JP6887412B2 - 摩擦攪拌接合用工具及び摩擦攪拌接合装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施例1による摩擦攪拌接合用工具を適用した摩擦攪拌接合装置の概要を示す部分断面図である。図1に示すように、本発明の実施例1による摩擦攪拌接合用工具100を適用した摩擦攪拌接合装置1は、本体部10と、ワーク搬送部20と、制御部30と、を備える。
次に、図4及び図5を用いて、本発明の実施例2による摩擦攪拌接合用工具の概要を説明する。なお、以下の説明において、実施例2による摩擦攪拌接合用工具を適用した摩擦攪拌接合装置は、着脱式のショルダを含む摩擦攪拌接合用工具以外の構成は実施例1のものと共通であるため、ここでの再度の説明は省略する。
次に、図6を用いて、本発明の実施例3による摩擦攪拌接合用工具の概要を説明する。なお、以下の説明において、実施例3による摩擦攪拌接合用工具を適用した摩擦攪拌接合装置は、着脱式のショルダを含む摩擦攪拌接合用工具以外の構成は実施例1のものと共通であるため、ここでの再度の説明は省略する。
次に、図7を用いて、本発明の実施例4による摩擦攪拌接合用工具の概要を説明する。なお、以下の説明において、実施例4による摩擦攪拌接合用工具を適用した摩擦攪拌接合装置は、着脱式のショルダを含む摩擦攪拌接合用工具以外の構成は実施例1のものと共通であるため、ここでの再度の説明は省略する。
図8は、本発明の実施例5による摩擦攪拌接合用工具の使用時における工具先端の概要を示す断面図である。なお、以下の説明において、実施例5による摩擦攪拌接合用工具を適用した摩擦攪拌接合装置は、着脱式のショルダを含む摩擦攪拌接合用工具以外の構成は実施例1のものと共通であるため、ここでの再度の説明は省略する。
次に、図9を用いて、本発明の実施例6による摩擦攪拌接合用工具の概要を説明する。なお、以下の説明においては、実施例1乃至5で示した摩擦攪拌接合用工具と構成上で異なる点についてのみ説明を行うものとし、その他の共通する構成については実施例2と同一の符号を用いて説明して図示を省略する。
10 本体部
12 主軸台
14 主軸フレーム
16 回転主軸
18 主軸台送り装置
20 ワーク搬送部
22 加工テーブル
24 加工テーブル送り装置
30 制御部
32 数値制御装置
34 インターフェース
36 メモリ
100、200、300、400、500 摩擦攪拌接合用工具
110、210、310、410、510 ハウジング
112、212、312、412、512 ハウジング本体
113 縮径部
114 突出部
114a 第一の面
118、238、338、438、538、638、639 排出穴
120、220、320、420、520 攪拌ピン
122、222 ピンホルダ
124、224、324、424、524 ピン本体
124a、224a 攪拌部
217、317、417 保持部
230、330、430、530、630 ショルダ
232、332、432、632 取付部
233、333、433、633 縮径部
234、334、434、534 突出部
234a、334a、434a、534a、634a 第一の面
Claims (13)
- 回転軸を有する攪拌ピンと、第一の面を有するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、前記攪拌ピンを相対的に前記回転軸周りで回転可能に収容し、前記第一の面に開口する収容穴を含み、
前記攪拌ピンは、前記回転軸に沿った一端に、前記収容穴に収容された状態で前記第一の面から突出し、ワークに対して挿入される攪拌部を含み、
前記ハウジングには、前記収容穴と前記ハウジングの外部と連通する排出穴が形成されており、
前記収容穴は、前記回転軸に沿って互いに接続された第一の収容穴と第二の収容穴を含み、
前記第一の収容穴は、前記第一の面に開口し、
前記第二の収容穴は、前記第一の収容穴より穴径が大きく、
前記排出穴の開口は、前記第一の収容穴と前記第二の収容穴との境界を含む位置に前記第二の収容穴の内周に沿って形成され、
前記ハウジングは、前記攪拌ピンの回転方向において前記排出穴の内周面に前記第二の収容穴の内周面が接続する第一及び第二接続位置をこの順に含み、
前記排出穴は、前記第一接続位置から、前記回転方向であって前記第一接続位置における前記第二の収容穴の前記内周の接線に沿った方向へ向けた空間を包含するとともに、前記回転軸と平行で前記第二接続位置から前記接線と平行方向に延びる平面からなる壁面を含んで形成されている
ことを特徴とする摩擦攪拌接合用工具。 - 前記ハウジングは、前記第一の面及び前記排出穴を有するショルダと、ハウジング本体と、を別体に構成し、
前記ショルダは、前記ハウジング本体に取り付けられる取付部を含み、
前記ハウジング本体は、前記取付部を保持する保持部を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の摩擦攪拌接合用工具。 - 前記取付部は、前記ハウジング本体に前記ショルダを取り付けた際の位置を特定する位置決め面を含み、
前記保持部は、前記位置決め面に当接する当接面を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の摩擦攪拌接合用工具。 - 前記排出穴は、前記ハウジングの内部に侵入した前記ワークが前記攪拌ピンの回転により生じる流れに沿って前記収容穴から前記ハウジングの外部に排出されるように形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合用工具。 - 前記排出穴は、2以上形成され、前記収容穴に接続する位置が互いに等間隔となるように配置されている
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合用工具。 - 前記ハウジングにおいて、少なくとも前記第一の収容穴の内面には、前記ワークとの親和性が低い被膜が被覆されている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合用工具。 - 前記ハウジングの前記第一の面は、前記ワークと接触するショルダ面を構成する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合用工具。 - 前記攪拌ピンは、前記攪拌部を有するピン本体と、ピンホルダと、を別体に構成し、
前記ピン本体は、前記攪拌部に対して前記回転軸に沿った反対側で、前記ピンホルダに取り付けられる
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合用工具。 - 回転主軸を含む主軸台と、前記主軸台に取り付けられる摩擦攪拌接合用工具と、ワークを保持する加工テーブルと、前記主軸台及び前記加工テーブルの相対的な動きを制御する数値制御装置と、を備えた摩擦攪拌接合装置であって、
前記摩擦攪拌接合用工具は、回転軸を有する攪拌ピンと、第一の面を有するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、前記攪拌ピンを相対的に前記回転軸周りで回転可能に収容し、前記第一の面に開口する収容穴を含み、
前記攪拌ピンは、前記回転軸に沿った一端に、前記収容穴に収容された状態で前記第一の面から突出し、前記ワークに対して挿入される攪拌部を含み、
前記ハウジングには、前記収容穴から前記ハウジングの外部と連通する排出穴が形成されており、
前記摩擦攪拌接合用工具の前記収容穴は、互いに接続された第一の収容穴と第二の収容穴を含み、
前記第一の収容穴は、前記第一の面に開口し、前記第二の収容穴より穴径が小さく、
前記排出穴の開口は、前記第一の収容穴と前記第二の収容穴との境界を含む位置に前記第二の収容穴の内周に沿って形成され、
前記ハウジングは、前記攪拌ピンの回転方向において前記排出穴の内周面に前記第二の収容穴の内周面が接続する第一及び第二接続位置をこの順に含み、
前記排出穴は、前記第一接続位置から、前記回転方向であって前記第一接続位置における前記第二の収容穴の前記内周の接線に沿った方向へ向けた空間を包含するとともに、前記回転軸と平行で前記第二接続位置から前記接線と平行方向に延びる平面からなる壁面を含んで形成されている
ことを特徴とする摩擦攪拌接合装置。 - 前記摩擦攪拌接合用工具の前記ハウジングは、前記第一の面及び前記排出穴を有するショルダと、ハウジング本体と、を別体に構成し、
前記ショルダは、前記ハウジング本体に取り付けられる取付部を含み、
前記ハウジング本体は、前記取付部を保持する保持部を含む
ことを特徴とする請求項9に記載の摩擦攪拌接合装置。 - 前記摩擦攪拌接合用工具の前記攪拌ピンは、前記攪拌部を有するピン本体と、ピンホルダと、を別体に構成し、
前記ピン本体は、前記攪拌部に対して前記回転軸に沿った反対側で、前記ピンホルダに取り付けられる
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の摩擦攪拌接合装置。 - 前記摩擦攪拌接合用工具の前記ハウジングの前記第一の面は、前記ワークと接触するショルダ面を構成する
ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の摩擦攪拌接合装置。 - 前記主軸台は、前記ハウジングの内部にガス流を供給するガス流供給機構をさらに備える
ことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1つに記載の摩擦攪拌接合装置。
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