(57)【要約】【課題】摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に効率的に行うこと。【解決手段】管座（二次元集積配管）３０を構成するプレート３１、３２を摩擦攪拌接合方法で重ね接合する場合、接合線６０、６１、６２を終端接合線Ｘ、Ｙ、Ｚのごとく、管座取付用ボルト穴３２ｃやぬすみ穴３２ｄ、弁取付用ねじ穴３２ｂなどの加工穴（もしくは、加工穴用下穴、または、加工穴予定位置）に導いて終わらせる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせ部材を摩擦攪拌接合方法で接合する際に、接合線を加工穴、もしくは、加工穴用下穴、もしくは、加工穴予定位置に導いて終わるようにしたことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項２】
二次元集積配管を構成するプレートを摩擦攪拌接合方法で重ね接合する際に、接合線を加工穴、もしくは、加工穴用下穴、もしくは、加工穴予定位置に導いて終わるようにしたことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【請求項３】
請求項１または２において、接合後に正規に穴加工を行うことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦攪拌接合方法における終端部処理を容易に効率的に行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第３０４５６８２号公報には、重ね合わせた２つの部材を摩擦攪拌接合方法にて接合する技術とともに、その問題点及びそれの解決方法が示されている。以下、その概要を図３により説明する。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０４５６８２号公報
【０００４】
図３において、接合部材１、２よりも硬いピン状のプローブ１２が円柱状の回転子１１の端部軸線上に突出した接合装置１０がある。回転子１１を高速で回転させながら、重ね合わせた２枚の接合部材１、２の接合部３へ、プローブ１２を挿入する。一般には、回転子１１の肩部１１ａが上側の接合部材１に当接するまで、プローブ１２を挿入する。そのとき、プローブ１２の先端は相手（下側）の接合部材２に少し食い込む寸法関係になっている。
【０００５】
そして、プローブ挿入状態のまま、接合部３に沿って接合装置１０を接合部材１、２に対し相対的に移動させる。すると、プローブ１２の回転によりプローブ１２と接合部材１、２との摺動によって発生する摩擦熱により、あるいは、回転子１１の肩部１１ａと接合部材１との摺動によって発生する摩擦熱により、プローブ１２との接触部分付近において接合部材１、２が軟化し、且つ、軟化部分がプローブ１２により攪拌されるとともに、プローブ１２の移動に伴って、軟化攪拌部分がプローブ１２の進行圧を受けてプローブ１２の通過溝を埋めるように進行方向後方へと回り込むように塑性流動したのち、摩擦熱を急速に失って冷却固化される。このようにして、２つの接合部材１、２の接合が行われる。
【０００６】
この摩擦攪拌接合方法の問題は終端部の処理であり、終端部でプローブ１２を軸方向に引き抜くと、そこにはプローブ１２があった所に回り込むべき材料がないから、終端部に孔があいたり、または、凹みが生じることである。
【０００７】
そこで、特許第３０４５６８２号では、その解決方法として、接合部材１、２に当て部材４を取り付けてそこまで接合部３を延ばし、当て部材４においてプローブ１２を引き抜き、その後、当て部材４を除去する方法を開示している。つまり、接合線を当て部材４まで導いて終わらせている。
【０００８】
特許第３０４５６８２号がもう１つ開示している解決方法は、図４に示すごとく、回転子２１に対して軸方向に出没可能とした棒状プローブ２２を備える接合装置２０を用いる方法である。この方法では、終端部で回転子２１の肩部２１ａを接合部材１に当接させたまま、徐々にプローブ２２を引き抜き、凹部を目立たなくするようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の方法では、当て部材４を取り付けたり、除去する余分の工程が必要であり、後者の方法では、プローブ２２を徐々に引き抜く分、かなり長い余分の接合部３が必要である。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑み、接合する部材の製品特性に着目して、摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に効率的に行うことができる技術を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明は、重ね合わせ部材を摩擦攪拌接合方法で接合する際に、接合線を加工穴、もしくは、加工用穴下穴、もしくは、加工穴予定位置に導いて終わるようにしたことを特徴とする摩擦攪拌接合方法である。加工穴としては、取付穴やぬすみ穴などを用いることができる。
【００１２】
第２発明は、二次元集積配管を構成するプレートを摩擦攪拌接合方法で重ね接合する際に、接合線を加工穴、もしくは、加工穴用下穴、もしくは、加工穴予定位置に導いて終わるようにしたことを特徴とする摩擦攪拌接合方法である。加工穴としては、取付穴やぬすみ穴などを用いることができる。
【００１３】
第３発明は、第１発明または第２発明の摩擦攪拌接合方法において、接合後に正規に穴加工を行うことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１、図２を参照しながら説明する。図１は本発明を二次元集積配管法により構成される管座へ適用した例の斜視図である。図２は本発明を一般の重ね合わせ部材の接合へ適用した例の斜視図である。
【００１５】
［第１実施例］
図１により、本発明を二次元集積配管法による管座（二次元集積配管）に適用した例を説明する。
【００１６】
二次元集積配管法により構成した管座（二次元集積配管）とは、溝状の通路を形成したプレートに、別のプレートを密着して取り付けることにより、従来のパイプに替わる管路を形成するものである。そして、漏れのないように管路を形成するために、２つのプレート間を接着剤で密閉したり、溝状通路の周りを溶接やロー付け等で接合したりする方法が採られている。
【００１７】
図１に例示する管座（二次元集積配管）３０は、溝状の流路３３、３４、３５を形成したプレート３１に別のプレート３２を密着して取り付けることにより、管路を形成するものである。
【００１８】
本発明の第１実施例は、漏れのないように管路を形成するために、プレート３１とプレート３２との間で、溝状流路３３、３４、３５の周りを摩擦攪拌接合方法で重ね接合することにより、密閉した管路を有する管座３０を製作しようとするものである。
【００１９】
ここで、管座（二次元集積配管）３０の特性として、必ず管座３０の上に弁５０、５１等の機器が取り付けられるか、または、相手（図示せず）に取り付ける。つまり、管座３０には、弁等の機器取付用穴（取付穴）が設けられる。
【００２０】
図１では、弁５０、５１を弁取付用ボルト５２で、プレート３２に設けられた弁等の機器取付用ねじ穴３２ｂにねじ込んで取り付ける例を示している。プレート３２には、その上に取り付けられた弁５０、５１とプレート３１の溝状流路３３、３４、３５とを連通させる連通穴３２ａが設けられている。
【００２１】
また、一般的には、管座３０は、更に、上位の装置（図示せず）に取り付けて使用される。つまり、管座３０には、上位装置取付用穴（取付穴）が設けられる。
【００２２】
図１では、プレート３１及びプレート３２を貫通する管座取付用ボルト穴３１ｃ、３２ｃを設け、これに管座取付用ボルト３６を通して管座３０を相手（図示しない上位の装置）に取り付ける例を示している。溝状流路３３、３５には、外部の機器と接続するための接続口３３ａ、３５ａが設けられている。
【００２３】
更に、車両等に搭載される機器では、重量を軽減するために、ぬすみ穴が設けられる。図１では、プレート３１及びプレート３２にぬすみ穴３１ｄ及び３２ｄを設けて重量軽減を図ることが行われている例を示している。
【００２４】
そこで、本第１実施例では、このような管座３０の特性として、弁取付用ねじ穴３２ｂや管座取付用ボルト穴３２ｃ等の取付穴、及び、ぬすみ穴３２ｄ（以下、これらの取付穴及びぬすみ穴を総称して加工穴と呼ぶ）を利用して、摩擦攪拌接合の終端部処理を行う。
【００２５】
即ち、上記のような構成の管座３０において、プレート３２をプレート３１に重ね、接合装置（図３の符号１０または図４の符号２０参照）により、溝状流路３３、３４、３５の周りを接合線６０、６１、６２に沿って摩擦攪拌接合し、密閉した流路を形成する。つまり、プレート３１、３２よりも硬いツール（図３のプローブ１２または図４のプローブ２２参照）をプレート３２上からプレート３１との接合部に挿入し、このツールを回転させながら、接合線６０、６１、６２に沿ってプレート３１、３２に対し相対的に移動させる。
【００２６】
そして、接合線６０、６１、６２の各終端部をＸ、Ｙ、Ｚで示す各終端接合線の如く、近くの加工穴に導いて、その加工穴の位置でプローブを軸方向に引き抜く。つまり、接合線６０、６１、６２を近くの加工穴に導いて終わらせる。
【００２７】
図１では、溝状流路３３を密閉する接合線６０の終端接合線Ｘは管座取付用ボルト穴３２ｃに導き、溝状流路３４を密閉する接合線６１の終端接合線Ｙはぬすみ穴３２ｄに導き、溝状流路３５を密閉する接合線６２の終端接合線Ｚは機器取付用ねじ穴３２ｂに導く場合を示している。
【００２８】
これにより、従来のように、当て部材（図３の符号４参照）を取り付けたり、取り外したりする面倒をなくして、また、長い余分の接合部（図４の符号３参照）を形成することなく、摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に、また、効率的に行うことができる。
【００２９】
プレート３１とプレート３２の接合後は、プローブを引き抜いた加工穴（管座取付用ボルト穴３２ｃ、ぬすみ穴３２ｄ、機器取付用ねじ穴３２ｂ）に対し、再度、正規に穴加工を行う。
【００３０】
このように正規に穴加工を行うことにより、仮にプローブを引き抜いた後に加工穴に凹部が残っても、凹部を更に削り取って加工がなされるから、接合時の痕跡は残らない。従って、美的で、欠陥のない即ち応力集中の発生しない接合を得ることができる。
【００３１】
このとき、接合線終端部の位置は、機器取付用ねじ穴３２ｂ、管座取付用ボルト穴３２ｃ及びぬすみ穴３２ｄ等の予め開けられている加工穴に限らず、加工穴がない場合は、それの下穴（加工穴用下穴）であっても良く、加工穴も加工穴用下穴もない場合は、加工穴予定位置であっても良い。
【００３２】
接合線を加工穴用下穴に導いて終わらせる場合も、あるいは、加工穴予定位置に導いて終わらせる場合も、従来のように、当て部材（図３の符号４参照）を取り付けたり、取り外したりする面倒をなくして、また、長い余分の接合部（図４の符号３参照）を形成することなく、摩擦攪拌接合を行うことができるから、摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に効率的に行うことができる。
【００３３】
加工穴用下穴または加工穴予定位置のいずれでプローブを軸方向に引き抜いて接合を終端した場合も、プレート３１とプレート３２との接合後に、正規に穴の加工を行う。こうすることにより、プローブを引き抜いた後に加工穴用下穴または加工穴予定位置で凹部が残っても、凹部を更に削り取って加工がなされるから、接合時の痕跡は残らない。従って、美的で、欠陥のない即ち応力集中の発生しない接合を得ることができる。
【００３４】
［第２実施例］
上記では、一例として二次元集積配管法による管座３０への本発明の適用例を説明したが、これに限るものではなく、同様の加工穴、あるいは、加工穴用下穴、あるいは、加工穴予定位置を有する製品であれば、本発明を適用することができる。
【００３５】
図２は、一般的な重ね合わせ部材の接合に、本発明の摩擦攪拌接合方法を適用した場合の例を示している。図２に示す重ね合わせ部材は、ベースプレート４０上に機器取付座４１を摩擦攪拌接合方法により重ね接合するものである。
【００３６】
図２に示す製品（重ね合わせ部材）の特性は、適宜な機器を取り付けるための加工穴として、機器取付用ボルト穴４１ａが存在することである。
【００３７】
そこで、本第２実施例では、機器取付座４１に設けられる機器取付用ボルト穴４１ａを利用して、ベースプレート４０と機器取付座４１とを摩擦攪拌接合方法で重ね接合する場合の終端部処理を行う。図２の例では、機器取付用ボルト穴４１ａは板状の機器取付座４１の四隅に設けられている。
【００３８】
即ち、図２において、機器取付座４１をベースプレート４０上に重ね、接合装置（図３の符号１０、図４の符号２０参照）により、四隅の機器取付用ボルト穴４１ａの周りを接合線６３に沿って摩擦攪拌接合する。つまり、ベースプレート４０及び機器取付座４１よりも硬いツール（図３のプローブ１２または図４のプローブ２２参照）を機器取付座４１上からベースプレート４０との接合部に挿入し、このツールを回転させながら、接合線６３に沿ってベースプレート４０及び機器取付座４１に対し相対的に移動させる。
【００３９】
そして、接合線６３の終端部を、Ｗで示す終端接合線の如く、近くの機器取付用ボルト穴４１ａに導いて、プローブ（図３の符号１２、図４の符号２２参照）を軸方向に引き抜く。つまり、接合線６３を近くの機器取付用ボルト穴４１ａに導いて終わらせる。
【００４０】
これにより、従来のように、当て部材（図３の符号４参照）を取り付けたり、取り外したりする面倒をなくして、また、長い余分の接合部（図４の符号３参照）を形成することなく、摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に、効率的に行うことができる。
【００４１】
ベースプレート４０と機器取付座４１との接合後は、プローブを引き抜いた機器取付用ボルト穴４１ａに対し、再度、正規に穴加工を行う。
【００４２】
このように正規に穴加工を行うことにより、仮にプローブを引き抜いた後に機器取付用ボルト穴４１ａに凹部が残っても、凹部を更に削り取って加工がなされるから、接合時の痕跡は残らない。従って、美的で、欠陥のない即ち応力集中の発生しない接合を得ることができる。
【００４３】
このとき、接合線終端部の位置は、機器取付用ボルト穴４１ａ等の予め開けられている加工穴に限らず、加工穴がない場合は、それの下穴（加工穴用下穴）であっても良く、加工穴も加工穴用下穴もない場合は、加工穴予定位置であっても良い。
【００４４】
接合線を加工穴用下穴に導いて終わらせる場合も、または、加工穴予定位置に導いて終わらせる場合も、従来のように、当て部材（図３の符号４参照）を取り付けたり、取り外したりする面倒をなくして、また、長い余分の接合部（図４の符号３参照）を形成することなく、摩擦攪拌接合を行うことができるから、摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に効率的に行うことができる。
【００４５】
加工穴用下穴または加工穴予定位置のいずれでプローブを軸方向に引き抜いて接合を終端した場合も、ベースプレート４０と機器取付座４１との接合後に、正規に穴の加工を行う。こうすることにより、プローブを引き抜いた後に加工穴用下穴または加工穴予定位置で凹部が残っても、凹部を更に削り取って加工がなされるから、接合時の痕跡は残らない。従って、美的で、欠陥のない即ち応力集中の発生しない接合を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
第１発明は、重ね合わせ部材を摩擦攪拌接合方法で接合する際に、接合線を取付穴やぬすみ穴などの加工穴、もしくは、加工穴用下穴、もしくは、加工穴予定位置に導いて終わるようにしたので、従来のように、当て部材を取り付けたり、取り外したりする面倒をなくして、また、長い余分の終端接合線を形成することなく、摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に、効率的に行うことができる。
【００４７】
第２発明は、二次元集積配管を構成するプレートを摩擦攪拌接合方法で重ね接合する際に、接合線を取付穴やぬすみ穴などの加工穴、もしくは、加工穴用下穴、もしくは、加工穴予定位置に導いて終わるようにしたので、従来のように、当て部材を取り付けたり、取り外したりする面倒をなくして、また、長い余分の終端接合線を形成することなく、摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、摩擦攪拌接合方法の終端部処理を容易に、効率的に行うことができる。
【００４８】
第３発明は、第１発明または第２発明において、接合後に正規に穴加工を行うので、プローブを引き抜いた後に加工穴、あるいは、加工穴用下穴、あるいは、加工穴予定位置に凹部が残っても、凹部を更に削り取って加工がなされるから、接合時の痕跡は残らない。従って、美的で、欠陥のない即ち応力集中の発生しない接合を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態として、本発明を二次元集積配管法により構成される管座へ適用した例を示す斜視図。
【図２】本発明の第２実施形態として、本発明を一般の重ね合わせ部材の接合へ適用した例を示す斜視図。
【図３】摩擦攪拌接合方法の原理と従来の終端処理方法を示す図。
【図４】従来の終端処理方法の別の例を図。
【符号の説明】
１０、２０  接合装置
１１、２１  回転子
１１ａ、２１ａ  回転子の肩部
１２、２２  プローブ
３０  管座（二次元集積配管）
３１  プレート
３２  プレート
３２ａ  連通穴
３２ｂ  弁取付用ねじ穴
３２ｃ  管座取付用ボルト穴
３２ｄ  ぬすみ穴
３３、３４、３５  溝状流路
３３ａ、３４ａ、３５ａ  接続口
３６  管座取付用ボルト
４０  ベースプレート
４１  機器取付座
４１ａ  機器取付用ボルト穴
５０、５１  弁
５２  弁取付用ボルト
６０、６１、６２、６３  接合線
Ｗ、Ｘ、Ｙ、終端接合線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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