(57)【要約】【課題】バリによる不具合を抑制することが可能なＦＳＷ接合部品及びその製造方法の提供。【解決手段】本発明のＦＳＷ接合部品１０は、アルミ板２０とダイカスト部材３０とが回転ツール５０によって摩擦攪拌接合されてなるＦＳＷ接合ライン４０を有する。そして、ＦＳＷ接合ライン４０には、バリ４５を均してなる均し層４２を有する。【選択図】図１
2020040102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合部材と被接合部材とをＦＳＷ接合させる回転ツールから側方に張り出す均し部を設けておき、前記回転ツールの動作によって発生したバリを、前記均し部でならすＦＳＷ接合部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＦＳＷ接合部品の製造方法であって、
前記均し部の端面は、前記回転ツールの端面よりも上方に設けられるとともに、
前記回転ツールと前記均し部との間に、前記バリを許容する溝を設けておき、
前記回転ツールの動作によって発生したバリを前記溝に収容するとともに、
前記溝に収容された前記バリを、前記回転ツールの移動に伴って、前記均し部の端面で前記バリを回転軸側にしごきながら均すＦＳＷ接合部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＦＳＷ接合部品の製造方法であって、
前記接合部品又は前記被接合部品に、底面が前記回転ツールの端面の直径と略同一の溝部を設けて置き、
前記回転ツールを前記溝部に併せて移動させるＦＳＷ接合部品の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＦＳＷ接合部品の製造方法であって、
前記溝の側面は上方に向かって広がるように傾斜し、前記溝の幅は前記均し部の内径よりも小さくしておくＦＳＷ接合部品の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のＦＳＷ接合部品の製造方法であって、
前記溝の深さは、前記回転ツールの端面と、前記均し部の端面との距離よりも小さくしておくＦＳＷ接合部品の製造方法。
【請求項６】
接合部材と被接合部材とが回転ツールによって摩擦攪拌接合されてなるＦＳＷ接合ラインを有するＦＳＷ接合部品であって、
前記ＦＳＷ接合ラインには、バリを均してなる均し層を有するＦＳＷ接合部品。
【請求項７】
請求項６に記載のＦＳＷ接合部品であって、
前記均し層は、前記回転ツールの動作に伴って形成されている中央軌跡部上に形成されているＦＳＷ接合部品。
【請求項８】
請求項７に記載のＦＳＷ接合部品であって、
前記均し層の少なくとも一部は、前記中央軌跡部の両側方に形成されているＦＳＷ接合部品。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のＦＳＷ接合部品であって、
前記接合部品又は前記被接合部品には、底面が前記中央軌跡部と略同一の溝部が設けられているＦＳＷ接合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＦＳＷ接合部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のＦＳＷ接合部品の外面にはＦＳＷ接合ラインの側方で起立するバリが生じることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０８７０３８（段落［０１３１］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来のＦＳＷ接合部品及びその製造方法は、バリによる不具合を抑制することが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためになされた製造方法は、接合部材（２０）と被接合部材（３０）とをＦＳＷ接合させる回転ツール（５０）から側方に張り出す均し部（５３）を設けておき、回転ツール（５０）の動作によって発生したバリ（４５）を、均し部（５３）でならすＦＳＷ接合部品（１０）の製造方法である。
【０００６】
上記課題を解決するためになされた構成は、接合部材（２０）と被接合部材（３０）とが回転ツール（５０）によって摩擦攪拌接合されてなるＦＳＷ接合ライン（４０）を有するＦＳＷ接合部品（１０）であって、ＦＳＷ接合ライン（４０）には、バリ（４５）を均してなる均し層（４２）を有するＦＳＷ接合部品（１０）である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係るＦＳＷ接合部品の斜視図
【図２】ＦＳＷ接合部品の分解斜視図
【図３】（Ａ）ＦＳＷ接合ラインの拡大上面図（Ｂ）ＦＳＷ接合ラインの拡大断面図
【図４】ＦＳＷ接合部品の製造工程を示す斜視図
【図５】（Ａ）回転ツールの拡大側面図（Ｂ）回転ツールの底面図
【図６】ＦＳＷ接合部品の製造工程を示す拡大断面図
【図７】（Ａ）ＦＳＷ接合部品の製造工程を示す拡大上面図（Ｂ）ＦＳＷ接合部品の製造工程を示すＡ−Ａ断面図
【図８】（Ａ）ＦＳＷ接合部品の製造工程を示す拡大上面図（Ｂ）ＦＳＷ接合部品の製造工程を示すＢ−Ｂ断面図
【図９】（Ａ）変形例に係るＦＳＷ接合ラインの拡大上面図（Ｂ）ＦＳＷ接合ラインの拡大断面図
【図１０】（Ａ）変形例に係るＦＳＷ接合ラインの拡大上面図（Ｂ）ＦＳＷ接合ラインの拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１実施形態］
図１には、本実施形態に係るＦＳＷ接合部品１０が示されている。ＦＳＷ接合部品１０は、ダイカスト部材３０に、アルミ板２０が重ねられて摩擦攪拌接合されている。
【０００９】
図２に示されるように、ダイカスト部材３０は、上面３０Ｊに流路３５が形成されている。アルミ板２０は略矩形に形成されている。アルミ板２０には、上面２０Ｊ側に開放する環状の環状溝２５が形成されている。環状溝２５は、流路３５よりも一回り大きく形成されている。環状溝２５は、下方に向かうに従って窄まるように傾斜する傾斜面２５Ｋと、底面２５Ｓとを有している。
【００１０】
そして、図１に示されるように、ダイカスト部材３０の上面３０Ｊにアルミ板２０が載置されている。
【００１１】
ＦＳＷ接合部品１０の上面１０Ｍには、ダイカスト部材３０とアルミ板２０とが摩擦攪拌接合された軌跡であるＦＳＷ接合ライン４０が形成されている。ＦＳＷ接合ライン４０は、アルミ板２０に形成されている環状溝２５上に形成されている。具体的には、環状溝２５の底面２５Ｓ上にＦＳＷ接合ライン４０が形成されている。
【００１２】
ところで、図３に示されるように、本実施形態のＦＳＷ接合部品１０は、ＦＳＷ接合ライン４０は、後述する回転ツール５０のショルダー５１の軌跡である中央軌跡部４１と、中央軌跡部４１に一部が上方から重なるように形成された均し層４２と、を有している。
【００１３】
均し層４２は、中央軌跡部４１の側方の傾斜面２５Ｋと中央軌跡部４１に一部が重なった状態で形成されている。均し層４２は、アルミ板２０が後述する回転ツール５０のショルダー５１の角部分から塑性流動したアルミ材料が漏れ出て形成されたバリがならされてなる。均し層４２は、ＦＳＷ接合ライン４０のうち、バリの発生した部分にのみ形成されている。また、均し層４２の幅、厚みは発生したバリの量によって異なる。なお、均し層４２は、アルミ板２０を構成する金属から構成される。
【００１４】
本実施形態のＦＳＷ接合部品１０は、以下のように製造される。
（１）図４（Ａ）に示されるように、アルミ板２０とダイカスト部材３０とが準備される。
【００１５】
（２）図４（Ｂ）に示されるように、ダイカスト部材３０の上面３０Ｊにアルミ板２０が載置され、ダイカスト部材３０とアルミ板２０がずれないように仮固定される。
【００１６】
（３）そして、ダイカスト部材３０とアルミ板２０とが、回転ツール５０を用いて環状溝２５に沿って移動しながら摩擦攪拌接合される。具体的には、図５に示されるように、 回転ツール５０は、ショルダー５１と、プローブ５２と、を有する。ショルダー５１は、直径が環状溝２５の底面２５Ｓの幅と略同一または底面２５Ｓの幅よりも小さい略円柱体である。プローブ５２は、ショルダー５１よりも小さな径を有する略円柱体である。プローブ５２は、ショルダー５１の端面からショルダー５１の中心軸Ｃに沿って延びる。回転ツール５０は、摩擦攪拌接合装置（図示略）に装備されて使用される。
【００１７】
本実施形態の回転ツール５０は、ショルダー５１から側方にむけて張り出す均し部５３を有している。均し部５３の下面５３Ｋは、ショルダー５１の下面５１Ｋよりも上方に配置されている。均し部５３の下面５３Ｋと、ショルダー５１の下面５１Ｋとの間隔は環状溝２５の深さと略同一又は環状溝２５の深さよりもやや大きく形成されている。また、均し部５３とショルダー５１との間には、円環状の逃げ溝５４が形成されている。逃げ溝５４の幅は、環状溝２５の傾斜面２５Ｋの幅と略同一になっている。
【００１８】
そして、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるように、回転ツール５０を回転させながらアルミ板２０に形成されている環状溝２５の底面２５Ｓに接する。プローブ５２は、アルミ板２０の下方に配置されているダイカスト部材３０に達する。また、ショルダー５１の下面５１Ｋが環状溝２５の底面２５Ｓに接する。そして、ショルダー５１及びプローブ５２の接触部に発生する摩擦熱によって、ダイカスト部材３０およびアルミ板２０の一部が軟化、塑性流動するとともに、ショルダー５１の下面５１Ｋに押圧されて中央軌跡部４１が形成される。そして、図７（Ａ）に示されるように、回転ツール５０が中心軸Ｃを基軸に回転しながら、環状溝２５に沿って移動する。
【００１９】
ところで、図７（Ｂ）に示されるように、回転ツール５０のショルダー５１の下面５１Ｋがアルミ板２０に押し付けられたとき、ショルダー５１のエッジがアルミ板２０に食い込み、バリ４５が発生することがある。このとき、バリ４５は、逃げ溝５４に収容される。
【００２０】
そして、図８（Ａ）に示されるように、回転ツール５０がさらに前進する。すると、図８（Ｂ）に示されるように、逃げ溝５４に収容されていたバリ４５が、均し部５３の下面によって、押される。そして、回転ツール５０の回転に伴って、バリ４５がならされて、均し層４２が形成される。これにより、中央軌跡部４１及び均し層４２とを有するＦＳＷ接合ライン４０が形成される。なお、均し層４２は、バリ４５が発生した部分にのみ発生する。
【００２１】
本実施形態のＦＳＷ接合部品１０は、製造工程で発生したバリ４５がならされている。これにより、起立したバリ４５による欠陥を抑制することができる。
【００２２】
また、本実施形態のＦＳＷ接合部品１０の製造方法によれば、アルミ板２０とダイカスト部材３０とを摩擦攪拌接合する際に生じたバリ４５を、その摩擦攪拌接合の動作の一環でならすことができる。これにより、バリ４５を切除するという工程を設ける必要がなくなる。
【００２３】
さらに、本実施形態のＦＳＷ接合部品１０は、環状溝２５が形成され、その環状溝２５に均し層４２が形成されているので、アルミ板２０の上面２０Ｊより上方に均し層４２が形成されることを抑制することができる。
【００２４】
また、回転ツール５０には、逃げ溝５４が形成されているので、発生したバリ４５を逃げ溝５４に収容することができ、バリ４５が均し部５３の内側に倒されやすくなる。
【００２５】
［他の実施形態］
（１）アルミ板２０に環状溝２５を有さない構成であってもよい。このとき、図９に示されるように、中央軌跡部４１Ｙの側方に均し層４２Ｙの一部が重なるように形成されていてもよいし、図１０に示されるように、中央軌跡部４１Ｘの上方全体に均し層４２Ｘの一部が重なるように形成されていてもよい。
【００２６】
（２）上記実施形態では、中央軌跡部４１の両側方に均し層４２が形成される構成であったが、均し層４２はバリ４５を均して形成されるので、片側にのみバリ４５が生じた場合、片側にのみ形成される場合もある。
【００２７】
（３）上記実施形態では、ＦＳＷ接合ライン４０の一部にのみ均し層４２が形成されていたが、ＦＳＷ接合ライン４０全周に亘って均し層４２が形成されてもよい。
【００２８】
（４）上記実施形態では、バリ４５が発生しない場合、中央軌跡部４１のみが形成される構成であったが、均し部５３の通過軌跡が一部または全体に残る構成であってもよい。
【００２９】
（５）ＦＳＷ接合ライン４０は、環状でなくてもよい。例えば、直線状であってもよいし、湾曲又は屈曲した形状であってもよく、任意の形状に設定することができる。
【００３０】
（６）上記実施形態の回転ツール５０は逃げ溝５４を有する構成であったが、逃げ溝５４を有さない構成であってもよい。
【００３１】
（７）上記実施形態では、アルミ板２０とダイカスト部材３０とが重ね合わされた部分が摩擦攪拌接合されていたが、アルミ板２０とダイカスト部材３０とを突き合せた部分を摩擦攪拌接合する構成であってもよい。なお、この場合、アルミ板２０及びダイカスト部材３０とから環状溝２５を構成してもよい。
【００３２】
（８）上記実施形態における環状溝２５の側面は傾斜面２５Ｋで構成されていたが、側面は垂直であってもよいし、湾曲していてもよい。
【００３３】
（９）上記実施形態では、均し部５３は、円環状をなしていたが、１つ又は複数の突片がショルダー５１から外側にむけて張り出すように形成されていてもよい。この場合においても、例えば鉤状に形成するなど、逃げ溝５４に相当する窪みを有する構成であることが望ましい。
【００３４】
（１０）上記実施形態では、均し層４２と中央軌跡部４１とが一部重なり合うように構成されていたが、均し層４２と中央軌跡部４１とが重ならない構成であってもよい。この時、中央軌跡部４１と均し層４２との間に隙間が生じる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０    ＦＳＷ接合部品
２０    アルミ板
２５    環状溝
２５Ｋ    傾斜面
２５Ｓ    底面
３０    ダイカスト部材
４０    接合ライン
４１    中央軌跡部
４２    均し層
４５    バリ
５０    摩擦ツール
５０    回転ツール
５１    ショルダー
５３    均し部
５４    逃げ溝
【図１】
2020040102.tif 000003
【図２】
2020040102.tif 000004
【図３】
2020040102.tif 000005
【図４】
2020040102.tif 000006
【図５】
2020040102.tif 000007
【図６】
2020040102.tif 000008
【図７】
2020040102.tif 000009
【図８】
2020040102.tif 000010
【図９】
2020040102.tif 000011
【図１０】
2020040102.tif 000012