(57)【要約】【課題】ダブルスキン構造のワークを接合して、台枠などの構成部材を簡単に製作することができる両面摩擦撹拌接合装置を提供する。【解決手段】前記複数本のワークＷ１〜Ｗ４は、長手方向の両端部が第１および第２のチャック部材１１，１２で一体に結合されて接合面が互いに突き合わされた状態に保持されており、この第１および第２のチャック部材１１，１２に第１及び第２のチェーン部材１５，１６の一端部が連結されている。チェーン部材１５，１６にて牽引することでワークＷ１〜Ｗ４をワーク長手方向に沿って移動させつつ、ワークＷ１〜Ｗ４の上下に向けて設けた（定位置固定の）上側および下側の接合ヘッド７，８によって、前記ワークＷ１〜Ｗ４の接合面間を上下同時に摩擦撹拌接合する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定幅で長尺の複数本のワークを接合面が互いに突き合わせられるように並べ、この互いに突き合わせられた状態の複数本のワークをワーク長手方向に沿って移動させつつ、ワークの上下に向けて設けた上側および下側の接合ヘッドによって、前記複数本のワークの接合面間を摩擦撹拌接合する両面摩擦撹拌接合装置において、
前記ワークは、上側および下側の面板部がリブ部にて結合されるダブルスキン構造であり、
前記上側および下側の接合ヘッドは、定置式であって口形形状の固定フレームの上側および下側水平フレーム部にワーク長手方向に直交する方向に移動可能にそれぞれ配設され、
前記接合面が互いに突き合わせられるように並べられた複数本のワークは、ワーク長手方向の両端部が第１および第２のチャック部材で一体に結合され、
第１および第２のチャック部材に第１及び第２のチェーン部材がそれぞれ連結され、
前記複数本のワークは、ワーク長手方向における固定フレームの前後において、水平方向の軸線を有する複数の支持ローラにて支持され、
前記第１および第２のチェーン部材を介して複数本のワークを送りつつ、前記上側および下側の接合ヘッドが、同一位置において、上下同時に摩擦撹拌接合する構成とされていることを特徴とする両面摩擦撹拌接合装置。
【請求項２】
前記上側および下側の接合ヘッドは、それぞれ、先端の接合用回転工具をその向きがワーク長手方向に直交する方向に向くように傾動可能に前記固定フレームの上側および下側水平フレーム部に設けられている請求項１記載の両面摩擦撹拌接合装置。
【請求項３】
前記固定フレームの下部は、地上面に掘られた窪み部内に位置するように設置されている請求項１又は２記載の両面摩擦撹拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両（とくに鉄道車両）の車体などのダブルスキン構造の構成部材（たとえば台枠、側構体）を、所定幅で長尺のアルミニウム合金製などの長尺材料を摩擦撹拌接合して製作するのに用いられる両面摩擦撹拌接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の摩擦撹拌接合装置は、接合ヘッドの先端に配置された回転工具の回転により摩擦熱を発生させ、接合ベッド上のワーク（板材）間の接合部分を加熱し軟化状態にして接合するものである。この回転工具は、円柱体の工具本体の中心部先端にはピンが一体に突設されており、突き合わせしたワークの接合線に沿って工具本体とともにピンを回転させながら所定荷重下で移動（前進）させることにより、ピンをワークの接合部に挿入させ、ピンの周辺のショルダー（回転工具の後側下端周縁）を接合部の表面に接触させつつ回転させる。工具本体は、ピンの中心を通る軸線が下方になるに従い前方に位置するようにやや傾斜させて配置される。
【０００３】
また、摩擦撹拌接合装置の全体構造は、ワークを載置するベッドの長手方向に沿って門形フレームが走行可能に配備され、この門形フレームの水平フレーム部に複数の接合ヘッドがスライダを介して横移動可能にかつ上下に昇降可能に設けられている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、そのような装置であると、接合ヘッドの数に限界があり、ダブルスキン構造に適用する場合には、片面接合後に残りの片面を接合するために、ワークを反転する必要がある。また、片面接合後にワークが熱変形するおそれがあり、接合精度を確保する上で不利である。
【０００５】
そこで、接合部材をひっくり返すことなく１回の接合操作で両面同時に摩擦撹拌接合することができる装置が提案されている（たとえば特許文献２，３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１６００７７号公報（段落番号００３０〜００３４，図１〜図３）
【特許文献２】
特開平１１−９０６５５号公報（段落番号００７２〜００７５、図８）
【特許文献３】
特開平１１−３２０１２７号公報（段落番号００７２〜００７５、図４〜図６）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献２に記載の装置は、接合部材をひっくり返すことなく１回の接合操作で両面同時に摩擦撹拌接合するものであるが、位置決めされたワークに対し上下の回転工具を移動させるものであるため、前記ワークの全長に相当する範囲に亘って上下の回転工具を移動させる必要があり、装置全体が複雑となり、大型化する。また、摩擦撹拌接合をすることができるワークの長さを、回転工具の可動範囲よりも短くする必要があり、ワークの長さが制限される。
【０００８】
また、上記特許文献３に記載の装置は、ワークを移動させるため、加工されるワークの長さが制限されず、１回の接合操作で両面同時に摩擦撹拌接合するものではあるが、シングルスキン構造のワークをも対象とするため、回転工具（プロープ）が互いに干渉しないように、ワークの送り方向において位置をずらせて設けている。このため、上記特許文献３に記載の装置を用いて、ダブルスキン構造の接合を行う場合には、後から摩擦撹拌接合される部分が、先に摩擦撹拌接合される部分の熱影響により、悪影響を受けるおそれがある。しかも、接合ヘッドについても、ワークの上側及び下側にそれぞれ１つの接合ヘッドしか配備されていないので、ワークの接合部の数に応じてワークを繰り返し走行させて接合する必要があり、作業効率が悪い。
【０００９】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、ダブルスキン構造のワークを、ワーク長さの制限を受けることなく、効率よく両面同時に摩擦撹拌接合をすることができる両面摩擦撹拌接合装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係る両面摩擦撹拌接合装置は、所定幅で長尺の複数本のワークを接合面が互いに突き合わせられるように並べ、この互いに突き合わせられた状態の複数本のワークをワーク長手方向に沿って移動させつつ、ワークの上下に向けて設けた上側および下側の接合ヘッドによって、前記複数本のワークの接合面間を摩擦撹拌接合する両面摩擦撹拌接合装置において、前記ワークは、上側および下側の面板部がリブ部にて結合されるダブルスキン構造であり、前記上側および下側の接合ヘッドは、定置式であって口形形状の固定フレームの上側および下側水平フレーム部にワーク長手方向に直交する方向に移動可能にそれぞれ配設され、前記接合面が互いに突き合わせられるように並べられた複数本のワークは、ワーク長手方向の両端部が第１および第２のチャック部材で一体に結合され、第１および第２のチャック部材に第１及び第２のチェーン部材がそれぞれ連結され、前記複数本のワークは、ワーク長手方向における固定フレームの前後において、水平方向の軸線を有する複数の支持ローラにて支持され、前記第１および第２のチェーン部材を介して複数本のワークを送りつつ、前記上側および下側の接合ヘッドが、同一位置において、上下同時に摩擦撹拌接合する構成とされている。ここで、「同一位置において、上下同時に摩擦撹拌接合する」とは、上下対応する接合線（接合面間）を、ワーク長手方向に対して同一位置において、上下同時に摩擦撹拌接合する、という意味である。
【００１１】
上記の構成を有する両面摩擦撹拌接合装置によれば、定置式であって口形形状の固定フレームの上側および下側水平フレーム部に上側および下側の接合ヘッドを設けるようにしているので、ワーク長手方向における固定フレームの前後において、水平方向の軸線を有する複数の支持ローラにて支持することができ、それによって安定して摩擦撹拌接合を行うことができる。
【００１２】
そして、ダブルスキン構造のワーク（上側および下側の面板部）を摩擦撹拌接合する場合に、ワークを移動させることで上側および下側の接合ヘッドによって上下同時に摩擦撹拌接合することができるため、従来の片面摩擦撹拌接合装置に比べて、構造を複雑にすることなく、安価に摩擦撹拌接合することができる。
【００１３】
つまり、回転工具を接合部（接合面間）に押し当てて回転させながら接合線に沿って固定フレームに対しワークを移動させることにより、ワークの接合部が摩擦熱により加熱され塑性流動化され、ワークの母材組織が撹拌され、冷却されたのちに母材組織が一体化されて接合される。この作業を１回行うだけで、ダブルスキン構造の複数のワークが接合されて一体化され、所望の台枠等の構成部材が製作される。
【００１４】
また、固定フレームの上側および下側水平フレーム部にそれぞれ上側及び下側の接合ヘッドが複数台設けられ、ワークの上下に複数台の接合ヘッドがそれぞれ配置されるようにしているので、ワークを移動させれば、ワーク間の複数の接合部が上側及び下側の接合ヘッドの回転工具により上下同時に接合されながら移動することになる。よって、作業効率が大幅に向上し、接合作業時間が短縮される。
【００１５】
さらに、第１及び第２のチャック部材にて接合面が相互に突き合わされた状態を保持することができ、第１及び第２のチェーン部材による駆動にてワークをおくるようにしているので、ワークを安定して（摩擦撹拌接合のために）移動させることができる。
【００１６】
また、ワークがダブルスキン構造であっても、上下同時に摩擦撹拌接合するので、前記特許文献３に記載の技術のように、摩擦撹拌接合する部位のずれにより、後から接合される部分に熱影響を与えるおそれがない。
【００１７】
請求項２に記載のように、前記前記上側および下側の接合ヘッドは、それぞれ、先端の接合用回転工具をその向きがワーク長手方向に直交する方向に向くように傾動可能に前記固定フレームの上側および下側水平フレーム部に設けられている構成とすることが望ましい。
【００１８】
このようにすれば、横断面が湾曲している（鉄道車両の）側構体のように、複数の長尺の押出型材や板材などのワークを、湾曲面を形成するように接合面が互いに突き合わせられるように並べて（この場合は通常ワーク間はあらかじめ仮付けされている）、摩擦撹拌接合する際には、その湾曲した方向に先端（下端）の接合用回転工具を傾動できるので、そのような場合にも摩擦撹拌接合をすることができる。
【００１９】
請求項３に記載のように、前記固定フレームの下部は、地上面に掘られた窪み部内に位置するように設置されていることが望ましい。
【００２０】
これによれば、上側および下側の接合ユニットを設けることで全体高さが高くなるが、地上面に掘られた窪み部を利用することで、全体高さ、特にワークを移動させる部分の高さをそれほど高くしなくてもよくなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用摩擦撹拌接合装置の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態に係る両面摩擦撹拌接合装置を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る両面摩擦撹拌接合装置を示す正面図、図３は同側面図、図４は同要部平面図である。
【００２３】
図１〜図４に示すように、両面摩擦撹拌接合装置１は、所定幅で長尺の複数本のワークＷ１〜Ｗ４（本例では４本のワーク）を接合面が互いに突き合わせられるように並べ、前記複数本のワークＷ１〜Ｗ４の接合面間を上下同時に摩擦撹拌接合するものである。具体的には、この互いに突き合わせ状態で並べられた複数本のワークＷ１〜Ｗ４をワーク長手方向に沿って移動させつつ、ワークＷ１〜Ｗ４の接合部の上下に向けて設けた複数台（本例では３台）の上側および下側の接合ヘッド７，８によって、上下同時に摩擦撹拌接合するものである。なお、この装置１は、従来の片面摩擦撹拌接合装置のようにワークＷ１〜Ｗ４が載置されるベッド（定盤）を備えない。
【００２４】
このワークＷ１〜Ｗ４は、上側および下側の面板部がリブ部にて結合されるダブルスキン構造であり、上側の面板部の接合部が上側の接合ヘッド７によって、下側の面板部の接合部が下側の接合ヘッド８によってそれぞれ接合され、それらの両面板部の接合部が、同一位置において上下同時に接合される。
【００２５】
この装置１は、上側及び下側の接合ヘッド７，８を３台ずつ備え、これらの上側および下側の接合ヘッド７，８が、定置式（移動しない）であって口形形状（矩形枠形状）の固定フレーム２の上側および下側水平フレーム部２Ａ，２Ｂの一側に左右方向に間隔をあけて配設されている。固定フレーム２の下部は、地上面に掘られた窪み部Ｓ内に位置するように設置されているので、３台の下側の接合ヘッド７も窪み部３内に位置している。
【００２６】
また、固定フレーム２の前後（ワーク長手方向（ワーク移動方向）の前後）には、ワークＷ１〜Ｗ４を上下から挟んで支持するワーク支持手段３，４が配置されている。前記各ワーク支持手段３，４は、ワーク長手方向に一定間隔でもってワークＷ１〜Ｗ４の上下に配設され水平方向の軸線を有する複数の支持ローラ３ａ，４ａを備え、これらの支持ローラ３ａ，４ａによってワークＷ１〜Ｗ４を上下から挟んで支持する構成となっている。
【００２７】
さらに、ワーク支持手段３，４の前後に、下側からワークＷ１〜Ｗ４を支持する支持ローラ手段５，６と、ワークＷ１〜Ｗ４の左右方向の動きを規制するサイドローラ９，１０とが順に設けられている。支持ローラ手段５，６は、水平方向の軸線を有する複数の支持ローラ５ａ，６ａをそれぞれ有する。サイドローラ９，１０は、鉛直方向の軸線を有し、外周面がワークＷ１，Ｗ４の側端面に接触するように支持枠１７，１８に回転可能に支持されている。
【００２８】
そして、前記複数本のワークＷ１〜Ｗ４は、長手方向の両端部が第１および第２のチャック部材１１，１２で一体に結合されて接合面が互いに突き合わされた状態に保持されており、この第１および第２のチャック部材１１，１２に第１及び第２のチェーン部材１５，１６の一端部が連結されている。第１及び第２のチェーン部材１５，１６の他端部側は、第１および第２のスプロケット１３，１４に巻き掛けられている。これにより、第１および第２のスプロケット１３，１４を回転駆動することにより、第１及び第２のチェーン部材１５，１６が第１及び第２のチャック部材１１，１２を牽引して移動させ、ワークＷ１〜Ｗ４を前進させたり後退させたりする構成とされている。
【００２９】
上側および下側の接合ヘッド７，８は、上下対称に設けられているので、以下の説明においては上側の接合ヘッド７についてのみ説明する。
【００３０】
上側の接合ヘッド７は、図５及び図６に示すように、リニアガイド２２を介してブラケット２３に対し上下に昇降可能に装着されている。上側水平フレーム部２Ａの上面にガイドレール５３，５４が横方向に敷設され、このガイドレール５３，５４に沿って３つのガイドベース２５がそれぞれ横移動可能に配設されている。上側水平フレーム部２Ａのすぐ下方および上方には、左右方向に延びるボールスクリューシャフト５５が、固定フレーム２の左右両側の垂直フレーム部２Ｃ，２Ｄ間に跨がって架設されている。
【００３１】
各ガイドベース２５にナット部２７が回転可能に支持され、このナット部２７がボールスクリューシャフト５５に螺合している。そして、各ガイドベース２５に搭載されたサーボモータ２８により無端ベルト２６を介してナット部２７が正逆いずれの方向にも所定回転数（角度）回転し停止する。また、３つのガイドベース２５は、それぞれのサーボモータ２８にて、ボールスクリューシャフト５５に螺合するナット部２７を所定方向に回転することにより任意の位置に横移動する。
【００３２】
リニアガイド３０の上部にはエアシリンダ６１が配設され、このエアシリンダ６１のピストンロッド６２の伸縮動により接合ヘッド７が取付板３２とともに昇降する。
【００３３】
接合ヘッド７は上部にインダクションモータ７２を備え、下端部に回転工具７１が軸受７４により回転可能に支承されている。回転工具７１はインダクションモータ７２の回転軸７３の下端に一体回転可能に接続されている。回転工具７１は、下向きに先細の円錐状で、その先端に円柱状のショルダー部７１ａが一体に形成され、その先端面中心部にピン７１ｂが一体に突設されている。
【００３４】
これらのショルダー部７１ａとピン７１ｂとは、本例ではワークＷ１〜Ｗ４の材質がアルミニウム合金であるから、それよりも硬質で剛性の高い金属材料で形成されている。またそれらの中心軸線を鉛直線に対して傾斜角α（好ましくは３°前後）でワーク進行方向前方へ下向きに傾斜させているが、この傾斜角αはガイドベース２５に対するブラケット２３の後端取付面２３ａを前方へ上向きに角度αだけ傾斜させることによって生じさせている。すなわち、ガイドベース２５に対してガイド部材２５ａを介してスライダー２４が昇降可能に配設され、このスライダー２４に対してブラケット２３が傾斜角αだけ傾斜させて取り付けられている。
【００３５】
このように、回転工具７１の軸線を固定フレーム２（移動せず定位置に保持される）の走行方向の前方へ向けて傾斜角α（好ましくは３°前後）だけ傾斜させているので、回転工具先端のピン７１ｂが接合部内に挿入された状態で、回転工具７１の後側ショルダー部７１ａが接合部表面に接触して押圧しつつ回転して摩擦熱を効率よく発生させられる。
【００３６】
また、ガイドベース２５とブラケット２３との間にはリニアガイドを介在させ、ガイドベース２５の上端にサーボモータ６５を配設している。そして、スクリューシャフト６６とナット６７とを介してサーボモータ６５の回転によりブラケット２３が昇降するように構成している。
【００３７】
また、軸受７４の周囲の円筒状外壁７４ａからショルダー部７１ａの先端に向けて冷却用エアの噴射ノズル７５を配設し、さらに外壁７４ａの前方下向きにＣＣＤカメラなどの画像センサー７６を配備している。
【００３８】
続いて、上記両面摩擦撹拌接合装置１の動作を、鉄道車両の台枠の製作を例に挙げて以下に説明する。
【００３９】
本例では、４本の長尺ワークＷ１〜Ｗ４を、長手方向の両端部が第１および第２のチャック部材１１，１２で一体に結合されて接合面が互いに突き合わされた状態に保持されており、そのような接合面を相互に突き合わせて並べられた状態で載置する。
【００４０】
それから、たとえば第１のスプロケット１３を回転して第１のチェーン部材１５を巻き取ることにより、第１のチャック部材１１を移動させる。これにより４本のワークＷ１〜Ｗ４が、第１のチャック部材１１によって引っ張られて、定位置固定の上側及び下側の接合ヘッド７，８（固定フレーム２）に対して移動する。このとき、移動（摩擦撹拌接合）に先立って、固定フレーム２の上側および下側水平フレーム部２Ａ，２Ｂに一定間隔をあけて３台ずつ配置されている上側および下側接合ヘッド７，８を、サーボモータ２８によりナット部２７を回転させ、ボールスクリューシャフト５５に沿ってガイドベース２５とともに所定位置へあらかじめ横移動させ停止させておく。すなわち、図３において、中間位置の接合ヘッド７，８が中間の接合位置に、左右の接合ヘッド７，８が左右の接合位置に対応する位置で停止する。
【００４１】
この状態で、サーボモータ６５にてスクリューシャフト６６を回転させることにより、スライダー２４およびブラケット２３とともに、上側の接合ヘッド７を最下位置付近まで下降させる一方、下側の接合ヘッド８を最上位置付近まで上昇させる
それから、エアシリンダ６１にて各接合ヘッド７，８を取付板３２とともに下降あるいは上昇させ、回転工具７１をワークＷ１〜Ｗ４間の各接合位置に接触させ押圧する。この状態で、回転工具７１の中心軸線がワークとの接触位置における鉛直線に対し下向き前方に略３度傾斜している。ここで、インダクションモータ７２により回転工具７１を高速回転させ、固定フレーム２に対しワークＷ１〜Ｗ４を移動させると、周知のごとくピン７１ｂがワークＷ１〜Ｗ４の接合部内に挿入され、ショルダー部７１ａがワークＷ１〜Ｗ４の表面に接触し、摩擦熱が発生してワークＷ１〜Ｗ４は一体に接合されていく。このようにして、各ワークＷ１〜Ｗ４間の接合部が一体に接合される。
【００４２】
３カ所の接合部における接合作業が終了すれば、エアシリンダ６１にて各接合ヘッド７，８を上昇あるいは下降させ、ワークＷ１〜Ｗ４から離間させる。
【００４３】
ところで、ワークＷ１〜Ｗ４の接合部の長さは数十ｍに及ぶ場合がある。そのため、回転工具７１の位置ずれを検知して補正する倣い装置を備え、回転工具７１が接合部から位置ずれを起こすのを防止するようにしている。具体的には、画像センサー７６が倣い装置の主要部をなし、画像センサー７６にはＣＣＤカメラが用いられている。画像センサー７６にて撮影された接合部の画像を図示を省略した画像処理ボード、画像処理センサー、ビデオキャプチャーおよび画像処理プログラムなどの画像処理装置で処理し、接合線の画像上の基準線からの回転工具７１のずれ量を演算手段が演算する。このずれ量の演算値をサーボアンプに伝送し、サーボモータ２８およびサーボモータ３６をフィードバック制御することにより、回転工具７１が接合線を正確に追跡することができる構成とされる。
【００４４】
また、それと同時に、ワーク（の接合部）に対する回転工具７１の突っ込み量を一定に制御する必要があるので、その荷重反力にて、突っ込み量を制御する制御装置８０を備えていることが望ましい。たとえば図７（ａ）（ｂ）に示すように、前記エアシリンダ６１に代えてＡＣサーボモータ８１により接合ヘッド７を下向けに押圧するようにすると共に、接合ヘッド７をＬ形ブラケット８２に対し上下方向にスライド可能に取り付ける。そして、ブラケット８２と接合ヘッド７との間にロードセル８３を介装し、接合作業時に先端の回転工具７１からの反力をロードセル８３で測定し、その測定値とコントローラ８４にてあらかじめ設定した反力値とを比較器（図示せず）にて比較し、ＣＰＵ８５を介してサーボモータ８１の回転量を制御する。なお、コントローラ８４にて最適な回転工具７１の押付け力を任意に設定できるようにしている。図中の符号８１ａはスクリューシャフト、符号８１ｂはナットである。
【００４５】
上記に本発明の両面摩擦撹拌接合装置の一実施の形態について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、以下に示すように種々の変更が可能である。
（ｉ）上側及び下側の接合ヘッド７，８あるいは回転工具７１を駆動する装置としては、サーボモータのほか、油圧シリンダーや油圧モータを使用することもできる。
（ｉｉ）鉄道車両の車体の台枠を製作する場合のほか、台枠以外の構成部材を製作する場合に適用することも可能である。
（ｉｉｉ）倣い装置の別の実施の形態として、ワークの接合位置にレーザースリット光を照射可能な照射装置（図示せず）を取り付け、その反射光を画像センサー（ＣＣＤカメラ）７６で撮影してそれを３次元画像処理し、光切断法によりワーク接合位置と回転工具７１の位置ずれを、サーボモータ２８およびサーボモータ３６をフィードバック制御することにより補正できるようにしてもよい。
【００４６】
さらに別の実施の形態として、渦電流センサーを用いた１次元計測を行ない、ワーク接合位置と回転工具７１との位置ずれを補正できるようにしてもよい。
（ｉｖ）回転工具７１の突っ込み量制御装置の別の実施の形態として、図８（ａ）（ｂ）に示すように構成することも可能である。この場合には、回転工具７１のワークＷに対する突っ込み量を、距離センサー８６により計測して、制御する制御装置８０’を配備している。また、距離センサー８６に先行させて押えローラ８７を装着し、相互に隣接する２つのワークＷ間の接合部が浮き上がらないようにしている。したがって、距離センサー８６を回転工具７１に取り付けて、回転工具７１とワークＷの表面との距離を計測し、コントローラ８８にてあらかじめ設定した距離と比較器で比較させ、そのずれをＣＰＵ８９によりＡＣサーボモータ８１’を制御する。距離センサー８６による計測値などの距離情報はＣＰＵ８９にフィードバックされる。
（ｖ）たとえば鉄道車両の側構体のように横断面形状が湾曲線形状である場合（いわゆるコンター付きの場合）にも、各ワーク間を仮付けすると共に、図９〜図１１に示すように、接合ヘッドを、先端の接合用回転工具をその向きが前記湾曲線の法線に向くように傾動可能に固定フレームの水平フレーム部に設けることで、同様に適用することができる。具体的には、図９〜図１１に示すように、ブラケット２３に対しリニアガイド３０は枢支軸３３により上下方向に旋回自在に支持されている。枢支軸３３の後端にはウォームホイール３４が一体回転可能に取着され、これにウォーム３５が噛合しており、ウォーム３５は無端ベルト３７を介してサーボモータ３６に接続され、サーボモータ３６により正逆に回転する。リニアガイド３０の前面にガイド部材３１を介在させて取付板３２が昇降自在に配設されており、これにより、この取付板３２に装着された接合ヘッド７が枢支軸３３の中心軸線の回りに旋回し、下端（先端）の回転工具７１が横方向に傾動する。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明に係る両面摩擦撹拌接合装置は、次の効果を奏する。
（ｉ）  定置式であって口形形状の固定フレームの上側および下側水平フレーム部に上側および下側の接合ヘッドを設け、ワーク長手方向における固定フレームの前後において、水平方向の軸線を有する複数の支持ローラにて支持する構成としているので、安定して摩擦撹拌接合を行うことができる。
（ｉｉ）  ダブルスキン構造の複数本のワークを上下同時に接合して、台枠、側構体など構造部材を簡単に製作することができる。とくに、複数の接合箇所を有する複数のワークを並べて効率よく上下同時に接合することができる。
（ｉｉｉ）また、ワークがダブルスキン構造であっても、上下同時に摩擦撹拌接合するので、前記特許文献３に記載の技術のように、摩擦撹拌接合する部位のずれにより、後から接合される部分に熱影響を与えるおそれがない。
（ｉｖ）  固定フレームの上側および下側水平フレーム部に複数台の接合ヘッドをそれぞれ配備しているので、ワーク間の複数の接合部を複数台の接合ヘッドより上下同時に接合することができ、作業効率が大幅に向上し、接合作業時間の短縮化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る両面摩擦撹拌接合装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る両面摩擦撹拌接合装置を示す正面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】同要部平面図である。
【図５】図３のＸ方向矢視図である。
【図６】図５の一部を拡大した側面図である。
【図７】回転工具の突っ込み量制御装置の実施例を示すもので、図７（ａ）は主要部分を表す側面図、図７（ｂ）は制御の流れを同時に表す同ブロック図である。
【図８】回転工具の突っ込み量制御装置の別の実施例を示すもので、図８（ａ）は主要部分を表す側面図、図８（ｂ）は制御の流れを同時に表す同ブロック図である。
【図９】変形例についての図６と同様の図である。
【図１０】図９に示す変形例の正面図である。
【図１１】図９に示す変形例の背面図である。
【符号の説明】
１    両面摩擦撹拌接合装置
２    固定フレーム
２Ａ    上側水平フレーム部
２Ｂ    下側水平フレーム部
３，４    ワーク支持手段
３ａ，４ａ    支持ローラ
５，６    支持ローラ手段
５ａ，６ａ    支持ローラ
７    上側接合ユニット
８    下側接合ユニット
１１，１２    チャック部材
１３，１４    スプロケット
１５，１６    チェーン部材
Ｗ，Ｗ１〜Ｗ４    ワーク
【図１】
2004276056.tif 000003
【図２】
2004276056.tif 000004
【図３】
2004276056.tif 000005
【図４】
2004276056.tif 000006
【図５】
2004276056.tif 000007
【図６】
2004276056.tif 000008
【図７】
2004276056.tif 000009
【図８】
2004276056.tif 000010
【図９】
2004276056.tif 000011
【図１０】
2004276056.tif 000012
【図１１】
2004276056.tif 000013