溶接装置及び溶接方法
【課題】製品の位置決め精度を向上できる溶接装置及び溶接方法を提供すること。
【解決手段】
緩衝器１のアウターチューブ２の外周に嵌挿される本体部３ｅと、本体部３ｅから略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるための穴を有する一対の取付部３ａと、を備えるナックルブラケット３を、アウターチューブ２の外周に仮溶接するための溶接装置１００であって、アウターチューブ２にナックルブラケット３を仮溶接するための複数のスポット溶接機５０と、一対の取付部３ａに挟まれた状態で、アウターチューブ２とナックルブラケット３とを支持し、一対の取付部３ａの間隔を規定するための固定治具３０と、取付部３ａの穴３ｂに先端を挿入させて取付部３ａを固定治具３０に対して押圧し、アウターチューブ２に対するナックルブラケット３の位置を決める位置決めピン２０と、を備える。
【解決手段】
緩衝器１のアウターチューブ２の外周に嵌挿される本体部３ｅと、本体部３ｅから略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるための穴を有する一対の取付部３ａと、を備えるナックルブラケット３を、アウターチューブ２の外周に仮溶接するための溶接装置１００であって、アウターチューブ２にナックルブラケット３を仮溶接するための複数のスポット溶接機５０と、一対の取付部３ａに挟まれた状態で、アウターチューブ２とナックルブラケット３とを支持し、一対の取付部３ａの間隔を規定するための固定治具３０と、取付部３ａの穴３ｂに先端を挿入させて取付部３ａを固定治具３０に対して押圧し、アウターチューブ２に対するナックルブラケット３の位置を決める位置決めピン２０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器のアウターチューブにナックルブラケットを接合する溶接装置及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、緩衝器のナックルブラケットを溶接して接合する工程では、アウターチューブにナックルブラケットを外嵌し、ナックルブラケットの外嵌部の端面を円周状にアーク溶接して接合している。
【０００３】
特許文献１には、ナックルブラケットをアウターチューブに溶接して接合して形成されるアウターチューブユニットおよびその溶接方法に関する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２１９５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般にアーク溶接では溶接時に歪みが生じ、また、溶接後に冷却されるとビードが収縮して変形するため、製品ごとに仕上がり寸法にばらつきが生じていた。また、板金部品であるナックルブラケットの単体での加工精度によっても緩衝器の仕上がり寸法にばらつきが生じ、品質の管理が困難であった。
【０００５】
上記の問題に鑑みて、本発明では製品の仕上がり寸法のばらつきを抑制できる溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、緩衝器のアウターチューブの外周に嵌挿される本体部と、前記本体部から略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるための穴を有する一対の取付部と、を備えるナックルブラケットを、前記アウターチューブの外周に仮溶接するための溶接装置であって、前記アウターチューブに前記ナックルブラケットを仮溶接するための複数のスポット溶接機と、前記一対の取付部に挟まれた状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットとを支持し、前記一対の取付部の間隔を規定するための固定治具と、前記取付部の穴に先端を挿入させて前記取付部を前記固定治具に対して押圧し、前記アウターチューブに対する該ナックルブラケットの位置を決める位置決めピンと、を備え、前記位置決めピンを前記穴に挿入して一対の前記取付部を前記固定治具に対して押圧することによって、前記アウターチューブに対する前記穴の位置を決めると共に、前記一対の取付部の間隔を前記固定治具の幅に規定した状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットの端部とを、前記複数のスポット溶接機によってスポット溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アウターチューブに対するナックルブラケットの穴の位置及び取付部同士の間隔を定めてナックルブラケットをアウターチューブに仮溶接することで、アウターチューブとナックルブラケットとの相対位置を固定できる。そのため、後の本溶接時に生じる歪みやビードの収縮などによる変形を最小限に留めることができる。
【０００８】
したがって、製品の仕上がり寸法のばらつきを抑制できる溶接装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る溶接装置１００について説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態に係る溶接装置１００の正面図、図２は図１における右側面図、図３は図２における平面図、図４は溶接装置１００で溶接する製品である緩衝器１の二面図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は右側面図である。図１では、位置決め装置２００について詳細に説明するためにスポット溶接機５０を表示していない。
【００１１】
溶接装置１００で溶接する製品である緩衝器１は、図４に示すように緩衝器１のシリンダを形成する円筒形のアウターチューブ２と、車輪を操舵するための図示しないナックルに取り付けられるナックルブラケット３とを備える。
【００１２】
円筒形のアウターチューブ２の内部には、図示しないピストン及びピストンロッドが軸方向に挿入される。シリンダの内部には、ガスやオイルなどの流体が封入される。
【００１３】
ナックルブラケット３は、アウターチューブ２の外周に嵌められる本体部３ｅと車両のナックルに取り付けるための２つの取付部３ａとを備える。本体部３ｅは、アウターチューブ２の外周方向に嵌められ、溶接によってアウターチューブ２に固定される。ナックルブラケット３の外周方向の両端は、アウターチューブ２から立ち上がり突出し、互いに平行な一対の取付部３ａがそれぞれ形成される。一対の取付部３ａには、それぞれ２つの穴３ｂが設けられる。取付部３ａは、穴３ｂに嵌入される締結具としてのボルトによって車両のナックルに締結される。
【００１４】
車両に取り付けられる緩衝器１は、ナックルに締結される部分である一対の取付部３ａの幅α及び、アウターチューブ２の中心軸に対する締結用の穴３ｂの位置βの寸法を規定の範囲に収める必要がある。これらの寸法は、緩衝器１を車両に取り付けるために規定の範囲に収まっていなければならない寸法であり、即ち寸法精度が要求されるものである。
【００１５】
溶接装置１００は、緩衝器１のアウターチューブ２にナックルブラケット３を仮溶接して固定するための装置である。
【００１６】
溶接装置１００は、アウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の位置を決める位置決め装置２００と、アウターチューブ２とナックルブラケット３とを仮溶接する４つのスポット溶接機５０とを備える。溶接装置１００は、架台６０上に取り付けられる。
【００１７】
位置決め装置２００は、緩衝器１のアウターチューブ２を上部に支持し、ナックルブラケット３の２つの取付部３ａによって側面を挟持される固定治具３０と、ナックルブラケット３の４つの穴３ｂにそれぞれ先端部を挿入し、ナックルブラケット３の位置を決める位置決めピン２０と、位置決めピン２０をナックルブラケット３の両側から穴３ｂに挿入するピン挿入ユニット１０とを備える。
【００１８】
固定治具３０は、図１に示すように溶接装置１００における位置決め装置２００の最上部に備えられ、使用時には、緩衝器１のアウターチューブ２及びナックルブラケット３を支持する。固定治具３０の頂部には、アウターチューブ２と平行で、かつアウターチューブ２の外周面に対応した円弧形状の凹部３０ｂが形成される。固定治具３０の緩衝器１の軸方向の両側面には、ナックルブラケット３の厚みと同程度で、かつナックルブラケット３の取付部３ａに対応した形状の段差３０ａが形成される。
【００１９】
固定治具３０は、架台６０上に固定されたベース４０の上部に、緩衝器１の長手方向と平行にスライドするスライダ４１を介して取り付けられる。つまり、固定治具３０は、架台６０に対して相対的な移動で、かつ緩衝器１の長手方向への平行移動が可能である。固定治具３０を支持するベース４０は、ブロック状で下端を架台６０上に固定される。
【００２０】
固定治具３０には、溶接装置１００の使用時にはアウターチューブ２にナックルブラケット３の本体部３ｅが外嵌された状態の緩衝器１が載置される。つまり、固定治具３０は、上部の凹部３０ｂにアウターチューブ２の外周面が当接し、ナックルブラケット３の取付部３ａが段差３０ａを挟んだ状態で緩衝器１を支持する。
【００２１】
取付部３ａに挟まれる部分の固定治具３０の幅は、ナックルブラケット３の一対の取付部３ａ間の製品寸法αよりも大きく形成される。これは、溶接後の収縮によって取付部３ａ間が小さくなるためである。ここで、溶接後に取付部３ａが固定治具３０を強く挟み、緩衝器１が固定治具３０から外れなくなることが考えられる。そこで、固定治具３０の内部には、載置されたアウターチューブ２を取り外すための図示しないノックアウトピンが備えられる。ノックアウトピンは、固定治具３０内に垂直に備えられ、アウターチューブ２の外周面を上方へと突き出す。ノックアウトピンは図示しない空圧シリンダにより駆動される。
【００２２】
位置決めピン２０は、固定治具３０上に支持されるナックルブラケット３の穴３ｂに先端が挿入される円柱状のピンである。位置決めピン２０は、その軸方向が固定治具３０と垂直に、かつ架台６０と平行に設けられる。位置決めピン２０は、ナックルブラケット３の穴３ｂに対応した個数設けられる。
【００２３】
位置決めピン２０は、溶接装置１００の使用時には軸方向に移動し、ナックルブラケット３の穴３ｂに挿入される。位置決めピン２０の径は、穴３ｂよりも大きく、その先端には面取り部２０ａが形成される。位置決めピン２０の面取り部２０ａの先端の径は穴３ｂよりも小さく形成される。つまり、面取り部２０ａを形成することで、位置決めピン２０は穴３ｂに挿入されやすくなっている。位置決めピン２０は、面取り部２０ａの途中で穴３ｂに嵌まる。位置決めピン２０が穴３ｂに嵌まった後には、位置決めピン２０が移動しても穴３ｂにはそれ以上挿入されず、穴３ｂに嵌まったまま取付部３ａを押圧することとなる。
【００２４】
位置決めピン２０は、図４に示すようにアウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の位置βを、穴３ｂの位置を基準として定める。本実施形態では、ナックルブラケット３の取付部３ａに対峙して、両側に２つずつ計４つの位置決めピンが備えられる。
【００２５】
ピン挿入ユニット１０は、一方の２つの位置決めピン２０をその内側に保持する四角形の枠１５と、他方の２つの位置決めピン２０を保持し、枠１５の内側で、枠１５に対して相対的に平行移動する移動板１４とを備える。
【００２６】
四角形の枠１５は、緩衝器１の中心軸と平行に、かつ架台６０に垂直に設けられる固定板１２，１３と、その両側を固定する２枚の端板１１とを備える。固定板１２，１３及び２枚の端板１１は、図３に表れているように平面的にみると四角形を形成する。枠１５の内側には、固定板１２，１３に対して相対的な移動をする移動板１４が、固定板１２，１３と平行に備えられる。
【００２７】
ピン挿入ユニット１０の固定板１２，１３及び端板１１によって形成される枠１５と移動板１４とは、それぞれ独立した図示しないスライダ機構を介して架台６０上を緩衝器１の中心軸の垂直方向に、かつ水平方向に平行移動可能に支持される。
【００２８】
移動板１４と四角形の枠１５の一辺を構成する固定板１２との対向面には、それぞれ位置決めピン２０が２つずつ取り付けられる。溶接装置１００の使用時には、枠１５と移動板１４とが、位置決めピン２０の取り付け面が互いに接近する方向へ相対的に移動することで、ナックルブラケット３と対峙して設けられる位置決めピン２０を、穴３ｂに挿入するように移動させ押圧する。
【００２９】
固定板１２は架台６０に対して垂直に、かつ緩衝器１の中心軸と平行に設けられる矩形で厚みのあるブロック状の板である。固定板１２は、一方の２つの位置決めピン２０を固定治具３０上に保持された緩衝器１のナックルブラケット３の穴３ｂに対応した高さに合わせて保持する。固定板１２の外側の側面には、固定治具３０を支持するベース４０に対する固定板１２の位置を変位させる空圧シリンダ１８が、緩衝器１と直交して取り付けられる。
【００３０】
固定板１３は、固定板１２と平行であり、かつ緩衝器１を挟んで反対側に設けられる矩形で厚みのあるブロック状の板である。固定板１３の外側の側面には、固定治具３０を支持するベース４０に対する固定板１３の位置を変位させる空圧シリンダ１７が緩衝器１と直行して取り付けられる。固定板１３には、ナックルブラケット３の穴３ｂに位置決めピン２０を挿入された後に、ナックルブラケット３の取付部３ａ同士の間隔を所定の間隔になるまで押圧するための油圧シリンダ１９が更に備えられる。空圧シリンダ１７と油圧シリンダ１９とは、空圧シリンダ１７の上部に油圧シリンダ１９が配置されるように、上下に並べて設けられる。
【００３１】
図１における二点鎖線は、実線部分よりも手前側及び反対側にある端板１１であり、実線部分を詳細に説明するために二点鎖線で示したものである。
【００３２】
２枚の端板１１は架台６０と垂直に設けられる略矩形の板で、２枚の固定板１２，１３の長手方向の両端面に当接して設けられ、固定板１２，１３を所定の間隔で固定する。これによって、固定板１２，１３と２枚の端板１１とは、ピン挿入ユニット１０の骨格となる四角形の枠１５を形成する。端板１１の上部には、緩衝器１やスポット溶接機５０のための切欠き１１ａが形成される。
【００３３】
移動板１４は、固定板１２，１３と平行に、かつ固定板１２，１３と端板１１とが形成する四角形の枠１５の内側に平行移動可能に設けられる矩形で厚みのあるブロック状の板である。移動板１４は、他方の２つの位置決めピン２０を固定治具３０上に保持された緩衝器１のナックルブラケット３の穴３ｂに対応した高さに合わせて保持する。
【００３４】
移動板１４は、対峙する固定板１３側に空圧シリンダ１７のロッド１７ａの先端１７ｂを固定するためのロッド固定部１４ｅと、圧力シリンダとしての油圧シリンダ１９からの押圧力を受ける受圧板１４ｃとを備える。
【００３５】
固定板１２及び移動板１４の緩衝器１側の側面には、長手方向の両端付近にそれぞれ凹部１２ｃ，１４ｄが形成される。凹部１２ｃ，１４ｄには位置決めピン２０の高さを調整するためのスライダ１２ｂ，１４ｂが嵌合される。スライダ１２ｂ，１４ｂには、ピン台座１２ａ，１４ａが固定板１２及び移動板１４に対してスライド可能に取り付けられる。ピン台座１２ａ，１４ａには、緩衝器１と対向するように位置決めピン２０がそれぞれ２つずつ取り付けられる。
【００３６】
スライダ１２ｂ，１４ｂによって高さを調節されたピン台座１２ａ，１４ａは、レバー１２ｆ、１４ｆを操作することによってその位置で固定される。したがって、ピン台座１２ａ，１４ａの高さが固定された後は、位置決めピン２０の高さは変化しない。
【００３７】
空圧シリンダ１７は、固定板１３の長手方向の略中央で、かつ固定板１３の外側の側面に取り付けられる。空圧シリンダ１７は、空気圧によって出入りするロッド１７ａを備える。ロッド１７ａは固定板１３を貫通し、その先端１７ｂはロッド１７ａよりも大径に形成され、移動板１４に設けられたロッド固定部１４ｅに固定される。ロッド固定部１４ｅは、ロッド１７ａの先端１７ｂの表裏両面を拘束する。よって、移動板１４は、空圧シリンダ１７の出入り両方の動作に追従可能である。
【００３８】
空圧シリンダ１８は、固定板１２の長手方向の略中央で、かつ固定板１２の外側の端面に取り付けられる。空圧シリンダ１８は、空気圧によって出入りするロッド１８ａを備える。ロッド１８ａは固定板１２を貫通し、その先端１８ｂはロッド１８ａよりも大径に形成され、ベース４０に設けられたロッド固定部４０ａに固定される。ベース４０の固定板１２側の側面には、空圧シリンダ１８のロッド１８ａの先端１８ｂを固定するためのロッド固定部４０ａが備えられる。ロッド固定部４０ａは、ロッド１８ａの先端１８ｂの表裏両面を拘束する。よって、固定板１２は、空圧シリンダ１８の出入り両方の動作に追従可能である。
【００３９】
空圧シリンダ１７，１８は、位置決めピン２０をナックルブラケット３の穴３ｂに挿入するために設けられる。空圧シリンダ１７，１８は、固定治具３０上に固定された緩衝器１の中心を基準とし、位置決めピン２０が固定された固定板１２と移動板１４とを緩衝器１の中心に向けて移動させる。このとき、空圧シリンダ１７はロッドを突出させる動作をし、空圧シリンダ１８はロッドを収縮させる動作をする。
【００４０】
ここで、固定板１２と端板１１を介して一体となり四角形の枠１５を形成する固定板１３は、空圧シリンダ１８のストロークによって、枠１５ごと緩衝器１から離間する方向へ移動させられる。これは、ロッド１８ａの先端１８ｂがロッド固定部４０ａによって、固定されているためである。このとき、固定板１２に取り付けられる２つの位置決めピンは緩衝器１に近付くが、移動板１４に取り付けられる２つの位置決めピン２０は緩衝器１から離間する。よって、固定板１２と移動板１４とに取り付けられた４つの位置決めピン２０が中心に向かう動作を協調させるためには、空圧シリンダ１７のストロークは空圧シリンダ１８のストロークを相殺し、更に移動板１４を緩衝器１に近付かせる分のストロークが必要である。即ち、空圧シリンダ１７のストロークは、空圧シリンダ１８のストロークの２倍である必要がある。
【００４１】
油圧シリンダ１９は、空圧シリンダ１７の上方に並べて固定板１３に取り付けられ、ロッド１９ａを油圧で出入りさせるシリンダである。ロッド１９ａは固定板１３を貫通して設けられ、その先端１９ｂは、移動板に設けられた受圧板１４ｃを押圧する。ロッド１９ａの先端１９ｂは移動板１４と当接するのみで、移動板１４には拘束されないため、油圧シリンダ１９は移動板１４を押圧する動作のみを行う。
【００４２】
空圧シリンダ１７，１８と油圧シリンダ１９とは、図示しない空圧回路と油圧回路とにそれぞれ接続され、バルブを切り替えられることによって動作する。バルブは電磁バルブであっても手動バルブであってもよく、その形式は限定されない。
【００４３】
以下では、図２，図３を参照しながら、スポット溶接機５０について説明する。図２では、スポット溶接機５０の位置を説明するためにピン挿入ユニット１０を表示していない。図３は、溶接装置１００を詳細に説明するために緩衝器１を搭載していない状態を示したものである。
【００４４】
スポット溶接機５０は、位置決め装置２００上に固定される緩衝器１に対向して４つ設けられる。これらのスポット溶接機５０が、溶接機に該当する。
【００４５】
４つのスポット溶接機５０のそれぞれの先端部は、緩衝器１のアウターチューブ２にナックルブラケット３が取り付けられた端部３ｃ，３ｄに向けられ、それぞれの位置をスポット溶接することで、ナックルブラケット３をアウターチューブ２に仮溶接して固定する。具体的には、ナックルブラケット３がアウターチューブ２の外周に嵌められる本体部３ｅから取付部３ａを形成するために立ち上がる部分へ変化する境目付近を仮溶接する。これは、油圧シリンダ１９によって位置決めピン２０が取付部３ａを押圧し、２つの取付部３ａ間の間隔を固定治具３０の幅に、かつアウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置を規定の位置に保持した状態で仮溶接を行うためである。
【００４６】
４つのスポット溶接機５０のうち、２つのスポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、ナックルブラケット３の一方の端部３ｄ側に対峙して設けられる。スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、挿入されるアウターチューブ２と干渉しないように、アウターチューブ２の左右の側方に、かつ下方より先端部をナックルブラケット３のある斜め上方へと向けて取り付けられる。スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、それぞれスライダ５２によって上下方向へ移動可能に、それぞれ空圧シリンダ５１を介して架台６０上に取り付けられる。スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂには空圧シリンダ５１のロッド５１ａが取り付けられ、スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂの上下方向の位置は空圧シリンダ５１がロッド５１ａを出し入れする動作によって平行移動させられる。
【００４７】
残りの２つのスポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、ナックルブラケット３の他方の端部３ｃ側に対峙して設けられる。スポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、緩衝器１と平行に設けられる。スポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、それぞれ図示しないスライダと空圧シリンダによって緩衝器１の軸方向に平行移動可能に設けられる。
【００４８】
スポット溶接機５０は、本実施形態では４つ設けられるが、ナックルブラケット３をアウターチューブ２に固定できる箇所の溶接ができればよいため、この個数に限られるものではない。例えば、１つのスポット溶接機５０を移動させ、複数の箇所を仮溶接して固定する態様でもよい。
【００４９】
以下では、本発明の実施の形態に係る溶接装置１００の動作及び溶接装置１００を用いた溶接方法について説明する。
【００５０】
固定治具３０上に、アウターチューブ２にナックルブラケット３を外嵌したのみで未だ固定はしていない状態の緩衝器１を載置する。このとき、アウターチューブ２の外周を固定治具３０上に当接させ、固定治具３０がナックルブラケット３の取付部３ａによって挟持されるように、取付部３ａの端部を段差３０ａに当接させる。この工程が、支持工程に該当する。この支持工程は、手動で行ってもよいが、ロボット等を用いて自動で行ってもよい。支持工程が完了すると、位置決め工程に移行する。
【００５１】
空圧シリンダ１７，１８を図示しないバルブを切り替えることによって動作させ、それぞれ２つずつの位置決めピン２０を保持する移動板１４と固定板１２を有する枠１５とを緩衝器１の中心方向に移動させる。空圧シリンダ１７はロッド１７ａを突出する方向に、空圧シリンダ１８はロッド１８ａを収縮する方向に、それぞれ駆動される。移動板１４と固定板１２を有する四角形の枠１５とが移動すると、４つの位置決めピン２０は軸方向へと移動し、位置決めピン２０の先端はナックルブラケット３の穴３ｂにそれぞれ挿入される。よって、位置決めピン２０の面取り部２０ａが穴３ｂに挿入されるうちに、位置決めピン２０の高さ方向の位置及び位置決めピン２０の緩衝器１の軸方向の位置が微調整され、同時に位置決めピン２０は穴３ｂの中心に挿入される。
【００５２】
その後、油圧シリンダ１９が図示しないバルブを切り換えられることによって動作すると、ロッド１９ａは突出し、移動板１４は緩衝器１に更に押付けられる。このとき、位置決めピン２０は穴３ｂに更に押し込まれるとともに、ナックルブラケット３の取付部３ａを固定治具３０に押付ける。これによって、アウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置を規定の位置βに決め、ナックルブラケット３の取付部３ａの間隔を規定の間隔αに決定する。また、油圧シリンダ１９の油圧を調整することによって、所望の押付力に調整することができる。
【００５３】
これら、空圧シリンダ１７，１８及び油圧シリンダ１９で位置決めピン２０を穴３ｂに挿入して、アウターチューブ２の中心軸に対する取付部３ａの穴３ｂの位置を規定の位置βに決め、かつ取付部３ａの間隔を規定の幅αに決定する工程が位置決め工程に該当する。
【００５４】
ここで、位置決めピン２０の径は穴３ｂよりも大きく、その先端に形成される面取り部２０ａの途中が穴３ｂと等しくなるように形成されている。よって、面取り部２０ａが穴３ｂに嵌まった後は、油圧シリンダ１９がロッド１９ａを突出しても位置決めピン２０はそれ以上穴３ｂに挿入されず、穴３ｂに嵌まったまま取付部３ａを押圧する。したがって、位置決めピン２０の先端の僅かな部分のみが穴３ｂに挿入されることとなり、挿入された位置決めピン２０の先端がナックルブラケット３の取付部３ａが当接する固定治具３０と干渉することはない。位置決め工程が完了すると、仮溶接工程に移行する。
【００５５】
スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、空圧シリンダ５１のロッド５１ａが突出されると、ナックルブラケット３の一方の端部３ｄを溶接可能な位置まで上昇する。スポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、図示しない空圧シリンダのロッドが突出されると、ナックルブラケット３の他方の端部３ｃを溶接可能な位置まで水平に移動する。
【００５６】
スポット溶接機５０は、それぞれの先端が対峙するナックルブラケット３がアウターチューブ２に取り付けられた端部の一部をスポット溶接して固定する。具体的には、アウターチューブ２の外周に嵌められるナックルブラケット３の本体部３ｅから取付部３ａを形成するために立ち上がる部分の基端部をスポット溶接する。これによって、ナックルブラケット３の取付部３ａの穴３ｂとアウターチューブ２との相対位置を規定の距離βに保ち、また、２つの取付部３ａ間の間隔を規定の間隔αに保持した状態で、ナックルブラケット３はアウターチューブ２に仮溶接されて固定される。この工程が、仮溶接工程に該当する。
【００５７】
仮溶接工程が完了すると、スポット溶接機５０は、それぞれに接続された空圧シリンダ５１のロッド５１ａが収縮され、緩衝器１を固定治具３０から取り外す際に干渉しない位置まで移動する。
【００５８】
油圧シリンダ１９は図示しないバルブを切り替えることによって動作し、ロッド１９ａは収縮される方向へと移動する。これによって、油圧シリンダ１９のロッド１９ａの先端１９ｂは移動板１４から離間する。このとき、ロッド１９ａの先端１９ｂは移動板１４に拘束されていないため、ロッド１９ａの収縮する動作によっては移動板１４を移動させず、先端１９ｂが移動板１４から離間するのみである。
【００５９】
その後、空圧シリンダ１７はロッド１７ａを収縮する方向へ、空圧シリンダ１８はロッド１８ａを突出する方向へそれぞれ動作する。固定板１２と移動板１４とは、緩衝器１から離間し、位置決めピン２０はナックルブラケット３の穴３ｂから離脱する。ロッド１７ａ，１８ａのそれぞれの先端１７ｂ，１８ｂはベース４０のロッド固定部４０ａと移動板１４のロッド固定部１４ｅとにそれぞれ固定されているため、空圧シリンダ１７，１８の駆動によって固定板１２と移動板１４とを緩衝器１から離間することが可能である。
【００６０】
位置決めピン２０が緩衝器１から十分に離れると、固定治具３０の内部に備えられ、固定治具３０の上部へと垂直に突き出される図示しないノックアウトピンが図示しない空圧シリンダによって突き出され、ナックルブラケット３がアウターチューブ２に仮溶接された緩衝器１は、固定治具３０から上部へと突き上げられて取り外される。これで、緩衝器１のナックルブラケット３とアウターチューブ２との仮溶接は完了する。
【００６１】
取り外された緩衝器１は、図示しない次の本溶接工程へと移行され、アウターチューブ２に仮溶接され固定されたナックルブラケット３の両端部３ｃ，３ｄに沿って、それぞれアーク溶接機を用いて円周状にアーク溶接される。これによって、ナックルブラケット３の両端部３ｃ，３ｄの全周がアウターチューブ２に溶接されて結合することとなる。
【００６２】
このとき、ナックルブラケット３はアウターチューブ２に仮溶接されており、取付部３ａ同士の間隔αとアウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置βとを規定通りに定めた状態で強固に固定されている。よって、本溶接を行っても、アウターチューブ２の自重によって軸がズレたり、偏芯したりすることが抑制される。具体的には、まず先に一方の端部３ｃを本溶接する工程では、反対側の端部３ｄが仮溶接されているため、端部３ｃを本溶接してもアウターチューブ２とナックルブラケット３の穴３ｂとの相対位置β及び取付部３ａ間の距離αが変化することは抑制される。次に他方の端部３ｄを本溶接する工程では、端部３ｃが既に本溶接済みなので、端部３ｄを本溶接してもアウターチューブ２とナックルブラケット３の穴３ｂとの相対位置β及び取付部３ａ間の距離αが変化することは抑制される。よって、本溶接時に発生する歪みや、形成したビードの収縮による変形が抑制される。この順番に限られず、端部３ｄを先に本溶接し、後に端部３ｃを本溶接しても同様の効果が得られる。
【００６３】
以上の実施の形態によると、以下の効果を奏する。
【００６４】
アウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置β及び取付部３ａ同士の間隔を規定通りに定めた状態でナックルブラケット３をアウターチューブ２に仮溶接することで、ナックルブラケット３をアウターチューブ２の規定の位置に固定した状態で、後の本溶接を行うことができる。そのため、本溶接時に生じるビードの収縮などによる寸法のばらつきを最小限に留めることができる。
【００６５】
したがって、製品の仕上がり寸法のばらつきを抑制できる溶接装置１００を得ることができる。
【００６６】
従来の方法では、板金部品であるナックルブラケット３の単体での加工精度によっても緩衝器１の仕上がり寸法にばらつきが生じていた。しかし、本実施形態によると、位置決めピン２０と固定治具３０とによって、ナックルブラケット３の穴３ｂの位置β及び取付部３ａ同士の間隔αを固定した状態で仮溶接を行う。このため、ナックルブラケット３の加工精度に関わらず、緩衝器１の仕上がり寸法を一定の許容できる範囲内に収めることが可能である。つまり、ナックルブラケット３の単体での加工精度のばらつきを補正することができる。
【００６７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る溶接装置及び溶接方法は、緩衝器のナックルブラケットをアウターチューブに溶接する工程その他類似する工程に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶接装置の正面図である。
【図２】図１における右側面図である。
【図３】図２における平面図である。
【図４】溶接装置で溶接する製品である緩衝器の二面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 溶接装置
２００ 位置決め装置
１ 緩衝器
２ アウターチューブ
３ ナックルブラケット
３ａ 取付部
３ｂ 穴
３ｃ 端部
３ｄ 端部
１０ ピン挿入ユニット
１４ 移動板
１５ 枠
１７ 空圧シリンダ
１８ 空圧シリンダ
１９ 油圧シリンダ
２０ 位置決めピン
３０ 固定治具
５０ スポット溶接機
５１ 空圧シリンダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器のアウターチューブにナックルブラケットを接合する溶接装置及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、緩衝器のナックルブラケットを溶接して接合する工程では、アウターチューブにナックルブラケットを外嵌し、ナックルブラケットの外嵌部の端面を円周状にアーク溶接して接合している。
【０００３】
特許文献１には、ナックルブラケットをアウターチューブに溶接して接合して形成されるアウターチューブユニットおよびその溶接方法に関する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２１９５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般にアーク溶接では溶接時に歪みが生じ、また、溶接後に冷却されるとビードが収縮して変形するため、製品ごとに仕上がり寸法にばらつきが生じていた。また、板金部品であるナックルブラケットの単体での加工精度によっても緩衝器の仕上がり寸法にばらつきが生じ、品質の管理が困難であった。
【０００５】
上記の問題に鑑みて、本発明では製品の仕上がり寸法のばらつきを抑制できる溶接装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、緩衝器のアウターチューブの外周に嵌挿される本体部と、前記本体部から略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるための穴を有する一対の取付部と、を備えるナックルブラケットを、前記アウターチューブの外周に仮溶接するための溶接装置であって、前記アウターチューブに前記ナックルブラケットを仮溶接するための複数のスポット溶接機と、前記一対の取付部に挟まれた状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットとを支持し、前記一対の取付部の間隔を規定するための固定治具と、前記取付部の穴に先端を挿入させて前記取付部を前記固定治具に対して押圧し、前記アウターチューブに対する該ナックルブラケットの位置を決める位置決めピンと、を備え、前記位置決めピンを前記穴に挿入して一対の前記取付部を前記固定治具に対して押圧することによって、前記アウターチューブに対する前記穴の位置を決めると共に、前記一対の取付部の間隔を前記固定治具の幅に規定した状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットの端部とを、前記複数のスポット溶接機によってスポット溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アウターチューブに対するナックルブラケットの穴の位置及び取付部同士の間隔を定めてナックルブラケットをアウターチューブに仮溶接することで、アウターチューブとナックルブラケットとの相対位置を固定できる。そのため、後の本溶接時に生じる歪みやビードの収縮などによる変形を最小限に留めることができる。
【０００８】
したがって、製品の仕上がり寸法のばらつきを抑制できる溶接装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る溶接装置１００について説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態に係る溶接装置１００の正面図、図２は図１における右側面図、図３は図２における平面図、図４は溶接装置１００で溶接する製品である緩衝器１の二面図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は右側面図である。図１では、位置決め装置２００について詳細に説明するためにスポット溶接機５０を表示していない。
【００１１】
溶接装置１００で溶接する製品である緩衝器１は、図４に示すように緩衝器１のシリンダを形成する円筒形のアウターチューブ２と、車輪を操舵するための図示しないナックルに取り付けられるナックルブラケット３とを備える。
【００１２】
円筒形のアウターチューブ２の内部には、図示しないピストン及びピストンロッドが軸方向に挿入される。シリンダの内部には、ガスやオイルなどの流体が封入される。
【００１３】
ナックルブラケット３は、アウターチューブ２の外周に嵌められる本体部３ｅと車両のナックルに取り付けるための２つの取付部３ａとを備える。本体部３ｅは、アウターチューブ２の外周方向に嵌められ、溶接によってアウターチューブ２に固定される。ナックルブラケット３の外周方向の両端は、アウターチューブ２から立ち上がり突出し、互いに平行な一対の取付部３ａがそれぞれ形成される。一対の取付部３ａには、それぞれ２つの穴３ｂが設けられる。取付部３ａは、穴３ｂに嵌入される締結具としてのボルトによって車両のナックルに締結される。
【００１４】
車両に取り付けられる緩衝器１は、ナックルに締結される部分である一対の取付部３ａの幅α及び、アウターチューブ２の中心軸に対する締結用の穴３ｂの位置βの寸法を規定の範囲に収める必要がある。これらの寸法は、緩衝器１を車両に取り付けるために規定の範囲に収まっていなければならない寸法であり、即ち寸法精度が要求されるものである。
【００１５】
溶接装置１００は、緩衝器１のアウターチューブ２にナックルブラケット３を仮溶接して固定するための装置である。
【００１６】
溶接装置１００は、アウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の位置を決める位置決め装置２００と、アウターチューブ２とナックルブラケット３とを仮溶接する４つのスポット溶接機５０とを備える。溶接装置１００は、架台６０上に取り付けられる。
【００１７】
位置決め装置２００は、緩衝器１のアウターチューブ２を上部に支持し、ナックルブラケット３の２つの取付部３ａによって側面を挟持される固定治具３０と、ナックルブラケット３の４つの穴３ｂにそれぞれ先端部を挿入し、ナックルブラケット３の位置を決める位置決めピン２０と、位置決めピン２０をナックルブラケット３の両側から穴３ｂに挿入するピン挿入ユニット１０とを備える。
【００１８】
固定治具３０は、図１に示すように溶接装置１００における位置決め装置２００の最上部に備えられ、使用時には、緩衝器１のアウターチューブ２及びナックルブラケット３を支持する。固定治具３０の頂部には、アウターチューブ２と平行で、かつアウターチューブ２の外周面に対応した円弧形状の凹部３０ｂが形成される。固定治具３０の緩衝器１の軸方向の両側面には、ナックルブラケット３の厚みと同程度で、かつナックルブラケット３の取付部３ａに対応した形状の段差３０ａが形成される。
【００１９】
固定治具３０は、架台６０上に固定されたベース４０の上部に、緩衝器１の長手方向と平行にスライドするスライダ４１を介して取り付けられる。つまり、固定治具３０は、架台６０に対して相対的な移動で、かつ緩衝器１の長手方向への平行移動が可能である。固定治具３０を支持するベース４０は、ブロック状で下端を架台６０上に固定される。
【００２０】
固定治具３０には、溶接装置１００の使用時にはアウターチューブ２にナックルブラケット３の本体部３ｅが外嵌された状態の緩衝器１が載置される。つまり、固定治具３０は、上部の凹部３０ｂにアウターチューブ２の外周面が当接し、ナックルブラケット３の取付部３ａが段差３０ａを挟んだ状態で緩衝器１を支持する。
【００２１】
取付部３ａに挟まれる部分の固定治具３０の幅は、ナックルブラケット３の一対の取付部３ａ間の製品寸法αよりも大きく形成される。これは、溶接後の収縮によって取付部３ａ間が小さくなるためである。ここで、溶接後に取付部３ａが固定治具３０を強く挟み、緩衝器１が固定治具３０から外れなくなることが考えられる。そこで、固定治具３０の内部には、載置されたアウターチューブ２を取り外すための図示しないノックアウトピンが備えられる。ノックアウトピンは、固定治具３０内に垂直に備えられ、アウターチューブ２の外周面を上方へと突き出す。ノックアウトピンは図示しない空圧シリンダにより駆動される。
【００２２】
位置決めピン２０は、固定治具３０上に支持されるナックルブラケット３の穴３ｂに先端が挿入される円柱状のピンである。位置決めピン２０は、その軸方向が固定治具３０と垂直に、かつ架台６０と平行に設けられる。位置決めピン２０は、ナックルブラケット３の穴３ｂに対応した個数設けられる。
【００２３】
位置決めピン２０は、溶接装置１００の使用時には軸方向に移動し、ナックルブラケット３の穴３ｂに挿入される。位置決めピン２０の径は、穴３ｂよりも大きく、その先端には面取り部２０ａが形成される。位置決めピン２０の面取り部２０ａの先端の径は穴３ｂよりも小さく形成される。つまり、面取り部２０ａを形成することで、位置決めピン２０は穴３ｂに挿入されやすくなっている。位置決めピン２０は、面取り部２０ａの途中で穴３ｂに嵌まる。位置決めピン２０が穴３ｂに嵌まった後には、位置決めピン２０が移動しても穴３ｂにはそれ以上挿入されず、穴３ｂに嵌まったまま取付部３ａを押圧することとなる。
【００２４】
位置決めピン２０は、図４に示すようにアウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の位置βを、穴３ｂの位置を基準として定める。本実施形態では、ナックルブラケット３の取付部３ａに対峙して、両側に２つずつ計４つの位置決めピンが備えられる。
【００２５】
ピン挿入ユニット１０は、一方の２つの位置決めピン２０をその内側に保持する四角形の枠１５と、他方の２つの位置決めピン２０を保持し、枠１５の内側で、枠１５に対して相対的に平行移動する移動板１４とを備える。
【００２６】
四角形の枠１５は、緩衝器１の中心軸と平行に、かつ架台６０に垂直に設けられる固定板１２，１３と、その両側を固定する２枚の端板１１とを備える。固定板１２，１３及び２枚の端板１１は、図３に表れているように平面的にみると四角形を形成する。枠１５の内側には、固定板１２，１３に対して相対的な移動をする移動板１４が、固定板１２，１３と平行に備えられる。
【００２７】
ピン挿入ユニット１０の固定板１２，１３及び端板１１によって形成される枠１５と移動板１４とは、それぞれ独立した図示しないスライダ機構を介して架台６０上を緩衝器１の中心軸の垂直方向に、かつ水平方向に平行移動可能に支持される。
【００２８】
移動板１４と四角形の枠１５の一辺を構成する固定板１２との対向面には、それぞれ位置決めピン２０が２つずつ取り付けられる。溶接装置１００の使用時には、枠１５と移動板１４とが、位置決めピン２０の取り付け面が互いに接近する方向へ相対的に移動することで、ナックルブラケット３と対峙して設けられる位置決めピン２０を、穴３ｂに挿入するように移動させ押圧する。
【００２９】
固定板１２は架台６０に対して垂直に、かつ緩衝器１の中心軸と平行に設けられる矩形で厚みのあるブロック状の板である。固定板１２は、一方の２つの位置決めピン２０を固定治具３０上に保持された緩衝器１のナックルブラケット３の穴３ｂに対応した高さに合わせて保持する。固定板１２の外側の側面には、固定治具３０を支持するベース４０に対する固定板１２の位置を変位させる空圧シリンダ１８が、緩衝器１と直交して取り付けられる。
【００３０】
固定板１３は、固定板１２と平行であり、かつ緩衝器１を挟んで反対側に設けられる矩形で厚みのあるブロック状の板である。固定板１３の外側の側面には、固定治具３０を支持するベース４０に対する固定板１３の位置を変位させる空圧シリンダ１７が緩衝器１と直行して取り付けられる。固定板１３には、ナックルブラケット３の穴３ｂに位置決めピン２０を挿入された後に、ナックルブラケット３の取付部３ａ同士の間隔を所定の間隔になるまで押圧するための油圧シリンダ１９が更に備えられる。空圧シリンダ１７と油圧シリンダ１９とは、空圧シリンダ１７の上部に油圧シリンダ１９が配置されるように、上下に並べて設けられる。
【００３１】
図１における二点鎖線は、実線部分よりも手前側及び反対側にある端板１１であり、実線部分を詳細に説明するために二点鎖線で示したものである。
【００３２】
２枚の端板１１は架台６０と垂直に設けられる略矩形の板で、２枚の固定板１２，１３の長手方向の両端面に当接して設けられ、固定板１２，１３を所定の間隔で固定する。これによって、固定板１２，１３と２枚の端板１１とは、ピン挿入ユニット１０の骨格となる四角形の枠１５を形成する。端板１１の上部には、緩衝器１やスポット溶接機５０のための切欠き１１ａが形成される。
【００３３】
移動板１４は、固定板１２，１３と平行に、かつ固定板１２，１３と端板１１とが形成する四角形の枠１５の内側に平行移動可能に設けられる矩形で厚みのあるブロック状の板である。移動板１４は、他方の２つの位置決めピン２０を固定治具３０上に保持された緩衝器１のナックルブラケット３の穴３ｂに対応した高さに合わせて保持する。
【００３４】
移動板１４は、対峙する固定板１３側に空圧シリンダ１７のロッド１７ａの先端１７ｂを固定するためのロッド固定部１４ｅと、圧力シリンダとしての油圧シリンダ１９からの押圧力を受ける受圧板１４ｃとを備える。
【００３５】
固定板１２及び移動板１４の緩衝器１側の側面には、長手方向の両端付近にそれぞれ凹部１２ｃ，１４ｄが形成される。凹部１２ｃ，１４ｄには位置決めピン２０の高さを調整するためのスライダ１２ｂ，１４ｂが嵌合される。スライダ１２ｂ，１４ｂには、ピン台座１２ａ，１４ａが固定板１２及び移動板１４に対してスライド可能に取り付けられる。ピン台座１２ａ，１４ａには、緩衝器１と対向するように位置決めピン２０がそれぞれ２つずつ取り付けられる。
【００３６】
スライダ１２ｂ，１４ｂによって高さを調節されたピン台座１２ａ，１４ａは、レバー１２ｆ、１４ｆを操作することによってその位置で固定される。したがって、ピン台座１２ａ，１４ａの高さが固定された後は、位置決めピン２０の高さは変化しない。
【００３７】
空圧シリンダ１７は、固定板１３の長手方向の略中央で、かつ固定板１３の外側の側面に取り付けられる。空圧シリンダ１７は、空気圧によって出入りするロッド１７ａを備える。ロッド１７ａは固定板１３を貫通し、その先端１７ｂはロッド１７ａよりも大径に形成され、移動板１４に設けられたロッド固定部１４ｅに固定される。ロッド固定部１４ｅは、ロッド１７ａの先端１７ｂの表裏両面を拘束する。よって、移動板１４は、空圧シリンダ１７の出入り両方の動作に追従可能である。
【００３８】
空圧シリンダ１８は、固定板１２の長手方向の略中央で、かつ固定板１２の外側の端面に取り付けられる。空圧シリンダ１８は、空気圧によって出入りするロッド１８ａを備える。ロッド１８ａは固定板１２を貫通し、その先端１８ｂはロッド１８ａよりも大径に形成され、ベース４０に設けられたロッド固定部４０ａに固定される。ベース４０の固定板１２側の側面には、空圧シリンダ１８のロッド１８ａの先端１８ｂを固定するためのロッド固定部４０ａが備えられる。ロッド固定部４０ａは、ロッド１８ａの先端１８ｂの表裏両面を拘束する。よって、固定板１２は、空圧シリンダ１８の出入り両方の動作に追従可能である。
【００３９】
空圧シリンダ１７，１８は、位置決めピン２０をナックルブラケット３の穴３ｂに挿入するために設けられる。空圧シリンダ１７，１８は、固定治具３０上に固定された緩衝器１の中心を基準とし、位置決めピン２０が固定された固定板１２と移動板１４とを緩衝器１の中心に向けて移動させる。このとき、空圧シリンダ１７はロッドを突出させる動作をし、空圧シリンダ１８はロッドを収縮させる動作をする。
【００４０】
ここで、固定板１２と端板１１を介して一体となり四角形の枠１５を形成する固定板１３は、空圧シリンダ１８のストロークによって、枠１５ごと緩衝器１から離間する方向へ移動させられる。これは、ロッド１８ａの先端１８ｂがロッド固定部４０ａによって、固定されているためである。このとき、固定板１２に取り付けられる２つの位置決めピンは緩衝器１に近付くが、移動板１４に取り付けられる２つの位置決めピン２０は緩衝器１から離間する。よって、固定板１２と移動板１４とに取り付けられた４つの位置決めピン２０が中心に向かう動作を協調させるためには、空圧シリンダ１７のストロークは空圧シリンダ１８のストロークを相殺し、更に移動板１４を緩衝器１に近付かせる分のストロークが必要である。即ち、空圧シリンダ１７のストロークは、空圧シリンダ１８のストロークの２倍である必要がある。
【００４１】
油圧シリンダ１９は、空圧シリンダ１７の上方に並べて固定板１３に取り付けられ、ロッド１９ａを油圧で出入りさせるシリンダである。ロッド１９ａは固定板１３を貫通して設けられ、その先端１９ｂは、移動板に設けられた受圧板１４ｃを押圧する。ロッド１９ａの先端１９ｂは移動板１４と当接するのみで、移動板１４には拘束されないため、油圧シリンダ１９は移動板１４を押圧する動作のみを行う。
【００４２】
空圧シリンダ１７，１８と油圧シリンダ１９とは、図示しない空圧回路と油圧回路とにそれぞれ接続され、バルブを切り替えられることによって動作する。バルブは電磁バルブであっても手動バルブであってもよく、その形式は限定されない。
【００４３】
以下では、図２，図３を参照しながら、スポット溶接機５０について説明する。図２では、スポット溶接機５０の位置を説明するためにピン挿入ユニット１０を表示していない。図３は、溶接装置１００を詳細に説明するために緩衝器１を搭載していない状態を示したものである。
【００４４】
スポット溶接機５０は、位置決め装置２００上に固定される緩衝器１に対向して４つ設けられる。これらのスポット溶接機５０が、溶接機に該当する。
【００４５】
４つのスポット溶接機５０のそれぞれの先端部は、緩衝器１のアウターチューブ２にナックルブラケット３が取り付けられた端部３ｃ，３ｄに向けられ、それぞれの位置をスポット溶接することで、ナックルブラケット３をアウターチューブ２に仮溶接して固定する。具体的には、ナックルブラケット３がアウターチューブ２の外周に嵌められる本体部３ｅから取付部３ａを形成するために立ち上がる部分へ変化する境目付近を仮溶接する。これは、油圧シリンダ１９によって位置決めピン２０が取付部３ａを押圧し、２つの取付部３ａ間の間隔を固定治具３０の幅に、かつアウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置を規定の位置に保持した状態で仮溶接を行うためである。
【００４６】
４つのスポット溶接機５０のうち、２つのスポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、ナックルブラケット３の一方の端部３ｄ側に対峙して設けられる。スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、挿入されるアウターチューブ２と干渉しないように、アウターチューブ２の左右の側方に、かつ下方より先端部をナックルブラケット３のある斜め上方へと向けて取り付けられる。スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、それぞれスライダ５２によって上下方向へ移動可能に、それぞれ空圧シリンダ５１を介して架台６０上に取り付けられる。スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂには空圧シリンダ５１のロッド５１ａが取り付けられ、スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂの上下方向の位置は空圧シリンダ５１がロッド５１ａを出し入れする動作によって平行移動させられる。
【００４７】
残りの２つのスポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、ナックルブラケット３の他方の端部３ｃ側に対峙して設けられる。スポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、緩衝器１と平行に設けられる。スポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、それぞれ図示しないスライダと空圧シリンダによって緩衝器１の軸方向に平行移動可能に設けられる。
【００４８】
スポット溶接機５０は、本実施形態では４つ設けられるが、ナックルブラケット３をアウターチューブ２に固定できる箇所の溶接ができればよいため、この個数に限られるものではない。例えば、１つのスポット溶接機５０を移動させ、複数の箇所を仮溶接して固定する態様でもよい。
【００４９】
以下では、本発明の実施の形態に係る溶接装置１００の動作及び溶接装置１００を用いた溶接方法について説明する。
【００５０】
固定治具３０上に、アウターチューブ２にナックルブラケット３を外嵌したのみで未だ固定はしていない状態の緩衝器１を載置する。このとき、アウターチューブ２の外周を固定治具３０上に当接させ、固定治具３０がナックルブラケット３の取付部３ａによって挟持されるように、取付部３ａの端部を段差３０ａに当接させる。この工程が、支持工程に該当する。この支持工程は、手動で行ってもよいが、ロボット等を用いて自動で行ってもよい。支持工程が完了すると、位置決め工程に移行する。
【００５１】
空圧シリンダ１７，１８を図示しないバルブを切り替えることによって動作させ、それぞれ２つずつの位置決めピン２０を保持する移動板１４と固定板１２を有する枠１５とを緩衝器１の中心方向に移動させる。空圧シリンダ１７はロッド１７ａを突出する方向に、空圧シリンダ１８はロッド１８ａを収縮する方向に、それぞれ駆動される。移動板１４と固定板１２を有する四角形の枠１５とが移動すると、４つの位置決めピン２０は軸方向へと移動し、位置決めピン２０の先端はナックルブラケット３の穴３ｂにそれぞれ挿入される。よって、位置決めピン２０の面取り部２０ａが穴３ｂに挿入されるうちに、位置決めピン２０の高さ方向の位置及び位置決めピン２０の緩衝器１の軸方向の位置が微調整され、同時に位置決めピン２０は穴３ｂの中心に挿入される。
【００５２】
その後、油圧シリンダ１９が図示しないバルブを切り換えられることによって動作すると、ロッド１９ａは突出し、移動板１４は緩衝器１に更に押付けられる。このとき、位置決めピン２０は穴３ｂに更に押し込まれるとともに、ナックルブラケット３の取付部３ａを固定治具３０に押付ける。これによって、アウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置を規定の位置βに決め、ナックルブラケット３の取付部３ａの間隔を規定の間隔αに決定する。また、油圧シリンダ１９の油圧を調整することによって、所望の押付力に調整することができる。
【００５３】
これら、空圧シリンダ１７，１８及び油圧シリンダ１９で位置決めピン２０を穴３ｂに挿入して、アウターチューブ２の中心軸に対する取付部３ａの穴３ｂの位置を規定の位置βに決め、かつ取付部３ａの間隔を規定の幅αに決定する工程が位置決め工程に該当する。
【００５４】
ここで、位置決めピン２０の径は穴３ｂよりも大きく、その先端に形成される面取り部２０ａの途中が穴３ｂと等しくなるように形成されている。よって、面取り部２０ａが穴３ｂに嵌まった後は、油圧シリンダ１９がロッド１９ａを突出しても位置決めピン２０はそれ以上穴３ｂに挿入されず、穴３ｂに嵌まったまま取付部３ａを押圧する。したがって、位置決めピン２０の先端の僅かな部分のみが穴３ｂに挿入されることとなり、挿入された位置決めピン２０の先端がナックルブラケット３の取付部３ａが当接する固定治具３０と干渉することはない。位置決め工程が完了すると、仮溶接工程に移行する。
【００５５】
スポット溶接機５０Ａ，５０Ｂは、空圧シリンダ５１のロッド５１ａが突出されると、ナックルブラケット３の一方の端部３ｄを溶接可能な位置まで上昇する。スポット溶接機５０Ｃ，５０Ｄは、図示しない空圧シリンダのロッドが突出されると、ナックルブラケット３の他方の端部３ｃを溶接可能な位置まで水平に移動する。
【００５６】
スポット溶接機５０は、それぞれの先端が対峙するナックルブラケット３がアウターチューブ２に取り付けられた端部の一部をスポット溶接して固定する。具体的には、アウターチューブ２の外周に嵌められるナックルブラケット３の本体部３ｅから取付部３ａを形成するために立ち上がる部分の基端部をスポット溶接する。これによって、ナックルブラケット３の取付部３ａの穴３ｂとアウターチューブ２との相対位置を規定の距離βに保ち、また、２つの取付部３ａ間の間隔を規定の間隔αに保持した状態で、ナックルブラケット３はアウターチューブ２に仮溶接されて固定される。この工程が、仮溶接工程に該当する。
【００５７】
仮溶接工程が完了すると、スポット溶接機５０は、それぞれに接続された空圧シリンダ５１のロッド５１ａが収縮され、緩衝器１を固定治具３０から取り外す際に干渉しない位置まで移動する。
【００５８】
油圧シリンダ１９は図示しないバルブを切り替えることによって動作し、ロッド１９ａは収縮される方向へと移動する。これによって、油圧シリンダ１９のロッド１９ａの先端１９ｂは移動板１４から離間する。このとき、ロッド１９ａの先端１９ｂは移動板１４に拘束されていないため、ロッド１９ａの収縮する動作によっては移動板１４を移動させず、先端１９ｂが移動板１４から離間するのみである。
【００５９】
その後、空圧シリンダ１７はロッド１７ａを収縮する方向へ、空圧シリンダ１８はロッド１８ａを突出する方向へそれぞれ動作する。固定板１２と移動板１４とは、緩衝器１から離間し、位置決めピン２０はナックルブラケット３の穴３ｂから離脱する。ロッド１７ａ，１８ａのそれぞれの先端１７ｂ，１８ｂはベース４０のロッド固定部４０ａと移動板１４のロッド固定部１４ｅとにそれぞれ固定されているため、空圧シリンダ１７，１８の駆動によって固定板１２と移動板１４とを緩衝器１から離間することが可能である。
【００６０】
位置決めピン２０が緩衝器１から十分に離れると、固定治具３０の内部に備えられ、固定治具３０の上部へと垂直に突き出される図示しないノックアウトピンが図示しない空圧シリンダによって突き出され、ナックルブラケット３がアウターチューブ２に仮溶接された緩衝器１は、固定治具３０から上部へと突き上げられて取り外される。これで、緩衝器１のナックルブラケット３とアウターチューブ２との仮溶接は完了する。
【００６１】
取り外された緩衝器１は、図示しない次の本溶接工程へと移行され、アウターチューブ２に仮溶接され固定されたナックルブラケット３の両端部３ｃ，３ｄに沿って、それぞれアーク溶接機を用いて円周状にアーク溶接される。これによって、ナックルブラケット３の両端部３ｃ，３ｄの全周がアウターチューブ２に溶接されて結合することとなる。
【００６２】
このとき、ナックルブラケット３はアウターチューブ２に仮溶接されており、取付部３ａ同士の間隔αとアウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置βとを規定通りに定めた状態で強固に固定されている。よって、本溶接を行っても、アウターチューブ２の自重によって軸がズレたり、偏芯したりすることが抑制される。具体的には、まず先に一方の端部３ｃを本溶接する工程では、反対側の端部３ｄが仮溶接されているため、端部３ｃを本溶接してもアウターチューブ２とナックルブラケット３の穴３ｂとの相対位置β及び取付部３ａ間の距離αが変化することは抑制される。次に他方の端部３ｄを本溶接する工程では、端部３ｃが既に本溶接済みなので、端部３ｄを本溶接してもアウターチューブ２とナックルブラケット３の穴３ｂとの相対位置β及び取付部３ａ間の距離αが変化することは抑制される。よって、本溶接時に発生する歪みや、形成したビードの収縮による変形が抑制される。この順番に限られず、端部３ｄを先に本溶接し、後に端部３ｃを本溶接しても同様の効果が得られる。
【００６３】
以上の実施の形態によると、以下の効果を奏する。
【００６４】
アウターチューブ２の中心軸に対するナックルブラケット３の穴３ｂの位置β及び取付部３ａ同士の間隔を規定通りに定めた状態でナックルブラケット３をアウターチューブ２に仮溶接することで、ナックルブラケット３をアウターチューブ２の規定の位置に固定した状態で、後の本溶接を行うことができる。そのため、本溶接時に生じるビードの収縮などによる寸法のばらつきを最小限に留めることができる。
【００６５】
したがって、製品の仕上がり寸法のばらつきを抑制できる溶接装置１００を得ることができる。
【００６６】
従来の方法では、板金部品であるナックルブラケット３の単体での加工精度によっても緩衝器１の仕上がり寸法にばらつきが生じていた。しかし、本実施形態によると、位置決めピン２０と固定治具３０とによって、ナックルブラケット３の穴３ｂの位置β及び取付部３ａ同士の間隔αを固定した状態で仮溶接を行う。このため、ナックルブラケット３の加工精度に関わらず、緩衝器１の仕上がり寸法を一定の許容できる範囲内に収めることが可能である。つまり、ナックルブラケット３の単体での加工精度のばらつきを補正することができる。
【００６７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る溶接装置及び溶接方法は、緩衝器のナックルブラケットをアウターチューブに溶接する工程その他類似する工程に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶接装置の正面図である。
【図２】図１における右側面図である。
【図３】図２における平面図である。
【図４】溶接装置で溶接する製品である緩衝器の二面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 溶接装置
２００ 位置決め装置
１ 緩衝器
２ アウターチューブ
３ ナックルブラケット
３ａ 取付部
３ｂ 穴
３ｃ 端部
３ｄ 端部
１０ ピン挿入ユニット
１４ 移動板
１５ 枠
１７ 空圧シリンダ
１８ 空圧シリンダ
１９ 油圧シリンダ
２０ 位置決めピン
３０ 固定治具
５０ スポット溶接機
５１ 空圧シリンダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩衝器のアウターチューブの外周に嵌挿される本体部と、
前記本体部から略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるべく締結具を嵌入するための穴を有する一対の取付部と、
を備えるナックルブラケットを、前記アウターチューブの外周に仮溶接するための溶接装置であって、
前記アウターチューブに前記ナックルブラケットを仮溶接するための複数の溶接機と、
一対の前記取付部に挟まれた状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットとを支持し、一対の前記取付部の間隔を規定するための固定治具と、
前記取付部の穴に先端を挿入させて前記取付部を前記固定治具に対して押圧し、前記アウターチューブに対する該ナックルブラケットの位置を決める位置決めピンと、
を備え、
前記位置決めピンを前記穴に挿入して一対の前記取付部を前記固定治具に対して押圧することによって、前記アウターチューブに対する前記穴の位置を決めると共に、一対の前記取付部の間隔を前記固定治具の幅に規定した状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットの端部とを、複数の前記溶接機によって仮溶接することを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記仮溶接は、前記ナックルブラケットの前記アウターチューブ軸方向の一方の端部と他方の端部とに施すことを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
前記仮溶接は前記一方の端部の前記取付部の基端部の２か所と前記他方の端部の前記取付部の基端部の２か所との計４か所に施すことを特徴とする請求項２に記載の溶接装置。
【請求項４】
その一辺の内側に一方の位置決めピンを保持し、該位置決めピンの軸方向へ平行移動する四角形の枠と、
前記四角形の枠の内側に設けられ、前記一方の位置決めピンと対向して他方の位置決めピンを保持し、該位置決めピンの軸方向へ平行移動する移動板と、
をさらに備え、
前記枠と前記移動板とが、相対移動することによって前記位置決めピンを前記穴に挿入することを特徴とする請求項１から３のうち一つに記載の溶接装置。
【請求項５】
前記移動板は、圧力シリンダによって移動されることを特徴とする請求項４に記載の溶接装置。
【請求項６】
緩衝器のアウターチューブ外周に嵌挿される本体部と、
前記本体部から略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるべく締結具を嵌入するための穴を有する一対の取付部と、
を備えるナックルブラケットを、前記アウターチューブの外周に仮溶接するための溶接方法であって、
一対の前記取付部によって挟ませるように設けた固定治具で、前記ナックルブラケットと前記アウターチューブとを支持する支持工程と、
位置決めピンの先端を前記穴に挿入して、一対の前記取付部を前記固定治具に対して押圧することによって、前記アウターチューブに対する前記穴の位置を決めると共に、一対の前記取付部の間隔を前記固定治具の幅に規定する位置決め工程と、
前記アウターチューブと前記ナックルブラケットの端部とを仮溶接する仮溶接工程と、
を備えることを特徴とする溶接方法。
【請求項１】
緩衝器のアウターチューブの外周に嵌挿される本体部と、
前記本体部から略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるべく締結具を嵌入するための穴を有する一対の取付部と、
を備えるナックルブラケットを、前記アウターチューブの外周に仮溶接するための溶接装置であって、
前記アウターチューブに前記ナックルブラケットを仮溶接するための複数の溶接機と、
一対の前記取付部に挟まれた状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットとを支持し、一対の前記取付部の間隔を規定するための固定治具と、
前記取付部の穴に先端を挿入させて前記取付部を前記固定治具に対して押圧し、前記アウターチューブに対する該ナックルブラケットの位置を決める位置決めピンと、
を備え、
前記位置決めピンを前記穴に挿入して一対の前記取付部を前記固定治具に対して押圧することによって、前記アウターチューブに対する前記穴の位置を決めると共に、一対の前記取付部の間隔を前記固定治具の幅に規定した状態で、前記アウターチューブと前記ナックルブラケットの端部とを、複数の前記溶接機によって仮溶接することを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記仮溶接は、前記ナックルブラケットの前記アウターチューブ軸方向の一方の端部と他方の端部とに施すことを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
【請求項３】
前記仮溶接は前記一方の端部の前記取付部の基端部の２か所と前記他方の端部の前記取付部の基端部の２か所との計４か所に施すことを特徴とする請求項２に記載の溶接装置。
【請求項４】
その一辺の内側に一方の位置決めピンを保持し、該位置決めピンの軸方向へ平行移動する四角形の枠と、
前記四角形の枠の内側に設けられ、前記一方の位置決めピンと対向して他方の位置決めピンを保持し、該位置決めピンの軸方向へ平行移動する移動板と、
をさらに備え、
前記枠と前記移動板とが、相対移動することによって前記位置決めピンを前記穴に挿入することを特徴とする請求項１から３のうち一つに記載の溶接装置。
【請求項５】
前記移動板は、圧力シリンダによって移動されることを特徴とする請求項４に記載の溶接装置。
【請求項６】
緩衝器のアウターチューブ外周に嵌挿される本体部と、
前記本体部から略平行に突出して形成され、車両のナックルに取り付けるべく締結具を嵌入するための穴を有する一対の取付部と、
を備えるナックルブラケットを、前記アウターチューブの外周に仮溶接するための溶接方法であって、
一対の前記取付部によって挟ませるように設けた固定治具で、前記ナックルブラケットと前記アウターチューブとを支持する支持工程と、
位置決めピンの先端を前記穴に挿入して、一対の前記取付部を前記固定治具に対して押圧することによって、前記アウターチューブに対する前記穴の位置を決めると共に、一対の前記取付部の間隔を前記固定治具の幅に規定する位置決め工程と、
前記アウターチューブと前記ナックルブラケットの端部とを仮溶接する仮溶接工程と、
を備えることを特徴とする溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−８２６４２（Ｐ２０１０−８２６４２Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５２７５９（Ｐ２００８−２５２７５９）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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