KR20030020226A

KR20030020226A - 마찰교반접합방법 및 마찰교반접합용 부재

Info

Publication number: KR20030020226A
Application number: KR1020020005794A
Authority: KR
Inventors: 에즈미마사쿠니; 후쿠요리가즈시게; 오카무라히사노리
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-03-08
Also published as: JP3751237B2; US20030042293A1; CN1403237A; JP2003071577A; AU1554802A

Abstract

본 발명의 목적은 2개의 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하여 마찰교반접합하는 경우에 있어서, 양호한 마찰교반접합이 얻어지도록 하는 것이다.

이를 위하여 중공형재(10)의 면판(11b, 12b)과 중공형재(20)의 면판(21b, 22b)이 맞대어져 있다. 맞댐부의 면판의 양면에는 볼록부(15, 16, 25, 26)가 있다. 회전공구(50)는 큰 지름부(53)와 큰 지름부(54) 사이에 작은 지름부(51)가 있다. 2개의 큰 지름부(53, 54) 사이에 접합해야 할 부분[11b, 21b (12b, 22b)]의 볼록부(15, 16, 25, 26)를 끼워 마찰교반접합을 행한다. 이에 의하면 회전공구의 2개의 큰 지름부(53, 54)에 대한 맞댐부의 높이위치가 달라도 볼록부에 대한 큰 지름부의 깊이가 다를 뿐으로 면판[11b, 21b (12b, 22b)]은 깎이지 않는다. 이 때문에 면판이 얇아지거나 의장상이나 기능상의 문제를 일으키지 않는다.

Description

마찰교반접합방법 및 마찰교반접합용 부재{FRICTION STIR WELDING METHOD AND MEMBER FOR THE METHOD}

본 발명은 마찰교반접합방법에 관한 것으로, 특히 철도차량을 구성하는 중공형재의 접합에 적합하다.

마찰교반접합방법은 접합해야 할 부재에 삽입한 둥근막대(회전공구라 함)를 회전시키면서 접합선을 따라 이동시켜 부재를 발열, 연화시키고, 소성유동시켜 고체상 접합하는 방법이다. 회전공구는 큰 지름부와 작은 지름부로 이루어진다. 작은 지름부를 부재에 삽입하여 큰 지름부의 끝면을 부재에 접촉시키고 있다. 이들은 일본국 특허 제2712838호 공보(USP 5460317), 특개평10-216964호 공보, 특개2000-334580호 공보(EP 1057574A2), 특개2001-047262호 공보(EP 1057575A2), 특개2001-150156호 공보(EP 1103334A2)에 나타나 있다.

마찰교반접합에 있어서는 회전공구를 접합해야 할 부재에 삽입하기 위하여 큰 힘이 필요하다. 이 힘은 회전공구, 접합해야 할 부재, 이 부재를 지탱하는 가대에 각각 작용한다. 이 때문에 이들은 상기 힘을 지지하는 강도가 필요하다.

중공형재를 마찰교반접합하는 경우는 중공형재의 2개의 면판을 접속하는 접속판의 부분을 다른쪽의 중공형재와의 마찰교반접합 위치로 하고 있다. 이것은 상기접속판으로 상기 힘을 지탱하여 중공형재의 변형을 방지하면서 마찰교반접합하는 것이다. 물론 가대도 이 힘을 지지하는 강도를 가진다. 이는 상기 일본국 특개 2000-334580호 공보(EP 1057574A2)에 나타나 있다.

또 회전공구의 2개의 큰 지름부 사이에 접합해야 할 부재를 위치시켜 마찰교반접합을 행하는 것이 있다. 이에 의하면 가대를 저렴하게 할 수 있는 것이다. 이는 상기 일본국 특허 제2712838호 공보(USP5460317)에 나타나 있다.

상기와 같이 회전공구의 2개의 큰 지름부의 사이에 접합해야 할 부재를 위치시켜 마찰교반접합을 행하면, 가대를 저렴하게 할 수 있는 것이다. 중공형재의 접합에 적용하면 중공형재를 저렴하게 할 수 있다.

그러나 이 방법에서는 접합해야 할 부재를 가대에 탑재하고 있어도 접합해야 할 부분은 가대로 지지할 수는 없다. 이 때문에 여러가지의 문제를 발생한다.

접합해야 할 부분의 부재가 소정위치(회전공구의 큰 지름부의 위치)보다도 위쪽 또는 아래쪽으로 되는 경우가 있다. 접합해야 할 부재가 소정위치보다도 위쪽이 되면 부재의 상면이 위쪽의 큰 지름부에서 깎인다. 접합해야 할 부재가 소정위치보다도 아래쪽이 되면 부재의 하면이 아래쪽의 큰 지름부에서 깎인다. 이 때문에 부재의 판두께가 얇아져 강도부족을 일으킨다. 따라서 이 절삭값을 고려하여 접합부분의 판두께를 두껍게 하지 않으면 안되어 결과적으로 중량증가에 이어진다.

절삭된 면이 차체의 외면인 경우는 의장상 문제를 일으킨다. 도장으로 평활하게 하는 경우는 퍼티의 양을 많게 하지 않으면 안된다. 또 용기 등에 있어서 평활한 면을 필요로 하는 경우도 동일한 문제를 일으킨다.

접합해야 할 부재의 두께가 부분적으로 두꺼워진 경우는 절삭된 오목부가 남아 거의 동일한 문제를 일으킨다.

본 발명의 목적은 2개의 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하여 마찰교반접합하는 경우에 있어서 양호한 마찰교반접합이 얻어지도록 하는 데 있다.

본 발명의 제 2 목적은, 긴 판을 마찰교반접합하는 경우에 있어서 용이하게 마찰교반접합할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 제 3 목적은, 마찰교반접합하는 경우에 있어서 회전공구를 정확하게 유도하여 양호한 마찰교반접합이 얻어지도록 하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 한 쌍의 중공형재의 종단면도,

도 2는 도 1의 한 쌍의 중공형재의 이음새부분의 확대 종단면도,

도 3은 도 1의 접합시의 주요부의 종단면도,

도 4는 도 1의 접합 후의 주요부의 종단면도,

도 5는 도 1의 회전공구의 분해종단면도,

도 6은 철도차량의 차체의 사시도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예의 주요부의 종단면도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예의 주요부의 종단면도,

도 9는 본 발명의 다른 실시예의 한 쌍의 중공형재의 종단면도,

도 10은 도 9의 주요부의 종단면도,

도 11은 본 발명의 다른 실시예의 주요부의 종단면도,

도 12는 본 발명의 다른 실시예의 주요부의 종단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 중공형재 11, 11b, 12, 12b, 21, 22 : 면판

15, 16, 16b, 25, 25b, 26, 26b : 볼록부

15c, 16c, 25c, 26c : 돌출편 18 : 오목부

28 : 볼록부 40 : 접속재

41 : 판 42, 43 : 볼록부

42c : 돌출편 50 : 회전공구

51 : 작은 지름부 53, 54 : 큰 지름부

상기 목적은 제 1 판의 끝부와 제 2 판의 끝부를 맞대고, 상기 맞대었을 때에 상기 제 1 판의 끝부 또는 제 2 판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄 부분의 양면에 볼록부가 있고, 작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하여 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시킴으로써 달성할 수 있다.

상기 목적은 제 1 중공형재의 2개의 면판과 제 2 중공형재의 2개의 면판을 각각 맞대고, 상기 맞대었을 때에 상기 제 1 중공형재의 각각의 상기 면판의 끝부또는 상기 제 2 중공형재의 각각의 상기 면판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고, 상기 중공형재의 한쪽 면의 상기 맞댄부분에 대하여 또는 양면의 상기 맞댄부분에 대하여 작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하고, 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부의 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시킴으로써 달성할 수 있다.

상기 목적은 제 1 중공형재의 한쪽 면판과 제 2 중공형재의 한쪽 면판을 맞대고, 상기 맞대었을 때에 상기 제 1 중공형재의 상기 면판의 끝부 또는 상기 제 2 중공형재의 상기 면판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고, 작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하여 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시키고, 다음에 상기 제 1 중공형재의 다른쪽의 면판과 상기 제 2 중공형재의 다른쪽의 면판에 접속재를 각각 겹침과 동시에 맞대고, 상기 맞대었을 때에 상기 제 1 중공형재의 상기 다른쪽 면판의 끝부 또는 상기 접속재의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고, 또 상기 맞대었을 때에 상기 제 2 중공형재의 상기 다른쪽 면판의 끝부 또는 상기 접속재의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고, 상기 제 1 중공형재와 상기 접속재와의 상기 맞댄부분에 대하여, 또는 상기 제 1 중공형재와 상기 접속재의 상기 맞댄부분과, 상기 제 2 중공형재와 상기 접속재의 상기 맞댄부분에 대하여 작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하고, 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시킴으로써 달성할 수 있다.

상기 제 2 목적은 제 1 중공형재의 한쪽 면판과 제 2 중공형재의 한쪽 면판을 맞대고, 상기 맞댄부분을 다른쪽의 면판측으로부터 마찰교반접합하고, 다음에 상기 가대의 중공형재 및 상기 제 2 중공형재보다도 짧은 복수의 접속재를 상기 제 1 중공형재 및 상기 제 2 중공형재를 따라 상기 제 1 중공형재의 다른쪽 면판과 상기제 2 중공형재의 다른쪽 면판에 겹치고, 다음에 상기 제 1 중공형재와 상기 접속재를 접합함과 동시에, 상기 제 2 중공형재와 상기 접속재를 마찰교반접합함으로써 달성할 수 있다.

상기 제 3 목적은 제 1 판의 끝부와 제 2 판의 끝부를 맞대고, 상기 맞대었을 때에 상기 제 1 판의 끝부 또는 제 2 판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 한쪽 면에 볼록부가 있고, 이 볼록부에 제 2 볼록부가 있고, 상기 제 2 볼록부를 검출하면서 상기 맞댄부분에 삽입한 회전공구를 유도하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.

본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 6에 따라 설명한다. 도 3은 회전공구의 축심을 따른 단면도이다. 도 4는 중공형재의 두께방향을 따른 단면도이다. 도 4에 있어서 접합부의 형상이나 해칭으로 나타내는 마찰교반영역은 모식적으로 나타낸 것이다.

철도차량의 차체(500)는 측면을 구성하는 측면 구조체(501), 지붕을 구성하는 지붕 구조체(502), 바닥을 구성하는 언더프레임(503), 길이방향의 끝부를 구성하는 박공 구조체(504)로 이루어진다. 측면 구조체(501), 지붕 구조체(502), 언더프레임 (503)은 각각 복수의 압출형재(10, 20)를 접합하여 구성하고 있다. 압출형재(10, 20)의 길이방향(압출방향)을 차체(500)의 길이방향으로 향하게 하고 있다. 압출형재(10, 20)는 알루미늄합금제의 중공형재이다.

측면 구조체(501)를 구성하는 중공형재(10, 20)의 구조에 대하여 설명한다. 다른 개소의 중공형재도 마찬가지이다.

중공형재[10 (20)]는 실질적으로 평행한 2매의 면판[11 (21), 12 (22)]과, 이 2매의 면판을 접속하는 복수의 접속판[13 (23)]으로 이루어진다. 접속판[13 (23)]은 면판[11 (21), 12 (22)]에 대하여 경사져 있다. 즉, 면판[11 (21), 12 (22)], 접속판[13 (23)]에 의하여 트러스를 구성하고 있다. 또한 면판[11 (21)]은 면판 [12 (22)]에 대하여 경사져 있는 경우를 포함하여 「실질적으로 평행」하다고 한다.

중공형재[10 (20)]의 폭방향의 끝부는 접속판[13 (23)]과 면판[11, 12 (21, 22)]의 접속부보다도 돌출한 면판[11b, 12b (21b, 22b)]으로 되어 있다. 면판 [11b, 12b [21b, 22b)]의 외면은 면판[11, 12 (21, 22)]의 외면과 동일면에 있다. 면판(11b, 21b)의 판두께는 면판(11, 21)의 판두께보다도 두껍다.

면판[11b, 12b (21b, 22b)]의 끝부의 양면(두께방향의 양면)에는 돌출하는 볼록부[15, 16 (25, 26)]가 있다. 그리고 면판(11b, 12b)의 끝면에는 오목부(18)가 있다. 다른쪽 중공형재(20)의 면판(21b, 22b)의 끝면에는 상기 오목부(18)에들어 갈 수 있는 볼록부(28)가 있다. 오목부(18)에 대한 볼록부(28)의 삽입을 용이하게 하기 위하여 오목부(18), 볼록부(28)는 사다리꼴형상이다. 오목부(18)와 볼록부 (28)는 실질적으로 닮은꼴이다. 삽입하였을 때 오목부(18)의 바닥면과 볼록부(28)의 선단 사이에는 약간의 간극이 있다. 2개의 오목부(18, 18)의 깊이 등의 크기는 동일하다. 볼록부(28, 28)의 돌출값 등의 크기는 동일하다.

오목부(18) 및 볼록부(28)의 상부 및 하부의 일부는 볼록부(15, 16, 25, 26)의 두께범위내에 설치할 수 있다. 이 때문에 면판(11b, 12b, 21b, 22b)의 판두께가 얇아도 충분한 크기의 오목부(18), 볼록부(28)를 설치할 수 있다.

오목부(18)의 바닥면이란, 오목부의 깊이방향의 바닥면이며 볼록부(28)의 정상(선단)에 대향하는 면이다. 오목부(18), 볼록부(28)는 사다리꼴형상 외에 원호형상으로 할 수 있다.

오목부(18)와 볼록부(28)를 끼워 맞춘상태에서 그 부를 마찰교반접합한다. 중공형재(10)의 면판[11b, 12b (21b, 22b)]의 각각의 끝면[17 (27)]은 면판(11b, 12b)의 면과 직교하는 선상(중공형재의 두께방향을 따른 선상)에 있다. 2개의 끝면 [17 (27)]은 실질적으로 하나의 선상에 있다. 오목부(18)의 바닥면 및 볼록부(28)의 선단은 면판(11b, 12b)에 실질적으로 직교하고 있다.

중공형재(10) 끝부의 접속판(13)으로부터 다른쪽 중공형재의 접속판(23)까지의 면판(11b, 21b)의 길이는 다른 부분의 트러스트를 구성하는 면판(11, 21)의 길이보다도 길다. 이 때문에 면판(11b, 21b)의 판두께는 약간 두껍게 하고 있다.

면판(12b, 22b)의 길이는 짧기 때문에 형재(型材)(10, 20)의 제작성을 고려하여 면판(12b, 22b)의 상면측의 전범위를 볼록부(16, 26)의 높이위치로 하여도 좋다.

면판(12b, 22b)의 볼록부(16, 25)의 정상과 면판(12b, 22b)의 내면을 접속하는 선, 면판(11b, 21b)의 볼록부(15, 25, 16, 26)의 정상과 면판(11b, 21b)을 접속하는 선은 원호형상이다. 원호는 가능한 한 큰 쪽이 좋다. 그러나 면판(12b, 22b)의 볼록부(15, 25)의 정상과 면판(12b, 22b)의 외면을 접속하는 선은 면판 (12b, 22b)과 직교하고 있다. 원호는 원호면이 바깥쪽으로 돌출하고 있는 것은 아니다.

다른 개소의 볼록부는 마찰교반접합 후, 절삭하지 않는다. 이 중공형재를 차체와 같이 강도부재로서 사용하면 볼록부의 정상과 면판을 접속하는 선이 직교하는 선이면 볼록부의 근원에 국부적으로 하중이 걸려 강도가 저하한다. 따라서 원호형상의 선으로 접속하고 있는 것이다. 원호를 대신하여 사면(斜面)으로 할 수 있다.

또 뒤에서 설명하는 바와 같이 면판의 외면측의 볼록부(15, 25)는 광학센서로 검출하는 대상이므로 이 검출을 할 수 있도록 볼록부의 정점과 원호의 접속부는 직선형상으로 하면 좋다.

회전공구(50)는 작은 지름부(51)의 축방향의 양쪽에 큰 지름부(53, 54)를 가진다. 2개의 큰 지름부(53, 54) 사이에 접합해야 할 부분을 끼운 상태에서 회전공구(50)를 회전시키고, 중공형재의 길이방향(접합선)을 따라 이동시켜 마찰교반접합 한다. 작은 지름부(51)의 외면에는 나사를 가진다. 회전공구(50)의 상단에 회전및 이동시키는 구동장치가 있다.

회전공구(50)의 부재는 큰 지름부(53) 및 작은 지름부(51) 등을 가지는 부재와, 선단의 큰 지름부(54)용의 부재로 이루어진다. 큰 지름부(53)를 가지는 부재는 상단측으로부터 외경이 원형의 큰 지름부(53), 원형의 작은 지름부(51), 큰 지름부 (54)의 부재(54b)를 설치하기 위한 작은 지름의 축부(51c)가 있다. 축부(51c)에는 부재(54b)를 고정하기 위한 핀구멍(57)이 있다.

큰 지름부(54)에 상당하는 부재는, 외경이 원형이고, 축(51c)에 끼워 맞추는 구멍(54c)과 핀구멍(58)을 가진다. 큰 지름부(53, 54)의 작은 지름부(51) 측의 끝면은 도 5와 같이 경사진 오목부가 있다. 이 오목부는 교반된 금속을 안쪽으로 눌러 외부로의 유출을 방지하기 위하여 있다.

이와 같이 부품을 제작한 후, 큰 지름부(54)에 상당하는 부재를 축(51c)에 끼워 맞추고, 핀구멍(57, 58)에 노크핀(59)을 끼워 맞춰 큰 지름부(54)를 고정한다.

작은 지름부(51)의 길이[큰 지름부(53)의 끝면으로부터 큰 지름부(54)의 끝면까지의 거리](L)는 면판[11b, 21b (12b, 22b)]의 판두께[볼록부(15, 16, 25, 26)를 제외함](t)보다도 크다. 그러나 L은 볼록부(15, 16, 25, 26)를 포함하는 면판 [11b, 21b (12b, 22b)]의 판두께보다도 작다. 상면의 면판(11b, 21b)의 판두께와 하면의 면판(12b, 22b)의 판두께는 다르기 때문에 상면용 회전공구(50)와 하면용 회전공구(50)에서는 작은 지름부(51)의 길이(L)는 다르다. 큰 지름부(53, 54)의 각각의 지름(D)은 2개의 볼록부(15, 25), 볼록부(16, 26)를 합한 폭(W)보다도 작다.

다음에 2개의 중공형재의 접합순서를 설명한다. 2개의 중공형재(10, 20)를 가대(100)에 탑재하고, 중공형재(10)의 면판(11b, 12b)에 다른쪽 중공형재(20)의 면판(21b, 22b)을 맞댄다. 이에 의하여 면판(11b, 12b)의 오목부(18)에 면판(21b, 22b)의 볼록부(28)가 들어 간다. 이 상태에서 중공형재(10, 20)를 가대(100)에 고정한다. 하면의 면판(12b, 22b)의 볼록부(15, 25)는 가대(100)의 오목부(101)에 들어가 있다. 또 상면의 면판(11b, 21b)의 볼록부(15, 25)를 간헐적으로 아크용접한다. 이는 가고정하기 위한 용접이다.

이 상태에서 먼저 중공형재(10, 20)의 상면의 면판(11b, 21b)을 마찰교반접합 한다. 길이방향의 끝면으로부터 회전공구(50)를 회전시키면서 중공형재(10, 20)측으로 이동시켜 2개의 큰 지름부(53, 54) 사이[작은 지름부(5D)]에 접합해야 할 부분[면판(11b, 21b)의 맞댐부]을 넣는다. 회전공구(50)의 이동에 의하여 접합해야 할 부분은 접합된다.

마찰교반접합할 때, 오목부(18)의 깊이의 중심에 회전공구(50)의 축심이 위치하도록 한다. 이에 의하면 오목부(18)의 깊이가 큰 경우나, 맞댐부의 간극이 큰 경우에도 오목부(18), 볼록부(28)나 맞댐부를 충분히 마찰교반접합할 수 있는 것이다.

회전공구(50)의 이동방향의 앞쪽에 설치한 광학센서로 볼록부(15, 25)를 검출하여 회전공구(50)를 유도한다. 즉 광학센서는 볼록부(15, 25)로 이루어지는 폭 (W)을 검출하여 오목부(18)의 깊이의 중심에 회전공구(50)의 중심을 일치시킨다.폭을 검출한다는 것은, 볼록부(15, 25)로 이루어지는 하나의 볼록부의 폭방향의 양쪽 끝의 위치를 검출하는 것이다. 또 광학센서는 볼록부의 상면 또는 볼록부 근방의 면판의 상면을 검출하고 접합부의 높이위치를 구하여 회전공구(50)의 수직방향의 위치를 정한다. 이에 의하여 회전공구(50)의 큰 지름부(53, 54)가 면판의 양면의 볼록부를 끼우게 된다.

주지와 같이 마찰교반접합시에 회전공구(50)의 이동방향에 있어서 회전공구 (50)의 축심은 뒤쪽으로 경사져 있다. 회전공구(50)의 축심은 하부의 큰 지름부 (54)측이 상부의 큰 지름부(54)측보다도 이동방향의 앞쪽에 위치하고 있다.

마찰교반접합시에 있어서, 상부의 큰 지름부(53)의 후단은 볼록부(15, 25)내에 위치하고 있다. 큰 지름부(53)의 후단이 볼록부(15, 25)내에 위치한다란, 볼록부(15, 25)를 제외한 면판(11b, 21b)의 외면(상면)과 볼록부(15, 25)의 정상 사이에 큰 지름부(53)의 후단이 위치하고 있는 것을 말한다.

한편, 하부의 큰 지름부(54)의 전단은 볼록부(16, 26)내에 위치하고 있다. 큰 지름부(54)의 전단이 볼록부(16, 26)내에 위치한다는 것은, 볼록부(16, 26)를 제외하는 면판(11b, 21b)의 외면(상면)과 볼록부(15, 25)의 정상 사이에 큰 지름부(54)의 전단이 위치하고 있는 것을 말한다.

이 때문에 도 4와 같이 접합부의 상하의 면에 볼록부(15, 25, 16, 26)의 정상보다도 오목한 접합부의 면이 생긴다. 상부 접합부의 면은 큰 지름부(53)의 후단의 위치가 기준이 된다. 하부 접합부의 면은 큰 지름부의 전단의 위치가 기준이 된다. 단, 큰 지름부(54)의 후단에서 금속이 약간 솟아오른다. 도 4는 접합 후의단면을 모식적으로 나타내는 것이다.

이상에 의하여 접합부의 면은 면판(11b, 21b)의 상하의 면보다도 바깥쪽에 있고, 면판(11b, 21b)의 두께가 얇아지는 일은 없다. 즉 회전공구(50)의 이동방향에 있어서 면판(11b, 21b, 12b, 22b)이 상하로 약간 구부러져도 볼록부(15, 16, 25, 26)에 대한 큰 지름부(53, 54)의 깊이가 다를 뿐이고, 면판(11b, 21b, 12b, 22b) 그 자체가 절삭되는 일이 없는 것이다. 따라서 판두께가 얇아지는 일이 없는 것이다. 또면판에 대한 회전공구(50)의 위치를 엄격하게 관리할 필요가 없어져 용이하게 마찰교반접합을 행할 수 있는 것이다. 또 의장상이나 기능상의 문제를 일으키지 않는 것이다.

면판(11b, 21b)측의 접합이 종료하면 중공형재(10, 20)의 상하를 반전시켜 면판(11, 21)을 아래쪽으로 하여 가대(100)에 고정하고, 면판(12b, 22b)의 맞댐부의 가고정 용접을 행한다. 다음에 상기와 마찬가지로 면판(12b, 22b)의 맞댐부의 마찰교반접합을 행한다.

다음에 차체의 외면측이 되는 면판(예를 들면 12b, 22b)의 볼록부(15, 25)를 절삭하여 접합부를 면판(12b, 22b)과 동일면으로 한다. 접합부의 외면은 면판 (12b, 22b)과 볼록부(15, 25)의 정상 사이에 있으므로 절삭에 의하여 면판(12b, 22b)과 동일면으로 할 수 있다. 이 절삭은 예를 들면 그라인더를 손으로 움직여 행한다. 볼록부(15, 25)의 정상과 면판(12b, 22b)은 직교하는 선으로 접속하고 있으므로 볼록부(15, 25)와 면판(12b, 22b)을 원호형상으로 접속한 경우와 비교하여 절삭량을 적게 할 수 있다.

차체의 내면측은 화장판으로 덮기 때문에 내면측 면판(11b, 21b)의 볼록부 (15, 25)는 외관을 위한 절삭은 필요없다.

마찰교반접합에 있어서 접합해야 할 부분의 간극[예를 들면, 오목부(18)와 볼록부(28) 사이의 간극, 끝면(17)과 끝면(27) 사이의 간극]은 볼록부(15, 25, 16, 26)의 금속이 원자재가 되어 간극은 메워진다. 남은 금속은 큰 지름부(53, 54) 주위로부터 날려진다. 상기 간극은 차체(500)의 길이가 약 20m 이므로 생기기 쉽다.

차체(500)는 길이가 약 20m이고, 면판(11b, 12b, 21b, 22b)은 중공형재(10, 20)의 두께방향으로 약간 왜곡되어 있는 경우가 많다. 그러나 2개의 면판[11b, 21b (12b, 22b)]은 오목부(18)와 볼록부(28)로 끼워 맞춰져 있기 때문에 접합해야 할 부분의 면판[11b (12b)] 끝부의 높이위치와 면판[21b (22b)] 끝부의 높이위치가 다른 현격한 차가 생기지 않는다. 현격한 차를 일으키면 접합부내에 공극이 생기기 쉽다. 이 때문에 이 끼워 맞춤에 의하여 결함이 적은 마찰교반접합을 할 수 있는 것이다.

마찰교반접합시에 2개의 면판은 2개의 큰 지름부(53, 54)에 끼워져 있기 때문에 면판(11b, 21b)측을 접합할 때에 회전공구(50)를 면판(12, 22)측에 삽입하는 힘은 발생하지 않는다. 이 때문에 접합부에 지지판이 없어도 중공형재를 변형시키지 않고 접합할 수 있는 것이다.

큰 지름부(53)의 하단의 바깥 둘레에 절삭용 날을 설치하여 두면 마찰교반접합함과 동시에 상기 날보다도 위쪽의 볼록부(15, 25) 및 접합부를 절삭할 수 있다. 적어도 마찰교반접합에 의해 발생한 버르는 절삭된다. 회전공구(50)의 회전에 의한 상기 날의 회전지름을 2개의 볼록부(15, 25)의 폭(W)보다도 크게 하여 둔다. 절삭후도 볼록부(16, 26)는 남는다. 이에 의하면 상부 접합부의 면은 볼록부(15, 25)와 실질적으로 동일면이 된다. 단 회전공구에 날을 설치하고 있기 때문에 도 4에 있어서 접합면이 원호형상인 것 같이 절삭면은 원호형상이다. 이에 의하면 접합 후의 중공형재를 경량으로 할 수 있다. 이는 상기 일본국 특개 2001-047262호 공보(EP 1057575A2)에 나타나 있다. 또 면판(12b, 22b)의 볼록부(15, 25)에 대하여 절삭한 것이면, 그 후 면판(12b, 22b)과 동일면이 될 때까지 절삭하는 작업을 용이하게 할수 있다.

큰 지름부(54)에도 절삭용 날을 설치할 수 있다. 날의 위치는 큰 지름부 (54)의 상단보다도 아래쪽으로 한다. 볼록부(16, 26)에 대한 큰 지름부(54)의 경사방향은 볼록부(15, 25)에 대한 큰 지름부(53)의 경사방향과는 반대이므로 수직방향에 있어서의 날의 위치는 접합 전에 볼록부(16, 26)를 절삭하지 않는 위치로 한다. 마찰교반접합에 의해 발생한 버르를 절삭하도록 볼록부(16, 26)의 정상보다도 아래쪽을 절삭하도록 한다. 회전공구(50)는 경사져 있으므로 큰 지름부(54)는 회전공구의 이동방향에 있어서 전방측의 큰 지름부라 할 수 있다. 이 절삭에 의한 절삭가루 및 마찰교반접합에 의한 절삭가루는 중공부의 한쪽 끝측으로부터 분출시킨 공기로 배출한다.

상기 실시예에서는 중공형재(10)의 면판(11b, 12b)에 각각 오목부(18)를 설치하고, 다른쪽 중공형재(20)의 면판(21b, 22b)에 볼록부(28)를 설치하고 있다. 그러나 면판(11b, 22b)에 오목부(18)를 설치하고, 면판(12b, 21b)에 볼록부(28)를설치하여도 좋다.

도 7의 실시예를 설명한다. 상기 광학센서(35)로 검출하는 볼록부(15, 25)의 상면(정상면)에 제 2 볼록부(31, 32)를 설치하고 있다. 제 2 볼록부(31, 32)의 높이는 약 1mm 이다. 2개의 볼록부(31, 32)를 합친 폭(W2)은 약 15mm 이다. 광학센서 (35)는 제 2 볼록부(31, 32)를 검출하여 회전공구(50)를 유도한다. 제 2 볼록부 (31, 32)는 마찰교반접합에 의하여 없어진다.

볼록부의 폭 및 높이위치를 높은 정밀도로 검출하기 위해서는 광학센서(35)로부터 볼록부(31, 32)까지의 거리(H2)를 그 센서의 소정치 이하(실질적으로 초점거리 이하)로 하는 것이 필요하다. 제 2 볼록부(31, 32)를 설치하고 있으므로 이 폭 (W2)을 작게 할 수 있고, 거리(H2)를 소정범위내로 할 수 있어 높은 정밀도로 검출할 수 있는 것이다. 이 때문에 볼록부(15, 25)의 폭(W)을 크게 할 수 있는 것이다. 그 이유는 오목부(18)의 깊이가 큰 경우, 접합부의 폭을 크게 하고 싶은 경우 2개의 큰 지름부(53, 54)를 가지는 회전공구(50)의 경우 등에서는 볼록부(15, 25)의 폭(W)을 크게 하고 싶다. 폭(W)을 크게 하면, 센서로부터 볼록부까지의 거리(H2)를 크게 하지 않으면 안되기 때문에 이 거리(H2)를 소정치 이하로 할 수 없게 되어 높은 정밀도의 위치검출을 할 수 없다. 그러나 제 2 볼록부(31, 32)가 있으면 가능하게 된다. 또한 제 2 볼록부는 한쪽의 볼록부에(15 또는 25)만 설치하여도 좋다.

도 8의 실시예를 설명한다. 면판(11b, 12b)의 끝부에는 볼록부가 없고 실질적으로 판형상이다. 중공형재(20)의 면판(21b, 22b)의 끝부의 양면에 볼록부(25b,26b)가 있다. 볼록부(25b, 26b)는 면판(21b, 22b)의 두께방향으로 돌출하고, 면판 (21b, 22b)을 따라 다시 면판의 끝면보다도 돌출되어 있다. 이 돌출한 부분을 돌출편(25c, 26c)이라 한다. 2개의 돌출편(25c, 26c) 사이에는 면판[11b (12b)]이 삽입되는 오목부로 되어 있다. 오목부의 폭 및 면판(11b, 12b)의 선단의 형상은 오목부에 면판(1b, 12b)을 삽입하기 쉬운 폭 및 사다리꼴형상으로 되어 있다. 이 오목부의 깊이는 도 2의 경우보다도 깊다.

돌출편(25c, 26c)을 포함하는 볼록부(25b, 26b)의 폭은 상기 폭(W)과 동일하다. 오목부의 바닥면에 회전공구(50)의 중심을 위치시킨다. 돌출편(25c, 26c)을 포함하는 볼록부(25b, 26b)의 폭의 중심에 실질적으로 오목부의 바닥면을 설치하고 있다. 오목부의 바닥면 및 면판(11b, 12b)의 끝면은 면판에 실질적으로 직교하고 있다. 볼록부(25b, 26b)의 높이는 볼록부(15, 16, 25, 26)와 동일하다.

돌출편(25c, 26c)은 없어도 좋으나, 있음으로써 양호한 접합을 할 수 있다.

면판(11b, 22b)에 오목부를 설치하고, 면판(21b, 12b)에 볼록부를 설치할 수 있다.

도 9와 도 10의 실시예를 설명한다. 이는 중공형재를 한쪽 면측으로부터 중공형재의 양면을 접합하는 것이다. 면판(12b)의 끝부와 면판(22b)의 끝부는 맞대어져 끼워 맞춰져 있다. 면판(12b, 22b)의 끝부의 구성은 도 2와 동일하다. 면판 [12b (22b)]은 상면의 면판[11b (21b)]보다도 끝부측으로 돌출하고 있다. 면판 (11b)과 면판(21b)은 접속재(40)를 거쳐 접합되어 있다. 접속재(40)는 판(41)의 양쪽 끝에 볼록부를 설치하고 있다.

면판(11b) 끝부의 상면에는 볼록부가 없다. 하면에는 볼록부(16b)가 있다. 접속재(40) 한쪽 끝의 상면에는 볼록부(42)가 있다. 볼록부(42)는 위쪽으로 돌출하여 판(41)을 따라 판(41)의 끝면보다도 면판(11b)측으로 돌출되어 있다. 볼록부 (42)의 돌출편(42c)은 면판(11b)에 탑재되어 있다(겹쳐져 있다). 접속재(40) 한쪽 끝의 하면에는 볼록부(43)가 있다. 면판(11b)과 볼록부(16b)의 끝면이 판(41)과 볼록부(43)의 끝면에 맞대어져 있다.

돌출편(42c)을 포함하는 볼록부(42)의 폭의 중심에 회전공구(50)의 중심을 위치시킨다. 이 때문에 면판(11b), 볼록부(16b), 판(41), 볼록부(43)의 끝면(맞댐부의 면)에 회전공구(50)에 중심이 위치한다고 할 수 있다. 돌출편(42c)을 포함하는 볼록부(42)의 폭은 큰 지름부(53)의 지름보다도 크다. 면판(11b), 볼록부(16b), 판(41), 볼록부(43)의 끝면은 면판(11b), 판(41)에 실질적으로 직교하고 있다. 볼록부(16b, 42, 43)의 높이는 볼록부(15, 16, 25, 26)의 높이와 동일하다.

접속재(40)의 다른쪽 끝 상하의 면에는 볼록부(45, 46)가 있다. 볼록부(45, 46)의 끝부에는 판(41)을 따라 돌출한 돌출편(45c, 46c)이 있다. 돌출편(45c)의 길이는 볼록부(45)의 폭과 동일하다. 돌출편(46c)의 길이는 짧다. 돌출편(45c과 46c)의 사이는 오목부로 되어 있다. 돌출편(45c)을 포함하는 볼록부(45)의 폭의 중앙에 판(41)의 끝면이 있다. 면판(21b)의 하면에는 돌출편(46c)의 끝부에 맞대어지는 볼록부(26d)가 있다. 볼록부(26d)와 돌출편(46c)을 합친 폭과 볼록부(46)의 폭이 같다.

이와 같은 구성에 있어서, 면판(12b, 22b)을 아래쪽으로 하여 중공형재(10, 20)를 가대(100)에 고정하고, 맞댄 면판(12b)과 면판(22b)을 가고정 용접한다. 다음에 위쪽의 면판(11b, 21b)측(위쪽)으로부터 회전공구(50)로 마찰교반접합한다. 가대(100)의 오목부(101)의 크기는 큰 지름부(54)의 크기로부터 정한다.

다음에 접속재(40)를 면판(11b, 21b)에 맞붙인다. 즉 접속재(40)를 그 폭방향으로 이동시켜 돌출편(45c와 46c) 사이에 면판(21b)의 끝부를 삽입한다. 다음에 접속재(40)의 다른쪽 끝을 하강시켜 돌출편(16c)을 면판(11b)에 탑재한다. 접속재 (40)의 양쪽 끝은 면판(11b, 21b)에 지지되어 낙하하는 일은 없다. 아래쪽 돌출편 (46c)의 길이가 짧으므로 면판(21b)을 삽입하기 쉽다. 다음에 접속재(40)의 양쪽 끝을 면판(11b, 21b)에 가고정 용접한다.

접속재(40)에는 립 등이 없어 접속재(40)의 길이방향에 있어서 두께방향으로 구부러지기 쉽다. 이 때문에 이 맞붙임작업이 곤란해진다. 따라서 접속재(40)의 길이를 중공형재(10, 20)의 길이(일반적으로 그 길이는 차체의 길이이므로 약 20m 이다.)보다 충분히 짧게 한다. 예를 들면 접속재(40)는 길이를 수 m로 한다. 이 때문에 다수의 접속재(40)가 1세트의 중공형재의 접합선을 따르게 된다. 접합선을 따른 접속재(40)와 접속재(40) 사이를 아크용접으로 가고정 용접한다. 용접위치는 한쪽 접속재(40)의 볼록부(42, 42c, 45, 45c)와 다른쪽 접속재(40)의 볼록부 (42, 42c, 45, 45c)의 맞댐부이다. 판(41)과 판(41)의 맞댐부는 용접할 필요는 없다. 즉 회전공구(50)의 큰 지름부(53)가 통과하는 범위가 용접되어 있으면 좋다. 맞댐부의 간극이 없도록 용접한다. 즉 맞댐부에 볼록부[42, 42c (45, 45c)]가 연속되어 있도록 한다. 이와 같이 하면 맞댐부의 접합결함이 적어진다.

다음에 접속재(40)와 면판(11b, 21b)의 맞댐부를 마찰교반접합한다. 접속재 (40)의 양쪽 끝을 동시에 접합하여도 좋고, 한쪽 끝을 접합한 후, 다른쪽 끝을 접합하여도 좋다.

한쪽 끝을 접합한 후, 다른쪽 끝을 접합하는 경우는 제일 먼저 면판(11b)과 접속재(40)의 맞댐부를 접합하고, 다음에 면판(21b)과 접속재(40)의 맞댐부를 접합한다. 이에 의하면 최초로 마찰교반접합할 때의 열에 의하여 접속재(40)가 변형하여 미접합부측[볼록부(25b, 26b)측]이 떠오르려 하여도 이 부분은 끼워 맞춰져 있으므로 떠오르지 않는다. 이 때문에 이 부분을 양호하게 접합할 수 있는 것이다.

다음에 면판(12b, 22b)의 외면측을 평활하게 절삭하여 이 면을 차체의 외면측에 사용한다.

도 11의 실시예를 설명한다. 이는 면판(11b)과 접속재(40)의 이음매를 나타내는 것이다. 이 실시예는 도 8의 실시예에 대하여 상하를 반대로 한 것이다.

도 12의 실시예를 설명한다. 이는 면판(11b)과 접속재(40)의 이음매를 나타내는 것이다. 면판(11b) 끝부의 상면에는 볼록부가 없다. 하면에는 볼록부(16b)가 있다. 볼록부(16b)는 아래쪽으로 돌출되어 면판(11b)을 따라 면판(11b)의 끝면보다도 접속재(40)측으로 돌출하고 있다. 접속재(40) 한쪽 끝의 하면은 볼록부(16b)의 돌출편(16c)에 겹쳐져 있다. 접속재(40) 한쪽 끝의 상면에는 상기 실시예와 동일한 볼록부(42)가 있다. 볼록부(42)의 돌출편(42c)은 면판(11b)에 겹쳐져 있다. 단 상하의 돌출편(42c, 16c)이 다른쪽의 부재에 겹쳐진다 하여도 다른쪽의 부재에 접촉하고 있는 것은 실질적으로 한쪽의 돌출편뿐일 것이다.

즉, 이 실시예는 이음매의 각각의 각각의 부재에 다른쪽의 부재에 겹치는 볼록부를 설치한 것이다.

도 10, 도 11, 도 12의 각 실시예에 있어서, 면판(21b)과 접속재(40)의 이음매로서 도 2, 도 7의 이음매를 적절하게 사용할 수 있다. 또 면판(12b)과 면판 (22b)의 이음매는 도 8의 이음매를 사용할 수 있다. 또 도 1의 이음매로서 도 10, 도 11, 도 12의 면판(11b)과 접속재(40)의 이음매, 또 도 10의 면판(21b)과 접속재 (40)의 이음매를 적절하게 사용할 수 있다. 또 중공형재(10, 20) 끝부의 접속재 (13, 23)는 면판(11b, 12b, 21b, 22b)과 직교하는 것이어도 좋다.

상기 각 실시예의 이음매는 판 등의 각종 부재의 접합부의 이음매로서 사용할 수 있다.

본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위의 각 청구항에 기재된 문언 또는 과제를 해결하기 위한 수단의 항에 기재된 문언에 한정되지 않고, 당업자가 그것으로부터 용이하게 치환할 수 있는 범위에도 미치는 것이다.

본 발명에 의하면, 2개의 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하여 마찰교반접합하는 경우에 있어서, 양호한 마찰교반접합이 얻어지는 것이다.

또 본 발명에 의하면, 긴 판을 마찰교반접합하는 경우에 있어서, 용이하게 마찰교반접합할 수 있는 것이다.

또 본 발명에 의하면, 마찰교반접합하는 경우에 있어서, 회전공구를 정확하게 유도하여 양호한 마찰교반접합이 얻어지는 것이다.

Claims

제 1 판의 끝부와 제 2 판의 끝부를 맞대고,

상기 맞대었을 때에 상기 제 1 판의 끝부 또는 제 2 판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고,

작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하여 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 판 및 상기 제 2 판의 각각의 상기 끝부는 양면으로 돌출하는 볼록부를 가지고 있고, 이와 같은 제 1 판과 제 2 판을 맞대는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 2항에 있어서,

상기 제 1 판의 상기 맞댄부분의 끝면에는 제 2 볼록부를 가지고 있고, 상기제 2 판의 끝면에는 상기 제 2 볼록부를 받아 들이는 오목부를 가지고 있고,

상기 오목부에 상기 제 2 볼록부를 삽입한 상태에서 상기 삽입한 부분을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 판의 상기 끝부는 양면으로 돌출하고, 또한 상기 제 1 판을 따라 상기 제 2 판을 향하여 각각 돌출하는 볼록부를 가지고, 상기 양면의 볼록부 사이는 오목부로 되어 있고,

상기 제 2 판의 상기 끝부는 상기 오목부의 속에 들어가 있고, 이 상태에서 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 맞대었을 때에 맞댐부에 있어서 적어도 제 1 면판의 끝부의 양면에 볼록부가 있고, 상기 2개의 볼록부 사이는 오목부로 되어 있고,

상기 제 2 면판의 끝부는 상기 오목부에 삽입되어 있고, 상기 삽입한 부분을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 맞댐으로써 중공형상이 되고,

상기 마찰교반접합 후, 상기 중공부의 한쪽 끝으로부터도다른쪽 끝을 향하여 공기를 분출시키는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1항에 있어서,

상기 각각의 큰 지름부의 바깥 둘레에 날을 설치한 회전공구를 사용하여 마찰교반접합을 행함과 동시에, 마찰교반접합에 의하여 발생한 버르를 절삭하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1 중공형재의 2개의 면판과 제 2 중공형재의 2개의 면판을 각각 맞대고,

상기 맞대었을 때에 상기 제 1 중공형재의 각각의 상기 면판의 끝부 또는 상기 제 2 중공형재의 각각의 상기 면판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고,

상기 중공형재의 한쪽 면의 상기 맞댄부분에 대하여, 또는 양면의 상기 맞댄 부분에 대하여 작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하고, 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 8항에 있어서,

상기 맞대었을 때에 각각의 맞댐부에 있어서, 적어도 한쪽 면판의 끝부의 양면에 볼록부가 있고, 상기 2개의 볼록부 사이는 오목부로 되어 있고,

다른쪽의 상기 면판의 끝부는 상기 오목부에 삽입되어 있고,

상기 삽입한 부분을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1 중공형재의 한쪽 면판과 제 2 중공형재의 한쪽 면판을 맞대고,

상기 맞대었을 때에 상기 제 1 중공형재의 상기 면판의 끝부 또는 상기 제 2 중공형재의 상기 면판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고,

작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하여 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시키고,

다음에 상기 제 1 중공형재의 다른쪽 면판과 상기 제 2 중공형재의 다른쪽 면판과, 접속재를 각각 겹침과 동시에 맞대고,

상기 맞대었을 때에 상기 제 1 중공형재의 상기 다른쪽 면판의 끝부 또는 상기 접속재의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고,

또 상기 맞대었을 때에 상기 제 2 중공형재의 상기 다른쪽 면판의 끝부 또는 상기 접속재의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있고,

상기 제 1 중공형재와 상기 접속재의 상기 맞댄부분에 대하여, 또는 상기 제 1 중공형재와 상기 접속재의 상기 맞댄부분과 상기 제 2 중공형재와 상기 접속재의 상기 맞댄부분에 대하여 작은 지름부의 양측에 각각 큰 지름부를 가지는 회전공구를 사용하고, 상기 회전공구의 상기 2개의 큰 지름부 사이에 상기 양면의 상기 볼록부를 끼운 상태에서 상기 회전공구를 회전시키면서 상기 맞댄부분을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 10항에 있어서,

상기 한쪽 면판끼리를 맞대었을 때에 맞댐부에 있어서 적어도 한쪽 면판의 끝부의 양면에 볼록부가 있고, 상기 2개의 볼록부 사이는 오목부로 되어 있고,

다른쪽의 상기 면판의 끝부는 상기 오목부에 삽입되어 있고,

상기 삽입된 부분을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 10항에 있어서,

상기 접속재와 상기 제 1 중공형재, 상기 제 2 중공형재를 각각 맞대었을 때에 적어도 한쪽의 맞댐부에 있어서, 상기 접속재의 끝부와 상기 다른쪽 면판의 끝부의 적어도 한쪽의 양면에 볼록부가 있고, 상기 2개의 볼록부 사이는 오목부로 되어 있고,

상기 접속재의 끝부와 상기 다른쪽 면판의 끝부의 다른쪽 부재는 상기 오목부에 삽입되어 있고,

상기 삽입한 부분을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 10항에 있어서,

상기 접속재와 상기 제 1 중공형재, 상기 제 2 중공형재를 각각 맞대었을 때에 한쪽의 맞댐부에 있어서 상기 접속재의 끝부와 상기 다른쪽 면판의 끝부 중 적어도 한쪽의 양면에 볼록부가 있고, 상기 2개의 볼록부 사이는 오목부로 되어 있고,

상기 접속재의 끝부와 상기 다른쪽 면판의 끝부의 다른쪽 부재는 상기 오목부에 삽입되어 있고, 다른쪽의 맞댐부는 삽입되어 있지 않으고,

상기 다른쪽의 맞댐부를 상기 마찰교반접합하고,

다음에 상기 삽입한 부분을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1 중공형재의 한쪽 면판과 제 2 중공형재의 한쪽 면판을 맞대고,

상기 맞댄부분을 다른쪽의 면판측으로부터 마찰교반접합하고,

다음에 상기 가대의 중공형재 및 상기 제 2 중공형재보다도 짧은 복수의 접속재를 상기 제 1 중공형재 및 상기 제 2 중공형재를 따라 상기 제 1 중공형재의 다른쪽의 면판과 상기 제 2 중공형재의 다른쪽의 면판과 겹치고,

다음에 상기 제 1 중공형재와 상기 접속재를 접합함과 동시에, 상기 제 2 중공형재와 상기 접속재를 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 14항에 있어서,

상기 접속재를 상기 제 1 중공형재 및 상기 제 2 중공형재에 겹친 다음에, 상기 접속재끼리의 사이에서 상기 겹친부분의 근방을 용접하고,

다음에 상기 겹친부분을 마찰교반접합하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 1 판의 끝부와 제 2 판의 끝부를 맞대고,

상기 맞대었을 때에 상기 제 1 판의 끝부 또는 제 2 판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 한쪽 면에 볼록부가 있고, 상기 볼록부에 제 2 볼록부가 있고,

상기 제 2 볼록부를 검출하면서 상기 맞댄부분에 삽입한 회전공구를 유도하는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
2개의 판의 맞댐부가 마찰교반접합되어 있고,

상기 마찰교반접합한 부분에 있어서 상기 판의 양면에 볼록부가 있고,

상기 판의 한쪽 면과 상기 한쪽의 상기 볼록부의 정상을 접속하는 선은 상기 판의 두께방향에 대하여 실질적으로 직교하고 있고,

상기 판의 다른쪽 면과 상기 다른쪽의 상기 볼록부의 정상을 접속하는 선은 원호형상 또는 경사면인 것을 특징으로 하는 구조체.
제 1 중공형재의 2개의 면판과 제 2 중공형재의 2개의 면판의 각각의 맞댐부가 마찰교반접합되어 있고,

각각의 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서, 상기 면판의 양면에 볼록부가있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 1 중공형재의 2개의 면판과 제 2 중공형재의 2개의 면판의 각각의 맞댐부가 마찰교반접합되어 있고,

한쪽의 상기 면판을 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서, 상기 중공형재의 외면측의 상기 접합한 면은 상기 면판과 실질적으로 동일면이고,

상기 한쪽 면판의 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서 상기 중공형재의 내면측의 면에는 볼록부가 있고,

다른쪽의 상기 면판의 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서 상기 면판의 양면에 볼록부가 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 19항에 있어서,

각각의 상기 볼록부의 정상과 각각의 상기 면판을 접속하는 선은 원호형상 또는 경사면인 것을 특징으로 하는 구조체.
제 1 중공형재의 제 1 면판과 제 2 중공형재의 제 1 면판의 맞댐부가 마찰교반접합되어 있고,

상기 제 1 중공형재의 제 2 면판과 상기 제 2 중공형재의 제 2 면판이 접속재를 거쳐 마찰교반접합되어 있고,

상기 마찰교반접합은 상기 제 2 면판과 상기 접속재의 맞댐부에 대하여 행하여져 있고,

각각의 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서 상기 면판의 양면에 볼록부가 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 1 중공형재의 제 1 면판과 제 2 중공형재의 제 1 면판의 맞댐부가 마찰교반접합되어 있고,

상기 제 1 중공형재의 제 2 면판과 상기 제 2 중공형재의 제 2 면판이 접속재를 거쳐 마찰교반접합되어 있고,

상기 마찰교반접합은 상기 제 2 면판과 상기 접속재의 맞댐부에 대하여 행하여져 있고,

상기 제 1 면판을 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서, 상기 중공형재의 외면측의 상기 접합한 면은 상기 제 1 면판과 실질적으로 동일면이고,

상기 제 1 면판의 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서 상기 중공형재의 내면측의 면에는 볼록부가 있고,

상기 제 2 면판의 상기 마찰교반접합한 부분에 있어서, 상기 제 1 면판의 양면에 볼록부가 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제 22항에 있어서,

각각의 상기 볼록부의 정상과 각각의 상기 면판을 접속하는 선은 원호형상 또는 경사면인 것을 특징으로 하는 구조체.
판의 끝부의 양면에 상기 판의 두께방향으로 각각 돌출함과 동시에, 상기 판의 면을 따라 상기 끝부로부터도돌출하는 볼록부를 가지고 있고,

상기 양면의 볼록부 사이에서 상기 판의 끝면에 오목부를 가지고 있고,

적어도 한쪽의 볼록부의 폭 중심의 근방에 실질적으로 상기 오목부의 바닥면이 있고,

상기 끝부는 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합방법.
제 24항에 있어서,

양면의 볼록부의 폭 중심의 근방에 실질적으로 상기 오목부의 바닥면이 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 24항에 있어서,

상기 판의 면을 따라 돌출하는 길이는 한쪽의 볼록부 쪽이 다른쪽보다도 긴 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
판의 한쪽 끝의 한쪽 면에, 상기 판의 두께방향으로 돌출하는 제 1 볼록부를 가지고 있고,

상기 판의 상기 한쪽 끝의 다른쪽 면에 상기 판의 두께방향으로 돌출하고,또한 상기 다른쪽의 면을 따라 상기 끝부로부터도돌출하는 제 2 볼록부를 가지고 있고,

상기 한쪽 끝은 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 27항에 있어서,

상기 판의 상기 한쪽 끝의 끝면은 상기 판의 두께방향을 따라 실질적으로 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 27항에 있어서,

상기 한쪽 끝의 끝면으로부터 다른쪽 끝측의 상기 제 1 볼록부의 끝부까지의 거리와, 상기 한쪽 끝의 끝면으로부터 다른쪽 끝측의 상기 제 2 볼록부의 끝부까지의 거리는 실질적으로 동일하고,

상기 제 2 볼록부의 폭의 중심에 실질적으로 상기 판의 상기 한쪽 끝의 끝면이 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
판의 한쪽 끝의 양면에 상기 판의 두께방향으로 각각 돌출하는 제 1 볼록부를 가지고 있고,

상기 판의 다른쪽 끝의 한쪽 면에 상기 판의 두께방향으로 돌출하고, 또한 상기 한쪽 면을 따라 다시 상기 판의 다른쪽 끝으로부터도돌출하는 제 2 볼록부를가지고 있고,

상기 판의 상기 한쪽 끝 및 다른쪽 끝은 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 30항에 있어서,

상기 판의 한쪽 끝의 끝면에는 상기 양면의 제 1 볼록부의 정상 사이에 있어서 오목부를 가지고, 상기 제 1 볼록부의 폭의 중심에 실질적으로 상기 오목부의 바닥면이 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 30항에 있어서,

상기 제 2 볼록부의 폭의 중심에 실질적으로 상기 판의 상기 다른쪽 끝의 끝면이 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
판의 한쪽 끝의 양면에 상기 판의 두께방향으로 각각 돌출하는 제 1 볼록부를 가지고 있고,

상기 판의 다른쪽 끝의 한쪽 면에 상기 판의 두께방향으로 돌출하는 제 2 볼록부를 가지고 있고, 상기 판의 상기 한쪽 끝 및 다른쪽 끝은 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
판 끝부의 양면에 상기 판의 두께방향으로 각각 돌출하는 볼록부를 가지고있고,

상기 판의 한쪽 면측의 볼록부의 정상과 상기 한쪽 면을 접속하는 선은 상기판에 실질적으로 직교하고 있고,

상기 판의 다른쪽 면측의 볼록부의 정상과 상기 다른쪽 면을 접속하는 선은 원호형상 또는 경사진 선이고,

상기 끝부는 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
실질적으로 평행한 2개의 면판과; 양자를 접속하는 접속판과;

적어도 한쪽의 상기 면판은 상기 면판의 끝부의 양면에, 상기 면판의 두께방향으로 각각 돌출함과 동시에, 상기 면판의 면을 따라 상기 끝부로부터도돌출하는 볼록부를 가지고 있고,

상기 양면의 볼록부 사이에서 상기 판의 끝면에 오목부를 가지고 있고,

적어도 한쪽의 볼록부의 폭 중심의 근방에 실질적으로 상기 오목부의 바닥면이 있고,

상기 끝부는 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 중공형재.
제 35항에 있어서,

양면의 볼록부의 폭 중심의 근방에 실질적으로 상기 오목부의 바닥면이 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 35항에 있어서,

상기 판의 면을 따라 돌출하는 길이는 한쪽 볼록부의 쪽이 다른쪽보다도 긴 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
실질적으로 평행한 2개의 면판과; 양자를 접속하는 접속판과;

적어도 한쪽의 상기 면판은, 상기 면판의 한쪽 끝의 한쪽 면에, 상기 판의 두께방향으로 돌출하는 제 1 볼록부를 가지고 있고,

상기 면판의 상기 한쪽 끝의 다른쪽 면에 상기 판의 두께방향으로 돌출하고, 또한 상기 다른쪽 면을 따라 상기 한쪽 끝으로부터도돌출하는 제 2 볼록부를 가지고 있고,

상기 한쪽 끝은 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 중공형재.
제 38항에 있어서,

상기 제 1 볼록부는 중공형재의 외면측에 있는 것을 특징으로 하는 중공형재.
제 38항에 있어서,

상기 면판의 상기 한쪽 끝의 끝면으로부터 다른쪽 끝측의 상기 제 1 볼록부의 끝부까지의 거리와, 상기 판의 상기 한쪽 끝의 끝면으로부터 다른쪽 끝측의 상기 제 2 볼록부의 끝부까지의 거리는, 실질적으로 동일하고,

상기 제 2 볼록부의 폭의 중심에 실질적으로 상기 면판의 상기 한쪽 끝의 끝면이 있는 것을 특징으로 하는 중공형재.
실질적으로 평행한 2개의 면판과;

양자를 접속하는 접속판과;

적어도 한쪽의 상기 면판의 끝부로서, 한쪽 면에 상기 판의 두께방향으로 돌출하고, 또한 상기 한쪽 면을 따라 다시 상기 면판의 끝부로부터도돌출하는 볼록부를 가지고 있고,

상기 끝부는 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 중공형재.
제 41항에 있어서,

상기 볼록부는 중공형재의 안쪽에 있는 것을 특징으로 하는 중공형재.
제 41항에 있어서,

상기 볼록부의 폭의 중심에 실질적으로 상기 한쪽 면판의 끝부가 있는 것을 특징으로 하는 중공형재.
실질적으로 평행한 2개의 면판과;

양자를 접속하는 접속판과;

상기 2개의 면판의 각각의 끝부의 양면에 상기 면판의 두께방향으로 각각 돌출하는 볼록부를 가지고 있고,

한쪽의 상기 면판의 외면측의 볼록부의 정상과 상기 한쪽 면판의 외면을 접속하는 선은 상기 판에 실질적으로 직교하고 있고,

다른 볼록부의 정상과 다른 면을 접속하는 각각의 선은 원호형상 또는 경사진 선이고,

상기 끝부는 마찰교반접합하는 부분인 것을 특징으로 하는 중공형재.
판의 끝부에 두께방향으로 돌출하는 제 1 볼록부가 있고,

상기 제 1 볼록부내에서 상기 두께방향으로 돌출하는 제 2 볼록부가 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 1 부재와 제 2 부재로 이루어지고,

상기 제 1 부재의 끝부와, 상기 제 2 부재의 끝부가 맞대어지도록 되어 있고,

상기 맞대었을 때에 상기 제 1 판의 끝부 또는 제 2 판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.
제 1 중공형재와, 제 2 중공형재로 이루어지고,

상기 제 1 중공형재의 각각의 면판의 끝부와, 상기 제 2 중공형재의 각각의 면판의 끝부가 접촉되도록 되어 있고,

상기 맞대었을 때에 상기 제 1 중공형재의 면판의 끝부 또는 제 2 중공형재의 면판의 끝부 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있는 것을 특징으로 하는 중공형재.
제 1 중공형재와, 제 2 중공형재와, 접속재로 이루어지고,

상기 제 1 중공형재의 한쪽의 면판의 끝부와, 상기 제 2 중공형재의 한쪽의 면판의 끝부가 맞대어지도록 되어 있고,

상기 제 1 중공형재의 다른쪽의 면판과 상기 접속재의 한쪽 끝을, 상기 제 2 중공형재의 다른쪽의 면판과 상기 접속재의 다른쪽 끝을 각각 맞대어지도록 되어 있고,

각각의 상기 맞댐을 행하면 맞댐부의 한쪽의 부재 또는 다른쪽의 부재 또는 양자에 의하여 상기 맞댄부분의 양면에 볼록부가 있는 것을 특징으로 하는 마찰교반접합용 부재.