JP4359291B2 - 被接合部材 - Google Patents
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また、本発明に係る被接合部材は、上面板と下面板とが複数のリブによって連結された中空形材であって、その上面板と下面板の一方又は両方に前記接合端面が形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る被接合部材は、上面板と下面板とが複数のリブによって連結された中空形材であって、その上面板と下面板の両方に前記接合端面が形成されたものであり、前記接合端面のうち前記返し面を除いた接合面が、前記上面板と下面板とで傾斜方向が互いに逆向きであることが好ましい。
また、本発明に係る被接合部材は、前記上面板の接合端部の厚さ方向中心を接合相手の接合端部の厚さ方向中心とほぼ同じになるように配置した場合に、前記下面板は、中空形材の外側に前記返し面をもつ接合端部が、その厚さ方向中心を接合相手の接合端部の厚さ方向中心よりも中空形材の外側に位置するように形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る被接合部材は、前記上面板と下面板は、中空形材の外側に前記返し面をもつ接合端部の厚さ方向中心が接合相手の接合端部の厚さ方向中心よりも中空形材の外側に位置するように形成され、相手接合端部との厚さ方向中心間の距離が上面板側よりも下面板側の方が大きいことが好ましい。
被接合部材110A,110Bの接合端面111,112にずれや隙間がある場合、摩擦攪拌接合用工具100の上部回転体101と下部回転体102で挟み込むことによって、その挟み込まれた接合端部に変形が加えられることが許容されている。つまり、接合後の寸法公差と材料強度の双方の点において許容される範囲で、接合端部が面外方向に変形を加えられることが許容されている。また、面内方向については、部材単体の公差あるいは位置決め精度の範囲で生じた接合端面111,112の隙間を閉じるため、接合端部に面内方向の圧縮力が拘束治具によって加えられる。
そこで、このとき逆断層の状態で配置された被接合部材10A,10Bの接合端部を、上部回転体101と下部回転体102とで挟み込んで摩擦攪拌接合が行われる。鋭角部を含む部材面が鈍角部を含む部材面よりも回転体101,102のショルダ面が強く接触し、その状態で攪拌軸103が接合端面11,12部分を攪拌させ、材料が塑性流動化して攪拌混練し、被接合部材10A,10Bが接合される。
なお、こうして接合端部に突出部を設ける場合は、図4に示す被接合部材20C,20Dのように、鋭角部側に突出部27,28を形成するようにしてもよい。なお、この場合でも突出部27,28は、接合端面25,26に沿って部材長手方向に連続して形成され、板厚をTとした場合、突出部27,28のT1は1.0T以上1.1T以下とする。
なお、上面板41a,41bについては、前記実施形態で示したように、接合端面45a,45bの角度を設定すること、鋭角部を面取りして返し面を形成すること、或いは板厚を大きくした突出部を形成することを、それぞれ加えた中空形材の被接合部材40A,40Bとしてもよい。
また、上面板55a,55bの接合が優先され、下面板56a,56b側が同時に当たらないようにしたが、傾斜角度を大きくして許容量を増やし、隙間を空けるようにしたため、先の接合による熱歪の影響を受けることなく品質の高い接合を得るとともに、治具にワークを固定する作業のコストを下げることができる。
また、上面板61a,61bの接合が優先され、下面板62a,62b側が同時に当たらないようにしたが、鋭角部を鈍角部よりもせり上がり量を増やし、かつ板厚を増やし、隙間を空けるようにしたため、先の接合による熱歪の影響を受けることなく品質の高い接合を得るとともに、治具にワークを固定する作業のコストを下げることができる。
そして更に本実施形態では、接合端部に突出部67a,67bを設けたため、板厚が増したことによって、接合部が肉厚になって摩擦攪拌時の熱影響による強度低下を補うことができるだけでなく、塑性流動させることによって空間を埋める作用が増すので、接合時の許容開口量そのものを広げる効果もある。
前記実施形態では、接合する部材の接合端部同士が同じ厚さのものを示して説明したが、接合端部同士の厚さが異なるものであってもよい。
11,12 接合端面
20A,20B 被接合部材
21,22 接合端面
23,24 突出部
40A,40B 被接合部材
41a,41b 上面板
42a,42b 下面板
43a,43b リブ
45a,45b 接合端面
100 摩擦攪拌接合用工具
101 上部回転体
102 下部回転体
103 攪拌軸
Claims (7)
- ボビンツール型をした摩擦攪拌接合用工具の上部回転体と下部回転体によって挟み込まれ、その上部回転体と下部回転体との間の攪拌軸によって接合端面同士を突き合わせた接合部が摩擦攪拌され、材料の塑性流動によって接合する被接合部材において、
摩擦攪拌接合に際して突き合わせられる前記接合端面が、上下いずれかの回転体と接触する面の法線方向に対して傾斜した平面であり、前記上下の回転体によって挟み込まれる接合端部の板厚を厚くした突出部と、前記接合端面の傾斜によってできる鋭角部側に面取りしたテーパ面やR面からなる返し面が形成されたものであることを特徴とする被接合部材。 - 請求項1に記載する被接合部材において、
前記接合端面のうち前記返し面を除いた接合面の傾斜角が、上下いずれかの回転体と接触する面の法線方向をゼロ度とした場合に20度から70度の範囲内にあることを特徴とする被接合部材。 - 請求項1又は請求項2に記載する被接合部材において、
上面板と下面板とが複数のリブによって連結された中空形材であって、その上面板と下面板の一方又は両方に前記接合端面が形成されたものであることを特徴とする被接合部材。 - 請求項1乃至請求項2のいずれかに記載する被接合部材において、
上面板と下面板とが複数のリブによって連結された中空形材であって、その上面板と下面板の両方に前記接合端面が形成されたものであり、前記接合端面のうち前記返し面を除いた接合面が、前記上面板と下面板とで傾斜方向が互いに逆向きであることを特徴とする被接合部材。 - 請求項4に記載する被接合部材において、
上下いずれかの回転体と接触する面の法線方向をゼロ度とした場合に、前記上面板と下面板とに形成された接合面の傾斜角は、上面板側よりも下面板側の角度が大きいものであることを特徴とする被接合部材。 - 請求項4に記載する被接合部材において、
前記上面板の接合端部の厚さ方向中心を接合相手の接合端部の厚さ方向中心とほぼ同じになるように配置した場合に、前記下面板は、中空形材の外側に前記返し面をもつ接合端部が、その厚さ方向中心を接合相手の接合端部の厚さ方向中心よりも中空形材の外側に位置するように形成されたものであることを特徴とする被接合部材。 - 請求項4に記載する被接合部材において、
前記上面板と下面板は、中空形材の外側に前記返し面をもつ接合端部の厚さ方向中心が接合相手の接合端部の厚さ方向中心よりも中空形材の外側に位置するように形成され、相手接合端部との厚さ方向中心間の距離が上面板側よりも下面板側の方が大きいことを特徴とする被接合部材。
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