JPH0411310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、素材の縦スリツトに隣接する素材
部分を把持しかつ溶接電流を供給するためにこの
素材部分に配される複数の取付け具と、これらの
取付け具にて前記素材部分を把持させながら前記
素材の縦スリツトの互いに対向する端縁を押着さ
せる手段とを有し、これらの取付け具は溶接電源
に接続されかつ素材をその外周面にて支持するた
めの固定ジヨーと、この固定ジヨーに対して離接
が自在でかつ素材にその内周面にて接するための
可動ジヨーとを有する縦スリツト付き中空円筒素
材を突合せ溶接にて輪状素材に加工する装置に関
する。

〔発明の概要〕

この発明は、素材の縦スリツトの互いに対向す
る端縁を押着させる手段や、この縦スリツトに隣
接する素材部分を把持するための取付け具などか
ら構成された縦スリツト付きの中空円筒素材を突
合せ溶接にて輪状素材に加工する装置において、
上記取付け具に上記素材の軸方向両側から素材の
内周面に向けて旋回可能な可動ジヨーを設けると
共に、取付け具の一方を溶接電源に接続すること
により、上記押着手段や押着力や、上記取付け具
の把持力に起因する溶接中及び後における装置の
弾性変形を防止すると共に、素材の装置への搬
入、搬出方向を素材軸に対して交叉させ得るよう
にしたものである。

〔従来の技術〕

例えば米国特許明細書第2713626号に開示され
た装置では、取付け具のそれぞれは各１個の可動
ジヨーを有する。またこの可動ジヨーは、連合す
る固定ジヨーと共に一種の鍔口を形成し、素材は
この鍔口に、素材自身の軸線方向と平行に挿入さ
れる。

次にこの発明の加工装置に似ているが余り本発
明とは縁のない装置が、英国特許明細書第
1556556号に開示されていることを念のための指
摘しておく。なおこの装置は、上記明細書に記載
の生産ラインに属する幾つかのステーシヨンのう
ちの１つとなつている。

この生産ラインでは正確な長さに切断された帯
板片が第１ステーシヨンに送られ、そこで帯板片
は、曲げ加工により縦スリツト付きの素材にされ
る。なお第１ステーシヨンで片側のみを固定され
た案内心棒が、その生産ラインの全ステーシヨン
にわたつて延び、素材は周期的に往復動する掴み
具により上記案内心棒に沿つてステーシヨンから
ステーシヨンへとその軸方向に漸次送られる。

この生産ラインの第２ステーシヨンは型押ステ
ーシヨンであり、当面の係わりで興味のあるの
は、スタンプ・ダイあるいはプレス・ダイの相手
工具も型押ステーシヨンの高さで前記案内心棒に
固定してある点である。

次に第３ステーシヨンは溶接ステーシヨンであ
り、（それを単独で見る限り）前述の類似装置に
似ている。しかしこの溶接ステーシヨンにおける
固定ジヨーは案内心棒に固着され、また可動ジヨ
ーは、素材の縦スリツトに隣接する端縁部をその
外周面から押圧している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の此の種加工装置
では、可動ジヨーとこれを連合する固定ジヨーに
向けて送る運動は旋回運動であり、その接触圧を
クランプ面全体にわたつて常に一様にすることは
容易でない。このため溶接電流はさまざまな接触
抵抗を克服せねばならず、また溶接継手近傍が局
部的に加熱されることがあつてあまり望ましくな
い。

更に素材は、軸方向運動によつてジヨー間に持
ち込まれ、またこれとは逆に軸方向に移動されて
再びジヨー間から取出さねばならないので、従来
の加工装置では、工作物を加工装置に搬入又は搬
出する手段は手によるか、あるいはかなり技術的
支出を伴う手段によつてのみ実現可能である。す
なわち若し従来の装置を自動運転に変更したいと
きは、ロボツトのような素材搬入、搬出装置が必
要になるだろう。

そこでこの発明は、クランプ力が素材の端縁部
に事実上均一に分布し、また加工素材が、常に同
一方向に単純に継続駆動されるコンベアによつて
装置に搬入、搬出され得る加工装置を提供するも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、素材の縦スリツトに隣接する素材部
分を把持しかつ溶接電流を供給するためにこの素
材部分に配される複数の取付け具と、これらの取
付け具にて前記素材部分を把持させながら前記素
材の縦スリツトの互いに対向する端縁を押着させ
る手段とを有し、これらの取付け具は溶接電源に
接続されかつ素材をその外周面にて支持するため
の固定ジヨーと、この固定ジヨーに対して離接が
自在でかつ素材にその内周面にて接するための可
動ジヨーとを有する溶接加工装置において、各可
動ジヨーは互いに対向配置された１対の要素ジヨ
ーにて構成され、これら要素ジヨーの前記離接運
動は前記１対の要素ジヨーの回動端がそれぞれ素
材の軸方向端から素材の内周面に向つて互いに接
近できる方向の旋回運動と、前記固定ジヨーに対
してほゞ直交する方向の直線運動とから成り、前
記旋回運動とこの直線運動とは互いに独立に発生
可能であるように縦スリツト付き中空円筒素材を
突合せ溶接にて輪状素材に加工する装置を構成し
た。

〔作用〕

従つて固定ジヨーの寸法及び剛性は、いずれに
しても素材片の寸法によつて制限を受けることが
ない。また可動ジヨーは、２個の合目的的に対称
に構成された要素ジヨーを有し、これらの要素ジ
ヨーは、素材内にこの素材の軸方向両側から旋回
侵入させることができ、次いで固定ジヨーの方向
へ向うほぼ直線的な運動によつて移動させること
ができる。

これにより得られる利点として先ず素材または
溶接加工された輪状素材は、要素ジヨーが開放状
態にあると、自由に加工装置に挿入または取出し
することができる。従つて素材をその軸方向に交
叉するごとく装置に搬入、搬出させることができ
る。次に要素ジヨーがクランプ状態にあるとき、
クランプ圧は均一にまたほぼ対称に分布すること
になる。

〔実施例〕

以下第１図〜第４図を参照して、本発明を適用
した１実施例を述べる。

第１図及び第２図に示した装置１０に見られる
ように、素材１１はすでに装置１０内にあり、こ
の素材１１は輪状素材の製造で一般にそうである
ように、実質的に縦スリツト付きの中空円筒形状
（図で縦スリツトは見ることができない）であり、
縦スリツトに隣接する素材１１は端縁部は多少偏
平になつている。

この素材１１は図示を省略した運搬装置によつ
て素材１１の軸方向と交叉する方向にかつ個々に
装置１０に供給され、また第３図に示したように
等間隔で再び装置から搬出される。

第３図、第４図から明らかなように、装置の主
要部は電源を除き、その縦スリツトを通る素材１
１の直径面、すなわち第３図の−線を通り第
３図と直交する平面に関していわば対称に構成さ
れている。同様に装置の主要部は、更に第１図、
第２図に符号Ｅにて表した対称平面に関して対称
に構成されていることは第１図、第２図から明ら
かである。

本装置１０はまず２個の取付け具１２，１３
（第３図）を有し、各取付け具は素材１１の縦ス
リツトに隣接する各端縁部のそれぞれを把持す
る。なお図から更に明らかとなるように、取付け
具１２，１３は溶接前、溶接中及び溶接後に素材
１１の縦スリツトの端縁を互いに押着させる手段
の一部ともなる。

上記取付け具１２，１３は剛な支持枠１４，１
５をそれぞれ有し、その各上端にそれぞれ平らな
固定ジヨー１６，１７が嵌着されている。なおこ
れらの固定ジヨー１６，１７は支持枠１４，１５
及び可撓性導体１８，１９を介して溶接電源２２
の出力端子２０，２１に接続されている。

また２本の剛な軸２３，２４が各支持枠１５を
貫通している（第１図）。これらの軸２３，２４
は、径を異にするさまざまな部分からなり、例え
ば第３図でのみ見ることのできる軸２４の中央部
分２５は、ブツシュ２６内で支持枠１５に回転自
在に支承されている。なお支持枠１５内の軸２３
についても同じことがいえる。同様に支持枠１４
の場合も、２本の軸がこの支持枠１４を貫通し、
これらの軸、すなわちすでに述べた軸２３，２４
と同様に形成されるこれらの軸は、断面−線
に関して軸２３，２４と対称に配置されている。

ところで軸２４の中央部分２５の対称平面−
に近い端には、この中央部分２５の軸心と平行
に偏心部分２７が一体となつて続いている。そし
てこの偏心部分２７上にはＣ形の要素ジヨー２９
の一端がブツシユ２８を介して揺動自在に取付け
られている。またこの要素ジヨー２９は、他端３
１に固定ジヨー１７と補完し合うクランプ部分３
２を備えている。さらにこの要素ジヨー２９と対
をなす要素ジヨー３４が、Ｅ平面に関して対称に
構成され、この要素ジヨー３４は前記偏心部分２
７と同じく、軸心２３の偏心部分３３上で揺動自
在に支承されている。かくして２つの要素ジヨー
２９，３４が合わされて１つの可動ジヨーとな
り、固定ジヨー１７と協働する。

同様に２個の要素ジヨー３５，３６から成る可
動ジヨーがなお固定ジヨー１６と協働する（第２
図）。この要素ジヨー３５，３６は、要素ジヨー
２９，３４と全く同一に構成され、支持枠１４を
貫通する２本の軸の対応する偏心部分によつて揺
動自在に支承されている。

要素ジヨー２９，３４は、まず素材１１の軸心
方向両側から素材１１内に旋回進入可能であり、
またこの旋回進入位置から再び旋回脱出可能であ
ることは第１図から知ることができる。なお第１
図で要素ジヨー２９は旋回脱出位置にあり、また
要素ジヨー３４は、旋回進入しているがまだ素材
１１をクランプする位置にはない。またすべての
要素ジヨー２９，３４及び３５，３６の旋回運動
は、ほぼ同時に起きることを指摘しておく。

ところで上記旋回運動を実現するために、要素
ジヨー２９，３４はピン３７，３８を介して好ま
しくは往復動式水圧装置４１，４２のピストン棒
３９，４０の端に、また水圧装置４１，４２のシ
リンダ４３，４４はピン４５，４６を介して支持
枠１５の下端に枢着させてある。なお水圧装置４
１，４３は、図示を省略した管路及び制御弁を経
て、同様に図示を省略した圧力発生源に連結して
ある。

第２図、第３図から明らかなように、前記偏心
部分２７とは逆端の側になる軸２４（及び残り３
本発明の軸）の端部４７（第３図）には、剛なア
ーム４８，４９（第２図）がキーを用いて取付け
てある。またこれらのアーム４８，４９の自由端
には、ピン５０，５１を介して更に別の往復動式
水圧装置５４，５５のピストン棒５２，５３がピ
ン結合され、またシリンダ５６，５７、ピン５
８，５９を介して支持枠−第２図では支持枠１４
−の下端に枢着されている。なお上記水圧装置５
４，５５も、図示を省略した圧力管及び制御弁を
経て圧力発生源に接続されている。

かくして水圧装置５４，５５に圧力が加わる
と、ピストン棒５２，５３は第２図にピストン棒
５２との関係で示した休息位置（そこでは要素ジ
ヨー３６がまだクランプ装置に達していないのだ
が、その位置）から、第２図にピストン棒５３と
の関係で示した位置へと伸びる。従つて対応する
軸は、各軸にくさびで固定されたアーム４８，４
９を介して回動され、偏心部分２７，３３が下方
に旋回する。そしてこの偏心部分に連結された要
素ジヨーが附属の固定ジヨーの方に送られ、これ
によつて対応する素材の端縁部がしつかりとクラ
ンプされる。

次に第１図、第３図から明らかなように、支持
枠１４，１５はその下端部をブツシユ６０，６
１；６２，６３を介して軸６８の端部６４，６
５；６６，６７にそれぞれ支持されている。また
この軸６８は、ベースプレート７０から上方に突
出させた軸受台６９に回転自在に支承されてい
る。さらに軸６８には、その中央に２個のアーム
７２を備えたブラケツト７１がキーを用いて固定
されている。またこれらアームには概略を図示し
ただけの引張棒７３が結合されている。従つて軸
６８の回動は、引張棒７３がその軸方向に移動し
ない限り防止される。

上記端部６６，６７は軸６８の本体と正確に同
軸であるが、支持枠１４を枢支する軸６８の端部
６４，６５は、第３図から明らかなごとく上記端
部６６，６７に対して僅かに偏心している。従つ
て引張棒７３の軸方向への移動によつて、支持枠
１４の揺動軸は支持枠１５の揺動軸に対して容易
に調整することができる。

かくして支持枠１４，１５は、これらの支持枠
１４，１５に完全に取付けられた取付け具１２，
１３とともに、特定範囲内で互いに接近しまた互
いに離隔するように揺動することができる。また
この目的のために、支持枠１４から張り出させた
ブラケツト７４（第２，３図）の両側には２個の
往復動式水圧装置７８，７９のシリンダ７６，７
７（第４図）がピン７５によつて結合され、さら
にこれらのピストン棒８０，８１は、共通のピン
８２を介して剛なＵリンク８３に結合されてい
る。

また上記Ｕリンク８３からは、２本の引張棒８
４，８５が延設され、これらの引張棒８４，８５
は第１図及び第２図に示すように、支持枠１４，
１５の対応する穴（符号なし）に遊挿されてい
る。さらにこれらの引張棒８４，８５の自由端
は、第３図及び第４図に示すように支持枠１５の
平面−の側から遠い側で共通のピン８６によ
り支持枠１５に結合されている。

さらにピストン棒８０，８１と結合するＵリン
ク８３は、下方に張り出すブラケツト８７を有
し、このブラケツト８７に揺り子８８の一端が結
合されている。また揺り子８８の他端は、接合子
８９を介して断面−の側から遠い側で支持枠
１４に結合されている。

かくして、水圧装置７８，７９のピストン棒８
０，８１を引き込み方向に動かせば、取付け具１
２，１３を備えた両支持枠１４，１５は互いに相
対的に揺動し、しかもこの揺動量は、揺り子８８
のためにほぼ等量となる。

ところで固定ジヨー１６，１７の上方で測定さ
れたこれらの揺動量、すなわち素材１１の縦スリ
ツトの端縁が互いに押着されるまでの揺動量は、
わずかなミリメータ量であるにすぎないため、こ
れらの運動は厳密には軸６８を中心とする円運動
でありながら実際は直線運動とみなすことができ
る。

装置は以上のようであるから、２つの取付け具
１２，１３で50t程度の、クランプ力が付与可能
である。また同じ取付け具で約35tの押着力も付
与可能である。また固定ジヨー１６，１７及びこ
れと連合する２組の要素ジヨー２９，３４；３
５，３６のこの際における弾性撓みは、これらの
力にもかかわらず事実上無視することができる。

溶接後に輪状素材は、図示を省略した前記運搬
装置によつて第３図に一点鎖線で示した整形ステ
ーシヨン９０に送られ、そこで溶接継手の内と外
及び周面が機械加工によつて整形される。またこ
のようにして仕上げた輪状素材は、続いて従来の
ように幾つか圧延ステーシヨンに達し、上記輪縁
の断面がそこでロール成形される。

〔発明の効果〕

本発明は上述のような構成であるから、素材を
把持させない状態の可動ジヨーは、素材軸と交叉
する方向の素材の移動を全く妨げるおそれがな
い。従つて素材を加工装置に搬入、搬出する手段
は極めて簡単なものですみ、加工装置の全面自動
化は容易に達成することができる。

また素材を把持する取付具は、その押圧力を接
触面の全面に亘り容易に均一にすることができる
から、不規則な接触抵抗の変化のために溶接電流
の制御が困難となつたり、あるいは局部的な高い
接触抵抗のために、素材が局部加熱されたりする
おそれが全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、この発明を適用した装置の
１実施例を示すもので、第１図は一方の要素ジヨ
ー（図で右側）が素材から旋回脱出し、他方の要
素ジヨー（図で左側）が素材に旋回進入して未だ
クランプ状態にない場合を示す同上装置の第３図
における−線断面図、第２図は左側の要素ジ
ヨーのみがクランプ状態にある一対の要素ジヨー
を一部切断して示した同上装置の第３図における
−線断面図、第３図は第４図の−線に沿
つた同上装置の縦断面図、第４図は同上装置の平
面図である。 なお図面に用いた符号において、１１……素
材、１２，１３……取付け具、１４，１５……支
持枠、１６，１７……固定ジヨー、２２……溶接
電源、２４……軸、２７，３３……偏心部分、２
９，３４，３５，３６……要素ジヨー、４１，４
２……水圧装置、４８，４９……アーム、５４，
５５……水圧装置、６８……軸、７８，７９……
水圧装置、８０，８１……ピストン棒、８４，８
５……引張棒、８８……振り子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 素材１１の縦スリツトに隣接する素材部分を
   把持しかつ溶接電流を供給するためにこの素材部
   分に配される複数の取付け具１２，１３と、これ
   らの取付け具１２，１３にて前記素材部分を把持
   させながら前記素材の縦スリツトの互いに対向す
   る端縁を押着させる手段７８，７９；８４，８
   ５；８８とを有し、 これらの取付け具は溶接電源２２に接続されか
   つ素材をその外周面にて支持するための固定ジヨ
   ー１６，１７と、この固定ジヨー１６，１７に対
   して離接が自在でかつ素材にその内周面にて接す
   るための可動ジヨーとを有する溶接加工装置にお
   いて、 各可動ジヨーは互いに対向配置された１対の要
   素ジヨー２９，３４；３５，３６にて構成され、 これら要素ジヨーの前記離接運動は前記１対の
   要素ジヨーの回動端がそれぞれ素材の軸方向端か
   ら素材の内周面に向つて互いに接近できる方向の
   旋回運動と、前記固定ジヨーに対しほゞ直交する
   方向の直線運動とから成り、 前記旋回運動とこの直線運動とは互いに独立に
   発生可能であることを特徴とする縦スリツト付き
   中空円筒素材を突合せ溶接にて輪状素材に加工す
   る装置。 ２ 各要素ジヨー２９，３４；３５，３６は互い
   に対称の位置関係に配されかつ軸２４，２３の軸
   線に対して偏心する前記軸２４，２３の一部分２
   ７，３３に回転自在に取付けられると共に、前記
   軸２４，２３にはさらに突出アーム４８，４９が
   キーにてそれぞれ固定され、要素ジヨー２９，３
   ４；３５，３６の固定ジヨー１６，１７に向かう
   前記直線運動を惹き起こすための第１の往復動手
   段５４，５５が前記アーム４８，４９の端に連結
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の縦スリツト付き中空円筒素材を突合せ
   溶接にて輪状素材に加工する装置。 ３ 各要素ジヨー２９，３４；３５，３６は第２
   の往復動手段４１，４２にそれぞれ連結され、こ
   れによつて、各要素ジヨーは軸の偏心部分２７，
   ３３まわりに前記旋回運動が可能であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の縦スリツ
   ト付き中空円筒素材を突合せ溶接にて輪状素材に
   加工する装置。 ４ 各取付け具１２，１３は固定ジヨー及び各２
   個の要素ジヨーと共に各支持枠１４，１５に取付
   けられ、両支持枠は要素ジヨー２９，３４；３
   ５，３６の前記軸と直交する共通の回転軸６８に
   共に枢支されて互いに離接可能であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の縦スリツト
   付き中空円筒素材を突合せ溶接にて輪状素材に加
   工する装置。 ５ 前記取付け具１２，１３の支持枠１４，１５
   を共に枢支する軸６８は要素ジヨー２９，３４；
   ３５，３６を旋回可能に支持する軸の部分２７，
   ３３と、固定ジヨー１６，１７に関して同一の側
   に配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項又は第４項に記載の縦スリツト付き中空
   円筒素材を突合せ溶接にて輪状素材に加工する装
   置。 ６ 一方の支持枠１４を一端で枢支されたピスト
   ン・シリンダ装置７８，７９の可動部分８０，８
   １は引圧棒８４，８５を介して他方の支持枠１５
   に連結されると共に、一定の位置に支承される揺
   り子８８を介して上記一方の支持枠１４に連結さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   に記載の縦スリツト付き中空円筒素材を突合せ溶
   接にて輪状素材に加工する装置。