JP6655868B2 - 摩擦撹拌接合用のエンドタブ、及び接合材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを摩擦撹拌接合によって接合する際に用いるエンドタブ、及び、摩擦撹拌接合を用いた接合材の製造方法に関する。

二つの部材からなるワークを接合する方法の一つとして摩擦攪拌接合が知られている。摩擦攪拌接合は、ワークの接合部をツールのショルダ面で加圧した状態でツールを回転させることによって、ワーク表面に生じさせた摩擦熱でワークを接合する接合方法である。

ところで、摩擦撹拌接合では、ワークの接合部の温度が接合に適した温度まで達していないまま接合を行うと、接合欠陥が生じてしまうという問題がある。

ここで、特許文献１には、ワークの接合線からずれた位置から接合を開始する方法が記載されている。この方法は、ワークの温度が摩擦撹拌接合に適した所定の温度に達するまで接合線からずれた位置でツールを進行させることで接合欠陥の発生を抑制し、接合を適切に行うことを目的とするものである。

特開２０１１−６０６号公報

ここで、特許文献１に開示された接合方法を用いる場合、即ち、接合線からずれた位置から接合を行う場合、ツールの位置を制御することは非常に難しく、所定の位置でツールを進行させることができないといった問題がある。また、ワークが仮に中空形材であると、中空形材のリブが邪魔になって、接合線からずれた位置から接合を開始することはさらに難しくなる。また、仮にリブを切除すると、切除した位置で中空形材の強度が低下してしまうといった問題が生じてしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、接合始端部での接合欠陥の発生を抑制しつつ、簡易な手法で摩擦撹拌接合を可能とするエンドタブ、及び、摩擦撹拌接合を用いた接合材の製造方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第一の態様に係る摩擦撹拌接合用のエンドタブは、摩擦撹拌接合によって接合されるワークの端面であって該ワークの接合の始端部に突き合わせて配置され、エンドタブには、前記ワークにおける接合線の延長線上に先端側が位置する切欠部が形成され、前記切欠部は、前記ワークの端面に突き合わされる第一端面から離間する側の第二端面側から、前記延長線に沿って前記第一端面に向かって延びて、前記ワークの端面に突き合わせて配置された状態で前記ワークの端面と離れた位置まで形成されている。

このようなエンドタブを用いて摩擦撹拌接合を行うことで、エンドタブに形成された切欠部の先端側（切欠部の突き当り部）の位置で、摩擦撹拌接合に用いるツールを待機させることができる。切欠部の先端側は接合線の延長線上に位置しているため、ツールを切欠部の先端側の位置で待機させると、接合線の手前でツールが保持されることになる。従って、ツールの待機によって接合前にワークにツールからの熱を伝えることができ、効果的にツールの進行方向前方の接合線上のワークの温度を所定の温度まで上昇させることが可能となる。この結果、接合時に接合欠陥が生じてしまうことを抑制することができる。さらに、切欠部が形成されていることで、ツールの動きを切欠部によって規制することができるため、ツールを安定して接合線の手前で待機させることができる。

また、本発明の第二の態様に係る摩擦撹拌接合用のエンドタブでは、上記第一の態様における前記切欠部には、前記接合線に交差する方向に延びる交差部が形成されていてもよい。

このように切欠部に交差部が形成されていることで、摩擦撹拌接合時にツールの回転によって軟化したワークの一部が、接合始端部（最初に接合される部分）でツールの後方へ回り込んだ際、この交差部によって堰き止められる。よって、軟化したワークの流出を抑制することができ、接合始端部での接合欠陥の発生を抑制することができる。

本発明の第三の態様に係る摩擦撹拌接合用のエンドタブは、摩擦撹拌接合によって接合されるワークの端面であって該ワークの接合の始端部に突き合わせて配置され、前記ワークにおける接合線の延長線上に先端側が位置する切欠部が形成され、前記切欠部は、前記接合線に交差する幅方向に延びるとともに前記幅方向の一方を向く面に開口する交差部と、前記交差部に連続して該交差部から屈曲して延びる屈曲部と、を有する。
また、本発明の第四の態様に係る接合材の製造方法は、摩擦撹拌接合によって接合されるワークにおける接合線の延長線上に先端側が位置する切欠部が形成されたエンドタブを、前記ワークの端面であって該ワークの接合の始端部に突き合わせて設置するタブ設置工程と、摩擦撹拌接合用のツールにおけるプローブを前記切欠部に設置するツール設置工程と、前記ツールを、前記切欠部に沿って前記先端側に向かって進行させる助走工程と、前記ツールを前記切欠部における先端側で待機させる待機工程と、前記待機工程によって、前記ツールよりも該ツールの進行方向前方の接合部での前記ワークの温度が所定の温度以上となった時点で、前記ツールの進行を開始して前記ワークの接合を行う接合工程と、を含み、前記切欠部は、前記ワークの端面に突き合わされる第一端面から離間する側の第二端面側から、前記延長線に沿って前記第一端面に向かって延びて、前記ワークの端面に突き合わせて配置された状態で前記ワークの端面と離れた位置まで形成されている。

このような接合材の製造方法によると、切欠部が形成されたエンドタブを用いてワークの接合を行い、切欠部の先端側でツールを待機させることで、接合線の手前でツールが保持されることになる。従って、ツールの待機によってツールからの熱をワークに伝え、効果的に接合線上のワークの温度を所定の温度まで上昇させることが可能となる。そして、この状態で接合工程を実行することで、接合時に接合欠陥が生じてしまうことを抑制しつつ接合材を製造することができる。さらに、エンドタブに切欠部が形成されていることで、ツールの動きを切欠部によって規制することができるため、ツールを安定して接合線の手前で待機させることができる。

また、本発明の第五に態様に係る接合材の製造方法においては、上記第四の態様における前記接合工程では、前記所定の温度として、前記ワークの温度が該ワークの融点の０．４５倍以上０．８倍以下の温度となった時点で、前記ツールの進行を開始して前記ワークの接合を行ってもよい。

このように、ワークが融点の０．４５倍以上０．８倍以下の温度となった時点で接合工程を実行することで、接合欠陥の発生をさらに抑制しつつ接合材を製造することができる。

このようにワークに面取部を形成することで、ボビンツールの第一のショルダ（又は第二のショルダ）がワークの端面に引っ掛かることなく、面取部上を滑るようにして移動することが可能となる。よって、ボビンツールによる接合を容易に行うことができるとともに、ボビンツールの引っ掛かりによるワーク端面での接合欠陥の発生を抑制することができる。

上記の摩擦撹拌接合用のエンドタブ、及び、この摩擦撹拌接合を用いた接合材の製造方法によれば、接合始端部での接合欠陥の発生を抑制しつつ、簡易な手法で摩擦撹拌接合を行うことが可能である。

本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法に用いるエンドタブを、ワークに設置した状態を示し、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は正面図であって（ａ）のＡ矢視図である。 本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法の手順を示すフロー図である。 本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法に用いる第一変形例のエンドタブを、ワークに設置した状態を示す上面図である。 本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法に用いる第二変形例のエンドタブを、ワークに設置した状態を示す上面図である。 本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法に用いる第三変形例のエンドタブを、ワークに設置した状態を示す上面図である。 本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法に用いる第四変形例のエンドタブを、ワークに設置した状態を示す上面図である。 本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法に用いる第五変形例のエンドタブを、ワークに設置した状態を示す上面図である。 本発明の第一実施形態に係る接合材の製造方法に用いる第六変形例のエンドタブを、ワークに設置した状態を示す上面図である。 参考例に係る接合材の製造方法で接合されるワーク、及びワークに設置された回転ツールを示す上面図である。 参考例に係る接合材の製造方法の手順を示すフロー図である。 本発明の第二実施形態に係る接合材の製造方法で接合されるワーク、及びワークに設置された回転ツールを示す上面図である。 本発明の第二実施形態に係る接合材の製造方法の手順を示すフロー図である。 本発明の実施形態の変形例に係る接合材の製造方法で接合されるワーク、及び、ワークに設置された回転ツールを示す正面図である。

〔第一実施形態〕
以下、本発明に係る第一実施形態の接合材１の製造方法について説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施形態で用いられるエンドタブ２０は、二枚の板材Ｗ１（又は中空形材等）を突き合わせてなるワークＷの端面Ｗａに対し、突き合わせ線となる接合線Ｌの延びる方向から、突き合わされて設置される。

一般に、エンドタブ２０は、接合始端部での接合欠陥の発生を抑制するために用いられる補助板である。このエンドタブ２０から摩擦撹拌接合用の回転ツール１０をワークＷの接合線Ｌに向かって進行させて二枚の板材Ｗ１を接合することで、一枚の接合材１が製造される。

ここで、図１（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合用の回転ツール１０は、エンドタブ２０の表面（本実施形態では上面）に接触するショルダ面１１ａを有する円柱状のショルダ１１と、ショルダ面１１ａから下方に延びる円柱状のプローブ１２とを有している。
そして、ショルダ面１１ａでワークＷの表面を加圧し、摩擦熱を生じさせるとともにプローブ１２によってワークＷを攪拌する。これにより、ワークＷの材料の塑性流動を生じさせワークＷの接合が行われる。

以下、接合線Ｌの延びる方向を進行方向Ｄ１とし、進行方向Ｄ１に直交するワークＷの幅方向を単に幅方向Ｄ２とする。

エンドタブ２０には、ワークＷにおける接合線Ｌの延長線Ｌ１上に先端側２２が位置する切欠部２１が形成されている。

切欠部２１は、エンドタブ２０におけるワークＷの端面Ｗａに突き合わされる第一端面２０ａから離間する側の第二端面２０ｂから、延長線Ｌ１に沿って第一端面２０ａに向かってエンドタブ２０の中途位置まで延びている。また切欠部２１は、延長線Ｌ１を中心として幅方向Ｄ２対称な矩形状をなしている。
即ち、切欠部２１は延長線Ｌ１上に形成され、切欠部２１の先端側２２（切欠部２１の底面２１ａ）は延長線Ｌ１上に位置していることになる。

また、切欠部２１の大きさは、進行方向Ｄ１及び幅方向Ｄ２に直交する上下方向から切欠部２１内にプローブ１２が挿通された際に、切欠部２１の内面にプローブ１２が接触しない程度にプローブ１２の外径よりも若干大きく形成されている。

次に、図２に示すように、本実施形態の接合材１の製造方法の手順について説明する。
本実施形態の製造方法は、エンドタブ２０を設置するタブ設置工程Ｓ１と、エンドタブ２０の設置後、エンドタブ２０に回転ツール１０を設置するツール設置工程Ｓ２と、エンドタブ２０上で回転ツール１０を進行させる助走工程Ｓ３と、助走工程Ｓ３後にエンドタブ２０上で回転ツール１０を待機させる待機工程Ｓ４と、待機工程Ｓ４後にワークＷを接合する接合工程Ｓ５とを含んでいる。

まず、タブ設置工程Ｓ１を実行する。即ち、エンドタブ２０の第一端面２０ａをワークＷの端面Ｗａに突き合わせ、不図示のクランプ等を用いて不図示の定盤に固定する。

次に、ツール設置工程Ｓ２を実行する。即ち、回転ツール１０をエンドタブ２０に上方から近接させ、プローブ１２を切欠部２１に挿入するようにして設置する。この際、回転ツール１０のショルダ面１１ａをエンドタブ２０の上面に接触させる。

そして、助走工程Ｓ３を実行する。即ち、プローブ１２を切欠部２１に挿通させたまま、ショルダ面１１ａによってエンドタブ２０の表面を加圧しつつ、回転ツール１０を切欠部２１の先端側２２に向かって進行させる。

さらに、待機工程Ｓ４を実行する。即ち、切欠部２１の先端側２２で回転ツール１０の進行を停止し、待機させる。この際、プローブ１２が切欠部２１の底面２１ａに接触しない位置で回転ツール１０が保持される。

この待機工程Ｓ４では、回転ツール１０よりも回転ツール１０の進行方向Ｄ１の前方の接合部でのワークＷの温度が所定の温度以上となるまで、ツールの進行が停止される。
ここで、回転ツール１０の進行方向Ｄ１前方の接合部とは、最初に接合が行われるワークＷの端面Ｗａ近傍の接合線Ｌ上の部分を示す。この「進行方向Ｄ１前方の接合部」としては、端面Ｗａと接合線Ｌとが交差する位置を少なくとも含むことが好ましい。

さらに本実施形態では、上記の「所定の温度」とは、ワークＷを形成する材料の融点の０．４５倍以上、０．８倍以下の温度である。例えば、ワークＷがアルミ材よりなる場合、融点は約６６０℃であるため、接合部の温度が２９７℃以上、５２８℃以下の温度となるまで、回転ツール１０の進行が停止される。
ワークＷの温度は、例えばワークＷ上に設置した熱電対を用いたり、ワークＷからの放射熱等を計測したりする一般的な手法により、算出することが可能である。

最後に、接合工程Ｓ５を実行する。即ち、ワークＷの温度が上記の所定の温度となった時点で回転ツール１０の進行を開始し、ワークＷの接合を行っていき、接合材１を製造する。

このような接合材１の製造方法によると、切欠部２１が形成されたエンドタブ２０を用い、切欠部２１の先端側２２で回転ツール１０を待機させることで、ワークＷの接合を開始する前に、接合線Ｌの手前で回転ツール１０が保持されることになる。

従って、回転ツール１０の待機によって効果的に接合線Ｌ上のワークＷの温度を所定の温度まで上昇させることが可能となる。そして、この状態で接合工程Ｓ５を実行することで、特に接合の始端部となるワークＷの端面Ｗａの位置で、接合時に接合欠陥が生じてしまうことを抑制しつつ、ワークＷを接合でき、接合材１を製造することができる。

さらに、回転ツール１０を待機させる際には、回転ツール１０の動きを切欠部２１によって規制でき、接合線Ｌの延長線Ｌ１上でしっかりと待機させることができる。このため、回転ツール１０を安定して接合線Ｌの手前で待機させて保持でき、所定時間の待機後に、スムーズに接合線Ｌ上に回転ツール１０を案内することができる。

また、ワークＷが融点の０．４５倍以上０．８倍以下の温度となった時点で接合工程Ｓ５を実行することで、接合欠陥の発生をさらに抑制しつつ接合材１を製造することができる。

本実施形態の接合材１の製造方法を用いることで、即ち、切欠部２１を形成したエンドタブ２０を用いることで、端面Ｗａ接合始端部（端面Ｗａ）での接合欠陥の発生を抑制しつつ、簡易な手法で摩擦撹拌接合を行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、エンドタブ２０の厚さ寸法と、ワークＷの厚さ寸法とは同じであることが好ましい。この場合、エンドタブ２０の表面とワークＷの表面とを面一となるようにエンドタブ２０を設置することができ、よりスムーズにワークＷの接合を行うことができる。

ここで、図３に示すように、エンドタブ２０Ａの切欠部２１Ａの底面２１Ａａの角部には、Ｒ面取りやＣ面取りが施されて、面取部３０が形成されていてもよい。

また、図４に示すように、エンドタブ２０Ｂの切欠部２１Ｂは、上面視で、第二端面２０ｂを直径とする半円形状に形成されていてもよい。即ち、切欠部２１Ｂの底面２１Ｂａが円弧状の曲面となっていてもよい。

さらに、図５に示すように、エンドタブ２０Ｃの切欠部２１Ｃは、上面視で三角形状をなしていてもよい。即ち、切欠部２１Ｃの先端側２２Ｃの端部が三角形の頂点となっていてもよい。

また、図６に示すように、エンドタブ２０Ｄの切欠部２１Ｄは、エンドタブ２０Ｄの幅方向Ｄ２の一方側を向く面から、幅方向Ｄ２に向かって延びた後に、延長線Ｌ１に沿って９０度屈曲し、延長線Ｌ１に沿って延びるように形成されていてもよい。即ち、切欠部２１Ｄには、接合線Ｌに交差する幅方向Ｄ２に延びる交差部２１Ｄａと、交差部２１Ｄａに連続して交差部２１Ｄａから屈曲し、延長線Ｌ１上に延びる屈曲部２１Ｄｂとが形成されている。

屈曲部２１Ｄｂは、図１（ａ）に示す切欠部２１と同様の形状をなしており、延長線Ｌ１を中心として幅方向Ｄ２対称な矩形状をなしている。即ち、屈曲部２１Ｄｂは延長線Ｌ１上に形成されて、切欠部２１Ｄの先端側２２Ｄ（切欠部２１Ｄの底面２１Ｄｃ）は、延長線Ｌ１上に位置していることになる。

このように交差部２１Ｄａが形成されていることで、摩擦撹拌接合時に回転ツール１０の回転によって軟化したワークＷの一部が、接合の始端部で回転ツール１０の後方へ回り込んだ際、交差部２１Ｄａによって堰き止められる。よって、軟化したワークＷの流出を抑制することができ、接合欠陥の発生を抑制するとともに、接合をさらに効率よく行うことができる。

なお、図７に示すように、屈曲部２１Ｄｂは、延長線Ｌ１上で、エンドタブ２０Ｄの第一端面２０Ｄａまで延びて形成されていてもよい。即ち、切欠部２１Ｄの先端側２２ＤがワークＷの端面Ｗａに接する位置まで形成されている。

この場合、待機工程Ｓ４で回転ツール１０を待機させている状態では、図７のＢ部に示すワークＷにおける領域にショルダ面１１ａが接触することになる。よって、回転ツール１０の待機時に、ワークＷと回転ツール１０との接触面積を増大させることができ、回転ツール１０からワークＷへの入熱量を増大させることができる。この結果、ワークＷの温度上昇を早めることができ、回転ツール１０の待機時間を短縮することができ、接合材１の製造効率を向上することができる。
ここで、待機工程Ｓ４では、回転ツール１０を待機させている状態でショルダ面１１ａの前縁（進行方向Ｄ１の前端縁）と接合線Ｌとが交差する位置ＢａでのワークＷの温度が所定の温度以上となるまで、回転ツール１０の進行が停止されることが好ましい。即ち、上記の「進行方向Ｄ１前方の接合部」としては、位置Ｂａを少なくとも含むことが好ましい。

ところで、上記の待機工程Ｓ４での上記の「所定の温度」を間接的に判断する手法として、ショルダ面１１ａの縁から２〔ｍｍ〕離間した位置（例えば図７のＣ点）で、エンドタブ２０に熱電対を設置し、このＣ点での温度が３００℃以上の温度であるか否かを判断する手法を採用することができる。そして接合工程Ｓ５では、Ｃ点での温度が３００℃以上の温度となった時点で回転ツール１０を移動させる。

このようにすることで、特にワークＷの接合始端部での接合欠陥の発生を抑制しつつ、接合材１を製造することができる。
なお、熱電対はワークＷ上で、ショルダ面１１ａの縁から２〔ｍｍ〕離間した位置に設置してもよい。

さらに、図８に示すように、エンドタブ２１Ｅの切欠部２１Ｅには、接合線Ｌに交差する幅方向Ｄ２に延びる交差部２１Ｅａのみが形成されていてもよい。この切欠部２１Ｅは、延長線Ｌ１上まで延びており、この結果、切欠部２１Ｅの先端側２２Ｅは、延長線Ｌ１上に位置していることになる。

なお、図８に示す場合も図６、図７に示す場合と同様に、軟化したワークＷの一部が、接合の始端部で回転ツール１０の後方へ回り込んだ際に、交差部２１Ｅａによって堰き止められる。よって、軟化したワークＷの流出を抑制でき、接合欠陥の発生を抑制するとともに、接合をさらに効率よく行うことができる。

〔参考例〕
以下、図９及び図１０を参照して、本発明の参考例の接合材５１の製造方法について説明する。
第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本参考例では、上記のエンドタブ２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ）を用いない点で第一実施形態とは異なっている。

即ち、本参考例の接合材５１の製造方法は、上述した待機工程Ｓ４及び接合工程Ｓ５と、ワークＷの端面Ｗａから切欠部６１を形成する切り欠き工程Ｓ１１と、回転ツール１０のプローブ１２を切欠部６１に設置するツール設置工程Ｓ２１とを含んでいる。

まず、切り欠き工程Ｓ１１を実行する。即ち、ワークＷの端面Ｗａから接合線Ｌ上に、進行方向Ｄ１に向かって切欠部６１を形成する。この切欠部６１は、第一実施形態の図１（ａ）に示す切欠部２１と同様の形状をなしている。即ち、接合線Ｌを中心として幅方向Ｄ２対称な矩形状をなしている。そして、ワークＷの端面Ｗａから中途位置まで延び、切欠部６１の先端側６２（切欠部６１の底面６１ａ）は、接合線Ｌ上に位置していることになる。

この切欠部６１は、プローブ１２が切欠部６１に挿通された際に、プローブ１２が切欠部６１の内面に接触しない程度に、プローブ１２の外径よりも若干大きく形成されている。
また、待機工程Ｓ４での回転ツール１０からワークＷへの入熱量を増大させるという観点からは、切欠部６１は、プローブ１２が挿通された状態で、ワークＷへのショルダ面１１ａの接触面積ができるだけ大きくなるように形成されることが好ましい。即ち、ショルダ面１１ａが全体的にワークＷ上に位置するように、進行方向Ｄ１に長く形成されることが好ましい。
一方で、後述するように切欠部６１が形成された部分を接合工程Ｓ５実行後に切除する場合、切除量を低減するという観点からは、切欠部６１は進行方向Ｄ１にできるだけ短く形成されることが好ましい。

次に、ツール設置工程Ｓ２１を実行する。即ち、第一実施形態と同様に、回転ツール１０をワークＷの上方からワークＷに近接させ、プローブ１２を切欠部６１に挿入するようにして設置する。この際、回転ツール１０のショルダ面１１ａをワークＷの上面に接触させる。

その後、待機工程Ｓ４、及び、接合工程Ｓ５を実行する。
なお、必要に応じて、接合工程Ｓ５の実行後に、切欠部２１が形成された位置を接合材５１から切除する工程を実行する。

本参考例の接合材５１の製造方法を用いることで、即ち、ワークＷに切欠部６１を直接形成することで、接合線Ｌの始端位置（接合始端部）で回転ツール１０が保持されることになる。従って、回転ツール１０の待機によって効果的に接合線Ｌ上のワークＷの温度を所定の温度まで上昇させることが可能となる。そして、この状態で接合工程Ｓ５を実行することで、接合時に接合欠陥が生じてしまうことを抑制しつつ接合材５１を製造することができる。

さらに、ワークＷに切欠部６１が形成されていることで、回転ツール１０の動きを切欠部６１によって規制することができる。このため、回転ツール１０を安定して接合線Ｌの手前で待機させることができる。

さらに、ワークＷに直接形成された切欠部６１で回転ツール１０を待機させることで、回転ツール１０の待機時にワークＷと回転ツール１０との接触面積を増大させることができ（図９のＤ部に示すワークＷにおける領域を参照）に、回転ツール１０からワークＷへの入熱量を増大させることができる。この結果、ワークＷの温度上昇を早めることができ、回転ツール１０の待機時間を短縮することができ、接合材５１の製造効率を向上することができる。

このようにして、本参考例においても第一実施形態と同様に、接合始端部での接合欠陥の発生を抑制しつつ、簡易な手法で摩擦撹拌接合を行うことが可能である。

ここで、待機工程Ｓ４での「所定の温度」については、第一実施形態と同様に、ワークＷを形成する材料の融点の０．４５倍以上、０．８倍以下の温度を目安としてもよいし、ショルダ面１１ａの縁から２〔ｍｍ〕離間した位置（例えば図９のＥ点）で、ワークＷに熱電対を設置し、このＤ点での温度が３００℃以上の温度であるか否かを目安としてもよい。

なお、本参考例においても、第一実施形態で説明した各種形状の切欠部２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅを採用することが可能であり、切欠部の形状は限定されない。

また、本参考例でも、第一実施形態の図７に示すように、上記の「進行方向Ｄ１前方の接合部」としては、ショルダ面１１ａの前縁（進行方向Ｄ１の前端縁）と接合線Ｌとが交差する位置Ｄａを少なくとも含むことが好ましい。

〔第二実施形態〕
以下、図１１、図１２を参照して、本発明の第二実施形態の接合材７１の製造方法について説明する。
第一実施形態及び参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では参考例の製造方法に加え、接合材７１の製造方法は、さらに、ワークＷの端面Ｗａに面取部７３を形成する面取り工程Ｓ０を含んでいる。
そして、本実施形態の回転ツール８０は、上ショルダ面８１ａを有する上ショルダ８１（第一のショルダ）と下ショルダ面８２ａを有する下ショルダ８２（第二のショルダ）とが、プローブ８３によって連結され、これら上ショルダ８１と下ショルダ８２とによってワークＷを挟み込んで接合を行うボビンツールである。

面取り工程Ｓ０は、接合工程Ｓ５の前に実行される。本実施形態では、例えば切り欠き工程Ｓ１１の前に実行される。なお、この面取り工程Ｓ０は切り欠き工程Ｓ１１の後に実行されてもよい。

面取り工程Ｓ０では、ワークＷの端面ＷａにおけるワークＷの裏面側の端縁部、即ち、下ショルダ面８２ａ側の端縁部に面取部７３を形成する。面取部７３は、Ｒ面取りやＣ面取りとして形成される。

本実施形態の接合材７１の製造方法を用いることで、いわゆるボビンツールである回転ツール８０の上ショルダ面８１ａと下ショルダ面８２ａとの間の距離が、仮にワークＷの板厚よりも小さくなっていたとしても、回転ツール８０がワークＷの端面Ｗａに引っ掛かることがない。即ち、面取部７３上を滑るようにして回転ツール８０の下ショルダ８２が移動することが可能となる。よって、ボビンツールによる接合を容易に行うことができるとともに、ボビンツールの引っ掛かりによるワークＷの端面Ｗａでの接合欠陥の発生を抑制することができる。

なお、本実施形態では、下ショルダ８２側の端縁部に面取部７３を形成したが、上ショルダ８１側の端縁部に面取部７３を形成してもよい。また、上ショルダ８１及び下ショルダ８２側の両側の端縁部に面取部を形成してもよい。

さらに、第一実施形態のようにエンドタブ２０を用いる場合にも、本実施形態の面取り工程Ｓ０を適用可能である。この場合、面取り工程Ｓ０は、例えばタブ設置工程Ｓ１の前に行われる。

以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、図１３に示すように、ワークＷは二枚の板材Ｗ１を重ね合せてなるものを、ボビンツールである回転ツール８０によって接合を行う場合にも、上述の各実施形態及び参考例における切欠部２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、６１）を適用することができる。

また、第一実施形態及び参考例においても、回転ツール１０に代えて第二実施形態の回転ツール８０、即ち、ボビンツールを用いてもよい。

１、５１、７１…接合材 １０、８０…回転ツール １１…ショルダ １１ａ…ショルダ面 １２…プローブ ２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ…エンドタブ ２０ａ、２０Ｄａ…第一端面 ２０ｂ…第二端面 ２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、６１…切欠部 ２１ａ、２１Ａａ、２１Ｂａ、２１Ｄｃ、６１ａ…底面 ２２、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、６２…先端側 ２１Ｄａ、２１Ｅａ…交差部 ２１Ｄｂ…屈曲部 ３０…面取部 Ｄ１…進行方向 Ｄ２…幅方向 Ｌ…接合線 Ｌ１…延長線 Ｓ０…面取り工程 Ｓ１…タブ設置工程 Ｓ２…ツール設置工程 Ｓ３…助走工程 Ｓ４…待機工程 Ｓ５…接合工程 Ｓ１１…切り欠き工程 Ｓ２１…ツール設置工程 ７３…面取部 ８１…上ショルダ（第一のショルダ） ８１a…上ショルダ面 ８２…下ショルダ（第二のショルダ） ８２ａ…下ショルダ面 ８３…プローブ Ｗ…ワーク Ｗ１…板材 Ｗａ…端面

Claims (5)

1. 摩擦撹拌接合によって接合されるワークの端面であって該ワークの接合の始端部に突き合わせて配置され、前記ワークにおける接合線の延長線上に先端側が位置する切欠部が形成され、
   前記切欠部は、前記ワークの端面に突き合わされる第一端面から離間する側の第二端面側から、前記延長線に沿って前記第一端面に向かって延びて、前記ワークの端面に突き合わせて配置された状態で前記ワークの端面と離れた位置まで形成されている摩擦撹拌接合用のエンドタブ。
2. 前記切欠部には、前記接合線に交差する方向に延びる交差部が形成されている請求項１に記載の摩擦撹拌接合用のエンドタブ。
3. 摩擦撹拌接合によって接合されるワークの端面であって該ワークの接合の始端部に突き合わせて配置され、前記ワークにおける接合線の延長線上に先端側が位置する切欠部が形成され、
   前記切欠部は、
   前記接合線に交差する幅方向に延びるとともに前記幅方向の一方を向く面に開口する交差部と、
   前記交差部に連続して該交差部から屈曲して延びる屈曲部と、
   を有する摩擦撹拌接合用のエンドタブ。
4. 摩擦撹拌接合によって接合されるワークにおける接合線の延長線上に先端側が位置する切欠部が形成されたエンドタブを、前記ワークの端面であって該ワークの接合の始端部に突き合わせて設置するタブ設置工程と、
   摩擦撹拌接合用のツールにおけるプローブを前記切欠部に設置するツール設置工程と、 前記ツールを、前記切欠部に沿って前記先端側に向かって進行させる助走工程と、
   摩擦撹拌接合用のツールを前記切欠部における先端側で待機させる待機工程と、
   前記待機工程によって、前記ツールよりも該ツールの進行方向前方の接合部での前記ワークの温度が所定の温度以上となった時点で、前記ツールの進行を開始して前記ワークの接合を行う接合工程と、
   を含み、
   前記切欠部は、前記ワークの端面に突き合わされる第一端面から離間する側の第二端面側から、前記延長線に沿って前記第一端面に向かって延びて、前記ワークの端面に突き合わせて配置された状態で前記ワークの端面と離れた位置まで形成されている接合材の製造方法。
5. 前記接合工程では、前記所定の温度として、前記ワークの温度が該ワークの融点の０．４５倍以上０．８倍以下の温度となった時点で、前記ツールの進行を開始して前記ワークの接合を行う請求項４に記載の接合材の製造方法。

Images