JPH033548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、細長い金属片を円柱状に丸めた自
動車の車輪のリム用半加工品の縦方向の継目を溶
接するための突合わせ溶接機に関する。

（従来技術）及び（発明が解決しようとする問題
点） 一般に、リム用半加工品は、縦方向の継目に沿
つて延びる溶接部の両側に横方向に間隔をおいて
置かれた１対の締め付け用アツセンブリーの内側
および外側のあごの間にしつかり締め付ける。最
初に半加工品を締め付けると、その縦方向の端部
は互いに横方向に離れている。それから、締め付
けた端部を互いが近づくように横方向に押しつ
け、両端部に横方向の圧力を掛けている間に、電
気溶接の電流を締め付け用アツセンブリーおよび
リム用半加工品に流して両端部を溶接する。

この一般的なタイプの溶接機は、Fencl等の合
衆国特許番号4187406に開示されている。締め付
け用アツセンブリーに加えて、この溶接機には別
の１組の振れ動くことが可能なあごが必要で、こ
れらのあごはリム用半加工品の外側を取り巻き且
つ押して、半加工品の縦方向の端部を互いに押し
つける。この溶接機は幾分か複雑で且つ締め付け
用アツセンブリーと振れ動くことが可能なあごと
の間にかなり精密な相互関係の調整を必要とす
る。

別の溶接機が、Lewisの合衆国特許番号
2713626に開示されている。この溶接機において
は、半加工品の両端部を２つのアツセンブリーに
よつて締め付ける際に、単に１つの締め付け用ア
ツセンブリーを横方向にもう一つの締め付け用ア
ツセンブリーに向かつて揺動させることによつて
リム用半加工品の両端部を互いに押しつける。し
かしながら、アツセンブリーの締め付け用内側あ
ごは外側あごに対して開放位置と閉止位置との間
を軸旋回する必要がある。このような軸旋回はこ
の溶接機の複雑さを増し、内側と外側のあごとの
あいだに平行性関係を持たせることが困難とな
り、リム用半加工品の厚さが半加工品毎にあるい
は半加工品の種々のバツチ毎に異なる場合には特
にそうである。

（問題を解決するための手段）及び（作用） この発明の全般的な目的は、前述の一般的な型
の比較的に簡単且つ比較的に頑丈な溶接器を提供
することにあり、この溶接機の内部においては、
締め付け用アツセンブリーは、リム用半加工品の
縦方向の端部をしつかりと締め付け且つ確実に押
しつけて合わせる一方、異なる厚さのものに合う
ように調節する必要なしに様々な厚さのリム用半
加工品を処理出来るように、独特の配置にしてあ
る。

この発明のもつと詳細な目的は、前記の事柄を
達成するために溶接機を提供することにあるが、
この溶接機においては、リム用半加工品の端部を
互いに押しつけるように、締め付け用アツセンブ
リーの一つがもう一方のアツセンブリーの方に振
れ動くようになつているが、締め付け用アツセン
ブリーの内側あごおよび外側あごの配置について
は、内側あごは半加工品の半径方向に固定し、外
側あごはあごを開閉させるために半加工品の半径
方向に移動できるようにする。この方法によつ
て、締め付け用アツセンブリーの１つに確実な加
圧動作が加えられ、一方では、各アツセンブリー
のあごは常に互いに平行に保たれて、異なる厚さ
の半加工品の補正のためにあごを調整する必要が
なくなる。

この発明の別の目的は、振れ動くことが可能な
締め付け用アツセンブリーに加えられる横向きの
力を検出して、検出によつて得られた信号を利用
してアツセンブリーに加えられる力を望ましい大
きさに調整することにある。

この発明はまた、内側あごを堅固で且つ耐久力
がある垂直に移動可能なスライドに取りつける新
規な方法をもたらし、スライドの１つは半加工品
の両端部を互いに押しつけるために振れ動くこと
が出来る。さらにこの発明は、内側あごと外側あ
ごとがあご用の支持台に支持され且つ連繋される
独特の仕方をも特徴とする。

この発明の上記およびその他の目的および利点
は、添付図面と下記の詳細な説明によつてさらに
明らかになろう。

（実施例） 図解説明のために添付図面に示すように、この
発明は、環状に成形する加工によつて実質的に円
筒状に巻かれた細長い金属片によつて形成される
自動車の車輪のリム用半加工品１７の縦方向の溶
接継目１６（第２図および第１１図）を形成する
溶接機１５に具体化される。典型的なリム用半加
工品の巻かれた後ではあるがまだ溶接されていな
い状態を第１図に示す。図示したように、半加工
品の２つの縦方向の端部１８および１９は、横方
向に互いの間に間隔をとつて配置され、且つ端部
が共面するように円筒の外周から内側に向けて平
らにされる。リム用の半加工品の溶接は、２つの
端部１８および１９が互いに共面となるように締
め付け（第１０図）、且つ２つの端部を互いに押
しつけ合わせる（第１１図）と共に半加工品に電
気溶接電流を流すことによつて成される。熱と圧
力とが共に働いて金属を柔軟にし且つアプセツト
（upset）して、やがて金属が冷えて融合すると２
つの端部の接合部に突き合わせ溶接の形の継目１
６が形成されるようにする（第１１図）。

この溶接機１５は、組み立てられた主基台と枠
を持ち、その全体を参照番号２０によつて示す。
枠の背後には交流あるいは脈動直流溶接電流のい
ずれかを発生するための溶接変圧器２１がある。
前述の電流は１対の柔軟な弧状の導線２２（第４
図）によつて運ばれるが、これらの導線は１対の
細長く且つ横方向に間隔を置いた母線２３および
２４に接続してある。これらの母線は１対の横方
向に間隔をおいて配置された半円形のホーン部材
２５および２６の内側面に固着され、２つのホー
ン部材は共に略円形のホーンを形成し、溶接作業
の開始時にこのホーンの上にリム用半加工品１７
が置かれる。半円形のホーン部材は、かなり大き
な長方形の取りつけ棒２７および２８の前方端部
に設ける。

第７図および第９図に示すように、この溶接機
１５は、１対の横方向に間隔をおいて配置した締
め付け用アツセンブリー３０および３１を持ち、
各アツセンブリーは内側締め付け部材３３および
外側締め付け部材３５（第７図から第１１図）を
持つ。この発明によると、締め付け用アツセンブ
リー３０および３１のそれぞれの内側締め付け部
材３３は、リム用半加工品１７の半径方向に固定
され、外側締め付け部材３５は半加工品の端部１
８および１９を締め付けるように内側部材に対し
て直線状に移動できるようになつており、さらに
締め付け用アツセンブリー３０は、溶接作業の前
および作業中に締め付けられた端部１８を締め付
けられた端部１９に押しつけるように締め付け用
アツセンブリー３１に向かつて確実に軸旋回する
ようにしてある。締め付け用アツセンブリー３０
と３１およびそれらの内側および外側締め付け部
材３３と３５をこのように配置した結果、溶接機
１５は構造が比較的に簡単であり、堅固で運転時
の耐久性に優れ、調節をせずに種々の厚さのリム
用半加工品を処理する能力がある。

もつと具体的に述べると、各締め付け用アツセ
ンブリー３０と３１の内側締め付け部材３３は、
細長い金属製のあご即ち電極の形状で、下面はリ
ム用半加工品１７を締め付けるために鋸歯状であ
る。締め付け用アツセンブリー３０の電極３３は
母線２３の下方側面に固定し、締め付け用アツセ
ンブリー３１の電極３３は母線２４の下方側面に
固定する（第９図を参照のこと）。都合がよいよ
うに、電極３３は素早く且つ容易に母線に取りつ
けることおよび母線から取外すことが出来るよう
な仕方で母線に固定する。この目的のために、数
個の切り欠き４０（第４図および第８図）を各母
線に沿つて形成し、その下方側面に開口させる。
ねじ４１を切り欠きの中に入れ、嵌合する電極の
穴内にねじ込む。ねじ４１を締めると、それらの
ねじ頭は切り欠き４０に接する母線を抑えつけ、
それにより電極を母線に固定する。ねじをゆるめ
ると、ねじ４１は母線を開放し、切り欠き４０の
低い方の末端から下に向かつて引き抜くことが出
来る。これによつて、電極の交換を素早く且つ容
易に行うことが出来る。ホーン部材２５および２
６にも、ねじを挿入するように切り欠きを設け
る。各締め付け用アツセンブリー３０と３１の外
側締め付け部材３５は細長いあごで、のこ歯状の
上締め付け面４２および凸状の下面４３を持つ
（第８図を参照のこと）。各あごの凸面はあごの下
にあるあご保持材４５の上面に形成された凹形の
くぼみ４４とかみ合うが、凸面４３の曲率半径は
凹形のくぼみ４４の曲率半径より幾分か小さい。
ねじ４６はあご保持材４５を貫通させ、あごにね
じ込んで２つのものを互いに固定する。あごがリ
ム用半加工品１７の端部１８と１９を締め付ける
と、あごの凸面４３は保持材の凹形のくぼみ４４
内で極めて僅かな角度だけ揺動して、あごが半加
工品の端部と平行となるようにすることが出来
る。このような締め付けの際には、ねじ４６は横
方向に曲がり、あごが限られた範囲内で揺動する
のを可能にする。

この発明に従い、２つの締め付け用アツセンブ
リー３０および３１の外側あご３５は、固定され
た内側の電極３３に対して、開位置と閉位置との
あいだを垂直に動くようにし、さらに、締め付け
用アツセンブリー３０の電極３３およびあご３５
は、締め付け用アツセンブリー３１の電極３３お
よびあご３５に対して横方向に軸旋回するように
する。この為に、締め付け用アツセンブリー３１
のあご３５は、枠２０上を垂直に移動するように
したスライド５０上に保持する。締め付け用アツ
センブリー３０のあご３５も垂直に移動可能なス
ライド４９上に保持するのが、このスライドはサ
ドル５３に取りつけ、このサドルは枠２０上で横
方向に軸旋回するように取りつける。

第６図に示すように、各スライド４９と５０
は、横断面が略Ｈ形をしている。スライド４９は
サドル５３上の受け板５５と接合し、サドルに固
定された一対のジブ５６により案内されて上下移
動をしている。同様な１対のジブ５７を枠２０に
固定し、枠上の受け板５８に沿つてスライド５０
が上下運動するように案内する。減摩油用の溝を
滑動面に切削して注油点から潤滑剤を分配する
が、注油点は自動集中注油系（示されていない）
に通じる。遮蔽材６０（第６図）はスライドの前
側および後ろ側に取りつけ、ほこり等で滑動面が
汚損するのを防ぐ。

締め付け用アツセンブリー３０および３１のあ
ご３５は、スライド４９および５０の頂部に各々
保持し、あご保持材４５はねじ６１（第７図）に
よりスライドに固定する。あごをそれらの開位置
と閉位置とのあいだで垂直に動かすために、てこ
６５（第４図）をスライド４９の下面上のパツド
６６の下方に設置し、一方、同様なてこ６７（第
５図）をスライド５０の下面上のパツド６８の下
方に設置する。水平なピボツト・ピン７０および
７１はてこ６５および６７をそれぞれ保持して上
下の揺動を可能とし、ピボツト・ピン７０はサド
ル５３に取りつけ、ピボツト・ピン７１は枠２０
に取りつける。てこ６５は、サドルとてこの間に
接続した油圧シリンダーの形をとる往復作動機７
３（第４図）によつて揺動するようにする。別の
油圧シリンダー７４（第３図）をてこ６７と枠２
０との間に接続し、てこ６７を揺動させる。てこ
がシリンダーによつて右回りに動くと、てこの自
由端はパツド６６および６８に接し、スライド４
９および５０を持ち上げ且つあご３５をそれらの
閉位置に動かすが、シリンダーが加える力はてこ
によつて約２対１の割合で増幅される。てこが左
回りの方向に動くと、スライドはそれら自体の重
さによつて下方に動き、あごが開く。

サドル５３を枠２０を支点にして横方向に軸旋
回するように取りつけるには、大きな水平のピボ
ツト軸８０（第５図）をサドルの下端に設置し枠
に接続する。サドルの横方向の軸旋回は油圧作動
機８１によるが、この作動機は枠２０上の柱８３
に接続したシリンダー８２を持ち且つサドルに接
続した棒８４を持ち、サドルをピボツト軸８０の
廻りで旋回させる。ピボツト軸はリム用半加工品
１７の軸と平行に延び、よつて棒８４を延ばした
り引つ込めたりすると、締め付け用アツセンブリ
ー３０のスライド４９およびあご３５は締め付け
用アツセンブリー３１のスライド５０およびあご
３５に近づいたり離れたりする。

さらにこの発明の実施においては、締め付け用
アツセンブリー３０の外側締め付け部材、即ち、
電極３３は、締め付け用アツセンブリー３０のサ
ドル５３およびあご３５と共に前後に軸旋回する
ようにする。このために、ホーン部材２５を支持
する取りつけ棒２７、母線２３およびそれらに嵌
合する電極３３は、サドル５３の上端部に大きな
ねじ８５（第４図）で固定するが、このねじは取
りつけ棒２７の前端近くにありサドルにねじ込
む。別のねじ８６を、とりつけ棒２７の後部にね
じ込み、このねじはサドルの上面に当たる。ねじ
８６を調整することによつて、取りつけ棒２７の
向きを僅かに振らせて関連する電極３３と下方の
あご３５とを平行にすることが出来るが、この振
りの際にはねじ８５は僅かに曲がる。同様のねじ
８７および８８（第３図）はもう一つの取りつけ
棒２８を枠２０の上面に固定する。

溶接サイクルの初めには、締め付け用アツセン
ブリー３０は、締め付け用アツセンブリー３１と
横方向に間隔をおき、第９図に示す位置に置く。
さらに、２つの締め付け用アツセンブリーのあご
３５は開位置にあり、第９図に示すように電極３
３の下方に間隔をとつて配置する。部品の位置を
このように定めた状態で、リム用半加工品１７を
溶接機１５に装着する。

リム用半加工品１７の装着およびその正確な位
置決めを容易にするために、第１図および第９図
に示す型の細長い装着用／固定用工具９０を利用
する。前述の工具には、末端部分に細長い溝を付
け、半加工品の２つの端部１８および１９の間に
はめて、両端部が正確に定められた横方向に間隔
をおいた関係を維持するようにする。

工具９０は、リム用半加工品１７を持ち上げ、
且つ半加工品をホーン部材２５および２６上に置
いて半加工品がホーン部材に掛かけるようにする
ために用いる。半加工品をそのように配置する
と、工具は第９図に示すように２つの電極３３の
間に配置され、半加工品の端部を２つの電極の間
の中間位置に設置する。

サイクルは、シリンダーー７３および７４を作
動してスライド４９および５０を持ち上げ、あご
３５を上に向かつて閉位置に動かすことによつて
開始する。その結果、第１０図に示すように、あ
ごは半加工品１７を上方に動かし、その端部１８
および１９を電極３３にしつかりと押さえつけ
る。工具９０を取り外した後、作動器８１の棒８
４を伸ばしてサドル５３をピボツト軸８０の回り
に左回りに軸旋回させる。それに伴つて、締め付
け用アツセンブリー３０の電極３３およびあご３
５は、締め付け用アツセンブリー３１の電極３３
およびあご３５に向かつて動き、半加工品の端部
１８を端部１９に押しつける（第１１図を参照の
こと）。そして変圧器２１からの溶接電流が電極、
リム用半加工品およびあごを従来の仕方で流れ
て、半加工品の端部を加熱して柔軟にする。溶接
電流を流している間、サドル５３はさらに左回り
の方向に軸旋回して、締め付け用アツセンブリー
３０の電極３３およびあご３５が半加工品の端部
１８を端部１９に押しつけるようにする。その結
果、半加工品の端部の金属はアプセツト（upset）
され、電流を切つて金属が冷えて融合するように
すると、最終的に突き合わせ溶接継目１６が形成
される。

このように、この発明は、新規な改良されたリ
ム溶接機１５を当技術にもたらすものであるが、
この溶接機においては、締め付け用アツセンブリ
ー３０の締め付け部材３３と３５は締め付け用ア
ツセンブリー３１の締め付け部材３３と３５に向
かつて確実に振られて、半加工品の端部１８を端
部１９に押しつける。その結果、半加工品１７に
働いてその両端部を互いに押しつける複雑な機構
を追加する必要が無くなる。締め付け部材３３お
よび３５は、締め付け部材３５を直線状に動かす
ことによつて閉じるので、締め付け部材の間では
常に平行関係が維持され、厚さの異なるリム用半
加工品を締め付け部材の相対的な位置を調整する
ことなしに扱うことが出来る。

この発明の別の態様によると、作動機８１がサ
ドル５３に加える力を検出し、この力の関数とし
て変化する信号を発生し、この信号を用いてサド
ルに掛かる力を監視するおよび／あるいは自動的
に調節する。この例においては、これはいわゆる
ロード・セル１００（第５図）を用いて成されて
いるが、ロード・セルはサドル５３と作動機８１
の棒８４の間に適切に接続し、絶縁用のウエハー
１０１をロード・セルとサドルの間に差し挟む。
ロード・セル自体は従来型の構造をしており、作
動機によつて加わる力の関数として変化する電気
信号を発生するように働く。

ロード・セル１００によつて発生された信号
は、適切な読み出し装置（図示していない）に送
つて、視覚により監視して、作動機８１を制御す
るための弁システム（図示していない）を適切に
調整出来るようにしてもよい。別法としては、ロ
ード・セルの信号をフイードバツク信号として、
いつでも作動機が加える必要のある力を表す命令
信号を受けるようにしたサーボ増幅器１０３（第
５図）に送つてもよい。命令信号およびフイード
バツク信号は代数的に加算して、その結果得られ
るエラー信号を用いて作動機を制御するためのサ
ーボ弁１０４を操作する。エラー信号が出ると、
弁は、フイードバツク信号が命令信号と一致する
まで作動機を動かし、作動機が加える実際の力が
必要な即ち命令された力と等しくなるようにす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は半加工品を溶接機に装着するための固
定具をも示した溶接する前の典型的なリム用半加
工品を表す斜視図、第２図は、溶接を終えたリム
用半加工品を表す斜視図、第３図は、この発明の
独特の特徴を備えた新規の改良されたリム用半加
工品溶接機の平面図、第４図は、溶接機の一部分
を切り欠いて断面を示した第３図に示した溶接機
の側面図、第５図は、溶接機の一部を切り欠いて
断面を示した溶接機の正面図、第６図は、実質的
に第５図の直線６−６に沿つた拡大部分断面図、
第７図は、実質的に第４図の直線７−７に沿つた
拡大部分断面図、第８図は、締め付け用アツセン
ブリーの一つの内側あごと外側あごを示す分解断
面図、第９図から第１１図は、リム用半加工品を
溶接する際に締め付け用アツセンブリーのあごが
順次占める位置を示す第７図と同様の拡大部分断
面図である。 １５…溶接機、１６…溶接継目、１７…リム用
半加工品、１８，１９…端部、２０…枠、２１…
溶接変圧器、２２…導線、２３，２４…母線、２
５，２６…ホーン部材、２７，２８…取りつけ
棒、３０，３１…締め付け用アツセンブリー、３
３…内側締め付け部材（電極）、３５…外側締め
付け部材（あご）、４０…切り欠き、４１，４６
…ねじ、４２…上締め付け面、４３…下面（凸
面）、４４…くぼみ、４５…あご保持材、４９，
５０…スライド、５３…サドル、５５，５８…受
け板、５６，５７…ジブ、６０…遮蔽材、６１…
ねじ、６５，６７…てこ、６６，６８…パツド、
７０，７１…ピボツト・ピン、７３…往復作動
機、７４…油圧シリンダー、８０…ピボツト軸、
８１…油圧作動機、８２…シリンダー、８３…
柱、８４…棒、８５，８６，８７，８８…ねじ、
９０…工具、１００…ロード・セル、１０１…ウ
エハー、１０３…サーボ増幅器、１０４…サーボ
弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半加工品の縦方向の端部が縦方向の継目の溶
   接部を形成する、円筒状に巻かれた車輪リム用半
   加工品の縦方向の継目を溶接する溶接機であつ
   て、 (a) 前記溶接機が、前記溶接部の横方向の両側
   に、第１の締め付け用アツセンブリーと第２の
   締め付け用アツセンブリーを有し、 各締め付け用アツセンブリーが、前記溶接部
   に隣接するリム用半加工品の内面と外面とにそ
   れぞれ当接する、内側締め付け部材と外側締め
   付部材とを備え、 各締め付け用アツセンブリーの内側締め付け
   部材が、実質的にリム用半加工品の半径方向の
   動きに対して固定されており、 (b) 前記溶接機が、一対の装着部材であつて、他
   方の外側締め付け部材とは独立に、且つ締め付
   け用アツセンブリーの内側締め付け部材に対し
   て開位置と閉位置との間で、リム用半加工品の
   半径方向に、該外側締め付け部材が直線的に移
   動できるように、各締め付け用アツセンブリー
   の外側締め付け部材それぞれを保持する装着部
   材を備え、 (c) 前記溶接機が、回動部材であつて、前記第２
   の締め付け用アツセンブリーの締め付け部材に
   向かつて及び離れる方向に横方向に、前記第１
   の締め付け用アツセンブリーの締め付け部材を
   回動可能に支持する回動部材を備え、 (d) 前記溶接機が、一対の移動部材であつて、リ
   ム半加工品が内側締め付け部材と外側締め付け
   部材との間に配置された後に、各締め付け用ア
   ツセンブリーの外側締め付け部材を、他方の締
   め付け用アツセンブリーの外側締め付け部材と
   は独立に前記閉位置まで直線的にそれぞれ移動
   させる移動部材を備え、 (e) 前記溶接機が、作動装置であつて、リム用半
   加工品の縦方向の端部どうしを押しつけるため
   に、前記第１の締め付け用アツセンブリーの締
   め付け部材を支持する回動部材を、前記第２の
   締め付け用アツセンブリーの締め付け部材に向
   かつて横方向に回動する作動装置を備え、 (f) さらに、前記溶接機が、電流供給装置であつ
   て、電気溶接電流を前記締め付け用アツセンブ
   リーとリム用半加工品の縦方向の端部を介して
   流し、該縦方向の端部を効果的に溶接するため
   の電流供給装置を備え、 ることを特徴とする溶接機。 ２ 前記装着部材のそれぞれが、前記各締め付け
   用アツセンブリーの外側締め付け部材を支持する
   垂直方向に移動可能なスライド部材を備え、さら
   に、前記移動部材のそれぞれが、前記外側締め付
   け部材を前記閉位置まで、各スライド部材を直線
   的に上方向に移動させ、且つ前記外側締め付け部
   材を前記開位置まで、各スライド部材を直線的に
   下方向に移動させるてこ部材を備えることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の溶接機。 ３ 前記移動部材が、第１の往復作動装置と第２
   の往復作動装置を備え、かつ第１の力増幅てこ部
   材および第２の力増幅てこ部材を介して、前記第
   １の往復作動装置と第２の往復作動装置が、前記
   第１のスライド部材と第２のスライド部材に接続
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項に記載の溶接機。 ４ 前記回動部材が、前記第１のスライド部材
   を、リム用半加工品の軸に平行に延びるピボツト
   軸の回りで前後に揺動揺動するように取りつけサ
   ドル部材を備えることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の溶接機。 ５ 前記第１の締め付け用アツセンブリーの内側
   締め付け部材が、前記サドル部材とともに、前記
   ピボツト軸の回りで前後に揺動するように、前記
   のサドルにより支持されることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項に記載の溶接機。