JP2007061877A - Method of manufacturing cylindrical article - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method by which a sound cylindrical article having no defect such as an unwelded zone or a kissing bond in the rear side of a weld zone can be favorably manufactured. <P>SOLUTION: A blank 10 is formed by press blanking of a prescribed plate material, wherein the blank 10 has projections 12a, 12b and 14a, 14b having a prescribed width and each protruding laterally from both sides at each end to be butted, and has a semicircular recess opened in the butting face of the projections 12a, 14a on one corresponding side at each end. Then, such blank is rolled up and both ends are butted against each other to form a cylindrical shape, and corresponding protrusions at both ends are butted against each other. During the above process, by the butting of the semicircular recesses, a circular inserting hole 16 is formed which becomes a starting end in friction stir welding. Then, the butting part 22 of the cylindrical formed body 20 so obtained is joined by friction stir welding using a bobbin tool type revolving tool that is set to the inserting hole 16. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、円筒状物品、例えば、自動車、トラック、軌道車両、起重機、自転車、二輪車等の車輪用ホイールリムの製造方法に係り、特に、2ピースホイール外周部のリムを、板を曲げて接合することにより、製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a wheel rim for a wheel of a cylindrical article, for example, an automobile, a truck, a track vehicle, a hoist, a bicycle, a two-wheeled vehicle, etc., and in particular, a rim on the outer periphery of a two-piece wheel is joined by bending a plate. It is related with the manufacturing method.

従来から、円筒状物品が、各種の用途において用いられてきており、例えば、二輪乃至四輪自動車や軌道車両、起重機、自転車等の車輪用ホイールの一種として、アルミニウム合金製のリムを有し、このリムに対してディスクやスポーク等が一体的に設けられてなるホイールが知られている。なお、このアルミニウム合金製リムは、軽量性や成形性に優れているところから、かかるリムを有する車両用ホイールが、特に自動車用やバイク用、自転車用等のホイールとして、好適に使用されているのである。   Conventionally, cylindrical articles have been used in various applications, for example, as a kind of wheel wheel for two-wheeled or four-wheeled vehicles, track vehicles, hoists, bicycles, etc., and has a rim made of an aluminum alloy, A wheel is known in which a disk, spokes, and the like are integrally provided on the rim. Since this aluminum alloy rim is excellent in lightness and formability, a vehicle wheel having such a rim is suitably used as a wheel for automobiles, motorcycles, bicycles and the like. It is.

ところで、そのような車輪用ホイールにおけるアルミニウム合金製リム等の円筒状物品は、一般に、先ず、優れた強度を有する5000系アルミニウム合金の如き、所望の材質よりなる板材を円筒状にロール加工して、その周方向において突き合わされる突合せ部をMIG溶接、TIG溶接、フラッシュバット溶接、或いはDCバット溶接等にて溶接し、一体化することにより、管体を得、そしてこの管体を目的とする形状に成型加工することによって、製造されているのであるが、この従来のアルミニウム合金製リム等の製造手法を採用する場合において、かかるリム等を与えるアルミニウム合金板材の突合せ部の接合が、材料を溶融せしめることからなる溶融溶接となるところから、かかる突合せ部の溶接後に、溶接部に多量に生ずるバリを除去するための余分な作業を行なわなければならず、また、場合によっては、溶接部にブローホールや酸化物巻込み等の溶融溶接特有の接合不良の問題が発生する恐れさえもあったのである。   By the way, in general, cylindrical articles such as aluminum alloy rims in such a wheel for a wheel are first rolled into a cylindrical shape from a plate material made of a desired material such as a 5000 series aluminum alloy having excellent strength. , The butt portion to be abutted in the circumferential direction is welded and integrated by MIG welding, TIG welding, flash butt welding, DC butt welding or the like, and a tubular body is obtained. Although it is manufactured by molding into a shape, in the case of adopting this conventional method of manufacturing an aluminum alloy rim or the like, the joining of the butt portion of the aluminum alloy plate material that gives such a rim or the like is used as a material. From the point of fusion welding consisting of melting, after welding the butt, a large amount of In some cases, there was a possibility that a welding failure specific to fusion welding such as blowholes or oxide entrainment might occur in the weld. is there.

このため、近年において注目されている、材料を加熱溶融させずに、固相状態のままで接合せしめる固相接合の一種たる摩擦撹拌接合手法を適用して、自動車用ホイールのリムを与えるアルミニウム合金板材を接合せしめることが、特開2004−181517号公報(特許文献1)や特開2005−52884号公報(特許文献2)等において明らかにされ、また本願出願人も、特開2003−230970号公報(特許文献3)において、その一つの手法を明らかにした。   For this reason, an aluminum alloy that gives a rim of an automobile wheel by applying a friction stir welding method, which is a kind of solid phase bonding, which has been attracting attention in recent years, and does not melt the material by heating and is bonded in a solid state. It is clarified in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-181517 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-52884 (Patent Document 2), and the like that the plate members are bonded together. One method was clarified in the publication (Patent Document 3).

すなわち、この摩擦撹拌接合方式を利用した、アルミニウム合金製リムの如き円筒状物品の製造方法では、一般に、先ず、円筒状にロール加工された5000系アルミニウム合金等の適当な板材の突合せ部に対して、ロッド状の回転治具の先端に同心的に設けたピンを、かかる回転治具と共に一体的に回転させつつ差し込み、相対的に移動させることにより、摩擦熱を発生せしめて、その摩擦熱にて突合せ部を塑性加工可能な状態と為し、更にピンの高速回転による撹拌作用にて、突合せ部の組織を入り交わらせ、以て、それらの突合せ部を溶融せしめることなく接合せしめて、所定の管体が形成される。その後、この得られた管体に対して、接合部を円弧状に矯正する矯正加工を行ない、更に、必要に応じて、かかる管体を所定の形状に成形加工することによって、目的とするリム等の円筒状物品が得られるのである。従って、このような製造手法によれば、所定の板材の突合せ部を接合する際に、かかる突合せ部が、何等溶融せしめられることがないため、そのような突合せ部を溶融溶接する場合とは異なって、バリや溶接特有の接合不良が解消され、しかも入熱が少なく、接合部の強度低下や歪みが有利に抑制され得るのであり、その結果として、優れた接合品質と強度を有するリム等の円筒状物品が、高度な製造効率をもって、有利に製造され得ることとなるのである。   That is, in a manufacturing method of a cylindrical article such as an aluminum alloy rim using this friction stir welding method, generally, first, a butt portion of an appropriate plate material such as a 5000 series aluminum alloy rolled into a cylindrical shape is first used. Then, a pin provided concentrically at the tip of the rod-shaped rotating jig is inserted while rotating together with the rotating jig and moved relatively, thereby generating frictional heat. The abutting part is made into a state that can be plastically processed, and the structure of the abutting part is mixed with the stirring action by high-speed rotation of the pin, so that the abutting parts are joined without melting, A predetermined tube is formed. Thereafter, the obtained tubular body is subjected to a straightening process for correcting the joint portion in an arc shape, and further, if necessary, the tubular body is formed into a predetermined shape to obtain a desired rim. A cylindrical article such as is obtained. Therefore, according to such a manufacturing method, when joining a butt portion of a predetermined plate material, since the butt portion is not melted at all, it is different from the case of melting and welding such a butt portion. As a result, rims having excellent bonding quality and strength can be advantageously suppressed. Cylindrical articles can be advantageously produced with a high production efficiency.

しかしながら、そのような摩擦撹拌接合において用いられる回転工具は、一般に、接合される板材の厚さよりも所定寸法短い長さのピンを備えたピン型工具となるところから、突合せ部において、かかる回転工具のピンが裏面側にまで到達せず、従って、ピンが貫通位置せしめられない部分では、メタルが充分に撹拌され得ず、そのために、接合部の裏面(円筒状物品の内面)側に、未接合部乃至はキッシングボンド(kissing bond)が残存する場合があり、これによって、疲労強度が低下せしめられる恐れがあったのである。また、そのような接合不良は、円筒状物品の内側に形成されるところから、その検出も困難であるといった問題もあった。   However, the rotary tool used in such friction stir welding is generally a pin type tool having a pin having a length shorter by a predetermined dimension than the thickness of the plate material to be joined. Therefore, the metal cannot be sufficiently stirred in the portion where the pin does not reach the back surface side, and thus the pin cannot be penetrated, so that the back surface (inner surface of the cylindrical article) side of the joint portion is not In some cases, a joint or kissing bond may remain, which may reduce fatigue strength. In addition, such a bonding failure has a problem that it is difficult to detect since it is formed inside the cylindrical article.

一方、米国特許第6199745号明細書(特許文献4)、特表平7−505090号公報(特許文献5)、特開2004−42115号公報(特許文献6)等には、摩擦撹拌接合用の回転工具として、上記したピン型工具とは異なる構造を有するボビン型工具(糸巻型工具)乃至はボビンツール型回転工具が、明らかにされている。そして、そのような回転工具は、一般に、接合対象である板材を挟持するように対向配置された一対のショルダ面を与える二つのショルダ部材と、それら二つのショルダ部材の間に同軸的に設けられて、それらを連結するピンとを有して、構成されているのである。また、そこでは、二つのショルダ部材にて板材を挟むようにして、その両側の面を押圧しつつ、それらショルダ部材及びピンを一体的に高速回転せしめることにより、それぞれの面で摩擦熱を発生させることが出来るようになっている。このため、かかるボビン型の工具を用いて、摩擦撹拌接合を行なえば、円筒状物品の内側の面も確実に接合することが可能となり、以て、上述せる如きキッシングボンド等の接合不良の発生を極めて有利に防止することが出来、また、一対のショルダ部材によって、相互の押圧力を受ける(支持する)ようになっているため、裏当て部材が不要となる等といった利点も享受され得るのである。   On the other hand, US Pat. No. 6,1997,745 (Patent Document 4), JP 7-505090 A (Patent Document 5), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-42115 (Patent Document 6), etc. As the rotary tool, a bobbin type tool (pincushion type tool) or a bobbin tool type rotary tool having a structure different from the above-described pin type tool has been clarified. Such a rotary tool is generally provided coaxially between two shoulder members that provide a pair of shoulder surfaces facing each other so as to sandwich a plate material to be joined, and the two shoulder members. And a pin for connecting them. Also, there, frictional heat is generated on each surface by rotating the shoulder member and the pin integrally at high speed while pressing the surfaces on both sides so that the plate material is sandwiched between the two shoulder members. Can be done. For this reason, if friction stir welding is performed using such a bobbin type tool, the inner surface of the cylindrical article can also be reliably bonded, and hence the occurrence of a bonding failure such as a kissing bond as described above occurs. Since the pair of shoulder members receive (support) each other's pressing force, the advantage that the backing member is unnecessary can be enjoyed. is there.

しかしながら、そのような摩擦撹拌接合工具(ボビン型の工具)を用いて、円筒状にロール加工された板材の突合せ部を摩擦撹拌接合したときに、その接合開始端をロール加工された円筒状の板材に対して設けることが、場所的に、また作業上において困難である問題があり、更に、そのような開始端の周辺部位では、材料の飛散やバリの発生等の問題が生じることに加えて、接合の開始端と終了端は、必然的に接合製品に残ることとなるところから、それら接合終始端を切除する必要があるところ、一個一個別々に接合されるホイールリムの如き円筒状製品では、その切断除去代が多くなり、材料の大きな損失を招く問題があり、また、接合後の円筒切断に時間と手間がかかる等の問題も、内在することとなる。   However, when such a friction stir welding tool (bobbin type tool) is used for friction stir welding of a butt portion of a plate material rolled into a cylindrical shape, the joining start end of the cylindrical shape is rolled. There is a problem that it is difficult to provide the plate material in terms of location and work, and in addition, problems such as scattering of materials and generation of burrs occur in the area around the starting end. Since the joint start and end ends inevitably remain in the joint product, it is necessary to cut off the joint start end, so that cylindrical products such as wheel rims that are joined individually one by one. Then, the cutting and removal allowance increases, and there is a problem that causes a large loss of material. In addition, problems such as time and labor required for cylindrical cutting after joining are inherent.

特開2004−181517号公報JP 2004-181517 A 特開2005−52884号公報JP 2005-52884 A 特開2003−230970号公報JP 2003-230970 A 米国特許第6199745号明細書US Pat. No. 6,1997,745 特表平7−505090号公報JP 7-505090 Gazette 特開2004−42115号公報JP 2004-42115 A

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、接合部の裏面における未接合部乃至はキッシングボンド等の欠陥のない、健全な円筒状物品を有利に製造することのできる方法を、提供することにある。   Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and the problem to be solved is a healthy cylinder free from defects such as an unjoined portion or a kissing bond on the back surface of the joined portion. It is an object of the present invention to provide a method by which a shaped article can be produced advantageously.

そして、本発明にあっては、そのような課題を解決するために、全体として矩形形状を呈する所定大きさの板状素材を円筒状に丸めて、その両端部を突き合わせた後、かかる突合せ部を摩擦撹拌接合することにより、一体的な円筒状物品を製造するに際して、(a)前記板状素材として、突き合わされるそれぞれの端部の両側において側方にそれぞれ突出した所定幅の突出部を有し、且つそれぞれの端部の対応する一方の側の突出部の突合せ面にそれぞれ開口する半円形状の凹所を有するブランク材を、所定の板材のプレス打抜き加工により形成して、準備する工程と、(b)かかるブランク材を丸めて、その両端部を突き合わせ、円筒状と為すと共に、それぞれの端部における対応する突出部を突き合わせ、前記一方の側の突出部に設けられた対応する半円形状の凹所の突合せによって、前記摩擦撹拌接合の開始端となる円形の挿入孔を形成する工程と、(c)前記ブランク材の突合せ部を挟持し得るように対向配置した一対のショルダ部材とそれら一対のショルダ部材間に同軸的に配設されたピン部材とを備えたボビンツール型回転工具を用い、かかる回転工具のピン部材を前記突出部の突合せ部位に形成された前記挿入孔内に挿通した状態においてセットせしめた後、該回転工具を回転させつつ、前記突合せ部に沿って相対的に移動させることにより、該突合せ部を摩擦撹拌接合せしめて、前記一方の側とは反対側の突出部の突合せ部位に到達させる工程とを、含むことを特徴とする円筒状物品の製造方法を、その要旨とするものである。   In the present invention, in order to solve such a problem, a plate-shaped material having a predetermined rectangular shape as a whole is rounded into a cylindrical shape and both end portions thereof are butted, and then the butted portion. When manufacturing an integral cylindrical article by friction stir welding, (a) as the plate material, projecting portions with a predetermined width projecting sideways on both sides of each end to be abutted. A blank material having a semicircular recess that opens on the abutting surface of the corresponding one side protrusion portion of each end portion is formed by press punching a predetermined plate material, and prepared And (b) rolling the blank material, butting both ends of the blank, making it cylindrical, but matching the corresponding protrusions at each end, and providing the protrusions on the one side And a step of forming a circular insertion hole serving as a starting end of the friction stir welding by butting the corresponding semicircular recesses, and (c) the butt portions of the blank material are arranged to face each other. A bobbin tool type rotary tool having a pair of shoulder members and a pin member disposed coaxially between the pair of shoulder members is used, and the pin member of the rotary tool is formed at the abutting portion of the protruding portion. After being set in a state of being inserted into the insertion hole, the abutting portion is frictionally stirred and joined by rotating the rotary tool and relatively moving along the abutting portion. The gist of the present invention is a method for producing a cylindrical article characterized by including the step of reaching the butted portion of the protruding portion on the opposite side.

なお、かかる本発明に従う円筒状物品の製造方法の好ましい態様の一つによれば、前記ブランク材のプレス打抜き操作によって、その突き合わされる両端部の少なくとも何れか一方の側に設けられた対応する突出部の突合せ面の一方に凸部が、他方に凹部がそれぞれ形成され、それら凸部と凹部の嵌合によって、該ブランク材の両端部の突合せ位置が固定せしめられるように、構成される。   In addition, according to one of the preferable aspects of the manufacturing method of the cylindrical article according to the present invention, the blank material corresponding to the blank material is provided on at least one side of both ends to be abutted by the press punching operation. A projecting portion is formed on one of the butting surfaces of the projecting portion, and a recess is formed on the other, and the mating positions of the projecting portion and the recessed portion are configured to fix the butting positions of both end portions of the blank material.

また、本発明にあっては、有利には、前記ブランク材が、アルミニウム合金板材のプレス打抜き加工により形成される一方、前記円筒状物品として、車輪用ホイールリムが製造されることとなる。   In the present invention, advantageously, the blank material is formed by press punching of an aluminum alloy sheet, while a wheel rim for a wheel is manufactured as the cylindrical article.

このような本発明に従う円筒状物品の製造方法によれば、円筒状に丸められたブランク材の突合せ部の両側の面にて摩擦熱をそれぞれ発生せしめることが可能な構造の、所謂ボビンツール型回転工具が、摩擦撹拌接合工具として用いられていることにより、突合せ部の裏側(円筒形状の内側)においても、充分な可塑化が実現されて、未接合部乃至はキッシングボンド等の発生が効果的に防止され得ることとなるのであり、しかも、そのようなボビンツール型回転工具を用いた摩擦撹拌接合操作が、特定形状のブランク材を用いていることによって、有利に行なわれ得ることとなるのである。   According to such a method for manufacturing a cylindrical article according to the present invention, a so-called bobbin tool type having a structure capable of generating frictional heat on both sides of a butt portion of a blank material rolled into a cylindrical shape, respectively. Since the rotary tool is used as a friction stir welding tool, sufficient plasticization is realized even on the back side (cylindrical inside) of the butt portion, and the occurrence of unjoined parts or kissing bonds is effective. In addition, the friction stir welding operation using such a bobbin tool type rotary tool can be advantageously performed by using a blank material having a specific shape. It is.

すなわち、本発明にあっては、丸められるブランク材の突合せ端部の両側において、側方にそれぞれ突出した所定幅の突出部が設けられ、更に、それぞれの端部の対応する一方の側の突出部の突合せ面にそれぞれ開口する、半円形状の凹所が設けられていることにより、かかるブランク材を丸めたとき、その突合せ部の側方に、摩擦撹拌接合の終始端と為し得るタブ板部が、突き合わされた対応する二つの突出部によって、それぞれ形成されることとなる。そして、その一方のタブ板部において、対応する半円形状の凹所の突合せによって、摩擦撹拌接合の開始端となる円形の挿入孔が形成されることとなるところから、その円形の挿入孔に、ボビンツール型回転工具のピン部材を挿通した状態において、摩擦撹拌接合を行なうようにすることによって、かかるボビンツール型回転工具による摩擦撹拌接合操作が、効果的に行なわれ得ることとなり、しかも、突合せ部の両側に位置するタブ板部の一方から摩擦撹拌接合操作を開始して、他方のタブ板部において、そのような摩擦撹拌接合操作を終了せしめることにより、その接合の終始端の処理も、単に、それら両側のタブ板部を切断除去することだけで済むところから、接合製品における材料損失の問題や、その切断除去作業上の問題も、効果的に緩和され得るのである。   That is, in the present invention, on both sides of the butt end portion of the blank material to be rounded, a projecting portion having a predetermined width projecting laterally is provided, and further, the projecting on one side corresponding to each end portion is provided. Tabs that can be used as the starting end of friction stir welding on the side of the butt when the blank is rolled up by providing a semicircular recess that opens in the butt surface of each part. A board part will be formed by two corresponding protrusion parts which were faced | matched, respectively. Then, in one of the tab plate portions, a circular insertion hole serving as a starting end of friction stir welding is formed by abutting the corresponding semicircular recesses. In the state where the pin member of the bobbin tool type rotary tool is inserted, the friction stir welding operation by such a bobbin tool type rotary tool can be effectively performed, By starting the friction stir welding operation from one of the tab plate portions located on both sides of the butting portion and ending such friction stir welding operation on the other tab plate portion, the processing of the start and end of the joining is also possible. Since it is only necessary to cut and remove the tab plate parts on both sides, the problem of material loss in the joined product and the problem of cutting and removing work are also effective. Than it can be relaxed.

しかも、そのような特定形状のブランク材は、所定の板材のプレス打抜き加工によって形成されることとなるところから、ボビンツール型回転工具のピン部材が挿通されて、摩擦撹拌接合の開始端となる円形の挿入孔を与える半円形状の凹所と共に、突合せ端部の両側において、側方にそれぞれ突出する突出部も、ブランク材本体と同時に形成され得ることとなるのであり、このため、目的とする円筒状物品を製造すべく、摩擦撹拌接合に供される材料を有利に得ることが出来ることとなり、以て、その製造工程の簡略化にも、大きく寄与し得るのである。   Moreover, since the blank material having such a specific shape is formed by press punching of a predetermined plate material, the pin member of the bobbin tool type rotary tool is inserted and becomes the start end of the friction stir welding. In addition to the semicircular recess that provides a circular insertion hole, both sides of the butt end can also be formed with protrusions that protrude laterally at the same time as the blank material body. Therefore, it is possible to advantageously obtain a material to be used for friction stir welding in order to manufacture a cylindrical article, which can greatly contribute to simplification of the manufacturing process.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、図1には、本発明に従う円筒状物品の製造方法において用いられるブランク材の一例が、中間部を省略した形態の平面図において、示されている。そこにおいて、ブランク材10は、目的とする円筒状物品を与える、全体として矩形形状を呈する所定大きさの板状素材からなり、それが、円筒状に丸められたときに突き合わされる、図1において上下の対応する端部の両側には、それぞれ、側方に所定長さ突出した所定幅の突出部12a、12b;14a、14bが、それぞれ設けられている。ここで、それら突出部12a、12b;14a、14bの大きさとしては、それらの突合せによって形成されるタブ板部(24a、24b)の大きさに応じて、適宜に決定されることとなる。そして、かかるブランク材10の突き合わされるそれぞれの端部の対応する一方の側(図1において左側)の突出部12a、14aには、それらの突合せ面にそれぞれ開口するように、半円形状の凹所16a、16bが、設けられている。   First, FIG. 1 shows an example of a blank material used in the method for manufacturing a cylindrical article according to the present invention in a plan view in which an intermediate portion is omitted. In this case, the blank 10 is made of a plate material of a predetermined size that gives a target cylindrical article and has a rectangular shape as a whole, and is abutted when it is rolled into a cylindrical shape, FIG. Are provided with protruding portions 12a, 12b; 14a, 14b having predetermined widths protruding laterally by a predetermined length on both sides of the corresponding upper and lower ends. Here, the sizes of the projecting portions 12a and 12b; 14a and 14b are appropriately determined according to the size of the tab plate portions (24a and 24b) formed by the butting. Then, the projecting portions 12a and 14a on the corresponding one side (left side in FIG. 1) of each of the end portions of the blank material 10 to be abutted have semicircular shapes so as to open to their abutting surfaces, respectively. Recesses 16a and 16b are provided.

なお、このようなブランク材10の材質としては、目的とする円筒状物品に応じて、適宜に選定され、例えば、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム部材、銅若しくは銅合金からなる銅部材、マグネシウム若しくはマグネシウム合金からなるマグネシウム部材等の金属部材を始め、摩擦撹拌接合可能な公知の各種の材料を挙げることが出来る。そして、その中でも、円筒状物品として、車輪用ホイールリムを対象とする場合にあっては、5000系のアルミニウム合金が、好適に用いられることとなるのである。   In addition, as a material of such a blank material 10, it selects suitably according to the target cylindrical article, for example, the aluminum member which consists of aluminum or an aluminum alloy, the copper member which consists of copper or a copper alloy, magnesium, or In addition to metal members such as magnesium members made of a magnesium alloy, various known materials that can be friction stir welded can be used. Among them, when a wheel rim for a wheel is used as a cylindrical article, a 5000 series aluminum alloy is preferably used.

また、かかるブランク材10は、よく知られているように、プレス操作によって、所定の板材に対して、従来と同様に打抜き加工することにより、一般に、一工程において容易に製造され得るものである。勿論、ブランク材10を得るべく、複数のプレス工程を組み合わせて、目的とする外形形状のブランク材とすることも可能であるが、何れにしても、所定の板材のプレス打抜き加工によって、図1に示されるブランク材10が形成され得るのであり、特に、そこでは、二組の突出部12a、12b;14a、14bと共に、半円形状の凹所16a、16bが、ブランク材10の本体と共に、プレス打抜き加工によって形成されることとなる。   In addition, as is well known, the blank material 10 can generally be easily manufactured in one step by punching a predetermined plate material in the same manner as in the past by a press operation. . Of course, in order to obtain the blank material 10, it is possible to combine a plurality of pressing processes into a blank material having a desired outer shape, but in any case, by press punching a predetermined plate material, FIG. Can be formed, in particular, in which there are two sets of protrusions 12a, 12b; 14a, 14b and semicircular recesses 16a, 16b together with the body of the blank 10, It will be formed by press punching.

そして、このようにして得られたブランク材10を用いて、それを、図2に示される如く、ロール加工(ロールフォーミング)等の公知の手法により、突き合わされる両端部の所定幅部分を残して、円筒形に曲げて(丸めて)、周方向において両端部が突き合わされてなる形態の円筒状成形体20を形成するのである。かくして、かかる円筒状成形体20にあっては、ブランク材10の両端部を突き合わせることによって、突合せ部22が形成され、この突合せ部22が、円筒状成形体20の軸方向に延びる形態となっているのである。また、周方向において突き合わされるブランク材10の両端部が、突合せ部22を間にして、両側にそれぞれ所定幅において、平坦部位が存在せしめられて、後述する摩擦撹拌接合操作が容易に行なわれ得るようになっている。なお、かかる円筒状成形体20の形成によって、突合せ端部の両側に設けた突出部12a、14a及び12b、14bが、それぞれ組み合わされて、タブ板部24a、24bが形成されると共に、その一方のタブ板部24aにおいては、突き合わされる二つの突出部12a、14aの突合せ面に設けられた半円形状の凹所16a、16bの突合せによって、後述するように、摩擦撹拌接合に際してその開始端となる、円形の挿入孔16が形成されるのである。また、かかる挿入孔16の大きさは、後述するボビンツール型回転工具(31)のピン部材(30)を挿通し得るに可及的に小さな直径となるように、決定されることとなる。   Then, using the blank material 10 obtained in this way, as shown in FIG. 2, it is left with a predetermined width portion at both ends to be abutted by a known technique such as roll processing (roll forming). Then, it is bent (rounded) into a cylindrical shape to form the cylindrical molded body 20 in a form in which both ends are butted in the circumferential direction. Thus, in the cylindrical molded body 20, a butt portion 22 is formed by butting both ends of the blank material 10, and the butt portion 22 extends in the axial direction of the cylindrical molded body 20. It has become. Further, since both end portions of the blank material 10 to be abutted in the circumferential direction have flat portions with a predetermined width on both sides with the abutting portion 22 in between, a friction stir welding operation described later is easily performed. To get. In addition, by forming the cylindrical molded body 20, the protruding portions 12a, 14a and 12b, 14b provided on both sides of the butt end portion are combined to form tab plate portions 24a, 24b, respectively, In the tab plate portion 24a, the start end of the friction stir welding as described later is caused by abutment of the semicircular recesses 16a and 16b provided on the abutment surfaces of the two abutment projections 12a and 14a. Thus, the circular insertion hole 16 is formed. Further, the size of the insertion hole 16 is determined so as to have a diameter as small as possible so that a pin member (30) of a bobbin tool type rotary tool (31) described later can be inserted.

また、本発明にあっては、上述の如き円筒状成形体20の突合せ部22を摩擦撹拌接合するために、ボビンツール型回転工具31が用いられることとなる。このボビンツール型回転工具31は、図3に例示される如く、ブランク材10(円筒状成形体20)の突合せ部22を上下(内外)両側から挟持し得るように対向配置せしめた一対のショルダ部材26、28と、それらショルダ部材間に同軸的に配設されたピン部材30とを備えて、構成されている。具体的には、ここでは、図において上方に位置するショルダ部材26は、全体として円筒形状を呈しており、その先端面が水平方向に拡がる平坦な円環面からなるショルダ面26aとされている。また、下方に位置するショルダ部材28は、全体として厚肉の円盤形状を呈しており、その中心に垂直に取り付けられたロッド状のピン部材30が、ショルダ部材26の中心孔を貫通して、配設されていると共に、それら二つのショルダ部材26、28及びピン部材30が、軸回りに高速回転可能とされている。また、ショルダ部材28の他方のショルダ部材26のショルダ面26a側の面が、ショルダ面26aと同一の外径及び内径を有する、水平方向に拡がる平坦な円環面からなるショルダ面28aとされている。   In the present invention, the bobbin tool type rotary tool 31 is used for friction stir welding of the butt portion 22 of the cylindrical molded body 20 as described above. As shown in FIG. 3, the bobbin tool type rotary tool 31 has a pair of shoulders arranged so as to face each other so that the butting portion 22 of the blank 10 (cylindrical shaped body 20) can be sandwiched from both the upper and lower (inner and outer) sides. The members 26, 28 and a pin member 30 disposed coaxially between the shoulder members are configured. Specifically, here, the shoulder member 26 positioned above in the drawing has a cylindrical shape as a whole, and is a shoulder surface 26a composed of a flat annular surface whose front end surface extends in the horizontal direction. . Further, the shoulder member 28 positioned below has a thick disk shape as a whole, and a rod-shaped pin member 30 attached perpendicularly to the center of the shoulder member 28 penetrates the center hole of the shoulder member 26, The two shoulder members 26 and 28 and the pin member 30 are arranged so as to be rotatable at high speed around the axis. Further, a surface on the shoulder surface 26a side of the other shoulder member 26 of the shoulder member 28 is a shoulder surface 28a having the same outer diameter and inner diameter as the shoulder surface 26a and comprising a flat annular surface extending in the horizontal direction. Yes.

そして、かくの如き構成のボビンツール型回転工具31を用いて、前記した円筒状成形体20の突合せ部22を摩擦撹拌接合するに際しては、かかる円筒状成形体20における突合せ部22の両端部位に位置せしめられた二つのタブ板部24a、24bの一方に形成された円形の挿入孔16内に、かかる回転工具31のピン部材30を挿通せしめた状態において、二つのショルダ部材26、28が相対的に接近移動せしめられ、そのショルダ面26a、28aにて、タブ板部24aの表面(外面)及び裏面(内面)にそれぞれ当接するようにして、タブ板部24aを挟持せしめ、そして、その状態において、ショルダ部材26、28及びピン部材30を、それらの軸回りに高速回転せしめて、摩擦発熱させる。そして、挿入孔16部位を摩擦撹拌接合の開始端として、他方のタブ板部24b側に、突合せ部22に沿って、回転工具31を相対的に移動せしめることにより、目的とする摩擦撹拌接合操作が進行せしめられ得て、図4に示される如く、円筒状成形体20の内側(裏側)においても、摩擦撹拌領域が表面に露呈する形態の接合部32が、突合せ部22における回転工具31の進行方向後方側に形成されることとなるのである。そして、かかる回転工具31を用いた摩擦撹拌接合操作は、挿入孔16の設けられていない他方のタブ板部24bに回転工具31が到達した後に、終了せしめられることとなる。   When the abutting portion 22 of the cylindrical molded body 20 is friction stir welded using the bobbin tool type rotary tool 31 having such a configuration, the end portions of the butted portion 22 of the cylindrical molded body 20 are joined to each other. In the state where the pin member 30 of the rotary tool 31 is inserted into the circular insertion hole 16 formed in one of the two tab plate portions 24a and 24b positioned, the two shoulder members 26 and 28 are relative to each other. The tab plate portion 24a is sandwiched between the shoulder surfaces 26a and 28a so as to come into contact with the front surface (outer surface) and the back surface (inner surface) of the tab plate portion 24a. , The shoulder members 26 and 28 and the pin member 30 are rotated at high speed around their axes to generate frictional heat. The target friction stir welding operation is performed by relatively moving the rotary tool 31 along the abutting portion 22 toward the other tab plate portion 24b with the insertion hole 16 as the start end of the friction stir welding. As shown in FIG. 4, the joining portion 32 in the form in which the friction stir zone is exposed on the surface is formed on the inner surface (back side) of the cylindrical molded body 20, as shown in FIG. 4. It is formed on the rear side in the traveling direction. Then, the friction stir welding operation using the rotary tool 31 is terminated after the rotary tool 31 reaches the other tab plate portion 24b in which the insertion hole 16 is not provided.

なお、このような円筒状成形体20に対する摩擦撹拌接合操作においては、円筒状成形体20の突合せ部22近傍の平坦部分を除く、円弧状部分の円筒形状が、接合操作中に維持され得るように、円筒状成形体20の円弧状部分が、従来と同様に、所定の拘束治具にて外側から拘束されることとなるが、その際、従来のピン型回転工具を用いた場合の如く、円筒状成形体20の内側に、裏当て治具が配設されることはない。ここで用いられるボビンツール型回転工具31における上方のショルダ部材26による押圧力の反力として、下方のショルダ部材28が、突合せ部22を円筒状成形体20の内側(裏側)から押圧するようになっているからである。   In addition, in such a friction stir welding operation for the cylindrical molded body 20, the cylindrical shape of the arc-shaped portion excluding the flat portion in the vicinity of the butt portion 22 of the cylindrical molded body 20 can be maintained during the bonding operation. In addition, the arc-shaped portion of the cylindrical molded body 20 is restrained from the outside by a predetermined restraining jig as in the conventional case. At this time, as in the case of using a conventional pin type rotary tool. The backing jig is not disposed inside the cylindrical molded body 20. As a reaction force of the pressing force by the upper shoulder member 26 in the bobbin tool type rotary tool 31 used here, the lower shoulder member 28 presses the butting portion 22 from the inner side (back side) of the cylindrical molded body 20. Because it is.

その後、かくして得られた円筒状成形体20の摩擦撹拌接合製品には、その円筒状本体部から軸方向に突出する、両側のタブ板部24a、24bを切除せしめる加工が施され、これによって、摩擦撹拌接合操作において望ましくない欠陥部となる接合開始端と終了端とが、それらタブ板部24a、24bの部位の材料の損失に止めつつ、接合製品から有利に除去されることとなる。   Thereafter, the friction stir welding product of the cylindrical molded body 20 thus obtained is subjected to a process of cutting off the tab plate portions 24a, 24b on both sides protruding in the axial direction from the cylindrical main body portion, The joining start end and end end, which are undesirable defects in the friction stir welding operation, are advantageously removed from the joined product while stopping the material loss at the tab plate portions 24a, 24b.

また、かかる接合製品には、必要に応じて、接合部32に対して研磨が施され、更に、その平坦な接合部32を、他の部分の円弧形状と同様な曲率を有するように、円弧状に成形して矯正する矯正加工が、ロール加工等の公知の成形加工手法によって実施される。これによって、全体として凹みのない円筒形状の製品を得ることが出来るのである。なお、このような矯正加工等の加工や、従来からの仕上げ加工は、目的とする円筒状物品に応じて、従来から公知の手法が適宜に採用され得るものであることは、言うまでもないところである。   Further, in such a bonded product, if necessary, the bonded portion 32 is polished, and the flat bonded portion 32 is rounded so as to have the same curvature as the arc shape of other portions. The straightening process for forming and correcting in an arc shape is performed by a known forming technique such as roll processing. As a result, a cylindrical product having no dents as a whole can be obtained. In addition, it goes without saying that conventionally known methods can be appropriately employed for such processing such as correction processing and conventional finishing processing depending on the target cylindrical article. .

このように、上記した実施形態によれば、円筒状成形体20の突合せ部22を、両側から、ボビンツール型回転工具31にて摩擦撹拌接合するものであるところから、図4に示される如く、裏側(内側)においても、有効な摩擦撹拌領域が形成され得て、未接合の亀裂或いはキッシングボンド等の欠陥の発生のない健全な接合製品を得ることが出来るのであり、また、そのようなボビンツール型回転工具31による摩擦撹拌接合のために、その開始端と終了端が、ブランク材10に一体的に設けた突出部12a、12b;14a、14bにて構成されるタブ板部24a、24bにそれぞれ位置するようにしたことによって、それらタブ板部24a、24bの切除のみによって、接合の開始端及び終了端を始末することが出来ることに加えて、その特定形状のブランク材が、所定板材のプレス打抜き加工によって、巧みに形成され得ることによって、目的とする接合製品、ひいては円筒状物品の製造工程が、効果的に簡略化され得ることとなったのである。   Thus, according to the above-described embodiment, the abutting portion 22 of the cylindrical molded body 20 is friction stir welded by the bobbin tool type rotary tool 31 from both sides, as shown in FIG. Also, on the back side (inside), an effective friction stir zone can be formed, and a sound bonded product without occurrence of defects such as unbonded cracks or kissing bonds can be obtained. For friction stir welding by the bobbin tool type rotary tool 31, the start end and the end end are tab plate portions 24a configured by protrusions 12a, 12b; 14a, 14b provided integrally with the blank material 10, In addition to being able to dispose of the start end and end end of the joint only by excision of the tab plate portions 24a, 24b by being positioned at 24b, The blank material having a specific shape can be skillfully formed by press punching a predetermined plate material, so that the manufacturing process of the intended bonded product, and thus the cylindrical article can be effectively simplified. It is.

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。   The exemplary embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the embodiments are merely examples, and the present invention is limited in any way by specific descriptions according to such embodiments. It should be understood that it is not interpreted.

例えば、ブランク材10を丸めて、その両端部を突き合わせて得られる円筒状成形体20において、その突合せ部22が軸方向にずれないように、例えば図5に示される如く、ブランク材10から突出するように設けられた突出部の一方12a、12bに、凸部34a、34bを、それぞれ一体的に設ける一方、他方の突出部14a、14bに、それら凸部34a、34bに対応した形状の凹部36a、36bを、それぞれ設け、それら突出部12a、14a;12b、14bが突き合わされたときに、それら凸部34a、34bと凹部36a、36bが、それぞれ凹凸嵌合せしめられて、かかるブランク材10の丸められた両端部の突合せ位置が固定され得るようにすることが、後の摩擦撹拌接合操作を有利に進行せしめる上において、特に有効である。そして、それら凸部34a、34bや凹部36a、36bも、ブランク材10のプレス打抜き操作によって、同時に形成され得ることとなることに加えて、摩擦撹拌接合操作の終了後において、タブ板部24a、24bの切除によって、接合製品から、接合の終始端と共に、除去することが可能である。   For example, in the cylindrical molded body 20 obtained by rounding the blank material 10 and butting both end portions thereof, the butted portion 22 projects from the blank material 10 as shown in FIG. Convex portions 34a and 34b are integrally provided on one of the projecting portions 12a and 12b, respectively, while the other projecting portions 14a and 14b are concave portions having shapes corresponding to the projecting portions 34a and 34b. 36a and 36b are provided, and when the projecting portions 12a and 14a and 12b and 14b are brought into contact with each other, the projecting portions 34a and 34b and the recessed portions 36a and 36b are respectively fitted with projections and recesses, and the blank 10 In order to facilitate the subsequent friction stir welding operation, it is possible to fix the abutting position of both rounded ends of the steel plate. It is effective. And these convex part 34a, 34b and recessed part 36a, 36b can be simultaneously formed by the press punching operation of the blank material 10, and after the end of the friction stir welding operation, the tab plate part 24a, By cutting 24b, it is possible to remove from the bonded product along with the beginning and end of the bond.

また、本発明に従う摩擦撹拌接合操作を、挿入孔16の設けられていない側のタブ板部24bにおいて終了せしめるに際しては、回転工具31の移動を、かかるタブ板部24b上において停止させる場合の他、かかるタブ板部24bの突合せ部位、換言すれば突出部12b、14bの突合せ部位から外方に抜け出した位置において、かかる回転工具31の作動を停止させることによっても可能であり、更に、終了端側となるタブ板部24bにも、挿入孔16と同様な貫通孔を形成して、かかる貫通孔部位に回転工具31が到達したときに、摩擦撹拌接合操作を停止させるようにすることも可能である。   When the friction stir welding operation according to the present invention is terminated at the tab plate portion 24b on the side where the insertion hole 16 is not provided, the movement of the rotary tool 31 is stopped on the tab plate portion 24b. It is also possible to stop the operation of the rotary tool 31 at the position where the tab plate portion 24b abuts, in other words, the position where it protrudes outward from the abutting portion of the protrusions 12b and 14b. A through hole similar to the insertion hole 16 may be formed in the tab plate portion 24b on the side, and the friction stir welding operation may be stopped when the rotary tool 31 reaches the through hole portion. It is.

さらに、本発明において用いられるボビンツール型回転工具の構造としては、図3に示されるように、一対のショルダ部材26、28にて、突合せ部22が挟持され、そして、それら一対のショルダ部材26、28を同軸的に連結するピン部材30を有し、それら一対のショルダ部材26、28とピン部材30とが高速回転せしめられ得るような構成のものであれば、公知の如何なる回転工具をも使用可能であり、また、一対のショルダ部材26、28の対向するショルダ面26a、28aにあっても、平坦面のみならず、中心に向かって湾曲する凹面形状であっても、何等差支えなく、従来から公知の形状が適宜に採用され得るものである。   Furthermore, as shown in FIG. 3, the bobbin tool type rotary tool used in the present invention has a pair of shoulder members 26, 28 with a butting portion 22 sandwiched therebetween, and the pair of shoulder members 26. , 28 having a pin member 30 for coaxially connecting the shoulder members 26, 28 and the pin member 30, any known rotary tool can be used. Even if the shoulder surfaces 26a and 28a of the pair of shoulder members 26 and 28 are opposed to each other, not only a flat surface but also a concave shape that curves toward the center can be used. Conventionally known shapes can be appropriately employed.

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。   In addition, although not listed one by one, the present invention can be implemented in a mode with various changes, modifications, improvements, and the like based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that any one of them falls within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.

以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、また、言うまでもないところである。   Hereinafter, representative examples of the present invention will be shown to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not limited by the description of such examples. It goes without saying.

実施例 1
先ず、厚さが4mmのJIS5454アルミニウム合金の板材(O材)を準備し、この板材から、外径:400mm及び長さ:500mmのパイプを与える、図1に示される如き、全体として矩形形状を呈し、且つ両端部にそれぞれ突出部を有し、更に対応する突出部に半円形凹所を有するブランク材を、通常のプレス打抜き操作による外形抜き加工によって、製造した。
Example 1
First, a plate material (O material) of JIS5454 aluminum alloy having a thickness of 4 mm is prepared, and a pipe having an outer diameter: 400 mm and a length: 500 mm is provided from this plate material, as shown in FIG. A blank material having a protrusion at each end and a semicircular recess at the corresponding protrusion was produced by outline punching by a normal press punching operation.

次いで、かかるブランク材を、公知のロール加工により円筒形に曲げて、幅方向両側に突出部が一体的に設けられてなる両端部を、周方向において互いに突き合わせ、図2に示される如き円筒状成形体(外形:400mm、長さ:500mm)を成形した。なお、この円筒状成形体の突合せ部の両側に形成された二つのタブ板部の一方には、図3に示される如き、回転工具のピン部材が、僅かな隙間をもって挿通せしめられ得る、可及的に小さな孔径の挿入孔が、形成されている。また、この得られた円筒状成形体は、その円筒形状が維持されるように、公知の拘束治具にて、外側から固定した。   Then, the blank material is bent into a cylindrical shape by a known roll process, and both end portions formed integrally with protrusions on both sides in the width direction are butted against each other in the circumferential direction, and the cylindrical shape as shown in FIG. A formed body (outer shape: 400 mm, length: 500 mm) was formed. In addition, as shown in FIG. 3, the pin member of the rotary tool can be inserted with a slight gap into one of the two tab plate portions formed on both sides of the butt portion of the cylindrical molded body. An insertion hole having an extremely small hole diameter is formed. The obtained cylindrical molded body was fixed from the outside with a known restraining jig so that the cylindrical shape was maintained.

そして、図3に示される如き構成の鋼製の回転工具を用い、そのピン部材を円筒状成形体のタブ板部に予め設けられたピン径に合わせた挿入孔に差し込み、更に、裏側に別のショルダ部材を位置させて、ピン部材の先端部に固定せしめた後、かかる回転工具を高速回転せしめて、摩擦撹拌接合を開始し、回転数:1500rpm、接合速度:500mm/分にて、円筒状成形体の突合せ部に沿って移動せしめることにより、かかる摩擦撹拌接合操作を進行せしめ、他方のタブ板部に達した時点において、摩擦撹拌接合操作を終了させた。   Then, using a steel rotating tool having a structure as shown in FIG. 3, the pin member is inserted into an insertion hole corresponding to the pin diameter provided in advance in the tab plate portion of the cylindrical molded body, and further separated on the back side. After the shoulder member is positioned and fixed to the tip of the pin member, the rotary tool is rotated at a high speed to start friction stir welding, and the cylinder is rotated at a rotation speed of 1500 rpm and a welding speed of 500 mm / min. The friction stir welding operation was advanced by moving along the butted portion of the shaped molded body, and the friction stir welding operation was terminated when the other tab plate portion was reached.

かくして得られた接合製品は、その接合終始端部が、接合部両端のタブ板部に存在していることにより、かかるタブ板部を切除することによって、かかる終始端部位を容易に除去することが可能であり、しかも、接合部裏側(内側)には、何等の亀裂も認められない、健全なものであって、後のホイールの製作工程において、何等の不都合も生じるものではなかった。即ち、上記で得られたパイプ状の接合製品を、ホイール形にスピニング加工し、更に、ディスクを嵌め込み、アーク溶接にて接合することにより、ホイールを作製したが、その製作工程において、何等の不都合も認められなかった。   The joint product obtained in this way can be easily removed by cutting off the tab plate portions because the joint end portions are present on the tab plate portions at both ends of the joint portion. Moreover, no cracks are observed on the back side (inner side) of the joint, and the sound is healthy and no inconvenience is caused in the subsequent wheel manufacturing process. That is, the pipe-shaped joined product obtained above was spun into a wheel shape, and a wheel was produced by inserting a disk and joining by arc welding. However, there was no inconvenience in the production process. Was also not recognized.

実施例 2
図5に示される如き円筒状成形体を得るべく、実施例1と同様にして、タブ板部における突出部の突合せ形状を変えたブランク材10を、プレス打抜き操作による外形抜き加工によって得た。
Example 2
In order to obtain a cylindrical molded body as shown in FIG. 5, the blank material 10 in which the butted shape of the projecting portion of the tab plate portion was changed was obtained by the outer shape punching process by the press punching operation in the same manner as in Example 1.

次いで、かかる得られたブランク材を、外径:400mm、長さ:500mmのパイプになるように丸めて、その両端部を突き合わせ、円筒状の成形体とした後、その外周を従来と同様にして拘束して、接合中に円筒形状を保持し得るようにしたところ、突き合わせ時に、タブ板部において凹凸嵌合にて位置決めされることとなったために、その拘束が容易であって、しかも、ギャップを0.1mm以内に抑えることが出来た。   Next, the obtained blank is rolled into a pipe having an outer diameter of 400 mm and a length of 500 mm, both ends thereof are butted into a cylindrical molded body, and the outer periphery thereof is made the same as in the conventional case. And restrained so that the cylindrical shape can be maintained during the joining, because the tab plate portion was positioned by concave-convex fitting at the time of butting, the restraint was easy, The gap was able to be suppressed within 0.1 mm.

その後、かかる拘束された円筒状成形体について、図3に示される如き鋼製のショルダ部材とピン部材とからなる回転工具を用いて、実施例1と同様にして、摩擦撹拌接合を行なったところ、接合部裏側に亀裂等の欠陥のない、健全な接合製品(パイプ)を有利に得ることが出来た。   Thereafter, the constrained cylindrical molded body was subjected to friction stir welding in the same manner as in Example 1 using a rotating tool made of a steel shoulder member and a pin member as shown in FIG. Thus, a sound bonded product (pipe) free from defects such as cracks on the back side of the bonded portion could be obtained advantageously.

本発明において用いられるブランク材の一例を示す、中間部が省略された平面説明図である。It is plane explanatory drawing in which the intermediate part was abbreviate | omitted which shows an example of the blank material used in this invention. 図1に示されるブランク材を丸めて得られる円筒状成形体を示す斜視説明図である。It is a perspective explanatory view which shows the cylindrical molded object obtained by rolling the blank material shown by FIG. 本発明において用いられるボビンツール型回転工具の一例を示す正面部分説明図である。It is front part explanatory drawing which shows an example of the bobbin tool type rotary tool used in this invention. 本発明に従う摩擦撹拌接合状態を示す斜視部分説明図である。It is a perspective partial explanatory view showing the friction stir welding state according to the present invention. 本発明に従うブランク材の他の例を用いて得られた円筒状成形体について、その突合せ部を正面から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the butt | matching part from the front about the cylindrical molded object obtained using the other example of the blank material according to this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 ブランク材
12a、12b;14a、14b 突出部
16 挿入孔
16a、16b 凹所
20 円筒状成形体
22 突合せ部
24a、24b タブ板部
26、28 ショルダ部材
26a、28a ショルダ面
30 ピン部材
31 回転工具
32 接合部
34a、34b 凸部
36a、36b 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blank material 12a, 12b; 14a, 14b Projection part 16 Insertion hole 16a, 16b Recess 20 Cylindrical molded body 22 Butt part 24a, 24b Tab board part 26, 28 Shoulder member 26a, 28a Shoulder surface 30 Pin member 31 Rotating tool 32 Joints 34a and 34b Convex parts 36a and 36b Concave parts

Claims (3)

全体として矩形形状を呈する所定大きさの板状素材を円筒状に丸めて、その両端部を突き合わせた後、かかる突合せ部を摩擦撹拌接合することにより、一体的な円筒状物品を製造するに際して、
前記板状素材として、突き合わされるそれぞれの端部の両側において側方にそれぞれ突出した所定幅の突出部を有し、且つそれぞれの端部の対応する一方の側の突出部の突合せ面にそれぞれ開口する半円形状の凹所を有するブランク材を、所定の板材のプレス打抜き加工により形成して、準備する工程と、
かかるブランク材を丸めて、その両端部を突き合わせ、円筒状と為すと共に、それぞれの端部における対応する突出部を突き合わせ、前記一方の側の突出部に設けられた対応する半円形状の凹所の突合せによって、前記摩擦撹拌接合の開始端となる円形の挿入孔を形成する工程と、
前記ブランク材の突合せ部を挟持し得るように対向配置した一対のショルダ部材とそれら一対のショルダ部材間に同軸的に配設されたピン部材とを備えたボビンツール型回転工具を用い、かかる回転工具のピン部材を前記突出部の突合せ部位に形成された前記挿入孔内に挿通した状態においてセットせしめた後、該回転工具を回転させつつ、前記突合せ部に沿って相対的に移動させることにより、該突合せ部を摩擦撹拌接合せしめて、前記一方の側とは反対側の突出部の突合せ部位に到達させる工程とを、
含むことを特徴とする円筒状物品の製造方法。
When manufacturing an integral cylindrical article by rounding a plate-shaped material of a predetermined size, which has a rectangular shape as a whole, into a cylindrical shape, butting both ends thereof, and then friction-stir-joining the butted portions,
As the plate-like material, each of the end portions to be abutted has a projecting portion with a predetermined width projecting laterally on each side, and each of the end portions has a corresponding projecting portion on one side of the projecting surface. Forming a blank material having a semicircular recess to be opened by press punching a predetermined plate material;
The blank material is rounded, its both end portions are butted to make a cylindrical shape, and the corresponding projecting portion at each end is butted, and the corresponding semicircular recess provided on the one side projecting portion A step of forming a circular insertion hole serving as a starting end of the friction stir welding by the butt,
Using a bobbin tool type rotary tool provided with a pair of shoulder members arranged so as to sandwich the butting portion of the blank material and a pin member disposed coaxially between the pair of shoulder members After setting the pin member of the tool in a state of being inserted into the insertion hole formed in the abutting portion of the projecting portion, by rotating the rotating tool and relatively moving along the abutting portion, , The step of friction stir welding the butted portion to reach the butted portion of the protruding portion on the opposite side of the one side,
A manufacturing method of a cylindrical article characterized by including.
前記ブランク材のプレス打抜き操作によって、その突き合わされる両端部の少なくとも何れか一方の側に設けられた対応する突出部の突合せ面の一方に凸部が、他方に凹部がそれぞれ形成され、それら凸部と凹部の嵌合によって、該ブランク材の両端部の突合せ位置が固定せしめられる請求項1に記載の円筒状物品の製造方法。   By the blanking operation of the blank material, a convex portion is formed on one of the butting surfaces of the corresponding projecting portion provided on at least one side of the both ends to be abutted, and a concave portion is formed on the other. The method for manufacturing a cylindrical article according to claim 1, wherein the butted positions of both end portions of the blank material are fixed by fitting the portion and the concave portion. 前記ブランク材が、アルミニウム合金板材のプレス打抜き加工により形成される一方、前記円筒状物品として、車輪用ホイールリムが製造される請求項1又は請求項2に記載の円筒状物品の製造方法。
The manufacturing method of the cylindrical article according to claim 1 or 2, wherein a wheel rim is manufactured as the cylindrical article while the blank is formed by press punching of an aluminum alloy sheet.
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