JP2009178760A - Welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦攪拌溶接により金属板の溶接を行う溶接装置に関する。 The present invention relates to a welding apparatus for welding metal plates by friction stir welding.
従来、複数の金属部材の接合部に、回転部材の突起を回転させながら貫入させ、これにより摩擦熱を発生させて、金属板を軟化させるとともに、塑性流動させて金属部材どうしを一体化させる摩擦攪拌溶接と呼ばれる接合方法が知られている。
しかし、この摩擦攪拌溶接では、軟化した金属が回転部材により攪拌される際に、回転部材の回転および移動に伴って、軟化した金属の一部が押し出され、それが鋭利なバリとなって接合部に沿って残存する。
Conventionally, friction between the joints of a plurality of metal members, while rotating the protrusions of the rotating member, thereby generating frictional heat, softening the metal plate, and plastically flowing the metal members together. A joining method called stirring welding is known.
However, in this friction stir welding, when the softened metal is agitated by the rotating member, a part of the softened metal is pushed out as the rotating member rotates and moves, and this becomes a sharp burr. It remains along the part.
このようなバリは、その後の作業に悪影響を与えるため、金属部材の接合後に、このバリを除去する処理を実行することが、例えば、特許文献1などにより知られている。
しかしながら、上述の従来技術では、溶接工程とバリ除去工程との2工程が必要で、溶接作業に時間ならびに手間を要していた。
本発明は、上述のような従来の問題に着目して成されたもので、作業工程を削減して作業時間および作業手間を省くことのできる溶接装置を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional technology, two steps of a welding step and a burr removal step are required, and time and labor are required for the welding operation.
The present invention has been made paying attention to the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to provide a welding apparatus capable of reducing work processes and saving work time and labor.
上述の目的を達成するために請求項1に記載の発明は、先端に突起部を備えた回転部材と、この回転部材を回転させる回転機構と、金属部材どうしを当接させた当接部に前記突起部を貫入させるとともに、前記当接部に沿って移動させるよう前記回転部材と前記金属部材とを相対移動させる移動機構と、を備え、前記突起部を回転させながら前記当接部に貫入させることで生じる摩擦により前記金属部材どうしを一体化させる摩擦攪拌溶接を実行可能な溶接装置であって、前記回転部材と共に前記金属部材に対して前記相対移動可能であり、かつ、前記突起部を前記当接部に貫入させる接合工程において生じるバリを除去可能に形成されたバリ除去部材を備えていることを特徴とする溶接装置とした。 In order to achieve the above-described object, the invention described in claim 1 includes a rotating member having a protrusion at the tip, a rotating mechanism that rotates the rotating member, and a contact portion that contacts the metal members. And a moving mechanism for moving the rotating member and the metal member relative to each other so that the protruding portion penetrates and moves along the abutting portion, and penetrates the abutting portion while rotating the protruding portion. A welding apparatus capable of performing friction stir welding that integrates the metal members by friction generated by the friction, and is capable of moving relative to the metal member together with the rotating member; and The welding apparatus is characterized by including a burr removing member formed so as to be able to remove a burr generated in a joining process of penetrating into the contact portion.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の溶接装置において、前記バリ除去部材が、前記回転部材と一体的に回転可能に前記回転部材の外周に装着され、かつ、前記回転部材との一体回転時に、前記バリを切削可能な切削刃を備えていることを特徴とする溶接装置とした。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の溶接装置において、前記バリ除去部材が、前記回転部材と相対回転可能に前記回転部材の外周に装着されているとともに、前記バリ除去部材が前記回転部材に連れ回りするのを規制して前記金属部材に対する姿勢を一定に保つストッパ部が設けられ、かつ、前記バリ除去部材が、前記当接部に沿って相対移動するのに伴って前記バリを切削可能な切削刃を備えていることを特徴とする溶接装置とした。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の溶接装置において、前記接合対象の金属部材が有底筒状を成すとともに、前記当接部が筒状の外周に沿う円弧状を成しており、前記バリ除去部材が、前記有底筒状の前記金属部材の外周に沿う円弧面を備えているとともに、前記金属部材の底面に当接して前記回転部材に連れ回るのを規制するストッパ部が一体に形成されていることを特徴とする溶接装置とした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the welding apparatus according to the third aspect, the metal member to be joined has a bottomed cylindrical shape, and the contact portion has an arc shape along a cylindrical outer periphery. The burr removing member has an arc surface along the outer periphery of the bottomed cylindrical metal member, and is restricted from contacting the bottom surface of the metal member and being rotated around the rotating member. The welding device is characterized in that the stopper portion is integrally formed.
本発明の溶接装置では、回転部材を回転させながら、回転部材の突起を金属部材の接合部に貫入させ、これにより摩擦熱を発生させて、金属部材を軟化させるとともに、塑性流動させて金属部材どうしを一体化させて接合する。
このとき、突起部を接合部に貫入させて移動させるのに伴って、軟化した金属の一部が押し出され、接合部に沿ってバリが生じるが、このバリは、回転部材と共に移動機構による金属部材との相対移動方向に移動するバリ除去部材により金属部材から取り除かれる。
このように、本発明では、回転部材と共にバリ除去部材が金属部材と相対移動して、生じたばかりのバリが取り除かれるため、別途、バリ取り作業を行う必要が無く、バリ取り工程分の作業時間および作業手間を省くことができる。また、バリが軟化性を有している間に、即座に取り除くことができ、別工程でバリ取りを行うのと比較して、高い切除性能を得ることができる。
In the welding apparatus of the present invention, while rotating the rotating member, the protrusion of the rotating member penetrates into the joint portion of the metal member, thereby generating frictional heat, softening the metal member, and plastically flowing the metal member. Join them together.
At this time, a part of the softened metal is pushed out as the protruding part penetrates the joint part and is moved, and a burr is generated along the joint part. It is removed from the metal member by a deburring member that moves in the direction of relative movement with the member.
Thus, in the present invention, the burr removing member moves relative to the metal member together with the rotating member, and the burr that has just been generated is removed, so there is no need to perform a separate deburring operation, and the work time for the deburring process In addition, labor can be saved. Further, while the burrs have softening properties, they can be removed immediately, and a high excision performance can be obtained as compared with performing deburring in a separate process.
請求項2に記載の発明では、回転部材と共にバリ除去部材が回転し、このバリ除去部材に設けられた切削刃がバリを切除する。
このようにバリ除去部材の回転が、回転部材と一体的に成されるため、バリ除去部材の専用の回転動力が不要であり、構造を簡略化して、装置の小型化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
加えて、バリ除去部材が、回転部材に装着されているため、回転部材の突起部により押し出されて形成されたバリが、その生成直後に切除され、バリ除去部材を回転部材とは独立して設けた場合と比較して、より容易に切除することができる。
In the invention described in
Thus, since the rotation of the burr removing member is made integrally with the rotating member, no dedicated rotational power is required for the burr removing member, the structure can be simplified, and the apparatus can be miniaturized. Cost reduction can be achieved.
In addition, since the burr removing member is mounted on the rotating member, the burr formed by being pushed out by the protrusion of the rotating member is cut off immediately after the generation, and the burr removing member is separated from the rotating member. Compared with the case where it provides, it can cut out more easily.
請求項3に記載の発明では、バリ除去部材が回転部材と共に金属部材と相対移動する際に、ストッパ部により回転部材との回転が規制されて、金属部材に対して一定の姿勢を保って当接部に沿って移動する。そして、このバリ除去部材に設けられた切削刃が、バリを切除する。また、バリ除去部材は、回転部材に装着されて回転部材と共に金属部材に対して相対移動するため、回転部材を移動させる移動装置の動力によりバリ除去部材を移動させることができ、構造を簡略化して、装置の小型化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることができる。
加えて、バリ除去部材が、回転部材に装着されているため、回転部材の突起部により押し出されて形成されたバリが、その生成直後に切除され、バリ除去部材を回転部材とは独立して設けた場合と比較して、より容易に切除することができる。
In the third aspect of the invention, when the burr removing member moves relative to the metal member together with the rotating member, the rotation of the rotating member with the rotating member is restricted by the stopper portion, and the metal member is kept in a certain posture. Move along the tangent. And the cutting blade provided in this burr | flash removal member cuts a burr | flash. Moreover, since the burr removing member is mounted on the rotating member and moves relative to the metal member together with the rotating member, the burr removing member can be moved by the power of a moving device that moves the rotating member, thereby simplifying the structure. Thus, it is possible to reduce the size of the apparatus and reduce the cost.
In addition, since the burr removing member is mounted on the rotating member, the burr formed by being pushed out by the protrusion of the rotating member is cut off immediately after the generation, and the burr removing member is separated from the rotating member. Compared with the case where it provides, it can cut out more easily.
請求項4に記載の発明では、有底筒状の金属部材の溶接を行う新規な溶接装置を提供することができる。
加えて、バリ除去部材が、筒状の金属部材の外周に当接する円弧面を備えているとともに、金属部材の底面に当接されてバリ除去部材が回転部材に連れ回るのを規制するストッパ部が一体に形成されている構成としたため、回転部材の外周に装着されたバリ除去部材に回転部材の回転力が伝達された場合に、金属部材の外周面と円弧面との当接、ならびに金属部材の底面とストッパ部との当接により、バリ除去部材が金属部材に対して回転するのが規制される。
このように、バリ除去部材の回転が、バリ除去部材と一体に形成されたストッパ部により規制され、安価で単純な構成で、回り止めを行うことができる。
In invention of
In addition, the burr removing member has a circular arc surface that abuts the outer periphery of the cylindrical metal member, and a stopper portion that abuts the bottom surface of the metal member and restricts the burr removing member from being rotated around the rotating member. Are formed integrally, so that when the rotational force of the rotating member is transmitted to the burr removing member mounted on the outer periphery of the rotating member, the outer peripheral surface of the metal member contacts the arc surface, and the metal The burr removal member is restricted from rotating with respect to the metal member by the contact between the bottom surface of the member and the stopper portion.
As described above, the rotation of the burr removing member is restricted by the stopper portion formed integrally with the burr removing member, and the rotation can be prevented with an inexpensive and simple configuration.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の溶接装置は、先端に突起部(2c)を備えた回転部材(2)と、この回転部材(2)を回転させる回転機構と、金属部材(P1,P2)どうしを当接させた当接部(PT)に前記突起部(2c)を貫入させるとともに、前記当接部(PT)に沿って移動させるよう前記回転部材(2)と前記金属部材(P1,P2)とを相対移動させる移動機構と、を備え、前記突起部(2c)を回転させながら前記当接部(PT)に貫入させることで生じる摩擦により前記金属部材(P1,P2)どうしを一体化させる摩擦攪拌溶接を実行可能な溶接装置であって、前記回転部材(2)と共に前記金属部材(P1,P2)に対して前記相対移動可能であり、かつ、前記突起部(2c)を前記当接部(PT)に貫入させる接合工程において生じるバリを除去可能に形成されたバリ除去部材(3)を備えていることを特徴とする溶接装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the welding apparatus of this embodiment, the rotating member (2) provided with the protrusion (2c) at the tip, the rotating mechanism for rotating the rotating member (2), and the metal members (P1, P2) are brought into contact with each other. The protrusion (2c) is inserted into the contact portion (PT) that has been moved, and the rotating member (2) and the metal members (P1, P2) are moved along the contact portion (PT). A friction mechanism that integrates the metal members (P1, P2) by friction generated by penetrating the abutting portion (PT) while rotating the protruding portion (2c). A welding apparatus capable of performing welding, which is movable relative to the metal members (P1, P2) together with the rotating member (2), and the protrusion (2c) is moved to the contact portion ( In the joining process to penetrate PT) It is welding device according to claim that that has removably formed deburring member (3) burrs.
以下に、図1〜図6に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例1の溶接装置Aについて説明する。 Below, based on FIGS. 1-6, the welding apparatus A of Example 1 of the best embodiment of this invention is demonstrated.
まず、構成を説明する。
この実施例1の溶接装置Aは、図1に示す例えばアルミなどの金属で形成された2枚の板状の金属部材P1,P2を接合させるのに用いるもので、装置本体1と回転部材2とバリ除去部材3とを備えている。
First, the configuration will be described.
The welding apparatus A of the first embodiment is used to join two plate-like metal members P1 and P2 formed of metal such as aluminum shown in FIG. And a
装置本体1は、詳細な図示は省略するが、回転部材2を支持する駆動部1aと、金属部材P1,P2を支持する支持部1bと、を備えている。
駆動部1aは、内部に、回転部材2を、回転中心軸2a(図2参照)を中心に回転させる回転駆動機構と、回転部材2を、回転中心軸2aに沿う方向である軸方向に移動させる進退駆動機構と、を備えている。
Although not shown in detail, the apparatus main body 1 includes a
The
支持部1bには、金属部材P1,P2を、図示のように、その端部どうしを突き合わせて当接した状態で保持する図示を省略した保持機構を備えている。
The
さらに、装置本体1は、図示のように金属部材P1,P2の端部どうしを突き合わせて両者が一直線上に当接した当接部PTに沿って、回転部材2を水平方向へ移動させるスライド機構を備えている。このスライド機構は、回転部材2と金属部材P1,P2とを相対的に水平方向にスライドさせればよいため、駆動部1aと支持部1bとのいずれか一方、あるいは両方に設けられていればよく、本実施例1では、支持部1bに金属部材P1,P2を水平方向へ移動させるスライド機構が設けられているものとする。
Further, the apparatus main body 1 has a slide mechanism for moving the rotating
回転部材2は、円柱状に形成されており、その下端面2bに、回転中心軸2a上に配置されて下方に向けて略円錐状に突出された突起部2cを備えている。
回転部材2の下部には、図2に示すように、内径方向に縮径させて外周面を凹ませた支持用凹部2dが形成されている。
なお、本実施例1では、回転部材2は、図3に示すように、突起部2cを備えるとともに支持用凹部2dを形成する小径部21aを備えた先端部材21と、この先端部材21の小径部21aが挿し込まれて固定される挿入穴22aを備えた本体22と、の2部材から形成されている。
さらに、先端部材21には、小径部21aよりも大径となった先端大径部21bの外周の3箇所に、係合溝21cが軸方向に沿って形成されている。
The rotating
As shown in FIG. 2, a supporting
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 3, the rotating
Furthermore, in the
バリ除去部材3は、支持用凹部2dの位置で、回転部材2の外周に装着されている。
このバリ除去部材3は、略円環状の支持体31を備えている。この支持体31は、有底筒状の部材の底部に穴31aが空けられ、その穴31aの周囲にフランジ31bが形成されている。
The
The
さらに、支持体31の外周に、3枚の切削刃32,32,32が外径方向に突出され、一方、支持体31の内周に、3枚の切削刃32,32,32と径方向に重なる位置に、係合突起33,33,33が内径方向に突出されている(図4参照)。
Further, three cutting
そして、支持体31は、係合突起33を回転部材2の先端部材21の係合溝21cに差込み、かつ、フランジ31bを支持用凹部2dの外周に配置して、回転部材2の外周に装着されている。
したがって、バリ除去部材3は、回転部材2に対して、軸方向へ相対スライド可能である一方、周方向には相対移動不可能な状態で装着されている。
The
Therefore, the
さらに、バリ除去部材3と回転部材2との間には、バリ除去部材3を下方にスライド付勢させる付勢部材4が介在されている。
この付勢部材4は、支持用凹部2dの外周に装着され、バリ除去部材3のフランジ31bと、回転部材2の本体22の下端部との間に介在されており、上側支持部材41と下側支持部材42との間に複数のスプリング43を介在させて形成されている。
両支持部材41,42は、円環状に形成され、複数のスプリング43の周方向位置を一定に保っており、図示は省略するが、各スプリング43の内側に挿通された支持軸で連結されているものとする。
Further, an urging
The urging
Both
次に、実施例1の作用を説明する。
図1に示す金属部材P1,P2を接合する際には、両金属部材P1,P2の端部どうしを図示のように当接させた当接部PTに対し、回転機構により回転される回転部材2を、進退駆動機構により軸方向に移動させて、その下端の突起部2cを、図5に示すように、金属部材P1,P2の当接部PTに貫入させ、さらに、スライド機構を駆動させて、この当接部PTに沿って水平方向へ相対移動させる。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the metal members P1 and P2 shown in FIG. 1 are joined, a rotating member that is rotated by a rotating mechanism with respect to the contact portion PT in which the ends of the metal members P1 and P2 are in contact with each other as shown in the figure. 2 is moved in the axial direction by an advancing / retreating drive mechanism, and the
これにより、回転部材2の突起部2cと当接部PTの金属部材P1,P2とに摩擦熱が発生し、金属部材P1,P2が軟化されるとともに塑性流動し、金属部材P1,P2どうしが一体化して接合される。
このとき、突起部2cを当接部PTに貫入させて移動させるのに伴って、軟化した金属の一部が押し出され、回転部材2の移動軌跡の両側に、図示のようなバリBRが生じる。しかし、このバリBRは、生じた直後には、回転部材2と一体的に回転しながら回転部材2と共に移動するバリ除去部材3の切削刃32により切除される。
As a result, frictional heat is generated between the
At this time, a part of the softened metal is pushed out as the
図6は上述の接合作業を行った後の金属部材P1,P2の状態を示すものであり、図において点線で示す当接部PTは、上述の作用により一体化されている。
また、回転部材2の下端面2bが相対移動した箇所に沿って、下端面2bを押し当てた高さに応じて、金属部材P1,P2の表面PHから寸法L1だけ下がった位置に、下端面2bの直径に応じた幅W1の接合面PSが形成されている。さらに、その接合面PSの両側には、切削刃32の高さに応じて、表面PHから寸法L2だけ下がった位置に、切削刃32の回転円弧の直径に応じた幅W2の切削面SSが形成される。
なお、この切削刃32による切削高さは、付勢部材4のスプリング43による付勢力に基づいて、接合作業する金属部材P1,P2の硬度のバランスなどにより適宜設定することができる。
このように、実施例1の溶接装置Aにあっては、上述の接合作業を行った後には、バリ除去部材3により生じたばかりのバリBRが取り除かれるため、別途、バリ取り作業を行う必要が無く、バリ取り工程分の作業時間および作業手間を省くことができる。
また、バリBRが軟化性を有している間に、即座に取り除くことができ、別工程でバリ取りを行うのと比較して、表面品質に優れた高い切除性能を得ることができる。
FIG. 6 shows a state of the metal members P1 and P2 after performing the above-described joining operation, and the contact portion PT indicated by a dotted line in the drawing is integrated by the above-described action.
In addition, the lower end surface is located at a position lower than the surface PH of the metal members P1 and P2 by a dimension L1 according to the height at which the
The cutting height by the
As described above, in the welding apparatus A according to the first embodiment, the burr BR just generated by the
Further, while the burr BR has softening properties, it can be removed immediately, and a high excision performance excellent in surface quality can be obtained as compared with performing deburring in a separate process.
さらに、本実施例1では、バリ除去部材3を回転部材2の外周に装着して、回転部材2と一体的に回転する構成としたため、バリ除去部材3を回転部材2と共に移動させるのにあたり、回転部材2と金属部材P1,P2とを相対移動させるスライド機構の駆動力を用いることができる。よって、バリ除去部材3を回転部材2と独立して移動させる移動機構および、回転部材2と独立して回転させる回転機構を設けたものと比較して、構成を簡略化して、装置の小型化を図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
Furthermore, in the first embodiment, since the
(他の実施例)
以下に、他の実施例について説明するが、これら他の実施例は、実施例1および他の実施例の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、共通する構成については共通する符号を付けることで説明を省略し、また、作用効果についても、共通するものは説明を省略する。
(Other examples)
Other embodiments will be described below. Since these other embodiments are modifications of the first embodiment and the other embodiments, only the differences will be described, and common reference numerals will be used for common configurations. A description will be omitted by attaching a symbol, and a description of common effects will also be omitted.
図7および図8に基づいて実施例2の溶接装置Bについて説明する。
この実施例2の溶接装置Bは、バリ除去部材203が回転部材2とは一体的に回転することなく、回転部材2と共に、水平方向に移動するようにした例である。
A welding apparatus B according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
The welding apparatus B according to the second embodiment is an example in which the
すなわち、実施例2では、回転部材2の下端に図7に示すように、正面から見て略L字状の外形を有したバリ除去部材203が装着されている。
このバリ除去部材203は、図8に示すように、回転部材2を貫通させて収容する収容穴203aが形成されているとともに、接合時の回転部材2の水平移動方向SLとは反対側の側面203bの下端部に切削刃203cが一体に形成され、かつ、この切削刃203cの上に、切削したバリBRを吐出する吐出口203dが開口されている。
That is, in Example 2, as shown in FIG. 7, a
As shown in FIG. 8, the
また、バリ除去部材203は、金属部材P2の端面P21に当接されて、バリ除去部材203が回転部材2と一体に回転するのを防止するストッパ部203eが下方に突出して一体に形成されている。
Further, the
さらに、バリ除去部材203の収容穴203aの開口203fの外周には、支持用凹部2dに装着した際に、先端大径部21bと軸方向に係合する係合フランジ203gが形成されている。
Furthermore, an
また、本実施例2では、バリ除去部材203を回転部材2と一体的に回転させないことから、係合フランジ203gと回転部材2の先端大径部21bとの間には、両者の相対回転を円滑に行う軸受部材201が介在されているとともに、付勢部材4の下側支持部材42と係合フランジ203gとの間にも、両者の相対回転を円滑に行う軸受部材202が介在されている。
In the second embodiment, since the
次に、実施例3の作用を説明する。
金属部材P1,P2を接合する際には、実施例1と同様に、回転部材2を回転させながら、その下端の突起部2cを、金属部材P1,P2の端部どうしを当接させた当接部PTに、貫入させるとともに、この当接部PTに沿って移動させる。
Next, the operation of the third embodiment will be described.
When joining the metal members P1 and P2, as in the first embodiment, while the rotating
これにより、回転部材2の突起部2cと当接部PTとに摩擦熱が発生し、金属部材P1,P2が軟化されるとともに塑性流動し、金属部材P1,P2どうしが一体化して接合される。
As a result, frictional heat is generated between the
なお、このとき、バリ除去部材203のストッパ部203eを、図7に示すように、金属部材P2の端面P21に当接させたときに、突起部2cが当接部PTに配置されるように寸法が設定されている。
また、バリ除去部材203は、ストッパ部203eが金属部材P2の端面P21に当接されていることで、回転部材2に連れ回るのが規制される。
At this time, as shown in FIG. 7, when the
Further, the
したがって、上述の接合作業により、突起部2cを当接部PTに貫入させて移動させるのに伴って、軟化した金属の一部が押し出され、回転部材2の移動軌跡の両側にバリBRが生じるが、このバリBRは、回転部材2の移動方向の直後に配置されたバリ除去部材203の切削刃203cにより切除され、かつ、吐出口203dからバリ除去部材203の外部へ導き出される。
Therefore, part of the softened metal is pushed out as the projecting
よって、実施例2にあっても、接合作業を行った後には、生じた直後のバリがバリ除去部材203により取り除かれるため、別途、バリ取り作業を行う必要が無く、バリ取り工程分の時間および手間を省くことができる。
また、バリBRが軟化性を有している間に、即座に取り除くことができ、別工程でバリ取りを行うのと比較して、表面品質に優れた高い切除性能を得ることができる。
Therefore, even in the second embodiment, after the joining operation is performed, the burrs immediately after being generated are removed by the deburring
Further, while the burr BR has softening properties, it can be removed immediately, and a high excision performance excellent in surface quality can be obtained as compared with performing deburring in a separate process.
さらに、本実施例2では、バリ除去部材203を回転部材2の外周に装着して、回転部材2と一体的に移動する構成としたため、バリ除去部材3を回転部材2と共に移動させるのにあたり、回転部材2と金属部材P1,P2とを相対移動させるスライド機構の駆動力を用いることができる。よって、バリ除去部材203を回転部材2と独立して移動させる移動機構を設けたものと比較して、構成の簡略化が可能であり、装置の小型化を図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
Further, in the second embodiment, the
図9および図10に基づいて、実施例3の溶接装置Cについて説明する。
この実施例3の溶接装置Cは、実施例2の変形例であり、金属部材として、円筒状の第1金属部材P31と第2金属部材P32とを接合するのに用いる例である。
Based on FIG. 9 and FIG. 10, the welding apparatus C of Example 3 is demonstrated.
The welding apparatus C of the third embodiment is a modification of the second embodiment, and is an example used to join a cylindrical first metal member P31 and a second metal member P32 as metal members.
これら金属部材P31,P32の接合は、例えば、空調装置のリキッドタンクの製造過程で用いられる。すなわち、両端が塞がれた円筒状のリキッドタンクを製造するのにあたり、例えば、金属製円筒状の第1金属部材P31の両端に、有底筒状の第2金属部材P32,P32を接合させて形成することができる。そこで、本実施例3では、この円筒状の第1金属部材P31の一端に、第2金属部材P32を接合するのに用いるものとして説明する。 The joining of these metal members P31 and P32 is used, for example, in the manufacturing process of the liquid tank of the air conditioner. That is, in manufacturing a cylindrical liquid tank with both ends closed, for example, the bottomed cylindrical second metal members P32 and P32 are joined to both ends of the metal cylindrical first metal member P31. Can be formed. Therefore, in the third embodiment, description will be made assuming that the second metal member P32 is used for joining one end of the cylindrical first metal member P31.
実施例3の溶接装置Cは、この円周状の当接部PT2を接合させるものであり、実施例1で示した回転部材2の下端部外周に、バリ除去部材303が装着されている。
また、実施例3では、回転部材2を両金属部材P31,P32の当接部PT2に沿って相対移動させるのにあたり、両金属部材P31,P32を図において矢印SL2で示す方向に回転させる回転機構を備えているものとする。
The welding apparatus C according to the third embodiment joins the circumferential contact portion PT2, and a
Further, in the third embodiment, when the rotating
バリ除去部材303は、実施例2と同様の収容穴203a、開口203f、係合フランジ203g(図9,図10では図示を省略)を備えた本体303aと、この本体303aの側部から下方へ突出したストッパ部303eと、を備えている。
The
そして、本体303aの下端面303bは、両金属部材P31,P32の外周面に沿う円弧面形状に形成され、かつ、両金属部材P31,P32の回転方向(矢印SL2方向)の端部に、実施例2で示したものと同様の切削刃303cおよび吐出口303dを備えている。
また、ストッパ部303eは、その側面を第2金属部材P32の底面P321に当接させた際に、回転部材2の突起部2c(図示省略)が当接部PT2の上に配置されるように形成されている。
And the
Further, when the side surface of the
なお、バリ除去部材303と回転部材2との間には、実施例2と同様に軸受部材202を介在させて付勢部材4が設けられているとともに、バリ除去部材303の係合フランジと回転部材2との間にも、軸受部材201が介在されているものとする。
The urging
次に、実施例3の作用を説明する。
両金属部材P31,P32を接合させる際には、実施例1と同様に、回転部材2を回転させながら、その下端の突起部2cを、両金属部材P31,P32の端部どうしを当接させた当接部PT2に、貫入させるとともに、この当接部PT2に沿って移動させる。
Next, the operation of the third embodiment will be described.
When joining both the metal members P31 and P32, as in the first embodiment, the rotating
これにより、回転部材2の突起部2cと両金属部材P31,P32の当接部PT2とに摩擦熱が発生し、両金属部材P31,P32が軟化されるとともに塑性流動し、金属部材P31,P32どうしが一体化して接合される。
As a result, frictional heat is generated at the
なお、このとき、バリ除去部材303は、ストッパ部303eが第2金属部材P32の底面P321に当接されていることで、回転部材2に連れ回るのが規制される。
At this time, the
したがって、上述の接合作業により、突起部2cを当接部PT2に貫入させて移動させるのに伴って、軟化した金属の一部が押し出され、回転部材2の移動軌跡の両側にバリBRが生じるが、このバリBRは、図10に示すように、回転部材2の直後に配置されたバリ除去部材303の切削刃303cにより切除され、かつ、吐出口303dからバリ除去部材303の外部へ導き出される。
Therefore, with the above-described joining operation, part of the softened metal is pushed out as the
よって、実施例3にあっても、溶接作業を行った後には、バリ除去部材303により生じたばかりのバリBRが取り除かれるため、別途、バリ取り作業を行う必要が無く、バリ取り工程分の時間および手間を省くことができる。
また、バリBRが軟化性を有している間に、即座に取り除くことができ、別工程でバリ取りを行うのと比較して、表面品質に優れた高い切除性能を得ることができる。
Therefore, even in the third embodiment, after the welding operation is performed, the burr BR just generated by the
Further, while the burr BR has softening properties, it can be removed immediately, and a high excision performance excellent in surface quality can be obtained as compared with performing deburring in a separate process.
さらに、本実施例3にあっても、バリ除去部材303を回転部材2の外周に装着したため、バリ除去部材303を回転部材2と独立して移動させる移動機構を設けたものと比較して、構成の簡略化が可能であり、装置の小型化を図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
Furthermore, even in the third embodiment, since the
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例1〜3を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例1〜3に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 As described above, the embodiment and Examples 1 to 3 of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment and Examples 1 to 3, and the present invention is not limited thereto. Design changes that do not depart from the gist are included in the present invention.
例えば、実施例1〜3では、バリ除去部材3,203,303を回転部材2の外周に装着したものを示したが、バリ除去部材の設置位置は、回転部材の外周に装着したものに限定されるものではなく、バリ除去部材を、回転部材の外周に装着せずに、回転部材と並列に設けた構造としてもよい。特に、バリ除去部材が、実施例2および実施例3で示したように、金属部材に対してスライドすることで切削するものの場合、回転駆動力を与える必要がないため、並列に設けてバリを切削させるのが容易である。
For example, in the first to third embodiments, the
また、実施例2,3のように、バリ除去部材203,303が回転部材2と一体的に回転しないようにした例では、バリ除去部材203,303に金属部材P1,P2,P31,P32の端面P21および底面P321に当接させて、バリ除去部材203,303の回転を規制させるものを示したが、バリ除去部材の回転部材に対する連れ回りを規制する手段は、これらに限定されるものではない。例えば、装置本体1の駆動部1aからバリ除去部材の回転を規制する、例えば、ロッド状などの剛体を延ばして、バリ除去部材と係合させた構造としてもよい。
Further, in the example in which the
また、実施例1〜3では、バリ除去部材3,203,303を当接部PT,PT2に沿って移動させるのにあたり、回転部材2を当接部PT,PT2に沿って移動させる移動機構によりバリ除去部材3,203,303を相対移動させるようにしたものを示したが、これに限定されるものではなく、バリ除去部材を移動させる専用の移動機構を別途設けるようにしてもよい。
In the first to third embodiments, when the
また、実施例1では、切削刃32を3枚設けた例を示したが、その数は、これに限定されず、1以上有していればよい。
Moreover, although the example which provided the three
また、実施例1〜3では、付勢部材4において、付勢力をコイル状の複数のスプリング43により発生させた例を示しているが、このようにバリ除去部材に付勢力を与える手段としては、コイル状の複数のスプリングを用いるほかにも、ゴムなどの弾性部材や流体バネを用いてもよいし、また、このように複数のスプリング43を用いることなく、支持用凹部2dの外周に、1つのスプリングや弾性部材を巻き付けてもよい。
Moreover, in Examples 1-3, although the urging | biasing
2 回転部材
2c 突起部
3 バリ除去部材
32 切削刃
203 バリ除去部材
203c切削刃
303 バリ除去部材
303b下端面(円弧面)
303c切削刃
303eストッパ部
BR バリ
P1 金属部材
P2 金属部材
P31 金属部材
P32 金属部材
P321底面
PT 当接部
PT2 当接部
2 Rotating
303c
Claims (4)
この回転部材を回転させる回転機構と、
金属部材どうしを当接させた当接部に前記突起部を貫入させるとともに、前記当接部に沿って移動させるよう前記回転部材と前記金属部材とを相対移動させる移動機構と、
を備え、前記突起部を回転させながら前記当接部に貫入させることで生じる摩擦により前記金属部材どうしを一体化させる摩擦攪拌溶接を実行可能な溶接装置であって、
前記回転部材と共に前記金属部材に対して前記相対移動可能であり、かつ、前記突起部を前記当接部に貫入させる接合工程において生じるバリを除去可能に形成されたバリ除去部材を備えていることを特徴とする溶接装置。 A rotating member having a protrusion at the tip;
A rotating mechanism for rotating the rotating member;
A moving mechanism for allowing the rotating member and the metal member to move relative to each other so as to cause the protrusion to penetrate the abutting portion where the metal members are brought into contact with each other, and to be moved along the abutting portion;
A welding apparatus capable of performing friction stir welding to integrate the metal members by friction generated by penetrating into the contact portion while rotating the protrusion,
A burr removing member is formed which is movable relative to the metal member together with the rotating member, and is capable of removing a burr generated in a joining step of penetrating the protrusion into the contact portion. Welding device characterized by.
前記バリ除去部材が、前記有底筒状の前記金属部材の外周に沿う円弧面を備えているとともに、前記金属部材の底面に当接して前記回転部材に連れ回るのを規制するストッパ部が一体に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の溶接装置。 The metal member to be joined has a bottomed cylindrical shape, and the abutting portion has an arc shape along the outer periphery of the cylindrical shape,
The burr removing member has an arc surface along the outer periphery of the bottomed cylindrical metal member, and a stopper portion that contacts the bottom surface of the metal member and restricts the rotation of the rotating member is integrated. The welding apparatus according to claim 3, wherein the welding apparatus is formed.
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