JP2002283069A - 摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
摩擦攪拌接合方法Info
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- JP2002283069A JP2002283069A JP2001092671A JP2001092671A JP2002283069A JP 2002283069 A JP2002283069 A JP 2002283069A JP 2001092671 A JP2001092671 A JP 2001092671A JP 2001092671 A JP2001092671 A JP 2001092671A JP 2002283069 A JP2002283069 A JP 2002283069A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】生産性の向上や軽量化を図りながら、接合後に
空洞を発生させることなく所望の強度を満足させる摩擦
攪拌接合方法を提供すること。 【解決手段】第１構造部材５の一方の面に第２構造部材
６の肉厚ｔ６より大きな幅ｗ７の溝７が設けられ、この
溝７に第２構造部材６を組み付け、第１構造部材５の他
方の面５ａより回転子２の先端に突設されたプローブ３
を挿入し摩擦攪拌させてＴ字型の突合わせ接合をする摩
擦攪拌接合方法において、攪拌された構造部材５，６の
材料が塑性流動して前記溝７における第１構造部材５と
第２構造部材６との間の隙間Ｓを充填するように、ショ
ルダー４における前記回転子２の直径Ｄを前記プローブ
３の直径ｄの２．５倍以上とし、前記プローブ３が前記
第１構造部材５の摩擦攪拌される部位近傍の表面の垂線
に対する傾斜角θを３°以上傾斜させて摩擦攪拌接合し
た。
空洞を発生させることなく所望の強度を満足させる摩擦
攪拌接合方法を提供すること。 【解決手段】第１構造部材５の一方の面に第２構造部材
６の肉厚ｔ６より大きな幅ｗ７の溝７が設けられ、この
溝７に第２構造部材６を組み付け、第１構造部材５の他
方の面５ａより回転子２の先端に突設されたプローブ３
を挿入し摩擦攪拌させてＴ字型の突合わせ接合をする摩
擦攪拌接合方法において、攪拌された構造部材５，６の
材料が塑性流動して前記溝７における第１構造部材５と
第２構造部材６との間の隙間Ｓを充填するように、ショ
ルダー４における前記回転子２の直径Ｄを前記プローブ
３の直径ｄの２．５倍以上とし、前記プローブ３が前記
第１構造部材５の摩擦攪拌される部位近傍の表面の垂線
に対する傾斜角θを３°以上傾斜させて摩擦攪拌接合し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のフ
レーム用アルミニウム合金製構造部材をＴ字型の突き合
わせ接合をする方法、特に、摩擦攪拌接合方法に関す
る。
レーム用アルミニウム合金製構造部材をＴ字型の突き合
わせ接合をする方法、特に、摩擦攪拌接合方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車のフレーム用構造部材は、車両の
軽量化の観点からアルミニウム合金が多く使用されるよ
うになってきた。このようなアルミニウム合金製構造部
材をＴ字型の突き合わせ接合をする方法としては、ＴＩ
Ｇ、ＭＩＧ等のアーク溶接が一般的であるが、溶接熱に
より接合部近傍が軟化し強度が低下する恐れがあった。
軽量化の観点からアルミニウム合金が多く使用されるよ
うになってきた。このようなアルミニウム合金製構造部
材をＴ字型の突き合わせ接合をする方法としては、ＴＩ
Ｇ、ＭＩＧ等のアーク溶接が一般的であるが、溶接熱に
より接合部近傍が軟化し強度が低下する恐れがあった。
【０００３】そこで、例えば特開平１１−２８５８１号
公報に示されるように、第１部材に設けられた溝に第２
部材を嵌合し、第１部材の溝の反対側の面より摩擦攪拌
用プローブを作用せしめて接合する摩擦攪拌接合が知ら
れている。
公報に示されるように、第１部材に設けられた溝に第２
部材を嵌合し、第１部材の溝の反対側の面より摩擦攪拌
用プローブを作用せしめて接合する摩擦攪拌接合が知ら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した公報に示され
る摩擦攪拌接合においては、アーク溶接よりも低い温度
で接合できるため、接合時の熱による強度低下を少なく
することができる。しかしながら、第２構造部材におけ
る第１構造部材の溝に嵌合される部位または第２構造部
材全体を厚肉にするため、生産性や軽量化に反するとい
う問題があった。
る摩擦攪拌接合においては、アーク溶接よりも低い温度
で接合できるため、接合時の熱による強度低下を少なく
することができる。しかしながら、第２構造部材におけ
る第１構造部材の溝に嵌合される部位または第２構造部
材全体を厚肉にするため、生産性や軽量化に反するとい
う問題があった。
【０００５】また、第１構造部材の溝を深くし薄肉の第
２構造部材を嵌合させる場合、特に、第１構造部材が鋳
造により溝が設けてあったり、第２構成部材が口型・田
型等断面のアルミニウム合金押出材であったりするとき
は、加工精度上第１構成部材と第２構造部材との間に隙
間（スキ）が生じ、接合後に空洞が発生することにより
接合強度が低下するという問題があった。
２構造部材を嵌合させる場合、特に、第１構造部材が鋳
造により溝が設けてあったり、第２構成部材が口型・田
型等断面のアルミニウム合金押出材であったりするとき
は、加工精度上第１構成部材と第２構造部材との間に隙
間（スキ）が生じ、接合後に空洞が発生することにより
接合強度が低下するという問題があった。
【０００６】それゆえ、本発明は、生産性の向上や軽量
化を図りながら、接合後に空洞を発生させることなく所
望の強度を満足させる摩擦攪拌接合方法を提供すること
を、その技術的課題とする。
化を図りながら、接合後に空洞を発生させることなく所
望の強度を満足させる摩擦攪拌接合方法を提供すること
を、その技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するために講じた本発明による摩擦攪拌接合方法は、
第１構造部材の一方の面に第２構造部材の肉厚より大き
な幅の溝が設けられ、この溝に第２構造部材を組み付
け、第１構造部材の他方の面より回転子の先端に突設さ
れたプローブを挿入し摩擦攪拌させてＴ字型の突合わせ
接合をする摩擦攪拌接合方法において、攪拌された第１
構造部材及び第２構造部材の材料が塑性流動して前記溝
における第１構造部材と第２構造部材との間の隙間を充
填するように、前記回転子のショルダー部の直径が前記
プローブの直径の２．５倍以上であり、前記回転子の接
合方向後方のショルダーが第１構造部材に食い込む方向
に前記プローブが前記第１構造部材の摩擦攪拌される部
位近傍の表面の垂線に対する傾斜角を３°以上傾斜して
摩擦攪拌することを特徴とする。
決するために講じた本発明による摩擦攪拌接合方法は、
第１構造部材の一方の面に第２構造部材の肉厚より大き
な幅の溝が設けられ、この溝に第２構造部材を組み付
け、第１構造部材の他方の面より回転子の先端に突設さ
れたプローブを挿入し摩擦攪拌させてＴ字型の突合わせ
接合をする摩擦攪拌接合方法において、攪拌された第１
構造部材及び第２構造部材の材料が塑性流動して前記溝
における第１構造部材と第２構造部材との間の隙間を充
填するように、前記回転子のショルダー部の直径が前記
プローブの直径の２．５倍以上であり、前記回転子の接
合方向後方のショルダーが第１構造部材に食い込む方向
に前記プローブが前記第１構造部材の摩擦攪拌される部
位近傍の表面の垂線に対する傾斜角を３°以上傾斜して
摩擦攪拌することを特徴とする。
【０００８】上記した本発明による摩擦攪拌接合におい
ては、攪拌された構造部材の材料が塑性流動して溝の隙
間を充填するので、接合後に空洞を発生させることな
く、所望の強度を満足させることができる。
ては、攪拌された構造部材の材料が塑性流動して溝の隙
間を充填するので、接合後に空洞を発生させることな
く、所望の強度を満足させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１０】図１及び図２は、本発明による摩擦攪拌接
合方法の一実施形態を示すもので、図１は第１構成部材
５と第２構成部材６とを組み合わせた状態を示す横断面
図、図２はプローブ３を挿入して摩擦攪拌させている状
態を示す縦断面図（図１におけるＡ視）である。
合方法の一実施形態を示すもので、図１は第１構成部材
５と第２構成部材６とを組み合わせた状態を示す横断面
図、図２はプローブ３を挿入して摩擦攪拌させている状
態を示す縦断面図（図１におけるＡ視）である。
【００１１】図１に示すように、第１構造部材５の一方
の面に溝７が設けられ、この溝７に第２構成部材６が組
み付けられる。溝７の溝幅ｗ７は、第２構成部材６の肉
厚ｔ６より大きく設定されているので、第２構成部材６
を第１構成部材５に組み付けた状態では、溝７には第１
構成部材５と第２構成部材６との間に隙間Ｓが生じてい
る。
の面に溝７が設けられ、この溝７に第２構成部材６が組
み付けられる。溝７の溝幅ｗ７は、第２構成部材６の肉
厚ｔ６より大きく設定されているので、第２構成部材６
を第１構成部材５に組み付けた状態では、溝７には第１
構成部材５と第２構成部材６との間に隙間Ｓが生じてい
る。
【００１２】また、摩擦攪拌接合用治具１は、円柱状の
回転子２と、回転子２の回転軸１０上の先端に突設され
たプローブ３とで構成され、駆動装置（図示せず）によ
り高速で回転が可能である。プローブ３の直径ｄは、シ
ョルダー４における回転子２の直径Ｄよりも小さく、第
１構成部材５の溝７の溝幅ｗ７よりも大きく設定されて
いる。回転子２のショルダー４は、外周からプローブ３
に向かって傾斜した凹面となっており、プローブ３の先
端は球状に形成されている。尚、効果的に摩擦攪拌する
ために、プローブ３の外周面にねじ構造等の凹凸を形成
してもよい。
回転子２と、回転子２の回転軸１０上の先端に突設され
たプローブ３とで構成され、駆動装置（図示せず）によ
り高速で回転が可能である。プローブ３の直径ｄは、シ
ョルダー４における回転子２の直径Ｄよりも小さく、第
１構成部材５の溝７の溝幅ｗ７よりも大きく設定されて
いる。回転子２のショルダー４は、外周からプローブ３
に向かって傾斜した凹面となっており、プローブ３の先
端は球状に形成されている。尚、効果的に摩擦攪拌する
ために、プローブ３の外周面にねじ構造等の凹凸を形成
してもよい。
【００１３】第１構成部材と第２構成部材との接合は、
図２に示すように、回転子２及びプローブ３を高速で回
転させながら、溝７に第２構成部材６を組み付けた状態
で第１構成部材５の溝７の反対の面５ａより、回転子２
の接合方向８後方のショルダー４ａが第１構造部材５の
面５ａに食い込む方向に回転子２及びプローブ３が面５
ａの垂線１１に対する回転軸１０の傾斜角である先進角
θで傾斜して、プローブ３を第２構成部材６に及ぶよう
に挿入させると共に、回転子２のショルダー４を第１構
成部材５の面５ａに接触させ、溝７に沿って移動させる
ことで摩擦攪拌接合を行う。
図２に示すように、回転子２及びプローブ３を高速で回
転させながら、溝７に第２構成部材６を組み付けた状態
で第１構成部材５の溝７の反対の面５ａより、回転子２
の接合方向８後方のショルダー４ａが第１構造部材５の
面５ａに食い込む方向に回転子２及びプローブ３が面５
ａの垂線１１に対する回転軸１０の傾斜角である先進角
θで傾斜して、プローブ３を第２構成部材６に及ぶよう
に挿入させると共に、回転子２のショルダー４を第１構
成部材５の面５ａに接触させ、溝７に沿って移動させる
ことで摩擦攪拌接合を行う。
【００１４】このとき、回転子２を回転させることによ
り、プローブ３及びショルダー４と構成部材５，６との
摺動で摩擦熱が発生し、摩擦攪拌接合用治具１の接触部
近傍の構成部材５、６の材料が軟化と共に攪拌させら
れ、塑性流動して隙間Ｓをも充填して第１構成部材５と
第２構成部材６とを接合することができる。
り、プローブ３及びショルダー４と構成部材５，６との
摺動で摩擦熱が発生し、摩擦攪拌接合用治具１の接触部
近傍の構成部材５、６の材料が軟化と共に攪拌させら
れ、塑性流動して隙間Ｓをも充填して第１構成部材５と
第２構成部材６とを接合することができる。
【００１５】つまり、先進角θで傾斜している回転子２
におけるショルダー４の接触部近傍である第１構成部材
５の溶融部９（図２において断面三角形の所）の材料
が、塑性流動して第１構成部材の他部位及び第２構成部
材の材料と混ざり合って隙間Ｓを充填して、図３に示す
ように、空洞の無い接合部１２が得られる。
におけるショルダー４の接触部近傍である第１構成部材
５の溶融部９（図２において断面三角形の所）の材料
が、塑性流動して第１構成部材の他部位及び第２構成部
材の材料と混ざり合って隙間Ｓを充填して、図３に示す
ように、空洞の無い接合部１２が得られる。
【００１６】ここで、回転子２のショルダー４部の直径
Ｄがプローブ３の直径ｄの２．５倍未満、もしくは、先
進角θが３°未満では、構成部材５，６の材料を塑性流
動させる効果は十分でないため、直径Ｄは直径ｄの２．
５倍以上、先進角θは３°以上が望ましい。更に、この
回転子２の直径Ｄ及び先進角θは、接合部のスペースや
摩擦熱による影響等をも考慮し総合的に決定される。
Ｄがプローブ３の直径ｄの２．５倍未満、もしくは、先
進角θが３°未満では、構成部材５，６の材料を塑性流
動させる効果は十分でないため、直径Ｄは直径ｄの２．
５倍以上、先進角θは３°以上が望ましい。更に、この
回転子２の直径Ｄ及び先進角θは、接合部のスペースや
摩擦熱による影響等をも考慮し総合的に決定される。
【００１７】次に、本発明の実施例について、比較例と
比較して具体的に説明する。
比較して具体的に説明する。
【００１８】実施例及び比較例共に、図１及び図２示す
ような形態において、肉厚ｔ５が５ｍｍのアルミニウム
合金圧延材（Ａ５０５２）である第１構成部材５に、深
さｈ７が４ｍｍで表１に示す溝幅ｗ７の溝７を設け、こ
の溝７に肉厚ｔ６が２ｍｍのアルミニウム合金押出材
（Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）である第２構成部材６を組み付
け、面５ａより、表１に示す直径Ｄ及び直径ｄの摩擦攪
拌接合用治具１を先進角θにて挿入し、回転速度２５０
０ｒｐｍ、接合速度（移動速度）３００ｍｍ／ｍｉｎの
条件にて摩擦攪拌接合を行った。尚、いずれの摩擦攪拌
接合用治具１においても、ショルダー４は凹面、プロー
ブ３は先端が球状、長さＬが４．５ｍｍとした。
ような形態において、肉厚ｔ５が５ｍｍのアルミニウム
合金圧延材（Ａ５０５２）である第１構成部材５に、深
さｈ７が４ｍｍで表１に示す溝幅ｗ７の溝７を設け、こ
の溝７に肉厚ｔ６が２ｍｍのアルミニウム合金押出材
（Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）である第２構成部材６を組み付
け、面５ａより、表１に示す直径Ｄ及び直径ｄの摩擦攪
拌接合用治具１を先進角θにて挿入し、回転速度２５０
０ｒｐｍ、接合速度（移動速度）３００ｍｍ／ｍｉｎの
条件にて摩擦攪拌接合を行った。尚、いずれの摩擦攪拌
接合用治具１においても、ショルダー４は凹面、プロー
ブ３は先端が球状、長さＬが４．５ｍｍとした。
【００１９】十分に冷却固化したあと、接合部２の外観
及び内部を調査することにより接合性評価を行った。例
えば、図４に示すように、接合部２２の外観２２ａに欠
陥が無くても内部に空洞２２ｂのような欠陥があれば、
接合性は大きく損なわれる。そこで、外観は目視にて、
内部はＸ線透過装置及び接断面の観察にて欠陥（空洞も
含む）の有無を調べ、外観及び内部それぞれにおいて、
φ１ｍｍ以上の欠陥が有れば×、φ１ｍｍ未満の欠陥が
有れば△、欠陥が認められなければ○と判定した。これ
らの結果も、表１に併せて示した。
及び内部を調査することにより接合性評価を行った。例
えば、図４に示すように、接合部２２の外観２２ａに欠
陥が無くても内部に空洞２２ｂのような欠陥があれば、
接合性は大きく損なわれる。そこで、外観は目視にて、
内部はＸ線透過装置及び接断面の観察にて欠陥（空洞も
含む）の有無を調べ、外観及び内部それぞれにおいて、
φ１ｍｍ以上の欠陥が有れば×、φ１ｍｍ未満の欠陥が
有れば△、欠陥が認められなければ○と判定した。これ
らの結果も、表１に併せて示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１に示すように、回転子２の直径Ｄをプ
ローブ３の直径ｄの２．５倍、先進角θを３°にした実
施例１〜６は、外観及び内部共に欠陥は認められず、い
ずれも比較例７〜１２と比べて接合性の良いことが確認
できた。それに対して、比較例７〜１２は、外観に欠陥
の認められない例もあるが、内部には空洞が生じてお
り、接合性の悪いことが明らかとなった。
ローブ３の直径ｄの２．５倍、先進角θを３°にした実
施例１〜６は、外観及び内部共に欠陥は認められず、い
ずれも比較例７〜１２と比べて接合性の良いことが確認
できた。それに対して、比較例７〜１２は、外観に欠陥
の認められない例もあるが、内部には空洞が生じてお
り、接合性の悪いことが明らかとなった。
【００２２】上記のように、本発明による摩擦攪拌接合
によれば、加工精度上及び組み付け上において必要とさ
れる隙間ＳのあるＴ字型の突合わせ接合であっても、摩
擦攪拌による材料の塑性流動により隙間Ｓが充填され、
接合後に空洞がなく接合性の良い、強度上好ましい構造
材を得ることができる。また、第１構造部材に溝７を設
けたことにより、接合時の位置ずれも少なく、組み付け
性も良好である。
によれば、加工精度上及び組み付け上において必要とさ
れる隙間ＳのあるＴ字型の突合わせ接合であっても、摩
擦攪拌による材料の塑性流動により隙間Ｓが充填され、
接合後に空洞がなく接合性の良い、強度上好ましい構造
材を得ることができる。また、第１構造部材に溝７を設
けたことにより、接合時の位置ずれも少なく、組み付け
性も良好である。
【００２３】更に、他のアーク溶接等の接合と比較する
と、接合による強度低下も少なく、例えば、図５に示す
ような自動車の構造材であるバンパリィンホースメント
１３を固定すると共に車両の衝突時の衝撃を吸収するク
ラッシュボックス１４に実施しても、優れた性能を得る
ことができる。
と、接合による強度低下も少なく、例えば、図５に示す
ような自動車の構造材であるバンパリィンホースメント
１３を固定すると共に車両の衝突時の衝撃を吸収するク
ラッシュボックス１４に実施しても、優れた性能を得る
ことができる。
【００２４】クラッシュボックス１４は、図６に示すよ
うに、肉厚ｔ１５が５ｍｍのアルミニウム圧延材（Ａ５
０５２）である第１構成部材１５に、肉厚が２ｍｍの田
型断面（外壁が１００×６０ｍｍ、押出方向長さ２００
ｍｍ）のアルミニウム合金押出材（Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）
である第２構成部材１６を組み付け、図７に示すよう
に、第１構成部材１５の面１５ａより、実施例１〜６と
同様の摩擦攪拌接合用治具１及び条件にて摩擦攪拌接合
される。第１構成部材１５の面１５ａの反対の面には、
第２構成部材１６が組み付くように、深さ４ｍｍで溝幅
２．２〜２．７ｍｍの溝１７が田型に設けてある。
うに、肉厚ｔ１５が５ｍｍのアルミニウム圧延材（Ａ５
０５２）である第１構成部材１５に、肉厚が２ｍｍの田
型断面（外壁が１００×６０ｍｍ、押出方向長さ２００
ｍｍ）のアルミニウム合金押出材（Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）
である第２構成部材１６を組み付け、図７に示すよう
に、第１構成部材１５の面１５ａより、実施例１〜６と
同様の摩擦攪拌接合用治具１及び条件にて摩擦攪拌接合
される。第１構成部材１５の面１５ａの反対の面には、
第２構成部材１６が組み付くように、深さ４ｍｍで溝幅
２．２〜２．７ｍｍの溝１７が田型に設けてある。
【００２５】図８に示すように、本発明による摩擦攪拌
接合にて接合されたクラッシュボックス１４は、熱によ
る硬度低下した接合部近傍の領域が、従来のアーク溶接
と比べて小さくなっていることがわかり、また、クラッ
シュボックス１４を第２構成部材１６の押出方向に軸圧
壊させたときのエネルギー吸収量は、図９に示すよう
に、従来のアーク溶接よりも大きくなっており、優れた
性能を有していることがわかる。
接合にて接合されたクラッシュボックス１４は、熱によ
る硬度低下した接合部近傍の領域が、従来のアーク溶接
と比べて小さくなっていることがわかり、また、クラッ
シュボックス１４を第２構成部材１６の押出方向に軸圧
壊させたときのエネルギー吸収量は、図９に示すよう
に、従来のアーク溶接よりも大きくなっており、優れた
性能を有していることがわかる。
【００２６】同様に、図１０に示すような自動車の構造
部材であるインストルメントパネルのリィンホースメン
ト２３に実施してもよい。図１１（図１０におけるＢ−
Ｂ断面）に示すように、リィンホースメント２３は、肉
厚ｔ２５が５ｍｍのアルミダイカスト材（ＡＤＣ１２）
である第１構成部材２５（取り付け部材）に、肉厚ｔ２
６が１．６ｍｍの円形断面（直径７０ｍｍ）のアルミニ
ウム合金押出材（Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）である第２構成部
材２６を組み付け、第１構成部材２５の面２５ａより、
実施例１〜６と同様の摩擦攪拌接合用治具１及び条件に
て摩擦攪拌接合される。但し、先進角θを４°にするこ
とにより、第１構成部材２５の面２５ａの反対の面に
は、第２構成部材２６が組み付くように、深さ４ｍｍ、
溝幅ｗ２７が２．０ｍｍで抜き勾配のある溝２７が円型
に設けてあるが、摩擦攪拌によって構成部材２５、２６
の材料が塑性流動して隙間Ｓ２を充填して、空洞の無い
接合とすることができる。
部材であるインストルメントパネルのリィンホースメン
ト２３に実施してもよい。図１１（図１０におけるＢ−
Ｂ断面）に示すように、リィンホースメント２３は、肉
厚ｔ２５が５ｍｍのアルミダイカスト材（ＡＤＣ１２）
である第１構成部材２５（取り付け部材）に、肉厚ｔ２
６が１．６ｍｍの円形断面（直径７０ｍｍ）のアルミニ
ウム合金押出材（Ａ６Ｎ０１−Ｔ５）である第２構成部
材２６を組み付け、第１構成部材２５の面２５ａより、
実施例１〜６と同様の摩擦攪拌接合用治具１及び条件に
て摩擦攪拌接合される。但し、先進角θを４°にするこ
とにより、第１構成部材２５の面２５ａの反対の面に
は、第２構成部材２６が組み付くように、深さ４ｍｍ、
溝幅ｗ２７が２．０ｍｍで抜き勾配のある溝２７が円型
に設けてあるが、摩擦攪拌によって構成部材２５、２６
の材料が塑性流動して隙間Ｓ２を充填して、空洞の無い
接合とすることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上の如く、本発明による摩擦攪拌接合
によれば、生産性の向上や軽量化を図りながら、接合後
に空洞を発生させること無く、接合後の構造材の強度や
性能を満足させることができる。また、加工精度が不十
分なことに起因する隙間（スキ）を許容しているにもか
かわらず、接合部に欠陥もなく良好な接合品質を維持す
ることができる。
によれば、生産性の向上や軽量化を図りながら、接合後
に空洞を発生させること無く、接合後の構造材の強度や
性能を満足させることができる。また、加工精度が不十
分なことに起因する隙間（スキ）を許容しているにもか
かわらず、接合部に欠陥もなく良好な接合品質を維持す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による摩擦攪拌接合方法の一実施形態を
示すもので、第１構成部材と第２構成部材とを組み合わ
せた状態（接合前）を示す横断面図である。
示すもので、第１構成部材と第２構成部材とを組み合わ
せた状態（接合前）を示す横断面図である。
【図２】図１に示す実施形態で、プローブを挿入して摩
擦攪拌させている状態を示す縦断面図（図１におけるＡ
視）である。
擦攪拌させている状態を示す縦断面図（図１におけるＡ
視）である。
【図３】図１に示す実施形態の接合後を示す横断面図で
ある。
ある。
【図４】接合部に欠陥（空洞）のある接合後を示す横断
面図である。
面図である。
【図５】本発明の方法を実施した自動車の構造材の一例
を示すクラッシュボックスにバンパリィンホースメント
を固定した状態を示す斜視図である。
を示すクラッシュボックスにバンパリィンホースメント
を固定した状態を示す斜視図である。
【図６】図５のクラッシュボックスの第１構成部材と第
２構成部材とを組み合わせる前の状態を示す斜視図であ
る。
２構成部材とを組み合わせる前の状態を示す斜視図であ
る。
【図７】図５のクラッシュボックスの第１構成部材と第
２構成部材とを接合中の状態を示す斜視図である。
２構成部材とを接合中の状態を示す斜視図である。
【図８】本発明及び従来の溶接により接合されたクラッ
シュボックスにおける接合部からの距離と硬度の関係を
示す図である。
シュボックスにおける接合部からの距離と硬度の関係を
示す図である。
【図９】本発明及び従来の溶接により接合されたクラッ
シュボックスにおける衝突時のエネルギー吸収特性を示
す荷重−変形量線図である。
シュボックスにおける衝突時のエネルギー吸収特性を示
す荷重−変形量線図である。
【図１０】本発明の方法を実施した自動車の構造材の別
の一例を示すインストルメントパネルのリィンホースメ
ントを示す斜視図である。
の一例を示すインストルメントパネルのリィンホースメ
ントを示す斜視図である。
【図１１】図１０のリィンホースメントの第１構成部材
と第２構成部材とを組み合わせた状態（接合前）を示す
横断面図（図１０におけるＢ−Ｂ断面）である。
と第２構成部材とを組み合わせた状態（接合前）を示す
横断面図（図１０におけるＢ−Ｂ断面）である。
１ 摩擦攪拌接合用治具 ２ 回転子 ３ プローブ ４ ショルダー ５ 第１構成部材（構成部材） ５ａ 面 ６ 第２構成部材（構成部材） ７ 溝 ８ 接合方向（進行方向） ｄ プローブの直径 Ｄ 回転子の直径 Ｓ 隙間（スキ） ｔ６ 肉厚 ｗ７ 溝幅 θ 先進角（傾斜角）
Claims (1)
- 【請求項１】 第１構造部材の一方の面に第２構造部材
の肉厚より大きな幅の溝が設けられ、この溝に第２構造
部材を組み付け、第１構造部材の他方の面より回転子の
先端に突設されたプローブを挿入し摩擦攪拌させてＴ字
型の突合わせ接合をする摩擦攪拌接合方法において、攪
拌された第１構造部材及び第２構造部材の材料が塑性流
動して前記溝における第１構造部材と第２構造部材との
間の隙間を充填するように、前記回転子のショルダー部
の直径が前記プローブの直径の２．５倍以上であり、前
記回転子の接合方向後方のショルダーが第１構造部材に
食い込む方向に前記プローブが前記第１構造部材の摩擦
攪拌される部位近傍の表面の垂線に対する傾斜角を３°
以上傾斜して摩擦攪拌することを特徴とする摩擦攪拌接
合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092671A JP2002283069A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 摩擦攪拌接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001092671A JP2002283069A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 摩擦攪拌接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002283069A true JP2002283069A (ja) | 2002-10-02 |
Family
ID=18947093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001092671A Pending JP2002283069A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 摩擦攪拌接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002283069A (ja) |
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