JP3220108B2

JP3220108B2 - 摩擦攪拌接合装置

Info

Publication number: JP3220108B2
Application number: JP05366999A
Authority: JP
Inventors: 章弘佐藤; 昌邦江角; 靖男石丸; 久宣岡村; 欣也青田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH11314169A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、アルミニ
ウム合金材等の接合に用いる摩擦攪拌接合に関し部材の
上下２面を同時に接合できるようにする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した
丸棒（回転体という。）を回転させながら接合線に沿っ
て移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動させ、
固相接合する方法である。回転体は、接合部に挿入する
小径部と、外部に位置する大径部とからなる。小径部と
大径部は同軸である。大径部側を回転させる。小径部と
大径部の境は、接合部に若干挿入されている。摩擦攪拌
接合方法による接合は突き合せ部、重ね部に適用され
る。これは特表平７−５０５０９０号公報（ＥＰ０６１
５４８０Ｂ１）、Welding & Metal Fabrication, Janua
ry 1995 １３頁から１６頁に示されている。

【０００３】また、被接合材の材質については前記特表
平７−５０５０９０号公報に示されている。被接合材、
回転体の材質、寸法、回転速度、移動速度については、
溶接学会全国大会講演概要第５６集（‘９５−４）２
０８頁から２０９頁に示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】摩擦攪拌接合方法の種
々な実験によれば、２つの部材の接合部の上面の一部の
部材は回転体の大径部の回転によって切り子のごとく飛
ばされ、接合部の上面に凹みが生ずる。凹みの両側には
部材の塑性変形による盛上がりが生ずる。

【０００５】盛上がりは削除すればよいが、凹みの補修
はパテ等を必要とし、高価となる。

【０００６】さらに、接合前に２つの部材の突き合せ部
の端面の間に隙間がある場合には、接合部に凹み等の欠
陥が発生する。このため、強度低下を生じ、大型構造物
においては特に問題になる。部材が大きくなることによ
って、前記隙間の管理は困難になり、凹みが大きくな
り、また、欠陥が発生しやすくなる。

【０００７】この接合部が他の部材で覆われる等によっ
て、凹みの存在が問題にならない場合は、強度の点を除
けば問題はない。しかし、車両の車体の側面等において
は、見栄えの観点から凹みは除かなければならない。ま
た、見えない場合においても、凹みが性能上問題になる
場合がある。

【０００８】本発明の目的は、接合部の凹みの発生を防
止しつつ、部材の上下両面を同時に接合する装置を提供
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、接合が行わ
れる部材を載せる複数の架台と、前記複数の架台の上方
であって、該架台に沿った方向に走行する第１の走行体
と、前記走行体に設置され、前記部材の幅方向に走行す
る第２の走行体と、前記第２の走行体に設置され、前記
部材の上面側に挿入されるように上下方向に移動自在に
設置された摩擦攪拌接合用の第１の回転体と、前記複数
の架台の間を前記方向に走行する第３の走行体と、前記
第３の走行体に設置され、前記部材の幅方向に走行する
第４の走行体と、前記第４の走行体に設置され、前記部
材の下面側に挿入されるように上下方向に移動自在に設
置された摩擦攪拌接合用の第２の回転体と、から摩擦攪
拌接合装置を構成することによって達成できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は図８〜図１０の実施例を
主体としたものである。本発明はその他の図面の例等も
用いて説明する。図１から図５により、鉄道車両の車体
への適用について説明する。図５において、鉄道車両の
車体は、側構体４１、屋根構体４２、床構体４３、長手
方向の端部の妻構体４４から構成される。側構体４１
は、中空の押出し型材（５０，６０）を並列に複数並
べ、それを接合して構成している。接合は図１のように
行われる。屋根構体４２、床構体４３も同様に構成され
る。側構体４１と屋根構体４２との接続、側構体４１と
床構体４３との接続はＭＩＧ溶接等で行う。

【００１１】図１は側構体４１を構成する中空型材の継
手部（接合部）を示すものである。中空型材５０，６０
はアルミニウム合金の押出し型材である。中空型材５
０，６０は２つの板５１，５２，６１，６２とこれを接
続する斜めの板（リブ）５３，６３とからなる。斜めの
板５３，６３はそれぞれ複数あり、トラス状に配置して
いる。板５３，６３の傾斜の方向は交互である。

【００１２】一方（第１）の中空型材５０の端部は他方
（第２）の中空型材６０の端部に入っている。中空型材
５０の端部の近くには板５１と板５２とを接合する垂直
な板５４がある。５５は中空型材６０の端部を支える突
出片である。

【００１３】板５４の厚さ方向（図１において、左右方
向）の中心の延長線上に、２つの中空型材５０，６０の
接合用の厚肉部（突出部）５６，６６の端部（すなわ
ち、中空型材５０，６０の突き合せ部の端部（接合部Ｗ
の中心））が位置する。接合部Ｗの近くの板５１，５
２，６１，６２は前面側（中空型材の厚さ方向における
外側、接合作業を行う側、すなわち、接合用工具の回転
体７０側である。）に所定の幅で所定高さで突出して厚
肉部になっている。このように、厚肉部５６、６６は突
出部とその他の部分とからなる。厚肉部５６、６６の大
きさは後述するように回転体７０の大きさや２つの中空
型材５０、６０の隙間等で決まる。厚肉部５６、６６は
板５１、５２、６１、６２の端部のそれぞれにある。厚
肉部５６、６６の前面（外面）と板（非突出部）５１，
５２，６１，６２の前面（外面）とは滑らかに接続して
おり、傾斜している。２つの厚肉部５６，６６を突き合
せるとその形状は台形状である。

【００１４】なお、型材５０，６０の突き合せ、または
厚肉部５６，６６の突き合せとは、２つの型材の端部５
６ａ、６６ａ同士が接触している場合、および２つの型
材の端部５６ａ、６６ａの間に隙間がある場合の両方を
いう。

【００１５】中空型材の接合部の上方および下方のそれ
ぞれに接合用工具である回転体７０，７０を配置してい
る。回転体７０は、基部の大径の丸棒（大径部）７１の
先端に小径の丸棒（小径部）７２を設置している。大径
部７１と小径部７２とは同軸である。上方の回転体７０
の実質的に鉛直方向に下方の回転体７０が位置してい
る。２つの回転体７０、７０は接合線に沿って離れてい
てもよいが、中空型材５０、６０の曲がりを防止するた
め、大きく離れていない方がよい。回転体７０は中空型
材５０，６０よりも硬い材質である。

【００１６】２つの回転体７０、７０を回転させなが
ら、小径部７２を中空型材５０，６０の接合部に挿入す
る。そして、２つの中空型材５０，６０の接合部の長手
方向に沿って水平方向に移動させる。２つの回転体７
０，７０は同時に移動させる。

【００１７】摩擦攪拌接合時において、上側の回転体７
０においては、大径部７１と小径部７２との境（実質的
に平らである。）７３を、一般部（非突出部）の板５
１，６１の上面（中空型材５０、６０の厚さ方向におけ
る外側の面）よりも若干上方（厚肉部５６、６６の突出
部内）７３ａに位置するようにする。下側の回転体７０
においては、大径部７１と小径部７２との境７３を、一
般部（非突出部）の板５１，６１の下面（中空型材の厚
さ方向における外側の面）よりも若干下方（厚肉部５
６、６６の突出部内）に位置するようにする。つまり、
上下の回転体７０、７０の境７３は非突出部の板５１、
６１の外側の面の延長線よりも外側（厚肉部５６、６６
の頂側）で、厚肉部５６、６６の突出部中に位置してい
る。図１の線７３ａは境７３の位置である。このよう
に、小径部７２は突き合せ部にあり、大径部７１と小径
部７２の境７３は、厚肉部５６、６６を除く部分におけ
る板５１、６１の外側の面の延長線と厚肉部５６、６６
の頂との間に位置する。

【００１８】接合作業の際には、型材５０、６０は架台
に載せられ、固定させられている。下面の厚肉部の周囲
には架台はない。回転体７０の回転中心は接合部の中
心、即ち板５４の厚さの中心にある。

【００１９】図４において、各部の大きさの関係を説明
すると、２つの厚肉部５６、６６を突き合せた際の厚肉
部５６、６６の頂の幅Ｗ１は小径部７２の径ｄよりも大
きく、大径部７１の径Ｄよりも小さい。２つの厚肉部５
６、６６の基部の幅Ｗ２は大径部７１の径Ｄよりも大き
い。厚肉部５６、６６の突出部の高さＨ１は小径部７２
の長さよりも大きい。大径部７１の下端を厚肉部５６、
６６の位置７３ａに位置させたとき、小径部７２の先端
は突出片５５に至るか、その近傍に位置している。接合
部５６、６６の頂の板５１、６１側と基部の板５１、６
１側とは斜面５６ｃ、６６ｃで接続している。

【００２０】図２は摩擦攪拌接合を完了した状態であ
る。図２は図１の上側の接合部を示している。下側の接
合部は上側の接合部に対して対象である。接合部Ｗの外
面側には中空型材の内側に向けて凹みＫを生じている。
凹みＫの両側には厚肉部５６Ｔ，６６Ｔがある。厚肉部
５６Ｔ，６６Ｔは厚肉部５６，６６の残りである。厚肉
部５６Ｔ，６６Ｔは塑性変形したものを含む。凹みＫの
底面は、一般部の板５１，６１の外面よりも外側の位置
７３ａにある。

【００２１】図１の上面側を鉄道車両の車体の外面側と
すると、上面の接合部の余分な部分（一般部の板５１，
６１の上面の延長線上から上側）をグラインダーで切削
し、一般部の板５１，６１の上面の高さと同一平面にな
るようにする。上面側を切削するので、切削作業が容易
である。下面側にも同様に凹みＫと厚肉部５６Ｔ，６６
Ｔがあるが、車体の内面側とすると、化粧板で覆うので
切削は必要ない。図３は架台１１１に載せた型材５０、
６０を上下から接合し、次に、架台１１１に載せた状態
で上面側の厚肉部５６Ｔ，６６Ｔを削除した状態を示
す。

【００２２】これによれば、凹みＫの発生を実質的に防
止できるものである。このため、肉盛り溶接や、パテに
よる補修を不要にできるものである。

【００２３】また、上記例では厚肉部５６，６６の端部
５６ａ，６６ａ同士が接触しているが、両者の間に隙間
がある場合は、摩擦攪拌接合によって流動化した厚肉部
５６，６６の母材がこの隙間に押し込まれる。このた
め、隙間がある場合においても、接合部に欠陥が発生し
ない。具体的には厚肉部の高さ（板５１、５２、６１、
６２の外面からの突出代）を１ｍｍにすると隙間が１ｍ
ｍでも欠陥無く接合できる。また、凹みＫの位置を、板
５１，５２，６１，６２の外面の延長線上から外側に位
置させることができる。すなわち、凹みの発生を実質的
に容易に防止をできるものである。

【００２４】厚肉部５６，６６の基部の幅Ｗ２は大径部
７１の径Ｄよりも大きい。厚肉部５６，６６の頂部の幅
Ｗ１は小径部７２の径ｄよりも大きい。これらは回転体
７０の中心が厚肉部５６，５６の中心からずれた場合、
および２つの型材の隙間を考慮して定める。

【００２５】また、厚肉部５６，６６の頂と基部とは斜
面５６ｃ、６６ｃで接続されている。すなわち、２つの
厚肉部５６、６６を突き合せたとき、台形状である。こ
のため、厚肉部５６，６６を斜面５６ｃ、６６ｃを有し
ない四角形に突出させた場合に比べて、中空型材に余分
な部分がない。このため、中空型材の材料を少なくで
き、製作を安価にできる。また、グラインダーによる切
削量を少なくでき、簡単にできるものである。厚肉部５
６、６６は２つの型材の接合部に金属を補充するもので
あるので、台形状であってもよい。なお、図６に示すよ
うに、非突出部の板５１、６２の外面から突出部５１
ａ、６１ａを若干立ち上げた後、突出部５６、６６の台
形部を設けるようにしてもよい。

【００２６】板５４は回転体７０，７０による圧縮力に
よって厚肉部５６，６６が内側に曲がるのを防止する。

【００２７】図１において、中空型材５０の右端の形状
は左端の形状であっても、中空型材６０の右端の形状で
あってもよい。中空型材６０も同様である。要は２つの
型材を接合できればよい。

【００２８】回転体７０は突き合せ部を光学センサで検
出して移動する。厚肉部５６、６６の斜面５６ｃ，６６
ｃを検出して、回転体７０の幅方向の位置を定める。図
７はセンシング用の斜面５６ｎ，６６ｎを２つの厚肉部
５６ｍ，６６ｍが向き合う部分に設けたものである。斜
面５６ｎ（６６ｎ）はそれぞれの厚肉部５６ｍ，６６ｍ
に設けても、一方に設けてもよい。

【００２９】上記各例では２つの接合部の端面５６ａ，
６６ａは回転体７０の軸心に平行であるが、２つの端面
５６ａ，６６ａが回転体７０の軸心に対して傾斜してい
てもよい。例えば、一方の部材５０の端面５６ａが傾斜
しており、これに他方６０の部材の端面６６ａが上方に
重なるようにしてもよい。これによれば、２つの端面の
間隔が大きくても、回転体７０の回転によって流動化し
た金属が片５５との間から流出することを防止できるも
のである。この形状はパイプ同士の接続に適している。

【００３０】図８によって本発明の一実施例の接合装置
を説明する。中空型材５０，６０は架台１１１，１１１
に載せられ、クランプ１１３で固定されている。２つの
中空型材５０、６０の突き合せ部は所定の隙間になって
いる。２つの中空型材５０、６０の突き合せ部は適宜仮
止め溶接されている。

【００３１】上側の回転体７０は幅方向に走行する走行
体１２１から吊り下げられている。走行体１２１は門型
の走行体１２２の上部のフレームに沿って移動する。走
行体１２２は中空型材５０，６０両側の長手方向に沿っ
たレール１２３に沿って走行する。下側の回転体７０は
２つの架台１１１，１１１の間の走行体１３１に設置さ
れている。走行体１３１は走行体１３２に載せてあり、
幅方向に移動する。走行体１３２はレール１３３に沿っ
て中空型材５０，６０の長手方向に沿って走行する。上
側の回転体７０の下方に下側の回転体７０がある。走行
体１２１，１３１は回転体７０，７０を上下動させる。

【００３２】走行体１２１，１３１には中空型材５０，
６０を押さえるローラ１２４，１３４をそれぞれ複数設
置している。ローラ１２４，１３４は回転体７０，７０
の前方において厚肉部５６，６６の両側にある。ローラ
１２４，１３４は走行方向に沿って必要により複数列設
ける。ローラは回転体７０の前後に追加できる。

【００３３】走行体１２１，１３１には接合すべき位置
を検出するセンサ（図示せず。）を設置している。セン
サによって走行体１２１，１３１を幅方向に移動させ
る。センサとしてレーザを用いた場合には斜面５６ｃ，
５６ｃ，６６ｃ，６６ｃを求め、接合すべき中心を検出
する。

【００３４】回転体７０、７０で型材５０、６０の上下
面を接合した後、架台１１１、１１１に型材５０、６０
を載せた状態で、上面の厚肉部を切削して平滑に仕上げ
る。切削のグラインダー作業は手作業で行うとより平滑
にできる。このため、切削作業する厚肉部は上面にある
と良い。

【００３５】なお、まず、厚肉部を機械で若干残して切
削し、その後、手作業で切削するようにすると、切削作
業を短くできる。この場合、回転体７０の若干後方にお
いて、走行体１２１に切削工具を設置する。回転体７０
が回転する際に切削工具も切削作業を行う。

【００３６】例えば、図９、図１０に示すように、上面
側の回転体７０の後方において、エンドミル１２６を上
面側の走行体１２１に設置する。エンドミル１２６は厚
肉部５６、６６を切削する。エンドミル１２６の下端の
位置は中空型材５０、６０の上面の板５１、６１の上面
よりも若干上方の位置である。エンドミル１２６の径は
前記位置の厚肉部５６、６６の幅よりも十分に大きい。
ローラ１２４、１２４はエンドミル１２６の近傍におい
て上下から押え、エンドミル１２６による切削量が同一
になるようにしている。

【００３７】上記例では接合する一対の中空型材の端部
にそれぞれ厚肉部があったが、図１１のように一方の中
空型材６０のみに厚肉部６６がある場合でも可能であ
る。厚肉部６６の金属は中空型材５０、６０の隙間およ
び中空型材５０の板の上面に移動する。また、一方の中
空型材６０においては上面の板６１に厚肉部があり、他
方の中空型材５０においては下面の板６１に厚肉部があ
る場合も同様である。

【００３８】上記例の押出し型材は中空型材である場合
について説明したが、中空でない押出し型材にも適用で
きるものである。以下に例を示す。

【００３９】図１２は平板状の押出し型材３１、３２の
端部に、それぞれ厚肉部３４、３５を有し、厚肉部３
４、３５同士を突き合せて接合する継手形状の例を示
す。この時、押出し型材３１、３２には裏当て治具（架
台）３６を配置している。この裏当て治具３６は、接合
部Ｗとの接合を防止するため、押出し型材３１、３２よ
りも硬い材質のものを用いる。この継手の突き合せ面に
沿って、回転体７０を回転しながら移動させることによ
り、図１３に示す接合部Ｗが得られる。厚肉部３４、３
５に対する回転体７０の条件は前記例と同様である。次
に、図１４のように、凹みＫおよび厚肉部分をグライン
ダー等で平滑に除去する。接合装置のローラ１２４等は
前記例と同様である。

【００４０】なお、１つの接合部のみの押出し型材等の
場合は、図８の実施例において、下側の回転体７０の代
わりに、押出し型材を支えるローラを配置することがで
きる。これによれば、型材３１、３２の全ての面を支持
する必要がなく、架台の構造を簡単にできるものであ
る。

【００４１】図１５から図１７は、板の一方の面に複数
のリブ３９を有し、リブ３９とは反対の面に厚肉部３４
ｂ、３５ｂを有した押出し型材３７、３８を摩擦攪拌接
合する場合である。架台３６Ｂはリブ３９の下端と厚肉
部３４、３５の下面を載せる。摩擦攪拌接合は上記例と
同様である。

【００４２】図１８から図１９の例は、リブ３９側に厚
肉部３４ｂ、３５ｂを設けた押出し型材３７ｃ、３８ｃ
の場合である。これによれば架台３６Ｃ側は平になる。
このため、リブ３９とは反対側に若干の凹凸があっても
よい場合は、平滑にする仕上げ処理を省略することがで
き、安価に製造することができる。接合部Ｗは、良好な
接合部となり、所定の厚さを得ることができる。

【００４３】図１８から図１９の例において、型材３７
ｃ、３８ｃを車体に適用する場合、厚肉部３４ｂ、３５
ｂが車内側になるので、厚肉部３４ｂ、３５ｂの切削を
不要にできる。しかし、接合部の車外側に未接合部が生
じ易く、厚肉部３４ｂの端部と厚肉部３５ｂの端部との
間をパテで埋め、塗装することが必要になる。しかし、
図１５から図１７の例では車外側には未接合部はなく、
塗装の必要も無い。また、図１５から図１７の例におい
ては厚肉部３４ｂ、３５ｂの周囲にリブ３９が無いの
で、ローラ１２４で押さえやすい。

【００４４】図２０から図２２の例を説明する。図２２
において、鉄道車両の側構体４１６は、複数の押出し型
材１５０、１６０を組み合せて構成している。出入り口
１７１と窓１７２との間の押出し型材１５０、１５０、
および、窓１７２と窓１７２との間の押出し型材１５
０、１５０のそれぞれの押出し方向は、図２２において
縦方向である。窓１７２の下部の押出し型材１６０、１
６０、および、窓１７２の上部の押出し型材５０、１６
０のそれぞれの押出し方向は、図２２において横方向で
ある。つまり、押出し型材１５０の押出し方向と押出し
型材１６０の押出し方向とは直交している。

【００４５】押出し方向を同一方向とした押し出し型材
１５０、１５０同士の接合部、および押出し型材１６
０、１６０同士の接合部は、前記例のように、厚肉部を
設けて接合している。

【００４６】押出し方向が直交する部分は図２１のよう
になっている。図２１は摩擦攪拌接合の前である。押出
し型材１５０、１６０は板の一方側にリブ１５３、１６
３を有する。中空型材ではない。押出し型材１５０、１
６０のリブ１５３、１６３の先端、接合部の近傍の板１
５１、１６１を架台３６Ｂに載せている。リブ１５３、
１６３側が車内側であり、板１５１、１６１側が車外側
である。

【００４７】押出し型材１５０の端部は反リブ１５３側
に突出して厚肉部１５６を構成している。厚肉部１５６
はさらに接合する押出し型材１６０に向けて突出して、
突出部１５７を構成している。突出部１５７は押出し型
材１６０の板１６１の外面側に重なっている。架台３６
Ｂの近傍のリブ１６３は切削してなくなっている。突出
部１５７の突出量Ｌ２（図２３に示す）は、厚肉部の幅
Ｌ１と同様である。つまり、突出部１５７は厚肉部１５
６に相当する。突出部１５７の先端は厚肉部１５６と同
様に斜めになっている。

【００４８】上方から回転体７０を挿入して摩擦攪拌接
合を行うと、２つの押出し型材１５０、１６０の端部１
５０ｂ、１６０ｂの間１５０ｃ（図２３に示す）の上方
に突出部１５７があるので、突出部１５７等の金属が隙
間１５０ｃに供給される。また、押出し型材１６０の上
方にも金属が供給される。このため、厚肉部１５６およ
び突出部１５７が無い場合、または突出部のみが無い場
合に比べて、良好な接合が得られる。

【００４９】押出し型材１６０のリブ１５３を切り欠い
て突出部に重なるようにしているので、突出部１５７の
近傍の板１６１を押さえることができ、良好な接合がで
きる。

【００５０】図２３は、厚肉部の１５６および突出部１
５７をリブ１５３側に設けたものである。板１５１、１
６１が架台３６Ｃに載っている。端部１６０ｂの近傍の
リブ１６３を切り欠いている。押出し型材１６０の厚肉
部１５６および突出部１５７はリブ１５３側（車両の内
面側）にある。

【００５１】押出し型材１５０の端部１５０ｂと押出し
型材１６０の端部１６０ｂとの間に相当する位置の厚肉
部１５６の外面には３角形状の溝１５８がある。最初に
回転体７０の位置を定める際の位置のマークになる。ま
た、センサのマークになる。

【００５２】押出し方向が直交する押出し型材の場合に
は、厚肉部１５６のみの場合でも可能である。また、隣
接する部材に向けて突出部を設けることは、中空型材等
にも適用できる。また、２つの押出し型材が直交しない
もの、すなわち平行な部材間の場合にも適用できる。

【００５３】公知のハニカムパネル同士の接合に適用で
きる。ハニカムパネルは２枚の面板と、２枚の面板の間
のハニカム状の芯材と、芯材の周囲に配置した縁材と、
とからなる。接合すべき対象物はパイプ等にも適用でき
る。この場合、前記例の板等の用語は適宜、筒に読み替
える。

【００５４】本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
各請求項の記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項の記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。

【００５５】

【発明の効果】本発明の装置によれば、部材の上下２面
を同時に接合できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】接合部の縦断面図である。

【図２】図１において摩擦攪拌接合後の縦断面図であ
る。

【図３】図１において摩擦攪拌接合後、仕上げ加工をし
た状態の縦断面図である。

【図４】各部の大きさを説明する図である。

【図５】鉄道車両の車体の斜視図である。

【図６】他の接合部の要部の縦断面図である。

【図７】他の接合部の要部の縦断面面図である。

【図８】本発明の一実施例の接合装置の縦断面図であ
る。

【図９】図８の接合装置の要部の側面図である。

【図１０】図９の左側面図である。

【図１１】他の接合部の縦断面図である。

【図１２】他の接合部の縦断面図である。

【図１３】図１２において摩擦攪拌接合後の縦断面図で
ある。

【図１４】図１２において厚肉部を平滑に仕上げ後の縦
断面図である。

【図１５】他の接合部の縦断面図である。

【図１６】図１５において摩擦攪拌接合後の縦断面図で
ある。

【図１７】図１３において厚肉部を平滑に仕上げ後の縦
断面図である。

【図１８】他の接合部の縦断面図である。

【図１９】図１８において摩擦攪拌接合後の縦断面図で
ある。

【図２０】図２１の右側面図である。

【図２１】他の接合部の縦断面図であり、図２２の２１
−２１断面図である。

【図２２】鉄道車両の側構体の正面図である。

【図２３】他の接合部の縦断面図である。

【符号の説明】

３１，３２，３７，３７ｃ，３８，３８ｃ：型材、３
６，３６Ｂ，３６Ｃ：架台、３９：リブ、７０：接合用
の回転体、７１：大径部、７２：小径部、５０，６０：
中空型材、５１，５２，５３，５４，６１，６２，６
３：板、５６，６６：厚肉部、５６ｃ，６６ｃ：斜面、
１１１：架台、１５０，１６０：押出し型材、１５１，
１６１：板、１５３，１６３：リブ、１５６：厚肉部、
１５７：突出部。

フロントページの続き (72)発明者岡村久宣茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者青田欣也茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (56)参考文献特開平９−309164（ＪＰ，Ａ) 特開平10−175089（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 20/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】接合が行われる部材を載せる複数の架台
と、前記複数の架台の上方であって、該架台に沿った方向に
走行する第１の走行体と、前記走行体に設置され、前記部材の幅方向に走行する第
２の走行体と、前記第２の走行体に設置され、前記部材の上面側に挿入
されるように上下方向に移動自在に設置された摩擦攪拌
接合用の第１の回転体と、前記複数の架台の間を前記方向に走行する第３の走行体
と、前記第３の走行体に設置され、前記部材の幅方向に走行
する第４の走行体と、前記第４の走行体に設置され、前記部材の下面側に挿入
されるように上下方向に移動自在に設置された摩擦攪拌
接合用の第２の回転体と、からなる摩擦攪拌接合装置。
【請求項２】請求項１において、前記第２の走行体お
よび前記第４の走行体のそれぞれは接合すべき位置を検
出するセンサを備え、該それぞれのセンサによって前記
第２の走行体および前記第４の走行体のそれぞれを幅方
向に移動させること、を特徴とする摩擦攪拌接合装置。
【請求項３】請求項１において、前記第１の回転体の
下方に第２の回転体があり、前記第２の走行体および前
記４の走行体は前記方向に沿って同時に移動すること、
を特徴とする摩擦攪拌接合装置。
【請求項４】請求項１において、前記第２の走行体は
切削工具を設置しており、前記切削工具は前記第１の走
行体の前記走行方向において前記１の回転体の後方に設
置していること、を特徴とする摩擦攪拌接合装置。