JP2008254012A - Spot joining equipment and method - Google Patents

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JP2008254012A JP2007097316A JP2007097316A JP2008254012A JP 2008254012 A JP2008254012 A JP 2008254012A JP 2007097316 A JP2007097316 A JP 2007097316A JP 2007097316 A JP2007097316 A JP 2007097316A JP 2008254012 A JP2008254012 A JP 2008254012A
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Takashi Matsuoka
孝 松岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide spot joining equipment capable of providing a high quality spot joined article by eliminating generation of flashes as much as possible by removing surplus metal built up from the surface of a material or by greatly reducing the quantity of such surplus metal. <P>SOLUTION: The spot joining equipment pressurizes and presses a main body 3 having a pin 4 projecting from the distal end face 3a while rotated, against an overlapped part of a superimposed first and second metallic plate, 1, 2, softens/stirs the overlapped part with the frictional heat by the sliding contact, and thereby spot-joining the overlapped part, wherein on the outer periphery of the main body 3, there is installed a cutter 5 for cutting and removing the surplus metal built up from the surface 1a of the metallic plates by the softening/stirring with the frictional heat. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属板同士をスポット接合して接合させるスポット接合装置及びスポット接合方法に関する。   The present invention relates to a spot bonding apparatus and a spot bonding method for bonding metal plates by spot bonding.

アルミニウム同士をスポット接合する装置としては、先端にピンを有する回転体を高速で回転させながらアルミニウム板に押圧し、そのアルミニウムを軟化攪拌させてスポット接合する摩擦攪拌接合装置が提案されている(例えば、特許文献1に記載)。   As an apparatus for spot-joining aluminum, a friction stir welding apparatus has been proposed in which a rotary body having a pin at a tip is pressed against an aluminum plate while rotating at high speed, and the aluminum is softened and agitated to perform spot joining (for example, , Described in Patent Document 1).

回転体の先端に設けたピンがアルミニウムに対して高速で回転して押し付けられると、それらの間に摩擦熱が発生し、その摩擦熱でアルミニウムが軟化する。そして、軟化したアルミニウムにピンが入り込んで回転体のセンタリングがなされ、その後、回転体の先端面がアルミニウムに接触し、当該回転体の高速回転によりアルミニウムが塑性流動を起こし、上下のアルミニウム板が攪拌されて一体化される。
特開2005−161382号公報
When a pin provided at the tip of the rotating body is rotated and pressed against aluminum at high speed, frictional heat is generated between them, and the aluminum is softened by the frictional heat. Then, the pin enters the softened aluminum and the rotating body is centered, and then the tip surface of the rotating body comes into contact with the aluminum, and the aluminum rotates plastically by the high speed rotation of the rotating body, and the upper and lower aluminum plates are stirred. And integrated.
JP 2005-161382 A

このような摩擦攪拌接合装置においては、回転体が材料の中に侵入(埋没)して高速で回転するため、回転体周囲から塑性流動した余剰金属が材料表面に盛り上がってくる。これを放置すると、バリとなり、接合面に凹凸が生じ、後工程で面倒なバリ取り処理が必要となる。   In such a friction stir welding apparatus, the rotating body penetrates into (embeds in) the material and rotates at a high speed, so that surplus metal plastically flowing from the periphery of the rotating body rises on the surface of the material. If this is left as it is, it becomes a burr and unevenness is generated on the joint surface, and a troublesome deburring process is required in the subsequent process.

また、バリとなった部位には、塗料が付き難く、錆の発生を招くことになる。そのため、この摩擦攪拌接合装置でスポット接合された製品の品質が損なわれる。   In addition, it is difficult for the paint to adhere to the burrs, which causes rust. Therefore, the quality of the product spot-bonded by this friction stir welding apparatus is impaired.

そこで、本発明は、材料表面から盛り上がった余剰金属を取り除くか、または、その余剰金属量を大幅に低減させることでバリの発生を極力無くして品質の高いスポット接合品を提供することのできるスポット接合装置及びスポット接合方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a spot bonding product that can eliminate the occurrence of burrs as much as possible by removing surplus metal raised from the surface of the material or significantly reducing the amount of surplus metal to provide a high-quality spot bonded product. It is an object to provide a bonding apparatus and a spot bonding method.

本発明は、少なくとも第1金属板と第2金属板を重ね合わせた重ね部に、先端面から突出するピン部を有した本体部を回転させながら加圧して押し付け、その摺接による摩擦熱によって金属を軟化攪拌させてこれら重ね部をスポット接合するスポット接合装置であって、前記本体部の外周に、前記摩擦熱で軟化攪拌して金属板表面から盛り上がる余剰金属量を低減させる余剰金属量低減手段を設けたことを特徴とする。   In the present invention, at least the first metal plate and the second metal plate are overlapped with each other, and the main body portion having the pin portion protruding from the tip surface is pressed and pressed while rotating, and the frictional heat generated by the sliding contact is applied. A spot welding device that softens and stirs metal and spot-joins these overlapped parts, and reduces the amount of surplus metal that reduces the amount of surplus metal that rises from the surface of the metal plate by softening and stirring with the frictional heat on the outer periphery of the main body. Means is provided.

また、本発明は、少なくとも第1金属板と第2金属板を重ね合わせた重ね部に、先端面から突出するピン部を有した本体部を回転させながら加圧して押し付け、その摺接による摩擦熱によって金属を軟化攪拌させてこれら重ね部をスポット接合するスポット接合方法であって、前記金属板表面から盛り上がる余剰金属を、前記本体部の外周に設けたカッターで切断して取り除くか、または、前記本体部の外周に設けた収容部材の空間部に納めて低減させることを特徴とする。   Further, the present invention is to press and press at least the first metal plate and the second metal plate on the overlapped portion while pressing and pressing the main body portion having the pin portion protruding from the tip surface, and friction caused by the sliding contact. It is a spot joining method in which the metal is softened and stirred by heat and spot-joined these overlapping parts, and the excess metal rising from the surface of the metal plate is removed by cutting with a cutter provided on the outer periphery of the main body part, or It is reduced by being housed in a space of a housing member provided on the outer periphery of the main body.

本発明のスポット接合装置によれば、本体部の外周から金属板表面に盛り上がってくる余剰金属量を低減させる余剰金属量低減手段を、前記本体部の外周に設けているので、この余剰金属量低減手段によって余剰金属量を減らすことができる。これにより、スポット接合後のバリの発生を大幅に低減させることができ、品質の高いスポット接合を行うことができる。   According to the spot bonding apparatus of the present invention, the surplus metal amount reducing means for reducing the surplus metal amount that rises from the outer periphery of the main body portion to the metal plate surface is provided on the outer periphery of the main body portion. The amount of surplus metal can be reduced by the reduction means. Thereby, generation | occurrence | production of the burr | flash after spot joining can be reduced significantly, and high quality spot joining can be performed.

一方、本発明のスポット接合方法によれば、金属板表面から盛り上がる余剰金属を、本体部の外周に設けたカッターで切断して取り除くか、または、本体部の外周に設けた収容部材の空間部に納めて低減させるので、バリの発生を大幅に低減させることができ、品質の高いスポット接合品を提供することができると共にバリ取り処理を無くすことができる。   On the other hand, according to the spot joining method of the present invention, the excess metal rising from the surface of the metal plate is removed by cutting with a cutter provided on the outer periphery of the main body, or the space portion of the housing member provided on the outer periphery of the main body. Therefore, the occurrence of burrs can be greatly reduced, and a high-quality spot bonded product can be provided and the deburring process can be eliminated.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

「第1実施形態」
先ず、本発明を適用した第1実施形態のスポット接合装置の構成について説明する。
“First Embodiment”
First, the configuration of the spot bonding apparatus according to the first embodiment to which the present invention is applied will be described.

図1は第1実施形態のスポット接合装置を示し、(A)はその正面図、(B)はその底面図、図2は第1実施形態のスポット接合装置によるスポット接合工程を順次示す工程図である。   1A and 1B show a spot bonding apparatus according to a first embodiment, FIG. 1A is a front view thereof, FIG. 1B is a bottom view thereof, and FIG. 2 is a process chart sequentially illustrating a spot bonding process by the spot bonding apparatus according to the first embodiment. It is.

第1実施形態のスポット接合装置は、図1及び図2に示すように、例えば自動車のボディ等に用いられるアルミニウム合金からなる第1金属板1と第2金属板2を重ね合わせた重ね部に、先端面3aから突出するピン部4を有した本体部3を回転させながら加圧して押し付け、その摺接による摩擦熱によって金属を軟化攪拌させてこれら重ね部をスポット接合する摩擦攪拌接合装置である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the spot bonding apparatus according to the first embodiment has an overlapping portion in which a first metal plate 1 and a second metal plate 2 made of, for example, an aluminum alloy used for an automobile body or the like are overlapped. A friction stir welding apparatus that pressurizes and presses the main body portion 3 having the pin portion 4 protruding from the tip surface 3a, softens and stirs the metal by frictional heat generated by the sliding contact, and spot-joins these overlapping portions. is there.

なお、本実施形態では、第1金属板1と第2金属板には、アルミニウム合金を共に使用するが、アルミニウム合金に限らず鋼材でもよく、また、同一金属だけなく異種金属同士の接合にも本発明を適用することができる。   In the present embodiment, the first metal plate 1 and the second metal plate are both made of an aluminum alloy. However, the first metal plate 1 and the second metal plate are not limited to the aluminum alloy, and may be a steel material. The present invention can be applied.

スポット接合装置は、本体部3と、この本体部3の先端面(ショルダー)3aから突出するピン部4と、本体部3の外周に設けられた余剰金属量低減手段であるカッター5と、本体部3を高速で回転させる回転駆動モータ6と、本体部3を重ね部に加圧して押し付ける加圧手段(図示は省略する)と、からなる。   The spot joining apparatus includes a main body part 3, a pin part 4 projecting from a front end surface (shoulder) 3a of the main body part 3, a cutter 5 which is a surplus metal amount reducing means provided on the outer periphery of the main body part 3, and a main body The rotary drive motor 6 rotates the part 3 at a high speed, and pressurizing means (not shown) pressurizes the main body part 3 against the overlapping part.

本体部3は、耐摩耗性に優れた金属からなり、円柱体として形成されている。かかる本体部3は、天面3bに回転駆動モータ6の回転駆動軸7が取り付けられ、この回転駆動モータ6によって高速で回転させられる。この本体部3の先端面3aは、加圧されながら回転して金属板表面1aをその摺接による摩擦熱で金属を軟化攪拌させるショルダー部である。   The main body 3 is made of a metal having excellent wear resistance and is formed as a cylindrical body. The main body 3 is attached to the top surface 3b with a rotation drive shaft 7 of a rotation drive motor 6, and is rotated at a high speed by the rotation drive motor 6. The front end surface 3a of the main body 3 is a shoulder portion that rotates while being pressed and softens and stirs the metal with frictional heat generated by the sliding contact of the metal plate surface 1a.

ピン部4は、本体部3と同様、耐摩擦性に優れた金属からなり、円柱体として形成されている。そして、ピン部4は、その軸芯を本体部3の軸芯に合致させて前記先端面3aから突出して設けられている。かかるピン部4は、本体部3と一体的に形成されていてもよいし、或いは、別体として形成されていてもよい。   The pin part 4 is made of a metal having excellent friction resistance, like the main body part 3, and is formed as a cylindrical body. The pin portion 4 is provided so as to protrude from the distal end surface 3 a with its axis aligned with the axis of the main body 3. The pin portion 4 may be formed integrally with the main body portion 3 or may be formed as a separate body.

カッター5は、金属板表面から盛り上がる余剰金属を切断して取り除く役目をし、前記本体部3の外周囲に一体的に設けられている。本実施形態では、2つのカッター5を相対向する対象位置に本体部3と一体化させている。本体部3が回転することで、カッター5の切れ刃5aにより、本体部3の周囲から金属板表面1aへと盛り上がる余剰金属を切断して取り除くことができる。   The cutter 5 serves to cut and remove excess metal that rises from the surface of the metal plate, and is provided integrally with the outer periphery of the main body 3. In the present embodiment, the two cutters 5 are integrated with the main body 3 at a target position facing each other. By rotating the main body 3, the excess metal rising from the periphery of the main body 3 to the metal plate surface 1 a can be cut and removed by the cutting edge 5 a of the cutter 5.

カッター5の下端面5bは、軟化した金属中にピン部4及び本体部3の先端側部が入り込んで接合完了位置まで本体部3を押し込んだときに(図2(D)の状態)、金属板表面1aに接触する位置とされている。換言すれば、軟化した金属中に押し込む押し込み量Lとなる位置に、前記カッター5の下端面5bを本体部3の先端面3aから上方位置に配置させている。   The lower end surface 5b of the cutter 5 is a metal when the pin portion 4 and the distal end side portion of the main body portion 3 enter the softened metal and push the main body portion 3 to the joining completion position (the state of FIG. 2D). The position is in contact with the plate surface 1a. In other words, the lower end surface 5b of the cutter 5 is disposed at an upper position from the front end surface 3a of the main body 3 at a position where the pushing amount L is pushed into the softened metal.

回転駆動モータ6は、図示を省略する制御部からの指令により回転制御されるサーボモータからなり、前記本体部3を高速で回転させる。   The rotation drive motor 6 is a servo motor whose rotation is controlled by a command from a control unit (not shown), and rotates the main body unit 3 at a high speed.

加圧手段は、例えば加圧シリンダからなり、回転駆動モータ6に取り付けられた昇降シャフト8で本体部3を昇降動させて重ね部に加圧して押し付けるように構成されている。   The pressurizing means is composed of, for example, a pressurizing cylinder, and is configured to move the main body portion 3 up and down by an elevating shaft 8 attached to the rotation drive motor 6 to pressurize and press the overlapping portion.

次に、以上のように構成されたスポット接合装置を使用して2枚の金属板をスポット接合するスポット接合方法について説明する。   Next, a spot joining method for spot joining two metal plates using the spot joining apparatus configured as described above will be described.

先ず、図2(A)に示すように、スポット接合すべき第1金属板1と第2金属板2を重ね合わせた後、その重ね合わせたスポット接合すべき重ね部の真上に、ピン部4を先端面3aに設けた本体部3を配置させる。そして、回転駆動モータ6を作動させて本体部3を回転させる。このとき、カッター5は、本体部3の外周に一体的に設けられているため、この本体部3と共に回転する。   First, as shown in FIG. 2A, after the first metal plate 1 and the second metal plate 2 to be spot-bonded are overlapped, the pin portion is directly above the overlapped portion to be spot-bonded. The main body 3 provided with 4 on the front end surface 3a is disposed. And the rotation drive motor 6 is operated and the main-body part 3 is rotated. At this time, since the cutter 5 is integrally provided on the outer periphery of the main body 3, the cutter 5 rotates together with the main body 3.

次に、本体部3を高速で回転させながら加圧シリンダを作動させて昇降シャフト8を下降させする。すると、昇降シャフト8の先端部に取り付けられた本体部3は、金属板に接近し、図2(B)に示すようにピン部4が金属板表面1aと接触する。加圧されながら回転するピン部4により金属板表面1aが擦られると、それらの間には摩擦熱が生じ、その摩擦熱で金属(ここではアルミニウム)が軟化する。この金属の軟化により材料が塑性流動を起こし、ピン部4が金属の中に入り込んで行く。ピン部4が金属中に入り込むことで、本体部3のセンタリングがなされ、当該本体部5の回転中心が決まる。   Next, the pressure cylinder is operated while rotating the main body 3 at a high speed to lower the elevating shaft 8. Then, the main body 3 attached to the tip of the elevating shaft 8 approaches the metal plate, and the pin portion 4 contacts the metal plate surface 1a as shown in FIG. When the metal plate surface 1a is rubbed by the pin portion 4 that rotates while being pressed, frictional heat is generated between them, and the metal (here, aluminum) is softened by the frictional heat. The softening of the metal causes the material to plastically flow, and the pin portion 4 enters the metal. When the pin portion 4 enters the metal, the main body portion 3 is centered, and the rotation center of the main body portion 5 is determined.

次に、加圧されながら回転する本体部3の先端面3aが金属板表面1aに接触すると、今度はこれらの間に摩擦熱が生じ、その摩擦熱で金属が軟化する。この金属の軟化により本体部3の先端部が図2(C)に示すように奥へと入り込んで行く。この一方、本体部3の外周からは軟化した金属が金属板表面1aに盛り上がって来る。   Next, when the front end surface 3a of the main body 3 rotating while being pressed contacts the metal plate surface 1a, frictional heat is generated between them, and the metal is softened by the frictional heat. Due to the softening of the metal, the front end portion of the main body portion 3 enters into the back as shown in FIG. On the other hand, the softened metal rises from the outer periphery of the main body 3 to the metal plate surface 1a.

そして、本体部3がスポット接合終了位置となる位置まで侵入すると、図2(D)で示すように、本体部3と一体的に回転するカッター5により金属板表面1aから突出する余剰金属9が切断され取り除かれる。   When the main body 3 enters the position where the spot joining end position is reached, as shown in FIG. 2D, the surplus metal 9 protruding from the metal plate surface 1a by the cutter 5 rotating integrally with the main body 3 is formed. Cut and removed.

第1金属板1と第2金属板2が塑性流動して互いに結合された時点で本体部3を上昇させてスポット接合を完了する。その結果、第1金属板1と第2金属板2は、接合される。また、金属板表面1aは、隆起物の無いほぼ平坦な面とされる。   When the first metal plate 1 and the second metal plate 2 are plastically flowed and joined to each other, the main body 3 is raised to complete the spot joining. As a result, the first metal plate 1 and the second metal plate 2 are joined. In addition, the metal plate surface 1a is a substantially flat surface free from bumps.

以上のようにして第1金属板1と第2金属板2の重ね部に数ヶ所スポット接合すれば、これら2枚の金属板を確実に接合させることができる。これにより、スポット接合後のバリの発生を無くせ、品質の高いスポット接合を行うことができる。   If several spots are joined to the overlapping portion of the first metal plate 1 and the second metal plate 2 as described above, these two metal plates can be reliably joined. Thereby, generation | occurrence | production of the burr | flash after spot joining can be eliminated, and high quality spot joining can be performed.

なお、塑性流動により発生したバリや余肉には、塗料が付き難く、例え塗料が付いたとしても経時的変化により糸錆等が発生し易い。しかしながら、本実施形態によれば、接合中に発生したバリや余肉をカッター5により除去することができるので、塗膜を安定してこのスポット接合部上にも形成することができ、錆の発生を抑制させることができる。   It should be noted that the burrs and surplus generated due to plastic flow are difficult to attach paint, and even if paint is attached, thread rust and the like are likely to occur due to changes over time. However, according to the present embodiment, burrs and surplus generated during the bonding can be removed by the cutter 5, so that the coating film can be stably formed on the spot bonding portion, and the rust Occurrence can be suppressed.

「第2実施形態」
図3は第2実施形態のスポット接合装置を示し、(A)はその正面図、(B)はその底面図、図4は第2実施形態のスポット接合装置によるスポット接合工程を順次示す工程図である。
“Second Embodiment”
3A and 3B show a spot bonding apparatus according to the second embodiment, FIG. 3A is a front view thereof, FIG. 3B is a bottom view thereof, and FIG. 4 is a process chart sequentially illustrating a spot bonding process by the spot bonding apparatus according to the second embodiment. It is.

第2実施形態のスポット接合装置は、カッター5を本体部3に一体化させるのではなく、カッター5を前記本体部3の外周にこの本体部3に対して相対的に回転自在とすると共に、この本体部3の軸芯に沿って前記本体部5に対して相対的に移動自在としている。   The spot bonding apparatus according to the second embodiment does not integrate the cutter 5 into the main body 3 but makes the cutter 5 rotatable relative to the main body 3 on the outer periphery of the main body 3. Along the axis of the main body 3, the main body 5 is relatively movable.

具体的には、図3に示すように、本体部3の外周にベアリング10を介在させてカッター5を取り付けた回転体11を回転自在に取り付ける。回転体11を本体部3の外周に回転自在とする回転駆動モータ12は、本体部3を回転自在とする駆動源(回転駆動モータ6)とは別に設ける。   Specifically, as shown in FIG. 3, a rotating body 11 having a cutter 5 attached thereto is rotatably attached with a bearing 10 interposed on the outer periphery of the main body 3. A rotation drive motor 12 that allows the rotating body 11 to rotate on the outer periphery of the main body 3 is provided separately from a drive source (rotation drive motor 6) that allows the main body 3 to rotate.

また、カッター5は、本体部3を昇降動させる駆動源(加圧手段)とは別に、カッター昇降動用手段を有している。カッター昇降動手段は、例えば駆動シリンダからなり、カッター5を回転させる回転駆動モータ12に取り付けられた昇降シャフト13で、前記本体部3に対して相対的に移動自在とされる。このカッター5が本体部3に対して相対的に移動自在となることで、本体部3の先端面3aからカッター5の先端面5bまでの距離L(軟化した金属中に押し込まれる押し込み量)を自由に調整することが可能となる。   Further, the cutter 5 has a cutter lifting / lowering means separately from a drive source (pressurizing means) for moving the main body 3 up and down. The cutter lifting / lowering means is composed of, for example, a drive cylinder, and is movable relative to the main body 3 by a lifting shaft 13 attached to a rotary drive motor 12 that rotates the cutter 5. Since the cutter 5 is relatively movable with respect to the main body 3, a distance L (a push amount pushed into the softened metal) from the front end surface 3 a of the main body 3 to the front end surface 5 b of the cutter 5 is set. It is possible to adjust freely.

このように構成されたスポット接合装置によれば、本体部3と同軸でこの本体部3に対してカッター5を回転させることができると共に移動自在とすることができるため、本体部3の先端面(ショルダー)3aが金属板表面1aに接触するタイミングで軟化して隆起した余剰金属をカッター5にて初期段階から取り除くことができる。そのため、カッター5を回転させる回転駆動モータ12の駆動トルクを低減することができると共に、カッター5の寿命を延ばすことができる。   According to the spot bonding apparatus configured as described above, the cutter 5 can be rotated with respect to the main body 3 coaxially with the main body 3 and can be moved freely. The excess metal that has been softened and raised at the timing when the (shoulder) 3 a contacts the metal plate surface 1 a can be removed from the initial stage by the cutter 5. Therefore, the driving torque of the rotary drive motor 12 that rotates the cutter 5 can be reduced, and the life of the cutter 5 can be extended.

第2実施形態のスポット接合装置を使用してスポット接合するには、図4(A)に示すように、スポット接合すべき重ね部の真上に本体部3を配置させた後、回転駆動モータ6を作動させて本体部3を回転させる。   In order to perform spot bonding using the spot bonding apparatus of the second embodiment, as shown in FIG. 4 (A), after the main body 3 is disposed immediately above the overlapping portion to be spot-bonded, a rotary drive motor is provided. 6 is operated to rotate the main body 3.

次に、本体部3を高速で回転させながら加圧シリンダを作動させて昇降シャフト8を下降させ、図4(B)に示すようにピン部4を金属板表面1aに接触させる。これにより、摩擦熱が生じ、その摩擦熱で金属が軟化して塑性流動を起こし、ピン部4が金属の中に入り込んで行く。   Next, while the main body 3 is rotated at a high speed, the pressure cylinder is operated to lower the elevating shaft 8, and the pin 4 is brought into contact with the metal plate surface 1a as shown in FIG. Thereby, frictional heat is generated, and the metal is softened by the frictional heat to cause plastic flow, and the pin portion 4 enters the metal.

ピン部4が金属の中に入り込んで行くようになったとき、或いはその前にカッター5を回転させる回転駆動モータ12を作動させて、カッター5を本体部3の周面の回りに回転させる。   When the pin portion 4 enters the metal, or before that, the rotary drive motor 12 that rotates the cutter 5 is operated to rotate the cutter 5 around the peripheral surface of the main body portion 3.

そして、加圧されながら回転する本体部3の先端面3aが金属板表面1aに接触すると同時に、図4(C)に示すようにカッター昇降動手段を作動させてカッター5を下方へ移動させ、前記金属板表面1aに接触させる。こうすることで、初期段階で本体部3との摺接により軟化して本体部3の外周から金属板表面1aへと盛り上がって来る余剰金属を前記カッター5によって素早く取り除くことができる。   And simultaneously with the front end surface 3a of the main-body part 3 rotating while being pressed contacting the metal plate surface 1a, as shown in FIG. 4C, the cutter lifting and lowering means is operated to move the cutter 5 downward, The metal plate is brought into contact with the surface 1a. By doing so, it is possible to quickly remove surplus metal that is softened by sliding contact with the main body 3 in the initial stage and rises from the outer periphery of the main body 3 to the metal plate surface 1 a by the cutter 5.

そして、図4(D)で示すように、第1金属板1と第2金属板2が塑性流動して互いに結合された時点で本体部3を上昇させてスポット接合を完了する。   Then, as shown in FIG. 4D, when the first metal plate 1 and the second metal plate 2 are plastically flowed and joined together, the main body portion 3 is raised to complete the spot joining.

このように、第2実施形態では、バリ及び余剰金属(余肉)発生の初期段階でこれらを取り除くことができるため、カッター5の駆動トルクを低減でき、またカッター5の寿命も延ばすことも可能となる。   As described above, in the second embodiment, since burrs and surplus metal (excess metal) can be removed at the initial stage, the driving torque of the cutter 5 can be reduced and the life of the cutter 5 can be extended. It becomes.

「第3実施形態」
図5は第3実施形態のスポット接合装置を示し、(A)はその正面図、(B)はその底面図、図6は第3実施形態のスポット接合装置によるスポット接合工程を順次示す工程図である。
“Third Embodiment”
5A and 5B show a spot bonding apparatus according to a third embodiment. FIG. 5A is a front view thereof, FIG. 5B is a bottom view thereof, and FIG. It is.

第3実施形態のスポット接合装置は、図5に示すように、余剰金属量低減手段としてカッター5を使用するのではなく、金属板表面1aから盛り上がる余剰金属を収容する空間部14を有した収容部材15を、前記本体部5の軸芯に沿ってこの本体部5に対して相対的に移動自在とする。   As shown in FIG. 5, the spot bonding apparatus according to the third embodiment does not use the cutter 5 as a surplus metal amount reducing unit, but includes a space portion 14 that accommodates surplus metal rising from the metal plate surface 1 a. The member 15 is movable relative to the main body 5 along the axis of the main body 5.

収容部材15は、本体部3の外周面に軸芯方向に沿って取り付けられたレール16に対してスライド自在に取り付けられる円盤体として形成される。この収容部材15の下面15aには、余剰金属を収容する空間部14が形成されている。空間部14は、本体部3の軸芯を中心として中心部付近が深く、中心から離れた外側付近が浅くされている。かかる収容部材15は、図示を省略する駆動源により前記レール16に沿って移動自在とされる。   The accommodating member 15 is formed as a disc body that is slidably attached to the rail 16 attached to the outer peripheral surface of the main body 3 along the axial direction. On the lower surface 15a of the housing member 15, a space portion 14 for housing surplus metal is formed. The space portion 14 is deep in the vicinity of the central portion around the axis of the main body 3 and shallow in the vicinity of the outer side away from the center. The housing member 15 is movable along the rail 16 by a driving source (not shown).

このように構成されたスポット接合装置によれば、塑性流動により発生したバリ及び余肉を収容部材15の空間部14内に納めることができるので、金属板表面1aから突出する突起の高さを出来るだけ低く抑えることができ、錆の発生を抑制させることができる。   According to the spot joining apparatus configured as described above, the burrs and surplus generated by the plastic flow can be stored in the space portion 14 of the housing member 15, so that the height of the protrusion protruding from the metal plate surface 1a is increased. It can be suppressed as low as possible, and the occurrence of rust can be suppressed.

第3実施形態のスポット接合装置を使用してスポット接合するには、図6(A)に示すように、スポット接合すべき重ね部の真上に本体部3を配置させた後、回転駆動モータ6を作動させて本体部3を回転させる。   In order to perform spot bonding using the spot bonding apparatus according to the third embodiment, as shown in FIG. 6 (A), the main body 3 is disposed immediately above the overlapping portion to be spot-bonded, and then a rotary drive motor. 6 is operated to rotate the main body 3.

次に、本体部3を高速で回転させながら加圧シリンダを作動させて昇降シャフト8を下降させ、図6(B)に示すようにピン部4を金属板表面1aに接触させる。これにより、摩擦熱が生じ、その摩擦熱で金属が軟化して塑性流動を起こし、ピン部4が金属の中に入り込んで行く。   Next, while the main body 3 is rotated at a high speed, the pressure cylinder is operated to lower the elevating shaft 8, and the pin 4 is brought into contact with the metal plate surface 1a as shown in FIG. 6B. Thereby, frictional heat is generated, and the metal is softened by the frictional heat to cause plastic flow, and the pin portion 4 enters the metal.

そして、加圧されながら回転する本体部3の先端面3aが金属板表面1aに接触すると同時に、図6(C)に示すように収容部材15をレール16に沿って下方へ移動させ、下面15aを前記金属板表面1aに接触させる。こうすることで、初期段階で本体部3との摺接により軟化して本体部3の外周から金属板表面1aへと盛り上がって来る余剰金属を空間部14内に納めることができる。   Then, at the same time as the front end surface 3a of the main body 3 rotating while being pressed contacts the metal plate surface 1a, the housing member 15 is moved downward along the rail 16 as shown in FIG. Is brought into contact with the metal plate surface 1a. By doing so, it is possible to store the surplus metal that is softened by sliding contact with the main body portion 3 in the initial stage and rises from the outer periphery of the main body portion 3 to the metal plate surface 1 a in the space portion 14.

そして、図6(D)で示すように、第1金属板1と第2金属板2が塑性流動して互いに結合された時点で本体部3を上昇させてスポット接合を完了する。   Then, as shown in FIG. 6D, when the first metal plate 1 and the second metal plate 2 are plastically flowed and joined to each other, the body portion 3 is raised to complete the spot joining.

このように、第3実施形態では、バリ及び余剰金属(余肉)の初期段階でこれらを収容部材15の空間部14内に納めることができるため、バリ及び余剰金属量を大幅に低減させることができ、尖った部位が無いことから錆の発生を抑制できる。   Thus, in 3rd Embodiment, since these can be stored in the space part 14 of the accommodating member 15 in the initial stage of a burr | flash and a surplus metal (surplus metal), a burr | flash and a surplus metal amount are reduced significantly. Since there is no pointed portion, the generation of rust can be suppressed.

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は、本発明の一例に過ぎず、前記した実施の形態に制限されることはない。   Although specific embodiments to which the present invention is applied have been described above, the above-described embodiments are merely examples of the present invention and are not limited to the above-described embodiments.

上述した実施の形態では、第1金属板1と第2金属板2の2枚の金属板同士をスポット接合する例としたが、3枚以上の金属板同士をスポット接合するのに本発明を適用することもできる。   In the embodiment described above, an example in which two metal plates, the first metal plate 1 and the second metal plate 2, are spot-joined is described, but the present invention is used to spot-join three or more metal plates. It can also be applied.

図1は第1実施形態のスポット接合装置を示し、(A)はその正面図、(B)はその底面図である。1A and 1B show a spot bonding apparatus according to a first embodiment, in which FIG. 1A is a front view thereof and FIG. 1B is a bottom view thereof. 図2は第1実施形態のスポット接合装置によるスポット接合工程を順次示す工程図である。FIG. 2 is a process diagram sequentially showing a spot bonding process by the spot bonding apparatus according to the first embodiment. 図3は第2実施形態のスポット接合装置を示し、(A)はその正面図、(B)はその底面図である。FIG. 3 shows a spot bonding apparatus according to the second embodiment, wherein (A) is a front view thereof and (B) is a bottom view thereof. 図4は第2実施形態のスポット接合装置によるスポット接合工程を順次示す工程図である。FIG. 4 is a process diagram sequentially showing a spot bonding process by the spot bonding apparatus according to the second embodiment. 図5は第3実施形態のスポット接合装置を示し、(A)はその正面図、(B)はその底面図である。5A and 5B show a spot bonding apparatus according to a third embodiment. FIG. 5A is a front view thereof, and FIG. 5B is a bottom view thereof. 図6は第3実施形態のスポット接合装置によるスポット接合工程を順次示す工程図である。FIG. 6 is a process diagram sequentially showing a spot bonding process by the spot bonding apparatus of the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…第1金属板
2…第2金属板
3…本体部
4…ピン部
5…カッター(余剰金属量低減手段)
6…本体部用の回転駆動モータ
9…余剰金属
11…回転体
12…回転体用の回転駆動モータ
14…空間部
15…収容部材(余剰金属量低減手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st metal plate 2 ... 2nd metal plate 3 ... Main-body part 4 ... Pin part 5 ... Cutter (excess metal amount reduction means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Rotation drive motor for main-body parts 9 ... Surplus metal 11 ... Rotating body 12 ... Rotation drive motor for rotators 14 ... Space part 15 ... Housing member (excess metal amount reduction means)

Claims (6)

少なくとも第1金属板と第2金属板を重ね合わせた重ね部に、先端面から突出するピン部を有した本体部を回転させながら加圧して押し付け、その摺接による摩擦熱によって金属を軟化攪拌させてこれら重ね部をスポット接合するスポット接合装置であって、
前記本体部の外周に、前記摩擦熱で軟化攪拌して金属板表面から盛り上がる余剰金属量を低減させる余剰金属量低減手段を設けた
ことを特徴とするスポット接合装置。
At least the first metal plate and the second metal plate are overlapped with each other, and the main body part having the pin part protruding from the front end surface is pressed and pressed while rotating, and the metal is softened and stirred by the frictional heat generated by the sliding contact. A spot joining apparatus for spot joining these overlapping portions,
A spot bonding apparatus characterized in that a surplus metal amount reducing means for reducing the amount of surplus metal rising from the surface of the metal plate by softening and stirring with the frictional heat is provided on the outer periphery of the main body.
請求項1に記載のスポット接合装置であって、
前記余剰金属量低減手段は、金属板表面から盛り上がる余剰金属を切断して取り除くカッターからなる
ことを特徴とするスポット接合装置。
The spot bonding apparatus according to claim 1,
The surplus metal amount reducing means comprises a cutter that cuts and removes surplus metal rising from the surface of the metal plate.
請求項2に記載のスポット接合装置であって、
前記カッターは、前記本体部に一体的に設けられ、この本体部と共に回転する
ことを特徴とするスポット接合装置。
The spot bonding apparatus according to claim 2,
The said cutter is integrally provided in the said main-body part, and rotates with this main-body part. The spot joining apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項2に記載のスポット接合装置であって、
前記カッターは、前記本体部の外周にこの本体部に対して相対的に回転自在とされると共に、この本体部の軸芯に沿って前記本体部に対して相対的に移動自在とされた
ことを特徴とするスポット接合装置。
The spot bonding apparatus according to claim 2,
The cutter is rotatable relative to the main body on the outer periphery of the main body, and is movable relative to the main body along the axis of the main body. A spot bonding apparatus characterized by the above.
請求項2に記載のスポット接合装置であって、
前記余剰金属量低減手段は、前記金属板表面から盛り上がる余剰金属を収容する空間部を有した収容部材を有し、その収容部材を前記本体部の軸芯に沿って該本体部に対して相対的に移動自在とした
ことを特徴とするスポット接合装置。
The spot bonding apparatus according to claim 2,
The surplus metal amount reducing means has a housing member having a space for housing surplus metal rising from the surface of the metal plate, and the housing member is relative to the main body along the axis of the main body. Spot welding device characterized by being freely movable.
少なくとも第1金属板と第2金属板を重ね合わせた重ね部に、先端面から突出するピン部を有した本体部を回転させながら加圧して押し付け、その摺接による摩擦熱によって金属を軟化攪拌させてこれら重ね部をスポット接合するスポット接合方法であって、
前記金属板表面から盛り上がる余剰金属を、前記本体部の外周に設けたカッターで切断して取り除くか、または、前記本体部の外周に設けた収容部材の空間部に納めて低減させる
ことを特徴とするスポット接合方法。
At least the first metal plate and the second metal plate are overlapped with each other, and the main body part having the pin part protruding from the front end surface is pressed and pressed while rotating, and the metal is softened and stirred by the frictional heat generated by the sliding contact. A spot joining method for spot joining these overlapping portions,
The excess metal rising from the surface of the metal plate is removed by cutting with a cutter provided on the outer periphery of the main body part, or is stored in a space part of a housing member provided on the outer periphery of the main body part to reduce it. Spot joining method.
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