摩擦圧接装置
【課題】各ボールねじ側からの推力の差が小さい推力機構を有する摩擦圧接装置を提供する。
【解決手段】摩擦圧接装置１であって、保持台３を移動させて一対のワークを押し当てる推力機構４を有し、推力機構４は、推力用モータ４ａと、複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１と、複数のナット４ｂ２，４ｃ２と、各ナット４ｂ２，４ｃ２と保持台３の間に設けられる複数の推力液圧器５，６を有する。各推力液圧器５，６は、保持台３側に取付けられるシリンダ５ａ，６ａと、ナット４ｂ２，４ｃ２側に取付けられるピストン５ｂ，６ｂを有し、ピストン５ｂ，６ｂがシリンダ５ａ，６ａ内の液圧によってシリンダ５ａ，６ａに対して推力を発生可能に連結される。推力液圧器５，６の間には、シリンダ５ａ，６ａ内の液圧を補正することで各推力液圧器５，６によって保持台３を押す力の差を小さくする補正器７が設けられている。
【解決手段】摩擦圧接装置１であって、保持台３を移動させて一対のワークを押し当てる推力機構４を有し、推力機構４は、推力用モータ４ａと、複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１と、複数のナット４ｂ２，４ｃ２と、各ナット４ｂ２，４ｃ２と保持台３の間に設けられる複数の推力液圧器５，６を有する。各推力液圧器５，６は、保持台３側に取付けられるシリンダ５ａ，６ａと、ナット４ｂ２，４ｃ２側に取付けられるピストン５ｂ，６ｂを有し、ピストン５ｂ，６ｂがシリンダ５ａ，６ａ内の液圧によってシリンダ５ａ，６ａに対して推力を発生可能に連結される。推力液圧器５，６の間には、シリンダ５ａ，６ａ内の液圧を補正することで各推力液圧器５，６によって保持台３を押す力の差を小さくする補正器７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のワークを相対回転させつつ押し当てることで一対のワークを摩擦圧接する摩擦圧接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦圧接装置は、一般に、一対のワークを保持する一対の保持台と、ワークの一つを回転させる主軸モータと、保持台の一つを移動させて一対のワークを押し当てる推力機構を有している。従来の推力機構は、例えば、推力用モータと、その推力用モータによって作動する一対のボールねじを備えている（特許文献１参照）。また従来、一つのボールねじと、ボールねじと保持台の間に生じる実推力を測定するロードセルを有し、ロードセルからの検知信号に基づいて推力用モータを制御する推力機構も知られている。この機構によると、所望の推力を確実に得ることができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１１３３７９号公報
【特許文献２】特開平９−１４１４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし複数のボールねじを備える推力機構の場合、ボールねじのねじピッチ差等によって生じるリード差や、ボールの転がり抵抗等によって生じる伝達効率差によって各ボールねじによって発生する推力に差が生じる場合があった。そのため精度良く摩擦圧接ができないという問題があった。そこで各ボールねじにロードセルを設けて、各ボールねじを各推力用モータによって制御する方法も考えられ得る。しかしながらこの構成にすると、コスト高または大型になるという問題が生じてしまう。そこで本発明は、複数のボールねじを備え、かつ各ボールねじ側からの推力の差が小さく、かつ安価に構成され得る推力機構を有する摩擦圧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】
【０００４】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える摩擦圧接装置であることを特徴とする。すなわち請求項１に記載の発明によると、推力機構は、一つの推力用モータと、その推力用モータによって軸回転する複数のボールねじ軸と、各ボールねじ軸に螺合される複数のナットと、各ナットと一つの保持台との間に設けられる複数の推力液圧器を有している。推力液圧器は、それぞれナット側または保持台のいずれか一方側に取付けられるシリンダと、いずれか他方側に取付けられるピストンを有し、該ピストンがシリンダ内の液圧によってシリンダに対して推力を生じさせるように連結されている。そして複数の推力液圧器の間には、各推力液圧器のシリンダ内の液圧を補正することで各推力液圧器によって保持台を押す力の差を小さくする補正器が設けられている。
【０００５】
したがって推力用モータによって複数のボールねじ軸が軸回転し、ボールねじ軸とナットの間に推力が生じる。そして各ボールねじ軸側からの推力に差が生じると、推力液圧器のシリンダ間に液圧差が生じる。そして補正器によって推力液圧器内の液圧が補正されて、各推力液圧器によって保持台を押す力の差が小さくなる。そのため保持台は、各推力液圧器側から略均等の力を受け得る。かくして精度良く摩擦圧接をすることができる。また複数のボールねじ軸を一つの推力用モータによって軸回転させる構成であるために、複数の推力用モータによって複数のボールねじ軸を軸回転させかつ制御する構成等に比べて安価かつ小型に構成され得る。
【０００６】
請求項２に記載の発明によると、ボールねじ軸は、推力液圧器を貫通している。したがってボールねじ軸と推力液圧器を並設させた構成等に比べて、推力機構を小型にすることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によると、補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によってシリンダ内に仕切られた第一〜第三の液圧室と、一つのシリンダの第一の液圧室と他のシリンダの第三の液圧室とを連通する第一の連通路と、一つのシリンダの第三の液圧室と他のシリンダの第一の液圧室とを連通する第二の連通路を有している。したがってシリンダ内の第一と第三の液圧室は、それぞれ他のシリンダ内の第三と第一の液圧室と同じ液圧になる。そして第一の液圧室と第三の液圧室の液圧は、同じ方向にシリンダとピストン間に力を発生させる。そのため一対の推力液圧器から発生する力は、ほぼ同じになり、一対の推力液圧器が保持台を押す力がほぼ等しくなる。
【０００８】
請求項４に記載の発明によると、補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によってシリンダ内に仕切られた第一と第二の液圧室と、一つのシリンダの第一の液圧室と他のシリンダの第一の液圧室との液圧差を利用して一つのシリンダの第二の液圧室と他のシリンダの第二の液圧室との間に液圧差を形成する差圧発生器を有している。したがって差圧発生器は、第一の液圧室の液圧を利用して第二の液圧室の液圧を調整するために簡便な構造になる。そして差圧発生器によって一対の推力液圧器によって保持台を押す力を調整することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明によると、差圧発生器は、一対の推力液圧器のシリンダの第一の液圧室間の液圧差を差圧ピストンの推力に変換する第一の補正液圧器と、差圧ピストンと連動する連動ピストンを備え該連動ピストンの推力によって液圧差を形成する第二の補正液圧器を有している。そして第二の補正液圧器で形成した液圧差によって一対の推力液圧器のシリンダの第二の液圧室間に液圧差を形成する。したがって第一と第二の補正液圧器によってシリンダの第二の液圧室の液圧を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜４にしたがって説明する。摩擦圧接装置１は、図１に示すようにベッド９と、ベッド９に移動不能に取付けられる第一の保持台２と、ベッド９にスライド可能に取付けられる第二の保持台（主軸ユニット）３を有している。第一の保持台２は、第一のワークＷ１を把持するクランプ２ａを有している。
【００１１】
第二の保持台３は、図１に示すように一端部に第二のワークＷ２を把持するチャック３ａを有している。第二の保持台３の他端部には、主軸モータ８ａを有する主軸モータ体８が取付けられる。主軸モータ体８と第二の保持台３の間には、主軸モータ８ａからの動力をチャック３ａに伝達して、第二のワークＷ２をチャック３ａとともに軸回転させる動力伝達機構が設けられている（図示省略）。第二の保持台３の上下部には、ベッド９に形成されたレール９ａ，９ｂにスライド可能に装着されるガイド部３ｃ，３ｄが設けられている。
【００１２】
摩擦圧接装置１は、図１に示すように第二の保持台３を第一の保持台２に向けてスライドさせる推力機構４を有している。推力機構４は、推力用モータ４ａと、複数（例えば一対）のボールねじ４ｂ，４ｃと、第一と第二の推力液圧器５，６を有している。推力用モータ４ａは、ベッド９の一端部に設けられたモータブラケット９ｃに装着される。
【００１３】
ボールねじ４ｂ，４ｃは、図１に示すようにボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１と、ナット４ｂ２，４ｃ２と、これらの間に転動可能に設けられる複数のボール（図示省略）を有している。ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１は、長軸棒状であって、外周面に雄ねじを有している。ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１の一端部は、モータブラケット９ｃに軸回転可能に支持され、他端部は、ベッド９の中央に設けられた中間ブラケット９ｄ，９ｅに軸回転可能に支持される。ナット４ｂ２，４ｃ２は、雌ねじを有しており、雌ねじにボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１が螺合される。
【００１４】
図２に示すように各ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１の一端部には、滑車４ｆが取付けられる。滑車４ｆは、タイミングベルト４ｈを介してモータブラケット９ｃに設けられた滑車４ｇに連結される。そして滑車４ｇは、タイミングベルト４ｈを介して推力用モータ４ａの出力軸と連結される。したがって推力用モータ４ａによって複数（例えば一対の）ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を同時に軸回転させることができる。
【００１５】
ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１の他端部には、図１に示すようにタイロッド４ｊ，４ｋが連結される。タイロッド４ｊ，４ｋは、長軸棒状であって、一端部が中間ブラケット９ｄ，９ｅに軸回転不能に取付けられ、他端部がベッド９の他端部に設けられたタイロッドブラケット９ｆに軸回転不能に取付けられる。したがって推力機構４によって発生する推力は、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とタイロッド４ｊ，４ｋによって受け止められ得る。
【００１６】
第一と第二の推力液圧器５，６は、ボールねじ４ｂ，４ｃの推力差を調整する機器であって、図１，３に示すようにナット４ｂ２，４ｃ２と保持台３の間に設けられる。推力液圧器５，６は、シリンダ５ａ，６ａとピストン５ｂ，６ｂを有している。シリンダ５ａ，６ａは、円筒状であって外周面の一部が第二の保持台３側に取付けられる。ピストン５ｂ，６ｂは、シリンダ５ａ，６ａに挿通され、一端部がナット４ｂ２，４ｃ２に相対回転不能に取付けられる。
【００１７】
図３，４に示すようにピストン５ｂは、略円筒状であって、軸孔５ｂ３にボールねじ軸４ｂ１が挿通される。これによりボールねじ軸４ｂ１は、推力液圧器５を貫通し、推力液圧器５と同軸状に配設される。シリンダ５ａの内周面には、ピストン５ｂに向けて突出する第一と第二のシリンダ凸部５ａ１，５ａ２が形成されている。ピストン５ｂの外周面には、シリンダ５ａに向けて突出する第一と第二のピストン凸部５ｂ１，５ｂ２が形成されている。シリンダ凸部５ａ１，５ａ２とピストン凸部５ｂ１，５ｂ２は、軸方向に交互に配設されている。そしてこれらの間には、補正器７の一構成部となる第一〜第三の液圧室５ｃ〜５ｅが仕切られ、オイルなどの液体が封入される。
【００１８】
第一〜第三の液圧室５ｃ〜５ｅは、保持台３の進出方向に順に位置している。シリンダ凸部５ａ１，５ａ２は、それぞれピストン凸部５ｂ１，５ｂ２よりも保持台３の進出方向側に位置している。したがってシリンダ５ａは、第一と第三の液圧室５ｃ，５ｅの液体の液圧上昇によってピストン５ｂに対して進出方向に推力が生じる。第二の液圧室５ｄは、図示しないタンクに連通され、第一と第三の液圧室５ｃ，５ｅからの液漏れを吸収するドレン室として機能させるのが望ましい。
【００１９】
図３に示すように第二の推力液圧器６も、第一の推力液圧器５と同様に形成されており、第一〜第三の液圧室６ｃ〜６ｅ、第一と第二のシリンダ凸部６ａ１，６ａ２、第一と第二のピストン凸部６ｂ１，６ｂ２および軸孔６ｂ３を有している。第一と第二の推力液圧器５，６の間には、補正器７が設けられている。
【００２０】
補正器７は、シリンダ５ａ，６ａ内の液圧を補正する機器であって、図３に示すように第一と第二の連通路７ａ，７ｂを有している。第一と第二の連通路７ａ，７ｂは、保持台３内に、もしくは保持台３の外に設けられる。第一の連通路７ａは、第一の推力液圧器５の第一の液圧室５ｃと、第二の推力液圧器６の第三の液圧室６ｅに開口してこれらを連通する。第二の連通路７ｂは、第一の推力液圧器５の第三の液圧室５ｅと、第二の推力液圧器６の第一の液圧室６ｃに開口してこれらを連通する。
【００２１】
摩擦圧接装置１によって第一と第二のワークＷ１，Ｗ２を摩擦圧接する場合は、先ず、主軸モータ８ａによって第二のワークＷ２を軸回転させる（図１参照）。そして推力機構４によって第二の保持台３を第一の保持台２に向けて移動させて、第二のワークＷ２を第一のワークＷ１に押当てる。これにより第一と第二のワークＷ１，Ｗ２の間に摩擦熱が生じ、その摩擦熱によって第一と第二のワークＷ１，Ｗ２が結合する。
【００２２】
推力機構４によって推力を発生させる場合は、先ず、図３に示すように推力用モータ４ａによって一対のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を回転させる。これによりボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とナット４ｂ２，４ｃ２の間に推力Ｆ１，Ｆ２が生じる。そして推力Ｆ１，Ｆ２によって、推力液圧器５，６の第一の液圧室５ｃ，６ｃ内の液圧が上昇する。液圧室５ｃの液圧は、第一の連通路７ａを介して推力液圧器６の液圧室６ｅに伝わって液圧室５ｃ，６ｅの液圧が同じになる。液圧室６ｃの液圧は、第二の連通路７ｂを介して液圧室５ｅに伝わって液圧室５ｅ，６ｅの液圧が同じになる。
【００２３】
そのため推力Ｆ１，Ｆ２に差がある場合には、第一の液圧室５ｃ，６ｃ間に液圧差が生じる。しかし連通路７ａ，７ｂによって液圧室５ｃと液圧室６ｅが同じ液圧になり、かつ液圧室６ｃと液圧室５ｅが同じ液圧になる。そしてシリンダ５ａ，６ａは、第一の液圧室５ｃ，６ｃの液圧と、第三の液圧室５ｅ，６ｅの液圧によってピストン５ｂ，６ｂに対して進行方向に力を受ける。そのためシリンダ５ａ，６ａが受ける進行方向の力がほぼ等しくなる。これによって第一と第二の推力液圧器５，６によって保持台３を押す力がほぼ等しくなる。
【００２４】
以上のように推力機構４は、図３に示すように推力用モータ４ａと、複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１と、複数のナット４ｂ２，４ｃ２と、複数の推力液圧器５，６と、補正器７を有している。
【００２５】
したがって推力用モータ４ａによって複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１が軸回転し、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とナット４ｂ２，４ｃ２の間に推力Ｆ１，Ｆ２が生じる。そして各ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１側からの推力Ｆ１，Ｆ２に差が生じると、推力液圧器５，６のシリンダ５ａ，６ａ間に液圧差が生じる。そして補正器７によって推力液圧器５，６内の液圧が補正されて、各推力液圧器５，６によって保持台３を押す力の差が小さくなる。そのため保持台３は、各推力液圧器５，６側から略均等の力を受け得る。かくして精度良く摩擦圧接をすることができる。また複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を一つの推力用モータ４ａによって軸回転させる構成であるために、複数の推力用モータによって複数のボールねじ軸を軸回転させかつ制御する構成に比べて安価かつ小型に構成され得る。
【００２６】
またボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１は、図３に示すように推力液圧器５，６に貫通される。したがってボールねじ軸と推力液圧器を並設させた構成等に比べて、推力機構４を小型にすることができる。
【００２７】
また補正器７は、図３に示すように第一〜第三の液圧室５ｃ〜５ｅ，６ｃ〜６ｅと、第一の連通路７ａと第二の連通路７ｂを有している。したがってシリンダ５ａ内の第一と第三の液圧室５ｃ，５ｅは、他のシリンダ６ａ内の第三と第一の液圧室６ｅ，６ｃと同じ液圧になる。そして第一の液圧室５ｃ，６ｃと第三の液圧室５ｅ，６ｅの液圧は、同じ方向にシリンダ５ａ，６ａとピストン６ｂ，６ｂ間に力を発生させる。そのため一対の推力液圧器５，６から発生する力は、ほぼ同じになり、一対の推力液圧器５，６が保持台３を押す力がほぼ等しくなる。
【００２８】
また推力液圧器５，６および補正器７の液路は、図３に示すように閉じた系で構成されている。したがって推力液圧器５，６および補正器７は、簡易に構成され得る。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同様に形成されている。しかし実施の形態２は、図３に示す推力液圧器５，６と補正器７に代えて、図５に示す第一と第二の推力液圧器１１，１２と補正器１５を有している点において実施の形態１と相違している。以下、相違点を中心として実施の形態２について説明する。
【００３０】
第一と第二の推力液圧器１１，１２は、図５に示すようにシリンダ１１ａ，１２ａとピストン１１ｂ，１２ｂを有している。シリンダ１１ａ，１２ａは、第二の保持台３側に取付けられ、ピストン１１ｂ，１２ｂは、ナット４ｂ２，４ｃ２側に取付けられる。ピストン１１ｂ，１２ｂの軸孔１１ｂ３，１２ｂ３には、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１が挿通される。シリンダ１１ａ，１２ａは、シリンダ凸部１１ａ１，１２ａ１を有しており、ピストン１１ｂ，１２ｂは、第一と第二のピストン凸部１１ｂ１，１１ｂ２，１２ｂ１，１２ｂ２を有している。交互に配設されたシリンダ凸部１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２とピストン凸部１１ｂ１，１２ｂ１の間には、補正器１５の一構成部となる第一の液圧室１１ｃ，１２ｃと第二の液圧室１１ｄ，１２ｄが保持台３の進行方向に順に形成されている。
【００３１】
補正器１５は、図５に示すように第一と第二の補正液圧器１３，１４から構成される差圧発生器１６を有している。第一と第二の補正液圧器１３，１４は、シリンダ１３ａ，１４ａとピストン（差圧ピストン１３ｂ、連動ピストン１４ｂ）を有している。シリンダ１３ａ，１４ａの内周面には、ピストン１３ｂ，１４ｂに向けて突出する第一と第二のシリンダ凸部１３ａ１，１３ａ２，１４ａ１，１４ａ２が形成されている。ピストン１３ｂ，１４ｂの外周面には、シリンダ１３ａ，１４ａに向けて突出するピストン凸部１３ｂ１，１４ｂ１が形成されている。交互に配設されたシリンダ凸部１３ａ１，１３ａ２，１４ａ１，１４ａ２とピストン凸部１３ｂ１，１４ｂ１の間には、第一の液圧室１３ｃ，１４ｃと第二の液圧室１３ｄ，１４ｄが保持台３の進行方向に順に形成されている。
【００３２】
差圧ピストン１３ｂと連動ピストン１４ｂは、連結軸１４ｅによって連結されている。連動ピストン１４ｂの液圧室１４ｃ，１４ｄに面する面積（軸方向に垂直な面の面積）は、差圧ピストン１３ｂの液圧室１３ｃ，１３ｄに面する面積（軸方向に垂直な面の面積）の略二倍に設定されている。例えば１．８〜２．２倍に設定されている。第一の補正液圧器１３は、第一の液圧室１３ｃが連通路１５ｂを介して第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｃに連通され、第二の液圧室１３ｄが連通路１５ａを介して第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｃに連通される。第二の補正液圧器１４は、第一の液圧室１４ｃが連通路１５ｃを介して第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｄに連通され、第二の液圧室１４ｄが連通路１５ｄを介して第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｄに連通される。なお連動ピストン１４ｂの液圧室１４ｃ，１４ｄに面する面積は、第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｃ，１１ｄおよび第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｃ，１２ｄの面積と同等である。
【００３３】
図５に示すように推力用モータ４ａによって一対のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を回転させると、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とナット４ｂ２，４ｃ２の間に推力Ｆ１，Ｆ２が生じる。そして推力Ｆ１，Ｆ２によって、推力液圧器１１，１２の第一の液圧室１１ｃ，１２ｃ内の液圧が上昇する。推力Ｆ１，Ｆ２に差がある場合には、液圧室１１ｃ，１２ｃの間に液圧差が生じる。そしてその液圧差が第一の補正液圧器１３によって差圧ピストン１３ｂの推力に変換される。
【００３４】
差圧ピストン１３ｂに生じた推力が第二の補正液圧器１４の連動ピストン１４ｂに伝達され、液圧室１４ｃ，１４ｄに液圧差が形成される。そして液圧室１４ｃ，１４ｄ内は、液圧室１１ｃ，１２ｃの液圧差の略半分の液圧上昇および液圧下降が生じる。例えば、差圧ピストン１３ｂが液圧室１３ｃ，１３ｄの液圧差によって第二の補正液圧器１４方向への推力が生じると、第一の液圧室１４ｃには、液圧室１３ｃ，１３ｄの液圧差の略半分の液圧上昇が生じる。一方、第二の液圧室１４ｄには、液圧室１３ｃ，１３ｄの液圧差の略半分の液圧下降が生じる。
【００３５】
そして連通路１５ｃ，１５ｄによって第一の液圧室１４ｃと第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｄが同じ液圧になり、第二の液圧室１４ｄと第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｄが同じ液圧になる。そしてシリンダ１１ａ，１２ａは、シリンダ凸部１１ａ１，１２ａ１を介して第一の液圧室１１ｃ，１１ｃの液圧上昇によってピストン１１ｂ，１２ｂに対して進行方向に力を受ける。そして第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧上昇あるいは液圧下降によってピストン１１ｂ，１２ｂに対して後退方向あるいは進行方向に力を受ける。
【００３６】
したがってシリンダ１１ａ，１２ａは、第一の液圧室１１ｃ，１２ｃと第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧差によってピストン１１ｂ，１２ｂに対して進行方向に押される。そしてこれら液圧差は、補正器１５によってほぼ同じになるために、シリンダ１１ａ，１２ａによって保持台３を押す力がほぼ等しくなる。
【００３７】
以上のように、補正器１５は、第一と第二の液圧室１１ｃ，１１ｄ，１２ｃ，１２ｄと、差圧発生器１６を有している。したがって差圧発生器１６は、第一の液圧室１１ｃ，１２ｃの液圧を利用して第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧を調整するために簡便な構造になる。そして差圧発生器１６によって一対の推力液圧器１１，１２によって保持台３を押す力を調整することができる。また差圧発生器１６は、第一と第二の補正液圧器１３，１４を有している。したがって第一と第二の補正液圧器１３，１４によってシリンダ１１，１２の第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧を調整することができる。
【００３８】
（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１，２に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）実施の形態１、２の推力機構４は、一対のボールねじ４ｂ，４ｃと、一対の推力液圧器５，６；１１，１２と、補正器７；１５を有していた。しかし一つの推力用モータよって軸回転する三つ以上のボールねじと、三つ以上の推力液圧器と、これら推力液圧器の間の推力差を小さくする補正器を有している形態であっても良い。
（２）実施の形態１、２の推力液圧器５，６；１１，１２は、シリンダ５ａ，６ａ；１１ａ，１２ａが保持台３側に取付けられ、ピストン５ｂ，６ｂ；１１ｂ，１２ｂがナット４ｂ２，４ｃ２側に取付けられていた。しかしシリンダがナット側に取付けられ、ピストンが保持台側に取付けられる形態であっても良い。
（３）実施の形態１、２の推力機構４は、第二の保持台３を第一の保持台２に対して移動させる形態であった。しかし第一の保持台２を第二の保持台３に対して移動させる形態、あるいは両保持台２，３を近接・離間させる形態であっても良い。
（４）実施の形態１、２のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１は、推力液圧器５，６；１１，１２に貫通される形態であった。しかしボールねじ軸が推力液圧器に貫通されず、ボールねじ軸が推力液圧器に並設される形態等であっても良い。
（５）実施の形態２の推力液圧器１１，１２は、一対のピストン凸部１１ｂ１，１１ｂ２，１２ｂ１，１２ｂ２と、その間に突出するシリンダ凸部１１ａ１，１２ａ１を有していた。しかし一対のシリンダ凸部と、その間に突出するピストン凸部を有している形態であっても良い。
（６）実施の形態１の推力液圧器５，６は、図３に示すようにピストン凸部５ｂ１，６ｂ１が後端部側、シリンダ凸部５ａ２，６ａ２が進行端部側に位置する形態であった。しかし左右逆の向き、すなわちピストン凸部５ｂ１，６ｂ１が進行端部側、シリンダ凸部５ａ２，６ａ２が後退端部側に位置する形態であっても良い。
（７）実施の形態１、２の推力液圧器または補正器に、液体を補充する補充器を接続しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】摩擦圧接装置の正面図である。
【図２】図１のII―II線矢視図である。
【図３】推力機構の概略図である。
【図４】推力液圧器の断面図である。
【図５】実施の形態２の推力機構の概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…摩擦圧接装置
２…第一の保持台
３…第二の保持台
４…推力機構
４ａ…推力用モータ
４ｂ，４ｃ…ボールねじ
４ｂ１，４ｃ１…ボールねじ軸
４ｂ２，４ｃ２…ナット
４ｊ，４ｋ…タイロッド
５，６，１１，１２…推力液圧器
５ａ，６ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ…シリンダ
５ａ１，５ａ２，６ａ１，６ａ２，１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２，１３ａ１，１３ａ２，１４ａ１，１４ａ２…シリンダ凸部
５ｂ，６ｂ，１１ｂ，１２ｂ…ピストン
５ｂ１，５ｂ２，６ｂ１，６ｂ２，１１ｂ１，１１ｂ２，１２ｂ１，１２ｂ２，１３ｂ１，１４ｂ１…ピストン凸部
５ｂ３，６ｂ３，１１ｂ３，１２ｂ３…軸孔
５ｃ，６ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ…第一の液圧室
５ｄ，６ｄ，１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ…第二の液圧室
５ｅ，６ｅ…第三の液圧室
７，１５…補正器
７ａ，７ｂ，１５ａ〜１５ｄ…連通路
８…主軸モータ体
８ａ…主軸モータ
９…ベッド
１３…第一の補正液圧器
１３ｂ…差圧ピストン
１４…第二の補正液圧器
１４ｂ…連動ピストン
１４ｅ…連結軸
１６…差圧発生器
Ｗ１，Ｗ２…ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のワークを相対回転させつつ押し当てることで一対のワークを摩擦圧接する摩擦圧接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦圧接装置は、一般に、一対のワークを保持する一対の保持台と、ワークの一つを回転させる主軸モータと、保持台の一つを移動させて一対のワークを押し当てる推力機構を有している。従来の推力機構は、例えば、推力用モータと、その推力用モータによって作動する一対のボールねじを備えている（特許文献１参照）。また従来、一つのボールねじと、ボールねじと保持台の間に生じる実推力を測定するロードセルを有し、ロードセルからの検知信号に基づいて推力用モータを制御する推力機構も知られている。この機構によると、所望の推力を確実に得ることができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−１１３３７９号公報
【特許文献２】特開平９−１４１４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし複数のボールねじを備える推力機構の場合、ボールねじのねじピッチ差等によって生じるリード差や、ボールの転がり抵抗等によって生じる伝達効率差によって各ボールねじによって発生する推力に差が生じる場合があった。そのため精度良く摩擦圧接ができないという問題があった。そこで各ボールねじにロードセルを設けて、各ボールねじを各推力用モータによって制御する方法も考えられ得る。しかしながらこの構成にすると、コスト高または大型になるという問題が生じてしまう。そこで本発明は、複数のボールねじを備え、かつ各ボールねじ側からの推力の差が小さく、かつ安価に構成され得る推力機構を有する摩擦圧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】
【０００４】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える摩擦圧接装置であることを特徴とする。すなわち請求項１に記載の発明によると、推力機構は、一つの推力用モータと、その推力用モータによって軸回転する複数のボールねじ軸と、各ボールねじ軸に螺合される複数のナットと、各ナットと一つの保持台との間に設けられる複数の推力液圧器を有している。推力液圧器は、それぞれナット側または保持台のいずれか一方側に取付けられるシリンダと、いずれか他方側に取付けられるピストンを有し、該ピストンがシリンダ内の液圧によってシリンダに対して推力を生じさせるように連結されている。そして複数の推力液圧器の間には、各推力液圧器のシリンダ内の液圧を補正することで各推力液圧器によって保持台を押す力の差を小さくする補正器が設けられている。
【０００５】
したがって推力用モータによって複数のボールねじ軸が軸回転し、ボールねじ軸とナットの間に推力が生じる。そして各ボールねじ軸側からの推力に差が生じると、推力液圧器のシリンダ間に液圧差が生じる。そして補正器によって推力液圧器内の液圧が補正されて、各推力液圧器によって保持台を押す力の差が小さくなる。そのため保持台は、各推力液圧器側から略均等の力を受け得る。かくして精度良く摩擦圧接をすることができる。また複数のボールねじ軸を一つの推力用モータによって軸回転させる構成であるために、複数の推力用モータによって複数のボールねじ軸を軸回転させかつ制御する構成等に比べて安価かつ小型に構成され得る。
【０００６】
請求項２に記載の発明によると、ボールねじ軸は、推力液圧器を貫通している。したがってボールねじ軸と推力液圧器を並設させた構成等に比べて、推力機構を小型にすることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明によると、補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によってシリンダ内に仕切られた第一〜第三の液圧室と、一つのシリンダの第一の液圧室と他のシリンダの第三の液圧室とを連通する第一の連通路と、一つのシリンダの第三の液圧室と他のシリンダの第一の液圧室とを連通する第二の連通路を有している。したがってシリンダ内の第一と第三の液圧室は、それぞれ他のシリンダ内の第三と第一の液圧室と同じ液圧になる。そして第一の液圧室と第三の液圧室の液圧は、同じ方向にシリンダとピストン間に力を発生させる。そのため一対の推力液圧器から発生する力は、ほぼ同じになり、一対の推力液圧器が保持台を押す力がほぼ等しくなる。
【０００８】
請求項４に記載の発明によると、補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によってシリンダ内に仕切られた第一と第二の液圧室と、一つのシリンダの第一の液圧室と他のシリンダの第一の液圧室との液圧差を利用して一つのシリンダの第二の液圧室と他のシリンダの第二の液圧室との間に液圧差を形成する差圧発生器を有している。したがって差圧発生器は、第一の液圧室の液圧を利用して第二の液圧室の液圧を調整するために簡便な構造になる。そして差圧発生器によって一対の推力液圧器によって保持台を押す力を調整することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明によると、差圧発生器は、一対の推力液圧器のシリンダの第一の液圧室間の液圧差を差圧ピストンの推力に変換する第一の補正液圧器と、差圧ピストンと連動する連動ピストンを備え該連動ピストンの推力によって液圧差を形成する第二の補正液圧器を有している。そして第二の補正液圧器で形成した液圧差によって一対の推力液圧器のシリンダの第二の液圧室間に液圧差を形成する。したがって第一と第二の補正液圧器によってシリンダの第二の液圧室の液圧を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
実施の形態１を図１〜４にしたがって説明する。摩擦圧接装置１は、図１に示すようにベッド９と、ベッド９に移動不能に取付けられる第一の保持台２と、ベッド９にスライド可能に取付けられる第二の保持台（主軸ユニット）３を有している。第一の保持台２は、第一のワークＷ１を把持するクランプ２ａを有している。
【００１１】
第二の保持台３は、図１に示すように一端部に第二のワークＷ２を把持するチャック３ａを有している。第二の保持台３の他端部には、主軸モータ８ａを有する主軸モータ体８が取付けられる。主軸モータ体８と第二の保持台３の間には、主軸モータ８ａからの動力をチャック３ａに伝達して、第二のワークＷ２をチャック３ａとともに軸回転させる動力伝達機構が設けられている（図示省略）。第二の保持台３の上下部には、ベッド９に形成されたレール９ａ，９ｂにスライド可能に装着されるガイド部３ｃ，３ｄが設けられている。
【００１２】
摩擦圧接装置１は、図１に示すように第二の保持台３を第一の保持台２に向けてスライドさせる推力機構４を有している。推力機構４は、推力用モータ４ａと、複数（例えば一対）のボールねじ４ｂ，４ｃと、第一と第二の推力液圧器５，６を有している。推力用モータ４ａは、ベッド９の一端部に設けられたモータブラケット９ｃに装着される。
【００１３】
ボールねじ４ｂ，４ｃは、図１に示すようにボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１と、ナット４ｂ２，４ｃ２と、これらの間に転動可能に設けられる複数のボール（図示省略）を有している。ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１は、長軸棒状であって、外周面に雄ねじを有している。ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１の一端部は、モータブラケット９ｃに軸回転可能に支持され、他端部は、ベッド９の中央に設けられた中間ブラケット９ｄ，９ｅに軸回転可能に支持される。ナット４ｂ２，４ｃ２は、雌ねじを有しており、雌ねじにボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１が螺合される。
【００１４】
図２に示すように各ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１の一端部には、滑車４ｆが取付けられる。滑車４ｆは、タイミングベルト４ｈを介してモータブラケット９ｃに設けられた滑車４ｇに連結される。そして滑車４ｇは、タイミングベルト４ｈを介して推力用モータ４ａの出力軸と連結される。したがって推力用モータ４ａによって複数（例えば一対の）ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を同時に軸回転させることができる。
【００１５】
ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１の他端部には、図１に示すようにタイロッド４ｊ，４ｋが連結される。タイロッド４ｊ，４ｋは、長軸棒状であって、一端部が中間ブラケット９ｄ，９ｅに軸回転不能に取付けられ、他端部がベッド９の他端部に設けられたタイロッドブラケット９ｆに軸回転不能に取付けられる。したがって推力機構４によって発生する推力は、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とタイロッド４ｊ，４ｋによって受け止められ得る。
【００１６】
第一と第二の推力液圧器５，６は、ボールねじ４ｂ，４ｃの推力差を調整する機器であって、図１，３に示すようにナット４ｂ２，４ｃ２と保持台３の間に設けられる。推力液圧器５，６は、シリンダ５ａ，６ａとピストン５ｂ，６ｂを有している。シリンダ５ａ，６ａは、円筒状であって外周面の一部が第二の保持台３側に取付けられる。ピストン５ｂ，６ｂは、シリンダ５ａ，６ａに挿通され、一端部がナット４ｂ２，４ｃ２に相対回転不能に取付けられる。
【００１７】
図３，４に示すようにピストン５ｂは、略円筒状であって、軸孔５ｂ３にボールねじ軸４ｂ１が挿通される。これによりボールねじ軸４ｂ１は、推力液圧器５を貫通し、推力液圧器５と同軸状に配設される。シリンダ５ａの内周面には、ピストン５ｂに向けて突出する第一と第二のシリンダ凸部５ａ１，５ａ２が形成されている。ピストン５ｂの外周面には、シリンダ５ａに向けて突出する第一と第二のピストン凸部５ｂ１，５ｂ２が形成されている。シリンダ凸部５ａ１，５ａ２とピストン凸部５ｂ１，５ｂ２は、軸方向に交互に配設されている。そしてこれらの間には、補正器７の一構成部となる第一〜第三の液圧室５ｃ〜５ｅが仕切られ、オイルなどの液体が封入される。
【００１８】
第一〜第三の液圧室５ｃ〜５ｅは、保持台３の進出方向に順に位置している。シリンダ凸部５ａ１，５ａ２は、それぞれピストン凸部５ｂ１，５ｂ２よりも保持台３の進出方向側に位置している。したがってシリンダ５ａは、第一と第三の液圧室５ｃ，５ｅの液体の液圧上昇によってピストン５ｂに対して進出方向に推力が生じる。第二の液圧室５ｄは、図示しないタンクに連通され、第一と第三の液圧室５ｃ，５ｅからの液漏れを吸収するドレン室として機能させるのが望ましい。
【００１９】
図３に示すように第二の推力液圧器６も、第一の推力液圧器５と同様に形成されており、第一〜第三の液圧室６ｃ〜６ｅ、第一と第二のシリンダ凸部６ａ１，６ａ２、第一と第二のピストン凸部６ｂ１，６ｂ２および軸孔６ｂ３を有している。第一と第二の推力液圧器５，６の間には、補正器７が設けられている。
【００２０】
補正器７は、シリンダ５ａ，６ａ内の液圧を補正する機器であって、図３に示すように第一と第二の連通路７ａ，７ｂを有している。第一と第二の連通路７ａ，７ｂは、保持台３内に、もしくは保持台３の外に設けられる。第一の連通路７ａは、第一の推力液圧器５の第一の液圧室５ｃと、第二の推力液圧器６の第三の液圧室６ｅに開口してこれらを連通する。第二の連通路７ｂは、第一の推力液圧器５の第三の液圧室５ｅと、第二の推力液圧器６の第一の液圧室６ｃに開口してこれらを連通する。
【００２１】
摩擦圧接装置１によって第一と第二のワークＷ１，Ｗ２を摩擦圧接する場合は、先ず、主軸モータ８ａによって第二のワークＷ２を軸回転させる（図１参照）。そして推力機構４によって第二の保持台３を第一の保持台２に向けて移動させて、第二のワークＷ２を第一のワークＷ１に押当てる。これにより第一と第二のワークＷ１，Ｗ２の間に摩擦熱が生じ、その摩擦熱によって第一と第二のワークＷ１，Ｗ２が結合する。
【００２２】
推力機構４によって推力を発生させる場合は、先ず、図３に示すように推力用モータ４ａによって一対のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を回転させる。これによりボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とナット４ｂ２，４ｃ２の間に推力Ｆ１，Ｆ２が生じる。そして推力Ｆ１，Ｆ２によって、推力液圧器５，６の第一の液圧室５ｃ，６ｃ内の液圧が上昇する。液圧室５ｃの液圧は、第一の連通路７ａを介して推力液圧器６の液圧室６ｅに伝わって液圧室５ｃ，６ｅの液圧が同じになる。液圧室６ｃの液圧は、第二の連通路７ｂを介して液圧室５ｅに伝わって液圧室５ｅ，６ｅの液圧が同じになる。
【００２３】
そのため推力Ｆ１，Ｆ２に差がある場合には、第一の液圧室５ｃ，６ｃ間に液圧差が生じる。しかし連通路７ａ，７ｂによって液圧室５ｃと液圧室６ｅが同じ液圧になり、かつ液圧室６ｃと液圧室５ｅが同じ液圧になる。そしてシリンダ５ａ，６ａは、第一の液圧室５ｃ，６ｃの液圧と、第三の液圧室５ｅ，６ｅの液圧によってピストン５ｂ，６ｂに対して進行方向に力を受ける。そのためシリンダ５ａ，６ａが受ける進行方向の力がほぼ等しくなる。これによって第一と第二の推力液圧器５，６によって保持台３を押す力がほぼ等しくなる。
【００２４】
以上のように推力機構４は、図３に示すように推力用モータ４ａと、複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１と、複数のナット４ｂ２，４ｃ２と、複数の推力液圧器５，６と、補正器７を有している。
【００２５】
したがって推力用モータ４ａによって複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１が軸回転し、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とナット４ｂ２，４ｃ２の間に推力Ｆ１，Ｆ２が生じる。そして各ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１側からの推力Ｆ１，Ｆ２に差が生じると、推力液圧器５，６のシリンダ５ａ，６ａ間に液圧差が生じる。そして補正器７によって推力液圧器５，６内の液圧が補正されて、各推力液圧器５，６によって保持台３を押す力の差が小さくなる。そのため保持台３は、各推力液圧器５，６側から略均等の力を受け得る。かくして精度良く摩擦圧接をすることができる。また複数のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を一つの推力用モータ４ａによって軸回転させる構成であるために、複数の推力用モータによって複数のボールねじ軸を軸回転させかつ制御する構成に比べて安価かつ小型に構成され得る。
【００２６】
またボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１は、図３に示すように推力液圧器５，６に貫通される。したがってボールねじ軸と推力液圧器を並設させた構成等に比べて、推力機構４を小型にすることができる。
【００２７】
また補正器７は、図３に示すように第一〜第三の液圧室５ｃ〜５ｅ，６ｃ〜６ｅと、第一の連通路７ａと第二の連通路７ｂを有している。したがってシリンダ５ａ内の第一と第三の液圧室５ｃ，５ｅは、他のシリンダ６ａ内の第三と第一の液圧室６ｅ，６ｃと同じ液圧になる。そして第一の液圧室５ｃ，６ｃと第三の液圧室５ｅ，６ｅの液圧は、同じ方向にシリンダ５ａ，６ａとピストン６ｂ，６ｂ間に力を発生させる。そのため一対の推力液圧器５，６から発生する力は、ほぼ同じになり、一対の推力液圧器５，６が保持台３を押す力がほぼ等しくなる。
【００２８】
また推力液圧器５，６および補正器７の液路は、図３に示すように閉じた系で構成されている。したがって推力液圧器５，６および補正器７は、簡易に構成され得る。
【００２９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１とほぼ同様に形成されている。しかし実施の形態２は、図３に示す推力液圧器５，６と補正器７に代えて、図５に示す第一と第二の推力液圧器１１，１２と補正器１５を有している点において実施の形態１と相違している。以下、相違点を中心として実施の形態２について説明する。
【００３０】
第一と第二の推力液圧器１１，１２は、図５に示すようにシリンダ１１ａ，１２ａとピストン１１ｂ，１２ｂを有している。シリンダ１１ａ，１２ａは、第二の保持台３側に取付けられ、ピストン１１ｂ，１２ｂは、ナット４ｂ２，４ｃ２側に取付けられる。ピストン１１ｂ，１２ｂの軸孔１１ｂ３，１２ｂ３には、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１が挿通される。シリンダ１１ａ，１２ａは、シリンダ凸部１１ａ１，１２ａ１を有しており、ピストン１１ｂ，１２ｂは、第一と第二のピストン凸部１１ｂ１，１１ｂ２，１２ｂ１，１２ｂ２を有している。交互に配設されたシリンダ凸部１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２とピストン凸部１１ｂ１，１２ｂ１の間には、補正器１５の一構成部となる第一の液圧室１１ｃ，１２ｃと第二の液圧室１１ｄ，１２ｄが保持台３の進行方向に順に形成されている。
【００３１】
補正器１５は、図５に示すように第一と第二の補正液圧器１３，１４から構成される差圧発生器１６を有している。第一と第二の補正液圧器１３，１４は、シリンダ１３ａ，１４ａとピストン（差圧ピストン１３ｂ、連動ピストン１４ｂ）を有している。シリンダ１３ａ，１４ａの内周面には、ピストン１３ｂ，１４ｂに向けて突出する第一と第二のシリンダ凸部１３ａ１，１３ａ２，１４ａ１，１４ａ２が形成されている。ピストン１３ｂ，１４ｂの外周面には、シリンダ１３ａ，１４ａに向けて突出するピストン凸部１３ｂ１，１４ｂ１が形成されている。交互に配設されたシリンダ凸部１３ａ１，１３ａ２，１４ａ１，１４ａ２とピストン凸部１３ｂ１，１４ｂ１の間には、第一の液圧室１３ｃ，１４ｃと第二の液圧室１３ｄ，１４ｄが保持台３の進行方向に順に形成されている。
【００３２】
差圧ピストン１３ｂと連動ピストン１４ｂは、連結軸１４ｅによって連結されている。連動ピストン１４ｂの液圧室１４ｃ，１４ｄに面する面積（軸方向に垂直な面の面積）は、差圧ピストン１３ｂの液圧室１３ｃ，１３ｄに面する面積（軸方向に垂直な面の面積）の略二倍に設定されている。例えば１．８〜２．２倍に設定されている。第一の補正液圧器１３は、第一の液圧室１３ｃが連通路１５ｂを介して第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｃに連通され、第二の液圧室１３ｄが連通路１５ａを介して第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｃに連通される。第二の補正液圧器１４は、第一の液圧室１４ｃが連通路１５ｃを介して第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｄに連通され、第二の液圧室１４ｄが連通路１５ｄを介して第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｄに連通される。なお連動ピストン１４ｂの液圧室１４ｃ，１４ｄに面する面積は、第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｃ，１１ｄおよび第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｃ，１２ｄの面積と同等である。
【００３３】
図５に示すように推力用モータ４ａによって一対のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１を回転させると、ボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１とナット４ｂ２，４ｃ２の間に推力Ｆ１，Ｆ２が生じる。そして推力Ｆ１，Ｆ２によって、推力液圧器１１，１２の第一の液圧室１１ｃ，１２ｃ内の液圧が上昇する。推力Ｆ１，Ｆ２に差がある場合には、液圧室１１ｃ，１２ｃの間に液圧差が生じる。そしてその液圧差が第一の補正液圧器１３によって差圧ピストン１３ｂの推力に変換される。
【００３４】
差圧ピストン１３ｂに生じた推力が第二の補正液圧器１４の連動ピストン１４ｂに伝達され、液圧室１４ｃ，１４ｄに液圧差が形成される。そして液圧室１４ｃ，１４ｄ内は、液圧室１１ｃ，１２ｃの液圧差の略半分の液圧上昇および液圧下降が生じる。例えば、差圧ピストン１３ｂが液圧室１３ｃ，１３ｄの液圧差によって第二の補正液圧器１４方向への推力が生じると、第一の液圧室１４ｃには、液圧室１３ｃ，１３ｄの液圧差の略半分の液圧上昇が生じる。一方、第二の液圧室１４ｄには、液圧室１３ｃ，１３ｄの液圧差の略半分の液圧下降が生じる。
【００３５】
そして連通路１５ｃ，１５ｄによって第一の液圧室１４ｃと第一の推力液圧器１１の液圧室１１ｄが同じ液圧になり、第二の液圧室１４ｄと第二の推力液圧器１２の液圧室１２ｄが同じ液圧になる。そしてシリンダ１１ａ，１２ａは、シリンダ凸部１１ａ１，１２ａ１を介して第一の液圧室１１ｃ，１１ｃの液圧上昇によってピストン１１ｂ，１２ｂに対して進行方向に力を受ける。そして第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧上昇あるいは液圧下降によってピストン１１ｂ，１２ｂに対して後退方向あるいは進行方向に力を受ける。
【００３６】
したがってシリンダ１１ａ，１２ａは、第一の液圧室１１ｃ，１２ｃと第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧差によってピストン１１ｂ，１２ｂに対して進行方向に押される。そしてこれら液圧差は、補正器１５によってほぼ同じになるために、シリンダ１１ａ，１２ａによって保持台３を押す力がほぼ等しくなる。
【００３７】
以上のように、補正器１５は、第一と第二の液圧室１１ｃ，１１ｄ，１２ｃ，１２ｄと、差圧発生器１６を有している。したがって差圧発生器１６は、第一の液圧室１１ｃ，１２ｃの液圧を利用して第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧を調整するために簡便な構造になる。そして差圧発生器１６によって一対の推力液圧器１１，１２によって保持台３を押す力を調整することができる。また差圧発生器１６は、第一と第二の補正液圧器１３，１４を有している。したがって第一と第二の補正液圧器１３，１４によってシリンダ１１，１２の第二の液圧室１１ｄ，１２ｄの液圧を調整することができる。
【００３８】
（他の実施の形態）
本発明は、実施の形態１，２に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）実施の形態１、２の推力機構４は、一対のボールねじ４ｂ，４ｃと、一対の推力液圧器５，６；１１，１２と、補正器７；１５を有していた。しかし一つの推力用モータよって軸回転する三つ以上のボールねじと、三つ以上の推力液圧器と、これら推力液圧器の間の推力差を小さくする補正器を有している形態であっても良い。
（２）実施の形態１、２の推力液圧器５，６；１１，１２は、シリンダ５ａ，６ａ；１１ａ，１２ａが保持台３側に取付けられ、ピストン５ｂ，６ｂ；１１ｂ，１２ｂがナット４ｂ２，４ｃ２側に取付けられていた。しかしシリンダがナット側に取付けられ、ピストンが保持台側に取付けられる形態であっても良い。
（３）実施の形態１、２の推力機構４は、第二の保持台３を第一の保持台２に対して移動させる形態であった。しかし第一の保持台２を第二の保持台３に対して移動させる形態、あるいは両保持台２，３を近接・離間させる形態であっても良い。
（４）実施の形態１、２のボールねじ軸４ｂ１，４ｃ１は、推力液圧器５，６；１１，１２に貫通される形態であった。しかしボールねじ軸が推力液圧器に貫通されず、ボールねじ軸が推力液圧器に並設される形態等であっても良い。
（５）実施の形態２の推力液圧器１１，１２は、一対のピストン凸部１１ｂ１，１１ｂ２，１２ｂ１，１２ｂ２と、その間に突出するシリンダ凸部１１ａ１，１２ａ１を有していた。しかし一対のシリンダ凸部と、その間に突出するピストン凸部を有している形態であっても良い。
（６）実施の形態１の推力液圧器５，６は、図３に示すようにピストン凸部５ｂ１，６ｂ１が後端部側、シリンダ凸部５ａ２，６ａ２が進行端部側に位置する形態であった。しかし左右逆の向き、すなわちピストン凸部５ｂ１，６ｂ１が進行端部側、シリンダ凸部５ａ２，６ａ２が後退端部側に位置する形態であっても良い。
（７）実施の形態１、２の推力液圧器または補正器に、液体を補充する補充器を接続しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】摩擦圧接装置の正面図である。
【図２】図１のII―II線矢視図である。
【図３】推力機構の概略図である。
【図４】推力液圧器の断面図である。
【図５】実施の形態２の推力機構の概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…摩擦圧接装置
２…第一の保持台
３…第二の保持台
４…推力機構
４ａ…推力用モータ
４ｂ，４ｃ…ボールねじ
４ｂ１，４ｃ１…ボールねじ軸
４ｂ２，４ｃ２…ナット
４ｊ，４ｋ…タイロッド
５，６，１１，１２…推力液圧器
５ａ，６ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ…シリンダ
５ａ１，５ａ２，６ａ１，６ａ２，１１ａ１，１１ａ２，１２ａ１，１２ａ２，１３ａ１，１３ａ２，１４ａ１，１４ａ２…シリンダ凸部
５ｂ，６ｂ，１１ｂ，１２ｂ…ピストン
５ｂ１，５ｂ２，６ｂ１，６ｂ２，１１ｂ１，１１ｂ２，１２ｂ１，１２ｂ２，１３ｂ１，１４ｂ１…ピストン凸部
５ｂ３，６ｂ３，１１ｂ３，１２ｂ３…軸孔
５ｃ，６ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ…第一の液圧室
５ｄ，６ｄ，１１ｄ，１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ…第二の液圧室
５ｅ，６ｅ…第三の液圧室
７，１５…補正器
７ａ，７ｂ，１５ａ〜１５ｄ…連通路
８…主軸モータ体
８ａ…主軸モータ
９…ベッド
１３…第一の補正液圧器
１３ｂ…差圧ピストン
１４…第二の補正液圧器
１４ｂ…連動ピストン
１４ｅ…連結軸
１６…差圧発生器
Ｗ１，Ｗ２…ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のワークを互いに相対回転させつつ押し当てることで前記一対のワークを摩擦圧接する摩擦圧接装置であって、
前記各ワークを一対の保持台それぞれに保持させ、該一対の保持台を互いに相対的に近接させて前記一対のワークを押し当てる推力機構を有し、
前記推力機構は、一つの推力用モータと、その推力用モータによって軸回転する複数のボールねじ軸と、前記各ボールねじ軸に螺合される複数のナットと、前記各ナットと前記一つの保持台との間に設けられる複数の推力液圧器を有し、
前記各推力液圧器は、前記ナット側または前記保持台のいずれか一方側に取付けられるシリンダと、いずれか他方側に取付けられるピストンを有し、該ピストンが前記シリンダ内の液圧によって前記シリンダに対して推力を発生可能に連結され、
前記複数の推力液圧器の間には、前記各推力液圧器のシリンダ内の液圧を補正することで前記各推力液圧器によって前記保持台を押す力の差を小さくする補正器が設けられていることを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦圧接装置であって、
ボールねじ軸は、推力液圧器を貫通していることを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の摩擦圧接装置であって、
補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によって前記シリンダ内に仕切られた第一〜第三の液圧室と、一つの前記シリンダの前記第一の液圧室と他の前記シリンダの前記第三の液圧室とを連通する第一の連通路と、前記一つのシリンダの前記第三の液圧室と前記他のシリンダの前記第一の液圧室とを連通する第二の連通路を有することを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の摩擦圧接装置であって、
補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によって前記シリンダ内に仕切られた第一と第二の液圧室と、一つの前記シリンダの前記第一の液圧室と他の前記シリンダの前記第一の液圧室との液圧差を利用して前記一つのシリンダの前記第二の液圧室と前記他のシリンダの前記第二の液圧室との間に液圧差を形成する差圧発生器を有することを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項５】
請求項４に記載の摩擦圧接装置であって、
差圧発生器は、一対の推力液圧器のシリンダの第一の液圧室間の液圧差を差圧ピストンの推力に変換する第一の補正液圧器と、前記差圧ピストンと連動する連動ピストンを備え該連動ピストンの推力によって液圧差を形成する第二の補正液圧器を有し、前記第二の補正液圧器で形成した液圧差によって前記一対の推力液圧器のシリンダの第二の液圧室間に液圧差を形成することを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項１】
一対のワークを互いに相対回転させつつ押し当てることで前記一対のワークを摩擦圧接する摩擦圧接装置であって、
前記各ワークを一対の保持台それぞれに保持させ、該一対の保持台を互いに相対的に近接させて前記一対のワークを押し当てる推力機構を有し、
前記推力機構は、一つの推力用モータと、その推力用モータによって軸回転する複数のボールねじ軸と、前記各ボールねじ軸に螺合される複数のナットと、前記各ナットと前記一つの保持台との間に設けられる複数の推力液圧器を有し、
前記各推力液圧器は、前記ナット側または前記保持台のいずれか一方側に取付けられるシリンダと、いずれか他方側に取付けられるピストンを有し、該ピストンが前記シリンダ内の液圧によって前記シリンダに対して推力を発生可能に連結され、
前記複数の推力液圧器の間には、前記各推力液圧器のシリンダ内の液圧を補正することで前記各推力液圧器によって前記保持台を押す力の差を小さくする補正器が設けられていることを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦圧接装置であって、
ボールねじ軸は、推力液圧器を貫通していることを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の摩擦圧接装置であって、
補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によって前記シリンダ内に仕切られた第一〜第三の液圧室と、一つの前記シリンダの前記第一の液圧室と他の前記シリンダの前記第三の液圧室とを連通する第一の連通路と、前記一つのシリンダの前記第三の液圧室と前記他のシリンダの前記第一の液圧室とを連通する第二の連通路を有することを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の摩擦圧接装置であって、
補正器は、推力液圧器のシリンダとピストンから交互に突出する凸部によって前記シリンダ内に仕切られた第一と第二の液圧室と、一つの前記シリンダの前記第一の液圧室と他の前記シリンダの前記第一の液圧室との液圧差を利用して前記一つのシリンダの前記第二の液圧室と前記他のシリンダの前記第二の液圧室との間に液圧差を形成する差圧発生器を有することを特徴とする摩擦圧接装置。
【請求項５】
請求項４に記載の摩擦圧接装置であって、
差圧発生器は、一対の推力液圧器のシリンダの第一の液圧室間の液圧差を差圧ピストンの推力に変換する第一の補正液圧器と、前記差圧ピストンと連動する連動ピストンを備え該連動ピストンの推力によって液圧差を形成する第二の補正液圧器を有し、前記第二の補正液圧器で形成した液圧差によって前記一対の推力液圧器のシリンダの第二の液圧室間に液圧差を形成することを特徴とする摩擦圧接装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２５５１２３（Ｐ２００９−２５５１２３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６７６２（Ｐ２００８−１０６７６２）
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１０１９９４）イヅミ工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【出願人】（０００１０１９９４）イヅミ工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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