JP3516913B2 - スポット接合装置およびスポット接合方法 - Google Patents
スポット接合装置およびスポット接合方法Info
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- JP3516913B2 JP3516913B2 JP2000310995A JP2000310995A JP3516913B2 JP 3516913 B2 JP3516913 B2 JP 3516913B2 JP 2000310995 A JP2000310995 A JP 2000310995A JP 2000310995 A JP2000310995 A JP 2000310995A JP 3516913 B2 JP3516913 B2 JP 3516913B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦攪拌接合によ
ってワークをスポット接合するスポット接合装置および
スポット接合方法に関する。
ってワークをスポット接合するスポット接合装置および
スポット接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】摩擦攪拌を利用したスポット接合は、２
枚のワークを重ねて配置し、先端にピンを有する接合ツ
ールを高速で回転させながら下降させ、接合ツール先端
をワークの接合点に押圧する。すると、回転による摩擦
によって押圧部が軟化し、ピンが挿入される。さらに回
転することによって、挿入されたピンで接合点近傍が攪
拌され、塑性流動を起こす。所定時間攪拌後、接合ツー
ルを上昇させると、接合点で２枚のワークが接合され、
スポット接合される。
枚のワークを重ねて配置し、先端にピンを有する接合ツ
ールを高速で回転させながら下降させ、接合ツール先端
をワークの接合点に押圧する。すると、回転による摩擦
によって押圧部が軟化し、ピンが挿入される。さらに回
転することによって、挿入されたピンで接合点近傍が攪
拌され、塑性流動を起こす。所定時間攪拌後、接合ツー
ルを上昇させると、接合点で２枚のワークが接合され、
スポット接合される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】摩擦攪拌を利用したス
ポット接合では、重ね継ぎ手でスポット接合するため、
上下の板のギャップ管理が接合品質上、極めて重要とな
る。つまり、２枚のワークを、接合点において隙間なく
重ね合わせた状態で接合することが、接合品質を維持す
る上で重要であるが、ワークの形状によっては、２枚の
ワークを確実に密着させることが困難な場合があり、こ
れによって、接合品質が低下するといった問題が生じ
る。
ポット接合では、重ね継ぎ手でスポット接合するため、
上下の板のギャップ管理が接合品質上、極めて重要とな
る。つまり、２枚のワークを、接合点において隙間なく
重ね合わせた状態で接合することが、接合品質を維持す
る上で重要であるが、ワークの形状によっては、２枚の
ワークを確実に密着させることが困難な場合があり、こ
れによって、接合品質が低下するといった問題が生じ
る。
【０００４】本発明の目的は、摩擦攪拌を利用したスポ
ット接合装置において、接合品質の低下を防ぐことがで
きるスポット接合装置を提供する。
ット接合装置において、接合品質の低下を防ぐことがで
きるスポット接合装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、接合ツールを
回転させながら先端を被接合物に押圧し、接合ツールの
回転による摩擦熱で被接合物を軟化、攪拌して塑性流動
を起こし、重ねられた被接合物を接合点でスポット接合
するスポット接合装置において、接合時に、被接合物の
接合点近傍を押圧し、この押圧力を、ばね、油圧、空気
圧またはモータによって発揮する押圧手段を有すること
を特徴とするスポット接合装置である。
回転させながら先端を被接合物に押圧し、接合ツールの
回転による摩擦熱で被接合物を軟化、攪拌して塑性流動
を起こし、重ねられた被接合物を接合点でスポット接合
するスポット接合装置において、接合時に、被接合物の
接合点近傍を押圧し、この押圧力を、ばね、油圧、空気
圧またはモータによって発揮する押圧手段を有すること
を特徴とするスポット接合装置である。
【０００６】本発明に従えば、被接合物の接合点近傍を
押圧する押圧手段が設けられるので、２枚の被接合物の
間に隙間がある場合であっても、前記押圧手段で押圧す
ることによって接合点での隙間がなくなり、これによっ
て接合品質が低下することが確実に防がれる。押圧手段
は、ばね、油圧、空気圧またはモータによって押圧力を
発揮する。
押圧する押圧手段が設けられるので、２枚の被接合物の
間に隙間がある場合であっても、前記押圧手段で押圧す
ることによって接合点での隙間がなくなり、これによっ
て接合品質が低下することが確実に防がれる。押圧手段
は、ばね、油圧、空気圧またはモータによって押圧力を
発揮する。
【０００７】また本発明は、前記押圧手段は、接合ツー
ルの回転軸線方向への移動に連動し、接合ツール先端が
被接合物を押圧する直前から被接合物を押圧し、接合ツ
ール先端が接合点から引き抜かれた後にも塑性流動部が
冷やされて硬化するまで押圧し続けるように動作するこ
とを特徴とする。
ルの回転軸線方向への移動に連動し、接合ツール先端が
被接合物を押圧する直前から被接合物を押圧し、接合ツ
ール先端が接合点から引き抜かれた後にも塑性流動部が
冷やされて硬化するまで押圧し続けるように動作するこ
とを特徴とする。
【０００８】本発明に従えば、押圧手段が接合ツールに
連動し、接合ツールが下降して被接合物に押圧する直前
に押圧し、接合ツールが上昇して押圧を解除した直後ま
で、すなわち接合ツール先端が接合点から引き抜かれた
後にも塑性流動部が冷やされて硬化するまで押圧するよ
うに動作するので、接合作業時の隙間をなくすととも
に、連続したスポット接合作業を行なうことができる。
連動し、接合ツールが下降して被接合物に押圧する直前
に押圧し、接合ツールが上昇して押圧を解除した直後ま
で、すなわち接合ツール先端が接合点から引き抜かれた
後にも塑性流動部が冷やされて硬化するまで押圧するよ
うに動作するので、接合作業時の隙間をなくすととも
に、連続したスポット接合作業を行なうことができる。
【０００９】また本発明は、接合ツール先端および押圧
手段の押圧力を受ける受け部を有することを特徴とす
る。本発明に従えば、押圧力を受ける受け部を有するの
で、確実に押圧力を作用させることができる。
手段の押圧力を受ける受け部を有することを特徴とす
る。本発明に従えば、押圧力を受ける受け部を有するの
で、確実に押圧力を作用させることができる。
【００１０】また本発明は、接合ツールを昇降駆動して
接合ツールに押圧力を作用させる押圧付加装置を含み、
前記押圧手段は、被接合物に当接して押圧力を作用させ
る押し付け部材と、押圧付加装置と押し付け部材１５と
の間に設けられる圧縮ばねとを有し、この押し付け部材
は、高い熱伝導性を有し、中空とされて冷却水が通過さ
れ、当接する被接合物の熱を強制的に逃がすことを特徴
とする。
接合ツールに押圧力を作用させる押圧付加装置を含み、
前記押圧手段は、被接合物に当接して押圧力を作用させ
る押し付け部材と、押圧付加装置と押し付け部材１５と
の間に設けられる圧縮ばねとを有し、この押し付け部材
は、高い熱伝導性を有し、中空とされて冷却水が通過さ
れ、当接する被接合物の熱を強制的に逃がすことを特徴
とする。
【００１１】摩擦攪拌接合では、摩擦熱によって被接合
物が非常に高温となり、これによって接合部およびその
周辺領域の強度が低下するといった問題が生じる。これ
に対し、本発明では、接合点近傍に押し付けられる押し
付け部材は、高い熱伝導性を有するので、接合点で発生
した熱をこの押し付け部材を介して、その押し付け部材
の中空とされた部分に冷却水を通過して強制的に逃がす
ことができる。これによって、高熱は接合点近傍だけと
し、それ以外の領域が高温となることが防がれ、被接合
物において強度が低下する領域の面積を最小限に留める
ことができる。押圧付加装置７は、接合ツール５を昇降
駆動して接合ツール５に押圧力を作用させ、この押圧付
加装置７と押し付け部材１５との間に圧縮ばね１６を設
け、押圧力を作用させる。
物が非常に高温となり、これによって接合部およびその
周辺領域の強度が低下するといった問題が生じる。これ
に対し、本発明では、接合点近傍に押し付けられる押し
付け部材は、高い熱伝導性を有するので、接合点で発生
した熱をこの押し付け部材を介して、その押し付け部材
の中空とされた部分に冷却水を通過して強制的に逃がす
ことができる。これによって、高熱は接合点近傍だけと
し、それ以外の領域が高温となることが防がれ、被接合
物において強度が低下する領域の面積を最小限に留める
ことができる。押圧付加装置７は、接合ツール５を昇降
駆動して接合ツール５に押圧力を作用させ、この押圧付
加装置７と押し付け部材１５との間に圧縮ばね１６を設
け、押圧力を作用させる。
【００１２】また本発明は、接合ツールを回転させなが
ら先端を被接合物に押圧し、接合ツールの回転による摩
擦熱で被接合物を軟化、攪拌し、重ねられた被接合物を
接合点でスポット接合するスポット接合方法において、
接合ツールによる被接合物の押圧時に、被接合物の接合
点近傍を押圧し、この押圧力を、ばね、油圧、空気圧ま
たはモータによって発揮することを特徴とするスポット
接合方法である。
ら先端を被接合物に押圧し、接合ツールの回転による摩
擦熱で被接合物を軟化、攪拌し、重ねられた被接合物を
接合点でスポット接合するスポット接合方法において、
接合ツールによる被接合物の押圧時に、被接合物の接合
点近傍を押圧し、この押圧力を、ばね、油圧、空気圧ま
たはモータによって発揮することを特徴とするスポット
接合方法である。
【００１３】本発明に従えば、２枚の被接合物の間に隙
間がある場合であっても、接合時に接合点近傍を押圧す
ることによって、接合点での隙間がなくなり、これによ
って前述と同様に接合品質が低下することが確実に防が
れる。
間がある場合であっても、接合時に接合点近傍を押圧す
ることによって、接合点での隙間がなくなり、これによ
って前述と同様に接合品質が低下することが確実に防が
れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に実施の一形態で
あるスポット接合装置１の構造を示す図である。スポッ
ト接合装置１は、たとえば６軸垂直多間接型ロボットの
手首２に装備され、スポットガンとして用いられ、重ね
て配置された２枚のワーク（被接合物）Ｗ１，Ｗ２を接
合点で、スポット接合する。ワークＷ１、Ｗ２は、たと
えばアルミニウム合金板である。
あるスポット接合装置１の構造を示す図である。スポッ
ト接合装置１は、たとえば６軸垂直多間接型ロボットの
手首２に装備され、スポットガンとして用いられ、重ね
て配置された２枚のワーク（被接合物）Ｗ１，Ｗ２を接
合点で、スポット接合する。ワークＷ１、Ｗ２は、たと
えばアルミニウム合金板である。
【００１５】スポット接合装置１は、ロボットの手首２
に取り付けられるフレーム３と、フレーム３に取り付け
られるブラケット４と、ブラケット４に回転自在に支持
される接合ツール６と、ブラケット４に取り付けられ、
接合ツール５を回転駆動する回転用モータ６と、ブラケ
ット４をフレーム３に対して昇降駆動させ、接合ツール
５に押圧力を作用させる押圧付加装置７と、接合時に、
接合点近傍を押圧する押圧手段８とを備える。
に取り付けられるフレーム３と、フレーム３に取り付け
られるブラケット４と、ブラケット４に回転自在に支持
される接合ツール６と、ブラケット４に取り付けられ、
接合ツール５を回転駆動する回転用モータ６と、ブラケ
ット４をフレーム３に対して昇降駆動させ、接合ツール
５に押圧力を作用させる押圧付加装置７と、接合時に、
接合点近傍を押圧する押圧手段８とを備える。
【００１６】接合ツール５は、略円柱状であり、軸線Ｌ
を回転軸線として回転用モータ６で回転駆動される。接
合ツール先端の平坦面中央から、回転軸線Ｌに沿ってピ
ン１０が下方に突出する。押圧付加装置７は、たとえば
サーボモータを有し、接合ツール６の回転軸線Ｌ方向に
ブラケット４を直進移動させ、押圧力を作用させる。
を回転軸線として回転用モータ６で回転駆動される。接
合ツール先端の平坦面中央から、回転軸線Ｌに沿ってピ
ン１０が下方に突出する。押圧付加装置７は、たとえば
サーボモータを有し、接合ツール６の回転軸線Ｌ方向に
ブラケット４を直進移動させ、押圧力を作用させる。
【００１７】押圧手段８は、ワークＷ１に当接して押圧
力を作用させる押し付け部材１５と、押し付け部材にね
力を作用させるばね部材１６とを有する。フレーム４
は、Ｌ字状に屈曲し、先端部には、接合ツール５の下方
に臨み、接合ツール５および押し付け部材１５の押圧力
を受ける受け部１１が設けられる。
力を作用させる押し付け部材１５と、押し付け部材にね
力を作用させるばね部材１６とを有する。フレーム４
は、Ｌ字状に屈曲し、先端部には、接合ツール５の下方
に臨み、接合ツール５および押し付け部材１５の押圧力
を受ける受け部１１が設けられる。
【００１８】図２は、スポット接合装置１の押圧手段８
近傍を示す斜視図である。押圧手段８は、ブラケット４
の下に固定される基部１９と、基部１９の下に固定さ
れ、ばね部材１６が収容される上フレーム１７と、接合
ツール５の回転軸線Ｌ方向に移動可能に上フレーム１７
の下に連結される下フレーム１８と、下フレーム１８の
下端に固定される環状の押し付け部材１５とから構成さ
れる。ばね部材１６は、圧縮コイルばねであり、接合ツ
ール５を中心にして、上フレーム１７内に収容される。
下フレーム１８は、上フレーム１７に対して上下に移動
可能に連結され、下フレーム１８が上昇すると、ばね部
材１６が圧縮される。
近傍を示す斜視図である。押圧手段８は、ブラケット４
の下に固定される基部１９と、基部１９の下に固定さ
れ、ばね部材１６が収容される上フレーム１７と、接合
ツール５の回転軸線Ｌ方向に移動可能に上フレーム１７
の下に連結される下フレーム１８と、下フレーム１８の
下端に固定される環状の押し付け部材１５とから構成さ
れる。ばね部材１６は、圧縮コイルばねであり、接合ツ
ール５を中心にして、上フレーム１７内に収容される。
下フレーム１８は、上フレーム１７に対して上下に移動
可能に連結され、下フレーム１８が上昇すると、ばね部
材１６が圧縮される。
【００１９】押し付け部材１５は、接合ツール５の回転
軸線Ｌを中心とする環状の部材であり、接合ツール５の
直径よりわずかに大きい内径を有し、接合時に接合点近
傍を押し付ける。下フレーム１８が下限位置にあると
き、押し付け部材１５の下端面は、接合ツール５の最下
端よりも下方に配置される。押し付け部材１５に対向し
て配置される受け部１１は、前記押し付け部材１５と同
径かそれ以上に大きい直径を有する円柱状であり、接合
時に、この受け部１１の上面と押し付け部材１５の下面
とで２枚のワークＷ１、Ｗ２の接合点の周囲を挟持して
密着させる。
軸線Ｌを中心とする環状の部材であり、接合ツール５の
直径よりわずかに大きい内径を有し、接合時に接合点近
傍を押し付ける。下フレーム１８が下限位置にあると
き、押し付け部材１５の下端面は、接合ツール５の最下
端よりも下方に配置される。押し付け部材１５に対向し
て配置される受け部１１は、前記押し付け部材１５と同
径かそれ以上に大きい直径を有する円柱状であり、接合
時に、この受け部１１の上面と押し付け部材１５の下面
とで２枚のワークＷ１、Ｗ２の接合点の周囲を挟持して
密着させる。
【００２０】押圧手段８のうち、少なくとも押し付け部
材１５は熱伝導性の良好な材料、たとえば銅などからな
り、これによって、接合時に過熱されるワークＷ１、Ｗ
２から熱を奪い、ワークＷ１，Ｗ２の耐食性が低下する
といったことを防ぐことができる。
材１５は熱伝導性の良好な材料、たとえば銅などからな
り、これによって、接合時に過熱されるワークＷ１、Ｗ
２から熱を奪い、ワークＷ１，Ｗ２の耐食性が低下する
といったことを防ぐことができる。
【００２１】図３は、スポット接合装置１の接合方法を
示す図である。図１をも参照して接合方法について説明
する。 （１）まず、重ねて配置される２枚のワークＷ１，Ｗ２
まで、ロボットでスポット接合装置１を移動させ、所定
の接合点の下に受け部１１が配置されるように位置決め
し、接合ツール５を回転用モータ６で回転させる。 （２）接合装置１を持ち上げて受け部１１を接合点の下
に当接させるとともに、押圧付加装置７でブラケット４
を下降させる。すると、ブラケット４に取り付けられる
接合ツール５および押圧手段８が下降し、まず、押圧手
段８の押し付け部材１５がワークＷ１に当接する。さら
にブラケット４を下降させると、押圧手段８のばね部材
１６が圧縮され、ワークＷ１、Ｗ２に押圧力が作用し、
接合点近傍が押し付けられることとなる。これによっ
て、接合点において、ワークＷ１とワークＷ２との間に
隙間が形成されるような場合であっても、互いに密着す
るようになる。 （３）さらにブラケット４を降下させると、ばね力によ
ってさらに押圧力が作用するとともに、接合ツール５が
降下し、ツール先端のピン１０が接合点に押し付けられ
る。高速で回転するピン１０が接合点に押し付けられる
と、摩擦熱が発生してワークＷ１，Ｗ２が軟化し、ピン
１０が挿入される。ピン１０が接合点で、ワークＷ１，
Ｗ２に接合面を超えて挿入され、回転することによっ
て、接合部近傍の母材が攪拌されて塑性流動を起こす。
また、このとき摩擦熱が発生するが、接合点を囲むよう
に環状の押し付け部材１５がワークＷ１に当接してお
り、前述したように、押し付け部材１５は、熱伝導性の
良好な材料からなるので、接合点からワークの周囲に伝
達して広がろうとする熱は、押し付け部材１５から逃が
される。これによって、高熱となるのは接合点近傍と
し、ワークのそれ以外領域に高熱が伝わることが防がれ
る。 （４）所定時間攪拌すると、スポット接合装置１の押圧
付加装置７によってブラケット４を上昇させる。これに
よって、接合ツール５は回転しながら上昇し、接合点か
らピン１０が引き抜かれる。このときも、押圧手段８に
よって接合点近傍が押圧され続け、２枚のワークＷ１，
Ｗ２の密着状態が保たれる。つまり、塑性流動部が冷や
されて硬化するまで２枚のワークＷ１，Ｗ２は密着して
いることとなる。また、押圧手段８の押し付け部材１５
が当接していることにより、冷却効果も向上する。 （５）さらにブラケット４を上昇させることによって、
押圧手段８の押し付け部材１５もワークＷ１から離反
し、押圧力が解除される。このようにして、ワークＷ
１，Ｗ２は接合点でスポット接合される。その後、次の
接合点までスポット接合装置１を移動させ、上述した
（１）からの動作を繰り返す。
示す図である。図１をも参照して接合方法について説明
する。 （１）まず、重ねて配置される２枚のワークＷ１，Ｗ２
まで、ロボットでスポット接合装置１を移動させ、所定
の接合点の下に受け部１１が配置されるように位置決め
し、接合ツール５を回転用モータ６で回転させる。 （２）接合装置１を持ち上げて受け部１１を接合点の下
に当接させるとともに、押圧付加装置７でブラケット４
を下降させる。すると、ブラケット４に取り付けられる
接合ツール５および押圧手段８が下降し、まず、押圧手
段８の押し付け部材１５がワークＷ１に当接する。さら
にブラケット４を下降させると、押圧手段８のばね部材
１６が圧縮され、ワークＷ１、Ｗ２に押圧力が作用し、
接合点近傍が押し付けられることとなる。これによっ
て、接合点において、ワークＷ１とワークＷ２との間に
隙間が形成されるような場合であっても、互いに密着す
るようになる。 （３）さらにブラケット４を降下させると、ばね力によ
ってさらに押圧力が作用するとともに、接合ツール５が
降下し、ツール先端のピン１０が接合点に押し付けられ
る。高速で回転するピン１０が接合点に押し付けられる
と、摩擦熱が発生してワークＷ１，Ｗ２が軟化し、ピン
１０が挿入される。ピン１０が接合点で、ワークＷ１，
Ｗ２に接合面を超えて挿入され、回転することによっ
て、接合部近傍の母材が攪拌されて塑性流動を起こす。
また、このとき摩擦熱が発生するが、接合点を囲むよう
に環状の押し付け部材１５がワークＷ１に当接してお
り、前述したように、押し付け部材１５は、熱伝導性の
良好な材料からなるので、接合点からワークの周囲に伝
達して広がろうとする熱は、押し付け部材１５から逃が
される。これによって、高熱となるのは接合点近傍と
し、ワークのそれ以外領域に高熱が伝わることが防がれ
る。 （４）所定時間攪拌すると、スポット接合装置１の押圧
付加装置７によってブラケット４を上昇させる。これに
よって、接合ツール５は回転しながら上昇し、接合点か
らピン１０が引き抜かれる。このときも、押圧手段８に
よって接合点近傍が押圧され続け、２枚のワークＷ１，
Ｗ２の密着状態が保たれる。つまり、塑性流動部が冷や
されて硬化するまで２枚のワークＷ１，Ｗ２は密着して
いることとなる。また、押圧手段８の押し付け部材１５
が当接していることにより、冷却効果も向上する。 （５）さらにブラケット４を上昇させることによって、
押圧手段８の押し付け部材１５もワークＷ１から離反
し、押圧力が解除される。このようにして、ワークＷ
１，Ｗ２は接合点でスポット接合される。その後、次の
接合点までスポット接合装置１を移動させ、上述した
（１）からの動作を繰り返す。
【００２２】このようにして、連続してスポット接合す
ることができる。また、その際、ばね部材１６を用いた
押圧手段８を用いることによって、接合ツール５の昇降
動作に同期し、接合ツール５がワークＷ１に当接する直
前に押し付け部材１５で接合点近傍を押圧し、接合ツー
ル５のピン１０を引き抜いた直後に、押圧力を解除する
ように動作させることができる。
ることができる。また、その際、ばね部材１６を用いた
押圧手段８を用いることによって、接合ツール５の昇降
動作に同期し、接合ツール５がワークＷ１に当接する直
前に押し付け部材１５で接合点近傍を押圧し、接合ツー
ル５のピン１０を引き抜いた直後に、押圧力を解除する
ように動作させることができる。
【００２３】上述した実施形態では、押し付け部材１５
を熱伝導性の高い材料で構成したが、本発明の他の実施
形態として、押し付け部材１５を中空とし、図２で仮想
線でしめすように、一対の冷却管路２０，２１を連結
し、一方の管路２０から押し付け部材１５内を介して他
方の管路２１へ冷却水を通過させるように構成してもよ
い。このように構成することによって、押し付け部材１
５をワークに当接させたとき、加熱するワークを強制的
に冷却することができ、さらに効率よく冷却させること
ができる。
を熱伝導性の高い材料で構成したが、本発明の他の実施
形態として、押し付け部材１５を中空とし、図２で仮想
線でしめすように、一対の冷却管路２０，２１を連結
し、一方の管路２０から押し付け部材１５内を介して他
方の管路２１へ冷却水を通過させるように構成してもよ
い。このように構成することによって、押し付け部材１
５をワークに当接させたとき、加熱するワークを強制的
に冷却することができ、さらに効率よく冷却させること
ができる。
【００２４】図４は、本発明の他の実施形態のスポット
接合装置３０の構成を示す斜視図である。本実施形態の
スポット接合装置３０では、一対の押し付け部材３２，
３３を有する押圧手段３１を備え、この押し付け部材３
２，３３に対応する直方体状の受け部３４を有する。そ
の他の構成は、前述したスポット接合装置１と同様であ
るので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
接合装置３０の構成を示す斜視図である。本実施形態の
スポット接合装置３０では、一対の押し付け部材３２，
３３を有する押圧手段３１を備え、この押し付け部材３
２，３３に対応する直方体状の受け部３４を有する。そ
の他の構成は、前述したスポット接合装置１と同様であ
るので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２５】押圧手段３１の押し付け部材３２，３３は
直方体状であり、接合ツール５の外径とほぼ同じ長さを
有し、接合ツール５を挟んで左右両側に配置される。そ
して、これら押し付け部材３２，３３がそれぞれ個別に
ばね部材３５，３６によって押圧力を作用させる。つま
り、押圧力付加装置７によってブラケット４を降下させ
たとき、押し付け部材３２，３３が個別にワークに押し
付けられる。このとき、受け部材３４は、図示するよう
に、２つの押し付け部材３２，３３に対向して左右に延
びる直方体状であり、押し付け部材３２，３３および接
合ツール５からの押圧力を受ける。
直方体状であり、接合ツール５の外径とほぼ同じ長さを
有し、接合ツール５を挟んで左右両側に配置される。そ
して、これら押し付け部材３２，３３がそれぞれ個別に
ばね部材３５，３６によって押圧力を作用させる。つま
り、押圧力付加装置７によってブラケット４を降下させ
たとき、押し付け部材３２，３３が個別にワークに押し
付けられる。このとき、受け部材３４は、図示するよう
に、２つの押し付け部材３２，３３に対向して左右に延
びる直方体状であり、押し付け部材３２，３３および接
合ツール５からの押圧力を受ける。
【００２６】このように、本実施形態の押圧手段３１
は、前述したスポット装置１の環状の押し付け部材１５
と異なり、接合ツール５の両側で押圧するので、押圧領
域が少なくて済む。したがって、図４に示すように、板
状のワークＷ３に、屈曲したワークＷ４の屈曲部を接合
するときなど、接合する領域が狭い場合であっても、確
実に押圧力を作用させて接合点付近のワークＷ３，Ｗ４
を密着させることができる。
は、前述したスポット装置１の環状の押し付け部材１５
と異なり、接合ツール５の両側で押圧するので、押圧領
域が少なくて済む。したがって、図４に示すように、板
状のワークＷ３に、屈曲したワークＷ４の屈曲部を接合
するときなど、接合する領域が狭い場合であっても、確
実に押圧力を作用させて接合点付近のワークＷ３，Ｗ４
を密着させることができる。
【００２７】また、たとえば接合点付近でワークが段差
となり、厚さが異なる場合であっても、押し付け部材３
２，３３は個別に伸縮して押圧力を作用させるので、こ
のような段差にも対応することができる。
となり、厚さが異なる場合であっても、押し付け部材３
２，３３は個別に伸縮して押圧力を作用させるので、こ
のような段差にも対応することができる。
【００２８】また、この押し付け部材３２，３３を熱伝
導性の良好な金属で形成することで、ワークが加熱され
ることを防ぐことができる。また、前述と同様に、押し
付け部材３２，３３に冷却水を通過させるように構成す
ることで、さらに効率よく冷却することができる。
導性の良好な金属で形成することで、ワークが加熱され
ることを防ぐことができる。また、前述と同様に、押し
付け部材３２，３３に冷却水を通過させるように構成す
ることで、さらに効率よく冷却することができる。
【００２９】上述した各実施形態では、押圧手段が作用
させる押圧力は、ばねによる押圧力としたが、本発明は
これに限らず、たとえば油圧シリンダ、空気圧シリン
ダ、またはサーボモータを用い、押し付け部材を接合ツ
ールとは別途に回転軸線Ｌ方向に昇降させて押圧するよ
うに構成してもよい。この場合、押し付け部材の昇降動
作は、接合ツールの昇降動作に連動するように制御し、
接合ツールが降下する前に押し付け部材を降下させて押
圧力を作用させ、接合ツールを引き上げた後に、押し付
け部材を引き上げるように制御する。
させる押圧力は、ばねによる押圧力としたが、本発明は
これに限らず、たとえば油圧シリンダ、空気圧シリン
ダ、またはサーボモータを用い、押し付け部材を接合ツ
ールとは別途に回転軸線Ｌ方向に昇降させて押圧するよ
うに構成してもよい。この場合、押し付け部材の昇降動
作は、接合ツールの昇降動作に連動するように制御し、
接合ツールが降下する前に押し付け部材を降下させて押
圧力を作用させ、接合ツールを引き上げた後に、押し付
け部材を引き上げるように制御する。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、被接合物の接合点近傍
を押圧する押圧手段が設けられるので、２枚の被接合物
の間に隙間がある場合であっても、前記押圧手段で押圧
することによって接合点での隙間がなくなり、これによ
って接合品質が低下することが確実に防がれる。
を押圧する押圧手段が設けられるので、２枚の被接合物
の間に隙間がある場合であっても、前記押圧手段で押圧
することによって接合点での隙間がなくなり、これによ
って接合品質が低下することが確実に防がれる。
【００３１】また、本発明によれば、押圧手段を接合ツ
ールに連動して動作させることにより、連続したスポッ
ト接合作業を行なうことができる。
ールに連動して動作させることにより、連続したスポッ
ト接合作業を行なうことができる。
【００３２】また本発明によれば、接合点近傍に押し付
けられる押し付け部材は、高い熱伝導性を有するので、
接合点で発生した熱をこの押し付け部材を介して逃がす
ことができ、これによって、高熱は接合点近傍だけと
し、それ以外の領域が高温となることが防がれる。
けられる押し付け部材は、高い熱伝導性を有するので、
接合点で発生した熱をこの押し付け部材を介して逃がす
ことができ、これによって、高熱は接合点近傍だけと
し、それ以外の領域が高温となることが防がれる。
【図１】本発明の実施の一形態であるスポット接合装置
１の構成を示す図である。
１の構成を示す図である。
【図２】スポット接合装置１の押圧手段８近傍の構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】本発明のスポット接合方法を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態のスポット接合装置３０
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
１，３０ スポット接合装置
５ 接合ツール
８，３１ 押圧手段
１１，３４ 受け部
１５，３２，３３ 押し付け部材
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−175089（ＪＰ，Ａ)
特開2001−259863（ＪＰ，Ａ)
独国特許出願公開19731638（ＤＥ，Ａ
１)
Ｃ．Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ ｅｔ ａ
ｌ．，Ａ ＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹ Ｉ
ＮＶＥＳＴＩＧＡＴＩＯＮ ＯＮ ＴＨ
Ｅ ＳＴＡＴＩＣ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥ
Ｓ ＯＦ ＦＲＩＣＴＩＯＮ ＳＴＩＲ
ＳＰＯＴ ＷＥＬＤＳ，Ｓｅｃｏｎｄ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｙｍ
ｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ
Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ，英国，Ｔ
ｈｅ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕ
ｔｅ，2000年 ６月26日，Ｑｕａｌｉｔ
ｙ Ｈｏｔｅｌ 11， Ｇｏｔｈｅｎｂ
ｕｒｇ， Ｓｗｅｄｅｎで開催された第
２回ＦＳＷ国際シンポジウムで発表
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 20/12
Claims (5)
- 【請求項１】 接合ツールを回転させながら先端を被接
合物に押圧し、接合ツールの回転による摩擦熱で被接合
物を軟化、攪拌して塑性流動を起こし、重ねられた被接
合物を接合点でスポット接合するスポット接合装置にお
いて、 接合時に、被接合物の接合点近傍を押圧し、この押圧力
を、ばね、油圧、空気圧またはモータによって発揮する
押圧手段を有することを特徴とするスポット接合装置。 - 【請求項２】 前記押圧手段は、接合ツールの回転軸線
方向への移動に連動し、接合ツール先端が被接合物を押
圧する直前から被接合物を押圧し、接合ツール先端が接
合点から引き抜かれた後にも塑性流動部が冷やされて硬
化するまで押圧し続けるように動作することを特徴とす
る請求項１記載のスポット接合装置。 - 【請求項３】 接合ツール先端および押圧手段の押圧力
を受ける受け部を有することを特徴とする請求項１また
は２記載のスポット接合装置。 - 【請求項４】 接合ツールを昇降駆動して接合ツールに
押圧力を作用させる押圧付加装置を含み、 前記押圧手段は、 被接合物に当接して押圧力を作用させる押し付け部材
と、 押圧付加装置と押し付け部材１５との間に設けられる圧
縮ばねとを有し、 この押し付け部材は、高い熱伝導性を有し、中空とされ
て冷却水が通過され、当接する被接合物の熱を強制的に
逃がすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに
記載のスポット接合装置。 - 【請求項５】 接合ツールを回転させながら先端を被接
合物に押圧し、接合ツールの回転による摩擦熱で被接合
物を軟化、攪拌し、重ねられた被接合物を接合点でスポ
ット接合するスポット接合方法において、 接合ツールによる被接合物の押圧時に、被接合物の接合
点近傍を押圧し、この押圧力を、ばね、油圧、空気圧ま
たはモータによって発揮することを特徴とするスポット
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000310995A JP3516913B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | スポット接合装置およびスポット接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000310995A JP3516913B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | スポット接合装置およびスポット接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002120076A JP2002120076A (ja) | 2002-04-23 |
| JP3516913B2 true JP3516913B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=18790841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000310995A Expired - Lifetime JP3516913B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | スポット接合装置およびスポット接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3516913B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9073148B2 (en) | 2010-12-16 | 2015-07-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Friction stir spot welding device and member support therefor |
| WO2020032142A1 (ja) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合装置及びその運転方法 |
| WO2020032141A1 (ja) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合装置及びその運転方法 |
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| JP4301880B2 (ja) * | 2003-07-18 | 2009-07-22 | 三菱重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合方法及び装置 |
| US7048174B2 (en) | 2003-08-25 | 2006-05-23 | The Boeing Company | Adaptable spring force clamping apparatus and methods |
| US9033328B2 (en) | 2003-10-31 | 2015-05-19 | The Boeing Company | Reconfigurable clamping system |
| US7703654B2 (en) * | 2004-11-17 | 2010-04-27 | The Boeing Company | Counter-rotating spindle for friction stir welding |
| US8052030B2 (en) | 2005-01-24 | 2011-11-08 | The Boeing Company | Apparatus for friction stir welding using spindle-in-spindle |
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| US7748591B2 (en) * | 2004-12-14 | 2010-07-06 | The Boeing Company | Pressure foot clamp for friction stir welding machine |
| JP4517361B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2010-08-04 | マツダ株式会社 | 摩擦点接合装置 |
| JP4853184B2 (ja) * | 2006-08-29 | 2012-01-11 | マツダ株式会社 | 摩擦点接合装置 |
| JP5022502B2 (ja) * | 2011-02-07 | 2012-09-12 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦撹拌接合装置 |
| JP5987398B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2016-09-07 | 株式会社Ihi | 摩擦撹拌接合装置 |
| JP6516408B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2019-05-22 | 株式会社Uacj | 金属箔重ね点接合方法 |
| CN105108304A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-02 | 昆山斯格威电子科技有限公司 | 多焊接位置的搅拌摩擦点焊机 |
| CN105108315A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-02 | 昆山斯格威电子科技有限公司 | 一种带有自夹持装置的搅拌摩擦点焊设备 |
| WO2018029973A1 (ja) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | 株式会社 東芝 | 摩擦撹拌接合装置、加工位置設定装置、および測定装置 |
| FR3101796B1 (fr) * | 2019-10-09 | 2022-01-14 | Psa Automobiles Sa | Dispositif de plaquage d’une tôle contre une autre tôle lors d’un soudage, au moyen de module(s) de plaquage |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000310995A patent/JP3516913B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｃ．Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ａ ＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹ ＩＮＶＥＳＴＩＧＡＴＩＯＮ ＯＮ ＴＨＥ ＳＴＡＴＩＣ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ ＯＦ ＦＲＩＣＴＩＯＮ ＳＴＩＲ ＳＰＯＴ ＷＥＬＤＳ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ，英国，Ｔｈｅ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，２０００年 ６月２６日，Ｑｕａｌｉｔｙ Ｈｏｔｅｌ １１， Ｇｏｔｈｅｎｂｕｒｇ， Ｓｗｅｄｅｎで開催された第２回ＦＳＷ国際シンポジウムで発表 |
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| WO2020032142A1 (ja) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合装置及びその運転方法 |
| WO2020032141A1 (ja) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦攪拌接合装置及びその運転方法 |
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| JP2002120076A (ja) | 2002-04-23 |
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