JP2002219583A - 摩擦攪拌接合における終端部処理方法および終端部処理された摩擦攪拌接合体 - Google Patents
摩擦攪拌接合における終端部処理方法および終端部処理された摩擦攪拌接合体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩擦攪拌接合体の製造工程を簡略化し、かつ
余分な材料を使用しない摩擦攪拌接合における終端部処
理方法、および終端部処理された摩擦攪拌接合体を提供
する。 【解決手段】 金属材1,1同士の接合線に沿って回転子2
のプローブ3を埋入状態で回転しつつ進行させて両金属
材1,1同士を接合一体化する摩擦攪拌接合に際し、接合
終端部において前記プローブ3の引抜きによって生じる
終端穴10に、ネジ加工を施してネジ穴11を形成する。
余分な材料を使用しない摩擦攪拌接合における終端部処
理方法、および終端部処理された摩擦攪拌接合体を提供
する。 【解決手段】 金属材1,1同士の接合線に沿って回転子2
のプローブ3を埋入状態で回転しつつ進行させて両金属
材1,1同士を接合一体化する摩擦攪拌接合に際し、接合
終端部において前記プローブ3の引抜きによって生じる
終端穴10に、ネジ加工を施してネジ穴11を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、摩擦攪拌接合に
おいて接合終端部に生じる終端穴の処理方法、おおび終
端部処理された摩擦攪拌接合体に関する。
おいて接合終端部に生じる終端穴の処理方法、おおび終
端部処理された摩擦攪拌接合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】摩擦攪拌接合は、接合部の素材金属を攪
拌熱で塑性流動させて冷却固化により接合する固相接合
の一種であり、溶融溶接やろう付よりも入熱量が小さく
熱歪みによる変形や割れを生じにくく、合金の場合でも
組成変化を生じないという利点がある。
拌熱で塑性流動させて冷却固化により接合する固相接合
の一種であり、溶融溶接やろう付よりも入熱量が小さく
熱歪みによる変形や割れを生じにくく、合金の場合でも
組成変化を生じないという利点がある。
【０００３】例えば、図１（Ａ）（Ｂ）に示す金属板
(1)(1)の重ね継ぎ手の製作では、回転子(2)の軸心に突
設されたプローブ(3)を回転させながら、接合線の始端
部に埋入させ、接合線に沿って移動させる。これによ
り、進行するプローブ(3)の前方側では摩擦熱と圧力に
よって金属板(1)(1)の素材が塑性流動し、攪拌混練され
ながらプローブ(3)の後方側へ漸次移行するが、後方側
では摩擦熱を失って急速に冷却固化するから、両金属板
(1)(1)は素材金属が攪拌混練されて完全に一体化した状
態で接合される。そして、前記プローブ(3)の引抜きに
よって接合作業が完了する。
(1)(1)の重ね継ぎ手の製作では、回転子(2)の軸心に突
設されたプローブ(3)を回転させながら、接合線の始端
部に埋入させ、接合線に沿って移動させる。これによ
り、進行するプローブ(3)の前方側では摩擦熱と圧力に
よって金属板(1)(1)の素材が塑性流動し、攪拌混練され
ながらプローブ(3)の後方側へ漸次移行するが、後方側
では摩擦熱を失って急速に冷却固化するから、両金属板
(1)(1)は素材金属が攪拌混練されて完全に一体化した状
態で接合される。そして、前記プローブ(3)の引抜きに
よって接合作業が完了する。
【０００４】また、上述の摩擦攪拌接合においては、図
１（Ｂ）に示すように、接合の終端部に前記プローブ
(3)の引抜きによってプローブ径相当の穴(10)が生じ
る。接合体にこのような終端穴(10)があると用途面で支
障を来したり外観品質が低下するため、終端穴(10)に対
して、溶融金属または樹脂を流し込んで埋めるか、予め
タブ板を設けて終端穴を有効部外に逃がすことによって
穴処理がなされている。
１（Ｂ）に示すように、接合の終端部に前記プローブ
(3)の引抜きによってプローブ径相当の穴(10)が生じ
る。接合体にこのような終端穴(10)があると用途面で支
障を来したり外観品質が低下するため、終端穴(10)に対
して、溶融金属または樹脂を流し込んで埋めるか、予め
タブ板を設けて終端穴を有効部外に逃がすことによって
穴処理がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、穴埋め法で
は、接合後の穴埋め工程が必要になり、また埋められた
部分の金属組織や材質が母材部と異質なものとなる。ま
た、終端穴を有効部外に逃がす方法では、タブ板が新た
に必要となり接合長も長くなる。いずれの方法も工程数
と材料が増えて接合体の製造コストが高くなるという問
題があった。
は、接合後の穴埋め工程が必要になり、また埋められた
部分の金属組織や材質が母材部と異質なものとなる。ま
た、終端穴を有効部外に逃がす方法では、タブ板が新た
に必要となり接合長も長くなる。いずれの方法も工程数
と材料が増えて接合体の製造コストが高くなるという問
題があった。
【０００６】この発明は、上述の技術背景に鑑み、摩擦
攪拌接合体の製造工程を簡略化し、かつ余分な材料を使
用しない摩擦攪拌接合における終端部処理方法、および
終端部処理された摩擦攪拌接合体の提供を目的とする。
攪拌接合体の製造工程を簡略化し、かつ余分な材料を使
用しない摩擦攪拌接合における終端部処理方法、および
終端部処理された摩擦攪拌接合体の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の摩擦攪拌接合
における終端部処理方法は、前記目的を達成するため
に、金属材(1)(1)同士の接合線に沿って回転子(2)のプ
ローブ(3)を埋入状態で回転しつつ進行させて両金属材
(1)(1)同士を接合一体化する摩擦攪拌接合に際し、接合
終端部において前記プローブ(3)の引抜きによって生じ
る終端穴(10)に、ネジ加工を施してネジ穴(11)を形成す
ることを特徴とする。
における終端部処理方法は、前記目的を達成するため
に、金属材(1)(1)同士の接合線に沿って回転子(2)のプ
ローブ(3)を埋入状態で回転しつつ進行させて両金属材
(1)(1)同士を接合一体化する摩擦攪拌接合に際し、接合
終端部において前記プローブ(3)の引抜きによって生じ
る終端穴(10)に、ネジ加工を施してネジ穴(11)を形成す
ることを特徴とする。
【０００８】また、この発明の終端部処理された摩擦攪
拌接合体は、金属材(1)(1)同士の接合線に沿って回転子
(2)のプローブ(3)を埋入状態で回転しつつ進行させる摩
擦攪拌接合によって両金属材(1)(1)同士が接合一体化さ
れた接合体において、接合終端部にネジ穴(11)が形成さ
れていることを特徴とする。
拌接合体は、金属材(1)(1)同士の接合線に沿って回転子
(2)のプローブ(3)を埋入状態で回転しつつ進行させる摩
擦攪拌接合によって両金属材(1)(1)同士が接合一体化さ
れた接合体において、接合終端部にネジ穴(11)が形成さ
れていることを特徴とする。
【０００９】この発明の摩擦攪拌接合における終端部処
理方法では、摩擦攪拌接合において不可避的に発生する
終端穴(10)をネジ穴(11)に加工して積極的に利用するこ
とによって、従来行っていた終端穴の穴埋めや終端穴を
有効部外へ逃がすためのタブ板が不要となる。形成した
ネジ穴(11)は接合体の取付け用として使用でき、新たに
ネジ加工を施すよりも簡単な作業でネジ穴を形成するこ
とができる。
理方法では、摩擦攪拌接合において不可避的に発生する
終端穴(10)をネジ穴(11)に加工して積極的に利用するこ
とによって、従来行っていた終端穴の穴埋めや終端穴を
有効部外へ逃がすためのタブ板が不要となる。形成した
ネジ穴(11)は接合体の取付け用として使用でき、新たに
ネジ加工を施すよりも簡単な作業でネジ穴を形成するこ
とができる。
【００１０】また、この方法で終端部処理されたこの発
明の摩擦攪拌接合体には、終端穴(10)が存在せず、別材
料による穴埋め跡も存在しない。
明の摩擦攪拌接合体には、終端穴(10)が存在せず、別材
料による穴埋め跡も存在しない。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、図１（Ａ）（Ｂ）に示した
上述の重ね継ぎ手を例に挙げて、この発明の摩擦攪拌接
合における終端部処理方法および終端部処理された摩擦
攪拌接合体について具体的に詳述する。
上述の重ね継ぎ手を例に挙げて、この発明の摩擦攪拌接
合における終端部処理方法および終端部処理された摩擦
攪拌接合体について具体的に詳述する。
【００１２】図１（Ａ）は、重ね合わせた２枚の金属板
(1)(1)に対し、回転子(2)のプローブ(3)を埋入状態で回
転しつつ矢印方向に進行させて摩擦攪拌接合している状
態を示している。また、図１（Ｂ）は、接合終端部にお
いて回転子(2)を引き上げてプロ−ブ(3)を引抜いた状態
を示し、重ね接合した金属板(1)(1)にはプローブ(3)相
当径の終端穴(10)が形成されている。
(1)(1)に対し、回転子(2)のプローブ(3)を埋入状態で回
転しつつ矢印方向に進行させて摩擦攪拌接合している状
態を示している。また、図１（Ｂ）は、接合終端部にお
いて回転子(2)を引き上げてプロ−ブ(3)を引抜いた状態
を示し、重ね接合した金属板(1)(1)にはプローブ(3)相
当径の終端穴(10)が形成されている。
【００１３】図２は、前記終端穴(10)に対してネジ加工
を施してネジ穴(12)を形成した状態を示している。摩擦
攪拌接合では、プローブ(3)の回転によってプローブ(3)
の周りも攪拌されるから、プローブ(3)の通過線上だけ
でなくプローブ(3)の進行方向の前方側や側方も接合さ
れる。このため、前記終端穴(10)の穴径はプローブ(3)
の径相当となるが、終端穴(10)の周りはプローブ(3)径
よりも広い範囲で接合されている。このため、ネジ穴(1
1)の穴径は終端穴(10)よりも大きくすることができ、ネ
ジ加工も支障なく行うことができる。
を施してネジ穴(12)を形成した状態を示している。摩擦
攪拌接合では、プローブ(3)の回転によってプローブ(3)
の周りも攪拌されるから、プローブ(3)の通過線上だけ
でなくプローブ(3)の進行方向の前方側や側方も接合さ
れる。このため、前記終端穴(10)の穴径はプローブ(3)
の径相当となるが、終端穴(10)の周りはプローブ(3)径
よりも広い範囲で接合されている。このため、ネジ穴(1
1)の穴径は終端穴(10)よりも大きくすることができ、ネ
ジ加工も支障なく行うことができる。
【００１４】なお、図１および図２の接合例で形成され
ている終端穴(10)は有底の止まり穴であるが、プローブ
(3)を金属材(1)(1)の厚さ方向に貫通させて接合した場
合は貫通穴となる。また、終端穴(10)が止まり穴であっ
ても、ネジ加工で貫通したネジ穴に形成することもで
き、いずれの場合もこの発明の終端部処理方法および摩
擦攪拌接合体の範疇に属する。
ている終端穴(10)は有底の止まり穴であるが、プローブ
(3)を金属材(1)(1)の厚さ方向に貫通させて接合した場
合は貫通穴となる。また、終端穴(10)が止まり穴であっ
ても、ネジ加工で貫通したネジ穴に形成することもで
き、いずれの場合もこの発明の終端部処理方法および摩
擦攪拌接合体の範疇に属する。
【００１５】また、金属材の継ぎ手形状も図示例の重ね
継ぎ手に限定されず、突き合わせ等あらゆる形状の継ぎ
手に適用することができる。
継ぎ手に限定されず、突き合わせ等あらゆる形状の継ぎ
手に適用することができる。
【００１６】このようにして摩擦攪拌接合の終端穴を利
用して形成したネジ穴は、接合体を他部材にネジ留めす
るためのネジ穴として利用することができる。終端穴を
ネジ穴として使用するから、別材料による穴埋めやタブ
板の必要もなく、接合予定線において所要ネジ穴位置が
摩擦攪拌接合終端となるようにプローブの進行順路を設
定するだけで良い。
用して形成したネジ穴は、接合体を他部材にネジ留めす
るためのネジ穴として利用することができる。終端穴を
ネジ穴として使用するから、別材料による穴埋めやタブ
板の必要もなく、接合予定線において所要ネジ穴位置が
摩擦攪拌接合終端となるようにプローブの進行順路を設
定するだけで良い。
【００１７】例えば、図３に示す摩擦攪拌接合体(20)に
製造に際し、重ね合わせた２枚の金属板(1)(1)の接合予
定線Ｌ上のＡ位置に取付け用ネジ穴を形成する場合、接
合開始点Ｂにプローブ(3)を差んで矢印で示す順路でプ
ローブ(3)を進行させ、接合終点Ａでプローブ(3)を引抜
く。そして、接合終点Ａに形成された終端穴(10)に対し
て上述したネジ加工を施し、ネジ穴(11)を形成する。な
お、接合は１本の進行路で行う必要はなく、接合予定線
の形状やネジ穴の必要数に応じて１本または複数の進行
路で接合を行う。
製造に際し、重ね合わせた２枚の金属板(1)(1)の接合予
定線Ｌ上のＡ位置に取付け用ネジ穴を形成する場合、接
合開始点Ｂにプローブ(3)を差んで矢印で示す順路でプ
ローブ(3)を進行させ、接合終点Ａでプローブ(3)を引抜
く。そして、接合終点Ａに形成された終端穴(10)に対し
て上述したネジ加工を施し、ネジ穴(11)を形成する。な
お、接合は１本の進行路で行う必要はなく、接合予定線
の形状やネジ穴の必要数に応じて１本または複数の進行
路で接合を行う。
【００１８】また、ネジ加工に終端穴を利用することに
よって、接合作業とは別工程でネジ加工を施すよりも、
下穴の加工工程を省略できる分簡単な作業でネジ穴を形
成することができる。
よって、接合作業とは別工程でネジ加工を施すよりも、
下穴の加工工程を省略できる分簡単な作業でネジ穴を形
成することができる。
【００１９】従って、摩擦攪拌接合から取付け用ネジ穴
形成までの工程において、材料と工程数を低減できる。
また、製造された摩擦攪拌接合体には穴埋め跡もなく、
外観品質が良い。
形成までの工程において、材料と工程数を低減できる。
また、製造された摩擦攪拌接合体には穴埋め跡もなく、
外観品質が良い。
【００２０】また、この発明の終端処理方法および摩擦
攪拌接合体の好適な適用例として、２枚の金属板に冷却
媒体流通路用の溝を形成して重ね合わせて接合一体化
し、かつ他部材に取付けて使用されるバッキングプレー
トや冷却板の製造を挙示できる。
攪拌接合体の好適な適用例として、２枚の金属板に冷却
媒体流通路用の溝を形成して重ね合わせて接合一体化
し、かつ他部材に取付けて使用されるバッキングプレー
トや冷却板の製造を挙示できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の摩擦攪
拌接合における終端部処理方法は、金属材同士の接合線
に沿って回転子のプローブを埋入状態で回転しつつ進行
させて両金属材同士を接合一体化する摩擦攪拌接合に際
し、接合終端部において前記プローブの引抜きによって
生じる終端穴に、ネジ加工を施してネジ穴を形成するも
のでから、従来行っていた終端穴の穴埋めや終端穴を有
効部外へ逃がすためのタブ板が不要となる。このよう
に、不可避的に発生する終端穴を取付け用ネジ穴として
積極的に利用することにより、摩擦攪拌接合から取付け
用ネジ穴形成までの工程における材料と工程数を低減で
きる。ひいてはこの処理方法を適用して製造される摩擦
攪拌接合体の製造コストを下げることができる。
拌接合における終端部処理方法は、金属材同士の接合線
に沿って回転子のプローブを埋入状態で回転しつつ進行
させて両金属材同士を接合一体化する摩擦攪拌接合に際
し、接合終端部において前記プローブの引抜きによって
生じる終端穴に、ネジ加工を施してネジ穴を形成するも
のでから、従来行っていた終端穴の穴埋めや終端穴を有
効部外へ逃がすためのタブ板が不要となる。このよう
に、不可避的に発生する終端穴を取付け用ネジ穴として
積極的に利用することにより、摩擦攪拌接合から取付け
用ネジ穴形成までの工程における材料と工程数を低減で
きる。ひいてはこの処理方法を適用して製造される摩擦
攪拌接合体の製造コストを下げることができる。
【００２２】また、この方法で終端部処理された摩擦攪
拌接合体には、接合の終端穴が存在せず、別材料による
穴埋め跡も存在せず、外観品質が優れている。
拌接合体には、接合の終端穴が存在せず、別材料による
穴埋め跡も存在せず、外観品質が優れている。
【図１】摩擦攪拌接合例を示す部分断面図であり、
（Ａ）はプローブの埋入状態、（Ｂ）はプローブの引抜
き状態である。
（Ａ）はプローブの埋入状態、（Ｂ）はプローブの引抜
き状態である。
【図２】この発明の摩擦攪拌接合における終端部処理方
法および摩擦攪拌接合体において、終端穴に対してネジ
加工を施した状態を示す断面図である。
法および摩擦攪拌接合体において、終端穴に対してネジ
加工を施した状態を示す断面図である。
【図３】この発明の摩擦攪拌接合における終端部処理方
法および摩擦攪拌接合体において、プローブの進行路の
一例を示す斜視図である。
法および摩擦攪拌接合体において、プローブの進行路の
一例を示す斜視図である。
１…金属材（金属板） ２…回転子 ３…プローブ 10…終端穴 11…ネジ穴 20…摩擦攪拌接合体
Claims (2)
- 【請求項１】 金属材(1)(1)同士の接合線に沿って回転
子(2)のプローブ(3)を埋入状態で回転しつつ進行させて
両金属材(1)(1)同士を接合一体化する摩擦攪拌接合に際
し、接合終端部において前記プローブ(3)の引抜きによ
って生じる終端穴(10)に、ネジ加工を施してネジ穴(11)
を形成することを特徴とする摩擦攪拌接合における終端
部処理方法。 - 【請求項２】 金属材(1)(1)同士の接合線に沿って回転
子(2)のプローブ(3)を埋入状態で回転しつつ進行させる
摩擦攪拌接合によって両金属材(1)(1)同士が接合一体化
された接合体において、接合終端部にネジ穴(11)が形成
されていることを特徴とする終端部処理された摩擦攪拌
接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001014418A JP4629241B2 (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 摩擦攪拌接合における終端部処理方法および終端部処理された摩擦攪拌接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001014418A JP4629241B2 (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 摩擦攪拌接合における終端部処理方法および終端部処理された摩擦攪拌接合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002219583A true JP2002219583A (ja) | 2002-08-06 |
| JP4629241B2 JP4629241B2 (ja) | 2011-02-09 |
Family
ID=18881117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001014418A Expired - Fee Related JP4629241B2 (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 摩擦攪拌接合における終端部処理方法および終端部処理された摩擦攪拌接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4629241B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004074667A1 (ja) * | 2003-01-28 | 2004-09-02 | Honda Motor Co., Ltd. | シリンダブロック及びシリンダスリーブ、摩擦撹拌接合によるシリンダブロック及びシリンダスリーブの製造方法、摩擦撹拌接合方法 |
| JP2008261352A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Showa Denko Kk | ねじ穴付き金属部品およびその製造方法、ならびに圧力容器用ライナおよびその製造方法 |
| JP2011173163A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Onuki Kogyosho:Kk | 積層金属板の摩擦攪拌接合方法及び金属板積層体 |
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-
2001
- 2001-01-23 JP JP2001014418A patent/JP4629241B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN103028837A (zh) * | 2010-12-24 | 2013-04-10 | 本田技研工业株式会社 | 摩擦搅拌接合部件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4629241B2 (ja) | 2011-02-09 |
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