(57)【要約】 【課題】継手部材を利用して金属部材同士を接合する方法であって、接合部の美観や気密性・水密性を低下させるような接合欠陥が形成され難い接合方法を提供することを課題とする。【解決手段】継手本接合工程および一体化工程により継手部材２０に形成された塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行う補修工程を含む接合方法であって、補修工程では、継手部材２０の上面側から塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に挿入した補修用回転ツールＣを、金属部材１０の側面に露出する継手部材２０の露出側面２２に沿う方向に相対移動させることで、塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行うことを特徴とする。【選択図】図１０
2008188665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部の縁部に前記本体部よりも肉厚の小さい段部を備える二つの金属部材の前記段部同士を突き合せ、前記本体部間に凹部を形成する突合工程と、
前記凹部に継手部材を挿入し、前記継手部材の側面を前記両本体部に突き合せる継手部材配置工程と、
一方の前記金属部材の前記本体部と前記継手部材との突合部および他方の前記金属部材の前記本体部と前記継手部材との突合部に対して摩擦攪拌を行う継手本接合工程と、
前記両本体部で挟まれた領域に対して前記継手部材の上面側から摩擦攪拌を行い、前記継手部材の上面から前記段部の少なくとも上部までを塑性流動化させる一体化工程と、
前記継手本接合工程および前記一体化工程により前記継手部材に形成された塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含む接合方法であって、
前記補修工程では、前記継手部材の上面側から前記塑性化領域に挿入した補修用回転ツールを、前記金属部材の側面に露出する前記継手部材の露出側面に沿う方向に相対移動させることで、前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行うことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記補修工程では、前記露出側面に沿う方向に前記補修用回転ツールを相対移動させる際に、前記補修用回転ツールのショルダ部を前記露出面から離間させることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記補修工程では、前記露出側面に突き合せたタブ材に摩擦攪拌の開始位置および終了位置を設け、前記開始位置に前記タブ材の上面側から挿入した前記補修用回転ツールを一方の前記本体部まで相対移動させた後に、他方の前記本体部まで相対移動させ、その後、前記終了位置まで相対移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項４】
前記補修工程では、前記露出側面に沿う方向に前記補修用回転ツールを相対移動させる際の進行方向の右側に前記タブ材を位置させ、かつ、前記補修用回転ツールを左回転させ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】
前記補修工程では、前記露出側面に沿う方向に前記補修用回転ツールを相対移動させる際の進行方向の左側に前記タブ材を位置させ、かつ、前記補修用回転ツールを右回転させることを特徴とする請求項３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、摩擦攪拌を利用した金属部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ＝Friction  Stir  Welding）が知られている。摩擦攪拌接合は、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。なお、回転ツールは、円柱状を呈するショルダ部の下端面に攪拌ピン（プローブ）を突設してなるものが一般的である。
【０００３】
摩擦攪拌を利用して肉厚の大きい金属部材同士を接合する場合には、肉厚に見合った大型の回転ツールを利用する必要があるが、特許文献１乃至特許文献３に開示されているように、金属部材の本体部の縁部に段部を形成しておけば、小型の回転ツールを使用しても、肉厚の大きな金属部材同士を接合することが可能となる。なお、特許文献１乃至特許文献３においては、段部同士を摩擦攪拌接合するだけでなく、段部同士を突き合せることで形成された凹部に継手部材を挿入し、この継手部材と金属部材の本体部とを摩擦攪拌接合することで、金属部材同士を接合している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３４２４８１号公報
【特許文献２】特開平２００４−３５８５３５号公報
【特許文献３】特開平２００５−１３１６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２および特許文献３では、凹部に挿入した継手部材の上面側から摩擦攪拌を行い、継手部材の上面から金属部材の段部の少なくとも上部までを塑性流動化させることで、継手部材と段部との一体化を図っているが、回転ツールの攪拌ピンの長さが継手部材の肉厚よりも小さく、攪拌ピンの先端が継手部材と段部との境界面に届いていないことから、この境界面に非接合部が発生する虞もある。また、回転ツールの進行方向に沿ってトンネル欠陥が発生する虞もある。このような接合欠陥が、金属部材の側面に露出する継手部材の側面（露出側面）に現れると、接合部の側面の美観を損ねることとなり、さらに、前記した接合欠陥が金属部材の本体部と継手部材との突合面に沿う方向に連続して形成されている場合には、気密性や水密性が損なわれる虞もある。
【０００６】
このような観点から、本発明は、継手部材を利用して金属部材同士を接合する方法であって、接合部の美観や気密性・水密性を低下させるような接合欠陥が形成され難い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】
【０００７】
このような課題を解決する本発明に係る接合方法は、本体部の縁部に前記本体部よりも肉厚の小さい段部を備える二つの金属部材の前記段部同士を突き合せ、前記本体部間に凹部を形成する突合工程と、前記凹部に継手部材を挿入し、前記継手部材の側面を前記両本体部に突き合せる継手部材配置工程と、一方の前記金属部材の前記本体部と前記継手部材との突合部および他方の前記金属部材の前記本体部と前記継手部材との突合部に対して摩擦攪拌を行う継手本接合工程と、前記両本体部で挟まれた領域に対して前記継手部材の上面側から摩擦攪拌を行い、前記継手部材の上面から前記段部の少なくとも上部までを塑性流動化させる一体化工程と、前記継手本接合工程および前記一体化工程により前記継手部材に形成された塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う補修工程と、を含む接合方法であって、前記補修工程では、前記継手部材の上面側から前記塑性化領域に挿入した補修用回転ツールを、前記金属部材の側面に露出する前記継手部材の露出側面に沿う方向に相対移動させることで、前記塑性化領域に対して摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、継手部材の上面側から摩擦攪拌を行って継手部材と段部との一体化を図った後に、継手部材の露出側面に沿って摩擦攪拌を行うこととしたので、継手部材と段部との境界面や、継手本接合工程や一体化工程により形成された塑性化領域の中に、露出側面に開口するような接合欠陥が形成されていたとしても、当該接合欠陥を高い確実性をもって閉塞することが可能となる。つまり、本発明の接合方法によれば、接合部の美観や気密性・水密性を低下させるような接合欠陥が形成され難くなる。また、継手本接合工程や一体化工程により形成された塑性化領域には、継手部材の露出側面に形成されていた酸化皮膜が巻き込まれている虞があるが、本発明によれば、このような酸化皮膜も補修工程における摩擦攪拌によって分断することが可能となるので、接合欠陥が発生し難くなる。
【０００９】
前記補修工程では、前記露出側面に沿って前記補修用回転ツールを相対移動させる際に、前記補修用回転ツールのショルダ部を前記露出側面から離間させることが望ましい。このようにすると、継手部材の露出側面に形成されていた酸化皮膜が継手部材側に巻き込まれ難くなるので、接合部の品質を向上させることが可能となる。
【００１０】
なお、補修用回転ツールを挿入する際に、金属表面の酸化皮膜を巻き込む虞があるので、前記補修工程では、前記露出側面に突き合せたタブ材に摩擦攪拌の開始位置を設けることが望ましい。また、補修用回転ツールを離脱させると、抜き穴が形成されることになるので、前記したタブ材に摩擦攪拌の終了位置を設けることが望ましい。このようにすると、最終製品となる金属部材に接合欠陥が生じ難くなる。
【００１１】
補修工程において、摩擦攪拌の開始位置および終了位置を前記タブ材に設けた場合には、前記開始位置に挿入した前記補修用回転ツールを一方の前記本体部まで相対移動させた後に、前記露出側面（すなわち、継手部材とタブ材との境界面）に沿って他方の前記本体部まで相対移動させ、その後、前記終了位置まで相対移動させることが望ましい。このようにすると、露出側面の全域に亘って摩擦攪拌が施されることになるので、露出側面に開口するような接合欠陥をより一層高い確実性をもって閉塞することが可能となる。
【００１２】
なお、回転ツールを左回転させた場合には、回転ツールの進行方向の右側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、前記露出側面に沿って前記補修用回転ツールを相対移動させる際の進行方向の右側に前記タブ材を位置させることが望ましい。また、回転ツールを右回転させた場合には、回転ツールの進行方向の左側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、前記露出側面に沿って前記補修用回転ツールを相対移動させる際の進行方向の左側に前記タブ材を位置させることが望ましい。このようにすると、最終製品となる継手部材側に接合欠陥が発生し難くなるので、接合部の品質をより一層向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る接合方法によれば、接合部の美観や気密性・水密性を低下させるような接合欠陥が形成され難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［  第一の実施形態  ］
第一の実施形態に係る接合方法は、図１に示す金属部材１０，１０を直線状に繋ぎ合せる接合方法であって、（１）突合工程、（２）第一の段部接合工程、（３）継手部材配置工程、（４）継手仮接合工程、（５）継手本接合工程、（６）一体化工程、（７）第一の補修工程、（８）第二の補修工程、（９）第二の段部接合工程を含むものである。なお、本実施形態では、金属部材１０の一面側から（２）〜（８）の各工程を実行する場合を例示する。
【００１５】
まず、金属部材１０の構成を詳細に説明する。金属部材１０は、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からなる。本実施形態では、一方の金属部材１０および他方の金属部材１０を、同一組成の金属材料で形成している。
【００１６】
図１の（ａ）に示すように、金属部材１０は、本体部１Ａと、本体部１Ａの縁部に形成された段部１Ｂとを備えて構成されている。なお、以下の説明においては、本体部１Ａの側面１１，１４のうち、段部１Ｂの表面１６から立ち上がる側面１１を「立上側面１１」と称し、その他の側面１４を露出側面１４と称することとする。また、段部１Ｂの側面１５，１８（図１の（ｄ）参照）のうち、他の段部１Ｂに突き合わされる側面１５を「突合側面１５」と称し、その他の側面１８を「露出側面１８」と称することとする。
【００１７】
本体部１Ａの立上側面１１は、本実施形態では、段部１Ｂの表面１６から垂直に立ち上がっており（図１の（ｃ）参照）、かつ、段部１Ｂの突合側面１５と平行である（図１の（ｂ）参照）。
【００１８】
段部１Ｂは、本体部１Ａよりも肉厚の小さい部位であり、本体部１Ａの表面１２を面削若しくは切除することにより形成される。図１の（ｃ）に示すように、段部１Ｂの表面１６は、本体部１Ａの表面１２から一段下がったところに位置しているが、段部１Ｂの裏面１７は、本体部１Ａの裏面１３と面一になっている。また、段部１Ｂの突合側面１５は、段部１Ｂの表面１６に対して垂直になっている。段部１Ｂの奥行き寸法（本体部１Ａの立上側面１１から段部１Ｂの突合側面１５までの距離）は、後記する本接合用回転ツールＢ（図２の（ｂ）参照）のショルダ部Ｂ１の半径（＝Ｙ１／２）よりも大きくなっている。段部１Ｂの肉厚ｔＢの大きさに特に制限はないが、本実施形態では、本体部１Ａの肉厚ｔＡの２／３に設定されている。
【００１９】
（１）突合工程  ：
突合工程は、金属部材１０，１０の段部１Ｂ，１Ｂ同士を突き合せ、本体部１Ａ，１Ａ間に凹部１００を形成する工程である。突合工程では、図１の（ｃ）に示すように、一方の金属部材１０の段部１Ｂの突合側面１５に他方の金属部材１０の段部１Ｂの突合側面１５を密着させるとともに、一方の金属部材１０の段部１Ｂの表面（上面）１６と他方の金属部材１０の段部１Ｂの表面（上面）１６を面一にし、さらに、一方の金属部材１０の段部１Ｂの裏面１７と他方の金属部材１０の裏面１７を面一にする。なお、段部１Ｂ，１Ｂ同士を突き合せると、一方の本体部１Ａの立上側面１１と他方の本体部１Ａの立上側面１１とが、後記する本接合用回転ツールＢ（図２の（ｂ）参照）のショルダ部Ｂ１の外径Ｙ１よりも大きな間隔をあけて対向することになる。
【００２０】
（２）第一の段部接合工程  ：
第一の段部接合工程は、段部１Ｂ，１Ｂの突合部Ｊ２０を表面１６側から接合する工程である。本実施形態に係る第一の段部接合工程には、図１の（ｂ）に示す段部１Ｂ，１Ｂとタブ材３０との突合部Ｊ１０、段部１Ｂ，１Ｂの突合部Ｊ２０および段部１Ｂ，１Ｂとタブ材４０との突合部Ｊ３０を仮接合する段部仮接合工程と、仮接合された状態の突合部Ｊ２０を本格的に接合する段部本接合工程と、が含まれている。
【００２１】
タブ材３０，４０は、突合部Ｊ２０を挟むように配置されるものであり、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、それぞれ、段部１Ｂ，１Ｂの露出側面１８，１８を覆い隠すことができる寸法・形状を備えている。本実施形態に係るタブ材３０，４０は、段部１Ｂ，１Ｂの露出側面１８，１８だけでなく、本体部１Ａ，１Ａの露出側面１４，１４にも突き合わされる。タブ材３０，４０は、それぞれ、段部１Ｂの厚さ寸法と同一の厚さ寸法を備えていて（図１の（ｄ）参照）、段部１Ｂの表面１６および裏面１７と面一になるように配置され、かかる状態で溶接により本体部１Ａ，１Ａの露出側面１４，１４に接合される。タブ材３０，４０の材質に特に制限はないが、本実施形態では、金属部材１０と同一組成の金属材料で形成している。
【００２２】
段部仮接合工程および段部本接合工程における接合法に特に制限はないが、本実施形態では、摩擦攪拌接合を実施する場合を例示する。
【００２３】
まず、図２を参照して、段部仮接合工程に用いる回転ツールＡ（以下、「仮接合用回転ツールＡ」という。）および段部本接合工程に用いる回転ツールＢ（以下、「本接合用回転ツールＢ」という。）を詳細に説明する。
【００２４】
図２の（ａ）に示す仮接合用回転ツールＡは、工具鋼など金属部材１０よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ａ１と、このショルダ部Ａ１の下端面Ａ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ａ２とを備えて構成されている。仮接合用回転ツールＡの寸法・形状は、金属部材１０の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、本接合用回転ツールＢ（図２の（ｂ）参照）よりも小型にする。このようにすると、本接合用回転ツールＢを用いる場合よりも小さな負荷で摩擦攪拌接合を行うことが可能となるので、摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、仮接合用回転ツールＡの移動速度（送り速度）を本接合用回転ツールＢの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、摩擦攪拌接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
【００２５】
ショルダ部Ａ１の下端面Ａ１１は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダ部Ａ１の外径Ｘ１の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、本接合用回転ツールＢのショルダ部Ｂ１の外径Ｙ１よりも小さくなっている。
【００２６】
攪拌ピンＡ２は、ショルダ部Ａ１の下端面Ａ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンＡ２の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンＡ２の外径の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、最大外径（上端径）Ｘ２が本接合用回転ツールＢの攪拌ピンＢ２の最大外径（上端径）Ｙ２よりも小さく、かつ、最小外径（下端径）Ｘ３が攪拌ピンＢ２の最小外径（下端径）Ｙ３よりも小さくなっている。また、攪拌ピンＡ２の長さＬＡも、本接合用回転ツールＢの攪拌ピンＢ２の長さＬＢよりも小さくなっている。
【００２７】
図２の（ｂ）に示す本接合用回転ツールＢは、工具鋼など金属部材１０よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ｂ１と、このショルダ部Ｂ１の下端面Ｂ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ｂ２とを備えて構成されている。
【００２８】
ショルダ部Ｂ１の下端面Ｂ１１は、仮接合用回転ツールＡと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンＢ２は、ショルダ部Ｂ１の下端面Ｂ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンＢ２の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンＢ２の長さＬＢは、段部１Ｂの肉厚ｔＢ（図１の（ｃ）参照）の１／２以上３／４以下となるように設定することが望ましく、より好適には、１．０１≦２ＬＢ／ｔＢ≦１．１０という関係を満たすように設定することが望ましい。
【００２９】
段部仮接合工程では、図３に示すように、一の仮接合用回転ツールＡを一筆書きの移動軌跡（ビード）を形成するように移動させて、突合部Ｊ１０，Ｊ２０，Ｊ３０に対して連続して摩擦攪拌を行う。すなわち、摩擦攪拌の開始位置ＳＰに挿入した仮接合用回転ツールＡの攪拌ピンＡ２（図２の（ａ）参照）を途中で離脱させることなく終了位置ＥＰまで移動させる。
【００３０】
段部本接合工程では、図２の（ｂ）に示す本接合用回転ツールＢを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ２０に対して段部１Ｂの表面（上面）１６側から摩擦攪拌を行う。具体的には、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、開始位置ＳＭに本接合用回転ツールＢの攪拌ピンＢ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＢ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭまで移動させる。
【００３１】
本接合用回転ツールＢを移動させると、その攪拌ピンＢ２の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンＢ２から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域Ｗ１が形成されることになるが、この塑性化領域Ｗ１に含まれている可能性がある接合欠陥を低減したい場合には、必要に応じて、塑性化領域Ｗ１に対して摩擦攪拌を行う。
【００３２】
前記した段部仮接合工程や段部本接合工程が終了したら、摩擦攪拌で発生したバリを除去するとともに、段部１Ｂの表面１６（凹部１００の底面）を面削して平滑にする。
【００３３】
（３）継手部材配置工程  ：
継手部材配置工程は、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、凹部１００に継手部材２０を挿入し、継手部材２０を両本体部１Ａ，１Ａに突き合せるとともに、継手部材２０を挟むように一対のタブ材１，２を配置し、各タブ材１，２を継手部材２０に突き合せる工程である。
【００３４】
なお、以下の説明においては、継手部材２０の側面２１，２２のうち、凹部１００の側面（すなわち、本体部１Ａの立上側面１１）に対峙する側面２１を「突合側面２１」と称し、その他の側面２２を「露出側面２２」と称することとする。また、タブ材１，２を区別する場合には、タブ材１を「第一タブ材１」と称し、タブ材２を「第二タブ材２」と称することとする。
【００３５】
継手部材２０は、凹部１００の底面（すなわち、段部１Ｂの表面１６）に載置されるものである。本実施形態に係る継手部材２０は、凹部１００と実質的に同一の平面形状（本実施形態では、長方形）を具備する板状部材からなり、凹部１００に挿入すると、突合側面２１が本体部１Ａの立上側面１１に当接し（図６の（ａ）および（ｂ）参照）、露出側面２２が本体部１Ａの露出側面１４および段部１Ｂの露出側面１８（図１の（ａ）参照）と面一になる。継手部材２０の肉厚の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、凹部１００の深さと同一に設定されており、継手部材２０を凹部１００に挿入すると、継手部材２０の表面（上面）２３と本体部１Ａの表面（上面）１２とが面一になる（図６の（ｂ）参照）。なお、継手部材２０の材質に特に制限はないが、本実施形態では、金属部材１０と同一組成の金属材料で形成している。
【００３６】
タブ材１，２は、それぞれ、継手部材２０の露出側面２２側に現れる本体部１Ａ，１Ａと継手部材２０の継ぎ目（境界線）を覆い隠すことができる寸法・形状を備えている。本実施形態に係るタブ材１，２は、継手部材２０の露出側面２２だけでなく、本体部１Ａ，１Ａの露出側面１４，１４にも突き合わされる。
【００３７】
また、タブ材１，２は、図５の（ｂ）に示すように、それぞれ、本体部１Ａの表面１２および継手部材２０の表面２３と面一になるように設置される。なお、本実施形態では、第一タブ材１は、段部１Ｂ，１Ｂを接合する際に使用したタブ材３０の表面（上面）に載置されるとともに、溶接により本体部１Ａ，１Ａの露出側面１４，１４に接合される。同様に、第二タブ材２は、段部１Ｂ，１Ｂを接合する際に使用したタブ材４０の表面（上面）に載置されるとともに、溶接により本体部１Ａ，１Ａの露出側面１４，１４に接合される。
【００３８】
（４）継手仮接合工程  ：
継手仮接合工程は、図７に示すように、仮接合用回転ツールＡを用いて、第一タブ材１と継手部材２０との突合部Ｊ１（第四交点ｃ４〜第一交点ｃ１）、一方の金属部材１０の本体部１Ａと継手部材２０との突合部Ｊ２（第一交点ｃ１〜第二交点ｃ２）、第二タブ材２と継手部材２０との突合部Ｊ３（第二交点ｃ２〜第三交点ｃ３）および他方の金属部材１０の本体部１Ａと継手部材２０との突合部Ｊ４（第三交点ｃ３〜第四交点ｃ４）に対して摩擦攪拌を行う工程である。
【００３９】
継手仮接合工程では、摩擦攪拌の開始位置Ｓ１および終了位置Ｅ１を第一タブ材１に設け、開始位置Ｓ１に挿入した仮接合用回転ツールＡを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ１まで相対移動させる。つまり、継手仮接合工程では、一の仮接合用回転ツールＡを一筆書きの移動軌跡（ビード）を形成するように移動させて、突合部Ｊ１〜Ｊ４に対して連続して摩擦攪拌を行う。
【００４０】
継手仮接合工程における摩擦攪拌の手順をより詳細に説明する。
まず、第一タブ材１の適所に設けた開始位置Ｓ１の直上に仮接合用回転ツールＡを位置させ、続いて、仮接合用回転ツールＡを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＡ２（図２の（ａ）参照）を開始位置Ｓ１に押し付ける。仮接合用回転ツールＡの回転速度は、攪拌ピンＡ２の寸法・形状、摩擦攪拌される金属部材１０等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、５００〜２０００（ｒｐｍ）の範囲内において設定される。
【００４１】
攪拌ピンＡ２が第一タブ材１の表面に接触すると、摩擦熱によって攪拌ピンＡ２の周囲にある金属が塑性流動化し、攪拌ピンＡ２が第一タブ材１に挿入される。攪拌ピンＡ２の全体が第一タブ材１に入り込み、かつ、ショルダ部Ａ１の下端面Ａ１１（図２の（ａ）参照）の全面が第一タブ材１の表面に接触したら、仮接合用回転ツールＡを回転させつつ突合部Ｊ１の中央部（第一交点ｃ１と第四交点ｃ４との中間）に設けた仮接合起点ｐ１に向けて相対移動させる。
【００４２】
仮接合用回転ツールＡの移動速度（送り速度）は、攪拌ピンＡ２の寸法・形状、摩擦攪拌される金属部材１０等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、１００〜１０００（ｍｍ／分）の範囲内において設定される。なお、仮接合用回転ツールＡを移動させる際には、ショルダ部Ａ１の軸線を鉛直線に対して進行方向の後ろ側へ僅かに傾斜させてもよいが、傾斜させずに鉛直にすると、仮接合用回転ツールＡの方向転換が容易となり、複雑な動きが可能となる。仮接合用回転ツールＡを移動させると、その攪拌ピンＡ２の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンＡ２から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化する。
【００４３】
仮接合用回転ツールＡを相対移動させて仮接合起点ｐ１まで連続して摩擦攪拌を行ったら、仮接合起点ｐ１で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ１の一端である第一交点ｃ１に向けて相対移動させ、突合部Ｊ１の一部に対して摩擦攪拌を行う。つまり、第一タブ材１と継手部材２０の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ１に対して摩擦攪拌を行う。
【００４４】
なお、仮接合用回転ツールＡの攪拌ピンＡ２が突合部Ｊ１に入り込むと、第一タブ材１と継手部材２０を引き離そうとする力が作用するが、第一タブ材１を本体部１Ａに溶接しているので、第一タブ材１と金属部材１０との間に目開きが発生することがない。
【００４５】
第一交点ｃ１まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第一交点ｃ１で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第一タブ材１と一方の金属部材１０の本体部１Ａとの突合部Ｊ５に設けた第一中間点ｍ１に向けて相対移動させ、突合部Ｊ５に対して摩擦攪拌を行う。つまり、突合部Ｊ１の一端である第一交点ｃ１まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第一交点ｃ１で摩擦攪拌を終了させずに、第一タブ材１と本体部１Ａとの継ぎ目（境界線）上に設けた摩擦攪拌のルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ５に対しても摩擦攪拌を行う。なお、第一交点ｃ１は、直線状の摩擦攪拌のルート（仮接合起点ｐ１〜第一中間点ｍ１）の途中に位置しているので、第一交点ｃ１の前後で仮接合用回転ツールＡの移動速度を落とす必要はない。
【００４６】
第一中間点ｍ１まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第一中間点ｍ１で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第一タブ材１に突入させ、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ２の一端でもある第一交点ｃ１まで相対移動させる。つまり、仮接合用回転ツールＡを第一中間点ｍ１から第一交点ｃ１に戻すための摩擦攪拌のルートを第一タブ材１に設定する。このようにすると、第一中間点ｍ１から第一交点ｃ１に仮接合用回転ツールＡを戻す際に、金属部材１０や継手部材２０に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
【００４７】
なお、突合部Ｊ１，Ｊ５に沿って設けた摩擦攪拌のルート（移動軌跡）と、第一タブ１に設けた摩擦攪拌のルート（移動軌跡）のうち、突合部Ｊ１，Ｊ５に沿う部分との離隔距離ｄ１は、仮接合用回転ツールＡのショルダ部Ａ１の外径Ｘ１（図２の（ａ）参照）以上確保することが望ましい。このようにすると、第一中間点ｍ１から第一交点ｃ１に仮接合用回転ツールＡを戻す際に、仮接合用回転ツールＡの金属部材１０側に接合欠陥が発生したとしても、当該接合欠陥が金属部材１０や継手部材２０に及び難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
【００４８】
第一交点ｃ１に仮接合用回転ツールＡを戻したら、第一交点ｃ１で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ２に突入させ、突合部Ｊ２に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ２の他端である第二交点ｃ２まで相対移動させる。つまり、第一交点ｃ１に仮接合用回転ツールＡを戻したら、一方の金属部材１０の本体部１Ａと継手部材２０の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ２に対して摩擦攪拌を行う。なお、第一交点ｃ１の前後で仮接合用回転ツールＡの移動速度を落とす必要はない。
【００４９】
第二交点ｃ２まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第二交点ｃ２で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第二タブ材２に突入させ、第二タブ材２に対して摩擦攪拌を行いつつ、第二タブ材２と一方の金属部材１０の本体部１Ａとの突合部Ｊ６に設けた第二中間点ｍ２まで相対移動させる。つまり、第二交点ｃ２から第二中間点ｍ２に至る摩擦攪拌のルートを第二タブ材２に設定する。
【００５０】
第二中間点ｍ２まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第二中間点ｍ２で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ３の一端でもある第二交点ｃ２に向けて相対移動させ、突合部Ｊ６に対して摩擦攪拌を行う。つまり、第二タブ材２と本体部１Ａとの継ぎ目（境界線）上に設けた摩擦攪拌のルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ６に対しても摩擦攪拌を行う。
【００５１】
第二交点ｃ２まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第二交点ｃ２で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ３の他端である第三交点ｃ３に向けて相対移動させ、突合部Ｊ３に対して摩擦攪拌を行う。つまり、第二交点ｃ２まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第二交点ｃ２で摩擦攪拌を終了させずに、第二タブ材２と本体部１Ａとの継ぎ目（境界線）上に設けた摩擦攪拌のルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ３に対して摩擦攪拌を行う。なお、第二交点ｃ２は、直線状の摩擦攪拌のルート（第二中間点ｍ２〜第三中間点ｍ３）の途中に位置しているので、第二交点ｃ２の前後で仮接合用回転ツールＡの移動速度を落とす必要はない。
【００５２】
第三交点ｃ３まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第三交点ｃ３で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第二タブ材２と他方の金属部材１０の本体部１Ａとの突合部Ｊ７に設けた第三中間点ｍ３に向けて相対移動させ、突合部Ｊ７に対して摩擦攪拌を行う。つまり、突合部Ｊ３の他端である第三交点ｃ３まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第三交点ｃ３で摩擦攪拌を終了させずに、第二タブ材２と本体部１Ａとの継ぎ目（境界線）上に設けた摩擦攪拌のルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ７に対しても摩擦攪拌を行う。なお、第三交点ｃ３は、直線状の摩擦攪拌のルート（第二中間点ｍ２〜第三中間点ｍ３）の途中に位置しているので、第三交点ｃ３の前後で仮接合用回転ツールＡの移動速度を落とす必要はない。
【００５３】
第三中間点ｍ３まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第三中間点ｍ３で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第二タブ材２に突入させ、第二タブ材２に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ４の一端でもある第三交点ｃ３まで相対移動させる。つまり、仮接合用回転ツールＡを第三中間点ｍ３から第三交点ｃ３に戻すための摩擦攪拌のルートを第二タブ材２に設定する。
【００５４】
第三交点ｃ３に仮接合用回転ツールＡを戻したら、第三交点ｃ３で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ４に突入させ、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ４の他端である第四交点ｃ４まで相対移動させる。つまり、第三交点ｃ３に仮接合用回転ツールＡを戻したら、他方の金属部材１０の本体部１Ａと継手部材２０の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行う。なお、第三交点ｃ３の前後で仮接合用回転ツールＡの移動速度を落とす必要はない。
【００５５】
第四交点ｃ４まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第四交点ｃ４で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第一タブ材１に突入させ、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ、第一タブ材１と他方の金属部材１０の本体部１Ａとの突合部Ｊ８に設けた第四中間点ｍ４まで相対移動させる。つまり、第四交点ｃ４から第四中間点ｍ４に至る摩擦攪拌のルートを第一タブ材１に設定する。
【００５６】
第四中間点ｍ４まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第四中間点ｍ４で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ４の他端でもある第四交点ｃ４に向けて相対移動させ、突合部Ｊ８に対して摩擦攪拌を行う。つまり、第一タブ材１と本体部１Ａとの継ぎ目（境界線）上に設けた摩擦攪拌のルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ８に対しても摩擦攪拌を行う。
【００５７】
第四中間点ｍ４から第四交点ｃ４まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、第四交点ｃ４で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ１の中間に設けた仮接合終点ｐ２に向けて相対移動させ、突合部Ｊ１に対して摩擦攪拌を行う。つまり、突合部Ｊ１の他端である第四交点ｃ４まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第四交点ｃ４で摩擦攪拌を終了させずに、第二タブ材２と本体部１Ａとの継ぎ目（境界線）上に設けた摩擦攪拌のルートに沿って仮接合用回転ツールＡを相対移動させることで、突合部Ｊ１に対して摩擦攪拌を行う。なお、第四交点ｃ４は、直線状の摩擦攪拌のルート（第四中間点ｍ４〜仮接合終点ｐ２）の途中に位置しているので、第四交点ｃ４の前後で仮接合用回転ツールＡの移動速度を落とす必要はない。
【００５８】
仮接合終点ｐ２まで仮接合用回転ツールＡを相対移動させたら、仮接合終点ｐ２で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第一タブ材１に突入させ、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ摩擦攪拌の終了位置Ｅ１まで相対移動させる。なお、本実施形態では、仮接合終点ｐ２を仮接合起点ｐ１と同じ位置に設けているが、仮接合起点ｐ１と仮接合終点ｐ２を離間させてもよい。仮接合起点ｐ１と仮接合終点ｐ２を離間させる場合には、仮接合終点ｐ２を仮接合起点ｐ１よりも第一交点ｃ１側に設け、第四交点ｃ４から仮接合終点ｐ２に至る際に、仮接合起点ｐ１よりも第一交点ｃ１側に形成された塑性化領域（ビード）に対して再び摩擦攪拌を行うことが望ましいが、仮接合終点ｐ２を仮接合起点ｐ１よりも第四交点ｃ４側に設け、仮接合起点ｐ１と仮接合終点ｐ２との間に未接合の部位を残置しても差し支えない。
【００５９】
仮接合用回転ツールＡが終了位置Ｅ１に達したら、仮接合用回転ツールＡを回転させつつ上昇させて攪拌ピンＡ２（図２の（ａ）参照）を終了位置Ｅ１から離脱させる。
【００６０】
なお、仮接合用回転ツールＡを右回転させた場合には、仮接合用回転ツールＡの進行方向の左側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、タブ材１，２と継手部材２０との突合部Ｊ１，Ｊ３およびタブ材１，２と本体部１Ａとの突合部Ｊ５〜Ｊ８に沿って摩擦攪拌を行う際には、仮接合用回転ツールＡの進行方向の左側にタブ材１，２が位置するように摩擦攪拌のルートを設定することが望ましい。つまり、仮接合用回転ツールＡを右回転させた場合には、仮接合用回転ツールが継手部材２０の外縁に沿って右回りに移動するように仮接合起点ｐ１から仮接合終点ｐ２に至る摩擦攪拌のルートを設定することが望ましい。このようにすると、継手部材２０側に接合欠陥が発生し難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
【００６１】
ちなみに、仮接合用回転ツールＡを左回転させた場合には、仮接合用回転ツールＡの進行方向の右側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、タブ材１，２と継手部材２０との突合部Ｊ１，Ｊ３およびタブ材１，２と本体部１Ａとの突合部Ｊ５〜Ｊ８に沿って摩擦攪拌を行う際には、仮接合用回転ツールＡの進行方向の右側にタブ材１，２が位置するように摩擦攪拌のルートを設定することが望ましい。つまり、仮接合用回転ツールＡを左回転させた場合には、仮接合用回転ツールが継手部材２０の外縁（外周）に沿って左回りに移動するように仮接合起点ｐ１から仮接合終点ｐ２に至る摩擦攪拌のルートを設定することが望ましい。
【００６２】
（５）継手本接合工程  ：
継手本接合工程は、仮接合用回転ツールＡよりも大型の本接合用回転ツールＢを用いて、突合部Ｊ２，Ｊ４に対して摩擦攪拌を行う工程である。
【００６３】
継手本接合工程では、図８に示すように、摩擦攪拌の開始位置Ｓ２および終了位置Ｅ２を第一タブ材１に設け、開始位置Ｓ２に挿入した本接合用回転ツールＢを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ２まで相対移動させる。つまり、継手本接合工程では、一の本接合用回転ツールＢを一筆書きの移動軌跡（ビード）を形成するように移動させて、突合部Ｊ２，Ｊ４に対して連続して摩擦攪拌を行う。
【００６４】
継手本接合工程をより詳細に説明する。継手本接合工程では、まず、開始位置Ｓ２に形成した図示せぬ下穴の直上に本接合用回転ツールＢを位置させ、続いて、本接合用回転ツールＢを右回転させつつ下降させて攪拌ピンＢ２（図２の（ｂ）参照）の先端を図示せぬ下穴に挿入する。本接合用回転ツールＢの回転速度は、攪拌ピンＢ２の寸法・形状、摩擦攪拌される金属部材１０等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであり、多くの場合、７０〜７００（ｒｐｍ）の範囲内において設定される。
【００６５】
攪拌ピンＢ２の全体が第一タブ材１に入り込み、かつ、ショルダ部Ｂ１の下端面Ｂ１１（図２の（ｂ）参照）の全面が第一タブ材１の表面に接触したら、摩擦攪拌を行いながら突合部Ｊ２の一端（第一交点ｃ１）に向けて本接合用回転ツールＢを相対移動させ、さらに、突合部Ｊ２に突入させる。本接合用回転ツールＢを移動させると、その攪拌ピンＢ２の周囲にある金属が順次塑性流動化するとともに、攪拌ピンＢ２から離れた位置では、塑性流動化していた金属が再び硬化して塑性化領域Ｗ２が形成される。
【００６６】
本接合用回転ツールＢの移動速度（送り速度）は、攪拌ピンＢ２の寸法・形状、摩擦攪拌される金属部材１０等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、３０〜３００（ｍｍ／分）の範囲内において設定される。なお、本接合用回転ツールＢを移動させる際には、ショルダ部Ｂ１（図２の（ｂ）参照）の軸線を鉛直線に対して進行方向の後ろ側へ僅かに傾斜させてもよいが、傾斜させずに鉛直にすると、本接合用回転ツールＢの方向転換が容易となり、複雑な動きが可能となる。
【００６７】
金属部材１０および継手部材２０への入熱量が過大になる虞がある場合には、本接合用回転ツールＢの周囲に水を供給するなどして冷却することが望ましい。なお、突合部Ｊ２等に冷却水が入り込むと、接合面に酸化皮膜を発生させる虞があるが、本実施形態においては、継手仮接合工程を実行して金属部材１０（本体部１Ａ）と継手部材２０の目地を閉塞しているので、突合部Ｊ２等に冷却水が入り込み難く、したがって、接合部の品質を劣化させる虞がない。
【００６８】
突合部Ｊ２に本接合用回転ツールＢを突入させたら、本体部１Ａと継手部材２０の継ぎ目上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って本接合用回転ツールＢを相対移動させることで、突合部Ｊ２の一端（第一交点ｃ１）から他端（第二交点ｃ２）まで連続して摩擦攪拌を行う。
【００６９】
突合部Ｊ２の他端（第二交点ｃ２）まで本接合用回転ツールＢを相対移動させたら、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま第二タブ材２に突入させ、第二タブ材２に対して摩擦攪拌を行いつつ、突合部Ｊ４の一端（第三交点ｃ３）まで相対移動させる。つまり、第二交点ｃ２から第三交点ｃ３に至る摩擦攪拌のルートを第二タブ材２に設定する。
【００７０】
なお、第二タブ２に設けた摩擦攪拌のルート（移動軌跡）のうち、突合部Ｊ３に沿う部分との離隔距離ｄ２は、本接合用回転ツールＢのショルダ部Ｂ１の外径Ｙ１（図２の（ｂ）参照）以上確保することが望ましい。このようにすると、本接合用回転ツールＢを突合部Ｊ４の一端（第三交点ｃ３）に移動させる際に、本接合用回転ツールＢの継手部材２０側に接合欠陥が発生したとしても、当該接合欠陥が継手部材２０に及び難くなるので、高品質の接合体を得ることが可能となる。
【００７１】
突合部Ｊ４の一端（第三交点ｃ３）まで本接合用回転ツールＢを相対移動させたら、第三交点ｃ３で本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま突合部Ｊ４に突入させ、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ４の他端である第四交点ｃ４まで相対移動させる。つまり、突合部Ｊ４の一端まで本接合用回転ツールＢを相対移動させたら、他方の金属部材１０の本体部１Ａと継手部材２０の継ぎ目（境界線）上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って本接合用回転ツールＢを相対移動させることで、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行う。
【００７２】
突合部Ｊ４の他端（第四交点ｃ４）まで本接合用回転ツールＢを相対移動させたら、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま第一タブ材１に突入させ、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ終了位置Ｅ２まで相対移動させる。
【００７３】
本接合用回転ツールＢが終了位置Ｅ２に達したら、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま後記する一体化工程に移行する。なお、本接合用回転ツールＢが終了位置Ｅ２に達した時点で、攪拌ピンＢ２を終了位置Ｅ２から離脱させても差し支えない。
【００７４】
（６）一体化工程  ：
一体化工程は、図９の（ｂ）に示すように、本体部１Ａ，１Ａで挟まれた領域に対して継手部材２０の上面側から摩擦攪拌を行い、継手部材２０の上面から段部１Ｂ，１Ｂの少なくとも上部までを塑性流動化させる工程である。一体化工程を経ると、段部１Ｂ，１Ｂと継手部材２０とが摩擦攪拌接合されて一体になる。
【００７５】
一体化工程では、図９の（ａ）に示すように、継手部材２０の全体に塑性化領域が形成されるように、継手部材２０を複数回横断（あるいは縦断）する摩擦攪拌のルートを設定する。本実施形態では、一筆書きの移動軌跡（ビード）を形成するように、摩擦攪拌の開始位置Ｓ３（本実施形態では、継手本接合工程の終了位置Ｅ２）に挿入した本接合用回転ツールＢを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ３まで相対移動させる。
【００７６】
一体化工程をより詳細に説明する。一体化工程では、まず、本接合用回転ツールＢを継手部材２０に突入させ、段部１Ｂの上部および継手部材２０に対して摩擦攪拌を行いつつ（図９の（ｂ）参照）、突合部Ｊ４（図５参照）に沿って継手部材２０の第二タブ材２側の縁部まで相対移動させる。
【００７７】
なお、継手部材２０を最初に横断させる際の摩擦攪拌のルート（一回目の横断ルート）は、図９の（ｂ）に示すように、継手本接合工程により突合部Ｊ４に形成された移動軌跡（塑性化領域Ｗ２）の一部が再び摩擦攪拌されるように設定することが望ましい。つまり、一回目の横断ルートと突合部Ｊ４との離隔距離ｄ３は、本接合用回転ツールＢのショルダ部Ｂ１の外径Ｙ１（図２の（ｂ）参照）よりも小さくすることが望ましい。
【００７８】
継手部材２０の第二タブ材２側の縁部まで本接合用回転ツールＢを相対移動させたら、図９の（ａ）に示すように、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま第二タブ材２に突入させ、第二タブ材２に対して摩擦攪拌を行いつつ本接合用回転ツールＢをＵターンさせる。
【００７９】
次に、本接合用回転ツールＢを再び継手部材２０に突入させ、段部１Ｂの上部および継手部材２０に対して摩擦攪拌を行いつつ（図９の（ｂ）参照）、突合部Ｊ４に沿って継手部材２０の第一タブ材１側の縁部まで相対移動させ、さらに、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま第一タブ材１に突入させ、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ本接合用回転ツールＢをＵターンさせる。その後、継手部材２０の横断と第一タブ材１または第二タブ材２でのＵターンを繰り返し、継手部材２０の全部に対して摩擦攪拌を行う。
【００８０】
なお、図９の（ｂ）に示すように、本接合用回転ツールＢをＵターンさせた後の摩擦攪拌のルート（二回目以降の横断ルート）は、Ｕターンさせる前に形成された塑性化領域Ｗ３の一部が再び摩擦攪拌されるように設定することが望ましい。つまり、継手部材２０をｎ回（ｎは２以上の自然数）以上横断させる場合には、ｎ回目の横断ルートと（ｎ−１）回目の横断ルートとの離隔距離ｄ３’を、本接合用回転ツールＢのショルダ部Ｂ１の外径Ｙ１（図２の（ｂ）参照）よりも小さくすることが望ましい。また、継手部材２０を最後に横断させる際の摩擦攪拌のルートは、継手本接合工程により突合部Ｊ２に形成された移動軌跡（塑性化領域Ｗ２）の一部が再び摩擦攪拌されるように設定することが望ましい。
【００８１】
両本体部１Ａ，１Ａで挟まれた領域に対する摩擦攪拌が終了したら、図９の（ａ）に示すように、本接合用回転ツールＢを第一タブ材１（場合によっては第二タブ材２でもよい）に設けた終了位置Ｅ３まで相対移動させたうえで、第一タブ材１から離脱させる。
【００８２】
なお、本実施形態では、第一タブ材１または第二タブ材２において本接合用回転ツールＢをＵターンさせているが、継手部材２０の縁部において本接合用回転ツールＢをＵターンさせてもよい。つまり、第一タブ材１または第二タブ材２に本接合用回転ツールＢを突入させずに、Ｕターンさせてもよい。
【００８３】
（７）第一の補修工程  ：
第一の補修工程は、図１０に示すように、継手本接合工程および一体化工程により継手部材２０に形成された塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行う工程であり、本接合用回転ツールＢの移動方向に沿って形成された接合欠陥や本接合用回転ツールＢが第一タブ材１と継手部材２０との境界を横切る際に巻き込んだ酸化皮膜を分断することを主たる目的としている。
【００８４】
第一の補修工程では、継手部材２０の上面側から塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に挿入した補修用回転ツールＣを、継手部材２０の露出側面２２（図５の（ａ）参照）に沿う方向に相対移動させることで、塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行う。第一の補修工程では、摩擦攪拌の開始位置Ｓ４および終了位置Ｅ４を第一タブ材１に設け、開始位置Ｓ４に挿入した補修用回転ツールＣを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ４まで相対移動させる。
【００８５】
なお、第一の補修工程では、本接合用回転ツールＢよりも小型の補修用回転ツールＣを用いて摩擦攪拌を行う。このようにすると、塑性化領域が必要以上に広がることを防止することが可能となる。
【００８６】
補修用回転ツールＣは、仮接合用回転ツールＡと同様に、工具鋼など金属部材１０よりも硬質の金属材料からなり、図１０の（ｂ）に示すように、円柱状を呈するショルダ部と、このショルダ部の下端面に突設された攪拌ピン（プローブ）とを備えて構成されている。なお、図２の（ｂ）に示す本接合用回転ツールＢによる接合欠陥は、攪拌ピンＢ２の上端から１／３までの範囲に形成されることが多いので、補修用回転ツールＣの攪拌ピンの長さは、本接合用回転ツールＢの攪拌ピンＢ２の長さＬＢ（図２の（ｂ）参照）の１／３以上とすることが望ましいが、１／２よりも大きくなると、塑性化領域が必要以上に広がる虞があるので、１／２以下とすることが望ましい。なお、攪拌ピンの最大外径（上端径）および最小外径（下端径）の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、それぞれ、本接合用回転ツールＢの攪拌ピンＢ２の最大外径（上端径）Ｙ２および最小外径（下端径）Ｙ３よりも小さくなっている。
【００８７】
第一の補修工程における摩擦攪拌の手順をより詳細に説明する。
まず、図１０の（ａ）に示すように、第一タブ材１に設けた開始位置Ｓ４の直上に補修用回転ツールＣを位置させ、続いて、補修用回転ツールＣを右回転させつつ下降させて攪拌ピンを開始位置Ｓ４に押し付ける。補修用回転ツールＣを挿入する際に、金属表面の酸化皮膜を巻き込む虞があるが、摩擦攪拌の開始位置Ｓ４を第一タブ材１に設けておけば、最終製品となる金属部材１０や継手部材２０に酸化皮膜が混入し難くなる。なお、補修用回転ツールＣの回転速度は、攪拌ピンの寸法・形状、摩擦攪拌される金属部材１０等の材質や肉厚等に応じて設定されるものであるが、多くの場合、５００〜２０００（ｒｐｍ）の範囲内において設定される。
【００８８】
補修用回転ツールＣを開始位置Ｓ４に挿入したら、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ一方の本体部１Ａに設けた補修起点ｑ１まで相対移動させる。補修起点ｑ１まで連続して摩擦攪拌を行ったら、補修起点ｑ１で補修用回転ツールＣを離脱させずにそのまま他方の本体部１Ａに設けた補修終点ｑ２に向けて相対移動させる。
【００８９】
また、補修起点ｑ１から補修終点ｑ２に至る摩擦攪拌のルートは、継手部材２０（より詳細には、継手部材２０が存在していた場所）に設け、露出側面２２に沿う方向に補修用回転ツールＣを相対移動させる際に、補修用回転ツールＣのショルダ部を露出側面２２から離間させるとよい。つまり、補修起点ｑ１から補修終点ｑ２に至る摩擦攪拌のルートと突合部Ｊ１との離隔距離ｄ４を、補修用回転ツールＣのショルダ部の外径の半分以上確保するとよい。このようにすると、継手部材２０（図１０の（ｂ）参照）の露出側面２２に形成されていた酸化皮膜が継手部材２０側に巻き込まれ難くなるので、接合部の品質を向上させることが可能となる。なお、本接合用回転ツールＢが第一タブ材１と継手部材２０とを横切る際に巻き込んだ酸化皮膜の分断を確実なものとするためには、離隔距離ｄ４を、補修用回転ツールＣのショルダ部の外径以下、より好適には、３／４以下とすることが望ましい。
【００９０】
補修終点ｑ２まで連続して摩擦攪拌を行ったら、補修終点ｑ２で補修用回転ツールＣを離脱させずにそのまま第一タブ材１に向かって相対移動させ、終了位置Ｅ４に達したら、第一タブ材１から離脱させる。補修用回転ツールＣを離脱させると、抜き穴が形成されることになるが、第一タブ材１に摩擦攪拌の終了位置Ｅ４を設けておけば、最終製品となる金属部材１０や継手部材２０に抜き穴が形成されることを防ぐことができる。
【００９１】
なお、本実施形態のように、補修起点ｑ１および補修終点ｑ２を塑性化領域Ｗ２，Ｗ３の外側に設けると、露出側面２２の全域に亘って摩擦攪拌が施されることになる。つまり、開始位置Ｓ４に挿入した補修用回転ツールＣを一方の本体部１Ａまで相対移動させた後に、露出側面２２（すなわち、継手部材２０と第一タブ材１との境界面）に沿って他方の本体部１Ａまで相対移動させ、その後、終了位置Ｅ４まで相対移動させると、露出側面２２に開口するような接合欠陥をより一層高い確実性をもって閉塞することが可能となる。
【００９２】
また、本実施形態のように、補修用回転ツールＣを右回転させた場合には、補修用回転ツールＣの進行方向の左側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、露出側面２２に沿う方向に補修用回転ツールＣを相対移動させる際の進行方向の左側に第一タブ材１が位置するように、摩擦攪拌のルート（すなわち、開始位置Ｓ４、補修起点ｑ１、補修終点ｑ２、終了位置Ｅ４）を設定するとよい。このようにすると、最終製品となる継手部材２０側に接合欠陥が発生し難くなるので、接合部の品質をより一層向上させることが可能となる。
【００９３】
ちなみに、補修用回転ツールＣを左回転させた場合には、補修用回転ツールＣの進行方向の右側に微細な接合欠陥が発生する虞があるので、露出側面２２に沿う方向に補修用回転ツールＣを相対移動させる際の進行方向の右側に第一タブ材１が位置するように、摩擦攪拌のルートを設定するとよい。
【００９４】
（８）第二の補修工程  ：
第二の補修工程は、第一の補修工程と同様に、継手本接合工程および一体化工程により継手部材２０に形成された塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行う工程であるが、本接合用回転ツールＢの移動方向に沿って形成された接合欠陥や本接合用回転ツールＢ（図２の（ｂ）参照）が第二タブ材２と継手部材２０との境界を横切る際に巻き込んだ酸化皮膜を分断することを主たる目的としている。なお、第一の補修工程よりも先に第二の補修工程を行なっても勿論差し支えない。
【００９５】
第二の補修工程では、継手部材２０の上面側から塑性化領域Ｗ２、Ｗ３に挿入した補修用回転ツールＣを、継手部材２０（図１０の（ｂ）参照）の露出側面２２に沿う方向に相対移動させることで、塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行う。第二の補修工程では、摩擦攪拌の開始位置Ｓ５および終了位置Ｅ５を第二タブ材２に設け、開始位置Ｓ５に挿入した補修用回転ツールＣを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ５まで相対移動させる。
【００９６】
第二の補修工程が終了したら、継手本接合工程、一体化工程、第一の補修工程および第二の補修工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去する。
【００９７】
（９）第二の段部接合工程  ：
第二の段部接合工程は、段部１Ｂ，１Ｂの突合部Ｊ２０を裏面１７側から接合する工程である。段部１Ｂ，１Ｂの裏面１７側を接合する場合には、図１１に示すように、金属部材１０，１０を裏返し、裏面１７を上にしたうえで、本接合用回転ツールＢを使用して、突合部Ｊ２０に対して金属部材１０の裏面１７側から摩擦攪拌を行う。第二の段部接合工程において突合部Ｊ２０に対して摩擦攪拌を行う際には、第一の段部接合工程で形成された塑性化領域Ｗ１に本接合用回転ツールＢの攪拌ピンＢ２を入り込ませつつ摩擦攪拌を行う。このようにすると、塑性化領域Ｗ１の深部が、攪拌ピンＢ２によって再び摩擦攪拌されることになるので、塑性化領域Ｗ１の深部に接合欠陥が連続的に形成されていたとしても、当該接合欠陥を分断して不連続にすることが可能となり、ひいては、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能となる。
【００９８】
第二の段部接合工程により段部１Ｂに形成された塑性化領域Ｗ４に含まれている可能性がある接合欠陥を低減したい場合には、必要に応じて、塑性化領域Ｗ４に対して摩擦攪拌を行う。
【００９９】
第二の段部接合工程が終了したら、摩擦攪拌により発生したバリを除去し、さらに、タブ材１，２，３０，４０を切除する。
【０１００】
なお、第二の段部接合工程は、前記した継手部材配置工程の前に行ってもよい。この場合には、第二の段部接合工程が終了した時点で、再度、金属部材１０，１０を裏返し、その後、継手部材配置工程以後の各工程を行なう。
【０１０１】
以上のような（１）〜（９）の工程を経ることで、肉厚が４０（ｍｍ）を超えるような極厚の金属部材１０，１０を接合する場合であっても、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能となる。
【０１０２】
以上説明した第一の実施形態に係る接合方法によれば、図７を参照して説明した継手仮接合工程において、各タブ材１，２と継手部材２０との突合部Ｊ１，Ｊ３および継手部材２０と各本体部１Ａとの突合部Ｊ２，Ｊ４に対して連続して摩擦攪拌を行い、開始位置Ｓ１および終了位置Ｅ１以外で仮接合用回転ツールＢを抜き差ししないようにしたので、仮接合用回転ツールＡの挿入作業および離脱作業が、それぞれ一度だけになり、ひいては、予備的な摩擦攪拌接合の効率化・迅速化を図ることが可能となる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、継手仮接合工程において仮接合起点ｐ１を突合部Ｊ１の中央部（第一交点ｃ１と第四交点ｃ４との中間）に設けた場合を例示したが、仮接合起点ｐ１の位置を限定する趣旨ではない。例えば、図１２の（ａ）に示す継手仮接合工程のように、仮接合用回転ツールＡを右回転させた場合であれば、仮接合起点ｐ１を第一交点ｃ１に設けるとともに仮接合終点ｐ２を第一中間点ｍ１に設け、開始位置Ｓ１，第一交点ｃ１（仮接合起点ｐ１），第二交点ｃ２，…，第四交点ｃ４，第一交点ｃ１，第一中間点ｍ１（仮接合終点ｐ２），終了位置Ｅ１の順で摩擦攪拌を行ってもよいし、図１２の（ｂ）に示す継手仮接合工程のように、仮接合起点ｐ１を第四中間点ｍ４に設けるとともに仮接合終点ｐ２を第四交点ｃ４に設け、開始位置Ｓ１，第四中間点ｍ４（仮接合起点ｐ１），第四交点ｃ４，第一交点ｃ１，…，第三交点ｃ３，第四交点ｃ４（仮接合終点ｐ２），終了位置Ｅ１の順で摩擦攪拌を行ってもよい。
【０１０４】
また、本実施形態では、継手仮接合工程においてタブ材１，２と本体部１Ａとの突合部Ｊ５〜Ｊ８に対しても連続して摩擦攪拌を行う場合を例示したが、突合部Ｊ５〜Ｊ８に対する摩擦攪拌を省略してもよい。この場合には、各交点ｃ１〜ｃ４において仮接合用回転ツールＡの進行方向を変更し、継手部材２０の外縁に沿って連続して摩擦攪拌を行えばよい。
【０１０５】
また、第一の実施形態に係る接合方法によれば、継手本接合工程および一体化工程により継手部材２０と段部１Ｂとの一体化を図った後に、第一の補修工程および第二の補修工程を行なっているので、継手本接合工程や一体化工程により形成された塑性化領域の中に、露出側面２２に開口するような接合欠陥が形成されていたとしても、当該接合欠陥を高い確実性をもって閉塞することが可能となる。つまり、本実施形態に係る接合方法によれば、接合部の美観や気密性・水密性を低下させるような接合欠陥が形成され難くなる。また、継手本接合工程や一体化工程により形成された塑性化領域には、継手部材２０の露出側面２２に形成されていた酸化皮膜が巻き込まれている虞があるが、本発明によれば、このような酸化皮膜も第一の補修工程および第二の補修工程における摩擦攪拌によって分断することが可能となるので、接合欠陥が発生し難くなる。
【０１０６】
［  第二の実施形態  ］  
前記した第一の実施形態では、金属部材１０，１０を直線状に繋ぎ合せる場合を例示したが、金属部材１０，１０をＬ字状やＴ字状に繋ぎ合せる場合にも前記した手法を適用することができる。なお、以下では、金属部材１０，１０をＬ字状に繋ぎ合せる場合を例示する。
【０１０７】
第二の実施形態に係る接合方法は、図１３に示す金属部材１０，１０をＬ字状に繋ぎ合せる接合方法であって、（１）突合工程、（２）第一の段部接合工程、（３）継手部材配置工程、（４）継手仮接合工程、（５）継手本接合工程、（６）一体化工程、（７）第一の補修工程、（８）第二の補修工程、（９）第二の段部接合工程を含むものである。なお、本実施形態では、金属部材１０の一面側から（２）〜（８）の各工程を実行する場合を例示する
【０１０８】
（１）突合工程  ：
突合工程は、図１３の（ａ）に示すように、金属部材１０，１０の段部１Ｂ，１Ｂ同士を突き合せ、本体部１Ａ，１Ａ間に凹部１００を形成する工程である。本実施形態では、接合すべき金属部材１０，１０をＬ字状に配置し、図１３の（ｂ）に示すように、一方の金属部材１０の段部１Ｂの突合側面１５に他方の金属部材１０の段部１Ｂの突合側面１５を密着させる。
【０１０９】
（２）第一の段部接合工程  ：
第一の段部接合工程は、段部１Ｂ，１Ｂの突合部Ｊ２０を接合する工程である。本実施形態では、段部１Ｂ，１Ｂとタブ材３０との突合部Ｊ１０、段部１Ｂ，１Ｂの突合部Ｊ２０および段部１Ｂ，１Ｂとタブ材４０との突合部Ｊ３０を仮接合する段部仮接合工程と、仮接合された状態の突合部Ｊ２０を本格的に接合する段部本接合工程と、を具備している。
【０１１０】
タブ材３０，４０は、段部１Ｂ，１Ｂの突合部Ｊ２０を挟むように配置されるものであり、それぞれ、段部１Ｂ，１Ｂの露出側面１８，１８を覆い隠すことができる寸法・形状を備えている。本実施形態に係るタブ材３０，４０は、段部１Ｂ，１Ｂの露出側面１８，１８だけでなく、本体部１Ａ，１Ａの露出側面１４，１４にも突き合わされる。なお、タブ材４０は、金属部材１０，１０により形成された入隅部（金属部材１０，１０の内側の側面により形成された角部）に配置する。
【０１１１】
段部仮接合工程では、図１４に示すように、一の仮接合用回転ツールＡを一筆書きの移動軌跡（ビード）を形成するように移動させて、突合部Ｊ１０，Ｊ２０，Ｊ３０に対して連続して摩擦攪拌を行う。すなわち、摩擦攪拌の開始位置ＳＰに挿入した仮接合用回転ツールＡの攪拌ピンを途中で離脱させることなく終了位置ＥＰまで移動させる。
【０１１２】
段部本接合工程では、図１５に示すように、本接合用回転ツールＢを使用し、仮接合された状態の突合部Ｊ２０に対して段部１Ｂの表面１６側から摩擦攪拌を行う。具体的には、開始位置ＳＭに本接合用回転ツールＢの攪拌ピンＢ２を挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンＢ２を途中で離脱させることなく終了位置ＥＭまで移動させる。なお、段部本接合工程において形成された塑性化領域Ｗ１に含まれている可能性がある接合欠陥を低減したい場合には、必要に応じて、塑性化領域Ｗ１に対して摩擦攪拌を行う。
【０１１３】
前記した段部仮接合工程や段部本接合工程が終了したら、摩擦攪拌で発生したバリを除去するとともに、段部１Ｂの表面１６を面削して平滑にする。
【０１１４】
（３）継手部材配置工程  ：
継手部材配置工程は、図１６の（ａ）および（ｂ）に示すように、凹部１００に継手部材２０を挿入し、継手部材２０の側面２１を両本体部１Ａ，１Ａに突き合せるとともに、継手部材２０を挟むように一対のタブ材１，２を配置し、各タブ材１，２を継手部材２０に突き合せる工程である。
【０１１５】
継手部材２０は、凹部１００と実質的に同一の平面形状を具備する板状部材からなり、凹部１００に挿入されたときに、突合側面２１が凹部１００の側面（すなわち、本体部１Ａの立上側面１１）に当接し、露出側面２２が本体部１Ａの露出側面１４および段部１Ｂの露出側面１８（図１３参照）と面一になる。また、継手部材２０の肉厚の大きさが、凹部１００の深さと同一に設定されており、継手部材２０の表面２３と本体部１Ａの表面１２とが面一になる。
【０１１６】
タブ材１，２は、それぞれ、継手部材２０の露出側面２２側に現れる本体部１Ａ，１Ａと継手部材２０の継ぎ目（境界線）を覆い隠すことができる寸法・形状を備えている。本実施形態に係るタブ材１，２は、継手部材２０の露出側面２２だけでなく、本体部１Ａ，１Ａの露出側面１４，１４にも突き合わされる。
【０１１７】
（４）継手仮接合工程  ：
継手仮接合工程では、図１７に示すように、摩擦攪拌の開始位置Ｓ１および終了位置Ｅ１を第一タブ材１に設け、開始位置Ｓ１に挿入した仮接合用回転ツールＡを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ１まで相対移動させる。つまり、継手仮接合工程では、一の仮接合用回転ツールＡを一筆書きの移動軌跡（ビード）を形成するように移動させて、突合部Ｊ１〜Ｊ４に対して連続して摩擦攪拌を行う。
【０１１８】
仮接合用回転ツールＡを右回転させた場合の継手仮接合工程をより詳細に説明する。開始位置Ｓ１に仮接合用回転ツールＡを挿入したら、摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ１の中央部（第一交点ｃ１と第四交点ｃ４との中間）に設けた仮接合起点ｐ１に向けて相対移動させる。
【０１１９】
仮接合起点ｐ１まで連続して摩擦攪拌を行ったら、仮接合起点ｐ１で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ１の一端である第一交点ｃ１に向けて相対移動させ、突合部Ｊ１の一部に対して摩擦攪拌を行う。
【０１２０】
第一交点ｃ１まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第一交点ｃ１で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ２に突入させ、突合部Ｊ２に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ２の他端である第二交点ｃ２まで相対移動させる。なお、本実施形態では、突合部Ｊ２の平面形状がＬ字形を呈しているので、突合部Ｊ２の途中にある屈折点ｂ１で仮接合用回転ツールＡの方向を転換させる。
【０１２１】
突合部Ｊ３の一端でもある第二交点ｃ２まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第二交点ｃ２で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ３に突入させ、突合部Ｊ３に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ３の他端である第三交点ｃ３まで相対移動させる。なお、本実施形態では、突合部Ｊ３の平面形状がＬ字形を呈しているので、突合部Ｊ３の途中にある屈折点ｂ２で仮接合用回転ツールＡの方向を転換させる。
【０１２２】
突合部Ｊ４の一端でもある第三交点ｃ３まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第三交点ｃ３で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ４に突入させ、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ４の他端である第四交点ｃ４まで相対移動させる。
【０１２３】
第四交点ｃ４まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第四交点ｃ４で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま突合部Ｊ１に突入させ、突合部Ｊ１に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ１の中間に設けた仮接合終点ｐ２に向けて相対移動させる。
【０１２４】
仮接合終点ｐ２まで連続して摩擦攪拌を行ったら、仮接合終点ｐ２で仮接合用回転ツールＡを離脱させずにそのまま第一タブ材１に突入させ、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ摩擦攪拌の終了位置Ｅ１まで相対移動させる。
【０１２５】
仮接合用回転ツールＡが終了位置Ｅ１に達したら、仮接合用回転ツールＡを回転させつつ上昇させて攪拌ピンを終了位置Ｅ１から離脱させる。
【０１２６】
なお、仮接合用回転ツールＡを左回転させた場合には、摩擦攪拌のルートを前記したものと反対にすればよい。すなわち、仮接合起点ｐ１、第四交点ｃ４、第三交点ｃ３、第二交点ｃ２、第一交点ｃ１、仮接合終点ｐ２の順に摩擦攪拌を行えばよい。
【０１２７】
（５）継手本接合工程  ：
継手本接合工程では、図１８に示すように、摩擦攪拌の開始位置Ｓ２および終了位置Ｅ２を第一タブ材１に設け、開始位置Ｓ２に挿入した本接合用回転ツールＢを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ２まで相対移動させる。
【０１２８】
継手本接合工程では、まず、本体部１Ａと継手部材２０の継ぎ目上に摩擦攪拌のルートを設定し、当該ルートに沿って本接合用回転ツールＢを相対移動させることで、突合部Ｊ２の一端（第一交点ｃ１）から他端（第二交点ｃ２）まで連続して摩擦攪拌を行う。
【０１２９】
突合部Ｊ２の他端（第二交点ｃ２）まで連続して摩擦攪拌を行ったら、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま第二タブ材２に突入させ、第二タブ材２に対して摩擦攪拌を行いつつ、突合部Ｊ４の一端（第三交点ｃ３）まで相対移動させる。
【０１３０】
突合部Ｊ４の一端（第三交点ｃ３）まで連続して摩擦攪拌を行ったら、第三交点ｃ３で本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま突合部Ｊ４に突入させ、突合部Ｊ４に対して摩擦攪拌を行いつつ突合部Ｊ４の他端である第四交点ｃ４まで相対移動させる。
【０１３１】
突合部Ｊ４の他端（第四交点ｃ４）まで連続して摩擦攪拌を行ったら、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま第一タブ材１に突入させ、第一タブ材１に対して摩擦攪拌を行いつつ終了位置Ｅ２まで相対移動させる。本接合用回転ツールＢが終了位置Ｅ２に達したら、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま一体化工程に移行する。
【０１３２】
（６）一体化工程  ：
一体化工程では、本体部１Ａ，１Ａで挟まれた領域に対して継手部材２０の上面側から摩擦攪拌を行い、継手部材２０の上面から段部１Ｂ，１Ｂ（図１６参照）の少なくとも上部までを塑性流動化させる。
【０１３３】
図１９に示すように、一体化工程では、継手部材２０（図１６参照）の全体に塑性化領域が形成されるように、継手部材２０を複数回横断（あるいは縦断）する摩擦攪拌のルートを設定する。本実施形態では、一筆書きの移動軌跡（ビード）を形成するように、摩擦攪拌の開始位置Ｓ３（本実施形態では、継手本接合工程の終了位置Ｅ２）に挿入した本接合用回転ツールＢを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ３まで相対移動させている。
【０１３４】
なお、継手部材２０（図１６参照）の第二タブ材２側の縁部まで本接合用回転ツールＢを相対移動させたら、本接合用回転ツールＢを離脱させずにそのまま第二タブ材２に突入させ、第二タブ材２に対して摩擦攪拌を行いつつ本接合用回転ツールＢをＵターンさせるか、あるいは、本接合用回転ツールＢをそのまま本体部１Ａに突入させ、本体部１Ａに対して摩擦攪拌を行いつつ本接合用回転ツールＢをＵターンさせる。
【０１３５】
両本体部１Ａ，１Ａで挟まれた領域に対する摩擦攪拌が終了したら、本接合用回転ツールＢを第一タブ材１に設けた終了位置Ｅ３まで相対移動させたうえで、第一タブ材１から離脱させる。なお、終了位置Ｅ３を第二タブ材２に設けても差し支えない。
【０１３６】
（７）第一の補修工程  ：
第一の補修工程では、図２０に示すように、継手部材２０（図１６参照）の上面側から塑性化領域Ｗ２、Ｗ３に挿入した補修用回転ツールＣを、継手部材２０の露出側面２２（図１６参照）に沿う方向に相対移動させることで、塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行う。第一の補修工程では、第一タブ材１に設けた開始位置Ｓ４に挿入した補修用回転ツールＣを、一方の本体部１Ａに設けた補修起点ｑ１と他方の本体部１Ａに設けた補修終点ｑ２とを通過するように相対移動させ、第一タブ材１に設けた終了位置Ｅ４で離脱させる。
【０１３７】
（８）第二の補修工程  ：
第二の補修工程では、継手部材２０（図１６参照）の上面側から塑性化領域Ｗ２、Ｗ３に挿入した補修用回転ツールＣを、継手部材２０の露出側面２２（図１６参照）に沿う方向に相対移動させることで、塑性化領域Ｗ２，Ｗ３に対して摩擦攪拌を行う。第二の補修工程では、摩擦攪拌の開始位置Ｓ５および終了位置Ｅ５を第二タブ材２に設け、開始位置Ｓ５に挿入した補修用回転ツールＣを途中で離脱させることなく終了位置Ｅ５まで相対移動させる。
【０１３８】
第二の補修工程が終了したら、継手本接合工程、一体化工程、第一の補修工程および第二の補修工程における摩擦攪拌で発生したバリを除去する。
【０１３９】
（９）第二の段部接合工程  ：
第二の段部接合工程は、段部１Ｂ，１Ｂの突合部Ｊ２０を裏面側から接合する工程である。段部１Ｂ，１Ｂの裏面側を接合する場合には、図示は省略するが、金属部材１０，１０を裏返し、裏面を上にしたうえで、本接合用回転ツールＢを使用して、突合部Ｊ２０に対して金属部材１０の裏面側から摩擦攪拌を行う。
【０１４０】
第二の段部接合工程により段部１Ｂに形成された塑性化領域に含まれている可能性がある接合欠陥を低減したい場合には、必要に応じて、塑性化領域に対して摩擦攪拌を行う。
【０１４１】
第二の段部接合工程が終了したら、摩擦攪拌により発生したバリを除去し、さらに、タブ材１，２，３０，４０を切除する。
【０１４２】
以上のような（１）〜（９）の工程を経ることで、肉厚が４０（ｍｍ）を超えるような極厚の金属部材１０，１０を接合する場合であっても、接合部における気密性や水密性を向上させることが可能となる。
【０１４３】
以上説明した第二の実施形態に係る接合方法においても、図１７を参照して説明した継手仮接合工程において、各タブ材１，２と継手部材２０との突合部Ｊ１，Ｊ３および継手部材２０と各本体部１Ａとの突合部Ｊ２，Ｊ４に対して連続して摩擦攪拌を行い、開始位置Ｓ１および終了位置Ｅ１以外で仮接合用回転ツールＡを抜き差ししないようにしたので、仮接合用回転ツールＡの挿入作業および離脱作業が、それぞれ一度だけになり、ひいては、予備的な摩擦攪拌接合の効率化・迅速化を図ることが可能となる。
【０１４４】
また、第二の実施形態に係る接合方法においても、継手本接合工程および一体化工程により継手部材２０と段部１Ｂとの一体化を図った後に、第一の補修工程および第二の補修工程を行なっているので、継手本接合工程や一体化工程により形成された塑性化領域の中に、露出側面２２に開口するような接合欠陥が形成されていたとしても、当該接合欠陥を高い確実性をもって閉塞することが可能となる。つまり、第二の実施形態に係る接合方法によれば、接合部の美観や気密性・水密性を低下させるような接合欠陥が形成され難くなる。また、継手本接合工程や一体化工程により形成された塑性化領域には、継手部材２０の露出側面２２に形成されていた酸化皮膜が巻き込まれている虞があるが、本発明によれば、このような酸化皮膜も第一の補修工程および第二の補修工程における摩擦攪拌によって分断することが可能となるので、接合欠陥が発生し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】第一の実施形態に係る突合工程を説明するための図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｄ）は（ｂ）のII−II線断面図である。
【図２】（ａ）は仮接合用回転ツールを説明するための側面図、（ｂ）は本接合用回転ツールを説明するための側面図である。
【図３】第一の実施形態に係る段部仮接合工程を説明するための平面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は第一の実施形態に係る段部本接合工程を説明するための断面図（図３のIII−III断面図）である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は第一の実施形態に係る継手部材配置工程を説明するための斜視図である。
【図６】（ａ）は図５の（ｂ）の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図７】第一の実施形態に係る継手仮接合工程を説明するための平面図である。
【図８】第一の実施形態に係る継手本接合工程を説明するための平面図である。
【図９】第一の実施形態に係る一体化工程を説明するための平面図である。
【図１０】（ａ）は第一の実施形態に係る補修工程を説明するための平面図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【図１１】第一の実施形態に係る第二の段部接合工程を説明するための断面図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は第一の実施形態に係る段部仮接合工程の変形例を説明するための平面図である。
【図１３】第二の実施形態に係る突合工程を説明するための図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】第二の実施形態に係る段部仮接合工程を説明するための平面図である。
【図１５】第二の実施形態に係る段部本接合工程を説明するための平面図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は第二の実施形態に係る継手部材配置工程を説明するための斜視図である。
【図１７】第二の実施形態に係る継手仮接合工程を説明するための平面図である。
【図１８】第二の実施形態に係る継手本接合工程を説明するための平面図である。
【図１９】第二の実施形態に係る一体化工程を説明するための平面図である。
【図２０】第二の実施形態に係る補修工程を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１，２  タブ材
１０    金属部材
２０    継手部材
１００  凹部
Ｊ１〜Ｊ８    突合部
Ａ    仮接合用回転ツール
Ａ１  ショルダ部
Ａ２  攪拌ピン
Ｂ    本接合用回転ツール
Ｂ１  ショルダ部
Ｂ２  攪拌ピン
Ｃ    補修用回転ツール
Ｗ１〜Ｗ４  塑性化領域
【図１】
2008188665.tif 000003
【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】
2008188665.tif 000009
【図８】
2008188665.tif 000010
【図９】
2008188665.tif 000011
【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】
2008188665.tif 000017
【図１６】
2008188665.tif 000018
【図１７】
2008188665.tif 000019
【図１８】
2008188665.tif 000020
【図１９】
2008188665.tif 000021
【図２０】
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