JP2012232342A - 接合方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板状端部材102の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、端面同士を突き合せて形成された突き合せ部Nに、第一ショルダ11と板状端部材102の表面(化粧面)Saとが対向するように配置しつつ、スライド軸4側から見て右回転させたボビンツール5のピン13を移動させて端面同士を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、ショルダ間の距離を板状端部材102の板厚以下に設定し、ピン13の外周面には、ピン13の軸方向の全長に亘って右ネジの螺旋溝14が刻設されている。
【選択図】図1
Description
本発明の第一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、本実施形態に係る摩擦攪拌装置1は、突き合わされた一対の金属板の突き合せ部Nを摩擦攪拌接合する装置である。摩擦攪拌装置1の先端にはボビンツール5が装着されている。まずは、接合する一対の金属板の説明をする。説明における上下前後左右は図1の矢印に従う。
図2の(a)に示すように、本実施形態では中空形材100Aと中空形材100Bとを接合する場合を例示する。中空形材100Aは、アルミニウム合金製の押出形材であって、断面視矩形の中空部100aを有する長尺部材である。中空形材100Aは、中空部100aを備えた本体部101と、本体部101の左側面の上下端からそれぞれ左側(中空形材100B側)に張り出した板状端部材102,103とを有する。
図3及び図4に示すように、摩擦攪拌装置1は、外部ホルダー2と、外部ホルダー2の内部に配設される内部ホルダー3と、内部ホルダー3内に挿通されるスライド軸4と、スライド軸4の先端に取り付けられたボビンツール5とを有する。
接合方法1では、ボビンツール5(右ネジ)を右回転させて接合を行う。接合方法1では、中空形材同士を突き合わせる突き合せ工程と、突き合せ部Nにボビンツール5を挿入する接合工程と、を行う。ここでは、表面Saを化粧面として設定する。
0≦(T−Z)≦0.8・・・(式1)
接合方法2では、ボビンツール5(右ネジ)を左回転させて接合を行う。ここでは、例えば裏面Sbを化粧面として設定する。接合方法2は、回転方向及び化粧面の設定以外は接合方法1と同等である。図7に示すように、接合方法2の接合工程では、高速回転するピン13によってピン13の周囲の金属が摩擦攪拌され、板状端部材102同士が一体化される。ピン13の軌跡には塑性化領域Wが形成される。
次に、本発明の第二実施形態について、説明する。図8に示すように、第二実施形態では、ピン13の螺旋溝の巻回方向が第一実施形態と相違する。螺旋溝以外は第一実施形態と同等であるため、重複する部分については説明を省略する。
接合方法3では、図9に示すように、ボビンツール5A(左ネジ)を右回転させて接合を行う。接合方法3では、中空形材同士を突き合わせる突き合せ工程と、突き合せ部Nにボビンツール5Aを挿入する接合工程と、を行う。ここでは、例えば、裏面Sbを化粧面として設定する。ボビンツール5Aが突き合せ部Nに挿入されると、高速回転するピン13によってピン13の周囲の金属が摩擦攪拌され、板状端部材102同士が一体化される。ピン13の軌跡には塑性化領域Wが形成される。
接合方法4では、ボビンツール5A(左ネジ)を左回転させて接合を行う。ここでは、例えば、表面Saを化粧面として設定する。接合方法4では回転方向及び化粧面の設定以外は接合方法3と同等である。図10に示すように、接合方法4の接合工程では、高速回転するピン13によってピン13の周囲の金属が摩擦攪拌され、板状端部材102同士が一体化される。ピン13の軌跡には塑性化領域Wが形成される。
2 外部ホルダー
3 内部ホルダー
4 スライド軸
5 ボビンツール
11 第一ショルダ
12 第二ショルダ
13 ピン
14 螺旋溝(右ネジ)
15 螺旋溝(左ネジ)
100A中空形材
100B中空形材
N 突き合せ部
T 金属板の板厚
P バリ
W 塑性化領域
X ショルダの外径
Y ピンの外径
Z ショルダ間距離(ピンの長さ)
Claims (5)
- 一対のショルダと前記両ショルダの間に形成されたピンとを備えたボビンツールと、一方の前記ショルダに連結されたスライド軸と、を備え、摩擦攪拌によって金属板が変形して前記金属板の位置が前記ボビンツールの軸方向にずれた際に、そのずれに追従して前記ボビンツールが軸方向に移動するように構成された摩擦攪拌装置を用いて一対の金属板を接合する接合方法であって、
前記金属板の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、
一方の前記ショルダと前記金属板の化粧面とが対向するように配置し、前記ピンの軸方向の中心と前記金属板の板厚方向の中心を合わせた後、前記端面同士を突き合せて形成された突き合せ部に前記スライド軸側から見て右回転させた前記ボビンツールのピンを移動させて摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
ショルダ間の距離は前記金属板の板厚以下に設定されており、
前記ピンの外周面には、前記ピンの軸方向の全長に亘って右ネジの螺旋溝が刻設されていることを特徴とする接合方法。 - 一対のショルダと前記両ショルダの間に形成されたピンとを備えたボビンツールと、一方の前記ショルダに連結されたスライド軸と、を備え、摩擦攪拌によって金属板が変形して前記金属板の位置が前記ボビンツールの軸方向にずれた際に、そのずれに追従して前記ボビンツールが軸方向に移動するように構成された摩擦攪拌装置を用いて一対の金属板を接合する接合方法であって、
前記金属板の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、
一方の前記ショルダと前記金属板の化粧面とが対向するように配置し、前記ピンの軸方向の中心と前記金属板の板厚方向の中心を合わせた後、前記端面同士を突き合せて形成された突き合せ部に前記スライド軸側から見て左回転させた前記ボビンツールのピンを移動させて摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
ショルダ間の距離は前記金属板の板厚以下に設定されており、
前記ピンの外周面には、前記ピンの軸方向の全長に亘って左ネジの螺旋溝が刻設されていることを特徴とする接合方法。 - 一対のショルダと前記両ショルダの間に形成されたピンとを備えたボビンツールと、一方の前記ショルダに連結されたスライド軸と、を備え、摩擦攪拌によって金属板が変形して前記金属板の位置が前記ボビンツールの軸方向にずれた際に、そのずれに追従して前記ボビンツールが軸方向に移動するように構成された摩擦攪拌装置を用いて一対の金属板を接合する接合方法であって、
前記金属板の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、
他方の前記ショルダと前記金属板の化粧面とが対向するように配置し、前記ピンの軸方向の中心と前記金属板の板厚方向の中心を合わせた後、前記端面同士を突き合せて形成された突き合せ部に前記スライド軸側から見て左回転させた前記ボビンツールのピンを移動させて摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
ショルダ間の距離は前記金属板の板厚以下に設定されており、
前記ピンの外周面には、前記ピンの軸方向の全長に亘って右ネジの螺旋溝が刻設されていることを特徴とする接合方法。 - 一対のショルダと前記両ショルダの間に形成されたピンとを備えたボビンツールと、一方の前記ショルダに連結されたスライド軸と、を備え、摩擦攪拌によって金属板が変形して前記金属板の位置が前記ボビンツールの軸方向にずれた際に、そのずれに追従して前記ボビンツールが軸方向に移動するように構成された摩擦攪拌装置を用いて一対の金属板を接合する接合方法であって、
前記金属板の端面同士を突き合わせる突き合せ工程と、
他方の前記ショルダと前記金属板の化粧面とが対向するように配置し、前記ピンの軸方向の中心と前記金属板の板厚方向の中心を合わせた後、前記端面同士を突き合せて形成された突き合せ部に前記スライド軸側から見て右回転させた前記ボビンツールのピンを移動させて摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
ショルダ間の距離は前記金属板の板厚以下に設定されており、
前記ピンの外周面には、前記ピンの軸方向の全長に亘って左ネジの螺旋溝が刻設されていることを特徴とする接合方法。 - 前記接合工程では、前記金属板の化粧面側を冷却しながら接合することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の接合方法。
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