JP2003326377A - 摩擦攪拌接合型材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平板が変形することなく精度よくしかも安価
に中空型材等の摩擦攪拌接合型材を製造する。 【解決手段】 被加工物に摩擦熱を付与する円形ショル
ダ面とショルダ面より被加工物接合線に沿って挿設され
るプローブを有する工具２１を用いて被加工物同士の摩
擦撹拌接合を行う際、所定方向に延在される第１の平板
１１と第２の平板１２とを所定規定間隔をもって平行に
対面配置し、第３の部材１３によってその規定間隔間を
支持する。第３の部材は工具のショルダ面からの押圧力
を平板を介して受圧する。そして、第３の部材が、プレ
ス成形部材又は押出し部材によって形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦攪拌接合型材
及びその製造方法に関し、特に、鉄道車両、船舶、及び
航空機等の大型構造物に用いられる摩擦攪拌接合型材及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄道車両、船舶、及び航空機等
の大型構造物に用いられ、長手方向に延材する長尺な中
空型材等の二面構造体（パネル）は押し出し成形材を複
数平行に配設したものを突き合わせ接合して構成されて
おり、このような押し出し型材同士を接合する際には、
例えば、ＭＩＧ溶接等を用いて突き合わせ接合部を溶融
溶接にて接合部を形成する。しかしながら、溶融溶接で
接合する方法では熱歪み等の問題が生じる。

【０００３】一方、特表平７−５０５０９０号公報に
は、摩擦攪拌接合による部材同士の接合が記載されてお
り固相接合方法として、加工物より実質的に硬い材質か
らなる回転ツ−ルを加工物の溶接部に挿入し、回転ツ−
ルを回転させながら移動することにより、回転ツ−ルと
加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加
工物を接合する接合方法がある。

【０００４】かかる摩擦溶接法は、溶接部材を固相状態
で、回転ツ−ルを回転させながら移動しながら軟化させ
た固相部分を一体化しながら接合できるために、熱歪み
がなく溶接方向に対して実質的に無限に長い部材でもそ
の長手方向に連続的に固相接合できる利点がある。さら
に、回転ツ−ルと溶接部材との摩擦熱による金属の塑性
流動を利用した固相接合のため、接合部を溶融させるこ
となく接合できる。また、加熱温度が低いため、接合後
の変形が少ない。接合部は溶融されないため、欠陥が少
ないなどの多くの利点がある。

【０００５】さらに、特許第３１５２４２０号公報に
は、鉄道車両、船舶、及び航空機等の大型構造物に用い
られる長尺な中空型材等の二面構造体（パネル）は押し
出し成形材を複数平行に配設したものを突き合わせ接合
して構成摩擦攪拌接合による二面構造体（パネル）同士
の接合が記載されている。

【０００６】かかる技術は、第１の板の端部と第２の板
の端部との突合わせ部のそれぞれの前記板の一方側の面
に裏当てを当てた状態で、他方側の面のみから回転工具
を前記突合わせ部に挿入して、前記突合わせ部を摩擦接
合するとともに該突合わせ部の前記一方側の面を実質的
に平に摩擦接合し、前記摩擦接合によって得られた物の
前記一方側の面を構造体の外面に位置させて、構造体を
製作することによって達成できるものである。

【０００７】さらに、回転ツ−ルを回転させながら移動
することにより接合する方法をハニカムパネルに適用し
た場合の問題点として、溶接中は回転ツ−ルの荷重によ
ってハニカムパネルが変形する。このため、ハニカムパ
ネルのような面板やコア−材が薄い場合は接合が困難で
ある。 特に回転ツ−ルとハニカムパネル表面との摩擦
によって接合部の表面に凹みができる。このため、実質
的に接合部の厚さが減少するため、接合部の強度が低下
し、信頼性の点で問題がある。特開平１０−５２７７２
号公報には、ハニカムパネルの材質より実質的に硬い材
質からなる引き抜き状の棒状型材を該ハニカムパネルの
接合部に挿入し、回転ツ−ルを回転させながら移動する
ことによって発生する回転ツ−ルとハニカム材との摩擦
熱を利用した接合方法であって、ハニカムパネルの接合
部には、補強材が設けられ、補強材も同時に接合するこ
とを特徴とする技術が提案されており、面板の接合部の
強化を引き抜き状の棒型との接合の際に、回転ツールの
押圧力を前記棒状型材で保持して強度維持しながら摩擦
攪拌接合によって接合部を接合することが記載されてい
る。そして、特開平１０−５２７７２号公報では、面板
とコア材とを接合してハニカムパネル構造体を構成す
る。つまり、特開平１０−５２７７２号公報では、ハニ
カムパネル構造体を製造する際、コア材によって回転ツ
−ル（工具）の荷重によって面板が変形するのを防止し
て、面板が薄い場合においても摩擦攪拌接合ができるよ
うにしている。さらに、特開平１０−５２７７２号公報
では、回転ツ−ルと面板表面との摩擦撹拌による塑性流
動によって接合部の表面に凹みができるのを防止して、
接合部の強度の低下を防いでいる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の二面
構造体（パネル）は押出し型材の組み合わせの加工材で
パネル体を製造刷り物である以上、不可避的にパネルの
形状が制約されてしまうばかりでなく、長尺なパネルを
製造するには、型材を押し出しで製造するために、大型
のプレス機械が必要となり、ダイスの製作コスト及び期
間も多大となる。このため、長尺な押し出し型材同士
を、摩擦接合の前に製造する際にその押し出しの製造コ
スト及び期間が無用に大になり、特定の形状のダイスを
必要とする型材を必要とするために製造コストが大幅に
アップしてしまう。

【０００９】特開平１０−５２７７２号公報で用いられ
るコア材も押し出し加工材であり、長尺なコア材を押し
出し加工成形する際には、不可避的に設備空間が長くな
ってしまう。さらに、同公報では、コア材によって、摩
擦攪拌接合の際に生じる面板の変形及び接合部の強度低
下を防止しているものの、摩擦攪拌接合の際には、工具
のショルダ部で面板が強く押圧され、コア材の形状によ
っては、十分なる補強効果を得ることができず、面板に
過度の押圧力がかかり、コア材側が変形してしまうこと
がある。

【００１０】さらに、特開平１０−５２７７２号公報の
ように、単にコア材を配置したのみでは、摩擦攪拌接合
の際に発生する摩擦熱によって面板が変形すると、これ
によって、接合部が変形して面板間のギャップ（隙間）
がずれてしまい、この結果、精度よく摩擦攪拌接合を行
うことができないという課題がある。

【００１１】本発明の目的は、安価で接合精度のよい摩
擦攪拌接合型材及びその製造方法を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、被加工物に摩
擦熱を付与する円形ショルダ面と該ショルダ面より被加
工物接合線に沿って挿設されるプローブを有する工具を
用いて被加工物同士の摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合
型材において、所定方向に延在される第１の平板と第２
の平板とを所定規定間隔をもって平行に対面配置し、そ
の規定間隔間を支持し、前記ショルダ面からの押圧力を
前記平板を介して受圧する第３の部材を有し、前記第３
の部材がプレス成形部材又は押出し部材によって形成さ
れていることを特徴とする摩擦撹拌接合型材が得られ
る。例えば、前記第３の部材は、前記第１及び第２の平
板の裏面に当接する二面がショルダ面の径より大である
略コの字状、角管状、若しくは広幅のＨ形チャネル材で
ある。

【００１３】かかる発明によれば、面板として機能する
第１の平板と第２の平板はいずれも平板であり、押出し
で製造しなくても切断で形成できるために、大型プレス
機械や特定の形状のダイスが不要で製造できる。又第３
の部材も略コの字状、角管状、若しくは広幅のＨ形チャ
ネル材であるために、プレス成形で製造でき、また汎用
の型材で対応可能である。又前記第３の部材は、前記第
１及び第２の平板の裏面に当接する二面がショルダ面の
径より大であるために、面変形が生じなくショルダ面の
押圧力を充分受圧できる。

【００１４】このようにすれば、安価にしかも容易に摩
擦攪拌接合型材を製造することができ、精度よく摩擦攪
拌接合を行うことができることになる。そして、チャネ
ル材の配置間隔を適宜変更すれば、中空型材の形状（空
間部分の容積の変更）を容易に行うことができる。

【００１５】さらに、本発明によれば、被加工物に摩擦
熱を付与する円形ショルダ面と該ショルダ面より被加工
物接合線に沿って挿設されるプローブを有する工具を用
いて被加工物同士の摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合型
材において、前記被加工物同士の接合位置に垂直押圧対
向壁を有し、該対向壁上下両側に水平に延在する二面の
水平支持面を有し、該支持面の対向壁反対側の延在他端
が開口している型材であって前記ショルダ面からの押圧
力を前記突き合わせた一対の垂直押圧対向壁で受圧する
とともに、該一対の垂直押圧対向壁間幅がショルダの直
径より大なる幅になるように設定したことを特徴とす
る。

【００１６】かかる前記型材は、突き合わせされる押圧
対向壁が一対としてショルダの受圧壁を形成できるため
に、より幅広なショルダの受圧面が形成できる。例え
ば、断面コの字状のプレス成形型材又は押出し型材であ
る場合にこれを突き合わせることによって２倍の幅にで
き、これによってショルダの押圧力を充分受圧出来るだ
けの幅域をもつことができる。

【００１７】これによって、接合部表面をショルダが強
く押圧しても面変形がなく、内部まで充分撹拌しながら
入熱して摩擦攪拌接合を行うことができるばかりでな
く、容易にしかも安価に中空型材を製造することができ
る。

【００１８】又本発明は、被加工物に摩擦熱を付与する
円形ショルダ面と該ショルダ面より被加工物接合線に沿
って挿設されるプローブを有する工具を用いて被加工物
同士の摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合型材において、
前記被加工物が１つ垂直押圧対向壁と該対向壁の上下の
一側に水平に延在する水平支持面を有し、該支持面の対
向壁反対側の延在他端が開口している略Ｌ字形の型材同
士を上下逆にしてこの一被加工物の水平自由端が他の被
加工物の垂直押圧対向壁の上部に係合するように組み合
わせ、前記係合位置より摩擦接合を行う際に、前記ショ
ルダ面からの押圧力を前記一の垂直押圧対向壁で受圧す
るとともに、該一の垂直押圧対向壁間幅がショルダの直
径より大なる幅になるように設定したことを特徴とす
る。

【００１９】本発明はロの字状の中空箱形部材をプレス
成型品で効果的に製造するための工夫であってプレス成
形で形成したＬ字形型材を上下逆にして嵌合させれば箱
形となる。そしてＬ字形の型材の水平面の自由端が他の
被加工物の垂直押圧対向壁の上部に係合するように組み
合わせてその係合位置より摩擦接合を行う際に、前記シ
ョルダ面からの押圧力を前記一の垂直押圧対向壁で受圧
するとともに、該一の垂直押圧対向壁間幅がショルダの
直径より大なる幅になるように設定することにより、前
記押圧力に耐えうる垂直対向壁が形成できる。

【００２０】例えば、前記垂直押圧対向壁の自由端係合
位置に切り欠きが設けられている略Ｌ字状部材であれ
ば、切り欠きによって自由端との嵌合位置が平面状にな
り、摩擦熱によって接合部のギャップ（間隙）が変形す
ることがなく、良好な摩擦攪拌接合を行うことができ
る。

【００２１】本発明では、少なくとも上下一側に位置す
る係合部の前記自由端と切り欠きに嵌合凹凸部を設け、
幅方向に固定嵌合可能に構成されているのがよい。

【００２２】これにより自由端と前記自由端と切り欠き
に嵌合凹凸により幅方向に移動しないために、摩擦撹拌
接合中に長さ方向に熱変形が生じることがない。

【００２３】また、本発明では、前記係合位置上面が、
前記自由端と切り欠き上面との組み合わせにおいて、シ
ョルダ直径より大なる幅域を有する突設平面であるのが
よい。

【００２４】これにより、摩擦撹拌接合によって生じた
隙間部が前記突設平面によって充填されてほぼ面一にな
り、後加工が容易である。

【００２５】更に本発明は、被加工物に摩擦熱を付与す
る円形ショルダ面と該ショルダ面より被加工物接合線に
沿って挿設されるプローブを有する工具を用いて被加工
物同士の摩擦撹拌接合を行う摩擦撹拌接合型材の製造方
法において、前記ショルダによって摩擦熱を付与されな
がら押圧される被加工物の裏面にショルダの押圧力を受
圧する流体内包体が配設されていることを特徴とする。

【００２６】かかる発明によればショルダの押圧力を受
圧する補強材がないＨ形材でも更にはロの字状の中空型
材であっても裏側に補強材がない組み合わせでも流体内
包体が補強材の役目をして、ショルダによって接合部を
強く押圧しても型材裏面の流体内包体によって受圧し且
つ型材が薄肉であっても変形がなく、精度よく摩擦攪拌
接合を行うことができ、さらに、容易にしかも安価に中
空パネルを製造することができることになる。

【００２７】この場合前記流体内包体を形成する外被体
が可撓性を有し、且つ非膨張の材質で形成されているの
がよい。非膨張体であるので、ショルダによって接合部
を強く押圧しても裏面の非膨張流体内包体によって受圧
力を確実に保持し且つ中空型材が薄肉であっても変形が
なく、一層精度よく摩擦攪拌接合を行うことができる。

【００２８】また、前記流体内包体が接合位置に沿って
延在する可撓性の流体チューブ体であるようにするのが
よい。これにより、接合位置長さ方向に亘って１本の前
記流体内包体を延在するだけで補強材と同様な効果が得
られ、然も流体チューブの流体を抜くことにより繰り返
し再利用が図れる。

【００２９】さらに、前記流体内包体の被加工材裏面当
接幅が、ショルダ面直径より大になるように、可撓性と
直径を設定することが望ましい。これにより確実なショ
ルダの押圧が可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。なお、図示の例に記載された構成部品の寸
法、材質、形状、その相対的配置等は特に限定的な記載
がない限り、この発明の範囲をそれに限定する趣旨では
なく、単なる説明例にすぎない。

【００３１】図１を参照して、ここでは、長さ方向（図
１において、紙面の表側から裏側に向かう方向（長手方
向））に延びる上長尺平板（第１の平板）１１に対し
て、同様に長さ方向に延びる下長尺平板（第２の平板）
１２が長さ方向に延びるリブ部材（チャネル部材：第３
の部材）１３を用いて摩擦攪拌接合され、摩擦攪拌接合
型材（中空型材）とされる。上長尺平板１１及び下長尺
平板１２は、長手方向に延びる板材であり、例えば、約
２５メートル程度の平板である。リブ部材１３は長さ方
向に直交する方向に予め規定された間隔をおいて配置さ
れており（図１においては、二つのリブ部材１３が示さ
れている）、リブ部材１３によって、上長尺平板１１及
び下長尺平板１２が所定の規定間隔に規定される。そし
て、後述するようにして、リブ部材１３と上長尺平板１
１及び下長尺平板１２とが摩擦攪拌接合される。上長尺
平板１１及び下長尺平板１２は、例えば、アルミニウム
合金製であり、リブ部材１３は、例えば、アルミニウム
合金製のプレス成形部材や型材である。

【００３２】図１に示すように、各リブ部材１３は断面
略コ字形状をしており、各リブ部材１３は、フランジ部
１３ａ及び１３ｂとフランジ部１３ａ及び１３ｂを連結
するチャネル部１３ｃとを有しており、フランジ部１３
ａ及び１３ｂは長さ方向に延びるとともに長さ方向と直
交する方向に突出している。そして、チャネル部１３ｃ
は長さ方向に延びている。

【００３３】ここで、図２も参照して、上長尺平板１１
及び下長尺平板１２をリブ部材１３で接合して中空型材
とする際には、下長尺平板１２は架台（図示せず）に載
せられ、移動しないように固定され、この状態で予め規
定された間隔でリブ部材１３が下長尺平板１２上に配置
される。この際、フランジ部１３ｂは下長尺平板１２の
一面（裏面）に当接することになる。その後、リブ部材
１３上に上長尺平板１１が配置される（この際、フラン
ジ部１３ａは上長尺平板１１の裏面に当接する）。そし
て、リブ部材１３及び上長尺平板１１は支持体（図示せ
ず）によって固定支持される。

【００３４】図１に示すように、工具２１はショルダ部
２１ａとこのショルダ部２１ａに備えられたピン（プロ
ーブ）２１ｂとを備えており、このショルダ部２１ａは
円形ショルダ面を有している。そして、円形ショルダ面
によって被加工物に摩擦熱が付与される。一方、プロー
ブ２１ｂは被加工物の接合線（接合部）に沿って挿入さ
れることになる。いま、ショルダ部２１ａ、つまり、円
形ショルダ面の径（直径）をＢとし、プローブ２１ｂの
長さをＰとする。また、リブ部材１３の一面（図２にお
いて右側面）からフランジ部１３ａ及び１３ｂの先端
（外面）までの距離（つまり、リブ部材１３の当接面の
幅）をＡ、上長尺平板１１及び下長尺平板１２の厚さを
Ｃ、フランジ部１３ａ及び１３ｂの厚さをＤとすると、
図２に示すように、Ａ≧Ｂに規定される。また、Ｃ＜Ｐ
＜（Ｃ＋Ｄ）に規定される。

【００３５】摩擦攪拌接合を行う際には、工具２１を回
転させつつ、プローブ２１ｂを接合部、つまり、フラン
ジ部１３ａの所定方向（長手方向）中心線上に対応する
位置で上長尺平板１１に挿入して、接合部（図１に破線
で示す）に沿って（図１において実線矢印で示す方向
に）工具２１を移動させる。そして、摩擦攪拌接合の際
には、ショルダ部２１ａ（円形ショルダ面）が上長尺平
板１１に強く押しつけられることになるが、前述のよう
に、Ａ≧Ｂに規定されているから、この押し付け力はリ
ブ部材１３によって全て受けられることになる。さら
に、Ｃ＜Ｐ＜（Ｃ＋Ｄ）に規定されているから、プロー
ブ２１ｂは少なくとも上長尺平板１１とフランジ部１３
ａとの界面に達することになる。なお、摩擦攪拌接合に
当たっては、例えば、工具２１の回転数は８００〜２０
００ｒｐｍ、送り速度（工具２１の移動速度）は１００
〜１０００ｍｍ／分とされる。

【００３６】このようにして、上長尺平板１１とリブ部
材１３とを摩擦攪拌接合した後、反転して、同様にし
て、下長尺平板１２とリブ部材１３とを摩擦攪拌接合す
る。

【００３７】上述のようにして、工具２１を用いて摩擦
攪拌接合を行うと、上長尺平板１１及び上長尺平板１２
はそれぞれリブ部材１３と接合部において摩擦攪拌接合
されることになり、接合部には接合ビード（図示せず）
が形成される。そして、接合ビードの深さは接合部に挿
入したプローブ２１ｂの長さによって決定される。

【００３８】なお、上述の例では、リブ部材として断面
コ字形状のリブ部材を用いたが、図３（ａ）に示すよう
に、断面Ｈ字形状のＨ形材を用いるようにしてもよい。
この際には、第１及び第２のフランジ部の直交方向長さ
（幅：長さ方向に直交する方向の長さ）ＡがＡ≧Ｂとさ
れる。さらに、図３（ｂ）に示すように、リブ部材１３
として、断面ロ字形状の長手方向に延材する中空角管部
材を用いるようにしてもよい。この際、中空角管部材の
幅をＡ、角管部材の肉厚をＤ、上長尺板１１及び下長尺
板の厚さをＣとすると、Ａ≧Ｂ（Ｂはショルダ部２１ａ
の直径）、Ｃ＜Ｐ＜（Ｃ＋Ｄ）に規定される（Ｐはプロ
ーブ２１ｂの長さ）。このような角管部材をリブ部材１
３として用いても、角管部材の図中上下方向に延びる壁
面がチャネル部として機能するから、工具２１（つま
り、ショルダ部２１ａ）による押し付け力を支持するこ
とができる。

【００３９】このように、図１〜図３に示す例では、中
空型材等の摩擦攪拌接合型材を得る際、少なくともリブ
部材１３はプレス成形や型材によって成形されているか
ら、上長尺平板１１及び下長尺平板１２とリブ部材１３
とが長尺部材であることを考慮すると、中空型材等の摩
擦攪拌接合型材を容易にしかも安価に製造することがで
きることになる。

【００４０】さらに、リブ部材１３のフランジ部１３ａ
及び１３ｂの幅≧ショルダ部２１ａの直径としたから、
摩擦攪拌接合の際、ショルダ部２１ａによる押圧力がリ
ブ部材で全て受けることができる結果、上長尺平板１１
及び下長尺平板１２を強く押圧することができ、精度よ
く摩擦攪拌接合を行うことができることになる。また、
リブ部材１３の配置間隔を適宜変更すれば、中空型材の
形状（空間部分の容積の変更）を容易に行うことができ
ることになる。また、プレス成形によって、少なくとリ
ブ部材１３を成形する場合、リブ部材１３の製造設備を
短くすることができる。

【００４１】次に、図４（ａ）を参照して、長さ方向
（図４（ａ）において、紙面の表側から裏側に向かう方
向）に延びる部材３１に対して、同様に長さ方向に延び
る部材３２を接合して、中空型材とする場合について説
明する。部材３１及び３２は、長さ方向に延びる長尺板
材であり、例えば、約２５メートル程度の部材である。
部材３１及び３２は、例えば、アルミニウム合金製のプ
レス成形部材や押出し型材である。

【００４２】部材３１及び３２は少なくとも断面略コ字
形状を有しており、部材３１は長さ方向に延びる一対の
板部（水平支持面）３１ａ及び３１ｂと板部３１ａ及び
３１ｂをその一端部で連結する板部（垂直押圧対向壁）
３１ｃとを有しており、板部３１ｃは長さ方向に延びる
とともに長さ方向と直交している。同様にして、部材３
２は長さ方向に延びる一対の板部（水平支持面）３２ａ
及び３２ｂと板部３２ａ及び３２ｂをその一端部で連結
する板部（垂直押圧対向壁）３２ｃとを有しており、板
部３２ｃは長さ方向に延びるとともに長さ方向と直交し
ている。

【００４３】図示のように、板部３１ｃ及び３２ｃ同士
を当接した状態で（突き合わせた状態で）、架台（図示
せず）に載せられ、移動しないように固定される。い
ま、板部３１ｃと板部３２ｃとの肉厚の合計をＡとする
と、つまり、一対の垂直押圧対向壁の厚さ（合計厚さ）
をＡとすると、Ａ≧Ｂ（Ｂはショルダ部２１ａの直径）
に規定される。

【００４４】摩擦攪拌接合を行う際には、工具２１を回
転させつつ、プローブ２１ｂを接合部、つまり、板部３
１ｃと板部３２ｃとの当接面に挿入して、接合部に沿っ
て（図４（ａ）において紙面の表側から裏側に向かう方
向に）工具２１を移動させる。この際、プローブ２１ｂ
の回転中心は、板部３１ｃ及び３２ｃの間にある。そし
て、摩擦攪拌接合の際には、ショルダ部２１ａが板部３
１ｃ及び３２ｃに押しつけられることになる。なお、摩
擦攪拌接合に当たっては、例えば、工具２１の回転数は
８００〜２０００ｒｐｍ、送り速度（工具２１の移動速
度）は１００〜１０００ｍｍ／分とされる。

【００４５】前述のようにして、工具２１を用いて摩擦
攪拌接合を行うと、部材３１及び３２は接合部において
摩擦攪拌接合されることになり、接合部には接合ビード
（図示せず）が形成される。この接合ビードは板部３１
ｃ及び３２ｃの当接面の延長線上にその幅の中心が位置
する。接合ビードの深さは接合部に挿入したプローブ２
１ｂの長さによって決定される。

【００４６】なお、上述のようして、板部３１ｃ及び３
２ｃの一端面側を摩擦攪拌接合した後、反転して同様に
して、他端面側が摩擦攪拌接合される。さらに、部材３
１及び３２の他端側（板部３１ｃ及び３２ｃと反対側の
端部）は、後述する流体チューブを用いて摩擦攪拌接合
される。

【００４７】このように、図４（ａ）に示す例では、部
材３１及び３２を接合する際、板部３１ｃ及び３２ｃの
合計厚さ≧ショルダ部２１ａの直径としたから、摩擦攪
拌接合の際、ショルダ部２１ａによる押圧力を全て板部
３１ｃ及び３２ｃで受けることができる結果、部材３１
及び３２を強く押圧することができ、精度よく摩擦攪拌
接合を行うことができることになる。

【００４８】さらに、部材３１及び３２をプレス成形に
よって成形すれば、部材３１及び３２が長尺部材である
ことを考慮すると、中空型材等の摩擦攪拌接合型材を容
易にしかも安価に製造することができることになる。な
お、図４（ｂ）に示すように、部材３１及び３２がコア
材３１ｄ及び３２ｄを有する押出し型材（つまり、所謂
ダブルスキン材）である際においても、板部３１ｃ及び
３２ｃで部材３１及び３２を当接して、前述のようにし
て、摩擦攪拌接合を行うようにすればよい。

【００４９】次に、図５を参照して、長さ方向（図５に
おいて、紙面の表側から裏側に向かう方向）に延びるＨ
形状の部材４１に対して、同様に長さ方向に延びる部材
４２を接合して、中空型材とする場合について説明す
る。部材４１及び４２は、長さ方向に延びる長尺材であ
り、例えば、約２５メートル程度の部材である。部材４
１及び４２は、例えば、アルミニウム合金製のプレス成
形部材又は押出し型材である。

【００５０】部材４１及び４２は少なくとも断面略Ｈ形
状を有しており、部材４１は長さ方向に延びる一対の板
部（水平支持面）４１ａ及び４１ｂと板部４１ａ及び４
１ｂをその一端部で連結する板部（垂直壁）４１ｃとを
有しており、板部４１ｃは長さ方向に延びるとともに長
さ方向と直交している。同様にして、部材４２は長さ方
向に延びる一対の板部（水平支持面）４２ａ及び４２ｂ
と板部４２ａ及び４２ｂをその一端部で連結する板部
（垂直壁）４２ｃとを有しており、板部４２ｃは長さ方
向に延びるとともに長さ方向と直交している。なお、板
部４１ｃ及び４２ｃにはさらに水平支持面が連続するか
もしれない。

【００５１】図示のように、板部４１ａの一端部と板部
４２ａの一端部を当接するとともに板部４１ｂの一端部
と板部４２ｂの一端部を当接した状態で、架台（図示せ
ず）に載せられ、移動しないように固定される。その
後、中空空間内に流体内包体が配設される。この流体内
包体はその外被体が可撓性を有し、且つ非膨張の材質で
形成されている。例えば、流体内包体は接合位置に沿っ
て延在する可撓性はあるが非膨張性材質からなる流体チ
ューブ体である。流体チューブ体は例えばゴムホースの
表面に布材を巻き付けて形成される消防用ホースを用い
てもよい。

【００５２】そして本実施例においては、図示のよう
に、中空空間内に接合線に沿って長さ方向に延びる可撓
性の流体チューブ４３を延在配置する。そして、この流
体チューブ４３に水や空気、窒素等の流体を充填して封
止する。流体としては、例えば、水又は空気等が用いら
れ、その圧力はショルダの押圧力に基づいて決定され
る。流体を予め定められた圧力で流体チューブ４３に流
して充填すると、流体チューブ４３は断面円形に拡が
り、板部４１ａと板部４２ａとの突き合わせ部を支える
支持面が形成されることになる。流体の充填圧力は、工
具２１による押圧力に基づいて定められる。つまり、流
体チューブ４３が工具２１の押圧力に抗して弾性変形
（凹まない程度）の充填圧力で流体チューブ４３に流体
が充填されることになる。

【００５３】流体チューブ４３が板部４１ａ及び４２ａ
と当接する面は突き合わせ部を中心として接合線方向に
延びており、さらに、突き合わせ部を中心として接合線
方向に直交する方向に偏平化されている。いま、上記の
偏平部における当接幅をＡとすると、Ａ≧Ｂ（Ｂはショ
ルダ部２１ａの直径）に規定される。なお、板部４１ａ
及び４２ａの厚さをＤとすると、Ｄ＞Ｐ（Ｐはプローブ
２１ｂの長さ）とされる。

【００５４】摩擦攪拌接合を行う際には、工具２１を回
転させつつ、プローブ２１ｂを接合部、つまり、板部４
１ａと板部４２ａとの当接面に挿入して、接合部に沿っ
て（図５において紙面の表側から裏側に向かう方向に）
工具２１を移動させる。この際、プローブ２１ｂの回転
中心は、板部４１ａ及び４２ａの間にある。そして、摩
擦攪拌接合の際には、ショルダ部２１ａが板部４１ａ及
び４２ａに押しつけられることになるが、この押圧力は
流体チューブ４３で支えられることになる。なお、摩擦
攪拌接合に当たっては、例えば、工具２１の回転数は８
００〜２０００ｒｐｍ、送り速度（工具２１の移動速
度）は１００〜１０００ｍｍ／分とされる。

【００５５】前述のようにして、工具２１を用いて摩擦
攪拌接合を行うと、部材４１及び４２は接合部において
摩擦攪拌接合されることになり、接合部には接合ビード
（図示せず）が形成される。この接合ビードは板部４１
ａ及び４２ａの当接面の延長線上にその幅の中心が位置
する。接合ビードの深さは接合部に挿入したプローブ２
１ｂの長さによって決定される。

【００５６】なお、上述のようして、板部４１ａ及び４
２ａの一端面側を摩擦攪拌接合した後、反転して同様に
して、板部４１ｂ及び４２ｂが摩擦攪拌接合される。

【００５７】このように、図５に示す例では、部材４１
及び４２を接合する際、流体チューブ４３を中空空間に
挿入して、この流体チューブ４３で接合部を支持するよ
うにして、流体チューブ４３の偏平部分で接合部を支え
る幅≧ショルダ部２１ａとなるように中空型材の中空部
内接空間より大としたから、摩擦攪拌接合の際、ショル
ダ部２１ａによる押圧力を全て流体チューブ４３で受け
ることができる結果、部材４１及び４２を強く押圧する
ことができ、精度よく摩擦攪拌接合を行うことができる
ことになる。

【００５８】さらに、部材４１及び４２を押出し型材に
すれば、部材４１及び４２が長尺部材であることを考慮
すると、中空型材等の摩擦攪拌接合型材を容易にしかも
安価に製造することができることになる。なお、図４に
示す例において、部材３１及び３２の他端側（板部３１
ｃ及び３２ｃと反対側の端部）を接合する際には、流体
チューブ４３を用いて接合部を支えて摩擦攪拌接合が行
うことも可能である。

【００５９】図６を参照して、長さ方向（図６におい
て、紙面の表側から裏側に向かう方向）に延びる部材
（長尺型材）５１に対して、同様に長さ方向に延びる部
材（長尺型材）５２を接合して、中空型材とする場合に
ついて説明する。部材５１及び５２は、長さ方向に延び
る長尺板材であり、例えば、約２５メートル程度の板材
である。部材５１及び５２は、例えば、アルミニウム合
金製の押出し型材である。

【００６０】部材５１及び５２は少なくとも断面略Ｌ字
形状を有しており、部材５１は長さ方向に延びる板部
（水平支持面）５１ａと長さ方向に延び板部５１ａの一
端に連続して長さ方向と直交する板部（垂直押圧対向
壁）５１ｂとを有している。そして、板部５１ａの反対
側の延在他端が開口している。同様に、部材５２は長さ
方向に延びる板部（水平支持面）５２ａと長さ方向に延
び板部５２ａの一端に連続して長さ方向と直交する板部
（垂直押圧対向壁）５２ｂとを有しており、板部５２ａ
の反対側の延在他端が開口している。板部５１ａ及び５
２ａの先端部にはそれぞれ長さ方向に延在する鍵型の嵌
合片部５１ｃ及び５２ｃが形成されており、板部５１ｂ
及び５２ｂの先端部（一端部）には長さ方向に延在する
嵌合溝５１ｄ及び５２ｄが形成されている。嵌合片部５
１ｃは嵌合溝５２ｄに嵌合され、嵌合片部５２ｃは嵌合
溝５１ｄに嵌合されて、断面ロ字形の中空型材形状とさ
れる。この際、板部５１ａ及び５２ｂの突き合わせ部は
平面状となり、同様に、板部５１ｂ及び５２ａの突き合
わせ部は平面状となる。つまり、被加工物が１つ垂直押
圧対向壁とこの垂直押す圧対向壁の上下の一側に水平に
延在する水平支持面を有し、水平支持面の対向壁反対側
の延在他端が開口している略Ｌ字形の長尺型材同士が上
下逆にして水平自由端が他の被加工物の垂直押圧対向壁
の上部に係合するように組み合わされることになる。

【００６１】上述のようにして、部材５１及び５２が嵌
合された状態で、架台（図示せず）に載せられ、移動し
ないように固定される。いま、板部５１ｂ及び５２ｂの
厚さ（幅）をＡとすると、Ａ≧Ｂ（Ｂはショルダ部２１
ａの直径）に規定される。

【００６２】摩擦攪拌接合を行う際には、工具２１を回
転させつつ、プローブ２１ｂを接合部、つまり、嵌合片
部５１ｃと嵌合溝５２ｄとの当接面に挿入して、接合部
に沿って（図６において紙面の表側から裏側に向かう方
向に）工具２１を移動させる。この際、プローブ２１ｂ
の回転中心は、嵌合片部５１ｃと嵌合溝５２ｄとの間に
ある。そして、摩擦攪拌接合の際には、ショルダ部２１
ａが板部５１ａ及び５２ｂに押しつけられることになる
が、前述のように、Ａ≧Ｂであるから、この押圧力は板
部５２ｂによって支えられることになる。なお、摩擦攪
拌接合に当たっては、例えば、工具２１の回転数は８０
０〜２０００ｒｐｍ、送り速度（工具２１の移動速度）
は１００〜１０００ｍｍ／分とされる。

【００６３】前述のようにして、工具２１を用いて摩擦
攪拌接合を行うと、部材５１及び５２は接合部において
摩擦攪拌接合されることになり、接合部には接合ビード
（図示せず）が形成される。この接合ビードは嵌合片部
５１ｃと嵌合溝５２ｄとの当接面の延長線上にその幅の
中心が位置する。接合ビードの深さは接合部に挿入した
プローブ２１ｂの長さによって決定される。

【００６４】なお、上述のようして、板部５１ａ及び５
２ｂを摩擦攪拌接合した後、反転して同様にして、板部
５１ｂ及び５２ａが摩擦攪拌接合される。

【００６５】このように、図６に示す例では、部材５１
及び５２を接合する際、板部５１ｂ及び５２ｂ（つま
り、垂直押圧対向壁）の厚さ≧ショルダ部２１ａの直径
としたから、摩擦攪拌接合の際、ショルダ部２１ａによ
る押圧力を全て板部５１ｂ又は５２ｂで受けることがで
きる結果、接合部を強く押圧することができ、精度よく
摩擦攪拌接合を行うことができることになる。なお、板
部５１ａ及び５２ａの厚さをＤとすると、Ｐ（Ｐはプロ
ーブ２１ｂの長さ）≧Ｄとすることが望ましい。

【００６６】さらに、部材５１及び５２をプレス成形又
は押出し型材とすれば、部材５１及び５２が長尺部材で
あることを考慮すると、中空型材等の摩擦攪拌接合型材
を容易にしかも安価に製造することができることにな
る。

【００６７】また、前述のように、部材５１及び５２は
嵌合されているから、摩擦熱によって部材５１及び５２
が変形しようとしても、変形することができず、その結
果、接合部のギャップ（間隙）が変形することがなく、
良好な摩擦攪拌接合を行うことができる。

【００６８】図７に示すように、接合部に凸部（突設平
面）６１を設けるようにしてもよく、このように凸部６
１を設ければ、摩擦攪拌接合の際、接合部の表面に凹み
ができることがない。つまり、接合部の強度が低下する
ことがない。なお、凸部６１の幅をＣとすると、Ｃ≦Ｂ
に規定される。このようにすれば、摩擦攪拌接合の際、
凸部６１がショルダ部２１ａからはみ出ることがない。

【００６９】さらに、図８に示すように、板部５２ｂの
一端部に長さ方向に延びる係止部（係止溝）６３を形成
して、板部５１ａの一端部を係止部６３に係止するよう
にしてもよい。つまり、垂直押圧対向壁の自由端係合位
置に切り欠きを設けるようにしてもよい。この場合にお
いても、嵌合片部５２ｃは嵌合溝５１ｄに嵌合されてい
るから、摩擦熱によって部材５１及び５２が変形しよう
としても、変形することができず、その結果、接合部の
ギャップ（間隙）が変形することがなく、良好な摩擦攪
拌接合を行うことができる。

【００７０】さらに、図９に示すように、板部５１ｂ及
び５２ｂの一端部（嵌合溝が形成される端部）にテーパ
ー面６２を形成するようにしてもよく、このようにすれ
ば、摩擦攪拌接合の際の接合部における強度を増すこと
ができる。

【００７１】加えて、図１０に示すように、板部５２ｂ
の一端部に長さ方向に延びる係止部（係止溝）６３を形
成して、板部５１ａの一端部を係止部６３に係止するよ
うにしてもよい。この場合においても、嵌合片部５２ｃ
は嵌合溝５１ｄに嵌合されているから、摩擦熱によって
部材５１及び５２が変形しようとしても、変形すること
ができず、その結果、接合部のギャップ（間隙）が変形
することがなく、良好な摩擦攪拌接合を行うことができ
る。

【００７２】また、図１１に示すように、板部５１ｂ及
び５２ｂにそれぞれ長さ方向に延び断面Ｌ字形の嵌合体
６４及び６５を形成して、嵌合溝とし、一方、板部５１
ａ及び５２ａの一面（互いに対向する面）に突起部６６
及び６７を形成して、嵌合体６４及び６５に突起部６７
及び６６を嵌合するようにしてもよい。なお、図１２に
示すように、接合部に凸部６１を設けるようにしてもよ
い。

【００７３】さらに、図１３に示すように、板部５２ｂ
の一端部に長さ方向に延びる係止部（係止溝）６３を形
成して、板部５１ａの一端部を係止部６３に係止するよ
うにしてもよい。この場合においても、突起部６７は嵌
合体６４に嵌合しているから、摩擦熱によって部材５１
及び５２が変形しようとしても、変形することができ
ず、その結果、接合部のギャップ（間隙）が変形するこ
とがなく、良好な摩擦攪拌接合を行うことができる。な
お、図１４に示すように、接合部に凸部６１を設けるよ
うにしてもよい。また、図１５に示すように、テーパー
面６２を形成するようにしてもよく、図１６に示すよう
に、テーパー面６２を形成するとともに凸部６１を形成
するようにしてもよい。この際、板部５１ａの上面から
テーパー面６２の下端までの距離をＥとすると、Ｅ＞Ｐ
に規定することが望ましい。

【００７４】また、図１７に示すように、複数の部材７
１を嵌合溝７１ａ及び嵌合片部７１ｂを用いて嵌合させ
れば、同時に複数の接合部を摩擦攪拌接合することがで
きることになる。この際、図１８に示すように係止部６
３を用いて、部材７１の一端部を係止するようにしても
よい。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被加工
物に摩擦熱を付与する円形ショルダ面とショルダ面より
被加工物接合線に沿って挿設されるプローブを有する工
具を用いて被加工物同士の摩擦撹拌接合を行う際、所定
方向に延在される第１の平板と第２の平板とを所定規定
間隔をもって平行に対面配置し、その規定間隔間を支持
し、ショルダ面からの押圧力を平板を介して受圧する第
３の部材を備え、第３の部材が、プレス成形部材又は押
出し部材によって形成されているものを、摩擦攪拌接合
して、中空型材としているから、中空型材を押出して製
造することと比べて、押出し工程がなくなり、即ち、押
出し工程に必要なプレス、ダイス等が不要となり、コス
ト及び製造期間が低減するという効果がある。さらに、
第３の部材が、第１及び第２の平板の裏面に当接する二
面がショルダ面の径より大である略コの字状、角管状、
若しくはＨ型チャネル材であるから、ショルダよりの押
圧に対し充分耐えうる厚肉であるとともに、確実に支持
されて精度よく摩擦攪拌接合を行うことができるという
効果がある。そして、チャネル材の配置間隔を適宜変更
すれば、中空型材の形状（空間部分の容積の変更）を容
易に行うことができるという効果がある。

【００７６】又本発明では、被加工物に摩擦熱を付与す
る円形ショルダ面とショルダ面より被加工物接合線に沿
って挿設されるプローブを有する工具を用いて被加工物
同士の摩擦撹拌接合を行う際、被加工物同士の接合位置
に垂直押圧対向壁を有し、この対向壁上下両側に水平に
延在する二面の水平支持面を有し、この支持面の対向壁
反対側の延在他端が開口している長尺型材であってショ
ルダ面からの押圧力を突き合わせた一対の垂直押圧対向
壁で受圧するとともに、一対の垂直押圧対向壁間幅がシ
ョルダの直径より大なる幅になるように設定するように
したので、接合部を強く押圧することができ、精度よく
摩擦攪拌接合を行うことができるという効果があるばか
りでなく、容易にしかも安価に中空型材等の摩擦攪拌接
合型材を製造することができるという効果がある。

【００７７】特に、前記型材は、突き合わせされる押圧
対向壁が一対としてショルダの受圧壁を形成できるため
に、より幅広なショルダの受圧面が形成できる。例え
ば、断面コの字状のプレス成形型材である場合にこれを
突き合わせることによって２倍の幅に出来、これによっ
てショルダの押圧力を充分受圧出来るだけの幅域をもつ
ことができる。これによって、接合部表面をショルダが
強く押圧しても面変形がなく、内部まで充分撹拌しなが
ら入熱して摩擦攪拌接合を行うことができるばかりでな
く、容易にしかも安価に中空型材を製造することができ
る。

【００７８】本発明によれば、被加工物に摩擦熱を付与
する円形ショルダ面とショルダ面より被加工物接合線に
沿って挿設されるプローブを有する工具を用いて被加工
物同士の摩擦撹拌接合を行う際、被加工物が１つ垂直押
圧対向壁とこの対向壁の上下の一側に水平に延在する水
平支持面を有し、この支持面の対向壁反対側の延在他端
が開口している略Ｌ字形の長尺型材同士を上下逆にして
この一被加工物の水平自由端が他の被加工物の垂直押圧
対向壁の上部に係合するように組み合わせ、係合位置よ
り摩擦接合を行う際に、ショルダ面からの押圧力を一の
垂直押圧対向壁で受圧するとともに、この一の垂直押圧
対向壁間幅がショルダの直径より大なる幅になるように
設定したので、摩擦熱によって接合部のギャップ（間
隙）が変形することがなく、良好な摩擦攪拌接合を行う
ことができるという効果がある。

【００７９】特に、本発明はロの字状の中空箱形部材を
プレス成型品で効果的に製造するための工夫であってプ
レス成形で形成したＬ字形型材を上下逆にして嵌合させ
れば箱形となる。そしてＬ字形の型材の水平面の自由端
が他の被加工物の垂直押圧対向壁の上部に係合するよう
に組み合わせてその係合位置より摩擦接合を行う際に、
前記ショルダ面からの押圧力を前記一の垂直押圧対向壁
で受圧するとともに、該一の垂直押圧対向壁間幅がショ
ルダの直径より大なる幅になるように設定することによ
り、前記押圧力に耐えうる垂直対向壁が形成できる。

【００８０】例えば、前記垂直押圧対向壁の自由端係合
位置に切り欠きが設けられている略Ｌ字状部材であれ
ば、切り欠きによって自由端との嵌合位置が平面状にな
り、摩擦熱によって接合部のギャップ（間隙）が変形す
ることがなく、良好な摩擦攪拌接合を行うことができ
る。

【００８１】本発明によれば、被加工物に摩擦熱を付与
する円形ショルダ面とショルダ面より被加工物接合線に
沿って挿設されるプローブを有する工具を用いて被加工
物同士の摩擦撹拌接合を行う際、前記ショルダによって
摩擦熱を付与されながら押圧される被加工物の裏面にシ
ョルダの押圧力を受圧する流体内包体を配設するように
して、この流体内包体の被加工材裏面当接幅が、ショル
ダ面直径より大になるように可撓性と直径を設定したの
で、流体内包体でショルダによる押圧力が支持される結
果、接合部を強く押圧することができ、精度よく摩擦攪
拌接合を行うことができるという効果がある。そして、
容易にしかも安価に中空型材等の摩擦攪拌接合型材を製
造することができるという効果がある。

【００８２】本発明では、少なくとも上下一側に位置す
る係合部の前記自由端と切り欠きに嵌合凹凸部を設け、
幅方向に固定嵌合可能に構成されているのがよい。

【００８３】特に、かかる発明によれば、ショルダの押
圧力を受圧する補強材がないＨ形材でも更にはロの字状
の中空型材であっても裏側に補強材がない組み合わせで
も流体内包体が補強材の役目をして、ショルダによって
接合部を強く押圧しても型材裏面の流体内包体によって
受圧し且つ型材が薄肉であっても変形がなく、精度よく
摩擦攪拌接合を行うことができ、さらに、容易にしかも
安価に中空パネルを製造することができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第１の例を工具とともに示す斜視図である。

【図２】 図１に示す中空型材の断面図である。

【図３】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第２の例を示す断面図であり、（ａ）はリブ部材と
してＨ形材を用いた際の中空型材を示す断面図、（ｂ）
はリブ部材として角管部材を用いた際の中空型材を示す
断面図である。

【図４】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第３の例を示す断面図であり、（ａ）は少なくとも
断面略コ字形を有する部材を摩擦攪拌接合した状態を示
す断面図、（ｂ）はコア材を有するダブルスキン部材を
摩擦攪拌接合した状態を示す断面図である。

【図５】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第４の例を示す断面図である。

【図６】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第５の例を示す断面図である。

【図７】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第６の例を示す断面図である。

【図８】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第７の例を示す断面図である。

【図９】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空型
材の第８の例を示す断面図である。

【図１０】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第９の例を示す断面図である。

【図１１】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１０の例を示す断面図である。

【図１２】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１１の例を示す断面図である。

【図１３】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１２の例を示す断面図である。

【図１４】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１３の例を示す断面図である。

【図１５】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１４の例を示す断面図である。

【図１６】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１５の例を示す断面図である。

【図１７】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１６の例を示す断面図である。

【図１８】 本発明による摩擦攪拌接合型材である中空
型材の第１７の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 上長尺平板（第１の平板） １２ 下長尺平板（第２の平板） １３ リブ部材（チャネル部材） ２１ 工具 ３１，３２，４１，４２，５１，５２，７１ 部材 ４３ 流体チューブ ６１ 凸部 ６２ テーパー面 ６３ 係止部 ６４，６５ 嵌合体 ６６，６７ 突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金川 泰宏 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業 株式会社三原機械・交通システム工場内 (72)発明者 広本 悦己 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 真鍋 幸男 広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱 重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 4E067 BG00 DA13 DA17

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物に摩擦熱を付与する円形ショル
   ダ面と該ショルダ面より被加工物接合線に沿って挿設さ
   れるプローブを有する工具を用いて被加工物同士の摩擦
   撹拌接合を行う摩擦撹拌接合型材において、 所定方向に延在される第１の平板と第２の平板とを所定
   規定間隔をもって平行に対面配置し、その規定間隔間を
   支持し、前記ショルダ面からの押圧力を前記平板を介し
   て受圧する第３の部材を有し、前記第３の部材が、プレ
   ス成形部材又は押出し部材によって形成されていること
   を特徴とする摩擦撹拌接合型材。
2. 【請求項２】 前記第３の部材が、前記第１及び第２の
   平板の裏面に当接する二面がショルダ面の径より大であ
   る略コの字状、角管状、若しくは広幅のＨ型チャネル材
   であることを特徴とする請求項１記載の摩擦撹拌接合型
   材。
3. 【請求項３】 被加工物に摩擦熱を付与する円形ショル
   ダ面と該ショルダ面より被加工物接合線に沿って挿設さ
   れるプローブを有する工具を用いて被加工物同士の摩擦
   撹拌接合を行う摩擦撹拌接合型材において、 前記被加工物同士の接合位置に垂直押圧対向壁を有し、
   該対向壁上下両側に水平に延在する二面の水平支持面を
   有し、該支持面の対向壁反対側の延在他端が開口してい
   る型材であって前記ショルダ面からの押圧力を前記突き
   合わせた一対の垂直押圧対向壁で受圧するとともに、該
   一対の垂直押圧対向壁間幅がショルダの直径より大なる
   幅になるように設定したことを特徴とする摩擦撹拌接合
   型材。
4. 【請求項４】 前記型材が断面コの字状のプレス成形型
   材又は押出し型材であることを特徴とする請求項３記載
   の摩擦撹拌接合型材。
5. 【請求項５】 被加工物に摩擦熱を付与する円形ショル
   ダ面と該ショルダ面より被加工物接合線に沿って挿設さ
   れるプローブを有する工具を用いて被加工物同士の摩擦
   撹拌接合を行う摩擦撹拌接合型材において、 前記被加工物が１つ垂直押圧対向壁と該対向壁の上下の
   一側に水平に延在する水平支持面を有し、該支持面の対
   向壁反対側の延在他端が開口している略Ｌ字形の型材同
   士を上下逆にしてこの一被加工物の水平自由端が他の被
   加工物の垂直押圧対向壁の上部に係合するように組み合
   わせ、前記係合位置より摩擦接合を行う際に、前記ショ
   ルダ面からの押圧力を前記一の垂直押圧対向壁で受圧す
   るとともに、該一の垂直押圧対向壁間幅がショルダの直
   径より大なる幅になるように設定したことを特徴とする
   摩擦撹拌接合型材。
6. 【請求項６】 前記垂直押圧対向壁の自由端係合位置に
   切り欠きが設けられている略Ｌ字状部材である請求項５
   記載の摩擦撹拌接合型材。
7. 【請求項７】 少なくとも上下一側に位置する係合部の
   前記自由端と切り欠きに嵌合凹凸部を設け、幅方向に固
   定嵌合可能に構成した請求項６記載の摩擦撹拌接合型
   材。
8. 【請求項８】 前記係合位置上面が、前記自由端と切り
   欠き上面との組み合わせにおいて、ショルダ直径より大
   なる幅域を有する突設平面であることを特徴とする請求
   項６記載の摩擦撹拌接合型材。
9. 【請求項９】 被加工物に摩擦熱を付与する円形ショル
   ダ面と該ショルダ面より被加工物接合線に沿って挿設さ
   れるプローブを有する工具を用いて被加工物同士の摩擦
   撹拌接合を行う摩擦撹拌接合型材の製造方法において、
   前記前記ショルダによって摩擦熱を付与されながら押圧
   される被加工物の裏面にショルダの押圧力を受圧する流
   体内包体が配設されていることを特徴とする摩擦撹拌接
   合型材の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記流体内包体を形成する外被体が可
    撓性を有し、且つ非膨張の材質で形成されていることを
    特徴とする請求項９記載の摩擦撹拌接合型材の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 前記流体内包体が接合位置に沿って延
    在する可撓性の流体チューブ体であることを特徴とする
    請求項１０記載の摩擦撹拌接合型材の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記流体内包体の被加工材裏面当接幅
    が、ショルダ面直径より大になるように、可撓性と直径
    を設定したことを特徴とする請求項１０記載の摩擦撹拌
    接合型材の製造方法。