專利名稱：摩擦攪拌接合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對于工件進(jìn)行摩擦攪拌接合的摩擦攪拌接合裝置。
背景技術(shù)：
作為接合由兩個構(gòu)件構(gòu)成的工件的方法之一，有摩擦攪拌接合之類的方法。所謂摩擦攪拌接合，是通過在工件的接合部位，使所述工具在用稱為工具的肩部面(shouldersurface)的面以規(guī)定的加壓力加壓的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，從而使工件表面產(chǎn)生摩擦熱，利用該摩擦熱使工件軟化而接合的方法。在這種摩擦攪拌接合中，有使用稱為筒管工具(bobbintool)型的工具的方式。筒管工具型工具具有具有一肩部面的表面?zhèn)燃绮?；以及具有與一肩部面對置的另一肩部面的背面?zhèn)燃绮?。背面?zhèn)燃绮堪惭b在貫通表面?zhèn)燃绮康妮S部。而且，在進(jìn)行摩擦攪拌接合時，使軸部貫通工件，在工件的表面?zhèn)扰渲帽砻鎮(zhèn)燃绮?，在背面?zhèn)扰渲帽趁鎮(zhèn)燃绮俊６?，以通過表面?zhèn)燃绮考氨趁鎮(zhèn)燃绮扛髯缘募绮棵鎶A緊工件的表面及背面進(jìn)行加壓而使工件產(chǎn)生摩擦熱，由此使工件軟化，同時通過插入到軟化部分的軸部進(jìn)行攪拌而進(jìn)行摩擦攪拌接合。這里，由于工件的變形或制作誤差造成的板壓變動、或?qū)ζ脚_的定位誤差，在工件表面相對工具的相對位置上會產(chǎn)生誤差。而且，若在工件表面相對工具的相對位置產(chǎn)生誤差時，則從工具的肩部面作用于工件的加壓力發(fā)生變動，其結(jié)果是，有可能產(chǎn)生接合不良。因此，提出了在在通過工具產(chǎn)生作用于工件的加壓力的油壓施力路徑中，設(shè)置恒壓控制的反饋回路的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2004-130236號公報專利文獻(xiàn)2 :(日本)特開2010-214401號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在專利文獻(xiàn)1、2的摩擦攪拌接合裝置中，要檢測(讀出)并反饋產(chǎn)生加壓力的油壓的大小(讀出)，從而控制通過工具作用的加壓力，因此存在需要復(fù)雜的控制的問題。尤其是上述誤差很小，難以正確地探測這種微小的誤差并快速地反映為控制量。本發(fā)明是用于解決上述課題而完成的發(fā)明，以簡單的結(jié)構(gòu)，提供不受工件的表面上產(chǎn)生的誤差的影響而可通過工具正確地加壓來進(jìn)行摩擦攪拌接合的摩擦攪拌接合裝置。用于解決課題的方案為了解決上述課題，本發(fā)明提出下面的方案。本發(fā)明的第I形態(tài)為摩擦攪拌接合裝置，其使用具有與工件的表面抵接的第I肩部面及與所述工件的背面抵接的第2肩部面的工具，對于所述工件進(jìn)行摩擦攪拌接合。本發(fā)明的第I形態(tài)的摩擦攪拌接合裝置包括工件配置部，其被配置所述工件；主體部，其設(shè)置在所述工件配置部中所配置的所述工件的所述表面?zhèn)?；工具保持部，其在所述主體部中，在相對于所述工件配置部中所配置的所述工件接近或離開的方向即工件對置方向上可進(jìn)退地設(shè)置，保持所述工具；以及支承體，其被設(shè)置，以使其在所述工件對置方向上與所述工具保持部中安裝的所述工具的所述第I肩部面成為規(guī)定的相對位置關(guān)系，在所述工件配置部中配置的所述工件的所述表面上，支承所述工具保持部。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，相對于工件配置部中所配置的工件的表面而保持工具的工具保持部，通過主體部在工件對置方向上可進(jìn)退地設(shè)置，同時由支承體支承。另外，形成工具的第I肩部面，以使其與支承體在工件對置方向上滿足規(guī)定的相對位置關(guān)系。因此，工具保持部中保持的工具的第I肩部面與工具保持部一起在工件對置方向上移位，以使該肩部面沿工件的表面。其結(jié)果是，能夠?qū)⒌贗肩部面和工件的表面的相對位置關(guān)系保持固定。因此，能夠以所要求的力正確地維持從工具的第I肩部面作用于工件的表面的加壓力。另外，在上述的摩擦攪拌接合裝置中，也可以還包括負(fù)載賦予裝置，其對所述支承體，朝向所述工件配置部中所配置的所述工件，提供事先設(shè)定的負(fù)載。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過由負(fù)載賦予裝置從支承體朝向工件配置部中所配置的工件提供事先設(shè)定的負(fù)載，從工件向支承體總是作用與所述負(fù)載相對應(yīng)的反作用力。因此，即使在工件的表面上產(chǎn)生誤差，支承體也總是緊貼在工件的表面。其結(jié)果是，能夠掃描支承體、被支承體支承的工具保持部及在工具保持部中保持的工具，以使它們沿工具的表面。根據(jù)本發(fā)明的第2形態(tài)，在摩擦攪拌接合裝置中，所述主體部被配置在所述工件配置部中所配置的所述工件的上方。而且，所述主體部在作為與所述工件對置的方向的上下方向上可進(jìn)退地支承所述工具保持部。另外，所述負(fù)載賦予裝置被安裝在所述主體部中。所述負(fù)載賦予裝置具有輔助力賦予部，該輔助力賦予部對所述工具保持部提供小于所述工具保持部及在所述工具保持部中安裝的所述工具的重量的規(guī)定的大小的向上的輔助力。而且，所述負(fù)載賦予裝置提供從所述工具保持部及在所述工具保持部中安裝的所述工具的重量減去所述輔助力后的負(fù)載，作為所述負(fù)載。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，作為負(fù)載，被提供從所述工具保持部及被安裝在所述工具保持部中的工具的重量中減去輔助力賦予部提供的輔助力后的負(fù)載，支承體受到與所述負(fù)載相應(yīng)的反作用力。即，通過被提供從工具保持部及工具的重量中減去輔助力后的負(fù)載，能夠?qū)ぜ惶峁┒嘤嗟呢?fù)荷，并且支承體能夠產(chǎn)生沿工件的表面的適當(dāng)?shù)姆醋饔昧ΑＴ谏鲜龅哪Σ翑嚢杞雍涎b置中，也可以是，所述支承體相對于被保持在所述工具保持部中的所述工具，在與所述工具的掃描方向正交的方向配置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，支承體相對于在工具保持部中保持的工具，配置在與工具的掃描方向正交的方向上。其結(jié)果是，不妨礙對工具進(jìn)行的工件的摩擦攪拌，能夠在工件的表面上通過支承體支承工具保持部。在上述的摩擦攪拌接合裝置中，也可以是，設(shè)置所述支承體，以使與所述工件的所述表面抵接的抵接部和在所述工具保持部中保持的所述工具的所述第I肩部面，在沿所述工件的所述表面的同一平面內(nèi)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，設(shè)置支承體的抵接部，以使其與工具的第I肩部面在沿工件的表面的同一平面內(nèi)。其結(jié)果是，能夠以支承體的抵接部抵接工件的表面的狀態(tài)，使工具的第I肩部面在進(jìn)行摩擦攪拌接合的位置與工件的表面正確地一致。根據(jù)本發(fā)明的第3形態(tài)的摩擦攪拌接合裝置，所述工具包括具備所述第I肩部面的第I肩部、從所述第I肩部面可進(jìn)退地突出的軸部、以及安裝在所述軸部的前端且具備所述第2肩部面的第2肩部。而且，所述工具保持部具有對所述軸部在所述工件對置方向上提供力，通過所述第2肩部面對所述工件的所述背面加壓的加壓裝置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第I肩部面以正確地沿著工件的表面的方式配置，同時，利用加壓裝置對第2肩部面經(jīng)由軸部在與工件對向的方向給力，工件的背面被加壓。其結(jié)果是，能夠不受工件的表面產(chǎn)生的誤差的影響，用第I肩部面及第2肩部面以加壓裝置產(chǎn)生的加壓力夾緊工件并加壓。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明方式的摩擦攪拌接合裝置，通過上述工具保持部及上述支承體，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)且不受工件表面上產(chǎn)生的誤差的影響而通過工具正確地加壓進(jìn)行摩擦攪拌接合。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式是摩擦攪拌接合裝置的側(cè)斷面圖。圖2是表示筒管工具的詳情的側(cè)斷面圖。圖3是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置中，筒管工具和支承體之間的位置關(guān)系的細(xì)節(jié)的說明圖。圖4是用本發(fā)明的實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置實(shí)施摩擦攪拌接合時的說明圖。圖5是表示用本發(fā)明的實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置實(shí)施摩擦攪拌接合時的斷面圖。圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的第I變形例的摩擦攪拌接合裝置中，筒管工具和支承體之間的位置關(guān)系的細(xì)節(jié)的說明圖。圖7是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的第2變形例的摩擦攪拌接合裝置中，筒管工具和支承體之間的位置關(guān)系的細(xì)節(jié)的說明圖。圖8是表示在本發(fā)明實(shí)施方式的第3變形例的摩擦攪拌接合裝置中，筒管工具和支承體之間的位置關(guān)系的細(xì)節(jié)的說明圖。圖9A是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置中，包括四個支承體的變形例的平斷面圖。圖9B是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置中，包括三個支承體的變形例的平斷面圖。標(biāo)號說明I 摩擦攪拌接合裝置2 工件配置部3 主體部4 工具保持部5 支承體51a下端(抵接部)
6負(fù)載賦予裝置44加壓裝置60輔助力賦予部100筒管工具(工具)101第 I 肩部IOla第I肩部面102第 2 肩部102a第2肩部面103軸部W工件W4表面W5背面X掃描方向Y與掃描方向正交的方向

Z上下方向(工件對置方向)
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，本實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置I是，在由第I構(gòu)件Wl及第2構(gòu)件W2構(gòu)成的工件W上，將第I構(gòu)件Wl和第2構(gòu)件W2之間的接合部位W3通過摩擦攪拌接合進(jìn)行接合的裝置。摩擦攪拌接合裝置I包括工件配置部2，其被配置工件W ;主體部3，其設(shè)置在工件配置部2中所配置的工件W的表面W4側(cè)的上方；工具保持部4，其設(shè)置在主體部3中，保持工具即筒管工具100 ;支承體5，其在工件W的表面W4上支承工具保持部4 ;以及負(fù)載賦予裝置6，其對支承體5，朝向工件配置部2中所配置的工件W提供事先設(shè)定的負(fù)載。這里，如圖2所示，筒管工具100具有配置在工件W的表面W4側(cè)，具備按壓表面W4的第I肩部面IOla的第I肩部101 ;配置在工件W的背面W5側(cè)，包括按壓背面W5的第2肩部面102a的第2肩部102 ;以及從第I肩部101的第I肩部面IOla突出并連接第2肩部102的軸部103。在第I肩部101中，形成在第I肩部面IOla中開口的貫通孔，在該貫通孔中插通有軸部103。因此，可以通過使軸部103沿貫通孔進(jìn)退而使第2肩部面102a靠近及尚開弟I肩部面101a。如圖1所示，工具保持部4具有在端面上安裝第I肩部101的大致筒狀的第I肩部安裝體40 ;前端被安裝軸部103的第2肩部安裝軸41 ;以及大致為筒狀，且支承第I肩部安裝體40及第2肩部安裝軸41的支承筒42。這里，第I肩部安裝體40、第2肩部安裝軸41及支承筒42，被設(shè)置在同軸上，以使中心軸C沿著成為工件對置方向的上下方向Z。第I肩部安裝體40大致筒狀地形成。而且，第2肩部安裝軸41插通在第I肩部安裝體40中，第2肩部安裝軸41的基端從第I肩部安裝體40突出。在第2肩部安裝軸41中，在第I肩部安裝體40中被插通的部分，沿軸向形成有鍵41a，并且，在從第I肩部安裝體40突出的部分中，平板狀的活塞41b向徑向伸出。另一方面，在第I肩部安裝體40中，沿第2肩部安裝軸41的鍵41a嚙合的中心軸C形成鍵槽40a。因此，第2肩部安裝軸41以相對第I肩部安裝體40不能繞中心軸C旋轉(zhuǎn)，同時可沿中心軸C進(jìn)退地形成。另外，第I肩部安裝體40在基端具有向徑向伸出的凸緣40b。支承筒42具有向下方開口并繞中心軸C可旋轉(zhuǎn)地容納第I肩部安裝體40的安裝體容納部42a ;使第2肩部安裝軸41可沿中心軸c進(jìn)退的油缸部42b ；以及被主體部3支承的被支承部42c。安裝體容納部42a具有容納第I肩部安裝體40的凸緣40b，并且可繞中心軸C旋轉(zhuǎn)地支承的軸承部42d。另外，在安裝體容納部42a的內(nèi)周面，內(nèi)置將第I肩部安裝體40繞中心軸C旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機(jī)43。因此，通過鍵41a及鍵槽40a嚙合而一體地形成的第I肩部安裝體40和第2肩部安裝軸41，通過電動機(jī)43的驅(qū)動而可繞中心軸C旋轉(zhuǎn)地形成。油缸部42b具有支承活塞41b的大致筒狀的活塞支承部42e ；以及設(shè)置在活塞支承部42e的前端側(cè)及基端側(cè)的開口，支承第2肩部安裝軸41的前端側(cè)支承部42f及基端側(cè)支承部42g。在活塞41b的外周面上設(shè)置軸承42h。而且，活塞41b由軸承42h支承，使其相對于活塞支承部42e可沿中心軸C進(jìn)退且可繞中心軸C旋轉(zhuǎn)。另外，在前端側(cè)支承部42f及基端側(cè)支承部42g中也設(shè)有軸承421、42j。而且，第2肩部安裝軸41由軸承421、42j支承，使其相對于活塞支承部42e可沿中心軸C進(jìn)退且可繞中心軸C旋轉(zhuǎn)。而且，在活塞41b和前端側(cè)支承部42f及基端側(cè)支承部42g之間，形成被供給工作油的第I油壓室42m及第2油壓室42n。另外，在油缸部42b中形成貫通主體部3而連接到外部，并且分別連通到第I油壓室42m或第2油壓室42n的工作油供給管路42p、42q。因此，通過從設(shè)置在外部的未圖示的油壓控制裝置，經(jīng)由工作油供給管路42p、42q向第I油壓室42m或第2油壓室42n選擇地輸入油壓，由此能夠使第2肩部安裝軸41沿中心軸C向前端側(cè)或基端側(cè)滑動。其結(jié)果是，對于配置在工件配置部2中的工件W的背面W5，可以沿中心軸C在與工件對置的方向上提供力，通過第2肩部102的第2肩部面102a進(jìn)行加壓。SP，由未圖示的油壓控制裝置、油缸部42b及活塞41b構(gòu)成加壓裝置44。另外，被支承部42c以在中心軸C上從油缸部42b突出的軸狀地形成。主體部3安裝在加工機(jī)主軸Ia上。主體部3具有容納部30，其大致筒狀地形成，朝向配置在工件配置部2中的工件W的表面W4側(cè)的下方開口并容納工具保持部4 ；以及主體支承部31，其在與作為工件對置的方向的上下方向Z上可進(jìn)退地支承被容納在容納部30中的工具保持部4，以使其靠近及離開工件W。主體支承部31具有軸承31a、31b，由軸承3la、3Ib沿中心軸C可進(jìn)推地支承被支承部42c。如圖1及圖3所示，支承體5具有從工具保持部4的安裝體容納部42a的下端面突出的支承構(gòu)件50 ；由支承構(gòu)件50可旋轉(zhuǎn)地支承并與工件W的表面W4抵接的滾柱51 ;以及使其從支承構(gòu)件50向徑向伸出來設(shè)置的伸出構(gòu)件52。支承體5在與對被工具保持部4保持的筒管工具100進(jìn)行掃描的掃描方向(在圖1中為紙面進(jìn)深方向)正交的方向Y上以夾住筒管工具100成對地配置在兩側(cè)。而且，滾柱51設(shè)置為可圍繞以沿著與掃描方向正交的方向Y的方式配設(shè)的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。即，伴隨向掃描方向的筒管工具100的掃描，在工件W的表面W4上沿掃描方向可轉(zhuǎn)動地設(shè)置滾柱51。這里，如圖3所示，在支承體5上抵接被配置在工件配置部2中的工件W的表面W4的抵接部、即滾柱51的下端51a的上下方向Z的位置，設(shè)定在與被保持在工具保持部4中的筒管工具100的第I肩部101的第I肩部面IOla大致相等的位置。因此，在平面狀地形成的工件W的表面W4上，在滾柱51的下端51a抵接表面W4的狀態(tài)下，第I肩部101的第I肩部面IOla也抵接表面W4。另外，如圖1所示，負(fù)載賦予裝置6具有連接支承體5而使向下的自重及保持的筒管工具100的重量的力Pl作用的工具保持部4 ;以及設(shè)置在伸出構(gòu)件52和主體部3的下端面之間，使沿中心軸C的方向輔助力P2作用的輔助力賦予部60。輔助力賦予部60是提供小于由工具保持部4作用的力Pl的規(guī)定大小的向上的輔助力P2的構(gòu)件。例如，相對于將工具保持部4及筒管工具100加在一起的重量形成的力Pl為向下5. OkN,作為輔助力P2使其以向上4. 5kN的大小進(jìn)行作用，作為結(jié)果，負(fù)載賦予裝置6向下作用0. 5kN的負(fù)載P。輔助力賦予部60具體地為氣筒，在上述的例子中，事先輸入相當(dāng)4. 5kN的空氣壓，即使在加工中伴隨有工件W的表面W4的位移等而受到反作用力，也不必特別地進(jìn)行輸入的空氣壓的控制。接著，說明該實(shí)施方式的作用。如圖1所示，在進(jìn)行摩擦攪拌接合的情況下，將工件W配置在第I肩部101的第I肩部面IOla和第2肩部102的第2肩部面102a之間。另外，在工件W的表面W4上配置支承體5的滾柱51。在該狀態(tài)下，用輔助力賦予部60以規(guī)定的大小作用向上的輔助力P2，由此，在支承體5上負(fù)載P作用。而且，通過負(fù)載P從支承體5作用在工件W上，由此，自在支承體5上從工件W作用相當(dāng)負(fù)載P的反作用力。而且，使電動機(jī)43驅(qū)動而使工具保持部4整體旋轉(zhuǎn)，并且利用加壓裝置44向第2肩部102作用向上的加壓力。其結(jié)果是，工件W的背面W5上從第2肩部面102a受到加壓力，并且，在表面W4上同樣地也從第I肩部面IOla受到相當(dāng)于上述加壓力的加壓力。因此，在第I肩部面IOla及第2肩部面102a和工件W的表面W4及背面W5之間產(chǎn)生摩擦熱而軟化，通過對軟化部用軸部103進(jìn)行攪拌，進(jìn)行摩擦攪拌接合。這里，支承體5相對于被保持在工具保持部4中的筒管工具100，配置在與筒管工具100的掃描方向正交的方向Y上。因此，不會妨礙筒管工具100對工件W的摩擦攪拌，能夠在工件W的表面W4上通過支 承體5來支承工具保持部4。而且，如上所述，通過負(fù)載賦予裝置6，負(fù)載P產(chǎn)生作用，支承體5從工件W的表面W4還受到相當(dāng)負(fù)載P的反作用力。因此，如圖4所示，即使工件W的表面W4因工件W本身的變形、厚度的變化、工件配置部2上的工件W的配置誤差等，而沿掃描方向X產(chǎn)生位移，支承體5也以沿工件W的表面W4來跟
I 示。另外，筒管工具100的第I肩部面IOla與支承體5的滾柱51的下端51a被設(shè)定為固定的相對位置關(guān)系，以使該肩部面與工件對置的方向即上下方向Z的位置相等。S卩，關(guān)于與工件對置的方向即上下方向，設(shè)置筒管工具100的第I肩部面101a，以使其與支承體5的滾柱51的下端51a位置相等。因此，被保持在工具保持部4中的筒管工具100的第I肩部面101a，能夠與工具保持部4 一起沿工件W的表面W4在工件對置對置方向上位移，將第I肩部面IOla和工件W的表面W4之間的相對位置關(guān)系保持為固定。因此，能夠以所要求的力正確地維持從筒管工具100的第I肩部面IOla作用在工件W的表面W4上的加壓力。這里，在本實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置I中，如上所述，通過至少朝向工件對置方向即上下方向Z可進(jìn)退地設(shè)置工具保持部4，在工件W的表面W4上通過支承體5支承所述工具保持部4，從而能夠正確地維持加壓力。即，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)、不受在工件W的表面W4產(chǎn)生的誤差的影響地通過筒管工具100正確地加壓進(jìn)行摩擦攪拌接合。這時，通過支承體5和筒管工具100相對于掃描方向被配置在相同的位置，能夠更正確地探測筒管工具100的位置中的工件W的上下方向的微小的誤差。另外，如上所述，相對于在支承體5上構(gòu)成于成為與工件W的表面W4抵接的抵接部的滾柱51的下端51a，被保持在工具保持部4中的筒管工具100的第I肩部101的第I肩部面IOla被設(shè)定在上下方向Z上大致相等的位置。因此，如圖5所示，在工件W的表面W4上，第I肩部面IOla所加壓的部位與其他部位相比較，沒有被形成為凹凸。因此，可獲得摩擦攪拌接合后的加工良好的工件。另外，如上所述，通過負(fù)載賦予裝置6提供從工具保持部4及筒管工具100的重力Pl中減去輔助力P2的負(fù)載P，能夠不對工件W提供多余的負(fù)荷，且使支承體5產(chǎn)生沿工件W的表面W4的適當(dāng)?shù)姆醋饔昧?。另外，在上述中，相對于在支承體5上成為與工件W的表面W4抵接的抵接部的滾柱51的下端51a，被保持在工具保持部4中的筒管工具100的第I肩部101的第I肩部面IOla設(shè)定在上下方向Z上大致相等的位置，但不限于此。例如，如圖6所示，在對曲面狀的工件W進(jìn)行摩擦攪拌接合的情況下，通過在沿曲面狀的表面W4的面上，工具保持部4中保持的筒管工具100的第I肩部101的第I肩部面IOla被設(shè)置在同一平面內(nèi)，由此，防止表面W4形成凹凸，獲得摩擦攪拌接合后的加工良好的工件。另外，相對于構(gòu)成抵接部的滾柱51的下端51a，即使被保持在工具保持部4中的筒管工具100的第I肩部101的第I肩部面IOla配置在有關(guān)上下方向Z的不同的位置，但以滾柱51的下端51a和第I肩部面IOla的相對位置滿足規(guī)定的關(guān)系來設(shè)置即可。例如，如圖7所示，相對于滾柱51的下端51a，第I肩部面IOla也可以配置在接近工件W的位置。在該情況下，在接合部形成相當(dāng)于第I肩部面IOla比滾柱51的下端51a接近工件W的距離的凹部。例如，在接合部中有必要以規(guī)定的深度形成凹部的情況等中，滾柱51的下端51a和第I肩部面IOla也可以按如上所述的位置關(guān)系配置。另外，如圖8所示，相對于滾柱51的下端51a，第I肩部面IOla也可以配置在遠(yuǎn)離工件W的位置。在該情況下，在接合部形成相當(dāng)于第I肩部面IOla比滾柱51的下端51a離開工件W的距離的凸部。例如，在在接合部中有必要以規(guī)定的高度形成凸部的情況等中，滾柱51的下端51a和第I肩部面IOla也可以按如上所述的位置關(guān)系配置。另外，在上述中，支承體5以在與被保持在工具保持部4中的筒管工具100進(jìn)行掃描的掃描方向正交的方向上夾住所述筒管工具100而在兩側(cè)成對地配置，但不限于此。例如，本發(fā)明的實(shí)施方式的摩擦攪拌接合裝置，如圖9A所示，俯視具備四個支承體，或者也可以如圖9B所示，俯視具備三個支承體5。如圖9A所示，在配置四個支承體5的情況下，在與工具保持部4中保持的筒管工具100的掃描方向X正交的方向Y的兩側(cè)，以沿掃描方向X來分別各排列兩個支承體5,由此，對筒管工具100進(jìn)行的工件W的摩擦攪拌沒有妨礙，能夠在工件W的表面W4上通過支承體5支承工具保持部4。另外，在該情況下，即使將筒管工具100的掃描方向X變更90度，也同樣對筒管工具100的摩擦攪拌沒有妨礙。另外，如圖9B所示，配置三個支承體5的情況下，即使在與工具保持部4中保持的筒管工具100的掃描方向X正交的方向Y的兩側(cè)配置兩個支承體5，將剩余的一個支承體5配置在掃描方向X前方側(cè)，掃描方向X前方側(cè)的支承體5也在摩擦攪拌的接合前的工件W的表面W4上移動，因此，同樣對筒管工具100的摩擦攪拌沒有妨礙。另外，在上述實(shí)施方式中，將工具保持部4配置在工件配置部2中所配置的工件W的上方，將工具保持部4設(shè)置為在工件對置方向即上下方向Z上可進(jìn)退，但不限于此。例如也可以將工件W以表面W4形成鉛直面來配置，將工具保持部4設(shè)置為在成為工件對置方向的水平方向上可進(jìn)退。在該情況下，在支承體5上，被工具保持部4及工具保持部4保持的筒管工具100的重量不作為力起作用。因此，在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，為了對支承體5付與負(fù)載，利用由輔助力賦予部60產(chǎn)生的力本身作為用負(fù)載賦予裝置6產(chǎn)生的負(fù)載，朝向工件W輸入相應(yīng)的負(fù)載，例如在上述實(shí)施方式的例子中輸入空氣壓以產(chǎn)生0. 5kN的力即可。另外，在上述實(shí)施方式中，包括加壓裝置44，第2肩部102相對于第I肩部101可接近及離開地設(shè)置，但不限于此。也可以是第I肩部101和第2肩部102被固定，不具備加壓裝置44，以使第2肩部102相對于第I肩部101的相對位置不變的結(jié)構(gòu)。以上參照附圖詳述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但具體的結(jié)構(gòu)不限于該實(shí)施方式，也包括在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍的設(shè)計(jì)變更等。本申請要求2011年2月18日在日本申請的特愿2011-033503號的優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的方式的摩擦攪拌接合裝置，能夠通過工具保持部及支承體，以簡單的結(jié)構(gòu)且不受工件表面上產(chǎn)生的誤差的影響而通過工具正確地加壓來進(jìn)行摩擦攪拌接合。
權(quán)利要求
1.一種摩擦攪拌接合裝置，其使用具有與工件的表面抵接的第I肩部面及與所述工件的背面抵接的第2肩部面的工具，對于所述工件進(jìn)行摩擦攪拌接合，該摩擦攪拌接合裝置包括 工件配置部，其被配置所述工件； 主體部，其設(shè)置在所述工件配置部中所配置的所述工件的所述表面?zhèn)龋? 工具保持部，其在所述主體部中，在相對于所述工件配置部中所配置的所述工件接近或離開的方向即工件對置方向上可進(jìn)退地設(shè)置，保持所述工具；以及 支承體，其被設(shè)置，以使其在所述工件對置方向上與所述工具保持部中安裝的所述工具的所述第I肩部面成為規(guī)定的相對位置關(guān)系，在所述工件配置部中配置的所述工件的所述表面上，支承所述工具保持部。
2.權(quán)利要求1所述的摩擦攪拌接合裝置，還包括 負(fù)載賦予裝置，其對所述支承體，朝向所述工件配置部中所配置的所述工件，提供事先設(shè)定的負(fù)載。
3.權(quán)利要求2所述的摩擦攪拌接合裝置， 所述主體部被配置在所述工件配置部中所配置的所述工件的上方，在作為所述工件對置方向的上下方向上可進(jìn)退地支承所述工具保持部， 所述負(fù)載賦予裝置具有輔助力賦予部，該輔助力賦予部被安裝在所述主體部中，對于所述工具保持部，提供小于所述工具保持部及被安裝在所述工具保持部中的所述工具的重量的規(guī)定的大小的向上的輔助力，并提供從所述工具保持部和被安裝在所述工具保持部中的所述工具的重量中減去所述輔助力后的負(fù)載，作為所述負(fù)載。
4.權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的摩擦攪拌接合裝置， 所述支承體相對于在所述工具保持部中保持的所述工具，配置在與所述工具的掃描方向正交的方向上。
5.權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的摩擦攪拌接合裝置， 設(shè)置所述支承體，以使與所述工件的所述表面抵接的抵接部和在所述工具保持部中保持的所述工具的所述第I肩部面，在沿所述工件的所述表面的同一平面內(nèi)。
6.權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的摩擦攪拌接合裝置， 所述工具包括具備所述第I肩部面的第I肩部、從所述第I肩部面可進(jìn)退地突出的軸部、以及安裝在所述軸部的前端且具備所述第2肩部面的第2肩部， 所述工具保持部具有對所述軸部在所述工件對置方向上提供力，通過所述第2肩部面對所述工件的所述背面加壓的加壓裝置。
全文摘要
摩擦攪拌接合裝置(1)包括工件配置部(2)，被配置工件(W)；主體部(3)，設(shè)置在工件配置部(2)所配置的工件(W)的表面(W4)側(cè)；工具保持部(4)，其在相對于工件配置部(2)所配置的工件(W)接近或離開的方向即工件對置方向(Z)上可進(jìn)退地設(shè)置在主體部(3)中，保持工具(100)；以及支承體(5)，其被設(shè)置，以使其在工件對置方向(Z)上相對于工具保持部(4)中安裝的工具(100)的第1肩部面滿足規(guī)定的相對位置關(guān)系，在工件配置部(2)中配置的工件(W)的表面(W4)上支承工具保持部(4)。
文檔編號B23K20/12GK103068514SQ20118003718
公開日2013年4月24日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者加藤慶訓(xùn), 古立哲, 木下俊之 申請人:三菱重工業(yè)株式會社