JP3984723B2

JP3984723B2 - Clamp device and friction welding device

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Publication number: JP3984723B2
Application number: JP25287298A
Authority: JP
Inventors: 廣一川浦; 正則石川
Original assignee: Toyota Industries Corp; Izumi Machine Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Izumi Machine Mfg Co Ltd
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2018-09-07
Also published as: JP2000084769A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は摩擦圧接方法によりワーク同士を溶着するための摩擦圧接装置に係わり、詳しくは、摩擦圧接装置のクランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ワーク同士を接合する手法として、摩擦圧接方法がよく知られている。摩擦圧接においては、接合しようとするワークの端面を互いに接触させて加圧しながら相対運動させることによって接合界面に摩擦熱を発生させ、アプセット圧力を加えることによりワーク間の接合部は互いにめり込むようにして一体化し接合する。
【０００３】
摩擦圧接装置は、一般に、クランプ装置と、ワーク回転機構と、スライド駆動機構とを備えている。クランプ装置は、中間ワークを回転不能に把持することにより固定する。ワーク回転機構は、中間ワークと接合しようとする他のワークを、固定された中間ワークを軸線と同一軸線上に対向するように把持して相対運動として回転させる。スライド駆動機構は、クランプ装置により固定された中間ワークとワーク回転機構に把持されて回転されるワークとの接合面を互いに相対的に押し付けるように加圧すると共にアプセット圧力を与える。
【０００４】
ところで、摩擦圧接において、アプセット圧力が加えられた時においても、中間ワークは動かないようにしっかりクランプ装置より挟持固定される必要があるため、クランプ装置は中間ワークに対してある程度の把持力が要求されている。
【０００５】
また、中間ワークを他のワークとずれなく接合させるために、クランプ装置の中心軸線が常にワーク回転機構の中心軸線と一致する必要がある。つまり、クランプ装置はワーク回転機構との同心度が高く要求されている。
【０００６】
上記の摩擦圧接装置に使用されたクランプ装置の一種は、特開平５−１７７３６４号公報で開示されている。図１１に示すように、設備ベース５０の上面５０ａには、クランプ装置５１が配設されている。クランプ装置５１の上部には、一対のワーク挟持部５１ｂ，５１ｃを備えている。そして、クランプ装置５１は、一対のワーク挟持部５１ｂ，５１ｃの接離移動によって中間ワークＷ１１を挟持又は取り外しする。前記ワーク挟持部５１ｂ，５１ｃの接離移動（開閉作動）は、それぞれワーク挟持部５１ｂ，５１ｃに連結された２本のシリンダ６０，６１により行われる。しかも、ワーク挟持部５１ｂ，５１ｃは、リンク機構６２により連動可能に連結されている。
【０００７】
従って、中間ワークＷ１１の挟持固定に必要な把持力は、その２本のシリンダ６０，６１より提供される。前記リンク機構６２は、ワーク挟持部５１ｂ，５１ｃの開閉作動を同期にさせるため、クランプ装置５１の調芯精度を高めることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１１に示すように、クランプ装置５１のワーク挟持部５１ｂ，５１ｃは、設備ベース５０の上面５０ａに対して前後方向に配設されている。つまり、クランプ装置５１の前側のワーク挟持部５１ｂは、設備ベース５０の前側面より外方に突出している。クランプ装置５１の後側のワーク挟持部５１ｃは、設備ベース５０の後側面より外方に突出している。
【０００９】
この中間ワークＷ１１の中心軸線Ｌ０から前側及び後側のワーク挟持部５１ｂ，５１ｃの側端部までの距離をＬ１とすると、この距離Ｌ１はワーク挟持部５１ｂ，５１ｃを作動する両シリンダ６０，６１の長さにより決められている。それは、構造上必要な距離であってそれ以上短くすることはできない。
【００１０】
従って、設備ベース５０から前方に張り出すワーク挟持部５１ｂによって、作業者はそれ以上近づくことができない。その結果、中間ワークＷ１１をクランプ装置５１に装着したり取り外す作業は非常に面倒で作業性に問題があった。
【００１１】
そこで、特許第１５７００８７号により提案された技術では、図示しないが、クランプ装置が、１本のシリンダにより作動され、そのリンク機構によりワーク挟持部が同期されるとともに、把持力が伝達されるものが提案されている。そうすると、作業者側のワーク挟持部の張り出すといった問題点が解決される。しかしながら、リンク機構は、把持力を伝達するため、高い強度と剛性が要求される。その結果、リンク機構の構成部材の寸法が大きくなり、クランプ装置乃至摩擦圧接装置の小型化を図ることができないという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は構造をコンパクトにすることができるクランプ装置及び作業性を向上することができる摩擦圧接装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、スライドベース上を相対向の方向に沿って接離移動することによってワークを挟持又は取り外しする第１のワーク挟持部及び第２のワーク挟持部を備えたクランプ装置において、前記第１のワーク挟持部は前記スライドベースに対して移動可能に配置され、前記第２のワーク挟持部はアクチュエータを連結するための連結部が設けられた前記スライドベースに固定され、前記第１のワーク挟持部と第２のワーク挟持部とがアクチュエータの駆動に基づく作用及び反作用によって接離移動するように、前記第１のワーク挟持部のワークを挟持する側と反対側と、前記連結部との間にアクチュエータを連結したことを要旨とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクランプ装置において、前記アクチュエータはシリンダであり、前記第１のワーク挟持部の前記ワークを挟持する側と反対側には前記シリンダを構成する筒部が設けられており、前記第２のワーク挟持部が固定された前記スライドベースに設けられた前記連結部には前記シリンダを構成して前記筒部内を摺動するピストン及び前記ピストンから延びるロッドが連結されており、前記シリンダの駆動に基づく作用及び反作用を前記筒部及び前記ピストンで受けることによって、前記第１のワーク挟持部は前記ピストンの移動方向と反対方向に移動し、前記第２のワーク挟持部は前記ピストンの移動方向と同方向に移動することを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のクランプ装置において、前記アクチュエータはモータであり、前記第１のワーク挟持部の前記ワークを挟持する側と反対側には螺孔が設けられており、前記第２のワーク挟持部が固定された前記スライドベースに設けられた前記連結部には、前記螺孔内に螺合される回転軸を備えた前記モータが連結されており、前記モータの駆動に基づく作用及び反作用を前記回転軸及び前記螺孔で受けることによって、前記第１のワーク挟持部は前記螺孔内を進む前記回転軸の移動方向と反対方向に移動し、前記第２のワーク挟持部は前記螺孔内を進む前記回転軸の移動方向と同方向に移動することを要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のクランプ装置において、前記第１のワーク挟持部と前記第２のワーク挟持部とは、接離移動に際してその移動量が互いに同じになるようにリンク機構により連結されていることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のクランプ装置において、前記リンク機構は、円盤状のカムを備え、前記円盤状のカムには、その円周上に回動可能に第１レバーの一端が連結されるとともに前記第１レバーの他端は前記第１のワーク挟持部と連結されており、前記第１レバーの取り付け位置と対称的な位置に回動可能に第２レバーの一端が連結されるとともに、前記第２のレバーの他端は前記第２のワーク挟持部と連結され、前記円盤状のカムの中心は、前記第１のワーク挟持部と前記第２のワーク挟持部との中心を垂直に延びる中心線上に配置されていることを要旨とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１に記載のクランプ装置を備えたことを要旨とする。
【００１８】
（作用）
請求項１〜３に記載の発明によれば、ワークを挟持又は取り外しする一対のワーク挟持部の接離移動は、第１のワーク挟持部と第２のワーク挟持部が固定された連結部を備えるスライドベースとが第１のワーク挟持部と連結部との間に設けられた一つのアクチュエータの駆動に基づく作用及び反作用によってそれぞれ逆方向に移動することでなされる。従って、第１のワーク挟持部と第２のワーク挟持部をそれぞれ別々のアクチュエータの駆動によって作動される従来技術のクランプ装置に比べ、クランプ装置をコンパクトにすることができる。
【００１９】
特に、請求項２に記載の発明によれば、ワークを挟持又は取り外しする一対のワーク挟持部の接離移動は、第１のワーク挟持部に設けられた筒部と第２のワーク挟持部が固定されたスライドベースの連結部に連結されたピストン及びロッドとで構成されたシリンダの駆動に基づく作用及び反作用によって作動される。従って、第１のワーク挟持部と第２のワーク挟持部をそれぞれ別々のシリンダの駆動によって作動される従来技術のクランプ装置に比べ、クランプ装置をコンパクトにすることができる。
【００２０】
請求項４及び５に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、リンク機構は、両ワーク挟持部を同期且つ等開閉移動距離にて作動させるように働く。従って、リンク機構は、両ワーク挟持部の調芯精度を高めることができる。また、リンク機構には、両ワーク挟持部の把持力が伝達されないため、リンク機構を構成する各部材に対して高強度・高剛性が要求されないことから、クランプ装置のコンパクト・軽量化を図ることができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、ワークを挟持又は取り外しする一対のワーク挟持部の接離移動を駆動するアクチュエータを摩擦圧接装置を操作する作業者側と反対する側に配置すれば、クランプ装置のアクチュエータは、摩擦圧接装置の作業者側端面から突出されることはない。その結果、一方のワーク挟持部と他方のワーク挟持部をそれぞれ別々のアクチュエータの駆動によって作動し、一方のアクチュエータが作業者側端面から突出された従来技術の装置に比べ、摩擦圧接装置の作業性の向上を図ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一の実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１は、３個のワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３を接合する摩擦圧接装置を示す。図１に示すように、本実施形態の摩擦圧接装置１０の設備ベース１１の上面１１ａには、第１及び第２リニアガイドレール１２，１３が長手方向（Ｙ方向）に延設されている。第１リニアガイドレール１２には第１主軸ユニット１４が設置され、第２リニアガイドレール１３には第２主軸ユニット１５が設置されている。そして、両主軸ユニット１４，１５はそれぞれリニアガイドレール１２，１３に沿って移動可能になっている。
【００２７】
第１及び第２主軸ユニット１４，１５には、主軸１４ａ，１５ａが回転可能に設けられている。主軸１４ａ，１５ａは主軸箱１４ｂ，１５ｂ内に配置されたギア１４ｃ，１５ｃを介して回転用サーボモータ１４ｄ，１５ｄと駆動連結されている。主軸１４ａ，１５ａの先端にはチャック１４ｅ，１５ｅが取り付けられており、それぞれワークＷ１２，Ｗ１３を固定する。
【００２８】
第１及び第２主軸ユニット１４，１５の下面には、設備ベース１１内に突出するアーム（図示せず）が設けられている。そのアームにはスライド用サーボモータ１６，１７により駆動される圧接送りシャフトとしてのボールネジ（図示せず）が螺合されている。そして、ボールネジを正逆回転させると、第１及び第２主軸ユニット１４，１５は、ボールネジとアームとの間に発生する推進力によりＹ方向に移動する。
【００２９】
第１及び第２主軸ユニット１４，１５の間には、ワークＷ１１を挟持するクランプ装置としての固定クランプ１８と移動クランプ１９が配置されている。固定クランプ１８はその脚部１８ａが設備ベース１１の上面１１ａに固定されている。固定クランプ１８は、図１に示すように、上部に一対のワーク挟持部１８ｂ，１８ｃを備えている。ワーク挟持部１８ｂ，１８ｃは、前記脚部１８ａに対してＹ方向と直交する前後方向（Ｘ方向）に移動しワークＷ１１を挟持固定する。また、移動クランプ１９はその脚部１９ａが前記第２リニアガイドレール１３に設置されている。移動クランプ１９の脚部１９ａは、第２リニアガイドレール１３に沿ってＹ方向に移動し所定の位置で固定されている。移動クランプ１９は、図１に示すように、上部に一対のワーク挟持部１９ｂ，１９ｃを備えている。ワーク挟持部１９ｂ，１９ｃは、前記脚部１９ａに対してＹ方向と直交する前後方向（Ｘ方向）に移動しワークＷ１１を挟持固定する。なお、前記脚部１８ａ，１９ａを除いて、固定クランプ１８と移動クランプ１９とは、構造上でほぼ同じとなるので、説明の便利上、移動クランプ１９だけについて詳しく説明する。
【００３０】
図２及び図４は、ワークＷ１１を挟持固定した移動クランプ１９の状態を示す。図３及び図５は、ワークＷ１１を取り外した移動クランプ１９の状態を示す。図２及び図３に示すように、前記移動クランプ１９の脚部１９ａを構成するベースプレート２０は、前記第２リニアガイドレール１３と移動可能に係合された前記脚部１９ａを構成するリニアガイドナット２１の上に固着されている。前記ベースプレート２０の上には、図２，図３及び図７に示すように、リンクブラケット２２が配置されている。
【００３１】
図２〜図６に示すように、前記リンクブラケット２２の底部には、Ｘ方向に延びる溝２２ａが設けられている。図４及び図５に示すように、溝２２ａは、直線部２２ｂ，テーパ部２２ｃ及び円形部２２ｄとからなる。前記直線部２２ｂからテーパ部２２ｃにわたる範囲と対応する前記リンクブラケット２２の上面位置には貫通孔２２ｅが設けられている。また、図６に示すように、前記リンクブラケット２２のＹ方向の両外側面には、凹部２２ｆが対称的に形成されている。そして、図６に示すように、リンクブラケット２２は、ネジ２３にて前記ベースプレート２０の上に固着されている。
【００３２】
図２〜図５に示すように、前記溝２２ａとベースプレート２０とで構成された空間２４内には、移動量制御機構としてのリンク機構２５が配置されている。
前記リンク機構２５は、図２〜図５に示すように、円盤状のカム２５ａと、そのカム２５ａの円周上に相対向する位置に取着されたピン２５ｂ，２５ｃにて回動可能に連結された２本の第１及び第２レバー２５ｄ，２５ｅとから構成されている。前記カム２５ａは、前記ベースプレート２０とリンクブラケット２２との間に固着された支持軸２５ｆに対して回転可能に支持されている。
【００３３】
また、図６及び図７に示すように、前記リンクブラケット２２の凹部２２ｆには、それぞれ第１及び第２スライドガイド２６，２７が同リンクブラケット２２から突出するように配置されている。そして、両スライドガイド２６，２７は、ネジ２８にて前記リンクブラケット２２に固定されている。両スライドガイド２６，２７の側面には、溝２７ｂ（スライドガイド２６側の溝は図示せず）が形成されている。そして、図６及び図７に示すように、リンクブラケット２２とベースプレート２０を固着する前記ネジ２３は、溝２７ｂ内に位置するようになっている。
【００３４】
また、図２〜図５，図７及び図８に示すように、前記ベースプレート２０の上面には、前記リンクブラケット２２とやや離間する位置に互いに平行する第３及び第４スライドガイド２９，３０が設置されている。図８に示すように、前記第３スライドガイド２９は、前記ベースプレート２０に設けられた凹部２０ａ内に嵌着固定されている。前記第４スライドガイド３０は、図示しないが、前記ベースプレート２０の上面に固着されている。ワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３の接合端面が平滑でない場合、摩擦圧接開始の素材接触時にＸ方向に移動クランプ１９全体を動かす外力が発生する。移動クランプ１９全体をＰの位置決めをするために図８のスライドガイド３０をＴ方向に、カム又は油圧シリンダなど（図示せず）で押し付ける。
【００３５】
そして、図２〜図５及び図８に示すように、ベースプレート２０の上面には、第３及び第４スライドガイド２９，３０を摺動するブロック３１が配置されている。ブロック３１の高さを、前記リンクブラケット２２の高さと同じになるように設定している。また、前記ブロック３１の底面には、一端開口の横断面テーパ状の溝３１ａが設けられている。前記溝３１ａの頂面突出部３１ｂは、基端が前記カム２５ａに連結された前記第１レバー２５ｄの先端とピン２５ｇにて回動可能に連結されている。
【００３６】
そして、図６及び図７に示すように、前記リンクブラケット２２及びブロック３１の上には、スライドベース３２が配置されている。そして、スライドベース３２とブロック３１は固着されている。一方、スライドベース３２とリンクブラケット２２は前記第１及び第２スライドガイド２６，２７に沿って移動可能に配置されている。
【００３７】
前記スライドベース３２の所定位置には、横断面長方形状の貫通孔３２ａが設けられている。前記スライドベース３２の一端（図２及び図３において右端）は、保持部３２ｂが上方へ延出形成されている。前記貫通孔３２ａと前記保持部３２ｂとの間における前記スライドベース３２の上面には、凹部３２ｃが形成されている。
【００３８】
図６及び図７に示すように、前記保持部３２ｂを有するスライドベース３２の一端と反対側のスライドベース３２の上面両側には、第１及び第２プレート３３，３４が固定されている。第１及び第２プレート３３，３４の上には、第１及び第２プレート３３，３４と、スライドベース３２とで構成される空間を上方から閉じるように第３プレート３５固定されている。スライドベース３２と第１〜第３プレート３３〜３５の端面には、第４プレート３６が固着され、筒状空間を形成している。
【００３９】
図２，図３及び図６に示すように、前記スライドベース３２の上には、ワーク挟持部１９ｂを構成する第１マスター爪３７がＸ方向移動可能に配置されている。第１マスター爪３７の基端部は、前記スライドベース３２と第１〜第４プレート３３〜３６とで構成される空間（筒体）内に内在されるようになっている。その基端部には、アクチュエータとしてのシリンダＳの筒体３７ａが構成されている。前記筒体３７ａ内には、ピストン３８が配置されている。そのピストン３８から延びるロッド３８ａの先端は、前記第４プレート３６と一体に連結固定されている。本実施形態では、前記シリンダＳは油圧シリンダである。そして、前記ピストン３８で区画されるシリンダ室Ｋ，Ｈは、図示しない油圧回路と連結されている。
【００４０】
また、図１に示すように、第１マスター爪３７の先端は、幅細いブッシュ爪保持部３７ｂが形成されている。ブッシュ爪保持部３７ｂには、ブッシュ爪３９が保持固定されている。
【００４１】
さらに、図２〜図６に示すように、前記第１マスター爪３７の底面略中央位置には、ブロック４０の基端が嵌着固定されている。前記ブロック４０は、前記貫通孔３２ａと貫通孔２２ｅ内に移動可能に配置されている。そして、ブロック４０の先端端面には、基端が前記カム２５ａに連結された前記第２レバー２５ｅの先端はピン２５ｈにて回動可能に連結されている。
【００４２】
一方、図１〜図３及び図７に示すように、前記スライドベース３２の上にであって、前記第１マスター爪３７と相対向するようにワーク挟持部１９ｃを構成する第２マスター爪４１が固定されている。図１に示すように、第２マスター爪４１の先端は、幅細いブッシュ爪保持部４１ａが形成されている。ブッシュ爪保持部４１ａには、ブッシュ爪４２が保持固定されている。
【００４３】
このとき、ブッシュ爪３９とブッシュ爪４２とは、相対向するようになっているとともに、前記第１及び第２主軸ユニット１４，１５の中心軸線Ｌ０に直交する上下方向の中心線Ｐに対して対称的に配置されるようになっている。しかも、その中心線Ｐは、前記支持軸２５ｆの中心軸線と一致するように設定されている。
【００４４】
次に、上記のように構成された摩擦圧接装置１０の移動クランプ１９の動作について説明する。
まず、図２に示すようなワークＷ１１を挟持固定した移動クランプ１９の状態から図３に示すようなワークＷ１１を取り外した移動クランプ１９の状態へ移る動作を説明する。図２に示すように、前記シリンダＳにおけるピストン３８で区画される筒体３７ａ内の一方のシリンダ室Ｋには、図示しない油圧回路を介して作動油を注入させる。そうすると、前記ピストン３８は、その作動油の作用を受けて、筒体３７ａに沿って前進方向（Ｘ方向の右方）へ移動される。一方、前記第１マスター爪３７は、その作動油の反作用を受けて、前記スライドベース３２と第１〜第４プレート３３〜３６とで構成される筒状空間を沿ってＸ方向の左方つまりワーク挟持部１９ｂの開ける方向へ移動される。
【００４５】
前記ピストン３８の移動によって、スライドベース３２は、そのピストン３８と一体的に連結された前記第１〜第４プレート３３〜３６とともに、Ｘ方向の右方へ移動される。このとき、スライドベース３２は、前記第１及び第２スライドガイド２６，２７より案内されるようになっている。そして、スライドベース３２の上に固定された第２マスター爪４１も、スライドベース３２とともにＸ方向の右方つまりワーク挟持部１９ｃの開ける方向へ移動される。
【００４６】
従って、第１マスター爪３７と第２マスター爪４１は、Ｘ方向において相反方向に移動されることによって、図３に示すように、移動クランプ１９の両ワーク挟持部１９ｂ，１９ｃは開けられるようになる。
【００４７】
また、前記第１マスター爪３７の移動とともに、第１マスター爪３７に嵌合固定されたブロック４０は、貫通孔３２ａと貫通孔２２ｅを沿って連動されるように移動する。そして、図２〜図５に示すように、第２レバー２５ｅの先端は前記ブロック４０とともに、Ｘ方向の左方へ移動することによって、前記リンク機構２５のカム２５ａは、第２レバー２５ｅの基端に引っ張られて図４及び図５において時計方向に回転される。
【００４８】
一方、前記第２マスター爪４１つまりスライドベース３２の移動とともに、スライドベース３２の一端の底面に固着されたブロック３１は、前記第３及び第４スライドガイド２９，３０より案内されるように移動する。そして、図２〜図５に示すように、第１レバー２５ｄの先端は前記ブロック３１とともに、Ｘ方向の右方へ移動することによって、前記リンク機構２５のカム２５ａは、第１レバー２５ｄの基端に引っ張られて図４及び図５において時計方向に回転される。
【００４９】
このとき、第１レバー２５ｄの基端と第２レバー２５ｅの基端とは、リンク機構２５のカム２５ａの円周上において支持軸２５ｆに対して対称的に連結されているため、同角度間隔にてカム２５ａとともに時計方向に回転される。従って、第１レバー２５ｄの先端の前記ブロック３１とともにＸ方向の右方へ移動する距離と、第２レバー２５ｅの先端の前記ブロック４０とともにＸ方向の左方へ移動する距離とは同じになるようにリンク機構２５より制御される。その結果、図３に示すように、前記中心線Ｐに対して第１マスター爪３７と第２マスター爪４１は始終に等距離で相反方向に移動される。そうすると、移動クランプ１９は、図２に示すような締める状態から図３に示すような開ける状態へ変わる。
【００５０】
また、移動クランプ１９にて中間ワークＷ１１を挟持固定しようとするとき、図３に示すように、前記ピストン３８で区画される筒体３７ａ内の他方のシリンダ室Ｈに図示しない油圧回路を介して作動油を注入させる。そうすると、移動クランプ１９は、上記の動作と逆する動作にて図３に示すような開ける状態から図２に示すような締める状態へ変わる。しかも、上記と同じように、第１マスター爪３７と第２マスター爪４１は前記中心線Ｐに対して始終に等距離で相反方向に移動される。その詳細な動作を省略する。
【００５１】
なお、前記固定クランプ１８は、上記に述べた移動クランプ１９と同じ構成と動作を有するので、その詳細な説明を省略する。
次に、移動クランプ１９を代表として、上記のように構成された本実施形態の摩擦圧接装置１０の固定及び移動クランプ１８，１９の特徴について説明する。
【００５２】
（１）本実施形態では、移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｂを構成する第１マスター爪３７に、シリンダＳの筒体３７ａを一体に形成させている。また、移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｃを構成する第２マスター爪４１を、スライドベース３２を介してシリンダＳを構成するピストン３８と一体に連結させている。つまり、一方のワーク挟持部１９ｂと、他方のワーク挟持部１９ｃを固着したスライドベース３２との間にシリンダＳを連結した。
【００５３】
従って、第１マスター爪３７と第２マスター爪４１は、筒体３７ａ内のシリンダ室Ｋ，Ｈに注入された作動油の作用及び反作用を受けて相反方向に移動する筒体３７ａとピストン３８とともに、Ｘ方向において相反方向に接離移動される。その結果、１つのシリンダＳにて、移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｂ，１９ｃの締めと開けつまり開閉を作動することができるから、ワーク挟持部１９ｂ，１９ｃが別々のシリンダにて作動された従来技術と比べ、移動クランプ１９乃至摩擦圧接装置１０をコンパクトにすることができる。
【００５４】
（２）本実施形態ではワーク挟持部１９ｂ，１９ｃ、移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｂを構成する第１マスター爪３７に、シリンダＳの筒体３７ａを一体に形成させている。また、移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｃを構成する第２マスター爪４１を、シリンダＳを構成するピストン３８と一体に連結させている。さらに、第１マスター爪３７を、ブロック４０を介してリンク機構２５の第２レバー２５ｅに連結させ、第２マスター爪４１を、スライドベース３２とブロック３１を介してリンク機構２５の第１レバー２５ｄに連結させている。第１レバー２５ｄの先端と第２レバー２５ｅの先端は、相反方向に且つ等距離しか移動できないようにリンク機構２５のカム２５ａにより制御されている。
【００５５】
従って、筒体３７ａ内のシリンダ室Ｋ，Ｈに注入された作動油の油圧が直接に移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｂ，１９ｃの把持力に変換される。リンク機構２５は、両ワーク挟持部１９ｂ，１９ｃを同期且つ等開閉移動距離にて作動させるように働く。その結果、リンク機構２５は、移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｂ，１９ｃの調芯精度を高めることができる。また、リンク機構２５には、ワーク挟持部１９ｂ，１９ｃの把持力が伝達されないため、リンク機構２５を構成する各部材に対して高強度・高剛性が要求されないことから、移動クランプ１９乃至摩擦圧接装置１０をコンパクトにすることができる。
【００５６】
（３）本実施形態では、シリンダＳを油圧シリンダにて実施した。従って、シリンダＳにより作動された移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｂ，１９ｃの把持力を十分に確保することができる。また、移動クランプ１９の開閉作動は、安定且つ確実に行うことができる。
【００５７】
（４）本実施形態では、移動クランプ１９の開閉つまりワーク挟持及び取り外し作動は、１つのシリンダＳにて行われるようにした。従って、そのシリンダＳを構成する筒体３７ａとピストン３８を、摩擦圧接装置１０を操作する作業者側と反対する側に配置すれば、図１〜図３に示すように、移動クランプ１９のワーク挟持部１９ｃは、摩擦圧接装置１０の作業者側端面から突出されることはない。その結果、図１１に示す作業者側端面から突出されたワーク挟持部５１ｂ，５２ｂを有する従来技術の装置に比べ、摩擦圧接装置１０の作業性の向上を図ることができる。
【００５８】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態に記載したような、それ以外の具体的な回転構造、主軸駆動構造、スライド構造及び制御方式、（単頭、両頭の）ワーク形式、クランプ装置の配置形式等々は一切限定されず、上記実施形態のクランプ装置はあらゆる構造の摩擦圧接装置に適用可能である。
【００５９】
○また、上記実施形態のクランプ装置は摩擦圧接装置以外の装置に応用してもよい。
○クランプ装置としての固定クランプ１８及び移動クランプ１９のうちいずれか１を省略して実施してもよい。
【００６０】
○シリンダＳを油圧シリンダに限定されず、例えば気圧シリンダにて実施してもよい。
○また、上記実施形態のアクチュエータは、シリンダに限定されず、他のアクチュエータ例えば図９に示すような機構にて実施してもよい。詳述すると、図９に示すように、第１マスター爪３７の基端部には、螺孔３７ｃが設けられている。また、第４プレート３６には、アクチュエータとしてのモータ４３が固着されている。モータ４３の回転軸４３ａはネジ状に形成されている。そして、前記回転軸４３ａは、第４プレート３６に設けられた貫通孔３６ａを貫通して前記螺孔３７ｃ内に螺合されている。従って、前記モータ４３の正逆回転によって、ワーク挟持部１９ｃとワーク挟持部１９ｂは、接離移動するように駆動される。この場合、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６１】
○上記実施形態のブッシュ爪３９，４２を、他の形にて実施してもよい。
○上記実施形態の移動量制御機構は、リンク機構に限定されず、例えば図１０に示すようなラック・ピニオン機構４４にて実施してもよい。詳述すると、図１０に示すように、ワーク挟持部１９ｃは、スライドベース３２及びブロック３１を介して第１レバー４４ａと連結されている。ワーク挟持部１９ｂは、ブロック４０を介して第２レバー４４ｂと連結されている。第１レバー４４ａのラック部４４ｃと第２レバー４４ｂのラック部４４ｄの間には、ピニオン４４ｅが螺合されている。前記ピニオン４４ｅは、前記ベースプレート２０とリンクブラケット２２との間に固着された支持軸４４ｆに対して回転可能に支持されている。従って、第１レバー４４ａつまりワーク挟持部１９ｃの移動量は、第２レバー４４ｂつまりワーク挟持部１９ｂの移動量と同じなるようにこのラック・ピニオン機構４４により制御されることができる。この場合、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６２】
次に、前記実施形態及び別例から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（１）請求項２乃至７のいずれか１に記載のクランプ装置において、前記シリンダは油圧シリンダであることを特徴とするクランプ装置。
【００６３】
従って、クランプ装置の把持力を十分に確保することができるとともに、クランプ装置の開閉作動は、安定且つ確実に行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によれば、クランプ装置をコンパクトにすることができる。
【００６５】
請求項６に記載の発明によれば、摩擦圧接装置の作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の摩擦圧接装置の平面図。
【図２】本実施形態の移動クランプ（締める状態）の図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】本実施形態の移動クランプ（開ける状態）の図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図５】図３におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図６】図５におけるＥ−Ｅ線断面図。
【図７】本実施形態の移動クランプの要部側面図。
【図８】図４におけるＤ−Ｄ線断面図。
【図９】別例の移動クランプ（締める状態）の図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図１０】別例の移動量制御機構の説明図。
【図１１】従来技術のクランプ装置の断面図。
【符号の説明】
１０…摩擦圧接装置、１８，１９…クランプ装置としての固定及び移動クランプ、１８ｂ，１８ｃ，１９ｂ，１９ｃ…ワーク挟持部、２２…リンクブラケット、２５…移動量制御機構としてのリンク機構、３２…スライドベース、３７ａ…シリンダＳを構成する筒体、３８…シリンダＳを構成するピストン、４３…アクチュエータとしてのモータ、４４…移動量制御機構としてのラック・ピニオン機構、Ｓ…アクチュエータとしての油圧シリンダ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a friction welding apparatus for welding workpieces by a friction welding method, and more particularly to a clamping device for a friction welding apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a friction welding method is well known as a technique for joining workpieces. In friction welding, the end surfaces of workpieces to be joined are brought into contact with each other and moved relative to each other while applying pressure to generate frictional heat at the joining interface, and by applying upset pressure, the joints between the workpieces are sunk together. Integrated and joined.
[0003]
Generally, the friction welding apparatus includes a clamp device, a workpiece rotation mechanism, and a slide drive mechanism. The clamp device fixes the intermediate workpiece by gripping the intermediate workpiece in a non-rotatable manner. The workpiece rotation mechanism rotates another workpiece to be joined to the intermediate workpiece as a relative motion by holding the fixed intermediate workpiece so as to face the same axis as the axis. The slide drive mechanism pressurizes and pressurizes the joint surface between the intermediate work fixed by the clamp device and the work gripped by the work rotation mechanism and presses them relative to each other.
[0004]
By the way, in friction welding, even when an upset pressure is applied, the intermediate work must be firmly clamped and fixed by the clamping device so that it does not move. Has been.
[0005]
Further, in order to join the intermediate workpiece with other workpieces without deviation, it is necessary that the central axis of the clamping device always coincides with the central axis of the workpiece rotating mechanism. That is, the clamping device is required to have high concentricity with the work rotation mechanism.
[0006]
One type of clamping device used in the friction welding apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-177364. As shown in FIG. 11, a clamp device 51 is disposed on the upper surface 50 a of the equipment base 50. On the upper part of the clamp device 51, a pair of workpiece clamping portions 51b and 51c are provided. The clamping device 51 clamps or removes the intermediate workpiece W11 by moving the pair of workpiece clamping portions 51b and 51c toward and away from each other. The contact / separation movement (opening / closing operation) of the workpiece clamping portions 51b and 51c is performed by two cylinders 60 and 61 connected to the workpiece clamping portions 51b and 51c, respectively. In addition, the work clamping parts 51b and 51c are connected by a link mechanism 62 so as to be interlocked.
[0007]
Therefore, the gripping force necessary for holding and fixing the intermediate workpiece W11 is provided by the two cylinders 60 and 61. Since the link mechanism 62 synchronizes the opening and closing operations of the workpiece clamping portions 51b and 51c, the alignment accuracy of the clamp device 51 can be improved.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIG. 11, the workpiece clamping portions 51 b and 51 c of the clamping device 51 are arranged in the front-rear direction with respect to the upper surface 50 a of the equipment base 50. That is, the workpiece clamping portion 51 b on the front side of the clamp device 51 protrudes outward from the front side surface of the equipment base 50. The workpiece clamping portion 51 c on the rear side of the clamp device 51 protrudes outward from the rear side surface of the equipment base 50.
[0009]
When the distance from the central axis L0 of the intermediate workpiece W11 to the side ends of the front and rear workpiece clamping portions 51b and 51c is L1, this distance L1 is the two cylinders 60 and 61 that operate the workpiece clamping portions 51b and 51c. It is decided by the length. It is a structurally necessary distance and cannot be shortened any further.
[0010]
Therefore, the operator cannot approach any more by the workpiece clamping portion 51b projecting forward from the equipment base 50. As a result, the work of attaching and removing the intermediate workpiece W11 to / from the clamp device 51 is very troublesome and has a problem in workability.
[0011]
Therefore, in the technique proposed by Japanese Patent No. 1570087, although not shown, the clamping device is operated by one cylinder, the work clamping unit is synchronized by the link mechanism, and the gripping force is transmitted. Proposed. This solves the problem of overhanging the work clamping part on the operator side. However, since the link mechanism transmits a gripping force, high strength and rigidity are required. As a result, the dimensions of the structural members of the link mechanism are increased, and there is a problem that the size of the clamp device or the friction welding device cannot be reduced.
[0012]
An object of the present invention is to provide a clamping device capable of making the structure compact and a friction welding device capable of improving workability.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 On the slide base The workpiece is clamped or removed by moving toward and away from each other in the opposite direction. First Work clamping part And second workpiece clamping unit In the clamping device with The first work clamping part is arranged to be movable with respect to the slide base, the second work clamping part is fixed to the slide base provided with a connecting part for connecting an actuator, The first workpiece clamping portion opposite to the workpiece clamping side, and the connecting portion so that the workpiece clamping portion and the second workpiece clamping portion are moved toward and away from each other by the action and reaction based on the driving of the actuator. The gist is that the actuator is connected between the two.
[0014]
A second aspect of the present invention is the clamping device according to the first aspect, wherein the actuator is a cylinder. A cylinder portion constituting the cylinder is provided on the opposite side of the first workpiece clamping portion to the workpiece clamping side, and the second workpiece clamping portion is provided on the slide base fixed. The connecting portion is connected to a piston that constitutes the cylinder and slides in the cylindrical portion and a rod that extends from the piston, and the cylinder portion and the piston act and act based on the driving of the cylinder. By receiving, the first work clamping part moves in the direction opposite to the movement direction of the piston, and the second work clamping part moves in the same direction as the movement direction of the piston. This is the gist.
The invention according to claim 3 is the claim 1 In the described clamping device, The actuator is a motor, and a screw hole is provided on the opposite side of the first workpiece clamping portion to the workpiece clamping side, and the second workpiece clamping portion is provided on the slide base. The connecting portion is connected to the motor having a rotating shaft that is screwed into the screw hole, and receives an action and a reaction based on driving of the motor at the rotating shaft and the screw hole. Accordingly, the first workpiece clamping portion moves in a direction opposite to the moving direction of the rotating shaft that advances in the screw hole, and the second workpiece holding portion moves in the direction of movement of the rotating shaft that advances in the screw hole. Move in the same direction This is the gist.
[0015]
The invention according to claim 4 Claims 1 to Claim 3 Any one of In the clamping device according to The first workpiece clamping unit and the second workpiece clamping unit are connected by a link mechanism so that the amount of movement is the same when moving toward and away from each other. This is the gist.
The invention described in claim 5 5. The clamp device according to claim 4, wherein the link mechanism includes a disk-shaped cam, and one end of a first lever is coupled to the disk-shaped cam so as to be rotatable on a circumference thereof. The other end of the first lever is connected to the first work clamping part, and one end of the second lever is connected to the position symmetrical to the mounting position of the first lever, and the first lever is connected to the first lever. The other end of the two levers is connected to the second workpiece clamping portion, and the center of the disc-shaped cam is a center extending perpendicularly to the centers of the first workpiece clamping portion and the second workpiece clamping portion. Placed on the line This is the gist.
[0017]
Contract Claim 6 The invention described in claim 1 to claim 1 5 The gist is provided with the clamping device according to any one of the above.
[0018]
(Function)
Claim 1 ~ 3 According to the invention described in the above, the contact / separation movement of the pair of work clamping parts for clamping or removing the work is as follows: First The workpiece clamping part Second The work clamping part One slide base provided with a fixed connecting portion is provided between the first work clamping portion and the connecting portion. By action and reaction based on actuator drive Each is done by moving in the opposite direction . Therefore, First The workpiece clamping part Second The clamp apparatus can be made compact as compared with the prior art clamp apparatus in which the workpiece clamping portions are operated by driving different actuators.
[0019]
In particular, According to the second aspect of the present invention, the contact / separation movement of the pair of workpiece clamping portions for clamping or removing the workpiece is as follows: First Work clamping part Tube part provided in When Second Work clamping part Consisted of a piston and a rod connected to a fixed slide base connection Actuated by action and reaction based on cylinder drive. Therefore, First The workpiece clamping part Second The clamp device can be made more compact than the prior art clamp device in which the workpiece clamping portions are operated by driving different cylinders.
[0020]
Claim 4 and 5 According to the invention described in claim 1, 1 to 3 In addition to the action of the invention described in Link The mechanism works so as to operate both workpiece clamping portions synchronously and at equal opening / closing movement distances. Therefore, Link The mechanism can improve the alignment accuracy of both work clamping parts. Also, Link Because the gripping force of both workpiece clamping parts is not transmitted to the mechanism, Link Since high strength and high rigidity are not required for each member constituting the mechanism, the clamp device can be made compact and lightweight.
[0025]
Claim 6 According to the invention described in the above, the actuator that drives the contact / separation movement of the pair of workpiece clamping portions that clamp or remove the workpiece. T If the friction welding device is placed on the side opposite to the operator side, the actuator of the clamping device T In addition, it does not protrude from the worker side end face of the friction welding apparatus. As a result, one work clamping part and the other work clamping part are respectively connected to separate actuators. Of Actuated by drive, one actuator T The workability of the friction welding apparatus can be improved as compared with the prior art apparatus protruding from the worker side end face.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a friction welding apparatus for joining three workpieces W11, W12, and W13. As shown in FIG. 1, first and second linear guide rails 12 and 13 are extended in the longitudinal direction (Y direction) on the upper surface 11a of the equipment base 11 of the friction welding apparatus 10 of the present embodiment. A first spindle unit 14 is installed on the first linear guide rail 12, and a second spindle unit 15 is installed on the second linear guide rail 13. Both spindle units 14 and 15 are movable along the linear guide rails 12 and 13, respectively.
[0027]
The first and second spindle units 14 and 15 are rotatably provided with spindles 14a and 15a. The main shafts 14a and 15a are drivably coupled to the servo motors 14d and 15d for rotation via gears 14c and 15c disposed in the main shaft boxes 14b and 15b. Chuckes 14e and 15e are attached to the tips of the main shafts 14a and 15a, and respectively fix the workpieces W12 and W13.
[0028]
Arms (not shown) that project into the equipment base 11 are provided on the lower surfaces of the first and second spindle units 14 and 15. A ball screw (not shown) serving as a pressure-feeding shaft driven by the sliding servo motors 16 and 17 is screwed to the arm. When the ball screw is rotated forward and backward, the first and second spindle units 14 and 15 are moved in the Y direction by a propulsive force generated between the ball screw and the arm.
[0029]
Between the first and second spindle units 14 and 15, a fixed clamp 18 and a moving clamp 19 are disposed as a clamping device for sandwiching the workpiece W11. The leg 18 a of the fixed clamp 18 is fixed to the upper surface 11 a of the equipment base 11. As shown in FIG. 1, the fixed clamp 18 includes a pair of workpiece clamping portions 18 b and 18 c at the upper portion. The workpiece clamping portions 18b and 18c move in the front-rear direction (X direction) perpendicular to the Y direction with respect to the leg portion 18a to clamp and fix the workpiece W11. The leg 19 a of the moving clamp 19 is installed on the second linear guide rail 13. The leg 19a of the moving clamp 19 moves in the Y direction along the second linear guide rail 13, and is fixed at a predetermined position. As shown in FIG. 1, the moving clamp 19 includes a pair of workpiece clamping portions 19 b and 19 c at the top. The workpiece clamping portions 19b and 19c move in the front-rear direction (X direction) perpendicular to the Y direction with respect to the leg portion 19a to clamp and fix the workpiece W11. Except for the legs 18a and 19a, the fixed clamp 18 and the moving clamp 19 are substantially the same in structure, and only the moving clamp 19 will be described in detail for convenience of explanation.
[0030]
2 and 4 show the state of the moving clamp 19 with the workpiece W11 held therebetween. 3 and 5 show the state of the moving clamp 19 with the workpiece W11 removed. As shown in FIGS. 2 and 3, the base plate 20 constituting the leg portion 19 a of the moving clamp 19 is linear guide nut constituting the leg portion 19 a movably engaged with the second linear guide rail 13. 21 is fixed on top. A link bracket 22 is disposed on the base plate 20 as shown in FIGS.
[0031]
As shown in FIGS. 2 to 6, a groove 22 a extending in the X direction is provided at the bottom of the link bracket 22. As shown in FIGS. 4 and 5, the groove 22a includes a straight portion 22b, a tapered portion 22c, and a circular portion 22d. A through hole 22e is provided at the upper surface position of the link bracket 22 corresponding to the range extending from the straight portion 22b to the tapered portion 22c. Moreover, as shown in FIG. 6, the recessed part 22f is symmetrically formed in the both outer surfaces of the Y direction of the said link bracket 22. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, the link bracket 22 is fixed on the base plate 20 with screws 23.
[0032]
As shown in FIGS. 2 to 5, a link mechanism 25 as a movement amount control mechanism is disposed in a space 24 formed by the groove 22 a and the base plate 20.
As shown in FIGS. 2 to 5, the link mechanism 25 is rotatable by a disc-shaped cam 25a and pins 25b and 25c attached to opposite positions on the circumference of the cam 25a. The first and second levers 25d and 25e are connected to each other. The cam 25 a is rotatably supported with respect to a support shaft 25 f fixed between the base plate 20 and the link bracket 22.
[0033]
As shown in FIGS. 6 and 7, first and second slide guides 26 and 27 are disposed in the recess 22 f of the link bracket 22 so as to protrude from the link bracket 22, respectively. Both slide guides 26 and 27 are fixed to the link bracket 22 with screws 28. Grooves 27b (grooves on the slide guide 26 side are not shown) are formed on the side surfaces of the slide guides 26 and 27. 6 and 7, the screw 23 for fixing the link bracket 22 and the base plate 20 is positioned in the groove 27b.
[0034]
As shown in FIGS. 2 to 5, 7, and 8, third and fourth slide guides 29 and 30 that are parallel to each other at positions slightly separated from the link bracket 22 are provided on the upper surface of the base plate 20. is set up. As shown in FIG. 8, the third slide guide 29 is fitted and fixed in a recess 20 a provided in the base plate 20. Although not shown, the fourth slide guide 30 is fixed to the upper surface of the base plate 20. When the joining end surfaces of the workpieces W11, W12, and W13 are not smooth, an external force that moves the entire moving clamp 19 in the X direction is generated when the material contact starts friction welding. In order to position the moving clamp 19 as a whole, the slide guide 30 shown in FIG. 8 is pressed in the T direction by a cam or a hydraulic cylinder (not shown).
[0035]
As shown in FIGS. 2 to 5 and 8, a block 31 that slides the third and fourth slide guides 29 and 30 is disposed on the upper surface of the base plate 20. The height of the block 31 is set to be the same as the height of the link bracket 22. Further, a groove 31a having a tapered cross section with an opening at one end is provided on the bottom surface of the block 31. The top surface protrusion 31b of the groove 31a is pivotally connected to the tip of the first lever 25d whose base end is connected to the cam 25a by a pin 25g.
[0036]
As shown in FIGS. 6 and 7, a slide base 32 is disposed on the link bracket 22 and the block 31. The slide base 32 and the block 31 are fixed. On the other hand, the slide base 32 and the link bracket 22 are arranged to be movable along the first and second slide guides 26 and 27.
[0037]
A through hole 32 a having a rectangular cross section is provided at a predetermined position of the slide base 32. At one end of the slide base 32 (the right end in FIGS. 2 and 3), a holding portion 32b is formed to extend upward. A recess 32c is formed on the upper surface of the slide base 32 between the through hole 32a and the holding portion 32b.
[0038]
As shown in FIGS. 6 and 7, first and second plates 33 and 34 are fixed to both sides of the upper surface of the slide base 32 opposite to one end of the slide base 32 having the holding portion 32b. A third plate 35 is fixed on the first and second plates 33 and 34 so as to close a space formed by the first and second plates 33 and 34 and the slide base 32 from above. A fourth plate 36 is fixed to the end surfaces of the slide base 32 and the first to third plates 33 to 35 to form a cylindrical space.
[0039]
As shown in FIGS. 2, 3 and 6, on the slide base 32, a first master claw 37 constituting the workpiece clamping part 19b is arranged so as to be movable in the X direction. A base end portion of the first master claw 37 is included in a space (tubular body) constituted by the slide base 32 and the first to fourth plates 33 to 36. A cylindrical body 37a of a cylinder S as an actuator is configured at the base end portion. A piston 38 is disposed in the cylindrical body 37a. The tip of a rod 38 a extending from the piston 38 is connected and fixed integrally with the fourth plate 36. In the present embodiment, the cylinder S is a hydraulic cylinder. The cylinder chambers K and H defined by the piston 38 are connected to a hydraulic circuit (not shown).
[0040]
As shown in FIG. 1, a narrow bush claw holding portion 37 b is formed at the tip of the first master claw 37. A bush claw 39 is held and fixed to the bush claw holding portion 37b.
[0041]
Further, as shown in FIGS. 2 to 6, the base end of the block 40 is fitted and fixed at a substantially central position on the bottom surface of the first master claw 37. The block 40 is movably disposed in the through hole 32a and the through hole 22e. And the front-end | tip end surface of the block 40 is connected with the front-end | tip of the said 2nd lever 25e by which the base end was connected with the said cam 25a so that rotation was possible with the pin 25h.
[0042]
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 7, the second master claw 41 which is on the slide base 32 and constitutes the workpiece clamping portion 19 c so as to face the first master claw 37. Is fixed. As shown in FIG. 1, a narrow bush claw holding portion 41 a is formed at the tip of the second master claw 41. A bush claw 42 is held and fixed to the bush claw holding portion 41a.
[0043]
At this time, the bush claw 39 and the bush claw 42 are opposed to each other, and with respect to the center line P in the vertical direction perpendicular to the center axis L0 of the first and second spindle units 14 and 15. They are arranged symmetrically. Moreover, the center line P is set to coincide with the center axis of the support shaft 25f.
[0044]
Next, operation | movement of the moving clamp 19 of the friction welding apparatus 10 comprised as mentioned above is demonstrated.
First, the operation of moving from the state of the moving clamp 19 holding and fixing the workpiece W11 as shown in FIG. 2 to the state of the moving clamp 19 removing the workpiece W11 as shown in FIG. 3 will be described. As shown in FIG. 2, hydraulic oil is injected into one cylinder chamber K in the cylinder 37a defined by the piston 38 in the cylinder S via a hydraulic circuit (not shown). Then, the piston 38 receives the action of the hydraulic oil and moves in the forward direction (rightward in the X direction) along the cylindrical body 37a. On the other hand, the first master pawl 37 receives the reaction of the hydraulic oil and is left in the X direction along the cylindrical space formed by the slide base 32 and the first to fourth plates 33 to 36. The workpiece is moved in the opening direction of the workpiece clamping portion 19b.
[0045]
By the movement of the piston 38, the slide base 32 is moved to the right in the X direction together with the first to fourth plates 33 to 36 integrally connected to the piston 38. At this time, the slide base 32 is guided by the first and second slide guides 26 and 27. Then, the second master claw 41 fixed on the slide base 32 is also moved together with the slide base 32 in the right direction in the X direction, that is, in the direction in which the workpiece clamping portion 19c is opened.
[0046]
Therefore, when the first master claw 37 and the second master claw 41 are moved in the opposite directions in the X direction, as shown in FIG. 3, both the work clamping parts 19b and 19c of the moving clamp 19 are opened. Become.
[0047]
Further, along with the movement of the first master claw 37, the block 40 fitted and fixed to the first master claw 37 moves so as to be interlocked along the through hole 32a and the through hole 22e. As shown in FIGS. 2 to 5, the tip of the second lever 25e moves to the left in the X direction together with the block 40, so that the cam 25a of the link mechanism 25 becomes the base of the second lever 25e. Pulled to the end and rotated clockwise in FIGS.
[0048]
On the other hand, with the movement of the second master claw 41, that is, the slide base 32, the block 31 fixed to the bottom surface of one end of the slide base 32 moves so as to be guided by the third and fourth slide guides 29 and 30. . 2 to 5, the tip of the first lever 25d moves together with the block 31 to the right in the X direction, so that the cam 25a of the link mechanism 25 becomes the base of the first lever 25d. Pulled to the end and rotated clockwise in FIGS.
[0049]
At this time, since the base end of the first lever 25d and the base end of the second lever 25e are symmetrically connected to the support shaft 25f on the circumference of the cam 25a of the link mechanism 25, the same angular interval is provided. Is rotated clockwise together with the cam 25a. Therefore, the distance that moves to the right in the X direction together with the block 31 at the tip of the first lever 25d is the same as the distance that moves to the left in the X direction together with the block 40 at the tip of the second lever 25e. It is controlled by the link mechanism 25. As a result, as shown in FIG. 3, the first master claw 37 and the second master claw 41 are moved in the opposite direction at equal distances from the center line P. Then, the moving clamp 19 changes from a tightened state as shown in FIG. 2 to an open state as shown in FIG.
[0050]
Further, when the intermediate work W11 is clamped and fixed by the moving clamp 19, as shown in FIG. 3, the other cylinder chamber H in the cylinder 37a defined by the piston 38 is connected to the other cylinder chamber H via a hydraulic circuit (not shown). Inject hydraulic fluid. Then, the moving clamp 19 is changed from the opened state as shown in FIG. 3 to the tightened state as shown in FIG. 2 by an operation opposite to the above operation. In addition, as in the above, the first master claw 37 and the second master claw 41 are moved in the opposite direction at equal distances from the center line P. The detailed operation is omitted.
[0051]
Since the fixed clamp 18 has the same configuration and operation as the moving clamp 19 described above, a detailed description thereof will be omitted.
Next, the features of the fixed and moving clamps 18 and 19 of the friction welding apparatus 10 of the present embodiment configured as described above will be described with the moving clamp 19 as a representative.
[0052]
(1) In this embodiment, the cylindrical body 37a of the cylinder S is formed integrally with the first master claw 37 constituting the workpiece clamping portion 19b of the moving clamp 19. Further, the second master claw 41 constituting the work clamping part 19 c of the moving clamp 19 is integrally connected to the piston 38 constituting the cylinder S via the slide base 32. That is, the cylinder S was connected between one work clamping part 19b and the slide base 32 to which the other work clamping part 19c was fixed.
[0053]
Accordingly, the first master claw 37 and the second master claw 41 are moved together with the cylinder 37a and the piston 38 which are moved in the opposite directions under the action and reaction of the hydraulic oil injected into the cylinder chambers K and H in the cylinder 37a. , Moved in the opposite direction in the X direction. As a result, the clamping and opening, that is, opening / closing, of the workpiece clamping portions 19b and 19c of the moving clamp 19 can be operated with one cylinder S, so that the workpiece clamping portions 19b and 19c are operated by separate cylinders. Compared to the technology, the moving clamp 19 or the friction welding apparatus 10 can be made compact.
[0054]
(2) In this embodiment, the cylindrical body 37a of the cylinder S is integrally formed on the first master claw 37 constituting the workpiece clamping portions 19b and 19c and the workpiece clamping portion 19b of the moving clamp 19. Further, the second master claw 41 constituting the workpiece clamping part 19c of the moving clamp 19 is integrally connected to the piston 38 constituting the cylinder S. Further, the first master claw 37 is connected to the second lever 25e of the link mechanism 25 via the block 40, and the second master claw 41 is connected to the first lever 25d of the link mechanism 25 via the slide base 32 and the block 31. It is connected to. The leading end of the first lever 25d and the leading end of the second lever 25e are controlled by the cam 25a of the link mechanism 25 so that they can move only in the opposite directions and at equal distances.
[0055]
Therefore, the hydraulic pressure of the hydraulic oil injected into the cylinder chambers K, H in the cylinder 37a is directly converted into the gripping force of the workpiece clamping portions 19b, 19c of the moving clamp 19. The link mechanism 25 operates so that both the work clamping parts 19b and 19c are operated synchronously and at an equal opening / closing movement distance. As a result, the link mechanism 25 can increase the alignment accuracy of the workpiece clamping portions 19b and 19c of the moving clamp 19. In addition, since the gripping force of the workpiece clamping portions 19b and 19c is not transmitted to the link mechanism 25, high strength and high rigidity are not required for each member constituting the link mechanism 25. The device 10 can be made compact.
[0056]
(3) In this embodiment, the cylinder S is a hydraulic cylinder. Accordingly, it is possible to sufficiently secure the gripping force of the workpiece clamping portions 19b and 19c of the moving clamp 19 operated by the cylinder S. Moreover, the opening / closing operation | movement of the movement clamp 19 can be performed stably and reliably.
[0057]
(4) In the present embodiment, the opening / closing of the moving clamp 19, that is, the work clamping / removing operation is performed by one cylinder S. Therefore, if the cylinder 37a and the piston 38 constituting the cylinder S are arranged on the side opposite to the operator side who operates the friction welding apparatus 10, as shown in FIGS. The clamping part 19c does not protrude from the worker side end face of the friction welding apparatus 10. As a result, the workability of the friction welding apparatus 10 can be improved as compared with the prior art apparatus having the work clamping portions 51b and 52b protruding from the operator side end face shown in FIG.
[0058]
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
○ Other specific rotation structure, spindle drive structure, slide structure and control system, workpiece type (single head, double head), clamping device arrangement type, etc., as described in the above embodiment are not limited at all. The clamping device of the above embodiment can be applied to friction welding devices of any structure.
[0059]
In addition, the clamping device of the above embodiment may be applied to devices other than the friction welding device.
One of the fixed clamp 18 and the movable clamp 19 as a clamp device may be omitted.
[0060]
The cylinder S is not limited to a hydraulic cylinder, and may be implemented by, for example, a pneumatic cylinder.
The actuator of the above embodiment is not limited to the cylinder, and may be implemented by another actuator, for example, a mechanism as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 9, a screw hole 37 c is provided in the base end portion of the first master claw 37. A motor 43 as an actuator is fixed to the fourth plate 36. The rotating shaft 43a of the motor 43 is formed in a screw shape. The rotating shaft 43a passes through a through hole 36a provided in the fourth plate 36 and is screwed into the screw hole 37c. Accordingly, the workpiece clamping unit 19c and the workpiece clamping unit 19b are driven to move toward and away by the forward and reverse rotation of the motor 43. In this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
[0061]
O You may implement the bush nail | claw 39,42 of the said embodiment in another form.
The movement amount control mechanism of the above embodiment is not limited to the link mechanism, and may be implemented by, for example, a rack and pinion mechanism 44 as shown in FIG. More specifically, as shown in FIG. 10, the workpiece clamping portion 19 c is connected to the first lever 44 a via the slide base 32 and the block 31. The workpiece clamping portion 19b is connected to the second lever 44b via the block 40. A pinion 44e is screwed between the rack portion 44c of the first lever 44a and the rack portion 44d of the second lever 44b. The pinion 44e is rotatably supported with respect to a support shaft 44f fixed between the base plate 20 and the link bracket 22. Therefore, the movement amount of the first lever 44a, that is, the workpiece clamping portion 19c, can be controlled by the rack and pinion mechanism 44 so as to be the same as the movement amount of the second lever 44b, that is, the workpiece clamping portion 19b. In this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
[0062]
Next, technical ideas other than the invention described in the claims that can be grasped from the embodiment and other examples will be described below together with their effects.
(1) The clamping device according to any one of claims 2 to 7, wherein the cylinder is a hydraulic cylinder.
[0063]
Therefore, it is possible to sufficiently secure the gripping force of the clamp device and to perform the opening / closing operation of the clamp device stably and reliably.
[0064]
【The invention's effect】
As detailed above, claims 1 to 5 The clamp device can be made compact.
[0065]
Claim 6 According to the invention described in (2), the workability of the friction welding apparatus can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a friction welding apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 3. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
FIG. 7 is a side view of a main part of a moving clamp according to the present embodiment.
8 is a sectional view taken along line DD in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 of another example of a moving clamp (tightened state).
FIG. 10 is an explanatory diagram of another example of a movement amount control mechanism.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional clamping device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Friction pressure welding apparatus, 18, 19 ... Fixed and moving clamp as a clamping device, 18b, 18c, 19b, 19c ... Work clamping part, 22 ... Link bracket, 25 ... Link mechanism as movement amount control mechanism, 32 ... Slide Base: 37a: cylinder constituting cylinder S, 38: piston constituting cylinder S, 43: motor as actuator, 44: rack and pinion mechanism as movement amount control mechanism, S: hydraulic cylinder as actuator.

Claims

In a clamp device including a first workpiece clamping unit and a second workpiece clamping unit that clamps or removes a workpiece by moving toward and away from each other along a direction opposite to each other on a slide base ,
The first work clamping part is arranged to be movable with respect to the slide base, and the second work clamping part is fixed to the slide base provided with a connecting part for connecting an actuator,
The first workpiece clamping portion and the second workpiece clamping portion are moved away from each other by the action and reaction based on the driving of the actuator, and the opposite side of the first workpiece clamping portion to the side that holds the workpiece; An actuator is connected to the connecting portion .

The clamping device according to claim 1,
Said actuator Ri cylinder der,
The cylinder part which comprises the said cylinder is provided in the opposite side to the side which clamps the said workpiece | work of the said 1st workpiece clamping part, The said 2nd workpiece clamping part was provided in the said slide base to which it was fixed. The connecting portion is connected to a piston that constitutes the cylinder and slides in the cylindrical portion and a rod extending from the piston,
By receiving the action and reaction based on the driving of the cylinder by the cylinder part and the piston, the first work clamping part moves in a direction opposite to the moving direction of the piston, and the second work clamping part is A clamping device characterized by moving in the same direction as the moving direction of the piston .

The clamping device according to claim 1 ,
The actuator is a motor;
A screw hole is provided on the opposite side of the first workpiece clamping portion to the workpiece clamping side, and the connecting portion provided on the slide base to which the second workpiece clamping portion is fixed is provided. The motor having a rotating shaft screwed into the screw hole is connected,
By receiving the action and reaction based on the driving of the motor at the rotating shaft and the screw hole, the first work clamping part moves in a direction opposite to the moving direction of the rotating shaft that advances in the screw hole, The clamp device, wherein the second workpiece clamping portion moves in the same direction as the moving direction of the rotary shaft that advances in the screw hole .

In the clamp device according to any one of claims 1 to 3,
The clamp device, wherein the first workpiece clamping unit and the second workpiece clamping unit are connected by a link mechanism so that the movement amounts thereof are the same when moving toward and away from each other .

The clamping device according to claim 4, wherein
The link mechanism includes a disc-shaped cam, and one end of a first lever is connected to the disc-shaped cam so as to be rotatable on the circumference thereof, and the other end of the first lever is the first cam. Is connected to the work clamping part of
One end of the second lever is connected to a position symmetrical to the attachment position of the first lever, and the other end of the second lever is connected to the second workpiece clamping part,
The center of the disc-shaped cam is disposed on a center line extending perpendicularly to the centers of the first workpiece clamping portion and the second workpiece clamping portion .

The friction welding apparatus provided with the clamp apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 5 .