JPH08168938A - シーム溶接鋼管の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に小径のシーム溶接鋼管１で、溶接継目を
打ち抜きのような機械加工の対象位置から外すように、
機械加工に先立って鋼管１の溶接継目を予め所定の位置
に位置決めする。 【構成】 鋼管１をその軸心を中心として回転自在に保
持する保持機構３〜１１と、鋼管１を回転駆動する駆動
機構１２〜１７と、鋼管１の周面に圧接するとともに周
面の凹凸に従動して振動する検出プローブ２０ａの振動
の大きさに応じた信号を出力する振動検出器２０と、振
動検出器２０の出力信号を判別して溶接継目を識別する
ことにより駆動機構１２〜１７を停止させる制御手段２
１〜２３とから位置決め装置を構成し、鋼管１を位置決
めした向きのまま機械加工装置へ搬送して加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シーム溶接鋼管に対し
て溶接継目を避けて機械加工するために、その機械加工
の前に鋼管の溶接継目を機械加工の対象位置を外すよう
な所定の位置に位置決めする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車のステアリング装置
に組み込まれているコンビネーションスイッチでは、ス
イッチレバーの材料として一般にシーム溶接鋼管が用い
られている。このスイッチレバー用のシーム溶接鋼管の
端部には、プラスチック製の操作ノブを端面から差し込
んで取り付けるため、その端面から長手方向へのびる溝
が形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
溝は、通常、図４に示すようにプレス加工で打ち抜くこ
とにより形成されているが、プレス加工の際にパンチ３
０が鋼管１の溶接継目１ａにかかると、溶接継目１ａが
硬いために、パンチ３０が損傷したり、あるいは図５
（ａ）に示すように鋼管１の打ち抜き部分近傍が変形し
たり、図５（ｂ）に示すように打ち抜き加工されずに鋼
管１全体が変形したりする場合がある。このような問題
は、特に加工対象となっている鋼管１が上述のスイッチ
レバーのように細い場合に多く発生している。

【０００４】一方、従来より、鋼管の溶接継目の位置
を、磁界をかけたときに発生する電流により検出する過
電流検出法（磁気検査）が知られているが、この方法は
上述したような小径のパイプには適用し難いと言う問題
があった。このため、従来は、プレス加工機械などの機
械加工装置にシーム溶接鋼管を手作業で位置決めした
り、あるいは、溶接鋼管の加工位置に関して特別な対処
をせずに、パンチの寿命の低下や歩留まりの低下を放置
・容認しているのが実情であった。

【０００５】したがって、本発明の解決すべき技術的課
題は、シーム溶接鋼管の溶接継目が溝の打ち抜きのよう
な機械加工の対象位置とならないように、機械加工に先
立って鋼管の溶接継目を予め位置決めすることであり、
特にその位置決めを、小径の鋼管に関して有効に適用で
きるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の技術的課題を解決
するため、本発明に係るシーム溶接鋼管の位置決め装置
は以下のように構成されている。すなわち、この位置決
め装置は、シーム溶接鋼管をその軸心を中心として回転
自在に保持する保持機構と、溶接鋼管を回転駆動する駆
動機構と、溶接鋼管の周面に圧接するとともにその周面
の凹凸に従動して振動する検出プローブの動きの大きさ
に応じた信号を出力する振動検出器と、振動検出器の出
力信号を判別して溶接継目を識別することにより駆動機
構を停止させる制御手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【０００７】

【作用・効果】上記構成においては、保持機構で保持し
た溶接鋼管を駆動機構により回転駆動すると、溶接鋼管
の周面に圧接したプローブが、その周面の凹凸の大きさ
に応じて振動し、その振動の大きさに応じて振動検出器
から信号が出力される。鋼管素地の凹凸は溶接継目の凹
凸と比較して微細なものであり、溶接継目でのプローブ
の振動はそれ以外の部分での振動に比較して明らかに識
別可能なほど大きい。したがって、溶接継目での出力信
号を制御手段で認識することができ、また、このとき駆
動機構が停止するので、溶接鋼管は、溶接継目が常に一
定の位置となる状態で停止する。このため、溶接鋼管を
向きを変えずにプレス機械などの機械加工装置へ移送す
れば、常に溶接継目を避ける位置で機械加工を行うこと
ができる。

【０００８】このように、上記構成によれば、溶接継目
の位置を常に一定にした状態で鋼管を位置決めすること
によって、溶接継目を避けた位置で機械加工できるの
で、上述のスイッチレバーのような細い鋼管であって
も、パンチが損傷したり、鋼管の打ち抜き部分近傍もし
くは鋼管全体が変形したりするのを確実に防止できる。
また、プローブの振動を利用して溶接継目の位置を検出
するようにしているので、小径の鋼管であっても容易に
溶接継目を位置決めできる。

【０００９】

【実施例】以下に、図１から図３に示した本発明の一実
施例に係るシーム溶接鋼管の位置決め装置について詳細
に説明する。

【００１０】図１は、この装置の概略構造図である。図
において、２はＶブロックであり、加工対象となってい
るシーム溶接鋼管１がその上に載せられるようになって
いる。本実施例のシーム溶接鋼管１は、従来技術におい
て説明したように自動車のステアリング装置に組み込ま
れるコンビネーションスイッチ用のスイッチレバーとし
て用いられるものであり、図の左側の端部が、コンビネ
ーションスイッチのユニットへの連結部として絞られ
て、小径になっている。また、機械加工の対象となって
いる位置は、スイッチレバーとして組み立てたときにプ
ラスチック製の操作ノブが差し込まれる右側の端部であ
る。

【００１１】鋼管１は、Ｖブロック２に載せた後、第１
保持部材３と第２保持部材４で両端面が保持されるよう
になっている。第１保持部材３は、軸部３ａと保持部３
ｂとが一体になった構造で、保持部３ｂには、鋼管１の
芯出しのために、テーパ状のガイド面３ｃと、鋼管１の
小径の端部が嵌合する凹部３ｄとが形成されている。ま
た、第１保持部材３の軸部３ａは、この装置のベース５
にスライド可能に取り付けられた第１スライダ６の軸受
けブロック７に、ベアリング８で回転自在に保持されて
いる。

【００１２】一方、鋼管１の図の右側の端部を保持する
第２保持部材４は、筒部４ａと保持部４ｂとからなり、
保持部４ｂには、第１保持部材３と同様に、テーパ状の
ガイド面４ｃと、鋼管１の右側の端部が嵌合する凹部４
ｄとが形成されている。また、第２保持部材４の筒部４
ａは、ベース５にスライド可能に取り付けられた第２ス
ライダ９の軸受けブロック１０に、ベアリング１１で回
転自在に保持されている。

【００１３】なお、第１保持部材３と第２保持部材４が
鋼管１をＶブロック２から少し浮いた状態で保持するよ
うに、ベアリング８，１１中心の高さが定められてい
る。また、スライダ６，９は、それぞれ、不図示のエア
シリンダにより、第１，第２保持部材３，４が鋼管１の
端面に圧接する位置と、そこから退避した位置との間で
スライドするようになっている。以上、第１，第２保持
部材３，４と、ベース５と、ベアリング８，１１と、軸
受けブロック７，１０と、スライダ６，９とが、鋼管を
回転自在に保持する保持機構を構成している。

【００１４】一方、第２保持部材４の筒部４ａには、ベ
アリング１１，１１の間の位置にプーリー１２が固定さ
れ、このプーリー１２と駆動側のプーリー１３との間に
ベルト１４がかけられている。プーリー１３は、モータ
１５の出力軸に固定されており、モータ１５は、スイッ
チ１６を介して電源１７と接続されている。以上のプー
リー１２，１３と、ベルト１４と、モータ１５と、スイ
ッチ１６と電源１７により、溶接鋼管１の駆動機構が構
成されている。

【００１５】第２スライダ９の上面にはブラケット１８
が固定されており、このブラケット１８には、第１，第
２保持部材３，４の回転中心と同じ高さを中心としてエ
アシリンダ１９が取り付けられている。エアシリンダ１
９のロッド１９ａの先端には、検出プローブ２０ａを本
体２０ｂの先端に有するタイプの振動検出器２０が装着
されており、プローブ２０ａの先端は、エアシリンダ１
９のロッド１９ａが後退した状態では、図１の部分拡大
図である図２に示すように第２保持部材４の凹部４ｄか
ら筒部４ａの方へ連通する連通穴４ｅの内面に接し、ロ
ッド１９ａが前進した仮想線の状態で鋼管１の内周面と
接するようになっている。なお、プローブ２０ａは鋼管
１の回転中心に対して下向きに傾斜しており、かつプロ
ーブ２０ａの先端が鋼管１の内周面に弾力的に圧接する
ように、検出器本体２０ｂの基端部２０ｃはゴムなどの
弾性材料で形成されている。

【００１６】この検出器２０は、プローブ２０ａが振動
したときに、その振動の大きさに応じた信号を出力する
ように構成されている。一方、この出力信号を判別して
溶接継目を識別したときに鋼管１の回転を止めるため
に、検出器２０とスイッチ１６との間に、順に増幅器２
１、コンパレータ２２、保持回路２３が接続されてい
る。増幅器２１は信号を増幅するものであり、コンパレ
ータ２２は信号の大きさが一定の値よりも大きいか小さ
いかを判別して、一定値よりも大きいときにリセット信
号を保持回路２３に送るものであり、保持回路２３はセ
ット信号が入力（本実施例では手動入力）されたときに
スイッチ１６をオンに維持する一方で、コンパレータ２
２からリセット信号が入力されたときにスイッチ１６を
オフにするＲＳ（リセット・セット）フリップフロップ
回路である。そして、増幅器２１とコンパレータ２２と
保持回路２３が、本実施例の装置の制御手段になってい
る。

【００１７】本実施例の装置は、以下のようにして使用
する。まず、両スライダ６，９を退避位置にするととも
にエアシリンダ１９のロッド１９ａを後退させた状態
で、Ｖブロック２の上にシーム溶接鋼管１を載せる。次
に第１スライダ６を鋼管１の方へ移動させ、鋼管１の図
の左側の端面の位置を決める。さらに、第２スライダ９
を鋼管１の方へ移動させ、鋼管１の両端面を第１，第２
スライダ３，４の凹部３ｄ，４ｄで圧接保持する。この
とき鋼管１はＶブロック２の支持面からわずかに浮き上
がり、外周面がＶブロック２と非接触の状態となる。

【００１８】次に、エアシリンダ１９のロッド１９ａを
前進させて、検出器２０のプローブ２０ａを図２に示す
ように鋼管１の中に進入させたうえで、保持回路２３に
手動でセット信号を入力する。そうすると、スイッチ１
６がオンになり、モータ１５が回転するので、プーリ１
３からプーリ１２に回転が伝達され、それに伴って鋼管
１が回転する。ここで、鋼管１の内面は、図３に示すよ
うに、溶接継目１ａの凹凸１ｂが鋼管素地の凹凸１ｃよ
りも明らかに大きくなっている。したがって鋼管１が回
転すると、鋼管１の内面の素地の凹凸１ｃにより僅かに
振動していたプローブ２０ａが溶接継目１ａの位置で大
きく振動するため、そのときに明らかに大きな出力信号
が検出器２０から増幅器２１へ出力される。そして、こ
のときの出力信号を受けたコンパレータ２２から出力さ
れるリセット信号によりスイッチ１６がオフになり、モ
ータ１５の回転が停止する。このため、鋼管１が停止し
たとき、常にプローブ２０ａの先端に溶接継目１ａが接
した状態になる。

【００１９】この後、鋼管１を不図示のトランスファー
マシンのチャックないしピックアップで掴んで向きを変
えずにプレス装置などの機械加工機に搬送する。このと
き、溶接継目１ａは、鋼管１の下を向いて位置したまま
であるから、鋼管１に対して上から機械加工を施せば、
溶接継目１ａを加工することを確実に避けることができ
る。

【００２０】したがって、スイッチレバーのような細い
鋼管であっても、パンチの損傷や寿命の低下並びに鋼管
の変形に伴う歩留まりの低下といった問題が生じるのを
効果的に防止できる。しかも、本実施例によれば、プレ
ス加工機械などの機械加工装置にシーム溶接鋼管を手作
業で位置決めする煩わしさもない。

【００２１】なお、上記実施例では、シーム溶接鋼管１
の内周面の凹凸から溶接継目１ａの位置を検出するよう
に構成しているが、これは、小径の鋼管が一般にシーム
溶接後に絞り加工で外径を絞る工程を経ていて、そのと
きに外周面の凹凸がほとんど無くなっているのに対し、
内径の凹凸は大きいまま残っているためである。逆に言
えば、絞り加工を受けずに溶接継目の凹凸が外周面にも
表れているような鋼管に対しては、当然、プローブを外
周面に圧接させてその凹凸を検出することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るシーム溶接鋼管の位
置決め装置の概略構造図である。

【図２】 第２保持部材の保持部の部分拡大断面図であ
る。

【図３】 シーム溶接鋼管の溶接継目の形状を示す拡大
図である。

【図４】 シーム溶接鋼管に対するプレス加工状態を示
す斜視図である。

【図５】 溶接継目の位置をプレス加工することにより
変形したシーム溶接鋼管の端面図である。

【符号の説明】

１ シーム溶接鋼管 １ａ 溶接継目 １ｂ 溶接継目の凹凸 １ｃ 内面素地の凹凸 ２ Ｖブロック ３〜１１ 保持機構 ３ 第１保持部材 ４ 第２保持部材 ５ ベース ６ 第１スライダ ７ 軸受けブロック ８ ベアリング ９ 第２スライダ １０ 軸受けブロック １１ ベアリング １２〜１７ 駆動機構 １２ プーリー １３ 駆動プーリー １４ ベルト １５ モータ １６ スイッチ １７ 電源 １８ ブラケット １９ エアーシリンダ ２０ 振動検出器 ２０ａ 検出プローブ ２１〜２３ 制御手段 ２１ 増幅器 ２２ コンパレータ ２３ 保持回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シーム溶接鋼管(1)に対する機械加工の
   前工程としてその溶接継目(1a)を所定位置に位置決めす
   るための装置であって、 上記シーム溶接鋼管(1)をその軸心を中心として回転自
   在に保持する保持機構(3〜11)と、 該溶接鋼管(1)を回転駆動する駆動機構(12〜17)と、 該溶接鋼管(1)の周面に圧接するとともに該周面の凹凸
   (1b,1c)に従動して振動する検出プローブ(20a)を有し、
   かつ該プローブ(20a)の振動の大きさに応じた信号を出
   力する振動検出器(20)と、 該振動検出器(20)の出力信号を判別して溶接継目(1a)を
   識別することにより上記駆動機構(12〜17)を停止させる
   制御手段(21〜23)とを備えたことを特徴とするシーム溶
   接鋼管の位置決め装置。