KR100359398B1 - 마찰 압접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 마찰 압접 장치는, 베이스(11)와, 그 베이스상에 설치되는 압접 기구(14, 15, 16, 17)를 구비한다. 상기 압접 기구는 복수의 공작물(W1, W2, W3)을 분리 가능하게 장착한 상태에서, 이러한 공작물을 마찰 압접으로 접합한다. 상기 베이스는 수직인 전방면(11b)을 갖고, 그 전방면에 압접 기구가 설치된다. 따라서, 압접 기구를 구성하는 부재가 수평 방향으로 튀어나오는 일이 없어지며, 따라서 공작물의 착탈 작업을 용이하게 행할 수 있다. 베이스의 배면(背面)(11e)은 정비를 필요로 하는 압접 기구의 부위를 외부에 노출시키는 관통구멍(11c, 11d)을 갖는다. 따라서 압접 기구의 정비를 베이스의 배면에서 관통구멍을 통하여 용이하게 행할 수 있다.

Description

마찰 압접 장치{Friction welding apparatus}

본 발명은 용접 방법의 하나인 마찰 압접 방법에 의해서 공작물을 서로 접합하는 마찰 압접 장치에 관한 것이다.

마찰 압접 방법은, 공작물을 서로 접합하는 방법으로서 공지되어 있다. 이 마찰 압접 방법은 2개의 공작물 사이에 상대 이동을 생기게 한 상태에서 양 공작물을 서로 밀어붙이는 것에 의해 양 공작물의 접촉면을 마찰열에 의해서 연화시켜서 접합하는 방법이다. 마찰 압접 방법은 다른 종류의 금속끼리의 접합이 가능하고 접합에 요하는 비용을 경감할 수 있고, 접합을 간단하게 또한 용이하게 할 수 있는 접합 정밀도가 뛰어난 등의 이점을 갖는다. 현재에는 특히 봉재(棒材)나 관재(管材)의 접합을 위해 널리 적용되어 있다.

도 5 내지 도 7은 종래의 마찰 압접 장치의 일례를 나타낸다. 이 마찰 압접 장치는, 3개의 공작물(W11, W12, W13)을 접합하기 위한 것이다. 도 5 및 도 7에 나타내는 것같이, 이 마찰 압접 장치는 베이스(30)의 상부면(30a)에 제 1 선형 가이드(34) 및 제 2 선형 가이드(40)를 갖는다. 제 1 및 제 2 선형 가이드(34, 40)는 각각 베이스(30)의 긴쪽 방향(도면에 Y로 나타낸다)을 따라 연장된다. 제 1 주축 유닛(31)은 제 1 선형 가이드(34)에 따라 이동 가능하도록 제 1 선형 가이드(34)상에 지지된다. 제 2 주축 유닛(32)은 제 2 선형 가이드(40)에 따라 이동 가능하도록 제 2 선형 가이드(40)상에 지지된다.

제 1 주축 유닛(31)의 주축(31a)은 주축 박스(31b)내에 배치된 복수의 기어(31c)를 통하여 서보 모터(31d)에 연결된다. 주축(31a)의 선단에는 공작물(W12)를 파지하기 위한 척(31e)이 장착된다. 제 1 주축 유닛(31)의 하면에는 베이스(30)내로 연장되는 아암(35)이 설치된다. 아암(35)에는 서보 모터(36)에 의해 구동되는 볼 나사(37)가 나사 결합된다. 볼 나사(37)의 회전에 따라서, 제 1 주축 유닛(31)은 제 1 선형 가이드(34)에 따라 이동한다.

제 2 주축 유닛(32)은 제 1 주축 유닛(31)과 같은 구성을 갖는다. 즉 주축(32a)은 주축 박스(32b)내에 배치된 복수의 기어(32c)를 거쳐서 서보 모터(32d)에 연결된다. 주축(32a)의 선단에는 공작물(W13)을 파지하기 위한 척(32e)이 장착된다. 제 2 주축 유닛(32)의 하면에는 베이스(30)내로 연장되는 아암(39)이 설치된다. 아암(39)에는 서보 모터(41)에 의해 구동되는 볼 나사(38)가 나사 결합된다. 볼 나사(38)의 회전에 따라, 제 2 주축 유닛(32)은 제 2 선형 가이드(40)에 따라 이동한다.

도 5 및 도 7에 나타내는 것같이, 제 1 및 제 2 주축 유닛(31, 32)의 사이에는 중간 공작물(W11)을 함께 파지하는 고정 클램프(42) 및 이동 클램프(43)가 배치된다. 고정 클램프(42)는 베이스(30)의 상부면(30a)에 고정되는 레그(42a)를 구비한다. 고정 클램프(42)는 또한, 도 7에 나타내는 것같이 중간 공작물(W11)을 파지하는 한쌍의 끼워 지지하는 아암(42b, 42c)을 구비한다. 끼워 지지하는 아암(42b, 42c)은 서로 접근 및 이간하도록 베이스(30)의 긴쪽 방향과 직교하는 수평 방향으로 이동 가능하다.

도 5 및 도 7에 나타내는 것같이, 이동 클램프(43)는 제 2 선형 가이드(4O) 상에 지지된 레그(43a)를 구비한다. 따라서, 이동 클램프(43)는 제 2 선형 가이드(40)에 따라 이동 가능하다. 이동 클램프(43)는 또한 도 7에 나타내는 것같이, 중간 공작물(W11)을 파지하는 한쌍의 끼워 지지하는 아암(43b, 43c)을 구비한다. 끼워 지지하는 아암(43b, 43c)은 서로 접근 및 이간하도록 베이스(30)의 긴쪽 방향과 직교하는 수평 방향으로 이동 가능하다.

도 7에 나타내는 것같이, 양쪽 클램프(42, 43)에 의하여 파지된 중간 공작물(W11)의 중심축선(Lo)은 주축유닛(31, 32)의 척(31e, 32e)에 각각 파지된 공작물(W12, W13)의 중심축선과 일치한다.

상기의 마찰 압접 장치는 아래와 같이 하여 3개의 공작물(W11, W12, W13)을 접합한다. 우선, 도 5 및 도 7에 나타내는 것같이 중간 공작물(W11)이 고정 클램프(42) 및 이동 클램프(43)에 파지됨과 동시에, 공작물(W12, W13)이 각각 주축 유닛(31, 32)의 척(31e, 32e)에 파지된다. 다음에, 서보 모터(31d, 32d)에 의해서 주축(31a, 32b)이 구동되는 것에 의해 공작물(W12, W13)이 소정의 회전 속도로 회전된다.

계속해서, 서보 모터(36, 41)에 의해서 볼 나사(37, 38)가 구동되는 것에 의해, 주축 유닛(31, 32)은 서로 접근하는 방향으로 즉 중간 공작물(W11)로 향하여 이동된다. 양측의 회전 공작물(W12, W13)은 중간의 비회전 공작물(W11)에 접촉하여 소정의 제 1의 힘으로 밀어붙이면, 회전 공작물(W12, W13)과 비회전 공작물(W11)의 접촉부에서 각각 마찰열이 발생하고, 이러한 접촉부가 연화한다. 연화가 적절히 진행한 후에, 양측의 공작물(W12, W13)의 회전이 정지됨과 동시에, 중간 공작물(W11)에 대한 양측의 공작물(W12, W13)의 밀어붙이는 힘이 상기 제 1 의 힘보다도 큰 제 2의 힘으로까지 증대된다. 그 결과 3개의 공작물(W11, W12, W13)이 접합된다.

도 6 및 도 7에 나타내는 것같이, 고정 클램프(42)의 끼워 지지하는 아암(42b, 42c) 및 이동 클램프(43)의 끼워 지지하는 아암(43b, 43c)은, 베이스(30)의 양측에서 수평 방향으로 튀어나와 있다. 중간 공작물(W11)의 중심축선(Lo)에서 끼워 지지하는 아암(42b, 42c, 43b, 43c)의 외단(外端)까지의 거리(L1)는, 클램프(42, 43)의 구조상 필요한 값으로서 정해진 것으로, 이것 이상 작게 할 수 없다. 그러나 베이스(30)로부터 돌출하는 끼워 지지하는 아암(42b, 42c, 43b, 43c)은 작업자가 중간 공작물(W11)을 양쪽 클램프(42, 43)에 대하여 착탈할 때 거추장스럽게 되어, 중간 공작물(W11)의 착탈 작업을 어렵게 한다.

주축 유닛(31, 32)의 이동은 볼 나사(37, 38)의 회전을 해당 볼 나사(37, 38)에 나사 결합된 아암(35, 39)의 직선 이동으로 변환함으로써 실현된다. 양측의공작물(W12, W13)이 중간 공작물(W11)에 대하여 밀어붙여지면, 볼 나사(37, 38)와 아암(35, 39)과의 사이의 걸림 부분에는 큰 부하가 걸린다. 따라서 마찰 압접 장치가 양호한 동작을 유지하기 때문에 특히 볼 나사(37, 38) 및 아암(35, 39)을 항상 정비할 필요가 있다.

그러나, 볼 나사(37, 38) 및 아암(35, 39)은 베이스(30)내에 배치되어 있다. 그 때문에, 정비를 하기 위해서는, 예를 들면 베이스(30)상에 설치된 주축 유닛(31, 32)을 분리할 필요가 있다. 이것은 정비를 대단히 번거롭게 한다.

본 발명의 제 1 의 목적은 공작물의 착탈 작업을 용이하게 할 수 있는 마찰 압접 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제 2 의 목적은 정비를 용이하게 할 수 있는 마찰 압접 장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명을 구체화한 일실시 형태에 있어서의 마찰 압접 장치의 정면도.

도 2는 도 1의 마찰 압접 장치의 우측면도.

도 3은 도 1의 마찰 압접 장치의 베이스를 주로 나타내는 정면도.

도 4는 도 1의 마찰 압접 장치의 평면도.

도 5는 종래 기술에 있어서의 마찰 압접 장치의 정면도.

도 6은 도 5의 마찰 압접 장치의 좌측면도.

도 7은 도 5의 마찰 압접 장치의 평면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 마찰 압접 장치 11: 베이스

11b: 설치면으로서의 전방면 11c: 개구를 형성하는 제 1 관통구멍

11d: 개구를 형성하는 제 2 관통구멍 11e: 배면

15b: 주축 15g: 아암

16: 제 2 이동 기구로서의 제 2 주축 유닛

16b: 주축 16g: 아암

17: 이동 클램프 17b, 17c: 끼워 지지하는 아암

18: 볼 나사 19: 서보 모터

20: 볼 나사 21: 서보 모터

W1, W2: 공작물(제 1 공작물) W3: 공작물(제 2 공작물)

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 마찰 압접 장치는 베이스와, 그 베이스상에 설치되는 압접 기구를 구비한다. 압접 기구는 복수의 공작물을 분리 가능하게 장착한 상태에서, 이러한 공작물을 마찰 압접으로써 접합한다. 베이스는 세로 방향으로 배치된 설치면을 갖고, 그 설치면에 압접 기구가 설치된다.

세로 방향으로 배치된 설치면에 압접 기구를 설치하는 것에 의해, 압접 기구를 구성하는 부재가 수평 방향으로 돌출하는 일이 없어진다. 그 때문에, 작업자는 압접 기구에 가능한 가까이 간 상태에서 압접 기구에 대한 공작물의 착탈 작업을 용이하게 할 수 있다.

바람직하게는 설치면은 거의 수직면이다.

베이스는 설치면과 반대측에 배면을 구비한다. 그 배면에는, 정비를 필요로 하는 압접 기구의 부위를 외부에 노출시키는 개구를 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 작업자는 압접 기구의 정비를 압접 기구가 설치되어 있지 않은 베이스의 배면에서 개구를 통하여 용이하게 행할 수 있다.

압접 기구는 적어도, 복수의 공작물 중의 제 1 공작물을 파지하는 이동 기구와, 복수의 공작물 중의 제 2 공작물을 파지하는 클램프 기구를 포함하여도 좋다. 이동 기구는 제 1 공작물을 제 2 공작물에 대하여 접근 및 이간시키도록, 베이스의 설치면상을 거의 수평 방향으로 이동 가능하다.

이동 기구를 이동시키기 위한 구동 수단은 개구를 통하여 외부에 노출하여도 좋다. 이와 같이 하면, 작업자는 구동 수단의 정비를 베이스의 배면에서 개구를 통하여 용이하게 행할 수 있다.

구동 수단은 모터와, 모터의 회전을 이동 기구의 직선 이동으로 변환하는 나사 기구를 포함하여도 좋다. 이 경우, 나사 기구가 개구를 통하여 외부로 노출하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 작업자는 나사 기구의 정비를 베이스의 배면에서 개구를 통하여 용이하게 행할 수 있다.

이동 기구는 제 1 공작물을 파지한 상태에서 회전하는 주축을 구비하여도 좋다. 이 주축의 회전에 의해서 제 1 공작물와 제 2 공작물의 사이에서 상대 회전이 생긴다.

이동 기구는 클램프 기구의 양측에 각각 설치되는 제 1 이동 기구 및 제 2이동 기구를 포함하여도 좋다. 이와 같이 하면, 클램프 기구에 파지된 중간의 공작물에 대하여 양측에서 한쌍의 공작물이 접합된다.

클램프 기구는 제 2 공작물을 파지하는 상하 한쌍의 끼워 지지하는 아암을 구비하여도 좋다. 끼워 지지하는 아암은 서로 접근 및 이간하도록 거의 수직 방향으로 이동 가능하다. 이와 같이 하면, 끼워 지지하는 아암은 수직 방향으로 돌출할 뿐으로 수평 방향으로 돌출하지 않기 때문에, 클램프 기구에 대한 공작물의 착탈에 있어서 끼워 지지하는 아암이 거추장스럽게 되는 일은 없다.

이하, 본 발명을 구체화한 마찰 압접 장치의 1 실시 형태에 관해서 도 1 내지 도 4에 따라서 설명한다. 이 마찰 압접 장치(10)는 도 5 내지 도 7의 종래 기술에 있어서의 마찰 압접 장치와 같이 3개의 공작물(W1, W2, W3)을 접합하기 위한 것이다.

도 1 내지 도 4에 나타내는 것같이, 마찰 압접 장치(10)는 사각 테두리 형상의 베이스(11)를 구비하고 그 베이스(11)는 4개의 지지 레그(11a)에 의해서 지면상에 지지된다. 베이스(11)의 전방면(11b)은 세로 방향으로 배치된 수직면이고, 마찰 압접을 하는 압접 기구를 설치하기 위한 설치면으로서 기능을 하게 된다. 도 3의 정면도에서는 베이스(11)의 전방면(11b)에서 압접 기구가 제외되어 있다.

베이스(11)의 양측에는, 제 1 및 제 2 관통구멍(11c, 11d)이 베이스(11)의 전방면(11b)에서 배면(11e)에 걸쳐서 관통하도록 형성된다. 이러한 관통구멍(11c, 11d)은 베이스(11)의 배면(11e)에 개구를 형성한다. 도 3에 나타내는 것같이 양쪽 관통구멍(11c, 11d)은 베이스(11)의 긴쪽 방향(도면에 Y로 나타낸다)을 따라 연장되지만, 제 1 관통구멍(11c)은 제 2 관통구멍(11d) 보다도 베이스(11)의 긴쪽 방향에서의 길이가 짧다. 양쪽 관통구멍(11c, 11d)의 수직 방향에서의 폭은 서로 같다. 도 3 및 도 4에 나타내는 것같이, 베이스(11)의 배면(11e)에는, 직사각형상의 오목부(11f)가 양쪽 관통구멍(11c, 11d)의 사이에 위치하도록 형성된다. 오목부(11f)의 수직 방향에서의 폭은 양쪽 관통구멍(11c, 11d)의 수직 방향에서의 폭과 같다.

도 3 및 도 4에 나타내는 것같이, 베이스(11)는 그 양단에 측벽(11g, 11k)을 구비한다. 베이스(11)는 또한, 제 1 관통구멍(11c)과 오목부(11f)의 사이에 제 1 칸막이벽(11h)을 구비함과 동시에, 제 2 관통구멍(11d)과 오목부(11f)와의 사이에 제 2 칸막이벽(11j)을 구비한다. 즉, 제 1 관통구멍(11c)은 좌측벽(11g)과 제 1 칸막이벽(11h)와의 사이에 설치되고, 제 2 관통구멍(11d)은 우측벽(11k)과 제 2 칸막이벽(11j)과의 사이에 설치되고, 오목부(11f)는 양칸막이벽(11h, 11j)의 사이에 설치된다. 이러한 벽(11g, 11h, 11j, 11k)은 각각, 동일축선(Lx)상에 위치하는 지지구멍(11m, 11n, 11o, 11p)을 갖는다.

제 1 볼 나사(18)는 제 1 관통구멍(11c)의 내부 공간에 위치하도록, 좌측벽(11g)의 지지구멍(11m) 및 제 1 칸막이벽(11h)의 지지구멍(11n)에 회전 가능하게 지지된다. 제 1 서보 모터(19)는 좌측벽(11g)의 외단면에 고정되고, 제 1 볼 나사(18)를 구동하기 위한 해당 볼 나사(18)의 한쪽끝에 연결된다.

제 2 볼 나사(20)는, 제 2 관통구멍(11d)의 내부 공간에 위치하도록, 우측벽(11k)의 지지구멍(11p) 및 제 2 칸막이벽(11j)의 지지구멍(11o)에 회전 가능하게 지지된다. 제 2 서보 모터(21)는 우측벽(11k)의 외단면에 고정되고, 제 2 볼나사(20)를 구동하기 위한 해당 볼 나사(20)의 한쪽끝에 연결된다.

도 3에 나타내는 것같이, 베이스(11)의 전방면(11b)에는 한쌍의 제 1 선형 가이드 레일(12)이 제 1 관통구멍(11c)의 상하 양측에 위치하도록 설치된다. 제 1 선형 가이드 레일(12)은 베이스(11)의 긴쪽 방향에 따라 서로 평행하게 연장된다. 베이스(11)의 전방면(11b)에는 또한, 한쌍의 제 2 선형 가이드 레일(13)이 제 2 관통구멍(11d)의 상하 양측에 위치하도록 설치된다. 제 2 선형 가이드 레일(13)은 베이스(11)의 긴쪽 방향에 따라 서로 평행하게 연장되고, 이러한 한쪽끝은 오목부(11f)와 대응하는 위치에 까지 도달하고 있다.

양쪽 제 1 선형 가이드 레일(12)은 지지구멍(11m, 11n, 11o, 11p)의 축선(Lx)를 포함하는 수평면에 관해서 대칭이다. 양쪽 제 2 선형 가이드 레일(13)도 또한 지지구멍(11m, 11n, 11o, 11p)의 축선(Lx)을 포함하는 수평면에 관해서 대칭이다. 위쪽의 제 1 선형 가이드 레일(12)은 위쪽의 제 2 선형 가이드 레일(13)과 동일축선상에 배치된다. 아래쪽의 제 1 선형 가이드 레일(12)은 아래쪽의 제 2 선형 가이드 레일(13)과 동일축선상에 배치된다.

도 1 및 도 4에 나타내는 것같이, 고정 클램프(14)은, 양쪽 선형 가이드 레일(12, 13)의 사이에 있어서, 베이스(11)의 전방면(11b)에 배치된다. 고정 클램프(14)는 전방면(11b)에 고정되는 레그(14a)와, 제 2 공작물로서의 중간 공작물(W3)을 파지하기 위한 상하 한쌍의 끼워 지지하는 아암(14b, 14c)을 구비한다. 양쪽의 끼워 지지하는 아암(14b, 14c)은 서로 접근 및 이간하도록 베이스(11)의 긴쪽 방향과 직교하는 수직 방향으로 이동 가능하다.

이동 클램프(17)는 고정 클램프(14)와 대향하도록 제 2 선형 가이드 레일(13)상에 이동 가능하게 설치된다. 이동 클램프(17)는 제 2 선형 가이드 레일(13)상에 지지되는 레그(17a)와, 중간 공작물(W3)을 파지하기 위한 상하 한쌍의 끼워 지지하는 아암(17b, 17c)을 구비한다. 양쪽의 끼워 지지하는 아암(17b, 17c)은 서로 접근 및 이간하도록 베이스(11)의 긴쪽 방향과 직교하는 수직 방향으로 이동 가능하다. 고정 클램프(14) 및 이동 클램프(17)는, 중간 공작물(W3)을 파지하는 클램프 기구를 구성한다.

도 1 및 도 4에 나타내는 것같이, 제 1 이동 기구로서의 제 1 주축 유닛(15)은, 제 1 선형 가이드 레일(12)에 따라 이동 가능하도록, 제 1 선형 가이드 레일(12)상에 지지된다. 제 1 주축 유닛(15)의 주축(15b)은, 주축 박스(15a) 내에 배치된 복수의 기어(15c)를 통하여, 서보 모터(15d)에 연결된다. 주축(15b)의 선단에는, 제 1 공작물로서의 공작물(W1)을 파지하기 위한 척(15e)이 장착된다. 척(15e)에 파지된 공작물(W1)의 중심축선은 고정 클램프(14) 및 이동 클램프(17)에 파지된 중간 공작물(W3)의 중심축선(Lo)과 일치한다.

도 4에 나타난 것같이, 주축 박스(15a)의 배면(15f)에는 상기 제 1 관통구멍(11c)내에 연장되는 아암(15g)이 설치된다. 이 아암(15g)은 주축 박스(15a)에 일체로 형성되어도 좋고, 주축 박스(15a)에 대하여 용접 등에 의해서 고정되어도 좋다. 아암(15g)의 선단에 형성된 나사구멍(15h)에는 상기 제 1 볼 나사(18)가 나사 결합된다. 아암(15g) 및 제 1 볼 나사(18)는 나사 기구를 구성한다. 또한, 제 1 볼 나사(18), 제 1 서보 모터(19) 및 아암(15g)은 제 1 주축유닛(15)을 이동시키기 위한 구동 수단을 구성한다. 즉, 제 1 서보 모터(19)에 의해서 제 1 볼 나사(18)가 구동되었을 때 제 1 주축 유닛(15)이 아암(15g)과 동시에 제 1 선형 가이드 레일(12)에 따라서 베이스(11)의 전방면(11b)을 수평 방향으로 이동한다.

도 1, 도 2 및 도 4에 나타난 것같이, 제 2 이동 기구로서의 제 2 주축 유닛(16)은, 제 2 선형 가이드 레일(13)에 따라 이동 가능하도록 제 2 선형 가이드 레일(13)상에 지지된다. 제 2 주축 유닛(16)의 주축(16b)은 주축 박스(16a) 내에 배치된 복수의 기어(16c)를 통하여 서보 모터(16d)에 연결된다. 주축(16b)의 선단에는 제 1 공작물로서의 공작물(W2)을 파지하기 위한 척(16e)이 장착된다. 척(16e)에 파지된 공작물(W2)의 중심축선은 고정 클램프(14) 및 이동 클램프(17)에 파지된 중간 공작물(W3)의 중심축선(Lo)과 일치한다.

도 4에 나타내는 것같이, 주축 박스(16a)의 배면(16f)에는 상기 제 2 관통구멍(11d)내에 연장되는 아암(16g)이 설치된다. 이 아암(16g)은 주축 박스(16a)에 일체로 형성되어도 좋고, 주축 박스(16a)에 대하여 용접 등에 의해서 고정되어도 좋다. 아암(16g)의 선단에 형성된 나사구멍(16h)에는 상기 제 2 볼 나사(20)가 나사 결합된다. 아암(16g) 및 제 2 볼 나사(20)는 나사 기구를 구성한다. 또한 제 2 볼 나사(20), 제 2 서보 모터(21) 및 아암(16g)은 제 2 주축 유닛(16)을 이동시키기 위한 구동 수단을 구성한다. 즉, 제 2 서보 모터(21)에 의해서 제 2 볼 나사(20)가 구동되었을 때, 제 2 주축 유닛(16)이 아암(16g)과 동시에 제 2 선형 가이드 레일(13)을 따라서 베이스(11)의 전방면(11b)을 수평 방향으로 이동한다.

상기의 마찰 압접 장치(10)는 아래와 같이 하여 3개의 공작물(W1, W2, W3)을 접합한다. 우선 도 1 및 도 4에 나타내는 것같이, 중간 공작물(W3)이 고정 클램프(14) 및 이동 클램프(17)에 파지됨과 동시에 공작물(W1, W2)이 각각 주축 유닛(15, 16)의 척(15e, 16e)에 파지된다. 또한 중간 공작물(W3)의 길이에 따라서, 고정 클램프(14)에 대한 이동 클램프(17)의 위치를 조정할 수 있다. 즉 중간 공작물(W3)의 한쪽끝을 고정 클램프(14)에 파지시킨 상태에서, 이동 클램프(17)를 중간 공작물(W3)의 다른끝을 파지하는 데 알맞은 위치로 이동시킨 후, 이동 클램프(17)에 의해서 중간 공작물(W3)의 다른끝을 파지시킨다.

다음, 서보 모터(15d, 16d)에 의해서 주축(15b, 16b)이 구동되는 것에 의해, 양측의 공작물(W1, W2)이 소정의 회전 속도로 회전된다.

계속해서, 서보 모터(19, 21)에 의해서 볼 나사(18, 20)가 구동되는 것에 의해, 양쪽 주축 유닛(15, 16)이 서로 접근하는 방향으로 즉 중간 공작물(W3)로 향하여 이동된다. 양측의 회전 공작물(W1, W2)이 중간의 비회전 공작물(W3)에 접촉하여 소정의 제 1의 힘으로 밀어붙이면, 회전 공작물(W1, W2)과 비회전 공작물(W3)과의 접촉부에서 각각 마찰열이 발생하여, 이러한 접촉부가 연화한다. 연화가 적절히 진행한 후, 양측의 공작물(W1, W2)의 회전이 정지됨과 동시에 중간 공작물(W3)에 대한 양측의 공작물(W1, W2)의 밀어붙이는 힘이 상기 제 1 의 힘보다도 큰 제 2 의 힘으로까지 증대된다. 그 결과 3개의 공작물(W1, W2, W3)이 접합된다.

상기한 바와 같이 구성된 마찰 압접 장치(10)의 이점에 관해서 설명한다.

베이스(11)는 수직한 전방면(11b)를 갖고, 그 전방면(11b)에 대하여 마찰 압접을 하기 위한 압접 기구, 즉 제 1 주축 유닛(15), 제 2 주축 유닛(16), 고정 클램프(14) 및 이동 클램프(17)가 설치된다. 고정 클램프(14) 및 이동 클램프(17)는 각각 끼워 지지하는 아암(14b, 14c, 17b, 17c)이 베이스(11)로부터 수직 방향으로 돌출하도록 설치된다. 바꿔 말하면 끼워 지지하는 아암(14b, 14c, 17b, 17c)은 수평 방향으로 돌출하지 않는다. 그 때문에 중간 공작물(W3)의 착탈 작업에 있어서, 끼워 지지하는 아암(14b, 14c, 17b, 17c)이 거추장스럽게 되는 일은 없다.

도 4에 나타난 것과 같이, 공작물(W1, W2, W3)의 중심축선(Lo)에서 마찰 압접 장치(10)의 최외단에 위치하는 지지 레그(11a)의 단부까지의 거리(L)는 도 7에 도시된 종래 장치에 있어서의 거리(L1)와 비교하여 작다. 따라서, 작업자는 주축 유닛(15, 16) 또는 클램프(14, 17)에 가능한한 가까이 간 상태에서, 공작물(W1 내지 W3)의 착탈 작업을 용이하게 행할 수 있다.

주축 유닛(15, 16)을 이동시키는 볼 나사(18, 20)는 관통구멍(11c, 11d)을 통하여 베이스(11)의 배면(11e)에서 노출하고 있다. 따라서, 작업자는 베이스(11)의 배면(11e)에서 관통구멍(11c, 11d)을 통하여 볼 나사(18, 20) 및 상기 볼 나사(18, 20)에 나사 결합하는 아암(15g, 16g)의 정비를 용이하게 할 수 있다. 즉 볼 나사(18, 20) 및 아암(15g, 16g)의 정비에 있어서 주축 유닛(15, 16)을 분리하는 번거로운 작업은 불필요하게 된다.

또한 본 발명의 실시 형태는 이하와 같은 변경예도 가능하다.

베이스(11)의 전방면(11b)은 완전한 수직면이 아니더라도 수직면에 대하여 경사져 있어도 좋다. 또한 전방면(11b)의 경사 각도를 임의의 각도로 조정하는 기구를 설치하여도 좋다.

베이스(11)의 배면(11e)의 오목부(11f)는 생략되어도 좋다. 또한, 오목부(11f) 및 관통구멍(11c, 11d)의 형상이나 배치 구조는 적절하게 변경되어도 좋다. 즉 정비가 필요한 부위(볼 나사(18, 20))를 외부에 노출시키는 개구가 베이스(11)의 배면(11e)에 설치되어 있으면 오목부(11f) 및 관통구멍(11c, 11d)은 어떠한 형태로 설치되어도 좋다.

관통구멍(11c, 11d) 및 오목부(11f)가 생략되어도 좋다. 이 경우 볼 나사(18, 20) 및 아암(15g, 16g)이 외부에 노출되지 않기 때문에, 정비에 관해서는 종래 장치와 같은 순서로 할 필요가 있지만 적어도 공작물(W1 내지 W3)의 착탈 작업은 종래 장치보다 용이하게 할 수 있다.

도 1 내지 도 4의 실시 형태에서는, 마찰 압접에 있어서 제 1 및 제 2 주축 유닛(15, 16)을 동시에 작동시키고 있었지만 양쪽 주축 유닛(15, 16)을 따로따로 작동시켜도 좋다.

도 4에 이점쇄선으로 나타내는 것같이, 제 1 및 제 2 관통구멍(11c, 11d)의 배면측 개구부에 각각 방진 커버(11s, 11t)를 설치하여도 좋다. 방진 커버(11s, 11t)는 착탈 가능 혹은 개폐 가능하게 설치된다.

본 발명은 도 1에 나타내는 마찰 압접 장치(10)와는 다른 구성을 갖는 각종의 마찰 압접 장치에 적용 가능하다. 예를 들면 주축(15b, 16b)을 구동하는 모터는 서보 모터(15d, 16d)에 한하지 않고 통상의 모터라도 좋다. 또한 주축 유닛(15, 16)을 이동시키기 위한 기구로서, 볼 나사(18, 20) 및 서보 모터(19, 21) 대신에,유압 실린더가 채용되어도 좋다.

양쪽 클램프(14, 17)에 파지된 중간 공작물(W3)을 회전시켜, 양측의 공작물(W1, W2)를 회전시키지 않도록 구성하여도 좋다.

제 1 및 제 2 주축 유닛(15, 16)중 어느 것인가 한쪽을 생략하여, 한쌍의 공작물을 접합하는 마찰 압접 장치로 하여도 좋다.

고정 클램프(14) 및 이동 클램프(17) 중 어느 것인가 한쪽을 생략하여도 좋다.

선형 가이드 레일(12, 13)은 V 자 홈 등의 홈이라도 좋다.

이상 상술한 것같이, 본 발명에 의하면 공작물의 착탈 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 장치의 정비를 용이하게 할 수 있다.

Claims (9)

1. 베이스(11)와, 그 베이스(11)상에 설치되는 압접 기구(14, 15, 16, 17)를 구비하고, 압접 기구(14, 15, 16, 17)는 복수의 공작물(W1, W2, W3)을 분리 가능하게 장착한 상태에서, 이러한 공작물(W1, W2, W3)을 마찰 압접으로 접합하는 마찰 압접 장치에 있어서,

   상기 베이스(11)는 세로 방향으로 배치된 설치면(11b)을 갖고, 그 설치면(11b)에 압접 기구(14, 15, 16, 17)가 설치되는 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 설치면(11b)은 수직면인 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 베이스(11)는 상기 설치면(11b)과 반대측에 배면(11e)(背面)을 구비하고, 그 배면(11e)은 정비를 필요로 하는 압접 기구(14, 15, 16, 17)의 부위를 외부에 노출시키는 개구(11c, 11d)를 갖는 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 압접 기구는 적어도 복수의 공작물 중의 제 1 공작물(W1, W2)을 파지하는 이동 기구(15, 16)와, 복수의 공작물 중의 제 2 공작물(W3)을 파지하는 클램프 기구(14,17)를 포함하고, 이동 기구(15, 16)는, 제 1 공작물(W1, W2)을 제 2 공작물(W3)에 대하여 접근 및 이간시키도록, 베이스(11)의 설치면(11b)위를 수평 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 이동 기구(15,16)를 이동시키기 위한 구동 수단(15g, 18, 19, 16g, 20, 21)은 상기 개구(11c, 11d)를 통하여 외부에 노출하는 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 구동 수단은, 모터(19, 21)와, 모터(19, 21)의 회전을 이동 기구(15, 16)의 직선 이동으로 변환하는 나사 기구(15g, 18, 16g, 20)를 포함하고, 나사 기구(15g, 18, 16g, 20)가 상기 개구(11c, 11d)를 통하여 외부에 노출하는 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 이동 기구(15,16)는 제 1 공작물(W1, W2)을 파지한 상태에서 회전하는 주축(15b, 16b)을 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 이동 기구(15, 16)는 클램프 기구(14, 17)의 양측에 각각 설치되는 제 1 이동 기구(15) 및 제 2 이동 기구(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.
9. 제 4 항에 있어서, 상기 클램프 기구(14,17)는 제 2 공작물(W3)을 파지하는 상하 한쌍의 끼워 지지하는 아암(14b, 14c, 17b, 17c)을 구비하고, 끼워 지지하는 아암(14b, 14c, 17b, 17c)은 서로 접근 및 이간하도록, 수직 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 마찰 압접 장치.