摩擦搅拌接合装置制造方法及图纸

摩擦搅拌接合装置(1)具备形成沿着工件(W)之间的接合线(J)延伸的间隙(3)的一对工件平台(4)、能够旋转地具备从间隙(3)突出到上方的摩擦搅拌接合用工具(6)的接合装置本体(5)、以及接合装置本体(5)的线性引导机构(10)和移动装置(11)。移动装置(11)采用以下构成：将在沿着间隙(3)的方向上延伸的一对销齿条(12)配置在将摩擦搅拌接合用工具(6)的工具移动路径的正下方位置作为对象轴的宽度方向两侧的对称位置，且在接合装置本体(5)能够旋转驱动地具备个别地啮合的销齿轮(18)。销齿条(12)和销齿轮(18)的组彼此将相互的销(13)以及齿的配置错开半个间距，在接合装置本体(5)的移动时，交替地采用啮合较强的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及沿着工件之间的接合线使摩擦搅拌接合用工具移动以进行摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合装置。本申请基于在日本于2014年4月9日申请的日本特愿2014-080120号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
摩擦搅拌接合是使摩擦搅拌接合用工具的探头(probe)(也称为销(pin))一边旋转一边插入工件彼此的接合部，并使该旋转的探头遍及工件之间接合线的全长移动以接合的手法。由此，该工件接合部因通过旋转的探头与工件的接触发生的摩擦热而升温，该接合部的周边软化，该软化的接合部周边通过该探头的旋转所伴随的塑形流动而被搅拌混合，从而在探头的后方一体地接合工件的接合部。近年来，该摩擦搅拌接合例如以基于薄板铝材的工件的接合为中心得到实际适用。作为摩擦搅拌接合装置的一个形式，以往提出了如下构成：具备比接合工件的接合线的长度长的架构、以及在该架构的上侧形成沿该工件之间的接合线延伸的间隙地设置的一对工件平台，并且在这一对工件平台之间的间隙的下方配置接合装置本体，该接合装置本体具备在上端部安装从该间隙突出到上方的摩擦搅拌接合用工具的主轴、以及使该主轴旋转的驱动装置，而且，具备可沿该间隙移动地支撑该接合装置本体的线性引导机构、以及使该接合装置本体沿该间隙移动的移动装置(例如，参照专利文献1)。另外，在摩擦搅拌接合的施工中，由于使旋转的摩擦搅拌接合用工具的探头在插入应接合的工件的接合部的状态下沿接合线移动，故在接合装置本体，作用由沿与摩擦搅拌接合用工具的移动方向反方向地作用的反力、以及与该摩擦搅拌接合用工具的旋转方向相反的旋转方向的反力形成的大的接合反力。若受到该大的接合反力的影响，该摩擦搅拌接合用工具的移动速度变得不均匀，或者产生旋转方向的摇晃，则在沿着工件之间接合线的摩擦搅拌接合中，难以遍及该接合线的较长方向的全长获得均匀的接合品质。因此，关于接合装置本体的移动装置，期望该接合装置本体移动方向的刚性高，并且期望将摩擦搅拌接合用工具作为中心的旋转方向的刚性也高。现有技术文献专利文献专利文献1：国际专利申请公开第WO2012/060439号。
技术实现思路
本专利技术关于使装备有摩擦搅拌接合用工具的接合装置本体沿工件之间的接合线移动的接合装置本体用的移动装置，能够提高使接合装置本体移动的方向的刚性，并且还能够提高将该摩擦搅拌接合用工具作为中心的旋转方向的刚性。用于解决问题的方案本专利技术的第一方式是一种摩擦搅拌接合装置，其具有以下构成：具备形成沿工件之间的接合线延伸的间隙并设于架构上的一对工件平台、以及接合装置本体；配备于接合装置本体上的主轴；以从间隙突出到上方的配置安装在主轴上端部的摩擦搅拌接合用工具；驱动装置，其用于旋转配备于接合装置本体上的主轴；在沿间隙的方向上移动自如地支撑接合装置本体的线性引导机构；以及使接合装置本体在沿间隙的方向上移动的移动装置，移动装置具备以在架构的工件平台的下方沿与间隙平行的方向延伸的方式设置的多条齿条、以及能够旋转地设于接合装置本体的与各齿条个别地啮合的多个齿条啮合用齿轮，在多个齿条以及齿条啮合用齿轮的组之中，将至少一对齿条以及齿条啮合用齿轮的组隔开某距离配置在摩擦搅拌接合用工具的伴随接合装置本体的移动的工具移动路径的正下方位置的两侧，并且一对齿条以及齿条啮合用齿轮的组彼此使相互的齿的配置错开半个间距地设置。本专利技术的第二方式在第一方式中，使相互的齿的配置错开半个间距地配置的一对齿条以及齿条啮合用齿轮的组彼此配置在将摩擦搅拌接合用工具的伴随接合装置本体的移动的工具移动路径的正下方位置作为对象轴的对称位置。本专利技术的第三方式在第一或第二方式中，使摩擦搅拌接合用工具的探头为n次对称的旋转对称形状，基于摩擦搅拌接合施工时的摩擦搅拌接合用工具的转速x[rpm]、以及摩擦搅拌接合施工时的摩擦搅拌接合用工具的移动速度v[mm/s]，以满足公式t＞(600・v)/(n×x)的方式设定齿条中的齿轮啮合部件的间距t[mm]。专利技术效果根据本专利技术，发挥如下的优异效果。能够提高接合装置本体的移动装置的关于接合行进方向的刚性、以及将摩擦搅拌接合用工具作为中心的旋转方向的刚性。由此，能够谋求接合品质的提高。附图说明图1是示出本专利技术的摩擦搅拌接合装置的一个实施方式的概要平面图；图2是将图1的摩擦搅拌接合装置中的接合装置本体的一部分放大示出的平面图；图3是将图1的摩擦搅拌接合装置中的接合装置本体的一部分放大示出的截断侧面图；图4是图3的A-A方向向视图；图5A是将图2的接合装置本体的移动装置的小齿轮(pinion)和销齿条(pinrack)放大示出的图2的B方向向视图；图5B是将图2的接合装置本体的移动装置的小齿轮和销齿条放大示出的图2的C方向向视图；图6A是示出摩擦搅拌接合用工具的探头的三次对称的旋转对称形状的截断平面图；图6B是示出摩擦搅拌接合用工具的探头的两次对称的旋转对称形状的截断平面图；图6C是示出摩擦搅拌接合用工具的探头的四次对称的旋转对称形状的截断平面图；图7A是示出基于本专利技术的摩擦搅拌接合的接合部的照片；图7B是示出基于现有技术的摩擦搅拌接合的接合部的照片。具体实施方式以下，参照附图说明用于实施本专利技术的方式。图1至图5A、图5B示出本专利技术的摩擦搅拌接合装置的一个实施方式。本专利技术的摩擦搅拌接合装置在图1中用符号1示出，与专利文献1所示的摩擦搅拌接合装置同样，一对工件平台4在形成沿着工件W之间的接合线J延伸的间隙3的状态下设置于比接合两个工件W的接合线J的长度长的架构2的上侧。在一个工具平台4的形成间隙3的部位的下方，如图1至图4所示，配置有接合装置本体5，接合装置本体5具备：主轴7，其在上端部安装有从间隙3突出到上方的摩擦搅拌接合用工具6；驱动装置8，其使主轴7旋转以使主轴7产生旋转力；以及动力传递机构9，其将来自驱动装置8的旋转力传递至主轴7。接合装置本体5的与沿着间隙3的方向(沿着图1、图2、图3中的箭头x的方向)正交的水平方向(以下称为宽度方向)的两侧部分别通过与间隙3平行地延伸的线性引导机构10而由架构2支撑。由此，接合装置本体5能够通过各线性引导机构10而与间隙3平行地移动。而且，本专利技术的摩擦搅拌接合装置1具备用于使接合装置本体5沿间隙3移动的移动装置11。在移动装置11，在架构2内底部的隔着间隙3正下方位置的宽度方向的两处，平行地设有沿与间隙3平行的方向延伸的两条齿条(销齿条)12。这两条销齿条12的配置位置是将摩擦搅拌接合用工具6的伴随接合装置本体5的移动而移动的工具移动路径的正下方位置作为对称轴，从工具移动路径的正下方位置向宽度方向相隔等距离的对称位置。而且，两条销齿条12如图5A、图5B所示，使沿长度方向排列的作为齿轮啮合部件起作用的销13的位置在一个销齿条12和另一个销齿条12中相互错开半个间距地设置。另一方面，在接合装置本体5，在从工件W之间的接合线J的一端侧向另一端侧使摩擦搅拌接合行进的接合行进方向(箭头x方向)的上游侧端部，设有向水平方向突出的框架14。在框架14安装有齿轮箱15(减速机)。齿轮箱15在接合行进方向的上游侧的面具备输入轴15a。朝接合行进方向的下游侧安装在框架14的突出端部的行驶用马达16的输出轴16a经由接头17而连接于输入轴15a。在齿轮箱15的宽度方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦搅拌接合装置，其具有以下构成：具备形成沿工件之间的接合线延伸的间隙并设于架构上的一对工件平台、以及接合装置本体；配备于所述接合装置本体上的主轴；以从所述间隙突出到上方的配置安装在所述主轴上端部的摩擦搅拌接合用工具；驱动装置，其用于旋转配备于所述接合装置本体上的所述主轴；在沿所述间隙的方向上移动自如地支撑所述接合装置本体的线性引导机构；以及使所述接合装置本体在沿所述间隙的方向上移动的移动装置，所述移动装置具备以在所述架构的所述工件平台的下方沿与所述间隙平行的方向延伸的方式设置的多条齿条、以及能够旋转地设于所述接合装置本体的与所述各齿条个别地啮合的多个齿条啮合用齿轮，在所述多条齿条以及所述多个齿条啮合用齿轮的组之中，将至少一对齿条以及齿条啮合用齿轮的组隔开某距离配置在所述摩擦搅拌接合用工具的伴随所述接合装置本体的移动的工具移动路径的正下方位置的两侧，并且所述一对齿条以及所述齿条啮合用齿轮的组彼此使相互的齿的配置错开半个间距地设置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.09 JP 2014-0801201.一种摩擦搅拌接合装置，其具有以下构成：具备形成沿工件之间的接合线延伸的间隙并设于架构上的一对工件平台、以及接合装置本体；配备于所述接合装置本体上的主轴；以从所述间隙突出到上方的配置安装在所述主轴上端部的摩擦搅拌接合用工具；驱动装置，其用于旋转配备于所述接合装置本体上的所述主轴；在沿所述间隙的方向上移动自如地支撑所述接合装置本体的线性引导机构；以及使所述接合装置本体在沿所述间隙的方向上移动的移动装置，所述移动装置具备以在所述架构的所述工件平台的下方沿与所述间隙平行的方向延伸的方式设置的多条齿条、以及能够旋转地设于所述接合装置本体的与所述各齿条个别地啮合的多个齿条啮合用齿轮，在所述多条齿条以及所述多个齿条啮合用齿轮的组之中，将至少一对齿条以及齿条啮合用齿轮的组隔开某距离配置在所述摩擦搅拌接合用工具的伴随所述接合装置本体的移动的工具移动路径的正下方位置的两侧，并且所述一对齿条以及所述齿条...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤浩，大岩直贵，松冈修史，山中聪，田部井康，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：日本;JP