JP2002331370A

JP2002331370A - アルミニウム又はアルミニウム合金板材の接合方法

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Publication number: JP2002331370A
Application number: JP2002093628A
Authority: JP
Inventors: Jun Hara; 純原; Masaaki Kumai; 雅章熊井; Hisashi Hori; 久司堀; Shinya Makita; 慎也牧田
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2002-11-19
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: JP3948323B2

Abstract

(57)【要約】【課題】板厚が相違するアルミニウム又はその合金板材
同士を所要の強度を保ちつつ、確実且つ容易に摩擦攪拌
接合できる上記板材の接合方法を提供する。【解決手段】板厚が相違する一対のアルミニウム合金板
材１ａ，１ｂの端面間に断面略Ｔ形の接合材２ｂの垂直
片６を挟持し且つ該接合材２ｂの傾斜した水平片４ｂを
各板材１ａ，１ｂの各表面上に接触させる工程と、板材
１ａ，１ｂの外側から回転する円筒形のボビン１２底面
の表面抑え部１４で接合材２ｂの水平片４ｂを押圧し、
該表面抑え部１４の中心から垂下しこれと同時に回転す
る摩擦ピン１６を接合材２ｂの水平片４ｂに貫通し且つ
垂直片６に沿って板材１ａ，１ｂの端面間付近に所定の
深さ進入させ、上記ボビン１２及び摩擦ピン１６を回転
しつつ板材１ａ，１ｂの端面間の長手方向に沿って移動
させて摩擦攪拌接合を施す工程と、を含み、板材１ａ，
１ｂ間に傾いた接合線Ｗを形成する、アルミニウム又は
その合金板材の接合方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板厚が相違する一
対のアルミニウム又はアルミニウム合金(以下、単にアル
ミニウム合金という)板材で、特に圧延成形された板材
をそれぞれの端面に沿って、突合わせ状態に接合する接
合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アーク溶接等に比べて簡単に金属
材同士を接合できる摩擦攪拌接合が注目されている。こ
の摩擦攪拌接合は図８(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、互い
に端面を突合わせ且つ拘束した一対のアルミニウム合金
製の板材２０，２１間の突合わせ面に沿って、回転する
工具２２を押圧しつつ移動することにより施される。こ
の工具２２は、被接合材より硬度及び軟化温度が高い材
料からなり、回転する円筒形のボビン２４と、その凹ん
だ底面である表面抑え部２６と、その中心から同軸に垂
下する摩擦ピン２８からなる。

【０００３】そして、図８(Ｂ)に示すように、工具２２
は上記突合わせ面に沿ってやや傾けた状態で水平(左)方
向に移動され、且つ垂直方向の押し込み力が付加され
る。上記摩擦ピン２８の周面には、図示しない水平方向
に沿ったネジ状の摩擦攪拌翼が形成され、摩擦熱の発生
及びこれにより軟化した材料の攪拌を容易にしている。
尚、通常摩擦ピン２８の摩擦部の長さは３〜１０ｍｍ、
その直径は３〜１０ｍｍ、表面抑え部２６の直径は６〜
２５ｍｍである。また、この場合工具２２の回転速度は
５００〜１５０００ｒｐｍ、送り速度は０.０５〜２ｍ／
分で、工具２２に加える軸方向の押し込み力は１ｋＮ〜
２０ｋＮの範囲内で、接合する板材の板厚や材質に応じ
て選定される。

【０００４】上記摩擦ピン２８の回転と移動に伴って、
各板材２０，２１の突合わせ面付近のアルミニウム合金
は、摩擦熱により加熱して可塑化されると共に、突合わ
せ面を挟んで各板材２０，２１間に渉って水平及び垂直
方向に流動化し攪拌される。また、表面抑え部２６は、
流動化したアルミニウム合金の垂直方向の動きを抑制
し、摩擦熱を発生させると共に、表面抑え部２６と摩擦
ピン２８とにより流動化されたアルミニウム合金を攪拌
する。これにより、図８(Ｃ)に示すように、上記アルミ
ニウム合金は固化し、一定の幅と深さを有する接合線Ｗ
となる。従って、アーク溶接等のように盛り上がった溶
接ビートがなく、後加工が容易になる。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、上記流動化さ
れたアルミニウム合金の攪拌及び表面抑え部２６の押圧
により、板材２０，２１の接合部付近の板厚が減り、図
８(Ｃ)に示すように、接合線Ｗの表面に凹溝Ｗａを形成
される。この凹溝Ｗａの深さｄ分だけ、少なくとも一対
の板材２０，２１間の接合強度が低下するという問題を
有する。この凹溝Ｗａの問題は、アルミニウム合金板材
の板厚が薄くなるほど顕著である。即ち、厚肉の板材同
士を接合する場合、接合線Ｗを深く形成しても形成され
る凹溝Ｗａの深さはあまり変わらないため、所要の接合
強度が保てるためである。また、凹溝Ｗａ表面の両端に
形成される一対の突起Ｗｅは、摩擦攪拌の結果各板材２
０，２１の表面ＳＦよりも突出するバリで、これが形成
されない場合もある。

【０００６】一方、図８(Ｄ)に示すように、一対のアル
ミニウム合金の押出形材３０，３１を接合する場合、各
形材３０，３１の端面に沿って上記凹溝Ｗａの深さｄに
相当する分を厚肉にした凸条部３２，３２を予め一体に
形成することができる。従って、各形材３０，３１の端
面同士を摩擦攪拌接合による深い接合線Ｗを形成する
と、図８(Ｅ)に示すように、各凸条部３２の高さによ
り、接合線Ｗ表面の凹溝Ｗａの深さｄ相当分の板厚減少
を吸収することができる。しかしながら、接合すべき部
材が圧延成形材の場合等、上記押出形材３０等で凸条部
３２を一体に成形しておくことが困難な場合、図８
(Ｄ)，(Ｅ)で示した接合方法は適用できないと共に、板
厚が相違する板材同士の摩擦攪拌接合については、これ
まで全く知られていなかった。本発明は、以上に説明し
た従来の技術における問題点を解決し、接合部における
板厚減少を生じさせず、板厚が相違する比較的薄肉のア
ルミニウム合金板材同士を所要の強度を保ちつつ、確実
且つ容易に摩擦攪拌接合できるアルミニウム合金板材の
接合方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、一対のアルミニウム合金板材の端面同士間
に断面略Ｔ形等の接合材の垂直片を挟持し、且つこの接
合材の水平片を各板材の表面に接触させて、一対の板材
と接合材の三者を同時に摩擦攪拌接合することにより、
各板材の板厚を補償することに着想して成されたもので
ある。

【０００８】即ち、本発明のアルミニウム又はアルミニ
ウム合金板材の接合方法(請求項１)は、板厚が相違する
一対のアルミニウム又はアルミニウム合金板材の端面間
に、断面略Ｔ形の接合材の垂直片を挟持し、且つこの接
合材の水平片を上記板材の表面上に接触させる工程と、
上記一対のアルミニウム又はアルミニウム合金板材同士
の表面側から、回転するボビン底面の表面抑え部で上記
接合材の水平片を押圧し、この表面抑え部の中心から垂
下し表面抑え部と同時に回転する摩擦ピンを接合材の水
平片に貫通し、且つその垂直片に沿って上記板材同士の
端面間に所定の深さ進入させると共に、このボビン及び
摩擦ピンを回転しつつ上記板材同士の端面間の長手方向
に沿って移動させて摩擦攪拌接合を施す工程と、を含
み、上記一対の板材間の長手方向に沿って傾いた接合線
を形成する、ことを特徴とする。

【０００９】これによれば、板厚が相違する一対の板材
と共に可塑化され流動化する接合材の水平片により、各
板材間に跨る接合部の板厚減少を補償することができ、
摩擦攪拌接合による薄肉の板材同士の突合わせ接合を所
要の強度を有して確実に施すことができる。しかも、接
合材の固定は、その垂直片を一対の板材間に挟持するの
みで良く、通常の板材の拘束方法により容易に行うこと
が可能である。

【００１０】また、前記接合材は、傾斜した水平片を有
する、アルミニウム又はアルミニウム合金板材の接合方
法(請求項２)も含まれる。これによれば、板厚が相違す
る一対の板材に応じて、接合材の傾斜した水平片が配置
でき、摩擦攪拌接合による板厚減少を効果的に防止する
ことができる。

【００１１】更に、前記ボビン及び摩擦ピンは、前記接
合材の水平片の傾斜に倣って傾けられつつ用いる、アル
ミニウム又はアルミニウム合金板材の接合方法(請求項
３)も含まれる。これによれば、板厚が相違する一対の
前記板材を突き合わせつつ摩擦攪拌接合することを一層
確実に行える。尚、上記ボビン及び摩擦ピンは、後述す
る工具に含まれる。

【００１２】加えて、前記接合材が、前記アルミニウム
又はアルミニウム合金板材と同じ組成又は異なる組成の
アルミニウム又はアルミニウム合金製の押出形材、或い
はこれらの材質からなる板材の折り曲げ材である、アル
ミニウム合金板材の接合方法(請求項４)も含まれる。こ
れによれば、摩擦攪拌接合を一層確実に施すことができ
る。特に、押出形材の接合材を用いると、その製造は押
出成形にて簡単でき、断面形状の設計も容易であると共
に、板材同士の位置決めも容易に行える。尚、板材を折
り曲げ加工した折り曲げ材の場合、その垂直片は断面略
Ｕ形状で厚肉になるが、その水平片が垂直片の約半分の
厚さとなることに留意する必要がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１〜６は、本発明の前
提となる参考形態の摩擦攪拌接合方法に関する。図１
(Ａ)は、接合すべき一対のアルミニウム合金板材１ａ，
１ｂと、その間に介在させる接合材２の断面を示す。上
記板材１ａ，１ｂのアルミニウム合金には、純Ａｌ系
(例えばJIS:Ａ１０８０,Ａ１１００)、Ａｌ−Ｍｎ系(例
えばJIS:Ａ３００３)、Ａｌ−Ｍｇ系(例えばJIS:Ａ５０
５２,Ａ５４５７)、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系(例えばJIS:Ａ
６０６１)等が用いられる。また、接合材２は、水平片
４とその中央から直角に延びる垂直片６とを一体に有す
る断面略Ｔ形を呈し、アルミニウム合金製の押出形材か
らなる。係る形材２のアルミニウム合金には、例えばＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のJIS:Ａ６０６１−Ｔ５,Ａ６０６３
−Ｔ５又はＴ６,６Ｎ０１−Ｔ５等が用いられる。尚、
板材１ａ,１ｂの材質や接合材２の合金組成は、何れのも
のでも利用できるが、接合後の強度を勘案して適切なも
のを選択すれば良い。また、板材１ａ，１ｂの板厚は、
約３〜１２ｍｍ程度である。

【００１４】先ず、図１(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、一
対の板材１ａ，１ｂの端面間に接合材２の垂直片６を挿
入し、且つ水平片４の左右半分ずつを板材１ａ，１ｂの
各表面に接触するようにした状態で、板材１ａ，１ｂを
図示しない治具により拘束する。これにより、接合材２
はその垂直片６が板材１ａ，１ｂの端面間に挟持されつ
つ固定される。尚、接合材２における垂直片６の長さ
は、板材１ａ，１ｂの板厚と同じである。次に、図１
(Ｂ)に示すように、拘束した上記板材１ａ，１ｂの外側
で且つ接合材２の水平片４の中央付近に摩擦攪拌接合用
の工具１０を近付ける。工具１０は円筒形のボビン１２
と、その底面を形成する緩くカーブして凹む表面抑え部
１４と、その中心からボビン１２と同軸にして垂下する
摩擦ピン１６とを有する。該ピン１６の表面には図示し
ないネジ形状の水平な摩擦攪拌翼が形成されている。

【００１５】尚、摩擦ピン１６の長さは３〜１０ｍｍ、
その直径は２〜１０ｍｍ、表面抑え部１４の直径は６〜
２５ｍｍである。また、この工具１０の回転速度は５０
０〜１５０００ｒｐｍ、送り速度は０.０５〜２ｍ／分
で、工具１０の軸方向に加える押し込み力は１ｋＮ〜２
０ｋＮ程度で、板厚や材質及び接合材の寸法や材質に応
じて適正値を選択する。そして、図１(Ｃ)に示すよう
に、回転する工具１０の摩擦ピン１６を、接合材２の水
平片４に貫通させ且つその垂直片６の下部付近まで進入
させる。同時に工具１０の表面抑え部１４は、接合材２
の水平片４を上から押え込む。この状態で、工具１０を
図示で手前方向に移動(送り)させることにより、参考形
態の摩擦攪拌接合の施工が可能となる。

【００１６】ここで、板材１ａ，１ｂと接合材２との関
係を図２(Ａ)により説明する。接合材２の垂直片６の高
さｆは、板材１ａ，１ｂの板厚ｔと同じが僅かに相違す
る程度が望ましい。これにより、板材１ａ，１ｂの端面
間が垂直片６にて占有され、後述する工具１０による健
全な接合線Ｗを断面全体に形成し得る。また、接合材２
の水平片４の厚さｇは、板材１ａ,１ｂの板厚ｔの０.２
〜１.０倍とするのが望ましい。これにより、比較的薄肉
の板材の１ａ,１ｂの端面付近の板厚を増加でき、摩擦
攪拌接合しても強度の低下を防ぎ、所要の接合強度を得
ることが容易になる。尚、０.２倍未満では板厚が増え
ず、接合後に板材１ａ,１ｂの板厚ｔよりも薄肉の部分が
接合部に生じるため、接合強度が不十分になり得る。一
方、１.０倍を超えると接合材２のサイズが大きくなり、
その加工に要する時間も多くなると共に、摩擦ピン１６
が板材１ａ,１ｂの端面間に進入しにくくなる。

【００１７】更に、接合材２と工具１０との関係を図２
(Ａ)及び(Ｂ)により説明する。接合材２の水平片４の幅
Ｘは、工具１０におけるボビン底面１２(即ち表面抑え部
１４の直径)の外径Ｐの０.８〜１.０倍とするのが望ま
しい。これにより、ボビン１２底面の表面抑え部１４に
より水平片４の略全体を下向きに押圧でき、且つ可塑・
流動化したアルミニウム合金が外部に飛散するのを防ぎ
得る。また、工具１０における摩擦ピン１６の直径ｐ
は、接合材２の垂直片６の厚さｘの１．２倍以上とする
ことが望ましい。これにより、摩擦ピン１６が垂直片６
とその両側の板材１ａ，２ａの端面付近にも進入し、こ
れら三者間の各アルミニウム合金の可塑・流動化による
健全な攪拌部を有する接合線Ｗを形成することができ
る。尚、上記直径ｐの上限は厚さｘの約２．０倍程度が
好ましい。更に、前記摩擦ピン１６の長さＳは、板材１
ａ(１ｂ)の板厚ｔと接合材２の水平片４の厚さｇとの合
計よりも０．０５〜０．４ｍｍ短くすることが望まし
い。これにより、健全な攪拌部を有する接合線Ｗを接合
部の断面全体に形成できる。

【００１８】図３は、本発明の参考形態である摩擦攪拌
接合の工程に関する。図３(Ａ)は、各端面間に接合材２
を固定した板材１ａ，１ｂに対し、５００〜１５０００
ｒｐｍで回転する工具１０を僅かに接合部の長手方向に
傾けて進入させる状態を示す。工具１０は、図３(Ｂ)に
示すように、摩擦ピン１６の先端を接合材２の垂直片６
の下部付近まで進入させ、且つ表面抑え部１４を水平片
４全体に押圧する。この際の工具１０の軸方向に加える
押し込み力は１ｋＮ〜２０ｋＮ程度である。この状態
で、工具１０は図示で左側に送られる。その送り速度
は、０．０５〜２ｍ／分である。これにより、図３(Ｃ)
にも示すように、上記摩擦ピン１６の回転と移動に伴っ
て、各板材１ａ,１ｂの端面付近と接合材２の水平・垂
直片４,６の各アルミニウム合金は、摩擦熱により加熱
して可塑化されると共に、垂直片６を挟んで各板材１
ａ，１ｂ間に渉って水平及び垂直方向に流動化される。
また、表面抑え部１４は、流動化したアルミニウム合金
の垂直方向の動きを抑制すると共に、摩擦ピン１６によ
り流動化されたアルミニウム合金を攪拌する。

【００１９】その結果、工具１０が通過した跡には、図
３(Ｄ)に示すように、上記アルミニウム合金は固相状態
で固化し、一定の幅と深さの攪拌部を有する接合線Ｗが
形成される。この接合線Ｗの表面には、中央に極く浅い
凹溝Ｗａと、その両側に低い一対の凸部Ｗｂが形成され
る。この凹溝Ｗａ及び凸部Ｗｂは、何れも各板材１ａ，
１ｂの各表面よりも外方に位置しているため、接合線Ｗ
によって板材１ａ,１ｂの板厚よりも薄肉の部分が形成
されない。また、接合線Ｗの底部Ｗｃは各板材１ａ，１
ｂの反対側の裏面に達している。係る接合線Ｗを形成す
ることにより、板材１ａ，１ｂ間の接合強度を低下させ
ず、健全な接合を行うことがてきる。尚、各凸部Ｗｂを
凹溝Ｗａの位置まで切除すると外観上も好ましくなる。
また、接合部の強度低下を防ぐため、外観上支障なけれ
ば板材１ａ，１ｂの板厚よりも、接合部の最少厚さが大
きくなるように、接合材２の寸法を設定しても良い。

【００２０】図４(Ａ)は、板材１ａ，１ｂ間に固定した
接合材２の水平片４の幅Ｘが、工具１０におけるボビン
１２の外径Ｐの１．０倍の条件で、摩擦攪拌接合を施す
ことによって得られた接合線Ｗの断面を示す。この場
合、ボビン１２底面の表面抑え部１４の直径ｐと水平片
４の幅Ｘが同じであるため、図示のように、接合線Ｗの
表面の両側にはバリ状に斜めに突出した凸部Ｗｂが一対
ほぼ対称に形成される。従って、各凸部Ｗｂを凹溝Ｗａ
の位置まで切除することが必要となる。また、図４(Ｂ)
は、板材１ａ,１ｂの板厚ｔを最小の３ｍｍとし、両者間
に水平片４の厚さｇをその０.４倍で且つ水平片４の幅
Ｘをボビン１２の外径Ｐの０.８倍として接合材２を固
定して、摩擦攪拌接合を施すことによって得られた接合
線Ｗの断面を示す。この場合、接合線Ｗは比較的偏平な
断面形状となるが、その表面の凹溝Ｗａ及び凸部Ｗｂ
は、何れも各板材１ａ，１ｂの各表面よりも外方に位置
していた。

【００２１】図４(Ｃ)は異なる参考形態の接合材２′を
示す。この接合材２′は、長尺で矩形のアルミニウム合
金の板材をその長手方向に沿う中央で断面Ｕ形に折り曲
げて垂直片６とし、且つその左右両端部を９０度互いに
反対側にそれぞれ折り曲げて水平片４を形成したもので
ある。この場合、水平片４の厚さは垂直片６の約半分に
なるので、これを留意して前記板材１ａ，１ｂ及び工具
１０の各部との条件を考慮することが必要である。尚、
断面Ｕ形の垂直片６の中に隙間が多少残っていても、板
材１ａ，１ｂの端面間に挟持する際に強く押圧して解消
でき、また、水平片４が多少上向きに傾斜していても、
工具１０のボビン１２による軸方向の押圧力によって、
摩擦攪拌接合に供することが可能である。

【００２２】図５は、異なる参考形態の接合方法に関す
る。図５(Ａ)は、前記形態よりも厚肉の約１４〜２５ｍ
ｍの板厚ｔを有する板材１ａ，１ｂと、これらの間に固
定する一対の接合材２，２を示す。図５(Ａ)に示すよう
に、各接合材２はその垂直片６を板材１ａ，１ｂの端面
の両側から互いに接近するように挿入して、挟持・固定
される。この場合、二つの垂直片６の高さｆの合計は、
板材１ａ，１ｂの各板厚ｔと略同じか、僅かに長めとす
る。次に、前記工具１０を用いて板材１ａ，１ｂの一方
の表面からその表面に位置する接合材２と共に、摩擦攪
拌接合を施して前記同様の接合線Ｗを形成する。更に、
板材１ａ，１ｂの他方の表(裏)面からその裏面に位置す
る接合材２と共に、摩擦攪拌接合を施して同様の接合線
Ｗを形成する。

【００２３】その結果、図５(Ｂ)に示すように、一対の
接合線Ｗが対称に位置し、且つそれぞれの底部Ｗｃは互
いに重複し合う。しかも、各接合線Ｗの表面における浅
い凹溝Ｗａと凸部Ｗｂは、何れも板材１ａ，１ｂの各表
裏面より外方に位置し、強度を保った接合を得ることが
できる。

【００２４】尚、図５(Ａ)に示す状態で一対の接合材
２，２を用いず、図６(Ａ)に示すように、これらを一つ
の垂直片６で一体に接合した参考形態の断面略エ字形の
押出形材２″を用いることもできる。係る断面略エ字形
の押出形材２″の垂直片６の高さｆは、接合すべき板材
１ａ，１ｂの板厚よりも僅かに大きくしておけば良い。
この断面略エ字形の押出形材２″は、隣接する板材１
ａ，１ｂの各端面間に、その長手方向に沿って挿入す
る。これにより、約２０ｍｍ程度の厚肉のアルミニウム
合金板材同士を少ない接合材で、位置決めを容易にしつ
つ確実に摩擦攪拌接合を施すことが可能となる。図６
(Ｂ)は、更に異なる参考形態の接合材に関する。図６
(Ｂ)に示すように、一対のアルミニウム合金板材１ａ，
１ｂの端面間に沿って、断面チャンネル形の一対の接合
材２ａ，２ａを挟持し固定して用いることもできる。こ
の形態では、一対の接合材２ａ，２ａで本発明の接合材
となる。

【００２５】図７は、本発明の接合方法における実施の
形態に関する。図７(Ａ)に示すように、接合すべき一対
のアルミニウム合金板材１ａ，１ｂの板厚が相違してい
る。この際、図７(Ｂ)に示すように、傾斜した水平片４
ｂを有する断面略Ｔ形の接合材２ｂを板材１ａ，１ｂ間
に固定し、工具１０を同様に傾斜させて摩擦攪拌接合を
施す。その結果、図７(Ｃ)に示すように、水平片４ｂ及
び工具１０に倣って傾いた接合線Ｗを板材１ａ，１ｂ間
に形成して接合することができる。

【００２６】尚、断面略Ｔ形又は略エ字形の接合材の水
平片における外側のコーナ部に面取りを形成したり、或
いは水平片の表面を緩くカーブした湾曲面とした断面の
押出形材を用いることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明の接合方法(請求項１)によれば、
板厚が相違する一対のアルミニウム又はアルミニウム合
金板材と共に可塑化され流動化する接合材の水平片によ
り、各板材間の板厚減少を補うことができ、摩擦攪拌接
合による薄肉の板材同士の突合わせ接合を所要の強度を
有して確実に施すことができる。しかも、接合材の固定
は、その垂直片を一対の板材間に挟持するのみで良く、
通常の板材の拘束方法により容易に行うことが可能であ
る。また、請求項２，３の接合方法によれば、板厚が相
違し且つ薄肉の板材同士の摩擦攪拌接合による突合わせ
接合を一層確実に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)〜(Ｃ)は参考形態の接合方法の各工程を示
す部分概略図。

【図２】(Ａ)は参考形態における板材と接合材の関係を
説明する概略図、(Ｂ)は係る形態における接合材と工具
の関係を説明する概略図。

【図３】(Ａ)〜(Ｄ)は参考形態の接合方法の各工程を示
す部分概略図。

【図４】(Ａ)及び(Ｂ)は参考形態の接合方法により得ら
れた各接合部を示す部分概略図、(Ｃ)は異なる参考形態
の接合材を用いる工程の部分概略図。

【図５】(Ａ)及び(Ｂ)は異なる参考形態の接合方法の各
工程を示す部分概略図。

【図６】(Ａ)及び(Ｂ)は更に異なる参考形態の接合方法
を示す部分概略図。

【図７】(Ａ)〜(Ｃ)は本発明の実施の形態である接合方
法の各工程を示す部分概略図。

【図８】(Ａ)〜(Ｃ)は従来の摩擦攪拌接合の各工程を示
す概略図、(Ｄ)と(Ｅ)は押出形材同士の摩擦攪拌接合の
各工程を示す部分概略図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…アルミニウム合金板材、２ｂ………
…接合材、４ｂ…………水平片、
６……………垂直片、１２…………ボビン、
１４…………表面抑え部、１６…………摩擦
ピン、Ｗ……………接合線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀久司静岡県庵原郡蒲原町蒲原一丁目34番１号日本軽金属株式会社グループ技術センター内 (72)発明者牧田慎也静岡県庵原郡蒲原町蒲原一丁目34番１号日本軽金属株式会社グループ技術センター内Ｆターム(参考） 4E067 AA05 BG00 DA13 DA17 DC07 EC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板厚が相違する一対のアルミニウム又はア
ルミニウム合金板材の端面間に、断面略Ｔ形の接合材の
垂直片を挟持し、且つこの接合材の水平片を上記板材の
表面上に接触させる工程と、上記一対のアルミニウム又はアルミニウム合金板材同士
の表面側から、回転するボビン底面の表面抑え部で上記
接合材の水平片を押圧し、この表面抑え部の中心から垂
下し表面抑え部と同時に回転する摩擦ピンを接合材の水
平片に貫通し、且つその垂直片に沿って上記板材同士の
端面間に所定の深さ進入させると共に、このボビン及び
摩擦ピンを回転しつつ上記板材同士の端面間の長手方向
に沿って移動させて摩擦攪拌接合を施す工程と、を含
み、上記一対の板材間の長手方向に沿って傾いた接合線を形
成する、ことを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金板
材の接合方法。
【請求項２】前記接合材は、傾斜した水平片を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム又はア
ルミニウム合金板材の接合方法。
【請求項３】前記ボビン及び摩擦ピンは、前記接合材の
水平片の傾斜に倣って傾けられつつ用いる、ことを特徴
とする請求項１又は２に記載のアルミニウム又はアルミ
ニウム合金板材の接合方法。
【請求項４】前記接合材が、前記アルミニウム又はアル
ミニウム合金板材と同じ組成又は異なる組成のアルミニ
ウム又はアルミニウム合金製の押出形材、或いはこれら
の材質からなる板材の折り曲げ材である、ことを特徴と
する請求項１乃至３の何れか一項に記載のアルミニウム
又はアルミニウム合金板材の接合方法。