蓋接合方法
【課題】蓋板の表面に回転ツールの抜け穴が残存することがなく、作業性の良い蓋接合方法を提供すること課題とする。
【解決手段】筒状体２の端面４ｂに、この筒状体２の開口を覆う蓋板３を載置して、蓋板３の表面３ａから回転ツールＧを押し込み、筒状体２と蓋板３とを摩擦攪拌接合によって固定する蓋接合方法であって、蓋板３に、筒状体２の外周面５よりも外側に延設された延設部３ｄを設けるとともに、この延設部３ｄに攪拌ピンＧ２を離脱させる抜き取り位置ＥＭ１を設定し、蓋板３の表面３ａから攪拌ピンＧ２を差し込み、筒状体２と蓋板３とを摩擦攪拌接合によって固定した後、回転ツールＧを移動させながら差し込み量を徐々に減らしつつ、攪拌ピンＧ２を抜き取り位置ＥＭ１にて蓋板３から離脱させる接合工程と、延設部３ｄを切除する切削工程と、を行うことを特徴とする。
【解決手段】筒状体２の端面４ｂに、この筒状体２の開口を覆う蓋板３を載置して、蓋板３の表面３ａから回転ツールＧを押し込み、筒状体２と蓋板３とを摩擦攪拌接合によって固定する蓋接合方法であって、蓋板３に、筒状体２の外周面５よりも外側に延設された延設部３ｄを設けるとともに、この延設部３ｄに攪拌ピンＧ２を離脱させる抜き取り位置ＥＭ１を設定し、蓋板３の表面３ａから攪拌ピンＧ２を差し込み、筒状体２と蓋板３とを摩擦攪拌接合によって固定した後、回転ツールＧを移動させながら差し込み量を徐々に減らしつつ、攪拌ピンＧ２を抜き取り位置ＥＭ１にて蓋板３から離脱させる接合工程と、延設部３ｄを切除する切削工程と、を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌によって筒状体に蓋を接合する蓋接合方法に関する。
【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。摩擦攪拌接合とは、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。特許文献１には、金属部材同士を上下に重ね合わせた後、金属部材の表面側から回転ツールを挿入して当該金属部材同士の界面に対して摩擦攪拌接合を行う技術が開示されている。
【０００３】
例えば、筒状を呈する筒状体に、この筒状体の開口部を覆う蓋板を接合する際に、従来の接合方法を利用することができる。筒状体の開口側の端面に蓋板を載置した後、蓋板の表面側から回転ツールを押し込み、筒状体の端面と蓋板の裏面との界面に対して摩擦攪拌接合を行って一体成形することができる。
【０００４】
しかし、従来の接合方法によると、摩擦攪拌の終了位置から蓋板に対して垂直方向上方に回転ツールを引き抜くため、蓋板の表面に攪拌ピンの外形と同等の形状からなる抜き穴が形成される。蓋板に当該抜き穴が残存すると、気密性及び水密性を低下させるだけでなく、製品の品質も低下させる要因になる。また、蓋板に抜き穴が残存していると、製品の意匠上も好ましくない。
【０００５】
そこで、特許文献２には、摩擦攪拌接合を行う接合部分の外側に予め延設部（捨て肉部）を設け、摩擦攪拌接合後に当該延設部に回転ツールを移動させて回転ツールを引き抜いた後、延設部を切除する技術が開示されている。かかる接合方法によれば、接合された製品に回転ツールの抜け穴が残存することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４０９６７４号公報（図５等）
【特許文献２】特許第３２６２７５７号公報（図２等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、筒状体の開口部を覆う蓋板を接合する際に、特許文献２のように蓋板の外縁に延設部を設けて摩擦攪拌接合を行うと、筒状体の端面と蓋板の裏面とで形成された界面から回転ツールを延設部側に移動させた際に、回転ツールの押圧力で延設部（蓋板）を突き破ってしまうという問題があった。回転ツールが蓋板を突き破ると、回転ツールの先端が筒状体に接触するなどして、接合された製品に疵がついてしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、蓋板の表面に回転ツールの抜け穴が残存することがなく、作業性の良い蓋接合方法を提供すること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、筒状体の端面に、この筒状体の開口の少なくも一部を覆う蓋板を載置して、前記蓋板の表面から回転ツールを押し込み、この回転ツールの攪拌ピンの先端を前記端面と前記蓋板の裏面との界面付近に位置させながら前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定する蓋接合方法であって、前記蓋板に、前記筒状体の外周面よりも外側に延設された延設部を設けるとともに、この延設部に前記攪拌ピンを離脱させる抜き取り位置を設定し、前記蓋板の表面から前記攪拌ピンを差し込み、前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定した後、差し込み量を徐々に減らしつつ前記界面から前記抜き取り位置まで前記回転ツールを移動させ、前記攪拌ピンを前記抜き取り位置にて前記蓋板から離脱させる接合工程と、前記延設部を切除する切削工程と、を行うことを特徴とする。
【００１０】
かかる蓋接合方法によれば、蓋板に回転ツールの攪拌ピンを離脱させる抜き取り位置を設定した延設部を設け、摩擦攪拌接合後に、当該延設部を切除するため、接合された製品に回転ツールの抜け穴が残存することがない。また、摩擦攪拌接合後は、界面から抜き取り位置まで前記回転ツールを移動させながら差し込み量を徐々に減らしていくため、回転ツールが蓋板を突き破ることがない。
【００１１】
また、前記延設部に前記攪拌ピンを差し込む差し込み位置を設定し、前記接合工程では、前記回転ツールを差し込む際に、前記回転ツールの差し込み量を徐々に増やしつつ、前記差し込み位置から前記界面方向へ前記回転ツールを移動させることが好ましい。
【００１２】
かかる蓋接合方法によれば、回転ツールを差し込む際に、攪拌ピンの先端が界面に達する前に蓋板を貫通するのを防ぐことができる。
【００１３】
また、前記筒状体と前記蓋板とを固定した後、前記蓋板の表面を所定の厚さで切除することが好ましい。かかる蓋接合方法によれば、蓋板の表面に摩擦攪拌で形成されたバリ等が残存するのを防ぐことができる。
【００１４】
また、前記攪拌ピンの先端を前記筒状体の端面に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。かかる蓋接合方法によれば、界面を確実に接合することができる。
【００１５】
また、前記筒状体の端面は、第一端面と第一端面に対して段差のある第二端面を備えており、前記第一端面側及び前記第二端面側のいずれか一方の開口を覆うように前記蓋板を載置することが好ましい。かかる蓋接合方法によれば、筒状体の端面に段差があり、かつ、開口部の一部が覆われた製品を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、作業性が良いため接合された製品に疵がつきにくく、また、蓋板の表面に回転ツールの抜き穴が残らない製品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態に係る構造体を示した分解斜視図である。
【図２】第一実施形態に係る構造体を示した図であって、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のI-I断面図である。
【図３】第一実施形態に係る回転ツールを示した側面図である。
【図４】第一実施形態に係る接合工程を示した平面図であって、（ａ）は、差し込み位置、（ｂ）は、中間位置、（ｃ）は、抜き取り位置を示す。
【図５】第一実施形態に係る接合工程を示した断面図であって、（ａ）は、差し込み位置、（ｂ）は、中間位置、（ｃ）は、抜き取り位置を示す。
【図６】第一実施形態に係る切削工程を示した図であって、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のII-II断面図である。
【図７】第二実施形態に係る構造体を示した図であって、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、断面図である。
【図８】第二実施形態に係る接合工程を示した図であって、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る蓋接合方法について図面を適宜参照して詳細に説明する。まず、図１に示すように、本実施形態によって形成される構造体１を構成する各部材について説明する。説明における上下前後左右は、図１の矢印にしたがう。
【００１９】
構造体１は、図１に示すように、筒状体２と筒状体２の開口の一部を覆う蓋板３とを有する。筒状体２は、平面視略矩形環状を呈し、上下方向に開口する筒状部材である。筒状体２は、端面４、外周面５及び内周面６をそれぞれ備えている。筒状体２の上部の前側は、端面４から所定の高さで切り欠かれている。これにより、端面４は、第一端面４ａと、第一端面４ａよりも低い位置に形成された第二端面４ｂと、を有する。第一端面４ａ及び第二端面４ｂに対して垂直な面を立面４ｃとする。筒状体２は、アルミニウム又はアルミニウム合金等摩擦攪拌可能な部材から形成されている。筒状体２の板厚は、特に制限されないが、本実施形態では２ｍｍに設定する。筒状体２のうち、第一端面４ａ側（後側）に係る部分を筒状後部２ａとし、第二端面４ｂ側（前側）に係る部分を筒状前部２ｂとする。筒状体２は、本実施形態では平面視矩形としたが、他の形状であってもよい。
【００２０】
蓋板３は、図１及び図２に示すように、筒状前部２ｂの開口を覆う部材であって、筒状体２の第二端面４ｂに載置される。蓋板３は、表面３ａ、裏面３ｂ及び側面３ｃを備えた板状部材である。第二端面４ｂに、蓋板３を載置すると、蓋板３の裏面３ｂが、筒状体２の第二端面４ｂに当接する。また、蓋板３の側面３ｃが筒状体２の立面４ｃに当接する。図２の（ｂ）に示すように、第二端面４ｂに、蓋板３を載置すると、第二端面４ｂと蓋板３の裏面３ｂとが当接して、界面Ｊ１が形成される。
【００２１】
蓋板３の前後方向及び左右方向の長さは、筒状前部２ｂの前後方向及び左右方向の長さよりも大きく形成されている。つまり、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第二端面４ｂに蓋板３を載置すると、筒状体２の外周面５から外側に蓋板３が張り出す。本実施形態では、蓋板３のうち、筒状体２の外周面５から外側に張り出した部分を延設部３ｄとする。延設部３ｄの長さ（筒状体２の外周面５から蓋板３の側面３ｃまでの長さ）は、後記する接合工程に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では、後記する回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の外径よりも大きく設定している。
【００２２】
次に、後記する摩擦攪拌接合によって用いる回転ツールについて図３を用いて説明する。図３に示す回転ツールＧは、工具鋼など筒状体２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。
【００２３】
ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１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。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、先細りに成形されている。攪拌ピンＧ２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Ｇ２の長さＬは、本実施形態では、蓋板３の厚さと同等か、それよりも若干長くなるように設定している。本実施形態では、回転ツールＧを前記したように形成したが、回転ツールＧの寸法・形状は、筒状体２及び蓋板３の材質や厚さ等に応じて設定すればよい。
【００２４】
次に、本発明の蓋接合方法について説明する。本実施形態に係る蓋接合方法では、（１）準備工程、（２）接合工程、（３）切削工程を行う。
【００２５】
（１）準備工程
準備工程では、筒状体２及び蓋板３に対して脱脂処理を行う脱脂工程と、筒状体２に蓋板３を載置する載置工程とを行う。
【００２６】
脱脂工程では、筒状体２及び蓋板３に付着した汚れを除去する。脱脂工程では、筒状体２及び蓋板３を脱脂溶液に浸けて筒状体２及び蓋板３に付着した油分や切削屑等を除去する。
【００２７】
載置工程では、図１及び図２に示すように、筒状前部２ｂに蓋板３を載置する。つまり、筒状体２の第二端面４ｂ及び立面４ｃに、蓋板３の裏面３ｂ及び側面３ｃをそれぞれ当接させる。第二端面４ｂと蓋板３の裏面３ｂとで界面Ｊ１が形成される。
【００２８】
（２）接合工程
接合工程では、高速回転させた回転ツールＧを界面Ｊ１に沿って移動させて摩擦攪拌接合を行う。図４の（ａ）に示すように、蓋板３の表面３ａの一端に、回転ツールＧを挿入する差し込み位置（開始位置）ＳＭ１を設定する。差し込み位置ＳＭ１は、本実施形態では、蓋板３のうち、筒状体２よりも外側、つまり、延設部３ｄに設定する。また、筒状体２の第二端面４ｂの幅方向中央に始点ｓ１を設定する。接合工程では、差し込み位置ＳＭ１に、回転ツールＧの攪拌ピンＧ２（図３参照）を挿入しつつ、始点ｓ１に向けて回転ツールＧを移動させる。回転ツールＧを差し込む際には、図５の（ａ）に示すように、差し込み位置ＳＭ１から始点ｓ１まで、回転ツールＧの差し込み量を徐々に増やしつつ界面Ｊ１まで移動させる。
【００２９】
回転ツールＧの差し込み量については適宜設定すればよいが、本実施形態では、攪拌ピンＧ２の先端が、筒状体２の第二端面４ｂに達する程度に設定する。また、回転ツールＧの差し込み量は、回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１が、蓋板３の表面３ａよりも下方に位置するように設定する。
【００３０】
回転ツールＧが、界面Ｊ１に達したら、図４の（ｂ）に示すように、界面Ｊ１に沿って回転ツールＧを移動させる。図５の（ｂ）に示すように、第二端面４ｂの幅方向中心と、回転ツールＧの軸心とが重なるようにして、回転ツールＧを移動させる。界面Ｊ１の周囲の筒状体２と蓋板３は、一体的に塑性流動化されて塑性化領域Ｗ１が形成される。「塑性化領域」とは、回転ツールＧの摩擦熱によって加熱されて現に塑性化している状態と、回転ツールＧが通り過ぎて常温に戻った状態の両方を含むこととする。
【００３１】
図４の（ｃ）に示すように、回転ツールＧが筒状体２の第二端面４ｂの幅方向中央に設定した終点ｅ１に達したら、蓋板３の表面３ａの他端に設定された抜き取り位置（終了位置）ＥＭ１まで移動させる。抜き取り位置ＥＭ１は、蓋板３のうち、筒状体２よりも外側、つまり、延設部３ｄに設定する。
【００３２】
接合工程では、図５の（ｃ）に示すように、終点ｅ１から抜き取り位置ＥＭ１まで、回転ツールＧの差し込み量を徐々に減らしつつ移動させる。回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の先端が抜き取り位置ＥＭ１に達したら、蓋板３の表面３ａから回転ツールＧを離脱させる。
【００３３】
接合工程によって、界面Ｊ１が摩擦攪拌されるため、筒状体２と蓋板３とを一体成形することができる。なお、本実施形態の接合工程では、回転ツールＧを左回転させつつ、進行方向左側に筒状体２が位置するように設定した。本実施形態の接合工程では、塑性化領域Ｗ１のうち、シアー側（被接合部に対する回転ツールＧの外周の相対速さが、回転ツールＧの外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側）が筒状体２の開口から離間する位置となるように設定した。つまり、本実施形態によれば、シアー側が筒状体２の外側に位置するように設定したため、仮に、摩擦攪拌によって空洞欠陥が発生したとしても、筒状体２の開口から遠い側に位置させることができる。ちなみに、回転ツールＧを右回転させる場合は、筒状体２を進行方向右側に位置するように設定すれば、仮に接合欠陥が発生したとしても筒状体２の開口から遠い側に位置させることができる。
【００３４】
（３）切削工程
切削工程では、蓋板３の一部を切削加工により切除する。本実施形態に係る切削工程では、蓋板３の延設部３ｄを切除する延設部切削工程と、蓋板３の表面３ａを切除する表面切削工程とを行う。
【００３５】
延設部切削工程では、図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、蓋板３の延設部３ｄ（二点鎖線部分）を切除する。つまり、蓋板３のうち、筒状体２の外周面５から突出している部位を切除する。切削方法は、公知の切削加工により行えばよい。これにより、筒状体２の外周面５と、蓋板３の切削後の側面３ｅとが面一になる。
【００３６】
表面切削工程では、図６の（ｂ）に示すように、蓋板３の表面３ａを所定の厚さで切削する。前記した接合工程では、回転ツールＧのショルダ部Ｇ１を蓋板３に押し込むため、蓋板３の表面３ａには、深さＨ１の溝Ｍが形成される。表面切削工程では、溝Ｍや接合工程によって発生したバリ等を切除するため、蓋板３の表面３ａから所定の厚さで切削加工する。切削加工の厚さＨ２は、溝Ｍの深さＨ１等に応じて適宜設定すればよいが、少なくとも厚さＨ２が、深さＨ１よりも大きくなるように設定することが好ましい。
【００３７】
以上説明した本実施形態に係る蓋接合方法によれば、蓋板３に回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を離脱させる抜き取り位置ＥＭ１を設定した延設部３ｄを設け、摩擦攪拌接合後に、当該延設部３ｄを切除するため、構造体１に回転ツールＧの抜け穴が残存することがない。
【００３８】
また、摩擦攪拌接合後は、界面Ｊ１から抜き取り位置ＥＭ１まで回転ツールＧを移動させながら差し込み量を徐々に減らしていくため、回転ツールＧが蓋板３を突き破ることがない。さらに、接合工程では、差し込み位置ＳＭ１から始点ｓ１まで、回転ツールＧの差し込み量を徐々に増しつつ摩擦攪拌を行うことで、回転ツールＧが界面Ｊ１に達する前に、蓋板３を突き破ることがない。これにより、接合された構造体１に疵がつくのを回避することができる。
【００３９】
また、蓋板３に延設部３ｄを設けることで、回転ツールＧを挿入又は離脱させるためのタブ材等を用意する必要がないため、作業手間を軽減することができる。また、表面切削工程で、蓋板３の表面３ａを切除するため、蓋板３の表面を平滑にすることができる。
【００４０】
また、接合工程では、攪拌ピンＧ２を筒状体２の第二端面４ｂに接触させた状態で摩擦攪拌を行うため、界面Ｊ１を確実に接合することができる。
【００４１】
なお、接合工程の差し込み位置ＳＭ１及び抜き取り位置ＥＭ１の位置は構造体１の形状に合わせて適宜設定すればよい。また、本実施形態では、筒状体２の筒状前部２ｂの開口を覆うように蓋板３を載置したが、筒状後部２ａを覆うように蓋板３を載置してもよい。
【００４２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図７及び図８に示すように、本実施形態については、筒状体５２が円筒である点、蓋板５３が円板である点、さらには、筒状体５２の開口全体を蓋板５３で覆う点等で第一実施形態と相違する。第二実施形態については、第一実施形態と共通する部分については、詳細な説明を省略する。
【００４３】
第二実施形態に係る構造体５１は、筒状体５２と、筒状体５２の一方の開口を塞ぐ蓋板５３とを有する。筒状体５２は、円筒形状を呈し、上下に開口している。筒状体５２及び蓋板５３は、摩擦攪拌可能な金属で形成されている。蓋板５３の外径は、筒状体５２の外径よりも大きく形成されている。したがって、図７の（ｂ）に示すように、筒状体５２の端面５４に、蓋板５３を載置すると、蓋板５３の外周縁が筒状体５２の外周面５５よりも外側に張り出す。蓋板５３のうち、筒状体５２の外周面５５から外側に張り出した部分を延設部５３ｄとする。筒状体５２の端面５４と、蓋板５３の裏面５３ｂとが当接して、界面Ｊ２が形成される。
【００４４】
次に、本発明の蓋接合方法について説明する。本実施形態に係る蓋接合方法では、（１
）準備工程、（２）接合工程、（３）切削工程を行う。準備工程は、第一実施形態と略同等であるため、説明を省略する。
【００４５】
（２）接合工程
接合工程では、図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、高速回転させた回転ツールＧを界面Ｊ２に沿って移動させて摩擦攪拌接合を行う。本実施形態に係る接合工程では、蓋板５３の延設部５３ｄに設定した差し込み位置ＳＭ２に回転ツールＧを挿入し、図８の（ｂ）に示すように、界面Ｊ２に向かって回転ツールＧの差し込み量が徐々に大きくなるように押し込みつつ、回転ツールＧを移動させる。
【００４６】
回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の先端を、筒状体５２の端面５４に達するまで移動させたら、界面Ｊ２に沿って回転ツールＧを一周移動させる。回転ツールＧの摩擦攪拌によって、蓋板５３には塑性化領域Ｗ２が形成される。
【００４７】
回転ツールＧを一周させたら、既存の塑性化領域Ｗ２の一部とオーバーラップさせて、蓋板５３の延設部５３ｄに設定された抜き取り位置ＥＭ２まで回転ツールＧを移動させる。図８の（ｂ）に示すように、界面Ｊ２から抜き取り位置ＥＭ２まで回転ツールＧを移動させる際には、回転ツールＧの差し込み量を徐々に減らしつつ摩擦攪拌を行う。回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の先端が、抜き取り位置ＥＭ２に達したら、回転ツールＧを蓋板５３から離脱させる。
【００４８】
なお、本実施形態の接合工程では、回転ツールＧを右回転させつつ、筒状体５２に対して右回りに移動させている。これにより、仮に接合欠陥が形成されたとしても、塑性化領域Ｗ２の進行方向左側、つまり、筒状体５２の開口よりも遠い側に位置させることができる。
【００４９】
（３）切削工程
切削工程では、蓋板５３の一部を切削加工により切除する。本実施形態に係る切削工程では、蓋板５３の延設部５３ｄを切除する延設部切削工程と、蓋板５３の表面５３ａを切除する表面切削工程とを行う。
【００５０】
延設部切削工程では、図８の（ｂ）に示した蓋板５３の延設部５３ｄを切除する。つまり、蓋板５３のうち、筒状体５２の外周面５５から側方に突出している部位を切除する。切削方法は、公知の切削加工により行えばよい。これにより、筒状体５２の外周面５５と、蓋板３の切削後の側面とが面一になる。
【００５１】
表面切削工程では、図８の（ｂ）に示した蓋板５３の表面５３ａを所定の厚さで切削する。前記した接合工程では、回転ツールＧのショルダ部Ｇ１を蓋板５３に押し込むため、蓋板５３の表面５３ａには溝が形成される。表面切削工程では、溝や接合工程によって発生したバリ等を切除するため、蓋板５３の表面５３ａから所定の厚さで切削加工する。切削加工の厚さは、溝の深さ等に応じて適宜設定すればよい。
【００５２】
第二実施形態に係る蓋接合方法によれば、第一実施形態に係る効果に加えて、以下の効果を発揮することができる。本実施形態にかかる蓋接合方法によれば、界面Ｊ２が環状を呈する場合であっても、蓋板５３の延設部５３ｄに接合工程の差し込み位置ＳＭ２及び抜き取り位置ＥＭ２を設定するとともに、接合工程後に延設部５３ｄを切除することで、構造体５１に回転ツールＧの抜き穴が残存するのを防ぐことができる。
【００５３】
また、接合工程では、回転ツールＧを筒状体５２に沿って一周させつつ、回転ツールＧの移動軌跡を塑性化領域Ｗ２が重複するように設定することで、界面Ｊ２を確実に接合することができる。
【００５４】
以上本発明の実施形態について説明したが本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、回転ツールＧの形状、大きさ等は、筒状体及び蓋板の材質や厚さに応じて適宜設定すればよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 構造体
２ 筒状体
３ 蓋板
３ａ 表面
３ｂ 裏面
３ｃ 側面
３ｄ 延設部
４ 端面
４ａ 第一端面
４ｂ 第二端面
５ 外周面
６ 内周面
Ｊ１ 界面
Ｇ 回転ツール
Ｇ１ ショルダ部
Ｇ２ 攪拌ピン
ＳＭ１ 差し込み位置
ＥＭ１ 抜き取り位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌によって筒状体に蓋を接合する蓋接合方法に関する。
【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。摩擦攪拌接合とは、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。特許文献１には、金属部材同士を上下に重ね合わせた後、金属部材の表面側から回転ツールを挿入して当該金属部材同士の界面に対して摩擦攪拌接合を行う技術が開示されている。
【０００３】
例えば、筒状を呈する筒状体に、この筒状体の開口部を覆う蓋板を接合する際に、従来の接合方法を利用することができる。筒状体の開口側の端面に蓋板を載置した後、蓋板の表面側から回転ツールを押し込み、筒状体の端面と蓋板の裏面との界面に対して摩擦攪拌接合を行って一体成形することができる。
【０００４】
しかし、従来の接合方法によると、摩擦攪拌の終了位置から蓋板に対して垂直方向上方に回転ツールを引き抜くため、蓋板の表面に攪拌ピンの外形と同等の形状からなる抜き穴が形成される。蓋板に当該抜き穴が残存すると、気密性及び水密性を低下させるだけでなく、製品の品質も低下させる要因になる。また、蓋板に抜き穴が残存していると、製品の意匠上も好ましくない。
【０００５】
そこで、特許文献２には、摩擦攪拌接合を行う接合部分の外側に予め延設部（捨て肉部）を設け、摩擦攪拌接合後に当該延設部に回転ツールを移動させて回転ツールを引き抜いた後、延設部を切除する技術が開示されている。かかる接合方法によれば、接合された製品に回転ツールの抜け穴が残存することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４０９６７４号公報（図５等）
【特許文献２】特許第３２６２７５７号公報（図２等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、筒状体の開口部を覆う蓋板を接合する際に、特許文献２のように蓋板の外縁に延設部を設けて摩擦攪拌接合を行うと、筒状体の端面と蓋板の裏面とで形成された界面から回転ツールを延設部側に移動させた際に、回転ツールの押圧力で延設部（蓋板）を突き破ってしまうという問題があった。回転ツールが蓋板を突き破ると、回転ツールの先端が筒状体に接触するなどして、接合された製品に疵がついてしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、蓋板の表面に回転ツールの抜け穴が残存することがなく、作業性の良い蓋接合方法を提供すること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、筒状体の端面に、この筒状体の開口の少なくも一部を覆う蓋板を載置して、前記蓋板の表面から回転ツールを押し込み、この回転ツールの攪拌ピンの先端を前記端面と前記蓋板の裏面との界面付近に位置させながら前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定する蓋接合方法であって、前記蓋板に、前記筒状体の外周面よりも外側に延設された延設部を設けるとともに、この延設部に前記攪拌ピンを離脱させる抜き取り位置を設定し、前記蓋板の表面から前記攪拌ピンを差し込み、前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定した後、差し込み量を徐々に減らしつつ前記界面から前記抜き取り位置まで前記回転ツールを移動させ、前記攪拌ピンを前記抜き取り位置にて前記蓋板から離脱させる接合工程と、前記延設部を切除する切削工程と、を行うことを特徴とする。
【００１０】
かかる蓋接合方法によれば、蓋板に回転ツールの攪拌ピンを離脱させる抜き取り位置を設定した延設部を設け、摩擦攪拌接合後に、当該延設部を切除するため、接合された製品に回転ツールの抜け穴が残存することがない。また、摩擦攪拌接合後は、界面から抜き取り位置まで前記回転ツールを移動させながら差し込み量を徐々に減らしていくため、回転ツールが蓋板を突き破ることがない。
【００１１】
また、前記延設部に前記攪拌ピンを差し込む差し込み位置を設定し、前記接合工程では、前記回転ツールを差し込む際に、前記回転ツールの差し込み量を徐々に増やしつつ、前記差し込み位置から前記界面方向へ前記回転ツールを移動させることが好ましい。
【００１２】
かかる蓋接合方法によれば、回転ツールを差し込む際に、攪拌ピンの先端が界面に達する前に蓋板を貫通するのを防ぐことができる。
【００１３】
また、前記筒状体と前記蓋板とを固定した後、前記蓋板の表面を所定の厚さで切除することが好ましい。かかる蓋接合方法によれば、蓋板の表面に摩擦攪拌で形成されたバリ等が残存するのを防ぐことができる。
【００１４】
また、前記攪拌ピンの先端を前記筒状体の端面に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。かかる蓋接合方法によれば、界面を確実に接合することができる。
【００１５】
また、前記筒状体の端面は、第一端面と第一端面に対して段差のある第二端面を備えており、前記第一端面側及び前記第二端面側のいずれか一方の開口を覆うように前記蓋板を載置することが好ましい。かかる蓋接合方法によれば、筒状体の端面に段差があり、かつ、開口部の一部が覆われた製品を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、作業性が良いため接合された製品に疵がつきにくく、また、蓋板の表面に回転ツールの抜き穴が残らない製品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態に係る構造体を示した分解斜視図である。
【図２】第一実施形態に係る構造体を示した図であって、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のI-I断面図である。
【図３】第一実施形態に係る回転ツールを示した側面図である。
【図４】第一実施形態に係る接合工程を示した平面図であって、（ａ）は、差し込み位置、（ｂ）は、中間位置、（ｃ）は、抜き取り位置を示す。
【図５】第一実施形態に係る接合工程を示した断面図であって、（ａ）は、差し込み位置、（ｂ）は、中間位置、（ｃ）は、抜き取り位置を示す。
【図６】第一実施形態に係る切削工程を示した図であって、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のII-II断面図である。
【図７】第二実施形態に係る構造体を示した図であって、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、断面図である。
【図８】第二実施形態に係る接合工程を示した図であって、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る蓋接合方法について図面を適宜参照して詳細に説明する。まず、図１に示すように、本実施形態によって形成される構造体１を構成する各部材について説明する。説明における上下前後左右は、図１の矢印にしたがう。
【００１９】
構造体１は、図１に示すように、筒状体２と筒状体２の開口の一部を覆う蓋板３とを有する。筒状体２は、平面視略矩形環状を呈し、上下方向に開口する筒状部材である。筒状体２は、端面４、外周面５及び内周面６をそれぞれ備えている。筒状体２の上部の前側は、端面４から所定の高さで切り欠かれている。これにより、端面４は、第一端面４ａと、第一端面４ａよりも低い位置に形成された第二端面４ｂと、を有する。第一端面４ａ及び第二端面４ｂに対して垂直な面を立面４ｃとする。筒状体２は、アルミニウム又はアルミニウム合金等摩擦攪拌可能な部材から形成されている。筒状体２の板厚は、特に制限されないが、本実施形態では２ｍｍに設定する。筒状体２のうち、第一端面４ａ側（後側）に係る部分を筒状後部２ａとし、第二端面４ｂ側（前側）に係る部分を筒状前部２ｂとする。筒状体２は、本実施形態では平面視矩形としたが、他の形状であってもよい。
【００２０】
蓋板３は、図１及び図２に示すように、筒状前部２ｂの開口を覆う部材であって、筒状体２の第二端面４ｂに載置される。蓋板３は、表面３ａ、裏面３ｂ及び側面３ｃを備えた板状部材である。第二端面４ｂに、蓋板３を載置すると、蓋板３の裏面３ｂが、筒状体２の第二端面４ｂに当接する。また、蓋板３の側面３ｃが筒状体２の立面４ｃに当接する。図２の（ｂ）に示すように、第二端面４ｂに、蓋板３を載置すると、第二端面４ｂと蓋板３の裏面３ｂとが当接して、界面Ｊ１が形成される。
【００２１】
蓋板３の前後方向及び左右方向の長さは、筒状前部２ｂの前後方向及び左右方向の長さよりも大きく形成されている。つまり、図２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第二端面４ｂに蓋板３を載置すると、筒状体２の外周面５から外側に蓋板３が張り出す。本実施形態では、蓋板３のうち、筒状体２の外周面５から外側に張り出した部分を延設部３ｄとする。延設部３ｄの長さ（筒状体２の外周面５から蓋板３の側面３ｃまでの長さ）は、後記する接合工程に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では、後記する回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の外径よりも大きく設定している。
【００２２】
次に、後記する摩擦攪拌接合によって用いる回転ツールについて図３を用いて説明する。図３に示す回転ツールＧは、工具鋼など筒状体２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。
【００２３】
ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１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。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、先細りに成形されている。攪拌ピンＧ２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Ｇ２の長さＬは、本実施形態では、蓋板３の厚さと同等か、それよりも若干長くなるように設定している。本実施形態では、回転ツールＧを前記したように形成したが、回転ツールＧの寸法・形状は、筒状体２及び蓋板３の材質や厚さ等に応じて設定すればよい。
【００２４】
次に、本発明の蓋接合方法について説明する。本実施形態に係る蓋接合方法では、（１）準備工程、（２）接合工程、（３）切削工程を行う。
【００２５】
（１）準備工程
準備工程では、筒状体２及び蓋板３に対して脱脂処理を行う脱脂工程と、筒状体２に蓋板３を載置する載置工程とを行う。
【００２６】
脱脂工程では、筒状体２及び蓋板３に付着した汚れを除去する。脱脂工程では、筒状体２及び蓋板３を脱脂溶液に浸けて筒状体２及び蓋板３に付着した油分や切削屑等を除去する。
【００２７】
載置工程では、図１及び図２に示すように、筒状前部２ｂに蓋板３を載置する。つまり、筒状体２の第二端面４ｂ及び立面４ｃに、蓋板３の裏面３ｂ及び側面３ｃをそれぞれ当接させる。第二端面４ｂと蓋板３の裏面３ｂとで界面Ｊ１が形成される。
【００２８】
（２）接合工程
接合工程では、高速回転させた回転ツールＧを界面Ｊ１に沿って移動させて摩擦攪拌接合を行う。図４の（ａ）に示すように、蓋板３の表面３ａの一端に、回転ツールＧを挿入する差し込み位置（開始位置）ＳＭ１を設定する。差し込み位置ＳＭ１は、本実施形態では、蓋板３のうち、筒状体２よりも外側、つまり、延設部３ｄに設定する。また、筒状体２の第二端面４ｂの幅方向中央に始点ｓ１を設定する。接合工程では、差し込み位置ＳＭ１に、回転ツールＧの攪拌ピンＧ２（図３参照）を挿入しつつ、始点ｓ１に向けて回転ツールＧを移動させる。回転ツールＧを差し込む際には、図５の（ａ）に示すように、差し込み位置ＳＭ１から始点ｓ１まで、回転ツールＧの差し込み量を徐々に増やしつつ界面Ｊ１まで移動させる。
【００２９】
回転ツールＧの差し込み量については適宜設定すればよいが、本実施形態では、攪拌ピンＧ２の先端が、筒状体２の第二端面４ｂに達する程度に設定する。また、回転ツールＧの差し込み量は、回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１が、蓋板３の表面３ａよりも下方に位置するように設定する。
【００３０】
回転ツールＧが、界面Ｊ１に達したら、図４の（ｂ）に示すように、界面Ｊ１に沿って回転ツールＧを移動させる。図５の（ｂ）に示すように、第二端面４ｂの幅方向中心と、回転ツールＧの軸心とが重なるようにして、回転ツールＧを移動させる。界面Ｊ１の周囲の筒状体２と蓋板３は、一体的に塑性流動化されて塑性化領域Ｗ１が形成される。「塑性化領域」とは、回転ツールＧの摩擦熱によって加熱されて現に塑性化している状態と、回転ツールＧが通り過ぎて常温に戻った状態の両方を含むこととする。
【００３１】
図４の（ｃ）に示すように、回転ツールＧが筒状体２の第二端面４ｂの幅方向中央に設定した終点ｅ１に達したら、蓋板３の表面３ａの他端に設定された抜き取り位置（終了位置）ＥＭ１まで移動させる。抜き取り位置ＥＭ１は、蓋板３のうち、筒状体２よりも外側、つまり、延設部３ｄに設定する。
【００３２】
接合工程では、図５の（ｃ）に示すように、終点ｅ１から抜き取り位置ＥＭ１まで、回転ツールＧの差し込み量を徐々に減らしつつ移動させる。回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の先端が抜き取り位置ＥＭ１に達したら、蓋板３の表面３ａから回転ツールＧを離脱させる。
【００３３】
接合工程によって、界面Ｊ１が摩擦攪拌されるため、筒状体２と蓋板３とを一体成形することができる。なお、本実施形態の接合工程では、回転ツールＧを左回転させつつ、進行方向左側に筒状体２が位置するように設定した。本実施形態の接合工程では、塑性化領域Ｗ１のうち、シアー側（被接合部に対する回転ツールＧの外周の相対速さが、回転ツールＧの外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側）が筒状体２の開口から離間する位置となるように設定した。つまり、本実施形態によれば、シアー側が筒状体２の外側に位置するように設定したため、仮に、摩擦攪拌によって空洞欠陥が発生したとしても、筒状体２の開口から遠い側に位置させることができる。ちなみに、回転ツールＧを右回転させる場合は、筒状体２を進行方向右側に位置するように設定すれば、仮に接合欠陥が発生したとしても筒状体２の開口から遠い側に位置させることができる。
【００３４】
（３）切削工程
切削工程では、蓋板３の一部を切削加工により切除する。本実施形態に係る切削工程では、蓋板３の延設部３ｄを切除する延設部切削工程と、蓋板３の表面３ａを切除する表面切削工程とを行う。
【００３５】
延設部切削工程では、図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、蓋板３の延設部３ｄ（二点鎖線部分）を切除する。つまり、蓋板３のうち、筒状体２の外周面５から突出している部位を切除する。切削方法は、公知の切削加工により行えばよい。これにより、筒状体２の外周面５と、蓋板３の切削後の側面３ｅとが面一になる。
【００３６】
表面切削工程では、図６の（ｂ）に示すように、蓋板３の表面３ａを所定の厚さで切削する。前記した接合工程では、回転ツールＧのショルダ部Ｇ１を蓋板３に押し込むため、蓋板３の表面３ａには、深さＨ１の溝Ｍが形成される。表面切削工程では、溝Ｍや接合工程によって発生したバリ等を切除するため、蓋板３の表面３ａから所定の厚さで切削加工する。切削加工の厚さＨ２は、溝Ｍの深さＨ１等に応じて適宜設定すればよいが、少なくとも厚さＨ２が、深さＨ１よりも大きくなるように設定することが好ましい。
【００３７】
以上説明した本実施形態に係る蓋接合方法によれば、蓋板３に回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を離脱させる抜き取り位置ＥＭ１を設定した延設部３ｄを設け、摩擦攪拌接合後に、当該延設部３ｄを切除するため、構造体１に回転ツールＧの抜け穴が残存することがない。
【００３８】
また、摩擦攪拌接合後は、界面Ｊ１から抜き取り位置ＥＭ１まで回転ツールＧを移動させながら差し込み量を徐々に減らしていくため、回転ツールＧが蓋板３を突き破ることがない。さらに、接合工程では、差し込み位置ＳＭ１から始点ｓ１まで、回転ツールＧの差し込み量を徐々に増しつつ摩擦攪拌を行うことで、回転ツールＧが界面Ｊ１に達する前に、蓋板３を突き破ることがない。これにより、接合された構造体１に疵がつくのを回避することができる。
【００３９】
また、蓋板３に延設部３ｄを設けることで、回転ツールＧを挿入又は離脱させるためのタブ材等を用意する必要がないため、作業手間を軽減することができる。また、表面切削工程で、蓋板３の表面３ａを切除するため、蓋板３の表面を平滑にすることができる。
【００４０】
また、接合工程では、攪拌ピンＧ２を筒状体２の第二端面４ｂに接触させた状態で摩擦攪拌を行うため、界面Ｊ１を確実に接合することができる。
【００４１】
なお、接合工程の差し込み位置ＳＭ１及び抜き取り位置ＥＭ１の位置は構造体１の形状に合わせて適宜設定すればよい。また、本実施形態では、筒状体２の筒状前部２ｂの開口を覆うように蓋板３を載置したが、筒状後部２ａを覆うように蓋板３を載置してもよい。
【００４２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図７及び図８に示すように、本実施形態については、筒状体５２が円筒である点、蓋板５３が円板である点、さらには、筒状体５２の開口全体を蓋板５３で覆う点等で第一実施形態と相違する。第二実施形態については、第一実施形態と共通する部分については、詳細な説明を省略する。
【００４３】
第二実施形態に係る構造体５１は、筒状体５２と、筒状体５２の一方の開口を塞ぐ蓋板５３とを有する。筒状体５２は、円筒形状を呈し、上下に開口している。筒状体５２及び蓋板５３は、摩擦攪拌可能な金属で形成されている。蓋板５３の外径は、筒状体５２の外径よりも大きく形成されている。したがって、図７の（ｂ）に示すように、筒状体５２の端面５４に、蓋板５３を載置すると、蓋板５３の外周縁が筒状体５２の外周面５５よりも外側に張り出す。蓋板５３のうち、筒状体５２の外周面５５から外側に張り出した部分を延設部５３ｄとする。筒状体５２の端面５４と、蓋板５３の裏面５３ｂとが当接して、界面Ｊ２が形成される。
【００４４】
次に、本発明の蓋接合方法について説明する。本実施形態に係る蓋接合方法では、（１
）準備工程、（２）接合工程、（３）切削工程を行う。準備工程は、第一実施形態と略同等であるため、説明を省略する。
【００４５】
（２）接合工程
接合工程では、図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、高速回転させた回転ツールＧを界面Ｊ２に沿って移動させて摩擦攪拌接合を行う。本実施形態に係る接合工程では、蓋板５３の延設部５３ｄに設定した差し込み位置ＳＭ２に回転ツールＧを挿入し、図８の（ｂ）に示すように、界面Ｊ２に向かって回転ツールＧの差し込み量が徐々に大きくなるように押し込みつつ、回転ツールＧを移動させる。
【００４６】
回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の先端を、筒状体５２の端面５４に達するまで移動させたら、界面Ｊ２に沿って回転ツールＧを一周移動させる。回転ツールＧの摩擦攪拌によって、蓋板５３には塑性化領域Ｗ２が形成される。
【００４７】
回転ツールＧを一周させたら、既存の塑性化領域Ｗ２の一部とオーバーラップさせて、蓋板５３の延設部５３ｄに設定された抜き取り位置ＥＭ２まで回転ツールＧを移動させる。図８の（ｂ）に示すように、界面Ｊ２から抜き取り位置ＥＭ２まで回転ツールＧを移動させる際には、回転ツールＧの差し込み量を徐々に減らしつつ摩擦攪拌を行う。回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の先端が、抜き取り位置ＥＭ２に達したら、回転ツールＧを蓋板５３から離脱させる。
【００４８】
なお、本実施形態の接合工程では、回転ツールＧを右回転させつつ、筒状体５２に対して右回りに移動させている。これにより、仮に接合欠陥が形成されたとしても、塑性化領域Ｗ２の進行方向左側、つまり、筒状体５２の開口よりも遠い側に位置させることができる。
【００４９】
（３）切削工程
切削工程では、蓋板５３の一部を切削加工により切除する。本実施形態に係る切削工程では、蓋板５３の延設部５３ｄを切除する延設部切削工程と、蓋板５３の表面５３ａを切除する表面切削工程とを行う。
【００５０】
延設部切削工程では、図８の（ｂ）に示した蓋板５３の延設部５３ｄを切除する。つまり、蓋板５３のうち、筒状体５２の外周面５５から側方に突出している部位を切除する。切削方法は、公知の切削加工により行えばよい。これにより、筒状体５２の外周面５５と、蓋板３の切削後の側面とが面一になる。
【００５１】
表面切削工程では、図８の（ｂ）に示した蓋板５３の表面５３ａを所定の厚さで切削する。前記した接合工程では、回転ツールＧのショルダ部Ｇ１を蓋板５３に押し込むため、蓋板５３の表面５３ａには溝が形成される。表面切削工程では、溝や接合工程によって発生したバリ等を切除するため、蓋板５３の表面５３ａから所定の厚さで切削加工する。切削加工の厚さは、溝の深さ等に応じて適宜設定すればよい。
【００５２】
第二実施形態に係る蓋接合方法によれば、第一実施形態に係る効果に加えて、以下の効果を発揮することができる。本実施形態にかかる蓋接合方法によれば、界面Ｊ２が環状を呈する場合であっても、蓋板５３の延設部５３ｄに接合工程の差し込み位置ＳＭ２及び抜き取り位置ＥＭ２を設定するとともに、接合工程後に延設部５３ｄを切除することで、構造体５１に回転ツールＧの抜き穴が残存するのを防ぐことができる。
【００５３】
また、接合工程では、回転ツールＧを筒状体５２に沿って一周させつつ、回転ツールＧの移動軌跡を塑性化領域Ｗ２が重複するように設定することで、界面Ｊ２を確実に接合することができる。
【００５４】
以上本発明の実施形態について説明したが本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、回転ツールＧの形状、大きさ等は、筒状体及び蓋板の材質や厚さに応じて適宜設定すればよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 構造体
２ 筒状体
３ 蓋板
３ａ 表面
３ｂ 裏面
３ｃ 側面
３ｄ 延設部
４ 端面
４ａ 第一端面
４ｂ 第二端面
５ 外周面
６ 内周面
Ｊ１ 界面
Ｇ 回転ツール
Ｇ１ ショルダ部
Ｇ２ 攪拌ピン
ＳＭ１ 差し込み位置
ＥＭ１ 抜き取り位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状体の端面に、この筒状体の開口の少なくも一部を覆う蓋板を載置して、前記蓋板の表面から回転ツールを押し込み、この回転ツールの攪拌ピンの先端を前記端面と前記蓋板の裏面との界面付近に位置させながら前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定する蓋接合方法であって、
前記蓋板に、前記筒状体の外周面よりも外側に延設された延設部を設けるとともに、この延設部に前記攪拌ピンを離脱させる抜き取り位置を設定し、
前記蓋板の表面から前記攪拌ピンを差し込み、前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定した後、差し込み量を徐々に減らしつつ前記界面から前記抜き取り位置まで前記回転ツールを移動させ、前記攪拌ピンを前記抜き取り位置にて前記蓋板から離脱させる接合工程と、
前記延設部を切除する切削工程と、を行うことを特徴とする蓋接合方法。
【請求項２】
前記延設部に前記攪拌ピンを差し込む差し込み位置を設定し、
前記接合工程では、前記回転ツールを差し込む際に、前記回転ツールの差し込み量を徐々に増やしつつ、前記差し込み位置から前記界面方向へ前記回転ツールを移動させることを特徴とする請求項1に記載の蓋接合方法。
【請求項３】
前記筒状体と前記蓋板とを固定した後、前記蓋板の表面を所定の厚さで切除することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓋接合方法。
【請求項４】
前記攪拌ピンの先端を前記筒状体の端面に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う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蓋接合方法。
【請求項５】
前記筒状体の端面は、第一端面と第一端面に対して段差のある第二端面を備えており、
前記第一端面側及び前記第二端面側のいずれか一方の開口を覆うように前記蓋板を載置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の蓋接合方法。
【請求項１】
筒状体の端面に、この筒状体の開口の少なくも一部を覆う蓋板を載置して、前記蓋板の表面から回転ツールを押し込み、この回転ツールの攪拌ピンの先端を前記端面と前記蓋板の裏面との界面付近に位置させながら前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定する蓋接合方法であって、
前記蓋板に、前記筒状体の外周面よりも外側に延設された延設部を設けるとともに、この延設部に前記攪拌ピンを離脱させる抜き取り位置を設定し、
前記蓋板の表面から前記攪拌ピンを差し込み、前記筒状体と前記蓋板とを摩擦攪拌接合によって固定した後、差し込み量を徐々に減らしつつ前記界面から前記抜き取り位置まで前記回転ツールを移動させ、前記攪拌ピンを前記抜き取り位置にて前記蓋板から離脱させる接合工程と、
前記延設部を切除する切削工程と、を行うことを特徴とする蓋接合方法。
【請求項２】
前記延設部に前記攪拌ピンを差し込む差し込み位置を設定し、
前記接合工程では、前記回転ツールを差し込む際に、前記回転ツールの差し込み量を徐々に増やしつつ、前記差し込み位置から前記界面方向へ前記回転ツールを移動させることを特徴とする請求項1に記載の蓋接合方法。
【請求項３】
前記筒状体と前記蓋板とを固定した後、前記蓋板の表面を所定の厚さで切除することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓋接合方法。
【請求項４】
前記攪拌ピンの先端を前記筒状体の端面に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う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蓋接合方法。
【請求項５】
前記筒状体の端面は、第一端面と第一端面に対して段差のある第二端面を備えており、
前記第一端面側及び前記第二端面側のいずれか一方の開口を覆うように前記蓋板を載置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の蓋接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１１２３９（Ｐ２０１１−１１２３９Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５８４１５（Ｐ２００９−１５８４１５）
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【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２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
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