KR20210002671A

KR20210002671A - 마찰 접합 장치 및 그 운전 방법

Info

Publication number: KR20210002671A
Application number: KR1020207034276A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 무라마츠; 료지 오하시; 나오키 타케오카; 타쿠야 후쿠다
Original assignee: 카와사키 주코교 카부시키 카이샤
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2021-01-08
Also published as: EP3791991A1; CN111867778A; WO2019216349A1; JP2019195826A; EP3791991A4

Abstract

마찰 접합 장치(1)는, 툴(10)과, 툴(10)을 회전시키는 회전 구동기(8)와, 툴(10)을 진퇴 이동시키는 직동 구동기(7)와, 직동 구동기(7) 및 회전 구동기(8)를 제어하여, 툴(10)의 선단부가 피접합물(W)을 가압하면서, 툴(10)을 회전시켜서, 연화된 제2 부재(W2)가, 연화된 제1 부재(W1)에 꽂히도록, 피접합물(W)에 관통공(40)을 형성하면서, 피접합물(W)을 접합시키는 (A)를 실행하도록 구성된 제어 장치(30)를 구비한다.

Description

마찰 접합 장치 및 그 운전 방법

본 발명은 마찰 접합 장치 및 그 운전 방법에 관한 것이다.

제1 금속판과 당해 제1 금속판 보다 융점이 높은 재질의 제2 금속판을 겹쳐서, 양자를 마찰열을 이용하여 접합하는 이종 금속판의 접합 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시되어 있는 접합 방법에서는, 만곡면을 가지는 핀을 구비하고, 제1 금속판과 제2 금속판의 연화 과정에서 상기 핀의 만곡면을 따라 떠밀린 각각의 연화 금속 부분이 일체로 연결 접속되고, 또한, 두 연화 금속 부분의 경계에서는 상기 제2 금속판의 연화 금속 부분이 상기 제1 금속판의 연화 금속 부분에 덮어져 앵커 구조가 되어, 제1 금속판과 제2 금속판이 접합된다.

일본 특허 제5854451호

그러나, 특허문헌 1에 개시되어 있는 접합 방법에서는, 핀에 의해, 접합 부분에 오목부가 형성되고, 당해 오목부에는, 물이 고이기 쉽다. 접합 부분에 물이 존재하면, 두 연화 금속 부분의 경계에서, 이온화 경향이 큰 쪽의 금속이 부식할 우려가 있다는 문제가 있었다.

여기서, 금속의 부식을 억제하기 위해서, 전착 도장을 하는 것이 고려된다. 그러나, 접합 부분에 형성된 오목부의 개구부를 하방을 향하고, 도료액 조(槽)에 침지시키면, 당해 오옥부에 공기가 모여서, 오목부에 도료액이 들어 가지 않고, 도장이 불충분해질 수 있다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 다른 재료로 구성되어 있는 복수의 부재를 마찰 접합 방법에 의한 접합을 수행하여도, 양호한 내식성을 실현할 수 있는 마찰 접합 장치 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 마찰 접합 장치는, 제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치로서, 원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와, 상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와, 제어 장치를 구비하고, 상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며, 상기 제어 장치는, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 관통공을 형성하면서, 상기 피접합물을 접합시키는 (A)를 실행하도록 구성되어 있다.

이에 따라서, 피접합물의 관통공에 물이 침입하더라도, 당해 관통공으로부터 물을 배출할 수 있다. 따라서, 피접합물의 접합 계면에서, 이온화 경향이 큰 쪽의 금속의 부식을 억제할 수 있다.

또한, 전착 도장을 하는 경우에, 오목부와 달리, 관통공 내의 공기는, 도료액에 의해 추출될 수 있기 때문에, 당해 관통공에 충분히 도료액이 들어갈 수 있어, 관통공 내를 도장할 수 있다. 따라서, 피접합물의 접합 계면에서, 이온화 경향이 큰 쪽의 금속의 부식을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마찰 접합 장치는, 제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치로서, 원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와, 상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와, 절삭 공구와, 상기 절삭 공구를 구동시키는 제1 구동기와, 제어 장치를 구비하고, 상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며, 상기 제어 장치는, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 오목부를 형성하면서 상기 피접합물을 접합시키는 (B)와, 상기 (B) 후, 상기 제1 구동기를 제어하여, 상기 절삭 공구에 의해 상기 오목부에 관통공을 형성하는 (C)를 실행하도록 구성되어 있다.

이에 따라서, 피접합물의 오목부에 물이 존재하더라도, 당해 오목부에 관통공이 형성되어 있기 때문에, 당해 관통공으로부터 물을 배출할 수 있다. 따라서, 피접합물의 접합 계면에서, 이온화 경향이 큰 쪽의 금속의 부식을 억제할 수 있다.

또한, 전착 도장을 하는 경우에, 오목부에 모이는 공기를 관통공으로부터 배출할 수 있기 때문에, 당해 오목부에 충분히 도료액이 들어갈 수 있어, 충분히 도장을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마찰 접합 장치의 운전 방법은, 제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치의 운전 방법으로서, 상기 마찰 접합 장치는, 원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와, 상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기를 구비하고, 상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기가 동작하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 관통공을 형성하면서, 상기 피접합물을 접합시키는 (A)를 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 마찰 접합 장치의 운전 방법은, 제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치의 운전 방법으로서, 상기 마찰 접합 장치는, 원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와, 상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와, 절삭 공구와, 상기 절삭 공구를 구동시키는 제1 구동기를 구비하고, 상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기가 동작하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 오목부를 형성하면서 상기 피접합물을 접합시키는 (B)와, 상기 (B) 후, 상기 제1 구동기가 동작하여, 상기 절삭 공구에 의해 상기 오목부에 관통공을 형성하는 (C)를 구비한다.

본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조하여, 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명확해진다.

본 발명에 따른 마찰 접합 장치 및 그 운전 방법에 의하면, 다른 재료로 구성되어 있는 복수의 부재를 마찰 접합 방법에 의해 접합을 수행하여도, 양호한 내식성을 실현할 수 있다.

도 1은 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 3은 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 5는 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이다.
도 6은 본 실시예 2의 변형예 1의 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 7은 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.
도 8은 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
도 9는 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이다.
도 10은 본 변형예 1에서 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이다.
도 11은 본 변형예 2에서 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 중복된 설명을 생략한다. 또한, 모든 도면에서, 본 발명을 설명하기 위해 필요한 구성 요소를 발췌하여 도시하고 있고, 그 밖의 구성 요소에 대해서는 도시를 생략하는 경우가 있다. 나아가, 본 발명은 다음의 실시예에 한정되지 않는다.

(실시예 1)

본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치는, 제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써, 접합하는 마찰 접합 장치로서, 원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴(進退) 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과, 툴을 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와, 툴을 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와, 제어 장치를 구비하고, 제1 부재는 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며, 제어 장치는, 직동 구동기 및 회전 구동기를 제어하여, 툴의 선단부가 피접합물을 가압하면서, 툴을 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 제2 부재가, 연화된 제1 부재에 꽂히도록, 피접합물에 관통공을 형성하면서, 피접합물을 접합시키는 (A)를 실행하도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치에서는, 제어 장치는, (A)에서, 툴의 선단부가 피접합물의 제2 부재를 관통하도록 직동 구동기 및 회전 구동기를 제어하도록 구성되어 있어도 좋다.

이하에서, 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치의 일례에 대해서, 도 1 ~ 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

[마찰 접합 장치의 구성]

도 1은 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)는, 툴(10), 기체(2), 가동체(3), 툴 유지체(4), 직동 구동기(7), 회전 구동기(8) 및 제어 장치(30)를 구비하고, 피접합물(W)의 점 접합부(Wa)를 마찰열로 연화시키고, 교반하여 소성 유동시켜서, 마찰 접합을 수행하도록 구성되어 있다.

기체(2)는 로봇 암(9)의 선단부에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 기체(2)에는 가동체(3)가 툴 유지체(4)의 축선(X) 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 가동체(3)의 선단부에는, 툴 유지체(4)가 설치되어 있다.

툴 유지체(4)는, 그 축선(X) 둘레로 회전 가능하고, 또한, 가동체(3)와 일체가 되어, 축선(X) 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 툴 유지체(4)의 선단부에는, 툴(10)이 착탈 가능하게 설치되어 있다. 여기서, 툴(10)의 착탈(교환)은, 작업자가 실행하여도 좋고, 로봇 암(9)과는 다른 로봇 암이 실행하여도 좋다.

또한, 기체(2)의 내부에는 직동 구동기(7)가 배치되어 있다. 직동 구동기(7)는 가동체(3)(툴(10))를 축선(X) 방향으로 직동시키도록 구성되어 있다. 직동 구동기(7)로는, 예를 들어, 전기 모터(서보 모터)를 이용하여도 좋다.

가동체(3)의 내부에는, 회전 구동기(8)가 배치되어 있다. 회전 구동기(8)는, 툴 유지체(4), 툴(10)을 축선(X) 둘레로 회전시키도록 구성되어 있다. 회전 구동기(8)로는, 예를 들어, 전기 모터(서보 모터)를 이용하여도 좋다.

나아가, 기체(2)에는, 대략 C 자형(대략 L 자형)으로 형성되는 만곡 프레임(5)이 고정되어 있다. 만곡 프레임(5)은, 그 선단부가 툴(10)에 대해서, 마주하도록 형성되어 있다. 또한, 만곡 프레임(5)의 선단부에는 지지대(6)가 설치되어 있다. 지지대(6)는, 피접합물(W)을 지지하도록 구성되어 있다. 즉, 본 실시예 1에서는, 기체(2), 가동체(3), 툴 유지체(4), 만곡 프레임(5) 및 지지대(6)는, C 형 건(gun)(C 형 프레임)으로 구성되어 있다.

피접합물(W)은, 본 실시예 1에서는, 판상의 제1 부재(W1)와 판상의 제2 부재(W2)로 구성되어 있다. 제1 부재(W1)는 금속 재료(예를 들어, 알루미늄), 또는 섬유 강화 플라스틱(예를 들어, 탄소 섬유 강화 플라스틱)을 이용하여도 좋고, 제2 부재(W2)는 제1 부재(W1)와는 다른 금속 재료(예를 들어, 철강)을 이용하여도 좋다.

여기서, 본 실시예 1에서는 피접합물(W)은, 2 종류의 부재(제1 부재(W1) 및 제2 부재(W2))로 구성되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 3 종류 이상의 부재로 구성되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 1에서는, 피접합물(W)을 판상의 제1 부재(W1)와 판상의 제2 부재(W2)로 구성되어 있는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않고, 피접합물(W)(제1 부재(W1) 및 제2 부재(W2))의 형상은 임의이며, 예를 들어, 직육면체 형상도 좋고, 원호 형상으로 형성되어 있어도 좋다.

제어 장치(30)는, 마이크로 프로세서, CPU 등의 연산기와, ROM, RAM 등의 기억기를 구비하고 있다(미도시). 기억기에는, 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다. 연산기는, 기억기에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어 실행함으로써, 직동 구동기(7), 회전 구동기(8) 및 로봇 암(9)의 각종 동작을 제어한다.

여기서, 제어 장치(30)는, 집중 제어하는 제어 장치(30)로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 제어 장치(30)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 제어 장치(30)는 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있어도 좋고, MPU, PLC(Programmable Logic Controller), 논리 회로 등에 의해 구성되어 있어도 좋다.

[마찰 접합 장치의 동작(마찰 접합 장치의 운전 방법)]

다음으로, 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)의 운전 방법에 대하여, 도 1 ~ 도 4를 참조하여 설명한다. 여기서, 이하의 동작은, 제어 장치(30)의 연산기가, 기억기에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행된다.

도 2는 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 도 3은 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이고, 툴에 의해서, 마찰 접합을 실행한 상태를 도시한다.

먼저, 작업자가 지지대(6)의 상면에 피접합물(W)을 놓는다. 이어서, 작업자가 입력기(미도시)를 조작하여, 제어 장치(30)에 피접합물(W)의 접합 실행을 입력한다.

그리하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 장치(30)는, 회전 구동기(8)를 구동시키고, 툴 유지체(4) 및 툴(10)을 소정의 회전수(예를 들어, 50 ~ 6000rpm)로 회전시킨다(단계(S101)). 이어서, 제어 장치(30)는, 툴 유지체(4) 및 툴(10)을 회전시킨 상태에서, 직동 구동기(7)를 구동시켜서, 툴(10)의 선단부를 피접합물(W)의 점 접합부(Wa)에 맞닿게 한다(단계(S102)).

이 때, 제어 장치(30)는, 툴(10)이 미리 설정된 소정의 가압력(예를 들어, 4 kN ~ 70 kN)으로 피접합물(W)을 가압하도록, 직동 구동기(7)를 제어한다. 여기서, 소정의 회전수 및 소정의 가압력은, 미리 실험 등에 의해, 적절하게 설정할 수 있다.

이에 따라서, 피접합물(W)은, 툴(10)의 선단부에 의해, 제1 부재(W1) 및 제2 부재(W2)의 점 접합부(Wa)가 연화되어, 소성 유동이 발생한다. 또한, 제2 부재(W2)의 연화 부분인 제2 부분(42)이 제1 부재(W1)의 연화 부분인 제1 부분(41)에 밀려 들어가 앵커 구조가 형성된다.

다음으로, 제어 장치(30)는, 툴(10)의 선단이, 피접합물(W)의 지지대(6)와 맞닿는 면에 도달하도록 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S103)). 그리고, 제어 장치(30)는 툴(10)의 선단이 피접합물(W)의 지지대(6)와 맞닿는 면에 도달하면, 툴(10)의 선단부가 피접합물(W)로부터 이간하도록, 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S104)). 이어서, 제어 장치(30)는, 회전 구동기(8)를 정지시키고(단계(S105)), 본 프로그램을 종료한다.

이에 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 피접합물(W)의 점 접합부(Wa)에는 관통공(40)이 형성된다. 또한, 툴(10)의 선단부에 의해 떠밀려진 제1 부분(41)은 제1 부재(W1)의 관통공(40)의 개구부로 이동한다.

여기서, 제어 장치(30)는, 피접합물(W)에서 다음의 점 접합부(Wa)를 접합하는 경우에는, 회전 구동기(8)를 정지시키지 않고, 다음의 점 접합부(Wa)의 접합의 상방으로, 마찰 접합 장치(1)를 이동시키고, 단계(S102)의 동작을 실행하여도 좋다.

이와 같이 구성된 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)에서는, 피접합물(W)에 대해서, 마찰 접합을 실행함으로써, 제2 부재(W2)의 연화 부분인 제2 부분(42)이 제1 부재(W1)의 연화 부분인 제1 부분(41)에 들어가서, 인장 전단에 대한 강도가 높아지고, 상대적으로 박리 강도도 높아지는 등과 같은 앵커 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)에서는, 피접합물(W)의 점 접합부(Wa)에 관통공(40)을 형성함으로써, 점 접합부(Wa)에 물이 존재하여도, 관통공(40)으로부터 물이 배출되기 때문에, 제1 부재(W1) 및 제2 부재(W2) 중, 이온화 경향이 큰 쪽의 금속의 부식을 억제할 수 있다.

여기서, 본 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)에서는, 제어 장치(30)가, 툴(10)의 선단을 피접합물(W)의 지지대(6)와 맞닿는 면까지 도달하도록, 직동 구동기(7)를 제어하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어 장치(30)가, 툴(10)의 선단이 피접합물(W)의 지지대(6)와 맞닿는 면을 관통하도록, 직동 구동기(7)를 제어하는 형태를 채용하여도 좋다. 이 경우, 지지대(6)의 피접합물(W)과 맞닿는 면(상면)에, 툴(10)의 선단부가 진출하기 위한 오목부를 설치하여도 좋다.

(실시예 2)

본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치는, 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치에서, 제어 장치가, (A)에서, 직동 구동기 및 회전 구동기를 제어하여, 툴의 선단부가 피접합물을 가압하면서, 툴을 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 제2 부재가, 연화된 제1 부재에 꽂히도록, 피접합물에 오목부를 형성하면서, 피접합물을 접합시키는 (A1)와, 직동 구동기 및 회전 구동기를 제어하여, 툴의 선단부를 미리 설정되어 있는 소정의 제1 위치까지 도달시킴으로써 피접합물에 관통공을 형성하는 (A2)를 실행하도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치에서는, 제1 위치가, 제2 부재에서 제1 부재와 맞닿는 면과 반대측의 면으로부터 0.2mm 이하에 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치에서는, 제어 장치가, (A2)에서, 직동 구동기 및 회전 구동기를 제어하여, 툴의 선단부를 미리 설정되어 있는 소정의 제1 위치까지 도달시켜서, 오목부의 저부에서 연화된 제2 부재가 툴의 선단부에 부착되고, 그 후, 툴을 피접합물로부터 이간시켜서, 피접합물에 관통공을 형성하도록 구성되어 있어도 좋다.

또한, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치에서는, 제1 위치가, 제2 부재에서 제1 부재와 맞닿는 면과 반대측의 면으로부터 0.1mm 이하에 있어도 좋다.

나아가, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치에서는, (A2)에서, 직동 구동기 및 회전 구동기를 제어하여, 툴의 선단부를 미리 설정되어 있는 소정의 제1 위치까지 도달시켜서, 오목부의 저부에서 연화된 제2 부재가 툴의 선단부에 의해 떠밀림으로써, 피접합물에 관통공을 형성하도록 구성되어 있어도 좋다.

이하에서, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치의 일례에 대해서, 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. 여기서, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치(1)의 구성은 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

[마찰 접합 장치의 동작 및 작용 효과]

도 4는 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 도 5는 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이고, 툴에 의해서, 마찰 접합을 실행한 상태를 도시한다. 여기서, 이하의 동작은 제어 장치(30)의 연산기가 기억기에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치(1)의 동작은 실시예 1에 따른 동작과 기본적으로 동일하지만, 단계(S103) 대신에 단계(S103A)의 처리가 실행되는 점이 다르다.

구체적으로는, 제어 장치(30)는, 단계(S102)의 처리에서, 툴 유지체(4) 및 툴(10)을 회전시킨 상태에서, 툴(10)의 선단부를 피접합물(W)의 점 접합부(Wa)에 맞닿게 한다. 이어서, 제어 장치(30)는, 툴(10)의 선단이, 제1 위치까지 도달하도록, 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S103A)). 여기서, 툴(10)의 선단의 위치 정보는 도시되지 않는 위치 검출기에 의해 검출되고, 제어 장치(30)에 출력된다.

여기서, 제1 위치란, 제2 부재(W2)의 제1 부재(W1)와 맞닿는 면을 0%로 하고, 제2 부재(W2)의 지지대(6)와 맞닿는 면을 100%로 하였을 경우에, 0% 보다 크고, 또한, 100% 미만의 사이에서 임의로 설정되는 위치를 말한다.

여기서, 제1 위치는, 연화된 제2 부재(W2)를 툴(10)의 선단부에 부착(압착, 응착)시키는 관점에서, 95% 이상이라도 좋고, 98% 이상이라도 좋으며, 99% 이상이라도 좋다. 또한, 제1 위치는, 연화된 제2 부재(W2)를 툴(10)의 선단부에 부착(압착, 응착)시키는 관점에서, 제2 부재(W2)의 지지대(6)와 맞닿는 면(제2 부재(W2)에서 제1 부재(W1)와 맞닿는 면과 반대측의 면)으로부터 0.2mm 이하의 범위에 있어도 좋다.

이에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 피접합물(W)에 오목부(Wb)가 형성되고, 제2 부재(W2)의 연화 부분인 제2 부분(42)이, 제1 부재(W1)의 연화 부분인 제1 부분(41)에 들어가고, 앵커 구조가 형성된다. 또한, 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에서 연화된 제2 부재(W2)가, 툴(10)의 선단부에 부착(압착, 응착)된다. 여기서, 도 5에서는, 툴(10)의 선단부에 응착된 제2 부재(W2)의 연화 부분을 그물 모양으로 도시하고 있다.

다음으로, 제어 장치(30)는, 툴(10)의 선단부가 피접합물(W)로부터 이간하도록 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S104)). 이에 따라서, 툴(10)의 선단부에 부착(압착, 응착)된 제2 부재(W2)의 연화 부분이 툴(10)과 함께, 피접합부(Wa)로부터 인발되기 때문에, 오목부(Wb)에 관통공이 형성된다.

이와 같이 구성된 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치(1)도 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

여기서, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치(1)에서는, 연화된 제2 부재(W2)를 툴(10)의 선단부에 부착(압착, 응착)시키고, 당해 툴을 피접합물(W)로부터 이간시킴으로써, 관통공을 형성하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 제2 부재(W2)의 지지대(6)와 맞닿는 면에, 제2 부재(W2)의 재료를 소성 유동시키는 관점에서, 제1 위치는, 제2 부재(W2)의 지지대(6)와 맞닿는 면에서 0.1mm 이하의 범위에 있어도 좋다.

이에 따라서, 피접합물(W)에 오목부(Wb)가 형성되고, 제2 부재(W2)의 연화 부분인 제2 부분(42)이 제1 부재(W1)의 연화 부분인 제1 부분(41)에 들어가, 앵커 구조가 형성된다. 또한, 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에서 연화된 제2 부재(W2)의 일부가, 툴(10)의 선단부의 회전에 의해 떠밀려서 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에 관통공이 형성된다.

[변형예 1]

다음으로, 본 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치의 변형예에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 실시예 2의 변형예 1의 마찰 접합 장치의 구성은 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

[마찰 접합 장치의 동작 및 작용 효과]

도 6은 본 실시예 2의 변형예 1의 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 여기서, 이하의 동작은 제어 장치(30)의 연산기가 기억기에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행된다.

그리하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 장치(30)는, 회전 구동기(8)를 구동시키고, 툴 유지체(4) 및 툴(10)을 소정의 회전수(예를 들어, 50 ~ 6000rpm)로 회전시킨다(단계(S201)). 이어서, 제어 장치(30)는, 툴 유지체(4) 및 툴(10)을 회전시킨 상태에서, 직동 구동기(7)를 구동시켜서, 툴(10)의 선단부를 피접합물(W)의 점 접합부(Wa)에 맞닿게 한다(단계(S202)).

이 때, 제어 장치(30)는, 툴(10)이 미리 설정된 소정의 가압력(예를 들어, 4kN ~ 70kN)으로 피접합물(W)을 가압하도록, 직동 구동기(7)를 제어한다. 여기서, 소정의 회전수 및 소정의 가압력은, 미리 실험 등에 의해, 적절하게 설정할 수 있다.

다음으로, 제어 장치(30)는, 툴(10)의 선단이, 제2 위치까지 도달하도록, 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S203)). 여기서, 툴(10)의 선단의 위치 정보는 도시되지 않는 위치 검출기에 의해 검출되고, 제어 장치(30)에 출력된다.

여기서, 제2 위치란, 제2 부재(W2)의 제1 부재(W1)와 맞닿는 면을 0%로 하고, 제2 부재(W2)의 지지대(6)와 맞닿는 면을 100%로 하였을 경우에, 0% 보다 크고, 또한, 100% 미만의 사이에서 임의로 설정되는 위치를 말한다. 또한, 접합 강도를 향상시키는 관점에서, 제2 위치는, 제2 부재(W2)의 지지대(6)와 맞닿는 면에 가까운 것이 좋고, 25% 이상이라도 좋으며, 50% 이상이라도 좋고, 75% 이상이라도 좋으며, 80% 이상이라도 좋고, 90% 이상이라도 좋으며, 95% 이상이라도 좋다.

그리고, 제어 장치(30)는, 툴(10)의 선단이 제2 위치에 도달하면, 툴(10)의 선단부가 피접합물(W)로부터 이간하도록, 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S204)).

다음으로, 제어 장치(30)는 툴(10)의 선단이 제1 위치까지 도달하도록 직동 구동기(7)를 구동시키고(단계(S205)), 그 후, 툴(10)의 선단부가 피접합물(W)로부터 이간하도록 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S206)).

이에 따라서, 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에서 연화된 제2 부재(W2)가, 툴(10)의 선단부에 부착(압착, 응착)된다. 또는, 오목부(Wb)의 저부(Wb1)의 연화된 제2 부재(W2)의 일부가, 툴(10)의 선단부의 회전에 의해 떠밀려서, 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에 관통공이 형성된다.

다음으로, 제어 장치(30)는 회전 구동기(8)를 정지시키고(단계(S207)), 본 프로그램을 종료한다.

이와 같이 구성된 본 변형예 1의 마찰 접합 장치(1)도 실시예 2에 따른 마찰 접합 장치(1)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

(실시예 3)

본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치는 제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치로서, 원주형에 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어있는 툴과, 툴을 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와, 툴을 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와, 절삭 공구와, 절삭 공구를 구동시키는 제1 구동기와, 제어 장치를 구비하고, 제1 부재는, 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며, 제어 장치는, 직동 구동기 및 회전 구동기를 제어하여, 툴의 선단부가 피접합물을 가압하면서, 툴을 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 제2 부재가, 연화된 제1 부재에 꽂히도록, 피접합물에 오목부를 형성하면서 피접합물을 접합시키는 (B)와, (B) 후, 제1 구동기를 제어하여, 절삭 공구에 의해, 오목부에 관통공을 형성하는 (C)를 실행하도록 구성되어 있다.

이하에서, 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치의 일례에 대하여 도 7 ~ 도 9를 참조하면서 상세히 설명한다.

[마찰 접합 장치의 구성]

도 7은 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치(1)는 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 기본적인 구성은 동일하지만, 절삭 공구(50)와, 절삭 공구(50)를 구동시키는 제1 구동기(60)를 더 구비하는 점이 다르다.

절삭 공구(50)는, 피접합물(W)의 피접합부(Wa)에 형성된 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에 관통공을 형성하도록 구성되어 있다(도 9 참조). 절삭 공구(50)로는, 예를 들어, 드릴이라도 좋고, 그 선단부가 툴(10)의 선단부의 면적(축선(X)에 대해 수직한 방향의 단면적)보다 작아지도록 구성되어 있는 툴이라도 좋다.

제1 구동기(60)는, 절삭 공구(50)를 구동시키도록 구성되어 있으면 어떠한 형태라도 좋고, 예를 들어, 절삭 공구(50)를 파지하는 로봇이라도 좋다. 제1 구동기(60)를 구성하는 로봇은, 로봇 암(9)으로 구성되어 있어도 좋고, 로봇 암(9)과는 다른 로봇 암으로 구성되어 있어도 좋다.

[마찰 접합 장치의 동작(마찰 접합 장치의 운전 방법)]

다음으로, 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치(1)의 운전 방법에 대하여, 도 7 ~ 도 9를 참조하면서 설명한다. 여기서, 이하의 동작은 제어 장치(30)의 연산기가 기억기에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행된다.

도 8은 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 도 9는 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이고, 툴에 의해, 마찰 접합을 실행한 상태를 도시한다.

그리하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 장치(30)는, 회전 구동기(8)를 구동시키고, 툴 유지체(4) 및 툴(10)을 소정의 회전수(예를 들어, 50 ~ 6000rpm)로 회전시킨다(단계(S301)). 이어서, 제어 장치(30)는, 툴 유지체(4) 및 툴(10)을 회전시킨 상태에서, 직동 구동기(7)를 구동시켜서, 툴(10)의 선단부를 피접합물(W)의 점 접합부(Wa)에 맞닿게 한다(단계(S302)).

다음으로, 제어 장치(30)는, 툴(10)의 선단이, 제2 위치까지 도달하도록, 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S303); 도 9 참조). 여기서, 툴(10)의 선단의 위치 정보는 도시되지 않는 위치 검출기에 의해 검출되고, 제어 장치(30)에 출력된다.

그리고, 제어 장치(30)는, 툴(10)의 선단이 제2 위치에 도달하면, 툴(10)의 선단부가 피접합물(W)로부터 이간하도록, 직동 구동기(7)를 구동시킨다(단계(S304)). 이어서, 제어 장치(30)는 회전 구동기(8)를 정지시킨다(단계(S305)).

다음으로, 제어 장치(30)는 제1 구동기(60)를 구동시키고, 절삭 공구(50)에 의해, 점 접합부(Wa)에서 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에 관통공을 형성한다(단계(S306)). 이어서, 제어 장치(30)는 제1 구동기(60)를 정지시키고, 본 프로그램을 종료한다.

이와 같이 구성된 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치(1)도 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

여기서, 본 실시예 3에 따른 마찰 접합 장치(1)에서는, 제어 장치(30)가 제1 구동기(60)를 구동시켜서, 절삭 공구(50)에 의해 오목부(Wb)의 저부(Wb1)에 관통공을 형성하는 형태를 채용하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 작업자가, 절삭 공구(50)에 의해, 오목부(Wb) 저부(Wb1)에 관통공을 형성시키는 형태를 채용하여도 좋다.

[변형예 1]

다음으로, 본 실시예 1 ~ 3에 따른 마찰 접합 장치의 변형예에 대해 설명한다.

본 변형예 1에서 마찰 접합 장치는, 실시예 1 ~ 3 중 어느 하나에 따른 마찰 접합 장치에서, 제1 부재가 복수의 제1 서브 부재로 구성되어 있다.

이하에서, 본 변형예 1에서의 마찰 접합 장치의 일례에 대하여, 도 9를 참조하면서 설명한다.

도 10은 본 변형예 1에서의 마찰 접합 장치의 요부를 도시하는 모식도이고, 마찰 접합을 실행한 상태를 도시한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 변형예 1에서의 마찰 접합 장치(1)는, 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 기본적인 구성은 동일하지만, 제1 부재(W1)가 복수의 제1 서브 부재(W1A , W1B)로 구성되어 있는 점이 다르다. 복수의 제1 서브 부재는 적어도 하나의 제1 서브 부재가 제2 부재(W2)와 다른 종류의 재료로 구성되어 있으면 좋다.

예를 들어, 제2 부재(W2)가 강철로 구성되어 있고, 제1 서브 부재(W1A, W1B)가 알루미늄으로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 서브 부재(W1A, W1B)는, 툴(10)의 선단부와의 마찰에 의해, 각각 연화되고, 연화된 부분이 교반되어, 접합된다. 따라서, 제2 부재(W2)의 제2 부분(42)은, 제1 서브 부재(W1A, W1B)가 연화되고, 교반되어 접합된 부분(제1 부분(41))에 들어간다(꽂힌다).

이와 같이 구성된 본 변형예 1에서 마찰 접합 장치(1)도 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

[변형예 2]

본 변형예 2의 마찰 접합 장치는 실시예 1 ~ 3 중 어느 하나에 따른 마찰 접합 장치(변형예 1에서 마찰 접합 장치를 포함한다)에서, 제2 부재가 복수의 제2 서브 부재로 구성되어 있다.

이하에서, 본 변형예 2의 마찰 접합 장치의 일례에 대하여, 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 변형예 2의 마찰 접합 장치의 일례의 요부를 도시하는 모식도이고, 마찰 접합을 실행한 상태를 도시한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 변형예 2의 마찰 접합 장치(1)는, 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 기본적인 구성은 동일하지만, 제2 부재(W2)가 복수의 제2 서브 부재(W2A, W2B)로 구성되어 있는 점이 다르다. 복수의 제2 서브 부재는 적어도 하나의 제2 서브 부재가 제1 부재(W1)와 다른 종류의 재료로 구성되어 있으면 좋다.

예를 들어, 제2 서브 부재(W2A, W2B)가 강철로 구성되어 있고, 제1 부재(W1)가 알루미늄으로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 서브 부재(W2A, W2B)는, 툴(10)의 선단부와의 마찰에 의해, 각각 연화되고, 연화된 부분이 교반되어 접합된다. 따라서, 제2 서브 부재(W2A, W2B)가 연화되고, 교반되어 접합된 부분(제2 부분(42))이, 제1 부분(41)에 들어간다(꽂힌다).

이와 같이 구성된 본 변형예 2의 마찰 접합 장치(1)도 실시예 1에 따른 마찰 접합 장치(1)와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 명확할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 요지를 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다. 또한, 상기 실시예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다.

본 발명의 마찰 접합 장치 및 그 운전 방법은 다른 재료로 구성되어 있는 복수의 부재를 마찰 접합 방법에 의해 접합을 수행하여도, 양호한 내식성을 실현할 수 있으므로 유용하다.

1: 마찰 접합 장치
2: 기체
3: 가동체
4: 툴 유지체
5: 만곡 프레임
6: 지지대
7: 직동 구동기
8: 회전 구동기
9: 로봇 암
10: 툴
30: 제어 장치
40: 관통공
41: 제1 부분
42: 제2 부분
50: 절삭 공구
60: 제1 구동기
W: 피접합물
W1: 제1 부재
W1A: 제1 서브 부재
W1B: 제1 서브 부재
W2: 제2 부재
W2A: 제2 서브 부재
W2B: 제2 서브 부재
Wa: 점 접합부
Wb: 오목부
Wb1: 저부
X: 축선

Claims

제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치로서,
원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과,
상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와,
상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와,
제어 장치를 구비하고,
상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며,
상기 제어 장치는, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 관통공을 형성하면서, 상기 피접합물을 접합시키는 (A)를 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치 .
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 (A)에서, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물의 제2 부재를 관통하도록, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 (A)에서, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 오목부를 형성하면서, 상기 피접합물을 접합시키는 (A1)과, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하여, 상기 툴의 선단부를 미리 설정되어 있는 소정의 제1 위치까지 도달시켜서, 상기 피접합물에 상기 관통공을 형성하는 (A2)를 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치.
제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치로서,
원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과,
상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와,
상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와,
절삭 공구와,
상기 절삭 공구를 구동시키는 제1 구동기와,
제어 장치를 구비하고,
상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며,
상기 제어 장치는, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 오목부를 형성하면서 상기 피접합물을 접합시키는 (B)와, 상기 (B) 후, 상기 제1 구동기를 제어하여, 상기 절삭 공구에 의해 상기 오목부에 관통공을 형성하는 (C)를 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 부재는 복수의 제1 서브 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부재는 복수의 제2 서브 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치.
제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치의 운전 방법으로서,
상기 마찰 접합 장치는,
원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과,
상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와,
상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기를 구비하고,
상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며,
상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기가 동작하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 관통공을 형성하면서, 상기 피접합물을 접합시키는 (A)를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치의 운전 방법.
제7항에 있어서,
상기 (A)에서, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물의 제2 부재를 관통하도록, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기가 동작하는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치의 운전 방법.
제7항에 있어서,
상기 (A)는, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기가 동작하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 오목부를 형성하면서, 상기 피접합물을 접합시키는 (A1)과, 상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기를 제어하여, 상기 툴의 선단부를 미리 설정되어 있는 소정의 제1 위치까지 도달시켜서, 상기 피접합물에 상기 관통공을 형성하는 (A2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치의 운전 방법.
제1 부재와 제2 부재를 구비하는 피접합물을 마찰열로 연화시킴으로써 접합하는 마찰 접합 장치의 운전 방법으로서,
상기 마찰 접합 장치는,
원주형으로 형성되고, 축선 둘레의 회전과 상기 축선을 따르는 방향으로 진퇴 이동이 가능하도록 구성되어 있는 툴과,
상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시키는 회전 구동기와,
상기 툴을 상기 축선을 따라 진퇴 이동시키는 직동 구동기와,
절삭 공구와,
상기 절삭 공구를 구동시키는 제1 구동기를 구비하고,
상기 제1 부재는, 상기 툴과 대향하도록 배치되어 있고, 또한, 상기 제2 부재와는 다른 종류의 재료로 구성되어 있으며,
상기 직동 구동기 및 상기 회전 구동기가 동작하여, 상기 툴의 선단부가 상기 피접합물을 가압하면서, 상기 툴을 상기 축선 둘레로 회전시켜서, 연화된 상기 제2 부재가, 연화된 상기 제1 부재에 꽂히도록, 상기 피접합물에 오목부를 형성하면서 상기 피접합물을 접합시키는 (B)와, 상기 (B) 후, 상기 제1 구동기가 동작하여, 상기 절삭 공구에 의해 상기 오목부에 관통공을 형성하는 (C)를 구비하는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치의 운전 방법.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 부재는 복수의 제1 서브 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치의 운전 방법.
제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 부재는 복수의 제2 서브 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰 접합 장치의 운전 방법.