(57)【要約】【課題】シーム溶接機に設けられた円盤状の電極輪を手数をかけずに迅速に整形することができ、効率よく精度の高い電極輪の整形を行うことができる電極整形装置を提供する。【解決手段】溶接後の電極輪Ｗの外周先端を切削する切削具２と、切削具２を回転させる回転駆動手段２３と、切削具を電極輪Ｗに当接する方向に沿って進退させる進退手段１２とを備える。切削具２は、その周縁部に沿って形成されて電極輪Ｗの先端形状に対応する凹部と、凹部に交差して凹部より深く切欠かれ、切削具の両面側で開放された複数の切欠き部と、各切欠き部による凹部の端縁に形成された切削刃部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーム溶接機に設けられた円盤状の電極輪を整形する電極整形装置において、
溶接後の前記電極輪の外周先端の電極面を切削する円盤状の切削具と、該切削具を周方向に回転させる回転駆動手段と、前記切削具を前記シーム溶接機の電極輪に当接する方向に沿って進退させる進退手段とを備え、
前記切削具は、その周縁部に沿って形成されて前記電極輪の先端形状に対応する凹部と、該凹部に交差して該凹部より深く切欠かれ、切削具の両面側で開放された複数の切欠き部と、各切欠き部による前記凹部の端縁に形成された切削刃部とを備えることを特徴とする電極整形装置。
【請求項２】
前記切削具の切欠き部は、前記凹部に交差して前記切削具を両面方向に貫通する貫通孔により形成されていることを特徴とする請求項１記載の電極整形装置。
【請求項３】
前記切削具の切欠き部は、前記凹部をその周縁から切り込むことによりスリット状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電極整形装置。
【請求項４】
前記切削具は、前記複数の切欠き部により周縁部に突出する形状となる側面視爪状の爪状凸部を備え、該爪状凸部は、前記凹部と、該凹部の一端縁に形成される前記切削刃部とを備えることを特徴とする請求項１記載の電極整形装置。
【請求項５】
前記凹部は、底部と、該底部から対向して次第に拡開するように傾斜する一対の内壁とにより構成され、
該凹部の両内壁には、径方向に複数段の波状面が各爪状凸部毎に位相をずらして形成され、
前記切削刃部は、前記波状面の端縁により形成される複数の凸刃を備え、
該凸刃は、前記波状面の位相のずれにより各爪状凸部毎に異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項４記載の電極整形装置。
【請求項６】
前記進退手段に設けられ、該進退手段の前進により電極輪の先端に接触して、切削具が電極輪に当接する位置及び電極輪の目標切削量を検出する接触式センサと、
前記切削具の電極輪への当接量が、該接触式センサが検出した目標切削量となるように前記進退手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の電極整形装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記接触式センサが検出した切削具の電極輪への当接位置に基づいて前記進退手段を制御することにより、切削具が電極輪に当接する直前まで切削具を第１の所定速度で前進させ、その後、接触式センサが検出した目標切削量となるまで第１の所定速度より低速の第２の所定速度で切削具の電極輪への当接量を増加させることを特徴とする請求項６記載の電極整形装置。
【請求項８】
前記回転駆動手段は、少なくとも切削具が電極輪に当接するとき、前記電極輪の回転方向と逆方向に切削具を回転駆動することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の電極整形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーム溶接機に設けられた円盤状の電極輪を整形する電極整形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１に見られるように、金属板材により形成された二輪車用燃料タンクの上半部と下半部との接合は、シーム溶接機を用いて行われることが知られている。この種のシーム溶接機は、一対の回転する電極輪を備え、重合させた金属板を両電極輪に挟んで加圧しつつ回転することにより電気溶接を施して金属板を接合する。電極輪は、溶接作業に伴い電極面に溶着物の付着や傷付きが生じたり、加圧力に起因してその表面が疲労する。このため、電極輪の電極面となる外周先端を削り取って平滑に整形する作業が行われる。
【０００３】
従来、電極輪の整形を行う装置として、下記特許文献２に見られるように、シーム溶接機に回転砥石を組み込み、シーム溶接後の待ち時間やシーム溶接中に電極輪に回転砥石を押し当てることで電極輪の整形を行えるようにしたものが知られている。
【０００４】
しかし、特許文献２の構成によると、シーム溶接機に回転砥石を組み込むスペースが必要であるだけでなく、上述した二輪車用燃料タンクのように湾曲する狭い部分（例えば、二輪車のフレームに被せる燃料タンクの凹部）に電極輪を沿わせて溶接を行うシーム溶接機では、電極輪の近傍に回転砥石を設けておくと二輪車用燃料タンクと回転砥石とが干渉する。このため、二輪車用燃料タンクのように、狭い溶接部分を有するワークを溶接するシーム溶接機の場合には、電極輪を手工具で整形したり、シーム溶接機から取り外して別の位置で電極輪の整形を行わなければならないために手数がかかる。
【０００５】
また、電極輪を砥石やローレットを備える研削具で研削した場合には、研削屑により研削具に目詰まりが生じやすく、短時間のうちに電極輪の整形精度が低下する。このため、研削具の交換や掃除を頻繁に行わなければならず、これによって整形作業の効率が低下する不都合がある。
【特許文献１】特開昭６０−１２１０８０号公報
【特許文献２】特開２０００−６１６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑み、シーム溶接機に設けられた円盤状の電極輪を手数をかけずに迅速に整形することができ、効率よく精度の高い電極輪の整形を行うことができる電極整形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、シーム溶接機に設けられた円盤状の電極輪を整形する電極整形装置において、溶接後の前記電極輪の先端を切削する円盤状の切削具と、該切削具を周方向に回転させる回転駆動手段と、前記切削具を前記シーム溶接機の電極輪に当接する方向に沿って進退させる進退手段とを備え、前記切削具は、その周縁部に沿って形成されて前記電極輪の先端形状に対応する凹部と、該凹部に交差して該凹部より深く切欠かれ、切削具の両面側で開放された複数の切欠き部と、各切欠き部による前記凹部の端縁に形成された切削刃部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、前記進退手段により前記切削具を後退させておくことで、シーム溶接機の電極輪により溶接されているワークと干渉しない位置に切削具を退避させておくことができ、溶接作業が終了してワークが取り出された後に該進退手段により切削具を前進させて電極輪の先端を切削することができるので、電極輪をシーム溶接機から取り外すことなく迅速に電極輪の整形を行うことができる。また、切削具は前記切削刃部により電極輪の先端を切削するので、ローレットや砥石を用いる場合に比べて、整形時間も短く且つ目詰まりも生じない。更に、前記切欠き部によって、切削屑を確実に凹部内から排出することができ、切削具を長寿命化して切削具の交換作業を軽減することができる。
【０００９】
本発明において、前記切削具の切欠き部は、前記凹部に交差して前記切削具を両面方向に貫通する貫通孔により形成されていてもよく、また、前記凹部をその周縁から切り込むことによりスリット状に形成されていてもよい。これによれば、貫通孔やスリットを形成するだけで切削刃部を設けることができ、切削具の製造も容易となる。
【００１０】
また、それ以外に、前記切削具は、前記複数の切欠き部により周縁部に突出する形状となる側面視爪状の爪状凸部を備え、該爪状凸部は、前記凹部と、該凹部の一端縁に形成される前記切削刃部とを備えるようにしてもよい。これによれば、各爪状凸部の間隔を比較的広くすることが可能となるので、切欠き部を貫通孔やスリット状に形成する場合に比べて切削具を軽量化することができる。
【００１１】
また、このような爪状凸部を設けた切削具においては、前記凹部は、底部と、該底部から対向して次第に拡開するように傾斜する一対の内壁とにより構成され、該凹部の両内壁には、径方向に複数段の波状面が各爪状凸部毎に位相をずらして形成され、前記切削刃部は、前記波状面の端縁により形成される複数の凸刃を備え、該凸刃は、前記波状面の位相のずれにより各爪状凸部毎に異なる位置に設けられていることが好ましい。
【００１２】
電極輪の先端が凹部内に入ると凸刃が電極面に接触することで局所的に面圧が高くなり、高い切削力を得ることができる。しかも、凸刃は各爪状凸部毎に異なる位置に設けられているので、電極面と切削刃部とに発生する切削抵抗を低減できる。これによって、電極輪を円滑に効率よく整形することができる。
【００１３】
また、本発明の電極整形装置は、更に、前記進退手段に設けられ、該進退手段の前進により電極輪の先端に接触して、切削具が電極輪に当接する位置及び電極輪の目標切削量を検出する接触式センサと、前記切削具の電極輪への当接量が、該接触式センサが検出した目標切削量となるように前記進退手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
前記接触式センサを設けることにより、切削具が電極輪に当接するに先立って、切削具が電極輪に当接する位置及び電極輪の目標切削量を検出することができ、制御手段により前記進退手段を制御して切削具の電極輪への当接量を目標切削量となるように調整することができるので、電極輪の切削精度を向上させることができる。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記接触式センサが検出した切削具の電極輪への当接位置に基づいて前記進退手段を制御することにより、切削具が電極輪に当接する直前まで切削具を第１の所定速度で前進させ、その後、接触式センサが検出した目標切削量となるまで第１の所定速度より低速の第２の所定速度で切削具の電極輪への当接量を増加させることが好ましい。
【００１６】
こうすることにより、第１の所定速度を比較的高速として、切削具が電極輪に当接する直前までの時間を短縮させることができる。しかも、第２の所定速度を低速として切削具の電極輪への当接量を増加させるので、電極輪の切削が急激に行われ、その際に発生する振動を防止して精度の高い切削を行うことができる。
【００１７】
また、本発明において、前記回転駆動手段は、前記切削具が前記電極輪を整形するとき、電極輪の回転方向と逆方向に切削具を回転駆動することが好ましい。これによれば、電極輪と同一方向に切削具を回転させて電極輪の整形を行う場合に比べて、電極面の切削量を精度良く増減させることができ、高精度な切削作業を容易に行うことができて有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の電極整形装置を示す平面図、図２は図１の側面図、図３は切削具の斜視図、図４は切削具の切削刃部を示す説明図、図５は各爪状凸部毎の凸刃の位置を示す説明図、図６は整形作業時の電極輪と切削具とを示す説明図、図７は他の切削具を示す側面図、図８は図７の切削具の平面図、図９は他の切削具を示す側面図、図１０は図９の切削具の要部の断面図である。
【００１９】
本実施形態の電極整形装置１は、図１及び図２に示すように、図外のシーム溶接機に備える電極輪Ｗの電極面とされた外周先端の整形を行うものである。電極整形装置１は、詳しくは後述する円盤状の切削具２を備え、回転する切削具２を、回転する電極輪Ｗに当接させることで、電極輪Ｗの外周先端を切削する。
【００２０】
先ず、電極整形装置１の構成を説明する。本実施形態の電極整形装置１は、図１及び図２に示すように、機台３（図２示）上に立設されたフレーム４に沿って昇降自在の昇降ベース５を備えている。昇降ベース５は、フレーム４に上下方向に延設されたレール６により摺動部材７を介して摺動案内される。昇降ベース５の昇降は、機台３の上部に設けられたモータ８（図１示）により回転されるボールネジ９によって駆動される。
【００２１】
昇降ベース５には、第１スライドベース１０が支持されている。第１スライドベース１０は、昇降ベース５上に横方向に延設されたレール１１により摺動部材１２を介して摺動案内される。該レール１１の案内により、第１スライドベース１０は、フレーム４に対して接近・離反する方向に移動自在とされている。また、昇降ベース５には、第１スライドベース１０をレール１１に沿って移動させるためのシリンダ１３が設けられている。シリンダ１３はピストンロッド１４を伸長させることにより、第１スライドベース１０をフレーム４に接近する方向に移動させ、ピストンロッド１４を収縮させることにより、第１スライドベース１０をフレーム４から離反する方向に移動させる。
【００２２】
第１スライドベース１０には、第２スライドベース１５が支持されている。第２スライドベース１５は、第１スライドベース１０上に設けられたレール１６により摺動部材１７を介して案内される。第１スライドベース１０上のレール１６は、昇降ベース５上のレール１１に直行する方向に延びている。このレール１６の案内により、第２スライドベース１５は、電極輪Ｗのある側に対して進退移動するようになっている。第２スライドベース１５の進退は、第１スライドベース１０上に設けられたボールネジ１８により駆動される。ボールネジ１８は、第１スライドベース１０に設けられたモータ１９の回転軸に、ギヤボックス２０及び一対の連結ギヤ２１，２２を介して連結されている。なお、第２スライドベース１５、ボールネジ１８、及びモータ１９は、本発明の進退手段を構成している。
【００２３】
第２スライドベース１５上には、切削具２と、モータ２３と、接触式センサ２４とが設けられている。切削具２は回転軸２５を介して軸受け２６に回転自在に支持されている。回転軸２５は従動プーリ２７を備えており、この従動プーリ２７は、モータ２３が備える駆動プーリ２８にベルト２９を介して接続されている。なお、モータ２３、駆動プーリ２８、及び従動プーリ２７は、本発明の回転駆動手段を構成している。
【００２４】
また、電極整形装置１は図外の制御装置（本発明における制御手段）を備えている。制御装置は、マイクロコンピュータ等により構成されており、所定の情報を記憶し、演算処理を行うことにより前記の各モータ８，１９，２３、及びシリンダ１３を制御する。
【００２５】
接触式センサ２４は、切削具２による電極輪Ｗの整形作業に先立って電極輪Ｗの先端に接触することにより、制御装置と協働して切削具２が電極輪Ｗに当接する位置及び電極輪Ｗの目標切削量を検出する。接触式センサ２４からの各種信号は、制御装置に入力され、この信号に基づいて電極輪Ｗを切削する際に第２スライドベース１５の移動が制御される。
【００２６】
接触式センサ２４を電極輪Ｗの先端に接触させるときには、先ず、モータ８の駆動により昇降ベース５を昇降させて接触式センサ２４と電極輪Ｗとの高さ位置を合わせる。次いで、モータ１９の駆動により第２スライドベース１５を所定位置に後退させ、更に、シリンダ１３の駆動により第２スライドベース１５をフレーム４から離反させて接触式センサ２４の先端を電極輪Ｗの先端に対向させる（図１及び図２は第２スライドベース１５が前進し、フレーム４に接近した状態を示している。）。この位置を基準位置として（基準位置は予め設定されている位置である）、第２スライドベース１５の前進により接触式センサ２４の先端を電極輪Ｗの先端に接触させる。
【００２７】
この接触により接触式センサ２４は接触開始点を示す信号を出力し、制御装置は基準位置から接触開始点までの距離を記憶する。更に電極輪Ｗの先端に接触後に移動する接触式センサ２４の先端からは電極輪Ｗの先端の状態（磨耗や皮膜金属形成に基づく目標切削量）を示す信号が得られ、この信号に基づいて制御装置は、電極輪Ｗの目標切削量を設定する。
【００２８】
そして、接触式センサ２４から情報を得た後に、制御装置は、モータ１９の回転を制御して一旦第２スライドベース１５を後退させると共に、シリンダ１３を制御して第２スライドベース１５をフレーム４に接近する方向に移動させ、切削具２と電極輪Ｗとを先端同士で対向させる。次いで、制御装置は、接触式センサ２４により検出された接触開始点に基づいて、切削具２が電極輪Ｗに当接する直前まで（本実施形態においては切削具２と電極輪Ｗとの間隔が０．００５mmとなるまで）第２スライドベース１５を高速（第１の所定速度）で前進させる。続いて、制御装置は、モータ２３を始動させて切削具２を回転させ、接触式センサ２４の検出に基づいて設定された目標切削量となるまで、第２スライドベース１５を低速（第１の所定速度より遅い第２の所定速度であり、本実施形態においては０．０１mm／秒）で前進させる。これにより、切削具２の電極輪Ｗへの当接量を低速で増加させることができ、極めて高精度な切削が行われる。
【００２９】
その後、第２スライドベース１５が電極輪Ｗの目標切削量に対応する移動量となったとき、制御装置は、第２スライドベース１５を高速で後退させる。このように、切削具２が電極輪Ｗの切削を行っているとき以外の切削具２の移動が高速に行われるので、時間を短縮できて極めて効率よく電極輪Ｗの整形を行うことができる。また、整形終了時には切削具２を迅速に電極輪Ｗから遠ざけることができ、図外のシーム溶接機による溶接作業を迅速に開始することができる。
【００３０】
次に、本実施形態において採用する切削具２について詳しく説明する。切削具２は、高い硬度と対磨耗性を有することから高速度工具鋼を材料として形成されており、図３に示すように、略円盤状であってその外周に所定間隔を存して複数設けられた切欠き部３０を介して側面視爪状の爪状凸部３１が形成されている。爪状凸部３１は周方向に延びる凹部３２を備え、切欠き部３０は、凹部３２に交差して該凹部３２より深く切欠かれている。また、切欠き部３０は、切削具２の両面側で開放され、各切欠き部３０による凹部３２の一端縁（爪状凸部３１の周方向の一側壁）には、切削刃部３３が形成されている。切削具２をこのような形状とすることにより、切欠き部３０を比較的大きくして切削屑を円滑且つ確実に切削具２の外方に排出し、目詰まり等の発生を防止することができ、しかも、切削具２を軽量化することができる。
【００３１】
凹部３２は、図４に示すように、底部３４と、該底部３４から対向して次第に拡開するように傾斜する一対の内壁３５とにより構成されている。また、凹部３２の両内壁３５は径方向に複数段の波状面とされており、切削刃部３３には、この波状面の端縁による複数の凸刃３６が形成されている。これにより、電極輪Ｗの先端が凹部３２内に入ると凸刃３６が電極輪Ｗの先端（電極面）に接触することで局所的に面圧が高くなり、高い切削力を発揮する。
【００３２】
切削刃部３３の凸刃３６は、各爪状凸部３１毎に少しずつ異なる位置に設けられている。即ち、凹部３２の両内壁３５の波状面が各爪状凸部３１毎に位相をずらして形成されていることにより、図５に示すように、各爪状凸部３１毎に凸刃３６の位置が異なっている。なお図５においては、３つの爪状凸部３１の凸刃３６を比較して示しているが、全ての各爪状凸部３１について凸刃３６の位置が異なっている。これにより、電極輪Ｗの先端と切削刃部３３とに発生する切削抵抗を低減できるだけでなく、切削具２の回転により刃当たり位置が凸刃３６の位置に応じて常に変化するので、電極輪Ｗの先端の切削面を平滑とすることができる。
【００３３】
また、図６に示すように、切削具２は前記モータ２３（図１参照）により電極輪Ｗの回転方向と逆方向に回転駆動される。即ち、電極輪Ｗが反時計方向に回転するとき、切削具２は時計方向に回転し、切削具２の切削刃部３３は、該切削刃部３３に当接する電極輪Ｗの先端と同方向に移動して、所謂ダウンカットによって切削が行われる。これによれば、切削具２を電極輪Ｗと同一方向に回転させる所謂アップカットて切削を行う場合に比して、電極輪Ｗの切削量を精度良く増減させることができ、高精度な切削作業を容易に行うことができる。
【００３４】
なお、本実施形態の電極整形装置１においては、前記切削具２に替えて図７及び図８に示すような他の切削具４０を設けてもよい。この切削具４０は、図７に示すように、その周方向の所定間隔を存して複数のスリット状の切欠き部４１が形成されている。また、図８に示すように、切削具４０の周縁部には、周方向に凹部４２が形成されている。切欠き部４１は、凹部４２を横切って形成されており、凹部４２よりも深く切欠かれ、切削具４０の両面側で開放されている。また、切欠き部４１は、切削具４０の軸線ｘに対して傾斜して形成されている。そして、各切欠き部４１による凹部４２の端縁により切削刃部４３が形成されている。
【００３５】
このような形状の切削具４０によれば、切欠き部４１によって切削屑を切削具４０の外方に排出できるだけでなく、切欠き部４１の傾斜により円滑に切削屑を排出することができる。
【００３６】
また、それ以外には、図９及び図１０に示すような切削具５０を電極整形装置１に設けることができる。この切削具５０は、図９に示すように、その周方向の所定間隔を存して複数の貫通孔による切欠き部５１が形成されている。この切欠き部５１は、図１０に示すように、切削具５０の周縁部に周方向に形成された凹部５２の底部５３を横切って形成され、切削具５０の両面側で開放されている。そして、各切欠き部５１による凹部５２の端縁により切削刃部５４が形成されている。このような形状の切削具５０によれば、貫通孔である切欠き部５１によって切削屑を切削具５０の外方に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態の電極整形装置を示す平面図。
【図２】図１の側面図。
【図３】切削具の斜視図。
【図４】切削具の切削刃部を示す説明図。
【図５】各爪状凸部毎の凸刃の位置を示す説明図。
【図６】整形作業時の電極輪と切削具とを示す説明図。
【図７】他の切削具を示す側面図。
【図８】図７の切削具の平面図。
【図９】他の切削具を示す側面図。
【図１０】図９の切削具の要部の断面図。
【符号の説明】
【００３８】
Ｗ…電極輪、１…電極整形装置、２，４０，５０…切削具、１２…第２スライドベース（進退手段）、２３…モータ（回転駆動手段）、２４…接触式センサ、３０，４１，５１…切欠き部、３１…爪状凸部、３２，４２，５２…凹部、３３，４３，５４…切削刃部、３４…底部、３５…内壁、３６…凸刃。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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