JPH07102469B2 - 摩擦圧接機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は対向して把持された管と短管や管フランジ等の
一対の管状の加工物を、互いに相対回転させながら圧力
下で摩擦接触させて圧接する摩擦圧接機の改良に関する
ものである。

［従来の技術］ 一般に溶接作業のコストダウンを図るために、摩擦圧接
が多く利用されている。

長尺管又はすでに一次元又は二次元に曲げた管フランジ
を摩擦圧接するには、管フランジを回転させなければな
らないが、摩擦圧接を行うと、圧接部の内外側にバリを
生じるため、このバリを除去しなければならないが、従
来行われている圧接材を回転させてバリ切削する方法で
は圧接された加工物を回転させることが困難であった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記従来の実情に鑑みて提案されたもので、短
加工物を回転させて摩擦圧接を行うようにして、摩擦圧
接機の長さを短くすると共に、圧接された加工物を固定
したまま内側バリを切削し得るようにし、しかも、構造
を簡略化してコンパクト化を可能とし、能率よく作業を
行うことができ、操作も容易で安価に製作し得る摩擦圧
接機を提供せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するために、対向して把持さ
れた一対の管状の加工物を、互いに相対回転させながら
圧力下で摩擦接触させて圧接する圧接機において、長尺
物の加工物を把持するクランプを備えると共に、回転側
の短加工物を把持するチャックを保持して回転駆動させ
る主軸の前頭部に、主軸と一体的に回転駆動されるロッ
ドに、軸芯方向に進退可能なプランジャーを設け、ロッ
ドの先端部に、圧接時に生じた内側バリを切削するバリ
切削刃又はバリ切削ドリルを保持せしめ、主軸の前頭部
外周に固定した支持ケースに外側バリ切削用のバリ切削
刃を有する切削腕を外周バリに対して接離できるように
揺動自在に取付けた摩擦圧接機を構成したことを特徴と
するものである。

［作 用］ 本発明の摩擦圧接機は上記のように構成されているの
で、短加工物はチャックにより把持されて回転されなが
ら、対向して把持された長尺の管に圧力下で摩擦接触さ
せられ、互いに圧接されることになる。この時、圧接部
の内外側にはバリが生じるが、圧接によって生じた内側
バリは、チャックを解放後、主軸を回転させながら、プ
ランジャーを前進させることにより、プランジャーのロ
ッドの先端部に保持されたバリ切削刃又はバリ切削ドリ
ルにより切削除去されることになる。

なお、内側バリが除去された後は、プランジャーを後退
させることにより、プランジャーのロッドの先端部に保
持されたバリ切削刃又はバリ切削ドリルが圧接部内周よ
り軸芯方向に後退されるので、主軸の回転駆動を停止し
て、圧接された加工物を摩擦圧接機から引き出せばよ
い。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の１実施例を示す摩擦圧接機の横断面図
で、第２図はその一部破断正面図である。又、第３図は
揺動角調節手段の要部断面図で、第４図は切削腕の自由
端部の側面図、第５図は外側バリと切削刃の近接状態を
示す平面図である。

図中１は互いに圧接される一方の管状の加工物である長
尺の管で、クランプ２により把持され、水平に固定され
ている。３は回転側の短加工物の管フランジで、チャッ
ク爪４により把持され、管１と管フランジ３は丁度対向
せしめられている。但し、クランプ２やチャック爪４は
把持する管のサイズによって交換可能にしてもよい。５
はモータで、モータ５の回転力はクラッチ６により切替
えられ、カップリング７を介して歯車８に伝達されてい
る。９は軸受10を介して主軸筐11内に水平に支承された
主軸で、その外周には歯車８と係合する歯車12がキー固
定され、モータ５によって主軸９が回転駆動されるよう
になっている。なお、13はブレーキで、主軸９の回転を
制動し得るようになっている。

14はシリンダー軸で、主軸９内に同心状に装着されてナ
ット15により固定され、キー16により主軸９と共に一体
的に回転し得るようになっている。17はシリンダー軸14
の先端部外周に装着されて軸芯方向に進退自在な筒状ピ
ストンで、その先端部には半径方向に等間隔をおいて３
ケ所、ピン18により支承されたＬ形リンク19の１端が係
止されている。

20は主軸９の先端面にボルト21により固定されたチャッ
クで、チャック爪４でチャック20の半径方向に等間隔を
おいて、３ケ所放射状に設けられたスライダー溝22（第
２図参照）に沿って摺動自在な爪スライダー23にボルト
24にて固定され、爪スライダー23はＬ形リンク19の他端
に係止されている。従って、筒状ピストン17が軸芯方向
に進退移動すると、Ｌ形リンク19が傾動し、爪スライダ
ー23がスライダー溝22に沿って摺動し、チャック爪４が
管フランジ３の外周の３ケ所を把持したり解除したりす
ることになる。次に、25はシリンダー軸14の先端部内に
設けられたプランジャーで、そのロッド26は、シリンダ
ー軸14の内部に固定されたシリンダーカバー27のキー28
を介して回転が規制され、プランジャー25は軸芯方向に
のみ進退可能となっている。29は管１と管フランジ３の
圧接部に生じた内側バリ30を切削するバリ切削ドリル
で、プランジャー25のロッド26の先端部に設けられたテ
ーパ穴31内に装着され、着脱可能にナット32にて締付固
定されている。

次に、33は支持軸34により揺動自在に支持された切削腕
で、短加工物である管フランジ３に対し、オーバーハン
グして取付けられ、その自由端には圧接部に生じた外側
バリ35を切削するバリ切削刃36が、ボルト37により着脱
自在に取付けられている。38は切削腕33を支持軸34の先
端部からの着脱防止のナットで、ナット38により切削腕
33の基端部に装着された支持軸34は、主軸９の軸芯と平
行に配置され、主軸９の前頭部に対向して固定された支
持ケース39内に、スリーブ40を介して回転自在に支承さ
れ、支持軸34が回転されると、切削腕33が主軸９の軸芯
に対し直角方向に揺動し、切削腕33の自由端に取付けた
バリ切削刃36が、圧接部の外周に接近したり後退したり
するようになっている。なお、48は支持軸34に支持され
た切削腕33の軸芯方向位置を調節するための軸芯方向位
置調整ボルトである。

次に、41は支持ケース39内に支持軸34と直交するように
配置されたプランジャーで、そのロッド42にはラック43
が設けられており、そのラック43は支持軸34に設けられ
たピニオン44と係合し、プランジャー41が移動すると、
ピニオン44に係合するラック43により支持軸34が回転
し、切削腕33が揺動するようになっている。

次に、45は切削腕33の揺動角を規制する揺動角規制用ス
トッパーで、プランジャー41のロッド42の先端部に取付
けられ、ストッパー回り止め46により回り止めされて、
調整ハンドル47により規制する揺動角を調整し得るよう
になっている。

なお、図中A,B,C,Dは作動油を給排する油圧ポートで、
油圧ポートＡより油圧を供給すると、筒状ピストン17が
前進してチャック爪４が開となり、背圧は油圧ポートＢ
を介してドレインされることになる。逆に、油圧ポート
Ｂより油圧を供給すると、筒状ピストン17が後退してチ
ャック爪４が閉となり、背圧は油圧ポートＡを介してド
レインされることになる。

又、油圧ポートＣより油圧を供給すると、供給された油
圧の一部によりプランジャー25が前進して、バリ切削ド
リル29に内側バリ30が切削されると共に、分岐された残
りの油圧によりプランジャー41が前進し、切削腕33が圧
接部に近づく方向に揺動し、バリ切削刃36によって外側
バリ35が切削されることになる。この時、プランジャー
25及びプランジャー41の背圧は集合されて、油圧ポート
Ｄを介してドレインされることになる。逆に、油圧ポー
トＤより油圧を供給すると、供給された油圧の一部によ
りプランジャー25が後退して、バリ切削ドリル29による
内側バリ30の切削が終了し、これら内側バリ切削と平行
して分岐された油圧によりプランジャー41が後退して、
切削腕33が圧接部から離れる方向に揺動し、バリ切削刃
36による外側バリ35の切削が終了されることになる。こ
の時、プランジャー25及びプランジャー41の背圧は集合
されて、油圧ポートＣを介してドレインされることにな
る。

但し、本実施例においては、油圧ポートＣ及び油圧ポー
トＤを介して給排される圧油を分岐させたり集合させ
て、プランジャー25及びプランジャー41を同時に進退移
動させ、圧接部に生じた内側バリ30及び外側バリ35を同
時に切削し、同時に切削を終了するようにしているが、
それぞれ別々の油圧ポートを設けて、プランジャー25及
びプランジャー41をそれぞれ独立して進退移動させ、内
側バリ30と外側バリ35の切削作業をそれぞれ独立に行わ
せるようにしてもよい。

次に、第６図は他の実施例を示す部分断面図で、内側バ
リ30を切削するバリ切削ドリル29に代えて、先端にバリ
切削刃49を取付けた刃物ホルダー50を、ロッド26の先端
部に設けられたテーパ穴31内に装着し、着脱可能にナッ
ト32により締付固定したもので、内側バリ30の切削要領
は、バリ切削ドリル29により切削する場合と同じであ
る。

本発明の摩擦圧接機は上記のように構成されているの
で、油圧ポートＢに油圧を供給して、短加工物である管
フロンジ３をチャック爪４により把持し、モータ５を駆
動させると、管フランジ３はチャック爪４により把持さ
れて回転されなが、対向してクランプ２により把持され
た長尺の管１に圧力下で摩擦接触させながら、互いに圧
接されることになる。但し、管フランジ３を管１に押圧
するには、支持ケース39全体をベースに対して移動させ
るようにしてあればよい。

なお、圧接すると圧接部の内外周にはバリが生じるが、
圧接によって生じた内側バリ30は、油圧ポートＡに油圧
を供給してチャック爪４を開放後、油圧ポートＣに油圧
を供給してプランジャー25を前進させながら、シリンダ
ー軸14を回転させることにより、プランジャー25のロッ
ド26の先端部に保持されたバリ切削刃49又はバリ切削ド
リル29により切削除去されることになる。この時、揺動
角調節手段により切削腕33の揺動角を調節し、バリ切削
刃36を圧接部外周に接近させて、外側バリ35も同時に切
削除去されるようにしておけば、きわめて好都合であ
る。

次に、内側バリ30が除去された後は、油圧ポートＤに油
圧を供給して、プランジャー25を後退させることによ
り、プランジャー25のロッド26の先端部に保持されたバ
リ切削刃49又はバリ切削ドリル29を、圧接部内周より軸
芯方向に後退させて、シリンダー軸14の回転駆動を停止
し、圧接された加工物を摩擦圧接機から引き出せばよ
い。この時、揺動角調節手段により切削腕33の揺動角を
調節し、外側バリ35の切削を終えたバリ切削刃36も、同
時に圧接部外周より軸芯方向と直角方向に後退されるよ
うにしておけば、圧接された加工物を摩擦圧接機から引
き出す際に、バリ切削刃36がフランジ部の引き出しの邪
魔になることはなく、スムーズに作業を反復して行うこ
とができ、きわめて好都合である。

なお、本実施例においては、切削腕33を揺動自在に支持
する支持軸34に取付けたピニオン44と、プランジャー41
により操作されるラック43を係合させて、揺動角調節手
段としたが、サーボモータ等を使用して揺動角調節手段
を構成してもよい。

又、各油圧ポートA,B,C,Dへの圧油の給排は、チャック
爪４開閉用の油圧分配弁に１系列加えて、共同分配弁を
使用してもよい。

［発明の効果］ 以上具体的に説明したように、本発明によれば、長尺の
管を固定側に、短加工物を回転側に把持して摩擦圧接を
行うことができるため、摩擦圧接機の長さが短くなり、
安価となるばかりか、工事現場への運搬も容易である。
又、内側バリを切削刃又は切削ドリルは、プランジャー
によって軸芯方向に進退可能であると共に、主軸と一体
的に回転駆動されるため、圧接された加工物を固定した
まま内側バリを切削することができる。又、バリ切削刃
又はバリ切削ドリルの回転は、主軸の回転駆動と共用さ
れているので、駆動機構が簡略化されると共に、バリ切
削刃又はバリ切削ドリルを保持するプランジャーのロッ
ドは、主軸の内部に収容されているため、装置全体のコ
ンパクト化を図ることができ、取扱いも容易で安価に製
作することができる。

主軸の前頭部外周に揺動自在に且つ主軸と回転するよう
に設けた切削腕に取付けたバリ切削刃により加工物の径
に応じて任意の位置を簡単に選ぶことができる等多くの
利点を有し、作業能率がよく、実用上きわめて有効な摩
擦圧接機を提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す摩擦圧接機の横断面図
で、第２図はその一部破断正面図、第３図は揺動角調節
手段の要部断面図、第４図は切削腕の自由端部の側面
図、第５図は外側バリとバリ切削刃の近接状態を示す平
面図、第６図は他の実施例を示す部分断面図である。 １……管、２……クランプ、３……管フランジ、４……
チャック爪、５……モータ、６……クラッチ、７……カ
ップリング、８……歯車、９……主軸、10……軸受、11
……主軸筐、12……歯車、13……ブレーキ、14……シリ
ンダー軸、15……ナット、16……キー、17……筒状ピス
トン、18……ピス、19……Ｌ形リンク、20……チャッ
ク、21……ボルト、22……スライダー溝、23……爪スラ
イダー、24……ボルト、25……プランジャー、26……ロ
ッド、27……シリンダーカバー、28……キー、29……バ
リ切削ドリル、30……内側バリ、31……テーパ穴、32…
…ナット、33……切削腕、34……支持軸、35……外側バ
リ、36……バリ切削刃、37……ボルト、38……ナット、
39……支持ケース、40……スリーブ、41……プランジャ
ー、42……ロッド、43……ラック、44……ピニオン、45
……揺動角規制用ストッパー、46……ストッパー回り止
め、47……調整ハンドル、48……軸芯方向位置調整ボル
ト、49……バリ切削刃、50……刃物ホルダー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭52−15528（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向して把持された一対の管状の加工物
   を、互いに相対回転させながら圧力下で摩擦接触させて
   圧接する圧接機において、長尺物の加工物を把持するク
   ランプを備えると共に、回転側の短加工物を把持するチ
   ャックを保持して回転駆動させる主軸の前頭部に、主軸
   と一体的に回転駆動されるロッドに、軸芯方向に進退可
   能なプランジャーを設け、ロッドの先端部に、圧接時に
   生じた内側バリを切削するバリ切削刃又はバリ切削ドリ
   ルを保持せしめ、主軸の前頭部外周に固定した支持ケー
   スに外側バリ切削用のバリ切削刃を有する切削腕を外周
   バリに対して接離できるように揺動自在に取付けたこと
   を特徴とする摩擦圧接機。