JP3289779B2 - 中空パネル構造体の製造方法及びその製造用中空押出形材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空パネル構造体
の製造方法及びその製造用中空押出形材に関し、特に、
アルミニウム及びアルミニウム合金等のアルミニウム系
材料からなる中空パネル構造体の製造方法及びその製造
用アルミニウム系中空押出形材に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラックのアオリ等は、通常複数のアル
ミニウム系中空押出形材を相互に嵌合して製造されてい
る。このように嵌合して構築された構造体の水密性を向
上させるために摩擦攪拌接合を適用とした技術として、
先に本出願人が出願した特願平１０−１５８１９０号
（特開平１１−３５０６１６号公報）に提案されたもの
がある。

【０００３】又、高強度の要求される鉄道車両の構造体
として使用される広幅の二面中空パネル構造体の製造
に、表裏一対の平行な面板の間に長さ方向に伸びるリブ
を形成した複数のアルミニウム系中空押出形材を用い、
その接合に摩擦攪拌接合を適用した例としては、特開平
９−３０９１６４号公報に開示の技術がある。この公報
に開示の技術としては、以下のものがある。

【０００４】（Ａ）図２３（ａ），（ｂ）に示すよう
に、相互に平行な表裏の面板１３３，１３４と、該表裏
の面板１３３，１３４をつなぎ長さ方向（図の紙面に垂
直な方向）に伸びる斜めのリブ１３５と、前記表裏の面
板１３３，１３４の端部をつなぎ長さ方向に伸びる垂直
リブ１３６とからなる一対の中空押出形材１３１，１３
２の、前記垂直リブ１３６，１３６の外面同士を突き合
わせて突合せ部を形成し、凹面の底面１５３を備える回
転体１５１と、前記凹面の底面１５３より同軸に前記回
転体１５１の外方へ突出する攪拌ピン１５２とからなる
回転ツール１５０を用いて、前記突合せ部を表面側から
摩擦攪拌接合する。その後、表面側を接合した二面中空
パネル構造体を反転し、裏面側から突合せ部を摩擦攪拌
接合する。

【０００５】（Ｂ）図２４（ａ），（ｂ）に示すよう
に、相互に平行な表裏の面板１３３，１３４と、該表裏
の面板１３３，１３４をつなぎ長さ方向（図の紙面に垂
直な方向）に伸びる斜めのリブ１３５と、前記表裏の面
板１３３，１３４の端部をつなぎ長さ方向に伸びる垂直
リブ１３６とからなる中空押出形材１３１と、前記表裏
の面板１３３，１３４の端部をつなぎ長さ方向に伸びる
垂直リブ１３６のない中空押出形材１３２を接合するに
際し、前記中空押出形材１３１の垂直リブ１３６の垂直
方向の角部は、他方の中空押出形材１３２の表裏の面板
１３３，１３４の端部の突片１３８ｕ，１３８ｂの先端
を載せることができるように、中空押出形材１３１の厚
さ方向及びこれに直交する方向（中空押出形材１３２
側）に開放した切欠き部１３３ａ，１３４ａを予め形成
してある。この切欠き部１３３ａ，１３４ａに前記突片
１３８ｕ，１３８ｂの各々の先端を載せた状態で、突合
せ部を前記の回転ツール１５０を用いて、前記（Ａ）項
で述べたのと同様に表裏両面の各々の側から摩擦攪拌接
合する。

【０００６】（Ｃ）一方のみから上下二面の接合を行え
るようにしたものとして、図２５に示す技術がある。即
ち、中空押出形材１３１，１３２の下面の面板１３４，
１３４と同一面から突片１３４ａ、１３４ａをそれぞれ
他方の中空押出形材側に大きく突き出している。突片１
３４ａ，１３４ａの先端は相互に実質的に接触してい
る。上部の面板１３３，１３３の先端は下部面の面板１
３４，１３４の突片１３４ａ，１３４ａの先端よりも後
方に位置している。上部の面板１３３，１３３の先端部
と下部の面板１３４，１３４とは垂直なリブ１３６，１
３６によって接続されている。垂直リブ１３６，１３６
は下部の面板１３４，１３４の途中に接続している。垂
直リブ１３６，１３６の上部に縦断面Ｔ字形の継ぎ手１
６０が重なる切欠き部１３９，１３９がある。継ぎ手１
６０を切欠き部１３９，１３９に載せたとき、継ぎ手１
６０の上面板１６０ｕの上面は、上部の面板１３３，１
３３の上面と同一面になる。二つの垂直リブ１３６，１
３６の相互の間隔は回転ツール１５０を挿入できる大き
さであり、できるだけ小さい方がよい。摩擦攪拌接合手
順は以下のとおりである。

【０００７】１）図２５（ａ）の状態で、回転ツール１
５０によって下部の面板１３４，１３４の突片１３４
ａ，１３４ａの先端同士を接合する。この時、中空押出
形材１３１，１３２は突片１３４ａ，１３４ａの接合部
を含めて図示せぬベッドの上に載っている。接合部のベ
ッド（接合部の裏当て）の上面は平らである。回転ツー
ル１５０の攪拌ピン１５２の高さは突片１３４ａ，１３
４ａの厚さよりも小さい。

【０００８】２）図２５(ｂ)のように、一対の中空押出
形材１３１，１３２の間に継ぎ手１６０を載せる。継ぎ
手１６０の上面板１６０ｕの両端を垂直リブ１３６，１
３６の上端部の切欠き部１３９，１３９に重ねたとき、
垂直片１６１の下端は下面の面板の接合部１４５との間
に隙間を有する。垂直片１６１はなくてもよい。

【０００９】３）図２５（ｃ）のように、継ぎ手１６０
の上面板１６０ｕと中空押出形材１３１との突合せ部を
回転ツール１５０で摩擦攪拌接合する。

【００１０】４）図２５（ｄ）のように、継ぎ手１６０
の上面板１６０ｕと中空押出形材１３２との突合せ部を
回転ツール１５０で摩擦攪拌接合する。

【００１１】（Ｄ）中空押出形材１３１，１３２の上下
の面板を同時に摩擦攪拌接合するようにしたものとし
て、図２６に示した技術がある。上部の面板１３３，１
３３を上方から摩擦攪拌接合する回転ツール１５０ｕの
鉛直方向下方に、下部の面板１３４，１３４を接合する
回転ツール１５０ｂが配置されている。回転ツール１５
０ｂの攪拌ピン１５２ｂは上方を向いている。二つの回
転ツール１５０ｕ，１５０ｂを対向させた状態で、同一
速度で移動させ、上下同時に摩擦攪拌接合を行う。回転
ツール１５０ｕと１５０ｂの回転中心は同一線上にあ
り、この線上に中空押出形材１３１，１３２の接合部が
ある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記のトラックのアオ
リのように、中空押出形材を嵌合して製造された中空パ
ネル構造体は、構造体として適用するためには強度及び
水密性が不充分であり、さらに振動が付与される場所に
使用した場合、嵌合部の摩擦音が発生する等の問題があ
る。

【００１３】又、前記特願平１０−１５８１９０号（特
開平１１−３５０６１６号公報）に提案された水密構造
体では、水密性は改善されるものの、接合強度及び摩擦
音の抑制が不充分である。接合強度が不充分な理由は、
接合深さが非常に浅いためである。

【００１４】前記特開平９−３０９１６４号公報に開示
の二面中空パネル構造体、摩擦攪拌接合方法及びパネル
では、前記の問題が解消できるが、以下のような問題点
がある。

【００１５】即ち、前記（Ａ）項，（Ｂ）項で説明した
技術には、下記のような問題点が存在する。 （１）表裏両面を摩擦攪拌接合する必要があり、一方の
面を上方から摩擦攪拌接合した後、中空パネル構造体を
反転させる必要がある。そのため、生産性が低く、製造
コストが嵩む。 （２）表裏両面を摩擦攪拌接合した場合、両面に回転ツ
ールの底面の回転・移動によって生じる円弧状の模様の
ついたアンダーカット状の痕跡が残るので、少なくとも
化粧面となる側の面板の突合せ部両側の外面を予め周囲
の面よりやや高くなるように形成しておくとともに、摩
擦攪拌接合後に前記のアンダーカット状の痕跡が消える
ように研削・研磨処理することが必要となる。そのた
め、工程が増えて生産性が低下すると共に、研削・研磨
処理設備の設備コスト、ランニングコスト、メンテナン
スコスト等が嵩む。 （３）摩擦攪拌接合に際して突合せ部が目開きして接合
部欠陥が発生するのを防止するために、幅方向両側から
適切な拘束力で拘束する必要があり、幅方向拘束手段を
備えた摩擦攪拌接合装置を必要とする。 （４）突合せ部の上面に摩擦攪拌接合用回転ツールによ
って付加される軸方向即ち中空部側への押圧力によりリ
ブの変形・座屈、あるいは突合せ部両側の垂直リブの内
周面側の熱変形による接合部欠陥等の発生の問題があ
り、このような接合部欠陥等の発生の防止のために、前
記押圧力、リブの形状・寸法、摩擦攪拌接合回転ツール
の諸元や接合深さ等を相互に関連させて検討し決めてや
る等、何らかの対策が必要であった。 （５）広幅の中空パネル構造体の製造のために三以上の
中空押出形材の幅方向端部の各々を相互に接合する場合
には、表裏両面の突合せ部の数が表裏両面を合わせて非
常に多くなり、さらに生産性が低下し、製造コストが増
大する。又、熱変形や上面側の摩擦攪拌接合後に反転す
るために生じる機械的な変形が大きい。 （６）前記（２）項の問題に起因して、摩擦攪拌接合前
に、中空パネル構造体の製品における化粧面となる表面
を予め陽極酸化処理、電解着色処理や電着塗装処理等の
表面処理をしておくことに問題があり、他方摩擦攪拌接
合後に前記の研削・研磨処理を行い、その後にこれらの
処理を行う場合は、広幅の材料となっているため、大型
の処理設備が必要になり、設備コストやメンテナンスコ
ストが嵩む。又、研削・研磨部とその他の押出成形のま
まの部分の表面状態に微妙な差があり、この表面状態の
微妙な差が、特に陽極酸化処理、電解着色処理や電着塗
装処理等の表面処理の場合には表面の色調や光沢度の微
妙な違いとなって現れ、製品の外観性に問題がある。

【００１６】前記（２）項及び（６）項の問題点を解決
するために、前記（Ｃ）項で説明したような技術が提案
されているが、この技術では、以下の問題点がある。 （ａ）断面Ｔ字形の継ぎ手１６０もしくはこの継ぎ手１
６０から垂直片１６１を省いた上面板１６０ｕのみから
なる継ぎ手を用意し、これを摩擦攪拌接合作業の途中で
セットしてやる必要があり、継ぎ手の製作とセットに手
間が掛かり製造コストが嵩む。 （ｂ）摩擦攪拌接合を三個所・三度にわたって行う必要
があり、作業時間が長く、生産性が低下して製造コスト
が嵩む。

【００１７】前記（１）項の問題点を解決するために、
前記（Ｄ）項で説明した技術が提案されているが、制御
装置を含む設備コスト及びメンテナンスコストが嵩むば
かりでなく、下方から摩擦攪拌接合した場合に、塑性流
動化（可塑化）した固相が重力で下方に流れやすく、下
面側の接合部上部に空洞欠陥が発生しやすいという問題
がある。

【００１８】本発明は前記従来技術の有する問題点を解
消し、下記の事項をその課題とする。 （１）摩擦攪拌接合必要個所を半減もしくは１／３まで
減少させるとともに、摩擦攪拌接合時に幅方向の拘束を
省略しても突合せ部が目開きして接合部欠陥が発生する
こともなく、又、摩擦攪拌接合用の特別の継ぎ手を製作
してセットする必要もなく、製品の化粧面に摩擦攪拌接
合用回転ツールの回転・移動のアンダーカット状の痕跡
が残らないため、接合後に研削・研磨する必要性がな
く、通常の摩擦攪拌接合設備を用いても生産性を飛躍的
に向上させることが可能で、設備コスト、メンテナンス
コスト及び製造コストの低減の可能な中空パネル構造体
とその製造方法及びその製造用中空押出形材の提供を第
１の課題とする。

【００１９】（２）摩擦攪拌接合時に、突合せ部の中空
部側の垂直リブの内周面側の熱変形や垂直リブの最小厚
み部の変形・座屈による接合部欠陥を生じることがな
く、十分な接合深さをとって高い接合強度の得られる中
空パネル構造体の製造方法及びその製造用中空押出形材
の提供を第２の課題とする。

【００２０】（３）同時に三以上の中空押出形材を摩擦
攪拌接合可能で、生産性を飛躍的に高めることのできる
中空パネル構造体の製造方法の提供を第３の課題とす
る。

【００２１】（４）摩擦攪拌接合前に、中空押出形材の
製品で化粧面となる表面の陽極酸化処理、電解着色処理
や電着塗装処理が可能で、大型の処理設備を必要とせ
ず、設備コストやメンテナンスコストの嵩むことのない
中空パネル構造体の製造方法及びその製造用中空押出形
材の提供を第４の課題とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】特許請求の範囲及び以下
の説明において使用する用語の定義は、以下のとおりと
する。 （１）被嵌合部とは、個々の中空押出形材の幅方向端部
又はその近傍に形成され、複数の中空押出形材の幅方向
端部同士を接合するに際して、相互に嵌合される部分又
は部材を意味する。又、嵌合部とは、複数の中空押出形
材の個々の幅方向端部又はその近傍に形成された被嵌合
部同士を相互に嵌合して部分的に一体化された部分を意
味する。 （２）被突合せ部とは、個々の中空押出形材の幅方向端
部に形成され、複数の中空押出形材の幅方向端部同士を
接合するに際して、相互に突き合わされ（実質的に接触
し合う状態にされ）る部分又は部材を意味する。又、突
合せ部とは、複数の中空押出形材の個々の幅方向端部又
はその近傍に形成された前記被突合せ部同士を相互に突
き合わせ（実質的に接触し合う状態にし）て形成された
部分を意味する。

【００２３】本発明の中空パネル構造体は、前記の第１
の課題を解決するために、第１の手段として、複数の中
空押出形材からなり、それぞれの中空押出形材の幅方向
端部に形成された、嵌合部を備えるとともに、表裏一対
の面板の一方の側に形成された突合せ部に摩擦攪拌接合
部を備えたことを特徴とするように構成したものであ
る。

【００２４】前記本発明においては、第２の手段とし
て、前記突合せ部を構成する一方の前記被突合せ部の直
下の中空部側に、他方の前記被突合せ部をも支持する垂
直リブを備えることが望ましい。

【００２５】前記本発明においては、第３の手段とし
て、前記突合せ部を構成する前記被突合せ部の各々の、
一方の中空部側に垂直リブを、他方の中空部側に前記被
嵌合部の一部を兼ねる垂直リブを、それぞれ備えるよう
にしてもよい。

【００２６】本発明の中空パネル構造体の製造方法は、
前記の第１及び第２の課題を解決するために、第１の手
段として、押出し工程において、複数の中空押出形材の
幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏一対
の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、前記被
嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するとともに、前記
被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成し、該突
合せ部を摩擦攪拌接合することを特徴とするよう構成し
たものである。

【００２７】前記第１の手段を採用した本発明方法にお
いては、第２の手段として、前記押出し工程において、
前記複数の中空押出形材の、一方の前記被突合せ部の直
下の中空部側に、他方の前記被突合せ部をも支持可能な
垂直リブを形成しておくことが望ましい。

【００２８】前記第１の手段を採用した本発明方法にお
いては、第３の手段として、前記押出し工程において、
前記複数の中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一
方の中空部側に垂直リブを、他方の中空部側に前記被嵌
合部の一部を兼ねる垂直リブを、それぞれ形成しておい
てもよい。

【００２９】前記第２又は第３の手段を採用した本発明
の中空パネル構造体の製造方法においては、第４の手段
として、前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際して、該突合
せ部に押し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピ
ンの外面と前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面
との間の最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以上に保つことが望
ましい。

【００３０】前記第４の手段を採用した本発明の中空パ
ネル構造体の製造方法においては、第５の手段として、
前記突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツール
の攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中空部側の垂直リブ
の内周面との間の最短距離ｗ₁を１．２ｍｍ以上に保つ
ことがより望ましい。

【００３１】前記第４の手段を採用した本発明の中空パ
ネル構造体の製造方法においては、第６の手段として、
前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面を冷却しつ
つ摩擦攪拌接合することがより望ましい。

【００３２】前記第４〜第６の手段の何れかを採用した
本発明の中空パネル構造体の製造方法においては、第７
の手段として、前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が
下記式１及び下記式２を満足するように、回転ツールの
軸方向押圧力Ｆ（ｋｇｆ）及び／又は回転ツール底部の
直径Ｄ（ｍｍ）を選択して摩擦攪拌接合することが望ま
しい。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
２）

【００３３】前記第１〜第７の手段の何れか一つの手段
を採用した本発明の中空パネル構造体の製造方法におい
ては、前記第３の課題を解決するために、第８の手段と
して、同時に三以上の中空押出形材を用いて複数の突合
せ部を形成し、該突合せ部の数と同数以上の摩擦攪拌接
合用回転ツールを備えた摩擦攪拌接合設備を用いて、前
記複数の突合せ部を同時に摩擦攪拌接合するようにして
もよい。

【００３４】前記第１〜第７の手段の何れか一つの手段
を採用した本発明の中空パネル構造体の製造方法におい
ては、前記第４の課題を解決するために、第９の手段と
して、前記複数の中空押出形材の、前記被突合せ部の形
成された面板とは反対側の面板の外面を、摩擦攪拌接合
工程に先立って予め陽極酸化処理、電解着色処理、又
は、電着塗装処理しておく方が望ましい。

【００３５】本発明の中空パネル構造体製造用中空押出
形材においては、前記第１及び第２の課題を解決するた
めの第１の手段として、幅方向端部に、被嵌合部が形成
されるとともに、表裏一対の面板の一方の側に被突合せ
部が形成されたことを特徴とするよう構成している。

【００３６】前記の本発明の中空パネル構造体製造用の
中空押出形材においては、第２の手段として、複数の中
空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一方の側の被突
合せ部の中空部側に他方の側の被突合せ部も支持可能な
垂直リブが形成されていることを特徴とするように構成
することが望ましい。

【００３７】前記の本発明の中空パネル構造体製造用の
中空押出形材においては、第３の手段として、複数の中
空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一方の側の被突
合せ部の中空部側に垂直リブが、他方の側の被突合せ部
の中空部側に前記被嵌合部の一部を兼ねる垂直リブが形
成されていることを特徴として構成してもよい。

【００３８】前記第２又は第３の手段を採用した本発明
の中空パネル構造体製造用中空押出形材においては、第
４の手段として、複数の中空押出形材の前記被突合せ部
を突き合わせて形成された突合せ部の摩擦攪拌接合にお
ける予定接合深さにおいて、該突合せ部に押し込まれる
摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合
せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ
₁を０．６ｍｍ以上に保つように、予め形成されている
ことが望ましい。

【００３９】前記第４の手段を採用した本発明の中空パ
ネル構造体製造用中空押出形材においては、第５の手段
として、前記突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌接合用回
転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中空部側の
垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ₁を１．２ｍｍ以
上に保つように、予め形成されていることがより望まし
い。

【００４０】前記第４又は第５の手段を採用した本発明
の中空パネル構造体製造用中空押出形材においては、第
６の手段として、前記リブの最小厚み部の厚みｗ₂が下
記式１及び下記式２を満足するように、予め形成されて
いることが望ましい。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
２）

【００４１】前記第１〜第６の何れかの手段を採用した
本発明の中空パネル構造体製造用の中空押出形材におい
ては、前記第４の課題を解決するために、第７の手段と
して、前記被突合せ部の形成された面板とは反対側の面
板の外面が、摩擦攪拌接合工程に先立って予め陽極酸化
処理、電解着色処理、又は、電着塗装処理されているこ
とが望ましい。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明の中空パネル構造体の一実
施の形態を、添付の図面を参照して以下に説明する。図
１は、本実施の形態の中空パネル構造体の主要部を長手
方向から見た縦断面図である。

【００４３】本実施の形態における中空パネル構造体Ｈ
ＰＳは、図１に示すように、一対の中空押出形材１，１
からなり、それぞれの中空押出形材１，１の幅方向端部
１Ａ，１Ｂに形成された、下部被嵌合部１Ａｉｂ，１Ｂ
ｉｂ同士を嵌合した下部嵌合部５ｂを備えるとともに、
前記一対の中空押出形材１，１のそれぞれの表裏一対の
面板１ｕｐ，１ｂｐの一方の側の面板１ｕｐ，１ｕｐに
形成された被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕ同士を突き合せた
突合せ部２に摩擦攪拌接合部６を備えて、主要部が構成
されている。

【００４４】前記の実施の形態は、さらに以下のような
具体的な構成を備える。即ち、一方の被突合せ部１Ａｕ
は、上部の面板１ｕｐよりも厚肉に形成され、その先端
部の上部に他方の被突合せ部１Ｂｕの先端部が載るよう
に切欠き部１Ａｕｎが形成されている。そして、この切
欠き部１Ａｕｎの上部の面板１ｕｐの外面に垂直な面と
被突合せ部１Ｂの先端面とが突合せ部２（図の破線）を
形成し、この突合せ部２が摩擦攪拌接合されて摩擦攪拌
接合部６が形成されている。

【００４５】一方の被突合せ部１Ａｕの基部には、表裏
の面板１ｕｐ，１ｂｐをつなぐ厚肉の垂直リブ１Ａｒが
形成されていて、後述する摩擦攪拌接合時に回転ツール
３を前記突合せ部２の両側の上部面板１ｕｐ，１ｕｐの
上面に押し付ける軸方向（下向き）の押圧力Ｆによる被
突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕの変形を防止するように前記被
突合せ部１Ａｕを下方から補強するとともに、中空パネ
ル構造体ＨＰＳの補強材を兼ねている。

【００４６】他方の被突合せ部１Ｂｕの基部には、下部
の面板１ｂｐに起始する下部被嵌合部１Ｂｉｂの一部と
上部面板１ｕｐをつなぐ垂直リブ兼被嵌合部材１Ｂｒｉ
が形成されていて、下部被嵌合部１Ｂｉｂの補強材と中
空パネル構造体ＨＰＳの補強材を兼ねている。

【００４７】前記のように形成された本実施の形態の中
空パネル構造体ＨＰＳにおいては、摩擦攪拌接合個所が
表裏一対の面板の一方の面板１ｕｐ，１ｕｐの突合せ部
２に限られ、前記従来技術に比べて半減もしくは１／３
まで減少しており、又、嵌合部の存在により、摩擦攪拌
接合時に幅方向の拘束を省略しても突合せ部２が目開き
して接合部欠陥が発生することもない。又、摩擦攪拌接
合用の特別の継ぎ手を製作してセットする必要もなく、
摩擦攪拌接合部のない下部面板１ｂｐの外面を製品の化
粧面とすれば、化粧面に摩擦攪拌接合用回転ツールの回
転・移動のアンダーカット状の痕跡が残らないため、接
合後に研削・研磨する必要性がなく、通常の摩擦攪拌接
合設備を用いても生産性を飛躍的に向上させることが可
能で、設備コスト、メンテナンスコスト及び製造コスト
の大幅な低減が可能である。

【００４８】本発明の中空パネル構造体の他の実施の形
態を、添付の図面を参照して以下に説明する。図２は、
本実施の形態の中空パネル構造体の主要部を長手方向か
ら見た縦断面図である。

【００４９】本実施の形態における中空パネル構造体Ｈ
ＰＳは、図２に示すように、一対の中空押出形材１，１
からなり、それぞれの中空押出形材１，１の幅方向端部
１Ａ，１Ｂに形成された、下部被嵌合部１Ａｉｂ，１Ｂ
ｉｂ同士を嵌合した下部嵌合部５ｂと、上部被嵌合部１
Ａｉｕ，１Ｂｉｕ同士を嵌合した上部嵌合部５ｕとを備
える。そして、前記一対の中空押出形材１，１のそれぞ
れの表裏一対の面板１ｕｐ，１ｂｐの一方の側の面板１
ｕｐ，１ｕｐに形成された被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕ同
士を突き合せた突合せ部２（図の破線）に摩擦攪拌接合
部６を備え、さらに、前記突合せ部２を構成する一方の
前記被突合せ部１Ａｕの被突合せ面（換言すれば、突合
せ部２）の直下の中空部側に、他方の前記被突合せ部１
Ｂｕの先端部をも支持する垂直リブ１Ａｒを備えて、主
要部が構成されている。

【００５０】前記の実施の形態は、さらに以下のような
具体的な構成を備える。即ち、前記垂直リブ１Ａｒの上
部から前記被突合せ部１Ｂｕの基部の方向へ水平に、そ
の上面が前記被突合せ部１Ｂｕの下面に接するように棚
部１Ａｓｕが張り出していて、先端部に段状の上部被嵌
合部１Ａｉｕが形成されており、前記被突合せ部１Ｂｕ
の基部の下面に形成された溝状の上部被嵌合部１Ｂｉｕ
と嵌合して上部嵌合部５ｕを構成している。その他の具
体的な構成は、図１を参照して説明した前記の実施の形
態と同様であるので、説明を省く。

【００５１】本実施の形態における中空パネル構造体Ｈ
ＰＳの構成の作用・効果は、下記の点を除いて、図１を
参照して説明した本発明の中空パネル構造体ＨＰＳの実
施の形態の作用・効果と同様である。 （１）嵌合部が下部嵌合部５ｂと上部嵌合部５ｕとの２
箇所になっており、下部嵌合部５ｂのみの前記の実施の
形態よりも多く、摩擦攪拌接合部６をも含めて、より強
固な、安定した接合が得られる。 （２）突合せ部２の直下に垂直リブ１Ａｒが配置されて
いるため、後述する摩擦攪拌接合時に回転ツール３を前
記突合せ部２の上面に押し付ける軸方向（下向き）の押
圧力Ｆによる被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕの変形を防止す
る効果が前記の本発明の実施の形態よりも高く、変形に
伴う接合部欠陥が発生しにくい。

【００５２】本発明の中空パネル構造体のさらに他の実
施の形態を、添付の図面を参照して以下に説明する。図
３は、本実施の形態の中空パネル構造体の主要部を長手
方向から見た縦断面図である。

【００５３】本実施の形態における中空パネル構造体Ｈ
ＰＳは、図３に示すように、一対の中空押出形材１，１
からなり、それぞれの中空押出形材１，１の幅方向端部
１Ａ，１Ｂに形成された、第１の下部被嵌合部１Ａｉｂ
ｘ，１Ｂｉｂｘ同士を嵌合した第１の下部嵌合部５ｂｘ
と、第２の下部被嵌合部１Ａｉｂｙ，１Ｂｉｂｙ同士を
嵌合した第２の下部嵌合部５ｂｙと、上部被嵌合部１Ａ
ｉｕ，１Ｂｉｕ同士を嵌合した上部嵌合部５ｕとを備え
る。そして、前記一対の中空押出形材１，１のそれぞれ
の表裏一対の面板１ｕｐ，１ｂｐの一方の側の面板１ｕ
ｐ，１ｕｐに形成された被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕ同士
を突き合せた突合せ部２（図の破線）に摩擦攪拌接合部
６を備え、さらに、前記突合せ部２を構成する一方の前
記被突合せ部１Ａｕの被突合せ面（換言すれば、突合せ
部２）の直下の中空部側に、他方の前記被突合せ部１Ｂ
ｕの先端部をも支持する垂直リブ１Ａｒを備えて、主要
部が構成されている。

【００５４】前記の実施の形態は、さらに以下のような
具体的な構成を備える。即ち、一方の被突合せ部１Ａｕ
は、面板１ｕｐよりも厚肉に形成され、その先端部の上
部に他方の被突合せ部１Ｂの先端部が載るように切欠き
部１Ａｕｎが形成されている。そして、この切欠き部１
Ａｕｎの上部の面板１ｕｐの外面に垂直な面と被突合せ
部１Ｂｕの先端面とが突合せ部２（図の破線）を形成
し、この突合せ部２が摩擦攪拌接合されて摩擦攪拌接合
部６が形成されている。

【００５５】一方の被突合せ部１Ａｕの切欠き部１Ａｕ
ｎの垂直面（即ち突合せ部２）の直下には、前記被突合
せ部１Ａｕと下部面板１ｂｐをつなぐ垂直リブ１Ａｒが
形成されていて、後述する摩擦攪拌接合時に回転ツール
３を前記突合せ部２の両側の上部面板１ｕｐ，１ｕｐの
上面に押し付ける軸方向（下向き）の押圧力Ｆによる被
突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕの変形を防止するように前記被
突合せ部１Ａｕを下方から支持するとともに、中空パネ
ル構造体ＨＰＳの補強材を兼ねている。

【００５６】第１の下部嵌合部５ｂｘの上方には、下部
の面板１ｂｐに起始する第１の被嵌合部１Ｂｉｂｘの上
部と上部面板１ｕｐをつなぐ垂直リブ兼被嵌合部材１Ｂ
ｒｉｘが形成されていて、第１の被嵌合部１Ｂｉｂｘの
補強材と中空パネル構造体ＨＰＳの補強材を兼ねてい
る。

【００５７】第２の下部嵌合部５ｂｙの上方には、下部
の面板１ｂｐに起始する第２の被嵌合部１Ａｉｂｙの上
端から湾曲しつつ斜め上方に伸び、一方の上部被嵌合部
１Ａｉｕを支持するリブ兼被嵌合部材１Ａｒｉが形成さ
れていて、上部被嵌合部１Ａｉｕの支持材と中空パネル
構造体ＨＰＳの補強材を兼ねている。

【００５８】他方の上部被嵌合部１Ｂｉｕは、上部面板
の一部１ｕｐｚの下面と上部面板１ｕｐの内面から中空
部側へ突出する突起１Ｂｉｕｚの側面で構成されてい
て、前記の一方の上部被嵌合部１Ａｉｕの上面と先端面
のそれぞれを前記上部面板の一部１ｕｐｚの下面と前記
突起１Ｂｉｕｚの側面で受けて上部嵌合部５ｕを形成し
ている。

【００５９】前記垂直リブ１Ａｒと前記リブ兼被嵌合部
材１Ａｒｉとの間には、一方の被突合せ部１Ｂｕの下面
に起始して斜め下方に伸び、その下端部で一方の第２の
下部被嵌合部１Ｂｉｂｙを支持するリブ兼被嵌合部材１
Ｂｒｉｙが形成されていて第２の下部被嵌合部１Ｂｉｂ
ｙの支持材と中空パネル構造体ＨＰＳの補強材を兼ねて
いる。

【００６０】他方の第２の下部被嵌合部１Ａｉｂｙは下
部の面板１ｂｐの内面に起始し、垂直に立ち上がった
後、水平に屈曲する部材として形成され、その水平部下
面と垂直部側面上端部（隅角部）の各々で前記第２の下
部被嵌合部１Ｂｉｂｙの上面と先端部の各々を受けて第
２の下部嵌合部５ｂｙを形成している。

【００６１】本実施の形態における中空パネル構造体Ｈ
ＰＳの構成の作用・効果は、下記の点を除いて、図２を
参照して説明した実施の形態の作用・効果と同様であ
る。即ち、嵌合部が第１の下部嵌合部５ｂｘ、第２の下
部嵌合部５ｂｙと上部嵌合部５ｕとの３箇所になってお
り、前記の実施の形態よりも嵌合部の数が一つ多く、摩
擦攪拌接合部６をも含めて、前記の実施の形態よりもさ
らに強固な、安定した接合が得られる。

【００６２】本発明の中空パネル構造体のさらに他の実
施の形態を、添付の図面を参照して以下に説明する。図
４は、本実施の形態の中空パネル構造体の主要部を長手
方向から見た縦断面図である。

【００６３】本実施の形態における中空パネル構造体Ｈ
ＰＳは、図４に示すように、一対の中空押出形材１，１
からなり、それぞれの中空押出形材１，１の幅方向各部
に形成された、第１の下部被嵌合部１Ａｉｂｘ，１Ｂｉ
ｂｘ同士を嵌合した第１の下部嵌合部５ｂｘと、第２の
下部被嵌合部１Ａｉｂｙ，１Ｂｉｂｙ同士を嵌合した第
２の下部嵌合部５ｂｙと、上部被嵌合部１Ａｉｕ，１Ｂ
ｉｕ同士を嵌合した上部嵌合部５ｕとを備える。そし
て、前記一対の中空押出形材１，１のそれぞれの表裏一
対の面板１ｕｐ，１ｂｐの一方の側の面板１ｕｐ，１ｕ
ｐに形成された被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕ同士を突き合
せた上部突合せ部２ｕ（図の破線）に摩擦攪拌接合部６
を備え、さらに、前記上部突合せ部２ｕを構成する一方
の前記被突合せ部１Ａｕの幅方向端部に垂直リブ１Ａｒ
を備えるとともに、他方の前記被突合せ部１Ｂｕの幅方
向端部に前記垂直リブ１Ａｒの外面にその外面が接触す
る垂直リブ兼被嵌合部１Ｂｒｉｖを備えて、主要部が構
成されている。

【００６４】前記の実施の形態は、さらに以下のような
具体的な構成を備える。即ち、前記垂直リブ部兼被嵌合
部１Ｂｒｉｖは、その下端が直角に前記垂直リブ１Ａｒ
の外面より離隔する方向に屈曲して水平部を形成した
後、さらにその水平部の先端が円弧状に上方へ屈曲して
前記第２の下部被嵌合部１Ｂｉｂｙを形成している。

【００６５】そして、前記垂直リブ１Ａｒの外面と垂直
リブ兼被嵌合部１Ｂｒｉｖの外面とが突合されて突合せ
部２が形成され、この突合せ部２の上部２ｕ（図の破
線）が摩擦攪拌接合されて摩擦攪拌接合部６が形成され
ている。その他の具体的な構成は、図３を参照して説明
した本発明の中空パネル構造体の実施の形態と同様であ
る。

【００６６】本実施の形態における中空パネル構造体Ｈ
ＰＳの構成の作用・効果は、下記の点を除いて、図３を
参照して説明した本発明の中空パネル構造体の実施の形
態の作用・効果と同様である。即ち、前記の本発明の中
空パネル構造体の実施の形態においては、突合せ部２の
直下に垂直リブ１Ａｒが配置されているため、後述する
摩擦攪拌接合時に回転ツール３を前記突合せ部２の両側
の上部面板１ｕｐ，１ｕｐの上面に押し付ける軸方向
（下向き）の押圧力Ｆによる被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕ
の変形を防止しているのに対して、本実施の形態におい
ては、突合せ部２の両側に、垂直リブ１Ａｒと垂直リブ
兼被嵌合部１Ｂｒｉｖが形成されており、この二つの部
材により、後述する摩擦攪拌接合時に回転ツール３を前
記突合せ部２の上端両側の上部面板１ｕｐ，１ｕｐの上
面に押し付ける軸方向（下向き）の押圧力Ｆによる被突
合せ部１Ａｕ，１Ｂｕの変形を防止し、変形に起因する
接合部欠陥の発生を抑止している。

【００６７】次に、本発明の中空パネル構造体の製造方
法の一実施の形態及び本発明の中空パネル構造体製造用
中空押出形材の一実施の形態を、添付の図面を参照して
以下に説明する。図５（ａ）は、本発明の中空パネル構
造体の製造方法の一実施の形態における押出し工程で製
造された、中空パネル構造体製造用中空押出形材の一実
施の形態を長手方向から見た縦断面図、図５（ｂ），
（ｃ）は、各々、（ａ）に示された中空押出形材の幅方
向の右端部と左端部の各々の縦断面図である。

【００６８】本発明の中空パネル構造体の製造方法の一
実施の形態の手順と、本発明の中空パネル構造体製造用
中空押出形材の一実施の形態の構成は以下の通りであ
る。 （１）押出し工程において、図５に示すような中空押出
形材１を製造する。即ち、中空押出形材１の幅方向端部
１Ａ，１Ｂの各々に、下部被嵌合部１Ａｉｂ，１Ｂｉｂ
を各々形成するとともに、表裏一対の面板１ｕｐ，１ｂ
ｐの一方の面板１ｕｐ側に、被突合せ面２Ａを有する切
欠き部１Ａｕｎを設けた被突合せ部１Ａｕと、被突合せ
面２Ｂを有する被突合せ部１Ｂｕを形成しておく。な
お、中空押出形材１の幅方向中央部には、表裏の面板１
ｕｐ，１ｂｐをつなぐ補強用の中央部垂直リブ１Ｃｒを
形成しておく。 （２）前記図１に示すように、複数の図５に示された中
空押出形材１，１の前記被嵌合部１Ａｉｂ，１Ｂｉｂ同
士を嵌合して下部嵌合部５ｂを形成するとともに、前記
被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕの各々の被突合せ面２Ａ，２
Ｂ同士を突き合わせて突合せ部２を形成し、該突合せ部
２を摩擦攪拌接合して、摩擦攪拌接合部６を形成する。

【００６９】前記のように構成された本発明の中空パネ
ル構造体の製造方法の一実施の形態及び本発明の中空パ
ネル構造体製造用中空押出形材の一実施の形態は、前記
図１を参照して説明した本発明の中空パネル構造体ＨＰ
Ｓの一実施の形態と同様の作用・効果を奏する。

【００７０】本発明の中空パネル構造体の製造方法の他
の実施の形態及び本発明の中空パネル構造体製造用中空
押出形材の他の実施の形態を、添付の図面を参照して以
下に説明する。図６（ａ）は、本発明の中空パネル構造
体の製造方法の他の実施の形態における押出し工程で製
造された、本発明の中空パネル構造体製造用中空押出形
材の他の実施の形態の長手方向から見た縦断面図、図６
（ｂ），（ｃ）は、各々、（ａ）に示された中空押出形
材の幅方向の右端部と左端部の各々の縦断面図である。

【００７１】前記の本発明の中空パネル構造体の製造方
法の実施の形態の手順と、前記の本発明の中空パネル構
造体製造用中空押出形材の実施の形態の構成は以下の通
りである。 （１）押出し工程において、図６に示すような中空押出
形材１を製造する。即ち、中空押出形材１の幅方向端部
１Ａ，１Ｂの各々に、下部被嵌合部１Ａｉｂ，１Ｂｉｂ
を各々形成するとともに、棚部１Ａｓｕとその先端の上
部被嵌合部１Ａｉｕ及び上部被嵌合部１Ｂｉｕを各々形
成しておく。さらに、表裏一対の面板１ｕｐ，１ｂｐの
一方の面板１ｕｐ側に、被突合せ面２Ａ，２Ｂを各々有
する被突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕをそれぞれ形成してお
く。又、前記被突合せ面２Ａの直下に垂直リブ１Ａｒを
形成しておく。なお、中空押出形材１の幅方向中央部に
は、表裏の面板１ｕｐ，１ｂｐをつなぐ補強用の中央部
垂直リブ１Ｃｒを形成しておく。 （２）前記図２に示すように、複数の図６に示された中
空押出形材１，１の、前記下部被嵌合部１Ａｉｂ，１Ｂ
ｉｂ同士を嵌合して下部嵌合部５ｂを形成するととも
に、前記上部被嵌合部１Ａｉｕ，１Ｂｉｕ同士を嵌合し
て上部嵌合部５ｕを形成する。又、前記被突合せ部１Ａ
ｕ，１Ｂｕの各々の被突合せ面２Ａ，２Ｂ同士を突き合
わせて突合せ部２を形成し、該突合せ部２を摩擦攪拌接
合して、摩擦攪拌接合部６を形成する。

【００７２】前記のように構成された本発明の中空パネ
ル構造体の製造方法の実施の形態及び本発明の中空パネ
ル構造体製造用中空押出形材の実施の形態は、前記図２
を参照して説明した本発明の中空パネル構造体ＨＰＳの
実施の形態と同様の作用・効果を奏する。

【００７３】本発明の中空パネル構造体の製造方法さら
に他の実施の形態及び本発明の中空パネル構造体製造用
中空押出形材さらに他の実施の形態を、添付の図面を参
照して以下に説明する。図７（ａ）は、本発明の中空パ
ネル構造体の製造方法さらに他の実施の形態における押
出し工程で製造された、本発明の中空パネル構造体製造
用中空押出形材さらに他の実施の形態の長手方向から見
た縦断面図、図７（ｂ），（ｃ）は、各々、（ａ）に示
された中空押出形材の幅方向の右端部と左端部の各々の
縦断面図である。

【００７４】前記の本発明の中空パネル構造体の製造方
法の実施の形態の手順と、前記の本発明の中空パネル構
造体製造用中空押出形材の実施の形態の構成は以下の通
りである。 （１）押出し工程において、図７に示す中空押出形材１
を製造する。即ち、中空押出形材１の幅方向各部に、第
１の下部被嵌合部１Ａｉｂｘ，１Ｂｉｂｘの各々と、第
２の下部被嵌合部１Ａｉｂｙ及び上部面板１ｕｐの下面
に起始し斜め下方に伸びるリブ兼被嵌合部材１Ｂｒｉｙ
とその先端に位置する第２の下部被嵌合部１Ｂｉｂｙを
各々形成する。又、前記第２の下部被嵌合部１Ａｉｂｙ
の上端に起始し湾曲しつつ斜め上方に延びてその先端に
水平な上部被嵌合部１Ａｉｕを支持するリブ兼支持部材
１Ａｒｉと、上部面板の一部１ｕｐｚの下面と上部面板
１ｕｐの内面から中空部側に突出する突起１Ｂｉｕｚの
側面で構成される別の上部被嵌合部１Ｂｉｕとを各々形
成しておく。さらに表裏一対の面板１ｕｐ，１ｂｐの一
方の面板１ｕｐ側に、被突合せ面２Ａを有する切欠き部
１Ａｕｎを備えた被突合せ部１Ａｕと先端に被突合せ面
２Ｂを有する被突合せ部１Ｂｕをそれぞれ形成してお
く。又、前記被突合せ面２Ａの直下に垂直リブ１Ａｒを
形成しておく。 （２）前記図３に示すように、複数の図７に示された中
空押出形材１，１の、前記第１の下部被嵌合部１Ａｉｂ
ｘ，１Ｂｉｂｘ同士を嵌合して第１の下部嵌合部５ｂｘ
を形成するとともに、前記第２の下部被嵌合部１Ａｉｂ
ｙ，１Ｂｉｂｙ同士を嵌合して第２の下部嵌合部５ｂｙ
を形成する。又、上部被嵌合部１Ａｉｕ，１Ｂｉｕ同士
を嵌合して上部嵌合部５ｕを形成する。さらに、前記被
突合せ部１Ａｕ，１Ｂｕの各々の被突合せ面２Ａ，２Ｂ
同士を突き合わせて突合せ部２を形成し、該突合せ部２
を摩擦攪拌接合して、摩擦攪拌接合部６を形成する。

【００７５】前記のように構成された本発明の中空パネ
ル構造体の製造方法の実施の形態及び本発明の中空パネ
ル構造体製造用中空押出形材の実施の形態は、前記図３
を参照して説明した本発明の中空パネル構造体ＨＰＳの
実施の形態と同様の作用・効果を奏する。

【００７６】本発明の中空パネル構造体の製造方法のさ
らに他の実施の形態及び本発明の中空パネル構造体製造
用中空押出形材のさらに他の実施の形態を、添付の図面
を参照して以下に説明する。図８（ａ）は、本発明の中
空パネル構造体の製造方法のさらに他の実施の形態にお
ける押出し工程で製造された、本発明の中空パネル構造
体製造用中空押出形材のさらに他の実施の形態の長手方
向から見た縦断面図、図８（ｂ），（ｃ）は、各々、
（ａ）に示された中空押出形材の幅方向の右端部と左端
部の各々の縦断面図である。

【００７７】前記の本発明の中空パネル構造体の製造方
法の実施の形態の手順と、本発明の中空パネル構造体製
造用中空押出形材の実施の形態の構成は以下の通りであ
る。 （１）押出し工程において、図８に示す中空押出形材１
を製造する。即ち、中空押出形材１の、幅方向端部１Ａ
の上部の面板１ｕｐの端部に被突合せ面（外面）２Ａを
備えた垂直リブ１Ａｒを、幅方向端部１Ｂの上部の面板
１ｕｐの端部に被突合せ面（外面）２Ｂを備え下端部に
直角に屈曲した第２の下部被嵌合部１Ｂｉｂｙを備えた
垂直リブ兼被嵌合部１Ｂｒｉｖを、各々形成しておく。
その他の構成は、前記の本発明の中空パネル構造体の製
造方法の実施の形態における手順（１）での説明と同様
である。 （２）前記図４に示すように、複数の図８に示された中
空押出形材１，１の幅方向端部１Ａ，１Ｂのそれぞれの
対応した被嵌合部同士を嵌合した第１、第２の下部嵌合
部５ｂｘ，５ｂｙと上部嵌合部５ｕを各々形成すると共
に、前記の垂直リブ１Ａｒと垂直リブ兼被嵌合部１Ｂｒ
ｉｖの各々の被突合せ面（外面）２Ａ，２Ｂを突き合わ
せて、突合せ部２を形成し、該突合せ部の上部２ｕを摩
擦攪拌接合して、摩擦攪拌接合部６を形成する。

【００７８】前記のように構成された本発明の中空パネ
ル構造体の製造方法の実施の形態及び本発明の中空パネ
ル構造体製造用中空押出形材の実施の形態は、前記図４
を参照して説明した本発明の中空パネル構造体ＨＰＳの
一実施の形態と同様の作用・効果を奏する。

【００７９】次に、本発明の中空パネル構造体の製造方
法の実施の形態と本発明の中空パネル構造体製造用中空
押出形材の実施の形態を、添付の図面と具体的な実施例
を参照して以下に説明する。

【００８０】図９は、本発明の中空パネル構造体の製造
方法の一実施の形態における摩擦攪拌接合方法の概要
と、本発明の中空パネル構造体製造用中空押出形材の一
実施の形態の説明で使用する各種寸法の定義を説明する
ための断面図である。

【００８１】図９に示すように、上下の面板１ｕｐ，１
ｂｐの厚みがｔ₁（ｍｍ）で、垂直高さＨ（ｍｍ）のア
ルミニウム系中空押出形材（以後、単に中空押出形材と
いう）１ａの上部面板１ｕｐの端部に形成された最小厚
み部の厚みがｗ₂（ｍｍ）の垂直リブ１ａｒの上端部に
形成された切欠き部１ａｕｎに、他方の中空押出形材１
ｂの上部面板１ｕｐの端部を載せて、突合せ部２を形成
する。

【００８２】凹面又は平面の円形底面３ｂの中央部から
軸方向（下向き）に突出する直径ｄ（ｍｍ）の攪拌ピン
４を備えた底部の直径Ｄ(ｍｍ)の回転ツール３の、前記
攪拌ピン４を突合せ部２の中空押出形材１ａの上部面板
１ｕｐと垂直リブ１ａｒの上部及び中空押出形材１ｂの
上部面板１ｕｐの中に回転させつつ押し込み、前記回転
ツール３の凹面又は平面の円形底面３ｂを突合せ部２の
両側の上部面板１ｕｐ，１ｕｐの各々の上面１ａｆ，１
ｂｆを押圧力Ｆ（ｋｇｆ）で軸方向（下向き）に押圧し
ながら、前記回転ツール３を回転しつつ突合せライン
（中空押出形材１ａ，１ｂの長手方向）に沿って移動さ
せることにより、突合せ部２が摩擦攪拌接合される。な
お、ｗ₁（ｍｍ）は前記攪拌ピン４の外面と中空押出形
材１ａの垂直リブ１ａｒの内周面１ａｓ，１ａｓとの間
の最短距離を示す。

【００８３】図１０は、本発明の中空パネル構造体の製
造方法の別の実施の形態における摩擦攪拌接合方法の概
要と、本発明の中空パネル構造体製造用中空押出形材の
別の実施の形態の説明で使用する各種寸法の定義を説明
するための断面図である。

【００８４】図１０に示すように、上下の面板の厚みが
ｔ₁（ｍｍ）で、中空押出形材垂直高さＨ（ｍｍ）のア
ルミニウム系中空押出形材（以下単に中空押出形材とい
う）１ｃと１ｄの各々の、最小厚み部の厚みがｗ₂（ｍ
ｍ）のそれぞれの垂直リブ兼被嵌合部材１ｃｒｉと垂直
リブ１ｄｒの外面同士を突合せ・接触させて、突合せ部
２を形成する。

【００８５】凹面又は平面の円形底面３ｂの中央部から
軸方向（下向き）に突出する直径ｄ（ｍｍ）の攪拌ピン
４を備えた底部の直径Ｄ（ｍｍ）の回転ツール３の、前
記攪拌ピン４を突合せ部２の中空押出形材１ｃと１ｄの
上部の中に回転させつつ押し込み、前記回転ツール３の
凹面、又は、平面の円形底面３ｂを突合せ部２の両側の
上部面板１ｕｐ，１ｕｐの上面の中空押出形材１ｃ，１
ｄの各々の上面１ｃｆ，１ｄｆを押圧力Ｆ（ｋｇｆ）で
軸方向（下向き）に押圧しながら、前記回転ツール３を
回転しつつ中空押出形材１ｃ，１ｄの長手方向（図の紙
面に垂直な方向）に沿って移動させることにより、突合
せ部２の中空押出形材１ｃと１ｄの上部が摩擦攪拌接合
される。

【００８６】なお、ｗ₁(ｍｍ) は、前記攪拌ピン４の外
面と中空押出形材１ｃの垂直リブ兼被嵌合部材１ｃｒｉ
と中空押出形材１ｄの垂直リブ１ｄｒの各々のリブ内周
面１ｃｓ，１ｄｓとの間の最短距離をしめす。又、中空
押出形材１ｃの垂直リブ兼被嵌合部材1ｃｒｉと中空押
出形材１ｄの垂直リブ１ｄｒの垂直部の最小厚み部の厚
みが異なる場合は、厚みの小さい方の厚みをｗ₂（ｍ
ｍ）として用いるものとする。

【００８７】まず、本発明の中空パネル構造体の製造方
法の実施の形態と、中空パネル構造体製造用中空押出形
材の実施の形態を、添付の図面と具体的な実施例を参照
して、以下に述べる。

【００８８】１．実施例１ 図１１は、本実施例の摩擦攪拌接合に用いた一対の中空
パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材１ａ，
１ｂの形状・寸法と、摩擦攪拌接合用の攪拌ピン４との
位置関係を示す縦断面図である。図１１において、直径
ｄ＝４ｍｍで下端部が曲率半径ｒ＝４ｍｍで面取りされ
た攪拌ピン４を備えた底部の直径Ｄ＝１５ｍｍの回転ツ
ール３を用い、突合せ部２の両側の上部面板１ｕｐ，１
ｕｐの上面１ａｆ、１ｂｆからの攪拌ピン４の外周面下
端までの深さ（以下予定接合深さという）ｈが３．０ｍ
ｍ、４．０ｍｍ、５．０ｍｍのそれぞれの場合で、リブ
内周面の曲率半径Ｒ＝８ｍｍの場合における、攪拌ピン
４の外面とリブ内周面１ａｓ，１ａｓとの最短距離ｗ₁
（ｍｍ）を図の垂直リブ１ａｒの右側に示している。
又、前記予定接合深さｈが４．０ｍｍでリブ内周面１ａ
ｓ，１ａｓの曲率半径Ｒ＝８ｍｍとＲ＝６ｍｍのそれぞ
れの場合における、攪拌ピン４の外面とリブ内周面１ａ
ｓ，１ａｓとの最短距離ｗ₁（ｍｍ）を図の垂直リブ１
ａｒの左側に示している。なお、用いた材料は、「ＪＩ
Ｓ Ｈ ４１００」に示されるアルミニウム合金中空押出
形材６０６３−Ｔ５材である。

【００８９】前記図１１のように、リブ内周面の曲率半
径Ｒ＝８ｍｍの場合で、攪拌ピン４の高さを変化させる
ことにより予定接合深さｈ（ｍｍ）を変化させて、攪拌
ピン４の外面と垂直リブ１ａｒの内周面１ａｓ，１ａｓ
との間の最短距離ｗ₁（ｍｍ）が摩擦攪拌接合部の品質
に及ぼす影響を調査した。又、予定接合深さｈ（ｍｍ）
を固定して、リブ内周面１ａｓ，１ａｓの曲率半径Ｒを
変化させ、攪拌ピン４の外面とリブ内周面１ａｓ，１ａ
ｓとの間の最短距離ｗ₁（ｍｍ）が摩擦攪拌接合部の品
質に及ぼす影響を調査した。以上の調査結果を下記表１
に示した。

【００９０】

【表１】

【００９１】表１に示されるように、ｗ₁が０．５ｍｍ
以下の場合は接合部の底部に大きな空洞状の欠陥が発生
し、ｗ₁が０．６ｍｍの場合は目視では判別できない小
さな点状欠陥が発生した。ｗ₁が１．２ｍｍ以上では全
く欠陥のない健全な接合部が得られた。

【００９２】２．実施例２ 本実施例で用いた一対の中空パネル構造体製造用アルミ
ニウム系中空押出形材１ａ，１ｂの縦断面形状・寸法を
図１２に示す。回転ツール３と攪拌ピン４の形状・寸法
は、前記実施例１で用いたものと同様である。用いた材
料は、「ＪＩＳＨ ４１００」に示されるアルミニウム
合金中空押出形材６Ｎ０１−Ｔ５材である。そして、中
空押出形材の突合せ部上部に押し込まれる攪拌ピン４の
深さｈ（ｍｍ）を変化させて、攪拌ピン４の外面とリブ
内周面１ａｓ，１ａｓとの間の最短距離ｗ₁（ｍｍ）が
摩擦攪拌接合部の品質に及ぼす影響を調査した。その調
査結果を下記表２に示した。

【００９３】

【表２】

【００９４】表２に示すように、ｗ₁が０．４ｍｍ以下
では前記実施例１のｗ₁が０．５ｍｍ以下の場合と同様
に接合部の底部に大きな空洞状の欠陥が発生し、ｗ₁が
０．８ｍｍの場合は目視では判別できない小さな点状欠
陥が発生した。ｗ₁が１．２ｍｍ以上では欠陥のない健
全な接合部が得られた。

【００９５】３．実施例３ 図１３は、本実施例の摩擦攪拌接合に用いた一対の中空
パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材１ｃ，
１ｄの形状・寸法と、摩擦攪拌接合用の攪拌ピン４との
位置関係を示す縦断面図である。図１３において、直径
ｄ＝４ｍｍで下端部が曲率半径ｒ＝４ｍｍで面取りされ
た攪拌ピン４を備えた底部の直径Ｄ＝１５ｍｍの回転ツ
ール３を用い、突合せ部２の両側の上部面板１ｕｐ，１
ｕｐの上面１ｃｆ，１ｄｆからの攪拌ピン４の外周面下
端までの深さ（以下予定接合深さという）ｈが３．０ｍ
ｍ，４．０ｍｍ，５．０ｍｍのそれぞれの場合でリブ内
周面１ｄｓの曲率半径Ｒ＝８ｍｍの場合における、攪拌
ピン４の外面とリブ内周面１ｄｓとの最短距離ｗ₁（ｍ
ｍ）を図の突合せ部２の右側に示している。又、前記予
定接合深さｈが４．０ｍｍでリブ内周面１ｃｓの曲率半
径Ｒ＝８ｍｍとＲ＝６ｍｍのそれぞれの場合における、
攪拌ピン４の外面とリブ内周面１ｃｓとの最短距離ｗ₁
（ｍｍ）を図の突合せ部２の左側に示している。なお、
用いた材料は、「ＪＩＳ Ｈ ４１００」に示されるアル
ミニウム合金中空押出形材６０６３−Ｔ５材である。

【００９６】前記図１３のように、リブ内周面の曲率半
径Ｒ＝８ｍｍの場合で、攪拌ピン４の高さを変化させる
ことにより予定接合深さｈ（ｍｍ）を変化させて、攪拌
ピン４の外面とリブ内周面１ｃｓ，１ｄｓとの間の最短
距離ｗ₁（ｍｍ）が摩擦攪拌接合部の品質に及ぼす影響
を調査した。又、予定接合深さｈ（ｍｍ）を固定して、
リブ内周面の曲率半径Ｒを変化させ、攪拌ピン４の外面
とリブ内周面１ｃｓ，１ｄｓとの間の最短距離ｗ₁（ｍ
ｍ）が摩擦攪拌接合部の品質に及ぼす影響を調査した。
以上の調査結果を下記表３に示した。

【００９７】

【表３】

【００９８】表３に示されるように、ｗ₁が０．５ｍｍ
以下の場合は接合部の底部に大きな空洞状の欠陥が発生
し、ｗ₁が０．６ｍｍの場合は目視では判別できない小
さな点状欠陥が発生した。ｗ₁が１．２ｍｍ以上では全
く欠陥のない健全な接合部が得られた。

【００９９】４．実施例４ 本実施例で用いた一対のアルミニウム系中空押出形材１
ｃ，１ｄの形状・寸法を図１４に示す。回転ツール３と
攪拌ピン４の形状・寸法は、前記実施例３で用いたもの
と同様である。用いた材料は、「ＪＩＳ Ｈ ４１００」
に示されるアルミニウム合金中空押出形材６Ｎ０１−Ｔ
５材である。そして、中空押出形材の突合せ部上部に押
し込まれる攪拌ピン４の深さｈ（ｍｍ）を変化させて、
攪拌ピン４の外面とリブ内周面との間の最短距離ｗ
₁（ｍｍ）が摩擦攪拌接合部の品質に及ぼす影響を調査
した。その調査結果を下記表４に示した。

【０１００】

【表４】

【０１０１】表４に示すように、ｗ₁が０．４ｍｍ以下
では前記実施例３のｗ₁が０．５ｍｍ以下の場合と同様
に接合部の底部に大きな空洞状の欠陥が発生し、ｗ₁が
０．８ｍｍの場合は目視では判別できない小さな点状欠
陥が発生した。ｗ₁が１．２ｍｍ以上では欠陥のない健
全な接合部が得られた。

【０１０２】前記実施例１の表１、前記実施例２の表
２、前記実施例３の表３及び前記実施例４の表４のそれ
ぞれの結果を総合すると、攪拌ピンの外面と垂直リブ内
周面との間の最短距離ｗ₁は少なくとも０．６ｍｍ以
上、好ましくは１．２ｍｍ以上とすることが必要であ
る。

【０１０３】又、前記突合せ部の中空押出形材上部の予
定接合深さｈ（ｍｍ）における、突合せ部の中空押出形
材上部の中に押し込まれる攪拌ピンの外面と該中空押出
形材の垂直リブ内周面との間の最短距離ｗ₁を０．６ｍ
ｍ以上に保つように、中空パネル構造体製造用アルミニ
ウム系中空押出形材を予め形成しておけば、摩擦攪拌接
合時に前記のとおり目視できない程度の点状の接合部欠
陥しか生じることがないので、該アルミニウム系中空パ
ネル構造体の用途があまり厳しい機械的強度等の要求さ
れない用途であれば、十分に使用に耐えることができ
る。

【０１０４】さらに、前記突合せ部の中空押出形材上部
の予定接合深さｈ（ｍｍ）における、前記突合せ部の中
空押出形材上部の中に押し込まれる前記攪拌ピンの外面
と該中空押出形材の垂直リブ内周面との間の最短距離ｗ
₁を１．２ｍｍ以上に保つように、中空パネル構造体製
造用アルミニウム系中空押出形材を予め形成しておけ
ば、前記のように摩擦攪拌接合時に接合部欠陥を全く生
じることがないので、該アルミニウム系中空パネル構造
体の用途が厳しい機械的強度等の要求される用途であっ
ても、十分に使用に耐えることができる。

【０１０５】ところで、前記のような摩擦攪拌接合部の
底部に発生する空洞状欠陥の発生原因について、実験中
の観察等も含めて考察すると下記の通りである。

【０１０６】（１）攪拌ピン４の外面と垂直リブ内周面
との間の最短距離ｗ₁が０．５ｍｍ以下の場合は、図１
５（ａ)及び図１６（ａ）の左側の図に示すように、前
記のような攪拌ピン４の外面と中空押出形材の垂直リブ
内周面との間の薄いリブが外側に広がるように大きく変
形し、その変形量が大きい場合、攪拌ピン４の下部両側
の上部面板１ｕｐ，１ｕｐの上面の接合部の底部の内容
積の拡大が目視できる程に大きくなる。従って、図１５
（ａ)及び図１６（ａ）の右側の図に示すように、該接
合部底部への塑性流動によるメタルの補充が不足して、
その不足量が多いために、接合部の底部に目視で判別可
能な程度の大きな空洞状欠陥ｄｆｂが生じる。

【０１０７】（２）攪拌ピン４の外面と垂直リブ内周面
との間の最短距離ｗ₁が０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ未満
の場合は、図１５（ｂ)及び図１６（ｂ）の左側の図に
示すように、前記のような攪拌ピン４の外面とリブ内周
面との間の薄いリブが外側に僅かに広がるように変形す
ることがあるが、その変形量は小さく、従って、攪拌ピ
ン４の下部両側の上部面板１ｕｐ，１ｕｐの上面の接合
部底部の内容積の拡大が目視できる程に大きくない。そ
れゆえ、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）の右側の図に示
すように、該接合部底部への塑性流動によるメタルの補
充が不足しても、その不足量はあまり大きくなく、その
結果、接合部の底部に目視で判別できない程度の点状欠
陥ｄｆｓが生じる。

【０１０８】（３）攪拌ピン４の外面との垂直リブ内周
面との間の最短距離ｗ₁が１．２ｍｍ以上と十分厚くな
ると、図１５（ｃ）及び図１６（ｃ）の左側の図に示す
ように、前記（１）、（２）で述べたように垂直リブの
内周面側が外側に広がるように変形することが全くなく
なり、従って、塑性流動によるメタルの補充が不足する
ことは全くなく、図１５（ｃ）及び図１６（ｃ）の右側
の図に示すように、前記のような接合部底部の空洞状あ
るいは点状の欠陥が発生することがない。

【０１０９】５．実施例５ 次に、前記実施例１及び実施例２において、又、前記実
施例３及び実施例４において、それぞれ、目視判別でき
ない程度の接合部欠陥（点状欠陥）の発生した条件、す
なわち、攪拌ピンの外面と中空押出形材の垂直リブ内周
面との間の最短距離ｗ₁が０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ未
満の場合に、垂直リブ内周面を、（１）冷却なし（自然
冷却）、（２）送風冷却、（３）冷却水噴霧冷却、の３
段階の冷却レベルで冷却しつつ摩擦攪拌接合を行い、冷
却レベルが摩擦攪拌接合部の品質に及ぼす影響を調査し
た。その調査結果を下記表５、表６に示した。

【０１１０】

【表５】

【０１１１】

【表６】

【０１１２】前記表５及び表６に示すように、攪拌ピン
の外面とリブ内周面との間の最短距離ｗ₁が０．６ｍｍ
以上１．２mm未満の場合に、（１）冷却なし（自然冷
却）では、前記表１〜表４に示されたのと同様に、目視
判別できない程度の接合部欠陥（点状欠陥）の発生を認
めたが、（２）送風冷却と、（３）冷却水噴霧冷却の場
合には、目視判別できない程度の接合部欠陥（点状欠
陥）の発生もなく、良好な摩擦攪拌接合部の品質を得る
ことができた。従って、攪拌ピンの外面とリブ内周面と
の間の最短距離ｗ₁が０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ未満の
場合には、リブ内周面を送風冷却法もしくは冷却水噴霧
冷却法等による積極的な冷却を行うことが、接合部欠陥
の発生を防止し接合部品質を向上させるためには好まし
い。

【０１１３】次に、本発明の中空パネル構造体の製造方
法の他の実施の形態と、中空パネル構造体製造用中空押
出形材の他の実施の形態を、添付の図面と具体的な実施
例を参照して、以下に説明する。

【０１１４】６．実施例６ 「ＪＩＳ Ｈ ４１００」に規定されたアルミニウム合金
中空押出形材６Ｎ０１−Ｔ５及び６Ｎ０１−Ｔ１材の図
１７に示すような形状・寸法の一対の中空押出形材１
ａ，１ｂを、それぞれの材質同士で、中空押出形材１ａ
の幅方向端部の垂直リブ１ａｒの上部の切欠き部１ａｕ
ｎと中空押出形材１ｂの上部面板1ｕｐの幅方向端部と
を突合せ・接触させて、長手方向（図１７の紙面に垂直
な方向）に摩擦攪拌接合を行った。この時の接合部深さ
（中空押出形材上面から攪拌ピンの外周下端までの深
さ）ｈ＝２ｍｍ、攪拌ピンの外面と垂直リブ内周面との
間の最短距離ｗ₁＝５ｍｍ、回転ツール底部の直径Ｄ＝
１０ｍｍ、回転ツールの軸方向押圧力Ｆ＝２５０ｋｇｆ
の一定条件の下で、前記中空押出形材の高さＨを５０〜
４００mmの間で段階的に変化させて、突合せ部における
垂直リブの数ｎ＝１の場合における、前記式１の変形・
座屈限界厚みｗ_2A（ｍｍ）と前記式２の変形・座屈限界
厚みｗ_2B（ｍｍ）とを変化させ、これら変形・座屈限界
厚みｗ_2A，ｗ_2Bと垂直リブ１ａｒの最小厚み部の厚みｗ
₂との大小関係が接合部品質に及ぼす影響を調査した。
その調査結果を下記表７に示す。

【０１１５】

【表７】

【０１１６】前記表７から以下のことがいえる。 （１）６Ｎ０１−Ｔ５材（耐力σ_0.2＝２２５Ｎ／ｍ
ｍ²）では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が２．０ｍ
ｍの場合は、接合部に欠陥の発生はなかった。この時、
中空押出形材の高さＨが５０〜４００mmの何れの場合に
も、ｗ₂＞ｗ_2B、かつ、ｗ₂＞ｗ_2Aであった。 （２）前記（１）項と同じ材質で、垂直リブの最小厚み
部の厚みｗ₂が１．５ｍｍの場合は、全ての場合にｗ₂＞
ｗ_2Bという条件を満たしていた。そして、中空押出形材
の高さＨが１００ｍｍまで、即ち、ｗ₂＞ｗ_2Aの場合は
接合部欠陥は発生しなかった。中空押出形材の高さＨ＝
２００ｍｍ、即ち、ｗ₂≒ｗ_2Aの場合は目視では判別で
きない程度の欠陥が発生した。中空押出形材の高さＨ＝
３００mm（ｗ₂＜ｗ_2A）では重欠陥が発生し、中空押出
形材の高さＨ＝４００mm（ｗ₂＜＜ｗ_2A）では接合不可
能であった。 （３）６Ｎ０１−Ｔ１材（耐力σ_0.2＝９０Ｎ／ｍｍ²）
では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が２．０ｍｍの
場合は、中空押出形材の高さＨが１００ｍｍ以下の場合
でも、接合部欠陥が発生した。このとき、ｗ₂＞ｗ_2Aで
あったが、ｗ₂＜ｗ_2Bであった。 （４）前記（３）と同じ材質で、垂直リブの最小厚み部
の厚みｗ₂＝３．０ｍｍに増加した場合、ｗ₂＞ｗ_2B、か
つ、ｗ₂＞ｗ_2Aとなり、欠陥のない健全な接合部が得ら
れた。

【０１１７】７．実施例７ 前記実施例６と同じ２種の材質で、前記実施例６と同じ
図１７に示すような形状・寸法の一対の中空押出形材１
ａ，１ｂを、それぞれの材質同士で、中空押出形材１ａ
の幅方向端部の垂直リブ１ａｒの上部の切欠き部１ａｕ
ｎと中空押出形材１ｂの上部面板1ｕｐの幅方向端部と
を突合せて、長手方向（図１７の紙面に垂直な方向）に
摩擦攪拌接合を行った。この時の接合深さｈ＝４ｍｍ、
攪拌ピンの外面とリブ内周面との間の最短距離ｗ₁＝５
ｍｍ、回転ツール底部の直径Ｄ＝１５ｍｍ、回転ツール
の押圧力Ｆ＝４００ｋｇｆの一定条件の下で、前記中空
押出形材の垂直高さＨを５０〜４００ｍｍの間で段階的
に変化させて、突合せ部における垂直リブの数ｎ＝１の
場合の前記式１の変形・座屈限界厚みｗ_2Aと前記式２の
変形・座屈限界厚みｗ_2Bを変化させ、これら変形・座屈
限界厚みｗ_2A，ｗ_2Bと垂直リブ１ａrの最小厚み部の厚
みｗ₂との大小関係が接合部品質に及ぼす影響を調査し
た。その調査結果を下記表８に示す。

【０１１８】

【表８】

【０１１９】前記表８から以下のことがいえる。 （１）６Ｎ０１−Ｔ５材（耐力σ_0.2＝２２５Ｎ／ｍ
ｍ²）では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が２．０ｍ
ｍの場合、中空押出形材の高さＨが５０〜３００ｍｍの
場合には接合部に欠陥の発生はなかった。この時、中空
押出形材の高さＨが５０〜３００ｍｍの何れの合にも、
ｗ₂＞ｗ_2A、かつ、ｗ₂＞ｗ_2Bであった。しかし、中空押
出形材の高さＨ＝４００ｍｍ（ｗ₂≒ｗ_2A、かつ、ｗ₂＞
ｗ_2B）の場合には、接合部に目視では判別できない欠陥
が発生した。 （２）前記（１）と同じ材質で、垂直リブの最小厚み部
の厚みｗ₂が１．５ｍｍの場合は、全ての場合にｗ₂＞ｗ
_2Bという条件を満たしていた。そして、中空押出形材の
高さＨが１００ｍｍまで、すなわち、ｗ₂＞ｗ_2Aの場合
は接合部欠陥は発生しなかった。中空押出形材の高さＨ
＝２００〜３００ｍｍ、すなわち、ｗ₂＜ｗ_2Aの場合は
接合部欠陥が発生した。中空押出形材の高さＨ＝４００
ｍｍ（ｗ₂＜＜ｗ_2A）では接合不可能であった。 （３）６Ｎ０１−Ｔ１材（耐力σ_0.2＝９０Ｎ／ｍｍ²）
では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が２．０ｍｍの
場合は、中空押出形材の高さＨが５０ｍｍの場合でも、
接合部欠陥が発生した。このとき、ｗ₂＞ｗ_2Aであった
が、ｗ₂＜ｗ_2Bであった。 （４）前記（３）と同じ材質で、垂直リブの最小厚み部
の厚みをｗ₂＝３．０ｍｍに増加した場合、ｗ₂＞ｗ_2A、
かつ、ｗ₂≒ｗ_2Bとなり、目視では判別できない接合部
欠陥が発生した。 （５）前記（３）と同じ材質で、リブの最小厚み部の厚
みをｗ₂＝４．０ｍｍに増加した場合、ｗ₂＞ｗ_2A、か
つ、ｗ₂＞ｗ_2Bとなり、欠陥のない健全な接合部が得ら
れた。

【０１２０】８．実施例８ 「ＪＩＳ Ｈ ４１００」に規定されたアルミニウム合金
中空押出形材６Ｎ０１−Ｔ５及び６Ｎ０１−Ｔ１材の図
１８に示すような形状・寸法の一対の中空押出形材１
ｃ，１ｄを、それぞれの材質同士で、中空押出形材１ｃ
の幅方向端部の垂直リブ兼被嵌合部材１ｃｒｉの外面と
中空押出形材１ｄの垂直リブ１ｄｒの外面とを突合せ、
突合せ部２の上部２ｕを上部面板１ｕｐ，１ｕｐの上面
側から長手方向（図１８の紙面に垂直な方向）に摩擦攪
拌接合を行った。この時の接合深さｈ＝２ｍｍ、攪拌ピ
ンの外面と垂直リブ内周面との間の最短距離ｗ₁＝５ｍ
ｍ、回転ツール底部の直径Ｄ＝１０ｍｍ、回転ツールの
軸方向押圧力Ｆ＝２５０ｋｇｆの一定条件の下で、前記
中空押出形材の高さＨを５０〜４００ｍｍの間で段階的
に変化させて、突合せ部における垂直リブの数ｎ＝２の
場合の前記式１の変形・座屈限界厚みｗ_2A（ｍｍ）と前
記式２の変形・座屈限界厚みｗ_2B（ｍｍ）とを変化さ
せ、これら変形・座屈限界厚みｗ_2A，ｗ_2Bと垂直リブ兼
被嵌合部１ｃｒｉ及び垂直リブ１ｄｒの最小厚み部の厚
みｗ₂との大小関係が接合部品質に及ぼす影響を調査し
た。その調査結果を下記表９に示す。

【０１２１】

【表９】

【０１２２】前記表９から以下のことがいえる。 （１）６Ｎ０１−Ｔ５材（耐力σ_0.2＝２２５Ｎ／ｍ
ｍ²）では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が１．０ｍ
ｍの場合は、接合部に欠陥の発生はなかった。この時、
中空押出形材の高さＨが５０〜４００mmの何れの場合に
も、ｗ₂＞ｗ_2B、かつ、ｗ₂＞ｗ_2Aであった。 （２）前記（１）項と同じ材質で、垂直リブの最小厚み
部の厚みｗ₂が０．７５ｍｍの場合は、全ての場合にｗ₂
＞ｗ_2Bという条件を満たしていた。そして、中空押出形
材の高さＨが１００ｍｍまで、即ち、ｗ₂＞ｗ_2Aの場合
は接合部欠陥は発生しなかった。中空押出形材の高さＨ
＝２００ｍｍ、即ち、ｗ₂≒ｗ_2Aの場合は目視では判別
できない程度の欠陥が発生した。中空押出形材の高さＨ
＝３００ｍｍ（ｗ₂＜ｗ_2A）では重欠陥が発生し、中空
押出形材の高さＨ＝４００ｍｍ（ｗ₂＜＜ｗ_2A）では接
合不可能であった。 （３）６Ｎ０１−Ｔ１材（耐力σ_0.2 ＝９０Ｎ／ｍ
ｍ²）では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が１．０ｍ
ｍの場合は、中空押出形材の高さＨが１００ｍｍ以下の
場合でも、接合部欠陥が発生した。このとき、ｗ₂＞ｗ
_2Aであったが、ｗ₂＜ｗ_2Bであった。 （４）前記（３）と同じ材質で、垂直リブの最小厚み部
の厚みｗ₂＝１．５ｍｍに増加した場合、ｗ₂＞ｗ_2B、か
つ、ｗ₂＞ｗ_2Aとなり、欠陥のない健全な接合部が得ら
れた。

【０１２３】９．実施例９ 前記実施例８と同じ２種の材質で、前記実施例６と同じ
図１８に示すような形状・寸法の一対の中空押出形材１
ｃ，１ｄを、それぞれの材質同士で、垂直リブ兼被嵌合
部材１ｃrｉの外面と垂直リブ１ｄｒの外面同士を突き
合わせて、長手方向（図１８の紙面に垂直な方向）に摩
擦攪拌接合を行った。この時の接合深さｈ＝４ｍｍ、攪
拌ピンの外面とリブ内周面との間の最短距離ｗ₁＝５ｍ
ｍ、回転ツール底部の直径Ｄ＝１５ｍｍ、回転ツールの
軸方向押圧力Ｆ＝４００ｋｇｆの一定条件の下で、前記
中空押出形材の高さＨを５０〜４００ｍｍの間で段階的
に変化させて、突合せ部における垂直リブの数ｎ＝２の
場合の前記式１の変形・座屈限界厚みｗ_2Aと前記式２の
変形・座屈限界厚みｗ_2Bを変化させ、これら変形・座屈
限界厚みｗ_2A、ｗ_2Bと垂直リブ兼被嵌合部材１ｃｒｉ及
び垂直リブ１ｄrの最小厚み部の厚みｗ₂との大小関係が
接合部品質に及ぼす影響を調査した。その調査結果を下
記表１０に示す。

【０１２４】

【表１０】

【０１２５】前記表１０から以下のことがいえる。 （１）６Ｎ０１−Ｔ５材（耐力σ_0.2＝２２５Ｎ／ｍ
ｍ²）では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が１．０ｍ
ｍの場合、中空押出形材の高さＨが５０〜３００ｍｍの
場合には接合部欠陥の発生はなかった。この時、中空押
出形材の高さＨが５０〜３００ｍｍの何れの場合にも、
ｗ₂＞ｗ_2A、かつ、ｗ₂＞ｗ_2Bであった。しかし、中空押
出形材の高さＨ＝４００ｍｍ（ｗ₂≒ｗ_2A、かつ、ｗ₂＞
ｗ_2B）の場合には、接合部に目視では判別できない欠陥
が発生した。 （２）前記（１）と同じ材質で、垂直リブの最小厚み部
の厚みｗ₂が０．７５ｍｍの場合は、全ての場合にｗ₂＞
ｗ_2Bという条件を満たしていた。そして、中空押出形材
の高さＨが１００ｍｍまで、すなわち、ｗ₂＞ｗ_2Aの場
合は接合部欠陥は発生しなかった。中空押出形材の高さ
Ｈ＝２００〜３００ｍｍ、すなわち、ｗ₂＜ｗ_2Aの場合
は接合部欠陥が発生した。中空押出形材の高さＨ＝４０
０ｍｍ（ｗ₂＜＜ｗ_2A）では接合不可能であった。 （３）６Ｎ０１−Ｔ１材（耐力σ_0.2＝９０Ｎ／ｍｍ²）
では、垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が１．０ｍｍの
場合は、中空押出形材の高さＨが５０ｍｍの場合でも、
接合部欠陥が発生した。このとき、ｗ₂＞ｗ_2Aであった
が、ｗ₂＜ｗ_2Bであった。 （４）前記（３）と同じ材質で、垂直リブの最小厚み部
の厚みをｗ₂＝１．５ｍｍに増加した場合、ｗ₂＞ｗ_2A、
かつ、ｗ₂≒ｗ_2Bとなり、目視では判別できない接合部
欠陥が発生した。 （５）前記（３）と同じ材質で、垂直リブの最小厚み部
の厚みをｗ₂＝２．０ｍｍに増加した場合、ｗ₂＞ｗ_2A、
かつ、ｗ₂＞ｗ_2Bとなり、欠陥のない健全な接合部が得
られた。

【０１２６】前記実施例６の表７、実施例７の表８、実
施例８の表９及び実施例９の表１０からの知見をまとめ
ると、以下のとおりである。 （１）アルミニウム系中空押出形材の突合せ部の垂直リ
ブの最小厚み部の厚みｗ₂（ｍｍ）が、前記式１で定義
された第１の変形・座屈限界厚みｗ_2A（ｍｍ）以上の場
合でも、前記式２で定義された第２の変形・座屈限界厚
みｗ_2B（ｍｍ）より小さい場合は目視で判別可能な大き
な接合部欠陥が発生するか接合不可能となり、又、ｗ₂
（ｍｍ）が前記ｗ_2B（ｍｍ）と等しい場合には目視では
判別できない程度の欠陥が発生する。このことから、目
視では判別できない程度の欠陥の発生を許容するものと
して、目視で判別可能な接合部欠陥の発生を防止するた
めには、ｗ₂≧ｗ_2A、かつ、ｗ₂≧ｗ_2Bとする必要があ
る。 （２）前記のようにｗ₂≧ｗ_2Bという条件を満たして
も、ｗ₂が前記式１で定義された第１の座屈限界厚みｗ
_2Aより小さい場合は目視で判別可能な大きな接合部欠陥
が発生し、ｗ₂が前記ｗ_2Aと等しい場合には目視では判
別できない程度の欠陥が発生する。このことから、目視
では判別できない程度の欠陥の発生を許容するものとし
て、目視で判別可能な接合部欠陥の発生を防止するため
には、やはり、ｗ₂≧ｗ_2A、かつ、ｗ₂≧ｗ_2Bとする必要
がある。 （３）目視で判別不可能な接合部欠陥の発生をも防止す
るためには、ｗ₂＞ｗ_2A、かつ、ｗ₂＞ｗ_2Bとする必要が
ある。

【０１２７】従って、前記摩擦攪拌接合部の目視では判
別できない程度の欠陥の発生を許容するものとして、前
記の攪拌ピンの外面とリブ内周面との最短距離ｗ₁を
０．６ｍｍ以上に保ちつつ、前記突合せ部を形成するリ
ブの最小厚み部の厚みｗ₂（ｍｍ）が下記式１及び下記
式２を満足するように、前記摩擦攪拌接合用アルミニウ
ム系中空押出形材を予め形成するか、前記接合深さｈ
（ｍｍ）、回転ツールの軸方向押圧力Ｆ（ｋｇｆ）及び
／又は回転ツール底部の直径Ｄ（ｍｍ）を選択して摩擦
攪拌接合することが望ましい。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2 ：アルミニウム系中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／
ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち上下面板の外面間距離
（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは２）

【０１２８】さらに、前記摩擦攪拌接合部の目視では判
別できない程度の欠陥の発生をも許容できない厳しい用
途に用いる場合は、前記の攪拌ピンの外面とリブ内周面
との最短距離ｗ₁を１．２ｍｍ以上に保ちつつ、前記突
合せ部における垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂(mm)が
下記式１’及び下記式２’を満足するように、摩擦攪拌
接合用アルミニウム系中空押出形材を予め形成しておく
か、前記接合深さｈ（ｍｍ）、回転ツールの軸方向押圧
力Ｆ（ｋｇｆ）及び／又は回転ツール底部の直径Ｄ（ｍ
ｍ）を選択して摩擦攪拌接合することが望ましい。 ｗ₂＞ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１’ ｗ₂＞ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２’

【０１２９】なお、前記被突合せ面を形成するリブの最
小厚み部の厚みｗ₂が前記のような条件を満足しない場
合に発生する接合部欠陥は、以下のようにして生じると
考えられる。

【０１３０】（１）垂直リブの最小厚み部の厚みｗ
₂が、回転ツール３の軸方向押圧力Ｆ（ｋｇｆ）に対し
て、図１９に示すように垂直リブ１ａｒが変形・座屈を
起こさない変形・座屈限界厚みとしての、あるいは、図
２０に示すように相対する垂直リブ１ｃｒｉ及び１ｄｒ
がそれぞれの垂直リブの内面側に撓むような変形・座屈
を起こさない変形・座屈限界厚みとしての、前記式１で
与えられるｗ_2Aと前記式２で与えられるｗ_2Bの何れか以
下になった場合に、図１９に示す一方の中空押出形材１
ａの垂直リブ１ａｒの上端部に形成された切欠き部１ａ
ｕと他方の中空押出形材１ｂの上部面板１ｕｐの被突合
せ部先端部との間に隙間２ｇｕが生じるような変形・座
屈が生じるか、あるいは、図２０に示すように一対の中
空押出形材１ｃ，１ｄの外面同士が接触し合う垂直リブ
兼被嵌合部１ｃｒｉと垂直リブ１ｄｒとの間に隙間２ｇ
が生じるような変形・座屈が生じ、こうして生じた隙間
２ｇが被接合中空押出形材１ａと１ｂの上部の接合部ま
で及び、接合方向に連続する空洞状欠陥を生じるか、甚
だしい場合は接合不可能になるものである。

【０１３１】（２）前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ
₂が、前記ｗ_2Aとｗ_2Bのいずれか一方の値より十分に大
きくて、他の一方の値と略等しい場合は、前記の垂直リ
ブの変形・座屈の程度があまり大きくならず、その結果
生じる前記隙間２ｇｕ又、は隙間２ｇが比較的狭くて済
み、この隙間２ｇの前記被接合形材１ｃと１ｄの上部の
接合部に及ぼす影響が余り大きくないときには、目視で
は判別できない欠陥の発生で済むものと考えられる。

【０１３２】（３）前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ
₂が、前記ｗ_2Aとｗ_2Bの両者よりも大きい場合は、前記
の変形・座屈が生じないか、生じても無視できる程度に
小さく、その結果、前記のような隙間２ｇｕ又は隙間２
ｇが生じないか、生じても影響のない程度に狭く、目視
では判別できない欠陥の発生もない健全な接合部が得ら
れるものと考えられる。

【０１３３】１０．実施例１０ 図２１（ａ）に示すような断面形状・寸法で長さ２ｍの
アルミニウム系中空押出形材を用い、図３に示すような
嵌合部と摩擦攪拌接合部を備える中空パネル構造体を製
造した。その際の、前記の攪拌ピンの外面とリブ内周面
との最短距離ｗ₁を１．２ｍｍ以上に保ちつつ、前記突
合せ部における垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂（ｍ
ｍ）が、突合せ部における垂直リブの数ｎ＝１の場合の
前記式１’及び下記式２’を満足するように、摩擦攪拌
接合条件を選択した。用いた材料は「ＪＩＳ Ｈ４１０
０」に規定された６Ｎ０１−Ｔ５材である。

【０１３４】比較例として、前記実施例と同じ材料を用
いて、（１）図２１（ｂ）に示すような断面形状・寸法
で長さ２ｍのアルミニウム系中空押出形材を、前記特開
平９−３０９１６４号公報に開示され前記図２３を参照
して説明したような表裏二面の摩擦攪拌接合で接合し、
中空パネル構造体を製造した場合、（２）図２１（ａ）
に示すような断面形状・寸法で長さ２ｍのアルミニウム
系中空押出形材を、嵌合のみで連結して、中空パネル構
造体を製造した場合、をとり、前記実施例と比較例のそ
れぞれの中空パネル構造体の水密性、摩擦音、強度及び
製造コストを比較した結果を表１１に示した。

【０１３５】

【表１１】

【０１３６】表１１に示すように、本発明実施例のアル
ミニウム系中空パネル構造体は、（ａ）比較例（１）の
両面摩擦攪拌接合による構造体に比べて、強度の点では
若干劣るが、製造コストではかなり優れ、その他の点で
は同等である。（ｂ）比較例（２）の嵌合のみによる構
造体に比べて、製造コストの点では若干劣るが、その他
の点でははるかに優れている。

【０１３７】次に、本発明の中空パネル構造体の製造方
法のさらに他の実施の形態を、添付の図面と具体的な実
施例を参照して、以下に説明する。

【０１３８】１１．実施例１１ 前記図２１（ａ）に示したような断面形状・寸法で長さ
が２ｍの中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押
出形材を下記の方法により、各々３枚嵌合・摩擦攪拌接
合して、中空パネル構造体を製造した。 （１）実施例１として、２箇所の突合せ部を、２箇所同
時に接合可能な摩擦攪拌接合設備を用いて、上方から摩
擦攪拌接合する（本発明の中空パネル構造体の製造方法
の実施例に相当）。 （２）比較例１として、２箇所の突合せ部を、１箇所ず
つ２度に分けて、上方から摩擦攪拌接合する。なお、上
記いずれの場合も摩擦攪拌接合中の幅方向の拘束は行わ
なかった。

【０１３９】比較例２として、前記前記図２１（ｂ）に
示したような断面形状・寸法で、長さが２ｍの中空パネ
ル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材を、前記特
開平９−３０９１６４号公報に開示され前記図２３を参
照して説明したように、上面側から２箇所を順次摩擦攪
拌接合した後に、反転して残る裏面側の２箇所を順次に
摩擦攪拌接合を行う方法により、３枚接合して、中空パ
ネル構造体を製造した。この場合は、摩擦攪拌接合中の
幅方向の温度差の発生に伴う幅方向における長手方向熱
膨張量差によって、突合せ部に目開きが発生し接合部欠
陥が発生するのを防止するために、幅方向の拘束を行っ
た。

【０１４０】前記の実施例１、比較例１と比較例２につ
いて、摩擦攪拌接合工程における作業時間と接合後の製
品中空パネル構造体の変形量を測定して、下記表１２に
示した。なお、変形量の測定は、図２２に示す下記のよ
うな方法で行った。上反りの場合は、図２２(ａ)に示す
ように、中空パネル構造体ＨＰＳの幅方左端の下面エッ
ジＥｌｂを平坦な定盤１０の上面１０ｕｓに接触するよ
うに押し付け、幅方向右端の下面エッジＥｒｂと定盤１
０の上面１０ｕｓとの間の間隙ｈｕ（ｍｍ）を隙間ゲー
ジで長手方向の複数箇所測定し、間隙ｈｕ（ｍｍ）の最
大値を上反り量とした。下反りの場合は、図２２(ｂ)に
示すように、中空パネル構造体ＨＰＳの幅方左端の上面
エッジＥｌｕを平坦な定盤１０の上面１０ｕｓに接触す
るように押し付け、幅方向右端の上面エッジＥｒｕと定
盤の１０の上面１０ｕｓとの間の間隙ｈｂ（ｍｍ）を隙
間ゲージで長手方向の複数箇所測定し、間隙ｈｂ（ｍ
ｍ）の最大値を下反り量とした。

【０１４１】

【表１２】

【０１４２】表１２から下記のことがいえる。 （ａ）前記実施例１の方法の作業時間は、前記比較例１
の作業時間の略１／３、前記比較例２の略１／６と短
い。 (ｂ) 前記実施例１の方法による中空パネル構造体の変
形量は０．５ｍｍで、前記比較例１の方法による中空パ
ネル構造体の変形量２．０ｍｍの１／４と小さく、前記
比較例２の方法による中空パネル構造体の変形量１．０
ｍｍに比べて１／２と著しく小さい。比較例のように１
組づつ接合した場合、接合変形量は加算されて製品パネ
ル全体の変形量は大きくなる。しかし、本発明実施例の
ようにパネル全体を同時に接合した場合は、前記のよう
な変形量の加算がないので製品パネル全体の変形量は小
さくなる。さらに、摩擦攪拌接合回転ツールが左右の接
合部に押し込まれる中央の材料には逆歪が付与されるこ
とになるので、接合変形量はさらに抑制されることにな
る。

【０１４３】次に、本発明の中空パネル構造体の製造方
法のさらに他の実施の形態、及び、本発明の中空パネル
構造体製造用中空押出形材のさらに他の実施の形態につ
いて、具体的な実施例を参照して以下に説明する。

【０１４４】１２．実施例１２ 前記図２１(ａ)に示した断面形状・寸法で、長さが１０
ｍの中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出形
材の下部面板１ｂｐの表面を、摩擦攪拌接合工程に先立
って、予め陽極酸化処理及び電解着色処理したものを製
造しておき、３枚を相互に嵌合するとともに、上部面板
１ｕｐの突合せ部を摩擦攪拌接合して、中空パネル構造
体を製造した。

【０１４５】比較例として、前記図２１（ｂ）に示すよ
うな断面形状・寸法で、長さが１０ｍの中空パネル構造
体製造用アルミニウム系中空押出形材を製造しておき、
前記特開平９−３０９１６４号公報に開示され前記図２
３を参照して説明したように、上面側から２個所を順次
摩擦攪拌接合した後に、反転して残る裏面側の２個所を
順次摩擦攪拌接合を行う方法により３枚を相互に摩擦攪
拌接合して、中空パネル構造体を製造した。

【０１４６】前記比較例の場合の表面処理は下記の二方
法の各々によって行った。 （１）下部面板１ｂｐの表面を、摩擦攪拌接合工程に先
立って予め陽極酸化処理しておき、摩擦攪拌接合後に下
部面板１ｂｐの突合せ接合部両側の厚肉部１ｂｐｔを研
削・研磨して、アンダーカット状の摩擦攪拌接合用回転
ツールの回転・移動痕跡を除去し、研削・研磨部を再び
陽極酸化処理及び電解着色処理する。 （２）摩擦攪拌接合工程前に予め表面処理しないで、摩
擦攪拌接合後に下部面板１ｂｐの突合せ接合部両側の厚
肉部１ｂｐｔを研削・研磨して、アンダーカット状の摩
擦攪拌接合用回転ツールの回転・移動痕跡を除去し、そ
の後下部面板１ｂｐの表面全面を陽極酸化処理及び電解
着色処理する。

【０１４７】前記の本発明実施例と比較例（１）及び
（２）の各々の中空パネル構造体の、表面処理（アルマ
イト処理及び／又は塗装処理）のコスト及び突合せ接合
部の研削・研磨コストと、表面処理（陽極酸化処理及び
電解着色処理）した面の外観性について、色調及び光沢
度の均一性の観点から評価した結果を表１３に比較して
示した。

【０１４８】

【表１３】

【０１４９】表１３から下記のことがいえる。 （ａ）本発明の中空パネル構造体製造用中空押出形材の
実施の形態を用いて、本発明の中空パネル構造体の製造
方法により前記実施例のように製造したアルミニウム系
中空パネル構造体の研削・研磨コスト指標は０で、その
合計コスト指標は従来の単品を独立処理したものと同等
となり、比較例（１）の表面処理及び研削・研磨のトー
タルコスト比較して、最もコストが低い。 （ｂ）本発明実施例によるアルミニウム系中空パネル構
造体の外観性は、色調及び光沢度の均一性が従来の単品
と変わらない。これに対して、前記比較例（１）による
アルミニウム系中空パネル構造体の外観性は、研削・研
磨部の陽極酸化皮膜厚さが約２倍異なり、その結果、研
削・研磨部の色調が淡色に、又は、不透明になり当該部
分が筋状に浮き出て見える。 （ｃ）比較例（２）によるアルミニウム系中空パネル構
造体の外観性は、本発明実施例と変わらないが、大型表
面処理設備（液槽、懸垂治具、電流供給治具等）が必要
で、設備コストが嵩む。

【０１５０】以上本発明の実施の形態を、添付の図面と
具体的な実施例を参照して説明したが、本発明はこれら
に限られるものではなく、発明の構成の主旨を逸脱しな
い範囲内で、他の実施の形態をも含むことは論を待たな
い。例えば、前記実施例は、アルミニウム合金中空押出
形材の特定の材質を用いた供試材について述べたが、本
発明は、前記以外の材質のアルミニウム系材料や、押出
成形及び摩擦攪拌接合の適用可能な他の金属材料にも適
用できるものである。

【０１５１】

【発明の効果】本発明は以下のような優れた効果を奏す
る。即ち、（１）摩擦攪拌接合必要個所を半減もしくは
１／３まで減少させるとともに、摩擦攪拌接合時に幅方
向の拘束を省略しても突合せ部が目開きして接合部欠陥
が発生することもなく、又、摩擦攪拌接合用の特別の継
ぎ手を製作してセットする必要もなく、さらに、製品の
化粧面に摩擦攪拌接合用回転ツールの回転・移動のアン
ダーカット状の痕跡が残らないため、接合後に研削・研
磨する必要性がなく、通常の摩擦攪拌接合設備を用いて
も生産性を飛躍的に向上させることが可能で、設備コス
ト、保守コスト及び製造コストの大幅な低減が可能であ
る。特に、摩擦攪拌接合時に回転ツールの軸方向押圧力
による突合せ部の下向きの変形が効果的に防止され、変
形に伴う接合部欠陥の発生を抑止可能である。

【０１５２】（２）摩擦攪拌接合時における突合せ部の
中空部側の垂直リブの上部内周面の小さな熱変形による
目視判別不可能な接合部底部の空洞状欠陥を許容するも
のとして、接合部強度がそれほど厳しく要求されない用
途にも十分対応可能な摩擦攪拌接合部の品質が得られ
る。

【０１５３】（３）摩擦攪拌接合時に、突合せ部の中空
部側の垂直リブの上部内周面の小さな熱変形による目視
判別不可能な接合部底部の空洞状欠陥の発生をも防止で
き、接合部強度が比較的厳しく要求される用途にも十分
対応可能な摩擦攪拌接合部の品質が得られる。

【０１５４】（４）突合せ部の中空側の垂直リブの上部
の内周面のリブの熱変形による接合部底部の少なくとも
目視可能な空洞状欠陥の発生を抑制・防止できるととも
に、垂直リブの最小厚み部の変形・座屈に起因して突合
せ部に隙間が生じ、該隙間に起因して生じる、少なくと
も目視可能な接合部の空洞状欠陥の抑制・防止が可能で
ある。

【０１５５】そこで、予め摩擦攪拌接合条件を決めてお
き、その条件で摩擦攪拌接合する中空パネル構造体製造
用アルミニウム系中空押出形材を設計・製造するにあた
り、摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面とリブ
内周面との間の最短距離ｗ₁（ｍｍ）とリブの最小厚み
部の厚みｗ₂（ｍｍ）を、要求される接合部品質のレベ
ルに応じて適切に設定しておけば、接合部強度がそれほ
ど厳しく要求されない用途に十分対応可能な摩擦攪拌接
合部の品質、さらには、接合部強度が比較的厳しく要求
される用途にも十分対応可能な摩擦攪拌接合部の品質を
選択的に得ることができる。

【０１５６】（５）同時に三以上の中空押出形材を片面
側から摩擦攪拌接合可能で、生産性を飛躍的高めること
のできる。又、上下の二面を上方と下方から回転ツール
の移動を同期させて摩擦攪拌接合する方法に比べて、制
御装置を含めて、設備コスト及び保守コストが低い。
又、下方から摩擦攪拌接合する場合に比べて、塑性流動
化（可塑化）固相の重力による下方への移動・漏れによ
る下部面板の接合部欠陥の発生の可能性が全く無い。ま
た、接合変形量も小さくなる。

【０１５７】（６）摩擦攪拌接合前に中空パネル構造体
の製品で化粧面となる表面の陽極酸化処理、電解着色処
理や電着塗装処理等の表面処理を行い、非化粧面となる
方の面を摩擦攪拌接合するので、摩擦攪拌接合に回転ツ
ールによるアンダーカット状の回転・移動痕跡の研削・
研磨が不要で、色調や光沢度の均一性の高い優れた化粧
面が得られる。又、大型の表面処理設備を必要とせず、
設備コストや保守コストが嵩むこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の中空パネル構造体の実施の形態の主
要部を長手方向から見た縦断面図である。

【図２】 本発明の中空パネル構造体の実施の形態の主
要部を長手方向から見た縦断面図である。

【図３】 本発明の中空パネル構造体の実施の形態の主
要部を長手方向から見た縦断面図である。

【図４】 本発明の中空パネル構造体の実施の形態の主
要部を長手方向から見た縦断面図である。

【図５】 （ａ）は本発明の中空パネル構造体製造用中
空押出形材の実施の形態を長手方向から見た縦断面図、
(ｂ)，(ｃ)は（ａ）に示された中空押出形材の右端部と
左端部の各々の拡大断面図である。

【図６】 （ａ）は本発明の中空パネル構造体製造用中
空押出形材の実施の形態を長手方向から見た縦断面図、
(ｂ)，(ｃ)は（ａ）に示された中空押出形材の右端部と
左端部の各々の拡大断面図である。

【図７】 （ａ）は本発明の中空パネル構造体製造用中
空押出形材の実施の形態を長手方向から見た縦断面図、
(ｂ)，(ｃ)は（ａ）に示された中空押出形材の右端部と
左端部の各々の拡大断面図である。

【図８】 （ａ）は本発明の中空パネル構造体製造用中
空押出形材の実施の形態を長手方向から見た縦断面図、
(ｂ)，(ｃ)は（ａ）に示された中空押出形材の右端部と
左端部の各々の拡大断面図である。

【図９】 本発明の中空パネル構造体の製造方法の実
施の形態における摩擦攪拌接合の概要と、本発明の中空
パネル構造体製造用中空押出形材の実施の形態の説明で
使用する各所寸法の定義を説明するための断面図であ
る。

【図１０】 本発明の中空パネル構造体の製造方法の別
の実施の形態における摩擦攪拌接合の概要と、本発明の
中空パネル構造体製造用中空押出形材の別の実施の形態
の説明で使用する各所寸法の定義を説明するための断面
図である。

【図１１】 本発明の実施例１の摩擦攪拌接合に用いた
一対の中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出
形材１ａ，１ｂの断面形状・寸法と、摩擦攪拌接合用の
攪拌ピン４との位置関係を示す縦断面図である。

【図１２】 本発明の実施例２で用いた一対の中空パネ
ル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材１ａ，１ｂ
の断面形状・寸法を示す縦断面図である。

【図１３】 本発明の実施例３の摩擦攪拌接合に用いた
一対の中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出
形材１ｃ，１ｄの断面形状・寸法と、摩擦攪拌接合用の
攪拌ピン４との位置関係を示す縦断面図である。

【図１４】 本発明の実施例４で用いた一対の中空パネ
ル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材１ｃ，１ｄ
の断面形状・寸法を示す縦断面図である。

【図１５】 アルミニウム系中空押出形材１ａの垂直リ
ブ１ａｒの上部内周面側の変形に起因する接合部底部の
空洞状欠陥発生のメカニズムを示す断面図である。

【図１６】 一対のアルミニウム系中空押出形材１ｃ，
１ｄの幅方後端部の突合せ部２の両側の垂直リブ兼被嵌
合部１ｃｒｉ及び垂直リブ１ｄｒの上部内周面側の変形
に起因する接合部底部の空洞状欠陥発生のメカニズムを
示す断面図である。

【図１７】 本発明の実施例６、実施例７で用いた一対
の中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材
１ａ，１ｂの断面形状・寸法を示す縦断面図である。

【図１８】 本発明の実施例８、実施例９で用いた一対
の中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材
１ｃ，１ｄの断面形状・寸法を示す縦断面図である。

【図１９】 本発明の実施例６、実施例７で用いた一対
の中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材
１ａ，１ｂの、突合せ部２の直下の垂直リブ１arの最小
厚み部の変形・座屈による接合部欠陥発生のメカニズム
を説明するための縦断面図である。

【図２０】 本発明の実施例８、実施例９で用いた一対
の中空パネル構造体製造用アルミニウム系中空押出形材
１ｃ，１ｄの各々の、突合せ部の垂直リブ兼被嵌合部１
ｃｒｉ及び垂直リブ１ｄｒの最小厚み部の変形・座屈に
よる接合部欠陥発生のメカニズムを説明するための縦断
面図である。

【図２１】 （ａ）は実施例１０、実施例１１で用いた
本発明のアルミニウム系中空押出形材の断面形状・寸法
を示し、（ｂ）は比較例のアルミニウム系中空押出形材
の断面形状・寸法を示す、各々長手方向から見た縦断面
図である。

【図２２】 製品中空パネル構造体の変形量の測定方法
を示し、（ａ）は上反りの場合を、（ｂ）は下反りの場
合を、各々示す斜視図である。

【図２３】 特開平９−３０９１６４号公報に開示され
た従来技術の第１の例を示す縦断面図である。

【図２４】 特開平９−３０９１６４号公報に開示され
た従来技術の第２の例を示す縦断面図である。

【図２５】 特開平９−３０９１６４号公報に開示され
た従来技術の第３の例を示す縦断面図である。

【図２６】 特開平９−３０９１６４号公報に開示され
た従来技術の第４の例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

ＨＰＳ 中空パネル構造体 １ 中空押出形材 １ｕｐ 上部面板 １ｂｐ 下部面板 １Ａ，１Ｂ 幅方向端部 １Ａｉｂ，１Ｂｉｂ 下部被嵌合部 １Ａｉｂｘ，１Ｂｉｂｘ 第１の下部被嵌合部 １Ａｉｂｙ，１Ｂｉｂｙ 第２の下部被嵌合部 １Ａｉｕ，１Ｂｉｕ 上部被嵌合部 １Ａｕ，１Ｂｕ 被突合せ部 １Ａｕｎ、１ａｕｎ 欠き部 １Ａｒ，１ａｒ，１ｄｒ 垂直リブ １Ｂｒｉｖ，１ｃｒｉ 垂直リブ兼被嵌合部 １Ａｒｉ，１Ｂｒｉｙ リブ兼被嵌合部 １Ｂｒｉ，１Ｂｒｉｘ 垂直リブ兼被嵌合部 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 中空押出形材 １ａｓ，１ｃｓ，１ｄｓ 垂直リブ内周面 １ａｆ，１ｂｆ 上部面板の上面 １ｃｆ，１ｄｆ 上部面板の上面 ２ 突合せ部 ２ｕ 上部突合せ部 ２Ａ，２Ｂ 被突合せ面 ２ｇ 隙間 ２ｇｕ 隙間 ３ 回転ツール ３ｂ 底面 ４ 攪拌ピン ５ｂ 下部嵌合部 ５ｂｘ 第１の下部嵌合部 ５ｂｙ 第２の下部嵌合部 ５ｕ 上部嵌合部 ６ 摩擦攪拌接合部 ｄｆｂ 目視可能な空洞欠陥 ｄｆｓ 目視不可能な点状空洞欠陥

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−28583（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−309164（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−328856（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−311218（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 20/12

Claims (28)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出し工程において、複数の中空押出形
   材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏
   一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記複数の中空押出形材の、一方の前記被突合せ部の直
   下の中空部側に、他方の前記被突合せ部をも支持可能な
   垂直リブを形成しておき、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
   に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
   し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
   製造方法であって、 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際して、該突合せ部に押
   し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面
   と前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の
   最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以上に保ち、 前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面を冷却しつ
   つ摩擦攪拌接合することを特徴とする中空パネル構造体
   の製造方法。
2. 【請求項２】 押出し工程において、複数の中空押出形
   材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏
   一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記複数の中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一
   方の中空部側に垂直リブを、他方の中空部側に前記被嵌
   合部の一部を兼ねる垂直リブを、それぞれ形成してお
   き、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
   に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
   し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
   製造方法であって、 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際して、該突合せ部に押
   し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面
   と前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の
   最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以上に保ち、 前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面を冷却しつ
   つ摩擦攪拌接合することを特徴とする中空パネル構造体
   の製造方法。
3. 【請求項３】 押出し工程において、複数の中空押出形
   材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏
   一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記複数の中空押出形材の、一方の前記被突合せ部の直
   下の中空部側に、他方の前記被突合せ部をも支持可能な
   垂直リブを形成しておき、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
   に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
   し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
   製造方法であって、 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際して、該突合せ部に押
   し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面
   と前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の
   最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以上に保ち、 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が下記式１及び下
   記式２を満足するように、回転ツールの軸方向押圧力Ｆ
   （ｋｇｆ）及び／又は回転ツール底部の直径Ｄ（ｍｍ）
   を選択して摩擦攪拌接合することを特徴とする中空パネ
   ル構造体の製造方法。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
   面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
   ２）
4. 【請求項４】 押出し工程において、複数の中空押出形
   材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏
   一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記複数の中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一
   方の中空部側に垂直リブを、他方の中空部側に前記被嵌
   合部の一部を兼ねる垂直リブを、それぞれ形成してお
   き、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
   に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
   し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
   製造方法であって、 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際して、該突合せ部に押
   し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面
   と前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の
   最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以上に保ち、 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が下記式１及び下
   記式２を満足するように、回転ツールの軸方向押圧力Ｆ
   （ｋｇｆ）及び／又は回転ツール底部の直径Ｄ（ｍｍ）
   を選択して摩擦攪拌接合することを特徴とする中空パネ
   ル構造体の製造方法。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
   面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
   ２）
5. 【請求項５】 押出し工程において、複数の中空押出形
   材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏
   一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記複数の中空押出形材の、一方の前記被突合せ部の直
   下の中空部側に、他方の前記被突合せ部をも支持可能な
   垂直リブを形成しておき、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
   に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
   し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
   製造方法であって、 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際して、該突合せ部に押
   し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面
   と前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の
   最短距離ｗ₁を１．２ｍｍ以上に保ち、 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が下記式１及び下
   記式２を満足するように、回転ツールの軸方向押圧力Ｆ
   （ｋｇｆ）及び／又は回転ツール底部の直径Ｄ（ｍｍ）
   を選択して摩擦攪拌接合することを特徴とする中空パネ
   ル構造体の製造方法。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
   面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
   ２）
6. 【請求項６】 押出し工程において、複数の中空押出形
   材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏
   一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記複数の中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一
   方の中空部側に垂直リブを、他方の中空部側に前記被嵌
   合部の一部を兼ねる垂直リブを、それぞれ形成してお
   き、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
   に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
   し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
   製造方法であって、 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際して、該突合せ部に押
   し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面
   と前記突合せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の
   最短距離ｗ₁を１．２ｍｍ以上に保ち、 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が下記式１及び下
   記式２を満足するように、回転ツールの軸方向押圧力Ｆ
   （ｋｇｆ）及び／又は回転ツール底部の直径Ｄ（ｍｍ）
   を選択して摩擦攪拌接合することを特徴とする中空パネ
   ル構造体の製造方法。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
   面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
   ２）
7. 【請求項７】 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が
   下記式１及び下記式２を満足するように、回転ツールの
   軸方向押圧力Ｆ（ｋｇｆ）及び／又は回転ツール底部の
   直径Ｄ（ｍｍ）を選択して摩擦攪拌接合することを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の中空パネル構造体
   の製造方法。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
   面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
   ２）
8. 【請求項８】 押出し工程において、複数の中空押出形
   材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表裏
   一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
   に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
   し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
   製造方法であって、 同時に三以上の中空押出形材を用いて複数の突合せ部を
   形成し、該突合せ部の数と同数以上の摩擦攪拌接合用回
   転ツールを備えた摩擦攪拌接合設備を用いて、前記複数
   の突合せ部を同時に摩擦攪拌接合することを特徴とした
   中空パネル構造体の製造方法。
9. 【請求項９】 前記押出し工程において、前記複数の中
   空押出形材の、一方の前記被突合せ部の直下の中空部側
   に、他方の前記被突合せ部をも支持可能な垂直リブを形
   成しておくことを特徴とした請求項８に記載の中空パネ
   ル構造体の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記押出し工程において、前記複数の
    中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一方の中空部
    側に垂直リブを、他方の中空部側に前記被嵌合部の一部
    を兼ねる垂直リブを、それぞれ形成しておくことを特徴
    とした請求項８に記載の中空パネル構造体の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際し
    て、該突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツー
    ルの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中空部側の垂直リ
    ブの内周面との間の最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以上に保
    つことを特徴とした請求項９又は請求項１０に記載の中
    空パネル構造体の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌
    接合用回転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中
    空部側の垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ₁を１．
    ２ｍｍ以上に保つことを特徴とした請求項１１に記載の
    中空パネル構造体の製造方法。
13. 【請求項１３】 同時に三以上の中空押出形材を用いて
    複数の突合せ部を形成し、該突合せ部の数と同数以上の
    摩擦攪拌接合用回転ツールを備えた摩擦攪拌接合設備を
    用いて、前記複数の突合せ部を同時に摩擦攪拌接合する
    ことを特徴とした請求項１〜請求項７の何れか１項に記
    載の中空パネル構造体の製造方法。
14. 【請求項１４】 押出し工程において、複数の中空押出
    形材の幅方向端部に、被嵌合部を形成するとともに、表
    裏一対の面板の一方の側に被突合せ部を形成しておき、 前記被嵌合部同士を嵌合して嵌合部を形成するととも
    に、前記被突合せ部同士を突き合わせて突合せ部を形成
    し、該突合せ部を摩擦攪拌接合する中空パネル構造体の
    製造方法であって、 前記複数の中空押出形材の、前記被突合せ部の形成され
    た面板とは反対側の面板の外面を、摩擦攪拌接合工程に
    先立って予め陽極酸化処理、電解着色処理、又は、電着
    塗装処理しておくことを特徴とした中空パネルの製造方
    法。
15. 【請求項１５】 前記押出し工程において、前記複数の
    中空押出形材の、一方の前記被突合せ部の直下の中空部
    側に、他方の前記被突合せ部をも支持可能な垂直リブを
    形成しておくことを特徴とした請求項１４に記載の中空
    パネル構造体の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記押出し工程において、前記複数の
    中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一方の中空部
    側に垂直リブを、他方の中空部側に前記被嵌合部の一部
    を兼ねる垂直リブを、それぞれ形成しておくことを特徴
    とした請求項１４に記載の中空パネル構造体の製造方
    法。
17. 【請求項１７】 前記突合せ部の摩擦攪拌接合に際し
    て、該突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌接合用回転ツー
    ルの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中空部側の垂直リ
    ブの内周面との間の最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以上に保
    つことを特徴とした請求項１５又は請求項１６に記載の
    中空パネル構造体の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌
    接合用回転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中
    空部側の垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ₁を１．
    ２ｍｍ以上に保つことを特徴とした請求項１７に記載の
    中空パネル構造体の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記複数の中空押出形材の、前記被突
    合せ部の形成された面板とは反対側の面板の外面を、摩
    擦攪拌接合工程に先立って予め陽極酸化処理、電解着色
    処理、又は、電着塗装処理しておくことを特徴とした請
    求項１〜請求項１３の何れか１項に記載の中空パネル構
    造体の製造方法。
20. 【請求項２０】 幅方向端部に、被嵌合部が形成される
    とともに、表裏一対の面板の一方の側に被突合せ部が形
    成され、 複数の中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一方の
    側の被突合せ部の中空部側に他方の側の被突合せ部も支
    持可能な垂直リブが形成されている中空パネル構造体製
    造用中空押出形材であって、 複数の中空押出形材の前記被突合せ部を突き合わせて形
    成される突合せ部の摩擦攪拌接合における予定接合深さ
    において、該突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌接合用回
    転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中空部側の
    垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以
    上に保つように、予め形成され、 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が下記式１及び下
    記式２を満足するように、予め形成されたことを特徴と
    する中空パネル構造体製造用中空押出形材。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
    面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
    ２）
21. 【請求項２１】 幅方向端部に、被嵌合部が形成される
    とともに、表裏一対の面板の一方の側に被突合せ部が形
    成され、 複数の中空押出形材の前記被突合せ部の各々の、一方の
    側の被突合せ部の中空部側に垂直リブが、他方の側の被
    突合せ部の中空部側に前記被嵌合部の一部を兼ねる垂直
    リブが形成されている中空パネル構造体製造用中空押出
    形材であって、 複数の中空押出形材の前記被突合せ部を突き合わせて形
    成される突合せ部の摩擦攪拌接合における予定接合深さ
    において、該突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌接合用回
    転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中空部側の
    垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ₁を０．６ｍｍ以
    上に保つように、予め形成され、 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂が下記式１及び下
    記式２を満足するように、予め形成されたことを特徴と
    する中空パネル構造体製造用中空押出形材。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
    面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
    ２）
22. 【請求項２２】 前記突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌
    接合用回転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中
    空部側の垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ₁を１．
    ２ｍｍ以上に保つように、予め形成されたことを特徴と
    した請求項２０又は請求項２１に記載の中空パネル構造
    体製造用中空押出形材。
23. 【請求項２３】 幅方向端部に、被嵌合部が形成される
    とともに、表裏一対の面板の一方の側に被突合せ部が形
    成され、 前記被突合せ部の形成された面板とは反対側の面板の外
    面が、摩擦攪拌接合工程に先立って予め陽極酸化処理、
    電解着色処理、又は、電着塗装されていることを特徴と
    した中空パネル構造体製造用中空押出形材。
24. 【請求項２４】 複数の中空押出形材の前記被突合せ部
    の各々の、一方の側の被突合せ部の中空部側に他方の側
    の被突合せ部も支持可能な垂直リブが形成されているこ
    とを特徴とした請求項２３に記載の中空パネル構造体製
    造用中空押出形材。
25. 【請求項２５】 複数の中空押出形材の前記被突合せ部
    の各々の、一方の側の被突合せ部の中空部側に垂直リブ
    が、他方の側の被突合せ部の中空部側に前記被嵌合部の
    一部を兼ねる垂直リブが形成されていることを特徴とし
    た請求項２３に記載の中空パネル構造体製造用中空押出
    形材。
26. 【請求項２６】 複数の中空押出形材の前記被突合せ部
    を突き合わせて形成される突合せ部の摩擦攪拌接合にお
    ける予定接合深さにおいて、該突合せ部に押し込まれる
    摩擦攪拌接合用回転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合
    せ部の中空部側の垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ
    ₁を０．６ｍｍ以上に保つように、予め形成されたこと
    を特徴とした請求項２４又は請求項２５に記載の中空パ
    ネル構造体製造用中空押出形材。
27. 【請求項２７】 前記突合せ部に押し込まれる摩擦攪拌
    接合用回転ツールの攪拌ピンの外面と前記突合せ部の中
    空部側の垂直リブの内周面との間の最短距離ｗ₁を１．
    ２ｍｍ以上に保つように、予め形成されたことを特徴と
    した請求項２６に記載の中空パネル構造体製造用中空押
    出形材。
28. 【請求項２８】 前記垂直リブの最小厚み部の厚みｗ₂
    が下記式１及び下記式２を満足するように、予め形成さ
    れたことを特徴とする請求項２６又は請求項２７に記載
    の中空パネル構造体製造用中空押出形材。 ｗ₂≧ｗ_2A＝｛（Ｆ×Ｈ）／（１４３９×Ｄ）｝^1/3／ｎ −−式１ ｗ₂≧ｗ_2B＝Ｆ／（ｎ×Ｄ×σ_0.2） −−式２ ここで、 ｗ_2A ：第１の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） ｗ_2B ：第２の変形・座屈限界厚み（ｍｍ） Ｆ ：回転ツールの軸方向押圧力（ｋｇｆ） Ｄ ：回転ツール底部の直径（ｍｍ） σ_0.2：中空押出形材の耐力（ｋｇｆ／ｍｍ²） Ｈ ：中空押出形材の高さ、即ち表裏一対の面板の外
    面間距離（ｍｍ） ｎ ：突合せ部における垂直リブの数（１あるいは
    ２）