(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス成形性に優れたアルミニウム接合材と、それが確実に得られる摩擦撹拌接合方法とを提供する。【解決手段】接合部１６の少なくとも一部を、接合材１０全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分２２と為すと共に、この接合部１６の軟化部分２２の厚さを母材部１８，２０の厚さよりも大きく為し、更に、かかる軟化部分２２の厚さをｔＡ1 、母材部１８，２０の厚さをｔＢ1 、軟化部分２２のビッカース硬さをＨＡ1 、母材部１８，２０のビッカース硬さをＨＢ1 としたときに、母材部１８，２０の厚さに対する軟化部分２２と母材部１８，２０との厚さの差の割合：（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 が、母材部１８，２０のビッカース硬さに対する軟化部分２２と母材部１８，２０とのビッカース硬さの差の割合：（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1 と同じか若しくはそれよりも大きくなるように構成した。【選択図】図１
2005161365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合されるべき板状アルミニウム母材の同一厚さとされた端部同士が、それぞれの端面において相互に突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が摩擦撹拌接合されて、接合部が形成されることにより一体化されてなるアルミニウム接合材であって、
前記接合部の少なくとも一部が、前記摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱による軟化により前記接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分とされると共に、かかる接合部の軟化部分の厚さが、前記板状アルミニウム母材からなる母材部の厚さよりも大きくされ、更に、該接合部の軟化部分の厚さをｔＡ1 、該母材部の厚さをｔＢ1 、該接合部の軟化部分のビッカース硬さをＨＡ1 、及び該母材部のビッカース硬さをＨＢ1 としたときに、該母材部の厚さに対する該接合部の軟化部分と該母材部との厚さの差の割合：（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 と、該母材部のビッカース硬さに対する該接合部の軟化部分と該母材部とのビッカース硬さの差の割合：（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1 とが、次式：
（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 ≧（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1
を満足するように構成されていることを特徴とするアルミニウム接合材。
【請求項２】
接合されるべき板状アルミニウム母材の互いに異なる厚さとされた端部同士が、それぞれの端面において相互に突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が摩擦撹拌接合されて、接合部が形成されることにより一体化されてなるアルミニウム接合材であって、
前記接合部の少なくとも一部が、前記摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱による軟化により前記接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分とされると共に、かかる接合部の軟化部分のうちで最も薄肉とされた薄肉軟化部分の厚さが、前記接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士のうちの厚さの小さなものからなる薄肉母材部の厚さよりも大きくされ、更に、該接合部の薄肉軟化部分の厚さをｔＡ2 、該薄肉母材部の厚さをｔＢ2 、該接合部の薄肉軟化部分のビッカース硬さをＨＡ2 、及び該薄肉母材部のビッカース硬さをＨＢ2 としたときに、該薄肉母材部の厚さに対する該接合部の薄肉軟化部分と該薄肉母材部との厚さの差の割合：（ｔＡ2−ｔＢ2）／ｔＢ2 と、該薄肉母材部のビッカース硬さに対する該接合部の薄肉軟化部分と該薄肉母材部とのビッカース硬さの差の割合：（ＨＢ2−ＨＡ2）／ＨＢ2 とが、次式：
（ｔＡ2−ｔＢ2）／ｔＢ2 ≧（ＨＢ2−ＨＡ2）／ＨＢ2
を満足するように構成されていることを特徴とするアルミニウム接合材。
【請求項３】
前記請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム接合材を用い、かかるアルミニウム接合材に対してプレス加工操作を実施することを特徴とするアルミニウム接合材のプレス加工方法。
【請求項４】
接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士を、それぞれの端面において相互に突き合わせ、その突合せ部に対して、回転工具の先端に同心的に設けたピンを、該回転工具と共に軸心回りに一体回転させつつ差し込み、相対的に移動させることにより、かかる突合せ部を摩擦撹拌接合せしめるに際し、
前記接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士の突合せ状態が維持されるように、該板状アルミニウム母材を保持せしめる一方、前記ピンが、その軸心を、該ピンの前記突合せ部に対する相対的な移動方向と前記端面同士の突合せ方向の両方向に対して直角に交差する直線に対して１°以内の角度で、該突合せ部に対する相対的な移動方向の後方側に傾斜させる姿勢で、前記突合せ部に差し込まれた状態下において、該ピンを、１ｍ／分以上の速度で、該突合せ部に対して相対的に移動せしめるようにしたことを特徴とする摩擦撹拌接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム接合材及びアルミニウム接合材のプレス加工方法並びに摩擦撹拌接合方法に係り、特に、プレス成形用の素材として好適に利用可能なアルミニウム接合材の改良された構造と、そのようなアルミニウム接合材の有利なプレス加工方法、並びにかかるアルミニウム接合材が確実に得られる摩擦撹拌接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム板材が、軽量性や加工性に優れた特性を活かして、様々な金属製品を与える素材として、多く利用されてきている。また、例えば、２枚のアルミニウム板材（板状アルミニウム母材）をそれぞれの端面同士において相互に突き合わせ、その突合せ部を接合して一体化してなるアルミニウム接合材が、鉄道車両構体や自動車の外板等の比較的に大型の板状製品を与える素材として使用され、更に、１枚のアルミニウム板材（板状アルミニウム母材）を筒形に加工し、その周方向で、両端部同士を、それぞれの端面において相互に突き合わせた状態下で、その突合せ部を接合して一体化してなるアルミニウム接合材等も、自動車のホイール等の筒状製品の素材として、用いられている。
【０００３】
ところで、近年では、材料を加熱溶融させずに固相状態のままで接合せしめる固相接合の一種たる摩擦撹拌接合が、入熱が少なく、接合部の接合強度の低下や歪みの少ない接合方式として注目され、上述の如きアルミニウム接合材の製造に際して、接合されるべき板状アルミニウム母材の突合せ接合に適用されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
すなわち、かかる摩擦撹拌接合方式を採用して、アルミニウム接合材を得る際には、接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士が、それぞれの端面において相互に突き合わされた状態下で、それらの突合せ部に対して、回転工具の先端に同心的に設けたピンが、回転工具と共に一体的に高速回転せしめられつつ差し込まれて、相対的に移動せしめられる。これにより、一体回転せしめられるピンや回転工具と板状アルミニウム母材との間に、摩擦熱が発生せしめられ、また、その摩擦熱にて、突合せ部の周辺部位が塑性加工可能な状態とされる。そして、そのような状態下で、ピンの高速回転による撹拌作用にて、板状アルミニウム母材の突合せ部のメタル（組織）が入り交じり合わされて、かかる突合せ部に沿って接合部（撹拌部）が形成され、以て、アルミニウム母材の端部同士が、溶融せしめられることなく、接合されて、目的とするアルミニウム接合材が得られることとなる。
【０００５】
ところが、このような摩擦撹拌接合方式を採用して得られる従来のアルミニウム接合材にあっては、よく知られているように、母材部における接合部の周辺部分において、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱により、約２５０℃程度にまで加熱されて、軟化せしめられた部分が不可避的に生じており、かかる軟化部分が、接合材のうちで最も硬度が小さくされて、引張強さが極端に低下せしめられた、所謂熱影響部とされている。このため、そのような熱影響部を接合部の周辺に有するアルミニウム接合材では、引張成形等を含む様々なプレス成形の実施時に、熱影響部に応力が集中して、熱影響部が容易に破断してしまい、その結果、接合材全体での加工量（伸び変形量）が十分に確保され得なくなることが、往々にしてあったのである。
【０００６】
また、厚さが互いに異なる２枚の板状アルミニウム母材同士を摩擦撹拌接合により突合せ接合してなる板状差厚接合材や、１枚の板状アルミニウム母材を筒形に加工して、互いに異なる厚さとされた端部同士を摩擦撹拌接合により突合せ接合してなる筒状差厚接合材に対して、プレス成形が施される場合には、特に、薄肉側の母材部における接合部の周辺部位に形成された熱影響部で応力集中が惹起されて、かかる熱影響部が容易に破断してしまうのである。
【特許文献１】特開平１０−２１６９６４号公報
【特許文献２】特開平１０−２４９５５３号公報
【特許文献３】特開２００１−８８５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、板状アルミニウム母材が摩擦撹拌接合により突合せ接合されてなる接合材であって、プレス成形に際して十分な加工量が確保され得る、プレス成形性に優れたアルミニウム接合材を提供することにある。また、本発明にあっては、アルミニウム接合材が十分な加工量をもってプレス成形され得るアルミニウム接合材のプレス加工方法を提供すること、更には、プレス成形性に優れたアルミニウム接合材の製造に際して有利に適用され得る摩擦撹拌接合方法を提供することをも、その課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、本発明にあっては、アルミニウム接合材に係る課題の解決のために、その第一の態様とするところは、接合されるべき板状アルミニウム母材の同一厚さとされた端部同士が、それぞれの端面において相互に突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が摩擦撹拌接合されて、接合部が形成されることにより一体化されてなるアルミニウム接合材であって、前記接合部の少なくとも一部が、前記摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱による軟化により前記接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分とされると共に、かかる接合部の軟化部分の厚さが、前記板状アルミニウム母材からなる母材部の厚さよりも大きくされ、更に、該接合部の軟化部分の厚さをｔＡ1 、該母材部の厚さをｔＢ1 、該接合部の軟化部分のビッカース硬さをＨＡ1 、及び該母材部のビッカース硬さをＨＢ1 としたときに、該母材部の厚さに対する該接合部の軟化部分と該母材部との厚さの差の割合：（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 と、該母材部のビッカース硬さに対する該接合部の軟化部分と該母材部とのビッカース硬さの差の割合：（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1 とが、次式：
（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 ≧（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1
を満足するように構成されていることを特徴とするアルミニウム接合材にある。
【０００９】
また、本発明においては、アルミニウム接合材に係る課題の解決のために、その第二の態様とするところは、接合されるべき板状アルミニウム母材の互いに異なる厚さとされた端部同士が、それぞれの端面において相互に突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が摩擦撹拌接合されて、接合部が形成されることにより一体化されてなるアルミニウム接合材であって、前記接合部の少なくとも一部が、前記摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱による軟化により前記接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分とされると共に、かかる接合部の軟化部分のうちで最も薄肉とされた薄肉軟化部分の厚さが、前記接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士のうちの厚さの小さなものからなる薄肉母材部の厚さよりも大きくされ、更に、該接合部の薄肉軟化部分の厚さをｔＡ2 、該薄肉母材部の厚さをｔＢ2 、該接合部の薄肉軟化部分のビッカース硬さをＨＡ2 、及び該薄肉母材部のビッカース硬さをＨＢ2 としたときに、該薄肉母材部の厚さに対する該接合部の薄肉軟化部分と該薄肉母材部との厚さの差の割合：（ｔＡ2−ｔＢ2）／ｔＢ2 と、該薄肉母材部のビッカース硬さに対する該接合部の薄肉軟化部分と該薄肉母材部とのビッカース硬さの差の割合：（ＨＢ2−ＨＡ2）／ＨＢ2 とが、次式：
（ｔＡ2−ｔＢ2）／ｔＢ2 ≧（ＨＢ2−ＨＡ2）／ＨＢ2
を満足するように構成されていることを特徴とするアルミニウム接合材にある。
【００１０】
さらに、本発明は、アルミニウム接合材のプレス加工方法に係る課題の解決のために、その第三の態様とするところは、上述の如き特徴的なアルミニウム接合材を用い、かかるアルミニウム接合材に対してプレス加工操作を実施することを特徴とするアルミニウム接合材のプレス加工方法にある。
【００１１】
また、本発明にあっては、摩擦撹拌接合方法に係る課題の解決のために、その第四の態様とするところは、接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士を、それぞれの端面において相互に突き合わせ、その突合せ部に対して、回転工具の先端に同心的に設けたピンを、該回転工具と共に軸心回りに一体回転させつつ差し込み、相対的に移動させることにより、かかる突合せ部を摩擦撹拌接合せしめるに際し、前記接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士の突合せ状態が維持されるように、該板状アルミニウム母材を保持せしめる一方、前記ピンが、その軸心を、該ピンの前記突合せ部に対する相対的な移動方向と前記端面同士の突合せ方向の両方向に対して直角に交差する直線に対して１°以内の角度で、該突合せ部に対する相対的な移動方向の後方側に傾斜させる姿勢で、前記突合せ部に差し込まれた状態下において、該ピンを、１ｍ／分以上の速度で、該突合せ部に対して相対的に移動せしめるようにしたことを特徴とする摩擦撹拌接合方法にある。
【発明の効果】
【００１２】
要するに、アルミニウム接合材に係る本発明の第一の態様によれば、板状アルミニウム母材の同一厚さを有する端部同士の突合せ部に形成された接合部の少なくとも一部の厚さが、母材部よりも厚くされていると共に、そのような接合部の厚肉部位に、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱により、母材部よりも軟化され、硬度が減少せしめられて、接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分が形成されている。そして、そのような接合部の軟化部分における肉厚増大量の母材部の厚さに対する割合が、接合部の軟化部分におけるビッカース硬さの減少量の母材部のビッカース硬さに対する割合と同じか若しくはそれよりも大きくされている。
【００１３】
それ故、このような本発明に従うアルミニウム接合材では、接合部の軟化部分において、硬度の減少に伴う引張強さの低下が、肉厚の増大に基づく引張強さの上昇により十分に補完され得る。そして、それによって、かかるアルミニウム接合材に対してプレス成形が施された際に、接合部の軟化部分で応力集中が惹起されることが有利に解消乃至は抑制され得て、接合部の軟化部分が容易に破断するようなことも、効果的に防止され得る。
【００１４】
従って、かくの如き本発明に従うアルミニウム接合材にあっては、プレス成形の実施に際して、熱影響部で容易に破断される従来の等厚接合材とは異なって、接合材全体において十分な加工量が、安定的に且つ確実に確保され得るのであり、以て、優れたプレス成形性が、極めて効果的に発揮され得ることとなるのである。
【００１５】
また、アルミニウム接合材に係る本発明の第二の態様によれば、板状アルミニウム母材の互いに異なる厚さを有する端部同士の突合せ部に形成された接合部の少なくとも一部の厚さが、薄肉母材部や厚肉母材部よりも厚くされていると共に、そのような接合部の厚肉部位のうちで最も薄肉とされた部位に、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱により軟化され、薄肉母材部よりも硬度が減少せしめられて、接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた薄肉軟化部分が形成されている。そして、そのような接合部の薄肉軟化部分における肉厚増大量の薄肉母材部の厚さに対する割合が、接合部の薄肉軟化部分におけるビッカース硬さの減少量の薄肉母材部のビッカース硬さに対する割合と同じか若しくはそれよりも大きくされている。
【００１６】
それ故、このような本発明従うアルミニウム接合材でも、接合部の薄肉軟化部分において、硬度の減少に伴う引張強さの低下が、肉厚の増大に基づく引張強さの上昇により十分に補完されて、かかるアルミニウム接合材に対してプレス成形が施された際に、接合部の薄肉軟化部分で応力集中が惹起されることが有利に解消乃至は抑制され得、以て、接合部の薄肉軟化部分が容易に破断するようなことも、効果的に防止され得る。
【００１７】
従って、かくの如き本発明に従うアルミニウム接合材にあっても、プレス成形の実施に際し、熱影響部で容易に破断される従来の差厚接合材とは異なって、接合材全体において十分な加工量が安定的に且つ確実に確保され得て、優れたプレス成形性が、極めて効果的に発揮され得るのである。
【００１８】
さらに、アルミニウム接合材のプレス加工方法に係る本発明の第三の態様によれば、プレス加工されるべき素材として、上述の如き特徴を有するアルミニウム接合材が用いられているため、目的とするプレス製品が所望の形状をもって安定的に生産され得ることとなる。
【００１９】
そして、摩擦撹拌接合方法に係る本発明の第四の態様によれば、接合されるべき板状アルミニウム母材が、その端部同士の突合せ状態が維持されるように保持された状態下で、かかる板状アルミニウム母材の突合せ部に差し込まれて、回転せしめられつつ、相対的に移動せしめられるピンが、その相対移動方向、換言すれば、板状アルミニウム母材の端部同士の接合方向に対して、１°以内の、従来よりも極めて小さな角度で後傾した姿勢で、従来よりも格段に速い１ｍ／分の速度で、突合せ部に対して相対移動相対移動せしめられるといった、従来の摩擦撹拌接合操作では、全く見られない条件の下で、摩擦撹拌接合が進行せしめられるようになっている。
【００２０】
すなわち、本発明手法では、接合されるべき板状アルミニウム母材の端部同士の突合せ状態が維持されるように、かかる板状アルミニウム母材が保持された状態下で、ピンが、接合進行方向に対して１°以内の極めて小さな角度で後傾した姿勢で、突合せ部に対して相対移動せしめられるところから、ピンの回転による撹拌作用により、板状アルミニウム母材の突合せ部のメタル（組織）が入り交じり合わされる際に、それらのメタルが、ピンの差込側の面上に盛り上がるように、溢れ出されて、接合部が肉盛りされる現象が生ぜしめられ、それによって、接合部の厚さが、母材部の厚さよりも増加せしめられる。
【００２１】
しかも、本発明手法においては、ピンが、従来の摩擦撹拌接合手法の実施時よりも格段に速い１ｍ／分の速度で、突合せ部に対して相対移動せしめられるところから、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱によって、母材部における接合部の周辺部位が、約２５０℃程度にまで加熱される前に、ピンが迅速に且つ順次移動せしめられ、そのために、従来の摩擦撹拌接合手法の実施時とは異なって、母材部に熱影響部が何等形成されずに、接合部の少なくとも一部が、接合材全体のうちで最も硬度の小さな軟化部分とされる。
【００２２】
つまり、本発明手法では、上述の如く、母材部における接合部の周辺部位が、約２５０℃程度にまで加熱される前に、ピンが迅速に且つ順次移動せしめられるため、摩擦撹拌接合操作の進行中に、母材部における接合部の周辺部位に、約２５０℃程度にまで加熱される部分が発生せず、それ故に、そのような母材部における接合部の周辺部位に、接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた熱影響部が形成されることがない。一方、接合部では、摩擦撹拌接合中に、ピンや回転工具に近い部分、つまり接合部の中心部分において、それらピンや回転工具から離れた部分、つまり接合部の母材部との境界側部分（母材部との近接部分）よりも大きな摩擦熱が生じ、それによって、かかる接合部の中心部分と、接合部の母材部近接部分との間で加熱温度差が発生する。そして、このとき、接合部の中心部分での加熱温度が２５０℃よりも十分に高ければ、接合部の母材部との境界側部分のみが、約２５０℃程度の加熱温度となって、かかる境界側部分が、接合材全体のうちで最も硬度の小さな軟化部分となり、また、接合部の中心部分での加熱温度が比較的に低い場合には、接合部全体が、母材部よりも硬度が小さな軟化部分となる。
【００２３】
かくして、本発明に係る摩擦撹拌接合方法では、接合部の少なくとも一部が、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱による軟化により接合材全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分とされると共に、かかる接合部の軟化部分の厚さが、母材部の厚さよりも大きくされた接合材、つまり、前述せる如き優れた特徴を発揮するアルミニウム接合材が、容易に得られることとなる。
【００２４】
従って、かくの如き本発明に従う摩擦撹拌接合方法によれば、プレス成形の実施に際し、接合材全体において十分な加工量が安定的に且つ確実に確保され得て、優れたプレス成形性が効果的に発揮され得るアルミニウム接合材を、極めて有利に得ることが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係るアルミニウム接合材とそのプレス加工方法、並びに摩擦撹拌接合方法の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２６】
先ず、図１には、本発明に従う摩擦撹拌接合方法を適用して得られたアルミニウム接合材の一例として、自動車のインナー材等のボデーパネルを与えるプレス成形用接合材たるテーラードブランク材１０が、その縦断面形態において、概略的に示されている。かかる図１に示されるように、テーラードブランク材１０は、互いに同一厚さを有する平板状の２枚のアルミニウム母材１２，１４の端部同士が、それぞれの端面同士において互いに突き合わされた状態下で、それらの突合せ部１５（図１において、二点鎖線で示す）が摩擦撹拌接合されて、接合部１６が形成されることにより、一体化せしめられて、構成されている。
【００２７】
また、図１には明示されてはいないものの、ここでは、２枚の板状アルミニウム母材１２，１４の突合せ部１５が全長に亘って接合されており、それによって、接合部１６が、かかる突合せ部１５に沿って、全長に連続して延びるように形成されている。そして、そのような接合部１６を除く部分が、各板状母材１２，１４に由来する母材部１８，２０とされている。
【００２８】
なお、このようなテーラードブランク材１０の形成材料たる各板状アルミニウム母材１２，１４は、文字通り、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるものであるが、それら各板状母材１２，１４を構成するアルミニウム材料の種類は、特に限定されるものではなく、目的とするプレス製品に要求される材質や特性等に応じて、同一種類のものや互いに異なる種類のものが、アルミニウム若しくは各種のアルミニウム合金の中から、適宜に選択される。
【００２９】
また、各板状アルミニウム母材１２，１４を与えるアルミニウム材料として、アルミニウム合金を用いる場合には、非熱処理型合金と熱処理型合金の何れもが使用可能であるが、その中でも、自動車のインナー材等のボディパネルを与える本実施形態のテーラードブランク材１０等の如き、優れた強度が要求されるプレス製品を与えるブランク材の形成材料として、板状アルミニウム母材１２，１４が用いられる場合には、例えば、十分な強度と高いプレス成形性とを兼備する、ＪＩＳ呼称による５０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金）からなり且つＯ、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３等の質別を有するものや、６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金）からなり且つＯ、Ｔ４、Ｔ６等の質別を有するもの等が、各板状母材１２，１４を与えるアルミニウム材料として、好適に使用される。なお、ここでは、各板状母材１２，１４が、同一種類で且つ同じ質別を有するアルミニウム合金材料からなることによって、同一の物性を有するように構成されている。
【００３０】
さらに、各板状アルミニウム母材１２，１４には、従来より公知の手法にて製造されたものが、何れも使用され得る。即ち、例えば、先ず、所定のアルミニウム若しくはアルミニウム合金が、通常のＤＣ法による半連続鋳造法によって造塊され、そして、この得られた造塊物に対して均質化処理が施された後、熱間圧延が行われて、板状素材として製造される。また、かかる板状素材は、所定のアルミニウム若しくはアルミニウム合金の溶湯を、連続鋳造法（ＣＣ法）により、直接に、連続鋳造板として製造された板状素材であって良い。そして、かくして製造された板状素材に対して、必要に応じて、中間焼鈍処理、冷間圧延等が行われて、所定の厚さを有する平板形状の板材が成形され、その後、この板材が、熱処理によって必要な質別に調質されて、板状アルミニウム母材１２，１４として用いられるのである。
【００３１】
また、各板状アルミニウム母材１２，１４の厚さも、特に限定されるものではなく、テーラードブランク材１０において要求される強度乃至は合成や軽量性に応じて、適宜に決定されるところである。
【００３２】
而して、このような本実施形態のテーラードブランク材１０は、前述せる如く、同一厚さを有する２枚の板状アルミニウム母材１２，１４が、摩擦撹拌接合により、互いに突合せ接合されて、一体化されてなる、軽量で且つ接合強度の高い板状等厚継手として構成されるものであるが、ここでは、特に、母材部における接合部の周辺部位に熱影響部が形成された従来の接合材、つまり、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱により軟化せしめられて、硬度が最も小さくされた熱影響部が接合部周辺の母材部に形成されることにより、母材部の引張強さが、かかる熱影響部において極端に小さくされた従来の接合材とは異なって、そのような熱影響部が各母材部１８，２０に何等存在せず、接合部１６における母材部１８，２０との境界側部分が、テーラードブランク材１０の全長に亘って、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱により軟化せしめられて、テーラードブランク材１０全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分２２とされている。また、図１から明らかなように、接合部１６が肉盛り状態とされて、接合部１６厚さが、その全幅に亘って、各母材部１８，２０の厚さよりも、所定寸法大きくされた略均一な厚さとされている。
【００３３】
このように、本実施形態のテーラードブランク材１０にあっては、接合部１６の一部を構成する軟化部分２２が、テーラードブランク材１０全体のうちで最も小さな硬さとされているところから、かかる接合部１６の軟化部分２２の硬さ（ビッカース硬さ）：ＨＡ1 が、各母材部１８，２０の硬さ（ビッカース硬さ）：ＨＢ1 よりも小さくされている。また、接合部１６の厚さが、各母材部１８，２０の厚さよりも所定寸法厚くされた略均一な厚さとされていることによって、接合部１６における軟化部分２２の厚さ：ｔＡ1 も、各母材部１８，２０の厚さ：ｔＢ1 よりも所定寸法厚くされている。
【００３４】
しかも、かかるテーラードブランク材１０においては、各母材部１８，２０の厚さに対する接合部１６の軟化部分２２と各母材部１８，２０との厚さの差の割合、換言すれば、軟化部分２２の母材部１８，２０に対する厚さの増加割合：ｔ1 ＝（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 が、各母材部１８，２０のビッカース硬さに対する接合部１６の軟化部分２２と各母材部１８，２０とのビッカース硬さの差の割合、つまり、軟化部分２２の母材部１８，２０に対する硬さの減少割合：Ｈ1 ＝（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1 と同じか若しくはそれよりも大きくなる（ｔ1 ≧Ｈ1 ）ように構成されており、そこに、従来品には全く見られない極めて大きな特徴が存しているのである。
【００３５】
なお、各母材部１８，２０が、互いに異なる種類や異なる質別を有するアルミニウム材料からなる板状アルミニウム母材１２，１４にて構成されて、各母材部１８，２０のビッカース硬さの間に差異が存する場合には、前記母材部のビッカース硬さ：ＨＢ1 として、硬さが大きい方の母材部のビッカース硬さ：ＨＢ1 が適用された状態において、上記の如き軟化部分２２の母材部１８，２０に対する厚さの増加割合：ｔ1 と硬さの減少割合：Ｈ1 との間における特定の関係（ｔ1 ≧Ｈ1 ）が満足せしめられるように、テーラードブランク材１０が、構成される。
【００３６】
かくして、本実施形態では、上述の如き特徴的構成を有していることで、接合部１６の軟化部分２２において、硬度の減少に伴う引張強さの低下が、肉厚の増大に基づく引張強さの上昇により十分に補完されて、接合部１６の軟化部分２２の引張強さが、各母材部１８，２０よりも、寧ろ大きくされており、それによって、テーラードブランク材１０に対するプレス成形の実施時に、接合部１６の軟化部分２２で応力集中が惹起されるようなことが有利に回避され得て、かかる接合部１６の軟化部分２２が、容易に破断することも、効果的に防止され得るようになっている。
【００３７】
従って、このような本実施形態のテーラードブランク材１０にあっては、母材部に熱影響部が形成された従来のテーラードブランク材とは異なって、プレス成形の実施時に、全体において、十分な加工量が、安定的に且つ確実に確保され得、以て、優れたプレス成形性が、極めて効果的に発揮され得ることとなるのである。
【００３８】
ところで、前述のように、本実施形態に係るテーラードブランク材１０は、接合部１６の軟化部分２２と母材部１２，１４との間におけるそれぞれの硬さと厚さとのバランスが、前記せる如き特定のバランスとなるように構成されているところに、極めて大きな特徴を有しているのであるが、このような特徴的構成を有するテーラードブランク材１０は、例えば、以下に示す如き特別な摩擦撹拌接合方法に従って、２枚の板状アルミニウム母材１２，１４を接合することにより、容易に得られる。
【００３９】
すなわち、本実施形態のテーラードブランク材１０を得る際には、先ず、平板状の２枚のアルミニウム母材１２，１４が、互い対応する端面同士において突き合わされ、且つそれらの突合せ状態が維持されるように、例えば、所定のテーブル上等に固定される等して、保持される。そして、そのような保持状態下において、２枚の板状アルミニウム母材１２，１４の突合せ部１５に対して、従来では実施されていない条件で、摩擦撹拌接合操作が、実施される。
【００４０】
より詳細には、この摩擦撹拌接合操作の実施に際しては、図２に示されるように、ピン２４が先端部に同心的に設けられたロッド状の回転工具２８が用いられる。この回転工具２６及びピン２４としては、従来と同様に、接合されるべき２枚の板状アルミニウム母材１２，１４よりも硬い材料を用いて形成されたものが、用いられる。そして、図示しない公知の回転駆動機構にて、ピン２４が、回転工具２６と共に一体的に高速回転せしめられつつ、２枚のアルミニウム母材１２，１４の突合せ部２４における接合開始端部に差し込まれ、突合せ部１５に対し、それに沿って相対的に移動せしめられることにより、突合せ部１５の接合が進行せしめられる。
【００４１】
これによって、一体回転せしめられるピン２４や回転工具２６と２枚のアルミニウム母材１２，１４との間に、摩擦熱が発生せしめられ、また、その摩擦熱にて、突合せ部１５の周辺部位が塑性加工可能な状態とされる。そして、そのような状態下で、ピン２４の高速回転による撹拌作用にて、各アルミニウム母材１２，１４の突合せ部１５のメタルが入り交じり合わされて、かかる突合せ部１５に沿って接合部１６が形成され、以て、２枚のアルミニウム母材１２，１４が、溶融せしめられることなく、接合されることとなる。
【００４２】
そして、このような本操作では、特に、ピン２４が突合せ部１５に差し込まれた状態下において、ピン２４の突合せ部１５に対する相対的な移動方向、換言すれば、ピン２４による突合せ部１５の接合進行方向（図２中、白抜きの矢印で示される左方向）と２枚のアルミニウム母材１２，１４の突合せ方向（図２中、紙面に垂直な方向）の両方向に対して直角に交差する方向（図２中、上下方向）に延びる直線ｍと、突合せ部１５に差し込まれたピン２４の軸心ｎとのなす角θの大きさが１°以内の大きさとなるように、ピン２４が、接合進行方向の後方側に傾斜する姿勢とされ、また、そのような姿勢のままで、ピン２４が、１ｍ／分以上の速度で、突合せ部１５に対して相対的に移動せしめられる。
【００４３】
このように、ここでは、突合せ部１５に差し込まれたピン２４が、突合せ部１５の接合進行方向に、１°以内の、従来よりも極めて小さな角度で後傾した姿勢のままで、突合せ部１５に対して相対移動せしめられるため、ピン２４の高速回転による撹拌作用にて、各板状アルミニウム母材１２，１４の突合せ部１５のメタルが入り交じり合わされる際に、それらのメタルが、各板状アルミニウム母材１２，１４におけるピン２４の差込側の面上に盛り上がるように溢れ出されて、接合部１６が肉盛りされ、それによって、接合部１６の厚さが、その全幅に亘って、各母材部１８，２０の厚さよりも増加せしめられる。
【００４４】
すなわち、本操作において、ピン２４の接合進行方向に対する後傾角度：θが１°以内とされた状態で、突合せ状態が維持されるように固定された２枚の板状アルミニウム母材１２，１４の突合せ部１５に対する摩擦撹拌接合が進行せしめられることにより、初めて、上述の如き接合部１６の肉盛り現象が生ぜしめられ、その結果として、接合部１６が、各母材部１８，２０の厚さよりも所定寸法厚くされた略均一な厚さとされるようになっている。換言すれば、ピン２４の接合進行方向に対する後傾角度：θが１°を越える状態で、摩擦撹拌接合操作を行っても、接合部１６の肉盛り現象が何等発生せず、従って、接合部１６を各母材部１８，２０よりも厚肉化することは不可能なのである。
【００４５】
なお、このような本操作では、ピン２４の高速回転による撹拌作用にて入り交じり合わされた突合せ部１５のメタルが、各板状アルミニウム母材１２，１４におけるピン２４の差込側の面上に盛り上がるように溢れ出されるものであるため、かかる面上にメタルが溢れ出された分だけ、突合せ部１５の幅寸法が小さくされる。それ故に、２枚の板状アルミニウム母材１２，１４を摩擦撹拌接合して得られるテーラードブランク材１０の幅が、互いに突合せ状態とされた２枚の板状アルミニウム母材１２，１４の合計幅よりも、突合せ部１５の肉厚増大分に対応する分だけ、減少せしめられることとなるが、このような幅寸法の減少は、摩擦撹拌接合操作中やその終了直後には、接合部が熱膨張しているために惹起されることがなく、接合部の冷却に伴う収縮によって惹起されることとなる。従って、本操作では、摩擦撹拌接合操作の最中に、前記せる如く、突合せ状態が維持されるように、所定のテーブル上に固定された２枚の板状アルミニウム母材１２，１４の全幅が減少し、その固定状態が不安定となってしまうようなことがなく、以て、摩擦撹拌接合操作が、終始、良好に進められることとなる。
【００４６】
また、本操作においては、ピン２４が、従来の摩擦撹拌接合操作の実施時における移動速度よりも格段に速い１ｍ／分の速度で、突合せ部１５に対して相対移動せしめられるところから、ピン２４や回転工具２６と各板状アルミニウム母材１２，１４との間に生ずる摩擦熱によって、母材部１８，２０における接合部１６の周辺部位が、約２５０℃程度にまで加熱される前に、ピン２４が迅速に且つ順次移動せしめられる。このため、摩擦撹拌接合操作の進行中に、母材部１８，２０における接合部１６の周辺部位に、約２５０℃程度にまで加熱される部分が発生せず、それ故に、そのような母材部１８，２０における接合部１６の周辺部位に、摩擦撹拌接合操作により形成されるテーラードブランク材１０全体のうちで最も硬度が小さくされた熱影響部が形成されることがなく、その代わりに、接合部１６の母材部１８，２０との境界側部分（近接部分）に、摩擦熱により約２５０℃程度に加熱された部分が不可避的に生じ、そのような接合部１６の母材部１８，２０との境界側部分が、テーラードブランク材１０全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分２２とされる。そして、ここで形成される接合部１６の軟化部分２２の硬度が、先に詳述した軟化部分２２の母材部１８，２０に対する厚さの増加割合：ｔ1 と硬さの減少割合：Ｈ1 との間における特定の関係（ｔ1 ≧Ｈ1 ）を満たし得るような値となるのである。
【００４７】
なお、本操作では、摩擦撹拌接合中に、接合部１６の中心部分で生ずる摩擦熱が２５０℃よりも十分に高い温度となるように、摩擦撹拌接合が進行せしめられるため、接合部１６の中心部分よりも摩擦熱による加熱温度が不可避的に低くなる、接合部１６の母材部１８，２０との境界側部分の加熱温度のみが２５０℃程度なり、それ故に、そのような接合部１６の母材部１８，２０との境界側部分が、軟化部分２２とされるのであるが、例えば、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱が２５０℃程度にまで上昇しない場合には、接合部１６全体が、母材部１８，２０よりも硬度の小さな軟化部分２２とされることとなる。
【００４８】
かくして、かくの如く、ピン２４を１°以内の角度で後傾させた姿勢において、１ｍ／分の速度で、突合せ部１５に対して相対移動させる条件の下で、２枚の板状アルミニウム母材１２，１４の突合せ部１５の摩擦撹拌接合操作を実施することによって、２枚の板状アルミニウム母材１２，１４が接合され、一体化されて、目的とするテーラードブランク材１０が得られる。そして、この得られたテーラードブランク材１０において、前述せる如き特徴的な構成、つまり、接合部１６の各母材部１８，２０との境界側部分が、他の接合部１６や母材部１８，２０よりも小さな硬度を有する軟化部分２２とされると共に、かかる接合部１６の軟化部分２２の厚さが、各母材部１８，２０よりも厚くされ、しかも、各母材部１８，２０の厚さに対する接合部１６の軟化部分２２と各母材部１８，２０との厚さの差の割合：ｔ1 ＝（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 が、各母材部１８，２０のビッカース硬さに対する接合部１６の軟化部分２２と各母材部１８，２０とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ1 ＝（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1 と同じか若しくはそれよりも大きくされた（ｔ1 ≧Ｈ1 ）特別な構成が、具備せしめられることとなる。
【００４９】
従って、このような特別な摩擦撹拌接合手法を採用して、２枚の板状アルミニウム母材１２，１４を接合すれば、プレス成形の実施に際し、十分な加工量が安定的に且つ確実に確保され得て、優れたプレス成形性が効果的に発揮され得るテーラードブランク材１０を、極めて有利に得ることが可能となるのである。
【００５０】
そして、かくして得られたテーラードブランク材１０から、例えば、自動車のインナー材やアウター材等のボデーパネル等のプレス製品を得るために、かかるテーラードブランク材１０に対して、従来と同様なプレス加工が施される。
【００５１】
このようなプレス加工においては、そのプレス素材として、上述の如き優れた特徴を有するテーラードブランク材１０が用いられていることによって、所望の形状を有するプレス製品が、優れた良品率をもって安定的に得られることとなるのである。
【００５２】
次に、図３には、本発明に従うアルミニウム接合材の別の例としてのテーラードブランク材２４が、その縦断面形態において、概略的に示されている。かかる図３から明らかなように、本実施形態のテーラードブランク材２８は、互いに厚さが異なる平板状の２枚のアルミニウム母材３０，３２の端部同士が、それぞれの端面において互いに突き合わされた状態下で、それらの突合せ部が摩擦撹拌接合されて、接合部１６が形成されることにより、一体化せしめられて、構成されている。
【００５３】
また、図３には明示されてはいないものの、本実施形態のテーラードブランク材２８においては、２枚の板状アルミニウム母材３０，３２の突合せ部が全長に亘って接合されて、接合部１６が、かかる突合せ部に沿って、全長に連続して延びるように形成されている。そして、そのような接合部１６を除く部分のうち、板厚の大きな板状アルミニウム母材３０に由来する部分が、厚肉母材部３４とされている一方、板厚の小さな板状アルミニウム母材３２に由来する部分が、薄肉母材部３６とされている。
【００５４】
かくして、かかるテーラードブランク材２８では、その強度乃至は剛性が、厚肉母材部３４において、薄肉母材部３６よりも、それらの板厚差に応じた分だけ大きくされると共に、全体重量が、薄肉母材部３６が設けられている分だけ軽量化され、それによって、テーラードブランク材２８に対するプレス成形により得られる自動車のインナー材等のボデーパネルにおける所望の部位の高強度化乃至は高剛性化と、インナー材全体の軽量化とが、共に有利に実現せしめられ得るといった利点が得られるようになっている。
【００５５】
なお、このようなテーラードブランク材２８の形成材料たる板状アルミニウム母材３０，３２は、前記実施形態のテーラードブランク材１０を与える材料と同様に、アルミニウム若しくはアルミニウム合金であれば、同一の種類或いは異なる種類の材料が適宜に選択されて、用いられるのであり、また、それら板状アルミニウム母材３０，３２のそれぞれの厚さも、互いに異なる大きさとされておれば、何等限定されるものではない。
【００５６】
ところで、図３から明らかな如く、本実施形態のテーラードブランク材２８においては、特に、接合部１６が肉盛り状態とされて、接合部１６における厚肉母材部３４との境界側部分が、厚肉母材部３４よりも所定寸法厚肉化されると共に、薄肉母材部３６との境界側部分も、薄肉母材部３６よりも所定寸法厚肉化されており、しかも、そのような接合部１６の厚さが、厚肉母材部３４側から薄肉母材部３６側に向かって徐々に小さくなるように構成されている。
【００５７】
そして、このようなテーラードブランク材２８にあっても、前記実施形態と同様に、従来の接合材とは異なって、最も硬度の小さな熱影響部が、厚肉及び薄肉母材部３４，３６における接合部１６の周辺部位には何等存在せず、接合部１６における厚肉母材部３４と薄肉母材部３６とのそれぞれの境界側部分が、それぞれ、テーラードブランク材２８の全長に亘って、摩擦撹拌接合中に生ずる摩擦熱により軟化せしめられて、テーラードブランク材２８全体のうちで最も硬度が小さくされた軟化部分２２とされている。また、ここでは、特に、上述せるように、接合部１６の厚さが、厚肉母材部３４側から薄肉母材部３６側に向かって徐々に小さくされているところから、軟化部分２２のうち、薄肉母材部３６との境界に位置する部分が、薄肉母材部３６よりは厚いものの、接合部１６のうちで最も薄い厚さとされた薄肉軟化部分２２ａとされている一方、厚肉母材部３４との境界に位置する部分が、厚肉母材部３４よりは厚く且つ接合部１６のうちで最も厚い厚肉軟化部分２２ｂとされている。
【００５８】
かくして、本実施形態のテーラードブランク材２８にあっては、薄肉母材部３６と接合部１６の薄肉軟化部分２２ａとを、硬さと厚さとにおいてそれぞれ比較した場合、薄肉軟化部分２２ａの硬さ（ビッカース硬さ）：ＨＡ2 が、薄肉母材部３６の硬さ（ビッカース硬さ）：ＨＢ2 よりも小さくされており、また、接合部１６の薄肉軟化部分２２ａの厚さ：ｔＡ2 も、薄肉母材部３６の厚さ：ｔＢ2 より、所定寸法厚くされている。そして、薄肉母材部３６の厚さに対する接合部１６の薄肉軟化部分２２ａと薄肉母材部３６との厚さの差の割合：ｔ2 ＝（ｔＡ2−ｔＢ2）／ｔＢ2 が、薄肉母材部３６のビッカース硬さに対する接合部１６の薄肉軟化部分２２ａと薄肉母材部３６とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ2 ＝（ＨＢ2−ＨＡ2）／ＨＢ2 と同じか若しくはそれよりも大きくなる（ｔ2 ≧Ｈ2 ）ように構成されており、その点に、従来品には全く見られない極めて大きな特徴が存しているのである。
【００５９】
そして、本実施形態では、上述の如き特徴的構成を有していることで、接合部１６の薄肉軟化部分２２ａにおいて、硬度の減少に伴う引張強さの低下が、肉厚の増大に基づく引張強さの上昇により十分に補完されて、接合部１６の薄肉軟化部分２２ａの引張強さが、薄肉母材部３６よりも大きくされており、それによって、テーラードブランク材２８に対するプレス成形の実施時に、接合部１６の厚肉軟化部分２２ｂは勿論、薄肉軟化部分２２ａで応力集中が惹起されるようなことが有利に回避され得て、かかる接合部１６の厚肉軟化部分２２ｂや薄肉軟化部分２２ａが、容易に破断することも、効果的に防止され得る。
【００６０】
従って、このような本実施形態のテーラードブランク材２８にあっても、プレス成形の実施時に、全体において、十分な加工量が、安定的に且つ確実に確保され得、以て、優れたプレス成形性が、極めて効果的に発揮され得ることとなるのである。
【００６１】
なお、このような優れた特徴を発揮するテーラードブランク材２８も、有利には、先に詳述せる特別な摩擦撹拌接合手法に従って、互いに異なる厚さを有する２枚の板状アルミニウム母材３０，３２を突合せ接合することにより、容易に得られることとなる。
【００６２】
また、ここでは、自動車のインナー材等のボディパネルを与えるプレス成形用アルミニウムブランク材（テーラードブランク材）としてのアルミニウム接合材と、そのプレス加工方法と、かかるアルミニウム接合材の製造に際して採用される摩擦撹拌接合とに対して、本発明を適用したものの具体例を示したが、本発明は、その他、２枚の板状アルミニウム母材のそれぞれの端部同士を摩擦撹拌接合により突合せ接合してなるアルミニウム接合材や、１枚の板状アルミニウム母材を、例えば筒状に成形し、その端部同士を摩擦撹拌接合により突合せ接合してなるアルミニウム接合材と、それらのアルミニウム接合材のプレス加工方法と、それらのアルミニウム接合材の製造に際して採用される摩擦撹拌接合の何れに対しても有利に適用され得るものであることは、勿論である。
【００６３】
その他、本発明は、各種の形態において実施され得るものであって、当業者の知識に基づいて採用される本発明についての種々なる変更、修正、改良に係る各種の実施の形態が、何れも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、本発明の範疇に属するものであることが、理解されるべきである。
【実施例】
【００６４】
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明の特徴を更に明確にすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。
【００６５】
＜実施例１＞
先ず、板状アルミニウム母材として、厚さ：１．２ｍｍ、幅：７００ｍｍ、長さ：１２００ｍｍ、材質：ＡＡ６０１６−Ｔ４のアルミニウム合金材料からなる板材を、２枚準備した。そして、この準備された２枚の板材を板幅方向において突き合わせて、テーブル上に固定した。
【００６６】
次いで、回転工具として、肩直径：１０ｍｍ、ピン長さ（高さ）：１ｍｍ、ピン直径：４ｍｍのものを用い、これを、回転数：３０００ｒｐｍで回転させながら、テーブル上に固定した２枚の板材の突合せ部に対して、その接合進行方向の後方側に１°の角度で傾斜させた姿勢で、差し込み、そして、その状態のままで、速度：１０００ｍｍ／分において、突合せ部に対して、接合進行方向前方側に相対移動せしめることにより、互いに同一厚さを有する２枚の板材の突合せ部に対する摩擦撹拌接合を行って、接合材（実施例１）を得た。
【００６７】
その後、かくして得られた実施例１の接合材において、母材部と接合部のそれぞれにおける幅方向（接合方向に対して直角な方向）に所定距離を隔てた複数の部位のビッカース硬さを、ＪＩＳ  Ｚ２２４４に準拠して、各々測定したところ、実施例１の接合部における母材部との境界側部分のビッカース硬さが６８で、接合材全体のうちで最も小さくなっていた。また、母材部のビッカース硬さは７０であった。更に、実施例１の接合材の母材部と接合部の厚さをそれぞれ測定した結果、母材部は１．２ｍｍの厚さで、幅方向に同一の厚さとなっており、また接合部は、１．３ｍｍの厚さで、これも、幅方向に同一の厚さとなっていた。
【００６８】
引き続き、上記の測定結果に基づいて、実施例１の接合材における接合部の軟化部分（接合材全体のうちで最も硬度が小さくなった部分）の厚さをｔＡ1 、母材部の厚さをｔＢ1 、接合部の軟化部分のビッカース硬さをＨＡ1 、及び母材部のビッカース硬さをＨＢ1 としたときの、母材部の厚さに対する接合部の軟化部分と母材部との厚さの差の割合：ｔ1 ＝（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 と、母材部のビッカース硬さに対する接合部の軟化部分と母材部とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ1 ＝（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1 とを、それぞれ算出した。その結果、ｔ1 ＝０．０８３で、Ｈ1 ＝０．０２９となっており、実施例１の接合材では、母材部の厚さに対する接合部の軟化部分と母材部との厚さの差の割合：ｔ1 が、母材部のビッカース硬さに対する接合部の軟化部分と母材部とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ1 よりも大きくされていることが、確認された。これは、実施例１の接合材が、本発明に従う構造を有していることを、明確に示している。
【００６９】
一方、上述の如き実施例１の接合材の硬さや厚さの測定とは別に、実施例１の接合材における接合部の接合不良の有無を調べるために、先ず、公知の手法により、接合部の裏側部分に対する浸透探傷検査を行ったところ、発色が認められなかった。また、接合部の断面のマクロ組織を観察した結果、亀裂が認められなかった。これらの結果から、実施例１の接合材の接合部には、接合不良が生じておらず、かかる接合部が健全なものであることが、確認された。
【００７０】
さらに、実施例１の接合材に対して、ＪＩＳ  Ｚ２２４８に準拠して、接合部の３点曲げ試験を行ったところ、接合部に亀裂が生ずることなく、接合材を曲げ変形させることが出来た。また、それとは別に、実施例１の接合材に対する引張試験を、ＪＩＳ  Ｚ２２４１に準拠して実施した結果、接合材の破断が、接合部から１０ｍｍ以上離れた母材部で惹起された。更に、実施例１の接合材を用いて、自動車の外板としてのプレス製品を得るべく、公知のプレス加工を行ったところ、破断や亀裂等の問題が、何等生ずることなく、所望のプレス製品が得られた。これらの結果から、本発明に従う構造を有する実施例１の接合材が、優れたプレス成形性を安定的に且つ確実に発揮し得るものであることが、明確に認識され得る。
【００７１】
＜実施例２＞
先ず、板状アルミニウム母材として、厚さ：１．２ｍｍ、幅：６００ｍｍ、長さ：１６００ｍｍ、材質：ＡＡ６０１６−Ｔ４のアルミニウム合金材料からなる板材と、厚さ：０．８ｍｍ、幅：６００ｍｍ、長さ：１６００ｍｍ、材質：ＡＡ６０１６−Ｔ４のアルミニウム合金材料からなる板材とを、それぞれ１枚ずつ準備した。そして、この準備された２枚の板材を板幅方向において突き合わせて、テーブル上に固定した。
【００７２】
次いで、回転工具として、前記実施例１で用いられたものと同じものを用い、これを、回転数：３０００ｒｐｍで回転させながら、テーブル上に固定した２枚の板材の突合せ部に対して、その接合進行方向の後方側に１°の角度で傾斜させ、且つ接合進行方向とは直角な方向において厚さの小さな板材側に４°の角度で傾斜させた姿勢で、差し込み、そして、その状態のままで、速度：１０００ｍｍ／分において、突合せ部に対して、接合進行方向前方側に相対移動せしめることにより、互いに異なる厚さとされた２枚の板材の突合せ部に対する摩擦撹拌接合を行って、接合材（実施例２）を得た。
【００７３】
その後、かくして得られた実施例２の接合材における複数部位のビッカース硬さと厚さとを、前記実施例１と同様にして測定した結果、実施例２の接合部における母材部との境界側部分のビッカース硬さが６８で、接合材全体のうちで最も小さくなっており、また、母材部のビッカース硬さは７０であった。更に、母材部のうち、厚さの小さな方の母材部（薄肉母材部）の厚さは０．８ｍｍの厚さで、幅方向に同一の厚さとなっており、また接合部のうちで最も小さな厚さの部位が、ビッカース硬さが最も小さくなっていた、薄肉母材部との境界側部分たる薄肉軟化部分で、その厚さは０．９ｍｍとなっていた。
【００７４】
引き続き、上記の測定結果に基づいて、実施例２の接合材における接合部の薄肉軟化部分の厚さをｔＡ2 、薄肉母材部の厚さをｔＢ2 、接合部の薄肉軟化部分のビッカース硬さをＨＡ2 、及び薄肉母材部のビッカース硬さをＨＢ2 としたときの、薄肉母材部の厚さに対する接合部の薄肉軟化部分と薄肉母材部との厚さの差の割合：ｔ2 ＝（ｔＡ2−ｔＢ2）／ｔＢ2 と、薄肉母材部のビッカース硬さに対する接合部の薄肉軟化部分と薄肉母材部とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ2 ＝（ＨＢ2−ＨＡ2）／ＨＢ2 とを、それぞれ算出した結果、ｔ2 ＝０．１２５で、Ｈ2 ＝０．０２９となっており、実施例２の接合材では、薄肉母材部の厚さに対する接合部の薄肉軟化部分と薄肉母材部との厚さの差の割合：ｔ2 が、薄肉母材部のビッカース硬さに対する接合部の薄肉軟化部分と薄肉母材部とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ2 よりも大きくされていることが、確認された。これは、実施例２の接合材が、本発明に従う構造を有していることを、明確に示している。
【００７５】
一方、上述の如き実施例２の接合材の硬さや厚さの測定とは別に、実施例２の接合材における接合部の接合不良の有無を、実施例１と同様に手法により調べたところ、接合部の裏側部分に対する浸透探傷検査では、発色が認められず、また、接合部の断面におけるマクロ組織の観察結果において、亀裂が認められなかった。これらの結果から、実施例２の接合材の接合部には、接合不良が生じておらず、かかる接合部が健全なものであることが、確認された。
【００７６】
さらに、実施例２の接合材に対して、実施例１と同様ににして、接合部に対する３点曲げ試験や引張試験を行ったところ、曲げ試験では、接合部に、何等、亀裂が生ずることがなく、また、引張試験においては、接合材の破断が、接合部から１０ｍｍ以上離れた母材部で惹起された。更にまた、実施例２の接合材を用いて、自動車の外板としてのプレス製品を得るべく、公知のプレス加工を行ったところ、破断や亀裂等の問題が、何等生ずることなく、所望のプレス製品が得られた。これらの結果から、本発明に従う構造を有する実施例２の接合材が、優れたプレス成形性を安定的に且つ確実に発揮し得るものであることが、明確に認識され得る。
【００７７】
＜比較例１＞
次に、比較のために、実施例１の接合材を与える、互いに同じ厚さとされた２枚の板状アルミニウム母材と同じ寸法で且つ同一材質の板材を、２枚準備し、そして、それら２枚の板材を、板幅方向において突き合わせて、テーブル上に固定した。
【００７８】
その後、回転工具として、前記実施例１で用いられたものと同じものを用い、これを、回転数：３０００ｒｐｍで回転させながら、テーブル上に固定した２枚の板材の突合せ部に対して、その接合進行方向の後方側に３°の角度で傾斜させた姿勢で、差し込み、そして、その状態のままで、速度：１０００ｍｍ／分において、突合せ部に対して、接合進行方向前方側に相対移動せしめることにより、互いに同一の厚さとされた２枚の板材の突合せ部に対する摩擦撹拌接合を行って、接合材（比較例１）を得た。
【００７９】
次いで、かくして得られた比較例１の接合材における複数部位のビッカース硬さと厚さとを、前記実施例１と同様にして測定した結果、比較例１の接合部における母材部との境界側部分のビッカース硬さが６８で、接合材全体のうちで最も小さくなっていた。また、母材部のビッカース硬さは７０であった。更に、母材部の厚さは１．２ｍｍの厚さで、幅方向に同一の厚さとなっており、またた接合部は、１．１ｍｍの厚さで、これも、幅方向に同一の厚さとなっていた。
【００８０】
引き続き、上記の測定結果に基づいて、比較例１の接合材における母材部の厚さに対する接合部の軟化部分と母材部との厚さの差の割合：ｔ1 ＝（ｔＡ1−ｔＢ1）／ｔＢ1 と、母材部のビッカース硬さに対する接合部の軟化部分と母材部とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ1 ＝（ＨＢ1−ＨＡ1）／ＨＢ1 とを、それぞれ算出した。その結果、ｔ1 ＝−０．０８３で、Ｈ1 ＝０．０２９となっており、比較例１の接合材では、母材部の厚さに対する接合部の軟化部分と母材部との厚さの差の割合：ｔ1 が、母材部のビッカース硬さに対する接合部の軟化部分と母材部とのビッカース硬さの差の割合：Ｈ1 よりも小さくなっていることが、確認された。これは、比較例１の接合材が、本発明に従う構造とは異なる構造を有していることを示している。
【００８１】
一方、比較例１の接合材においては、接合部の接合不良の有無を、実施例１と同様に手法により調べた結果、かかる接合部が健全なものであることが確認され、また、実施例１と同様にして行った、接合部に対する３点曲げ試験においても、接合部に亀裂が発生しないことが認められたものの、実施例１と同様な手法により実施した引張試験では、接合材の破断が、接合部において惹起された。これは、比較例１の接合材が、プレス成形性に劣るものであることを、如実に示している。
【００８２】
＜比較例２＞
さらに、比較のために、実施例１の接合材を与える、互いに同じ厚さとされた２枚の板状アルミニウム母材と同じ寸法で且つ同一材質の板材を、２枚準備し、そして、それら２枚の板材を、板幅方向において突き合わせて、テーブル上に固定した。
【００８３】
次いで、回転工具として、前記実施例１で用いられたものと同じものを用い、これを、回転数：３０００ｒｐｍで回転させながら、テーブル上に固定した２枚の板材の突合せ部に対して、その接合進行方向の後方側に１°の角度で傾斜させた姿勢で、差し込み、そして、その状態のままで、速度：５００ｍｍ／分において、突合せ部に対して、接合進行方向前方側に相対移動せしめることにより、互いに同一の厚さとされた２枚の板材の突合せ部に対する摩擦撹拌接合を行って、接合材（比較例２）を得た。
【００８４】
その後、かくして得られた比較例２の接合材における複数部位のビッカース硬さと厚さとを、前記実施例１と同様にして測定した結果、接合部から幅方向に３ｍｍ程度離隔した母材部の一部分のビッカース硬さが６８で、接合材全体のうちで最も小さくなっており、また、母材部のその他の部位のビッカース硬さは７０で、接合部のビッカース硬さは７０であった。更に、母材部の厚さは１．２ｍｍの厚さで、幅方向に同一の厚さとなっており、また接合部は、１．３ｍｍの厚さで、これも、幅方向に同一の厚さとなっていた。これは、比較例２の接合材が、熱影響部において、硬度が最も小さくされた構造を有し、本発明に従う構造、つまり接合部の一部が、接合材全体のうちで最も硬度が小さな軟化部分とされた構造とは別異の構造とされていることを示している。
【００８５】
そして、比較例２の接合材においては、接合部の接合不良の有無を、実施例１と同様に手法により調べた結果、かかる接合部が健全なものであることが確認され、また、実施例１と同様にして行った、接合部に対する３点曲げ試験においても、接合部に亀裂が発生しないことが認められたものの、実施例１と同様な手法により実施した引張試験では、接合材の破断が、母材部の接合部から３ｍｍ離隔した部位である熱影響部において惹起された。これは、比較例１の接合材が、プレス成形性に劣るものであることを、如実に示している。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に従う構造を有するアルミニウム接合材の一例を示す縦断面説明図である。
【図２】本発明に従う摩擦撹拌接合手法に従って、板状アルミニウム母材同士を接合する一工程例を示す説明図であって、それら板状アルミニウム母材同士の接合操作中におけるピンの姿勢を示している。
【図３】本発明に従う構造を有するアルミニウム接合材の別の例を示す図１に対応する図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０，２８  テーラードブランク材
１２，１４，３０，３２  板状アルミニウム母材
１５  突合せ部
１６  接合部
１８，２０  母材部
２２  軟化部分
２４  ピン
２６  回転工具
３４  厚肉母材部
３６  薄肉母材部
【図１】
2005161365.tif 000003
【図２】
2005161365.tif 000004
【図３】
2005161365.tif 000005