WO2020208879A1

WO2020208879A1 - 接合方法

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Publication number: WO2020208879A1
Application number: PCT/JP2019/050708
Authority: WO
Inventors: 伸城瀬尾; 恵太及川; 諒吉田
Original assignee: 日本軽金属株式会社
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-10-15
Also published as: KR102540195B1; EP3954491A4; CN113508001A; US20220161354A1; KR20210090708A; EP3954491B1; CN116551154A; EP3954491A1

Abstract

回転する回転ツール（Ｆ）を補助部材（１０）の表面（１０ａ）側のみから挿入するとともに、攪拌ピン（Ｆ２）のみを補助部材（１０）に接触させ攪拌ピン（Ｆ２）の基端側を露出させつつ、攪拌ピン（Ｆ２）の外周面を第一金属部材（１）及び第二金属部材（２）に僅かに接触させた状態で、突合せ部（Ｊ１，Ｊ２）に沿って回転ツール（Ｆ）を相対移動させて第一金属部材（１）と第二金属部材（２）とを補助部材（１０）を介して接合する接合工程と、を含み、補助部材（１０）は、少なくとも一方の側面に表面（１０ａ）から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備え、第一金属部材（１）及び第二金属部材（２）の少なくとも一方は、補助部材（１０）の傾斜面に対応し表面から裏面に向けて傾斜する傾斜面（端面１ａ，２ａ）を備えることを特徴とする。

Description

接合方法

　本発明は、接合方法に関する。

　例えば、特許文献１には、一対の板状の金属部材を回転ツールを用いて摩擦攪拌接合する発明が開示されている。当該発明では、一対の金属部材の間に金属部材よりも軟質の補助部材を介設し、当該補助部材に回転ツールを挿入して摩擦攪拌を行うというものである。硬度の高い金属部材同士を摩擦攪拌接合すると、回転ツールの損傷が激しく、工具コストが増加するという問題がある。しかし、当該発明によれば、軟質の補助部材に回転ツールを挿入して摩擦攪拌を行うため、硬度の高い金属部材同士を好適に接合することができる。

特開２００７－８３２４２号公報

　従来の接合方法では、回転ツールの攪拌ピンが円柱状を呈するため、補助部材への挿入が困難となるという問題があった。また、回転ツールのショルダ部を金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うため、摩擦攪拌装置に作用する負荷が大きくなるという問題があった。

　このような観点から、本発明は、硬度が高い金属部材同士を好適に接合する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、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、アルミニウム合金から形成された第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成された補助部材を準備する準備工程と、前記第一金属部材と前記第二金属部材の端部同士を向い合せて、前記端部同士の隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の端面と前記補助部材の一方の側面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記補助部材の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含み、前記補助部材は、少なくとも一方の側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備え、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方は、前記補助部材の傾斜面に対応し表面から裏面に向けて傾斜する傾斜面を備えることを特徴とする。

　また、本発明は、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第一金属部材と、アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、両側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備えた補助部材を準備する準備工程と、前記第一金属部材と前記第二金属部材の端部同士を向い合せて、前記端部同士の隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の傾斜面と前記補助部材の一方の傾斜面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の傾斜面と前記補助部材の他方の傾斜面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いるため、補助部材に容易に挿入することができる。また、攪拌ピンのみを補助部材に挿入するため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、第一金属部材及び第二金属部材よりも軟質の補助部材に回転ツールを挿入するため、回転ツールの寿命を長くすることができる。また、攪拌ピンと第一金属部材及び第二金属部材とを僅かに接触させることにより接合強度を高めることができる。

　また、前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、前記突合せ工程では、前記突起部が前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方に係止するように前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせることが好ましい。

　かかる接合方法によれば、補助部材の表面側への浮き上りを防ぐことができるため、より好適に接合することができる。

　また、本発明は、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、両側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備えた補助部材を準備する準備工程と、前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面とを突き合せて、内隅側に形成された前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面との隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の傾斜面と前記補助部材の一方の傾斜面とを突き合せるとともに、前記第二金属部材の側面と前記補助部材の他方の傾斜面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いるため、補助部材に容易に挿入することができる。また、攪拌ピンのみを補助部材に挿入するため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、第一金属部材及び第二金属部材よりも軟質の補助部材に回転ツールを挿入するため、回転ツールの寿命を長くすることができる。また、攪拌ピンと第一金属部材及び第二金属部材を僅かに接触させることにより接合強度を高めることができる。また、第一金属部材と第二金属部材とを垂直に接合することができる。

　また、前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、前記突合せ工程では、前記突起部が前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方に係止するように前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせるこが好ましい。

　また、本発明は、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、両側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備えた補助部材を準備する準備工程と、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを重ね合わせて、前記第一金属部材の傾斜面と前記第二金属部材の表面との隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の傾斜面と前記補助部材の一方の傾斜面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の表面と前記補助部材の他方の傾斜面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いるため、補助部材に容易に挿入することができる。また、攪拌ピンのみを補助部材に挿入するため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、第一金属部材及び第二金属部材よりも軟質の補助部材に回転ツールを挿入するため、回転ツールの寿命を長くすることができる。また、攪拌ピンと第一金属部材及び第二金属部材を僅かに接触させることにより接合強度を高めることができる。また、重ね合わされた第一金属部材と第二金属部材とを接合することができる。

　また、前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、前記突合せ工程では、前記第一金属部材の裏面に形成された溝部及び前記第二金属部材の表面に形成された溝部の少なくとも一方で構成された凹溝部に前記突起部を嵌め合わせつつ、前記第一金属部材と前記第二金属部材を突き合わせることが好ましい。

　また、本発明は、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、アルミニウム合金から形成された第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成された断面矩形の補助部材を準備する準備工程と、前記第一金属部材と前記第二金属部材の端部同士を向い合せて、前記端部同士の隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の端面と前記補助部材の一方の側面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記補助部材の他方の側面とを突き合せて突合せ部を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側から挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの少なくとも基端側の外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いるため、補助部材に容易に挿入することができる。また、攪拌ピンのみを補助部材に挿入するため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、第一金属部材及び第二金属部材よりも軟質の補助部材に回転ツールを挿入するため、回転ツールの寿命を長くすることができる。また、攪拌ピンと第一金属部材及び第二金属部材とを接触させることにより接合強度を高めることができる。

　また、本発明は、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、アルミニウム合金から形成された第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成された断面矩形の補助部材を準備する準備工程と、前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面とを突き合せて、前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面との隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の端面と前記補助部材の一方の側面とを突き合せるとともに、前記第二金属部材の側面と前記補助部材の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側から挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの少なくとも基端側の外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。

　かかる接合方法によれば、先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いるため、補助部材に容易に挿入することができる。また、攪拌ピンのみを補助部材に挿入するため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、第一金属部材及び第二金属部材よりも軟質の補助部材に回転ツールを挿入するため、回転ツールの寿命を長くすることができる。また、攪拌ピンと第一金属部材及び第二金属部材を接触させることにより接合強度を高めることができる。また、第一金属部材と第二金属部材とを垂直に接合することができる。

　本発明に係る接合方法によれば、硬度が高い金属部材同士を好適に接合することができる。

本発明の第一実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第一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。第一実施形態に係る接合方法の接合工程を示す断面図である。本発明の第二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。本発明の第三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。第三実施形態に係る接合方法の接合工程を示す断面図である。本発明の第四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。本発明の第五実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第五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。第五実施形態に係る接合方法の接合工程を示す断面図である。本発明の第六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。本発明の第七実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第七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。第七実施形態に係る接合方法の接合工程を示す断面図である。本発明の第八実施形態に係る接合方法の準備工程を示す断面図である。第八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。本発明の第九実施形態に係る接合方法の準備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突合せ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接合工程を示す断面図である。本発明の第十実施形態に係る接合方法の準備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突合せ工程を示す断面図である。本発明の第十一実施形態に係る接合方法の準備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突合せ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接合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突合せ工程を示す断面図である。本発明の第十三実施形態に係る接合方法の準備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突合せ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接合工程を示す断面図である。本発明の第十四実施形態に係る接合方法の準備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突合せ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接合工程を示す断面図である。本発明の第十五実施形態に係る接合方法の準備工程を示す断面図である。第十五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。

［第一実施形態］
　本発明の第一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。第一実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。図１に示すように、本実施形態では、第一金属部材１と第二金属部材２とを摩擦攪拌接合する。以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面を言う。

　図１に示すように、準備工程は、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０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、板状の金属部材である。第一金属部材１及び第二金属部材２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、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いる。第一金属部材１及び第二金属部材２は、本実施形態では、ＪＩＳＨ５３０２　ＡＤＣ１２（Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕ系）等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。

　第一金属部材１は、端部に形成された端面１ａ、表面１ｂ及び裏面１ｃを備えている。第二金属部材２は、端部に形成された端面２ａ、表面２ｂ及び裏面２ｃを備えている。第一金属部材１及び第二金属部材２の板厚は同一である。端面１ａ及び端面２ａは、表面１ｂ，２ｂに向かうにつれて互いに離間するように傾斜する傾斜面になっている。鉛直面に対する端面１ａ，２ａの傾斜角度は同一になっている。

　補助部材１０は、第一金属部材１と第二金属部材２との間に介設される部材である。補助部材１０は、第一金属部材１よりも硬度の低い金属で形成されている。補助部材１０は、例えば、ＪＩＳ　Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。補助部材１０は、断面台形を呈する長尺の部材になっている。

　補助部材１０は、表面１０ａと、側面１０ｂ，１０ｃと、裏面１０ｄを備えている。側面１０ｂ，１０ｃは、表面１０ａから離間するにつれて（裏面１０ｄに向かうにつれて）互いに近接する傾斜面になっている。側面１０ｂ，１０ｃの傾斜角度は、それぞれ対向する端面１ａ，２ａの傾斜角度と同一になっている。

　突合せ工程は、図２に示すように、第一金属部材１、第二金属部材２及び補助部材１０を突き合わせつつ架台Ｋに固定する工程である。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との間に補助部材１０を配置する。第一金属部材１の端面１ａと、補助部材１０の側面１０ｂとが概ね面接触するように突き合わされて突合せ部Ｊ１が形成される。第二金属部材２の端面２ａと、補助部材１０の側面１０ｃとが概ね面接触するように突き合わされて突合せ部Ｊ２が形成される。補助部材１０の表面１０ａは、第一金属部材１の表面１ｂ及び第二金属部材２の表面２ｂと面一になる。補助部材１０の裏面１０ｄは、第一金属部材１の裏面１ｃ及び第二金属部材２の裏面２ｃと面一になる。

　ここで、図２に示すように回転ツールＦは、基部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。回転ツールＦは、例えば、工具鋼で形成されている。基部Ｆ１は、摩擦攪拌装置の回転軸に接続される部位である。攪拌ピンＦ２は、基部Ｆ１から垂下し、先細りとなっている。攪拌ピンＦ２の先端には、回転中心軸に対して垂直な平坦面Ｆ３が形成されている。平坦面Ｆ３は、補助部材１０の裏面１０ｄよりもやや大きな寸法で形成されている。

　攪拌ピンＦ２の外周面のテーパー角度は、第一金属部材１の端面１ａ及び第二金属部材２の端面２ａの各傾斜角度と同一になっている。つまり、攪拌ピンＦ２を側面から見た断面形状は、補助部材１０の断面形状と概ね同一になっている。

　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、回転ツールＦを右回転させるため、基端側から先端側に向かうにつれて螺旋溝が左回りで形成されている。なお、回転ツールＦを左回転させる場合は、基端側から先端側に向かうにつれて螺旋溝が右回りで形成されている。このようにすると、塑性流動化した金属が螺旋溝に導かれて先端側に移動するため、バリの発生を抑制することができる。

　接合工程は、図３に示すように、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とを摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、右回転させた回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を補助部材１０の表面１０ａの幅方向中央に挿入する。接合工程では、攪拌ピンＦ２の外周面を第一金属部材１の端面１ａ及び第二金属部材２の端面２ａに接触させなくてもよいが、本実施形態では第一金属部材１の端面１ａ及び第二金属部材２の端面２ａに僅かに接触させた状態で、補助部材１０に沿って相対移動させる。攪拌ピンＦ２の外周面と、第一金属部材１の端面１ａ及び第二金属部材２の端面２ａとの接触代は、例えば、１．０ｍｍ未満で適宜設定すればよい。

　接合工程では、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、攪拌ピンＦ２の基端側は、第一金属部材１及び第二金属部材２から露出した状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の平坦面Ｆ３は、架台Ｋに接触しない範囲で深い位置まで挿入する。回転ツールＦを補助部材１０に沿って相対移動させ、終了位置に達したら回転ツールＦを補助部材１０から離脱させる。以上により、突合せ部Ｊ１，Ｊ２が一の工程で同時に摩擦攪拌接合される。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。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、先細りの攪拌ピンＦ２を備えた回転ツールＦを用いるため、補助部材１０の表面１０ａに容易に挿入することができる。また、攪拌ピンＦ２のみを補助部材１０に挿入し、攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌するため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。

　また、第一金属部材１及び第二金属部材２よりも軟質の補助部材１０に回転ツールＦを挿入するため、回転ツールＦの寿命を長くすることができる。また、攪拌ピンＦ２と第一金属部材１及び第二金属部材２を僅かに接触させるに留めるため、第一金属部材１及び第二金属部材２の硬質の金属が補助部材１０側に多く混入するのを防ぐことができるため、より接合強度を高めることができる。

　また、第一金属部材１の端面１ａと第二金属部材２の端面２ａに傾斜面を設けているため、攪拌ピンＦ２と第一金属部材１及び第二金属部材２とが大きく接触するのを防ぐことができる。また、本実施形態では、攪拌ピンＦ２のテーパー角度と、端面１ａ，２ａの傾斜角度とを同一（概ね平行）にしているため、高さ方向に亘ってバランス良く摩擦攪拌することができる。

［第二実施形態］
　次に、本発明の第二実施形態に係る接合方法について説明する。図４は、本発明の第二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。第二実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第二実施形態では、補助部材１０Ａの形状が第一実施形態と主に相違する。本実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　図４に示すように、第一金属部材１及び第二金属部材２は第一実施形態と同一である。補助部材１０Ａは、断面台形状の本体部１１と、本体部１１の裏面（底部）１０ｄから下方に突出する突起部１２を備えている。突起部１２は、本体部１１の裏面（底部）１０ｄよりも幅広となる断面矩形状を呈する。突起部１２は、補助部材１０Ａの長手方向に一定の形状で形成されている。架台Ｋには、突起部１２が挿入される断面矩形の凹部Ｋ１が形成されている。

　突合せ工程では、第一金属部材１と、第二金属部材２と、補助部材１０Ａとを突き合わせて架台Ｋに固定する。突合せ工程では、まず、補助部材１０Ａの突起部１２を凹部Ｋ１に挿入する。例えば、架台Ｋの手前側又は奥側の凹部Ｋ１の開口部から突起部１２を挿入する。

　次に、第一金属部材１及び第二金属部材２を補助部材１０Ａの両側から突き合わせる。突起部１２は、第一金属部材１の裏面１ｃ及び第二金属部材２の裏面２ｃにそれぞれ係止される。第一金属部材１の端面１ａと、補助部材１０の側面１０ｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ１が形成される。第二金属部材２の端面２ａと、補助部材１０Ａの側面１０ｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ２が形成される。

　接合工程では、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ１，Ｊ２に対して摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、第一実施形態と同じ要領で摩擦攪拌接合を行う。なお、接合工程が終了したら、突起部１２を切除する切除工程を行ってもよいし、突起部１２をそのまま残してもよい。

　以上説明した第二実施形態によっても第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。例えば、摩擦攪拌接合の接合長が長くなると、それに伴って補助部材１０も長く形成する。このような場合に摩擦攪拌接合を行うと、補助部材１０が上方に浮き上がってしまうという問題がある。しかし、第二実施形態によれば、補助部材１０Ａに突起部１２を設けているため、補助部材１０Ａの浮き上がりを防ぐことができる。これにより、第一金属部材１及び第二金属部材２に対する補助部材１０Ａの位置ずれを防ぐことができるため、より好適に摩擦攪拌接合することができる。

　なお、本実施形態では、突起部１２が第一金属部材１及び第二金属部材２の両方に係止するように設定したが、補助部材１０Ａが浮き上がらないように、第一金属部材１及び第二金属部材２の少なくとも一方に係止させてもよい。

［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５は、本発明の第三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。第三実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第三実施形態では、補助部材１０Ｂの形状が第一実施形態と主に相違する。本実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　準備工程では、第一金属部材１Ｂと、第二金属部材２と、補助部材１０Ｂとを用意する。第一金属部材１Ｂの端面１ａは、表面１ｂ及び裏面１ｃに対して垂直になっている。第二金属部材２は、第一実施形態と同一である。補助部材１０Ｂは、断面台形の補助部材１０Ｂであって、表面１０ａと、側面１０ｂ，１０ｃと、裏面１０ｄを備えている。

　側面１０ｂは、表面１０ａに対して垂直になっている。側面１０ｃは、表面１０ａから離間するにつれて先細りとなるように傾斜している。側面１０ｃの傾斜角度は、第二金属部材２の端面２ａの傾斜角度と同一である。

　突合せ工程では、第一金属部材１Ｂと、第二金属部材２と、補助部材１０Ｂとを突き合わせる。第一金属部材１Ｂの端面１ａと、補助部材１０Ｂの側面１０ｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ１が形成される。第二金属部材２の端面２ａと、補助部材１０Ｂの側面１０ｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ２が形成される。補助部材１０の表面１０ａは、第一金属部材１の表面１ｂ及び第二金属部材２の表面２ｂとそれぞれ面一になる。補助部材１０の裏面１０ｄは、第一金属部材１Ｂの裏面１ｃ及び第二金属部材２の裏面２ｃとそれぞれ面一になる。

　接合工程では、図６に示すように、回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを補助部材１０Ｂに挿入し、攪拌ピンＦ２の基端側を露出させた状態で補助部材１０Ｂに沿って相対移動させて突合せ部Ｊ１，Ｊ２に対して摩擦攪拌接合を行う。また、本実施形態では、攪拌ピンＦ２の回転中心軸Ｚを第二金属部材２側に傾斜させつつ、攪拌ピンＦ２の外周面を、第一金属部材１の端面１ａと、第二金属部材２の端面２ａとに僅かに接触させた状態で摩擦攪拌を行う。なお、回転ツールＦの傾斜角度は、適宜設定すればよいが、攪拌ピンＦ２の外周面と第一金属部材１Ｂの端面１ａとが平行となるとともに、攪拌ピンＦ２の外周面と第二金属部材２の端面２ａとが平行となるように設定することが好ましい。

　以上説明した第三実施形態に係る接合方法によっても、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態では、第一金属部材１の端面１ａを傾斜面とする必要がないため、作業手間を省くことができる。

［第四実施形態］
　次に、本発明の第四実施形態に係る接合方法について説明する。図７は、本発明の第四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。第四実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第四実施形態では、補助部材１０Ｃの形状が第三実施形態と主に相違する。本実施形態では、第三実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　図７に示すように、第一金属部材１Ｂ及び第二金属部材２は第三実施形態と同一である。補助部材１０Ｃは、断面台形状の本体部１１と、本体部１１の裏面（底部）１０ｄから下方に突出する突起部１２を備えている。突起部１２は、本体部１１の裏面（底部）１０ｄよりも幅広となる断面矩形状を呈する。突起部１２は、補助部材１０Ｃの長手方向に一定の形状で形成されている。架台Ｋには、突起部１２が挿入される凹部Ｋ１が形成されている。

　突合せ工程では、第一金属部材１Ｂと、第二金属部材２と、補助部材１０Ｃとを突き合わせつつ、架台Ｋで固定する。突合せ工程では、まず、補助部材１０Ｃの突起部１２を凹部Ｋ１に挿入する。次に、第一金属部材１Ｂ及び第二金属部材２を補助部材１０Ｃの両側から突き合わせる。突起部１２は、第一金属部材１の裏面１ｃ及び第二金属部材２の裏面２ｃにそれぞれ係止される。第一金属部材１の端面１ａと、補助部材１０Ｃの側面１０ｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ１が形成される。第二金属部材２の端面２ａと、補助部材１０Ｃの側面１０ｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ２が形成される。

　接合工程では、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ１，Ｊ２に対して摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、第三実施形態と同じ要領で摩擦攪拌接合を行う。なお、接合工程が終了したら、突起部１２を切除する切除工程を行ってもよいし、突起部１２をそのまま残してもよい。

　以上説明した第四実施形態によっても第三実施形態と略同等の効果を奏することができる。第四実施形態によれば、補助部材１０Ｃに突起部１２を設けているため、補助部材１０Ｃの浮き上がりを防ぐことができる。これにより、第一金属部材１Ｂ及び第二金属部材２に対する補助部材１０Ｃの位置ずれを防ぐことができるため、より好適に摩擦攪拌接合することができる。

　なお、本実施形態では、突起部１２が第一金属部材１Ｂ及び第二金属部材２の両方に係止するように設定したが、補助部材１０Ｃが浮き上がらないように、第一金属部材１Ｂ及び第二金属部材２の少なくとも一方に係止させればよい。

［第五実施形態］
　次に、本発明の第五実施形態に係る接合方法について説明する。図８は、本発明の第五実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第五実施形態では、図８に示すように、第一金属部材１Ｄと第二金属部材２Ｄとを垂直に接合する点で他の実施形態と相違する。

　第五実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。準備工程では、第一金属部材１Ｄ、第二金属部材２Ｄ及び補助部材１０Ｄを用意する。第一金属部材１Ｄは、板状を呈し、端面１Ｄａ、側面１Ｄｂ，１Ｄｃを備えている。端面１Ｄａは、傾斜面になっている。第二金属部材２Ｄは、板状を呈し、端面２Ｄａ、側面２Ｄｂ，２Ｄｃを備えている。端面２Ｄａと側面２Ｄｂは垂直になっている。

　補助部材１０Ｄは、断面台形を呈する長尺部材である。補助部材１０Ｄは、表面１０Ｄａ、側面１０Ｄｂ，１０Ｄｃ及び裏面１０Ｄｄを備えている。

　突合せ工程は、図９に示すように、第一金属部材１Ｄと第二金属部材２Ｄとの間に補助部材１０Ｄを介設し、第一金属部材１Ｄと第二金属部材２Ｄとを垂直に突き合わせる工程である。本実施形態では、第一金属部材１Ｄ及び第二金属部材２Ｄの裏側に架台Ｋ２を配置して、両者を付き合わせる。架台Ｋ２は、断面Ｌ字状を呈し、長手方向に延設される凹部Ｋ２ａを備えている。凹部Ｋ２ａは、補助部材１０Ｄの先端と架台Ｋ２との干渉を避けるために設けられている。

　第一金属部材１Ｄの端面１Ｄａと、補助部材１０Ｄの側面１０Ｄｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ３が形成される。第二金属部材２Ｄの側面２Ｄｂと補助部材１０Ｄの側面１０Ｄｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ４が形成される。第一金属部材１Ｄと第二金属部材２Ｄとは垂直になっている。補助部材１０Ｄの先端は、第一金属部材１の側面１Ｄｃから僅かに突出するため、補助部材１０Ｄの先端を凹部Ｋ２ａに挿入する。

　接合工程は、図９及び図１０に示すように、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ３，Ｊ４を摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを補助部材１０Ｄの表面１０Ｄａに挿入し、攪拌ピンＦ２の基端側の一部を露出させた状態で補助部材１０Ｄに沿って相対移動させて突合せ部Ｊ３，Ｊ４に対して摩擦攪拌接合を行う。

　また、本実施形態では、攪拌ピンＦ２の回転中心軸Ｚを第二金属部材２Ｄ側に傾斜させつつ、攪拌ピンＦ２の外周面を、第一金属部材１Ｄの端面１Ｄａと、第二金属部材２Ｄの側面２Ｄｂとに僅かに接触させた状態で摩擦攪拌を行う。なお、回転ツールＦの傾斜角度は、適宜設定すればよいが、攪拌ピンＦ２の外周面と第一金属部材１Ｄの端面１Ｄａとが平行となるとともに、攪拌ピンＦ２の外周面と第二金属部材２Ｄの側面２Ｄｂとが平行となるように設定することが好ましい。

　以上説明した第五実施形態に係る接合方法によっても、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態では、第一金属部材１Ｄと、第二金属部材２Ｄとを垂直に接合することができる。

［第六実施形態］
　次に、本発明の第六実施形態に係る接合方法について説明する。図１１は、本発明の第六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。第六実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第六実施形態では、補助部材１０ＤＡの形状が第五実施形態と主に相違する。本実施形態では、第五実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　図１１に示すように、第一金属部材１Ｄ及び第二金属部材２Ｄは第五実施形態と同一である。補助部材１０ＤＡは、断面台形状の本体部１１と、本体部１１の裏面（底部）１０Ｄｄから側方に突出する突起部１２を備えている。突起部１２は、本体部１１の裏面（底部）１０Ｄｄよりも幅広となる断面矩形状を呈する。突起部１２は、補助部材１０ＤＡの長手方向に一定の形状で形成されている。

　突合せ工程では、第一金属部材１Ｄと第二金属部材２Ｄとの間に補助部材１０ＤＡを介設しつつ、第一金属部材１Ｄと第二金属部材２Ｄとを垂直に突き合わせて架台Ｋ３に固定する。架台Ｋ３は、第一金属部材１Ｄ及び第二金属部材２Ｄの裏側に配置される。架台Ｋ３には、突起部１２を挿入するための凹部Ｋ３ａが形成されている。

　突合せ工程では、まず、架台Ｋ３の凹部Ｋ３ａの手前側又は奥側の開口部から補助部材１０ＤＡの突起部１２を挿入する。次に、突合せ工程では、第一金属部材１Ｄ及び第二金属部材２Ｄとを補助部材１０ＤＡの両側から突き合わせる。突起部１２は、第一金属部材１Ｄの側面１Ｄｃ及び第二金属部材２Ｄの端面２Ｄａにそれぞれ係止される。第一金属部材１Ｄの端面１Ｄａと、補助部材１０ＤＡの側面１０Ｄｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ３が形成される。第二金属部材２Ｄの側面２Ｄｂと、補助部材１０ＤＡの側面１０Ｄｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ４が形成される。

　接合工程では、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ３，Ｊ４に対して摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、第五実施形態と同じ要領で摩擦攪拌接合を行う。なお、接合工程が終了したら、突起部１２を切除する切除工程を行ってもよいし、突起部１２をそのまま残してもよい。

　以上説明した第六実施形態によっても第五実施形態と略同等の効果を奏することができる。第六実施形態によれば、補助部材１０ＤＡに突起部１２を設けているため、補助部材１０ＤＡの浮き上がりを防ぐことができる。これにより、第一金属部材１Ｄ及び第二金属部材２Ｄに対する補助部材１０ＤＡの位置ずれを防ぐことができるため、より好適に摩擦攪拌接合することができる。

　なお、本実施形態では、突起部１２が第一金属部材１Ｄ及び第二金属部材２Ｄの両方に係止するように設定したが、補助部材１０ＤＡが浮き上がらないように、第一金属部材１Ｄ及び第二金属部材２Ｄの少なくとも一方に係止させればよい。

［第七実施形態］
　次に、本発明の第七実施形態に係る接合方法について説明する。図１２は、本発明の第七実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第七実施形態では、図１２に示すように、第一金属部材１Ｅと第二金属部材２Ｅとを重ね合わせて接合する点で他の実施形態と相違する。

　第七実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。準備工程では、第一金属部材１Ｅ、第二金属部材２Ｅ及び補助部材１０Ｅを用意する。第一金属部材１Ｅは、板状を呈し、端面１Ｅａ、表面１Ｅｂ及び裏面１Ｅｃを備えている。第二金属部材２Ｅは、板状を呈し、端面２Ｅａ、表面２Ｅｂ、裏面２Ｅｃを備えている。端面２Ｅａは、表面２Ｅｂと垂直になっている。

　補助部材１０Ｅは、断面台形を呈する長尺部材である。補助部材１０Ｅは、表面１０Ｅａ、側面１０Ｅｂ，１０Ｅｃ及び裏面１０Ｅｄを備えている。側面１０Ｅｂ，１０Ｅｃは、表面１０Ｅａから離間するにつれて近接する傾斜面となっている。

　突合せ工程は、図１３に示すように、第一金属部材１Ｅと第二金属部材２Ｅとを重ね合わせるとともに、第一金属部材１Ｅの端部に補助部材１０Ｅを配置する工程である。突合せ工程では、第一金属部材１Ｅの裏面１Ｅｃと、第二金属部材２Ｅの表面２Ｅｂとが重ね合わされて突合せ部Ｊ７が形成される。また、第一金属部材１Ｅの端面１Ｅａと、補助部材１０Ｅの側面１０Ｅｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ５が形成される。また、第二金属部材２Ｅの表面２Ｅｂと補助部材１０Ｅの側面１０Ｅｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ６が形成される。

　接合工程は、図１４に示すように、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ５，Ｊ６を摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを補助部材１０Ｅの表面１０Ｅａに挿入し、攪拌ピンＦ２の基端側の一部を露出させた状態で補助部材１０Ｅに沿って相対移動させて突合せ部Ｊ５，Ｊ６に対して摩擦攪拌接合を行う。また、本実施形態では、攪拌ピンＦ２の回転中心軸Ｚを第二金属部材２Ｅ側に傾斜させつつ、攪拌ピンＦ２の外周面を、第一金属部材１Ｅの端面１Ｅａ（図１３参照）と、第二金属部材２Ｅの表面２Ｅｂとに僅かに接触させた状態で摩擦攪拌を行う。なお、回転ツールＦの傾斜角度は、適宜設定すればよいが、攪拌ピンＦ２の外周面と第一金属部材１Ｅの端面１Ｅａとが平行となるとともに、攪拌ピンＦ２の外周面と第二金属部材２Ｅの表面２Ｅｂとが平行となるように設定することが好ましい。

　以上説明した第七実施形態に係る接合方法によっても、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態では、第一金属部材１Ｅと、第二金属部材２Ｅとを重ね合わせて接合することができる。

［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１５は、本発明の第八実施形態に係る接合方法の準備工程を示す断面図である。第八実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第八実施形態では、補助部材１０ＥＡの形状が第七実施形態と相違する。本実施形態では、第七実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　図１５に示すように、本実施形態の準備工程では、第一金属部材１Ｅの裏面１Ｅｃ側に溝部１Ｅｄを形成する。溝部１Ｅｄは、端面１Ｅａと裏面１Ｅｃの角部に長手方向に沿って断面円弧状に形成されている。また、準備工程では、第二金属部材２Ｅの表面２Ｅｂに溝部２Ｅｄを形成する。溝部２Ｅｄは、長手方向に沿って断面円弧状に形成されている。

　補助部材１０ＥＡは、断面台形状の本体部１１と、本体部１１の裏面（底部）１０Ｅｄから突出する突起部１３とを備えている。突起部１３は、本体部１１の裏面（底部）１０Ｅｄよりも幅広となる断面円形状を呈する。突起部１３は、補助部材１０ＥＡの長手方向に一定の形状で形成されている。

　突合せ工程では、第一金属部材１Ｅと第二金属部材２Ｅとを重ね合わせつつ、第一金属部材１Ｅの端部に補助部材１０ＥＡを配置する工程である。

　突合せ工程では、図１６に示すように、第一金属部材１Ｅの裏面１Ｅｃと、第二金属部材２Ｅの表面２Ｅｂとが重ね合わされて突合せ部Ｊ７が形成される。また、第一金属部材１Ｅの端面１Ｅａと、補助部材１０ＥＡの側面１０Ｅｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ５が形成される。また、第二金属部材２Ｅの表面２Ｅｂと補助部材１０ＥＡの側面１０Ｅｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ６が形成される。また、第一金属部材１Ｅの溝部１Ｅｄ（図１５参照）と、第二金属部材２Ｅの溝部２Ｅｄとで形成される凹溝部１４に突起部１３を挿入する。

　接合工程では、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ５，Ｊ６に対して摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、第七実施形態と同じ要領で摩擦攪拌接合を行う。

　以上説明した第八実施形態によっても第七実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、補助部材１０ＥＡに突起部１３を設けることにより、補助部材１０ＥＡの浮き上がりを防止することができる。なお、凹溝部１４は、本実施形態では、第一金属部材１Ｅと第二金属部材２Ｅとで形成したが、第一金属部材１Ｅと第二金属部材２Ｅの少なくとも一方に形成すればよい。第一金属部材１Ｅ及び第二金属部材２Ｅの一方に凹溝部を形成する場合は、当該凹溝部の形状に合わせて、補助部材１０ＥＡの突起部１３の形状を適宜形成すればよい。

［第九実施形態］
　次に、本発明の第九実施形態に係る接合方法について説明する。図１７は、本発明の第九実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第九実施形態では、図１７に示すように、第一金属部材１Ｇと第二金属部材２Ｇとを重ね合わせつつ突き合わせる点で他の実施形態と相違する。

　第九実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。準備工程では、第一金属部材１Ｇ、第二金属部材２Ｇ及び補助部材１０Ｇを用意する。第一金属部材１Ｇは、板状を呈し、端面１Ｇａ、表面１Ｇｂ及び裏面１Ｇｃを備えている。端面１Ｇａは、傾斜面になっている。

　第二金属部材２は、板厚部と板薄部からなる段差部を備えた形状になっている。第二金属部材２は、第一端面２Ｇａ、第一表面２Ｇｂ、第二端面２Ｇｃ、第二表面２Ｇｄ及び裏面２Ｇｅとを有する。第一端面２Ｇａは、傾斜面になっている。第二端面２Ｇｃは、第二表面２Ｇｄ及び裏面２Ｇｅに対して垂直になっている。

　突合せ工程は、図１８に示すように、第一金属部材１Ｇと第二金属部材２Ｇとを重ね合わせつつ、補助部材１０Ｇを介設して突き合わせる工程である。突合せ工程では、第一金属部材１Ｇの裏面１Ｇｃと、第二金属部材２Ｇの第二表面２Ｇｄとが重ね合わされて突合せ部Ｊ１０が形成される。また、補助部材１０Ｇの側面１０Ｇｂと第一金属部材１Ｇの端面１Ｇａとが突き合わされて突合せ部Ｊ８が形成される。また、補助部材１０Ｇの側面１０Ｇｃと第二金属部材２Ｇの第一端面２Ｇａとが突き合わされて突合せ部Ｊ９が形成される。

　接合工程は、図１９に示すように、回転ツールＦを用いて第一金属部材１Ｇと第二金属部材２Ｇを摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、右回転させた回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を補助部材１０Ｇの表面１０Ｇａの幅方向中央に挿入する。接合工程では、本実施形態では第一金属部材１Ｇの端面１Ｇａ及び第二金属部材２Ｇの第一端面２Ｇａに僅かに接触させた状態で、補助部材１０Ｇに沿って相対移動させる。

　接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１Ｇ、第二金属部材２Ｇ及び補助部材１０Ｇに接触させ、攪拌ピンＦ２の基端側は、第一金属部材１Ｇ及び第二金属部材２Ｇから露出した状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の平坦面Ｆ３は、第二金属部材２の第二表面２Ｇｄに接触しない範囲で深い位置まで挿入する。回転ツールＦを補助部材１０Ｇに沿って相対移動させ、終了位置に達したら回転ツールＦを補助部材１０Ｇから離脱させる。以上により、突合せ部Ｊ８，Ｊ９が一の工程で同時に摩擦攪拌接合される。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。

　以上説明した第九実施形態によっても第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。

［第十実施形態］
　次に、本発明の第十実施形態に係る接合方法について説明する。図２０は、本発明の第十実施形態に係る接合方法の準備工程を示す断面図である。第十実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第十実施形態では、補助部材１０ＧＡの形状が第九実施形態と主に相違する。本実施形態では、第九実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　図２０に示すように、第一金属部材１Ｇは第九実施形態と同一である。第二金属部材２Ｇの第二表面２Ｇｄには、断面略円形状の凹溝部１５が形成されている。凹溝部１５は断面略円形状に形成されている。

　補助部材１０Ｇは、断面台形状の本体部１１と、本体部１１の裏面（底部）１０Ｇｄから突出する突起部１３とを備えている。突起部１３は、裏面（底部）１０Ｇｄよりも幅広となる断面円形状を呈する。突起部１３は、凹溝部１５に挿入されるように、補助部材１０ＧＡの長手方向に一定の形状で形成されている。

　突合せ工程では、図２１に示すように、第一金属部材１Ｇと、第二金属部材２Ｇと、補助部材１０ＧＡとを突き合わせて架台Ｋに固定する。突合せ工程では、まず、補助部材１０ＧＡの突起部１３を凹溝部１５に挿入する。例えば、凹溝部１５の手前側又は奥側の開口部から突起部１３を挿入する。次に、第九実施形態と同じ要領で、各部材を突き合わせて突合せ部Ｊ８，Ｊ９，Ｊ１０を形成する。接合工程は、第九実施形態と同一である。

　以上説明した第十実施形態によっても、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、突起部１３を備えることにより、補助部材１０ＧＡの浮き上がりを防ぐことができる。

　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で適宜設計変更が可能である。例えば、第二～第十実施形態に係る接合工程でも、攪拌ピンＦ２の外周面と第一金属部材及び第二金属部材は僅かに接触させたが、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２と第一金属部材及び第二金属部材とを接触させずに摩擦攪拌接合を行ってもよい。

［第十一形態］
　本発明の第十一形態について、適宜図面を参照しながら説明する。第十一実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。図２２に示すように、本実施形態では、第一金属部材１Ｋと第二金属部材２Ｋとを摩擦攪拌接合する。

　図２２に示すように、準備工程は、第一金属部材１Ｋ、第二金属部材２Ｋ及び補助部材１０Ｋを用意する工程である。第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋは、板状の金属部材である。第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋ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、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いる。第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋは、本実施形態では、ＪＩＳＨ５３０２　ＡＤＣ１２（Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕ系）等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。

　第一金属部材１Ｋは、端部に形成された端面１Ｋａ、表面１Ｋｂ及び裏面１Ｋｃを備えている。端面１Ｋａは、表面１Ｋｂおよび裏面１Ｋｃに対して垂直になっている。第二金属部材２Ｋは、端部に形成された端面２Ｋａ、表面２Ｋｂ及び裏面２Ｋｃを備えている。端面２Ｋａは、表面２Ｋｂおよび裏面２Ｋｃに対して垂直になっている。第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋの板厚は同一である。

　補助部材１０Ｋは、第一金属部材１Ｋと第二金属部材２Ｋとの間に介設される部材である。補助部材１０Ｋは、第一金属部材１Ｋよりも硬度の低い金属で形成されている。補助部材１０Ｋは、例えば、ＪＩＳ　Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。補助部材１０Ｋは、断面矩形を呈する長尺の部材にて構成されている。

　補助部材１０Ｋは、表面１０Ｋａと、側面１０Ｋｂ，１０Ｋｃと、裏面１０Ｋｄを備えている。側面１０Ｋｂ，１０Ｋｃは、表面１０Ｋａおよび裏面１０Ｋｄと垂直になっている。側面１０Ｋｂ，１０Ｋｃは互いに平行になっている。

　突合せ工程は、図２３に示すように、第一金属部材１Ｋ、第二金属部材２Ｋ及び補助部材１０Ｋを突き合わせつつ架台Ｋに固定する工程である。突合せ工程では、第一金属部材１Ｋの端面１Ｋａと、第二金属部材２Ｋの端面２Ｋａとの間に補助部材１０Ｋを配置する。第一金属部材１Ｋの端面１Ｋａと、補助部材１０Ｋの側面１０Ｋｂとが概ね面接触するように突き合わされて突合せ部Ｊ１１が形成される。第二金属部材２Ｋの端面２Ｋａと、補助部材１０Ｋの側面１０Ｋｃとが概ね面接触するように突き合わされて突合せ部Ｊ１２が形成される。補助部材１０Ｋの表面１０Ｋａは、第一金属部材１Ｋの表面１Ｋｂ及び第二金属部材２Ｋの表面２Ｋｂと面一になる。補助部材１０Ｋの裏面１０Ｋｄは、第一金属部材１Ｋの裏面１Ｋｃ及び第二金属部材２Ｋの裏面２Ｋｃと面一になる。

　ここで、図２３に示すように回転ツールＦは、基部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。平坦面Ｆ３は、補助部材１０Ｋの表面１０Ｋａの幅寸法よりも小さい直径寸法で形成されている。攪拌ピンＦ２の上端部の直径寸法は、補助部材１０Ｋの表面１０Ｋａの幅寸法よりも大きい。

　接合工程は、図２４に示すように、回転ツールＦを用いて第一金属部材１Ｋと第二金属部材２Ｋとを摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、右回転させた回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を補助部材１０Ｋの表面１０Ｋａの幅方向中央に挿入して、補助部材１０Ｋの長手方向に沿って相対移動させる。このとき、攪拌ピンＦ２の下端部の外周面は、第一金属部材１Ｋの端面１Ｋａ及び第二金属部材２Ｋの端面２Ｋａに接触させず、攪拌ピンＦ２の上端部の外周面は、第一金属部材１Ｋの端面１Ｋａ及び第二金属部材２Ｋの端面２Ｋａに接触させた状態である。攪拌ピンＦ２の上端部の外周面は、第一金属部材１Ｋの端面１Ｋａの上端部及び第二金属部材２Ｋの端面２Ｋａの上端部とで、上端に向かうに連れて接触代が大きくなるように接触している。

　接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１Ｋ、第二金属部材２Ｋ及び補助部材１０Ｋに接触させ、攪拌ピンＦ２の基端側は、第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋから露出した状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の平坦面Ｆ３は、架台Ｋに接触しない範囲で深い位置まで挿入する。回転ツールＦを補助部材１０Ｋに沿って相対移動させ、終了位置に達したら回転ツールＦを補助部材１０Ｋから離脱させる。以上により、突合せ部Ｊ１１，Ｊ１２が一の工程で同時に摩擦攪拌接合される。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。

　以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、先細りの攪拌ピンＦ２を備えた回転ツールＦを用いるため、補助部材１０Ｋの表面１０Ｋａに容易に挿入することができる。また、攪拌ピンＦ２のみを補助部材１０Ｋに挿入し、攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌するため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。

　また、第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋよりも軟質の補助部材１０Ｋに回転ツールＦを挿入するため、回転ツールＦの寿命を長くすることができる。また、攪拌ピンＦ２の上端部のみを第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋと接触させるに留めるため、第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋの硬質の金属が補助部材１０Ｋ側に多く混入するのを防ぐことができるため、より接合強度を高めることができる。

　また、攪拌ピンＦ２は先細りの形状であるため、攪拌ピンＦ２と第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋとが大きく接触するのを防ぐことができる。

［第十二形態］
　次に、本発明の第十二実施形態に係る接合方法について説明する。図２５は、本発明の第十二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。第十二実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第十二実施形態では、補助部材１０ＫＡの形状が第十一実施形態と主に相違する。本実施形態では、第十一実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　図２５に示すように、第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋは第十一実施形態と同一である。補助部材１０ＫＡは、断面矩形形状の本体部１１Ｋと、本体部１１Ｋの裏面（底部）１０Ｋｄから下方に突出する突起部１２Ｋを備えている。突起部１２Ｋは、本体部１１Ｋの裏面（底部）１０Ｋｄよりも幅広となる断面矩形（横長の長方形）状を呈する。突起部１２Ｋは、補助部材１０ＫＡの長手方向の全長に渡って形成されている。なお、突起部１２Ｋは、補助部材１０ＫＡの長手方向に沿って断続的に形成してもよい。架台Ｋには、突起部１２Ｋが挿入される断面矩形の凹部Ｋ４が形成されている。

　突合せ工程では、第一金属部材１Ｋと、第二金属部材２Ｋと、補助部材１０ＫＡとを突き合わせて架台Ｋに固定する。突合せ工程では、まず、補助部材１０ＫＡの突起部１２Ｋを凹部Ｋ４に挿入する。例えば、架台Ｋの手前側又は奥側の凹部Ｋ４の開口部から突起部１２Ｋを挿入する。

　次に、第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋを補助部材１０Ｋの両側から突き合わせる。突起部１２Ｋは、第一金属部材１Ｋの裏面１Ｋｃ及び第二金属部材２Ｋの裏面２Ｋｃにそれぞれ係止される。第一金属部材１Ｋの端面１Ｋａと、補助部材１０ＫＡの側面１０Ｋｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ１１が形成される。第二金属部材２Ｋの端面２Ｋａと、補助部材１０ＫＡの側面１０Ｋｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ１２が形成される。

　接合工程では、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ１１，Ｊ１２に対して摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、第十一実施形態と同じ要領で摩擦攪拌接合を行う。なお、接合工程が終了したら、突起部１２Ｋを切除する切除工程を行ってもよいし、突起部１２Ｋをそのまま残してもよい。

　以上説明した第十二実施形態によっても第十一実施形態と略同等の効果を奏することができる。例えば、摩擦攪拌接合の接合長が長くなると、それに伴って補助部材１０ＫＡも長く形成する。このような場合に摩擦攪拌接合を行うと、補助部材１０ＫＡが上方に浮き上がってしまうという問題がある。しかし、第十二実施形態によれば、補助部材１０ＫＡに突起部１２Ｋを設けているため、補助部材１０ＫＡの浮き上がりを防ぐことができる。これにより、第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋに対する補助部材１０ＫＡの位置ずれを防ぐことができるため、より好適に摩擦攪拌接合することができる。

　なお、本実施形態では、突起部１２Ｋが第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋの両方に係止するように設定したが、補助部材１０ＫＡが浮き上がらないように、第一金属部材１Ｋ及び第二金属部材２Ｋのいずれか一方に係止させるようにしてもよい。

［第十三形態］
　次に、本発明の第十三実施形態に係る接合方法について説明する。図２６は、本発明の第十三実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第十三実施形態では、図２６に示すように、第一金属部材１Ｍと第二金属部材２Ｍとを直交させて接合する点で他の実施形態と相違する。

　第十三実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。準備工程では、第一金属部材１Ｍ、第二金属部材２Ｍ及び補助部材１０Ｍを用意する。第一金属部材１Ｍは、板状を呈し、端面１Ｍａ、側面１Ｍｂ，１Ｍｃを備えている。側面１Ｍｂ，１Ｍｃは上下方向に広がり、端面１Ｍａは、側面１Ｍｂ，１Ｍｃに対して垂直になっている。第二金属部材２Ｍは、板状を呈し、端面２Ｍａ、側面２Ｍｂ，２Ｍｃ（図２６中、上下の面）を備えている。端面２Ｍａは上下方向に広がり、側面２Ｍｂ，２Ｍｃは水平になっている。第一金属部材１Ｍと第二金属部材２ＭとはＬ字状に突き合わされる。

　補助部材１０Ｍは、断面矩形形状の本体部１１Ｍと、本体部１１Ｍの裏面（Ｌ字の入隅（内隅）側の面）１０Ｍｄから上方に突出する突起部１２Ｍとを備えている。本体部１１Ｍは、表面１０Ｍａ、側面１０Ｍｂ，１０Ｍｃ（図２６中、上下の面）及び裏面１０Ｍｄを備えている。突起部１２Ｍは、本体部１１Ｍの裏面１０Ｍｄよりも上方に幅広となる断面矩形（縦長の長方形）状を呈する。突起部１２Ｍは、補助部材１０Ｍの長手方向の全長に渡って形成されている。なお、突起部１２Ｍは、補助部材１０Ｍの長手方向に沿って断続的に形成してもよい。

　突合せ工程は、図２７に示すように、第一金属部材１Ｍと第二金属部材２Ｍとの間に補助部材１０Ｍを介設し、第一金属部材１Ｍと第二金属部材２Ｍとを垂直（Ｌ字状）に突き合わせる工程である。本実施形態では、第一金属部材１Ｍ及び第二金属部材２Ｍの入隅（内隅）側に架台Ｋ５を配置して、両者を付き合わせる。架台Ｋ５には、突起部１２Ｍが挿入される断面矩形の凹部Ｋ５ａが形成されている。凹部Ｋ５ａは、補助部材１０Ｍの長手方向に延設されている。突合せ工程では、まず、補助部材１０Ｍの突起部１２Ｍを凹部Ｋ５ａに挿入する。

　次に、第一金属部材１Ｍ及び第二金属部材２Ｍを補助部材１０Ｍの両側からＬ字状に突き合わせる。突起部１２Ｍは、第一金属部材１Ｍの側面１Ｍｂに係止される。第一金属部材１Ｍの端面１Ｍａと、補助部材１０Ｍの側面１０Ｍｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ１３が形成される。第二金属部材２Ｍの側面２Ｍｂと補助部材１０Ｍの側面１０Ｍｃとが突き合わされて突合せ部Ｊ１４が形成される。第一金属部材１Ｍと第二金属部材２Ｍとは垂直になっている。

　接合工程は、図２７及び図２８に示すように、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ１３，Ｊ１４を摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを補助部材１０Ｍの表面１０Ｍａに挿入し、攪拌ピンＦ２の基端側の一部を露出させた状態で補助部材１０Ｍに沿って相対移動させて突合せ部Ｊ１３，Ｊ１４に対して摩擦攪拌接合を行う。

　また、本実施形態では、攪拌ピンＦ２の回転中心軸Ｚを水平にしつつ、攪拌ピンＦ２を補助部材１０Ｍの表面１０Ｍａの幅方向中央に挿入して、補助部材１０Ｍの長手方向に沿って相対移動させる。このとき、攪拌ピンＦ２の先端部の外周面は、第一金属部材１Ｍの端面１Ｍａ及び第二金属部材２Ｍの側面２Ｍｂに接触させず、攪拌ピンＦ２の基端部の外周面は、第一金属部材１Ｍの端面１Ｍａ及び第二金属部材２Ｍの側面２Ｍｂに接触させた状態となっている。攪拌ピンＦ２の基端部の外周面は、第一金属部材１Ｍの端面１Ｍａ及び第二金属部材２Ｍの側面２Ｍｂとで、基端側に向かうに連れて接触代が大きくなるように接触している。

　接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１Ｍ、第二金属部材２Ｍ及び補助部材１０Ｍに接触させ、攪拌ピンＦ２の基端側は、第一金属部材１Ｍ及び第二金属部材２Ｍから露出した状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の平坦面Ｆ３は、架台Ｋ５に接触しない範囲で深い位置まで挿入する。回転ツールＦを補助部材１０Ｍに沿って相対移動させ、終了位置に達したら回転ツールＦを補助部材１０Ｍから離脱させる。以上により、突合せ部Ｊ１３，Ｊ１４が一の工程で同時に摩擦攪拌接合される。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、接合工程が終了したら、突起部１２Ｍを切除する切除工程を行ってもよいし、突起部１２Ｍをそのまま残してもよい。また、本実施形態において、突起部１２Ｍを省略した補助部材を用いてもよい。

　以上説明した第十三実施形態に係る接合方法によっても、第十一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態では、第一金属部材１Ｍと、第二金属部材２Ｍとを垂直に接合することができる。さらに、補助部材１０Ｍの浮き上がりを防ぐことができるので、第一金属部材１Ｍ及び第二金属部材２Ｍに対する補助部材１０Ｍの位置ずれを防ぐことができるため、より好適に摩擦攪拌接合することができる。

［第十四形態］
　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２９は、本発明の第十四実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。第十四実施形態では、図２９に示すように、第一金属部材１Ｎと第二金属部材２Ｎとを重ね合わせつつ突き合わせる点で他の実施形態と相違する。

　第十四実施形態に係る接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。準備工程では、第一金属部材１Ｎ、第二金属部材２Ｎ及び補助部材１０Ｎを用意する。第一金属部材１Ｎは、板状を呈し、端面１Ｎａ、表面１Ｎｂ及び裏面１Ｎｃを備えている。端面１Ｎａは、表面１Ｎｂ及び裏面１Ｎｃに対して垂直になっている。

　第二金属部材２Ｎは、板厚部と板薄部からなる段差部を備えた形状になっている。第二金属部材２Ｎは、第一端面２Ｎａ、第一表面２Ｎｂ、第二端面２Ｎｃ、第二表面２Ｎｄ及び裏面２Ｎｅを有する。第一端面２Ｎａは、第一表面２Ｎｂに対して垂直になっている。第二端面２Ｎｃは、第二表面２Ｎｄ及び裏面２Ｎｅに対して垂直になっている。

　補助部材１０Ｎは、断面矩形の長尺の部材にて構成されている。補助部材１０Ｎは、表面１０Ｎａと、側面１０Ｎｂ，１０Ｎｃと、裏面１０Ｎｄを備えている。側面１０Ｎｂ，１０Ｎｃは、表面１０Ｎａおよび裏面１０Ｎｄと垂直になっている。側面１０Ｎｂ，１０Ｎｃは互いに平行になっている。

　突合せ工程は、図３０に示すように、第一金属部材１Ｎと第二金属部材２Ｎとを重ね合わせつつ、補助部材１０Ｎを介設して突き合わせる工程である。突合せ工程では、第一金属部材１Ｎの裏面１Ｎｃと、第二金属部材２Ｎの第二表面２Ｎｄとが重ね合わされて突合せ部Ｊ１７が形成される。また、補助部材１０Ｎの側面１０Ｎｂと第一金属部材１Ｎの端面１Ｎａとが突き合わされて突合せ部Ｊ１５が形成される。また、補助部材１０Ｎの側面１０Ｎｃと第二金属部材２Ｎの第一端面２Ｎａとが突き合わされて突合せ部Ｊ１６が形成される。

　接合工程は、図３１に示すように、回転ツールＦを用いて第一金属部材１Ｎと第二金属部材２Ｎを摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、右回転させた回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を補助部材１０Ｎの表面１０Ｎａの幅方向中央に挿入する。接合工程では、本実施形態では攪拌ピンＦ２の下端部の外周面は、第一金属部材１Ｎの端面１Ｎａ及び第二金属部材２Ｎの第一端面２Ｎａに接触させず、攪拌ピンＦ２の上端部の外周面は、第一金属部材１Ｎの端面１Ｎａ及び第二金属部材２Ｎの第一端面２Ｎａに接触させた状態で、攪拌ピンＦ２を補助部材１０Ｎに沿って相対移動させる。

　接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１Ｎ、第二金属部材２Ｎ及び補助部材１０Ｎに接触させ、攪拌ピンＦ２の基端側は、第一金属部材１Ｎ及び第二金属部材２Ｎから露出した状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の平坦面Ｆ３は、第二金属部材２Ｎの第二表面２Ｎｄに接触しない範囲で深い位置まで挿入する。回転ツールＦを補助部材１０Ｎに沿って相対移動させ、終了位置に達したら回転ツールＦを補助部材１０Ｎから離脱させる。以上により、突合せ部Ｊ１５，Ｊ１６が一の工程で同時に摩擦攪拌接合される。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。

　以上説明した第十四実施形態によっても第十一実施形態と略同等の効果を奏することができる。

［第十五形態］
　次に、本発明の第十五実施形態に係る接合方法について説明する。図３２は、本発明の第十五実施形態に係る接合方法の準備工程を示す断面図である。第十五実施形態に係る接合方法は、準備工程と、突合せ工程と、接合工程とを行う。第十五実施形態では、補助部材１０ＮＡの形状が第十四実施形態と主に相違する。本実施形態では、第十四実施形態と相違する部分を中心に説明する。

　図３２に示すように、第一金属部材１Ｎは第十四実施形態と同一である。第二金属部材２Ｎの第二表面２Ｎｄには、凹溝部１５Ｎが形成されている。凹溝部１５Ｎは断面矩形状に形成されている。

　補助部材１０ＮＡは、断面矩形状の本体部１１Ｎと、本体部１１Ｎの裏面（底部）１０Ｎｄから突出する突起部１２Ｎとを備えている。突起部１２Ｎは、本体部１１Ｎの裏面（底部）１０Ｎｄよりも幅広となる断面矩形（横長の長方形）状を呈する。突起部１２Ｎは、補助部材１０Ｎの長手方向の全長に渡って形成されている。なお、突起部１２Ｎは、補助部材１０ＮＡの長手方向に沿って断続的に形成してもよい。突起部１２Ｎは、第二金属部材２Ｎの凹溝部１５Ｎに挿入される。

　突合せ工程では、図３３に示すように、第一金属部材１Ｎと、第二金属部材２Ｎと、補助部材１０ＮＡとを突き合わせて架台Ｋに固定する。突合せ工程では、まず、補助部材１０ＮＡの突起部１２Ｎを凹溝部１５Ｎに挿入する。例えば、凹溝部１５Ｎの手前側又は奥側の開口部から突起部１２Ｎを挿入する。次に、第十四実施形態と同じ要領で、各部材を突き合わせて突合せ部Ｊ１５，Ｊ１６，Ｊ１７を形成する。接合工程は、第十四実施形態と同一である。

　以上説明した第十五実施形態によっても、第十四実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、突起部１２Ｎを備えることにより、補助部材１０ＮＡの浮き上がりを防ぐことができる。

　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で適宜設計変更が可能である。例えば、第十二～第十五実施形態に係る接合工程でも、攪拌ピンＦ２の上端部（基端部）の外周面と、第一金属部材及び第二金属部材は接触させたが、これに限定されるものではない。塑性化領域が第一金属部材及び第二金属部材に到達するようにすれば、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２と第一金属部材及び第二金属部材とを接触させずに摩擦攪拌接合を行ってもよい。

　１　　　第一金属部材
　１ａ　　端面（傾斜面）
　２　　　第二金属部材
　２ａ　　端面（傾斜面）
　１０　　補助部材
　１２　　突起部
　Ｊ１　　突合せ部
　Ｊ２　　突合せ部
　Ｆ　　　回転ツール
　Ｆ２　　攪拌ピン

Claims

　先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、
　アルミニウム合金から形成された第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成された補助部材を準備する準備工程と、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材の端部同士を向い合せて、前記端部同士の隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の端面と前記補助部材の一方の側面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記補助部材の他方の側面とを突き合せて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含み、
　前記補助部材は、少なくとも一方の側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備え、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方は、前記補助部材の傾斜面に対応し表面から裏面に向けて傾斜する傾斜面を備えることを特徴とする接合方法。
　前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、
　前記突合せ工程では、前記突起部が前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方に係止するように前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
　先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、
　アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第一金属部材と、アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、両側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備えた補助部材を準備する準備工程と、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材の端部同士を向い合せて、前記端部同士の隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の傾斜面と前記補助部材の一方の傾斜面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の傾斜面と前記補助部材の他方の傾斜面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、
　前記突合せ工程では、前記突起部が前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方に係止するように前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせることを特徴とする請求項３に記載の接合方法。
　先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、
　アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、両側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備えた補助部材を準備する準備工程と、
　前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面とを突き合せて、内隅側に形成された前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面との隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の傾斜面と前記補助部材の一方の傾斜面とを突き合せるとともに、前記第二金属部材の側面と前記補助部材の他方の傾斜面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、
　前記突合せ工程では、前記突起部が前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方に係止するように前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせることを特徴とする請求項５に記載の接合方法。
　先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、
　アルミニウム合金から形成され、端部に傾斜面を備えた第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、両側面に表面から離間するにつれて先細りとなる傾斜面を備えた補助部材を準備する準備工程と、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材とを重ね合わせて、前記第一金属部材の傾斜面と前記第二金属部材の表面との隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の傾斜面と前記補助部材の一方の傾斜面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の表面と前記補助部材の他方の傾斜面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側のみから挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属部材に僅か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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、
　前記突合せ工程では、前記第一金属部材の裏面に形成された溝部及び前記第二金属部材の表面に形成された溝部の少なくとも一方で構成された凹溝部に前記突起部を嵌め合わせつつ、前記第一金属部材と前記第二金属部材を突き合わせることを特徴とする請求項７に記載の接合方法。
　先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、
　アルミニウム合金から形成された第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成された断面矩形の補助部材を準備する準備工程と、
　前記第一金属部材と前記第二金属部材の端部同士を向い合せて、前記端部同士の隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の端面と前記補助部材の一方の側面とを突き合わせるとともに、前記第二金属部材の端面と前記補助部材の他方の側面とを突き合せて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側から挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの少なくとも基端側の外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、
　前記突合せ工程では、前記突起部が前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方に係止するように前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせることを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
　先細りの攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて一対の金属部材を接合する接合方法であって、
　アルミニウム合金から形成された第一金属部材と、アルミニウム合金から形成された第二金属部材と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材よりも硬度が低いアルミニウム又はアルミニウム合金から形成された断面矩形の補助部材を準備する準備工程と、
　前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面とを突き合せて、前記第一金属部材の端部と前記第二金属部材の側面との隙間に前記補助部材を挟み込み、前記第一金属部材の端面と前記補助部材の一方の側面とを突き合せるとともに、前記第二金属部材の側面と前記補助部材の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
　回転する前記回転ツールを前記補助部材の表面側から挿入するとともに、前記攪拌ピンのみを前記補助部材に接触させ前記攪拌ピンの基端側を露出させつつ、前記攪拌ピンの少なくとも基端側の外周面を前記第一金属部材及び前記第二金属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と前記第二金属部材とを補助部材を介して接合する接合工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
　前記補助部材の裏面側に、浮き防止のための突起部を備え、
　前記突合せ工程では、前記突起部が前記第一金属部材及び前記第二金属部材の少なくとも一方に係止するように前記第一金属部材と前記第二金属部材とを突き合わせることを特徴とする請求項１１に記載の接合方法。