摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置的製作方法

2023-06-02 00:52:07 1

本發明涉及用於對載置於摩擦攪拌接合裝置的工件平臺的工件的位置進行固定的摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置。

本申請基於在日本於2014年4月2日申請的日本特願2014-76084號而主張優先權，並將其內容援引於此。

背景技術：

摩擦攪拌接合裝置是將摩擦攪拌接合用工具的探頭(probe)(也稱為銷(pin))在旋轉的狀態下推壓於工件彼此對接的接合部，使該旋轉的探頭沒入工件內並使其遍及接合線的全長移動的手法。由此，在摩擦攪拌接合中，使得在工件的接合部產生因與旋轉的探頭的接觸引起的摩擦熱量，使接合部周邊軟化，並且隨著探頭的旋轉利用塑形流動來攪拌混合該軟化的接合部周邊，從而一體地接合工件彼此(例如，參照專利文獻1)。

近年來，該摩擦攪拌接合例如以基於薄板鋁材的工件的接合為中心得到實際適用。

在摩擦攪拌接合的施工時，隨著摩擦攪拌接合用工具的探頭的移動，沿著接合線朝向摩擦攪拌接合行進的方向(以下，稱為摩擦攪拌接合行進方向)的大的推壓力作用於工件。而且，在工件，在摩擦攪拌接合用工具的探頭通過的部分，還作用欲將接合部拉離的力、以及欲使其沿探頭的旋轉方向旋轉的力。

因此，在摩擦攪拌接合裝置中，為了使工件即使收到如上所述的力也不產生位置偏移，需要在工件平臺上固定工件。

作為摩擦攪拌接合裝置用的工件固定單元，已知將工件中的為摩擦攪拌接合的始端側的端部、以及為摩擦攪拌接合的終端側的端部抵接並固定於在工件平臺上表面設置的固定塊。

另外，在工件的與摩擦攪拌接合行進方向正交的方向(以下稱為寬度方向)的尺寸比工件平臺的寬度方向尺寸小的情況下，工件的寬度方向的兩個外側也利用固定塊固定於工件平臺。

另一方面，作為工件的寬度方向尺寸比工件平臺的寬度方向尺寸大的情況下的工件固定單元，採用利用夾緊裝置將工件固定於工件平臺端部的手法、利用固定塊和能夠調整寬度的夾緊裝置將工件的寬度方向端部固定在設於工件平臺寬度方向兩個外側的其他支撐臺上的手法(例如，參照專利文獻2)。

而且，在對在摩擦攪拌接合行進方向上較長的工件進行接合的情況下，為了防止工件的因壓曲導致的浮起、偏移，有時還在工件的接合線附近位置放置數百公斤的重物。

因此，以往，在將寬度尺寸大，且摩擦攪拌接合行進方向的尺寸大的大型工件作為接合對象的情況下，用於將工件固定於工件平臺的摩擦攪拌接合施工之前的安排需要較多的工夫。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第12/060439號單行本；

專利文獻2：日本特開2001-205453號公報。

技術實現要素：

本發明鑑於上述情況而完成，其目的在於提供即使是大型的工件，也能夠容易地固定於工件平臺的摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置。

用於解決問題的方案

本發明的第一方式是一種摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置，其具備：工件平臺，其在使為接合對象的工件彼此對接的狀態下進行載置；始端側工件止擋件，其在工件平臺的摩擦攪拌接合行進方向上遊側端部處，對各工件的開始摩擦攪拌接合一側的接合始端側端部進行定位；始端側工件夾緊機構，其將各工件的靠近接合始端側端部的沿著工件之間的接合線的部分從上方推壓並固定於工件平臺；終端側工件止擋件，其在工件平臺的摩擦攪拌接合行進方向下遊側處，對各工件的結束摩擦攪拌接合一側的接合終端側端部進行定位；以及終端側工件夾緊機構，其將所述各工件的靠近接合終端側端部的沿著工件之間的接合線的部分從上方推壓並固定於工件平臺。

本發明的第二方式是在第一方式中，終端側工件止擋件相對於工件平臺以能夠沿摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向變更位置且能夠卸下的方式安裝。

本發明的第三方式在第一或第二方式中，終端側工件止擋件以能夠沿摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向變更位置的方式具備用於推抵於工件的接合終端側端部的工件推抵部件。

本發明的第四方式在第一至第三任一方式中，始端側工件夾緊機構能夠切換配置在載置於工件平臺的工件的靠近接合始端側端部的沿著工件之間接合線的部分的上方位置的狀態、以及從工件的上方避開的狀態。

本發明的第五方式在第一至第四任一方式中，終端側工件夾緊機構能夠切換配置在載置於工件平臺的工件的靠近接合終端側端部的沿著工件之間接合線的部分的上方位置的狀態、以及從工件的上方避開的狀態。

本發明的第六方式在第一至第五任一方式中，終端側工件夾緊機構能夠相對於工件平臺沿摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向移動。

本發明的第七方式是一種摩擦攪拌接合裝置用工件的固定方法，其中，對一對工件之中的一個工件，在隔著間隙相向的一對工件平臺之中的一個工件平臺上，沿摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向、以及工件平臺的寬度方向進行定位；將一個工件的靠近接合始端側端部且為間隙附近的部分從上方推壓且固定於一個工件平臺；對一對工件之中的另一工件，在一對工件平臺之中的另一工件平臺上，沿摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向、以及一個工件平臺的寬度方向進行定位；將另一工件的靠近接合始端側端部且為間隙附近的部分從上方推壓且固定於另一工件平臺；將一對工件的靠近接合終端側端部且為間隙附近的部分從上方推壓且固定於一對工件平臺。

發明效果

根據本發明，發揮如下的優異效果。

載置於工件平臺的工件在工件平臺的上側處，對接合始端側端部和接合終端側端部分別利用始端側工件止擋件和終端側工件止擋件進行定位，在該狀態下，利用始端側工件夾緊機構和終端側工件夾緊機構來僅固定靠近接合始端側端部的沿著接合線的部分、以及靠近接合終端側端部的沿著接合線的部分即可。從而，不需要用於對始端側工件夾緊機構與終端側工件夾緊機構之間進行固定的其他工件固定單元、用於從寬度方向外側固定工件的固定單元，因而即使是大型的工件，也能夠容易地固定於工件平臺。

附圖說明

圖1是示出本發明的摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置的一個實施方式的概要平面圖；

圖2是從摩擦攪拌接合行進方向的下遊側看摩擦攪拌接合裝置的放大圖，該摩擦攪拌接合裝置適用圖1的本發明的工件固定裝置。

圖3A是將圖1的本發明的工件固定裝置中的始端側工件止擋件以及始端側工件夾緊機構放大示出的平面圖。

圖3B是將圖1的本發明的工件固定裝置中的始端側工件止擋件以及始端側工件夾緊機構放大示出的側面圖。

圖4A是將圖1的本發明的工件固定裝置中的終端側工件止擋件放大示出的平面圖。

圖4B是將圖1的本發明的工件固定裝置中的終端側工件止擋件放大示出的截斷側面圖。

圖5A是將圖1的本發明的工件固定裝置中的終端側工件夾緊機構放大示出的平面圖。

圖5B是將圖1的本發明的工件固定裝置中的終端側工件夾緊機構放大示出的側面圖。

圖6是將工件載置於摩擦攪拌接合裝置的一個工件平臺時使用的工件定位導板(治具)的概要立體圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發明的實施方式。

圖1至圖6示出本發明的摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置的一個實施方式。

本發明的摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置(以下，簡稱為本發明的工件固定裝置)例如適用於如圖1以及圖2所示的摩擦攪拌接合裝置1。

適用本發明的工件固定裝置的摩擦攪拌接合裝置1與專利文獻1所示的摩擦攪拌接合裝置同樣，由以下部分構成：比將兩個工件12接合的接合線13的長度長的架構2；在架構2的上側，以形成沿著工件12之間的接合線13延伸的間隙3的方式設置的一對工件平臺4；位於間隙3下方，且從間隙3突出到上方的摩擦攪拌接合用工具6；將摩擦攪拌接合用工具6安裝於上端部的主軸7；以及具備對主軸7進行驅動的未圖示的驅動裝置的接合裝置本體5；與接合裝置本體5沿著間隙3移動自如地進行支撐的線性引導機構8；和使接合裝置本體5沿間隙3移動的移動裝置9。

此外，移動機構9採用包括在架構2的內底部與間隙3平行地設置的齒條(銷齒條)10、以及能夠旋轉地設於接合裝置本體5的小齒輪(銷齒輪)11的齒條和小齒輪(ラック・アンド・ピニオン)形式。

在摩擦攪拌接合裝置1中，從工件12之間的接合線13的一端側向另一端側與接合裝置本體5一體地使摩擦攪拌接合用工具6移動的圖1中的箭頭x方向為摩擦攪拌接合行進方向。與此相伴，關於工件12，將摩擦攪拌接合行進方向上遊側的端部稱為接合始端側端部12a，將摩擦攪拌接合行進方向下遊側的端部稱為接合終端側端部12b。

適用於具有以上構成的摩擦攪拌接合裝置1的本發明的工件固定裝置14由在工件平臺4設置的始端側工件止擋件15、終端側工件止擋件16、始端側工件夾緊機構17、以及終端側工件夾緊機構18構成。

如圖3A、圖3B所示，始端側工件止擋件15對工件12的接合始端側端部12a進行定位，是沿工件平臺4的寬度方向延伸的長方體部件，在一對工件平臺4上表面的摩擦攪拌接合行進方向的上遊側端部，隔著間隙3在與接合線13正交的方向上對稱地設置。由此，通過將載置於一對工件平臺4的一對工件12各自的接合始端側端部12a與在對應的工件平臺4設置的始端側工件止擋件15抵接地配置，來對接合始端側端部12a進行定位。

終端側工件止擋件16安裝於一對工件平臺4的上表面，用於載置於各工件平臺4的各工件12的接合終端側端部12b的定位，能夠在沿著工件12的摩擦攪拌接合行進方向的方向上移動。因此，即使工件12的沿著接合線13的尺寸不同，各個工件12的接合終端側端部12b也能夠以被抵接的方式配置。

因此，在各工件平臺4表面的沿著間隙3的區域，如圖4A、圖4B所示，預先沿著摩擦攪拌接合行進方向以某尺寸在等間距，例如100mm間距的排列下設有多個螺孔(螺紋孔)19。在圖4A中，示出在摩擦攪拌接合行進方向上在等間距下排列的螺孔19在工件平臺4的寬度方向上設有兩列的構成。

另一方面，終端側工件止擋件16具備阻擋部件20、工件推抵部件23、以及位置調整單元24，阻擋部件20與沿著工件平臺4的間隙3的螺孔19的排列間距對應地設有沿上下方向貫穿的多個螺栓插通孔21，位置調整單元用於使工件推抵部件23從阻擋部件20向摩擦攪拌接合行進方向上遊側突出，並調整該突出量。阻擋部件20通過使螺栓插通孔21與工件平臺4的任意螺孔19對應地安裝螺栓22，從而能夠在摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向上任意地變更阻擋部件20相對於工件平臺4的安裝位置。

工件推抵部件23為沿工件平臺4的寬度方向延伸的長方體部件，且配置在阻擋部件20的摩擦攪拌接合行進方向上遊側。

在工件推抵部件23的較長方向多個部位處的摩擦攪拌接合行進方向下遊側的面，分別安裝有與摩擦攪拌接合行進方向平行地延伸的引導棒25的較長方向一端部。另一方面，在阻擋部件20，在與摩擦攪拌接合行進方向正交的寬度方向的多個部位，貫穿設置有沿摩擦攪拌接合行進方向貫穿的引導孔26。對應的引導棒25滑動自如地貫穿插入於各引導孔26，工件推抵部件23能夠通過引導棒25和引導孔26而相對於阻擋部件20相對位移。在各引導棒25的較長方向另一端部，安裝有防脫用的止擋件27，該止擋件27具有比引導孔26的直徑大的外形尺寸。由此，工件推抵部件23被阻擋部件20以能夠通過引導棒25和引導孔26而在摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向上移動的方式保持。

位置調整單元24為了調整工件推抵部件23的位置，例如具有以下構成：在為阻擋部件20的各引導孔26之間的位置，設置沿著摩擦攪拌接合行進方向的方向的螺孔28，並使預先在軸部螺合有防松螺母30的狀態的螺栓29從摩擦攪接合行進方向上遊側螺接於螺孔28。因此，將工件推抵部件23抵接於螺栓29的頭部。

由此，在上述構成的位置調整單元24中，採用將螺栓29相對於阻擋部件20的螺孔28最深地擰入的狀態，並且採用使工件推抵部件23與螺栓29的頭部接觸的配置，從而能夠使工件推抵部件23與阻擋部件20最接近地配置。另一方面，若從該狀態開始向放鬆螺栓29的方向旋轉操作，則螺栓29從螺孔28逐漸突出，通過螺栓29的頭部，工件推抵部件23被向摩擦攪拌接合行進方向的上遊側推並位移。從而，不斷地調整工件推抵部件23的從阻擋部件20的突出量。在調整工件推抵部件23從阻擋部件20的突出量之後，將螺合於螺栓29的防松螺母30在抵接於阻擋部件20的狀態下相對於螺栓29擰緊，從而固定螺栓29，因而防止工件推抵部件23向接近阻擋部件20的方向位移。

此外，基於位置調整單元24的工件推抵部件23從阻擋部件20的突出量的調整範圍設定為為阻擋部件20相對於前述工件平臺4的安裝位置的變更單位的螺孔19的排列間距以上的尺寸。例如，在工件平臺4中的螺孔19的排列間距為100mm的情況下，基於位置調整單元24的突出量的調整範圍設定為105mm左右。

由此，不管載置於工件平臺4的工件12的接合終端側端部12b的位置位於何處，通過阻擋部件20相對於工件平臺的安裝位置的選定、以及基於位置調整單元24的工件推抵部件23從阻擋部件20的突出量的調整，終端側工件止擋件16都能夠將工件推抵部件23可靠地推抵於工件12的接合終端側端部12b的端面而配置。在該狀態下，工件12的接合終端側端部12b通過終端側工件止擋件16而被定位。

從而，載置於工件平臺4的工件12的接合始端側端部12a和接合終端側端部12b的位置通過始端側工件止擋件15和終端側工件止擋件16而固定。

接著，始端側工件夾緊機構17將各工件12的靠近接合始端側端部12a的區域且沿著接合線13的部分從上方推壓並固定於各工件平臺4，且具有如下構成。

如圖3A、圖3B所示，始端側工件夾緊機構17在與各工件平臺4的上表面中的與各始端側工件止擋件15相比在摩擦攪拌接合行進方向上遊側的位置具備沿上下方向延伸的迴轉軸31。該迴轉軸31的下端部由在工件平臺4上表面設置的軸承部件34旋轉自如地支撐。迴轉軸31的上端部由架臺33下表面側的軸承部件35旋轉自如地支撐，該架臺33通過支柱部件32設於工件平臺4。此外，對迴轉軸31下端部進行支承的軸承部件34從迴轉軸31的下端部受到推力載荷，因而優選使用交叉輥子軸承(cross roller bearing)。

沿水平方向突出的臂部件36以與迴轉軸31一體地迴轉的方式安裝於迴轉軸31的外側。

在架臺33的上側，設置連接於馬達37的齒輪箱38，齒輪箱38的貫穿架臺33並向下延伸的輸出軸38a連結於迴轉軸31。由此，安裝於迴轉軸31的臂部件36通過適當地調整基於馬達37的運轉的迴轉軸31的迴轉方向和迴轉角度，能夠切換在如圖3A中以實線示出的那樣，沿著對應的工件平臺4的間隙3側的端緣部(內側端緣部)上方配置的使用姿勢，以及如圖3A中以兩點劃線示出的那樣，從使用姿勢以90度以上的迴轉角度轉向工件平臺4的寬度方向外側的避開姿勢。

在臂部件36，在配置於使用姿勢的狀態下與始端側工件止擋件15相比向摩擦攪拌接合行進方向的下遊側突出的部分，在臂部件36的較長方向上以某間隔朝下地安裝多個液壓缸39。在圖3A、圖3B中，示出在臂部件36裝備了5臺液壓缸39的構成。

具有以上構成的始端側工件夾緊機構17在一對工件平臺4分別配置有工件12，且在對各工件12的接合始端側端部12a定位的狀態下，將臂部件36配置為使用姿勢，之後，使各液壓缸39伸長。由此，在始端側工件夾緊機構17中，各液壓缸39的工作杆39a的頂端部從上方推壓工件12的靠近接合始端側端部12a且在間隙3附近的部分，即沿著工件12之間接合線13的部分，因而，能夠將該部分夾在各液壓缸39的工作杆39a與工件平臺4之間，以固定工件12的位置。

終端側工件夾緊機構18從上方將各工件12的靠近接合終端側端部12b的區域且沿著接合線13的部分推壓於各工件平臺4並固定，且具有如下構成。

如圖2以及圖5A、圖5B所示，終端側工件夾緊機構18具備門型的支撐框架40，該支撐框架40包括以跨過一對工件平臺4的方式沿與摩擦攪拌接合行進方向正交的水平方向延伸的水平部42、以及在為水平部42兩端的一對工件平臺4的兩個外側處直接連結於水平部42兩端部的鉛垂部41。

在各工件平臺4兩個外側的端緣部的下表面，分別設置有沿摩擦攪拌接合行進方向延伸的導軌43。在各導軌43，經由在摩擦攪拌接合行進方向上隔開後述某間隔配置的兩個引導塊44，能夠沿較長方向滑動地安裝有滑塊45。

在支撐框架40中，各鉛垂部41的下端部安裝於各滑塊45。

而且，在一個工件平臺4的外側(與接合線13側為相反側)的端面，安裝有沿摩擦攪拌接合行進方向延伸的齒條46。另外，在與齒條46對應的一側的一個滑塊45，安裝有連接於馬達47的齒輪箱48，在齒輪箱48的向上突出的輸出軸48a，安裝有與齒條46嚙合的小齒輪49。未圖示的控制器連接於馬達47。由此，通過未圖示的操作者操作控制器以適當地控制馬達47的運轉，能夠使支持框架40通過基於齒條46和小齒輪49的驅動機構來在摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向上移動。

在支持框架40的較長方向中央部處的摩擦攪拌接合行進方向上遊側的面，安裝有在間隙3的上方向水平方向突出的支撐臺50，在支撐臺50，在各工件平臺4中的為間隙3端緣部上方的部位在摩擦攪拌接合行進方向上以某間隔向下地安裝有多個液壓缸51。在圖5A、圖5B中，示出在支撐臺50裝備了兩列3臺液壓缸51的構成。

此外，安裝於滑塊45的兩個引導塊44的間隔以在兩個引導塊44之間容納支撐框架40和支撐臺50的方式配置。這是為了如後所述，在通過各液壓缸51的伸長來固定工件12時，效率良好地承受由各液壓缸51的伸長引起的反力在支撐臺50以及支撐框架40產生的力矩。

具有以上構成的終端側工件夾緊機構18在將工件12配置於工件平臺4的狀態下，使支撐框架40移動以將支撐臺50配置在各工件12的靠近接合終端側端部12b部分的上方，之後，使各液壓缸51伸長。由此，在終端側工件夾緊機構18中，各液壓缸51的工作杆51a的頂端部從上方推壓工件12中的靠近接合終端側端部12b且在間隙3附近的部分，即沿著工件12之間的接合線13的部分，因而，能夠將該部分夾在各液壓缸51的工作杆51a與工件平臺4之間，以固定位置。

圖6示出在將一個工件12載置於一個工件平臺4時，為了將一個工件12的接合側端部正確地配置在工件平臺4之間的間隙3的寬度方向中央而使用的工件對位導板52。

該工件對位導板52在沿水平方向延伸的長方體的水平部53的一端側設置向下屈曲的鉛垂部54，且將鉛垂部54的沿水平部53較長方向的水平方向尺寸設定為間隙3的寬度尺寸d的二分之一。

在將一個工件12載置於一個工件平臺4時，預先在摩擦攪拌接合行進方向的多處配置工件對位導板52，採用將水平部53載置於另一工件平臺4，並且使鉛垂部54插入間隙3的狀態。在該狀態下，一個工件12若將接合側的端部抵接於各工件對位導板52的鉛垂部54的端面，則該端部配置在與另一工件平臺4相隔鉛垂部54的水平方向尺寸量的距離，即間隙3的寬度尺寸的二分之一的位置。從而，一個工件12一邊維持抵接於各工件對位導板52鉛垂部54的狀態一邊固定於一個工件平臺4，從而將為接合對象的一個工件12的端部正確地配置在間隙3的寬度方向中央。如上所述，在一個工件12對一個工件平臺4的固定結束之後，卸下各工件對位導板52，之後，載置於另一工件平臺4的另一工件12採用將接合側的端部抵接於一個工件12的配置而固定於工件平臺4即可。

在使用上述本發明的工件固定裝置14來對摩擦攪拌接合裝置1的工件平臺4進行為接合對象的工件12的固定的情況下，預先使各始端側工件夾緊機構17的臂部件36配置為避開姿勢。終端側工件止擋件16從工件平臺4卸下，終端側工件夾緊機構18使支撐框架40如圖1中以兩點劃線所示，移動至工件平臺4的摩擦攪拌接合行進方向下遊側的端部，以從載置於工件平臺4的工件12的上方避開。而且，在摩擦攪拌接合裝置1中，如圖1所示，使接合裝置本體5配置在摩擦攪拌接合行進方向上遊側的端部，也使摩擦攪拌接合用工具6以不幹擾載置於工件平臺4的各工件12的方式避開。

在該狀態下，首先，將一個工件12搬入並載置於一個工件平臺4。此時，一個工件12如上所述地使用工件對位導板52將接合側端部配置在間隙3的寬度方向中央，並且將接合始端側端部12a抵接於始端側工件止擋件15地配置。

接著，在一個工件平臺4中，利用螺栓22將終端側工件止擋件16的阻擋部件20固定在與一個工件12的接合終端側端部12b相比位於摩擦攪拌接合行進方向下遊側的螺孔19。

接著，在終端側工件止擋件16中，通過位置調整單元24，使工件推抵部件23將阻擋部件20作為基準向摩擦攪拌接合行進方向上遊側慢慢地突出，並推抵於一個工件12的接合終端側端部12b。由此，載置於一個工件平臺4的一個工件12被阻止向摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向位移，該方向的位置得到固定。

此外，在沿著工件12之間接合線13的摩擦攪拌接合的實施結束時，有時在各工件12的接合終端側端部12b處的抽出摩擦攪拌接合用工具6的探頭的部位，殘留有與該探頭對應的形狀的凹陷。因此，各工件12還可以採用在接合終端側端部12b預先設有將接合部向摩擦攪拌接合行進方向下遊側延長的未圖示的接頭板(丟棄板)的構成。在具備接頭板的各工件12中，由於在將摩擦攪拌接合用工具6的探頭抽出時的凹陷形成於接頭板，故通過在摩擦攪拌接合的實施結束之後切除接頭板，能夠獲得未殘存凹陷的工件12的接合物。在此種將在接合終端側端部12b具備接頭板的形式的工件12作為接合對象使用的情況下，將終端側工件止擋件16推抵於接頭板即可。

在如上所述地進行一個工件平臺4中的一個工件12的定位之後，使對應的一個始端側工件夾緊機構17的臂部件16從避開姿勢迴轉至使用姿勢，之後使裝備於臂部件36的各液壓缸39伸長。由此，一個工件12的靠近接合始端側端部12a且為間隙3附近的部分被夾在且固定在一個始端側工件夾緊機構17的各液壓缸39的工作杆39a與一個工件平臺4之間。

之後，將另一工件12搬入並載置於另一工件平臺4。此時，另一工件12通過將接合側端部抵接於在一個工件平臺4中已進行定位的一個工件12的接合側端部而配置在間隙3的寬度方向中央。另外，另一工件12的接合始端側端部12a抵接於另一工件平臺4的始端側工件止擋件15而配置。

接著，在另一工件平臺4中，相對於另一工件，通過與一個工件12的情況同樣的順序，在使用終端側工件止擋件進行關於摩擦攪拌接合行進方向上下遊方向的定位之後，進行基於對應的另一始端側工件夾緊機構17的靠近接合始端側端部12a且為間隙3附近的部分的固定。

在各工件平臺4中進行基於各始端側工件夾緊機構17的各工件12的接合始端側端部12a的固定之後，使始端側工件夾緊機構18的支撐框架40向摩擦攪拌接合行進方向上遊側移動。接著，設於支撐臺50的各液壓缸51在配置在各工件12的靠近接合終端側端部12b且為間隙3附近的部分上方的位置處停止。

在該狀態下，在終端側工件夾緊機構18中，使各液壓缸51伸長。由此，各工件12的靠近接合終端側端部12b且為間隙3附近的部分被夾在且固定在終端側工件夾緊機構18的各液壓缸51的工作杆51a與對應的工件平臺4之間。

在如上所述地利用本發明的工件固定裝置14進行載置於各工件平臺4的各工件12的固定之後，在摩擦攪拌接合裝置1中，開始基於未圖示的驅動裝置的與主軸7一體的摩擦攪拌接合用工具6的驅動，並且開始基於移動裝置9的接合裝置本體5的向摩擦攪拌接合行進方向下遊側的移動，以實施沿著各工件12之間接合線13的摩擦攪拌接合的實施。

在摩擦攪拌接合的實施時，在使摩擦攪拌接合用工具6的探頭沒入各工件12的接合始端側端部12a的接合部時，一般來說，由於未接合的兩個工件12表現出零亂的舉動，故各工件12受到的摩擦攪拌接合用工具6的行進方向的反力的波動容易變得劇烈。

與此相對，在本發明的工件固定裝置14中，各工件12的靠近接合始端側端部12a的為間隙3附近的沿著接合線13的部分通過各始端側工件夾緊機構17而被牢固地固定。因此，在使摩擦攪拌接合用工具6的探頭沒入時，也防止各工件12的接合始端側端部12a彼此的上下方向、相互背離的方向的相對位移。而且，對於各工件12，也防止沿著摩擦攪拌接合用工具16的旋轉的方向的位移。

根據以上，在使用本發明的工件固定裝置14的情況下，在實施摩擦攪拌接合時，能夠使各工件12的接合始端側端部12a彼此的摩擦攪拌接合的品質良好。

另一方面，在實施摩擦攪拌接合時，在從各工件12的接合終端側端部12b抽出摩擦攪拌接合用工具6的探頭時，隨著工件12從該探頭的周圍消失，摩擦攪拌接合未充分地實現，產生類似切削的現象，因而一般來說，容易產生振動。

與此相對，在本發明的工件固定裝置14中，各工件12的靠近接合終端側端部12b的為間隙3附近的沿著接合線13的部分由終端側工件夾緊機構18牢固地固定，因而在抽出摩擦攪拌接合用工具6的探頭時，也抑制各工件12的接合終端側端部12b的振動。

根據以上，在使用本發明的工件固定裝置14的情況下，在實施摩擦攪拌接合時，能夠使各工件12的接合終端側端部12b彼此的摩擦攪拌接合的品質良好。

此外，本發明人在本發明的工件固定裝置14的開發過程中，關於摩擦攪拌接合獲得了以下的見解。

在摩擦攪拌接合的施工時，作為作用於各工件12的力，摩擦攪拌接合用工具6行進方向的反力最大。因此，在各工件12中，若相對於工件平臺4的接合始端側端部12a以及接合終端側端部12b的關於摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向的固定牢固，則相對於摩擦攪拌接合行進方向的中間部的從寬度方向兩側的固定不重要。

而且，在接合對象的各工件12中，若摩擦攪拌接合用工具6向摩擦攪拌接合行進方向行進且從接合始端側端部12a相隔某一定的距離，則工件12彼此的此前接合的已接合的部分作為強度部件起作用，該強度部件約束各工件12的位於摩擦攪拌接合行進方向下遊側附近的未接合部分的位移。因此，此後，在摩擦攪拌接合用工具6行進的部位處，如前所述，已接合的部分依次作為強度部件起作用，從而防止各工件12彼此的相互背離方向的相對位移、各工件12的上下方向的壓曲、以及各工件12的沿摩擦攪拌接合用工具6旋轉方向的方向的旋轉位移。

基於這些見解，在本發明的工件固定裝置14中，與某一定的距離對應地設定通過始端側工件夾緊機構17進行各工件12的靠近接合始端側端部12a的固定的範圍。

由此，在本發明的工件固定裝置14中，關於各工件12中位於從始端側工件夾緊機構17到終端側工件夾緊機構18之間的中間部分，不另外需要用於對中間部分進行固定的單元，中間部分彼此的摩擦攪拌接合的品質也變得良好。

從而，根據本發明的工件固定裝置14，各工件12遍及各工件12之間接合線13的全長進行各工件12彼此的沒有偏移、壓曲的品質良好的摩擦攪拌接合。

在工件12彼此的遍及接合線13全長的摩擦攪拌接合結束之後，在各始端側工件夾緊機構17和終端側工件夾緊機構18中，使各液壓缸39和51收縮。接著，在各始端側工件夾緊機構17中，使各臂部件36迴轉至避開姿勢，在終端側工件夾緊機構18中，使支撐框架40避開至工件平臺4的摩擦攪拌接合行進方向下遊側端部。

之後，在各工件平臺4中，解除工件12接合終端側端部12b的基於各終端側工件止擋件16的固定，之後卸下各終端側工件止擋件16，在此之後，從工件平臺4搬出接合的工件12。

如此，本發明的工件固定裝置14在始端側工件夾緊機構17與終端側工件夾緊機構18之間不需要具備其他工件固定單元，另外，也不需要用於從寬度方向兩側固定各工件12的固定單元。因此，在使工件固定裝置14能夠對應寬度尺寸比工件平臺4大的工件12、在摩擦攪拌接合行進方向上較長的工件12的接合的情況下，也能夠防止用於工件12的固定的設備數量增加。

因此，本發明的工件固定裝置14即使是大型的工件12也能夠容易地固定於工件平臺4。

而且，始端側工件夾緊機構17和終端側工件夾緊機構18為可動式的，在工件12對各工件平臺4的搬入時、搬出時能夠避開。因此，能夠使對各工件平臺4搬入、搬出工件12的操作更容易。

另外，由於終端側工件止擋件16能夠從工件平臺4卸下，故能夠進一步提高對各工件平臺4搬入、搬出工件12的操作的容易性。

而且，終端側工件止擋件16在安裝於工件平臺4的阻擋部件20具備能夠變更向摩擦攪拌接合行進方向上遊側的突出量的工件推抵部件23。因此，即使為接合對象的工件12的摩擦攪拌接合行進方向的尺寸不一樣，也能夠容易對應地固定工件12的接合終端側端部12b的位置。

此外，本發明不僅僅限定於上述實施方式，雖然使始端側工件止擋件15固定於工件平臺4，但還可以將始端側工件止擋件15與終端側工件止擋件16同樣地相對於工件平臺4以能夠在摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向上變更位置的方式安裝。在該情況下，始端側工件止擋件15的能夠變更位置的範圍是對應的始端側工件夾緊機構17的臂部件36所具備的液壓缸39夠得到通過始端側工件止擋件15定位的工件12的接合始端側端部12a的範圍即可。

雖然示出了終端側工件止擋件16具備使從阻擋部件20的突出量可變的工件推抵部件23的構成，但還可以採用只有可卸下地安裝於工件平臺4的塊狀部件的構成。在該情況下，關於只包括該塊狀部件的終端側工件止擋件，每當從載置於工件平臺4的工件12的接合終端側端部12b配置的位置到終端側工件止擋件自身對工件平臺4的安裝位置的尺寸不同時另行製作即可。因此，實際安裝於工件平臺4的終端側工件止擋件16與工件12接合終端側端部12b的緊貼性通過適當地插入墊片(shim)、間隔件(spacer)那樣的間隙板來調整即可。

雖然示出了始端側工件夾緊機構17以及終端側工件夾緊機構18作為將工件12從上方推壓於工件平臺4的推壓單元而具備液壓缸39、51的構成。然而，還可以採用氣壓缸、電動缸、另外，若能夠沿上下方向工作且能夠從上方對載置於工件平臺4的工件12賦予推壓力，則還可以採用液壓缸39、51以外的任意推壓單元。

始端側工件夾緊機構17若能夠避開至在對工件平臺4搬入、搬出工件12時不幹擾的配置，則避開構造不限於向水平方向迴轉的形式，還可以採用沿上下方向迴轉的形式、與終端側工件夾緊機構18同樣地沿摩擦攪拌接合行進方向的上下方向移動的形式。

關於終端側工件夾緊機構18，在載置於工件平臺4的工件12的摩擦攪拌接合行進方向的大小變化被限定在數米範圍內的情況下，避開構造還可以不是沿摩擦攪拌接合行進方向的上下遊方向移動的形式，而是採用與始端側工件夾緊機構17同樣地沿水平方向迴轉的形式、沿上下方向迴轉的形式。

此外還可以在不脫離本發明主旨的範圍內加以各種變更。

產業上的利用可能性

根據本發明的摩擦攪拌接合裝置用工件固定裝置，即使是大型的工件，也能夠容易地固定於工件平臺。

符號說明

4 工件平臺

12 工件

12a 接合始端側端部

12b 接合終端側端部

13 接合線

14 工件固定裝置

15 始端側工件止擋件

16 終端側工件止擋件

17 始端側工件夾緊機構

18 終端側工件夾緊機構

23 工件推抵部件