JP2003311445A - 摩擦攪拌接合用押し出し形材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦攪拌接合用継手構造の強度向上を図る押
し出し形材を提供する。 【解決手段】 金属製の形材である第１の部材１０と第
２の部材２０の端部は重ねあわされて摩擦攪拌接合さ
れ、継手構造１を構成する。第１の部材１０の継手部１
２は段付状に折り曲げられ、その上部に突部１４を有す
る。第２の部材２０の継手部２２も段付状に折り曲げら
れる。両継手部の接合面Ｓ_１は、両部材の板厚中心線を
含む同一の平面を形成する。実部１４側から摩擦攪拌接
合用回転工具５０を挿入し、摩擦攪拌接合を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦攪拌接合用の
押し出し形材に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、特開平１０-２３０３７６号公
報は、摩擦攪拌接合による金属部材の接合を開示してい
る。この技術は、二枚の金属板の端部端部のうちの、一
方の接合端部に厚さ方向に平行状に屈曲部を設けて、両
金属板の端部を重ね合わせる。そして、屈曲部側から回
転工具を挿入して、摩擦攪拌接合を行うものである。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た摩擦攪拌接合部にあっては、一方の板材の屈曲部の下
面と他方の板材の上面が接合面となるので、接合後の両
板材に引張応力を加えたときに接合面に回転モーメント
が発生し、強度が低下する不具合があった。 【０００４】本発明は、上述した不具合を解消する摩擦
攪拌接合用の押し出し形材を提供するものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的は、全体が板状
であって、両端部は摩擦攪拌接合する分であって、該両
端の間は凹んでいること、によって達成できる。 【０００６】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
係る摩擦攪拌接合用継手構造を示す断面図である。全体
を符号１で示す継手構造は、金属製の第１の板状部材１
０と、金属製の第２の板状部材２０の接合端部により形
成される。両部材１０，２０は紙面に垂直な方向に延び
ている。 【０００７】第１の部材１０及び第２の部材２０は、厚
さ寸法Ｔ_１，Ｔ_２を有する板状の部材である。そして、
第１の部材１０の端部及び第２の部材２０の端部は、段
付状に折り曲げられて継手部１２，２２が形成されてい
る。この継手部１２，２２の段高さは、板厚Ｔ_１，Ｔ_２
の半分の寸法に設定される。継手部１２，２２部は、重
ね摩擦攪拌接合を行う部分である。つまり、重ねた接合
面Ｓ_１は、板厚Ｔ_１，Ｔ_２の中心線Ｃ_１，Ｃ_２の延長線
上に位置する。 【０００８】第２の継手部２２は、第１の部材１０の第
１の継手部１２とは反対側に折り曲げられて形成されて
いる。 【０００９】第１の部材１０の端部の板厚方向の上面側
には、厚さ方向に突出する突部１４がある。突部１４
は、第１の部材１０の全長にわたって形成されており、
その幅寸法は、摩擦攪拌接合用工具の大径部の直径寸法
Ｄ_１よりも大きい寸法に設定されている。突部１４に回
転工具５０の大径部が若干挿入される。 【００１０】摩擦攪拌接合用回転工具５０を第１の部材
１０の第１の継手部１２の外側から継手部１２，２２に
圧入し、紙面に垂直な方向に相対移動させることで、第
１の部材１０と第２の部材２０とは摩擦攪拌接合され
る。 【００１１】この状態で、第１の部材１０と第２の部材
２０をテーブル上に固定し、摩擦攪拌接合用回転工具５
０を第１の部材の突部１４側から挿入して摩擦攪拌接合
を施す。 【００１２】この際に、摩擦攪拌接合用回転工具５０の
先端の小径部は直径寸法Ｄ_２を有し、ねじ部が形成され
ているが、この小径部の先端は、第２の部材２０の第２
の継手部２２の上面に挿入される（第２の継手部２２の
下面２４のわずかに上にに挿入される）ようにする。工
具５０の直径寸法Ｄ_１を有する大径部は第１の継手部１
２の突部１４に圧入される。 【００１３】以上のように接合された継手構造１に対し
て、矢印Ｐ１で示す水平方向への引張荷重を与えたとき
に、継手構造１の接合面Ｓ_１は、第１の部材１０の板厚
中心線Ｃ_１と第２の部材２０の板厚中心線Ｃ_２と同一平
面にあるので、接合面に回転モーメントが発生しない。 【００１４】したがって、剥離が起こりにくく、強度の
高い継手構造を得ることができる。 【００１５】図２は、本発明の第２の実施例に係る継手
構造の断面図である。第１の中空形材１１０は、平行に
形成される第１及び第２の板状の部材１１１，１１２
と、両者を接続した第３の板状の部材１１３と、からな
る。 【００１６】第２の中空形材１２０は、平行に形成され
る第１及び第２の板状の部材１２１，１２２と、両者を
接続した第３の板状の部材１２３と、からなる。 【００１７】第１の中空形材１１０の第１の部材１１１
の端部は第２の部材１１２の端部よりも第２の中空形材
１２０側に突出して、第２の中空形材１２０の第１の部
材１２１の端部に突き合せられている。第２の中空形材
１２０の第１の部材１２１の端部は第２の部材１２２の
端部よりも第１の中空形材１１０側に突出して、第１の
中空形材１１０の第１の部材１１１の端部に突き合せら
れている。突き合せ部は第２の部材１１２，１２２側か
ら摩擦攪拌接合Ｓ_２している。 【００１８】第１の中空形材１１０の第２の部材１１２
と第３の部材１１３との接続部に凹んだ第１の継手部１
１４を有する。第２の中空形材１２０は、第２の部材１
１２と第３の部材１１３との接続部に凹んだ第２の継手
部１２４を有する。 【００１９】第１及び第２の継手部１１４，１２４の上
面（重ね面、接合面）は、板状の第２の部材１１２の板
厚の中心線Ｃ_１，Ｃ_２の延長上に形成される。 【００２０】第１の継手部１１４と第２の継手部１２４
は開口部を隔てて互いに離れており、この開口部を覆う
第３部材１３０が両継手部１１４，１２４の間に載置さ
れ、摩擦攪拌接合により第１の継手構造１０１と、第２
の継手構造１０２が形成される。 【００２１】第３の部材１３０は、板状の部材であっ
て、両端部に段付の第１及び第２の継手部１３２，１３
６が形成されている。第１及び第２の継手部１３２，１
３６の段差寸法は、板状部１３１の板厚の寸法Ｔ_３の半
分の寸法に設定される。両端の第１及び第２の継手部１
３２，１３６の間の板上部１３１は凹んでいる。すなわ
ち、継手部１３２，１３６の重ね面（接合面）は、板厚
Ｔ_３の中心線Ｃ_３やＣ_１Ｃ_１，Ｃ_２の延長線上に位置し
ている。 【００２２】第１及び第２の継手部１３２，１３６の上
面には、突部１３４，１３８が設けられている。 【００２３】第１の部材１１１，１２１を摩擦攪拌接合
で接合した後、第１及び第２の継手部１１４，１２４の
上に第３の部材１３０を載置し、摩擦攪拌接合用回転工
具５０を第１の継手部１３２に圧入して、第１の継手部
に摩擦攪拌接合を施して第１の継手構造１０１を形成す
る。 【００２４】同様に、第２の継手部１３６に摩擦攪拌接
合を施して、第２の継手構造を形成する。 【００２５】この継手構造は以上のように形成されるの
で、第１の中空形材１１０と第３の部材１３０の接合面
Ｓ_１は、両部材の板厚中心線と同一平面を形成する。し
たがって、水平方向の引張荷重に対して、高い強度を持
つ。同様に第２の中空形材１２０と第３の部材１３０の
接合面Ｓ_２も、両部材の板厚中心線と同一平面を形成
し、引張応力に対して、高い強度を持つ。 【００２６】 【発明の効果】本発明は以上のように、全体が板状であ
って、両端部は摩擦攪拌接合する分であって、該両端の
間は凹んでいること、を特徴とする押し出し形材を得る
ものである。そして、２つの形材を重ね合わせて接合面
を形成し、この接合面に対して、垂直な方向から摩擦攪
拌接合用回転工具を挿入し、接合面を摩擦攪拌接合して
継手構造を形成する際に、接合面が２つの部材の板厚中
心線と同一の平面になるように、各部材の接合部を加工
したものである。 【００２７】したがって、継手構造に接合面に平行な引
張応力が加えられたときにも、接合面に回転モーメント
が発生しない。よって、強度の高い継手構造を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図。 【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図。 【符号の説明】 １ 摩擦攪拌接合用継手構造 １０ 第１の部材 １２ 第１の継手部 １４ 突部 ２０ 第２の部材 ２２ 第２の継手部 ５０ 摩擦攪拌接合用回転工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲 佳彦 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸事業所内 (72)発明者 佐川 年旦 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 Ｆターム(参考） 4E067 DA13 DA17 EC09

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】全体が板状であって、両端部は摩擦攪拌接
   合する分であって、該両端の間は凹んでいること、を特
   徴とする摩擦攪拌接合用押し出し形材。