(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金製の第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の単層ブレージングシートを挟み込む重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら前記単層ブレージングシートの固相線温度以上に加熱して、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを面ろう付けする面ろう付け工程と、
前記面ろう付け工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の側面から挿入し、前記攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させつつの全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、
前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記単層ブレージングシートを挟み込むことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接合方法。
【請求項４】
アルミニウム合金製の第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の単層ブレージングシートを挟み込む重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら前記単層ブレージングシートの固相線温度以上に加熱して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を面ろう付けする面ろう付け工程と、
前記面ろう付け工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第二金属部材の表面から挿入し、前記攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させつつ全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
【請求項５】
前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、
前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記単層ブレージングシートを挟み込むことを特徴とする請求項４に記載の接合方法。
【請求項６】
前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の接合方法。
【請求項７】
前記摩擦攪拌工程では、前記凹溝よりも外側において前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項５に記載の接合方法。
【請求項８】
重ね合わされる重ね合わせ面の面積が異なるアルミニウム合金製の第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の単層ブレージングシートを挟み込む重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら前記単層ブレージングシートの固相線温度以上に加熱して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を面ろう付けする面ろう付け工程と、
前記面ろう付け工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材と第二金属部材とで構成される内隅から挿入し、全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
【請求項９】
前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、
前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記単層ブレージングシートを挟み込むことを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
【請求項１０】
アルミニウム合金からなる第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間に銅箔又は銅合金箔を挟み込む重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら５１０℃以上に加熱して、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを拡散接合する拡散接合工程と、
前記拡散接合工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の側面から挿入し、全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
【請求項１１】
前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、
前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記銅箔又は前記銅合金箔を挟み込むことを特徴とする請求項１０に記載の接合方法。
【請求項１２】
前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の接合方法。
【請求項１３】
アルミニウム合金からなる第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間に銅箔又は銅合金箔を挟み込む重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら５１０℃以上に加熱して、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを拡散接合する拡散接合工程と、
前記拡散接合工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第二金属部材の表面から挿入し、前記攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させつつ全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
【請求項１４】
前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、
前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記銅箔又は前記銅合金箔を挟み込むことを特徴とする請求項１３に記載の接合方法。
【請求項１５】
前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の接合方法。
【請求項１６】
前記摩擦攪拌工程では、前記凹溝よりも外側において前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１４に記載の接合方法。
【請求項１７】
重ね合わされる重ね合わせ面の面積が異なるアルミニウム合金からなる第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、
前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間に銅箔又は銅合金箔を挟み込む重ね合わせ工程と、
前記重ね合わせ工程後に、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら５１０℃以上に加熱して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を拡散接合する拡散接合工程と、
前記拡散接合工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材と第二金属部材とで構成される内隅から挿入し、全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
【請求項１８】
前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、
前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記銅箔又は前記銅合金箔を挟み込むことを特徴とする請求項１７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、接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第一金属部材の端面と第二金属部材の端面とを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技術が知られている（特許文献１参照）。当該接合方法では、突合せ部の周囲に回転ツールを相対移動させて、突合せ部の全周に亘って摩擦攪拌接合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２００８−３０７５７０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、突合せ部の面積が大きい場合、回転ツールの攪拌ピンを第一金属部材及び第二金属部材の中央部まで挿入することができない。そのため、摩擦攪拌接合によって接合される部位は、第一金属部材及び第二金属部材の外周囲のみで、中央部に関しては未接合となる。よって、第一金属部材と第二金属部材の接合強度が低いという問題がある。【０００５】
このような観点から、本発明は、第一金属部材と第二金属部材を摩擦攪拌接合する際に、接合強度を高める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、アルミニウム合金製の第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の単層ブレージングシートを挟み込む重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら前記単層ブレージングシートの固相線温度以上に加熱して、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを面ろう付けする面ろう付け工程と、前記面ろう付け工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の側面から挿入し、前記攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させつつの全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、アルミニウム合金製の第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の単層ブレージングシートを挟み込む重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら前記単層ブレージングシートの固相線温度以上に加熱して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を面ろう付けする面ろう付け工程と、前記面ろう付け工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第二金属部材の表面から挿入し、前記攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させつつ全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、重ね合わされる重ね合わせ面の面積が異なるアルミニウム合金製の第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の単層ブレージングシートを挟み込む重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら前記単層ブレージングシートの固相線温度以上に加熱して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を面ろう付けする面ろう付け工程と、前記面ろう付け工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材と第二金属部材とで構成される内隅から挿入し、全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【０００７】
かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材の中央部は面ろう付けで接合されるとともに、外周縁は摩擦攪拌接合されるため、接合強度を高めることができる。【０００８】
また、前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記単層ブレージングシートを挟み込むことが好ましい。【０００９】
かかる接合方法によれば、面ろう付け工程の際に外側に押し出されたろう材は、凹溝に溜まる。これにより、第一金属部材及び第二金属部材の外部にろう材が漏れ出るのを防ぐことができる。【００１０】
また、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことが好ましい。
また、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行うことが好ましい。【００１１】
かかる接合方法によれば、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。【００１２】
また、前記摩擦攪拌工程では、前記凹溝よりも外側において前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行うことが好ましい。【００１３】
また、本発明は、アルミニウム合金からなる第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間に銅箔又は銅合金箔を挟み込む重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら５１０℃以上に加熱して、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを拡散接合する拡散接合工程と、前記拡散接合工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の側面から挿入し、全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、アルミニウム合金からなる第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間に銅箔又は銅合金箔を挟み込む重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ工程後、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら５１０℃以上に加熱して、前記第一金属部材と前記第二金属部材とを拡散接合する拡散接合工程と、前記拡散接合工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第二金属部材の表面から挿入し、前記攪拌ピンを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させつつ全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、重ね合わされる重ね合わせ面の面積が異なるアルミニウム合金からなる第一金属部材及び第二金属部材を用意する準備工程と、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部を形成する際に、前記重ね合わせ面同士の間に銅箔又は銅合金箔を挟み込む重ね合わせ工程と、前記重ね合わせ工程後に、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を押圧しながら５１０℃以上に加熱して、前記第一金属部材及び前記第二金属部材を拡散接合する拡散接合工程と、前記拡散接合工程後、回転ツールの攪拌ピンを前記第一金属部材と第二金属部材とで構成される内隅から挿入し、全周に亘って前記重合部を摩擦攪拌する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【００１４】
かかる接合方法によれば、第一金属部材と第二金属部材の中央部は拡散接合されるとともに、外周縁は摩擦攪拌接合されるため、接合強度を高めることができる。【００１５】
また、前記重ね合わせ工程の前に、前記第一金属部材の重ね合わせ面及び前記第二金属部材の重ね合わせ面の少なくともいずれかの周縁部に沿って凹溝を設ける凹溝形成工程を含み、前記重ね合わせ工程では、前記重ね合わせ面のうち前記凹溝の内側に前記銅箔又は前記銅合金箔を挟み込むことが好ましい。【００１６】
かかる接合方法によれば、拡散接合工程の際に外側に押し出されたＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ融液は、凹溝に溜まる。これにより、第一金属部材及び第二金属部材の外部にＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ融液が漏れ出るのを防ぐことができる。【００１７】
また、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことが好ましい。
また、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方、又は、前記第二金属部材のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行うことが好ましい。【００１８】
かかる接合方法によれば、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。【００１９】
また、前記摩擦攪拌工程では、前記凹溝よりも外側において前記回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行うことが好ましい。【００２０】
かかる接合方法によれば、塑性化領域に銅が混入するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る接合方法によれば、接合強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る接合方法の準備工程を示す分解斜視図である。
【図２】第一実施形態に係る接合方法の重ね合わせ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面ろう付け工程を示す断面図である。
【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斜視図である。
【図５】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６】本発明の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７】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８】本発明の第三実施形態に係る接合方法の準備工程を示す分解斜視図である。
【図９】第三実施形態に係る接合方法の重ね合わせ工程を示す断面図である。
【図１０】第三実施形態に係る接合方法の面ろう付け工程を示す断面図である。
【図１１】第三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１２】第三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１３】本発明の第四実施形態に係る接合方法の準備工程を示す分解斜視図である。
【図１４】第四実施形態に係る接合方法の重ね合わせ工程を示す断面図である。
【図１５】第四実施形態に係る接合方法の拡散接合工程を示す断面図である。
【図１６】第四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１７】第四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１８】本発明の第五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１９】第五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２０】本発明の第六実施形態に係る接合方法の準備工程を示す分解斜視図である。
【図２１】第六実施形態に係る接合方法の重ね合わせ工程を示す断面図である。
【図２２】第六実施形態に係る接合方法の拡散接合工程を示す断面図である。
【図２３】第六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２４】第六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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［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、第一実施形態に係る接合方法では、第一金属部材２と、第二金属部材３とを接合して、構造体１を形成する場合を例示する。なお、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。本実施形態に係る接合方法では、準備工程と、凹溝形成工程と、重ね合わせ工程と、面ろう付け工程と、摩擦攪拌工程と、を行う。
【００２４】
準備工程は、第一金属部材２及び第二金属部材３を用意する工程である。第一金属部材２は、略直方体を呈する金属部材である。第一金属部材２は、アルミニウム合金製である。第一金属部材２の４つの角部には丸面取り加工が施された面取り部が形成されている。第二金属部材３は、第一金属部材２と同等の形状及び材料になっている。第一金属部材２及び第二金属部材３の固相線温度は、例えば、約５８０〜６５０℃に設定することができ、本実施例形態では、第一金属部材２及び第二金属部材３を展伸材の３００３合金としているので、固相線温度は約６４３℃になっている。
【００２５】
凹溝形成工程は、第一金属部材２及び第二金属部材３の重ね合わせ面の少なくとも一方に凹溝を形成する工程である。本実施形態の凹溝形成工程では、第一金属部材２の表面１３に凹溝１４を形成するとともに、第二金属部材３の裏面２３に凹溝２４を形成する。凹溝１４は、第一金属部材２の外周縁の内側において、外周縁に沿って枠状に形成される。凹溝１４の断面形状は特に制限されないが、本実施形態では断面半円状になっている。凹溝形成工程では、凹溝１４と同じ要領によって、第二金属部材３の裏面２３に凹溝２４を形成する。
【００２６】
重ね合わせ工程は、図２に示すように、第一金属部材２及び第二金属部材３の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部Ｊ１を形成する際に、重ね合わせ面同士の間にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系の単層ブレージングシート４を挟み込む工程である。ブレージングシート４は、フラックスレス用ろう付け仕様であって、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金ろう材からなる薄い単層シートである。ブレージングシート４は、凹溝１４，２４の内側に配置される大きさで形成されている。ブレージングシート４の厚さは、特に制限されないが、本実施形態では、例えば、約２０〜１００μｍである。
【００２７】
重ね合わせ工程では、第一金属部材２と第二金属部材３との間にブレージングシート４を挟みつつ、第一金属部材２の表面（重ね合わせ面）１３と、第二金属部材３の裏面（重ね合わせ面）２３とを重ね合わせる。これにより、重合部Ｊ１が形成される。
【００２８】
面ろう付け工程は、図３に示すように、面ろう付けを行う工程である。ここで、ブレージングシート４中のＳｉは、その含有量によってブレージングシート４の液相線の温度を下げるとともに、面ろう付け中の濡れ性を改善するための元素である。Ｓｉ含有量が、１.０質量％に満たないと、ブレージングシート４の液相線の温度が高くなりすぎて、所定のろう付け温度に到達してもブレージングシート４の溶解が不十分となり、十分なろう付け強度（せん断応力）が得られない可能性がある。逆に、Ｓｉ含有量が、１２質量％を超えると、鋳造中に鋳塊中央部に初晶Ｓｉが析出（晶出）する可能性が高くなり、仮に健全な冷延板が得られたとしてもミクロ的に均質な組織のブレージングシート４を得ることが困難となる。
したがって、ろう材中のＳｉ含有量は、１.０〜１２質量％の範囲とする。より好まし
いＳｉ含有量は、２.０〜１２質量％の範囲である。さらに好ましいＳｉ含有量は、３．
０〜１２質量％の範囲である。
【００２９】
ブレージングシート４中のＭｇは、自らが酸化されることにより、還元剤として作用するため、ろう付け加熱によるアルミニウム合金部材（第一金属部材２及び第二金属部材３）とブレージングシート４のろう材との界面におけるアルミニウムの酸化を抑制し、面ろう付け中の濡れ性を改善するための元素であると考えられる。Ｍｇ含有量が、０.１質量％に満たないと、ろう付け温度や保持時間にもよるが、その効果が不十分となり、十分なろう付け強度（せん断応力）が得られない可能性がある。逆に、Ｍｇ含有量が、５.０質量％を超えると、鋳塊を熱延する際のロールへの負荷が大きくなり、また耳割れも生じるため、冷延が困難となる。ろう材の加工性を考慮すると、Ｍｇ含有量は、低い方が好ましい。
したがって、ろう材中のＭｇ含有量は、０.１〜５.０質量％の範囲とする。より好まし
いＭｇ含有量は、０.１〜４.０質量％の範囲である。さらに好ましいＭｇ含有量は、０.
１〜３.０質量％の範囲である。
【００３０】
ブレージングシート４の残部はＡｌと不可避的不純物からなる。不可避的不純物としてはＦｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎ等が挙げられるが、これら元素については、Ｆｅ：１.０質量％未満、Ｃｕ：１.０質量％未満、Ｍｎ：１.０質量％未満、Ｚｎ：１.０質量％未満の範囲であれば、本発明の効果を妨げるものではない。したがって、不可避的不純物としての前記成分含有量はそれぞれ１.０質量％未満とすることが好ましい。
【００３１】
面ろう付け工程では、第一金属部材２及び第二金属部材３が近接する方向に、所定の条件下で押圧力を付与して面ろう付けを行う。面ろう付け工程の条件は、第一金属部材２、第二金属部材３及びブレージングシート４の合金組成等によって適宜設定すればよい。本実施形態では、例えば、押圧力を約１０ＫＰａ以上、不活性ガス雰囲気とし、押圧状態を２分以上保持する。保持温度は、ブレージングシート４の固相線温度以上、且つ、第一金属部材２及び第二金属部材３の固相線温度よりも低く設定することが好ましい。本実施形態では、ブレージングシート４の固相線温度を５６０℃とし、第一金属部材２及び第二金属部材３を展伸材の３００３合金（固相線温度：６４３℃）としているので、ろう付け加熱時の保持温度を５６０℃〜６４３℃未満に設定することが望ましい。不活性ガスは、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウムを用いることができる。また、窒素ガスとしては、酸素濃度：１０ｐｐｍ以下に規制された工業用窒素ガスを用いることが望ましい。
【００３２】
これにより、第一金属部材２と第二金属部材３とが面ろう付けされる。ブレージングシート４は、本実施形態では単層のものを使用しているため、コストを低減することができる。また、面ろう付け工程では、不活性ガス雰囲気下で、フラックスを用いることなく面ろう付けを行っている。これにより、面ろう付け工程では、面接触させた状態で特定の面圧を付与してブレージングシート４を溶解させるとともに、アルミニウム合金部材（第一金属部材２及び第二金属部材３）同士の界面を濡らしつつ、溶融したろう材を界面から積極的に排出することができる。
【００３３】
図３に示すように、面ろう付け工程によって、溶融されたろう材Ｑは中央部から外側に排出され、凹溝１４，２４内に貯留される。つまり、凹溝１４，２４によって、流出されたろう材を貯留するろう材溜り部が形成される。
【００３４】
摩擦攪拌工程は、図４に示すように、接合用回転ツールＦを用いて重合部Ｊ１に対して全周囲に亘って摩擦攪拌接合を行う工程である。接合用回転ツールＦは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。
【００３５】
接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されており、例えば工具鋼で形成されている。連結部Ｆ１は、図示しない摩擦攪拌装置に取り付けられる部位であって、円柱状を呈する。攪拌ピンＦ２は、連結部Ｆ１から垂下しており、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。本実施形態では、接合用回転ツール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。
【００３６】
なお、接合用回転ツール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、被接合金属部材（第一金属部材２、第二金属部材３）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
【００３７】
摩擦攪拌工程では、右回転させた接合用回転ツールＦを第一金属部材２の側面１２及び第二金属部材３の側面２２から垂直となるように挿入し、重合部Ｊ１に沿って相対移動させる。摩擦攪拌工程では、連結部Ｆ１を被接合金属部材から離間させて、攪拌ピンＦ２の基端側は露出した状態で摩擦攪拌を行う。本実施形態では、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに接合用回転ツールＦを取り付けることが好ましい。これにより、接合用回転ツールＦの回転中心軸を容易に傾斜させることができる。
【００３８】
接合用回転ツールＦの移動方向はどちらでもよいが、本実施形態では、被接合金属部材を上から見て左回りとなるように設定する。図５に示すように、攪拌ピンＦ２は第一金属部材２及び第二金属部材３の両方に接触させる。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１の始端と終端とが重なるようにすることが好ましい。
【００３９】
以上説明した接合方法によれば、第一金属部材２と第二金属部材３の中央部は面ろう付けで接合されるとともに、外周縁は摩擦攪拌接合されるため、接合強度を高めることができる。ここで、一般的に、面ろう付けを行うと、溶融したろう材が重合部から外部に漏れ出るおそれがある。しかし、本実施形態では、凹溝１４，２４によってろう材溜り部を設けたため、溶融したろう材が第一金属部材２及び第二金属部材３の外部に漏れ出るのを防ぐことができる。
【００４０】
また、摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを被接合金属部材に接触させるようにしたため、摩擦攪拌装置にかかる負担を軽減することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では前記のような形態としたが、他の形態であってもよい。例えば、回転ツールは、ショルダ部と、ショルダ部の下端面から突出する攪拌ピンとで構成されたものを用いてもよい。摩擦攪拌工程の際には、当該回転ツールのショルダ部を被接合金属部材に押し込んだ状態で摩擦攪拌接合を行ってもよい。また、摩擦攪拌工程では、攪拌ピンＦ２が、凹溝１４，２４に達するように挿入深さ及び凹溝１４，２４の位置を設定してもよい。これにより、凹溝１４，２４の隙間を金属で充填することができるため、構造体１の内部に空隙が発生するのを防ぐことができる。また、この際は、塑性化領域Ｗ１にろう材Ｑが巻き込まれないように、攪拌ピンＦ２がろう材Ｑに直接接触しない程度に挿入深さを設定することが好ましい。
【００４２】
［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ついて説明する。第二実施形態に係る接合方法では、準備工程と、凹溝形成工程と、重ね合わせ工程と、面ろう付け工程と、摩擦攪拌工程と、を行う。第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００４３】
準備工程では、図６に示すように、第一実施形態よりも薄い第一金属部材２及び第二金属部材３を用意する。凹溝形成工程、重ね合わせ工程及び面ろう付け工程は、第一実施形態と同等である。
【００４４】
摩擦攪拌工程は、図６及び図７に示すように、接合用回転ツールＦを用いて重合部Ｊ１に対して全周囲に亘って摩擦攪拌接合を行う工程である。摩擦攪拌工程では、第二金属部材３の表面２１に設定した開始位置Ｓｐに、表面２１に対して垂直に右回転させた接合用回転ツールＦを挿入し、第二金属部材３の表面２１において外周縁に沿って接合用回転ツールＦを一周させて相対移動させる。摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１の始端と終端が重複するようにする。また、本実施形態では、凹溝１４，２４よりも外側に接合用回転ツールＦの移動ルートを設定している。
【００４５】
摩擦攪拌工程では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材２及び第二金属部材３の両方に接触するように挿入深さを設定する。なお、摩擦攪拌工程では、攪拌ピンＦ２が第二金属部材３のみと接触するように挿入深さを設定してもよい。この場合は、攪拌ピンＦ２と第二金属部材３との摩擦熱により重合部Ｊ１が塑性流動化して接合される。
【００４６】
以上説明した第二実施形態によっても第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。なお、第二実施形態に係る接合方法では、塑性化領域Ｗ１を境にして塑性化領域Ｗ１よりも外側を切除してもよい。この際、塑性化領域Ｗ１に形成された窪みを境にすれば、容易に切除することができる。当該窪みは、摩擦攪拌工程によって塑性化領域Ｗ１の表面がより深くえぐれる部位である。またこの際、摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１の外側にバリが形成（集約）されるように接合条件を設定することが好ましい。接合条件とは、接合用回転ツールＦの回転速度、回転方向、進行方向、移動速度（送り速度）、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２、第二金属部材３）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合せで決定される。接合条件に応じて、バリが発生する側又はバリが多く発生する側が塑性化領域Ｗ１の外側となるように設定すれば、バリごと切除することができる。
【００４７】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る接合方法について説明する。第三実施形態に係る接合方法では、準備工程と、凹溝形成工程と、重ね合わせ工程と、面ろう付け工程と、摩擦攪拌工程と、を行う。図８に示すように、第三実施形態では、第一金属部材２Ａと第二金属部材３Ａとの大きさが異なる点で第一実施形態と相違する。第三実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００４８】
準備工程では、第一金属部材２Ａ及び第二金属部材３Ａを用意する。第一金属部材２Ａ及び第二金属部材３Ａは、直方体を呈する。第一金属部材２Ａは、第二金属部材３Ａよりも大きくなっている。
【００４９】
凹溝形成工程では、第一金属部材２Ａの表面１３に凹溝１４を形成する。凹溝１４は、第一金属部材２Ａの外周縁に沿って枠状に形成する。なお、第三実施形態では、第二金属部材３Ａには凹溝を形成しない。
【００５０】
重ね合わせ工程では、図９に示すように、間に単層ブレージングシート４を挟みつつ、第一金属部材２Ａの表面１３と、第二金属部材３Ａの裏面２３とを重ね合わせて重合部Ｊ２を形成する。ブレージングシート４は、凹溝１４の内側に配置される大きさになっている。
【００５１】
面ろう付け工程では、図１０に示すように、第一金属部材２及び第二金属部材３が近接する方向に、所定の条件下で押圧力を付与して面ろう付けを行う。面ろう付け工程によって、溶融されたろう材Ｑは中央部から外側に排出され、凹溝１４内に貯留される。つまり、凹溝１４及び第二金属部材３Ａの裏面２３によって、流出されたろう材を貯留するろう材溜り部が形成される。
【００５２】
摩擦攪拌工程では、図１１に示すように、第一金属部材２Ａと第二金属部材３Ａの内隅において接合用回転ツールＦを相対移動させて、重合部Ｊ２を摩擦攪拌接合する。本実施形態では、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに接合用回転ツールＦを取り付けることが好ましい。これにより、接合用回転ツール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。摩擦攪拌工程では、まず、第一金属部材２Ａの表面１３に設定した開始位置Ｓｐに接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を挿入し、第二金属部材３Ａ側に相対移動させる。そして、図１２に示すように、接合用回転ツールＦの回転中心軸を外側に傾斜させて、第一金属部材２Ａの表面１３と第二金属部材３Ａの側面２２とで構成された内隅に沿って相対移動させる。
【００５３】
接合用回転ツールＦの移動方向は、本実施形態では、上から見て左回りになっている。接合用回転ツールＦは、第二金属部材３Ａの周囲に一周させつつ、内隅上の始端と終端とを重複させた後、第一金属部材２Ａの表面１３に設定された終了位置で接合用回転ツールＦを離脱させる。これにより、構造体１Ａが形成される。
【００５４】
以上説明した第三実施形態に係る接合方法によっても、第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、本実施形態のように、第一金属部材２Ａと第二金属部材３Ａとの大きさが異なる場合、つまり、重ね合わされる面の大きさが異なる場合であっても、好適に接合することができる。また、第三実施形態によっても、凹溝１４にろう材Ｑを貯留することができるため、ろう材Ｑが外部に漏れ出るのを防ぐことができる。
【００５５】
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、第一金属部材２，２Ａ及び第二金属部材３，３Ａは、直方体としたが、他の角形状や円柱状であってもよい。凹溝は省略してもよい。
【００５６】
［第四実施形態］
本発明の第四実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１３に示すように、第四実施形態に係る接合方法では、第一金属部材１０２と、第二金属部材１０３とを接合して、構造体１０１を形成する場合を例示する。本実施形態に係る接合方法では、準備工程と、重ね合わせ工程と、拡散接合工程と、摩擦攪拌工程と、を行う。
【００５７】
準備工程は、第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３を用意する工程である。第一金属部材１０２は、略直方体を呈する金属部材である。第一金属部材１０２は、アルミニウム合金製である。第一金属部材１０２の４つの角部には丸面取り加工が施された面取り部が形成されている。第二金属部材１０３は、第一金属部材１０２と同等の形状及び材料になっている。
【００５８】
被接合金属部材である第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３は、アルミニウム合金製であれば、展伸材（例えば、ＪＩＳ  Ａ６０００系アルミニウム合金）であっても、鋳物であってもよい。つまり、被接合金属材にＳｉが含まれていれば、含まれるＳｉの含有量が１％以下であっても、銅合金箔又は銅箔による接合は可能である。ただし、このアルミニウム合金には、少なくとも、Ｍｇが０．１質量％以上含まれていることが必要である。このアルミニウム合金にＭｇが０．１質量％以上含まれていると、拡散接合工程では、アルミニウム合金部材の表面においてＭｇが優先的に酸化されて、アルミニウムの酸化を防止することができ、銅合金箔１０４と第一金属部材１０２との界面および銅合金箔１０４と第二金属部材１０３との界面において、銅とアルミニウムとの相互拡散を円滑に進めることができる。これにより、第一金属部材１０２と第二金属部材１０３とを強固に接合することができる。
【００５９】
重ね合わせ工程は、図１４に示すように、第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３の重ね合わせ面同士を重ね合わせて重合部Ｊ１１を形成する際に、重ね合わせ面同士の間に銅合金箔１０４を挟み込む工程である。本実施形態では、銅合金箔１０４は、例えば、無酸素銅（ＪＩＳ  Ｃ−１０２０）製の銅箔を使用した。銅合金箔１０４は、例えば、Ｃｕ−Ｚｎ合金製、Ｃｕ−Ｓｎ合金製の銅合金箔であってもよい。銅合金箔１０４は、薄い単層シートであり、第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３の重ね合わせ面の内側に配置される大きさで形成されている。銅合金箔１０４の厚さは、薄ければ薄いほどよいが、本実施形態では、例えば、約２〜５０μｍである。銅合金箔１０４に代えて、銅箔を用いてもよい。
【００６０】
重ね合わせ工程では、第一金属部材１０２と第二金属部材１０３との間に銅合金箔１０４を挟みつつ、第一金属部材１０２の表面（重ね合わせ面）１１３と、第二金属部材１０３の裏面（重ね合わせ面）１２３とを重ね合わせる。これにより、重合部Ｊ１１が形成される。
【００６１】
拡散接合工程は、図１５に示すように、拡散接合を行う工程である。アルミニウム合金からなる第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３に含有されるＭｇは、自らが酸化されることにより、還元剤として作用するため、アルミニウムの酸化を抑制する元素であると考えられる。アルミニウムの酸化が抑制されると、銅合金箔１０４と第一金属部材１０２との界面および銅合金箔１０４と第二金属部材１０３との界面におけるアルミニウムと銅との相互拡散を円滑に進めることができる。Ｍｇ有量が、０.１質量％に満たないと、加熱温度や保持時間にもよるが、その効果が不十分となり、十分な接合強度（せん断応力）が得られない可能性がある。したがって、アルミニウム合金部材中のＭｇ含有量は、０.１質量％以上の範囲とする。
【００６２】
拡散接合工程では、第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３が近接する方向に、所定の条件下で押圧力を付与して拡散接合を行う。拡散接合工程の条件は、第一金属部材１０２、第二金属部材１０３及び銅合金箔１０４の合金組成等によって適宜設定すればよい。本実施形態では、例えば、押圧力を約０．１〜１０ＭＰａ、不活性ガス雰囲気とし、押圧状態を２分以上保持する。保持温度は、５１０℃以上に設定する必要がある。保持温度は、５２０℃以上に設定することが好ましく、５２５℃以上に設定することがさらに好ましい。本実施形態では、銅合金箔１０４を、無酸素銅（ＪＩＳ  Ｃ−１０２０）とし、第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３を展伸材のＪＩＳ  Ａ６０６３合金としているので、拡散接合工程での保持温度を、例えば、５２５〜５５０℃に設定することができる。不活性ガスは、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウムを用いることができる。また、窒素ガスとしては、酸素濃度：１０ｐｐｍ以下に規制された工業用窒素ガスを用いることが望ましい。
【００６３】
これにより、第一金属部材１０２と第二金属部材１０３とが拡散接合される。拡散接合工程における保持温度を比較的低温の５１０℃に設定する場合、第一金属部材１０２と銅合金箔１０４との界面及び第二金属部材１０３と銅合金箔１０４との界面において、アルミニウムと銅との相互拡散が進行する。銅合金箔１０４中にＡｌが拡散することで、第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３の間に金属間化合物層１０５が生成する。この金属間化合物はＡｌ２Ｃｕ化合物であると考えられる。保持温度を比較的高温の５２５℃に設定する場合、第一金属部材１０２と金属間化合物層１０５との界面及び第二金属部材１０３と金属間化合物層１０５との界面において、アルミニウムと銅との相互拡散が起こり、金属間化合物層１０５の体積が時間経過とともに減少し、第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３の接合部には複数の分散した粒子状の金属間化合物（Ａｌ２Ｃｕ）が残される。
【００６４】
銅箔又は銅合金箔１０４は、本実施形態では単層のものを使用しているため、コストを低減することができる。また、拡散接合工程では、不活性ガス雰囲気下で、拡散接合を行っている。これにより、拡散接合工程では、面接触させた状態で特定の面圧を付与して拡散接合を行うとともに、アルミニウム合金部材（第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３）同士の界面をＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ融液によって濡らしつつ、溶融したＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉを界面から積極的に排出することができる。
【００６５】
摩擦攪拌工程は、図１６に示すように、接合用回転ツールＦを用いて重合部Ｊ１１に対して全周囲に亘って摩擦攪拌接合を行う工程である。
【００６６】
摩擦攪拌工程では、右回転させた接合用回転ツールＦを第一金属部材１０２の側面１１２及び第二金属部材１０３の側面１２２から垂直となるように挿入し、重合部Ｊ１１に沿って相対移動させる。接合用回転ツールＦ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Ｆ２が金属間化合物層１０５に接触しない程度に設定している。摩擦攪拌工程では、連結部Ｆ１を被接合金属部材から離間させて、攪拌ピンＦ２の基端側は露出した状態で摩擦攪拌を行う。本実施形態では、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに接合用回転ツールＦを取り付けることが好ましい。これにより、接合用回転ツールＦの回転中心軸を容易に傾斜させることができる。
【００６７】
接合用回転ツールＦの移動方向はどちらでもよいが、本実施形態では、被接合金属部材を上から見て左回りとなるように設定する。図１７に示すように、攪拌ピンＦ２は第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３の両方に接触させる。接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦを一周させて、塑性化領域Ｗ１の始端と終端とが重なるようにすることが好ましい。
【００６８】
以上説明した接合方法によれば、第一金属部材１０２と第二金属部材１０３の中央部は拡散接合されるとともに、外周縁は摩擦攪拌接合されるため、接合強度を高めることができる。また、摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを被接合金属部材に接触させるようにしたため、摩擦攪拌装置にかかる負担を軽減することができる。
【００６９】
なお、本実施形態では前記のような形態としたが、他の形態であってもよい。例えば、回転ツールは、ショルダ部と、ショルダ部の下端面から突出する攪拌ピンとで構成されたものを用いてもよい。摩擦攪拌工程の際には、当該回転ツールのショルダ部を被接合金属部材に押し込んだ状態で摩擦攪拌接合を行ってもよい。
【００７０】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態に係る接合方法ついて説明する。第五実施形態に係る接合方法では、準備工程と、重ね合わせ工程と、拡散接合工程と、摩擦攪拌工程と、を行う。第五実施形態では、第四実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００７１】
準備工程では、図１８に示すように、第四実施形態よりも薄い第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３を用意する。重ね合わせ工程及び拡散接合工程は、第四実施形態と同等である。
【００７２】
摩擦攪拌工程は、図１８及び図１９に示すように、接合用回転ツールＦを用いて重合部Ｊ１１に対して全周囲に亘って摩擦攪拌接合を行う工程である。摩擦攪拌工程では、第二金属部材１０３の表面１２１に設定した開始位置Ｓｐに、表面１２１に対して右回転させた接合用回転ツールＦを表面１２１に対して垂直に挿入し、第二金属部材１０３の表面１２１において外周縁に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１の始端と終端が重複するようにする。
【００７３】
摩擦攪拌工程では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材１０２及び第二金属部材１０３の両方に接触するように挿入深さを設定する。なお、摩擦攪拌工程では、攪拌ピンＦ２が第二金属部材１０３のみと接触するように挿入深さを設定してもよい。この場合は、攪拌ピンＦ１０２と第二金属部材１０３との摩擦熱により重合部Ｊ１１が塑性流動化して接合される。
【００７４】
以上説明した第五実施形態によっても第四実施形態と略同等の効果を得ることができる。なお、第五実施形態に係る接合方法では、塑性化領域Ｗ１を境にして塑性化領域Ｗ１よりも外側を切除してもよい。この際、塑性化領域Ｗ１に形成された窪みを境にすれば、容易に切除することができる。当該窪みは、摩擦攪拌工程によって塑性化領域Ｗ１の表面がより深くえぐれる部位である。またこの際、摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１の外側にバリが形成されるように接合条件を設定することが好ましい。接合条件とは、接合用回転ツールＦの回転速度、回転方向、進行方向、移動速度（送り速度）、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１０２、第二金属部材１０３）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合せで決定される。接合条件に応じて、バリが発生する側又はバリが多く発生する側が塑性化領域Ｗ１の外側となるように設定すれば、バリごと端部を切除することができる。
【００７５】
［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態に係る接合方法について説明する。第六実施形態に係る接合方法では、準備工程と、重ね合わせ工程と、拡散接合工程と、摩擦攪拌工程と、を行う。図２０に示すように、第六実施形態では、第一金属部材１０２Ａと第二金属部材１０３Ａとの大きさが異なる点で第四実施形態と相違する。第六実施形態では、第四実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００７６】
準備工程では、第一金属部材１０２Ａ及び第二金属部材１０３Ａを用意する。第一金属部材１０２Ａ及び第二金属部材１０３Ａは、直方体を呈する。第一金属部材１０２Ａは、第二金属部材１０３Ａよりも大きくなっている。
【００７７】
重ね合わせ工程では、図２１に示すように、第一金属部材１０２Ａの表面１１３と第二金属部材１０３Ａの裏面１２３と間に銅合金箔１０４を挟みつつ、第一金属部材１０２Ａの表面１１３と、第二金属部材１０３Ａの裏面１２３とを重ね合わせて重合部Ｊ１２を形成する。銅合金箔１０４は、第二金属部材１０３Ａの裏面１２３の内側に配置される大きさになっている。
【００７８】
拡散接合工程では、図２２に示すように、第一金属部材１０２Ａ及び第二金属部材１０３Ａが近接する方向に、所定の条件下で押圧力を付与して拡散接合を行う。
【００７９】
摩擦攪拌工程では、図２３に示すように、第一金属部材１０２Ａと第二金属部材１０３Ａの内隅において接合用回転ツールＦを相対移動させて、重合部Ｊ１２を摩擦攪拌接合する。本実施形態では、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに接合用回転ツールＦを取り付けることが好ましい。これにより、接合用回転ツール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。摩擦攪拌工程では、まず、第一金属部材１０２Ａの表面１１３に設定した開始位置Ｓｐに接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を挿入し、第二金属部材１０３Ａ側に相対移動させる。そして、図２４に示すように、接合用回転ツールＦの回転中心軸を外側に傾斜させて、第一金属部材１０２Ａの表面１１３と第二金属部材１０３Ａの側面１２２とで構成された内隅に沿って相対移動させる。
【００８０】
接合用回転ツールＦの移動方向は、本実施形態では、上から見て左回りになっている。接合用回転ツールＦは、第二金属部材１０３Ａの周囲に一周させつつ、内隅上の始端と終端とを重複させた後、第一金属部材１０２Ａの表面１１３に設定された終了位置で接合用回転ツールＦを離脱させる。これにより、構造体１０１Ａが形成される。
【００８１】
以上説明した第六実施形態に係る接合方法によっても、第四実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、本実施形態のように、第一金属部材１０２Ａと第二金属部材１０３Ａとの大きさが異なる場合、つまり、重ね合わされる面の大きさが異なる場合であっても、好適に接合することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１        構造体
２        第一金属部材
３        第二金属部材
４        ブレージングシート
Ｊ１      重合部
Ｗ１      塑性化領域
【図１】
0006645615.tif 000002
【図２】
0006645615.tif 000003
【図３】
0006645615.tif 000004
【図４】
0006645615.tif 000005
【図５】
0006645615.tif 000006
【図６】
0006645615.tif 000007
【図７】
0006645615.tif 000008
【図８】
0006645615.tif 000009
【図９】
0006645615.tif 000010
【図１０】
0006645615.tif 000011
【図１１】
0006645615.tif 000012
【図１２】
0006645615.tif 000013
【図１３】
0006645615.tif 000014
【図１４】
0006645615.tif 000015
【図１５】
0006645615.tif 000016
【図１６】
0006645615.tif 000017
【図１７】
0006645615.tif 000018
【図１８】
0006645615.tif 000019
【図１９】
0006645615.tif 000020
【図２０】
0006645615.tif 000021
【図２１】
0006645615.tif 000022
【図２２】
0006645615.tif 000023
【図２３】
0006645615.tif 000024
【図２４】
0006645615.tif 000025