JP2007275943A - Friction pressure welding method for material and apparatus therefor - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make welding conditions (press load and displacement in axial direction) at both ends of an insert material and respective end parts of corresponding two joining members the same conditions with simple structure, and to make the strength of materials at respective connection parts constant in friction pressure welding using the insert material. <P>SOLUTION: A friction pressure welding method includes installing a slide guide means 12, in which a gripping means 15 for a second joining material 2 and a gripping means 16 for an insert material 3 are slidable with respect to a base 4 in a rotary shaft core direction of the insert material, and friction-pressure-welding a first joining material 1 and the insert material, and the second joining material and the insert material with single pressure means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、摩擦圧接を利用して金属材料同士を接合する接合方法及びその装置に関するものである。   The present invention relates to a joining method and apparatus for joining metal materials using friction welding.

従来から金属材料の接合方法として摩擦圧接による接合方法が知られている。
この接合方法は、被接合部材同士を突き合わせて、何れか一方を固定し、他の一方を回転させる相対回転運動させ、その接触面に発生する摩擦熱を利用して圧接する方法である。この圧接では、被接合部材の突き合わせ部位が摩擦熱によって所定温度に達し、軟化した状態でさらに互いを押しつけられることで接合される。
また、どちらの被接合部材も回転させない摩擦圧接方法として、２つの被接合部材の間にインサート材を介在させ、被接合部材を非回転状態にし、インサート材を回転状態として各々を接触させ摩擦接合を行なうインサート材を用いる圧接方法も知られている。（例えば、特許文献１参照） Conventionally, a joining method by friction welding is known as a joining method of metal materials.
This joining method is a method in which members to be joined are brought into contact with each other, one of them is fixed, the other one is rotated relative to each other, and the other member is pressed using frictional heat generated on the contact surface. In this pressure welding, the butted portions of the members to be joined reach a predetermined temperature by frictional heat, and are joined by being pressed against each other in a softened state.
In addition, as a friction welding method in which neither of the members to be joined is rotated, an insert material is interposed between the two members to be joined, the member to be joined is in a non-rotating state, and the insert material is in a rotating state to contact each other and friction welding. There is also known a pressure welding method using an insert material. (For example, see Patent Document 1)

このインサート材を用いる圧接方法は、一対の被接合部材の端部間にインサート材（接合材）を介挿してインサート材の両端面をそれら被接合部材の各端面にそれぞれ対向させ、一対の被接合部材を非回転状態に保持する一方、インサート材を回転させることによって、インサート材の両端部と対応する被接合部材の各端部とを摩擦圧接するものである。
前述のような、インサート材を用いる摩擦接合においては、２つの被接合部材を移動させて、インサート材への接触及び圧接を行なうので、それぞれの被接合部材をインサート材側へ押圧させる押圧手段が必要となる。 In this pressure welding method using an insert material, an insert material (joining material) is inserted between the ends of a pair of members to be joined, and both end surfaces of the insert material are opposed to the end surfaces of the members to be joined, respectively. While holding a joining member in a non-rotating state, by rotating an insert material, friction welding of the both ends of an insert material and each edge part of a to-be-joined member corresponding is carried out.
In the friction welding using the insert material as described above, since the two members to be joined are moved to contact and press the insert material, there is a pressing means for pressing each member to be joined to the insert material side. Necessary.

さらに、特許文献１明細書段落（0019）記載のように「接合材に対する被接合材の軸方向の押圧荷重及び変位量は等しくするのが望ましい」。そのためには、「ロードセル等荷重検知手段、変位センサー等を設けておいて、それらにより荷重検知、変位検知を行ないつつシリンダーによる被接合材の軸方向荷重、変位を制御する」ことが必要となる。   Furthermore, as described in paragraph (0019) of Patent Document 1, it is desirable that the axial pressing load and displacement amount of the materials to be bonded to the bonding material are equal. For that purpose, it is necessary to “provide load detection means such as a load cell, a displacement sensor, etc., and control the axial load and displacement of the material to be joined by the cylinder while performing load detection and displacement detection by them”. .

しかしながら、シリンダーのような押圧手段を２つの被接合材の各々に設ける場合での摩擦圧接に必要な押圧力の大きさは、例えば、直径３０ｍｍの鋼材同士を２５００ｒｐｍで回転させて摩擦圧接させる場合においては、接触により発熱させる工程で２８ＫＮ（キロニュートン）、圧接接合させる工程で６９ＫＮ（キロニュートン）程度の押圧力が必要となる。
これらの押圧力を発生させる押圧手段（例えば油圧シリンダ）は大型の装置にならざるを得ない。そのため装置が大型のものとなり、コンパクトな装置とはなりにくい。また、駆動源となる油圧配管も２系統分の配管が必要となり、装置が複雑なものとなる。 However, the magnitude of the pressing force required for friction welding when a pressing means such as a cylinder is provided on each of the two materials to be joined is, for example, when steel materials having a diameter of 30 mm are rotated at 2500 rpm and friction welding is performed. In this case, a pressing force of about 28 KN (kilonewtons) is required in the step of generating heat by contact and 69 KN (kilonewtons) is required in the step of pressure welding.
The pressing means (for example, a hydraulic cylinder) for generating these pressing forces must be a large device. Therefore, the apparatus becomes large and it is difficult to make a compact apparatus. In addition, the hydraulic piping serving as the driving source requires two systems of piping, which complicates the apparatus.

また、センサーなどの検知手段で荷重検知、変位検知を行ないつつ、押圧手段による被接合部材への軸方向荷重、変位を制御するためには、微小量の変位を検知し、移動量を調整することが必要となり、非常にシビアなコントロールを実施する必要がある。さらには、それらの極めて微小量のコントロールを２つの被接合部材の各端面が同じ条件となるように同期させて制御しなければならず、これには複雑なフィードバック制御を行なう必要があり、非常に困難であった。
特開平６−３２８２７３号公報 In addition, in order to control the axial load and displacement of the member to be joined by the pressing means while detecting the load and the displacement by a detecting means such as a sensor, a minute amount of displacement is detected and the movement amount is adjusted. It is necessary to implement very severe control. Furthermore, these extremely small amounts of control must be controlled in synchronism so that the end faces of the two members to be joined have the same condition, which requires complicated feedback control, It was difficult.
JP-A-6-328273

したがって、本発明は、インサート材を用いる摩擦圧接接合において、インサート材の両端部と、対応する２つの被接合部材の各端部での接合条件（軸方向の押圧荷重及び変位量）を簡単な構造で同じ条件とし、各接続部の材料強度を一定とすることを目的とする。   Therefore, according to the present invention, in the friction welding using the insert material, the joining conditions (the axial pressing load and the displacement amount) at both ends of the insert material and the respective ends of the two corresponding members to be joined are simplified. The purpose is to keep the same conditions in the structure and to keep the material strength of each connection part constant.

前記の課題を解決するため、本発明における摩擦圧接方法は、金属素材のインサート材を回転自在に設け、該インサート材の両端で回転軸芯上に一対の被接合金属部材である第一接合材と第二接合材を並列に配置し、前記インサート材の一方の端面を第一接合材の端面に対向させ、インサート材の他方の端面を第二接合材の端面に対向させ、前記インサート材を把持するインサート材把持手段と、第一接合材を非回転状態で把持する第一接合材把持手段と、第二接合材を非回転状態で把持する第二接合材把持手段と、第二接合材把持手段を回転軸芯方向で押圧する押圧手段を基台に設けた装置を用いて第一接合材とインサート材、及び第二接合材とインサート材を摩擦圧接する接合方法であって、まず、インサート材を回転させ、第二接合部材を回転軸芯でインサート材に向けて移動させ第二接合部材をインサート材に接触させる工程と、次に、押圧手段で押された第二接合部材がインサート材を第一接合材に向けて押圧し、第二接合部材とインサート材が接触した状態で共に回転軸芯で第一接合部材に向けて移動させ、インサート材を第一接合部材に接触させる工程と、その後、押圧手段が第二接合材をさらに押圧することで第一接合材とインサート材、及びインサート材と第二接合材を同じ押圧力で圧接する工程を順次実施することにより、ひとつの押圧手段で第一接合材とインサート材と第二接合材を摩擦圧接することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the friction welding method according to the present invention is a first joining material that is a pair of metal members to be joined on the rotating shaft core at both ends of the insert material, in which a metal material is rotatably provided. And the second bonding material are arranged in parallel, one end surface of the insert material is opposed to the end surface of the first bonding material, the other end surface of the insert material is opposed to the end surface of the second bonding material, and the insert material is Insert material gripping means for gripping, first bonding material gripping means for gripping the first bonding material in a non-rotating state, second bonding material gripping means for gripping the second bonding material in a non-rotating state, and a second bonding material A joining method in which the first joining material and the insert material, and the second joining material and the insert material are friction-welded using an apparatus provided on the base with a pressing means for pressing the gripping means in the direction of the rotation axis, Rotate the insert material, the second joint The second joining member pressed by the pressing means presses the insert material toward the first joining material. In the state where the second joining member and the insert material are in contact with each other, the step of moving the insert material to the first joining member with the rotating shaft core, and the pressing means is then joined to the second joining member. By pressing the material further, the first bonding material and the insert material, and the step of pressing the insert material and the second bonding material with the same pressing force in sequence, the first bonding material and the insert material with one pressing means. And the second bonding material are friction-welded.

また本発明における摩擦圧接装置は、金属素材のインサート材を回転自在に設け、該インサート材の両端に回転軸芯上に一対の被接合金属部材である第一接合材と第二接合材を並列に配置し、前記インサート材の一方の端面を第一接合材の端面に対向させ、インサート材の他方の端面を第二接合材の端面に対向させ、前記インサート材を回転自在に把持するインサート材把持手段と、第一接合材を非回転状態で把持する第一接合材把持手段と、第二接合材を非回転状態で把持する第二接合材把持手段と、第二接合材把持手段をインサート材の回転軸芯方向でインサート材に向けて押圧する押圧手段を基台に設け、第一接合材とインサート材、及び第二接合材とインサート材を摩擦圧接する摩擦圧接装置であって、前記第一接合材把持手段が基台に対して回転軸芯方向に固定されて設けられ、前記第二接合材把持手段とインサート材把持手段を夫々基台に対して回転軸芯方向で平行移動自在に係合するスライドガイド手段と、前記インサート材を回転させる駆動源を備え、ひとつの押圧手段で第一接合材とインサート材、及び第二接合材とインサート材を摩擦圧接することを特徴とする。   In the friction welding apparatus according to the present invention, a metal insert material is rotatably provided, and a first joining material and a second joining material, which are a pair of metal members to be joined, are arranged in parallel on both ends of the insert material on a rotation axis. The insert material is arranged in such a manner that one end surface of the insert material is opposed to the end surface of the first bonding material, the other end surface of the insert material is opposed to the end surface of the second bonding material, and the insert material is rotatably gripped. Inserting the gripping means, the first bonding material gripping means for gripping the first bonding material in a non-rotating state, the second bonding material gripping means for gripping the second bonding material in a non-rotating state, and the second bonding material gripping means A friction welding apparatus for friction welding the first bonding material and the insert material, and the second bonding material and the insert material by providing a pressing means for pressing toward the insert material in the rotation axis direction of the material, Based on the first bonding material gripping means Slide guide means that is fixed in the direction of the rotational axis and engages the second bonding material gripping means and the insert material gripping means in parallel with the base in the direction of the rotational axis; A drive source for rotating the insert material is provided, and the first bonding material and the insert material, and the second bonding material and the insert material are friction-welded with one pressing means.

さらには、前記スライドガイド手段が、第二接合材把持手段に設けられる第二接合材把持手段側スライド部材と、インサート材把持手段に設けられるインサート材把持手段側スライド部材と、基台に設けられ前記第二接合材把持手段側スライド部材とインサート材把持手段側スライド部材が摺動自在に係合される基台側ガイド部材を備え、基台側ガイド部材に案内されて第二接合材把持手段とインサート材把持手段が基台に対して回転軸芯と平行に摺動自在になされることを特徴とする。   Further, the slide guide means is provided on a second bonding material gripping means side slide member provided on the second bonding material gripping means, an insert material gripping means side slide member provided on the insert material gripping means, and a base. The second bonding material gripping means includes a base side guide member that is slidably engaged with the second bonding material gripping means side slide member and the insert material gripping means side slide member, and is guided by the base side guide member. And the insert material gripping means is slidable parallel to the rotation axis with respect to the base.

また、前記駆動源が基台に設けられており、駆動源の回転をインサート材把持手段に伝える駆動側プーリーが駆動源の回転軸とスプライン構造で係合され、インサート材把持手段が回転軸芯方向で回転軸に対して摺動自在になされていることを特徴とする。   The drive source is provided on a base, and a drive pulley that transmits the rotation of the drive source to the insert material gripping means is engaged with the rotation shaft of the drive source by a spline structure, and the insert material gripping means is the rotation axis. It is characterized by being slidable with respect to the rotating shaft in the direction.

本発明によれば、摩擦圧接を行なう２つの接合面に加わる押圧力が等しくなるので、部材同士の接合状態も等しくなり、２ヶ所の接合部の強度が一定となる。そのため、製品全体の強度が均一となり、製品の品質安定化を実現できる。
また、ひとつの押圧手段を用いて２つの接合面を摩擦圧接するので、押圧手段を複数備えることなく、摩擦圧接装置のコンパクト化が可能となり、装置全体が軽量化でき、構造も簡素化できる。 According to the present invention, since the pressing force applied to the two joining surfaces to be subjected to the friction welding is equal, the joining state of the members is also equal, and the strength of the two joints is constant. For this reason, the strength of the entire product becomes uniform, and the product quality can be stabilized.
In addition, since the two joining surfaces are friction-welded using one pressing means, the friction welding apparatus can be made compact without providing a plurality of pressing means, the entire apparatus can be reduced in weight, and the structure can be simplified.

さらには、ひとつの押圧手段の動きを制御するので、従来のように２つの押圧手段を同じ動きとなるように制御しなくて良くなり、制御の煩雑さや難解さに煩わされることなく簡単容易に押圧手段の制御を行なう事が出来る。   Furthermore, since the movement of one pressing means is controlled, it is not necessary to control the two pressing means so as to have the same movement as in the prior art, and it is easy and easy without being bothered by the complexity and difficulty of control. The pressing means can be controlled.

従来の摩擦圧接装置においては、インサート材把持手段が軸方向で固定されているのでインサート材に加わる２つの押圧力の大きさに差が生じると、インサート材把持手段のインサート把持部分へ押圧力の差分の力が一方側より加わり、両端が固定されたインサート材把持手段に曲げ応力が発生する。この曲げ応力に対向するため、インサート材把持手段は軸方向に高い剛性が必要であった。
しかしながら、本発明の構成によれば、インサート材に加わる２つの押圧力の大きさに差が生じることがないので、インサート材把持手段に曲げ応力が発生することがなくなり、インサート材把持手段を軸方向にコンパクトで薄い構成にすることができる。 In the conventional friction welding apparatus, since the insert material gripping means is fixed in the axial direction, if there is a difference in the magnitude of the two pressing forces applied to the insert material, the pressing force is applied to the insert gripping portion of the insert material gripping means. A differential force is applied from one side, and bending stress is generated in the insert material gripping means fixed at both ends. In order to oppose this bending stress, the insert material gripping means required high rigidity in the axial direction.
However, according to the configuration of the present invention, there is no difference in the magnitude of the two pressing forces applied to the insert material, so that no bending stress is generated in the insert material gripping means, and the insert material gripping means is pivoted. A compact and thin configuration in the direction.

以下に本発明を実施するための最良の形態について、図を用いて説明する。
図１は本発明を実施する装置の概略図である。
被接合材である第一接合材１と第二接合材２とを摩擦圧接するために、インサート材３は第一接合材１と第二接合材２との間に並列して配置されている。
摩擦圧接装置の基台４は工場などの床に据付けて設置される。基台４には、第一接合材１を非回転状態で把持する第一接合材把持手段１４と、第二接合材２を非回転状態で把持する第二接合材把持手段１５と、インサート材３を回転自在に把持するインサート材把持手段１６が設けられている。
スライドガイド手段１２は、基台４へ設けられ回転軸芯Ｚに平行なガイドレールで構成される基台側ガイド手段２５と、ガイドレールに摺動自在に係合するように第二接合材把持手段１５に設けられる第二接合材把持手段側スライド部材２３と、同じくガイドレールに摺動自在に係合するようにインサート材把持手段１６に設けられるインサート材把持手段側スライド部材２４とから構成されている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for carrying out the present invention.
The insert material 3 is arranged in parallel between the first bonding material 1 and the second bonding material 2 in order to friction-weld the first bonding material 1 and the second bonding material 2 which are the bonded materials. .
The base 4 of the friction welding apparatus is installed on the floor of a factory or the like. The base 4 includes a first bonding material holding means 14 for holding the first bonding material 1 in a non-rotating state, a second bonding material holding means 15 for holding the second bonding material 2 in a non-rotating state, and an insert material. Insert material gripping means 16 for gripping 3 is provided.
The slide guide means 12 is provided on the base 4 and has a base side guide means 25 constituted by a guide rail parallel to the rotation axis Z, and a second bonding material gripping so as to be slidably engaged with the guide rail. The second bonding material holding means side slide member 23 provided in the means 15 and the insert material holding means side slide member 24 provided in the insert material holding means 16 so as to be slidably engaged with the guide rail. ing.

第一接合材把持手段１４は基台４に固定されて設置されている一方、第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６はスライドガイド手段１２を介して基台４に対してインサート材の回転軸芯Ｚ方向で摺動自在に配設されており、インサート材３に向けて第二接合材２が回転軸芯と平行に水平移動して互いの接合面で当接するようになされ、且つ固定された第一接合材１に向けてインサート材３が水平移動して互いの接合面で当接するようになされている。
第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６とを移動させる押圧源として、ひとつの押圧手段１３が基台４に設けられている。 The first bonding material gripping means 14 is fixedly installed on the base 4, while the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16 are inserted into the base 4 via the slide guide means 12. The second bonding material 2 is horizontally moved parallel to the rotation axis toward the insert material 3 and comes into contact with each other at the bonding surface, And the insert material 3 moves horizontally toward the fixed 1st joining material 1, and it is made to contact | abut at a mutual joint surface.
One pressing means 13 is provided on the base 4 as a pressing source for moving the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16.

押圧手段１３は、例えば油圧シリンダーを用いて、押圧力を直接に第二接合材把持手段１５へ負荷させて第二接合材把持手段１５をインサート材３へ向けて水平移動させる。
インサート材把持手段１６は、インサート材３を回転させる駆動源に連設されている。
インサート材を回転させる回転力の駆動源５としてモーターが基台４に設けられ、モーター５の回転を出力する回転軸６がモーター５に接続して設けられている。 The pressing means 13 uses a hydraulic cylinder, for example, to directly apply a pressing force to the second bonding material gripping means 15 and horizontally move the second bonding material gripping means 15 toward the insert material 3.
The insert material gripping means 16 is connected to a drive source that rotates the insert material 3.
A motor is provided on the base 4 as a driving source 5 for rotational force for rotating the insert material, and a rotating shaft 6 for outputting the rotation of the motor 5 is provided in connection with the motor 5.

インサート材把持手段１６は、インサート材を把持するインサート材把持部２６と、インサート材把持部と連結し駆動源５の回転により回転する従動側プーリー８と、駆動源５の回転軸６に係合し、回転軸６と共に回転する駆動側プーリー７と、駆動側プーリー７と従動側プーリー８に懸けられ駆動源５の回転を従動側プーリー８に伝達するベルト９と、ベアリング１１を介して回転自在に従動側プーリー８を支持するボディ１０で構成されている。
また、駆動側プーリー７と回転軸６は、スプライン構造で係合され、駆動側プーリー７が回転軸６の軸芯方向で摺動自在になされている。 The insert material gripping means 16 is engaged with an insert material gripping portion 26 that grips the insert material, a driven pulley 8 that is connected to the insert material gripping portion and rotates by the rotation of the drive source 5, and the rotating shaft 6 of the drive source 5. And a drive pulley 7 that rotates together with the rotating shaft 6, a belt 9 that is hung by the drive pulley 7 and the driven pulley 8, and transmits the rotation of the drive source 5 to the driven pulley 8, and a bearing 11. The body 10 is configured to support the driven pulley 8.
Further, the drive side pulley 7 and the rotary shaft 6 are engaged in a spline structure, and the drive side pulley 7 is slidable in the axial direction of the rotary shaft 6.

駆動側プーリー７は回転力を伝達するベルト９を介して従動側プーリー８に連結され、駆動側プーリー７の回転が従動側プーリー８に伝達され、従動側プーリー８が回転されるようになされている。
従動側プーリー８は回転しないボディ１０にベアリング１１を介して備えられている。
ボディ１０にはインサート材把持手段側スライド部材２４が設けられており、基台４へ回転軸芯に平行に設けられた基台側ガイド部材２５に摺動自在に係合され、インサート材把持手段１６が従動側プーリー８の回転を妨げない状態で回転軸芯Ｚ方向に摺動自在になされている。
駆動源５の回転により従動側プーリー８が回転すると、従動側プーリー８にインサート材把持部２６を介して固定されているインサート材３は従動側プーリー８と共に回転する。 The driving pulley 7 is connected to a driven pulley 8 via a belt 9 that transmits a rotational force, and the rotation of the driving pulley 7 is transmitted to the driven pulley 8 so that the driven pulley 8 is rotated. Yes.
The driven pulley 8 is provided on a non-rotating body 10 via a bearing 11.
The body 10 is provided with an insert material gripping means side slide member 24, which is slidably engaged with a base side guide member 25 provided in parallel to the rotation axis about the insert 4. 16 is slidable in the direction of the rotation axis Z in a state in which the rotation of the driven pulley 8 is not hindered.
When the driven pulley 8 is rotated by the rotation of the drive source 5, the insert material 3 fixed to the driven pulley 8 via the insert material gripping portion 26 rotates together with the driven pulley 8.

第二接合材把持手段１５には、第二接合材把持手段側スライド部材２３が設けられており、基台４へ回転軸６に平行に設けられた基台側ガイド部材２５に摺動自在に係合されている。
第二接合材把持手段１５は、押圧手段１３に押圧されると基台４に対して回転軸芯方向でインサート材３へ向けて摺動し、第二接合材２がインサート材３に当接するように配置されている。
さらには、押圧手段１３が第二接合材把持手段１５を第一接合材１へ向けて押し続けると、インサート材把持手段１６は第二接合材２に当接したインサート材３を介して押されて、第二接合材把持手段１５と一体となって、回転軸芯Ｚ方向で第一接合材１へ向けて摺動され、インサート材３が第一接合材１に当接するようになされている。 The second bonding material gripping means 15 is provided with a second bonding material gripping means side slide member 23, which is slidable to a base side guide member 25 provided parallel to the rotation shaft 6 to the base 4. Is engaged.
When the second bonding material gripping means 15 is pressed by the pressing means 13, it slides toward the insert material 3 in the rotational axis direction with respect to the base 4, and the second bonding material 2 comes into contact with the insert material 3. Are arranged as follows.
Furthermore, when the pressing means 13 continues to push the second bonding material gripping means 15 toward the first bonding material 1, the insert material gripping means 16 is pushed through the insert material 3 that is in contact with the second bonding material 2. Thus, it is integrated with the second bonding material gripping means 15 and is slid toward the first bonding material 1 in the rotation axis Z direction so that the insert material 3 comes into contact with the first bonding material 1. .

次に本発明の摩擦圧接の方法について説明する。
まず、被接合材である第一接合材１と、第二接合材２を夫々第一接合材把持手段１４と第二接合材把持手段１５の把持部で把持する。
第一接合材１は、第一接合材把持手段１４において非回転状態で、基台４に対して固定されて把持される。第二接合材２は、第二接合材把持手段１５において非回転状態で、回転軸芯Ｚ方向で摺動自在に把持される。
第一接合材１と第二接合材２との間にインサート材３が配置される。インサート材３は、インサート材把持手段１６のインサート材把持部２６で把持される。 Next, the friction welding method of the present invention will be described.
First, the first bonding material 1 and the second bonding material 2 as the materials to be bonded are held by the holding portions of the first bonding material holding means 14 and the second bonding material holding means 15, respectively.
The first bonding material 1 is fixed and held with respect to the base 4 in a non-rotating state by the first bonding material holding means 14. The second bonding material 2 is gripped by the second bonding material gripping means 15 so as to be slidable in the rotation axis Z direction in a non-rotating state.
An insert material 3 is disposed between the first bonding material 1 and the second bonding material 2. The insert material 3 is gripped by the insert material gripping portion 26 of the insert material gripping means 16.

まず、第一接合材１とインサート材３と第二接合材２との夫々が接触せず、離れた状態で各々の把持手段で把持させる。
この状態で押圧手段１３の油圧シリンダーを伸長させて第二接合材把持手段１５を回転軸芯方向でインサート材３へ向けて押し出す。油圧シリンダーで押された第二接合材把持手段１５は、基台４に設けられた基台側ガイド部材２６に案内されて回転軸芯Ｚ方向でインサート材３へ向けて摺動する。
この第二接合材把持手段１５の移動により、第二接合材２の端面がインサート材３の端面に接触する。 First, the first bonding material 1, the insert material 3, and the second bonding material 2 are not in contact with each other and are held by the respective holding means in a separated state.
In this state, the hydraulic cylinder of the pressing means 13 is extended to push the second bonding material gripping means 15 toward the insert material 3 in the rotation axis direction. The second bonding material gripping means 15 pushed by the hydraulic cylinder is guided by the base side guide member 26 provided on the base 4 and slides toward the insert material 3 in the direction of the rotation axis Z.
By the movement of the second bonding material gripping means 15, the end surface of the second bonding material 2 comes into contact with the end surface of the insert material 3.

このとき、第二接合材２が非回転状態で固定され、インサート材３が回転状態であるため、接触している第二接合材２の端面とインサート材３の端面が摩擦をおこし発熱する。
さらに油圧シリンダーの伸長が継続されると、第二接合材把持手段１５を押す押圧手段１３の押圧力は、当接する第二接合材２とインサート材３を通じてインサート材把持手段１６に伝達される。インサート材把持手段１６は第二接合材把持手段１５と同じく、基台側ガイド部材２６を介して回転軸芯Ｚ方向に固定されず摺動自在に基台４へ設けられているので、押圧手段１３の押圧力は第二接合材２とインサート材３を圧接することなく、第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６を摺動させる力として作用する。 At this time, since the second bonding material 2 is fixed in a non-rotating state and the insert material 3 is in a rotating state, the end surface of the second bonding material 2 that is in contact with the end surface of the insert material 3 generates friction and generates heat.
When the extension of the hydraulic cylinder is continued, the pressing force of the pressing means 13 that presses the second bonding material gripping means 15 is transmitted to the insert material gripping means 16 through the second bonding material 2 and the insert material 3 that are in contact with each other. Like the second bonding material gripping means 15, the insert material gripping means 16 is provided on the base 4 so as to be slidable without being fixed in the direction of the rotation axis Z through the base side guide member 26. The pressing force 13 acts as a force for sliding the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16 without pressing the second bonding material 2 and the insert material 3 together.

第二接合材２で押されたインサート材把持手段１６は、基台４に設けられた基台側ガイド部材２６に沿って軸方向の第一接合材１へ向けて摺動する。
このとき第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６は一体となって摺動するので、第二接合材２の端面とインサート材３の端面が接触している状態で、インサート材３の端面が第一接合材１の端面に接触する。
その際、インサート材３が回転状態であり、第一接合材１が非回転状態で固定されているため、接触しているインサート材３の端面と第一接合材１の端面が摩擦をおこし発熱する。 The insert material gripping means 16 pushed by the second bonding material 2 slides toward the first bonding material 1 in the axial direction along the base side guide member 26 provided on the base 4.
At this time, the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16 slide together, so that the end surface of the second bonding material 2 and the end surface of the insert material 3 are in contact with each other. The end surface is in contact with the end surface of the first bonding material 1.
At that time, since the insert material 3 is in a rotating state and the first bonding material 1 is fixed in a non-rotating state, the end surface of the contacting insert material 3 and the end surface of the first bonding material 1 cause friction to generate heat. To do.

インサート材３両端の接触面で第一接合材１と第二接合材２が接触した状態でさらに押圧手段１３が押圧しつづけると、第一接合材把持手段１４は回転軸芯方向で基台４に対して固定されているため、押圧手段１３の押圧力により第二接合材２がインサート材３に押し付けられ、また同様にインサート材３が第一接合材１に押し付けられて夫々の接触面で摩擦圧接が行なわれ、インサート材３の両端に第一接合材１と第二接合材２が接合される。
このとき、押圧手段１３の押圧力はインサート材３と第一接合材１との接触面（ア）とインサート材３と第二接合材２との接触面（イ）に同時に同じ力で加わるので、接触面（ア）と接触面（イ）は同じ条件で摩擦圧接が行われることとなり、インサート材３と第一接合材１、及びインサート材３と第二接合材２は同じ接合強度で接合することができる。 If the pressing means 13 continues to press while the first bonding material 1 and the second bonding material 2 are in contact with each other at the contact surfaces at both ends of the insert material 3, the first bonding material gripping means 14 moves in the direction of the rotation axis. Therefore, the second bonding material 2 is pressed against the insert material 3 by the pressing force of the pressing means 13, and the insert material 3 is pressed against the first bonding material 1 in the same manner. Friction welding is performed, and the first bonding material 1 and the second bonding material 2 are bonded to both ends of the insert material 3.
At this time, the pressing force of the pressing means 13 is simultaneously applied to the contact surface (a) between the insert material 3 and the first bonding material 1 and the contact surface (b) between the insert material 3 and the second bonding material 2 with the same force. The contact surface (A) and the contact surface (A) are subjected to friction welding under the same conditions, and the insert material 3 and the first bonding material 1 and the insert material 3 and the second bonding material 2 are bonded with the same bonding strength. can do.

本発明の作用説明図を図２に示す。
図２（ａ）において、第一接合材１とインサート材３と第二接合材２は互いに離れて設置されている。第一接合材１は非回転状態で回転軸芯Ｚ方向では固定されており、インサート材３は回転状態である。第二接合材２は非回転状態で押圧力Ｐを加えられ、回転軸芯Ｚ方向でインサート材３に向けて摺動される。
図２（ｂ）において、摺動された第二接合材２は回転するインサート材３に接触し、インサート材３と第二接合材２の接触面（イ）には回転するインサート材３と非回転状態の第二接合材２の接触により摩擦熱が発生している。
さらに、押圧力Ｐでインサート材３が回転軸芯Ｚ方向で第一接合材に向けて押されると、インサート材３は回転軸芯Ｚ方向で摺動自在になされているので、押圧力が加えられても、第二接合材２とインサート材３は圧接されずに接触状態のまま一体となって回転軸芯Ｚ方向で第一接合材に向けて摺動を開始する。 FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the present invention.
In FIG. 2A, the first bonding material 1, the insert material 3, and the second bonding material 2 are installed apart from each other. The first bonding material 1 is fixed in the rotation axis Z direction in a non-rotating state, and the insert material 3 is in a rotating state. The second bonding material 2 is applied with a pressing force P in a non-rotating state, and is slid toward the insert material 3 in the direction of the rotation axis Z.
In FIG. 2 (b), the slid second joining material 2 contacts the rotating insert material 3, and the contact surface (b) between the insert material 3 and the second joining material 2 does not contact the rotating insert material 3. Friction heat is generated by the contact of the rotating second bonding material 2.
Further, when the insert material 3 is pushed toward the first bonding material in the direction of the rotation axis Z by the pressing force P, the insert material 3 is slidable in the direction of the rotation axis Z, so that the pressing force is applied. Even if the second bonding material 2 and the insert material 3 are in contact with each other without being pressed against each other, the second bonding material 2 and the insert material 3 start to slide toward the first bonding material in the direction of the rotation axis Z.

図２（ｃ）においては、摺動された第二接合材２とインサート材３は第一接合材１に接触する。この状態では第一接合材１とインサート材３の接触面（ア）と、インサート材３と第二接合材２の接触面（イ）は接触状態となり、摩擦熱が発生する。
図２（ｄ）に示すように、さらに押圧力Ｐが加えられ続ける、またはより大きな押圧力が加えられると、第一接合材１は回転軸芯Ｚ方向で移動できずに固定されているため、接触面（ア）、接触面（イ）に押圧力に対して反力が生じ、圧接作用が発生し、摩擦圧接が行なわれる。 In FIG. 2C, the slid second bonding material 2 and the insert material 3 are in contact with the first bonding material 1. In this state, the contact surface (a) of the first bonding material 1 and the insert material 3 and the contact surface (b) of the insert material 3 and the second bonding material 2 are in a contact state, and frictional heat is generated.
As shown in FIG. 2D, when the pressing force P continues to be applied or a larger pressing force is applied, the first bonding material 1 is fixed without being able to move in the direction of the rotation axis Z. A reaction force is generated against the pressing force on the contact surface (A) and the contact surface (A), a pressing action is generated, and a friction welding is performed.

本発明の摩擦圧接では、インサート材把持手段１６と第二接合材把持手段１５を回転軸芯Ｚ方向で摺動自在とすることで、押圧手段１３の押圧力がインサート材３を介してインサート材把持手段１６の回転軸芯Ｚ方向での摺動のための作用力となる。
そのため、第二接合材２がインサート材３に当接する際にはお互いが圧接されることなく、第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６が一体となって回転軸芯Ｚ方向に摺動される。 In the friction welding of the present invention, by making the insert material gripping means 16 and the second bonding material gripping means 15 slidable in the direction of the rotation axis Z, the pressing force of the pressing means 13 is inserted through the insert material 3 into the insert material. This is an action force for sliding of the gripping means 16 in the direction of the rotation axis Z.
Therefore, when the second bonding material 2 contacts the insert material 3, the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16 are integrally slid in the rotation axis Z direction without being pressed against each other. Moved.

その後、接触状態で一体となって回転軸芯Ｚ方向で移動する第二接合材２とインサート材３が、回転軸芯Ｚ方向で固定された第一接合材１に当接することで、押圧力が圧接力として第一接合材１とインサート材３の接触面（ア）とインサート材３と第二接合材２の接触面（イ）に作用し、材料の摩擦圧接が行なわれる。
これにより、ひとつの押圧手段１３を用いて、第一接接合材１とインサート材３及び、インサート材３と第二接合材２の接合を同時に同じ接合条件で行なうことが、制御やセンサーを用いることなく可能となる。 After that, the second bonding material 2 and the insert material 3 that move together in the contact state in the rotation axis Z direction come into contact with the first bonding material 1 fixed in the rotation axis Z direction. Acts as a pressure contact force on the contact surface (a) of the first bonding material 1 and the insert material 3 and the contact surface (b) of the insert material 3 and the second bonding material 2, and friction welding of the materials is performed.
Thereby, it is possible to use a single pressing means 13 to simultaneously bond the first bonding material 1 and the insert material 3 and the insert material 3 and the second bonding material 2 under the same bonding conditions, using a control and a sensor. It becomes possible without.

次に本発明の他の実施例を説明する。
図３は本発明を実施するのに好適な装置の別の例での側面図を示している。図３中のＸ−Ｘ矢視図を図４に示している。
前記の実施例では、図１に記載のように第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６を摺動自在に係合させるスライドガイド手段１２の基台側ガイド部材２５として、基台４にガイドレールを設け、そのガイドレールに第二接合材把持手段側スライド部材２３とインサート材把持手段２３を係合させて第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６をガイドレール上で走行自在となし、摺動自在とする例を示している。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 shows a side view of another example of an apparatus suitable for practicing the present invention. The XX arrow line view in FIG. 3 is shown in FIG.
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the base 4 is used as the base side guide member 25 of the slide guide means 12 that slidably engages the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16. The guide rail is provided with a slide member 23 and the insert material gripping means 23 engaged with the guide rail so that the second joint material gripping means 15 and the insert material gripping means 16 travel on the guide rail. An example of free and non-slidable is shown.

しかしながら、スライドガイド手段１２は前述の例に限るものではなく、例えば図３、図４に示すような本発明の他の実施例では基台側ガイド部材２５として基台４へ摺動容易なガイド軸２５ａを基台４の回転軸芯方向に平行に２本設け、このガイド軸２５ａに貫通させて第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６を摺動自在に配設して、軸方向にスライド自在とする。
この構成では、ガイド軸２５ａに係合する第二接合材把持手段側スライド部材２３とインサート材把持手段側スライド部材２４としてガイド軸２５ａとの当接面にベアリング部材や潤滑剤含有素材をはめ込んでガイド軸２５ａに対して摺動し易くすれば、第二接合材把持手段１５とインサート材把持手段１６の摺動がより容易となり、押圧手段１３の押圧力の軽減化が可能となる。 However, the slide guide means 12 is not limited to the above example. For example, in another embodiment of the present invention as shown in FIGS. 3 and 4, a guide that can be easily slid to the base 4 as the base side guide member 25. Two shafts 25a are provided parallel to the direction of the axis of rotation of the base 4, and the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16 are slidably disposed through the guide shaft 25a. It is slidable in the direction.
In this configuration, a bearing member and a lubricant-containing material are fitted on the contact surfaces of the guide shaft 25a as the second bonding material gripping means side slide member 23 and the insert material gripping means side slide member 24 that are engaged with the guide shaft 25a. If the sliding with respect to the guide shaft 25a is facilitated, the sliding of the second bonding material gripping means 15 and the insert material gripping means 16 becomes easier, and the pressing force of the pressing means 13 can be reduced.

また、押圧手段１３も前記実施例では油圧シリンダーを用いて示しているが、これに限るものではなく、空圧シリンダーやジャッキなど一般的に押圧力を発生する構成であればよい。   In addition, the pressing means 13 is shown as a hydraulic cylinder in the above embodiment, but is not limited to this, and any structure that generally generates a pressing force such as a pneumatic cylinder or a jack may be used.

また、図３中のＹ−Ｙ矢視図である図５に示されるように、駆動源５の回転を伝達する構成として、駆動側プーリー７と従動側プーリー８にベルト９を懸けることで回転の伝達する例を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく一般的に用いられる回転力を伝達する構成であればよい。例えば中間歯車を介在させて駆動側歯車の回転を従動側歯車に伝達する構成としたり、中間歯車を介することなく駆動側歯車と従動側歯車を直接かみ合わせることで駆動源５の回転をインサート材３に伝達することもできる。   Further, as shown in FIG. 5, which is a view taken along arrow YY in FIG. 3, as a configuration for transmitting the rotation of the drive source 5, the belt 9 is hung on the driving pulley 7 and the driven pulley 8 to rotate. However, the present invention is not limited to this, and any configuration that transmits a generally used rotational force may be used. For example, the rotation of the drive source 5 can be transmitted to the driven gear via an intermediate gear, or the drive source 5 can be directly engaged with the driven gear without using the intermediate gear. 3 can also be transmitted.

図４中のＡ−Ａ矢視図である図６にインサート材把持手段１６と回転軸６と駆動側プーリー７の断面図を示す。
インサート材３を回転させる駆動源５の設置位置においては、前記実施例では、駆動源５を基台４に設置しているが、インサート材把持手段１６の回転軸芯Ｚ方向の摺動に際し回転力の伝達を可能とするため、回転軸６と駆動側プーリー７をスプライン構造とし、インサート材把持手段１６の摺動と共に駆動側プーリー７も回転軸６を摺動可能としている例を示している。
しかしながら本発明の他の実施例としては、駆動源５をインサート材把持手段１６に設置し、インサート材把持手段１６と駆動源５を一体となして回転軸芯Ｚ方向に摺動可能とする。これにより回転軸６と駆動側プーリー７をスプライン構造とすることなく駆動源５の回転を伝達でき、回転力を伝達する部分である回転軸６と駆動側プーリー７の構造をより簡単な構造とすることができる。 FIG. 6, which is a view taken along the line AA in FIG. 4, shows a cross-sectional view of the insert material gripping means 16, the rotating shaft 6, and the driving pulley 7.
In the above-described embodiment, the drive source 5 is installed on the base 4 at the installation position of the drive source 5 for rotating the insert material 3, but rotates when the insert material gripping means 16 slides in the rotation axis Z direction. In order to enable transmission of force, the rotating shaft 6 and the driving pulley 7 have a spline structure, and the driving pulley 7 can also slide the rotating shaft 6 as the insert material gripping means 16 slides. .
However, as another embodiment of the present invention, the drive source 5 is installed in the insert material gripping means 16, and the insert material gripping means 16 and the drive source 5 are integrated so as to be slidable in the rotation axis Z direction. Accordingly, the rotation of the drive source 5 can be transmitted without the spline structure of the rotating shaft 6 and the driving pulley 7, and the structure of the rotating shaft 6 and the driving pulley 7, which is a part for transmitting the rotational force, can be simplified. can do.

図６中のＢ−Ｂ矢視図である図７にインサート材把持手段１６のインサート材３を掴むインサート材把持部２６の実施例の詳細図を示す。図７に示すようにインサート材３は２枚の板状の把持プレート１７に挟まれて把持される。
略半円形状の把持プレート１７の中心位置に半円形の穴を設け、２枚の把持プレート１７ａ、１７ｂで形成される円形の穴にインサート材３が挟まれることでインサート材３が把持されるようになされている。
２枚の把持プレート１７ａ、１７ｂの図７中上方の一端側には対向する突起形状の凸部１８が設けられ、先細り状に傾斜面２７が設けられている。 A detailed view of an embodiment of the insert material gripping portion 26 that grips the insert material 3 of the insert material gripping means 16 is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the insert material 3 is sandwiched and gripped by two plate-like gripping plates 17.
A semicircular hole is provided at the center position of the substantially semicircular gripping plate 17, and the insert member 3 is gripped by the insert member 3 being sandwiched between the circular holes formed by the two gripping plates 17a and 17b. It is made like that.
Opposite protrusion-shaped convex portions 18 are provided on one end side of the upper side of the two grip plates 17a and 17b in FIG. 7, and an inclined surface 27 is provided in a tapered shape.

前記把持プレート１７ａ、１７ｂの凸部１８の傾斜面２７に係合する凹部を有する狭持部材１９が２枚の把持プレート１７を挟みつけるように設けられている。
この狭持部材１９が図７中下方の把持プレート１７側に移動することで２枚の把持プレート１７ａ、１７ｂは中央に寄せられ、インサート材３を挟み込むようになされている。
図７中のＣ−Ｃ矢視図であるインサート材把持部２６の部分断面図を図８に示す。
狭持部材１９の図８中上方にはテーパー面２８が備えられており、このテーパー面２８に当接してテーパー駒２１が設けられている。このテーパー駒２１には押し込みピン２０が回転自在に取り付けられている。この押し込みピン２０は、押さえプレート２２にネジ構造で螺合されている。 A holding member 19 having a concave portion that engages with the inclined surface 27 of the convex portion 18 of the grip plates 17a and 17b is provided so as to sandwich the two grip plates 17 therebetween.
When the holding member 19 moves to the lower gripping plate 17 side in FIG. 7, the two gripping plates 17 a and 17 b are moved to the center so that the insert material 3 is sandwiched therebetween.
FIG. 8 shows a partial cross-sectional view of the insert material gripping portion 26 as viewed in the direction of arrows CC in FIG.
A tapered surface 28 is provided above the holding member 19 in FIG. 8, and a tapered piece 21 is provided in contact with the tapered surface 28. A push pin 20 is rotatably attached to the taper piece 21. The pushing pin 20 is screwed to the holding plate 22 with a screw structure.

図８において、押し込みピン２０が押さえプレート２２にねじ込まれると、図８中左方に押し込みピン２０が移動し、テーパー面２８を介して押し込みピン２０が狭持部材１９を図８中下方の把持プレート１７側に押し込む。
それにより狭持部材１９が図７中下方の把持プレート１７側に移動し、傾斜面２７を押圧して２枚の把持プレート１７ａ、１７ｂが中央に寄せられ、２枚の把持プレート１７ａ、１７ｂによりインサート材３は挟み込まれて把持される。 In FIG. 8, when the push pin 20 is screwed into the holding plate 22, the push pin 20 moves to the left in FIG. 8, and the push pin 20 grips the holding member 19 through the tapered surface 28 in the lower part of FIG. 8. Push in the plate 17 side.
As a result, the holding member 19 moves to the lower gripping plate 17 side in FIG. 7 and presses the inclined surface 27 so that the two gripping plates 17a and 17b are moved to the center, and the two gripping plates 17a and 17b The insert material 3 is sandwiched and gripped.

インサート材把持手段１６のインサート材３を掴むインサート材把持部２６が前述のような構成でなされると、インサート材３を把持する把持プレート１７ａ、１７ｂが薄い板状の構成で掴むことができるので、掴まれるインサート材３自体を回転軸芯Ｚ方向で薄い形状にすることができる。
これにより、被接合部材である第一接合材１と第二接合材２が単純な棒材ではなく異形部材同士を接合する場合においても、薄い形状のインサート材３を挿入できるので、インサート材３の形状の影響で接合後の全体形状を大きく変えることなく接合することができる。
When the insert material gripping portion 26 that grips the insert material 3 of the insert material gripping means 16 is configured as described above, the grip plates 17a and 17b that grip the insert material 3 can be gripped in a thin plate-like configuration. The insert material 3 itself to be gripped can be made thin in the direction of the rotation axis Z.
As a result, even when the first joining material 1 and the second joining material 2 which are the members to be joined are not simple rods but are joined to the deformed members, the insert material 3 having a thin shape can be inserted. It is possible to join without significantly changing the overall shape after joining due to the influence of the shape.

本発明を実施する摩擦圧接装置の一実施例を示す構成図The block diagram which shows one Example of the friction welding apparatus which implements this invention 本発明の作用説明図Action explanatory diagram of the present invention 本発明の他の実施例の側面図Side view of another embodiment of the present invention 図３のＸ−Ｘ矢視による断面図Sectional view by XX arrow of FIG. 図３のＹ−Ｙ矢視による断面図Sectional view by YY arrow of FIG. 図４のＡ−Ａ矢視による断面図Sectional drawing by AA arrow of FIG. 図６のＢ−Ｂ矢視によるインサート材把持部の詳細図Detailed view of the insert material gripping portion as seen in the direction of arrows BB in FIG. 図７のＣ−Ｃ矢視によるインサート材把持部の部分断面図Partial cross-sectional view of the insert material gripping portion as seen in the direction of arrows CC in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 第一接合材
２ 第二接合材
３ インサート材
４ 基台
５ 駆動源
６ 回転軸
７ 駆動側プーリー
８ 従動側プーリー
９ ベルト
１０ ボディ
１１ ベアリング
１２ スライドガイド手段
１３ 押圧手段
１４ 第一接合材把持手段
１５ 第二接合材把持手段
１６ インサート材把持手段
１７ 把持プレート
１８ 凸部
１９ 狭持部材
２０ 押し込みピン
２１ テーパ駒
２２ 押さえプレート
２３ 第二接合材把持手段側スライド部材
２４ インサート材把持手段側スライド部材
２５ 基台側ガイド部材
２６ インサート材把持部
２７ 傾斜面
２８ テーパー面
Ｚ 回転軸芯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st joining material 2 2nd joining material 3 Insert material 4 Base 5 Drive source 6 Rotating shaft 7 Drive side pulley 8 Driven side pulley 9 Belt 10 Body 11 Bearing 12 Slide guide means 13 Pressing means 14 First joining material gripping means 15 Second bonding material gripping means 16 Insert material gripping means 17 Holding plate 18 Protruding portion 19 Nipping member 20 Push pin 21 Taper piece 22 Pressing plate 23 Second bonding material gripping means side slide member 24 Insert material gripping means side slide member 25 Base side guide member 26 Insert material gripping portion 27 Inclined surface 28 Tapered surface Z Rotation axis

Claims (4)

金属素材のインサート材を回転自在に設け、該インサート材の両端で回転軸芯上に一対の被接合金属部材である第一接合材と第二接合材を並列に配置し、前記インサート材の一方の端面を第一接合材の端面に対向させるとともに他方の端面を第二接合材の端面に対向させ、前記インサート材を把持するインサート材把持手段と、第一接合材を非回転状態で把持する第一接合材把持手段と、第二接合材を非回転状態で把持する第二接合材把持手段と、第二接合材把持手段を回転軸芯方向で押圧する押圧手段を基台に設けた装置を用いて第一接合材とインサート材、及び第二接合材とインサート材を摩擦圧接する接合方法であって、まず、インサート材を回転させ、第二接合部材を回転軸芯でインサート材に向けて移動させ第二接合部材をインサート材に接触させる工程と、次に、押圧手段で押された第二接合部材がインサート材を第一接合材に向けて押圧し、第二接合部材とインサート材が接触した状態で共に回転軸芯で第一接合部材に向けて移動させ、インサート材を第一接合部材に接触させる工程と、その後、押圧手段が第二接合材をさらに押圧することで第一接合材とインサート材、及びインサート材と第二接合材を同じ押圧力で圧接する工程を順次実施することにより、ひとつの押圧手段で第一接合材とインサート材と第二接合材を摩擦圧接することを特徴とする摩擦圧接方法。 A metal insert material is rotatably provided, and a first joining material and a second joining material, which are a pair of metal members to be joined, are arranged in parallel on the rotation axis at both ends of the insert material, and one of the insert materials The end surface of the first bonding material is opposed to the end surface of the first bonding material, the other end surface is opposed to the end surface of the second bonding material, and the insert material holding means for holding the insert material and the first bonding material are held in a non-rotating state. A device provided with a first bonding material holding means, a second bonding material holding means for holding the second bonding material in a non-rotating state, and a pressing means for pressing the second bonding material holding means in the direction of the rotation axis. The first joining material and the insert material, and the second joining material and the insert material are joined by friction welding. First, the insert material is rotated, and the second joining member is directed to the insert material with the rotation axis. To move the second joining member Next, the second joining member pushed by the pressing means presses the insert material toward the first joining material, and the rotary shaft is in contact with the second joining member and the insert material. A step of moving the insert member toward the first bonding member with a core and bringing the insert material into contact with the first bonding member; and then, the pressing means further presses the second bonding material so that the first bonding material, the insert material, and the insert Friction welding method characterized in that the first bonding material, the insert material, and the second bonding material are friction-welded with one pressing means by sequentially performing a step of pressing the material and the second bonding material with the same pressing force. . 金属素材のインサート材を回転自在に設け、該インサート材の両端に回転軸芯上に一対の被接合金属部材である第一接合材と第二接合材を並列に配置し、前記インサート材の一方の端面を第一接合材の端面に対向させ、インサート材の他方の端面を第二接合材の端面に対向させ、前記インサート材を回転自在に把持するインサート材把持手段と、第一接合材を非回転状態で把持する第一接合材把持手段と、第二接合材を非回転状態で把持する第二接合材把持手段と、第二接合材把持手段をインサート材の回転軸芯方向でインサート材に向けて押圧するひとつの押圧手段を基台に設け、第一接合材とインサート材、及び第二接合材とインサート材を摩擦圧接する摩擦圧接装置であって、前記第一接合材把持手段が基台に対して回転軸芯方向に固定されて設けられ、前記第二接合材把持手段とインサート材把持手段を夫々基台に対して回転軸芯方向で平行移動自在に係合するスライドガイド手段と、前記インサート材を回転させる駆動源を備え、ひとつの押圧手段で第一接合材とインサート材、及び第二接合材とインサート材を摩擦圧接することを特徴とする摩擦圧接装置。 A metal insert material is rotatably provided, and a first joining material and a second joining material, which are a pair of metal members to be joined, are arranged in parallel on both ends of the insert material on a rotation axis, and one of the insert materials The insert material gripping means for rotatably gripping the insert material, with the end surface of the insert material facing the end surface of the first bonding material, the other end surface of the insert material facing the end surface of the second bonding material, The first bonding material gripping means for gripping in a non-rotating state, the second bonding material gripping means for gripping the second bonding material in a non-rotating state, and the second bonding material gripping means in the direction of the rotation axis of the insert material. A friction welding apparatus for friction welding the first bonding material and the insert material, and the second bonding material and the insert material, wherein the first bonding material gripping means includes: Fixed to the axis of rotation relative to the base A slide guide means for engaging the second bonding material gripping means and the insert material gripping means with each other so as to be movable in parallel in the direction of the rotation axis, and a drive source for rotating the insert material. A friction welding apparatus characterized in that the first bonding material and the insert material, and the second bonding material and the insert material are friction-welded with one pressing means. 前記スライドガイド手段が、第二接合材把持手段に設けられる第二接合材把持手段側スライド部材と、インサート材把持手段に設けられるインサート材把持手段側スライド部材と、基台に設けられ前記第二接合材把持手段側スライド部材とインサート材把持手段側スライド部材が摺動自在に係合される基台側ガイド部材を備え、基台側ガイド部材に案内されて第二接合材把持手段とインサート材把持手段が基台に対して回転軸芯と平行に摺動自在になされることを特徴とする請求項２記載の摩擦圧接装置。 The slide guide means includes a second bonding material holding means side slide member provided in the second bonding material holding means, an insert material holding means side slide member provided in the insert material holding means, and a second base provided on the base. The base material side guide member is slidably engaged with the joining material gripping means side slide member and the insert material gripping means side slide member, and is guided by the base side guide member to provide the second joining material gripping means and the insert material. 3. The friction welding apparatus according to claim 2, wherein the gripping means is slidable in parallel with the rotation axis with respect to the base. 前記駆動源が基台に設けられており、駆動源の回転をインサート材把持手段に伝える駆動側プーリーが駆動源の回転軸とスプライン構造で係合され、インサート材把持手段が回転軸芯方向で回転軸に対して摺動自在になされていることを特徴とする請求項２または３記載の摩擦圧接装置。
The drive source is provided on a base, and a driving pulley that transmits the rotation of the drive source to the insert material gripping means is engaged with the rotation shaft of the drive source by a spline structure, and the insert material gripping means is in the direction of the rotation axis. 4. The friction welding apparatus according to claim 2, wherein the friction welding apparatus is slidable with respect to the rotating shaft.

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