(57)【要約】【課題】本願発明の目的は、隙間に充填材を挿入した場合において、回転工具の挿入位置の算出方法を提供することにある。【解決手段】２つの部材１１，１２を突き合せ、突き合せ部をカッター２０で切削してスリット１４を設け、該スリット１４にローラ２２，２３，２５で充填材２１を挿入し、前記充填材２１とその両側の前記２つの部材１１，１２とを回転工具３５で摩擦攪拌接合しつつ、前記回転工具３５の回転方向において、上流側の前記充填材２１の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材１１ｂとの隙間の位置を光学センサー３５で求め、該位置に対して前記充填材２１の幅の半分を加算し、該加算した位置を前記回転工具３５の位置とする。【選択図】        図１
2004298955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部材を付き合わせ、突き合せ部を切削してスリットを設け、
該スリットに充填材を挿入し、
前記充填材とその両側の前記２つの部材とを回転工具で摩擦攪拌接合しつつ、
前記回転工具の回転方向において、上流側の前記充填材の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材との隙間の位置を求め、該位置に対して前記充填材の幅の半分を加算し、該加算した位置を前記回転工具の位置とすること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２】
請求項１の摩擦攪拌接合方法において、
前記上流側の前記充填材の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材との隙間の位置は、前記充填材の端部の位置であること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３】
請求項２の摩擦攪拌接合方法において、
前記上流側の前記充填材の端部の位置は、前記上流側から下流側に向けて捜査して求めること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、突き合せ部の摩擦攪拌接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
突き合せ部の摩擦攪拌接合方法では、特許文献１のように、突き合せ部の一対の部材に凸部を設け、凸部側から回転転工具を回転させながら挿入し、接合線に沿って移動し、接合する。一対の突き合せ部材間の隙間に凸部の金属を移動させ、隙間を埋める。このため、隙間の幅を検出し、その中心に回転工具の中心を一致させている。
【０００３】
さらに、特許文献２のように、隙間に沿って突き合せ部の一対の部材を切削し、切削によって生じた隙間に帯状の充填材を挿入し、突き合せ部と前記充填材との３者を摩擦攪拌接合している。
この場合、回転工具を挿入する位置を求める方法については開示されていない。
本願発明の目的は、隙間に充填材を挿入した場合において、回転工具の挿入位置の算出方法を提供することにある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−９０６５５号公報（米国特許第６４７４５３３号）
【特許文献２】
特開２００２−２１０５７１号公報（欧州特許出願公開第１２２４９９８Ａ２号）
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、２つの部材を付き合わせ、突き合せ部を切削してスリットを設け、該スリットに充填材を挿入し、前記充填材とその両側の前記２つの部材とを回転工具で摩擦攪拌接合しつつ、前記回転工具の回転方向において、上流側の前記充填材の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材との隙間の位置を求め、該位置に対して前記充填材の幅の半分を加算し、該加算した位置を前記回転工具の位置とすること、により達成できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１から図３により説明する。図３は回転工具３５を合わせて示す。
前記特許文献２のように、２つの部材１１，１２を突き合せ、突き合せ部をスリットカッター１３で切削してスリット１４を設け、該スリット１４に帯状の充填材２１を挿入する。充填材２１の幅はスリット１４の幅よりも若干小さい。２２，２３はリール（図示せず）に巻いた充填材２１を導くローラである。２５、２６はスリット１４の挿入した充填材２１を押えるローラである。部材１１，１２、充填材２１はアルミニウム合金である。
【０００７】
突き合せ部の部材１１，１２の端部は厚くなって、凸部１１ｂ、１２ｂがある。凸部１１ｂと凸部１２ｂが突き合せらている。凸部１１ｂ、１２ｂは部材１１，１２の上面１１ｃ、１２ｃから上方に突出している。
【０００８】
ローラ２５の若干後方にある回転工具３５で、スリット１４に挿入した充填材２１と部材１１，１２の３者を摩擦攪拌接合する。このように、スリット１４を切削加工しつつ、摩擦攪拌接合が行われる。回転工具３５の先端の小径部の径は隙間の幅よりも大きく、充填材２１および凸部１１ｂ、１２ｂにかかっている。回転工具３５直前の充填材２１は溝の中央部にはなく、回転工具３５の回転方向の下流側に寄せられて、充填材２１は一方の凸部１１ｂ、１２ｂに接触している。
【０００９】
回転工具３５の前方に光学センサー３１、３３がある。光学センサー３１、３３は、充填材２１と凸部１１ｂ、１２ｂの上面、部材１１ｃ、１２ｃの上面を走査する。光学センサー３１はカッター２０の中心位置を求めるためのものである。一対の凸部１１ｂ、１２ｂの幅を求め、その中心位置をカッター２０の中心位置とする。これにより、突き合せ部以外を切削することがない。
【００１０】
また、光学センサー３３は回転工具３５の中心位置を定めるためのものである。回転工具３５の移動方向（図１において、右から左に移動する。）の下流側（未攪拌接合部）において、回転工具３５の回転方向において、上流側の充填材２１の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材１２ｂとの隙間の位置を求める。これは、回転工具３５の回転によって充填材２１が回転工具２１の回転方向の下流側に寄っているためである。前記位置に、既知の充填材２１の幅の半分を加算した値を回転工具３５の中心位置として、回転工具３５に出力する。充填材２１両側に隙間を見つけることができれば、両側の隙間から、回転工具３５の中心位置を算出してもよい。
【００１１】
また、部材１１ｃ、１２ｃの上面の位置、凸部１１ｂ、１２ｂの上面の位置を求める。これにより、回転工具３５の大径部と小径部との境の位置、すなわち、回転工具３５の挿入量を求める。これによれば、前記境は上面１１ｃ、１２ｃよりも下方にならないので、凸部１１ｂ、１２ｂを切削で除けば上面１１ｃ、１２ｃは平滑になる。
【００１２】
かかる構成において、光学センサ３１で、切削位置を求め、切削する。次に、光学センサ３３で充填材の位置を求め、回転工具３５の挿入位置、深さを求め、摩擦攪拌接合をする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例の摩擦攪拌接合途中の縦断面図。
【図２】図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【符号の説明】
１１，１２：部材、１１ｂ、１２ｂ：凸部、２０：カッター、２１：充填材、３１，３３：光学センサー、３５：回転工具
【図１】
2004298955.tif 000003
【図２】
2004298955.tif 000004
【図３】
2004298955.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年11月25日(2003.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】２つの部材を付き合わせ、突き合せ部を切削してスリットを設け、
該スリットに充填材を挿入し、
前記充填材とその両側の前記２つの部材とを回転工具で摩擦攪拌接合しつつ、
前記回転工具の回転方向において、上流側の前記充填材の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材との隙間の位置を求め、該位置に対して前記充填材の幅の半分を加算し、該加算した位置を前記回転工具の位置とすること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２】請求項１の摩擦攪拌接合方法において、
前記上流側の前記充填材の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材との隙間の位置は、前記充填材の端部の位置であること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３】請求項２の摩擦攪拌接合方法において、
前記上流側の前記充填材の端部の位置は、前記上流側から下流側に向けて走査して求めること、
を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、突き合せ部の摩擦攪拌接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
突き合せ部の摩擦攪拌接合方法では、特許文献１のように、突き合せ部の一対の部材に凸部を設け、凸部側から回転工具を回転させながら挿入し、接合線に沿って移動し、接合する。一対の突き合せ部材間の隙間に凸部の金属を移動させ、隙間を埋める。このため、隙間の幅を検出し、その中心に回転工具の中心を一致させている。
【０００３】
さらに、特許文献２のように、隙間に沿って突き合せ部の一対の部材を切削し、切削によって生じた隙間に帯状の充填材を挿入し、突き合せ部と前記充填材との３者を摩擦攪拌接合している。
この場合、回転工具を挿入する位置を求める方法については開示されていない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−９０６５５号公報（米国特許第６４７４５３３号）
【特許文献２】
特開２００２−２１０５７１号公報（欧州特許出願公開第１２２４９９８Ａ２号）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の目的は、隙間に充填材を挿入した場合において、回転工具の挿入位置の算出方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、２つの部材を付き合わせ、突き合せ部を切削してスリットを設け、該スリットに充填材を挿入し、前記充填材とその両側の前記２つの部材とを回転工具で摩擦攪拌接合しつつ、前記回転工具の回転方向において、上流側の前記充填材の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材との隙間の位置を求め、該位置に対して前記充填材の幅の半分を加算し、該加算した位置を前記回転工具の位置とすること、により達成できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１から図３により説明する。図３は回転工具３５を合わせて示す。
前記特許文献２のように、２つの部材１１，１２を突き合せ、突き合せ部をスリットカッター１３で切削してスリット１４を設け、該スリット１４に帯状の充填材２１を挿入する。充填材２１の幅はスリット１４の幅よりも若干小さい。２２，２３はリール（図示せず）に巻いた充填材２１を導くローラである。２５、２６はスリット１４に挿入した充填材２１を押えるローラである。部材１１，１２、充填材２１はアルミニウム合金である。
【０００８】
突き合せ部の部材１１，１２の端部は厚くなって、凸部１１ｂ、１２ｂがある。凸部１１ｂと凸部１２ｂが突き合せられている。凸部１１ｂ、１２ｂは部材１１，１２の上面１１ｃ、１２ｃから上方に突出している。
【０００９】
ローラ２５の若干後方にある回転工具３５で、スリット１４に挿入した充填材２１と部材１１，１２の３者を摩擦攪拌接合する。このように、スリット１４を切削加工しつつ、摩擦攪拌接合が行われる。回転工具３５の先端の小径部の径は隙間の幅よりも大きく、充填材２１および凸部１１ｂ、１２ｂにかかっている。回転工具３５直前の充填材２１は溝の中央部にはなく、回転工具３５の回転方向の下流側に寄せられて、充填材２１は一方の凸部１１ｂ、１２ｂに接触している。
【００１０】
回転工具３５の前方に光学センサー３１、３３がある。光学センサー３１、３３は、充填材２１と凸部１１ｂ、１２ｂの上面、部材１１ｃ、１２ｃの上面を走査する。光学センサー３１はカッター２０の中心位置を求めるためのものである。一対の凸部１１ｂ、１２ｂの幅を求め、その中心位置をカッター２０の中心位置とする。これにより、突き合せ部以外を切削することがない。
【００１１】
また、光学センサー３３は回転工具３５の中心位置を定めるためのものである。回転工具３５の移動方向（図１において、右から左に移動する。）の下流側（未攪拌接合部）において、回転工具３５の回転方向において、上流側の充填材２１の端部と前記回転方向の上流側の一方の前記部材１２ｂとの隙間の位置を求める。これは、回転工具３５の回転によって充填材２１が回転工具３５の回転方向の下流側に寄っているためである。前記位置に、既知の充填材２１の幅の半分を加算した値を回転工具３５の中心位置として、回転工具３５に出力する。充填材２１両側に隙間を見つけることができれば、両側の隙間から、回転工具３５の中心位置を算出してもよい。
【００１２】
また、部材１１ｃ、１２ｃの上面の位置、凸部１１ｂ、１２ｂの上面の位置を求める。これにより、回転工具３５の大径部と小径部との境の位置、すなわち、回転工具３５の挿入量を求める。これによれば、前記境は上面１１ｃ、１２ｃよりも下方にならないので、凸部１１ｂ、１２ｂを切削で除けば上面１１ｃ、１２ｃは平滑になる。
【００１３】
かかる構成において、光学センサ３１で、切削位置を求め、切削する。次に、光学センサ３３で充填材の位置を求め、回転工具３５の挿入位置、深さを求め、摩擦攪拌接合をする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例の摩擦攪拌接合途中の縦断面図。
【図２】図２は図１のII−II断面図。
【図３】図３は図１のIII−III断面図。
【符号の説明】
１１，１２：部材、１１ｂ、１２ｂ：凸部、２０：カッター、２１：充填材、３１，３３：光学センサー、３５：回転工具