JP4756921B2 - 重合せ材料の端面接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、重合せ材料の有用な端面接合方法に係り、特に、複数の被接合材料を重ね合わせて、その重合せ部の端面において、それら被接合材料を相互に接合せしめる方法に関するものである。

従来から、複数の被接合材料の重合せ部の一つの接合形態として、そのような重合せ部の端面において、それら被接合材料を相互に接合せしめる方法があり、拝み継手や縁溶接等として、知られている。

そして、そのような重合せ部の端面の接合に際しては、一般に、アークやレーザーを用いた溶融溶接の採用が考えられるのであるが、その場合において、溶融による他の部位への悪影響に加えて、ボイド等による継手欠陥の発生の問題も内在しており、更に、複数の被接合材料の重合せ部の厚さが薄くなると、溶け落ちの問題も惹起されて、有効な、また健全な接合部構造を得ることは困難であった。

また、そのような溶融溶接の如き入熱量（エネルギー）の大なる接合方式とは異なり、二つの被接合材料の間に摩擦熱を発生させて、それら材料を圧接するようにした摩擦溶接も知られているが、この摩擦溶接法にあっては、被接合材料を突き合わせて、相対回転運動をさせ、その接触面に発生する摩擦熱を利用して圧接する方法であるところから、被接合材料は、常に、相互に突き合わされた状態において回転せしめられる必要があり、そのため、上述せる如き複数の被接合材料の重合せ部を、その端面において、相互に接合せしめることは、不可能であったのである。しかも、この摩擦溶接法によれば、被接合材料の突合せ部の周囲において、大きくカールするバリの発生は避け難く、接合部の形状乃至は外観において劣るものであった。

そこで、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、溶融溶接手法を採用することなく、被接合材料の重合せ部の端面を効果的に接合し得る新規な方法を提供することにあり、また、他の課題とするところは、被接合材料の重合せ部が、薄い厚さの場合であっても、容易に且つ安定して端面接合が可能な方法を提供することにある。

そして、本発明は、そのような課題を解決するために、複数の被接合材料を重ね合わせて、その重合せ部の端面において、それら被接合材料を相互に接合せしめる方法にして、該重合せ部を両側から拘束して保持する一方、該重合せ部の端面に対して、該被接合材料よりも硬質の押圧工具を押し付けつつ、該重合せ部に対して該押圧工具を相対的に回転及び／又は移動させることにより、該重合せ部の端面を擦って摩擦発熱させ、塑性流動を惹起せしめることによって、前記複数の被接合材料をそれらの重合せ部の端面において接合するようにしたことを特徴とする重合せ材料の端面接合方法を、その基本的構成とするものである。

このような本発明に従う重合せ材料の端面接合方法によれば、複数の被接合材料の重合せ部を拘束する一方、かかる重合せ部の端面に対して、硬質の押圧工具を押し付けつつ、相対的に回転及び／又は移動させて、擦ることにより、該重合せ部の端面を効果的に摩擦発熱させ、以て軟化せしめて、塑性流動が惹起されるようにすることによって、かかる重合せ部の端面において、効果的な固相接合が実現され得るのであり、これにより、溶融溶接方式に従う接合操作において惹起される問題は悉く解消され、目的とする重合せ部の端面における効果的な表層接合が可能となったのである。

加えて、かかる本発明に従う方法によれば、重合せ部の端面に対して押圧工具を押し付けた状態において、相対的に回転及び／又は移動させる操作のみでよいところから、装置構造的にも簡単となり、高価な溶接装置や付属機械等が不要となる他、接合作業においても、単純・簡略化され得て、接合操作が容易となることに加えて、接合コストの低減にも有利に寄与し得るようになる。

発明の態様

ところで、本発明は、前記した課題又は明細書全体の記載や図面から把握される課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいても、採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載並びに図面に開示の発明思想に基づいて認識されるものであることが、理解されるべきである。

（１） 複数の被接合材料を重ね合わせて、その重合せ部の面一とされた端面において、それら被接合材料を相互に接合せしめる方法にして、
該重合せ部を両側から拘束して保持する一方、軸回りに回転せしめられる、該被接合材料よりも硬質の押圧ローラを回転させつつ、その周面において、前記重合せ部における各被接合材料の各端面に跨るように押し付け、そして、該重合せ部の端面の延びる方向に、相対的に移動せしめることにより、該押圧ローラの周面にて該重合せ部の各被接合材料の各々の端面を擦って摩擦発熱させ、塑性流動を惹起せしめることによって、前記複数の被接合材料をそれらの重合せ部の端面において接合するようにしたことを特徴とする重合せ材料の端面接合方法。

（２） 前記重合せ部の端面に接触する前記押圧ローラの周面に、該重合せ部の重合せ界面に対応して位置するように、該端面に沿って延びる凹溝が、設けられている前記態様（１）に記載の重合せ材料の端面接合方法。
このように、押圧工具が、その接触面に、重合せ部の重合せ界面に対応した凹溝を有していることにより、摩擦発熱にて塑性流動する材料が、そのような凹溝内に入り込むようになり、以て、外側にバリとして排出される材料の量を効果的に低減せしめることが可能となる。

（３） 前記重合せ部の端面に接触する前記押圧ローラの周面に、該重合せ部の厚さよりも大きな開口幅を有する凹溝が、該端面に沿って延びるように設けられ、該凹溝内に、該重合せ部の端部が収容されて、摩擦発熱せしめられるようになっている前記態様（１）又は（２）に記載の重合せ材料の端面接合方法。
このような押圧工具の接触面に設けた凹溝の存在によって、重合せ部の端部は、かかる凹溝内に収容されて、摩擦発熱が惹起されることとなるのであり、これにより、重合せ部の重ね合わせ面間にギャップを惹起させることなく、バリの発生をより一層効果的に抑制することが出来るのである。

（４） 前記重合せ部が、その重合せ方向における両側から拘束治具により挟持されて、拘束される一方、該両側の拘束治具よりも突出した状態とされ、その突出せしめられた重合せ部における各被接合材料の各々の端面に対して、前記接合操作が実施される前記態様（１）乃至（３）の何れか１つに記載の重合せ材料の端面接合方法。
このような態様に従って、複数の被接合材料の重合せ部を、両側の拘束治具から突出させて、その突出先端面に対して、押圧工具による接合操作が実施されるようにすることによって、それら拘束治具と押圧工具との間の接触乃至は干渉を有利に回避することが出来ることとなる。

（５） 前記重合せ部の厚さが、３ｍｍ以下である前記態様（１）乃至（４）の何れか１つに記載の重合せ材料の端面接合方法。
本発明は、このような重合せ部の厚さが薄いものに対して有利に適用され、以て、その端面の接合を効果的に実現することが出来るのである。

（６） 前記重合せ部における前記被接合部材の厚さが、１ｍｍ以下である前記態様（１）乃至（５）の何れか１つに記載の重合せ材料の端面接合方法。
このように、被接合材料の厚さが１ｍｍ以下となると、その端面の接合は極めて困難となるのであるが、本発明手法によれば、そのような薄い厚さの被接合材料の端面の接合を有利に実施し得るのである。

（７） 前記重合せ部の端面が、前記押圧工具との接触に先立って、予熱せしめられる前記態様（１）乃至（６）の何れか１つに記載の重合せ材料の端面接合方法。
このような重合せ部の端面の余熱により、摩擦発熱による塑性流動をより一層効果的に行い得ることとなり、以て、高速接合を可能と為し得るのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１（ａ）及び（ｂ）には、重合せ材料の端面接合方法の参考例における、接合操作前の状態及び接合操作中の状態が、概略的に示されている。それらの図において、２ａ、２ｂ及び２ｃは、それぞれ、被接合材料たる金属板であって、ここでは、その３枚が重ね合わされて、重合せ部４とされている一方、かかる重合せ部４が、その重合せ方向の両側から、拘束治具６ａ、６ｂにて挟持されることによって拘束されて、位置固定に保持され得るようになっている。また、そのような重合せ部４の面一とされた端面に対して、軸回りに高速回転せしめられ得る押圧工具の丸棒状の押圧ピン８の平坦な先端面が、対向位置せしめられ、そして、軸方向に移動させられて、重合せ部４における各金属板２ａ，２ｂ，２ｃの各端面に押し付けられ得るようになっている。なお、かかる押圧ピン８は、金属板２ａ〜２ｃよりも硬質の材質にて構成されている。

ここで、この端面接合方法にあっては、図１（ａ）に示されるように、押圧工具の押圧ピン８を、その軸回りに高速回転せしめつつ前進させ、その先端面を、重合せ部４の端面に当接し、更に押し付けるようにすることにより、そのような重合せ部４の端面を擦り、以て摩擦発熱させて、塑性流動を惹起せしめるようにするのである。そして、これによって、図１（ｂ）に示される如く、かかる重合せ部４の端面の表層部に、接合領域１０を形成して、複数の金属板２ａ、２ｂ、２ｃを、それらの重合せ部４の端面において接合せしめるのであり、更に、そのような端面接合操作を、重合せ部４の端面の延びる方向に従って、押圧ピン８を重合せ部４に対して相対的に移動させることにより、重合せ部４の端面の全体（全長）に亘って、端面接合が実現されるのである。

また、かかる図１（ａ）及び（ｂ）に示される例にあっては、重合せ部４の先端部が拘束治具６ａ、６ｂから所定長さ突出せしめられており、これによって、押圧ピン８の拘束治具６ａ、６ｂに対する接触乃至は干渉が効果的に回避され得るようになっているのであり、更には、その突出部分の重合せ部位が撹拌され易くなる特徴も発揮する。そして、このような重合せ部４の突出長さとしては、適宜に決定されるものであるが、一般に１〜２ｍｍ程度までの突出長さで充分である。

なお、このような端面接合操作において、金属板２ａ〜２ｃとしては、各種金属材質のものが用いられ得るものであるが、中でも、アルミニウムやアルミニウム合金、銅や銅合金等の、比較的に軟質の材料からなる金属板材が、有利に用いられ、また、同材質の板材の組み合わせにおいて、有利に用いられることとなる。そして、そのような金属板２ａ、２ｂ、２ｃの厚さが、それぞれ１ｍｍ以下の場合において、更に、それら金属板２ａ、２ｂ、２ｃの重合せ部４の厚さ（金属板２ａ、２ｂ、２ｃの合計厚さ）が、３ｍｍ以下の場合において、本発明が有利に適用され、それによって、本発明の特徴がよりよく発揮され得ることとなる。

また、図２（ａ）及び（ｂ）には、本発明に従う端面接合方法の一例が示されており、そこにおいては、押圧工具が、軸回りに回転せしめられる、金属板２ａ〜２ｃよりも硬質の押圧ローラ１２を有している。そして、この押圧ローラ１２が、その軸回りに高速回転させられつつ、その周面において、金属板２ａ〜２ｃの重合せ部４の端面に押し付けられることによって、かかる端面が擦られ、以て、そこに、摩擦発熱が惹起させられることとなるのである。また、それによって、塑性流動が惹起されて、そのような重合せ部４の端面部位の表層部分に、接合領域１０が形成されるようになるのである。そして、そのような接合領域１０は、図２（ｂ）に示されるように、重合せ部４に対して押圧ローラ１２を相対的に移動せしめることによって、重合せ部４の端面の延びる方向に沿って形成され、以て、金属板２ａ〜２ｃの接合が実現されるのである。

なお、かかる図２に示される押圧ローラ１２においては、重合せ部４の端面に当接、押圧せしめられる周面（ローラ面）に、２条の凹溝１４ａ、１４ｂが周方向に設けられており、それら凹溝１４ａ、１４ｂは、それぞれ、重合せ部４における金属板２ａ、２ｂ及び金属板２ｂ、２ｃの重合せ界面に対応して位置するように、且つ接合方向に（端面における重合せ界面に沿って）延びるように設けられている。そして、これによって、摩擦発熱によって軟化、更には塑性流動させられる材料を、それら凹溝１４ａ、１４ｂ内に収容して、バリとして外部に排出されるのを、効果的に抑制し得るようになっている。

また、そこでは、図２（ｂ）に示されるように、押圧ローラ１２の回転方向が、押圧ローラ１２と重合せ部４との相対的移動方向に対して、押圧ローラ１２の回転方向が、それらの接触部において、互いに逆方向となるようにされており、これによって、より一層有効な摩擦熱を容易に発生させ得るようになっている。

ところで、図３（ａ）及び（ｂ）には、接合せしめられる母材たる金属板２ａ〜２ｃの重合せ部４と押圧ローラ１２との相対的進行方向と、かかる押圧ローラ１２の回転方向との異なる二つの形態が、概略的に示されている。そこにおいて、（ａ）には、図２の場合と同様に、母材の相対的進行方向とは逆方向に回転させた押圧ローラ１２が、重合せ部４の端面に押し付けられるようになっており、これによって、塑性流動させられる材料（母材）が、押圧ローラ１２の前方側に吐き出されるようになるが、母材の相対的進行速度とローラの回転速度とをバランスさせることによって、そのような母材の吐出し量が、極力低減せしめられるようにされる。一方、（ｂ）においては、母材の相対的進行方向に対して、押圧ローラ１２は、順方向に回転させられて、かかるローラ１２が重合せ部４の端面に押し当てるようにされることとなるが、その際、ローラの後方には、塑性流動化された材料（母材）が吐き出されるようになるところから、適当な抑え治具を、押圧ローラ１２の後方に配して、そのような吐き出された母材を押さえ付けるようにすることも、有利に採用されることとなる。なお、その際、母材の相対的進行速度と回転ローラ１２の回転速度とは異ならしめられ、これによって、接触界面において擦り作用が生じて、摩擦発熱が惹起せしめられることとなる。

さらに、図４に示される端面接合方法の参考例によれば、円盤形状に成形された２枚の金属板２ａ、２ｂが重ね合わされて、その重合せ部の端面に対して、押圧工具の押圧ヘラ部材１６による接合操作が施されるようになっている。

具体的には、円盤状の金属板２ａ、２ｂは重ね合わされ、そして、その重ね合わされた金属板２ａ、２ｂの両側から、同じく円盤形状の拘束治具６ａ、６ｂにて挟持されて、拘束保持せしめられた状態下において、そのような円盤形状の中心を回転中心として、高速回転せしめられ得るようになっている。一方、それら金属板２ａ、２ｂよりも硬質な材質からなる板状の押圧ヘラ部材１６が、その先端部において、高速回転せしめられている、重ね合わされた金属板２ａ、２ｂの端面に対して、それら端面に跨るようにして、所定の荷重の下に押し付けられ得るようになっており、これによって、２枚の金属板２ａ、２ｂの端面の表層部位を摩擦発熱により塑性流動させて、それら２枚の金属板を、その円盤形状の全周に亘って端面接合することが、可能とされているのである。

なお、本発明にあっては、重合せ部４の端面に接触（当接）されて、押圧せしめられる上例の押圧ローラ１２のローラ周面の形状としては、適宜の形状が選定されることとなるが、中でも、図５に示される如き形状が、特に有利に採用されることとなる。

すなわち、図５において、押圧ローラ１２のローラ幅（軸方向長さ）や押圧ヘラ部材１６の先端部幅（端面当接幅）は、何れも、重合せ部４の端面幅と実質的に同一か、或いはそれよりも大なる幅とされている一方、（ａ）の例では、ローラ周面や先端部が台形形状の断面とされて、重合せ部４の端面に押し付けられ得るようになっているのであり、これによって、端面と押圧工具との間の接触面積を大ならしめ得て、効果的に摩擦発熱させることが出来ると共に、端面の中央部位が最も撹拌され易くなる利点があり、また、（ｂ）及び（ｃ）の例においては、金属板２ａ、２ｂの重合せ界面及び金属板２ｂ、２ｃの重合せ界面にそれぞれ対応して位置するように、重合せ部４の端面の接合方向乃至は相対的回転／移動方向に延びる凹溝１４ａ、１４ｂが設けられており、これによって、摩擦発熱により軟化され、塑性流動せしめられる材料が、そのような凹溝１４ａ、１４ｂ内に効果的に収容されるようにして、外部に排出されるのを抑制乃至は阻止することにより、バリの発生を効果的に抑制することが出来る特徴を発揮する。

また、図５（ｄ）の例においては、そのような凹溝１４ａ、１４ｂが、一体となって、大きな凹溝１４が形成されているところに、大きな特徴を有している。この凹溝１４は、図より明らかな如く、重合せ部４の厚さよりも大きな開口幅を有するように形成されており、この凹溝１４内に、重合せ部４の先端部が収容されて、摩擦発熱せしめられることにより、バリの排出が最小限に抑えられ得るようにして、健全な接合状態が得られることとなる。そして、このような大きな開口幅を有する凹溝１４の配設は、金属板２ａ〜２ｃの重合せ部４の先端部における重合せ界面に隙間が存在している場合においては、そのような先端部を自動的にギャップなく拘束しつつ、効果的に摩擦発熱させて、安定な接合状態を有利に得ることが出来るのである。なお、この例においては、上記の如き効果を有利に奏せしめるべく、重合せ部４の拘束治具６ａ、６ｂからの突出量が、前記（ａ）〜（ｃ）の場合よりも充分に大きくなるように設定されることとなる。

特に、図５の（ｂ）〜（ｄ）の例において形成された凹溝１４ａ、１４ｂは、何れも、山形（三角形）の形状を呈し、その最深部位乃至は最高部位が、金属板２ａ、２ｂ及び２ｂ、２ｃの重合せ界面に位置するようにして、接合操作が行われ得るようになっており、これによって、上記した利点が更に良好に発揮せしめられ得るようになっている。

また、本発明に従って、金属板２ａ〜２ｃの重合せ部４の端面を、その端面の延びる方向に沿って接合せしめるに際しては、前記した押圧工具の押圧ピン８、押圧ローラ１２、又は押圧ヘラ部材１６の接触、押し付けに先立って、重合せ部４の端面が予熱せしめられるようにすることが望ましく、これによって、より有効な塑性流動が促進され得ることとなり、以て、本発明の目的を有利に達成することが出来る。なお、そのような予熱の手段としては、公知の加熱方式が適宜に採用され、例えば、接合部位の接合方向前方側の重合せ部４（端面を含んで）に対して、高周波誘導加熱、アーク、レーザー、抵抗発熱、雰囲気加熱等によって予熱せしめる方式が、適宜に採用されることとなる。また、本発明を適用した連続的な接合ラインを採用する場合には、重合せ部４の端面に対して、複数箇所において、本発明に従う端面接合操作を繰り返し、その際、押圧工具の押し付け量を段階的に増大させることにより、接合部位（端面）における接合深さを増大させることも、可能である。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも、例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

例えば、上記の実施形態では、接合されるべき複数の被接合材料として、板材である金属板２ａ〜２ｃを用いた例において、本発明の説明が為されているが、それら被接合材料は、２枚や３枚の場合のみならず、４枚以上を重ね合わせて接合することが可能であり、また、そのような被接合材料の形状としても、板材に何等限定されるものではなく、本発明に従う端面接合操作が施される重合せ部が、全体として板状を呈する限りにおいて、他の部位が如何なる形状に加工された部材も、採用可能である。

また、重合せ部４の端面に対する押圧工具の押圧ピン８、押圧ローラ１２、又は押圧ヘラ部材１６の押圧荷重としては、端面における摩擦発熱の程度を考慮して、安定な接合状態が得られるように適宜に選定されるものであり、同様に、重合せ部４と押圧工具（８、１２、１６）との間の相対的な回転及び／又は移動の速度としても、有効な摩擦発熱が惹起され得るように、適宜に選定されることとなる。

さらに、押圧工具における押圧ピン８、押圧ローラ１２又は押圧ヘラ部材１６の材質としては、接合されるべき複数の被接合材料（２ａ〜２ｃ）の材質に応じて、それよりも硬質のものが適宜に用いられ、例えば、被接合材料がアルミ材質や銅材質の如き軟質材料からなるものである場合にあっては、そのような押圧工具には、鋼材質のものが有利に用いられることとなる。

更にまた、例示の具体例では、摩擦発熱が、重合せ部４と押圧工具（８、１２、１６）との間の相対的回転操作によって惹起されているが、これに代えて、或いはこれと共に、それら重合せ部４と押圧工具（８、１２、１６）とを相対的に移動、特に往復移動させるようにすることによって、摩擦発熱させることも可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施の態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、また、言うまでもないところである。

実施例 １
厚さが１ｍｍのアルミニウム板（６０１６−Ｔ４）を、幅：２００ｍｍ×長さ：３００ｍｍのサイズの角型ハット断面形状にプレス加工したものを、母材として用い、その２つのものの両側のツバ部の端部：５ｍｍを重ね合わせて、２枚の拝み継手形態となるように組み合わせる一方、そのツバ部の重合せ部を、重合せ方向両側から、厚さ：５ｍｍの鋼板にて挟んで拘束した。

次いで、かかる重合せ部の端面に対して、直径：２０ｍｍの円筒型鋼製回転工具を、回転数：１５００ｒｐｍにおいて軸回りに回転させつつ、その回転周面において押し当てて、摩擦発熱させると共に、その当接部位において塑性流動させて、それら重合せツバ部の接合を図る一方、ツバ部の長手方向に１ｍ／分の速度で移動させて、かかる重合せ部の端面に沿って接合操作を実施した。

このようにして得られた角型ハット断面形状のプレス加工品の接合物は、そのツバ部の端面に沿って、接合部が形成されて、自動車用電装部品カバーとして、充分な接合強度を有するものであった。

参考例 １
厚さ：０．４ｍｍのアルミニウム板（３００３−Ｈ）を用いて、円筒ハット形状のプレス加工品と、外径が３０ｍｍの円盤を形成した。また、同材質の厚さ：０．２ｍｍの仕切板を準備した。

次いで、かかる準備された円筒ハット形状のプレス加工品と円盤とを、それらの間に、上記の仕切板を介して重ね合わせ、そのツバ部の端部の３ｍｍを３枚重ねの拝み継手構造として、鋼製のリングで固定すると共に、更に旋盤に取り付け、固定した。そして、３０００ｒｐｍの速度で回転させる一方、その重合せ部の端面に対して、幅が１ｍｍのヘラ状の鋼製工具を２００ｋＮの荷重にて押し当てながら、１００ｍ／分の等速にて５周分擦り、摩擦発熱させて、端面の接合を行なった。

かくして得られた端面接合品を、電池ケースとして耐圧試験に供したところ、危険な破裂を避けるために設定された目的荷重において、その接合部を破断させることが可能であることを認めた。

参考例 ２
外径をそれぞれ１６０ｍｍとして、厚さが０．１ｍｍのアルミニウム円板（Ｗ６４Ｃ−Ｈ１４）を厚さが０．２ｍｍのアルミニウム円板（ＸＷ８６１−Ｈ１４）にて両側から挟み、更に、その外側に、厚さが１ｍｍアルミニウム円板を配置してなる、５枚の重合せ円板物を、鋼円盤にて両側から挟み、その突出し量を０．６ｍｍとして、汎用旋盤に取り付けた。

次いで、回転数：６４０ｒｐｍにて回転せしめる一方、ヘラ状の押付け工具を、上記の重合せ円板物の突出し端面に対して１５秒間押し付け（押付け量：０．３ｍｍ）、該重合せ円板物の端面に沿って、接合速度：３２０ｍ／分にて端面接合を行なった。

かくして得られた端面接合物の断面組織の拡大写真を図６に示すが、この図６より明らかな如く、かかる端面接合物の端面の表層部は、一体的な組織構造となっており、それは、上記の接合操作にて材料が塑性流動した結果であるものと認められた。

重合せ材料の端面接合方法の参考例を示す概念図であって、（ａ）は端面接合前の状態、（ｂ）は端面接合操作中の状態を、それぞれ断面形態において示している。 本発明に従う重合せ材料の端面接合方法の一例を示す概念図であって、（ａ）は端面接合前の状態、（ｂ）は端面接合中の形態を側面から見た状態を、それぞれ断面形態において示している。 本発明に従う方法において、押圧ローラの回転方向の異なる例を示すものであって、（ａ）は、押圧ローラが接合の進行方向に対して逆方向に回転せしめられている状態、（ｂ）は、押圧ローラが接合方向に対して順方向に回転せしめられている状態を、それぞれ示す側面説明図である。 重合せ材料の端面接合方法の参考例の一つを示す説明図である。 本発明における押圧工具と重合せ部の端面との各種の当接形態を示す断面説明図であって、（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、押圧ローラのローラ周面及び押圧へラ部材の先端部の異なる断面形状を示している。 参考例２において得られた端面接合物の組織を示す断面拡大写真である。

符号の説明

２ａ、２ｂ、２ｃ 金属板
４ 重合せ部
６ａ、６ｂ 拘束治具
８ 押圧ピン
１０ 接合領域
１２ 押圧ローラ（回転ローラ）
１４ａ、１４ｂ 凹溝
１６ 押圧ヘラ部材

Claims (7)

1. 複数の被接合材料を重ね合わせて、その重合せ部の面一とされた端面において、それら被接合材料を相互に接合せしめる方法にして、
   該重合せ部を両側から拘束して保持する一方、軸回りに回転せしめられる、該被接合材料よりも硬質の押圧ローラを回転させつつ、その周面において、前記重合せ部における各被接合材料の各端面に跨るように押し付け、そして、該重合せ部の端面の延びる方向に、相対的に移動せしめることにより、該押圧ローラの周面にて該重合せ部の各被接合材料の各々の端面を擦って摩擦発熱させ、塑性流動を惹起せしめることによって、前記複数の被接合材料をそれらの重合せ部の端面において接合するようにしたことを特徴とする重合せ材料の端面接合方法。
2. 前記重合せ部の端面に接触する前記押圧ローラの周面に、該重合せ部の重合せ界面に対応して位置するように、該端面に沿って延びる凹溝が、設けられている請求項１に記載の重合せ材料の端面接合方法。
3. 前記重合せ部の端面に接触する前記押圧ローラの周面に、該重合せ部の厚さよりも大きな開口幅を有する凹溝が、該端面に沿って延びるように設けられ、該凹溝内に、該重合せ部の端部が収容されて、摩擦発熱せしめられるようになっている請求項１又は請求項２に記載の重合せ材料の端面接合方法。
4. 前記重合せ部が、その重合せ方向における両側から拘束治具により挟持されて、拘束される一方、該両側の拘束治具よりも突出した状態とされ、その突出せしめられた重合せ部における各被接合材料の各々の端面に対して、前記接合操作が実施される請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の重合せ材料の端面接合方法。
5. 前記重合せ部の厚さが、３ｍｍ以下である請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の重合せ材料の端面接合方法。
6. 前記重合せ部における前記被接合部材の厚さが、１ｍｍ以下である請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の重合せ材料の端面接合方法。
7. 前記重合せ部の端面が、前記押圧ローラとの接触に先立って、予熱せしめられる請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の重合せ材料の端面接合方法。
   

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