JP2003071577A - 摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
摩擦攪拌接合方法Info
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- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/045—Hollow panels
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２つの大径部を有する回転工具を用いて摩擦
攪拌接合する場合において、良好な摩擦攪拌接合が得ら
れるようにする。 【解決手段】 中空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂと中
空形材２０の面板２１ｂ、２２ｂとが突き合わせられて
いる。突き合わせ部の面板の両面には凸部１５、１６、
２５、２６がある。回転工具５０は大径部５３と大径部
５４との間に小径部５１がある。２つの大径部５３、５
４の間に接合すべき部分１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２
ｂ）の凸部１５、１６、２５、２６を挟んで摩擦攪拌接
合を行う。これによれば、回転工具の２つの大径部５
３、５４に対する突き合わせ部の高さ位置が異なって
も、凸部に対する大径部の深さが異なるのみで、面板１
１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２ｂ）面板は削られない。こ
のため、面板が薄くなったり、意匠上や機能上の問題を
生じない。
攪拌接合する場合において、良好な摩擦攪拌接合が得ら
れるようにする。 【解決手段】 中空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂと中
空形材２０の面板２１ｂ、２２ｂとが突き合わせられて
いる。突き合わせ部の面板の両面には凸部１５、１６、
２５、２６がある。回転工具５０は大径部５３と大径部
５４との間に小径部５１がある。２つの大径部５３、５
４の間に接合すべき部分１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２
ｂ）の凸部１５、１６、２５、２６を挟んで摩擦攪拌接
合を行う。これによれば、回転工具の２つの大径部５
３、５４に対する突き合わせ部の高さ位置が異なって
も、凸部に対する大径部の深さが異なるのみで、面板１
１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２ｂ）面板は削られない。こ
のため、面板が薄くなったり、意匠上や機能上の問題を
生じない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は摩擦攪拌接合方法に
係わり、特に、鉄道車両を構成する中空形材の接合に好
適である。
係わり、特に、鉄道車両を構成する中空形材の接合に好
適である。
【０００２】
【従来の技術】摩擦攪拌接合方法は、接合すべき部材に
挿入した丸棒（回転工具という）を回転させながら接合
線に沿って移動させ、部材を発熱、軟化させ、塑性流動
させ、固相接合する方法である。回転工具は大径部と小
径部からなる。小径部を部材に挿入し、大径部の端面を
部材に接触させている。これらは特許第２７１２８３８
号公報（ＵＳＰ５４６０３１７）、特開平１０−２１６
９６４号公報、特開２０００−３３４５８０号公報（Ｅ
Ｐ１０５７５７４Ａ２）、特開２００１−０４７２６２
号公報（ＥＰ１０５７５７５Ａ２）、特開２００１−１
５０１５６号公報（ＥＰ１１０３３３４Ａ２）に示され
ている。
挿入した丸棒（回転工具という）を回転させながら接合
線に沿って移動させ、部材を発熱、軟化させ、塑性流動
させ、固相接合する方法である。回転工具は大径部と小
径部からなる。小径部を部材に挿入し、大径部の端面を
部材に接触させている。これらは特許第２７１２８３８
号公報（ＵＳＰ５４６０３１７）、特開平１０−２１６
９６４号公報、特開２０００−３３４５８０号公報（Ｅ
Ｐ１０５７５７４Ａ２）、特開２００１−０４７２６２
号公報（ＥＰ１０５７５７５Ａ２）、特開２００１−１
５０１５６号公報（ＥＰ１１０３３３４Ａ２）に示され
ている。
【０００３】摩擦攪拌接合においては、回転工具を接合
すべき部材に挿入するために、大きな力が必要である。
この力は、回転工具、接合すべき部材、この部材を支え
る架台にそれぞれ作用する。このため、これらは前記力
を支持する強度が必要である。
すべき部材に挿入するために、大きな力が必要である。
この力は、回転工具、接合すべき部材、この部材を支え
る架台にそれぞれ作用する。このため、これらは前記力
を支持する強度が必要である。
【０００４】中空形材を摩擦攪拌接合する場合は、中空
形材の２つの面板を接続する接続板の部分を他方の中空
形材との摩擦攪拌接合位置としている。これは前記接続
板で前記力を支え、中空形材の変形を防止しながら摩擦
攪拌接合するものである。もちろん、架台もこの力を支
持する強度を有する。これは前記特開２０００−３３４
５８０号公報（ＥＰ１０５７５７４Ａ２）に示されてい
る。
形材の２つの面板を接続する接続板の部分を他方の中空
形材との摩擦攪拌接合位置としている。これは前記接続
板で前記力を支え、中空形材の変形を防止しながら摩擦
攪拌接合するものである。もちろん、架台もこの力を支
持する強度を有する。これは前記特開２０００−３３４
５８０号公報（ＥＰ１０５７５７４Ａ２）に示されてい
る。
【０００５】また、回転工具の２つの大径部の間に接合
すべき部材を位置させて摩擦攪拌接合を行うものがあ
る。これによれば、架台を安価にできるものである。こ
れは前記特許第２７１２８３８号公報（ＵＳＰ５４６０
３１７）に示されている。
すべき部材を位置させて摩擦攪拌接合を行うものがあ
る。これによれば、架台を安価にできるものである。こ
れは前記特許第２７１２８３８号公報（ＵＳＰ５４６０
３１７）に示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、回転工
具の２つの大径部の間に接合すべき部材を位置させて摩
擦攪拌接合を行えば、架台を安価にできるものである。
中空形材の接合に適用すれば、中空形材を安価にでき
る。
具の２つの大径部の間に接合すべき部材を位置させて摩
擦攪拌接合を行えば、架台を安価にできるものである。
中空形材の接合に適用すれば、中空形材を安価にでき
る。
【０００７】しかし、この方法では、接合すべき部材を
架台に載せていても、接合すべき部分は架台で支持する
ことはできない。このため、種々の問題を発生する。
架台に載せていても、接合すべき部分は架台で支持する
ことはできない。このため、種々の問題を発生する。
【０００８】接合すべき部分の部材が所定位置（回転工
具の大径部の位置）よりも上方または下方になることが
ある。接合すべき部材が所定位置よりも上方になれば、
部材の上面が上方の大径部で削られる。接合すべき部材
が所定位置よりも下方になれば、部材の下面が下方の大
径部で削られる。このため、部材の板厚が薄くなり、強
度不足を生じる。したがって、この切削代を考慮して接
合部分の板厚を厚くしなければならなくなり、結果的に
重量増加につながる。
具の大径部の位置）よりも上方または下方になることが
ある。接合すべき部材が所定位置よりも上方になれば、
部材の上面が上方の大径部で削られる。接合すべき部材
が所定位置よりも下方になれば、部材の下面が下方の大
径部で削られる。このため、部材の板厚が薄くなり、強
度不足を生じる。したがって、この切削代を考慮して接
合部分の板厚を厚くしなければならなくなり、結果的に
重量増加につながる。
【０００９】切削された面が、車体の外面の場合は意匠
上問題を生じる。塗装で平滑にする場合はパテの量を多
くしなければならない。また、容器等において、平滑な
面を必要とする場合も同様な問題を生じる。
上問題を生じる。塗装で平滑にする場合はパテの量を多
くしなければならない。また、容器等において、平滑な
面を必要とする場合も同様な問題を生じる。
【００１０】接合すべき部材の厚さが部分的に厚くなっ
た場合は、切削された凹みが残り、ほぼ同様な問題を生
じる。
た場合は、切削された凹みが残り、ほぼ同様な問題を生
じる。
【００１１】本発明の目的は、２つの大径部を有する回
転工具を用いて摩擦攪拌接合する場合において、良好な
摩擦攪拌接合が得られるようにすることにある。
転工具を用いて摩擦攪拌接合する場合において、良好な
摩擦攪拌接合が得られるようにすることにある。
【００１２】本発明の第２の目的は、長い板を摩擦攪拌
接合する場合において、容易に摩擦攪拌接合できるよう
にすることにある。
接合する場合において、容易に摩擦攪拌接合できるよう
にすることにある。
【００１３】本発明の第３の目的は、摩擦攪拌接合する
場合において、回転工具を正確に誘導して良好な摩擦攪
拌接合が得られるようにすることにある。
場合において、回転工具を正確に誘導して良好な摩擦攪
拌接合が得られるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第１の板の
端部と第２の板の端部とを突き合わせ、前記突き合わせ
た際に、前記第１の板の端部または第２の板の端部また
は両者によって、前記突き合わせた部分の両面に凸部が
あり、小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具
を用い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面
の前記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させなが
ら前記突き合わせた部分に沿って移動させること、によ
って達成できる。
端部と第２の板の端部とを突き合わせ、前記突き合わせ
た際に、前記第１の板の端部または第２の板の端部また
は両者によって、前記突き合わせた部分の両面に凸部が
あり、小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具
を用い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面
の前記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させなが
ら前記突き合わせた部分に沿って移動させること、によ
って達成できる。
【００１５】上記目的は、第１の中空形材の２つの面板
と第２の中空形材の２つの面板とをそれぞれ突き合わ
せ、前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材のそれ
ぞれの前記面板の端部または前記第２の中空形材のそれ
ぞれの前記面板の端部または両者によって、前記突き合
わせた部分の両面に凸部があり、前記中空形材の一方の
面の前記突き合わせた部分に対して、または両面の前記
突き合わせた部分に対して、小径部の両側にそれぞれ大
径部を有する回転工具を用い、該回転工具の前記２つの
大径部の間に前記両面の前記凸部を挟んだ状態で、該回
転工具を回転させながら前記突き合わせた部分に沿って
移動させること、によって達成できる。
と第２の中空形材の２つの面板とをそれぞれ突き合わ
せ、前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材のそれ
ぞれの前記面板の端部または前記第２の中空形材のそれ
ぞれの前記面板の端部または両者によって、前記突き合
わせた部分の両面に凸部があり、前記中空形材の一方の
面の前記突き合わせた部分に対して、または両面の前記
突き合わせた部分に対して、小径部の両側にそれぞれ大
径部を有する回転工具を用い、該回転工具の前記２つの
大径部の間に前記両面の前記凸部を挟んだ状態で、該回
転工具を回転させながら前記突き合わせた部分に沿って
移動させること、によって達成できる。
【００１６】上記目的は、第１の中空形材の一方の面板
と第２の中空形材の一方の面板とを突き合わせ、前記突
き合わせた際に、前記第１の中空形材の前記面板の端部
または前記第２の中空形材の前記面板の端部または両者
によって、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、
小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面の前
記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら前
記突き合わせた部分に沿って移動させ、次に、前記第１
の中空形材の他方の面板と前記第２の中空形材の他方の
面板とに、接続材をそれぞれ重ねると共に突き合わせ、
前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材の前記他方
の面板の端部または前記接続材の端部または両者によっ
て、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、また、
前記突き合わせた際に、前記第２の中空形材の前記他方
の面板の端部または前記接続材の端部または両者によっ
て、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、前記第
１の中空形材と前記接続材との前記突き合わせた部分に
対して、または前記第１の中空形材と前記接続材との前
記突き合わせた部分と、前記第２の中空形材と前記接続
材との前記突き合わせた部分に対して、小径部の両側に
それぞれ大径部を有する回転工具を用い、該回転工具の
前記２つの大径部の間に前記両面の前記凸部を挟んだ状
態で、該回転工具を回転させながら前記突き合わせた部
分に沿って移動させること、によって達成できる。
と第２の中空形材の一方の面板とを突き合わせ、前記突
き合わせた際に、前記第１の中空形材の前記面板の端部
または前記第２の中空形材の前記面板の端部または両者
によって、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、
小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面の前
記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら前
記突き合わせた部分に沿って移動させ、次に、前記第１
の中空形材の他方の面板と前記第２の中空形材の他方の
面板とに、接続材をそれぞれ重ねると共に突き合わせ、
前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材の前記他方
の面板の端部または前記接続材の端部または両者によっ
て、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、また、
前記突き合わせた際に、前記第２の中空形材の前記他方
の面板の端部または前記接続材の端部または両者によっ
て、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、前記第
１の中空形材と前記接続材との前記突き合わせた部分に
対して、または前記第１の中空形材と前記接続材との前
記突き合わせた部分と、前記第２の中空形材と前記接続
材との前記突き合わせた部分に対して、小径部の両側に
それぞれ大径部を有する回転工具を用い、該回転工具の
前記２つの大径部の間に前記両面の前記凸部を挟んだ状
態で、該回転工具を回転させながら前記突き合わせた部
分に沿って移動させること、によって達成できる。
【００１７】上記第２の目的は、第１の中空形材の一方
の面板と第２の中空形材の一方の面板とを突き合わせ、
前記突き合わせた部分を他方の面板側から摩擦攪拌接合
し、次に、前記台の中空形材および前記第２の中空形材
よりも短い複数の接続材を、前記第１の中空形材および
前記第２の中空形材に沿って、前記第１の中空形材の他
方の面板と前記第２の中空形材の他方の面板とに、重
ね、次に、前記第１の中空形材と前記接続材を接合する
と共に、前記第２の中空形材と前記接続材を摩擦攪拌接
合すること、によって達成できる。
の面板と第２の中空形材の一方の面板とを突き合わせ、
前記突き合わせた部分を他方の面板側から摩擦攪拌接合
し、次に、前記台の中空形材および前記第２の中空形材
よりも短い複数の接続材を、前記第１の中空形材および
前記第２の中空形材に沿って、前記第１の中空形材の他
方の面板と前記第２の中空形材の他方の面板とに、重
ね、次に、前記第１の中空形材と前記接続材を接合する
と共に、前記第２の中空形材と前記接続材を摩擦攪拌接
合すること、によって達成できる。
【００１８】上記第３の目的は、第１の板の端部と第２
の板の端部とを突き合わせ、前記突き合わせた際に、前
記第１の板の端部または第２の板の端部または両者によ
って、前記突き合わせた部分の一方の面に凸部があり、
該凸部に第２の凸部があり、前記第２の凸部を検出しな
がら、前記突き合わせた部分に挿入した回転工具を誘導
すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
の板の端部とを突き合わせ、前記突き合わせた際に、前
記第１の板の端部または第２の板の端部または両者によ
って、前記突き合わせた部分の一方の面に凸部があり、
該凸部に第２の凸部があり、前記第２の凸部を検出しな
がら、前記突き合わせた部分に挿入した回転工具を誘導
すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図６に
よって説明する。図３は回転工具の軸心に沿った断面図
である。図４は中空型材の厚さ方向に沿った断面図であ
る。図４において、接合部の形状やハッチングで示す摩
擦攪拌領域は模式的に示すものである。
よって説明する。図３は回転工具の軸心に沿った断面図
である。図４は中空型材の厚さ方向に沿った断面図であ
る。図４において、接合部の形状やハッチングで示す摩
擦攪拌領域は模式的に示すものである。
【００２０】鉄道車両の車体５００は、側面を構成する
側構体５０１、屋根を構成する屋根構体５０２、床を構
成する台枠５０３、長手方向の端部を構成する妻構体５
０４からなる。側構体５０１、屋根構体５０２、台枠５
０３は、それぞれ複数の押し出し形材１０、２０を接合
して構成している。押し出し形材１０、２０の長手方向
（押し出し方向）を車体５００の長手方向に向けてい
る。押し出し形材１０、２０はアルミニウム合金製の中
空形材である。
側構体５０１、屋根を構成する屋根構体５０２、床を構
成する台枠５０３、長手方向の端部を構成する妻構体５
０４からなる。側構体５０１、屋根構体５０２、台枠５
０３は、それぞれ複数の押し出し形材１０、２０を接合
して構成している。押し出し形材１０、２０の長手方向
（押し出し方向）を車体５００の長手方向に向けてい
る。押し出し形材１０、２０はアルミニウム合金製の中
空形材である。
【００２１】側構体５０１を構成する中空形材１０、２
０の構造について説明する。他の箇所の中空形材も同様
である。
０の構造について説明する。他の箇所の中空形材も同様
である。
【００２２】中空形材１０（２０）は、実質的に平行な
２枚の面板１１（２１）、１２（２２）と、この２枚の
面板を接続する複数の接続板１３（２３）と、からな
る。接続板１３（２３）は面板１１（２１）、１２（２
２）に対して傾斜している。つまり、面板１１（２
１）、１２（２２）、接続板１３（２３）によってトラ
スを構成している。なお、面板１１（２１）は面板１２
（２２）に対して傾斜している場合を含めて「実質的に
平行」という。
２枚の面板１１（２１）、１２（２２）と、この２枚の
面板を接続する複数の接続板１３（２３）と、からな
る。接続板１３（２３）は面板１１（２１）、１２（２
２）に対して傾斜している。つまり、面板１１（２
１）、１２（２２）、接続板１３（２３）によってトラ
スを構成している。なお、面板１１（２１）は面板１２
（２２）に対して傾斜している場合を含めて「実質的に
平行」という。
【００２３】中空形材１０（２０）の幅方向の端部は接
続板１３（２３）と面板１１、１２（２１、２２）との
接続部よりも突出した面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）となっている。面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）の外面は面板１１、１２（２１、２２）の外面と
同一面にある。面板１１ｂ、２１ｂの板厚は面板１１、
２１の板厚よりも厚い。
続板１３（２３）と面板１１、１２（２１、２２）との
接続部よりも突出した面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）となっている。面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）の外面は面板１１、１２（２１、２２）の外面と
同一面にある。面板１１ｂ、２１ｂの板厚は面板１１、
２１の板厚よりも厚い。
【００２４】面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２２ｂ）の
端部の両面（厚さ方向の両面）には突出する凸部１５、
１６（２５、２６）がある。そして、面板１１ｂ、１２
ｂの端面には凹部１８がある。他方の中空形材２０の面
板２１ｂ、２２ｂの端面には前記凹部１８に入ることの
できる凸部２８がある。凹部１８への凸部２８の挿入を
容易にするため、凹部１８、凸部２８は台形状である。
凹部１８と凸部２８とは実質的に相似形である。挿入し
たとき、凹部１８の底面と凸部２８の先端との間には若
干の隙間がある。２つの凹部１８、１８の深さ等の大き
さは同一である。凸部２８、２８の突出代等の大きさは
同一である。
端部の両面（厚さ方向の両面）には突出する凸部１５、
１６（２５、２６）がある。そして、面板１１ｂ、１２
ｂの端面には凹部１８がある。他方の中空形材２０の面
板２１ｂ、２２ｂの端面には前記凹部１８に入ることの
できる凸部２８がある。凹部１８への凸部２８の挿入を
容易にするため、凹部１８、凸部２８は台形状である。
凹部１８と凸部２８とは実質的に相似形である。挿入し
たとき、凹部１８の底面と凸部２８の先端との間には若
干の隙間がある。２つの凹部１８、１８の深さ等の大き
さは同一である。凸部２８、２８の突出代等の大きさは
同一である。
【００２５】凹部１８および凸部２８の上部および下部
の一部は凸部１５、１６、２５、２６の厚さの範囲内に
設けることができる。このため、面板１１ｂ、１２ｂ、
２１ｂ、２２ｂの板厚が薄くても、十分な大きさの凹部
１８、凸部２８を設けることができる。
の一部は凸部１５、１６、２５、２６の厚さの範囲内に
設けることができる。このため、面板１１ｂ、１２ｂ、
２１ｂ、２２ｂの板厚が薄くても、十分な大きさの凹部
１８、凸部２８を設けることができる。
【００２６】凹部１８の底面とは、凹部の深さ方向の底
面であり、凸部２８の頂（先端）に対向する面である。
凹部１８、凸部２８は台形状の他に円弧状にできる。
面であり、凸部２８の頂（先端）に対向する面である。
凹部１８、凸部２８は台形状の他に円弧状にできる。
【００２７】凹部１８と凸部２８とを嵌合させた状態
で、該部を摩擦攪拌接合する。中空形材１０の面板１１
ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２２ｂ）のそれぞれの端面１７
（２７）は、面板１１ｂ、１２ｂの面に直交する線上
（中空形材の厚さ方向に沿った線上）にある。２つの端
面１７（２７）は実質的に１つの線上にある。凹部１８
の底面および凸部２８の先端は面板１１ｂ、１２ｂに実
質的に直交している。
で、該部を摩擦攪拌接合する。中空形材１０の面板１１
ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２２ｂ）のそれぞれの端面１７
（２７）は、面板１１ｂ、１２ｂの面に直交する線上
（中空形材の厚さ方向に沿った線上）にある。２つの端
面１７（２７）は実質的に１つの線上にある。凹部１８
の底面および凸部２８の先端は面板１１ｂ、１２ｂに実
質的に直交している。
【００２８】中空形材１０の端部の接続板１３から他方
の中空形材の接続板２３までの面板１１ｂ、２１ｂの長
さは、他の部分のトラスを構成する面板１１、２１の長
さよりも長い。このため、面板１１ｂ、２１ｂの板厚は
若干厚くしている。
の中空形材の接続板２３までの面板１１ｂ、２１ｂの長
さは、他の部分のトラスを構成する面板１１、２１の長
さよりも長い。このため、面板１１ｂ、２１ｂの板厚は
若干厚くしている。
【００２９】面板１２ｂ、２２ｂの長さは短いので、型
材１０、２０の製作性を考慮して、面板１２ｂ、２２ｂ
の上面側の全範囲を、凸部１６、２６の高さ位置にして
もよい。
材１０、２０の製作性を考慮して、面板１２ｂ、２２ｂ
の上面側の全範囲を、凸部１６、２６の高さ位置にして
もよい。
【００３０】面板１２ｂ、２２ｂの凸部１６、２５の頂
と面板１２ｂ、２２ｂの内面とを接続する線、面板１１
ｂ、２１ｂの凸部１５、２５、１６、２６の頂と面板１
１ｂ、２１ｂを接続する線は、円弧状である。円弧はで
きるだけ大きい方がよい。しかし、面板１２ｂ、２２ｂ
の凸部１５、２５の頂と面板１２ｂ、２２ｂの外面とを
接続する線は、面板１２ｂ、２２ｂに直交している。円
弧は、円弧面が外方に突出しているのではない。
と面板１２ｂ、２２ｂの内面とを接続する線、面板１１
ｂ、２１ｂの凸部１５、２５、１６、２６の頂と面板１
１ｂ、２１ｂを接続する線は、円弧状である。円弧はで
きるだけ大きい方がよい。しかし、面板１２ｂ、２２ｂ
の凸部１５、２５の頂と面板１２ｂ、２２ｂの外面とを
接続する線は、面板１２ｂ、２２ｂに直交している。円
弧は、円弧面が外方に突出しているのではない。
【００３１】他の個所の凸部は摩擦攪拌接合後、切削し
ない。この中空形材を車体のように強度部材として用い
ると、凸部の頂と面板とを接続する線が直交する線であ
ると、凸部の根元に局部的に荷重がかかり、強度が低下
する。そこで、円弧状の線で接続しているものである。
円弧に代えて斜面にすることができる。
ない。この中空形材を車体のように強度部材として用い
ると、凸部の頂と面板とを接続する線が直交する線であ
ると、凸部の根元に局部的に荷重がかかり、強度が低下
する。そこで、円弧状の線で接続しているものである。
円弧に代えて斜面にすることができる。
【００３２】また、後述するように、面板の外面側の凸
部１５、２５は光学センサで検出する対象であるので、
この検出ができるように、凸部の頂と円弧との接続部は
直線状にするとよい。
部１５、２５は光学センサで検出する対象であるので、
この検出ができるように、凸部の頂と円弧との接続部は
直線状にするとよい。
【００３３】回転工具５０は小径部５１の軸方向の両側
に大径部５３、５４を有する。２つの大径部５３、５４
の間に接合すべき部分を挟んだ状態で、回転工具５０を
回転させ、中空形材の長手方向（接合線）に沿って移動
させて、摩擦攪拌接合する。小径部５１の外面にはねじ
を有する。回転工具５０の上端に、回転および移動させ
る駆動装置がある。
に大径部５３、５４を有する。２つの大径部５３、５４
の間に接合すべき部分を挟んだ状態で、回転工具５０を
回転させ、中空形材の長手方向（接合線）に沿って移動
させて、摩擦攪拌接合する。小径部５１の外面にはねじ
を有する。回転工具５０の上端に、回転および移動させ
る駆動装置がある。
【００３４】回転工具５０の部材は、大径部５３および
小径部５１等を有する部材と、先端の大径部５４用の部
材とからなる。大径部５３を有する部材は、上端側か
ら、外径が円形の大径部５３、円形の小径部５１、大径
部５４の部材５４ｂを設置するための小径の軸部５１ｃ
がある。軸部５１ｃには部材５４ｂを固定するためのピ
ン孔５７がある。
小径部５１等を有する部材と、先端の大径部５４用の部
材とからなる。大径部５３を有する部材は、上端側か
ら、外径が円形の大径部５３、円形の小径部５１、大径
部５４の部材５４ｂを設置するための小径の軸部５１ｃ
がある。軸部５１ｃには部材５４ｂを固定するためのピ
ン孔５７がある。
【００３５】大径部５４に相当する部材は、外径が円形
で、軸５１ｃに嵌合する孔５４ｃとピン孔５８を有す
る。大径部５３、５４の小径部５１側の端面は図５のよ
うに傾斜した凹みがある。この凹みは攪拌された金属を
内側に押え、外部への流出を防止するためにある。
で、軸５１ｃに嵌合する孔５４ｃとピン孔５８を有す
る。大径部５３、５４の小径部５１側の端面は図５のよ
うに傾斜した凹みがある。この凹みは攪拌された金属を
内側に押え、外部への流出を防止するためにある。
【００３６】このように部品を製作した後、大径部５４
に相当する部材を軸５１ｃに嵌合し、ピン孔５７、５８
にノックピン５９を嵌合し、大径部５４を固定する。
に相当する部材を軸５１ｃに嵌合し、ピン孔５７、５８
にノックピン５９を嵌合し、大径部５４を固定する。
【００３７】小径部５１の長さ（大径部５３の端面から
大径部５４の端面までの距離）Ｌは面板１１ｂ、２１ｂ
（１２ｂ、２２ｂ）の板厚（凸部１５、１６、２５、２
６を除く。）ｔよりも大きい。しかし、Ｌは凸部１５、
１６、２５、２６を含む面板１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、
２２ｂ）の板厚よりも小さい。上面の面板１１ｂ、２１
ｂの板厚と下面の面板１２ｂ、２２ｂの板厚とは異なる
ので、上面用の回転工具５０と下面用の回転工具５０で
は小径部５１の長さＬは異なる。大径部５３、５４のそ
れぞれの径Ｄは２つの凸部１５、２５、凸部１６、２６
を合わせた幅Ｗよりも小さい。
大径部５４の端面までの距離）Ｌは面板１１ｂ、２１ｂ
（１２ｂ、２２ｂ）の板厚（凸部１５、１６、２５、２
６を除く。）ｔよりも大きい。しかし、Ｌは凸部１５、
１６、２５、２６を含む面板１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、
２２ｂ）の板厚よりも小さい。上面の面板１１ｂ、２１
ｂの板厚と下面の面板１２ｂ、２２ｂの板厚とは異なる
ので、上面用の回転工具５０と下面用の回転工具５０で
は小径部５１の長さＬは異なる。大径部５３、５４のそ
れぞれの径Ｄは２つの凸部１５、２５、凸部１６、２６
を合わせた幅Ｗよりも小さい。
【００３８】次に、２つの中空形材の接合手順を説明す
る。２つの中空形材１０、２０を架台１００に載せ、中
空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂに他方の中空形材２０
の面板２１ｂ、２２ｂを突き合わせる。これによって面
板１１ｂ、１２ｂの凹部１８に面板２１ｂ、２２ｂの凸
部２８が入る。この状態で中空形材１０、２０を架台１
００に固定する。下面の面板１２ｂ、２２ｂの凸部１
５、２５は架台１００の凹部１０１に入っている。ま
た、上面の面板１１ｂ、２１ｂの凸部１５、２５を間欠
的にアーク溶接する。これは仮止めのための溶接であ
る。
る。２つの中空形材１０、２０を架台１００に載せ、中
空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂに他方の中空形材２０
の面板２１ｂ、２２ｂを突き合わせる。これによって面
板１１ｂ、１２ｂの凹部１８に面板２１ｂ、２２ｂの凸
部２８が入る。この状態で中空形材１０、２０を架台１
００に固定する。下面の面板１２ｂ、２２ｂの凸部１
５、２５は架台１００の凹部１０１に入っている。ま
た、上面の面板１１ｂ、２１ｂの凸部１５、２５を間欠
的にアーク溶接する。これは仮止めのための溶接であ
る。
【００３９】この状態で、先ず、中空形材１０、２０の
上面の面板１１ｂ、２１ｂを摩擦攪拌接合する。長手方
向の端面から、回転工具５０を回転させながら中空形材
１０、２０側に移動させ、２つの大径部５３、５４の間
（小径部５１）に接合すべき部分（面板１１ｂ、２１ｂ
の突き合わせ部）を入れる。回転工具５０の移動によっ
て接合すべき部分は接合される。
上面の面板１１ｂ、２１ｂを摩擦攪拌接合する。長手方
向の端面から、回転工具５０を回転させながら中空形材
１０、２０側に移動させ、２つの大径部５３、５４の間
（小径部５１）に接合すべき部分（面板１１ｂ、２１ｂ
の突き合わせ部）を入れる。回転工具５０の移動によっ
て接合すべき部分は接合される。
【００４０】摩擦攪拌接合する際、凹部１８の深さの中
心に回転工具５０の軸心が位置するようにする。これに
よれば、凹部１８の深さが大きい場合や、突き合わせ部
の隙間が大きい場合でも、凹部１８、凸部２８や突き合
わせ部を十分に摩擦攪拌接合できるものである。
心に回転工具５０の軸心が位置するようにする。これに
よれば、凹部１８の深さが大きい場合や、突き合わせ部
の隙間が大きい場合でも、凹部１８、凸部２８や突き合
わせ部を十分に摩擦攪拌接合できるものである。
【００４１】回転工具５０の移動方向の前方に設置した
光学センサで凸部１５、２５を検出し、回転工具５０を
誘導する。すなわち、光学センサは凸部１５、２５から
なる幅Ｗを検出し、凹部１８の深さの中心に回転工具５
０の中心を一致させる。幅を検出するとは、凸部１５、
２５からなる１つの凸部の幅方向の両端の位置を検出す
ることである。また、光学センサは凸部の上面または凸
部の近傍の面板の上面を検出し、接合部の高さ位置を求
め、回転工具５０の垂直方向の位置を定める。これによ
って、回転工具５０の大径部５３、５４が面板の両面の
凸部を挟むようになる。
光学センサで凸部１５、２５を検出し、回転工具５０を
誘導する。すなわち、光学センサは凸部１５、２５から
なる幅Ｗを検出し、凹部１８の深さの中心に回転工具５
０の中心を一致させる。幅を検出するとは、凸部１５、
２５からなる１つの凸部の幅方向の両端の位置を検出す
ることである。また、光学センサは凸部の上面または凸
部の近傍の面板の上面を検出し、接合部の高さ位置を求
め、回転工具５０の垂直方向の位置を定める。これによ
って、回転工具５０の大径部５３、５４が面板の両面の
凸部を挟むようになる。
【００４２】周知のように、摩擦攪拌接合時に、回転工
具５０の移動方向において、回転工具５０の軸心は後方
に傾斜している。回転工具５０の軸心は、下部の大径部
５４側が上部の大径部５４側よりも移動方向の前方に位
置している。
具５０の移動方向において、回転工具５０の軸心は後方
に傾斜している。回転工具５０の軸心は、下部の大径部
５４側が上部の大径部５４側よりも移動方向の前方に位
置している。
【００４３】摩擦攪拌接合時において、上部の大径部５
３の後端は凸部１５、２５内に位置している。大径部５
３の後端が凸部１５、２５内に位置するとは、凸部１
５、２５を除く面板１１ｂ、２１ｂの外面（上面）と凸
部１５、２５の頂との間に大径部５３の後端が位置して
いることを言う。
３の後端は凸部１５、２５内に位置している。大径部５
３の後端が凸部１５、２５内に位置するとは、凸部１
５、２５を除く面板１１ｂ、２１ｂの外面（上面）と凸
部１５、２５の頂との間に大径部５３の後端が位置して
いることを言う。
【００４４】一方、下部の大径部５４の前端は凸部１
６、２６内に位置している。大径部５４の前端が凸部１
６、２６内に位置するとは、凸部１６、２６を除く面板
１１ｂ、２１ｂの外面（上面）と凸部１５、２５の頂と
の間に大径部５４の前端が位置していることを言う。
６、２６内に位置している。大径部５４の前端が凸部１
６、２６内に位置するとは、凸部１６、２６を除く面板
１１ｂ、２１ｂの外面（上面）と凸部１５、２５の頂と
の間に大径部５４の前端が位置していることを言う。
【００４５】このため、図４のように接合部の上下の面
に、凸部１５、２５、１６、２６の頂よりも凹んだ接合
部の面が生じる。上部の接合部の面は大径部５３の後端
の位置が基準になる。下部の接合部の面は大径部の前端
の位置が基準になる。但し、大径部５４の後端で金属が
若干盛り上がる。図４は接合後の断面を模式的に示すも
のである。
に、凸部１５、２５、１６、２６の頂よりも凹んだ接合
部の面が生じる。上部の接合部の面は大径部５３の後端
の位置が基準になる。下部の接合部の面は大径部の前端
の位置が基準になる。但し、大径部５４の後端で金属が
若干盛り上がる。図４は接合後の断面を模式的に示すも
のである。
【００４６】以上によって、接合部の面は面板１１ｂ、
２１ｂの上下の面よりも外側にあり、面板１１ｂ、２１
ｂの厚さが薄くなることはない。すなわち、回転工具５
０の移動方向において、面板１１ｂ、２１ｂ、１２ｂ、
２２ｂが上下に若干曲がっても、凸部１５、１６、２
５、２６に対する大径部５３、５４の深さが異なるのみ
であり、面板１１ｂ、２１ｂ、１２ｂ、２２ｂそのもの
が切削されることがないものである。したがって、板厚
が薄くなることがないものである。また、面板に対する
回転工具５０の位置を厳しく管理する必要がなくなり、
容易に摩擦攪拌接合を行うことができるものである。ま
た、意匠上や機能上の問題を生じないものである。
２１ｂの上下の面よりも外側にあり、面板１１ｂ、２１
ｂの厚さが薄くなることはない。すなわち、回転工具５
０の移動方向において、面板１１ｂ、２１ｂ、１２ｂ、
２２ｂが上下に若干曲がっても、凸部１５、１６、２
５、２６に対する大径部５３、５４の深さが異なるのみ
であり、面板１１ｂ、２１ｂ、１２ｂ、２２ｂそのもの
が切削されることがないものである。したがって、板厚
が薄くなることがないものである。また、面板に対する
回転工具５０の位置を厳しく管理する必要がなくなり、
容易に摩擦攪拌接合を行うことができるものである。ま
た、意匠上や機能上の問題を生じないものである。
【００４７】面板１１ｂ、２１ｂ側の接合が終了する
と、中空形材１０、２０の上下を反転させ、面板１１、
２１を下方にして、架台１００に固定し、面板１２ｂ、
２２ｂの突き合わせ部の仮止め溶接を行う。次に、前記
と同様に面板１２ｂ、２２ｂの突き合わせ部の摩擦攪拌
接合を行う。
と、中空形材１０、２０の上下を反転させ、面板１１、
２１を下方にして、架台１００に固定し、面板１２ｂ、
２２ｂの突き合わせ部の仮止め溶接を行う。次に、前記
と同様に面板１２ｂ、２２ｂの突き合わせ部の摩擦攪拌
接合を行う。
【００４８】次に、車体の外面側になる面板（例えば、
１２ｂ、２２ｂ）の凸部１５、２５を切削して、接合部
を面板１２ｂ、２２ｂと同一面にする。接合部の外面は
面板１２ｂ、２２ｂと凸部１５、２５の頂の間にあるの
で、切削によって面板１２ｂ、２２ｂと同一面にでき
る。この切削は、例えば、グラインダーを手で動かして
行う。凸部１５、２５の頂と面板１２ｂ、２２ｂとは直
交する線で接続しているので、凸部１５、２５と面板１
２ｂ、２２ｂとを円弧状に接続した場合に比べて切削量
を少なくできる。
１２ｂ、２２ｂ）の凸部１５、２５を切削して、接合部
を面板１２ｂ、２２ｂと同一面にする。接合部の外面は
面板１２ｂ、２２ｂと凸部１５、２５の頂の間にあるの
で、切削によって面板１２ｂ、２２ｂと同一面にでき
る。この切削は、例えば、グラインダーを手で動かして
行う。凸部１５、２５の頂と面板１２ｂ、２２ｂとは直
交する線で接続しているので、凸部１５、２５と面板１
２ｂ、２２ｂとを円弧状に接続した場合に比べて切削量
を少なくできる。
【００４９】車体の内面側は化粧板で覆うので、内面側
の面板１１ｂ、２１ｂの凸部１５、２５は見栄えのため
の切削は必要ない。
の面板１１ｂ、２１ｂの凸部１５、２５は見栄えのため
の切削は必要ない。
【００５０】摩擦攪拌接合において、接合すべき部分の
隙間（例えば、凹部１８と凸部２８との間の隙間、端面
１７と端面２７との間の隙間）は凸部１５、２５、１
６、２６の金属が原資となり、隙間は埋められる。余っ
た金属は大径部５３、５４の周囲から飛ばされる。前記
隙間は車体５００の長さが約２０ｍあるので、生じ易
い。
隙間（例えば、凹部１８と凸部２８との間の隙間、端面
１７と端面２７との間の隙間）は凸部１５、２５、１
６、２６の金属が原資となり、隙間は埋められる。余っ
た金属は大径部５３、５４の周囲から飛ばされる。前記
隙間は車体５００の長さが約２０ｍあるので、生じ易
い。
【００５１】車体５００は長さが約２０ｍで、面板１１
ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂは中空形材１０、２０の厚
さ方向に若干歪んでいることが多い。しかし、２つの面
板１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２ｂ）は凹部１８と凸部
２８で嵌め合わせているので、接合すべき部分の面板１
１ｂ（１２ｂ）の端部の高さ位置と面板２１ｂ（２２
ｂ）の端部の高さ位置とが異なる段違いが生じない。段
違いを生じると、接合部内に空隙ができやすい。このた
め、この嵌め合わせによって欠陥の少ない摩擦攪拌接合
ができるものである。
ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂは中空形材１０、２０の厚
さ方向に若干歪んでいることが多い。しかし、２つの面
板１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２ｂ）は凹部１８と凸部
２８で嵌め合わせているので、接合すべき部分の面板１
１ｂ（１２ｂ）の端部の高さ位置と面板２１ｂ（２２
ｂ）の端部の高さ位置とが異なる段違いが生じない。段
違いを生じると、接合部内に空隙ができやすい。このた
め、この嵌め合わせによって欠陥の少ない摩擦攪拌接合
ができるものである。
【００５２】摩擦攪拌接合時に、２つの面板は２つの大
径部５３、５４に挟まれているので、面板１１ｂ、２１
ｂ側を接合する際に、回転工具５０を面板１２、２２側
に挿入する力は発生しない。このため、接合部に支え板
が無くても、中空形材を変形させないで、接合できるも
のである。
径部５３、５４に挟まれているので、面板１１ｂ、２１
ｂ側を接合する際に、回転工具５０を面板１２、２２側
に挿入する力は発生しない。このため、接合部に支え板
が無くても、中空形材を変形させないで、接合できるも
のである。
【００５３】大径部５３の下端の外周に切削用の刃を設
置しておけば、摩擦攪拌接合すると共に、前記刃よりも
上方の凸部１５、２５および接合部を切削することがで
きる。少なくとも摩擦攪拌接合によって発生したバリは
切削される。回転工具５０の回転による前記刃の回転径
を２つの凸部１５、２５の幅Ｗよりも大きくしておく。
切削後も凸部１５、２６は残る。これによれば、上部の
接合部の面は凸部１５、２５と実質的に同一面になる。
ただし、回転工具に刃を設置しているので、図４におい
て接合面が円弧状であるように、切削面は円弧状であ
る。これによれば、接合後の中空形材を軽量にできる。
これは前記特開２００１−０４７２６２号公報（ＥＰ１
０５７５７５Ａ２）に示されている。また、面板１２
ｂ、２２ｂの凸部１５、２５に対して切削したのであれ
ば、その後、面板１２ｂ、２２ｂと同一面になるまで切
削する作業を容易にできる。
置しておけば、摩擦攪拌接合すると共に、前記刃よりも
上方の凸部１５、２５および接合部を切削することがで
きる。少なくとも摩擦攪拌接合によって発生したバリは
切削される。回転工具５０の回転による前記刃の回転径
を２つの凸部１５、２５の幅Ｗよりも大きくしておく。
切削後も凸部１５、２６は残る。これによれば、上部の
接合部の面は凸部１５、２５と実質的に同一面になる。
ただし、回転工具に刃を設置しているので、図４におい
て接合面が円弧状であるように、切削面は円弧状であ
る。これによれば、接合後の中空形材を軽量にできる。
これは前記特開２００１−０４７２６２号公報（ＥＰ１
０５７５７５Ａ２）に示されている。また、面板１２
ｂ、２２ｂの凸部１５、２５に対して切削したのであれ
ば、その後、面板１２ｂ、２２ｂと同一面になるまで切
削する作業を容易にできる。
【００５４】大径部５４にも切削用の刃を設けることが
できる。刃の位置は大径部５４の上端よりも下方にす
る。凸部１６、２６に対する大径部５４の傾斜方向は凸
部１５、２５に対する大径部５３の傾斜方向とは逆であ
るので、垂直方向における刃の位置は接合前に凸部１
６、２６を切削しない位置にする。摩擦攪拌接合によっ
て発生したバリを切削するように、凸部１６、２６の頂
よりも下方を切削するようにする。回転工具５０は傾斜
しているので、大径部５４は、回転工具の移動方向にお
いて、前方側の大径部といえる。この切削による切粉お
よび摩擦攪拌接合による切粉は中空部の一端側から噴出
させた空気で排出する。
できる。刃の位置は大径部５４の上端よりも下方にす
る。凸部１６、２６に対する大径部５４の傾斜方向は凸
部１５、２５に対する大径部５３の傾斜方向とは逆であ
るので、垂直方向における刃の位置は接合前に凸部１
６、２６を切削しない位置にする。摩擦攪拌接合によっ
て発生したバリを切削するように、凸部１６、２６の頂
よりも下方を切削するようにする。回転工具５０は傾斜
しているので、大径部５４は、回転工具の移動方向にお
いて、前方側の大径部といえる。この切削による切粉お
よび摩擦攪拌接合による切粉は中空部の一端側から噴出
させた空気で排出する。
【００５５】上記実施例では中空形材１０の面板１１
ｂ、１２ｂにそれぞれ凹部１８を設け、他方の中空形材
２０の面板２１ｂ、２２ｂに凸部２８を設けている。し
かし、面板１１ｂ、２２ｂに凹部１８を設け、面板１２
ｂ、２１ｂに凸部２８を設けてもよい。
ｂ、１２ｂにそれぞれ凹部１８を設け、他方の中空形材
２０の面板２１ｂ、２２ｂに凸部２８を設けている。し
かし、面板１１ｂ、２２ｂに凹部１８を設け、面板１２
ｂ、２１ｂに凸部２８を設けてもよい。
【００５６】図７の実施例を説明する。前記光学センサ
３５で検出する凸部１５、２５の上面（頂の面）に第２
の凸部３１、３２を設けている。第２の凸部３１、３２
の高さは約１ｍｍである。２つの凸部３１、３２を合わ
せた幅Ｗ２は約１５ｍｍである。光学センサ３５は第２
の凸部３１、３２を検出して回転工具５０を誘導する。
第２の凸部３１、３２は摩擦攪拌接合によってなくな
る。
３５で検出する凸部１５、２５の上面（頂の面）に第２
の凸部３１、３２を設けている。第２の凸部３１、３２
の高さは約１ｍｍである。２つの凸部３１、３２を合わ
せた幅Ｗ２は約１５ｍｍである。光学センサ３５は第２
の凸部３１、３２を検出して回転工具５０を誘導する。
第２の凸部３１、３２は摩擦攪拌接合によってなくな
る。
【００５７】凸部の幅および高さ位置を高精度に検出す
るためには、光学センサ３５から凸部３１、３２までの
距離Ｈ２をそのセンサの所定値以下（実質的に焦点距離
以下）にすることが必要である。第２の凸部３１、３２
を設けているので、この幅Ｗ２を小さくでき、距離Ｈ２
を所定範囲内にでき、高精度に検出できるものである。
このため、凸部１５、２５の幅Ｗを大きくできるもので
ある。その理由は、凹部１８の深さが大きい場合、接合
部の幅を大きくしたい場合、２つの大径部５３、５４を
有する回転工具５０の場合等では、凸部１５、２５の幅
Ｗを大きくしたい。幅Ｗを大きくすると、センサから凸
部までの距離Ｈ２を大きくしなければならないので、こ
の距離Ｈ２を所定値以下にできなくなり、高精度の位置
検出ができない。しかし、第２の凸部３１、３２があれ
ば可能になる。なお、第２の凸部は一方の凸部のみ（１
５または２５）に設けてもよい。
るためには、光学センサ３５から凸部３１、３２までの
距離Ｈ２をそのセンサの所定値以下（実質的に焦点距離
以下）にすることが必要である。第２の凸部３１、３２
を設けているので、この幅Ｗ２を小さくでき、距離Ｈ２
を所定範囲内にでき、高精度に検出できるものである。
このため、凸部１５、２５の幅Ｗを大きくできるもので
ある。その理由は、凹部１８の深さが大きい場合、接合
部の幅を大きくしたい場合、２つの大径部５３、５４を
有する回転工具５０の場合等では、凸部１５、２５の幅
Ｗを大きくしたい。幅Ｗを大きくすると、センサから凸
部までの距離Ｈ２を大きくしなければならないので、こ
の距離Ｈ２を所定値以下にできなくなり、高精度の位置
検出ができない。しかし、第２の凸部３１、３２があれ
ば可能になる。なお、第２の凸部は一方の凸部のみ（１
５または２５）に設けてもよい。
【００５８】図８の実施例を説明する。面板１１ｂ、１
２ｂの端部には凸部がなく、実質的に板状である。中空
形材２０の面板２１ｂ、２２ｂの端部の両面に凸部２５
ｂ、２６ｂがある。凸部２５ｂ、２６ｂは面板２１ｂ、
２２ｂの厚さ方向に突出し、面板２１ｂ、２２ｂに沿っ
てさらに面板の端面よりも突出している。この突出した
部分を突出片２５ｃ、２６ｃという。２つの突出片２５
ｃ、２６ｃの間には面板１１ｂ（１２ｂ）が挿入される
凹部になっている。凹部の幅および面板１１ｂ、１２ｂ
の先端の形状は、凹部に面板１ｂ、１２ｂを挿入しやす
い幅および台形状になっている。この凹部の深さは図２
の場合よりも深い。
２ｂの端部には凸部がなく、実質的に板状である。中空
形材２０の面板２１ｂ、２２ｂの端部の両面に凸部２５
ｂ、２６ｂがある。凸部２５ｂ、２６ｂは面板２１ｂ、
２２ｂの厚さ方向に突出し、面板２１ｂ、２２ｂに沿っ
てさらに面板の端面よりも突出している。この突出した
部分を突出片２５ｃ、２６ｃという。２つの突出片２５
ｃ、２６ｃの間には面板１１ｂ（１２ｂ）が挿入される
凹部になっている。凹部の幅および面板１１ｂ、１２ｂ
の先端の形状は、凹部に面板１ｂ、１２ｂを挿入しやす
い幅および台形状になっている。この凹部の深さは図２
の場合よりも深い。
【００５９】突出片２５ｃ、２６ｃを含む凸部２５ｂ、
２６ｂの幅は前記幅Ｗと同様である。凹部の底面に回転
工具５０の中心を位置させる。突出片２５ｃ、２６ｃを
含む凸部２５ｂ、２６ｂの幅の中心に実質的に凹部の底
面を設けている。凹部の底面および面板１１ｂ、１２ｂ
の端面は面板に実質的に直交している。凸部２５ｂ、２
６ｂの高さは、凸部１５、１６、２５、２６と同様であ
る。
２６ｂの幅は前記幅Ｗと同様である。凹部の底面に回転
工具５０の中心を位置させる。突出片２５ｃ、２６ｃを
含む凸部２５ｂ、２６ｂの幅の中心に実質的に凹部の底
面を設けている。凹部の底面および面板１１ｂ、１２ｂ
の端面は面板に実質的に直交している。凸部２５ｂ、２
６ｂの高さは、凸部１５、１６、２５、２６と同様であ
る。
【００６０】突出片２５ｃ、２６ｃはなくてもよいが、
有ることによって良好な接合ができる。
有ることによって良好な接合ができる。
【００６１】面板１１ｂ、２２ｂに凹部を設け、面板２
１ｂ、１２ｂに凸部を設けることができる。
１ｂ、１２ｂに凸部を設けることができる。
【００６２】図９と図１０の実施例を説明する。これは
中空形材を一方の面側から中空形材の両面を接合するも
のである。面板１２ｂの端部と面板２２ｂの端部とは突
き合わせ、嵌め合わせている。面板１２ｂ、２２ｂの端
部の構成は図２と同様である。面板１２ｂ（２２ｂ）は
上面の面板１１ｂ（２１ｂ）よりも端部側に突出してい
る。面板１１ｂと面板２１ｂとは接続材４０を介して接
合している。接続材４０は板４１の両端に凸部を設けて
いる。
中空形材を一方の面側から中空形材の両面を接合するも
のである。面板１２ｂの端部と面板２２ｂの端部とは突
き合わせ、嵌め合わせている。面板１２ｂ、２２ｂの端
部の構成は図２と同様である。面板１２ｂ（２２ｂ）は
上面の面板１１ｂ（２１ｂ）よりも端部側に突出してい
る。面板１１ｂと面板２１ｂとは接続材４０を介して接
合している。接続材４０は板４１の両端に凸部を設けて
いる。
【００６３】面板１１ｂの端部の上面には凸部がない。
下面には凸部１６ｂがある。接続材４０の一端の上面に
は凸部４２がある。凸部４２は上方に突出し、板４１に
沿って板４１の端面よりも面板１１ｂ側に突出してい
る。凸部４２の突出片４２ｃは面板１１ｂに載っている
（重なっている）。接続材４０の一端の下面には凸部４
３がある。面板１１ｂと凸部１６ｂとの端面が、板４１
と凸部４３との端面に突き合わせられている。
下面には凸部１６ｂがある。接続材４０の一端の上面に
は凸部４２がある。凸部４２は上方に突出し、板４１に
沿って板４１の端面よりも面板１１ｂ側に突出してい
る。凸部４２の突出片４２ｃは面板１１ｂに載っている
（重なっている）。接続材４０の一端の下面には凸部４
３がある。面板１１ｂと凸部１６ｂとの端面が、板４１
と凸部４３との端面に突き合わせられている。
【００６４】突出片４２ｃを含む凸部４２の幅の中心に
回転工具５０の中心を位置させる。このため、面板１１
ｂ、凸部１６ｂ、板４１、凸部４３の端面（突き合わせ
部の面）に回転工具５０に中心が位置するといえる。突
出片４２ｃを含む凸部４２の幅は大径部５３の径よりも
大きい。面板１１ｂ、凸部１６ｂ、板４１、凸部４３の
端面は面板１１ｂ、板４１に実質的に直交している。凸
部１６ｂ、４２、４３の高さは、凸部１５、１６、２
５、２６の高さと同様である。
回転工具５０の中心を位置させる。このため、面板１１
ｂ、凸部１６ｂ、板４１、凸部４３の端面（突き合わせ
部の面）に回転工具５０に中心が位置するといえる。突
出片４２ｃを含む凸部４２の幅は大径部５３の径よりも
大きい。面板１１ｂ、凸部１６ｂ、板４１、凸部４３の
端面は面板１１ｂ、板４１に実質的に直交している。凸
部１６ｂ、４２、４３の高さは、凸部１５、１６、２
５、２６の高さと同様である。
【００６５】接続材４０の他端の上下の面には凸部４
５、４６がある。凸部４５、４６の端部には板４１に沿
って突出した突出片４５ｃ、４６ｃがある。突出片４５
ｃの長さは凸部４５の幅と同一である。突出片４６ｃの
長さは短い。突出片４５ｃと４６ｃの間は凹部になって
いる。突出片４５ｃを含む凸部４５の幅の中央に板４１
の端面がある。面板２１ｂの下面には突出片４６ｃの端
部に突き合わせる凸部２６ｄがある。凸部２６ｄと突出
片４６ｃとを合わせた幅と凸部４６の幅とが等しい。
５、４６がある。凸部４５、４６の端部には板４１に沿
って突出した突出片４５ｃ、４６ｃがある。突出片４５
ｃの長さは凸部４５の幅と同一である。突出片４６ｃの
長さは短い。突出片４５ｃと４６ｃの間は凹部になって
いる。突出片４５ｃを含む凸部４５の幅の中央に板４１
の端面がある。面板２１ｂの下面には突出片４６ｃの端
部に突き合わせる凸部２６ｄがある。凸部２６ｄと突出
片４６ｃとを合わせた幅と凸部４６の幅とが等しい。
【００６６】かかる構成において、面板１２ｂ、２２ｂ
を下方にして、中空形材１０、２０を架台１００に固定
し、突き合わせた面板１２ｂと面板２２ｂとを仮止め溶
接する。次に、上方の面板１１ｂ、２１ｂ側（上方）か
ら回転工具５０で摩擦攪拌接合する。架台１００の凹部
１０２の大きさは大径部５４の大きさから定める。
を下方にして、中空形材１０、２０を架台１００に固定
し、突き合わせた面板１２ｂと面板２２ｂとを仮止め溶
接する。次に、上方の面板１１ｂ、２１ｂ側（上方）か
ら回転工具５０で摩擦攪拌接合する。架台１００の凹部
１０２の大きさは大径部５４の大きさから定める。
【００６７】次に、接続材４０を面板１１ｂ、２１ｂに
組付ける。すなわち、接続材４０をその幅方向に移動さ
せ、突出片４５ｃと４６ｃとの間に面板２１ｂの端部を
挿入する。次に、接続材４０の他端を下降させ、突出片
１６ｃを面板１１ｂに載せる。接続材４０の両端は面板
１１ｂ、２１ｂに支持され、落下することはない。下方
の突出片４６ｃの長さが短いので、面板２１ｂを挿入し
やすい。次に、接続材４０の両端を面板１１ｂ、２１ｂ
に仮止め溶接する。
組付ける。すなわち、接続材４０をその幅方向に移動さ
せ、突出片４５ｃと４６ｃとの間に面板２１ｂの端部を
挿入する。次に、接続材４０の他端を下降させ、突出片
１６ｃを面板１１ｂに載せる。接続材４０の両端は面板
１１ｂ、２１ｂに支持され、落下することはない。下方
の突出片４６ｃの長さが短いので、面板２１ｂを挿入し
やすい。次に、接続材４０の両端を面板１１ｂ、２１ｂ
に仮止め溶接する。
【００６８】接続材４０にはリブ等がなく、接続材４０
の長手方向において厚さ方向に曲がりやすい。このた
め、この組付け作業が困難になる。そこで、接続材４０
の長さを中空形材１０、２０の長さ（一般にその長さは
車体の長さであるので、約２０ｍある。）より十分に短
くする。例えば、接続剤４０は長さを数ｍにする。この
ため、多数の接続材４０が一組の中空形材の接合線に沿
ってあることになる。接合線に沿った接続材４０と接続
材４０との間をアーク溶接で仮止め溶接する。溶接位置
は、一方の接続材４０の凸部４２、４２ｃ、４５、４５
ｃと他方の接続材４０の凸部４２、４２ｃ、４５、４５
ｃとの突き合わせ部である。板４１と板４１との突き合
わせ部は溶接する必要はない。つまり回転工具５０の大
径部５３が通過する範囲が溶接されていればよい。突き
合わせ部の隙間がないように溶接する。つまり突き合わ
せ部に凸部４２、４２ｃ（４５、４５ｃ）が連続してあ
るようにする。こうすると突き合わせ部の接合欠陥が少
なくなる。
の長手方向において厚さ方向に曲がりやすい。このた
め、この組付け作業が困難になる。そこで、接続材４０
の長さを中空形材１０、２０の長さ（一般にその長さは
車体の長さであるので、約２０ｍある。）より十分に短
くする。例えば、接続剤４０は長さを数ｍにする。この
ため、多数の接続材４０が一組の中空形材の接合線に沿
ってあることになる。接合線に沿った接続材４０と接続
材４０との間をアーク溶接で仮止め溶接する。溶接位置
は、一方の接続材４０の凸部４２、４２ｃ、４５、４５
ｃと他方の接続材４０の凸部４２、４２ｃ、４５、４５
ｃとの突き合わせ部である。板４１と板４１との突き合
わせ部は溶接する必要はない。つまり回転工具５０の大
径部５３が通過する範囲が溶接されていればよい。突き
合わせ部の隙間がないように溶接する。つまり突き合わ
せ部に凸部４２、４２ｃ（４５、４５ｃ）が連続してあ
るようにする。こうすると突き合わせ部の接合欠陥が少
なくなる。
【００６９】次に、接続材４０と面板１１ｂ、２１ｂと
の突き合わせ部を摩擦攪拌接合する。接続材４０の両端
を同時に接合してもよいし、一端を接合した後、他端を
接合してもよい。
の突き合わせ部を摩擦攪拌接合する。接続材４０の両端
を同時に接合してもよいし、一端を接合した後、他端を
接合してもよい。
【００７０】一端を接合した後、他端を接合する場合
は、最初に面板１１ｂと接続材４０との突き合わせ部を
接合し、次に面板２１ｂと接続材４０との突き合わせ部
を接合する。これによれば、最初に摩擦攪拌接合する際
の熱で、接続材４０が変形して、未接合部側（凸部２５
ｂ、２６ｂ側）が浮き上がろうとしても、この部分は嵌
め合わせてあるので、浮き上がらない。このため、この
部分を良好に接合できるものである。
は、最初に面板１１ｂと接続材４０との突き合わせ部を
接合し、次に面板２１ｂと接続材４０との突き合わせ部
を接合する。これによれば、最初に摩擦攪拌接合する際
の熱で、接続材４０が変形して、未接合部側（凸部２５
ｂ、２６ｂ側）が浮き上がろうとしても、この部分は嵌
め合わせてあるので、浮き上がらない。このため、この
部分を良好に接合できるものである。
【００７１】次に、面板１２ｂ、２２ｂの外面側を平滑
に切削し、この面を車体の外面側に用いる。
に切削し、この面を車体の外面側に用いる。
【００７２】図１１の実施例を説明する。これは面板１
１ｂと接続材４０との継ぎ手を示すものである。この実
施例は図８の実施例に対して上下を逆にしたものであ
る。
１ｂと接続材４０との継ぎ手を示すものである。この実
施例は図８の実施例に対して上下を逆にしたものであ
る。
【００７３】図１２の実施例を説明する。これは面板１
１ｂと接続材４０との継ぎ手を示すものである。面板１
１ｂの端部の上面には凸部がない。下面には凸部１６ｂ
がある。凸部１６ｂは下方に突出し、面板１１ｂに沿っ
て面板１１ｂの端面よりも接続材４０側に突出してい
る。接続材４０の一端の下面は凸部１６ｂの突出片１６
ｃに重なっている。接続材４０の一端の上面には前記実
施例と同様の凸部４２がある。凸部４２の突出片４２ｃ
は面板１１ｂに重なっている。但し、上下の突出片４２
ｃ、１６ｃが他方の部材に重なるといっても、他方の部
材に接触しているのは実質的に一方の突出片のみであろ
う。
１ｂと接続材４０との継ぎ手を示すものである。面板１
１ｂの端部の上面には凸部がない。下面には凸部１６ｂ
がある。凸部１６ｂは下方に突出し、面板１１ｂに沿っ
て面板１１ｂの端面よりも接続材４０側に突出してい
る。接続材４０の一端の下面は凸部１６ｂの突出片１６
ｃに重なっている。接続材４０の一端の上面には前記実
施例と同様の凸部４２がある。凸部４２の突出片４２ｃ
は面板１１ｂに重なっている。但し、上下の突出片４２
ｃ、１６ｃが他方の部材に重なるといっても、他方の部
材に接触しているのは実質的に一方の突出片のみであろ
う。
【００７４】つまり、この実施例は継ぎ手のそれぞれの
部材に他方の部材に重なる凸部を設けたものである。
部材に他方の部材に重なる凸部を設けたものである。
【００７５】図１０、図１１、図１２の各実施例におい
て、面板２１ｂと接続材４０との継ぎ手として、図２、
図７の継ぎ手を適宜用いることができる。また、面板１
２ｂと面板２２ｂとの継ぎ手は図８の継ぎ手を用いるこ
とができる。また、図１の継ぎ手として、図１０、図１
１、図１２の面板１１ｂと接続材４０との継ぎ手、また
図１０の面板２１ｂと接続材４０との継ぎ手を適宜用い
ることができる。また、中空形材１０、２０の端部の接
続材１３、２３は面板１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂ
に直交するものであってもよい。
て、面板２１ｂと接続材４０との継ぎ手として、図２、
図７の継ぎ手を適宜用いることができる。また、面板１
２ｂと面板２２ｂとの継ぎ手は図８の継ぎ手を用いるこ
とができる。また、図１の継ぎ手として、図１０、図１
１、図１２の面板１１ｂと接続材４０との継ぎ手、また
図１０の面板２１ｂと接続材４０との継ぎ手を適宜用い
ることができる。また、中空形材１０、２０の端部の接
続材１３、２３は面板１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂ
に直交するものであってもよい。
【００７６】上記各実施例の継ぎ手は、板等の各種部材
の接合部の継ぎ手として用いることができる。
の接合部の継ぎ手として用いることができる。
【００７７】本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
【００７８】
【発明の効果】本発明のよれば、２つの大径部を有する
回転工具を用いて摩擦攪拌接合する場合において、良好
な摩擦攪拌接合が得られるものである。
回転工具を用いて摩擦攪拌接合する場合において、良好
な摩擦攪拌接合が得られるものである。
【００７９】また、本発明によれば、長い板を摩擦攪拌
接合する場合において、容易に摩擦攪拌接合できるもの
である。
接合する場合において、容易に摩擦攪拌接合できるもの
である。
【００８０】また、本発明によれば、摩擦攪拌接合する
場合において、回転工具を正確に誘導して良好な摩擦攪
拌接合が得られるものである。
場合において、回転工具を正確に誘導して良好な摩擦攪
拌接合が得られるものである。
【図１】本発明の一実施例の一対の中空形材の縦断面
図。
図。
【図２】図１の一対の中空形材の継ぎ手の部分の拡大縦
断面図。
断面図。
【図３】図１の接合時の要部の縦断面図。
【図４】図１の接合後の要部の縦断面図。
【図５】図１の回転工具の分解縦断面図。
【図６】鉄道車両の車体の斜視図。
【図７】本発明の他の実施例の要部の縦断面図。
【図８】本発明の他の実施例の要部の縦断面図。
【図９】本発明の他の実施例の一対の中空形材の縦断面
図。
図。
【図１０】図９の要部の縦断面図。
【図１１】本発明の他の実施例の要部の縦断面図。
【図１２】本発明の他の実施例の要部の縦断面図。
１０、２０ 中空形材
１１、１１ｂ、１２、１２ｂ、２１、２２ 面板
１５、１６、１６ｂ、２５、２５ｂ、２６、２６ｂ 凸
部 １５ｃ、１６ｃ、２５ｃ、２６ｃ 突出片 １８ 凹部 ２８ 凸部 ４０ 接続材 ４１ 板 ４２、４３ 凸部 ４２ｃ 突出片 ５０ 回転工具 ５１ 小径部 ５３、５４ 大径部
部 １５ｃ、１６ｃ、２５ｃ、２６ｃ 突出片 １８ 凹部 ２８ 凸部 ４０ 接続材 ４１ 板 ４２、４３ 凸部 ４２ｃ 突出片 ５０ 回転工具 ５１ 小径部 ５３、５４ 大径部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 福寄 一成
山口県下松市大字東豊井794番地 日立笠
戸機械工業株式会社内
(72)発明者 岡村 久宣
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
Ｆターム(参考） 4E067 AA05 BG00 DA13 DD02 EA08
EB00
Claims (48)
- 【請求項１】 第１の板の端部と第２の板の端部とを突
き合わせ、 前記突き合わせた際に、前記第１の板の端部または第２
の板の端部または両者によって、前記突き合わせた部分
の両面に凸部があり、 小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面の前
記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら前
記突き合わせた部分に沿って移動させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項２】 請求項１の摩擦攪拌接合方法において、 前記第１の板および前記第２の板のそれぞれの前記端部
は、両面に突出する凸部を有しており、 かかる第１の板と第２の板とを前記突き合わせること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項３】 請求項２の摩擦攪拌接合方法において、 前記第１の板の前記突き合わせた部分の端面には第２の
凸部を有しており、前記第２の板の端面には前記第２の
凸部を受け入れる凹部を有しており、 前記凹部に前記第２の凸部を挿入した状態で、前記挿入
した部分を摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項４】 請求項１の摩擦攪拌接合方法において、 前記第１の板の前記端部は、両面に突出し、かつ、該第
１の板に沿って前記第２の板に向けてそれぞれ突出する
凸部を有し、前記両面の凸部の間は凹部になっており、 前記第２の板の前記端部は前記凹部の中に入っており、 この状態で摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項５】 請求項１の摩擦攪拌接合方法において、 前記突き合わせた際に、突き合わせ部において、少なく
とも第１の面板の端部の両面に凸部があり、該２つの凸
部の間は凹部になっており、 前記第２の面板の端部は前記凹部に挿入されており、 該挿入した部分を摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項６】 請求項１の摩擦攪拌接合方法において、 前記突き合わせることによって中空状になり、 前記摩擦攪拌接合の後、前記中空部の一端から他端に向
けて空気を噴出させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項７】 請求項１の摩擦攪拌接合方法において、 前記それぞれの大径部の外周に刃を設けた回転工具を用
いて摩擦攪拌接合を行うとともに、摩擦攪拌接合によっ
て発生したバリを切削すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項８】 第１の中空形材の２つの面板と第２の中
空形材の２つの面板とをそれぞれ突き合わせ、 前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材のそれぞれ
の前記面板の端部または前記第２の中空形材のそれぞれ
の前記面板の端部または両者によって、前記突き合わせ
た部分の両面に凸部があり、 前記中空形材の一方の面の前記突き合わせた部分に対し
て、または両面の前記突き合わせた部分に対して、 小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面の前
記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら前
記突き合わせた部分に沿って移動させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項９】 請求項８の摩擦攪拌接合方法において、 前記突き合わせた際に、それぞれの突き合わせ部におい
て、少なくとも一方の面板の端部の両面に凸部があり、
該２つの凸部の間は凹部になっており、 他方の前記面板の端部は前記凹部に挿入されており、 該挿入した部分を摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１０】 第１の中空形材の一方の面板と第２の
中空形材の一方の面板とを突き合わせ、 前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材の前記面板
の端部または前記第２の中空形材の前記面板の端部また
は両者によって、前記突き合わせた部分の両面に凸部が
あり、 小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面の前
記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら前
記突き合わせた部分に沿って移動させ、 次に、前記第１の中空形材の他方の面板と前記第２の中
空形材の他方の面板とに、接続材をそれぞれ重ねると共
に突き合わせ、 前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材の前記他方
の面板の端部または前記接続材の端部または両者によっ
て、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、 また、前記突き合わせた際に、前記第２の中空形材の前
記他方の面板の端部または前記接続材の端部または両者
によって、前記突き合わせた部分の両面に凸部があり、 前記第１の中空形材と前記接続材との前記突き合わせた
部分に対して、または前記第１の中空形材と前記接続材
との前記突き合わせた部分と、前記第２の中空形材と前
記接続材との前記突き合わせた部分に対して、 小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記両面の前
記凸部を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら前
記突き合わせた部分に沿って移動させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１１】 請求項１０の摩擦攪拌接合方法におい
て、 前記一方の面板同士を突き合わせた際に、突き合わせ部
において、少なくとも一方の面板の端部の両面に凸部が
あり、該２つの凸部の間は凹部になっており、 他方の前記面板の端部は前記凹部に挿入されており、 該挿入した部分を摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１２】 請求項１０の摩擦攪拌接合方法におい
て、 前記接続材と前記第１の中空形材、前記第２の中空形材
とをそれぞれ突き合わせた際に、少なくとも一方の突き
合わせ部において、前記接続材の端部と前記他方の面板
の端部の少なくとも一方の両面に凸部があり、該２つの
凸部の間は凹部になっており、 前記接続材の端部と前記他方の面板の端部の他方の部材
は前記凹部に挿入されており、 該挿入した部分を摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１３】 請求項１０の摩擦攪拌接合方法におい
て、 前記接続材と前記第１の中空形材、前記第２の中空形材
とをそれぞれ突き合わせた際に、一方の突き合わせ部に
おいて、前記接続材の端部と前記他方の面板の端部の少
なくとも一方の両面に凸部があり、該２つの凸部の間は
凹部になっており、 前記接続材の端部と前記他方の面板の端部の他方の部材
は前記凹部に挿入されており、 他方の突き合わせ部はは挿入されておらず、 該他方の突き合わせ部を前記摩擦攪拌接合し、 次に、前記挿入した部分を摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１４】 第１の中空形材の一方の面板と第２の
中空形材の一方の面板とを突き合わせ、 前記突き合わせた部分を他方の面板側から摩擦攪拌接合
し、 次に、前記台の中空形材および前記第２の中空形材より
も短い複数の接続材を、前記第１の中空形材および前記
第２の中空形材に沿って、前記第１の中空形材の他方の
面板と前記第２の中空形材の他方の面板とに、重ね、 次に、前記第１の中空形材と前記接続材を接合すると共
に、前記第２の中空形材と前記接続材を摩擦攪拌接合す
ること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１５】 請求項１４の摩擦攪拌接合方法におい
て、 前記接続材を前記第１の中空形材および前記第２の中空
形材に重ねた次に、前記接続材同士の間であって、前記
重ねた部分の近傍を溶接し、 次に、前記重ねた部分を摩擦攪拌接合すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１６】 第１の板の端部と第２の板の端部とを
突き合わせ、 前記突き合わせた際に、前記第１の板の端部または第２
の板の端部または両者によって、前記突き合わせた部分
の一方の面に凸部があり、該凸部に第２の凸部があり、 前記第２の凸部を検出しながら、前記突き合わせた部分
に挿入した回転工具を誘導すること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項１７】 ２つの板の突き合わせ部が摩擦攪拌接
合されており、 前記摩擦攪拌接合した部分において、前記板の両面に凸
部があり、 前記板の一方の面と該一方の前記凸部の頂とを接続する
線は前記板の厚さ方向に対して実質的に直交しており、 前記板の他方の面と該他方の前記凸部の頂とを接続する
線は円弧状または斜面であること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項１８】 第１の中空形材の２つの面板と第２の
中空形材の２つの面板とのそれぞれの突き合わせ部が摩
擦攪拌接合されており、 それぞれの前記摩擦攪拌接合した部分において、前記面
板の両面に凸部があること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項１９】 第１の中空形材の２つの面板と第２の
中空形材の２つの面板とのそれぞれの突き合わせ部が摩
擦攪拌接合されており、 一方の前記面板を前記摩擦攪拌接合した部分において、
前記中空形材の外面側の前記接合した面は前記面板と実
質的に同一面であり、 前記一方の面板の前記摩擦攪拌接合した部分において、
前記中空形材の内面側の面には凸部があり、 他方の前記面板の前記摩擦攪拌接合した部分において、
該面板の両面に凸部があること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項２０】 請求項１９の構造体において、 それぞれの前記凸部の頂とそれぞれの前記面板とを接続
する線は円弧状または斜面であること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項２１】 第１の中空形材の第１の面板と第２の
中空形材の第１の面板との突き合わせ部が摩擦攪拌接合
されており、 前記第１の中空形材の第２の面板と前記第２の中空形材
の第２の面板とが接続材を介して摩擦攪拌接合されてお
り、 この摩擦攪拌接合は前記第２の面板と前記接続材との突
き合わせ部に対して行われており、 それぞれの前記摩擦攪拌接合した部分において、前記面
板の両面に凸部があること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項２２】 第１の中空形材の第１の面板と第２の
中空形材の第１の面板との突き合わせ部が摩擦攪拌接合
されており、 前記第１の中空形材の第２の面板と前記第２の中空形材
の第２の面板とが接続材を介して摩擦攪拌接合されてお
り、 この摩擦攪拌接合は前記第２の面板と前記接続材との突
き合わせ部に対して行われており、 前記第１の面板を前記摩擦攪拌接合した部分において、
前記中空形材の外面側の前記接合した面は前記第１の面
板と実質的に同一面であり、 前記第１の面板の前記摩擦攪拌接合した部分において、
前記中空形材の内面側の面には凸部があり、 前記第２の面板の前記摩擦攪拌接合した部分において、
前記第１の面板の両面に凸部があること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項２３】 請求項２２の構造体において、 それぞれの前記凸部の頂とそれぞれの前記面板とを接続
する線は円弧状または斜面であること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項２４】 板の端部の両面に、該板の厚さ方向に
それぞれ突出するとともに、該板の面に沿って前記端部
よりも突出する凸部を有しており、 前記両面の凸部の間で、前記板の端面に、凹部を有して
おり、 少なくとも一方の凸部の幅の中心の近傍に実質的に前記
凹部の底面があり、 前記端部は摩擦攪拌接合する部分であること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項２５】 請求項２４の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 両面の凸部の幅の中心の近傍に実質的に前記凹部の底面
があること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項２６】 請求項２４の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 前記前記板の面に沿って突出する長さは一方の凸部のほ
うが他方よりも長いこと、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項２７】 板の一端の一方の面に、該板の厚さ方
向に突出する第１の凸部を有しており、 前記板の前記一端の他方の面に、該板の厚さ方向に突出
し、かつ該他方の面に沿って前記端部よりも突出する第
２の凸部を有しており、 前記一端は摩擦攪拌接合する部分であること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項２８】 請求項２７の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 前記板の前記一端の端面は該板の厚さ方向に沿って実質
的に直交していること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項２９】 請求項２７の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 前記一端の端面から他端側の前記第１の凸部の端部まで
の距離と、前記一端の端面から他端側の前記第２の凸部
の端部までの距離とは、実質的に同一であり、 前記第２の凸部の幅の中心に実質的に前記板の前記一端
の端面があること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３０】 板の一端の両面に、該板の厚さ方向に
それぞれ突出する第１の凸部を有しており、 前記板の他端の一方の面に、該板の厚さ方向に突出し、
かつ該一方の面に沿ってさらに該板の他端よりも突出す
る第２の凸部を有しており、 前記板の前記一端および他端は摩擦攪拌接合する部分で
あること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３１】 請求項３０の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 前記板の一端の端面には、前記両面の第１の凸部の頂の
間において、凹部を有し、 前記第１の凸部の幅の中心に実質的に前記凹部の底面が
あること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３２】 請求項３０の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 前記第２の凸部の幅の中心に実質的に前記板の前記他端
の端面があること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３３】 板の一端の両面に、該板の厚さ方向に
それぞれ突出する第１の凸部を有しており、 前記板の他端の一方の面に、該板の厚さ方向に突出する
第２の凸部を有しており、 前記板の前記一端および他端は摩擦攪拌接合する部分で
あること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３４】 板の端部の両面に、該板の厚さ方向に
それぞれ突出する凸部を有しており、 前記板の一方の面の側の凸部の頂と該一方の面とを接続
する線は前記板に実質的に直交しており、 前記板の他方の面の側の凸部の頂と該他方の面とを接続
する線は円弧状または傾斜する線であり、 前記端部は摩擦攪拌接合する部分であること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３５】 実質的に平行な２つの面板と、 両者を接続する接続板と、 少なくとも一方の前記面板は、該面板の端部の両面に、
該面板の厚さ方向にそれぞれ突出するとともに、該面板
の面に沿って前記端部よりも突出する凸部を有してお
り、 前記両面の凸部の間で、前記板の端面に、凹部を有して
おり、 少なくとも一方の凸部の幅の中心の近傍に実質的に前記
凹部の底面があり、前記端部は摩擦攪拌接合する部分で
あること、 を特徴とする中空形材。 - 【請求項３６】 請求項３５の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 両面の凸部の幅の中心の近傍に実質的に前記凹部の底面
があること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３７】 請求項３５の摩擦攪拌接合用部材にお
いて、 前記前記板の面に沿って突出する長さは一方の凸部のほ
うが他方よりも長いこと、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項３８】 実質的に平行な２つの面板と、 両者を接続する接続板と、 少なくとも一方の前記面板は、該面板の一端の一方の面
に、該板の厚さ方向に突出する第１の凸部を有してお
り、 前記面板の前記一端の他方の面に、該板の厚さ方向に突
出し、かつ該他方の面に沿って前記一端よりも突出する
第２の凸部を有しており、 前記一端は摩擦攪拌接合する部分であること、 を特徴とする中空形材。 - 【請求項３９】 請求項３８の中空形材において、 前記第１の凸部は中空形材の外面側にあること、 を特徴とする中空形材。
- 【請求項４０】 請求項３８の中空形材において、 前記面板の前記一端の端面から他端側の前記第１の凸部
の端部までの距離と、前記板の前記一端の端面から他端
側の前記第２の凸部の端部までの距離とは、実質的に同
一であり、 前記第２の凸部の幅の中心に実質的に前記面板の前記一
端の端面があること、 を特徴とする中空形材。 - 【請求項４１】 実質的に平行な２つの面板と、 両者を接続する接続板と、 少なくとも一方の前記面板の端部であって、一方の面
に、該板の厚さ方向に突出し、かつ該一方の面に沿って
さらに該面板の端部よりも突出する凸部を有しており、 前記端部は摩擦攪拌接合する部分であること、 を特徴とする中空形材。 - 【請求項４２】 請求項４１の中空形材において、 前記凸部は中空形材の内側にあること、 を特徴とする中空形材。
- 【請求項４３】 請求項４１の中空形材において、 前記凸部の幅の中心に実質的に前記一方の面板の端部が
あること、 を特徴とする中空形材。 - 【請求項４４】 実質的に平行な２つの面板と、 両者を接続する接続板と、 前記２つの面板のそれぞれの端部の両面に、該面板の厚
さ方向にそれぞれ突出する凸部を有しており、 一方の前記面板の外面側の凸部の頂と前記一方の面板の
外面とを接続する線は前記板に実質的に直交しており、 他の凸部の頂と他の面とを接続するそれぞれの線は円弧
状または傾斜する線であり、 前記端部は摩擦攪拌接合する部分であること、 を特徴とする中空形材。 - 【請求項４５】 板の端部に厚さ方向に突出する第１の
凸部があり、 前記第１の凸部内において前記厚さ方向に突出する第２
の凸部があること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項４６】 第１の部材と第２の部材とからなり、 前記第１の部材の端部と、前記第２の部材の端部とが突
き合わせられるようになっており、 前記突き合わせた際に、前記第１の板の端部または第２
の板の端部または両者によって、前記突き合わせた部分
の両面に凸部があること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。 - 【請求項４７】 第１の中空形材と、第２の中空形材
と、からなり、 前記第１の中空形材のそれぞれの面板の端部と、前記第
２の中空形材のそれぞれの面板の端部とが突き合わせら
れるようになっており、 前記突き合わせた際に、前記第１の中空形材の面板の端
部または第２の中空形材の面板の端部または両者によっ
て、前記突き合わせた部分の両面に凸部があること、 を特徴とする中空形材。 - 【請求項４８】 第１の中空形材と、第２の中空形材
と、接続材とからなり、 前記第１の中空形材の一方の面板の端部と、前記第２の
中空形材の一方の面板の端部とが突き合わせられるよう
になっており、 前記第１の中空形材の他方の面板と前記接続材の板一端
とを、前記第２の中空形材の他方の面板と前記接続材の
他端とを、それぞれ突き合わせるようになっており、 それぞれの前記突き合わせを行うと、突き合わせ部の一
方の部材または他方の部材または両者によって、前記突
き合わせた部分の両面に凸部があること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用部材。
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