JP6986651B1 - 摩擦攪拌接合装置、摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
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- 接合ツールを目標回転速度で回転させながら被接合部材に目標深度まで挿入し、前記被接合部材の挿入部およびその近傍を軟化させ、前記接合ツールを進行させて前記被接合部材を固相接合する摩擦攪拌接合装置であって、
前記摩擦攪拌接合装置は、前記接合ツールが接合方向に進行しながら前記被接合部材を固相接合する際に、進行補助部材を介して接合ツールの進行を妨げることなく主軸ハウジングを挟持して前記接合方向に対して前記主軸ハウジングの横方向の動作範囲を連続的に制限することにより回転ブレによる蛇行を抑制する回転振動抑制機構を備えることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項1に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記回転振動抑制機構は、前記接合ツールを回転させる主軸を収納する主軸ハウジングに取り付けられたガイド受け部材と、
前記被接合部材を載置する載置台の載置面に前記接合ツールの接合方向に直交する方向に対向して固定配置された一対のガイド支持部材と、
前記ガイド支持部材に支持されて前記目標深度において少なくとも前記ガイド受け部材の側面の一部と前記載置面からの垂直方向の位置が同じである係合状態で前記接合ツールが前記被接合部材の固相接合を開始する位置を示す開始位置から固相接合を終了する位置を示す終了位置まで延伸して前記ガイド受け部材の両側に固定して平行配置された一対のガイド部材と、を含んで構成され、
前記ガイド受け部材または前記一対のガイド部材の、少なくとも一方に前記進行補助部材が配設されていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項2に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記一対のガイド部材のうち、前記接合ツールのRS(Retreating Side:リトリーティングサイド)に配置されたRSガイド部材を、前記接合ツールを前記被接合部材の前記目標深度に挿入した時点において前記ガイド受け部材に接触させ、
前記一対のガイド部材のうち、前記接合ツールのAS(Advancing Side:アドバンシングサイド)に配置されたASガイド部材を、前記接合ツールを前記被接合部材の前記目標深度に挿入した時点において前記主軸ハウジングとの間に所定のクリアランスを設けることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項3に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記ガイド受け部材は、前記RSガイド部材および前記ASガイド部材に接触した際に回転するように回転自在な環状体を前記主軸ハウジングの外周部を囲むように取り付けて前記進行補助部材が構成されていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項3に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記ガイド受け部材は、前記RSガイド部材および前記ASガイド部材に接触した際にスリップするように外側面部をスリップ加工した摺動面を有する摺動体を前記主軸ハウジングの外周部の一部または全周を囲むように取り付けて前記進行補助部材が構成されていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項3に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記ガイド受け部材は、前記RSガイド部材および前記ASガイド部材に接触した際に回転するように回転自在なトラックボール型回転体を前記主軸ハウジングの外周部においてRSガイド部材との接触部およびASガイド部材との接触部に少なくともそれぞれ1つ取り付けて前記進行補助部材が構成されていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項3に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記RSガイド部材および前記ASガイド部材は、前記ガイド受け部材に接触した際にスリップするように、前記RSガイド部材および前記ASガイド部材の前記ガイド受け部材側側面部を少なくとも前記接合ツールが前記開始位置から前記終了位置までスリップ加工した摺動面を有する摺動体を取り付けて前記進行補助部材が構成されていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項3に記載の摩擦攪拌接合装置であって、
前記RSガイド部材および前記ASガイド部材は、前記ガイド受け部材に接触した際に回転するように前記RSガイド部材および前記ASガイド部材の前記ガイド受け部材側側面部に回転自在なトラックボール型回転体を少なくとも前記接合ツールが前記開始位置から前記終了位置まで所定の間隔で複数個取り付けて前記進行補助部材が構成されていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合装置を用いて被接合部材を固相接合する摩擦攪拌接合方法であって、
前記接合ツールにより前記被接合部材を固相接合する前段階において、前記接合ツールを前記目標回転速度で回転させながら前記目標深度まで挿入する挿入ステップと、
接合部が目標とする入熱状態となるまで前記接合ツールを進行させずに継続回転させる入熱ステップと、
ガイド受け部材がRSガイド部材と接触し、ASガイド部材との間にクリアランスを有する状態でRSガイド部材とASガイド部材により前記ガイド受け部材を挟持し、前記接合ツールを前記目標回転速度で回転させて、前記RSガイド部材方向の偏心力による回転ブレを前記RSガイド部材で抑制し、前記ASガイド部材方向の偏心力による回転ブレを前記ASガイド部材により抑制しながら、接合方向に接合開始位置から接合終了位置まで進行させる接合ステップと、
前記接合ツールが前記接合終了位置まで進行したときに前記接合ツールを被接合部材から引き抜く抜去ステップと、
を含む摩擦攪拌接合方法。
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