JPH09108966A

JPH09108966A - 摩擦圧接機用切削装置

Info

Publication number: JPH09108966A
Application number: JP29489695A
Authority: JP
Inventors: Toshio Watanabe; 利夫渡辺; Takayuki Aikawa; 隆之相川; Katsumi Shimizu; 克美清水
Original assignee: Saneisha Seisakusho KK
Current assignee: Saneisha Seisakusho KK
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1995-10-18
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークＷのバラツキにより、圧接接合面の平
行度やチャックからの突き出し寸法が一定でなかったた
め、摩擦圧接がうまく行えなかったり、経時剥離等が生
じていたのを、切削により、ワークの平行度と突き出し
寸法とを一定に確保できるようにする。【解決手段】素材ワークＷの半径方向に移動可能な刃
物台５と、この刃物台５を中途部まで早送り，早戻しで
きるエアシリンダ３と、このエアシリンダ３を中途部か
ら切削送り速度に切り換える切削送り速度調整機構Ｔ
と、刃物台５を締め付け支持する開閉式ガイドローラ７
と、刃物台５の先端に取り付けた切削工具８とで、切削
装置１を構成する。そして、ワークＷと圧接物の摩擦圧
接を行う前に、チャック１４に固定したワークＷをこの
切削装置１で切削し、ワーク圧接面の平行度や突き出し
寸法を一定に確保し、圧接品質を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの異種素材を
摩擦圧接する摩擦圧接機の改良に係り、特に、一方のワ
ークの平行度及び突き出し寸法を均一にする摩擦圧接機
用切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】摩擦圧接とは、例えば、ワークである銅
と圧接物であるアルミニウム等の圧接しようとする２つ
の素材を接触させ、加圧しつつ接触面に相対運動を起こ
させ、発生する摩擦熱で接合面を加熱して圧接する方法
である。

【０００３】この摩擦圧接を行う摩擦圧接機の一例を図
３に示す。摩擦圧接機１１は、ベッド１２上の一方側
に、スライド可能なスライドヘッド１３が設けられ、こ
のスライドヘッド１３の一端側（中側）には、チャック
１４が一方のワークＷ（図４参照）を把持可能に取り付
けられている。また、スライドヘッド１３の他端側に
は、このスライドヘッド１３をスライドさせるための加
圧シリンダ１８が設けられている。さらに、前記スライ
ドヘッド１３上には、チャック１４を回転させるスピン
ドルモータ１７が取り付けられ、ベルト、スピンドル及
び図示しないクラッチを介して、回転をチャック１４に
伝達できるようにしている。また、スピンドルの回転を
制動するブレーキも内蔵されている。一方、ベッド１２
上の他方側には、ストップ装置１５と、前記チャック１
４に対峙して他方の圧接物（図４に示す「アルミニウム
製のパイプＰ」）をクランプするクランプ装置１６が設
けられている。

【０００４】この種の摩擦圧接機１１で圧接加工される
加工物（ワークＷと圧接物であるアルミニウム製のパイ
プＰ）は、図４に示すような形状をしている。即ち、図
４に示す一例は、機器用アルミ圧縮端子１９で、便宜
上、図４に示す左側がチャック１４に把持される銅製の
ワーク（先端端子）Ｗで、中央に孔２０，２０があけら
れ、電気機器の端子にネジ止めできるように構成されて
いる。また、圧接面Ｍの右側は、圧接物であるアルミニ
ウム製の中空のパイプＰで、その中にリード線等を挿入
して、かしめ接続できるように構成されている。そし
て、アルミニウム製のパイプＰは、クランプ装置１６に
固定され、銅製のワークＷを回転させて、加圧シリンダ
（油圧）１８により、スライドヘッド１３を右側にスラ
イドさせ、圧接物であるパイプＰと接触させて摩擦さ
せ、この熱でワークＷとアルミニウム製のパイプＰとを
圧接させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の摩擦
圧接機１１では、チャック１４に把持したワークＷを切
削する切削装置が無かったため、ワークＷの圧接面Ｍの
平行度が悪く、圧接による銅とアルミニウムの接合がう
まくいかなかったり、また、不完全な圧接となると経時
剥離をおこし、電気化学的に電食（腐食）が発生すると
いう不具合があった。また、ワークＷの寸法精度がばら
ついているため、チャック１４からの突き出し寸法が、
一定に確保できないという不具合も発生した。更に、異
種材の圧接では摩擦熱で軟材側が変形するため、硬材側
を固定し、軟材側をチャックする必要があった。

【０００６】本発明は、上記の課題に鑑み創案されたも
ので、ワークの寸法精度が悪くても、ワーク端面を切削
することにより、ワークの平行度と突き出し寸法とを一
定に確保することができると共に、硬材側をチャックし
て軟材側を固定することもできる摩擦圧接機用切削装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、２つの異種素材を加圧しつつ相
対運動させ、発生する摩擦熱で圧接させる摩擦圧接機
に、素材ワークの端面等を切削加工できる切削装置を備
えたことを特徴としている。ここでいう２つの異種素材
とは、例えば、銅製のワークと圧接物であるアルミニウ
ム製のパイプなどであるが、この素材にとらわれない。

【０００８】また、本発明の前記切削装置は、素材ワー
クの半径方向に移動可能な刃物台と、該刃物台を中途部
まで早送り，早戻しできる駆動源であるアクチュエータ
と、該アクチュエータを中途部から切削送り速度に切り
換える切削送り速度調整機構と、前記刃物台を締め付け
支持する開閉式ガイドローラと、前記刃物台の先端に取
り付けた切削工具とを備えている。ここでいうアクチュ
エータとしては、エアシリンダや油圧シリンダでよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を主に図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図１
は本発明の切削装置の斜視図、図２は本発明を摩擦圧接
機に組み込んだ側面図である。なお、本実施形態の切削
装置を組み込む摩擦圧接機は、前記した図３に示す摩擦
圧接機１１であり、また、圧接する２つの異種素材とし
ては、図４に示す銅製のワークＷとアルミニウム製のパ
イプＰである。

【００１０】図１及び図２に示すように、摩擦圧接機１
１に組み付けられる本発明の切削装置１は、ベッド１２
上のスライドヘッド１３の脇に固定された剛性の大きな
取付フレーム２に取り付けられていて、エアシリンダ
（アクチュエータ）３による、早送り，早戻しのできる
送り機構Ｓを持っている。切削装置１は、更に、液圧式
速度制御装置４と前記エアシリンダ３の組み合わせによ
り、速度を切削に適する切削速度に落とす切削送り速度
調整機構Ｔも合わせ持っている。

【００１１】５は刃物台で、エアシリンダ３のピストン
ロッド６にブラケットを介して固定されている。７は開
閉式ガイドローラで、刃物台５の先端側を、挟持して案
内させる。８は切削工具（バイト）で、刃物台５の先端
に固着され、複数の把持爪を有するチャック１４に把持
されたワークＷ（ここでは銅製の先端端子）の圧接面Ｍ
（図４参照）を精度よく仕上げるように構成されてい
る。特に、ワークＷの圧接面Ｍの平行度を良好とし、か
つチャック１４からの突き出し寸法の均一性を確保でき
るようにしている。

【００１２】前記切削送り速度調整機構Ｔは、エアシリ
ンダ３のピストンロッド６先端に取り付けられた切削ス
トローク分の長さ寸法の当たり板９が、エアシリンダ３
の早送り後、液圧式速度制御装置４のピストンロッドに
当たり、液の粘性により、ピストンロッドに負荷が加わ
り、エアシリンダ３の抵抗となって切削送り速度に制御
されるように構成されている。なお、この負荷がなくな
ると、スプリング（図示せず）により自動的に元の位置
に復帰するようになっている。

【００１３】前記開閉式ガイドローラ７は、刃物台５の
前進，後退用のエアシリンダ３に設けたリミットスイッ
チ（図示せず）の信号により、設定された位置で締付け
（挟持）、開放を行うようになっている。この締付け
（挟持）及び開放は、ガイドローラ７，７の上部に設け
られたエアシリンダ１０の往復動により行っており、エ
アシリンダ１０のピストンロッドに連結されたリンク
で、両側のガイドローラ７，７が同時に開閉するように
構成されている。

【００１４】なお、ワークＷを把握するチャック１４は
カムレバー式の油圧チャックで、ワークＷの形状に合わ
せることにより、安定した把持力を持たせるようにして
いる。このチャック１４の把持爪は２つでも３つ以上で
もよく、要は安定してワークＷを把持できればよい。ま
た、刃物台５をボールスライドガイドと開閉式ガイドロ
ーラ７，７の採用によって、長いストロークを得ること
を可能としている。

【００１５】次に、このように構成した摩擦圧接機１１
用の切削装置１の動作を簡単に説明する。（ａ）まず、銅製のワークＷをチャック１４に把持固定
させる。（ｂ）次に、スピンドルモータ１７を駆動させ、チャッ
ク１４を回転させる。（ｃ）刃物台５をエアシリンダ３を作動させて前進させ
る。（ｄ）開閉式ガイドローラ７，７を作動させ、刃物台５
を支持する。（ｅ）刃物台５の先端に取り付けた切削工具８でワーク
Ｗを切削加工し、端面の平行度を出すと共に、突き出し
寸法を一定とする。（ｆ）刃物台５を後退させ、開閉式ガイドローラ７，７
を開放する。（ｇ）刃物台５の後退を完了させる。（ｈ）次に、チャックしたワークＷを回転したまま、加
圧シリンダ１８でスライドヘッド１３を前進させる。（ｉ）チャックしたワークＷとクランプ装置１６に固定
した圧接物（アルミニウム製のパイプＰ）を接触させ
る。（ｊ）摩擦熱を発生させて、チャック１４の回転を止
め、ワークＷと圧接物（パイプＰ）をその発生熱で圧接
させ、スライドヘッド１３を停止させる。（ｋ）スライドヘッド１３を後退させ、原位置に戻す。

【００１６】

【発明の効果】本発明の摩擦圧接機用切削装置は、以上
のように構成したので、次に示すような効果を奏する。（１）ワークの前加工を必要最小限なものとすることが
できる。（２）ワーク圧接面の平行度が確保されることで、圧接
部の品質を向上させることができる。（３）同様に、ワークの突き出しが一定寸法に確保され
ることで、圧接部の品質を向上させることができる。（４）切削装置を、先端に切削工具を備えた刃物台と、
刃物台を往復動するアクチュエータと、切削送り速度調
整機構と、刃物台を締め付け支持する開閉式ガイドロー
ラとで構成したので、極めて簡単な構造となり、誤動作
が少なく、故障が起きにくいと共に、安価に製作するこ
とができる。（５）硬材（例えば、銅）をチャックし、軟材（例え
ば、アルミニウム）を固定した摩擦圧接加工ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切削装置の斜視図である。

【図２】本発明を摩擦圧接機に組み込んだ側面図であ
る。

【図３】摩擦圧接機の一例を示す正面図である。

【図４】加工されるワークの完成品を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１切削装置２取付フレーム３エアシリンダ４液圧式速度制御装置５刃物台６ピストンロッド７開閉式ガイドローラ８切削工具９当たり板１０エアシリンダ１１摩擦圧接機１２ベッド１３スライドヘッド１４チャック１５ストップ装置１６クランプ装置１７スピンドルモータ１８加圧シリンダＳ送り機構Ｔ切削送り速度調整機構Ｗ銅製のワークＰアルミニウム製のパイプＭ圧接面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの異種素材を加圧しつつ相対運動さ
せ、発生する摩擦熱で圧接させる摩擦圧接機に、素材ワ
ークの端面等を切削加工する切削装置を備えたことを特
徴とする摩擦圧接機用切削装置。
【請求項２】前記切削装置は、素材ワークの半径方向
に移動可能な刃物台と、該刃物台を中途部まで早送り，
早戻しできる駆動源であるアクチュエータと、該アクチ
ュエータを中途部から切削送り速度に切り換える切削送
り速度調整機構と、前記刃物台を締め付け支持する開閉
式ガイドローラと、前記刃物台の先端に取り付けた切削
工具と、から構成したことを特徴とする請求項１記載の
摩擦圧接機用切削装置。