JP2002248581A - 摩擦攪拌接合における接合幅修正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦攪拌接合において、被接合材の接合幅寸
法が許容範囲を超えても、確実に修正すること。 【解決手段】 互いに突き合わせたワーク１，２の接合
線に沿い、ワーク１，２と摩擦攪拌ツール１０とを相対
的に移動して、摩擦攪拌ツール１０によりワーク１，２
を接合する摩擦攪拌接合において、摩擦攪拌ツール１０
をワーク１，２上の接合線に沿い移動して接合を行った
後、ワーク１，２の接合幅寸法が許容範囲を超える位置
が存在する場合、ワーク１，２の接合幅寸法の許容範囲
を超えた位置にて、再度、摩擦攪拌ツール１０により摩
擦攪拌処理を繰り返し、膨張した接合幅寸法を縮小させ
て許容範囲に修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、摩擦撹拌接合に
おける接合幅修正方法及びその装置に関するもので、更
に詳細には、摩擦攪拌接合において、被接合材を突き合
わせて接合したときに生じる接合幅の修正方法と、その
方法を実施するための接合幅修正装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年では、金属材の接合やろう付に代わ
る新しい接合手法として、摩擦攪拌接合がある。この接
合法は、被接合材よりも硬い材質のツールを回転させな
がら被接合材に摺接させた際に、この摺接部分で発生す
る摩擦熱と圧力によって被接合材の素材が塑性流動化す
るため、ツールが被加工物中に埋入しながら、被加工物
中を移動可能になることを利用したものである。

【０００３】例えば、図６に示すように、二枚の被接合
材である金属板ａ，ｂ同士を突き合わせて接合する場
合、ショルダにプローブを装着した摩擦攪拌ツールｃを
用い、この摩擦攪拌ツールｃを矢印ｘ方向に高速回転さ
せながらプローブを金属板間に押し付けて埋入させ、そ
の状態で摩擦攪拌ツールｃを接合線ｄに沿って移動させ
る。

【０００４】これにより、進行する摩擦攪拌ツールｃの
前方側では摩擦熱と圧力とによって金属板ａ，ｂの素材
が塑性流動し、攪拌混練されながら摩擦攪拌ツールｃの
後方側へ移動すると共に、その後方側では摩擦熱を失っ
た素材が急速に冷却固化されることから、両金属板ａ，
ｂは素材が攪拌混練されて完全に一体化した状態の接合
部ｅが形成される。

【０００５】この場合、金属板ａ，ｂの素材は塑性流動
する温度が、その融点よりもかなり低く、接合は固相接
合の範疇に入るから、接合過程を通して金属板への入熱
量は、ＭＩＧ接合などの溶融接合やろう付けに比較する
と熱歪みによる変形や割れ等が少ないので、寸法精度の
必要な部材の接合に極めて有利となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た摩擦攪拌接合法においても、熱歪みを全く生じさせな
いのは困難であり、特に、高精度が要求される部材に対
しては、十分な要求を満たしていないのが現状である。

【０００７】すなわち、図６に示すように、二枚の金属
板ａ，ｂを接合する場合、同図（ａ）に示すように、接
合開始にあたり、摩擦攪拌ツールｃを両金属板ａ，ｂ間
の突き合わせ部に挿入するので、両金損板ａ，ｂが互い
に矢印Ａ，Ｂのように離反する方向の力が発生し、両金
属板ａ，ｂにおいて接合線ｄと直交する接合幅寸法が広
がってしまう。

【０００８】また、摩擦攪拌ツールｃの金属板ａ，ｂ上
での通過過程においては、摩擦熱が供給されることによ
って周囲より温度の高い高温域ｆが発生すると共に、そ
れが図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように変位するので、
突き合わせ部から部材端に向かって温度傾斜が生じ、金
属板ａ，ｂ上で温度が異なる分布状態となる。このた
め、突き合わせ面で熱膨張が最大となり、両端で突き合
わせ面が離反する方向に彎曲変形しようとする力が働
く。通常ではこの種の変形を防ぐよう、幅拡張規制用の
治具（図示せず）を用い、該治具によって両金属板ａ，
ｂを挟み付けているが、それにも拘わらず、図６に示す
ように、接合始端部と接合終端部とで大きな変形が生じ
てしまう。

【０００９】したがって、接合線ｄの接合始端部と接合
終端部では金属板ａ，ｂ間の拘束力が少ないので、幅拡
張規制用の治具を用いているにも拘わらず、変形してし
まい、不良品になるという問題があった。

【００１０】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、被接合材を接合したとき、両接合材間の接合
幅寸法が許容範囲より大きくなっても、その接合幅寸法
を確実に修正することができる摩擦攪拌接合における接
合幅修正方法及びその装置を提供することを課題とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、互いに突き合わせた被接合
材の接合線に沿い、被接合材と摩擦攪拌ツールとを相対
的に移動して、摩擦攪拌ツールにより被接合材を接合す
る摩擦攪拌接合において、 上記摩擦攪拌ツールを上記
被接合材上の接合線に沿い移動して接合を行った後、
上記両被接合材の接合幅寸法が許容範囲を超える位置が
存在する場合、両被接合材の接合幅寸法の許容範囲を超
えた位置にて、再度、上記摩擦攪拌ツールにより摩擦攪
拌処理を繰り返し、膨張した接合幅寸法を縮小させて許
容範囲に修正するようにする、ことを特徴とする。

【００１２】これにより、摩擦攪拌接合によって両接合
材の接合幅寸法が許容範囲より大きかった場合、その大
きい箇所で再び摩擦攪拌処理を行うことにより、両被接
合材の接合幅寸法を縮小させることができ、幅寸法を修
正できるので、高精度が要求される被接合材が不良品に
なるのを防止することができ、摩擦攪拌接合としての信
頼性の向上を図ることができると共に、製品歩留まりの
向上を図ることができる。

【００１３】請求項２記載の発明は、互いに突き合わせ
た被接合材の接合線に沿い摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接
合装置において、 上記被接合材の接合部を接合する摩
擦攪拌ツールと、 上記摩擦攪拌ツールを回転駆動させ
る駆動機構と、 上記摩擦攪拌ツールと両被接合材とを
相対的に移動させる移動機構と、 接合時、上記両被接
合材の接合方向と直交する接合幅寸法を検出する検出手
段と、 上記検出手段からの検出信号に基づいて上記駆
動機構及び移動機構を制御する制御部とを具備し、 上
記制御部は、上記両被接合材に接合幅寸法が許容範囲を
超えた位置が存在したとき、その両被接合材上における
接合幅寸法の大きい位置にて上記摩擦攪拌ツールにより
再摩擦攪拌処理させることを特徴とする。

【００１４】このように構成することにより、回転駆動
される摩擦撹拌ツールと、接合状態の両被接合材とを相
対的に移動させて両被接合材の接合部を摩擦撹拌接合す
ると共に、検出手段によって両被接合材の接合幅寸法を
検出することができる。そして、検出手段からの検出信
号が制御手段に伝達され、接合幅寸法が許容範囲を超え
た位置が存在したとき、制御手段からの制御信号が駆動
機構及び移動機構に伝達されて、両被接合材上における
接合幅寸法の大きい位置にて摩擦撹拌ツールにより再摩
擦攪拌処理することで、この再摩擦攪拌処理により接合
幅を縮小させることができ、幅寸法を修正することがで
きる。したがって、高精度が要求される被接合材が不良
品になるのを防止することができ、摩擦攪拌接合として
の信頼性の向上を図ることができると共に、製品歩留ま
りの向上を図ることができる。また、両被接合材の幅寸
法の変形を検出手段によって検出しながら接合すること
ができ、検出手段からの検出信号に基づいて駆動機構及
び移動機構を制御するので、接合作業と修正作業を連続
的に行うことができると共に、装置の信頼性の向上を図
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る修正方法の
実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、この発明に係る接合幅修正装置の第一実施形態を示
す概略構成図である。

【００１６】上記接合幅修正装置は、図１に示すよう
に、被接合材であるワーク１，２を互いに突き合わせ、
その突き合わせた箇所を摩擦攪拌ツール１０によって接
合したとき、双方のワーク１，２の接合幅寸法が許容範
囲を超えると、その公差を超えた接合箇所を再び摩擦攪
拌ツールによって再接合すなわち再摩擦攪拌処理するこ
とにより、不良個所の接合位置を収縮させ、接合幅寸法
を許容範囲に収まるようにしたものである。

【００１７】この実施形態で取り扱うワーク１，２は、
例えば、アルミニウム製押出形材であって、長さ２００
０ｍｍ・板幅２５０ｍｍ・厚み１０ｍｍからなる長尺状
の板体にて形成されている。このワーク１，２は、接合
に際し、二枚の板体がその短手方向の一端を互いに突き
合わせた状態で幅拡張規制用の治具３にセットされる。
治具３は、図１に示すように、ワーク１，２をセットす
る凹溝部３ａを具備しており、その凹溝部３ａに長尺状
のワーク１，２を二枚並列に並べることにより、短手方
向の一端を互いに突き合わせた状態に保持するようにな
っている。

【００１８】そして、上記接合幅修正装置は、図１に示
すように、接合される被接合材であるワーク１，２の接
合部を接合する摩擦撹拌ツール１０（以下にツール１０
という）と、このツール１０の駆動部１３と、ワーク
１，２の接合幅を検出する測定センサ１４と測定部１５
とからなる検出手段２０と、制御部１６とで主に構成さ
れている。

【００１９】ツール１０は、図２に示すように、円柱状
のショルダ１２と、そのショルダの底面に突設されたね
じ軸状のプローブ１３とを有し、接合時、ショルダ１２
及びプローブが高速回転しながら両ワーク１，２間の接
合線に押し付けられると、プローブ３によって両ワーク
１，２の当接部が摩擦熱で軟化されると共に攪拌され、
しかも軟化攪拌されたワーク１，２の材料が移動方向の
後方に押し詰めることにより接合できるようになってい
る。なお、ツール１０は接合時、接合方向に対し約３°
程度の微小な角度θ°で後傾するように保持される。

【００２０】駆動部１３は、詳細に図示していないが、
アクチュエータからなる駆動源と、その駆動源の駆動力
をツール１０のショルダ１２に回転力として伝達する動
力伝達部とからなる駆動機構であるツール駆動部１３ａ
を具備し、接合時、ツール１０を所望の回転数で回転さ
せるようになっている。また、駆動部１３は、接合時、
ツール１０を両ワーク１，２間に押し付けながら接合線
に沿って移動させる移動機構である移動部１３ｂを具備
している。これら上記ツール駆動部１３ａ，上記移動部
１３ｂを有する駆動部１３は、後述する制御部１６によ
って制御される。

【００２１】測定センサ１４は、接合時、両ワーク１，
２の接合線と直交する接合幅寸法を検出するためのもの
であって、例えば治具３の両側に長手方向に沿い所定間
隔をもって多数設置されたダイヤルゲージで構成されて
いる。したがて、各測定センサ１４からの検出により、
ワーク１，２の接合幅寸法をワーク長手方向に沿って逐
次検出できるようになっている。測定部１５は、各測定
センサ１４からの検出信号に基づいて、両ワーク１，２
の接合幅寸法を演算し、その結果を制御部１６に出力す
るように構成されている。

【００２２】制御部１６は、図１に示すように、中央演
算処理装置１６ａ（以下にＣＰＵ１６ａという）と、接
合に必要なデータが予め格納されたデータベース１６ｂ
等を有している。この場合、データベース１６ｂには、
ＣＰＵ１６ａが制御するのに必要なプログラムデータが
格納（記憶）されると共に、接合すべき条件データや両
ワーク１，２の仕様寸法のデータ、つまり接合幅の基準
寸法等が格納（記憶）されている。

【００２３】この制御部１６は、接合時、駆動部１３を
介してツール１０を回転駆動及び移動することにより、
接合を実行させる一方、測定部１５からの測定（検出）
信号を監視する。そして、測定部１５から接合幅寸法の
検出信号が入力されると、その接合幅寸法が所定の許容
範囲の寸法にあるか、あるいはそれより大きいかを判定
し、その判定結果、接合幅寸法が許容範囲より大きい場
合には、駆動部１３に指令し、接合幅寸法の大きい箇所
において再摩擦攪拌処理を実行させるようになってい
る。つまり、制御部１６は、接合によって接合幅寸法が
許容範囲を超えた位置が存在する場合、その位置を再摩
擦攪拌処理するための制御信号を駆動部１３に伝達する
ように構成されている。

【００２４】次に、上記接合幅修正装置を用いた接合幅
の修正方法について説明する。まず、接合に際し予め、
図１に示すように、二枚のワーク１，２が幅拡張規制用
の治具３の凹溝部３ａ内に収容され、互いに短手方向の
一端が突き合わせた状態でセットされる。また、ツール
１０が治具３内の二枚のワーク１，２間の接合線上に角
度θ°で後傾した状態でセットされる。そして、この状
態で、接合幅修正装置を稼動すると、ツール１０が高速
で回転しながら接合を開始する。

【００２５】この場合、ツール１０は、ショルダ１１及
びプローブ１２が高速回転すると共に、プローブ１２が
両ワーク１，２に押し付けられ、プローブの押し付け力
と回転力とで両ワーク１，２に摩擦熱が発生し、その摩
擦熱により両ワークの当接部が軟化されると共に攪拌さ
れ、軟化した素材が移動方向に押し詰められることによ
り、接合される。このような摩擦攪拌接合は、ツール１
０が両ワーク１，２間の接合線に沿って移動することに
より、両ワーク１，２の一端部である接合始端部から、
他端部である接合終端部まで実行される（図６参照）。

【００２６】また、上記接合時、測定センサ１４が両ワ
ーク１，２でツール１０によって接合されている箇所の
接合幅寸法を検出し、その検出信号が測定部１５に入力
されると、測定部１５は検出信号に基づいて接合幅寸法
を求め、求めたデータが制御部１６に逐次出力される。
制御部１６は、測定部１５からの入力信号に基づき、ワ
ーク１，２上の接合された位置の幅寸法が許容囲内にあ
るのか否か判定しながら、接合を継続させる。

【００２７】このようにして、ツール１０がワーク１，
２の接合始端部から接合終端部まで移動することによ
り、両ワーク１，２上で接合が一旦終了する。次いで、
制御部１６は、測定部１５からの測定結果に基づき、接
合幅寸法が所定の許容範囲より大きい箇所があるかない
かを判定する。その結果、接合変形によって膨張し、両
ワーク１，２間に接合幅寸法が許容範囲を超えた位置が
存在する場合、制御部１６は、再び摩擦攪拌処理を実行
させることとなる。

【００２８】この場合、接合により、例えば図５に実線
Ｘにて示すように、接合始端部と接合終端部との接合幅
寸法がその間の幅寸法より大きくなっていて、しかも接
合始端部の幅寸法が許容範囲内にあると共に、接合終端
部の幅寸法だけが許容範囲を超えた状態にある場合、制
御部１６からの制御信号によって駆動部１３（具体的に
は、ツール駆動部１３ａ、ツール移動部１３ｂ）及び計
測部１５を再び駆動することにより、許容範囲を超えた
幅寸法の若干手前の部位にツール１０を移動して位置決
めし、両ワーク１，２上の接合終端部側で再び摩擦攪拌
処理及び計測を実行させる。この際、ツール１０の接合
方向は、両ワーク１，２の中央部側から終端部側に向か
う方向である。

【００２９】このようにして、両ワーク１，２の接合終
端部で摩擦攪拌処理を再び実行すると、その接合終端部
では両ワーク１，２の前回の接合箇所が変形し、膨張し
ていた部分が収縮するので、最初、許容範囲を超えた幅
寸法の箇所は、今度は許容範囲内に入れることができ、
接合幅寸法を修正することができる。

【００３０】上記接合幅修正装置によれば、ワーク１，
２の幅寸法の変形を検出手段２０の測定センサ１４によ
って検出しながら接合することができ、検出手段２０の
測定部１５から入力信号（検出信号）に基づいて駆動部
１３（具体的には、ツール駆動部１３ａ、ツール移動部
１３ｂ）を制御することができる。したがって、接合作
業と修正作業を連続的に行うことができるので、装置の
信頼性の向上を図ることができる。

【００３１】図４及び図５は接合幅修正装置の別の実施
形態を示す概略側面図及び概略平面図である。

【００３２】上記第一実施形態では、ツール１０が駆動
部１３のツール移動部１３ｂによって両ワーク１，２上
を移動する例を示したが、この実施形態においては、両
ワーク１，２を移動機構である搬送機構１７によって移
動するように構成したものである。

【００３３】この場合、搬送機構１７は、図３及び図４
に示すように、ツール１０の下方の同一水平面上に適宜
間隔をおいて配列される複数個のローラ１７ａを具備し
ている。これら各ローラ１７ａは、接合時、制御部１６
からの指令で図示しない駆動源からの動力を受けて回転
することにより、治具３によって保持された両ワーク
１，２を水平方向（図中、左方向）に移動するように図
示しない基体に軸周りに回転可能に軸支されている。

【００３４】このような各ローラ１７ａによって形成さ
れるワーク移動経路上には、レーザセンサにて形成され
た測定センサ１４Ａが設置されている。この測定センサ
１４Ａは、ワーク移動経路上において、ツール１０の下
流側であってかつ両ワーク１，２の両側に互いに対向し
て設置された二個一対からなっており、レーザ光を対応
するワーク１，２の端面に照射して反射させると共に、
その反射したレーザ光を受光することにより、両接合幅
寸法を検出するようになっている。そして、測定センサ
１４Ａが反射レーザ光を受光すると、その受光信号が制
御部１６Ａに出力され、制御部１６Ａがその信号に基づ
いて接合幅寸法を演算して求めるようになっている。つ
まり、本例の制御部１６Ａは、測定センサ１４Ａからの
検出信号に基づいて接合幅寸法を求める機能をも具備し
ている。なお、図３では、説明の便宜上、両ワーク１，
２を互いに突き合わせる拡張幅規制用の治具３を省略し
てある。

【００３５】この実施形態では、接合時、制御部１６Ａ
の指令によりツール駆動部１３ａを介してツール１０が
駆動される一方、測定センサ１４Ａ及び複数個のローラ
１７ａを有する搬送機構１７が駆動されると、両ワーク
１，２の接合すべき位置がツール１０及び測定センサ１
４Ａを次第に通過することにより、ツール１０によって
接合されると共に、接合された位置が測定センサ１４Ａ
の検出により接合幅寸法が測定されることとなる。

【００３６】そして、接合が一旦終了した後、両ワーク
１，２の接合幅寸法に許容範囲を超えた箇所が存在して
いると、制御部１６Ａからの指令で、その許容範囲を超
えた接合幅寸法の箇所に再び摩擦攪拌接合を実行し、接
合幅寸法を縮小させて修正することができるようになっ
ている。したがって、この実施形態によれば、基本的に
は上記第一実施形態と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００３７】なお、上記実施形態では、両ワーク１，２
上の接合終端部側のみに再摩擦攪拌処理を施して接合幅
寸法を修正する場合について説明したが、両ワーク１，
２上の接合始端部側においても上記と同様の方法で再摩
擦攪拌処理を施して接合幅寸法を修正することができ
る。このように、両ワーク１，２上の接合始端部側に再
摩擦攪拌処理を施すことにより、接合開始時にツール１
０のプローブ１３が両ワーク１，２の接合部に埋入され
て生じる痕跡をワーク１，２の端部に生じさせることが
できると共に、接合幅の変形を修正することができる。

【００３８】また、上記実施形態においては、接合時、
ツール１０を両ワーク１，２上で移動させる例、あるい
はツール１０を固定させたままで、両ワーク１，２を移
動させる例をそれぞれ示したが、ツール１０とワーク
１，２の双方を移動させて相対的に移動させるようにし
てもよい。また、ワーク１，２である被接合材として、
アルミニウム製の押出形材によって形成されたアルミニ
ウムを用いた例を示したが、他の金属板を摩擦攪拌接合
しても、同様の作用効果を得ることができることは勿論
である。

【００３９】

【実施例】次に、この発明に係る摩擦攪拌接合における
接合幅修正方法の試験を行った結果について、図５を参
照して説明する。

【００４０】ワーク１，２の寸法：長さ２０００ｍｍ、
幅２５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ ツール１０の寸法：ツール径（ショルダ径）２２ｍｍ、
ピン径（プローブ径）｛根元１１ｍｍ、先端７ｍｍの截
頭円錐形｝、ピン長さ（プローブ長さ）１１ｍｍ 上記寸法のワーク１，２を突き合わせ、上記寸法のツー
ル１０を傾け角度３°にした状態で、ツール１０の回転
数９００ｒｐｍ、接合速度５００ｍｍ／分の条件で接合
を行ったところ、図５に示すように、接合始点では、プ
ローブ１２をワーク１，２に埋入するために幅寸法が多
少大きくなったが、その後、測定位置５００ｍｍ、１０
００ｍｍ、１５００ｍｍの範囲では幅寸法は、実線Ｘで
示すように、緩やかに大きくなり、測定位置が終端から
約２５０ｍｍ手前の位置から急激に大きくなり、幅寸法
の許容範囲を超えてしまった。

【００４１】そこで、以下の条件で、幅寸法が許容範囲
を超える手前の位置、例えば終端から３００ｍｍの位置
から再摩擦攪拌処理を施したところ、破線Ｙに示すよう
な曲線で幅寸法が減少（縮小）された。

【００４２】上記試験を具体的に説明すると、ツール１
０の回転数、処理（接合）速度を変えて摩擦攪拌処理の
始点（終端から３００ｍｍ手前の位置）から５０ｍｍ、
１５０ｍｍ、２５０ｍｍの測定位置の幅寸法の減少量を
調べたところ、表１に示すような結果が得られた。

【００４３】

【表１】

【００４４】上記試験の結果、接合時と同一条件、すな
わち回転数９００ｒｐｍ、処理速度０．５ｍ／分の実施
例１においては、処理始点から５０ｍｍの地点では０．
１５ｍｍ減少し、１５０ｍｍの地点では０．３ｍｍ減少
し、２５０ｍｍの地点では０．３ｍｍ減少していること
が判った。また、実施例２〜４においては、ツール１０
の回転数を７００ｒｐｍとし、処理速度を実施例１と同
様の０．５ｍ／分としたり、それより若干遅い速度
（０．３１５ｍ／分、０．２ｍ／分）に変えた結果、実
施例２においては、処理始点から５０ｍｍの地点では
０．１ｍｍ減少し、１５０ｍｍ、２５０ｍｍの地点では
共に０．２ｍｍ減少していることが判った。また、実施
例３においては、処理始点から５０ｍｍの地点では０．
２ｍｍ減少し、１５０ｍｍ、２５０ｍｍの地点では共に
０．４ｍｍ減少し、また、実施例４においては、処理始
点から５０ｍｍの地点では０．３ｍｍ減少し、１５０ｍ
ｍ、２５０ｍｍの地点では共に０．６ｍｍ減少している
ことが判った。

【００４５】上記試験結果から理解できるように、摩擦
攪拌接合によって両ワーク１，２の接合幅寸法が許容範
囲より大きかった場合、その大きい箇所で再び摩擦攪拌
処理を行うことにより、両ワーク１，２の接合幅寸法を
減少（縮小）させることができ、幅寸法を修正すること
ができる。

【００４６】したがって、高精度が要求される被接合材
が不良品になるのを防止することができ、摩擦攪拌接合
としての信頼性を高めることができるばかりでなく、製
品歩留まりを向上させることができる。

【００４７】しかも、再摩擦攪拌処理により、ツール１
０がワーク１，２上の中央から端部側方向に移動して摩
擦攪拌処理するので、接合痕を可及的に少なくすること
ができ、また、ツール１０のプローブ１３の埋入した痕
跡等をワーク１，２の端部に生じさせることができる。

【００４８】なお、図４においては、ツール１０の接合
条件を種々変更した例を示したが、これに限定されるも
のではなく、ツール１０の大きさや被接合材としての材
質が異なることによっても、接合幅の減少寸法が異なる
ものであるから、ツール１０や被接合材の種類などに応
じて接合条件等を適宜選定することが望ましい。

【００４９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明は上記
のように構成されているので、以下の優れた効果が得ら
れる。

【００５０】（１）請求項１記載の発明によれば、摩擦
攪拌接合によって両接合材の接合幅寸法が許容範囲より
大きかった場合、その大きい箇所で再び摩擦攪拌処理を
行うことにより、両被接合材の接合幅寸法を縮小させる
ことができ、幅寸法を修正できるので、高精度が要求さ
れる被接合材が不良品になるのを防止することができ、
摩擦攪拌接合としての信頼性の向上を図ることができる
と共に、製品歩留まりの向上を図ることができる。

【００５１】（２）請求項２記載の発明によれば、摩擦
撹拌ツールと両被接合材とを相対的に移動させて摩擦撹
拌接合する際、検出手段によって両被接合材の接合幅寸
法を検出し、検出手段からの検出信号に基づいて駆動機
構及び移動機構を制御して、両被接合材上における接合
幅寸法の大きい位置にて摩擦撹拌ツールにより再摩擦攪
拌処理することで、この再摩擦攪拌処理により接合幅を
縮小させることができ、幅寸法を修正することができ
る。したがって、高精度が要求される被接合材が不良品
になるのを防止することができ、摩擦攪拌接合としての
信頼性の向上を図ることができると共に、製品歩留まり
の向上を図ることができる。また、両被接合材の幅寸法
の変形を検出手段によって検出しながら接合することが
でき、検出手段からの検出信号に基づいて駆動機構及び
移動機構を制御するので、接合作業と修正作業を連続的
に行うことができると共に、装置の信頼性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る摩擦攪拌接合における接合幅修
正装置の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】上記接合幅修正装置における摩擦攪拌ツールの
接合状態を示す断面図である。

【図３】この発明に係る接合幅修正装置の別の実施形態
を示す概略側面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】被接合材が接合されたときの接合幅寸法の変化
を示すと共に、再摩擦攪拌処理されたときの接合幅の修
正結果を示すグラフである。

【図６】摩擦攪拌接合時における摩擦攪拌ツールの接合
軌跡及び被接合材における温度の変化状態を示す説明図
である。

【符号の説明】

１，２ ワーク（被接合材） ３ 幅拡張規制用の治具 １０ 摩擦攪拌ツール １１ ショルダ １２ プローブ １３ 駆動部 １３ａ ツール駆動部（駆動機構） １３ｂ ツール移動部（移動機構） １４，１４Ａ 測定センサ（検出手段） １５ 測定部（検出手段） １６，１６Ａ 制御部 １７ 搬送機構（移動機構）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E067 AA05 BG00 CA04 CA05 DD00 EC01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに突き合わせた被接合材の接合線に
   沿い、被接合材と摩擦攪拌ツールとを相対的に移動し
   て、摩擦攪拌ツールにより被接合材を接合する摩擦攪拌
   接合において、 上記摩擦攪拌ツールを上記被接合材上の接合線に沿い移
   動して接合を行った後、 上記両被接合材の接合幅寸法が許容範囲を超える位置が
   存在する場合、両被接合材の接合幅寸法の許容範囲を超
   えた位置にて、再度、上記摩擦攪拌ツールにより摩擦攪
   拌処理を繰り返し、膨張した接合幅寸法を縮小させて許
   容範囲に修正するようにする、ことを特徴とする摩擦攪
   拌接合における接合幅修正方法。
2. 【請求項２】 互いに突き合わせた被接合材の接合線に
   沿い摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合装置において、 上記被接合材の接合部を接合する摩擦攪拌ツールと、 上記摩擦攪拌ツールを回転駆動させる駆動機構と、 上記摩擦攪拌ツールと両被接合材とを相対的に移動させ
   る移動機構と、 接合時、上記両被接合材の接合方向と直交する接合幅寸
   法を検出する検出手段と、 上記検出手段からの検出信号に基づいて上記駆動機構及
   び移動機構を制御する制御部とを具備し、 上記制御部は、上記両被接合材に接合幅寸法が許容範囲
   を超えた位置が存在したとき、その両被接合材上におけ
   る接合幅寸法の大きい位置にて上記摩擦攪拌ツールによ
   り再摩擦攪拌処理させることを特徴とする摩擦攪拌接合
   における接合幅修正装置。