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発明の名称 丸棒状ワークの端面同士圧接後におけるばり除去方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−34357
公開日 平成10年(1998)2月10日
出願番号 特願平8−191697
出願日 平成8年(1996)7月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】竹沢 荘一 (外1名)
発明者 大内山 隆
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 丸棒状ワークの端面同士を互いに当接させて、相対回転させつつ圧接した後、接合後のワークをばり打抜装置に挿入して所定時間待機させ、そののち接合部に発生したばりを打抜くことを特徴とする丸棒状ワークの端面同士圧接後におけるばり除去方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンバルブ製造用の丸棒状素材を、オーステナイト系鋼棒とマルテンサイト系鋼棒等の端面同士を摩擦圧接して製作する際、接合部に生じたばりを除去する方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンバルブの中には、その傘部側と軸部側とに、それぞれオーステナイト鋼とマルテンサイト鋼を用いた軸溶接弁がある。
【0003】図4は、このようなエンジンバルブの製作工程を示すもので、所定径かつ所定長のオーステナイト系鋼棒(1)とマルテンサイト系鋼棒(2)の端面同士を、摩擦圧接装置により接合して、丸棒状の1本の素材(3)とし、接合部(3a)に生じたばり(4)を除去した後、電気鍛縮機により第1次中間体(5)とし、ついで、熱間プレス機により第2次中間体(6)を形成した後、各部に機械加工を施してエンジンバルブ(7)が得られる。
【0004】図2及び図3は、上記オーステナイト系鋼棒(1)とマルテンサイト系鋼棒(2)とを接合して素材(3)とするための摩擦圧接装置とばり除去装置とを略示する正面図である。
【0005】図において(8)は基台、(10)は、基台上に固定された固定把持機、(10a)はそのチャック、(11)は、固定把持機(10)と同軸をなして対向し、図中左右方向(以下方向は図面についていう)に往復移動可能な移動把持機、(11a)は高速で回転する回転チャック、(13)は基台(8)の前方に上下方向を向いて固定されたばり除去用打抜型、(14)は昇降手段(図示省略)により打抜型(13)に向かって昇降するパンチである。
【0006】上述の装置は、図2に示すように、フィンガー(図示略)により把持搬送されてきたオーステナイト系鋼棒(1)は、固定把持機(10)のチャック(10a)に、同じくマルテンサイト系鋼棒(2)は、移動把持機(11)の回転チャック(11a)にそれぞれ把持される。
【0007】ついで、回転チャック(11a)を高速で回転させつつ、移動把持機(11)を右方に移動させ、両鋼棒(1)(2)の端面同士を適圧で圧接させれば、圧接面は摩擦熱により高温となって互いに溶着して素材(3)が形成される。この際、接合部の周囲には環状のばり(4)が発生する。
【0008】接合後の素材(3)は、図3に示すように、移動把持機(11)が左方の元位置まで移動することにより、引き抜かれたのち、フィンガーにより把持されて、打抜型(13)の上方まで移動され、垂直に下降させて、打抜型(13)内に挿入される。挿入された素材(3)は、そのばり(4)が打抜型(13)の型孔の開口部に係止することにより保持される。この状態で、パンチ(14)を下降させれば、ばり(4)は打ち抜かれる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したばり除去工程において、従来は、圧接直後に即座に打抜型(13)内に挿入してばり抜きを行っていた。このようにすると、両鋼棒(1)(2)の接合部はまだ高温状態にあるため、ばり(4)の除去性が良好となる反面、硬化前の不完全な接合状態でパンチ(14)により強圧されるため、その衝撃により、接合部の内部に亀裂が発生することがある。
【0010】この亀裂は微小なため、ばりの打抜き工程後に発見することは困難で、軸部の仕上工程や製品検査工程で発見され、それまでの工程が無駄となる。本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、丸棒状ワーク同士の接合部に亀裂の発生するのを防止しうるようにしたばりの除去方法を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課題は、丸棒状ワークの端面同士を互いに当接させて、相対回転させつつ圧接した後、接合後のワークをばり打抜装置に挿入して所定時間待機させ、そののち接合部に発生したばりを打抜くことにより解決される。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の方法を適用した、棒状鋼材の摩擦圧接装置とばり除去装置とを略示するもので、接合するまでの工程は、上述と同様につき、図示及び説明を省略するとともに、上述と同一の各部材には、同一の符号を付して説明する。
【0013】打抜型(13)の上方には、打抜型(13)に素材(3)が挿入された際、これを感知する1対のフォトセンサ(15a)(15b)が設けられ、受光部(15b)はタイマー(16)に電気的に接続されている。
【0014】タイマー(16)は、パンチ(14)の下降のタイミングを制御する制御装置(図示略)に接続され、受光部(15b)により素材(3)が挿入されたことを検知してから所定時間(たとえば4秒)経過すると、タイマー(16)より制御装置に信号が発せられ、昇降手段が作動してパンチ(14)が下降させられる。これにより、素材(3)のばり(4)が打ち抜かれる。
【0015】従って、圧接直後の素材(3)は、打抜型(13)内で所定時間待機し、接合部(3a)の温度が安全温度まで低下した後、すなわち接合部が若干冷却硬化した後にばり(4)が打ち抜かれるので、接合部(3a)に亀裂等が発生する恐れはない。
【0016】素材(3)の接合部(3a)は、チャック(11a)の回転を停止した時点より自然冷却が始まるので、圧接終了後の素材(3)をチャック(10a)(11a)に把持したまま一定時間放置し、その後、ばり(4)の打ち抜きを行っても上述と同様の効果が得られる。
【0017】しかし、摩擦圧接装置は、予め定めたサイクルタイム内で、1個のワークの接合が終了するように設定してあるので、圧接終了後の素材(3)をチャック(10a)(11a)に保持しておくことは、次のワークの把持に支障を来すばかりでなく、サイクルタイムが延びて生産性が低下する。従って、上述のように、ばり除去装置側にタイマー(16)を設けて、打ち抜きのタイミングを若干遅らせば、次のワークの圧接中に待機させておくことができ、何らサイクルタイムに支障を来すことがない。
【0018】なお、素材(3)の打抜型(13)での待機時間は、素材(3)のサイズや材質等により、接合部(3a)の冷却速度が若干異なるので、その際はタイマー(16)の設定時間を適宜に変更すればよい。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法によれば、圧接後のワークを所定時間待機させることにより、圧接部の接合強度が適切になっているので、ばりの打ち抜き時に亀裂が生ずることはなく、不良品の発生率が極めて少なくなる。




 

 


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