JP2022136753A - 線形摩擦接合方法及び接合構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
一方の部材と他方の部材との線形摩擦接合により摩擦熱を発生させ、
前記摩擦熱の熱伝導により、前記一方の部材及び/又は前記他方の部材の表面を昇温し、
前記表面に第三の部材を当接させることで、前記一方の部材及び/又は前記他方の部材と、少なくとも一つの第三の部材と、を接合すること、
を特徴とする熱伝導型線形摩擦接合方法、を提供する。
一方の部材と他方の部材との線形摩擦接合部と、
前記一方の部材及び/又は前記他方の部材と、第三の部材との接合部と、を有すること、
を特徴とする接合構造体、も提供する。
前記接合部は、重ね合わせ接合部であることが好ましい。
図1に一般的な線形摩擦接合中の状況を示す模式図を示す。線形摩擦接合は被接合材同士を線形運動で擦りあわせた際に生じる摩擦熱を主な熱源とする固相接合である。線形摩擦接合においては、昇温によって軟化した材料を被接合界面からバリとして排出することで、被接合界面に形成していた酸化被膜を除去し、新生面同士を当接させることで接合部が形成する。
本発明の接合構造体に関して、重ね合わせ接合部を有する場合及び突合せ接合部のみからなる場合の模式図を図4及び図5にそれぞれ示す。なお、これらの接合構造体では3つの部材が接合された場合を示しているが、本発明の接合構造体はこれに限られず、線形摩擦接合部と熱伝導による昇温を利用して接合された接合部を有していればよい。
図6に示す態様で、アルミニウム合金(A6061-T6)板同士を線形摩擦接合すると同時に、一方のアルミニウム合金板と炭素繊維強化樹脂(CFRP,炭素繊維20wt%添加ポリアミド6)板を重ね合わせ接合した。ここで、重ね合わせ接合界面を形成するアルミニウム合金板の表面には、シランカップリング処理を施した。シランカップリング剤はOFS-6040(3-Glycidoxypropyl trimethoxysilane,Epoxy functional)であり、アルミニウム合金板の表面にエポキシ基を導入することができる。
線形摩擦接合にチタン合金(Ti-6Al-4V)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、チタン合金板同士を線形摩擦接合すると同時に、一方のチタン合金板と炭素繊維強化樹脂(CFRP,炭素繊維20wt%添加ポリアミド6)板を重ね合わせ接合した。
図9に示す態様で、チタン合金(Ti-6Al-4V)板同士を線形摩擦接合すると同時に、一方のチタン合金板と炭素繊維強化樹脂(CFRP,炭素繊維20wt%添加ポリアミド6)板を突合せ接合した。ここで、突合せ接合界面を形成するチタン合金板の表面には、実施例1と同様のシランカップリング処理を施した。線形摩擦接合条件は、印加圧力を50MPa、振幅を2mm、周波数を15Hz、寄り代を1.5mmとした。
4・・・他方の部材、
6・・・第三の部材、
8・・・被接合界面、
10・・・重ね合わせ被接合界面、
12・・・被接合界面、
20・・・線形摩擦接合界面、
22・・・重ね合わせ接合界面、
24・・・突合せ接合界面。
Claims (14)
- 一方の部材と他方の部材との線形摩擦接合により摩擦熱を発生させ、
前記摩擦熱の熱伝導により、前記一方の部材及び/又は前記他方の部材の表面を昇温し、
前記表面に第三の部材を当接させることで、前記一方の部材及び/又は前記他方の部材と、少なくとも一つの第三の部材と、を接合すること、
を特徴とする熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記第三の部材と、前記一方の部材及び/又は前記他方の部材と、の前記接合を、重ね合わせ接合とすること、
を特徴とする請求項1に記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記線形摩擦接合の摩擦圧力によって、前記表面の温度を制御すること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記線形摩擦接合の摩擦面積によって、前記表面の温度を制御すること、
を特徴とする請求項1~3のうちのいずれかに記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記一方の部材及び前記他方の部材を金属部材とし、
前記第三の部材を樹脂部材とすること、
を特徴とする請求項1~4のうちのいずれかに記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記表面にシランカップリング処理を施すこと、
を特徴とする請求項5に記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記一方の部材及び/又は前記他方の部材を、鋼、チタン合金、アルミニウム合金及びマグネシウム合金のうちのいずれかとすること、
を特徴とする請求項1~6のうちのいずれかに記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記第三の部材を炭素繊維強化樹脂とすること、
を特徴とする請求項1~7のうちのいずれかに記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 前記一方の部材及び/又は前記他方の部材と、前記第三の部材と、の前記重ね合わせ接合において、接合圧力を印加すること、
を特徴とする請求項1~8のうちのいずれかに記載の熱伝導型線形摩擦接合方法。 - 一方の部材と他方の部材との線形摩擦接合部と、
前記一方の部材及び/又は前記他方の部材と、第三の部材との接合部と、を有すること、
を特徴とする接合構造体。 - 前記接合部が重ね合わせ接合部であること、
を特徴とする請求項10に記載の接合構造体。 - 前記一方の部材及び前記他方の部材が金属部材であり、
前記第三の部材が樹脂部材であること、
を特徴とする請求項10又は11に記載の接合構造体。 - 前記一方の部材及び/又は前記他方の部材が、鋼、チタン合金、アルミニウム合金及びマグネシウム合金のうちのいずれかであること、
を特徴とする請求項10~12のうちのいずれかに記載の接合構造体。 - 前記第三の部材が炭素繊維強化樹脂であること、
を特徴とする請求項10~13のうちのいずれかに記載の接合構造体。
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