金属接合部材及びその接合方法

【課題】低軟化金属素材と高軟化金属素材の接合部の強度が高い金属接合部材及びその接合方法を提供する。
【解決手段】軟化温度の低い低軟化金属素材２の対向部２ａと、低軟化金属素材２より軟化温度の高い高軟化金属素材３の対向部３ａとを対向させて、各々の対向部２ａ，３ａを摩擦攪拌により接合した金属接合部材において、高軟化金属素材３の対向部３ａは、凹部３ｂを有し、低軟化金属素材２の対向部２ａは、摩擦攪拌により凹部３ｂ内に流入接合した凸部２ｂを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、軟化温度の異なる金属素材を摩擦攪拌接合により、接合した金属接合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軟化温度の低い低軟化金属素材の対向部と、低軟化金属素材より軟化温度の高い高軟化金属素材の対向部とを対向させて、低軟化金属素材の対向部に回転する摩擦攪拌ツールを圧接し、摩擦攪拌ツールと低軟化金属素材の間に発生する摩擦熱により、低軟化金属素材を軟化させ流動させた後、低軟化金属素材が自然冷却により固化して、低軟化金属素材と高軟化金属素材が接合された金属接合部材を成形する技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３９１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記金属接合部材においては、低軟化金属素材と高軟化金属素材の異材部材を接合させているため、接合部の強度が弱いという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、低軟化金属素材と高軟化金属素材の接合部の強度が高い金属接合部材及びその接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の接合部材は、軟化温度の低い低軟化金属素材の対向部と、低軟化金属素材より軟化温度の高い高軟化金属素材の対向部とを対向させて、各々の対向部を摩擦攪拌により接合した金属接合部材において、高軟化金属素材の対向部は、凹部を有し、低軟化金属素材の対向部は、摩擦攪拌により凹部内に流入接合した凸部を有することを第１の特徴とする。
【０００６】
本発明の接合部材は、上記第１の特徴に加えて、各々の対向部は、周状に成形され、高軟化金属素材の凹部及び低軟化金属素材の凸部は、軸線方向に伸長していることを第２の特徴とする。
【０００７】
本発明の接合部材は、上記第２の特徴に加えて、各々の対向部は、周状に成形され、高軟化金属素材の凹部及び低軟化金属素材の凸部は、周方向に伸長していることを第３の特徴とする。
【０００８】
本発明の金属接合部材の接合方法は、軟化温度の低い低軟化金属素材の対向部と、低軟化金属素材より軟化温度の高い軟化温度の高い高軟化金属素材の対向部を対向させて、各々の対向部を摩擦攪拌により接合する金属接合部材の接合方法において、高軟化金属素材の対向部に、摩擦攪拌により軟化した低軟化金属素材が流入する凹部を成形し、高軟化金属素材の対向部と、低軟化金属素材の対向部とを対向させて位置決めし、対向部に摩擦攪拌を施して低軟化金属素材を高軟化金属素材の凹部内に軟化流入させて、低軟化金属素材の対向部に凸部を成形し、高軟化金属素材の凹部と低軟化金属素材の凸部とで接合することを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の特徴の接合部材によれば、軟化温度の低い低軟化金属素材の対向部と、低軟化金属素材より軟化温度の高い高軟化金属素材の対向部とを対向させて、各々の対向部を摩擦攪拌により接合した金属接合部材において、高軟化金属素材の対向部は、凹部を有し、低軟化金属素材の対向部は、摩擦攪拌により凹部内に流入接合した凸部を有するため、低軟化金属素材と高軟化金属素材の接合部の面積が大きくなる。更に、高軟化金属素材の凹部と低軟化金属素材の凸部が噛合い形状で接合する。このため、低軟化金属素材と高軟化金属素材の接合部の強度が高い金属接合部材を提供することができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴の接合部材によれば、各々の対向部は、周状に成形され、高軟化金属素材の凹部及び低軟化金属素材の凸部は、軸線方向に伸長しているため、高軟化金属素材の凹部と低軟化金属素材の凸部が周方向に対し噛合うこととなり、低軟化金属素材と高軟化金属素材の接合部の周方向に対する強度を高めることができる。
【００１１】
本発明の第３の接合部材によれば、各々の対向部は、周状に成形され、高軟化金属素材の凹部及び低軟化金属素材の凸部は、周方向に伸長しているため、高軟化金属素材の凹部と低軟化金属素材の凸部が軸線方向に対し噛合うこととなり、低軟化金属素材と高軟化金属素材の接合部の軸線方向に対する強度を高めることができる。
【００１２】
本発明の第４の特徴の接合部材によれば、軟化温度の低い低軟化金属素材の対向部と、低軟化金属素材より軟化温度の高い軟化温度の高い高軟化金属素材の対向部を対向させて、各々の対向部を摩擦攪拌により接合する金属接合部材の接合方法において、高軟化金属素材の対向部に、摩擦攪拌により軟化した低軟化金属素材が流入する凹部を成形し、高軟化金属素材の対向部と、低軟化金属素材の対向部とを対向させて位置決めし、対向部に摩擦攪拌を施して低軟化金属素材を高軟化金属素材の凹部内に軟化流入させて、低軟化金属素材の対向部に凸部を成形し、高軟化金属素材の凹部と低軟化金属素材の凸部とで接合するため、本発明の金属接合部材を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１乃至図３は本発明の第一実施例を示すもので、図１は、金属接合部材を表し、（ア）は平面図、（イ）はＡ−Ａ断面正面図、図２は、金属接合部材の接合方法を表し、（ア）は高軟化金属素材の対向部と低軟化金属素材の対向部とを間隔をおいて対向させた状態の断面正面図、（イ）は高軟化金属素材の対向部と低軟化金属素材の対向部とを当接させた状態の断面正面図、図３は、金属接合部材の接合方法を表し、（ア）は低軟化金属素材の対向部に摩擦攪拌ツールを当接させた状態の部分断面正面図、（イ）は低軟化金属素材の対向部を摩擦攪拌ツールによって攪拌している状態の部分断面正面図、図４は、本発明の第二実施例の金属接合部材を表し、（ア）は平面図、（イ）はＢ−Ｂ断面平面図、図５は、本発明の第三実施例の金属接合部材を表し、（ア）は平面図、（イ）はＣ−Ｃ断面平面図、図６乃至図８は本発明の第四実施例を示すもので、図６は、金属接合部材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）はＤ−Ｄ断面正面図、図７は、金属接合部材の接合方法を表し、（ア）は高軟化金属素材と低軟化金属素材とを間隔をおいて配置した状態の断面正面図、（イ）は高軟化金属素材の対向部と低軟化金属素材の対向部とを当接させた状態の断面正面図、図８は、金属接合部材の接合方法を表し、（ア）は低軟化金属素材の対向部に摩擦攪拌ツールを当接させた状態の部分断面正面図、（イ）は低軟化金属素材の対向部を摩擦攪拌ツールによって攪拌している状態の部分断面正面図、図９は、本発明の第五実施例の金属接合部材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）はＥ−Ｅ断面平面図である。
【００１４】
まず、図１に基づいて、金属接合部材１を説明する。金属接合部材１は、図１の（ア）に示すように、板状の低軟化金属素材２と板状の高軟化金属素材３が摩擦攪拌接合により、低軟化金属素材２の対向部２ａと高軟化金属素材３の対向部３ａが対向して一体に接合されている。低軟化金属素材２は、軟化温度が約５００〜６００℃のアルミニウムが使用され、低軟化金属素材２より軟化温度が高い高軟化金属素材３は、軟化温度が約１２００℃の鉄が使用されている。図１の（イ）に示すように、金属接合部材１の高軟化金属素材３の対向部３ａであって、高軟化金属素材３の板厚の略中央に、凹部３ｂが高軟化金属素材３の長手方向に連続して成形されている。この凹部３ｂ内には、高軟化金属素材３と対向する低軟化金属素材２が流入し、高軟化金属素材３の凹部３ｂと接合した低軟化金属素材２よりなる凸部２ｂが、高軟化金属素材３の板厚の略中央であって、高軟化金属素材３の長手方向に、摩擦攪拌接合が行われた範囲において連続して成形されている。また、摩擦攪拌により軟化後固化した凸部２ｂを含む、固化部２ｃの表面には、低軟化金属素材２の回転流動によって成形された筋６が複数成形されている。
【００１５】
図１の（ア）及び図２の（ア）に基づいて、接合前の高軟化金属素材３及び低軟化金属素材２について説明する。高軟化金属素材３は、長方形の板材で、低軟化金属素材２と対向する高軟化金属素材３の対向部３ａには凹部３ｂが、板材の長手方向に連続して成形されている。同様に低軟化金属素材２は、長方形の板材より構成され、高軟化金属素材３と対向する低軟化金属素材２の対向部２ａには、高軟化金属素材３の凹部３ｂ以外の高軟化金属素材３の対向部３ａと当接可能なように、高軟化金属素材３の凹部３ｂ以外の高軟化金属素材３の対向部３ａと対称形状に成形されている。
【００１６】
ここで、図３に基づいて、低軟化金属素材２の対向部２ａを摩擦攪拌する摩擦攪拌ツール４について説明する。摩擦攪拌ツール４は、低軟化金属素材２を摩擦攪拌する超合金鋼からなるピン部４ａと、ピン部４ａと共に低軟化金属素材２の表面を摩擦攪拌し、摩擦攪拌された低軟化金属素材２の表面の隆起を押さえる、工具鋼（ＳＫＤ）よりなるショルダ部４ｂとから構成される。ピン部４ａは、直径６ｍｍ、長さ５ｍｍ、ショルダ部４ｂは、直径１５ｍｍに成形されている。
【００１７】
次に、図１乃至図３に基づいて低軟化金属素材２と高軟化金属素材３を摩擦攪拌により接合する接合方法について説明する。図２の（ア）に示すように、高軟化金属素材３と低軟化金属素材２とを準備し、高軟化金属素材３の対向部３ａに低軟化金属素材２の対向部２ａが当接するように低軟化金属素材２を移動する。そして、図２の（イ）に示すように、高軟化金属素材３の対向部３ａと低軟化金属素材２の対向部２ａとを当接させて位置決めする。
【００１８】
続いて、摩擦攪拌ツール４のピン部４ａを板状の低軟化金属素材２の長手方向の一方端部近傍の上空に配置し、摩擦攪拌ツール４の移動時に、高軟化金属素材３に当接するピン部４ａの高軟化金属素材３に対する相対回転速度が最大となる方向に約２０００ｒｐｍの速度で回転させる。そして、図３の（ア）に示すように、低軟化金属素材２の対向部２ａ近傍に摩擦攪拌ツール４のピン部４ａの先端を当接させる。回転したピン部４ａと低軟化金属素材２の間に発生する摩擦熱によって低軟化金属素材２が軟化すると、図３の（イ）に示すように、ピン部４ａが低軟化金属素材２の内部に挿入され、軟化した低軟化金属素材２が攪拌されて、高軟化金属素材３の凹部３ｂ内に流入し、低軟化金属素材２の凸部２ｂを成形する。一方、摩擦攪拌ツール４による摩擦熱は高軟化金属素材３として使用している鉄の軟化温度（約１２００℃）まで上昇することがないので、高軟化金属素材３の対向部３ａが、摩擦攪拌ツール４によって流動することは、ほとんどない。そして、摩擦攪拌ツール４は、回転しながら低軟化金属素材２の対向部２ａ近傍を低軟化金属素材２の長手方向の他方端部近傍に向って約５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動する。摩擦攪拌が終了した低軟化金属素材２の対向部２ａにおいては、低軟化金属素材２が自然冷却により固化して固化部２ｃを成形し、高軟化金属素材３の対向部３ａと接合する。高軟化金属素材３の対向部３ａと低軟化金属素材２の対向部２ａの所要長さの接合が終了すると、摩擦攪拌ツール４が低軟化金属素材２から離されて、金属接合部材１の成形が完了する。
【００１９】
以上のように、軟化温度の低い低軟化金属素材２の対向部２ａと、低軟化金属素材２より軟化温度の高い高軟化金属素材３の対向部３ａとを対向させて、各々の対向部２ａ，３ａを摩擦攪拌により接合した金属接合部材１において、高軟化金属素材３の対向部３ａは、凹部３ｂを有し、低軟化金属素材２の対向部２ａは、摩擦攪拌により凹部３ｂ内に流入接合した凸部２ｂを有するため、低軟化金属素材２と高軟化金属素材３の接合部の面積が大きくなる。更に、高軟化金属素材３の凹部３ｂと低軟化金属素材２の凸部２ｂが噛合い形状で接合する。このため、低軟化金属素材２と高軟化金属素材３の接合部の強度が高い金属接合部材１を成形することができる。
【００２０】
また、軟化温度の低い低軟化金属素材２の対向部２ａと、低軟化金属素材２より軟化温度の高い軟化温度の高い高軟化金属素材３の対向部３ａを対向させて、各々の対向部２ａ，３ａを摩擦攪拌により接合する金属接合部材１の接合方法において、高軟化金属素材３の対向部３ａに、摩擦攪拌により軟化した低軟化金属素材２が流入する凹部３ｂを成形し、高軟化金属素材３の対向部３ａと、低軟化金属素材２の対向部２ａとを対向させて位置決めし、対向部２ａに摩擦攪拌を施して低軟化金属素材２を高軟化金属素材３の凹部３ｂ内に軟化流入させて、低軟化金属素材２の対向部２ａに凸部２ｂを成形し、高軟化金属素材３ａの凹部３ｂと低軟化金属素材２の凸部２ｂとで接合するため、本発明の金属接合部材１を容易に得ることができる。
【００２１】
第一実施例では、高軟化金属素材３の凹部３ｂは、低軟化金属素材２の対向部２ａに対し垂直方向に成形されているが、第二実施例として、図４の（イ）に示すように、高軟化金属素材１３の凹部１３ｂを凹部１３ｂの入口１３ｄから凹部１３ｂの底部１３ｅに向って幅広となる形状としてもよい。この場合、金属接合部材１１に成形される低軟化金属素材１２の凸部１２ｂは、基端１２ｄから先端１２ｅに向って幅広となる。このため、高軟化金属素材１３の凹部１３ｂに対し、低軟化金属素材１２の凸部１２ｂが抜けようとする力が働いた場合に、高軟化金属素材１３の凹部１３ｂの入口１３ｄに低軟化金属素材１２の凸部１２ｂの先端１２ｅが噛合うため、所要の接合強度を有することができる。
【００２２】
また、第一実施例及び第二実施例では、高軟化金属素材３，１３の凹部３ｂ，１３ｂ及び低軟化金属素材２，１２の凸部２ｂ、１２ｂが長手方向に連続して成形されているが、第三実施例として、図５に示すように、高軟化金属素材２３の凹部２３ｂを高軟化金属素材２３の板厚方向に伸長し、この凹部２３ｂを長手方向に所定の間隔をおいて複数成形してもよい。この場合、金属接合部材２１の高軟化金属素材２３と低軟化金属素材２２が長手方向にずれようとする力が働いた場合に、高軟化金属素材２３の凹部２３ｂと低軟化金属素材２２の凸部２２ｂの長手方向の噛合いうため、所要の接合強度を有することができる。
【００２３】
更に、第一実施例乃至第三実施例では、低軟化金属素材２，１２，２２と高軟化金属素材３，１３，２３の摩擦攪拌による接合部を略直線状に成形しているが、第四実施例として、図６に示すように、低軟化金属素材３２の対向部３２ａと高軟化金属素材３３の対向部３３ａを周方向に接合した金属接合部材３１とすることも可能である。すなわち、高軟化金属素材３３の対向部３３ａと低軟化金属素材３２の対向部３２ａを周状に成形し、高軟化金属素材３３の凹部３３ｂ及び摩擦攪拌により成形された低軟化金属素材３２の凸部３２ｂが、周方向に所定の間隔をおいて軸線Ｘ方向に複数伸長している。ここで、金属接合部材３１の高軟化金属素材３３は、外周が低軟化金属素材３２と接合した第一円柱部３４と、第一円柱部３４より小径で軸線Ｘ方向に突出した第二円柱部３５と、から構成され、金属接合部材３１の低軟化金属素材３２は、高軟化金属素材３３の第一円柱部３４が嵌合された円柱状凹部３６を有する、第一円柱部３４より大径の第三円柱部３７から構成されている。そして、複数の軸線Ｘ方向に伸長した高軟化金属素材３３の凹部３３ｂ及び低軟化金属素材３２の凸部３２ｂの噛合いによって、低軟化金属素材３２と高軟化金属素材３３の接合部の周方向に対する強度を高めている。
【００２４】
続いて、図７及び図８に基づいて第四実施例の低軟化金属素材３２と高軟化金属素材３３を摩擦攪拌による接合方法について説明する。図７の（ア）に示すように、第一円柱部３４と第二円柱部３５からなる高軟化金属素材３３と、円柱状凹部３６を有する低軟化金属素材３２とを準備し、高軟化金属素材３３の第一円柱部３４を低軟化金属素材３２の円柱状凹部３６内に移動して、図７の（イ）に示すように、高軟化金属素材３３の対向部３３ａと低軟化金属素材３２の対向部３２ａとを対向させて位置決めする。
【００２５】
次に、摩擦攪拌ツール４を、摩擦攪拌ツール４の周方向への移動時に、高軟化金属素材３３に当接するピン部４ａの高軟化金属素材３３に対する相対回転速度が最大となる方向に約２０００ｒｐｍの速度で回転させ、図８の（ア）に示すように、低軟化金属素材３２の対向部３２ａ近傍に摩擦攪拌ツール４のピン部４ａの先端を当接させる。回転したピン部４ａと低軟化金属素材２の間に発生する摩擦熱によって低軟化金属素材３２が軟化すると、図８の（イ）に示すように、ピン部４ａが低軟化金属素材３２の内部に挿入され、軟化した低軟化金属素材３２が攪拌されて、高軟化金属素材３３の凹部３３ｂ内に流入し、低軟化金属素材３２の凸部３２ｂを成形する。一方、摩擦攪拌ツール４による摩擦熱は高軟化金属素材３３として使用している鉄の軟化温度（約１２００℃）まで上昇することがないので、高軟化金属素材３３の対向部３３ａが、摩擦攪拌ツール４によって流動することは、ほとんどない。そして、摩擦攪拌ツール４は、回転しながら低軟化金属素材３２の周方向の対向部３２ａ近傍を周方向に約５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で移動する。摩擦攪拌が終了した低軟化金属素材３２の対向部３２ａにおいては、低軟化金属素材３２が自然冷却により固化して固化部３２ｃを成形し、高軟化金属素材３３の対向部３３ａと接合する。高軟化金属素材３３の対向部３３ａと低軟化金属素材３２の対向部３２ａの周方向の全ての接合が終了すると、摩擦攪拌ツール４が低軟化金属素材３２から離されて、金属接合部材３１の成形が完了する。
【００２６】
更に、第五実施例として、図９に示すように、高軟化金属素材４３の対向部４３ａと低軟化金属素材４２の対向部４２ａを周状に成形し、摩擦攪拌接合によって高軟化金属素材４３の凹部４３ｂ及び低軟化金属素材４２の凸部４２ｂを、周方向に成形した金属接合部材４１とすることも可能である。金属接合部材４１における高軟化金属素材４３の凹部４３ｂと低軟化金属素材４２の凸部４２ｂの噛合いによって、低軟化金属素材４２と高軟化金属素材４３の接合部の軸線Ｘ方向に対する強度を高めることができる。
【００２７】
第一乃至第五実施例では、低軟化金属素材としてアルミニウム、高軟化金属素材として鉄を使用したが、軟化温度の異なる金属素材であれば、例えば、低軟化金属素材としてアルミニウム、高軟化金属素材として銅を使用する等、他の金属素材を用いてもよい。尚、金属素材としてアルミニウムを用いると鉄や銅に比べて、金属接合部材の軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施例の金属接合部材を表し、（ア）は平面図、（イ）はＡ−Ａ断面正面図である。
【図２】本発明の第一実施例の金属接合部材の接合方法を表し、（ア）は高軟化金属素材の対向部と低軟化金属素材の対向部とを間隔をおいて対向させた状態の断面正面図、（イ）は高軟化金属素材の対向部と低軟化金属素材の対向部とを当接させた状態の断面正面図である。
【図３】本発明の第一実施例の金属接合部材の接合方法を表し、（ア）は低軟化金属素材の対向部に摩擦攪拌ツールを当接させた状態の部分断面正面図、（イ）は低軟化金属素材の対向部を摩擦攪拌ツールによって攪拌している状態の部分断面正面図である。
【図４】本発明の第二実施例の金属接合部材を表し、（ア）は平面図、（イ）はＢ−Ｂ断面平面図である。
【図５】本発明の第三実施例の金属接合部材を表し、（ア）は平面図、（イ）はＣ−Ｃ断面平面図である。
【図６】本発明の第四実施例の金属接合部材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）はＤ−Ｄ断面平面図である。
【図７】本発明の第四実施例の金属接合部材を表し、（ア）は高軟化金属素材と低軟化金属素材とを間隔をおいて配置した状態の断面正面図、（イ）は高軟化金属素材の対向部と低軟化金属素材の対向部とを当接させた状態の断面正面図である。
【図８】本発明の第四実施例の金属接合部材の接合方法を表し、（ア）は低軟化金属素材の対向部に摩擦攪拌ツールを当接させた状態の部分断面正面図、（イ）は低軟化金属素材の対向部を摩擦攪拌ツールによって攪拌している状態の部分断面正面図である。
【図９】本発明の第五実施例の金属接合部材を表し、（ア）は断面正面図、（イ）はＥ−Ｅ断面平面図である
【符号の説明】
【００２９】
１，１１，２１，３１，４１金属接合部材
２，１２，２２，３２，４２低軟化金属素材
２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ（低軟化金属素材の）対向部
２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ（低軟化金属素材の）凸部
３，１３，２３，３３，４３高軟化金属素材
３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ（高軟化金属素材の）対向部
３ｂ，１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ（高軟化金属素材の）凹部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化温度の低い低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）の対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ）と、該低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）より軟化温度の高い高軟化金属素材（３，１３，２３，３３，４３）の対向部（３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）とを対向させて、各々の対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）を摩擦攪拌により接合した金属接合部材において、
前記高軟化金属素材（３，１３，２３，３３，４３）の対向部（３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）は、凹部（３ｂ，１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ）を有し、
前記低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）の対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ）は、摩擦攪拌により該凹部（３ｂ，１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ）内に流入接合した凸部（２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ）を有することを特徴とする金属接合部材。
【請求項２】
前記各々の対向部（３２ａ，３３ａ）は、周状に成形され、前記高軟化金属素材（３３）の凹部（３３ｂ）及び前記低軟化金属素材（３２）の凸部（３２ｂ）は、軸線方向に伸長していることを特徴とする請求項１に記載の金属接合部材。
【請求項３】
前記各々の対向部（４２ａ，４３ａ）は、周状に成形され、前記高軟化金属素材（４３）の凹部（４３ｂ）及び前記低軟化金属素材（４２）の凸部（４２ｂ）は、周方向に伸長していることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の金属接合部材。
【請求項４】
軟化温度の低い低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）の対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ）と、該低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）より軟化温度の高い軟化温度の高い高軟化金属素材（３，１３，２３，３３，４３）の対向部（３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）を対向させて、各々の対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）を摩擦攪拌により接合する金属接合部材の接合方法において、
前記高軟化金属素材（３，１３，２３，３３，４３）の対向部（３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）に、摩擦攪拌により軟化した前記低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）が流入する凹部（３ｂ，１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ）を成形し、
前記高軟化金属素材（３，１３，２３，３３，４３）の対向部（３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）と、前記低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）の対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ）とを対向させて位置決めし、
該対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ，３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ）に摩擦攪拌を施して該低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）を前記高軟化金属素材（３，１３，２３，３３，４３）の凹部（３ｂ，１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ）内に軟化流入させて、低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，４２）の対向部（２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ）に凸部（２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ）を成形し、
前記高軟化金属素材（３，１３，２３，３３，４３）の凹部（３ｂ，１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ）と該低軟化金属素材（２，１２，２２，３２，３２）の凸部（２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ）とで接合することを特徴とする金属接合部材の接合方法。

【図１】