JP4884084B2 - 摩擦攪拌接合用の接合工具 - Google Patents
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Description
特に、上記凹凸の変位量は、最も大きい小径突部との接続部分で0.2mm〜0.5mmの範囲内であるため、接合工具に掛かる負荷の増大を抑制しつつ摩擦や振動変形による発熱、攪拌の作用が適切に得られる。
上記公転は、一定の公転中心点まわりに回転させるだけで、スポット溶接的に接合処理を行う場合だけでなく、所定の接合線に沿って連続的に接合する場合に、公転中心点をその接合線に沿って連続的、或いは断続的に移動させながら、その公転中心点まわりに公転させて接合処理を連続的に行う場合も含む。上記方法は、あくまでも本発明の接合工具を用いて摩擦攪拌接合を好適に行うことができる接合方法の一例で、本発明の接合工具の使用に際しては、必ずしも上記接合方法に限定されるものではない。例えば、公転させることなく一定位置で軸心まわりに回転駆動(自転)するだけでも良いし、その軸心を所定の接合線に沿って直線移動させて連続的に接合する場合であっても良い。また、軸部の半径寸法より大きな公転半径で公転させることもできるし、接合線に沿ってジグザグ(折れ線状)に移動させながら接合処理を行うこともできる。
図1は、本発明の一実施例である摩擦攪拌接合用の接合工具10を説明する図で、(a) は軸心Sと直角方向から見た正面図、(b) は軸心Sに沿って切断した先端部分の拡大断面図、(c) は先端側から見た拡大端面図、(d) は軸部12の先端面に設けられた円環形状の凹所20の表面形状を説明する断面図である。接合工具10は、円柱形状の軸部12と、その軸部12の先端中央部に軸部12と同心に突設された小径突部14とを備えており、合金工具鋼〔SKD(HRC64)〕にて一体に構成されている。小径突部14は、先端側程小径となるテーパ形状を成しており、その外周面には工具回転方向と逆ねじれのテーパおねじ16が設けられているとともに、先端面(突部先端面)18は部分球面形状を成している。本実施例の接合工具10は、軸部12側(図1(a) の上方)から見て軸心Sの右まわりに回転駆動されて使用されるもので、テーパおねじ16は、その回転駆動方向と逆向きの左ねじとされている。また、軸部12の直径は10mmで、小径突部14の最大径は4mm、テーパおねじ16はM4×0.5、テーパ角度は1/16、突部先端面18の半径R1は4mmである。
Claims (2)
- 円柱形状の軸部の先端中央部に該軸部と同心に小径突部が突設されているとともに、該小径突部の外周面におねじが設けられ、軸心まわりに回転駆動されつつ該小径突部が被接合部材に押圧されることにより、摩擦熱で該被接合部材を軟化させるとともに該小径突部が該被接合部材内に没入させられ、該被接合部材の接合部分を前記おねじにより攪拌して混ぜ合わせて接合する摩擦攪拌接合用の接合工具において、
前記軸部の先端面であって前記小径突部よりも外周側の円環状部分は、該軸部の外周縁から該小径突部に向かうに従って所定の傾斜角度θで徐々に深くなる凹所とされているとともに、
該傾斜角度θが周方向において滑らかに連続的に増減させられることにより、前記凹所の表面に周方向において波形状に滑らかに変化する凹凸が設けられており、
且つ、前記凹凸の変位量は前記小径突部との接続部分で最も大きく、0.2mm〜0.5mmの範囲内であり、前記凹所の外周側へ向かうに従って小さくなってなだらかになり、該凹所の外周縁では該凹凸が完全に無くなって、全周に亘って軸心に対して直角な一平面内に位置させられている
ことを特徴とする摩擦攪拌接合用の接合工具。 - 前記おねじは、前記小径突部の先端側へ向かうに従って小径となり、且つ、前記軸部側から見た軸心まわりの回転駆動方向と逆向きにねじれたテーパおねじで、軸心まわりに回転駆動されることにより、軟化した被接合部材を先端側へ流動させて攪拌する
ことを特徴とする請求項1に記載の摩擦攪拌接合用の接合工具。
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