JPH1190654A

JPH1190654A - 構造体および摩擦攪拌接合方法

Info

Publication number: JPH1190654A
Application number: JP10158797A
Authority: JP
Inventors: Masakuni Esumi; 昌邦江角; Kinya Aota; 欣也青田; Yasuo Ishimaru; 靖男石丸; Takeshi Kawasaki; 健川崎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 1999-04-06
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: US20020081148A1; EP0893190A3; DE69834454D1; JP3589863B2; US6527470B2; US20020081149A1; US20010007717A1; KR19990014053A; EP0893190A2; CN1203955C; US6530713B2; US6533493B2; CN1212194A; US6193137B1; EP0893190B1; DE69834454T2

Abstract

(57)【要約】【課題】部材の接合を摩擦攪拌接合で施工する場合にお
いて、接合による継ぎ手部の隙間の発生を押さえ、良好
な接合部を得る継ぎ手形状を提供する。【解決手段】部材１０、１１の接合部の突合わせ面を傾
斜面１２とする。上方から摩擦攪拌接合を行う。接合ビ
ード３０に接続して、または近接して傾斜面１２が位置
するように接合を行う。傾斜面１２があるので、部材の
流出を抑制でき、接合部の曲がりを抑制できる。また、
接合の始端、終端にタブを配置して、接合を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦攪拌接合に関
するものであり、その継ぎ手形状およびその接合方法に
関するものである。例えば、鉄道車両や建築物等に使用
されるアルミニウム合金製の部材の接合に適した摩擦攪
拌接合に関するものである。

【従来の技術】摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した
丸棒（回転体という。）を回転させながら接合線に沿っ
て移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動させ、
固相接合する方法である。回転体は、接合部に挿入する
小径部と、外部に位置する大径部とからなる。小径部と
大径部は同軸である。大径部側を回転させる。小径部と
大径部の境は、接合部に若干挿入されている。摩擦攪拌
接合方法による接合は突合わせ部、重ね部に適用され
る。これは特表平７−５０５０９０号公報（ＥＰ０６１
５４８０Ｂ１）、Welding & Metal Fabrication, Janua
ry 1995 １３頁から１６頁に示されている。特開平９
−３０９１６４号公報（ＥＰ０７９７０４３Ａ２）は
中空形材の摩擦攪拌接合に関するもので、２つの面板を
接続するリブを中心として摩擦攪拌接合を行うことが示
されている。また、接合部の面板に凸部を設けている。
なお、このものは本願発明の最初の出願の後の公開であ
る。

【発明が解決しようとする課題】摩擦攪拌接合は、接合
用工具の回転体を被接合部材に挿入するので、被接合部
材に大きな力が働く。これに対し、従来行われているア
ーク溶融溶接では、溶接部を溶融し接合するため、摩擦
攪拌接合作業時に働く力は発生しない。このため、摩擦
攪拌接合方法を従来のアーク溶融溶接用Ｉ形継ぎ手形状
に適用すると、継ぎ手に隙間が発生し、良好な接合を得
ることができない。これを具体的に図１８から図２０に
よって説明する。接合する２つの部材（例えば、アルミ
ニウム合金）３１０、３１１は、実質的に接合部の厚さ
が等しく、互いに平行で、且つ、垂直な突合わせ面３１
３を有する。突合わせ面３１３同士を接触させた状態
で、部材を３１０、３１１をベッド４０に固定した状態
で、摩擦攪拌接合を行う。下端に小径の凸部２１を有す
る丸棒からなる接合用工具の回転体２０を回転させなが
ら、継ぎ手部に凸状の小径部２１を挿入し、この状態で
回転体２０を部材３１０、３１１の突合わせ部に沿って
移動させて接合する。小径部２１とその上方の大径部２
０ａとの実質的に平らな境２０ｂは部材３１０、３１１
の上面よりもわずか下方に位置している。小径部２１の
長さは部材３１０、３１１の厚さよりも小さいので、接
合は部材３１０、３１１の上面側のみ行われる。つま
り、非貫通の摩擦攪拌接合が行われる。図１９におい
て、回転体２０の近傍は塑性流動状態となっている。こ
の塑性流動領域３０の塑性流動体は表面に排出されよう
とするが、この大部分は境２０ｂによってその動きは抑
制される。その結果、部材３１０、３１１の突合わせ面
３１３に下向きおよび横方向の力が働く。このため、塑
性流動領域３０の塑性流動体は突合わせ面３１３、３１
３の間の下方に押し出され、突合わせ面３１３、３１３
の隙間が拡大する。この結果、図２０のように、塑性流
動領域３０の下方に塑性流動体３１が流出し、その下方
に拡大した隙間３１３ｓが発生する。また、塑性流動領
域３０には流出した塑性流動体３１の体積分が不足する
ので、塑性流動領域３０には欠陥である空孔３８０が発
生する。このように正常な接合ができない。なお、塑性
流動領域３０は実質的に接合ビード３０となる。発明者
は種々な実験により上記現象を発見したものである。上
記のような非貫通のＩ形継ぎ手形状においては、接合前
の突合わせ面３１３、３１３の隙間が0.2ｍｍ以上ある
場合は良好な接合ができないことを発見した。また、摩
擦攪拌接合は上記のように突合わせ面３１３、３１３の
隙間が極めて小さいことを前提にしている。大型構造
物、例えば、鉄道車両の車体のように、約２５ｍの押し
出し形材を摩擦攪拌接合する場合は、押し出し形材の精
度から隙間は大きくなり、接合が困難である。また、中
空形材を接合する場合は、面板が凹み、良好な接合がで
きない。また、接合の開始点は良好な接合が困難であ
る。また、接合の終了点でも同様である。本発明の第１
の目的は、良好な摩擦攪拌接合が得られるようにするこ
とにある。本発明の第２の目的は、中空形材のような部
材を良好に接合できるようにすることにある。本発明の
第３の目的は、中空形材のような部材を軽量にすること
にある。本発明の第４の目的は、接合の開始点、終了点
において、良好な接合を行えるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、２つ
の部材を接合する突合わせ面に傾斜面を設け、この傾斜
面の近傍を摩擦攪拌接合で接合すること、によって達成
できる。第２の目的は、一方の中空部材の端部にＶ状の
突出部を設け、他方の中空部材の端部に前記突出部が入
る凹部を設けること、によって達成できる。第３の目的
は、一方の中空部材の２つの面板を接続するリブと他方
の中空部材の２つの面板を接続するリブとの間隔よりも
大きな径の回転体で摩擦攪拌接合すること、によって達
成できる。第４の目的は、接合の開始点、終了点にタブ
を配置して、これを含めて接合すること、によって達成
できる。

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１から図１０
により説明する。図１から図７は基本構成を示すもので
ある。被接合部材の金属部材１０、１１の材料は例えば
アルミニウム合金製である。いずれも図８から図１０に
示す鉄道車両の車体へ適用できる。図１および図２の実
施例を説明する。接合する部材（例えば、アルミニウム
合金製）１０、１１の突合わせ面の全面に傾斜面１２を
設けている。部材１０、１１の上面側の突合わせ部に、
回転体２０の小径部２１の中心が位置する。回転体２０
は大径の丸棒の先端に小径の小径部２１を設けたもので
ある。接合は回転体２０を回転させて部材１０、１１に
挿入して、接合線に沿って移動させて行う。回転体２０
の大径部２０ａと小径部２１との境２０ｂは大径部２０
ａ側に凹んだ円弧状になっている。小径部２１はねじで
ある。接合作業時において、回転体２０の軸心は回転体
２０の移動方向に対して大径部２０ａ側が後方に傾斜し
ている。このため、境２０ｂの後端は部材１０、１１に
入っているが、前端は部材１０、１１の上方に位置して
いる。前記「後端」、「前端」等は回転体２０の移動方
向を基準としている。小径部２１の先端は部材１０、２
１を貫通していない。接合にあたって、部材１０、１１
はベッド４０に万力や装置で上方から押さえられて拘束
されている。部材１０、１１の水平方向の間隔は小さく
して、傾斜面１２を接触させるか、突合わせ面の隙間は
できるだけ小さくしている。傾斜面１２の接触は、部材
１０を部材１１に向けて（図１において左右方向）押し
付けることによって行う。接合作業時には回転体２０の
左右を上方からベッド４０に押さえている。傾斜面１２
は実質的に接触しているので、下方に流出する塑性流動
体の流れが抑制される。このため、部材の流出による隙
間の発生を抑制し、図２に示すような良好な摩擦攪拌接
合が可能となる。３０は摩擦攪拌接合による接合ビード
である。図２の接合ビード３０の形状は模式的に示す。
上方側の部材１０の接合ビード３０の部分は下側の部材
１１の傾斜面１２で支えられている。このため、摩擦攪
拌接合作業時に作用する大きな垂直力によって、接合ビ
ード３０の近傍の部材１０が曲がることがないものであ
る。これは、部材１１から傾斜面１２を除けば、容易に
理解できるであろう。また、傾斜面１２を有するので、
部材１１は部材１０に対して上方に位置することができ
ないので、上面の高さのずれを少なくできる。特に、部
材１０、１１の傾斜面１２を接触できた場合に、効果が
大きい。これらによって、例えば、接合前の突合わせ面
の隙間が０.２ｍｍ以上でも良好な接合ができる。２つ
の部材１０、１１の接合によって構造体になる。傾斜面
１２は直線または上方に若干凸の円弧でもよい。突合わ
せ面の下方側の接合は部材を反転させて行うか、図５の
実施例のように行う。図３および図４の実施例は、部材
１０、１１の摩擦攪拌接合による接合部の突合わせ面は
垂直面１３とし、その下方を傾斜面１２としたものであ
る。少なくとも、接合ビード３０よりも下方に傾斜面１
２を有する。傾斜面１２は接合ビードに接触しているこ
とが望ましい。垂直面１３は部材１０、１１の上方の外
面に直交している。また、垂直面１３の上方には、部材
１０、１１の外面から外方（図３において上方）に突出
する突出部１４を設けている。突出部１４の形状は、２
つの突出部１４、１４を突き合わせると図３のように台
形状になる。接合中において、境２０ｂは部材１０、１
１の非突出部の外面よりも外方の位置にある。すなわ
ち、境２０ｂは突出部１４の頂きと非突出部との間、す
なわち、突出部１４内に位置している。回転体２０の移
動方向の前端は突出部１４、１４の上面よりも上方に位
置している。小径部２１の先端（図３において下端）は
傾斜面１２の上端に位置する。ｈ２≦ｈ１である。これ
によれば、図１の場合に比較して、接合部（接合ビード
３０）が垂直面であるので、小径部２１を中心として接
合部を対称にできるものである。また、部材１０、１１
の間の隙間が大きくても、突出部１４、１４を有するの
で、突出部１４、１４において塑性流動化した部材が垂
直面１３の隙間に流出する。このため、接合ビード３０
に空孔が発生することが無いものである。部材１０、１
１の端部を突合わせたとき、垂直面１３、１３同士は接
触しなくても、傾斜面１２、１２同士は接触するか、近
接するように、寸法管理している。なお、接合作業時に
おいて、回転体２０の小径部２１と大径部２０ａとの境
２０ｂの高さ位置は突出部１４内である。すなわち、境
２０ｂは高さｈ３の範囲内に位置する。突出部２０ａの
中心は垂直面１３に位置する。２つの突出部１４、１４
の上端の幅Ｌ１は回転体の大径部２０ａの径よりも大き
い。これは小径部２１の位置が垂直面に対してずれた場
合を考慮している。摩擦攪拌接合をした後、鉄道車両の
車体の外側である突出部１４、１４は切削する。回転体
２０の境２０ｂの高さ位置は前記のように突出部１４内
であるので、切削代を有する。このため突出部１４、１
４を切削すれば平面になり、凹みはない。このため、突
出部１４側を車体の外側にするのがよい。回転体２０に
よって、突出部１４、１４の金属は垂直面１３、１３の
隙間に移動し、埋める。このため、接合前の垂直面１
３、１３の隙間の許容値を約１ｍｍまで拡大できること
を、アルミニウム合金製の部材における実験により明ら
かにした。接合中において、小径部２１の下端の位置
は、部材１０、１１の突合わせ面の傾斜面１２と垂直面
１３との連結部より少し上方の垂直面１３に位置して
も、良好な接合が行われる。図５の実施例は、図１の実
施例の部材１０、１１を上下両面から同時に摩擦攪拌接
合を行うものである。部材１０、１１の上面側の突合わ
せ面に、上方の回転体２０の小径部２１の中心が位置す
る。部材１０、１１の下面側の突合わせ面に、下方の回
転体２０の小径部２１の中心が位置する。下方の回転体
２０の小径部２１は上方を向いている。２つの回転体２
０、２０の移動方向における位置を同一位置にした状態
で、２つの回転体２０、２０を同一速度で移動させ、摩
擦攪拌接合を行う。つまり、上方の回転体２０による荷
重（回転体２０を部材に挿入する力）の作用点と下方の
回転体２０による荷重の作用点とが大きく離れないよう
にする。これは部材１０、１１の曲がりを防止するため
である。下方の回転体２０の周囲にはベッド４０が無
い。上方の回転体２０の垂直方向にベッド４０が位置す
る。下方の接合において、部材１１の接合部は部材１１
の傾斜面で支えられているので、該部の曲がりが抑制さ
れる。図６の実施例は、部材１０、１１の上下の面側の
突合わせ面を垂直面１３、１３にしている。上方の垂直
面１３の垂直方向には下方の垂直面１３はない。両者の
間を傾斜面１２で接続している。上下の面に突出部１４
をそれぞれ有する。これによれば、上下の回転体２０、
２０の間隔は図５に比較して小さくできるので、部材１
０、１１の曲がりを少なくできる。図７の実施例は、部
材１０、１１の上下の面側の突合わせ面を垂直面１３、
１３にしている。上部の垂直面１３、１３の延長線上に
下部の垂直面１３、１３がある。上下の垂直面１３、１
３の間の突合わせ面は横向きのＶ状の斜面１２、１２で
ある。部材１１の端部はＶ状の凸部であり、部材１０の
端部はＶ状の凹部である。部材１０、１１の端部を突合
わせたとき、垂直面１３、１３同士は接触しなくても、
傾斜面１２、１２同士は接触するか、近接するように、
寸法管理している。例えば、凹部の傾斜面１２、１２の
間隔を凸部の傾斜面１２、１２の間隔よりも小さく設け
ている。これによれば、上方の回転体２０の下方に下方
の回転体２０が実質的に位置するので、部材１０、１１
の曲がりをより少なくできる。また、Ｖ状の傾斜面１２
によって、部材１０、１１は上下方向のずれが防止され
る。このため良好な摩擦攪拌接合が得られる。また、部
材１０のＶ状の凹部の底部、部材１１のＶ状の凸部の頂
部はなく、台形状にしている。また、部材１０、１１の
垂直面１５、１５との間に隙間１６を設けている。これ
によれば、上下の垂直面１３、１３の接触が容易になる
ものである。部材１０、１１の傾斜面１２によって摩擦
攪拌接合時の金属の流出を防止している。図２１のよう
に、傾斜面１２に相当する構成として、部材３４０、３
４１の外面に平行な面３４５、３４６を設け、これによ
って金属の流出を防止することが考えられる。しかし、
部材３４０の面３４５、３４５の間隔は、部材３４１の
面３５６、３５６の間隔よりも大きいことが必要であ
る。面３４５と面３５６との間には隙間がある。このた
め、この隙間に塑性流動体が流出し、欠陥が発生しやす
い。または、部材３４０のフランジ３４３、３４３が内
側に曲がる。突出部１４が無い場合はこの曲がりを見る
ことができる。突出部１４を設ける場合は前記隙間を考
慮して、突出部１４を大きくしておくことが必要で、高
価になる。図７の実施例において、部材１０、１１の間
隔が離れた場合は、同様なことが発生するが、斜面があ
るので、強度的に強くなり、部材１０の端部の曲がりが
少なくなるものである。以上のように、図２１の形状の
場合、次の２つの隙間が発生しやすい。その１つは、面
３４５、３５６の間の隙間である。他の１つは、フラン
ジ３４３の先端(垂直面)と形材３４１の接合面(垂直面)
との間の隙間である。この２つの隙間が摩擦攪拌接合に
大きく影響を与える。これを考慮したのが、特に図７か
ら図１３の実施例である。すなわち、傾斜面１２を接触
するようにしているので、隙間は垂直１３の隙間にのみ
になり、接合条件を良好にできる。図８から図１５の実
施例は、鉄道車両の車体への適用例を示すものである。
図１０において、鉄道車両の車体は、車体の側面を構成
する側構体５０、上面の屋根構体５１、下面の床構体５
２、長手方向の端部の妻構体５３から構成される。側構
体５０は押し出し形材６０、７０を並列に複数並べ、そ
の突合わせ部を摩擦攪拌接合により接合して構成してい
る。屋根構体５１、床構体５２も側構体５０と同様に構
成される。側構体５０と屋根構体５１との接合、側構体
５０と床構体５２との接合はＭＩＧ溶接等で行う。図８
および図９において、押し出し形材６０、７０は図１か
ら図７の実施例の部材１０、１１にそれぞれ相当する。
押し出し形材６０、７０は、車体の外面を構成する面板
６１、７１、車内側の複数のリブ６２、６３、７２、７
３、リブの先端に設けた面板６５、６６、７５、７６か
らなる。リブ６３、７３、面板６６、７６は押し出し形
材６０、７０の幅方向に沿って複数ある。面板６５、６
６、７５、７６には柱（側構体５０の場合。図示せ
ず）、垂木（屋根構体５１の場合。図示せず）、横梁
（床構体５２の場合。図示せず）や、各種の部品の取り
付け座を溶接する。継ぎ手の形状は実質的に図７と同様
である。図７の実施例と同様に上下両面を同時に摩擦攪
拌接合を行う。上方の回転体２０を支えるローラ（図示
せず）は面板６５、７５に載る。形材６０の一端は凸の
台形状であり、形材７０の一端は凹の台形状である。形
材６０の他端は形材７０の前記一端の形状または形材６
０の前記一端の形状である。２つの形材を組み合わせる
ことができるようになっている。押し出し形材６０、７
０は上記のように２面構造である。一方の面は面板６
１、７１であり、他方の面は面板６５、６６、７５、７
６である。このように２面構造に対して外側から摩擦攪
拌接合を行うと、この接合時の前記垂直荷重によって接
合部の面板が他方の面板側に向けて曲がることが考えら
れる。しかし、図８の継ぎ手形状であると、押し出し形
材６０の端部にリブ６２があり、この部分の上部、下部
を摩擦攪拌接合しているので、形材６０、７０の接合部
に曲がりは生じないものである。つまり、リブ６２は摩
擦攪拌接合時の垂直荷重を受ける支えになる。つまり、
垂直面１３、１３を接続する線上にリブ６２がある。一
方、形材７０はリブ６２の斜面に載っており、また接合
部の近傍にリブ７２があるので、形材７０の接合部に曲
がりは生じないものである。このことは図１９と比較す
れば理解できるであろう。つまり、リブ６２の板厚の延
長線の範囲内に垂直面１３、１３がある。前記範囲内に
接合ビード３０、３０の少なくとも一部が位置する。上
記継ぎ手は、面板６５、６６、６６（７５、７６、７
７）を接続した中空の押し出し形材にも適用できるもの
である。側構体５０を製作した後、突出部１４を切削
し、外面を平滑にする。車内側の突出部１４の切削は必
ずしも必要ではない。その後、塗装して仕上げてもよい
が、塗装しない場合について説明する。その後、ヘアラ
イン加工、または透明な塗装を行う。摩擦攪拌接合であ
るので、ＭＩＧ溶接に比べて接合部を目視で確認するこ
とができない。このため、地肌を見ることができても、
側構体の見栄えをよくできるものである。安価にでき
る。側構体５０と、屋根構体５１、床構体５２、妻構体
５３との溶接部は、側構体側であっても見えにくい位置
とする。二面構造体の一つの中空押し出し形材の継手を
図１１から図１２によって説明する。中空押し出し形材
１００（１１０）は実質的に平行な２つの面板１０１、
１０２（１１１、１１２）と、両者を接続する複数のリ
ブ１０３、１０６（１１３、１１６）と、接合部の端部
において形材１００、１１０の厚さ方向に突出した突出
部１０４（１１４）と、端部のリブ１０６から相手の形
材１１０に向けて突出した突出片１１７、１１７と、か
らなる。リブ１０３、１１３は形材１００、１１０の幅
方向に沿って複数ある。リブ１０３（１１３）は面板１
０１、１０２（１１１、１１２）に対して傾斜してい
る。リブ１０６（１１６）は面板１０１、１０２（１１
１、１１２）に対して直交している。１０９、１１９は
中空部である。形材１００、１１０の端部には垂直面１
２１、傾斜面１２２がそれぞれある。垂直面１２１は面
板１０１、１０２、１１１、１１２の端部にある。形材
１１０の傾斜面１２２は突出片１１７の面板側の面にあ
る。形材１００の傾斜面１２２は突出片１１７を受け入
れる凹部にある。傾斜面１２２は垂直面１２１を形材の
厚さ方向に入った位置から傾斜している。突出部１１７
は形材１１０の垂直面１２１よりも形材１００の幅方向
の外方（形材１００側）に突出している。突出部１０
４、１１４はそれぞれの面板１０１、１０２、１１１、
１１２の端部にある。形材１１０のリブ１１６は接合部
の延長線上に位置している。リブ１１６の板厚の中心の
延長線上に回転体２０の軸心が位置することを想定して
いる。形材１１０の垂直面１２１は、リブ１１６の板厚
の中心よりも若干形材１１０の幅方向の中心側に位置し
ている。リブ１１６の板厚の延長線の範囲内に２つの垂
直面１２１がある。リブ１１６の板厚はリブ１０６の板
厚よりも厚い。形材１００、１１０を組み合わせて傾斜
面１２２、１２２を接触させたとき、形材１００の垂直
面１２１と形材１１０の垂直面１２１の間に若干の隙間
があるように設けている。例えば、凹部の傾斜面１２
２、１２２の間隔を凸部の傾斜面１２、１２の間隔より
も小さく設けている。あるいは、傾斜面１２２の隙間は
小さくなるように設けている。形材１００にリブ１０６
があるので、端部に突出部１０４や傾斜面１２２の厚肉
部を精度よく容易に製作できるものである。また、形材
１００の傾斜面１２２とリブ１０６との接続部１２５
は、形材１００の傾斜面１２２の延長線よりも面板１０
１、１０２側に凹んでいる。これによって、突出片１１
７とリブ１０６との接触を防止でき、垂直面１２１から
リブ１０６までの距離を短くできる。このため、形材１
００の端部の断面積を小さくでき、軽量化を図ることが
できる。図１３の実施例はリブ１０６とリブ１１６ｂと
の間の中間に突合わせ部が位置するようにしたものであ
る。形材１００の垂直面１２１からリブ１０６までの距
離と形材１１０の垂直面１２１からリブ１１６ｂまでの
距離は実質的に同一である。２つのリブ１０６、１１６
ｂの板厚は同一である。２つのリブ１０６、１１６ｂの
間隔Ｌ５は小径部２１の径よりも大きく、大径部２０ｂ
の径Ｄ１よりも小さい。突出部１０４の幅（形材の幅方
向に同一）と突出部１１４の幅は同一である。垂直面１
２１、１２１を光学センサで検出して、回転体２０の軸
心を垂直面１２１、１２１の中間に位置させて摩擦攪拌
接合を行う。結果的に、回転体２０の軸心は２つのリブ
１０６、１１６ｂの中間に位置することになる。また、
回転体２０の軸心は突出部１０４、１１４の幅の中間に
位置することになる。接合ビードの中心は２つのリブ１
０６、１１６ｂの中間にできる。回転体２０の大きさお
よび位置、その他の構成は前記実施例のとおりである。
これによれば、接合作業時の荷重は２つのリブ１０６、
１１６ｂで負担するので、リブ１１６ｂの板厚を図１２
の実施例よりも薄くできる。このため、２つのリブ１０
６、１１６ｂの板厚の合計値を図１２の実施例よりも小
さくできる。このため、軽量にできる。また、図１２の
実施例ではリブ１０６、１１６のうちリブ１１６に集中
的に荷重がかかるので、リブ１１６が曲がりやすい。し
かし、図１３の実施例では２つのリブ１０１、１１６ｂ
に略同様に荷重がかかるので、リブ１０１、１１６ｂの
曲げ変形が発生しにくい。リブ１０６から回転体２０の
軸心までの距離と、リブ１１６ｂから回転体２０の軸心
までの距離とは実質的に同一にするのがよい。２つのリ
ブ１０６、１１６ｂの間隔Ｌ５は回転体２０の大径部２
０ａの径Ｄ１よりも小さい。このため、大径部２０ａに
よる荷重はリブ１０６、１１６ｂに加わり、面板１０
１、１１１の曲げ変形が少なくなる。回転体２０の位置
の誤差を考慮して、突出部１０４、１１４の幅Ｌ１は大
径部２０ａの径Ｄ１よりも大きく作るので、Ｌ１>Ｄ１
である。また、摩擦攪拌接合が終了すると、大径部２０
ａ、小径部２１に沿ってそれよりも若干大きい接合ビー
ドができる。その後、一方の面または両方の面の突出部
１０４、１１４を面板１０１、１１１、１０２、１１２
に沿って切削する。残った突出部１０４、１１４には大
径部２０ａの接合ビードが残る。この接合ビードの大き
さ（径）はＬ５よりも大きい。接合ビードのの中心は２
つのリブ１０６、１１６ｂの中心（実質的に）にあると
いえる。また、接合前の形材１００、１１０において、
垂直面１２１、１２１からリブ１０６、１１６ｂまでの
距離（≒Ｌ５／２）は突出１０４、１１４の幅（≒Ｌ１
／２）よりも小さい。リブ１０６、１１６ｂは垂直面１
２１、１２１よりも形材の幅方向の他端側にある。上記
の大径部２０ａの径Ｄ１、大径部２０ａによる接合ビー
ドの大きさ、リブ１０６、１１６ｂの位置は、形材１０
０、１１０の幅方向において突出部１０４、１１４の範
囲内にあるといえる。形材１００、１１０は傾斜面１２
２を有するが、突出片１１７があれば、従来の図２１の
ようであってもよい。図１４の実施例は、図１３の実施
例に比べて、面板１１２の側の突出片１１７をリブ１０
６側に設置したものである。図１５の実施例は、接合部
の２つのリブ１０６ｃ、１１６ｃを形材１１０に設置し
たものである。２つのリブ１０６ｃ、１１６ｃの中間に
２つの形材１００、１１０の面板１０１、１０２、１１
１、１１２の端部がある。２つのリブ１０６ｃ、１１６
ｃは回転体２０による荷重を支える。また、リブ１０６
ｃとリブ１１６ｃとをリブ１１６ｄで接続している。こ
れによれば、接合作業時のリブ１０６ｃ、１１６ｃの座
屈が生じにくくなる。傾斜面はない。面板１０１、１０
２は水平面１２２ｂに重なっている。面板１０１（１０
２）の端部の裏面１０１ｂ（１０２ｂ）は他方の面板１
０２（１０１）の側に突出して、面板１０１（１０２）
の板厚よりも厚くなっている。これは他の実施例にも適
用できる。上記各実施例において、面板（または、外
面）が平行とは、実質的に沿っているという程度であ
る。また、面板に直交するも実質的の意味である。鉄道
車両の場合、側構体や屋根構体は円弧状であり、２つの
面板を平行にできない場合がある。本発明はこのものに
も適用できるものである。また、パイプやその他の構造
体に適用できる。一対の垂直面１３、１２１は角度が大
きくなければＶ状であってもよい。Ｖ状の空間への金属
の補充のため、突出部１４、１０４、１１４を大きくす
る必要がある。このため、垂直面は実質的に垂直面がよ
いが、若干傾斜していてもよい。垂直面１２１と傾斜面
１２２との接続部に突出部１０４の頂に平行な面があっ
ても小さければよい。１つの接合部には２つの突出部１
０４、１１４があるが、１つの突出部１０４（１１４）
であってもよい。図１１から図１３の実施例は図８の二
面構造体にも適用できる。また、図１１から図１３の摩
擦攪拌接合は、上下両面を同時に行っても、片面ずつ行
ってもよい。第４の目的に対する実施例を図１６、図１
７によって説明する。被接合部材は図５から図８のよう
に上下の両面を実質的の同時に接合する部材であり、例
えば、厚い押し出し形材２１１、２１１である。形材２
１１、２１１の突き合わせ面は図１から図１５のような
形状であっても、図１８、図２１の形状でもよい。形材
２１１、２１１をベッド４０、４０に載せて拘束する。
また、形材２１１、２１１の接合線の端部にタブ２２
１、２２５を配置して、ベッド４０、４０に載せて拘束
する。これらの拘束は万力で挟んで行ったり、装置によ
って上方からベッド４０、４０に押さえることによって
行う。タブ２２１、２２５はベッド４０、４０を貫通す
るボルトで、挟んでベッド４０、４０に拘束してもよ
い。形材２１１、２１１とタブ２２１、２２５との間の
隙間はできるだけ小さくする。形材２１１、２１１は２
つに分かれているが、タブ２２１、２２５は一つであ
る。前記実施例のように、ベッド４０は２つに分かれて
いる。形材２１１同士、形材２１１とタブ２２１、２２
５を仮溶接してもよいが、一般にその必要はない。以
下、仮溶接をしないとして説明する。タブ２２１、２２
５の厚さは形材２１１の厚さと実質的に同一である。形
材２１１の厚さが厚いので、タブ２２１、２２５はそれ
ぞれ３枚の板からなる。タブ２２１を代表例として説明
する。厚板２２２の上下に板２２３、２２４を重ねてい
る。３枚の板は接合前に重ねられ、ベッド４０に拘束さ
れる。板２２３、２２４は形材２１１と同一の材質か、
似た材質である。板２２２はアルミニウム合金製や鉄系
製である。板２２２は運搬の点から軽いアルミニウム合
金製がよい。板２２２は中空形材にすることができる。
形材２１１の外面からの接合ビード３０の深さをｔ１０
とした時、板２２３、２２４の厚さｔ１１はｔ１０より
も大きい。このとき、タブ２２１の外面は形材２１１の
外面と同一面になっている。形材２１１に突出部１４
（１０４、１１４）があれば、タブ２２１の外面は突出
部１４の頂面に位置する。部材２１１に突出部１４があ
れば、ｔ１０は突出部１４の切削前の接合ビードの深さ
である。タブ２２１とタブ２２５は同様である。板２２
２、２２３、２２４は形材２１１に溶接しない。少なく
とも板２２２は形材２１１に溶接しない。形材２１１、
２１１、タブ２２１、２２５をベッド４０、４０に拘束
した後、摩擦攪拌接合を行う。回転体２０はタブ２２１
の端部の上方（下面の接合は下方である。）から、回転
させながらタブ２２１に挿入し、形材２１１、２１１の
接合線に向かって移動させる。タブ２２１の位置におけ
る挿入代は形材２１１、２１１の位置における挿入代と
同様である。形材２１１、２１１を接合した後、タブ２
２５の端部で回転体２０を上方（同じく、下方）に抜
く。次に、形材２１１、タブ２２１、２２５の拘束を解
き、中央の厚い板２２２をハンマでたたいて除く。次
に、タブ２２１、２２５の板２２３、２２４と形材２１
１との接合部をグラインダ等で切断し、板２２３、２２
４を除く。種々の実験によれば、摩擦攪拌接合の開始直
後は良好な接合が得られないことが多い。上記実施例で
はタブ２２１を配置して、良好な接合が得られるように
なってから形材２１１の接合を行うので、形材２１１の
始端の接合を良好にすることができる。タブ２２１にお
ける摩擦攪拌接合の長さは３０ｍｍあれば十分である。
一方、回転体２０を被接合部材の形材２１１から抜く
と、被接合部材に小径部２１に相当する穴が生じる。タ
ブ２２５の位置で回転体２０を抜くので、製品である被
接合部材の形材２１１には穴が生じない。このため、製
品の補修が不要になる。また、摩擦攪拌接合では、回転
体２０によって金属が移動するので、接合の始点、終点
では厚さが薄くなり易い。タブ２２１において接合を開
始し、２２５で接合を終えるので、製品の形材２１１の
全長にわたって厚さの同一な接合を得ることができる。
タブ２２１、２２５の外面側の板２２３、２２４の厚さ
は接合ビード３０の深さｔ１０よりも厚い。このため、
中央の板２２２は接合されない。このため、板２２２は
容易に除くことができる。このため、板２２２を事前に
取り除いているので、板２２３、２２４の切断作業が容
易になるものである。また、板２２２は摩擦攪拌接合に
よる接合がないので、再度使用する際にグラインダ等で
平滑にする必要が無い。このため、板２２２は容易に繰
り返し利用でき、安価にできるものである。また、板２
２２は安価な材料にできる。板２２３、２２４の厚さが
接合ビード３０の深さｔ１０と同一であって、板２２２
が接合されたとしても、板２２２の接合ビードの深さは
小さいので、板２２２を容易に分離できる。なお、タブ
２２１への回転体２０の挿入はタブの上面からではな
く、タブ２２１の左側の端部の外側からタブ２２１に向
けて移動させて行ってもよい。また、タブ２２５からの
回転体２０を抜く場合も、タブ２２５の右側よりも外側
に移動させて行ってもよい。図１のように片面の接合の
場合は、板２２２、２２３とする。また、板２２３、２
２４を形材２１１、２１１に仮止め溶接をしておけば、
ベッド４０への拘束を不要にできる。溶接位置は形材２
１１、２１１の接合線の延長線上にできる。被接合部材
としては、傾斜面を有しないもの、片面のみを接合する
もの、板が薄くて非接合部を有しないもの、にも適用で
きる。また、摩擦攪拌接合は側方から行うことができ
る。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の各請求項
の記載の文言あるいは課題を解決するための手段の項の
記載の文言に限定されず、当業者がそれから容易に置き
換えられる範囲にも及ぶものである。

【発明の効果】本発明によれば、部材の接合に摩擦攪拌
接合方法を適用する場合において良好な接合を行うこと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦断
面図である。

【図２】図１における摩擦攪拌接合後の縦断面図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦
断面図である。

【図４】図３における摩擦攪拌接合後の縦断面図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦
断面図である。

【図６】本発明の他の実施例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦
断面図である。

【図７】本発明の他の実施例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦
断面図である。

【図８】本発明の他の実施例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦
断面図である。

【図９】図８における摩擦攪拌接合後の縦断面図であ
る。

【図１０】本発明を適用する鉄道車両の車体の一実施例
の斜視図である。

【図１１】本発明の他の実施例の接合前の縦断面図であ
る。

【図１２】図１１の要部の接合前の拡大図である。

【図１３】本発明の他の実施例の接合前の縦断面図であ
る。

【図１４】本発明の他の実施例の接合前の縦断面図であ
る。

【図１５】本発明の他の実施例の接合前の縦断面図であ
る。

【図１６】本発明の一実施例の摩擦攪拌接合時の平面図
である。

【図１７】図１６の要部の拡大断面図である。

【図１８】比較例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦断面図であ
る。

【図１９】図１８における摩擦攪拌接合中の縦断面図で
ある。

【図２０】図１８における摩擦攪拌接合後の縦断面図で
ある。

【図２１】比較例の摩擦攪拌接合継ぎ手の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０、１１…部材、１２…傾斜面、１３…垂直面、１４
…突出部、１５…垂直面、２０…回転体、２１…小径
部、３０…接合ビード、４０…ベッド、６０、７０…押
し出し形材、６１、６５、６６、７１、７５、７６…面
板、６２、６３、７２、７３…リブ、１００、１１０…
押し出し形材、１０１、１０２、１１１、１１２…面
板、１０４、１１４…突出部、１０６、１１６ｃ、１１
６、１１６ｂ、１１６ｃ…リブ、１１７…突出片、１２
１…垂直面、１２２…傾斜面、２１１…形材、２２１、
２２５…タブ、２２２、２２３、２２４…板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川崎健山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの部材の継ぎ手部において、実質的に
平行なそれぞれの面に前記２つの部材を接合する接合ビ
ードがあり、前記継ぎ手部であって、前記接合ビードに接続する非接
合部において、それぞれの前記部材は前記面に対して同
一方向に傾斜しており、それぞれの前記傾斜した面は前記接合ビードに接続し、
または前記接合ビードの近くにおいて傾斜しており、一方の前記部材の前記傾斜した面は、他方の前記部材の
前記傾斜した面に実質的に接触していること、を特徴とする構造体。
【請求項２】請求項１において、前記傾斜した面は前記
接合ビードに接続していること、を特徴とする構造体。
【請求項３】請求項１において、一方の前記面の前記接
合ビードの位置において前記面に対して直交する線上に
実質的に他方の前記面の前記接合ビードが位置してお
り、前記接合ビードと前記接合ビードとの間の非接合部にお
いて、前記一方の部材は前記他方の部材に向けて突出し
ており、この突出部の前記一方の面および他方の面のそ
れぞれに前記傾斜した面を設けており、前記他方の部材は前記突出した部分を受け入れる凹部を
備え、該凹部に前記一方の部材の前記傾斜した面に接触
するそれぞれの傾斜した面を設けていること、を特徴とする構造体。
【請求項４】請求項１において、一方の前記面の前記接
合ビードの位置において前記面に対して直交する線上に
実質的に他方の前記面の前記接合ビードが位置してお
り、前記接合ビードと前記接合ビードとの間の非接合部にお
いて、前記一方の部材の前記一方の面の側の端部は前記
他方の部材に向けて突出しており、この突出部の前記一
方の面の側に前記傾斜した面を設けており、前記非接合部において、前記他方の部材の前記他方の面
の側の端部は前記一方の部材に向けて突出しており、こ
の突出部の前記他方の面の側に前記傾斜した面を設けて
おり、前記それぞれの部材は前記それぞれの突出部を受け入れ
る凹部を備え、該凹部に前記突出部の前記傾斜した面に
接触するそれぞれの傾斜した面を設けていること、を特徴とする構造体。
【請求項５】２つの部材の継ぎ手部において、一方の面
および他方の面にそれぞれに前記２つの部材を接合する
接合ビードがあり、前記継ぎ手部において、前記一方の部材の端部は他方の
部材に向けて突出しており、該突出部は前記他方の部材
の凹部に入っており、前記突出部は先端に行くにしたがって狭くなるように傾
斜しており、前記他方の部材の凹部は前記傾斜した面に接触するか近
接していること、を特徴とする構造体。
【請求項６】部材の少なくとも一方の端部は、２つの垂
直面と２つの傾斜面とを有し、それぞれの前記垂直面は、前記部材の実質的に平行な２
つの外面のそれぞれの外面から他方の外面に向けて伸び
ており、前記外面に対して実質的に直交しており、それぞれの前記傾斜面はそれぞれの前記垂直面に対して
傾斜しており、一方の前記傾斜面は一方の前記垂直面から他方の前記外
面側に向けて伸びており、他方の前記傾斜面は他方の前記垂直面から前記一方の前
記外面側に向けて伸びていること、を特徴とする部材。
【請求項７】請求項６において、一方の前記外面側の前
記垂直面の延長線上に実質的に他方の前記外面側の前記
垂直面があり、２つの前記傾斜面は互いに向きが異なること、を特徴とする部材。
【請求項８】請求項７において、２つの前記垂直面の間
のそれぞれの前記傾斜面は前記垂直面よりも前記部材の
外方に突出していること、を特徴とする部材。
【請求項９】請求項７において、２つの前記垂直面の間
のそれぞれの前記傾斜面は前記垂直面よりも部材の内側
にあること、を特徴とする部材。
【請求項１０】実質的に平行な２つの面板と両者を接続
するリブとからなる押し出し形材において、該押し出し形材の少なくとも一方の端部には２つの垂直
面と２つの傾斜面とを有し、一方の前記面板側の前記垂直面の延長線上に実質的に他
方の前記面板側の前記垂直面があり、前記垂直面は、それぞれの前記面板の端部にあり、一方
の前記面板から他方の前記面板に向けて伸びており、そ
れぞれの前記面板に対して実質的に直交しており、前記傾斜面はそれぞれの前記垂直面に対して傾斜してお
り、一方の前記傾斜面は一方の前記垂直面から他方の前記面
板の側に向けて伸びており、他方の前記傾斜面は他方の前記垂直面から前記一方の面
板の側に向けて伸びており、前記それぞれの傾斜面は前記垂直面よりも押し出し形材
の幅方向の外方に突出していること、を特徴とする押し出し形材。
【請求項１１】実質的に平行な２つの面板と両者を接続
するリブとからなる押し出し形材において、該押し出し形材の少なくとも一方の端部には２つの垂直
面と２つの傾斜面とを有し、一方の前記面板側の前記垂直面の延長線上に実質的に他
方の前記面板側の前記垂直面があり、それぞれの前記垂直面は、それぞれの前記面板の端部に
あり、一方の前記面板から他方の前記面板に向けて伸び
ており、それぞれの前記面板に対して実質的に直交して
おり、それぞれの前記傾斜面はそれぞれの前記垂直面に対して
傾斜しており、一方の前記傾斜面は一方の前記垂直面から他方の前記面
板の側に向けて伸びており、他方の前記傾斜面は他方の前記垂直面から前記一方の面
板の側に向けて伸びており、前記それぞれの傾斜面は前記垂直面よりも押し出し形材
の内側にあること、を特徴とする押し出し形材。
【請求項１２】請求項１１において、前記端部におい
て、前記リブは前記それぞれの傾斜した面に接続してい
ること、を特徴とする押し出し形材。
【請求項１３】請求項１１において、前記傾斜面と前記
リブとの接続面は、前記傾斜面の延長線よりも凹んでい
ること、を特徴とする押し出し形材。
【請求項１４】請求項１１において、前記それぞれの面
板は前記それぞれの垂直面に接続する突出部を備え、該
突出部は前記押し出し形材の厚さ方向の外方に突出する
ものであること、を特徴とする押し出し形材。
【請求項１５】実質的に平行な２つの面板と両者を接続
するリブとからなる押し出し形材において、該押し出し形材の少なくとも一方の端部には２つの垂直
面と２つの傾斜面とを有し、一方の前記面板側の前記垂直面の延長線上に実質的に他
方の前記面板側の前記垂直面があり、前記垂直面は、前記リブよりも押し出し形材の幅方向の
外方の位置であって、それぞれの前記面板の端部にあ
り、一方の前記面板から他方の前記面板に向けて伸びて
おり、それぞれの前記面板に対して実質的に直交してお
り、前記傾斜面はそれぞれの前記垂直面に対して傾斜してお
り、該２つの傾斜面は実質的に平行であり、一方の前記傾斜面は、一方の前記垂直面から他方の前記
面板の側に向けて伸びており、かつ、該一方の垂直面か
ら押し出し形材の幅方向の外方に向けて突出しており、他方の前記傾斜面は、他方の前記垂直面から前記一方の
面板の側に向けて伸びており、該他方の垂直面から押し
出し形材の幅方向の他方の端部に向けて突出しているこ
と、を特徴とする押し出し形材。
【請求項１６】請求項１５において、前記他方の傾斜面
と前記リブとの接続面は、前記傾斜面の延長線よりも凹
んでいること、を特徴とする押し出し形材。
【請求項１７】第１の部材の端部の傾斜面と第２の部材
の端部の傾斜面とを、前記傾斜面同士が接触するかまた
は近接するように突合わせ、前記傾斜面の端部側を前記部材の外面側から摩擦攪拌接
合すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項１８】請求項１７において、前記摩擦攪拌接合
する前記外面よりも下方に、前記傾斜面を位置させ、前
記外面よりも上方から前記摩擦攪拌接合を行うこと、を
特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項１９】第１の部材の端部の凹部に設けた２つの
傾斜面と第２の部材の端部の突出部に設けた２つの傾斜
面とを、前記傾斜面同士が接触するかまたは近接するよ
うに突合わせ、前記傾斜面よりも実質的に外面側を該外面側から摩擦攪
拌接合すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２０】第１の部材の端部の凹部と第２の部材の
端部において突出部に設けた２つの傾斜面とを、突合わ
せ、前記傾斜面よりも実質的に外面側を該外面側から摩擦攪
拌接合すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２１】２つの面板と両者を接続するリブとから
なる第１の部材の端部と、２つの面板と両者を接続する
リブとからなる第２の部材の端部とを、突合わせ、このとき、前記第１の部材の前記端部の前記リブと前記
第２の部材の前記端部の前記リブとの間に空間があり、この状態において、前記突合わせ部に回転体を挿入して
摩擦攪拌接合するものであり、前記第１の部材の前記端部の前記リブから前記回転体の
軸心までの距離と、前記第２の部材の前記端部の前記リ
ブから前記回転体の軸心までの距離とは実質的に同一に
して摩擦攪拌接合を行うこと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２２】２つの面板と両者を接続するリブとから
なる第１の部材の端部と、２つの面板と両者を接続する
リブとからなる第２の部材の端部とを、突合わせ、このとき、前記第１の部材の前記端部の前記リブと前記
第２の部材の前記端部の前記リブとの間に空間があり、この状態において、前記第１の部材の前記端部の前記リ
ブと前記第２の部材の前記端部の前記リブとの間隔より
大きな径を有する回転体を、前記端部に挿入し、摩擦攪
拌接合すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２３】請求項２２において、前記第１の部材の
前記端部の前記リブから前記回転体の軸心までの距離
と、前記第２の部材の前記端部の前記リブから前記回転
体の軸心までの距離とは実質的に同一にして摩擦攪拌接
合を行うこと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２４】２つの面板と両者を接続するリブとから
なる第１の部材と、２つの面板と両者を接続するリブとからなる第２の部材
と、からなり、前記第１の部材の前記２つの面板と前記第２の部材の前
記２つの面板とは接合ビードによって接合されており、前記接合ビードの近傍の前記第１の部材の前記リブと前
記第２の部材の前記リブとの間に空間があり、前記第１の部材の前記端部の前記リブから前記接合ビー
ドの中心までの距離と、前記第２の部材の前記端部の前
記リブから前記接合ビードの中心までの距離とは実質的
に同一であること、を特徴とする構造体。
【請求項２５】２つの面板と両者を接続するリブとから
なる第１の部材と、２つの面板と両者を接続するリブとからなる第２の部材
と、からなり、前記第１の部材の前記２つの面板と前記第２の部材の前
記２つの面板とは接合ビードによって接合されており、前記接合ビードの近傍の前記第１の部材の前記リブと前
記第２の部材の前記リブとの間に空間があり、前記接合ビードの近傍の前記第１の部材または前記第２
の部材の少なくとも一方の面の前記面板は前記部材の厚
さ方向の外方に突出する突出部を備え、前記部材の幅方向における前記突出部の範囲内に前記第
１の部材の前記リブと前記第２の部材の前記リブがある
こと、を特徴とする構造体。
【請求項２６】２つの面板と両者を接続するリブとから
なる第１の部材と、２つの面板と両者を接続するリブとからなる第２の部材
と、からなり、前記第１の部材の前記２つの面板と前記第２の部材の前
記２つの面板とは接合ビードによって接合されており、前記接合ビードの近傍の前記第１の部材の前記リブと前
記第２の部材の前記リブとの間に空間があり、前記部材の幅方向における前記接合ビードの範囲内に、
前記第１の部材の前記リブと前記第２の部材の前記リブ
があること、を特徴とする構造体。
【請求項２７】２つの面板と両者を接続するリブとから
なる部材において、前記部材の少なくとも一方の端部のそれぞれの面板は、
該部材の厚さ方向の外方に突出する突出部を備えてお
り、前記端部の前記リブは、前記端部の前記突出部の端部よ
りも前記部材の幅方向において内側に入った位置にあ
り、該リブは前記幅方向における前記突出部の範囲内にある
こと、を特徴とする部材。
【請求項２８】２つの面板と両者を接続する２つのリブ
とからなる第１の部材の端部の前記面板に第２の部材を
突合わせ、該突合わせにあたって、前記２つのリブの間に前記第２
の部材の端部が位置するようにし、前記突合わせ部を摩擦攪拌接合すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２９】請求項２８において、摩擦攪拌接合用工
具の回転体の中心から一方のリブまでの距離と、前記回
転体の中心から他方のリブまでの距離とは実質的に同一
であること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３０】請求項２８において、前記突合わせ部に
挿入する摩擦攪拌接合用工具の回転体の径は前記２つの
リブの間隔よりも大きいこと、を特徴とする摩擦攪拌接
合方法。
【請求項３１】２つの面板と両者を接続する２つのリブ
とからなる第１の部材と、前記２つの面板にそれぞれ接合ビードを介して接合され
た２つの第２の部材と、からなり、前記接合ビードの中心は前記２つのリブの間にあるこ
と、を特徴とする構造体。
【請求項３２】２つの面板と両者を接続するリブとから
なる部材において、前記部材の端部に２つの前記リブを備え、該２つのリブの間にそれぞれの前記面板の端部があり、
該面板の端部から前記端部の前記リブとの間は他方の前
記面板側に引っ込んでいること、を特徴とする部材。
【請求項３３】２つの部材を摩擦攪拌接合で接合する方
法において、前記２つの部材の接合線の始端、終端の少なくとも一方
にタブを配置し、前記タブの位置が前記始端であれば、該タブの位置から
摩擦攪拌接合を開始し、前記タブの位置が終端であれ
ば、該タブの位置で摩擦攪拌接合を終了すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３４】請求項３３において、前記始端、前記終
端にそれぞれ前記タブを配置し、前記始端の前記タブから摩擦攪拌接合を開始し、前記終
端の前記タブにおいて摩擦攪拌接合を終えること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３５】請求項３３において、前記部材の厚さは
前記摩擦攪拌接合による接合ビードの深さよりも厚く、前記タブは第１の板と第２の板とからなり、前記第１の板の厚さは前記接合ビードの深さと実質的に
同一かそれよりも厚く、前記第２の板の厚さは前記部材
の厚さから前記第１の板の厚さを引いた厚さであり、前記第１の板と前記第２の板とを厚さ方向に重ねた状態
で、摩擦攪拌接合を行う側に前記第１の板が位置し、摩
擦攪拌接合を行わない側に前記第２の板が位置するよう
に、前記タブとして配置し、その後、摩擦攪拌接合を行うこと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３６】請求項３５において、前記第１の板の厚
さは前記接合ビードの深さよりも厚いこと、を特徴とす
る摩擦攪拌接合方法。
【請求項３７】請求項３５において、前記部材および前
記タブをベッドに載せ、前記タブの前記第２の板と前記部材とを溶接しないで、
前記部材および前記タブを前記ベッドに拘束し、前記摩擦攪拌接合および前記拘束の解除の後、前記第２
の板を除き、その後、前記第１の板と前記部材との接合部を切断する
こと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３８】請求項３５において、前記部材の一方の
面の側とこれに実質的に平行な他方の面の側をそれぞれ
を摩擦攪拌接合するものであり、前記一方の面の側の摩
擦攪拌接合の接合ビードと前記他方の面の側の摩擦攪拌
接合の接合ビードとの間に摩擦攪拌接合しない部分を有
するように摩擦攪拌接合を行うものであり、前記タブは第１の板、第２の板、第３の板とからなり、前記第１の板の厚さは前記一方の面の側の接合ビードの
深さと実質的に同一かそれよりも厚く、前記第２の板の
厚さは前記他方の面の側の接合ビードの深さと実質的に
同一かそれよりも厚く、前記第３の板の厚さは前記部材
の厚さから前記第１の板の厚さと前記第２の板の厚さと
を引いた厚さであり、前記第１の板と前記第２の板との間に前記第３の板を介
在させて、この３つの板を厚さ方向に重ね、前記第１の
板を前記一方の面の側に位置させ、前記第２の板を前記
他方の面の側に位置させて、前記タブとして配置し、その後、摩擦攪拌接合を行うこと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３９】請求項３８において、前記第１の板およ
び前記第２の板のそれぞれの厚さは前記それぞれの接合
ビードの深さよりも厚いこと、を特徴とする摩擦攪拌接
合方法。
【請求項４０】請求項３８において、前記部材および前
記タブをベッドに載せ、前記タブの前記第３の板と前記部材とを溶接しないで、
前記部材および前記タブを前記ベッドに拘束し、前記摩擦攪拌接合および前記拘束の解除の後、前記第３
の板を除き、その後、前記第１の板、前記第２の板と前記部材との接
合部を切断すること、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項４１】請求項３３において、前記部材を載せる
ベッドに前記タブを載せた状態で、前記摩擦攪拌接合を
行うこと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項４２】請求項３３において、前記部材および前
記タブをベッドに載せ、前記部材および前記タブを前記ベッドに拘束し、その後、前記摩擦攪拌接合を行うこと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項４３】請求項３３において、前記部材および前
記タブをベッドに載せ、前記部材と前記タブを溶接しないで、前記部材および前
記タブを前記ベッドに拘束し、その後、前記摩擦攪拌接合を行うこと、を特徴とする摩擦攪拌接合方法。