被加工物の加工方法
【課題】溶接によって、被加工物の加工精度を向上させることができる被加工物の加工方法を提供する。
【解決手段】第１部材１１０及び第１部材１１０に組み付けられる第２部材１２０に対して溶接する被加工物１００の加工方法において、第２部材１２０を基準軸として被加工物１００を回転させた際に生じる第１部材１１０の最大振れ位置を検出する振れ測定工程Ｓ３、最大振れ位置と第１部材１１０に相当する部材と第２部材１２０に相当する部材との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データとを対比して第１部材１１０と第２部材１２０の接合部に溶接開始位置Ｓを設定する溶接開始位置設定工程Ｓ５、溶接開始位置Ｓを溶接始点として第１部材１１０と第２部材１２０との接合部を溶接する溶接工程Ｓ６を備える。
【解決手段】第１部材１１０及び第１部材１１０に組み付けられる第２部材１２０に対して溶接する被加工物１００の加工方法において、第２部材１２０を基準軸として被加工物１００を回転させた際に生じる第１部材１１０の最大振れ位置を検出する振れ測定工程Ｓ３、最大振れ位置と第１部材１１０に相当する部材と第２部材１２０に相当する部材との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データとを対比して第１部材１１０と第２部材１２０の接合部に溶接開始位置Ｓを設定する溶接開始位置設定工程Ｓ５、溶接開始位置Ｓを溶接始点として第１部材１１０と第２部材１２０との接合部を溶接する溶接工程Ｓ６を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の加工方法に関し、特に、第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿して互いに接合する接合部を連続する環状に溶接する被加工物の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の自動変速機や無段変速機に組み込まれるクラッチは、例えばクラッチハブ、及びクラッチハブを嵌合収容するクラッチドラムを備える。クラッチハブとクラッチドラムとの間には、複数のクラッチプレートが組み込まれており、クラッチドラムには油圧ピストンが摺動自在に収容されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このようなクラッチドラム１００は、例えば、図６で示すように、組付孔１１３が中央部分に形成された円板状の底壁部１１１及び底壁部１１１の外周縁に形成された円筒状の周壁部１１２を有するドラム本体部１１０と、軸部１２１及び軸部１２１の基端側に大径の外周面１２２ａを有する円筒状の組付部１２２が形成された円柱状のシャフト１２０とを備える。
【０００４】
このようなクラッチドラム１００は、ドラム本体部１１０の底壁部１１１に形成された組付孔１１３に、シャフト１２０の組付部１２２を圧入して組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとを接合して組み立てられる。この互いに嵌合する組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとの間を、その接合部に沿って電子ビーム溶接等によって環状に溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０８７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ドラム本体部１１０の底壁部１１１に設けられた組付孔１１３が底壁部１１１に対して芯ズレ等が生じている場合や、組付孔１１３の内周面１１３ａや組付部１２２の外周面１２２ａの加工精度が低い場合に、シャフト１２０の組付部１２２をドラム本体部１１０の組付孔１１３に圧入して組み付けると、シャフト１２０の軸心とドラム本体部１１０の軸心とがずれて、シャフト１２０がドラム本体部１１０に対して偏位して組み付けられる。
【０００７】
一方、ドラム本体部１１０及びシャフト１２０の接合部に電子ビーム溶接を行うと、ビームの照射された部位の熱的影響によってドラム本体部１１０に対してシャフト１２０が偏位または傾倒して、ドラム本体部１１０の軸心とシャフト１２０の軸心とがずれることが知られている。
【０００８】
ここで、本発明者の鋭意研究の結果によって、このようなドラム本体１１０とシャフト１２０とを嵌合してその接合部を溶接始点と溶接終点とをオーバーラップさせて環状に溶接した際に、溶接始点位置とドラム本体１１０に対するシャフト１２０の傾倒発生方向に一定の傾向が存在することが確認された。また、他の互いに嵌合する部材間を環状に溶接した際にもその溶接始点位置と部材の相互間に一定の偏位発生傾向があることが確認された。
【０００９】
本発明は溶接始点位置と部材の偏位発生傾向位置に一定の相関関係があることに着目してなされたもので、その目的は、溶接によって被加工物の加工精度を向上させることができる被加工物の加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明による被加工物の加工方法は、第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿して互いに接合する前記組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接する被加工物の加工方法において、前記第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿した被加工物を、前記第２部材を基準軸として回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の前記基準軸に対する最大振れ位置を検出する振れ測定工程と、該振れ測定工程で検出された前記第１部材の最大振れ位置と、予め前記第１部材に対応する部材の組付孔に前記第２部材に対応する部材の組付部を嵌挿して互いに接合する組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接した際に生じる溶接始点位置に対する前記第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材の偏位発生傾向位置を設定した偏位傾向位置データとを対比して、前記第１部材と前記第２部材の接合部に溶接開始位置を設定する溶接開始位置設定工程と、該溶接開始位置設定工程で設定された前記溶接開始位置を溶接始点として前記第１部材の組付孔と前記第２部材の組付部との接合部に沿って連続する環状に溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、振れ測定工程において第１部材に発生する振れの回転周方向上の最大振れ位置を測定し、溶接開始位置設定工程において、この最大振れ位置と、第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位傾向位置データとが対比されて、第１部材と第２部材の接合部に溶接開始位置を設定し、この設定された溶接開始位置を溶接始点として第１部材と第２部材との接合部に沿って連続して環状に溶接することで、溶接によって第１部材の最大振れが補正されて製品の品質が向上する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の被加工物の加工方法であって、前記振れ測定工程は、前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、前記溶接開始位置設定工程は、前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、前記第１部材と前記第２部材との接合部を溶接する溶接装置の溶接部に対応する前記位相検出装置上の基準位置に、前記位相検出装置で前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させて前記溶接開始位置を位置決めし、前記溶接工程は、前記溶接開始位置が前記基準位置に位置決めされた状態で、前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して前記溶接開始位置を前記溶接装置の溶接部に位置決めする、ことを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、位相検出装置で振れ測定工程及び溶接開始位置設定工程が実行されると共に、被加工物を回転させて溶接装置の溶接部に対応する位相検出装置上の基準位置に溶接開始位置を位置決めし、この位置決めされた状態のままで被加工物を溶接装置に搬出して溶接開始位置を溶接装置の溶接部に位置決めする。従って、被加工物を位相検出装置から溶接装置にその状態のまま移動することで、被加工物における溶接開始位置を溶接装置の溶接部に容易に位置決めすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の被加工物の加工方法であって、前記振れ測定工程は、前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、前記溶接開始位置設定工程は、前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、前記溶接工程は、前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して配置し、前記位相検出装置で設定された前記溶接開始位置に基づいて前記溶接装置において該溶接装置の溶接部に前記溶接開始位置を位置決めする、ことを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、位相検出装置で検出された第１部材の最大振れ位置と予め設定された偏位傾向位置データとが対比されて、位相検出装置で溶接開始位置が設定される。一方、被加工物を溶接装置に搬送して被加工物を溶接装置に配置し、位相検出装置で設定された溶接開始位置に基づいて、被加工物における溶接開始位置に溶接装置の溶接部を位置決めする。従って、溶接装置で被加工物の溶接開始位置に溶接装置の溶接部を容易に位置決めすることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明による被加工物の加工方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被加工物の加工方法であって、前記振れ測定工程は、予め設定された許容振れ量判定データに基づいて、前記第１部材の最大振れが許容振れ量の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、組み付け誤差に基づく第１部材の最大振れが許容振れ量の範囲外の被加工物と許容振れ量の範囲内の被加工物とを、予め選別することができる。従って、許容振れ量の範囲外の被加工物をその時点で除去することができ、許容振れ量の範囲外の被加工物に対して溶接を行うことによる溶接加工ロスを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によると、第１部材の最大振れ位置と、第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材とを溶接した際の偏位発生傾向位置を設定した偏位傾向位置データとが対比されて、第１部材と第２部材の接合部に溶接開始位置が設定されることから、溶接開始位置を溶接始点として第１部材と第２部材との接合部に沿って連続して環状に溶接することで最大振れが補正されて製品の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施の形態に係る加工方法に用いられる位相検出装置の概略を説明する要部断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】本実施の形態に係る工程図である。
【図４】同じく、本実施の形態に係る加工方法の作用を説明する図である。
【図５】第２実施の形態に係る加工方法の概略を説明する図である。
【図６】被加工物であるクラッチドラムの概略を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の被加工物の加工方法の実施の形態について、溶接方法が電子ビーム溶接である場合であって、溶接される被加工物が変速機のクラッチドラムである場合を例として説明する。
【００２１】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態について、図１乃至４に基づいて説明する。なお、図１乃至図４において、図６と同様の構成には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る加工方法に用いられる位相検出装置の概略を説明する図であり、図２は、図１のＡ部拡大図である。
【００２３】
この位相検出装置１０は、第１部材となるドラム本体部１１０の組付孔１１３に第２部材となるシャフト１２０の組付部１２２が圧入されて組み付けられたクラッチドラム１００を、シャフト１２０を基準軸として回転させた際に発生する回転周方向上のドラム本体部１１０の最大振れ位置を検出するものである。最大振れ位置が検出されたクラッチドラム１００は、搬送手段となるローダハンド１３０によって、位相検出装置１０に隣接して配置された図示しない溶接装置に搬送されてドラム本体１１０の組付孔１１３とシャフト１２０の組付部１２２との接合部を溶接する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、位相検出装置１０は、下部支持部１１ａに立設して上下方向に伸長する基部１１ｂ、基部１１ｂの上部から下部支持部１１ａと対向して突出する上部支持部１１ｃを有する側面視略コ字状に形成された本体部１１を備える。下部支持部１１ａには、中心線Ｌを回転中心として回転可能に形成されるとともにクラッチドラム１００のシャフト１２０の基端側を支持するマウント１２が配設される。
【００２５】
マウント１２は、下部支持部１１ａに配設される円筒状のベース部１２ａ、及びベース部１２ａにベアリング等を介して回転自在に支持されてシャフト１２０の組付部１２２に形成される中空内周面１２２ｂに嵌合してシャフト１２０の基端をセンタリングすると共に支持する座部１２ｂを有する。
【００２６】
上部支持部１１ｃには、マウント１２と対向してセンタ機構１３が配設されている。このセンタ機構１３は、ロータリボールスプライン１３ｄを介して回転可能に上部支持部１１ｃに軸支されるとともに、エアシリンダ１３ｂによって上下方向の上限位置と下限位置との間で往復移動するスプラインシャフト１３ａを備える。スプラインシャフト１３ａには、シャフト１２０の軸部１２１に形成されたセンタ孔１２１ａに嵌合するセンタ１３ｅが設けられている。
【００２７】
このスプラインシャフト１３ａには、タイミングプーリ１３ｃが設けられている。このタイミングプーリ１３ｃと、基部１１ｂに配設されたステップモータ１４の回転軸１４ａに設けられたタイミングプーリ１４ｂとの間にタイミングベルト１４ｄが巻回され、ステップモータ１４の回転力が、タイミングプーリ１４ｂ、タイミングベルト１４ｄ及びタイミングプーリ１３ｃを介してスプラインシャフト１３ａに伝達され、スプラインシャフト１４ａが中心線Ｌを回転中心として回転する。
【００２８】
一方、マウント１２に隣接して、振れ検出手段となる測定ゲージ１５が配設される。測定ゲージ１５は、ゲージ本体部１５ａ、ゲージ本体部１５ａに支持される接触端子１５ｂを有し、エアシリンダ１５ｃによって接触端子１５ｂが被測定部に接触する測定位置と被測定物から離反する退避位置とに移動する。ドラム本体部１１０の振れ測定を行う場合は、接触端子１５ｂがドラム本体部１１０の底壁部１１１と周壁部１１２とのコーナ部の内周面に沿って接触する測定位置に切り替えられ、クラッチドラム１１０を位相検出装置１０に配置する際及び位相検出装置１から取り外す場合は、ドラム本体部１１０の内周面から離反する退避位置に切り替えられる。
【００２９】
この位相検出装置１０は、測定ゲージ１５によるクラッチドラム１００の振れ測定の結果に基づいて、ドラム本体部１１０の最大振れ量が許容振れ量範囲内であるか否かを判定する許容振れ量範囲判定データが格納された図示しない制御部を備える。この制御部には、更に、ドラム本体部１１０とシャフト１２０との接合部の周方向上における溶接始点からその接合部に沿って環状に溶接する際に生じるドラム本体部１１０とシャフト１２０との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データが格納されている。
【００３０】
この偏位発生傾向位置データは、予め溶接対象となるドラム本体１１０に対応する部材の取付孔に、シャフト１２０に対応する部材の取付部を圧入し、これら嵌合する取付孔と取付部との接合部を環状に溶接した際に発生する溶接始点位置に対する変位発生傾向位置が、予め実験或いはシミュレーション等に基づいて設定される。例えば、本実施の形態では図４（ａ）に示すように、ドラム本体部１１０とシャフト１２０との接合部を周方向に溶接する際に、溶接始点Ｓに対して軸心Ｏを中心に溶接方向Ｔに角度θずれた方向にドラム本体部１１０が偏位するものと仮定し、その偏位発生方向を偏位発生傾向位置Ａと設定する。
【００３１】
次に、本実施の形態に係る加工方法について説明する。図３に示す工程図を参照して説明する。
【００３２】
図３で示すように、加工方法は、圧入工程Ｓ２、振れ測定工程Ｓ３、振れ量判定工程Ｓ４、溶接開始位置設定工程Ｓ５及び溶接工程Ｓ６を主要構成として備える。
【００３３】
まず、機械加工されたドラム本体１１０及びシャフト１２０の組み付けにあたり、予め洗浄して切削油や切粉等の付着物を除去する（洗浄工程Ｓ１）。
【００３４】
洗浄工程Ｓ１で洗浄されたドラム本体部１１０及びシャフト１２０は、エアブロ等で乾燥された後に圧入装置に搬送されて、圧入装置によってドラム本体部１１０の組付孔１１３にシャフト１２０の組付部１２２が嵌合乃至圧入されて組み付けられる（圧入工程Ｓ２）。
【００３５】
ドラム本体部１１０とシャフト１２０とが一体に組み付けられたクラッチドラム１００は、位相検出装置１０に搬入されて振れ測定工程Ｓ３に移行する。振れ測定工程Ｓ３では、位相検出装置１０の測定ゲージ１５を退避位置に保持するとともに、エアシリンダ１３ｂによりセンタ機構１３のセンタ１３ｅを上限位置まで上昇させた退避状態でシャフト１２０の組付部１２２に形成された中空内周面１２２ｂを、マウント１２の座部１２ｂに嵌合させるとともに、エアシリンダ１３ｂによってセンタ１３ｅを下降させてセンタ１３ｅをシャフト１２０に形成されたセンタ孔１２１ａに嵌合させてマウント１２及びセンタ１３ｅによってクランプ保持し、クラッチドラム１００の軸心が中心線Ｌと同軸となるように位置決めする。
【００３６】
その後、退避位置に保持されている測定ゲージ１５をエアシリンダ１５ｃによって測定位置に移動し、接触端子１５ｂを測定位置となるドラム本体部１１０の内周面に接触させる。
【００３７】
この状態で、ステップモータ１４によりセンタ１３ｄを回転駆動してクラッチドラム１００を回転させる。このとき、中心軸Ｌに保持されたシャフト１２に対してドラム本体部１１０が偏位しているクラッチドラム１００にあっては、ドラム本体部１１０が中心軸Ｌに対して振れを発生させながら回転することから、ドラム本体部１１０における内周面に接触した測定ゲージ１５の接触端子１５ｂがドラム本体部１１０の振れ回転に追従してゲージ本体部１５ａに対して揺動し、この揺動幅によってドラム本体部１１０の最大振れが測定され、更にステップモータ１４の回転位置によってクラッチドラム１００の回転周方向上の最大振れ位置が測定される。
【００３８】
この振れ測定工程Ｓ３で測定されたドラム本体１００の振れ量と許容振れ量判定データを比較し、最大振れ量が許容範囲内か否か判断する（振れ量判断工程Ｓ４）。振れ量が許容範囲内と判断された場合（振れ量判断工程Ｓ４でＹの場合）は、溶接開始位置設定工程Ｓ５に移行する。
【００３９】
溶接開始位置設定工程Ｓ５では、振れ測定工程Ｓ３で検出されたドラム本体部１１０の最大振れ位置と、ドラム本体部１１０の組付孔１１２とシャフト１２０の組付部１２２との接合部の周方向上における溶接始点からドラム本体部１１０とシャフト１２０とを溶接する際に生じるドラム本体部１１０とシャフト１２０との偏位傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データとを対比し、ドラム本体部１１０とシャフト１２０との接合部における溶接開始位置Ｓを設定する。
【００４０】
本実施の形態では、例えば図４（ｂ）で示すように、回転中心となる中心軸Ｌ、即ちシャフト１２０の中心点Ｏから最も離れた計測点の方向Ｉがドラム本体部１１０における回転周方向Ｒ上の最大振れ位置となる。この最大振れ位置Ｉと偏位発生傾向データを比較し、溶接に伴い最大振れが発生する偏位発生傾向位置Ａが中心点Ｏを介して最大振れ位置Ｉと対向位置となるように溶接開始位置Ｓと設定する。即ち、偏位発生傾向位置Ａが中心点Ｏを介して反溶接方向に角度θの位置である最大振れ位置Ｉに対し反溶接方向に１８０°＋角度θの位置を溶接開始位置Ｓと設定する。
【００４１】
溶接開始位置Ｓが設定された後、電子ビーム溶接工程Ｓ６に移行する。電子ビーム溶接工程Ｓ６では、まず、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓが、位相検出装置１０に隣接して配置された溶接装置の溶接部となるビーム照射部が配置されるように制御部がステップモータ１５を回転制御して、溶接装置のビーム照射部に対応する位相検出装置１０上の基準位置に、溶接開始位置Ｓを位置決めする。
【００４２】
更に、溶接開始位置Ｓが位相検出装置１０の基準位置に位置決めされたクラッチドラム１００を、そのままの状態で、ローダハンド１３０で把持して溶接装置に搬出し、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓを溶接装置のビーム照射部に位置決めし、クラッチドラム１００を溶接装置に配置する
【００４３】
溶接装置に配置されたクラッチドラム１００は、溶接装置によって電子ビーム溶接が施される。すなわち、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓからドラム本体部１１０の組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとの間を、その接合部に沿って連続する環状に溶接し、溶接開始位置Ｓを超えて溶接終了位置までオーバーラップして溶接する。これにより、ドラム本体部１１０の最大振れ位置が、矢線Ｂで示す方向に向かってシャフト１２０が偏位して補正される。
【００４４】
このように、組み付けられたクラッチドラム１００におけるドラム本体部１１０とシャフト１２０の偏位が発生したクラッチドラム１００に振れ測定を行って、ドラム本体部１１０の最大振れ位置Ｉを検出し、この最大振れ位置Ｉと偏位傾向位置データとを対比して溶接開始位置Ｓを設定し、この溶接開始位置Ｓから電子ビーム溶接を施して溶接始点と溶接終点とをオーバーラップして連続して環状に溶接する。これにより、ドラム本体部１１０の最大振れ位置が補正されてクラッチドラム１００の振れが改善されて製品の品質が向上する。
【００４５】
電子ビーム溶接工程Ｓ６の後、超音波探傷工程Ｓ７に移行する。すなわち、溶接が終了したクラッチドラム１００を溶接装置から取り外して、図示しない超音波探傷器に設置してクラッチドラム１００の超音波探傷を行い、クラッチドラム１００の微小な傷等を検出する。
【００４６】
一方、振れ量判定工程Ｓ４で振れ測定の結果最大振れ位置が制御装置に予め設定された許容範囲内でないと判断された場合（振れ量判定工程Ｓ４でＮ）は、クラッチドラム１００を位相検出装置１０から取り外す（取り外しＳ８）。取り外されたクラッチドラム１００は、不良品として回収される。
【００４７】
なお、本実施の形態では、溶接開始位置Ｓを溶接装置のビーム照射部に対応する位相検出装置１０の基準位置において位置決めし、位相検出装置１０で位置決めした状態のままで溶接装置に搬送して溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めする場合を説明したが、位相検出装置１０において溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めせずに、溶接装置において溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めしてもよい。
【００４８】
すなわち、位相検出装置１０で溶接開始位置Ｓを設定した後にクラッチドラム１００を溶接装置に搬出して溶接装置に配置し、溶接装置において、位相検出装置１０で設定された溶接開始位置Ｓのデータに基づいて、クラッチドラム１００の溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めする。例えば、溶接装置の回転機構等によって、溶接装置に配置されたクラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓをビーム照射部まで回転させて位置決めしてもよいし、ビーム照射部をクラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓまで移動させて位置決めしてもよい。
【００４９】
これによれば、溶接装置において、位相検出装置１０で設定された溶接開始位置Ｓのデータに基づいて溶接開始位置Ｓにビーム照射部が位置決めされることから、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓを設定した後、すなわち、位相検出装置１０から溶接装置に搬出する際に、加工作業を一時中断したり、別の作業工程を実行したりしても、溶接開始位置Ｓにビーム照射部を確実に位置決めすることができる。その結果、作業工程の構築が容易になり、作業効率の向上を図ることができる。
【００５０】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について、図５に基づいて説明する。なお、図５において、図１乃至図４及び図６と同様の構成には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
図５は、本実施の形態に係る溶接方法に用いられる位相検出装置の概略を説明する図である。図示のように、本実施の形態では、溶接装置２０に、位相検出装置１０が組み込まれている。
【００５２】
溶接装置２０は、位相検出装置１０の中心線Ｌに隣接して配置されるビーム照射部２１を備える。位相検出装置１０に配置されたクラッチドラム１００は、センタ機構１３の回転駆動によって、中心線Ｌを回転中心としてマウント１２上で回転し、ビーム照射部２１が、回転するクラッチドラム１００を溶接する。
【００５３】
次に、本実施の形態に係る加工方法について説明する。第１実施の形態と同様の洗浄工程Ｓ１、圧入工程Ｓ２を経て、振れ測定工程Ｓ３、振れ量判定工程Ｓ４、溶接開始位置設定工程Ｓ５に移行する。これらの工程は第１実施の形態と同様であることから、その説明を省略する。
【００５４】
溶接開始位置設定工程Ｓ５で溶接開始位置Ｓが設定された後、電子ビーム溶接工程Ｓ６に移行する。
【００５５】
電子ビーム溶接工程Ｓ６では、クラッチドラム１００をにおける溶接開始位置Ｓに溶接装置２０のビーム照射部２１が配置されるように、制御部がステップモータ１５を回転制御して、溶接装置２０のビーム照射部２１に溶接開始位置Ｓを位置決めする。
【００５６】
溶接開始位置Ｓにビーム照射部２１が位置決めされたクラッチドラム１００は、位相検出装置１０に配置された状態で電子ビーム溶接が施される。ビーム照射部２１から溶接開始位置Ｓに照射すると共にステップモータ１４によってクラッチドラム１００を溶接方向に回転し、溶接開始位置Ｓからドラム本体部１１０の組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとの間を、その接合部に沿って連続する環状に溶接し、溶接開始位置Ｓを超えて溶接終了位置Ｅまで溶接する。
【００５７】
このように、本実施の形態では、溶接装置２０に位相検出装置１０が組み込まれていることから、振れ測定工程Ｓ３が実行されたクラッチドラム１００を位相検出装置１０から溶接装置２０に移動させる必要がなく、位相検出装置１０上でクラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓにビーム照射部２１を位置決めすることができ、この状態のまま電子ビーム溶接を行うことができる。すなわち、単一の装置で、振れ測定工程Ｓ３、溶接開始位置設定工程Ｓ５及び電子ビーム溶接工程Ｓ６を連続して実行することから、各工程間のサイクルタイムを短縮化することができるとともに、装置の配置スペースを縮小して作業スペースを確保することができる。
【００５８】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上記第１実施の形態では、位相検出装置１０で振れ測定及び溶接開始位置の設定を行い、上記第２実施の形態では位相検出装置１０で振れ測定を行うとともに溶接装置２０のビーム照射部２１が溶接開始位置Ｓに位置決めされる場合を説明したが、例えば、レーザ測定装置等の計測器具によって、クラッチドラム１００のドラム本体部１１０の振れ測定を行ってもよい。
【００５９】
また、ドラム本体部１１０の最大振れ位置にマーキングを付し、このマーキング位置と偏位傾向位置データとを対比して、対比結果に基づいて溶接開始位置を設定する。溶接開始位置には、別個のマーキングを付しておく。溶接開始位置にマーキングを付したクラッチドラム１００を、溶接開始位置をビーム照射部に位置決めして溶接装置に設置する。これにより、位相検出装置１０を用いることなく、クラッチドラム１００の溶接を行うことができる。
【００６０】
上記実施の形態では、溶接方法が電子ビーム溶接である場合を説明したが、例えば、レーザ溶接やＴＩＧ溶接等、溶接始点と溶接終点とを重ねる溶接方法であれば適用することができる。
【００６１】
上記各実施の形態では、被加工物が変速機のクラッチドラム１００である場合を例として説明したが、例えば、トルクコンバータのケーシングに軸状のシャフトを組み付ける等、第１部材と軸状の第２部材とを圧入または嵌合して組み付けて、溶接始点と溶接終点とをオーバーラップする溶接が施される被加工物であれば適用することができる。この場合、制御部には、第１部材に相当する部材と第２部材に相当する部材の接合部の周方向上における溶接始点から第１部材に相当する部材と第２部材に相当する部材とを溶接する際に生じる溶接始点に対して第１部材に相当する部材と第２部材に相当する部材との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データが格納されている。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 位相検出装置
１１ 本体部
１２ マウント
１３ センタ機構
１４ ステップモータ
１５ 測定ゲージ
２０ 溶接装置
２１ ビーム照射部
１００ クラッチドラム（被加工物）
１１０ ドラム本体部（第１部材）
１１３ 組付孔
１１３ａ 内周面
１２０ シャフト（第２部材）
１２２ａ 外周面
Ｓ３ 振れ測定工程
Ｓ５ 溶接開始位置設定工程
Ｓ６ 電子ビーム溶接工程（溶接工程）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の加工方法に関し、特に、第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿して互いに接合する接合部を連続する環状に溶接する被加工物の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車の自動変速機や無段変速機に組み込まれるクラッチは、例えばクラッチハブ、及びクラッチハブを嵌合収容するクラッチドラムを備える。クラッチハブとクラッチドラムとの間には、複数のクラッチプレートが組み込まれており、クラッチドラムには油圧ピストンが摺動自在に収容されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このようなクラッチドラム１００は、例えば、図６で示すように、組付孔１１３が中央部分に形成された円板状の底壁部１１１及び底壁部１１１の外周縁に形成された円筒状の周壁部１１２を有するドラム本体部１１０と、軸部１２１及び軸部１２１の基端側に大径の外周面１２２ａを有する円筒状の組付部１２２が形成された円柱状のシャフト１２０とを備える。
【０００４】
このようなクラッチドラム１００は、ドラム本体部１１０の底壁部１１１に形成された組付孔１１３に、シャフト１２０の組付部１２２を圧入して組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとを接合して組み立てられる。この互いに嵌合する組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとの間を、その接合部に沿って電子ビーム溶接等によって環状に溶接する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０８７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ドラム本体部１１０の底壁部１１１に設けられた組付孔１１３が底壁部１１１に対して芯ズレ等が生じている場合や、組付孔１１３の内周面１１３ａや組付部１２２の外周面１２２ａの加工精度が低い場合に、シャフト１２０の組付部１２２をドラム本体部１１０の組付孔１１３に圧入して組み付けると、シャフト１２０の軸心とドラム本体部１１０の軸心とがずれて、シャフト１２０がドラム本体部１１０に対して偏位して組み付けられる。
【０００７】
一方、ドラム本体部１１０及びシャフト１２０の接合部に電子ビーム溶接を行うと、ビームの照射された部位の熱的影響によってドラム本体部１１０に対してシャフト１２０が偏位または傾倒して、ドラム本体部１１０の軸心とシャフト１２０の軸心とがずれることが知られている。
【０００８】
ここで、本発明者の鋭意研究の結果によって、このようなドラム本体１１０とシャフト１２０とを嵌合してその接合部を溶接始点と溶接終点とをオーバーラップさせて環状に溶接した際に、溶接始点位置とドラム本体１１０に対するシャフト１２０の傾倒発生方向に一定の傾向が存在することが確認された。また、他の互いに嵌合する部材間を環状に溶接した際にもその溶接始点位置と部材の相互間に一定の偏位発生傾向があることが確認された。
【０００９】
本発明は溶接始点位置と部材の偏位発生傾向位置に一定の相関関係があることに着目してなされたもので、その目的は、溶接によって被加工物の加工精度を向上させることができる被加工物の加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明による被加工物の加工方法は、第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿して互いに接合する前記組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接する被加工物の加工方法において、前記第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿した被加工物を、前記第２部材を基準軸として回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の前記基準軸に対する最大振れ位置を検出する振れ測定工程と、該振れ測定工程で検出された前記第１部材の最大振れ位置と、予め前記第１部材に対応する部材の組付孔に前記第２部材に対応する部材の組付部を嵌挿して互いに接合する組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接した際に生じる溶接始点位置に対する前記第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材の偏位発生傾向位置を設定した偏位傾向位置データとを対比して、前記第１部材と前記第２部材の接合部に溶接開始位置を設定する溶接開始位置設定工程と、該溶接開始位置設定工程で設定された前記溶接開始位置を溶接始点として前記第１部材の組付孔と前記第２部材の組付部との接合部に沿って連続する環状に溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、振れ測定工程において第１部材に発生する振れの回転周方向上の最大振れ位置を測定し、溶接開始位置設定工程において、この最大振れ位置と、第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位傾向位置データとが対比されて、第１部材と第２部材の接合部に溶接開始位置を設定し、この設定された溶接開始位置を溶接始点として第１部材と第２部材との接合部に沿って連続して環状に溶接することで、溶接によって第１部材の最大振れが補正されて製品の品質が向上する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の被加工物の加工方法であって、前記振れ測定工程は、前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、前記溶接開始位置設定工程は、前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、前記第１部材と前記第２部材との接合部を溶接する溶接装置の溶接部に対応する前記位相検出装置上の基準位置に、前記位相検出装置で前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させて前記溶接開始位置を位置決めし、前記溶接工程は、前記溶接開始位置が前記基準位置に位置決めされた状態で、前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して前記溶接開始位置を前記溶接装置の溶接部に位置決めする、ことを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、位相検出装置で振れ測定工程及び溶接開始位置設定工程が実行されると共に、被加工物を回転させて溶接装置の溶接部に対応する位相検出装置上の基準位置に溶接開始位置を位置決めし、この位置決めされた状態のままで被加工物を溶接装置に搬出して溶接開始位置を溶接装置の溶接部に位置決めする。従って、被加工物を位相検出装置から溶接装置にその状態のまま移動することで、被加工物における溶接開始位置を溶接装置の溶接部に容易に位置決めすることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の被加工物の加工方法であって、前記振れ測定工程は、前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、前記溶接開始位置設定工程は、前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、前記溶接工程は、前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して配置し、前記位相検出装置で設定された前記溶接開始位置に基づいて前記溶接装置において該溶接装置の溶接部に前記溶接開始位置を位置決めする、ことを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、位相検出装置で検出された第１部材の最大振れ位置と予め設定された偏位傾向位置データとが対比されて、位相検出装置で溶接開始位置が設定される。一方、被加工物を溶接装置に搬送して被加工物を溶接装置に配置し、位相検出装置で設定された溶接開始位置に基づいて、被加工物における溶接開始位置に溶接装置の溶接部を位置決めする。従って、溶接装置で被加工物の溶接開始位置に溶接装置の溶接部を容易に位置決めすることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明による被加工物の加工方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被加工物の加工方法であって、前記振れ測定工程は、予め設定された許容振れ量判定データに基づいて、前記第１部材の最大振れが許容振れ量の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、組み付け誤差に基づく第１部材の最大振れが許容振れ量の範囲外の被加工物と許容振れ量の範囲内の被加工物とを、予め選別することができる。従って、許容振れ量の範囲外の被加工物をその時点で除去することができ、許容振れ量の範囲外の被加工物に対して溶接を行うことによる溶接加工ロスを防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によると、第１部材の最大振れ位置と、第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材とを溶接した際の偏位発生傾向位置を設定した偏位傾向位置データとが対比されて、第１部材と第２部材の接合部に溶接開始位置が設定されることから、溶接開始位置を溶接始点として第１部材と第２部材との接合部に沿って連続して環状に溶接することで最大振れが補正されて製品の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施の形態に係る加工方法に用いられる位相検出装置の概略を説明する要部断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】本実施の形態に係る工程図である。
【図４】同じく、本実施の形態に係る加工方法の作用を説明する図である。
【図５】第２実施の形態に係る加工方法の概略を説明する図である。
【図６】被加工物であるクラッチドラムの概略を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の被加工物の加工方法の実施の形態について、溶接方法が電子ビーム溶接である場合であって、溶接される被加工物が変速機のクラッチドラムである場合を例として説明する。
【００２１】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態について、図１乃至４に基づいて説明する。なお、図１乃至図４において、図６と同様の構成には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る加工方法に用いられる位相検出装置の概略を説明する図であり、図２は、図１のＡ部拡大図である。
【００２３】
この位相検出装置１０は、第１部材となるドラム本体部１１０の組付孔１１３に第２部材となるシャフト１２０の組付部１２２が圧入されて組み付けられたクラッチドラム１００を、シャフト１２０を基準軸として回転させた際に発生する回転周方向上のドラム本体部１１０の最大振れ位置を検出するものである。最大振れ位置が検出されたクラッチドラム１００は、搬送手段となるローダハンド１３０によって、位相検出装置１０に隣接して配置された図示しない溶接装置に搬送されてドラム本体１１０の組付孔１１３とシャフト１２０の組付部１２２との接合部を溶接する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、位相検出装置１０は、下部支持部１１ａに立設して上下方向に伸長する基部１１ｂ、基部１１ｂの上部から下部支持部１１ａと対向して突出する上部支持部１１ｃを有する側面視略コ字状に形成された本体部１１を備える。下部支持部１１ａには、中心線Ｌを回転中心として回転可能に形成されるとともにクラッチドラム１００のシャフト１２０の基端側を支持するマウント１２が配設される。
【００２５】
マウント１２は、下部支持部１１ａに配設される円筒状のベース部１２ａ、及びベース部１２ａにベアリング等を介して回転自在に支持されてシャフト１２０の組付部１２２に形成される中空内周面１２２ｂに嵌合してシャフト１２０の基端をセンタリングすると共に支持する座部１２ｂを有する。
【００２６】
上部支持部１１ｃには、マウント１２と対向してセンタ機構１３が配設されている。このセンタ機構１３は、ロータリボールスプライン１３ｄを介して回転可能に上部支持部１１ｃに軸支されるとともに、エアシリンダ１３ｂによって上下方向の上限位置と下限位置との間で往復移動するスプラインシャフト１３ａを備える。スプラインシャフト１３ａには、シャフト１２０の軸部１２１に形成されたセンタ孔１２１ａに嵌合するセンタ１３ｅが設けられている。
【００２７】
このスプラインシャフト１３ａには、タイミングプーリ１３ｃが設けられている。このタイミングプーリ１３ｃと、基部１１ｂに配設されたステップモータ１４の回転軸１４ａに設けられたタイミングプーリ１４ｂとの間にタイミングベルト１４ｄが巻回され、ステップモータ１４の回転力が、タイミングプーリ１４ｂ、タイミングベルト１４ｄ及びタイミングプーリ１３ｃを介してスプラインシャフト１３ａに伝達され、スプラインシャフト１４ａが中心線Ｌを回転中心として回転する。
【００２８】
一方、マウント１２に隣接して、振れ検出手段となる測定ゲージ１５が配設される。測定ゲージ１５は、ゲージ本体部１５ａ、ゲージ本体部１５ａに支持される接触端子１５ｂを有し、エアシリンダ１５ｃによって接触端子１５ｂが被測定部に接触する測定位置と被測定物から離反する退避位置とに移動する。ドラム本体部１１０の振れ測定を行う場合は、接触端子１５ｂがドラム本体部１１０の底壁部１１１と周壁部１１２とのコーナ部の内周面に沿って接触する測定位置に切り替えられ、クラッチドラム１１０を位相検出装置１０に配置する際及び位相検出装置１から取り外す場合は、ドラム本体部１１０の内周面から離反する退避位置に切り替えられる。
【００２９】
この位相検出装置１０は、測定ゲージ１５によるクラッチドラム１００の振れ測定の結果に基づいて、ドラム本体部１１０の最大振れ量が許容振れ量範囲内であるか否かを判定する許容振れ量範囲判定データが格納された図示しない制御部を備える。この制御部には、更に、ドラム本体部１１０とシャフト１２０との接合部の周方向上における溶接始点からその接合部に沿って環状に溶接する際に生じるドラム本体部１１０とシャフト１２０との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データが格納されている。
【００３０】
この偏位発生傾向位置データは、予め溶接対象となるドラム本体１１０に対応する部材の取付孔に、シャフト１２０に対応する部材の取付部を圧入し、これら嵌合する取付孔と取付部との接合部を環状に溶接した際に発生する溶接始点位置に対する変位発生傾向位置が、予め実験或いはシミュレーション等に基づいて設定される。例えば、本実施の形態では図４（ａ）に示すように、ドラム本体部１１０とシャフト１２０との接合部を周方向に溶接する際に、溶接始点Ｓに対して軸心Ｏを中心に溶接方向Ｔに角度θずれた方向にドラム本体部１１０が偏位するものと仮定し、その偏位発生方向を偏位発生傾向位置Ａと設定する。
【００３１】
次に、本実施の形態に係る加工方法について説明する。図３に示す工程図を参照して説明する。
【００３２】
図３で示すように、加工方法は、圧入工程Ｓ２、振れ測定工程Ｓ３、振れ量判定工程Ｓ４、溶接開始位置設定工程Ｓ５及び溶接工程Ｓ６を主要構成として備える。
【００３３】
まず、機械加工されたドラム本体１１０及びシャフト１２０の組み付けにあたり、予め洗浄して切削油や切粉等の付着物を除去する（洗浄工程Ｓ１）。
【００３４】
洗浄工程Ｓ１で洗浄されたドラム本体部１１０及びシャフト１２０は、エアブロ等で乾燥された後に圧入装置に搬送されて、圧入装置によってドラム本体部１１０の組付孔１１３にシャフト１２０の組付部１２２が嵌合乃至圧入されて組み付けられる（圧入工程Ｓ２）。
【００３５】
ドラム本体部１１０とシャフト１２０とが一体に組み付けられたクラッチドラム１００は、位相検出装置１０に搬入されて振れ測定工程Ｓ３に移行する。振れ測定工程Ｓ３では、位相検出装置１０の測定ゲージ１５を退避位置に保持するとともに、エアシリンダ１３ｂによりセンタ機構１３のセンタ１３ｅを上限位置まで上昇させた退避状態でシャフト１２０の組付部１２２に形成された中空内周面１２２ｂを、マウント１２の座部１２ｂに嵌合させるとともに、エアシリンダ１３ｂによってセンタ１３ｅを下降させてセンタ１３ｅをシャフト１２０に形成されたセンタ孔１２１ａに嵌合させてマウント１２及びセンタ１３ｅによってクランプ保持し、クラッチドラム１００の軸心が中心線Ｌと同軸となるように位置決めする。
【００３６】
その後、退避位置に保持されている測定ゲージ１５をエアシリンダ１５ｃによって測定位置に移動し、接触端子１５ｂを測定位置となるドラム本体部１１０の内周面に接触させる。
【００３７】
この状態で、ステップモータ１４によりセンタ１３ｄを回転駆動してクラッチドラム１００を回転させる。このとき、中心軸Ｌに保持されたシャフト１２に対してドラム本体部１１０が偏位しているクラッチドラム１００にあっては、ドラム本体部１１０が中心軸Ｌに対して振れを発生させながら回転することから、ドラム本体部１１０における内周面に接触した測定ゲージ１５の接触端子１５ｂがドラム本体部１１０の振れ回転に追従してゲージ本体部１５ａに対して揺動し、この揺動幅によってドラム本体部１１０の最大振れが測定され、更にステップモータ１４の回転位置によってクラッチドラム１００の回転周方向上の最大振れ位置が測定される。
【００３８】
この振れ測定工程Ｓ３で測定されたドラム本体１００の振れ量と許容振れ量判定データを比較し、最大振れ量が許容範囲内か否か判断する（振れ量判断工程Ｓ４）。振れ量が許容範囲内と判断された場合（振れ量判断工程Ｓ４でＹの場合）は、溶接開始位置設定工程Ｓ５に移行する。
【００３９】
溶接開始位置設定工程Ｓ５では、振れ測定工程Ｓ３で検出されたドラム本体部１１０の最大振れ位置と、ドラム本体部１１０の組付孔１１２とシャフト１２０の組付部１２２との接合部の周方向上における溶接始点からドラム本体部１１０とシャフト１２０とを溶接する際に生じるドラム本体部１１０とシャフト１２０との偏位傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データとを対比し、ドラム本体部１１０とシャフト１２０との接合部における溶接開始位置Ｓを設定する。
【００４０】
本実施の形態では、例えば図４（ｂ）で示すように、回転中心となる中心軸Ｌ、即ちシャフト１２０の中心点Ｏから最も離れた計測点の方向Ｉがドラム本体部１１０における回転周方向Ｒ上の最大振れ位置となる。この最大振れ位置Ｉと偏位発生傾向データを比較し、溶接に伴い最大振れが発生する偏位発生傾向位置Ａが中心点Ｏを介して最大振れ位置Ｉと対向位置となるように溶接開始位置Ｓと設定する。即ち、偏位発生傾向位置Ａが中心点Ｏを介して反溶接方向に角度θの位置である最大振れ位置Ｉに対し反溶接方向に１８０°＋角度θの位置を溶接開始位置Ｓと設定する。
【００４１】
溶接開始位置Ｓが設定された後、電子ビーム溶接工程Ｓ６に移行する。電子ビーム溶接工程Ｓ６では、まず、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓが、位相検出装置１０に隣接して配置された溶接装置の溶接部となるビーム照射部が配置されるように制御部がステップモータ１５を回転制御して、溶接装置のビーム照射部に対応する位相検出装置１０上の基準位置に、溶接開始位置Ｓを位置決めする。
【００４２】
更に、溶接開始位置Ｓが位相検出装置１０の基準位置に位置決めされたクラッチドラム１００を、そのままの状態で、ローダハンド１３０で把持して溶接装置に搬出し、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓを溶接装置のビーム照射部に位置決めし、クラッチドラム１００を溶接装置に配置する
【００４３】
溶接装置に配置されたクラッチドラム１００は、溶接装置によって電子ビーム溶接が施される。すなわち、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓからドラム本体部１１０の組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとの間を、その接合部に沿って連続する環状に溶接し、溶接開始位置Ｓを超えて溶接終了位置までオーバーラップして溶接する。これにより、ドラム本体部１１０の最大振れ位置が、矢線Ｂで示す方向に向かってシャフト１２０が偏位して補正される。
【００４４】
このように、組み付けられたクラッチドラム１００におけるドラム本体部１１０とシャフト１２０の偏位が発生したクラッチドラム１００に振れ測定を行って、ドラム本体部１１０の最大振れ位置Ｉを検出し、この最大振れ位置Ｉと偏位傾向位置データとを対比して溶接開始位置Ｓを設定し、この溶接開始位置Ｓから電子ビーム溶接を施して溶接始点と溶接終点とをオーバーラップして連続して環状に溶接する。これにより、ドラム本体部１１０の最大振れ位置が補正されてクラッチドラム１００の振れが改善されて製品の品質が向上する。
【００４５】
電子ビーム溶接工程Ｓ６の後、超音波探傷工程Ｓ７に移行する。すなわち、溶接が終了したクラッチドラム１００を溶接装置から取り外して、図示しない超音波探傷器に設置してクラッチドラム１００の超音波探傷を行い、クラッチドラム１００の微小な傷等を検出する。
【００４６】
一方、振れ量判定工程Ｓ４で振れ測定の結果最大振れ位置が制御装置に予め設定された許容範囲内でないと判断された場合（振れ量判定工程Ｓ４でＮ）は、クラッチドラム１００を位相検出装置１０から取り外す（取り外しＳ８）。取り外されたクラッチドラム１００は、不良品として回収される。
【００４７】
なお、本実施の形態では、溶接開始位置Ｓを溶接装置のビーム照射部に対応する位相検出装置１０の基準位置において位置決めし、位相検出装置１０で位置決めした状態のままで溶接装置に搬送して溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めする場合を説明したが、位相検出装置１０において溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めせずに、溶接装置において溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めしてもよい。
【００４８】
すなわち、位相検出装置１０で溶接開始位置Ｓを設定した後にクラッチドラム１００を溶接装置に搬出して溶接装置に配置し、溶接装置において、位相検出装置１０で設定された溶接開始位置Ｓのデータに基づいて、クラッチドラム１００の溶接開始位置Ｓにビーム照射部を位置決めする。例えば、溶接装置の回転機構等によって、溶接装置に配置されたクラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓをビーム照射部まで回転させて位置決めしてもよいし、ビーム照射部をクラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓまで移動させて位置決めしてもよい。
【００４９】
これによれば、溶接装置において、位相検出装置１０で設定された溶接開始位置Ｓのデータに基づいて溶接開始位置Ｓにビーム照射部が位置決めされることから、クラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓを設定した後、すなわち、位相検出装置１０から溶接装置に搬出する際に、加工作業を一時中断したり、別の作業工程を実行したりしても、溶接開始位置Ｓにビーム照射部を確実に位置決めすることができる。その結果、作業工程の構築が容易になり、作業効率の向上を図ることができる。
【００５０】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について、図５に基づいて説明する。なお、図５において、図１乃至図４及び図６と同様の構成には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
図５は、本実施の形態に係る溶接方法に用いられる位相検出装置の概略を説明する図である。図示のように、本実施の形態では、溶接装置２０に、位相検出装置１０が組み込まれている。
【００５２】
溶接装置２０は、位相検出装置１０の中心線Ｌに隣接して配置されるビーム照射部２１を備える。位相検出装置１０に配置されたクラッチドラム１００は、センタ機構１３の回転駆動によって、中心線Ｌを回転中心としてマウント１２上で回転し、ビーム照射部２１が、回転するクラッチドラム１００を溶接する。
【００５３】
次に、本実施の形態に係る加工方法について説明する。第１実施の形態と同様の洗浄工程Ｓ１、圧入工程Ｓ２を経て、振れ測定工程Ｓ３、振れ量判定工程Ｓ４、溶接開始位置設定工程Ｓ５に移行する。これらの工程は第１実施の形態と同様であることから、その説明を省略する。
【００５４】
溶接開始位置設定工程Ｓ５で溶接開始位置Ｓが設定された後、電子ビーム溶接工程Ｓ６に移行する。
【００５５】
電子ビーム溶接工程Ｓ６では、クラッチドラム１００をにおける溶接開始位置Ｓに溶接装置２０のビーム照射部２１が配置されるように、制御部がステップモータ１５を回転制御して、溶接装置２０のビーム照射部２１に溶接開始位置Ｓを位置決めする。
【００５６】
溶接開始位置Ｓにビーム照射部２１が位置決めされたクラッチドラム１００は、位相検出装置１０に配置された状態で電子ビーム溶接が施される。ビーム照射部２１から溶接開始位置Ｓに照射すると共にステップモータ１４によってクラッチドラム１００を溶接方向に回転し、溶接開始位置Ｓからドラム本体部１１０の組付孔１１３の内周面１１３ａと組付部１２２の外周面１２２ａとの間を、その接合部に沿って連続する環状に溶接し、溶接開始位置Ｓを超えて溶接終了位置Ｅまで溶接する。
【００５７】
このように、本実施の形態では、溶接装置２０に位相検出装置１０が組み込まれていることから、振れ測定工程Ｓ３が実行されたクラッチドラム１００を位相検出装置１０から溶接装置２０に移動させる必要がなく、位相検出装置１０上でクラッチドラム１００における溶接開始位置Ｓにビーム照射部２１を位置決めすることができ、この状態のまま電子ビーム溶接を行うことができる。すなわち、単一の装置で、振れ測定工程Ｓ３、溶接開始位置設定工程Ｓ５及び電子ビーム溶接工程Ｓ６を連続して実行することから、各工程間のサイクルタイムを短縮化することができるとともに、装置の配置スペースを縮小して作業スペースを確保することができる。
【００５８】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上記第１実施の形態では、位相検出装置１０で振れ測定及び溶接開始位置の設定を行い、上記第２実施の形態では位相検出装置１０で振れ測定を行うとともに溶接装置２０のビーム照射部２１が溶接開始位置Ｓに位置決めされる場合を説明したが、例えば、レーザ測定装置等の計測器具によって、クラッチドラム１００のドラム本体部１１０の振れ測定を行ってもよい。
【００５９】
また、ドラム本体部１１０の最大振れ位置にマーキングを付し、このマーキング位置と偏位傾向位置データとを対比して、対比結果に基づいて溶接開始位置を設定する。溶接開始位置には、別個のマーキングを付しておく。溶接開始位置にマーキングを付したクラッチドラム１００を、溶接開始位置をビーム照射部に位置決めして溶接装置に設置する。これにより、位相検出装置１０を用いることなく、クラッチドラム１００の溶接を行うことができる。
【００６０】
上記実施の形態では、溶接方法が電子ビーム溶接である場合を説明したが、例えば、レーザ溶接やＴＩＧ溶接等、溶接始点と溶接終点とを重ねる溶接方法であれば適用することができる。
【００６１】
上記各実施の形態では、被加工物が変速機のクラッチドラム１００である場合を例として説明したが、例えば、トルクコンバータのケーシングに軸状のシャフトを組み付ける等、第１部材と軸状の第２部材とを圧入または嵌合して組み付けて、溶接始点と溶接終点とをオーバーラップする溶接が施される被加工物であれば適用することができる。この場合、制御部には、第１部材に相当する部材と第２部材に相当する部材の接合部の周方向上における溶接始点から第１部材に相当する部材と第２部材に相当する部材とを溶接する際に生じる溶接始点に対して第１部材に相当する部材と第２部材に相当する部材との偏位発生傾向位置を予め設定した偏位発生傾向位置データが格納されている。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 位相検出装置
１１ 本体部
１２ マウント
１３ センタ機構
１４ ステップモータ
１５ 測定ゲージ
２０ 溶接装置
２１ ビーム照射部
１００ クラッチドラム（被加工物）
１１０ ドラム本体部（第１部材）
１１３ 組付孔
１１３ａ 内周面
１２０ シャフト（第２部材）
１２２ａ 外周面
Ｓ３ 振れ測定工程
Ｓ５ 溶接開始位置設定工程
Ｓ６ 電子ビーム溶接工程（溶接工程）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿して互いに接合する前記組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接する被加工物の加工方法において、
前記第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿した被加工物を、前記第２部材を基準軸として回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の前記基準軸に対する最大振れ位置を検出する振れ測定工程と、
該振れ測定工程で検出された前記第１部材の最大振れ位置と、予め前記第１部材に対応する部材の組付孔に前記第２部材に対応する部材の組付部を嵌挿して互いに接合する組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接した際に生じる溶接始点位置に対する前記第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材の偏位発生傾向位置を設定した偏位傾向位置データとを対比して、前記第１部材と前記第２部材の接合部に溶接開始位置を設定する溶接開始位置設定工程と、
該溶接開始位置設定工程で設定された前記溶接開始位置を溶接始点として前記第１部材の組付孔と前記第２部材の組付部との接合部に沿って連続する環状に溶接する溶接工程と、
を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。
【請求項２】
前記振れ測定工程は、
前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、
前記溶接開始位置設定工程は、
前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、前記第１部材と前記第２部材との接合部を溶接する溶接装置の溶接部に対応する前記位相検出装置上の基準位置に、前記位相検出装置で前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させて前記溶接開始位置を位置決めし、
前記溶接工程は、
前記溶接開始位置が前記基準位置に位置決めされた状態で、前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して前記溶接開始位置を前記溶接装置の溶接部に位置決めする、
ことを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【請求項３】
前記振れ測定工程は、
前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、
前記溶接開始位置設定工程は、
前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、
前記溶接工程は、
前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して配置し、前記位相検出装置で設定された前記溶接開始位置に基づいて前記溶接装置において該溶接装置の溶接部に前記溶接開始位置を位置決めする、
ことを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【請求項４】
前記振れ測定工程は、
予め設定された許容振れ量判定データに基づいて、前記第１部材の最大振れが許容振れ量の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の被加工物の加工方法。
【請求項１】
第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿して互いに接合する前記組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接する被加工物の加工方法において、
前記第１部材の組付孔に第２部材の組付部を嵌挿した被加工物を、前記第２部材を基準軸として回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の前記基準軸に対する最大振れ位置を検出する振れ測定工程と、
該振れ測定工程で検出された前記第１部材の最大振れ位置と、予め前記第１部材に対応する部材の組付孔に前記第２部材に対応する部材の組付部を嵌挿して互いに接合する組付孔の内周面と組付部の外周面との間をその接合部に沿って連続する環状に溶接した際に生じる溶接始点位置に対する前記第１部材に対応する部材と第２部材に対応する部材の偏位発生傾向位置を設定した偏位傾向位置データとを対比して、前記第１部材と前記第２部材の接合部に溶接開始位置を設定する溶接開始位置設定工程と、
該溶接開始位置設定工程で設定された前記溶接開始位置を溶接始点として前記第１部材の組付孔と前記第２部材の組付部との接合部に沿って連続する環状に溶接する溶接工程と、
を備えることを特徴とする被加工物の加工方法。
【請求項２】
前記振れ測定工程は、
前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、
前記溶接開始位置設定工程は、
前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、前記第１部材と前記第２部材との接合部を溶接する溶接装置の溶接部に対応する前記位相検出装置上の基準位置に、前記位相検出装置で前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させて前記溶接開始位置を位置決めし、
前記溶接工程は、
前記溶接開始位置が前記基準位置に位置決めされた状態で、前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して前記溶接開始位置を前記溶接装置の溶接部に位置決めする、
ことを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【請求項３】
前記振れ測定工程は、
前記第２部材を基準軸として前記被加工物を回転させた際に生じる回転周方向上の前記第１部材の振れ位置を検出する位相検出装置で前記第１部材の最大振れ位置を検出し、
前記溶接開始位置設定工程は、
前記最大振れ位置と前記偏位傾向位置データとを対比して前記第１部材と前記第２部材との接合部に前記溶接開始位置を前記位相検出装置で設定し、
前記溶接工程は、
前記被加工物を該被加工物の前記第１部材と前記第２部材との前記接合部を溶接する溶接装置に搬送して配置し、前記位相検出装置で設定された前記溶接開始位置に基づいて前記溶接装置において該溶接装置の溶接部に前記溶接開始位置を位置決めする、
ことを特徴とする請求項１に記載の被加工物の加工方法。
【請求項４】
前記振れ測定工程は、
予め設定された許容振れ量判定データに基づいて、前記第１部材の最大振れが許容振れ量の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の被加工物の加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９４７８３（Ｐ２０１３−９４７８３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６６５５（Ｐ２０１１−２３６６５５）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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