(57)【要約】【課題】  ツールと支持ローラが接合方向にずれても、好適に接合可能な摩擦撹拌接合方法及び摩擦撹拌接合装置を提供する。【解決手段】  中空部５ａを有する筒状被接合部材５の突き合わせ部５ｂを接合する摩擦撹拌接合方法であって、突き合わせ部５ｂの内側に裏あて部材２０を当接し、裏あて部材２０に転動可能に当接されるローラを有する中子治具３０を中空部５ａに配置し、中子治具３０で裏あて部材２０を内側から支持し、筒状被接合部材５の外側から、中子治具３０と相対位置関係を保持可能であるツール５０を、突き合わせ部５ｂのうち裏あて部材２０を介して中子治具３０で支持された部分に配置する第１工程と、中子治具３０とツール５０の相対位置関係を保持しながら、筒状被接合部材５及びツール５０の少なくとも一方を移動させることにより、突き合わせ部５ｂを摩擦撹拌接合する第２工程とを有する摩擦撹拌接合方法である。【選択図】      図１
2005103607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接合部材の被突き合わせ部を突き合わせて構成された、中空部を有する筒状被接合部材の突き合わせ部を接合する摩擦撹拌接合方法であって、
前記突き合わせ部の内側に裏あて部材を当接し、当該裏あて部材に転動可能に当接されるローラを有する中子治具を前記中空部に配置し前記裏あて部材を内側から支持し、前記筒状被接合部材の外側から前記中子治具と相対位置関係を保持可能であって、所定速度で回転するツールを、前記突き合わせ部のうち前記裏あて部材を介して前記中子治具で支持された部分に配置する第１工程と、
前記中子治具と前記ツールの相対位置関係を保持しながら、前記筒状被接合部材及び前記ツールの少なくとも一方を、前記筒状被接合部材の長手方向に移動させることにより、前記突き合わせ部を摩擦撹拌接合する第２工程と、
を有することを特徴とする摩擦撹拌接合方法。
【請求項２】
前記中子治具は、前記ローラを前記長手方向に２個以上並んで有し、
前記ツールは、前記２個以上のローラの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の摩擦撹拌接合方法。
【請求項３】
前記ツールを移動させず、前記筒状被接合部材を前記長手方向に移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の摩擦撹拌接合方法。
【請求項４】
前記ローラを冷却しつつ、摩擦撹拌接合をすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の摩擦撹拌接合方法。
【請求項５】
被接合部材の被突き合わせ部を突き合わせて構成された、中空部を有する筒状被接合部材の突き合わせ部分を摩擦撹拌接合する摩擦撹拌接合システムであって、
前記筒状被接合部材が配置される筒状被接合部材台と、
前記突き合わせ部の内側に当接される裏あて部材と、
当該裏あて部材に転動可能に当接されるローラを有し、前記裏あて部材を内側から支持する中子治具と、
前記筒状被接合部材の外側から、前記中子治具と相対位置関係を保持され、前記突き合わせ部のうち前記裏あて部材を介して前記中子治具で支持された部分を摩擦撹拌接合するツールと、
前記筒状被接合部材台及び前記ツールの少なくとも一方を、前記被筒状接合部材の長手方向に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする摩擦撹拌接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦撹拌接合方法及び摩擦撹拌接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、容器や管等の筒状体を製造する代表的な手段としては、押し出し成形方法が知られている。しかし、口径の大きな筒状体を成形する場合、非常に大きな金型費が発生する上、押し出し成形機の機械的性能に限界があった。また、大口径化に伴い歩留まりが悪化していた。そこで、安価で且つ容易に大口径の筒状体を製造可能な方法の開発が望まれていた。
【０００３】
一方、近年、簡易な設備で金属部材同士間を接合可能な摩擦撹拌接合ＦＳＷ（Friction Stir Welding）が注目されている。この摩擦撹拌接合は、被接合部材を突き合わせた突き合わせ部に沿って、工具鋼等からなるツールを高速回転させながら移動させて、その突き合わせ部を塑性流動させて接合する方法である。
【０００４】
そして、この摩擦撹拌接合を応用して、被接合部材が組み合わされた組み合わせ部（突き合わせ部）を、摩擦撹拌接合して筒状体を形成する「筒状体接合方法」が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１９２８０号公報（段落００２３〜００２８、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、図６（ａ）に示すように、筒状被接合部材５’の突き合わせ部５ｂ’を摩擦撹拌接合するツール５０’を支持する上ローラ３３ａ’が、ツール５０’の前方にΔＤ1ずれた場合（本明細書では、被接合部材に対しツールが進行する方向を「前」とする）、ツール５０’の押圧力Ｆ1’が十分に支持されず、その結果、図６（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合された部分５ｄ’（以下、摩擦撹拌接合部分という）にメタル漏れＥ1や、長手方向（すなわち接合方向）にトンネル状の欠陥（トンネルポア）Ｅ2が発生し、好適な接合強度が得られず、寸法安定性が低下するという問題があった。
【０００６】
また、図７（ａ）に示すように、上ローラ３３ａ’が、ツール５０’の後方にΔＤ2ずれた場合、メタル漏れが発生し、この漏れたメタルを上ローラ３３ａ’が押し潰すことになり、結果として、図７（ｂ）に示すように、メタルがはみ出した部分（バリ）Ｅ3が形成されてしまい、接合強度不足等に加え、摩擦撹拌接合後の内径が一定でないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前記問題を解決すべく、ツールと支持ローラが接合方向にずれても、好適に接合可能な摩擦撹拌接合方法及び摩擦撹拌接合装置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】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として請求項１に係る発明は、被接合部材の被突き合わせ部を突き合わせて構成された、中空部を有する筒状被接合部材の突き合わせ部を接合する摩擦撹拌接合方法であって、前記突き合わせ部の内側に裏あて部材を当接し、当該裏あて部材に転動可能に当接されるローラを有する中子治具を前記中空部に配置し、当該中子治具で前記裏あて部材を内側から支持し、前記筒状被接合部材の外側から前記中子治具と相対位置関係を保持可能であって、所定速度で回転するツールを、前記突き合わせ部のうち前記裏あて部材を介して前記中子治具で支持された部分に配置する第１工程と、前記中子治具と前記ツールの相対位置関係を保持しながら、前記筒状被接合部材及び前記ツールの少なくとも一方を、前記筒状被接合部材の長手方向に移動させることにより、前記突き合わせ部を摩擦撹拌接合する第２工程と、を有することを特徴とする摩擦撹拌接合方法である。
【０００９】
ここで、「被接合部材の被突き合わせ部を突き合わせて構成された、中空部を有する筒状被接合部材」における「被接合部材」は、一般に複数であるが、複数の被突き合わせ部を有していれば１つの部材であってもよい。すなわち、被接合部材が１つの部材であり、具体的に例えば、１枚の板状の被接合部材の場合、その両端部を被突き合わせ部とし、断面円形状に曲げて被突き合わせ部を突き合わせることで筒状被接合部材を構成してもよい。
【００１０】
このような摩擦撹拌接合方法によれば、中子治具とツールの相対位置関係を保持することで、ツールが摩擦撹拌接合する部分は、常に裏あて部材が突き合わせ部に当接する面（以下、これを当接面という）で支持され、この裏あて部材はローラを介して、中子治具に支持される。したがって、ツールとローラとが、機械的誤作動等により長手方向にずれても、ツールの押圧力は、裏あて部材、ローラを介して中子治具に支持されるため、メタル漏れが発生せずに摩擦撹拌接合することができ、好適な接合強度を得ることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記中子治具は、前記ローラを前記長手方向に２個以上並んで有し、前記ツールは、前記２個以上のローラの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の摩擦撹拌接合方法である。
【００１２】
このような摩擦撹拌接合方法によれば、ローラが裏あて部材を支持する支点間が短くなり、突き合わせ部及び裏あて部材が撓みにくくなる。したがって、メタル漏れも発生しにくくなり、好適に摩擦撹拌接合することができる。
また、ツールの押圧力が２個以上のローラに分散することになり、ローラに過剰な負荷をかけずに摩擦撹拌接合することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記ツールを移動させず、前記筒状被接合部材を前記長手方向に移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の摩擦撹拌接合方法である。
【００１４】
このような摩擦撹拌接合によれば、回転するツール及びツールと相対位置関係を保持した中子治具を移動させず、筒状被接合部材を移動させることになる。したがって、回転するツールを移動させないため操作が容易になると共に、摩擦撹拌接合の精度が向上する。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記ローラを冷却しつつ、摩擦撹拌接合をすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の摩擦撹拌接合方法である。
【００１６】
このような摩擦撹拌接合方法によれば、ローラを冷却することにより、ローラが発熱して、ローラを支持するベアリング（軸受）の焼付を発生させずに、摩擦撹拌接合することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、被接合部材の被突き合わせ部を突き合わせて構成された、中空部を有する筒状被接合部材の突き合わせ部分を摩擦撹拌接合する摩擦撹拌接合装置であって、前記筒状被接合部材が配置される筒状被接合部材台と、前記突き合わせ部の内側に当接される裏あて部材と、当該裏あて部材に転動可能に当接されるローラを有し、前記裏あて部材を内側から支持する中子治具と、前記筒状被接合部材の外側から、前記中子治具と相対位置関係を保持され、前記突き合わせ部のうち前記裏あて部材を介して前記中子治具で支持された部分を摩擦撹拌接合するツールと、前記筒状被接合部材台及び前記ツールの少なくとも一方を、前記被筒状接合部材の長手方向に移動させる移動機構と、を備えたことを特徴とする摩擦撹拌接合装置である。
【００１８】
このような摩擦撹拌接合装置によれば、中子治具とツールの相対位置関係を保持することで、ツールが摩擦撹拌接合する部分は、常に裏あて部材が突き合わせ部に当接する面（以下、これを当接面という）で支持され、この裏あて部材はローラを介して、中子治具に支持される。したがって、ツールとローラとが、機械的誤作動等により長手方向にずれても、ツールの押圧力は、裏あて部材、ローラを介して中子治具に支持されるため、メタル漏れが発生せずに摩擦撹拌接合することができ、好適な接合強度を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ツールと支持ローラが接合方向にずれても、ツールの下方に常時裏あて部材が存在するのでメタル漏れが発生せずに、好適に接合可能な摩擦撹拌接合方法及び摩擦撹拌接合装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図４を適宜参照して、詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本実施形態に係る摩擦撹拌接合装置の全体斜視図であり、図２は同側断面図である。図３は、本実施形態に係る中子治具の全体斜視図であり、図４は同中子治具の上部を拡大した側断面図である。
【００２１】
［摩擦撹拌接合装置］
図１、図２に示すように、本実施形態に係る摩擦撹拌接合装置Ｓは、断面略コ字形を呈する２個の被接合部材１、１の被突き合わせ部１ａ、１ａを突き合わせて構成された、中空部５ａを有する筒状被接合部材５の突き合わせ部５ｂを接合する装置である。
ここで、本実施形態では、中子治具３０とツール５０の相対位置関係を保持して移動させず、筒状被接合部材５が配置されたテーブル１０を矢印Ａ2の方向に移動することで、筒状被接合部部材５を長手方向の矢印Ａ3の向きに移動させ、筒状被接合部材５に対しツール５０が接合方向の矢印Ａ4の向きに移動して摩擦撹拌接合する場合について説明する。
【００２２】
摩擦撹拌接合装置Ｓは、筒状被接合部材５が設置されるテーブル１０（筒状被接合部材台）と、突き合わせ部５ｂの内側に当接される裏あて部材２０と、裏あて部材２０に転動可能に当接される上ローラ３３ａ、３３ａ（図３、図４参照）を有し、裏あて部材２０を内側から支持する中子治具３０と、中子治具３０を所定位置に保持する中子治具位置保持手段４０と、中子治具３０と相対位置関係を保持可能で、筒状被接合部材５の外側から突き合わせ部５ｂのうち裏あて部材２０を介して中子治具３０で支持された部分を摩擦撹拌接合するツール５０と、テーブル１０（筒状被接合部材台及び前記ツールの少なくとも一方）を筒状被接合部材５の長手方向に移動させるテーブル移動手段６０と、中子治具３０の上ローラ３３ａ（図３参照）を冷却するエアを吐出させるエアホース７１（ローラ冷却手段）を備えて構成されている。
【００２３】
（テーブル）
テーブル１０は、筒状被接合部材５が配置されるテーブル本体１１と、筒状被接合部材５を長手方向において所定位置で保持する４つのストッパ１２と、幅方向において保持する４つのストッパ１３と、高さ方向において保持する４つのストッパ１４を備えて構成されている。
テーブル本体１１には、長手方向にネジ孔が穿設されており、このネジ孔に後記ネジ棒６２が螺合されている。
また、ストッパ１２、１３、１４により、筒状被接合部材５を、適宜、保持・開放可能となっている。なお、ストッパ１２、１３、１４は、筒状被接合部材５の大きさ、形状等に応じて変更自由である。
【００２４】
（裏あて部材）
裏あて部材２０は、本実施形態では細長の板体であるが、この形状に限定されず筒状被接合部材５の形状に応じて変更してよい。この裏あて部材２０は、摩擦撹拌接合時には、筒状被接合部材５の突き合わせ部５ｂの内側（中空部５ａ側）を覆うように当接されており、両端部がしゃこ万力２１、２１により、筒状被接合部材５に着脱自在に固定されている。すなわち、裏あて部材２０は、筒状被接合部材５に一体的に固定されている。
【００２５】
また、裏あて部材２０は、摩擦撹拌接合により突き合わせ部５ｂの温度が好適に上昇するように、熱伝導性の低い材料から形成されることが好ましく、さらに、裏あて部材２０の温度も上昇するため、裏あて部材２０と筒状被接合部材５の接合を防止すべく、融点の高い材料から形成されることが好ましい。
さらに、後記するように、裏あて部材２０には、ツール５０の押圧力Ｆ1が荷重するため、硬度の高い材料から形成されることが好ましい。
このような材料としては、例えば、鋼が挙げられる。
【００２６】
（中子治具）
次に、中子治具３０について、図１、図２に加え、図３、図４を併せて参照して説明する。
図３に示すように、中子治具３０は、架台３１と、当座３３と、架台３１と当座３３の間に介在した油圧ジャッキ３５を備えて構成されている。油圧ジャッキ３５は、配管（図示しない）を介して、バルブ、ポンプ等からなる油圧調整手段（図示しない）に接続しており、油圧を変化させることで、当座３３を４本のガイド棒３６で案内しつつ、鉛直方向に昇降自在となっている。
架台３１は、いわゆる台車であり、６個の下ローラ３１ａを有しており、中空部５ａを走行可能となっている。また、架台３１は、後記連結棒４１を介して支柱４３（図１参照）に連結している。
また、当座３３は、裏あて部材２０に当接される２つの上ローラ３３ａを有している。この上ローラ３３ａ、３３ａは、筒状被接合部材５の長手方向に並んで配置されている。
【００２７】
（中子治具位置保持手段）
中子治具位置保持手段４０は、図２に示すように、中子治具３０の架台３１に接続した連結棒４１と、この連結棒４１の一端部に接続したターンバックル４２（微調整機構）と、このターンバックル４２に接続した支柱４３を備えて構成されている。支柱４３は、床Ｇ等の所定位置に据え付けられており、この支柱４３に対する中子治具３０の位置を、ターンバックル４２で微調整した上で、所望に保持可能となっている。
【００２８】
（ツール）
ツール５０は、本実施形態では、テーブル１０を跨ぐように、床の所定位置に据え付けられた門型の工作機械（例えば、ＮＣマシニングセンタ）の先端部である。そして、この工作機械（図示しない）により、ツール５０の姿勢、水平方向及び鉛直方向位置、回転速度等は制御自在となっている。
ツール５０は、摩擦撹拌接合時に、突き合わせ部５ｂに挿入されるピン５１（図４参照）と、摩擦接合撹拌の際に突き合わせ部５ｂを押圧する肩面５２（図４参照）を有している。
【００２９】
（テーブル移動手段）
テーブル移動手段６０は、図１に示すように、テーブル１０を長手方向にガイドするガイドレール６１、６１と、周面にネジ溝が刻まれたネジ棒６２と備えて構成されている。
ガイドレール６１、６１は、例えば、床Ｇに適宜な手段で固定されている。ネジ棒６２は、テーブル本体１１を長手方向に貫通しており、図示しない軸受で回転自在に支持されている。さらに、ネジ棒６２は、適宜な歯車機構（図示しない）を介して油圧モータ等の駆動装置（図示しない）に接続している。そして、この駆動装置（図示しない）でネジ棒６２を矢印Ａ1の向きに回転させることにより、テーブル本体１１を矢印Ａ2の方向に、すなわち筒状被接合部材５を矢印Ａ3の方向に移動可能となっている。
【００３０】
したがって、本実施形態では、中子治具３０とツール５０は、床Ｇに対し所定位置に保持可能である。すなわち、床Ｇを介して中子治具３０とツール５０との相対位置関係を保持可能となっている。
【００３１】
（エアホース）
エアホース７１は、図２に示すように、連結棒４１に沿うようにインシュロック（図示しない）等で配設されており、その一端側は、図３に示すように上ローラ３３ａに向けられている。一方、エアホース７１の他端側は、空気圧縮機（図示しない）に接続しており、この空気圧縮機を適宜稼動させることで、上ローラ３３ａに向けてエアを吐出可能となっている。
【００３２】
［摩擦撹拌接合方法］
続いて、摩擦撹拌接合装置Ｓの動作と共に、本実施形態に係る摩擦撹拌接合方法について説明する。
本実施形態に係る摩擦撹拌接合方法は、筒状被接合部材５の突き合わせ部５ｂを接合する摩擦撹拌接合方法であって、突き合わせ部５ｂの内側に裏あて部材２０を当接し、裏あて部材２０に転動可能に当接される上ローラ３３ａ、３３ａを有する中子治具３０を中空部５ａに配置し、中子治具３０で裏あて部材２０を内側から支持し、筒状被接合部材５の外側から、中子治具３０と相対位置関係を保持可能であって、所定速度で回転するツール５０を、突き合わせ部５ｂのうち裏あて部材２０を介して中子治具３０で支持された部分に配置する第１工程と、中子治具３０とツール５０との相対位置関係を保持しながら、筒状被接合部材５（筒状被接合部材及びツールの少なくとも一方）を矢印Ａ3の方向（長手方向）に移動させることにより、突き合わせ部５ｂを摩擦撹拌接合する第２工程を有している。
以下、各工程について詳細に説明する。
【００３３】
（第１工程）
まず、図１に示すように、２個の断面略コ字形を呈する被接合部材１、１の被突き合わせ部１ａ、１ａを突き合わせて、筒状被接合部材５を構成する。そして、筒状被接合部材５を、テーブル本体１１の所定位置に配置する。次いで、筒状被接合部材５を、ストッパ１２、１３、１４により、長手方向、幅方向、高さ方向において保持し、テーブル本体１１に筒状被接合部材５を固定する。
【００３４】
ここで、摩擦撹拌接合方法において、対象とする被接合部材１の材質は、摩擦撹拌接合可能であれば、本発明では特に限定はないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、炭化ボロン粉末等が添加されたアルミニウム合金等が挙げられる。
【００３５】
そして、テーブル本体１１に固定した筒状被接合部材５の突き合わせ部５ｂに、内側（中空部５ａ側）から裏あて部材２０を当接する。そして、この裏あて部材２０の両端部をしゃこ万力２１、２１で挟持して、筒状被接合部材５に固定する。ただし、これに限定されず、裏あて部材２０を突き合わせ部５ｂに摺動可能に当接してもよい。
【００３６】
それから、筒状被接合部材５の中空部５ａに中子治具３０を挿入し、ジャッキ３５（図３参照）の油圧を所定値に調整して、当座３３を上昇させると共に、上ローラ３３ａ、３３ａを裏あて部材２０に当接し、裏あて部材２０を内側から支持する。
次いで、中子治具位置保持手段４０で、中子治具３０の長手方向において、中子治具３０を所定位置に固定する。
【００３７】
そして、図示しない工作機械を操作して、ツール５０を所定速度で回転させつつ、このツール５０を、前記突き合わせ部５ｂのうち裏あて部材２０を介して中子治具３０に支持された部分に配置する。
【００３８】
このツール５０の配置において、図４に示すように、ツール５０の回転軸ａ1が、上ローラ３３ａ、３３ａの回転軸の間、特に中央に配置されることが好ましい。このようにツール５０が配置されると、ツール５０の押圧力Ｆ1は、裏あて部材２０を介して、２つの上ローラ３３ａ、３３ａに荷重する。
すなわち、ツール５０の押圧力Ｆ1は、突き合わせ部５ｂを介し、一旦、裏あて部材２０が突き合わせ部５ｂに当接する面（以下、当接面という）で支持され、この裏あて部材２０が、２個の上ローラ３３ａ、３３ａに支持されることになる。
【００３９】
そして、工作機械（図示しない）と中子治具位置保持手段４０を適宜操作して、長手方向における中子治具３０とツール５０の相対位置関係を保持する。
なお、突き合わせ部５ｂに裏あて部材２０を当接し、この裏あて部材２０を中子治具３０で支持し、ツール５０を配置する順序は、これに限定されず適宜変更自由である。
【００４０】
（第２工程）
前記相対位置関係を保持したまま、駆動装置（図示しない）を稼動させて、ネジ棒６２を矢印Ａ1方向に回転させ、テーブル１０を矢印Ａ2の方向に移動させる。そうすると、筒状被接合部材５が、矢印Ａ3の方向に移動する。その結果、ツール５０が、筒状被接合部材５に対して矢印Ａ4の方向（長手方向）に進むことになり、ツール５０により、筒状被接合部材５の突き合わせ部５ｂが摩擦撹拌接合される。そして、ツール５０の後方側に、接合された摩擦撹拌接合部分５ｄが形成される。
このとき、上ローラ３３ａは、筒状被接合部材５と一体的に移動する裏あて部材２０との摩擦により、矢印Ａ6（図４参照）の方向に転動せしめられつつ、裏あて部材２０を支持すると共に、下ローラ３１ａも回転する（図３参照）。結果として、中子治具３０が、中空部５ａを走行することになる。
【００４１】
また、第２工程において、工作機械（図示しない）、中子治具位置保持手段４０、テーブル移動手段６０の機械的誤作動により、ツール５０の回転軸ａ1が、長手方向に移動した場合でも、突き合わせ部５ｂは、裏あて部材２０の当接面を介して、中子治具３０で支持されているため、ツール５０の回転により高温になった突き合わせ部５ｂのメタルが、中空部５ａ側に押し出されにくい。すなわち、メタル漏れが発生せずに、摩擦撹拌接合することができる。
【００４２】
したがって、本実施形態に係る摩擦撹拌接合方法によれば、摩擦撹拌接合部分５ｄにトンネルポア、キッシングボンド等を発生しにくくすることができる。よって、摩擦撹拌接合された筒状被接合部材５（以下、筒状摩擦撹拌接合体）は、良好な接合強度、寸法安定性を有する。
【００４３】
また、筒状被接合部材５を移動させて、ツール５０で摩擦撹拌接合する際に、図示しない空気圧縮機を稼動して、エアホース７１から上ローラ３３ａに向かってエアを吐出して冷却することで、上ローラ３３ａ、３３ａの焼き付き等を防止することができる。
【００４４】
さらに、このように中子治具３０及びツール５０を移動させず、筒状被接合部材５を移動させることにより、回転するツール５０を移動させないため、摩擦撹拌接合装置Ｓを簡易に構成可能であると共に、摩擦撹拌接合精度が向上する。
【００４５】
さらにまた、このような摩擦撹拌接合方法で接合された筒状摩擦撹拌接合体は、接合強度が高くなると共に、寸法安定性も高くなるため、例えば、極めて高い寸法安定性が要求されるキャスクと称される使用済み核燃料貯蔵器を構成するセル（バスケットセル）にも、好適に使用可能である。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態について一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【００４７】
前記した実施形態では、中子治具３０が２個の上ローラ３３ａ、３３ａを有する構成としたが、上ローラ３３ａの数は限定されず、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。
上ローラ３３ａが１個の場合、突き合わせ部５ｂは、裏あて部材２０、１個の上ローラ３３ａを介して中子治具３０に支持されることになるが、ツール５０の回転軸ａ1と、１個の上ローラ３３ａの回転軸が長手方向にずれても、ツール５０の押圧力Ｆ1は、裏あて部材２０の当接面を介して、１個のローラ３３ａに支持される。したがって、メタル漏れ等が発生しにくくなる。
【００４８】
また、図５に示すように、上ローラ３３ａより直径を小さくし、且つ、数を増加させて、４個の上ローラ３３ｂを使用した場合は、長手方向において、隣り合う上ローラ３３ｂ、３３ｂの回転軸間が短くなる。すなわち、ローラが裏あて部材を支持する支点間が短くなり、裏あて部材２０を内側から、良好に支持可能となる。したがって、裏あて部材２０及び突き合わせ部５ｂが撓みにくくなり、更にメタルが漏れにくくなる。
さらに、ツール５０による押圧力Ｆ1は、さらに分散されるため、上ローラ３３ｂに掛かる負担は減少する。
【００４９】
前記した実施形態では、中子治具３０とツール５０の相対位置関係を保持したまま固定し、筒状被接合部材５を移動させる摩擦撹拌接合装置Ｓの構成及び摩擦撹拌接合方法としたが、これに限定されずその他に例えば、中子治具３０とツール５０とを適宜なアームで連結し、双方の相対位置関係を保持したまま、中子治具３０及びツール５０を移動させる摩擦撹拌接合装置Ｓの構成及び摩擦撹拌接合方法としてもよいし、中子治具３０及びツール５０と、筒状被接合部材５とを、互いに逆方向に移動させる構成としてもよい。
【００５０】
前記した実施形態では、筒状被接合部材５は、２個の被接合部材１、１の被突き合わせ部１ａ、１ａを突き合わせることによって構成されたものとしたが、その他に例えば、１個の薄板状を被接合部材を筒状に曲げることで、筒状被接合部材を構成してもよい。
また、筒状被接合部材の開口断面は、前記した矩形に限らず、その他の多角形、円形等であってもよい。
【００５１】
前記した実施形態では、テーブル移動手段６０は、ネジ棒６２等を備えた構成としたが、その他に例えば、ラックとピニオン、ウォームとラック等を使用して構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態に係る摩擦撹拌接合装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る摩擦撹拌接合装置の全体構成を示す側断面図である。
【図３】本実施形態に係る中子治具を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る中子治具を拡大して示す側断面図である。
【図５】本実施形態に係る中子治具の変形例を示す側断面図である。
【図６】（ａ）は従来の摩擦撹拌接合において、ローラの回転軸がツールの前方にずれた場合を示す側断面図であり、（ｂ）は幅方向断面図である。
【図７】（ａ）は従来の摩擦撹拌接合において、ローラの回転軸がツールの後方にずれた場合を示す側断面図であり、（ｂ）は幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｓ      摩擦撹拌接合装置
１      被接合部材
１ａ    被突き合わせ部
５      筒状被接合部材
５ａ    中空部
５ｂ    突き合わせ部
１０    テーブル
１１    テーブル本体
２０    裏あて部材
３０    中子治具
３３    当座
３３ａ  上ローラ
４０    中子治具位置保持機構
５０    ツール
６０    テーブル移動機構
７１    エアホース
【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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