JP4638525B2 - 摩擦攪拌による複数列部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、長手方向に平行に延在する複数本の長尺板や型材（以下長尺部材という）が摩擦攪拌接合された複数列部材の接合体の製造方法に関し、特に、鉄道車両、船舶、及び航空機等の大型構造物に用いられる摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法に関する。

特表平７−５０５０９０号公報には、摩擦攪拌接合による部材同士の接合が記載されており、固相接合方法として、加工物より実質的に硬い材質からなる回転ツ−ルを加工物の溶接部に挿入し、回転ツ−ルを回転させながら移動することにより、回転ツ−ルと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動によって加工物を接合する接合方法がある。

ここで、図４（Ｂ）を参照して、摩擦攪拌接合について説明する。例えば、長手方向に延びる２枚の長尺板１１及び１２を摩擦攪拌接合によって接合する際には、工具１３が用いられる。この工具１３は、被加工物に摩擦熱を付与する円形ショルダ面を備えるショルダ部１３ａとショルダ面の中心軸線上に沿って垂設されたプローブ１３ｂとを有している。長尺板１１及び１２を接合する際には、長尺板１１及び１２を接合線（突き合わせ部）１４に沿って突き合わせ、架台上でクランプする。

次に、工具１３を回転させて、プローブ１３ｂが突き合わせ部１４に接して、発生した摩擦熱によって軟化した長尺板１１及び１２に円形ショルダ面が接するまで圧入する。この際、プローブ１３ｂの差し込み（圧入）を容易にするため、長尺板の端部（長手方向端部）、つまり、突き合わせ部１４の端部から僅かに内側に孔１５を設けて、この孔１５にプローブ１３ｂを差し込む。

そして、工具１３は上方から押圧されるとともに回転しつつ、突き合わせ部１４に沿って移動する。長尺板１１及び１２に接触しつつ回転するショルダ部１３ａは、軟化した板材（材料）が飛び出すのを防止するとともに、板材との相対的運動による摩擦熱の発生及び維持を行い、発生熱量の大部分を担う。接合部の温度は長尺板の融点温度以下であるが、プローブ１３ｂの回転とショルダ部１３ａの移動に起因する流体圧力効果によって、ショルダ部１３ａの回転運動に応じて発生した摩擦熱によって軟化した材料がプローブ回りに流動して、突き合わせ部１４に沿って接合ビード１６が形成され、長尺板１１及び１２が接合される。なお、前述の孔１５よりも外側に位置する部分は、接合後カットされる。

また、前述のように突き合わせ部１４に孔１５を設ける代わりに、図４（Ａ）に示す工具１３が用いられることもある。この工具１３では、プローブ１３ｂがネジ状に形成されており、つまり、プローブ１３ｂの外周面にはネジ体１７が形成されており、長尺板１１及び１２を接合する際には、この工具１３を回転させて、プローブ１３ｂが突き合わせ部１４に接して、発生した摩擦熱によって軟化した長尺板１１及び１２に円形ショルダ面が接するまで圧入する。この際、プローブ１３ｂにはネジ体１７が形成されているから、容易にプローブ１３ｂを差し込む（圧入する）ことができる。

上述のように、長尺部材である長尺板同士等を摩擦攪拌接合する際には、突き合わせ部１４の僅かに内側から摩擦攪拌接合を開始するが、特に、特開２００２−３５９６６公報に記載されているように、複数列の接合線を同時に摩擦攪拌接合する際において、窓等の摩擦攪拌接合を要しない部分が混在する場合には、特に、突き合わせ部の僅か内側から摩擦攪拌接合を行う必要がある。

前述のようにして、長尺板１１及び１２を接合する際には、長手方向一端の僅か内側を始点とし、長手方向他端の僅か内側を終点として、摩擦攪拌接合を行う。つまり、図５（Ａ）に示すように、始点に工具１３のプローブ１３ｂを差し込み、工具１３を回転させつつ、実線矢印で示す方向に工具を移動させる。工具１３の移動につれて、突き合わせ部１４に沿って接合ビード１６が形成される（図５（Ｂ）参照）。このようにして、長尺板１１及び１２を摩擦攪拌接合して接合体２１を形成した後、図５（Ｃ）において一点鎖線で示す始点及び終点よりも外側に位置する部分はカットされる。

ところで、上述のようにして、長尺板１１及び１２を摩擦攪拌接合すると、摩擦攪拌接合が行われた部分では、摩擦攪拌接合による熱歪みがおこるばかりでなく、塑性流動による突き合わせ部の一体化に起因してさらに熱歪みが生じ、これら熱歪みによって、長尺板１１及び１２を接合した接合体２１がその幅方向に収縮する。そして、両端部は接合されていないから、つまり、両端部には収縮が起きず、元の幅であるため、図５（Ｃ）に示すように、接合体２１はその長手方向側壁が中央で凹形状となってしまう（つまり、大きなギャップＧが生じてしまう）。このようなギャップＧが存在すると、接合体２１にさらに長尺板２２を接合しようとする際、接合体２１に長尺板２２を接合することが困難となってしまうばかりでなく、平行で精度のよい幅広接合体を形成することができないという問題がある。

本発明の目的は、摩擦攪拌接合による熱歪み（熱変形）に起因するギャップの拡大を防止して、複数本の長尺部材が良好に摩擦攪拌接合された複数列部材の接合体の製造方法を提供することにある。

本発明は、 長手方向に平行に延在する複数本の長尺板や型材（以下長尺部材という）同士を長手方向に延びる突き合わせ部に沿って突き合わせ、１又は複数のショルダ面とショルダ面中心より垂設するプローブを有する工具を用いて、前記プローブを、前記長尺部材の突き合わせ部の長手方向一端より僅かに内側の接合線始端位置より挿設させて突き合わせ部の長手方向他端側に向けて工具を移動しながら前記突き合わせ部の長手方向他端の僅かに内側の接合線終端位置まで、摩擦攪拌接合により突き合わせた長尺部材同士を接合した後、前記接合線始端外側と終端外側を夫々カットして広幅接合体を形成する方法において、
前記接合線の始端外側と終端外側に位置する長手方向端側に、接合線を挟んで隣接する長尺部材の幅方向の収縮を許容する収縮許容部が形成されている長尺部材同士を突き合わせた後、前記接合線の始端から終端まで摩擦接合し、その後始端外側と終端外側で長尺部材長手方向端側をカットすることを特徴とする。

かかる発明によれば、長尺部材の摩擦撹拌接合されない長手方向端側の少なくとも一端に、その内側接合線上における幅方向の収縮を許容する収縮許容部が形成されているので、長尺部材の幅方向の収縮が許容されることになって、その結果、熱歪みによる幅方向の収縮に起因するギャップが防止でき、複数本の長尺部材が良好に摩擦攪拌接合された接合体を得ることができる。

本発明は、前記収縮許容部として、前記接合線始端若しくは接合線終端位置より長手方向外側の長尺部材の突き合わせ部に長手方向に沿ってＵ字、矩形状若しくはＶ字状の切り欠き空間を形成するようにしたことを特徴とする。このように、収縮許容部として、切り欠き空間を形成しているから、切り欠き空間は長尺部材に容易に形成することができ、しかもこの切り欠き空間によって、熱歪みによる幅方向への収縮に対して長尺部材の両端部が反発することがない。その結果、熱歪みによる幅方向への収縮に起因するギャップを防止することができる。

本発明は、前記切り欠き空間の少なくとも開端幅が、幅方向の収縮量より大で、ショルダ直径より小なることを特徴とする。このように、切り欠き空間の開端幅を幅方向の収縮量よりも大とすれば、長尺部材の端部が熱収縮によってぶつかり合うことがなく、熱収縮を吸収して、熱歪みによる幅方向への収縮に起因するギャップを防止することができる。さらに、切り欠き空間の開端幅をショルダ直径より小としたから、始点及び終点においても、ショルダ面は長尺部材に当接するから、摩擦攪拌接合が損なわれることがない。

本発明は、前記切り欠き空間の少なくとも開端幅が、プローブ直径より大で、ショルダ直径より小なることを特徴とする。このようにすれば、突き合わせ部に予め孔を設ける必要がなく、しかもプローブをネジ状とする必要もなく、容易にプローブを突き合わせ部に挿入することができる。

本発明は、前記切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線を延長した延長線を挟んで対面する２つの長尺長尺部材の突き合わせ部夫々に形成するようにしたことを特徴とする。このように、切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線延長位置の両側に存在させているから、切り欠き空間によって均等に熱収縮を吸収できる。

本発明は、前記切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線を延長した延長線を挟んで対面する２つの長尺部材の一の長尺部材側に形成するようにしたことを特徴とする。このように、切り欠き空間を、当接される部材同士の接合線延長位置の片側に存在させているから、切り欠き空間が形成された長尺部材と切り欠き空間が形成されていない長尺部材同士を摩擦攪拌接合する際においても、熱歪みによる幅方向への収縮に起因するギャップを防止することができ、容易に精度のよい接合体を製造することができる。

本発明は、片側切り欠きを有する長尺部材同士を前後逆に交互に配置して突き合わせ配置し、突き合わせた長尺部材同士の両端側に切り欠き空間を形成することを特徴とする。このようにすれば、複数の長尺部材を接合する際において、突き合わせ部の延長線上に、容易に切り欠き空間を位置づけることができる。

以上説明したように、本発明では、長尺部材の摩擦撹拌接合されない長手方向端側の少なくとも一端に、その内側接合線上における幅方向の収縮を許容する収縮許容部を形成したので、長尺部材の幅方向の収縮が許容されることになって、その結果、熱歪みによる幅方向の収縮に起因するギャップが防止でき、複数本の長尺部材が良好に摩擦攪拌接合された接合体を得ることができるという効果がある。

本発明では、収縮許容部として、長尺部材同士を当接した際に接合線端の少なくとも一の外側領域に長手方向に沿ってＵ字、矩形状若しくはＶ字状の切り欠き空間を形成するようにしたので、収縮許容部を容易に形成することができ、しかもこの切り欠き空間によって、熱歪みによる幅方向への収縮に対して長尺板の両端部が反発することがなく、熱歪みによる幅方向への収縮に起因するギャップを防止することができるという効果がある。

本発明では、切り欠き空間の少なくとも開端幅を、幅方向の収縮量より大としたので、長尺部材の端部が熱収縮によってぶつかり合うことがなく、熱収縮を吸収して、熱歪みによる幅方向への収縮に起因するギャップを防止することができるという効果があり、しかも、切り欠き空間の開端幅をショルダ直径より小としたので、摩擦攪拌接合の始端及び終端においても、ショルダ面が長尺部材に当接するから、摩擦攪拌接合が損なわれることがないという効果がある。

本発明では、切り欠き空間の少なくとも開端幅を、プローブ直径より大で、ショルダ直径より小としたので、突き合わせ部に予め孔を設ける必要がなく、しかもプローブをネジ状とする必要もなく、容易にプローブを突き合わせ部に挿入することができるという効果がある。

本発明では、切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線延長位置の幅方向両側に存在する切り欠き空間としたので、該切り欠き空間によって均等に熱収縮を吸収できるという効果がある。

本発明では、切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線延長位置の幅方向片側に存在する切り欠き空間としたので、切り欠き空間が形成された長尺板と切り欠き空間が形成されていない長尺部材同士を摩擦攪拌接合する際においても、熱歪みによる幅方向への収縮に起因するギャップを防止することができ、容易に精度のよい接合体を製造することができるという効果がある。

本発明では、片側切り欠きを有する長尺部材同士を前後逆に交互に配置して突き合わせ配置し、突き合わせ長尺部材同士の両端側に切り欠き空間を形成するようにしたので、複数の長尺部材を接合する際において、長尺部材の接合線の延長線上に、容易に切り欠き空間を位置づけることができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

以下本発明について図面を参照して説明する。なお、図示の例に記載された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１（Ａ）は切り欠きが形成され、長手方向に延びる板（以下長尺板と呼ぶ：長尺部材）同士を付き合わせた状態を上方から示す図である。図において、複数本の長尺板（例えば、約２５メートル程度の平板）を摩擦攪拌接合する場合について説明する。長尺板３１及び３２をその突き合わせ部に沿って突き合わせて、突き合わせ部に沿って、摩擦攪拌接合する際には、長尺板３１の両端部には、それぞれ突き合わせ部に沿って幅方向に延びる切り欠き３１ａ及び３１ｂが予め形成される。同様に、長尺板３２の両端部には、それぞれ突き合わせ部に沿って幅方向の延びる切り欠き３２ａ及び３２ｂが予め形成される。なお、切り欠き３１ａ、３１ｂ、３２ａ、及び３２ｂは同一形状であり、夫々の切り欠き３１ａと３２ａ、３１ｂと３２ｂを突き合わせた形状がＵ字状となる。

上述のようにして、切り欠き３１ａ、３１ｂ、３２ａ、及び３２ｂを長尺板３１及び３２に形成した後、突き合わせ部で長尺板３１及び３２を突き合わせる。この際、突き合わせ部の一端には、切り欠き３１ａ及び３２ａによって切り欠き空間３３が形成され、突き合わせ部の他端には、切り欠き３１ｂ及び３２ｂによって切り欠き空間３４が形成される。つまり、突き合わせ部の両端にはそれぞれ切り欠き空間３３及び３４が形成される。そして、切り欠き空間３３から切り欠き空間３４までが接合線（接合ライン）３５とされる。つまり、切り欠き空間３３及び３４を除く部分が接合ライン３５なる。なお、切り欠き空間３３及び３４の幅をＴとする。接合ライン３５に沿って摩擦攪拌接合を行う際には、図１（Ｂ）に示す工具４１が用いられる。

図１（Ｂ）は工具を挿入した状態を上方から示す図であり、図２は図１に示す摩擦攪拌を説明するための斜視図である。図１（Ｂ）及び図２において、工具４１は、被加工物に摩擦熱を付与する円形ショルダ面を備えるショルダ部４１ａとショルダ面の中心軸線上に沿って垂設されたプローブ４１ｂとを有しており、円形ショルダ面、つまり、ショルダ部４１ａの直径をＡ、プローブ４１ｂの直径をＢとすると、Ｂ＜Ｔ＜Ａに規定される。

長尺板３１及び３２を接合する際には、前述のようにして、長尺板３１及び２２を突き合わせ部で突き合わせ、架台上でクランプする。次に、工具４１を回転させつつ、プローブ４１ｂを、切り欠き空間３４側から挿入して、接合ライン３５の始端にプローブ４１ｂを接する。そして、工具４１を回転させつつ、始端から接合ライン３５の終端に向かって移動させる。この際、例えば、工具４２の回転数は８００〜２０００ｒｐｍ、送り速度（工具４２の移動速度）は１００〜１０００ｍｍ／分とされる。

長尺板３１及び３２に接触しつつ回転するショルダ部４１ａは、軟化した長尺板３１及び３２（材料）が飛び出すのを防止するとともに、長尺板３１及び３２との相対的運動による摩擦熱の発生及び維持を行い、発生熱量の大部分を担う。接合部（突き合わせ部）の温度は長尺板３１及び３２の融点温度以下であるが、プローブ４１ｂの回転とショルダ部４１ａの移動に起因する流体圧力効果によって、ショルダ部４１ａの回転運動に応じて発生した摩擦熱によって軟化した材料がプローブ回りに流動して、接合ライン３５に沿って接合ビード３６が形成され、長尺板３１及び３２が接合ライン３５にわたって接合される。その後、図１（Ｃ）に示すように、切り欠き空間３１及び３２に対応する部分はカットされる。つまり、接合ライン３５の始端及び終端よりも外側に位置する部分はカットされる。

いま、摩擦攪拌接合による熱歪みに起因する幅方向への収縮量（熱歪み分）をαとすると、切り欠き空間３３及び３４の開口端幅Ｔは、Ｔ＞αとされる。この結果、摩擦攪拌接合後においては、長尺板３１及び３２が幅方向へ収縮しても、この収縮が切り欠き空間３３及び３４によって吸収されることになって（接合後においては、切り欠き空間３３及び３４の開口端幅は（Ｔ−α）となり（図１（Ｃ）参照））、長尺板３１及び３２が接合された接合体３７がその長手方向に沿って凹形状となることがない（つまり、従来技術において図５（Ｃ）で示したようなギャップＧが生じることがない）。従って、接合体３７にさらに別の長尺板を容易に接合することができ、平行で精度のよい幅広接合体を形成することができる。

なお、上述の例では、一つのショルダ部４１ａを有する工具４１を用いたが、プローブを挟んで接合部（突き合わせ部）の表裏両面側に位置する一対のショルダ部を有するホビンツールを用いるようにしてもよい。つまり、図示はしないが、プローブとこのプローブを挟む一対の断面円形のショルダ部を有するボビンツールを用いて、一対のショルダ部によって、長尺板同士の突き合わせ部を挟み、突き合わせ部に摩擦熱を付与しつつ、ボビンツールを突き合わせ部に沿って移動させて、摩擦攪拌接合を行うようにしてもよい。

上述の説明から明らかなように、図１に示す例では、片側切り欠きを有する長尺部材同士を前後逆に交互に配置して突き合わせ、突き合わせた長尺部材同士の両端側に切り欠き空間を形成し、この切り欠き空間を除いた突き合わせ部に沿って摩擦攪拌接合を行っている。

図１に示す例では、長尺板同士を当接した際に接合線端の少なくとも一の外側領域に長手方向に沿って、当接された長尺部材同士の接合線延長位置の幅方向両側に存在する切り欠き空間を形成して、切り欠き空間の開端幅を、長尺板の幅方向の収縮量より大としたから、長尺板の熱歪みによる収縮を吸収でき、その結果、平行で精度のよい幅広接合体を形成することができる。さらに、切り欠き空間の開端幅を、プローブ直径より大で、ショルダ直径より小としたから、ショルダ部によって長尺板を押圧しつつ容易にプローブを切り欠き空間から突き合わせ部に沿って挿入することができる。加えて、図１に示す例では、切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線延長位置の幅方向両側に存在する切り欠き空間としたので、切り欠き空間によって均等に熱収縮を吸収できる。

図３を参照して、本発明による複数列部材の接合体の他の例について説明する。図３（Ａ）に示す例では、各長尺板５１乃至５３にはその対角線で対向する端部にそれぞれ矩形状の切り欠き５１ａ及び５１ｂ、５２ａ及び５２ｂ、及び５３ａ及び５３ｂが予め形成されている。これら切り欠き５１ａ及び５１ｂ、５２ａ及び５２ｂ、及び５３ａ及び５３ｂは突き合わせ部に沿って幅方向の延びている。そして、これら長尺板５１乃至５３を順次長手方向に延びる突き合わせ部で突き合わせると、つまり、長尺板５１に長尺板５２を突き合わせると、長尺板５１と長尺板５２との突き合わせ部の両端部にはそれぞれ切り欠き５２ａ及び５１ｂで規定される切り欠き空間が形成される。

同様に、長尺板５２に長尺板５３を突き合わせると、長尺板５２と長尺板５３との突き合わせ部の両端部にはそれぞれ切り欠き５３ａ及び５２ｂで規定される切り欠き空間が形成される。このようにして、突き合わせ部の両端に切り欠き空間を規定して、切り欠き空間を除く突き合わせ部５４及び５５に沿って、図１で説明したようにして、摩擦攪拌接合を行う。

図３（Ａ）に示す例においても、切り欠き空間の開端幅は、長尺板５１乃至５３の幅方向の収縮量より大とされ、工具のショルダ直径より小とされ、さらに、その開端幅はプローブ直径より大とされる。また、切り欠き空間の開端幅は長尺板５１乃至５３の幅方向への収縮量より大とされる。

図３（Ａ）に示す例では、長尺板同士を当接した際に接合線端の外側領域に長手方向に沿って、当接された長尺部材同士の接合線延長位置の幅方向片側に存在する切り欠き空間を形成して、切り欠き空間の開端幅を、長尺板の幅方向の収縮量より大としたから、長尺板の熱歪みによる収縮を吸収でき、その結果、平行で精度のよい幅広接合体を形成することができる。さらに、切り欠き空間の開端幅を、プローブ直径より大で、ショルダ直径より小としたから、ショルダ部によって長尺板を押圧しつつ容易にプローブを切り欠き空間から突き合わせ部に沿って挿入することができる。

さらに、図３（Ａ）に示す例では、片側切り欠きを有する長尺部材同士を前後逆に交互に配置して突き合わせ配置し、突き合わせた長尺部材同士の両端側に切り欠き空間を形成するようにしたので、複数の長尺部材を接合する際においても、容易に切り欠き空間をその端部に位置づけることができる。

図３（Ｂ）に示す例では、各長尺板６１乃至６３にはその長手方向一辺の両端それぞれ矩形状の切り欠き６１ａ及び６１ｂ、６２ａ及び６２ｂ、及び６３ａ及び６３ｂが予め形成されている。これら切り欠き６１ａ及び６１ｂ、６２ａ及び６２ｂ、及び６３ａ及び６３ｂは突き合わせ部に沿って幅方向の延びている。そして、これら長尺板６１乃至６３を順次長手方向に延びる突き合わせ部で突き合わせると、つまり、長尺板６１と長尺板６２とを、長尺板６１の切り欠きが形成された長手方向一辺と長尺板６２の切り欠きが形成されてない長手方向一辺とで突き合わせると、長尺板６１と長尺板６２との突き合わせ部の両端部にはそれぞれ切り欠き６１ａ及び６１ｂで規定される切り欠き空間が形成される。

同様に、長尺板６２と長尺板６３とを、長尺板６２の切り欠きが形成された長手方向一辺と長尺板６３の切り欠きが形成されてない長手方向一辺とで突き合わせると、長尺板６２と長尺板６３との突き合わせ部の両端部にはそれぞれ切り欠き６２ａ及び６２ｂで規定される切り欠き空間が形成される。

このようにして、突き合わせ部の両端に切り欠き空間を規定して、切り欠き空間を除く突き合わせ部６４及び６５に沿って、図１で説明したようにして、摩擦攪拌接合を行う。この際にも、切り欠き空間の開端幅は、長尺板６１乃至６３の幅方向の収縮量より大とされ、工具のショルダ直径より小とされ、さらに、その開端幅はプローブ直径より大とされる。また、切り欠き空間の開端幅は長尺板６１乃至６３の幅方向への収縮量より大とされる。

図３（Ｂ）に示す例では、切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線延長位置の幅方向片側に存在する切り欠き空間としたので、切り欠き空間が形成された長尺板と切り欠き空間が形成されていない長尺部材同士を摩擦攪拌接合する際においても、熱歪みによる幅方向への収縮に起因するギャップを防止することができ、容易に精度のよい接合体を製造することができる。

さらに、図３（Ｃ）に示すように、各長尺板７１乃至７３の四隅を予め切り取るようにしてもよい。この際には、長尺板７１と長尺板７２とを突き合わせると、長尺板７１と長尺板７２との突き合わせ部の両端部にはそれぞれＶ字状の切り欠き空間７４及び７５が形成される。

同様に、長尺板７２と長尺板７３とを突き合わせると、長尺板７２と長尺板７３との突き合わせ部の両端部にはそれぞれＶ字状の切り欠き空間７６及び７７が形成される。

このようにして、突き合わせ部の両端に切り欠き空間７４乃至７７を規定して、切り欠き空間を除く突き合わせ部７８及び７９に沿って、図１で説明したようにして、摩擦攪拌接合を行う。この際においても、切り欠き空間の開端幅は、長尺板７１乃至７３の幅方向の収縮量より大とされ、工具のショルダ直径より小とされ、さらに、その開端幅はプローブ直径より大とされる。また、切り欠き空間の開端幅は長尺板７１乃至７３の幅方向への収縮量より大とされる。

なお、上述の例では、長尺板を摩擦攪拌接合して幅広接合体を得る例について説明したが、複数の長尺型材を摩擦攪拌接合して幅広接合体を形成する際においても、同様にして、切り欠き空間を形成しておけば、熱歪みによる収縮に起因するギャップの発生を防止することができ、平行で精度のよい幅広接合体を形成することができる。

本発明によれば、摩擦攪拌接合による熱歪み（熱変形）に起因するギャップの拡大を防止して、複数本の長尺部材が良好に摩擦攪拌接合された複数列部材の接合体の製造方法を提供できる。

本発明による摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造の一例を説明するための図であり、（Ａ）は切り欠きが形成された長尺板同士を突き合わせた状態を上方から示す図、（Ｂ）は工具を挿入した状態を上方から示す図、（Ｃ）は摩擦攪拌接合の終了時点の状態を上方から示す図である。 図１に示す摩擦攪拌を説明するための斜視図である。 本発明による摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造の他の例を説明するための図であり、（Ａ）は対角線に位置する切り欠きが形成された長尺板同士を突き合わせた状態を上方から示す図、（Ｂ）は長手方向一辺の両端に切り欠きが形成された長尺板同士を突き合わせた状態を上方から示す図、（Ｃ）は四隅に切り欠きが形成された長尺板同士を突き合わせた状態を上方から示す図である。 従来の摩擦攪拌接合を説明するための図あり、（Ａ）は工具を示す図、（Ｂ）は摩擦攪拌接合を示す斜視図である。 従来の摩擦攪拌接合を説明するための図であり、（Ａ）は長尺板同士を突き合わせて摩擦攪拌接合を開始を上方から示す図、（Ｂ）は摩擦攪拌接合の途中を上方から示す図、（Ｃ）は摩擦攪拌接合の終了時点の状態を上方から示す図である。

符号の説明

３１、３２、５１〜５３、６１〜６３、７１〜７３ 長尺板
３３、３４、７４〜７７ 切り欠き空間
３５、３５、５４、５５、６４、６５、７８、７９ 突き合わせ部
４１ 工具
３６ 接合ビード

Claims (7)

1. 長手方向に平行に延在する複数本の長尺板や型材（以下長尺部材という）同士を長手方向に延びる突き合わせ部に沿って突き合わせ、１又は複数のショルダ面とショルダ面中心より垂設するプローブを有する工具を用いて、前記プローブを、前記長尺部材の突き合わせ部の長手方向一端より僅かに内側の接合線始端位置より挿設させて突き合わせ部の長手方向他端側に向けて工具を移動しながら前記突き合わせ部の長手方向他端の僅かに内側の接合線終端位置まで、摩擦攪拌接合により突き合わせた長尺部材同士を接合した後、前記接合線始端外側と終端外側を夫々カットして広幅接合体を形成する方法において、
   前記接合線の始端外側と終端外側に位置する長手方向端側に、接合線を挟んで隣接する長尺部材の幅方向の収縮を許容する収縮許容部が形成されている長尺部材同士を突き合わせた後、前記接合線の始端から終端まで摩擦接合し、その後始端外側と終端外側で長尺部材長手方向端側をカットすることを特徴とする摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法。
2. 前記収縮許容部として、前記接合線始端若しくは接合線終端位置より長手方向外側の長尺部材の突き合わせ部に長手方向に沿ってＵ字、矩形状若しくはＶ字状の切り欠き空間を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法。
3. 前記切り欠き空間の少なくとも開端幅を、幅方向の収縮量より大とするとともに、ショルダ直径より小とするようにしたことを特徴とする請求項２に記載の摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法。
4. 前記切り欠き空間の少なくとも開端幅を、プローブ直径より大とするとともに、ショルダ直径より小としたことを特徴とする請求項２に記載の摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法。
5. 前記切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線を延長した延長線を挟んで対面する２つの長尺部材の突き合わせ部夫々に形成するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法。
6. 前記切り欠き空間を、当接される長尺部材同士の接合線を延長した延長線を挟んで対面する２つの長尺部材の一の長尺部材側に形成するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法。
7. 前記長尺部材に片側切り欠きを形成して、該長尺部材同士を前後逆に交互に配置して突き合わせ配置し、突き合わせ長尺部材同士の両端側に前記切り欠き空間を形成するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の摩擦攪拌による複数列部材の接合体の製造方法。

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