(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台と、一方の素材を把持する回転チャックを有して急停止可能な主軸を内装した主軸台と、他方の素材を上記一方の素材と同一の軸心上に整合すべく把持する固定チャックと、上記固定チャックを支持し上記機台上に設けられた該軸心の向きに進退動可能な往復台と、上記往復台を上記機台に対して該軸心の向きに進退動させる推力付加手段とを備えた摩擦圧接機において、
上記往復台は、
上記回転チャックの解放後に上記往復台が上記回転チャックから離れる方向に後退する際、上記一方の素材と上記他方の素材との接合部分よりも上記一方の素材側で上記一方の素材を囲包する二分割状のプレスカッタを保持するカッタアームと、
上記軸心上に上記カッタアームに対して相対移動可能に配置され、上記他方の素材のうち上記接合部分と反対側の端部と当接し、上記後退の際、上記固定チャックの解放後、上記接合部分のばりを上記プレスカッタで剪断するのに少なくとも必要なストローク分上記往復台の停止に先行して停止するストッパと、
を備えることを特徴とする摩擦圧接機のばり取り装置。
【請求項２】
上記往復台は、上記固定チャック及びカッタアームを装備した主部材と、該主部材から軸方向に間隔をおいて該主部材に結合された副部材とからなり、
上記ストッパは、これら主、副両部材間に介装されて軸方向の移動可能に支持された助成部材に保持され、
上記助成部材は、ばねの付勢力により副部材に衝接せしめられている請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記助成部材は、上記副部材を貫通して延びる該助成部材の脚端と、上記機台上の停止当金との衝合によって規制される請求項２記載の装置。
【請求項４】
上記カッタアームは、同期して動作するサーボモータで駆動される請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦圧接機のばり取り装置に係り、詳しくは棒状ワークの接合部に生じたリング状のばりを除去するプレスカット式ばり取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦圧接によって生じたばりを除去するため、例えば特公昭５０ー２４６９５号公報開示のように、摩擦圧接機のばり取り用の刃具（バイト）を取付け、圧接された素材を回転させながら、この刃具によってばりを旋削する方式や、特開昭６１ー９９５９２号公報及び特開平４ー１１８１８８号公報開示のように、分割されたカッタ（ダイ）によってばりを剪断する方式などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した前者のばり取り方式は、圧接後の素材を再回転させてばりを切削除去するものであり、この間素材は圧接機のチャックによって継続的に把持しなければならない。つまりばり取り作業が摩擦圧接作業に付加された形でサイクルタイムが決定づけられるため、効率低下を招く一因としてかねてより指摘されている。
【０００４】
この点後者のばり取り装置は、ばり取り作業として摩擦圧接機自体は占有しないものの、いずれも別設された専用のばり取り装置を必要とし、加えて構造の複雑化が避けられないため装置がきわめて高価になるといった問題がある。
本発明は、別設のばり取り装置を必要とせず、しかも摩擦圧接作業のサイクルタイム中でばり取り作業も自動的に完了させることを、解決すべき技術課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る摩擦圧接機のばり取り装置は、機台と、一方の素材を把持する回転チャックを有して急停止可能な主軸を内装した主軸台と、他方の素材を上記一方の素材と同一の軸心上に整合すべく把持する固定チャックと、上記固定チャックを支持し上記機台上に設けられた該軸心の向きに進退動可能な往復台と、上記往復台を上記機台に対して該軸心の向きに進退動させる推力付加手段とを備えた摩擦圧接機において、
上記往復台は、
上記回転チャックの解放後に上記往復台が上記回転チャックから離れる方向に後退する際、上記一方の素材と上記他方の素材との接合部分よりも上記一方の素材側で上記一方の素材を囲包する二分割状のプレスカッタを保持するカッタアームと、
上記軸心上に上記カッタアームに対して相対移動可能に配置され、上記他方の素材のうち上記接合部分と反対側の端部と当接し、上記後退の際、上記固定チャックの解放後、上記接合部分のばりを上記プレスカッタで剪断するのに少なくとも必要なストローク分上記往復台の停止に先行して停止するストッパと、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
すなわち、このばり取り装置は、固定側の素材を把持した往復台の圧接完了後における後退工程を有効に利用したもので、後退途中にカッタアームを縮閉旋回させて二分割状のプレスカッタにより接合状態にある一方（前方）の素材を囲包し、同時に固定チャックを緩めて他方（後方）の素材を把持から解放する。この状態で後退する往復台が停止点（後退端）に近づくと、ストッパを保持した助成部材が停止当金に衝合して後退を阻止されるため、ストッパと当接する接合素材もこれに付随して停止せしめられる。つまりこの時点で継続的に後退する往復台（とくにプレスカッタ）と接合素材との間に相対移動が生じ、静止状態にある接合部のばりは退動するプレスカッタによって剪断除去され、これとほぼ同期して往復台も停止点に達する。
【０００７】
なお、請求項２記載の発明のように、往復台を構成する主、副両部材間に介装された助成部材を、ばねの付勢力によって常に副部材と衝接するようにすれば、ストッパの位置を安定して確保することができ、また、請求項３記載の発明のように、副部材を貫通して延びる助成部材の脚端を、機台上、例えば推力付加手段の枠体などに設置した停止当金と衝合させるようにすれば、簡単な構成で接合素材の先行停止を行わせることができる。さらに請求項４記載の発明のように、対のカッタアームを同期して動作するサーボモータで駆動させれば、カッタアームの旋回運動を至極正確に行わせることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１〜３は摩擦圧接機の全容を示す略体平面図で、それぞれ素材の接触時・接合素材のばり取り直前及びばり取り後の状態を示し、図４はばり取り直前の状態を示す略体正面図、図５は図２の要部拡大図である。
【０００９】
図において、摩擦圧接機の機台（ベッド）１上には、一方の素材Ｗ1 を把持する回転チャック２１を有して急停止可能な主軸（図示略）を内装した主軸台２と、他方の素材Ｗ2 を該一方の素材Ｗ1 と同一軸心上に整合すべく把持する油圧式コレットチャック３３をもち、ブラケット１１に取付けられたスライドシリンダ（推力付加手段）１２により、該整合軸心の向きに進退動可能な往復台３が配設されている。該往復台３は前側（図示左側）に位置する主部材３１と、該主部材３１から後方（図示右方）に間隔して結合された副部材３２とを有し、スライドシリンダ１２から延出するロッド１２１の先端が該副部材３２に連結されることにより、これら主、副両部材３１、３２は機台１上の軌条１３に案内されて進退動しうるようになされている。
【００１０】
主部材３１に装着された油圧式コレットチャック３３のピストン３３１は、該主部材３１の後部に蓋部材３４と共同して形成されたシリンダ室３３２内に嵌装され、これより前方へ延びる中空状のピストンロッド３３３は媒体３３４を介してコレットチャック３３の作動スリ−ブ３３５と係脱するように構成されている。一方、該主部材３１には、先端に接合された一方の素材Ｗ1 を囲包しうる二分割状のプレスカッタ３５１を有する対のカッタアーム３５が、整合軸心を含む水平面内を旋回避退可能に取付けられており、各旋回枢軸３５２は同期して動作するサーボモータ等回転駆動源３６の出力軸３６１と連結されている。
【００１１】
４０は、前面にストッパ保持用の有底孔４１を備えた助成部材で、該有底孔４１に後端を保持されたストッパ４２は、上記ピストンロッド３３３の中空部内に遊嵌され、幾分小径となされた前端部分４２１はさらにスプリングコレット３３６の逃げ孔内へと延在されており、素材Ｗ2 の後端は該ストッパ４２の前端部分４２１に形成された有底孔４２２の底面に当接されている。該助成部材４０は主、副両部材３１、３２間に架設された２本の連杆５０によってスライド可能に支持され、その後面に結合された２本の脚体（ピン部材）５１は上記副部材３２を貫通して延在されており、該脚体５１の先端がブラケット１１の前面に配設された停止当金５２と衝合することによって、助成部材４０は往復台３の後退停止点よりもプレスカットのストローク分先行して停止するよう調整されている。なお、５３は、助成部材４０に結合された脚体５１の頭部５１１が常に副部材３２に衝接すべく付勢するばねであり、５４、５５は軸受部材である。
【００１２】
本発明の実施形態は上述のように構成されており、次いでその作用について説明する。
まず適宜ローダによって挿入された素材Ｗ1 、Ｗ2 をそれぞれ回転チャック２１及びコレットチャック３３により把持し、回転チャック２１を含む主軸の回転と、スライドシリンダ１２の伸長に基づくコレットチャック３３を含む往復台３の前進とにより、両素材Ｗ1 、Ｗ2 を摩擦接触させる（図１）。そして所定の摩擦推力により素材接触部分が加熱されたのち、回転の急停止と同時にアプセット推力が付加されて圧接は完了するが、接合部には熱影響部すなわちリング状のばりＦが生じる。その後回転チャック２１を緩めて素材Ｗ1 を把持から解放し、コレットチャック３３に把持された接合素材はスライドシリンダ１２の収縮に基づいて往復台３と共に後退を開始する。なお、このような過程における助成部材４０は当然ながら主、副両部材３１、３２間に不動状に挟持された状態、つまりは往復台３の一構成要素として共動している。
【００１３】
本発明装置の特徴的な機能であるばり取り作業は、かかる往復台３の後退工程を有効利用することにより遂行される。すなわち、往復台３が所定位置まで後退すると、回転駆動源３６が作動を開始して、それまで避退（伸開）状態にあった対のカッタアーム３５、３５をそれぞれ枢軸３５２中心に縮閉旋回させて、プレスカッタ３５１、３５１の各エッジ部によって素材Ｗ1 を囲包し、同時にコレットチャック３３を緩めて素材Ｗ2 、つまり接合素材を完全に解放する（図２）。この状態で後退する往復台３が停止点（後退端）に近づくと、助成部材４０の後面から延在する脚体５１の先端が停止当金５２と衝合して後退を阻止されるため、助成部材４０に保持されたストッパ４２と共に接合部材も付随的に先行停止せしめられる。
【００１４】
つまりこの時点で継続的に後退する往復台（とくにプレスカッタ３５１）と接合素材との間には、ばね５３の収縮を伴う相対移動が生じ、静止状態にある接合部のばりＦは退動するプレスカッタ３５１のエッジ部によって剪断除去され、これとほぼ同期して往復台３も停止点に達する（図３）。そしてカッタアーム３５が元の避退状態へと旋回されたのち、通常の圧接サイクルと同様、適宜アンローダによって接合素材が取出される。
【００１５】
なお、上述の実施形態は、カッタアーム３５の旋回にサーボモータ等回転駆動源３６を使用する構成について説明したが、必ずしもこれに限るものでなく、例えば直動シリンダと機械的伝動機構とを組合せた開閉シフタなどの採用も当然に可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上、詳述したように請求項１記載の発明によれば、摩擦圧接完了後、接合素材を把持して後退する往復台の後退工程末期に、旋回可能なカッタアームが縮閉されてプレスカッタにより素材が囲包され、一方、接合素材が把持から解放されることにより、ストッパを保持した助成部材は往復台との間の相対移動が可能となって、該往復台の後退端よりもプレスカットのストローク分先行停止せしめられるので、助成部材と共に静止状態にあるばりはプレスカッタのさらなる退動により確実に剪断除去される。すなわち、別設のばり取り装置を不要とするばかりでなく、簡単な機構を往復台に組込むのみで、ばり取り作業を圧接サイクルタイム中に完了させることができる。
【００１７】
なお、請求項２記載の発明のように、往復台を構成する主、副両部材間に介装された助成部材を、ばねの付勢力によって常に副部材と衝接するようにすれば、ストッパの位置を安定して確保することができ、また、請求項３記載の発明のように、副部材を貫通して延びる助成部材の脚端を、機台上に設置した停止当金と衝合させるようにすれば、簡単な構成で接合素材の先行停止を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る摩擦圧接機の素材接触時の状態を示す略体平面図。
【図２】ばり取り直前の状態を示す同様の略体平面図。
【図３】ばり取り後の状態を示す同様の略体平面図。
【図４】ばり取り直前の状態を示す同様の略体正面図。
【図５】図２の要部拡大図。
【符号の説明】
１は摩擦圧接機の機台、２は主軸台、２１は回転チャック、３は往復台、３３は固定（コレット）チャック、３５はカッタアーム、３５１はプレスカッタ、４０は助成部材、４２はストッパ、５２は停止当金
【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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