JP2000176655A - 摩擦攪拌接合方法およびパネル - Google Patents
摩擦攪拌接合方法およびパネルInfo
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
- B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
- B23K20/1245—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
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- B23K2101/045—Hollow panels
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】曲面を有する部材を容易に接合できるようにす
ることを目的とする。 【解決手段】パネル１、２の接合部の近傍のＬ状の突出
片３、４に摩擦攪拌接合装置を載せている。ローラ６、
７は突出片３、４の先端に圧接されている。ローラ６、
７の上下のフランには突出片の上下の面に接することが
できる。回転体５を接合部に挿入して、突出片３、４を
レールとして摩擦攪拌接合装置を移動させる。
ることを目的とする。 【解決手段】パネル１、２の接合部の近傍のＬ状の突出
片３、４に摩擦攪拌接合装置を載せている。ローラ６、
７は突出片３、４の先端に圧接されている。ローラ６、
７の上下のフランには突出片の上下の面に接することが
できる。回転体５を接合部に挿入して、突出片３、４を
レールとして摩擦攪拌接合装置を移動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は摩擦攪拌接合方法を
用いた構造体の製作方法に関するものであり、例えば、
アルミニウム合金製の鉄道車両、船舶、建築等に使用さ
れる押し出し型材の接合方法に関するものである。
用いた構造体の製作方法に関するものであり、例えば、
アルミニウム合金製の鉄道車両、船舶、建築等に使用さ
れる押し出し型材の接合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２つの部材の接合を回転体を用いて行う
摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した丸棒（回転体と
いう）を回転させながら接合線に沿って移動させ、接合
部を発熱、軟化させ塑性流動を誘起して固相接合する方
法である。これは、特開平９−３０９１６４号公報（Ｅ
Ｐ０７９７０４３Ａ２）に示されている。
摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した丸棒（回転体と
いう）を回転させながら接合線に沿って移動させ、接合
部を発熱、軟化させ塑性流動を誘起して固相接合する方
法である。これは、特開平９−３０９１６４号公報（Ｅ
Ｐ０７９７０４３Ａ２）に示されている。
【０００３】また、この公報には二面構造体のパネルす
なわち中空型材の摩擦攪拌接合について示されている。
摩擦攪拌接合のために回転体を挿入するには大きな挿入
力が必要なので、中空型材が曲がる恐れがある。このた
め、回転体の挿入部において、２つの面板を接続する支
え板を設け、面板の曲がりを防止している。
なわち中空型材の摩擦攪拌接合について示されている。
摩擦攪拌接合のために回転体を挿入するには大きな挿入
力が必要なので、中空型材が曲がる恐れがある。このた
め、回転体の挿入部において、２つの面板を接続する支
え板を設け、面板の曲がりを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の摩擦攪拌接合装
置は、中空型材などの部材を載せる架台と、回転体を駆
動する装置と、この装置が走行するレールと、からな
る。架台とレールは地面に設置されている。
置は、中空型材などの部材を載せる架台と、回転体を駆
動する装置と、この装置が走行するレールと、からな
る。架台とレールは地面に設置されている。
【０００５】このため、製品の形状として部材が上下方
向に湾曲している場合、部材から回転体までの距離が一
定になるように回転体を上下方向に移動させなければな
らない。つまり、回転体の高さを変えなければならな
い。
向に湾曲している場合、部材から回転体までの距離が一
定になるように回転体を上下方向に移動させなければな
らない。つまり、回転体の高さを変えなければならな
い。
【０００６】これについては回転体から部材までの距離
を検出し、回転体の高さ位置を変えることで対応でき
る。しかし、このためには距離検出器が必要であった
り、大きな距離の変化には対応が困難である。
を検出し、回転体の高さ位置を変えることで対応でき
る。しかし、このためには距離検出器が必要であった
り、大きな距離の変化には対応が困難である。
【０００７】本発明の目的は、簡単な構成で、曲面を有
する部材の接合を行えるようにすることにある。
する部材の接合を行えるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、部材に設け
たレールに沿って摩擦攪拌接合装置を移動させること、
によって達成できる。
たレールに沿って摩擦攪拌接合装置を移動させること、
によって達成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１と図２に
より説明する。二面構造体（すなわち、中空型材）のパ
ネル１、２はアルミの押し出し型材により形成する。接
合部の近傍の外面側にＬ状の突出片３、４を一体に設け
ている。パネル１、２の端部すなわち接合部は図示のご
とく嵌め合いの関係にある。突出片３、４のＬ状の先端
は接合部ではない側をそれぞれ向いている。すなわち、
突出部のＬ状による凹部は他方の端部に向いている。パ
ネル１、２は架台に載せて固定してある。パネル１、２
は図２において上下方向に湾曲している。図２は直線部
を示している。
より説明する。二面構造体（すなわち、中空型材）のパ
ネル１、２はアルミの押し出し型材により形成する。接
合部の近傍の外面側にＬ状の突出片３、４を一体に設け
ている。パネル１、２の端部すなわち接合部は図示のご
とく嵌め合いの関係にある。突出片３、４のＬ状の先端
は接合部ではない側をそれぞれ向いている。すなわち、
突出部のＬ状による凹部は他方の端部に向いている。パ
ネル１、２は架台に載せて固定してある。パネル１、２
は図２において上下方向に湾曲している。図２は直線部
を示している。
【００１０】回転体５を有する摩擦攪拌接合装置は４つ
のローラ６、７によって突出片３、４に載っており、突
出片３、４に沿って走行する。ローラ６、７の上面のフ
ランジが突出片３、４の上面に載っている。これによっ
て摩擦攪拌接合装置は突出片３、４に載っている。ロー
ラ６、７は突出片３、４を左右から挟んでいる。ローラ
６、７は突出片３、４よりも外側にある。ローラ６、７
は下面にもフランジがあり、突出片３、４の下面に接し
ている。ローラ６、７の回転軸は垂直方向にある。上下
のフランジの間の回転面が突出片３、４の先端に接して
いる。図１において左右のそれぞれの１つのローラ６、
７の前記回転面にはローレットがあり、突出片の先端を
滑ることがないようにしている。
のローラ６、７によって突出片３、４に載っており、突
出片３、４に沿って走行する。ローラ６、７の上面のフ
ランジが突出片３、４の上面に載っている。これによっ
て摩擦攪拌接合装置は突出片３、４に載っている。ロー
ラ６、７は突出片３、４を左右から挟んでいる。ローラ
６、７は突出片３、４よりも外側にある。ローラ６、７
は下面にもフランジがあり、突出片３、４の下面に接し
ている。ローラ６、７の回転軸は垂直方向にある。上下
のフランジの間の回転面が突出片３、４の先端に接して
いる。図１において左右のそれぞれの１つのローラ６、
７の前記回転面にはローレットがあり、突出片の先端を
滑ることがないようにしている。
【００１１】ローラ６、７は駆動用モータ１０から減速
機１１を介して回転する。減速機１１、ローラ６、７を
装着したブラケット８、９はリニヤガイド１２の上に載
っている。ブラケット７、８は水平なリニヤガイド１２
に沿って直線運動をする。リニヤガイド１２はベース１
３に設置されている。送りねじ機構１４によってベース
８、９の間隔すなわちローラ６、７の間隔を変える。こ
れによってローラ６、７は突出片３、４の先端を圧接す
る。
機１１を介して回転する。減速機１１、ローラ６、７を
装着したブラケット８、９はリニヤガイド１２の上に載
っている。ブラケット７、８は水平なリニヤガイド１２
に沿って直線運動をする。リニヤガイド１２はベース１
３に設置されている。送りねじ機構１４によってベース
８、９の間隔すなわちローラ６、７の間隔を変える。こ
れによってローラ６、７は突出片３、４の先端を圧接す
る。
【００１２】回転体５はモータ１８によって回転させら
れる。モータ１８を有するブラケット１９はリニヤガイ
ド２０に沿って垂直に移動できる。ブラケット１９はモ
ータ２３によって回転する送りねじ機構２２によって上
下動できる。２１は送りねじ機構２２およびリニアガイ
ド１２を設置した柱である。
れる。モータ１８を有するブラケット１９はリニヤガイ
ド２０に沿って垂直に移動できる。ブラケット１９はモ
ータ２３によって回転する送りねじ機構２２によって上
下動できる。２１は送りねじ機構２２およびリニアガイ
ド１２を設置した柱である。
【００１３】かかる構成において、架台に固定したパネ
ル１、２に摩擦攪拌接合装置を上記のようにセットす
る。送りねじ機構１４によってローラ６、７を突出片
３、４の先端に圧接させる。送りねじ機構２２によって
回転体５を接合部に所定量挿入し、回転体５を回転させ
つつ、モータ１０を運転させて、摩擦攪拌接合装置を走
行させ、接合線に沿った接合を行う。摩擦攪拌接合装置
は突出片３、４をレールとして走行する。
ル１、２に摩擦攪拌接合装置を上記のようにセットす
る。送りねじ機構１４によってローラ６、７を突出片
３、４の先端に圧接させる。送りねじ機構２２によって
回転体５を接合部に所定量挿入し、回転体５を回転させ
つつ、モータ１０を運転させて、摩擦攪拌接合装置を走
行させ、接合線に沿った接合を行う。摩擦攪拌接合装置
は突出片３、４をレールとして走行する。
【００１４】また、回転体５の挿入力の反力はローラ
６、７の下面のフランジと突出片３、４で負担する。こ
の反力を受ける位置、すなわち、フランジの位置から回
転体５までの距離は従来よりも短くできる。このため、
パネル１、２の面板の曲りを小さくできるものである。
６、７の下面のフランジと突出片３、４で負担する。こ
の反力を受ける位置、すなわち、フランジの位置から回
転体５までの距離は従来よりも短くできる。このため、
パネル１、２の面板の曲りを小さくできるものである。
【００１５】図１において、パネル１、２の下面側の接
合部の接合は、パネル１、２の上下を反転させて行う。
又は、下面の突出片に摩擦攪拌接合装置を載せて（すな
わち、吊下げて）、摩擦攪拌接合を行う。いずれかの面
の突出片３、４が不要の場合は、接合後、突出片３、４
を切削して除く。例えば、鉄道車両の場合は、外面側に
なる突出片を切削する。
合部の接合は、パネル１、２の上下を反転させて行う。
又は、下面の突出片に摩擦攪拌接合装置を載せて（すな
わち、吊下げて）、摩擦攪拌接合を行う。いずれかの面
の突出片３、４が不要の場合は、接合後、突出片３、４
を切削して除く。例えば、鉄道車両の場合は、外面側に
なる突出片を切削する。
【００１６】上記実施例では、摩擦攪拌接合装置はロー
ラ３、４の上方のフランジを介してパネル１、２に載っ
ているが、水平な回転軸を中心として回転するローラを
介して載せることができる。
ラ３、４の上方のフランジを介してパネル１、２に載っ
ているが、水平な回転軸を中心として回転するローラを
介して載せることができる。
【００１７】図３、図４の実施例は、直交するパネル２
４、２５を接合する例である。パネルは一面構造であ
り、アルミ合金の押し出し型材である。例えば、鉄道車
両における側構体と妻構体の接合部である。パネル２５
の端部はパネル２４の端部の段部に載っている。回転体
５は上方から挿入して摩擦攪拌接合を行う。上側の水平
なパネル２５のＬ状の突出片３は上方に突出し、接合部
から離れる方向に突出している。垂直なパネル２４のＬ
状の突出片は側方に突出し、接合部から離れる方向（下
方）に突出している。
４、２５を接合する例である。パネルは一面構造であ
り、アルミ合金の押し出し型材である。例えば、鉄道車
両における側構体と妻構体の接合部である。パネル２５
の端部はパネル２４の端部の段部に載っている。回転体
５は上方から挿入して摩擦攪拌接合を行う。上側の水平
なパネル２５のＬ状の突出片３は上方に突出し、接合部
から離れる方向に突出している。垂直なパネル２４のＬ
状の突出片は側方に突出し、接合部から離れる方向（下
方）に突出している。
【００１８】摩擦攪拌接合装置のベース２６はＬ状であ
り、水平片の上方に、回転体５を駆動するモータ１８等
が載っている。突出片３の先端を転動するローラ６はＬ
状のベース２６の水平片に設置されている。この水平片
にはローラ６を駆動させるモータ１０や、突出片３に対
するローラ６の位置を変えるための送りねじ機構１４等
を有する。突出片４の先端を転動するローラ７はＬ状の
ベース２６の垂直片に設置されている。この垂直片には
ローラ７を駆動させるモータ１０や、突出片４に対する
ローラ７の位置を変えるための送りねじ機構１４等を有
する。この送りねじ機構１４はローラ７を上下方向に移
動させる。
り、水平片の上方に、回転体５を駆動するモータ１８等
が載っている。突出片３の先端を転動するローラ６はＬ
状のベース２６の水平片に設置されている。この水平片
にはローラ６を駆動させるモータ１０や、突出片３に対
するローラ６の位置を変えるための送りねじ機構１４等
を有する。突出片４の先端を転動するローラ７はＬ状の
ベース２６の垂直片に設置されている。この垂直片には
ローラ７を駆動させるモータ１０や、突出片４に対する
ローラ７の位置を変えるための送りねじ機構１４等を有
する。この送りねじ機構１４はローラ７を上下方向に移
動させる。
【００１９】突出片とローラとの関係は、摩擦攪拌接合
装置を導くレールになり、回転体の挿入反力に耐えるも
のであれば、Ｌ状である必要はない。
装置を導くレールになり、回転体の挿入反力に耐えるも
のであれば、Ｌ状である必要はない。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、被接合部材に設けたレ
ールに沿って摩擦攪拌接合装置を移動させるので、設備
を大掛かりにすることを防止できるものである。
ールに沿って摩擦攪拌接合装置を移動させるので、設備
を大掛かりにすることを防止できるものである。
【図１】本発明の一実施例の二面構造体のパネルを接合
する装置の正面図である。
する装置の正面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】本発明の他の実施例の一面構造体のパネルのコ
ーナー部を接合する装置の正面図である。
ーナー部を接合する装置の正面図である。
【図４】図３の右側面図である。
１、２…二面構造体パネル、３、４…突出片、５…回転
体、６、７…ローラ、１０…モータ、１３…ベース、１
４…送りねじ機構、１８、２３…モータ、２４、２５…
一面構造パネル、２６…ベース。
体、６、７…ローラ、１０…モータ、１３…ベース、１
４…送りねじ機構、１８、２３…モータ、２４、２５…
一面構造パネル、２６…ベース。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｂ 11/00 Ｆ１６Ｂ 11/00 Ｄ // Ｂ２３Ｋ 103:10 (72)発明者 竹中 剛 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 Ｆターム(参考） 3J023 EA02 FA01 GA03 4E067 AA05 BG02 CA01 CA04 EA08 EA09 EA10 EB00
Claims (3)
- 【請求項１】２つの部材のそれぞれに一体に設けたレー
ルに摩擦攪拌接合装置を載せた状態で、前記レールに沿
って移動させて、前記２つの部材の摩擦攪拌接合を行う
こと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記摩擦かうはん接合
装置は、前記部材に挿入される摩擦接合用の回転体の挿
入反力を前記レールで受けるようにしていること、を特
徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項３】パネルの端部の近傍においてＬ状の突出片
を設けていること、を特徴とするパネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10349584A JP2000176655A (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 摩擦攪拌接合方法およびパネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10349584A JP2000176655A (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 摩擦攪拌接合方法およびパネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000176655A true JP2000176655A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18404716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10349584A Pending JP2000176655A (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 摩擦攪拌接合方法およびパネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000176655A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1236533A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-09-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Friction stir welding method and apparatus therefore |
| EP1498211A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-19 | The Boeing Company | Friction stir welded T-joint assembly and method of forming such a T-joint assembly |
| JP2007000876A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 摩擦撹拌接合装置 |
| EP2398620A1 (en) * | 2009-02-19 | 2011-12-28 | Blue Origin, LLC | Modular friction welding head and associated systems and methods |
| CN110064837A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-07-30 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种搅拌摩擦焊装置及型材焊接方法 |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP10349584A patent/JP2000176655A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1236533A1 (en) * | 2001-02-14 | 2002-09-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Friction stir welding method and apparatus therefore |
| US6685081B2 (en) | 2001-02-14 | 2004-02-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Frictional agitation joining method and apparatus therefor |
| EP1498211A1 (en) * | 2003-07-17 | 2005-01-19 | The Boeing Company | Friction stir welded T-joint assembly and method of forming such a T-joint assembly |
| US6933057B2 (en) | 2003-07-17 | 2005-08-23 | The Boeing Company | Friction stir welded assembly and method of forming a friction stir welded assembly |
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| EP2398620A4 (en) * | 2009-02-19 | 2017-03-29 | Blue Origin, LLC | Modular friction welding head and associated systems and methods |
| CN110064837A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-07-30 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种搅拌摩擦焊装置及型材焊接方法 |
| CN110064837B (zh) * | 2019-06-06 | 2021-08-17 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种搅拌摩擦焊装置及型材焊接方法 |
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