特許 7200061 リンクアーム部材の製造装置及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-23

(45)【発行日】2023-01-06

(54)【発明の名称】リンクアーム部材の製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/21 20140101AFI20221226BHJP

【ＦＩ】

B23K26/21 N

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019133265

(22)【出願日】2019-07-19

(65)【公開番号】P2021016877

(43)【公開日】2021-02-15

【審査請求日】2022-01-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000142115

【氏名又は名称】株式会社協豊製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本田 勝喜

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２１０８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４９３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４４４７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リンクアーム本体（３）に円筒形のスリーブ（４）が接合されてなるリンクアーム部材（２）の製造装置（１，１０１）であって、
上記リンクアーム本体を保持した状態で基準軸線（Ａ）を中心に回転可能な回転テーブル（１０）と、
上記回転テーブルとの間で相対移動可能な可動体（２０）と、
上記回転テーブルに保持された上記リンクアーム本体に対する上記スリーブの位置決めを行う位置決め機構（３０，１３０）と、
上記位置決め機構によって互いに位置決めされた上記リンクアーム本体と上記スリーブの外周縁部（５）との境界領域（６）に向けてレーザー光（Ｌ）を照射するレーザー照射部（４０）と、
を備え、
上記位置決め機構は、
上記回転テーブルに上記基準軸線を通るように設けられた挿入軸部（１２，１１２）と、
上記可動体に上記スリーブの筒穴（４ａ）に嵌合可能に設けられた嵌合軸部（２１，１２１）と、
上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか一方に設けられた係合凸部（３１，１３１）と、
上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか他方に設けられた係合凹部（３２，１３２）と、
上記嵌合軸部が上記筒穴に挿入されるように上記可動体を上記基準軸線上で上記回転テーブルに対する押し付け方向（Ｘ１）に駆動可能な駆動部（３６）と、
を有し、
上記リンクアーム本体に設けられている貫通穴（３ａ）に上記挿入軸部が挿入され且つ上記貫通穴と上記筒穴の位置合わせがなされた状態で、上記駆動部によって上記回転テーブルに対して上記可動体を上記押し付け方向に駆動して上記嵌合軸部を上記筒穴に挿入することによって、上記基準軸線上で上記嵌合軸部が上記筒穴に緊密に嵌合し且つ上記係合凸部が上記係合凹部に緊密に嵌合するように構成されている、リンクアーム部材の製造装置（１，１０１）。

【請求項2】

上記可動体は、上記嵌合軸部が上記筒穴に挿入された状態で、上記駆動部によって上記押し付け方向に付勢されることにより上記回転テーブルとともに上記基準軸線を中心に周方向（Ｚ）に回転可能に構成されている、請求項１に記載の、リンクアーム部材の製造装置。

【請求項3】

上記嵌合軸部に上記係合凹部が設けられ、上記回転テーブルの上記挿入軸部に上記係合凸部が設けられており、上記係合凸部には、上記貫通穴に対する上記筒穴の位置合わせがなされるように上記スリーブを誘い込む誘い込み部（１３５）が設けられている、請求項１または２に記載の、リンクアーム部材の製造装置。

【請求項4】

上記スリーブの上記外周縁部には、面取り角度（θ）が実質的に４５°であり且つ面取りエッジ長さ（Ｂ）が０．０５ｍｍから０．３ｍｍまでの範囲に設定された面取り部（５ａ）が設けられており、
上記レーザー照射部は、上記面取り部におけるレーザースポット径（Ｌａ）がφ０．２ｍｍからφ１．０ｍｍまでの範囲となるように上記レーザー光を上記面取り部に向けて照射するように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の、リンクアーム部材の製造装置。

【請求項5】

リンクアーム本体（３）に円筒形のスリーブ（４）が接合されてなるリンクアーム部材（２）の製造方法であって、
基準軸線（Ａ）を中心に回転可能な回転テーブル（１０）に上記基準軸線を通るように設けられている挿入軸部（１２，１１２）を上記リンクアーム本体に設けられている貫通穴（３ａ）に挿入することによって上記リンクアーム本体を保持する保持工程（Ｓ１０）と、
上記保持工程で上記回転テーブルに保持された上記リンクアーム本体に対する上記スリーブの位置決めを行う位置決め工程（Ｓ２０）と、
上記位置決め工程で互いに位置決めされた上記リンクアーム本体と上記スリーブの外周縁部（５）との境界領域（６）に向けてレーザー光（Ｌ）を照射しつつ、上記基準軸線（Ａ）を中心に上記回転テーブルを周方向（Ｚ）に回転させて上記レーザー光の照射位置を変更するレーザー溶接工程（Ｓ３０）と、を有し、
上記位置決め工程には、上記リンクアーム本体の上記貫通穴と上記スリーブの筒穴（４ａ）とを位置合わせする第１ステップ（Ｓ２１）と、上記回転テーブルに対して可動体（２０）を上記基準軸線上で押し付け方向（Ｘ１）に駆動して上記可動体に設けられている嵌合軸部（２１，１２１）を上記筒穴に挿入することによって、上記基準軸線上で上記嵌合軸部を上記筒穴に緊密に嵌合させ且つ上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか一方に設けられた係合凸部（３１，１３１）を上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか他方に設けられた係合凹部（３２，１３２）に緊密に嵌合させる第２ステップ（Ｓ２２）と、が含まれている、リンクアーム部材の製造方法。

【請求項6】

上記位置決め工程には、上記第２ステップで上記嵌合軸部を上記筒穴に挿入した状態で、上記基準軸線を中心に上記回転テーブルとともに上記周方向に回転可能な上記可動体を上記基準軸線上で上記回転テーブルに対する押し付け方向（Ｘ１）へ付勢する第３ステップ（Ｓ２３）が含まれている、請求項５に記載の、リンクアーム部材の製造方法。

【請求項7】

上記スリーブの上記外周縁部には、面取り角度（θ）が実質的に４５°であり且つ面取りエッジ長さ（Ｂ）が０．０５ｍｍから０．３ｍｍまでの範囲に設定された面取り部（５ａ）が設けられており、
上記レーザー溶接工程において、上記面取り部におけるレーザースポット径（Ｌａ）がφ０．２ｍｍからφ１．０ｍｍまでの範囲となるように上記レーザー光を上記面取り部に向けて照射する、請求項５または６に記載の、リンクアーム部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リンクアーム部材の製造技術に関する。

【背景技術】

【0002】

下記の特許文献１には、自動変速機のシフトレバー装置が開示されている。このシフトレバー装置は、２つの車両部品を連結するリンク機構を構成する複数のリンクアームを備えている。

【0003】

また、この種の車両用のリンクアームとして、リンクアーム本体に円筒形のスリーブが接合されてなるリンクアーム部材が知られている。このリンクアーム部材において、スリーブは車両側の軸部との係合によってリンクアーム部材自体の取り付けに使用され、リンクアーム本体の両端部が車両部品に連結されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１８３９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記のリンクアーム部材を製造するための工法として、金属材料の塑性変形を利用してリンクアーム本体にスリーブを接合するカシメ加工や、アーク溶接、レーザー溶接などを使用することが考えられる。

【0006】

カシメ加工を使用する場合、スリーブの形状をリンクアーム本体の形状に合わせて複雑化する必要があり、スリーブの切削加工に要するコストが高くなるため、リンクアーム部材を低コストで量産化するのが難しいという問題がある。アーク溶接を使用する場合、溶接時の熱変形によって製品の寸法精度が低くなり、またワークの溶け落ちやスパッタの付着などによって外観品質が悪くなるため、高品質のリンクアーム部材を量産化するのが難しいという問題がある。レーザー溶接を使用する場合、レーザー光のスポット径が小さいため、リンクアーム本体とスリーブとの位置決め精度が低いときにはリンクアーム本体とスリーブを確実に接合することができないため、高品質のリンクアーム部材を量産化するのが難しいという問題がある。

【0007】

本発明者は、上記の各工法についての問題点を踏まえた上で、高品質のリンクアーム部材を低コストで量産化するための技術について鋭意検討した。その検討の結果、本発明者は、レーザー溶接においてリンクアーム本体とスリーブとの位置決め精度を高める技術を構築することによって、高品質のリンクアーム部材を量産化することに成功した。

【0008】

本発明は、高品質のリンクアーム部材をレーザー溶接によって量産化するのに有効な技術しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、
リンクアーム本体（３）に円筒形のスリーブ（４）が接合されてなるリンクアーム部材（２）の製造装置（１，１０１）であって、
上記リンクアーム本体を保持した状態で基準軸線（Ａ）を中心に回転可能な回転テーブル（１０）と、
上記回転テーブルとの間で相対移動可能な可動体（２０）と、
上記回転テーブルに保持された上記リンクアーム本体に対する上記スリーブの位置決めを行う位置決め機構（３０，１３０）と、
上記位置決め機構によって互いに位置決めされた上記リンクアーム本体と上記スリーブの外周縁部（５）との境界領域（６）に向けてレーザー光（Ｌ）を照射するレーザー照射部（４０）と、
を備え、
上記位置決め機構は、
上記回転テーブルに上記基準軸線を通るように設けられた挿入軸部（１２，１１２）と、
上記可動体に上記スリーブの筒穴（４ａ）に嵌合可能に設けられた嵌合軸部（２１，１２１）と、
上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか一方に設けられた係合凸部（３１，１３１）と、
上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか他方に設けられた係合凹部（３２，１３２）と、
上記嵌合軸部が上記筒穴に挿入されるように上記可動体を上記基準軸線上で上記回転テーブルに対する押し付け方向（Ｘ１）に駆動可能な駆動部（３６）と、
を有し、
上記リンクアーム本体に設けられている貫通穴（３ａ）に上記挿入軸部が挿入され且つ上記貫通穴と上記筒穴の位置合わせがなされた状態で、上記駆動部によって上記回転テーブルに対して上記可動体を上記押し付け方向に駆動して上記嵌合軸部を上記筒穴に挿入することによって、上記基準軸線上で上記嵌合軸部が上記筒穴に緊密に嵌合し且つ上記係合凸部が上記係合凹部に緊密に嵌合するように構成されている、リンクアーム部材の製造装置（１，１０１）、
にある。

【0010】

本発明の別の一態様は、
リンクアーム本体（３）に円筒形のスリーブ（４）が接合されてなるリンクアーム部材（２）の製造方法であって、
基準軸線（Ａ）を中心に回転可能な回転テーブル（１０）に上記基準軸線を通るように設けられている挿入軸部（１２，１１２）を上記リンクアーム本体に設けられている貫通穴（３ａ）に挿入することによって上記リンクアーム本体を保持する保持工程（Ｓ１０）と、
上記保持工程で上記回転テーブルに保持された上記リンクアーム本体に対する上記スリーブの位置決めを行う位置決め工程（Ｓ２０）と、
上記位置決め工程で互いに位置決めされた上記リンクアーム本体と上記スリーブの外周縁部（５）との境界領域（６）に向けてレーザー光（Ｌ）を照射しつつ、上記基準軸線（Ａ）を中心に上記回転テーブルを周方向（Ｚ）に回転させて上記レーザー光の照射位置を変更するレーザー溶接工程（Ｓ３０）と、を有し、
上記位置決め工程には、上記リンクアーム本体の上記貫通穴と上記スリーブの筒穴（４ａ）とを位置合わせする第１ステップ（Ｓ２１）と、上記回転テーブルに対して可動体（２０）を上記基準軸線上で押し付け方向（Ｘ１）に駆動して上記可動体に設けられている嵌合軸部（２１，１２１）を上記筒穴に挿入することによって、上記基準軸線上で上記嵌合軸部を上記筒穴に緊密に嵌合させ且つ上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか一方に設けられた係合凸部（３１，１３１）を上記挿入軸部及び上記嵌合軸部のいずれか他方に設けられた係合凹部（３２，１３２）に緊密に嵌合させる第２ステップ（Ｓ２２）と、が含まれている、リンクアーム部材の製造方法、
にある。

【発明の効果】

【0011】

上記の各態様において、リンクアーム本体の貫通穴に回転テーブルの挿入軸部が挿入され且つ貫通穴とスリーブの筒穴の位置合わせがなされた状態で、回転テーブルに対して可動体を基準軸線上で押し付け方向へ駆動して嵌合軸部をスリーブの筒穴に挿入する。これにより、基準軸線上で嵌合軸部をスリーブの筒穴に緊密に嵌合させ且つ係合凸部を係合凹部に緊密に嵌合させることができる。この場合、可動体を基準軸線上で押し付け方向へ駆動させるのみで、リンクアーム本体に対するスリーブの位置決めを高い精度で行うことができる。

【0012】

そして、高い精度で位置決めされたリンクアーム本体とスリーブの外周縁部との境界領域に向けてレーザー光を照射することによって、レーザー光のスポット径が小さい場合でもリンクアーム本体とスリーブをレーザー溶接で確実に接合することができる。これにより、高品質のリンクアーム部材の量産化が可能になる。

【0013】

以上のごとく、上記の各態様によれば、高品質のリンクアーム部材をレーザー溶接によって量産化するのに有効な技術を提供することができる。

【0014】

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態１の、リンクアーム部材の製造装置の側面図。

【図2】図１中の回転テーブルの周辺の分解斜視図。

【図3】実施形態１の、リンクアーム部材の製造方法のフローチャートを示す図。

【図4】図３中の位置決め工程のフローチャートを示す図。

【図5】図１の製造装置について図４中の第１ステップの実行時の様子を示す断面図。

【図6】図５のVI-VI線矢視断面図。

【図7】図１の製造装置について図４中の第２ステップの実行時の様子を示す断面図。

【図8】図７のVIII-VIII線矢視断面図。

【図9】図７のIX-IX線矢視断面図。

【図10】図１の製造装置について図３中のレーザー溶接工程の実行時の様子を示す断面図。

【図11】図１０の部分拡大図。

【図12】実施形態２の、リンクアーム部材の製造装置について回転テーブルの周辺の分解斜視図。

【図13】実施形態２の製造装置について図５に対応した断面図。

【図14】図１３のXIV-XIV線矢視断面図。

【図15】実施形態２の製造装置について図７に対応した断面図。

【図16】図１５のXVI-XVI線矢視断面図。

【図17】実施形態２の製造装置について図１０に対応した断面図。

【図18】図１７の部分拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

上述の態様の好ましい実施形態について説明する。

【0017】

上記の、リンクアーム部材の製造装置において、上記位置決め機構は、上記嵌合軸部が上記筒穴に挿入されるように上記可動体を上記基準軸線上で上記回転テーブルに対する押し付け方向に駆動可能な駆動部を有するのが好ましい。

【0018】

この製造装置によれば、可動体を基準軸線上で回転テーブルに対する押し付け方向に動かして嵌合軸部がスリーブの筒穴に挿入されるように駆動部を制御することによって、リンクアーム本体に対するスリーブの位置決めを迅速に行うことができる。

【0019】

上記の、リンクアーム部材の製造装置において、上記可動体は、上記嵌合軸部が上記筒穴に挿入された状態で、上記駆動部によって上記押し付け方向に付勢されることにより上記回転テーブルとともに上記基準軸線を中心に周方向に回転可能に構成されているのが好ましい。

【0020】

この製造装置によれば、回転テーブルの回転時にリンクアーム本体とスリーブとの間に生じる摺動抵抗に打ち勝つ押し付け力が得られるように駆動部を制御することによって、レーザー溶接の際にスリーブをリンクアーム本体と同期させて基準軸線を中心に周方向に一体回転させることができる。

【0021】

上記の、リンクアーム部材の製造装置において、上記嵌合軸部に上記係合凹部が設けられ、上記回転テーブルの上記挿入軸部に上記係合凸部が設けられており、上記係合凸部には、上記貫通穴に対する上記筒穴の位置合わせがなされるように上記スリーブを誘い込む誘い込み部が設けられているのが好ましい。

【0022】

この製造装置によれば、回転テーブル側の係合凸部は、可動体側の係合凹部と緊密に嵌合することによってリンクアーム本体に対するスリーブの位置決め機能を果たすが、この係合凸部に設けられた誘い込み部によるスリーブのガイド作用にしたがってリンクアーム本体の貫通穴に対するスリーブの筒穴の位置合わせを容易に行うことも可能になる。このため、回転テーブル側の係合凸部を、リンクアーム本体に対するスリーブの位置決めのための手段のみならず、リンクアーム本体の貫通穴に対するスリーブの筒穴の位置合わせのための手段として兼用することができる。従って、スリーブの供給をパーツフィーダーなどの装置を利用して行うことが可能になる。

【0023】

上記の、リンクアーム部材の製造装置において、上記スリーブの上記外周縁部には、面取り角度が実質的に４５°であり且つ面取りエッジ長さが０．０５ｍｍから０．３ｍｍまでの範囲に設定された面取り部が設けられており、
上記レーザー照射部は、上記面取り部におけるレーザースポット径がφ０．２ｍｍからφ１．０ｍｍまでの範囲となるように上記レーザー光を上記面取り部に向けて照射するように構成されているのが好ましい。

【0024】

この製造装置によれば、スリーブの面取り部の形状とレーザー照射部によるレーザースポット径とを適正に組合せてレーザー溶接を実行することによって、リンクアーム本体とスリーブを安定して接合することができる。また、溶接後のリンクアーム部材の変形を抑えることができ、残留応力による置き割れが生じにくいという効果が得られる。

【0025】

上記の、リンクアーム部材の製造方法において、上記位置決め工程には、上記第２ステップで上記嵌合軸部を上記筒穴に挿入した状態で、上記基準軸線を中心に上記回転テーブルとともに上記周方向に回転可能な上記可動体を上記基準軸線上で上記回転テーブルに対する押し付け方向へ付勢する第３ステップが含まれているのが好ましい。

【0026】

この製造方法によれば、可動体を基準軸線上で回転テーブルに対する押し付け方向へ付勢する第３ステップを加えることによって、回転テーブルの回転時にリンクアーム本体とスリーブとの間に生じる摺動抵抗に打ち勝つ押し付け力が得られる。これにより、スリーブをリンクアーム本体と同期させて基準軸線を中心に周方向に一体回転させることができる。

【0027】

上記の、リンクアーム部材の製造方法において、上記スリーブの上記外周縁部には、面取り角度が実質的に４５°であり且つ面取りエッジ長さが０．０５ｍｍから０．３ｍｍまでの範囲に設定された面取り部が設けられており、
上記レーザー溶接工程において、上記面取り部におけるレーザースポット径がφ０．２ｍｍからφ１．０ｍｍまでの範囲となるように上記レーザー光を上記面取り部に向けて照射するのが好ましい。

【0028】

この製造方法によれば、スリーブの面取り部の形状とレーザー照射部によるレーザースポット径とを適正に組合せてレーザー溶接を実行することによって、リンクアーム本体とスリーブを安定して接合することができる。また、溶接後のリンクアーム部材の変形を抑えることができ、残留応力による置き割れが生じにくいという効果が得られる。

【0029】

以下、リンクアーム部材の製造装置及び製造方法の具体的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0030】

なお、この実施形態の説明のための図面において、特に断らない限り、リンクアーム部材の製造装置を構成する回転テーブルの軸方向を矢印Ｘで示し、回転テーブルの径方向を矢印Ｙで示し、回転テーブルの周方向を矢印Ｚで示すものとする。

【0031】

（実施形態１）
図１に示されるように、実施形態１の製造装置１は、リンクアーム部材２を製造するための装置であり、回転テーブル１０と、可動体２０と、位置決め機構３０と、レーザー照射部４０と、制御部５０と、を備えている。

【0032】

リンクアーム部材２は、リンクアーム本体３と円筒形のスリーブ４とが接合されてなる部材である。このリンクアーム部材２は、「リンクレバー」或いは「アーム部材」とも称呼される。リンクアーム部材２は、２つの車両部品を連結するリンク機構を構成するのに使用される。

【0033】

リンクアーム部材２において、スリーブ４は車両側の軸部（図示省略）との係合によってリンクアーム部材２自体の取り付けに使用され、リンクアーム本体３の両端部が車両部品に連結されるようになっている。リンクアーム本体３とスリーブ４はいずれも金属材料からなり、レーザー照射部４０による溶接によって互いに接合される。

【0034】

リンクアーム本体３は、プレート形状を有する。このリンクアーム本体３は、長手方向の中央部に設けられた貫通穴３ａと、一端部に設けられた係合穴３ｂと、他端部に設けられた係合ピン３ｃと、を有する。貫通穴３ａは、リンクアーム本体３がスリーブ４に接合された状態で、スリーブ４の筒内と連通するように構成されている。また、係合穴３ｂが１つの車両部品の軸部と係合し、係合ピン３ｃが別の車両部品の凹部と係合するように構成されている。

【0035】

なお、リンクアーム本体３の両端部の構造は、車両部品の形状に応じて適宜に変更可能である。例えば、リンクアーム本体３の一端部に係合穴３ｂに代わる係合ピンを設け、且つリンクアーム本体３の他端部に係合ピン３ｃに代わる係合穴を設けた構造や、リンクアーム本体３の一端部に係合穴３ｂに設け、且つリンクアーム本体３の他端部に係合ピン３ｃに代わる係合穴を設けた構造や、リンクアーム本体３の一端部に係合穴３ｂに代わる係合ピンを設け、且つリンクアーム本体３の他端部に係合ピン３ｃを設けた構造を採用することもできる。

【0036】

回転テーブル１０は、円盤状のテーブルであり、ベースフレーム１６に取付けられた電動モータ１５の回転軸１５ａに直接的或いはギア機構を介して間接的に連結されている。このため、回転テーブル１０は、リンクアーム本体３を保持した状態で仮想上の基準軸線Ａである回転軸線を中心に電動モータ１５の駆動力によって周方向Ｚ（図２参照）に回転するように構成されている。また、この回転テーブル１０は、その上面側にリンクアーム部材２のリンクアーム本体３を保持可能に構成されている。

【0037】

位置決め機構３０は、回転テーブル１０によって保持されたリンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置決めを行うためのものである。この位置決め機構３０は、回転テーブル１０の後述の挿入軸部１２と、可動体２０の後述の嵌合軸部２１と、可動体２０を軸方向Ｘに沿った第１方向Ｘ１及び第２方向Ｘ２に駆動可能な駆動部としてのシリンダ装置３６と、を有する。

【0038】

シリンダ装置３６は、エア駆動式の装置である。このシリンダ装置３６は、エア供給源３７に接続されたシリンダチューブ３６ａと、シリンダチューブ３６ａの内部に軸方向Ｘにスライド可能に収容されたピストン３６ｂと、ピストン３６ｂに固定されたピストンロッド３６ｃと、を有する。ピストンロッド３６ｃは、エア供給源３７からシリンダチューブ３６ａに供給されるエアによってピストン３６ｂが受ける圧力を利用して、第１方向Ｘ１へ突出し或いは第２方向Ｘ２へ引っ込むように構成されている。

【0039】

可動体２０は、回転テーブル１０との間で軸方向Ｘに相対移動可能であり、しかもスライダー１８に基準軸線Ａを中心にベアリング機構（図示省略）を介して周方向Ｚに回転可能に支持されている。スライダー１８は、シリンダ装置３６のピストンロッド３６ｃに連結されており、ベースフレーム１６から立設した支柱１７のガイドレール１７ａに沿って軸方向Ｘにスライド可能に構成されている。ガイドレール１７ａは、軸方向Ｘに沿って延びている。

【0040】

このため、可動体２０は、ピストンロッド３６ｃが第１方向Ｘ１へ突出することによって回転テーブル１０の上方空間を第１方向Ｘ１へ下降する一方で、ピストンロッド３６ｃが第２方向Ｘ２へ引っ込むことによって回転テーブル１０の上方空間を第２方向Ｘ２へ上昇するように構成されている。また、可動体２０は、周方向Ｚの荷重を受けることによって、基準軸線Ａを中心に周方向Ｚに回転可能に構成されている。

【0041】

レーザー照射部４０は、ベースフレーム１６から立設した支柱１９に取付けられている。このレーザー照射部４０は、位置決め機構３０によって回転テーブル１０上で互いに位置決めされたリンクアーム本体３とスリーブ４の外周縁部との境界領域に向けてレーザー光Ｌを照射するためのものである。リンクアーム本体３及びスリーブ４の形状などに応じて、水平面に対するレーザー光Ｌの照射角度を４５°～６０°程度の範囲で適宜に設定するのが好ましい。

【0042】

レーザー光Ｌの照射は連続的であるか間欠的であるかは問わないが、一定のパルス幅で間欠的にレーザー光Ｌを発振するパルスレーザーの形態を採用するのが好ましい。パルスレーザーは、短い時間幅の中にエネルギーを集中させることによって高いピーク出力が得ることができるという利点がある。これにより、レーザー光Ｌを連続的に照射する場合に比べて、照射時間を抑えることでリンクアーム部材２であるワークに熱歪みが生じにくくなり、またレーザー照射部４０を小型化するのに有効である。

【0043】

制御部５０は、電動モータ１５、エア供給源３７及びレーザー照射部４０のそれぞれを制御する機能を有し、制御盤（図示省略）に格納されている。

【0044】

図２に示されるように、回転テーブル１０の上面側には、リンクアーム本体３の中央部を支持するための支持部１１と、リンクアーム本体３の一端部を支持するための支持部１３と、リンクアーム本体３の他端部を支持するための支持部１４と、が設けられている。回転テーブル１０の上面からの３つの支持部１１，１３，１４のそれぞれの突出高さは、リンクアーム本体３の形状に応じて選択されるのが好ましい。

【0045】

支持部１１の上部には、二面幅を有する挿入軸部１２が基準軸線Ａを通るように設けられている。挿入軸部１２は、軸方向Ｘの高さがリンクアーム本体３の板厚を上回るように構成されている。また、挿入軸部１２の水平面に沿った断面形状は、リンクアーム本体３において二面幅を有する貫通穴３ａの開口形状と概ね同様であり、且つ貫通穴３ａの開口形状を僅かに下回るように寸法設定されている。

【0046】

このため、支持部１１の挿入軸部１２がリンクアーム本体３の貫通穴３ａに挿入された状態では、リンクアーム本体３の周方向Ｚの回転動作が規制される。また、挿入軸部１２と貫通穴３ａとの間に多少の隙間（遊び）が形成され、挿入軸部１２と貫通穴３ａが緊密に嵌合することがない。

【0047】

挿入軸部１２には、基準軸線Ａ上に延びるように形成された円形断面の係合凹部３２が設けられている。支持部１３の上部には、リンクアーム本体３の係合穴３ｂに挿入可能な係合軸部１３ａが設けられている。支持部１４の上部には、リンクアーム本体３の係合ピン３ｃを挿入可能な係合穴１４ａが設けられている。

【0048】

スリーブ４は、円形断面を有する筒穴４ａを有し、その筒穴４ａの内径がリンクアーム本体３の貫通穴３ａの開口寸法の最大値以上となるように構成されている。このため、回転テーブル１０に保持されたリンクアーム本体３の上面にスリーブ４が基準軸線Ａを通るように置かれると、リンクアーム本体３の貫通穴３ａに挿入されている挿入軸部１２は、スリーブ４の筒穴４ａにも挿入される。

【0049】

可動体２０は、スリーブ４の筒穴４ａに嵌合可能な嵌合軸部２１と、この嵌合軸部２１に同軸状に設けられた係合凸部３１と、を有する。

【0050】

嵌合軸部２１は、円形断面を有し、その外径がスリーブ４の筒穴４ａの内径に一致するように寸法設定されている。このため、嵌合軸部２１は、スリーブ４の筒穴４ａに挿入されることによって、筒穴４ａに隙間なく緊密に嵌合するように構成されている。

【0051】

係合凸部３１は、円形断面を有し、その外径が挿入軸部１２の係合凹部３２の内径に一致するように寸法設定されている。また、この係合凸部３１は、シリンダ装置３６の制御によって、基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１へ或いは第２方向Ｘ２へ動くことができる。

【0052】

即ち、シリンダ装置３６は、可動体２０の嵌合軸部２１がスリーブ４の筒穴４ａに挿入されるように、可動体２０を基準軸線Ａ上で回転テーブル１０に対する押し付け方向である第１方向Ｘ１に駆動可能に構成されている。このため、係合凸部３１は、基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１へ動いて挿入軸部１２の係合凹部３２に挿入されることによって、係合凹部３２に隙間なく緊密に嵌合する。

【0053】

上述のように、位置決め機構３０は、リンクアーム本体３の貫通穴３ａに挿入軸部１２が挿入され且つ貫通穴３ａとスリーブ４の筒穴４ａの位置合わせがなされた状態で、回転テーブル１０に対して可動体２０を動かして嵌合軸部２１を筒穴４ａに挿入することによって、基準軸線Ａ上で嵌合軸部２１が筒穴４ａに緊密に嵌合し且つ係合凸部３１が係合凹部３２に緊密に嵌合するように構成されている。

【0054】

ここでいう「緊密に嵌合」とは、ガタツキが生じないように隙間のない状態で或いは隙間が僅かに生じる状態で嵌合することをいう。

【0055】

また、可動体２０は、可動体２０の嵌合軸部２１がスリーブ４の筒穴４ａに挿入された状態で、シリンダ装置３６によって第１方向Ｘ１に付勢されることにより回転テーブル１０とともに基準軸線Ａを中心に周方向Ｚに回転可能に構成されている。

【0056】

次に、図３～図１１を参照しながら、実施形態１の、リンクアーム部材２の製造方法について説明する。

【0057】

この製造方法は、リンクアーム本体３に円筒形のスリーブ４が接合されてなるリンクアーム部材２の製造方法であって、図３に示されるように、３つの工程Ｓ１０～Ｓ３０を有する。なお、必要に応じて、別工程を追加したり、各工程を複数の工程に分割したりすることもできる。

【0058】

保持工程Ｓ１０は、リンクアーム本体３を回転テーブル１０によって保持するための工程である。この保持工程Ｓ１０によれば、リンクアーム本体３は、貫通穴３ａに支持部１１の挿入軸部１２が挿入され、係合穴３ｂに支持部１３の係合軸部１３ａが挿入され、係合ピン３ｃが支持部１４の係合穴１４ａに挿入されることによって、回転テーブル１０に保持された保持状態となる。

【0059】

なお、この保持工程Ｓ１０の作業は、典型的には、作業者がリンクアーム本体３を手指で把持することによって実行される。

【0060】

位置決め工程Ｓ２０は、保持工程Ｓ１０で回転テーブル１０に保持されたリンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置決めを行うための工程である。この位置決め工程Ｓ２０によれば、回転テーブル１０に保持されたリンクアーム本体３に対してスリーブ４が位置決めされる。

【0061】

レーザー溶接工程Ｓ３０は、リンクアーム本体３とスリーブ４をレーザー溶接によって接合するための工程である。このレーザー溶接工程Ｓ３０によれば、位置決め工程Ｓ２０で互いに位置決めされたリンクアーム本体３とスリーブ４の外周縁部５との境界領域６に向けてレーザー光Ｌを照射しつつ、基準軸線Ａを中心に回転テーブル１０を周方向Ｚに回転させてレーザー光Ｌの照射位置を変更する。

【0062】

図４に示されるように、位置決め工程Ｓ２０には、３つのステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３が含まれている。第１ステップＳ２１は、リンクアーム本体３の貫通穴３ａとスリーブ４の筒穴４ａとを位置合わせするステップである。第２ステップＳ２２は、可動体２０の嵌合軸部２１をスリーブ４の筒穴４ａに挿入するステップである。第３ステップＳ２３は、可動体２０を押し付け方向である第１方向Ｘ１へ付勢するステップである。

【0063】

上記の第１ステップＳ２１によれば、図５及び図６に示されるように、スリーブ４の筒穴４ａに回転テーブル１０の挿入軸部１２が挿入されるように、リンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置合わせを行う。これにより、リンクアーム本体３の貫通穴３ａとスリーブ４の筒穴４ａとの位置合わせが可能になる。このとき、挿入軸部１２の外周面とスリーブ４の内周面との間に隙間Ｇが形成された状態になる。この位置合わせの作業は、典型的には、作業者がスリーブ４を手指で把持することによって実行される。

【0064】

上記の第２ステップＳ２２によれば、図７に示されるように、シリンダ装置３６の制御によって、回転テーブル１０に対して可動体２０を基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１に動かして、可動体２０の嵌合軸部２１をスリーブ４の筒穴４ａに挿入する。

【0065】

これにより、図８に示されるように、基準軸線Ａ上で可動体２０の嵌合軸部２１をスリーブ４の筒穴４ａに緊密に嵌合させることができる。また、図９に示されるように、基準軸線Ａ上で嵌合軸部２１の係合凸部３１を挿入軸部１２の係合凹部３２に緊密に嵌合させることができる。

【0066】

上記の第３ステップＳ２３によれば、第２ステップＳ２２で可動体２０の嵌合軸部２１をスリーブ４の筒穴４ａに挿入した状態で、この可動体２０がシリンダ装置３６の制御によって基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１に付勢される。これにより、スリーブ４をリンクアーム本体３に押し付ける押し付け力が得られる。

【0067】

このとき、回転テーブル１０の回転時にリンクアーム本体３とスリーブ４との間に生じる摺動抵抗に打ち勝つ押し付け力が得られるようにシリンダ装置３６を制御することによって、スリーブ４をリンクアーム本体３と同期させて基準軸線Ａを中心に周方向Ｚに一体回転させることができる。

【0068】

上記のレーザー溶接工程Ｓ３０によれば、図１０に示されるように、位置決め工程Ｓ２０において高い精度で位置決めされたリンクアーム本体３とスリーブ４を周方向Ｚに一体回転させながら、リンクアーム本体３とスリーブ４の外周縁部５との境界領域６に向けてレーザー光Ｌが照射される。

【0069】

図１１に示されるように、スリーブ４の外周縁部５には、面取り部５ａが設けられている。この面取り部５ａは、面取り角度θが実質的に４５°であり且つ面取りエッジ長さＢが０．０５ｍｍから０．３ｍｍまでの範囲に設定されているのが好ましい。

【0070】

また、レーザー照射部４０は、面取り部５ａにおけるレーザースポット径Ｌａがφ０．２ｍｍからφ１．０ｍｍまでの範囲となるようにレーザー光Ｌａを面取り部５ａに向けて照射するように構成されているのが好ましい。レーザースポット径Ｌａが大きくなり過ぎると溶接時の変形が大きくなるので好ましくない。

【0071】

上述の実施形態１によれば、以下のような作用効果が得られる。

【0072】

上記の製造装置１及び製造方法において、リンクアーム本体３の貫通穴３ａに回転テーブル１０の挿入軸部１２が挿入され且つ貫通穴３ａとスリーブ４の筒穴４ａの位置合わせがなされた状態で、回転テーブル１０に対して可動体２０を基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１へ駆動して嵌合軸部２１をスリーブ４の筒穴４ａに挿入する。これにより、基準軸線Ａ上で嵌合軸部２１をスリーブ４の筒穴４ａに緊密に嵌合させ且つ係合凸部３１を係合凹部３２に緊密に嵌合させることができる。この場合、可動体２０を基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１へ駆動させるのみで、リンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置決めを高い精度で行うことができる。

【0073】

そして、高い精度で位置決めされたリンクアーム本体３とスリーブ４の外周縁部５との境界領域６に向けてレーザー光Ｌを照射することによって、レーザー光Ｌのスポット径Ｌａが小さい場合でもリンクアーム本体３とスリーブ４をレーザー溶接で確実に接合することができる。これにより、高品質のリンクアーム部材２の量産化が可能になる。

【0074】

従って、上述の実施形態１によれば、高品質のリンクアーム部材２をレーザー溶接によって量産化するのに有効な技術を提供することができる。

【0075】

また、上述の実施形態１によれば、可動体２０を基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１に動かして嵌合軸部２１がスリーブ４の筒穴４ａに挿入されるようにシリンダ装置３６を制御することによって、リンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置決めを迅速に行うことができる。

【0076】

また、上述の実施形態１によれば、回転テーブル１０の回転時にリンクアーム本体３とスリーブ４との間に生じる摺動抵抗に打ち勝つ押し付け力が得られるようにシリンダ装置３６を制御することによって、レーザー溶接の際にスリーブ４をリンクアーム本体３と同期させて基準軸線Ａを中心に周方向Ｚに一体回転させることができる。

【0077】

また、上述の実施形態１によれば、スリーブ４の面取り部５ａに形状とレーザー照射部４０によるレーザースポット径Ｌａとを適正に組合せてレーザー溶接を実行することによって、リンクアーム本体３とスリーブ４を安定して接合することができる。また、溶接後のリンクアーム部材２の変形を抑えることができ、残留応力による置き割れが生じにくいという効果が得られる。

【0078】

以下、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明を省略する。

【0079】

（実施形態２）
図１２に示されるように、実施形態２の製造装置１０１は、位置決め機構１３０を構成する挿入軸部１１２と嵌合軸部１２１が、実施形態１の位置決め機構３０のものと相違している。

【0080】

可動体２０は、スリーブ４の筒穴４ａに嵌合可能な嵌合軸部１２１を有し、この嵌合軸部１２１には、基準軸線Ａ上に延びるように形成された円形断面の係合凹部１３２が設けられている。

【0081】

回転テーブル１０は、基準軸線Ａを通る挿入軸部１１２を有し、この挿入軸部１１２には、係合凸部１３１が設けられている。係合凸部１３１は、実施形態１の挿入軸部１２（図２参照）から上方へ突出した部位であり、その外径が嵌合軸部１２１の係合凹部１３２の内径に一致するように寸法設定されている。

【0082】

回転テーブル１０側の係合凸部１３１には、その先端側に向かうにつれて外径が漸減するようなテーパー形状の誘い込み部１３５が設けられている。本実施形態では、この誘い込み部１３５が軸方向Ｘの２箇所に設けられている。この誘い込み部１３５は、リンクアーム本体３の貫通穴３ａに対するスリーブ４の筒穴４ａの位置合わせがなされるようにスリーブ４を誘い込む機能を有する。

【0083】

位置決め機構１３０は、リンクアーム本体３の貫通穴３ａに挿入軸部１１２が挿入され且つ貫通穴３ａとスリーブ４の筒穴４ａの位置合わせがなされた状態で、回転テーブル１０に対して可動体２０を動かして嵌合軸部１２１を筒穴４ａに挿入することによって、基準軸線Ａ上で嵌合軸部１２１が筒穴４ａに緊密に嵌合し且つ係合凸部１３１が係合凹部１３２に緊密に嵌合するように構成されている。

【0084】

その他の構成については、実施形態１と同様である。

【0085】

実施形態２の製造方法は、実施形態１の場合と同様に、図３に示される３つの工程Ｓ１０～Ｓ３０にしたがって実行される。

【0086】

図４中の第１ステップＳ２１に相当するステップによれば、図１３及び図１４に示されるように、スリーブ４の筒穴４ａに回転テーブル１０の挿入軸部１２が挿入されるように、リンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置合わせを行う。これにより、リンクアーム本体３の貫通穴３ａとスリーブ４の筒穴４ａとの位置合わせが可能になる。このとき、挿入軸部１２の外周面とスリーブ４の内周面との間に隙間Ｇが形成された状態になる。

【0087】

ここで、本実施形態の位置決め機構１３０では、回転テーブル１０の挿入軸部１２１側の係合凸部１３１に誘い込み部１３５が設けられており、この誘い込み部１３５によるスリーブ４のガイド作用にしたがってリンクアーム本体３の貫通穴３ａに対するスリーブ４の筒穴４ａの位置合わせが容易になる。このため、第１ステップＳ２１の位置合わせの作業を、パーツフィーダーなどの装置（図示省略）を利用して自動的に実行することができる。勿論、この位置合わせの作業を、作業者がスリーブ４を手指で把持することによって実行することも可能である。

【0088】

図４中の第２ステップＳ２２に相当するステップによれば、図１５及び図１６に示されるように、シリンダ装置３６の制御によって、回転テーブル１０に対して可動体２０を基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１に動かして、可動体２０の嵌合軸部１２１をスリーブ４の筒穴４ａに挿入する。

【0089】

これにより、基準軸線Ａ上で可動体２０の嵌合軸部１２１をスリーブ４の筒穴４ａに緊密に嵌合させることができる。また、基準軸線Ａ上で挿入軸部１１２の係合凸部１３１を嵌合軸部１２１の係合凹部１３２に緊密に嵌合させることができる。

【0090】

図４中の第３ステップＳ２３に相当するステップによれば、可動体２０の嵌合軸部１２１をスリーブ４の筒穴４ａに挿入した状態で、この可動体２０がシリンダ装置３６の制御によって基準軸線Ａ上で第１方向Ｘ１に付勢される。これにより、スリーブ４をリンクアーム本体３に押し付ける押し付け力が得られ、スリーブ４をリンクアーム本体３と同期させて基準軸線Ａを中心に周方向Ｚに一体回転させることができる。

【0091】

次に、図３中のレーザー溶接工程Ｓ３０に相当する工程によれば、図１７に示されるように、高い精度で位置決めされたリンクアーム本体３とスリーブ４を周方向Ｚに一体回転させながら、リンクアーム本体３とスリーブ４の外周縁部５との境界領域６に向けてレーザー光Ｌが照射される。

【0092】

図１８に示されるように、スリーブ４の外周縁部５の面取り部５ａは、面取り角度θが実質的に４５°であり且つ面取りエッジ長さＢが０．０５ｍｍから０．３ｍｍまでの範囲に設定されているのが好ましい。また、レーザー照射部４０は、面取り部５ａにおけるレーザースポット径Ｌａがφ０．２ｍｍからφ１．０ｍｍまでの範囲となるように構成されているのが好ましい。

【0093】

一方で、面取り角度θ、エッジ長さＢ、レーザースポット径Ｌａは上記の値や範囲のみに限定されるものではなく、ワークであるリンクアーム部材２の形状などの影響に応じて上記の値や範囲を適宜に変更してもよい。

【0094】

上述の実施形態２によれば、回転テーブル１０側の係合凸部１３１は、可動体２０側の係合凹部１３２と緊密に嵌合することによってリンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置決め機能を果たすが、この係合凸部１３１に設けられた誘い込み部１３５を介してリンクアーム本体３の貫通穴３ａに対するスリーブ４の筒穴４ａの位置合わせを容易に行うことも可能になる。

【0095】

このため、回転テーブル１０側の係合凸部１３１を、リンクアーム本体３に対するスリーブ４の位置決めのための手段のみならず、リンクアーム本体３の貫通穴３ａに対するスリーブ４の筒穴４ａの位置合わせのための手段として兼用することができる。

【0096】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0097】

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変更が考えられる。例えば、上述の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

【0098】

上述の実施形態では、可動体２０を動かすための駆動部としてエア駆動式のシリンダ装置３６を使用する場合について例示したが、このシリンダ装置３６に代えて、オイル駆動式のシリンダ装置や、電動モータ等のアクチュエータを使用することもできる。

【0099】

また、スライダー１８に直接的に或いは間接的に連結された操作レバー等の操作部材を作業者が把持して操作することによって、スライダー１８を可動体２０とともに支柱１７のガイドレール１７ａに沿って手動でスライドさせることができるような構造を採用することもできる。

【0100】

上述の実施形態では、２つの車両部品を連結するリンク機構を構成するリンクアーム部材２の製造技術について例示したが、この製造技術を、リンク機構以外の機能を有するアーム部材の製造技術に適用できることは勿論である。この場合、アーム部材のアーム本体は、少なくとも貫通穴３ａに相当する部位を有するものであれば、係合穴３ｂに相当する部位と係合ピン３ｃに相当する部位の少なくとも一方を有していなくてもよい。このようなアーム部材もリンクアーム部材２に類似の形状を有するため「リンクアーム部材」として記載される部材の範疇に包含される。

【符号の説明】

【0101】

１，１０１ リンクアーム部材の製造装置
２ リンクアーム部材
３ リンクアーム本体
３ａ 貫通穴
４ スリーブ
４ａ 筒穴
５ 外周縁部
５ａ 面取り部
６ 境界領域
１０ 回転テーブル
１２，１１２ 挿入軸部
２０ 可動体
２１，１２１ 嵌合軸部
３０，１３０ 位置決め機構
３１，１３１ 係合凸部
３２，１３２ 係合凹部
３６ シリンダ装置（駆動部）
４０ レーザー照射部
１３５ 誘い込み部
Ａ 基準軸線
Ｂ 面取りエッジ長さ
Ｌ レーザー光
Ｌａ レーザースポット径
Ｓ１０ 保持工程
Ｓ２０ 位置決め工程
Ｓ２１ 第１ステップ
Ｓ２２ 第２ステップ
Ｓ２３ 第３ステップ
Ｓ３０ 溶接工程
Ｘ１ 第１方向（押し付け方向）
Ｚ 周方向
θ 面取り角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】