(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で２軸の駆動を長寿命で行うことのできる２軸駆動ユニットを駆動系に用いた摩擦撹拌接合装置を提供する。【解決手段】ボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａ、１０Ｂは、ボールねじ１２の要素であるボールねじナット１７を直動案内軸受１１の要素であるスライダ１４に直接形成することにより、ボールねじ１２と直動案内軸受１１とを一体に備えた機構部品として構成されている。２軸駆動ユニット５は、２つのボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａ、１０Ｂを、各ユニット１０Ａ、１０Ｂの直動案内軸受１１の案内方向が互いに交差する２軸となるように、各ユニット１０Ａ、１０Ｂのスライダ１４を、互いのフランジ１４ａ同士が結合させて互いに組み合わせることにより構成されている。【選択図】図３
2012016763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が略Ｕ字状に形成された案内レールと、前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、前記案内レールと前記スライダの間に配置された複数の転動体と、を備え、前記案内レールは、前記スライダと対向配置される各袖部の内側面に転動面を有し、前記スライダは、前記案内レールの前記転動面に対向配置される転動面を有しており、前記案内レールの転動面と前記スライダの転動面との間に前記転動体が介在され、それにより前記スライダと前記案内レールとが相対的に移動可能とされた直動案内軸受と、
前記案内レールと平行に形成されたボールねじナットと、前記ボールねじナットを貫通するボールねじ軸と、前記ボールねじナットの螺旋溝と前記ボールねじ軸の螺旋溝との間に配置された複数のボールと、を備えるボールねじとを、
前記ボールねじナットを前記スライダに備えたボールねじ一体型直動案内ユニットを２つ備え、
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットを、各ユニットの前記直動案内軸受の案内方向が互いに交差する２軸となるように、各ユニットの前記スライダ同士を結合して互いに組み合わせたことを特徴とする２軸駆動ユニット。
【請求項２】
一方の前記スライダと他方の前記スライダの両スライダ中心の位置が前記２軸のうちのいずれか一方の軸線に沿ってずれるように、前記スライダ同士を結合したことを特徴とする請求項１に記載の２軸駆動ユニット。
【請求項３】
断面が略Ｕ字状に形成された案内レールと、前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、前記案内レールと前記スライダの間に配置された複数の転動体と、を備え、前記案内レールは、前記スライダと対向配置される各袖部の内側面に転動面を有し、前記スライダは、前記案内レールの前記転動面に対向配置される転動面を有しており、前記案内レールの転動面と前記スライダの転動面との間に前記転動体が介在され、それにより前記スライダと前記案内レールとが相対的に移動可能とされた直動案内軸受と、
前記案内レールと平行に形成されたボールねじナットと、前記ボールねじナットを貫通するボールねじ軸と、前記ボールねじナットの螺旋溝と前記ボールねじ軸の螺旋溝との間に配置された複数のボールと、を備えるボールねじとを、
前記ボールねじナットを前記スライダに備えた一体化したボールねじ一体型直動案内ユニットを２つ備え、
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットを、各ユニットの前記直動案内軸受の案内方向が互いに交差する２軸となるように、各ユニットの前記スライダ同士を一体成形して互いに組み合わせたことを特徴とする２軸駆動ユニット。
【請求項４】
一方の前記スライダと他方の前記スライダの両スライダ中心の位置が前記２軸のうちのいずれか一方の軸線に沿ってずれるように、前記スライダ同士を一体成形したことを特徴とする請求項３に記載の２軸駆動ユニット。
【請求項５】
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットの少なくとも１つは、前記案内レールの転動面と前記スライダの転動面との間に前記転動体の移動する転動通路を構成しており、前記スライダには、前記転動体の戻し通路と、前記戻し通路と前記転動通路とを連通する方向転換路とが形成され、前記転動体が、前記転動通路と前記方向転換路と前記戻し通路とから構成される無限循環路を循環することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の２軸駆動ユニット。
【請求項６】
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットの少なくとも１つは、前記転動体がコロであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の２軸駆動ユニット。
【請求項７】
接合ツールをワークに押し付けつつ回転させることにより、前記接合ツールとワークの接触点に摩擦熱を発生させて当該接触点の周囲の材料を軟化させると共に撹拌し、それにより前記接合ツールを前記ワークに没入させ、没入後、前記接合ツールをワークの表面方向に移動させることで前記ワークを線状に接合する摩擦撹拌接合装置であって、
前記接合ツールをその軸線方向に移動して前記ワークに接近／離間させる加圧軸と、前記接合ツールをワークの表面方向に移動させるオフセット軸と、の２軸駆動用に請求項１〜６のいずれか１項に記載の２軸駆動ユニットが用いられており、
前記加圧軸を構成する一方の前記直動案内軸受の案内レールがベースに固定され、前記オフセット軸を構成する他方の前記直動案内軸受の案内レールに、前記接合ツールを装着したスピンドルが固定されていることを特徴とする摩擦攪拌接合装置。
【請求項８】
前記接合ツールを前記オフセット軸に沿って移動させるオフセット動作開始時において、前記接合ツールの中心軸が、前記加圧軸と前記オフセット軸とに垂直な方向から見て、前記加圧軸を構成する一方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心を通るように配置されていることを特徴とする請求項７に記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項９】
前記加圧軸を構成する他方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心に対し、前記オフセット軸を構成する一方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心が、前記オフセット軸の軸線に沿ってずらして配置されると共に、前記オフセット軸を構成する一方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心が、当該オフセット軸のスライダに作用するヨーイングモーメント同士が打ち消しあうヨーイングモーメント中立位置を通過するように、前記両スライダ中心間の距離、あるいは、前記接合ツールとオフセット軸を構成する一方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心との距離が設定されていることを特徴とする請求項７または８に記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項１０】
前記両スライダ中心間の距離をＬｓ、前記接合ツールの中心軸の加圧軸の軸線に対する傾き角度をα、前記接合ツールに反力として作用する加圧力をＦ、オフセット軸のスライダ中心から接合ツールの先端までの距離をＤｔ、オフセット軸を移動させる際の抵抗であるオフセット荷重をＦｙ、オフセット距離をＳｙとしたとき、
Ｌｓ≒Ｄｔ×Ｆｙ／（Ｆ×ｃｏｓα）−Ｓｙ／２
の関係になるようしたことを特徴とする請求項８または９に記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項１１】
前記接合ツールの中心軸と該接合ツールを回転させる旋回軸モータの軸線の位置をずらして配置したことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の摩擦撹拌接合装置。
【請求項１２】
前記接合ツールを保持するスピンドル及び前記旋回軸モータを取り付ける旋回軸ブラケットと、前記２軸駆動ユニットとの間に傾斜付与部材を介挿することで、前記接合ツールの中心軸を前記加圧軸の軸線に対して傾斜させたことを特徴とする請求項１１に記載の摩擦撹拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに交差する２軸方向に直線案内駆動することのできる２軸駆動ユニット、及び、その２軸駆動ユニットの一方の軸を加圧軸として用い、他方の軸をオフセット軸として用いた摩擦撹拌接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、案内レールの断面がＵ字状に形成された直動装置が記載されている。
この直動装置は、図１０に示すように、ねじ軸２１１とナット２１２を有するボールねじ２１３と、案内レール２１４とスライダ２１５を有する直動案内軸受２１６とを、スライダ２１５に直接ナット２１２を形成することにより一体化したものである。案内レール２１４は、長手方向に垂直な断面がＵ字状に形成され、スライダ２１５を、このＵ字状の案内レール２１４の凹部に収容した状態で、ねじ軸２１１の軸方向に沿って案内する。案内レール２１４は、スライダ２１５の各側面と対向配置される各袖部２１４ａの内側面に、転動体２１７の転動通路２１８を構成する転動面２１８ａを有し、スライダ２１５は、案内レール２１４の転動面２１８ａに対向配置されて前記転動通路２１８を構成する転動面２１８ｂを有する。
【０００３】
また、特許文献２には、ＸＹ駆動ユニット用のＸＹ軸案内装置が記載されている。
このＸＹ軸案内装置は、図１１に示すように、Ｘ軸用の直線案内装置２３１とＹ軸用の直線案内装置２３２を、両軸線方向を互いに直交させた姿勢で組み合わせたものであり、各直線案内装置２３１、２３２、は、案内レール２３３、２３６とスライダ２３４、２３７とを備え、スライダ２３４、２３７同士を互いに結合することにより一体に組み立てられている。
【０００４】
従来、このようなＸＹ軸案内装置は、図１２に示すように、Ｘ軸スライダ中心２３１ｐとＹ軸スライダ中心２３２ｐを一致させて組み合わせている。ここで、スライダ中心とは、スライダ上面から見て、長手方向中心且つスライダ断面の中心にある点である。このＸＹ軸案内装置は、図１２に示すように、スライダ２３４、２３７に、図中白抜き矢印で示すように鉛直方向の荷重が作用した場合であっても、スライダ中心２３１ｐ、２３２ｐを互いに一致させることでモーメントの発生を抑えていた。
【０００５】
また、特許文献３には、接合ツールをワークに押し付けつつ回転させることにより、接合ツールとワークの接触点に摩擦熱を発生させて接触点の周囲の材料を軟化させると共に撹拌し、それにより接合ツールをワークに没入させ、没入後、接合ツールをワークの表面方向に移動させることでワークを線状に接合する摩擦撹拌接合方法及び装置が記載されている。
【０００６】
この摩擦撹拌接合装置は、図１３に示すように、接合ツール２５１を水平移動させるオフセット軸２５５のスライダの上に、接合ツール２５１をその軸線方向に移動させる加圧軸２５４が載っており、加圧軸２５４のスライダの上に接合ツール２５１をその軸線まわりに回転させる旋回軸２５３が載っている。接合ツール２５１をワーク２５２に没入させる押し込み動作では、接合ツール２５１を旋回軸２５３で回転させながら加圧軸２５４でワーク２５２に押し付け、所定の深さまで接合ツール２５１をワーク２５２に没入させる。ワーク２５２に接合ツール２５１を没入させる際、接合ツール２５１の先端には反力としてワーク２５２から加圧力が接合ツール２５１の中心軸に沿って作用する。なお、押し込み動作においてオフセット軸２５５は停止している。
【０００７】
接合ツール２５１をワーク２５２の所定深さまで没入後、加圧軸２５４は停止あるいは加圧保持に伴い微小移動させ、オフセット軸２５５を駆動して接合ツール２５１をワーク２５２の表面方向に移動させるオフセット動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平２−１２５５４号公報
【特許文献２】特開昭６２−２８１４６号公報
【特許文献３】特開２００４−１７１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載の直動装置は、１軸タイプのものであるので、２軸駆動を行うことはできなかった。また、特許文献２に記載のＸＹ案内装置は、駆動のための手段を別に設けなくてはならないため、駆動系まで含めると装備が大型化するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献３に示される摩擦撹拌接合装置では、オフセット軸２５５のスライダ上に、接合ツール２５１をその軸線方向に移動させる加圧軸２５４が載っているので、スライダの取り付け面積を大きくする必要があり装置が大型化するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトな構成で２軸の駆動を長寿命で行うことのできる２軸駆動ユニット及び摩擦撹拌接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、請求項１の発明の２軸駆動ユニットは、断面が略Ｕ字状に形成された案内レールと、前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、前記案内レールと前記スライダの間に配置された複数の転動体と、を備え、前記案内レールは、前記スライダと対向配置される各袖部の内側面に転動面を有し、前記スライダは、前記案内レールの前記転動面に対向配置される転動面を有しており、前記案内レールの転動面と前記スライダの転動面との間に前記転動体が介在され、それにより前記スライダと前記案内レールとが相対的に移動可能とされた直動案内軸受と、
前記案内レールと平行に形成されたボールねじナットと、前記ボールねじナットを貫通するボールねじ軸と、前記ボールねじナットの螺旋溝と前記ボールねじ軸の螺旋溝との間に配置された複数のボールと、を備えるボールねじとを、
前記ボールねじナットを前記スライダに備えたボールねじ一体型直動案内ユニットを２つ備え、
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットを、各ユニットの前記直動案内軸受の案内方向が互いに交差する２軸となるように、各ユニットの前記スライダ同士を結合して互いに組み合わせたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の２軸駆動ユニットにおいて、
一方の前記スライダと他方の前記スライダの両スライダ中心の位置が前記２軸のうちのいずれか一方の軸線に沿ってずれるように、前記スライダ同士を結合したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明の２軸駆動ユニットは、断面が略Ｕ字状に形成された案内レールと、前記案内レールのＵ字状の凹部内に配置されたスライダと、前記案内レールと前記スライダの間に配置された複数の転動体と、を備え、前記案内レールは、前記スライダと対向配置される各袖部の内側面に転動面を有し、前記スライダは、前記案内レールの前記転動面に対向配置される転動面を有しており、前記案内レールの転動面と前記スライダの転動面との間に前記転動体が介在され、それにより前記スライダと前記案内レールとが相対的に移動可能とされた直動案内軸受と、
前記案内レールと平行に形成されたボールねじナットと、前記ボールねじナットを貫通するボールねじ軸と、前記ボールねじナットの螺旋溝と前記ボールねじ軸の螺旋溝との間に配置された複数のボールと、を備えるボールねじとを、
前記ボールねじナットを前記スライダに備えたボールねじ一体型直動案内ユニットを２つ備え、
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットを、各ユニットの前記直動案内軸受の案内方向が互いに交差する２軸となるように、各ユニットの前記スライダ同士を一体成形して互いに組み合わせたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３に記載の２軸駆動ユニットにおいて、
一方の前記スライダと他方の前記スライダの両スライダ中心の位置が前記２軸のうちのいずれか一方の軸線に沿ってずれるように、前記スライダ同士を一体化したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の２軸駆動ユニットにおいて、
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットの少なくとも１つは、前記案内レールの転動面と前記スライダの転動面との間に前記転動体の移動する転動通路を構成しており、前記スライダには、前記転動体の戻し通路と、前記戻し通路と前記転動通路とを連通する方向転換路とが形成され、前記転動体が、前記転動通路と前記方向転換路と前記戻し通路とから構成される無限循環路を循環することを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の２軸駆動ユニットにおいて、
前記２つのボールねじ一体型直動案内ユニットの少なくとも１つは、前記転動体がコロであることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、
接合ツールをワークに押し付けつつ回転させることにより、前記接合ツールとワークの接触点に摩擦熱を発生させて当該接触点の周囲の材料を軟化させると共に撹拌し、それにより前記接合ツールを前記ワークに没入させ、没入後、前記接合ツールをワークの表面方向に移動させることで前記ワークを線状に接合する摩擦撹拌接合装置であって、
前記接合ツールをその軸線方向に移動して前記ワークに接近／離間させる加圧軸と、前記接合ツールをワークの表面方向に移動させるオフセット軸と、の２軸駆動用に請求項１〜６のいずれか１項に記載の２軸駆動ユニットが用いられており、
前記加圧軸を構成する一方の前記直動案内軸受の案内レールがベースに固定され、前記オフセット軸を構成する他方の前記直動案内軸受の案内レールに、前記接合ツールを装着したスピンドルが固定されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明の摩擦撹拌接合装置は、請求項７に記載の摩擦撹拌接合装置において、
前記接合ツールを前記オフセット軸に沿って移動させるオフセット動作開始時において、前記接合ツールの中心軸が、前記加圧軸と前記オフセット軸とに垂直な方向から見て、前記加圧軸を構成する前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心を通るように配置されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項７または８に記載の摩擦撹拌接合装置において、
前記加圧軸を構成する他方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心に対し、前記オフセット軸を構成する一方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心が、前記オフセット軸の軸線に沿ってずらして配置されると共に、前記オフセット軸を構成する一方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心が、当該オフセット軸のスライダに作用するヨーイングモーメント同士が打ち消しあうヨーイングモーメント中立位置を通過するように、前記両スライダ中心間の距離、あるいは、前記接合ツールとオフセット軸を構成する一方の前記直動案内軸受のスライダのスライダ中心との距離が設定されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項８または９に記載の摩擦撹拌接合装置において、
前記両スライダ中心間の距離をＬｓ、前記接合ツールの中心軸の加圧軸の軸線に対する傾き角度をα、前記接合ツールに反力として作用する加圧力をＦ、オフセット軸のスライダ中心から接合ツールの先端までの距離をＤｔ、オフセット軸を移動させる際の抵抗であるオフセット荷重をＦｙ、オフセット距離をＳｙとしたとき、
Ｌｓ≒Ｄｔ×Ｆｙ／（Ｆ×ｃｏｓα）−Ｓｙ／２
の関係になるようしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の摩擦撹拌接合装置において、
前記接合ツールの中心軸と該接合ツールを回転させる旋回軸モータの軸線の位置をずらして配置したことを特徴とする。
【００２３】
請求項１２の発明は、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の摩擦撹拌接合装置において、
前記接合ツールを保持するスピンドル及び前記旋回軸モータを取り付ける旋回軸ブラケットと、前記２軸駆動ユニットとの間に傾斜付与部材を介挿することで、前記接合ツールの中心軸を前記加圧軸の軸線に対して傾斜させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、２つのボールねじ一体型直動案内ユニットの直動案内軸受のスライダ同士を互いに結合又は一体成形したことにより、被搬送物をＵ字状の案内レールに載せることができるので、一方の直動案内軸受のスライダ上に他方の直動案内軸受の案内レールを載せる場合と比べ、取り付け面積を大きくとることができる。また、スライダに取り付け面積を確保するのではないから、スライダを大きくする必要がなく、直動案内軸受の小型化が可能になる。また、２軸の各軸は、駆動手段としてのボールねじをそれぞれ持つので、一方の案内レールをベースに固定し、他方の案内レールに被搬送物を固定することにより、コンパクトな構成で２軸駆動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の摩擦撹拌接合装置の側面図である。
【図２】図１の摩擦撹拌接合装置に組み込まれている２軸駆動ユニットの平面図である。
【図３】図２の２軸駆動ユニットの側面図である。
【図４】図２の２軸駆動ユニットに使用されているボールねじ一体型直動案内ユニットの断面図である。
【図５】摩擦撹拌接合装置の正面図である。
【図６】摩擦撹拌接合装置において、押し込み動作時の力の関係を示す正面図である。
【図７】摩擦撹拌接合装置において、オフセット時の力の関係を示す正面図である。
【図８】摩擦撹拌接合装置において、押し込み動作時とオフセット動作時の２つのスライダの中心間距離と転動体の面圧との関係を示す特性図である。
【図９】変形例に係る摩擦撹拌接合装置の正面図である。
【図１０】特許文献１に記載の直動装置の構成図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１１】特許文献２に記載のＸＹ軸案内装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１のＸＹ軸案内装置の２つのスライダの中心位置を説明する模式図である。
【図１３】特許文献３に記載の摩擦撹拌接合装置の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態の摩擦撹拌接合装置の側面図、図２は図１の摩擦撹拌接合装置に組み込まれている２軸駆動ユニットの平面図、図３は図２の２軸駆動ユニットの側面図、図４は図２の２軸駆動ユニットに使用されているボールねじ一体型直動案内ユニットの断面図、図５は摩擦撹拌接合装置の正面図である。
【００２７】
図１に示すように、この摩擦撹拌接合装置Ｍには、摩擦撹拌接合のための接合ツール１をワークに接近／離間させる加圧軸２と、接合ツール１を加圧軸２と略直交する方向に移動させるオフセット軸３と、接合ツール１をその中心軸Ｑ（図５参照）まわりに回転させる旋回軸４とが設けられている。ここで、加圧軸２は、互いに直交するＸ軸とＹ軸のうちのＸ軸として設定され、オフセット軸３はＹ軸として設定されている。これら加圧軸２とオフセット軸３は、２軸駆動ユニット５の互いに直交する２軸をなしている。
【００２８】
図２及び図３に示すように、２軸駆動ユニット５は、第１のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａと第２のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ｂとを、両者の軸線方向を互いに直交する関係に設定して組み合わせることで構成されている。
【００２９】
加圧軸２（Ｘ軸）を構成する第１のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａ及びオフセット軸３（Ｙ軸）を構成する第２のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ｂは、それぞれ、例えば図４に示すように、直動案内軸受１１とボールねじ１２の組み合わせで構成されている。
【００３０】
直動案内軸受１１は、断面が略Ｕ字状に形成された案内レール１３と、案内レール１３のＵ字状の凹部内に配置されたスライダ１４と、案内レール１３とスライダ１４の間に配置された複数の転動体１５と、を備えている。案内レール１３は、スライダ１４と対向配置される各袖部１３Ａの内側面に転動面１６Ａを有し、スライダ１４は、案内レール１３の転動面１６Ａに対向配置される転動面１６Ｂを有しており、案内レール１３の転動面１６Ａとスライダ１４の転動面１６Ｂとの間に転動体（図ではコロ）１５が介在され、それにより、スライダ１４と案内レール１３とが相対的に直線移動可能とされている。
【００３１】
この場合、案内レール１３の転動面１６Ａとスライダ１４の転動面１６Ｂとの間には、転動体１５の移動する転動通路１６が左右それぞれ上下に二列、即ち全体で二対四列形成される。スライダ１４には、転動体１５の戻し通路１６Ｄと、戻し通路１６Ｄと転動通路１６とを連通する方向転換路（図示略）とが形成され、転動体１５が、転動通路１６と方向転換路と戻し通路１６Ｄとから構成される無限循環路を循環するようになっている。
【００３２】
また、ボールねじ１２は、案内レール１３と平行に形成されたボールねじナット１７と、ボールねじナット１７を貫通するボールねじ軸１８と、ボールねじナット１７の螺旋溝とボールねじ軸１８の螺旋溝との間に配置された複数のボール１９と、を備えている。そして、ボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａ、１０Ｂは、ボールねじ１２の要素であるボールねじナット１７を直動案内軸受１１の要素であるスライダ１４に直接形成することにより、ボールねじ１２と直動案内軸受１１とを一体に備えた機構部品として構成されている。
【００３３】
また、２軸駆動ユニット５は、図３に示すように、第１、第２の２つのボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａ、１０Ｂを、各ユニット１０Ａ、１０Ｂの直動案内軸受１１の案内方向（軸線方向）が互いに交差（本実施形態では略直交する）する２軸となるように、各ユニット１０Ａ、１０Ｂのスライダ１４を、互いのフランジ１４ａ同士がボルト等の結合手段により結合して互いに組み合わせることにより構成されている。なお、２つのスライダ１４は、最初から一体に成形してあってもよい。
【００３４】
第１、第２の２つのボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａ、１０Ｂは、図２に示すように、Ｘ軸（加圧軸２）側の第１のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａのスライダ１４（以下、「加圧軸スライダ」あるいは「Ｘ軸スライダ」とも言う）のスライダ中心ＰＡ（以下、「加圧軸スライダ中心」あるいは「Ｘ軸スライダ中心」とも言う）と、Ｙ軸（オフセット軸３）側の第２のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ｂのスライダ１４（以下、「オフセット軸スライダ」あるいは「Ｙ軸スライダ」とも言う）のスライダ中心ＰＢ（以下、「オフセット軸スライダ中心」あるいは「Ｙ軸スライダ中心」とも言う）の位置を互いにずらしたうえで、両スライダ１４同士を結合することにより、互いに組み合わせられており、２つのスライダ中心ＰＡ、ＰＢ間の距離（ずれ量Ｌｓ）は任意に設定されている。ここで、スライダ中心とは、スライダ上面から見て、長手軸方向に沿った有効長の中心且つスライダ断面の中心にある点である。
【００３５】
この場合、オフセット軸スライダ中心ＰＢは、加圧軸スライダ中心ＰＡに対して、オフセット軸３の軸線に沿って位置がずれている。すなわち、加圧軸スライダ中心ＰＡ上をオフセット軸３の軸線が通っており、そのオフセット軸３の軸線上にオフセット軸スライダ中心ＰＢが位置している。しかも、オフセット軸スライダ中心ＰＢは、加圧軸スライダ中心ＰＡに対して、接合ツール１のオフセット動作時の進行方向ＹＡ（図２及び図５の紙面右方向）と逆の方向に位置がずれている。
【００３６】
図１に示すように、このように２軸駆動ユニット５を用いて加圧軸（Ｘ軸）２とオフセット軸（Ｙ軸）３を構成した摩擦撹拌接合装置Ｍは、接合ツール１をワーク（図示略）に押し付けつつ回転させることにより、接合ツール１とワークの接触点に摩擦熱を発生させて当該接触点の周囲の材料を軟化させると共に撹拌し、それにより接合ツール１をワークに没入させ、没入後、接合ツール１をワークの表面方向に移動させることで、ワークを線状に接合するものである。
【００３７】
加圧軸２は、接合ツール１を加圧軸２の軸線方向に移動してワークに接近／離間させる。また、オフセット軸３は、接合ツール１を加圧軸２と直交する方向であるワークの表面方向（Ｙ軸）に移動させる。加圧軸２を構成する第１のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａの案内レール１３は、ベースであるＣ字形のアーム５０の基端にプレート５８を介して固定され、オフセット軸３を構成する第２のボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ｂの案内レール１３に、接合ツール１を回転自在に装着したスピンドル３０が固定されている。従って、加圧軸２のスライダ１４及びオフセット軸３の案内レール１３は、それぞれ加圧軸２のボールねじ１２及びオフセット軸３のボールねじ１２によって駆動される。なお、加圧軸２のボールねじ１２及びオフセット軸３のボールねじ１２は、それぞれベルト４１Ａ、４１Ｂを介して加圧軸モータ４２及びオフセット軸モータ４３によって駆動される。
【００３８】
接合ツール１は、旋回軸４を構成するスピンドル３０によってツールホルダ３５を介して回転自在に保持され、円柱状のツール基部１ａと、ツール基部下端面のショルダ部１ｂから下方に突出するツール基部１ａより小さい外径のツールピン１ｃと、を備えて構成されている。スピンドル３０は、複数の軸受３１を収容するスピンドルハウジング３２と、軸受３１と、軸受３１によって回転可能に保持されたスピンドルシャフト３３とによって構成され、スピンドルシャフト３３の接合ツール１側には、接合ツール１を着脱可能に保持するツールホルダ３５が設けられている。スピンドルシャフト３３は、プーリ４６とベルト４７を介して旋回軸モータ４４によって駆動される。なお、スピンドル３０と旋回軸モータ４４は、旋回軸ブラケット４８を介して、オフセット軸３の案内レール１３の取り付け面１３ａに固定されている。
【００３９】
上述のようにベルト４７を介してスピンドルシャフト３３を駆動するようにしたことで、接合ツール１と旋回軸モータ４４は芯違いになっており、芯違いとしたことで、接合ツール１の高さ、つまりは、２軸駆動ユニット５にとっての外部荷重の作用点を、取り付け面１３ａ（オフセット軸３の案内レール１３に旋回軸ブラケット４８を固定している面）の法線方向（矢印Ｚ方向、以下取り付け面法線方向とも呼ぶ。）に低く抑えることができるようになる。
【００４０】
これにより、加圧軸２のスライダ１４に作用するピッチングモーメント及びオフセット軸３のスライダ１４に作用するローリングモーメントを小さく抑えることができ、その結果、転動体１５に作用する面圧を低減できるようになる。
【００４１】
また、オフセット軸３のスライダ１４と加圧軸２のスライダ１４を結合したことで、オフセット軸３の案内レール１３がスピンドル３０を支持する部材となるので、スピンドル３０の取り付け面積を大きくとれると共に、接合ツール１からの加圧力をオフセット３の案内レール１３の側面１３ｂの大きな面積で受けることができるようになる。
【００４２】
旋回軸ブラケット４８とオフセット軸３の案内レール１３の側面１３ｂとの間には、図７に示すように、テーパギブ４９（傾斜付与部材）が設けられおり、接合ツール１の中心軸Ｑが加圧軸２の軸線に対して傾斜している。傾斜の方向は、オフセット動作において、接合ツール１をオフセット（進行）させる方向である。このように接合ツール１を傾斜させることにより、オフセット動作時の接合ツール１の進行方向に対して、接合ツール１のショルダ部１ｂをワークに対して向い角を持って接触させることができる。それにより、流動化したワークの材料が、接合ツール１のショルダ部１ｂに対してクサビ状に流れ込む作用が発生し、加圧軸２を大きく移動することなく、加圧力を保持することができるようになる。
【００４３】
図１に戻って、加圧軸２の案内レール１３が固定されたＣ字形のアーム（ベース）５０の先端には、加圧力検出手段５１及び裏当て部材５２が設けられている。そして、接合ツール１と裏当て部材５２の間にワークを挟むことで、ワークに対して接合ツール１により加圧力を作用させることができるようになっている。
【００４４】
次に接合時の動作と動作中に作用する力の関係について説明する。
接合ツール１は、旋回軸モータ４４を駆動することにより高速回転する。接合ツール１をワークに没入させる押し込み動作においては、加圧軸モータ４２を駆動し、ベルト４１Ａを介して加圧軸２のボールねじ軸１８を回転させることにより、加圧軸２のスライダ１４を下方に移動させる。加圧軸２のスライダ１４を下方に移動させて、オフセット軸３やスピンドル３０を介して、接合ツール１をＸ軸方向下方に移動させ、高速回転させながらワークに接合ツール１を押し付けると、その接触点及びその周囲でワークの材料が軟化し撹拌される。そして、撹拌しながら、所定の深さまで接合ツール１をワークに没入させる。次に接合ツール１をワークの所定の深さまで没入後、加圧軸２を停止あるいは加圧保持に伴い微小移動させながら、オフセット動作を行う。
【００４５】
オフセット動作においては、オフセット軸モータ４３を駆動し、ベルト４１Ｂを介してオフセット軸３のボールねじ軸１８を回転させることにより、オフセット軸３の案内レール１３を移動させる。オフセット軸３の案内レール１３を移動させると、スピンドル３０と共に接合ツール１がＹ軸方向（ＹＡ方向）に移動する。この動きにより、ワークに対する接合ツール１の接触点や撹拌領域が移動し、線状にワークが接合される。所定のオフセット距離を移動した後は、加圧軸２のボールねじ軸１８を先程とは逆方向に回転させることにより、接合ツール１をＸ軸方向上方に移動させワークから離脱させる。このように、押し込み動作とオフセット動作により摩擦撹拌接合が行われる。
【００４６】
図６及び図７は、摩擦撹拌接合装置Ｍの押し込み動作時とオフセット動作時の力の関係を示した正面図である。
まず、図６を用いて押し込み動作時について述べる。押し込み動作時には、接合ツール１をワークに没入させる動作に伴い、加圧軸２のスライダ１４に反力として加圧力Ｆが作用する。この加圧力Ｆの作用点（接合ツール１の中心軸位置）は、加圧軸２のスライダ１４に対し、取り付け面法線方向Ｚに離れていることにより、加圧力によるピッチングモーメントが加圧軸２のスライダ１４に作用する。
【００４７】
この押し込み動作時（オフセット動作開始時）には、加圧軸２のスライダ１４にヨーイングモーメントＭｘ１（不図示）が作用しないようにすることが望ましい。具体的には、接合ツール１の中心軸Ｑが、加圧軸２のスライダ中心ＰＡの上を通るように配置されている、つまり、加圧軸２とオフセット軸３とに垂直な方向（Ｚ方向）から見て、加圧軸スライダ中心ＰＡを通るように配置されていることが望ましい。
【００４８】
例えば、図６に示すように、オフセット軸３の動作開始位置での加圧軸２のスライダ中心ＰＡと接合ツール１の中心軸Ｑとの距離をＤｋとすると、Ｄｋ＝０となるように設定しておくのが望ましい。そうした場合、オフセット動作の開始時に加圧軸２のスライダ１４に、加圧力ＦによるヨーイングモーメントＭｘ１が作用しないので、転動体１５の面圧がスライダ両端部において低減し、加圧軸２のスライダ１４の寿命が延びる。
【００４９】
なお、加圧軸スライダ中心ＰＡに対してオフセット軸スライダ中心ＰＢがずれていることにより、加圧力Ｆがオフセット軸スライダ中心ＰＢからずれた位置に横荷重として作用するため、加圧力ＦによるヨーイングモーメントＭｙ１がオフセット軸３のスライダ１４に作用する。このヨーイングモーメントＭｙ１の作用により、接合ツール１の中心軸Ｑをオフセット軸スライダ中心ＰＢの上を通るように配置した場合に比べて、転動体１５の面圧はオフセット軸３のスライダ両端部において上昇する。しかし、オフセット軸３は押し込み動作においては停止しているので、転動体１５は転動面を転がることはなく、転がり寿命の観点から、この面圧上昇に起因する寿命低下は起こらない。
【００５０】
また、加圧力Ｆの作用点（接合ツール１の中心軸位置）は、オフセット軸スライダ中心ＰＢから取り付け面法線方向Ｚに離れていることにより、加圧力Ｆがオフセット軸３のスライダ１４に対しローリングモーメントとして作用する。
【００５１】
次に図７を用いてオフセット動作時について述べる。
オフセット動作時おいて、加圧軸２のスライダ１４には、加圧力Ｆによるピッチングモーメントと、オフセット軸３の移動により生じた加圧力Ｆに起因するヨーイングモーメントＭｘ２と、オフセット荷重ＦｙによるヨーイングモーメントＭｘ３とが作用する。なお、ヨーイングモーメントＭｘ２は、オフセット軸３の移動によって生じた、接合ツール１の中心軸Ｑと加圧軸スライダ中心ＰＡとの距離の増加によって生じる。
【００５２】
オフセット動作時には、オフセット荷重ＦｙによるヨーイングモーメントＭｘ３の作用により、押し込み動作時に比べて、加圧軸２のスライダ両端部における転動体１５の面圧が上昇する。しかし、加圧軸２のスライダ１４は、オフセット動作においては停止あるいは微小移動であるので、転動体１５は転走面をほとんど転がることがなく、転がり寿命の観点から、この面圧上昇に起因する寿命低下は起こらない。
【００５３】
オフセット軸３のスライダ１４には、前述の横荷重とローリングモーメントが作用する。また、オフセット動作により、オフセット軸３の案内レール１３が移動して接合ツール１がＹ軸方向へ移動するのに伴い、加圧力Ｆがオフセット軸３のスライダ中心ＰＢからずれた位置に作用するようになるため、加圧力ＦによるヨーイングモーメントＭｙ２（紙面反時計周り）が作用する。さらに、オフセット荷重ＦｙによるヨーイングモーメントＭｙ３（紙面時計周り）も作用する。
【００５４】
ここで、スライダ中心ＰＡ、ＰＢ間の距離をＬｓ、オフセット軸３のオフセット移動量（初期位置よりの変位量）をＹｆ、オフセット軸３の動作開始位置（Ｙｆ＝０）での加圧軸スライダ中心ＰＡと接合ツール１の中心軸Ｑとの距離をＤｋ、接合ツール１の中心軸Ｑの加圧軸２の軸線に対する傾き角度をαとすると、オフセット軸スライダ中心ＰＢと接合ツール１の中心軸Ｑとの間の距離Ｄｆは、
Ｄｆ＝（Ｌｓ＋Ｙｆ）ｃｏｓα＋Ｄｋ
となる。
【００５５】
加圧力をＦ、オフセット軸スライダ中心ＰＢから接合ツール１の先端までの距離をＤｔ、オフセット荷重をＦｙとすると、加圧力ＦによるヨーイングモーメントＭｙ２、オフセット荷重によるヨーイングモーメントＭｙ３は、図７中時計回りを正とすると、
Ｍｙ２＝−Ｆ×Ｄｆ＝−Ｆ×（Ｌｓ＋Ｙｆ）ｃｏｓα−Ｆ×Ｄｋ
Ｍｙ３＝Ｆｙ×Ｄｔ
となる。
【００５６】
よって、オフセット軸３のスライダ１４に作用するヨーイングモーメントの総和Ｍｙは、
Ｍｙ＝Ｍｙ２＋Ｍｙ３＝Ｆｙ×Ｄｔ−Ｆ×（Ｌｓ＋Ｙｆ）ｃｏｓα−Ｆ×Ｄｋ…（１）
となる。
【００５７】
上式より、スライダ中心ＰＡ、ＰＢ間の距離をずらさない場合（Ｌｓ＝０の時）に比べて、オフセット軸スライダ中心ＰＢを加圧軸スライダ中心ＰＡよりも接合ツール１の進行方向ＹＡと逆方向にずらした場合（Ｌｓ＞０）の方が、オフセット軸３のスライダ１４に作用するヨーイングモーメントの総和Ｍｙ＝Ｍｙ２＋Ｍｙ３を小さくできることが分かる。
【００５８】
ここで、オフセット軸スライダ中心ＰＢが、オフセット軸３のスライダ１４に作用するヨーイングモーメントの総和がゼロとなるヨーイングモーメント中立位置を通過するように、両スライダ中心ＰＡ、ＰＢ間の距離Ｌｓ、あるいは、接合ツール１の先端とオフセット軸スライダ中心ＰＢと間の距離Ｄｔを設定することにより、オフセット軸３のスライダ１４の寿命をさらに延長することができる。
【００５９】
オフセット軸スライダ中心ＰＢが、ヨーイングモーメント中立位置（Ｍｙ＝０）を通過するようにするためには、上記（１）式の変形から求められるように、
Ｙｆ＋Ｌｓ＝Ｄｔ×Ｆｙ／（Ｆ×ｃｏｓα）−Ｄｋ／ｃｏｓα
となるように設定すればよい。
【００６０】
オフセット距離をＳｙとすると、
０≦Ｙｆ≦Ｓｙ
となるので、
０≦Ｄｔ×Ｆｙ／（Ｆ×ｃｏｓａ）−Ｄｋ／ｃｏｓα−Ｌｓ≦Ｓｙ
つまり
Ｄｔ×Ｆｙ／（Ｆ×ｃｏｓα）−Ｄｋ／ｃｏｓα−Ｓｙ
≦Ｌｓ≦ＤｔｘＦｙ／（Ｆ×ｃｏｓα）−Ｄｋ／ｃｏｓα
の範囲でスライダ中心間距離Ｌｓを設定すればよい。
【００６１】
さらに、
Ｌｓ＝Ｄｔ×Ｆｙ／（Ｆ×ｃｏｓα）−Ｓｙ／２
Ｄｋ＝０とすれば、
Ｍｙ＝Ｆ×（Ｙｆ−Ｓｙ／２）ｃｏｓα，（０≦Ｙｆ≦Ｓｙ）
となり、オフセット動作中に、Ｙｆが０からＳｙまで変化した場合のオフセット軸３のスライダ１４に作用するヨーイングモーメントの大きさを最も小さくできるので、最も寿命を延長することができる。
【００６２】
以上のように、スライダ中心ＰＡ、ＰＢをずらすことで、加圧軸２及びオフセット軸３それぞれのスライダ１４が駆動する動作において、過大なヨーイングモーメントが発生することなく、転動体の面圧をスライダ両端部において低減させることができ、加圧軸２のスライダ１４とオフセット軸３のスライダ１４の両方の寿命を延長することができる。従って、接合ヘッド（アーム５０を含めた本実施形態の摩擦撹拌接合装置Ｍ）のコンパクト化及び軽量化が可能となり、接合ヘッドを駆動するロボットアームのサイズダウンが可能となる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の摩擦攪拌接合装置の実施例について説明する。
オフセット荷重は接合条件によって定まるが、例えば板厚２ｍｍのアルミ板（ワーク）を、ショルダ径Φ１０ｍｍ、ツールピン高さ３ｍｍ、ツールピン径Φ４の円筒形状の接合ツール１を用いて摩擦撹絆接合する場合、加圧力Ｆ＝５０００Ｎ、接合ツール煩き角度α＝３°、オフセット軸の移動速度を２０ｍｍ／ｓとしたとき、オフセット荷重はＦｙ＝５００Ｎであった。
【００６４】
オフセット距離Ｓｙ＝５ｍｍ、オフセット軸スライダ中心ＰＢからツール先端までの距離Ｄｔ＝４０ｍｍ、オフセット軸動作開始位置での加圧軸スライダ中心ＰＡと接合ツール１の中心軸Ｑとの距離をＤｋ＝０ｍｍとした場合、スライダ中心ＰＡ、ＰＢ間の距離Ｌｓを、
３５ｍｍ≦Ｌｓ≦４０ｍｍ
とすることで、オフセツト軸スライダ中心ＰＢがヨーイングモーメント中立位置を通過するようにすることができ、オフセット軸スライダの寿命をさらに延長できるようになる。特に、Ｌｓ＝３７．５ｍｍとすることで、最も寿命を延長することができる。
【００６５】
図８は横軸にスライダ中心間距離Ｌｓ、縦軸に押込しみ動作及びオフセット動作それぞれの場合におけるオフセット軸動作開始位置でのオフセット軸スライダ両端部での面圧を示したものである。
【００６６】
スライダ中心間距離Ｌｓ＝０とした場合、押し込み動作での面圧は抑えられているが、オフセット動作での面圧は高い。この場合、オフセット動作ではオフセット軸を駆動するため（転動体が転動するため）、オフセット軸スライダの寿命は短くなると予想される。
【００６７】
スライダ中心間距離Ｌｓの増加に伴い、押し込み動作での面圧は上昇し、オフセット動作での面圧は抑えられている。押し込み動作で面圧が上昇しても、押し込み動作時はオフセット軸３が停止しているため、オフセット軸スライダの寿命には影響は出ない。オフセット動作での面圧を抑えられたことで、オフセット軸スライダの寿命は延長すると予想される。
【００６８】
スライダ中心間距離Ｌｓ＝３７．５ｍｍとなった場合、オフセット軸動作開始位置での面圧は極小ではないが、オフセット動作によりオフセット軸位置（移動量Ｙｆ）が０から５ｍｍまで変化した場合（計算面圧はスライダ中心間距離Ｌｓ＝３７．５ｍｍから４２．５ｍｍまで変化した場合と同等）、オフセット動作での面庄は最も小さく抑えられていることが分かる。
【００６９】
上記においては、接合条件やオフセット軸スライダ中心ＰＢと接合ツール１の先端との間の距離Ｄｔから、スライダ中心間距離Ｌｓを求めていたが、予め定められているスライダ中心間距離Ｌｓからオフセット軸スライダ中心ＰＢと接合ツール１の先端との間の距離Ｄｔを導出してもよい。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の摩擦撹拌接合装置Ｍによれば、２つのボールねじ一体型直動案内ユニット１０Ａ、１０Ｂの直動案内軸受１１のスライダ１４同士を互いに結合又は一体成形したことにより、被搬送物をＵ字状の案内レール１３に載せることができるので、一方の直動案内軸受のスライダ上に他方の直動案内軸受の案内レールを載せる場合と比べ、取り付け面積を大きくとることができる。また、スライダ１４に取り付け面積を確保するのではないから、スライダ１４を大きくする必要がなく、直動案内軸受１１の小型化が可能になる。また、２軸の各軸は、駆動手段としてのボールねじ１２をそれぞれ備えるので、一方の案内レール１３をアーム５０に固定し、他方の案内レール１３に被搬送物を固定することにより、コンパクトな構成で２軸駆動を行うことができる。
【００７１】
また、２つのスライダ１４を結合するので、スライダ１４同士の位置を調整した上で結合することにより、スライダ中心の位置ずれ量を任意に調整可能である。なお、２つのスライダ１４同士を結合するのに代えて、２つのスライダ１４を一体成形してもよい。この場合、２つのスライダ１４を一体成形することにより、２軸の調整を組立時に行う必要がなく、組立性が向上する。
【００７２】
また、一方のスライダ１４と他方のスライダ１４の両スライダ中心の位置が２軸のうちのいずれか一方の軸線に沿ってずれるように、スライダ１４同士を結合したので、ヨーイングモーメントの低減に寄与することができる。
【００７３】
また、転動体としてコロを用いたことにより、高荷重耐力を持たせることができ、サイズダウンが可能となり、装置の小型化が図れる。
【００７４】
また、摩擦撹拌接合装置Ｍの加圧軸２とオフセット軸３の駆動用に２軸駆動ユニット５を用いており、加圧軸２を構成する一方の直動案内軸受１１の案内レール１３をアーム５０に固定し、オフセット軸３を構成する他方の直動案内軸受１１の案内レール１３に、接合ツール１を装着したスピンドル３０を固定したので、摩擦撹拌接合装置Ｍのコンパクト化及び構成のシンプル化を実現することができる。
【００７５】
また、オフセット動作開始時において、接合ツール１の中心軸Ｑが加圧軸２のスライダ中心ＰＡを通るようにしているので、オフセット動作開始時に加圧軸２にヨーイングモーメントを発生しないようにすることができる。
【００７６】
また、加圧軸２のスライダ中心ＰＡとオフセット軸３のスライダ中心ＰＢをずらして配置し、オフセット軸３のスライダ中心ＰＢをオフセット動作において、加圧力によるヨーイングモーメントとオフセット荷重によるヨーイングモーメントが打ち消し合う位置を経由するように配置しているので、オフセット動作時に過大なヨーイングモーメントが発生するのを避けることができ、スライダ両端部での面圧を低減して、装置寿命を延ばすことができる。また、接合ツール１から加圧軸２までの接合ヘッド部分のコンパクト化及び軽量化が可能となるので、接合ヘッドを駆動するロボットアームのサイズダウンが可能となる。
【００７７】
また、スライダ中心間距離ＬｓをＬｓ≒Ｄｔ×Ｆｙ／（Ｆ×ｃｏｓα）−Ｓｙ／２を満たすように設定することにより、オフセット動作において、接合ツール１とオフセット軸３の案内レール１３の移動に伴い、接合ツール１の中心軸Ｑが、両スライダ中心に対して移動することになるが、そのときのヨーイングモーメントを最も小さくすることができるので、装置寿命を更に延ばすことができる。
【００７８】
また、接合ツール１と旋回軸モータ４４を芯違いに配置したので、旋回軸モータ４４の軸線の位置に拘わらず、接合ツール１の高さつまりは２軸駆動ユニットにとっての外部荷重の作用点を、取り付け面１３ａの法線方向に低く抑えることができる。これによって、加圧軸２のスライダ１４に作用するピッチングモーメント、オフセット軸３のスライダ１４に作用するローリングモーメントを小さく抑えることができる。
【００７９】
また、接合ツール１の中心軸Ｑを加圧軸２の軸線に対して傾斜させたので、オフセット動作において流動化したワークの材料が、接合ツール１のショルダ部１ｂに対してクサビ状に流れ込む作用が発生し、加圧軸２を大きく移動することなく、加圧力を保持することができる
【００８０】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００８１】
例えば、上記実施形態では、各転動体としてコロを使用した場合を説明したが、ボールを使用してもよいし、ある直動案内軸受の転動体はコロにし、別の直動案内軸受の転動体はボールにするといった組み合わせにしてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、直動案内軸受１１を方向転換路と戻し通路１６Ｄとを備えて転動通路１６に転動体１５を循環させる方式の直動案内軸受としたが、これに限定されず、転動体１５を循環させる機構を備えない非循環方式の直動案内軸受としてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、接合ツール１の中心軸Ｑを加圧軸２の軸線に対して傾斜させたが、これに限定されず、図９に示すように、接合ツール１の中心軸Ｑを加圧軸２の軸線と平行に設定してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、加圧軸モータ４２及びオフセット軸モータ４３の動力を加圧軸２やオフセット軸３のボールねじ軸１８に伝達する方式にベルト方式を採用していたが、カップリングやギヤを介してモータ４２、４３によりボールねじ軸１８を直結駆動してもよい。カップリングを介して直結駆動することで、より高応答な制御が可能となる。
【符号の説明】
【００８５】
Ｍ  摩擦撹拌接合装置
ＰＡ  加圧軸スライダ中心（直動案内軸受のスライダのスライダ中心）
ＰＢ  オフセット軸スライダ中心（直動案内軸受のスライダのスライダ中心）
１  接合ツール
２  加圧軸
３  オフセット軸
４  旋回軸
５  ２軸駆動ユニット
１０Ａ  第１のボールねじ一体型直動案内ユニット（加圧軸、Ｘ軸）
１０Ｂ  第２のボールねじ一体型直動案内ユニット（オフセット軸、Ｙ軸）
１１  直動案内軸受
１２  ボールねじ
１３  案内レール
１３Ａ  袖部
１４  スライダ
１５  転動体（コロまたはボール）
１６  転動通路
１６Ａ  案内レール側の転動面
１６Ｂ  スライダ側の転動面
１７  ボールねじナット
１８  ボールねじ軸
１９  ボール
３０  スピンドル
４２  加圧軸モータ
４３  オフセット軸モータ
４４  旋回軸モータ
４８  旋回軸ブラケット
４９  テーパギブ（傾斜付与部材）
【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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