JP2021045781A

JP2021045781A - 接合方法

Info

Publication number: JP2021045781A
Application number: JP2019171382A
Authority: JP
Inventors: 堀　久司; Hisashi Hori; 久司堀; 伸城瀬尾; Nobushiro Seo; 宏介山中; Kosuke Yamanaka
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2039-09-20
Also published as: JP7413690B2

Abstract

【課題】凹部を備える本体と蓋部材とを摩擦攪拌接合によって接合する接合方法において、引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。【解決手段】本体１に蓋部材２を載置することにより、周壁段差部の段差側面と蓋部材２の側面とを突合せて第一突合せ部Ｊ１を形成するとともに、周壁段差部の段差底面と蓋部材２の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する先端側ピンＦ３を第一突合せ部Ｊ１に挿入し、基端側ピンＦ２の外周面を周壁部１１の端面１１ａ及び蓋部材２の表面２ａに接触させた状態で第一突合せ部Ｊ１に沿って摩擦攪拌を行った後、傾斜台３の傾斜面３ｃに沿って昇るように移動させて当該傾斜面３ｃの上側で先端側ピンＦ３を引抜く本接合工程と、傾斜台３を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１０

Description

本発明は、接合方法に関する。

金属部材同士を接合する技術として、摩擦攪拌接合が知られている。摩擦攪拌接合では、回転ツールに備えられた攪拌ピンを金属部材から引き抜く際に、引抜き穴が残ってしまうという課題がある。そこで、金属部材に引抜き穴が残らないような接合方法が知られている。

例えば、特許文献１に係る接合方法では、攪拌ピンを移動させながら徐々に引き抜くことによって、引抜き痕を小さくする方法が開示されている。

特開２０１６−８７６４９号公報

しかし、特許文献１の接合方法では、回転ツールを徐々に引き抜く際に、塑性化領域に引抜き痕が残ってしまうという問題がある。

そこで本発明は、凹部を備える本体と蓋部材とを摩擦攪拌によって接合する際に、引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。

本発明は、凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、前記段差側面に近接するとともに、前記周壁部の端面から突出する傾斜台を有する本体を準備する準備工程と、前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、前記蓋部材の側面に近接するとともに、前記蓋部材の表面から突出する傾斜台を有する蓋部材を準備する準備工程と、前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする。

かかる接合方法によれば、摩擦攪拌接合を行った後、第一突合せ部とは別の位置に設けられた傾斜台で先端側ピンを引き抜くことができる。また、傾斜台は周壁部または蓋部材から切除することができる。これにより、先端側ピンによる引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる。また、かかる接合方法によれば、テーパー角度の大きい基端側ピンの外周面を周壁部の端面及び蓋部材の表面に接触させた状態で摩擦攪拌を行うため、バリの発生を抑制することができる。

本発明によると、凹部を備える本体と蓋部材を摩擦攪拌によって接合する際に、引抜き穴及び引抜き痕の発生を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る回転ツールを示す側面図である。回転ツールの拡大断面図である。回転ツールの第一変形例を示す断面図である。回転ツールの第二変形例を示す断面図である。回転ツールの第三変形例を示す断面図である。本発明の第一実施形態に係る接合方法の準備工程を示す分解斜視図である。本発明の第一実施形態に係る接合方法の載置工程を示す断面図である。本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程を示す平面図である。本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程を示す断面図である。本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程の終了位置の斜視図である。本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程の終了位置の断面図である。本発明の第二実施形態に係る接合方法を示す斜視図である。本発明の第三実施形態に係る接合方法を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図等を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、「裏面」の反対側の面を「表面」と言う。

まずは、本実施形態に係る接合方法で用いる回転ツールについて説明する。回転ツールは、摩擦攪拌接合に用いられるツールである。図１に示すように、回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されており、基軸部Ｆ１と、基端側ピンＦ２と、先端側ピンＦ３とで主に構成されている。基軸部Ｆ１は、円柱状を呈し、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位である。

基端側ピンＦ２は、基軸部Ｆ１に連続し、先端に向けて先細りになっている。基端側ピンＦ２は、円錐台形状を呈する。基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａは適宜設定すればよいが、例えば、１３５〜１６０°になっている。テーパー角度Ａが１３５°未満であるか、又は、１６０°を超えると摩擦攪拌後の接合表面粗さが大きくなる。テーパー角度Ａは、後記する先端側ピンＦ３のテーパー角度Ｂよりも大きくなっている。図２に示すように、基端側ピンＦ２の外周面には、階段状のピン段差部Ｆ２１が高さ方向の全体に亘って形成されている。ピン段差部Ｆ２１は、右回り又は左回りで螺旋状に形成されている。つまり、ピン段差部Ｆ２１は、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状になっている。本第一実施形態では、回転ツールＦを右回転させるため、ピン段差部Ｆ２１は基端側から先端側に向けて左回りに設定している。

なお、回転ツールＦを左回転させる場合は、ピン段差部Ｆ２１を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、ピン段差部Ｆ２１によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。ピン段差部Ｆ２１は、段差底面Ｆ２１ａと、段差側面Ｆ２１ｂとで構成されている。隣り合うピン段差部Ｆ２１の各頂点Ｆ２１ｃ，Ｆ２１ｃの距離Ｘ１（水平方向距離）は、後記する段差角度Ｃ及び段差側面Ｆ２１ｂの高さＹ１に応じて適宜設定される。

段差側面Ｆ２１ｂの高さＹ１は適宜設定すればよいが、例えば、０．１〜０．４ｍｍで設定されている。高さＹ１が０．１ｍｍ未満であると接合表面粗さが大きくなる。一方、高さＹ１が０．４ｍｍを超えると接合表面粗さが大きくなる傾向があるとともに、有効段差部数（被接合金属部材と接触しているピン段差部Ｆ２１の数）も減少する。

段差底面Ｆ２１ａと段差側面Ｆ２１ｂとでなす段差角度Ｃは適宜設定すればよいが、例えば、８５〜１２０°で設定されている。段差底面Ｆ２１ａは、本実施形態では水平面と平行になっている。段差底面Ｆ２１ａは、ツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して−５°〜１５°内の範囲で傾斜していてもよい（マイナスは水平面に対して下方、プラスは水平面に対して上方）。距離Ｘ１、段差側面Ｆ２１ｂの高さＹ１、段差角度Ｃ及び水平面に対する段差底面Ｆ２１ａの角度は、摩擦攪拌を行う際に、塑性流動材がピン段差部Ｆ２１の内部に滞留して付着することなく外部に抜けるとともに、段差底面Ｆ２１ａで塑性流動材を押えて接合表面粗さを小さくすることができるように適宜設定する。

図１に示すように、先端側ピンＦ３は、基端側ピンＦ２に連続して形成されている。先端側ピンＦ３は円錐台形状を呈する。先端側ピンＦ３の先端は回転軸に対して垂直な平坦面Ｆ４になっている。先端側ピンＦ３のテーパー角度Ｂは、基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａよりも小さくなっている。図２に示すように、先端側ピンＦ３の外周面には、螺旋溝Ｆ３１が刻設されている。螺旋溝Ｆ３１は、右回り、左回りのどちらでもよいが、本第一実施形態では回転ツールＦを右回転させるため、基端側から先端側に向けて左回りに刻設されている。

なお、回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝Ｆ３１を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、螺旋溝Ｆ３１によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。螺旋溝Ｆ３１は、螺旋底面Ｆ３１ａと、螺旋側面Ｆ３１ｂとで構成されている。隣り合う螺旋溝Ｆ３１の頂点Ｆ３１ｃ，Ｆ３１ｃの距離（水平方向距離）を長さＸ２とする。螺旋側面Ｆ３１ｂの高さを高さＹ２とする。螺旋底面Ｆ３１ａと、螺旋側面Ｆ３１ｂとで構成される螺旋角度Ｄは例えば、４５〜９０°で形成されている。螺旋溝Ｆ３１は、被接合金属部材と接触することにより摩擦熱を上昇させるとともに、塑性流動材を先端側に導く役割を備えている。また、回転ツールＦは、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに取り付けてもよい。

回転ツールＦは、適宜設計変更が可能である。図３は、本発明の回転ツールの第一変形例を示す側面図である。図３に示すように、第一変形例に係る回転ツールＦＡでは、ピン段差部Ｆ２１の段差底面Ｆ２１ａと段差側面Ｆ２１ｂとのなす段差角度Ｃが８５°になっている。段差底面Ｆ２１ａは、水平面と平行である。このように、段差底面Ｆ２１ａは水平面と平行であるとともに、段差角度Ｃは、摩擦攪拌中にピン段差部Ｆ２１内に塑性流動材が滞留して付着することなく外部に抜ける範囲で鋭角としてもよい。

図４は、本発明の回転ツールの第二変形例を示す側面図である。図４に示すように、第二変形例に係る回転ツールＦＢでは、ピン段差部Ｆ２１の段差角度Ｃが１１５°になっている。段差底面Ｆ２１ａは水平面と平行になっている。このように、段差底面Ｆ２１ａは水平面と平行であるとともに、ピン段差部Ｆ２１として機能する範囲で段差角度Ｃが鈍角となってもよい。

図５は、本発明の回転ツールの第三変形例を示す側面図である。図５に示すように、第三変形例に係る回転ツールＦＣでは、段差底面Ｆ２１ａがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して１０°上方に傾斜している。段差側面Ｆ２１ｂは、鉛直面と平行になっている。このように、摩擦攪拌中に塑性流動材を押さえることができる範囲で、段差底面Ｆ２１ａがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面よりも上方に傾斜するように形成されていてもよい。上記の回転ツールの第一〜第三変形例によっても、下記の実施形態と同等の効果を奏することができる。

[第一実施形態]
図６に示すように、本実施形態に係る接合方法では、金属製の本体１と、金属製の蓋部材２とを摩擦攪拌接合で接合して中空容器を形成する。

本体１は、上方が開口された箱状体である。本体１は、底部１０と、周壁部１１と、傾斜台３とで構成されている。本体１は、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されているが、摩擦攪拌可能な金属から適宜選択することができる。例えば、本体１は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、銅合金、アルミニウム、マグネシウム、チタン等で形成することができる。

底部１０は、平面視矩形の板状を呈する。周壁部１１は、底部１０の周縁に立設されており、平面視矩形枠状を呈する。周壁部１１は、同じ板厚からなる壁部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄで構成されている。壁部１１Ａ，１１Ｃは、短辺部となっており、互いに対向している。壁部１１Ｂ，１１Ｄは、長辺部となっており、互いに対向している。底部１０及び周壁部１１の内部には凹部１２が形成されている。

周壁部１１の端面となる端面１１ａには、本体１の周壁部１１の内周縁に沿って周壁段差部１３が形成される。周壁段差部１３は、段差底面１３ａと、段差底面１３ａから立ち上がる段差側面１３ｂとで構成される。段差底面１３ａは、端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。

傾斜台３は、端面１１ａに設けられている。傾斜台３は、傾斜台側面３ａと、傾斜台側面３ｂと、傾斜面３ｃと、背面３ｄとで構成される。傾斜台側面３ａ及び傾斜台側面３ｂは傾斜台３の側面であり、互いに対向している。傾斜台３は、傾斜面３ｃの傾斜方向が凹部１２に臨むように配置されている。また、傾斜面３ｃの下端が周壁部１１の内周縁と平行になっている。背面３ｄは、端面１１ａから垂直に立ち上がるとともに、傾斜台側面３ａ及び傾斜台側面３ｂに対して垂直になっている。傾斜面３ｃの下端と段差側面１３ｂとは接触させてもよいが、本接合工程の際に回転ツールＦと接触しないように離間させてもよい（図６参照）。

傾斜面３ｃは、徐々に上昇する斜面であればよく、平面であっても、曲面であってもよい。なお、本実施形態では、傾斜台３は、壁部１１Ｄの端面１１ａに設けられているが、壁部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの端面１１ａであってもよい。傾斜台３は、回転ツールＦを傾斜面３ｃに沿って上昇させて後述する終了位置Ｅｐまで移動させた場合に、本体１に回転ツールＦによる引抜き穴及び引抜き痕が残らない程度の厚さ（高さ）を有することが好ましい。すなわち、傾斜台３は、傾斜面３ｃの下端から上端に向かうにつれて厚みが増していくが、少なくとも先端側ピンＦ３が傾斜台３に挿入される深さよりも厚みを有する部位を持つ形状であることが好ましい。

本体１は、例えばダイキャストで形成するのが好ましい。ダイキャストによれば傾斜台３が設けられた本体１を容易に一体形成することができる。

蓋部材２は、本体１の開口部を封止する平面視矩形の板部材である。蓋部材２の材料は、本体１と同じ金属でもよいし、異なる金属であってもよい。また、蓋部材２の材料は、本体１と同種の金属とし、その硬度を変えてもよい。蓋部材２は、周壁段差部１３にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。蓋部材２の板厚寸法は、段差側面１３ｂの高さ寸法より大きくしてもよい。

次に、本実施形態に係る接合方法について説明する。本実施形態に係る接合方法は、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、傾斜台除去工程とを行う。

準備工程は、図６に示すように、傾斜台３及び凹部１２を備えた本体１と、本体１に載置する蓋部材２とを形成する工程である。本体１は、例えばダイキャストで形成する。

載置工程は、図７に示すように、本体１に形成される周壁段差部１３に、蓋部材２を載置する工程である。周壁段差部１３の段差側面１３ｂと、蓋部材２の側面２ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。さらに、周壁段差部１３の段差底面１３ａと、蓋部材２の底面２ｂとが突き合わされて第二突合せ部Ｊ２が形成される。周壁部１１の端面１１ａと、蓋部材２の表面２ａとは面一になっている。

本接合工程は、図８に示すように、本体1と蓋部材２とを摩擦攪拌接合する工程である。本実施形態における本接合工程は、開始位置Ｓｐから一周させて中間点Ｓ１までの本工程と、中間点Ｓ１から終了位置Ｅｐまでの離脱工程とを行う。本工程では、回転ツールＦを用いて、第一突合せ部Ｊ１に沿って摩擦攪拌接合を行う。回転ツールＦを任意に設定した開始位置Ｓｐに挿入し、回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１に沿って右回りに移動させる。

図９に示すように、先端側ピンＦ３の挿入の深さは、先端側ピンＦ３の先端が周壁段差部１３の段差底面１３ａに達するように設定するとともに、基端側ピンＦ２の外周面が周壁部１１の端面１１ａ及び蓋部材２の表面２ａに接触するように設定する。そして、回転ツールＦを一定の高さ位置を保った状態で第一突合せ部Ｊ１をなぞるようにして移動させる。

回転ツールＦの移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。開始位置Ｓｐからスタートした回転ツールＦが一周して開始位置Ｓｐに達したら、塑性化領域Ｗをオーバーラップさせて、中間点Ｓ１まで移動させる。回転ツールＦが中間点Ｓ１に達したら、回転ツールＦを離脱させずにそのまま離脱工程に移行する。

離脱工程は、図１０に示すように、中間点Ｓ１から終了位置Ｅｐまで回転ツールＦを移動させて、傾斜台３で離脱させる工程である。離脱工程では、回転ツールＦの挿入深さを一定に保ちながら傾斜台３の傾斜面３ｃに移動させる。その後、回転ツールＦを端面１１ａから徐々に離間させながら、傾斜面３ｃに沿って移動させる。回転ツールＦが終了位置Ｅｐに達したら、回転ツールＦを上昇させて、傾斜台３から回転ツールＦを離脱させる。

図１１に示すように、回転ツールＦは傾斜面３ｃに沿って上昇させるため、終了位置Ｅｐまで回転ツールＦを移動させると、先端側ピンＦ３と端面１１ａとを離間させることができる。これにより、回転ツールＦを離脱させた際に生じる引抜き穴は、本体１には残存せず、傾斜台３のみに残存させることができる。

傾斜台除去工程は、本体１から傾斜台３を除去する工程である。傾斜台除去工程では、例えば、切削加工、研削加工により端面１１ａを基準として傾斜台３をすべて除去する。

以上説明した、本実施形態に係る接合方法によれば、回転ツールＦの終了位置Ｅｐを傾斜台３に設定するとともに、当該傾斜台３を切除する。これにより、本体１に引抜き穴及び引抜き痕が残存するのを防ぐことができる。また、これにより本体１の表面には引抜き穴及び引抜き痕が残存しないため、きれいに仕上げることができる。

また、本実施形態では、本接合工程において、図９に示すように基端側ピンＦ２の外周面と周壁部１１の端面１１ａ及び蓋部材２の表面２ａとを接触させ、塑性流動材を押さえながら摩擦攪拌を行うため、バリの発生を抑制することができる。また、基端側ピンＦ２の外周面で塑性流動材を押えることができるため、接合表面（本体１の端面１１ａ及び蓋部材２の表面２ａ）に形成される段差凹溝を小さくすることができるとともに、段差凹溝の脇に形成される膨出部を無くすかもしくは小さくすることができる。

また、基端側ピンＦ２の階段状のピン段差部Ｆ２１は浅く、かつ、出口が広いため、塑性流動材を段差底面Ｆ２１ａで押えつつ塑性流動材がピン段差部Ｆ２１の外部に抜けやすくなっている。そのため、基端側ピンＦ２で塑性流動材を押えても基端側ピンＦ２の外周面に塑性流動材が付着し難い。よって、接合表面粗さを小さくすることができるとともに、接合品質を好適に安定させることができる。

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る接合方法について説明する。本実施形態では、傾斜台が蓋部材２に形成されている点で第一実施形態と相違する。本実施形態では、第一実施形態と相違する部分について説明する。

図１２に示すように、本実施形態では、傾斜台３Ｂが蓋部材２の表面２ａ上に突出して形成されている。傾斜台３は、傾斜台側面３ａと、傾斜台側面３ｂと、傾斜面３ｃとで構成される。傾斜台側面３ａ及び傾斜台側面３ｂは傾斜台３の側面であり、互いに対向している。傾斜面３ｃの傾斜方向は、第一突合せ部Ｊ１に対して垂直に形成されている。傾斜面３ｃの下端と側面２ｃとは、本接合工程の際に回転ツールＦと接触しないように離間させてもよい。

蓋部材２の傾斜台３Ｂは、第一実施形態と同様に、例えば、ダイキャストで形成することができる。これにより、傾斜台３Ｂと蓋部材２とを容易に一体形成することができる。

本接合工程については、傾斜台３Ｂで離脱させることを除いては、第一実施形態と同様である。また、その他の工程についても、第一実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。このように、第二実施形態に係る接合方法であっても、第一実施形態と概ね同等の効果を奏することができる。

[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法について説明する。本実施形態では、傾斜台が形成される方向が第二実施形態と相違する。本実施形態では、第二実施形態と相違する部分について説明する。

本実施形態では、図１３に示すように、傾斜台３Ｃの傾斜方向は、第一突合せ部Ｊ１に対して平行に形成されている。

傾斜台３Ｃは、蓋部材２に設けられている。傾斜台３Ｃは、傾斜台側面３ａと、傾斜台側面３ｂと、傾斜面３ｃと、アプローチ部３ｅとで構成される。傾斜台側面３ａ及び傾斜台側面３ｂは傾斜台３の側面であり、互いに対向している。傾斜台側面３ａは、蓋部材２の側面２ｃから離間した位置に形成されている。傾斜台側面３ａから蓋部材２の側面２ｃまでの距離は、本接合工程を行う際に、回転ツールＦと傾斜台３とが干渉しないように設定することが好ましい。

傾斜面３ｃは、徐々に上昇する斜面であればよく、平面であっても、曲面であってもよい。アプローチ部３ｅは、下端が蓋部材２の表面２ａと接するとともに上端が傾斜面３ｃに接し、９０°方向を変えながら緩やかに湾曲して傾斜している。アプローチ部３ｅの下端と蓋部材２の側面２ｃとは、本接合工程の際に回転ツールＦと接触しないように離間させてもよい。

本接合工程については、傾斜台３Ｃで離脱させることを除いては、第一実施形態と同様である。また、その他の工程についても、第一実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。

以上説明した接合方法であっても、第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、傾斜台３にアプローチ部３ｅを設けることにより、第一突合せ部Ｊ１から傾斜台３へ回転ツールＦの移動速度を落とすことなくスムーズに移動させることができる。なお、本実施形態の傾斜台３Ｃは、蓋部材２に形成されているが、第一実施形態に係る本体１の端面１１ａに形成してもよい。

以上、本発明について説明したが、本発明は、前記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
上記実施形態では、傾斜台３を本体１と一体形成する場合を例示したが、本体１を形成した後に本体１に傾斜台を後付けすることで、傾斜台３を有する本体１を準備するようにしてもよい。例えば、別に形成した傾斜台３を本体１に配置することで、本体１に傾斜台３を設けることができる。このとき、本体１に配置した傾斜台３を溶接により仮付けすることが好ましい。同様に、傾斜台３を蓋部材２の表面２ａ上に突出して形成する場合、蓋部材２を形成した後に傾斜台を後付けすることで、傾斜台３を有する蓋部材２を準備するようにしてもよい。このとき、蓋部材２に配置した傾斜台３を溶接により仮付けすることが好ましい。

１本体
２蓋部材
３，３Ｂ，３Ｃ傾斜台
１０底部
１１周壁部
１１ａ端面
１１Ａ壁部
１１Ｂ壁部
１１Ｃ壁部
１１Ｄ壁部
１２凹部
１３周壁段差部
１３ａ段差底面
１３ｂ段差側面
Ｊ１第一突合せ部
Ｊ２第二突合せ部
Ｆ回転ツール
Ｆ２基端側ピン
Ｆ３先端側ピン
Ｆ４平坦面
Ｗ塑性化領域

Claims

凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、
前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、前記段差側面に近接するとともに、前記周壁部の端面から突出する傾斜台を有する本体を準備する準備工程と、
前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、
前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
凹部を備える本体と、前記凹部の開口部を封止する蓋部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法であって、
摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きく、前記基端側ピンの外周面には階段状の段差部が形成されており、
前記本体は、底部と前記底部の周縁部から立ち上がる周壁部とを有し、前記周壁部の内周壁に前記周壁部の端面から一段下がった段差底面と、当該段差底面から立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成し、前記蓋部材の側面に近接するとともに、前記蓋部材の表面から突出する傾斜台を有する蓋部材を準備する準備工程と、
前記本体に前記蓋部材を載置することにより、前記周壁段差部の段差側面と前記蓋部材の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記蓋部材の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記先端側ピンを前記第一突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面を前記周壁部の端面及び前記蓋部材の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行った後、前記先端側ピンを前記傾斜台の傾斜面に沿って昇るようにして移動させ、前記傾斜面の上側で前記先端側ピンを引抜く本接合工程と、
前記本接合工程の後に、前記傾斜台を除去する傾斜台除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。