(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-28
(45)【発行日】2022-10-06
(54)【発明の名称】摩擦攪拌点接合装置及びその運転方法
(51)【国際特許分類】
B23K 20/12 20060101AFI20220929BHJP
【ＦＩ】
B23K20/12 340
B23K20/12 344
B23K20/12 310
B23K20/12 346
B23K20/12 364
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018243328
(22)【出願日】2018-12-26
(65)【公開番号】P2020104129
(43)【公開日】2020-07-09
【審査請求日】2021-09-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】波多野 遼一
(72)【発明者】
【氏名】深田 慎太郎
【審査官】黒石 孝志
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－２０２８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２３９７２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１５９６２７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１２／１２７８３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００２９５８１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２０／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
重ね合された第１部材と第２部材との接触部分にシーラント材が塗布された被接合物を摩擦熱で軟化させることにより接合する摩擦攪拌点接合装置であって、前記摩擦攪拌点接合装置は、
円柱状に形成されているピン部材と、
円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されているショルダ部材と、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、前記ピン部材の軸心に一致する軸線周りに回転させる回転駆動器と、
円筒状に形成され、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が内部に挿通されているクランプ部材と、
前記ピン部材、前記ショルダ部材、及び前記クランプ部材を、それぞれ前記軸線に沿って進退移動させる進退駆動器と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｂ）と、
前記（Ｂ）から予め設定されている第１所定時間経過後に、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｃ）と、
前記（Ｃ）から予め設定されている第２所定時間経過後に、前記ピン部材及び／又は前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物の被接合部内に圧入されて、前記被接合部を攪拌して接合するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている、摩擦攪拌点接合装置。
【請求項2】
前記制御器は、前記（Ｄ）において、前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ１）と、前記（Ｄ１）の後に、前記ピン部材が、前記被接合部から引き抜かれるように、かつ、前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ２）と、を実行するように構成されている、請求項１に記載の摩擦攪拌点接合装置。
【請求項3】
前記制御器は、前記（Ｄ）において、前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ３）と、前記（Ｄ３）の後に、前記ショルダ部材が、前記被接合部から引き抜かれるように、かつ、前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ４）と、を実行するように構成されている、請求項１に記載の摩擦攪拌点接合装置。
【請求項4】
前記制御器は、前記（Ｂ）において、前記ピン部材の先端が、前記被接合物の上面に位置するように、前記進退駆動器を制御するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の摩擦攪拌点接合装置。
【請求項5】
前記制御器は、前記（Ｃ）において、前記ピン部材及び前記ショルダ部材の先端が、それぞれ、前記被接合物の上面に位置するように、前記進退駆動器を制御するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の摩擦攪拌点接合装置。
【請求項6】
重ね合された第１部材と第２部材との接触部分にシーラント材が塗布された被接合物を摩擦熱で軟化させることにより接合する摩擦攪拌点接合装置の運転方法であって、前記摩擦攪拌点接合装置は、
円柱状に形成されているピン部材と、
円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されているショルダ部材と、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、前記ピン部材の軸心に一致する軸線周りに回転させる回転駆動器と、
円筒状に形成され、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が内部に挿通されているクランプ部材と、
前記ピン部材、前記ショルダ部材、及び前記クランプ部材を、それぞれ前記軸線に沿って進退移動させる進退駆動器と、を備え、
前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器が駆動する（Ｂ）と、
前記（Ｂ）から予め設定されている第１所定時間経過後に、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器が駆動する（Ｃ）と、
前記（Ｃ）から予め設定されている第２所定時間経過後に、前記ピン部材及び／又は前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物の被接合部内に圧入されて、前記被接合部を攪拌して接合するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器が駆動する（Ｄ）と、を備える、摩擦攪拌点接合装置の運転方法。
【請求項7】
前記（Ｄ）は、前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ１）と、前記（Ｄ１）の後に、前記ピン部材が、前記被接合部から引き抜かれるように、かつ、前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ２）と、を有する、請求項６に記載の摩擦攪拌点接合装置の運転方法。
【請求項8】
前記（Ｄ）は、前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ３）と、前記（Ｄ３）の後に、前記ショルダ部材が、前記被接合部から引き抜かれるように、かつ、前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合部内に圧入するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ４）と、を有する、請求項６に記載の摩擦攪拌点接合装置の運転方法。
【請求項9】
前記（Ｂ）は、前記ピン部材の先端が、前記被接合物の上面に位置するように、前記進退駆動器が動作する、請求項６～８のいずれか１項に記載の摩擦攪拌点接合装置の運転方法。
【請求項10】
前記（Ｃ）は、前記ピン部材及び前記ショルダ部材の先端が、それぞれ、前記被接合物の上面に位置するように、前記進退駆動器が動作する、請求項６～９のいずれか１項に記載の摩擦攪拌点接合装置の運転方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、摩擦攪拌点接合装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車、鉄道車両、航空機等の輸送機器においては、金属材料を連結するときには、抵抗スポット溶接又はリベット接合が用いられていた。特に、厳しい環境で使用される航空機等のリベット作業においては、耐食性を確保するために、被接合物間にシーラント材（シール材）を塗布することが求められる。
【0003】
シーラント材を塗布した被接合物を接合する場合に、良好な接合品質を実現し得る、摩擦攪拌点接合装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６１８２２８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明者等は、シーラント材を塗布した被接合物を接合する場合に、良好な接合品質を実現し得る、特許文献１に開示されている摩擦攪拌点接合装置とは異なる、新たな摩擦攪拌点接合装置及びその運転方法を見出し、本発明を想到した。
【0006】
本発明は、複動式の摩擦攪拌点接合法において、シーラント材を塗布した被接合物を接合する場合に、良好な接合品質を実現し得る、摩擦攪拌点接合装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明に係る摩擦攪拌点接合装置は、重ね合された第１部材と第２部材との接触部分にシーラント材が塗布された被接合物を摩擦熱で軟化させることにより接合する摩擦攪拌点接合装置であって、前記摩擦攪拌点接合装置は、円柱状に形成されているピン部材と、円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されているショルダ部材と、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、前記ピン部材の軸心に一致する軸線周りに回転させる回転駆動器と、円筒状に形成され、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が内部に挿通されているクランプ部材と、前記ピン部材、前記ショルダ部材、及び前記クランプ部材を、それぞれ前記軸線に沿って進退移動させる進退駆動器と、制御器と、を備え、前記制御器は、前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｂ）と、前記（Ｂ）から予め設定されている第１所定時間経過後に、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｃ）と、前記（Ｃ）から予め設定されている第２所定時間経過後に、前記ピン部材及び／又は前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物の被接合部内に圧入されて、前記被接合部を攪拌して接合するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器を駆動させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている、摩擦攪拌点接合装置。
【0008】
これにより、シーラント材を塗布した被接合物を接合する場合であっても、シーラント材が接合される部分から押し出すことができる。特に、ピン部材及び／又はショルダ部材が回転した状態で、被接合部を押圧することにより、摩擦熱が発生する。そして、摩擦熱からの伝熱により、シーラント材が溶融して、その粘性が低下するので、シーラント材を容易に押し出すことができる。
【0009】
このため、シーラント材が被接合物の塑性流動部に流入（混入）することが抑制され、良好な接合品質を実現し得る。
【0010】
また、本発明に係る摩擦攪拌点接合装置の運転方法は、重ね合された第１部材と第２部材との接触部分にシーラント材が塗布された被接合物を摩擦熱で軟化させることにより接合する摩擦攪拌点接合装置の運転方法であって、前記摩擦攪拌点接合装置は、円柱状に形成されているピン部材と、円筒状に形成され、前記ピン部材が内部に挿通されているショルダ部材と、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、前記ピン部材の軸心に一致する軸線周りに回転させる回転駆動器と、円筒状に形成され、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が内部に挿通されているクランプ部材と、前記ピン部材、前記ショルダ部材、及び前記クランプ部材を、それぞれ前記軸線に沿って進退移動させる進退駆動器と、を備え、前記ピン部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器が駆動する（Ｂ）と、前記（Ｂ）から予め設定されている第１所定時間経過後に、前記ピン部材及び前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物を押圧するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器が駆動する（Ｃ）と、前記（Ｃ）から予め設定されている第２所定時間経過後に、前記ピン部材及び／又は前記ショルダ部材が、回転した状態で、前記被接合物の被接合部内に圧入されて、前記被接合部を攪拌して接合するように、前記回転駆動器及び前記進退駆動器が駆動する（Ｄ）と、を備える。
【0011】
これにより、シーラント材を塗布した被接合物を接合する場合であっても、シーラント材が接合される部分から押し出すことができる。特に、ピン部材及び／又はショルダ部材が回転した状態で、被接合部を押圧することにより、摩擦熱が発生する。そして、摩擦熱からの伝熱により、シーラント材が溶融して、その粘性が低下するので、シーラント材を容易に押し出すことができる。
【0012】
このため、シーラント材が被接合物の塑性流動部に流入（混入）することが抑制され、良好な接合品質を実現し得る。
【0013】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係る摩擦攪拌点接合装置及びその運転方法によれば、シーラント材を塗布した被接合物を接合する場合であっても、良好な接合品質を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
【0017】
（実施の形態１）
本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置は、重ね合された第１部材と第２部材との接触部分にシーラント材が塗布された被接合物を摩擦熱で軟化させることにより接合する摩擦攪拌点接合装置であって、摩擦攪拌点接合装置は、円柱状に形成されているピン部材と、円筒状に形成され、ピン部材が内部に挿通されているショルダ部材と、ピン部材及びショルダ部材を、ピン部材の軸心に一致する軸線周りに回転させる回転駆動器と、円筒状に形成され、ピン部材及びショルダ部材が内部に挿通されているクランプ部材と、ピン部材、ショルダ部材、及びクランプ部材を、それぞれ軸線に沿って進退移動させる進退駆動器と、制御器と、を備え、制御器は、ピン部材が、回転した状態で、被接合物を押圧するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｂ）と、（Ｂ）から予め設定されている第１所定時間経過後に、ピン部材及びショルダ部材が、回転した状態で、被接合物を押圧するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｃ）と、（Ｃ）から予め設定されている第２所定時間経過後に、ピン部材及び／又はショルダ部材が、回転した状態で、被接合物の被接合部内に圧入されて、被接合部を攪拌して接合するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている。
本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置は、重ね合された第１部材と第２部材との接触部分にシーラント材が塗布された被接合物を摩擦熱で軟化させることにより接合する摩擦攪拌点接合装置であって、摩擦攪拌点接合装置は、円柱状に形成されているピン部材と、円筒状に形成され、ピン部材が内部に挿通されているショルダ部材と、ピン部材及びショルダ部材を、ピン部材の軸心に一致する軸線周りに回転させる回転駆動器と、円筒状に形成され、ピン部材及びショルダ部材が内部に挿通されているクランプ部材と、ピン部材、ショルダ部材、及びクランプ部材を、それぞれ軸線に沿って進退移動させる進退駆動器と、制御器と、を備え、制御器は、ピン部材が、回転した状態で、被接合物を押圧するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｂ）と、（Ｂ）から予め設定されている第１所定時間経過後に、ピン部材及びショルダ部材が、回転した状態で、被接合物を押圧するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｃ）と、（Ｃ）から予め設定されている第２所定時間経過後に、ピン部材及び／又はショルダ部材が、回転した状態で、被接合物の被接合部内に圧入されて、被接合部を攪拌して接合するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ）と、を実行するように構成されている。
【0018】
また、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置では、制御器は、（Ｄ）において、ショルダ部材が、回転した状態で、被接合部内に圧入するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ３）と、（Ｄ３）の後に、ショルダ部材が、被接合部から引き抜かれるように、かつ、ピン部材が、回転した状態で、被接合部内に圧入するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ４）と、を実行するように構成されていてもよい。
【0019】
また、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置では、制御器は、（Ｂ）において、ピン部材の先端が、被接合物の上面に位置するように、進退駆動器を制御するように構成されていてもよい。
【0020】
さらに、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置では、制御器は、（Ｃ）において、ピン部材及びショルダ部材の先端が、それぞれ、被接合物の上面に位置するように、進退駆動器を制御するように構成されていてもよい。
【0021】
以下、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0022】
［摩擦攪拌点接合装置の構成］
図１は、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置の概略構成を示す模式図である。なお、図１においては、図における上下方向を摩擦攪拌点接合装置における上下方向として表している。
図１は、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置の概略構成を示す模式図である。なお、図１においては、図における上下方向を摩擦攪拌点接合装置における上下方向として表している。
【0023】
図１に示すように、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０は、ピン部材１１、ショルダ部材１２、工具固定器５２、進退駆動器５３、クランプ部材１３、裏当て支持部５５、裏当て部材５６、及び回転駆動器５７を備えている。
【0024】
ピン部材１１、ショルダ部材１２、工具固定器５２、進退駆動器５３、クランプ部材１３、及び回転駆動器５７は、Ｃ型ガン（Ｃ型フレーム）で構成される裏当て支持部５５の上端部に設けられている。また、裏当て支持部５５の下端部には、裏当て部材５６が設けられている。ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３と、裏当て部材５６と、は互いに対向する位置で裏当て支持部５５に取り付けられている。なお、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３と、裏当て部材５６と、の間には、被接合物６０が配置される。
【0025】
ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３は、回転工具固定器５２１及びクランプ固定器５２２から構成される工具固定器５２に固定されている。具体的には、ピン部材１１及びショルダ部材１２は、回転工具固定器５２１に固定されていて、クランプ部材１３は、クランプ駆動器４１を介して、クランプ固定器５２２に固定されている。そして、回転工具固定器５２１は、回転駆動器５７を介して、クランプ固定器５２２に支持されている。なお、クランプ駆動器４１は、スプリングにより構成されている。
【0026】
また、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３は、ピン駆動器５３１及びショルダ駆動器５３２から構成される進退駆動器５３によって、上下方向に進退駆動される。
【0027】
ピン部材１１は、円柱状に形成されていて、図１には、詳細に図示されないが、回転工具固定器５２１により支持されている。また、ピン部材１１は、回転駆動器５７により、ピン部材１１の軸心に一致する軸線Ｘｒ（回転軸）周りに回転し、ピン駆動器５３１により、矢印Ｐ１方向、すなわち軸線Ｘｒ方向（図１では上下方向）に沿って、進退移動可能に構成されている。ピン駆動器５３１は、ピン部材１１に加圧力を与える構成であればよく、例えば、ガス圧、油圧、サーボモータ等を用いた機構を好適に用いることができる。
【0028】
ショルダ部材１２は、中空を有する円筒状に形成されていて、回転工具固定器５２１により支持されている。ショルダ部材１２の中空内には、ピン部材１１が内挿されている。換言すると、ショルダ部材１２は、ピン部材１１の外周面を囲むように配置されている。
【0029】
また、ショルダ部材１２は、回転駆動器５７により、ピン部材１１と同一の軸線Ｘｒ周りに回転し、ショルダ駆動器５３２により、矢印Ｐ２方向、すなわち軸線Ｘｒ方向に沿って進退移動可能に構成されている。ショルダ駆動器５３２は、ショルダ部材１２に加圧力を与える構成であればよく、例えば、ガス圧、油圧、サーボモータ等を用いた機構を好適に用いることができる。
【0030】
このように、ピン部材１１及びショルダ部材１２（回転工具）は、本実施の形態ではいずれも同一の回転工具固定器５２１によって支持され、いずれも回転駆動器５７により軸線Ｘｒ周りに一体的に回転する。さらに、ピン部材１１及びショルダ部材１２は、ピン駆動器５３１及びショルダ駆動器５３２により、それぞれ軸線Ｘｒ方向に沿って進退移動可能に構成されている。なお、本実施の形態１においては、ピン部材１１は単独で進退移動可能であるとともに、ショルダ部材１２の進退移動に伴っても進退移動可能となっているが、ピン部材１１及びショルダ部材１２がそれぞれ独立して進退移動可能に構成されてもよい。
【0031】
クランプ部材１３は、ショルダ部材１２と同様に、中空を有する円筒状に形成されていて、その軸心が軸線Ｘｒと一致するように設けられている。クランプ部材１３の中空内には、ショルダ部材１２が内挿されている。
【0032】
すなわち、ピン部材１１の外周面を囲むように、円筒状のショルダ部材１２が配置されていて、ショルダ部材１２の外周面を囲むように円筒状のクランプ部材１３が配置されている。換言すれば、クランプ部材１３、ショルダ部材１２及びピン部材１１が、それぞれ同軸心状の入れ子構造となっている。
【0033】
また、クランプ部材１３は、被接合物６０を一方の面（表面）から押圧するように構成されている。クランプ部材１３は、上述したように、本実施の形態１においては、クランプ駆動器４１を介してクランプ固定器５２２に支持されている。クランプ駆動器４１は、クランプ部材１３を裏当て部材５６側に付勢するように構成されている。そして、クランプ部材１３（クランプ駆動器４１及びクランプ固定器５２２を含む）は、ショルダ駆動器５３２によって、矢印Ｐ３方向（矢印Ｐ１及び矢印Ｐ２と同方向）に進退可能に構成されている。
【0034】
なお、クランプ駆動器４１は、本実施の形態１においては、スプリングで構成したが、これに限定されるものではない。クランプ駆動器４１は、クランプ部材１３に付勢を与えたり加圧力を与えたりする構成であればよく、例えば、ガス圧、油圧、サーボモータ等を用いた機構も好適に用いることができる。
【0035】
ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３は、それぞれ先端面１１ａ、先端面１２ａ、及び先端面１３ａを備えている。また、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３は、進退駆動器５３により進退移動することで、先端面１１ａ、先端面１２ａ、及び先端面１３ａは、それぞれ、被接合物６０の表面（被接合物６０の被接合部）に当接し、被接合物６０を押圧する。
【0036】
裏当て部材５６は、本実施の形態１においては、平板状の被接合物６０の裏面を当接するように平坦な面（支持面５６ａ）により、支持するように構成されている。裏当て部材５６は、摩擦攪拌点接合を実施できるように被接合物６０を適切に支持することができるものであれば、その構成は特に限定されない。裏当て部材５６は、例えば、複数の種類の形状を有する裏当て部材５６が別途準備され、被接合物６０の種類に応じて、裏当て支持部５５から外して交換できるように構成されてもよい。
【0037】
なお、本実施の形態１におけるピン部材１１、ショルダ部材１２、工具固定器５２、進退駆動器５３、クランプ部材１３、裏当て支持部５５、及び回転駆動器５７の具体的な構成は、前述した構成に限定されず、広く摩擦攪拌接合の分野で公知の構成を好適に用いることができる。例えば、ピン駆動器５３１及びショルダ駆動器５３２は、摩擦攪拌接合の分野で公知のモータ及びギア機構等で構成されていてもよい。
【0038】
また、裏当て支持部５５は、本実施の形態１においては、Ｃ型ガンで構成されているが、これに限定されない。裏当て支持部５５は、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３を進退移動可能に支持するとともに、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３に対向する位置に裏当て部材５６を支持することができれば、どのように構成されていてもよい。
【0039】
さらに、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０は、摩擦攪拌点接合用ロボット装置（図示せず）に配設される形態を採用している。具体的には、裏当て支持部５５が、ロボット装置のアームの先端に取り付けられている。このため、裏当て支持部５５も摩擦攪拌点接合用ロボット装置に含まれるとみなすことができる。裏当て支持部５５及びアームを含めて、摩擦攪拌点接合用ロボット装置の具体的な構成は特に限定されず、多関節ロボット等、摩擦攪拌接合の分野で公知の構成を好適に用いることができる。
【0040】
なお、摩擦攪拌点接合装置５０（裏当て支持部５５を含む）は、摩擦攪拌点接合用ロボット装置に適用される場合に限定されるものではなく、例えば、ＮＣ工作機械、大型のＣフレーム、及びオートリベッター等の公知の加工用機器にも好適に適用することができる。
【0041】
また、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０は、二対以上のロボットが、摩擦攪拌点接合装置５０における裏当て部材５６以外の部分と、裏当て部材５６と、を正対させるように構成されていてもよい。さらに、摩擦攪拌点接合装置５０は、被接合物６０に対して安定して摩擦攪拌点接合を行うことが可能であれば、被接合物６０を手持ち型にする形態を採用してもよく、ロボットを被接合物６０のポジショナーとして用いる形態を採用してもよい。
【0042】
［摩擦攪拌点接合装置の制御構成］
次に、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０の制御構成について、図２を参照して具体的に説明する。
次に、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０の制御構成について、図２を参照して具体的に説明する。
【0043】
【0044】
図２に示すように、摩擦攪拌点接合装置５０は、制御器５１、記憶器３１、及び入力器３２を備えている。
【0045】
記憶器３１は、各種データを読み出し可能に記憶するものであり、記憶器３１としては、公知のメモリ、ハードディスク等の記憶装置等で構成される。記憶器３１は、単一である必要はなく、複数の記憶装置（例えば、ランダムアクセスメモリ及びハードディスクドライブ）として構成されてもよい。制御器５１等がマイクロコンピュータで構成されている場合には、記憶器３１の少なくとも一部がマイクロコンピュータの内部メモリとして構成されてもよいし、独立したメモリとして構成されてもよい。
【0046】
なお、記憶器３１には、データが記憶され、制御器５１以外からデータの読み出しが可能となっていてもよいし、制御器５１等からデータの書き込みが可能になっていてもよいことはいうまでもない。
【0047】
入力器３２は、制御器５１に対して、摩擦攪拌点接合の制御に関する各種パラメータ、あるいはその他のデータ等を入力可能とするものであり、キーボード、タッチパネル、ボタンスイッチ群等の公知の入力装置で構成されている。本実施の形態１では、少なくとも、被接合物６０の接合条件、例えば、被接合物６０の厚み、材質等のデータが入力器３２により入力可能となっている。
【0048】
制御器５１は、摩擦攪拌点接合装置５０を構成する各部材（各機器）を制御するように構成されている。具体的には、制御器５１は、進退駆動器５３を構成するピン駆動器５３１及びショルダ駆動器５３２と、回転駆動器５７と、を制御する。これにより、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３の進出移動又は後退移動の切り替え、進退移動時のピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３における、先端位置の制御、移動速度、及び移動方向等を制御することができる。また、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３の被接合物６０を押圧する押圧力を制御することができる。さらに、ピン部材１１及びショルダ部材１２の回転数を制御することができる。
【0049】
制御器５１の具体的な構成は、特に限定されず、本実施の形態１では、制御器５１は、マイクロコンピュータで構成されていて、ＣＰＵを備えている。制御器５１は、ＣＰＵが記憶器３１に格納された所定の制御プログラムを読み出し、これを実行することにより、進退駆動器５３及び回転駆動器５７の動作に関する演算を行うように構成されている。
【0050】
なお、制御器５１は、単独の制御器で構成される形態だけでなく、複数の制御器が協働して、摩擦攪拌点接合装置５０の制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。
【0051】
［摩擦攪拌点接合装置の動作（運転方法）］
次に、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０の動作について、図３、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを参照して具体的に説明する。なお、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃにおいては、被接合物６０として、２枚の金属板６１、６２を用い、金属板６２の上面（金属板６１との接触面）に、シーラント材６３を塗布し、これらを重ねて点接合にて連結する場合を例に挙げている。
次に、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０の動作について、図３、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを参照して具体的に説明する。なお、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃにおいては、被接合物６０として、２枚の金属板６１、６２を用い、金属板６２の上面（金属板６１との接触面）に、シーラント材６３を塗布し、これらを重ねて点接合にて連結する場合を例に挙げている。
【0052】
図３は、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置の動作の一例を示すフローチャートである。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、図１に示す摩擦攪拌点接合装置による摩擦攪拌点接合の各工程の一例を模式的に示す工程図である。
【0053】
なお、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃにおいては、摩擦攪拌点接合装置の一部を省略し、矢印ｒは、ピン部材１１及びショルダ部材１２の回転方向を示し、ブロック矢印Ｆは、金属板６１、６２に加えられる力の方向を示す。また、裏当て部材５６からも金属板６１、６２に対して力が加えられているが、説明の便宜上、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃには図示していない。さらに、ショルダ部材１２には、ピン部材１１及びクランプ部材１３との区別を明確とするために、網掛けのハッチングを施している。
【0054】
まず、図４Ａに示すように、裏当て部材５６の上面に金属板（第２部材）６２を載置し、シーラント材６３を塗布する。シーラント材６３は、シーリング材であってもよく、接着剤であってもよい。シーラント材６３としては、例えば、ポリサルファイド系合成ゴム、天然ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴム、四フッ化エチレンゴム樹脂等の合成樹脂等を用いることができる。ついで、シーラント材６３を挟むように、金属板６２の上面に金属板（第１部材）６１を載置する（工程（１））。
【0055】
次に、制御器５１は、予備動作（シーラント材６３の押し出し動作）を実行する。具体的には、図３及び図４Ａに示すように、制御器５１は、クランプ部材１３が予め設定されている押圧力で被接合物６０の表面６０ｃを押圧するように、進退駆動器５３を駆動する（ステップＳ１０１；工程（Ａ））。ここで、クランプ部材１３の押圧力は、任意に設定することができ、予め実験等で設定され、例えば、２０００～１５０００Ｎであってもよく、クランプ部材１３の内外径及び被接合物６０の厚みから適切に決定される。
【0056】
このとき、クランプ部材１３の押圧力により、シーラント材６３が、被接合物６０の周面からはみ出る。
【0057】
次に、制御器５１は、ピン部材１１が、回転した状態で、第１押圧力Ｐ１で被接合物６０の表面６０ｃ（金属板６１の上面）を第１所定時間、押圧するように、回転駆動器５７及び進退駆動器５３（ピン駆動器５３１）を駆動する（ステップＳ１０２；工程（Ｂ））。
【0058】
ここで、第１押圧力は、任意に設定することができ、予め実験等で設定され、例えば、２０００～１５０００Ｎであってもよく、ピン部材１１の直径及び被接合物６０の厚みから適切に決定される。また、ピン部材１１の回転数は、予め設定されていて、例えば、５００～３０００ｒｐｍであってもよい。さらに、第１所定時間は、予め実験等で設定され、例えば、１～１０秒であってもよい。
【0059】
なお、本実施の形態１においては、回転駆動器５７は、ピン部材１１及びショルダ部材１２を回転させるように構成されているが、ピン部材１１とショルダ部材１２を別々に回転させるように構成されていてもよい。
【0060】
これにより、ピン部材１１と裏当て部材５６が、金属板６１、シーラント材６３、及び金属板６２を挟み込む。そして、ピン部材１１が、回転した状態で、被接合物６０の表面６０ｃを押圧することにより、ピン部材１１の先端面１１ａと、被接合物６０と、の間で摩擦熱が発生する。この発生した摩擦熱の伝熱により、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、加熱されて、当該部分のシーラント材６３の粘性が低下する。
【0061】
このため、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、元の位置よりも外側に押し出され、被接合物６０の周面からはみ出る。
【0062】
次に、制御器５１は、ピン部材１１及びショルダ部材１２が、回転した状態で、第２押圧力で被接合物６０の表面６０ｃを第２所定時間、押圧するように、回転駆動器５７及び進退駆動器５３を駆動する（ステップＳ１０３；工程（Ｃ））。
【0063】
より詳細には、制御器５１は、ショルダ部材１２が回転した状態で、被接合物６０の表面６０ｃを押圧するように、ショルダ駆動器５３２を駆動する。このとき、制御器５１は、ピン部材１１の先端面１１ａが、被接合物６０の表面６０ｃに位置するように、ピン駆動器５３１を制御している。
【0064】
ここで、第２押圧力は、任意に設定することができ、予め実験等で設定され、例えば、２０００～１５０００Ｎであってもよく、ショルダ部材１２の内外径及び被接合物６０の厚みから適切に決定される。また、ショルダ部材１２の回転数は、予め設定されていて、例えば、５００～３０００ｒｐｍであってもよい。さらに、第２所定時間は、予め実験等で設定され、例えば、１～１０秒であってもよい。なお、第２押圧力は、第１押圧力よりも大きくなるように設定されていてもよい。
【0065】
これにより、ピン部材１１及びショルダ部材１２と、裏当て部材５６とが、金属板６１、シーラント材６３、及び金属板６２を挟み込む。そして、ピン部材１１及びショルダ部材１２が、回転した状態で、被接合物６０の表面６０ｃを押圧することにより、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａと、被接合物６０と、の間で摩擦熱が発生する。この発生した摩擦熱の伝熱により、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、加熱されて、当該部分のシーラント材６３の粘性が低下する。
【0066】
このため、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、元の位置よりも外側に押し出され、被接合物６０の周面からはみ出る。なお、シーラント材６３の一部は、被接合物６０の周縁部に存在し、被接合物６０の接合面をシールすることができる。
【0067】
次に、制御器５１は、ピン部材１１及びショルダ部材１２が、回転した状態で、第３押圧力で被接合物６０の表面６０ｃを第３所定時間、押圧するように、回転駆動器５７及び進退駆動器５３を駆動する（工程（２）；ステップＳ１０４）。
【0068】
ここで、第３押圧力は、任意に設定することができ、予め実験等で設定され、例えば、２０００～１５０００Ｎであってもよく、ピン部材１１の直径及びショルダ部材１２の内外径と被接合物６０の厚みから適切に決定される。また、ピン部材１１及びショルダ部材１２の回転数は、予め設定されていて、例えば、５００～３０００ｒｐｍであってもよい。さらに、第３所定時間は、予め実験等で設定され、例えば、３～１０秒であってもよい。なお、第３押圧力は、第１押圧力よりも大きくなるように設定されていてもよい。
【0069】
この状態では、ピン部材１１及びショルダ部材１２共に進退移動しないので、被接合物６０の表面６０ｃを「予備加熱」することになる。これにより、金属板６１の当接領域における金属材料が摩擦により発熱することで軟化し、被接合物６０の表面６０ｃ近傍に塑性流動部６０ａが生じる。
【0070】
次に、制御器５１は、ピン部材１１又はショルダ部材１２が所定の動作をするように、進退駆動器５３を制御し（ステップＳ１０５）、本プログラムを終了する。具体的には、制御器５１は、記憶器３１に記憶されている所定の制御プログラムに従って、進退駆動器５３を制御する。
【0071】
このとき、制御器５１は、ピン部材１１の先端面の面積をＡｐ、ショルダ部材１２の先端面の面積をＡｓとし、ピン部材１１の圧入深さをＰｐ、ショルダ部材１２の圧入深さをＰｓとしたときに、次の式（Ｉ）
Ａｐ・Ｐｐ＋Ａｓ・Ｐｓ＝Ｔｘ ・・・ （Ｉ）
で定義されるツール平均位置Ｔｘの絶対値を小さくするように、進退駆動器５３を制御することが好ましく、ツール平均位置Ｔｘ＝０となるように、進退駆動器５３を制御することがより好ましい。なお、ツール平均位置Ｔｘの絶対値を小さくする具体的な制御については、特開２０１２－１９６６８２号公報に詳細に開示されているため、ここでは、その説明を省略する。
Ａｐ・Ｐｐ＋Ａｓ・Ｐｓ＝Ｔｘ ・・・ （Ｉ）
で定義されるツール平均位置Ｔｘの絶対値を小さくするように、進退駆動器５３を制御することが好ましく、ツール平均位置Ｔｘ＝０となるように、進退駆動器５３を制御することがより好ましい。なお、ツール平均位置Ｔｘの絶対値を小さくする具体的な制御については、特開２０１２－１９６６８２号公報に詳細に開示されているため、ここでは、その説明を省略する。
【0072】
次に、制御器５１は、進退駆動器５３を制御して、ピン部材１１を被接合物６０の表面６０ｃから後退させることで、ショルダ部材１２を被接合物６０の表面６０ｃから、さらに内部に進入（圧入）させる（図４Ｂの工程（Ｄ１）参照）。
【0073】
具体的には、制御器５１は、ピン部材１１が被接合物６０から離れるように、ピン駆動器５３１を駆動する、又は、制御器５１は、ショルダ部材１２が被接合物６０に向かって進むように、ショルダ駆動器５３２を駆動する。
【0074】
このとき、金属材料の軟化部位は、上側の金属板６１から下側の金属板６２にまで及び、塑性流動部６０ａのボリュームが増加する。さらに、塑性流動部６０ａの軟化した金属材料はショルダ部材１２により押し退けられ、ショルダ部材１２の直下からピン部材１１の直下に流動するので、ピン部材１１は後退し、ショルダ部材１２に対して浮き上がる。
【0075】
次に、制御器５１は、ピン部材１１が被接合物６０に向かって進むように、ピン駆動器５３１を駆動する、又は、制御器５１は、ショルダ部材１２が被接合物６０から離れるように、ショルダ駆動器５３２を駆動する。これにより、ピン部材１１が金属板６１に向かって進み、ショルダ部材１２が金属板６１から後退する（図４Ｃの工程（Ｄ２）参照）。なお、当該工程（Ｄ２）は、後述する工程（３）によって金属板６１の表面６０ｃが充分整形される場合には、実行されなくともよい。
【0076】
そして、制御器５１は、工程（Ｄ１）から工程（Ｄ２）を経て工程（３）へ移行する場合には、進退駆動器５３を制御して、ピン部材１１を徐々に引き込ませる。なお、ピン部材１１又はショルダ部材１２は、いずれも引き込み動作中であっても、その先端による加圧力は維持されている（図４Ｂの工程（Ｄ１）の矢印Ｆ及び図４Ｃの工程（Ｄ２）の矢印Ｆ参照）。
【0077】
このため、ショルダ部材１２が引き込まれる場合には、ピン部材１１による回転及び押圧が維持されているので、塑性流動部６０ａの軟化した金属材料は、ピン部材１１の直下からショルダ部材１２の直下（ショルダ部材１２の圧入により生じた凹部）に流動する。
【0078】
一方、ピン部材１１が引き込まれる場合には、ショルダ部材１２による回転及び押圧が維持されているので、塑性流動部６０ａの軟化した金属材料は、ショルダ部材１２の直下からピン部材１１の直下（ピン部材１１の圧入により生じた凹部）に流動する。
【0079】
次に、制御器５１は、進退駆動器５３を制御して、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａを、互いに段差がほとんど生じない程度に合わせる（面一とする）（図４Ｃの工程（３）参照）。これにより、被接合物６０の表面６０ｃが整形され、実質的な凹部が生じない程度の略平坦な面が得られる。
【0080】
次に、制御器５１は、進退駆動器５３を制御して、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３を被接合物６０から離し、その後、回転駆動器５７を制御して、ピン部材１１及びショルダ部材１２の回転を停止させ、一連の摩擦攪拌点接合（被接合物６０の接合工程）を終了させる（図４Ｃの工程（４）参照）。これにより、ピン部材１１及びショルダ部材１２の当接による回転（及び押圧）は金属板６１、６２に加えられなくなるので、金属板６１、６２の双方に及ぶ塑性流動部６０ａでは、塑性流動が停止し、被接合部６０ｂとなる。
【0081】
このようにして、２枚の金属板６１、６２は被接合部６０ｂによって連結（接合）される。なお、シーラント材６３は、所定期間が経過すると、硬化して、金属板６１及び金属板６２の接合面がシールされる。
【0082】
このように、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、制御器５１が、ピン部材１１を回転した状態で、被接合物６０の表面６０ｃを押圧するように、回転駆動器５７及び進退駆動器５３を駆動させるように構成されている（工程（Ｂ））。これにより、ピン部材１１の先端面１１ａと、被接合物６０と、の間で摩擦熱が発生する。この発生した摩擦熱の伝熱により、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、加熱されて、当該部分のシーラント材６３の粘性が低下する。
【0083】
このため、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、元の位置よりも外側に押し出され、被接合物６０の周面からはみ出る。
【0084】
したがって、ピン部材１１及びショルダ部材１２を回転させて、塑性流動部６０ａを生じさせるときに、シーラント材６３が塑性流動部６０ａに流入（混入）することを抑制することができ、良好な接合品質を実現し得る。
【0085】
また、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、シーラント材６３が塑性流動部６０ａに流入（混入）することを抑制できるため、ピン部材１１にシーラント材６３が付着することが抑制される。このため、被接合物６０を連続して接合するような場合に、ピン部材１１の先端面１１ａが、被接合物６０の表面６０ｃを安定して押圧することができる。また、被接合物６０の表面６０ｃにシーラント材６３が付着することが抑制され、良好な接合品質を実現し得る。
【0086】
さらに、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、制御器５１が、ピン部材１１及びショルダ部材１２を回転した状態で、被接合物６０の表面６０ｃを押圧するように、回転駆動器５７及び進退駆動器５３を駆動させるように構成されている（工程（Ｃ））。これにより、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａと、被接合物６０と、の間で摩擦熱が発生する。この発生した摩擦熱の伝熱により、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、加熱されて、当該部分のシーラント材６３の粘性が低下する。
【0087】
このため、鉛直方向から見て、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａと重なる部分近傍に位置するシーラント材６３が、元の位置よりも外側に押し出され、被接合物６０の周面からはみ出る。なお、シーラント材６３の一部は、被接合物６０の周縁部に存在し、被接合物６０の接合面をシールすることができる。
【0088】
したがって、ピン部材１１及びショルダ部材１２を回転させて、塑性流動部６０ａを生じさせるときに、シーラント材６３が塑性流動部６０ａに流入（混入）することを抑制することができ、良好な接合品質を実現し得る。
【0089】
また、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、シーラント材６３が塑性流動部６０ａに流入（混入）することを抑制できるため、ピン部材１１及び／又はショルダ部材１２にシーラント材６３が付着することが抑制される。このため、被接合物６０を連続して接合するような場合に、ピン部材１１及び／又はショルダ部材１２の先端面が、被接合物６０の表面６０ｃを安定して押圧することができる。また、被接合物６０の表面６０ｃにシーラント材６３が付着することが抑制され、良好な接合品質を実現し得る。
【0090】
なお、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、制御器５１は、ピン部材１１を回転させた状態で、被接合物６０を押圧させ、その後、ピン部材１１及びショルダ部材１２を回転させた状態で、被接合物６０を押圧させるように、回転駆動器５７及び進退駆動器５３を制御する形態を採用したが、これに限定されない。
【0091】
制御器５１が、ピン部材１１及びショルダ部材１２を回転させた状態で、ピン部材１１及びショルダ部材１２が被接合物６０を同時に押圧させるように、回転駆動器５７及び進退駆動器５３を制御する形態を採用してもよい。
【0092】
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置は、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置において、制御器が、（Ｄ）において、ピン部材が、回転した状態で、被接合部内に圧入するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ１）と、（Ｄ１）の後に、ピン部材が、被接合部から引き抜かれるように、かつ、ショルダ部材が、回転した状態で、被接合部内に圧入するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ２）と、を実行するように構成されている。
本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置は、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置において、制御器が、（Ｄ）において、ピン部材が、回転した状態で、被接合部内に圧入するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ１）と、（Ｄ１）の後に、ピン部材が、被接合部から引き抜かれるように、かつ、ショルダ部材が、回転した状態で、被接合部内に圧入するように、回転駆動器及び進退駆動器を駆動させる（Ｄ２）と、を実行するように構成されている。
【0093】
以下、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置は、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置と基本的構成は同じであるため、その構成の説明は省略する。
【0094】
【0095】
なお、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃにおいては、摩擦攪拌点接合装置の一部を省略し、矢印ｒは、ピン部材１１及びショルダ部材１２の回転方向を示し、ブロック矢印Ｆは、金属板６１、６２に加えられる力の方向を示す。また、裏当て部材５６からも金属板６１、６２に対して力が加えられているが、説明の便宜上、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃには、図示していない。さらに、ショルダ部材１２には、ピン部材１１及びクランプ部材１３との区別を明確とするために、網掛けのハッチングを施している。
【0096】
図５Ａ～図５Ｃに示すように、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置５０の動作は、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０の動作と基本的には同じであるが、工程（Ｄ１）及び工程（Ｄ２）に代えて、工程（Ｄ３）及び工程（Ｄ４）が実行される点が異なる。
【0097】
具体的には、制御器５１は、工程（２）の後に、ピン部材１１が被接合物６０に向かって進むように、ピン駆動器５３１を駆動する、又は、制御器５１は、ショルダ部材１２が被接合物６０から離れるように、ショルダ駆動器５３２を駆動する（図５Ｂの工程（Ｄ３））。これにより、ピン部材１１が金属板６１に向かって進み、ショルダ部材１２が金属板６１から後退する。
【0098】
このとき、金属材料の軟化部位は、上側の金属板６１から下側の金属板６２にまで及び、塑性流動部６０ａのボリュームが増加する。さらに、塑性流動部６０ａの軟化した金属材料はピン部材１１により押し退けられ、ピン部材１１の直下から先端面１２ａの直下に流動するので、ショルダ部材１２は後退し、ピン部材１１に対して浮き上がる。
【0099】
次に、制御器５１は、ピン部材１１が被接合物６０から離れるように、ピン駆動器５３１を駆動する、又は、制御器５１は、ショルダ部材１２が被接合物６０に向かって進むように、ショルダ駆動器５３２を駆動する（図５Ｃの工程（Ｄ４））。これにより、ショルダ部材１２が金属板６１に向かって進み、ピン部材１１が金属板６１から後退する。このとき、塑性流動部６０ａの軟化した金属材料は、ピン部材１１の直下からショルダ部材１２の直下（ショルダ部材１２の圧入により生じた凹部）に流動する。
【0100】
次に、制御器５１は、進退駆動器５３を制御して、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａを、互いに段差がほとんど生じない程度に合わせる（図５Ｃの工程（３））。
【0101】
ついで、制御器５１は、進退駆動器５３を制御して、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３を被接合物６０から離し、その後、回転駆動器５７を制御して、ピン部材１１及びショルダ部材１２の回転を停止させ（図５Ｃの工程（４）参照）、本プログラムを終了させる。
【0102】
このように構成された、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置５０であっても、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０と同様の作用効果を奏する。
【0103】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の形態を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【0104】
本発明の摩擦攪拌点接合装置及びその運転方法は、シーラント材を塗布した被接合物を接合する場合であっても、良好な接合品質を実現し得るため、有用である。
【符号の説明】
【0105】
１１ ピン部材
１１ａ 先端面
１２ ショルダ部材
１２ａ 先端面
１３ クランプ部材
１３ａ 先端面
３１ 記憶器
３２ 入力器
４１ クランプ駆動器
５０ 摩擦攪拌点接合装置
５１ 制御器
５２ 工具固定器
５３ 進退駆動器
５５ 支持部
５６ 裏当て部材
５６ａ 支持面
５７ 回転駆動器
６０ 被接合物
６０ａ 塑性流動部
６０ｂ 被接合部
６０ｃ 表面
６１ 金属板
６２ 金属板
６３ シーラント材
５２１ 回転工具固定器
５２２ クランプ固定器
５３１ ピン駆動器
５３２ ショルダ駆動器
Ｘｒ 軸線
１１ａ 先端面
１２ ショルダ部材
１２ａ 先端面
１３ クランプ部材
１３ａ 先端面
３１ 記憶器
３２ 入力器
４１ クランプ駆動器
５０ 摩擦攪拌点接合装置
５１ 制御器
５２ 工具固定器
５３ 進退駆動器
５５ 支持部
５６ 裏当て部材
５６ａ 支持面
５７ 回転駆動器
６０ 被接合物
６０ａ 塑性流動部
６０ｂ 被接合部
６０ｃ 表面
６１ 金属板
６２ 金属板
６３ シーラント材
５２１ 回転工具固定器
５２２ クランプ固定器
５３１ ピン駆動器
５３２ ショルダ駆動器
Ｘｒ 軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】