(57)【要約】【課題】上下方向に重ねられた板材を摩擦攪拌接合する場合に、かかる板材の接合部分の端部における接合強度の向上を図ることができる摩擦攪拌接合方法及びその摩擦攪拌接合方法により接合される接合材を提供すること。【解決手段】第１接合板材１０の上面に第２接合板材２０を重ね合わせ、第２接合板材２０上で仮想的に設定された接合線Ｗ上を始点から終点まで摩擦攪拌接合装置のプローブが回転しながら移動することにより、第１接合板材１０及び第２接合板材２０を塑性流動化させて接合し、その後接合線上を戻ることにより第１接合板材１０及び第２接合板材２０の接合部分を再度塑性流動化させて接合材１を形成し、抜き穴３０を接合材１の接合部分の端部を避けた位置に配設するので、接合材１の接合部分の端部に疲労亀裂が発生することを抑制することができ、接合材１の接合強度を向上させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板材である第１接合板材の上面に金属製の板材である第２接合板材を重ね合わせ、前記第２接合板材上に仮想的に設定された接合線上を摩擦攪拌接合装置のプローブが回転しながら移動することにより、前記第１接合板材および第２接合板材を塑性流動化させて接合する摩擦攪拌接合方法であって
前記摩擦攪拌接合装置のプローブを前記接合線の始端で前記第１接合板材および第２接合板材に埋入する開始工程と、
前記開始工程により前記第１接合板材および第２接合板材に埋入された前記プローブが前記接合線の始端から終端まで前記接合線上を回転しながら移動し、前記第１接合板材および第２接合板材を塑性流動化させて接合する接合工程と、
前記接合工程によって塑性流動化した前記第１接合板材および第２接合板材の接合部分を、前記プローブが前記接合線上を回転しながら戻ることにより、再度塑性流動化させる補強工程と、
前記補強工程により再度塑性流動化した前記接合部分の前記接合線の終端から外れた位置において、前記プローブが前記第２接合板材に対して面直な方向に引き抜かれる終了工程と備えることを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２】
前記補強工程において、前記プローブは前記接合線の始端と終端との略中央まで戻るように設定されることを特徴とする請求項１記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項３】
前記補強工程は、前記プローブが前記接合線上を回転しながら戻ることにより、前記第２接合板材と面直な方向視で前記第１接合板材および第２接合板材の前記接合線と重なる部分を再度塑性流動化させる第１補強工程と、
前記第１補強工程によって前記接合線上を回転しながら戻った前記プローブが、前記接合線から離間する方向に回転しながら移動することにより、前記第１接合板材および第２接合板材の前記接合線から外れた部分を塑性流動化させる第２補強工程とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項４】
前記第２接合板材は、前記接合線に直交する方向の断面形状がＬ字状に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の摩擦攪拌接合方法によって、前記第１接合板材および第２接合板材を重ね合わせ接合して形成されることを特徴とする接合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌接合方法及びその摩擦攪拌接合方法により接合される接合材に関し、特に、上下方向に重ねられた板材を摩擦攪拌接合する場合に、かかる板材の接合部分の端部における接合強度の向上を図ることができる摩擦攪拌接合方法及びその摩擦攪拌接合方法により接合される接合材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミ合金製の板材同士を接合する際に、特許文献１に開示される従来の摩擦攪拌接合方法が用いられている。具体的には、摩擦攪拌接合工具のプローブの回転力によって板材の接合部分を軟化させ、板材の接合部分周辺を塑性流動させて練り混ぜて板材同士を一体化させている。
【０００３】
かかる従来の摩擦攪拌接合方法により、上下方向に重ねた板材を接合する方法について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、従来の摩擦攪拌接合方法により接合される板材３１０，３２０を示しており、図６（ａ）はプローブＫ１が接合起点に位置する状態における板材３１０，３２０の側面図であり、図６（ｂ）はプローブＫ１が接合終点に位置する状態における板材３１０，３２０の側面図である。また、図７（ａ）は、図６（ｂ）の矢印ＶＩＩａ方向から視た板材３１０，３２０の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩｂ―ＶＩＩｂ線における板材３１０，３２０の断面図である。
【０００４】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、板材３１０，３２０を、上下方向に重ね合わせ、板材３２０の中心線に沿って設定された接合線Ｗ上の接合起点から接合終点まで摩擦攪拌接合することにより、板材３１０，３２０が上下方向に接合されて接合材３０１が形成される。
【特許文献１】特開２００５−９５９５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の摩擦攪拌接合方法では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、板材３１０，３２０を摩擦攪拌接合した後、接合終点でプローブＫ１を面直方向へ引き抜くので、接合終点でプローブＫ１と同じ径および同じ深さの抜き穴１３０が穿設されていた。
【０００６】
そのため、図７（ａ）及び図７（ｂ）で示すように、接合材３０１の端部に接合幅Ｌ１１の脆弱部分が発生するので、かかる接合材３０１の端部に矢印Ｆの引き剥がし方向の荷重が繰り返し負荷された場合に、抜き穴１３０の周囲に疲労亀裂が発生し、接合材３０１の端部において接合強度が低下するという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、上下方向に重ねられた板材を摩擦攪拌接合する場合に、かかる板材の接合部分の端部における接合強度の向上を図ることができる摩擦攪拌接合方法及びその摩擦攪拌接合方法により接合される接合材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１記載の摩擦攪拌接合方法は、金属製の板材である第１接合板材の上面に金属製の板材である第２接合板材を重ね合わせ、前記第２接合板材上に仮想的に設定された接合線上を摩擦攪拌接合装置のプローブが回転しながら移動することにより、前記第１接合板材および第２接合板材を塑性流動化させて接合する方法であって、前記摩擦攪拌接合装置のプローブを前記接合線の始端で前記第１接合板材および第２接合板材に埋入する開始工程と、前記開始工程により前記第１接合板材および第２接合板材に埋入された前記プローブが前記接合線の始端から終端まで前記接合線上を回転しながら移動し、前記第１接合板材および第２接合板材を塑性流動化させて接合する接合工程と、前記接合工程によって塑性流動化した前記第１接合板材および第２接合板材の接合部分を、前記プローブが前記接合線上を回転しながら戻ることにより、再度塑性流動化させる補強工程と、前記補強工程により再度塑性流動化した前記接合部分の前記接合線の終端から外れた位置において、前記プローブが前記第２接合板材に対して面直な方向に引き抜かれる終了工程と備えている。
【０００９】
請求項２記載の摩擦攪拌接合方法は、請求項１記載の摩擦攪拌接合方法において、前記補強工程において、前記プローブは前記接合線の始端と終端との略中央まで戻るように設定されている。
【００１０】
請求項３記載の摩擦攪拌接合方法は、請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法において、前記補強工程は、前記プローブが前記接合線上を回転しながら戻ることにより、前記第２接合板材と面直な方向視で前記第１接合板材および第２接合板材の前記接合線と重なる部分を再度塑性流動化させる第１補強工程と、
前記第１補強工程によって前記接合線上を回転しながら戻った前記プローブが前記接合線から離間する方向に回転しながら移動することにより、前記第１接合板材および第２接合板材の前記接合線から外れた部分を塑性流動化させる第２補強工程とを有している。
【００１１】
請求項４記載の摩擦攪拌接合方法は、請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法において、第２接合板材は、接合線に直交する方向の断面形状がＬ字状に形成されている。
【００１２】
請求項５記載の接合材は、請求項１から４のいずれかに記載の摩擦攪拌接合方法によって、前記第１接合板材および第２接合板材を重ね合わせ接合して形成されている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の摩擦攪拌接合方法によれば、金属製の板材である第１接合板材の上面に金属製の板材である第２接合板材を重ね合わせ、第２接合板材上に仮想的に設定された接合線上を摩擦攪拌接合装置のプローブが回転しながら移動することにより、第１接合板材および第２接合板材が塑性流動化されて接合されている。かかる摩擦攪拌接合方法によれば、スパッタが飛散しないので、第１接合板材および第２接合板材の接合部分の外観が良好となり、また、入熱量が少ないので、溶接変形が抑制される。従って、優れた接合部分を得ることができる。
【００１４】
ここで、請求項１記載の摩擦攪拌接合方法によれば、第１接合板材および第２接合板材を接合するに際しては、まず、摩擦攪拌接合装置のプローブを接合線の始端で第１接合板材および第２接合板材に埋入する開始工程を行い、次に、開始工程によって第１接合板材および第２接合板材に埋入されたプローブが接合線の始端から終端まで接合線上を回転しながら移動することにより、第１接合板材および第２接合板材が塑性流動化されて接合される接合工程を行い、そして、かかる接合工程において接合線の終端まで移動したプローブが接合線上を回転しながら戻ることにより、接合工程によって塑性流動化されて接合された第１接合板材および第２接合板材の接合部分を再度塑性流動化させる補強工程を行い、最後に、補強工程により再度塑性流動化された接合部分の接合線の終端から外れた位置において、第２接合板材に対して面直な方向にプローブを引き抜く終了工程を行うので、第１接合板材および第２接合板材の接合部分の接合強度を向上させることができるという効果を奏する。
【００１５】
即ち、終了工程においてプローブを引き抜くことにより形成される抜き穴は、接合線の終端から外れた位置、つまり、接合部分の端部を避けた位置に配設される。よって、接合部分の端部にプローブの抜き穴が配設されないので、プローブの抜き穴によって接合部分の端部に接合幅の短い脆弱部分が発生することを防止できる。
【００１６】
従って、接合部分の端部に第２接合板材（第１接合板材）と直交する引き剥がし方向の荷重が繰り返し負荷された場合であっても、接合部分の端部に疲労亀裂が発生することを抑制することができ、第１接合板材および第２接合板材の接合部分の接合強度を向上させることができる。
【００１７】
また、一般のアーク溶接では、接合線（溶接線）を戻って溶接を重ねることにより、接合部分の接合強度が低下すると共に、過度な入熱により歪みが増大してしまう。これに対して、接合工程によって塑性流動化されて接合された接合部分は、補強工程においてプローブが接合線上を回転しながら戻ることによって、再度塑性流動化され、動的再結晶によって結晶粒が微細化される。よって、プローブが接合線上を回転しながら戻った接合部分の接合強度を向上させることができる。
【００１８】
さらに、接合工程において接合線の始端から終端まで接合線上を回転しながら移動したプローブは、補強工程において接合線上を回転しながら戻るので、プローブの移動経路が簡素化される。よって、プローブの回転移動を簡易に制御することができるという効果を奏する。
【００１９】
請求項２記載の摩擦攪拌接合方法によれば、請求項１記載の摩擦攪拌接合方法の奏する効果に加え、補強工程において、プローブは接合線の始端と終端との略中央まで戻るように設定されているので、プローブの抜き穴を接合部分の端部から離間した位置に配設することができ、第１接合板材および第２接合板材の接合部分の接合強度をよりいっそう向上させることができるという効果を奏する。
【００２０】
即ち、接合線の始端と終端との略中央まで戻ったプローブは、終了工程において接合部分の中央で第２接合板材と面直な方向で引き抜かれるので、抜き穴が接合部分の中央に配設される。よって、プローブの抜き穴を接合部分の端部から離間した箇所に配設することができる。
【００２１】
従って、接合部分の端部に第２接合板材（第１接合板材）と直交する引き剥がし方向の荷重が繰り返し負荷された場合であっても、接合部分の端部に疲労亀裂が発生することを確実に防止することができ、第１接合板材および第２接合板材の接合部分の接合強度をよりいっそう向上させることができる。
【００２２】
請求項３記載の摩擦攪拌接合方法によれば、請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法の奏する効果に加え、まず、補強工程の第１補強工程において、プローブが接合線上を回転しながら戻ることにより、第２接合板材と面直な方向視で接合線と重なる部分を再度塑性流動化させ、その後、補強工程の第２補強工程において、第１補強工程によって接合線上を回転しながら戻ったプローブが接合線から離間する方向に回転しながら移動することにより、第１接合板材および第２接合板材の接合線から離間する部分を塑性流動化させるので、接合部分の接合強度を向上させることができるという効果を奏する。
【００２３】
即ち、プローブは、第２補強工程において、第１接合板材および第２接合板材の接合線から離間する部分を塑性流動化させた後、終了工程において、接合線から外れた位置に抜き穴を配設することができる。よって、接合部分の端部に接合線に沿った方向の荷重が繰り返し負荷された場合であっても、抜き穴に応力が集中することを抑制できる。従って、抜き穴から亀裂が発生することを防止できるので、接合部分の接合強度を向上させることができる。
【００２４】
請求項４記載の摩擦攪拌接合方法によれば、請求項１又は２に記載の摩擦攪拌接合方法の奏する効果に加え、補強工程においてプローブは接合線上を逆に戻るだけであるので、接合線に直交する方向における第２接合板材の断面形状がＬ字状に形成されている場合であっても、プローブが断面Ｌ字状の第２接合板材と干渉するおそれがなく、補強工程を簡易に行うことができるという効果を奏する。
【００２５】
請求項５記載の接合材によれば、請求項１から４のいずれかに記載の摩擦攪拌接合方法により、第１接合板材および第２接合板材を重ね合わせ接合して形成されるので、請求項１から４のいずれかに記載の作用効果を奏する接合材を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１から図３を参照して、本発明の第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法についてする。図１は、本発明の第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法により接合される第１接合板材１０及び第２接合板材２０の斜視図である。
【００２７】
また、図２は、第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法を工程順に模式的に図示しており、図２（ａ）はプローブＫ１が接合起点に位置する状態における第１接合板材１０及び第２接合板材２０の側面図であり、図２（ｂ）はプローブＫ１が接合終点に位置する状態における第１接合板材１０及び第２接合板材２０側面図であり、図２（ｃ）はプローブＫ１が接合起点と接合終点との中間に位置する状態における第１接合板材１０及び第２接合板材２０の側面図であり、図２（ｄ）はプローブＫ１が引き抜かれた状態を示す第１接合板材１０及び第２接合板材２０の側面図である。
【００２８】
さらに、図３は、第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法によって第１接合板材１０及び第２接合板材２０が接合されて形成された接合材１を示しており、図３（ａ）は、図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における接合材１の上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における接合材１の断面図である。図１及び図２において、第１接合板材１０の縦および横方向の長さが省略されて図示されている。図３から図５においても同様である。
【００２９】
なお、一点鎖線Ｗは第２接合板材２０上に仮想的に設定され摩擦攪拌接合装置ＫのプローブＫ１が回転しながら移動する接合線を示し、矢印Ｆは摩擦攪拌接合装置Ｋの進行方向を示し、矢印Ｔ１は、第１接合板材１０に作用する荷重の方向を示している。
【００３０】
図１に示すように、第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法によれば、金属製の平板状の板材である第１接合板材１０の上面に金属製の縦断面（第２接合板材２０の長手方向と直交する方向の断面）Ｌ字状の板材である第２接合板材２０を重ね合わせ、第２接合板材２０上に長手方向（図１左右方向）で仮想的に設定された接合線Ｗ上を始点から終点まで摩擦攪拌接合装置ＫのプローブＫ１が回転しながら移動することにより、第１接合板材１０及び第２接合板材２０を塑性流動化させて接合し、更に、接合線上を戻ることにより再度塑性流動化させ、抜き穴３０（図２参照）を接合材１の接合部分の端部を避けた位置に配設し、接合材１（図３参照）を形成している。
【００３１】
よって、第１接合板材１０および第２接合板材２０の接合部分（接合材１の接合部分）の外観を良好することができ、また、入熱量が少ないので、溶接変形が抑制される。従って、優れた接合部分を得ることができると共に、接合材１の接合部分の接合強度を向上させることができる。図２を参照して、第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法について、詳しく説明する。
【００３２】
まず、図２（ａ）に示すように、円柱状のプローブＫ１を接合線Ｗの始端で第１接合板材１０及び第２接合板材２０に埋入する。かかるプローブＫ１の長さ（図２（ａ）上下方向における長さ）は、第１接合板材１０及び第２接合板材２０を合わせた板厚Ｌ１と同一又は僅かに小さく設定されている。よって、第１接合板材１０及び第２接合板材２０の全体を均一に攪拌して塑性流動化させることができる。
【００３３】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１接合板材１０及び第２接合板材２０に埋入されたプローブＫ１は、プローブＫ１を下面から突設させるツールＫ２を回転させることによって、接合線Ｗの始端から終端まで（図２（ｂ）左端から右端まで）接合線Ｗ上を回転しながら移動し、第１接合板材１０及び第２接合板材２０を塑性流動化させて接合する。
【００３４】
かかる場合（プローブＫ１が第１接合板材１０及び第２接合板材２０に埋入されたプローブＫ１が回転しながら移動する際）に、ツールＫ２の肩部分（第２接合板材２０に突き当てられる平面部分）であるショルダＫ３で第２接合板材２０を押圧することにより、第１接合板材１０及び第２接合板材２０が外部に排出されることを防止することができる。また、ショルダＫ３と第２接合板材２０との摩擦により摩擦熱を発生させることができるので、第１接合板材１０及び第２接合板材２０を塑性流動化させることができる。
【００３５】
そして、図２（ｃ）に示すように、プローブＫ１が接合線Ｗ上を回転しながら戻ることにより、プローブＫ１は、接合線Ｗの始端から終端まで接合線Ｗ上を回転しながら移動して塑性流動化した第１接合板材１０及び第２接合板材２０の接合部分を、再度塑性流動化させる。
【００３６】
最後に、図２（ｄ）に示すように、再度塑性流動化された接合部分の接合線Ｗの終端から外れた位置において、プローブＫ１が第２接合板材２０に対して面直な方向（図２（ｄ）上方向）に引き抜かれることにより、接合材１が形成される。
【００３７】
図３に示すように、上述の引き抜かれたプローブＫ１により、プローブＫ１と同径の抜き穴３０が形成される。この抜き穴３０は、接合線Ｗ（図１参照）の終端から外れた位置、つまり、接合材１の接合部分の端部を避けた位置に配設される。よって、接合部分の端部にプローブＫ１の抜き穴３０が配設されないので、プローブＫ１の抜き穴３０によって接合部分の端部に接合幅Ｌ２の短い脆弱部分が発生することを防止できる。
【００３８】
従って、第１接合板材１０と直交する引き剥がし方向（図３下方向）の荷重Ｔ１が接合材１（第１接合板材１０）に繰り返し負荷されることにより、接合材１の接合部分の端部に引き剥がし方向の荷重が繰り返し負荷された場合であっても、接合部分の端部に疲労亀裂が発生することを抑制することができ、接合材１の接合部分の接合強度を向上させることができる。
【００３９】
また、一般のアーク溶接では、接合線（溶接線）を戻って溶接を重ねることにより、接合部分の接合強度が低下すると共に、過度な入熱により歪みが増大してしまう。これに対して、プローブＫ１の回転によって塑性流動化されて接合された接合部分は、プローブＫ１が接合線上Ｗ（図１参照）を回転しながら戻ることによって、再度塑性流動化され、動的再結晶によって結晶粒が微細化される。よって、プローブＫ１が接合線Ｗ上を回転しながら戻った接合部分の接合強度を向上させることができる。
【００４０】
さらに、接合線Ｗ（図１参照）の始端から終端まで接合線Ｗ上を回転しながら移動したプローブＫ１は、再び接合線上を始端方向（図３左方向）へ回転しながら戻るので、プローブＫ１の移動経路が簡素化される。よって、プローブＫ１の回転移動を簡易に制御することができる。
【００４１】
図３に示すように、プローブＫ１は接合線Ｗ（図１参照）の始端と終端との略中央まで戻るように設定されている。よって、プローブＫ１の抜き穴３０を接合部分の端部から離間した位置に配設することができ、接合材１の接合部分の接合強度をよりいっそう向上させることができる。
【００４２】
即ち、接合線Ｗ（図１参照）の始端と終端との略中央まで戻ったプローブＫ１は、接合部分の中央で第２接合板材と面直な方向（図３（ｂ）上方向）で引き抜かれるので、抜き穴３０が接合部分の中央に配設される。よって、プローブＫ１の抜き穴３０を接合材１の接合部分の端部から離間した箇所に配設することができる。
【００４３】
従って、接合部分の端部に第１接合板材１０（第２接合板材２０）と直交する引き剥がし方向（図３（ｂ）下方向）の荷重Ｔ１が繰り返し負荷された場合であっても、接合部分の端部に疲労亀裂が発生することを確実に防止することができ、接合部分の接合強度をよりいっそう向上させることができる。
【００４４】
また、図３に示すように、プローブＫ１は、接合線Ｗ（図１参照）の始端から終端まで接合線Ｗ上を回転しながら移動した後、再び接合線Ｗ上を始端方向（図３（ａ）及び図３（ｂ）左方向）へ回転しながら戻る、即ち、抜き穴３０を接合部分の端部から外れた位置に形成されるので、プローブＫ１は接合線Ｗ上から外れることなく、接合線Ｗ上を直線的に移動することができる。
【００４５】
よって、第２接合板材２０が縦断面Ｌ字状の板材で形成、つまり接合線Ｗに直交する方向（図３（ｂ）上下方向）における第２接合板材の断面形状がＬ字状に形成されている場合であっても、プローブＫ１，ツールＫ２等が断面Ｌ字状の第２接合板材２０と干渉するおそれがない。従って、プローブＫ１を簡易に回転移動させることができ、プローブＫ１が接合線Ｗ上を戻ることによって接合材１の接合部分の接合強度を簡易に向上させることができる。
【００４６】
次に、図４を参照して、本発明の第二実施の形態における摩擦攪拌接合方法について説明する。図４は、本発明の第二実施の形態における摩擦攪拌接合方法を用いて接合された接合材１０１の上面図であり、矢印Ｔ２は、接合線に沿った方向を示している。なお、上記した第一実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４７】
第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法により接合された接合材１は、平板状の第１接合板材１０の上面に縦断面Ｌ字状の第２接合板材２０が摩擦攪拌接合され、抜き穴３０が接合線Ｗに配設されるのに対して、第二実施の形態における摩擦攪拌接合方法により接合された接合材１０１は、平板状の第１接合板材１１０の上面に平板状の第２接合板材１２０が摩擦攪拌接合され、抜き穴１３０が接合線Ｗから外れた位置に配設されている。
【００４８】
図４に示すように、第二実施の形態における摩擦攪拌接合方法においては、接合線Ｗ（図１参照）の始端から終端まで回転しながら移動したプローブＫ１（図１参照）が接合線Ｗ上を回転しながら戻ることにより、第２接合板材２０と面直な方向視（図４左又は右方向視）で接合線Ｗと重なる部分を再度塑性流動化させた後、プローブＫ１が更に接合線Ｗから離間する方向（図４下方向）に回転しながら移動する。従って、第１接合板材１０及び第２接合板材２０の接合線から離間する位置を塑性流動化させるので、接合材１０１の接合強度を向上させることができるという効果を奏する。
【００４９】
即ち、プローブＫ１（図１参照）は、第１接合板材１１０及び第２接合板材１２０の接合線Ｗから離間する部分を塑性流動化させた後、接合線Ｗ（図１参照）から外れた位置に抜き穴１３０を配設することができる。よって、接合部分の端部に接合線Ｗ（図１参照）に沿った方向（図４左右方向）の荷重が繰り返し負荷された場合であっても、抜き穴１３０の縁部に応力が集中することを抑制できる。従って、抜き穴１３０の周囲から亀裂が発生することを防止できるので、接合部分の接合強度を向上させることができる。
【００５０】
次に、図５を参照して、本発明の第三実施の形態における摩擦攪拌接合方法について説明する。図５（ａ）は、本発明の第三実施の形態における摩擦攪拌接合方法を用いて接合された接合材２０１の斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ―Ｖｂ線における接合材２０１の断面図である。なお、第一実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５１】
第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法により接合された接合材１は、平板状の第１接合板材１０の上面に縦断面Ｌ字状の第２接合板材２０が摩擦攪拌接合されるのに対して、第三実施の形態における摩擦攪拌接合方法により接合された接合材２０１は、平板状の第１接合板材２１０の上面から上方（図３（ｂ）上方）に縦壁部２０１Ａが突設され、縦壁部２０１Ａを挟んで２枚の平板状の第２接合板材２２０が対峙するように第１接合板材２１０の上面に２枚の第２接合板材２２０が摩擦攪拌接合されている。
【００５２】
図５に示すように、第１接合板材２１０は縦壁部２０１Ａを有するので、本発明の摩擦攪拌接合方法により２枚の第２接合板材２２０が第１接合板材２１０に接合されると、２枚の第２接合板材２２０は縦壁部２０１Ａに対峙した状態となるので、第２接合板材２２０と縦壁部２０１Ａとの間に隙間が発生する。
【００５３】
また、従来の摩擦攪拌接合方法のように、接合線（図１参照）の終点でプローブＫ１を引き抜くことにより、接合部分の端部に抜き穴が配設される場合は、接合部分の端部に接合幅Ｌ３の接合されている箇所が発生する。
【００５４】
特に、本発明の接合材が圧力のかかる気密体を構成するもの、例えば、接合材２０１が鉄道車両の車体に用いられる場合、トンネルの出入り等により、走行風が縦壁部２０１Ａにガイドされて上述した隙間に流入し、第１接合板材２１０と直交する引き剥がし方向（図５（ｂ）下方向）の過大な荷重が繰り返し負荷される。よって、接合部分の接合幅Ｌ３で接合されている箇所に疲労亀裂が発生してしまう。
【００５５】
これに対し、本発明の接合方法によれば、接合部分の接合端部を避けた位置に抜き穴２３０が配設されるので、トンネルの出入り等により、走行風が縦壁部２０１Ａにガイドされて上述した隙間に流入することにより、第１接合板材２１０と直交する引き剥がし方向（図５（ｂ）下方向）の過大な荷重が繰り返し負荷される場合であっても、接合材２０１の接合部分に亀裂が発生することを防止することができる。
【００５６】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。
【００５７】
例えば、本発明の第３実施の形態において、接合材２０１が鉄道車両の車体に用いられる場合について説明したが、接合材１，１０１が鉄道車両の車体に用いられる場合であってもよい。この場合においても、トンネルの出入り等によって走行風によって第１接合板材１０，１１０と直交する引き剥がし方向の過大な荷重が繰り返し負荷されても、接合材１，１０１の接合部分に亀裂が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第一実施の形態における摩擦攪拌接合方法により接合される第１接合板材および第２接合板材の斜視図である。
【図２】（ａ）はプローブが接合起点に位置する状態における第１接合板材および第２接合板材の側面図であり、（ｂ）はプローブが接合終点に位置する状態における第１接合板材および第２接合板材側面図であり、（ｃ）はプローブが接合起点と接合終点との中間に位置する状態における第１接合板材および第２接合板材の側面図であり、（ｄ）はプローブが引き抜かれた状態を示す第１接合板材および第２接合板材の側面図である。
【図３】（ａ）は、図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線における接合材の上面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線における接合材の断面図である。
【図４】本発明の第二実施の形態における摩擦攪拌接合方法を用いて接合された接合材の上面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第三実施の形態における摩擦攪拌接合方法を用いて接合された接合材の斜視図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ―Ｖｂ線における接合材の断面図である。
【図６】従来の摩擦攪拌接合方法により接合される板材を示しており、（ａ）はプローブが接合起点に位置する状態における板材の側面図であり、（ｂ）はプローブが接合終点に位置する状態における板材の側面図である。
【図７】（ａ）は、図６（ｂ）の矢印ＶＩＩａ方向から視た板材の平面図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩｂ―ＶＩＩｂ線における板材の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，１０１，２０１    接合材
１０，１１０，２１０  第１接合板材
２０，１２０，２２０  第２接合板材
３０，１３０，２３０  抜き穴
Ｋ                    摩擦攪拌接合装置
Ｋ１                  プローブ
Ｗ                    接合線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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