JP2012196680A - 摩擦攪拌点接合を用いた孔補修方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 まず、金属板61に形成された不具合孔にリベット等の充填材を充填する。次に、当該不具合孔およびその周囲である補修領域に、複動式摩擦攪拌点接合装置が備える回転工具部51のピン部材11を当接させて回転させながら押し込む。その後、ピン部材11を引き抜きながら、当該ピン部材11およびショルダ部材12の双方により、ピン部材11の押し込みで形成された凹部を埋め戻す。
【選択図】 図3
Description
[摩擦攪拌点接合装置]
本発明の実施の形態1に係る摩擦攪拌点接合を用いた孔補修方法は、摩擦攪拌点接合装置の代表的な一例として、複動式摩擦攪拌点接合装置を用いている。本実施の形態で用いられる複動式摩擦攪拌点接合装置の代表的な一例について、図1を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明では、複動式摩擦攪拌点接合(Friction Spot Joining)を、適宜FSJと省略する。
次に、本実施の形態に係る孔補修方法の具体的な工程の一例について、図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c)、図4(a)〜(c)および図5(a)〜(c)を参照して具体的に説明する。なお、これら各図においては、孔補修方法の工程を説明する便宜上、図1に示した当接面11a、当接面12aおよび当接面54aの参照符号は示さないものとする。
ここで、本実施の形態における前記各工程の具体的な条件等は特に限定されない。例えば、孔充填工程についは、母材と同組成の充填材を充填すればよいが、不具合孔60cが適切に補修できるのであれば、母材とは異なる組成の充填材を充填してもよい。また、本実施の形態では、充填材として不具合孔60cの内径に対応するリベット63を用いているが、リベット63以外の形状を有する充填材を用いてもよい。
本発明の実施の形態2に係る孔補修方法は、一方の面(例えば表面)のみから不具合孔60cを補修する方法である。すなわち、本発明は、前記実施の形態1のように金属板61の両面から不具合孔60cを補修する方法に限定されない。本実施の形態に係る孔補修方法の一例について、図6(a)〜(e)および図7(a)〜(e)を参照して具体的に説明する。なお、これら図においては、回転方向または力の方向を示す矢印は、前記実施の形態1と重複するため、その記載を省略している。
まず、FSJ装置50として、川崎重工業株式会社製、複動式FSJロボットシステムを用い、回転工具部51としては、外径5mmのピン部材11、外径10mmおよび内径5.1mmのショルダ部材12、内径10.05mmおよび外径16mmのクランプ部材54を用いた。
ピン部材11として、外径4mmのものを用いるとともに、ショルダ部材12として、外径8mmおよび内径4.05mmのものを用い、クランプ部材54として、内径8.05mmおよび外径14mmのものを用いた以外は、前記実施例1と同様に、#10の不具合孔60cを補修した。
12 ショルダ部材(回転部材)
50 FSJ装置
51 回転工具部
54 クランプ部材
55 裏当て部材
57 裏当て部材
60c 不具合孔
61 金属板(金属材)
63 リベット(充填材)
63a 充填部(充填材)
63b リベット頭(残余部分)
63c かしめ部(残余部分)
Claims (5)
- 軸線周りに回転し、かつ、当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円柱状のピン部材を備えている摩擦攪拌点接合装置を用いる金属材の孔補修方法であって、
金属材に形成された補修対象の孔に充填材を充填する、孔充填工程と、
前記摩擦攪拌点接合装置の前記ピン部材を、前記金属材の一方の面における前記孔を含む補修領域に当接させて回転させながら、前記ピン部材を前記補修領域に進入させる、回転押し込み工程と、
前記ピン部材を前記補修領域から後退させるとともに、当該ピン部材により、前記回転押し込み工程で形成された前記補修領域の凹部を埋め戻す、凹部埋め戻し工程と、を含むことを特徴とする、
摩擦攪拌点接合を用いた孔補修方法。 - 前記摩擦攪拌点接合装置は、前記ピン部材の外側を囲うように位置し、当該ピン部材と同一の軸線周りに回転するとともに当該軸線方向に進退移動可能に構成されている円筒状のショルダ部材をさらに備えている複動式摩擦攪拌点接合装置であり、
前記回転押し込み工程では、前記複動式摩擦攪拌点接合装置の前記ピン部材および前記ショルダ部材を、前記金属材の一方の面における前記孔を含む補修領域に当接させて回転させながら、前記ピン部材または前記ショルダ部材を前記補修領域に進入させ、
前記凹部埋め戻し工程では、前記ピン部材または前記ショルダ部材を前記補修領域から後退させつつ、当該ピン部材および前記ショルダ部材の少なくとも一方により、前記回転押し込み工程で形成された前記補修領域の凹部を埋め戻す、ことを特徴とする、
請求項1に記載の孔補修方法。 - 前記摩擦攪拌点接合装置は、前記ピン部材または前記ショルダ部材の外側に位置し、前記金属材を一方の面から押圧するクランプ部材と、
前記クランプ部材に対向する位置に設けられる裏当て部材と、をさらに備え、
前記金属材の他方の面に裏当て部材を当接するとともに、前記金属材の一方の面のうち前記補修領域の外側を前記クランプ部材で押圧することにより、当該金属材を両面から支持する金属材支持工程と、を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の孔補修方法。 - 前記回転押し込み工程および前記凹部埋め戻し工程は、前記金属材の片面または双方の面から行うことを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の孔補修方法。
- 前記金属材が航空機を構成する部品または構造体であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の孔補修方法。
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