(57)【要約】【課題】複数のワークを互いに溶接することができ、生産性と信頼性とに優れたワーク固定保持装置を提供する。【解決手段】ワークＡの軸孔ＥにワークＢを嵌入し両ワークを溶接接合する際に用いるワーク固定保持装置であって、ワークＡを回転自在に載置する回転台１１と、回転台と対向して上下動自在に設けられたクランプリング把持手段１３と、クランプリング把持手段によって着脱自在に吊り下げられワークＡを上方から押圧するドーナツ状のクランプリング１２と、回転台に配置されワークＡを押圧した後のクランプリングの周縁をその上方から挟圧して回転台に固定するクランプリング固定手段１５と、ワークＡの軸孔に嵌入されたワークＢの上部を押圧してワークＢをワークＡの軸孔に固定保持するワーク軸押圧手段１４と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2008080340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークＡの軸孔にワークＢを嵌入し両ワークを溶接接合する際に用いるワーク固定保持装置であって、
ワークＡの上方に上下動自在に設けられたクランプリング把持手段と、
該クランプリング把持手段によって着脱自在に吊り下げられワークＡを上方から押圧するドーナツ状のクランプリングと、
を有することを特徴とするワーク固定保持装置。
【請求項２】
ワークＡの軸孔にワークＢを嵌入し両ワークを溶接接合する際に用いるワーク固定保持装置であって、
ワークＡを回転自在に載置する回転台と、
該回転台と対向して上下動自在に設けられたクランプリング把持手段と、
該クランプリング把持手段によって着脱自在に吊り下げられワークＡを上方から押圧するドーナツ状のクランプリングと、
前記回転台に配置されワークＡを押圧した後のクランプリングの周縁をその上方から挟圧して前記回転台に固定するクランプリング固定手段と、
ワークＡの軸孔に嵌入されたワークＢの上部を押圧してワークＢをワークＡの軸孔に固定保持するワーク軸押圧手段と、を有することを特徴とするワーク固定保持装置。
【請求項３】
前記ワークＡと前記ワークＢを固定する前記クランプリング把持手段及び前記ワーク軸押圧手段に対して非干渉状態でその溶接位置に進退するとともに、
前記ワークＡの軸孔に嵌入された前記ワークＢの上部を押圧して前記ワークＢを前記ワークＡの軸孔に固定保持された後の前記ワークＡ及び前記ワークＢとの当接部を溶接する溶接装置を、さらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のワーク固定保持装置。
【請求項４】
請求項１に記載のワーク固定保持装置を用いたワーク溶接方法であって、
ワークＡの上方にクランプリング把持手段を上下動自在に設け、
該クランプリング把持手段によってドーナツ状のクランプリングを着脱自在に吊り下げ、
前記クランプリングによってワークＡを押圧することを特徴とするワーク溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の動力伝達装置において用いられるトルクコンバータなどとなる複数のワーク部材を組み合わせて、一体溶接するためのワーク固定保持装置及びこれを用いたワーク溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の動力伝達装置となるトルクコンバータは、コンバータカバー内面側に、複数のタービン翼を放射状に形成した回転自在なタービンハブを対峙して配置し、その内部に作動流体の流路を形成している。従来このようなトルクコンバータの製造技術に関連して、例えば特許文献１には、トルクコンバータのフロントカバーとカバー中心孔の前面側周縁に設けるキャップをプレス成形にて一体化していた。
トルクコンバータを複数のワーク部材を組み合わせて一体化する製造においては、これら部材同士の形状、素材のプレス成形性や溶接性、要求される機械的強度などに制約され、これら部材同士の一体化を確実かつ効率的にできない場合があった。
【特許文献１】特開２００５−１２１１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載のように、プレス成形したものでは、その内部に作動流体を導入して高速回転させる場合において機械的強度などの面で充分な信頼性が得られないという問題があった。
本発明は、前記の問題を解決するためになされたもので、複数のワーク部材同士を溶接してタービンハブなどを製造するのに際し、生産性と信頼性とに優れたワーク固定保持装置を提供し、これを用いて効率よくかつ確実にタービンハブを製造できる溶接方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載のワーク固定保持装置は、ワークＡの軸孔にワークＢを嵌入し両ワークを溶接接合する際に用いるワーク固定保持装置であって、ワークＡの上方に上下動自在に設けられたクランプリング把持手段と、クランプリング把持手段によって着脱自在に吊り下げられワークＡを上方から押圧するドーナツ状のクランプリングと、を有することを特徴とする。
請求項２に記載のワーク固定保持装置は、ワークＡの軸孔にワークＢを嵌入し両ワークを溶接接合する際に用いるワーク固定保持装置であって、ワークＡを回転自在に載置する回転台と、回転台と対向して上下動自在に設けられたクランプリング把持手段と、クランプリング把持手段によって着脱自在に吊り下げられワークＡを上方から押圧するドーナツ状のクランプリングと、回転台に配置されワークＡを押圧した後のクランプリングの周縁をその上方から挟圧して回転台に固定するクランプリング固定手段と、ワークＡの軸孔に嵌入されたワークＢの上部を押圧してワークＢをワークＡの軸孔に固定保持するワーク軸押圧手段と、を有することを特徴とする。
請求項３に記載のワーク固定保持装置は、請求項１又は２において、ワークＡとワークＢを固定するクランプリング把持手段及びワーク軸押圧手段に対して非干渉状態でその溶接位置に進退するとともに、ワークＡの軸孔に嵌入されたワークＢの上部を押圧してワークＢをワークＡの軸孔に固定保持された後のワークＡ及びワークＢとの当接部を溶接する溶接装置を、さらに備えたことを特徴とする。
【０００５】
また、本発明のワーク固定保持装置を用いたワーク溶接方法は、請求項１に記載のワーク固定保持装置を用いたワーク溶接方法であって、ワークＡの上方にクランプリング把持手段を上下動自在に設け、クランプリング把持手段によってドーナツ状のクランプリングを着脱自在に吊り下げ、クランプリングによってワークＡを押圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のワーク固定保持装置によれば、ワークＡの軸孔にワークＢを嵌入し両ワークを溶接接合する際に、ワークＡの上方に上下動自在に設けられたクランプリング把持手段によって、クランプリングを着脱自在に吊り下げているので、ワーク交換時にクランプリングを外部に取り出す必要がなく溶接作業時のタクトタイムを短くすることができる。
また、ワークＡの軸孔に載置されたワークＢを回転台上で押圧保持して、水平回転するワークＡとワークＢとの当接部に沿って溶接作業を行うことができるので、複数のワーク部材を互いに効率的かつ確実に溶接することができ、生産性と信頼性とに優れている。
また、本発明のワーク固定保持装置を用いたワーク溶接方法によれば、クランプリング把持手段及びワーク軸押圧手段に対して非干渉状態でその溶接位置に進退してワークＡとワークＢとを一体に溶接するので、素材の材質による溶接性や要求される機械設備のレイアウトなどに制約される要素が少なく、経済性及び信頼性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のワーク固定保持装置の一実施形態として、略円盤状に形成されたタービン本体（ワークＡ）と、タービン本体中央に形成された軸孔に嵌入されるハブ軸（ワークＢ）とを溶接接合して一体化し、トルクコンバータ用タービンハブを製造するための溶接装置について説明する。
このワーク固定保持装置は、両ワークの溶接時においては、ワークＡを回転台上に回転自在に載置し、回転台と対向して上下動自在に設けられたクランプリング把持手段によって吊り下げられたドーナツ状のクランプリングをワークＡの上方から押圧し、クランプリング固定手段によってクランプリングの周縁をその上方から挟圧して回転台に固定するとともに、ワーク軸押圧手段によってワークＡの軸孔に嵌入されたワークＢの上部を押圧してワークＢをワークＡの軸孔に固定保持する。
さらに、ワークＡとワークＢを固定するクランプリング把持手段及びワーク軸押圧手段に対して非干渉状態でその溶接位置に進退する溶接装置を備え、ワークＡの軸孔に嵌入されたワークＢの上部を押圧してワークＢをワークＡの軸孔に固定保持された後のワークＡ及びワークＢとの当接部を溶接する。
このような構成によって、タービン本体とそのハブ軸とを互いに効率的かつ確実に一体化溶接することができる。
【０００８】
タービンハブは、その内壁面に多数のタービン翼が放射状に配列されたタービン本体（ワークＡ）と、そのタービン本体の軸孔に設けられるハブ軸（ワークＢ）とを互いに溶接してなる部材であり、トルクコンバータなどの動力伝達装置の入力軸などに連結して配置される。例えば、トルクコンバータは、そのコンバータカバーのフロントカバーにスラスト軸受が設けられ、入力軸に嵌入したタービンハブのスラストをスラスト軸受に支持させる。こうして、クランクシャフトなどの回転によってポンプインペラがコンバータハウジングと一体に回転すると、ポンプインペラによるポンプ作用がタービンランナを回し、その動力がタービンハブから自動変速機などへと伝達される。
【０００９】
回転台は、タービンハブとなるタービン本体とその軸孔に嵌入されたハブ軸とを回転自在に載置固定して溶接するための治具であり、ワーク固定保持装置の下部に設けられている。回転台は電動モータなどの駆動装置を介して制御され所定角度範囲で垂直軸回りに回転可能となっている。
【００１０】
クランプリングは、回転台上に載置されたタービン本体に着脱自在に設けられるドーナツ形状の金属製治具であり、両ワークの一体化溶接時において、タービン本体上部に押圧面を密着させ、タービン本体を上方から押圧する役割をする。
【００１１】
クランプリング把持手段は、回転台に対向してその上部に待機して上下動自在に設けられており、溶接装置を用いる溶接時には、クランプリングの周縁に突出形成されたクランプリングの係止部を係止して、クランプリングを回転台の上に吊り上げて退避させる機能を有している。これによって、溶接前にタービン本体及びハブ軸を回転台上を載置するときには、クランプリングを非干渉位置に吊り上げて退避させ、両ワークを回転台上に配設する邪魔にならないようにするとともに、両ワークを回転台上に配設した後には吊り上げていたクランプリングをタービン本体上面に降ろして解放するとともに、タービン本体の上に載置したクランプリングを、後述のクランプリング固定手段によって上方から押圧できる状態にする。
【００１２】
クランプリング固定手段は、溶接時において、その先端アームをクランプリングの周縁に引っ掛けて上方から下方に挟圧して、回転台の上に載置されたタービン本体をクランプリングによって回転台に固定する。クランプリング固定手段はシリンダを備え、シリンダの伸縮によりその先端アームを上下動させることができる。
【００１３】
ワーク軸押圧手段は、溶接前にタービン本体及びハブ軸を回転台上を載置した後、溶接時において、クランプリングの中央孔に向けてその下端を下降させ、回転台上に載置されたハブ軸の上部を押圧して、ハブ軸を（ワークＢ）をタービン本体（ワークＡ）の軸孔に固定保持するための治具であり、ワーク固定保持装置に設けられたシリンダ駆動部などを介して上下動させる。
【００１４】
溶接装置は、その溶接トーチが、回転台上に固定保持されたタービン本体とハブ軸との当接部に対向して設けられており、回転台を回転させることにより溶接トーチ先端からのアークが当接部に命中してタービン本体とハブ軸とを溶接一体化させるようになっている。このような溶接装置となる溶接トーチは、ワーク固定保持装置上部で上下動するクランプリング把持手段及びワーク軸押圧手段に対して非干渉状態でその溶接位置に進退可能に設置されている。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例に係るワーク固定保持装置の正面図であり、図２はその動作説明図である。以下、図面を参照して、本実施例のワーク固定保持装置について具体的に説明する。図１及び図２において、１０は本発明の一実施例に係るワーク固定保持装置である。ワーク固定保持装置１０は、タービンハブＨとなるタービン本体Ａ（ワークＡ）とその軸孔Ｅに配置されたハブ軸Ｂ（ワークＢ）とを載置するための回転台１１を備え、回転台１１の上部には、クランプリング把持手段１３が、クランプリング１２の係止部１２ａをそのフック部材１３ａにより係止して上下動自在に吊り下げるように設けられている。クランプリング１２は、タービン本体Ａとハブ軸Ｂとの溶接時において、タービン本体Ａを上方から押圧して、回転台１１上に固定する役割をする。
【００１６】
また、回転台１１に対向してその上部にはワーク軸押圧手段１４が上下動可能に設けられており、シリンダ駆動部１４ｂによって、クランプリング１２の中央孔１２ｃに向けてその下端１４ａを下降させて、タービン本体Ａの軸孔Ｅに嵌入されたハブ軸Ｂの上部を押圧して固定保持してする。
さらに、回転台１１の上部には、クランプリング固定手段１５が配置され、回転台１１に載置されたタービン本体Ａ（ワークＡ）を押圧するクランプリング１２の周縁をその上方から挟圧して固定する。
【００１７】
なお、図５に示すように、溶接装置を構成する溶接トーチ１６は、回転台１１の上部で上下動するクランプリング把持手段１３及びワーク軸押圧手段１４に対して干渉しないように、その溶接位置に斜め上方の隙間から進退するように制御されている。こうして、溶接トーチ１６は、回転台１１上で水平回転するタービン本体Ａとハブ軸Ｂとの当接部Ｄに沿って溶接する。
【００１８】
図３（ａ）は、ハブ軸Ｂをタービン本体Ａの軸孔Ｅに溶接接合して一体化したタービンハブＨの上半分を示す縦断面図である。図３（ｂ）に示すように、ハブ軸Ｂは、内部にタービン翼Ｃがその内側壁に放射状に形成され伏せたお椀状のタービン本体Ａの中心部をくり抜いた軸孔Ｅに嵌入された後、タービン本体Ａとハブ軸Ｂとの当接部Ｔを一体的に溶接することによってタービンハブＨの上半分が製造される。
なお、タービンハブＨは、図３（ａ）の状態のものを互いに拝むように内向きに重ね合わせてその周囲の重ね合わせラインを溶接することによって、完成品とする。
【００１９】
図４は、クランプリング１２の斜視図である。図示するようにクランプリング１２は、その上部直径方向周縁位置の２カ所に係止部１２ａを立設しており、この係止部１２ａの上端部を半径方向外方に突出させて突出部１２ｂを形成している。クランプリング把持手段１３の下部に設けたフック部材１３ａをこの突出部１２ｂに係止させることによって、クランプリング１２を吊り下げることができる。
また、クランプリング１２の周縁には４基のアーム１２ｂが径方向に突設されており、クランプリング固定手段１５の上下動する挟圧アーム１５ａによってその上方から押圧されるようになっている。
【００２０】
続いて、以上のように構成されたワーク固定保持装置１０を用いるタービンハブの溶接方法について説明する。図５はタービンハブの溶接方法におけるクランプリングの取り付け手順を示す斜視図であり、図６はその正面図である。
まず、図５及び図６に示すように、タービンハブのワーク溶接前に、回転台１１上にタービン本体Ａ及びその上にハブ軸Ｂを載置する。
次に、クランプリング把持手段１３を操作して、タービン本体Ａの上にクランプリング１２を載せた後、クランプリング１２の周縁の係止部１２ａをクランプリング固定手段１５によって下方に挟圧し、タービン本体Ａを回転台１１に固定保持する。
次に、ワーク軸押圧手段１４を下降させて、タービン本体Ａの上に載置されたハブ軸Ｂを押圧するとともに、ハブ軸Ｂに当接するワーク軸押圧手段１４の先端はハブ軸Ｂに対してフリー回転できるように保持されている。
この後、回転台１１を回転して、クランプリング把持手段１３のフック部材１３ａをクランプリング１２の係止部１２ａから解放する。
こうして、両ワークＡ，Ｂ（タービン本体Ａ及びハブ軸Ｂ）はクランプリング１２及びワーク軸押圧手段１４で回転台１１上に、回転可能に押圧保持された状態になる。
【００２１】
なお、タービンハブＨの部材となるワークＡ，Ｂは図示しない搬送ローダを介して、回転台１１上に載置されるようになっている。
【００２２】
そして、溶接作業にあたって溶接装置の２本の溶接トーチ１６を当接部Ｄの近くの所定位置まで進出させ、この２本の溶接トーチ１６先端に沿って当接部Ｄを回転移動させて溶接作業を実行する。なお、溶接時において、ワーク軸押圧手段１４及びクランプリング固定手段１５は、それぞれワークを押圧・挟持したままである。
溶接完了後は、溶接トーチ１６を干渉領域外に移動させるとともに、クランプリング把持手段１３を下降させてクランプリング１２を把持して上昇させるとともに、ワーク軸押圧手段１４を上昇させ、図１の状態に復帰させる。
【００２３】
以上説明したように、本発明のワーク固定保持装置及びこれを用いた溶接方法によれば、溶接接合の終了したワークＡとワークＢを取り出し、次のワークを搬入する際に、クランプリングをタービンハブ溶接装置の外に取り外すことなしに吊り上げるようにして一時的に退避させることができ、作業効率の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ワークＡ（タービン本体）の軸孔に載置されたワークＢ（ハブ軸）をクランプリングで回転台上に押圧保持して、回転移動するワークＡとワークＢとの当接部Ｄに沿って溶接できるようにしたことを要旨としたものであり、これによって、複数のワークを効率的かつ確実に溶接することができ、産業上の利用可能性が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係るワーク固定保持装置の正面図である。
【図２】同ワーク固定保持装置の動作説明図である。
【図３】（ａ）はタービンタブＨの上半分を示す縦断面図であり、（ｂ）は伏せたお椀状に形成されたタービン本体Ａの中心部をくり抜い軸孔Ｅにハブ軸Ｂを一体的に溶接して製造される状態を示す概略説明図である。
【図４】同ワーク固定保持装置のクランプリングの斜視図である。
【図５】同ワーク固定保持装置におけるクランプリングの取り付け手順を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は同クランプリングの取り付け手順を示す正面図であり、（ｂ）その要部拡大図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    ワーク固定保持装置
１０ａ    装置本体
１１    回転台
１２    クランプリング
１２ａ    係止部
１２ｂ    アーム
１２ｃ    中央孔
１３    クランプリング把持手段
１３ａ    フック部材
１４    ワーク軸押圧手段
１４ａ    下端
１４ｂ    シリンダ駆動部
１５    クランプリング固定手段
１５ａ    挟圧アーム
１５ｂ    シリンダ駆動部
１６    溶接トーチ（溶接装置）
Ｈ    タービンハブ
Ａ    タービン本体（ワークＡ）
Ｂ    ハブ軸（ワークＢ）
Ｃ    タービン翼
Ｄ    当接部
Ｅ    軸孔
Ｓ    隙間
【図１】
2008080340.tif 000003
【図２】
2008080340.tif 000004
【図３】
2008080340.tif 000005
【図４】
2008080340.tif 000006
【図５】
2008080340.tif 000007
【図６】
2008080340.tif 000008