JP2002336977A

JP2002336977A - スポット接合用接合ツール

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Publication number: JP2002336977A
Application number: JP2002078662A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Kano; 雄三加納; Masayuki Inuzuka; 雅之犬塚; Yasumasa Nakajima; 康雅中島; Seiichiro Yamashita; 政一郎山下; Yasue Nagao; 保栄長尾; Tomonobu Iwashita; 智伸岩下
Original assignee: Mazda Motor Corp; Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2002-11-26
Anticipated expiration: 2020-05-08
Also published as: JP4536992B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】品質管理が容易となり、ランニングコストが
向上し、接合部に圧痕などが残らないスポット接合用接
合ツールを提供する。【解決手段】スポット接合装置１は、接合ツール２
と、接合ツール２を回転させるインダクションモータ３
と、接合ツール２を軸線Ｌ１に沿って上下に移動させる
サーボモータ４と、接合ツール２に対向して配置される
受け部材７とを有する。接合ツール２の先端部は、短円
柱上のショルダー部２０と、ショルダー部２０の下面中
央から軸線Ｌ１に沿って下方に突出するピン２１とを有
する。ピン２１の先端部は、中央が盛り上がるように形
成される。ショルダー部２０の端面は、ショルダー部２
０の軸線方向内方に凹むように逆円錐状に形成される。
角部および部分は、円弧状に滑らかに形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
などをスポット的に接合するスポット接合用接合ツール
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、アルミニウム合金などの板材
をスポット的に接合する方法としては、抵抗スポット溶
接法、またはリベットによる機械的締結法などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】抵抗スポット溶接法で
は接合時に大容量の電源を必要とすること、溶接電極は
汚染や損耗が生じ寿命が短いこと、溶接電力以外に、水
やエアなどのユーティリティを必要とすることなど、ラ
ンニングコスト面および品質管理面での課題が存在す
る。

【０００４】また、抵抗スポット溶接法では、接合部に
圧痕が残るため、自動車用外板などに適用する際にはそ
の外観が問題となる。

【０００５】とくに、アルミニウム合金の抵抗スポット
接合時には、電極消耗が激しいため、連続打点性能に乏
しく、また通電時に、近接する溶接打点に電流が流れる
分流現象が生じるため、溶接打点を近接できないといっ
た問題を有する。このように溶接打点を近接させること
ができないと、規定された必要な強度が得られないとい
った問題を有する。

【０００６】また、リベット打ちの場合には、消耗材で
あるリベット材を多数必要とするといった問題を有す
る。

【０００７】本発明の目的は、品質管理が容易となり、
ランニングコストが向上し、接合部に圧痕などが残らな
いスポット接合用接合ツールを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、先端部に軸線
Ｌ１に沿ってピン２１が突出し、重ねられた被接合物の
所定の接合点に、ピンを押圧しながら接合ツールをその
軸線まわりに回転させ、摩擦熱でピン周囲の被接合物を
加熱、軟化させてピンを挿入し、回転するピンで接合点
付近の被接合物を攪拌し、被接合物を接合点で一体化さ
せてスポット接合するスポット接合用接合ツールにおい
て、ピン２１の先端部３７は、中央が盛り上がるように
形成されることを特徴とするスポット接合用接合ツール
である。

【０００９】また本発明は、先端部に軸線Ｌ１に沿って
ピン２１が突出し、重ねられた被接合物の所定の接合点
に、ピンを押圧しながら接合ツールをその軸線まわりに
回転させ、摩擦熱でピン周囲の被接合物を加熱、軟化さ
せてピンを挿入し、回転するピンで接合点付近の被接合
物を攪拌し、被接合物を接合点で一体化させてスポット
接合するスポット接合用接合ツールにおいて、ピン２１
の先端部３７は、中央が盛り上がるように形成され、短
柱状のショルダー部２０を有し、このショルダー部２０
の端面２２，２２ａからピン２１が同軸に突出すること
を特徴とするスポット接合用接合ツールである。

【００１０】本発明に従えば、たとえば２枚の被接合物
を重ねて配置し、接合ツールを高速で回転させながら、
被接合材の重畳部の接合点に先端のピンを押しつける。
すると摩擦熱で接合点が加熱、軟化し、ピンが接合点に
挿入される。さらに回転させることによって、ピン周囲
の母材が塑性流動を起こして攪拌され、２枚の被接合物
が接合点で一体化する。その後接合ツールを引き抜くこ
とによって、軟化した被接合物が硬化し、２枚の被接合
物は接合点でスポット的に接合される。

【００１１】このようにして、本発明に従えば、接合ツ
ールを回転させて摩擦熱によって接合するので、抵抗ス
ポット溶接に比べて、大幅に小容量の電力でスポット接
合することができる。また、電力以外のユーティリティ
は不用であり、また接合ツールは汚染や損耗が生じない
ため、メンテナンスフリーで長時間使用可能なので、ラ
ンニングコストは低減され管理も容易となる。また、リ
ベット打ちによる機械的締結法と異なり、締結材による
コスト、重量増加も招かない。ピン２１の先端部３７の
中央は、盛り上がるように形成されるので、被接合物に
押圧されるとき、接合点の加熱、軟化が容易に可能にな
り、接合が容易となる。

【００１２】また本発明に従えば、ピン２１が短柱状シ
ョルダー部２０に同軸に突出しており、これによってシ
ョルダー部２０の端面２２，２２ａによってもまた、被
接合材との摩擦熱を発生し、スポット接合が確実にな
る。

【００１３】また本発明は、短柱状のショルダー部２０
を有し、このショルダー部２０の端面２２からピン２１
が同軸に突出し、前記端面２２は、ショルダー部２０の
軸線方向内方に凹むように逆円錐状に形成されることを
特徴とする。

【００１４】また本発明は、前記端面２２とピン２１と
が連なる部分２４は、円弧状に滑らかに形成されること
を特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、ショルダー部２０の端面
２２は、ショルダー部２０の軸線方向内方（後述の図２
（ａ）の上方）に凹むように逆円錐状に形成され、被接
合物との摩擦接触を確実にし、接合を確実にし、しかも
後述の図４に示されるように接合部分３２を大きくし
て、接合強度を高めることができる。

【００１６】また本発明に従えば、その端面２２とピン
２１とが連なる部分２４は、円弧状に滑らかであるの
で、強度の向上を図ることができる。

【００１７】また本発明は、短柱状のショルダー部２０
を有し、このショルダー部２０の端面２２ａからピン２
１が同軸に突出し、前記端面２２ａは、軸線Ｌ１に垂直
な平坦な面であることを特徴とする。

【００１８】また本発明は、前記端面２２ａとピン２１
とが連なる部分２６は、垂直であることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、ショルダー部２０の端面
２２ａは、後述の図２（ｂ）のように、軸線Ｌに垂直で
あり、被接合物との摩擦接触を確実にし、接合を確実に
し、しかも後述の図４に示されるように接合部分３２を
大きくして、接合強度を高めることができる。

【００２０】また本発明は、ショルダー部２０の外周面
２５と前記端面２２，２２ａとが連なる角部２３は、円
弧状に滑らかに形成されることを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、角部２３を円弧状に滑ら
かに形成し、摩擦熱の発生を容易にするとともに、本件
接合ツールの強度の向上を図ることができる。

【００２２】また本発明は、ショルダー部２０の基端部
は、円錐状に先細となった接合ツール先端部３６に連な
ることを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、円錐状に先細となった接
合ツール先端部分３６に、後述の図２（ａ）および図２
（ｂ）の上端部である基端部が連なり、接合ツール先端
部分３６からショルダー部２０に、できるだけ大きなト
ルクを伝達することができる。

【００２４】また本発明は、ピン先端にねじが形成され
ることを特徴とする。本発明に従えば、本件接合ツール
を回転しながら、ピンを被接合物に挿入しやすくなる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるスポット接合装置１を示す断面図である。スポット
接合装置１は、たとえば２枚のアルミニウム合金板など
のワークを重ね継手で接合する場合に用いられ、接合ツ
ール２と、インダクションモータ３と、サーボモータ４
と、リニアガイド６と、受け部材７と、フレーム９とを
含んで構成される。

【００２６】接合ツール２は、軸受け１１によって軸線
Ｌ１まわりに回転自在に軸支され、この接合ツール２
は、インダクションモータ３によって軸線Ｌ１まわりに
高速で回転駆動する。インダクションモータ３は、リニ
アガイド６によって、接合ツール２の軸線Ｌ１に沿って
上下に変位自在にフレーム９に取付けられる。

【００２７】リニアガイド６は、フレーム９に取付けら
れ、接合ツール２の軸線Ｌ１に平行に延びるガイドレー
ル１５と、ガイドレール１５に変位自在に装着されるガ
イド部材１６とを有し、インダクションモータ３および
接合ツール２を軸支する軸受け１１が、リニアガイド６
のガイド部材１６に取付けられる。これによって、接合
ツール２は、インダクションモータ３とともに軸線Ｌ１
に沿って上下に変位することができる。

【００２８】フレーム９にはサーボモータ４およびボー
ルねじ５が取付けられ、サーボモータ４は、ベルト１２
を介してボールねじ５のねじ軸１３を回転駆動する。ね
じ軸１３は、接合ツール２の軸線Ｌ１に平行に配置さ
れ、ねじ軸１３に螺合するナット１４は、ねじ軸１３の
回転に従って上下に移動する。このナット１４は、リニ
アガイド６のガイド部材１６に取付けられる。従って、
サーボモータ４でボールねじ５のねじ軸１３を回転駆動
することによって、接合ツール２を、インダクションモ
ータ３とともに、軸線Ｌ１に沿って上下に変位駆動する
ことができる。

【００２９】フレーム９の下部は、Ｌ字状に屈曲し、先
端部に受け部材７が取付けられる。受け部材７は、接合
ツール２に対向して配置される柱状の部材であって、接
合ツール２の軸線Ｌ１と同軸に配置される。この受け部
材７の平坦な上面は、接合ツール２の先端に臨み、スポ
ット接合するとき、被接合物を乗載し、接合ツール２の
押圧力を受ける受け面８として機能する。

【００３０】図２は、接合ツール２の先端部の２種類の
形状を示す図である。接合ツール２の先端側の部分３６
は、円錐状に先細となり、その先端に短柱状のショルダ
ー部２０が形成され、このショルダー部２０の端面であ
る下面２２の中央から、すなわち同軸に軸線Ｌ１に沿っ
て突出してピン２１が形成される。

【００３１】ショルダー部２０の形状は、図２(ａ)に示
す曲面タイプと（ｂ）に示す平面タイプの２種類ある。
図２(ａ)の曲面タイプは、ショルダー部２０の下面２２
が、中央が上方に、すなわちショルダー部２０の軸線方
向内方に凹むように逆円錐状に形成され、最も凹んだ中
央部からピン２１が軸線Ｌ１に沿って下方に突出する。
また、ショルダー部２０の外周面２５から下面２２にわ
たる角部２３は円弧状に滑らかに連なり、また、下面２
２とピン２１とが連なる部分２４も円弧状に滑らかに連
なるように形成される。また、ピン２１の先端部３７
は、皿状に中央がわずかに盛り上がるように形成され
る。

【００３２】図２（ｂ）の平面タイプは、ショルダー部
２０の下面２２ａは、軸線Ｌ１に垂直な平坦な面とな
り、この中央からピン２１が下方に突出する。また、外
周面２５から下面２２ａに連なる角部２３は、図２
（ａ）と同様に、円弧状に滑らかに連なるが、下面２２
ａとピン２１とが連なる部分２６は、垂直に連なる。ま
た、ピン２１の先端部３７は、図２（ａ）と同様に、皿
状に中央がわずかに盛り上がる。

【００３３】ショルダー部２０の外形Ｄ１は、たとえば
５〜２０ｍｍであり、ピン２１の外形Ｄ２は２〜７ｍｍ
であり、ピン長さＨは、１〜３ｍｍとする。また接合ツ
ール２は、被溶接物であるアルミニウム合金より硬い工
具鋼から形成される。

【００３４】図３は、本発明のスポット接合方法を示す
図である。本実施形態では、２枚のアルミニウム合金板
であるワーク３０，３１を重ね継手するものとする。

【００３５】まず、２枚のワーク３０，３１の接合点Ｐ
が、受け部材７の受け面８上で、軸線Ｌ１に一致するよ
うに配置する。そして、インダクションモータ３によっ
て接合ツール２を、たとえば１０００〜３０００ｒｐｍ
程度の高速で回転駆動させる。

【００３６】次に、サーボモータ４によって接合ツール
２を回転させながら軸線Ｌ１に沿って接合ツール２を降
下させる。接合ツール２のピン２１がワーク３０に達す
ると、回転するピン２１とワーク３０との摩擦によっ
て、ワーク３０が加熱されて軟化し、ピン２１が挿入さ
れる。ピン２１が挿入されると、ショルダー部２０の下
面２２，２２ａもワーク３０に接触し、この下面２２，
２２ａによる摩擦によって接合点Ｐ近傍がさらに加熱さ
れる。このようにして、摩擦熱で加熱、軟化したワーク
３０にピン２１が挿入された状態で回転することによっ
て塑性流動が誘起され、回転するピン２１によって接合
点Ｐ近傍が攪拌される。

【００３７】なお、接合ツール２の押圧力は、本実施形
態では３００ｋｇｆとする。また、この押圧力は、受け
部材７で受け止められる。

【００３８】このようにして、ピン２１の先端がワーク
３０と３１との接合面を超え、ワーク３１の裏面の手前
まで挿入された状態で、接合ツール２を攪拌させること
によって、図３（１）に示すように、接合点Ｐ付近に攪
拌された塑性流動域が形成され、ワーク３０，３１が接
合点Ｐで一体となる。

【００３９】所定の接合時間攪拌後、図３（２）に示す
ように、接合ツール２を引き抜く。攪拌する接合時間
は、たとえば１〜１０秒程度である。ピン２１を引き抜
くと、塑性流動していた母材が硬化し、接合点Ｐでワー
ク３０，３１が接合される。

【００４０】図４は、接合後のワーク３０，３１の接合
点の断面を示す図である。この図に示すように、ピン２
１が挿入された側の表面にはピン２１およびショルダー
２０を挿入した凹所が形成され、この凹所の周囲の接合
部分３２が塑性流動してワーク３０と３１とが一体にな
っている。また、ピン２１が挿入されない裏側は平滑な
面を保っていることが分かる。なお、図４の例では、曲
面タイプのショルダーを用いた。

【００４１】次に、本発明のスポット接合方法の試験結
果を図５に示す。この試験では、アルミニウム合金製自
動車部材の重ね接合を想定し、図５の試験は、ボンネッ
トのヘム（縁）部の接合の試験結果である。この試験で
は、０．９５ｍｍ厚のアルミニウム合金板のアウター材
と、０．９ｍｍ厚のアルミニウム合金板の下材とを接合
し、要求接合強度は０．５ｋＮ以上である。

【００４２】この試験では、２．１ｍｍφのピン２１を
用い、負荷荷重は３００ｋｇｆで一定とし、回転数は１
５００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍ，２５００ｒｐｍの３種
類で、曲面タイプおよび平面タイプの接合ツールを、接
合時間１．０〜３．５ｓの範囲で行った。その結果、図
５に示すように、全ての試験において、せん断荷重が、
要求接合強度を大きく上回り、また、せん断強度のばら
つきが少ない良好な結果が得られた。

【００４３】また、スポット接合方法では、前述したよ
うに、ツール挿入とは反対側の面には、凹所が形成され
ず、平滑な面が得られるので、外観を損なうことなくス
ポット接合することができる。

【００４４】また、被接合物はアルミニウム合金の接合
に限らず、たとえばステンレス鋼板の接合にも適用可能
であり、また、同種の被接合物の接合に限らず、異種材
料同士の接合も可能である。

【００４５】本発明のスポット接合方法は、上述したよ
うに、平板で、同種のアルミニウム合金であるワークを
重ね合わせて接合する場合が好ましいが、このような場
合に限らず、たとえば３枚以上のワークを重ね合わせて
接合してもよく、また異種材料を重ね合わせて接合して
もよく、さらには、３次元形状に成形された複数の材料
を組み合わせ、重ね合わされた面を接合するときに、本
発明のスポット接合方法を適用してもよい。

【００４６】また、本実施形態では、接合ツールの回転
用モータは、インダクションモータを用いたが、本発明
はこれに限らず、サーボモータであってもよい。サーボ
モータを用いて回転させることによって、接合ツールの
回転速度を高精度に制御することが可能である。

【００４７】また、本発明のスポット接合方法では、従
来の抵抗スポット溶接法のように、電流を流す必要がな
いので、被接合物が金属でなくともよく、合成樹脂製の
被接合物同士の接合や、また、金属板の外表面に合成樹
脂製の化粧シートが貼られた被接合物の接合も可能であ
る。

【００４８】このような本発明のスポット接合装置は、
スポット接合ガンとして用い、たとえばバランサによっ
て移動可能に支持し、作業者が、ガンを持ってスポット
接合作業を行う。また、たとえば多関節型ロボットの手
首にガンを装備し、教示したプログラムに従って、設定
した接合点を順次スポット接合するように構成してもよ
い。

【００４９】また、接合ツールの他の形態として、ピン
先端にねじを形成するように構成してもよい。これによ
って、回転しながらピンを被接合物に挿入しやすくな
る。

【００５０】本発明のスポット接合方法は、アルミニウ
ム合金製の自動車用部材の接合だけに限らず、たとえば
アルミニウム合金製鉄道車両、またはアルミニウム筐体
の接合に用いることができる。

【００５１】本発明は、下記の実施の形態が可能であ
る。（１）先端部に軸線に沿ってピンが突出する接合ツール
を有し、重ねられた被接合物の所定の接合点に、ピンを
押圧しながら接合ツールをその軸線まわりに回転させ、
摩擦熱でピン周囲の被接合物を加熱、軟化させてピンを
挿入し、回転するピンで接合点付近の被接合物を攪拌
し、被接合物を接合点で一体化させた後、接合ツールを
軸線に沿って引き抜くことによって、被接合物を接合点
でスポット接合することを特徴とするスポット接合方
法。

【００５２】本発明に従えば、たとえば２枚の被接合物
を重ねて配置し、接合ツールを高速で回転させながら、
被接合材の重畳部の接合点に先端のピンを押しつける。
すると摩擦熱で接合点が加熱、軟化し、ピンが接合点に
挿入される。さらに回転させることによって、ピン周囲
の母材が塑性流動を起こして攪拌され、２枚の被接合物
が接合点で一体化する。その後接合ツールを引き抜くこ
とによって、軟化した被接合物が硬化し、２枚の被接合
物は接合点でスポット的に接合される。

【００５３】このようにして、本発明にスポット接合方
法は、接合ツールを回転させて摩擦熱によって接合する
ので、抵抗スポット溶接に比べて、大幅に小容量の電力
でスポット接合することができる。また、電力以外のユ
ーティリティは不用であり、また接合ツールは汚染や損
耗が生じないため、メンテナンスフリーで長時間使用可
能なので、ランニングコストは低減され管理も容易とな
る。また、リベット打ちによる機械的締結法と異なり、
締結材によるコスト、重量増加も招かない。

【００５４】（２）前記接合ツールの先端に対向する位
置に、平坦な受け面を有する受け部材を有し、受け面上
に被接合物を重ねて配置し、接合ツールを被接合物に押
しつけるときの押圧力を、前記受け部材によって受ける
ことを特徴とするスポット接合方法。

【００５５】スポット接合は、受け部材上に、たとえが
２枚の被接合物を重ねて配置し、その上から接合ツール
を回転させながら押しつけて接合する。被接合物の一表
面側は、前記受け部材の平坦な受け部に支持され、その
反対側からスポット接合されるので、スポット接合され
た側は、ピンが挿入された穴が形成されるが、受け部材
に支持される側は、平坦な受け面に押しつけられるだけ
であるので、平滑な面が得られる。これによって、接合
後、そのまま外板として適用することが可能となる。

【００５６】（３）先端部に、軸線に沿って突出するピ
ンを有する接合ツールと、接合ツールをその軸線まわり
に回転させる回転用モータと、接合ツールをその軸線方
向に移動させる移動用モータとを有し、回転用モータで
接合ツールを回転させながら、移動用モータで接合ツー
ルをその軸線方向に移動させ、重ねられた被接合物の所
定の接合点に、ピンを押しつけ、摩擦熱でピン周囲の被
接合物を加熱、軟化させてピンを挿入し、回転するピン
で接合点付近の被接合物を攪拌し、被接合物を接合点で
一体化させた後、移動用モータで接合ツールを軸線に沿
って引き抜くことによって、被接合物を接合点でスポッ
ト接合することを特徴とするスポット接合装置。

【００５７】本発明に従えば、回転用モータで接合ツー
ルを回転させながら、移動用モータで接合ツールを軸線
に沿って移動させることによって、前述したように、摩
擦熱によって塑性流動を起こし、複数の被接合物を接合
点でスポット的に接合することができる。

【００５８】（４）前記回転用モータは、インダクショ
ンモータもしくはサーボモータであり、前記移動用モー
タは、サーボモータであることを特徴とするスポット接
合装置。

【００５９】本発明に従えば、回転用モータにインダク
ションモータもしくはサーボモータを用いることによっ
て、接合ツールを高速で回転駆動することができる。ま
た、移動用モータにサーボモータを用いることによっ
て、たとえば接合深さを高精度に制御することができ
る。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明では、接合ツールを
回転させて摩擦熱によって接合するので、従来の抵抗ス
ポット溶接に比べて、大幅に小容量の電力でスポット接
合することができる。また、電力以外のユーティリティ
は不用であり、また接合ツールは汚染や損耗が生じない
ため、メンテナンスフリーで長時間使用可能なので、ラ
ンニングコストは低減され管理も容易となる。また、リ
ベット打ちによる機械的締結法と異なり、締結材による
コスト、重量増加も招かない。

【００６１】また、接合ツールが挿入される側とは反対
側の面は、平滑な面が得られ、これによって、接合後、
そのまま外板として適用することが可能となる。

【００６２】特に本発明によれば、ピン２１の先端部３
７の中央は、盛り上がるように形成され、したがって被
接合物との摩擦熱が容易に発生され、接合が確実にな
る。さらにこのピン２１に、ショルダー部２０の端面２
２，２２ａが同軸に連なり、ピン２１の周囲における摩
擦熱の発生がさらに容易になり、接合が確実になる。

【００６３】前記端面２２は、ショルダー部２０の軸線
方向内方に凹むように逆円錐状に形成され、摩擦熱の発
生が容易に可能になるとともに、接合強度が向上され
る。この端面２２とピン２１とが連なる部分２４は、円
弧状に滑らかに形成され、強度の向上が図られる。また
ショルダー部２０の外周面２５と端面２２，２２ａとが
連なる角部２３は、円弧状に滑らかに形成され、強度の
向上が図られる。

【００６４】円錐状先細の接合ツール先端部分３６に、
ショルダー部２０が連なり、したがって大きな回転トル
クを、ショルダー部２０、したがってピン２１に伝達す
ることができる。

【００６５】さらに本発明によれば、ピン先端に、ねじ
を形成し、回転しながらピンを被接合物に挿入しやすく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のスポット接合装置１を
示す断面図である。

【図２】接合ツール先端の２種類の形状を示す図であ
る。

【図３】スポット接合方法を示す図である。

【図４】接合後のワーク３０，３１の断面図である。

【図５】本発明のスポット接合方法の試験結果を示す図
である。

【符号の説明】

１スポット接合装置２接合ツール３インダクションモータ４サーボモータ７受け部材８受け面２０ショルダー部２１ピン２２，２２ａ端面２４，２６部分２５外周面３６接合ツール先端部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者犬塚雅之兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者中島康雅兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１号川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者山下政一郎兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18 号川崎重工業株式会社兵庫工場内 (72)発明者長尾保栄兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)発明者岩下智伸広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内Ｆターム(参考） 4E067 AA05 BG00 CA01 CA04 EC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部に軸線Ｌ１に沿ってピン２１が突
出し、重ねられた被接合物の所定の接合点に、ピンを押圧しな
がら接合ツールをその軸線まわりに回転させ、摩擦熱で
ピン周囲の被接合物を加熱、軟化させてピンを挿入し、
回転するピンで接合点付近の被接合物を攪拌し、被接合
物を接合点で一体化させてスポット接合するスポット接
合用接合ツールにおいて、ピン２１の先端部３７は、中央が盛り上がるように形成
されることを特徴とするスポット接合用接合ツール。
【請求項２】短柱状のショルダー部２０を有し、このショルダー部２０の端面２２からピン２１が同軸に
突出し、前記端面２２は、ショルダー部２０の軸線方向内方に凹
むように逆円錐状に形成されることを特徴とする請求項
１記載のスポット接合用接合ツール。
【請求項３】前記端面２２とピン２１とが連なる部分
２４は、円弧状に滑らかに形成されることを特徴とする
請求項２記載のスポット接合用接合ツール。
【請求項４】短柱状のショルダー部２０を有し、このショルダー部２０の端面２２ａからピン２１が同軸
に突出し、前記端面２２ａは、軸線Ｌ１に垂直な平坦な面であるこ
とを特徴とする請求項１記載のスポット接合用接合ツー
ル。
【請求項５】前記端面２２ａとピン２１とが連なる部
分２６は、垂直であることを特徴とする請求項４記載の
スポット接合用接合ツール。
【請求項６】ショルダー部２０の外周面２５と前記端
面２２，２２ａとが連なる角部２３は、円弧状に滑らか
に形成されることを特徴とする請求項２〜５のうちの１
つに記載のスポット接合用接合ツール。
【請求項７】先端部に軸線Ｌ１に沿ってピン２１が突
出し、重ねられた被接合物の所定の接合点に、ピンを押圧しな
がら接合ツールをその軸線まわりに回転させ、摩擦熱で
ピン周囲の被接合物を加熱、軟化させてピンを挿入し、
回転するピンで接合点付近の被接合物を攪拌し、被接合
物を接合点で一体化させてスポット接合するスポット接
合用接合ツールにおいて、ピン２１の先端部３７は、中央が盛り上がるように形成
され、短柱状のショルダー部２０を有し、このショルダー部２０の端面２２，２２ａからピン２１
が同軸に突出することを特徴とするスポット接合用接合
ツール。
【請求項８】ショルダー部２０の基端部は、円錐状に
先細となった接合ツール先端部３６に連なることを特徴
とする請求項１〜７のうちの１つに記載のスポット接合
用接合ツール。
【請求項９】ピン先端にねじが形成されることを特徴
とする請求項１〜８のうちの１つに記載のスポット接合
用接合ツール。