JP2000153376A - 摩擦接合方法及びその装置 - Google Patents
摩擦接合方法及びその装置Info
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- JP2000153376A JP2000153376A JP11345733A JP34573399A JP2000153376A JP 2000153376 A JP2000153376 A JP 2000153376A JP 11345733 A JP11345733 A JP 11345733A JP 34573399 A JP34573399 A JP 34573399A JP 2000153376 A JP2000153376 A JP 2000153376A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance
Abstract
(57)【要約】
【課題】摩擦溶接方法において、薄い板を溶接できるよ
うにする。 【解決手段】加工物の材質より実質的に硬い材質からな
る金属製のツール４を加工物１の接合部５に挿入し、前
記ツール４を回転しながら移動することによって生じる
該ツール４と該加工物１との摩擦熱による塑性流動によ
って実質的に連続した部材を接合する接合構造におい
て、該接合部５の厚さを他の部分より厚くし、補強部材
３を配置する。
うにする。 【解決手段】加工物の材質より実質的に硬い材質からな
る金属製のツール４を加工物１の接合部５に挿入し、前
記ツール４を回転しながら移動することによって生じる
該ツール４と該加工物１との摩擦熱による塑性流動によ
って実質的に連続した部材を接合する接合構造におい
て、該接合部５の厚さを他の部分より厚くし、補強部材
３を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な摩擦接合方
法と装置に係り、特にハニカムパネルからなる車両，自
動車，船舶，航空，エレベータ，圧力容器などハニカム
パネルを利用したあらゆる構造体の接合方法とその装置
に関する。
法と装置に係り、特にハニカムパネルからなる車両，自
動車，船舶，航空，エレベータ，圧力容器などハニカム
パネルを利用したあらゆる構造体の接合方法とその装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハニカムパネルの製造方法として、特開
昭50−60452号，特開昭58−134736号,特開昭58−196165
号，特開昭62−166073号，特開平1−48697号,特開平1−
280613号ではろう付け方法による製作方法を、特開昭63
−188036号では電子ビームによる製作方法を、特開昭63
−268583号，特開平1−43349号ではレーザビームによ
る、特開平1−40180号では抵抗溶接法による、特開平1
−176454号，特開平1−218636 号では拡散溶接による、
特開平1−116133号では溶融溶接方法による、特開昭58
−108128号，特開昭62−255132号，特開昭63−206545
号，特開平1−42297号では接着剤による製作方法による
製作方法が公知である。また、ろう付け法で製作したハ
ニカムパネルの構造物として、特開平2−102973号が公
知である。
昭50−60452号，特開昭58−134736号,特開昭58−196165
号，特開昭62−166073号，特開平1−48697号,特開平1−
280613号ではろう付け方法による製作方法を、特開昭63
−188036号では電子ビームによる製作方法を、特開昭63
−268583号，特開平1−43349号ではレーザビームによ
る、特開平1−40180号では抵抗溶接法による、特開平1
−176454号，特開平1−218636 号では拡散溶接による、
特開平1−116133号では溶融溶接方法による、特開昭58
−108128号，特開昭62−255132号，特開昭63−206545
号，特開平1−42297号では接着剤による製作方法による
製作方法が公知である。また、ろう付け法で製作したハ
ニカムパネルの構造物として、特開平2−102973号が公
知である。
【０００３】さらに、押出し加工及び引抜き加工法によ
って製作されるハニカムパネルも公知である。
って製作されるハニカムパネルも公知である。
【０００４】一方、固相接合方法として、特表平7−505
090 号では、加工物より実質的に硬い材質からなるツー
ルを加工物の溶接部に挿入し、前記ツールを回転させな
がら移動することにより、該回転ツールと加工物との間
に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合す
る接合方法が公知である。
090 号では、加工物より実質的に硬い材質からなるツー
ルを加工物の溶接部に挿入し、前記ツールを回転させな
がら移動することにより、該回転ツールと加工物との間
に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合す
る接合方法が公知である。
【０００５】従来の摩擦溶接法は、加工物同士を回転さ
せ、加工物同士の摩擦熱によって溶接する方法に対し
て、前記特表平7−505090 号は溶接部材を固定した状態
で、該ツールを回転させながら移動することにより接合
できる。このため、溶接方向に対して実質的に無限に長
い部材でもその長手方向に連続的に固相接合できる利点
がある。さらに、回転ツールと溶接部材との摩擦熱によ
る金属の塑性流動を利用した固相接合のため、接合部を
溶融させることなく、接合できる。また、加熱温度が低
いため、接合後の変形が少ない。接合部は溶融されない
ため、欠陥が少ないなどの多くの利点がある。
せ、加工物同士の摩擦熱によって溶接する方法に対し
て、前記特表平7−505090 号は溶接部材を固定した状態
で、該ツールを回転させながら移動することにより接合
できる。このため、溶接方向に対して実質的に無限に長
い部材でもその長手方向に連続的に固相接合できる利点
がある。さらに、回転ツールと溶接部材との摩擦熱によ
る金属の塑性流動を利用した固相接合のため、接合部を
溶融させることなく、接合できる。また、加熱温度が低
いため、接合後の変形が少ない。接合部は溶融されない
ため、欠陥が少ないなどの多くの利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記アーク，プラズ
マ，電子ビーム，レーザビームなどの熱源によって、ハ
ニカム材を溶融して溶接する製作方法は、製作後の変形
が大きい、溶接部に欠陥が発生しやすい。電子ビームの
場合は真空中での溶接のため、ハニカムパネルの大きさ
や形状が限定されるなどの問題点がある。また、レーザ
や電子ビームは、装置が高価であるため、結果的に製作
コストが高くなる。
マ，電子ビーム，レーザビームなどの熱源によって、ハ
ニカム材を溶融して溶接する製作方法は、製作後の変形
が大きい、溶接部に欠陥が発生しやすい。電子ビームの
場合は真空中での溶接のため、ハニカムパネルの大きさ
や形状が限定されるなどの問題点がある。また、レーザ
や電子ビームは、装置が高価であるため、結果的に製作
コストが高くなる。
【０００７】ろう付け法の場合は、ろう材の選定，フラ
ックスによる腐食などによるろう付け部の信頼性に問題
がある。さらに、真空中のろう付けの場合は、ハニカム
パネルの寸法や形状が限定されるなどの問題がある。
ックスによる腐食などによるろう付け部の信頼性に問題
がある。さらに、真空中のろう付けの場合は、ハニカム
パネルの寸法や形状が限定されるなどの問題がある。
【０００８】接着材による製作方法は、接着部の強度や
信頼性の点で問題がある。
信頼性の点で問題がある。
【０００９】押出し加工または引き抜き加工法によって
製作されたハニカムパネルは、ハニカム材料の厚さや幅
に限界があり、結果的にハニカムパネルの重量が大きく
なる点で問題がある。また、製作できるハニカムパネル
の大きさにも限界がある。
製作されたハニカムパネルは、ハニカム材料の厚さや幅
に限界があり、結果的にハニカムパネルの重量が大きく
なる点で問題がある。また、製作できるハニカムパネル
の大きさにも限界がある。
【００１０】一方、前記特表平7−505090 号による回転
ツールを加工物の中に挿入し、該回転ツールを回転させ
ながら移動することにより接合する方法をハニカムパネ
ルに適用した場合、次のような問題点がある。
ツールを加工物の中に挿入し、該回転ツールを回転させ
ながら移動することにより接合する方法をハニカムパネ
ルに適用した場合、次のような問題点がある。
【００１１】（１）溶接中は回転ツールの荷重によって
ハニカムパネルが変形する。このため、ハニカムパネル
のような面板やコアー材が薄い場合は接合が困難であ
る。
ハニカムパネルが変形する。このため、ハニカムパネル
のような面板やコアー材が薄い場合は接合が困難であ
る。
【００１２】（２）回転ツールとハニカムパネル表面と
の摩擦によって接合部の表面に凹みができる。このた
め、実質的に接合部の厚さが減少するため、接合部の強
度が低下し、信頼性の点で問題がある。
の摩擦によって接合部の表面に凹みができる。このた
め、実質的に接合部の厚さが減少するため、接合部の強
度が低下し、信頼性の点で問題がある。
【００１３】（３）接合部の継手部にギャップがある場
合、欠陥が発生しやすい。つまり、従来のＭＩＧやＴＩ
Ｇなどの溶融溶接法に比べてギャップの許容範囲が狭
い。
合、欠陥が発生しやすい。つまり、従来のＭＩＧやＴＩ
Ｇなどの溶融溶接法に比べてギャップの許容範囲が狭
い。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加工物の材
質より実質的に硬い材質からなる金属製のツールを回転
させながら被加工物の接合部に挿入することにより前記
被加工物の塑性流動によって被加工物同士を接合する摩
擦接合方法において、前記ツールを複数とし同時に複数
個所の接合を行うことを特徴とする摩擦接合方法にあ
る。
質より実質的に硬い材質からなる金属製のツールを回転
させながら被加工物の接合部に挿入することにより前記
被加工物の塑性流動によって被加工物同士を接合する摩
擦接合方法において、前記ツールを複数とし同時に複数
個所の接合を行うことを特徴とする摩擦接合方法にあ
る。
【００１５】被加工物は、ＡｌまたはＡｌ合金が好まし
い。
い。
【００１６】上述の方法によって製作されたハニカムパ
ネル構造体、更にそのハニカムパネル構造体を車体にし
た鉄道車両とするものが好ましい。
ネル構造体、更にそのハニカムパネル構造体を車体にし
た鉄道車両とするものが好ましい。
【００１７】本発明は、被加工物の材質より実質的に硬
い材質からなる金属製のツールと、該ツールを回転させ
ながら被加工物の接合部に挿入することにより被加工物
の塑性流動を生じさせる手段とを備え、該塑性流動によ
って被加工物同士を接合する摩擦接合装置において、前
記ツールを複数有し、同時に複数個所の接合を行うよう
にしたことを特徴とする摩擦接合装置にある。
い材質からなる金属製のツールと、該ツールを回転させ
ながら被加工物の接合部に挿入することにより被加工物
の塑性流動を生じさせる手段とを備え、該塑性流動によ
って被加工物同士を接合する摩擦接合装置において、前
記ツールを複数有し、同時に複数個所の接合を行うよう
にしたことを特徴とする摩擦接合装置にある。
【００１８】ハニカムパネルの製作も含めて以下の方法
が好ましい。
が好ましい。
【００１９】（１）ハニカムパネルは、該ハニカム材よ
り実質的に硬い回転ツールと該ハニカム材との塑性流動
による固相接合方法によって接合すること。
り実質的に硬い回転ツールと該ハニカム材との塑性流動
による固相接合方法によって接合すること。
【００２０】（２）前記ハニカムパネルの接合部には、
該回転ツールの荷重に対して変形しないように、接合部
に補強材が設けられていること。
該回転ツールの荷重に対して変形しないように、接合部
に補強材が設けられていること。
【００２１】（３）前記ハニカムパネルの接合部には、
回転ツールの荷重に対して変形しないように補強構造に
なっていること。
回転ツールの荷重に対して変形しないように補強構造に
なっていること。
【００２２】（４）ハニカムパネルの接合部の厚さは、
他の厚さより高くなっていること。
他の厚さより高くなっていること。
【００２３】この高くなっている厚さは０.３mm 以上，
２mm以下が望ましい。また、高くなっている部分の幅は
回転ツールのつばの外形とほぼ同じ幅が望ましい。
２mm以下が望ましい。また、高くなっている部分の幅は
回転ツールのつばの外形とほぼ同じ幅が望ましい。
【００２４】（５）ハニカムパネルを表裏両面から接合
すること。この両面からの溶接は同時でもまたは時間的
に差があっても本目的を達成できる。
すること。この両面からの溶接は同時でもまたは時間的
に差があっても本目的を達成できる。
【００２５】（６）加工物の材質より実質的に硬い材質
からなる金属製のツールを回転させながら被加工物の接
合部に挿入することによって生じる該ツールと該加工物
との摩擦熱による塑性流動によって実質的に連続した部
材を接合する接合構造において、該接合部に補強材が設
けられた接合構造であること。または、該回転ツールの
荷重によって接合部が変形しないように補強された接合
構造になっていること。本発明は、ハニカムパネルの材
質より実質的に硬い材質からなる金属製のツールをハニ
カムパネルの接合部に挿入し、前記ツールの回転とハニ
カム材との摩擦熱による塑性流動によって接合してハニ
カムパネルを製作するものである。上記目的を達成する
ため、ハニカムパネルの接合部に補強材を設けるかまた
は接合部の継手構造を補強構造にすることに特徴があ
る。本発明により、薄い面板からなるハニカムパネルの
場合でも変形の少ない、かつ、信頼性の高いハニカムパ
ネルが高い精度で、かつ、安価に製作できる。また、ハ
ニカムパネルを溶融しないため、左右または上下の両面
から接合できる。このため、ハニカムパネルを反転する
ことなく、効率的に、かつ、安価にハニカムパネルの構
造体が製作できる。
からなる金属製のツールを回転させながら被加工物の接
合部に挿入することによって生じる該ツールと該加工物
との摩擦熱による塑性流動によって実質的に連続した部
材を接合する接合構造において、該接合部に補強材が設
けられた接合構造であること。または、該回転ツールの
荷重によって接合部が変形しないように補強された接合
構造になっていること。本発明は、ハニカムパネルの材
質より実質的に硬い材質からなる金属製のツールをハニ
カムパネルの接合部に挿入し、前記ツールの回転とハニ
カム材との摩擦熱による塑性流動によって接合してハニ
カムパネルを製作するものである。上記目的を達成する
ため、ハニカムパネルの接合部に補強材を設けるかまた
は接合部の継手構造を補強構造にすることに特徴があ
る。本発明により、薄い面板からなるハニカムパネルの
場合でも変形の少ない、かつ、信頼性の高いハニカムパ
ネルが高い精度で、かつ、安価に製作できる。また、ハ
ニカムパネルを溶融しないため、左右または上下の両面
から接合できる。このため、ハニカムパネルを反転する
ことなく、効率的に、かつ、安価にハニカムパネルの構
造体が製作できる。
【００２６】本発明の第２の特徴は、ハニカムパネルの
接合部を他の部分より高くすることにある。これによ
り、回転ツールの切削効果によって、接合部の厚さが薄
くなり、接合強度が低下し、ハニカムパネルの信頼性の
低下を防止できる。さらに、接合部を厚くすることによ
り、接合部のギャップが大きい場合でも厚さの増加して
いる部分でギャップを補うため、欠陥なく接合できる。
例えば、継手構造がＩ型のみならずレ型またはＶ型でも
欠陥なく接合できる。これにより、本溶接方法で接合で
きる継手構造の種類が多くなる。
接合部を他の部分より高くすることにある。これによ
り、回転ツールの切削効果によって、接合部の厚さが薄
くなり、接合強度が低下し、ハニカムパネルの信頼性の
低下を防止できる。さらに、接合部を厚くすることによ
り、接合部のギャップが大きい場合でも厚さの増加して
いる部分でギャップを補うため、欠陥なく接合できる。
例えば、継手構造がＩ型のみならずレ型またはＶ型でも
欠陥なく接合できる。これにより、本溶接方法で接合で
きる継手構造の種類が多くなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】実施例１ 図１は本発明によるハニカムパネルの製作方法を示す斜
視図である。図２は図１の断面を示す。本発明のハニカ
ムパネル製作方法は、アルミニウム合金からなる面板１
とコアー材２との間に補強材３を配置し、これらを固相
接合方法により、同時に接合する。つまり、図１および
図２のごとく、面板１，コアー材２，補強材３との接合
部に、該回転ツール４を挿入し、回転ツールを回転させ
ながら移動することにより、面板１，コアー材２，補強
材３を溶融させることなく同時に接合できる。本発明に
よって、接合部５が形成され、品質の高いハニカムパネ
ルが安価に製作できる。つまり、前記補強材３によっ
て、面板１またはコアー材２の厚さが薄く、回転ツール
の荷重で変形して接合できないハニカムパネルの場合で
も容易に製作できる。
視図である。図２は図１の断面を示す。本発明のハニカ
ムパネル製作方法は、アルミニウム合金からなる面板１
とコアー材２との間に補強材３を配置し、これらを固相
接合方法により、同時に接合する。つまり、図１および
図２のごとく、面板１，コアー材２，補強材３との接合
部に、該回転ツール４を挿入し、回転ツールを回転させ
ながら移動することにより、面板１，コアー材２，補強
材３を溶融させることなく同時に接合できる。本発明に
よって、接合部５が形成され、品質の高いハニカムパネ
ルが安価に製作できる。つまり、前記補強材３によっ
て、面板１またはコアー材２の厚さが薄く、回転ツール
の荷重で変形して接合できないハニカムパネルの場合で
も容易に製作できる。
【００２８】なお、本実施例で使用した回転ツール４の
先端の径は６mm，長さ４mm、つばの部分の径は２０mmで
ある。また、回転ツール４の回転速度は１０００rpm ，
移動速度は５００mm／min である。なお、回転ツールの
先端部には通常のＭネジが形成されている。
先端の径は６mm，長さ４mm、つばの部分の径は２０mmで
ある。また、回転ツール４の回転速度は１０００rpm ，
移動速度は５００mm／min である。なお、回転ツールの
先端部には通常のＭネジが形成されている。
【００２９】実施例２ 図３は図１のハニカムパネルと同じ形状のハニカムパネ
ルの断面を示す。本実施例では、ハニカムパネルの表裏
両面から同時に接合するハニカムパネルの製作方法を示
す。つまり、ハニカムパネルの表と裏に回転ツール４を
配置し、該ツール４を回転しながら移動することによ
り、面板１，コアー材２，補強材３を両面から接合す
る。これにより、精度の高いハニカムパネルの構造体が
効率的に安価にできる。なお、この場合の接合条件は実
施例１と同様である。
ルの断面を示す。本実施例では、ハニカムパネルの表裏
両面から同時に接合するハニカムパネルの製作方法を示
す。つまり、ハニカムパネルの表と裏に回転ツール４を
配置し、該ツール４を回転しながら移動することによ
り、面板１，コアー材２，補強材３を両面から接合す
る。これにより、精度の高いハニカムパネルの構造体が
効率的に安価にできる。なお、この場合の接合条件は実
施例１と同様である。
【００３０】実施例３ 図４はアルミ合金からなるパネル単部の一部に補強材３
を設けたパネルの構造を示す。つまり、コアー材２は波
状で強固であるため、補強材の役目を補っている。この
ため、面板１が薄い場合でも回転ツール４の荷重による
変形が無く接合できる。従って、面板１とコアー材２は
健全な接合部５が形成され、軽量構造のハニカムパネル
からなる構造体を製作できる。
を設けたパネルの構造を示す。つまり、コアー材２は波
状で強固であるため、補強材の役目を補っている。この
ため、面板１が薄い場合でも回転ツール４の荷重による
変形が無く接合できる。従って、面板１とコアー材２は
健全な接合部５が形成され、軽量構造のハニカムパネル
からなる構造体を製作できる。
【００３１】実施例４ 図５はアルミニウム合金からなる面板１とコアー材２と
の２個所の接合部に回転ツールを挿入し、２個所を同時
に接合する製作方法を示す。なお、本発明では、コアー
材２が補強材の役目を補っている。つまり、コアー材２
は回転ツール４の荷重に耐える十分強固であるため、面
板１が薄い場合でも変形することなく、めん板１とコア
ー材２が接合できる。これによって、精度の高いハニカ
ムパネル構造体が製作できる。接合条件は実施例１と同
様である。
の２個所の接合部に回転ツールを挿入し、２個所を同時
に接合する製作方法を示す。なお、本発明では、コアー
材２が補強材の役目を補っている。つまり、コアー材２
は回転ツール４の荷重に耐える十分強固であるため、面
板１が薄い場合でも変形することなく、めん板１とコア
ー材２が接合できる。これによって、精度の高いハニカ
ムパネル構造体が製作できる。接合条件は実施例１と同
様である。
【００３２】実施例５ 図６は押出し加工によって製作された面板１，コアー材
２，縁材６からなるハニカムパネル同士を縁材６の部分
に回転ツール４を挿入して、固相接合部５を形成し、大
型のハニカムパネル構造体を製作するものである。つま
り、押出し加工法により面板１，コアー材２，縁材６が
一体となって製作されたハニカム端部の縁材６が本発明
の補強材となり、面板１とコアー材２が薄い場合でも、
該回転ツール４の荷重に対して変形することなく接合で
きる。このため、軽量，且つ、高精度の大型ハニカムパ
ネル構造体が効率的に、かつ、安価に製作できる。この
ハニカムパネルを鉄道用車両体として、高速車両を製作
した。
２，縁材６からなるハニカムパネル同士を縁材６の部分
に回転ツール４を挿入して、固相接合部５を形成し、大
型のハニカムパネル構造体を製作するものである。つま
り、押出し加工法により面板１，コアー材２，縁材６が
一体となって製作されたハニカム端部の縁材６が本発明
の補強材となり、面板１とコアー材２が薄い場合でも、
該回転ツール４の荷重に対して変形することなく接合で
きる。このため、軽量，且つ、高精度の大型ハニカムパ
ネル構造体が効率的に、かつ、安価に製作できる。この
ハニカムパネルを鉄道用車両体として、高速車両を製作
した。
【００３３】実施例６ 図７は押出し加工によって製作された面板１，コアー材
２，縁材６からなるハニカムパネル同士を縁材の部分に
回転ツール４を挿入して接合する。これによって、複数
のハニカムパネルを合体して大型のハニカム構造体を製
作するものである。本実施例では、回転ツール４が接す
る接合部の厚さを０.８mm 高くしている。これにより、
回転ツール４によって接合部に凹みが生じた場合でも強
度は実質的に低下しない。さらに、接合部のギャップが
大きい場合でも欠陥なく接合できる。このため、信頼性
の高いハニカムパネルからなる構造体が効率的に、か
つ、安価に製作できる。このハニカムパネルを鉄道用車
両体として、高速車両を製作した。
２，縁材６からなるハニカムパネル同士を縁材の部分に
回転ツール４を挿入して接合する。これによって、複数
のハニカムパネルを合体して大型のハニカム構造体を製
作するものである。本実施例では、回転ツール４が接す
る接合部の厚さを０.８mm 高くしている。これにより、
回転ツール４によって接合部に凹みが生じた場合でも強
度は実質的に低下しない。さらに、接合部のギャップが
大きい場合でも欠陥なく接合できる。このため、信頼性
の高いハニカムパネルからなる構造体が効率的に、か
つ、安価に製作できる。このハニカムパネルを鉄道用車
両体として、高速車両を製作した。
【００３４】実施例７ 図８は押出し加工によって製作された面板１，コアー材
２からなるハニカムパネル同士の接合において、この間
に補強材６を配置し、この補強材の部分に回転ツール４
を挿入して接合する。これによって、複数のハニカムパ
ネルを合体して大型のハニカム構造体を製作するもので
ある。本実施例では、回転ツール４が接する接合部の補
強材の厚さを１mm高くしている。これにより、回転ツー
ル４によって接合部に凹みが生じた場合でも強度は実質
的に低下しない。さらに、接合部のギャップが大きい場
合でも欠陥なく接合できる。このため、信頼性の高いハ
ニカムパネルからなる構造体が効率的に、かつ、安価に
製作できる。このハニカムパネルを鉄道用車両体とし
て、高速車両を製作した。
２からなるハニカムパネル同士の接合において、この間
に補強材６を配置し、この補強材の部分に回転ツール４
を挿入して接合する。これによって、複数のハニカムパ
ネルを合体して大型のハニカム構造体を製作するもので
ある。本実施例では、回転ツール４が接する接合部の補
強材の厚さを１mm高くしている。これにより、回転ツー
ル４によって接合部に凹みが生じた場合でも強度は実質
的に低下しない。さらに、接合部のギャップが大きい場
合でも欠陥なく接合できる。このため、信頼性の高いハ
ニカムパネルからなる構造体が効率的に、かつ、安価に
製作できる。このハニカムパネルを鉄道用車両体とし
て、高速車両を製作した。
【００３５】実施例８ 図９はろう付け法により製作されたハニカムパネル同士
を回転ツール４とハニカム材との摩擦熱による塑性流動
を利用して製作する斜視図を示す。
を回転ツール４とハニカム材との摩擦熱による塑性流動
を利用して製作する斜視図を示す。
【００３６】図１０は、図９の断面構造を示す。図９，
図１０に示すように、面板１，コアー材２，縁材６は、
ろう付け層７で接合されている。本発明によるハニカム
パネル同士の接合は、縁材６の部分で行う。つまり、該
縁材６が回転ツールの荷重に対する補強材の役目を補
い、面板１やコアー材２が薄い場合でも変形無く、接合
できる。前記方法によって、ろう付け方法で接合したハ
ニカムパネル同士を固相接合法によって大型のハニカム
パネル構造体を製作できる。
図１０に示すように、面板１，コアー材２，縁材６は、
ろう付け層７で接合されている。本発明によるハニカム
パネル同士の接合は、縁材６の部分で行う。つまり、該
縁材６が回転ツールの荷重に対する補強材の役目を補
い、面板１やコアー材２が薄い場合でも変形無く、接合
できる。前記方法によって、ろう付け方法で接合したハ
ニカムパネル同士を固相接合法によって大型のハニカム
パネル構造体を製作できる。
【００３７】このハニカムパネルを鉄道用車両体とし
て、高速車両を製作した。
て、高速車両を製作した。
【００３８】実施例９ 図１１は本発明によって鉄道用の車両を製作する方法の
斜視図を示す。まず、押出し加工法により製作された長
さ２５ｍ，幅０.４ｍ のハニカムパネルの縁材６の部分
に回転ツール４を挿入してハニカムパネル同士を両面か
ら固相接合する。
斜視図を示す。まず、押出し加工法により製作された長
さ２５ｍ，幅０.４ｍ のハニカムパネルの縁材６の部分
に回転ツール４を挿入してハニカムパネル同士を両面か
ら固相接合する。
【００３９】図１２は図１１の製作方法の詳細な断面構
造を示す。押出し加工法により製作した面板１，コーア
材２，縁材６からなるハニカムパネルは固定台に配置さ
れ、左右及び上下方向から固定治具７によって固定され
る。この実施例では、接合部の面板の高さがほかの部分
より約０.６mm 高くなっている。接合は該ハニカムパネ
ルの縁材６の部分に上下方向から回転ツール４を挿入す
る。該回転ツールは、ロボット８に取付けられ、モータ
９による駆動力で回転しながら溶接線方向に移動する。
前記方法により、ハニカムパネル同士を固相接合する。
なお、該回転ツールは、ハニカムパネル表面の変形に応
じて上下方向に自動的に移動制御できる。さらに、該回
転ツール４は、溶接線に沿って左右方向にも自動的に移
動制御できる。
造を示す。押出し加工法により製作した面板１，コーア
材２，縁材６からなるハニカムパネルは固定台に配置さ
れ、左右及び上下方向から固定治具７によって固定され
る。この実施例では、接合部の面板の高さがほかの部分
より約０.６mm 高くなっている。接合は該ハニカムパネ
ルの縁材６の部分に上下方向から回転ツール４を挿入す
る。該回転ツールは、ロボット８に取付けられ、モータ
９による駆動力で回転しながら溶接線方向に移動する。
前記方法により、ハニカムパネル同士を固相接合する。
なお、該回転ツールは、ハニカムパネル表面の変形に応
じて上下方向に自動的に移動制御できる。さらに、該回
転ツール４は、溶接線に沿って左右方向にも自動的に移
動制御できる。
【００４０】図１３は上記方法によって製作した鉄道車
両の斜視図を示す。接合部５の長さは一部が１２.５ｍ
であるが、最大２５ｍの長さが表裏利用面から形成され
て、鉄道用の車両が製作される。
両の斜視図を示す。接合部５の長さは一部が１２.５ｍ
であるが、最大２５ｍの長さが表裏利用面から形成され
て、鉄道用の車両が製作される。
【００４１】実施例１０ 図１４は本発明における接合部の継手構造を示す。図１
４の（ａ)〜(ｅ）はハニカムパネルの面板１同士の接合
において、補強材３を設けている例を示す。つまり、接
合する左右の面板１の下部に回転ツール４の荷重によっ
て変形しない程度の補強材３を配置し、この補強材３も
同時に接合する。これによって接合部材の面板１は回転
ツールの荷重によって変形することなく、実質的に無限
に長いハニカムでも固相接合できる。図１５の（ａ)〜
(ｂ）は面板１の一方が補強材３と一体になって製作さ
れている例を示す。つまり、面板１と一体となっている
補強材３によって回転ツールの荷重を支える。
４の（ａ)〜(ｅ）はハニカムパネルの面板１同士の接合
において、補強材３を設けている例を示す。つまり、接
合する左右の面板１の下部に回転ツール４の荷重によっ
て変形しない程度の補強材３を配置し、この補強材３も
同時に接合する。これによって接合部材の面板１は回転
ツールの荷重によって変形することなく、実質的に無限
に長いハニカムでも固相接合できる。図１５の（ａ)〜
(ｂ）は面板１の一方が補強材３と一体になって製作さ
れている例を示す。つまり、面板１と一体となっている
補強材３によって回転ツールの荷重を支える。
【００４２】図１６の（ａ)〜(ｄ）は面板１の両方が補
強材３と一体で製作された継手構造を示す。この場合は
回転ツールの荷重を両方の補強材３で支える。
強材３と一体で製作された継手構造を示す。この場合は
回転ツールの荷重を両方の補強材３で支える。
【００４３】図１７の（ａ)〜(ｅ）は、接合部の厚さが
他の部分より厚くなっている継手構造を示す。（ａ）と
（ｂ）はＩ型継手構造、（ｃ）と（ｄ）はレ型継手構
造、（ｅ）と（ｆ）はＶ型継手構造を示す。つまり、接
合部の厚さをほかの部分より０.３mm 以上高くすること
により、その増加した部分の厚さで各継手構造のギャッ
プ内の空間を補充するため、Ｉ型の場合はギャップの許
容範囲を大きくできる。また、レ型，Ｖ型の場合でもそ
の空間を補充できるため、欠陥なく接合できる。
他の部分より厚くなっている継手構造を示す。（ａ）と
（ｂ）はＩ型継手構造、（ｃ）と（ｄ）はレ型継手構
造、（ｅ）と（ｆ）はＶ型継手構造を示す。つまり、接
合部の厚さをほかの部分より０.３mm 以上高くすること
により、その増加した部分の厚さで各継手構造のギャッ
プ内の空間を補充するため、Ｉ型の場合はギャップの許
容範囲を大きくできる。また、レ型，Ｖ型の場合でもそ
の空間を補充できるため、欠陥なく接合できる。
【００４４】［本発明の構成］本発明の構成は、下記の
いずれか１つ以上によって達成される。
いずれか１つ以上によって達成される。
【００４５】（１）接合部に補強材を設けるかまたは補
強構造にする。
強構造にする。
【００４６】（２）接合部の厚さを他の部分より厚くす
る。
る。
【００４７】（３）ハニカムパネルの表裏両面から接合
する。
する。
【００４８】
【発明の効果】本発明によって、接合部に補強材を設け
るか、または補強構造にすることにより、ハニカムパネ
ルの面板及びコアー材が薄い場合でも高精度で、かつ、
安価に製作できる。また、接合部の厚さを他の部分より
増加することにより、接合部のギャップが大きい場合で
も欠陥なく接合できる。さらに、表裏両面から接合する
ことにより、効率的にハニカムパネルおよびハニカムパ
ネルから構成される構造体を製作できる。
るか、または補強構造にすることにより、ハニカムパネ
ルの面板及びコアー材が薄い場合でも高精度で、かつ、
安価に製作できる。また、接合部の厚さを他の部分より
増加することにより、接合部のギャップが大きい場合で
も欠陥なく接合できる。さらに、表裏両面から接合する
ことにより、効率的にハニカムパネルおよびハニカムパ
ネルから構成される構造体を製作できる。
【図１】本発明のハニカムパネルの製作方法を示す斜視
図である。
図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】他の実施例の製作方法を示す断面図である。
【図４】他の実施例の製作方法を示す縦断面図である。
【図５】他の実施例の製作方法を示す断面図である。
【図６】他の実施例の製作方法を示す断面図である。
【図７】他の実施例の製作方法を示す断面図である。
【図８】他の実施例の製作方法を示す断面図である。
【図９】ろう付け方法によって製作されたハニカムパネ
ル同士を固相接合する斜視図である。
ル同士を固相接合する斜視図である。
【図１０】図９の要部の縦断面図である。
【図１１】鉄道用の車両のパネルを製作する実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図１２】図１１の要部の縦断面図である。
【図１３】鉄道用車両の車体の斜視図である。
【図１４】本発明の各種の継手構造を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１５】本発明の各種の継手構造を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１６】本発明の各種の継手構造を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１７】本発明の各種の継手構造を示す縦断面図であ
る。
る。
１…面板、２…コアー材、３…補強材、５…接合部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 103:10 (72)発明者 佐藤 章弘 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 青田 欣也 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 江角 昌邦 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 石丸 靖男 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (5)
- 【請求項１】被加工物の材質より実質的に硬い材質から
なる金属製のツールを回転させながら被加工物の接合部
に挿入することにより生じる前記被加工物の塑性流動に
よって被加工物同士を接合する摩擦接合方法において、
前記ツールを複数とし同時に複数個所の接合を行うこと
を特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の被加工物は、Ａｌまたは
Ａｌ合金であることを特徴とする摩擦接合方法。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の方法によって製作
されたハニカム構造体。 - 【請求項４】請求項３のハニカムパネルからなることを
特徴とする鉄道車両体。 - 【請求項５】被加工物の材質より実質的に硬い材質から
なる金属製のツールと、該ツールを回転させながら被加
工物の接合部に挿入することにより前記被加工物の塑性
流動を生じさせる手段とを備え、該塑性流動によって被
加工物同士を接合する摩擦接合装置において、前記ツー
ルを複数有し、同時に複数個所の接合を行うようにした
ことを特徴とする摩擦接合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34573399A JP3341831B2 (ja) | 1996-08-06 | 1999-12-06 | 摩擦接合方法とその構造体及び摩擦接合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34573399A JP3341831B2 (ja) | 1996-08-06 | 1999-12-06 | 摩擦接合方法とその構造体及び摩擦接合装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20684296A Division JP3333394B2 (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | パネルの製作方法及びパネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000153376A true JP2000153376A (ja) | 2000-06-06 |
| JP3341831B2 JP3341831B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=18378610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34573399A Expired - Fee Related JP3341831B2 (ja) | 1996-08-06 | 1999-12-06 | 摩擦接合方法とその構造体及び摩擦接合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3341831B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249070A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-03 | Nippon Light Metal Co Ltd | 自動車用構造体 |
| CN102275044A (zh) * | 2011-07-13 | 2011-12-14 | 铁道部运输局 | 板料焊接方法 |
| CN103212928A (zh) * | 2013-04-08 | 2013-07-24 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | 防止悬臂梁底板焊接变形的方法 |
| CN104801911A (zh) * | 2015-04-23 | 2015-07-29 | 铜陵有色建安钢构有限责任公司 | 钢梁结构板防变形夹具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105033542B (zh) * | 2015-08-03 | 2017-03-08 | 中船澄西船舶修造有限公司 | 风塔门框反变形制作及定位装配两用工装 |
-
1999
- 1999-12-06 JP JP34573399A patent/JP3341831B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN103212928A (zh) * | 2013-04-08 | 2013-07-24 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | 防止悬臂梁底板焊接变形的方法 |
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|---|---|
| JP3341831B2 (ja) | 2002-11-05 |
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