JPH0523873A - 摩擦圧接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造簡単でかつ摩擦圧接終了と同時にバリに
切欠を形成できる分断機構を備えた摩擦圧接装置を提供
する。 【構成】 圧接すべき部品１，２をそれぞれ保持するチ
ャック１７，３２の前面にブロック３７を配置し、摩擦
圧接終了と同時にこのブロック３７をバリ中へ食い込ま
せて該バリに切欠を形成し、後のバリ切削において該切
欠により切粉を分断して不連続な小片とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、摩擦熱を利用して２つ
の部材を圧接する摩擦圧接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用のリヤアクスルハウジン
グは、通常、図７に示すように、別体に形成したハウジ
ング本体１と中空シャフト２とを突き合せ部３にて摩擦
圧接して一体化されている。摩擦圧接は、周知のように
接合すべき２つの部材（こゝでは、ハウジング本体１と
中空シャフト２）を突き合せ、それらを相対回転させて
突き合せ部に摩擦熱を発生させた後、両部材を軸方向へ
相対移動させて圧接（アプセット）するのもので、その
接合部の内外には、図８に示すように、前記アプセット
により大きなバリ４，５が膨出形成されるようになる。

【０００３】上記バリは、製品の種類によってはそのま
ゝ残しても良いが、本リヤアクスルハウジングの場合
は、その外側のバリ５を除去しなけばならないものとな
っている。そして、このバリ５の除去に際しては、通
常、摩擦圧接装置内に予めカッタ（バイト）を組込み、
摩擦圧接終了後、製品を回転させると共に該カッタを製
品に沿って直線移動させて、バリ５を削除するようにし
ている。しかしながら、この場合、単にカッタをバリ５
に当てたのでは切粉がらせん状に連続して排出されてし
まい、その切粉がチャッキング部や製品にからみ付い
て、チャッキング部に損傷を与えかつ部品を傷付けてし
まうこととなる。そこで従来は、摩擦圧接装置内にバリ
５をその周回り方向に分断する分断手段を設け、該分断
手段によりバリを分断して、その後の切削により排出さ
れる切粉を不連続な小片とする対策が採られていた。

【０００４】図９および図１０は、そのような分断手段
を備えた摩擦圧接装置を示したものである。本装置は上
記リヤアクスルハウジングの製造に用いられるもので、
架台11上の長手方向中央にはハウジング本体１を保持す
るための固定保持装置12が配置されると共に、この固定
保持装置12を間にする架台11の両端部には中空シャフト
２を保持するための可動保持装置13が配置されている。
固定保持装置12は、該ハウジング本体１を位置決め載置
する位置決め用テーブル14とこのテーブル14に位置決め
載置されたハウジング本体１を固定する一対のチャッキ
ング装置15とを備えている。こゝで、位置決め用テーブ
ル14は、その上面に設けた位置決めブロック16をハウジ
ング本体１の中央穴に嵌入させることにより、該ハウジ
ングを前後、左右方向に位置決めできるようになってい
る。また各チャッキング装置15は、左右一対に配置した
Ｖブロック状のチャック17をシリンダ18により進退動さ
せることにより前記軸部１ａを左右方向から挾持できる
ようになっている。

【０００５】また、各可動保持装置13は、架台11上に設
けたガイドレール19に沿って移動可能な可動テーブル20
と、この可動テーブル20上に搭載されたチャッキング装
置21と、モータ22により駆動され前記チャッキング装置
21を回転させる後述する回転軸（こゝでは図示を略す）
と、可動テーブル20をガイドレール19に沿って進退動さ
せる駆動手段（図示略）とを備えている。摩擦圧接に際
しては、リヤアクスルハウジングの中空シャフト２を各
可動保持装置13のチャッキング装置21に保持させ、モー
タ22の駆動により各チャッキング装置21を高速で回転さ
せながら可動テーブル20を前進させ、上記固定保持装置
12に保持されたハウジング本体１の軸部に対し中空シャ
フト２の先端を所定の圧力で突き合せる。すると、その
突き合せ部は摩擦熱によって高温に加熱され、その後、
所定の寄り代または摩擦時間に達した時点でチャッキン
グ装置21の回転を止め、これに大きな圧力（アプセット
圧力）をかけて可動テーブル20を一度に大きく前進させ
ると、突き合せ部の材料が半径方向へ大きく膨出してバ
リ５（４）を形成し、これと同時に突き合せ部は圧接さ
れるようになる。

【０００６】一方、上記固定保持装置12の一対のチャッ
キング装置15の側部には、バリ５をその周回り方向に分
断する一対の分断装置23が配置されている。各分断装置
23は、ガイド筒24に摺動自在に内装した摺動体（図示
略）に取付けられた工具（たがね）25と前記摺動体を圧
接方向に直交する方向へ移動させるシリンダ26とを備え
ている。そして、上記圧接終了後、シリンダ26の伸長に
より摺動体を介して工具25を前進させると、上記膨出形
成されたバリ５に工具25が食い込み、バリ５には、その
周方向を分断する切欠が形成されるようになる。したが
って、この後、摩擦圧接装置に組込んだカッタ（図示
略）により該バリ５を削除するに際しては、その切粉が
該切欠の部分で分断されて不連続な小片となり、該切粉
がチャッキング装置15，21や製品にからみ付くことはな
くなる。なお、実開昭55−165683号公報には上記と同様
の分断装置が示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の分断装置23を備えた摩擦圧接装置によれば、その分
断装置は、工具の案内機構（ガイド筒、摺動体等）を始
め、これを駆動するシリンダ26などを必要として構造の
複雑大型化が避けられず、その上、切欠の付与を摩擦圧
接終了後に行わなければならないため、圧接サイクル時
間の延長が避けられない、という問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決すること
を課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、構造簡単でしかも摩擦圧接終了と同時にバリに切欠
を形成できる分断機構を備えた摩擦圧接装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、固定側チャックおよび可動側チャックを備
え、前記両チャックにそれぞれ把持された２つの部材を
突き合せて、可動側チャックの回転により前記突き合せ
部に摩擦熱を発生させると共に、その軸方向移動により
前記突き合せ部をアプセットするようにした摩擦溶接装
置において、前記固定側チャックおよび可動側チャック
の少なくとも一方の前面に、前記アプセットにより膨出
するバリ部に食い込むブロックを突設したことを特徴と
する。

【００１０】

【作用】上記のように構成した摩擦圧接装置において
は、チャックの前面に突設したブロックがアプセットと
同時にバリの膨出範囲に突出してバリに食い込み、摩擦
圧接終了と同時に該バリに切欠が形成されるようにな
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

【００１２】図１および図２は本発明にかゝる摩擦圧接
装置を示したものである。なお、前出の図９および図１
０に示した部分と同一部分には同一符号を付し、その説
明は省略する。本実施例において、可動保持装置13側の
チャッキング装置21は、中空の回転軸30に連結された大
径のホルダ31と、このホルダ31に内装されたコレットチ
ャック32と回転軸30内を延ばされコレットチャック32に
一端を螺合させた中空のドローバー33とから概略構成さ
れている。ホルダ31の内周とコレットチャック32の外周
には固定保持装置12側へ向けて拡径する円錐面31ａ，32
ａが形成されており、コレットチャック32は、その円錐
面32ａをホルダ31の円錐面31ａに嵌合させて該ホルダに
保持され、かつ該ホルダの前面にボルト止めした蓋体34
によりホルダ31からの抜けが規制されている。

【００１３】また、ドローバー33は回転軸30の後端部に
設けた引込み手段（図示略）に連結され、コレットチャ
ック32の軸方向へ進退動できるようになっており、この
ドローバー33の引込み動作に応じてコレットチャック32
は円錐面31ａ，32ａを介してホルダ31から縮径方向の圧
力を受けるようになる。リヤアクスルハウジングの中空
シャフト２は、コレットチャック32からドローバー33内
に挿入され、前記ドローバー33の引込み動作に応じてコ
レットチャック32が縮径することにより該コレットチャ
ック32に強固に保持される。なお、回転軸30は可動テー
ブル20に搭載されたハウジング35に回動自在に支持さ
れ、前記モータ22（図９、図１０）により回転駆動され
るようになっている。またドローバー33の内部には中空
シャフト２の一端を受ける受部材36が配置されている。

【００１４】一方、上記コレットチャック32の前面には
２つのブロック37が対向して配置されている。このブロ
ック37は、摩擦圧接により形成されるバリ５に切欠を形
成する役割をなすもので、前記蓋体34にボルト38を用い
て固定され、その先端をコレットチャック32に保持され
た中空シャフト２の外周面にわずか接触させる程度に位
置させている。なお、図示は略すが固定保持装置12側の
チャック17の前面にも前記ブロック37と同様の２つのブ
ロックが配置されている。

【００１５】以下、上記のように構成した摩擦圧接装置
の作用を図３および図４も参照して説明する。

【００１６】摩擦圧接に際しては、先ずリヤアクスルハ
ウジングのハウジング本体１を固定保持装置12内の位置
決め用テーブル14に位置決め載置し、その軸部１ａをチ
ャッキング装置15のチャック17に挾持させると共に、リ
ヤアクスルハウジングの中空シャフト２を可動保持装置
13側のチャッキング装置21に挿入し、これをドローバー
33の引込み動作によりコレットチャック32に保持させ
る。次に、モータ22の駆動により回転軸30を所定の回転
速度Ｎ₀ （図４）で回転させ、この回転を維持しつゝ可
動テーブル20を前進させて、図３の上段に示すように、
固定保持装置12側のチャック17に保持されたハウジング
本体１の軸部１ａに対し中空シャフト２の先端を所定の
圧力Ｐ₁ （図４）で突き合せる。すると、その突き合せ
部は摩擦熱によって次第に加熱され、この加熱と前記圧
力Ｐ₁ とによって前記突き合せ部の材料が、図３の中段
に示すように次第に半径方向へ膨出し、高さの低いバリ
５（４）を形成する。なお、この間、バリの形成に応じ
て可動テーブル20すなわちチャッキング装置21はわずか
ずつ前進を続ける（この間の寄り代を、図４に寄り代Ｓ
₁ として示す）。

【００１７】そして、上記突き合せ部が所定の寄り代Ｓ
₁ に達した時点Ｔ₁ でチャッキング装置21の回転を止
め、可動テーブル20に大きな圧力（アプセット圧力）Ｐ
₂ をかけてこれを一度に大きく前進させる（寄り代Ｓ
₂ ）。すると、図３の下段に示すように、加熱部分の材
料は半径方向へ大きく膨出してバリ５（４）を形成し、
これと同時に突き合せ部は圧接される。しかして、この
時、コレットチャック32および固定側チャック17の前面
のブロック37（ここでは固定側チャック17の前面のブロ
ックは省略する）がバリ５の膨出範囲に突出し、図５に
示すように、圧接された製品４０に形成されたバリ５に
は、その周方向を２等分する位置に切欠５ａが形成され
るようになる。

【００１８】したがって、その後、固定保持装置12側の
チャック17を緩め、図６に示すように、可動保持装置12
側のチャッキング装置21の回転により一体化した製品
（リヤアクスルハウジング）40を回転させると共に、本
摩擦圧接装置に組込んだカッタ41を製品40に沿って直線
移動させてバリ５を切削すれば、排出される切粉が切欠
５ａによって分断されて不連続な小片となり、該切粉が
チャッキング装置15，21や製品40にからみ付くことはな
くなる。ところで、カッタ41にてバリ４を削除する際、
製品40に傷を付けるのを防止するため、通常は同じく図
６に示すように、製品40の外周面からカッタ41の先端を
わずかの距離δだけ浮かして切削を行うようにしてい
る。この場合、カール状に巻いたバリ５の先端部（黒塗
り部分）が切り残り５ｂとなってリング状に製品40に残
存することとなるが、本実施例では、切欠５ａをバリ５
の２箇所に形成しているので、前記カッタ41による切削
と同時にこの切り残り５ｂが遠心力により製品40から離
脱し、後にこの切り残り５ｂを工具を用いて切り取ると
いうような面倒な手作業が不要になり、製造コストの低
減に大きく寄与するものとなる。

【００１９】なお、上記実施例において、コレットチャ
ック32の前面に設けるブロック37をバリ５の途中まで食
い込む高さに形成したが、これをバリ５の全体に食い込
む高さに形成して良いことはもちろんである。この場合
は、固定保持装置12側のチャック17の前面に設けるブロ
ックを省略することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる摩擦圧接装置によれば、チャックの前面にブロッ
クを設けるという簡単な構成により、摩擦圧接の終了と
同時にバリに切欠を形成することができ、構造の小型簡
略化を達成できるばかりか圧接サイクル時間の可及的短
縮を達成できて、設備コストおよび生産コストの低減に
大きく寄与する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる摩擦圧接装置の要部を示す断面
図である。

【図２】図１のII−II矢視線に沿う正面図である。

【図３】本摩擦圧接装置の使用態様を順を追って示す模
式図である。

【図４】本摩擦圧接装置の作動条件を示すサイクル線図
である。

【図５】本摩擦圧接装置により得た製品の接合部の状態
を示す断面図である。

【図６】製品に形成されるバリの除去状態を示す断面図
である。

【図７】本摩擦圧接装置の対象の一つであるリヤアクス
ルハウジングの形状を示す斜視図である。

【図８】摩擦圧接により形成されたバリの状態を示す断
面図である。

【図９】従来の摩擦圧接装置の全体構造を示す平面図で
ある。

【図１０】従来の摩擦圧接装置の全体構造を示す側面図
である。

【符号の説明】

１ ハウジング本体（部材） ２ 中空シャフト（部材） ３ 突き合せ部 15 固定側チャッキング装置 17 固定側チャック 21 可動側チャッキング装置 31 ホルダ 32 コレットチャック 33 ドローバー 37 ブロック

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 固定側チャックおよび可動側チャックを
   備え、前記両チャックにそれぞれ把持された２つの部材
   を突き合せて、可動側チャックの回転により前記突き合
   せ部に摩擦熱を発生させると共に、その軸方向移動によ
   り前記突き合せ部をアプセットするようにした摩擦溶接
   装置において、前記固定側チャックおよび可動側チャッ
   クの少なくとも一方の前面に、前記アプセットにより膨
   出するバリ部に食い込むブロックを突設したことを特徴
   とする摩擦圧接装置。