KR20210090708A

KR20210090708A - 접합 방법

Info

Publication number: KR20210090708A
Application number: KR1020217019624A
Authority: KR
Inventors: 노부시로 세오; 게이타 오이카와; 료 요시다
Original assignee: 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2021-07-20
Also published as: EP3954491A4; EP3954491A1; CN116551154A; WO2020208879A1; EP3954491B1; KR102540195B1; US20220161354A1; CN113508001A

Abstract

회전하는 회전 툴(F)을 보조 부재(10)의 표면(10a)측만으로부터 삽입함과 함께, 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10)에 접촉시켜 교반 핀(F2)의 기단측을 노출시키면서, 교반 핀(F2)의 외주면을 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)에 약간 접촉시킨 상태에서, 맞대기부(J1, J2)를 따라 회전 툴(F)을 상대 이동시켜서 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(2)를 보조 부재(10)를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하고, 보조 부재(10)는, 적어도 한쪽의 측면에 표면(10a)으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하고, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 적어도 한쪽은, 보조 부재(10)의 경사면에 대응하고 표면으로부터 이면을 향하여 경사지는 경사면(단부면(1a, 2a))을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

접합 방법

본 발명은, 접합 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 한 쌍의 판상 금속 부재를 회전 툴을 사용하여 마찰 교반 접합하는 발명이 개시되어 있다. 당해 발명에서는, 한 쌍의 금속 부재 사이에 금속 부재보다도 연질의 보조 부재를 개설하고, 당해 보조 부재에 회전 툴을 삽입하여 마찰 교반을 행한다는 것이다. 경도가 높은 금속 부재끼리를 마찰 교반 접합하면, 회전 툴의 손상이 심해서, 공구 비용이 증가한다는 문제가 있다. 그러나, 당해 발명에 의하면, 연질의 보조 부재에 회전 툴을 삽입하여 마찰 교반을 행하기 때문에, 경도가 높은 금속 부재끼리를 적합하게 접합할 수 있다.

일본 특허 공개 제2007-83242호 공보

종래의 접합 방법에서는, 회전 툴의 교반 핀이 원주상을 나타내기 때문에, 보조 부재로의 삽입이 곤란해진다는 문제가 있었다. 또한, 회전 툴의 숄더부를 금속 부재에 접촉시킨 상태에서 마찰 교반을 행하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하가 커진다는 문제가 있었다.

이러한 관점에서, 본 발명은, 경도가 높은 금속 부재끼리를 적합하게 접합할 수 있는 접합 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며, 알루미늄 합금으로 형성된 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재의 단부끼리를 마주보게 하여, 상기 단부끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽의 측면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 측면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽은, 상기 보조 부재의 경사면에 대응하고 표면으로부터 이면을 향하여 경사지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며, 알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 양측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비한 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재의 단부끼리를 마주보게 하여, 상기 단부끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 한쪽의 경사면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 경사면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 접합 방법에 의하면, 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하기 때문에, 보조 부재에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀만을 보조 부재에 삽입하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다. 또한, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재보다도 연질의 보조 부재에 회전 툴을 삽입하기 때문에, 회전 툴의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 약간 접촉시킴으로써 접합 강도를 높일 수 있다.

또한, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고, 상기 맞대기 공정에서는, 상기 돌기부가 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽에 걸림 지지하도록 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것이 바람직하다.

이러한 접합 방법에 의하면, 보조 부재의 표면측으로의 들뜸을 방지할 수 있기 때문에, 보다 적합하게 접합할 수 있다.

또한, 본 발명은 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며, 알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 양측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비한 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면을 맞대고, 내 코너측에 형성된 상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 한쪽의 경사면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 측면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 경사면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 접합 방법에 의하면, 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하기 때문에, 보조 부재에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀만을 보조 부재에 삽입하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다. 또한, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재보다도 연질의 보조 부재에 회전 툴을 삽입하기 때문에, 회전 툴의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 약간 접촉시킴으로써 접합 강도를 높일 수 있다. 또한, 제1 금속 부재와 제2 금속 부재를 수직으로 접합할 수 있다.

또한, 본 발명은 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며, 알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 양측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비한 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 중첩하여, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 제2 금속 부재의 표면의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 한쪽의 경사면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 표면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 경사면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 접합 방법에 의하면, 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하기 때문에, 보조 부재에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀만을 보조 부재에 삽입하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다. 또한, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재보다도 연질의 보조 부재에 회전 툴을 삽입하기 때문에, 회전 툴의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 약간 접촉시킴으로써 접합 강도를 높일 수 있다. 또한, 중첩된 제1 금속 부재와 제2 금속 부재를 접합할 수 있다.

또한, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고, 상기 맞대기 공정에서는, 상기 제1 금속 부재의 이면에 형성된 홈부 및 상기 제2 금속 부재의 표면에 형성된 홈부의 적어도 한쪽으로 구성된 오목 홈부에 상기 돌기부를 끼워 맞추면서, 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며, 알루미늄 합금으로 형성된 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 단면 직사각형의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재의 단부끼리를 마주보게 하여, 상기 단부끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽의 측면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 측면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 적어도 기단측의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 접합 방법에 의하면, 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하기 때문에, 보조 부재에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀만을 보조 부재에 삽입하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다. 또한, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재보다도 연질의 보조 부재에 회전 툴을 삽입하기 때문에, 회전 툴의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 접촉시킴으로써 접합 강도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며, 알루미늄 합금으로 형성된 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 단면 직사각형의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면을 맞대어, 상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽의 측면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 측면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 측면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 적어도 기단측의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 접합 방법에 의하면, 끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하기 때문에, 보조 부재에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀만을 보조 부재에 삽입하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다. 또한, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재보다도 연질의 보조 부재에 회전 툴을 삽입하기 때문에, 회전 툴의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 접촉시킴으로써 접합 강도를 높일 수 있다. 또한, 제1 금속 부재와 제2 금속 부재를 수직으로 접합할 수 있다.

본 발명에 따른 접합 방법에 의하면, 경도가 높은 금속 부재끼리를 적합하게 접합할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 3은, 제1 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 6은, 제3 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 9는, 제5 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 10은, 제5 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 13은, 제7 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 14는, 제7 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 15는, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 단면도이다.
도 16은, 제8 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 17은, 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 18은, 제9 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 19는, 제9 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 20은, 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 단면도이다.
도 21은, 제10 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 22는, 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 23은, 제11 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 24는, 제11 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 25는, 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 26은, 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 27은, 제13 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 28은, 제13 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 29는, 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 30은, 제14 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 31은, 제14 실시 형태에 따른 접합 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 32는, 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 단면도이다.
도 33은, 제15 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 제1 실시 형태에 대해서, 적절히 도면을 참조하면서 설명한다. 제1 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(2)를 마찰 교반 접합한다. 이하의 설명에 있어서의 「표면」이란, 「이면」의 반대측의 면을 말한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 준비 공정은, 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(2) 및 보조 부재(10)를 준비하는 공정이다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는, 판상의 금속 부재이다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는, 마찰 교반 가능한 금속이라면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용한다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는, 본 실시 형태에서는, JISH5302 ADC12(Al-Si-Cu계) 등의 알루미늄 합금 주조재를 사용하고 있다.

제1 금속 부재(1)는, 단부에 형성된 단부면(1a), 표면(1b) 및 이면(1c)을 구비하고 있다. 제2 금속 부재(2)는, 단부에 형성된 단부면(2a), 표면(2b) 및 이면(2c)을 구비하고 있다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 판 두께는 동일하다. 단부면(1a) 및 단부면(2a)은, 표면(1b, 2b)을 향함에 따라서 서로 이격하도록 경사하는 경사면으로 되어 있다. 연직면에 대한 단부면(1a, 2a)의 경사 각도는 동일해지고 있다.

보조 부재(10)는, 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(2) 사이에 개설되는 부재이다. 보조 부재(10)는, 제1 금속 부재(1)보다도 경도가 낮은 금속으로 형성되어 있다. 보조 부재(10)는, 예를 들어 JIS A1050, A1100, A6063 등의 알루미늄 합금 전신재로 형성되어 있다. 보조 부재(10)는, 단면 사다리꼴을 나타내는 긴 부재로 되어 있다.

보조 부재(10)는, 표면(10a)과, 측면(10b, 10c)과, 이면(10d)을 구비하고 있다. 측면(10b, 10c)은, 표면(10a)으로부터 이격함에 따라서(이면(10d)을 향함에 따라서) 서로 근접하는 경사면으로 되어 있다. 측면(10b, 10c)의 경사 각도는, 각각 대향하는 단부면(1a, 2a)의 경사 각도와 동일해지고 있다.

맞대기 공정은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(2) 및 보조 부재(10)를 맞대면서 가대(K)에 고정하는 공정이다. 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a) 사이에 보조 부재(10)를 배치한다. 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(10)의 측면(10b)이 대략 면 접촉하도록 맞대져서 맞대기부(J1)가 형성된다. 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)과, 보조 부재(10)의 측면(10c)이 대략 면 접촉하도록 맞대져서 맞대기부(J2)가 형성된다. 보조 부재(10)의 표면(10a)은, 제1 금속 부재(1)의 표면(1b) 및 제2 금속 부재(2)의 표면(2b)과 편평하게 된다. 보조 부재(10)의 이면(10d)은, 제1 금속 부재(1)의 이면(1c) 및 제2 금속 부재(2)의 이면(2c)과 편평하게 된다.

여기서, 도 2에 도시한 바와 같이 회전 툴(F)은, 기부(F1)와, 교반 핀(F2)으로 구성되어 있다. 회전 툴(F)은, 예를 들어 공구강으로 형성되어 있다. 기부(F1)는, 마찰 교반 장치의 회전축에 접속되는 부위이다. 교반 핀(F2)은, 기부(F1)로부터 수하하고, 끝이 가늘어져 있다. 교반 핀(F2)의 선단에는, 회전 중심축에 대하여 수직인 평탄면(F3)이 형성되어 있다. 평탄면(F3)은, 보조 부재(10)의 이면(10d)보다도 약간 큰 치수로 형성되어 있다.

교반 핀(F2)의 외주면의 테이퍼 각도는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)의 각 경사 각도와 동일하게 되어 있다. 즉, 교반 핀(F2)을 측면으로부터 본 단면 형상은, 보조 부재(10)의 단면 형상과 대략 동일하게 되어 있다.

교반 핀(F2)의 외주면에는, 나선 홈이 각설되어 있다. 본 실시 형태에서는, 회전 툴(F)을 우회전시키기 때문에, 기단측으로부터 선단측을 향함에 따라서 나선 홈이 좌돌기식으로 형성되어 있다. 또한, 회전 툴(F)을 좌회전시키는 경우에는, 기단측으로부터 선단측을 향함에 따라서 나선 홈이 우돌기식으로 형성되어 있다. 이렇게 하면, 소성 유동화한 금속이 나선 홈에 유도되어서 선단측으로 이동하기 때문에, 버의 발생을 억제할 수 있다.

접합 공정은, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(2)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 우회전시킨 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)을 보조 부재(10)의 표면(10a)의 폭 방향 중앙에 삽입한다. 접합 공정에서는, 교반 핀(F2)의 외주면을 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)에 접촉시키지 않아도 되지만, 본 실시 형태에서는 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)에 약간 접촉시킨 상태에서, 보조 부재(10)를 따라 상대 이동시킨다. 교반 핀(F2)의 외주면과, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)의 접촉값은, 예를 들어 1.0mm 미만으로 적절히 설정하면 된다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(2) 및 보조 부재(10)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)로부터 노출한 상태에서 마찰 교반을 행한다. 교반 핀(F2)의 평탄면(F3)은, 가대(K)에 접촉하지 않는 범위에서 깊은 위치까지 삽입한다. 회전 툴(F)을 보조 부재(10)를 따라 상대 이동시키고, 종료 위치에 달하면 회전 툴(F)을 보조 부재(10)로부터 이탈시킨다. 이상에 의해, 맞대기부(J1, J2)가 하나의 공정으로 동시에 마찰 교반 접합된다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

이상 설명한 본 실시 형태에 따른 접합 방법에 의하면, 끝이 가는 교반 핀(F2)을 구비한 회전 툴(F)을 사용하기 때문에, 보조 부재(10)의 표면(10a)에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측은 노출시킨 상태에서 마찰 교반하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다.

또한, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)보다도 연질의 보조 부재(10)에 회전 툴(F)을 삽입하기 때문에, 회전 툴(F)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)를 약간 접촉시키는 것에 머무르기 때문에, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 경질의 금속이 보조 부재(10)측에 많이 혼입되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 보다 접합 강도를 높일 수 있다.

또한, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)에 경사면을 마련하고 있기 때문에, 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)가 크게 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 테이퍼 각도와, 단부면(1a, 2a)의 경사 각도를 동일(대략 평행)로 하고 있기 때문에, 높이 방향에 걸쳐서 밸런스 좋게 마찰 교반할 수 있다.

[제2 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 제2 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제2 실시 형태에서는, 보조 부재(10A)의 형상이 제1 실시 형태와 주로 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는 제1 실시 형태와 동일하다. 보조 부재(10A)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11)와, 본체부(11)의 이면(저부)(10d)으로부터 하방으로 돌출하는 돌기부(12)를 구비하고 있다. 돌기부(12)는, 본체부(11)의 이면(저부)(10d)보다도 광폭이 되는 단면 직사각 형상을 나타낸다. 돌기부(12)는, 보조 부재(10A)의 긴 변 방향으로 일정한 형상으로 형성되어 있다. 가대(K)에는, 돌기부(12)가 삽입되는 단면 직사각형의 오목부(K1)가 형성되어 있다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1)와, 제2 금속 부재(2)와, 보조 부재(10A)를 맞대어 가대(K)에 고정한다. 맞대기 공정에서는, 먼저, 보조 부재(10A)의 돌기부(12)를 오목부(K1)에 삽입한다. 예를 들어, 가대(K)의 전방측 또는 안측의 오목부(K1)의 개구부로부터 돌기부(12)를 삽입한다.

이어서, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)를 보조 부재(10A)의 양측으로부터 맞댄다. 돌기부(12)는, 제1 금속 부재(1)의 이면(1c) 및 제2 금속 부재(2)의 이면(2c)에 각각 걸림 지지된다. 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(10)의 측면(10b)이 맞대져서 맞대기부(J1)가 형성된다. 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)과, 보조 부재(10A)의 측면(10c)이 맞대져서 맞대기부(J2)가 형성된다.

접합 공정에서는, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J1, J2)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 같은 요령으로 마찰 교반 접합을 행한다. 또한, 접합 공정이 종료하면, 돌기부(12)를 절제하는 절제 공정을 행해도 되고, 돌기부(12)를 그대로 남겨도 된다.

이상 설명한 제2 실시 형태에 의해도 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 예를 들어, 마찰 교반 접합의 접합 길이가 길어지면, 그것에 수반하여 보조 부재(10)도 길게 형성한다. 이러한 경우에 마찰 교반 접합을 행하면, 보조 부재(10)가 상방으로 부상해 버린다고 하는 문제가 있다. 그러나, 제2 실시 형태에 따르면, 보조 부재(10A)에 돌기부(12)를 마련하고 있기 때문에, 보조 부재(10A)의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)에 대한 보조 부재(10A)의 위치 어긋남을 방지할 수 있기 때문에, 보다 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 돌기부(12)가 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 양쪽에 걸림 지지하도록 설정했지만, 보조 부재(10A)가 부상하지 않도록, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 적어도 한쪽에 걸림 지지시켜도 된다.

[제3 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 제3 실시 형태에 따른 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제3 실시 형태에서는, 보조 부재(10B)의 형상이 제1 실시 형태와 주로 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1B)와, 제2 금속 부재(2)와, 보조 부재(10B)를 준비한다. 제1 금속 부재(1B)의 단부면(1a)은, 표면(1b) 및 이면(1c)에 대하여 수직이 되고 있다. 제2 금속 부재(2)는, 제1 실시 형태와 동일하다. 보조 부재(10B)는, 단면 사다리꼴의 보조 부재(10B)이며, 표면(10a)과, 측면(10b, 10c)과, 이면(10d)을 구비하고 있다.

측면(10b)은, 표면(10a)에 대하여 수직으로 되어 있다. 측면(10c)은, 표면(10a)으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지도록 경사져 있다. 측면(10c)의 경사 각도는, 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)의 경사 각도와 동일하다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1B)와, 제2 금속 부재(2)와, 보조 부재(10B)를 맞댄다. 제1 금속 부재(1B)의 단부면(1a)과, 보조 부재(10B)의 측면(10b)이 맞대져서 맞대기부(J1)가 형성된다. 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)과, 보조 부재(10B)의 측면(10c)이 맞대져서 맞대기부(J2)가 형성된다. 보조 부재(10)의 표면(10a)은, 제1 금속 부재(1)의 표면(1b) 및 제2 금속 부재(2)의 표면(2b)과 각각 편평하게 된다. 보조 부재(10)의 이면(10d)은, 제1 금속 부재(1B)의 이면(1c) 및 제2 금속 부재(2)의 이면(2c)과 각각 편평하게 된다.

접합 공정에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 마찰 교반 접합을 행한다. 본 실시 형태에서는, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10B)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측을 노출시킨 상태에서 보조 부재(10B)를 따라 상대 이동시켜서 맞대기부(J1, J2)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 회전 중심축(Z)을 를 제2 금속 부재(2)측에 경사지게 하면서, 교반 핀(F2)의 외주면을, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)에 약간 접촉시킨 상태에서 마찰 교반을 행한다. 또한, 회전 툴(F)의 경사 각도는, 적절히 설정하면 되지만, 교반 핀(F2)의 외주면과 제1 금속 부재(1B)의 단부면(1a)이 평행이 됨과 함께, 교반 핀(F2)의 외주면과 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)이 평행해지도록 설정하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 제3 실시 형태에 따른 접합 방법에 의해서도, 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)을 경사면으로 할 필요가 없기 때문에, 작업 수고를 줄일 수 있다.

[제4 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 7은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 제4 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제4 실시 형태에서는, 보조 부재(10C)의 형상이 제3 실시 형태와 주로 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제3 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1B) 및 제2 금속 부재(2)는 제3 실시 형태와 동일하다. 보조 부재(10C)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11)와, 본체부(11)의 이면(저부)(10d)으로부터 하방으로 돌출하는 돌기부(12)를 구비하고 있다. 돌기부(12)는, 본체부(11)의 이면(저부)(10d)보다도 광폭으로 된 단면 직사각 형상을 나타낸다. 돌기부(12)는, 보조 부재(10C)의 긴 변 방향으로 일정한 형상으로 형성되어 있다. 가대(K)에는, 돌기부(12)가 삽입되는 오목부(K1)가 형성되어 있다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1B)와, 제2 금속 부재(2)와, 보조 부재(10C)를 맞대면서, 가대(K)에 고정한다. 맞대기 공정에서는, 먼저, 보조 부재(10C)의 돌기부(12)를 오목부(K1)에 삽입한다. 이어서, 제1 금속 부재(1B) 및 제2 금속 부재(2)를 보조 부재(10C)의 양측으로부터 맞댄다. 돌기부(12)는, 제1 금속 부재(1)의 이면(1c) 및 제2 금속 부재(2)의 이면(2c)에 각각 걸림 지지한다. 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(10C)의 측면(10b)이 맞대져서 맞대기부(J1)가 형성된다. 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)과, 보조 부재(10C)의 측면(10c)이 맞대져서 맞대기부(J2)가 형성된다.

접합 공정에서는, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J1, J2)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다. 본 실시 형태에서는, 제3 실시 형태와 동일 요령으로 마찰 교반 접합을 행한다. 또한, 접합 공정이 종료하면, 돌기부(12)를 절제하는 절제 공정을 행해도 되고, 돌기부(12)를 그대로 남겨도 된다.

이상 설명한 제4 실시 형태에 의해서도 제3 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 제4 실시 형태에 따르면, 보조 부재(10C)에 돌기부(12)를 마련하고 있기 때문에, 보조 부재(10C)의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재(1B) 및 제2 금속 부재(2)에 대한 보조 부재(10C)의 위치 어긋남을 방지할 수 있기 때문에, 보다 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 돌기부(12)가 제1 금속 부재(1B) 및 제2 금속 부재(2)의 양쪽에 걸림 지지하도록 설정했지만, 보조 부재(10C)가 부상하지 않도록, 제1 금속 부재(1B) 및 제2 금속 부재(2)의 적어도 한쪽에 걸침 지지시키면 된다.

[제5 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 8은, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다. 제5 실시 형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1D)와 제2 금속 부재(2D)를 수직으로 접합하는 점에서 다른 실시 형태와 상이하다.

제5 실시 형태에 따른 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1D), 제2 금속 부재(2D) 및 보조 부재(10D)를 준비한다. 제1 금속 부재(1D)는, 판상을 나타내고, 단부면(1Da), 측면(1Db, 1Dc)을 구비하고 있다. 단부면(1Da)은, 경사면으로 되어 있다. 제2 금속 부재(2D)는, 판상을 나타내고, 단부면(2Da), 측면(2Db, 2Dc)을 구비하고 있다. 단부면(2Da)과 측면(2Db)는 수직으로 되어 있다.

보조 부재(10D)는, 단면 사다리꼴을 나타내는 긴 부재이다. 보조 부재(10D)는, 표면(10Da), 측면(10Db, 10Dc) 및 이면(10Dd)을 구비하고 있다.

맞대기 공정은, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1D)와 제2 금속 부재(2D) 사이에 보조 부재(10D)를 개설하고, 제1 금속 부재(1D)와 제2 금속 부재(2D)를 수직으로 맞대는 공정이다. 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1D) 및 제2 금속 부재(2D)의 이측에 가대(K2)를 배치하여, 양자를 접촉하게 한다. 가대(K2)는, 단면 L자상을 나타내고, 긴 변 방향으로 연장되는 오목부(K2a)를 구비하고 있다. 오목부(K2a)는, 보조 부재(10D)의 선단과 가대(K2)의 간섭을 피하기 위하여 마련되어 있다.

제1 금속 부재(1D)의 단부면(1Da)과, 보조 부재(10D)의 측면(10Db)이 맞대져서 맞대기부(J3)가 형성된다. 제2 금속 부재(2D)의 측면(2Db)과 보조 부재(10D)의 측면(10Dc)이 맞대져서 맞대기부(J4)가 형성된다. 제1 금속 부재(1D)와 제2 금속 부재(2D)는 수직으로 되어 있다. 보조 부재(10D)의 선단은, 제1 금속 부재(1)의 측면(1Dc)으로부터 약간 돌출되기 때문에, 보조 부재(10D)의 선단을 오목부(K2a)에 삽입한다.

접합 공정은, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J3, J4)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10D)의 표면(10Da)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측의 일부를 노출시킨 상태에서 보조 부재(10D)를 따라 상대 이동시켜서 맞대기부(J3, J4)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 회전 중심축(Z)을 제2 금속 부재(2D)측에 경사지게 하면서, 교반 핀(F2)의 외주면을, 제1 금속 부재(1D)의 단부면(1Da)과, 제2 금속 부재(2D)의 측면(2Db)에 약간 접촉시킨 상태에서 마찰 교반을 행한다. 또한, 회전 툴(F)의 경사 각도는, 적절히 설정하면 되지만, 교반 핀(F2)의 외주면과 제1 금속 부재(1D)의 단부면(1Da)이 평행이 됨과 함께, 교반 핀(F2)의 외주면과 제2 금속 부재(2D)의 측면(2Db)이 평행해지도록 설정하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 제5 실시 형태에 따른 접합 방법에 의해서도, 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1D)와, 제2 금속 부재(2D)를 수직으로 접합할 수 있다.

[제6 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 11은, 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 제6 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제6 실시 형태에서는, 보조 부재(10DA)의 형상이 제5 실시 형태와 주로 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제5 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 11에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1D) 및 제2 금속 부재(2D)는 제5 실시 형태와 동일하다. 보조 부재(10DA)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11)와, 본체부(11)의 이면(저부)(10Dd)으로부터 측방으로 돌출되는 돌기부(12)를 구비하고 있다. 돌기부(12)는, 본체부(11)의 이면(저부)(10Dd)보다도 광폭으로 된 단면 직사각 형상을 나타낸다. 돌기부(12)는, 보조 부재(10DA)의 긴 변 방향으로 일정한 형상으로 형성되어 있다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1D)와 제2 금속 부재(2D) 사이에 보조 부재(10DA)를 개설하면서, 제1 금속 부재(1D)와 제2 금속 부재(2D)를 수직으로 맞대서 가대(K3)에 고정한다. 가대(K3)는, 제1 금속 부재(1D) 및 제2 금속 부재(2D)의 이측에 배치된다. 가대(K3)에는, 돌기부(12)를 삽입하기 위한 오목부(K3a)가 형성되어 있다.

맞대기 공정에서는, 먼저, 가대(K3)의 오목부(K3a)의 전방측 또는 안측의 개구부로부터 보조 부재(10DA)의 돌기부(12)를 삽입한다. 이어서, 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1D) 및 제2 금속 부재(2D)를 보조 부재(10DA)의 양측으로부터 맞댄다. 돌기부(12)는, 제1 금속 부재(1D)의 측면(1Dc) 및 제2 금속 부재(2D)의 단부면(2Da)에 각각 걸림 지지된다. 제1 금속 부재(1D)의 단부면(1Da)과, 보조 부재(10DA)의 측면(10Db)이 맞대져서 맞대기부(J3)가 형성된다. 제2 금속 부재(2D)의 측면(2Db)과, 보조 부재(10DA)의 측면(10Dc)이 맞대져서 맞대기부(J4)가 형성된다.

접합 공정에서는, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J3, J4)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다. 본 실시 형태에서는, 제5 실시 형태와 동일 요령으로 마찰 교반 접합을 행한다. 또한, 접합 공정이 종료하면, 돌기부(12)를 절제하는 절제 공정을 행해도 되고, 돌기부(12)를 그대로 남겨도 된다.

이상 설명한 제6 실시 형태에 의해서도 제5 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 제6 실시 형태에 따르면, 보조 부재(10DA)에 돌기부(12)를 마련하고 있기 때문에, 보조 부재(10DA)의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재(1D) 및 제2 금속 부재(2D)에 대한 보조 부재(10DA)의 위치 어긋남을 방지할 수 있기 때문에, 보다 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 돌기부(12)가 제1 금속 부재(1D) 및 제2 금속 부재(2D)의 양쪽에 걸림 지지하도록 설정했지만, 보조 부재(10DA)가 부상하지 않도록, 제1 금속 부재(1D) 및 제2 금속 부재(2D)의 적어도 한쪽에 걸림 지지시키면 된다.

[제7 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 12는, 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다. 제7 실시 형태에서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1E)와 제2 금속 부재(2E)를 중첩하여 접합하는 점에서 다른 실시 형태와 상이하다.

제7 실시 형태에 따른 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1E), 제2 금속 부재(2E) 및 보조 부재(10E)를 준비한다. 제1 금속 부재(1E)는, 판상을 나타내고, 단부면(1Ea), 표면(1Eb) 및 이면(1Ec)을 구비하고 있다. 제2 금속 부재(2E)는, 판상을 나타내고, 단부면(2Ea), 표면(2Eb), 이면(2Ec)을 구비하고 있다. 단부면(2Ea)은, 표면(2Eb)과 수직으로 되어 있다.

보조 부재(10E)는, 단면 사다리꼴을 나타내는 긴 부재이다. 보조 부재(10E)는, 표면(10Ea), 측면(10Eb, 10Ec) 및 이면(10Ed)을 구비하고 있다. 측면(10Eb, 10Ec)은, 표면(10Ea)으로부터 이격함에 따라서 근접하는 경사면으로 되어 있다.

맞대기 공정은, 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1E)와 제2 금속 부재(2E)를 중첩함과 함께, 제1 금속 부재(1E)의 단부에 보조 부재(10E)를 배치하는 공정이다. 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1E)의 이면(1Ec)과, 제2 금속 부재(2E)의 표면(2Eb)이 중첩되어서 맞대기부(J7)가 형성된다. 또한, 제1 금속 부재(1E)의 단부면(1Ea)과, 보조 부재(10E)의 측면(10Eb)이 맞대져서 맞대기부(J5)가 형성된다. 또한, 제2 금속 부재(2E)의 표면(2Eb)과 보조 부재(10E)의 측면(10Ec)이 맞대져서 맞대기부(J6)이 형성된다.

접합 공정은, 도 14에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J5, J6)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10E)의 표면(10Ea)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측의 일부를 노출시킨 상태에서 보조 부재(10E)를 따라 상대 이동시켜서 맞대기부(J5, J6)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 회전 중심축(Z)을 제2 금속 부재(2E)측에 경사지게 하면서, 교반 핀(F2)의 외주면을, 제1 금속 부재(1E)의 단부면(1Ea)(도 13 참조)과, 제2 금속 부재(2E)의 표면(2Eb)에 약간 접촉시킨 상태에서 마찰 교반을 행한다. 또한, 회전 툴(F)의 경사 각도는, 적절히 설정하면 되지만, 교반 핀(F2)의 외주면과 제1 금속 부재(1E)의 단부면(1Ea)이 평행이 됨과 함께, 교반 핀(F2)의 외주면과 제2 금속 부재(2E)의 표면(2Eb)이 평행해지도록 설정하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 제7 실시 형태에 따른 접합 방법에 의해서도, 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1E)와, 제2 금속 부재(2E)를 중첩하여 접합할 수 있다.

[제8 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 15는, 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 단면도이다. 제8 실시 형태에 따른 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제8 실시 형태에서는, 보조 부재(10EA)의 형상이 제7 실시 형태와 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제7 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 15에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1E)의 이면(1Ec)측에 홈부(1Ed)를 형성한다. 홈부(1Ed)는, 단부면(1Ea)과 이면(1Ec)의 모퉁이부에 긴 변 방향을 따라서 단면 원호상으로 형성되어 있다. 또한, 준비 공정에서는, 제2 금속 부재(2E)의 표면(2Eb)에 홈부(2Ed)를 형성한다. 홈부(2Ed)는, 긴 변 방향을 따라서 단면 원호상으로 형성되어 있다.

보조 부재(10EA)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11)와, 본체부(11)의 이면(저부)(10Ed)으로부터 돌출되는 돌기부(13)를 구비하고 있다. 돌기부(13)는, 본체부(11)의 이면(저부)(10Ed)보다도 광폭으로 된 단면 원 형상을 나타낸다. 돌기부(13)는, 보조 부재(10EA)의 긴 변 방향으로 일정한 형상으로 형성되어 있다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1E)와 제2 금속 부재(2E)를 중첩하면서, 제1 금속 부재(1E)의 단부에 보조 부재(10EA)를 배치하는 공정이다.

맞대기 공정에서는, 도 16에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1E)의 이면(1Ec)과, 제2 금속 부재(2E)의 표면(2Eb)이 중첩되어서 맞대기부(J7)가 형성된다. 또한, 제1 금속 부재(1E)의 단부면(1Ea)과, 보조 부재(10EA)의 측면(10Eb)이 맞대져서 맞대기부(J5)가 형성된다. 또한, 제2 금속 부재(2E)의 표면(2Eb)과 보조 부재(10EA)의 측면(10Ec)이 맞대져서 맞대기부(J6)가 형성된다. 또한, 제1 금속 부재(1E)의 홈부(1Ed)(도 15 참조)와, 제2 금속 부재(2E)의 홈부(2Ed)로 형성되는 오목 홈부(14)에 돌기부(13)를 삽입한다.

접합 공정에서는, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J5, J6)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다. 본 실시 형태에서는, 제7 실시 형태와 동일 요령으로 마찰 교반 접합을 행한다.

이상 설명한 제8 실시 형태에 의해서도 제7 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 보조 부재(10EA)에 돌기부(13)를 마련함으로써, 보조 부재(10EA)의 들뜸을 방지할 수 있다. 또한, 오목 홈부(14)는, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1E)와 제2 금속 부재(2E)에 형성했지만, 제1 금속 부재(1E)와 제2 금속 부재(2E)의 적어도 한쪽에 형성하면 된다. 제1 금속 부재(1E) 및 제2 금속 부재(2E)의 한쪽에 오목 홈부를 형성하는 경우에는, 당해 오목 홈부의 형상에 맞춰서, 보조 부재(10EA)의 돌기부(13)의 형상을 적절히 형성하면 된다.

[제9 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 17은, 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다. 제9 실시 형태에서는, 도 17에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1G)와 제2 금속 부재(2G)를 중첩하면서 맞대는 점에서 다른 실시 형태와 상이하다.

제9 실시 형태에 따른 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1G), 제2 금속 부재(2G) 및 보조 부재(10G)를 준비한다. 제1 금속 부재(1G)는, 판상을 나타내고, 단부면(1Ga), 표면(1Gb) 및 이면(1Gc)을 구비하고 있다. 단부면(1Ga)은, 경사면으로 되어 있다.

제2 금속 부재(2)는, 판 두께부가 판박부로 이루어지는 단차부를 구비한 형상으로 되어 있다. 제2 금속 부재(2)는, 제1 단부면(2Ga), 제1 표면(2Gb), 제2 단부면(2Gc), 제2 표면(2Gd) 및 이면(2Ge)을 갖는다. 제1 단부면(2Ga)은, 경사면으로 되어 있다. 제2 단부면(2Gc)은, 제2 표면(2Gd) 및 이면(2Ge)에 대하여 수직으로 되어 있다.

맞대기 공정은, 도 18에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1G)와 제2 금속 부재(2G)를 중첩하면서, 보조 부재(10G)를 개설하여 맞대는 공정이다. 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1G)의 이면(1Gc)과, 제2 금속 부재(2G)의 제2 표면(2Gd)이 중첩되어서 맞대기부(J10)가 형성된다. 또한, 보조 부재(10G)의 측면(10Gb)과 제1 금속 부재(1G)의 단부면(1Ga)이 맞대져서 맞대기부(J8)가 형성된다. 또한, 보조 부재(10G)의 측면(10Gc)과 제2 금속 부재(2G)의 제1 단부면(2Ga)이 맞대져서 맞대기부(J9)가 형성된다.

접합 공정은, 도 19에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 제1 금속 부재(1G)와 제2 금속 부재(2G)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 우회전시킨 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)을 보조 부재(10G)의 표면(10Ga)의 폭 방향 중앙에 삽입한다. 접합 공정에서는, 본 실시 형태에서는 제1 금속 부재(1G)의 단부면(1Ga) 및 제2 금속 부재(2G)의 제1 단부면(2Ga)에 약간 접촉시킨 상태에서, 보조 부재(10G)를 따라 상대 이동시킨다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1G), 제2 금속 부재(2G) 및 보조 부재(10G)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1G) 및 제2 금속 부재(2G)로부터 노출한 상태에서 마찰 교반을 행한다. 교반 핀(F2)의 평탄면(F3)은, 제2 금속 부재(2)의 제2 표면(2Gd)에 접촉하지 않는 범위에서 깊은 위치까지 삽입한다. 회전 툴(F)을 보조 부재(10G)를 따라 상대 이동시키고, 종료 위치에 달하면 회전 툴(F)을 보조 부재(10G)로부터 이탈시킨다. 이상에 의해, 맞대기부(J8, J9)가 하나의 공정에서 동시에 마찰 교반 접합된다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

이상 설명한 제9 실시 형태에 의해서도 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다.

[제10 실시 형태]

이어서, 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 20은, 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 단면도이다. 제10 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제10 실시 형태에서는, 보조 부재(10GA)의 형상이 제9 실시 형태와 주로 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제9 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 20에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1G)는 제9 실시 형태와 동일하다. 제2 금속 부재(2G)의 제2 표면(2Gd)에는, 단면 대략 원 형상의 오목 홈부(15)가 형성되어 있다. 오목 홈부(15)는 단면 대략 원 형상으로 형성되어 있다.

보조 부재(10G)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11)와, 본체부(11)의 이면(저부)(10Gd)으로부터 돌출되는 돌기부(13)를 구비하고 있다. 돌기부(13)는, 이면(저부)(10Gd)보다도 광폭으로 된 단면 원 형상을 나타낸다. 돌기부(13)는, 오목 홈부(15)에 삽입되도록, 보조 부재(10GA)의 긴 변 방향으로 일정한 형상으로 형성되어 있다.

맞대기 공정에서는, 도 21에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1G)와, 제2 금속 부재(2G)와, 보조 부재(10GA)를 맞대서 가대(K)에 고정한다. 맞대기 공정에서는, 먼저, 보조 부재(10GA)의 돌기부(13)를 오목 홈부(15)에 삽입한다. 예를 들어, 오목 홈부(15)의 전방측 또는 안측의 개구부로부터 돌기부(13)를 삽입한다. 이어서, 제9 실시 형태와 동일 요령으로, 각 부재를 맞대어 맞대기부(J8, J9, J10)를 형성한다. 접합 공정은, 제9 실시 형태와 동일하다.

이상 설명한 제10 실시 형태에 의해서도, 제9 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 돌기부(13)를 구비함으로써, 보조 부재(10GA)의 들뜸을 방지할 수 있다.

이상 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 범위에서 적절히 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 제2 내지 제10 실시 형태에 따른 접합 공정에서도, 교반 핀(F2)의 외주면과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재는 약간 접촉시켰지만, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 접촉시키지 않고 마찰 교반 접합을 행해도 된다.

[제11 형태]

본 발명의 제11 형태에 대해서, 적절히 도면을 참조하면서 설명한다. 제11 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 도 22에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1K)와 제2 금속 부재(2K)를 마찰 교반 접합한다.

도 22에 도시한 바와 같이, 준비 공정은, 제1 금속 부재(1K), 제2 금속 부재(2K) 및 보조 부재(10K)를 준비하는 공정이다. 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)는, 판상의 금속 부재이다. 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)는, 마찰 교반 가능한 금속이라면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용한다. 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)는, 본 실시 형태에서는, JISH5302 ADC12(Al-Si-Cu계) 등의 알루미늄 합금 주조재를 사용하고 있다.

제1 금속 부재(1K)는, 단부에 형성된 단부면(1Ka), 표면(1Kb) 및 이면(1Kc)을 구비하고 있다. 단부면(1Ka)은, 표면(1Kb) 및 이면(1Kc)에 대하여 수직으로 되어 있다. 제2 금속 부재(2K)는, 단부에 형성된 단부면(2Ka), 표면(2Kb) 및 이면(2Kc)을 구비하고 있다. 단부면(2Ka)은, 표면(2Kb) 및 이면(2Kc)에 대하여 수직으로 되어 있다. 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)의 판 두께는 동일하다.

보조 부재(10K)는, 제1 금속 부재(1K)와 제2 금속 부재(2K) 사이에 개설되는 부재이다. 보조 부재(10K)는, 제1 금속 부재(1K)보다도 경도가 낮은 금속으로 형성되어 있다. 보조 부재(10K)는, 예를 들어 JIS A1050, A1100, A6063 등의 알루미늄 합금 전신재로 형성되어 있다. 보조 부재(10K)는, 단면 직사각형을 나타내는 긴 부재로 구성되어 있다.

보조 부재(10K)는, 표면(10Ka)과, 측면(10Kb, 10Kc)과, 이면(10Kd)을 구비하고 있다. 측면(10Kb, 10Kc)은, 표면(10Ka) 및 이면(10Kd)과 수직으로 되어 있다. 측면(10Kb, 10Kc)은 서로 평행하게 되어 있다.

맞대기 공정은, 도 23에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1K), 제2 금속 부재(2K) 및 보조 부재(10K)를 맞대면서 가대(K)에 고정하는 공정이다. 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1K)의 단부면(1Ka)과, 제2 금속 부재(2K)의 단부면(2Ka) 사이에 보조 부재(10K)를 배치한다. 제1 금속 부재(1K)의 단부면(1Ka)과, 보조 부재(10K)의 측면(10Kb)이 대략 면 접촉하도록 맞대져서 맞대기부(J11)가 형성된다. 제2 금속 부재(2K)의 단부면(2Ka)과, 보조 부재(10K)의 측면(10Kc)이 대략 면 접촉하도록 맞대져서 맞대기부(J12)가 형성된다. 보조 부재(10K)의 표면(10Ka)은, 제1 금속 부재(1K)의 표면(1Kb) 및 제2 금속 부재(2K)의 표면(2Kb)과 편평하게 된다. 보조 부재(10K)의 이면(10Kd)은, 제1 금속 부재(1K)의 이면(1Kc) 및 제2 금속 부재(2K)의 이면(2Kc)과 편평하게 된다.

여기서, 도 23에 도시한 바와 같이 회전 툴(F)은, 기부(F1)와, 교반 핀(F2)으로 구성되어 있다. 평탄면(F3)은, 보조 부재(10K)의 표면(10Ka)의 폭 치수보다도 작은 직경 치수로 형성되어 있다. 교반 핀(F2)의 상단부의 직경 치수는, 보조 부재(10K)의 표면(10Ka)의 폭 치수보다도 크다.

교반 핀(F2)의 외주면에는, 나선 홈이 각설되어 있다. 본 실시 형태에서는, 회전 툴(F)을 우회전시키기 때문에, 기단부측으로부터 선단측을 향함에 따라서 나선 홈이 좌돌기식으로 형성되어 있다. 또한, 회전 툴(F)을 좌회전시키는 경우에는, 기단부측으로부터 선단측을 향함에 따라서 나선 홈이 우돌기식으로 형성되어 있다. 이렇게 하면, 소성 유동화한 금속이 나선 홈에 유도되어서 선단측으로 이동하기 때문에, 버의 발생을 억제할 수 있다.

접합 공정은, 도 24에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 제1 금속 부재(1K)와 제2 금속 부재(2K)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 우회전시킨 회전 툴(F)의 교반 핀 F2를 보조 부재(10K)의 표면(10Ka)의 폭 방향 중앙에 삽입하여, 보조 부재(10K)의 긴 변 방향을 따라서 상대 이동시킨다. 이때, 교반 핀(F2)의 하단부의 외주면은, 제1 금속 부재(1K)의 단부면(1Ka) 및 제2 금속 부재(2K)의 단부면(2Ka)에 접촉시키지 않고, 교반 핀(F2)의 상단부의 외주면은, 제1 금속 부재(1K)의 단부면(1Ka) 및 제2 금속 부재(2K)의 단부면(2Ka)에 접촉시킨 상태이다. 교반 핀(F2)의 상단부의 외주면은, 제1 금속 부재(1K)의 단부면(1Ka)의 상단부 및 제2 금속 부재(2K)의 단부면(2Ka)의 상단부에서, 상단을 향함에 따라서 접촉값이 커지도록 접촉하고 있다.

접합 공정에서는, 교반 핀 F2만을 제1 금속 부재(1K), 제2 금속 부재(2K) 및 보조 부재(10K)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)로부터 노출한 상태에서 마찰 교반을 행한다. 교반 핀(F2)의 평탄면(F3)은, 가대(K)에 접촉하지 않는 범위에서 깊은 위치까지 삽입한다. 회전 툴(F)을 보조 부재(10K)를 따라 상대 이동시키고, 종료 위치에 달하면 회전 툴(F)을 보조 부재(10K)로부터 이탈시킨다. 이상에 의해, 맞대기부(J11, J12)가 하나의 공정에서 동시에 마찰 교반 접합된다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

이상 설명한 본 실시 형태에 따른 접합 방법에 의하면, 끝이 가는 교반 핀(F2)을 구비한 회전 툴(F)을 사용하기 때문에, 보조 부재(10K)의 표면(10Ka)에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10K)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측은 노출시킨 상태에서 마찰 교반하기 때문에, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다.

또한, 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)보다도 연질의 보조 부재(10K)에 회전 툴(F)을 삽입하기 때문에, 회전 툴(F)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)의 상단부만을 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)와 접촉시키는 것에 머무르기 때문에, 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)의 경질의 금속이 보조 부재(10K)측에 많이 혼입되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 보다 접합 강도를 높일 수 있다.

또한, 교반 핀(F2)은 끝이 가는 형상이기 때문에, 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)가 크게 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

[제12 형태]

이어서, 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 25는, 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 접합 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 제12 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제12 실시 형태에서는, 보조 부재(10KA)의 형상이 제11 실시 형태와 주로 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제11 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 25에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)는 제11 실시 형태와 동일하다. 보조 부재(10KA)는, 단면 직사각형 형상의 본체부(11K)와, 본체부(11K)의 이면(저부)(10Kd)으로부터 하방으로 돌출하는 돌기부(12K)를 구비하고 있다. 돌기부(12K)는, 본체부(11K)의 이면(저부)(10Kd)보다도 광폭으로 된 단면 직사각형(가로로 긴 직사각형)상을 나타낸다. 돌기부(12K)는, 보조 부재(10KA)의 긴 변 방향의 전체 길이에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 돌기부(12K)는, 보조 부재(10KA)의 긴 변 방향을 따라서 단속적으로 형성해도 된다. 가대(K)에는, 돌기부(12K)가 삽입되는 단면 직사각형의 오목부(K4)가 형성되어 있다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1K)와, 제2 금속 부재(2K)와, 보조 부재(10KA)를 맞대서 가대(K)에 고정한다. 맞대기 공정에서는, 먼저, 보조 부재(10KA)의 돌기부(12K)를 오목부(K4)에 삽입한다. 예를 들어, 가대(K)의 전방측 또는 안측의 오목부(K4)의 개구부로부터 돌기부(12K)를 삽입한다.

이어서, 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)를 보조 부재(10K)의 양측으로부터 맞댄다. 돌기부(12K)는, 제1 금속 부재(1K)의 이면(1Kc) 및 제2 금속 부재(2K)의 이면(2Kc)에 각각 걸림 지지된다. 제1 금속 부재(1K)의 단부면(1Ka)과, 보조 부재(10KA)의 측면(10Kb)이 맞대져서 맞대기부(J11)가 형성된다. 제2 금속 부재(2K)의 단부면(2Ka)과, 보조 부재(10KA)의 측면(10Kc)이 맞대져서 맞대기부(J12)가 형성된다.

접합 공정에서는, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J11, J12)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다. 본 실시 형태에서는, 제11 실시 형태와 동일 요령으로 마찰 교반 접합을 행한다. 또한, 접합 공정이 종료하면, 돌기부(12K)를 절제하는 절제 공정을 행해도 되고, 돌기부(12K)를 그대로 남겨도 된다.

이상 설명한 제12 실시 형태에 의해서도 제11 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 예를 들어, 마찰 교반 접합의 접합 길이가 길어지면, 그것에 수반하여 보조 부재(10KA)도 길게 형성한다. 이러한 경우에 마찰 교반 접합을 행하면, 보조 부재(10KA)가 상방으로 부상해 버린다고 하는 문제가 있다. 그러나, 제12 실시 형태에 따르면, 보조 부재(10KA)에 돌기부(12K)를 마련하고 있기 때문에, 보조 부재(10KA)의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)에 대한 보조 부재(10KA)의 위치 어긋남을 방지할 수 있기 때문에, 보다 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 돌기부(12K)가 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)의 양쪽에 걸림 지지하도록 설정했지만, 보조 부재(10KA)가 부상하지 않도록, 제1 금속 부재(1K) 및 제2 금속 부재(2K)의 어느 한쪽에 걸림 지지시키도록 해도 된다.

[제13 형태]

이어서, 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 26은, 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다. 제13 실시 형태에서는, 도 26에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1M)와 제2 금속 부재(2M)를 직교시켜서 접합하는 점에서 다른 실시 형태와 상이하다.

제13 실시 형태에 따른 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1M), 제2 금속 부재(2M) 및 보조 부재(10M)를 준비한다. 제1 금속 부재(1M)은, 판상을 나타내고, 단부면(1Ma), 측면(1Mb, 1Mc)을 구비하고 있다. 측면(1Mb, 1Mc)은 상하 방향으로 퍼지고, 단부면(1Ma)은, 측면(1Mb, 1Mc)에 대하여 수직으로 되어 있다. 제2 금속 부재(2M)는, 판상을 나타내고, 단부면(2Ma), 측면(2Mb, 2Mc)(도 26 중, 상하의 면)을 구비하고 있다. 단부면(2Ma)은 상하 방향으로 퍼지고, 측면(2Mb, 2Mc)은 수평하게 되어 있다. 제1 금속 부재(1M)와 제2 금속 부재(2M)는 L자상으로 맞대진다.

보조 부재(10M)는, 단면 직사각형 형상의 본체부(11M)와, 본체부(11M)의 이면(L자의 코너 안쪽(내 코너)측의 면)(10Md)으로부터 상방으로 돌출되는 돌기부(12M)를 구비하고 있다. 본체부(11M)는, 표면(10Ma), 측면(10Mb, 10Mc)(도 26 중, 상하의 면) 및 이면(10Md)을 구비하고 있다. 돌기부(12M)는, 본체부(11M)의 이면(10Md)보다도 상방으로 광폭으로 된 단면 직사각형(세로로 긴 직사각형)상을 나타낸다. 돌기부(12M)는, 보조 부재(10M)의 긴 변 방향의 전체 길이에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 돌기부(12M)는, 보조 부재(10M)의 긴 변 방향을 따라서 단속적으로 형성해도 된다.

맞대기 공정은, 도 27에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1M)와 제2 금속 부재(2M) 사이에 보조 부재(10M)를 개설하고, 제1 금속 부재(1M)와 제2 금속 부재(2M)를 수직(L자상)으로 맞대는 공정이다. 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1M) 및 제2 금속 부재(2M)의 코너 안쪽(내 코너)측에 가대(K5)를 배치하여, 양자를 접촉하게 한다. 가대(K5)에는, 돌기부(12M)가 삽입되는 단면 직사각형의 오목부(K5a)가 형성되어 있다. 오목부(K5a)는, 보조 부재(10M)의 긴 변 방향으로 연장되어 있다. 맞대기 공정에서는, 먼저, 보조 부재(10M)의 돌기부(12M)를 오목부(K5a)에 삽입한다.

이어서, 제1 금속 부재(1M) 및 제2 금속 부재(2M)를 보조 부재(10M)의 양측으로부터 L자상으로 맞댄다. 돌기부(12M)는, 제1 금속 부재(1M)의 측면(1Mb)에 걸림 지지된다. 제1 금속 부재(1M)의 단부면(1Ma)과, 보조 부재(10M)의 측면(10Mb)이 맞대져서 맞대기부(J13)가 형성된다. 제2 금속 부재(2M)의 측면(2Mb)과 보조 부재(10M)의 측면(10Mc)이 맞대져서 맞대기부(J14)가 형성된다. 제1 금속 부재(1M)와 제2 금속 부재(2M)는 수직으로 되어 있다.

접합 공정은, 도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용해서 맞대기부(J13, J14)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10M)의 표면(10Ma)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측의 일부를 노출시킨 상태에서 보조 부재(10M)를 따라 상대 이동시켜서 맞대기부(J13, J14)에 대하여 마찰 교반 접합을 행한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 회전 중심축(Z)을 수평하게 하면서, 교반 핀(F2)을 보조 부재(10M)의 표면(10Ma)의 폭 방향 중앙에 삽입하여, 보조 부재(10M)의 긴 변 방향을 따라서 상대 이동시킨다. 이때, 교반 핀(F2)의 선단부의 외주면은, 제1 금속 부재(1M)의 단부면(1Ma) 및 제2 금속 부재(2M)의 측면(2Mb)에 접촉시키지 않고, 교반 핀(F2)의 기단부의 외주면은, 제1 금속 부재(1M)의 단부면(1Ma) 및 제2 금속 부재(2M)의 측면(2Mb)에 접촉시킨 상태로 되어 있다. 교반 핀(F2)의 기단부 외주면은, 제1 금속 부재(1M)의 단부면(1Ma) 및 제2 금속 부재(2M)의 측면(2Mb)에서, 기단측을 향함에 따라서 접촉값이 커지도록 접촉하고 있다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1M), 제2 금속 부재(2M) 및 보조 부재(10M)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1M) 및 제2 금속 부재(2M)로부터 노출한 상태에서 마찰 교반을 행한다. 교반 핀(F2)의 평탄면(F3)은, 가대(K5)에 접촉하지 않는 범위에서 깊은 위치까지 삽입한다. 회전 툴(F)을 보조 부재(10M)를 따라 상대 이동시키고, 종료 위치에 달하면 회전 툴(F)을 보조 부재(10M)로부터 이탈시킨다. 이상에 의해, 맞대기부(J13, J14)가 하나의 공정에서 동시에 마찰 교반 접합된다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다. 또한, 접합 공정이 종료하면, 돌기부(12M)를 절제하는 절제 공정을 행해도 되고, 돌기부(12M)를 그대로 남겨도 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 돌기부(12M)를 생략한 보조 부재를 사용해도 된다.

이상 설명한 제13 실시 형태에 따른 접합 방법에 의해서도, 제11 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1M)와, 제2 금속 부재(2M)를 수직으로 접합할 수 있다. 또한, 보조 부재(10M)의 들뜸을 방지할 수 있으므로, 제1 금속 부재(1M) 및 제2 금속 부재(2M)에 대한 보조 부재(10M)의 위치 어긋남을 방지할 수 있기 때문에, 보다 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

[제14 형태]

이어서, 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 29는, 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다. 제14 실시 형태에서는, 도 29에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1N)와 제2 금속 부재(2N)를 중첩하면서 맞대는 점에서 다른 실시 형태와 상이하다.

제14 실시 형태에 따른 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1N), 제2 금속 부재(2N) 및 보조 부재(10N)를 준비한다. 제1 금속 부재(1N)는, 판상을 나타내고, 단부면(1Na), 표면(1Nb) 및 이면(1Nc)을 구비하고 있다. 단부면(1Na)은, 표면(1Nb) 및 이면(1Nc)에 대하여 수직으로 되어 있다.

제2 금속 부재(2N)는, 판 두께부가 판박부로 이루어지는 단차부를 구비한 형상이 되고 있다. 제2 금속 부재(2N)는, 제1 단부면(2Na), 제1 표면(2Nb), 제2 단부면(2Nc), 제2 표면(2Nd) 및 이면(2Ne)을 갖는다. 제1 단부면(2Na)은, 제1 표면(2Nb)에 대하여 수직으로 되어 있다. 제2 단부면(2Nc)은, 제2 표면(2Nd) 및 이면(2Ne)에 대하여 수직으로 되어 있다.

보조 부재(10N)는, 단면 직사각형의 긴 부재로 구성되어 있다. 보조 부재(10N)는, 표면(10Na)과, 측면(10Nb, 10Nc)과, 이면(10Nd)을 구비하고 있다. 측면(10Nb, 10Nc)은, 표면(10Na) 및 이면(10Nd)과 수직으로 되어 있다. 측면(10Nb, 10Nc)은 서로 평행하게 되어 있다.

맞대기 공정은, 도 30에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1N)와 제2 금속 부재(2N)를 중첩하면서, 보조 부재(10N)를 개설하여 맞대는 공정이다. 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1N)의 이면(1Nc)과, 제2 금속 부재(2N)의 제2 표면(2Nd)이 중첩되어서 맞대기부(J17)가 형성된다. 또한, 보조 부재(10N)의 측면(10Nb)과 제1 금속 부재(1N)의 단부면(1Na)이 맞대져서 맞대기부(J15)가 형성된다. 또한, 보조 부재(10N)의 측면(10Nc)과 제2 금속 부재(2N)의 제1 단부면(2Na)이 맞대져서 맞대기부(J16)가 형성된다.

접합 공정은, 도 31에 도시한 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 제1 금속 부재(1N)와 제2 금속 부재(2N)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 우회전시킨 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)을 보조 부재(10N)의 표면(10Na)의 폭 방향 중앙에 삽입한다. 접합 공정에서는, 본 실시 형태에서는 교반 핀(F2)의 하단부의 외주면은, 제1 금속 부재(1N)의 단부면(1Na) 및 제2 금속 부재(2N)의 제1 단부면(2Na)에 접촉시키지 않고, 교반 핀(F2)의 상단부의 외주면은, 제1 금속 부재(1N)의 단부면(1Na) 및 제2 금속 부재(2N)의 제1 단부면(2Na)에 접촉시킨 상태에서, 교반 핀(F2)을 보조 부재(10N)를 따라 상대 이동시킨다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1N), 제2 금속 부재(2N) 및 보조 부재(10N)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1N) 및 제2 금속 부재(2N)로부터 노출한 상태에서 마찰 교반을 행한다. 교반 핀(F2)의 평탄면(F3)은, 제2 금속 부재(2N)의 제2 표면(2Nd)에 접촉하지 않는 범위에서 깊은 위치까지 삽입한다. 회전 툴(F)을 보조 부재(10N)를 따라 상대 이동시키고, 종료 위치에 달하면 회전 툴(F)을 보조 부재(10N)로부터 이탈시킨다. 이상에 의해, 맞대기부(J15, J16)가 하나의 공정에서 동시에 마찰 교반 접합된다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

이상 설명한 제14 실시 형태에 의해서도 제11 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다.

[제15 형태]

이어서, 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 32는, 본 발명의 제15 실시 형태에 따른 접합 방법의 준비 공정을 도시하는 단면도이다. 제15 실시 형태에 따른 접합 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제15 실시 형태에서는, 보조 부재(10NA)의 형상이 제14 실시 형태와 주로 상이하다. 본 실시 형태에서는, 제14 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

도 32에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1N)는 제14 실시 형태와 동일하다. 제2 금속 부재(2N)의 제2 표면(2Nd)에는, 오목 홈부(15N)가 형성되어 있다. 오목 홈부(15N)는 단면 직사각 형상으로 형성되어 있다.

보조 부재(10NA)는, 단면 직사각 형상의 본체부(11N)와, 본체부(11N)의 이면(저부)(10Nd)으로부터 돌출되는 돌기부(12N)를 구비하고 있다. 돌기부(12N)는, 본체부(11N)의 이면(저부)(10Nd)보다도 광폭이 되는 단면 직사각형(가로로 긴 직사각형)상을 나타낸다. 돌기부(12N)는, 보조 부재(10N)의 긴 변 방향의 전체 길이에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 돌기부(12N)는, 보조 부재(10NA)의 긴 변 방향을 따라서 단속적으로 형성해도 된다. 돌기부(12N)는, 제2 금속 부재(2N)의 오목 홈부(15N)에 삽입된다.

맞대기 공정에서는, 도 33에 도시한 바와 같이, 제1 금속 부재(1N)와, 제2 금속 부재(2N)와, 보조 부재(10NA)를 맞대서 가대(K)에 고정한다. 맞대기 공정에서는, 먼저, 보조 부재(10NA)의 돌기부(12N)를 오목 홈부(15N)에 삽입한다. 예를 들어, 오목 홈부(15N)의 전방측 또는 안측의 개구부로부터 돌기부(12N)를 삽입한다. 이어서, 제14 실시 형태와 동일 요령으로, 각 부재를 맞대어 맞대기부(J15, J16, J17)를 형성한다. 접합 공정은, 제14 실시 형태와 동일하다.

이상 설명한 제15 실시 형태에 의해서도, 제14 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 돌기부(12N)를 구비함으로써, 보조 부재(10NA)의 들뜸을 방지할 수 있다.

이상 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 범위에서 적절히 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 제12 내지 제15 실시 형태에 따른 접합 공정에서도, 교반 핀(F2)의 상단부(기단부)의 외주면과, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재는 접촉시켰지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 소성화 영역이 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재에 도달하도록 하면, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 접촉시키지 않고 마찰 교반 접합을 행해도 된다.

1: 제1 금속 부재
1a: 단부면(경사면)
2: 제2 금속 부재
2a: 단부면(경사면)
10: 보조 부재
12: 돌기부
J1: 맞대기부
J2: 맞대기부
F: 회전 툴
F2: 교반 핀

Claims

끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며,
알루미늄 합금으로 형성된 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재의 단부끼리를 마주보게 하여, 상기 단부끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽의 측면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 측면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽은, 상기 보조 부재의 경사면에 대응하고 표면으로부터 이면을 향하여 경사지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
제1항에 있어서, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고,
상기 맞대기 공정에서는, 상기 돌기부가 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽에 걸림 지지하도록 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며,
알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 양측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비한 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재의 단부끼리를 마주보게 하여, 상기 단부끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 한쪽의 경사면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 경사면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
제3항에 있어서, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고,
상기 맞대기 공정에서는, 상기 돌기부가 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽에 걸림 지지하도록 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며,
알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 양측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비한 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면을 맞대고, 내 코너측에 형성된 상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 한쪽의 경사면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 측면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 경사면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
제5항에 있어서, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고,
상기 맞대기 공정에서는, 상기 돌기부가 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽에 걸림 지지하도록 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며,
알루미늄 합금으로 형성되고, 단부에 경사면을 구비한 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 양측면에 표면으로부터 이격함에 따라서 끝이 가늘어지는 경사면을 구비한 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 중첩하고, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 제2 금속 부재의 표면의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 경사면과 상기 보조 부재의 한쪽의 경사면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 표면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 경사면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측만으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
제7항에 있어서, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고,
상기 맞대기 공정에서는, 상기 제1 금속 부재의 이면에 형성된 홈부 및 상기 제2 금속 부재의 표면에 형성된 홈부의 적어도 한쪽으로 구성된 오목 홈부에 상기 돌기부를 끼워 맞추면서, 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며,
알루미늄 합금으로 형성된 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 단면 직사각형의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재의 단부끼리를 마주보게 하여, 상기 단부끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽의 측면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 측면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 적어도 기단측의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
제9항에 있어서, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고,
상기 맞대기 공정에서는, 상기 돌기부가 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽에 걸림 지지하도록 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
끝이 가는 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 한 쌍의 금속 부재를 접합하는 접합 방법이며,
알루미늄 합금으로 형성된 제1 금속 부재와, 알루미늄 합금으로 형성된 제2 금속 부재와, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재보다도 경도가 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 단면 직사각형의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면을 맞대어, 상기 제1 금속 부재의 단부와 상기 제2 금속 부재의 측면의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽의 측면을 맞댐과 함께, 상기 제2 금속 부재의 측면과 상기 보조 부재의 다른 쪽의 측면을 맞대어 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면측으로부터 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시켜 상기 교반 핀의 기단측을 노출시키면서, 상기 교반 핀의 적어도 기단측의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 접촉시킨 상태에서, 상기 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜서 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 개재하여 접합하는 접합 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합 방법.
제11항에 있어서, 상기 보조 부재의 이면측에, 들뜸 방지를 위한 돌기부를 구비하고,
상기 맞대기 공정에서는, 상기 돌기부가 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 적어도 한쪽에 걸림 지지하도록 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 맞대는 것을 특징으로 하는 접합 방법.