(57)【要約】      （修正有）【課題】摩擦撹拌接合による必要最小限の仮接合と本接合を連続的に行う。【解決手段】第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、摩擦撹拌接合時に所望の撹拌深度が得られる摩擦撹拌接合ツールを選択し、拘束装置により拘束されアルミ部材１０、２０の合わせ面を連続的に仮接合を行う。次に、第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、アルミ部材１０、２０の合わせ面を全面にわたり本接合する摩擦撹拌接合ツールを選択し、連続的に本接合を行う。【選択図】図６
2015112622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の金属板の合わせ面の表面側と裏面側に、第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを相対向するように配置し、この第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールにより前記合わせ面を摩擦撹拌し、前記２枚の金属板を接合する両面摩擦撹拌接合方法において、
第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、摩擦撹拌時に所望の撹拌深度が得られる摩擦撹拌接合ツールを選択し、前記合わせ面の表面側と裏面側を押圧した状態で、前記合わせ面に沿って、前記摩擦撹拌接合ツールと前記２枚の金属板とを相対的に移動させ、連続的に仮接合する第１の接合工程と、
第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、ショルダ部と該ショルダ部から突出するプローブを備えた摩擦撹拌接合ツールと、前記２枚の金属板の接合時に前記プローブを収納する少なくとも１つの凹み部とを有する摩擦撹拌接合ツールの組み合わせを選択し、前記合わせ面の表面側と裏面側を押圧した状態で、前記合わせ面に沿って移動させ、連続的に本接合する第２の接合工程とからなる両面摩擦撹拌接合方法。
【請求項２】
前記第１の接合工程に先だって、前記第２の接合工程時に前記２枚の金属板の前記合わせ面に作用する拡開力をデータベースから呼び出し、該拡開力に耐え得る接合強度が得られる仮接合時の撹拌深度を定める工程を具備することを特徴とする請求項１に記載の両面摩擦撹拌接合方法。
【請求項３】
２枚の金属板の接合部の表面側と裏面側に、第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを相対向するように配置し、この第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールにより前記接合部を摩擦撹拌し、前記２枚の金属板を接合する両面摩擦撹拌接合装置において、
前記２枚の金属板の接合部の表面側と裏面側に相対向するように装着した前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを回転駆動するツール回転駆動装置と、
前記ツール回転駆動装置に装着した前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを互いに近づく方向に移動して、前記金属板の前記接合部の表面側と裏面側に押圧するツール押圧装置と、
前記ツール回転駆動装置に装着した前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールと前記２枚の金属板とを相対的に移動させる移動装置と、
前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールの交換機能とを有し、
前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、摩擦撹拌時に所望の撹拌深度が得られる仮接合用の摩擦撹拌接合ツールが装着された際には、予め定められた撹拌深度で、前記２枚の金属板の前記接合部を連続的に仮接合するとともに、前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、ショルダ部と該ショルダ部から突出するプローブを備えた摩擦撹拌接合ツールと、前記２枚の金属板の接合時に前記プローブを収納する少なくとも１つの凹み部とを有する、本接合用の摩擦撹拌接合ツールが装着された際には、前記２枚の金属板の前記接合部を連続的に本接合するよう、前記ツール押圧装置と前記移動装置を制御する接合制御装置とを具備することを特徴とする両面摩擦撹拌接合装置。
【請求項４】
前記仮接合用の摩擦撹拌接合ツールは、前記ショルダ部から突出するよう形成された少なくとも１つのプローブを備え、該プローブの長さの合計が前記２枚の金属板の厚みより短いことを特徴とする請求項３に記載の両面摩擦撹拌接合装置。
【請求項５】
長手方向に間隙を介して互いに平行に配置された複数のテーブルと、
該テーブルのうち、最外側のテーブルの外縁に取り付けられ、前記テーブルのそれぞれに載置された前記金属板の両端面を、前記間隙間で互いに突き合わせた状態で保持する拘束装置とを具備することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の両面摩擦撹拌接合装置。
【請求項６】
前記複数のテーブルは固定テーブルであり、前記接合制御装置が、前記ツール回転駆動装置の移動速度を制御することを特徴とする請求項５に記載の両面摩擦撹拌接合装置。
【請求項７】
前記複数のテーブルは、一体的に移動する移動テーブルであり、前記接合制御装置が、前記移動テーブルの移動速度を制御することを特徴とする請求項５に記載の両面摩擦撹拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ部材等の金属板を突き合わせて、その合わせ面に沿って摩擦熱による撹拌接合（ＦＳＷ）を行う両面摩擦撹拌方法及び両面摩擦撹拌接合装置に関し、特に両面摩擦撹拌接合ツールを用いて、長尺のアルミ部材等についても、高品質で効率のよい接合を行うための両面摩擦撹拌接合方法及びこれを実施するための両面摩擦撹拌接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１、２には、相対向する摩擦撹拌接合ツールを使用して、互いに突き合わされた２つのアルミ部材の突き合わせ部に沿って、従来の接合速度より高速で撹拌接合を行う両面摩擦撹拌接合装置が開示されている。
このような摩擦撹拌接合ツールの一方は大径のショルダ部と、このショルダ部に同軸であって、アルミ部材の合わせ面へ挿入する側の端面に小径のプローブを備えている。アルミ部材の突き合わせ部を挟んで対向するように配置される他方の摩擦撹拌接合ツールは、一方の摩擦撹拌接合ツールのプローブより実質的に大きい径を有する凹部を備えている。
【０００３】
これら２つの摩擦撹拌接合ツールをアルミ部材の突き合わせ部に対し、表面と裏面から挟み込む状態で回転させながら挿入し、突き合わせ部に摩擦に伴う熱量を与えることで撹拌接合を行う。
このように、摩擦撹拌接合ツールを用いた撹拌接合では、両面から回転するツールを挿入することにより、従来の摩擦撹拌接合に比べ大量の熱量を投入することができ、接合速度の高速化が可能となっている。
【０００４】
特許文献３には、突合せ状態に配置した２個のアルミニウム材からなる接合部材の突合せ部に、仮付接合用接合ツールの周縁部のみを押し付け、周縁部との接触部を摩擦熱にて軟化させ撹拌しながら、周縁部を押付け状態で突合せ部に沿って相対的に移動させることにより、接合部材を突合せ部において仮付接合することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献４には、板材の摩擦撹拌接合のための摩擦撹拌接合による仮付け方法について、連続摩擦撹拌接合の終端側から始端側に向かってバックステップしながら所定のピッチで仮付け摩擦撹拌接合を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４８３８３８５号公報
【特許文献２】特許第４８３８３８８号公報
【特許文献３】特開２０００−９４１５６号公報
【特許文献４】特開２００２−１５５１号公報
【０００７】
図１は、従来の両面摩擦撹拌接合装置を用いた撹拌接合の概略図である。両面摩擦撹拌接合装置は、大径のショルダ部４１とその端部に小径のプローブ４２を備える上側摩擦撹拌接合ツール４０と、このプローブ４２より実質的に大きい径の凹部５２を有するショルダ部５１を備えた下側摩擦撹拌接合ツール５０からなる。なお、図１中、θ１、θ２は、上側摩擦撹拌接合ツール４０及び下側摩擦撹拌接合ツール５０の接合方向に対する後傾角度である。
【０００８】
接合時は、両摩擦撹拌接合ツール４０、５０を互いに逆方向に回転させた状態で、プローブ４２の軸線を突き合わせたアルミ部材１０、２０の接合部の合わせ面に合致するように位置決めして、両摩擦撹拌接合ツール４０、５０を挟圧させながら、図２に示すように、合わせ面に沿って上下の摩擦撹拌接合ツール４０、５０を移動させて摩擦撹拌接合を行う。
【０００９】
こうした両面摩擦撹拌接合装置を用いてアルミ部材の接合を行うことで、従来の摩擦撹拌接合とは異なり、アルミ部材１０、２０の表裏両面から、上側摩擦撹拌接合ツール４０のショルダ部４１、プローブ４２、及び下側摩擦撹拌接合ツール５０のショルダ部５１の回転により発生する摩擦熱が投入されるため、入熱量が多く、接合速度が高速で、しかも、合わせ面全面を強固に接合することが可能となる。
【００１０】
図２は、両面摩擦撹拌接合装置により接合されたアルミ部材１０、２０の接合部３０の断面である。アルミ部材１０、２０の表裏両面から上側摩擦撹拌接合ツール４０のショルダ部４１、下側摩擦撹拌接合ツール５０のショルダ部５１を挟圧しながら、上側摩擦撹拌接合ツール４０のプローブ４２が合わせ面全面を撹拌接合するので、接合部３０の断面はアルミ部材１０、２０の板厚方向に対称的な形状になり、接合強度に優れ、しかも、高品位の接合面を得ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、両面摩擦撹拌接合装置は、高速で高品位の撹拌接合を可能するという優れた特徴を有する。しかしながら、接合速度の高速化の副作用として、走行抵抗が大きくなりこれに伴いアルミ部材１０、２０の突き合わせ面を押し広げる方向に強力な拡開力が発生する。
このため、図３の７０に示すような隙間が発生し、場合によっては、突き合わせ部の隙間７０が許容以上になり、十分な摩擦撹拌接合が行われず、接合部に欠陥が発生する場合がある。
【００１２】
そこで、従来は、特許文献１、２に示されるように、各アルミ部材１０、２０の合わせ面両側を強固に把持した状態で、上下両摩擦撹拌接合ツール４０、５０を合わせ面に沿って移動させることにより、摩擦撹拌接合を行っている。このため、各アルミ部材１０、２０の合わせ面全長にわたり、強力に把持するための一対の上下把持装置を必要とし、摩擦撹拌接合設備の大型化、コストアップを招いていた。
【００１３】
しかも、連続して撹拌接合できる長さは、上下把持装置の合わせ面方向の長さが限度となるため、鉄道車両の構体に用いられるような２０ｍ〜２５ｍにも及ぶ長尺のアルミ材を連続して接合することができないという問題があった。
このため、上記特許文献３には、突き合わせる両アルミ部材の外側に垂直方向のリブをそれぞれ設け、このリブを案内ローラにより案内させることで、両者の突き合わせを保持しながら両アルミ部材を搬送し、仮接合用の摩擦撹拌接合ツールで仮接合し、後段の摩擦撹拌接合ツールで、同時に本接合を行うことが示されている。
【００１４】
しかし、この先行技術では、両アルミ部材の外側に垂直方向のリブを形成する必要があり、接合後平板とするためには、このリブを切除する必要があるため、製造コストが高くなってしまい、しかも、不要なアルミ部材が大量に発生する可能性がある。
また、長尺材では、前後の受けローラーの上流側、下流側にそれぞれ全長にわたり両アルミ部材を支持する支持台を設けないと、アルミ部材にたわみが発生し、製品の品位を低下させることになる。加えて、仮接合用の摩擦撹拌接合ツールを備えた仮接合装置と、本接合用の摩擦撹拌接合ツールを備えた本接合装置の双方を備える必要があり、接合設備自体の高コスト化を招く可能性がある。
【００１５】
また、上記特許文献４には、連続摩擦撹拌接合の終端側から始端側に向かってバックステップしながら所定のピッチで仮付け摩擦撹拌接合を行うことが記載されているが、仮付け時と本接合時の開先の拡大を抑制することを主題としており、バックステップにより仮接合工程に時間を要する。しかも、仮接合が本接合と同じ接合工具を用いて断続的に行われるため、各仮接合点の接合強度を高めざるを得ず、やはり各仮接合点において大きな拡開力が発生する。
【００１６】
そこで、例えば、アルミ部材を互いに台座上で突き合わせ、合わせ面の反対側側面をクランプ装置で固定した状態で、合わせ面を、拡開力が作用しないＭＩＧ溶接等のアーク溶接により断続的に仮接合溶接することにより、強固な把持装置等を使用することなく、両面摩擦撹拌による本接合時に合わせ面の拡開を防止することが考えられる。
【００１７】
しかし、このような仮接合溶接によるものでは、アーク溶接装置を別途設けて、本接合の前工程で仮接合を行う必要がある。
このため、やはり接合設備のコストアップを招くとともに、作業者による段取りを要し、連続的な接合を行うことができず、両面摩擦撹拌接合装置本来の特徴を活かすことができない。
【００１８】
しかも、アーク溶接による仮接合部には、大きな熱負荷が加えられるとともに、溶融されたアルミ材に溶接棒の金属組成が混入した状態で固化してしまう。
このため、図４に示すように、本接合時、両面摩擦撹拌接合により、合わせ面に沿って高速で撹拌接合する際、アーク溶接による仮接合部３１を通過する際に、図５に示すように、撹拌不良による欠陥部３２や接合品位の低下が発生する可能性がきわめて高くなってしまう。
【００１９】
こうした接合不良、接合品位の低下を最小限にするためには、アーク溶接を必要最小限にとどめる必要があり、アルミ部材の合わせ面の厚さや、接合長さに応じて、どのような間隔で、どの程度の強度で仮接合溶接を行えばよいかの判断を、作業者の高い技量に依存せざるを得ないという問題がある。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、仮接合溶接を行うための特別な装置を設けることなく、しかも、作業者の高い技量に依存することなく、摩擦撹拌接合による必要最小限の仮接合と本接合を連続的に行えるようにすることにより、上記の問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するため、本発明においては、両面摩擦撹拌接合装置を用いた両面摩擦撹拌接合により、必要最小限の仮接合を行い、合わせ面の全面を撹拌接合する次工程の本接合時に、発生する拡開力に対抗して合わせ面を保持するのに必要最小限の接合強度を実現する。
より具体的には、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、本発明の摩擦撹拌接合方法は、２枚の金属板の接合部の表面側と裏面側に、第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを相対向するように配置し、この第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールにより前記接合部を摩擦撹拌し、前記２枚の金属板を接合する両面摩擦撹拌接合方法において、第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、摩擦撹拌時に所望の撹拌深度が得られる摩擦撹拌接合ツールを選択し、前記接合部の表面側と裏面側を押圧した状態で、接合部に沿って、前記摩擦撹拌接合ツールと前記接合部とを相対的に移動させ、連続的に仮接合する第１の接合工程と、第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、ショルダ部と該ショルダ部から突出するプローブを備えた摩擦撹拌接合ツールと、前記２枚の金属板の接合時に前記プローブを収納する少なくとも１つの凹み部とを有する摩擦撹拌接合ツールの組み合わせを選択し、前記接合部の表面側と裏面側を押圧した状態で、接合部に沿って、移動させ、連続的に本接合する第２の接合工程とからなる。
【００２２】
また、上記の摩擦撹拌接合方法を効率よく行うための本発明の両面摩擦撹拌接合装置は、２枚の金属板の接合部の表面側と裏面側に、第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを相対向するように配置し、この第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールにより前記接合部を摩擦撹拌し、前記２枚の金属板を接合する両面摩擦撹拌接合装置において、前記２枚の金属板の接合部の表面側と裏面側に相対向するように装着した前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを回転駆動するツール回転駆動装置と、前記ツール回転駆動装置に装着した前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを互いに近づく方向に移動して、前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールを前記金属板の接合部の表面側と裏面側に押圧するツール押圧装置と、前記ツール回転駆動装置に装着した前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールと前記接合部とを相対的に移動させる移動装置と、前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールの交換機能とを有し、前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、摩擦撹拌時に所望の撹拌深度が得られる仮接合用の摩擦撹拌接合ツールが装着された際には、予め定められた撹拌深度で、前記２枚の金属板の合わせ面を連続的に仮接合するとともに、前記第１及び第２の摩擦撹拌接合ツールとして、ショルダ部と該ショルダ部から突出するプローブを備えた摩擦撹拌接合ツールと、前記２枚の金属板の接合時に前記プローブを収納する少なくとも１つの凹み部とを有する、本接合用の摩擦撹拌接合ツールが装着された際には、前記２枚の金属板の合わせ面を連続的に本接合するよう、前記ツール押圧装置と前記移動装置を制御する接合制御装置とを具備する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、２枚の金属板の合わせ面を両面摩擦撹拌接合により本接合を行うのに先だって、同じ両面摩擦撹拌接合装置を利用して、予め、本接合時に発生する拡開力に耐え得る必要最小限の摩擦撹拌深度が得られる仮接合用の摩擦撹拌接合ツールにより、合わせ面の上下両面から仮接合を短時間で効率よく行うことができる。
これにより、作業者の技量に依存することなく、摩擦撹拌接合により本接合を行う際に発生する拡開力に抗して、金属板の突き合わせを常時最適な状態に保持することができる。
しかも、片面のみの仮接合と比較して仮接合量を必要最小限にできるとともに、金属板に不純物や過度な温度負荷を与えることがないので、本接合時の摩擦撹拌接合に何ら影響を及ぼすことがなく、高品位の接合を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、従来の両面摩擦撹拌接合ツールの概略図である。
【図２】図２は、両面摩擦撹拌接合による接合部断面図である。
【図３】図３は、従来の両面摩擦撹拌接合用工具を用いた撹拌接合の概略図である。
【図４】図４は、ＭＩＧ溶接による仮接合後に、両面摩擦撹拌接合装置で本接合を行う場合の概略図である。
【図５】図５は、ＭＩＧ溶接による仮接合部を両面摩擦撹拌接合で本接合した場合に発生する欠陥部を示す図である。
【図６】図６は、実施例１に基づく両面摩擦撹拌接合装置の概略図である。
【図７】図７は、実施例１に基づいて仮接合を開始する際の状態を示す図である。
【図８】図８は、実施例１で使用する仮接合用の摩擦撹拌接合ツールの第１の例を示す図である。
【図９】図９は、図８の摩擦撹拌接合ツールにより形成される仮付け接合部の断面を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１で使用する仮接合用の摩擦撹拌接合ツールの第２の例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０の摩擦撹拌接合ツールにより形成された仮接合部の断面を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例２に基づく両面摩擦撹拌接合装置をアルミニウム部材の長手方向からみた正面図である。
【図１３】図１３は、実施例２に基づく両面摩擦撹拌接合装置の平面図である。
【図１４】図１４は、実施例３に基づく両面摩擦撹拌接合装置をアルミニウム部材の長手方向からみた正面図である。
【図１５】図１５は、実施例３に基づく両面摩擦撹拌接合装置の平面図である。
【図１６】図１６は、実施例４に基づく両面摩擦撹拌接合装置をアルミニウム部材の長手方向からみた正面図である。
【図１７】図１７は、実施例４に基づく両面摩擦撹拌接合装置の平面図である。
【図１８】図１８は、実施例５に基づく両面摩擦撹拌接合装置をアルミニウム部材の長手方向からみた正面図である。
【図１９】図１９は、実施例５に基づく両面摩擦撹拌接合装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図６〜図１９を用いて本発明の実施例を説明する。なお、従来の両面摩擦撹拌接合装置と共通するものに関しては、同じ符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
［実施例１］
図６は、本実施例の全体概略図であり、特に２枚の長尺材の接合を効率よく行うための両面摩擦撹拌接合装置を示している。
前述のように、特に長尺材の場合には、本接合時に作用する強力な拡開力に耐えるとともに、アルミ部材を塑性変形させないよう、長尺材の全長にわたり、その端面及び全面を強力に拘束できる大型設備を用いない限り、１つの工程で本接合を行うことは不可能である。
【００２７】
そこで、本実施例の両面摩擦撹拌接合装置は、金属板としての長尺のアルミ部材１０、２０のそれぞれを長手方向全体にわたり載置できる２つのテーブル１００Ａ、１００Ｂを設置し、金属板としてのアルミ部材１０、２０を突き合わせた状態で、その両外側端面を、一定間隔おきに配置した拘束装置６０により拘束できるようになっている。両テーブル１００Ａ、１００Ｂの間には、アルミ部材１０、２０を突き合わせた接合部の合わせ面に沿って一定の間隔Ｄが設けられており、合わせ面の上方に位置する上側摩擦撹拌接合ツール４０と、合わせ面の下方に下側摩擦撹拌接合ツール５０が互いに対向するよう配置される。
【００２８】
すなわち、両テーブル１００Ａ、１００Ｂの上方には、上方レールが設置されており、上側摩擦撹拌接合ツール４０は、その工具駆動モータを含め、上方レール上を走行する走行装置に取り付けられ多軸制御を行うＮＣ制御装置（接合制御装置）により、アルミ部材１０、２０の合わせ面の直上方に沿って、移動位置が制御される。
【００２９】
一方、両テーブル１００Ａ、１００Ｂを設置する床面には、両テーブル間の間隙に沿って床面レールが設置されており、下側摩擦撹拌接合ツール５０は、その工具駆動モータを含め、床面レール上を走行する走行装置に取り付けられている。ＮＣ制御装置によりこの走行装置を制御することにより、上側摩擦撹拌接合ツール４０と同期して、常に最適な対向位置を維持しながら、アルミ部材１０、２０の合わせ面の直下方に沿って、移動位置が制御される。
【００３０】
なお、この実施例では、２つのテーブル１００Ａ、１００Ｂを固定し、アルミ部材１０、２０の合わせ面に沿って、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０が常に対向するよう、その移動位置を同期させた。しかし、これに限らず、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０の両者を最適な対向位置で相対するよう固設し、両テーブル１００Ａ、１００ＢをＮＣ制御装置により制御される移動テーブルとして、拘束装置６０により拘束されたアルミ部材１０、２０の合わせ面を、静止した上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０の対向位置に沿って移動させるようにしてもよい。
【００３１】
この場合でも、両面摩擦撹拌接合装置自体が、ＮＣ制御装置からの指令に対応して、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０の位置調整機能を有していることはいうまでもない。この位置調整機能によって、接合に先立って、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０の対向位置を、移動テーブル１００Ａ、１００Ｂに拘束されたアルミ部材１０、２０の合わせ面に位置調整される。このことは他の実施例に関しても同様である。
【００３２】
さて、両面摩擦撹拌接合装置自体は、図１と同様の構造であるが、本実施例では、工具交換ツールなどを使用して、仮接合用の摩擦撹拌接合ツールと、本接合用の摩擦撹拌接合ツールを交換できるように構成されており、図７〜図１１を用いて後述する仮接合モードと、本接合モードに応じて、撹拌深度を決定するため、各摩擦撹拌接合ツールの間隙、接合方向に対する後傾角度θ１、θ２（図８、１０参照）を、ＮＣ制御装置により自動的に制御できるようになっている。なお、撹拌深度とは、仮接合用の摩擦撹拌接合ツールで合わせ面に沿って仮接合した際、合わせ面で双方のアルミ部材が撹拌されることにより形成された仮接合部の厚さ寸法を意味する。
【００３３】
以下、両テーブル１００Ａ、１００Ｂを固定し、仮接合用の摩擦撹拌接合ツールと、本接合用の摩擦撹拌接合ツールを切り替えて使用し、ＮＣ制御装置により、上下の摩擦撹拌接合ツールの対向位置を維持するよう、アルミ部材１０、２０の合わせ面に沿って同期させて移動させ、仮接合と本接合を順に行う場合を例にとり、アルミ部材の接合手順を説明する。
【００３４】
［ステップ１］
まず、両テーブル１００Ａ、１００Ｂ上に長尺のアルミ部材１０、２０を搬送し、両者の合わせ面が、テーブル１００Ａ、１００Ｂ間の間隙Ｄ中央部に一致するように位置決めする。
【００３５】
［ステップ２］
次に、テーブル１００Ａ、１００Ｂの長手方向両側に設けた拘束装置６０により、アルミ部材１０、２０の両端面（反合わせ面側）を一定間隔毎に拘束する。
なお、この拘束装置６０は、次工程の仮接合では、後述するように、必要最小限の撹拌深度で摩擦撹拌接合を行うため、発生する拡開力も必要最小限に抑制することができる。このため、仮接合時に発生する拡開力に合わせて、合わせ面に隙間が発生しないよう、両アルミ部材１０、２０の合わせ面と反対側の側面を保持するものであればよい。そこで、例えば、ＮＣ制御装置を用いたシーケンス制御により、拘束装置６０を作動させる油圧あるいは電動アクチュエータを制御して拘束、解除の切り換えが行われるようにしている。
【００３６】
［ステップ３］
まず、両面摩擦撹拌接合装置に、摩擦撹拌接合ツールとして、図８、図１０を用いて後述する仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０を装着し、図７に示すように、アルミ部材１０、２０の接合開始端部より手前で回転させた状態で接近させ、ＮＣ制御装置により、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０の中心軸を、アルミ部材１０、２０を突き合わせ面の直上に位置決めする。
【００３７】
［ステップ４］
次に、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０による仮接合時の摩擦撹拌深度と、合わせ面方向の接合速度の最適値を定める。
本接合時は、図１で説明した、ショルダ部４１とその端部にプローブ４２を備える上側摩擦撹拌接合ツール４０と、このプローブ４２より実質的に大きい径の凹部５２を有するショルダ部５１を備えた下側摩擦撹拌接合ツール５０からなる摩擦撹拌接合ツールを用いて、プローブ４２を合わせ面に貫通させ、その全面を摩擦撹拌接合する。
【００３８】
このとき、上側摩擦撹拌接合ツール４０のショルダ部４１、プローブ４２の径は、アルミ部材（アルミニウム合金）の材質毎に定まる幅方向の弾性係数と、その厚さに応じて選定される。そして、本接合時に作用する拡開力は、概ね、アルミ部材の厚さと、選定されたプローブ４２の径、そして、上側摩擦撹拌接合ツール４０及び下側摩擦撹拌接合ツール５０を合わせ面に沿って移動させる際の速度、すなわち接合速度に依存する。そこで、予めアルミ部材の材質毎に、厚さ、選定されたプローブ４２の径、そして、接合速度と、拡開力の関係をデータベース化しておく。
なお、実験結果では、同じ上側摩擦撹拌接合ツール４０及び下側摩擦撹拌接合ツール５０を用いた場合、本接合時に発生する拡開力は、接合速度にほぼ比例することが判明している。
【００３９】
一方、仮接合時は、後述するように、上側、下側摩擦撹拌接合ツールとして、プローブの高さが０を含め、板厚の１／２に満たないもの、しかも、これに伴いプローブの径が、本接合時に使用する上側摩擦撹拌接合ツール４０のプローブ４２の径より小径の摩擦撹拌接合ツールを用いて、合わせ面の上下を所望の撹拌深度で連続的に摩擦撹拌接合を行う。これにより得られる接合強度は、合わせ面上下に対する撹拌深度に依存する。なお、仮接合時の撹拌深度は、主としてプローブの高さによって所望の値を得ることができる。このため、プローブの高さ及び径を種々異なる摩擦撹拌接合ツールを選択したり、あるいは、プローブ高さを調整可能な摩擦撹拌接合ツールを用いることで、所望の撹拌深度を得ることができる。
薄いアルミ部材を本接合する際は、プローブの高さが０、すなわち、プローブレスの摩擦撹拌接合ツールを仮接合用の摩擦撹拌接合ツールとして選択することができる。
【００４０】
一般的には、仮接合により得られる接合強度は、合わせ面の上下に形成される接合面積にアルミニウム材の引張強度を乗算することにより求めることができる。
仮接合により形成される接合面積は、撹拌深度に比例することから、仮接合時における上下両面に対する撹拌深度と、それにより得られる接合強度を、アルミニウム材（アルミニウム合金）の組成毎にデータベース化しておき、本接合時に発生する拡開力に耐え得る必要最小限の撹拌深度を選択することで、仮接合時に発生する拡開力を、ごく一般的な拘束装置で、アルミニウム材の幅方向両端面を拘束するだけで連続的な仮接合を行い、仮接合終了後、そのままの状態で連続して本接合を行う。
【００４１】
なお、仮接合時に作用する拡開力も、撹拌深度や接合速度に依存することから、仮接合から本接合が終了されるまでの総合的な工程時間と、仮接合時の拡開力に耐え得る拘束装置の強度とのバランスで、仮接合時の撹拌深度及び接合速度を定めることができる。
仮接合時に使用する拘束装置を使用したまま本接合を行うことを想定すると、拘束装置６０を設置する間隔（ピッチ）は、仮接合時の拡開力に耐えるとともに、仮接合により得られる撹拌深度と、拘束装置による拘束力とにより、本接合時に発生する拡開力に耐えるよう、選定することが好ましい。
【００４２】
以上により、仮接合時に発生する拡開力を最小限にすることができ、しかも、撹拌深度が小さいほど、合わせ面方向の接合速度を高めることができるので、ごく一般的な拘束装置で、アルミ部材の幅方向両端面を拘束するだけで、高速度の仮接合を行うことができる。
【００４３】
なお、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０により、アルミ部材１０、２０の合わせ面に対し、上下にどの程度の撹拌深度で仮接合を行うかは、アルミ部材１０、２０の厚さ、合金種毎に、予め対応表などのデータベースから決定し、ＮＣ制御装置に入力する。
また、ＮＣ制御装置の記憶装置に必要なデータベースを入力しておき、厚さ、合金種別等の等のアルミ部材１０、２０の仕様を入力することで、ＮＣ制御装置が仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０による撹拌深度を自動的に設定するようにしてもよい。
【００４４】
こうして仮接合時の撹拌深度が定まれば、ＮＣ制御装置は、アルミ部材１０、２０の合わせ面に対する仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０の深さ方向の位置決め、そして、図８、図１０に示す、進行方向に対する後傾角度θ１、θ２、合わせ面方向の接合速度の最適値を定め、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０を用いて、接合方向へ移動させながら連続的な両面摩擦撹拌接合による仮接合を行う。
図８は、仮接合用の摩擦撹拌接合ツールの第１の例である。仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０はショルダ部８１、９１とプローブ８２、９２を有しており、このプローブ８２、９２によって、図９に示すように、アルミ部材の板厚方向の深い範囲で仮接合が可能となっている。
ただし、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０と９０のプローブが接触することを防止するために、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０のそれぞれのプローブ８２、９２の長さの合計はアルミ部材１０、２０の板厚より短いことが必要となる。
【００４５】
仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０の第２の例を図１０に示す。上側仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、下側仮接合用の摩擦撹拌接合ツール９０は、図１に示す本接合用の摩擦撹拌接合ツールとは異なり、プローブ４２や凹部５２を備えておらず、アルミ部材１０、２０の上下表面に向けて縮径する平坦で円状のショルダ部８１、９１を備えている。このツールは、プローブ高さが０、すなわち、プローブレスの摩擦撹拌接合ツールであり、板厚の薄いアルミ部材を仮接合する際に使用する。
【００４６】
図１１は、図１０の摩擦撹拌接合ツールにより形成された仮接合部３３、３４の断面図であり、アルミ部材１０、２０の合わせ面の上下表面層に、一定深さの仮接合部３３、３４が合わせ面に沿って連続的に形成され、仮接合が完了する。
【００４７】
両面摩擦撹拌接合装置は、ＮＣ制御装置により、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０をアルミ部材１０、２０に向けて押圧する。この実施例では、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０は、仮接合工程中、所定の回転数で回転させており、所定の押圧力で仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０を挟圧し、合わせ面に沿って自走させることで仮接合部３３、３４が連続的に形成される。
【００４８】
アルミ部材１０、２０に対する両仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０のツール回転数、押圧力、進行方向に対する両仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０の後傾角度θ１、θ２は、すべてＮＣ制御装置により様々に調整することができるので、アルミ部材の合わせ面の厚さや、接合長さに応じて、予め、最適値に設定することで、自動的かつシーケンシャルに仮接合工程を行うことができる。
【００４９】
［ステップ５］
以上の仮接合工程が終了したら、両面摩擦撹拌接合により、本接合を行う。このため、自動ツール交換装置などを用いて、両仮接合用工具８０、９０を、図１に示すような本接合用の摩擦撹拌接合ツール４０、５０に交換し、同じ両面摩擦撹拌接合装置を用いて本接合工程を実施する。
仮接合部３３、３４の組成は、上述の仮接合用の両面摩擦撹拌接合により行われているため、溶接棒の金属成分等が混入することなく、アルミ部材１０、２０と組成上なんら変わらないため、仮接合部３３、３４で接合欠陥は発生しない。また、仮接合時の摩擦撹拌部は、合わせ面の上面、下面から所定の撹拌深度にとどまり、しかも、本接合時と比較して、上下方向からみた撹拌範囲が限定されているので、仮接合部は本接合時すべて吸収され、仕上がり品質に何ら影響を与えることはない。
【００５０】
［実施例２］
実施例１では２枚のアルミ部材の合わせ面を接合する場合を例に説明したが、本実施例は、複数の合わせ面を同時に接合するものであり、以下、５枚のアルミ部材を互いに突き合わせ、４つの合わせ面を同時接合する場合を例にして説明する。
【００５１】
図１２は、本実施例の接合設備を、突き合わせたアルミ部材の長手方向からみた正面図、図１３は平面図である。
互いに対向する上側摩擦撹拌接合ツール４０を備えた上側接合装置と、下側摩擦撹拌接合ツール５０を備えた上側接合装置は、４つの突き合わせ面に対応して、装置本体１に４組（上側接合装置４０Ａと下側接合装置５０Ａ〜上側接合装置４０Ｄと下側接合装置５０Ｄ）設置し、５枚のアルミ部材１０Ａ〜１０Ｅを、互いに突き合わせた状態で拘束した移動テーブル１００を合わせ面の方向に移動させるものである。
【００５２】
移動テーブル１００は、互いに間隙を介して並設された１００Ａ〜１００Ｅの５基からなり、それぞれ床面に設置した走行レール１０１に沿って、図１２においては、紙面裏側から表側に向けて、そして、図１３においては右側から左側に向けて、互いに同期して同速度で移動できるようになっている。なお、各移動テーブル１００Ａ〜１００Ｅのそれぞれは、ＮＣ制御装置により速度制御がなされ、常に同位置を維持しつつ、互いに同期した移動が行われるようになっている。
【００５３】
５枚のアルミ部材１０Ａ〜１０Ｅは、それぞれ、移動テーブル１００Ａ〜１００Ｅの台座上に互いに突き合わせて載置されており、移動テーブル１００Ａと１００Ｅの外側に配備した拘束装置６０に拘束される。
アルミ部材１０Ａと１０Ｂは、移動テーブル１００Ａと１００Ｂ間の間隙中央部に位置するよう突き合わされ、その突き合わせ面の直上及び直下に位置するよう、上側接合装置４０Ａの上側摩擦撹拌接合ツール４０及び下側接合装置４０Ｂの下側摩擦撹拌接合ツール５０が互いに対向するよう配備されている。
【００５４】
このことは、他の上側接合装置と下側接合装置の組についても同様で、各アルミ部材１０Ａ〜１０Ｅの合わせ面に対応して、それぞれの上側摩擦撹拌接合ツールと下側摩擦撹拌接合ツールが互いに対向するよう配備されている。
【００５５】
本実施例でも、実施例１と同様に、移動テーブル１００Ａ〜１００Ｅを間欠的に移動させ、仮接合位置毎に、仮接合用の摩擦撹拌接合ツール８０、９０により仮接合を行い、仮接合が完了した後、本接合用の摩擦撹拌接合ツール４０、５０により連続的な本接合を行う。しかし、拘束装置６０は、各アルミ部材１０Ａと１０Ｅの外側のみを拘束するものであることから、各アルミ部材１０Ａ〜１０Ｅの各合わせ面の仮接合、本接合を行うのに際し、これらを拘束するため、図１５において、各上側接合装置には、上側の摩擦撹拌接合ツール４０の両側に押圧ローラ１１０を設け、常時、あるいは上側の摩擦撹拌接合ツール４０と連動し、接合に先立って、各アルミ部材１０Ａ〜１０Ｅの端部を移動テーブル１００Ａ〜１００Ｅとの間で押圧するようになっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００５６】
本実施例によれば、１つの工程で複数の合わせ面を同時に接合することができる。特に鉄道車両用構体の製造工程では、長さ２０ｍ〜２５ｍ、幅数十センチ程度のアルミ部材を複数枚、長さ方向に接合したものを外壁材として使用するので、本実施例により、外壁材の製造工程を抜本的に短縮することができる。本実施例では、５枚のアルミ部材１０Ａ〜１０Ｅの合わせ面を同時接合する場合を例にしたが、鉄道車両用構体の各部位に合わせて、上側接合装置と下側接合装置の組を必要数設置し、５枚以上のアルミ部材を同時接合することも可能である。また、上側接合装置と下側接合装置の組の一部を休止させて、より少ない枚数のアルミ部材を同時接合するよう切り替えてもよい。
【００５７】
［実施例３］
実施例２では、互いに対向する上側接合装置４０Ａ〜４０Ｄと下側接合装置５０Ａ〜５０Ｄを固設し、移動テーブル１００を、アルミニウム材アルミ部材１０Ａ〜１０Ｅの各合わせ面に沿って長手方向に移動させたが、本実施例では、アルミ部材１０Ａ〜１０Ｅを載置するテーブル１００を固定し、上側接合装置４０Ａ〜４０Ｄと下側接合装置５０Ａ〜５０Ｄの各組を移動させて仮接合、本接合を行うものである。
【００５８】
図１４は、本実施例の接合設備を、突き合わせたアルミ部材の長手方向からみた正面図、図１５は平面図である。
装置本体１は、接合方向に立設された垂直壁１Ａ、１Ｂと、これら垂直壁１Ａ、１Ｂの上面に設けられた走行レール１０１上を移動する移動フレーム１Ｃとから構成されている。移動フレーム１Ｃには、上側接合装置４０Ａ〜４０Ｄが装着されている。
【００５９】
一方、テーブル１００は、互いに間隙を設けて並設した５つの固定テーブル１００Ａ〜１００Ｅからなり、各固定テーブルの側面に沿ってレール１０２が設けられている。各固定テーブル間の間隙には、下側接合装置５０Ａ〜５０Ｄが配備され、レール１０２に沿って移動できるようになっている。なお、各固定テーブル間の間隙底部にレール１０２を設けてもよい。
【００６０】
この実施例では、５枚のアルミ部材１０Ａ〜１０Ｅが、図１５の上側、あるいは側方から搬送装置により搬送され、各固定テーブル１００Ａ〜１００Ｅ間の間隙中央で突き合わせるよう位置決めした状態で、拘束装置６０により拘束される。
この状態で、移動フレーム１Ｃを、図１４においては、紙面表側から裏側に向けて、図１５においては、左側から右側に向けて、移動させる。その際、ＮＣ制御装置は、下側接合装置５０Ａ〜５０Ｄが、移動フレーム１Ｃに装着された上側接合装置４０Ａ〜５０Ｄのそれぞれと対向し、各上側接合装置４０と下側接合装置５０が最適位置で対向するよう、各固定テーブルの側面に設けたレール１０２に沿って走行させる。
【００６１】
なお、仮接合、本接合は、実施例１と同様に行われるが、移動フレーム１Ｃ及び各下側接合装置５０Ａ〜５０Ｄの移動、位置制御は、仮接合、本接合に合わせて、ＮＣ制御装置により、互いに同期してシーケンシャルに制御される。
【００６２】
また、本実施例でも、各アルミ部材１０Ａと１０Ｅの外側のみが拘束装置６０により拘束されるものであることから、各アルミ部材１０Ａ〜１０Ｅの各合わせ面の仮接合、本接合を行うのに際し、これらを拘束するため、図１４において、各上側接合装置４０Ａ〜４０Ｄの両側に押圧ローラ１１０を設け、常時、あるいは上側摩擦撹拌接合ツール４０と連動して、接合に先立って各アルミ部材１０Ａ〜１０Ｅの端部を、テーブルの上面に押圧するようになっている。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００６３】
［実施例４］
本実施例では、一組の上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０を用いて、アルミ部材１０を載置するテーブル１００を移動させ、突き合わせ面を連続的に接合するものである。
図１６は、本実施例の接合設備を、突き合わせアルミ部材１０の長手方向からみた正面図、図１７は平面図である。
【００６４】
コの字状の装置本体１は、移動テーブル１００の一端側（図１７では上側）に位置するよう床面に固設され、両面摩擦撹拌接合装置の上側摩擦撹拌接合ツール４０は、図１６において、装置本体１の上部に水平方向に延設された上部フレーム１Ａの右側に装着されている。
移動テーブル１００は、新たに供給、装填されるアルミ部材１０を載置するテーブル１００Ａと、接合の終了したアルミ部材１０を載置するテーブル１００Ｂとからなり、両テーブル間には間隙が形成されている。
【００６５】
この間隙には、下側接合装置が床面に設置され、上側摩擦撹拌接合ツール４０に対向するよう、下側摩擦撹拌接合ツール５０を備えている。
アルミ部材１０は、図１６においては左側から、図１７においては上側から順次供給され、接合の終了したアルミ部材の端面と突き合わされた後、拘束装置６０により拘束される。
【００６６】
図１７は、３枚のアルミ部材１０Ｂ〜１０Ｄを接合した後、４枚目のアルミ部材１０Ａを接合する直前の状態を示しており、アルミ部材１０Ａとアルミ部材１０Ｂの端面は、テーブル１００Ａとテーブル１００Ｂの間隙中央部で突き合わせられ、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０による接合位置は、その合わせ面に位置決めされている。
この状態で、移動テーブル１００Ａ、１００Ｂが一体となって、走行レール１０１に沿って、図１６では、紙面裏面から表面、図１７では左側に移動させ、実施例１と同様に仮接合と本接合をシーケンシャルに行う。
【００６７】
その際、実施例２と同様に、上側摩擦撹拌接合ツール４０の両側には、押圧ローラ１１０が設けられ、常時、あるいは上側摩擦撹拌接合ツールと連動して接合に先だって、３枚目と４枚目のアルミ部材１０を拘束する。
３枚目と４枚目のアルミ部材１０の本接合が終了し、移動テーブル１００Ａ、１００Ｂが、図１７における右端に復帰した状態で、移動テーブル１００Ｂの裏面に設けた駆動ローラにより、アルミ部材１０の幅分だけ下方に移動させ、装填装置により、新たなアルミ部材１０を上側から供給し、再度、拘束装置６０により拘束し、上述の仮接合、本接合を繰り返す。
【００６８】
なお、接合枚数により、テーブル１００Ｂにおける拘束位置が変化するため、拘束装置６０は、テーブル１００Ａ上を移動できるようになっており、接合済みのアルミ部材１０を移動させる駆動ローラとともにＮＣ制御装置により連動制御される。予め、アルミ部材１０の幅が定まっているときは、幅毎に複数の拘束装置６０を配置し、やはりＮＣ制御装置により、対応する拘束装置６０をテーブル１００Ｂから突出させて拘束するようにしてもよい。
【００６９】
［実施例５］
本実施例では、一組の上側接合装置と下側接合装置を移動させ、固定テーブル１００に載置されたアルミ部材１０の突き合わせ面を連続的に接合するものである。
図１８は、本実施例の接合設備を、突き合わせたアルミ部材の長手方向からみた正面図、図１９は平面図である。
【００７０】
装置本体１の上方側面には、走行レール１０１Ａが水平に設けられており、このレールに沿って移動する上方移動フレーム２に、上側摩擦撹拌接合ツール４０を備えた上側接合装置が取り付けられている。
固定テーブル１００は、新たに供給されるアルミ部材１０を載置するテーブル１００Ａと、接合の終了したアルミ部材１０を載置するテーブル１００Ｂとからなり、両テーブル間には間隙が形成されている。
【００７１】
一方、装置本体１の下方側面には、走行レール１０１Ｂが水平に設けられており、このレール１０１Ｂに沿って移動する下方移動フレーム３に、下側摩擦撹拌接合ツール５０を備えた下側接合装置が取り付けられている。
これにより、テーブル１００Ａとテーブル１００Ｂ間の間隙に沿って、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０が互いに対向した状態を維持して移動できるよう、ＮＣ制御装置によって、上方移動フレーム２と下方移動フレーム３の移動、停止が制御される。
【００７２】
アルミ部材１０は、図１８においては左側から、図１９においては上側から順次供給され、接合の終了したアルミ部材の端面と突き合わされた後、拘束装置６０により拘束される。
【００７３】
図１９は、３枚のアルミ部材１０Ｂ〜１０Ｄを接合した後、４枚のアルミ部材１０Ａを接合する直前の状態を示しており、アルミ部材１０Ａとアルミ部材１０Ｂの長手方向端面を、テーブル１００Ａとテーブル１００Ｂの間隙中央部で突き合わせ、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０による接合位置に位置決めされている。
この状態で、ＮＣ制御装置により、上方移動フレーム２と下方移動フレーム３が制御され、上側摩擦撹拌接合ツール４０と下側摩擦撹拌接合ツール５０が互いに対向した状態を維持しながら、走行レール１０１Ａ、１０１Ｂに沿って、図１８では、紙面表面から裏面、図１９では左側に移動し、実施例１と同様に仮接合と本接合をシーケンシャルに行う。
【００７４】
その際、実施例２と同様に、上側摩擦撹拌接合ツール４０の両側に、押圧ローラ１１０が設けられ、常時、あるいは上側摩擦撹拌接合ツール４０と連動し、接合に先だって、アルミ部材１０Ａ、１０Ｂを拘束する。
【００７５】
アルミ部材１０Ａと１０Ｂの本接合が終了し、上方移動フレーム２と下方移動フレーム３が、図１９における左端に復帰した状態で、実施例４と同様に、固定テーブル１００Ｂの裏面に設けた駆動ローラにより、アルミ部材１０の幅分だけ下方に移動させ、装填装置により、新たなアルミ部材１０を上側から供給し、再度、固定テーブル１００Ａとの間で、拘束装置６０により拘束し、上述の仮接合、本接合を繰り返す。
【００７６】
なお、接合枚数により、固定テーブル１００Ｂにおける拘束位置が変化するため、拘束装置６０は、テーブル１００Ａ上を移動できるようになっている。この拘束装置６０は、接合済みのアルミ部材１０を移動させる駆動ローラとともにＮＣ制御装置により連動制御される。予め、アルミ部材１０の幅が定まっているときは、幅毎に複数の拘束装置６０を配置し、やはりＮＣ制御装置により、対応するアルミ部材拘束装置６０を固定テーブル１００Ｂから突出させて拘束するようにしてもよい。
【００７７】
以上の実施例では、長尺ものを前提したが、台座の長さを調節することで、短尺ものにも対応でき、アルミ部材１０、２０の合わせ面全長にわたり、強力に把持するための一対の上下把持装置を不要とすることができる。
また、アルミニウム以外の金属板でも、摩擦撹拌接合が可能な金属板であれば、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  装置本体、１０、２０：アルミ部材、３０：接合部、３１：ＭＩＧ仮接合部、３２：溶接欠陥、３３、３４：摩擦撹拌接合の仮接合部、４０：摩擦撹拌接合ツール（本接合用上側）、４１：ショルダ部、４２：プローブ、５０：摩擦撹拌接合ツール（本接合用下側）、５１：大径部、５２：穴部、６０：拘束装置、７０：突き合わせ面隙間、８０、９０：仮接合用の摩擦撹拌接合ツール、８１、９１：仮接合用の摩擦撹拌接合ツールのショルダ部、８２、９２：仮接合用の摩擦撹拌接合ツールに設けたプローブ、１００；テーブル、１０１、１０２：レール、１１０：押圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図４】
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