特許 7341824 複動式摩擦攪拌点接合装置及び複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法

(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】2023-09-01

(45)【発行日】2023-09-11

(54)【発明の名称】複動式摩擦攪拌点接合装置及び複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/12 20060101AFI20230904BHJP

【ＦＩ】

B23K20/12 344

B23K20/12 310

B23K20/12 364

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019177610

(22)【出願日】2019-09-27

(65)【公開番号】P2021053657

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-09-05

(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】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三宅 将弘

(72)【発明者】

【氏名】吉川 脩平

(72)【発明者】

【氏名】吉田 友祐

【審査官】山下 浩平

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／０２４４７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３０５４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２０１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３１９４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１８３３２９４（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１２／０６０４３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００４５６９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０８０５６７９３（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１４７９２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－０７４５２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２０／００ － ２０／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
円筒状に形成され、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、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、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、
前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面には、油剤が配置され、
前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面には、凹部が形成され、
前記凹部が前記周面から凹む窪み又は溝である、複動式摩擦攪拌点接合装置。

【請求項2】

前記油剤は、液体状又は半固体状の油剤で構成されている、請求項１に記載の複動式摩擦攪拌点接合装置。

【請求項3】

前記油剤を前記周面に供給するように構成されている、油剤供給機構をさらに備える、請求項１又は２に記載の複動式摩擦攪拌点接合装置。

【請求項4】

制御器をさらに備え、
前記制御器は、摩擦攪拌点接合動作が、予め設定されている所定の第１回数以上になると、前記油剤供給機構により、前記油剤を前記周面に供給するように構成されている、請求項３に記載の複動式摩擦攪拌点接合装置。

【請求項5】

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、
円筒状に形成され、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、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、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、
前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面には、油剤が配置され、
前記油剤を前記周面に供給するように構成されている、油剤供給機構をさらに備え、
制御器をさらに備え、
前記制御器は、摩擦攪拌点接合動作が、予め設定されている所定の第１回数以上になると、前記油剤供給機構により、前記油剤を前記周面に供給するように構成されている、複動式摩擦攪拌点接合装置。

【請求項6】

複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法であって、
前記複動式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、
円筒状に形成され、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、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、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、
前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面に、油剤を供給する（Ａ）が実行され、
前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面には、凹部が形成され、
前記凹部が前記周面から凹む窪み又は溝である、複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法。

【請求項7】

前記複動式摩擦攪拌点接合装置は、油剤供給機構をさらに備え、
前記（Ａ）では、前記油剤供給機構により、前記油剤が前記周面に供給される、請求項６に記載の複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法。

【請求項8】

前記（Ａ）では、摩擦攪拌点接合動作が、予め設定されている所定の第１回数以上になると、前記油剤供給機構により、前記油剤が前記周面に供給される、請求項７に記載の複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法。

【請求項9】

前記（Ａ）では、摩擦攪拌点接合動作を実行する前、及び／又は前記摩擦攪拌点接合動
作を実行した後に、前記油剤供給機構により、前記油剤が前記周面に供給される、請求項７又は８に記載の複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法。

【請求項10】

複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法であって、
前記複動式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、
円筒状に形成され、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、
前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、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、
前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面に、油剤を供給する（Ａ）が実行され、
前記複動式摩擦攪拌点接合装置は、油剤供給機構をさらに備え、
前記（Ａ）では、前記油剤供給機構により、前記油剤が前記周面に供給され、
前記（Ａ）では、摩擦攪拌点接合動作が、予め設定されている所定の第１回数以上になると、前記油剤供給機構により、前記油剤が前記周面に供給される、複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法。

【請求項11】

前記油剤は、液体状又は半固体状の油剤で構成されている、請求項６～１０のいずれか１項に記載の複動式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、複動式摩擦攪拌点接合装置及び複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プローブとショルダ部材との間の隙間に侵入した材料を外部に排出して、それらの隙間に凝着しないようにした摩擦攪拌点接合用複動式回転工具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に開示されている摩擦攪拌点接合用複動式回転工具では、凝着防止／解消手段として、プローブの先端部と基部との段差部分にて構成している。そして、摩擦攪拌点接合操作の後において、プローブをショルダ部材に対して、相対的に突き出すことにより、侵入部材を外部に排出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２９９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示されている摩擦攪拌点接合用複動式回転工具であっても、段差部分の外周面と、ショルダ部材の内周面と、の間に隙間が形成される。このため、当該隙間まで材料が侵入した場合には、上記段差部分で侵入した材料を外部に排出することはできない。また、上記段差部分では、プローブの外周面及び／又はショルダ部材の内周面の表面に凝着した材料を排出することは困難である。

【0006】

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、従来の複動式摩擦攪拌点接合装置に比して、ピン部材（プローブ）の外周面、ショルダ部材の内周面、ショルダ部材の外周面、及びクランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面に対して、被接合物由来の材料の凝着を抑制することができる、複動式摩擦攪拌点接合装置及び複動式摩擦攪拌点接合装置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、本発明に係る複動式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、円筒状に形成され、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、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、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、前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面には、油剤が配置されている。

【0008】

これにより、ピン部材の外周面、ショルダ部材の内周面、ショルダ部材の外周面、及びクランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面に油膜が形成されるので、従来の摩擦攪拌点接合装置に比して、周面に被接合物由来の材料の凝着を抑制することができる。

【0009】

また、本発明に係る摩擦攪拌点接合装置の運転方法は、複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法であって、前記複動式摩擦攪拌点接合装置が、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、円筒状に形成され、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、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、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、前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面に、油剤を供給する（Ａ）が実行される。

【0010】

これにより、ピン部材の外周面、ショルダ部材の内周面、ショルダ部材の外周面、及びクランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面に油膜が形成されるので、従来の摩擦攪拌点接合装置に比して、周面に被接合物由来の材料の凝着を抑制することができる。

【0011】

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】

【0012】

本発明に係る摩擦攪拌点接合装置及び複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法によれば、従来の摩擦攪拌点接合装置に比して、周面に被接合物由来の材料の凝着を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】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。

【図2】図２は、図１に示す摩擦攪拌点接合装置における要部を拡大した模式図である。

【図3】図３は、図１に示す摩擦攪拌点接合装置における要部を拡大した模式図である。

【図4】図４は、図１に示す摩擦攪拌点接合装置における要部を拡大した模式図である。

【図5】図５は、図１に示す摩擦攪拌点接合装置の制御構成を模式的に示すブロック図である。

【図6】図６は、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図7】図７は、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図8】図８は、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図9】図９は、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図10】図１０は、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図11】図１１は、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【図12】図１２は、本実施の形態３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13】図１３は、打点数に対するピン駆動器を構成するモータの電流値の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

（実施の形態１）
本実施の形態１に係る複動式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、円筒状に形成され、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、前記ピン部材及び前記ショルダ部材を、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、前記ピン部材の外周面、前記ショルダ部材の内周面、前記ショルダ部材の外周面、及び前記クランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面には、油剤が配置されている。

【0016】

また、本実施の形態１に係る複動式摩擦攪拌点接合装置では、油剤は、液体状又は半固体状の油剤で構成されていてもよい。

【0017】

本実施の形態１に係る複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法は、複動式摩擦攪拌点接合装置が、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、円筒状に形成され、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、ピン部材及びショルダ部材を、それぞれ軸線に沿って進退移動させる進退駆動器と、を備え、ピン部材の外周面、ショルダ部材の内周面、ショルダ部材の外周面、及びクランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面に、油剤を供給する（Ａ）が実行される。

【0018】

この場合、油剤の供給は、作業者が手作業で実行してもよく、後述するように、油剤供給機構により実行されてもよい。

【0019】

また、本実施の形態１に係る複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法では、（Ａ）では、摩擦攪拌点接合動作を実行する前、及び／又は摩擦攪拌点接合動作を実行した後に、油剤供給機構により、油剤が周面に供給されてもよい。

【0020】

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。

【0021】

［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。図２～図４は、図１に示す摩擦攪拌点接合装置における要部を拡大した模式図である。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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

被接合物６０は、２枚の板状の第１部材６１及び第２部材６２を有する。第１部材６１及び第２部材６２としては、金属材料（例えば、アルミニウム、鋼等）、又は繊維強化プラスチック（例えば、炭素繊維強化プラスチック）で構成されていてもよい。

【0025】

なお、本実施の形態１においては、被接合物６０を板状の第１部材６１と板状の第２部材６２で構成されている形態を採用したが、これに限定されず、被接合物６０（第１部材６１及び第２部材６２）の形状は任意であり、例えば、直方体状であってもよく、円弧状に形成されていてもよい。また、被接合物６０は、３つ以上の部材を有していてもよい。

【0026】

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。

【0027】

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。なお、以下においては、ピン部材１１、ショルダ部材１２、及びクランプ部材１３のうち、少なくとも１つの部材について、ツールと称する場合がある。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

ピン部材１１及びショルダ部材１２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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

また、図２～図４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では、ピン部材１１の外周面１１ｃ、ショルダ部材１２の内周面１２ｂ、ショルダ部材１２の外周面１２ｃ、及びクランプ部材１３の内周面１３ｂのうち、少なくとも１つの周面には、油剤７０が配置（塗布）されている。

【0039】

なお、図２及び図４に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、ピン部材１１の外周面１１ｃ及びショルダ部材１２の内周面１２ｂの両周面に油剤７０が配置されているが、いずれか一方の周面に油剤７０が配置されていればよい。同様に、図３及び図４に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、ショルダ部材１２の外周面１２ｃ及びクランプ部材１３の内周面１３ｂの両周面に油剤７０が配置されているが、いずれか一方の周面に油剤７０が配置されていればよい。

【0040】

また、油剤７０は、被接合物６０由来の材料の凝着が起こりやすい、ツールの先端部の周面に配置する観点から、ピン部材１１の先端部１１ｄ、ショルダ部材１２の先端部１２ｄ、及びクランプ部材１３の先端部１３ｄのうち、少なくとも１つの先端部の周面に配置されていてもよい。

【0041】

また、油剤７０は、ツールの先端部の周面に供給する観点から、ピン部材１１の基端部１１ｅ、ショルダ部材１２の基端部１２ｅ、及びクランプ部材１３の基端部１３ｅのうち、少なくとも１つの基端部の周面に配置されていてもよい。

【0042】

ここで、ツールの先端部は、先端面からツールの軸線Ｘｒ方向の長さの１／２以下の部分までであってもよい。また、ツールの基端部は、ツールの基端面からツールの軸線Ｘｒ方向の長さの１／２以下の部分までであってもよい。

【0043】

さらに、油剤７０は、ツールの先端面に被接合物６０由来の材料の凝着を抑制する観点から、ピン部材１１の先端面１１ａ、ショルダ部材１２の先端面１２ａ、及びクランプ部材１３の先端面１３ａのいずれかの先端面に配置されていてもよい。特に、ピン部材１１の先端面１１ａ及びショルダ部材１２の先端面１２ａに油剤７０が配置されていると、被接合物６０由来の材料の凝着が抑制されるため、接合部表面をより平滑化することができる。

【0044】

なお、油剤７０が、ピン部材１１の先端面１１ａ、ショルダ部材１２の先端面１２ａ、及びクランプ部材１３の先端面１３ａのいずれかの先端面に配置されている場合、油剤７０が、ツールの周面に配置されていない形態を採用してもよい。

【0045】

油剤７０は、液体状又は半固体（グリース）状の油剤で構成されていてもよい。また、油剤７０は、高温用耐熱性を有する油剤で構成されていてもよい。油剤７０としては、例えば、ハイテンプオイルＧ（商品名）、スミコーＳＮ－Ｂグリース（商品名）、又はモリペーストＳ（商品名）を使用してもよい。

【0046】

なお、油剤７０は、作業者により、ツールの周面に配置（塗布）されてもよい。また、油剤７０は、油剤を染み込ませた布、又は油剤を付着させたブラシ等をロボットに保持させて、当該ロボットにより、ツールの周面に配置（塗布）されてもよい。さらに、油剤７０は、油剤７０を付着させたブラシ、綿棒等を基台に固定させて、摩擦攪拌点接合装置５０を保持しているロボットを動作させることにより、ツールの周面に配置（塗布）されてもよい。

【0047】

また、油剤７０は、摩擦攪拌点接合動作を実行する前に、ツールの周面に配置（塗布）されてもよく、及び／又は摩擦攪拌点接合動作を実行した後に、ツールの周面に配置（塗布）されてもよい。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

［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５を参照して具体的に説明する。

【0055】

図５は、図１に示す摩擦攪拌点接合装置の制御構成を模式的に示すブロック図である。

【0056】

図５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、入力器３２、及び位置検出器３３を備えている。

【0057】

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、記憶器に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、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。

【0058】

これにより、ピン部材１１及びショルダ部材１２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及びショルダ部材１２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。

【0059】

なお、制御器５１は、集中制御する単独の制御器５１によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御器５１によって構成されていてもよい。また、制御器５１は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)、論理回路等によって構成されていてもよい。

【0060】

記憶器３１は、基本プログラム、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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

位置検出器３３は、ショルダ部材１２の先端部（先端面１２ａ）の位置情報を検出して、検出した位置情報を制御器５１に出力するように構成されている。位置検出器３３としては、例えば、ＬＶＤＴ、エンコーダー等を用いてもよい。

【0064】

このように構成された、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、ピン部材１１の外周面１１ｃ、ショルダ部材１２の内周面１２ｂ、ショルダ部材１２の外周面１２ｃ、及びクランプ部材１３の内周面１３ｂのうち、少なくとも１つの周面には、油剤７０が配置（塗布）されている。

【0065】

これにより、油剤７０の潤滑作用によって、ツールの移動（進退方向及び／又は回転方向）が抑制されないために、ツール間の隙間に被接合物６０由来の材料の侵入（付着）を抑制することができる。また、ツールの周面に油膜が形成されるため、ツール間の隙間に被接合物６０由来の材料の侵入（付着）を抑制することができる。さらに、ツールの周面に油膜が形成されるため、ツールの周面に被接合物６０由来の材料の凝着を抑制することができる。

【0066】

したがって、本実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、従来の摩擦攪拌点接合装置に比して、摩擦攪拌点接合動作を連続して実行する回数を増加させることができる。

【0067】

（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、ピン部材の外周面、ショルダ部材の内周面、ショルダ部材の外周面、及びクランプ部材の内周面のうち、少なくとも１つの周面には、凹部が形成されている。

【0068】

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６～図８を参照しながら詳細に説明する。

【0069】

［摩擦攪拌点接合装置の構成］
図６～図８は、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【0070】

図６～図８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は、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０と基本的構成は同じであるが、ピン部材１１の外周面１１ｃ、ショルダ部材１２の内周面１２ｂ、ショルダ部材１２の外周面１２ｃ、及びクランプ部材１３の内周面１３ｂのうち、少なくとも１つの周面に凹部が形成されている点が異なる。

【0071】

具体的には、図６及び図８に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、ピン部材１１の外周面１１ｃに凹部８０ａが形成されていて、ショルダ部材１２の内周面１２ｂに凹部８０ｂが形成されている。また、図７及び図８に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、ショルダ部材１２の外周面１２ｃに凹部８０ｃが形成されていて、クランプ部材１３の内周面１３ｂに凹部８０ｄが形成されている。なお、以下においては、凹部８０ａ～８０ｄを区別しない場合には、凹部８０と称する場合がある。

【0072】

凹部８０は、ツールの先端部の周面に油剤７０を供給する観点から、ツールの基端部に形成されていてもよい。また、凹部８０は、油剤７０を保持（貯留）することができれば、どのような形状であってもよい。凹部８０は、例えば、凹部８０ａ及び凹部８０ｃのように、窪みで構成されていてもよく、例えば、凹部８０ｂ及び凹部８０ｄのように、溝で構成されていてもよい。

【0073】

凹部８０が溝で構成されている場合、当該溝は、軸線Ｘｒに沿って延びるように形成されていてもよく、軸線Ｘｒに対して、斜め方向に延びるように形成されていてもよく、円周に沿うように円弧（円環）状に形成されていてもよく、らせん状に形成されていてもよい。

【0074】

なお、図６及び図８に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、ピン部材１１の外周面１１ｃ及びショルダ部材１２の内周面１２ｂの両周面に凹部８０が形成されているが、いずれか一方の周面に凹部８０が形成されていればよい。同様に、図７及び図８に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、ショルダ部材１２の外周面１２ｃ及びクランプ部材１３の内周面１３ｂの両周面に凹部８０が形成されているが、いずれか一方の周面に凹部８０が形成されていればよい。また、凹部８０は、いずれかの周面に１つの凹部が形成されていてもよく、複数の凹部が形成されていてもよい。

【0075】

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。

【0076】

また、本実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、ツールの周面に凹部８０が形成されていて、当該凹部８０には、油剤７０が保持されている。このため、ツールの先端部の周面に油剤７０を供給することができるため、摩擦攪拌点接合動作を連続して実行する回数をより増加させることができ得る。

【0077】

（実施の形態３）
本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置は、実施の形態１又は２に係る摩擦攪拌点接合装置において、油剤を周面に供給するように構成されている、油剤供給機構をさらに備える。

【0078】

また、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置では、制御器をさらに備え、制御器は、摩擦攪拌点接合動作が、予め設定されている所定の第１回数以上になると、油剤供給機構により、油剤を周面に供給するように構成されていてもよい。

【0079】

以下、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置の一例について、図９～図１１を参照しながら詳細に説明する。

【0080】

［摩擦攪拌点接合装置の構成］
図９～図１１は、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置の要部の概略構成を示す模式図である。

【0081】

図９～図１１に示すように、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置５０は、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０と基本的構成は同じであるが、油剤供給機構１００をさらに備える点が異なる。

【0082】

油剤供給機構１００は、油剤７０を摩擦攪拌点接合装置５０に供給することができれば、どのような態様であってもよく、例えば、油剤７０を貯留する容器と、容器内の油剤７０を送出するポンプ（ピストン）で構成されていてもよい。

【0083】

また、油剤供給機構１００は、油剤７０を貯留する容器と、ピン部材１１及び／又はショルダ部材１２の先端部をクランプ部材１３の先端部よりも突出させた状態で、摩擦攪拌点接合装置５０を保持し、容器内にピン部材１１及び／又はショルダ部材１２の先端部を侵入させるロボットで構成されていてもよい。なお、当該ロボットは、ピン部材１１及び／又はショルダ部材１２を摩擦攪拌点接合装置５０から取り外して、保持してもよい。

【0084】

また、油剤供給機構１００は、油剤７０を付着させたブラシ、綿棒等で構成されていてもよい。この場合、ロボットが、ピン部材１１及び／又はショルダ部材１２の先端部をクランプ部材１３の先端部よりも突出させた状態で、摩擦攪拌点接合装置５０を保持し、ピン部材１１及び／又はショルダ部材１２の先端部をブラシ等に当接させることで、ツールの周面に油剤７０を供給させてもよい。

【0085】

さらに、油剤供給機構１００は、被接合物６０の上面（ツールと当接する面）に油剤７０を配置するように構成されていてもよい。この場合、摩擦攪拌点接合装置５０が、当該被接合物６０の油剤７０が配置されている部分を摩擦攪拌点接合することにより、ツールの周面に油剤７０が供給されることになる。

【0086】

なお、作業者又はロボットに布等を保持させて、ツールの先端面に付着した油剤７０を除去してもよい。

【0087】

図９及び図１１に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、ショルダ部材１２の基端部１２ｅの周面に貫通孔９０ａが設けられている。貫通孔９０ａは、流路９１ａを介して、油剤供給機構１００に接続されている。これにより、油剤供給機構１００から、貫通孔９０ａを介して、ピン部材１１の外周面１１ｃ、及び／又はショルダ部材１２の内周面１２ｂに油剤７０を供給することができる。

【0088】

なお、流路９１ａは、適宜な配管等で構成されていて、摩擦攪拌点接合装置５０に常に配置されている必要はない。流路９１ａは、油剤供給機構１００から油剤７０を供給するときに、油剤供給機構１００と貫通孔９０ａを接続するように構成されていてもよい。

【0089】

また、図１０及び図１１に示す摩擦攪拌点接合装置５０では、クランプ部材１３の周面に貫通孔９０ｂが設けられている。貫通孔９０ｂは、流路９１ｂを介して、油剤供給機構１００に接続されている。これにより、油剤供給機構１００から、貫通孔９０ｂを介して、ショルダ部材１２の外周面１２ｃ、及び／又はクランプ部材１３の内周面１３ｂに油剤７０を供給することができる。

【0090】

なお、流路９１ｂは、適宜な配管等で構成されていて、摩擦攪拌点接合装置５０に常に配置されている必要はない。流路９１ｂは、油剤供給機構１００から油剤７０を供給するときに、油剤供給機構１００と貫通孔９０ｂを接続するように構成されていてもよい。

【0091】

また、図１１において、貫通孔９０ａと貫通孔９０ｂは、水平方向から見て、重ならないように配置されているが、これに限定されず、重なるように配置されていてもよい。

【0092】

［摩擦攪拌点接合装置の動作及び作用効果］
次に、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置５０の動作について、図１２を参照して具体的に説明する。なお、以下の動作については、制御器５１が、記憶器３１に格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。

【0093】

図１２は、本実施の形態３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。

【0094】

図１２に示すように、制御器５１は、作業者が入力器３２を操作して、被接合物６０の摩擦攪拌点接合動作の実行指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

【0095】

制御器５１は、摩擦攪拌点接合動作の実行指令が入力されていないと判定した場合（ステップＳ１０１でＮｏ）には、例えば、５０ｍｓｅｃ後に再び、ステップＳ１０１の処理を実行する。一方、制御器５１は、摩擦攪拌点接合動作の実行指令が入力されたと判定した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）には、ステップＳ１０２の処理を実行する。

【0096】

ステップＳ１０２では、制御器５１は、摩擦攪拌点接合装置５０に被接合物６０の摩擦攪拌点接合動作を実行させる。なお、摩擦攪拌点接合装置５０による摩擦攪拌点接合動作は、公知の摩擦攪拌点接合動作と同様に実行されるので、その詳細な説明は省略する。

【0097】

次に、制御器５１は、記憶器３１に摩擦攪拌点接合動作の回数Ｎを記憶させる（ステップＳ１０３）。具体的には、例えば、制御器５１は、記憶器３１に記憶されている回数Ｎ_ｋを取得する。ついで、制御器５１は、摩擦攪拌点接合動作を１回実行する（１か所の被接合部を接合する）毎に、回数Ｎ_ｋに１回分の回数を和算させて、回数Ｎ_ｋ+1として、記憶器３１に記憶させてもよい。

【0098】

次に、制御器５１は、ステップＳ０３で記憶させた回数Ｎが、予め設定されている所定の第１回数以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、第１回数は、予め実験等により設定することができる。第１回数は、例えば、ツールの周面に油膜を形成させている状態を維持する観点から、液状の油剤７０を用いた場合には、１００回であってもよく、１５０回であってもよく、２００回であってもよい。また、第１回数は、例えば、ツールの周面に油膜を形成させている状態を維持する観点から、半固体状の油剤７０を用いた場合には、１０００回であってもよく、１５００回であってもよく、２０００回であってもよい。

【0099】

制御器５１は、ステップＳ１０３で記憶させた回数Ｎが、第１回数未満であると判定した場合（ステップＳ１０４でＮｏ）には、本プログラムを終了し、例えば、５０ｍｓｅｃ後に再び、ステップＳ１０１の処理を実行する。一方、制御器５１は、ステップＳ１０３で記憶させた回数Ｎが、第１回数以上であると判定した場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）には、ステップＳ１０５の処理を実行する。

【0100】

ステップＳ１０５では、制御器５１は、油剤７０を油剤供給機構１００から摩擦攪拌点接合装置５０に供給させる。ついで、制御器５１は、記憶器３１に記憶されている回数Ｎ_ｋ+1をリセットさせ（回数Ｎ_ｋ+1を０にさせ；ステップＳ１０６）、本プログラムを終了する。

【0101】

このように構成された、本実施の形態３に係る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。

【0102】

なお、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、制御器５１が、第１回数以上になると、油剤７０を油剤供給機構１００から摩擦攪拌点接合装置５０に供給させる形態を採用したが、これに限定されない。

【0103】

例えば、制御器５１は、摩擦攪拌点接合装置５０のメンテナンス作業を実行した後に、油剤７０を油剤供給機構１００から摩擦攪拌点接合装置５０に供給させる形態を採用してもよい。また、制御器５１は、摩擦攪拌点接合装置５０により、摩擦攪拌点接合動作を実行する前（ステップＳ１０１で、摩擦攪拌点接合動作の実行指令が入力されたと判定した後）に、油剤７０を油剤供給機構１００から摩擦攪拌点接合装置５０に供給させる形態を採用してもよい。

【0104】

また、本実施の形態３に係る摩擦攪拌点接合装置５０では、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０の構成を採用したが、実施の形態２に係る摩擦攪拌点接合装置５０の構成を採用してもよい。

【0105】

［試験例］
次に、実施の形態１に係る摩擦攪拌点接合装置５０の試験例について説明する。

【0106】

（試験例１）
試験例１では、ピン部材１１の外周面１１ｃ及びショルダ部材１２の内周面１２ｂに、油剤７０を配置させた、摩擦攪拌点接合装置５０（図２参照）を用いて、被接合物６０を連続して接合した。

【0107】

なお、油剤７０として、モリペーストＳ（商品名）を用い、被接合物６０を連続して接合する前に、ピン部材１１の外周面１１ｃ及びショルダ部材１２の内周面１２ｂに、油剤７０を塗布した。また、以下においては、被接合物６０を接合した回数を打点数と称する場合がある。

【0108】

（試験例２）
試験例２では、試験例１と同様に、ピン部材１１の外周面１１ｃ及びショルダ部材１２の内周面１２ｂに、油剤７０を配置させた、摩擦攪拌点接合装置５０（図２参照）を用いて、被接合物６０を連続して接合した。油剤７０として、スミコーハイテンプオイルＧ（商品名）を用い、１１２打点毎に、油剤７０を供給した。作業者が、油剤７０を付着させた綿棒をショルダ部材１２の内周面１２ｂに当接させることにより、油剤７０の供給を実行した。

【0109】

（比較例）
比較例では、ツールに油剤７０が配置されていない、従来の摩擦攪拌点接合装置を用いて、被接合物６０を連続して接合した。
（試験結果）
被接合物６０である、第１部材６１、第２部材６２として、厚み寸法が１．０ｍｍのアルミニウム合金板（Ａ６０６１）を用い、試験例１、試験例２、及び比較例の摩擦攪拌点接合装置５０により、連続して摩擦攪拌点接合を行い、ピン駆動器を構成するモータの電流値を検出した。

【0110】

図１３は、打点数に対するピン駆動器を構成するモータの電流値の変化を示すグラフである。図１３の横軸は、摩擦攪拌点接合装置５０により、被接合物６０の被接合部を接合した回数である、打点数を示す。また、図１３の縦軸は、モータの各打点時における、ピン部１１の先端をショルダ部材１２の先端に対して退行させるときの最大電流値（以下、ピン軸最大電流値と称する）を示す。

【0111】

さらに、図１３において、菱形（破線）は、比較例の摩擦攪拌点接合装置５０を用いて、連続して接合した時の各打点時におけるピン軸最大電流値を示し、三角形（一点鎖線）は、試験例１の摩擦攪拌点接合装置５０を用いて、連続して接合した時の各打点時におけるピン軸最大電流値を示し、四角形（実線）は、試験例２の摩擦攪拌点接合装置５０を用いて、連続して接合した時の各打点時におけるピン軸最大電流値を示す。

【0112】

図１３に示すように、比較例の摩擦攪拌点接合装置５０を用いて、連続して接合した場合には、ピン軸最大電流値が急激に上昇することが示された。これは、ピン部材１１の外周面１１ｃ及び／又はショルダ部材１２の内周面１２ｂに被接合物６０由来の材料が凝着した結果、ピン部材１１を進退移動させるためのトルクが大きくなり、ピン駆動器５３１に流れる電流値が増加したためである。

【0113】

一方、試験例１の摩擦攪拌点接合装置５０を用いて、連続して接合した場合には、ピン軸最大電流値は、２０００打点を超えても、３アンペア程度の低い電流値を保つことができることが示された。さらに、試験例２の摩擦攪拌点接合装置５０を用いて、連続して接合した場合には、ピン軸最大電流値は、８０００打点を超えても、３アンペア程度の低い電流値を保つことができることが示された。

【0114】

これにより、ピン部材１１の外周面１１ｃ及びショルダ部材１２の内周面１２ｂに、油剤７０を配置させると、これらの周面に被接合物６０由来の材料の凝着が抑制され（図示せず）、その結果、従来の摩擦攪拌点接合装置に比して、摩擦攪拌点接合動作を連続して実行する回数を増加させることができることが示された。

【0115】

また、試験例２の結果から、所定の打点数（第１回数）毎に、油剤７０をツールの周面に供給することにより、摩擦攪拌点接合動作を連続して実行する回数をより増加させることができることが示された。このため、ツールの周面に油剤７０が配置されている状態を維持させることにより、摩擦攪拌点接合動作を連続して実行する回数をより増加させることができることが示唆された。

【0116】

さらに、試験例２において、２０００打点を超えるまで、ピン軸最大電流値が０．１～０．３アンペア程度だったのに対して、２０００打点を超えると、０．６～１アンペアにまで急激に増加している。このため、発明者らは、２０００打点を超えたところで、ツールの清掃（ツールに凝着した材料の除去）を実行することにより、ピン軸最大電流値の急激な増加を抑制できるものと考察している。

【0117】

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は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】

【0118】

本発明の摩擦攪拌点接合装置及び複動式摩擦攪拌点接合装置の運転方法は、従来の摩擦攪拌点接合装置に比して、ツールの周面に被接合物由来の材料の凝着を抑制することができるため、有用である。

【符号の説明】

【0119】

１１ ピン部材
１１ａ 先端面
１１ｃ 外周面
１１ｄ 先端部
１１ｅ 基端部
１２ ショルダ部材
１２ａ 先端面
１２ｂ 内周面
１２ｃ 外周面
１２ｄ 先端部
１２ｅ 基端部
１３ クランプ部材
１３ａ 先端面
１３ｂ 内周面
１３ｄ 先端部
１３ｅ 基端部
３１ 記憶器
３２ 入力器
３３ 位置検出器
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
６１ 第１部材
６２ 第２部材
７０ 油剤
８０ 凹部
８０ａ 凹部
８０ｂ 凹部
８０ｃ 凹部
８０ｄ 凹部
９０ａ 貫通孔
９０ｂ 貫通孔
９１ａ 流路
９１ｂ 流路
１００ 油剤供給機構
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
Ｐ１ 矢印
Ｐ２ 矢印
Ｐ３ 矢印
Ｘｒ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】