(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転輪のほぼ中央より２分割し、踏面３ａ及び鍔部３ｂを有した形状のワーク３を、鍛造または鋳造で製作し、次にこれらワーク３の開先部３ｄを対向させた状態で、上記鍔部３ｂに形成された基準面３ｃと上記踏面３ａを基準に各ワーク３を同一軸線上に位置決めし、次にこの状態で各ワーク３の開先部３ｄを突き合せて各鍔部３ｂ間の鍔幅寸法Ｗを計測すると共に、鍔幅寸法Ｗが基準寸法の許容値内の場合、各ワーク３を同時に回転させながら開先部３ｄを溶接して、各ワーク３を一体化することを特徴とする転輪の製造方法。
【請求項２】
各ワーク３の開先部３ｄを突き合せて各鍔３ｂ間の鍔幅寸法Ｗを計測し、鍔幅寸法Ｗが基準寸法の許容値を越えた場合、一旦各ワーク３を離間させて各開先部３ｄの端面を誤差分だけ切除した後再び開先部３ｄを突き合せて、開先部３ｄを溶接することを特徴とする請求項１記載の転輪の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は装軌式車両に使用する転輪の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来履帯により走行する装軌式車両の足まわりには、上転輪や下転輪などの転輪が多く使用されている。
【０００３】
またこの種の転輪としては、例えば特開昭４８−２３１３２号公報や、実開昭６３−４３９９１号公報などで開示されているように、予め中央より２分割された状態でワークを成形した後、左右のワークを突き合せ溶接して一体化したものが多く使用されている。
【０００４】
一方上記溶接構造を有する転輪を製造する場合、従来ではまず図１の（イ）に示すように、２分割された状態で鍛造されたワークａの端面ｂや踏面ｃ、開先部ｄを、工作機械により図１の（ロ）に示す溶接前加工工程で所定の寸法になるよう機械加工を行い、次に図１の（ハ）に示す溶接工程で左右ワークａを突き合せて、突き合せ部を溶接することにより一体化する。
【０００５】
その後図１の（ニ）に示す焼入れ工程で表面を焼入れ処理した後、さらに図１の（ホ）で示す仕上工程で端面ｂや踏面ｃを仕上げ加工して製品に仕上げている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の転輪の製造方法では、踏面ｃや開先部ｄを機械加工する際の基準面として、まず図２に示すように端面ｂを加工し、次に踏面ｃを加工している。
また左右ワークａを溶接した後の鍔幅寸法Ｗを確保するためと、左右ワークａの同軸度を確保するため、開先部ｄの溶接前加工を行っている。
【０００７】
このため溶接前の機械加工部分が多くなって機械加工に長時間を必要とし、生産性が悪いと共に、機械加工により余分な部分を切除するため、材料の歩留まりが悪くなる上、設備が嵩むため、得られる転輪が高価となる不具合があった。
【０００８】
この発明はかかる不具合を改善するためになされたもので、溶接前の機械加工を必要とせずに精度の高い転輪が得られる転輪の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、転輪のほぼ中央より２分割し、踏面３ａ及び鍔部３ｂを有した形状のワークを、鍛造または鋳造で製作し、次にこれらワークの開先部を対向させた状態で、上記鍔部に形成された基準面と上記踏面を基準に各ワークを同一軸線上に位置決めし、次にこの状態で各ワークの開先部を突き合せて各鍔部間の鍔幅寸法を計測すると共に、鍔幅寸法が基準寸法の許容値内の場合、各ワークを同時に回転させながら開先部を溶接して、各ワークを一体化するようにしたものである。
【００１０】
上記構成により、各ワークを同一軸線上に位置決めした際、踏面の同軸度を精度よく確保でき、また各ワークの開先部を突き合せることにより鍔幅寸法を精度よく確保することができるため、従来の溶接前の機械加工が不要となる。
【００１１】
これによって機械加工に要する時間が不要となるため、生産性が大幅に向上すると共に、材料の歩留まりの向上と、工程数の減少により使用する機械設備の削減が図れることから、加工コストの低減により転輪を安価に提供することができる。
【００１２】
一方請求項２記載の発明は、各ワークの開先部を突き合せて各鍔間の鍔幅寸法を計測し、鍔幅寸法が基準寸法の許容値を越えた場合、一旦各ワークを離間させて各開先部の端面を誤差分だけ切除した後再び開先部を突き合せて、開先部を溶接するようにしたものである。
【００１３】
上記構成により、ワーク製作段階で、鍔幅寸法に誤差があっても、開先部の端面を誤差分だけ切除した後再び開先部を溶接することができるため、誤差のあるワークを不良品として工程外へ排出する必要がなく、これによって不良品の発生頻度を大幅に低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図３以下に示す図面を参照して詳述する。
図３は転輪を製造する製造装置の平面図、図４は同正面図で、これら図において１は自動溶接装置、２は上記自動溶接装置１へワーク３を搬入し、また溶接の完了したワーク３を搬出するワーク搬入出装置を示す。
【００１５】
上記ワーク搬入出装置２は、自動溶接装置１の両側に立設された２本の支柱２ａの両端間に、横桁２ｂがワークは搬入方向Ａに横架されていて、この横桁２ｂに布設されたガイドレール２ｃに、移動体２ｄがワーク搬入方向Ａに沿って移動自在に支承されている。
上記移動体２ｄには昇降杆２ｅが上下動自在に支承されていて、この昇降杆２ｅの下端にワーク３を把持するグリッパ２ｆが設けられている。
【００１６】
また上記自動溶接装置１は、装置本体４と、汎用の溶接ロボット５より構成されており、装置本体４の手前側に溶接ロボット５が設置されている。
上記装置本体４は架台４ａを有していて、この架台４ａ上に、ワーク搬入方向Ａに離間して一対の主軸ヘッド６が設置されている。
【００１７】
上記主軸ヘッド６のうち、一方の主軸ヘッド６1 は架台４ａ上に固着され、他方の主軸ヘッド６2 は、架台４ａ上にワーク搬入方向Ａと平行するように布設されたガイドレール４ｂ上のスライド４ｃ上に固着されていて、スライドシリンダ４ｄによりスライド４ｃをガイドレール４ｂに沿って移動させることにより、一方の主軸ヘッド６1 に対して、他方の主軸ヘッド６2 が接離方向へ移動できるようになっている。
【００１８】
上記各主軸ヘッド６1 ，６2 には、同一軸心上に主軸６ａがそれぞれ回転自在に支承されていて、これら主軸６ａは、無端ベルト７を介して接続された主軸モータ８により回転されるようになっていると共に、各主軸６ａの互に対向する前端には、それぞれチャック９が取付けられている。
【００１９】
上記各チャック９は、半径方向へ移動自在な例えば３本の爪体９ａを有していて、これら爪体９ａにより溶接すべきワーク３の踏面３ａを３方よりクランプできるようになっており、各爪体９ａの先端部には、ワーク３の鍔部３ｂに形成された基準面３ｃに当接することによりワーク３の軸方向の位置決めを行う基準面９ｂが形成されている。
【００２０】
そして上記各主軸６ａの後端側には、各チャック９の爪体９ａを半径方向へ駆動するクランプシリンダ１０と、主軸６の中心部に設けられたプッシャ１１を、主軸６ａの軸線方向へ移動させて、プッシャ１１の先端に取付けられたアダプタプレート１１ａでワーク３を押圧することにより、ワーク３の基準面３ｃを爪体９ａの基準面９ｂへ当接させるプッシャシリンダ１２が設けられている。
【００２１】
一方装置本体４の架台４ａ後部には、切削手段１４と予熱手段１５が設けられている。
上記切削手段１４は、架台４ａ上に、主軸６ａの軸線と平行する方向へ移動自在な移動台１４ａを有していて、この移動台１４ａ上に刃物台１４ｂと上記予熱手段１５が設置されている。
上記刃物台１４ｂは図示しない送り機構によりワーク３の接離方向へ移動自在となっていて、先端部の両側に、各チャック９には把持されたワーク３の開先部３ｄを同時に切削加工できる刃具１４ｃが着脱自在に取付けられている。
【００２２】
また予熱手段１５は、送りシリンダ１５ａによりワーク３の接離方向に移動自在な予熱バーナ１５ｂを有していて、この予熱バーナ１５ｂによりワーク３の開先部分を予熱できるようになっている。
【００２３】
次に上記構成された製造装置を使用して転輪を製造する方法を説明すると、まず転輪の中央部より左右に２分割し、踏面３ａ及び鍔部３ｂを有した状態のワーク３を鍛造または鋳造により製作し、次にこれらワーク３を２個１組としてワーク搬入出装置２により図３及び図４の左方より自動溶接装置１へ搬入する。
ワーク３の搬入に当っては、各ワーク３の開先部３ｄを互に突き合せた状態でワーク搬入出装置２のグリッパ２ｆによりワーク３の開先部３ｄ付近を把持し、この状態で図５に示すように装置本体４の上方より各チャック９間にワーク３を搬入したら、解放された爪体９ａ側へワーク３を移動させて、各爪体９ａの間にワーク３の鍔部３ｂを位置させる。
このときプッシャ１１はプッシャシリンダ１２によりアダプタプレート１１ａとともに後退させておく。
【００２４】
次にこの状態でクランプシリンダ１０により各爪体９ａを中心方向へ移動させて、各爪体９ａの先端でワーク３の踏面３ａを図６に示すように３方より軽く把持すると共に、プッシャシリンダ１２により各プッシャ１１を前進させて、各プッシャ１１の先端に取付けられたアダプタプレート１１ａでワーク３を押圧して、ワーク３の鍔部３ｂに形成された基準面３ｃを各爪体９ａの基準面９ｂに当接させ、各ワーク３の軸方向の位置決めを行い、次にこの状態でさらに爪体９ａにより踏面３ａを３方よりクランプして、各ワーク３の径方向の位置決めを行う。
これによって、各ワーク３の踏面３ａの同軸度が確保できるようになる。
【００２５】
上記のようにして各チャック９によりワーク３を把持したら、可動側の主軸ヘッド６2 をスライド駆動シリンダ４ｄにより固定側の主軸ヘッド６1 側へ前進させて、各ワーク３の開先部３ｄを図６に示すように突き合せ、このときのスライド４ｃの移動量から、各ワーク３の鍔幅寸法Ｗを測定する。
なおこの測定は、スライド４ｃの移動量を検出する位置検出手段（図示せず）により行うことにより、精度の高い位置検出が可能である。
【００２６】
そして得られた鍔幅寸法Ｗが設計値と一致するかを比較し、一致しない場合はその誤差を算出する。
なお、ワーク３は鍛造や鋳造により製造する際、必ず（＋）側に誤差が発生するようにしてある。
【００２７】
上記測定により誤差が検出された場合は、一旦可動側主軸ヘッド６2 のチャック９を図７に示す位置まで後退させて、主軸モータ８により主軸６ａを回転させ、かつ切削手段１４の刃物台１４ｂを図７に示すようにワーク３側へ前進させて、刃物台１４ｂに所定の間隔で取付けられた一対の刃具１４ｃにより、各ワーク３の開先部３ｄ端面を同時に切削し、誤差分の取り代を切除する。
これによって各ワーク３間の鍔幅寸法Ｗに誤差があっても、この段階で誤差を修正することができる。
【００２８】
以上のようにして誤差の修正が完了したら、再び可動側の主軸ヘッド６2 を前進させて、各ワーク３の開先部３ｄを再び突き合せ、この状態で主軸６ａを回転させて、予熱手段１５の予熱バーナ１５ｂによりワーク３の開先部３ｄ付近を図８に示すように予熱する。
そして予熱が完了したら、ワーク３を回転させながら溶接ロボット５のトーチ５ａにより各ワーク３の開先部３ｄを溶接して、各ワーク３を溶接一体化する。
【００２９】
溶接ロボット５による溶接が完了したら、上方に待機していたワーク搬入出手段２のグリッパ２ｆを下降させて、ワーク３の溶接が完了した開先部３ｄ付近を把持する。
そしてこの状態で各チャック９の爪体９ａを解放したら、可動側の主軸ヘッド６を後退させた後、各チャック９間よりワーク３を抜き出して搬出コンベヤ１７まで搬出し、次に溶接するワーク３を図３及び図４の左方より再び搬入する。
【００３０】
以下上記動作を繰返してワーク３の溶接を行うもので、予め鍛造や鋳造によりワーク３の踏面３ａや鍔部３ｂを精度よく製作することにより、溶接前の機械加工を必要とせずに、踏面３ａの同軸度の精度が高い転輪が得られるようになる。また上記のようにして得られた転輪は高周波焼入れなどの熱処理により表面に焼入れが施されて製品となるもので、装軌式車両の足まわりを構成する上転輪や下転輪などに使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の転輪の製造方法を示す説明図である。
【図２】従来の転輪の溶接前の機械加工部分を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法に使用する転輪製造装置の平面図である。
【図４】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法に使用する転輪製造装置の正面図である。
【図５】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【図６】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【図７】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【図８】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
３…ワーク
３ａ…踏面
３ｂ…鍔部
３ｃ…基準面
３ｄ…開先部
Ｗ…鍔幅寸法
【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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