(57)【要約】【課題】継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さずに、精度良く容易に隅肉接合を実施することが可能なツール及び方法を提供する。【解決手段】摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子を、摩擦攪拌固定子の孔部に嵌合させるとともに、その先端部の開口から前記摩擦攪拌プローブを露出させる。次いで、被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記摩擦攪拌プローブによって摩擦攪拌して接合する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子と、
前記摩擦攪拌回転子を嵌合するとともに、前記摩擦攪拌プローブを露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、摩擦攪拌接合に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記摩擦攪拌接合に供するためのガイド部を有する摩擦攪拌固定子と、
を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合ツール。
【請求項２】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部には、前記摩擦攪拌回転子の前記肩部の一部を、前記被接合部材の移動方向と垂直方向に露出させるためのスリットが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の摩擦攪拌接合ツール。
【請求項３】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部の裏面側には、前記孔部の開口周辺において温度調節手段が設けられてい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ツール。
【請求項４】
隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すように先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子と、
前記隅肉形成回転子を嵌合するとともに、前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、隅肉形成に際して、接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記接合部材の接合部を前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する隅肉形成固定子と、
を具えることを特徴とする、隅肉形成ツール。
【請求項５】
前記隅肉形成固定子の前記ガイド部には、前記隅肉形成回転子の前記肩部の一部を、前記接合部材の移動方向と垂直方向に露出させるためのスリットが形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の隅肉形成ツール。
【請求項６】
前記隅肉形成固定子の前記ガイド部の裏面側には、前記孔部の開口周辺において温度調節手段が設けられていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の隅肉形成ツール。
【請求項７】
隅肉形成材と、
前記隅肉形成材を嵌合するとともに、前記隅肉形成材の先端部を露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、隅肉形成に際して、接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記接合部材の接合部を前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する隅肉形成固定子と、
を具えることを特徴とする、隅肉形成ツール。
【請求項８】
前記隅肉形成固定子の前記ガイド部の裏面側には、前記孔部の開口周辺において温度調節手段が設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の隅肉形成ツール。
【請求項９】
摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子と、
隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すように先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子と、
前記摩擦攪拌回転子を嵌合するとともに、前記摩擦攪拌プローブを露出させるようにして先端部が開口してなる第１の孔部が形成され、前記隅肉形成回転子を嵌合するとともに、前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させるようにして先端部が開口してなる第２の孔部が形成され、摩擦攪拌接合及び隅肉形成に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記摩擦攪拌接合に供し、得られた接合部材の接合部に対して前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する摩擦攪拌固定子と、
を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合ツール。
【請求項１０】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部には、前記摩擦攪拌回転子の前記肩部の一部を、前記被接合部材の移動方向と垂直方向に露出させるための第１のスリットが形成されているとともに、前記隅肉形成回転子の前記肩部の一部を、前記接合部材の移動方向と垂直方向に露出させるための第２のスリットが形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の摩擦攪拌接合ツール。
【請求項１１】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部の裏面側には、前記第１の孔部の開口周辺及び前記第２の孔部の開口周辺において温度調節手段が設けられていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の摩擦攪拌接合ツール。
【請求項１２】
摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子と、
隅肉形成材と、
前記摩擦攪拌回転子を嵌合するとともに、前記摩擦攪拌プローブを露出させるように先端部が開口してなる第１の孔部が形成され、前記隅肉形成材を嵌合するとともに、前記隅肉形成材を露出させるようにして先端部が開口してなる第２の孔部が形成され、摩擦攪拌接合及び隅肉形成に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記摩擦攪拌接合に供し、得られた接合部材の接合部に対して前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する摩擦攪拌固定子と、
を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合ツール。
【請求項１３】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部には、前記摩擦攪拌回転子の前記肩部の一部を、前記被接合部材の移動方向と垂直方向に露出させるためのスリットが形成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の摩擦攪拌接合ツール。
【請求項１４】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部の裏面側には、前記第１の孔部の開口周辺及び前記第２の孔部の開口周辺において温度調節手段が設けられていることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の摩擦攪拌接合ツール。
【請求項１５】
隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すようにして先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子と、
前記隅肉形成回転子を嵌合するとともに、前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、隅肉接合に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記隅肉接合に供するためのガイド部を有する隅肉接合固定子と、
を具えることを特徴とする、隅肉接合ツール。
【請求項１６】
前記隅肉接合固定子の前記ガイド部には、前記隅肉形成回転子の前記肩部の一部を、前記接合部材の移動方向と垂直方向に露出させるためのスリットが形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載の隅肉接合ツール。
【請求項１７】
前記隅肉接合固定子の前記ガイド部の裏面側には、前記孔部の開口周辺において温度調節手段が設けられていることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の隅肉接合ツール。
【請求項１８】
摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子を、摩擦攪拌固定子の孔部に嵌合させるとともに、その先端部の開口から前記摩擦攪拌プローブを露出させる工程と、
被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記摩擦攪拌プローブによって摩擦攪拌して接合する工程と、
を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合方法。
【請求項１９】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に形成されたスリットを介して、前記摩擦攪拌回転子の前記肩部の一部を露出させ、前記被接合部材を前記肩部との摩擦によって加熱する工程を具えることを特徴とする、請求項１８に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項２０】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部の裏面側に設けられた温度調節手段によって、前記被接合部材を加熱する工程を具えることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項２１】
摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子を、摩擦攪拌固定子の第１の孔部に嵌合させるとともに、その先端部の開口から前記摩擦攪拌プローブを露出させる工程と、
隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すようにして先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子を、前記摩擦攪拌固定子の第２の孔部に嵌合するとともに、その先端部の開口から前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させる工程と、
被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記第１の孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記摩擦攪拌プローブによって摩擦攪拌して接合する工程と、
得られた接合部材を前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に固定するとともに、前記第２の孔部の開口上を移動させて、前記接合部材の接合部に対して前記隅肉形成回転子によって隅肉形成を行う工程と、
を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合方法。
【請求項２２】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に形成された第１のスリットを介して、前記摩擦攪拌回転子の前記肩部の一部を露出させ、前記被接合部材を前記肩部との摩擦によって加熱する工程と、
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に形成された第２のスリットを介して、前記隅肉形成回転子の前記肩部の一部を露出させ、前記接合部材を前記肩部との摩擦によって加熱する工程と、
を具えることを特徴とする、請求項２１に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項２３】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部の裏面側の、前記第１の孔部の開口周辺及び前記第２の孔部の開口周辺において設けられた温度調節手段によって、前記被接合部材及び前記接合部材を加熱する工程を具えることを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項２４】
摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子を、摩擦攪拌固定子の第１の孔部に嵌合させるとともに、その先端部の開口から前記摩擦攪拌プローブを露出させる工程と、
隅肉形成材を、前記摩擦攪拌固定子の第２の孔部に嵌合するとともに、その先端部の開口から露出させる工程と、
被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記第１の孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記摩擦攪拌プローブによって摩擦攪拌して接合する工程と、
得られた接合部材を前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に固定するとともに、前記第２の孔部の開口上を移動させて、前記接合部材の接合部に対して前記隅肉形成材によって隅肉形成を行う工程と、
を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合方法。
【請求項２５】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に形成されたスリットを介して、前記摩擦攪拌回転子の前記肩部の一部を露出させ、前記被接合部材を前記肩部との摩擦によって加熱する工程を具えることを特徴とする、請求項２３又は２４に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項２６】
前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部の裏面側の、前記第１の孔部の開口周辺及び前記第２の孔部の開口周辺において設けられた温度調節手段によって、前記被接合部材及び前記接合部材を加熱する工程を具えることを特徴とする、請求項２４又は２５に記載の摩擦攪拌接合方法。
【請求項２７】
隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すようにして先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子を、前記摩擦攪拌固定子の孔部に嵌合するとともに、その先端部の開口から前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させる工程と、
被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記隅肉形成回転子による隅肉形成によって接合する工程と、
を具えることを特徴とする、隅肉接合方法。
【請求項２８】
前記隅肉接合固定子の前記ガイド部に形成されたスリットを介して、前記隅肉形成回転子の前記肩部の一部を露出させ、前記被接合部材を前記肩部との摩擦によって加熱する工程を具えることを特徴とする、請求項２７に記載の隅肉接合方法。
【請求項２９】
前記隅肉接合固定子の前記ガイド部の裏面側の、前記孔部の開口周辺に設けられた温度調節手段によって、前記被接合部材を加熱する工程を具えることを特徴とする、請求項２７又は２８に記載の隅肉接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦攪拌接合ツール、隅肉接合ツール、摩擦攪拌接合方法、及び隅肉接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アルミ部材やその他の金属部材の接合方法として、プローブを端面に突設した円柱状回転子を有する接合工具を用いて、その円柱状回転子を回転させながら、接合部材の当接部にプローブを挿入するとともに、端面を押圧して接合線に沿って移動させる摩擦攪拌接合方法が注目されている。摩擦攪拌接合方法は、一般的な溶融溶接とは異なり、円柱状回転子により摩擦熱を付与しながら軟化した接合部材を攪拌接合する固相接合なので、金属組織が接合過程で強化されて機械的強度に優れる、接合時のひずみを小さくできる等の利点がある。
【０００３】
このような利点がある摩擦攪拌接合方法は、突き合わせ接合や重ね合わせ接合に多く適用されていたが、隅肉接合が必要とされる場合もあるため、隅肉接合への適用についても、種々の提案がされている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、すみ肉接合する際、立設部材の先端にＴ字型の先端平面部を形成し、この先端平面部分を接合相手材の平面部と重ね合わせ、重ね合わせ部に摩擦攪拌接合ツールのピンを貫通させて接合している。この方法では、接合部材同士の当接部を安定して固定し、容易に摩擦攪拌による隅肉接合が可能である。しかしながら、この方法では、立設部材の先端に平面部を設けており、この平面部を形成するための工程が必要である。製造現場においては、板材の先端に平面部を設けることが困難であり、この方法を採用すると大幅なコストアップとなる。
【０００５】
特許文献２では、水平部材に設けた突出部に凹部を設けるとともに、立設部材に凸部を設け、この凹凸部を係合させ、この係合部を摩擦攪拌することによって隅肉接合を実現している。この方法では、安価にしかも精度良く摩擦攪拌接合が行えると同時に接合部において隅肉を形成することができる。しかしながら、上述のような凹凸部は極めて複雑な構造を有するため、この凹凸部の加工費用がコストアップの原因となる。また、凹凸部を加工するには、当該加工部が他の部分よりも厚い材料をあらかじめ準備する必要があり、素材費用もコストアップする。また、このような材料は特注品となるためコストだけでなく、納期もかかってしまう。
【０００６】
特許文献３では、立設部材と水平部材との隅肉部に断面三角形状の接合補助材を充填配置し、これら３部材を摩擦攪拌することによって隅肉接合を実現するようにしている。しかしながら、この方法においては、補助材の配置・固定が必要となり、被接合材の他にさらに材料を配置しなければならないため、位置合わせが複雑になり、隙間が生じて欠陥が発生しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３６５２０号
【特許文献２】特開２００３−３２６３７５号
【特許文献３】特開２００１−３２１９６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さずに、精度良く容易に隅肉接合を実施することが可能なツール及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく、本発明の一態様は、摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子と、前記摩擦攪拌回転子を嵌合するとともに、前記摩擦攪拌プローブを露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、摩擦攪拌接合に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記摩擦攪拌接合に供するためのガイド部を有する摩擦攪拌固定子と、を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合ツール（第１のツール）に関する。
【００１０】
また、本発明の一態様は、隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すように先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子と、前記隅肉形成回転子を嵌合するとともに、前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、隅肉形成に際して、接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記接合部材の接合部を前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する隅肉形成固定子と、を具えることを特徴とする、隅肉形成ツール（第２のツール）に関する。
【００１１】
さらに、本発明の一態様は、隅肉形成材と、前記隅肉形成材を嵌合するとともに、前記隅肉形成材の先端部を露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、隅肉形成に際して、接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記接合部材の接合部を前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する隅肉形成固定子と、を具えることを特徴とする、隅肉形成ツール（第３のツール）に関する。
【００１２】
また、本発明の一態様は、摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子と、隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すように先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子と、前記摩擦攪拌回転子を嵌合するとともに、前記摩擦攪拌プローブを露出させるようにして先端部が開口してなる第１の孔部が形成され、前記隅肉形成回転子を嵌合するとともに、前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させるようにして先端部が開口してなる第２の孔部が形成され、摩擦攪拌接合及び隅肉形成に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記摩擦攪拌接合に供し、得られた接合部材の接合部に対して前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する摩擦攪拌固定子と、を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合ツール（第４のツール）に関する。
【００１３】
さらに、本発明の一態様は、摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子と、隅肉形成材と、前記摩擦攪拌回転子を嵌合するとともに、前記摩擦攪拌プローブを露出させるように先端部が開口してなる第１の孔部が形成され、前記隅肉形成材を嵌合するとともに、前記隅肉形成材を露出させるようにして先端部が開口してなる第２の孔部が形成され、摩擦攪拌接合及び隅肉形成に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記摩擦攪拌接合に供し、得られた接合部材の接合部に対して前記隅肉形成に供するためのガイド部を有する摩擦攪拌固定子と、を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合ツール（第５のツール）に関する。
【００１４】
また、本発明の一態様は、隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すようにして先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子と、前記隅肉形成回転子を嵌合するとともに、前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させるようにして先端部が開口してなる孔部が形成され、隅肉接合に際して、被接合部材を固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて前記被接合部材を前記隅肉接合に供するためのガイド部を有する隅肉接合固定子と、を具えることを特徴とする、隅肉接合ツール（第６のツール）に関する。
【００１５】
さらに、本発明の一態様は、摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子を、摩擦攪拌固定子の孔部に嵌合させるとともに、その先端部の開口から前記摩擦攪拌プローブを露出させる工程と、被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記摩擦攪拌プローブによって摩擦攪拌して接合する工程と、を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合方法（第１の接合方法）に関する。
【００１６】
また、本発明の一態様は、摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子を、摩擦攪拌固定子の第１の孔部に嵌合させるとともに、その先端部の開口から前記摩擦攪拌プローブを露出させる工程と、隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すようにして先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子を、前記摩擦攪拌固定子の第２の孔部に嵌合するとともに、その先端部の開口から前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させる工程と、被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記第１の孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記摩擦攪拌プローブによって摩擦攪拌して接合する工程と、得られた接合部材を前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に固定するとともに、前記第２の孔部の開口上を移動させて、前記接合部材の接合部に対して前記隅肉形成回転子によって隅肉形成を行う工程と、を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合方法（第２の接合方法）に関する。
【００１７】
さらに、本発明の一態様は、摩擦攪拌プローブ、摩擦攪拌本体部、及び前記摩擦攪拌プローブと前記摩擦攪拌本体部とを連結し、前記摩擦攪拌本体部の中心から外方へ向けて傾斜する肩部を有する摩擦攪拌回転子を、摩擦攪拌固定子の第１の孔部に嵌合させるとともに、その先端部の開口から前記摩擦攪拌プローブを露出させる工程と、隅肉形成材を、前記摩擦攪拌固定子の第２の孔部に嵌合するとともに、その先端部の開口から露出させる工程と、被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記第１の孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記摩擦攪拌プローブによって摩擦攪拌して接合する工程と、得られた接合部材を前記摩擦攪拌固定子の前記ガイド部に固定するとともに、前記第２の孔部の開口上を移動させて、前記接合部材の接合部に対して前記隅肉形成材によって隅肉形成を行う工程と、を具えることを特徴とする、摩擦攪拌接合方法（第３の接合方法）に関する。
【００１８】
また、本発明の一態様は、隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、前記隅肉形成材を押し出すようにして先端部が開口してなる孔部が形成されるとともに、前記孔部から外方へ向けて傾斜する肩部が形成されてなる隅肉形成回転子を、前記摩擦攪拌固定子の孔部に嵌合するとともに、その先端部の開口から前記隅肉形成回転子の前記開口を露出させる工程と、被接合部材を前記摩擦攪拌固定子のガイド部に固定するとともに、前記孔部の開口上を移動させて、前記被接合部材を前記隅肉形成回転子による隅肉形成によって接合する工程と、を具えることを特徴とする、隅肉接合方法（第４の接合方法）に関する。
【００１９】
なお、上述した第１のツールと、第２のツール又は第３のツールとは、被接合部材を摩擦攪拌によって接合した後に、得られた接合部材の接合部に対して隅肉形成を行う場合において、互いに組み合わせて用いられるものである。
【００２０】
また、本発明における“隅肉接合”とは、文言どおり隅肉形成によって一対の被接合部材を直接的に接合する場合の他、一対の被接合部材を予め摩擦攪拌接合によって接合して接合部材を形成した後、この接合部材の接合部に対して隅肉形成を行って接合部の補強を行い、形成された隅肉部によって一対の被接合部材を間接的に接合する場合をも含むものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さずに、精度良く容易に隅肉接合を実施することが可能なツール及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態において使用する摩擦攪拌回転子及び摩擦攪拌固定子の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態において、摩擦攪拌回転子を摩擦攪拌固定子に接続した状態（摩擦攪拌接合ツール）を示す概観図である。
【図３】図２に示す摩擦攪拌接合ツールにおける、摩擦攪拌回転子を用いて被接合部材を摩擦攪拌する際の工程図である。
【図４】同じく、図２に示す摩擦攪拌接合ツールにおける、摩擦攪拌回転子を用いて被接合部材を摩擦攪拌する際の工程図である。
【図５】同じく、図２に示す摩擦攪拌接合ツールにおける、摩擦攪拌回転子を用いて被接合部材を摩擦攪拌する際の工程図である。
【図６】第１の実施形態において使用する隅肉形成回転子及び隅肉形成固定子の概略構成を示す図である。
【図７】第１の実施形態において、隅肉形成回転子を隅肉形成固定子に接続した状態（隅肉形成ツール）を示す概観図である。
【図８】図７に示す隅肉形成ツールにおける、隅肉形成回転子を用いて接合部材の接合部に隅肉を形成する際の工程図である。
【図９】同じく、図７に示す隅肉形成ツールにおける、隅肉形成回転子を用いて接合部材の接合部に隅肉を形成する際の工程図である。
【図１０】同じく、図７に示す隅肉形成ツールにおける、隅肉形成回転子を用いて接合部材の接合部に隅肉を形成する際の工程図である。
【図１１】第２の実施形態における隅肉接合の工程図である。
【図１２】同じく、第２の実施形態における隅肉接合の工程図である。
【図１３】同じく、第２の実施形態における隅肉接合の工程図である。
【図１４】第３の実施形態において使用する摩擦攪拌接合ツールの概略構成を示す図である。
【図１５】第４の実施形態における隅肉接合の工程を示す図である。
【図１６】同じく、第４の実施形態における隅肉接合の工程を示す図である。
【図１７】同じく、第４の実施形態における隅肉接合の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、実施の形態に基づいて説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態において使用する摩擦攪拌回転子及び摩擦攪拌固定子の概略構成を示す図であり、図２は、摩擦攪拌回転子を摩擦攪拌固定子に装着した状態（摩擦攪拌接合ツール）を示す概観図である。また、図３〜図５は、図２に示す摩擦攪拌接合ツールにおいて、摩擦攪拌回転子を用いて被接合部材を摩擦攪拌する際の工程図である。さらに、図６は、本実施形態において使用する隅肉形成回転子及び隅肉形成固定子の概略構成を示す図であり、図７は、本実施形態において使用する隅肉形成回転子を隅肉形成固定子に接続した状態（隅肉形成ツール）を示す概観図である。また、図８〜１０は、図７に示す隅肉形成ツールにおいて、隅肉形成回転子を用いて接合部材の接合部に隅肉を形成する際の工程図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態の摩擦攪拌回転子１０は、摩擦攪拌プローブ１１及び摩擦攪拌本体部１２を有している。さらに、摩擦攪拌プローブ１１と摩擦攪拌本体部１２とを連結し、摩擦攪拌本体部１２の中心から外方へ向けて傾斜する肩部１３を有している。
【００２６】
また、本実施形態の摩擦攪拌固定子２０は、その上面においてガイド部２１、２２を有しているとともに、厚さ方向に貫通してガイド部２１，２２に対して開口し、開口部２０Ｂを形成するような孔部２０Ａが形成されている。また、ガイド部２１，２２にはそれぞれスリット２０Ｃが形成されている。なお、ガイド部２１，２２は、これらの上に摩擦攪拌に供すべき被接合部材をそれぞれ配置して固定するものであるため、ガイド部２１，２２のなす角度（頂角）αは、被接合部材の設置角度に合致させるようにする。
【００２７】
さらに、摩擦攪拌固定子２０（ガイド部２１，２２）の内面の、孔部２０Ａの開口部２０Ｂの周辺には、温度制御手段としてのヒータ２４が設けられている。ヒータ２４は、摩擦攪拌固定子２０（ガイド部２１，２２）の内面に取り付けられるものであれば特に限定されず、汎用のものから構成することができる。
【００２８】
図１に示す摩擦攪拌回転子１０及び摩擦攪拌固定子２０を実際の摩擦攪拌接合に供するには、図２に示すように、両者を摩擦攪拌接合ツールを構成する。具体的には、図２に示すように、摩擦攪拌回転子１０を、摩擦攪拌固定子２０の孔部２０Ａ内に嵌合させ、摩擦攪拌プローブ１１が開口部２０Ｂから露出するようにして配置する。但し、摩擦攪拌プローブ１１は、実際に被接合部材に対して摩擦攪拌を行う前後においては、開口部２０Ｂから突出させないようにする。
【００２９】
なお、図２に示すような状態において摩擦攪拌接合を行うと、摩擦攪拌回転子１０の肩部１３は、摩擦攪拌固定子２０（ガイド部２１，２２）の内面に接触するようになるので、当該接触部における摩擦を低減するために、例えば肩部１３にはＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）のような潤滑性に富んだ膜を予め形成しておく。一方、摩擦攪拌固定子２０（ガイド部２１，２２）の接触面部分には、例えばステライト等の硬質のＣｏ合金を付着させておく。
【００３０】
次に、図３〜図５を参照し、図２に示す摩擦攪拌接合ツールにおいて、摩擦攪拌回転子を用いて被接合部材を摩擦攪拌する際の工程について説明する。なお、図３〜図５においては、摩擦攪拌の特徴を明確にすべく、図２に示すような、摩擦攪拌回転子１０の中心線Ｉ−Ｉを含み、摩擦攪拌固定子２０の長さ方向と垂直な面に沿って切った場合の状態に基づいて説明する。
【００３１】
最初に、図示しない冶具を用いて一対の被接合部材Ｓ１，Ｓ１を摩擦攪拌固定子２０のガイド部２１，２２上に固定する。この場合、一方の被接合部材Ｓ１の主面に対して他方の被接合部材Ｓ１の側面が当接するようにして配置固定する。
【００３２】
次いで、被接合部材Ｓ１，Ｓ１を上記冶具で固定した状態で、例えば摩擦攪拌固定子２０を矢印の方向に移動させ、被接合部材Ｓ１，Ｓ１を開口部２０Ｂ上に位置させる（図３参照）。この時、図４に示すように、摩擦攪拌プローブ１１を開口部２０Ｂから露出させて、摩擦攪拌プローブ１１を被接合部材Ｓ１，Ｓ１の当接部に圧入し、攪拌させる。この際、当該当接部には摩擦攪拌プローブ１１の圧入及び攪拌に伴って摩擦熱が発生するようになるので、この摩擦熱によって前記当接部は軟化し、図５に示すように、被接合部材Ｓ１，Ｓ１は前記当接部における固相接合を介して互いに接合し、接合部材Ｓ３を得ることができるようになる。
【００３３】
なお、本実施形態では、摩擦攪拌接合を行う開口部２０Ｂの周辺においてヒータ２４が設けられているので、摩擦攪拌に供すべく被接合部材Ｓ１，Ｓ１を予熱することができる。したがって、上述した当接部の軟化及びこれに伴う固相接合を促進することができ、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の摩擦攪拌接合を効率的に行うことができるようになる。
【００３４】
また、図２及び図４に示すように、被接合部材Ｓ１，Ｓ１を摩擦攪拌接合する際には、摩擦攪拌回転子１０の肩部１３がスリット２０Ｃから露出し、肩部１３が被接合部材Ｓ１，Ｓ１と接触するようになる。肩部１３は、摩擦攪拌回転子１０の回転に伴って回転しているので、図４に示すように、肩部１３と被接合部材Ｓ１，Ｓ１との間には、上述した接触に伴って摩擦熱が発生するようになる。したがって、本実施形態では、前記摩擦熱によっても、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の当接部及びこれに伴う固相接合を促進することができ、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の摩擦攪拌接合を効率的に行うことができるようになる。
【００３５】
なお、特に明記しないが、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の摩擦攪拌接合は、当接部の片側ずつに対して順次に行うものである。但し、両側同時配置も可能である。
【００３６】
本実施形態では、上述のようにして接合部材Ｓ３を形成した後、接合部材Ｓ３の接合部Ｐに対して隅肉を形成する。
【００３７】
図６に示すように、本実施形態の隅肉形成回転子３０は、隅肉形成材を充填するとともに、隅肉形成時において、隅肉形成材を押し出すように先端部が開口してなる孔部３１が形成されている。また、孔部３１から外方へ向けて傾斜する肩部３３が形成されている。
【００３８】
一方、本実施形態の隅肉形成固定子４０は、その上面においてガイド部４１、４２、４３を有しているとともに、厚さ方向に貫通してガイド部４３に対して開口し、開口部４０Ｂを形成するような孔部４０Ａが形成されている。また、ガイド部４１，４２にはそれぞれスリット４０Ｃが形成されている。なお、ガイド部４１，４２は、これらの上に隅肉形成に供すべき接合部材Ｓ３を配置して固定するものであるため、ガイド部４１，４２のなす角度（具体的には、ガイド部４１、４２の面に沿った延長線のなす角度）βは、接合部材Ｓ３の接合部の角度に合致させるようにする。
【００３９】
さらに、隅肉形成固定子４０（ガイド部４１，４２，４３）の内面（但し、ガイド部４３におけるヒータは図示を省略）の、孔部４０Ａの開口部４０Ｂの周辺には、温度制御手段としてのヒータ４４が設けられている。ヒータ４４も、隅肉形成固定子４０（ガイド部４１，４２，４３）の内面（但し、ガイド部４３におけるヒータは図示を省略）に取り付けられるものであれば特に限定されず、汎用のものから構成することができる。
【００４０】
図６に示す隅肉形成回転子３０及び隅肉形成固定子４０を実際の隅肉形成に供するには、図７に示すように、両者を組合せて隅肉形成ツールを構成する。具体的には、図７に示すように、隅肉形成回転子３０を、隅肉形成固定子４０の孔部４０Ａ内に嵌合させ、隅肉形成回転子３０の孔部３１が開口部４０Ｂから露出するようにして配置する。
【００４１】
次に、図８〜図１０を参照して、図７に示す状態において、隅肉形成回転子を用いて接合部材Ｓ３の接合部Ｐに隅肉を形成する際の工程について説明する。なお、図８〜図１０においては、隅肉形成の特徴を明確にすべく、図７に示すような、隅肉形成回転子３０の中心線II−IIを含み、隅肉形成固定子４０の長さ方向と垂直な面に沿って切った場合の状態に基づいて説明する。
【００４２】
最初に、図示しない冶具を用いて接合部材Ｓ３を隅肉形成固定子４０のガイド部４１，４２上に固定する。この場合、接合部材Ｓ３の接合部Ｐが、ガイド部４３上に位置するようにする。
【００４３】
次いで、接合部材Ｓ３を上記冶具で固定した状態で、例えば隅肉形成固定子４０を矢印の方向に移動させ、接合部材Ｓ３を開口部４０Ｂ上に位置させる（図８参照）。この時、図９に示すように、隅肉形成回転子３０の孔部３１を接合部Ｐに接触させて回転させるとともに、隅肉形成回転子３０内に充填した隅肉形成材３５を吐出する。この結果、隅肉形成材３５は、隅肉形成回転子３０によって摩擦され、その際に生じた摩擦熱によって軟化するようになる。結果として、図１０に示すように、接合部材Ｓ３の接合部Ｐ上には、接合部Ｐと隅肉形成固定子４０のガイド部４３との隙間に応じた形状及び大きさの隅肉部Ｑが形成される。
【００４４】
なお、本実施形態においては、隅肉形成回転子３０を回転させると同時に、隅肉形成材３５をも隅肉形成回転子３０と逆方向に回転させることができる。この場合、隅肉形成回転子３０の回転による摩擦熱に加えて、隅肉形成材３５の回転による摩擦熱も生じるようになるので、隅肉形成材３５を容易に軟化させることができるようになり、隅肉部Ｑの形成も容易となる。
【００４５】
本実施形態では、隅肉形成固定子４０の開口部４０Ｂの周辺においてヒータ４４が設けられているので、接合部Ｐ近傍及び隅肉形成材３５を予熱することができる。したがって、上述した隅肉形成材３５の軟化を促進することができ、接合部材Ｓ３の接合部Ｐにおける隅肉部Ｑの形成を効率的に行うことができるようになる。
【００４６】
また、図７及び図９に示すように、隅肉形成回転子３０を回転させる際には、隅肉形成回転子３０の肩部３３がスリット４０Ｃから露出し、肩部３３が接合部材Ｓ３と接触するようになる。肩部３３は、隅肉形成回転子３０の回転に伴って回転しているので、図９に示すように、肩部３３と接合部材Ｓ３との間には、上述した接触に伴って摩擦熱が発生するようになる。したがって、本実施形態では、前記摩擦熱によっても接合部Ｐ近傍及び隅肉形成材３５の軟化を促進することができ、接合部材Ｓ３の接合部において隅肉部Ｑを効率的に形成することができるようになる。
【００４７】
なお、特に明記しないが、接合部材Ｓ３の接合部Ｐにおける隅肉形成は、接合部Ｐの片側ずつに対して順次に行うものである。但し、両側同時配置も可能である。
【００４８】
また、隅肉部Ｑの形状及び大きさは、接合部材Ｓ３と隅肉形成固定子４０のガイド部４３との隙間に応じて設定されるので、ガイド部４３を形成する際の面取り形状及び大きさを制御することによって、隅肉部Ｑの形状及び大きさを変化させることができる。この場合、ガイド部４３の形状及び大きさによっては、接合部材Ｓ３の接合部Ｐの両側毎に異なるようになる場合がある。したがって、接合部Ｐの両側において、異なる形状及び大きさの隅肉部Ｑを形成することができる。
【００４９】
本実施形態においては、上述したように、摩擦攪拌接合及び隅肉形成のいずれにおいても、摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子に対する固定子を設け、この固定子に形成した孔部に摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子を嵌合するとともに、固定子から摩擦攪拌に供する摩擦攪拌プローブ及び隅肉形成に供する隅肉形成材を吐出させる孔部のみを露出及び／又は突出させるようにしている。したがって、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さなくても、被接合部材の摩擦攪拌に供すべく当接部に対して摩擦攪拌回転子を正確に位置決めして摩擦攪拌接合を実施することができるとともに、得られた接合部材の隅肉形成に供すべく接合部に対して隅肉形成回転子を正確に位置決めして隅肉形成を実施することができる。
【００５０】
すなわち、本実施形態によれば、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さずに、精度良く容易に隅肉接合を実施することが可能となる。なお、上述した定義から明らかなように、本実施形態では、被接合部材Ｓ１，Ｓ１に対して摩擦攪拌接合を実施して接合部材Ｓ３を形成した後、接合部材Ｓ３の接合部Ｐに対して隅肉形成を行って接合部Ｐの補強を実施するようにしているので、上記隅肉接合は間接的な隅肉接合に相当するものである。
【００５１】
（第２の実施形態）
図１１〜１３は、本実施形態における隅肉接合の工程図である。なお、本実施形態でも、第１の実施形態の場合と同様に、摩擦攪拌接合と隅肉形成とを併用して間接的な隅肉接合を実施している。
【００５２】
本実施形態において、被接合部材に対する摩擦攪拌接合は第１の実施形態と同様にして実施するので、摩擦攪拌接合に関する説明は省略し、本実施形態の特徴である隅肉形成についてのみ詳述する。
【００５３】
本実施形態において使用する隅肉形成固定子は、図６に示すものと同様であるが、隅肉形成回転子の代わりに直接隅肉形成材を用いる点で、図６に示す態様と相違する。具体的には、図６に示す隅肉形成固定子４０において、孔部４０Ａ内に隅肉形成回転子３０を嵌合させる代わりに、隅肉形成材３５を直接嵌合させ、隅肉形成材３５の先端部を開口部４０Ｂより露出させるようにして隅肉形成ツールを構成する。但し、本実施形態において、隅肉形成材３５は肩部を有しないので、肩部を露出させて隅肉形成の際の摩擦熱を発生させるためのスリット４０Ｃは形成しなくとてもよい。
【００５４】
次に、図１１〜図１３を参照して、本実施形態の隅肉形成工程について説明する。なお、図１１〜図１３は、図８〜図１０に相当し、隅肉形成材３５を隅肉形成固定子４０の孔部４０Ａに対して、図７に示すようにして嵌合させた後、隅肉形成部３５の中心線を含み、隅肉形成固定子４０の長さ方向と垂直な面に沿って切った場合の状態に基づいて説明する。
【００５５】
最初に、図示しない冶具を用いて接合部材Ｓ３を隅肉形成固定子４０のガイド部４１，４２上に固定する。この場合、接合部材Ｓ３の接合部Ｐが、ガイド部４３上に位置するようにする。
【００５６】
次いで、接合部材Ｓ３を上記冶具で固定した状態で、例えば隅肉形成固定子４０を矢印の方向に移動させ、接合部材Ｓ３を開口部４０Ｂ上に位置させる（図１１参照）。この時、図１２に示すように、隅肉形成材３５を接合部Ｐに接触及び回転させる。この結果、隅肉形成材３５は、自身の回転によって接合部Ｐに対して摩擦され、その際に生じた摩擦熱によって軟化するようになる。結果として、図１３に示すように、接合部材Ｓ３の接合部Ｐ上には、接合部Ｐと隅肉形成固定子４０のガイド部４３との隙間に応じた形状及び大きさの隅肉部Ｑが形成される。
【００５７】
なお、本実施形態でも、隅肉形成固定子４０の開口部４０Ｂの周辺においてヒータ４４が設けられているので、接合部Ｐ近傍及び隅肉形成材３５を予熱することができる。したがって、上述した隅肉形成材３５の軟化を促進することができ、接合部材Ｓ３の接合部Ｐにおける隅肉部Ｑの形成を効率的に行うことができるようになる。
【００５８】
なお、特に明記しないが、接合部材Ｓ３の接合部Ｐにおける隅肉形成は、接合部Ｐの片側ずつに対して順次に行うものである。但し、両側同時配置も可能である。
【００５９】
また、本実施形態においても、隅肉部Ｑの形状及び大きさは、接合部材Ｓ３と隅肉形成固定子４０のガイド部４３との隙間に応じて設定されるので、ガイド部４３を形成する際の面取り形状及び大きさを制御することによって、隅肉部Ｑの形状及び大きさを変化させることができる。この場合、ガイド部４３の形状及び大きさによっては、接合部材Ｓ３の接合部Ｐの両側毎に異なるようになる場合がある。したがって、接合部Ｐの両側において、異なる形状及び大きさの隅肉部Ｑを形成することができる。
【００６０】
本実施形態においても、上述したように、摩擦攪拌接合及び隅肉形成のいずれにおいても、摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子に対する固定子を設け、この固定子に形成した孔部に摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子を嵌合するとともに、固定子から摩擦攪拌に供する摩擦攪拌プローブ及び隅肉形成に供する隅肉形成材を吐出させる孔部のみを露出及び／又は突出させるようにしている。したがって、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さなくても、被接合部材の摩擦攪拌に供すべく当接部に対して摩擦攪拌回転子を正確に位置決めして摩擦攪拌接合を実施することができるとともに、得られた接合部材の隅肉形成に供すべく接合部に対して隅肉形成回転子を正確に位置決めして隅肉形成を実施することができる。
【００６１】
すなわち、本実施形態によれば、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さずに、精度良く容易に隅肉接合を実施することが可能となる。
【００６２】
（第３の実施形態）
図１４は、本実施形態において使用する摩擦攪拌接合ツールの概略構成を示す図である。
上記第１の実施形態及び第２の実施形態においては、摩擦攪拌接合及び隅肉形成をそれぞれ独立した別の装置を用いて実施したが、本実施形態においては、摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子を同一の摩擦攪拌固定子に装着し、摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子が摩擦攪拌固定子に一体化された状態で上述した摩擦攪拌接合及び隅肉形成を行い、隅肉接合を行う。なお、図１４に示す摩擦攪拌接合ツールにおいて、図１及び図６に示す構成要素と同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いている。
【００６３】
図１４に示すように、本実施形態の摩擦攪拌接合ツールは、ガイド部４１，４２，４３を有する摩擦攪拌固定子５０において、ガイド部４１、４２に開口する開口部２０Ｂを形成する第１の孔部２０Ａが形成され、ガイド部４３に開口する開口部４０Ｂを形成する第２の孔部４０Ａが第１の孔部２０Ａと隣接するようにして形成されている。
【００６４】
次いで、摩擦攪拌回転子１０を第１の孔部２０Ａ内に嵌合させ、摩擦攪拌プローブ１１が開口部２０Ｂから露出するようにして配置する。但し、摩擦攪拌プローブ１１は、実際に被接合部材に対して摩擦攪拌を行う前後においては、開口部２０Ｂから突出させないようにする。
【００６５】
なお、上記実施形態と同様に、図２に示すような状態において摩擦攪拌接合を行うと、摩擦攪拌回転子１０の肩部１３は、摩擦攪拌固定子５０（ガイド部４１，４２）の内面に接触するようになるので、当該接触部における摩擦を低減するために、例えば肩部１３にはＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）のような潤滑性に富んだ膜を予め形成しておく。一方、摩擦攪拌固定子５０（ガイド部４１，４２）の接触面部分には、例えばステライト等の硬質のＣｏ合金を付着させておく。
【００６６】
次いで、隅肉形成回転子３０を、摩擦攪拌固定子５０の第２の孔部４０Ａ内に嵌合させ、隅肉形成回転子３０の孔部３１が開口部４０Ｂから露出するようにして配置する。
【００６７】
上述した実施形態同様、ガイド部４１，４２にはそれぞれスリット２０Ｃが形成されている。さらに、摩擦攪拌固定子５０（ガイド部４１，４２）の内面の、第１の孔部２０Ａの開口部２０Ｂの周辺には、温度制御手段としてのヒータ２４が設けられている。同様に、摩擦攪拌固定子５０（ガイド部４１，４２）の内面の、第２の孔部４０Ａの開口部４０Ｂの周辺にも、温度制御手段としてのヒータ４４が設けられている。ヒータ２４及び４４は、摩擦攪拌固定子５０（ガイド部４１，４２）の内面に取り付けられるものであれば特に限定されず、汎用のものから構成することができる。
【００６８】
なお、ガイド部４１，４２は、これらの上に摩擦攪拌に供すべき被接合部材をそれぞれ配置して固定するものであるため、ガイド部４１，４２のなす角度（頂角）は、上記実施形態と同様に、被接合部材の設置角度に合致させるようにする。
【００６９】
図１４に示す摩擦攪拌接合ツールを用いた摩擦攪拌接合及び隅肉形成は、図３〜図５及び図８〜図１０に示す工程と同様にして行うことができるので、その詳細については説明を省略する。但し、本実施形態では、摩擦攪拌固定子５０に対して摩擦攪拌回転子１０及び隅肉形成回転子３０を装着しているので、上記実施形態の場合のように、摩擦攪拌接合ツールで被接合部材の摩擦攪拌接合を行った後、得られた接合部材を隅肉形成ツールに移動させて別途隅肉形成を行うことなく、摩擦攪拌接合ツールのみで被接合部材の摩擦攪拌接合と得られた接合部材に対する隅肉形成とを連続して行うことができる。したがって、目的とする隅肉接合をより短時間で行うことができるようになる。
【００７０】
本実施形態においても、摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子を同一の固定子に設置し、この固定子に形成した孔部に摩擦攪拌回転子及び隅肉形成回転子を嵌合するとともに、固定子から摩擦攪拌に供する摩擦攪拌プローブ及び隅肉形成に供する隅肉形成材を吐出させる孔部のみを露出及び／又は突出させるようにしている。したがって、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さなくても、被接合部材の摩擦攪拌に供すべく当接部に対して摩擦攪拌回転子を正確に位置決めして摩擦攪拌接合を実施することができるとともに、得られた接合部材の隅肉形成に供すべく接合部に対して隅肉形成回転子を正確に位置決めして隅肉形成を実施することができる。
【００７１】
すなわち、本実施形態によれば、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さずに、精度良く容易に隅肉接合を実施することが可能となる。
【００７２】
なお、特に図示しないものの、摩擦攪拌固定子５０の第２の孔部４０Ａには、隅肉形成回転子３０に代えて隅肉形成材３５を直接嵌合させ、その先端部を開口部４０Ｂから露出させるようにすることができる。この場合の隅肉形成は、図１１〜図１３に示すような工程に従って実施する。
【００７３】
（第４の実施形態）
図１５〜図１７は、本実施形態における隅肉接合の工程を示す図である。
上記実施形態では、摩擦攪拌接合ツールを用いた摩擦攪拌接合により被接合部材を接合した後、隅肉形成ツールを用いた隅肉形成ツールにより得られた接合部材の接合部に隅肉を形成し、間接的な隅肉形成を行ったが、本実施形態では、隅肉形成ツール（隅肉接合ツール）のみを用いて、直接被接合部材を隅肉接合する場合について説明する。
【００７４】
なお、本実施形態で使用する隅肉接合ツールは、図６及び図７に示す隅肉形成ツールと同じであるので、その詳細は省略する。
【００７５】
本実施形態では、最初に、図示しない冶具を用いて被接合部材Ｓ１，Ｓ１を隅肉形成固定子４０のガイド部４１，４２上に固定する。この場合、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の当接部が、ガイド部４１，４２上に位置するようにする。
【００７６】
次いで、被接合部材Ｓ１，Ｓ１を上記冶具で固定した状態で、例えば隅肉形成固定子４０を矢印の方向に移動させ、被接合部材Ｓ１，Ｓ１を開口部４０Ｂ上に位置させる（図１５参照）。この時、図１６に示すように、隅肉形成回転子３０の孔部３１を当接部に接触させて回転させるとともに、隅肉形成回転子３０内に充填した隅肉形成材３５を吐出する。この結果、隅肉形成材３５は、隅肉形成回転子３０によって摩擦され、その際に生じた摩擦熱によって軟化するようになる。結果として、図１７に示すように、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の当接部上には、当接部と隅肉形成固定子４０のガイド部４３との隙間に応じた形状及び大きさの隅肉部Ｑが形成され、隅肉部Ｑを介して被接合部材Ｓ１，Ｓ１が互いに接合され、接合部材Ｓ３を得ることができる。
【００７７】
本実施形態においても、隅肉形成回転子３０を回転させると同時に、隅肉形成材３５をも隅肉形成回転子３０と逆方向に回転させることができる。この場合、隅肉形成回転子３０の回転による摩擦熱に加えて、隅肉形成材３５の回転による摩擦熱も生じるようになるので、隅肉形成材３５を容易に軟化させることができるようになり、隅肉部Ｑの形成も容易となる。
【００７８】
また、本実施形態では、隅肉形成固定子４０の開口部４０Ｂの周辺においてヒータ４４が設けられているので、非接合部材Ｓ１，Ｓ１の当接部近傍及び隅肉形成材３５を予熱することができる。したがって、上述した隅肉形成材３５の軟化を促進することができ、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の当接部における隅肉部Ｑの形成を効率的に行うことができるようになる。
【００７９】
さらに、図７に示すように、隅肉形成回転子３０を回転させる際には、隅肉形成回転子３０の肩部３３がスリット４０Ｃから露出し、肩部３３が被接合部材Ｓ１，Ｓ１と接触するようになる。肩部３３は、隅肉形成回転子３０の回転に伴って回転しているので、肩部３３と被接合部材Ｓ１，Ｓ１との間には、上述した接触に伴って摩擦熱が発生するようになる。したがって、本実施形態では、前記摩擦熱によっても隅肉形成材３５の軟化を促進することができ、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の接合部において隅肉部Ｑを効率的に形成することができるようになる。
【００８０】
なお、特に図示しないものの、上述したように、隅肉形成回転子３０の代わりに隅肉形成材３５を直接用いることによっても、隅肉部Ｑを形成することができ、接合部材Ｓ３を得ることができるようになる。
【００８１】
また、隅肉部Ｑの形状及び大きさは、被接合部材Ｓ１，Ｓ１と隅肉形成固定子４０のガイド部４３との隙間に応じて設定されるので、ガイド部４３を形成する際の面取り形状及び大きさを制御することによって、隅肉部Ｑの形状及び大きさを変化させることができる。この場合、ガイド部４３の形状及び大きさによっては、被接合部材Ｓ１，Ｓ１の当接部の両側毎で異なるようになる場合がある。したがって、当接部の両側において、異なる形状及び大きさの隅肉部Ｑを形成することができる。
【００８２】
本実施形態においても、上述したように、隅肉形成（隅肉接合）において、隅肉形成（接合）回転子に対する固定子を設け、この固定子に形成した孔部に隅肉形成回転子を嵌合するとともに、固定子から隅肉形成（接合）に供する隅肉形成材を吐出させる孔部のみを露出及び／又は突出させるようにしている。したがって、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さなくても、被接合部材の摩擦攪拌に供すべく当接部に対して隅肉形成（接合）回転子を正確に位置決めして隅肉形成を実施することができる。
【００８３】
すなわち、本実施形態によれば、継手部分に凹凸などの特殊な形状加工を施さずに、精度良く容易に隅肉接合を実施することが可能となる。
【００８４】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記態様に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変更や変形が可能であ
る。
【符号の説明】
【００８５】
１０  摩擦攪拌回転子
１１  摩擦攪拌プローブ
１２  摩擦攪拌本体部
１３  肩部
２０  摩擦攪拌固定子
２１，２２  ガイド部
２０Ａ  孔部、第１の孔部
２０Ｂ  開口部
２０Ｃ  スリット
２４  ヒータ
３０  隅肉形成回転子
３１  孔部
３３  肩部
３５  隅肉形成材
４０  隅肉形成固定子
４１，４２，４３  ガイド部
４４  ヒータ
４０Ａ  孔部、第２の孔部
４０Ｂ  開口部
４０Ｃ  スリット
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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