JP2006167729A - Clogging preventive device of tool pin for friction stir spot welding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ツ―ルピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化,撹拌してスポット接合する装置であって、ツ―ルピンを有する接合ツ―ルを回転させる撹拌用モ―タと接合ツ―ルを直進駆動する加圧用モ―タとを備え、接合ツ―ルの先端からツ―ルピンが出没するようになされ摩擦撹拌スポット接合装置におけるツ―ルピンの目詰り防止装置に関するものである。 The present invention is a device for spot welding by softening and agitating an object to be joined by frictional heat generated by the rotation of a tool pin, and a stirring motor and a joining tool for rotating a welding tool having a tool pin. The present invention relates to an anti-clogging device for a tool pin in a friction stir spot welding device, which includes a pressurizing motor for driving the tool linearly, and the tool pin is projected and retracted from the tip of the welding tool.
従来,ツ―ルピンの回転による摩擦熱で被接合物を軟化,撹拌してスポット接合する装置であって、ツ―ルピンを有する接合ツ―ルを回転させる撹拌用モ―タと接合ツ―ルを直進駆動する加圧用モ―タとを備え、接合ツ―ルの先端からツ―ルピンが出没するようになされ摩擦撹拌スポット接合装置において、接合ツ―ルである回転子とツ―ルピンの上端部を固定したホルダとの間にばねを介在させ、このばねの力により接合ツ―ルの先端からツ―ルピンが出没するようになされたものがある(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a device for softening and agitating a workpiece by frictional heat generated by the rotation of a tool pin and spot-joining the stirring motor and the welding tool for rotating the welding tool having the tool pin. In the friction stir spot welding device, a rotor that is a welding tool and the upper end of the tool pin are provided so that the tool pin protrudes and protrudes from the tip of the welding tool. There is a structure in which a spring is interposed between the holder and the holder, and a tool pin is projected and retracted from the tip of the joining tool by the force of the spring (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記従来の技術において、接合ツ―ルの先端ショルダ部からツ―ルピンの先端が出没する際に、ツ―ルピンは接合ツ―ルの中心軸線に穿設した孔内を摺動するものであるが、このツ―ルピンの摺動部に撹拌接合時に発生する粉塵が侵入して、ツ―ルピンの作動が不良となる虞がある。 By the way, in the above prior art, when the tip of the tool pin protrudes from the tip shoulder portion of the joint tool, the tool pin slides in the hole drilled in the central axis of the joint tool. However, there is a possibility that dust generated at the time of stir welding enters the sliding portion of the tool pin and the operation of the tool pin becomes poor.
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、接合ツ―ルとツ―ルピンとの間に圧縮空気を噴流させて撹拌接合時に発生する粉塵の侵入を防止してツ―ルピンの正確な作動ができるようにした摩擦撹拌スポット接合用ツ―ルピンの目詰り防止装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to stir and join by compressing compressed air between a joining tool and a tool pin. An object of the present invention is to provide a tool for preventing clogging of a friction stir spot welding tool pin that prevents the intrusion of dust generated at times and enables the tool pin to operate accurately.
上記目的を達成するために、本発明における摩擦撹拌スポット接合用ツ―ルピンの目詰り防止装置は、ツ―ルピンの外周に接合ツ―ルの軸線方向に圧縮空気の噴流通路を形成して接合ツ―ルとツ―ルピン間に侵入する粉塵を排除するようにしたことを特徴とする、ものである。 In order to achieve the above object, the anti-clogging device for a friction stir spot welding tool pin according to the present invention is formed by forming a jet flow passage of compressed air in the axial direction of the welding tool on the outer periphery of the tool pin. It is characterized by eliminating dust entering between the tool and the tool pin.
本発明に係る摩擦撹拌スポット接合用ツ―ルピンの目詰り防止装置では、ツ―ルピンの外周に接合ツ―ルの軸線方向に圧縮空気の噴流通路を形成して接合ツ―ルとツ―ルピン間に侵入する粉塵を排除するようにしたので、接合ツ―ルとツ―ルピンとの間に詰った粉塵も噴流通路を通過する圧縮空気により外部に排出されて、接合ツ―ルからのピンの出没が確実,容易にでき、ツ―ルピンの作動が不良となることがない摩擦撹拌スポット接合用ツ―ルピンの目詰り防止装置となる。 In the anti-clogging device for a friction stir spot welding tool pin according to the present invention, a jet flow passage of compressed air is formed on the outer periphery of the tool pin in the axial direction of the tool tool, and the tool pin and the tool pin are provided. Since dust that intrudes in between is eliminated, dust clogged between the joint tool and the tool pin is also discharged to the outside by compressed air passing through the jet passage, and the pin from the joint tool This is a device for preventing clogging of a friction stir spot welding tool pin that can reliably and easily move in and out and does not cause the tool pin to malfunction.
図1は本発明を実施するのに適した摩擦撹拌スポット接合装置の要部の概略断面図であり、図2は前記摩擦撹拌スポット接合装置の全体の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a friction stir spot welding apparatus suitable for carrying out the present invention, and FIG. 2 is an overall schematic diagram of the friction stir spot welding apparatus.
摩擦撹拌スポット接合装置では、接合すべき被接合物Wの接合点にツ―ルピン1を挿入し、該ツ―ルピン1の回転による摩擦熱で被接合物Wの一部を軟化,撹拌してスポット接合するものであり、その接合装置は概略図2に示すような構成を有している。
In the friction stir spot welding device, a
ロボットの手首またはスタンドに設けられた駆動ユニット本体2には加圧用モ―タ3が固着されており、該加圧用モ―タ3の出力軸に接続された加圧部材4によりツ―ルピン抜き用モ―タ5と撹拌用モ―タ6が同時に前後進され、これによって撹拌用モ―タ6に取り付けられた接合ツ―ル7とツ―ルピン1は同時に前後進される。
A pressure motor 3 is fixed to the drive unit
また、ツ―ルピン1は、前記ツ―ルピン抜き用モ―タ5の出力軸に接続されたピン抜き用ロッド8に接続されており、該ピン抜き用ロッド8の前後進によりツ―ルピン1は接合ツ―ル7に対して摺動しながら前後進する。
Further, the
図1において、ツ―ルピン1の先端面9は接合ツ―ル7の先端のショルダ部10に対して出没自在に配置され、該ツ―ルピン1は接合ツ―ル7の中心軸線方向に穿設した孔11内を前後進するようになされている。また該ツ―ルピン1の後端側はピン保持部材12に螺着されている。
In FIG. 1, the tip surface 9 of the
前記ピン保持部材12の後端側は例えばベアリング装置(図示せず)を介して前記ピン抜き用ロッド8に接続されている。
The rear end side of the
13は撹拌用モ―タ6の出力軸14と前記ピン保持部材12との間に配置された接合ツ―ルホルダであり、この接合ツ―ルホルダ13はコレット15を介して接合ツ―ル7の後半の拡径部16を一体的に保持するものである。そして、17は前記コレット15を締め付けるナットであり、このナット17をねじ込むことにより接合ツ―ルホルダ13と接合ツ―ル7とは確実に一体化されるものである。
また、接合ツ―ルホルダ13と前記ピン保持部材12との間にはすべりキ―18が配置されており、このすべりキ―18によりピン保持部材12は撹拌用モ―タ6の出力軸14からの回転力によって回転すると共に前記ピン抜き用ロッド8によって前後進の動作を行うことが可能となる。
A
前記接合ツ―ル7は前半の細径部19と前記後半の拡径部16とで構成され、この接合ツ―ル7の前端面には前述の如くショルダ部10が形成され、細径部19の中心軸線方向には前記孔11が形成され、この孔11内に前記ツ―ルピン1が挿通されており、前記拡径部16は後端が開放した中空室20を有しており、この中空室20内にツ―ルピン1の後部とピン保持部材12の前部が収納されていてツ―ルピン1がピン保持部材12に螺着されている。
The
以上のような摩擦撹拌スポット接合装置において、撹拌用モ―タ6と加圧用モ―タ3とが駆動され、加圧用モ―タ3によりツ―ルピン抜き用モ―タ5と撹拌用モ―タ3は同時に被接合物Wの接合点に向けて前進すると共に、撹拌用モ―タ6により接合ツ―ル7とツ―ルピン1は共に回転する。この時,ツ―ルピン1の先端は接合ツ―ル7のショルダ部10より突出した状態となっている。
In the friction stir spot welding apparatus as described above, the
加圧用モ―タ3により接合ツ―ル7のショルダ部10が被接合物Wの表面に当接した時点では、ツ―ルピン1は、被接合物W内に挿入されており接合点において回転状態にあり、この時点で加圧用モ―タ3の前進を停止するが、接合ツ―ル7のショルダ部10及びツ―ルピン1の回転により該ショルダ部10及びツ―ルピン1は、被接合物Wと摩擦して被接合物の一部を溶解させこれを撹拌しており、この溶解物が被接合物Wのスポット接合を行うものとなる。
When the
そして、上記の接合動作が行われると、ツ―ルピン抜き用モ―タ5が駆動されて、ツ―ルピン1は被接合物Wの接合点から引き抜かれて接合ツ―ル7のショルダ部10と同一レベル或はそれより更に孔11内に引き抜かれる。この間も撹拌用モ―タ6は駆動されているので、回転する接合ツ―ル7のショルダ部10は被接合物Wの接合点の表面を平らにするように動作する。
When the joining operation is performed, the
なお、接合ツ―ル7のショルダ部10に対するツ―ルピン1の出没は、加圧用モ―タ3や撹拌用モ―タ6の駆動とは関係なく独自にツ―ルピン抜き用モ―タ5を駆動させることにより任意にできるものであるから、接合点の溶解物の状況に応じて必要時に作動させるとよい。
It should be noted that the
ところで、本発明に係る摩擦撹拌スポット接合装置では、撹拌用モ―タ6の前壁21にリング状の圧縮空気供給台22が取り付けられ、この圧縮空気供給台22に設けた圧縮空気供給口23からの圧縮空気供給導管24は接合ツ―ルホルダ13及び溜り部25を経てピン保持部材12の中心部に至り、次いでピン保持部材12の軸線方向からツ―ルピン1の後部軸線方向に延び、更にツ―ルピン1の径方向に延びて前記接合ツ―ル7の中空室20に至るように形成されている。
By the way, in the friction stir spot welding device according to the present invention, a ring-shaped compressed
また、前述の如く、接合ツ―ル7の細径部19の中心軸線方向に孔11が形成され、この孔11内にツ―ルピン1が挿通されているので、接合ツ―ル7とツ―ルピン1の間隙を利用し、ツ―ルピン1の外周にリング状で接合ツ―ル7の軸線方向に圧縮空気の噴流通路26を形成する。
Further, as described above, the
したがって、圧縮空気供給口23から圧縮空気を供給すると、供給された圧縮空気は圧縮空気供給導管24により接合ツ―ル7の中空室20に至り、この中空室20からツ―ルピン1の外周でリング状で接合ツ―ル7の軸線方向に延びる圧縮空気の噴流通路26を経て接合ツ―ル7の先端から外部に噴流される。
Therefore, when compressed air is supplied from the compressed
ところで、摩擦撹拌スポット接合装置において被接合物Wの接合中に溶融した溶融物と共の粉塵が発生するが、この粉塵は接合ツ―ル7とツ―ルピン1との間に侵入しようとする。しかしながら、接合ツ―ル7とツ―ルピン1との間には圧縮空気が流れているので、ツ―ルピン1の外周に侵入しようとする粉塵は防止され、また仮にツ―ルピン1の外周に粉塵が付着していてもその粉塵は圧縮空気の噴流ににより強制的に外部に吹き飛ばされてツ―ルピン1の外周を奇麗にすることから、接合ツ―ル7に対するツ―ルピン1の出没時のツ―ルピン1の動きは確実で容易に可能となる。
By the way, in the friction stir spot welding apparatus, dust is generated together with the melted material during the joining of the workpieces W. This dust tends to enter between the
なお、実施例では、接合ツ―ル7に対するツ―ルピン1の出没にツ―ルピン抜き用モ―タ5を用いたが、この出没には例えば弾性体とエアシリンダによるような普通に知られている機械的な手段を採用してもよく、また、圧縮空気の供給は孔11の根元側に至るまでは如何なる経路を経てもよい。
In the embodiment, the
1 ツ―ルピン
3 加圧用モ―タ
6 撹拌用モ―タ
7 接合ツ―ル
26 噴流通路
W 被接合物
DESCRIPTION OF
Claims (1)
A device that softens and stirs the workpiece by frictional heat generated by the rotation of the tool pin, and performs spot welding. The stirring motor that rotates the welding tool with the tool pin and the welding tool go straight. In a friction stir spot welding device equipped with a driving motor for driving and designed so that the tool pin protrudes and protrudes from the tip of the welding tool, it is compressed in the axial direction of the welding tool on the outer periphery of the tool pin. An anti-clogging device for a friction stir spot welding tool pin, characterized in that it forms an air jet passage to eliminate dust entering between the welding tool and the tool pin.
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