部材接合方法及び構造
【課題】形材の補強と当該形材に対する付加部材の組み付けに適した部材接合方法及び構造を提供する。
【解決手段】第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った第１の補助部材１０と、基端部分が第１の補助部材１０の他端部分のねじ穴１１に入った第２の補助部材１２と、第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔１３が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材１４とを備え、第２の補助部材１２を、摩擦熱と塑性流動により第１の補助部材１０及び第２の付加部材１４に係合させた構成を採る。
【解決手段】第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った第１の補助部材１０と、基端部分が第１の補助部材１０の他端部分のねじ穴１１に入った第２の補助部材１２と、第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔１３が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材１４とを備え、第２の補助部材１２を、摩擦熱と塑性流動により第１の補助部材１０及び第２の付加部材１４に係合させた構成を採る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は部材接合方法及び構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接合すべき部材を溶融させずに相互に接続する方法として摩擦撹拌接合がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この技法では、被接合部材を重ね合わせた被接合物を、裏当て部材である支持ツールに載せたうえ、被接合物に接合ツールを回転させながら押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した材料を撹拌して同化させる。
【０００４】
次いで、接合ツールを被接合物から離して材料が同化した部位を硬化させ、被接合部材を相互に接合する。
【０００５】
接合ツールは、円柱状のショルダ部と、当該ショルダ部に同軸に連なり且つツール先端へ向けて突出する短円筒状でショルダ部よりも外径が小さいピン部とを備えている。
【０００６】
また、アルミニウム合金を素材とした中空押し出し形材を二つ並べたうえ、この形材を摩擦撹拌接合によって一体化して構造体を製作する手法も既に提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３６３６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
二つの面板の間をリブによって接続した断面を呈する形材は、面板とリブの共同によりこれら単体を上回る剛性を発揮するが、時として形材の剛性を局所的に高めることが要求される。
【０００８】
この場合、二つの面板の間にリブを追加するという手立てが考えられるが、リブは形材の全長にわたって存在するため、結果的に形材の重量が増えてしまうし、コストアップにもなる。
【０００９】
しかも、形材にプレートナットブラケットなどのような付加部材を効率よく組み付けることは、全く考慮されていなかった。
【００１０】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、形材の補強と当該形材に対する付加部材の組み付けに適した部材接合方法及び構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料で第２の補助付加を覆い、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料を第２の補助付加に同化させ、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作った構成を採る。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材、及び第２の付加部材に同化させた構成を採る。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材に同化させた構成を採る。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材に同化させ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作った構成を採る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の部材接合方法及び構造によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００１８】
（１）請求項１に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第２の付加部材に係合させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００１９】
（２）請求項２に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第２の付加部材に同化させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２０】
（３）請求項３に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材及び第２の付加部材に係合させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２１】
（４）請求項４に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材及び第２の付加部材に同化させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２２】
（５）請求項５に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材に同化させ、第２の補助部材を第２の付加部材に係合させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２３】
（６）請求項６に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材に係合させ、第２の補助部材を第２の付加部材に同化させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は本発明の部材接合構造の第１の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１０と、基端部分が第１の補助部材１０の他端部分に設けてあるねじ穴１１に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔１３が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材１４とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１０及び第２の付加部材１４に係合させている。
【００２６】
第１の補助部材１０、第２の付加部材１４は鋼を素材とし、第２の補助部材１２はアルミニウム合金を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第１の補助部材１０のねじ穴１１の内周面に密着し且つ第２の付加部材１４の孔１３を覆うように形作られ、第１の補助部材１０が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００２８】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図１（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００２９】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００３０】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１０の他端部分を入れる。
【００３１】
次いで、第１の補助部材１０のねじ穴１１に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔１３に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材１４を当接させる。
【００３２】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００３３】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、摩擦熱と塑性流動により軟化した補助部材１２に由来する材料が、ねじ穴１１へと押し込まれる。
【００３４】
更に、接合ツール１５を第２の補助部材１２から引き離して、孔１３を覆う第２の補助部材１２の塑性流動部位と、ねじ穴１１に押し込まれた第２の補助部材１２の塑性流動部位を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００３５】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００３６】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた第２の補助部材１２の穴１８は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００３７】
図２は本発明の部材接合構造の第２の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１９と、基端部分が第１の補助部材１９の他端部分に設けてある穴２０に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔２１が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材２２とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１９及び第２の付加部材２２に同化させている。
【００３８】
第１の補助部材１９、第２の補助部材１２、第２の付加部材２２はアルミニウム合金を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第２の付加部材２２に由来する材料や第１の補助部材１９に由来する材料とともに同化層２３を形作り、第１の補助部材１９が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００４０】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図２（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００４１】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００４２】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１９の他端部分を入れる。
【００４３】
次いで、第１の補助部材１９の穴２０に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔２１に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材２２を当接させる。
【００４４】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００４５】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、接合ツール１５のピン部１７の周囲に、第１、第２の補助部材１９，１２、及び第２の付加部材２２に由来する材料の同化層２３が軟化した状態で生じる。
【００４６】
更に、接合ツール１５を同化層２３から引き離して、当該同化層２３を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００４７】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００４８】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた同化層２３の穴２４は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００４９】
図３は本発明の部材接合構造の第３の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１９と、基端部分が第１の補助部材１９の他端部分に設けてある穴２０に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔１３が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材１４とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１９に同化させ、第２の補助部材１２を第２の付加部材１４に係合させている。
【００５０】
第１の補助部材１９、第２の補助部材１２はアルミニウム合金を素材とし、第２の付加部材１４は鋼を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００５１】
図３（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第１の補助部材１９に由来する材料とともに同化層２５を形作り、また、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第２の付加部材１４の孔１３を覆うように形作られ、第１の補助部材１９が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００５２】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図３（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００５３】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００５４】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１９の他端部分を入れる。
【００５５】
次いで、第１の補助部材１９の穴２０に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔１３に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材１４を当接させる。
【００５６】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００５７】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、接合ツール１５のピン部１７の周囲に、第１、第２の補助部材１９，１２に由来する材料の同化層２５が軟化した状態で生じる。
【００５８】
更に、接合ツール１５を同化層２５から引き離して、当該同化層２５及び孔１３を覆う第２の補助部材１２の塑性流動部位を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００５９】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００６０】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた同化層２５の穴２６は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００６１】
図４は本発明の部材接合構造の第４の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１０と、基端部分が第１の補助部材１０の他端部分に設けてあるねじ穴１１に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔２１が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材２２とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１０に係合させ、第２の補助部材１２を第２の付加部材２２に同化させている。
【００６２】
第２の補助部材１２、第２の付加部材２２はアルミニウム合金を素材とし、第１の補助部材１０は鋼を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００６３】
図４（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第１の補助部材１０のねじ穴１１の内周面に密着し、由来する材料とともに同化層２７を形作り、また、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第２の付加部材２２に由来する材料とともに同化層２７を形作り、第１の補助部材１０が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００６４】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図４（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００６５】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００６６】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１０の他端部分を入れる。
【００６７】
次いで、第１の補助部材１０のねじ１１に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔２１に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材２２を当接させる。
【００６８】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００６９】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、接合ツール１５のピン部１７の周囲に、第２の補助部材１２、及び第２の付加部材２２に由来する材料の同化層２７が軟化した状態で生じ、摩擦熱と塑性流動により軟化した補助部材１２に由来する材料が、ねじ穴１１へと押し込まれる。
【００７０】
更に、接合ツール１５を同化層２７から引き離して、当該同化層２７及びねじ穴１１に押し込まれた第２の補助部材１２の塑性流動部位を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００７１】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００７２】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた同化層２７の穴２８は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００７３】
なお、本発明の部材接合方法及び構造は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の部材接合方法及び構造は、様々な部品の接合組付工程に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の部材接合構造の第１の例の施工手順を示す概念図である。
【図２】本発明の部材接合構造の第２の例の施工手順を示す概念図である。
【図３】本発明の部材接合構造の第３の例の施工手順を示す概念図である。
【図４】本発明の部材接合構造の第４の例の施工手順を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 第１の溝形材（第１の形材）
３ 第２の溝形材（第２の形材）
７ 第１の付加部材
９ 孔
１０ 第１の補助部材
１２ 第２の補助部材
１３ 孔
１４ 第２の付加部材
１９ 第１の補助部材
２１ 孔
２２ 第２の付加部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は部材接合方法及び構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接合すべき部材を溶融させずに相互に接続する方法として摩擦撹拌接合がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この技法では、被接合部材を重ね合わせた被接合物を、裏当て部材である支持ツールに載せたうえ、被接合物に接合ツールを回転させながら押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した材料を撹拌して同化させる。
【０００４】
次いで、接合ツールを被接合物から離して材料が同化した部位を硬化させ、被接合部材を相互に接合する。
【０００５】
接合ツールは、円柱状のショルダ部と、当該ショルダ部に同軸に連なり且つツール先端へ向けて突出する短円筒状でショルダ部よりも外径が小さいピン部とを備えている。
【０００６】
また、アルミニウム合金を素材とした中空押し出し形材を二つ並べたうえ、この形材を摩擦撹拌接合によって一体化して構造体を製作する手法も既に提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３６３６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３７０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
二つの面板の間をリブによって接続した断面を呈する形材は、面板とリブの共同によりこれら単体を上回る剛性を発揮するが、時として形材の剛性を局所的に高めることが要求される。
【０００８】
この場合、二つの面板の間にリブを追加するという手立てが考えられるが、リブは形材の全長にわたって存在するため、結果的に形材の重量が増えてしまうし、コストアップにもなる。
【０００９】
しかも、形材にプレートナットブラケットなどのような付加部材を効率よく組み付けることは、全く考慮されていなかった。
【００１０】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、形材の補強と当該形材に対する付加部材の組み付けに適した部材接合方法及び構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料で第２の補助付加を覆い、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料を第２の補助付加に同化させ、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作った構成を採る。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材、及び第２の付加部材に同化させた構成を採る。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材に同化させた構成を採る。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材に同化させ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作った構成を採る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の部材接合方法及び構造によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００１８】
（１）請求項１に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第２の付加部材に係合させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００１９】
（２）請求項２に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第２の付加部材に同化させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２０】
（３）請求項３に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材及び第２の付加部材に係合させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２１】
（４）請求項４に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材及び第２の付加部材に同化させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２２】
（５）請求項５に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材に同化させ、第２の補助部材を第２の付加部材に係合させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【００２３】
（６）請求項６に記載の発明では、摩擦熱と塑性流動により、第２の補助部材を第１の補助部材に係合させ、第２の補助部材を第２の付加部材に同化させるので、互いに組み合わされる第１、第２の補助部材の剛性が局所的に高まるとともに、第１の形材に沿う第１の付加部材の組み付けを効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は本発明の部材接合構造の第１の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１０と、基端部分が第１の補助部材１０の他端部分に設けてあるねじ穴１１に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔１３が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材１４とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１０及び第２の付加部材１４に係合させている。
【００２６】
第１の補助部材１０、第２の付加部材１４は鋼を素材とし、第２の補助部材１２はアルミニウム合金を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第１の補助部材１０のねじ穴１１の内周面に密着し且つ第２の付加部材１４の孔１３を覆うように形作られ、第１の補助部材１０が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００２８】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図１（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００２９】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００３０】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１０の他端部分を入れる。
【００３１】
次いで、第１の補助部材１０のねじ穴１１に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔１３に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材１４を当接させる。
【００３２】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００３３】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、摩擦熱と塑性流動により軟化した補助部材１２に由来する材料が、ねじ穴１１へと押し込まれる。
【００３４】
更に、接合ツール１５を第２の補助部材１２から引き離して、孔１３を覆う第２の補助部材１２の塑性流動部位と、ねじ穴１１に押し込まれた第２の補助部材１２の塑性流動部位を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００３５】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００３６】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた第２の補助部材１２の穴１８は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００３７】
図２は本発明の部材接合構造の第２の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１９と、基端部分が第１の補助部材１９の他端部分に設けてある穴２０に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔２１が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材２２とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１９及び第２の付加部材２２に同化させている。
【００３８】
第１の補助部材１９、第２の補助部材１２、第２の付加部材２２はアルミニウム合金を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第２の付加部材２２に由来する材料や第１の補助部材１９に由来する材料とともに同化層２３を形作り、第１の補助部材１９が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００４０】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図２（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００４１】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００４２】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１９の他端部分を入れる。
【００４３】
次いで、第１の補助部材１９の穴２０に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔２１に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材２２を当接させる。
【００４４】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００４５】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、接合ツール１５のピン部１７の周囲に、第１、第２の補助部材１９，１２、及び第２の付加部材２２に由来する材料の同化層２３が軟化した状態で生じる。
【００４６】
更に、接合ツール１５を同化層２３から引き離して、当該同化層２３を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００４７】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００４８】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた同化層２３の穴２４は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００４９】
図３は本発明の部材接合構造の第３の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１９と、基端部分が第１の補助部材１９の他端部分に設けてある穴２０に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔１３が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材１４とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１９に同化させ、第２の補助部材１２を第２の付加部材１４に係合させている。
【００５０】
第１の補助部材１９、第２の補助部材１２はアルミニウム合金を素材とし、第２の付加部材１４は鋼を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００５１】
図３（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第１の補助部材１９に由来する材料とともに同化層２５を形作り、また、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第２の付加部材１４の孔１３を覆うように形作られ、第１の補助部材１９が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００５２】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図３（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００５３】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００５４】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１９の他端部分を入れる。
【００５５】
次いで、第１の補助部材１９の穴２０に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔１３に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材１４を当接させる。
【００５６】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００５７】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、接合ツール１５のピン部１７の周囲に、第１、第２の補助部材１９，１２に由来する材料の同化層２５が軟化した状態で生じる。
【００５８】
更に、接合ツール１５を同化層２５から引き離して、当該同化層２５及び孔１３を覆う第２の補助部材１２の塑性流動部位を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００５９】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００６０】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた同化層２５の穴２６は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００６１】
図４は本発明の部材接合構造の第４の例であり、第１の溝形材１の両側のフランジ２に第２の溝形材３の両側のフランジ４を突き合わせ接続して形作られる中空構造体５と、フランジ２の間に位置するように第１の溝形材１のウエブ６に沿う板状の第１の付加部材（プレートナットブラケット）７と、一端部分が第１の付加部材７に固着され且つ他端近傍部分が第２の溝形材３のウエブ８に穿設してある孔９に入った丸棒状の第１の補助部材１０と、基端部分が第１の補助部材１０の他端部分に設けてあるねじ穴１１に入った第２の補助部材１２と、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が入る孔２１が穿設してあり且つ第２の溝形材３のウエブ８に当接する第２の付加部材２２とを備え、第２の補助部材１２を第１の補助部材１０に係合させ、第２の補助部材１２を第２の付加部材２２に同化させている。
【００６２】
第２の補助部材１２、第２の付加部材２２はアルミニウム合金を素材とし、第１の補助部材１０は鋼を素材としているが、第１の溝形材１、第２の溝形材３、第１の付加部材７は素材を限定していない。
【００６３】
図４（ｂ）に示すように、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第１の補助部材１０のねじ穴１１の内周面に密着し、由来する材料とともに同化層２７を形作り、また、第２の補助部材１２に由来する材料は、摩擦熱と塑性流動によって、第２の付加部材２２に由来する材料とともに同化層２７を形作り、第１の補助部材１０が第１の溝形材１に第１の付加部材７を組み付け、しかも、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性を局所的に高めている。
【００６４】
第２の補助部材１２を上述したような形状とする際には、例えば、図４（ａ）に示すような接合ツール１５を用いる。
【００６５】
接合ツール１５は、アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高い鋼を素材として、第２の補助部材１２よりも太い円柱状のショルダ部１６の先端面に第２の補助部材１２よりも細い円柱状のピン部１７を同軸に連ねた形をしている。
【００６６】
第１の溝形材１のウエブ６に第１の付加部材７を沿わせたうえ、第１の溝形材１のフランジ２に第２の溝形材３のフランジ４を突き合わて中空構造体５を形作るとともに、第２の溝形材３のウエブ８の孔９に第１の補助部材１０の他端部分を入れる。
【００６７】
次いで、第１の補助部材１０のねじ１１に第２の補助部材１２を入れ、当該第２の補助部材１２の先端寄り部分が孔２１に入るように、第２の溝形材３のウエブ８に第２の付加部材２２を当接させる。
【００６８】
接合ツール１５を回転させながら、そのピン部１７を第２の補助部材１２の他端部分に押し付けると、摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部１７が徐々にめり込む。
【００６９】
やがて、接合ツール１５のショルダ部１６端面が第２の補助部材１２に押し付けられ、接合ツール１５のピン部１７の周囲に、第２の補助部材１２、及び第２の付加部材２２に由来する材料の同化層２７が軟化した状態で生じ、摩擦熱と塑性流動により軟化した補助部材１２に由来する材料が、ねじ穴１１へと押し込まれる。
【００７０】
更に、接合ツール１５を同化層２７から引き離して、当該同化層２７及びねじ穴１１に押し込まれた第２の補助部材１２の塑性流動部位を硬化させると、第１の付加部材７の組み付けが完了し、第１、第２の溝形材１，３からなる中空構造体５の剛性も局所的に高まる。
【００７１】
第１の溝形材１に組み付けられる第１の付加部材７には、アーク溶接のような歪みの原因となる高熱が与えられないので、第１の付加部材７がプレートナットブラケットであったとすると、そのナット部分と第１の溝形材１のウエブ６に穿設したボルト孔（図示せず）に芯ずれが発現しない。
【００７２】
また、接合ツール１５のピン部１７がめり込んだあとに形作られた同化層２７の穴２８は、雌ねじ加工を施せば別部材のボルト締結に利用できる。
【００７３】
なお、本発明の部材接合方法及び構造は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の部材接合方法及び構造は、様々な部品の接合組付工程に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の部材接合構造の第１の例の施工手順を示す概念図である。
【図２】本発明の部材接合構造の第２の例の施工手順を示す概念図である。
【図３】本発明の部材接合構造の第３の例の施工手順を示す概念図である。
【図４】本発明の部材接合構造の第４の例の施工手順を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 第１の溝形材（第１の形材）
３ 第２の溝形材（第２の形材）
７ 第１の付加部材
９ 孔
１０ 第１の補助部材
１２ 第２の補助部材
１３ 孔
１４ 第２の付加部材
１９ 第１の補助部材
２１ 孔
２２ 第２の付加部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料で第２の付加部材を覆い、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させることを特徴とする部材接合方法。
【請求項２】
互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料を第２の付加部材に同化させ、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させることを特徴とする部材接合方法。
【請求項３】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作ったことを特徴とする部材接合構造。
【請求項４】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材、及び第２の付加部材に同化させたことを特徴とする部材接合構造。
【請求項５】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材に同化させたことを特徴とする部材接合構造。
【請求項６】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材に同化させ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作ったことを特徴とする部材接合構造。
【請求項１】
互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料で第２の付加部材を覆い、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させることを特徴とする部材接合方法。
【請求項２】
互いに組み合わされる第１、第２の形材の間に、第１の補助部材の一端部分が固着してある第１の付加部材を、第１の補助部材の他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔にが入り且つ第１の付加部材が第１の形材に沿うように介在させたうえ、第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に第２の補助部材の基端部分を入れ、当該第２の補助部材に外嵌する第２の付加部材を第２の形材に沿わせ、接合ツールを回転させながら第２の補助部材の先端に押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した第２の補助部材の材料を第２の付加部材に同化させ、この後、接合ツールを第２の補助部材から引き離して、塑性流動部位を硬化させることを特徴とする部材接合方法。
【請求項３】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作ったことを特徴とする部材接合構造。
【請求項４】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材、及び第２の付加部材に同化させたことを特徴とする部材接合構造。
【請求項５】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材の穴に溝に入り込ませ且つ第２の付加部材に同化させたことを特徴とする部材接合構造。
【請求項６】
互いに組み合わされる第１、第２の形材と、第１の形材に沿い且つ第２の形材に向き合う第１の付加部材と、一端部分が第１の付加部材に固着され且つ他端近傍部分が第２の形材に穿設してある孔に入った第１の補助部材と、基端部分が第１の補助部材の他端部分に設けてある穴に入った第２の補助部材と、当該第２の補助部材の先端寄り部分が入る孔が穿設してあり且つ第２の形材に当接する第２の付加部材とを備え、第１の補助部材の穴に周方向に延びる溝を設けておき、摩擦熱と塑性流動により第２の補助部材に由来する材料を、第１の補助部材に同化させ且つ第２の付加部材の孔の周囲を覆うように形作ったことを特徴とする部材接合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１７３６８２（Ｐ２００８−１７３６８２Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６９４５（Ｐ２００７−１６９４５）
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００００５４６３）日野自動車株式会社 (1,484)
【Ｆターム（参考）】
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