WO2017188272A1 - 摩擦攪拌接合装置 - Google Patents

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welding
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富夫 小田倉
幸一 石黒
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    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine

Definitions

  • the present invention relates to a friction stir welding apparatus.
  • the friction stir welding apparatus (hereinafter referred to as FSW (Friction Stir Welding) apparatus) applies frictional heat to the members to be joined by the rotating joining tool to cause a plastic flow phenomenon to the members to be joined, and the members to be joined by the joining tool Is a device that stirs and bonds the members to be joined.
  • FSW Fretion Stir Welding
  • the welding tool is continuously used and heated, the welding tool is likely to be worn or broken.
  • the rotational speed of the welding tool driven by the tool rotation drive device so that the tool temperature falls within a predetermined management temperature range
  • a control device that controls at least one of the moving speeds of the welding tool driven by the tool movement driving device.
  • the friction stir welding apparatus is rotated while in contact with a workpiece to be joined and causes a plastic flow phenomenon to the workpiece to be joined, and the welding tool which holds the welding tool.
  • a supply path for supplying a coolant to the welding tool a recovery path for the coolant which is formed on the tool holder, and which recovers the refrigerant from the welding tool;
  • a cooling unit that cools the refrigerant collected from the channel and returns it to the supply channel; and a supporting unit that rotatably supports the tool holder, and the opposing unit between the tool holder and the supporting unit
  • a first annular channel and a second annular channel are formed, and the first and second annular channels run around the inner circumferential surface of the support portion along the circumferential direction.
  • the recovery passage communicates with the first annular flow passage, the recovery passage communicates with the second annular flow passage through which the return refrigerant flows, and the cooling unit transfers the refrigerant to the first annular flow passage. While supplying, the refrigerant is recovered from the second annular channel.
  • FIG. 1 is a perspective view of an FSW device according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the principal part of FSW apparatus.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. It is II-II sectional drawing of FIG. It is an intensity
  • It is a block diagram of a control system of FSW device. It is the figure which showed the transition example of the temperature of the joining tool.
  • FIG. 1 is a perspective view of an FSW apparatus 100 (a friction stir welding apparatus) according to an embodiment of the present invention.
  • the FSW apparatus 100 includes an apparatus main body unit 105, a control unit 50, and a cooling unit 60. Further, the apparatus main body portion 105 has a welding tool 1 provided with a projection 11, a tool holder 2 for holding the welding tool 1, and a housing 3 for rotatably holding the tool holder 2.
  • the housing 3 is a cylindrical container, and a spindle motor 6 or the like for rotating the substantially cylindrical tool holder 2 around the spindle CL is housed therein.
  • the main axis CL indicates the central axis of the substantially cylindrical tool holder 2.
  • the housing 3 holding the welding tool 1 and the tool holder 2 as described above is mounted on the tip of the machining tool not shown or the arm 4 of the multi-axis robot. That is, the welding tool 1 is configured to be freely movable in the vertical direction and in the planar direction by driving the arm 4 by the machining tool or the multi-axis robot.
  • the protrusion 11 of the welding tool 1 has a pin-like shape centered on the main axis CL, and is often referred to as a welding tool pin.
  • a welding tool pin it is assumed that the members to be joined 101a and 101b, which are various metals, are joined.
  • the welding tool 1 held by the tool holder 2 press-fits the projections 11 onto the welding line 102 which is the boundary between the members to be welded 101a and 101b.
  • the protrusion 11 is press-fit to a position where a portion (referred to as a tool shoulder 12) excluding the protrusion 11 of the bottom surface of the main body of the welding tool 1 contacts the surfaces of the members to be joined 101a and 101b.
  • the plastic heat flow phenomenon occurs in the members to be joined 101a and 101b due to the frictional heat when the protrusion 11 and the tool shoulder 12 rotate while contacting the members to be joined 101a and 101b.
  • the constituent material of the to-be-joined members 101a and 101b in which this plastic flow phenomenon arose is stirred by the joining tool 1, and is mixed.
  • the control unit 50 controls the welding tool 1 to move along the welding line 102 in a state in which the projection 11 is press-fitted to the members to be welded 101a and 101b. As a result, the boundary portions of the members to be joined 101a and 101b are joined.
  • the cooling unit 60 cools the welding tool 1. That is, the cooling unit 60 supplies the cooled refrigerant to the welding tool 1 via the housing 3 and the tool holder 2, and recovers the refrigerant heated by the welding tool 1 via the tool holder 2 and the housing 3.
  • the refrigerant may be, for example, a liquid such as "water” or a gas.
  • the control unit 50 controls the rotational speed moving speed, the moving direction, and the like of the welding tool 1 and instructs the cooling unit 60 on the flow velocity of the refrigerant and the like.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the apparatus main body 105.
  • the tool holder 2 and the support portion 30 are cut along the main axis CL, it becomes as shown in FIG.
  • the paper surface upper direction in FIG. 2 is called “upper” here, and the paper surface lower side is called “lower.”
  • the support portion 30 is formed in a substantially cylindrical shape, and bearings 302 and 312 are mounted on the inner surfaces of the upper and lower ends thereof. Thereby, the support portion 30 rotatably supports the tool holder 2.
  • the tool holder 2 also has a supported portion 20 and a holding portion 24.
  • An upper end portion of the supported portion 20 is coupled to the spindle motor 6 (see FIG. 1), and a recessed portion 224 recessed in a substantially cylindrical shape is formed on the lower surface thereof.
  • the upper portion of the holding portion 24 is inserted into the recess 224.
  • a screw hole 222 is formed in the radial direction. The supported portion 20 and the holding portion 24 are fixed to each other by screwing and tightening a bolt (not shown) in the screw hole 222.
  • a recessed portion 266 which is recessed in a substantially cylindrical shape is formed on the lower surface of the holding portion 24 .
  • the upper end of the welding tool 1 is inserted into the recess 266.
  • a screw hole 268 is formed in the lower side of the holding portion 24 in the radial direction.
  • a forward pipe 41 for supplying the refrigerant to the support portion 30
  • a return pipe 42 for recovering the refrigerant from the support portion 30.
  • a forward flow passage 304 and a return flow passage 314 which are through holes for inserting the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, are formed.
  • concave portions 306 and 316 having a substantially U-shaped cross section are formed on the inner peripheral surface of the support portion 30 so as to communicate with the flow paths 304 and 314. Since the concave portions 306 and 316 are formed to go around the inner circumference along the circumferential direction, the concave portions 306 and 316 become ring-shaped grooves. Further, in the supported portion 20, concave portions 206 and 216 having a substantially U-shaped cross section are formed at locations facing the concave portions 306 and 316, respectively.
  • annular flow passage L1 first annular flow passage
  • annular flow passage through which the refrigerant flows between the concave portions 206 and 306, and an annular flow passage through which the return refrigerant flows between the concave portions 216 and 316.
  • L2 second annular channel
  • a ring-shaped packing 210 is fitted between the supported portion 20 and the support portion 30 above and below the annular channel L1 and below the annular channel L2, whereby the watertight state of the annular channels L1 and L2 is achieved. Is kept.
  • a supply passage 202 which is a conduit centered on the main axis CL is formed.
  • supply passage 202 and the annular flow passage L1 communicate with each other by supply passages 203 and 204 which are two pipes formed along the radial direction. Further, two recovery paths 213 and 214 having L-shaped paths are connected to the annular flow path L2. Further, in the holding portion 24, a supply path 252 and recovery paths 253 and 254 respectively communicating with the supply path 202 and the recovery paths 213 and 214 of the supported portion 20 are formed. An annular recovery passage 260 is formed at the top of the welding tool 1. The recovery paths 253 and 254 are in communication with the recovery path 260.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 2
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the supply path 252 and the recovery paths 253 and 254 are flow paths having a circular cross section.
  • the recovery paths 253 and 254 communicate with the recovery path 260, and the periphery of the supply path 252 is a cylindrical protrusion 262.
  • the welding tool 1 has a main body portion 10 formed in a columnar shape and a projection portion 11 formed at the lower end of the main body portion 10. Further, a temperature sensor 114 is embedded in the welding tool 1. Although the temperature sensor 114 is embedded above the tool shoulder 12 in the illustrated example, the temperature sensor 114 may be embedded below the tool shoulder 12, that is, inside the protrusion 11. Further, the cylindrical protrusion 262 ejects the refrigerant to the upper end side of the main body 10. The cooling medium is supplied from the supply path 203 (204), contributes to the cooling of the main body 10, and is then recovered via the recovery path 213 (214).
  • the concave portion 112 may be formed on the upper end of the main body portion 10, and the cooling effect of the protrusion 11 may be enhanced by ejecting the refrigerant toward the concave portion 112, and the cooling medium may be retained. In such a case, the cylindrical protrusion 262 may be loosely inserted into the recess 112.
  • the depth of the recessed part 112 sets it as the depth preset based on the target cooling effect, in order to acquire a significant cooling effect, it is preferable to set it as 5 mm or more, and it is more preferable to set it as 10 mm or more.
  • An annular fixed communication unit 320 is attached to the lower surface of the support unit 30. Further, an annular rotation communication unit 220 is attached to the supported unit 20 so as to be concentric with the fixed communication unit 320.
  • the rotation communication unit 220 and the fixed communication unit 320 relatively rotate, but in the rotation state, power is supplied from the fixed communication unit 320 to the rotation communication unit 220, and the fixed communication is performed.
  • the unit 320 and the rotation communication unit 220 communicate in both directions.
  • the tool temperature T which is the measurement result of the temperature sensor 114, is transmitted from the rotation communication unit 220 to the fixed communication unit 320.
  • the tool temperature T is transmitted from the fixed communication unit 320 to the control unit 50 (see FIG. 1).
  • FIG. 5 is a strength characteristic diagram of the welding tool 1.
  • the strength of the welding tool 1 becomes weaker as the temperature of the welding tool 1 (tool temperature T) becomes higher.
  • the temperature at which the intensity starts to fall sharply with respect to the temperature rise is referred to as "target upper limit temperature T S ".
  • the target upper limit temperature T S is not particularly strict definition is defined.
  • the strength characteristics of the welding tool 1 and the target upper limit temperature T S are determined by the material of the welding tool 1. However, the shape of the curve of the strength characteristic is generally the same regardless of the material of the welding tool 1 and has a shape as shown in FIG.
  • the target upper limit temperature T S becomes around 400 ° C.
  • Welding tool 1 when used exceeds the target upper limit temperature T S, it becomes easy to rapidly worn or damaged, it is desirable to use the following target upper limit temperature T S.
  • the welding tool 1 when used continuously, it is difficult to keep the temperature below the target upper limit temperature T S unless aggressive cooling is performed on the welding tool 1, and the life of the welding tool 1 is reduced. What has been invited is the conventional situation.
  • FIG. 6 is a block diagram of a control system of the FSW apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the cooling unit 60 includes a refrigerant tank 62, a pump 64, and a cooler 66.
  • the refrigerant tank 62 stores the refrigerant
  • the cooler 66 cools the refrigerant in the refrigerant tank 62 and holds the temperature within a predetermined temperature range.
  • the pump 64 supplies the refrigerant to the apparatus main body 105 via the forward pipe 41 and circulates the refrigerant. Further, the refrigerant whose temperature has been raised in the apparatus body 105 is collected in the refrigerant tank 62 via the return pipe 42.
  • the pump 64 is provided in the forward pipe 41 in the illustrated example, the pump 64 may be provided in the return pipe 42 or may be provided in both the pipes 41 and 42.
  • control unit 50 includes a temperature setting unit 52, a subtraction unit 54, and a pump drive instruction output unit 56.
  • the temperature setting unit 52 sets a target temperature T R of the welding tool 1.
  • the subtraction unit 54 outputs a deviation (T R ⁇ T) between the target temperature T R and the tool temperature T.
  • Pump drive command output section 56 controls the discharge rate of the pump 64. That is, the pump drive command output section 56, when the tool temperature T is less than the target temperature T R is the pump 64 is stopped, the tool temperature T operates the pump 64 in the case where the target temperature T R above.
  • the deviation (T R -T) of the absolute value becomes larger (that is, as the tool temperature T becomes higher) as the discharge rate of the pump 64 is increased, the feedback control of the pump 64 .
  • FIG. 7 is a view showing a transition example of the tool temperature T of the welding tool 1 in the present embodiment.
  • the protrusion 11 (see FIG. 1) to be joined members 101a, in contact with the surface of the 101b, is pressed to the time the tool shoulder portion 12 comes into contact with the same surface as t 1.
  • the tool temperature T measured by the temperature sensor 114 (see FIG. 2) is hardly increased.
  • the control unit 50 determines that the plastic flow phenomenon has occurred in the members to be joined 101a and 101b. This state is referred to as the “bonding start state”.
  • temperatures T 1 is is equal to the target temperature T R shown in FIG. 6, it may be different temperatures.
  • the time from time t 1 to time t 2 is the time to wait for the plastic flow phenomenon to occur, and is called “hold time”.
  • the control unit 50 starts the movement of the welding tool 1 along the welding line 102 in a state in which the projection 11 of the welding tool 1 is pressed into the workpieces 101a and 101b. Thereafter, the control unit 50, until time t 3 when the welding tool 1 reaches the predetermined bonding end point, to continue the movement of the welding tool 1.
  • the time from time t 2 to time t 3 is referred to as “bonding time”. If welding time at time t 3 is completed, the protrusion 11 of the welding tool 1 is withdrawn from the workpieces 101a, 101b, the temperature of the welding tool 1 is lowered rapidly.
  • the tool temperature T fluctuates in the range of temperatures T 1 to T 2 as shown by the characteristic Q 1 .
  • the control unit 50 performs feedback control of the discharge speed of the refrigerant by the pump 64, so that the fluctuation of the tool temperature T is suppressed.
  • temperature T 2 shown in FIG. 7 is a value equal to the target upper limit temperature T S shown in FIG. That is, according to the present embodiment, throughout the welding time, it is possible to suppress the tool temperature T less than the target upper limit temperature T S, it can be suppressed wear and damage of the welding tool 1.
  • characteristic Q 2 shows the characteristics of the tool temperature T not brought at all operating a cooling unit 60 as a characteristic Q 2 shown.
  • the welding tool 1 that rotates while in contact with the workpieces 101 a and 101 b and causes the workpieces 101 a and 101 b to generate a plastic flow phenomenon;
  • a tool holder 2 which holds the workpiece and rotates with the welding tool 1 and supply paths 202, 203, 204, 252 formed on the tool holder 2 and supplying the coolant to the welding tool 1;
  • the welding tool 1 can be cooled while giving sufficient frictional heat to 101a and 101b, and suitable friction stir welding can be realized while suppressing wear and breakage of the welding tool 1.
  • cooling unit 60 is disposed outside the tool holder 2 in the above embodiment, the cooling unit 60 may be disposed inside the tool holder 2. As a result, the flow path of the refrigerant is completed inside the tool holder 2, so that the water tightness can be improved with an inexpensive configuration.
  • the refrigerant is circulated and reused, but the refrigerant may not be circulated but may be disposable.
  • water may be adopted as the refrigerant, the welding tool 1 may be vaporized and cooled, and the resulting water vapor may be discharged to the outside of the apparatus main body 105.

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Abstract

接合ツールの摩耗や破損を抑制しつつ、適切な摩擦攪拌接合を実現できる摩擦攪拌接合装置を実現する。そのため、被接合部材に当接しつつ回転し、被接合部材に塑性流動現象を生じさせる接合ツール（１）と、接合ツール（１）を把持し、接合ツール（１）とともに回転するツールホルダ（２）と、ツールホルダ（２）に形成され、接合ツール（１）に対して冷媒を供給する供給路（２０２，２０３，２０４，２５２）と、を設けた。

Description

摩擦攪拌接合装置
　本発明は、摩擦攪拌接合装置に関する。
　摩擦攪拌接合装置（以下、ＦＳＷ（Friction Stir Welding）装置という）は、回転する接合ツールで被接合部材に摩擦熱を与え、被接合部材に塑性流動現象を発生させ、接合ツールにて被接合部材を攪拌し、被接合部材を接合する装置である。ここで、接合ツールを連続的に使用し過熱状態になると、接合ツールが摩耗または破損しやすくなる。この問題に関し、下記特許文献１の請求項１には、「…前記ツール温度が予め定められた管理温度範囲内に収まるように、前記ツール回転駆動装置によって駆動される前記接合ツールの回転速度および前記ツール移動駆動装置によって駆動される前記接合ツールの移動速度の少なくとも一方を制御する制御装置と、を備える…」と記載されている。
特許第５８８３９７８号公報
　特許文献１の技術によって、接合ツールの回転速度または移動速度を制御すると、確かに接合ツールの温度をある程度は下げることは可能である。しかし、これによって被接合部材に付与する摩擦熱が不充分になると、接合箇所に種々の欠陥が現れやすくなる。一方、接合箇所に欠陥が現れない程度の回転速度または移動速度を維持すると、上述したように、接合ツールが過熱状態になり、接合ツールが摩耗または破損しやすくなる。
　この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、接合ツールの摩耗や破損を抑制しつつ、適切な摩擦攪拌接合を実現できる摩擦攪拌接合装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため本発明の摩擦攪拌接合装置は、被接合部材に当接しつつ回転し、前記被接合部材に塑性流動現象を生じさせる接合ツールと、前記接合ツールを把持し、前記接合ツールとともに回転するツールホルダと、前記ツールホルダに形成され、前記接合ツールに対して冷媒を供給する供給路と、前記ツールホルダに形成され、前記接合ツールから前記冷媒を回収する回収路と、前記回収路から回収された前記冷媒を冷却して前記供給路に戻す冷却部と、前記ツールホルダを回動自在に支持する支持部と、を有し、前記ツールホルダと前記支持部との対向部には第１の環状流路と第２の環状流路とが形成されており、前記第１および第２の環状流路は、周回方向に沿って前記支持部の内周面を一周するように形成されるリング状の溝である支持部側凹部と、前記支持部側凹部に対向して前記ツールホルダに形成されるリング状の溝であるツールホルダ側凹部と、を有し、前記供給路は、往き冷媒が流通する前記第１の環状流路に連通し、前記回収路は、戻り冷媒が流通する前記第２の環状流路に連通し、前記冷却部は、前記第１の環状流路に前記冷媒を供給するとともに、前記第２の環状流路から前記冷媒を回収することを特徴とする。
　本発明によれば、接合ツールの摩耗や破損を抑制しつつ適切な摩擦攪拌接合を実現できる。
本発明の一実施形態によるＦＳＷ装置の斜視図である。 ＦＳＷ装置の要部の断面図である。 図２のＩ－Ｉ断面図である。 図２のII－II断面図である。 接合ツールの強度特性図である。 ＦＳＷ装置の制御系統のブロック図である。 接合ツールの温度の推移例を示した図である。
［実施形態の全体構成］
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、共通する構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るＦＳＷ装置１００（摩擦攪拌接合装置）の斜視図である。図１に示すように、ＦＳＷ装置１００は、装置本体部１０５と、制御部５０と、冷却部６０とを有している。また装置本体部１０５は、突起部１１を備えた接合ツール１と、接合ツール１を保持するツールホルダ２と、ツールホルダ２を回転可能に保持するハウジング３とを有している。ここで、ハウジング３は円筒状の容器であり、その内部には、主軸ＣＬを中心に略円柱状のツールホルダ２を回転させる主軸モータ６等が収納されている。また、主軸ＣＬは、略円柱状のツールホルダ２の中心軸を指す。
　接合ツール１およびツールホルダ２を以上のようにして保持したハウジング３は、図示しないマシニングツールや多軸ロボットのアーム４の先端部に装着されている。すなわち、接合ツール１は、マシニングツールや多軸ロボットによるアーム４の駆動により、上下方向にも平面方向にも自在に移動可能なように構成されている。
　接合ツール１の突起部１１は、主軸ＣＬを中心とするピン状の形状を有しており、しばしば接合ツールピン部とも呼ばれる。ここで、各種の金属である被接合部材１０１ａ，１０１ｂを接合する場合を想定する。この場合、ツールホルダ２に保持された接合ツール１は、回転しながら、その突起部１１を被接合部材１０１ａ，１０１ｂの境界である接合線１０２上に圧入させる。このとき、突起部１１は、接合ツール１本体の底面部の突起部１１を除いた部分（ツールショルダ部１２と呼ぶ）が被接合部材１０１ａ，１０１ｂの表面に接触する位置まで圧入される。
　突起部１１が圧入されると、突起部１１およびツールショルダ部１２が被接合部材１０１ａ，１０１ｂに接触しながら回転するときの摩擦熱により、被接合部材１０１ａ，１０１ｂには塑性流動現象が生じる。そして、この塑性流動現象が生じた被接合部材１０１ａ，１０１ｂの構成材料が接合ツール１によって攪拌され、混じり合う。さらに、制御部５０は、突起部１１が被接合部材１０１ａ，１０１ｂに圧入された状態で接合線１０２に沿って接合ツール１を移動するよう制御する。その結果、被接合部材１０１ａ，１０１ｂは、その境界部が接合される。
　冷却部６０は、接合ツール１を冷却する。すなわち、冷却部６０は、冷却した冷媒をハウジング３、ツールホルダ２を介して接合ツール１に供給するとともに、接合ツール１にて昇温した冷媒をツールホルダ２、ハウジング３を介して回収する。なお、冷媒は例えば「水」等の液体であってもよく、気体であってもよい。ここで、ハウジング３の内部には、回動自在にツールホルダ２を支持しつつ、冷媒を流通させる支持部３０が設けられている。また、制御部５０は、接合ツール１の回転速度移動速度、移動方向等を制御するとともに、冷却部６０に対して、冷媒の流速等を指令する。
［ツールホルダ周辺の詳細］
　次に、図２は、装置本体部１０５の要部の断面図である。すなわち、図１において、接合ツール１、ツールホルダ２および支持部３０を主軸ＣＬに沿って切断すると、図２に示すようになる。なお、ツールホルダ２は、様々な方向に向くことができるが、ここでは図２における紙面上方を「上」と呼び、紙面下方を「下」と呼ぶ。
　図２において支持部３０は、略円筒状に形成されており、その上下端の内面には、ベアリング３０２，３１２が装着されている。これにより、支持部３０は、ツールホルダ２を回動自在に支持する。
　また、ツールホルダ２は、被支持部２０と、保持部２４とを有している。被支持部２０は、その上端部が主軸モータ６（図１参照）に結合され、その下面には略円柱状に窪んだ凹部２２４が形成されている。保持部２４は、その上部が凹部２２４に挿入される。また、被支持部２０の下部には、放射方向にネジ穴２２２が形成されている。このネジ穴２２２に図示せぬボルトを螺合し締め付けることにより、被支持部２０と保持部２４とが相互に固定される。
　また、保持部２４の下面には、略円柱状に窪んだ凹部２６６が形成されている。接合ツール１は、その上端部が凹部２６６に挿入される。また、保持部２４の下部には、放射方向にネジ穴２６８が形成されている。このネジ穴２６８に図示せぬボルトを螺合し締め付けることにより、保持部２４と接合ツール１とが相互に固定される。支持部３０の外周には、冷媒を支持部３０に供給する往き配管４１と、冷媒を支持部３０から回収する戻り配管４２とが接続されている。支持部３０には、外周面と内周面とを挿通する貫通孔である往き流路３０４と戻り流路３１４とが形成されている。
　また、流路３０４，３１４に連通するように、支持部３０の内周面には、断面略Ｕ字状の凹部３０６，３１６が形成されている。凹部３０６，３１６は、周回方向に沿って内周を一周するように形成されているため、凹部３０６，３１６は、リング状の溝になる。また、被支持部２０には、凹部３０６，３１６に対向する箇所に、断面略Ｕ字状の凹部２０６，２１６が形成されている。これにより、凹部２０６，３０６の間には、往き冷媒が流通する環状流路Ｌ１（第１の環状流路）が形成され、凹部２１６，３１６の間には、戻り冷媒が流通する環状流路Ｌ２（第２の環状流路）が形成される。環状流路Ｌ１の上下および環状流路Ｌ２の下方において、被支持部２０と支持部３０の間には、リング状のパッキン２１０が嵌められており、これによって環状流路Ｌ１，Ｌ２の水密状態が保たれる。被支持部２０には、主軸ＣＬを中心とする管路である供給路２０２が形成されている。
　また、供給路２０２と環状流路Ｌ１とは、半径方向に沿って形成された２本の管路である供給路２０３，２０４によって連通している。また、環状流路Ｌ２には、Ｌ字状の経路を有する２本の回収路２１３，２１４が接続されている。また、保持部２４には、被支持部２０の供給路２０２、回収路２１３，２１４にそれぞれ連通する供給路２５２、回収路２５３，２５４が形成されている。接合ツール１の上部には、環状の回収路２６０が形成されている。回収路２５３，２５４は、この回収路２６０に連通している。
　次に、図３は図２におけるＩ－Ｉ断面図であり、図４は図２におけるII－II断面図である。
　図３に示すように、Ｉ－Ｉ断面では、供給路２５２および回収路２５３，２５４は、断面円形の流路である。また、図４に示すように、II－II断面では、回収路２５３，２５４は、回収路２６０に連通し、供給路２５２の周囲は円筒状突出部２６２になっている。
　図２に戻り、接合ツール１は、柱体状に形成された本体部１０と、本体部１０の下端に形成された突起部１１と、を有している。また、接合ツール１には、温度センサ１１４が埋設されている。なお、図示の例では、温度センサ１１４はツールショルダ部１２より上方に埋設されているが、温度センサ１１４をツールショルダ部１２よりも下方、すなわち突起部１１の内部に埋設してもよい。
　また、円筒状突出部２６２は、本体部１０の上端側に冷媒を噴出する。冷却媒体は、供給路２０３（２０４）から供給され、本体部１０の冷却に寄与した後、回収路２１３（２１４）を介して回収される。本体部１０の上端に凹部１１２を形成し、凹部１１２に向かって冷媒を噴出することで突起部１１の冷却効果を高めるとともに、冷却媒体を滞留させてもよい。その場合、この凹部１１２に円筒状突出部２６２を遊挿する形状としてもよい。なお、凹部１１２の深さは、目標とする冷却効果に基づき予め設定した深さとするが、有意な冷却効果を得るために５ｍｍ以上にすることが好ましく、１０ｍｍ以上にすることがより好ましい。
　支持部３０の下面には、円環状の固定通信部３２０が装着されている。また、被支持部２０には、固定通信部３２０と同心を成すように、円環状の回転通信部２２０が装着されている。ツールホルダ２が回転すると、回転通信部２２０と固定通信部３２０とは相対的に回転するが、その回転状態において固定通信部３２０から回転通信部２２０に対して電力が供給されるとともに、固定通信部３２０と回転通信部２２０は、双方向に通信する。特に、回転通信部２２０から固定通信部３２０に対して、温度センサ１１４の測定結果であるツール温度Ｔが送信される。そして、該ツール温度Ｔは、固定通信部３２０から制御部５０（図１参照）に伝送される。
［接合ツールの強度特性］
　図５は、接合ツール１の強度特性図である。
　図５に示されるように、接合ツール１の強度は、接合ツール１の温度（ツール温度Ｔ）が高くなるほど弱くなる。ここで、温度上昇に対して強度が急峻に落ち始める温度を「目標上限温度ＴS」と呼ぶ。なお、目標上限温度ＴSは、特に厳密な定義が定められているわけではない。接合ツール１の強度特性および目標上限温度ＴSは、接合ツール１の材質によって定まる。但し、強度特性のカーブの形状は、接合ツール１の材質に関わらず、概ね共通しており、図５に示したような形状になる。
　例えば、接合ツール１の材質がＳＤＫ－６１鋼（ＪＩＳ　Ｇ　４４０４）である場合、目標上限温度ＴSは、４００℃付近になる。接合ツール１は、目標上限温度ＴSを超えて使用すると、急激に摩耗または破損しやすくなるため、目標上限温度ＴS以下で使用することが望ましい。しかし、接合ツール１を連続的に使用する場合は、接合ツール１に対する積極的な冷却を行わない限り、その温度を目標上限温度ＴS以下に留めることは難しく、接合ツール１の寿命の低下を招いていたのが、従来の実情である。
［制御系統］
　図６は、本実施形態によるＦＳＷ装置１００の制御系統のブロック図である。
　図６において、冷却部６０は、冷媒タンク６２と、ポンプ６４と、冷却器６６とを有している。冷媒タンク６２は冷媒を貯蔵し、冷却器６６は、冷媒タンク６２内の冷媒を冷却し、所定温度範囲に保持する。ポンプ６４は、往き配管４１を介して、冷媒を装置本体部１０５に供給し、冷媒を流通させる。また、装置本体部１０５において昇温された冷媒は、戻り配管４２を介して冷媒タンク６２に回収される。なお、図示の例では、ポンプ６４を往き配管４１に設けたが、戻り配管４２に設けてもよく、双方の配管４１，４２に設けてもよい。
　また、制御部５０は、温度設定部５２と、減算部５４と、ポンプ駆動指令出力部５６とを有している。温度設定部５２は、接合ツール１の目標温度ＴRを設定する。減算部５４は、目標温度ＴRとツール温度Ｔとの偏差（ＴR－Ｔ）を出力する。ポンプ駆動指令出力部５６は、この偏差（ＴR－Ｔ）に基づいて、ポンプ６４の吐出速度を制御する。すなわち、ポンプ駆動指令出力部５６は、ツール温度Ｔが目標温度ＴR未満であるときはポンプ６４を停止させ、ツール温度Ｔが目標温度ＴR以上である場合にポンプ６４を動作させる。そして、ポンプ６４を動作させる場合には、偏差（ＴR－Ｔ）の絶対値が大きくなるほど（すなわちツール温度Ｔが高くなるほど）ポンプ６４の吐出速度が高くなるように、ポンプ６４をフィードバック制御する。
［温度の推移例］
　図７は、本実施形態における接合ツール１のツール温度Ｔの推移例を示す図である。
　図７において、突起部１１（図１参照）が被接合部材１０１ａ，１０１ｂの表面に接触し、圧入され、ツールショルダ部１２が同表面に接触する時刻をｔ1とする。この時刻ｔ1まで、温度センサ１１４（図２参照）によって計測されるツール温度Ｔは、ほとんど上昇していない。時刻ｔ1以降、ツールショルダ部１２が回転しつつ被接合部材１０１ａ，１０１ｂ表面に接触し続けることにより、摩擦熱が生じ続け、ツール温度Ｔが上昇してゆく。
　その後、時刻ｔ2にてツール温度Ｔが所定の温度Ｔ1に達している。これにより、制御部５０は、被接合部材１０１ａ，１０１ｂに塑性流動現象が生じたと判断する。この状態を「接合開始状態」と呼ぶ。なお、図７の例では、温度Ｔ1は、図６に示した目標温度ＴRに等しくしているが、両者を異なる温度にしてもよい。また、時刻ｔ1～ｔ2までの時間は、塑性流動現象が生じるのを待つ時間であり、「ホールド時間」と呼ばれる。
　接合開始状態になると、制御部５０は、接合ツール１の突起部１１を被接合部材１０１ａ，１０１ｂに圧入したままの状態で、接合線１０２に沿って接合ツール１の移動を開始する。その後、制御部５０は、接合ツール１が所定の接合終了点に達する時刻ｔ3まで、接合ツール１の移動を続行する。時刻ｔ2～ｔ3までの時間を「接合時間」と呼ぶ。時刻ｔ3にて接合時間が終了すると、接合ツール１の突起部１１は、被接合部材１０１ａ，１０１ｂから引き抜かれ、接合ツール１の温度は急速に低下する。
　時刻ｔ2～ｔ3の接合時間において、ツール温度Ｔは、特性Ｑ1に示すように、温度Ｔ1～Ｔ2の範囲で変動する。これは、ポンプ６４による冷媒の吐出速度が制御部５０によってフィードバック制御されるため、ツール温度Ｔの変動が抑制されるためである。ここで、図７に示す温度Ｔ2は、図５に示す目標上限温度ＴSに等しい値である。すなわち、本実施形態によれば、接合時間全体に渡って、ツール温度Ｔを目標上限温度ＴS以下に抑えることができ、接合ツール１の摩耗や破損を抑制できる。
　また、冷却部６０を全く動作させなかった場合のツール温度Ｔの特性を図示の特性Ｑ2として示す。特性Ｑ2においては、ツール温度Ｔは、温度Ｔ2（＝目標上限温度ＴS）よりも高い温度Ｔ3にまで達しており、接合ツール１が摩耗および破損しやすくなる。
　以上のように、本実施形態のＦＳＷ装置１００によれば、被接合部材１０１ａ，１０１ｂに当接しつつ回転し、被接合部材１０１ａ，１０１ｂに塑性流動現象を生じさせる接合ツール１と、接合ツール１を把持し、接合ツール１とともに回転するツールホルダ２と、ツールホルダ２に形成され、接合ツール１に対して冷媒を供給する供給路２０２，２０３，２０４，２５２と、を有するので、被接合部材１０１ａ，１０１ｂに充分な摩擦熱を与えつつ接合ツール１を冷却することができ、接合ツール１の摩耗や破損を抑制しつつ適切な摩擦攪拌接合を実現できる。
［変形例］
　本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
（１）上記実施形態においては、冷却部６０はツールホルダ２の外部に配置したが、冷却部６０をツールホルダ２の内部に配置してもよい。これにより、冷媒の流路はツールホルダ２の内部で完結するため、安価な構成で水密性を高めることができる。
（２）また、上記実施形態においては、冷媒は循環させて再利用したが、冷媒を循環させず、使い捨てにしてもよい。例えば、冷媒として「水」を採用し、接合ツール１を気化冷却し、その結果として生した水蒸気を装置本体部１０５の外部に排出してもよい。
１　接合ツール
２　ツールホルダ
１０　本体部
１１　突起部
３０　支持部
５０　制御部
６０　冷却部
６２　冷媒タンク
６４　ポンプ
６６　冷却器
１００　ＦＳＷ装置（摩擦攪拌接合装置）
１０１ａ，１０１ｂ　被接合部材
１０５　装置本体部
１１２　凹部
１１４　温度センサ
２０２，２０３，２０４，２５２　供給路
２１３，２１４，２５３，２５４　回収路
Ｌ１　環状流路（第１の環状流路）
Ｌ２　環状流路（第２の環状流路）

Claims (6)

  1. 　被接合部材に当接しつつ回転し、前記被接合部材に塑性流動現象を生じさせる接合ツールと、
    　前記接合ツールを把持し、前記接合ツールとともに回転するツールホルダと、
    　前記ツールホルダに形成され、前記接合ツールに対して冷媒を供給する供給路と、
    　前記ツールホルダに形成され、前記接合ツールから前記冷媒を回収する回収路と、
    　前記回収路から回収された前記冷媒を冷却して前記供給路に戻す冷却部と、
    　前記ツールホルダを回動自在に支持する支持部と、を有し、
    　前記ツールホルダと前記支持部との対向部には第１の環状流路と第２の環状流路とが形成されており、
    　前記第１および第２の環状流路は、周回方向に沿って前記支持部の内周面を一周するように形成されるリング状の溝である支持部側凹部と、前記支持部側凹部に対向して前記ツールホルダに形成されるリング状の溝であるツールホルダ側凹部と、をそれぞれ有し、
    　前記供給路は、往き冷媒が流通する前記第１の環状流路に連通し、
    　前記回収路は、戻り冷媒が流通する前記第２の環状流路に連通し、
    　前記冷却部は、前記第１の環状流路に前記冷媒を供給するとともに、前記第２の環状流路から前記冷媒を回収する
    　ことを特徴とする摩擦攪拌接合装置。
  2. 　前記冷却部は、
    　前記冷媒を貯蔵する冷媒タンクと、
    　前記冷媒を流通させるポンプと、
    　前記冷媒タンク内の前記冷媒を冷却する冷却器と、
    　を有することを特徴とする請求項１に記載の摩擦攪拌接合装置。
  3. 　前記接合ツールに埋設された温度センサと、
    　前記温度センサによって検出されたツール温度に基づいて、前記ポンプによる前記冷媒の吐出速度を制御する制御部と、
    　をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の摩擦攪拌接合装置。
  4. 　前記制御部は、前記ツール温度が所定の目標温度以上であることを条件として、前記ポンプを駆動する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の摩擦攪拌接合装置。
  5. 　前記制御部は、前記ツール温度が高くなるほど前記ポンプによる前記冷媒の吐出速度が高くなるように、前記ポンプを制御する
    　ことを特徴とする請求項４に記載の摩擦攪拌接合装置。
  6. 　前記接合ツールは、
    　柱体状に形成された本体部と、
    　前記本体部の一端に形成された突起部と、
    　前記本体部の他端に形成され、先端部分の断面形状が略三角形である凹部と
    　を有する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の摩擦攪拌接合装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7679994B1 (ja) 2023-11-22 2025-05-20 トライエンジニアリング株式会社 ロボット型加工装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019016824A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Shiv Nadar University METHOD FOR MODIFYING THE STRUCTURE OF THE SURFACE GRAINS OF A MATERIAL AND APPARATUS THEREOF
EP3450081B1 (en) 2017-08-30 2023-10-04 Mazak Corporation Friction stir welding tool, a friction stir welding system and the usage thereof
JP6232520B1 (ja) * 2017-08-31 2017-11-15 株式会社日立パワーソリューションズ 摩擦攪拌接合装置、摩擦攪拌接合システム、摩擦攪拌接合制御方法および摩擦攪拌接合用接合ツール
CN109202262B (zh) * 2017-09-07 2020-12-25 中国航空制造技术研究院 一种搅拌摩擦焊接的搅拌头水冷却结构及冷却方法
DE102020200472A1 (de) * 2019-06-13 2020-12-17 Sms Group Gmbh Fixieren eines Bandendabschnitts eines Metallbandcoils an einer benachbarten Bandwicklung
CN111375886A (zh) * 2020-03-30 2020-07-07 南昌航空大学 一种摩擦焊用搅拌头的冷却装置
KR102265585B1 (ko) 2020-06-30 2021-06-15 안동대학교 산학협력단 프로브 길이와 숄더 홈 깊이 조절이 가능한 마찰교반용접 툴
TWI765735B (zh) * 2020-09-14 2022-05-21 國立中正大學 具有冷卻系統的摩擦攪拌焊接頭及焊接刀把
GB202019611D0 (en) * 2020-12-11 2021-01-27 Element Six Uk Ltd Friction stir welding tool assembly
FR3122110B1 (fr) * 2021-04-22 2023-07-21 Inst Maupertuis Electrobroche équipée d’un circuit de refroidissement
CN115582615B (zh) * 2022-09-15 2025-11-21 东南大学 一种搅拌摩擦焊接装置及方法
CN117381130A (zh) * 2022-10-12 2024-01-12 澳门发展及质量研究所 一种搅拌摩擦工具冷却方法
US12151301B2 (en) * 2023-03-24 2024-11-26 National Chung Cheng University Friction stir welding tool holder with thermal sensor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139049U (ja) * 1989-04-26 1990-11-20
JPH1110367A (ja) * 1997-06-26 1999-01-19 Showa Alum Corp 摩擦撹拌接合方法
JP2000287410A (ja) * 1999-03-30 2000-10-13 Okamoto Machine Tool Works Ltd モ−タ−の冷却液温度管理方法
JP2003236681A (ja) * 2001-12-26 2003-08-26 Boeing Co:The 構造アセンブリ、構造アセンブリの製造方法、および摩擦攪拌溶接装置および方法
JP3530342B2 (ja) * 1996-05-31 2004-05-24 ザ・ボーイング・カンパニー 摩擦スター溶接方法
JP2005506205A (ja) * 2001-10-23 2005-03-03 スヴェンスク ケルンブレンスレハンテリング アクチボラゲット 摩擦攪拌溶接方法
JP2007130646A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Honda Motor Co Ltd 摩擦攪拌接合方法及び摩擦攪拌接合用ツール
JP2012101690A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Isuzu Motors Ltd ダッシュボード冷却システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51110455A (en) * 1975-03-25 1976-09-30 Maruma Tractor & Equip Junkatsuzaifunyugatatoratsukurinkuno nikumoryosetsuhoho oyobi sonoreikyakuhogosochi
DE10139687C1 (de) * 2001-08-11 2003-02-20 Eads Deutschland Gmbh Reibrührwerkzeug zum Reibschweißen
US6776328B2 (en) * 2002-09-17 2004-08-17 The Boeing Company Radiation assisted friction welding
US7121448B2 (en) * 2003-08-29 2006-10-17 General Electric Company Friction stir welding apparatus and associated thermal management systems and methods
CN100531876C (zh) * 2005-06-30 2009-08-26 关西涂料株式会社 搅拌装置、循环清洁装置以及循环管线系统
DE102005032170A1 (de) * 2005-07-09 2007-01-11 Technische Universität Ilmenau Rührreibschweißwerkzeug und Verfahren und Anordnung zur online-Kontrolle eines Rührreibschweißprozesses
ITBO20060415A1 (it) * 2006-05-26 2007-11-27 Pei Protezioni Elaborazioni Dispositivo aspirante per macchine utensili, di saldatura, operatrici e simili
JP5548530B2 (ja) * 2010-06-15 2014-07-16 東芝機械株式会社 工具、および工作機械
CN103052462B (zh) * 2010-09-03 2015-11-25 普锐特冶金技术日本有限公司 摩擦搅拌接合系统以及摩擦搅拌接合方法
US20120080506A1 (en) * 2010-09-23 2012-04-05 Tecnara Fsw Company, Llc Method for holding high speed friction spot joining tools
KR101230359B1 (ko) * 2010-11-22 2013-02-21 주식회사 윈젠 마찰교반용접용 회전 공구
JP5461476B2 (ja) * 2011-05-27 2014-04-02 三菱重工業株式会社 摩擦攪拌接合装置
CN103480963B (zh) * 2013-09-27 2015-08-19 重庆市科学技术研究院 搅拌摩擦焊机
JP5883978B1 (ja) 2015-08-06 2016-03-15 株式会社日立パワーソリューションズ 摩擦攪拌接合装置および摩擦攪拌接合制御方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02139049U (ja) * 1989-04-26 1990-11-20
JP3530342B2 (ja) * 1996-05-31 2004-05-24 ザ・ボーイング・カンパニー 摩擦スター溶接方法
JPH1110367A (ja) * 1997-06-26 1999-01-19 Showa Alum Corp 摩擦撹拌接合方法
JP2000287410A (ja) * 1999-03-30 2000-10-13 Okamoto Machine Tool Works Ltd モ−タ−の冷却液温度管理方法
JP2005506205A (ja) * 2001-10-23 2005-03-03 スヴェンスク ケルンブレンスレハンテリング アクチボラゲット 摩擦攪拌溶接方法
JP2003236681A (ja) * 2001-12-26 2003-08-26 Boeing Co:The 構造アセンブリ、構造アセンブリの製造方法、および摩擦攪拌溶接装置および方法
JP2007130646A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Honda Motor Co Ltd 摩擦攪拌接合方法及び摩擦攪拌接合用ツール
JP2012101690A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Isuzu Motors Ltd ダッシュボード冷却システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3450079A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7679994B1 (ja) 2023-11-22 2025-05-20 トライエンジニアリング株式会社 ロボット型加工装置
JP2025084295A (ja) * 2023-11-22 2025-06-03 トライエンジニアリング株式会社 ロボット型加工装置

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