(57)【要約】【課題】回転ピンを加圧させるための可動ア―ムの加圧駆動機構をガン本体内に設けると共に回転ピンを回転させるためのモ―タも可動ア―ムのガン本体側に設けて回転ピン側には単にプ―リを設けることで、ア―ム間の懐を広くし且つ回転ピンの直上部の余分な機械要素を排除して小型で使用し易い摩擦撹拌接合装置を提供する。【解決手段】ガン本体１内に加圧駆動機構５を配置し、該加圧駆動機構に接続された可動ア―ム６の先端に回転ピン７を回転自在に支持し、可動ア―ムのガン本体側に回転ピンを回転させるモ―タ１１を配置し、該モ―タに設けたプ―リ１２と前記回転ピンに設けたプ―リ８とをベルト１３により接続し、前記可動ア―ムと対向する固定ア―ム４をガン本体の基部から延出させた摩擦撹拌接合装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌して接合する装置であって回転ピンを回転させるモ―タ及び加圧させるモ―タをそれぞれガン本体側に備えた摩擦撹拌接合装置において、ガン本体内に加圧駆動機構を配置し、該加圧駆動機構に接続された可動ア―ムの先端に回転ピンを回転自在に支持し、可動ア―ムのガン本体側に回転ピンを回転させるモ―タを配置し、該モ―タに設けたプ―リと前記回転ピンに設けたプ―リとをベルトにより接続し、前記可動ア―ムと対向する固定ア―ムをガン本体の基部から延出させたことを特徴とする摩擦撹拌接合装置。
【請求項２】
前記加圧駆動機構がボ―ルネジとボ―ルナットと直動軸受とで構成され、該直動軸受側に可動ア―ムが接続されたことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項３】
前記加圧駆動機構がボ―ルネジとボ―ルナットと直動軸受と該直動軸受に接続された加圧ロッドで構成され、該加圧ロッドに可動ア―ムが接続されたことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項４】
前記回転ピンを回転させるモ―タが加圧ロッドの先端側に内蔵された特徴とする請求項３記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項５】
前記加圧駆動機構がリニアモ―タで構成され、該リニアモ―タの可動子側のテ―ブルに可動ア―ムが接続されたことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項６】
前記固定ア―ムの先端にも回転ピンを回転自在に支持し、該固定ア―ムのガン本体側にも回転ピンを回転させるモ―タを配置し、該モ―タに設けたプ―リと前記回転ピンに設けたプ―リとをベルトにより接続したことを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌して接合する装置であって回転ピンを回転させるモ―タ及び加圧させるモ―タをそれぞれガン本体側に備えた摩擦撹拌接合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌して接合する装置であって回転ピンを回転させるモ―タ及び加圧させるモ―タをそれぞれガン本体側に備えた摩擦撹拌接合装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２ー１７８１６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の技術においては、回転ピンを加圧させるためガン本体側に設けられたサ―ボモ―タの出力軸からの回転力が、回転ピンの直上部に設けられたねじ軸とナットを介して回転ピンを上下動させるように動作されるため、相対的に回転ピンの直上部にねじ軸が突出上下動することになり、これが周囲の治具と干渉するもととなると共に、回転ピン側の径が大きくなり、結果的に装置が大型となる。
【０００５】
また、回転ピンを回転させるためガン本体側に設けられたインダクションモ―タの出力軸からの回転力が、ベルトを介して回転ピンの周囲に設けられたスプライン側に伝達されるため、やはり回転ピン側の径が大きくなると共に、前記ベルトがア―ムの懐内に位置することから周囲の治具や被接合物と干渉するもととなる。
【０００６】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転ピンを加圧させるための可動ア―ムの加圧駆動機構をガン本体内に設けると共に回転ピンを回転させるためのモ―タも可動ア―ムのガン本体側に設けて回転ピン側には単にプ―リを設けることで、ア―ム間の懐を広くし且つ回転ピンの直上部の余分な機械要素を排除して小型で使用し易い摩擦撹拌接合装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における摩擦撹拌接合装置は、ガン本体内に加圧駆動機構を配置し、該加圧駆動機構に接続された可動ア―ムの先端に回転ピンを回転自在に支持し、可動ア―ムのガン本体側に回転ピンを回転させるモ―タを配置し、該モ―タに設けたプ―リと前記回転ピンに設けたプ―リとをベルトにより接続し、前記可動ア―ムと対向する固定ア―ムをガン本体の基部から延出させたことを特徴とする、ものである。
【０００８】
また、前記加圧駆動機構がボ―ルネジとボ―ルナットと直動軸受とで構成され、該直動軸受側に可動ア―ムが接続されたことを特徴とする、ものである。
【０００９】
また、前記加圧駆動機構がボ―ルネジとボ―ルナットと直動軸受と該直動軸受に接続された加圧ロッドで構成され、該加圧ロッドに可動ア―ムが接続されたことを特徴とする、ものである。
【００１０】
また、前記回転ピンを回転させるモ―タが加圧ロッドの先端側に内蔵された特徴とする、ものである。
【００１１】
また、前記加圧駆動機構がリニアモ―タで構成され、該リニアモ―タの可動子側のテ―ブルに可動ア―ムが接続されたことを特徴とする、ものである。
【００１２】
さらに、前記固定ア―ムの先端にも回転ピンを回転自在に支持し、該固定ア―ムのガン本体側にも回転ピンを回転させるモ―タを配置し、該モ―タに設けたプ―リと前記回転ピンに設けたプ―リとをベルトにより接続したことを特徴とする、ものである。
【００１３】
【発明の実施の態様】
添付の図面を参照して本発明の実施例について説明をする。
図１は本発明に係る摩擦撹拌接合装置の要部正面説明図、図２はその平面図である。
【００１４】
図において、１はロボットの手首（図示せず）に接続されるガン本体であり、該ガン本体１の基部には伝動ボックス２が備えられ、該伝動ボックス２の一側には加圧駆動モ―タ３が配置され他側には固定ア―ム４が延出されている。
【００１５】
そして、ガン本体１の内部には、加圧駆動機構５が配置されており、該加圧駆動機構５には可動ア―ム６の一側が接続されている。
【００１６】
７は回転ピンであり、該回転ピン７は上端部にプ―リ８を備えアンギュラベアリング９によって回転自在に支持されている。また、該回転ピン７にはその先端に摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌して接合する周知の撹拌ピン１０を配置している。
【００１７】
前記可動ア―ム６の他側には前記アンギュラベアリング９が接続され、該可動ア―ム６の一側であるガン本体１側には前記回転ピン７を回転させるモ―タ１１が配置されている。そして、該モ―タ１１の出力軸に設けたプ―リ１２と前記回転ピン７に設けたプ―リ８との間には歯付ベルト１３が掛け渡されている。
【００１８】
以上のような構成からなる摩擦撹拌接合装置において、加圧駆動モ―タ３を駆動することにより加圧駆動機構５によって可動ア―ム６がガン本体１に沿って移動し、可動ア―ム６の先端に設けた回転ピン７は上下動作を行う。この回転ピン７の下動作により撹拌ピン１０が被接合物（図示せず）に当接した時点でモ―タ１１を駆動すると、回転ピン７を介して撹拌ピン１０は被接合物の一部を撹拌しながら被接合物内に侵入し、被接合物内との摩擦による摩擦熱で被接合物を軟化，撹拌して被接合物を接合することになる。
【００１９】
このように、回転ピン７を回転させるモ―タ１１及び加圧させるモ―タ３をそれぞれガン本体１側に備えた摩擦撹拌接合装置において、ガン本体１内に加圧駆動機構５を配置し、該加圧駆動機構５に接続された可動ア―ム６の先端に回転ピン７を回転自在に支持したので、回転ピン７の直上部の余分な機械要素が排除され且つ加圧駆動機構５は回転ピン７の中心から大きくオフセットされたガン本体１の内部に配置されて被接合物や周囲の治具と干渉することがない。
【００２０】
また、回転ピン７を回転させるためのモ―タ１１も可動ア―ム６のガン本体１側に設けられ、該モ―タ１１からの回転力が可動ア―ム６の先端に設けた回転ピン７側に伝達されるので、回転ピン７側には単にプ―リ８を設けることですみ、この伝達機構においても被接合物や周囲の治具と干渉することがない。
【００２１】
また、可動ア―ム６と固定ア―ム４はそれぞれガン本体１側から大きく張り出されて該両ア―ム６，４の懐内には動力伝達機構等が存在しないことになり、これによっても被接合物や周囲の治具と干渉することがなく使用し易い摩擦撹拌接合装置となる。
【００２２】
前記加圧駆動機構５としては、図１，図２に示すように、ガン本体１の基部側に配置された軸受２０に軸支されたボ―ルネジ２１と，該ボ―ルネジ２１と螺合するボ―ルナット２２と，前記ガン本体１に設けたレ―ル２３，２３によりガイドされボ―ルナット２２と一体的に形成されたテ―ブ―ル２４に設けられた直動軸受２５，２５とで構成することができ、この直動軸受２５側のテ―ブル２４には可動ア―ム６が接続されるようになっている。
【００２３】
この場合、加圧駆動モ―タ３を駆動することにより該加圧駆動モ―タ３の出力軸からの回転力はプ―リ２６，ベルト２７，プ―リ２８を介して加圧駆動機構５のボ―ルネジ２１に伝達され、該ボ―ルネジ２１の回転によってボ―ルナット２２と直動軸受２５が往復直動し、該直動軸受２５によって可動ア―ム６がガン本体１に沿って移動し上下動作を行う。
【００２４】
図３，図４に示す実施例は、先の実施例と直動軸受２５から可動ア―ム６までの加圧駆動機構５の構成に相違がある。即ち，３０は加圧ロッドであり、該加圧ロッド３０はその上端に可動ア―ム６が接続され、該加圧ロッド３０の下端にはボ―ルナット２２が固着され且つ該加圧ロッド３０の下端側に接続板３１を介して直動軸受２５が接続されており、該加圧ロッド３０の一部はガン本体１の上端から突出するように構成されている。
【００２５】
この場合、加圧駆動モ―タ３を駆動することにより加圧駆動機構５の直動軸受２５が往復直動し、該直動軸受２５を伴う加圧ロッド３０のガン本体１の上端からの突出量が変化して可動ア―ム６がガン本体１に対して上下動作を行う。
【００２６】
そして、図示のように前記加圧ロッド３０の先端側に回転ピン７を回転させるモ―タ１１を内蔵させることもできる。この場合，モ―タ１１の保護がより有効となると共に設置スペ―スの有効利用が可能となる。
【００２７】
図５，図６に示す実施例では、加圧駆動機構がリニアモ―タ４０で構成されたものであり、該リニアモ―タ４０は、ガン本体１を構成する断面コ字状のフレ―ム内に固定された固定子４１に配置されたマグネット４２と前記フレ―ムにガイドされるテ―ブル４３に固定された可動子４４とからなり、前記テ―ブル４３に可動ア―ム６が接続されている。
【００２８】
この場合、マグネット４２を励磁することにより可動子４４はガン本体１に沿って上下に移動可能となる。
【００２９】
したがって、図５に示す状態でマグネット４２を励磁することにより可動子４４は下降し、これに伴って回転ピン７が下降して加圧動作を行う。回転ピン７を上昇させて開放状態とするには前記マグネット４２の励磁方向を逆にするとよい。
【００３０】
図７，図８は図１に示す実施例において固定ア―ム４側にも回転ピン５０を付加し、この回転ピン５０を、固定ア―ム４のガン本体１側に配置したモ―タ５１でプ―リ５２，ベルト５３，プ―リ５４を介して回転させるようにしたものである。
【００３１】
この場合，被接合物は回転ピン７，５０にそれぞれ配置した撹拌ピン１０，５５によって軟化，撹拌されて接合されるのでより有効な接合が可能となる。
【００３２】
以上の各実施例において実質的に同一部品については、同一符号を付してその説明を一部省略した。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る摩擦撹拌接合装置では、ガン本体内に加圧駆動機構を配置し、該加圧駆動機構に接続された可動ア―ムの先端に回転ピンを回転自在に支持したので、回転ピンの直上部の余分な機械要素が排除され且つ加圧駆動機構は回転ピンの中心から大きくオフセットされたガン本体の内部に配置されて被接合物や周囲の治具と干渉することがない。また、回転ピンを回転させるためのモ―タも可動ア―ムのガン本体側に設けられ、該モ―タからの回転力が可動ア―ムの先端に設けた回転ピン側に伝達されるので、回転ピン側には単にプ―リを設けることですみ、この伝達機構においても被接合物や周囲の治具と干渉することがない。したがって、小型で使用し易い摩擦撹拌接合装置となる。
【００３４】
そして、加圧駆動機構がボ―ルネジとボ―ルナットと直動軸受とで構成され、該直動軸受側に可動ア―ムが接続された場合、加圧駆動機構がガン本体内に納まり、よりコンパクトな摩擦撹拌接合装置となる。
【００３５】
また、加圧駆動機構がボ―ルネジとボ―ルナットと直動軸受と該直動軸受に接続された加圧ロッドで構成され、該加圧ロッドに可動ア―ムが接続された場合、両ア―ム間の懐がより広くなってより使用し易い摩擦撹拌接合装置となる。
【００３６】
さらに、回転ピンを回転させるモ―タが加圧ロッドの先端側に内蔵された場合、モ―タの保護もより有効となると共に設置スペ―スの有効利用も可能な摩擦撹拌接合装置となる。
【００３７】
また、加圧駆動機構がリニアモ―タで構成され、該リニアモ―タの可動子側のテ―ブルに可動ア―ムが接続された場合、可動ア―ムの動作がスム―スになってスピ―ド化が望める摩擦撹拌接合装置となる。
【００３８】
また、固定ア―ムの先端にも回転ピンを回転自在に支持し、該固定ア―ムのガン本体側にも回転ピンを回転させるモ―タを配置し、該モ―タに設けたプ―リと前記回転ピンに設けたプ―リとをベルトにより接続した場合、被接合物の両面からの接合動作が可能となってより有効な接合が望める摩擦撹拌接合装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る摩擦撹拌接合装置の要部正面説明図である。
【図２】図２はその平面図である。
【図３】図３は本発明に係る摩擦撹拌接合装置の他の実施例の要部正面説明図である。
【図４】図４はその平面図である。
【図５】図５は本発明に係る摩擦撹拌接合装置の更に他の実施例の要部正面説明図である。
【図６】図６はその平面図である。
【図７】図７は本発明に係る摩擦撹拌接合装置の更にまた他の実施例の要部正面説明図である。
【図８】図８はその底面図である。
【符号の説明】
１                        ガン本体
３                        加圧用モ―タ
４                        固定ア―ム
５                        加圧駆動機構
６                        可動ア―ム
７，５０                  回転ピン
８，１２，５２，５４      プ―リ
９                        アンギュラベアリング
１１，５１                回転用モ―タ
１３，５３                ベルト
２１                      ボ―ルネジ
２２                      ボ―ルナット
２５                      直動軸受
３０                      加圧ロッド
４０                      リニアモ―タ
４３                      テ―ブル
４４                      可動子
【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】
2004276029.tif 000008
【図７】
2004276029.tif 000009
【図８】
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