JPH115116A - ビレットクランプ装置 - Google Patents
ビレットクランプ装置Info
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- JPH115116A JPH115116A JP9159346A JP15934697A JPH115116A JP H115116 A JPH115116 A JP H115116A JP 9159346 A JP9159346 A JP 9159346A JP 15934697 A JP15934697 A JP 15934697A JP H115116 A JPH115116 A JP H115116A
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- billet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不（難）燃性作動油の使用範囲内の作動圧に
て、且つシリンダ寸法を溶接性能及び機器配置上支障の
ない大きさに納めることを可能にしたビレットクランプ
装置を提供する。 【解決手段】 固定フレーム２と、固定フレーム２に支
持されたクランプシリンダ１と、固定フレーム２に取り
付けられ、クランプシリンダ１を垂直に駆動させるため
のガイド３と、クランプシリンダ１に駆動されてビレッ
トをクランプする機械式倍力機構１１とを備えたもので
ある。クランプ機構として、機械式倍力機構１１を採用
したことにより、クランプ力発生源（ハイドローリック
圧力供給装置及びクランプシリンダ）の小容量化・低吐
出圧力化が可能になっている。
て、且つシリンダ寸法を溶接性能及び機器配置上支障の
ない大きさに納めることを可能にしたビレットクランプ
装置を提供する。 【解決手段】 固定フレーム２と、固定フレーム２に支
持されたクランプシリンダ１と、固定フレーム２に取り
付けられ、クランプシリンダ１を垂直に駆動させるため
のガイド３と、クランプシリンダ１に駆動されてビレッ
トをクランプする機械式倍力機構１１とを備えたもので
ある。クランプ機構として、機械式倍力機構１１を採用
したことにより、クランプ力発生源（ハイドローリック
圧力供給装置及びクランプシリンダ）の小容量化・低吐
出圧力化が可能になっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧接式溶接機のビレ
ットクランプ装置、特に、ビレット、圧延材、大断面鋼
片等を被溶接物とする圧接式溶接機（特にフラッシュバ
ット溶接機）のクランプ機構に関する。
ットクランプ装置、特に、ビレット、圧延材、大断面鋼
片等を被溶接物とする圧接式溶接機（特にフラッシュバ
ット溶接機）のクランプ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の圧接式溶接機（特にフラ
ッシュバット溶接機）におけるビレットクランプ装置
は、次の従来例に示す如く、アクチュエータの押圧力と
狭圧力は１：１（直動式）か或いは固定倍率（リンクア
ーム式）であった。 （従来例１．） 日本鋼管工事（株）製 レール溶接機（利用状態：現在ＪＲ及び私鉄で利用） 倍力率：１：１（固定倍率）、直動式 （従来例２．） 旧ソ連製 Ｋ−３５５（型名） レール溶接機（同 上） 倍力率：１：１０（固定倍率）、リンク式 （従来例３．） SCHLATTER 社製・BROWN BOVERI 社製 熱間ビレット溶接機 倍力率：１：１（固定倍率）、直動式
ッシュバット溶接機）におけるビレットクランプ装置
は、次の従来例に示す如く、アクチュエータの押圧力と
狭圧力は１：１（直動式）か或いは固定倍率（リンクア
ーム式）であった。 （従来例１．） 日本鋼管工事（株）製 レール溶接機（利用状態：現在ＪＲ及び私鉄で利用） 倍力率：１：１（固定倍率）、直動式 （従来例２．） 旧ソ連製 Ｋ−３５５（型名） レール溶接機（同 上） 倍力率：１：１０（固定倍率）、リンク式 （従来例３．） SCHLATTER 社製・BROWN BOVERI 社製 熱間ビレット溶接機 倍力率：１：１（固定倍率）、直動式
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の直動式のクラン
プ方式において、大断面鋼片をクランプする場合には、
所要狭圧力が大きくなるために、シリンダボア径を非常
に大きくしなければならず、その結果、給電クランプ間
隔が広がってしまい（特に、フラッシュバット溶接の場
合は、このことが溶接に悪影響を及ぼす。）機器の構成
が非常に困難となる。これを避けるためには、ハイドロ
ーリックの作動圧力を上げることも有効であり、実際
（従来例１）のレール溶接機では７００kgf ／cm2 の作
動圧としている。しかし、現在２１０kgf ／cm2 を超え
る作動圧にした場合には、不燃性（難燃性）作動油を使
用することができない。ひるがえって、鉄鋼設備、特に
熱材を扱う設備においては安全の目的から作動油は、不
燃性（難燃性）としている。
プ方式において、大断面鋼片をクランプする場合には、
所要狭圧力が大きくなるために、シリンダボア径を非常
に大きくしなければならず、その結果、給電クランプ間
隔が広がってしまい（特に、フラッシュバット溶接の場
合は、このことが溶接に悪影響を及ぼす。）機器の構成
が非常に困難となる。これを避けるためには、ハイドロ
ーリックの作動圧力を上げることも有効であり、実際
（従来例１）のレール溶接機では７００kgf ／cm2 の作
動圧としている。しかし、現在２１０kgf ／cm2 を超え
る作動圧にした場合には、不燃性（難燃性）作動油を使
用することができない。ひるがえって、鉄鋼設備、特に
熱材を扱う設備においては安全の目的から作動油は、不
燃性（難燃性）としている。
【０００４】また、従来例２のビレットクランプ装置に
おいては、図５に示されるように、リンクアーム式の機
械式倍力機構を備えているが、その倍率が１：１０の固
定式であり、そして、リンクアーム５１は油圧シリンダ
５２により駆動されるが、固定フレームと移動ガイドを
備えていないために、油圧シリンダ５２が被クランプ材
側に移動してしまう、という弊害があった。
おいては、図５に示されるように、リンクアーム式の機
械式倍力機構を備えているが、その倍率が１：１０の固
定式であり、そして、リンクアーム５１は油圧シリンダ
５２により駆動されるが、固定フレームと移動ガイドを
備えていないために、油圧シリンダ５２が被クランプ材
側に移動してしまう、という弊害があった。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、不（難）燃性作動油の使用範
囲内の作動圧にて、シリンダ寸法を溶接性能及び機器配
置上支障のない大きさに納めることを可能にし、且つ、
被クランプ材の自動調心機能を備えたビレットクランプ
装置を提供することを目的とする。
めになされたものであり、不（難）燃性作動油の使用範
囲内の作動圧にて、シリンダ寸法を溶接性能及び機器配
置上支障のない大きさに納めることを可能にし、且つ、
被クランプ材の自動調心機能を備えたビレットクランプ
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
（１）本発明に係るビレットクランプ装置は、固定フレ
ームと、固定フレームに固定された支持されたクランプ
シリンダと、固定フレームに取り付けられ、クランプシ
リンダを垂直に駆動させるためのガイドと、クランプシ
リンダに駆動されてビレットをクランプする機械式倍力
機構とを備えたものである。例えば鋼片をクランプして
狭圧支持下で接合して鋼片両端部を加熱・溶融し、相互
に押圧して突き合わせて接合する場合に、押圧時にクラ
ンプ部にすべりを生じさせないための所要狭圧力を発生
するためにはクランプ機構が必要であるが、本発明にお
いては、そのクランプ機構として、機械式倍力機構を採
用したことにより、クランプ力発生源（ハイドローリッ
ク圧力供給装置及びクランプシリンダ）の小容量化・低
吐出圧力化を可能にしている。また、本発明において、
クランプシリンダは固定フレームに支持されており、こ
の固定フレームに取り付けられたガイドに沿って垂直に
移動する。このことにより、機械式倍力機構のクランプ
部は左右対称に開閉し、被クランプ材の多少の芯ずれは
自動的に調心される。 （２）本発明に係るビレットクランプ装置は、上記
（１）の装置において、クランプシリンダを駆動するた
めのハイドローリック圧力供給装置を備え、そして、ハ
イドローリック圧力供給装置は、機械式倍力機構のクラ
ンプ開放位置とクランプ位置との間のアクチュエータの
高速作動のためのアキュムレータを備えている。本発明
においては、このようなアキュムレータをハイドローリ
ック圧力供給装置に組み込んだことにより、ハイドロー
リック圧力供給装置のポンプ容量の小容量化を可能にし
ている。
ームと、固定フレームに固定された支持されたクランプ
シリンダと、固定フレームに取り付けられ、クランプシ
リンダを垂直に駆動させるためのガイドと、クランプシ
リンダに駆動されてビレットをクランプする機械式倍力
機構とを備えたものである。例えば鋼片をクランプして
狭圧支持下で接合して鋼片両端部を加熱・溶融し、相互
に押圧して突き合わせて接合する場合に、押圧時にクラ
ンプ部にすべりを生じさせないための所要狭圧力を発生
するためにはクランプ機構が必要であるが、本発明にお
いては、そのクランプ機構として、機械式倍力機構を採
用したことにより、クランプ力発生源（ハイドローリッ
ク圧力供給装置及びクランプシリンダ）の小容量化・低
吐出圧力化を可能にしている。また、本発明において、
クランプシリンダは固定フレームに支持されており、こ
の固定フレームに取り付けられたガイドに沿って垂直に
移動する。このことにより、機械式倍力機構のクランプ
部は左右対称に開閉し、被クランプ材の多少の芯ずれは
自動的に調心される。 （２）本発明に係るビレットクランプ装置は、上記
（１）の装置において、クランプシリンダを駆動するた
めのハイドローリック圧力供給装置を備え、そして、ハ
イドローリック圧力供給装置は、機械式倍力機構のクラ
ンプ開放位置とクランプ位置との間のアクチュエータの
高速作動のためのアキュムレータを備えている。本発明
においては、このようなアキュムレータをハイドローリ
ック圧力供給装置に組み込んだことにより、ハイドロー
リック圧力供給装置のポンプ容量の小容量化を可能にし
ている。
【０００７】（３）本発明に係るビレットクランプ装置
のハイドローリック圧力供給装置は、上記（２）の装置
において、クランプシリンダの駆動位置を検知し、その
検知信号に基づいて圧力を制御して、所定の狭圧力を保
持する。本発明においては、クランプシリンダの駆動位
置に応じてハイドローリック圧力供給装置の圧力を制御
して、常時、任意の一定の狭圧力を保持するようにした
ので、安定した保持力が得られる。 （４）本発明に係るビレットクランプ装置のハイドロー
リック圧力供給装置は、上記（２）の装置において、熱
鋼片をクランプする場合に、クランプ状態下における加
熱・溶融過程と突き合わせ接合過程の各々において、そ
の流量及び圧力を制御するものである。このため、熱鋼
片をクランプする場合、狭圧力による熱鋼片の塑性変形
が最小になる。
のハイドローリック圧力供給装置は、上記（２）の装置
において、クランプシリンダの駆動位置を検知し、その
検知信号に基づいて圧力を制御して、所定の狭圧力を保
持する。本発明においては、クランプシリンダの駆動位
置に応じてハイドローリック圧力供給装置の圧力を制御
して、常時、任意の一定の狭圧力を保持するようにした
ので、安定した保持力が得られる。 （４）本発明に係るビレットクランプ装置のハイドロー
リック圧力供給装置は、上記（２）の装置において、熱
鋼片をクランプする場合に、クランプ状態下における加
熱・溶融過程と突き合わせ接合過程の各々において、そ
の流量及び圧力を制御するものである。このため、熱鋼
片をクランプする場合、狭圧力による熱鋼片の塑性変形
が最小になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
ビレットクランプ装置の側面図であり、これはフラッシ
ュバット溶接機に適用した場合の例について示されてい
る。なお、図１の左側はクランプ時の状態を示し、右側
は解放時の事態を示している。図１のビレットクランプ
装置は、クランプシリンダ１、このクランプシリンダ１
を支持する固定フレーム２、固定フレーム２に取り付け
られたガイド３、及び機械式倍力機構１１を備えてい
る。その機械式倍力機構１１は、支点１２、アーム１
３、支点１４、アーム１５、支点１６及びアーム１７か
ら構成されており、これらは左右対称に配置されてい
る。支点１２は、固定フレーム２に取り付けられたガイ
ド３により案内される。そして、左右のアーム１７の端
部にはクランプホルダー１８がそれぞれ取り付けられて
おり、１対のクランプホルダー１８がビレット２０をク
ランプする。
ビレットクランプ装置の側面図であり、これはフラッシ
ュバット溶接機に適用した場合の例について示されてい
る。なお、図１の左側はクランプ時の状態を示し、右側
は解放時の事態を示している。図１のビレットクランプ
装置は、クランプシリンダ１、このクランプシリンダ１
を支持する固定フレーム２、固定フレーム２に取り付け
られたガイド３、及び機械式倍力機構１１を備えてい
る。その機械式倍力機構１１は、支点１２、アーム１
３、支点１４、アーム１５、支点１６及びアーム１７か
ら構成されており、これらは左右対称に配置されてい
る。支点１２は、固定フレーム２に取り付けられたガイ
ド３により案内される。そして、左右のアーム１７の端
部にはクランプホルダー１８がそれぞれ取り付けられて
おり、１対のクランプホルダー１８がビレット２０をク
ランプする。
【０００９】図２は図１のビレットクランプ装置の機械
式倍力機構１１の模式図である。シリンダ押圧力Ｆ0 と
クランプ力Ｆ2 との間の増幅率は次式で表わされる。
式倍力機構１１の模式図である。シリンダ押圧力Ｆ0 と
クランプ力Ｆ2 との間の増幅率は次式で表わされる。
【００１０】
【数１】
【００１１】従って、Ｆ0 ，Ｆ2 の相関をグラフで表わ
せば、図３に示されるtan 関数曲線となり、原理的には
無限大に力の増幅が可能である。本実施形態において
は、この機械式倍力機構１１により力の増幅率８倍〜４
５倍の範囲を使用範囲とすることにより、従来の直動式
クランプの場合、可燃性作動油で７００kgf/cm2 の油圧
源で、シリンダボア径φ５２．５cmが必要であったもの
が、不燃性作動油２１０kgf/cm2 の油圧源で、φ２５．
０cmとすることができた。
せば、図３に示されるtan 関数曲線となり、原理的には
無限大に力の増幅が可能である。本実施形態において
は、この機械式倍力機構１１により力の増幅率８倍〜４
５倍の範囲を使用範囲とすることにより、従来の直動式
クランプの場合、可燃性作動油で７００kgf/cm2 の油圧
源で、シリンダボア径φ５２．５cmが必要であったもの
が、不燃性作動油２１０kgf/cm2 の油圧源で、φ２５．
０cmとすることができた。
【００１２】図４は図１及び図２のクランプシリンダを
駆動するためのハイドローリック圧力供給装置の構成を
示したブロック図である。このハイドローリック圧力供
給装置は、図示のように、シリンダロッド位置センサ３
１、フィードバック制御用流量制御弁３２、フィードバ
ック制御用圧力制御弁３３、アキュムレータ３４及び複
合ポンプ３５を備えている。
駆動するためのハイドローリック圧力供給装置の構成を
示したブロック図である。このハイドローリック圧力供
給装置は、図示のように、シリンダロッド位置センサ３
１、フィードバック制御用流量制御弁３２、フィードバ
ック制御用圧力制御弁３３、アキュムレータ３４及び複
合ポンプ３５を備えている。
【００１３】本実施形態においては、クランプシリンダ
１の空走（開放位置〜クランプ位置）時の作動速度をポ
ンプ容量を大きくしないで速くするためにアキュムレー
タ３４が設けられている。また、この倍力機構は、原理
的には、幾何学的な関係からtan 関数曲線特性（図４参
照）となり、無限大まで増幅可能であるが、 ・被クランプ材の塑性変形を最小にする。 ・装置の機械強度に制約がある。 ということから、最適な増幅率に制御することが望まし
い。このため、クランプシリンダ１のロッド位置をシリ
ンダロッド位置センサ３１で検知し、これにより、フィ
ードバック制御用流量制御弁３２及びフィードバック制
御用圧力制御弁３３を制御することにより、シリンダス
トロークの全長にわたって任意の最適な圧力（クランプ
力）に制御できる。
１の空走（開放位置〜クランプ位置）時の作動速度をポ
ンプ容量を大きくしないで速くするためにアキュムレー
タ３４が設けられている。また、この倍力機構は、原理
的には、幾何学的な関係からtan 関数曲線特性（図４参
照）となり、無限大まで増幅可能であるが、 ・被クランプ材の塑性変形を最小にする。 ・装置の機械強度に制約がある。 ということから、最適な増幅率に制御することが望まし
い。このため、クランプシリンダ１のロッド位置をシリ
ンダロッド位置センサ３１で検知し、これにより、フィ
ードバック制御用流量制御弁３２及びフィードバック制
御用圧力制御弁３３を制御することにより、シリンダス
トロークの全長にわたって任意の最適な圧力（クランプ
力）に制御できる。
【００１４】また、熱鋼片をクランプする場合狭圧力に
より熱片が塑性変形（つぶされてへこんでゆく）してし
まうおそれがある。この変形量を最小にする目的で、本
実施形態ではフラッシュバット溶接の各段階でその都度
必要十分なクランプ力・クランプ速度に切替えられるよ
う次の方式をとった。
より熱片が塑性変形（つぶされてへこんでゆく）してし
まうおそれがある。この変形量を最小にする目的で、本
実施形態ではフラッシュバット溶接の各段階でその都度
必要十分なクランプ力・クランプ速度に切替えられるよ
う次の方式をとった。
【００１５】 （段階１） 動作 解放位置→クランプ位置 所要クランプ速度 大 所要クランプ力 小 適用 複合ポンプ３５は大・小の２台（３５ａ，３５ｂ）運転 アキュムレータ３４の使用 フィードバック制御用流量制御弁３２→流量大 （段階２） 動作 クランプ中・フラッシュ（加熱・溶融）過程 所要クランプ速度 小 所要クランプ力 小 適用 複合ポンプ５は小容量ポンプ３５ａのみ運転 アキュムレータ３４は不使用 フィードバック制御用流量制御弁３２→流量小 フィードバック制御用圧力制御弁３３→シリンダ位置にあわせクラン プ力が小で一定となるよう制御する。
【００１６】 （段階３） 動作 クランプ中・アプセット（突き合わせ）過程 所要クランプ速度 小 所要クランプ力 大 適用 複合ポンプ５は小容量ポンプ３５ａのみ運転 アキュムレータ３４は不使用 フィードバック制御用流量制御弁３２→流量小 フィードバック制御用圧力制御弁３３→必要クランプ力まで増大させ る。 （段階４） 動作 クランプ→解放 所要クランプ速度 大 所要クランプ力 小（アンクランプ力） 適用 複合ポンプ３５は大・小の２台（３５ａ，３５ｂ）運転 アキュムレータ３４の使用 フィードバック制御用流量制御弁３２→流量大
【００１７】 （段階５） 動作 解放にて待機 所要クランプ速度 − 所要クランプ力 小（解放位置保持のため） 適用 複合ポンプ３５は大・小の２台（３５ａ，３５ｂ）をアキュムレータ ３４のチャージ終了まで運転し、チャージ後は小容量ポンプ３５ｂの み運転
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ビレット
等をクランプする機構として機械式倍力機構を採用した
ことにより、不（難）燃性作動油の使用範囲内の作動圧
にて、クランプ力発生源（ハイドローリック圧力供給装
置及びクランプシリンダ）の小容量化・省能化を可能に
しており、このため、クランプシリンダの寸法を溶接性
能及び機器配置上支障のない大きさに納めることができ
る。更に、クランプシリンダは固定フレームに支持され
ており、この固定フレームに取り付けられたガイドに沿
って垂直に移動するので、機械式倍力機構のクランプ部
は左右対称に開閉し、被クランプ材の多少の芯ずれは自
動的に調心される。
等をクランプする機構として機械式倍力機構を採用した
ことにより、不（難）燃性作動油の使用範囲内の作動圧
にて、クランプ力発生源（ハイドローリック圧力供給装
置及びクランプシリンダ）の小容量化・省能化を可能に
しており、このため、クランプシリンダの寸法を溶接性
能及び機器配置上支障のない大きさに納めることができ
る。更に、クランプシリンダは固定フレームに支持され
ており、この固定フレームに取り付けられたガイドに沿
って垂直に移動するので、機械式倍力機構のクランプ部
は左右対称に開閉し、被クランプ材の多少の芯ずれは自
動的に調心される。
【図１】本発明の一実施形態に係るビレットクランプ装
置の側面図である。
置の側面図である。
【図２】図１の機械式倍力機構の模式図である。
【図３】図１のクランプシリンダの押圧力Ｆ0 とクラン
プ力Ｆ2 との相関を示した特性図である。
プ力Ｆ2 との相関を示した特性図である。
【図４】図１のクランプシリンダを駆動するためのハイ
ドローリック圧力供給装置の構成を示したブロック図で
ある。
ドローリック圧力供給装置の構成を示したブロック図で
ある。
【図５】従来２のビレットクランプ装置の説明図であ
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 固定フレームと、該固定フレームに支持
されたクランプシリンダと、前記固定フレームに取り付
けられ、前記クランプシリンダを垂直に駆動させるため
のガイド部材と、前記クランプシリンダに駆動されてビ
レットをクランプする機械式倍力機構とを備えたことを
特徴とするビレットクランプ装置。 - 【請求項２】 前記クランプシリンダを駆動するための
ハイドローリック圧力供給装置を備え、そして、前記ハ
イドローリック圧力供給装置は、前記機械式倍力機構の
クランプ開放位置とクランプ位置との間のアクチュエー
タ作動のためのアキュムレータを備えたことを特徴とす
る請求項１記載のビレットクランプ装置。 - 【請求項３】 前記ハイドローリック圧力供給装置は、
前記クランプシリンダの駆動位置を検知し、その検知信
号に基づいて圧力を制御して、所定の狭圧力を保持する
ことを特徴とする請求項２記載のビレットクランプ装
置。 - 【請求項４】 前記ハイドローリック圧力供給装置は、
熱鋼片をクランプする場合には、クランプ状態下におけ
る加熱・溶融過程と突き合わせ接合過程の各々におい
て、その流量及び圧力を制御することを特徴とする請求
項２記載のビレットクランプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15934697A JP3289652B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | ビレットクランプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15934697A JP3289652B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | ビレットクランプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH115116A true JPH115116A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3289652B2 JP3289652B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=15691843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15934697A Expired - Fee Related JP3289652B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | ビレットクランプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289652B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007132442A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Kanto Auto Works Ltd | レーザ樹脂溶着用治具 |
| JP2016159418A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | Smc株式会社 | クランプ装置 |
-
1997
- 1997-06-17 JP JP15934697A patent/JP3289652B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007132442A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Kanto Auto Works Ltd | レーザ樹脂溶着用治具 |
| JP2016159418A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | Smc株式会社 | クランプ装置 |
| US10744621B2 (en) | 2015-03-05 | 2020-08-18 | Smc Corporation | Clamp device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3289652B2 (ja) | 2002-06-10 |
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