JP2000301362A - 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 - Google Patents
穴部の肉盛り方法および肉盛り装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置におい
て、熱による変形や強度低下を抑えて穴部に肉盛りを行
うこと。 【解決手段】 穴部３ａの底に溶接材４を設置する工程
と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒１を回転させ
ながら穴部に圧入する工程と、を備えている。
て、熱による変形や強度低下を抑えて穴部に肉盛りを行
うこと。 【解決手段】 穴部３ａの底に溶接材４を設置する工程
と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒１を回転させ
ながら穴部に圧入する工程と、を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩耗やクラック修
理のため等に母材の穴部に肉盛りを行う穴部の肉盛り方
法および肉盛り装置に関する。
理のため等に母材の穴部に肉盛りを行う穴部の肉盛り方
法および肉盛り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械部品等の穴部の摩耗やクラック修理
のために、穴部の内側に肉盛りを行う場合があるが、母
材がアルミ合金等においても他の金属と同様に、従来
は、ＴＩＧ溶接法（タングステン電極を用いる不活性ガ
スアーク溶接法）等の溶融溶接により当該穴部の肉盛り
を行っていた。
のために、穴部の内側に肉盛りを行う場合があるが、母
材がアルミ合金等においても他の金属と同様に、従来
は、ＴＩＧ溶接法（タングステン電極を用いる不活性ガ
スアーク溶接法）等の溶融溶接により当該穴部の肉盛り
を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
肉盛り手段では、以下のような課題が残されている。す
なわち、アルミ合金等の軽金属の穴部の修理の際、ＴＩ
Ｇ溶接等の溶融溶接による肉盛りを実施すると、かなり
の高温になるため、熱によって部品の変形や材料の機械
強度低下が発生してしまい、肉盛り不良が生じる場合が
あった。
肉盛り手段では、以下のような課題が残されている。す
なわち、アルミ合金等の軽金属の穴部の修理の際、ＴＩ
Ｇ溶接等の溶融溶接による肉盛りを実施すると、かなり
の高温になるため、熱によって部品の変形や材料の機械
強度低下が発生してしまい、肉盛り不良が生じる場合が
あった。
【０００４】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、熱による変形や強度低下を抑えて穴部に肉盛りを
行うことができる穴部の肉盛り方法および肉盛り装置を
提供することを目的とする。
ので、熱による変形や強度低下を抑えて穴部に肉盛りを
行うことができる穴部の肉盛り方法および肉盛り装置を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の穴部の肉盛り方法では、穴部の底に溶接材を設
置する工程と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒を
回転させながら穴部に圧入する工程と、を備えた技術が
採用される。
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の穴部の肉盛り方法では、穴部の底に溶接材を設
置する工程と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒を
回転させながら穴部に圧入する工程と、を備えた技術が
採用される。
【０００６】この穴部の肉盛り方法では、穴部の底に溶
接材を設置して穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒を
回転させながら穴部に圧入するので、摩擦棒の先端面が
溶接材に押し付けられて高速回転することにより、摩擦
棒と溶接材と、もしくは溶接材と穴部の底との接触面が
摩擦により瞬時に大きく発熱する。そして、溶接材の塑
性化成分が摩擦棒の運動（圧入、回転）によって塑性流
動し、摩擦棒と母材との隙間に押し出され、母材と混合
されて接合する。
接材を設置して穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒を
回転させながら穴部に圧入するので、摩擦棒の先端面が
溶接材に押し付けられて高速回転することにより、摩擦
棒と溶接材と、もしくは溶接材と穴部の底との接触面が
摩擦により瞬時に大きく発熱する。そして、溶接材の塑
性化成分が摩擦棒の運動（圧入、回転）によって塑性流
動し、摩擦棒と母材との隙間に押し出され、母材と混合
されて接合する。
【０００７】請求項２記載の穴部の肉盛り方法では、請
求項１記載の穴部の肉盛り方法において、貫通した穴部
の一方を塞いで底を形成する工程を備えた技術が採用さ
れる。
求項１記載の穴部の肉盛り方法において、貫通した穴部
の一方を塞いで底を形成する工程を備えた技術が採用さ
れる。
【０００８】また、請求項３記載の穴部の肉盛り装置で
は、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て部材と、穴部の穴径
よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦棒を回転させるとと
もに穴部に圧入する駆動手段と、を備えた技術が採用さ
れる。
は、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て部材と、穴部の穴径
よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦棒を回転させるとと
もに穴部に圧入する駆動手段と、を備えた技術が採用さ
れる。
【０００９】上記の穴部の肉盛り方法では、貫通した穴
部の一方を塞いで底を形成する工程を備え、また上記の
穴部の肉盛り装置では、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て
部材と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦
棒を回転させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を
備えているので、穴部の底に溶接材を載置することによ
り、圧入・回転する摩擦棒と穴部の底（当て部材）とで
溶接材を挟んで塑性流動させることができる。
部の一方を塞いで底を形成する工程を備え、また上記の
穴部の肉盛り装置では、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て
部材と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦
棒を回転させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を
備えているので、穴部の底に溶接材を載置することによ
り、圧入・回転する摩擦棒と穴部の底（当て部材）とで
溶接材を挟んで塑性流動させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る穴部の肉盛り
方法および肉盛り装置の一実施形態を、図１および図２
を参照しながら説明する。これらの図において、符号１
は摩擦棒、２は駆動手段、３は母材、４は溶接材であ
る。
方法および肉盛り装置の一実施形態を、図１および図２
を参照しながら説明する。これらの図において、符号１
は摩擦棒、２は駆動手段、３は母材、４は溶接材であ
る。
【００１１】本実施形態の肉盛り方法に用いる肉盛り装
置は、図１に示すように、例えば、アルミ合金で形成さ
れた母材３（本実施形態では、厚さが均一な板状のも
の）に空けられた比較的小さな穴部３ａ（例えば、ピン
用の穴部）の内側を肉盛りして修理する装置であって、
工具鋼で形成され回転可能なプラグである摩擦棒１と、
該摩擦棒１を所定の回転数で回転駆動するとともに軸方
向に進退させる駆動手段２とを備えている。
置は、図１に示すように、例えば、アルミ合金で形成さ
れた母材３（本実施形態では、厚さが均一な板状のも
の）に空けられた比較的小さな穴部３ａ（例えば、ピン
用の穴部）の内側を肉盛りして修理する装置であって、
工具鋼で形成され回転可能なプラグである摩擦棒１と、
該摩擦棒１を所定の回転数で回転駆動するとともに軸方
向に進退させる駆動手段２とを備えている。
【００１２】この肉盛り装置を用いた穴部３ａの肉盛り
方法を、以下に説明する。まず、母材３の下面側におい
て穴部３ａの開口端を閉塞するように当て板（当て部
材）５を当てがう。さらに、穴部３ａ内にその内径より
小さい外径の円柱状に成形された溶接材４を入れ、穴部
３ａの底（当て板５の上面）に載置する。なお、前記溶
接材４は、母材３と同じ材料であるアルミ合金で形成さ
れている。また、摩擦棒１は、その外径が肉盛りに必要
な厚さだけ穴部３ａの穴径より小さく設定され、かつ穴
部３ａと軸線を一致させて配されている。
方法を、以下に説明する。まず、母材３の下面側におい
て穴部３ａの開口端を閉塞するように当て板（当て部
材）５を当てがう。さらに、穴部３ａ内にその内径より
小さい外径の円柱状に成形された溶接材４を入れ、穴部
３ａの底（当て板５の上面）に載置する。なお、前記溶
接材４は、母材３と同じ材料であるアルミ合金で形成さ
れている。また、摩擦棒１は、その外径が肉盛りに必要
な厚さだけ穴部３ａの穴径より小さく設定され、かつ穴
部３ａと軸線を一致させて配されている。
【００１３】次に、この状態で、摩擦棒１を駆動手段２
によって、所定の回転数で回転させるとともに、図２に
示すように、穴部３ａ内に圧入させる。このとき、主に
高速回転する摩擦棒１の先端面１ａが全体的に溶接材４
に接触して、摩擦棒１と溶接材４との間、もしくは溶接
材４と当て板５との間で瞬間的に大きな摩擦熱を発生さ
せる。なお、溶接材４および母材３は、この摩擦熱によ
って溶接材４および母材３を形成するアルミ合金の融点
より低い温度で、かつ塑性流動させるのに十分な温度ま
で加熱される。
によって、所定の回転数で回転させるとともに、図２に
示すように、穴部３ａ内に圧入させる。このとき、主に
高速回転する摩擦棒１の先端面１ａが全体的に溶接材４
に接触して、摩擦棒１と溶接材４との間、もしくは溶接
材４と当て板５との間で瞬間的に大きな摩擦熱を発生さ
せる。なお、溶接材４および母材３は、この摩擦熱によ
って溶接材４および母材３を形成するアルミ合金の融点
より低い温度で、かつ塑性流動させるのに十分な温度ま
で加熱される。
【００１４】そして、塑性化された溶接材４は、摩擦棒
１によって塑性流動し、摩擦棒１と母材３との隙間に押
し出されて該隙間を埋める。この際、溶接材４と母材３
とが混合、接合し、穴部３ａの内側が肉盛りされる。な
お、溶接材４は、摩擦棒１と母材３との隙間を十分に埋
めることができるだけの量のものが採用される。このよ
うに、本実施形態の穴部の肉盛り方法では、母材３の融
点まで温度を上昇させず、瞬時に溶接材４を塑性流動さ
せるため、変形や強度低下が抑えられ、穴部３ａの良好
な肉盛りが可能となる。
１によって塑性流動し、摩擦棒１と母材３との隙間に押
し出されて該隙間を埋める。この際、溶接材４と母材３
とが混合、接合し、穴部３ａの内側が肉盛りされる。な
お、溶接材４は、摩擦棒１と母材３との隙間を十分に埋
めることができるだけの量のものが採用される。このよ
うに、本実施形態の穴部の肉盛り方法では、母材３の融
点まで温度を上昇させず、瞬時に溶接材４を塑性流動さ
せるため、変形や強度低下が抑えられ、穴部３ａの良好
な肉盛りが可能となる。
【００１５】また、摩擦棒１の外径が肉盛りに必要な厚
さだけ穴径より小さく設定され穴部３ａと軸線を一致さ
せて配されているので、摩擦棒１を圧入して溶接材４を
塑性流動させた際に、溶接材４が摩擦棒１と母材３との
隙間に押し出されて隙間を埋め、そのまま肉盛りとなる
ため、肉盛り厚さが自動的に必要な所定厚さとなる。
さだけ穴径より小さく設定され穴部３ａと軸線を一致さ
せて配されているので、摩擦棒１を圧入して溶接材４を
塑性流動させた際に、溶接材４が摩擦棒１と母材３との
隙間に押し出されて隙間を埋め、そのまま肉盛りとなる
ため、肉盛り厚さが自動的に必要な所定厚さとなる。
【００１６】本発明は、次のような実施形態をも含むも
のである。 （１）上記実施形態では、母材３と同じ材料の溶接材４
を用いたが、溶接材料として肉盛りに適用可能な材料で
あれば、他の材料で溶接材を形成しても構わない。 （２）母材を３を貫通する穴部３ａにおける肉盛りに適
用したが、貫通していない有底形状の穴部における肉盛
りに適用しても構わない。この場合、穴部に底があるた
め、強度上問題がなければ、上記実施形態のように穴部
の底を形成するために当て板を当てがう必要はない。 （３）溶接材４の形状を円柱状にしたが、これに限るも
のではなく、他の形状のものを採用しても構わない。例
えば、十分な摩擦熱が得られるものであれば、粒状の溶
接材を適用してもよい。
のである。 （１）上記実施形態では、母材３と同じ材料の溶接材４
を用いたが、溶接材料として肉盛りに適用可能な材料で
あれば、他の材料で溶接材を形成しても構わない。 （２）母材を３を貫通する穴部３ａにおける肉盛りに適
用したが、貫通していない有底形状の穴部における肉盛
りに適用しても構わない。この場合、穴部に底があるた
め、強度上問題がなければ、上記実施形態のように穴部
の底を形成するために当て板を当てがう必要はない。 （３）溶接材４の形状を円柱状にしたが、これに限るも
のではなく、他の形状のものを採用しても構わない。例
えば、十分な摩擦熱が得られるものであれば、粒状の溶
接材を適用してもよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）請求項１記載の穴部の肉盛り方法によれば、穴部
の底に溶接材を設置する工程と、穴部の穴径よりも外径
が小さい摩擦棒を回転させながら穴部に圧入する工程
と、を備えているので、母材の融点まで温度を上昇させ
ずに、摩擦熱で溶接材を瞬時に塑性化させ、摩擦棒の運
動で摩擦棒と母材との隙間に押し出すことにより、部品
の変形や機械強度低下を抑制することができる。したが
って、従来の穴部に対する溶融溶接による肉盛り方法に
比べて、劣化が格段に小さく、高い接合強度有する良好
な肉盛りが可能となる。
の底に溶接材を設置する工程と、穴部の穴径よりも外径
が小さい摩擦棒を回転させながら穴部に圧入する工程
と、を備えているので、母材の融点まで温度を上昇させ
ずに、摩擦熱で溶接材を瞬時に塑性化させ、摩擦棒の運
動で摩擦棒と母材との隙間に押し出すことにより、部品
の変形や機械強度低下を抑制することができる。したが
って、従来の穴部に対する溶融溶接による肉盛り方法に
比べて、劣化が格段に小さく、高い接合強度有する良好
な肉盛りが可能となる。
【００１８】（２）請求項２記載の穴部の肉盛り方法で
は、貫通した穴部の一方を塞いで底を形成する工程を備
え、また請求項３記載の穴部の肉盛り装置では、上記の
穴部の肉盛り装置では、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て
部材と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦
棒を回転させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を
備えているので、摩擦棒と穴部の底（当て部材）とで溶
接材を挟んで塑性流動させることができ、貫通した穴部
でも容易に良好な肉盛りを行うことができる。
は、貫通した穴部の一方を塞いで底を形成する工程を備
え、また請求項３記載の穴部の肉盛り装置では、上記の
穴部の肉盛り装置では、貫通した穴部の一方を塞ぐ当て
部材と、穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦
棒を回転させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を
備えているので、摩擦棒と穴部の底（当て部材）とで溶
接材を挟んで塑性流動させることができ、貫通した穴部
でも容易に良好な肉盛りを行うことができる。
【図１】 本発明に係る穴部の肉盛り方法および肉盛り
装置の一実施形態における圧入前の状態を示す要部を破
断した斜視図である。
装置の一実施形態における圧入前の状態を示す要部を破
断した斜視図である。
【図２】 本発明に係る穴部の肉盛り方法および肉盛り
装置の一実施形態における圧入後の状態を示す要部の断
面図である。
装置の一実施形態における圧入後の状態を示す要部の断
面図である。
１ 摩擦棒 １ａ 摩擦棒の先端面 ２ 駆動手段 ３ 母材 ３ａ 穴部 ４ 溶接材 ５ 当て板（当て部材）
フロントページの続き (72)発明者 柏木 武 東京都西多摩郡瑞穂町殿ケ谷229番地 石 川島播磨重工業株式会社瑞穂工場内 Ｆターム(参考） 4E067 AA05 AD12 BG02 CA01 DA13 DA17
Claims (3)
- 【請求項１】 穴部の底に溶接材を設置する工程と、穴
部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒を回転させながら穴
部に圧入する工程と、を備えたことを特徴とする穴部の
肉盛り方法。 - 【請求項２】 貫通した穴部の一方を塞いで底を形成す
る工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の穴部
の肉盛り方法。 - 【請求項３】 貫通した穴部の一方を塞ぐ当て部材と、
穴部の穴径よりも外径が小さい摩擦棒と、摩擦棒を回転
させるとともに穴部に圧入する駆動手段と、を備えたこ
とを特徴とする穴部の肉盛り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11016799A JP4281148B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11016799A JP4281148B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301362A true JP2000301362A (ja) | 2000-10-31 |
| JP4281148B2 JP4281148B2 (ja) | 2009-06-17 |
Family
ID=14528759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11016799A Expired - Lifetime JP4281148B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 穴部の肉盛り方法および肉盛り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4281148B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289409A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Honda Motor Co Ltd | 積層部接合方法 |
-
1999
- 1999-04-16 JP JP11016799A patent/JP4281148B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289409A (ja) * | 2005-04-08 | 2006-10-26 | Honda Motor Co Ltd | 積層部接合方法 |
| JP4516469B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2010-08-04 | 本田技研工業株式会社 | 積層部接合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4281148B2 (ja) | 2009-06-17 |
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