JP2002254181A - 突合せ接合方法及び接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被接合部材の接合強度の向上を図ると共に、
安定した接合品質を有する継手を得ることが可能な突合
せ接合方法及び接合装置を提供する。 【解決手段】 一対の被接合部材２、３を突合せ配置
し、両突合せ端部２ｂ、３ｂを加熱すると共に、加熱、
加圧状態において、上記被接合部材２、３をその軸心回
りに相対回転させ、その後、これとは逆方向に相対回転
させてから、両突合せ端部２ｂ、３ｂを圧着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、突合せ接合方法
及び接合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】土木、建築等の構造物に使用される鉄筋
等は、複数本の棒状体をその長手方向に接合することに
よって構成されている。図７は、上記鉄筋同士の接合と
して一般的に用いられている接合方法を示した概略構成
図である。同図に示すように、３１、３１は一対の棒状
体、３２は接合用保護筒体であり、この棒状体３１、３
１の被接合面である端面３１ａ、３１ａ同士を突合せて
配置すると共に、この棒状体３１、３１の両突合せ端部
の周囲に上記接合用保護筒体３２を配置している。ここ
で、上記接合用保護筒体３２は、例えば、セラミックス
等の短筒体からなり、その外周面に螺旋溝が設けられて
いる。そして、この螺旋溝に高周波誘導加熱装置の加熱
コイル３３が嵌合するようになっている。具体的な接合
方法としては、まず上記一対の棒状体３１、３１の端面
３１ａ、３１ａ同士を突合せた状態で、高周波誘導加熱
装置の加熱コイル３３に高周波電流を流し、これによっ
て両突合せ端部を加熱する。次に、加熱状態で上記一対
の棒状体３１、３１を相互に接近する方向に押圧するこ
とによって両突合せ端部を圧着するように構成してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記接合方
法を用いて各棒状体３１、３１の接合を行う際、次のよ
うな問題が生じている。まず第１には、上記棒状体３
１、３１の突合せ端部の加熱が必ずしも均一には行え
ず、温度分布にムラが生じてしまうということである。
それは、加熱コイル３３の軸心位置に、各棒状体３１、
３１を設置する際に、設置誤差が生じ、この誤差に起因
して突合せ端部の温度分布が周方向に変化してしまうた
めである。また第２には次のような問題がある。すなわ
ち、上記各棒状体３１、３１の端面３１ａ、３１ａは、
通常、図８に示すように平坦化加工されている。従っ
て、これらを突合せ配置すると、両端面３１ａ、３１ａ
全体が接触することになるため、各棒状体３１、３１の
接合形成方向としては、図８に示す矢印方向、すなわち
被接合面に対して垂直な方向に、端面３１ａ、３１ａ全
体が押圧変形していくことになる。しかしながら、この
接合時には、その突合せ端部から不純物や気泡等が共に
生じるため、上記のように端面３１ａ、３１ａ全体に圧
力が加わると、径方向外方への金属の流動が起こりにく
くなり、その中心部分において、これらの不純物等が外
部に排出されずに金属組織の中に残存してしまい、充分
な継手強度が得られないということである。また第３に
は、上記接合方法では、単一加熱源（加熱コイル３３）
によって同一温度で加熱しているため、溶融点の異なる
異種金属同士の接合には適さないという問題もある。

【０００４】この発明は、上記従来の欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、被接合部材の
接合強度の向上を図ると共に、安定した接合品質を有す
る継手を得ることが可能な突合せ接合方法及び接合装置
を提供することにある。また、異種金属同士の接合が可
能な突合せ接合方法及び接合装置を提供することもこの
発明の目的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の突合せ
接合方法は、一対の被接合部材２、３を突合せ配置し、
両突合せ端部２ｂ、３ｂを加熱すると共に、加熱状態で
両突合せ端部２ｂ、３ｂを圧着する突合せ接合方法にお
いて、加熱、加圧状態において、上記被接合部材２、３
をその軸心回りに相対回転させ、その後、これとは逆方
向に相対回転させてから、両突合せ端部２ｂ、３ｂを圧
着するように構成したことを特徴としている。

【０００６】上記請求項１の突合せ接合方法では、加
熱、加圧状態において、被接合部材２、３をその軸心回
りにおける正方向、及び逆方向に相対回転させることに
より、加熱分布に周方向に偏りが生じているような場合
であっても、上記突合せ端部２ｂ、３ｂが略均一的に加
熱されることになり、温度分布の均一化を図ることがで
きる。この結果、上記突合せ端部２ｂ、３ｂの押圧変形
時において、両被接合部材２、３の突合せ端部２ｂ、３
ｂに加わる押圧力の均一化を図ることができる。また、
上記両突合せ端部２ｂ、３ｂに軟化部分と軟化されてい
ない部分とが偏在するような場合であっても、両端部２
ｂ、３ｂを加熱、加圧状態で接触させて回転することに
よって、軟化部分と軟化されていない部分との偏在状態
が解消されることになるため、上記押圧変形時におい
て、両突合せ端部２ｂ、３ｂに加わる押圧力の均一化を
図ることができる。さらに上記回転によって塑性流動の
方向が逆転するので、これによって突合せ端部２ｂ、３
ｂ及びその近傍における結晶粒の微細化を図ることもで
きる。以上の結果、両被接合部材２、３の接合強度を向
上することができる。

【０００７】また請求項２の突合せ接合方法は、上記一
対の被接合部材２、３の一方又は両方の突合せ端面２
ａ、３ａに、その軸方向に突出する突出部が形成されて
いることを特徴としている。

【０００８】上記請求項２の突合せ接合方法では、上記
被接合部材２、３の突合せ端面２ａ、３ａの軸方向に、
突出部を形成している。これによって、両突合せ端面２
ａ、３ａが平坦な場合よりも、相対する端面２ａ、３ａ
内にくい込み易くなると共に、圧着される接合断面も増
加するため、両被接合部材２、３の接合強度を向上する
ことができる。また上記接合時には、この突出部近傍か
ら順に圧力が作用して変形していくことになるため、中
心部から外側に向けての金属の流動が起こりやすくな
り、これと共に不純物や気泡等が外部に排出され易くな
る。この結果、被接合部材２、３の金属組織内部に不純
物等が残存するのを抑制することができ、両被接合部材
２、３の接合強度を一段と向上することが可能となる。
そして、これらの結果、安定した接合品質を有する継手
を得ることができる。なお、上記請求項２では、軸方向
に突出部を形成するとしているが、上記被接合部材２、
３の断面が円形でない部材の場合、上記軸方向とは、そ
の長手方向に沿う中心軸を意味する。

【０００９】さらに請求項３の突合せ接合方法は、上記
一方の被接合部材２の突合せ端部２ｂと、他方の被接合
部材３の突合せ端部３ｂとを、それぞれ別の加熱手段７
ａ、７ｂによって加熱するように構成したことを特徴と
している。

【００１０】上記請求項３の突合せ接合方法では、各被
接合部材２、３に別々に加熱手段７、７を設けたことに
よって、各被接合部材２、３の加熱温度を変えて、個別
に加熱することが可能となるため、溶融点の異なる異種
金属材料同士の接合、及び断面積の異なる材料同士の接
合を行うことが可能となる。

【００１１】上記請求項４の突合せ接合装置は、一対の
被接合部材２、３の両突合せ端部２ｂ、３ｂを加熱する
ための加熱手段７と、上記両突合せ端部２ｂ、３ｂを圧
着するための加圧手段と、上記被接合部材２、３をその
軸心回りにおける正方向、及び逆方向に相対回転するた
めの回転手段とを備えた接合装置に関するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、この発明の突合せ接合方法
及び接合装置の具体的な実施の形態について、図面を参
照しつつ詳細に説明する。

【００１３】図１は、この発明の一実施の形態である突
合せ接合方法を説明するための概略構成図である。図１
において、２、３はそれぞれ材質が異なる棒状の被接合
部材（以下、棒状体とする）であり、例えば、ステンレ
ス、鉄、アルミニウム等の材質の金属が用いられる。上
記各棒状体２、３は、同軸上に、その被接合面である端
面２ａ、３ａ同士が突合せ配置されている。このとき、
上記一方の棒状体２の端面２ａには、その外周部から軸
方向の中心部に向かって先細となるような、略円錐形の
突出部が形成されており、又他方の棒状体３の端面３ａ
は、平坦化加工されている。そして、上記棒状体２、３
の突合せ端部２ｂ、３ｂの周囲には、上記棒状体２、３
の外径寸法よりも大きい内径寸法を有する筒状の接合用
保護筒体４が配置されている。この接合用保護筒体４
は、例えば、セラミックス等の短筒体の筒状本体５から
なり、この筒状本体５の外周面に螺旋溝６が形成されて
いる。そして、この螺旋溝６に嵌合するように、加熱手
段である高周波誘導加熱装置の加熱コイル７が巻回され
ている。この加熱コイル７は、銅等の導体のパイプから
なり、これに高周波電流が流されると共に、その内部中
空部８に冷却水を供給することができるようになってい
る。またこの実施形態における加熱コイル７は、それぞ
れ電流値が可変できる第１加熱コイル７ａと第２加熱コ
イル７ｂとの２つの加熱コイルからなっており、上記一
方の棒状体２の端部２ｂ側に第１加熱コイル７ａが、ま
た他方の棒状体３の端部３ｂ側に第２加熱コイル７ｂが
配置されるように構成されている。これによって、各棒
状体２、３の突合せ端部２ｂ、３ｂを、加熱温度を変え
て個別に加熱することが可能となる。

【００１４】次に、この発明の突合せ接合装置の実施形
態について説明する。図２はこの接合装置１全体を示し
た概略断面図である。上記接合装置１は、主に、上記で
示した両突合せ端部２ｂ、３ｂを加熱するための加熱手
段と、両棒状体２、３をその軸心回りにおける正方向、
及び逆方向に相対回転するための回転手段と、両突合せ
端部２ｂ、３ｂを圧着するための加圧手段とから構成さ
れている。より詳細に言えば、まず、平板状の架台９上
の左右両側に載設された上記加圧手段は、雄ネジ部を有
するスクリュー１８ａ、１８ｂと、上記雄ネジ部に螺合
する雌ネジ部を有するナット１９ａ、１９ｂと、上記ス
クリュー１８ａ、１８ｂの両端を支持するための本体２
０ａ、２０ｂと、上記スクリュー１８ａ、１８ｂを回転
させるための加圧用モータ１７ａ、１７ｂとから構成さ
れている。このとき、上記スクリュー１８ａ、１８ｂ
は、本体２０ａ、２０ｂに固定されているため、上記加
圧用モータ１７ａ、１７ｂの駆動によってスクリュー１
８ａ、１８ｂを回転させると、これに螺合されたナット
１９ａ、１９ｂがその軸方向に移動するように構成され
ている。

【００１５】また、上記加圧手段のナット１９ａ、１９
ｂ上には、上記回転手段を支持するためのアーム部１６
ａ、１６ｂが取付けられている。ここで、上記回転手段
は、主に各棒状体２、３を支持するためのチャック１１
ａ、１１ｂと、筒状の回転体１２ａ、１２ｂと、回転用
モータ１３ａ、１３ｂとからなっている。すなわち、上
記アーム部１６ａ、１６ｂには、ベアリング１５ａ、１
５ｂを介して筒状の回転体１２ａ、１２ｂが支持されて
おり、この回転体１２ａ、１２ｂの内周部に、上記チャ
ック１１ａ、１１ｂが設けられている。上記チャック１
１ａ、１１ｂは、それぞれの棒状体２、３の周部を挟持
することができるように構成されており、上記棒状体
２、３を、その突合せ端部２ｂ、３ｂがチャック１１
ａ、１１ｂから突出するように配置している。一方、上
記回転体１２ａ、１２ｂの周囲部分の一端には、回転用
モータ１３ａ、１３ｂのギヤ１４ａ、１４ｂと噛み合う
ギヤ１０ａ、１０ｂが設けられており、上記回転用モー
タ１３ａ、１３ｂの回転は、このギヤ１０ａ、１０ｂを
介して回転体１２ａ、１２ｂに伝達されるようになって
いる。これより、上記各チャック１１ａ、１１ｂによっ
て支持された各棒状体２、３は、この回転用モータ１３
ａ、１３ｂの駆動によって、上記回転体１２ａ、１２ｂ
と一体となって、軸心回りに正逆回転するように構成さ
れている。そしてさらに、上記回転手段は、そのアーム
部１６ａ、１６ｂが加圧手段のナット１９ａ、１９ｂ上
に取付けられているため、上記加圧用モータ１７ａ、１
７ｂを駆動することによって、両回転手段を軸方向に近
接又は離反させることができる。

【００１６】次に、上記接合装置１を用いた各棒状体
２、３の接合方法を、図２及び図３に基づいて説明す
る。ここで、図３は上記接合装置１を用いた具体的な接
合手順（作動内容）を示している。まず図２に示すよう
に、向かって左側に位置するチャック１１ａにて、一方
の棒状体２を、その端部２ｂがチャック１１ａから突出
するように支持する。次に上記各加熱コイル７ａ、７ｂ
が巻回された接合用保護筒体４を、チャック１１ａから
突出している上記棒状体２の端部２ｂに外嵌する。その
後、上記接合用保護筒体４の反対側から他方の棒状体３
を挿入し、その端面３ａが一方の棒状体２の端面２ａに
突合うように、向かって右側に位置するチャック１１ｂ
にて上記棒状体３を支持する。つまりこの状態では、上
記棒状体３の端部３ｂが上記チャック１１ｂから突出す
るように設けられており、さらに各棒状体２、３の軸心
が同一直線上に位置するように配置されている。次に、
高周波加熱誘導装置の図示省略のケーブルを各加熱コイ
ル７ａ、７ｂの接続端に接続し、上記接合用保護筒体４
の位置合せを行う。ここで、上記位置合せとは、図２に
示すように、突合せ端部２ａ、２ｂの周囲に接合用保護
筒体４を配置することであって、この接合用保護筒体４
に巻回されている第1加熱コイル7ａが一方の棒状体２の
端部２ｂ側に、また第２加熱コイル7ｂが他方の棒状体
３の端部３ｂ側に配置される。

【００１７】そして、図２に示すようにセットした状態
で、高周波誘導加熱装置をＯＮ状態として、加熱コイル
７ａ、７ｂに高周波電流を流す（図３参照）。これによ
って、交番磁束が生じ、それが棒状体２、３を貫通して
渦電流を誘導する。その際、棒状体２、３の突合せ端部
２ｂ、３ｂにジュール熱が発生する。これによって、こ
の棒状体２、３の突合せ端部２ｂ、３ｂが加熱され、こ
の突合せ端部２ｂ、３ｂの一部が融解状となる。次に、
この加熱状態で、回転用モータ１３ａ、１３ｂを駆動す
ると、各チャック１１ａ、１１ｂで支持された棒状体
２、３が、回転体１２ａ、１２ｂと一体となって軸心回
りに正方向及び逆方向に相対回転する。すなわち、約１
５°〜３０°の角度で正方向に相対回転させた後、これ
とは逆方向に同じ角度で相対回転させるという動作を約
１秒間に数回の割合で繰り返し行う。またこのとき、上
記棒状体２、３の加圧も共に行う。すなわち、加圧用モ
ータ１７ａ、１７ｂを駆動することによって、左右のア
ーム部１６ａ、１６ｂを互いに近接する方向に僅かに移
動させていき、これによって各棒状体２、３の端面２
ａ、３ａを互いに押圧変形させる。この後、回転用モー
タ１３ａ、１３ｂを停止して、棒状体２、３の回転を止
め、上記加熱及び加圧を引き続き一定時間行う。その
後、今度は加圧用モータ１７ａ、１７ｂを停止して棒状
体２、３の加圧を止め、加熱のみを継続して行う。最後
に、上記棒状体２、３を静止させた状態で、高周波誘導
加熱装置をＯＦＦ状態にして、加熱コイル７ａ、７ｂに
よる加熱を停止する。そしてこれによって、上記一対の
棒状体２、３が圧着する。その後、接合装置１のチャッ
ク１１ａ、１１ｂを弛めて接合された棒状体２、３取外
すと共に、接合用保護筒体４を棒状体２、３の接合部２
２から取外せば（開放）、この接合作業は終了する。な
お、接合用保護筒体４を取外す場合は、ハンマー等の工
具にて軽く叩いて壊せばよい。

【００１８】図４は上記接合方法を用いた各棒状体２、
３の接合過程を示した概略説明図である。そこで、図４
（ａ）は接合時における各棒状体２、３の状態を、また
図４（ｂ）は接合後における棒状体２、３の状態を示し
ている。図４（ａ）に示すように、この実施形態におい
ては、一方の棒状体２の端面２ａに、その軸方向に突出
する略円錐状の突出部が形成されている。このため上記
加圧時には、始めにこの突出部が形成された中心部分が
他方の棒状体３の端面３ａに押圧変形され、その後、順
にその径方向外方部分が押圧変形されていくことになる
（図４（ａ）における接合成形方向）。この際、上記加
熱による熱影響を受けて融解された部分や軟化部分が径
方向外方側へと押し出され（金属の流動）、軟化されて
いない部分が相手側の端面内へとくい込まれていくこと
になる。そして上記棒状体２、３は、その後、この状態
で冷却されることによって圧着され、接合が完了する。
図４（ｂ）に示す斜線部分は、上記加圧によって複合成
形された接合部２２を示している。また、上記接合時に
上記融解部分が外側へと押し出されるのと一緒に、上記
両端面２ａ、３ａからの不純物や気泡等も、外側へと押
し出されることになる。図における２１は、このように
して外側へ押し出された融解部分が、そのまま冷却され
ることによって生じた金属塊（バリでない）である。

【００１９】このように、一方の棒状体２の端面２ａに
突出部を形成したことによって、この突出部から径方向
外方へと順に圧力が作用して変形していくことになるた
め、中心部から外側に向けての金属の流動が起こりやす
くなり、これと共に不純物や気泡等が外部に排出され易
くなる。この結果、両棒状体２、３の金属組織内部に不
純物等が残存するのを抑制することができる。また、一
方の棒状体２の端面２ａに突出部が形成されている方
が、その端面２ａが平坦な場合よりも、他方の棒状体３
の端面３ａ内にくい込み易くなる他、圧着される接合断
面が増加するため、両棒状体２、３の接合強度を向上す
ることができる。そして以上の結果、安定した接合品質
を有する継手を得ることが可能となる。

【００２０】また、上記実施形態における突合せ接合方
法及び装置において、上記接合時に両方の棒状体２、３
をその軸心回りに相対回転させたことによって、周方向
における突合せ端部２ｂ、３ｂの加熱位置を移動するこ
とができるため、回転軸の偏心等によって加熱分布に偏
りが生じている場合であっても、両棒状体２、３の突合
せ端部２ｂ、３ｂを略均一に加熱することができ、温度
分布の均一化を図ることができる。これによって、上記
棒状体２、３の突合せ端部２ｂ、３ｂの軟化部分とまだ
軟化されていない部分とが、その周方向において略均一
的に生じることになるため、各棒状体２、３を押圧変形
する際、両突合せ端部２ｂ、３ｂに押圧力を均一的に加
えることができる。また、材質ムラ等が原因で、上記両
突合せ端部２ｂ、３ｂに軟化部分と軟化されていない部
分とが偏在するような場合であっても、両端部２ｂ、３
ｂを加熱、加圧状態で接触させて回転することによっ
て、軟化部分と軟化されていない部分との偏在状態が解
消されることになるため、上記押圧変形時において、両
突合せ端部２ｂ、３ｂに加わる押圧力の均一化を図るこ
とができる。さらに上記回転によって塑性流動の方向が
経時的に逆転するので、これによって突合せ端部２ｂ、
３ｂ、及びその近傍における結晶粒の微細化を図ること
もできる。これらの結果、両棒状体２、３の接合強度を
一段と向上することができる。一方、上記各棒状体２、
３にそれぞれ別の加熱コイル７ａ、７ｂを設けたことに
よって、各棒状体２、３の加熱温度を変えて、入熱コン
トロールを行いながら個別に加熱することができるた
め、溶融点の異なる異種金属材料同士の接合、及び断面
積の異なる材料同士の接合を行うことが可能となる。

【００２１】次に、図５に上記実施形態である突合せ接
合方法の変更例を示す。ここでは、上記各棒状体２、３
の両方の突合せ端面２ａ、３ａに、その軸方向に突出す
る複数の突出部を形成したことによって、その両端面２
ａ、３ａ形状を凹凸形状としている点が、上記実施形態
と異なる点である。図５（ａ）は接合前における各棒状
体２、３の端部２ｂ、３ｂの形状を示しており、図５
（ｂ）は接合後における棒状体２、３の接合状態を示し
ている。また図における斜線部分は、加熱及び加圧によ
り複合成形された接合部２２を示している。なお、この
他の構造は上記実施の形態と同様であるので、同一機能
部分に同一の符号を付してその説明を省略する。

【００２２】上記実施形態の変更例における突合せ接合
方法によれば、両方の突合せ端面２ａ、３ａの軸方向に
複数の突出部を形成したことによって、より各端面２
ａ、３ａ内にくい込み易くなると共に、圧着される接合
断面も増加するため、両棒状体２、３の接合強度を一段
と向上することができる。またこの結果、安定した接合
品質を有する継手を得ることができる。

【００２３】ところで、上記のような接合方法を用いた
金属材料間の接合は、土木、建築等の分野の構造物に使
用される金属材料の他に、自動車産業等の機械分野で使
用される車軸、ボルト、レール等の金属材料の接合にも
利用することができる。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）にその
具体的な応用例を示す。図６（ａ）は材質の異なる金属
材料間の接合、すなわち、ここではＳ２０ＣとＳ４５Ｃ
との接合例を示している。このように異種金属材料間の
接合が容易に実施可能になったことによって、例えば、
同一金属によって製造していた部材の一部を、硬さの異
なる金属に替えたり、軽い金属に替えたりすることが可
能となる。またこのように、使用できる金属の選択範囲
が広がったことによって、部品の軽量化及び低コスト化
を図ることが可能となる。また図６（ｂ）は、全長の長
尺寸法が５〜１０ｍ以上あるような、長尺アンカーボル
トのネジ加工部と棒状体との接合を示している。ここ
で、上記接合は、被接合部材を僅かに回転させるだけで
よいため、移動が困難な長尺部材の接合にも好適に利用
することができる。この結果、例えば、図に示す長尺ア
ンカーボルトのように、長さが長いためにネジ加工する
ことが困難な部材は、ネジ加工部のみを別に製造して、
後に棒状体に接合するということが可能となるため、こ
れによって作業の簡略化を図ることができる。さらに図
６（ｃ）は、接合する部材の形状が異なる部材同士の接
合例を示している。図は、棒状体の両端にフランジ部が
形成された部材を示しているが、上記接合方法を用いれ
ば、機械加工すべき部分を別に製造して、後に他の部品
と接合することが可能であるため、一本の部材を機械加
工することによって製造する場合と比較して、材料費の
節減や機械加工時間の短縮化を図ることができる。

【００２４】以上にこの発明の突合せ接合方法及び接合
装置の具体的な実施の形態について説明したが、この発
明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発
明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。
例えば、上記実施形態においては、それぞれの棒状体
２、３に別の加熱コイル７ａ、７ｂを設けることによっ
て、加熱温度を変えて異種金属同士の接合を行う場合に
ついて説明したが、同一金属同士の接合の場合は溶融点
が等しいため、１つの加熱コイル７で両棒状体２、３を
加熱すればよい。また、両突合せ端部２ｂ、３ｂを加熱
する加熱手段にしても、上記高周波誘導加熱装置以外
に、フラッシュバット溶接や直接通電による抵抗加熱、
あるいはガス加熱でもよい。さらに上記実施形態におい
ては、両方の棒状体２、３を回転、及び移動させること
によって圧着させたが、一方の棒状体２、３を固定状態
とし、他方の棒状体３、２のみを回転、及び移動させる
ことによって圧着することも可能である。また上記実施
の形態では、一方又は両方の棒状体２、３の端面２ａ、
３ａに突出部を形成したが、平坦な端面を有する棒状体
同士の接合であっても良い。また、上記実施形態で示し
た接合手順、すなわち棒状体２、３の加熱、加圧、回転
を行う手順及び時間等に関しては、上記実施形態に限定
されるものではなく、接合を行う棒状体２、３の材質や
形状等によって変更することが可能である。また上記実
施の形態では、加圧手段としてスクリューを用いたが、
シリンダ機構やリンク機構等の公知公用の駆動部を使用
することが可能であるし、さらに回転手段についても上
記以外の方法で回転させても良い。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の突合せ接合方法、及び請求項
４の突合せ接合装置によれば、加熱状態において、被接
合部材をその軸心回りにおける正方向、及び逆方向に相
対回転させることにより、加熱分布に周方向に偏りが生
じているような場合であっても、上記突合せ端部が略均
一的に加熱されるようになり、温度分布の均一化を図る
ことができる。この結果、上記突合せ端部の押圧変形時
において、両被接合部材の突合せ端部に加わる押圧力の
均一化を図ることができる。また、上記両突合せ端部に
軟化部分と軟化されていない部分とが偏在するような場
合であっても、両端部を加熱、加圧状態で接触させて回
転することによって、軟化部分と軟化されていない部分
との偏在状態が解消されることになるため、上記押圧変
形時において、両突合せ端部に加わる押圧力の均一化を
図ることができる。さらに上記回転によって塑性流動の
方向が逆転するので、これによって突合せ端部及びその
近傍における結晶粒の微細化を図ることもできる。以上
の結果、両被接合部材の接合強度を向上することができ
る。

【００２６】請求項２の突合せ接合方法によれば、被接
合部材の突合せ端面の軸方向に、突出部を形成すること
によって、両突合せ端面が平坦な場合よりも、相対する
端面内にくい込み易くなると共に、圧着される接合断面
も増加するため、両被接合部材の接合強度を向上するこ
とができる。また上記接合時には、この突出部近傍から
順に圧力が作用して変形していくことになるため、中心
部から外側に向けての金属の流動が起こりやすくなり、
これと共に不純物や気泡等が外部に排出され易くなる。
この結果、被接合部材の金属組織内部に不純物等が残存
するのを抑制することができ、両被接合部材の接合強度
を一段と向上することが可能となる。そして、これらの
結果、安定した接合品質を有する継手を得ることができ
る。

【００２７】請求項３の突合せ接合方法によれば、各被
接合部材の加熱温度を変えて、個別に加熱することが可
能となるため、溶融点の異なる異種金属材料同士の接
合、及び断面積の異なる材料同士の接合を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態である突合せ接合方法
を説明するための概略構成図である。

【図２】この発明の一実施の形態である突合せ接合装置
の全体を示した概略断面図である。

【図３】上記実施形態の突合せ接合方法の具体的な作動
内容を示す説明図である。

【図４】上記実施形態における各棒状体の接合過程を示
した概略説明図である。

【図５】上記実施形態の変更例における各棒状体の接合
過程を示した概略説明図である。

【図６】上記接合方法を用いた各種部材間の接合例を示
した概略図である。

【図７】従来の突合せ接合方法を説明するための概略構
成図である。

【図８】従来の各棒状体の接合過程を示した概略説明図
である。

【符号の説明】

１ 接合装置 ２ 棒状体（被接合部材） ２ａ 端面 ２ｂ 端部 ３ 棒状体（被接合部材） ３ａ 端面 ３ｂ 端部 ４ 接合用保護筒体 ７ 加熱コイル（加熱手段） ７ａ 第１加熱コイル ７ｂ 第２加熱コイル ２２ 接合部

フロントページの続き (71)出願人 501085142 名東産業株式会社 愛知県犬山市橋爪上海92−３ (72)発明者 牛尾 誠夫 兵庫県川西市緑台４丁目８番48号 (72)発明者 松井 繁朋 兵庫県神戸市中央区港島南町１丁目５番２ 号 財団法人新産業創造研究機構内 (72)発明者 四方 宏 兵庫県神戸市中央区港島南町１丁目５番２ 号 財団法人新産業創造研究機構内 (72)発明者 柳沼 良和 神奈川県相模原市南橋本４−３−15 日本 電子工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 明 埼玉県川口市前川２−36−18 株式会社明 峰内 (72)発明者 東郷 曠 愛知県小牧市小木東１丁目20番地 名東産 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E125 AA01 AB13 AC00 AC14 AC19 AG03 AG26 CA90 DA03 2E164 AA02 BA24 BA48 4E067 AA02 BB02 BG01 CA02 CA03 CA04 DC02 DC05 EA09 EB00 EC05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の被接合部材（２）（３）を突合せ
   配置し、両突合せ端部（２ｂ）（３ｂ）を加熱すると共
   に、加熱状態で両突合せ端部（２ｂ）（３ｂ）を圧着す
   る突合せ接合方法において、加熱、加圧状態において、
   上記被接合部材（２）（３）をその軸心回りに相対回転
   させ、その後、これとは逆方向に相対回転させてから、
   両突合せ端部（２ｂ）（３ｂ）を圧着するように構成し
   たことを特徴とする突合せ接合方法。
2. 【請求項２】 上記一対の被接合部材（２）（３）の一
   方又は両方の突合せ端面（２ａ）（３ａ）に、その軸方
   向に突出する突出部が形成されていることを特徴とする
   請求項１の突合せ接合方法。
3. 【請求項３】 上記一方の被接合部材（２）の突合せ端
   部（２ｂ）と、他方の被接合部材（３）の突合せ端部
   （３ｂ）とを、それぞれ別の加熱手段（７ａ）（７ｂ）
   によって加熱するように構成したことを特徴とする請求
   項１又は請求項２の突合せ接合方法。
4. 【請求項４】 一対の被接合部材（２）（３）の両突合
   せ端部（２ｂ）（３ｂ）を加熱するための加熱手段
   （７）と、上記両突合せ端部（２ｂ）（３ｂ）を圧着す
   るための加圧手段と、上記被接合部材（２）（３）をそ
   の軸心回りにおける正方向、及び逆方向に相対回転する
   ための回転手段とを備えていることを特徴とする突合せ
   接合装置。