JP6601170B2 - Linear friction welding apparatus and vibration jig - Google Patents

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。   The present invention relates to, for example, a linear friction welding apparatus that joins the joint surfaces of a pair of metal parts using friction heat generated between the joint surfaces of a pair of metal parts such as a blade of a blisk (integral impeller) and a disk. About.

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。   In recent years, various developments have been made on linear friction welding devices used for manufacturing or repairing blisks, for example, and the applicant of the present invention has already filed applications for linear friction welding devices (see Patent Document 1 and Patent Document 2). ). And the structure of the conventional linear friction welding apparatus (linear friction welding apparatus based on a prior art) is as follows.

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、加振治具は、加振テーブルに設けられた加振治具ベースと、この加振治具ベースに加振方向に対向して設けられかつ第１の金属部品を挟持する一対のクランプ部材と、いずれかのクランプ部材を加振方向へ移動させるクランプシリンダとを有している。   A conventional linear friction welding apparatus includes an apparatus main body, and the apparatus main body includes a bed and a column provided on the bed. Further, the column is provided with a vibration table on its side surface, and this vibration table is movable in the vertical direction that is the vibration direction. The vibration table includes, on its side surface, a vibration jig that holds a first metal component such as a blisk blade. Further, the vibration jig includes a vibration jig base provided on the vibration table, and a pair of clamps that are provided opposite to the vibration jig base in the vibration direction and sandwich the first metal part. A member, and a clamp cylinder that moves any one of the clamp members in the vibration direction.

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。また、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。   The bed is provided with a pressing table at a position separated from the excitation table on the upper surface thereof, and this pressing table is movable in the horizontal direction, which is a pressing direction orthogonal to the excitation direction. Further, the pressing table includes a pressing jig for holding a second metal part such as a blisk disk on the upper surface thereof.

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対向させる。そして、加振摺動子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。   Therefore, the joint surface of the first metal part held by the vibration jig is opposed to the joint surface of the second metal part held by the pressing jig. And a press table is moved to a press direction, reciprocatingly moving an excitation slider in an excitation direction. Then, in a state where the first metal part is reciprocated in the excitation direction, the joining surface of the second metal part is brought close to the joining surface of the first metal part, and the second metal part is moved to the first metal part. It is possible to press toward the joining surface side of one metal part. Thereby, frictional heat can be generated between the joint surfaces of the pair of metal parts, and the joint surfaces of the pair of metal parts can be joined.

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。   Note that, as prior art related to the present invention, there is one shown in Patent Document 3 in addition to Patent Document 1 and Patent Document 2.

特開２０１５−１０８３３８号公報JP-A-2015-108338 特開２０１５−６６５７９号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-66579 特開２０１２−２２８７０３号公報JP 2012-228703 A

ところで、接合対象である一対の金属部品の大型化に伴い、一対の金属部品の接合面積が大面積化すると、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る。そのため、クランプシリンダの推力を高めて、一対のクランプ部材による挟持力（クランプ力）を強めることにより、接合中における加振テーブルに対する第１の金属部品の固定状態を強固に維持して、第１の金属部品の接合面を接合精度を十分に確保する必要がある。一方、クランプシリンダの推力を高めると、クランプシリンダが大型化し、それに伴い、加振治具ベース及び加振テーブル等が大型化し、結果的に、線形摩擦接合装置のコンパクト化を図ることが困難になる。   By the way, when the joining area of a pair of metal parts increases with the enlargement of the pair of metal parts to be joined, the frictional force between the joining surfaces of the pair of metal parts during joining increases. For this reason, by increasing the thrust of the clamp cylinder and increasing the clamping force (clamping force) by the pair of clamp members, the first metal component is securely fixed to the vibration table during joining, and the first It is necessary to sufficiently secure the joining accuracy of the joining surfaces of the metal parts. On the other hand, when the thrust of the clamp cylinder is increased, the size of the clamp cylinder increases, and accordingly, the vibration jig base and the vibration table increase in size, which makes it difficult to make the linear friction welding device compact. Become.

そこで、本発明は、線形摩擦接合装置のコンパクト化を図りつつ、クランプ力を高めて、第１の金属部品の接合精度をより高めることができる、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。   Therefore, the present invention provides a linear friction welding apparatus having a novel configuration that can increase the clamping force and increase the bonding accuracy of the first metal part while reducing the size of the linear friction welding apparatus. For the purpose.

本発明の一態様は、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設けられた第１クランプ部材と、前記第１クランプ部材に前記加振方向に対向する位置に設けられ、前記第１クランプ部材と協働して第１の金属部品を挟持（クランプ）する第２クランプ部材と、前記加振治具ベースに設けられ、複数のリンクを連結して構成され、前記第２クランプ部材に連結され、前記加振方向に沿って伸縮可能なリンク機構と、前記リンク機構を前記加振方向に沿って伸縮させるクランプアクチュエータと、を有し、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材の協働によって第１の金属部品を挟持すると、複数の前記リンクの連結中心を結ぶ連結中心線が前記加振方向に沿った一直線状になるように構成されていることである。   One aspect of the present invention is a linear friction that joins the joint surfaces of a pair of metal parts by using frictional heat generated between the joint surfaces of the pair of metal parts (first metal part and second metal part). A vibration apparatus provided in the apparatus main body and capable of reciprocating in the vibration direction, and a vibration jig (vibration holder unit) that is disposed on the vibration table and holds the first metal component. ) And a position separated from the excitation table in the apparatus main body, and moves relative to the excitation table in a pressing direction (pressing direction and the opposite direction) orthogonal to the excitation direction. And a pressing jig (pressing holder unit) that is provided on the pressing table and holds the second metal part, and the vibration jig is provided on the vibration table. Excitation jig base (Excitation holder unit Base), a first clamp member provided on the excitation jig base, a first clamp member provided at a position facing the first clamp member in the excitation direction, and in cooperation with the first clamp member. A second clamp member that clamps (clamps) the metal part; and a plurality of links that are provided on the vibration jig base, and are connected to the second clamp member along the vibration direction. A link mechanism that can be expanded and contracted, and a clamp actuator that expands and contracts the link mechanism along the excitation direction, and the first metal part is moved by the cooperation of the first clamp member and the second clamp member. When sandwiched, the connection center line connecting the connection centers of the plurality of links is configured to be a straight line along the excitation direction.

本発明の一態様によると、第１の金属部品を前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材の間にセットして、前記クランプアクチュエータの駆動によって前記リンク機構を前記加振方向に沿って伸長させる。すると、前記第２クランプ部材を前記加振方向の一方側へ移動させて、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材の協働により第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。   According to an aspect of the present invention, a first metal part is set between the first clamp member and the second clamp member, and the link mechanism is extended along the excitation direction by driving the clamp actuator. Let Then, the first metal component can be sandwiched by moving the second clamp member to one side in the excitation direction and by cooperation of the first clamp member and the second clamp member. Accordingly, the first metal component can be held by the vibration jig and fixed to the vibration table.

ここで、前記加振治具は、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材の協働によって第１の金属部品を挟持すると、前記結ぶ連結中心線が前記加振方向に沿った一直線状になるように構成されている。これにより、前記クランプアクチュエータの推力を高くしなくても、前記リンク機構が倍力機構としての機能を発揮して、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材による挟持力（クランプ力）を強めることができる。また、前記加振テーブルの前記加振方向の往復移動に伴う慣性力を、前記クランプアクチュエータを介することなく、前記リンク機構によって直接受けることができ、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材による挟持力を安定させることができる。   Here, when the first metal part is clamped by the cooperation of the first clamp member and the second clamp member, the connecting jig is connected in a straight line along the excitation direction. It is comprised so that it may become. As a result, even if the thrust of the clamp actuator is not increased, the link mechanism exhibits the function as a booster mechanism, and the clamping force (clamping force) between the first clamp member and the second clamp member is increased. be able to. In addition, the inertial force accompanying the reciprocating movement of the vibration table in the vibration direction can be directly received by the link mechanism without the clamp actuator, and the first clamp member and the second clamp member can The clamping force can be stabilized.

なお、前記加振治具から第１の金属部品を取り外す場合には、前記クランプアクチュエータの駆動によって前記リンク機構を前記加振方向に沿って収縮させる。すると、前記第２クランプ部材を前記加振方向の他方側へ移動させて、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材による挟持状態（クランプ状態）を解除することができる（本発明の第１の態様による第１の作用）。   When removing the first metal part from the vibration jig, the link mechanism is contracted along the vibration direction by driving the clamp actuator. Then, the second clamp member can be moved to the other side of the excitation direction to release the clamped state (clamped state) between the first clamp member and the second clamp member (first of the present invention). 1st effect | action by aspect of this).

また、本発明の一態様によると、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）。   Moreover, according to one aspect of the present invention, the bonding surface of the first metal component held by the vibration jig is opposed to the bonding surface of the second metal component held by the pressing jig. Then, while reciprocating the vibration table in the vibration direction, the pressure table is moved in the pressure direction relative to the vibration table. Then, in a state where the first metal part is reciprocated in the vibration direction, the joining surface of the second metal part is brought relatively close to the joining surface of the first metal part, and the second metal The component can be pressed to the joining surface side of the first metal component. Thereby, frictional heat can be generated between the joint surfaces of the pair of metal parts to join the joint surfaces of the pair of metal parts (second action according to the first aspect of the present invention).

本発明によれば、前述のように、前記クランプアクチュエータの推力を高くしなくても、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材による挟持力を強めることができる。そのため、本発明によれば、前記クランプアクチュエータの大型化を抑えて、前記線形摩擦接合装置のコンパクト化を図りつつ、接合中における前記加振テーブルに対する第１の金属部品の固定状態を強固に維持して、第１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。   According to the present invention, as described above, the clamping force by the first clamp member and the second clamp member can be increased without increasing the thrust of the clamp actuator. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the increase in size of the clamp actuator and to reduce the size of the linear friction welding apparatus, and to firmly maintain the fixed state of the first metal component with respect to the vibration table during bonding. Thus, it is possible to sufficiently secure the joining accuracy of the joining surface of the first metal component.

また、本発明によれば、前述のように、前記加振テーブルの前記加振方向の往復移動に伴う慣性力を、前記リンク機構によって直接受けることができ、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材による挟持力を安定させることができる。そのため、接合中における前記加振テーブルに対する第１の金属部品の固定状態をより安定させることができ、第１の金属部品の接合面の接合精度をより高めることができる。   In addition, according to the present invention, as described above, the inertia force accompanying the reciprocating movement of the vibration table in the vibration direction can be directly received by the link mechanism, and the first clamp member and the second The clamping force by the clamp member can be stabilized. Therefore, the fixed state of the first metal component with respect to the vibration table during bonding can be further stabilized, and the bonding accuracy of the bonding surface of the first metal component can be further increased.

つまり、本発明によれば、前記線形摩擦接合装置のコンパクト化を図りつつ、第１の金属部品の接合面の接合精度をより高めることができる。   In other words, according to the present invention, it is possible to further improve the joining accuracy of the joining surface of the first metal part while reducing the size of the linear friction welding apparatus.

図１は、本発明の実施形態に係る加振治具の断面図であって、第１クランプ部材と第２クランプ部材の協働によりブレードの被挟持部を挟持した様子を示している。FIG. 1 is a cross-sectional view of a vibration jig according to an embodiment of the present invention, and shows a state in which a sandwiched portion of a blade is clamped by cooperation of a first clamp member and a second clamp member. 図２は、本発明の実施形態に係る加振治具の断面図であって、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。FIG. 2 is a cross-sectional view of the vibration jig according to the embodiment of the present invention, showing a state in which the clamping state between the first clamp member and the second clamp member is released. 図３は、本発明の実施形態に係る加振治具の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the vibration jig according to the embodiment of the present invention. 図４は、図６における矢視部IVの拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the arrow IV in FIG. 図５は、図４におけるV-V線に沿った断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 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。FIG. 6 is a front view of the linear friction welding apparatus according to the embodiment of the present invention, in which some constituent members such as a guide block are broken. 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。FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the joint surface of the blade and the joint surface of the disk protrusion are joined.

本発明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。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the specification and claims of the present application, “provided” means not only being provided directly but also indirectly provided via a separate member, Is synonymous. “Providing” means to provide indirectly through another member in addition to providing directly, and is synonymous with “providing”. In the drawings, “FF” is the forward direction, “FR” is the backward direction, “L” is the left direction, “R” is the right direction, “U” is the upper side in the vertical direction (upward direction), “D” indicates the lower side (downward) in the vertical direction.

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。   As shown in FIGS. 6 and 7, the linear friction welding apparatus 1 according to the embodiment of the present invention includes a joining surface 3 a of the blade 3 and a joining surface 7 a of the disk protrusion 7 provided on the outer peripheral surface of the disk 5. This is an apparatus for joining the joining surface 3a of the blade 3 and the joining surface 7a of the disc projection 7 by using frictional heat generated therebetween. And the specific structure of the linear friction welding apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention is as follows.

ここで、ブレード３及びディスク５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、一対の金属部品の一例である。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を有している。   Here, the blade 3 and the disk 5 are part of blisks (not shown) used in a gas turbine (not shown), and are an example of a pair of metal parts. Further, the blade 3 has a rectangular sandwiched portion (clamped portion) 3b on the joint surface 3a side (root side).

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。   As shown in FIG. 6, the linear friction welding apparatus 1 includes an apparatus main body 9, and the apparatus main body 9 has a bed 13 installed on a floor surface F via a plurality of vibration-proof rubbers 11. The bed 13 extends in the left-right direction (one in the horizontal direction). The bed 13 includes a first column 15 on the left side, and the first column 15 extends in the vertical direction (up and down direction). The bed 13 includes a second column 17 on the right side thereof, and the second column 17 extends in the vertical direction. And the 1st column 15 and the 2nd column 17 are equipped so that the upper frame 19 may be connected between those upper parts, and this upper frame 19 is extended in the left-right direction.

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。   As shown in FIGS. 4 to 6, the first column 15 includes a guide block 21 on the right side surface (right side). The guide block 21 has a guide groove 23 having a T-shaped cross section, and the guide groove 23 extends in the vertical direction. The guide block 21 includes a rectangular vibration table 25 in the guide groove 23. The vibration table 25 can reciprocate in the vertical direction, which is the vibration direction. In other words, the vibration table 25 is provided on the right side surface of the first column 15 via the guide block 21 so as to be movable in the vibration direction. The vibration table 25 has a convex portion 25a on the right side thereof, and the convex portion 25a extends in the excitation direction (vertical direction). Further, the guide block 21 includes a stopper plate 27 on the lower side thereof for preventing the vibration table 25 from being detached from the guide groove 23.

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。   The guide block 21 includes, in the guide groove 23, a static pressure support unit 29 that guides the vibration table 25 so as to be able to reciprocate in the vibration direction using the static pressure of the support oil (an example of a support fluid). Yes. In other words, the vibration table 25 is provided in the guide groove 23 of the guide block 21 so as to reciprocate in the vibration direction via the static pressure support unit 29. The static pressure support unit 29 has a plurality of static pressure pads 31 provided at intervals in the guide groove 23 of the guide block 21, and the plurality of static pressure pads 31 are arranged on the vibration table 25 ( Support oil can be ejected toward the left side surface, right side surface, front end surface, and rear end surface of the vibration table 25) excluding the convex portion 25a. Each static pressure pad 31 is connected to a supply pump (not shown) for supplying support oil.

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。   As shown in FIG. 6, the upper frame 19 includes a hydraulic excitation cylinder 33 as a vibration actuator that reciprocally moves the vibration table 25 in a vibration direction with a predetermined amplitude on the left side. The vibration cylinder 33 has a piston rod 35 that can reciprocate in the vibration direction, and the tip of the piston rod 35 is connected to an appropriate position of the vibration table 25 via a coupling 37. ing. Here, the “predetermined amplitude” refers to a set amplitude of ± 10.0 mm or less as an example. Note that an electric vibration cylinder (not shown) or a vibration motor (not shown) may be used as the vibration actuator instead of the hydraulic vibration cylinder 33.

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。   The vibration table 25 includes a vibration jig (vibration holder unit) 39 that holds the blade 3 on the right side (right side) of the convex portion 25a. In other words, the vibration jig 39 can be attached (installable) to the right side surface of the convex portion 25 a of the vibration table 25. Alternatively, the linear friction welding apparatus 1 includes a vibration jig 39 that can be attached to the right side surface of the convex portion 25 a of the vibration table 25. The specific configuration of the vibration jig 39 will be described later.

図６に示すように、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に左右方向に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。   As shown in FIG. 6, the bed 13 includes a pair of guide rails 41 at a position separated from the vibration table 25 on the upper surface in the right direction. The pair of guide rails 41 are separated in the front-rear direction (one in the horizontal direction), and each guide rail 41 extends in the left-right direction. And a pair of guide rail 41 is provided with the press table 43 on those upper sides. In other words, the pressing table 43 is provided via the pair of guide rails 41 at a position separated from the vibration table 25 on the upper surface of the bed 13 in the right direction. Further, the pressing table 43 has a plurality of guided members 45 guided by the corresponding guide rails 41 in the left-right direction on the lower surface (lower side). In other words, the pressing table 43 is movable in the pressing direction (left direction) orthogonal to the excitation direction and the opposite direction (right direction) via the pair of guide rails 41 and the plurality of guided members 45. Yes.

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。   The pressing table 43 includes a support frame 47 on the upper surface thereof, and the support frame 47 has an inclined portion 47a inclined with respect to the horizontal direction. And the 2nd column 17 is provided with the hydraulic type press cylinder 49 as a press actuator which moves the press table 43 to a press direction and the opposite direction in the center part. The pressing cylinder 49 has a piston rod 51 that can move in the pressing direction and in the opposite direction. The tip (left end) of the piston rod 51 has a coupling 53 at an appropriate position on the support frame 47. Are connected through. Further, the pressing cylinder 49 is provided with a linear scale (not shown) as a position measuring device for measuring the position of the pressing table 43 in the pressing direction at an appropriate position. Note that the tip of the piston rod 51 may be connected to an appropriate position of the pressing table 43 instead of being connected to an appropriate position of the support frame 47. As the pressing actuator, an electric pressing cylinder (not shown) or a pressing motor (not shown) may be used instead of the hydraulic pressing cylinder 49.

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。換言すれば、押圧治具５５は、押圧テーブル４３に支持フレーム４７を介して設けられている。そして、押圧治具５５の具体的な構成は、次の通りである。   The support frame 47 includes a pressing jig (pressing holder unit) 55 for holding the disk 5 as the second metal part on the inclined portion 47a. In other words, the pressing jig 55 is provided on the pressing table 43 via the support frame 47. The specific configuration of the pressing jig 55 is as follows.

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。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。   The pressing jig 55 includes a pressing jig base (pressing holder unit) 57 provided on the inclined portion 47 a of the support frame 47. The pressing jig base 57 is provided with a circular rotary table 59 on its upper surface, and this rotary table 59 can rotate around an axis that is inclined with respect to the vertical direction (the axis of the rotary table 59). It has become. The rotary table 59 has a chuck mechanism 61 for concentrically attaching the disk 5 to the rotary table 59 at the center (center) thereof.

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し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を加振方向に平行するように構成されている。   The rotary table 59 is configured so that it can be indexed (positioned) to a predetermined joining position for joining the disk protrusions 7 by rotation around its axis. In other words, the pressing jig 55 is configured such that the disk protrusion 7 can be indexed to a predetermined joining position by rotation around the axis of the rotary table 59 (rotation around the axis of the disk 5). Further, the rotary table 59 is configured such that when the disk protrusion 7 is indexed to a predetermined bonding position, the bonding surface 7a of the disk protrusion 7 is parallel to the excitation direction.

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。   The pressing jig base 57 includes a rotation motor (not shown) as a rotation actuator that rotates the rotary table 59 around its axis at the center thereof. Further, the pressing jig base 57 is provided with a hydraulic fixed cylinder (not shown) as a fixed actuator for fixing the rotary table 59 to the pressing jig base 57 at an appropriate position.

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。   Next, a specific configuration of the vibration jig (vibration holder unit) 39 according to the embodiment of the present invention will be described.

図１から図４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、その上部に、トップブロック部６５ａを有している。加振治具ベース６５は、その下部に、ボトムブロック部６５ｂを有しており、このボトムブロック部６５ｂは、トップブロック部６５ａと加振方向（鉛直方向）に対向している。   As shown in FIGS. 1 to 4, the vibration jig 39 is a vibration jig base (vibration holder unit base) provided on the right side surface of the convex portion 25 a of the vibration table 25 via a plurality of bolts 63. ) 65. In other words, the vibration jig 39 includes the vibration jig base 65 that can be attached (installable) via the plurality of bolts 63 to the right side surface of the convex portion 25 a of the vibration table 25. The vibration jig base 65 has a top block portion 65a at the top thereof. The vibration jig base 65 has a bottom block portion 65b at the lower portion thereof, and the bottom block portion 65b faces the top block portion 65a in the vibration direction (vertical direction).

加振治具ベース６５は、ボトムブロック部６５ｂの上側（鉛直方向上側）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、第１クランプ部材６７に加振方向に対向する位置に、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。ここで、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は、それぞれブレード３の被挟持部３ｂに対応した形状になっている。また、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。   The vibration jig base 65 includes a first clamp member 67 on the upper side (vertical direction upper side) of the bottom block portion 65b. In addition, the vibration jig base 65 secondly clamps the clamped portion 3b of the blade 3 in cooperation with the first clamp member 67 at a position facing the first clamp member 67 in the vibration direction. A clamp member 69 is provided. Here, the clamping surface (clamping surface) 67f of the first clamp member 67 and the clamping surface 69f of the second clamp member 69 have shapes corresponding to the clamped portions 3b of the blade 3, respectively. The first clamp member 67 is configured to make the joint surface 3a of the blade 3 parallel to the excitation direction when the clamped portion 3b of the blade 3 is set on the clamping surface 67f.

第１クランプ部材６７は、押圧シリンダ４９による押圧荷重をブレード３の被挟持部３ｂの一端側（図１及び図２において下側部分）を介して受ける荷重受け面６７ｐを有している。第１クランプ部材６７の荷重受け面６７ｐは、ブレード３の被挟持部３ｂの一端側に接触可能（当接可能）であって、加振方向に平行になっている。また、加振治具ベース６５は、トップブロック部６５ａと第１クランプ部材６７の間に、押圧シリンダ４９による押圧荷重をブレード３の被挟持部３ｂの他端側（図１及び図２において上側部分）を介して受ける荷重受け部材７０を備えている。荷重受け部材７０は、その先端に、ブレード３の被挟持部３ｂの他端側に接触可能な荷重受け面７０ｐを有しており、この荷重受け面７０ｐは、第１クランプ部材６７の荷重受け面６７ｐと同一平面上に位置している。更に、加振治具ベース６５は、トップブロック部６５ａと荷重受け部材７０の間に、ガイドレール７１を備えており、このガイドレール７１は、加振方向へ延びている。なお、第１クランプ部材６７が荷重受け面６７ｐを有する代わりに、加振治具ベース６５が押圧シリンダ４９による押圧荷重をブレード３の被挟持部３ｂの一端側を介して受ける荷重受け部材（図示省略）を備えてもよい。第１クランプ部材６７が荷重受け面６７ｐを有しかつ加振治具ベース６５が荷重受け部材７０を備える代わりに、加振治具ベース６５が押圧シリンダ４９による押圧荷重をブレード３の被挟持部３ｂの両端側を介して受ける荷重受け部材（図示省略）を備えてもよい。   The first clamp member 67 has a load receiving surface 67p that receives the pressing load from the pressing cylinder 49 via one end side (the lower portion in FIGS. 1 and 2) of the sandwiched portion 3b of the blade 3. The load receiving surface 67p of the first clamp member 67 is capable of contacting (contacting with) one end of the sandwiched portion 3b of the blade 3 and is parallel to the excitation direction. Further, the vibration jig base 65 applies a pressing load from the pressing cylinder 49 between the top block portion 65a and the first clamp member 67 on the other end side of the held portion 3b of the blade 3 (the upper side in FIGS. 1 and 2). The load receiving member 70 received through the portion) is provided. The load receiving member 70 has a load receiving surface 70p that can be brought into contact with the other end side of the sandwiched portion 3b of the blade 3 at the tip thereof, and the load receiving surface 70p is a load receiving surface of the first clamp member 67. It is located on the same plane as the surface 67p. Further, the vibration jig base 65 includes a guide rail 71 between the top block portion 65a and the load receiving member 70, and the guide rail 71 extends in the vibration direction. Instead of the first clamp member 67 having the load receiving surface 67p, the vibration receiving jig base 65 receives a load applied by the pressing cylinder 49 via one end of the sandwiched portion 3b of the blade 3 (illustrated). (Omitted) may be provided. Instead of the first clamp member 67 having the load receiving surface 67p and the vibrating jig base 65 having the load receiving member 70, the vibrating jig base 65 applies the pressing load from the pressing cylinder 49 to the sandwiched portion of the blade 3 You may provide the load receiving member (illustration omitted) received via the both ends of 3b.

図１から図３に示すように、加振治具ベース６５は、トップブロック部６５ａの下側（鉛直方向下側）に、リンク機構（トグル機構）７３を備えており、このリンク機構７３は、加振方向に沿って伸縮可能になっている。そして、リンク機構７３は、複数のリンク７５，７７，７９を連結して構成されている。ここで、複数のリンク７５，７７，７９とは、三角形状の駆動リンク７５、楕円形状（小判状）の一対の従動リンク７７、及びスライダ（摺動子）７９のことである。   As shown in FIGS. 1 to 3, the vibration jig base 65 includes a link mechanism (toggle mechanism) 73 on the lower side (vertically in the vertical direction) of the top block portion 65a. It can be expanded and contracted along the excitation direction. The link mechanism 73 is configured by connecting a plurality of links 75, 77, 79. Here, the plurality of links 75, 77, 79 are a triangular drive link 75, a pair of elliptical (oval-shaped) driven links 77, and a slider (slider) 79.

駆動リンク７５の基端部は、加振治具ベース６５のトップブロック部６５ａに連結軸（駆動軸）８１を介して回転可能に連結されており、駆動リンク７５の基端部の連結中心Ｃ１は、連結軸８１の軸心と一致している。また、各従動リンク７７の一端部（上端部）は、駆動リンク７５の先端部（第１の先端部）に連結軸８３を介して回転可能に連結されており、各従動リンク７７の一端部の連結中心Ｃ２は、連結軸８３の軸心と一致している。一対の従動リンク７７の先端部は、駆動リンク７５の先端部の両側に位置している。   The base end portion of the drive link 75 is rotatably connected to the top block portion 65a of the vibration jig base 65 via a connection shaft (drive shaft) 81, and the connection center C1 of the base end portion of the drive link 75 is connected. Is coincident with the axis of the connecting shaft 81. In addition, one end portion (upper end portion) of each driven link 77 is rotatably connected to the distal end portion (first distal end portion) of the drive link 75 via a connecting shaft 83, and one end portion of each driven link 77. The connection center C <b> 2 coincides with the axis of the connection shaft 83. The tip portions of the pair of driven links 77 are located on both sides of the tip portion of the drive link 75.

スライダ７９は、各従動リンク７７の他端部（下端部）に連結軸８５を介して回転可能に連結されており、スライダ７９の連結中心Ｃ３は、連結軸８５の軸心と一致している。スライダ７９は、一対の従動リンク７７の先端部の間に位置している。また、スライダ７９の下端面は、第２クランプ部材６９に連結（固定）されている。換言すれば、第２クランプ部材６９は、加振治具ベース６５における第１クランプ部材６７に加振方向に対向する位置にリンク機構７３を介して設けられている。更に、スライダ７９は、左側（加振治具ベース６５側）に、ガイドレール７１に加振方向に案内される被案内部材８７を有している。換言すれば、スライダ７９は、ガイドレール７１及び複数の被案内部材８７を介して加振治具ベース６５に対して加振方向へ移動可能（摺動可能）になっている。なお、スライダ７９は、その下端面と第２クランプ部材６９の間に、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９の挟持力を調整するためのシム（図示省略）を備えてもよい。   The slider 79 is rotatably connected to the other end (lower end) of each driven link 77 via a connecting shaft 85, and the connecting center C <b> 3 of the slider 79 coincides with the axis of the connecting shaft 85. . The slider 79 is located between the tip portions of the pair of driven links 77. The lower end surface of the slider 79 is connected (fixed) to the second clamp member 69. In other words, the second clamp member 69 is provided via the link mechanism 73 at a position facing the first clamp member 67 in the vibration jig base 65 in the vibration direction. Further, the slider 79 has a guided member 87 guided on the guide rail 71 in the vibration direction on the left side (the vibration jig base 65 side). In other words, the slider 79 is movable (slidable) in the vibration direction with respect to the vibration jig base 65 via the guide rail 71 and the plurality of guided members 87. The slider 79 may include a shim (not shown) for adjusting the clamping force between the first clamp member 67 and the second clamp member 69 between the lower end surface of the slider 79 and the second clamp member 69.

加振治具ベース６５は、その左側上部に、リンク機構７３を加振方向に沿って伸縮させるクランプアクチュエータとして油圧式のクランプシリンダ８９を備えている。クランプシリンダ８９は、加振治具ベース６５に対して揺動軸９１を介して水平な揺動軸心（揺動軸９１の軸心）周りに揺動可能になっている。また、クランプシリンダ８９は、加振方向に対して傾斜（交差）する方向に沿って伸縮可能なピストンロッド９３を有しており、このピストンロッド９３の先端部は、駆動リンク７５の一部（第２の先端部）に連結軸９５を介して回転可能に連結されている。なお、油圧式のクランプシリンダ８９に代えて、空圧式又は電動式のクランプシリンダ（図示省略）を用いてもよい。   The vibration jig base 65 includes a hydraulic clamp cylinder 89 as a clamp actuator that extends and contracts the link mechanism 73 along the vibration direction at the upper left portion thereof. The clamp cylinder 89 can swing around a horizontal swing axis (axis of the swing shaft 91) with respect to the vibration jig base 65 via the swing shaft 91. The clamp cylinder 89 has a piston rod 93 that can be expanded and contracted along a direction inclined (crossed) with respect to the excitation direction. The tip of the piston rod 93 is a part of the drive link 75 ( The second tip portion is rotatably connected via a connecting shaft 95. In place of the hydraulic clamp cylinder 89, a pneumatic or electric clamp cylinder (not shown) may be used.

ここで、加振治具３９は、ピストンロッド９３の前記傾斜方向の収縮動作によって駆動リンク７５が連結軸８１の軸心周りに一方向（図１及び図２において時計回り方向）へ回転すると、リンク機構７３が加振方向に沿って伸長するように構成されている。また、加振治具３９は、ピストンロッド９３の前記傾斜方向の伸長動作によって駆動リンク７５が連結軸８１の軸心周りに他方向（図１及び図２において反時計回り方向）へ回転すると、リンク機構７３が加振方向に沿って収縮するように構成されている。   Here, when the drive link 75 rotates around the axis of the connecting shaft 81 in one direction (clockwise direction in FIGS. 1 and 2) by the contraction operation of the piston rod 93 in the inclined direction, The link mechanism 73 is configured to extend along the excitation direction. Further, when the drive link 75 rotates in the other direction (counterclockwise direction in FIGS. 1 and 2) around the axis of the connecting shaft 81 by the extending operation of the piston rod 93 in the inclined direction, The link mechanism 73 is configured to contract along the excitation direction.

そして、加振治具３９は、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９の協働によってブレード３の被挟持部３ｂを挟持すると、複数のリンク７５，７７，７９の連結中心を結ぶ連結中心線ＣＬが加振方向に沿った一直線状になるように構成されている。ここで、「連結中心線ＣＬ」とは、駆動リンク７５の基端部の連結中心Ｃ１と従動リンク７７の一端部の連結中心Ｃ２とスライダ７９の連結中心Ｃ３とを結ぶ線のことをいう。「一直線状」とは、幾何学的に正確な一直線状であることの他に、リンク機構７３が倍力機構としての機能を発揮できる程度の直線状であることを含む意である。   The vibration jig 39 connects the connection centers of the links 75, 77, and 79 when the clamped portion 3 b of the blade 3 is clamped by the cooperation of the first clamp member 67 and the second clamp member 69. The line CL is configured to be in a straight line along the excitation direction. Here, the “connection center line CL” refers to a line connecting the connection center C1 at the base end of the drive link 75, the connection center C2 at one end of the driven link 77, and the connection center C3 of the slider 79. The term “straight line” means that the link mechanism 73 has a straight line that can exhibit a function as a booster mechanism in addition to a geometrically accurate straight line.

加振治具ベース６５は、トップブロック部６５ａの頂部（上部）に、ストッパネジ９７を備えている。ストッパネジ９７は、連結中心線ＣＬが一直線状になった直後における、駆動リンク７５の一方向の回転を規制するように構成されている。   The vibration jig base 65 includes a stopper screw 97 on the top portion (upper portion) of the top block portion 65a. The stopper screw 97 is configured to restrict the rotation of the drive link 75 in one direction immediately after the connection center line CL becomes a straight line.

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。   Then, the effect | action and effect of embodiment of this invention are demonstrated.

（加振治具３９に関する作用）
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）にセットすることにより、ブレード３の接合面３ａを加振方向に平行にする。また、ブレード３の被挟持部３ｂの一端側を第１クランプ部材６７の荷重受け面６７ｐに接触（当接）させると共に、ブレード３の被挟持部３ｂの他端側を荷重受け部材７０の荷重受け面７０ｐに接触させる。そして、クランプシリンダ８９の駆動によりピストンロッド９３を前記傾斜方向に沿って収縮させて、駆動リンク７５を連結軸８１の軸心周りに一方向へ回転させることにより、リンク機構７３を加振方向に沿って伸長させる。すると、第２クランプ部材６９を加振方向の一方側（鉛直方向下側）へ移動させて、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。 (Operation related to the vibration jig 39)
By setting the clamped portion 3b of the blade 3 on the clamping surface 67f of the first clamp member 67 (between the clamping surface 67f of the first clamp member 67 and the clamping surface 69f of the second clamp member 69), the blade 3 is joined. The surface 3a is made parallel to the excitation direction. Further, one end side of the sandwiched portion 3 b of the blade 3 is brought into contact (contact) with the load receiving surface 67 p of the first clamp member 67, and the other end side of the sandwiched portion 3 b of the blade 3 is loaded with the load of the load receiving member 70. It contacts with the receiving surface 70p. Then, by driving the clamp cylinder 89, the piston rod 93 is contracted along the inclination direction, and the drive link 75 is rotated in one direction around the axis of the connecting shaft 81, thereby moving the link mechanism 73 in the exciting direction. Stretch along. Then, the second clamp member 69 is moved to one side (vertically in the vertical direction) of the excitation direction, and the blade 3 is clamped by the clamping surface 67f of the first clamping member 67 and the clamping surface 69f of the second clamping member 69. The part 3b can be clamped. As a result, the blade 3 can be held by the vibration jig 39 and fixed to the vibration table 25 with the joint surface 3a of the blade 3 parallel to the vibration direction.

ここで、加振治具３９は、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９の協働によってブレード３の被挟持部３ｂを挟持すると、連結中心線ＣＬが加振方向に沿った一直線状になるように構成されている。これにより、クランプシリンダ８９の推力を高くしなくても、リンク機構７３が倍力機構としての機能を発揮して、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９による挟持力（クランプ力）を強めることができる。また、加振テーブル２５の加振方向の往復移動に伴う慣性力を、クランプシリンダ８９を介することなく、リンク機構７３によって直接受けることができ、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９による挟持力を安定させることができる。   Here, when the vibration jig 39 clamps the sandwiched portion 3b of the blade 3 by the cooperation of the first clamp member 67 and the second clamp member 69, the connection center line CL is aligned in a straight line along the vibration direction. It is comprised so that it may become. As a result, even if the thrust of the clamp cylinder 89 is not increased, the link mechanism 73 functions as a booster mechanism, and the clamping force (clamping force) between the first clamp member 67 and the second clamp member 69 is increased. be able to. In addition, the inertial force accompanying the reciprocating movement of the vibration table 25 in the vibration direction can be directly received by the link mechanism 73 without using the clamp cylinder 89, and is clamped by the first clamp member 67 and the second clamp member 69. The power can be stabilized.

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８９の駆動によりピストンロッド９３を前記傾斜方向に沿って伸長させて、駆動リンク７５を連結軸８１の軸心周りに他方向へ回転させることにより、リンク機構７３を加振方向に沿って収縮させる。すると、第２クランプ部材６９を加振方向の他方側（鉛直方向上側）へ移動させて、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。   When removing the blade 3 from the vibration jig 39, the piston rod 93 is extended along the inclined direction by driving the clamp cylinder 89, and the drive link 75 is rotated around the axis of the connecting shaft 81 in the other direction. By doing so, the link mechanism 73 is contracted along the excitation direction. Then, the 2nd clamp member 69 can be moved to the other side (vertical direction upper side) of an excitation direction, and the clamping state (clamp state) by the 1st clamp member 67 and the 2nd clamp member 69 can be cancelled | released.

（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。 (Operation related to the pressing jig 55)
By attaching the disc 5 concentrically to the rotary table 59 by the chuck mechanism 61 or the like, the disc 5 is held by the pressing jig 55. Then, the rotary table 59 is rotated around its axis by driving the rotary motor, and the predetermined disk protrusion 7 is indexed to a predetermined bonding position, whereby the bonding surface 7a of the predetermined disk protrusion 7 is parallel to the excitation direction. To. Further, the rotary table 59 is fixed to the pressing jig base 57, in other words, to the pressing table 43 by driving the fixed cylinder. Thereby, the disk 5 can be held by the pressing jig 55 and fixed to the pressing table 43 in a state where the joint surface 7 a of the disk protrusion 7 is parallel to the excitation direction.

（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の接合面７ａ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の接合面７ａ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。 (Operation on the linear friction welding apparatus 1 as a whole)
The bonding surface 3a of the blade 3 held by the vibration jig 39 and the bonding surface 7a of the disk protrusion 7 of the disk 5 held by the pressing jig 55 are opposed to each other in a state parallel to the vibration direction. Next, the excitation table 25 is reciprocated in the excitation direction with a predetermined amplitude by driving the excitation cylinder 33. Further, the pressure table 43 is moved in the pressing direction by driving the pressing cylinder 49 while measuring the position of the pressing table 43 in the pressing direction using the linear scale. Then, in a state where the blade 3 is reciprocated in the vibration direction, the joint surface 7 a of the disk protrusion 7 is brought close to the joint surface 3 a of the blade 3, and the joint surface 7 a of the disk protrusion 7 is brought into contact with the blade 3. It can be pressed to the 3a side with a predetermined pressing load. When the amount of movement of the pressing table 43 from the origin position becomes the same as the target front shift amount set smaller than the target shift amount, the drive of the vibration cylinder 33 is stopped. Further, the pressing table 43 is moved in the pressing direction until the amount of movement of the pressing table 43 from the origin position is the same as the target shift amount. Then, in a state where the blade 3 is stopped, the joining surface 7a of the disk protrusion 7 can be pressed to the joining surface 3a side of the blade 3 with a predetermined pressing load. As a result, frictional heat is generated between the joint surface 3a of the blade 3 and the joint surface 7a of the disk protrusion 7 so that the joint surface 3a of the blade 3 and the joint surface 7a of the disk protrusion 7 are put up and joined. it can.

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所定の寄り量（変位量）のこという。   Here, the “origin position of the pressing table 43” refers to the position in the pressing direction of the pressing table 43 at the timing when the bonding surface 7 a of the disk protrusion 7 is brought into contact with the bonding surface 3 a of the blade 3. The “target deviation amount” refers to a predetermined deviation amount (displacement amount) for joining the joining surface 3 a of the blade 3 and the joining surface 7 a of the disk protrusion 7.

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。   After joining the joining surface 3 a of the blade 3 and the joining surface 7 a of the disk protrusion 7, the joined blade 3 is removed from the vibration jig 39 and the other blade 3 is held by the vibration jig 39. Further, the rotary table 59 is rotated around its axis, and the other predetermined disk protrusions 7 are indexed at predetermined bonding positions. Then, as described above, the joint surface 3a of the other blade 3 and the joint surface 7a of the other disk projection 7 are joined. Further, the operation relating to the joining of the joining surface 3a of the blade 3 and the joining surface 7a of the disk protrusion 7 is repeated until the blade 3 and the disk protrusion 7 to be joined disappear.

なお、接合済みのブレード３の被挟持部３ｂ及び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。   Note that the sandwiched portion 3b of the joined blade 3 and the joined disc protrusion 7 are finished into a product shape as part of a blisk by machining in a later process.

以上の如き、本発明の実施形態によれば、前述のように、クランプシリンダ８９の推力を高くしなくても、リンク機構７３が倍力機構としての機能を発揮して、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９による挟持力を強めることができる。そのため、本発明の実施形態によれば、クランプシリンダ８９の大型化を抑えて、線形摩擦接合装置１のコンパクト化を図りつつ、接合中における加振テーブル２５に対するブレード３の固定状態を強固に維持して、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａの接合精度を十分に確保することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, as described above, even if the thrust of the clamp cylinder 89 is not increased, the link mechanism 73 exhibits the function as a booster mechanism, and the first clamp member 67. And the clamping force by the 2nd clamp member 69 can be strengthened. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the clamp cylinder 89 is prevented from being enlarged, the linear friction welding apparatus 1 is made compact, and the fixed state of the blade 3 with respect to the vibration table 25 during joining is firmly maintained. Thus, it is possible to sufficiently secure the bonding accuracy between the bonding surface 3 a of the blade 3 and the bonding surface 7 a of the disk protrusion 7.

また、本発明の実施形態によれば、前述のように、加振テーブル２５の加振方向の往復移動に伴う慣性力を、リンク機構７３によって直接受けることができ、第１クランプ部材６７と第２クランプ部材６９による挟持力を安定させることができる。そのため、接合中における加振テーブル２５に対するブレード３の固定状態をより安定させることができ、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａの接合精度をより高めることができる。   Further, according to the embodiment of the present invention, as described above, the inertial force accompanying the reciprocating movement of the vibration table 25 in the vibration direction can be directly received by the link mechanism 73, and the first clamp member 67 and the first The clamping force by the two clamp members 69 can be stabilized. Therefore, the fixed state of the blade 3 with respect to the vibration table 25 during the bonding can be further stabilized, and the bonding accuracy between the bonding surface 3a of the blade 3 and the bonding surface 7a of the disk protrusion 7 can be further increased.

つまり、本発明の実施形態によれば、線形摩擦接合装置１のコンパクト化を図りつつ、ブレード３の接合面３ａとディスク突起７の接合面７ａの接合精度をより高めることができる。   That is, according to the embodiment of the present invention, it is possible to further increase the joining accuracy of the joining surface 3a of the blade 3 and the joining surface 7a of the disk protrusion 7 while reducing the size of the linear friction welding apparatus 1.

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。   In addition, this invention is not restricted to description of the above-mentioned embodiment, It can implement in a various aspect as follows.

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。駆動リンク７５と従動リンク７７の間に中間リンク（図示省略）を介在させてもよい。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。   That is, the upper frame 19 may include a heating unit (not shown) as disclosed in JP 2012-228703 A (Patent Document 3). In this case, the joining surface 3a of the blade 3 and the joining surface 7a of the disk protrusion 7 may be heated by the heating unit before the vibration table 25 is reciprocated in the vibration direction. Further, instead of enabling the pressing table 43 to move in the pressing direction and the opposite direction, the vibration table 25 may be movable integrally with the first column 15 in the pressing direction and the opposite direction. An intermediate link (not shown) may be interposed between the drive link 75 and the driven link 77. Instead of using the vertical direction as the excitation direction, for example, a horizontal direction other than the vertical direction may be used as the excitation direction. Furthermore, the technical idea applied to the linear friction welding apparatus 1 that joins the joint surface 3a of the blade 3 and the joint surface 7a of the disk protrusion 7 is linear for joining the joint surfaces of a pair of metal parts other than the blade 3 and the disk 5. You may apply to a friction welding apparatus (illustration omitted).

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。   The scope of rights encompassed by the present invention is not limited to the above-described embodiment.

Ｃ１ 連結中心
Ｃ２ 連結中心
Ｃ３ 連結中心
ＣＬ 連結中心線
１ 線形摩擦接合装置
３ ブレード
３ａ 接合面
３ｂ 被挟持部
５ ディスク
７ ディスク突起
７ａ 接合面
９ 装置本体
１１ 防振ゴム
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 トップブロック部
６５ｂ ボトムブロック部
６７ 第１クランプ部材
６７ｆ 挟持面
６７ｐ 荷重受け面
６９ 第２クランプ部材
６９ｆ 挟持面
７０ 荷重受け部材
７０ｐ 荷重受け面
７３ リンク機構
７５ 駆動リンク（リンク）
７７ 従動リンク（リンク）
７９ スライダ（リンク）
８１ 連結軸
８３ 連結軸
８５ 連結軸
８７ 被案内部材
８９ クランプシリンダ
９１ 揺動軸
９３ ピストンロッド
９５ 連結軸 C1 connection center C2 connection center C3 connection center CL connection center line 1 linear friction welding device 3 blade 3a joint surface 3b sandwiched portion 5 disc 7 disc projection 7a joint surface 9 device main body 11 anti-vibration rubber 13 bed 15 first column 17 first 2 column 19 upper frame 21 guide block 23 guide groove 25 vibration table 25a convex part 29 static pressure support unit 33 vibration cylinder (vibration actuator)
39 Excitation jig 43 Press table 47 Support frame 47a Inclined portion 49 Press cylinder (press actuator)
55 Pressing jig 57 Pressing jig base 59 Rotary table 61 Chuck mechanism 65 Excitation jig base 65a Top block 65b Bottom block 67 First clamp member 67f Holding surface 67p Load receiving surface 69 Second clamping member 69f Holding surface 70 Load receiving member 70p Load receiving surface 73 Link mechanism 75 Drive link (link)
77 Followed links
79 Slider (link)
81 connecting shaft 83 connecting shaft 85 connecting shaft 87 guided member 89 clamp cylinder 91 swing shaft 93 piston rod 95 connecting shaft

Claims (3)

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、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設けられた第１クランプ部材と、
前記第１クランプ部材に前記加振方向に対向する位置に設けられ、前記第１クランプ部材と協働して第１の金属部品を挟持する第２クランプ部材と、
前記加振治具ベースに設けられ、複数のリンクを連結して構成され、前記第２クランプ部材に連結され、前記加振方向に沿って伸縮可能なリンク機構と、
前記リンク機構を前記加振方向に沿って伸縮させるクランプアクチュエータと、を有し、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材の協働によって第１の金属部品を挟持すると、複数の前記リンクの連結中心を結ぶ連結中心線が前記加振方向に沿った一直線状になるように構成されている線形摩擦接合装置。 A linear friction welding device that joins the joint surfaces of a pair of metal parts using frictional heat generated between the joint surfaces of a pair of metal parts,
An excitation table provided in the apparatus body and capable of reciprocating in the excitation direction;
A vibration jig provided on the vibration table and holding the first metal component;
The vibration jig is
A vibration jig base provided on the vibration table;
A first clamp member provided on the vibration jig base;
A second clamp member provided at a position facing the first clamp member in the excitation direction, and sandwiching a first metal part in cooperation with the first clamp member;
A link mechanism provided on the excitation jig base, configured by connecting a plurality of links, connected to the second clamp member, and expandable and contractable along the excitation direction;
A clamp actuator that expands and contracts the link mechanism along the excitation direction, and when the first metal part is clamped by the cooperation of the first clamp member and the second clamp member, a plurality of the links The linear friction welding apparatus comprised so that the connection centerline which connects a connection center may become the straight form along the said excitation direction. 複数の前記リンクは、
基端部が前記加振治具ベースに回転可能に連結された駆動リンクと、
一端部が前記駆動リンクの先端部に回転可能に連結された従動リンクと、
前記従動リンクの他端部に回転可能に連結され、前記第２クランプ部材に連結され、前記加振治具ベースに対して前記加振方向へ移動可能なスライダと、を有した請求項１に記載の線形摩擦接合装置。 A plurality of the links are
A drive link having a base end rotatably connected to the vibration jig base;
A driven link having one end rotatably connected to the tip of the drive link;
A slider connected to the other end of the driven link in a rotatable manner, connected to the second clamp member, and movable in the excitation direction with respect to the excitation jig base. The linear friction welding apparatus as described. 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る請求項１又は請求項２に記載の線形摩擦接合装置。   The linear friction welding apparatus according to claim 1, wherein the joining surface of the first metal part is a joining surface of a blade that is a part of a blisk.

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