JP3242076B2 - アルミニウム合金製アーム部材の接合方法 - Google Patents
アルミニウム合金製アーム部材の接合方法Info
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- B60G2206/10—Constructional features of arms
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- B60G2206/80—Manufacturing procedures
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- B60G2206/82013—Friction or heat welding
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のサス
ペンションアーム等として用いられるアルミニウム合金
製アーム部材の接合方法に関する。
ペンションアーム等として用いられるアルミニウム合金
製アーム部材の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両に装備されるサスペンション
アーム（例えば、アッパアーム、ロアアーム等）には鉄
鋼材料が用いられていたが、近年では、車両の軽量化ニ
ーズによりアルミニウム合金の採用が積極的に進められ
ている。アルミニウム合金製のサスペンションアームで
は、一般に、熱間鍛造による一体形状のものが多用され
ている。熱間鍛造では、内部欠陥がほとんど無く強度的
にも安定しているため、信頼性は高いものの、コスト的
に高くなるという問題がある。
アーム（例えば、アッパアーム、ロアアーム等）には鉄
鋼材料が用いられていたが、近年では、車両の軽量化ニ
ーズによりアルミニウム合金の採用が積極的に進められ
ている。アルミニウム合金製のサスペンションアームで
は、一般に、熱間鍛造による一体形状のものが多用され
ている。熱間鍛造では、内部欠陥がほとんど無く強度的
にも安定しているため、信頼性は高いものの、コスト的
に高くなるという問題がある。
【０００３】また、各種鋳造法（例えば、重力鋳造、低
圧鋳造、ダイカスト、スクイズキャスト等）においても
一体形状が比較的低コストで製造可能であるが、ピンホ
ールや割れ等の内部欠陥が生じ易く、静的強度や耐久性
に問題がある。また、展伸材により形成されたパイプ材
とリング材との溶接構造も可能であるが、アルミニウム
合金の場合、一般的な溶接方法（例えば、ＭＩＧ溶接、
ＴＩＧ溶接等）を採用すると、熱影響により溶接部の強
度低下が起こり、更に内部欠陥等による強度低下を考慮
して肉厚を大きくする必要があるため、結果的に軽量化
効果が薄れてしまうという問題がある。
圧鋳造、ダイカスト、スクイズキャスト等）においても
一体形状が比較的低コストで製造可能であるが、ピンホ
ールや割れ等の内部欠陥が生じ易く、静的強度や耐久性
に問題がある。また、展伸材により形成されたパイプ材
とリング材との溶接構造も可能であるが、アルミニウム
合金の場合、一般的な溶接方法（例えば、ＭＩＧ溶接、
ＴＩＧ溶接等）を採用すると、熱影響により溶接部の強
度低下が起こり、更に内部欠陥等による強度低下を考慮
して肉厚を大きくする必要があるため、結果的に軽量化
効果が薄れてしまうという問題がある。
【０００４】一方、パイプ材や棒材の接合法として主に
鉄系材料において広く採用されている摩擦圧接法があ
る。この摩擦圧接法は、接合しようとする第１部材及び
第２部材に相対回転及び摩擦圧力を付与して相互の接合
界面を摩擦発熱させた後、相対回転を停止してアプセッ
ト圧力を付与し、第１部材及び第２部材を接合界面で摩
擦圧接するものであり、次のような利点がある。
鉄系材料において広く採用されている摩擦圧接法があ
る。この摩擦圧接法は、接合しようとする第１部材及び
第２部材に相対回転及び摩擦圧力を付与して相互の接合
界面を摩擦発熱させた後、相対回転を停止してアプセッ
ト圧力を付与し、第１部材及び第２部材を接合界面で摩
擦圧接するものであり、次のような利点がある。
【０００５】即ち、融点以下で接合ができることか
ら、熱影響が少ない接合部を得ることができる。接合
部が塑性流動を起こしバリとなって排出されるため、内
部欠陥が非常に少ない。短時間で接合でき、溶接棒や
精度の高い開先形状を必要とせず、設備消耗部品もない
ため、低コストでの施工が可能である。
ら、熱影響が少ない接合部を得ることができる。接合
部が塑性流動を起こしバリとなって排出されるため、内
部欠陥が非常に少ない。短時間で接合でき、溶接棒や
精度の高い開先形状を必要とせず、設備消耗部品もない
ため、低コストでの施工が可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、アルミニウ
ム合金製の部材どうしを摩擦圧接法により接合しようと
する場合、鉄製の部材どうしの摩擦圧接条件をそのまま
適用しても充分な接合強度を得ることができない。即
ち、アルミニウム合金は、鉄に比べて熱伝導率が高いこ
とから熱影響を受け易く、接合部の強度が母材よりも低
下する。また、アルミニウム合金は、鉄に比べて柔らか
く、熱膨張係数も高いことから熱歪みが大きくなるた
め、寄り代のバラツキが大きくなり、高い寸法精度を確
保することができない。
ム合金製の部材どうしを摩擦圧接法により接合しようと
する場合、鉄製の部材どうしの摩擦圧接条件をそのまま
適用しても充分な接合強度を得ることができない。即
ち、アルミニウム合金は、鉄に比べて熱伝導率が高いこ
とから熱影響を受け易く、接合部の強度が母材よりも低
下する。また、アルミニウム合金は、鉄に比べて柔らか
く、熱膨張係数も高いことから熱歪みが大きくなるた
め、寄り代のバラツキが大きくなり、高い寸法精度を確
保することができない。
【０００７】本発明は上記問題に鑑み案出されたもので
あり、接合部の強度低下を少なくし、高い寸法精度を確
保することができるアルミニウム合金製アーム部材の接
合方法を提供することを解決すべき課題とするものであ
る。
あり、接合部の強度低下を少なくし、高い寸法精度を確
保することができるアルミニウム合金製アーム部材の接
合方法を提供することを解決すべき課題とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記課
題を解決するため鋭意研究を繰り返した結果、アルミニ
ウム合金製のアーム部材を摩擦圧接により接合する場合
の最適な条件を見いだし本願発明を完成した。即ち、請
求項１記載の発明は、アルミニウム合金製の第１部材及
び第２部材に相対回転及び摩擦圧力を付与して相互の接
合界面を摩擦発熱させた後、前記相対回転を停止してア
プセット圧力を付与し、前記第１部材及び前記第２部材
を前記接合界面で摩擦圧接するアルミニウム合金製アー
ム部材の接合方法であって、摩擦発熱工程の時間を０．
１〜１．０秒とし、前記アプセット圧力を１２〜２０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 とし、前記相対回転の回転数を８００〜１
２００ｒｐｍとして行うという手段を採用している。
題を解決するため鋭意研究を繰り返した結果、アルミニ
ウム合金製のアーム部材を摩擦圧接により接合する場合
の最適な条件を見いだし本願発明を完成した。即ち、請
求項１記載の発明は、アルミニウム合金製の第１部材及
び第２部材に相対回転及び摩擦圧力を付与して相互の接
合界面を摩擦発熱させた後、前記相対回転を停止してア
プセット圧力を付与し、前記第１部材及び前記第２部材
を前記接合界面で摩擦圧接するアルミニウム合金製アー
ム部材の接合方法であって、摩擦発熱工程の時間を０．
１〜１．０秒とし、前記アプセット圧力を１２〜２０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 とし、前記相対回転の回転数を８００〜１
２００ｒｐｍとして行うという手段を採用している。
【０００９】なお、本発明において、摩擦発熱工程の時
間とは、第１部材及び第２部材に相対回転及び摩擦圧力
を付与して相互の接合界面を摩擦発熱させる時間をい
う。この摩擦発熱工程の時間のより好ましい範囲は０．
２〜０．７秒である。また、アプセット圧力とは、摩擦
発熱工程終了後に第１部材及び第２部材の相対回転が停
止する途中又は停止後、接合界面に加えられる圧力のこ
とをいう。このアプセット圧力のより好ましい範囲は１
４〜１８ｋｇｆ／ｍｍ2 である。また、相対回転の回転
数とは、摩擦発熱工程時における第１部材と第２部材と
の相対回転の回転数のことをいう。
間とは、第１部材及び第２部材に相対回転及び摩擦圧力
を付与して相互の接合界面を摩擦発熱させる時間をい
う。この摩擦発熱工程の時間のより好ましい範囲は０．
２〜０．７秒である。また、アプセット圧力とは、摩擦
発熱工程終了後に第１部材及び第２部材の相対回転が停
止する途中又は停止後、接合界面に加えられる圧力のこ
とをいう。このアプセット圧力のより好ましい範囲は１
４〜１８ｋｇｆ／ｍｍ2 である。また、相対回転の回転
数とは、摩擦発熱工程時における第１部材と第２部材と
の相対回転の回転数のことをいう。
【００１０】本発明のアルミニウム合金製アーム部材の
接合方法では、摩擦発熱工程の時間を所定の範囲（０．
１〜１．０秒）に少なくすることにより、母材への熱影
響が極力抑えられる。また、アプセット圧力を所定の範
囲（１２〜２０ｋｇｆ／ｍｍ 2 ）に高くすることによ
り、摩擦発熱により形成される軟化部の塑性流動を促進
してバリとして排出させることで軟化域の狭い接合部が
得られ、その結果、強度低下の少ない接合が得られる。
さらに、相対回転の回転数を所定の範囲（８００〜１２
００ｒｐｍ）に低くすることにより、細かい熱量制御が
可能となり、寄り代のバラツキが抑制されることから高
い寸法精度が確保される。
接合方法では、摩擦発熱工程の時間を所定の範囲（０．
１〜１．０秒）に少なくすることにより、母材への熱影
響が極力抑えられる。また、アプセット圧力を所定の範
囲（１２〜２０ｋｇｆ／ｍｍ 2 ）に高くすることによ
り、摩擦発熱により形成される軟化部の塑性流動を促進
してバリとして排出させることで軟化域の狭い接合部が
得られ、その結果、強度低下の少ない接合が得られる。
さらに、相対回転の回転数を所定の範囲（８００〜１２
００ｒｐｍ）に低くすることにより、細かい熱量制御が
可能となり、寄り代のバラツキが抑制されることから高
い寸法精度が確保される。
【００１１】したがって、本発明のアルミニウム合金製
アーム部材の接合方法によれば、接合部の強度低下を少
なくし、高い寸法精度を確保することができる。
アーム部材の接合方法によれば、接合部の強度低下を少
なくし、高い寸法精度を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。図１は本実施形態に係る接合方法によ
り接合されたアーム部材の平面図であり、図２は図１の
II−II線矢視断面図である。本実施形態のアーム部材の
接合方法は、図１及び図２に示すような自動車のサスペ
ンションアームに適用されたものであって、アルミニウ
ム合金製のパイプ状のアーム本体１の両端に対して、ア
ルミニウム合金製の連結部２及び軸受部３を所定の条件
でそれぞれ摩擦圧接するものである。
基づき説明する。図１は本実施形態に係る接合方法によ
り接合されたアーム部材の平面図であり、図２は図１の
II−II線矢視断面図である。本実施形態のアーム部材の
接合方法は、図１及び図２に示すような自動車のサスペ
ンションアームに適用されたものであって、アルミニウ
ム合金製のパイプ状のアーム本体１の両端に対して、ア
ルミニウム合金製の連結部２及び軸受部３を所定の条件
でそれぞれ摩擦圧接するものである。
【００１３】なお、アーム部材１は、アルミニウム合金
（Ａ６０６１）によりパイプ状（外径：２０ｍｍ、内
径：１６ｍｍ、長さ：２３０ｍｍ）に形成されている。
また、連結部２は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）に
よりコの字形状に形成されており、その中央部外面から
突出する円柱状（直径：２０ｍｍ）の接合部２１の先端
面がアーム本体１の一端面に接合される。
（Ａ６０６１）によりパイプ状（外径：２０ｍｍ、内
径：１６ｍｍ、長さ：２３０ｍｍ）に形成されている。
また、連結部２は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）に
よりコの字形状に形成されており、その中央部外面から
突出する円柱状（直径：２０ｍｍ）の接合部２１の先端
面がアーム本体１の一端面に接合される。
【００１４】また、軸受部３は、全体がアルミニウム合
金（Ａ６０６１）により形成され、円筒部３１と、円筒
部３１の外周面から延出する一対の脚部３２、３２と、
両脚部３２、３２の先端部どうしを連結しアーム本体１
の他端面に接合される四角板状（２０ｍｍ×３２ｍｍ、
厚さ：５ｍｍ）の接合部３３とからなる。なお、この軸
受部３の円筒部３１には、円筒部３１の内側に距離を隔
てて同軸状に配置された内筒金具３５と、円筒部３１と
内筒金具３５との間に加硫接着により介装された円筒状
のゴム弾性体３６とが摩擦圧接される前に予め取付けら
れている。
金（Ａ６０６１）により形成され、円筒部３１と、円筒
部３１の外周面から延出する一対の脚部３２、３２と、
両脚部３２、３２の先端部どうしを連結しアーム本体１
の他端面に接合される四角板状（２０ｍｍ×３２ｍｍ、
厚さ：５ｍｍ）の接合部３３とからなる。なお、この軸
受部３の円筒部３１には、円筒部３１の内側に距離を隔
てて同軸状に配置された内筒金具３５と、円筒部３１と
内筒金具３５との間に加硫接着により介装された円筒状
のゴム弾性体３６とが摩擦圧接される前に予め取付けら
れている。
【００１５】そして、本実施形態では、先端側で一方の
部材を回転可能に把持する主軸装置と、前記一方の部材
に対向して他方の部材を把持し、両ワークに摩擦圧力及
びアプセット圧力を付与可能な圧力付与装置とを備えた
ブレーキ式摩擦圧接機を用いて、アーム本体１の一端面
に連結部２の接合部２１が摩擦圧接され、アーム本体１
の他端面に軸受部３の接合部３３が摩擦圧接される。
部材を回転可能に把持する主軸装置と、前記一方の部材
に対向して他方の部材を把持し、両ワークに摩擦圧力及
びアプセット圧力を付与可能な圧力付与装置とを備えた
ブレーキ式摩擦圧接機を用いて、アーム本体１の一端面
に連結部２の接合部２１が摩擦圧接され、アーム本体１
の他端面に軸受部３の接合部３３が摩擦圧接される。
【００１６】先ず、第１部材としてのアーム本体１と第
２部材としての連結部２とを接合する場合には、例えば
主軸装置にアーム本体１を把持させるとともに、アーム
本体１の端面に接合部２１が対向するように連結部２を
圧力付与装置に把持させる。そして、回転数を８００〜
１２００ｒｐｍの範囲内に設定した主軸装置及び圧力付
与装置をそれぞれ作動させることにより、アーム本体１
及び連結部２に相対回転及び摩擦圧力を付与して相互の
接合界面を摩擦発熱させる。この摩擦発熱工程の時間は
０．１〜１．０秒の範囲内に設定される。
２部材としての連結部２とを接合する場合には、例えば
主軸装置にアーム本体１を把持させるとともに、アーム
本体１の端面に接合部２１が対向するように連結部２を
圧力付与装置に把持させる。そして、回転数を８００〜
１２００ｒｐｍの範囲内に設定した主軸装置及び圧力付
与装置をそれぞれ作動させることにより、アーム本体１
及び連結部２に相対回転及び摩擦圧力を付与して相互の
接合界面を摩擦発熱させる。この摩擦発熱工程の時間は
０．１〜１．０秒の範囲内に設定される。
【００１７】その後、主軸装置の回転を急停止させると
ともに、圧力付与装置を作動させてアーム本体１及び連
結部２に１２〜２０ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲内でアプセッ
ト圧力を付与する。これにより、アーム本体１及び連結
部２は接合界面で摩擦圧接する。次に、第１部材として
のアーム本体１と第２部材としての軸受部３とを接合す
る場合には、上記アーム本体１と連結部２とを摩擦圧接
する場合と同様に、相対回転の回転数、摩擦発熱工程の
時間及びアプセット圧力を上記の所定範囲に設定して行
う。
ともに、圧力付与装置を作動させてアーム本体１及び連
結部２に１２〜２０ｋｇｆ／ｍｍ2 の範囲内でアプセッ
ト圧力を付与する。これにより、アーム本体１及び連結
部２は接合界面で摩擦圧接する。次に、第１部材として
のアーム本体１と第２部材としての軸受部３とを接合す
る場合には、上記アーム本体１と連結部２とを摩擦圧接
する場合と同様に、相対回転の回転数、摩擦発熱工程の
時間及びアプセット圧力を上記の所定範囲に設定して行
う。
【００１８】以上のように、本実施形態のアーム部材の
接合方法によれば、摩擦発熱工程の時間が所定の範囲
（０．１〜１．０秒）に少なくされているため、母材へ
の熱影響が極力抑制され、かつ、アプセット圧力が所定
の範囲（１２〜２０ｋｇｆ／ｍｍ2 ）に高くされている
ため、熱影響による軟化部の塑性流動を促してバリとし
て排出させることで軟化域の狭い接合部を得ることがで
きる。その結果、強度低下の少ない接合を完成させるこ
とができる。
接合方法によれば、摩擦発熱工程の時間が所定の範囲
（０．１〜１．０秒）に少なくされているため、母材へ
の熱影響が極力抑制され、かつ、アプセット圧力が所定
の範囲（１２〜２０ｋｇｆ／ｍｍ2 ）に高くされている
ため、熱影響による軟化部の塑性流動を促してバリとし
て排出させることで軟化域の狭い接合部を得ることがで
きる。その結果、強度低下の少ない接合を完成させるこ
とができる。
【００１９】なお、軸受部３とアーム本体１との摩擦圧
接を行う場合は、母材への熱影響が少ないことから、予
めゴム弾性体３６を軸受部３に取付けた状態で接合する
ことができるため、組付け工程の簡素化が可能となる。
さらに、相対回転の回転数が所定の範囲（８００〜１２
００ｒｐｍ）に低くされているため、細かい熱量制御が
可能となることから寄り代のバラツキが抑制され、高い
寸法精度を確保することができる。
接を行う場合は、母材への熱影響が少ないことから、予
めゴム弾性体３６を軸受部３に取付けた状態で接合する
ことができるため、組付け工程の簡素化が可能となる。
さらに、相対回転の回転数が所定の範囲（８００〜１２
００ｒｐｍ）に低くされているため、細かい熱量制御が
可能となることから寄り代のバラツキが抑制され、高い
寸法精度を確保することができる。
【００２０】〔試験〕本発明の優れた効果を確認するた
め、アルミニウム合金（Ａ６０６１−Ｔ６）からなるパ
イプ状の第１部材１０及び角柱状の第２部材２０を摩擦
圧接するに際して、摩擦圧力、アプセット圧力、摩擦時
間、アプセット時間、回転数等の条件を種々変更して試
験を行った。なお、摩擦圧接機としては上記実施形態と
同様のブレーキ式のものを使用した。
め、アルミニウム合金（Ａ６０６１−Ｔ６）からなるパ
イプ状の第１部材１０及び角柱状の第２部材２０を摩擦
圧接するに際して、摩擦圧力、アプセット圧力、摩擦時
間、アプセット時間、回転数等の条件を種々変更して試
験を行った。なお、摩擦圧接機としては上記実施形態と
同様のブレーキ式のものを使用した。
【００２１】第１部材１０は、図３に示すように、接合
される先端側が内径ｄ1 ：２１．６ｍｍ、外径ｄ2 ：２
８．０ｍｍ、長さｌ1 ：６０．０ｍｍのパイプ状に形成
され、摩擦圧接機に保持される後端側が直径Ｄ1 ：２
０．０ｍｍ、長さｌ2 ：５０．０ｍｍの円柱状に形成さ
れており、全長Ｌ1 ：１５０ｍｍのものである。第２部
材２０は、図４に示すように、接合される先端側が一辺
の長さｌ3 ：３１．０ｍｍの正方形で長さｌ4 ：１５
０．０ｍｍの角柱状に形成され、摩擦圧接機に保持され
る後端側が直径Ｄ2 ：２０．０ｍｍ、長さｌ5 ：５０．
０ｍｍの円柱状に形成されており、全長Ｌ2 ：１５０ｍ
ｍのものである。
される先端側が内径ｄ1 ：２１．６ｍｍ、外径ｄ2 ：２
８．０ｍｍ、長さｌ1 ：６０．０ｍｍのパイプ状に形成
され、摩擦圧接機に保持される後端側が直径Ｄ1 ：２
０．０ｍｍ、長さｌ2 ：５０．０ｍｍの円柱状に形成さ
れており、全長Ｌ1 ：１５０ｍｍのものである。第２部
材２０は、図４に示すように、接合される先端側が一辺
の長さｌ3 ：３１．０ｍｍの正方形で長さｌ4 ：１５
０．０ｍｍの角柱状に形成され、摩擦圧接機に保持され
る後端側が直径Ｄ2 ：２０．０ｍｍ、長さｌ5 ：５０．
０ｍｍの円柱状に形成されており、全長Ｌ2 ：１５０ｍ
ｍのものである。
【００２２】
【表１】
【００２３】そして、表１の条件Ｎｏ１〜９に示すよう
に、第１部材１０及び第２部材２０を摩擦圧接するに際
して、摩擦時間を０．１〜１．５秒の範囲で種々変更
し、それぞれの接合部の破断応力を測定して破断強度を
調べた。このとき、他の摩擦圧接条件は、摩擦圧力が１
６ｋｇｆ／ｍｍ2 、アプセット圧力が１６ｋｇｆ／ｍｍ
2 、アプセット時間が４秒、回転数が１０００ｒｐｍに
全て統一した。その結果を表１及び図５に示す。
に、第１部材１０及び第２部材２０を摩擦圧接するに際
して、摩擦時間を０．１〜１．５秒の範囲で種々変更
し、それぞれの接合部の破断応力を測定して破断強度を
調べた。このとき、他の摩擦圧接条件は、摩擦圧力が１
６ｋｇｆ／ｍｍ2 、アプセット圧力が１６ｋｇｆ／ｍｍ
2 、アプセット時間が４秒、回転数が１０００ｒｐｍに
全て統一した。その結果を表１及び図５に示す。
【００２４】表１及び図５からも明らかなように、摩擦
圧接時間の比較的長い（１．２〜１．５秒）条件Ｎｏ
８、９の場合には、いずれも破断強度が２０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 程度であり、充分な強度が得られないことがわか
る。一方、摩擦圧接時間の短い（０．１〜１．０秒）条
件Ｎｏ１〜７の場合には、いずれも破断強度が２５ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上の値を示し、充分な強度を得られること
がわかる。特に、条件Ｎｏ２〜６の場合には、いずれも
破断強度が２９ｋｇｆ／ｍｍ2 以上であり、極めて良好
である。
圧接時間の比較的長い（１．２〜１．５秒）条件Ｎｏ
８、９の場合には、いずれも破断強度が２０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 程度であり、充分な強度が得られないことがわか
る。一方、摩擦圧接時間の短い（０．１〜１．０秒）条
件Ｎｏ１〜７の場合には、いずれも破断強度が２５ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上の値を示し、充分な強度を得られること
がわかる。特に、条件Ｎｏ２〜６の場合には、いずれも
破断強度が２９ｋｇｆ／ｍｍ2 以上であり、極めて良好
である。
【００２５】また、表１の条件Ｎｏ１０〜１７に示すよ
うに、第１部材１０及び第２部材２０を摩擦圧接するに
際して、アプセット圧力を６〜２０ｋｇｆ／ｍｍ2 の範
囲で種々変更し、それぞれの接合部の破断応力を測定し
て破断強度を調べた。このとき、摩擦圧力についてはそ
れぞれのアプセット圧力と同一にし、他の摩擦圧接条件
は、摩擦時間が０．４秒、アプセット時間が４秒、回転
数が１０００ｒｐｍに全て統一した。その結果を表１及
び図６に示す。
うに、第１部材１０及び第２部材２０を摩擦圧接するに
際して、アプセット圧力を６〜２０ｋｇｆ／ｍｍ2 の範
囲で種々変更し、それぞれの接合部の破断応力を測定し
て破断強度を調べた。このとき、摩擦圧力についてはそ
れぞれのアプセット圧力と同一にし、他の摩擦圧接条件
は、摩擦時間が０．４秒、アプセット時間が４秒、回転
数が１０００ｒｐｍに全て統一した。その結果を表１及
び図６に示す。
【００２６】表１及び図６からも明らかなように、アプ
セット圧力の低い（６〜８ｋｇｆ／ｍｍ2 ）条件Ｎｏ１
０〜１１の場合には、いずれも破断強度が１７ｋｇｆ／
ｍｍ 2 以下であり、充分な強度が得られないことがわか
る。なお、アプセット圧力の比較的低い（１０ｋｇｆ／
ｍｍ2 ）条件Ｎｏ１２の場合には、破断強度が２３．３
ｋｇｆ／ｍｍ2 の値を示し、充分とはいえないが良好な
強度である。
セット圧力の低い（６〜８ｋｇｆ／ｍｍ2 ）条件Ｎｏ１
０〜１１の場合には、いずれも破断強度が１７ｋｇｆ／
ｍｍ 2 以下であり、充分な強度が得られないことがわか
る。なお、アプセット圧力の比較的低い（１０ｋｇｆ／
ｍｍ2 ）条件Ｎｏ１２の場合には、破断強度が２３．３
ｋｇｆ／ｍｍ2 の値を示し、充分とはいえないが良好な
強度である。
【００２７】一方、アプセット圧力の高い（１２〜２０
ｋｇｆ／ｍｍ2 ）条件Ｎｏ１３〜１７の場合には、いず
れも破断強度が２５ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の値を示し、充
分な強度を得られることがわかる。特に、条件Ｎｏ１４
〜１６の場合には、いずれも破断強度が３０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以上であり、条件Ｎｏ１０〜１１に比べて格段に高
い強度が得られ、極めて良好である。
ｋｇｆ／ｍｍ2 ）条件Ｎｏ１３〜１７の場合には、いず
れも破断強度が２５ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の値を示し、充
分な強度を得られることがわかる。特に、条件Ｎｏ１４
〜１６の場合には、いずれも破断強度が３０ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以上であり、条件Ｎｏ１０〜１１に比べて格段に高
い強度が得られ、極めて良好である。
【００２８】
【表２】
【００２９】次に、表２の条件Ｎｏ１〜３０に示すよう
に、第１部材１０及び第２部材２０を摩擦圧接するに際
して、相対回転の回転数を８００〜２４００ｒｐｍの範
囲で種々変更し、それぞれの寄り代を調べた。このと
き、他の摩擦圧接条件は、摩擦圧力が１６ｋｇｆ／ｍｍ
2 、アプセット圧力が１６ｋｇｆ／ｍｍ2 、摩擦時間が
０．４秒、アプセット時間が４秒に全て統一した。な
お、寄り代の測定は同じ回転数で５回づつ行い、その結
果を表２及び図７に示す。
に、第１部材１０及び第２部材２０を摩擦圧接するに際
して、相対回転の回転数を８００〜２４００ｒｐｍの範
囲で種々変更し、それぞれの寄り代を調べた。このと
き、他の摩擦圧接条件は、摩擦圧力が１６ｋｇｆ／ｍｍ
2 、アプセット圧力が１６ｋｇｆ／ｍｍ2 、摩擦時間が
０．４秒、アプセット時間が４秒に全て統一した。な
お、寄り代の測定は同じ回転数で５回づつ行い、その結
果を表２及び図７に示す。
【００３０】表２及び図７からも明らかなように、回転
数の高い（１５００〜２４００ｒｐｍ）条件Ｎｏ１６〜
３０の場合、各回転数における寄り代の最高値は、１５
００ｒｐｍで４．１〜６．０ｍｍ、２０００ｒｐｍで
６．２ｍｍ、２４００ｒｐｍで８．０ｍｍとなり、回転
数が高くなるにつれて大きくなっていた。また、各回転
数におけるバラツキ幅も回転数が高くなるにつれて大き
くなっていた。
数の高い（１５００〜２４００ｒｐｍ）条件Ｎｏ１６〜
３０の場合、各回転数における寄り代の最高値は、１５
００ｒｐｍで４．１〜６．０ｍｍ、２０００ｒｐｍで
６．２ｍｍ、２４００ｒｐｍで８．０ｍｍとなり、回転
数が高くなるにつれて大きくなっていた。また、各回転
数におけるバラツキ幅も回転数が高くなるにつれて大き
くなっていた。
【００３１】一方、回転数の低い（８００〜１２００ｒ
ｐｍ）条件Ｎｏ１〜１５の場合には、いずれも寄り代が
３．７〜４．８ｍｍの範囲に集中していた。これによ
り、条件Ｎｏ１６〜３０の場合に比べて寄り代の最高値
も小さく、バラツキ幅も極めて小さいことがわかる。し
たがって、条件Ｎｏ１〜１５のように、回転数を８００
〜１２００ｒｐｍに低くすることにより寄り代を小さく
することができ、摩擦圧接後の高い寸法精度を確保する
ことができる。
ｐｍ）条件Ｎｏ１〜１５の場合には、いずれも寄り代が
３．７〜４．８ｍｍの範囲に集中していた。これによ
り、条件Ｎｏ１６〜３０の場合に比べて寄り代の最高値
も小さく、バラツキ幅も極めて小さいことがわかる。し
たがって、条件Ｎｏ１〜１５のように、回転数を８００
〜１２００ｒｐｍに低くすることにより寄り代を小さく
することができ、摩擦圧接後の高い寸法精度を確保する
ことができる。
【図１】本発明の実施形態に係る接合方法により接合さ
れたアーム部材の平面図である。
れたアーム部材の平面図である。
【図２】図１のII−II線矢視断面図である。
【図３】試験に用いた第１部材の形状及び寸法を示す説
明図である。
明図である。
【図４】試験に用いた第２部材の形状及び寸法を示す説
明図である。
明図である。
【図５】試験における摩擦時間と破断強度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】試験におけるアプセット圧力と破断強度との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図７】試験における回転数と寄り代との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
１…アーム本体（第１部材） ２…連結部（第２部
材） ３…軸受部（第２部材） １０…第１部材 ２
０…第２部材 ２１…接合部 ３１…円筒部 ３２…脚部
３３…接合部 ３５…内筒金具 ３６…ゴム弾性体
材） ３…軸受部（第２部材） １０…第１部材 ２
０…第２部材 ２１…接合部 ３１…円筒部 ３２…脚部
３３…接合部 ３５…内筒金具 ３６…ゴム弾性体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 雄一 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 昭一 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−96385（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−156562（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 20/12
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム合金製の第１部材及び第２
部材に相対回転及び摩擦圧力を付与して相互の接合界面
を摩擦発熱させた後、前記相対回転を停止してアプセッ
ト圧力を付与し、前記第１部材及び前記第２部材を前記
接合界面で摩擦圧接するアルミニウム合金製アーム部材
の接合方法であって、 摩擦発熱工程の時間を０．１〜１．０秒とし、前記アプ
セット圧力を１２〜２０ｋｇｆ／ｍｍ2 とし、前記相対
回転の回転数を８００〜１２００ｒｐｍとして行うこと
を特徴とするアルミニウム合金製アーム部材の接合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28531798A JP3242076B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | アルミニウム合金製アーム部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28531798A JP3242076B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | アルミニウム合金製アーム部材の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000107873A JP2000107873A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3242076B2 true JP3242076B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=17689981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28531798A Expired - Fee Related JP3242076B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | アルミニウム合金製アーム部材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3242076B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8740042B2 (en) | 2006-07-19 | 2014-06-03 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Friction-welded part and method of friction welding |
| JPWO2008010266A1 (ja) * | 2006-07-19 | 2009-12-10 | 日本軽金属株式会社 | 摩擦圧接部品、該摩擦圧接部品からなるサスペンションロッドおよび接合方法 |
| DE102009049966A1 (de) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Lenkers |
-
1998
- 1998-10-07 JP JP28531798A patent/JP3242076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000107873A (ja) | 2000-04-18 |
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