JP5843547B2

JP5843547B2 - 摩擦撹拌接合材の製造方法

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Publication number: JP5843547B2
Application number: JP2011212241A
Authority: JP
Inventors: 佐山　満; 満佐山; 小林　努; 努小林; 宮原　哲也; 哲也宮原; 彰介大浜
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: US9616520B2; JP2012143812A; CN103028837B; US20130078429A1; CN103028837A

Description

本発明は、第１部材に、この第１部材とは材質が異なる第２部材を重ねた形態で、第１部材に第２部材を摩擦撹拌接合法で接合してなる摩擦撹拌接合材の製造方法に関する。

鋼板とアルミニウム板とを接合する技術の一つとして摩擦撹拌接合法が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１５は従来の技術の基本原理を説明する図であり、摩擦撹拌接合法では、第１部材２０１に、この第１部材２０１とは材質が異なる第２部材２０２を重ね、この第２部材２０２に矢印（１）のように回転する接合ツール２０３のピン２０４を挿入する。このピン２０４の先端を第１部材２０１の第２部材側面から高さｈ３の位置に配置した状態で、接合ツール２０３を相対的に移動させる。

回転中のピン２０４と第２部材２０２の間に摩擦熱が生じ、この摩擦熱で第２部材２０２が軟化する。軟化物は固化すると、接合部２０８となり、第１部材２０１に第２部材２０２を接合する役割を果たす。結果、第１部材２０１に第２部材２０２が接合されて摩擦撹拌接合材２０５が得られる。
ところで、設計指示や施工指示等により、接合部２０８の長さが第２部材２０２の長さ未満であることがある。この場合の断面図を次に説明する。

図１６は従来の摩擦撹拌接合材の断面図であり、第２部材２０２に、接合ツール２０３のピン２０４の抜き跡に相当する穴２０６が形成され、第１部材２０１の第２部材側面２０７が外方に露出する。第１部材２０１が低電位の金属であり、第２部材２０２が高電位の金属であって、第２部材２０２の穴２０６及び第１部材２０１の第２部材側面２０７に水が浸入すると、第２部材２０２から水を介して第１部材２０１へ電流が流れる。この電流により、第２部材側面２０７が腐食する。

対策として、第２部材２０２の穴２０６を栓部材で塞ぐことが挙げられるが、穴２０６に栓部材を取付ける工数が増加する。
もう一つの対策として、穴２０６を軟化した第２部材２０２（軟化物）で埋めることが挙げられる。穴２０６を軟化物で埋めるために、図１５において、軟化物からピン２０４を引抜き、白抜き矢印のように回転するツール本体２０９を軟化物に向けて押出す。このツール本体２０９の押出しにより、ツール本体２０９で軟化物が押圧される。押圧された軟化物が穴に流れ込むと、穴が軟化物で埋められる。しかし、上記穴埋め作業は、ピン２０４を引抜いた後に実施される別作業であるから、工数の増加に繋がる。

そこで、より少ない工数で、腐食の発生を防止することができる摩擦撹拌接合材の製造方法が求められる。

特開２００６−２３９７２０公報

本発明は、より少ない工数で、腐食の発生を防止することができる摩擦撹拌接合材を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、第１部材に、この第１部材とは材質が異なる第２部材を重ね、この第２部材に摩擦撹拌接合法の接合ツールのピンを挿入し、前記第２部材の一端から接合を始め、他端に到達する前の接合終端部で前記ピンを抜くことにより、前記第１部材に前記第２部材を接合してなる摩擦撹拌接合材であって、前記第２部材のうち接合終端部には、一般接合面よりも前記接合ツール側へ突出する凸部が一体的に設けられ、前記凸部は、前記ピンの長さより高く形成されている摩擦撹拌接合材の製造方法を特徴とする。

請求項２に係る発明は、第１部材に、この第１部材とは材質が異なる第２部材を重ね、この第２部材に摩擦撹拌接合法の接合ツールのピンを挿入し、前記ピンは前記第１部材の表面に当接しながら回転しており、前記第２部材の一端から接合を始め、他端に到達する前の接合終端部で前記ピンを抜くことにより、前記第１部材に前記第２部材を接合してなる摩擦撹拌接合材であって、前記第１部材の接合終端部には、前記第２部材側に開口する凹部が一体に設けられ、前記凹部には前記第２部材の一部が流入し、前記第２部材には前記凹部側に突出する凸部が形成され、前記接合端部において、前記ピンが前記第２部材に当接することなく引き抜かれている摩擦撹拌接合材の製造方法ことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、第２部材に、接合ツール側へ突出する凸部が一体的に設けられ、この凸部は接合ツールのピンの長さより高く形成されている。また、凸部に接合終端部が設けられ、この接合終端部で、第２部材の他端に到達する前のピンが抜かれる。接合終了時にピンを接合終端部で抜き、接合終端部が固化すると、第２部材に、ピンの体積分に相当するピン跡凹みが形成される。このピン跡凹みの深さは、凸部の高さよりも小さいので、第２部材に、凸部の高さからピン跡凹みの深さを引いた分の肉厚が残る。第２部材に肉厚を残す作業は、接合終了時にピンを接合終端部から抜くだけであり、別途作業を要しないため、作業工数の低減に繋がる。

加えて、上記肉厚により、第１部材の第２部材側面が外部に露出することがなく、第１部材と第２部材が湿潤雰囲気に置かれ、第１部材が低電位の金属、第２部材が高電位の金属であっても、第１部材に腐食が発生することを防止できる。したがって、より少ない工数で、腐食の発生を防止することができる摩擦撹拌接合材を提供できる。

請求項２に係る発明では、第１部材に、第２部材側に開口する凹部が一体的に設けられている。この凹部に対応する第２部材の対応部位に、接合終端部が設けられている。接合ツールのピンが接合終了時に接合終端部に到達すると、接合終端部の周辺材料は、ピンと接合終端部の間に生じる摩擦熱で軟化する。軟化した接合終端部の周辺材料が回転しているピンに撹拌され、凹部に流入することで、接合終端部の周辺材料は凹部に充填される。充填後、固化した接合終端部の周辺材料は、凹部に接合され且つ嵌っている突起部であり、接合終端部の周辺材料が凹部に嵌合することになる。したがって、第１部材に第２部材が接合されることに加えて、接合終端部の周辺材料が凹部に嵌合することで、第１部材に対する第２部材の接合をより強化することができる。

本発明に係る第１部材と第２部材の斜視図である。図１の第１部材及び第２部材の断面図である。図２の第１部材及び第２部材に適用した摩擦撹拌接合法を説明する図である。図１の変更例を示す図である。図４の第１部材及び第２部材の断面図である。図５の第１部材及び第２部材に適用した摩擦撹拌接合法を説明する図である。図５の変更例を示す図である。図７の第１部材及び第２部材に適用した摩擦撹拌接合法を説明する図である。図５の更なる変更例を示す図である。図９の第１部材及び第２部材に適用した摩擦撹拌接合法を説明する図である。図５の更々なる変更例を示す図である。図１１の第１部材及び第２部材に適用した摩擦撹拌接合法を説明する図である。図９の変更例を示す図である。図１３の第１部材及び第２部材に適用した摩擦撹拌接合法を説明する図である。従来の技術の基本原理を説明する図である。従来の摩擦撹拌接合材の断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、下側に配置されている第１部材１０Ａに、第２部材２０Ａを矢印（２）のように重ねて、第１部材１０Ａに対して第２部材２０Ａを位置決めする。第２部材２０Ａは、第１部材１０Ａとは材質が異なる部材である。次に第１部材１０Ａ及び第２部材２０Ａの断面構造を図２で説明する。

図２に示されるように、第２部材２０Ａに、接合ツール（後述）側へ突出する円柱状の第２凸部３０が一体的に設けられている。この第２凸部３０は接合ツールのピン（後述）の長さ（後述）より高く形成されている。

加えて、第２凸部３０に接合終端部４０（詳細後述）が設けられている。この接合終端部４０は、第２部材２０Ａの一端（図１、符号２１）から接合を始め、他端（図１、符号２２）に到達する前にピンを抜くために用いる部位である。

以上に述べた第１部材１０Ａ及び第２部材２０Ａに施す摩擦撹拌接合法を次に述べる。
図３において、（ａ）に示されるように、矢印（３）のように回転している接合ツール５０のピン５１が第２部材２０Ａに挿入されている。回転中のピン５１が、第２部材２０Ａに接触するので、摩擦熱が生じる。この摩擦熱で、ピン５１周辺の第２部材２０Ａが軟化する。接合ツール５０を矢印（４）のように相対的に移動させる。

（ｂ）に示されるように、接合ツール５０を矢印（５）のようにさらに相対的に移動させる。
（ｃ）に示されるように、接合ツール５０が接合終端部４０に移動し、この接合終端部４０で矢印（６）のようにピン５１を抜く。

（ｄ）に示されるように、軟化した第２部材２０Ａが固化すると、第２部材２０Ａに、ピン５１の体積分に相当するピン跡凹み６１が形成される。また、第１部材１０Ａに第２部材２０Ａが接合されて摩擦撹拌接合材７０Ａが得られる。８１は接合部である。

（ｃ）において、第２部材２０Ａに、接合ツール５０側へ突出する第２凸部３０が一体的に設けられ、この第２凸部３０の高さＨ１は接合ツール５０のピン５１の長さｈ１より高い。また、第２凸部３０に接合終端部４０が設けられ、この接合終端部４０で、第２部材２０Ａの他端（図１、符号２２）に到達する前のピン５１が抜かれる。接合終了時にピン５１を接合終端部４０で抜き、接合終端部４０が固化すると、（ｄ）に示されるように、第２部材２０Ａに、ピン５１の体積分に相当するピン跡凹み６１が形成される。このピン跡凹み６１の深さｈ２は、第２凸部３０の高さＨ１よりも小さいので、第２部材２０Ａに、第２凸部３０の高さＨ１からピン跡凹み６１の深さｈ２を引いた分の肉厚ｔ１が残る。第２部材２０Ａに肉厚ｔ１を残す作業は、接合終了時にピン５１を接合終端部４０から抜くだけであり、別途作業を要しないため、作業工数の低減に繋がる。

加えて、上記肉厚ｔ１により、第１部材１０Ａの第２部材側面８２が外部に露出することがなく、第１部材１０Ａと第２部材２０Ａが湿潤雰囲気に置かれ、第１部材１０Ａが低電位の金属、第２部材２０Ａが高電位の金属であっても、第１部材１０Ａに腐食が発生することを防止できる。したがって、より少ない工数で、腐食の発生を防止することができる摩擦撹拌接合材７０Ａを提供できる。

これまでの説明では、第２部材２０Ａに第２凸部３０を設けることで、接合終端部４０を確保した。第２部材に接合終端部を確保する手段は、他にも考えられる。そこで、第２部材に接合終端部を確保することができる他の例を次に説明する。

図４において、図１と共通の構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。主たる変更点は、第１部材に穴部を設け、第２部材に第１部材側に突出する凸部を設けたことである。
下側に配置されている第１部材１０Ｂに、第２部材２０Ｂを矢印（７）のように重ねる。同時に、第１部材１０Ｂに設けた円状の第１穴部９０（詳細後述）に、第２部材２０Ｂに設けた円柱状の第２凸部１００（詳細後述）を矢印（８）のように挿入する。これで第１部材１０Ｂに対して第２部材２０Ｂが位置決めされる。

なお、第２部材２０Ｂは、第１部材１０Ｂとは材質が異なる部材である。次に第１部材１０Ｂ及び第２部材２０Ｂの断面構造を図５で説明する。

図５に示されるように、第２部材２０Ｂに、第１部材１０Ｂ側へ突出する第２凸部１００が一体的に設けられている。加えて、第２凸部１００に対応する第２部材２０Ｂのツール側面に、接合終端部１１０が設けられている。

一方、第１部材１０Ｂに、第２凸部１００の外径Ｄ１よりも大径の内径Ｄ２を有する第１穴部９０が設けられている。

以上に述べた第１部材１０Ｂ及び第２部材２０Ｂに施す摩擦撹拌接合法を次に述べる。
図６において、（ａ）に示されるように、矢印（９）のように回転している接合ツール５０のピン５１が第２部材２０Ｂに挿入されている。回転中のピン５１は、第２部材２０Ｂに接触するので、摩擦熱が生じる。この摩擦熱で、ピン５１周辺の第２部材２０Ｂが軟化する。接合ツール５０を矢印（１０）のように相対的に移動させる。

（ｂ）に示されるように、接合ツール５０が接合終端部１１０に移動し、ピン５１で撹拌された第２部材２０Ｂの第２凸部１００が第１穴部９０を埋めている。次に接合終端部１１０で矢印（１１）のようにピン５１を抜く。

（ｃ）に示されるように、軟化した第２部材２０Ｂが固化すると、第２部材２０Ｂに、ピン５１の体積分に相当するピン跡凹み１１１が形成される。また、第１部材１０Ｂに第２部材２０Ｂが接合されて摩擦撹拌接合材７０Ｂが得られる。１１２は接合部である。
第２部材２０Ｂのツール側面１１３は、接合後にピン跡凹み１１１を有すると共に略平面に形成される。ツール側面１１３にピン跡凹み１１１が設けられていても、ピン跡凹み１１１の周囲は略平面であるから、ツール側面１１３に別途部材を取付けることが可能となる。

（ｂ）において、ピン５１の外径をｄ１、第１穴部９０の内径をＤ２とすると、Ｄ２＞ｄ１である。好ましくは、Ｄ２＝１．６ｄ１である。Ｄ２＜１．６ｄ１のとき、第１穴部９０に対する第２部材２０Ｂの充填が過剰となる。Ｄ２＞１．６ｄ１のとき、第１穴部９０に対する第２部材２０Ｂの充填が不足する。なお、上記第１穴部９０の内径Ｄ２とピン５１の外径ｄ１の寸法比は、本実施例における一例であり、第１穴部の内径や深さ、ピンの外径や長さ等は、第２部材の充填が十分になるように適宜調整できる。

上記第１部材１０Ｂでは、第１穴部９０を備えるようにした。この第１穴部９０に第２部材２０Ｂの第２凸部１００が充填されると、第２凸部１００は外側から見えることになる。ところで、第１穴部に充填された第２凸部は、外側から見えない方が外観性が向上する。そこで、外観性を向上させた摩擦撹拌接合材を次に説明する。

図７において、図５と共通する構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。主たる変更点は、第１部材に凹部を設けたことである。
第２部材２０Ｃに、第１部材１０Ｃ側へ突出する円柱状の第２凸部１２０が一体的に設けられている。第２凸部１２０の外径をＤ３とする。

一方、第１部材１０Ｃに、第２部材２０Ｃ側に開口する第１凹部１３０が一体的に設けられている。この第１凹部１３０は、ピン（図６、符号５１）で撹拌された第２部材２０Ｃの第２凸部１２０が流入する部位である。また、第１凹部１３０の内径Ｄ４は、第２凸部１２０の外径Ｄ３よりも大径である。なお、第１凹部１３０は、平面視にて円形である。
加えて、第１凹部１３０に対応する第２部材２０Ｃのツール側面に、接合終端部１１０が設けられている。

以上に述べた第１部材１０Ｃ及び第２部材２０Ｃに施す摩擦撹拌接合法を次に述べる。
図８において、（ａ）に示されるように、矢印（１２）のように回転している接合ツール５０のピン５１が第２部材２０Ｃに挿入されている。回転中のピン５１は、第２部材２０Ｃに接触するので、摩擦熱が生じる。この摩擦熱で、ピン５１周辺の第２部材２０Ｃが軟化する。接合ツール５０を矢印（１３）のように相対的に移動させる。

（ｂ）に示されるように、接合ツール５０が接合終端部１１０に移動し、ピン５１で撹拌された第２部材２０Ｃの第２凸部１２０が第１凹部１３０を埋めている。次に接合終端部１１０で矢印（１４）のようにピン５１を抜く。
（ｃ）に示されるように、軟化した第２部材２０Ｃが固化すると、第２部材２０Ｃに、ピン５１の体積分に相当するピン跡凹み１３１が形成される。また、第１部材１０Ｃに第２部材２０Ｃが接合されて摩擦撹拌接合材７０Ｃが得られる。１３２は接合部である。

（ａ）において、第１部材１０Ｃに、第２部材２０Ｃ側に開口する第１凹部１３０が一体的に設けられている。この第１凹部１３０に対応する第２部材２０Ｃの対応部位に、接合終端部１１０が設けられている。接合ツール５０のピン５１が接合終了時に接合終端部１１０に到達すると、接合終端部１１０の周辺材料は、ピン５１と接合終端部１１０の間に生じる摩擦熱で軟化する。軟化した接合終端部１１０の周辺材料が回転しているピン５１に撹拌され、第１凹部１３０に流入することで、（ｂ）に示されるように接合終端部１１０の周辺材料は第１凹部１３０に充填される。充填後、固化した接合終端部１１０の周辺材料は、第１凹部１３０に接合され且つ嵌っている突起部であり、接合終端部１１０の周辺材料が第１凹部１３０に嵌合することになる。したがって、第１部材１０Ｃに第２部材２０Ｃが接合されることに加えて、接合終端部１１０の周辺材料が第１凹部１３０に嵌合することで、第１部材１０Ｃに対する第２部材２０Ｃの接合をより強化することができる。

さらに、（ｃ）において、第２部材２０Ｃの第２凸部１２０が、第１凹部１３０に充填されているので、第１部材１０Ｃの外側にはみ出すことがない。第２凸部１２０のはみ出しがないので、接合後の外観が向上する。したがって、外観性に優れた摩擦撹拌接合材７０Ｃを提供できる。

上記第１部材１０Ｃでは、第１凹部１３０を備えるようにした。この第１凹部１３０に第２部材２０Ｃの第２凸部１２０が埋められることで、接合後の外観を向上させることができた。ところで、接合後の外観を向上させ、且つ摩擦撹拌接合材に掛かる加工費を低減できるとさらに好ましい。そこで、外観を向上させ、且つ加工費を低減できる例を次に説明する。

図９において、図５と共通する構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。主たる変更点は、第１部材に凹部を設け、第２部材から凸部を取り除いたことである。
第１部材１０Ｄに、第２部材２０Ｄ側に開口する第１凹部１４０が一体的に設けられている。この第１凹部１４０は、ピン（図６、符号５１）で撹拌された第２部材２０Ｄの一部が流入する部位である。また、第１凹部１４０の内径をＤ５とする。なお、第１凹部１４０は、平面視にて円形である。

第２部材２０Ｄは、平板である。また、第１凹部１４０に対応する第２部材２０Ｄのツール側面に、接合終端部１１０が設けられている。

以上に述べた第１部材１０Ｄ及び第２部材２０Ｄに施す摩擦撹拌接合法を次に述べる。
図１０において、（ａ）に示されるように、矢印（１５）のように回転している接合ツール５０のピン５１が第２部材２０Ｄに挿入されている。回転中のピン５１は、第２部材２０Ｄに接触するので、摩擦熱が生じる。この摩擦熱で、ピン５１周辺の第２部材２０Ｄが軟化する。接合ツール５０を矢印（１６）のように相対的に移動させる。

（ｂ）に示されるように、接合ツール５０が接合終端部１１０に移動し、ピン５１で撹拌された第２部材２０Ｄの一部１４１が第１凹部１４０を埋めている。次に接合終端部１１０で矢印（１７）のようにピン５１を抜く。
（ｃ）に示されるように、軟化した第２部材２０Ｄが固化すると、第２部材２０Ｄに、ピン５１の体積分に相当するピン跡凹み１４２が形成される。また、第１部材１０Ｄに第２部材２０Ｄが接合されて摩擦撹拌接合材７０Ｄが得られる。１４３は接合部である。

（ａ）において、第１部材１０Ｄに第１凹部１４０を設け、第２部材２０Ｄに加工を施していない。第１部材１０Ｄにのみ加工したので、摩擦撹拌接合材７０Ｄに掛かる加工費を低減することができる。また、第２部材２０Ｄの一部１４１が第１凹部１４０で覆われるので、外観性が向上する。したがって、外観を向上させ、且つ加工費を低減できる摩擦撹拌接合材７０Ｄを提供できる。

上記第１部材１０Ｄでは、第１凹部１４０を備えるようにした。この第１凹部１４０に第２部材２０Ｄの一部１４１が埋められることで、接合後の外観を向上させ、且つ加工費を低減させることができた。ところで、第１部材に施す加工がより簡単であれば、第１部材の製作費を更に低減させることができる。そこで、第１部材の製作費を更に低減できる例を次に説明する。

図１１において、図５と共通する構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。主たる変更点は、第１部材に穴部を設けたことである。
第１部材１０Ｅに、第２部材２０Ｅに開口する第１穴部１５０が設けられている。この第１穴部１５０の内径はＤ６である。なお、第１穴部１５０は、平面視にて円形である。
一方、第２部材２０Ｅは、平板である。また、第１穴部１５０に対応する第２部材２０Ｅのツール側面に、接合終端部１１０が設けられている。

以上に述べた第１部材１０Ｅ及び第２部材２０Ｅに施す摩擦撹拌接合法を次に述べる。
図１２において、（ａ）に示されるように、矢印（１８）のように回転している接合ツール５０のピン５１が第２部材２０Ｅに挿入されている。回転中のピン５１は、第２部材２０Ｅに接触するので、摩擦熱が生じる。この摩擦熱で、ピン５１周辺の第２部材２０Ｅが軟化する。接合ツール５０を矢印（１９）のように相対的に移動させる。

（ｂ）に示されるように、接合ツール５０が接合終端部１１０に移動し、ピン５１で撹拌された第２部材２０Ｅの一部１５１が第１穴部１５０を埋めている。次に接合終端部１１０で矢印（２０）のようにピン５１を抜く。
（ｃ）に示されるように、軟化した第２部材２０Ｅが固化すると、第２部材２０Ｅに、ピン５１の体積分に相当するピン跡凹み１５２が形成される。また、第１部材１０Ｅに第２部材２０Ｅが接合されて摩擦撹拌接合材７０Ｅが得られる。１５３は接合部である。

（ａ）において、第１部材１０Ｅに第１穴部１５０を設け、第２部材２０Ｅに加工を施していない。第１穴部１５０は、第１部材１０Ｅに穴を開けるだけよいから、加工がより簡単である。加工がより簡単であると、加工時間が短くて済むので、第１部材の製作費を更に低減できる。

ところで、図９において、第１部材１０Ｄには、凹部１４０が形成されている。この凹部１４０の加工時間が短縮できれば、第１部材１０Ｄに対する摩擦撹拌接合が迅速に実施でき、摩擦撹拌接合材の量産能力が高まることが期待される。そこで、より量産性に適した形態の第１部材の例を次に説明する。

図１３でより量産性に適する形態の第１部材を説明する。
図１３において、図９と共通する構造は符号を流用して詳細な説明を省略する。図９との主たる変更点は、第１部材にプレス加工を施して凹部を形成したことである。

第１部材１０Ｆに、第２部材２０Ｄ側に開口する第１凹部１６０が一体的に設けられている。この第１凹部１６０は、第１部材１０Ｆにプレス加工を施すことにより形成される。加えて、第１凹部１６０は、ピン（図６、符号５１）で撹拌された第２部材２０Ｄの一部が流入する部位である。さらに、第１凹部１６０の底部内径をＤ７とする。なお、第１凹部１６０は、平面視にて円形である。

以上に述べた第１部材１０Ｆ及び第２部材２０Ｄに施す摩擦撹拌接合法を次に述べる。
図１４において、（ａ）に示されるように、矢印（２１）のように回転している接合ツール５０のピン５１が第２部材２０Ｄに挿入されている。回転中のピン５１は、第２部材２０Ｄに接触するので、摩擦熱が生じる。この摩擦熱で、ピン５１周辺の第２部材２０Ｄが軟化する。接合ツール５０を矢印（２２）のように相対的に移動させる。

（ｂ）に示されるように、接合ツール５０が接合終端部１１０に移動し、ピン５１で撹拌された第２部材２０Ｄの一部１６１が第１凹部１６０を埋めている。次に接合終端部１１０で矢印（２３）のようにピン５１を抜く。
（ｃ）に示されるように、軟化した第２部材２０Ｄが固化すると、第２部材２０Ｄに、ピン５１の体積分に相当するピン跡凹み１６２が形成される。また、第１部材１０Ｆに第２部材２０Ｄが接合されて摩擦撹拌接合材７０Ｆが得られる。１６３は接合部である。

（ａ）において、第１部材１０Ｆにプレス加工を施して第１凹部１６０を形成した。プレス加工は一般に機械加工に比べて加工時間が短いため、第１部材１０Ｆを摩擦撹拌接合工程に円滑に供給でき、第１部材１０Ｆに対する摩擦撹拌接合が迅速に実施できる。第１部材１０Ｆを用いることで、摩擦撹拌接合材７０Ｆの量産能力が高まることが期待される。

尚、本発明に係る第１部材に鋼板が好適であり、第２部材にアルミニウム板が好適である。第２部材に、アルミニウム板の代わりにマグネシウム板を適用してもよい。
加えて、本発明に係る凸部は、実施の形態では円柱状としたが、角柱状や楕円柱状であってもよい。
さらに、本発明に係る凹部は、実施の形態では平面視にて円状としたが、角状や楕円状であってもよい。

本発明の摩擦撹拌接合材の製造方法は、自動車の車体構成部品に好適である。

１０Ａ、１０Ｄ…第１部材、２０Ａ、２０Ｄ…第２部材、２１…一端、２２…他端、３０…凸部、４０、１１０…接合終端部、５０…接合ツール、５１…ピン、７０Ａ、７０Ｄ…摩擦撹拌接合材、１４０…凹部、１４１…一部、ｈ１…ピンの長さ。

Claims

第１部材に、この第１部材とは材質が異なる第２部材を重ね、この第２部材に摩擦撹拌接合法の接合ツールのピンを挿入し、前記第２部材の一端から接合を始め、他端に到達する前の接合終端部で前記ピンを抜くことにより、前記第１部材に前記第２部材を接合してなる摩擦撹拌接合材の製造法であって、
前記第２部材のうち接合終端部には、
一般接合面よりも前記接合ツール側へ突出する凸部が一体的に設けられ、
前記凸部は、前記ピンの長さより高く形成されている、
ことを特徴とする摩擦撹拌接合材の製造方法。
第１部材に、この第１部材とは材質が異なる第２部材を重ね、この第２部材に摩擦撹拌接合法の接合ツールのピンを挿入し、前記ピンは前記第１部材の表面に当接しながら回転しており、
前記第２部材の一端から接合を始め、
他端に到達する前の接合終端部で前記ピンを抜くことにより、前記第１部材に前記第２部材を接合してなる摩擦撹拌接合材の製造方法であって、
前記第１部材の接合終端部には、前記第２部材側に開口する凹部が一体に設けられ、
前記凹部には前記第２部材の一部が流入し、前記第２部材には前記凹部側に突出する凸部が形成され、
前記接合端部において、前記ピンが前記第１部材に当接することなく引き抜かれている、
ことを特徴とする摩擦撹拌接合材の製造方法。