(57)【要約】【課題】接合部位への摩擦撹拌接合用工具の挿入量を一定にする。【解決手段】摩擦撹拌接合装置１０のスピンドルカバー１８と円弧状フランジ部材３２との間には、接触式センサ４６が介装されている。この接触式センサ４６と電気的に接続された制御回路は、接触式センサ４６における接触部５０の収縮量を、摩擦撹拌接合用工具１２の積層部への挿入量の実測値として認識し、予め設定された目標値と比較する。実測値が目標値と一致するようになるまで、摩擦撹拌接合用工具１２が降下される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の部材が積層されることによって形成された積層部の肉を摩擦撹拌接合用工具で点状に摩擦撹拌した後、前記肉を硬化して接合する摩擦撹拌接合方法において、
前記摩擦撹拌接合用工具の前記積層部に対する挿入量の目標値を制御手段に設定する工程と、
回転動作する前記摩擦撹拌接合用工具を前記積層部に挿入することにより該積層部の肉を摩擦撹拌するとともに、前記摩擦撹拌接合用工具の前記積層部への挿入量の実測値を挿入量測定手段で測定する工程と、
を有し、
前記制御手段で前記実測値が前記目標値に一致するように前記摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御することにより、前記摩擦撹拌接合用工具の挿入量を設定することを特徴とする摩擦撹拌接合方法。
【請求項２】
請求項１記載の接合方法において、前記挿入量測定手段として接触式センサを使用し、該接触式センサを前記挿入量に応じて収縮させ、この際の収縮量を前記挿入量として取得することを特徴とする摩擦撹拌接合方法。
【請求項３】
複数個の部材が積層されることによって形成された積層部を点状に摩擦撹拌接合するための摩擦撹拌接合装置において、
前記積層部に対して接近又は離間する方向に変位する摩擦撹拌接合用工具と、
前記摩擦撹拌接合用工具に同期して前記積層部に対して接近又は離間する方向に変位するとともに、前記摩擦撹拌接合用工具の前記積層部への挿入量を測定する挿入量測定手段と、
前記摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記挿入量測定手段によって測定された前記挿入量の実測値が前記目標値に一致するように前記摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御することにより、前記摩擦撹拌接合用工具の挿入量を設定することを特徴とする摩擦撹拌接合装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、前記挿入量測定手段は、前記挿入量に応じて収縮自在な接触式センサであることを特徴とする摩擦撹拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの肉を摩擦撹拌して接合する摩擦撹拌接合方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワークの端面同士を当接させて形成した突き合わせ部を線状に接合する場合や、積層したワーク同士を点状に接合する場合に、摩擦撹拌接合が採用されつつある。摩擦撹拌接合には、例えば、アーク接合と比較した場合、ワークの温度上昇を抑制することができるので接合後のワークの歪みがほとんどなく、アークを発生させる必要がないので低コストであり、しかも、溶接ビードが形成されることがないので外観が良好である等の利点がある。また、リベット接合と比較して、ボルト・ナット、リベットの締結部品が不要となり、作業が簡素である。
【０００３】
摩擦撹拌接合装置は、例えば、ロボットのアーム部に摩擦撹拌接合用工具と支持治具とが互いに対向するように設置されて構成され、さらに、該アーム部に設けられて摩擦撹拌接合用工具を昇降動作する昇降機構と、摩擦撹拌接合用工具を回転付勢する回転機構とを具備する。摩擦撹拌接合用工具は、前記回転機構の作用下に高速で回転付勢され、その後、前記昇降機構の作用下に降下する。最終的に、支持治具に当接したワークに対し、摩擦撹拌接合用工具のプローブが摺接する。
【０００４】
この際に発生した摩擦熱により、該ワークの肉が軟化して塑性流動する。換言すれば、肉が摩擦撹拌される。
【０００５】
摩擦撹拌接合用工具は前記プローブに比して大径の回転体を有し、前記プローブは、該回転体の先端部に設けられている。ワークの肉が摩擦撹拌される際には、プローブ全体及び回転体の先端部がワークに挿入される。
【０００６】
プローブ全体及び回転体の所定量が挿入された後、前記昇降機構の作用下に摩擦撹拌接合用工具をワークから離間すれば、肉の摩擦撹拌が終了し、該肉が冷却硬化する。これにより、ワーク同士が接合されるに至る。
【０００７】
ところで、プローブと回転体の挿入量が過度に小さいと、肉が十分に摩擦撹拌されないので、接合強度が小さくなる。一方、挿入量が過度に大きいと、ワークが回転体によって押圧され、肉厚が低下する。すなわち、肉厚減が大きくなり、このために接合強度が小さくなる。
【０００８】
このことから諒解されるように、摩擦撹拌接合において接合強度を確保するためには、プローブと回転体の挿入量を適切な範囲内に制御する必要がある。このような観点から、特許文献１、２には、ワーク同士の突き合わせ部が延在する方向に沿う溶接方向、すなわち、摩擦撹拌接合用工具の変位方向の前方に、該摩擦撹拌接合用工具とワーク表面との距離を測定する測定手段を配置することが提案されている。この場合、摩擦撹拌接合用工具は、ワーク表面までの距離が一定となるように、ワーク表面に対して離間又は接近する方向に変位される。
【０００９】
また、特許文献３には、接合ツール（摩擦撹拌接合用工具）と支持ツール（支持治具）との距離が一定となるように制御することにより、接合ツールのワークへの挿入量を制御することが提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２２６７５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１７０７８２号公報
【特許文献３】特開２００４−１３６３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１、２記載の技術は、摩擦撹拌接合用工具を突き合わせ部に沿って変位させる際に、次に到達する部位での摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御するようにしている。従って、この技術は、積層したワーク同士を点状に接合する、いわゆるスポット接合では採用することができない。
【００１２】
また、特許文献３記載の技術は、ロボットのアーム部の撓み量をデータ化し、この撓み量を予め制御手段に入力して、摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御するようにしている。しかしながら、この撓み量は、気温等の外的要因や、アーム部の経時変化によって該アーム部の可撓性が上昇すること等に起因して変化する。また、ワークが軟化することに伴ってアーム部が撓んだ位置から元の位置ないしその途中まで復帰することがあるが、このように撓みが低減した場合であっても摩擦撹拌接合用工具の変位量が変更されないので、接合ツールと支持ツールとの距離が一定となるとは必ずしもいえない側面がある。また、仮に摩擦撹拌接合用工具の変位量を撓み量に合わせて変更するとしても、データを逐一取得する必要があり、煩雑である。
【００１３】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、スポット接合においても採用可能であり、しかも、摩擦撹拌接合用工具のワークへの挿入量を一定とすることが容易な摩擦撹拌接合方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明は、複数個の部材が積層されることによって形成された積層部の肉を摩擦撹拌接合用工具で点状に摩擦撹拌した後、前記肉を硬化して接合する摩擦撹拌接合方法において、
前記摩擦撹拌接合用工具の前記積層部に対する挿入量の目標値を制御手段に設定する工程と、
回転動作する前記摩擦撹拌接合用工具を前記積層部に挿入することにより該積層部の肉を摩擦撹拌するとともに、前記摩擦撹拌接合用工具の前記積層部への挿入量の実測値を挿入量測定手段で測定する工程と、
を有し、
前記制御手段で前記実測値が前記目標値に一致するように前記摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御することにより、前記摩擦撹拌接合用工具の挿入量を設定することを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明においては、摩擦撹拌接合用工具のワークへの挿入量を挿入量測定手段で実測し、該実測値を、制御手段に予め設定された目標値と比較して、実測値と目標値とが一致するようになるまで摩擦撹拌接合用工具を変位させる。従って、ロボットのアーム部が撓んで挿入量が変化した場合、この挿入量の変化が挿入量測定手段で実測され、この実測値に応じて、挿入量が前記目標値となるように摩擦撹拌接合用工具が変位される。従って、挿入量を一定とすることができる。
【００１６】
結局、本発明によれば、挿入量が過度に大きくなったり小さくなったりすることが回避される。このため、接合部の接合強度を確保することができる。
【００１７】
また、本発明では、摩擦撹拌接合用工具の挿入量が即座に測定されるので、スポット接合を行う場合においても好適に実施することができる。
【００１８】
なお、挿入量を測定する具体的な手法としては、例えば、挿入量測定手段として接触式センサを使用し、該接触式センサを挿入量に応じて収縮させ、この際の収縮量を挿入量として取得するようにすればよい。
【００１９】
また、本発明は、複数個の部材が積層されることによって形成された積層部を点状に摩擦撹拌接合するための摩擦撹拌接合装置において、
前記積層部に対して接近又は離間する方向に変位する摩擦撹拌接合用工具と、
前記摩擦撹拌接合用工具に同期して前記積層部に対して接近又は離間する方向に変位するとともに、前記摩擦撹拌接合用工具の前記積層部への挿入量を測定する挿入量測定手段と、
前記摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記挿入量測定手段によって測定された前記挿入量の実測値が前記目標値に一致するように前記摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御することにより、前記摩擦撹拌接合用工具の挿入量を設定することを特徴とする。
【００２０】
このような構成とすることにより、上記した摩擦撹拌接合方法、すなわち、摩擦撹拌接合用工具のワークへの挿入量を一定にして摩擦撹拌接合を実施することが容易となる。
【００２１】
なお、挿入量測定手段は、挿入量に応じて収縮自在な接触式センサであることが好ましい。この場合、測定誤差が小さいという利点がある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、摩擦撹拌接合用工具のワークへの挿入量を挿入量測定手段で実測し、この実測値と、制御手段に予め設定された目標値とを比較して、実測値と目標値が一致するように摩擦撹拌接合用工具の変位量を制御するようにしている。これにより挿入量が略一定に制御されるので、接合部に十分な接合強度が確保される。
【００２３】
さらに、挿入量の実測値を目標値に一致させるように制御するので、ロボットに摩擦撹拌接合装置を設けた場合において、該ロボットのアーム部が撓んだとしても、その挿入量を目標値に一致させることができる。
【００２４】
しかも、このような制御方法を採用した結果、摩擦撹拌接合用工具の挿入量の実測値が即座に測定されるので、スポット接合を行うこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る摩擦撹拌接合方法につきそれを実施する装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態に係る摩擦撹拌接合装置１０の要部拡大説明図である。この摩擦撹拌接合装置１０は、ロボットにおける略Ｃ字状のアーム部（ともに図示せず）に摩擦撹拌接合用工具１２と支持治具１４とが互いに対向するように設置されて構成され、さらに、該アーム部に設けられて摩擦撹拌接合用工具１２を昇降動作する図示しない昇降機構と、摩擦撹拌接合用工具１２を回転付勢する図示しない回転機構と、前記回転機構に連結されたスピンドル１６とを具備する。このうち、スピンドル１６は、スピンドルカバー１８に囲繞されている。
【００２７】
摩擦撹拌接合用工具１２は、プローブ２０と、該プローブ２０に比して大径な円柱体形状の回転体２２とを有し、プローブ２０が回転体２２の先端面から突出するように設けられるとともに、回転体２２の他端部が前記スピンドル１６に連結されている。
【００２８】
スピンドルカバー１８は、摩擦撹拌接合用工具１２に近接する先端部に向かうにつれてテーパ状に縮径しており、その先端面には、環状フランジ部２４が設けられている。この環状フランジ部２４には、環状に配置されたボルト２６・ナット２８を介してディスク状部材３０が連結されており、該ディスク状部材３０の下方には、円弧状フランジ部材３２が配設されている。この円弧状フランジ部材３２は、コイルスプリング３４によって図１における下方に弾発付勢されるとともに、ガイドピン３６によって保持されている。
【００２９】
すなわち、ディスク状部材３０にはボルト孔３７が貫通形成されており、該ディスク状部材３０の下端面におけるボルト孔３７開口近傍には、ガイドピン３６の頭部が当接している。この頭部には、ボルト孔３７を通されたボルト３８が螺合している。なお、ボルト３８とディスク状部材３０との間には、ワッシャ３９が介在されている。
【００３０】
また、円弧状フランジ部材３２にも貫通孔４０が設けられており、前記ガイドピン３６の胴部は、この貫通孔４０に通されている。そして、ガイドピン３６の下端面には貫通孔４０よりも幅広のストッパ部４１が設けられており、このストッパ部４１によって、ガイドピン３６の貫通孔４０からの抜け止めがなされている。
【００３１】
その一方で、円弧状フランジ部材３２の上端面において、ガイドピン３６の胴部を囲繞するように、円環状のスプリング受４２が接合されている。前記コイルスプリング３４は、このスプリング受４２とガイドピン３６の頭部との間に介装されている。上記したように、円弧状フランジ部材３２は、このコイルスプリング３４によって、図１における下方に弾発付勢される。
【００３２】
円弧状フランジ部材３２とディスク状部材３０との間には、さらに、接触式センサ４６が介在されている。この接触式センサ４６は、断面形状が略凸字状であり、且つ突出部が水平方向に延在するように立設された本体部４８と、該本体部４８から突出して伸縮自在な接触部５０とを有する。後述するように、この接触部５０の後退動作量（収縮量）が摩擦撹拌接合用工具１２の挿入量の実測置として取得される。
【００３３】
さらに、円弧状フランジ部材３２の下端面には、支持治具１４に指向して突出した突起部５２を有する接触子５４がボルト５６・ナット５８を介して連結されている。
【００３４】
以上の構成において、接触式センサ４６、前記昇降機構及び前記回転機構は、図示しない制御回路に電気的に接続されている。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る摩擦撹拌接合方法につき、上記のように構成された摩擦撹拌接合装置１０によって、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２が互いに積層されて形成された積層部位Ｌをスポット接合する場合を例示して説明する。
【００３６】
フローチャートである図２に示すように、はじめに、ステップＳ１で摩擦撹拌接合用工具１２の積層部位Ｌへの挿入量の目標値を設定する。例えば、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の肉厚がともに２ｍｍ、プローブ２０の長さが３．５ｍｍであって、且つこのプローブ２０全体と回転体２２の先端部０．２ｍｍとの合計３．７ｍｍが挿入されるようにする場合、回転体２２の先端面と第２ワークＷ２の上端面との離間距離を３．７ｍｍに加算して目標値を設定する。なお、本実施の形態では、回転体２２の先端面と接触子５４の突起部５２の先端とが一致する高さを零点とする。
【００３７】
その一方で、第１ワークＷ１上に第２ワークＷ２を積層して積層部位Ｌを形成する（図１参照）。この積層部位Ｌを、スポット接合を行うステーションの所定箇所に位置決めする。
【００３８】
積層部位Ｌが位置決めされると、次に、前記ロボットの作用下に、図１に示すように、該ロボットのアーム部に配設された摩擦撹拌接合用工具１２及び支持治具１４が該積層部位Ｌを挟む位置まで移動する。最終的に、第１ワークＷ１の下端面が支持治具１４の上端面に当接する。
【００３９】
次に、前記回転機構の作用下に摩擦撹拌接合用工具１２が回転付勢され、この状態で、昇降機構の作用下に摩擦撹拌接合用工具１２が降下して積層部位Ｌに接近する（図２のステップＳ２）。この際、摩擦撹拌接合用工具１２に同期してスピンドルカバー１８が降下し、これに追従して、円弧状フランジ部材３２、ひいては接触式センサ４６が降下する。その結果、図３に示すように、接触子５４の突起部５２の先端が積層部位Ｌに当接する。
【００４０】
摩擦撹拌接合用工具１２及びスピンドルカバー１８がさらに降下すると、突起部５２の先端が積層部位Ｌから反力を受け、このために円弧状フランジ部材３２がガイドピン３６に沿って相対的に上昇するとともに、接触式センサ４６の接触部５０が後退動作して本体部４８の内部に進入する。この際、コイルスプリング３４が収縮する一方、ストッパ部４１の上端面が円弧状フランジ部材３２の下端面から離間する。
【００４１】
接触部５０の後退動作量（収縮量）は、前記制御回路に信号として発信される。この時点では、接触子５４の突起部５２の先端が第２ワークＷ２の上端面に当接し、且つ回転体２２の先端面が突起部５２の先端よりも高い位置にあるので、前記制御回路は、昇降機構に「摩擦撹拌接合用工具１２をさらに降下する」との制御信号を発する。
【００４２】
この制御信号を受けた昇降機構は、摩擦撹拌接合用工具１２をさらに降下させるように動作する。これにより摩擦撹拌接合用工具１２に同期してスピンドルカバー１８がガイドピン３６に案内されながらさらに降下し、これに伴って接触式センサ４６の接触部５０がさらに後退動作する。また、突起部５２によって、摩擦撹拌接合を行う箇所の近傍が押圧され、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが密着する。
【００４３】
最終的に、プローブ２０が第２ワークＷ２の上端面に摺接し、この摺接に伴って摩擦熱が発生する。これにより第２ワークＷ２の上端面及びその近傍が軟化して、図４に示すように、プローブ２０が第２ワークＷ２に挿入される。
【００４４】
その最中に、回転体２２の先端面が接触子５４の突起部５２の先端と同一高さとなる。前記制御回路は、この時点を零点とし、これ以降の接触式センサ４６の接触部５０の後退動作量（収縮量）を、プローブ２０及び回転体２２の積層部位Ｌへの挿入量の実測値として認識する。換言すれば、零点以降の接触部５０の収縮量は、プローブ２０及び回転体２２の積層部位Ｌへの挿入量の実測値として取得される。
【００４５】
前記制御回路は、この実測値と予め設定された目標値とを常時比較し（図２のステップＳ３）、実測値が目標値に満たない場合には、昇降機構に「摩擦撹拌接合用工具１２をさらに降下する」との制御信号を発する。
【００４６】
この制御信号を受けた昇降機構は、摩擦撹拌接合用工具１２をさらに降下させるように動作する（ステップＳ２）。この降下は、目標値と実測値が一致するまで行われる。
【００４７】
摩擦撹拌接合用工具１２が降下される最中、該摩擦撹拌接合用工具１２が継続して回転動作しているので、第２ワークＷ２の肉が常時摩擦撹拌される。プローブ２０が第１ワークＷ１まで到達した後には、第２ワークＷ２の肉と第１ワークＷ１の肉が一体的に混合されるように塑性流動が起こる。
【００４８】
目標値と実測値が一致すると、すなわち、本実施の形態の場合、図５に示すように、プローブ２０全体が挿入されるとともに回転体２２の先端部０．２ｍｍが挿入されると、前記制御回路は、昇降機構に「降下動作停止」の制御信号を発信する（ステップＳ４）。これにより、摩擦撹拌接合用工具１２の降下が終了し、位置決め保持される。
【００４９】
摩擦撹拌接合用工具１２が積層部位Ｌに所定の挿入量で挿入されて回転動作することにより、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２との肉がプローブ２０によって確実に摩擦撹拌されて混合される。また、肉厚減が過度に大きくなることもない。従って、積層部位Ｌを優れた接合強度で接合することができる。
【００５０】
しかも、本実施の形態によれば、接触式センサ４６における接触部５０の零点からの収縮量を摩擦撹拌接合用工具１２の積層部位Ｌへの挿入量の実測値として取得し、この実測値と、制御回路に予め設定された目標値とを比較して、実測値が目標値に合致するように、摩擦撹拌接合用工具１２の変位量を制御するようにしている。このような制御方法においては、ロボットのアーム部の撓み量が外的要因や経時変化によって変化した場合であっても、摩擦撹拌接合用工具１２の挿入量が一定となる。従って、アーム部の撓み量に影響されることなく、スポット接合後の接合強度を確保することができる。その上、この場合、アーム部の撓み量に応じて摩擦撹拌接合用工具１２の適切な変位量のデータを取得する必要もない。
【００５１】
所定時間が経過した後、制御回路は、昇降機構に「摩擦撹拌接合用工具１２を上昇させる」との制御信号を発信する（ステップＳ５）。この制御信号を受け、昇降機構は、図６に示すように、摩擦撹拌接合用工具１２を上昇させる。これに追従してスピンドルカバー１８が上昇すると、摩擦撹拌接合用工具１２が積層部位Ｌから離脱するとともに、接触子５４の突起部５２の先端が第２ワークＷ２の上端面から離間する。さらに、円弧状フランジ部材３２がコイルスプリング３４によって弾発付勢され、ストッパ部材の堰止部に当接するまで下方に変位する。また、上昇した摩擦撹拌接合用工具１２の回転動作が停止される。
【００５２】
摩擦撹拌接合用工具１２が離脱することに伴い、積層部位Ｌの肉の塑性流動、すなわち、摩擦撹拌が終了し、該肉が冷却硬化する。その結果、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが良好な接合強度で一体的にスポット接合されるに至る。なお、スポット接合が施された部位には、離脱穴Ｈが形成される。
【００５３】
第１ワークＷ１、第２ワークＷ２とは異なる肉厚のワーク同士を積層した積層部位Ｌに対してスポット接合を行う場合には、ワークの肉厚に応じて、前記制御回路に設定する目標値を変更すればよい。このように、本実施の形態によれば、摩擦撹拌接合用工具１２の挿入量を容易且つ簡便に変更することができる。
【００５４】
以上の作業を繰り返し行った後、必要に応じて、回転体２２の先端面の位置の零点補正を行う。すなわち、プローブ２０の全体が挿入可能である一方、回転体２２が挿入不可能な寸法の凹部が設けられた補正用板を用意し、該補正用板の前記凹部にプローブ２０を挿入するとともに、回転体２２の先端面、及び接触子５４の突起部５２の先端を補正用板の上端面に当接させる。これにより、回転体２２の先端面と接触子５４の突起部５２の先端とを正確に一致させることができ、零点を設定することが可能となる。
【００５５】
このようにして零点補正を行うことにより、プローブ２０の埋没量の実測値を正確に測定することが可能となる。従って、作業の繰り返しによって摩擦撹拌接合用工具１２が摩耗した場合や、作業時に発生した摩擦熱で摩擦撹拌接合用工具１２が熱膨張を起こした場合等、摩擦撹拌接合用工具１２の寸法が変化したとしても、プローブ２０の埋没量の正確な実測値を得ることができる。
【００５６】
なお、上記した実施の形態においては、摩擦撹拌接合用工具１２の積層部位Ｌへの挿入量を測定する挿入量測定手段として接触式センサ４６を例示して説明したが、挿入量測定手段は特にこれに限定されるものではなく、例えば、非接触式センサを用いるようにしてもよい。この種の非接触式センサとしては、例えば、レーザ光を照射し、該レーザ光が反射によって戻ってくるまでの時間から距離を算出するものが挙げられる。
【００５７】
また、本発明に係る摩擦撹拌接合装置１０によれば、摩擦撹拌接合を行う前にワークの肉厚を予め測定することもできる。すなわち、最高位置まで上昇した接触子５４の突起部５２の先端と、支持治具１４の上端面までの初期距離を予め求める。次に、ワークを支持治具１４に載置し、昇降機構の作用下にスピンドルカバー１８、ひいては接触子５４を降下する。
【００５８】
降下した接触子５４の突起部５２の先端は、最終的に、ワークの上端面に当接する。その際の突起部５２の移動距離を前記初期距離から差し引けば、ワークの肉厚が算出される。この際、ワークには接触子５４が当接する程度の押圧力しか作用しないので、アーム部が撓むことはない。従って、アーム部が撓むことによってワーク肉厚に測定誤差が生じることもない。なお、突起部５２の移動距離は、昇降機構の移動距離に基づいて求めることができる。
【００５９】
このようにして測定されたワークの肉厚に応じ、前記制御回路に設定する目標値を変更すれば、ワークの肉厚にバラツキがある場合であっても、摩擦撹拌接合用工具１２の変位量が各ワーク毎に適宜設定され、これにより、優れた接合強度の接合部を得ることができる。
【００６０】
また、この測定によって前記ワークの肉厚が許容範囲外であることが判明した場合、摩擦撹拌接合を行わなければよい。このように、ワークの肉厚を予め測定することにより、摩擦撹拌接合を施すことが困難なワークを除去することもできる。このため、作業効率が向上し、製造歩留まりも向上する。
【００６１】
いずれの場合においても、円弧状フランジ部材３２に代替して円環状フランジ部材を取り付けるようにしてもよい。この場合、接触子５４に代替して円環状接触子を用い、且つ該円環状接触子から積層部位Ｌに指向して突起部を円環状に突出させるようにすることもできる。積層部位Ｌが傾斜している場合、該積層部位Ｌにおける円環状突起に最近接する部位が該円環状突起で押圧され、その結果、この部位が支持治具１４側に傾動する。これにより積層部位Ｌの傾斜状態が解消されるので、プローブ２０が積層部位Ｌに対して略垂直に挿入される。従って、積層部位Ｌを一層確実に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施の形態に係る摩擦撹拌接合装置の要部拡大説明図である。
【図２】本実施の形態に係る摩擦撹拌接合方法を示すフローチャートである。
【図３】摩擦撹拌接合用工具が降下して、接触子の突起部の先端が積層部位に当接した状態を示す要部拡大説明図である。
【図４】摩擦撹拌接合用工具がさらに降下して、プローブが第２ワークの上端面に挿入された状態を示す要部拡大説明図である。
【図５】摩擦撹拌接合用工具がさらに一層降下して、回転体が積層部位の所定位置まで挿入された状態を示す要部拡大説明図である。
【図６】摩擦撹拌接合用工具が上昇して積層部位から離脱した状態を示す要部拡大説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…摩擦撹拌接合装置                  １２…摩擦撹拌接合用工具
１４…支持治具                          １６…スピンドル
１８…スピンドルカバー                  ２０…プローブ
２２…回転体                            ２４…環状フランジ部
３０…ディスク状部材                    ３２…円弧状フランジ部材
３４…コイルスプリング                  ３６…ガイドピン
４６…接触式センサ                      ５０…接触部
５２…突起部                            ５４…接触子
Ｗ１、Ｗ２…ワーク                      Ｌ…積層部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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