(57)【要約】      （修正有）【課題】接合部の金属不足を防ぐことができる接合方法を提供する。【解決手段】第一金属部材１０の側面１０ａと第二金属部材２０の基端部２２とで構成される突合せ部Ｊ１を覆うように、第二金属部材２０の横板２３に補助部材３０の裏面３０ａを面接触させる補助部材配置工程を行う。補助部材配置工程後、攪拌ピンＦ２を補助部材３０の表面側から挿入し、攪拌ピンＦ２のみを補助部材３０、第一金属部材１０および第二金属部材２０に接触させた状態で、突合せ部Ｊ１に沿って回転ツールＦを相対移動させて、補助部材３０、第一金属部材１０および第二金属部材２０の摩擦攪拌接合を行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌接合で接合する接合方法であって、
前記第一金属部材は、板状を呈し、
前記第二金属部材は、縦板の一方の側面側の基端部から横板が突出した断面Ｌ字形状に形成されており、
前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記縦板の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記突合せ工程後、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記基端部とで構成される前記突合せ部を覆うように、前記第二金属部材の横板に補助部材の裏面を面接触させる補助部材配置工程と、
前記補助部材配置工程後、前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材に接触させた状態で、前記突合せ部に沿って前記本接合用回転ツールを相対移動させて、前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材の摩擦攪拌接合を行う本接合工程と、
前記本接合工程後、バリが形成された前記補助部材を前記第二金属部材から除去する除去工程とを含むことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌接合で接合する接合方法であって、
前記第一金属部材は、板状を呈し、
前記第二金属部材は、縦板の一方の側面側の基端部から横板が突出した断面Ｌ字形状に形成されており、
前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記縦板の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
前記突合せ工程後、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記基端部とで構成される前記突合せ部を覆うように、前記第一金属部材の前記側面に補助部材の裏面を面接触させる補助部材配置工程と、
前記補助部材配置工程後、前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材に接触させた状態で、前記突合せ部に沿って前記本接合用回転ツールを相対移動させて、前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材の摩擦攪拌接合を行う本接合工程と、
前記本接合工程後、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材から除去する除去工程とを含むことを特徴とする接合方法。
【請求項３】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の基端部とで構成される前記突合せ部に仮接合用回転ツールの攪拌ピンのみを挿入して摩擦攪拌接合によるスポット接合を行う仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接合方法。
【請求項４】
前記仮接合用回転ツールおよび前記本接合用回転ツールは同一の回転ツールであることを特徴とする請求項３に記載の接合方法。
【請求項５】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の基端部とで構成される前記突合せ部に溶接によるスポット接合をする仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接合方法。
【請求項６】
前記溶接は、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接またはレーザ溶接であることを特徴とする請求項５に記載の接合方法。
【請求項７】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の先端と前記第二金属部材の縦板の先端とで構成される前記突合せ部に仮接合用回転ツールの攪拌ピンのみを挿入して摩擦攪拌接合によるスポット接合を行う仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接合方法。
【請求項８】
前記仮接合用回転ツールおよび前記本接合用回転ツールは同一の回転ツールであることを特徴とする請求項７に記載の接合方法。
【請求項９】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の先端と前記第二金属部材の縦板の先端とで構成される前記突合せ部に溶接によるスポット接合をする仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記溶接は、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接またはレーザ溶接であることを特徴とする請求項９に記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部材同士を摩擦攪拌接合する接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌で接合する接合方法が開示されている。当該接合方法では、第一金属部材と第二金属部材とを突き合わせて突合せ部を形成した後に、回転ツールの攪拌ピンのみを第一金属部材と第二金属部材に接触させた状態で突合せ部に対して摩擦攪拌を行うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０３９６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した従来の接合方法では、塑性流動化した金属を回転ツールのショルダ部で押さえないため、塑性流動化した金属が外部に漏れ出して接合部が金属不足になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、接合部の金属不足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】
本発明は、攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌接合で接合する接合方法であって、前記第一金属部材は、板状を呈し、前記第二金属部材は、縦板の一方の側面側の基端部から横板が突出した断面Ｌ字形状に形成されており、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記縦板の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記突合せ工程後、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記基端部とで構成される前記突合せ部を覆うように、前記第二金属部材の横板に補助部材の裏面を面接触させる補助部材配置工程と、前記補助部材配置工程後、前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材に接触させた状態で、前記突合せ部に沿って前記本接合用回転ツールを相対移動させて、前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材の摩擦攪拌接合を行う本接合工程と、前記本接合工程後、バリが形成された前記補助部材を前記第二金属部材から除去する除去工程とを含むことを特徴とする。
別の本発明は、攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを用いて第一金属部材と第二金属部材とを摩擦攪拌接合で接合する接合方法であって、前記第一金属部材は、板状を呈し、前記第二金属部材は、縦板の一方の側面側の基端部から横板が突出した断面Ｌ字形状に形成されており、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記縦板の他方の側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、前記突合せ工程後、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の前記基端部とで構成される前記突合せ部を覆うように、前記第一金属部材の前記側面に補助部材の裏面を面接触させる補助部材配置工程と、前記補助部材配置工程後、前記攪拌ピンを前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材に接触させた状態で、前記突合せ部に沿って前記本接合用回転ツールを相対移動させて、前記補助部材、前記第一金属部材および前記第二金属部材の摩擦攪拌接合を行う本接合工程と、前記本接合工程後、バリが形成された前記補助部材を前記第一金属部材から除去する除去工程とを含むことを特徴とする。
【０００７】
前記の各発明によれば、第一金属部材と第二金属部材とが接合されるとともに、第一金属部材および第二金属部材に加えて、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。
【０００８】
また、摩擦攪拌接合で発生するバリを補助部材ごと金属部材から除去することができるため、バリを除去する工程が容易となる。
【０００９】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の基端部とで構成される前記突合せ部に仮接合用回転ツールの攪拌ピンのみを挿入して摩擦攪拌接合によるスポット接合を行う仮接合工程を含むことが好ましい。
【００１０】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の先端と前記第二金属部材の縦板の先端とで構成される前記突合せ部に仮接合用回転ツールの攪拌ピンのみを挿入して摩擦攪拌接合によるスポット接合を行う仮接合工程を含むことが好ましい。
【００１１】
かかる接合方法によれば、攪拌ピンのみを金属部材に接触させた状態で突合せ部のスポット仮付けを行うことにより、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、従来のように突合せ部の全長に対して仮接合を行う場合に比べて工程時間を短くすることができる。
【００１２】
この場合に、前記仮接合用回転ツールおよび前記本接合用回転ツールは同一の回転ツールであることが好ましい。係る接合方法によれば、回転ツールの交換を行う必要がないため、作業効率を高めることができる。
【００１３】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の側面と前記第二金属部材の基端部とで構成される前記突合せ部に溶接によるスポット接合をする仮接合工程を含むことが好ましい。この場合に、前記溶接は、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接またはレーザ溶接であることが好ましい。
【００１４】
前記補助部材配置工程の前に、前記第一金属部材の先端と前記第二金属部材の縦板の先端とで構成される前記突合せ部に溶接によるスポット接合をする仮接合工程を含むことが好ましい。この場合に、前記溶接は、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接またはレーザ溶接であることが好ましい。
かかる接合方法によれば、従来のように突合せ部の全長に対して仮接合を行う場合に比べて工程時間を短くすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、接合部の金属不足を防ぐことができる接合方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る接合方法の突合せ工程について説明する第一金属部材および第二金属部材の斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る接合方法の突合せ工程について説明する第一金属部材と第二金属部材とを突き合わせた状態の縦断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る接合方法の仮接合工程について説明する斜視図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る接合方法の仮接合工程について説明する斜視図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る接合方法の補助部材配置工程について説明する斜視図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る接合方法の補助部材配置工程について説明する縦断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程について説明する斜視図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係る接合方法の本接合工程について説明する縦断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係る接合方法の除去工程について説明する縦断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る接合方法の補助部材配置工程について説明する斜視図である。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る接合方法の補助部材配置工程について説明する縦断面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態に係る接合方法の本接合工程について説明する斜視図である。
【図１３】本発明の第三実施形態に係る接合方法の仮接合工程について説明する斜視図である。
【図１４】本発明の第三実施形態に係る接合方法の仮接合工程について説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る接合方法について、図１〜図９を参照して詳細に説明する。第一実施形態では、板状の第一金属部材と断面Ｌ字状の第二金属部材とを接合する。第一実施形態に係る接合方法では、突合せ工程と、仮接合工程と、補助部材配置工程と、本接合工程と、除去工程とを行う。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。
【００１８】
突合せ工程は、図１に示すように、板状の第一金属部材１０と断面Ｌ字状の第二金属部材２０とを突き合わせる工程である。
第一金属部材１０および第二金属部材２０の材料は、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、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。
【００１９】
第一金属部材１０は、例えば矩形状の平板形状をしている。第一金属部材１０は他の形状の板材としてもよい。
第二金属部材２０は、軸断面がＬ字形状に形成された形材である。第二金属部材２０は、縦板２１と、縦板２１における一方の側面２１ａ側の基端部２２から一方に向けて突出した横板２３とによって構成されている。すなわち、縦板２１の基端部２２（図１における縦板２１の上端部側）から一方に向けて横板２３が直角に屈曲している。
【００２０】
縦板２１と横板２３との接続部には、図２に示すように、直角に屈曲した角部２４が形成されている。角部２４の外側の頂部には、円弧状に湾曲した曲面が形成されている。
なお、第一実施形態の第二金属部材２０では、縦板２１の高さと、横板２３の横幅とが同じ長さに形成されているが異なる長さに形成してもよい。
突合せ工程によって、第一金属部材１０の両側面１０ａ，１０ｂのうち、側面１０ａと、第二金属部材２０の縦板２１における他方の側面２１ｂとが面接触するように突き合わされる。
【００２１】
この例では、第一金属部材１０と第二金属部材２０の長さ（奥行き寸法）は等しいので、第一金属部材１０の横側の端面１０ｃと、第二金属部材２０の横側の端面２５ａとが面一になり、同じく端面１０ｄと、端面２５ｂとが面一になるように揃える。さらに、第一金属部材１０の下側の端面１０ｅと、第二金属部材２０における縦板２１の下側の端面２１ｃとが面一になるように揃える。なお、第一金属部材１０と第二金属部材２０の長さ（奥行き寸法）は等しくなくてもよい。
【００２２】
図２は、このようにして突き合わされた第一金属部材１０と第二金属部材２０の縦断面図である。第一金属部材１０の側面１０ａと第二金属部材２０の基端部２２とにより、突合せ部Ｊ１が形成される。
【００２３】
このとき、角部２４の外側の頂部には、円弧状に湾曲した曲面が形成されているため、第一金属部材１０の側面１０ａと第二金属部材２０の角部２４との間には、略Ｖ字形状の隙間Ｓが形成される。
また、第一金属部材１０の端面１０ｅと第二金属部材２０の縦板２１の端面２１ｃとによって、突合せ部Ｊ２が形成される。
【００２４】
突合せ工程後、仮接合工程を行う。仮接合工程は、図３、図４に示すように、回転ツール（仮接合用回転ツール）Ｆを用いて突合せ部Ｊ１，Ｊ２に対して仮接合を行う工程である。
回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。回転ツールＦは、連結部Ｆ１と攪拌ピンＦ２とを備えている。連結部Ｆ１は、摩擦攪拌装置の回転軸に連結される部位である。連結部Ｆ１は円柱状を呈する。
【００２５】
攪拌ピンＦ２は、連結部Ｆ１から延在しており、連結部Ｆ１と同軸になっている。攪拌ピンＦ２は連結部Ｆ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＦ２の外周面には螺旋溝が刻設されている。第一実施形態では、回転ツールＦ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。
【００２６】
なお、回転ツールＦ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Ｆ２の先端側に導かれる。これにより、第一金属部材１０および第二金属部材２０の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。なお、螺旋溝は省略してもよい。
【００２７】
図３に示す突合せ部Ｊ２の仮接合工程では、回転させた回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを先端側の突合せ部Ｊ２に接触させてスポット接合を行う。この工程では、所定の間隔をあけて攪拌ピンＦ２のみを先端側の突合せ部Ｊ２に浅く押し込んでいく。そして、攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１０および第二金属部材２０に接触させる。これにより攪拌ピンＦ２の押し込み跡には、塑性化領域Ｗ０が形成される。
【００２８】
回転ツールＦは、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたアームロボット（図示せず）に取り付けられることが好ましい。これにより、容易にスポット接合を行うことができる。
図４に示す突合せ部Ｊ１の仮接合工程は、回転ツールＦ（仮接合用回転ツール）を用いて突合せ部Ｊ１に対して仮接合を行う工程である。
【００２９】
この工程では、第一金属部材１０および第二金属部材２０を図３の状態から相対的に上下反転させ、回転ツールＦによって突合せ部Ｊ１にスポット接合を行う。この工程では、突合せ部Ｊ２の仮接合工程と同様に、所定の間隔をあけて攪拌ピンＦ２のみを基端側の突合せ部Ｊ１に浅く押し込んでいくことにより、塑性化領域Ｗ０が形成される。
【００３０】
仮接合工程後、補助部材配置工程を行う。補助部材配置工程は、図５、図６に示すように、突合せ部Ｊ１を覆うように、第一金属部材１０および第二金属部材２０に補助部材３０を配置する工程である。
補助部材３０は金属製の板状部材である。補助部材３０は摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、第一実施形態では、第一金属部材１０および第二金属部材２０と同じ材料になっている。
【００３１】
補助部材３０の板厚は、後記する本接合工程後に、塑性化領域Ｗが金属不足ならないとともに、基端側の突合せ部Ｊ１の隙間Ｓが金属によって埋まるように適宜設定する。第一実施形態では、補助部材３０の板厚は第一金属部材１０および第二金属部材２０の板厚よりも薄く設定している。
【００３２】
補助部材３０の配置方法は、第一金属部材１０の側面１０ａと第二金属部材２０の基端部２２とで構成される突合せ部Ｊ１を覆うように、第二金属部材２０の横板２３に補助部材３０の裏面３０ａを面接触させて、第一金属部材１０の側面１０ａに補助部材３０の端面３０ｂを突き合わせる。
【００３３】
また、第一金属部材１０、第二金属部材２０および補助部材３０を治具（図示せず）によって移動不能に拘束する。なお、第一実施形態では、補助部材３０は板状としているが、他の形状であってもよい。
【００３４】
補助部材配置工程後、本接合工程を行う。本接合工程は、図７、図８に示すように、回転ツールＦ（本接合用回転ツール）を用いて基端側の突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。ここで、本接合用回転ツールは前記の仮接合用回転ツールと共用するのが好ましい。すなわち、本実施形態では、本接合用回転ツールおよび仮接合用回転ツールは、同じ回転ツールＦを使用している。
【００３５】
攪拌ピンＦ２の外周面には螺旋溝が刻まれている。本実施形態では、回転ツールＦ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。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Ｆ２の先端側に導かれる。これにより被接合金属部材（第一金属部材１０、第二金属部材２０および補助部材３０）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。回転ツールＦは、例えば、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたアームロボットに取り付けられる。アームロボットに取り付けることにより、回転ツールＦの回転中心軸の傾斜角度を容易に変更することができる。
【００３６】
突合せ部Ｊ１の摩擦攪拌接合では、第一金属部材１０の側面１０ａと補助部材３０の端面３０ｂとが当接する部分に設定した開始位置Ｓｐに、右回転させた攪拌ピンＦ２を挿入し、突合せ部Ｊ１に沿って回転ツールＦを相対移動させる。つまり、攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で、攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１０、第二金属部材２０、補助部材３０に接触させて摩擦攪拌を行う。また、回転ツールＦの右側に補助部材３０が位置するように回転ツールＦの進行方向を設定する。図７の場合、図の手前側から奥側に向かって回転ツールＦを移動させる（白抜き矢印で示している）。これにより、回転ツールＦの移動軌跡には線状の塑性化領域Ｗが形成される。
【００３７】
図８に示すように、摩擦攪拌工程では、連結部Ｆ１が第一金属部材１０の側面１０ａに干渉しないように、回転ツールＦを第二金属部材２０に対して傾斜させた状態で摩擦攪拌接合を行う。攪拌ピンＦ２の挿入角度や挿入深さは、第一金属部材１０と第二金属部材２０とを接合できるように適宜設定すればよい。なお、本実施形態では、鉛直面（側面１０ａ）に対して回転ツールＦの回転中心軸を４５°傾けている。
【００３８】
本接合工程では、補助部材３０にバリが発生するように接合条件を設定するのが望ましい。バリが発生する位置は、接合条件によって異なる。当該接合条件とは、回転ツールＦの回転速度、回転方向、移動速度（送り速度）、進行方向、攪拌ピンＦ２の傾斜角度（テーパー角度）、被接合金属部材（第一金属部材１０、第二金属部材２０および補助部材３０）の材質、被接合金属部材の厚さ等の各要素とこれらの要素の組み合わせで決定される。
【００３９】
例えば、回転ツールＦの回転速度が遅い場合は、フロー側（retreating side：回転ツールの外周における接線速度から回転ツールの移動速度が減算される側）に比べてシアー側（advancing side：回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側）の方が、塑性流動材の温度が上昇し易くなるため、塑性化領域外のシアー側にバリが多く発生する傾向にある。一方、例えば、回転ツールＦの回転速度が速い場合、シアー側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、塑性化領域外のフロー側にバリが多く発生する傾向がある。
【００４０】
本実施形態では、回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、突合せ部Ｊ１の摩擦攪拌接合では、塑性化領域Ｗ外のフロー側である補助部材３０にバリＶが多く発生する傾向にある（図８参照）。なお、回転ツールＦの接合条件および補助部材３０の配置位置は、ここで説明したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。
【００４１】
このようにして、バリＶが発生する側またはバリＶが多く発生する側が補助部材３０となるように接合条件を設定すれば、図７に示すように補助部材３０にバリＶを集約することができる。そのため、後記する除去工程を容易に行うことができるため好ましい。また、回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、回転ツールＦの移動速度（送り速度）を速めることができる。これにより接合サイクルを短くすることができる。
【００４２】
本接合工程の後、除去工程を行う。本実施形態では、除去工程は、第二金属部材２０から補助部材３０を除去する工程である。図９に示すように、本実施形態の除去工程では、補助部材３０の端部を矢印方向にめくり上げて、塑性化領域Ｗを境に折り曲げるようにして切除する。除去工程は、切削工具等を用いてもよいが、本実施形態では手作業で除去している。補助部材３０にはバリＶが形成されているので、補助部材３０と共にバリＶも一緒に除去される。
【００４３】
以上説明した本実施形態の接合方法によれば、第一金属部材１０と第二金属部材２０とが接合されるとともに、第一金属部材１０および第二金属部材２０に加えて、補助部材３０も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。
また、摩擦攪拌接合で発生するバリＶを補助部材３０ごと金属部材から除去することができるため、バリＶを除去する工程が容易となる。また、本接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを被接合金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行うため、接合装置に作用する負荷を軽減することができる。
【００４４】
仮接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを金属部材に接触させた状態で突合せ部Ｊ１，Ｊ２のスポット接合を行うことにより、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、従来のように突合せ部Ｊ１，Ｊ２の全長に対して仮接合を行う場合に比べて工程時間を短くすることができる。
【００４５】
さらに、仮接合用回転ツールおよび本接合用回転ツールは同一の回転ツールＦとすることにより、仮接合工程と本接合工程とで回転ツールＦの交換を行う必要がないため、作業効率を高めることができる
【００４６】
［第二実施形態］
第二実施形態も、突合せ工程と、仮接合工程と、補助部材配置工程と、本接合工程と、除去工程とを行う。しかし、補助部材配置工程、本接合工程および除去工程以外の工程は第一実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。また、第一実施形態と同様の部材等については第一実施形態と同一の符号を用い詳細な説明は省略する。
【００４７】
まず、図１０、図１１に示すように、補助部材配置工程においては、第一金属部材１０の側面１０ａと第二金属部材２０の基端部２２とで構成される突合せ部Ｊ１を覆うように、第一金属部材１０の側面１０ａに補助部材３０の裏面３０ａを面接触させて第二金属部材２０の基端部２２に補助部材３０の端面３０ｂを突き合わせる。
【００４８】
次に、本接合工程について説明する。突合せ部Ｊ１の摩擦攪拌接合では、第一金属部材１０の側面１０ａと補助部材３０の端面３０ｂとが当接する部分に設定した開始位置Ｓｐに、右回転させた攪拌ピンＦ２を挿入し、突合せ部Ｊ１に沿って回転ツール（本接合用回転ツール）Ｆを相対移動させる。つまり、攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で、攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材１０、第二金属部材２０、補助部材３０に接触させて摩擦攪拌を行う。また、回転ツールＦの右側に補助部材３０が位置するように回転ツールＦの進行方向を設定する。図１２の場合、図の奥側から手前側に向かって回転ツールＦを移動させる（白抜き矢印で示している）。これにより、回転ツールＦの移動軌跡には線状の塑性化領域Ｗが形成される。また、バリＶも、主として補助部材３０に発生する。
【００４９】
除去工程は、第一金属部材１０から補助部材３０を除去する工程である。図示はしないが、本実施形態でも第一実施形態と同様に補助部材３０の端部をめくって、塑性化領域Ｗを境に折り曲げるようにして切除する。補助部材３０にはバリＶが形成されているので、補助部材３０と共にバリＶも一緒に除去される。
【００５０】
以上説明した本実施形態の接合方法によれば、第一金属部材１０と第二金属部材２０とが接合されるとともに、第一金属部材１０および第二金属部材２０に加えて、補助部材３０も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。
また、本実施形態の除去工程でも、摩擦攪拌接合で発生するバリＶを補助部材３０ごと第一金属部材１０から除去することができるため、バリを除去する工程が容易となる。
その他、第二実施形態によれば第一実施形態と同様の効果を奏することができる
【００５１】
［第三実施形態］
第三実施形態も、突合せ工程と、仮接合工程と、補助部材配置工程と、本接合工程と、除去工程とを行う。第三実施形態では、仮接合工程以外の工程は第一実施形態または第二実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。また、第一実施形態と同様の部材等については第一実施形態と同一の符号を用い詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施形態の仮接合工程は、図１３、図１４に示すように、溶接により突合せ部Ｊ１，Ｊ２に対して仮接合を行う工程である。このとき、溶接の種類は特に制限されないが、例えば、ＭＩＧ溶接（Metal Inert Gas welding）、ＴＩＧ溶接（Tungsten Inert Gas welding）等のアーク溶接やレーザ溶接で行うことができる。
【００５３】
符号Ｙ１は、溶接機のノズルである。また、ノズルＹ１と突合せ部Ｊ１，Ｊ２との間に位置する符号Ｙ２は溶接がＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接の場合であれば、ノズルＹ１と突合せ部Ｊ１，Ｊ２との間に発生するアークであり、レーザ溶接の場合は、ノズルＹ１から照射されるレーザ光である。
【００５４】
このような溶接を用いて仮接合を行う場合、図１３および図１４に示すように、ノズルＹ１を突合せ部Ｊ１，Ｊ２に沿って移動して所定間隔で浅く溶接し（浅い溶融池を形成し）、スポット接合を実施する。これにより突合せ部Ｊ１，Ｊ２に所定間隔で点状の溶接領域であるスポット接合領域Ｗ０１が形成される。また、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接では、溶加材を供給しつつ溶接を行い、突合せ部Ｊ１，Ｊ２に溶接金属を形成することができる。
【００５５】
かかる溶接を用いた仮接合工程によれば、従来のように突合せ部Ｊ１，Ｊ２の全長に対して仮接合を行う場合に比べて工程時間を短くすることができる。
その他、第三実施形態によれば第一実施形態または第二実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
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、仮接合工程と、本接合工程とで異なる回転ツールを用いてもよい。また、仮接合工程は、省略してもよいし、突合せ部Ｊ１，Ｊ２の少なくとも一方に行うだけでもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０    第一金属部材
１０ａ  側面
２０    第二金属部材
２１    縦板
２１ａ  側面
２１ｂ  側面
２２    基端部
２３    横板
３０    補助部材
３０ａ  裏面
３０ｂ  端面
Ｆ      回転ツール、本接合用回転ツール、仮接合用回転ツール
Ｆ１    攪拌ピン
Ｊ１    突合せ部
Ｊ２    突合せ部
【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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【図１３】
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【図１４】
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