JP2017051994A - 線形摩擦接合装置及び加振治具 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａの接合精度をより向上させること。【解決手段】加振治具３９は、加振テーブル２５の凸部２５ａの右側面に取付可能な加振治具ベース６５を具備している。加振治具ベース６５は、ブロック部６５ａの上側に、第１クランプ部材６７を備えている。加振治具ベース６５は、ブロック部６５ａと壁部６５ｂの間に、第２クランプ部材６９を備えている。加振治具ベース６５は、壁部６５ｂに、第２クランプ部材６９に加振方向に対して傾斜する方向ＳＤの挟持力を付与するクランプボルト７１を備えている。前記傾斜する方向ＳＤは、ブレード３の被挟持部３ｂの対角線方向ＰＤと同じ方向になっている。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばブリスク（一体翼車）のブレードとディスク等の一対の金属部品の接合面間に発生した摩擦熱を利用して、一対の金属部品の接合面を接合する線形摩擦接合装置等に関する。

近年、例えばブリスク等の製作又は修理に用いられる線形摩擦接合装置について種々の開発がなされており、本願発明の出願人も線形摩擦接合装置について既に出願している（特許文献１及び特許文献２等参照）。そして、従来の線形摩擦接合装置（先行技術に係る線形摩擦接合装置）の構成は、次の通りである。

従来の線形摩擦接合装置は、装置本体を具備しており、この装置本体は、ベッドと、このベッドに設けられたコラムとを有している。また、コラムは、その側面に、加振テーブルを備えており、この加振テーブルは、加振方向である鉛直方向へ移動可能である。加振テーブルは、その側面に、例えばブリスクのブレード等の第１の金属部品を保持する加振治具を備えている。更に、ベッドは、その上面における加振テーブルに離隔した位置に、押圧テーブルを備えており、この押圧テーブルは、加振方向に直交する押圧方向である水平方向へ移動可能である。押圧テーブルは、その上面に、例えばブリスクのディスク等の第２の金属部品を保持する押圧治具を備えている。

従って、加振治具によって保持された第１の金属部品の接合面と、押圧治具によって保持された第２の金属部品の接合面を押圧方向に対向させる。そして、加振テーブルを加振方向へ往復移動させつつ、押圧テーブルを押圧方向へ移動させる。すると、第１の金属部品を加振方向へ往復移動させた状態で、第２の金属部品の接合面を第１の金属部品の接合面に対して接近させて、第２の金属部品を第１の金属部品の接合面側へ押圧することができる。これにより、一対の金属部品の接合面間に摩擦熱を発生させて、一対の金属部品の接合面を接合することができる。

なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１及び特許文献２の他に、特許文献３に示すものがある。

特開２０１５−１０８３３８号公報 特開２０１５−６６５７９号公報 特開２０１２−２２８７０３号公報

ところで、従来の線形摩擦接合装置を用いた一対の金属部品の接合においては、通常、一対の金属部品の接合面の接合精度を十分に確保することができる。一方、接合対象である一対の金属部品の大型化又は複雑化に伴って、接合中における一対の金属部品の接合面間の摩擦力が増加し、又は加振治具等の剛性が低下すると、一対の金属部品の接合面の接合精度が低下することが懸念される。

そこで、本発明は、接合中における一対の金属部品の接合面間の摩擦力が増加し、又は加振治具等の剛性が低下しても、一対の金属部品の接合精度を向上させることができる、新規な構成の線形摩擦接合装置等を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、一対の金属部品（第１の金属部品と第２の金属部品）の接合面間に発生した摩擦熱を利用して、一対の金属部品の接合面を接合する線形摩擦接合装置であって、装置本体に設けられ、加振方向へ往復移動可能な加振テーブルと、前記加振テーブルに設けられ、第１の金属部品を保持する加振治具（加振ホルダユニット）と、前記装置本体における前記加振テーブルに対して離隔した位置に設けられ、前記加振方向に直交する押圧方向（押圧方向及びその反対方向）へ前記加振テーブルに対して相対的に移動可能な押圧テーブルと、前記押圧テーブルに設けられ、第２の金属部品を保持する押圧治具（押圧ホルダユニット）と、を具備し、前記加振治具は、前記加振テーブルに設けられた加振治具ベース（加振ホルダユニットベース）と、前記加振治具ベースに前記加振方向に対向して設けられ、第１の金属部品を挟持（クランプ）する一対のクランプ部材と、一対の前記クランプ部材のうち少なくともいずれかの前記クランプ部材に前記加振方向に対して傾斜する方向の挟持力（クランプ力）を付与するクランプ付与部材と、を有したことである。

本発明の第１の態様によると、第１の金属部品を一対の前記クランプ部材の間にセットして、前記クランプ付与部材によっていずれかの前記クランプ部材に前記傾斜する方向の挟持力を付与する。すると、一対の前記クランプ部材によって第１の金属部品を挟持することができる。これにより、前記加振治具によって第１の金属部品を保持して、前記加振テーブルに対して固定することができる。

ここで、前記傾斜する方向の挟持力の分力として、前記加振方向の挟持力の他に、前記加振方向と前記押圧方向に直交する方向の挟持力がいずれかの前記クランプ部材に働くことになる。その結果、前記加振方向及び前記直交する方向から第１の金属部品を前記加振テーブルに対して強固に固定することができる（本発明の第１の態様による第１の作用）。

また、本発明の第１の態様によると、前記加振治具によって保持された第１の金属部品の接合面と、前記押圧治具によって保持された第２の金属部品の接合面を対向させる。そして、前記加振テーブルを前記加振方向へ往復移動させつつ、前記押圧テーブルを前記加振テーブルに対して相対的に前記押圧方向へ移動させる。すると、第１の金属部品を加振方向へ往復移動させた状態で、第２の金属部品の接合面を第１の金属部品の接合面に対して相対的に接近させて、第２の金属部品を第１の金属部品の接合面側へ押圧することができる。これにより、一対の金属部品の接合面間に摩擦熱を発生させて、一対の金属部品の接合面を接合することができる（本発明の第１の態様による第２の作用）。

本発明の第２の態様は、一対の金属部品（第１の金属部品と第２の金属部品）の接合面を接合する線形摩擦接合装置に用いられ、前記線形摩擦接合装置の構成要素である加振方向へ往復移動可能な加振テーブルに取付可能（設置可能）になっており、第１の金属部品を保持する加振治具（加振ホルダユニット）であって、前記加振テーブルに取付可能な加振治具ベース（加振ホルダユニットベース）と、前記加振治具ベースに前記加振方向に対向して設けられ、第１の金属部品を挟持（クランプ）する一対のクランプ部材と、一対の前記クランプ部材のうち少なくともいずれかの前記クランプ部材に前記加振方向に対して傾斜する方向の挟持力（クランプ力）を付与するクランプ付与部材と、を具備したことである。

本発明の第２の態様によると、前述の本発明の第１の態様による第１の作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、前述のように、前記加振方向及び前記直交する方向から第１の金属部品を前記加振テーブルに対して強固に固定することができる。そのため、接合中における一対の金属部品の接合面間の摩擦力が大きくなっても、前記加振テーブルに対する第１の金属部品の前記加振方向及び前記直交する方向の振れ（微動）が生じることを確実に防止することができる。つまり、本発明によれば、接合中における一対の金属部品の接合面間の摩擦力が増加し、又は前記加振治具等の剛性が低下しても、一対の金属部品の接合面の接合精度を向上させることができる。

図１（ａ）（ｂ）は、図４における矢視部Iの拡大図である。図１（ａ）は、第１クランプ部材と第２クランプ部材によってブレードの被挟持部を挟持した様子を示しており、図１（ｂ）は、第１クランプ部材と第２クランプ部材による挟持状態を解除した様子を示している。 図２は、本発明の実施形態に係る加振治具の斜視図である。 図３は、図１（ａ）における矢視部IIIの拡大図である。 図４は、図６における矢視部IVの拡大図である。 図５は、図４におけるV-V線に沿った図である。 図６は、本発明の実施形態に係る線形摩擦接合装置の正面図であって、ガイドブロック等の一部の構成部材について破断してある。 図７は、ブレードの接合面とディスク突起の接合面を接合する様子を示す図である。 図８（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る加振治具を示す図である。図８（ａ）は、第１クランプ部材と第２クランプ部材によってブレードの被挟持部を挟持した様子を示しており、図８（ｂ）は、第１クランプ部材と第２クランプ部材による挟持状態を解除した様子を示している。

本発明の実施形態及び他の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意であって、「備えられる」と同義である。「備える」とは、直接的に備えることの他に、別部材を介して間接的に備えることを含む意であって、「設ける」と同義である。また、図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、鉛直方向上側（上方向）、「Ｄ」は、鉛直方向下側（下方向）をそれぞれ指している。

（本発明の実施形態）
本発明の実施形態について図１から図７を参照して説明する。

図６及び図７に示すように、本発明の実施形態に係る線形摩擦接合装置１は、ブレード３の接合面３ａと、ディスク５の外周面に設けられたディスク突起７の接合面７ａとの間に発生した摩擦熱を利用して、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａを接合する装置である。そして、本発明の実施形態に係る線形摩擦接合装置１の具体的な構成は、以下の通りである。

ここで、ブレード３は、ガスタービン（図示省略）に用いられるブリスク（図示省略）の一部であって、金属部品の１つである。ディスク５は、ブリスクの一部であって、金属部品の１つである。また、ブレード３は、その接合面３ａ側（根本側）に、矩形状の被挟持部（被クランプ部）３ｂと矩形状のストッパ部（突き当て部）３ｃを連続して有している。ストッパ部３ｃは、被挟持部３ｂよりも接合面３ａ側に位置しており、ストッパ部３ｃの外径寸法は、被挟持部３ｂの外径寸法よりも大きくなっている。なお、ブレード３の被挟持部３ｂ及びストッパ部３ｃを矩形状に形成する代わりに、平行四辺形状に形成してもよい。

図６に示すように、線形摩擦接合装置１は、装置本体９を具備しており、この装置本体９は、床面Ｆに複数の防振ゴム１１を介して設置されたベッド１３を有しており、このベッド１３は、左右方向（水平方向の１つ）へ延びている。ベッド１３は、その左部に、第１コラム１５を備えており、第１コラム１５は、鉛直方向（上下方向）へ延びている。ベッド１３は、その右部に、第２コラム１７を備えており、この第２コラム１７は、鉛直方向へ延びている。そして、第１コラム１５と第２コラム１７は、それらの上部の間に、上部フレーム１９を連結するように備えており、この上部フレーム１９は、左右方向へ延びている。

図４から図６に示すように、第１コラム１５は、その右側面（右側）に、ガイドブロック２１を備えている。ガイドブロック２１は、断面Ｔ字形状のガイド溝２３を有しており、このガイド溝２３は、鉛直方向へ延びている。また、ガイドブロック２１は、そのガイド溝２３内に、矩形状の加振テーブル２５を備えており、この加振テーブル２５は、加振方向である鉛直方向へ往復移動可能になっている。換言すれば、加振テーブル２５は、ガイドブロック２１を介して第１コラム１５の右側面に加振方向へ移動可能に設けられている。加振テーブル２５は、その右側、凸部２５ａを有しており、この凸部２５ａは、加振方向（鉛直方向）へ延びている。更に、ガイドブロック２１は、その下側に、ガイド溝２３内からの加振テーブル２５の離脱を防止するストッパプレート２７を備えている。

ガイドブロック２１は、そのガイド溝２３内に、支持油（支持流体の一例）の静圧を利用して加振テーブル２５を加振方向へ往復移動可能に案内する静圧支持ユニット２９を備えている。換言すれば、加振テーブル２５は、ガイドブロック２１のガイド溝２３内に静圧支持ユニット２９を介して加振方向へ往復移動可能に設けられている。また、静圧支持ユニット２９は、ガイドブロック２１のガイド溝２３内に間隔を置いて設けられた複数の静圧パッド３１を有しており、複数の静圧パッド３１は、加振テーブル２５（凸部２５ａを除く加振テーブル２５）の左側面、右側面、前端面、及び後端面に向かって支持油を噴出可能になっている。なお、各静圧パッド３１は、支持油を供給する供給ポンプ（図示省略）に接続されている。

図６に示すように、上部フレーム１９は、その左部に、所定の振幅で加振テーブル２５を加振方向へ往復移動させる加振アクチュエータとしての油圧式の加振シリンダ３３を備えている。また、加振シリンダ３３は、加振方向へ往復移動可能なピストンロッド３５を有しており、このピストンロッド３５の先端部は、加振テーブル２５の適宜位置にカップリング３７を介して連結している。ここで、「所定の振幅」とは、一例として、±１０．０ｍｍ以下の設定された振幅のことをいう。なお、加振アクチュエータとして油圧式の加振シリンダ３３に代えて、電動式の加振シリンダ（図示省略）又は加振モータ（図示省略）等を用いてもよい。

加振テーブル２５は、その凸部２５ａの右側面（右側）に、ブレード３を保持する加振治具（加振ホルダユニット）３９を備えている。換言すれば、加振治具３９は、加振テーブル２５の凸部２５ａの右側面に取付可能（設置可能）になっている。又は、線形摩擦接合装置１は、加振テーブル２５の凸部２５ａの右側面に取付可能な加振治具３９を具備している。なお、加振治具３９の具体的な構成については、後述する。

ベッド１３は、その上面における加振テーブル２５に対して右方向に離隔した位置に、一対（１つのみ図示）のガイドレール４１を備えている。一対のガイドレール４１は、前後方向（水平方向の１つ）に離隔しており、各ガイドレール４１は、左右方向へ延びている。そして、一対のガイドレール４１は、それらの上側に、押圧テーブル４３を備えている。換言すれば、押圧テーブル４３は、ベッド１３の上面における加振テーブル２５に対して右方向に離隔した位置に一対のガイドレール４１を介して設けられている。また、押圧テーブル４３は、その下面（下側）に、対応するガイドレール４１に左右方向へ案内される複数の被案内部材４５を有している。換言すれば、押圧テーブル４３は、一対のガイドレール４１及び複数の被案内部材４５を介して加振方向に直交する押圧方向（左方向）及びその反対方向（右方向）へ移動可能になっている。

押圧テーブル４３は、その上面に、支持フレーム４７を備えており、この支持フレーム４７は、水平方向に対して傾斜した傾斜部４７ａを有している。そして、第２コラム１７は、その中央部に、押圧テーブル４３を押圧方向及びその反対方向へ移動させる押圧アクチュエータとしての油圧式の押圧シリンダ４９を備えている。また、押圧シリンダ４９は、押圧方向及びその反対方向へ移動可能なピストンロッド５１を有しており、このピストンロッド５１の先端部（左端部）は、支持フレーム４７の適宜位置にカップリング５３を介して連結している。更に、押圧シリンダ４９は、その適宜位置に、押圧テーブル４３の押圧方向の位置を測定する位置測定器としてのリニアスケール（図示省略）を備えている。なお、ピストンロッド５１の先端部が支持フレーム４７の適宜位置に連結する代わりに、押圧テーブル４３の適宜位置に連結してもよい。押圧アクチュエータとして油圧式の押圧シリンダ４９に代えて、電動式の押圧シリンダ（図示省略）又は押圧モータ（図示省略）等を用いてもよい。

支持フレーム４７は、その傾斜部４７ａに、第２の金属部品としてのディスク５を保持する押圧治具（押圧ホルダユニット）５５を備えている。そして、押圧治具５５の具体的な構成は、次の通りである。

押圧治具５５は、支持フレーム４７の傾斜部４７ａに設けられた押圧治具ベース（押圧ホルダユニット）５７を具備している。また、押圧治具ベース５７は、その上面に、円形の回転テーブル５９を備えており、この回転テーブル５９は、鉛直方向に対して傾斜した軸心（回転テーブル５９の軸心）周りに回転可能になっている。更に、回転テーブル５９は、その中央部（中心部）に、ディスク５を回転テーブル５９に同心状に取付けるためのチャック機構６１を有している。

回転テーブル５９は、その軸心周りの回転によってディスク突起７を接合するための所定の接合位置に割り出し（位置決め）できるように構成されている。換言すれば、押圧治具５５は、回転テーブル５９の軸心周りの回転（ディスク５の軸心周りの回転）によってディスク突起７を所定の接合位置に割り出できるように構成されている。また、回転テーブル５９は、ディスク突起７を所定の接合位置に割り出すと、そのディスク突起７の接合面７ａを加振方向に平行にするように構成されている。

押圧治具ベース５７は、その中央部に、回転テーブル５９をその軸心周りに回転させる回転アクチュエータとしての回転モータ（図示省略）を備えている。また、押圧治具ベース５７は、その適宜位置に、回転テーブル５９を押圧治具ベース５７に対して固定するための固定アクチュエータとしての油圧式の固定シリンダ（図示省略）を備えている。

続いて、本発明の実施形態に係る加振治具（加振ホルダユニット）３９の具体的に構成について説明する。

図１（ａ）（ｂ）から図３に示すように、加振治具３９は、加振テーブル２５の凸部２５ａの右側面（右側）に複数のボルト６３を介して設けられた加振治具ベース（加振ホルダユニットベース）６５を具備している。換言すれば、加振治具３９は、加振テーブル２５の凸部２５ａの右側面に複数のボルト６３を介して取付可能（設置可能）な加振治具ベース６５を具備している。加振治具ベース６５は、その中央部から下部にかけて、ブロック部６５ａを有している。加振治具ベース６５は、その上部に、壁部６５ｂを有しており、この壁部６５ｂは、ブロック部６５ａに加振方向（鉛直方向）に対向している。

加振治具ベース６５は、ブロック部６５ａの上側に、第１クランプ部材６７を備えている。また、加振治具ベース６５は、ブロック部６５ａと壁部６５ｂの間に、第１クランプ部材６７と協働してブレード３の被挟持部３ｂを挟持（クランプ）する第２クランプ部材６９を備えている。そして、第１クランプ部材６７の挟持面（クランプ面）６７ｆ及び第２クランプ部材６９の挟持面６９ｆの側面視形状（押圧方向に平行な方向から見た形状）は、それぞれブレード３の被挟持部３ｂの形状に対応したＬ字形状になっている。更に、第１クランプ部材６７は、その挟持面６７ｆにブレード３の被挟持部３ｂがセットされると、ブレード３の接合面３ａを加振方向に平行にするように構成されている。なお、ブレード３の被挟持部３ｂ及びストッパ部３ｃを平行四辺形状に形成した場合には、第１クランプ部材６７の挟持面６７ｆ及び第２クランプ部材６９の挟持面６９ｆの側面視形状は、それぞれＶ字形状になる。加振治具ベース６５は、ブロック部６５ａと壁部６５ｂの間に、第２クランプ部材６９を加振方向へ案内するガイド部材（図示省略）を備えてもよい。

加振治具ベース６５は、壁部６５ｂに、第２クランプ部材６９に加振方向に対して傾斜する方向ＳＤの挟持力（クランプ力）を付与するクランプ付与部材としてのクランプボルト７１を備えている。クランプボルト７１は、壁部６５ｂに螺合しており、クランプボルト７１の先端部は、クランプボルト７１の締付け力によって加圧接触可能になっている。また、クランプボルト７１は、その中間部に、クランプボルト７１の緩みを防止するための固定ナット７３を備えている。そして、前記傾斜する方向ＳＤ、換言すれば、クランプボルト７１によって付与される挟持力の方向ＳＤは、ブレード３の被挟持部３ｂの対角線方向ＰＤと同じ方向になっている。ここで、「同じ方向」とは、±５度の誤差を含む意である。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

（加振治具３９に関する作用）
ブレード３のストッパ部３ｃを第１クランプ部材６７の右側面に突き当てた状態で、ブレード３の被挟持部３ｂを第１クランプ部材６７の挟持面６７ｆ（第１クランプ部材６７の挟持面６７ｆと第２クランプ部材６９の挟持面６９ｆの間）にセットする（図１（ｂ）参照）。すると、ブレード３の接合面３ａを加振方向に平行にすることができる。そして、クランプボルト７１を締め付けて、クランプボルト７１の先端部を第２クランプ部材６９に加圧接触させることにより、第２クランプ部材６９（第１クランプ部材６７及び第２クランプ部材６９）に前記傾斜する方向ＳＤの挟持力を付与する（図１（ｂ）参照）。すると、第１クランプ部材６７の挟持面６７ｆと第２クランプ部材６９の挟持面６９ｆによってブレード３の被挟持部３ｂを挟持することができる。これにより、ブレード３の接合面３ａを加振方向に平行にした状態で、加振治具３９によってブレード３を保持して、加振テーブル２５に対して固定することができる。

ここで、前記傾斜する方向ＳＤの挟持力の分力として、加振方向の挟持力の他に、加振方向と押圧方向に直交する方向の挟持力が第２クランプ部材６９に働くことになる。その結果、加振方向（鉛直方向）及び直交する方向（水平方向の１つである前後方向）からブレード３を加振テーブル２５に対して強固に固定することができる。特に、前記傾斜する方向ＳＤがブレード３の被挟持部３ｂの対角線方向ＰＤと同じ方向になっているため（図３参照）、ブレード３を加振テーブル２５に対してより強固に安定して固定することができる。

なお、加振治具３９からブレード３を取り外す場合には、クランプボルト７１を緩めて、クランプボルト７１の先端部による加圧状態を解除する。これにより、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９による挟持状態（クランプ状態）を解除することができる。

（押圧治具５５に関する作用）
チャック機構６１等によってディスク５を回転テーブル５９に同心状に取付けることにより、押圧治具５５によってディスク５を保持する。そして、回転モータの駆動により回転テーブル５９をその軸心周りに回転させて、所定のディスク突起７を所定の接合位置に割り出すことにより、所定のディスク突起７の接合面７ａを加振方向に平行にする。更に、固定シリンダの駆動により回転テーブル５９を押圧治具ベース５７、換言すれば、押圧テーブル４３に対して固定する。これにより、ディスク突起７の接合面７ａを加振方向に平行にした状態で、押圧治具５５によってディスク５を保持して、押圧テーブル４３に対して固定することができる。

（線形摩擦接合装置１全体に関する作用）
加振治具３９によって保持されたブレード３の接合面３ａと、押圧治具５５によって保持されたディスク５のディスク突起７の接合面７ａを加振方向に対して平行な状態で対向させる。次に、加振シリンダ３３の駆動により所定の振幅で加振テーブル２５を加振方向へ往復移動させる。また、リニアスケールによって押圧テーブル４３の押圧方向の位置を測定しながら、押圧シリンダ４９の駆動により押圧テーブル４３を押圧方向へ移動させる。すると、ブレード３を加振方向へ往復移動させた状態で、ディスク突起７の接合面７ａをブレード３の接合面３ａに対して接近させて、ディスク突起７をブレード３の接合面３ａ側へ所定の押圧荷重で押圧することができる。そして、押圧テーブル４３の原点位置からの移動量が目標寄り量よりも小さく設定した目標前寄り量と同じになると、加振シリンダ３３の駆動を停止する。更に、押圧テーブル４３の原点位置からの移動量が目標寄り量と同じになるまで、押圧テーブル４３を押圧方向へ移動させる。すると、ブレード３を停止させた状態で、ディスク突起７をブレード３の接合面３ａ側へ所定の押圧荷重で押圧することができる。これにより、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａとの間に摩擦熱を発生させて、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａを据え込んで接合することができる。

ここで、「押圧テーブル４３の原点位置」とは、ディスク突起７の接合面７ａをブレード３の接合面３ａに接触させたタイミングにおける、押圧テーブル４３の押圧方向の位置のことをいう。「目標寄り量」とは、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａを接合させるためのブレード３とディスク突起７の寄り量（変位量）のこという。

ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａを接合した後に、加振治具３９から接合済みのブレード３を取り外して、加振治具３９によって他のブレード３を保持する。また、回転テーブル５９をその軸心周りに回転させて、他の所定のディスク突起７を所定の接合位置に割り出す。そして、前述のように、他のブレード３の接合面３ａと他のディスク突起７の接合面７ａを接合する。更に、接合対象であるブレード３及びディスク突起７がなくなるまで、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａの接合に関する動作を繰り返して行う。

なお、接合済みのブレード３の被挟持部３ｂ及びストッパ部３ｃ、並びに接合済みのディスク突起７は、後工程の機械加工によってブリスクの一部として製品形状に仕上げられる。

以上の如き、本発明の実施形態によれば、前述のように、加振方向及び前記直交する方向からブレード３を加振テーブル２５に対してより強固に安定して固定することができる。そのため、接合中におけるブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａとの間の摩擦力が大きくなっても、加振テーブル２５に対するブレード３の加振方向及び前記直交する方向の振れ（微動）が生じることを確実に防止することができる。つまり、本発明の実施形態によれば、接合中におけるブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａとの間の摩擦力が増加し、又は加振治具７５等の剛性が低下しても、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａの接合精度をより向上させることができる。

（本発明の他の実施形態）
本発明の他の実施形態について図８参照して説明する。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の他の実施形態に係る加振治具７５は、本発明の実施形態に係る加振治具３９（図１（ａ）（ｂ）参照）と同様に、ブレード３を保持するものであって、加振テーブル２５の凸部２５ａの右側面に取付可能になっている。また、加振治具７５は、加振治具３９と同様の構成を有しており、加振治具７５の構成のうち、加振治具３９と異なる部分の構成についてのみ説明する。なお、加振治具７５における複数の構成要素のうち、加振治具３９における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。

加振治具ベース６５は、ブロック部６５ａと壁部６５ｂの間に、第２クランプ部材６９を加振方向（鉛直方向）へ案内するガイド部材７７を備えている。換言すれば、第２クランプ部材６９は、加振治具ベース６５におけるブロック部６５ａと壁部６５ｂの間にガイド部材７７を介して加振方向へ往復移動可能に設けられている。また、第２クランプ部材６９は、その上部に、断面Ｔ字状の連結溝７９を有している。

加振治具ベース６５は、壁部６５ｂに、第２クランプ部材６９に加振方向に対して傾斜する方向ＳＤの挟持力を付与するクランプ付与部材としてのクランプシリンダ８１を備えている。また、クランプシリンダ８１は、前記傾斜する方向ＳＤへ伸縮可能（移動可能）な作動ロッド８３を有している。作動ロッド８３は、壁部６５ｂを貫通しており、作動ロッド８３の先端部は、第２クランプ部材６９の連結溝７９に相対移動可能に連結している。更に、前記傾斜する方向ＳＤ、換言すれば、クランプシリンダ８１によって付与される挟持力の方向ＳＤは、ブレード３の被挟持部３ｂの対角線方向ＰＤ（図３参照）と同じ方向になっている。ここで、「同じ方向」とは、±５度の誤差を含む意である。なお、作動ロッド８３の先端部が第２クランプ部材６９の連結溝７９に相対移動可能に連結する代わりに、第２クランプ部材６９に一体的に連結（固定）してもよい。

続いて、本発明の他の実施形態の作用について説明する。

ブレード３のストッパ部３ｃを第１クランプ部材６７の右側面に突き当てた状態で、ブレード３の被挟持部３ｂを第１クランプ部材６７の挟持面６７ｆにセットする（図８（ｂ）参照）。すると、ブレード３の接合面３ａを加振方向に平行にすることができる。そして、クランプシリンダ８１の駆動により作動ロッド８３を前記傾斜する方向ＳＤへ伸長させて、作動ロッド８３の先端部を第２クランプ部材６９に加圧接触させることにより、第２クランプ部材６９に前記傾斜する方向ＳＤの挟持力を付与する（図８（ｂ）参照）。すると、第１クランプ部材６７の挟持面６７ｆと第２クランプ部材６９の挟持面６９ｆによってブレード３の被挟持部３ｂを挟持することができる。これにより、ブレード３の接合面３ａを加振方向に平行にした状態で、加振治具３９によってブレード３を保持して、加振テーブル２５に対して固定することができる。

なお、加振治具３９からブレード３を取り外す場合には、クランプシリンダ８１の駆動により作動ロッド８３を前記傾斜する方向ＳＤへ収縮させて、作動ロッド８３の先端部による加圧状態を解除する。これにより、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９による挟持状態を解除することができる。

そして、本発明の他の実施形態においても、本発明の実施形態と同様の効果を奏するものである。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものでなく、次のように種々の態様で実施可能である。

即ち、上部フレーム１９が特開２０１２−２２８７０３号公報（特許文献３）に示すような加熱ユニット（図示省略）を備えてもよい。この場合には、加振テーブル２５を加振方向へ往復移動させる前に、加熱ユニットによってブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａを加熱してもよい。また、押圧テーブル４３を押圧方向及びその反対方向へ移動可能にする代わりに、加振テーブル２５を第１コラム１５と一体的に押圧方向及びその反対方向へ移動可能にしてもよい。鉛直方向を加振方向とする代わりに、鉛直方向以外の例えば水平方向を加振方向にしてもよい。更に、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａを接合する線形摩擦接合装置１に適用した技術的思想を、ブレード３とディスク５以外の一対の金属部品の接合面を接合する線形摩擦接合装置（図示省略）に適用してもよい。

そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

１ 線形摩擦接合装置
３ ブレード（金属部品）
３ａ 接合面
３ｂ 被挟持部
３ｃ ストッパ部
５ ディスク（金属部品）
７ ディスク突起
７ａ 接合面
９ 装置本体
１３ ベッド
１５ 第１コラム
１７ 第２コラム
１９ 上部フレーム
２１ ガイドブロック
２３ ガイド溝
２５ 加振テーブル
２５ａ 凸部
２９ 静圧支持ユニット
３３ 加振シリンダ（加振アクチュエータ）
３９ 加振治具
４３ 押圧テーブル
４７ 支持フレーム
４７ａ 傾斜部
４９ 押圧シリンダ（押圧アクチュエータ）
５５ 押圧治具
５７ 押圧治具ベース
５９ 回転テーブル
６１ チャック機構
６５ 加振治具ベース
６５ａ ブロック部
６５ｂ 壁部
６７ 第１クランプ部材
６７ｆ 挟持面
６９ 第２クランプ部材
６９ｆ 挟持面
７１ クランプボルト
７３ 固定ナット
７５ 加振治具
７７ ガイド部材
７９ 連結溝
８１ クランプシリンダ
８３ 作動ロッド

Claims (9)

1. 一対の金属部品の接合面間に発生した摩擦熱を利用して、一対の金属部品の接合面を接合する線形摩擦接合装置であって、
   装置本体に設けられ、加振方向へ往復移動可能な加振テーブルと、
   前記加振テーブルに設けられ、第１の金属部品を保持する加振治具と、
   前記装置本体における前記加振テーブルに対して離隔した位置に設けられ、前記加振方向に直交する押圧方向へ前記加振テーブルに対して相対的に移動可能な押圧テーブルと、
   前記押圧テーブルに設けられ、第２の金属部品を保持する押圧治具と、を具備し、
   前記加振治具は、
   前記加振テーブルに設けられた加振治具ベースと、
   前記加振治具ベースに前記加振方向に対向して設けられ、第１の金属部品を挟持する一対のクランプ部材と、
   一対の前記クランプ部材のうち少なくともいずれかの前記クランプ部材に前記加振方向に対して傾斜する方向の挟持力を付与するクランプ付与部材と、を有した線形摩擦接合装置。
2. 第１の金属部品は、矩形状又は平行四辺形状の被挟持部を有し、各クランプ部材の挟持面の側面視形状は、第１の金属部品の被挟持部の形状に対応したＬ字形状又はＶ字形状になっており、前記傾斜する方向は、第１の金属部品の被挟持部の対角線方向と同じ方向になっている請求項１に記載の線形摩擦接合装置。
3. 前記クランプ付与部材は、前記加振治具ベースに螺合して設けられたクランプボルトである請求項１又は請求項２に記載の線形摩擦接合装置。
4. 前記クランプ付与部材は、前記傾斜する方向へ移動可能な作動ロッドを有したクランプアクチュエータであって、前記作動ロッドの先端部は、いずれかの前記クランプ部材に連結されている請求項１又は請求項２に記載の線形摩擦接合装置。
5. 第１の金属部品の接合面は、ブリスクの一部であるブレードの接合面であって、第２の金属部品の接合面は、前記ブリスクの一部であるディスクの外周面に設けられたディスク突起の接合面である請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の線形摩擦接合装置。
6. 一対の金属部品の接合面を接合する線形摩擦接合装置に用いられ、前記線形摩擦接合装置の構成要素である加振方向へ往復移動可能な加振テーブルに取付可能になっており、第１の金属部品を保持する加振治具であって、
   前記加振テーブルに取付可能な加振治具ベースと、
   前記加振治具ベースに前記加振方向に対向して設けられ、第１の金属部品を挟持する一対のクランプ部材と、
   一対の前記クランプ部材のうち少なくともいずれかの前記クランプ部材に前記加振方向に対して傾斜する方向の挟持力を付与するクランプ付与部材と、を具備した加振治具。
7. 第１の金属部品は、矩形状又は平行四辺形状の被挟持部を有し、各クランプ部材の挟持面の側面視形状は、第１の金属部品の被挟持部の形状に対応したＬ字形状又はＶ字形状になっており、前記傾斜する方向は、第１の金属部品の被挟持部の対角線方向と同じ方向になっている請求項６に記載の加振治具。
8. 前記クランプ付与部材は、前記加振治具ベースに螺合して設けられたクランプボルトである請求項６又は請求項７に記載の加振治具。
9. 前記クランプ付与部材は、前記傾斜する方向へ移動可能な作動ロッドを有したクランプアクチュエータであって、前記作動ロッドの先端部は、いずれかの前記クランプ部材に連結されている請求項６又は請求項７に記載の加振治具。

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