JPH0677859B2 - 摩擦溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は摩擦熱を利用して２つの部材を接合する摩擦溶
接装置に関する。

（従来の技術） 一方の部材を固定ユニットで把持し、他方の部材をスピ
ンドルユニットによって回転させつつ一方の部材に押付
けるようにした摩擦溶接が従来から知られており、特に
２つの部材の寄り代（アプセット量）を一定にする装置
として特開昭55−92284号に開示される手段がある。こ
の手段は互いに接合される２つの部材の接触時点を両部
材に通電することで検出し、この時点を基準としてタイ
マーを用いてスピンドルの回転停止とアプセットを行う
ようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来装置において接合される一方の部材と電源
とは固定ユニットを介して行っている。固定ユニットは
金属部品から成っているため、この固定ユニットを介し
て接合される一方の部材に通電することは可能である
が、固定ユニットに取付ける導電スイッチ等と部材との
距離が大となり、電流がリークして所定の検出電流が得
られず、接合される２つの部材の接触時点の検出が困難
となる。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、接合される一方の部材
を把持する固定ユニットに対して複数のボルトで止着さ
れるチャック爪を前半体と後半体に分割し、これら半体
の接合部に絶縁層を介在せしめるとともに、前記複数の
ボルトと一方側の半体との間に絶縁部材を介在せしめる
ようにした。

そして前記絶縁層を、一方の半体の接合面に形成される
セラミック溶射層と、このセラミック溶射層内に含浸せ
しめられる樹脂と、他方の半体の接合面とセラミック溶
射層との間に介在する樹脂接着層から構成し、前記絶縁
部材を、ベークライト製ワッシャと、樹脂製カラーから
構成した。

また、前記接合部の外周面に、前記絶縁層よりも幅広の
絶縁帯を設けた。

（作用） チャック爪の前半体を介して接合される一方の部材を電
源に接続することで、接合される一方の部材に最も近い
部材から給電することとなるので電流のリークが生じに
くい。

また、絶縁層の形成も容易である。

この際、チャック爪を止め付けるボルトからの電流リー
クの防止はベークライト製ワッシャと樹脂製カラーで行
い、チャック爪外周からの電流リークの防止は絶縁帯で
行う。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る摩擦溶接装置の全体図、第２図は
固定ユニットの要部拡大断面図、第３図は第２図のＡ方
向矢視図である。

摩擦溶接装置はベース１上に固定ユニット10とスピンド
ルユニット30を設けている。

固定ユニット10はチャック本体11の前面にボルト12によ
って放射状となすように３本のチャック爪13を固着し、
各チャック爪13の前端内側部に接合される一方の部材と
しての傘ワークW1を把持するチップ14をボルト15によっ
て交換可能に固着している。ここで各チャック爪13は図
示しないシリンダユニットによって開閉動作をなす。

また、チャック爪13は軸方向に沿って前半体13aと後半
体13bとに分割され、これら前半体13aと後半体13bとの
接合部には絶縁層16を介在せしめている。絶縁層16は第
４図に示すように厚さ1mm程度のセラミック層17と樹脂
接着層18とからなり、セラミック層17は溶射によって後
半体13bの接合面に形成され多孔質状をなし、その細孔
内はエポキシ樹脂等にて塞がれ絶縁性を高めている。
尚、細孔内をエポキシ樹脂等で閉塞するにはセラミック
層を溶射によって形成した後に樹脂液中にチャック爪の
半体を浸漬する。

また樹脂接着層18は同じくエポキシ樹脂等をその材料と
することで接合部に繰り返し作用する荷重を緩和するよ
うにしている。更にチャック爪13の前半体13aには導電
スイッチ19を取付け、前半体13aと後半体13bとの絶縁を
確実にするため、前記ボルト12と前半体13aとの間には
ベークライト製ワッシャ20及び樹脂製カラー21を介在せ
しめ、傘ワークW1の端面を支持する当て金22の前端面に
はセラミック層23を形成している。

ところで前半体13aと後半体13bとは外周面に切粉等が付
着することで電気的に導通するおそれがある。そこで本
実施例にあっては、接合部の外周面に前記絶縁層16より
も幅広の絶縁帯24を設けている。

一方、スピンドルユニット30はベース１に設けたレール
31に移動台32を係合し、アプセット用シリンダユニット
33の作動により移動台32が第１図中左右方向に進退動を
なすようにしている。

移動台32にはACスピンドルモータ34によって回転せしめ
られるスピンドル35を固定し、このスピンドル35内に互
いに接合される他方の部材としてのステムワークW2を保
持するコレットチャック36を設け、このコレットチャッ
ク36を移動台32の後部に固設したシリンダユニット37に
て開閉するようにしている。またスピンドル35の後端部
にはスリップリング38を嵌合し、このスリップリング38
に導電スイッチ39を取付け、この導電スイッチ39を介し
て前記ステムワークW2をコントローラに接続している。
尚、移動台32の移動量についてはマグネスケール40にて
連続的に測定するようにしている。

以上において、傘ワークW1とステムワークW2とを摩擦溶
接するには、アプセット用シリンダユニット33によって
移動台32を第１図中右方へ後退させた状態で、チャック
爪13…にて傘ワークW1を把持し、コレットチャック36に
てステムワークW2を把持し、スピンドルモータ34の駆動
でステムワークW2を回転せしめるとともにアプセット用
シリンダユニット33によってステムワークW2を傘ワーク
W1方向に前進させる。

そして傘ワークW1とステムワークW2とが接触すると検出
回路が閉成され、この時点を基準としてマグネスケール
40によって移動量を測定する。またワークW1,W2の接触
を検出したならばアプセット用シリンダユニット33によ
るアプセット圧を高めるとともに、スピンドルモータ34
の減速を開始する。尚ブレーキ方式の摩擦溶接装置にあ
ってはスピンドルモータ34の回転を停止する。更に、以
上によって測定したアプセット圧力、スピンドル回転数
及びアプセット量はレコーダーに記録され、必要に応じ
てプリントアウトされる。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、互いに接合される
部材に通電することで、両部材の接触時点を検出し、一
定のアプセット量（寄り代）を確保するようにした摩擦
溶接装置において、接合される一方の部材を把持する固
定ユニットのチャック爪を前半体と後半体とに分割し、
これら半体の接合部に絶縁層を介在せしめたので、接合
される部材に近い部分で該部材を電源に接続でき、電流
がリークするおそれが少なく、接触時点を正確に知るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る摩擦溶接装置の全体図、第２図は
固定ユニットの要部拡大断面図、第３図は第２図のＡ方
向矢視図、第４図は接合部の拡大断面図である。 尚、図面中10は固定ユニット、13はチャック爪、16は絶
縁層、17はセラミック層、18は接着層、24は絶縁帯、30
はスピンドルユニットである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに接合される２つの部材の一方を把持
   する固定ユニットと、他方の部材を回転せしめるスピン
   ドルユニットを備え、前記２つの部材間に通電すること
   で両部材の接触時点を検出するようにした摩擦溶接装置
   において、前記固定ユニットの前部には複数のボルトで
   止め付けられる複数のチャック爪を設けてこれらチャッ
   ク爪を軸方向を基準として前半体と後半体とに分割し、
   これら各半体の接合部には絶縁層を介在せしめるととも
   に、前記複数のボルトと一方側の半体との間には絶縁部
   材を介在せしめ、前記絶縁層を、一方の半体の接合面に
   形成されるセラミック溶射層と、このセラミック溶射層
   内に含浸せしめられる樹脂と、他方の半体の接合面とセ
   ラミック溶射層との間に介在する樹脂接着層から構成す
   る一方、前記絶縁部材を、ベークライト製ワッシャと、
   樹脂製カラーから構成し、また、前記接合部の外周面
   に、前記絶縁層よりも幅広の絶縁帯を設けたことを特徴
   とする摩擦溶接装置。