(57)【要約】【課題】直管パイプの両端にアイジョイント等の方向性を有する端金具をろう付けする際、対応する他端のアイジョイントに対する取付け角度、若しくは直管パイプの挿入位置が異なる毎に必要であった治具を不要とし、手作業によるろう付けに起因する製品精度のバラつきや、効率の悪さを解消する自動ろう付け手段を提供する。【解決手段】直管パイプの両端に方向性を有する端金具を自動ろう付けする方法において、一端に端金具をろう付けした直管パイプを端金具自動ろう付け装置にセットした後、該装置に組み込んだひねり用サーボ機構および送り用サーボ機構によって前記端金具の取付け位置及び取付け角度を自動制御してろう付けすることを特徴とする。【選択図】        図１
2004314105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管パイプの両端に方向性を有する端金具を自動ろう付けする方法において、一端に端金具をろう付けした直管パイプを端金具自動ろう付け装置にセットし、前記端金具を該自動ろう付け装置のひねりユニットのシリンダー付チャックに把持させた後、ひねり用サーボモーターを作動させて該端金具を所定の取付け角度に制御すると共に、送り用サーボモーターを作動させて端金具に対するパイプ挿入位置を制御し、しかる後ひねりユニットのチャックを解放して端金具の拘束を解き、ろう付け用ユニットによりろう付けすることを特徴とする端金具の自動ろう付け方法。
【請求項２】
自動ろう付け装置にセットされた直管パイプの中間部を中間チャックで固定することを特徴とする請求項１記載の端金具の自動ろう付け方法。
【請求項３】
直管パイプの両端に方向性を有する端金具をろう付けする装置において、該端金具の取付け位置及び取付け角度を、それぞれサーボ機構によって制御することを特徴とする端金具の自動ろう付け装置。
【請求項４】
端金具を把持するチャック、該チャックを開閉するシリンダーおよびひねり用サーボモーターとからなるひねりユニットと、該ひねりユニットの一端に螺合するボールネジと該ボールネジに直結する送り用サーボモーターとからなる送りユニットから構成され、前記ひねりユニットによって端金具の取付け角度を、前記送りユニットによって端金具の取付け位置を、それぞれ自動制御することを特徴とする請求項３記載の端金具の自動ろう付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直管パイプの両端にアイジョイント等の方向性を有する端金具をろう付けするための自動ろう付け方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直管パイプの両端にアイジョイント等の方向性を有する端金具をろう付けする作業は、従来、端金具と直管パイプとを専用治具に固定し、手作業によってろう付けする方法が一般的に採用されていた。具体的にはパイプの長さや端金具の取付け角度の相違ごとに、それぞれ異なる治具を用意して、手作業によって位置決めした後、ろう付けする方法が汎用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような手作業によるろう付け方法は、直管パイプに対するアイジョイント等の端金具の取付け位置、もしくは取付け角度が異なる毎に、それらに対応する専用のろう付け治具が必要となり、製品毎の設計種別に応じて複数のろう付け治具を用意せざるを得ず、初期投資ばかりでなく、メンテナンスに要するコストを含めて大きな負担となっていた。その上、手作業による低効率と、手作業であるが故に作業者個々の熟練度や、心身両面のコンデション等に起因して、製品の寸法精度等品質面でのバラつきが避けがたく、その信頼性においても早急に解決を望まれる課題であった。
【０００４】
本発明は、このような従来の実状にかんがみてなされたもので、アイジョイント等の端金具の取付け位置および取付け角度を自動的に制御し、高い寸法精度を有する高品質、高信頼性のろう付けが可能な端金具の自動ろう付け方法とその装置を提案しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る端金具の自動ろう付け方法は、直管パイプの両端に方向性を有する端金具を自動ろう付けする方法において、一端に端金具をろう付けした直管パイプを、端金具自動ろう付け装置にセットし、前記端金具を該自動ろう付け装置のひねりユニットのシリンダー付チャックに把持させた後、ひねり用サーボモーターを作動させて該端金具を所定の取付け角度に制御すると共に、送り用サーボモーターを作動させて端金具に対するパイプ挿入位置を制御し、しかる後ひねりユニットのチャックを解放して端金具の拘束を解き、ろう付け用ユニットによりろう付けすることを特徴とするものである。また、この方法において、自動ろう付け装置にセットされた直管パイプの中間部を中間チャックで固定することを特徴とするものである。
【０００６】
この端金具自動ろう付け方法を実施するための装置としては、該端金具の取付け位置及び取付け角度を、それぞれサーボ機構によって制御することを特徴とするもので、その装置構成としては、端金具を把持するチャック、該チャックを開閉するシリンダーおよびひねり用サーボモーターとからなるひねりユニットと、該ひねりユニットの一端に螺合するボールネジと該ボールネジに直結する送り用サーボモーターとからなる送りユニットから構成され、前記ひねりユニットによって端金具の取付け角度を、前記送りユニットによって端金具の取付け位置を、それぞれ自動制御することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付した図面に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれにより拘束されるものではなく、本発明の主旨の範囲内において自由に設計変更が可能である。
図１は本発明の一実施例に係るアイジョイントを例とした自動ろう付け装置の概要を模式的に示した正面説明図、図２は本発明の一実施例に用いられるアイジョイントの一部正面図、図３はその側面図である。
【０００８】
本発明の一実施例に係るアイジョイント自動ろう付け装置１は、図１に示すように、基本的にはアイジョイント３のろう付け角度を制御するひねりユニット８と、ろう付け位置を制御する送りユニット９によって構成される。具体的には、前記ひねりユニット８は、略ドウナツ形状のアイジョイント３の貫通孔１３に、両側面から当接して把持する先端球状のチャック４と、該チャック４を左右に開閉するチャッキングシリンダー５と、ひねり用サーボモーター６とから構成され、前記チャッキングシリンダー５はひねり用サーボモーター６に連結シャフト６−１を介して垂設され、さらにチャック４はチャッキングシリンダー５にチャッキングアーム５−１を介して取付けられている。
【０００９】
一方、送りユニット９は、前記ひねりユニット８の台座の一端に螺合する長尺のボールネジ１１と、該ボールネジ１１の下端に連なる送り用サーボモーター７とから構成され、ボールネジ１１の他端側に前記ひねりユニット８が螺合され、送り用サーボモーター７の駆動によりボールネジ１１が回動することによりひねりユニット８が上下動する仕組みとなしている。
【００１０】
また、上記ひねりユニット８に対応する下方のベッド（図示せず）上には、ろう付けされるべき他方のアイジョイント３′を把持する固定チャック４′が設けられ、該固定チャック４′には前記ろう付けされるべきアイジョイント３′が、直管パイプ２の下端を嵌挿する枝管部３−１を上方に向けて把持され、該枝管部３−１に上記直管パイプ２の下端が挿入された後、直管パイプ２の上方他端のろう付け済みアイジョイント３が、前記ひねりユニット８の作用により、指令された取付け角度（以下、「ひねり角度」ということがある。）、前記送りユニット９の作用により、直管パイプ２のろう付け位置１２が指令されたろう付け位置に、それぞれ自動的に制御される。
【００１１】
なお、本発明による自動ろう付け装置１には、直管パイプ２のほぼ中間部を把持して固定するために、二つの中間チャックが付設されている。即ち、二つのアイジョイントを繋ぐ直管パイプが長尺の場合に用いられる中間チャック１０と、短尺の場合に用いられる中間チャック１０−１とが設けられており、前者の中間チャック１０は上下に可動することにより、直管パイプ２の長手方向の寸法に対応することが可能であり、後者の中間チャック１０−１は前記固定チャック４′と同様下方のベッド上に設置され、もっぱら短尺の直管パイプ２を把持して固定するために供される。
【００１２】
本発明によるアイジョイントの自動ろう付け方法は、前記自動ろう付け装置を用いて行われるが、ここで所定の直管パイプ２の一端に所定のアイジョイント３をろう付けするまでの工程は、本装置を使用してもできるが、従来汎用されているろう付け方法を自由に選択することが可能であり、本発明方法はその他端に所定のひねり角度と、所定の長さを有するアイジョイントをろう付けして、所期のアイジョイント製品を製造する際に、極めて優位に採用される。
【００１３】
即ち、本発明によるアイジョイントの自動ろう付け方法は、一端にアイジョイント３をろう付けした直管パイプ２を、アイジョイント自動ろう付け装置１へセットすることによって開始されるが、この際、該直管パイプ２の他端にろう付けされるべきアイジョイント３′は、予めベッド上の固定チャック４′にボス部３−１を上方に向けて把持固定されている。従って、該ろう付け済みアイジョイント３を、ひねりユニット８のシリンダー付チャック４に把持させると同時に、直管パイプ２の他端を、前記枝管部３−１に挿入させ、次いでひねり用サーボモーター６を作動させて所定のひねり角度に制御すると共に、送り用サーボモーター７を作動させ、ろう付けすべき他端のアイジョイント３′に対するパイプ挿入位置を制御し、直管パイプ２の中間部を中間チャック１０で固定した後、ひねりユニット８のチャック４を解放してろう付け済みアイジョイント３の拘束を解き、ろう付け用ユニット（例えば特開平４−３５６３６０号、特開平５−５０２２６号に記載されているもの）を導入して配置させ、所定の自動ろう付け作業が完了する。
なお、直管パイプ２の他端を枝管部３−１に挿入する場合は、ろう付け済みアイジョイント３をひねりながら挿入させるか、またはひねってから挿入してもよい。また、ろう付け用ユニットを導入する際には、事前にひねりユニット８を系外に退避させてもよい。
【００１４】
本発明における上記サーボ機構は、機械式、電気式、電子式等の制御システムの中から自由に選択し得るが、コンピューター等を組み込んだ電子制御方式が好ましく採用される。従って、アイジョイントのひねり角度やろう付け位置を、設計図面に従って入力しておくことにより、自動的に制御され、一台のアイジョイントろう付け装置によって、異なるひねり角度とろう付け位置が要求される場合であっても、十分に対応することが可能となる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、ここでは第１工程において直管パイプ２の一端に、アイジョイント３をろう付けする工程については省略し、その他端に別のアイジョイント３′を、前記アイジョイント３に対して水平方向に３０度のひねり角度で、かつ二つのアイジョイント３、３′の外径を含む全長が、５００ｍｍに設計されたアイジョイントの試作について説明する。
【００１６】
実施例１
図２及び図３に示すように外径２２ｍｍ、厚さ１４ｍｍ、中心に内径９ｍｍの貫通孔１３を有し、該貫通孔１３にＴ字状に連なる連通孔１３−１と、その延長線上に形成される長さ１０ｍｍの枝管部３−１とからなり、素材が炭素鋼からなる略ドウナツ形状のアイジョイント３を、長さ４５０ｍｍ、外径１０ｍｍ、内径８．６ｍｍのＳＴＫＭ材からなる直管パイプ２の一端に、その先端が前記枝管部３−１の内径に７ｍｍ挿入した位置にろう付けし、一端にアイジョイント３がろう付けされた全長４７５ｍｍの直管パイプ２を得た。
【００１７】
本発明の工程でろう付けされるアイジョイント３′を、アイジョイント自動判別装置を介して固定チャック４′に、枝管部３−１を上方に向けてセットする。一方、ひねりユニット８がアイジョイント取付け指令ひねり角度に、ひねり用サーボモーター６にて移動し、一端にアイジョイント３がろう付けされた前記直管パイプ２が自動投入され、固定チャック４′にセットされているアイジョイント３′の枝管部３−１に、前記直管パイプ２の他端が７ｍｍ挿入され、該直管パイプ２の対応する他の一端にろう付けされたアイジョイント３を、ひねり用チャック４により把持して固定し、ひねり用サーボモーター６を作動させてひねり角度を３０度に制御し、該直管パイプ２の中間部を中間チャック１０−１で固定した後、シリンダー５を作動してひねり用チャック４を解放し、パイプ２の挿入位置から送りユニット９と共にひねりユニット８を系外に移動する。その後ろう付けユニットを導入してろう付けを行い、アイジョイントの取付け角度が３０度で、該アイジョイントを含む全長が５００ｍｍのアイジョイント製品を得た。
【００１８】
実施例２〜３
アイジョイントのひねり角度を３５度及び４０度に設定した以外は、実施例１と同様にしてアイジョイントの試作試験を行い、実施例１と同様に完全に自動制御されたろう付けが確認された。
【００１９】
実施例４
長さが９５０ｍｍの直管パイプ２を用い、アイジョイントのひねり角度が３０度で、二つのアイジョイント３、３′を含む全長が１０００ｍｍとなる、長尺のアイジョイントを、実施例１と同様の自動ろう付け装置を使用し、実施例１と同様の設定で試作した。この際、直管パイプ２の中間部を把持するチャックは、可動式の中間チャック１０を作動させ、該パイプ２のほぼ中間部を自動的に把持固定し、その他は実施例１と同様に設定通りのアイジョイント自動ろう付けが確認された。
【００２０】
なお、ここではろう付けによる実施例を示したが、ろう付に替えて熔接でも同様の作用効果が得られることはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による端金具の自動ろう付け方法および装置によれば、アイジョイント等の端金具の寸法や取付け角度が異なる場合であっても、同一の自動ろう付け装置によって製造することが可能となるため、製品の設計が異なるごとに必要とされた治具が不要となり、初期投資やメンテナンスを含め大幅なコストの削減が達成し得る。また、従来方法によれば手作業によるろう付けに依拠されていたため、作業者の熟練度や心身面のコンデションにより、寸法精度や能率が大きく異なり、納期や製品の信頼性においても未解決な問題が残されていたが、本発明によるろう付け方法は、例えばコンピューター等の機能を駆使した自動制御によるため、製品精度や作業の効率性においても極めて安定的な成果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るアイジョイント自動ろう付け装置を模式的に示した正面説明図である。
【図２】本発明の一実施例に係るアイジョイントの一部正面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るアイジョイントの一部側面図である。
【符号の説明】
１          自動ろう付け装置
２          直管パイプ
３、３′    アイジョイント
３−１      枝管部
４、４′    固定チャック
５          シリンダー
５−１      チャッキングアーム
６          ひねり用サーボモーター
６−１      連結シャフト
７          送り用サーボモーター
８          ひねりユニット
９          送りユニット
１０        中間チャック（可動式）
１０−１    中間チャック（固定式）
１１        ボールネジ
１２        ろう付け部
１３        貫通孔
１３−１    連通孔
【図１】
2004314105.tif 000003
【図２】
2004314105.tif 000004
【図３】
2004314105.tif 000005