KR20090086321A

KR20090086321A - 마찰압접장치

Info

Publication number: KR20090086321A
Application number: KR1020090008760A
Authority: KR
Inventors: 코이치 가와우라; 히데아키 야마구치
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키; 이즈미 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-02-07
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2009-08-12
Also published as: CN101502911B; US20090200356A1; KR101049782B1; US8002163B2; CN101502911A; JP2009183987A; JP5060984B2

Abstract

본 발명의 마찰압접장치는, 제1 공작물을 지지하는 제1 홀더와, 제2 공작물을 지지하는 제2 홀더와, 추력기구및 축을 구비한다. 추력기구는 제2 홀더를 제1 홀더로 접근 또는 이탈이동시킨다. 축은 제1 홀더와 제2 홀더에 연결되어 추력기구에 의해 생긴 추력을 수용한다. 축은 타이로드와, 타이로드와 동축상으로 축회전 가능하게 연결된 숫나사부재를 갖는다. 추력기구는 숫나사부재와, 암나사부재및 추력모터를 갖는다. 암나사부재는 제1 홀더와 제2 홀더의 어느 일방에 설치되고 또한 숫나사부재에 나사맞춤된다. 추력모터는 숫나사부재를 암나사부재에 대하여 회전시킨다.

마찰압접장치, 공작물 지지 홀더, 추력기구, 타이로드, 숫나사부재

Description

마찰압접장치 {FRICTION WELDING APPARATUS}

본 발명은 공작물을 상대 회전시키면서 일방의 공작물을 타방의 공작물로 가압하여 1쌍의 공작물을 마찰압접(friction welding)하는 마찰압접장치에 관한 것이다.

다양한 형식의 마찰압접장치가 공지되어 있으며, 그 중 하나가 일본공개특허공보 2001-113379호(특허문헌 1)로서 개시되어 있다. 상기 특허문헌 1의 마찰압접장치는 제1 공작물을 지지하는 제1 홀더(holder)와, 제2 공작물을 지지하는 제2 홀더및, 상기 제1 공작물을 축회전(축선상으로 회전)하는 주축모터를 구비한다. 또한, 상기 제2 홀더를 제1 홀더를 향해 이동시키기 위해 1쌍의 유압 실린더 또는 1쌍의 볼 스크류(ball screw)가 설치되어 있다. 또 다른 마찰압접장치가 일본공개특허공보 소56-102390호(특허문헌 2)에 개시되어 있다. 상기 특허문헌 2의 마찰압접장치는 프레임과, 상기 프레임에 슬라이딩 가능하게 장착되어 제1 공작물을 지지하는 주축대및, 상기 제1 공작물을 축회전시키는 주축모터를 구비한다. 또한, 프레임은 주축대에 삽입되는 숫나사부재와, 상기 숫나사부재와 나사맞춤하는 암나사부재및, 암나사부재를 회전시키기 위한 추력모터를 갖는다. 암나사부재의 회전시 제1 공작물은 주축대에 의해 제2 공작물을 향해 이동하고 제2 공작물과 가압 접촉하므로서, 양 공작물이 마찰압접된다.

그러나, 특허문헌 1에는 마찰압접장치에서의 유압실린더의 이용에 대해서는 개시하고 있으나, 임의의 특정한 볼 스크류를 사용하는 장치를 개시하지는 않는다. 또한, 특허문헌 2는 암나사부재를 회전시켜 주축대를 슬라이딩시키는 구조를 개시하고 있으나, 이것은 휴대 타입(portable type)이다. 이 휴대 형식의 마찰압접장치의 구조를 고정식 마찰압접장치에 적용키 위해서는, 암나사부재를 그의 외주부에서 회전가능하게 지지하기 위한 부가수단를 설치할 필요가 있다. 그러나, 이러한 부가 지지체를 설치할 경우, 장치 크기의 증대를 초래한다.

그러므로, 본 발명은 소형화 가능하고 합리적인 구조를 갖는 마찰압접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

본 발명의 일 실시형태로서, 제1 공작물과 제2 공작물을 상대 회전시키면서 상기 제2 공작물을 제1 공작물로 가압하여, 상기 제1 공작물과 제2 공작물을 마찰압접하는 마찰압접장치가 제공된다. 상기 마찰압접장치는 제1 홀더와, 제2 홀더와, 추력기구및, 축을 구비한다. 상기 제1 홀더는 제1 공작물을 지지하도록 작용하며, 상기 제2 홀더는 제2 공작물을 지지하도록 작용하며, 상기 추력기구는 상기 제2 홀더를 상기 제1 홀더에 근접시키거나 이탈이동시키며, 상기 축은 상기 제1 홀더와 제2 홀더에 연결되어 상기 추력기구에 의해 생긴 추력을 수용한다. 상기 축 은 타이로드(tie rod)와, 상기 타이로드와 동축상으로 축회전할 수 있게 연결된 숫나사부재를 가지며, 상기 추력기구는 상기 숫나사부재와, 암나사부재및, 추력모터를 갖는다. 상기 암나사부재는 상기 제1 홀더와 제2 홀더의 어느 하나에 형성되고, 또한 상기 숫나사부재와 나사맞춤된다. 상기 추력모터는 상기 숫나사부재를 상기 암나사부재에 대하여 회전시킨다.

본 발명의 다른 실시형태로서, 제2 공작물과 제1 공작물의 상대 회전중에 상기 제2 공작물을 제1 공작물로 가압하고, 또한 제3 공작물과 제1 공작물의 상대 회전중에 상기 제3 공작물을 제1 공작물로 가압하므로써, 상기 제1 공작물과, 제2 공작물및, 제3 공작물을 양두(double-head) 마찰압접하는 마찰압접장치가 제공된다. 상기 마찰압접장치는 제1 홀더와, 제2 홀더와, 제1 추력기구와, 제3 홀더와, 제2 추력기구및 축을 구비한다. 상기 제1 홀더는 제1 공작물을 지지하도록 작용하고, 상기 제2 홀더는 제2 공작물을 지지하도록 작용하며, 제1 추력기구는 상기 제2 홀더를 상기 제1 홀더에 근접시키거나 이탈이동시키도록 작용한다. 제3 홀더는 제3 공작물을 지지하도록 작용하고, 제2 추력기구는 상기 제3 홀더를 상기 제1 홀더에 근접시키거나 이탈이동시키도록 작용한다. 상기 축은 상기 제1 홀더와, 제2 홀더및 제3 홀더 모두에 연결되어, 상기 제1 추력기구와 상기 제2 추력기구에 의해 생긴 추력을 수용한다. 상기 축은 그의 중간에 타이로드를 갖고, 또한, 제1 숫나사부재와 제2 숫나사부재를 갖는다. 상기 제1 숫나사부재와 제2 숫나사부재는 상기 타이로드의 양단부에 동축상으로 축회전할 수 있게 연결된다. 상기 제1 추력기구는 상기 제1 숫나사부재와, 제1 암나사부재및, 제1 추력모터를 갖고, 상기 제1 암 나사부재는 상기 제2 홀더에 형성되고, 또한 상기 제1 숫나사부재와 나사맞춤되고, 상기 제1 추력모터는 상기 제1 숫나사부재를 상기 제1 암나사부재에 대하여 회전시킨다. 상기 제2 추력기구는 상기 제2 숫나사부재와, 제2 암나사부재및, 제2 추력모터를 갖고, 상기 제2 암나사부재는 상기 제3 홀더에 형성되고, 또한 상기 제2 숫나사부재와 나사맞춤되고, 상기 제2 추력모터는 상기 제2 숫나사부재를 상기 제2 암나사부재에 대하여 회전시킨다.

신규할 것으로 확신하는 본 발명의 특징은 첨부의 특허청구범위에 상세히 기술되어 있다.

본 발명의 사상을 예로서 예시하는 첨부도면을 참조로 한 하기의 설명으로 부터 본 발명의 여타의 실시형태와 장점이 명확해 질 것이다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하, 도1 ∼ 도5을 참조로 본 발명의 제1 실시예에 따른 마찰압접장치를 설명키로 한다. 도1에 의하면, 본 발명의 마찰압접장치(1)는 베드(9)와, 상기 베드(9)의 우측단부상에 이동 불가능하게 장착된 제1 고정 홀더(2)와, 상기 베드(9)의 좌측단부상에 이동 불가능하게 장착된 고정 모터 지지체(5)및, 상기 베드(9)에 대하여 슬라이딩 가능하게 장착된 제2 홀더(3)(또는 주축 유닛)을 구비한다. 상기 베드(9)와, 제1 홀더(2)및, 모터 지지체(5)는 마찰압접장치(1)의 본체를 형성하도록 작용한다. 상기 제1 홀더(2)는 제1 공작물(W1; 도4 참조)을 지지하는 클램프(2a)를 갖는다.

도1과 도3으로 부터 볼 수 있는 바와 같이, 제2 홀더(3)는 그의 우측단부에 제2 공작물(W2)를 지지하는 척(chuck; 3a)을 갖고, 그의 좌측단부에 내부에 주축모터(4a)를 갖는 주축대(4)를 갖는다. 주축대(4)와 제2 홀더(3)의 사이에는 주축모터(4a)의 동력을 척(3a)에 전달하여 제2 공작물(W2)을 척(3a)상에서 회전시켜주는 동력전달기구(도시안됨)가 설치되어 있다. 상기 제2 홀더(3)는 베드(9)에 장착된 상부및 하부 레일(9a)상에 슬라이딩 가능하게 장착된 상부및 하부 가이드(3c)를 각각 갖는다.

도1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 모터 지지체(5)와 제2 홀더(3)의 사이에는 제2 홀더(3)를 상기 가이드(3c)를 따라 상기 베드(9)에 대하여 슬라이딩시키는 추력기구(8)가 설치되어 있다. 이 추력기구(8)는 모터 지지체(5)내에 설치된 추력모터(8a)와, 1쌍의 상부및 하부 숫나사부재(7b)및, 상기 각 숫나사부재(7b)와 나사맞춤되는 1쌍의 상부및 하부 암나사부재(8b)를 갖는다. 추력모터(8a)는 타이밍 벨트(8e)를 통해, 모터 지지체(5)내에 설치된 풀리(8c)에 연결되는 출력축을 갖는다. 이 풀리(8c)는 1쌍의 타이밍 벨트(8e)를 통해, 모터 지지체(5)내에 설치된 1쌍의 상부및 하부 풀리(8d)에 연결된다. 쌍으로 된 숫나사부재(7b)는 쌍으로 된 풀리(8d)에 각각 축회전 불가능하게 연결된다. 따라서, 각 숫나사부재(7b)는 추력모터(8a)의 출력축의 회전에 따라 축회전한다.

도1에 나타낸 바와 같이, 각 숫나사부재(7b)는 그의 외주부상에 숫나사를 갖는 봉 형상으로 되어있다. 각 숫나사부재(7b)는 축회전하지만 축방향으로는 이동 불가능하도록, 그의 좌측단부가 모터 지지체(5)내에 설치된 베어링 유닛(5a)에 의 해 지지되어 있다. 또한, 각 숫나사부재(7b)는 축회전하지만 축방향으로는 이동 불가능하도록, 그의 대향 우측단부가 중간홀더(6)내에 설치된 베어링 유닛(6a)에 의해 지지되어 있다. 상부및 하부 숫나사부재(7b)는 각각 제2 홀더(3)의 상부및 하부 브라켓(3d)에 삽입관통되며 브라켓(3d)의 좌측단부에 장착된 암나사부재(8b)와 나사맞춤된다. 따라서, 추력모터(8a)가 각 숫나사부재(7b)에 축회전을 일으킬 때, 암나사부재(8b)는 각각 숫나사부재(7b)를 따라 이동한다. 그에 따라 제2 홀더(3)는 암나사부재(8b)를 통하여 베드(9)에 대하여 슬라이딩한다.

도1에 나타낸 바와 같이, 1쌍의 상부및 하부 타이로드(7a)는 각각 쌍으로 된 숫나사부재(7b)에 동축상으로 연결된다. 쌍으로 된 타이로드(7a)와 쌍으로 된 숫나사부재(7b)는 1쌍의 축(7)을 형성한다. 숫나사부재(7b)는 추력기구(8)의 일부이면서 축(7)의 일부이다. 각각의 타이로드(7a)는 봉 형상으로 되어 있다. 각 타이로드(7)는 그의 우측단부가 제1 홀더(2)에 또한 그에 대향하는 좌측단부가 중간홀더(6)에 회전 불가능하게 연결되어 있다. 도1 및 도3에 나타낸 바와 같이, 중간홀더(6)는 베드(9)의 거의 중간위치에 고정 장착되어 있으며, 상부 브라켓(6b)과 하부 브라켓(6c)을 갖는다. 상기 브라켓(6b, 6c)의 전단부상에는 베어링 유닛(6a)이 설치되어 있다.

도5에 나타낸 바와 같이, 각 베어링 유닛(6a)은 좌측단부에 제1 보어(6a1)를, 또한 우측단부에 상기 제1 보어(6a1)보다 곡률반경이 큰 제2 보어(6a2)를 갖는다. 각 숫나사부재(7b)의 우측단부(7b1)는 베어링 유닛(6a)의 제1 보어(6a1)내에 삽입된다. 베어링 유닛(6a)은 제1 보어(6a1)내에 다수개의 롤러 베어링(6d)를 갖 는다. 또한, 우측단부(7b1)의 선단부에는 상기 롤러 베어링(6d)을 보유 지지하는 리테이너(retainer; 7b2)가 장착된다. 본 실시예의 롤러 베어링(6d)은 축의 반경방향 하중뿐만 아니라 인장하중도 수용하도록 되어 있다. 롤러 베어링(6d)은, 숫나사부재(7b)의 대응 우측단부(7b1)와 함께 각 베어링 유닛(6a)의 제1 보어(6a1)내에 설치되어 있다. 또한, 각 베어링 유닛(6a)의 좌측단부에는 롤러 베어링(6d)을 보유 지지하는 리테이너(6g)가 장착된다. 따라서, 각 숫나사부재(7b)는 회전가능하지만 축방향의 이동이 방지되도록 롤러 베어링(6d)에 의해 지지되어 있다.

도5에 나타낸 바와 같이, 베어링 유닛(6a)의 제2 보어(6a2)에는, 스페이서(6f)와 타이로드(7a)의 좌측단부(7a1)의 일부가 삽입된다. 각 타이로드(7a)의 좌측단부(7a1)의 외주부상에는 숫나사가 형성되어 있고 숫나사의 좌측단부(7a1)상에는 너트(6e)가 나사맞춤되어 있다. 각 베어링 유닛(6a)의 제2 보어(6a2)의 내주부상에는 암나사가 형성되어 있어, 각 좌측단부(7a1)가 대응하는 제2 보어(6a1)내에 나사맞춤되면, 너트(6e)가 조여진다. 이것에 의해 각 타이로드(7a)가 축회전 불가능하게 베어링 유닛(6a)에 장착된다. 따라서, 각 타이로드(7a)와 숫나사부재(7b)는 중간홀더(6)를 통하여, 숫나사부재(7b)가 축회전가능하게 연결된다. 또한, 도3및 도4에 나타낸 바와 같이, 쌍으로된 축(7)은 공작물(W1, W2)의 중심축선에 대하여 회전대칭하도록 위치되어 있다.

마찰압접장치(1)에 의해 제1 공작물(W1)과 제2 공작물(W2)을 마찰압접하는 경우는, 주축모터(4a)에 의해 제2 공작물(W2)을 축회전시키고, 추력모터(8a)에 의해 각 숫나사부재(7b)를 회전시켜, 대응하는 제2 홀더(3)를 제1 홀더(2)를 향해 이 동시킨다. 그리고 제2 공작물(W2)을 제1 공작물(W1)에 가압시킨다. 따라서, 제2 공작물(W2)이 제1 공작물(W1)로 가압되므로써 추력이 발생하며, 이 추력을 축(7)에 의해 수용한다. 동시에, 마찰열이 발생하며, 제1 공작물(W1)과 제2 공작물(W2)을 공지의 방법으로 함께 압접시킨다.

전술한 바와 같이, 제1 홀더(2)와 제2 홀더(3)의 사이에는, 제1 공작물(W1)과 제2 공작물(W2)의 마찰압접중의 추력을 수용하도록 쌍으로 된 축(7)이 설치되어 있다. 각각의 축(7)은 타이로드(7a)와, 상기 타이로드(7a)에 동축상으로 연결되어 축회전 가능한 숫나사부재(7b)를 갖는다.

타이로드(7a)와, 그에 동축상으로 연결된 숫나사부재(7b)를 갖는 축은, 타이로드와 숫나사부재가 분리되어 나란히 설치된 경우에 비하여 소형이 된다. 또한, 본 실시예에 따라 공작물(W1, W2)을 설치하고, 이어서 마찰압접된 공작물의 제거를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 암나사부재(8b) 보다도 직경이 작은 숫나사부재(7b)를 회전시키기 때문에, 암나사부재의 외주부를 회전가능하게 지지하는 경우에 비해 장치(특히 제2 홀더(3))가 소형으로 된다. 또한 숫나사부재(7b)는 그에 대응하는 타이로드(7a)와 연결되어 있기 때문에, 숫나사부재만을 구비한 축에 비해 숫나사부재(7b)의 길이를 짧게 할 수 있다. 이 때문에 숫나사부재를 고속으로 회전시킬때 일어나는 숫나사부재의 휨(deflection)을 작게 할 수 있다. 따라서, 제1 홀더(2)와 제2 홀더(3)를 상대적으로 고속으로 접근및 이탈시키도록 마찰압접장치(1)를 작동시킬 수 있다.

마찰압접장치(1)는, 도1에 나타낸 바와 같이, 각 숫나사부재(7b)의 우측단부 가 대응하는 타이로드(7a)의 좌측단부와 축회전 가능하게 연결된다. 각 숫나사부재(7b)의 좌측단부는, 모터 지지체(5)에 의해, 숫나사부재로 하여금 축회전은 가능하나 축방향으로는 이동 불가능하게 지지된다. 또한, 각 타이로드(7a)의 우측단부는 제1 홀더(2)에 의해 축회전 불가능하게 지지된다. 따라서, 숫나사부재(7b)와 타이로드(7a)를 연결하는 각 축(7)은 그의 양단부가 지지되기 때문에, 모터 지지체(5)와 제1 홀더(2)에 의해 안정되게 지지될 수 있다.

마찰압접장치(1)는 베드(9)상에 고정 장착된 중간홀더(6)를 갖는다. 각 타이로드(7a)와 숫나사부재(7b)는 중간홀더(6)의 베어링 유닛(6a)을 통해, 숫나사부재가 축회전 가능하게 연결되어 있다. 따라서, 타이로드(7a)와 숫나사부재(7b)의 연결부분이 중간홀더(6)에 의해 안정되게 지지될 수 있다.

쌍으로 된 축(7)은, 제2 공작물(W2)의 회전중심에 대하여 회전대칭하게 위치되어 있다. 따라서, 제1 공작물(W1)과 제2 공작물(W2)의 가압시 발생되는 추력이 쌍으로 된 상기 축(7)에 의해 수용된다. 여기서, "회전중심"이란 마찰압접시 공작물이 회전하는 중심을 의미한다. 이에 따라 함께 마찰압접되는 공작물이 원통형상을 가질 때 회전중심은 공작물의 중심축선과 일치한다. 그리고 추력에 대한 반력의 중심은 제2 공작물(W2)의 회전중심에서 발생한다. 반력의 모멘트와 각 축(7)에 작용하는 추력에 의한 모멘트는, 쌍으로 된축(7)이 제2 공작물(W2)의 회전중심에 대하여 회전대칭하게 위치하기 때문에 오프셋(offset)된다. 그 결과 제1 공작물(W1)과 제2 공작물(W2)의 압접시의 이들 공작물(W1, W2)의 경사가 작게 되어 압접위치의 정도(accuracy)가 향상된다.

이하, 도6을 참조로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 마찰압접장치를 설명키로 한다. 제2 실시예의 마찰압접장치(10)는 제1 실시예의 마찰압접장치(1)와 거의 동일한 구조를 갖는다. 그러나 제1 실시예의 마찰압접장치(1)가 단두식(single head type)인데 반해, 제2 실시예의 마찰압접장치(10)는 양두식(double head type)이다. 이하, 제1 실시예와 제2 실시예 간의 상이점을 주로 설명키로 한다.

제2 실시예의 마찰압접장치(10)는, 도6에 나타낸 바와 같이, 베드(9)와, 베드(9)의 중앙에 이동 불가능하게 장착된 고정 제1 홀더(2)및, 베드(9)의 양단부에 이동 불가능하게 장착된 1쌍의 고정 모터 지지체(5)를 구비한다. 좌측모터 지지체(5)와 제1 홀더(2)의 사이에는, 베드(9)상에 이동 불가능하게 장착된 좌측 고정 중간홀더(6)와, 베드(9)에 슬라이딩 가능하게 장착된 좌측 제2 홀더(3)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 우측모터 지지체(5)와 제1 홀더(2)의 사이에는, 베드(9)상에 이동 불가능하게 장착된 우측 고정 중간홀더(6)와, 베드(9)에 슬라이딩 가능하게 장착된 우측 제2 홀더(3)가 설치되어 있다. 또한, 각각의 제2 홀더(3)에는 주축대(4)가 설치되어 있다.

쌍으로 된 모터 지지체(5)의 사이에는 1쌍의 축(17)이 설치되어 있다. 각각의 축(17)은 중앙에 타이로드(17a)와, 타이로드(17a)의 양단부에 연결된 1쌍의 숫나사부재(17b)를 갖는다. 타이로드(17a)의 양단부와, 대응하는 쌍으로 된 숫나사부재(17b)의 내측단부는 1쌍의 중간홀더(6)를 통하여, 숫나사부재(17b)가 축회전 가능하도록, 동축상으로 연결되어 있다. 각 숫나사부재(17b)의 외측단부는, 모터 지지체(5)의 베어링 유닛(5a)에 의해, 숫나사부재가 축회전 가능하지만 축방향으로 이동 불가능하게 지지되어 있다. 각 모터지지체(5)에는, 쌍으로 된 대응 숫나사부재(17b)를 축회전시키는 추력모터(8a)가 설치되어 있다.

본 발명은 전술한 두 실시예에 한정되지 않고, 이하에 예시하는 다양한 형태로 실시될 수도 있다.

(1) 제1 실시예의 마찰압접장치(1)는, 제1 홀더(2)가 베드(9)에 대하여 이동 불가능하게 장착되고, 제2 공작물(W2)을 회전가능하게 지지하고 있는 제2 홀더(3)가 베드(9)에 대하여 이동가능하게 장착되어 있도록 형성되어 있다. 그러나, 이러한 마찰압접장치는 제1 홀더가 베드에 대하여 이동 가능하게 장착되고, 제2 공작물을 회전 가능하게 지지하고 있는 제2 홀더가 베드에 대하여 이동 불가능하게 장착되도록 변형될 수도 있다.

(2) 제1 실시예의 축(7)은 일단부가 모터 지지체(5)에 의해 축회전 가능하게 지지되어 있다. 그러나 축의 일단부가 추력 모터용 제2 홀더에 의해 지지될 수도 있다.

(3) 제1 실시예와 제2 실시예에 있어서는, 축(7, 17)이 제1 홀더(2)에 인접하게 위치된 타이로드(7a, 17a)와, 제2 홀더(3)에 인접하게 위치된 숫나사부재(7b, 17b)를 갖는다. 그러나, 축은 제1 홀더에 인접하게 위치된 숫나사부재와, 제2 홀더에 인접하게 위치된 타이로드를 가질수도 있다.

(4) 제1 실시예와 제2 실시예에 있어서는, 숫나사부재(7b, 17b)와, 그에 대응하는 암나사부재(8b)가 개재물(intervention) 없이 나사맞춤되어 있다. 그러나, 숫나사부재가 볼 스크류 기구를 통하여 암나사부재와 나사맞춤될 수도 있다.

(5) 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 축(7, 17)의 타이로드(7a, 17a)와 대응 숫나사부재(7b, 17b)는, 중간홀더(6)를 통하여 축회전 가능하게 연결되어 있다. 그러나, 타이로드(7a, 17a)와 숫나사부재(7b, 17b)는, 타이로드(7a, 17a)와 숫나사부재(7b, 17b)의 어느 일방에 설치된 베어링을 통해, 숫나사부재(7b, 17b)가 축회전 가능하게 연결될 수도 있다.

(6) 제1 실시예와 제2 실시예의 마찰압접장치(1, 10)는, 쌍으로 된(또는 2개)의 축(7, 17)을 갖고 있지만, 3개 이상의 축을 가질 수도 있다. 이 경우, 각 축은 균등하게 추력을 수용할 수 있도록 배치되어져야 한다.

그러므로, 본 발명의 실시예는 예시적인 것으로 한정하는 것이 아니므로, 본 발명은 지금까지 상세히 설명한 구성으로만 한정되지 않고, 첨부의 특허청구범위의 보호범위내에서 변형이 가능하다.

도1 은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마찰압접장치를 나타내는 정면도이다.

도2 는 도1의 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 마찰압접장치의 측면도이다.

도3 은 도1의 선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 마찰압접장치의 단면도이다.

도4 는 도1의 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 마찰압접장치의 측면도이다.

도5는 타이로드와, 숫나사부재 및, 타이로드와 숫나사부재의 양단부를 지지하는 베어링 유닛의 부분 단면 일부 정면도이다.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마찰압접장치를 나타내는 정면도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 마찰압접장치

2 : 제1 (고정)홀더(holder)

2a : 크램프(clamp)

3 : 제2 홀더

3a : 척(chuck)

4 : 주축대(spindle stock)

4a : 주축 모터

5 : (고정)모터 지지체

5a : 베어링 유닛

6 : 중간홀더

6a : 베어링 유닛

6d : 롤러 베어링(roller bearing)

6g : 리테이너(retainer)

7. 17 : 축

7a, 17a : (상부및 하부) 타이로드(tie rod)

7b, 17b : (상부및 하부) 숫나사부재

8 : 추력기구(thrust mechanism)

8a : 추력용 모터

8b : (상부및 하부) 암나사부재

9 : 베드(bed)

W1 : 제1 공작물

W2 : 제2 공작물

Claims

제1 공작물과 제2 공작물을 상대 회전시키면서 상기 제2 공작물을 제1 공작물로 가압하여, 상기 제1 공작물과 제2 공작물을 마찰압접하는 마찰압접장치로서,

상기 제1 공작물을 지지하는 제1 홀더와,

상기 제2 공작물을 지지하는 제2 홀더와,

상기 제2 홀더를 상기 제1 홀더에 근접시키거나 이탈이동시키는 추력기구및,

상기 제1 홀더와 제2 홀더에 연결되어 상기 추력기구에 의해 생긴 추력을 수용하는 축을 가지며,

상기 축은 타이로드(tie rod)와, 상기 타이로드와 동축상으로 축회전할 수 있게 연결된 숫나사부재를 가지며,

상기 추력기구는 상기 숫나사부재와, 암나사부재및, 추력모터를 갖고, 상기 암나사부재는 상기 제1 홀더와 제2 홀더의 어느 하나에 형성되고, 또한 상기 숫나사부재와 나사맞춤되고, 상기 추력모터는 상기 숫나사부재를 상기 암나사부재에 대하여 회전시키는 것을 특징으로 하는 마찰압접장치.
제1항에 있어서,

상기 숫나사부재는 축회전가능하게 그의 일단부가 타이로드의 일단부에 연결되며, 상기 숫나사부재의 타단부는 장치본체에 대하여 축회전가능하고 또한 축방향으로 이동 불가능하게 지지되며, 상기 타이로드의 타단부는 장치의 본체에 대하여 축회전 불가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 마찰압접장치.
제1항에 있어서,

장치의 본체상에 고정 장착되는 중간홀더를 추가로 가지며, 상기 중간홀더는 타이로드와 숫나사부재를 연결하며, 상기 숫나사부재가 축회전가능하게 하는 베어링 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰압접장치.
제3항에 있어서,

상기 베어링 유닛은 롤러 베어링을 가지며, 상기 롤러 베어링은 상기 숫나사부재의 선단부에 장착된 리테이너(retainer)에 의해 상기 숫나사부재의 일단부에 보유지지되는 것을 특징으로 하는 마찰압접장치.
제1항에 있어서,

상기 축은 1쌍으로 형성되며, 상기 1쌍의 축은 회전하는 공작물의 회전중심에 대하여 회전대칭하여 위치되는 것을 특징으로 하는 마찰압접장치.
제5항에 있어서,

상기 추력모터는 풀리와 벨트를 통해 1쌍의 축의 숫나사부재를 공히 회전시키는 것을 특징으로 하는 마찰압접장치.
제2 공작물과 제1 공작물의 상대 회전중에 상기 제2 공작물을 제1 공작물로 가압하고, 또한 제3 공작물과 제1 공작물의 상대 회전중에 상기 제3 공작물을 제1 공작물로 가압하므로써, 상기 제1 공작물과, 제2 공작물및, 제3 공작물을 양두(double-head) 마찰압접하는 마찰압접장치로서,

상기 제1 공작물을 지지하는 제1 홀더와,

상기 제2 공작물을 지지하는 제2 홀더와,

상기 제2 홀더를 상기 제1 홀더에 근접시키거나 이탈이동시키는 제1 추력기구와,

상기 제3 공작물을 지지하는 제3 홀더와,

상기 제3 홀더를 상기 제1 홀더에 근접시키거나 이탈이동시키는 제2 추력기구와,

상기 제1 홀더와, 제2 홀더및 제3 홀더 모두에 연결되어, 상기 제1 추력기구와 상기 제2 추력기구에 의해 생긴 추력을 수용하는 축을 가지며,

상기 축은 타이로드와, 제1 숫나사부재및, 제2 숫나사부재를 갖고, 상기 제1 숫나사부재와 제2 숫나사부재는 상기 타이로드의 양단부에 동축상으로 축회전할 수 있게 연결되며,

상기 제1 추력기구는 상기 제1 숫나사부재와, 제1 암나사부재및, 제1 추력모터를 갖고, 상기 제1 암나사부재는 상기 제2 홀더에 형성되고, 또한 상기 제1 숫나사부재와 나사맞춤되고, 상기 제1 추력모터는 상기 제1 숫나사부재를 상기 제1 암나사부재에 대하여 회전시키며,

상기 제2 추력기구는 상기 제2 숫나사부재와, 제2 암나사부재및, 제2 추력모터를 갖고, 상기 제2 암나사부재는 상기 제3 홀더에 형성되고, 또한 상기 제2 숫나사부재와 나사맞춤되고, 상기 제2 추력모터는 상기 제2 숫나사부재를 상기 제2 암나사부재에 대하여 회전시키는 것을 특징으로 하는 마찰압접장치.