(57)【要約】【課題】構成を簡略化するとともに作業性がよく、小型化した摩擦撹拌接合装置を提供する。【解決手段】予め定められる定位置に基台２３が固定し、基台２３に、予め定める基準軸線Ｌ１まわりに回転自在にかつ基準軸線Ｌ１に沿って変位自在に設けられ、接合ツール２１が装着されるツール保持具２９を含む。被接合物２２が移動されて基台２３に位置決めされることによって、被接合物２２に対して基台２３を移動させて位置決めする必要がない。これによって基台２３を移動させるためのアームを必要とせず、形状を小型化かつ単純化することができる。また基台２３が固定されることによって、基台２３の移動位置を調整するティーチング作業を行う必要がなく、接合ツール２１の交換作業を容易にすることができる。【選択図】　　　図１
2004074238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められる位置に固定される基台と、
基台に、予め定める基準軸線まわりに回転自在にかつ基準軸線に沿って変位自在に設けられ、接合ツールが装着されるツール保持具と、
ツール保持具を基準軸線まわりに回転駆動するツール回転駆動手段と、
ツール保持具を基準軸線に沿って変位駆動するツール変位駆動手段とを含むことを特徴とする摩擦撹拌接合装置。
【請求項２】
基台に設けられ、被接合物を基準軸線に対して位置決めするための位置決め手段をさらに含む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】
前記位置決め手段は、被接合物を保持するための保持手段を基台に対して位置決めすることを特徴とする請求項２記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項４】
基台に設けられ、被接合物を保持する保持手段をさらに含む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５】
前記保持手段は、被接合物の基準軸線上の部位を、接合ツールと反対側から支持する裏当て部材を有することを特徴とする請求項３または４記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項６】
前記保持手段は、基台およびツール保持具に対して基準軸線に沿って変位自在に設けられる第１挟持片と、
第１挟持片を基準軸線に沿って変位駆動する挟持片変位駆動手段と、
裏当て部材よりも突出する突出位置および裏当て部材よりも退避する退避位置とにわたって、基準軸線に沿って変位自在に設けられ、被接合物を第１挟持片と協働して挟持するための第２挟持片と、
第２挟持片に突出位置に向かうばね力を与えるばね力発生手段とを有することを特徴とする請求項５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】
たとえば被接合物をスポット摩擦撹拌接合する際に好適に用いられる摩擦撹拌接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２４は、従来の技術の摩擦撹拌接合装置１を示す図である。摩擦撹拌接合装置１は、接合動作を行う接合部２と、接合部２に連結され接合部２を被接合物４に対して位置決めするアーム部３とを含む。接合部２には、基準軸線Ｌ１方向に回転自在および基準軸線Ｌ１に沿って変位自在に設けられるツール保持具７と、ツール保持具７を回転させる回転モータと、ツール保持具７を基準軸線Ｌ１に沿って変位させる変位モータとが設けられる。ツール保持具７には、円柱状の接合ツール７が装着される。アーム部３は、多関節ロボットによって実現され、アーム部３の先端部６が接合部２に連結される。
【０００３】
従来の摩擦撹拌接合装置１は、アーム部３によって被接合物４に向かって接合部２を移動させる。次に、ツール保持具７に装着された接合ツール５を被接合物４に回転接触させる。これによって被接合物４には、摩擦熱が発生する。摩擦撹拌接合装置１は、摩擦熱によって被接合物４を流動化させ、被接合物４を撹拌して、被接合物４を構成する２つの接合部材４ａ，４ｂのそれぞれの境界部分を混ぜ合わせて被接合物４を接合する。
【０００４】
従来、摩擦撹拌接合によって接合される被接合物は、大型のものを対象としている。したがって大型の被接合物４を移動させることなく、アーム部３によって接合部２を移動して接合する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
接合部２は、回転モータおよび加圧モータを含んで構成される。したがってその質量は大きく、たとえば約１２０ｋｇとなる。アーム部３は、接合部２を支持するために剛性を高くする必要がある。また接合部２の移動距離が大きい場合には、アーム部３を長くする必要がある。このように摩擦撹拌接合装置１は、アームを長くかつその剛性を高くする必要があり、接合部２に比べてアーム部３の占める割合が大きくなる。これによって外形形状が必然的に大型になるという問題がある。また摩擦撹拌接合装置１は、接合部２を被接合物４まで移動させるための移動空間が必要であり、十分な設置スペースが必要であるという問題がある。
【０００６】
またアーム部３によって摩擦撹拌接合装置全体の構造が複雑になり、メンテナンスおよび調整が困難になるという問題がある。また被接合物４の形状に応じて、ティーチング動作および接合ツールの交換動作を作業者が行う必要があり作業性が低下するという問題がある。
【０００７】
したがって本発明は、構成を簡略化するとともに作業性がよく、小型化した摩擦撹拌接合装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め定められる位置に固定される基台と、
基台に、予め定める基準軸線まわりに回転自在にかつ基準軸線に沿って変位自在に設けられ、接合ツールが装着されるツール保持具と、
ツール保持具を基準軸線まわりに回転駆動するツール回転駆動手段と、
ツール保持具を基準軸線に沿って変位駆動するツール変位駆動手段とを含むことを特徴とする摩擦撹拌接合装置である。
【０００９】
本発明に従えば、定位置に固定される基台に被接合物が位置決めされるとともにツール保持具に接合ツールが装着される。この状態で、ツール保持具を基準軸線まわりに回転駆動するとともに基準軸線に沿って変位駆動する。ツール保持具に装着された接合ツールを、ツール保持具とともに駆動することによって、接合ツールを被接合物に回転接触させる。これによって被接合物に摩擦熱を生じさせて、被接合物を流動化し、接合ツールを被接合物に埋没させる。被接合物を構成する複数の接合部材のそれぞれの境界部分付近まで接合ツールを埋没させることで、流動化した各境界部分を撹拌して混ぜ合わせることができる。これによって被接合物を接合することができる。
【００１０】
このように基台が固定されており、被接合物が基台に位置決めされることによって、図２４に示す従来技術のように、基台を移動させるアームを必要としない。これによって、形状を小型化かつ単純化することができる。また基台が固定されることによって、基台の移動位置を調整するティーチング作業を行う必要がなく、接合ツールの交換作業を容易にすることができる。また基台の移動時に生じるツール保持具の振動をなくすことができる。またたとえば作業者が被接合物を位置決めすることによって、被接合物の任意の位置を接合することができ、被接合物に応じて接合位置を容易に変更することができ、被接合物に応じた柔軟な対応が可能となる。
【００１１】
またツール回転駆動手段およびツール変位駆動手段は、ツール保持具に駆動力を伝達すればよく、ツール回転駆動手段およびツール変位駆動手段すべてを基台に設ける必要がない。したがってツール回転駆動手段およびツール変位駆動手段の一部を基台とは別に設けることが可能であり、設計を容易に行うことができる。また基台が移動されずに固定されるので設計上の重量制限が少ない。
【００１２】
また本発明は、基台に設けられ、被接合物を基準軸線に対して位置決めするための位置決め手段をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、位置決め手段によって被接合物の基準軸線に対する位置決めが行われる。これによって基台に位置決めされる被接合物の位置ずれを防止することができ、被接合物の位置決め作業を確実にかつ簡単に行わせることができる。
【００１４】
たとえば作業者によって被接合物を移動させる場合には、位置決めすべき位置に対して被接合物がずれて配置されるおそれがあるが、位置決め手段が設けられることによって、被接合物の位置ずれを防止することができる。これによって被接合物を正確に位置決めさせるとともに、被接合物の位置決めに費やされる時間を短縮することができる。
【００１５】
また本発明は、前記位置決め手段は、被接合物を保持するための保持手段を基台に対して位置決めすることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、保持手段が基台に位置決めされることによって、被接合物が基準軸線に対して位置決めされる。したがって位置決めが困難な被接合物であっても、保持手段に保持させた状態で位置決めすることによって、容易に位置決めすることができる。
【００１７】
また被接合物を保持した状態で接合動作を行うことで、被接合物が接合中にずれ、変位および変形することを防止することができる。これによって被接合物の接合品質を向上することができる。
【００１８】
また接合ツールが被接合物に対して回転接触する場合には、被接合物を移動させる力が働くとともに、摩擦熱によって被接合物が高温になるおそれがある。保持手段が被接合物を保持した状態で接合動作を行うことによって、作業者自身が被接合物を保持する必要がない。
【００１９】
また本発明は、基台に設けられ、被接合物を保持する保持手段をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、基台に設けられる保持手段によって被接合物を保持した状態で、接合動作を行う。基台に設けられる保持手段は、被接合物を基台に保持する。被接合物を基台に保持した状態で接合動作を行うことで、被接合物が接合中にずれ、変位および変形することを防止することができる。これによって接合部分の接合品質を向上することができる。
【００２１】
また接合ツールが被接合物に対して回転接触する場合には、被接合物を移動させる力が働くとともに、摩擦熱によって被接合物が高温になるおそれがある。保持手段が被接合物を保持した状態で接合動作を行うことによって、作業者などが被接合物を保持する必要が無く、利便性を向上することができる。
【００２２】
また本発明は、前記保持手段は、被接合物の基準軸線上の部位を、接合ツールと反対側から支持する裏当て部材を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、被接合物が裏当て部材によって支持された状態で、接合ツールが被接合物に回転接触する。被接合物の基準軸線上の部位は、接合ツールによって押圧されても、接合ツールが押圧する部分の裏側部分が裏当て部材によって支持されているので、変形することが防止される。これによって被接合物の変形に起因する接合不良を防止することができ、接合品質を向上することができる。
【００２４】
また本発明は、前記保持手段は、基台およびツール保持具に対して基準軸線に沿って変位自在に設けられる第１挟持片と、
第１挟持片を基準軸線に沿って変位駆動する挟持片変位駆動手段と、
裏当て部材よりも突出する突出位置および裏当て部材よりも退避する退避位置とにわたって、基準軸線に沿って変位自在に設けられ、被接合物を第１挟持片と協働して挟持するための第２挟持片と、
第２挟持片に突出位置に向かうばね力を与えるばね力発生手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、突出位置にある第２挟持片に被接合物が配置された状態で、挟持片駆動手段によって、第１挟持片を第２挟持片に向かって変位駆動する。これによって第１挟持片と第２挟持片との間の間隔が狭まり、第１挟持片が被接合物に当接する。さらに第２挟持片に与えられるばね力に抗して第１挟持片を裏当て部材に向けて変位駆動すると、第１挟持片と第２挟持片とによって被接合物を挟持することができる。
【００２６】
第１および第２挟持片によって被接合物を挟持した状態で、さらに第１挟持片を裏当て部材に向けて移動させることによって、被接合物を裏当て部材に向けて移動させることができ、被接合物を裏当て部材に支持させることができる。
【００２７】
このように被接合物を第１および第２挟持片によって挟持した状態で、接合動作を行うことによって、被接合物を保持した状態で接合動作を行うことができる。また裏当て部材で被接合物を支持することによって、被接合物の変形を防止した状態で接合動作を行うことができ、接合品質を向上させることができる。また接合が終了すると第１挟持片を被接合物から離反させるように挟持片駆動手段が動作することによって、第１挟持片が第２挟持片から離れ、被接合物の保持状態を容易に解除することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、摩擦撹拌接合装置２０を示す斜視図であり、図２は、接合作業を模式的に示す図である。摩擦撹拌接合装置２０は、作業者によって被接合物２２が基台２３に位置決めされた状態で、被接合物２２を摩擦撹拌接合（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ＳｔｉｒＷｅｌｄｉｎｇ：略称ＦＳＷ）する装置であり、特にスポット接合に用いられる。たとえば摩擦撹拌接合装置２０は、アルミ製の薄厚および中厚製品の製造に用いられ、自動車ボディ、ボックス、意匠構造物およびその他重ね接合物の製造に用いられる。
【００２９】
摩擦撹拌接合装置２０は、円柱状の接合ツール２１を被接合物２２に回転接触させるとともに押圧し、接合ツール２１と被接合物２２とに摩擦熱を生じさせる。次に摩擦熱によって被接合物２２を流動化させ、接合ツール２１を被接合物２２に埋没させる。接合ツール２１は被接合物２２を構成する複数の接合部材２２ａ，２２ｂのそれぞれの境界部分付近まで埋没する。この状態で接合ツールが流動化した被接合物２２を撹拌することによって、接合部材２２ａ，２２ｂの境界部分を混ぜ合わせ、被接合物２２を接合する。
【００３０】
摩擦撹拌接合装置２０は、基台２３を有する。基台２３は、予め定められる定位置に設置される。基台２３は、接合ツール２１を着脱自在に装着するツール保持具２９が設けられるヘッド部２４と、ヘッド部２４に対して間隔をあけて対向するテーブル部２５と、ヘッド部２４とテーブル部２５とをともに支持するコラム部２６と、コラム部２６に連なり設置位置に固定されるベース部２７とを含む。
【００３１】
本実施の形態では、ベース部２７は、固定位置である床３０の設置部分に固定される。またコラム部２６は、ベース部２７から上方に向かって垂直に延びる。またヘッド部２４およびテーブル部２５は、コラム部２６から水平方向に突出する。
【００３２】
ヘッド部２４に設けられるツール保持具２９は、予め定める基準軸線Ｌ１まわりに回転自在に設けられるとともに、基準軸線Ｌ１に沿って変位駆動自在に設けられる。たとえば予め定める基準軸線Ｌ１は、鉛直方向に延び、ツール保持具２９の中心軸線を通過する。ヘッド部２４には、ツール保持具２９を駆動するための駆動力伝達機構を備え、後述するツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５からの駆動力がツール保持具２９に与えられる。
【００３３】
テーブル部２５は、基準軸線Ｌ１に垂直でかつツール保持具２９に対向する対向面３１を有する。またテーブル部２５には、ツール保持具２９に向かって対向面３１から突出する裏当て部材３２が形成される。裏当て部材３２は、たとえば円筒状に形成され、その中心軸線が基準軸線Ｌ１と同軸に配置される。
【００３４】
摩擦撹拌接合装置２０は、ツール保持具２９を基準軸線Ｌ１まわりに回転駆動するツール回転駆動手段３４と、ツール保持具２９を基準軸線Ｌ１に沿って変位駆動するツール変位駆動手段３５とが設けられる。本実施の形態では、各駆動手段３４，３５は、基台２３に内蔵されて、たとえばサーボモータを含んで実現される。各駆動手段３４，３５は、ヘッド部２４に設けられる駆動力伝達機構を介してツール保持具２９を駆動する。
【００３５】
また摩擦撹拌接合装置２０は、摩擦撹拌接合を行うための接合条件が入力される入力部３６と接合条件を表示する表示部３７とを含むコントローラ３８と、作業者からの接合開始指令を出力する操作ペダル３９とが設けられる。入力部３６は、複数のボタン３６ａを有する。入力部３６は、これらの各ボタン３６ａが操作されることによって、作業者からの条件を出力する。コントローラ３８は、作業者が操作および視認しやすい位置に設けられる。たとえばコントローラ３８は、基台２３に対して隣接して設けられ、作業者が接合作業を行うにあたって、作業者が手を伸ばして届く範囲で、かつ接合作業中に操作入力部３６を操作しても危険が及ばない接合ツール２９の変位領域から離れた位置に設けられる。
【００３６】
またコントローラ３８は、摩擦撹拌接合装置の動作状態を報知する報知手段４５を有する。報知手段４５は、たとえば接合動作終了時に点灯する終了ランプ４２、接合動作エラー時に点灯するエラーランプ４３、および接合動作状態を放音するスピーカ４４を含む。
【００３７】
また操作ペダル３９は、床３０に設置される底部４０と、板状に形成され上下方向に変位可能に設けられる足踏み部４１とを有する。足踏み部４１は、ばねなどによって上方に向かうばね力が与えられる。操作ペダル３９は、足踏み部４１が作業者によって踏まれて下方に変位することによって接合開始指令信号を出力する。また作業者が足踏み部４１から足を離すことによって上方に変位して、接合停止指令信号を出力する。
【００３８】
図３は、摩擦撹拌接合装置２０の電気的構成を示すブロック図である。摩擦撹拌接合装置２０は、摩擦撹拌装置２０を構成する各手段を制御する制御手段４６をさらに有する。
【００３９】
ツール回転駆動手段３４は、制御手段４６から与えられる信号に基づいて、回転速度および回転時間などを決定し、ツール保持具２９を回転駆動する。またツール回転駆動手段３４は、定められた回転速度でツール保持具２９を回転させるために必要な負荷トルクを検出し、負荷トルクを示す信号を制御手段４６に与える。負荷トルクは、たとえばツール回転駆動手段３４を構成する回転モータに流れる負荷電流に基づいて求められる。またツール回転駆動手段３４は、接合中の状態、たとえば回転速度を示す信号を制御手段４６に与えてもよい。制御手段４６は、接合動作中の回転速度および負荷トルクを表示部３７に与え、その値を表示させてもよい。
【００４０】
ツール変位駆動手段３５は、制御手段４６から与えられる信号に基づいて、変位速度および変位時間などを決定し、ツール保持具２９を変位駆動する。またツール変位駆動手段３５は、定められた変位速度でツール保持具２９を変位させるために必要な負荷トルクを検出し、負荷トルクを示す信号を制御手段４６に与える。負荷トルクは、たとえばツール変位駆動手段３５を構成する変位モータに流れる負荷電流に基づいて求められる。またツール変位駆動手段３５は、接合中の状態、たとえば変位速度を示す信号を制御手段４６に与えてもよい。制御手段４６は、接合動作中の変位速度および負荷トルクを表示部３７に与え、その値を表示させてもよい。
【００４１】
入力部３６は、作業者から入力された摩擦撹拌接合動作に係る接合条件を出力し、制御手段４６に与える。また制御手段４６は、接合条件を表示部３７に与え、表示部３７に表示させる。表１および表２は、接合条件の一例を示す表である。
【００４２】
【表１】
2004074238.tif 000003
【００４３】
【表２】
2004074238.tif 000004
【００４４】
たとえば表１に示すように、接合条件は、接合時間、加圧力および回転数の３つの条件である。また表２に示すように、加圧力に代えてツール保持具２９の下降速度を条件として定義してもよい。接合時間は、ツール保持具２９が、設定される加圧力または下降速度でかつ、設定される回転速度で回転する時間である。加圧力は、ツール保持具２９が裏当て部材３２に向かう方向に押付けられる圧力であり、下降速度は、ツール保持具２９が裏当て部材３２に向かって進行する速度である。回転速度は、ツール保持具２９が軸線まわりに回転する速度であり、たとえば１分間あたりの回転数によって設定される。
【００４５】
表１および表２に示すように、接続条件は、多段に設定可能である。すなわち時間経過とともに、加圧力、下降速度および回転速度を変更可能に設定される。また接合後にツール保持具２９が被接合物２２から離反する速度と、その時の回転速度が入力されてもよい。
【００４６】
【表３】
2004074238.tif 000005
【００４７】
表３は、被接合物２２の板厚の一例を示す。また入力部３６から制御手段４６に被接合物２２の板厚が入力されてもよい。被接合物２２の条件として、たとえば３枚の被接合部材を接合する場合、ツール保持具側２９の上板の上板厚、上板の裏当て部材３２側に隣接する中板の中板厚および中板の裏当て部材３２側に隣接する下板の下板厚が入力されて、被接合物２２の総板厚が設定されてもよい。ただし被接合物２２を構成する被接合部材の枚数は３枚に限定されず、被接合部材の枚数に応じて被接合物２２の総板厚が設定される。
【００４８】
【表４】
2004074238.tif 000006
【００４９】
表４に接合ツール２１のピン形状を示す。また入力部３６から制御手段４６に接合ツール２１の形状を入力してもよい。たとえば接合ツール２１は、円柱状に形成され、先端部に平坦なショルダー面５２を有するツール部５０と、ショルダー面５２から突出する円柱状のピン部５１とを有する。ツール部５０の中心軸線とピン部の中心軸線とは同軸になるように形成される。表４に接合ツール２１のピン形状を示す。たとえばこのような接合ツール２１のピン長さおよびピン径が設定される。
【００５０】
制御手段４６は、接合条件を記憶するメモリを備えていてもよい。たとえばメモリに予め記憶される複数の接合条件のうちのいずれかを作業者が選択し、選択された接合条件に基づいて、制御手段４６が他の各手段を制御してもよい。
【００５１】
また操作ペダル４５は、出力した接合開始指令信号および接合停止指令信号を制御手段４６に与える。制御手段４６は、操作ペダル４５から与えられた信号と各ツール駆動手段３４，３５から与えられた信号とに基づいて、報知手段４５を制御する。具体的には、制御手段４６は、終了ランプ４２およびエラーランプ４３を点灯および消灯させるとともにスピーカ４４によって動作状態を放音する。
【００５２】
図４は、制御手段４６の動作手順を示すフローチャートである。制御手段４６は、接合ツール２１がツール保持具２９に装着されるなどの摩擦撹拌接合動作を行うための準備が整うと、ステップａ１に進み、動作を開始する。
【００５３】
ステップａ１では、制御手段４６は、入力部３６から摩擦撹拌接合の接合条件が与えられる。制御手段４６は、接合条件に応じてツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５を動作させる指令信号を生成し、ステップａ２に進む。
【００５４】
ステップａ２では、制御手段４６は、操作ペダル３９から接合開始指令信号が与えられたか否かを判断する。接合開始指令信号が与えられると、作業者の準備が完了したことを判断し、ステップａ３に進む。
【００５５】
ステップａ３では、制御手段４６は、接合条件に応じて生成した信号をツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５に与えて、各駆動手段３４，３４によって接合動作を開始させ、ステップａ４に進む。ステップａ４では、制御手段４６は、操作ペダル３９から接合停止指令信号が与えられたか否かを判断する。接合停止指令信号が与えられると、作業者が装置近傍から離れたことを判断し、ステップａ１０に進む。また接合停止指令信号が与えられない場合にはステップａ５に進む。
【００５６】
ステップａ５では、制御手段４６は、設定される接合動作時間に基づいて、接合動作が終了したか否かを判断する。接合動作が終了していないと判断するとステップａ４に進む。制御手段４６は、接合動作が完了したと判断するまで、ステップａ４およびステップａ５を繰り返し、接合動作が完了したと判断すると、ステップａ６に進む。
【００５７】
ステップａ６では、制御手段４６は、終了ランプ４２を点灯するように制御し、ステップａ７に進む。ステップａ７では、操作ペダル３９から接合停止指令信号が与えられると、作業者が接合動作の終了を認識したと判断し、ステップａ８に進む。ステップａ８では、制御手段４６は、終了ランプ４２を消灯するように制御する。終了ランプ４２を消灯すると、ステップａ９に進む。ステップａ９では、制御手段４６はその動作を終了する。
【００５８】
またステップａ４において、制御手段４６は、接合動作中に操作ペダル４６から接合停止指令信号が与えられると、作業者が装置近傍から離れたと判断し、ステップａ１０に進む。ステップａ１０では、ツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５に非常停止を示す信号を与えて、ツール保持具２９を非常停止させ、ステップａ１１に進む。
【００５９】
ステップａ１１では、制御手段４６は、エラーランプ４３を点灯するように制御し、ステップａ１２に進む。ステップａ１２では、ツール保持具２９を初期位置に移動するようにツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５に与え、接合ツール２１を初期位置に移動させ、ステップ１３に進む。ステップａ１３では、エラーランプ４３を消灯するように制御する。エラーランプ４３を消灯すると、ステップａ９に進む。ステップａ９では、制御手段４６は、その動作を終了する。
【００６０】
図５は、接合動作における制御手段の動作手順を示すフローチャートである。また図６および図７は、摩擦撹拌接合動作の手順を説明するための断面図であり、図６（１）、図６（２）、図７（１）、図７（２）、図７（３）の順で動作が進む。
【００６１】
制御手段４６は、上述するステップａ３で接合動作の開始を指示し、ステップａ５で接合動作が終了したか否かを判断する。この間の動作すなわち、接合動作における制御手段４６の動作を図６および図７を参照して説明する。
【００６２】
制御手段４６は、ステップｂ０で接合動作の開始を判断すると、ステップｂ１に進み、接合動作における動作を開始する。ステップｂ１では、接合条件に基づいて、ツール保持具２９を回転させるようにツール回転駆動手段３４に信号を与える。制御手段４６は、ツール保持具２９を回転させ、ステップｂ２に進む。
【００６３】
ステップｂ２では、接合条件に基づいて、ツール保持具２９を裏当て部材３２に近接するようにツール変位駆動手段３５に信号を与える。制御手段４６は、ツール保持具２９を変位させることによって、図６（１）に示すように、接合ツール２１を回転させた状態で被接合物２２に向かって変位させて、ステップｂ３に進む。
【００６４】
ステップｂ３では、図６（２）に示すように、ツール保持具２９に装着された接合ツール２１の先端部が被接合物２２に接触するであろうと推定する時間または推定する変位位置に接合ツール２１の先端部が達したときに、被接合物２２と接合ツール２１のピン部５１先端が接触した否かを判断する。
【００６５】
たとえば制御手段４６は、接合条件に基づいて、被接合物２２に接合ツールが接触するであろうと推定する時間または変位位置を演算する。また制御手段４６は、各駆動手段３４，３５の負荷トルクを示す信号に基づいて、被接合物２２と接合ツール２１とが接触したと判断する。また制御手段４６は、被接合物２２と接合ツール２１とが接触したことを判断する接触センサなどから与えられる信号によって接触状態を判断してもよい。制御手段４６は、接合ツール２１が被接合物２２に接触していることを判断すると、ステップｂ４に進む。
【００６６】
ステップｂ４では、接合条件に基づいて、ツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５を動作する。制御手段４６は、接合条件に基づいて、各ツール駆動手段３４，３５に信号を与え、接合ツール２１を被接合物２２に埋没させる。図７（１）に示すように、接合ツール２１は、被接合物２２に回転接触することによって被接合物２２に摩擦熱を生じさせる。接合ツール２２は、摩擦熱によって被接合物２２が流動化した流動部分５３を形成する。接合ツール２２は、流動部分５３を押し分けて裏当て部材３２に向かって移動し、被接合物２２を埋没していく。
【００６７】
制御手段４６は、たとえば表１に示す接合条件に基づけば、各ツール駆動手段３４，３５に信号を与え、予め定められる位置まで接合ツール２１が埋没すると、接合ツール２１を回転させた状態で予め定められる加圧力で接合ツールを加圧させ、接合ツール２１の周囲の被接合物２２に形成される流動部分５３を撹拌する。
【００６８】
制御手段４６は、たとえば表２に示す接合条件に基づけば、各ツール駆動手段３４，３５に信号を与え、予め定められる位置まで接合ツール２１が埋没すると、接合ツール２１を回転させた状態で、その変位移動を停止させ、接合ツール２１の周囲の被接合物２２に形成される流動部分５３を撹拌する。
【００６９】
具体的には、図７（２）に示すように、被接合物２２を構成する接合部材２２ａ，２２ｂのうち最も裏当て部材側の接合部材２２ｂと、裏当て部材側の接合部材２２ｂよりも裏当て部材３２と反対側にある接合部材２２ａとのそれぞれの境界部分付近までピン部５１が達すると、接合ツール２１を回転させた状態で予め定める加圧力を与えて、流動部分５３を攪拌する。または接合ツール２１を回転させた状態でその変位を停止して流動部分５３を撹拌する。接合ツール２１は、各接合部材２２ａ，２２ｂが隣接するそれぞれの領域部分を混ぜ合わせる。制御手段４６は、流動部分５３が十分に撹拌されると、ステップｂ５に進む。
【００７０】
ステップｂ５では、制御手段４６は、接合条件に基づいて、ツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５に信号を与え、接合ツール２１を被接合物２２から離反させる。図７（３）に示すように、接合ツール２１は、ツール変位駆動手段３５によって被接合物２２から離反する方向に移動する。制御手段４６は、接合ツール２１が所定位置まで移動したことを判断すると、ステップｂ６に進む。
【００７１】
ステップｂ６では、ツール回転駆動手段３４に信号を与え、接合ツール２１の回転を停止させ、ステップｂ７に進む。ステップｂ７では、制御手段４６は、接合動作に係る動作を終了する。
【００７２】
またステップｂ３において、接合ツール２１が被接合物２２に接触してないことを判断するとステップｂ８に進む。ステップｂ８では、制御手段４６は、エラーランプ４３を点灯するように制御し、ステップａ９に進む。ステップａ９では、制御手段４６は、ツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５に信号を与え、ツール保持具２９および接合ツール２１を予め定める初期位置に移動させる。ツール保持具２９を初期位置に移動させるとステップｂ１０に進む。
【００７３】
ステップ１０では、制御手段４６は、エラーランプ４３を消灯するように制御する。エラーランプ４３を消灯すると、ステップｂ７に進む。ステップｂ７では、制御手段４６は、接合動作に係る動作を終了する。
【００７４】
制御手段４６は、接合動作に係る動作を実行している間に、操作ペダル３９から与えられる信号の割り込みについて監視しており、接合動作中に操作ペダル３９から接合停止指令信号が与えられると、前述に示すステップａ１０に進む。また制御手段４６によるツール保持具２９の上述する動作は、接合条件によって決定され、接合条件が変更されると制御手段４６の動作も変更される。
【００７５】
図８は、接合位置確認動作における制御手段４６の動作手順を示すフローチャートである。摩擦撹拌接合装置は、接合位置確認動作を行うことによって、作業者に被接合物２２に接合が行われる接合位置を確認させることができる。制御手段４６は、作業者が接合位置確認動作を行うことを示す信号が入力部３６から与えられると、ステップｃ１に進み、接合位置確認動作における制御手段の動作を開始する。
【００７６】
ステップｃ１では、制御手段４６は、接合条件に基づいてツール保持具２９を被接合物２２に近接するようにツール変位駆動手段３５に信号を与える。制御手段４６は、被接合物２２の板厚、ピン部５１およびツール部５２の長さなどに基づいて、接合ツール２１の変位距離を設定する。接合ツール２１の変位が完了するとステップｃ２に進む。
【００７７】
ステップｃ２では、接合ツール２１を被接合物２２に近接した位置で停止させる。これによって作業者は、被接合物２２に接合ツール２１が接触するであろう位置を確認することができる。作業者が接合位置を確認したことを示す信号を入力部与えられると、制御手段４６は、ステップｃ３に進む。
【００７８】
ステップｃ３では、制御手段４６は、ツール保持具２９を被接合物２２から離反するようにツール変位駆動手段３５に信号を与え、ツール保持具２９を予め定められる初期位置に変位させる。ツール保持具２９が初期位置に戻るとステップｃ４に進み、制御手段は動作を終了する。上述する制御手段４６の動作では、ツール保持具２９を回転せずに動作を行ったが、ツール保持具２９を回転させてもよい。
【００７９】
以上のように本発明の摩擦撹拌接合装置２０に従えば、基台２３が床３０に固定される。摩擦撹拌接合装置２０は、基準軸線Ｌ１に対して位置決めされた状態の被接合物２２に対して接合動作を行う。基台２３を被接合物２２に対して移動させる必要がなく、基台２３を移動させるためのアームを備える必要がない。これによって摩擦撹拌接合装置２０の構成を簡単化および小型化することができ、安価な摩擦撹拌接合装置２０を構成することができる。また基台２３が移動しないので、設置スペースを小さくすることができる。
【００８０】
本発明の摩擦撹拌接合装置２０は、設置スペースが小さいうえに安価に構成することができるので、摩擦撹拌接合装置２０の導入に必要な初期投資を低減することができる。したがって中小企業などの資金が少ないおよび小さい設置スペースしか有しない使用者にあっても、摩擦撹拌接合装置２０を導入することができる。摩擦撹拌接合装置２０を導入して、摩擦撹拌接合によって被接合物２２を接合することによって、溶融部がなく熱処理合金であっても大きい継手強度を有し、歪および残留応力が少ない接合物を形成することができる。また溶化材が不要であり、また余盛の除去の必要がなく、容易に接合を行うことができる。また接合部分４７の品質が安定した接合物を製造することができる。さらに溶接割れを起こしやすい材質、鋳物、複合材料、異種材質であっても接合することができる。
【００８１】
また作業者が被接合物２２を位置決めして接合動作を行うので、被接合物２２の形状が変更された場合でも、従来のように基台２３の移動位置をティーチングする必要がない。したがって被接合物毎に行われる調整作業を少なくすることができ、摩擦撹拌接合装置２０の調整に費やす時間を短縮することができる。特に被接合物２２が少量多品種の場合には、被接合物毎にかかる調整時間を低減して生産効率を向上することができる。
【００８２】
また裏当て部材３２に被接合物２２を支持させた状態で保持することによって、接合ツール接触時に、裏当て部材３２と接合ツール２１とによって被接合物２２の接合部分４７を挟持することができ、被接合物２２の接合部分４７が変形することを防止することができる。また中心軸線Ｌ１が鉛直に配置されることによって、被接合物２２の位置決めを行う作業者は、被接合物２２を裏当て部材３２に乗載するだけでよく、接合中に被接合物２２の自重による力を受けることがない。
【００８３】
またコントローラ３８に接合条件を入力可能であるので、被接合物２２毎に異なる接合条件で接合作業を行うことができ、接合品質を向上することができる。このコントローラは、基台２３に隣接して設けられ、作業者が接合作業を行うにあたって、作業者が手を伸ばして届く範囲で、かつ接合作業中に操作入力部３６を操作しても危険がおよばない位置に設けられる。したがって接合中に接合条件を安全に入力することができる。
【００８４】
また制御手段４６によって、操作ペダル３９を作業者が足で踏んでいる場合に接合動作が行われるように制御されるので、作業者が基台２３から離れた場合であっても接合動作が進行することがなく、無人状態における事故を防止することができる。
【００８５】
また制御手段４６が接合ツール２１と被接合物２２とが接触したか否かを判断することによって、被接合物２２の位置決め不良を作業者に知らせることができる。位置決め不良は、たとえば被接合物２２が基台２３に保持されていない場合、接合位置が設定された位置と異なる場合などである。
【００８６】
また制御手段４６は、作業者に被接合物２２に接合が行われる接合位置を確認させる接合位置確認動作を行うことができるので、作業者は接合位置を基準軸線Ｌ１に正確に合わせることができ、接合位置がずれることを防止することができる。
【００８７】
また作業者は、操作ペダル３９によって接合動作の開始および終了を指示することができるので、接合動作中に両手で被接合物２２を保持させた状態で接合動作を行わせることができる。これによって被接合物２２の保持が不十分になることを防止することができ接合不良を防止することができる。
【００８８】
また終了ランプ４２、エラーランプ４３およびスピーカ４４によって作業者に作業状態を知らせることによって、作業者は作業状態を正確に知ることができ、作業者による誤操作を防止することができる。
【００８９】
図９は、摩擦撹拌接合装置２０における他の作業形態を示す図である。摩擦撹拌接合装置２０は、作業者によって被接合物２２が位置決めされなくてもよく、たとえば被接合物２２を保持するロボット６００によって基台２３に対して被接合物２２を位置決めしてもよい。たとえばロボット６００に保持される被接合物２２が複数の加工装置で順に加工される場合、ロボット６００に把持させた状態で被接合物２２を接合することができる。
【００９０】
図１０は、摩擦撹拌接合装置２０におけるさらに他の作業形態を示す図である。上述する摩擦撹拌接合装置２０が複数台設けられてもよい。各摩擦撹拌接合装置２０には、異なるツール形状の接合ツール２１ａ，２１ｂ，２１ｃが装着される。被接合物２２毎に接合動作を行う摩擦撹拌接合装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃが選択され、被接合物２２に応じた接合ツールを装着する摩擦撹拌接合装置によって接合動作が行われる。これによって被接合物２２に応じて接合ツール２１を交換する手間をなくし、生産効率を向上することができる。
【００９１】
図１１は、本発明の他の実施の形態である摩擦撹拌接合装置１２０を示す側面図であり、図１２は、摩擦撹拌接合装置１２０を示す平面図である。図１１および図１２に示す摩擦撹拌接合装置１２０は、図１に示す摩擦撹拌接合装置２０に対して、テーブル部以外の構成については同一の構成であり、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００９２】
摩擦撹拌接合装置１２０は、ヘッド部２４に対して間隔をあけて対向するテーブル部１２５を含む。テーブル部１２５は、テーブル本体部分１２５ａと、裏当て部材支持部分１２５ｂと、裏当て部材１３２とを備える。テーブル本体部分１２５ａは、コラム部２６に連なり、ツール保持具２９の基準軸線Ｌ１に向かって突出する。テーブル本体部分１２５ａのツール保持具２９と対向する面には、裏当て部材支持部分１２５ｂが設けられる。裏当て部材支持部分１２５ｂは、基準軸線Ｌ１と垂直な方向でかつ基準軸線Ｌ１の半径方向に延びる挿通孔１２６が形成される。
【００９３】
裏当て部材１３２は、略Ｌ字状に屈曲する棒状に形成され、直線状に延びる第１部分１３３と、第１部分１３３の一端部に連なり、第１部分１３３から屈曲する第２部分１３４とを有する。第２部分１３４は、裏当て部材支持部分１２５ｂの挿通孔１２６に嵌合する。これによって裏当て部材１３２は、裏当て部材支持部分１２５ｂによって支持される。また第１部分１３３は、その長手方向に延びる中心軸線が基準軸線Ｌ１と同軸に配置され、第２部分１３４からツール保持具２９に向けて突出する。したがって裏当て部材１３２の第２部分１３４がテーブル本体部分１２５ａから基準軸線Ｌ１に向かって突出し、第１部分１３３が第２部分１３４からツール保持具２９に向かって突出する。
【００９４】
摩擦撹拌接合時において、作業者またはロボットなどによって挟持されて保持される被接合物２２は、裏当て部材１３２の第１部分１３３に支持された状態で、接合動作が行われる。
【００９５】
以上のように本発明の摩擦撹拌接合装置１２０によれば、図１に示す摩擦撹拌接合装置２０と同様の効果を得ることができる。さらに裏当て部材１３３が略Ｌ字状に形成されてテーブル本体部分１２５ａから突出しているので、被接合物２２を位置決めするにあたって、被接合物２２とテーブル本体部分１２５ａとが接触することを防止することができ、テーブル本体部分１２５ａが接合動作を阻害することを防止でき、良好に接合動作を行うことができる。またベース部２７は、アンカーボルト２７ａによって床３０に着脱可能に連結される。
【００９６】
図１３は、本発明のさらに他の実施の形態である摩擦撹拌接合装置２２０を示す斜視図であり、図１４は、摩擦撹拌接合装置２２０に装着される保持治具２２８を示す斜視図である。
【００９７】
摩擦撹拌接合装置２２０は、図１に示す摩擦撹拌接合装置２０に対してテーブル部以外の構成については同一であり、同一の参照符号を付して説明を省略する。摩擦撹拌接合装置２２０は、被接合物２２を保持する保持治具２２８がテーブル部２２５に位置決めされた状態で接合動作が行われる。
【００９８】
摩擦撹拌接合装置２２０の基台２３には、ヘッド部２４に対して間隔をあけて対向するテーブル部２２５を含む。テーブル部２２５は、基準軸線Ｌ１に垂直でかつツール保持具２９に対向する対向面２３１を有する。またテーブル部２２５には、保持治具２２８を位置決めするための位置決め手段が設けられる。本実施の形態では、位置決め手段は、ツール保持具２９に向かって対向面２３１から突出する複数の位置決め凸部２３３から成る。
【００９９】
図１４に示すように保持治具２２８は、被接合物２２を保持する。保持治具２２８は、テーブル部２２５の対向面２３１に乗載される。保持治具２２８には、基台２３の位置決め凸部２２３に嵌合する位置決め凹所２８０が形成される。保持治具２２８の位置決め凹所２８０は、基台２３の位置決め凸所２２３に嵌合するように保持治具２２８が位置決めされる。
【０１００】
保持治具２２８は、対向面２３１に乗載され、板状に形成される支持体２５０と、支持体２５０の厚み方向一方Ａ１側の面から突出する固定片２５１と、支持体２５０の厚み方向他方Ａ２に向かう力が与えられる押圧部２６２を有する挟持体２５２とを含む。
【０１０１】
支持体２５０の厚み方向一方Ａ１側の面は、被接合物２２が当接する被接合物当接面２５３となる。また支持体２５０の厚み方向他方Ａ２側の面は、テーブル部２２５の対向面２３１に当接する装置当接面２９０となる。支持体２５０は、テーブル部２５５に設けられる複数の位置決め凸部２３３に嵌合する位置決め凹所２８０が形成される。支持体２５０に被接合物２２が配置された状態で、位置決め凸部２３３に位置決め凹所２８０が嵌合するように位置決めされることによって、被接合物２２が基台２３に対して位置決めされた状態になるように、位置決め凹所２８０が形成される。
【０１０２】
固定片２５１は、複数設けられる。固定片２５１は、被接合物２２の形状に応じて設けられる。固定片２５１は、被接合物２２が支持体２５０に対して保持すべき位置に配置された場合に、支持体２５０の厚み方向Ａ１，Ａ２に垂直な方向のうち少なくとも一方向である移動阻止方向Ｂ１側の被接合物２２の面２６０ａ，２６０ｂに当接する。固定片２５１は、被接合物２２と当接し、被接合物２２が移動阻止方向Ｂ１に移動することを阻止する。
【０１０３】
本実施の形態では、各固定片２５１は、略Ｌ字状に屈曲して延び、被接合物当接面２５３から支持体２５０の厚み方向一方Ａ１に延びる第１部分２５４と、第１部分２５４の端部に連なって移動阻止方向Ｂ１と反対方向Ｂ２に延びる第２部分２５５とから成る。
【０１０４】
たとえば被接合物２２を構成する接合部材２２ａ，２２ｂのうち大きさが異なる場合であって、被接合物２２の移動阻止方向Ｂ１側の面２６０ａ，２６０ｂが多段に形成される場合には、多段の面２６０ａ，２６０ｂのうち移動阻止方向Ｂ１に向かって最も突出している面２６０ｂに固定片２５１の第１部分２５４が当接し、最も突出している面２６０ｂから移動阻止方向Ｂ１と反対方向Ｂ２に陥没した面２６０ａには、第２部分２５５の端面であって、第１部分２５４と連なる部分と反対側の端面２６１が当接する。
【０１０５】
また挟持体２５２は、たとえばトグルクランプによって実現される。トグルクランプは、３つのリンク棒２７０，２７１，２７２から成るリンク機構を含む。３つのリンク棒２７０，２７１，２７３は略同一面上で角変位するように配置される。第１リンク棒２７０および第２リンク棒２７１は、一端部２７０ａ，２７１ａで角変位するよう配置され、互いに交差して配置される。第３リンク棒２７２は、両端部２７２ａ，２７２ｂが第１および第２リンク棒２７０，２７１の長手方向中間部分２７０ｂ，２７１ｂに角変位可能に連結される。第２リンク棒２７１が一端部２７１ａまわりに角変位することによって、直交する第１リンク棒２７０が第２リンク棒２７１の変位方向と同方向に角変位する。
【０１０６】
第１リンク棒２７０は、厚み方向Ａ１，Ａ２に略垂直に配置され、遊端部に押圧部２６２が設けられる。押圧部２６２は、被接合物２２の接合が行われる接合部分４７の周囲に臨んで配置される。押圧部２６２は、たとえばＣ字状に形成され、被接合物２２の接合部分４７を中心とする周方向周囲の部分に臨む。また第１リンク棒２７０は、ばね２７３が連結され、ばね２７３によって押圧部２６２が厚み方向他方Ａ２に向かうばね力が与えられる。また第２リンク棒２７１は、厚み方向Ａ１，Ａ２に略垂直に配置され、作業者が第２リンク棒２７１を把持するための把持部２８１が遊端部に設けられる。
【０１０７】
挟持体２８１は、自然状態でばね２７３によって押圧部２６２に近接した位置に配置される。作業者が把持部２８１を把持し、押圧部２６２を支持体２５０から離反する方向に第２リンク棒２７１を角変位することによって、支持体２５０と押圧部２６２とを離して、被接合物２２を支持体５０に当接させるための隙間が形成される。
【０１０８】
被接合物２２は、作業者によって、支持体２５０の被接合物当接面２５３に当接させられる。被接合物２２は、支持体２５０の被接合物当接面２５３に当接させた状態で、移動阻止方向Ｂ１から固定片２５１に向かう方向に移動して位置決めされて、被接合物２２は固定片２５１に当接する。
【０１０９】
この状態で作業者が把持部２８１を支持体２５０から近接する方向に移動させる。押圧部２６２は、ばね２７３の弾性回復力によって、支持体２５０に近接する。押圧部２６２は、被接合物２２を厚み方向他方Ａ２に向かって押圧し、押圧部２６２と支持体２５０によって被接合物２２が挟持されて、保持される。被接合物２２が保持された状態で、保持治具２２８の位置決め凹所２８０が、基台２３の位置決め凸所２２３に嵌合するように保持治具２２８が位置決めする。これによって被接合物２２を保持した状態で基台２３に対して位置決めすることができる。
【０１１０】
以上のように摩擦撹拌接合装置２２０によれば、図１に示す摩擦撹拌接合装置２０と同様の効果を得ることができる。さらに複数の位置決め凸部２３３を有し、保持治具２２８の位置決め凹所２８０が嵌合する。これによって作業者が被接合物２２を基台２３に移動させて位置決めする際に、被接合物２２がずれることが防止される。これによって基台２３に対する被接合物２２の位置を調整するために費やされる時間を短縮することができ、単位時間当たりに接合される被接合物２２の数を増加することができる。
【０１１１】
また被接合物２２を保持する保持治具２２８を基台２３に対して位置決めすることによって、基準軸線Ｌ１に対して位置決めされる被接合物２２を保持した状態で、接合動作を行うことができる。被接合物２２を保持した状態で接合動作を行うことで、被接合物２２が接合中にずれ、変位および変形することを防止することができる。これによって被接合物２２の接合品質を向上することができる。
【０１１２】
また接合ツール２１が被接合物２２に対して回転接触する場合には、被接合物２２を移動させる力が働くとともに、摩擦熱によって被接合物２２が高温になるおそれがある。保持治具２２８が被接合物２２を保持した状態で接合動作を行うことによって、作業者自身が被接合物２２を保持する必要が無く、利便性を向上することができる。
【０１１３】
保持治具２２８は、固定片２５１が略Ｌ字状に形成されるので、被接合物２２を構成する複数の接合部材２２ａ，２２ｂの大きさが異なる場合であっても確実に保持することができる。また保持治具２８８を摩擦撹拌接合装置２２０に装着した状態で、被接合物２２を保持治具２２８に位置決めして、保持治具２８８によって被接合物２２を保持させてもよい。また保持治具２２８に保持された被接合物２２は、基準軸線Ｌ１に接合部分４７が配置されるように位置決めされるので、被接合物２２の位置決め作業を容易に行うことができる。
【０１１４】
また挟持体２５２によって被接合物２２の接合部分４７の周囲を挟持することによって、被接合物２２を構成する複数の接合部材２２ａ，２２ｂの間に隙間が形成されることを防止することができ、また被接合物２２の接合部分４７を支持体２５０に当接させることができる。また接合治具の構成については、図１４に示す構成に限定せず、被接合物２２を保持できる構成であれば他の構成であってもよい。
【０１１５】
図１５は、本発明の他の実施の形態の保持治具３２８を示す斜視図であり、図１６は、挟持体３５２を示す斜視図である。
【０１１６】
保持治具３２８は、テーブル部２２５の対向面２３１に乗載される。保持治具３２８には、基台２３の位置決め凸部２２３に嵌合する位置決め凹所３８０が形成される。保持治具３２８の位置決め凹所３８０は、基台２３の位置決め凸所２２３に嵌合するように保持治具３２８が位置決めされる。
【０１１７】
保持治具３２８は、対向面２３１に乗載され、板状に形成される支持体３５０と、支持体２５０の厚み方向他方Ａ２に向かって被接合物２２を押圧する押圧部３６２を有する挟持体３５２とを含む。
【０１１８】
支持体３５０の厚み方向一方Ａ１側の面は、被接合物２２が当接する被接合物当接面３５３となる。また支持体３５０の厚み方向他方Ａ２側の面は、テーブル部２２５の対向面２３１に当接する装置当接面３９０となる。支持体３５０は、テーブル部２５５に設けられる複数の位置決め凸部２３３に嵌合する位置決め凹所３８０が形成される。支持体３５０に被接合物２２が配置された状態で、被接合物２２が基台２３に対して位置決めされた状態になるように、位置決め凹所３８０が形成される。
【０１１９】
支持体３５０には、厚み方向Ａ１，Ａ２に垂直なレール方向Ｃ１，Ｃ２に沿って延びる複数のレール溝３５１が形成される。レール溝３５１は、厚み方向一方Ａ１に開放し、レール方向Ｃ１，Ｃ２に垂直な断面で切断した場合に、厚み方向一方Ａ１側に向かうにつれて小さくなる領域が形成される。
【０１２０】
たとえばレール方向Ｃ１，Ｃ２に垂直な断面で切断した場合に、レール溝３５１は、略逆Ｔ字状に形成される。具体的にはレース溝３５１は、開口側に幅狭領域３５１ａが形成され、幅狭領域３５１ａよりも厚み方向他方Ａ２側に幅狭領域３５１ａよりも広い幅広領域３５１ｂが形成される。
【０１２１】
図１６に示すように挟持体３５２は、被接合物２２を押圧する押圧部３６２と、押圧部３６２を挿通するねじ棒３６４と、ねじ棒３６４に螺着される螺着部３６３とを含む。押圧部３６２は、ねじ棒３６４が挿通するねじ棒挿通孔が形成される挿通部分３６２ａと、挿通部分３６２ａから挿通孔の軸線に対して垂直に突出する挟持部分３６２ｂとを有する。ねじ棒挿通孔は、ねじ棒３６４の直径よりも大きく形成される。ねじ棒３６４は、一端部３６４ａにねじ棒挿通孔よりも大きい頭部３６５が形成される。また螺着部３６３は、ねじ棒３６４の他端部３６４ｂに螺着し、螺進および螺退自在に形成される。螺着部３６３は、レール溝３５１の幅広領域３５１ａに嵌め込まれる。またねじ棒３６４は、押圧部３６２を挿通し、レール溝３５１ａの幅狭領域３５１ｂを挿通して螺着部３６３に螺着する。ねじ棒３６４が回転することによって、螺着部３６３がねじ棒の頭部３６３に対して近接および離反する。螺着部３６３は、レール溝３５１に嵌め込まれているのでレール溝３５１から抜け出ることがなく、ねじ棒３６４が回転することによって、押圧部３６２が支持体３５０に対して近接および離反する。
【０１２２】
図１７は、保持治具３２８を装着した状態の摩擦撹拌接合装置２２０を示す斜視図であり、図１８は、図１７の切断面線Ｓ１−Ｓ１から見た断面図である。被接合物２２が支持体３５０に乗載された状態で、被接合物２２の縁辺部に複数の挟持体３５２が配置される。挟持体３５２は、その押圧部３６２の挟持部分３６２ａが被接合物２２の厚み方向一方Ａ１側の表面に係り止めする。この状態でねじ棒３６４が回転することによって、押圧部３６２が支持体３５０に向かって移動し、被接合物２２を支持体３５０に押圧する。被接合物２２を挟持することによって、被接合物２２が厚み方向Ａ１，Ａ２に垂直な方向に移動することを阻止し、保持することができる。また被接合物２２の形状に応じて押圧部３６２の形状を変更することによって、好適に被接合物２２を挟持することができる。保持治具３２８によって被接合物２２は、位置決めされた状態で保持される。これによって被接合物２２の接合部分４７は、基準軸線Ｌ１上に配置される。
【０１２３】
保持治具３２８は、被接合物２２毎に設けられ、被接合物２２を保持した状態で待機する。作業者は、被接合物２２を保持した保持治具３２８を摩擦撹拌接合装置３２０に配置し、接合動作を開始させる。接合動作が完了すると保持治具３２８ごと取外す。これによって被接合物２２を基台上で位置決めする必要がなく、接合動作を短縮させることができる。また挟持体３５２をレール溝３５１に沿ってずらすことによって、大きさの異なる被接合物２２であっても１つの保持治具３２８で保持することができる。摩擦撹拌接合装置２２０は、上述する保持治具３２８が位置決めされた場合であっても、図１４に示す保持治具３２８が位置決めされた場合と同様の効果を得ることができ、作業者が被接合物２２を保持する必要なく、利便性を向上することができる。このように被接合物２２の種類に応じた保持治具２２８を設けてもよく、被接合物毎に保持する保持治具３２８を設けてもよい。また保持治具３２８に被接合物２２を保持させた状態で保有することによって、接合作業における位置決め作業を短縮することができ、接合作業に費やす時間を短縮することができる。
【０１２４】
図１９は、さらに他の保持治具５２８を示す斜視図である。保持治具５２８は、被接合物２２に１つまたは複数仮止めされる。保持治具５２８は、被接合物２２の接合位置に臨む位置で、ツール保持具２９と反対側から被接合物２２に接して固定される。保持治具５２８には、基台２３の位置決め手段に嵌合する嵌合部５２９が形成される。たとえば基台２３の位置決め手段がテーブル部に形成されるピン穴である場合には、嵌合部５２９は、ピン穴にはめ込まれる突部が形成される。
【０１２５】
被接合物２２に保持治具５２８が仮止めされた状態で、テーブル部のピン穴に嵌合部５２９が嵌合するように被接合物２２が位置決めされることによって、被接合物２２が基台２３に対して位置決めされた状態になるように、嵌合部５２９およびピン穴が形成される。
【０１２６】
摩擦撹拌接合装置２２は、被接合物２２に仮止めされた保持治具５２８がテーブル部に位置決めされた状態で接合動作が行われる。保持治具５２８は、接後位置に臨む位置で、ツール保持具２９と反対側から位置で被接合物２２に接して固定される。これによって接合動作を行うときに、保持治具５２８によって被接合物２２を接合ツール２１と反対側から支持することができ、被接合物２２が変形することを防止して、接合動作を良好に行うことができる。すなわち保持治具５２８によって被接合物を位置決めするとともに、図１に示す裏当て部材３２を用いた場合と同様の効果を得ることができる。また嵌合部５２９の形状は、テーブル部の位置決め手段に位置決めされる形状であればよく、他の形状であってもよい。また保持治具５２８が被接合物２２に当接する面５３０を、被接合物２２の形状に沿うように形成することによって被接合物２２が曲面形状であっても、３次元形状であっても、良好に支持することができる。
【０１２７】
また他の上述する保持治具２２８、３２８においても、接合位置に臨む位置で、ツール保持具２９と反対側から被接合物２２に接して被接合物２２を支持することによって、裏当て部材３２を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
図２０は、本発明のさらに他の実施の形態である摩擦撹拌接合装置４２０を示す斜視図であり、図２１は、摩擦撹拌接合装置４２０のテーブル部付近を拡大して示す断面図である。図２０および図２１に示す摩擦撹拌接合装置４２０は、図１に示す摩擦撹拌接合装置２０に対して、ヘッド部およびテーブル部以外の構成については、同一の構成であり、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
摩擦撹拌接合装置４２０の基台２３は、接合ツール２１を着脱自在に装着するツール保持具２９が設けられるヘッド部４２４と、ヘッド部４２４に対して間隔をあけて対向するテーブル部４２５を含む。テーブル部４２５は、基準軸線Ｌ１に垂直でかつツール保持具２９に対向する対向面４３１を有する。テーブル部４２５には、対向面４３１からツール保持具２９に向かって突出する円柱状の裏当て部材３２が設けられる。さらにヘッド部４２４およびテーブル部４２５には、被接合物２２を保持する保持手段４２８が設けられる。
【０１３０】
保持手段４２８は、接合物２２を協働して挟持する第１挟持片４５０および第２挟持片４５１と、第１挟持片４５０を変位駆動する挟持片変位駆動手段４５２と、第２挟持片４５１を弾発的に支持するばね力発生手段４５３とを含む。
【０１３１】
第１挟持片４５０は、基準軸線Ｌ１に沿って変位自在にヘッド部４２４に設けられ、ツール保持具２９の周方向に配置される。挟持片変位駆動手段４５２は、第１挟持片４５０を変位駆動し、ツール保持具２９および基台２３に対して基準軸線Ｌ１に沿って相対的に変位駆動する。挟持片駆動手段４５３は、制御手段４６から与えられる信号に応じて動作する。
【０１３２】
第２挟持片４５１は、基準軸線方向Ｌ１に沿って変位自在にテーブル部４２５に設けられ、裏当て部材３２の周方向に配置される。第２挟持片４５１は、被接合物２２が配置されない自然状態で裏当て部材３２のツール保持具側端面４５５よりもツール保持具２９に向かって突出し、ばね力発生手段４５３によって弾発的に支持される。ばね力発生手段４５３は、第２挟持片４５１を基準軸線Ｌ１に沿ってツール保持具２９に向かうばね力を与え、たとえばエアーダンパまたは圧縮コイルばねによって実現される。また第１挟持片４５０と第２挟持片４５１とは対向する位置に配置され、基準軸線Ｌ１まわりに複数箇所に形成されるまたは広範囲にわたって形成されることが好ましい。
【０１３３】
本実施の形態では、第１挟持片４５０は、ツール保持具２９をその周方向に覆う円筒状に形成される。第１挟持片４５０は、ツール保持具２９と同軸に形成される。第２挟持片４５１は、裏当て部材３２をその周方向に覆う円筒状に形成される。第２挟持片４５１は、ツール保持具２９の軸線と同軸に形成される。第１および第２挟持片４５０，４５１が円筒形の場合には、第２挟持片４５１の外周径Ｄ１が第１挟持片４５０の内周径Ｄ２よりも大きく形成され、第２挟持片４５１の内周径Ｄ３が第１挟持片４５０の外周径Ｄ４よりも小さく形成される。
【０１３４】
第２挟持片４５１は、ばね力発生手段４５３のばね力に抗して、裏当て部材３２に向かって押圧される力が働くと裏当て部材３２に向かって退避移動する。退避移動する第２挟持片４５１のツール保持具側端面４５４は、裏当て部材３２のツール保持具側端面４５５と面一または裏当て部材３２よりもさらに退避した位置に配置される。
【０１３５】
図２２は、保持手段４２８の動作を示す断面図である。図２２（１）に示すように、第２挟持片４５１のツール保持具側端面４５４に被接合物２２が配置される。被接合物２２は、作業者によって接合部分４７が基準軸線Ｌ１上に配置するように位置決めされた状態で第２挟持片４５１に配置される。第２挟持片４５１は、自然状態で裏当て部材３２よりも突出した位置に配置されるので、第２挟持片４５１に配置される被接合物２２は、裏当て部材３２から基準軸線Ｌ１方向に間隔をあけて配置される。
【０１３６】
接合動作が開始されると、制御手段４６からの信号を受けた挟持片駆動手段４５２が、裏当て部材３２に向かって第１挟持片４５０を変位駆動する。第１挟持片４５０は、基準軸線Ｌ１に沿って裏当て部材３２に向かって変位することによって第２挟持片４５１に配置される被接合物２２に裏当て側端面４５６が当接する。
【０１３７】
第１挟持片４５０は、被接合物２２に当接した状態でさらに裏当て部材３２に向かって変位する。第１挟持片４５０は、第２挟持片４５１を弾発的に支持するばね力発生手段４５３のばね力に抗して変位する。したがって被接合物２２は、第１挟持片４５０および第２挟持片４５１に挟持された状態で裏当て部材３２に向かって移動する。
【０１３８】
図２２（２）に示すように、挟持されて移動する被接合物２２が裏当て部材３２に当接した状態で挟持片駆動手段４５２は、第１挟持片４５０の変位駆動を停止する。たとえば制御手段４６が、接触センサなどによって被接合物２２が裏当て部材３２に接触したことを判断すると、挟持片駆動手段４５２に信号を与えて挟持片駆動手段の動作を停止する。
【０１３９】
第１および第２挟持片４５０，４５１によって協働して挟持することによって被接合物２２を保持するとともに、被接合物２２を基準軸線Ｌ１に沿う方向に変位することを防止して自然状態で裏当て部材３２に支持することができる。自然状態とは、被接合物２２に力が加わらない状態である。このように被接合物２２が変形することなく保持されるとともに裏当て部材３２によって支持された状態で図５に示す接合動作が実行される。これによって図２２（３）に示すように接合ツール２１が被接合物２２に埋没し、摩擦撹拌接合動作が行われる。
【０１４０】
制御手段４６は、接合開始指令信号を受けると、挟持片変位駆動手段４５２に信号を与えて、第１挟持片４５０を裏当て部材３２に向かって変位させる。制御手段４６は、接触センサまたは挟持片変位駆動手段４５２からの負荷トルク信号に基づいて、被接合物２２が裏当て部材３２に当接したか否かを判断し、当接したことを判断すると、挟持片変位駆動手段４５２に信号を与えて、第１挟持片４５０の変位移動を停止する。また制御手段４６は、接合動作が完了したと判断すると、挟持片変位駆動手段４５２に信号を与え、第１挟持片４５０を裏当て部材３２から離反させる。
【０１４１】
図２３は、本発明の保持手段４２８とは異なる比較例の保持手段５００を示す断面図である。比較例の保持手段５００は、軸線方向Ｌ１に弾発的に支持されることなく被接合物２２を挟持して保持する。このような構成では、図２３（１）に示すように、被接合物２２が変形している場合に、被接合物２２を挟持した状態で接合部分４７を裏当て部材３２によって支持することができない。この状態で摩擦撹拌接合が行われると、裏当て部材３２に支持されていない状態で接合ツール２１が被接合物２２に先に接触する。したがって図２３（２）に示すように、接合部分４７が変形および接合ツール２１が設定値以上に被接合物２２に埋没するおそれがあり、良好な接合を行うことができないという問題がある。
【０１４２】
図２１に示す本発明の構成では、第２挟持片４５１が裏当て部材３２のツール保持具側端面４５５からツール保持具２９に向かって突出するとともに、基準軸線Ｌ１に弾発的に変位するので、図２３に示すような不具合が生じる事がない。すなわち被接合物２２を自然状態の形状に保ちつつ保持した状態で、被接合物２２の接合部分４７を裏当て部材３２に支持させることができる。裏当て部材３２に接合部分４７が支持されることによって接合部分４７が変形することを防止するとともに接合ツール２１が設定値とは異なる量だけ被接合物２２に埋没することを防止することができ、良好な接合を行うことができる。また第１および第２挟持片４５０，４５１によって被接合物２２は、保持されているので、接合中に被接合物２２を構成する接合部材２２ａ，２２ｂがずれることを防止することができる。
【０１４３】
上述する摩擦撹拌接合装置４２０によれば、図１に示す摩擦撹拌接合装置２０と同様の効果を得ることができる。さらに保持手段４２８によって被接合物２２を自然状態の形状に保ちつつ保持した状態で接合動作を行うことができる。これによって被接合物２２が接合中に変形およびずれることを防止することができ、接合品質を向上することができる。
【０１４４】
また第１挟持片４５０および第２挟持片４５１によって被接合物２２を挟持しし、さらに被接合物２２を移動させて裏当て部材３２に支持させた状態で接合動作を行うことができる。これによって被接合物２２の挟持と接合部分４７の支持を同時に達成することができ、さらに接合品質を向上することができる。また挟持片駆動手段４５２によって第１挟持片４５０を被接合物２２に当接および離反させることによって、被接合物２２を保持する状態と保持を解除した状態とに移行することができ、保持およびその解除を容易に行うことができる。
【０１４５】
また接合部分４７および接合ツール２１が第１挟持片４５０および第２挟持片４５１によって覆われるので、接合時に流動化した被接合物２２が飛び散ることを防止することができ、作業者が安全に作業を行うことができる。接合部分４７および接合ツールが覆われて作業状態を目視できなくても、摩擦撹拌接合装置は、終了ランプ４２およびエラーランプ４３が接合作業の終了およびエラーを作業者に知らせるので、作業者に作業状態を知らせることができる。
【０１４６】
また第１挟持片４５０および第２挟持片４５１のそれぞれ対向する部分を可撓性および弾発性を有する材料によって構成することによって、被接合物２２の形状誤差が大きい場合であっても隙間なく確実に挟持することができる。また被接合物２２の形状に応じて、第１挟持片４５０および第２挟持片４５１を取替え可能に形成してもよい。また第１および第２挟持片４５０，４５１は、円筒状に形成する必要はなく、他の形状であってもよい。
【０１４７】
またツール保持具と第１挟持片４５０を裏当て部材３２に向かうばね力を与えるばね力発生手段を有してもよい。この場合第１挟持片４５０は、自然状態でツール保持具２９よりも裏当て部材３２に向かって裏当て側端面４５６が突出して配置される。第１挟持片４５０用のばね力発生手段が第１挟持片４５０に与えるばね力は、第２挟持片４５１用のばね力発生手段が第２挟持片４５１に与えるばね力よりも大きく形成される。第１挟持片４５０は、基準軸線Ｌ１まわりに回転せずにツール保持具２９とともに基準軸線Ｌ１に沿って変位駆動する。これによって被接合物２２を挟持した状態で、被接合物２２の接合部分４７が裏当て部材３２に当接し、上述と同様に接合品質を向上することができる。
【０１４８】
上述する各摩擦撹拌接合装置２０，１２０，２２０，４２０は、発明の例示に過ぎず発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえばツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５は、基台２３から離れた位置に設けられてもよい。また基準軸線Ｌ１が鉛直な方向に延びるとしたが、鉛直以外の方向に延びてもよい。またツール変位駆動手段３５は、ツール保持具２９を基準軸線Ｌ１に沿って変位駆動してもよく、またツール保持具２９が設けられるヘッド部を基準軸線Ｌ１に沿って変位駆動してもよい。
【０１４９】
また保持治具２２８，２３８とテーブル部２２５とを位置決めする位置決め手段は、係合する凹所２８０，３８０および凸部２２３がそれぞれ保持治具２２８，３２８とテーブル部２２５に設けられるとしたが、逆でもよい。すなわち保持治具２２８，３２８に凸部が形成され、テーブル部２２５に凹所が形成されてもよい。また凹所がレール状に形成されてもよい。
【０１５０】
また本実施の形態では、接合ツール２１を装着するツール保持具２９を回転駆動および変位駆動させたが、他の実施例として、接合ツール２１を装着するツール保持具３９を回転駆動し、裏当て部材３２を変位駆動してもよい。すなわちヘッド部に設けられ、回転自在に設けられる接合ツールがテーブル部に臨んだ状態で装着されるツール保持具と、ツール保持具を回転軸線まわりに回転駆動するツール回転駆動手段と、テーブル部に設けられ、ツール保持具に近接および離反する変位方向へ変位自在に設けられる裏当て部材と、裏当て部材を変位方向に変位駆動する変位駆動手段と含む構成であってもよい。このような構成にすることによって、ヘッド側にツール回転駆動手段３４およびツール変位駆動手段３５を配置する必要がなく、摩擦撹拌接合装置をさらに小型化することができる。
【０１５１】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、基台が固定されており、基台に被接合物が位置決めされた状態で接合動作を行うことによって、従来の技術のように基台を移動させるアームを備える必要がない。これによって簡単化および小型化して、安価な摩擦撹拌接合装置を構成することができる。また基台が移動しないので、設置スペースを小さくすることができる。
【０１５２】
このように安価でかつ設置スペースが小さい摩擦撹拌接合装置を構成することができるので、中小企業などの資金の少ないおよび小さい設置スペースしか有しない使用者にあっても、摩擦撹拌接合装置を導入することができる。
【０１５３】
また基台の移動位置を調整するティーチングを行う必要が無く、被接合物毎のツール交換作業も容易に行うことができる。これによって摩擦撹拌接合装置は、被接合物が少量多品種である場合に、作業性が低下することを防止することができる。またたとえば作業者が被接合物を位置決めすることによって、被接合物に応じて柔軟に被接合物を位置決めすることができる。
【０１５４】
また請求項２記載の本発明によれば、作業者などが被接合物を基台に移動させて位置決めする際に、位置決め手段によって被接合物がずれることが防止される。これによって基台に対する被接合物の位置を調整するために費やされる時間を短縮することができ、単位時間当たりに接合される被接合物の数を増加することができる。
【０１５５】
また請求項３記載の本発明によれば、保持手段を位置決めするので、非接合部を位置決めするよりも容易であり、位置決めに費やす時間を低減することができる。また基準軸線に対して位置決めされる被接合物を保持した状態で、接合動作を行うことができる。これによって被接合物が接合中にずれ、変位および変形することを防止することができ、被接合物の接合品質を向上することができる。
【０１５６】
また接合ツールが被接合物に対して回転接触する場合には、被接合物を移動させる力が働くとともに、摩擦熱によって被接合物が高温になるおそれがある。保持手段が被接合物を保持した状態で接合動作を行うことによって、作業者自身が被接合物を保持する必要がない。これによって作業者が回転中の回転ツールに触れてしまう危険をなくし安全性を向上することができる。また作業者自身が被接合物の保持を行うことが困難な場合でも、保持手段によって作業者自身が保持する必要がなく、利便性を向上することができる。
【０１５７】
また請求項４記載の本発明によれば、被接合物を保持する保持手段が基台に設けられることによって、基台に被接合物を保持した状態で、摩擦撹拌接合を行うことができる。これによって被接合物が接合中にずれ、変位および変形することを防止することができ、接合品質を向上することができる。
【０１５８】
また接合ツールが被接合物に対して回転接触する場合には、被接合物を移動させる力が働くとともに、摩擦熱によって被接合物が高温になるおそれがある。保持手段が被接合物を保持した状態で接合動作を行うことによって、作業者などが被接合物を保持する必要がなく、安全性および利便性を向上することができる。
【０１５９】
また請求項５記載の本発明によれば、被接合物の基準軸線上の部位は、接合ツールによって押圧されても変形することが防止される。これによって接合が行われる被接合物の接合部分は、接合ツールによって変形されることなく、接合動作が行われる。これによって被接合物の変形に起因する接合不良を防止することができ、接合品質を向上することができる。
【０１６０】
また請求項６記載の本発明によれば、第１および第２挟持片によって被接合物を保持するとともに、さらに被接合物を裏当て部材に支持させた状態で接合動作を行う。これによって被接合物が接合中に変形およびずれることを防止することができ、接合品質を向上することができる。また挟持片駆動手段によって第１挟持片を移動させることによって、被接合物の保持およびその解除とを容易に切り換えることができ、接合作業を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】摩擦撹拌接合装置２０を示す斜視図である。
【図２】撹拌接合作業を模式的に示す図である。
【図３】摩擦撹拌接合装置２０の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】制御手段４６の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】接合動作における制御手段の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】摩擦撹拌接合動作の手順を説明するための断面図である。
【図７】摩擦撹拌接合動作の手順を説明するための断面図である。
【図８】接合位置確認動作における制御手段４６の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】摩擦撹拌接合装置における他の作業形態を示す図である。
【図１０】摩擦撹拌接合装置におけるさらに他の作業形態を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態である摩擦撹拌接合装置１２０を示す側面図である。
【図１２】摩擦撹拌接合装置１２０を示す平面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態である摩擦撹拌接合装置２２０を示す斜視図である。
【図１４】摩擦撹拌接合装置２２０に装着される保持治具２２８を示す斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態の保持治具３２８を示す斜視図である。
【図１６】保持治具３２８を装着した状態の摩擦撹拌接合装置２２０を示す斜視図である。
【図１７】挟持体３５２を示す斜視図である。
【図１８】図１７の切断面線Ｓ１−Ｓ１から見た断面図である。
【図１９】さらに他の保持治具５２８を示す斜視図である
【図２０】本発明のさらに他の実施の形態である摩擦撹拌接合装置４２０を示す斜視図である。
【図２１】摩擦撹拌接合装置４２０のテーブル部付近を拡大して示す断面図である。
【図２２】保持手段４２８の動作を示す断面図である。
【図２３】本発明の保持手段４２８とは異なる比較例の保持手段５００を示す断面図である。
【図２４】従来の技術の摩擦撹拌接合装置１を示す図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０，４２０　摩擦撹拌接合装置
２１　接合ツール
２２　被接合物
２２ａ，２２ｂ　接合部材
２３　基台
２４，４２４　ヘッド部
２５，１２５，２２５，４２５　テーブル部
２９　ツール保持具
３２，１３２　裏当て部材
３４　ツール回転駆動手段
３５　ツール変位駆動手段
３６　入力部
３７　表示部
３８　コントローラ
３９　操作ぺダル
４５　報知手段
４６　制御手段
２２８，３２８　保持治具
４２８　保持手段
Ｌ１　軸線
【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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【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２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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