接合方法
【課題】一対の金属部材の接合部の接合強度を高めることが可能な接合方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係る接合方法は、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂを突き合わせる突合工程と、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂによって形成された被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して表面Ａから摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、突合部Ｊ１に対して裏面Ｂから摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、突合部Ｊ１に対して側面から摩擦攪拌を行う側面本接合工程と、を含み、側面本接合工程で形成された塑性化領域Ｗ３と、第一本接合工程及び前記第二本接合工程で形成された塑性化領域Ｗ１，Ｗ２とが重複するとともに、被接合金属部材１の側面に係る突合部Ｊ１の平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の延長距離が、突合部Ｊ１の厚み１ｈの長さよりも大きいことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る接合方法は、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂを突き合わせる突合工程と、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂによって形成された被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して表面Ａから摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、突合部Ｊ１に対して裏面Ｂから摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、突合部Ｊ１に対して側面から摩擦攪拌を行う側面本接合工程と、を含み、側面本接合工程で形成された塑性化領域Ｗ３と、第一本接合工程及び前記第二本接合工程で形成された塑性化領域Ｗ１，Ｗ２とが重複するとともに、被接合金属部材１の側面に係る突合部Ｊ１の平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の延長距離が、突合部Ｊ１の厚み１ｈの長さよりも大きいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌を利用した金属部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ＝Friction Stir Welding）が知られている。摩擦攪拌接合は、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部の下端面に攪拌ピン（プローブ）を突設してなるものが一般的である。
【０００３】
ここで図１４及び図１５は、一対の金属部材に摩擦攪拌接合を施した従来の接合方法を示した斜視図である。図１４に示すように、接合すべき金属部材１０１，１０１の肉厚が図示しない回転ツールの攪拌ピンの長さよりも大きい場合には、金属部材１０１の表面１０２側から摩擦攪拌接合を行った後に、裏面１０３側からも摩擦攪拌接合を行う場合がある。
即ち、従来の接合方法は、金属部材１０１，１０１の突合部１０４（二点鎖線）に沿って表面１０２及び裏面１０３の両側から摩擦攪拌接合を行い、摩擦攪拌接合によって形成された塑性化領域１０５，１０６の厚さ方向の中央部分が接触するように接合するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３１６６６号公報（図７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１５に示すように、接合すべき金属部材１１１，１１１の肉厚が大きい場合、表面１０２及び裏面１０３から摩擦攪拌接合を行っても突合部１０４（二点鎖線）の中央部に未接合部１１９が生じる可能性がある。これにより、塑性化領域１０５，１０６に応力が集中するため接合された金属部材の接合強度が弱いという問題があった。
【０００６】
ここで、金属部材１１１の厚みに応じて回転ツールの攪拌ピンの長さを大きくすれば、表面１０２及び裏面１０３から摩擦攪拌接合を行うことで金属部材１１１同士を隙間なく接合して接合強度を高めることは可能である。しかし、回転ツールは、金属部材１１１内に攪拌ピンを埋没させて高速で回転しながら移動するため、攪拌ピンの長さを大きくすると、摩擦攪拌装置の駆動手段及び攪拌ピンに作用する負荷が増大し、装置の短寿命化を招来するという問題があった。
【０００７】
このような観点から、本発明は、一対の金属部材の接合部の接合強度を高めることが可能な接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決する本発明に係る接合方法は、第一金属部材と第二金属部材を突き合わせる突合工程と、前記第一金属部材と前記第二金属部材によって形成された被接合金属部材の突合部に対して表面から摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記突合部に対して裏面から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、前記突合部に対して側面から摩擦攪拌を行う側面本接合工程と、を含み、前記側面本接合工程で形成された塑性化領域の延長距離が、前記突合部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
かかる接合方法によれば、被接合金属部材の厚み寸法よりも被接合金属部材の側面に形成された塑性化領域の延長距離を長く確保することができるため、接合部分に作用する応力を分散させることができる。これにより、接合部分の接合強度を高めることができる。
【００１０】
また、本発明に係る前記側面本接合工程は、前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の全長に亘って摩擦攪拌を行い、前記側面本接合工程で形成された塑性化領域と、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程で形成された塑性化領域とを重複させることが好ましい。かかる接合方法によれば、被接合金属部材の気密性および水密性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の平面線形が、直線又は直線の組合せであることが好ましい。かかる接合方法によれば、突合部の平面線形について、曲線を含むものとしてもよいが、直線または直線の組み合わせであれば、突合面の成形が容易となり、加工の手間を省略することが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、突合部の平面線形に、１以上の屈折点が設けられていてもよく、さらに、この屈折点において線同士（突合面同士）の交わる角度が９０度であってもよい。かかる接合方法によれば、摩擦攪拌接合の接合時に、突合部の平面線形に沿って移動する回転ツールが、屈折点において一旦停止するため、屈折点においては他の部分よりも長い時間摩擦攪拌が行われる。そのため、屈折点においては、長時間摩擦攪拌を行うことにより、接合欠陥が生じることなく加工を施すことが可能なため、連続した接合欠陥が接合部に沿って生じることがなく、接合部における気密性や水密性が向上する。
【００１３】
また、本発明は、前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程の前に、一方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部、前記第一金属部材と前記第二金属部材との突合部、及び他方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部に対して、前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程で用いた回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて仮接合を行う仮接合工程を含むことが好ましい。
【００１４】
かかる接合方法によれば、タブ材を用いることで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を正確かつ迅速に行うことができる。また、タブ材と被接合金属部材を仮接合することで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を行う際の目開きを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る接合方法によれば、一対の金属部材の接合部における接合強度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る接合方法は、図１に示すように、本体部及び本体部よりも肉薄部分となる段部を備えた第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとを突き合わせてなる被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して表面Ａ、裏面Ｂ、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄから摩擦攪拌を行うことを特徴とする。まず、被接合金属部材１及び摩擦攪拌に用いる回転ツールについて詳細に説明する。なお、説明における上下左右前後は、図１の矢印に従う。
【００１７】
第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂは、図２に示すように、略同等の形状からなる部材であって、肉厚部分である本体部Ｑと、本体部Ｑの端部に肉薄に形成された段部Ｒとを備えて構成されている。第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金など摩擦攪拌可能な金属材料からなる。
【００１８】
以下の説明においては、第一金属部材１ａの表面を表面１２ａ、裏面を裏面１３ａ、一方の側面を側面１４ａ及び他方の側面を側面１５ａとする。また、段部Ｒの表面を段部表面１７ａ、段部表面１７ａに対して垂直に形成された段部Ｒの端面を段部端面１８ａ、段部表面１７ａから垂直に立ち上がる面を垂直面１６ａとする。段部端面１８ａの高さは、ｐ１で形成されており、段部表面１７ａの幅は、ｐ２で形成されており、垂直面１６ａの高さは、ｐ３で形成されている。
【００１９】
一方、第二金属部材１ｂの表面を表面１２ｂ、裏面を裏面１３ｂ、一方の側面を側面１４ｂ及び他方の側面を側面１５ｂとする。また、段部Ｒの表面を段部表面１７ｂ、段部表面１７ｂに対して垂直に形成された段部Ｒの端面を段部端面１８ｂ、本体部Ｑ側において段部表面１７ｂから垂直に形成された面を垂直面１６ｂとする。段部端面１８ｂの高さは、ｑ１で形成されており、段部表面１７ｂの幅は、ｑ２で形成されており、垂直面１６ｂの高さは、ｑ３で形成されている。
【００２０】
第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂの側面間の長さは略同等に形成されるとともに、対向する段部Ｒは、それぞれｐ１≒ｑ３、ｐ２≒ｑ２、ｐ３≒ｑ１に形成されている。
【００２１】
次に、図３を参照して、小型の回転ツールＦ（以下、「小型回転ツールＦ」という。）及び小型回転ツールＦよりも比較的大型の回転ツールＧ（以下、「大型回転ツールＧ」という。）を詳細に説明する。
【００２２】
図３の（ａ）に示す小型回転ツールＦは、工具鋼など被接合金属部材１よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ｆ１と、このショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ｆ２とを備えて構成されている。小型回転ツールＦの寸法・形状は、被接合金属部材１の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、大型回転ツールＧ（図３の（ｂ）参照）よりも小型にする。このようにすると、大型回転ツールＧを用いる場合よりも小さな負荷で摩擦攪拌接合を行うことが可能となるので、摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、小型回転ツールＦの移動速度（送り速度）を大型回転ツールＧの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、摩擦攪拌接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
【００２３】
ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダ部Ｆ１の外径Ｘ１の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、大型回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の外径Ｙ１よりも小さくなっている。
【００２４】
攪拌ピンＦ２は、ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンＦ２の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンＦ２の外径の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、最大外径（上端径）Ｘ２が大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の最大外径（上端径）Ｙ２よりも小さく、かつ、最小外径（下端径）Ｘ３が攪拌ピンＧ２の最小外径（下端径）Ｙ３よりも小さくなっている。また、攪拌ピンＦ２の長さＬＡは、大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の長さＬＢよりも小さくなっている。
【００２５】
図３の（ｂ）に示す大型回転ツールＧは、工具鋼など被接合金属部材１よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ｇ１と、このショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ｇ２とを備えて構成されている。
ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１は、小型回転ツールＦと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンＧ２は、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係る接合方法は、（１）突合工程、（２）第一仮接合工程、（３）第一本接合工程、（４）第二仮接合工程、（５）第二本接合工程、（６）第一側面仮接合工程、（７）第一側面本接合工程、（８）第二側面仮接合工程、（９）第二側面本接合工程を含むものである。なお、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程を合わせて側面本接合工程ともいう。
【００２７】
（１）突合工程
突合工程では、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとを突き合わせて被接合金属部材１を形成する工程である。突合工程は、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一金属部材１ａの垂直面１６ａ、段部表面１７ａ及び段部端面１８ａと、第二金属部材１ｂの段部端面１８ｂ、段部表面１７ｂ及び垂直面１６ｂとがそれぞれ対向するように、両者を突き合わせる。また、第一金属部材１ａの表面１２ａと第二金属部材１ｂの表面１２ｂとを面一に形成し、第一金属部材１ａの裏面１３ａと、第二金属部材１ｂの表面１３ｂとを面一に形成する。また、第一金属部材１ａの一方の側面１４ａと、第二金属部材１ｂの一方の側面１４ｂとを面一に形成し、第一金属部材１ａの他方の側面１５ａと、第二金属部材１ｂの他方の側面１５ｂとを面一にする。図１及び図２の（ｂ）に示すように、突合工程によって、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとの突き合わせ面には突合部Ｊ１が形成される。
なお、被接合金属部材１の表面を表面Ａ、裏面を裏面Ｂ、一方の側面を第一側面Ｃ及び他方の側面を第二側面Ｄとする。また、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄにおいて突合部Ｊ１を形成する各平面線形をＬ１、Ｌ２及びＬ３とする。平面線形Ｌ２は、平面線形Ｌ１及び平面線形Ｌ３に対してそれぞれ略垂直に形成されている。
【００２８】
（２）第一仮接合工程
第一仮接合工程では、被接合金属部材１の表面Ａに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。本実施形態に係る第一仮接合工程は、被接合金属部材１の側面に一対のタブ材を配置するタブ材配置工程と、突合部Ｊ１に対して仮接合を行う第一仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。
【００２９】
タブ材配置工程では、被接合金属部材１の両側面に一対のタブ材を配置する。第一タブ材２及び第二タブ材３は、図４に示すように、突合部Ｊ１を挟むように配置されるものであり、それぞれ第一側面Ｃ及び第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１を覆うことができる寸法・形状を備えている。第一タブ材２及び第二タブ材３は、それぞれ、被接合金属部材１の寸法と同一の厚さ寸法を備えていて、第一タブ材２及び第二タブ材３の表面及び裏面は被接合金属部材１の表面Ａ及び裏面Ｂと面一に形成されている。第一タブ材２及び第二タブ材３の材質に特に制限はないが、本実施形態では被接合金属部材１と同一組成の金属材料で形成している。
【００３０】
第一仮接合工程では、被接合金属部材１の表面Ａに現れる突合部に対して小型回転ツールＦを用いて摩擦攪拌により仮接合を行う。第一仮接合工程は、図５に示すように、第二タブ材３と被接合金属部材１との突合部Ｊ３を仮接合する第二タブ材仮接合工程と、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程と、第一タブ材２と被接合金属部材１との突合部Ｊ２を仮接合する第一タブ材仮接合工程とを含む。本実施形態においては、第二タブ材仮接合工程、被接合金属部材仮接合工程及び第一タブ材仮接合工程は、小型回転ツールＦを相対移動させて一筆書きの要領で摩擦攪拌を行う。
【００３１】
即ち、図５に示すように、第二タブ材３の適所に設けた開始位置ＳＰ１の直上に小型回転ツールＦを位置させ、続いて、小型回転ツールＦを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＦ２を開始位置ＳＰ１に押し付ける。攪拌ピンＦ２の全体が第二タブ材３に入り込み、かつ、ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１の全面が第二タブ材３の表面に接触したら、小型回転ツールＦを回転させつつ第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３に向けて相対移動させる。小型回転ツールＦを相対移動させて第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３まで連続して摩擦攪拌を行ったら、始点ｓ３で小型回転ツールＦを離脱させずにそのまま第二タブ材仮接合工程に移行する。
【００３２】
第二タブ材仮接合工程では、第二タブ材３と被接合金属部材１との突合部Ｊ３に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１と第二タブ材３の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ３に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３から終点ｅ３まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００３３】
なお、小型回転ツールＦを右回転させた場合には、小型回転ツールＦの進行方向の左側に微細な空洞欠陥が発生する虞があるので、小型回転ツールＦの進行方向の右側に被接合金属部材１が位置するように第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３と終点ｅ３の位置を設定することが望ましい。このようにすると、被接合金属部材１側に空洞欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
【００３４】
ちなみに、小型回転ツールＦを左回転させた場合には、小型回転ツールＦの進行方向の右側に微細な空洞欠陥が発生する虞があるので、小型回転ツールＦの進行方向の左側に被接合金属部材１が位置するように第二タブ材仮接合工程の始点と終点の位置を設定することが望ましい。具体的には、図示は省略するが、小型回転ツールＦを右回転させた場合の終点ｅ３の位置に始点を設け、小型回転ツールＦを右回転させた場合の始点ｓ３の位置に終点を設ければよい。
【００３５】
なお、小型回転ツールＦの攪拌ピンＦ２が突合部Ｊ３に入り込むと、被接合金属部材１と第二タブ材３を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材１と第二タブ材３により形成された入隅部３ａ，３ｂ（図５参照）を溶接により仮接合しているので、被接合金属部材１と第二タブ材３との間の目開きを防止することができる。
【００３６】
小型回転ツールＦが第二タブ材仮接合工程の終点ｅ３に達したら、終点ｅ３で摩擦攪拌を終了させずに被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま被接合金属部材仮接合工程に移行する。即ち、第二タブ材仮接合工程の終点ｅ３から被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１まで小型回転ツールＦを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点ｓ１で小型回転ツールＦを離脱させることなく被接合金属部材仮接合工程に移行する。このようにすると、第二タブ材仮接合工程の終点ｅ３での小型回転ツールＦの離脱作業が不要となり、さらに、被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１での小型回転ツールＦの挿入作業が不要となることから、予備的な接合作業の効率化・迅速化を図ることが可能となる。
【００３７】
被接合金属部材仮接合工程では、被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ１の全長に亘って連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１から終点ｅ１まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００３８】
小型回転ツールＦが仮接合工程の終点ｅ１に達したら、終点ｅ１で摩擦攪拌を終了させずに第一タブ材仮接合工程の始点ｓ２まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま第一タブ材仮接合工程に移行する。即ち、被接合金属部材仮接合工程の終点ｅ１から第一タブ材仮接合工程の始点ｓ２まで小型回転ツールＦを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点ｓ２で小型回転ツールＦを離脱させることなく第一タブ材仮接合工程に移行する。
【００３９】
第一タブ材仮接合工程では、被接合金属部材１と第一タブ材２との突合部Ｊ２に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１と第一タブ材２の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ２に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく第一タブ材仮接合工程の始点ｓ２から終点ｅ２まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００４０】
また、小型回転ツールＦの攪拌ピンＦ２が突合部Ｊ２に入り込むと、被接合金属部材１と第一タブ材２を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材１と第一タブ材２の入隅部２ａ，２ｂを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材１と第一タブ材２との間に目開きの発生を防止することができる。
【００４１】
小型回転ツールＦが第一タブ材仮接合工程の終点ｅ２に達したら、終点ｅ２で摩擦攪拌を終了させずに、第一タブ材２に設けた終了位置ＥＰ１まで連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、被接合金属部材１の表面Ａ側に現れる継ぎ目（境界線）の延長線上に終了位置ＥＰ１を設けている。ちなみに、終了位置ＥＰ１は、後記する第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置ＳＭ１でもある。
【００４２】
小型回転ツールＦが終了位置ＥＰ１に達したら、小型回転ツールＦを回転させつつ上昇させて攪拌ピンＦ２を終了位置ＥＰ１から離脱させる。
【００４３】
下穴形成工程では、図３の（ｂ）に示すように、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴Ｐ１を形成する工程である。本実施形態に係る下穴形成工程においては、第一タブ材２の表面に設定されたＳＭ１に下穴Ｐ１を形成する。
【００４４】
下穴Ｐ１は、大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の挿入抵抗（圧入抵抗）を低減する目的で設けられるものであり、本実施形態では、小型回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を離脱させたときに形成される抜き穴Ｈ１を図示せぬドリルなどで拡径することで形成される。抜き穴Ｈ１を利用すれば、下穴Ｐ１の形成工程を簡略化することが可能となるので、作業時間を短縮することが可能となる。下穴Ｐ１の形態に特に制限はないが、本実施形態では、円筒状としている。なお、本実施形態では、第一タブ材２に下穴Ｐ１を形成しているが、下穴Ｐ１の位置に特に制限はなく、第二タブ材３に形成してもよいし、突合部Ｊ２，Ｊ３に形成してもよいが、好適には、本実施形態の如く被接合金属部材１の表面Ａ側に現れる被接合金属部材１の継ぎ目（境界線）の延長線上に形成することが望ましい。
【００４５】
（３）第一本接合工程
第一本接合工程は、被接合金属部材１の表面Ａ側における突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第一本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の表面Ａ側から摩擦攪拌を行う。
【００４６】
第一本接合工程では、図６に示すように、開始位置ＳＭ１に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ１まで移動させる。即ち、第一本接合工程では、下穴Ｐ１から摩擦攪拌を開始し、終了位置ＥＭ１まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００４７】
なお、本実施形態では、第一タブ材２に摩擦攪拌の開始位置ＳＭ１を設け、第二タブ材３に終了位置ＥＭ１を設けているが、開始位置ＳＭ１と終了位置ＥＭ１の位置を限定する趣旨ではない。
【００４８】
図６を参照して第一本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図６に示すように、下穴Ｐ１（開始位置ＳＭ１）の直上に大型回転ツールＧを位置させ、続いて、大型回転ツールＧを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＧ２の先端を下穴Ｐ１に挿入する。攪拌ピンＧ２の全体が第一タブ材２に入り込み、かつ、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１の全面が第一タブ材２の表面に接触したら、摩擦攪拌を行いながら被接合金属部材１の突合部Ｊ１の一端に向けて大型回転ツールＧを相対移動させ、さらに、突合部Ｊ２を横切らせて突合部Ｊ１に突入させる。大型回転ツールＧを移動させると、その攪拌ピンＧ２の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンＧ２から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域（以下、「表面側塑性化領域Ｗ１」という。）が形成される。
【００４９】
被接合金属部材１への入熱量が過大になる虞がある場合には、大型回転ツールＧの周囲に表面Ａ側から水を供給するなどして冷却することが望ましい。なお、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂ間に冷却水が入り込むと、接合面に酸化皮膜を発生させる虞があるが、本実施形態においては、第一仮接合工程を実行して被接合金属部材１間の目地を閉塞しているので、被接合金属部材１間に冷却水が入り込み難く、接合部の品質を劣化させる虞がない。
【００５０】
被接合金属部材１の突合部Ｊ１では、被接合金属部材１の継ぎ目上（被接合金属部材仮接合工程における移動軌跡上）に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って大型回転ツールＧを相対移動させることで、突合部Ｊ１の一端から他端まで連続して摩擦攪拌を行う。突合部Ｊ１の他端まで大型回転ツールＧを相対移動させたら、摩擦攪拌を行いながら突合部Ｊ３を横切らせ、そのまま終了位置ＥＭ１に向けて相対移動させる。
【００５１】
大型回転ツールＧが終了位置ＥＭ１に達したら、大型回転ツールＧを回転させつつ上昇させて攪拌ピンＧ２を終了位置ＥＭ１から離脱させる。
【００５２】
（４）第二仮接合工程
第二仮接合工程では、被接合金属部材１の裏面Ｂに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。第二仮接合工程は、被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して仮接合を行う第二仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。
【００５３】
第二仮接合工程は、図７に示すように、第一タブ材２と被接合金属部材１との突合部Ｊ２を仮接合する第一タブ材仮接合工程と、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程と、第二タブ材３と被接合金属部材１との突合部Ｊ３を仮接合する第二タブ材仮接合工程とを含む。即ち、第二仮接合工程は、第一タブ材２に設定された開始位置ＳＰ２に小型回転ツールＦを押し込み、小型回転ツールＦを離脱させることなく第二タブ材３に設定された終了位置ＥＰ２まで連続して摩擦攪拌を行う。第二仮接合工程は、前記した第一仮接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
また、下穴形成工程も、前記した形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
（５）第二本接合工程
第二本接合工程は、被接合金属部材１の裏面Ｂ側における突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第二本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の裏面Ｂ側から摩擦攪拌を行う。
【００５５】
第二本接合工程では、図７に示すように、開始位置ＳＭ２に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ２まで移動させる。第二本接合工程によって、被接合金属部材１の裏面Ｂには、裏面側塑性化領域Ｗ２が形成される。第二本接合工程は、前記した第一本接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
なお、第二本接合工程が終了したら、第一タブ材２及び第二タブ材３を被接合金属部材１から切除する。
【００５６】
（６）第一側面仮接合工程
第一側面仮接合工程では、被接合金属部材１の第一側面Ｃに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。第一側面仮接合工程は、被接合金属部材１の表面Ａ及び裏面Ｂに一対のタブ材を配置するタブ材配置工程と、被接合金属部材１の第一側面Ｃに現れる突合部Ｊ１に対して仮接合工程を行う第一側面仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。
【００５７】
タブ材配置工程は、図８に示すように、被接合金属部材１の表面Ａ及び裏面Ｂに一対のタブ材を配置する。第一タブ材４及び第二タブ材５は、図８に示すように、突合部Ｊ１を挟むように配置されるものであり、それぞれ表面Ａ及び裏面Ｂに現れる突合部Ｊ１を覆うことができる寸法・形状を備えている。第一タブ材４及び第二タブ材５の表面及び裏面は被接合金属部材１の第一側面Ｃ及び第二側面Ｄとそれぞれ面一に形成されている。第一タブ材４及び第二タブ材５の材質に特に制限はないが、本実施形態では被接合金属部材１と同一組成の金属材料で形成している。
【００５８】
第一側面仮接合工程は、図８に示すように、第一タブ材４と被接合金属部材１との突合部Ｊ４を仮接合する第一タブ材仮接合工程と、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程と、第二タブ材５と被接合金属部材１との突合部Ｊ５を仮接合する第二タブ材仮接合工程とを含む。
即ち、第一側面仮接合工程は、第一タブ材４に設定された開始位置ＳＰ３に小型回転ツールＦを押し込み、小型回転ツールＦを離脱させることなく第二タブ材５に設定された終了位置ＥＰ３まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００５９】
第一タブ材仮接合工程では、第一タブ材４と被接合金属部材１との突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１と第一タブ材４の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく第一タブ材仮接合工程の始点ｎ１から終点ｎ２まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００６０】
小型回転ツールＦが終点ｎ２に達したら、第一タブ材４側に一旦小型回転ツールＦを入り込ませ、被接合金属部材仮接合工程の基点ｎ３まで摩擦攪拌を行う。小型回転ツールＦが基点ｎ３に達したら、小型回転ツールＦを離脱させることなく突合部Ｊ１に沿って被接合金属部材仮接合工程を行う。本実施形態における突合部Ｊ１は、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３からなるため、屈折点Ｃ１，Ｃ２で９０°ずつ方向を変えながら小型回転ツールＦを移動させて摩擦攪拌を行う。
小型回転ツールＦが基点ｎ６に達したら、小型回転ツールＦを離脱させずに一旦第二タブ材５側に入り込ませ、第二タブ材仮接合工程の始点ｎ７まで移動させる。小型回転ツールＦが始点ｎ７に達したら、突合部Ｊ５に沿って終点ｎ８まで摩擦攪拌を行う。小型回転ツールがｎ８に達したら第二タブ材５側に入り込ませて終了位置ＥＰ３で小型回転ツールＦを離脱させる。なお、終了位置ＥＰ３は、後記する第一側面本接合工程の開始位置ＳＭ３となる。
【００６１】
下穴形成工程では、第一側面本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する工程である。本実施形態に係る下穴形成工程においては、第二タブ材５の表面に設定されたＳＭ３に下穴を形成する。下穴形成工程においては、前記した形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００６２】
（７）第一側面本接合工程
第一側面本接合工程は、被接合金属部材１の第一側面Ｃにおける突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第一側面本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の第一側面Ｃから摩擦攪拌を行う。
【００６３】
第一側面本接合工程では、図９に示すように、開始位置ＳＭ３に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ３まで移動させる。即ち、第一側面本接合工程では、第二タブ材５の開始位置ＳＭ３に設定された下穴（図示省略）から摩擦攪拌を開始し、第一タブ材４に設定された終了位置ＥＭ３まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００６４】
なお、本実施形態では、第二タブ材５に摩擦攪拌の開始位置ＳＭ３を設け、第一タブ材４に終了位置ＥＭ３を設けているが、開始位置ＳＭ３と終了位置ＥＭ３の位置を限定する趣旨ではない。
【００６５】
第一側面本接合工程では、図９に示すように、開始位置ＳＭ３の直上に大型回転ツールＧを位置させ、続いて、大型回転ツールＧを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＧ２の先端を下穴（図示省略）に挿入する。攪拌ピンＧ２の全体が第二タブ材５に入り込み、かつ、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１の全面が第二タブ材５の表面に接触したら、摩擦攪拌を行いながら被接合金属部材１の突合部Ｊ１の基点ｎ６に向けて大型回転ツールＧを相対移動させ、突合部Ｊ１に突入させる。大型回転ツールＧを移動させると、その攪拌ピンＧ２の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンＧ２から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域（以下、「第一側面側塑性化領域Ｗ３」という。）が形成される。
【００６６】
本実施形態における突合部Ｊ１は、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３からなるため、屈折点Ｃ２，Ｃ１で９０°ずつ方向を変えながら大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌を行う。そして、大型回転ツールＧが、基点ｎ３を通過して終了位置ＥＭ３に達したら、終了位置ＥＭ３で大型回転ツールＧを離脱させる。第一側面本接合工程によれば、表面側塑性化領域Ｗ１及び裏面側塑性化領域Ｗ２（図８参照）と第一側面側塑性化領域Ｗ３とが重複するとともに、第一側面Ｃに現れる突合部Ｊ１の全長に亘って摩擦攪拌を行うことができる。
【００６７】
（８）第二側面仮接合工程
第二側面仮接合工程では、図１０に示すように、被接合金属部材１の第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。第二側面仮接合工程は、被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して仮接合を行う第二側面仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。第二側面仮接合工程は、第一タブ材４に設定された開始位置ＳＰ４から、第二タブ材５に設定された終了位置ＥＰ４まで連続的に摩擦攪拌を行う。即ち、第一タブ材４と被接合金属部材１との突合部Ｊ４を摩擦攪拌する第一タブ材仮接合工程、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程、第二タブ材５と被接合金属部材１との突合部Ｊ５を仮接合する第二タブ材仮接合工程とを含む。第二側面仮接合工程は、第一側面仮接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。また、下穴形成工程は、前記した下穴形成工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
（９）第二側面本接合工程
第二側面本接合工程は、図１０に示すように、被接合金属部材１の第二側面Ｄにおける突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第二側面本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の第二側面Ｄから摩擦攪拌を行う。
【００６９】
第二側面本接合工程では、図１０に示すように、開始位置ＳＭ４に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ４まで移動させる。即ち、第二側面本接合工程では、第二タブ材５の開始位置ＳＭ４に設定された下穴（図示省略）から摩擦攪拌を開始し、突合部Ｊ１に沿って第一タブ材４に設定された終了位置ＥＭ４まで連続して摩擦攪拌を行う。第二側面本接合工程によれば、被接合金属部材１の第二側面Ｄに第二側面側塑性化領域Ｗ４が形成される。第二側面本接合工程は、第一側面本接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。なお、第二側面本接合工程が終了したら、一対のタブ材を被接合金属部材１から切除する。
【００７０】
以上説明した本実施形態の接合方法によれば、図９及び図１０に示すように、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄ内における第一側面側塑性化領域Ｗ３及び第二側面側塑性化領域Ｗ４は、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３からなる。これにより、被接合金属部材１の厚み１ｈの長さよりも、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の延長距離の和が大きくなるため、摩擦攪拌の領域を長く確保することができる。よって、被接合金属部材１の接合部に作用する応力が分散して接合強度を高めることができる。また、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程によれば、表面側塑性化領域Ｗ１及び裏面側塑性化領域Ｗ２と第一側面側塑性化領域Ｗ３及び第二側面側塑性化領域Ｗ４とが重複するとともに、第一側面Ｃ、第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１の全長に亘って摩擦攪拌を行うことができる。これより、被接合金属部材１の気密性及び水密性を高めることができる。
【００７１】
また、本実施形態における接合方法は、突合部Ｊ１を直線の組合せとしたため、突き合わせ面の成形が容易となるとともに、摩擦攪拌の作業を容易に行うことができる。また、本実施形態においては、屈折点Ｃ１において平面線形Ｌ１と平面線形Ｌ２とが９０度に形成されるとともに、屈折点Ｃ２において平面線形Ｌ２と平面線形Ｌ３とが９０度に形成されている。そのため、摩擦攪拌接合の接合時に、突合部Ｊ１の平面線形に沿って移動する大型回転ツールＧが、屈折点Ｃ１，Ｃ２において一旦停止するため、屈折点Ｃ１，Ｃ２においては他の部分よりも長い時間摩擦攪拌が行われる。これにより、屈折点Ｃ１，Ｃ２においては、長時間摩擦攪拌を行うことにより、接合欠陥が生じることなく加工を施すことが可能なため、接合部における気密性や水密性が向上する。
【００７２】
また、タブ材を用いることで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を正確かつ迅速に行うことができる。また、タブ材と被接合金属部材１を仮接合することで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を行う際の目開きを防止することができる。
【００７３】
なお、側面本接合工程は、本実施形態においては、第一側面Ｃ（第一側面本接合工程）及び第二側面Ｄ（第二側面本接合工程）の両方に行ったが、必ずしも両面に行う必要はなく、少なくともいずれか一方に行えばよい。
【００７４】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１は、第一実施形態の平面線形に限定されずに、適宜設定すればよい。即ち、第一実施形態では、３本の平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と２点の屈折点Ｃ１，Ｃ２との組み合わせにより形成された突合部Ｊ１により、突合部Ｊ１の平面線形の延長距離が、被接合金属部材１の厚み１ｈよりも大きくする構成としたが、突合部Ｊ１の形状は、前記実施形態で示したものに限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００７５】
図１１は、本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第一変形例、（ｂ）は、第二変形例、（ｃ）は、第三変形例を示す。
例えば、図１１の（ａ）に示すように、突合部Ｊ２を被接合金属部材１の厚み方向に対して傾斜するように配置することで、屈折点を設けることなく被接合金属部材１の厚み１ｈよりも大きい平面線形Ｌの延長距離が確保された突合部Ｊ２としてもよい。かかる突合部Ｊ２によれば、摩擦攪拌を行う平面線形Ｌの延長距離が、被接合金属部材１の厚み１ｈよりも長いため、摩擦攪拌の距離を長く確保することができ、接合強度を高めることができる。
【００７６】
また、図１１の（ｂ）又は（ｃ）に示す突合部Ｊ３，Ｊ４ように、２本の平面線形Ｌ１，Ｌ２と１つの屈折点Ｃ１とを組み合わせてなるものとしてもよい。この構成によれば、屈折点Ｃ１において大型回転ツールＧの移動が一旦停止するため、前記実施形態で示したものと同様に、確実に摩擦攪拌を行うことが可能となる。なお、この場合において、屈折点Ｃ１の内角の角度は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００７７】
図１２は、本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第四変形例、（ｂ）は、第五変形例、（ｃ）は、第六変形例、（ｄ）は、第七変形例を示す。
第一実施形態では、平面線形Ｌ１，Ｌ２または平面線形Ｌ２，Ｌ３が交わる角度が直角である２箇所の屈折点Ｃ１，Ｃ２を設けるものとしたが、屈折点Ｃ１，Ｃ２の角度は限定されるものではない。例えば、図１２の（ａ）、（ｂ）に示す突合部Ｊ５，Ｊ６のように、２つの屈折点Ｃ１’，Ｃ２’における平面線形Ｌ１，Ｌ２又は平面線形Ｌ２，Ｌ３が交わる角度が、例えば１２０°であっても同様の効果を得る事が可能である。
【００７８】
また、突合部の平面線形における屈折点の数は２箇所以上形成されていてもよく、適宜設定すればよい。例えば、図１２の（ｃ）に示す突合部Ｊ７や、図１２の（ｄ）に示す突合部Ｊ８のように、屈折点Ｃの数を４箇所、または、６箇所にしてもよい。このように、屈折点の数を増加させることで、大型回転ツールＧの移動速度を遅くする、または、大型回転ツールＧの移動を複数回停止させて、より確実に被接合金属部材１の接合を行って、接合強度及び気密性、水密性に優れた接合を行ってもよい。
【００７９】
図１３は、本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、第八変形例を示す。
第一実施形態では、３本の平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の組み合わせにより突合部Ｊ１を形成するものとしたが、図１３に示す突合部Ｊ８のように、突合部Ｊ８の平面線形を曲線状に形成してもよい。突合部Ｊ８の形状を、このように形成することで、被接合金属部材１の厚み１ｈよりも平面線形の延長距離を長くすることが可能である。なお、突合部の変面線形を曲線状に形成する場合において、形成される曲線線形は、図１３に示す突合部Ｊ８の曲線線形に限定されないことはいうまでもない。
【００８０】
なお、本実施形態における摩擦攪拌において、第一タブ材及び第二タブ材は必要に応じて配置すればよく、省略することも可能である。また、摩擦攪拌時の金属部材の固定方法等は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して行えばよい。また、本実施形態においては、側面本接合工程は、連続的に摩擦攪拌行ったが、側面本接合工程によって形成された塑性化領域の延長距離が、被接合金属部材の厚み寸法よりも大くなれば、断続的に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施形態に係る被接合金属部材を示した斜視図である。
【図２】本実施形態に係る被接合金属部材を示した図であって、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、側面図である。
【図３】回転ツールを説明するための側面図であって、（ａ）は、小型回転ツール、（ｂ）は、大型回転ツールを示す。
【図４】本実施形態に係るタブ材配置工程を示した斜視図である。
【図５】本実施形態に係る第一仮接合工程を示した平面図である。
【図６】本実施形態に係る第一本接合工程を示した平面図である。
【図７】本実施形態に係る第二仮接合及び第二本接合工程を示した平面図である。
【図８】本実施形態に係る第一側面仮接合工程を示した平面図である。
【図９】本実施形態に係る第一側面本接合工程を示した平面図である。
【図１０】本実施形態に係る第二側面仮接合工程及び第二側面本接合工程を示した平面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第一変形例、（ｂ）は、第二変形例、（ｃ）は、第三変形例を示す。
【図１２】本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第四変形例、（ｂ）は、第五変形例、（ｃ）は、第六変形例、（ｄ）は、第七変形例を示す。
【図１３】本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、第八変形例を示す。
【図１４】従来の接合方法を示した斜視図である。
【図１５】従来の接合方法を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 被接合金属部材
１ａ 第一金属部材
１ｂ 第二金属部材
２ 第一タブ材
３ 第二タブ材
Ａ 表面
Ｂ 裏面
Ｃ 第一側面
Ｄ 第二側面
Ｊ１ 突合部
Ｃ１，Ｃ２ 屈折点
Ｌ 平面線形
Ｗ 塑性化領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌を利用した金属部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ＝Friction Stir Welding）が知られている。摩擦攪拌接合は、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部の下端面に攪拌ピン（プローブ）を突設してなるものが一般的である。
【０００３】
ここで図１４及び図１５は、一対の金属部材に摩擦攪拌接合を施した従来の接合方法を示した斜視図である。図１４に示すように、接合すべき金属部材１０１，１０１の肉厚が図示しない回転ツールの攪拌ピンの長さよりも大きい場合には、金属部材１０１の表面１０２側から摩擦攪拌接合を行った後に、裏面１０３側からも摩擦攪拌接合を行う場合がある。
即ち、従来の接合方法は、金属部材１０１，１０１の突合部１０４（二点鎖線）に沿って表面１０２及び裏面１０３の両側から摩擦攪拌接合を行い、摩擦攪拌接合によって形成された塑性化領域１０５，１０６の厚さ方向の中央部分が接触するように接合するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３１６６６号公報（図７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１５に示すように、接合すべき金属部材１１１，１１１の肉厚が大きい場合、表面１０２及び裏面１０３から摩擦攪拌接合を行っても突合部１０４（二点鎖線）の中央部に未接合部１１９が生じる可能性がある。これにより、塑性化領域１０５，１０６に応力が集中するため接合された金属部材の接合強度が弱いという問題があった。
【０００６】
ここで、金属部材１１１の厚みに応じて回転ツールの攪拌ピンの長さを大きくすれば、表面１０２及び裏面１０３から摩擦攪拌接合を行うことで金属部材１１１同士を隙間なく接合して接合強度を高めることは可能である。しかし、回転ツールは、金属部材１１１内に攪拌ピンを埋没させて高速で回転しながら移動するため、攪拌ピンの長さを大きくすると、摩擦攪拌装置の駆動手段及び攪拌ピンに作用する負荷が増大し、装置の短寿命化を招来するという問題があった。
【０００７】
このような観点から、本発明は、一対の金属部材の接合部の接合強度を高めることが可能な接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決する本発明に係る接合方法は、第一金属部材と第二金属部材を突き合わせる突合工程と、前記第一金属部材と前記第二金属部材によって形成された被接合金属部材の突合部に対して表面から摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記突合部に対して裏面から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、前記突合部に対して側面から摩擦攪拌を行う側面本接合工程と、を含み、前記側面本接合工程で形成された塑性化領域の延長距離が、前記突合部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
かかる接合方法によれば、被接合金属部材の厚み寸法よりも被接合金属部材の側面に形成された塑性化領域の延長距離を長く確保することができるため、接合部分に作用する応力を分散させることができる。これにより、接合部分の接合強度を高めることができる。
【００１０】
また、本発明に係る前記側面本接合工程は、前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の全長に亘って摩擦攪拌を行い、前記側面本接合工程で形成された塑性化領域と、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程で形成された塑性化領域とを重複させることが好ましい。かかる接合方法によれば、被接合金属部材の気密性および水密性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の平面線形が、直線又は直線の組合せであることが好ましい。かかる接合方法によれば、突合部の平面線形について、曲線を含むものとしてもよいが、直線または直線の組み合わせであれば、突合面の成形が容易となり、加工の手間を省略することが可能となる。
【００１２】
また、本発明は、突合部の平面線形に、１以上の屈折点が設けられていてもよく、さらに、この屈折点において線同士（突合面同士）の交わる角度が９０度であってもよい。かかる接合方法によれば、摩擦攪拌接合の接合時に、突合部の平面線形に沿って移動する回転ツールが、屈折点において一旦停止するため、屈折点においては他の部分よりも長い時間摩擦攪拌が行われる。そのため、屈折点においては、長時間摩擦攪拌を行うことにより、接合欠陥が生じることなく加工を施すことが可能なため、連続した接合欠陥が接合部に沿って生じることがなく、接合部における気密性や水密性が向上する。
【００１３】
また、本発明は、前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程の前に、一方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部、前記第一金属部材と前記第二金属部材との突合部、及び他方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部に対して、前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程で用いた回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて仮接合を行う仮接合工程を含むことが好ましい。
【００１４】
かかる接合方法によれば、タブ材を用いることで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を正確かつ迅速に行うことができる。また、タブ材と被接合金属部材を仮接合することで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を行う際の目開きを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る接合方法によれば、一対の金属部材の接合部における接合強度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る接合方法は、図１に示すように、本体部及び本体部よりも肉薄部分となる段部を備えた第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとを突き合わせてなる被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して表面Ａ、裏面Ｂ、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄから摩擦攪拌を行うことを特徴とする。まず、被接合金属部材１及び摩擦攪拌に用いる回転ツールについて詳細に説明する。なお、説明における上下左右前後は、図１の矢印に従う。
【００１７】
第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂは、図２に示すように、略同等の形状からなる部材であって、肉厚部分である本体部Ｑと、本体部Ｑの端部に肉薄に形成された段部Ｒとを備えて構成されている。第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金など摩擦攪拌可能な金属材料からなる。
【００１８】
以下の説明においては、第一金属部材１ａの表面を表面１２ａ、裏面を裏面１３ａ、一方の側面を側面１４ａ及び他方の側面を側面１５ａとする。また、段部Ｒの表面を段部表面１７ａ、段部表面１７ａに対して垂直に形成された段部Ｒの端面を段部端面１８ａ、段部表面１７ａから垂直に立ち上がる面を垂直面１６ａとする。段部端面１８ａの高さは、ｐ１で形成されており、段部表面１７ａの幅は、ｐ２で形成されており、垂直面１６ａの高さは、ｐ３で形成されている。
【００１９】
一方、第二金属部材１ｂの表面を表面１２ｂ、裏面を裏面１３ｂ、一方の側面を側面１４ｂ及び他方の側面を側面１５ｂとする。また、段部Ｒの表面を段部表面１７ｂ、段部表面１７ｂに対して垂直に形成された段部Ｒの端面を段部端面１８ｂ、本体部Ｑ側において段部表面１７ｂから垂直に形成された面を垂直面１６ｂとする。段部端面１８ｂの高さは、ｑ１で形成されており、段部表面１７ｂの幅は、ｑ２で形成されており、垂直面１６ｂの高さは、ｑ３で形成されている。
【００２０】
第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂの側面間の長さは略同等に形成されるとともに、対向する段部Ｒは、それぞれｐ１≒ｑ３、ｐ２≒ｑ２、ｐ３≒ｑ１に形成されている。
【００２１】
次に、図３を参照して、小型の回転ツールＦ（以下、「小型回転ツールＦ」という。）及び小型回転ツールＦよりも比較的大型の回転ツールＧ（以下、「大型回転ツールＧ」という。）を詳細に説明する。
【００２２】
図３の（ａ）に示す小型回転ツールＦは、工具鋼など被接合金属部材１よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ｆ１と、このショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ｆ２とを備えて構成されている。小型回転ツールＦの寸法・形状は、被接合金属部材１の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、大型回転ツールＧ（図３の（ｂ）参照）よりも小型にする。このようにすると、大型回転ツールＧを用いる場合よりも小さな負荷で摩擦攪拌接合を行うことが可能となるので、摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、小型回転ツールＦの移動速度（送り速度）を大型回転ツールＧの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、摩擦攪拌接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
【００２３】
ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダ部Ｆ１の外径Ｘ１の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、大型回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の外径Ｙ１よりも小さくなっている。
【００２４】
攪拌ピンＦ２は、ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンＦ２の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンＦ２の外径の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、最大外径（上端径）Ｘ２が大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の最大外径（上端径）Ｙ２よりも小さく、かつ、最小外径（下端径）Ｘ３が攪拌ピンＧ２の最小外径（下端径）Ｙ３よりも小さくなっている。また、攪拌ピンＦ２の長さＬＡは、大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の長さＬＢよりも小さくなっている。
【００２５】
図３の（ｂ）に示す大型回転ツールＧは、工具鋼など被接合金属部材１よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ｇ１と、このショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ｇ２とを備えて構成されている。
ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１は、小型回転ツールＦと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンＧ２は、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係る接合方法は、（１）突合工程、（２）第一仮接合工程、（３）第一本接合工程、（４）第二仮接合工程、（５）第二本接合工程、（６）第一側面仮接合工程、（７）第一側面本接合工程、（８）第二側面仮接合工程、（９）第二側面本接合工程を含むものである。なお、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程を合わせて側面本接合工程ともいう。
【００２７】
（１）突合工程
突合工程では、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとを突き合わせて被接合金属部材１を形成する工程である。突合工程は、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一金属部材１ａの垂直面１６ａ、段部表面１７ａ及び段部端面１８ａと、第二金属部材１ｂの段部端面１８ｂ、段部表面１７ｂ及び垂直面１６ｂとがそれぞれ対向するように、両者を突き合わせる。また、第一金属部材１ａの表面１２ａと第二金属部材１ｂの表面１２ｂとを面一に形成し、第一金属部材１ａの裏面１３ａと、第二金属部材１ｂの表面１３ｂとを面一に形成する。また、第一金属部材１ａの一方の側面１４ａと、第二金属部材１ｂの一方の側面１４ｂとを面一に形成し、第一金属部材１ａの他方の側面１５ａと、第二金属部材１ｂの他方の側面１５ｂとを面一にする。図１及び図２の（ｂ）に示すように、突合工程によって、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとの突き合わせ面には突合部Ｊ１が形成される。
なお、被接合金属部材１の表面を表面Ａ、裏面を裏面Ｂ、一方の側面を第一側面Ｃ及び他方の側面を第二側面Ｄとする。また、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄにおいて突合部Ｊ１を形成する各平面線形をＬ１、Ｌ２及びＬ３とする。平面線形Ｌ２は、平面線形Ｌ１及び平面線形Ｌ３に対してそれぞれ略垂直に形成されている。
【００２８】
（２）第一仮接合工程
第一仮接合工程では、被接合金属部材１の表面Ａに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。本実施形態に係る第一仮接合工程は、被接合金属部材１の側面に一対のタブ材を配置するタブ材配置工程と、突合部Ｊ１に対して仮接合を行う第一仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。
【００２９】
タブ材配置工程では、被接合金属部材１の両側面に一対のタブ材を配置する。第一タブ材２及び第二タブ材３は、図４に示すように、突合部Ｊ１を挟むように配置されるものであり、それぞれ第一側面Ｃ及び第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１を覆うことができる寸法・形状を備えている。第一タブ材２及び第二タブ材３は、それぞれ、被接合金属部材１の寸法と同一の厚さ寸法を備えていて、第一タブ材２及び第二タブ材３の表面及び裏面は被接合金属部材１の表面Ａ及び裏面Ｂと面一に形成されている。第一タブ材２及び第二タブ材３の材質に特に制限はないが、本実施形態では被接合金属部材１と同一組成の金属材料で形成している。
【００３０】
第一仮接合工程では、被接合金属部材１の表面Ａに現れる突合部に対して小型回転ツールＦを用いて摩擦攪拌により仮接合を行う。第一仮接合工程は、図５に示すように、第二タブ材３と被接合金属部材１との突合部Ｊ３を仮接合する第二タブ材仮接合工程と、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程と、第一タブ材２と被接合金属部材１との突合部Ｊ２を仮接合する第一タブ材仮接合工程とを含む。本実施形態においては、第二タブ材仮接合工程、被接合金属部材仮接合工程及び第一タブ材仮接合工程は、小型回転ツールＦを相対移動させて一筆書きの要領で摩擦攪拌を行う。
【００３１】
即ち、図５に示すように、第二タブ材３の適所に設けた開始位置ＳＰ１の直上に小型回転ツールＦを位置させ、続いて、小型回転ツールＦを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＦ２を開始位置ＳＰ１に押し付ける。攪拌ピンＦ２の全体が第二タブ材３に入り込み、かつ、ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１の全面が第二タブ材３の表面に接触したら、小型回転ツールＦを回転させつつ第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３に向けて相対移動させる。小型回転ツールＦを相対移動させて第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３まで連続して摩擦攪拌を行ったら、始点ｓ３で小型回転ツールＦを離脱させずにそのまま第二タブ材仮接合工程に移行する。
【００３２】
第二タブ材仮接合工程では、第二タブ材３と被接合金属部材１との突合部Ｊ３に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１と第二タブ材３の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ３に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３から終点ｅ３まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００３３】
なお、小型回転ツールＦを右回転させた場合には、小型回転ツールＦの進行方向の左側に微細な空洞欠陥が発生する虞があるので、小型回転ツールＦの進行方向の右側に被接合金属部材１が位置するように第二タブ材仮接合工程の始点ｓ３と終点ｅ３の位置を設定することが望ましい。このようにすると、被接合金属部材１側に空洞欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
【００３４】
ちなみに、小型回転ツールＦを左回転させた場合には、小型回転ツールＦの進行方向の右側に微細な空洞欠陥が発生する虞があるので、小型回転ツールＦの進行方向の左側に被接合金属部材１が位置するように第二タブ材仮接合工程の始点と終点の位置を設定することが望ましい。具体的には、図示は省略するが、小型回転ツールＦを右回転させた場合の終点ｅ３の位置に始点を設け、小型回転ツールＦを右回転させた場合の始点ｓ３の位置に終点を設ければよい。
【００３５】
なお、小型回転ツールＦの攪拌ピンＦ２が突合部Ｊ３に入り込むと、被接合金属部材１と第二タブ材３を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材１と第二タブ材３により形成された入隅部３ａ，３ｂ（図５参照）を溶接により仮接合しているので、被接合金属部材１と第二タブ材３との間の目開きを防止することができる。
【００３６】
小型回転ツールＦが第二タブ材仮接合工程の終点ｅ３に達したら、終点ｅ３で摩擦攪拌を終了させずに被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま被接合金属部材仮接合工程に移行する。即ち、第二タブ材仮接合工程の終点ｅ３から被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１まで小型回転ツールＦを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点ｓ１で小型回転ツールＦを離脱させることなく被接合金属部材仮接合工程に移行する。このようにすると、第二タブ材仮接合工程の終点ｅ３での小型回転ツールＦの離脱作業が不要となり、さらに、被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１での小型回転ツールＦの挿入作業が不要となることから、予備的な接合作業の効率化・迅速化を図ることが可能となる。
【００３７】
被接合金属部材仮接合工程では、被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ１の全長に亘って連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく被接合金属部材仮接合工程の始点ｓ１から終点ｅ１まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００３８】
小型回転ツールＦが仮接合工程の終点ｅ１に達したら、終点ｅ１で摩擦攪拌を終了させずに第一タブ材仮接合工程の始点ｓ２まで連続して摩擦攪拌を行い、そのまま第一タブ材仮接合工程に移行する。即ち、被接合金属部材仮接合工程の終点ｅ１から第一タブ材仮接合工程の始点ｓ２まで小型回転ツールＦを離脱させずに摩擦攪拌を継続し、さらに、始点ｓ２で小型回転ツールＦを離脱させることなく第一タブ材仮接合工程に移行する。
【００３９】
第一タブ材仮接合工程では、被接合金属部材１と第一タブ材２との突合部Ｊ２に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１と第一タブ材２の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ２に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく第一タブ材仮接合工程の始点ｓ２から終点ｅ２まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００４０】
また、小型回転ツールＦの攪拌ピンＦ２が突合部Ｊ２に入り込むと、被接合金属部材１と第一タブ材２を引き離そうとする力が作用するが、被接合金属部材１と第一タブ材２の入隅部２ａ，２ｂを溶接により仮接合しているので、被接合金属部材１と第一タブ材２との間に目開きの発生を防止することができる。
【００４１】
小型回転ツールＦが第一タブ材仮接合工程の終点ｅ２に達したら、終点ｅ２で摩擦攪拌を終了させずに、第一タブ材２に設けた終了位置ＥＰ１まで連続して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、被接合金属部材１の表面Ａ側に現れる継ぎ目（境界線）の延長線上に終了位置ＥＰ１を設けている。ちなみに、終了位置ＥＰ１は、後記する第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置ＳＭ１でもある。
【００４２】
小型回転ツールＦが終了位置ＥＰ１に達したら、小型回転ツールＦを回転させつつ上昇させて攪拌ピンＦ２を終了位置ＥＰ１から離脱させる。
【００４３】
下穴形成工程では、図３の（ｂ）に示すように、第一本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴Ｐ１を形成する工程である。本実施形態に係る下穴形成工程においては、第一タブ材２の表面に設定されたＳＭ１に下穴Ｐ１を形成する。
【００４４】
下穴Ｐ１は、大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の挿入抵抗（圧入抵抗）を低減する目的で設けられるものであり、本実施形態では、小型回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を離脱させたときに形成される抜き穴Ｈ１を図示せぬドリルなどで拡径することで形成される。抜き穴Ｈ１を利用すれば、下穴Ｐ１の形成工程を簡略化することが可能となるので、作業時間を短縮することが可能となる。下穴Ｐ１の形態に特に制限はないが、本実施形態では、円筒状としている。なお、本実施形態では、第一タブ材２に下穴Ｐ１を形成しているが、下穴Ｐ１の位置に特に制限はなく、第二タブ材３に形成してもよいし、突合部Ｊ２，Ｊ３に形成してもよいが、好適には、本実施形態の如く被接合金属部材１の表面Ａ側に現れる被接合金属部材１の継ぎ目（境界線）の延長線上に形成することが望ましい。
【００４５】
（３）第一本接合工程
第一本接合工程は、被接合金属部材１の表面Ａ側における突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第一本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の表面Ａ側から摩擦攪拌を行う。
【００４６】
第一本接合工程では、図６に示すように、開始位置ＳＭ１に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ１まで移動させる。即ち、第一本接合工程では、下穴Ｐ１から摩擦攪拌を開始し、終了位置ＥＭ１まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００４７】
なお、本実施形態では、第一タブ材２に摩擦攪拌の開始位置ＳＭ１を設け、第二タブ材３に終了位置ＥＭ１を設けているが、開始位置ＳＭ１と終了位置ＥＭ１の位置を限定する趣旨ではない。
【００４８】
図６を参照して第一本接合工程をより詳細に説明する。
まず、図６に示すように、下穴Ｐ１（開始位置ＳＭ１）の直上に大型回転ツールＧを位置させ、続いて、大型回転ツールＧを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＧ２の先端を下穴Ｐ１に挿入する。攪拌ピンＧ２の全体が第一タブ材２に入り込み、かつ、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１の全面が第一タブ材２の表面に接触したら、摩擦攪拌を行いながら被接合金属部材１の突合部Ｊ１の一端に向けて大型回転ツールＧを相対移動させ、さらに、突合部Ｊ２を横切らせて突合部Ｊ１に突入させる。大型回転ツールＧを移動させると、その攪拌ピンＧ２の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンＧ２から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域（以下、「表面側塑性化領域Ｗ１」という。）が形成される。
【００４９】
被接合金属部材１への入熱量が過大になる虞がある場合には、大型回転ツールＧの周囲に表面Ａ側から水を供給するなどして冷却することが望ましい。なお、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂ間に冷却水が入り込むと、接合面に酸化皮膜を発生させる虞があるが、本実施形態においては、第一仮接合工程を実行して被接合金属部材１間の目地を閉塞しているので、被接合金属部材１間に冷却水が入り込み難く、接合部の品質を劣化させる虞がない。
【００５０】
被接合金属部材１の突合部Ｊ１では、被接合金属部材１の継ぎ目上（被接合金属部材仮接合工程における移動軌跡上）に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って大型回転ツールＧを相対移動させることで、突合部Ｊ１の一端から他端まで連続して摩擦攪拌を行う。突合部Ｊ１の他端まで大型回転ツールＧを相対移動させたら、摩擦攪拌を行いながら突合部Ｊ３を横切らせ、そのまま終了位置ＥＭ１に向けて相対移動させる。
【００５１】
大型回転ツールＧが終了位置ＥＭ１に達したら、大型回転ツールＧを回転させつつ上昇させて攪拌ピンＧ２を終了位置ＥＭ１から離脱させる。
【００５２】
（４）第二仮接合工程
第二仮接合工程では、被接合金属部材１の裏面Ｂに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。第二仮接合工程は、被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して仮接合を行う第二仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。
【００５３】
第二仮接合工程は、図７に示すように、第一タブ材２と被接合金属部材１との突合部Ｊ２を仮接合する第一タブ材仮接合工程と、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程と、第二タブ材３と被接合金属部材１との突合部Ｊ３を仮接合する第二タブ材仮接合工程とを含む。即ち、第二仮接合工程は、第一タブ材２に設定された開始位置ＳＰ２に小型回転ツールＦを押し込み、小型回転ツールＦを離脱させることなく第二タブ材３に設定された終了位置ＥＰ２まで連続して摩擦攪拌を行う。第二仮接合工程は、前記した第一仮接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
また、下穴形成工程も、前記した形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
（５）第二本接合工程
第二本接合工程は、被接合金属部材１の裏面Ｂ側における突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第二本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の裏面Ｂ側から摩擦攪拌を行う。
【００５５】
第二本接合工程では、図７に示すように、開始位置ＳＭ２に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ２まで移動させる。第二本接合工程によって、被接合金属部材１の裏面Ｂには、裏面側塑性化領域Ｗ２が形成される。第二本接合工程は、前記した第一本接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
なお、第二本接合工程が終了したら、第一タブ材２及び第二タブ材３を被接合金属部材１から切除する。
【００５６】
（６）第一側面仮接合工程
第一側面仮接合工程では、被接合金属部材１の第一側面Ｃに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。第一側面仮接合工程は、被接合金属部材１の表面Ａ及び裏面Ｂに一対のタブ材を配置するタブ材配置工程と、被接合金属部材１の第一側面Ｃに現れる突合部Ｊ１に対して仮接合工程を行う第一側面仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。
【００５７】
タブ材配置工程は、図８に示すように、被接合金属部材１の表面Ａ及び裏面Ｂに一対のタブ材を配置する。第一タブ材４及び第二タブ材５は、図８に示すように、突合部Ｊ１を挟むように配置されるものであり、それぞれ表面Ａ及び裏面Ｂに現れる突合部Ｊ１を覆うことができる寸法・形状を備えている。第一タブ材４及び第二タブ材５の表面及び裏面は被接合金属部材１の第一側面Ｃ及び第二側面Ｄとそれぞれ面一に形成されている。第一タブ材４及び第二タブ材５の材質に特に制限はないが、本実施形態では被接合金属部材１と同一組成の金属材料で形成している。
【００５８】
第一側面仮接合工程は、図８に示すように、第一タブ材４と被接合金属部材１との突合部Ｊ４を仮接合する第一タブ材仮接合工程と、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程と、第二タブ材５と被接合金属部材１との突合部Ｊ５を仮接合する第二タブ材仮接合工程とを含む。
即ち、第一側面仮接合工程は、第一タブ材４に設定された開始位置ＳＰ３に小型回転ツールＦを押し込み、小型回転ツールＦを離脱させることなく第二タブ材５に設定された終了位置ＥＰ３まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００５９】
第一タブ材仮接合工程では、第一タブ材４と被接合金属部材１との突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行う。具体的には、被接合金属部材１と第一タブ材４の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って小型回転ツールＦを相対移動させることで、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行う。なお、本実施形態では、小型回転ツールＦを途中で離脱させることなく第一タブ材仮接合工程の始点ｎ１から終点ｎ２まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００６０】
小型回転ツールＦが終点ｎ２に達したら、第一タブ材４側に一旦小型回転ツールＦを入り込ませ、被接合金属部材仮接合工程の基点ｎ３まで摩擦攪拌を行う。小型回転ツールＦが基点ｎ３に達したら、小型回転ツールＦを離脱させることなく突合部Ｊ１に沿って被接合金属部材仮接合工程を行う。本実施形態における突合部Ｊ１は、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３からなるため、屈折点Ｃ１，Ｃ２で９０°ずつ方向を変えながら小型回転ツールＦを移動させて摩擦攪拌を行う。
小型回転ツールＦが基点ｎ６に達したら、小型回転ツールＦを離脱させずに一旦第二タブ材５側に入り込ませ、第二タブ材仮接合工程の始点ｎ７まで移動させる。小型回転ツールＦが始点ｎ７に達したら、突合部Ｊ５に沿って終点ｎ８まで摩擦攪拌を行う。小型回転ツールがｎ８に達したら第二タブ材５側に入り込ませて終了位置ＥＰ３で小型回転ツールＦを離脱させる。なお、終了位置ＥＰ３は、後記する第一側面本接合工程の開始位置ＳＭ３となる。
【００６１】
下穴形成工程では、第一側面本接合工程における摩擦攪拌の開始位置に下穴を形成する工程である。本実施形態に係る下穴形成工程においては、第二タブ材５の表面に設定されたＳＭ３に下穴を形成する。下穴形成工程においては、前記した形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００６２】
（７）第一側面本接合工程
第一側面本接合工程は、被接合金属部材１の第一側面Ｃにおける突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第一側面本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の第一側面Ｃから摩擦攪拌を行う。
【００６３】
第一側面本接合工程では、図９に示すように、開始位置ＳＭ３に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ３まで移動させる。即ち、第一側面本接合工程では、第二タブ材５の開始位置ＳＭ３に設定された下穴（図示省略）から摩擦攪拌を開始し、第一タブ材４に設定された終了位置ＥＭ３まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００６４】
なお、本実施形態では、第二タブ材５に摩擦攪拌の開始位置ＳＭ３を設け、第一タブ材４に終了位置ＥＭ３を設けているが、開始位置ＳＭ３と終了位置ＥＭ３の位置を限定する趣旨ではない。
【００６５】
第一側面本接合工程では、図９に示すように、開始位置ＳＭ３の直上に大型回転ツールＧを位置させ、続いて、大型回転ツールＧを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＧ２の先端を下穴（図示省略）に挿入する。攪拌ピンＧ２の全体が第二タブ材５に入り込み、かつ、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１の全面が第二タブ材５の表面に接触したら、摩擦攪拌を行いながら被接合金属部材１の突合部Ｊ１の基点ｎ６に向けて大型回転ツールＧを相対移動させ、突合部Ｊ１に突入させる。大型回転ツールＧを移動させると、その攪拌ピンＧ２の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンＧ２から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域（以下、「第一側面側塑性化領域Ｗ３」という。）が形成される。
【００６６】
本実施形態における突合部Ｊ１は、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３からなるため、屈折点Ｃ２，Ｃ１で９０°ずつ方向を変えながら大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌を行う。そして、大型回転ツールＧが、基点ｎ３を通過して終了位置ＥＭ３に達したら、終了位置ＥＭ３で大型回転ツールＧを離脱させる。第一側面本接合工程によれば、表面側塑性化領域Ｗ１及び裏面側塑性化領域Ｗ２（図８参照）と第一側面側塑性化領域Ｗ３とが重複するとともに、第一側面Ｃに現れる突合部Ｊ１の全長に亘って摩擦攪拌を行うことができる。
【００６７】
（８）第二側面仮接合工程
第二側面仮接合工程では、図１０に示すように、被接合金属部材１の第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１に対して小型回転ツールＦを用いて仮接合を行う。第二側面仮接合工程は、被接合金属部材１の突合部Ｊ１に対して仮接合を行う第二側面仮接合工程と、大型回転ツールＧの挿入予定位置に下穴を形成する下穴形成工程を含むものである。第二側面仮接合工程は、第一タブ材４に設定された開始位置ＳＰ４から、第二タブ材５に設定された終了位置ＥＰ４まで連続的に摩擦攪拌を行う。即ち、第一タブ材４と被接合金属部材１との突合部Ｊ４を摩擦攪拌する第一タブ材仮接合工程、突合部Ｊ１を仮接合する被接合金属部材仮接合工程、第二タブ材５と被接合金属部材１との突合部Ｊ５を仮接合する第二タブ材仮接合工程とを含む。第二側面仮接合工程は、第一側面仮接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。また、下穴形成工程は、前記した下穴形成工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
（９）第二側面本接合工程
第二側面本接合工程は、図１０に示すように、被接合金属部材１の第二側面Ｄにおける突合部Ｊ１を本格的に接合する工程である。本実施形態に係る第二側面本接合工程では、大型回転ツールＧを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ１に対して被接合金属部材１の第二側面Ｄから摩擦攪拌を行う。
【００６９】
第二側面本接合工程では、図１０に示すように、開始位置ＳＭ４に大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＧ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭ４まで移動させる。即ち、第二側面本接合工程では、第二タブ材５の開始位置ＳＭ４に設定された下穴（図示省略）から摩擦攪拌を開始し、突合部Ｊ１に沿って第一タブ材４に設定された終了位置ＥＭ４まで連続して摩擦攪拌を行う。第二側面本接合工程によれば、被接合金属部材１の第二側面Ｄに第二側面側塑性化領域Ｗ４が形成される。第二側面本接合工程は、第一側面本接合工程と略同等であるため、詳細な説明は省略する。なお、第二側面本接合工程が終了したら、一対のタブ材を被接合金属部材１から切除する。
【００７０】
以上説明した本実施形態の接合方法によれば、図９及び図１０に示すように、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄ内における第一側面側塑性化領域Ｗ３及び第二側面側塑性化領域Ｗ４は、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３からなる。これにより、被接合金属部材１の厚み１ｈの長さよりも、平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の延長距離の和が大きくなるため、摩擦攪拌の領域を長く確保することができる。よって、被接合金属部材１の接合部に作用する応力が分散して接合強度を高めることができる。また、第一側面本接合工程及び第二側面本接合工程によれば、表面側塑性化領域Ｗ１及び裏面側塑性化領域Ｗ２と第一側面側塑性化領域Ｗ３及び第二側面側塑性化領域Ｗ４とが重複するとともに、第一側面Ｃ、第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１の全長に亘って摩擦攪拌を行うことができる。これより、被接合金属部材１の気密性及び水密性を高めることができる。
【００７１】
また、本実施形態における接合方法は、突合部Ｊ１を直線の組合せとしたため、突き合わせ面の成形が容易となるとともに、摩擦攪拌の作業を容易に行うことができる。また、本実施形態においては、屈折点Ｃ１において平面線形Ｌ１と平面線形Ｌ２とが９０度に形成されるとともに、屈折点Ｃ２において平面線形Ｌ２と平面線形Ｌ３とが９０度に形成されている。そのため、摩擦攪拌接合の接合時に、突合部Ｊ１の平面線形に沿って移動する大型回転ツールＧが、屈折点Ｃ１，Ｃ２において一旦停止するため、屈折点Ｃ１，Ｃ２においては他の部分よりも長い時間摩擦攪拌が行われる。これにより、屈折点Ｃ１，Ｃ２においては、長時間摩擦攪拌を行うことにより、接合欠陥が生じることなく加工を施すことが可能なため、接合部における気密性や水密性が向上する。
【００７２】
また、タブ材を用いることで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を正確かつ迅速に行うことができる。また、タブ材と被接合金属部材１を仮接合することで、第一本接合工程、第二本接合工程及び側面本接合工程を行う際の目開きを防止することができる。
【００７３】
なお、側面本接合工程は、本実施形態においては、第一側面Ｃ（第一側面本接合工程）及び第二側面Ｄ（第二側面本接合工程）の両方に行ったが、必ずしも両面に行う必要はなく、少なくともいずれか一方に行えばよい。
【００７４】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、第一側面Ｃ及び第二側面Ｄに現れる突合部Ｊ１は、第一実施形態の平面線形に限定されずに、適宜設定すればよい。即ち、第一実施形態では、３本の平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と２点の屈折点Ｃ１，Ｃ２との組み合わせにより形成された突合部Ｊ１により、突合部Ｊ１の平面線形の延長距離が、被接合金属部材１の厚み１ｈよりも大きくする構成としたが、突合部Ｊ１の形状は、前記実施形態で示したものに限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００７５】
図１１は、本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第一変形例、（ｂ）は、第二変形例、（ｃ）は、第三変形例を示す。
例えば、図１１の（ａ）に示すように、突合部Ｊ２を被接合金属部材１の厚み方向に対して傾斜するように配置することで、屈折点を設けることなく被接合金属部材１の厚み１ｈよりも大きい平面線形Ｌの延長距離が確保された突合部Ｊ２としてもよい。かかる突合部Ｊ２によれば、摩擦攪拌を行う平面線形Ｌの延長距離が、被接合金属部材１の厚み１ｈよりも長いため、摩擦攪拌の距離を長く確保することができ、接合強度を高めることができる。
【００７６】
また、図１１の（ｂ）又は（ｃ）に示す突合部Ｊ３，Ｊ４ように、２本の平面線形Ｌ１，Ｌ２と１つの屈折点Ｃ１とを組み合わせてなるものとしてもよい。この構成によれば、屈折点Ｃ１において大型回転ツールＧの移動が一旦停止するため、前記実施形態で示したものと同様に、確実に摩擦攪拌を行うことが可能となる。なお、この場合において、屈折点Ｃ１の内角の角度は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００７７】
図１２は、本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第四変形例、（ｂ）は、第五変形例、（ｃ）は、第六変形例、（ｄ）は、第七変形例を示す。
第一実施形態では、平面線形Ｌ１，Ｌ２または平面線形Ｌ２，Ｌ３が交わる角度が直角である２箇所の屈折点Ｃ１，Ｃ２を設けるものとしたが、屈折点Ｃ１，Ｃ２の角度は限定されるものではない。例えば、図１２の（ａ）、（ｂ）に示す突合部Ｊ５，Ｊ６のように、２つの屈折点Ｃ１’，Ｃ２’における平面線形Ｌ１，Ｌ２又は平面線形Ｌ２，Ｌ３が交わる角度が、例えば１２０°であっても同様の効果を得る事が可能である。
【００７８】
また、突合部の平面線形における屈折点の数は２箇所以上形成されていてもよく、適宜設定すればよい。例えば、図１２の（ｃ）に示す突合部Ｊ７や、図１２の（ｄ）に示す突合部Ｊ８のように、屈折点Ｃの数を４箇所、または、６箇所にしてもよい。このように、屈折点の数を増加させることで、大型回転ツールＧの移動速度を遅くする、または、大型回転ツールＧの移動を複数回停止させて、より確実に被接合金属部材１の接合を行って、接合強度及び気密性、水密性に優れた接合を行ってもよい。
【００７９】
図１３は、本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、第八変形例を示す。
第一実施形態では、３本の平面線形Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の組み合わせにより突合部Ｊ１を形成するものとしたが、図１３に示す突合部Ｊ８のように、突合部Ｊ８の平面線形を曲線状に形成してもよい。突合部Ｊ８の形状を、このように形成することで、被接合金属部材１の厚み１ｈよりも平面線形の延長距離を長くすることが可能である。なお、突合部の変面線形を曲線状に形成する場合において、形成される曲線線形は、図１３に示す突合部Ｊ８の曲線線形に限定されないことはいうまでもない。
【００８０】
なお、本実施形態における摩擦攪拌において、第一タブ材及び第二タブ材は必要に応じて配置すればよく、省略することも可能である。また、摩擦攪拌時の金属部材の固定方法等は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して行えばよい。また、本実施形態においては、側面本接合工程は、連続的に摩擦攪拌行ったが、側面本接合工程によって形成された塑性化領域の延長距離が、被接合金属部材の厚み寸法よりも大くなれば、断続的に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施形態に係る被接合金属部材を示した斜視図である。
【図２】本実施形態に係る被接合金属部材を示した図であって、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、側面図である。
【図３】回転ツールを説明するための側面図であって、（ａ）は、小型回転ツール、（ｂ）は、大型回転ツールを示す。
【図４】本実施形態に係るタブ材配置工程を示した斜視図である。
【図５】本実施形態に係る第一仮接合工程を示した平面図である。
【図６】本実施形態に係る第一本接合工程を示した平面図である。
【図７】本実施形態に係る第二仮接合及び第二本接合工程を示した平面図である。
【図８】本実施形態に係る第一側面仮接合工程を示した平面図である。
【図９】本実施形態に係る第一側面本接合工程を示した平面図である。
【図１０】本実施形態に係る第二側面仮接合工程及び第二側面本接合工程を示した平面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第一変形例、（ｂ）は、第二変形例、（ｃ）は、第三変形例を示す。
【図１２】本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、（ａ）は、第四変形例、（ｂ）は、第五変形例、（ｃ）は、第六変形例、（ｄ）は、第七変形例を示す。
【図１３】本発明の実施形態に係る変形例を示した第一側面Ｃの平面図であって、第八変形例を示す。
【図１４】従来の接合方法を示した斜視図である。
【図１５】従来の接合方法を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 被接合金属部材
１ａ 第一金属部材
１ｂ 第二金属部材
２ 第一タブ材
３ 第二タブ材
Ａ 表面
Ｂ 裏面
Ｃ 第一側面
Ｄ 第二側面
Ｊ１ 突合部
Ｃ１，Ｃ２ 屈折点
Ｌ 平面線形
Ｗ 塑性化領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一金属部材と第二金属部材を突き合わせる突合工程と、
前記第一金属部材と前記第二金属部材によって形成された被接合金属部材の突合部に対して表面から摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
前記突合部に対して裏面から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、
前記突合部に対して側面から摩擦攪拌を行う側面本接合工程と、を含み、
前記側面本接合工程で形成された塑性化領域の延長距離が、前記突合部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記側面本接合工程は、前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の全長に亘って摩擦攪拌を行い、前記側面本接合工程で形成された塑性化領域と、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程で形成された塑性化領域とを重複させることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の平面線形が、直線又は直線の組合せであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接合方法。
【請求項４】
前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の平面線形に、１以上屈折点が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項５】
前記屈折点を構成する直線同士の交わる角度が９０度であることを特徴とする請求項４に記載の接合方法。
【請求項６】
前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程の前に、
一方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部、前記第一金属部材と前記第二金属部材との突合部、及び他方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部に対して、前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程で用いた回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて仮接合を行う仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１】
第一金属部材と第二金属部材を突き合わせる突合工程と、
前記第一金属部材と前記第二金属部材によって形成された被接合金属部材の突合部に対して表面から摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
前記突合部に対して裏面から摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、
前記突合部に対して側面から摩擦攪拌を行う側面本接合工程と、を含み、
前記側面本接合工程で形成された塑性化領域の延長距離が、前記突合部の厚み寸法よりも大きいことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記側面本接合工程は、前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の全長に亘って摩擦攪拌を行い、前記側面本接合工程で形成された塑性化領域と、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程で形成された塑性化領域とを重複させることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の平面線形が、直線又は直線の組合せであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接合方法。
【請求項４】
前記被接合金属部材の側面に現れる前記突合部の平面線形に、１以上屈折点が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項５】
前記屈折点を構成する直線同士の交わる角度が９０度であることを特徴とする請求項４に記載の接合方法。
【請求項６】
前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程の前に、
一方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部、前記第一金属部材と前記第二金属部材との突合部、及び他方のタブ材と前記被接合金属部材との突合部に対して、前記第一本接合工程、前記第二本接合工程及び前記側面本接合工程で用いた回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて仮接合を行う仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の接合方法。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−１３６８８３（Ｐ２００９−１３６８８３Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１３０７５（Ｐ２００７−３１３０７５）
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月４日（２００７．１２．４）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]