(57)【要約】【課題】第一金属部材及び第二金属部材の外周面にバリが発生するのを防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。【解決手段】柱状を呈する第一金属部材１ａの端部と、柱状又は筒状の第二金属部材１ｂの端部とを重ね合わせて周方向に重合部Ｊ１を形成するとともに、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとの間に重合部Ｊ１に沿う凹溝１０を形成する重合工程と、接合用回転ツールＧを用いて重合部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、ショルダ部Ｇ１の直径を凹溝１０の幅よりも小さく設定し、摩擦攪拌工程において、接合用回転ツールＧのショルダ部Ｇ１を凹溝１０内に挿入し、ショルダ部Ｇ１を凹溝１０の底面から離間させた状態で、凹溝１０から発生するバリＶをショルダ部Ｇ１で押えつつ、重合部Ｊ１を摩擦攪拌接合することを特徴とする。【選択図】図４
2018001216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状を呈する第一金属部材の端部と、柱状又は筒状の第二金属部材の端部とを重ね合わせて周方向に重合部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記重合部に沿う凹溝を形成する重合工程と、
回転ツールを用いて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、
前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、
前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記重合部を摩擦攪拌接合することを特徴とする接合方法。
【請求項２】
筒状を呈する第一金属部材の端部と、筒状の第二金属部材の端部とを重ね合わせて周方向に重合部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記重合部に沿う凹溝を形成する重合工程と、
回転ツールを用いて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、
前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、
前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記重合部を摩擦攪拌接合することを特徴とする接合方法。
【請求項３】
柱状を呈する第一金属部材の端部と、柱状又は筒状の第二金属部材の端部とを突き合わせて周方向に突合せ部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記突合せ部に沿う凹溝を形成する突合せ工程と、
回転ツールを用いて前記突合せ部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、
前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、
前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする接合方法。
【請求項４】
筒状を呈する第一金属部材の端部と、筒状の第二金属部材の端部とを突き合わせて周方向に突合せ部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記突合せ部に沿う凹溝を形成する突合せ工程と、
回転ツールを用いて前記突合せ部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、
前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、
前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、円柱状部材と円筒状部材とを端面同士で突き合わせて形成された突合せ部に対して回転ツールを用いて摩擦攪拌接合する接合方法が開示されている。当該接合方法は、回転ツールの攪拌ピンのみを被接合金属部材に接触させて接合するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３１３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の接合方法では、被接合金属部材の外周面にバリが発生し、当該バリを除去する工程が煩雑になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、第一金属部材及び第二金属部材の外周面にバリが発生するのを防ぐことができる接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために本発明は、柱状を呈する第一金属部材の端部と、柱状又は筒状の第二金属部材の端部とを重ね合わせて周方向に重合部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記重合部に沿う凹溝を形成する重合工程と、回転ツールを用いて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記重合部を摩擦攪拌接合することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、筒状を呈する第一金属部材の端部と、筒状の第二金属部材の端部とを重ね合わせて周方向に重合部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記重合部に沿う凹溝を形成する重合工程と、回転ツールを用いて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記重合部を摩擦攪拌接合することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、柱状を呈する第一金属部材の端部と、柱状又は筒状の第二金属部材の端部とを突き合わせて周方向に突合せ部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記突合せ部に沿う凹溝を形成する突合せ工程と、回転ツールを用いて前記突合せ部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、状を呈する第一金属部材の端部と、筒状の第二金属部材の端部とを突き合わせて周方向に突合せ部を形成するとともに、前記第一金属部材と前記第二金属部材との間に前記突合せ部に沿う凹溝を形成する突合せ工程と、回転ツールを用いて前記突合せ部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、前記回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部と、前記ショルダ部から垂下する攪拌ピンと、を有し、前記ショルダ部の直径を前記凹溝の幅よりも小さく設定し、前記摩擦攪拌工程において、前記回転ツールのショルダ部を前記凹溝内に挿入し、前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態で、前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ、前記回転ツールを周方向に相対移動させて前記突合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とする。
【００１０】
かかる接合方法によれば、凹溝の底面、凹溝の両側壁及びショルダ部の下端面で狭い空間が形成されるため、バリが散飛するのを防ぐとともに凹溝の底面にバリを堆積させることができる。これにより、第一金属部材及び第二金属部材の外周面にバリが発生するのを防ぐことができる。また、凹溝の底面にショルダ部を押し込まないため、摩擦攪拌装置にかかる負荷を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る接合方法によれば、第一金属部材及び第二金属部材の外周面にバリが発生するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る接合方法の第一金属部材及び第二金属部材を示す斜視図である。
【図２】第一実施形態に係る接合方法の重合工程を示す断面図である。
【図３】第一実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。
【図４】第一実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図５】第一実施形態の変形例に係る接合方法の第一金属部材及び第二金属部材を示す斜視図である。
【図６】第一実施形態の変形例に係る接合方法の重合工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る接合方法の第一金属部材及び第二金属部材を示す斜視図である。
【図８】第二実施形態に係る接合方法の突合せ工程を示す断面図である。
【図９】第二実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す斜視図である。
【図１０】第二実施形態に係る接合方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図１１】第二実施形態に係る変形例の第一金属部材及び第二金属部材を示す斜視図である。
【図１２】第二実施形態に係る変形例の突合せ工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る接合方法は、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂの端部同士を重ね合わせて摩擦攪拌接合するものである。本実施形態に係る接合方法は、重合工程と、摩擦攪拌工程とを行う。
【００１４】
第一金属部材１ａは、図１に示すように、略円柱状を呈する金属部材であって、大径部２と、大径部２の端面１１ａに形成された円柱状を呈する小径部３とを有する。大径部２及び小径部３は、同心軸で形成されている。大径部２の端面１１ａは、小径部３の端面１４ａよりも一段下がった位置に形成されている。
【００１５】
第二金属部材１ｂは、円筒状を呈する金属部材であって、筒状の大径部４と、大径部４の端面１１ｂに形成された円筒状の小径部５とを有する。第二金属部材１ｂの小径部５と第一金属部材１ａの大径部４とは同じ高さ寸法になっている。大径部４と小径部５は、同心軸で形成されている。大径部４の端面１１ｂは、小径部５の端面１５ｂよりも一段下がった位置に形成されている。第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂは、略同等の外径からなり、第一金属部材１ａの小径部３の外径と、第二金属部材１ｂの内径は、略同等に形成されている。
【００１６】
第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂは、本実施形態では、同一組成の金属材料であって、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金など摩擦攪拌可能な金属材料で形成されている。
【００１７】
重合工程は、図２に示すように、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとを突合せつつ、端部同士を重ね合わせて重合部Ｊ１及び凹溝１０を形成する工程である。即ち、第一金属部材１ａの小径部３を、第二金属部材１ｂの内部に挿入することにより、第一金属部材１ａの小径部３の外周面１３ａと、第二金属部材１ｂの内周面１３ｂとが重ね合わされて重合部Ｊ１が形成されるとともに、重合部Ｊ１に沿って凹溝１０が形成される。凹溝１０は、小径部５の外周面１４ｂを底面とし、端面１１ａ，１１ｂを側壁とする断面矩形の溝である。凹溝１０は、周方向に亘って連続して形成される。
【００１８】
摩擦攪拌工程は、図３及び図４に示すように、接合用回転ツールＧを用いて重合部Ｊ１を摩擦攪拌接合する工程である。接合用回転ツールＧは、ショルダ部Ｇ１と、攪拌ピンＧ２とで構成されている。接合用回転ツールＧは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。接合用回転ツールＧは、例えば工具鋼で形成されている。ショルダ部Ｇ１は、摩擦攪拌装置の回転軸に連結される部位である。ショルダ部Ｇ１は円柱状を呈する。ショルダ部Ｇ１の外径は、凹溝１０内に挿入可能なように、凹溝１０の幅よりも小さくなっている。
【００１９】
図４に示すように、攪拌ピンＧ２は、ショルダ部Ｇ１から垂下しており、ショルダ部Ｇ１と同軸になっている。攪拌ピンＧ２はショルダ部Ｇ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＧ２の長さは、第二金属部材１ｂの小径部５の板厚よりも大きくなっている。攪拌ピンＧ２の外周面には螺旋溝が刻設されている。本実施形態では、接合用回転ツールＧを右回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。
【００２０】
なお、接合用回転ツールＧを左回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成することが好ましい。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＧ２の先端側に導かれる。これにより、摩擦攪拌工程の際に外周面１４ｂの外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
【００２１】
摩擦攪拌工程では、図３に示すように、凹溝１０の底面（外周面１４ｂ）に設定された開始位置Ｓｐに右回転させた接合用回転ツールＧを挿入し、重合部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＧを、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂの周囲に沿って移動させてもよいが、本実施形態では、接合用回転ツールＧの位置は固定し、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂを同時に周方向に回転させて摩擦攪拌接合を行っている。
【００２２】
接合用回転ツールＧの挿入深さは、適宜設定すればよいが、本実施形態では、攪拌ピンＧ２が第一金属部材１ａに達するように、つまり、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂと攪拌ピンＧ２とを接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。接合用回転ツールＧの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。
【００２３】
また、摩擦攪拌工程では、図４に示すように、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａを、凹溝１０の底面（外周面１４ｂ）から離間させ、かつ、第一金属部材１ａの外周面１２ａ及び第二金属部材１ｂの外周面１２ｂよりも低い位置に設定している。つまり、摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌によって発生するバリＶをショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで押さえ込みつつ摩擦攪拌接合を行う。特許請求の範囲の「前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態」とは、バリＶが発生する前の凹溝１０の底面（外周面１４ｂ）からショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａを離間させるという意味である。また、特許請求の範囲の「前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ」とは、堆積するバリＶとショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａとが接触しており、バリＶの表面（上面）をショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａによって押えるという意味である。
【００２４】
また、ショルダ部Ｇ１の外周面と凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）とはわずかな隙間をあけて離間している。凹溝１０の底面（外周面１４ｂ）、凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）及びショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで狭い空間が形成されている。
【００２５】
なお、攪拌ピンＧ２は、第一金属部材１ａに達しないように設定してもよい。つまり、摩擦攪拌工程では、第二金属部材１ｂと攪拌ピンＧ２のみとが接触するように攪拌ピンＧ２の挿入深さを設定してもよい。このように攪拌ピンＧ２の先端が、第一金属部材１ａに達しないように設定する場合は、第二金属部材１ｂと攪拌ピンＧ２との摩擦熱によって重合部Ｊ１の周囲の金属が塑性流動化して第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとが接合される。
【００２６】
摩擦攪拌工程によって凹溝１０の底面（外周面１４ｂ）にバリＶが発生するが、凹溝１０の底面、凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）及びショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで構成された狭い空間（断面矩形の閉空間）に当該バリＶが閉じ込められ、凹溝１０にバリＶが堆積する。バリＶは、凹溝１０内に収容されるとともに、バリＶの表面（上面）は、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａによって押えられて略平坦になる。
【００２７】
以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、摩擦攪拌工程を行う際に、凹溝１０の底面（外周面１４ｂ）、凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）及びショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで狭い空間が形成されるため、バリＶが散飛するのを防ぐとともに凹溝１０の底面にバリＶを堆積させることができる。これにより、第一金属部材１ａの外周面１２ａ及び第二金属部材１ｂの外周面１２ｂにバリＶが発生するのを防ぐことができる。よって、第一金属部材１ａの外周面１２ａ及び第二金属部材１ｂの外周面１２ｂのバリ除去工程等の表面処理を省略化することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係る接合方法によれば、凹溝１０の底面（外周面１４ｂ）にショルダ部Ｇ１を押し込まないため、摩擦攪拌装置にかかる負荷が小さい状態で、深い位置にある重合部Ｊ１を接合することができる。
【００２９】
なお、摩擦攪拌工程を行う前に、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂとで構成される重合部Ｊ１を仮接合する仮接合工程を行ってもよい。仮接合工程では、例えば、回転ツールを用いて連続的又は断続的（スポット仮付け）に重合部Ｊ１を接合すればよい。これにより、摩擦攪拌工程の際に、第一金属部材１ａと第二金属部材１ｂを容易に一体的に回転させることができる。
【００３０】
［第一実施形態の変形例］
図５は、第一実施形態の変形例に係る接合方法の第一金属部材及び第二金属部材を示す斜視図である。図６は、第一実施形態の変形例に係る接合方法の重合工程を示す断面図である。第一金属部材の端部と第二金属部材の端部の重ね合わせは、第一実施形態に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００３１】
図５に示すように、第一実施形態の変形例では、第一金属部材１ｃと第二金属部材１ｂとを接合する。第二金属部材１ｂは、第一実施形態と同一である。第二金属部材１ｃは、大径部４と、大径部４の端面１１ｃに形成された円筒状の小径部５とを有する。小径部５は、端面１１ｃの板厚方向の中央に形成されている。大径部４の端面１１ｃは、小径部５の端面１５ｃよりも一段下がった位置に形成されている。小径部５，５の高さ寸法はそれぞれ同一になっている。
【００３２】
重合工程は、図６示すように、第一金属部材１ｃと第二金属部材１ｂとを突合せつつ、端部同士を重ね合わせて重合部Ｊ２及び凹溝１０を形成する工程である。即ち、第二金属部材１ｂの小径部５を、第一金属部材１ｃの小径部５の内部に挿入することにより、第一金属部材１ｃの小径部５の内周面１６ｃと、第二金属部材１ｂの小径部５の外周面１４ｂとが重ね合わされて重合部Ｊ２が形成されるとともに、重合部Ｊ２に沿って凹溝１０が形成される。凹溝１０は、小径部５の外周面１４ｃを底面とし、端面１１ａ，１１ｂを側壁とする断面矩形の溝である。凹溝１０は、周方向に亘って連続して形成される。
【００３３】
変形例にかかる摩擦攪拌工程は、第一実施形態と同等であるので説明を省略する。当該変形例によっても第一実施形態と同じ効果を奏することができる。当該変形例のように、筒状部材の端部同士を重ね合わせ形成された重合部を接合してもよい。
【００３４】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る接合方法について説明する。図７に示すように、第二実施形態に係る接合方法は、第一金属部材１ａと第二金属部材１ａとを接合する工程である。第二実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、摩擦攪拌工程とを行う。
【００３５】
突合せ工程では、図８に示すように、第一金属部材１ａと第二金属部材１ａとを突き合わせて突合せ部Ｊ３を形成するとともに、突合せ部Ｊ３に沿って凹溝１０を形成する工程である。突合せ部Ｊ３は、小径部３，３の端面１４ａ，１４ａを突き合わせて形成されている。凹溝１０は、小径部３の外周面１３ａ，１３ａを底面とし、端面１１ａ，１１ｂを側壁とする断面矩形の溝である。凹溝１０は、周方向に亘って連続して形成される。
【００３６】
摩擦攪拌工程は、図９及び図１０に示すように、接合用回転ツールＧを用いて突合せ部Ｊ３を摩擦攪拌接合する工程である。摩擦攪拌工程では、図９に示すように、凹溝１０の底面（外周面１３ａ，１３ａ）に設定された開始位置Ｓｐに右回転させた接合用回転ツールＧを挿入し、突合せ部Ｊ３に対して摩擦攪拌接合を行う。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＧを、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ａの周囲に沿って移動させてもよいが、本実施形態では、接合用回転ツールＧの位置は固定し、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ａを同時に周方向に回転させて摩擦攪拌接合を行っている。接合用回転ツールＧの移動軌跡には塑性化領域Ｗ３が形成される（図１０参照）。
【００３７】
また、摩擦攪拌工程では、図１０に示すように、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａを、凹溝１０の底面（外周面１３ａ，１３ａ）から離間させ、かつ、第一金属部材１ａの外周面１２ａ及び第二金属部材１ａの外周面１２ａよりも低い位置に設定している。つまり、摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌によって発生するバリＶをショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで押さえ込みつつ摩擦攪拌接合を行う。特許請求の範囲の「前記ショルダ部を前記凹溝の底面から離間させた状態」とは、バリＶが発生する前の凹溝１０の底面（外周面１３ａ，１３ａ）からショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａを離間させるという意味である。また、特許請求の範囲の「前記凹溝から発生するバリを前記ショルダ部で押えつつ」とは、堆積するバリＶとショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａとが接触しており、バリＶの表面（上面）をショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａによって押えるという意味である。
【００３８】
また、ショルダ部Ｇ１の外周面と凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）とはわずかな隙間をあけて離間している。凹溝１０の底面（外周面１３ａ，１３ａ）、凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）及びショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで狭い空間が形成されている。
【００３９】
摩擦攪拌工程によって凹溝１０の底面（外周面１３ａ，１３ａ）にバリＶが発生するが、凹溝１０の底面、凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）及びショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで構成された狭い空間（断面矩形の閉空間）に当該バリＶが閉じ込められ、凹溝１０にバリＶが堆積する。バリＶは、凹溝１０内に収容されるとともに、バリＶの表面（上面）は、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａによって押えられて略平坦になる。
【００４０】
以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、摩擦攪拌工程を行う際に、凹溝１０の底面（外周面１３ａ，１３ａ）、凹溝１０の側壁（端面１１ａ，１１ｂ）及びショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで狭い空間が形成されるため、バリＶが散飛するのを防ぐとともに凹溝１０の底面にバリＶを堆積させることができる。これにより、第一金属部材１ａの外周面１２ａ及び第二金属部材１ａの外周面１２ａにバリＶが発生するのを防ぐことができる。よって、第一金属部材１ａの外周面１２ａ及び第二金属部材１ａの外周面１２ａのバリ除去工程等の表面処理を省略化することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る接合方法によれば、凹溝１０の底面（外周面１３ａ，１３ａ）にショルダ部Ｇ１を押し込まないため、摩擦攪拌装置にかかる負荷が小さい状態で、突合せ部Ｊ３の深い位置を接合することができる。
【００４２】
なお、摩擦攪拌工程を行う前に、第一金属部材１ａと第二金属部材１ａとで構成される突合せ部Ｊ３を仮接合する仮接合工程を行ってもよい。仮接合工程では、例えば、回転ツールを用いて、又は、溶接により連続的又は断続的（スポット仮付け）に突合せ部Ｊ３を接合すればよい。これにより、摩擦攪拌工程の際に、第一金属部材１ａと第二金属部材１ａを容易に一体的に回転させることができる。
【００４３】
［第二実施形態の変形例］
図１１は、第二実施形態に係る変形例の第一金属部材及び第二金属部材を示す斜視図である。図１２は、第二実施形態に係る変形例の突合せ工程を示す断面図である。第一金属部材の端部と第二金属部材の端部の突き合わせは、適宜設定すればよい。
【００４４】
図１１に示すように、第二実施形態の変形例では、第一金属部材１ｄと第二金属部材１ｂとを接合する。第二金属部材１ｂは、第一実施形態と同一である。第一金属部材１ｄは、大径部６と、大径部６の端面１１ｄに形成された中径部７と、中径部７の端面１５ｄに形成された小径部８とを有する。中径部７及び小径部８は、大径部６と同じ中心軸で形成されている。小径部８の高さ寸法は、第二金属部材１ｂの小径部５の高さ寸法と同一になっている。
【００４５】
突合せ工程は、図１２に示すように、第一金属部材１ｄと第二金属部材１ｂとを突き合わせて突合せ部Ｊ４及び凹溝１０を形成する工程である。即ち、第一金属部材１ｄの小径部８を、第二金属部材１ｂの内部に挿入することにより、中径部７の端面１５ｄと小径部５の端面１５ｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ４が形成されるとともに、凹溝１０が形成される。凹溝１０は、中径部７の外周面１４ｄと小径部５の外周面１４ｂを底面とし、端面１１ｄ，１１ｂを側壁とする断面矩形の溝である。凹溝１０は、周方向に亘って連続して形成される。
【００４６】
変形例にかかる摩擦攪拌工程は、第二実施形態と同等であるので説明を省略する。当該変形例によっても第二実施形態と同じ効果を奏することができる。当該変形例のように、柱状部材と筒状部材の端部同士を突き合わせて形成された突合せ部を接合してもよい。
【００４７】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、図２に示す重合工程において、第二金属部材１ｂを柱状の金属部材として重ね合わせてもよい。また、図７に示す突合せ工程において、第二金属部材１ａのみを筒状部材としてもよいし、第一金属部材１ａ及び第二金属部材１ｂの両方を筒状部材としてもよい。
【００４８】
また、本実施形態では円柱又は円筒状の部材同士を接合したが、断面楕円や断面角形状等他の断面形状の部材を接合してもよい。また、第一金属部材及び第二金属部材の端面は、適宜段差を設けるなどして重ね合わせ又は突き合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ａ    第一金属部材
１ｂ    第二金属部材
１０    凹溝
Ｇ      接合用回転ツール（回転ツール）
Ｇ２    攪拌ピン
Ｊ１    突合せ部
Ｖ      バリ
Ｗ１    塑性化領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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