WO2021200504A1

WO2021200504A1 - 線形摩擦接合装置

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Publication number: WO2021200504A1
Application number: PCT/JP2021/012371
Authority: WO
Inventors: 藤井　英俊; 好昭森貞; 祥宏青木; 正善釜井
Original assignee: 国立大学法人大阪大学
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2021-10-07
Also published as: EP4129553A1; JPWO2021200504A1; CN115397600A; EP4129553A4

Abstract

本発明は、安価かつコンパクトな線形摩擦接合装置を提供する。また、異材接合や大型構造体の製造にも適した線形摩擦接合装置も提供する。本発明は、一方の部材と他方の部材とを接合する線形摩擦接合装置であって、一方の部材と他方の部材とを当接させて、被接合界面を形成させる把持機構と、一方の部材と他方の部材とを相対的に加振させる加振機構と、被接合界面に対して略垂直に接合圧力を印加する押圧機構と、を具備し、加振機構の駆動源に電動モータを用いること、を特徴とする。

Description

線形摩擦接合装置

　本発明は摩擦熱を利用して被接合材同士を接合する線形摩擦接合装置に関する。

　鋼やアルミニウム合金等の金属材料の高強度化に伴い、接合構造物の機械的特性を決定する接合部での強度低下が深刻な問題となっている。これに対し、近年、接合中の最高到達温度が被接合材の融点に達せず、接合部における強度低下が従来の溶融溶接と比較して小さい固相接合法が注目され、急速に実用化が進んでいる。

　特に、被接合材を当接させた状態で線形往復運動させて接合する「線形摩擦接合」は、摩擦攪拌接合のように被接合材に圧入するツールを必要としないことから、鋼やチタンのような高融点・高強度金属に対しても容易に適用することができ、当該線形摩擦接合に使用する線形摩擦接合装置に関して、開発が進められている。

　例えば、特許文献１（特開２０１７－４２７７２号公報）においては、第１接合物を保持する第１保持部と、該第１保持部を加振可能な第１アクチュエータと、第２接合物を保持する第２保持部と、前記第２接合物を前記第１接合物に押圧可能な第２アクチュエータと、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータを駆動制御する制御部とを具備し、該制御部は、前記第１接合物に前記第２接合物を押圧させた状態で、前記第１アクチュエータにより前記第２接合物の軸心と直交する方向に前記第１接合物を加振させると共に、前記第２アクチュエータにより接合開始時から予め設定された低荷重時間だけ第１押付荷重にて前記第２接合物を前記第１接合物に押圧させ、低荷重時間経過後に前記第１押付荷重よりも大きい第２押付荷重にて前記第２接合物を前記第１接合物に押圧させるように制御する線形摩擦接合装置、が開示されている。

　上記特許文献１に記載の線形摩擦接合装置においては、線形摩擦接合開始時から予め設定された低荷重時間だけ第２アクチュエータによる押付荷重を低減させているので、最も加振荷重を必要とする線形摩擦接合開始時の加振荷重を抑制することができ、第１アクチュエータの小型化、装置自体の小型化が図れると共に、製造コストの低減を図ることができるという優れた効果を発揮する、とされている。

　また、特許文献２（特開２０１８－７５５９１号公報）においては、一方の部材に他方の部材を押し付ける押付装置と、前記一方の部材を前記他方の部材に対して相対的に加振させる加振装置と、を有する線形摩擦接合装置であって、前記押し付け方向における前記他方の部材の変位量を検出する位置センサと、前記位置センサの検出結果に基づいて、前記一方の部材を加振させる振幅を、第１の振幅から当該第１の振幅よりも小さい第２の振幅に切り換えるように前記加振装置を制御する制御装置と、を有する、ことを特徴とする線形摩擦接合装置、が開示されている。

　前記特許文献２に記載の線形摩擦接合装置においては、一方の部材に押し付けられる他方の部材の当該押し付け方向における変位量を検出し、当該変位量に基づいて、一方の部材を加振させる振幅を、第１の振幅から当該第１の振幅よりも小さい第２の振幅に切り換える。このように、位置センサによって他方の部材の変位量、すなわちバーンオフ量を検出することで、線形摩擦接合プロセスの終了直前で加振振幅を小さいものに切り換えることができる。加振振幅が小さくなると、単位時間当たりのバーンオフ量（バーンオフ速度）が小さくなる。これにより、加振停止時に加振回数が多少ばらついたとしても、バーンオフ速度が小さいため、バーンオフ量のばらつきが小さくなる。したがって、加振回数のばらつきによる寸法精度の低下を抑制することができる、とされている。

特開２０１７－４２７７２号公報特開２０１８－７５５９１号公報

　線形摩擦接合は多くの利点を有する接合法であり、線形摩擦接合装置も様々な観点から改良が進められているが、線形摩擦接合装置はその複雑な機構によって高価かつ大型となり、多くの用途が想起されるにも拘わらず、技術の導入障壁が高くなっている。

　上記特許文献１に開示されている線形摩擦接合装置では、加振荷重を抑制することで装置自体の小型化や製造コストの低減を図り、上記特許文献２に開示されている線形摩擦接合装置では、線形摩擦接合プロセスの終了直前で加振振幅を小さいものに切り換えることで、加振回数のばらつきによる寸法精度の低下の抑制を図っているが、加振機構に蓄圧器を伴う複雑な油圧機構を使用する点では従来の線形摩擦接合装置と同様であり、線形摩擦接合装置を飛躍的に安価かつ小型化することは究めて困難である。

　以上のような従来技術における問題点に鑑み、本発明の目的は、安価かつコンパクトな線形摩擦接合装置を提供することを目的としている。また、本発明は、異材接合や大型構造体の製造にも適した線形摩擦接合装置を提供することも目的としている。

　本発明者は上記目的を達成すべく、良好な継手を得ることができる線形摩擦接合の接合条件に基づき、線形摩擦接合装置の各構成について鋭意研究を重ねた結果、加振機構の駆動源に高性能な電動モータを使用すること等が極めて重要であることを見出し、本発明に到達した。

　即ち、本発明は、
　一方の部材と他方の部材とを接合する線形摩擦接合装置であって、
　前記一方の部材と前記他方の部材とを当接させて、被接合界面を形成させる把持機構と、
　前記一方の部材と前記他方の部材とを相対的に加振させる加振機構と、
　前記被接合界面に対して略垂直に接合圧力を印加する押圧機構と、を具備し、
　前記加振機構の駆動源に電動モータを用いること、
　を特徴とする線形摩擦接合装置、を提供する。

　また、本発明は、
　一方の部材と他方の部材とを接合する線形摩擦接合装置であって、
　前記一方の部材と前記他方の部材とをインサート材を介して当接させ、前記一方の部材と前記インサート材とが当接した被接合界面（１）と、前記他方の部材と前記インサート材とが当接した被接合界面（２）と、を形成する把持機構と、
　前記一方の部材と前記他方の部材との間で前記インサート材を相対的に加振させる加振機構と、
　前記被接合界面（１）及び前記被接合界面（２）に対して略垂直に接合圧力を印加する押圧機構と、を具備し、
　前記加振機構の駆動源に電動モータを用いること、
　を特徴とする線形摩擦接合装置、も提供する。

　被接合材と比較して、インサート材の大きさは容易に制御することができる（小型化することができる）ため、油圧機構よりも非力な電動モータを使用する場合に、より好適な線形摩擦接合装置とすることができる。ここで、インサート材を被接合材と同じ材質とすることで、大型の接合構造物であっても容易に製造することができる。また、異材接合を行う場合は、各被接合材との接合性を鑑みて、適当な材質のインサート材を選択することができる。

　本発明の線形摩擦接合装置においては、加振機構の駆動源に電動モータを用いている。従来の線形摩擦接合装置においては、アキュムレータと呼ばれる蓄圧器を伴う複雑な油圧機構が用いられており、当該機構には多数の高圧タンクや油圧ポンプが必要となることから、必然的に装置が大型化し、価格も上昇する。アキュムレータは被接合材を大きな力で高速摺動させることを目的として使用されているが、本発明者が様々な被接合材（材質、形状及びサイズ）に対して線形摩擦接合実験を行ったところ、電動モータによる駆動によっても十分に接合装置として成立することが明らかとなった。また、油圧機構においては定期的なオイル交換等のメンテナンスが不可欠であるが、電動モータでは不要であり、電動モータの使用はランニングコストの面でも有利である。線形摩擦接合中の被接合材の移動速度、位置及び被接合材に印加される力を正確に制御する観点から、電動モータには電動サーボモータとすることが好ましい。

　また、加振機構の駆動源に電動サーボモータを用いることで、当該電動サーボモータの能力の範囲内で、摺動の振幅及び周波数を所望の値に設定することができる。

　本発明の線形摩擦接合装置においては、ボールネジ又は送りネジを用いて前記電動モータの回転運動を直線運動に変換すること、が好ましい。ボールネジ又は送りネジを用いることで、高い繰り返し位置精度を実現することができる。また、全ストローク位置で最大加圧力の発生が可能であり、より正確な摺動動作に基づいて線形摩擦接合を行うことができる。

　また、本発明の線形摩擦接合装置においては、クランク機構、リンク機構及びナックル機構のうちのいずれか、又はこれらの組合せを用いて、前記電動モータの回転運動を直線運動に変換すること、が好ましい。これらの機構はボールネジを用いた機構よりも単純であり、安価な線形摩擦接合装置を実現することができる。

　また、本発明の線形摩擦接合装置においては、加振機構の駆動源に電動サーボモータを用いる場合、前記加振機構による前記加振の振幅及び／又は周波数を可変とすること、が好ましい。加振の振幅及び／又は周波数を可変とすることで、一台の線形摩擦接合装置で様々な被接合材の接合に対応することができる。

　また、本発明の線形摩擦接合装置においては、前記加振機構による前記加振の振幅及び／又は周波数を固定とすること、が好ましい。加振機構の駆動源に電動サーボモータを使用しない場合、加振機構による加振の振幅及び／又は周波数を可変とすることが困難であるが、一方で、被接合材が決まっている場合、基本的に線形摩擦接合条件は同一となる。即ち、簡素な機構を有する電動モータを用い、加振機構による加振の振幅及び／又は周波数を固定とすることで、より安価かつ小型の大量生産を目的とした線形摩擦接合装置を実現することができる。ここで、「振幅及び／又は周波数を固定する」とは、複数の値（例えば、３パターンの振幅と周波数の組合せ）を有することを含む概念である。

　また、本発明の線形摩擦接合装置においては、前記加振機構による前記加振の振幅を０．１～５ｍｍ、周波数を１０～１００Ｈｚとすること、が好ましい。加振の振幅を０．１～５ｍｍ、周波数を１０～１００Ｈｚとすることで、加振機構の駆動源に電動モータを使用しても線形摩擦接合を達成することができる。ここで、振幅を大きくすると周波数の上限は低下するところ、上記数値範囲であれば、電動モータを用いて実現することができる。

　更に、本発明の線形摩擦接合装置においては、前記押圧機構による押圧力を１．５×１０^４ｋｇ以下とすること、が好ましい。被接合材又はインサート材に押圧力が印加された状態で、加振機構によって摺動させる必要があるが、当該押圧力を１．５×１０^４ｋｇ以下とすることで、加振機構の駆動源に電動モータを使用した場合であっても線形摩擦接合に必要な摺動を達成することができる。なお、振幅及び／又は周波数等の線形摩擦接合条件によっても、被接合材又はインサート材を摺動させるために必要な力を調整することができる。また、被接合材又はインサート材を摺動させるための力をより低減させたい場合は、従来公知の種々の方法による外部加熱を用いて、被接合材又はインサート材を軟化させればよい。

　本発明によれば、安価かつコンパクトな線形摩擦接合装置を提供することができる。また、本発明によれば、異材接合や大型構造体の製造にも適した線形摩擦接合装置を提供することもできる。

線形摩擦接合中の状況を示す模式図である。センタードライブ方式の線形摩擦接合装置を用いた異材接合中の状況及び接合温度の関係を示す模式図である。被接合材及びインサート材の強度の温度依存性の一例である。センタードライブ方式の線形摩擦接合装置を用いた異材接合の接合工程を示す模式図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の線形摩擦接合装置の代表的な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、表された各構成要素の寸法やそれらの比は実際のものとは異なる場合もある。

（１）被接合材を加振する線形摩擦接合装置
　図１に線形摩擦接合中の状況を示す模式図を示す。線形摩擦接合は被接合材同士を線形運動で擦りあわせた際に生じる摩擦熱を主な熱源とする固相接合である。昇温によって軟化した材料を被接合界面からバリとして排出することで、被接合界面に形成していた酸化被膜等を除去し、新生面同士を当接させることで接合部を得ることができる。

　本発明の線形摩擦接合装置は、図１に示す接合プロセスを達成するための装置であり、一方の部材と他方の部材とを当接させて、被接合界面を形成させる把持機構と、一方の部材と他方の部材とを相対的に加振させる加振機構と、被接合界面に対して略垂直に接合圧力を印加する押圧機構と、を具備し、加振機構の駆動源に電動モータを用いること、を特徴とするものである。

　電源モータを用いた加振機構以外の機構については、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の線形摩擦接合装置に使用されている機構を用いることができる。また、電動モータを用いた加振機構の制御は、例えば、従来公知の電動モータを用いたプレス機の制御システムを用いることができる。

　電動モータには、電動サーボモータを使用することが好ましい。電動サーボモータを用いることで、当該電動サーボモータの能力の範囲内で、加振の振幅及び周波数を所望の値に設定することができる。

　電動モータの回転運動を直線運動に変換するためには、ボールネジ又は送りネジを用いることが好ましい。ボールネジ又は送りネジを用いることで、高い繰り返し位置精度を実現することができる。また、全ストローク位置で最大加圧力の発生が可能であり、より正確な摺動動作に基づいて線形摩擦接合を行うことができる。

　また、電動モータの回転運動を直線運動に変換するためにクランク機構、リンク機構及びナックル機構のうちのいずれか、又はこれらの組合せを用いることで、安価な線形摩擦接合装置を実現することができる。

　また、加振機構による加振の振幅及び／又は周波数を固定し、簡素な機構を有する電動モータを用いることで、より安価かつ小型の大量生産を目的とした線形摩擦接合装置を実現することができる。

　加振機構による加振の振幅は０．１～５ｍｍとすることが好ましく、０．５～３ｍｍとすることがより好ましく、１～２ｍｍとすることが最も好ましい。また、加振機構による加振の周波数は１０～１００Ｈｚとすることが好ましく、１５～７５Ｈｚとすることがより好ましく、２５～５０Ｈｚとすることが最も好ましい。振幅を大きくすると周波数の上限は低下するところ、上記数値範囲であれば、電動モータを用いて実現することができる。特に、振幅を１～２ｍｍ、周波数を２５～５０Ｈｚとすることで、電動モータの特性を十分に活用できることに加え、多種多様な被接合材の接合に対応することができる。

　押圧機構による押圧力は１．５×１０^４ｋｇ以下とすることが好ましく、１．０×１０^４ｋｇ以下とすることがより好ましく、０．５×１０^４ｋｇ以下とすることが最も好ましい。押圧力をこれらの範囲とすることで、加振機構の駆動源に電動モータを使用した場合であっても線形摩擦接合に必要な摺動を達成することができる。ここで、被接合材又はインサート材を高速摺動させるために必要な力は、押圧力～押圧力の２／３程度を想定すればよい。

（２）インサート材を加振する線形摩擦接合装置（センタードライブ方式）
　センタードライブ方式による本発明の線形摩擦装置は、一方の部材と他方の部材とをインサート材を介して当接させ、一方の部材とインサート材とが当接した被接合界面（１）と、他方の部材とインサート材とが当接した被接合界面（２）と、を形成する把持機構と、一方の部材と他方の部材との間でインサート材を相対的に加振させる加振機構と、被接合界面（１）及び被接合界面（２）に対して略垂直に接合圧力を印加する押圧機構と、を具備し、加振機構の駆動源に電動モータを用いている。

　センタードライブ方式とする場合においても、電源モータを用いた加振機構以外の機構については、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、従来公知の種々の線形摩擦接合装置に使用されている機構を用いることができる。また、電動モータを用いた加振機構の制御は、例えば、従来公知の電動モータを用いたプレス機の制御システムを用いることができる。

　センタードライブ方式ではインサート材を高速移動させるため、インサート材を固定する把持機構が必要となるが、加振機構及び押圧機構に関する特徴は上述の被接合材を高速移動させる場合と基本的に同一である。一方で、インサート材は比較的容易に小型化できるため、油圧機構と比較して非力な電動モータを用いた線形摩擦接合装置においては有利な構成となっている。また、センタードライブ方式を用いる場合は、被接合界面（１）及び被接合界面（２）に対して略垂直に異なる接合圧力を印加することができる押圧機構を備えることが好ましい。詳細には後述するが、被接合界面（１）及び被接合界面（２）に対して略垂直に異なる接合圧力を印加することで、良好な異材線形摩擦接合継手を得ることができる。

　以下、異材接合に関して接合温度を制御する場合を例として、センタードライブ方式による本発明の線形摩擦接合装置の具体例について説明する。本発明の線形摩擦接合装置は、下記の線形摩擦接合を実現できるものである。

　異材接合中の状況及び接合温度の関係を模式的に図２に示す。組成が異なる一方の部材２と他方の部材４とをインサート材６を介して当接させ、一方の部材２とインサート材６とが当接した被接合界面（１）と、他方の部材４とインサート材６とが当接した被接合界面（２）と、が形成されている。

　当該状態において、インサート材６を上下に繰り返し摺動させることによって、被接合界面（１）及び被接合界面（２）に摩擦熱を発生させる。ここで、異材接合において各被接合界面で接合温度を制御する場合は、被接合界面（１）に対して略垂直に接合圧力（１）を印加し、被接合界面（２）に対して略垂直に接合圧力（２）を印加し、接合圧力（１）と接合圧力（２）を異なる値に設定する。図２の上側に示されたグラフは、一方の部材２、他方の部材４及びインサート材６の強度の温度依存性を模式的に示したものである。一方の部材２及び他方の部材４が図２に示すような強度の温度依存性を有する場合、一方の部材２及び他方の部材４の強度が同一となる温度は存在しないことから、被接合界面において一方の部材２及び他方の部材４を同程度変形させることはできない。これに対し、図２に示すような強度の温度依存性を有するインサート材６を用いることで、被接合界面（１）及び被接合界面（２）において、新生面同士が当接することによる良好な継手を得ることができる。なお、一方の部材２、他方の部材４及びインサート材６が同じ場合は、接合圧力（１）と接合圧力（２）を同じ値に設定することになる。

　より具体的には、インサート材６の強度の温度依存性を示す線は、一方の部材２の強度の温度依存性を示す線及び他方の部材４の強度の温度依存性を示す線と共に交点を有している。ここで、被接合界面（１）においては一方の部材２とインサート材６との交点に対応する接合圧力（１）を、被接合界面（２）においては他方の部材４とインサート材６の交点に対応する接合圧力（２）を設定すればよい。

　なお、図２に示す強度の温度依存性の関係は一例であり、例えば、図３に示すような強度の温度依存性を有する被接合材及びインサート材６の組合せを用いてもよい。インサート材６は一方の部材２及び他方の部材４と「交点」を有していればよく、従来公知の種々の金属材から選定することができる。なお、この限りではないが、一般的にはｂｃｃ結晶構造を有する金属は強度の温度依存性が大きいものが多く、ｆｃｃ結晶構造を有する金属同士を接合する際のインサート材の候補となる。一方で、ｂｃｃ結晶構造を有する金属同士を接合する場合は、ｆｃｃ結晶構造を有する金属がインサート材の候補となる。

　図４はセンタードライブ方式の線形摩擦接合装置を用いて異材接合を行う場合の接合工程を示す模式図である。一方の部材２と他方の部材４とをインサート材６を介して当接させ、一方の部材２とインサート材６とが当接した被接合界面（１）と、他方の部材４とインサート材６とが当接した被接合界面（２）と、を形成する第一工程と、被接合界面（１）に対して略垂直に接合圧力（１）を印加し、被接合界面（２）に対して略垂直に接合圧力（２）を印加し、接合圧力（１）と接合圧力（２）を異なる値に設定し、一方の部材２及び他方の部材４とインサート材６との摺動によって摩擦熱を発生させ、被接合界面（１）及び被接合界面（２）を昇温し、摺動の方向と略平行及び略垂直に被接合界面からバリ８を排出させる第二工程と、摺動を停止して接合面を形成する第三工程と、を有している。接合温度は、被接合界面に対して略垂直に印加する接合荷重によって正確に制御することができる。以下、各工程について詳細に説明する。

（１－１）第一工程
　第一工程は、一方の部材２と他方の部材４とをインサート材６を介して当接させ、一方の部材２とインサート材６とが当接した被接合界面（１）と、他方の部材４とインサート材６とが当接した被接合界面（２）と、を形成する工程である。接合部の形成を所望する箇所に一方の部材２及び／又は他方の部材４を移動させ、インサート材６を介して被接合面を当接させ、被接合界面１０を形成する。

　一方の部材２及び他方の部材４の形状及びサイズは、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、インサート材６の摺動によって、被接合界面１０近傍を昇温できるものであればよい。

（１－２）第二工程
　第二工程は、被接合界面（１）に対して略垂直に接合圧力（１）を印加し、被接合界面（２）に対して略垂直に接合圧力（２）を印加し、接合圧力（１）と接合圧力（２）を異なる値に設定し、一方の部材２及び他方の部材４とインサート材６との摺動によって摩擦熱を発生させ、被接合界面（１）及び被接合界面（２）を昇温し、摺動の方向と略平行及び略垂直に被接合界面からバリ８を排出させる工程である。

　接合圧力（１）を温度（１）におけるインサート材６及び一方の部材２の降伏応力以上引張強度以下の値とし、接合圧力（２）を温度（２）におけるインサート材６及び他方の部材４の降伏強度以上引張強度以下の値とすること、が好ましい。固相接合時の圧力を被接合材の降伏応力以上とすることで被接合界面１０からのバリ８の排出が開始され、引張強度までの間で当該圧力を増加させると、バリ８の排出が加速されることになる。降伏応力と同様に、特定の温度における引張強度も被接合材によって略一定であることから、設定した圧力に対応する接合温度を実現することができる。

　被接合界面６で両方の部材が変形し、両方の部材の被接合面に新生面が形成されることで、当該新生面同士が当接することによる良好な接合部を得ることができる。ここで、一方の部材２と他方の部材４では強度の温度依存性が異なることから、被接合界面１０近傍での変形挙動及びバリ８の排出状況も異なるが、当該変形及びバリの排出によって、被接合界面１０に新生面が形成されればよい。

（１－３）第三工程
　第三工程は、第二工程における摺動を停止して接合面を形成する工程である。被接合界面１０の全面からバリ８が排出された後に摺動を停止させることで、良好な接合体を得ることができる。なお、第二工程において各被接合材に印加した接合圧力（１）と接合圧力（２）はそのまま維持してもよく、バリ８を排出すると共に新生面をより強く当接させる目的で、より高い値としてもよい。

　ここで、被接合界面１０の全面からバリ８が排出された後であれば摺動を停止するタイミングは限定されないが、被接合界面（１）及び被接合界面（２）において、これらの接合界面の略全域に新生面が形成されるように、一方の部材２及び他方の部材４の寄り代を設定することが好ましく、一方の部材２及び他方の部材４の両方において、被接合界面１０の全域に新生面が形成されることがより好ましい。一方の部材２及び他方の部材４の新生面がインサート材６の新生面に当接することで、強固な接合部を得ることができる。ここで、両方の部材における被接合界面１０の全域に新生面が形成されたタイミングで、寄り代の増加を停止することがより好ましい。当該タイミングで接合行程を終了させることで、最も効率的に被接合界面１０の全域が新生面同士の当接で接合された良好な継手を得ることができる。排出されたバリ８の表面積と被接合材の変形によって増加した被接合界面１０の増加分の合計が、接合前の被接合界面１０の面積の略２倍となるようにすることで、被接合界面１０全域に新生面を形成させることができる。

　以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それら設計変更は全て本発明の技術的範囲に含まれる。

２・・・一方の部材、
４・・・他方の部材、
６・・・インサート材、
８・・・バリ、
１０・・・被接合界面。

Claims

　一方の部材と他方の部材とを接合する線形摩擦接合装置であって、
　前記一方の部材と前記他方の部材とを当接させて、被接合界面を形成させる把持機構と、
　前記一方の部材と前記他方の部材とを相対的に加振させる加振機構と、
　前記被接合界面に対して略垂直に接合圧力を印加する押圧機構と、を具備し、
　前記加振機構の駆動源に電動モータを用いること、
　を特徴とする線形摩擦接合装置。
　一方の部材と他方の部材とを接合する線形摩擦接合装置であって、
　前記一方の部材と前記他方の部材とをインサート材を介して当接させ、前記一方の部材と前記インサート材とが当接した被接合界面（１）と、前記他方の部材と前記インサート材とが当接した被接合界面（２）と、を形成する把持機構と、
　前記一方の部材と前記他方の部材との間で前記インサート材を相対的に加振させる加振機構と、
　前記被接合界面（１）及び前記被接合界面（２）に対して略垂直に接合圧力を印加する押圧機構と、を具備し、
　前記加振機構の駆動源に電動モータを用いること、
　を特徴とする線形摩擦接合装置。
　前記電動モータを電動サーボモータとすること、
　を特徴とする請求項１又は２に記載の線形摩擦接合装置。
　ボールネジ又は送りネジを用いて前記電動モータの回転運動を直線運動に変換すること、
　を特徴とする請求項１～３のうちのいずれかに記載の線形摩擦接合装置。
　クランク機構、リンク機構及びナックル機構のうちのいずれか、又はこれらの組合せを用いて、前記電動モータの回転運動を直線運動に変換すること、
　を特徴とする請求項１～３のうちのいずれかに記載の線形摩擦接合装置。
　前記加振機構による前記加振の振幅及び／又は周波数を可変とすること、
　を特徴とする請求項１～５のうちのいずれかに記載の線形摩擦接合装置。
　前記加振機構による前記加振の振幅及び／又は周波数を固定とすること、
　を特徴とする請求項１又は２に記載の線形摩擦接合装置。
　前記加振機構による前記加振の振幅を０．１～５ｍｍ、周波数を１０～１００Ｈｚとすること、
　を特徴とする請求項１～８のうちのいずれかに記載の線形摩擦接合装置。
　前記押圧機構による押圧力を１．５×１０^４ｋｇ以下とすること、
　を特徴とする請求項１～８のうちのいずれかに記載の線形摩擦接合装置。