(57)【要約】      （修正有）【課題】エッジオフセット部を有する結合部分の摩擦攪拌接合を、従来よりも簡素な方式及び簡素な手段で行うことができる摩擦攪拌加工ツール及び該ツールが設けられた摩擦攪拌加工装置を提供する。【解決手段】ワークピース表面を圧迫するためのショルダー３４と、加工される少なくとも１つのワークピース内に導入して可塑化させるために、ショルダー３４を越えて突出し且つ回転するために駆動されることが可能なピン３２とを有する摩擦攪拌加工のための摩擦攪拌加工ツール３０であって、ショルダー３４が、ピン３２の全周を囲むように案内されないように、円周領域において遮断開口部４２を有する摩擦攪拌加工ツール３０及び摩擦攪拌加工ツールが設けられた摩擦攪拌加工装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース表面（１４）を圧迫するためのショルダー（３４）と、加工される少なくとも１つのワークピース（１０，１２）内に導入して可塑化させるために、前記ショルダー（３４）を越えて突出し且つ回転するために駆動されることが可能なピン（３２）と、を有する摩擦攪拌加工のための摩擦攪拌加工ツール（３０）であって、
前記ショルダー（３４）が、前記ピン（３２）の全周を囲むように案内されないように、円周領域において遮断開口部（４２）を有することを特徴とする摩擦攪拌加工ツール（３０）。
【請求項２】
前記遮断開口部（４２）が、前記ピン（３２）の回転軸（３６）に関して軸方向に見ると円形セグメントの形態で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の摩擦攪拌加工ツール（３０）。
【請求項３】
前記摩擦攪拌加工ツール（３０）が、２つのワークピース（１０，１２）を摩擦攪拌接合によって接合シーム（７０）に沿って接続するための摩擦攪拌接合ツールとして構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の摩擦攪拌加工ツール（３０）。
【請求項４】
前記ピン（３２）が、前記ショルダー（３４）に対して回転可能であり、且つ／または前記ショルダー（３４）が、前記摩擦攪拌加工中に回転するピン（３２）に対して速度ｎ＝０を有するように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の摩擦攪拌加工ツール（３０）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の摩擦攪拌加工ツール（３０）と、シーム接合中に前記摩擦攪拌加工ツール（３０）を送り方向（Ｖ）に動かし且つガイドするためのツールガイドユニット（５４，５６）と、を備える摩擦攪拌加工装置（５０）であって、
前記遮断開口部（４２）が、前記送り方向（Ｖ）に向けられていることを特徴とする摩擦攪拌加工装置（５０）。
【請求項６】
摩擦攪拌加工により少なくとも１つのワークピース（１０，１２）を加工するための摩擦攪拌加工方法であって、
回転ピン（３２）を前記少なくとも１つのワークピース（１０，１２）内に導入し、且つ摩擦攪拌加工によって前記ワークピース材料を可塑化させるステップと、
前記少なくとも１つのワークピース（１０，１２）の表面（１４）に対して前記ピン（３２）を取り囲むショルダー（３４）を押し付けることによって可塑化された材料の漏れを防ぐステップであって、遮断開口部（４２）を有するショルダー（３４）が、使用され、且つ前記ピン（３２）を完全に取り囲んでいない、ステップと、
を含むことを特徴とする摩擦攪拌加工方法。
【請求項７】
摩擦攪拌接合により第１ワークピース（１０）及び第２ワークピース（１２）を接続するための摩擦攪拌接合方法であることを特徴とする請求項６に記載の摩擦攪拌加工方法。
【請求項８】
接合シーム（７０）を形成するために前記ピン（３２）及び前記ショルダー（３４）を送り方向（Ｖ）に動かすステップと、
前記ショルダー（３４）が、遮断開口部（４２）が前記送り方向（Ｖ）において前方に向けられて回転しない方式で、形成される前記接合シーム（７０）にわたって動かされるように、遮断開口部（４２）が前記送り方向（Ｖ）に向けられて、前記接合操作中に前記ショルダー（３４）を回転ピン（３２）に対して静止して保持するステップと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の摩擦攪拌加工方法。
【請求項９】
前記ワークピース（１０，１２）の間の段（２０）またはエッジオフセット部（１８）に沿って前記第１ワークピース（１０）及び前記第２ワークピース（１２）を接合することを特徴とする請求項７または８に記載の摩擦攪拌加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピース表面を圧迫するためのショルダーと、加工される少なくとも１つのワークピース内に導入して可塑化させるために、ショルダーを越えて突出し且つ回転するために駆動されることが可能なピンと、を有する摩擦攪拌加工のための摩擦攪拌加工ツールに関する。さらに、本発明は、上記摩擦攪拌加工ツールが設けられた摩擦攪拌加工装置に関する。さらに、本発明は、上記摩擦攪拌加工ツールまたは上記摩擦攪拌加工装置を用いて実行可能な摩擦攪拌加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ワークピースを修理し、加工し、且つ仕上げる場合、特に、ワークピースを接続する場合に利用される摩擦攪拌加工の分野にある。摩擦攪拌加工の場合には、ピン状の突出部が回転運動して少なくとも１つのワークピース内に導入され、これにより、少なくとも接合ピンの接触領域でワークピース材料を改良する。回転ピンは、例えば修理するために、ワークピースのクラック内に導入される。
【０００３】
摩擦攪拌加工の特別なケースは、宇宙航空技術、鉄道輸送技術、エンターテイメント用電子機器及び自動車工学でますます使用される摩擦攪拌接合（ＦＳＷ）である。この接合は、簡素、クリーン且つ革新的な結合方法であり、この方法は、高効率及び自動化に対する高い可能性を特徴とし、それにより、製造コストが減少され、且つその方法から製造される構造体の重量が減少される。
【０００４】
摩擦攪拌接合は、特に特許文献１で説明される。このケースでは、互いに接合される２つのワークピースが接触してこの位置に保持される。対応するツールの接合ピンまたはピン状の突出部が、ツール上でピンの上に配置されたショルダーがワークピースの表面上に載るまでワークピースの接続領域に導入される。この場合、摩擦熱が、ツールとワークピースとの間の相対運動により発生され、このため、接続領域における隣り合う材料領域が可塑状態を呈する。回転ピンが接続領域と接触する間、ツールは、ワークピースの接続線に沿って送り方向において前方へ動かされ、このため、ピンの周囲に位置した材料は、可塑化し、その後、固まる。材料が完全に硬化する前に、接合ピンが接続領域またはワークピースから取り除かれる。
【０００５】
摩擦攪拌加工ツールと、該ツールが設けられた摩擦攪拌加工装置と、一方が他方上にある少なくとも２つのワークピースを摩擦攪拌加工により接続線に沿って接合するための摩擦攪拌接合方法の形式の摩擦攪拌加工方法と、が特許文献２から公知である。特許文献２から公知の摩擦攪拌接合方法は、以前に公知の摩擦攪拌接合方法と対照的に、接合操作中においてピンのみが回転するために駆動されつつ、ショルダーが速度ｎ＝０に保持されることを特徴とする。従って、ショルダー及びピンは、互いに対して回転可能なように構成される。従って、さまざまな困難な接合作業を実行することができる。
【０００６】
異なる厚さのワークピースの接続は、いまだにより大きな課題を示す。特に、ワークピースの間の段またはエッジオフセット部に沿う摩擦攪拌接合は、決して容易ではない。
【０００７】
このために、特許文献３では、より薄いワークピースを支持する台をエッジオフセット部に利用することと、そして、２つのワークピースがそれらの上部外側で一平面に位置する後側から摩擦攪拌接合方法を行うことと、が提案されている。しかしながら、上記接合方法は、すべての接合作業のケースで行われない可能性がある：多くの場合、接合は、特に縁部のオフセット範囲を有する側面からが望ましい；特に、エッジオフセット部の代わりに対応する平坦または傾斜移行部を作り出すことが望ましい。しかしながら、特に、このことは、特許文献３で説明されるように困難につながる。
【０００８】
縁部のオフセットを有する異なる厚さの２つのワークピースを接続するために、特許文献４及び特許文献５では、ショルダー及びショルダーから突出するピンを有する摩擦攪拌加工ツールが、接続されるワークピースに対して所定のアタック角度で利用され、接合シームを形成するためにこのアタック角度で送り方向に動かされることが提案されている。
【０００９】
このために、特許文献４によれば、全体として回転し、ショルダー及びショルダーと一体で構成された突出ピンを有する摩擦攪拌加工ツールは、接続線にわたって、接続されるワークピースの表面に対して回転軸が斜めに設定されて送り方向に動かされる。これは、例えば、多数のジョイントを有するロボットアームにより達成される。しかしながら、上記接合方法のプロセス制御は、決して容易ではない。ロボットには、少なくとも５つのジョイントが設けられ、且つロボットは、正確に対応してガイドされなければならない。従って、複雑なマウントを有する複雑な摩擦攪拌加工装置が摩擦攪拌加工ツールのために提供される。
【００１０】
その一方で、特許文献５は、接続されるワークピースを傾斜面上で支持し、従ってこれにより、同様に全体として回転するツールに対して傾いたアタック角度を提供することを提案している。これも、結果的に、ワークピースがより困難な方式で傾斜面上に取り付けられなければならないので、容易ではない。
【００１１】
一般に、摩擦攪拌加工ツールのショルダーは、可塑化された材料が漏れることを回避するために設けられる。従って、ショルダーは、接合点で可塑化された材料を保持するために、シールする効果を有する。ショルダーは、このシールする役割を果たすために、従来技術のすべてにおいて円形シリンダー状の本体上のピンを囲むように延在して設けられている。回転の対称性と、ピンの回転軸周りの周方向におけるショルダーの完全な円周と、は、ショルダーの機能を果たすために従来技術によれば絶対的に必要とされる特徴である。これは、特に、ワークピースの段またはエッジオフセット部で接合するために使用される一体型の回転摩擦攪拌加工ツールのショルダーに適用する。しかしながら、特に、縁部のオフセット部での接合は、困難を引き起こす。特許文献３で説明されるように、例えば、縁部のオフセット部を有するワークピースの接合中に、より厚いワークピースの上部の自由縁部が、軟化し、且つショルダーに設けられたツールの摩擦面によってより薄いプレートの高さまでまたは移行領域を形成するために平坦に押し付けられる。しかしながら、この場合、望ましくない隆起がツールに隣り合って生じる。さらに、小さい厚さの変動のみが補償されることができる。より大きい厚さの変動の場合、ノッチ効果が厚さの移行部で生じ、このことは、さらなる加工に対して重大であり、且つ構成要素の不具合を生じさせる可能性がある。
【００１２】
従って、以前の縁部のオフセット部を有する摩擦攪拌接合方法では、適合する傾いたアタック角度が選択され、且つ接合操作中に維持されなければならない。これは、加工中に管理することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第９３／１０９３５号パンフレット
【特許文献２】独国特許第１０  ２００５  ０３０  ８００号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１００  ６３  ９２０号明細書
【特許文献４】国際公開第０２／０７０１８６号パンフレット
【特許文献５】欧州特許第１１６６９４６号明細書
【特許文献６】欧州特許第１０２１２７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明の目的は、特に、排他的でなく、エッジオフセット部を有する結合部分の摩擦攪拌接合を、変化する境界条件下でも強固なプロセス制御を保証しつつ従来よりも簡素な方式及び簡素な手段で行うことができる摩擦攪拌加工ツール及び該ツールが設けられた摩擦攪拌加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、添付の請求項１の特徴を有する摩擦攪拌加工ツールによって達成される。上記の摩擦攪拌加工ツールが設けられた摩擦攪拌加工装置は、別の独立請求項の対象である。上記摩擦攪拌加工ツール及び上記摩擦攪拌加工装置を用いて実行可能な摩擦攪拌加工方法は、さらなる独立請求項の対象である。
【００１６】
本発明の有利な実施形態は、従属請求項の対象である。
【００１７】
その１つの態様による本発明は、ワークピース表面を圧迫するためのショルダーと、加工される少なくとも１つのワークピース内に導入して可塑化させるために、ショルダーを越えて突出し且つ回転するために駆動されることが可能なピンと、を有する摩擦攪拌加工のための摩擦攪拌加工ツールであって、ショルダーが、ピンの全周を囲むように案内されないように、円周領域において遮断開口部を有する摩擦攪拌加工ツールを提供する。
【００１８】
言い換えると、非円周ショルダーを有する摩擦攪拌加工ツールが提供される。
【００１９】
特許文献４または特許文献５で示される従来型の摩擦攪拌加工ツールの使用は、傾いたアタック角度を使用する一方で、エッジオフセット部を有する接合部分の接合中、特に非線形のシームの形成中にロバストネスを提供するが、複雑なハンドリング技術を必要とする。アタック角度は、特に、送り方向が変わるときに追跡されなければならない。さらに、エッジオフセット部に対するプロセスの許容範囲を増大させるためのツールのアタック角度の有益な効果は、制限される。
【００２０】
対照的に、本発明の場合、別のアプローチが選択される。本発明によれば、周方向全体を囲むような円周のショルダーが使用されず、むしろショルダーは、円周領域上に遮断開口部を有している。ピンは、好ましくは、ショルダーによって完全に取り囲まれていない。
【００２１】
好ましい実施形態を用いて試みが示したように、アタック角度を設定すること及びその複雑化させる要因を受け入れることを必要とせず、好ましくはツールのショルダーの開口部のために回転しないショルダーを用いて、エッジオフセット部に対する極めて優れたプロセスの許容範囲が達成することができる。
【００２２】
全体として、プロセスのロバストネスが増大することができ、且つハンドリング技術が、本発明による摩擦攪拌加工ツールまたはその有利な実施形態を用いて大幅に簡素化することができる。
【００２３】
遮断開口部が、ピンの回転軸に関して軸方向に見ると円形セグメントの形態で構成されていることが好ましい。
【００２４】
摩擦攪拌加工ツールが、２つのワークピースを摩擦攪拌接合によって接合シームに沿って接続するための摩擦攪拌接合ツールとして構成されていることが好ましい。
【００２５】
ピンが、ショルダーに対して回転可能であり、且つ／またはショルダーが、摩擦攪拌加工中に回転するピンに対して速度ｎ＝０を有するように構成されていることが好ましい。
【００２６】
さらなる態様によれば、本発明は、非円周ショルダーを有する上述した型の摩擦攪拌加工ツールと、例えばシーム接合中に摩擦攪拌加工ツールを送り方向に動かし且つガイドするためのツールガイドユニットと、を有する摩擦攪拌加工装置を提供する。摩擦攪拌加工装置は、ショルダーの遮断開口部が、送り方向に向けられるように構成される。
【００２７】
さらなる態様によれば、本発明は、摩擦攪拌加工により少なくとも１つのワークピースを加工するための摩擦攪拌加工方法であって、回転ピンを少なくとも１つのワークピース内に導入し、且つ摩擦攪拌加工によってワークピース材料を可塑化させるステップと、少なくとも１つのワークピースの表面に対して少なくとも部分的にピンを取り囲むショルダーを押し付けることによって可塑化された材料の漏れを防ぐステップであって、遮断開口部を有するショルダーが、使用され、且つピンを完全に取り囲んでいない、ステップと、を含む、摩擦攪拌加工方法を提供する。
【００２８】
摩擦攪拌加工方法が、摩擦攪拌接合により第１ワークピース及び第２ワークピースを接続するための摩擦攪拌接合方法であることが好ましい。
【００２９】
上記摩擦攪拌接合方法の好ましい実施形態は、接合シームを形成するためにピン及びショルダーを送り方向に動かすステップと、形成される接合シームにわたって、送り方向において前方に向けられた遮断開口部を有するショルダーが動かされる一方で回転しないように、ピンを回転させる接合操作中に、送り方向に向けられた遮断開口部を有するショルダーを所定位置に固定するステップと、を有している。
【００３０】
さらに、好ましくは、ワークピースの間の段またはエッジオフセット部に沿って第１ワークピース及び第２ワークピースを接合するステップが提供される。
【００３１】
試みは、ショルダーが常に必然的にピンを囲むように案内される従来に従った方針から離れることと、むしろ遮断開口部を有して円周上に部分的に設けられたショルダーを設けることと、によって、より良好な接合が、ワークピースの縁部のオフセット部の領域において達成することができることを示している。ショルダーのシールする作業が、上方に突出する縁部によって遮断開口部の領域において達成されてもよい。
【００３２】
このために、摩擦攪拌接合方法の実行中に、遮断開口部は、好ましくは、縁部が遮断開口部を通じて摩擦攪拌加工ツールの回転ピンへガイドされるように、送り方向において前方に向けられている。縁部は、ピンの回転によって発生された摩擦熱によって遮断開口部内で可塑化される。いまだ可塑化されていない縁部の材料は、すでに可塑化された材料が遮断開口部から出ないことを保証する。ショルダーは、好ましくは、残りの領域でピンを完全に包囲するように具体化されている。例えば、ショルダーは、０°から９０°の角度範囲、好ましくは約５°から４５°の角度範囲で円周全体のセグメントで開いている。ショルダーは、全周の残りの領域にいまだに設けられている。
【００３３】
ショルダーは、好ましくは、ピンとともに回転しないように、加工されるワークピースに対して静止して保持される。このために、手段が、特許文献２で説明され且つ示されるように利用されてもよい。一実施形態では、ショルダーは、回転するために駆動され且つピンを有する回転体上にベアリングを介して設置されてもよい。このようなショルダーは、またピンが回転するために駆動されるときに、ワークピース上への配置によって静止して保持される。摩擦攪拌加工ツールが送り方向において前方に押されると、遮断開口部は、縁部の外形をたどる。
【００３４】
別の実施形態では、ショルダーは、個別のマウント上にピンから独立して取り付けられる。このマウントは、制御された方式で回転可能なように構成されてもよく、従ってこれにより、ショルダーの整列を送り方向の変化に適合させる。
【００３５】
他方で、ショルダーは、必ずしも静止して構成されない；ショルダーは、角度範囲内において前後に振動するように取り付けられ、従ってこれにより、必要であればさらなる摩擦熱を発生させる。このために、特許文献６の図３と同様の配置が、例えば、ショルダーが円周の部分的な領域上にピンまで対応して延在する遮断開口部を有するように修正して使用されてもよい。
【００３６】
本発明の用途の有利な分野は、異なる厚さのワークピースを接続すること、例えば異なる厚さのプレート−キーワード：調整されたブランクを接続することを含む。
【００３７】
本発明の例示的な実施形態が図面に基づいて以下でより詳細に説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】エッジオフセットを有して互いに圧迫し且つ摩擦攪拌加工方法によってエッジオフセット部の領域で互いに接続される第１ワークピース及び第２ワークピースを示している。
【図２】摩擦攪拌加工方法を行うための摩擦攪拌加工ツールの一実施形態の側面図を示している。
【図３】図２からのツールの平面図を示している。
【図４】摩擦攪拌加工ツールの一実施形態の概略的であり極めて簡単な図を示している。
【図５】図２及び図３に示される摩擦攪拌加工ツールにより図１に示される２つのワークピースを接合するための摩擦攪拌接合方法の実行を説明する概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、突合せ継手において互いに隣り合って設置され且つ互いに接合される第１ワークピース１０及び第２ワークピース１２を示している。第１ワークピース１０は、第２ワークピース１２よりも厚い。従って、エッジオフセット部１８が、突合せ継手１６の領域でワークピース表面１４上に生じ、エッジオフセット部１８は、ワークピース１０，１２がいまだ接合されていないときに段２０の形態で設けられている。
【００４０】
２つのワークピース１０，１２は、摩擦攪拌接合方法により突合せ継手１６の領域で互いに接続される。
【００４１】
このために、図２は、摩擦攪拌加工のための摩擦攪拌加工ツール３０の例示的な実施形態を示し、この実施形態において、摩擦攪拌加工ツール３０は、ピン３２（プローブ、接合ピンまたは接合プローブとも呼ばれる）を有し、ピン３２は、回転するために駆動されることが可能であり、且つピン３２の回転軸３６に関して見たときにショルダー３４から軸方向に突出する。
【００４２】
ショルダー３４は、摩擦攪拌加工ツール３０の本体３８上に構成されている。本体３８は、好ましくはピン３２に対して回転可能なように構成される。
【００４３】
図３は、図２の底部から軸方向に見た、図２に示されるものと比較可能な構成での摩擦攪拌加工ツール３０の図を示している。
【００４４】
図２及び図３に示されるように、ショルダー３４は、周方向においてピン３２の全周を囲むように案内されておらず、むしろショルダー３４は、ワークピース１０，１２上への摩擦アタックのために構成される係合領域４０において遮断開口部４２を有している。遮断開口部４２は、係合領域４０においてショルダー３４の外周からピン３２に至るまで連続的に延在している。
【００４５】
遮断開口部４２は、特に軸方向において平面図で見ると（図３参照）円形セグメントのように構成されており、且つ好ましくは０°から９０°の範囲内の鋭角として構成された角度Ｗで開いている。角度Ｗは、特に好ましくは約４５°よりも小さく、より好ましくは２０°よりも小さい。開口角度Ｗ及び軸方向における遮断開口部４２の延在は、接合作業に依存して異なって構成されてもよい。
【００４６】
ショルダー３４を有する本体３８は、ピン３２に対して回転可能である。特に、ショルダー３４を有する本体３８は、摩擦攪拌加工中に回転せず、むしろ速度ｎ＝０を有するように構成されている。例えば、摩擦攪拌加工ツール３０は、ピン３２及び本体３８の相対的な可動性に関して特許文献２で開示されるように構成される。
【００４７】
図４は、摩擦攪拌加工のための摩擦攪拌加工装置５０の一実施例を示しており、摩擦攪拌加工装置５０は、ショルダー３４上の遮断開口部４２を有する摩擦攪拌加工ツール３０と、摩擦攪拌加工ツール３０を動かし且つガイドするためのツール移動ユニット５２と、を有している。
【００４８】
ツール移動ユニット５２は、さまざまな方向に摩擦攪拌加工ツール３０を動かし且つガイドするために構成されている。このために、図４に示される実施例では、ツール移動ユニット５２の簡素な実施形態を説明し、第１方向Ｒ１（例えばＸ方向）に摩擦攪拌加工ツール３０を動かすための第１ガイドユニット５４と、第２方向Ｒ２（例えばＹ方向）に摩擦攪拌加工ツール３０を動かすための第２ガイドユニット５６と、が設けられる。当然ながら、第３方向（例えば垂直方向、Ｚ方向）に摩擦攪拌加工ツール３０を動かすための第３ガイドユニット（図示せず）が設けられてもよい。
【００４９】
摩擦攪拌加工装置５０は、所望の摩擦攪拌加工を実行するためにそれぞれの方向においてコントローラ６０を介して制御されるツールガイドユニット５２により動かされるフレーム５８またはハウジングをさらに有している。
【００５０】
ピン３２を回転させるための第１回転駆動部６１がフレーム５８（またはハウジング）上に設けられている。
【００５１】
本明細書に示される摩擦攪拌加工装置５０の例示的な実施形態では、さらに、コントローラ６０によって制御される回動駆動部６２がフレーム５８（またはハウジング）上に設けられ、回動駆動部により、ショルダー３４を有する本体３８が、本体３８がその後静止して保持される任意の角度の整列位置に移動可能である。回動駆動部６２は、例えば、ギアホイール６４及びギアリング６６を介して本体３８に接続されている。例えば、回動駆動部６２は、ステッピングモータを有している。
【００５２】
コントローラ６０は、好ましくは、第１ワークピース１０及び第２ワークピース１２を接続するための摩擦攪拌接合を、摩擦攪拌加工装置５０を用いて行うことができるように構成される。このために、ピン３２は、回転駆動部６１を用いて回転するために駆動され、且つワークピース１０，１２の突合せ継手１６の領域（または別の接続領域）内に導入される。ワークピース１０，１２の材料は、ピン３２とワークピース１０，１２との間の摩擦熱によって可塑化される。摩擦攪拌加工のために、摩擦攪拌加工ツール３０は、その後、コントローラ６０を介して制御されて、送り方向Ｖに動かされる。この場合、ショルダー３４は、遮断開口部４２が常に送り方向Ｖに向くように、回動駆動部６２によって整列される。
【００５３】
遮断開口部４２の整列は、突合せ継手１６の外形に従って且つ送り方向Ｖの対応する変更に依存して回動駆動部６２によって変更されてもよい。これは、図４において、突合せ継手１６及び点線によるエッジオフセット部１８の湾曲外形によって示されている：従って、この湾曲外形に沿って湾曲接合シーム７０も形成される。
【００５４】
図５は、第１ワークピース１０及び第２ワークピース１２上へのアタックでの摩擦攪拌接合中の摩擦攪拌加工ツール３０の極めて概略的な図を示している。
【００５５】
従来、摩擦攪拌加工ツールのショルダーは、ツールが接合点で可塑化された材料を押しとどめる作業を実行することができるように、ピン３２の全周を囲むように案内されなければならないと考えられてきた。図５に示されるように、完全でない円周ショルダー３４の場合、遮断開口部４２が設けられる；しかしながら、いまだ接合されていないワークピース１０，１２のエッジオフセット部１８は、ここで可塑化された材料を押しとどめる作業を実行する。
【００５６】
試みは、完全でない円周ショルダー３４を有する上記摩擦攪拌加工ツール３０を使用すること、縁部のオフセット部１８を有するワークピース１０，１２を摩擦攪拌加工することが、摩擦攪拌加工ツール３０の傾いたアタック角度を設定する必要がなく、より大きなプロセスの信頼性で行われることができることを示した。上記傾いたアタック角度は、特に、図４における点線によって示されるように接合シーム７０の湾曲外形に合わせて管理することが困難である。
【００５７】
摩擦攪拌加工ツール３０及び摩擦攪拌装置５０のさまざまな実施形態が考えられる。従って、遮断開口部４２の形状は、図示された形状から異なっていてもよい。
【００５８】
図４に示されるツール移動ユニット５２の簡素な型の代わりに、ロボットアームが、周知なように、ツール移動ユニット５２として設けられ、このツール移動ユニット５２の端部に、回転駆動部６１を有するフレーム５８またはハウジングが設けられてもよい。回動駆動部６２は、例えば、ロボットアームのツール取付部の対応する回動機能によって形成されてもよい。
【００５９】
摩擦攪拌加工ツール３０及び摩擦攪拌加工装置５０を、ワークピース１０，１２を接合シームに沿って接続するための摩擦攪拌接合ツールまたはワークピース１０，１２を接合シームに沿って接続するための摩擦攪拌接合装置としてそれぞれ使用するために示し且つ説明したが、摩擦攪拌加工ツール３０及び摩擦攪拌加工装置５０の考えられる使用は、この用途に限定されない。他の摩擦攪拌加工作業、例えば一体型のワークピース（図示せず）上のエッジオフセット部１８を滑らかにすることまたは縁部のオフセット部の領域においてワークピースを修理することなどが行われてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  第１ワークピース、１２  第２ワークピース、１４  ワークピース表面、１６  突合せ継手、１８  エッジオフセット部、２０  段、３０  摩擦攪拌加工ツール、３２  ピン、３４  ショルダー、３６  回転軸、３８  本体、４０  係合領域、４２  遮断開口部、５０  摩擦攪拌加工装置、５２  ツール移動ユニット、５４  第１ガイドユニット、５６  第２ガイドユニット、５８  フレーム、６０  コントローラ、６１  回転駆動部、６２  回動駆動部、６４  ギアホイール、６６  ギアリング、７０  接合シーム、Ｗ  開口角度、Ｒ１  第１方向、Ｒ２  第２方向、Ｖ  送り方向
【図１】
2014237174.tif 000003
【図２】
2014237174.tif 000004
【図３】
2014237174.tif 000005
【図４】
2014237174.tif 000006
【図５】
2014237174.tif 000007
【外国語明細書】
2014237174000001.pdf