JP2000343251A - 摩擦攪拌接合設備および構造体の製作方法 - Google Patents
摩擦攪拌接合設備および構造体の製作方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】摩擦攪拌接合装置に過大な荷重が発生しないよ
うにすることにある 【解決手段】摩擦攪拌接合設備の走行体には２本のガー
ダ３２１、３２２がある。ガーダ３２１の一方の側面に
は摩擦攪拌接合装置３３０を吊下げている。摩擦攪拌接
合装置３３０は下端に回転工具３４０を有する。ガーダ
３２１の他の側面には被接合部材を押さえる装置３５０
を有する。他のガーダ３２２の側面には被接合部材を押
さえる装置３６０を有する。装置３６０は摩擦攪拌接合
装置３３０を向いた面の反対側の面から吊下げている。
装置３５０、３６０は下端に被接合部材を押えローラ３
５８、３６８を有する。
うにすることにある 【解決手段】摩擦攪拌接合設備の走行体には２本のガー
ダ３２１、３２２がある。ガーダ３２１の一方の側面に
は摩擦攪拌接合装置３３０を吊下げている。摩擦攪拌接
合装置３３０は下端に回転工具３４０を有する。ガーダ
３２１の他の側面には被接合部材を押さえる装置３５０
を有する。他のガーダ３２２の側面には被接合部材を押
さえる装置３６０を有する。装置３６０は摩擦攪拌接合
装置３３０を向いた面の反対側の面から吊下げている。
装置３５０、３６０は下端に被接合部材を押えローラ３
５８、３６８を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は摩擦攪拌接合装置お
よび接合方法に関する。
よび接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した
丸棒（回転工具という。）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、塑性流動さ
せ、固相接合する方法である。回転工具は、接合部の挿
入する小径部と、外部に位置する大径部とからなる。小
径部と大径部は同軸である。小径部と大径部との境は接
合部に若干挿入されている。回転工具は接合の進行方向
に対して、後方に傾斜させている。
丸棒（回転工具という。）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、塑性流動さ
せ、固相接合する方法である。回転工具は、接合部の挿
入する小径部と、外部に位置する大径部とからなる。小
径部と大径部は同軸である。小径部と大径部との境は接
合部に若干挿入されている。回転工具は接合の進行方向
に対して、後方に傾斜させている。
【０００３】これは特開平０９−３０９１６４号公報
（ＥＰ０７９７０４３Ａ２）に示されている。
（ＥＰ０７９７０４３Ａ２）に示されている。
【０００４】鉄道車両の車体は複数の押し出し形材を摩
擦攪拌接合して構成している。押し出し形材の長手方向
を車体の長手方向に向けている。押し出し形材の幅方向
を車体の周方向に沿って並べている。この摩擦攪拌接合
設備は、複数の押し出し形材を載せるベッドと、押し出
し形材の長手方向に沿って走行する走行体と、走行体か
ら吊り下げられ、昇降自在な摩擦攪拌装置とからなる。
摩擦攪拌接合装置は回転工具と押し出し形材を押さえる
ローラを有する。
擦攪拌接合して構成している。押し出し形材の長手方向
を車体の長手方向に向けている。押し出し形材の幅方向
を車体の周方向に沿って並べている。この摩擦攪拌接合
設備は、複数の押し出し形材を載せるベッドと、押し出
し形材の長手方向に沿って走行する走行体と、走行体か
ら吊り下げられ、昇降自在な摩擦攪拌装置とからなる。
摩擦攪拌接合装置は回転工具と押し出し形材を押さえる
ローラを有する。
【０００５】これは特開平１１−９０６５５号公報に示
されている。
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】摩擦攪拌接合がアーク
溶接と異なる点は、回転工具の挿入によって被接合部材
に大きな荷重が作用することである。この荷重は主とし
て回転工具の挿入方向（軸心の方向）に作用する。この
ため、この挿入力の反力が回転工具、摩擦攪拌接合装置
を介して、走行体のガーダに作用する。
溶接と異なる点は、回転工具の挿入によって被接合部材
に大きな荷重が作用することである。この荷重は主とし
て回転工具の挿入方向（軸心の方向）に作用する。この
ため、この挿入力の反力が回転工具、摩擦攪拌接合装置
を介して、走行体のガーダに作用する。
【０００７】また、摩擦攪拌接合装置はローラを介して
押し出し形材を押すので、その反力も作用する。
押し出し形材を押すので、その反力も作用する。
【０００８】摩擦攪拌接合装置は、昇降自在であり、ま
た走行体のガーダに対して走行自在である。このため、
昇降や走行の部分を大きくしなければならい。また、昇
降や走行は木目細かな移動が必要であるが、これが困難
になる。
た走行体のガーダに対して走行自在である。このため、
昇降や走行の部分を大きくしなければならい。また、昇
降や走行は木目細かな移動が必要であるが、これが困難
になる。
【０００９】本発明の目的は、摩擦攪拌接合装置に過大
な荷重が発生しないようにすることにある。
な荷重が発生しないようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の被接
合部材を載せるベッドの上方を走行する走行体と、該走
行体のガーダから吊下げられ、前記ガーダに沿って走行
自在で、かつ昇降自在であり、下端に回転工具を設置し
た摩擦攪拌接合装置と、前記摩擦攪拌接合装置とは別に
前記ガーダから吊下げられ、前記ガーダに沿って走行自
在で、かつ昇降自在であり、被接合部材に接触するロー
ラを下端に設置しており、前記摩擦攪拌接合装置の走行
方向の線上に位置させることのできる押さえ装置と、か
らなる摩擦攪拌接合設備を構成することによって達成で
きる。
合部材を載せるベッドの上方を走行する走行体と、該走
行体のガーダから吊下げられ、前記ガーダに沿って走行
自在で、かつ昇降自在であり、下端に回転工具を設置し
た摩擦攪拌接合装置と、前記摩擦攪拌接合装置とは別に
前記ガーダから吊下げられ、前記ガーダに沿って走行自
在で、かつ昇降自在であり、被接合部材に接触するロー
ラを下端に設置しており、前記摩擦攪拌接合装置の走行
方向の線上に位置させることのできる押さえ装置と、か
らなる摩擦攪拌接合設備を構成することによって達成で
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１から図７
により説明する。図４は被接合部材を押さえるローラ装
置関係を除いて示している。構造体として車両の例であ
る。
により説明する。図４は被接合部材を押さえるローラ装
置関係を除いて示している。構造体として車両の例であ
る。
【００１２】車体は、側面を構成する側構体２０１、屋
根を構成する屋根構体２０２、床を構成する台枠２０
３、長手方向の端部を構成する妻構体２０４からなる。
側構体２０１、屋根構体２０２、台枠２０３は、それぞ
れ複数の押し出し形材を接合して構成している。押し出
し形材の長手方向を車体の長手方向にしている。押し出
し形材はアルミニウム合金製である。
根を構成する屋根構体２０２、床を構成する台枠２０
３、長手方向の端部を構成する妻構体２０４からなる。
側構体２０１、屋根構体２０２、台枠２０３は、それぞ
れ複数の押し出し形材を接合して構成している。押し出
し形材の長手方向を車体の長手方向にしている。押し出
し形材はアルミニウム合金製である。
【００１３】側構体２０１は、押し出し形材１０、２
０、３０、４０からなる。押し出し形材２０、３０の中
に窓２１０がある。側構体２０１の出入り口２２０は押
し出し形材１０、２０、３０、４０の中にある。出入り
口２２０には、押し出し形材１０、２０、３０、４０を
接合した後、枠を溶接することが多い。窓２１０も同様
である。出入り口２２０の押し出し形材１０、２０、３
０は途中を切断している。
０、３０、４０からなる。押し出し形材２０、３０の中
に窓２１０がある。側構体２０１の出入り口２２０は押
し出し形材１０、２０、３０、４０の中にある。出入り
口２２０には、押し出し形材１０、２０、３０、４０を
接合した後、枠を溶接することが多い。窓２１０も同様
である。出入り口２２０の押し出し形材１０、２０、３
０は途中を切断している。
【００１４】この側構体２０１は４つの押し出し形材か
らなるが、中空の押し出し形材の場合はさらに多数の押
し出し形材から構成される。また、窓２１０は３つの押
し出し形材で構成されることがある。この場合、中央の
押し出し形材は途中を切断したものになる。
らなるが、中空の押し出し形材の場合はさらに多数の押
し出し形材から構成される。また、窓２１０は３つの押
し出し形材で構成されることがある。この場合、中央の
押し出し形材は途中を切断したものになる。
【００１５】側構体２０１の押し出し形材の構成につい
て説明する。ここでは押し出し形材２０、３０について
説明する。他の形材１０、４０も同様である。押し出し
形材２０、３０は中空形材である。中空形材２０、３０
は、２枚の面板２１、２２、３１、３２と、両者を接続
するものであってトラス状に配置した複数のリブ２３、
３３と、中空形材の幅方向の端部（接合部）において２
つの面板を接続する支え板２４、３４と、からなる。
て説明する。ここでは押し出し形材２０、３０について
説明する。他の形材１０、４０も同様である。押し出し
形材２０、３０は中空形材である。中空形材２０、３０
は、２枚の面板２１、２２、３１、３２と、両者を接続
するものであってトラス状に配置した複数のリブ２３、
３３と、中空形材の幅方向の端部（接合部）において２
つの面板を接続する支え板２４、３４と、からなる。
【００１６】面板２１、２２、３１、３２の幅方向の端
部（接合部）には面板の外側に突出する凸部２５、３５
を有する。中空形材３０の幅方向の端部には相手方の中
空形材２０に向けて突出する突出片３６、３６がある。
突出片３６、３６は中空形材２０の面板２１、２２の間
に入っている。中空形材２０の面板２１、２２の端部が
突出片３６、３６に載る。突出片３６は回転工具３４０
の挿入力を支える座になる。
部（接合部）には面板の外側に突出する凸部２５、３５
を有する。中空形材３０の幅方向の端部には相手方の中
空形材２０に向けて突出する突出片３６、３６がある。
突出片３６、３６は中空形材２０の面板２１、２２の間
に入っている。中空形材２０の面板２１、２２の端部が
突出片３６、３６に載る。突出片３６は回転工具３４０
の挿入力を支える座になる。
【００１７】凸部２５と凸部３５の幅は同一である。凸
部２５に対向する凸部３５の端面は支え板３４の板厚の
幅内にある。２つの凸部２５、３５の中心に摩擦攪拌接
合装置３３０の回転工具３４０の回転軸心を位置させ
る。
部２５に対向する凸部３５の端面は支え板３４の板厚の
幅内にある。２つの凸部２５、３５の中心に摩擦攪拌接
合装置３３０の回転工具３４０の回転軸心を位置させ
る。
【００１８】側構体２０１を構成する押し出し形材１
０、２０、３０、４０は摩擦攪拌接合設備３００のベッ
ド３１０に載せられ、固定されている。複数の押し出し
形材（被接合部材）の上方を走行体３２０が走行する。
走行体３２０はベッド３１０の両側のレール３２９を走
行する。走行体３２０は脚の上部に２列のガーダ３２
１、３２２を有する。
０、２０、３０、４０は摩擦攪拌接合設備３００のベッ
ド３１０に載せられ、固定されている。複数の押し出し
形材（被接合部材）の上方を走行体３２０が走行する。
走行体３２０はベッド３１０の両側のレール３２９を走
行する。走行体３２０は脚の上部に２列のガーダ３２
１、３２２を有する。
【００１９】ガーダ３２１からは３つの摩擦攪拌接合装
置３３０を吊下げている。摩擦攪拌接合装置３３０は下
端に接合用の回転工具３４０を有する。装置３３０は２
列のガーダ３２１と３２２の間から吊下げられている。
ガーダ３２１の一方の側面には装置３３０が走行する複
数のレール３３１がある。装置３３０は、レール３３１
を走行する走行体３３３と、その駆動手段と、走行体３
３３に設置され、鉛直方向に昇降する昇降体３３５と、
その駆動手段と、回転工具３４０を回転させるための電
動機３３６と、とからなる。ガーダ３２１、３２２の縦
断面積はガーダ３２１の方が大きい。
置３３０を吊下げている。摩擦攪拌接合装置３３０は下
端に接合用の回転工具３４０を有する。装置３３０は２
列のガーダ３２１と３２２の間から吊下げられている。
ガーダ３２１の一方の側面には装置３３０が走行する複
数のレール３３１がある。装置３３０は、レール３３１
を走行する走行体３３３と、その駆動手段と、走行体３
３３に設置され、鉛直方向に昇降する昇降体３３５と、
その駆動手段と、回転工具３４０を回転させるための電
動機３３６と、とからなる。ガーダ３２１、３２２の縦
断面積はガーダ３２１の方が大きい。
【００２０】回転工具３４０、電動機３３６は昇降体３
３５の下端に水平軸を中心として回転する座３３７に設
置している。座３３７には接合部を検出する光学センサ
３３８を設置している。座３３７の回転軸は走行体２２
０の走行方向に沿っている。座３３７は電動機で回転す
る。座３３７が回転することによって、回転工具３４
０、センサ３３８は接合部に直交する。
３５の下端に水平軸を中心として回転する座３３７に設
置している。座３３７には接合部を検出する光学センサ
３３８を設置している。座３３７の回転軸は走行体２２
０の走行方向に沿っている。座３３７は電動機で回転す
る。座３３７が回転することによって、回転工具３４
０、センサ３３８は接合部に直交する。
【００２１】光学センサ３３８は凸部２５、３５の頂ま
での距離を検出して、回転工具３４０の挿入量を所定に
する。また、センサ３３８は２つの凸部２５、３５の幅
を検出して、その中央に回転工具３４０の軸心を一致さ
せる。
での距離を検出して、回転工具３４０の挿入量を所定に
する。また、センサ３３８は２つの凸部２５、３５の幅
を検出して、その中央に回転工具３４０の軸心を一致さ
せる。
【００２２】それぞれの摩擦攪拌接合装置３３０は、ガ
ーダ３２１に沿った走行、回転工具３４０の昇降、座３
３７の回転、回転工具３４０の回転が単独でできる。
ーダ３２１に沿った走行、回転工具３４０の昇降、座３
３７の回転、回転工具３４０の回転が単独でできる。
【００２３】回転工具３４０の進行方向の前後にはをロ
ーラ３５８、３６８を介して押し出し形材２０、３０押
さえる装置３５０、３６０がある。押さえ装置３５０、
３６０は摩擦攪拌接合装置３３０と同数ある。押さえ装
置３５０、３６０は、ガーダ３２１、３２２に沿った走
行、回転工具３４０の昇降が単独でできる。下端のロー
ラ３５８、３６８は回転自在である。
ーラ３５８、３６８を介して押し出し形材２０、３０押
さえる装置３５０、３６０がある。押さえ装置３５０、
３６０は摩擦攪拌接合装置３３０と同数ある。押さえ装
置３５０、３６０は、ガーダ３２１、３２２に沿った走
行、回転工具３４０の昇降が単独でできる。下端のロー
ラ３５８、３６８は回転自在である。
【００２４】押さえ装置３５０はガーダ３２１の他方の
側面（走行体３２０の走行方向の上流側の面）から吊下
げられている。押さえ装置は３５０は下面側に傾斜した
面のレール３５１に沿って走行する。走行体は３５３傾
斜している。これによってローラ３５８は回転工具３４
０に近接する。
側面（走行体３２０の走行方向の上流側の面）から吊下
げられている。押さえ装置は３５０は下面側に傾斜した
面のレール３５１に沿って走行する。走行体は３５３傾
斜している。これによってローラ３５８は回転工具３４
０に近接する。
【００２５】押さえ装置３６０はガーダ３２２の一方の
側面（走行体３２０の走行方向の下流側の面）から鉛直
方向に吊り下げられている。ガーダ３２２は小さいの
で、ローラ３６８は回転工具３４０に近接する。
側面（走行体３２０の走行方向の下流側の面）から鉛直
方向に吊り下げられている。ガーダ３２２は小さいの
で、ローラ３６８は回転工具３４０に近接する。
【００２６】ガーダ３２１の上面および他方の側面の傾
斜面には装置３５０が走行する複数のレール３５１があ
る。ガーダ３２２の上面および側面には装置３６０が走
行するレール３６１がある。装置３５０、３６０はレー
ル３５１、３６１を走行する走行体３５３、３６３と、
その駆動手段と、走行体３５３、３６３に設置され、昇
降する昇降体３５５、３６５と、その駆動手段と、ロー
ラ３５８、３６８と、からなる。
斜面には装置３５０が走行する複数のレール３５１があ
る。ガーダ３２２の上面および側面には装置３６０が走
行するレール３６１がある。装置３５０、３６０はレー
ル３５１、３６１を走行する走行体３５３、３６３と、
その駆動手段と、走行体３５３、３６３に設置され、昇
降する昇降体３５５、３６５と、その駆動手段と、ロー
ラ３５８、３６８と、からなる。
【００２７】昇降体３５５、３６５の下端には水平な部
材３５５b、３６５bを設け、その先端にローラ３５８、
３６８を設置している。これによって、ローラ３５８、
３６８は回転工具３４０に近接する。
材３５５b、３６５bを設け、その先端にローラ３５８、
３６８を設置している。これによって、ローラ３５８、
３６８は回転工具３４０に近接する。
【００２８】ローラ３５８、３６８は水平部材３５５
ｂ、３５５ｂの先端に水平軸を中心として回転する座３
５７、３６７に設置している。座３５７、３６７の回転
軸は走行体２２０の走行方向に沿っている。座３５７、
３６７は電動機で回転する。座３５７、３６７が回転す
ることによって、ローラ３５８、３６８は接合部に直交
する。
ｂ、３５５ｂの先端に水平軸を中心として回転する座３
５７、３６７に設置している。座３５７、３６７の回転
軸は走行体２２０の走行方向に沿っている。座３５７、
３６７は電動機で回転する。座３５７、３６７が回転す
ることによって、ローラ３５８、３６８は接合部に直交
する。
【００２９】ローラ３５８、３６８は弾性支持装置３５
９、３６９を介して座３５７、３６７に設置している。
弾性支持装置３５９、３６９はスプリングや空気ばね等
である。
９、３６９を介して座３５７、３６７に設置している。
弾性支持装置３５９、３６９はスプリングや空気ばね等
である。
【００３０】それぞれの押さえ装置３５０、３６０は、
ガーダ３２１、３２２に沿った走行、ローラ３５８、３
６８の昇降、座３５７、３６７の回転が単独でできる。
ガーダ３２１、３２２に沿った走行、ローラ３５８、３
６８の昇降、座３５７、３６７の回転が単独でできる。
【００３１】次に、押し出し形材について説明する。窓
２１０が設けられる押し出し形材２０、３０には予め窓
の位置に実質的に窓の形状の開口（切り欠き）を設けて
いる。これは押し出し形材２０、３０を切削して設け
る。
２１０が設けられる押し出し形材２０、３０には予め窓
の位置に実質的に窓の形状の開口（切り欠き）を設けて
いる。これは押し出し形材２０、３０を切削して設け
る。
【００３２】出入り口２２０が設けられる押し出し形材
１０、２０、３０は切断されて、出入り口の間隔で配置
される。出入り口２２０の上端を構成する押し出し形材
４０には予め実質的に出入り口の形状の開口（切り欠
き）を設けている。これは押し出し形材４０を切削して
設ける。
１０、２０、３０は切断されて、出入り口の間隔で配置
される。出入り口２２０の上端を構成する押し出し形材
４０には予め実質的に出入り口の形状の開口（切り欠
き）を設けている。これは押し出し形材４０を切削して
設ける。
【００３３】窓２１０の切り欠きについて説明する。押
し出し形材２０、３０の接合部は、窓２１０内に接合線
の始端、終端を有するようにしている。このため、接合
線の近傍の押し出し形材２０、３０は窓２１０内に突出
する片２８、３８、２９、３９を残して切削している。
片２８、３８、２９、３９の幅は支え板２４、３４、凸
部２５、３５を有する大きさである。
し出し形材２０、３０の接合部は、窓２１０内に接合線
の始端、終端を有するようにしている。このため、接合
線の近傍の押し出し形材２０、３０は窓２１０内に突出
する片２８、３８、２９、３９を残して切削している。
片２８、３８、２９、３９の幅は支え板２４、３４、凸
部２５、３５を有する大きさである。
【００３４】出入り口２２０を構成する切り欠きも同様
である。押し出し形材１０、２０、３０、４０のそれぞ
れに片を残して切削している。なお、側構体２０１の長
手方向の両端にもそれぞれ前記片を有する。
である。押し出し形材１０、２０、３０、４０のそれぞ
れに片を残して切削している。なお、側構体２０１の長
手方向の両端にもそれぞれ前記片を有する。
【００３５】中空形材１０、２０、３０、４０はベッド
３１０に載せられて、ベッド３１０に治具で固定されて
いる。固定したならば、中空形材１０、２０、３０、４
０の突き合わせ部の凸部２５、３５を接合線に沿って間
欠的にアーク溶接によって仮止めする。接合線の始端、
終端の片２８、３８、２９、３９の最端部はアーク溶接
によって仮止めする。Ｗは仮止め溶接を示している。特
に、始端の仮止め溶接Ｗは、凸部２５、３５の上面と、
中空形材の長手方向の最端部の面に行っている。この最
端部の面の仮止め溶接Ｗの範囲は凸部２５、３５の上面
から突出片３６までの範囲である。仮止め溶接ＷはＶ形
開先を設けないで、すなわち、Ｉ形開先で行っている。
３１０に載せられて、ベッド３１０に治具で固定されて
いる。固定したならば、中空形材１０、２０、３０、４
０の突き合わせ部の凸部２５、３５を接合線に沿って間
欠的にアーク溶接によって仮止めする。接合線の始端、
終端の片２８、３８、２９、３９の最端部はアーク溶接
によって仮止めする。Ｗは仮止め溶接を示している。特
に、始端の仮止め溶接Ｗは、凸部２５、３５の上面と、
中空形材の長手方向の最端部の面に行っている。この最
端部の面の仮止め溶接Ｗの範囲は凸部２５、３５の上面
から突出片３６までの範囲である。仮止め溶接ＷはＶ形
開先を設けないで、すなわち、Ｉ形開先で行っている。
【００３６】この状態で、それぞれの摩擦攪拌接合装置
３３０の回転工具３４０を中空形材１０、２０、３０、
４０の接合線の上方に位置させる。車体のように接合線
が傾斜した位置にある場合は座３３７を傾斜させて回転
工具３４０、センサ３３８を接合部に直交させる。押さ
え装置３５０、３６０のローラの位置も同様に合わせ
る。
３３０の回転工具３４０を中空形材１０、２０、３０、
４０の接合線の上方に位置させる。車体のように接合線
が傾斜した位置にある場合は座３３７を傾斜させて回転
工具３４０、センサ３３８を接合部に直交させる。押さ
え装置３５０、３６０のローラの位置も同様に合わせ
る。
【００３７】中空形材の長手方向の一端から摩擦攪拌接
合を開始する。接合線の開始端の片の凸部２５、３５に
それぞれの回転工具３４０を回転させながら下降させ、
挿入する。挿入位置は片の端部の仮止め溶接Ｗの位置よ
りも接合線の終端側である。挿入位置は図６の回転工具
３４０Ａの位置Ｐ４であるといえる。押さえ装置３５
０、３６０のローラ３５８、３６８は中空形材を押さえ
る位置に下降する。
合を開始する。接合線の開始端の片の凸部２５、３５に
それぞれの回転工具３４０を回転させながら下降させ、
挿入する。挿入位置は片の端部の仮止め溶接Ｗの位置よ
りも接合線の終端側である。挿入位置は図６の回転工具
３４０Ａの位置Ｐ４であるといえる。押さえ装置３５
０、３６０のローラ３５８、３６８は中空形材を押さえ
る位置に下降する。
【００３８】回転工具３４０の小径部３４１の先端は突
出片３６の上面に達するまで挿入する。回転工具３４０
の大径部３４２の最下端の位置は面板２１、３１（２
２、３２）の外面と凸部２５、３５の頂との間である。
回転工具３４０の軸心の位置は２つの凸部２５、３５の
間である。小径部３４１と大径部３４２の軸心は同一で
ある。小径部はねじである。
出片３６の上面に達するまで挿入する。回転工具３４０
の大径部３４２の最下端の位置は面板２１、３１（２
２、３２）の外面と凸部２５、３５の頂との間である。
回転工具３４０の軸心の位置は２つの凸部２５、３５の
間である。小径部３４１と大径部３４２の軸心は同一で
ある。小径部はねじである。
【００３９】所定深さに挿入したならば、摩擦攪拌接合
装置３３０を有する走行体３２０を他端に向けて走行を
開始させ、摩擦攪拌接合を行う。
装置３３０を有する走行体３２０を他端に向けて走行を
開始させ、摩擦攪拌接合を行う。
【００４０】所定深さに挿入したならば、複数の摩擦攪
拌接合装置３３０を有する走行体３２０を他端に向けて
走行を開始させ、摩擦攪拌接合を行う。センサ３３８に
よって２つの凸部の中心に回転工具３４０の軸心を一致
するように、走行体３３３を移動させる。これによっ
て、押さえ装置３５０、３６０を移動させることができ
る。ローラ３５８、３６８は凸部を押さえる。ローラ３
５８、３６８の幅は２つの凸部の幅よりも十分に大き
い。ローラ３５８、３６８は凸部の上面の仮止め溶接Ｗ
を乗り越える。これは弾性支持装置３５９、３６９によ
ってローラ３５８、３６８を後退させて行う。
拌接合装置３３０を有する走行体３２０を他端に向けて
走行を開始させ、摩擦攪拌接合を行う。センサ３３８に
よって２つの凸部の中心に回転工具３４０の軸心を一致
するように、走行体３３３を移動させる。これによっ
て、押さえ装置３５０、３６０を移動させることができ
る。ローラ３５８、３６８は凸部を押さえる。ローラ３
５８、３６８の幅は２つの凸部の幅よりも十分に大き
い。ローラ３５８、３６８は凸部の上面の仮止め溶接Ｗ
を乗り越える。これは弾性支持装置３５９、３６９によ
ってローラ３５８、３６８を後退させて行う。
【００４１】次に、窓２１０や出入り口２２０の周辺の
摩擦攪拌接合装置３３０の動作を図６によって説明す
る。ここでは窓２１０を対象とする。窓２１０がある接
合線の回転工具３４０を「３４０Ａ」とし、窓２１０の
ない接合線の回転工具３４０を「３４０Ｂ」とする。回
転工具３４０Ａ、３４０Ｂは同一線上にある。回転工具
３４０Ａ、３４０Ｂは図１において左から右に移動す
る。
摩擦攪拌接合装置３３０の動作を図６によって説明す
る。ここでは窓２１０を対象とする。窓２１０がある接
合線の回転工具３４０を「３４０Ａ」とし、窓２１０の
ない接合線の回転工具３４０を「３４０Ｂ」とする。回
転工具３４０Ａ、３４０Ｂは同一線上にある。回転工具
３４０Ａ、３４０Ｂは図１において左から右に移動す
る。
【００４２】押し出し形材の端部からの摩擦攪拌接合が
進行して、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂが窓２１０の片
２８、３８の位置Ｐ１に達したら、回転工具３４０Ａを
回転させながら、回転工具３４０Ａを中空形材に対して
後退させる。すなわち、回転工具３４０Ａを上昇させ
る。走行（移動）は継続している。このため、回転工具
３４０Ａは徐々に上昇する。摩擦攪拌接合後、片２８、
３８は切断する。このため、位置Ｐ１が片２８、２９よ
りも上流側にある場合は接合深さが強度の点で問題のな
い位置とする。位置Ｐ１は走行体３２０の走行量によっ
て求める。位置Ｐ１は予め定めておく。
進行して、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂが窓２１０の片
２８、３８の位置Ｐ１に達したら、回転工具３４０Ａを
回転させながら、回転工具３４０Ａを中空形材に対して
後退させる。すなわち、回転工具３４０Ａを上昇させ
る。走行（移動）は継続している。このため、回転工具
３４０Ａは徐々に上昇する。摩擦攪拌接合後、片２８、
３８は切断する。このため、位置Ｐ１が片２８、２９よ
りも上流側にある場合は接合深さが強度の点で問題のな
い位置とする。位置Ｐ１は走行体３２０の走行量によっ
て求める。位置Ｐ１は予め定めておく。
【００４３】窓２１０のない位置の回転工具３４０Ｂは
上昇させない。回転工具３４０Ｂは移動を継続してお
り、摩擦攪拌接合を継続している。
上昇させない。回転工具３４０Ｂは移動を継続してお
り、摩擦攪拌接合を継続している。
【００４４】このように走行しながら回転工具３４０Ａ
を上昇させるので、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂの走行
を停止しないで、回転工具３４０Ａを中空形材２０、３
０から抜くことができるので、接合のための時間を短縮
できる。
を上昇させるので、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂの走行
を停止しないで、回転工具３４０Ａを中空形材２０、３
０から抜くことができるので、接合のための時間を短縮
できる。
【００４５】回転工具３４０Ａが所定位置まで上昇する
（位置Ｐ２）と、回転工具３４０Ａの回転を停止させ
る。回転工具３４０Ａの上昇位置は凸部２５、３５と干
渉しない十分な高さ位置である。回転工具３４０Ａの小
径部３４１が凸部２５、３５から抜かれる（退避）こと
によって摩擦攪拌接合は停止する。
（位置Ｐ２）と、回転工具３４０Ａの回転を停止させ
る。回転工具３４０Ａの上昇位置は凸部２５、３５と干
渉しない十分な高さ位置である。回転工具３４０Ａの小
径部３４１が凸部２５、３５から抜かれる（退避）こと
によって摩擦攪拌接合は停止する。
【００４６】回転工具３４０Ａ、３４０Ｂが窓２１０の
他端、すなわち、接合部の開始端の片２９、３９内に達
すると、回転工具３４０Ａを回転させながら下降させ、
所定深さまで挿入する。片２９、３９への回転工具３４
０Ａの挿入位置Ｐ４は仮止め溶接部Ｗよりも内側（下流
側）である。
他端、すなわち、接合部の開始端の片２９、３９内に達
すると、回転工具３４０Ａを回転させながら下降させ、
所定深さまで挿入する。片２９、３９への回転工具３４
０Ａの挿入位置Ｐ４は仮止め溶接部Ｗよりも内側（下流
側）である。
【００４７】回転工具３４０Ａは下降と走行を行ってい
るので、接合深さが徐々に深くなる。回転工具３４０Ａ
の挿入量が所定になると、下降を停止する（位置Ｐ
５）。これによって、定常の深さの摩擦攪拌接合が行わ
れることになる。この挿入量が定常になる位置Ｐ５は片
２９、３９内にする。接合後、片２９、３９を切断する
ためである。光学センサによって回転工具３４０Ａの挿
入量は所定に制御される。
るので、接合深さが徐々に深くなる。回転工具３４０Ａ
の挿入量が所定になると、下降を停止する（位置Ｐ
５）。これによって、定常の深さの摩擦攪拌接合が行わ
れることになる。この挿入量が定常になる位置Ｐ５は片
２９、３９内にする。接合後、片２９、３９を切断する
ためである。光学センサによって回転工具３４０Ａの挿
入量は所定に制御される。
【００４８】このように走行しながら回転工具３４０Ａ
を下降させるので、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂの走行
を停止しないで、回転工具３４０Ａを中空形材２０、３
０に挿入するので、接合のための時間を短縮できる。
を下降させるので、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂの走行
を停止しないで、回転工具３４０Ａを中空形材２０、３
０に挿入するので、接合のための時間を短縮できる。
【００４９】片２９、３９の端部の仮止め溶接部Ｗより
も内側を回転工具２４０Ａの挿入位置としているので、
仮止め溶接を切断することがなく、接合線の間隔が大き
く広がることがない。このため、良好な接合を行うこと
ができる。
も内側を回転工具２４０Ａの挿入位置としているので、
仮止め溶接を切断することがなく、接合線の間隔が大き
く広がることがない。このため、良好な接合を行うこと
ができる。
【００５０】回転工具３４０の挿入位置（接合線の始
端）の２つの部材の間隔は拡大しやすいが、凸部２５、
３５の上面を仮止め溶接するのみでなく、片２９、３９
の端部を厚さ方向にも仮止め溶接している。このため、
始端を強固に結合できる。このため、始端が拡大するこ
とを容易に防止できるものである。
端）の２つの部材の間隔は拡大しやすいが、凸部２５、
３５の上面を仮止め溶接するのみでなく、片２９、３９
の端部を厚さ方向にも仮止め溶接している。このため、
始端を強固に結合できる。このため、始端が拡大するこ
とを容易に防止できるものである。
【００５１】なお、中空形材２０、３０の端部、すなわ
ち、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂの最初の挿入位置にも
片２９、３９があり、その仮止め溶接Ｗ、回転工具３４
０Ａ、３４０Ｂの挿入位置も前記回転工具３４０Ｂの場
合と同様である。このため、中空形材の上面のみを仮止
め溶接Ｗする場合に比べて、片の長さを短くできる。こ
のため、中空形材の長さを短くできるものである。
ち、回転工具３４０Ａ、３４０Ｂの最初の挿入位置にも
片２９、３９があり、その仮止め溶接Ｗ、回転工具３４
０Ａ、３４０Ｂの挿入位置も前記回転工具３４０Ｂの場
合と同様である。このため、中空形材の上面のみを仮止
め溶接Ｗする場合に比べて、片の長さを短くできる。こ
のため、中空形材の長さを短くできるものである。
【００５２】次の窓２１０の場合も同様である。また、
出入り口２２０における回転工具３４０の上昇、下降も
同様である。なお、全ての回転工具３４０は同一線上に
ある必要はない。
出入り口２２０における回転工具３４０の上昇、下降も
同様である。なお、全ての回転工具３４０は同一線上に
ある必要はない。
【００５３】このようにして他端まで接合したら、複数
の中空形材からなる構造体を反転させ、前記と同様に摩
擦攪拌接合を行う。車体の外面側の凸部は切削して、面
板と同一面にする。
の中空形材からなる構造体を反転させ、前記と同様に摩
擦攪拌接合を行う。車体の外面側の凸部は切削して、面
板と同一面にする。
【００５４】図８の実施例は、７つの中空形材１０、２
０、３０、４０、５０、６０、７０によって１つの側構
体２０１を製作する場合である。回転工具３４０、３４
０、３４０は１つおきの接合線に配置される。押さえ装
置３５０、４６０は回転工具３４０に対応した位置にあ
る。まず、中空形材１０と２０、３０と４０、５０と６
０の接合線を接合する。次に、中空形材２０と３０、４
０と５０、６０と７０の接合線を接合する。
０、３０、４０、５０、６０、７０によって１つの側構
体２０１を製作する場合である。回転工具３４０、３４
０、３４０は１つおきの接合線に配置される。押さえ装
置３５０、４６０は回転工具３４０に対応した位置にあ
る。まず、中空形材１０と２０、３０と４０、５０と６
０の接合線を接合する。次に、中空形材２０と３０、４
０と５０、６０と７０の接合線を接合する。
【００５５】これによれば、接合線を１つおきに接合す
るので、摩擦攪拌接合装置３３０の間隔を大きくでき
る。このため、摩擦攪拌接合装置３３０を強度的に十分
な大きさにできる。
るので、摩擦攪拌接合装置３３０の間隔を大きくでき
る。このため、摩擦攪拌接合装置３３０を強度的に十分
な大きさにできる。
【００５６】これによれば、接合線を１つおきに接合す
るので、摩擦攪拌接合装置３３０の間隔を大きくでき
る。このため、摩擦攪拌接合装置３３０を強度的に十分
な大きさにできる。
るので、摩擦攪拌接合装置３３０の間隔を大きくでき
る。このため、摩擦攪拌接合装置３３０を強度的に十分
な大きさにできる。
【００５７】本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
【００５８】
【発明の効果】本発明 本発明によれば、摩擦攪拌接合装置と押さえ装置とを分
離して設置したので、摩擦攪拌接合装置の走行体等に過
大な荷重が発生せず、良好な接合ができるものである。
離して設置したので、摩擦攪拌接合装置の走行体等に過
大な荷重が発生せず、良好な接合ができるものである。
【図１】本発明の一実施例の摩擦攪拌接合設備の走行方
向に沿った縦断面図である。
向に沿った縦断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の３−３線の断面図である。
【図４】図１の摩擦攪拌接合設備の斜視図である。
【図５】被接合部材の要部の縦断面図である。
【図６】本発明の一実施例の動作説明図である。
【図７】鉄道車両の車体の斜視図である。
【図８】本発明の一実施例の接合の説明図である。
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０：中空形
材、２０１：側構体、２０２：屋根構体、２０３：台
枠、２１０：窓、３００：摩擦攪拌接合設備、３２０：
走行体、３３０：摩擦攪拌接合装置、３４０、３４０
Ａ、３４０Ｂ：回転工具、３５０、３６０：押さえ装
置、３５８、３６８：ローラ、３５９、３６９：弾性支
持装置
材、２０１：側構体、２０２：屋根構体、２０３：台
枠、２１０：窓、３００：摩擦攪拌接合設備、３２０：
走行体、３３０：摩擦攪拌接合装置、３４０、３４０
Ａ、３４０Ｂ：回転工具、３５０、３６０：押さえ装
置、３５８、３６８：ローラ、３５９、３６９：弾性支
持装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江角 昌邦 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸事業所内 (72)発明者 矢野 健 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸事業所内 Ｆターム(参考） 3F202 AA05 BA02 BA05 3F203 CA07 DA02 4E067 BM00 CA04 EA00 EB00 EC00
Claims (7)
- 【請求項１】複数の被接合部材を載せるベッドの上方を
走行する走行体と、 該走行体のガーダから吊下げられ、前記ガーダに沿って
走行自在で、かつ昇降自在であり、下端に回転工具を設
置した摩擦攪拌接合装置と、 前記摩擦攪拌接合装置とは別に前記ガーダから吊下げら
れ、前記ガーダに沿って走行自在で、かつ昇降自在であ
り、被接合部材に接触するローラを下端に設置してお
り、前記摩擦攪拌接合装置の走行方向の線上に位置させ
ることのできる押さえ装置と、 からなる摩擦攪拌接合設備。 - 【請求項２】請求項１の摩擦攪拌接合設備において、前
記摩擦攪拌接合装置は前記ガーダの一方の側面から吊り
下げられており、前記押さえ装置は前記ガーダの他方の
側面から吊り下げられていること、を特徴とする摩擦攪
拌接合設備。 - 【請求項３】請求項１の摩擦攪拌接合設備において、前
記ガーダは２本あり、 前記摩擦攪拌接合装置は第１の前記ガーダから吊り下げ
られており、 前記押さえ装置は第２の前記ガーダから吊り下げられて
いること、 を特徴とする摩擦攪拌接合設備。 - 【請求項４】請求項３の摩擦攪拌接合設備において、前
記摩擦攪拌接合装置は、前記第１のガーダと前記第２の
ガーダとの間から吊り下げられており、 前記押さえ装置は、前記摩擦攪拌接合装置に向いた面と
は反対側の面から吊り下げられていること、 を特徴とする摩擦攪拌接合設備。 - 【請求項５】請求項４の摩擦攪拌接合設備において、第
２の押さえ装置があり、該第２の押さえ装置は前記摩擦
攪拌接合装置に向いて面とは反対側の前記第１のガーダ
の面から吊り下げられていること、を特徴とする摩擦攪
拌接合設備。 - 【請求項６】請求項１の摩擦攪拌接合設備において、前
記ローラは前記押さえ装置に対して弾性支持しているこ
と、を特徴とする摩擦攪拌接合設備。 - 【請求項７】複数の被接合部材を並べ、 前記被接合部材の複数の接合線に対して1つおきの接合
線に複数の摩擦攪拌接合装置を対応させて、摩擦攪拌接
合を行い、 次に、未接合の接合線に対して1つおきの接合線に前記
複数の摩擦攪拌接合装置を対応させて、摩擦攪拌接合を
行うこと、 を特徴とする構造体の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15113299A JP3732678B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 構造体の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15113299A JP3732678B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 構造体の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343251A true JP2000343251A (ja) | 2000-12-12 |
| JP3732678B2 JP3732678B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=15512077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15113299A Expired - Lifetime JP3732678B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 構造体の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3732678B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013132683A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Hitachi Metals Techno Ltd | 摩擦撹拌接合装置 |
| WO2016147983A1 (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | 株式会社Ihi | 摩擦撹拌接合装置 |
| KR101669572B1 (ko) * | 2015-05-26 | 2016-10-26 | 재단법인 중소조선연구원 | 마찰교반용접장치 |
| CN109909634A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-21 | 湖北欧阳华俊专用汽车有限公司 | 一种大梁拼装生产线 |
| KR102091669B1 (ko) * | 2018-10-24 | 2020-05-22 | 주식회사 윈젠 | 자동 높이조절 기능을 갖는 마찰교반 용접장치 |
| JP2021087961A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 日本軽金属株式会社 | 伝熱板の製造方法 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP15113299A patent/JP3732678B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013132683A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Hitachi Metals Techno Ltd | 摩擦撹拌接合装置 |
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| KR101669572B1 (ko) * | 2015-05-26 | 2016-10-26 | 재단법인 중소조선연구원 | 마찰교반용접장치 |
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| CN109909634A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-06-21 | 湖北欧阳华俊专用汽车有限公司 | 一种大梁拼装生产线 |
| JP2021087961A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 日本軽金属株式会社 | 伝熱板の製造方法 |
| WO2021111646A1 (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 日本軽金属株式会社 | 伝熱板の製造方法 |
Also Published As
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|---|---|
| JP3732678B2 (ja) | 2006-01-05 |
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