JP5016515B2 - 摩擦撹拌接合装置の保持具、工具取付け構造、摩擦撹拌接合装置、及び摩擦撹拌接合設備 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦撹拌接合装置の工具を摩擦撹拌接合装置本体に取付けるための摩擦撹拌接合装置の保持具、それを備える工具取付け構造、摩擦撹拌接合装置及び摩擦撹拌接合設備に関する。

図２７は、第１の従来技術の回転ツール保持具１を示す断面図である。従来の技術の摩擦撹拌接合装置である摩擦撹拌接合ガン（以下、「ＦＳＪガン」という）は、ロボットの先端部に装着され、回転ツール２を保持する回転ツール保持具１を有する。回転ツール保持具１は、内周面がテーパ状の回転基台３に外周面がテーパ状のチャック部材４が嵌め込まれている。チャック部材４には、操作片５が着脱可能に連結されている。操作片５は、回転基台３に螺着されている。回転ツール保持具１では、この操作片５を回転基台３に対して回転させることにより、前記操作片５が軸方向に変位してチャック部材４の内径が変化する。これによりチャック部材４内に回転ツール２の軸部６を挿入して操作片５を手作業で一方向に回転させると、チャック部材４により回転ツール２が把持される。また逆方向に回転させると、チャック部材４が緩み回転ツール２を取り外すことができる。即ち回転ツール保持具１は、操作片５の手動操作によって、回転ツール２を交換することができるように構成されている。（例えば特許文献１および特許文献２参照）
ところで、摩擦撹拌接合では接合対象物の部位の形状及び材質に応じて回転ツール２の形状および材質を変える。そのため接合対象物の部位の形状等が変わる毎に回転ツール２を交換する必要がある。そのため回転ツール２の交換を第１の従来技術のように手作業で行うことは極めて効率が悪く、機械によって自動的に交換が可能な回転ツール保持具の開発が望まれている。そのような要望を解決する１つの構成として第２の従来技術のような回転ツール保持具１０が考えられている。

図２８は、第２の従来技術の回転ツール保持具１０を示す断面図である。回転ツール保持具１０は、回転ツール１１を自動交換可能に保持するものである。回転ツール保持具１０は、ＦＳＪガンの駆動軸に固定され、有底円筒状の回転基台１２と、回転基台１２内に設けられた係合片１３とを有する。係合片１３は、円板状の基部１４と、この基部１４の周縁部に周方向に間隔をあけて立設された複数の爪部１５とを有する。係合片１３は、爪部１５の先端を回転基台１２の開口端側に向けて回転基台１２の天井部に設けられている。また回転ツール１１には、摩擦撹拌部１６と反対側の端部に係合部１７が形成されている。

回転ツール１１の取付けは、まず回転ツール保持具１０を下降させて、回転基台１２に回転ツール１１を挿入する。更に回転ツール保持具２０を下降させると、係合部１７が前記複数の爪部１５の先端に押し当てられる。これにより複数の爪部１５の先端部側の部分が半径方向外方に弾性変形する。更に回転ツール保持具１０を下降させることにより、係合部１７が係合片１３内へと差し込まれ、弾性変形する複数の爪部１５が復帰する。これにより係合部１７が複数の爪部１５に係合される。これにより自動的に回転ツール１１を回転ツール保持具１０に取付けることができる。

また回転ツール１１には、その中間部分に半径方向外方に突出した掛合鍔部１８が形成されている。この掛合鍔部１８を図示しないツールチェンジャに備わる二股状の離脱操作片１９に掛けて回転ツール保持具１０を上昇させると、係合部１７が係合片１３から離脱して、回転ツール１１が回転基台１２から引き抜かれる。このようにしてツールチェンジャを用いて回転ツール１１を自動的に取外すことができる。（例えば特許文献３参照）
特開２００１−３１４９８２号公報 特開２００２−１３７０６７号公報 特開２００４−１３６３４７号公報

第２の従来技術の回転ツール保持具１０では、回転ツール１１を着脱する際、係合部１７により複数の爪部１５を弾性変形させて、係合部１７を係合片１３から係合離脱させている。そのため複数の爪部１５の剛性により回転ツール１１の着脱状態が異なる。具体的には、爪部１５の剛性が高すぎると、係合部１７により爪部１５を弾性変形させることができず、取付け及び取外しがやりにくくなる。逆に爪部１５の剛性が低すぎると、繰り返し使用している間に複数の爪部１５が広がってしまう。広がってしまうと、係合片１３内に係合部１７を挿入しても、前記複数の爪部１５と係合部１７とが係合せず前記係合片１３により係合部１７を保持することができなくなる。そのため回転ツール１１を回転ツール保持具１０に取付けることができない。

本発明の目的は、工具を容易に取付けることができると共に、工具を離脱させることなく確実に保持することができる摩擦撹拌接合装置の工具取付け構造、それを備える摩擦撹拌接合装置及びそれ備える摩擦撹拌接合設備を提供することである。

本発明の摩擦撹拌接合装置の保持具は、摩擦撹拌接合装置の工具を保持するものであって、前記工具を挿通可能な挿通孔部を有し、前記摩擦撹拌接合装置本体に取り付けられる装着体と、前記工具を嵌合可能な嵌合孔部を有し、前記装着体内に回動可能に収容される回動体とを備え、前記挿通孔部は、前記回動体に対し前記装着体が相対的に回動することで、前記挿通孔部と前記嵌合孔部との接続状態を、前記工具を前記嵌合孔部に嵌入可能な非係合状態と、嵌入された前記工具が前記装着体に係合する係合状態とに切替可能に形成されることを特徴とするものである。

本発明に従えば、回動体に対し装着体を相対的に回動させることで、嵌合孔部と挿通孔部との接続状態を非係合状態に切替えることができる。この非係合状態において、工具を挿通孔部から嵌合孔部に嵌入する。その後、回動体に対し装着体を相対的に回動させて前記接続状態を係合状態に切替えると、工具が装着体と係合して離脱不能に保持される。再び回動体に対し装着体を回動させて前記接続状態を非係合状態に切替えると、嵌入した取付け部が嵌合孔部から離脱可能となり、前記工具を保持具から取り外すことができる。

このように工具の抜き差し及び回動体に対する装着体の回動により、工具の取付け及び取外しを行うことができる。そのため取付け及び取外しに第２の従来技術のような大きな押圧力及び引張力を必要とせず、工具の取付け及び取外しが容易である。またこのような構造であるので、工具及び装着体が塑性変形しない。そのため保持具は、繰り返し使用しても工具を離脱させることなく確実に保持する。

上記発明において、前記接続状態が係合状態から非係合状態に切替わることを阻止するように前記回動体を回転軸回りに付勢する付勢部材を更に有することが好ましい。本発明に従えば、装着体又は回動体に不所望な荷重が作用しても、接続状態を係合状態のままで維持することができる。これにより工具が不所望に取り外されることを抑制できる。

上記発明において、前記回動体は、前記回動体と前記装着体との共回りを阻止するための回動規制部材を有することが好ましい。本発明に従えば、回動規制部材を用いることにより、回動体に対する装着体の相対的な回動を容易に行うことができる。これにより前記接続状態の切替えが容易になり、工具の取付けおよび取外しが更に容易になる。

上記発明において、前記回動体の嵌合孔部は、前記回動体と前記工具とが一体的に回るように形成されることが好ましい。本発明に従えば、回動体と工具とが互いに滑ることなく保持され、回動体に与えられた回動力を工具に確実に伝達することができる。

上記発明において、前記挿通孔部及び前記嵌合孔部は、前記回転軸に垂直な断面が矩形状になるように形成され、かつ非係合状態において前記回転軸に沿う方向に見ると、互いに重なり合うように形成されていることが好ましい。本発明に従えば、回動体に対し装着体を回動させて係合状態にすると、嵌合孔部の各角部が装着体により塞がれる。これにより嵌合孔部に嵌入された工具が装着体に係合する。

本発明の摩擦撹拌接合装置の工具取付け構造は、上記発明のうちの何れか１つの摩擦撹拌接合装置の保持具と、前記工具とを備えることが好ましい。本発明に従えば、上記のような摩擦撹拌接合装置の工具取付け構造を実現することができる。

本発明の摩擦撹拌接合装置は、上記発明の摩擦撹拌接合装置の工具取付け構造と、前記摩擦撹拌接合装置本体とを備えるものである。本発明に従えば、上記のような摩擦撹拌接合装置を実現することができる。

本発明の摩擦撹拌接合設備は、上記の摩擦撹拌接合装置と、前記装着体の回動及び移動を制御する制御装置と、前記工具を載置可能な工具交換装置とを備え、前記工具交換装置は、前記回動体の相対的な回動を阻止する回動阻止手段を有するものである。

本発明に従えば、制御手段は、回動阻止手段により回動体の回動を阻止した状態で装着体を回動させることにより、装着体が回動体に対し相対的に回動させることができる。それ故、制御手段は、工具交換装置を用いて工具を自動的に取付け及び取外すことができる。つまり工具の自動交換を実現することができる。

上記発明において、前記工具交換装置は、基台と、前記工具を載置可能な載置台と、前記基台に設けられ、かつ前記載置台が前記基台に対し近接離隔可能に設けられた支持機構と、前記載置台を前記基台から離反する方向に向って付勢する載置台付勢手段と、前記載置台が予め定められた許容範囲以上前記基台に近接する方向に変位したか否かを検出する検出手段とを備え、前記制御装置は、前記検出手段の検出結果に応じて保持具の移動を停止することが好ましい。

本発明に従えば、保持具に工具載置台に載置された工具を取付ける際、載置台に対して基台に向かう大きな荷重が作用すると、載置台が基台に近接する方向に変位し前記荷重を付勢手段により吸収する。また載置台の変位が予め定められた許容範囲以上になると、そのことを検出手段が検出する。制御装置は、この検出結果に応じて保持具の移動を停止する。これにより工具を自動交換する際、載置台及び保持具に過度な荷重が作用することを防いでいる。

本発明によれば、工具を容易に取付けることができると共に、工具を離脱させることなく確実に保持することができる。

図１は、本発明の実施の一形態の摩擦撹拌接合設備２１を示す正面図である。摩擦撹拌接合設備２１は、ロボット２２と、ロボット２２の先端部２５に設けられる摩擦撹拌接合ガン２３と、ツールチェンジャ９０とを有する。以下の説明における方向の概念は、摩擦撹拌接合ガン２３（以下、「ＦＳＪガン」ともいう）が図１に示すような姿勢に配置されたときの方向の概念と略一致している。即ち、ＦＳＪガン２３の基準軸Ｌ０が延在する方向が上下方向と略一致する。
［ロボット］
ロボット２２は、汎用ロボットと呼ばれる６軸ロボットであって、工場等の床（以下、単に「床」ともいう）２４に設置される。このロボット２２は、その先端部２５に摩擦撹拌接合ガン２３が設けられている。またロボット２２は、その先端部２５を互いに直交する３軸方向に変位させることができ、しかも前記３軸まわりに角変位させることができる。つまりロボット２２は、摩擦撹拌接合ガン２３を前記３軸方向に変位することができ、しかも前記３軸まわりに角変位することができる。このような３軸方向の変位及び前記３軸まわりに角変位は、制御装置３９によって制御される。
［ＦＳＪガン］
ＦＳＪガン２３は、工具である回転ツール３３を、複数の接合対象物の少なくとも１つに当接させて高速で回転させることにより複数の接合対象物の一部を軟化させて流動させて複数の接合対象物を接合する装置である。このＦＳＪガン２３は、ＦＳＪガン本体２６と、回転ツール保持具３７と、回転ツール３３を有する。またＦＳＪガン本体２６は、支持フレーム２７と、固定ツール保持具２８と、回転ツール装着具２９と、回転駆動手段３０と、スライド駆動手段３１とを有する。なおこれらＦＳＪガン２３の各構成は、その軸を予め定められる基準軸Ｌ０と略一致させて配置されている。

支持フレーム２７は、大略的にＣ字状に形成される。この支持フレーム２７が、ロボット２２の先端部２５に固定される。支持フレーム２７の下側にある端部には、固定ツール保持具２８が固定される。この固定ツール保持具２８には、固定ツール３５が着脱可能に保持される。

また支持フレーム２７の上側にある端部には、固定ツール保持具２８に対向するように回転ツール装着具２９が設けられる。この回転ツール装着具２９は、回転ツール保持具３７を把持する回転基台４０（図２参照）を有する。また回転ツール保持具３７は、回転ツール３３を保持可能に構成される。従って回転ツール保持具３７を回転基台４０によって把持することで、前記回転ツール３３を回転ツール装着具２９に装着することができる。

支持フレーム２７には、回転駆動手段３０及びスライド駆動手段３１が設けられている。回転駆動手段３０は、サーボモータによって実現され、駆動軸３６を基準軸Ｌ０まわりに回転駆動させる。この駆動軸３６の下端部には、回転基台４０が固定されている。そしてこの回転基台４０には、そこに保持される回転ツール保持具３７が保持される。

スライド駆動手段３１は、サーボモータによって実現されるスライド駆動源４３と、スライド伝達機構４４とを有する。このスライド駆動手段３１は、スライド駆動源４３から出力される回転駆動力を、スライド伝達機構４４によって上下方向へのスライド変位駆動力に変換し、回転駆動手段３０を上下方向にスライド変位させる。

これら回転駆動手段３０及びスライド駆動手段３１を駆動することにより、駆動軸３６に固定された回転ツール保持具３７を回転及び上下方向に変位する。これにより回転ツール保持具３７に保持された回転ツール３３もまた回転及び上下方向に変位する。回転駆動手段３０及びスライド駆動手段３１は、ロボット２２と共に制御装置３９に電気的に接続されており、制御装置３９により制御される。即ち制御装置３９は、回転ツール３３の回転及び移動を制御するように構成される。

このような構成を有するＦＳＪガン２３は、回転駆動手段３０により回転ツール３３を回転させた状態で、スライド駆動手段３１により回転ツール３３を固定ツール３５に向って変位させる。そして接合対象物の接合位置に回転ツール３３を約６００ｋｇｆの荷重で押付けることにより、前記接合位置の部分が軟化して流動し、接合される。この接合位置は、ロボット２２を駆動してロボット２２の先端に設けられたＦＳＪガン２３を変位及び回動させることにより変えることができる。

図２は、ＦＳＪガン２３の回転ツール装着具２９に回転ツール３３を装着した状態を示す断面図である。回転ツール装着具２９は、支持筐体４５と、回転基台４０と、チャック部材５１と、操作片５２とを有する。支持筐体４５は、支持フレーム２７（図１参照）に、上下方向にスライド変位可能に支持されている。この支持筐体４５には、内方にボールベアリングによって実現される軸受手段４６が収容されている。この軸受手段４６内には、回転基台４０が部分的に嵌り込むように設けられている。これにより回転基台４０は、基準軸Ｌ０まわりに回転可能に支持筐体４５に保持される。また回転基台４０は、上下方向のスライド変位が阻止された状態で支持筐体４５に設けられ、上端部に形成される連結部（図示せず）により駆動軸３６に連結される。

また回転基台４０の下端部には、固定ツール保持具２８に向って開口する装着孔部４８が形成される。装着孔部４８の内周面は、開口端から離れるに従って縮経するテーパ状に形成されており、そこにチャック部材５１が嵌まり込んでいる。チャック部材５１は、円筒形状を有し、その外周面がテーパ状に形成されている。またこの外周面の形状は、装着孔部４８の内周面の形状に略一致するように形成されている。チャック部材５１の下端部には、操作片５２が着脱可能に連結されている。この操作片５２は、回転基台４０の開口端部に螺着される。この操作片５２を回転させて上方に移動させることで、チャック部材５１が回転基台４０内を上方に摺動変位する。これによりチャック部材５１の内径が収縮する。チャック部材５１は、回転ツール保持具３７の上端部を挿通可能になっており、回転ツール保持具３７を挿通させた状態でチャック部材５１の内径を収縮させることで、回転ツール保持具３７がチャック部材５１に締め付けられて把持される。
［回転ツール保持具］
図３は、回転ツール保持具３７に回転ツール３３を取付けた状態を示す斜視図である。回転ツール保持具３７は、その下端部に回転ツール３３が取付けられ、回転ツール３３を着脱可能に保持するものである。

図４は、回転ツール保持具３７及び回転ツール３３の分解斜視図である。図５は、回転ツール保持具３７を拡大して示す底面図である。図６は、回転ツール保持具３７を図５に示す断面線Ａ−Ａで切断して見た拡大断面図である。以下、図２乃至図４も参照しつつ説明する。保持具である回転ツール保持具３７は、ケーシング５５とソケット５６とを備える。装着体であるケーシング５５は、その上端側に配置される軸体５７と、他端部下端側に配置される蓋体５８とを備える。さらに軸体５７は、その上端側に配置された軸部５９と、下端側に配置された収容部６０とを有する。装着部５９は、チャック部材５１に挿入可能な円柱形状になっている。収容部６０は、装着部５９に一体的に設けられ、装着部５９より大径の有底円筒状になっている。

収容部６０の内周面部には、その開口端（下端）側に複数の規制溝部６１が形成される。これら複数の規制溝部６１は、周方向に等間隔をあけて配置されており、半径方向外方に向って没入している。本実施の形態において、収容部６０には、４つの規制溝部６１が形成される。このように形成された収容部６０の内周面部及び天井部により収容孔部６２が規定される。

さらに収容部６０の開口端部には、基準軸Ｌ０を中心に所定角度θ以上の範囲にわたって貫通溝部６３が形成されている。この貫通溝部６３は、収容部６０を半径方向に貫通しており、前記複数の規制溝部６１のうちの１つの規制溝部６１と連なっている。このように形成された収容部６０の開口端部には、図２に示すように蓋体５８が設けられ、この蓋体５８によりに開口が閉じられている。

図７は、蓋体５８を拡大して示す底面図である。以下では、図２乃至４も参照しつつ説明する。蓋体５８は、その外径が収容部６０の外径と略一致する円板状に形成されており、ねじ等の複数の締結部材により前記収容部６０に固定される。さらに蓋体５８には、その厚み方向に貫通する挿通孔部６４が形成されている。この挿通孔部６４は、後述する回転ツール３３の取付け部７７が挿通可能に形成され、平面視で略矩形状になっている。具体的には、挿通孔部６４は、平面視において、略矩形状に形成された取付け部７７の外形寸法より若干大きく形成されている。そして挿通孔部６４は、その対角線の交点が蓋体５８の軸上に配置されるように形成されている。

図８は、ソケット５６を拡大して示す平面図である。図９は、ソケット５６を図８の切断線Ｂ−Ｂで切断して見た拡大断面図である。図１０は、ソケット５６を拡大して示す底面図である。以下では、図２乃至図４も参照しつつ説明する。回動体であるソケット５６は、ソケット本体６６と、レバー６７と、位置決め軸６８と、付勢部材６９と、プランジャ７０とを有する。ソケット本体６６は、大略的に円筒状に形成され、ケーシング５５の収容孔部６２に収納される。

ソケット本体６６の外周部には、その下端側に複数の規制突起部７１が形成されている。これら複数の規制突起部７１は、周方向に等間隔をあけて配置されており、ケーシング５５の規制溝部６１と同数形成されている。即ち本実施の形態では、４つの規制突起部７１がソケット本体６６に形成されている。そしてこれらのうち１つの規制突起部７１には、回転規制部材である棒状のレバー６７が半径方向外方に延在している。

ソケット本体６６の内周面部には、その中間部分に半径方向内方に突出する内突出部６６ａが形成されている。ソケット本体６６は、その内孔部がこの内突出部６６ａにより上端側の付勢部材収容空間７２と下端側の嵌合孔部７３とに分けられる。そしてこの内突出部６６ａには、位置決め軸６８がその頭部を付勢部材収容空間７２側に突出させた状態で螺着されている。

付勢部材収容空間７２は、収容空間７２ａと、その収容空間７２ａから半径方向であって互いに異なる２方向に延びる２つ開口溝部７２ｂ，７２ｃとを有している。収容空間７２ａには、位置決め軸６８に巻装された状態で付勢部材６９が収容されている。付勢部材６９は、ねじりコイルばねであり、その両端部６９ａ，６９ｂが残余のコイル部分６９ｃに対しその接線方向に伸延している。付勢部材６９の一端部６９ａの先端部分６９ｄは、鉤状に形成されている。この先端部分６９ｄは、２つ開口溝部７２ｂ，７２ｃのうち一方の開口溝部７２ｂに形成された位置決め孔部６６ｂに嵌合されている。また付勢部材６９の他端部６９ｂの先端部分６９ｅは、他方の開口溝部７２ｃを通ってソケット本体６６外方へと延在している。

ソケット本体６６の嵌合孔部７３は、後述する工具の取付け部７７が嵌合可能に形成され、平面視で略矩形状になっている。具体的には、嵌合孔部７３は、平面視において、略矩形状に形成された取付け部７７の外形寸法より僅かに大きく、かつ挿通孔部６４より僅かに小さく形成されている。また嵌合孔部７３は、その対角線の交点がソケット５６の軸線に略一致するように配置されており、蓋体５８の挿通孔部６４と平面視で重複可能に配置されている。そしてこの嵌合孔部７３に連なるように、ソケット本体６６の外周部に複数の取付け孔部７４が形成されている。

複数の取付け孔部７４は、互いに隣り合う規制突起部７１の間に配置され、ソケット本体６６を半径方向に貫通している。本実施形態では、２つの取付け孔部７４が対向する位置に設けられている。そして取付け孔部７４のソケット本体６６内側の開口端には、ざぐり孔部７５が形成されている。各取付け孔部７４には、プランジャ７０が螺合されている。プランジャ７０は、その一端部がざぐり孔部７５に位置するように配置されている。プランジャ７０の一端部は部分球面上に形成されており、その先端部がざぐり孔部７５から僅かに突出している。

図１１は、挿通孔部６４と嵌合孔部７３との接続状態が係合状態にある回転ツール保持具３７を示す底面図である。図１２は、挿通孔部６４と嵌合孔部７３との接続状態が非接続状態にある回転ツール保持具３７を示す底面図である。このようにして構成されたソケット５６は、軸体５７の収容孔部６２に収容される。この際、収容部６０の開口端部側に嵌合孔部７３が配置され、その反対側に付勢部材６９が配置される。各規制突起部７１は、各規制溝部６１に挿入され、レバー６７は貫通溝部６３を挿通するように配置される。規制突起部７１は、規制溝部６１よりも周方向の幅が短く形成され、規制溝部６１内を基準軸Ｌ０中心に移動可能に形成されている。これによりソケット５６は、収容部６０に対し（つまりケーシング５５に対し）基準軸Ｌ０回りに所定角度θ回動可能に収容される。本実施の形態では、所定角度θは、４５度である。またレバー６７は、その一部が貫通溝部６３を挿通して軸体５７の半径方向外方に突出し、かつこの貫通溝部６３を周方向に所定角度θ以上移動可能に構成されている。

付勢部材６９の他端部６９ｂは、基準軸Ｌ０を中心に図８における左方（以下、単に「Ｌ方向」という）に弾性変形させて収容部６０の内周面に係合される（図８の２点鎖線及び図２参照）。つまり付勢部材６９は、他端部６９ｂを左回りに弾性変形させた状態で、収容部６０の内周面に係合される。このように係合することで、ソケット５６が付勢部材６９によりＬ方向に付勢される。付勢されたソケット５６は、規制突起部７１が規制溝部６１の側壁に当たって、ソケット５６のＬ方向の回動が規制される。この状態で、収容部６０の開口端部に蓋体５８が締結されて前記開口端部が塞がれる。

蓋体５８は、平面視で挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが互いに重なり合う状態から挿通孔部６４を嵌合孔部７３に対し、Ｌ方向と反対の右方（以下、「Ｒ方向」ともいう）に所定角度θずらして、軸体５７に設けられる（図１１参照）。このような挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが所定各度θずれた状態を、挿通孔部６４と嵌合孔部７３との接続状態が係合状態であるという。

そしてこの係合状態からレバー６７を把持し、ソケット５６に対しケーシング５５をＬ方向に所定角度θ回動させると、平面視で挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが互いに重なり合う。この挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが互いに重なり合う状態を挿通孔部６４と嵌合孔部７３との接続状態が非係合状態であるという。非係合状態になると、回転ツール３３が挿通孔部６４を挿通して嵌合孔部７３に嵌合可能になるとともに、嵌合した回転ツール３３が嵌合孔部７３から離脱可能になる。
［回転ツール］
図１３は、回転ツール３３を拡大して示す拡大断面図である。図１４は、回転ツール３３を拡大して示す平面図である。回転ツール３３は、大略的に円柱状に形成される。回転ツール３３の上端部には取付け部７７が形成され、下端部には摩擦撹拌部７８が形成され、それらの間には係合鍔部７９が形成されている。取付け部７７は、その下に連なる括れ部分８３よりも幅広に形成されている。具体的には取付け部７７が直方体状に形成され、括れ部分８３が円柱状に形成されている。そして取付け部７７は、平面視においてその一辺の長さが括れ部分８３の半径よりも大きく形成される。また取付け部７７の対角線の交点は、括れ部分８３の軸上に配置される。これにより取付け部７７には、括れ部分８３より拡幅している拡幅部分８２が形成される。さらに取付け部７７の各側面には、プランジャ７０の先端部が嵌まり込む凹部８０が形成されている。

摩擦撹拌部７８は、接合対象物の接合部位に当接しながら高速で回転することで、前記２つの接合対象物を摩擦撹拌接合するものである。係合鍔部７９は、円板状に形成され、取付け部７７の対角線の長さより大径に形成される。係合鍔部７９の外周面には、一対の把持溝部８１が形成されている。これら一対の把持溝部８１は、対向する位置に同一方向に延在し、かつ平行に形成されている。
［回転ツール取付け方法］
このような構成を有する回転ツール３３の回転ツール保持具３７への取付け方について、図１１及び図１２を参照しつつ以下に説明する。まず係合状態にある回転ツール保持具３７のレバー６７を把持してケーシング５５をＬ方向に所定角度θ回動させる。これにより挿通孔部６４と嵌合孔部７３との接続状態が非係合状態になる。非係合状態になると、平面視において挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが互いに重なり合い、取付け部７７を挿通孔部６４を介して嵌合孔部７３に嵌入可能となる。そこで取付け部７７を嵌合孔部７３に嵌入する。このとき取付け部７７が嵌合孔部７３から突出することなく完全に嵌合される位置まで、取付け部７７を嵌合孔部７３に差し込む。

このとき一対のプランジャ７０が取付け部７７の凹部８０に嵌合し、回転ツール３３が前記一対のプランジャ７０により挟持される。このように回転ツール３３が挟持されることにより、回転ツール３３の離脱を阻止することができる。従って回転ツール３３を支持することなくこれ以降の操作を行うことができる。

取付け部７７を嵌合孔部７３に嵌入した後、ケーシング５５をＲ方向に所定角度θ回動させる。これにより再び挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが所定角度θずれて係合状態となる。回転ツール３３の括れ部分８３は、このような回動動作の際に蓋体５８の内周縁部と当接しないように、括れ部分８３の外径が規定されている。具体的には、挿通孔部６４の一辺の長さより小さく形成されている。これにより回転ツール３３を嵌合孔部７３に嵌入した状態であってもケーシング５５の回動が可能となる。挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが所定角度θずれて係合状態になると、平面視において、取付け部７７の角部（拡幅部分８２）と蓋体５８とが一部重なる。これにより取付け部７７が蓋体５８に係合し、取付け部７７が回転ツール保持具３７内で離脱不能に保持される。つまり回転ツール３３が回転ツール保持具３７に取付けられる。

回転ツール３３を回転ツール保持具３７から取外す際は、係合状態からケーシング５５をＬ方向に所定角度θ回動させる。これにより非係合状態となり、平面視において挿通孔部６４と嵌合孔部７３とが重なり合う。そしてプランジャ７０により挟持された回転ツール３３を嵌合孔部７３から抜く。これによって前記回転ツール３３を取り外すことができる。

このように回転ツール３３の抜き差し及びソケット５６に対するケーシング５５の相対的な回動により回転ツール３３の取付け及び取外しを行うことができる。そのため回転ツール３３の取付け及び取外しが容易であり、また取付け及び取外しに従来技術のような大きな押圧力及び引張力を必要としない。またこのような構造であるので、拡幅部分８２及び蓋体５８が塑性変形しない。そのため繰り返し使用しても、拡幅部分８２が磨り減ったり、挿通孔部６４が広がったりすることが抑制される。そのため回転ツール保持具３７は、回転ツール３３を離脱させることなく確実に保持する。

また付勢部材６９がソケット５６をＬ方向に付勢することにより、ソケット５６又はケーシング５５に不所望な荷重が作用しても、接続状態を係合状態のままで維持することができる。これにより回転ツール３３が回転ツール保持具３７から不所望に取外されることを抑制できる。また基準軸Ｌ０回りにソケット５６を付勢する構造であるため、比較的に小さなばね定数のコイルばねを用いることができ、回転ツール保持具３７の構成を小さくすることができる。

さらにレバー６７がケーシング５５から突出しているので、ソケット５６に対しケーシング５５を回動させることが容易にある。これにより接続状態の切替が容易になり、回転ツール３３の取付け及び取外しが容易になる。

またＦＳＪガン２３では、摩擦撹拌接合する際、ケーシング５５がソケット５６を介して回転ツール３３を接合対象物に押し付ける。従ってこの摩擦撹拌接合時では、ソケット５６が回転ツール３３とケーシング５５とにより挟持される。これにより、ソケット５６とケーシング５５との共回りが促され、摩擦撹拌接合時にソケット５６とケーシング５５とが相対的に回動して非係合状態になることが抑制される。従って摩擦撹拌接合時またはその後、回転ツール３３が回転ツール保持具３７から不所望に離脱することを防げる。

また取付け部７７及び嵌合孔部７３が互いに基準軸Ｌ０に垂直な断面が矩形上に形成されているため、回転ツール保持具３７と回転ツール３３とはすべることがなく、回転ツール保持具３７に与えられた回動力は、回転ツール３３に確実に伝達される。このような作用効果は、矩形状でなくとも、星形、楕円形又は台形等の非円形状であれば達成することができる。そのため、取付け部７７及び嵌合孔部７３の断面形状を非円形状に形成しても同様の作用効果が得られる。

ところで、回転ツール保持具３７は、操作片５２を回動させてチャック部材５１の内径を収縮させて取付ける必要があり、また操作片５２の回動操作が複雑である。しかしＦＳＪガン２３では、回転ツール３３を交換する際、このような取付け作業が複雑な回転ツール保持具３７をＦＳＪ本体２６に取付けたままにすることができる。これにより回転ツール３３の交換時において、回転ツール保持具３７の取付け作業を省くことができる。また回転ツール３３の取付けは、回転ツール保持具３７のレバー６７を支持した状態で、ＦＳＪ本体２６の回転駆動手段３０を駆動して回転ツール保持具３７のケーシング５５をＬ方向（図１１及び図１２参照）に回転させて、回転ツール３３を嵌合孔部７３に嵌入することで実現できる。そのため回転ツール３３の取付けが容易であり、作業者が手作業で行わなくとも、以下に示すような機械により自動的に回転ツール３３を取付けることができる。以下では、回転ツール３３を機械により自動的に着脱するためのツールチェンジャ９０について説明する。
［ツールチェンジャ］
図１５は、ツールチェンジャ９０を拡大して示す拡大断面図である。図１６は、工具載置台９３の一部をさらに拡大して示す拡大側面図である。以下のツールチェンジャ９０の説明における方向の概念は、図１５における方向の概念と略一致している。つまり図１５における上下方向をツールチェンジャ９０の上下方向とし、図１５における左右方向をツールチェンジャ９０の左右方向とする。図１５における方向の概念は、図１における方向の概念と一致している。

工具交換装置であるツールチェンジャ９０は、ＦＳＪガン本体２６と協働することにより回転ツール３３の自動交換を実現する。ツールチェンジャ９０は、床２４に設置される。ツールチェンジャ９０は、基台９１と、支持機構９２と、工具載置台９３と、複数のばね部材９４と、ストッパ部材９５と、リミットスイッチ９６とを有する。基台９１は、床２４に立設されている。この基台９１の上面には、支持機構９２が設けられている。支持機構９２は、２つの第１支持体９２ａと第２支持体９２ｂとを有する。

各第１支持体９２ａは、大略的に円柱状に形成され、基台９１の上面に立設されている。これら第１支持体９２ａは、その中間部から上端部にわたって第１支持筐体９２ｃがそれぞれ挿嵌されている。また２つの第１支持筐体９２ｃの間には第２支持筐体９２ｄが架設されている。この第２支持筐体９２ｄには、大略的に円柱状に形成された２つの第２支持体９２ｂが互いに平行かつ左右方向に延在するように挿通されている。そして第２支持体９２ｂの右端部には、ばね受け部材９２ｅが設けられている。

各第１支持体９２ａには、第１支持筐体９２ｃの下端部と基台９１との間に第１ばね部材９４が巻装されている。また第２支持体９２ｂには、第２支持筐体９２ｄ右端部と前記ばね受け部材９２ｅとの間に第２ばね部材９４が巻装されている。各ばね部材９４は、圧縮コイルばねであり、第１ばね部材９４は、第１支持筐体９２ｃを上方へ付勢し、第２ばね部材９４は、第２支持筐体９２ｄを第２支持体９２ｂの左方へ付勢している。そして２つの第２支持体９２ｂの左端部には、工具載置台９３が設けられている。

工具載置台９３は、支持板９３ａと載置具９３ｂとを有する。支持板９３ａは、上下方向に延在する板であり、その下端部寄りの部分に２つの第２支持体９２ｂが連結されている。そして支持板９３ａの上端部よりの部分には、右方へと延びる載置具９３ｂが設けられている。載置具９３ｂは、一対の載置板９３ｃが並設された二股状の部材であり、右方に開口するように配置される。一対の載置板９３ｃは、その間に回転ツール３３の係合鍔部７９を挿入可能に配置される。また一対の載置板９３ｃの互いに対向する面には、掛合部９３ｄがそれぞれ形成されている。この掛合部９３ｄは、回転ツール３３の把持溝部８１に挿入可能に構成されている。そのため回転ツール３３は、一対の載置板９３ｃの間に係合鍔部７９を挿入して把持溝部８１に掛合部９３ｄを挿入することで、工具載置台９３に載置される。このとき回転ツール３３は、取合い部７７が上側に配置されるように工具載置台９３に載置される。

また支持板９３ａの上端部には、ストッパ部材９５が設けられている。ストッパ部材９５は、板状の部材であり、支持板９３ａの上端部に、それよりも更に上方に突出するように設けられている。ストッパ部材９５は、ＦＳＪガン本体２６に装着された回転ツール保持具３７のレバー６７と係合するためのものである。

また第２支持筐体９２ｄには、リミットスイッチ９６が設けられている。リミットスイッチ９６は、制御装置３９に電気的に接続されており、工具載置台９３の第２支持筐体９２ｄに対する水平方向の変位を検出している。リミットスイッチ９６は、工具載置台９３が予め定められた許容範囲以上変位したか否かを検出し、その検出結果を制御装置３９に出力するように構成されている。制御装置３９は、その検出結果に応じて回転駆動手段３０、スライド駆動手段３１及びロボット２２の駆動を停止する。これにより回転ツール３３を自動着脱する際、工具載置台９３の水平方向の移動が予め定められた許容範囲以上になるような大きな荷重が回転ツール３３に作用することを防ぐことができる。

また同様に、工具載置台９３上下方向の変位を検出する図示しないリミットスイッチも設けられている。このリミットスイッチもまた工具載置台９３が予め定められた許容範囲以上変位したか否かを検出し、その検出結果を制御装置３９に出力するように構成されている。そして制御装置３９は、その検出結果に応じて回転駆動手段３０、スライド駆動手段３１及びロボット２２の駆動を停止する。
［自動交換方法］
以下では、ツールチェンジャ９０を用いた回転ツール３３の自動交換の方法について説明する。図１７は、ＦＳＪガン本体２６の回転ツール装着具２９がツールチェンジャ９０の上方で待機している状態を一部拡大して示す拡大断面図である。まず工具載置台９３の一対の載置板９３ｃの間に回転ツール３３の係合鍔部７９を挿入して掛合部９３ｄに把持溝部８１を掛ける。これにより回転ツール３３が、その軸まわりに回動することが阻止された状態で、ツールチェンジャ９０に載置される。

そしてＦＳＪガン本体２６は、図１７に示すように回転ツール装着具２９に回転ツール保持具３７を装着した状態で、ツールチェンジャ９０の上方に待機している（待機状態）。待機状態では、回転ツール３３の軸と回転ツール保持具３７の軸とが基準軸Ｌ０で略一致し、かつ取付け部７７と嵌合孔部７３とが平面視において重なるように配置される。この配置関係は、制御装置３９（図１参照）がロボット２２（図１参照）及び回転駆動手段３０（図１参照）を制御することで実現する。さらにこの配置関係において、ストッパ部材９５は、レバー６７に対し平面視でＬ方向側に配置されるように工具載置台９３に配設される。

図１８は、図１７の待機状態から回転ツール装着具２９が下降した下降停止状態を一部拡大して示す拡大断面図である。図１９（ａ）は、図１８に示す切断線Ｃ−Ｃで回転ツール保持具３７を切断して見たものを示す拡大断面図であり、図１９（ｂ）は、図１８に示す矢符Ｄの方向に回転ツール保持具３７を見た矢視図である。待機状態において、制御装置３９（図１参照）は、図示しない操作手段又はプログラム等から回転ツール３３を装着すべき指令を受けると、待機状態にあるＦＳＪ本体２６のスライド駆動手段３１（図１参照）を駆動し回転ツール装着具２９を下降させる。そして制御装置３９は、レバー６７がストッパ部材９５のＲ方向側に配置されるまで回転ツール装着具２９を下降させると、その下降制御を一端停止する（下降停止状態）。このとき回転ツール３３と回転ツール保持具３７とは、上下方向に離反して配置される。

図２０は、図１８の下降停止状態から回転ツール装着具２９をＬ方向に回動させた回動状態を一部拡大して示す拡大断面図である。図２１（ａ）は、図２０に示す切断線Ｅ−Ｅで回転ツール保持具３７を切断して見たものを示す拡大断面図であり、図２１（ｂ）は、図２０に示す矢符Ｆの方向に回転ツール保持具３７を見た矢視図である。制御装置３９（図１参照）は、下降停止状態になると、回転駆動手段３０（図１参照）を駆動してケーシング５５をＬ方向に所定角度θ回動させる。このときソケット５６もケーシング５５と共に回動しようとする。しかしレバー６７がストッパ部材９５に係合し当接するため、ソケット５６の回動動作が阻止される。これによりケーシング５５だけがＬ方向に回動する。これにより図２１（ｂ）に示すように、嵌合孔部７３と挿通孔部６４とが平面視で重なった状態（非係合状態）に配置される（回動状態）。

図２２は、図２０の回動状態から回転ツール装着具２９をさらに下降させた下降完了状態を一部拡大して示す拡大断面図である。図２３は、図２２に示す切断線Ｇ−Ｇで切断して見た回転ツール保持具３７及び回転ツール３３を拡大して示す拡大断面図である。制御装置３９（図１参照）は、回動状態からさらにＦＳＪ本体２６のスライド駆動手段３１（図１参照）を駆動して回転ツール装着具２９を下降させる。下降させていくと、やがて取付け部７７が挿通孔部６４を通過して嵌合孔部７３に嵌合する。このときプランジャ７０の先端部は取付け部７７の凹部８０に嵌まり込む。制御装置３９は、取付け部７７全体が嵌合孔部７３に嵌合して括れ部分８３が挿通孔部６４に挿通されるまで回転ツール３３を下降させると、その下降制御を停止する（下降完了状態）。

なおこの下降制御では、取付け部７７全体が嵌合孔部７３に嵌合された状態から、さらに回転ツール装着具２９を下降させることがある。その場合、回転ツール３３を介して工具載置台９３が下方に押し付けられる。工具載置台９３は、支持機構９２を介して第１支持体９２ａに巻装されたばね部材９４を圧縮して下方に移動する。そのため回転ツール３３を介して与えられる押付荷重は、前記ばね部材９４によって吸収される。しかし前記押付荷重を吸収できない程に大きくて工具載置台９３が所定の許容範囲以上に下降した場合、図示しないリミットスイッチが作動し、制御装置３９はスライド駆動手段３１の駆動を停止させる。

図２４は、図２２の回転ツール保持具３７に回転ツール３３を取付けた状態を一部拡大して示す拡大図である。図２５は、図２４に示す切断線Ｈ−Ｈで切断して見た回転ツール保持具３７及び回転ツール３３を拡大して見た拡大断面図である。制御装置３９（図１参照）は、下降完了状態になると、回転駆動手段３０（図１参照）を駆動して回転ツール装着具２９を介してケーシング５５をＲ方向に所定角度θ回動させる。このときソケット５６もケーシング５５と共に回動しようとするが、ソケット５６が付勢部材６９によりＬ方向に付勢されているためソケット５６の回動動作が阻止される。これによりケーシング５５だけがＲ方向に回動する。これにより図２５に示すように、嵌合孔部７３と挿通孔部６４とが平面視で所定角度θずれた状態（係合状態）となり、取付け部７７の拡幅部分８２が蓋体５８の内周縁部に係合される。これによって回転ツール３３が回転ツール保持具３７に離脱不能に取付けられる、つまり回転ツール３３がＦＳＪガン本体２６に離脱不能に取付けられる。

このように嵌合孔部７３と挿通孔部６４との接続状態を非係合状態に切替えて、回転ツール３３の取付け部７７を嵌合孔部７３に嵌入し、そして前記接続状態を係合状態に切替えることが、回転ツール装着具２９を下降及び回動させることにより行うことができる。従ってツールチェンジャ９０を用いることによりＦＳＪガン本体２６に回転ツール３３を自動的に取付けることができる。

図２６は、図２４の回転ツール３３をツールチェンジャ９０から取外した状態を一部拡大して示す拡大断面図である。ＦＳＪガン本体２６に回転ツール３３を取付けると、制御装置３９（図１参照）は、図２６に示すようにロボット２２により回転ツール装着具２９を右方（矢符Ｉの方向）に移動させて、回転ツール３３を工具載置台９３から取り外す。これによって回転ツール３３の取付けが終了する。

回転ツール３３の取外しは、取付け動作の逆の動作を行うことによって可能である。具体的に説明すると、まず制御装置３９は、ロボット２２により回転ツール３３が取付けられた回転ツール装着具２９を、一対の把持溝部８１が一対の載置板９３ｃの掛合部９３ｄと平行になうように配置する（図２６参照）。その後、制御装置３９は、ロボット２２により回転ツール装着具２９を左方（図２６の矢符Ｉと反対方向）に移動させて、各把持溝部８１に各掛合部９３ｄを挿入する。そして制御装置３９は、スライド駆動手段３１により回転ツール３３を下降させる。これにより各把持溝部８１が各掛合部９３ｄに係合され、回転ツール３３が工具載置台９３に載置される（図２４参照）。このときレバー６７は、ストッパ部材９５に対しＲ方向側に配置される。

なおこの回転ツール３３を工具載置台９３に載置する過程において、回転ツール３３を介して工具載置台９３が左方及び下方に押し付けられることがある。この際、工具載置台９３は、支持機構９２を介して第１及び第２支持体９２ａ，９２ｂに巻装されたばね部材９４を圧縮して左方及び下方に移動する。そのため回転ツール３３を介して与えられる押付荷重は、前記ばね部材９４によって吸収される。しかし前記押付荷重を吸収できない程に大きくて工具載置台９３が所定の許容範囲以上下降した場合、先程と同様に図示しないリミットスイッチが作動し、制御装置３９はスライド駆動手段３１の駆動を停止させる。また前記押付荷重を吸収できない程に大きくて、工具載置台９３が右方に所定の許容範囲以上移動した場合、リミットスイッチ９６が作動し、制御装置３９は、ロボット２２の駆動を停止させる。

制御装置３９は、回転ツール３３を工具載置台９３に載置した後、回転駆動手段３０を駆動してケーシング５５をＬ方向に回動させる。これによりレバー６７をストッパ部材９５に当接させた状態でケーシング５５が回動する。制御装置３９は、嵌合孔部７３と挿通孔部６４との接続状態が非係合状態になるまでケーシング５５を回動させる（図２２及び２３参照）と、回転駆動手段３０の駆動を停止する。その後、制御装置３９は、スライド駆動手段３１を駆動して回転ツール保持具３７を上昇させる。これにより回転ツール保持具３７から回転ツール３３が取外される。

さらに制御装置３９は、回転ツール保持具３７の嵌合孔部７３から回転ツール３３の取付け部７７が離脱すると、一度スライド駆動手段３１の駆動を停止する（図２０参照）。その後、制御装置３９は、回転駆動手段３０を駆動させて、嵌合孔部７３と挿通孔部６４との接続状態が係合状態になるまでケーシング５５をＲ方向に回動させる（図１８及び１９参照）。ただし取外しの際、この係合状態に戻す工程を省略しても差し支えはない。そして係合状態になると、制御装置３９は、回動駆動手段３０の駆動を停止して、再びスライド駆動手段３１を駆動させて、レバー６７をストッパ部材９５より上方の位置まで上昇させる（図１７参照）。このような容易な簡単な制御によって回転ツール３３を回転ツール保持具３７から取り外すことができる。

このようにツールチェンジャ９０を用いることによって、ＦＳＪガン本体２６が有する回動機能及びスライド機能によって回転ツール３３を交換することができ、更なる機能をＦＳＪガン本体２６に付加する必要がない。従って従来のＦＳＪガン本体２６も用いることができ、利便性が高い。

本実施の形態において、ツールチェンジャ９０は、レバー６７をストッパ部材９５に押し当てた状態でケーシング５５を回動させることにより、ソケット５６に対するケーシング５５の回動を実現しているが、レバー６７を操作してソケット５６を回動させてソケット５６に対するケーシング５５の回動を実現する構成であってもよい。

前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において、構成を変更することができる。

以上のように、工具を容易に取付けることができると共に、工具を離脱させることなく確実に保持することができることが必要な摩擦撹拌接合装置及びそれを備える摩擦撹拌接合設備に適している。

本発明の実施の一形態の摩擦撹拌接合設備を示す正面図である。 ＦＳＪガンの回転ツール装着具に回転ツールユニットを装着した状態を示す断面図である。 回転ツール保持具に回転ツールユニットを取付けた状態を示す斜視図である。 回転ツール保持具及び回転ツールユニットの分解斜視図である。 回転ツール保持具を拡大して示す側面図である。 回転ツール保持具を図５に示す断面線Ａ−Ａで切断して見た拡大断面図である。 蓋体を拡大して示す底面図である。 ソケットを拡大して示す平面図である。 ソケットを図８の切断線Ｂ−Ｂで切断して見た拡大断面図である。 ソケットを拡大して示す底面図である。 挿通孔部と嵌合孔部との接続状態が係合状態にある回転ツール保持具を示す底面図である。 挿通孔部と嵌合孔部との接続状態が非接続状態にある回転ツール保持具を示す底面図である。 回転ツール３３を拡大して示す拡大断面図である。 回転ツールを拡大して示す平面図である。 ツールチェンジャを拡大して示す拡大断面図である。 工具載置台の一部をさらに拡大して示す拡大側面図である。 ＦＳＪガン本体の回転ツール装着具がツールチェンジャの上方で待機している状態を一部拡大して示す拡大断面図である。 図１７の待機状態から回転ツール装着具が下降した下降停止状態を一部拡大して示す拡大断面図である。 （ａ）は、図１８に示す切断線Ｃ−Ｃで回転ツール保持具を切断して見たものを示す拡大断面図であり、（ｂ）は、図１８に示す矢符Ｄの方向に回転ツール保持具を見た矢視図である。 図１８の下降停止状態から回転ツール装着具をＬ方向に回動させた回動状態を一部拡大して示す拡大断面図である。 （ａ）は、図２０に示す切断線Ｅ−Ｅで回転ツール保持具を切断して見たものを示す拡大断面図であり、（ｂ）は、図２０に示す矢符Ｆの方向に回転ツール保持具を見た矢視図である。 図２０の回動状態から回転ツール装着具をさらに下降させた下降完了状態を一部拡大して示す拡大断面図である。 図２２に示す切断線Ｇ−Ｇで切断して見た回転ツール保持具及び回転ツールを拡大して示す拡大断面図である。 図２２の回転ツール保持具に回転ツールを取付けた状態を一部拡大して示す拡大図である。 図２４に示す切断線Ｈ−Ｈで切断して回転ツール保持具及び回転ツールを拡大して示す拡大断面図である。 図２４の回転ツールをツールチェンジャから取外した状態を一部拡大して示す拡大断面図である。 第１の従来技術の回転ツール保持具を示す断面図である。 第２の従来技術の回転ツール保持具１０を示す断面図である。

符号の説明

２１ 摩擦撹拌接合設備
２３ 摩擦撹拌接合ガン
２６ ガン本体
３３ 回転ツール
３７ 回転ツール保持具
３９ 制御装置
５５ ケーシング
５６ ソケット
５８ 蓋体
６４ 挿通孔部
６７ レバー
６９ 付勢部材
７３ 嵌合孔部
７７ 取付け部
７８ 摩擦撹拌部
８２ 拡幅部
９０ ツールチェンジャ
９１ 基台
９２ 支持機構
９３ 工具載置台
９４ ばね部材
９５ ストッパ部材
９６ リミットスイッチ

Claims (9)

1. 摩擦撹拌接合装置の工具を保持する保持具であって、
   前記工具を挿通可能な挿通孔部を有し、摩擦撹拌接合装置本体に取り付けられる装着体と、
   前記工具を嵌合可能な嵌合孔部を有し、前記装着体内に回動可能に収容される回動体とを備え、
   前記挿通孔部は、前記回動体に対し前記装着体が相対的に回動することで、前記嵌合孔部との接続状態を、前記工具を嵌合孔部に嵌入可能な非係合状態と、嵌入された前記工具が前記装着体に係合する係合状態とに切替可能に形成されることを特徴とする摩擦撹拌接合装置の保持具。
2. 前記接続状態が前記係合状態から前記非係合状態に切替わることを阻止するように前記回動体を付勢する付勢部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦撹拌接合装置の保持具。
3. 前記回動体は、前記回動体と前記装着体との共回りを阻止するための回動規制部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦撹拌接合装置の保持具。
4. 前記回動体の嵌合孔部は、前記回動体と前記工具とが一体的に回るように形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の摩擦撹拌接合装置の保持具。
5. 前記挿通孔部及び前記嵌合孔部は、その前記回転軸に垂直な断面が略矩形状になるように形成され、かつ前記非係合状態において前記回転軸に沿う方向に見ると、互いに重なり合うように配置されることを特徴とする請求項４に記載の摩擦撹拌接合装置の保持具。
6. 請求項１乃至５の何れか１つに記載の摩擦撹拌接合装置の保持具と、
   前記工具とを備えることを特徴とする摩擦撹拌接合装置の工具取付け構造。
7. 請求項６に記載の摩擦撹拌接合装置の工具取付け構造と、
   前記摩擦撹拌接合装置本体とを備えることを特徴とする摩擦撹拌接合装置。
8. 請求項７に記載の摩擦撹拌接合装置と、
   前記装着体の回動及び移動を制御する制御装置と、
   前記工具を載置可能な工具交換装置とを備え、
   前記工具交換装置は、前記装着体に対する前記回動体の相対的な回動を阻止する回動阻止手段を有することを特徴とする摩擦撹拌接合設備。
9. 前記工具交換装置は、
   基台と、
   前記工具を載置可能な載置台と、
   前記基台に設けられ、かつ前記載置台が前記基台に対し近接離隔可能に設けられた支持機構と、
   前記載置台を前記基台から離反する方向に向って付勢する載置台付勢部材と、
   前記載置台が予め定められた許容範囲以上前記基台に近接する方向に変位したか否かを検出する検出手段とを備え、
   前記制御装置は、前記検出手段の検出結果に応じて装着体の移動を停止することを特徴とする請求項８に記載の摩擦撹拌接合設備。

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