JP2002066764A - 摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
摩擦攪拌接合方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 中空形材等の筒部の摩擦攪拌接合において変
形しない摩擦攪拌接合方法を提供する。 【解決手段】 中空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂと中
空形材２０の面板２１ｂ、２２ｂとが突き合わせられて
いる。面板１１ｂ、１２ｂの端面に凹部１６があり、面
板２１ｂ、２２ｂの端面には凹部に入る凸部２６があ
る。面板１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂの外側には凸
部１５、２５がある。回転工具５０は大径部５３と大径
部５４との間に小径部５１がある。小径部５１の外面に
はネジがある。２つの大径部５３、５４の間に接合すべ
き部分を挟んで摩擦攪拌接合を行う。これによれば、中
空形材１０、２０の中央部に向けた力がかからないの
で、中空形材１０、２０を変形させないで、摩擦攪拌接
合できるものである。
形しない摩擦攪拌接合方法を提供する。 【解決手段】 中空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂと中
空形材２０の面板２１ｂ、２２ｂとが突き合わせられて
いる。面板１１ｂ、１２ｂの端面に凹部１６があり、面
板２１ｂ、２２ｂの端面には凹部に入る凸部２６があ
る。面板１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂの外側には凸
部１５、２５がある。回転工具５０は大径部５３と大径
部５４との間に小径部５１がある。小径部５１の外面に
はネジがある。２つの大径部５３、５４の間に接合すべ
き部分を挟んで摩擦攪拌接合を行う。これによれば、中
空形材１０、２０の中央部に向けた力がかからないの
で、中空形材１０、２０を変形させないで、摩擦攪拌接
合できるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は筒部の摩擦攪拌接合
方法に係わり、特に、中空形材の接合に好適である。
方法に係わり、特に、中空形材の接合に好適である。
【０００２】
【従来の技術】摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した
丸棒（回転工具という）を回転させながら接合線に沿っ
て移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動させ、
固相接合する方法である。回転工具は大径部と小径部か
らなる。小径部を接合すべき部材に挿入し、大径部の端
面を前記部材に接触させている。小径部にはネジを設け
ている。また、回転工具の２つの大径部の間に接合すべ
き部材を位置させて摩擦攪拌接合することがある。これ
らは特許第２７１２８３８号公報（ＵＳＰ５４６０３１
７）、特表平９−５０８０７３号公報（ＥＰ０７５２９
２６Ｂ１）に示されている。
丸棒（回転工具という）を回転させながら接合線に沿っ
て移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動させ、
固相接合する方法である。回転工具は大径部と小径部か
らなる。小径部を接合すべき部材に挿入し、大径部の端
面を前記部材に接触させている。小径部にはネジを設け
ている。また、回転工具の２つの大径部の間に接合すべ
き部材を位置させて摩擦攪拌接合することがある。これ
らは特許第２７１２８３８号公報（ＵＳＰ５４６０３１
７）、特表平９−５０８０７３号公報（ＥＰ０７５２９
２６Ｂ１）に示されている。
【０００３】回転工具を接合部の金属に挿入しなければ
ならないので、接合部には大きな力がかかる。このた
め、中空形材を接合する際には、中空形材の２つの面板
を接続する接続板の部分を他方の中空形材との摩擦攪拌
接合位置としている。これは前記接続板で前記力を支
え、中空形材の変形を防止しながら摩擦攪拌接合するも
のである。これは特開平１１−９０６５５号公報（ＵＳ
Ｐ６０５０４７４）に示されている。
ならないので、接合部には大きな力がかかる。このた
め、中空形材を接合する際には、中空形材の２つの面板
を接続する接続板の部分を他方の中空形材との摩擦攪拌
接合位置としている。これは前記接続板で前記力を支
え、中空形材の変形を防止しながら摩擦攪拌接合するも
のである。これは特開平１１−９０６５５号公報（ＵＳ
Ｐ６０５０４７４）に示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平１１−９０
６５５号公報（ＵＳＰ６０５０４７４）によれば中空形
材の変形を防止して摩擦攪拌接合できる。しかし、摩擦
攪拌接合位置に接続板が必要となるので、摩擦攪拌接合
位置や中空形材の形状として制約を受ける。このため、
結果的に中空形材の重量が大きくなるものである。本発
明の目的は、中空形材等の筒部の摩擦攪拌接合において
変形しない摩擦攪拌接合方法を提供することにある。
６５５号公報（ＵＳＰ６０５０４７４）によれば中空形
材の変形を防止して摩擦攪拌接合できる。しかし、摩擦
攪拌接合位置に接続板が必要となるので、摩擦攪拌接合
位置や中空形材の形状として制約を受ける。このため、
結果的に中空形材の重量が大きくなるものである。本発
明の目的は、中空形材等の筒部の摩擦攪拌接合において
変形しない摩擦攪拌接合方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、中空形材の面
板とこれに接合する板とを突き合わせ、突き合わせ部を
回転工具の２つの大径部の間に位置させて摩擦攪拌接合
を行うこと、を特徴とする。
板とこれに接合する板とを突き合わせ、突き合わせ部を
回転工具の２つの大径部の間に位置させて摩擦攪拌接合
を行うこと、を特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図６に
よって説明する。図４において、接合部の形状やハッチ
ングで示す摩擦攪拌領域は模式的に示すものである。鉄
道車両の車体５００は、側面を構成する側構体５０１、
屋根を構成する屋根構体５０２、床を構成する台枠５０
３、長手方向の端部を構成する妻構体５０４からなる。
側構体５０１、屋根構体５０２、台枠５０４は、それぞ
れ複数の押し出し形材１０、２０を接合して構成してい
る。押し出し形材１０、２０の長手方向（押し出し方
向）を車体５００の長手方向に向けている。押し出し形
材１０、２０はアルミニウム合金製の中空形材である。
よって説明する。図４において、接合部の形状やハッチ
ングで示す摩擦攪拌領域は模式的に示すものである。鉄
道車両の車体５００は、側面を構成する側構体５０１、
屋根を構成する屋根構体５０２、床を構成する台枠５０
３、長手方向の端部を構成する妻構体５０４からなる。
側構体５０１、屋根構体５０２、台枠５０４は、それぞ
れ複数の押し出し形材１０、２０を接合して構成してい
る。押し出し形材１０、２０の長手方向（押し出し方
向）を車体５００の長手方向に向けている。押し出し形
材１０、２０はアルミニウム合金製の中空形材である。
【０００７】側構体５０１を構成する中空形材１０、２
０の構造について説明する。他の箇所の中空形材も同様
である。中空形材１０（２０）は、実質的に平行な２枚
の面板１１（２１）、１２（２２）と、この２枚の面板
を接続する複数の接続板１３（２３）と、からなる。接
続板１３（２３）は面板１１（２１）、１２（２２）に
対して傾斜している。つまり、面板１１（２１）、１２
（２２）、接続板１３（２３）によってトラスを構成し
ている。
０の構造について説明する。他の箇所の中空形材も同様
である。中空形材１０（２０）は、実質的に平行な２枚
の面板１１（２１）、１２（２２）と、この２枚の面板
を接続する複数の接続板１３（２３）と、からなる。接
続板１３（２３）は面板１１（２１）、１２（２２）に
対して傾斜している。つまり、面板１１（２１）、１２
（２２）、接続板１３（２３）によってトラスを構成し
ている。
【０００８】中空形材１０（２０）の幅方向の端部は接
続板１３（２３）と面板１１、１２（２１、２２）との
接続部よりも突出して面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）となっている。面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）の外面は面板１１、１２（２１、２２）の外面と
同一面にある。面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２２ｂ）
の板厚は面板１１、１２（２１、２２）の板厚よりも厚
い。
続板１３（２３）と面板１１、１２（２１、２２）との
接続部よりも突出して面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）となっている。面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２
２ｂ）の外面は面板１１、１２（２１、２２）の外面と
同一面にある。面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２２ｂ）
の板厚は面板１１、１２（２１、２２）の板厚よりも厚
い。
【０００９】面板１１ｂ、１２ｂ（２１ｂ、２２ｂ）の
端部には中空形材１０、２０の外面側（厚さ方向の外
側）に突出する凸部１５（２５）がある。そして、面板
１１ｂ、１２ｂの端面には凹部１６がある。他方の中空
形材２０の面板２１ｂ、２２ｂの端面には前記凹部１６
に入ることのできる凸部２６がある。凹部１６への凸部
２６の挿入を容易にするため、凹部１６、凸部２６は台
形状である。挿入したとき、凹部１６の底面と凸部２６
の先端との間には若干の隙間がある。
端部には中空形材１０、２０の外面側（厚さ方向の外
側）に突出する凸部１５（２５）がある。そして、面板
１１ｂ、１２ｂの端面には凹部１６がある。他方の中空
形材２０の面板２１ｂ、２２ｂの端面には前記凹部１６
に入ることのできる凸部２６がある。凹部１６への凸部
２６の挿入を容易にするため、凹部１６、凸部２６は台
形状である。挿入したとき、凹部１６の底面と凸部２６
の先端との間には若干の隙間がある。
【００１０】凹部１６と凸部２６とを嵌合させた状態
で、該部を摩擦攪拌接合する。このため、この接合部は
面板１１、２１（１２、２２）と接続板１３、２３とか
らなる筒部の接合といえる。なお、筒は完全な筒を構成
しなくてもよい。例えば、中空形材１０の面板１１の端
部に板を接合する場合でも、この接合部は筒の接合とい
える。つまり、接合部に回転工具の挿入力を支える支え
部材がないものを筒という。
で、該部を摩擦攪拌接合する。このため、この接合部は
面板１１、２１（１２、２２）と接続板１３、２３とか
らなる筒部の接合といえる。なお、筒は完全な筒を構成
しなくてもよい。例えば、中空形材１０の面板１１の端
部に板を接合する場合でも、この接合部は筒の接合とい
える。つまり、接合部に回転工具の挿入力を支える支え
部材がないものを筒という。
【００１１】中空形材１０の面板１１、１２のそれぞれ
の端面１７は、面板１１ｂ、１２ｂの面に直交する線上
（中空形材の厚さ方向に沿った線上）にある。２つの端
面１７は１つの線上にある。
の端面１７は、面板１１ｂ、１２ｂの面に直交する線上
（中空形材の厚さ方向に沿った線上）にある。２つの端
面１７は１つの線上にある。
【００１２】中空形材２０の面板２１、２２のそれぞれ
の端面２７は、面板２１ｂ、２２ｂの面に直交する線上
（中空形材の厚さ方向に沿った線上）にある。２つの端
面２７は１つの線上にある。凸部２６の突出代は同一で
ある。
の端面２７は、面板２１ｂ、２２ｂの面に直交する線上
（中空形材の厚さ方向に沿った線上）にある。２つの端
面２７は１つの線上にある。凸部２６の突出代は同一で
ある。
【００１３】なお、下面の面板１２ｂ、２２ｂ側の凹部
１６と凸部２６との重なり代を、上面の面板１１ｂ、２
１ｂ側の凹部１６と凸部２６との重なり代よりも大きく
設けることができる。これによれば、下面側の凹部１６
と凸部２６が嵌合した後、上面の凹部１６と凸部２６が
嵌合するので、上面の嵌合を容易に行うことができる。
１６と凸部２６との重なり代を、上面の面板１１ｂ、２
１ｂ側の凹部１６と凸部２６との重なり代よりも大きく
設けることができる。これによれば、下面側の凹部１６
と凸部２６が嵌合した後、上面の凹部１６と凸部２６が
嵌合するので、上面の嵌合を容易に行うことができる。
【００１４】中空形材１０の端部の接続板から他方の中
空形材の接続板２３までの面板の長さは、他の部分のト
ラスを構成する面板の長さより長い。このため、接合部
の面板１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂの板厚は若干厚
くしている。
空形材の接続板２３までの面板の長さは、他の部分のト
ラスを構成する面板の長さより長い。このため、接合部
の面板１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂの板厚は若干厚
くしている。
【００１５】回転工具５０は小径部５１の軸方向の両側
に大径部５３、５４を有するものである。２つの大径部
５３、５４の間に接合すべき部分を挟んだ状態で、回転
工具５０を回転させて摩擦攪拌接合する。小径部５１の
外面には雄ネジを有する。回転工具５０の上端に、回転
させ、移動させる駆動装置がある。２つの大径部５３、
５４のうち、上方の大径部５３を基軸側（または、駆動
装置側）の大径部５３という。下方の大径部５４を先端
側の大径部５４という。
に大径部５３、５４を有するものである。２つの大径部
５３、５４の間に接合すべき部分を挟んだ状態で、回転
工具５０を回転させて摩擦攪拌接合する。小径部５１の
外面には雄ネジを有する。回転工具５０の上端に、回転
させ、移動させる駆動装置がある。２つの大径部５３、
５４のうち、上方の大径部５３を基軸側（または、駆動
装置側）の大径部５３という。下方の大径部５４を先端
側の大径部５４という。
【００１６】回転工具５０の部材は、大径部５３および
小径部５１を有する丸棒５０ｂと、先端の大径部５４用
の部材５４ｂとからなる。丸棒５０ｂは基端側から、外
径が円形の大径部５３、小径のネジ部５１ｂ、大径部５
４の部材５４ｂを設置するための小径の軸部５１ｃがあ
る。軸部５１ｃには部材５４ｂを固定するためのピン孔
５７がある。
小径部５１を有する丸棒５０ｂと、先端の大径部５４用
の部材５４ｂとからなる。丸棒５０ｂは基端側から、外
径が円形の大径部５３、小径のネジ部５１ｂ、大径部５
４の部材５４ｂを設置するための小径の軸部５１ｃがあ
る。軸部５１ｃには部材５４ｂを固定するためのピン孔
５７がある。
【００１７】大径部５４に相当する部材５４ｂは、外径
が円形で、軸５１ｃに嵌合する孔５４ｃとピン孔５８を
有する。大径部５３、５４のネジ部５１ｂ側の端面は図
５のように傾斜した凹みがある。この凹みは攪拌された
金属を内側に押え、該部への流出を防止するためにあ
る。
が円形で、軸５１ｃに嵌合する孔５４ｃとピン孔５８を
有する。大径部５３、５４のネジ部５１ｂ側の端面は図
５のように傾斜した凹みがある。この凹みは攪拌された
金属を内側に押え、該部への流出を防止するためにあ
る。
【００１８】このように部品を製作した後、大径部５４
に相当する部材５４ｂを軸５１ｃに嵌合し、ピン孔５
７、５８にノックピン５９を嵌合し、部材５４ｂを固定
する。部材５４ｂは大径部５４となる。小径部５１の長
さ（大径部５３の端面から大径部５４の端面までの距
離）Ｌは接合すべき部材の板厚（凸部１５、２５を含
む。）ｔよりも小さい。大径部５３の径Ｄは２つの凸部
１５、２５を合わせた幅Ｗよりも小さい。
に相当する部材５４ｂを軸５１ｃに嵌合し、ピン孔５
７、５８にノックピン５９を嵌合し、部材５４ｂを固定
する。部材５４ｂは大径部５４となる。小径部５１の長
さ（大径部５３の端面から大径部５４の端面までの距
離）Ｌは接合すべき部材の板厚（凸部１５、２５を含
む。）ｔよりも小さい。大径部５３の径Ｄは２つの凸部
１５、２５を合わせた幅Ｗよりも小さい。
【００１９】次に、２つの中空形材の接合手順を説明す
る。２つの中空形材１０、２０をベッド１００に載せ、
中空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂに他方の中空形材２
０の面板２１ｂ、２２ｂを突き合わせる。これによって
面板１１ｂ、１２ｂの凹部１６に面板２１ｂ、２２ｂの
凸部２６が入る。この状態で中空形材１０、２０をベッ
ド１００に固定する。また、上面の凸部１５、２５を間
欠的にアーク溶接する。
る。２つの中空形材１０、２０をベッド１００に載せ、
中空形材１０の面板１１ｂ、１２ｂに他方の中空形材２
０の面板２１ｂ、２２ｂを突き合わせる。これによって
面板１１ｂ、１２ｂの凹部１６に面板２１ｂ、２２ｂの
凸部２６が入る。この状態で中空形材１０、２０をベッ
ド１００に固定する。また、上面の凸部１５、２５を間
欠的にアーク溶接する。
【００２０】この状態で、中空形材１０、２０の長手方
向の端面から、回転工具５０を回転させながら中空形材
１０、２０側に移動させ、２つの大径部５３、５４の間
（小径部５１）に接合すべき部分を入れる。回転工具５
０の移動によって接合すべき部分は接合される。
向の端面から、回転工具５０を回転させながら中空形材
１０、２０側に移動させ、２つの大径部５３、５４の間
（小径部５１）に接合すべき部分を入れる。回転工具５
０の移動によって接合すべき部分は接合される。
【００２１】面板１１、２１側の接合が終了すると、中
空形材１０、２０の上下を反転させ、面板１１、２１を
下方にして、ベッド１００に固定する。前記と同様に面
板１２ｂ、２２ｂの突き合わせ部の摩擦攪拌接合を行
う。
空形材１０、２０の上下を反転させ、面板１１、２１を
下方にして、ベッド１００に固定する。前記と同様に面
板１２ｂ、２２ｂの突き合わせ部の摩擦攪拌接合を行
う。
【００２２】摩擦攪拌接合時に、回転工具５０は周知の
ように若干傾斜している。回転工具５０の移動方向にお
いて、回転工具の軸心は後方に傾斜している。上部の大
径部５３の前端（前記移動方向の前方）は後端（前記移
動方向の後方）よりも上方に位置している。
ように若干傾斜している。回転工具５０の移動方向にお
いて、回転工具の軸心は後方に傾斜している。上部の大
径部５３の前端（前記移動方向の前方）は後端（前記移
動方向の後方）よりも上方に位置している。
【００２３】上部の大径部５３の後端は凸部１５、２５
内に位置している。大径部５３の後端が凸部１５、２５
内に位置するとは、凸部１５、２５を除く面板１１ｂ、
２１ｂの外面よりも上方に大径部５３の後端が位置して
いることを言う。これによれば、上部の摩擦攪拌接合面
は面板１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２ｂ）の上面よりも
上方となる。面板１１、２１の上面を車両の外面とする
場合、残った凸部１５、２５を切削して面板１１ｂ、２
１ｂと同一面とする。車体の内面側の凸部１５、２５は
必要により切削する。
内に位置している。大径部５３の後端が凸部１５、２５
内に位置するとは、凸部１５、２５を除く面板１１ｂ、
２１ｂの外面よりも上方に大径部５３の後端が位置して
いることを言う。これによれば、上部の摩擦攪拌接合面
は面板１１ｂ、２１ｂ（１２ｂ、２２ｂ）の上面よりも
上方となる。面板１１、２１の上面を車両の外面とする
場合、残った凸部１５、２５を切削して面板１１ｂ、２
１ｂと同一面とする。車体の内面側の凸部１５、２５は
必要により切削する。
【００２４】摩擦攪拌接合において、接合すべき部分の
隙間（例えば、凹部１６と凸部２６との間の隙間、端面
１７と端面２７との間の隙間）は凸部１５、２５の金属
が原資となり、隙間は埋められる。あまった金属は大径
部５３の周囲から飛ばされる。前記隙間は車体５００の
長さが約２０あるので、生じ易い。先端の大径部５４は
面板１１ｂ、２１ｂよりも下方に位置する。大径部５４
の前端で面板１１ｂ、２１ｂの下面を若干削るが、大径
部５４の後端で金属が若干盛り上がる。図４では下方に
盛り上がっている。
隙間（例えば、凹部１６と凸部２６との間の隙間、端面
１７と端面２７との間の隙間）は凸部１５、２５の金属
が原資となり、隙間は埋められる。あまった金属は大径
部５３の周囲から飛ばされる。前記隙間は車体５００の
長さが約２０あるので、生じ易い。先端の大径部５４は
面板１１ｂ、２１ｂよりも下方に位置する。大径部５４
の前端で面板１１ｂ、２１ｂの下面を若干削るが、大径
部５４の後端で金属が若干盛り上がる。図４では下方に
盛り上がっている。
【００２５】車体５００は長さが約２０ｍで、面板１１
ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂは中空形材１０、２０の厚
さ方向に若干歪んでいることが多い。しかし、２つの面
板１１ｂ、２１ｂは凹部１６と凸部２６で嵌合している
ので、接合すべき部分の面板１１ｂの端部の高さ位置と
面板２１ｂの端部の高さ位置とが異なる段違いが生じな
い。段違いを生じると、接合部内に空隙ができやすい。
このため、勘合によって欠陥の少ない摩擦攪拌接合がで
きるものである。
ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂは中空形材１０、２０の厚
さ方向に若干歪んでいることが多い。しかし、２つの面
板１１ｂ、２１ｂは凹部１６と凸部２６で嵌合している
ので、接合すべき部分の面板１１ｂの端部の高さ位置と
面板２１ｂの端部の高さ位置とが異なる段違いが生じな
い。段違いを生じると、接合部内に空隙ができやすい。
このため、勘合によって欠陥の少ない摩擦攪拌接合がで
きるものである。
【００２６】摩擦攪拌接合時に、２つの面板は２つの大
径部５３、５４に挟まれているので、面板１１ｂ、２１
ｂ側を接合する際に、回転工具５０を面板１２、２２側
に挿入する力は発生しない。このため、接合部に支え板
が無くても、中空形材を変形させないで、接合できるも
のである。
径部５３、５４に挟まれているので、面板１１ｂ、２１
ｂ側を接合する際に、回転工具５０を面板１２、２２側
に挿入する力は発生しない。このため、接合部に支え板
が無くても、中空形材を変形させないで、接合できるも
のである。
【００２７】上記実施例では中空形材１０の面板１１
ｂ、１２ｂにそれぞれ凹部１６を設け、他方の中空形材
２０の面板２１ｂ、２２ｂに凸部２６を設けている。し
かし、面板１１ｂ、２２ｂに凹部１６を設け、面板１２
ｂ、２１ｂに凸部２６を設けてもよい。また、突き合わ
せた部分の一方の部材にのみ凸部１５がある場合も可能
である。
ｂ、１２ｂにそれぞれ凹部１６を設け、他方の中空形材
２０の面板２１ｂ、２２ｂに凸部２６を設けている。し
かし、面板１１ｂ、２２ｂに凹部１６を設け、面板１２
ｂ、２１ｂに凸部２６を設けてもよい。また、突き合わ
せた部分の一方の部材にのみ凸部１５がある場合も可能
である。
【００２８】図７の実施例は、板を円形に曲げた円筒２
００の端部を摩擦攪拌接合して円筒を構成する場合であ
る。回転工具は前記回転工具５０を用いる。通常の回転
工具で接合する場合は、円筒内に支え部材を配置して、
接合を行う。または、接合部を下部にし、円筒内に回転
工具を入れて、接合する。これによれば、支え部材や回
転工具の配置が困難になり、小径の円筒の場合は接合が
困難である。しかし、２つの大径部の間に接合すべき部
分を位置させて接合を行えば、簡単な構成で、小径の円
筒も接合できるものである。
００の端部を摩擦攪拌接合して円筒を構成する場合であ
る。回転工具は前記回転工具５０を用いる。通常の回転
工具で接合する場合は、円筒内に支え部材を配置して、
接合を行う。または、接合部を下部にし、円筒内に回転
工具を入れて、接合する。これによれば、支え部材や回
転工具の配置が困難になり、小径の円筒の場合は接合が
困難である。しかし、２つの大径部の間に接合すべき部
分を位置させて接合を行えば、簡単な構成で、小径の円
筒も接合できるものである。
【００２９】円筒ばかりでなく、四角形などに折り曲げ
た筒の接合にも適用できる。また、周方向に接合する場
合にも適用できる。例えば、第１の筒と第２の筒とを軸
方向に突き合わせ、これを円周方向に接合する場合にも
適用できる。この場合、接合開始位置に回転工具の先端
大径部５４を挿入する穴をあけておき、この孔の位置で
接合を終了する。終了後、アーク溶接で穴を埋める。ま
たは当て板をアーク溶接する。
た筒の接合にも適用できる。また、周方向に接合する場
合にも適用できる。例えば、第１の筒と第２の筒とを軸
方向に突き合わせ、これを円周方向に接合する場合にも
適用できる。この場合、接合開始位置に回転工具の先端
大径部５４を挿入する穴をあけておき、この孔の位置で
接合を終了する。終了後、アーク溶接で穴を埋める。ま
たは当て板をアーク溶接する。
【００３０】本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
【００３１】
【発明の効果】本発明のよれば、中空形材等の筒を変形
させないで摩擦攪拌接合できるものである。
させないで摩擦攪拌接合できるものである。
【図１】本発明の一実施例の一対の中空形材の縦断面
図。
図。
【図２】図１の中空形材の接合すべき部分の拡大縦断面
図。
図。
【図３】図１の接合時の要部の縦断面図。
【図４】図１の接合後の要部の縦断面図。
【図５】図１の回転工具の分解縦断面図。
【図６】鉄道車両の車体の斜視図。
【図７】本発明の他の実施例の正面図。
１０、２０ 中空形材 １１、１１ｂ、１２、１２ｂ、２１、２２ 面板 １５、２５ 凸部 １６ 凹部 ２６ 凸部 ５０ 回転工具 ５１ 小径部 ５３、５４ 大径部 ２００ 円筒 ５００ 車体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福寄 一成 山口県下松市大字東豊井794番地 日立笠 戸機械工業株式会社内 (72)発明者 岡村 久宣 茨城県大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 4E067 AA05 BG00 CA01
Claims (13)
- 【請求項１】 中空形材の一方の面板の端部と第１の板
の端部とを突き合わせ、 小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記突き合わ
せた部分を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら
前記突き合わせた部分に沿って移動させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項２】 請求項１の摩擦攪拌接合方法において、
前記突き合わせ部の部材には一対の凹凸を有し、一方の
凸部を他方の凹部に入れた状態で、前記突き合わせてお
り、 かかる状態で前記回転工具による摩擦攪拌接合を行うこ
と、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項３】 請求項１において、前記面板の端部の外
面に凸部を有し、 該凸部内に前記回転工具の基軸側の大径部を入れた状態
で、前記摩擦攪拌接合を行うこと、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項４】 第１の中空形材の２つの面板と第２の中
空形材の２つの面板とを突き合わせ、 小径部の両側に大径部を有する回転工具を用い、該回転
工具の大径部と大径部との間に前記突き合わせた部分を
挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら前記突き合
わせた部分に沿って移動させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項５】 請求項４の摩擦攪拌接合方法において、
それぞれの前記突き合わせ部の部材には一対の凹凸を有
し、一方の凸部を他方の凹部に入れた状態で、前記突き
合わせており、 かかる状態で前記回転工具による摩擦攪拌接合を行うこ
と、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項６】 請求項３において、前記第１の中空形材
の前記２つの面板の端部および前記第２の中空形材の前
記２つの面板の端部のそれぞれの外面に凸部を有し、 該凸部内に前記回転工具の基軸側の大径部を入れた状態
で、前記摩擦攪拌接合を行うこと、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項７】 板を曲げて筒状に設け、前記板の一方の
端部と他方の端部とを突き合わせ、 小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記突き合わ
せた部分を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら
前記突き合わせた部分に沿って移動させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項８】 第１の筒と第２の筒とを突き合わせ、 小径部の両側にそれぞれ大径部を有する回転工具を用
い、該回転工具の前記２つの大径部の間に前記突き合わ
せた部分を挟んだ状態で、該回転工具を回転させながら
前記突き合わせた部分に沿って移動させること、 を特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 【請求項９】 中空形材の一方の面板の端部と第１の板
の端部との突き合わせ部が摩擦攪拌接合されており、 前記摩擦攪拌接合された部分は接合部の厚さ方向の両面
にあり、 前記中空形材の他方の面側に向いた前記摩擦攪拌接合さ
れた部分は、前記一方の面板および前記第１の面板の面
よりも盛り上がっていること、 を特徴とする構造体。 - 【請求項１０】 筒の軸方向に沿って摩擦攪拌接合され
ており、 前記摩擦攪拌接合された部分は接合部の厚さ方向の両面
にあり、 前記筒の内側に向いた前記摩擦攪拌接合された部分は、
前記筒を構成する板よりも盛り上がっていること、 を特徴とする筒。 - 【請求項１１】 第１の筒と第２の筒との突き合わせ部
を摩擦攪拌接合によって接合しており、 前記摩擦攪拌接合された部分は接合部の厚さ方向の両面
にあり、 前記筒の内側に向いた前記摩擦攪拌接合された部分は、
前記筒を構成する板よりも盛り上がっていること、 を特徴とする筒。 - 【請求項１２】 第１の面板と、これに実質的に平行な
第２の面板と、前記第１の面板と前記第２の面板とを接
続する接続板と、からなり、 前記第１の面板の端部および前記第２の面板の端部は、
前記接続板と前記第１の面板、前記第２の面板との接続
部よりも中空形材の幅方向に突出しており、 前記第１の面板の前記突出した端部の端面に凹部または
凸部を有し、 前記第２の面板の前記突出した端部であって前記凹部ま
たは前記凸部がある側の端面に、凹部または凸部を有す
ること、 を特徴とする摩擦攪拌接合用中空形材。 - 【請求項１３】 請求項１２において、前記突出した前
記第１の面板および前記第２の面板のそれぞれの外面側
に第２の凸部があること、を特徴とする摩擦攪拌接合用
中空形材。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000259053A JP2002066764A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 摩擦攪拌接合方法 |
| TW090103152A TW492900B (en) | 2000-08-29 | 2001-02-13 | Friction stir bonding method, and hollow-shaped material thereof |
| KR1020010007223A KR20020017899A (ko) | 2000-08-29 | 2001-02-14 | 마찰교반접합방법 및 그 중공형재 |
| CN01104541A CN1340399A (zh) | 2000-08-29 | 2001-02-15 | 摩擦搅拌接合方法及其中空型材 |
| AU23103/01A AU2310301A (en) | 2000-08-29 | 2001-02-20 | Friction stir welding method, and hollow-shaped material thereof |
| EP01301560A EP1193022A2 (en) | 2000-08-29 | 2001-02-21 | Friction stir welding |
| US09/791,552 US20020023941A1 (en) | 2000-08-29 | 2001-02-26 | Friction stir bonding method, and hollow-shaped material thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000259053A JP2002066764A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 摩擦攪拌接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002066764A true JP2002066764A (ja) | 2002-03-05 |
Family
ID=18747275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (7)
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|---|---|
| US (1) | US20020023941A1 (ja) |
| EP (1) | EP1193022A2 (ja) |
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| CN (1) | CN1340399A (ja) |
| AU (1) | AU2310301A (ja) |
| TW (1) | TW492900B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010149157A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | ダブルスキンパネルのレーザ溶接継手 |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2003039181A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-12 | Hitachi Ltd | 摩擦攪拌接合方法および回転工具 |
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| CN104002037B (zh) * | 2011-01-19 | 2017-04-12 | 日本轻金属株式会社 | 摩擦搅拌接合方法 |
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2000
- 2000-08-29 JP JP2000259053A patent/JP2002066764A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-13 TW TW090103152A patent/TW492900B/zh active
- 2001-02-14 KR KR1020010007223A patent/KR20020017899A/ko not_active Application Discontinuation
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- 2001-02-20 AU AU23103/01A patent/AU2310301A/en not_active Abandoned
- 2001-02-21 EP EP01301560A patent/EP1193022A2/en not_active Withdrawn
- 2001-02-26 US US09/791,552 patent/US20020023941A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010149157A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Nippon Sharyo Seizo Kaisha Ltd | ダブルスキンパネルのレーザ溶接継手 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020023941A1 (en) | 2002-02-28 |
| AU2310301A (en) | 2002-03-07 |
| EP1193022A2 (en) | 2002-04-03 |
| CN1340399A (zh) | 2002-03-20 |
| TW492900B (en) | 2002-07-01 |
| KR20020017899A (ko) | 2002-03-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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