WO2017138324A1

WO2017138324A1 - 接合方法

Info

Publication number: WO2017138324A1
Application number: PCT/JP2017/001823
Authority: WO
Inventors: 堀　久司; 伸城瀬尾
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2018-08-09

Abstract

接合部の金属不足を防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。攪拌ピン（Ｆ２）を備えた接合用回転ツール（Ｆ）を用いて第一金属部材（１）と第二金属部材（２）とを接合する接合方法であって、第一金属部材（１）と第二金属部材（２）とを突合わせて突合せ部（Ｊ１）を形成する突合せ工程と、第一金属部材（１）又は第二金属部材（２）に面接触するように補助部材（１０）を配置する配置工程と、攪拌ピン（Ｆ２）のみを第一金属部材（１）、第二金属部材（２）及び補助部材（１０）に接触させた状態で突合せ部（Ｊ１）に沿って接合用回転ツール（Ｆ）を相対移動させて第一金属部材（１）、第二金属部材（２）及び補助部材（１０）を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。

Description

接合方法

　本発明は、金属部材同士を摩擦攪拌で接合する接合方法に関する。

　例えば、特許文献１には、第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法が開示されている。当該接合方法では、第一金属部材と第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成した後、回転ツールの攪拌ピンのみを第一金属部材及び第二金属部材に接触させた状態で突合せ部に対して摩擦攪拌を行うというものである。

　また、例えば、特許文献２には、第一金属部材と第二金属部材を重ね合わせて重合部を形成した後、第二金属部材の表面から回転ツールを挿入して重合部を摩擦攪拌接合する接合方法が記載されている。当該摩擦攪拌接合では、攪拌ピンのみを第二金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うというものである。

　例えば、特許文献３には、表面の高さが変化する金属部材同士の端面を突き合わせて高さが変化する突合せ部を形成し、回転ツールの攪拌ピンのみを金属部材同士の突合せ部に接触させた状態で摩擦攪拌を行って接合する接合方法が記載されている。

特開２０１３－３９６１３号公報特開２０１５－１３９８００号公報特開２０１５－１９９１１９号公報

　特許文献１に係る接合方法であると、塑性流動化した金属を回転ツールのショルダ部で押さえないため、塑性流動化した金属が外部に溢れ出し接合部が金属不足になるという問題がある。さらに、長尺の金属部材同士を突合せると、突合せ部に隙間が生じる場合があり、接合部が金属不足になるという問題がある。

　特許文献２に係る接合方法であると、塑性流動化した金属を回転ツールのショルダ部で押さえないため、塑性流動化した金属が外部に溢れ出し接合部が金属不足になり、第二金属部材の表面に凹溝が形成されるという問題がある。

　特許文献３に係る接合方法であると、塑性流動化した金属を回転ツールのショルダ部で押さえないため、塑性流動化した金属が外部に溢れ出し接合部が金属不足になり、金属部材同士の突合せ部の表面に凹溝が形成されるという問題がある。

　そこで、本発明は、接合部の金属不足を防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。

　前記課題を解決するために、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材又は前記第二金属部材に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含む、ことを特徴とする。
　また、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含む、ことを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。

　また、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことが好ましい。かかる接合方法によれば、バリを補助部材ごと除去できるので除去工程が容易となる。

　また、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。かかる接合方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。

　また、前記配置工程では、前記補助部材を第一金属部材及び前記第二金属部材の一方に配置しつつ、前記摩擦攪拌工程後に他方側に補助部材が残存しない程度に前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち第一金属部材及び前記第二金属部材の一方側に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。

　かかる接合方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、突合せ部を挟んで他方側にわずかに補助部材を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。

　また、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材又は前記第二金属部材に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含み、前記突合せ工程において、前記突合せ部を形成する際に前記突合せ部に隙間が生じていることを特徴とする。
　また、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含み、前記突合せ工程において、前記突合せ部を形成する際に前記突合せ部に隙間が生じていることを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。また、前記突合せ工程において、前記突合せ部を形成する際に突合せ部に隙間が生じている場合であっても、塑性流動化した金属が当該隙間を埋めることができる。

　また、前記課題を解決するために、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材と、前記第一金属部材よりも薄い前記第二金属部材とを用意する準備工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の端面同士を突き合わせて突合せ部を形成するとともに第一の段差を形成する突合せ工程と、前記第一の段差に補助部材を配置する配置工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面側から回転する前記回転ツールを前記第一の段差に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、第二金属部材及び補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の端面同士を突き合わせて突合せ部を形成するとともに第一の段差を形成する突合せ工程と、前記第一の段差に補助部材を配置する配置工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面側から回転する前記回転ツールを前記第一の段差に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、第二金属部材及び補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。

　また、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことが好ましい。かかる接合方法によれば、バリを補助部材ごと除去できるので除去工程が容易となる。

　また、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように、接合条件を設定することが好ましい。かかる接合方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。

　また、前記配置工程において、前記第一金属部材の表面と前記補助部材の表面とが面一になるように前記補助部材を配置することが好ましい。かかる接合方法によれば、回転ツールを容易に挿入することができる。

　また、前記配置工程において、前記第一金属部材の表面よりも前記補助部材の表面が高い位置となるように前記補助部材を配置することが好ましい。かかる接合方法によれば、接合部の金属不足を確実に防ぐことができる。

　また、前記配置工程において、前記第一金属部材の表面よりも前記補助部材の表面が低い位置となるように前記補助部材を配置することが好ましい。かかる接合方法によれば、補助部材を容易に除去することができる。

　また、前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールの回転中心軸を前記突合せ部に対して前記補助部材側に偏移させた状態で、前記突合せ部に沿って摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。また、前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールの回転中心軸を前記補助部材側に傾斜させた状態で、前記突合せ部に沿って摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。

　かかる接合方法によれば、補助部材が多く摩擦攪拌されるため、接合部の金属不足を確実に防ぐことができる。

　また、前記課題を解決するために、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、前記第一金属部材の表面に前記第二金属部材の裏面を重ね合せて重合部を形成する重合工程と、前記第二金属部材の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを、前記第二金属部材及び前記補助部材、又は、前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、重合部が接合されるとともに、第一金属部材及び第二金属部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、第二金属部材の表面に凹溝ができるのを防ぐことができる。

　また、バリが形成された前記補助部材を前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことが好ましい。かかる接合方法によれば、バリを補助部材ごと除去することができる。

　また、前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入することが好ましい。かかる接合方法によれば、金属不足をより確実に防ぐことができる。また、補助部材に回転ツールを容易に挿入することができる。

　また、前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、バリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。

　かかる接合方法によれば、回転ツールに対して片側にのみ補助部材が残存するため、除去工程を容易に行うことができる。

　また、前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌工程を行った後に前記回転ツールの片側にのみ補助部材が残存する程度に前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することが好ましい。

　かかる接合方法によれば、回転ツールに対して方側にのみ補助部材が残存するため、除去工程を容易に行うことができる。また、回転ツールの回転中心軸が基準線よりも補助部材の中央側に偏移しているため接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。また、補助部材に回転ツールを容易に挿入することができる。

　また、前記課題を解決するために本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、少なくとも表面の高さが変化する前記第一金属部材の表面に、少なくとも裏面の高さが変化する前記第二金属部材の裏面を重ね合せて高さが変化する重合部を形成する重合工程と、前記第二金属部材の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第二金属部材及び前記補助部材、又は、前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる方法によれば、高さが変化する重合部が接合されるとともに、高さが変化する第一金属部材及び第二金属部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、第二金属部材の表面に凹溝ができるのを防ぐことができる。

　また、バリが形成された前記補助部材を前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする。

　かかる方法によれば、バリを補助部材ごと除去することができる。

　また、前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入することを特徴とする。

　かかる方法によれば、金属不足をより確実に防ぐことができる。また、補助部材に回転ツールを容易に挿入することができる。

　また、前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、バリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。

　かかる方法によれば、回転ツールに対して片側にのみ補助部材が残存するため、除去工程を容易に行うことができる。

　また、前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、前記摩擦攪拌工程では、前記摩擦攪拌工程を行った後に前記回転ツールの片側にのみ補助部材が残存する程度に前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。

　かかる方法によれば、回転ツールに対して方側にのみ補助部材が残存するため、除去工程を容易に行うことができる。また、回転ツールの回転中心軸が基準線よりも補助部材の中央側に偏移しているため接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。また、補助部材に回転ツールを容易に挿入することができる。

　また、このような課題を解決するために本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、表面の高さが変化する前記第一金属部材と表面の高さが変化する前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材又は前記第二金属部材に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から高さが変化する前記突合せ部に対して挿入し、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる方法によれば、高さが変化する突合せ部が接合されるとともに、高さが変化する第一金属部材及び第二金属部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、第一金属部材及び第二金属部材の表面に凹溝ができるのを防ぐことができる。

　また、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする。

　また、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。

　かかる方法によれば、補助部材ごと全てのバリを除去することができる。

　また、本発明は、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、表面の高さが変化する前記第一金属部材と表面の高さが変化する前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から高さが変化する前記突合せ部に対して挿入し、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる方法によれば、高さが変化する突合せ部が接合されるとともに、高さが変化する第一金属部材及び第二金属部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、第一金属部材及び第二金属部材の表面に凹溝ができるのを防ぐことができる。また、補助部材の中央付近から攪拌ピンを突合せ部まで挿入できるので、攪拌ピンを補助部材に容易に挿入することができる。

　また、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる方法によれば、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材にそれぞれバリが形成されるが、除去工程において、バリを補助部材ごと取り除くことができる。

　また、前記配置工程では、前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。

　かかる方法によれば、補助部材のわずかに突出した部分が攪拌ピンで摩擦攪拌されて接合部に補填されるので、接合部の金属不足をバランス良く、かつ、より確実に防ぐことができる。また、突合せ部に挿入される回転中心軸が、補助部材の端面から中央側にわずかにずれた位置となるので、攪拌ピンを補助部材に容易に挿入することができる。

　また、前記攪拌ピンの周面に螺旋溝が刻設されており、前記回転ツールを右回転させる場合は、前記螺旋溝を前記攪拌ピンの基端側から先端側に向けて左回りに刻設し、前記回転ツールを左回転させる場合は、前記螺旋溝を前記攪拌ピンの基端側から先端側に向けて右回りに刻設することを特徴とする。

　かかる方法によれば、塑性流動化した金属材料が螺旋溝に導かれて攪拌ピンの先端側に移動するため、金属部材の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。

　本発明に係る接合方法によれば、接合部の金属不足を防ぐことができる。

本発明の第一実施形態の突合せ工程及び配置工程を示す断面図である。第一実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第一実施形態に係る摩擦攪拌工程後を示す断面図である。第一実施形態に係る除去工程を示す断面図である。第一実施形態に係る除去工程後を示す断面図である。第二実施形態に係る突合せ工程及び配置工程を示す断面図である。第二実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第二実施形態に係る除去工程を示す断面図である。第三実施形態に係る突合せ工程及び配置工程を示す断面図である。第三実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第三実施形態に係る除去工程を示す断面図である。本発明の第四実施形態に係る準備工程、突合せ工程及び配置工程を示す断面図である。第四実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第四実施形態に係る摩擦攪拌工程後を示す断面図である。第四実施形態に係る除去工程を示す断面図である。第四実施形態の第一変形例に係る配置工程を示す断面図である。第四実施形態の第二変形例に係る配置工程を示す断面図である。第四実施形態の第三変形例に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第五実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第五実施形態に係る摩擦攪拌工程後を示す断面図である。本発明の第六実施形態の重合工程及び配置工程を示す断面図である。第六実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第六実施形態に係る摩擦攪拌工程後を示す断面図である。第六実施形態に係る除去工程を示す断面図である。第六実施形態に係る除去工程後を示す断面図である。第七実施形態に係る重合工程及び配置工程を示す断面図である。第七実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第七実施形態に係る除去工程を示す断面図である。第八実施形態に係る重合工程及び配置工程を示す断面図である。第八実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。第八実施形態に係る除去工程を示す断面図である。本発明の第九実施形態に係る接合方法の第一金属部材、第二金属部材及び補助部材を示す斜視図である。第九実施形態に係る接合方法の重合工程及び配置工程を示す断面図である。第九実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。第九実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第九実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第九実施形態に係る接合方法の除去工程前を示す断面図である。第九実施形態に係る接合方法の除去工程を示す断面図である。第九実施形態に係る接合方法の除去工程後を示す断面図である。第九実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程（変形例）を示す断面図である。本発明の第十実施形態の重合工程及び配置工程を示す断面図である。第十実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。第十実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第十実施形態に係る接合方法の除去工程を示す断面図である。本発明の第十一実施形態の重合工程及び配置工程を示す断面図である。第十一実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。第十一実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第十一実施形態に係る接合方法の除去工程を示す断面図である。他の実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。本発明の第十二実施形態に係る接合方法の第一金属部材、第二金属部材を示す斜視図である。第十二実施形態に係る接合方法の突合せ工程を示す斜視図である。第十二実施形態に係る接合方法の第一金属部材、第二金属部材及び補助部材を示す斜視図である。第十二実施形態に係る接合方法の突合せ工程及び配置工程を示す側断面図である。第十二実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。第十二実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第十二実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第十二実施形態に係る接合方法の除去工程前を示す断面図である。第十二実施形態に係る接合方法の除去工程を示す断面図である。第十二実施形態に係る接合方法の除去工程後を示す断面図である。第十二実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程（変形例）を示す断面図である。本発明の第十三実施形態の突合せ工程及び配置工程を示す断面図である。第十三実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。第十三実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第十三実施形態に係る接合方法の除去工程を示す断面図である。本発明の第十四実施形態の突合せ工程及び配置工程を示す断面図である。第十四実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。第十四実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。第十四実施形態に係る接合方法の除去工程を示す断面図である。他の実施形態に係る接合方法の突合せ工程を示す断面図である。他の実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す側断面図である。

［第一実施形態］
　本発明の第一実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。

　突合せ工程は、図１に示すように第一金属部材１と第二金属部材２とを突き合わせる工程である。第一金属部材１及び第二金属部材２は、金属製の板状部材である。第一金属部材１及び第二金属部材２の材料は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等から適宜選択すればよい。第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚は同等になっている。第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚は適宜設定すればよい。

　突合せ工程では、第一金属部材１の端面１ａと、第二金属部材２の端面２ａとを突き合わせて突合せ部Ｊ１を形成する。突合せ部Ｊ１を形成する際に、第一金属部材１の端面１ａと第二金属部材２の端面２ａとの間に隙間が生じている場合がある。隙間は１ｍｍ程度である。第一金属部材１の表面１ｂと、第二金属部材２の表面２ｂとは面一になる。

　配置工程は、第一金属部材１又は第二金属部材２に補助部材１０を配置する工程である。補助部材１０は金属製の板状部材である。補助部材１０は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材１及び第二金属部材２と同じ材料になっている。補助部材１０の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗが金属不足にならないように適宜設定する。本実施形態では、補助部材１０の板厚は第一金属部材１よりも薄く設定している。

　配置工程では、補助部材１０の裏面１０ｃと第二金属部材２の表面２ｂとを面接触させる。補助部材１０は、第二金属部材２（又は第一金属部材１）のみと面接触するように配置する。本実施形態では、補助部材１０の端面１０ａと第二金属部材２の端面２ａとが面一となるように配置する。また、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０を治具（図示省略）を用いて架台Ｔに移動不能に拘束する。なお、補助部材１０は本実施形態では板状としているが、他の形状であってもよい。

　摩擦攪拌工程は、図２に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１と第二金属部材２との突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。接合用回転ツールＦは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。接合用回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。連結部Ｆ１は、摩擦攪拌装置の回転軸（図示省略）に連結される部位である。連結部Ｆ１は円柱状を呈している。

　攪拌ピンＦ２は、連結部Ｆ１から垂下しており、連結部Ｆ１と同軸になっている。攪拌ピンＦ２は連結部Ｆ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＦ２の外周面には螺旋溝が刻設されている。本実施形態では、接合用回転ツールＦを左回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。

　なお、接合用回転ツールＦを右回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて左回りに形成することが好ましい。言い換えると、この場合の螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。螺旋溝は省略してもよい。

　接合用回転ツールＦは、マシニングセンタ等の摩擦攪拌装置に取り付けてもよいが、例えば、先端にスピンドルユニット等の回転手段を備えたアームロボットに取り付けてもよい。アームロボットに接合用回転ツールＦを取り付けることにより接合用回転ツールＦの回転中心軸の傾斜角度を容易に変更することができる。

　摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１に左回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。そして、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で突合せ部Ｊ１に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。本実施形態では、接合用回転ツールＦの進行方向左側に補助部材１０が位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定する。接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば、接合用回転ツールＦの進行方向左側に補助部材１０を配置しつつ、接合用回転ツールＦを右回転させてもよい。もしくは、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１０を配置しつつ、接合用回転ツールＦを左右いずれかに回転させてもよい。接合用回転ツールＦの回転方向等の条件と補助部材１０の好ましい位置関係については後記する。

　攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２と突合せ部Ｊ１とを接触させつつ、第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚等に応じて適宜設定すればよい。これにより突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗが形成される。摩擦攪拌工程後は、図３に示すように、補助部材１０の端部にバリＶが形成される。

　除去工程は、図４に示すように、補助部材１０を第二金属部材２から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材１０を第二金属部材２から離間する方向に折り曲げて第二金属部材２から除去する。これにより、図５に示すように第一金属部材１と第二金属部材２とが平面状に接合される。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１と第二金属部材２とが接合されるとともに、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。また、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合することにより、突合せ部Ｊ１に隙間が生じている場合であっても、塑性流動化した金属が当該隙間を埋めることができるとともに、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。また、本実施形態によれば、第一金属部材１及び第二金属部材２の両方ではなく、片側のみに補助部材１０を配置するだけで金属不足を防ぐことができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって補助部材１０にバリＶが形成されるが、除去工程において補助部材１０ごと取り除くことができる。これにより、バリを除去する作業を容易に行うことができる。図３に示すように、摩擦攪拌工程後は補助部材１０の端面が突合せ部Ｊ１に向かうにつれて板厚が薄くなるように傾斜している。補助部材１０は除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材１０を取り除くことができる。

　ここで、本実施形態に係る接合方法では、補助部材１０を第一金属部材１及び第二金属部材２よりも薄く設定しているため、従来のようにショルダ部を金属部材に押し込みながら摩擦攪拌を行うと、ショルダ部と補助部材１０との接触により補助部材１０が外部に飛ばされてしまい接合部の金属不足を補うことができない。しかし、本実施形態では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０に接触させつつ摩擦攪拌を行うため、補助部材１０が外部に飛ばされることなく接合部の金属不足を補うことができる。また、ショルダ部を接触させる場合に比べて摩擦攪拌装置に作用する負荷を低減することができる。

　また、図２に示すように、本実施形態に係る摩擦攪拌工程では進行方向左側に補助部材１０を配置するとともに接合用回転ツールＦを左回転させるため、補助部材１０側がＲｅ側（retreating side）となる。Ｒｅ側とは、接合用回転ツールＦの外周における接線速度の大きさから送り速度の大きさが減算される側（「フロー側」とも言う）である。一方、Ｒｅ側の反対側がＡｄ側（advancing side）となる。Ａｄ側とは、接合用回転ツールＦの外周における接線速度の大きさから送り速度の大きさが加算される側（「シアー側」とも言う）である。

　例えば、接合用回転ツールＦの回転速度が遅い場合では、塑性化領域ＷのＲｅ側に比べてＡｄ側の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、Ａｄ側にバリＶが多く発生する傾向にある。一方、例えば、接合用回転ツールＦの回転速度が速い場合、Ａｄ側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、Ｒｅ側にバリＶが発生する傾向にある。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、Ｒｅ側即ち補助部材１０側にバリＶが発生する。つまり、本実施形態ではバリＶが補助部材１０側に多く形成されるように接合用回転ツールＦの回転速度、回転方向及び進行方向等を設定している。これにより、補助部材１０に形成されたバリＶは、補助部材１０ごと除去されるため、バリ除去工程をより容易に行うことができる。また、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。

　上記したように、摩擦攪拌工程の際に、接合用回転ツールＦの進行方向のどちら側にバリＶが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、接合用回転ツールＦの回転速度、回転方向、移動方向、移動速度（送り速度）、攪拌ピンＦ２の傾斜角度（テーパー角度）、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０の材料、各部材の厚さ等の各要素とこれらの要素の組み合わせで決定される。接合条件に応じて、バリＶが発生する側又はバリＶが多く発生する側に補助部材１０を配置するようにすれば、バリ除去工程を容易に行うことができるため好ましい。

［第二実施形態］
　次に、第二実施形態に係る接合方法について説明する。第二実施形態に係る接合方法は、図６に示すように、第一金属部材１及び第二金属部材２の両方と接触するように補助部材１０を配置する点で第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る接合方法では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　本実施形態に係る接合方法は、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。突合せ工程は、第一実施形態と同じであるため説明を省略する。配置工程は、補助部材１０を第一金属部材１及び第二金属部材２の両方に配置する工程である。

　配置工程は、図６に示すように、第一金属部材１の表面１ｂ及び第二金属部材２の表面２ｂと補助部材１０の裏面１０ｃとを面接触させる工程である。補助部材１０の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗが金属不足にならないように適宜設定する。配置工程では、補助部材１０の中央が概ね突合せ部Ｊ１に位置するように配置する。また、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０を治具（図示省略）を用いて移動不能に拘束する。

　摩擦攪拌工程は、図７に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１と第二金属部材２との突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌によって接合する工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。摩擦攪拌工程では、右回転させた攪拌ピンＦ２を補助部材１０の表面１０ｂから挿入し、突合せ部Ｊ１に達するように攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定する。摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。そして、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で突合せ部Ｊ１に沿って接合用回転ツールＦを図７の手前側から奥側に向けて相対移動させる。これにより突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗが形成される。なお、本実施形態では、接合用回転ツールＦを高速回転しているため、バリはＡｄ側に比べてＲｅ側の方に多く発生する傾向にある。

　除去工程は、図８に示すように、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材１０を第一金属部材１及び第二金属部材２から除去する工程である。除去工程では、補助部材１０，１０を第一金属部材１及び第二金属部材２から離間する方向にそれぞれ折り曲げて除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１と第二金属部材２とが平面状に接合されるとともに、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。また、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合することにより、突合せ部Ｊ１に隙間が生じている場合であっても、塑性流動化した金属が当該隙間を埋めることができるとともに、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。また、第一金属部材１及び第二金属部材２の両方に跨るように補助部材１０を配置するため、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができるとともに、金属をバランスよく補充することができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材１０，１０にそれぞれバリＶ，Ｖが形成されるが、除去工程において補助部材１０ごと取り除くことができる。これにより、バリを除去する作業を容易に行うことができる。補助部材１０は除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で補助部材１０を容易に取り除くことができる。

［第三実施形態］
　次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法について説明する。図９に示すように、第三実施形態に係る接合方法では、配置工程において補助部材１０を第一金属部材１及び第二金属部材２の両方に配置しつつ、補助部材１０に対する第一金属部材１と第二金属部材２との接触割合を変更する点で第一実施形態と相違する。また、接合用回転ツールＦの回転方向も第一実施形態と相違する。第三実施形態に係る接合方法では、第一実施形態と相違する点を中心に説明する。第三実施形態に係る接合方法は、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。

　突合せ工程は、第一実施形態と同じであるため説明を省略する。配置工程は、図９に示すように、第一金属部材１の表面１ｂ及び第二金属部材２の表面２ｂと補助部材１０の裏面１０ｃとを面接触させる工程である。配置工程では、補助部材１０の９割程度を第一金属部材１に配置し、残りの１割程度を第二金属部材２に配置する。つまり、突合せ部Ｊ１に対して補助部材１０がわずかに第二金属部材２側に突出するように配置する。補助部材１０の配置位置は、補助部材１０が第一金属部材１及び第二金属部材２の両方に面接触するように配置するとともに、後記する摩擦攪拌工程を行った後に第二金属部材２側（補助部材１０との接触割合が少ない側）に補助部材１０が残存しないように調節する。

　摩擦攪拌工程は、図１０に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１と第二金属部材２との突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌によって接合する工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。

　摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。そして、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で突合せ部Ｊ１に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。本実施形態では、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１０が位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定する。これにより、本実施形態では第一金属部材１側がＲｅ側となるため、補助部材１０に多くのバリＶが発生する。

　除去工程は、図１１に示すように、補助部材１０を第一金属部材１から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材１０を第一金属部材１から離間する方向に折り曲げて第一金属部材１から除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１と第二金属部材２とが平面状に接合されるとともに、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。また、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合することにより、突合せ部Ｊ１に隙間が生じている場合であっても、塑性流動化した金属が当該隙間を埋めることができるとともに、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。

　また、本実施形態の接合条件によれば、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、Ｒｅ側にバリＶが多く発生する傾向にある。つまり、本実施形態ではバリＶが補助部材１０のうち第一金属部材１側に多く形成されるように接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向等（接合条件）を設定している。これにより、補助部材１０に形成されたバリＶは、補助部材１０ごと除去されるため、バリ除去工程をより容易に行うことができる。また、図１１に示すように、摩擦攪拌工程後は補助部材１０の端面が突合せ部Ｊ１に向かうにつれて板厚が薄くなるように傾斜している。補助部材１０は除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材１０を取り除くことができる。

　ここで、前記した第二実施形態の除去工程では、突合せ部Ｊ１を挟んで両側にある補助部材１０，１０を除去する必要がある。しかし、本実施形態では摩擦攪拌工程後に第二金属部材２側（補助部材１０との接触割合が少ない側）に補助部材１０が残存しないように補助部材１０の配置位置を調節しているため、除去工程では片側の補助部材１０を除去するだけでよい。これにより除去工程の作業手間を少なくすることができる。また、配置工程では、突合せ部Ｊ１を挟んで第二金属部材２側（他方側）にわずかに補助部材１０を突出させる分、接合部の金属不足をバランス良く、かつ、より確実に防ぐことができる。

　以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では除去工程を行ったが、補助部材１０を除去せずに、第一金属部材１又は第二金属部材２にそのまま存置してもよい。

［第四実施形態］
　本発明の第四実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。

　準備工程は、図１２に示すように、第一金属部材１及び第二金属部材２を用意する工程である。第一金属部材１及び第二金属部材２は板状を呈する。第一金属部材１は、第二金属部材２よりも厚くなっている。第一金属部材１及び第二金属部材２の材料は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等から適宜選択すればよい。

　突合せ工程は、図１２に示すように第一金属部材１と第二金属部材２とを突き合わせる工程である。突合せ工程では、第一金属部材１の端面１ａと、第二金属部材２の端面２ａとを突き合わせて突合せ部Ｊ１を形成する。また、第一金属部材１の表面１ｂ、端面１ａ及び第二金属部材２の表面２ｂで第一の段差が形成される。

　配置工程は、図１２に示すように、第一の段差に補助部材１０を配置する工程である。補助部材１０は金属製の板状部材である。補助部材１０は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材１及び第二金属部材２と同じ材料になっている。補助部材１０の板厚は、第一の段差の高さ（表面２ｂから表面１ｂまでの高さ）と同等になっている。したがって、第一金属部材１の表面１ｂと補助部材１０の表面１０ｂとは面一になっている。なお、第一の段差の高さ（補助部材１０の厚さ）は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗが金属不足にならない程度に適宜設定する。

　配置工程では、補助部材１０の裏面１０ｃと第二金属部材２の表面２ｂとを面接触させつつ、補助部材１０の端面１０ａと第一金属部材１の端面１ａとを面接触させる。また、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０を治具（図示省略）を用いて架台Ｔに移動不能に拘束する。

　摩擦攪拌工程は、図１３に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１と第二金属部材２との突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。

　螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。螺旋溝は省略してもよい。

　接合用回転ツールＦは、マシニングセンタ等の摩擦攪拌装置に取り付けてもよいが、例えば、先端にスピンドルユニット等の回転手段を備えたアームロボットに取り付けてもよい。アームロボットに接合用回転ツールＦを取り付けることにより接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃの傾斜角度を容易に変更することができる。

　摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。そして、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で突合せ部Ｊ１に沿って接合用回転ツールＦを図１３の手前側から奥側に相対移動させる。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１０が位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定する。接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１０を配置しつつ、接合用回転ツールＦを左回転させてもよい。もしくは、接合用回転ツールＦの進行方向左側に第一の段差を形成しつつ補助部材１０を配置し、接合用回転ツールＦを左右いずれかに回転させてもよい。接合用回転ツールＦの回転方向等の条件と補助部材１０との好ましい位置関係については後記する。

　攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２と突合せ部Ｊ１とを接触させつつ、第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚等に応じて適宜設定すればよい。これにより突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗが形成される。摩擦攪拌工程後は、図１４に示すように、補助部材１０に凹溝Ｐが形成されるとともに、補助部材１０の端部にバリＶが形成される。

　除去工程は、図１４に示すように、補助部材１０を第二金属部材２から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、図１５に示すように、凹溝Ｐを境にして補助部材１０を第二金属部材２から離間する方向に折り曲げて第二金属部材２から除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１と第二金属部材２とが接合されるとともに、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって補助部材１０にバリＶが形成されるが、除去工程において補助部材１０ごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。補助部材１０は除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材１０を取り除くことができる。また、本実施形態によれば、第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚が異なる場合であっても、補助部材１０を用いているため接合部の金属不足を防ぐことができる。

　また、本実施形態では、補助部材１０の表面１０ｂと第一金属部材１の表面１ｂとを面一にしているため、摩擦攪拌工程の際に接合用回転ツールＦを容易に挿入することができる。

　ここで、本実施形態に係る接合方法では、補助部材１０を第一金属部材１及び第二金属部材２よりも薄く設定しているため、従来のように回転ツールのショルダ部を金属部材に押し込みながら摩擦攪拌を行うと、ショルダ部と補助部材１０との接触により補助部材１０が外部に飛ばされてしまい接合部の金属不足を補うことができない。しかし、本実施形態では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０に接触させつつ摩擦攪拌を行うため、補助部材１０が外部に飛ばされることなく接合部の金属不足を補うことができる。また、回転ツールのショルダ部を接触させる場合に比べて摩擦攪拌装置に作用する負荷を低減することができる。

　また、図１３に示すように、本実施形態に係る摩擦攪拌工程では進行方向右側に補助部材１０を配置するとともに接合用回転ツールＦを右回転させるため、補助部材１０側がＲｅ側となる。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、Ｒｅ側即ち補助部材１０側にバリＶが発生する。つまり、本実施形態ではバリＶが補助部材１０側に多く形成されるように接合条件を設定している。これにより、補助部材１０に形成されたバリＶは、補助部材１０ごと除去されるため、バリ除去工程をより容易に行うことができる。また、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。

　上記したように、摩擦攪拌工程の際に、接合用回転ツールＦの進行方向のどちら側にバリＶが発生するかは接合条件によって異なる。接合条件に応じて、バリＶが発生する側又はバリＶが多く発生する側に補助部材１０を配置するようにすれば、バリ除去工程を容易に行うことができるため好ましい。

［第一変形例］
　次に、第四実施形態の第一変形例について説明する。図１６に示すように、第一変形例の配置工程では、第一金属部材１と補助部材１０とで段差が生じている点で第四実施形態と相違する。つまり、第一の段差の高さよりも、補助部材１０の板厚を薄く設定しているため、補助部材１０の表面１０ｂは、第一金属部材１の表面１ｂよりも低い位置に位置している。これにより、第一金属部材１の表面１ｂと、端面１ａと、補助部材１０の表面１０ｂとで第二の段差が形成されている。その他の工程については、第四実施形態と同等であるため説明を省略する。

　第一変形例によれば、補助部材１０を第一の段差の高さよりも薄く設定しているため、補助部材１０が折れやすくなる。これにより、除去工程において補助部材１０を容易に除去することができる。

［第二変形例］
　次に、第四実施形態の第二変形例について説明する。図１７に示すように、第二変形例の配置工程では、第一金属部材１と補助部材１０とで段差が生じている点で第四実施形態と相違する。つまり、第一の段差の高さよりも、補助部材１０の板厚を厚く設定しているため、補助部材１０の表面１０ｂは、第一金属部材１の表面１ｂよりも高い位置に位置している。これにより、第一金属部材１の表面１ｂと、補助部材１０の端面１０ａと、表面１０ｂとで第二の段差が形成されている。その他の工程については、第四実施形態と同等であるため説明を省略する。

　第二変形例によれば、補助部材１０を第一の段差の高さよりも厚く設定している。これにより、摩擦攪拌工程では、第四実施形態よりも補助部材１０が多く摩擦攪拌されるため、金属不足をより確実に防ぐことができる。

［第三変形例］
　次に、第四実施形態の第三変形例について説明する。図１８に示すように、第三変形例の摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを、突合せ部Ｊ１を通る境界線Ｃに対して補助部材１０側に傾斜させた状態で、突合せ部Ｊ１に沿って相対移動させて突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌接合する。このように、接合用回転ツールＦを補助部材１０側に傾倒させることにより、第四実施形態よりも補助部材１０が多く摩擦攪拌されるため、金属不足をより確実に防ぐことができる。

［第五実施形態］
　次に、第五実施形態に係る接合方法について説明する。第五実施形態に係る接合方法は、図１９に示すように、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを突合せ部Ｊ１よりも補助部材１０の中央側に偏移させている点で主に相違する。本実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。第五実施形態に係る準備工程、突合せ工程及び配置工程は第四実施形態と略同等であるため説明を省略する。

　第五実施形態に係る摩擦攪拌工程では、図１９，２０に示すように、接合用回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌接合する。本実施形態に係る摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの進行方向左側に補助部材１０を配置しつつ、接合用回転ツールＦを左回転させる。これにより、進行方向右側がＡｄ側となり、左側がＲｅ側となる。また、本実施形態に係る摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを、突合せ部Ｊ１（境界線Ｃ）よりも補助部材１０の中央側に位置するように偏移させ、偏移させた状態で突合せ部Ｊ１と平行に接合用回転ツールＦを相対移動させる。

　除去工程では、第四実施形態と同じ要領で補助部材１０を凹溝Ｐで折り曲げて、補助部材１０をバリＶごと除去する。

　以上説明した第五実施形態に係る摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを偏移させた状態で摩擦攪拌を行うため、第四実施形態に比べて補助部材１０を多く摩擦攪拌することができる。これにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を確実に防ぐことができる。また、本実施形態では、接合用回転ツールＦを高速で回転させているため、バリＶがＲｅ側、つまり、補助部材１０側に形成される。本実施形態に係る摩擦攪拌工程では、補助部材１０側にバリＶが発生するように接合条件を設定し、バリＶごと補助部材１０を除去することにより、バリＶを容易に除去することができる。

　以上本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では第一金属部材１及び第二金属部材２を異なる板厚となるように設定したが、同じ板厚としてもよい。この場合の突合せ工程では、同じ板厚の第一金属部材１と第二金属部材２を段差ができるように端面同士をずらして突き合わせて突合せ部Ｊ１を形成するようにしてもよい。

　また、第一変形例～第三変形例において、第五実施形態のように接合用回転ツールＦを突合せ部Ｊ１（境界線Ｃ）から偏移させた状態で摩擦攪拌接合をしてもよい。

［第六実施形態］
　本発明の第六実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法では、重合工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。

　重合工程は、図２１に示すように第一金属部材１と第二金属部材２とを重ね合せる工程である。第一金属部材１及び第二金属部材２は、金属製の板状部材である。第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚は同等になっている。第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚は適宜設定すればよい。重合工程では、第一金属部材１の表面１ｂと、第二金属部材２の裏面２ｃとを重ね合せて重合部Ｊ１０を形成する。

　配置工程は、第二金属部材２に補助部材１０を配置する工程である。補助部材１０は金属製の板状部材である。補助部材１０は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材１及び第二金属部材２と同じ材料になっている。補助部材１０の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗが金属不足にならないように適宜設定する。本実施形態では、補助部材１０の板厚は第一金属部材１及び第二金属部材２よりも薄く設定している。

　配置工程では、補助部材１０の裏面１０ｃと第二金属部材２の表面２ｂとを面接触させる。また、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０を治具（図示省略）を用いて架台Ｔに移動不能に拘束する。なお、補助部材１０は本実施形態では板状としているが、他の形状であってもよい。

　摩擦攪拌工程は、図２２に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１と第二金属部材２との重合部Ｊ１０を摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。接合用回転ツールＦは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。本実施形態では、接合用回転ツールＦを左回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。

　これにより、被接合金属部材（第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。螺旋溝は省略してもよい。

　摩擦攪拌工程では、重合部Ｊ１０に左回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。ここで、図２１に示すように、補助部材１０の端面１０ａを通り第一金属部材１及び第二金属部材２に直交する線を基準線Ｚとする。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを基準線Ｚに重ねた状態で、かつ、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で接合用回転ツールＦを相対移動させる。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦの進行方向左側に補助部材１０が位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定する。接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば、接合用回転ツールＦの進行方向左側に補助部材１０を配置しつつ、接合用回転ツールＦを右回転させてもよい。もしくは、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１０を配置しつつ、接合用回転ツールＦを左右いずれかに回転させてもよい。接合用回転ツールＦの回転方向等の条件と補助部材１０の好ましい位置関係については後記する。

　攪拌ピンＦ２の挿入深さは、本実施形態では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材１に達するように設定している。なお、攪拌ピンＦ２を第二金属部材２及び補助部材１０のみに接触させた状態で重合部Ｊ１０を摩擦攪拌するようにしてもよい。この場合は、攪拌ピンＦ２と第二金属部材２及び補助部材１０との摩擦熱によって重合部Ｊ１０が塑性流動化して接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗが形成される。摩擦攪拌工程後は、図２３に示すように、補助部材１０の端部にバリＶが形成される。

　除去工程は、図２４及び図２５に示すように、補助部材１０を第二金属部材２から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材１０を第二金属部材２から離間する方向に折り曲げて第二金属部材２から除去する。これにより、図２５に示すように、第一金属部材１及び第二金属部材２が板厚方向に接合される。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１と第二金属部材２とが接合されるとともに、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。これにより、第二金属部材２の表面２ｂに凹溝が形成されるのを防ぐことができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって補助部材１０にバリＶが形成されるが、除去工程において補助部材１０ごと取り除くことができる。これにより、バリを除去する作業を容易に行うことができる。図２３に示すように、摩擦攪拌工程後は補助部材１０の端面が塑性化領域Ｗの中央に向かうにつれて板厚が薄くなるように傾斜している。補助部材１０は除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材１０を取り除くことができる。

　また、図２２に示すように、本実施形態に係る摩擦攪拌工程では進行方向左側に補助部材１０を配置するとともに接合用回転ツールＦを左回転させるため、補助部材１０側がＲｅ側となる。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、Ｒｅ側即ち補助部材１０側にバリＶが発生する。つまり、本実施形態ではバリＶが補助部材１０側に多く形成されるように接合用回転ツールＦの接合条件を設定している。これにより、補助部材１０に形成されたバリＶは、補助部材１０ごと除去されるため、バリ除去工程をより容易に行うことができる。また、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。

［第七実施形態］
　次に、第七実施形態に係る接合方法について説明する。第七実施形態に係る接合方法は、補助部材１０の中央部から接合用回転ツールＦを挿入する点で第六実施形態と相違する。第七実施形態に係る接合方法では、第六実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　本実施形態に係る接合方法は、重合工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。重合工程は、第六実施形態と同じであるため説明を省略する。配置工程は、補助部材１０を第二金属部材２の表面２ｂに配置する工程である。

　配置工程では、図２６に示すように、第二金属部材２の表面２ｂに補助部材１０の裏面１０ｃを面接触させる。補助部材１０の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗが金属不足にならないように適宜設定する。また、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０を治具（図示省略）を用いて移動不能に拘束する。

　摩擦攪拌工程は、図２７に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１と第二金属部材２との重合部Ｊ１０を摩擦攪拌によって接合する工程である。摩擦攪拌工程では、右回転させた攪拌ピンＦ２を補助部材１０の表面１０ｂの中央部から挿入し、第一金属部材１に達するように攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定する。摩擦攪拌工程では、重合部Ｊ１０に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。

　そして、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で重合部Ｊ１０に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。これにより重合部Ｊ１０が摩擦攪拌接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗが形成される。なお、本実施形態では、接合用回転ツールＦを高速回転させているため、バリはＡｄ側に比べてＲｅ側の方に多く発生する傾向にある。なお、第六実施形態と同様に、攪拌ピンＦ２を第二金属部材２及び補助部材１０のみに接触させて（第一金属部材１には達しないようにして）摩擦攪拌を行ってもよい。

　除去工程は、図２８に示すように、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材１０を第一金属部材１及び第二金属部材２から除去する工程である。除去工程では、補助部材１０，１０を第二金属部材２から離間する方向にそれぞれ折り曲げて除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１と第二金属部材２とが接合されるとともに、第一金属部材１及び第二金属部材２に加え、補助部材１０も同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。また、補助部材１０の中央部から攪拌ピンＦ２を挿入することにより、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができるとともに、金属をバランスよく補充することができる。また、補助部材１０の中央部は平坦であるため、攪拌ピンＦ２を補助部材１０に容易に挿入することができる。

［第八実施形態］
　次に、本発明の第八実施形態に係る接合方法について説明する。図２９，３０に示すように、第八実施形態に係る接合方法では、攪拌ピンＦ２の挿入位置が第六実施形態と主に相違する。第八実施形態に係る接合方法では、第六実施形態と相違する点を中心に説明する。第八実施形態に係る接合方法は、重合工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。

　重合工程は、第六実施形態と同じであるため説明を省略する。配置工程は、図２９に示すように、第二金属部材２の表面２ｂと補助部材１０の裏面１０ｃとを面接触させる工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１０が位置するように補助部材１０を配置する。

　摩擦攪拌工程は、図３０に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１と第二金属部材２との重合部Ｊ１０を摩擦攪拌によって接合する工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。

　摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを、基準線Ｚよりもわずかに補助部材１０の中央側となるように位置させつつ、重合部Ｊ１０に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入する。そして、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ図３０の手前側から奥側に相対移動させる。本実施形態では、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１０が位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定し、高速回転させる。これにより、本実施形態では補助部材１０側がＲｅ側となり、補助部材１０に多くのバリＶが発生する。本実施形態における接合用回転ツールＦの挿入位置（接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃと基準線Ｚとの距離）は、摩擦攪拌工程を行った後に接合用回転ツールＦの片側にのみ補助部材１０が残存する程度に適宜調節する。

　除去工程は、図３１に示すように、補助部材１０を第二金属部材２から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材１０を第二金属部材２から離間する方向に折り曲げて第二金属部材２から除去する。

　また、本実施形態の接合条件によれば、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、Ｒｅ側にバリＶが多く発生する傾向にある。つまり、本実施形態ではバリＶが補助部材１０に多く形成されるように接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向等（接合条件）を設定している。これにより、補助部材１０に形成されたバリＶは、補助部材１０ごと除去されるため、バリ除去工程をより容易に行うことができる。また、図３１に示すように、摩擦攪拌工程後は補助部材１０の端面が塑性化領域Ｗの中央に向かうにつれて板厚が薄くなるように傾斜している。補助部材１０は除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材１０を取り除くことができる。

　ここで、前記した第七実施形態の除去工程では、塑性化領域Ｗの中央を挟んで両側にある補助部材１０，１０を除去する必要がある。しかし、本実施形態では摩擦攪拌工程後に一方側（接合用回転ツールＦの進行方向左側）に補助部材１０が残存しないように補助部材１０の配置位置を調節しているため、除去工程では他方側に残存する補助部材１０を除去するだけでよい。これにより除去工程の作業手間を少なくすることができる。また、回転中心軸Ｆｃが、基準線Ｚよりもわずかに補助部材１０の中央側に偏移しているため、接合部の金属不足をバランス良く、かつ、より確実に防ぐことができる。また、回転中心軸Ｆｃが、基準線Ｚよりもわずかに補助部材１０の中央側に偏移しているため、攪拌ピンＦ２を補助部材１０に容易に挿入することができる。

　以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では除去工程を行ったが、補助部材１０を除去せずに、第二金属部材２にそのまま存置してもよい。

［第九実施形態］
　本発明の第九実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法では、重合工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。

　重合工程は、図３２に示すように第一金属部材１０１と第二金属部材１１０とを重ね合わせる工程である第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０は、金属製の板状部材である。第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０の材料は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等から適宜選択すればよい。第一金属部材１０１の板厚は、第二金属部材１１０の板厚よりも厚くなっている。

　第一金属部材１０１は、直方体を呈する本体部１０２と、本体部１０２の上に形成され断面台形状を呈する凸部１０３とで構成されている。凸部１０３の表面１０３ａは、本体部１０２の表面１０２ａ，１０２ｂよりも上方に位置している。凸部１０３の第一表面１０３ｂは、傾斜しており本体部１０２の表面１０２ａと凸部１０３の表面１０３ａとを連結している。また、凸部１０３の第二表面１０３ｃは、傾斜しており本体部１０２の表面１０２ｂと凸部１０３の表面１０３ａとを連結している。

　第二金属部材１１０は、第一金属部材１０１よりも薄く、一定の板厚で形成された高さの異なる板状部材である。第二金属部材１１０は、基部１１１，１１１と、中央部１１２と、傾斜部１１３，１１４とで構成されている。中央部１１２は、基部１１１，１１１の中央において、基部１１１，１１１よりも高い位置に形成されている。傾斜部１１３は、一方の基部１１１と中央部１１２とを斜めに連結している。傾斜部１１４は、他方の基部１１１と中央部１１２とを斜めに連結している。

　重合工程では、図３３に示すように、第一金属部材１０１の表面に、第二金属部材１１０の裏面を重ね合わせて重合部Ｊ１１を形成する。より詳しくは、本体部１０２の表面１０２ａ，１０２ｂと、基部１１１，１１１の裏面１１１ｂ，１１１ｂとを重ね合わせるとともに、凸部１０３の表面１０３ａと中央部１１２の裏面１１２ｂとを重ね合わせる。また、凸部１０３の第一表面１０３ｂと傾斜部１１３の裏面１１３ｂとを重ね合わせるとともに、凸部１０３の第二表面１０３ｃと傾斜部１１４の裏面１１４ｂとを重ね合わせる。

　第一金属部材１０１と第二金属部材１１０とはほぼ隙間なく重ね合わされる。重合部Ｊ１１は、その高さ位置が変化するように形成される。つまり、重合部Ｊ１１は、摩擦攪拌の始点（挿入位置）の高さ（標高）を基準高さとすると、始点から終点に至るまでに基準高さと高さの異なる区間が存在している。本実施形態では、重合部Ｊ１１は、第一平部Ｊａと、第一傾斜部Ｊｂと、第二平部Ｊｃと、第二傾斜部Ｊｄと、第三平部Ｊｅとで構成されている。

　配置工程は、図３２に示す第二金属部材１１０に補助部材１２０を配置する工程である。補助部材１２０は金属製の板状部材である。補助部材１２０は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０と同じ材料になっている。補助部材１２０の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗが金属不足にならないように適宜設定する。本実施形態では、補助部材１２０の板厚は第二金属部材１１０よりも薄く設定している。

　補助部材１２０は、一定の板厚で形成された高さの異なる板状部材である。補助部材１２０は、基部１２１，１２１と、中央部１２２と、傾斜部１２３，１２４とで構成されている。中央部１２２は、基部１２１，１２１の中央において、基部１２１，１２１よりも高い位置に形成されている。傾斜部１２３は、一方の基部１２１と中央部１２２とを斜めに連結している。傾斜部１２４は、他方の基部１２１と中央部１２２とを斜めに連結している。また、基部１２１，１２１のそれぞれの端部の中央付近には、スリット１２５，１２５が設けられている。

　配置工程では、図３４に示すように、第二金属部材１１０の表面の長手方向の中央部に沿って、補助部材１２０の裏面を面接触させる。より詳しくは、図３３に示すように、第二金属部材１１０の基部１１１，１１１の表面１１１ａ，１１１ａと、補助部材１２０の基部１２１，１２１の裏面１２１ｂ，１２１ｂとを重ね合わせるとともに、中央部１１２の表面１１２ａと中央部１２２の裏面１２２ｂとを重ね合わせる。また、傾斜部１１３の第一表面１１３ａと傾斜部１２３の裏面１２３ｂとを重ね合わせるとともに、傾斜部１１４の第二表面１１４ａと傾斜部１２４の裏面１２４ｂとを重ね合わせる。

　また、第一金属部材１０１、第二金属部材１１０及び補助部材１２０を治具（図示省略）を用いて架台Ｔに移動不能に拘束する。なお、補助部材１２０は本実施形態では高さの異なる板状としているが、他の形状であってもよい。

　摩擦攪拌工程は、図３４に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１０１と第二金属部材１１０との重合部Ｊ１１を摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。接合用回転ツールＦは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。

　螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（第一金属部材１０１、第二金属部材１１０及び補助部材１２０）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。

　摩擦攪拌工程では、図３４に示す補助部材１２０の表面に設定した開始位置Ｓｐに、右回転させた接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を、図３５に示すように重合部Ｊ１１まで挿入する。この攪拌ピンＦ２の挿入深さは、本実施形態では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材１０１に達するように設定している。また、接合用回転ツールＦの回転中心軸が、常に鉛直軸と平行となる状態で摩擦攪拌を行う。なお、攪拌ピンＦ２を第二金属部材１１０及び補助部材１２０のみに接触させた状態で重合部Ｊ１１を摩擦攪拌するようにしてもよい。この場合は、攪拌ピンＦ２と第二金属部材１１０及び補助部材１２０との摩擦熱によって重合部Ｊ１１が塑性流動化して接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には、補助部材１２０に塑性化領域Ｗが形成される。

　つまり、摩擦攪拌工程では、図３５に示すように、重合部Ｊ１１に対する攪拌ピンＦ２の挿入深さをほぼ一定に保ちつつ、攪拌ピンＦ２のみを補助部材１２０、第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０に接触させた状態で摩擦攪拌を行う。本実施形態に係る摩擦攪拌工程では、補助部材１２０、第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０が固定された架台（図示省略）に対して接合用回転ツールＦを、補助部材１２０の上下に高さ（標高）が異なる表面を、上下動させることにより摩擦攪拌を行う。

　これにより、第一平部Ｊａの塑性化領域Ｗの深さＺａ、第一傾斜部Ｊｂの塑性化領域Ｗの深さＺｂ（傾斜部１２３の表面１２３ａと直交する線上における塑性化領域Ｗの深さ）及び第二平部Ｊｃの塑性化領域Ｗの深さＺｃをほぼ同等にすることができる。攪拌ピンＦ２の「挿入深さ」とは、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃ上における補助部材１２０の表面から攪拌ピンＦ２の先端までの距離を意味する。

　上記の摩擦攪拌工程によって攪拌ピンＦ２の周囲が摩擦攪拌され、第一金属部材１０１と第二金属部材１１０とが接合される。この際、図３６及び図３７に示すように、補助部材１２０の表面部にバリＶが形成される。なお、本実施形態では、接合用回転ツールＦを高速回転させているため、バリは後述するシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。なお、攪拌ピンＦ２を第二金属部材１１０及び補助部材１２０のみに接触させて（第一金属部材１０１には達しないようにして）摩擦攪拌を行ってもよい。この場合は、攪拌ピンＦ２と第二金属部材１１０及び補助部材１２０との摩擦熱によって重合部Ｊ１１が塑性流動化して接合される。

　除去工程は、図３８及び図３９に示すように、補助部材１２０を第二金属部材１１０から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材１２０を第二金属部材１１０から離間する方向に両側から折り曲げて第二金属部材１１０から除去する。この際、補助部材１２０のスリット１２５，１２５（図３４参照）の一方を起点として端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１０１と第二金属部材１１０とが接合されるとともに、第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０に加え、補助部材１２０も同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。これにより、第二金属部材１１０の表面に凹溝が形成されるのを防ぐことができる。

　また、補助部材１２０の中央部から攪拌ピンＦ２を挿入することにより、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができるとともに、金属をバランスよく補充することができる。また、補助部材１２０の中央部から攪拌ピンＦ２を挿入することにより、攪拌ピンＦ２を補助部材１２０に容易に挿入することができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材１２０，１２０にそれぞれバリＶ，Ｖが形成されるが、除去工程において補助部材１２０，１２０ごと取り除くことができる。これにより、バリを除去する作業を容易に行うことができる。補助部材１２０は除去装置等を用いて除去してもよいが、本実施形態では手作業で補助部材１２０を容易に取り除くことができる。

　ここで、本実施形態に係る接合方法では、補助部材１２０を第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０よりも薄く設定しているため、従来のように回転ツールのショルダ部を金属部材に押し込みながら摩擦攪拌を行うと、ショルダ部と補助部材１２０との接触により補助部材１２０が外部に飛ばされてしまい接合部の金属不足を補うことができない。しかし、本実施形態では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１０１、第二金属部材１１０及び補助部材１２０に接触させつつ摩擦攪拌を行うため、補助部材１２０が外部に飛ばされることなく接合部の金属不足を補うことができる。また、本実施形態によれば、回転ツールのショルダ部を接触させる場合に比べて摩擦攪拌装置に作用する負荷を低減した状態で、深い位置にある重合部Ｊ１１を接合することができる。

［変形例］
　図４０は、第九実施形態に係る接合方法の変形例の摩擦攪拌工程を示す断面図である。図４０に示すように、変形例では、摩擦攪拌工程を行う際に、接合用回転ツールＦを接合面に対して垂直に挿入しつつ摩擦攪拌を行う。変形例の摩擦攪拌工程では、第一平部Ｊａ、第二平部Ｊｃ及び第三平部Ｊｅにおいては、第九実施形態と同様に接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを鉛直軸と平行にした状態で摩擦攪拌を行う。一方、第一傾斜部Ｊｂ及び第二傾斜部Ｊｄにおいては、接合用回転ツールＦを鉛直軸に対して傾斜させて、第一傾斜部Ｊｂ及び第二傾斜部Ｊｄの接合面に対して接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを垂直にした状態で摩擦攪拌を行う。

　変形例を行う場合は、例えば、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに接合用回転ツールＦを取り付けて摩擦攪拌を行うことが好ましい。このような摩擦攪拌装置によれば、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃの角度を容易に変更することができる。これにより、重合部Ｊ１１の高さが変化する場合においても、摩擦攪拌中に鉛直軸に対する接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃの角度を変更することで、接合面に対して接合用回転ツールＦを常に垂直にした状態で連続して摩擦攪拌を行うことができる。

　前記した変形例であっても、第九実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、接合用回転ツールＦを各接合面に対して垂直に挿入することができるため、傾斜面であっても重合部Ｊ１１の深い位置まで摩擦攪拌を行うことができる。

［第十実施形態］
　次に、第十実施形態に係る接合方法について説明する。第九実施形態に係る接合方法は、図４１に示す補助部材１２０Ａの端面１２０ａから接合用回転ツールＦを挿入する点で第九実施形態と相違する。また、補助部材１２０Ａには、スリット１２５，１２５が形成されていない点が相違する。第十実施形態に係る接合方法では、第九実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　本実施形態に係る接合方法は、重合工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。重合工程は、第九実施形態と同じであるため説明を省略する。配置工程では、図４１及び図４２に示すように、第九実施形態と同じ要領で第二金属部材１１０の表面に補助部材１２０Ａを配置する。第十実施形態の補助部材１２０Ａは、第九実施形態の補助部材１２０の半分程度の幅になっている。

　摩擦攪拌工程は、図４２及び図４３に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１０１と第二金属部材１１０との重合部Ｊ１１を摩擦攪拌によって接合する工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦを左回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。

　摩擦攪拌工程では、左回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。ここで、図４１に示すように、補助部材１２０Ａの端面１２０ａを通り第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０に直交する線を基準線Ｚとする。摩擦攪拌工程では、図４２に示すように、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを基準線Ｚに重ねた状態で、かつ、第一金属部材１０１、第二金属部材１１０及び補助部材１２０Ａと攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で接合用回転ツールＦを相対移動させる。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦのシアー側（advancing side：回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側）が進行方向右側となるように、接合用回転ツールＦの移動方向と回転方向を設定している。接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、図４３に示すように、塑性化領域Ｗ外のフロー側（Ｒｅ側）にバリＶが多く発生する傾向にある。また、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。

　摩擦攪拌工程の際に、接合用回転ツールＦの進行方向のどちら側にバリＶが多く発生するかは接合条件によって異なる。摩擦攪拌工程では、バリＶが補助部材１２０Ａに形成されるように接合条件を設定することが好ましい。

　攪拌ピンＦ２の挿入深さは、本実施形態では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材１０１に達するように設定している。なお、攪拌ピンＦ２を第二金属部材１１０及び補助部材１２０Ａのみに接触させた状態で重合部Ｊ１１を摩擦攪拌するようにしてもよい。この場合は、攪拌ピンＦ２と第二金属部材１１０及び補助部材１２０Ａとの摩擦熱によって重合部Ｊ１１が塑性流動化して接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗが形成される。

　除去工程は、図４４に示すように、補助部材１２０Ａを第二金属部材１１０から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材１２０Ａを矢印で示すように第二金属部材１１０から離間する方向に折り曲げて第二金属部材１１０から除去する。これにより、第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０が板厚方向に接合される。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１０１と第二金属部材１１０とが接合されるとともに、第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０に加え、補助部材１２０Ａも同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。これにより、第二金属部材１１０の表面に凹溝が形成されるのを防ぐことができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって補助部材１２０ＡにバリＶが形成されるが、除去工程において補助部材１２０Ａごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。補助部材１２０Ａは除去装置等を用いて除去してもよいが、本実施形態では矢印で示す方向に、手作業で容易に補助部材１２０Ａを取り除くことができる。

［第十一実施形態］
　次に、本発明の第十一実施形態に係る接合方法について説明する。図４５～図４８に示すように、第十一実施形態に係る接合方法では、攪拌ピンＦ２の挿入位置が第十実施形態と主に相違する。第十一実施形態に係る接合方法では、第十実施形態と相違する点を中心に説明する。第十一実施形態に係る接合方法は、重合工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。

　重合工程は、第十実施形態と同じであるため説明を省略する。図４５に示すように、配置工程では、第九実施形態と同じ要領で第二金属部材１１０の表面に補助部材１２０Ｂを配置する。補助部材１２０Ｂは、第九実施形態の補助部材１２０の半分程度の幅になっている。

　摩擦攪拌工程は、図４６に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材１０１と第二金属部材１１０との重合部Ｊ１１を摩擦攪拌によって接合する工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。

　摩擦攪拌工程では、図４５に示すように、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを、補助部材１２０Ｂの端面１２０ａを通る基準線Ｚよりもわずかに補助部材１２０Ｂの中央側となるように位置させつつ、重合部Ｊ１１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。本実施形態では、図４６に示すように、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材１２０Ｂが位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定し、高速回転させる。これにより、本実施形態では、図４７に示すように、補助部材１２０Ｂ側がフロー側（Ｒｅ側）となり、補助部材１２０ＢにバリＶが発生する。本実施形態における接合用回転ツールＦの挿入位置（接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃと基準線Ｚとの距離）は、摩擦攪拌工程を行った後に接合用回転ツールＦの片側にのみ補助部材１２０Ｂが残存する程度に適宜調節する。

　除去工程は、図４８に示すように、補助部材１２０Ｂを第二金属部材１１０から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材１２０Ｂを第二金属部材１１０から離間する方向（矢印方向）に折り曲げて第二金属部材１１０から除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材１０１と第二金属部材１１０とが接合されるとともに、第一金属部材１０１及び第二金属部材１１０に加え、補助部材１２０Ｂも同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。

　また、本実施形態の接合条件によれば、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、フロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。つまり、本実施形態ではバリＶが補助部材１２０Ｂに多く形成されるように接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向等（接合条件）を設定している。これにより、補助部材１２０Ｂに形成されたバリＶは、補助部材１２０Ｂごと除去されるため、バリ除去工程をより容易に行うことができる。補助部材１２０Ｂは除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材１２０Ｂを取り除くことができる。

　ここで、前記した第九実施形態の除去工程では、塑性化領域Ｗの中央を挟んで両側にある補助部材１２０，１２０除去する必要がある。しかし、本実施形態では摩擦攪拌工程後に一方側（接合用回転ツールＦの進行方向左側）に補助部材１２０Ｂが残存しないように攪拌ピンＦ２の挿入位置を調節しているため、除去工程では他方側に残存する補助部材１２０Ｂを除去するだけでよい。これにより除去工程の作業手間を少なくすることができる。また、回転中心軸Ｆｃが、基準線Ｚよりもわずかに補助部材１２０Ｂの中央側に偏移しているため、接合部の金属不足をバランス良く、かつ、より確実に防ぐことができる。また、回転中心軸Ｆｃが、基準線Ｚよりもわずかに補助部材１２０Ｂの中央側に偏移しているため、攪拌ピンＦ２を補助部材１２０Ｂに容易に挿入することができる。

［他の実施形態］
　次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態に係る接合方法では、重合工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。他の実施形態では、金属部材同士が上下に湾曲している点で第九実施形態～第十一実施形態と相違する。

　図４９に示すように、重合工程では、第一金属部材１３０と、第二金属部材１４０とを重ね合わせる。第一金属部材１３０及び第二金属部材１４０は、摩擦攪拌可能な金属で形成されるとともに、第一金属部材１３０の表面１３０ａと、板状の第二金属部材１４０の表面１４０ａ及び裏面１４０ｂとが、同等の曲率半径で湾曲形成されている。第一金属部材１３０の表面１３０ａと、第二金属部材１４０の裏面１４０ｂとを重ね合わせることにより、重合部Ｊ１２が形成される。

　配置工程では、第二金属部材１４０と同形状に湾曲した板状の補助部材１５０の裏面１５０ｂを、第二金属部材１４０の表面１４０ａに面接触させる。なお、第一金属部材１３０、第二金属部材１４０及び補助部材１５０は、治具（図示省略）を用いて架台Ｔに移動不能に拘束される。

　摩擦攪拌工程は、接合用回転ツールＦを用いて重合部Ｊ１２を摩擦攪拌接合する工程である。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を補助部材１５０の表面１５０ａから第二金属部材１４０を介して第一金属部材１３０まで挿入し、重合部Ｊ１２に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃが補助部材１５０及び第二金属部材１４０の法線と重なるように、接合用回転ツールＦの傾斜角度を漸次変更する。また、摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１が一定になるように攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定する。除去工程は、第九実施形態と同等であるため説明を省略する。

　以上説明した他の実施形態に係る接合方法のように、重合部Ｊ１２が上下方向に湾曲して高さが変化する場合であっても、第九実施形態～第十一実施形態と略同等の効果を奏することができる。

　以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では除去工程を行ったが、補助部材を除去せずに、第二金属部材にそのまま存置してもよい。

［第十二実施形態］
　本発明の第十二実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。

　第十二実施形態に係る接合方法について説明する。本実施形態では、図５０に示す第一金属部材２０１Ａと第二金属部材２０１Ｂとの端面２０１ａ，２０１ａ同士を、図５１に示すように突き合わせて形成された突合せ部Ｊ２１を摩擦攪拌によって接合する。第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂは、金属製の部材であって、突き合わされる端面２０１ａ，２０１ａが同等の形状になっている。また、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂは同等の材料で形成されている。この材料は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等から適宜選択すればよい。

　図５０に示すように、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂは、直方体を呈する本体部２０２と、本体部２０２の上に形成され断面台形状を呈する凸部２０３とで構成されている。凸部２０３の表面２０３ａは、本体部２０２の表面２０２ａ，２０２ｂよりも上方に位置している。凸部２０３の第一表面２０３ｂは、傾斜しており本体部２０２の表面２０２ａと凸部２０３の表面２０３ａとを連結している。また、凸部２０３の第二表面２０３ｃは、傾斜しており本体部２０２の表面２０２ｂと凸部２０３の表面２０３ａとを連結している。

　本実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、接合工程を行う。図５０に示すように、突合せ工程は、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの端面２０１ａ，２０１ａを突き合わせる工程である。突合せ工程では、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの各表面同士が面一になるように突き合わせる。

　図５１に示すように、突合せ工程によって端面２０１ａ，２０１ａが面接触して突合せ部Ｊ２１が形成される。突合せ部Ｊ２１はその高さ位置が変化するように形成される。つまり、突合せ部Ｊ２１は、摩擦攪拌の始点（挿入位置）の高さ（標高）を基準高さとすると、始点から終点に至るまでに基準高さと高さの異なる区間が存在している。本実施形態では、突合せ部Ｊ２１は、第一平部Ｊａと、第一傾斜部Ｊｂと、第二平部Ｊｃと、第二傾斜部Ｊｄと、第三平部Ｊｅとで構成されている。

　配置工程は、図５２に示す突合せ状態の第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂに補助部材２１０を配置する工程である。補助部材２１０は金属製の板状部材である。補助部材２１０は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂと同じ材料になっている。補助部材２１０の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗが金属不足にならないように適宜設定する。

　補助部材２１０は、一定の板厚で形成された高さの異なる板状部材である。補助部材２１０は、基部２１１，２１１と、中央部２１２と、傾斜部２１３，２１４とで構成されている。中央部２１２は、基部２１１，２１１の中央において、基部２１１，２１１よりも高い位置に形成されている。傾斜部２１３は、一方の基部２１１と中央部２１２とを斜めに連結している。傾斜部２１４は、他方の基部２１１と中央部２１２とを斜めに連結している。また、基部２１１，２１１のそれぞれの端部の中央付近には、スリット２１５，２１５が設けられている。

　配置工程では、図５２及び図５３に示すように、突合せ状態の第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの表面の中央部に沿って、補助部材２１０の裏面を面接触させる。より詳しくは、突合せ状態の第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの本体部２０２の表面２０２ａ，２０２ｂと、補助部材２１０の基部２１１，２１１の裏面２１１ｂ，２１１ｂとを重ね合わせるとともに、凸部２０３の表面２０３ａと中央部２１２の裏面２１２ｂとを重ね合わせる。また、凸部２０３の傾斜した第一表面２０３ｂと傾斜部２１３の裏面２１３ｂとを重ね合わせるとともに、凸部２０３の傾斜した第二表面２０３ｃと傾斜部２１４の裏面２１４ｂとを重ね合わせる。

　また、突合せ状態の第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂと補助部材２１０とを治具（図示省略）を用いて架台Ｔに移動不能に拘束する。なお、補助部材２１０は本実施形態では高さの異なる板状としているが、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの表面に面接触すれば、他の形状であってもよい。

　摩擦攪拌工程は、図５４に示すように、接合用回転ツールＦを用いて突合せ状態の第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの突合せ部Ｊを摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。

　螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（突合せ状態の第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂと補助部材２１０）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。

　摩擦攪拌工程では、図５４に示すように、補助部材２１０の表面に設定した開始位置Ｓｐに、右回転させた接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を挿入する。攪拌ピンＦ２の挿入深さは、本実施形態では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂに接触する（達する）ように設定している。また、接合用回転ツールＦの回転中心軸が、常に鉛直軸と平行となる状態で摩擦攪拌を行う。摩擦攪拌工程によって攪拌ピンＦ２の周囲の第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが摩擦攪拌され、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが接合される。接合用回転ツールＦの移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。

　つまり、摩擦攪拌工程では、図５５に示すように、突合せ部Ｊ２１に対する攪拌ピンＦ２の挿入深さをほぼ一定に保ちつつ、攪拌ピンＦ２のみを補助部材２１０及び第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂに接触させた状態で摩擦攪拌を行う。本実施形態に係る摩擦攪拌工程では、補助部材２１０、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが固定された架台Ｔに対して接合用回転ツールＦを、補助部材２１０の上下に高さ（標高）が異なる表面を、上下動させることにより摩擦攪拌を行う。

　これにより、第一平部Ｊａの塑性化領域Ｗの深さＺａ、第一傾斜部Ｊｂの塑性化領域Ｗの深さＺｂ（傾斜部２１３の表面２１３ａと直交する線上における塑性化領域Ｗの深さ）及び第二平部Ｊｃの塑性化領域Ｗの深さＺｃをほぼ同等にすることができる。攪拌ピンＦ２の「挿入深さ」とは、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃ上における補助部材２１０の表面から攪拌ピンＦ２の先端までの距離を意味する。

　上記の摩擦攪拌工程によって攪拌ピンＦ２の周囲が摩擦攪拌され、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが接合される。この際、図５６及び図５７に示すように、補助部材２１０の表面部にバリＶが形成される。なお、本実施形態では、接合用回転ツールＦを高速回転させているため、バリは後述するシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。

　除去工程は、図５８及び図５９に示すように、補助部材２１０を第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂから除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材２１０を第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂから離間する方向に両側から折り曲げて第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂから除去する。この際、補助部材２１０のスリット２１５，２１５（図５４参照）の一方を起点として端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが接合されるとともに、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂに加え、補助部材２１０も同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。これにより、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの突合せ部Ｊ２１の表面に凹溝が形成されるのを防ぐことができる。

　また、補助部材２１０の中央部から突合せ部Ｊ２１に向かって攪拌ピンＦ２を挿入することにより、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができるとともに、金属をバランスよく補充することができる。また、補助部材２１０の中央部から攪拌ピンＦ２を挿入することにより、攪拌ピンＦ２を補助部材２１０に容易に挿入することができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって分断された補助部材２１０にそれぞれバリＶ，Ｖが形成されるが、除去工程において、バリＶ，Ｖを補助部材２１０ごと取り除くことができる。これにより、バリＶ，Ｖを除去する作業を容易に行うことができる。補助部材２１０は除去装置等を用いて除去してもよいが、本実施形態では手作業で補助部材１０を容易に取り除くことができる。

　ここで、本実施形態に係る接合方法では、補助部材２１０を第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂよりも大幅に薄く設定しているため、従来のように回転ツールのショルダ部を金属部材に押し込みながら摩擦攪拌を行うと、ショルダ部と補助部材２１０との接触により補助部材２１０が外部に飛ばされてしまい突合せ部Ｊ２１が接合される接合部の金属不足を補うことができない。しかし、本実施形態では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを補助部材２１０と第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂに接触させつつ摩擦攪拌を行うため、補助部材２１０が外部に飛ばされることなく接合部の金属不足を補うことができる。また、本実施形態によれば、回転ツールのショルダ部を接触させる場合に比べて摩擦攪拌装置に作用する負荷を低減した状態で、補助部材２１０の下側にある突合せ部Ｊ２１の深い位置を接合することができる。

［変形例］
　図６０は、第十二実施形態に係る接合方法の変形例の摩擦攪拌工程を示す断面図である。図６０に示すように、変形例では、摩擦攪拌工程を行う際に、接合用回転ツールＦを突合せ部Ｊの上面に対して垂直に挿入しつつ摩擦攪拌を行う。変形例の摩擦攪拌工程では、第一平部Ｊａ、第二平部Ｊｃ及び第三平部Ｊｅにおいては、第十二実施形態と同様に接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを鉛直軸と平行にした状態で摩擦攪拌を行う。一方、第一傾斜部Ｊｂ及び第二傾斜部Ｊｄにおいては、接合用回転ツールＦを鉛直軸に対して傾斜させて、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの表面に対して接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを垂直にした状態で摩擦攪拌を行う。

　変形例を行う場合は、例えば、先端にスピンドルユニット等の駆動手段を備えたロボットアームに接合用回転ツールＦを取り付けて摩擦攪拌を行うことが好ましい。このような摩擦攪拌装置によれば、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃの角度を容易に変更することができる。これにより、突合せ部Ｊの高さが変化する場合においても、摩擦攪拌中に鉛直軸に対する接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃの角度を変更することで、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの表面に対して接合用回転ツールＦを常に垂直にした状態で連続して摩擦攪拌を行うことができる。

　前記した変形例であっても、第十二実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、接合用回転ツールＦを第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの表面に対して垂直に挿入することができるため、傾斜面であっても突合せ部Ｊ２１の深い位置まで摩擦攪拌を行うことができる。

［第十三実施形態］
　次に、第十三実施形態に係る接合方法について説明する。第十三実施形態に係る接合方法は、図６１に示す補助部材２１０Ａの端面２１０ａから接合用回転ツールＦを挿入する点で第十二実施形態と相違する。また、補助部材２１０Ａには、スリット２１５，２１５が形成されていない点が相違する。第十三実施形態に係る接合方法では、第十二実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　本実施形態に係る接合方法は、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。突合せ工程は、第十二実施形態と同じであるため説明を省略する。配置工程では、図６１及び図６２に示すように、第一金属部材２０１Ａの表面で且つ第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの突合せ部Ｊ２１の境界線Ｃ上に端面２１０ａを合わせて補助部材２１０Ａを配置する。第十三実施形態の補助部材２１０Ａは、第十二実施形態の補助部材２１０の半分程度の幅になっている。

　摩擦攪拌工程は、図６２及び図６３に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの突合せ部Ｊを摩擦攪拌によって接合する工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦを左回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。

　摩擦攪拌工程では、左回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。摩擦攪拌工程では、図６２に示すように、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを境界線Ｃに重ねた状態で、かつ、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂ及び補助部材２１０Ａと攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で接合用回転ツールＦを相対移動させる。

　本実施形態では、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、図６４に示すように、塑性化領域Ｗ外のフロー側（Ｒｅ側）にバリＶが多く発生する傾向にある。また、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。

　摩擦攪拌工程の際に、接合用回転ツールＦの進行方向のどちら側にバリＶが多く発生するかは接合条件によって異なる。摩擦攪拌工程では、バリＶが補助部材２１０Ａに形成されるように接合条件を設定することが好ましい。攪拌ピンＦ２の挿入深さは、本実施形態では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂに接触する（達する）ように設定している。

　除去工程は、図６４に示すように、補助部材２１０Ａを第一金属部材２０１Ａから除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材２１０Ａを矢印で示すように第一金属部材２０１Ａから離間する方向に折り曲げて第一金属部材２０１Ａから除去する。これにより、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが突合せ部Ｊ２１で接合される。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが突合せ部Ｊ２１で接合されるとともに、補助部材２１０Ａも同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。これにより、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの表面に凹溝が形成されるのを防ぐことができる。

　また、本実施形態によれば、摩擦攪拌工程によって補助部材２１０ＡにバリＶが形成されるが、除去工程において補助部材２１０Ａごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。補助部材２１０Ａは除去装置等を用いて除去してもよいが、本実施形態では矢印で示す方向に、手作業で容易に補助部材２１０Ａを取り除くことができる。

［第十四実施形態］
　次に、本発明の第十四実施形態に係る接合方法について説明する。図６５～図６８に示すように、第十四実施形態に係る接合方法では、補助部材２１０Ｂの配置位置及び攪拌ピンＦ２の挿入位置が第十三実施形態と主に相違する。第十四実施形態に係る接合方法では、第十三実施形態と相違する点を中心に説明する。第十四実施形態に係る接合方法は、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。

　突合せ工程は、第十三実施形態と同じであるため説明を省略する。図６５に示すように、配置工程では、主に第二金属部材２０１Ｂの表面に補助部材２１０Ｂを配置しつつ、境界線Ｃから第一金属部材２０１Ａの表面側に端面２１０ａがわずかに突き出るように補助部材２１０Ｂを配置する。境界線Ｃから端面２１０ａまでの距離は、後記する摩擦攪拌工程後に接合部（塑性化領域Ｗ）に金属不足が発生せず、かつ、摩擦攪拌工程後に第一金属部材２０１Ａに補助部材２１０Ｂが残存しない程度に設定する。

　摩擦攪拌工程は、図６６に示すように、接合用回転ツールＦを用いて第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂの突合せ部Ｊ２１を摩擦攪拌によって接合する工程である。本実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。

　摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃを、境界線Ｃ（図６５参照）に合わせつつ、突合せ部Ｊ２１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。本実施形態では、図６６に示すように、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材２１０Ｂが位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定し、高速回転させる。これにより、本実施形態では、図６７に示すように、補助部材２１０Ｂのフロー側（Ｒｅ側）にバリＶが発生する。

　除去工程は、図６８に示すように、補助部材２１０Ｂを第二金属部材２０１Ｂから除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材２１０Ｂを第二金属部材２０１Ｂから離間する方向（矢印方向）に折り曲げて第二金属部材２０１Ｂから除去する。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂが接合されるとともに、第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂに加え、補助部材２１０Ｂも同時に摩擦攪拌接合されることにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を防ぐことができる。

　また、本実施形態の接合条件によれば、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、塑性化領域Ｗ外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。つまり、摩擦攪拌工程後に残存する補助部材２１０ＢにバリＶが集約されるように接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向等（接合条件）を設定している。これにより、補助部材２１０Ｂに形成されたバリＶは、補助部材２１０Ｂごと除去されるため、バリ除去工程をより容易に行うことができる。補助部材２１０Ｂは除去装置等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で容易に補助部材２１０Ｂを取り除くことができる。

　ここで、前記した第十二実施形態の除去工程では、塑性化領域Ｗの中央を挟んで両側にある補助部材２１０を除去する必要がある。しかし、本実施形態では摩擦攪拌工程後に境界線Ｃの他方側（第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂのうち補助部材２１０Ｂとの接触面積割合が少ない側）に補助部材２１０Ｂが残存しないように補助部材２１０Ｂの配置位置を調節しているため、除去工程では境界線Ｃの一方側（第一金属部材２０１Ａ及び第二金属部材２０１Ｂのうち補助部材２１０Ｂとの接触面積割合が多い側）に残存する補助部材２１０Ｂを除去するだけでよい。これにより除去工程の作業手間を少なくすることができる。

　また、補助部材２１０Ｂの配置位置は、端面２１０ａが境界線Ｃを超えて第一金属部材２０１Ａ側（他方側）にわずかに突き出た位置としている。このため、この突き出た補助部材２１０Ｂの部分も攪拌ピンＦ２で摩擦攪拌されて接合部（塑性化領域Ｗ）に補填されるので、バランス良く、かつ、より確実に接合部の金属不足を防ぐことができる。また、回転中心軸Ｆｃが、補助部材２１０Ｂの端面２１０ａから中央側にわずかにずれた位置となるので、攪拌ピンＦ２を補助部材２１０Ｂに容易に挿入することができる。

［他の実施形態］
　次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。他の実施形態では、金属部材同士が上下に湾曲している点で第十二実施形態～第十四実施形態と相違する。

　図６９及び図７０に示すように、突合せ工程では、上面が湾曲した第一金属部材２３０Ａ及び第二金属部材２３０Ｂを突き合わせるこの突き合わせにより突合せ部Ｊが形成される第一金属部材２３０Ａ及び第二金属部材２３０Ｂは、摩擦攪拌可能な金属で形成されるとともに、表面２３０ａ，２３０ａ同士が面一となるように、それぞれ同等の曲率半径で湾曲形成されている。

　配置工程では、第一金属部材２３０Ａ及び第二金属部材２３０Ｂと同形状に湾曲した板状の補助部材２５０の裏面２５０ｂを、突合せ状態の第一金属部材２３０Ａ及び第二金属部材２３０Ｂの表面の中央部に沿って面接触させる。なお、第一金属部材２３０Ａ及び第二金属部材２３０Ｂ及び補助部材２５０は、治具（図示省略）を用いて架台Ｔに移動不能に拘束される。

　摩擦攪拌工程は、接合用回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ２１を摩擦攪拌接合する工程である。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を補助部材２５０の表面２５０ａから第一金属部材２３０Ａ及び第二金属部材２３０Ｂの突合せ部Ｊ２１まで挿入し、突合せ部Ｊ２１に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｆｃが補助部材２５０及び第一金属部材２３０Ａ及び第二金属部材２３０Ｂの法線と重なるように、接合用回転ツールＦの傾斜角度を漸次変更する。また、摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１の深さが一定になるように攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定する。除去工程は、第十二実施形態と同等であるため説明を省略する。

　以上説明した他の実施形態に係る接合方法のように、突合せ部Ｊ２１が上下方向に湾曲して高さが変化する場合であっても、第十二実施形態～第十四実施形態と略同等の効果を奏することができる。

　以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では除去工程を行ったが、補助部材を除去せずに、第一及び第二金属部材にそのまま存置してもよい。

　１　　　第一金属部材
　２　　　第二金属部材
　１０　　補助部材
　Ｆ　　　接合用回転ツール（回転ツール）
　Ｆ１　　連結部
　Ｆ２　　攪拌ピン
　Ｊ１　　突合せ部
　Ｖ　　　バリ
　Ｗ　　　塑性化領域
　Ｃ　　　境界線
　Ｚ　　　基準線

Claims

　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　前記第一金属部材又は前記第二金属部材に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項２に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の接合方法。
　前記配置工程では、前記補助部材を第一金属部材及び前記第二金属部材の一方に配置しつつ、前記摩擦攪拌工程後に他方側に補助部材が残存しない程度に前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち第一金属部材及び前記第二金属部材の一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項５に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　前記第一金属部材又は前記第二金属部材に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含み、前記突合せ工程において、前記突合せ部を形成する際に前記突合せ部に隙間が生じていることを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含み、前記突合せ工程において、前記突合せ部を形成する際に前記突合せ部に隙間が生じていることを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の接合方法。
　前記配置工程では、前記補助部材を第一金属部材及び前記第二金属部材の一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち第一金属部材及び前記第二金属部材の一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項１１に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　前記第一金属部材と、前記第一金属部材よりも薄い前記第二金属部材とを用意する準備工程と、
　前記第一金属部材及び前記第二金属部材の端面同士を突き合わせて突合せ部を形成するとともに第一の段差を形成する突合せ工程と、
　前記第一の段差に補助部材を配置する配置工程と、
　前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面側から回転する前記回転ツールを前記第一の段差に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、第二金属部材及び補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように、接合条件を設定することを特徴とする請求項１４に記載の接合方法。
　前記配置工程において、前記第一金属部材の表面と前記補助部材の表面とが面一になるように前記補助部材を配置することを特徴とする請求項１３に記載の接合方法。
　前記配置工程において、前記第一金属部材の表面よりも前記補助部材の表面が高い位置となるように前記補助部材を配置することを特徴とする請求項１３に記載の接合方法。
　前記配置工程において、前記第一金属部材の表面よりも前記補助部材の表面が低い位置となるように前記補助部材を配置することを特徴とする請求項１３に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールの回転中心軸を前記突合せ部に対して前記補助部材側に偏移させた状態で、前記突合せ部に沿って摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項１３に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールの回転中心軸を前記補助部材側に傾斜させた状態で、前記突合せ部に沿って摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項１３に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　前記第一金属部材及び前記第二金属部材の端面同士を突き合わせて突合せ部を形成するとともに第一の段差を形成する突合せ工程と、
　前記第一の段差に補助部材を配置する配置工程と、
　前記第一金属部材及び前記第二金属部材の表面側から回転する前記回転ツールを前記第一の段差に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、第二金属部材及び補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　前記第一金属部材の表面に前記第二金属部材の裏面を重ね合せて重合部を形成する重合工程と、
　前記第二金属部材の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを、前記第二金属部材及び前記補助部材、又は、前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項２２に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入することを特徴とする請求項２３に記載の接合方法。
　前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、
　前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、バリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項２３に記載の接合方法。
　前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌工程を行った後に前記回転ツールの片側にのみ補助部材が残存する程度に前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項２３に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　少なくとも表面の高さが変化する前記第一金属部材の表面に、少なくとも裏面の高さが変化する前記第二金属部材の裏面を重ね合せて高さが変化する重合部を形成する重合工程と、
　前記第二金属部材の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第二金属部材及び前記補助部材、又は、前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項２７に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入することを特徴とする請求項２８に記載の接合方法。
　前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、
　前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、バリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項２８に記載の接合方法。
　前記補助部材の端面を通り前記第一金属部材及び前記第二金属部材に直交する線を基準線とした場合、
　前記摩擦攪拌工程では、前記摩擦攪拌工程を行った後に前記回転ツールの片側にのみ補助部材が残存する程度に前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項２８に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　表面の高さが変化する前記第一金属部材と表面の高さが変化する前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　前記第一金属部材又は前記第二金属部材に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から高さが変化する前記突合せ部に対して挿入し、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材又は前記第二金属部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項３２に記載の接合方法。
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項３３に記載の接合方法。
　攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを接合する接合方法であって、
　表面の高さが変化する前記第一金属部材と表面の高さが変化する前記第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
　回転する前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から高さが変化する前記突合せ部に対して挿入し、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材に接触させた状態で前記突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記第一金属部材、前記第二金属部材及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする請求項３５に記載の接合方法。
　前記配置工程では、前記補助部材を前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、
　前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記補助部材のうち前記第一金属部材及び前記第二金属部材のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項３６に記載の接合方法。
　前記攪拌ピンの周面に螺旋溝が刻設されており、
　前記回転ツールを右回転させる場合は、前記螺旋溝を前記攪拌ピンの基端側から先端側に向けて左回りに刻設し、
　前記回転ツールを左回転させる場合は、前記螺旋溝を前記攪拌ピンの基端側から先端側に向けて右回りに刻設することを特徴とする請求項３２に記載の接合方法。