JP4436099B2 - Ｆｓｗ重ね合わせ継手の接合方法およびｆｓｗ重ね合わせ継手 - Google Patents

Description

本発明は、摩擦攪拌接合（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｓｔｉｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ：以下本明細書において、また特許請求の範囲において「ＦＳＷ」という）による改良された重ね合わせ継手の接合方法およびそれにより形成された重ね合わせ継手に関する。

図７から図９に基き、従来の重ね合わせ継手の接合方法および重ね合わせ継手を説明する。図７（ａ）は、従来のリベットによる重ね合わせ継手の断面図、（ｂ）はＦＳＷによる重ね合わせ継手の断面図、図８はＦＳＷ重ね合わせ接合中の一般的なＦＳＷ重ね合わせ継手の断面図、図９は従来のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法の問題点の説明図であり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。

従来、板材同士の重ね合わせ継手は、特に、航空機部材のようにアルミニウム合金等の薄板同士の場合、熱による金属組織的問題や変形の問題を避けるため通常の溶接によらず図７（ａ）に示すようにリベット１０による接合を多用している。図７（ａ）、（ｂ）は、航空機部材のストリンガー（骨材）１１の平板部と、スキン（外板）１２とを重ね合わせ接合する場合を示している。

しかしながら、リベット１０による接合では、重ね合わせる両方の板材（図７においてはストリンガー１１とスキン１２）とリベット１０は互いに溶接されてはおらず依然独立状態であること、またリベット穴１３が応力集中源となり、疲労損傷がリベット穴１３から起こり易いこと等の問題があった。また、リベット継手に比べて生産速度の格段に早い、図７（ｂ）に示すような、重ね合わせた板材同士を摩擦により接合するＦＳＷの適用が検討されている。１４はＦＳＷによる接合部である。

図８により、ＦＳＷ重ね合わせ接合を概略説明すると、重ね合わせたアルミ合金等の板材１５ａ、１５ｂの一方側（図示は板材１５ａ側）から、アルミ合金より高強度の工具鋼等のロッドツール２０の回転中心軸Ｃ上先端に設けられたプローブ２１をアクセスし、高速回転Ｔさせつつ押し当てＰを行うことで、プローブ２１と板材１５ａ、更には板材１５ｂとの間の摩擦により、両板材１５ａ、１５ｂが軟化しプローブ２１が図中２点鎖線で示すように押し込まれ、プローブ２１の周囲の軟化した両板材１５ａ、１５ｂが攪拌及び塑性流動して空洞のない接合部１４が得られる。

プローブ２１は、板材１５ａの厚さｔａより大で、両板材１５ａ、１５ｂの厚さ合計ｔａ＋ｔｂより小な高さｈを有するものを用いれば、ロッドツール２０のプローブ２１周囲に形成されたショルダー部２２が板材１５ａの表面に当接した状態で、プローブ２１が両板材１５ａ、１５ｂを突き抜けることなく接合部１４が両板材１５ａ、１５ｂを接合することとなる。プローブ２１を押し込んだまま高速回転させた状態で図８において紙面に垂直方向に移動させることで、順次プローブ２１の通過後の部分に接合部１４が形成され、所定の接合中心線Ｘ上に沿って両板材１５ａ、１５ｂが接合されて、ＦＳＷ重ね合わせ継手が得られる。

ＦＳＷ接合は、リベット接合に比べ、生産速度が速く、製造コストも低減可能となり、特に航空機部材のようなアルミ合金の薄板部の接合を行う場合に有効である。

しかしながら、図９に示すように、接合中心線Ｘ上の接合起点１７から接合中心線Ｘ上の接合終点１８まで矢印ａの方向にＦＳＷ重ね合わせ接合を行い接合部１４を形成する場合、接合起点１７をＦＳＷ開始部３０ａとし、接合終点１８をＦＳＷ終端部３１ａとすると、ロッドツール２０のプローブ２１を最後に抜く時にＦＳＷ終端部３１ａにロッド穴（プローブ２１が抜けた跡）３２が残ることとなる。なお、図９は、図８のように板材（例えば図８の板材１５ａ、１５ｂ）を重ね、プローブ２１がアクセスする側の板材の板面の平面図である。

ロッド穴３２は通常突き抜けた貫通孔ではなく、非貫通の凹部であるが、ロッド穴３２には応力集中が生じる危険があり、特に接合中心線Ｘ方向の荷重Ｌがかかると、ロッド穴３２が応力集中源となってＦＳＷ終端部３１ａに疲労亀裂１９が出易くなるという問題があった。従って、接合中心線Ｘ上の接合終点１８とＦＳＷ終端部３１ａとが一致していると、荷重条件の厳しい接合部１４の接合終点１８において疲労亀裂１９が発生しやすいこととなり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の信頼性等に問題を生じる恐れがあった、

また、ＦＳＷ開始部３０ａでは疲労亀裂が起こり易く、ＦＳＷ開始部３０ａが接合起点１７に一致していると、荷重条件の厳しい接合部１４の接合起点１７が疲労亀裂の開始点となりやすいという問題もあった。従って、この場合においても、ＦＳＷ重ね合わせ継手の信頼性等に問題を生じる恐れがあった。

ＦＳＷは通常、突合せ接合に適し、例えば特開平１１−１０４８６２号公報（特許文献１）には板材にリブの側壁先端部を当てて、その突合せ部で板材側からＦＳＷ接合を行うことが示され、また、特開２００３−１４４１公報（特許文献２）には平面板を中空押し出し材の平面部にＦＳＷ重ね合わせ接合する際、面と面を重ね合わせるだけでは接合の欠陥を生じやすいことから中空押し出し材内に、図８中に２点鎖線で示すように、ＦＳＷ重ね合わせ接合中心線Ｘに沿った支柱１６を設けることなどが示されているが、上述のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合部１４の接合起点１７と接合終点１８における疲労強度低下の解決については十分な対処が困難であった。

特開平１１−１０４８６２号公報（第３頁、図１） 特開２００３−１４４１公報（第２頁、図２）

本発明は、上記の従来のＦＳＷ重ね合わせ継手の問題を解消し、疲労強度に強いＦＳＷ重ね合わせ継手、およびそれを形成するＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供することを課題とするものである。

（１）本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、特許請求の範囲に記載した請求項１から請求項８の順に述べると、その第１の手段として、接合中心線上の接合起点から、該接合起点と異なる接合終点まで前記接合中心線に沿ってＦＳＷを行い、主接合部を形成するＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、前記接合終点から、前記主接合部の中間よりの側方に離れるようにＦＳＷを行って、前記接合中心線から外れた位置をＦＳＷの終端部とすることを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供する。

（２）また、第２の手段として、第１の手段のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、前記接合終点から横方向にＦＳＷを行って横向き接合部を形成し、次いで前記接合中心線に略平行に戻る方向にＦＳＷを行って前記ＦＳＷの終端部に至る逆向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供する。

（３）第３の手段として、第１の手段のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、次いで前記接合終点から折り返して斜め逆向きに戻る方向にＦＳＷを行って前記ＦＳＷの終端部に至る斜め逆向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供する。

（４）第４の手段として、第１の手段ないし第３の手段のいずれかのＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合起点から離れ且つ前記接合中心線から外れた位置をＦＳＷの開始部とし、同ＦＳＷの開始部からＦＳＷを行って前記接合起点に至り、その後、前記接合中心線沿って前記接合終点までＦＳＷを行い、前記主接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供する。

（５）第５の手段として、第４の手段のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合起点から前記接合中心線に対し横方向に離れた位置をＦＳＷの開始部とし、該ＦＳＷの開始部から横方向のＦＳＷを行って、前記接合起点に至る横向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供する。

（６）第６の手段として、第４の手段のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合中心線に対し横方向に離れ且つ前記接合起点より前記接合終点側に進んだ位置をＦＳＷの開始部とし、該ＦＳＷの開始部から前記接合中心線に略平行に戻る方向にＦＳＷを行って前記接合起点の横方向の位置に至る逆向き接合部を形成して、そこから横方向のＦＳＷを行って前記接合起点に至る横向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供する。

（７）第７の手段として、第４の手段のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合中心線に対し横方向に離れ且つ前記接合起点より前記接合終点側に進んだ位置をＦＳＷの開始部とし、該ＦＳＷの開始部から前記接合起点に向け斜め逆向に戻る方向にＦＳＷを行って前記接合起点に至る斜め逆向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を提供する。

（８）第８の手段として、第１の手段ないし第７の手段のいずれかのＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法により、重ね合わせた板材を接合してなることを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手を提供する。

（１）特許請求の範囲に記載の請求項１の発明によれば、ＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法を、接合中心線上の接合起点から、該接合起点と異なる接合終点まで前記接合中心線に沿ってＦＳＷを行い、主接合部を形成するＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、前記接合終点から、前記主接合部の中間よりの側方に離れるようにＦＳＷを行って、前記接合中心線から外れた位置をＦＳＷの終端部とするように構成したので、ＦＳＷの終端部が主接合部の接合終点から離れ接合中心線から外れた位置にあり、特に応力集中源となりやすいロッド穴が荷重条件の厳しい主接合部の接合中心線上に位置しないため、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性が向上する。

（２）請求項２の発明によれば、請求項１に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、前記接合終点から横方向にＦＳＷを行って横向き接合部を形成し、次いで前記接合中心線に略平行に戻る方向にＦＳＷを行って前記ＦＳＷの終端部に至る逆向き接合部を形成するように構成したので、ＦＳＷ終端部が主接合部の接合終点から横方向のみならず接合中心線方向にもずれた位置にあり、特に応力集中源となりやすいロッド穴が荷重条件の厳しい主接合部の接合終点に位置せず且つ主接合部の中間寄りの側方に位置するため、請求項１の発明の作用効果をより確実に奏することができＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。

（３）請求項３の発明によれば、請求項１に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、次いで前記接合終点から折り返して斜め逆向きに戻る方向にＦＳＷを行って前記ＦＳＷの終端部に至る斜め逆向き接合部を形成するように構成したので、ＦＳＷ終端部が主接合部の接合終点から横方向のみならず接合中心線方向にもずれた位置にあり、特に応力集中源となりやすいロッド穴が荷重条件の厳しい主接合部の接合終点に位置せず且つ主接合部の中間寄りの側方に位置するため、請求項１の発明の作用効果をより確実に奏することができＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上するほか、接合終点からＦＳＷの終端部へは、斜め逆向き接合部の１パスを形成するだけであるから工程上も簡略化できる。

（４）請求項４の発明によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合起点から離れ且つ前記接合中心線から外れた位置をＦＳＷの開始部とし、ＦＳＷを行って前記接合起点に至り、その後、前記接合中心線沿って前記接合終点までＦＳＷを行い、前記主接合部を形成するように構成したので、ＦＳＷの開始部が主接合部の接合起点から離れ且つ接合中心線から外れた位置にあるため、疲労亀裂が起こり易いＦＳＷの開始部が、荷重条件の厳しい主接合部の接合起点から外れるとともに接合起点近傍にＦＳＷ面積が拡大しているために疲労亀裂の開始点となる危険が低減し、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明の作用効果とあいまって、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。

（５）請求項５の発明によれば、請求項４に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合起点から前記接合中心線に対し横方向に離れた位置をＦＳＷの開始部とし、該ＦＳＷの開始部から横方向のＦＳＷを行って、前記接合起点に至る横向き接合部を形成するように構成したので、疲労亀裂が起こり易いＦＳＷの開始部が主接合部の接合起点から横方向にずれた位置にあるため、請求項４の作用効果を確実に奏することができる。

（６）請求項６の発明によれば、請求項４に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合中心線に対し横方向に離れ且つ前記接合起点より前記接合終点側に進んだ位置をＦＳＷの開始部とし、該ＦＳＷの開始部から前記接合中心線に略平行に戻る方向にＦＳＷを行って前記接合起点の横方向の位置に至る逆向き接合部を形成して、そこから横方向のＦＳＷを行って前記接合起点に至る横向き接合部を形成するように構成したので、ＦＳＷの開始部が主接合部の接合起点から横方向のみならず接合中心線方向にもずれた位置にあり、疲労亀裂が起こり易いＦＳＷの開始部が荷重条件の厳しい主接合部の接合起点から外れ且つ主接合部の中間寄りの側方に位置するため、請求項４の発明の作用効果をより確実に奏することができ、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。

（７）請求項７の発明によれば、請求項４に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、前記接合中心線に対し横方向に離れ且つ前記接合起点より前記接合終点側に進んだ位置をＦＳＷの開始部とし、該ＦＳＷの開始部から前記接合起点に向け斜め逆向に戻る方向にＦＳＷを行って前記接合起点に至る斜め逆向き接合部を形成するように構成したので、ＦＳＷの開始部が主接合部の接合起点から横方向のみならず接合中心線方向にもずれた位置にあり、疲労亀裂が起こり易いＦＳＷの開始部が荷重条件の厳しい主接合部の接合起点から外れ且つ主接合部の中間寄りの側方に位置するため、請求項４の発明の作用効果をより確実に奏することができ、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上するほか、ＦＳＷの開始部から接合起点へは、斜め逆向き接合部の１パスを形成するだけであるから工程上も簡略化できる。

（８）請求項８の発明によれば、ＦＳＷ重ね合わせ継手を、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法により、重ね合わせた板材を接合してなるように構成したので、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の発明の作用効果を奏するＦＳＷ重ね合わせ継手が得られる。

本発明は、ＦＳＷによる薄板等の重ね合わせ接合において、特に接合部の接合終点の応力集中を防止し、また更にはＦＳＷ開始部の接合起点の疲労強度低下を防止し、接合部の疲労強度を向上したＦＳＷ重ね合わせ継手、およびそれを形成するＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法に係るものであり、本発明を実施するための最良の形態として、以下に実施例１から実施例６を説明する。

図１に基いて、本発明の実施例１に係るＦＳＷ重ね合わせ継手とその接合方法を説明する。図１は、ＦＳＷのため重ねた板材のプローブ２１（図８参照）がアクセスする側の板面を示し、本実施例のＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。なお、図１では、先に説明した従来例の図９において説明した部分と同じ部分については、同じ符号を付して説明を省略し、従来例と異なる部分を主に以下説明する。このことは、後述の他の実施例において同様であり、繰り返し注記することを省略する。

図１に示すように、本実施例においては、ＦＳＷ重ね合わせ継手を形成するための所期の接合線を示す接合中心線Ｘ上の接合起点１７から接合終点１８までＦＳＷ重ね合わせ接合を行う場合、接合起点１７をＦＳＷ開始部３０ａとし、接合中心線Ｘに沿って（矢印ａ）ＦＳＷを行い主接合部１４ａを形成し、接合終点１８に至った後、接合中心線Ｘから横方向、たとえば直角方向（矢印ｂ）にＦＳＷを行って横向き接合部１４ｂを形成し、接合中心線Ｘから外れた位置をＦＳＷ終端部３１ｂとする。

本実施例のＦＳＷ重ね合わせ継手は上記のように接合されるので、ＦＳＷ終端部３１ａが主接合部１４ａの接合終点１８から横方向にずれた位置にあるため、ロッド穴３２が接合中心線Ｘから外れた位置に形成される。従って、特に応力集中源となりやすいロッド穴３２が、荷重条件の厳しい主接合部１４ａの接合終点１８に位置せず、接合中心線Ｘ上にも位置しないため、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性が向上する。

図２に基いて、本発明の実施例２に係るＦＳＷ重ね合わせ継手とその接合方法を説明する。図２は、ＦＳＷのため重ねた板材のプローブ２１がアクセスする側の板面を示し、本施例のＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。

図２に示すように、本実施例においては、接合中心線Ｘ上の接合起点１７から接合終点１８までＦＳＷ重ね合わせ接合を行う場合、接合起点１７をＦＳＷ開始部３０ａとし、接合中心線Ｘに沿って（矢印ａ）ＦＳＷを行い主接合部１４ａを形成し、接合終点１８に至った後、接合中心線Ｘから横方向（矢印ｂ）にＦＳＷを行って横向き接合部１４ｂを形成し、次いで接合中心線Ｘに略平行に戻る方向（矢印ｃ）にＦＳＷを行って主接合部１４ａと側部が重複する逆向き接合部１４ｃを形成して後、接合中心線Ｘから外れた位置をＦＳＷ終端部３１ｃとする。

本実施例のＦＳＷ重ね合わせ継手は上記のように接合されるので、ＦＳＷ終端部３１ｃが主接合部１４ａの接合終点１８から横方向と接合中心線Ｘ方向にずれた位置にあるため、ロッド穴３２が接合中心線Ｘから外れ且つ接合終点１８より戻った位置に形成される。従って、特に応力集中源となりやすいロッド穴３２が、荷重条件の厳しい主接合部１４ａの接合終点１８に位置せず且つ主接合部１４ａの中間寄りの側方に位置するため、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。

図３に基いて、本発明の実施例３に係るＦＳＷ重ね合わせ継手とその接合方法を説明する。図３は、ＦＳＷのため重ねた板材のプローブ２１がアクセスする側の板面を示し、本施例のＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。

図３に示すように、本実施例においては、接合中心線Ｘ上の接合起点１７から接合終点１８までＦＳＷ重ね合わせ接合を行う場合、接合起点をＦＳＷ開始部３０ａとし、接合中心線Ｘに沿って（矢印ａ）ＦＳＷを行い主接合部１４ａを形成し、接合終点１８に至った後、次いで接合終点１８から折り返して斜め逆向きに戻る方向（矢印ｄ）にＦＳＷを行って主接合部１４ａと一部が重複する斜め逆向き接合部１４ｄを形成して後、接合中心線Ｘから外れた位置をＦＳＷ終端部３１ｄとする。

本実施例のＦＳＷ重ね合わせ継手は上記のように接合されるので、ＦＳＷ終端部３１ｂが主接合部１４ａの接合終点１８から横方向と接合中心線Ｘ方向にずれた位置にあるため、ロッド穴３２が接合中心線Ｘから外れ且つ接合終点１８より戻った位置に形成される。従って、特に応力集中源となりやすいロッド穴３２が、荷重条件の厳しい主接合部１４ａの接合終点１８に位置せず且つ主接合部１４ａの中間寄りの側方に位置するため、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。しかも、接合終点１８からＦＳＷ終端部３１ｄへは、図中矢印ｄ方向に斜め逆向き接合部１４ｄの１パスを形成するだけであるから、実施例２に比べ工程上簡略化できる。

図４に基いて、本発明の実施例４に係るＦＳＷ重ね合わせ継手とその接合方法を説明する。図４は、ＦＳＷのため重ねた板材のプローブ２１がアクセスする側の板面を示し、本施例のＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。

図４に示すように、本実施例においては、接合中心線Ｘ上の接合起点１７から接合終点１８までＦＳＷ重ね合わせ接合を行う場合、接合起点１７から接合中心線Ｘに対し横方向、たとえば直角方向に一定距離離れた位置をＦＳＷ開始部３０ｅとし、横方向（矢印ｅ）のＦＳＷを行って横向き接合部１４ｅを形成して接合起点１７に至り、その後、接合中心線Ｘ２に沿って（矢印ａ）接合終点１８までＦＳＷを行い、主接合部１４ａを形成する。

しかる後、図１、図２ないし図３に示した実施例１、実施例２ないし実施例３のいずれかの方法でＦＳＷ終端部３１ｂ、３１ｃまたは３１ｄを形成する。

本実施例のＦＳＷ重ね合わせ継手は上記のように接合されるので、ＦＳＷ開始部３０ｅが主接合部１４ａの接合起点１７から横方向にずれた位置にあるため、疲労亀裂が起こり易いＦＳＷ開始部３０ｅが荷重条件の厳しい主接合部１４ａの接合起点１７から外れるとともに、接合起点１７近傍にＦＳＷ面積が拡大し、疲労亀裂の開始点となる危険が低減し、接合終点１８における実施例１ないし実施例３のいずれかの作用効果とあいまって、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。

図５に基いて、本発明の実施例５に係るＦＳＷ重ね合わせ継手とその接合方法を説明する。図５は、ＦＳＷのため重ねた板材のプローブ２１がアクセスする側の板面を示し、本施例のＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。

図５に示すように、本実施例においては、接合中心線Ｘ上の接合起点１７から接合終点１８までＦＳＷ重ね合わせ接合を行う場合、接合中心線Ｘに対し横方向に一定距離離れ且つ接合起点１７から一定距離接合終点１８側に進んだ位置をＦＳＷ開始部３０ｆとし、接合中心線Ｘに略平行に戻る方向（矢印ｆ）にＦＳＷを行って逆向き接合部１４ｆを形成して接合起点１７の横方向、例えば直角方向の位置に至って、そこから横方向（矢印ｅ）のＦＳＷを行って横向き接合部１４ｅを形成して接合起点１７に至り、その後、接合中心線Ｘに沿って（矢印ａ）接合終点１８までＦＳＷを行い主接合部１４ａを形成する。ＦＳＷ開始部３０ｆと接合中心線Ｘとの上記の距離は逆向き接合部１４ｆと主接合部１４ａの側部が一部重複する程度が好ましい。

しかる後、図１、図２ないし図３に示した実施例１、実施例２ないし実施例３のいずれかの方法でＦＳＷ終端部３１ｂ、３１ｃまたは３１ｄを形成する。

本実施例のＦＳＷ重ね合わせ継手は上記のように接合されるので、ＦＳＷ開始部３０ｆが主接合部１４ａの接合起点１７から横方向と接合中心線Ｘ方向にずれた位置にあるため、疲労亀裂が起こり易いＦＳＷ開始部３０ｆが荷重条件の厳しい主接合部１４ａの接合起点１７から外れ且つ主接合部１４ａの中間寄りの側方に位置するとともに、接合起点１７が疲労亀裂の開始点となる危険が低減し、接合終点１８における実施例１ないし実施例３のいずれかの作用効果とあいまって、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。

図６に基いて、本発明の実施例６に係るＦＳＷ重ね合わせ継手とその接合方法を説明する。図６は、ＦＳＷのため重ねた板材のプローブ２１がアクセスする側の板面を示し、本施例のＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。

図６に示すように、本実施例においては、接合中心線Ｘ上の接合起点１７から接合終点１８までＦＳＷ重ね合わせ接合を行う場合、接合中心線Ｘに対し横方向に一定距離離れ且つ接合起点１７より一定距離接合終点１８側に進んだ位置をＦＳＷ開始部３０ｇとし、接合起点１７に向け斜め逆向に戻る方向（矢印ｇ）にＦＳＷを行って斜め逆向き接合部１４ｇを形成して接合起点１７に至り、その後、接合中心線Ｘに沿って（矢印ａ）接合終点１８までＦＳＷを行い主接合部１４ａを形成する。ＦＳＷ開始部３０ｇと接合中心線Ｘとの上記の距離はＦＳＷ開始部３０ｇにおいて逆向き接合部１４ｆと主接合部１４ａの側部が一部重複する程度が好ましい。

しかる後、図１、図２ないし図３に示した実施例１、実施例２ないし実施例３のいずれかの方法でＦＳＷ終端部３１ｂ、３１ｃまたは３１ｄを形成する。

本実施例のＦＳＷ重ね合わせ継手は上記のように接合されるので、ＦＳＷ開始部３０ｇが主接合部１４ａの接合起点１７から横方向と接合中心線Ｘ方向にずれた位置にあるため、疲労亀裂が起こり易いＦＳＷ開始部３０ｇが荷重条件の厳しい主接合部１４ａの接合起点１７から外れ且つ主接合部１４ａの中間寄りの側方に位置するとともに、接合起点１７が疲労亀裂の開始点となる危険が低減し、接合終点１８における実施例１、実施例２ないし実施例３のいずれかの作用効果とあいまって、ＦＳＷ重ね合わせ継手の疲労強度上の信頼性がより向上する。しかも、ＦＳＷ開始部３０ｇから接合起点１７へは、図中矢印ｇ方向に斜め逆向き接合部１４ｇの１パスを形成するだけであるから、実施例５に比べ工程上簡略化できる。

以上、本発明を図示の実施例１から実施例６について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。

例えば、ＦＳＷ終端部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及びＦＳＷ開始部３０ｅ、３０ｆ、３０ｇは、接合中心線Ｘのどちら側でもよく、どの組み合わせでもよい。

また、接合中心線Ｘは各実施例中には一本の直線状のものを示したが、折れ曲がり、曲線等を含み、また複数本でＦＳＷ重ね合わせ接合継手を形成するものであってもよい。何れにおいても連続施工する主接合部１４ａの接合終点１８において上記実施例１、実施例２ないし実施例３のいずれかの接合方法を適用し、または、さらに主接合部１４ａの接合起点１７において上記実施例４、実施例５ないし実施例６のいずれかの接合方法を適用してＦＳＷ重ね合わせ継手を形成すればよい。

本発明の実施例１に係るＦＳＷ重ね合わせ継手およびその接合方法の説明図であり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。 本発明の実施例２に係るＦＳＷ重ね合わせ継手およびその接合方法の説明図であり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。 本発明の実施例３に係るＦＳＷ重ね合わせ継手およびその接合方法の説明図であり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。 本発明の実施例４に係るＦＳＷ重ね合わせ継手およびその接合方法の説明図であり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。 本発明の実施例５に係るＦＳＷ重ね合わせ継手およびその接合方法の説明図であり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。 本発明の実施例６に係るＦＳＷ重ね合わせ継手およびその接合方法の説明図であり、ＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。 （ａ）は、従来のリベットによる重ね合わせ継手の断面図、（ｂ）はＦＳＷによる重ね合わせ継手の断面図である。 ＦＳＷ重ね合わせ接合中の一般的なＦＭＳ重ね合わせ継手の断面図である。 従来のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法の問題点の説明図であり、従来のＦＳＷ重ね合わせ継手の平面図である。

符号の説明

１０ リベット
１１ ストリンガー
１２ スキン
１４ 接合部
１４ａ 主接合部
１４ｂ 横向き接合部
１４ｃ 逆向き接合部
１４ｄ 斜め逆向き接合部
１４ｅ 横向き接合部
１４ｆ 逆向き接合部
１４ｇ 斜め逆向き接合部
１５ａ、１５ｂ 板材
１７ 接合起点
１８ 接合終点
２０ ロッドツール
２１ プローブ
２２ ショルダー部
３０ａ ＦＳＷ開始部
３０ｅ〜３０ｇ ＦＳＷ開始部
３１ｂ〜３１ｄ ＦＳＷ終端部

Claims (8)

1. 接合中心線上の接合起点から、該接合起点と異なる接合終点まで前記接合中心線に沿ってＦＳＷを行い、主接合部を形成するＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、
   前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、
   前記接合終点から、前記主接合部の中間よりの側方に離れるようにＦＳＷを行って、前記接合中心線から外れた位置をＦＳＷの終端部とすることを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法。
2. 請求項１に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、
   前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、
   前記接合終点から横方向にＦＳＷを行って横向き接合部を形成し、
   次いで前記接合中心線に略平行に戻る方向にＦＳＷを行って前記ＦＳＷの終端部に至る逆向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法。
3. 請求項１に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、
   前記主接合部を形成し前記接合終点に至った後、
   次いで前記接合終点から折り返して斜め逆向きに戻る方向にＦＳＷを行って前記ＦＳＷの終端部に至る斜め逆向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、
   前記接合起点から離れ且つ前記接合中心線から外れた位置をＦＳＷの開始部とし、
   ＦＳＷを行って前記接合起点に至り、
   その後、前記接合中心線沿って前記接合終点までＦＳＷを行い、前記主接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法。
5. 請求項４に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、
   前記接合起点から前記接合中心線に対し横方向に離れた位置をＦＳＷの開始部とし、
   該ＦＳＷの開始部から横方向のＦＳＷを行って、前記接合起点に至る横向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法。
6. 請求項４に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、
   前記接合中心線に対し横方向に離れ且つ前記接合起点より前記接合終点側に進んだ位置をＦＳＷの開始部とし、
   該ＦＳＷの開始部から前記接合中心線に略平行に戻る方向にＦＳＷを行って前記接合起点の横方向の位置に至る逆向き接合部を形成して、
   そこから横方向のＦＳＷを行って前記接合起点に至る横向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法。
7. 請求項４に記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法において、
   前記接合中心線に対し横方向に離れ且つ前記接合起点より前記接合終点側に進んだ位置をＦＳＷの開始部とし、
   該ＦＳＷの開始部から前記接合起点に向け斜め逆向に戻る方向にＦＳＷを行って前記接合起点に至る斜め逆向き接合部を形成することを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のＦＳＷ重ね合わせ継手の接合方法により、重ね合わせた板材を接合してなることを特徴とするＦＳＷ重ね合わせ継手。

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