JP2000343245A - 構造体の製作方法 - Google Patents
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- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Connection Of Plates (AREA)
- Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回転工具の挿入力を低下させることにある。
【解決手段】回転工具３４０の挿入力を調査したとこ
ろ、挿入当初が大きく、摩擦攪拌接合が定常になると低
下することが判明した。挿入当初の挿入力を低下できれ
ばよい。摩擦攪拌接合を開始する位置の接合部材２０、
３０に穴５０を開け、この穴５０に回転工具３４０を挿
入した後、回転工具３４０の移動を開始することによっ
て、挿入力の低下を達成することができる。
ろ、挿入当初が大きく、摩擦攪拌接合が定常になると低
下することが判明した。挿入当初の挿入力を低下できれ
ばよい。摩擦攪拌接合を開始する位置の接合部材２０、
３０に穴５０を開け、この穴５０に回転工具３４０を挿
入した後、回転工具３４０の移動を開始することによっ
て、挿入力の低下を達成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は摩擦攪拌接合方法に
よる構造体の製作方法に関し、例えば、中空形材の接合
に好適である。
よる構造体の製作方法に関し、例えば、中空形材の接合
に好適である。
【０００２】
【従来の技術】摩擦攪拌接合方法は、接合部に挿入した
丸棒（回転工具という。）を回転させながら接合線に沿
って移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動さ
せ、固相接合する方法である。回転工具は、接合部の挿
入する小径部と、外部に位置する大径部とからなる。小
径部と大径部は同軸である。小径部と大径部との境は接
合部に若干挿入されている。回転工具は接合の進行方向
に対して、後方に傾斜させている。
丸棒（回転工具という。）を回転させながら接合線に沿
って移動させ、接合部を発熱、軟化させ、塑性流動さ
せ、固相接合する方法である。回転工具は、接合部の挿
入する小径部と、外部に位置する大径部とからなる。小
径部と大径部は同軸である。小径部と大径部との境は接
合部に若干挿入されている。回転工具は接合の進行方向
に対して、後方に傾斜させている。
【０００３】摩擦攪拌接合は金属中の回転工具を挿入す
るので、大きな軸力が必要である。中空形材の接合にお
いては、中空形材の面板に直交する支え板を一体に設
け、摩擦攪拌接合の力によって面板が曲がることを防止
している。
るので、大きな軸力が必要である。中空形材の接合にお
いては、中空形材の面板に直交する支え板を一体に設
け、摩擦攪拌接合の力によって面板が曲がることを防止
している。
【０００４】これは特開平０９−３０９１６４号公報
（ＥＰ０７９７０４３Ａ２）に示されている。
（ＥＰ０７９７０４３Ａ２）に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】摩擦攪拌接合は回転工
具を被接合部材に強制的に挿入して行うので、大きな挿
入力が必要になっている。このため、回転工具の軸受け
は大きな軸力に耐えるものが必要であり、高価になって
いる。
具を被接合部材に強制的に挿入して行うので、大きな挿
入力が必要になっている。このため、回転工具の軸受け
は大きな軸力に耐えるものが必要であり、高価になって
いる。
【０００６】また、被接合部材が中空形材である場合
は、挿入力によって面板が曲がるなどの不都合を生じ
る。これを防止するため、面板の支え板の厚さを厚くす
る必要がある。また、支え板と面板との接続部も厚くす
る必要がある。このため、中空形材の重量が重くなり、
高価になる。ひいてはそれを接合した構造体の重量が重
くなる。
は、挿入力によって面板が曲がるなどの不都合を生じ
る。これを防止するため、面板の支え板の厚さを厚くす
る必要がある。また、支え板と面板との接続部も厚くす
る必要がある。このため、中空形材の重量が重くなり、
高価になる。ひいてはそれを接合した構造体の重量が重
くなる。
【０００７】また、２つの被接合部材は仮止め溶接で簡
単に結合されているだけであるので、回転工具の挿入に
よって仮止め溶接が切断されることがある。切断される
と、２つの被接合部材の間隔が変わり、適切な接合がで
きない。
単に結合されているだけであるので、回転工具の挿入に
よって仮止め溶接が切断されることがある。切断される
と、２つの被接合部材の間隔が変わり、適切な接合がで
きない。
【０００８】回転工具の挿入力を調査したところ、挿入
当初が大きい。摩擦攪拌接合が定常状態になると、挿入
力は低下する。これは、接合開始直後は被接合部材の温
度上昇がないことによると考えられる。
当初が大きい。摩擦攪拌接合が定常状態になると、挿入
力は低下する。これは、接合開始直後は被接合部材の温
度上昇がないことによると考えられる。
【０００９】本発明の目的は、回転工具の挿入力を低下
させることにある。
させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】回転工具の挿入力を調査
したところ、挿入当初が大きく、摩擦攪拌接合が定常に
なると低下することが判明した。挿入当初の挿入力を低
下できればよい。
したところ、挿入当初が大きく、摩擦攪拌接合が定常に
なると低下することが判明した。挿入当初の挿入力を低
下できればよい。
【００１１】そこで、摩擦攪拌接合を開始する位置の被
接合部材に穴を設け、この穴に回転工具を挿入した後、
回転工具の移動（被接合部材に対して相対的に移動）を
開始することによって、挿入力の低下を達成することが
できる。
接合部材に穴を設け、この穴に回転工具を挿入した後、
回転工具の移動（被接合部材に対して相対的に移動）を
開始することによって、挿入力の低下を達成することが
できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１から図５
により説明する。構造体として車両の例である。図２は
側構体２０１の長手方向の端部を示すものである。
により説明する。構造体として車両の例である。図２は
側構体２０１の長手方向の端部を示すものである。
【００１３】車体は、側面を構成する側構体２０１、屋
根を構成する屋根構体２０２、床を構成する台枠２０
３、長手方向の端部を構成する妻構体２０４からなる。
側構体２０１、屋根構体２０２、台枠２０３は、それぞ
れ複数の押し出し形材を接合して構成している。押し出
し形材の長手方向を車体の長手方向にしている。押し出
し形材はアルミニウム合金製である。
根を構成する屋根構体２０２、床を構成する台枠２０
３、長手方向の端部を構成する妻構体２０４からなる。
側構体２０１、屋根構体２０２、台枠２０３は、それぞ
れ複数の押し出し形材を接合して構成している。押し出
し形材の長手方向を車体の長手方向にしている。押し出
し形材はアルミニウム合金製である。
【００１４】側構体２０１は、押し出し形材１０、２
０、３０、４０からなる。押し出し形材２０、３０の中
に窓２１０がある。側構体２０１の出入り口２２０は押
し出し形材１０、２０、３０、４０の中にある。出入り
口２２０には、押し出し形材１０、２０、３０、４０を
接合した後、枠を溶接することが多い。窓２１０も同様
である。出入り口２２０の押し出し形材１０、２０、３
０は途中を切断している。
０、３０、４０からなる。押し出し形材２０、３０の中
に窓２１０がある。側構体２０１の出入り口２２０は押
し出し形材１０、２０、３０、４０の中にある。出入り
口２２０には、押し出し形材１０、２０、３０、４０を
接合した後、枠を溶接することが多い。窓２１０も同様
である。出入り口２２０の押し出し形材１０、２０、３
０は途中を切断している。
【００１５】この側構体２０１は４つの押し出し形材か
らなるが、中空の押し出し形材の場合はさらに多数の押
し出し形材から構成される。また、窓２１０は３つの押
し出し形材で構成されることがある。この場合、中央の
押し出し形材は途中を切断したものになる。
らなるが、中空の押し出し形材の場合はさらに多数の押
し出し形材から構成される。また、窓２１０は３つの押
し出し形材で構成されることがある。この場合、中央の
押し出し形材は途中を切断したものになる。
【００１６】側構体２０１の押し出し形材の構成につい
て説明する。ここでは押し出し形材２０、３０について
説明する。他の形材１０、４０も同様である。押し出し
形材２０、３０は中空形材である。中空形材２０、３０
は、２枚の面板２１、２２、３１、３２と、両者を接続
するものであってトラス状に配置した複数のリブ２３、
３３と、中空形材の幅方向の端部（接合部）において２
つの面板を接続する支え板２４、３４と、からなる。
て説明する。ここでは押し出し形材２０、３０について
説明する。他の形材１０、４０も同様である。押し出し
形材２０、３０は中空形材である。中空形材２０、３０
は、２枚の面板２１、２２、３１、３２と、両者を接続
するものであってトラス状に配置した複数のリブ２３、
３３と、中空形材の幅方向の端部（接合部）において２
つの面板を接続する支え板２４、３４と、からなる。
【００１７】面板２１、２２、３１、３２の幅方向の端
部（接合部）には面板の外側に突出する凸部２５、３５
を有する。中空形材３０の幅方向の端部には相手方の中
空形材２０に向けて突出する突出片３６、３６がある。
突出片３６、３６は中空形材２０の面板２１、２２の間
に入っている。中空形材２０の面板２１、２２の端部が
突出片３６、３６に載る。突出片３６は回転工具３４０
の挿入力を支える座になる。
部（接合部）には面板の外側に突出する凸部２５、３５
を有する。中空形材３０の幅方向の端部には相手方の中
空形材２０に向けて突出する突出片３６、３６がある。
突出片３６、３６は中空形材２０の面板２１、２２の間
に入っている。中空形材２０の面板２１、２２の端部が
突出片３６、３６に載る。突出片３６は回転工具３４０
の挿入力を支える座になる。
【００１８】凸部２５と凸部３５の幅は同一である。凸
部２５に対向する凸部３５の端面は支え板３４の板厚の
幅内にある。２つの凸部２５、３５の中心に摩擦攪拌接
合装置３３０の回転工具３４０の回転軸心を位置させ
る。
部２５に対向する凸部３５の端面は支え板３４の板厚の
幅内にある。２つの凸部２５、３５の中心に摩擦攪拌接
合装置３３０の回転工具３４０の回転軸心を位置させ
る。
【００１９】側構体２０１を構成する押し出し形材１
０、２０、３０、４０は摩擦攪拌接合設備３００のベッ
ド３１０に載せられ、固定されている。複数の押し出し
形材の上方を走行体３２０が走行する。走行体３２０は
ベッド３１０の両側のレール３２９を走行する。走行体
３２０のガーダ３２１には３つの摩擦攪拌接合装置３３
０を吊下げている。摩擦攪拌接合装置３３０は下端に回
転工具３４０を吊下げている。それぞれの摩擦攪拌接合
装置３３０は、ガーダ３２１に沿った走行、回転工具３
４０の昇降、回転工具３４０の回転が単独でできる。
０、２０、３０、４０は摩擦攪拌接合設備３００のベッ
ド３１０に載せられ、固定されている。複数の押し出し
形材の上方を走行体３２０が走行する。走行体３２０は
ベッド３１０の両側のレール３２９を走行する。走行体
３２０のガーダ３２１には３つの摩擦攪拌接合装置３３
０を吊下げている。摩擦攪拌接合装置３３０は下端に回
転工具３４０を吊下げている。それぞれの摩擦攪拌接合
装置３３０は、ガーダ３２１に沿った走行、回転工具３
４０の昇降、回転工具３４０の回転が単独でできる。
【００２０】それぞれの摩擦攪拌接合装置３３０は光学
センサを有する。光学センサは凸部２５、３５の頂まで
の距離を検出して、回転工具３４０の挿入量を所定にす
る。また、前記センサは２つの凸部２５、３５の幅を検
出して、その中央に回転工具３４０の軸心を一致させ
る。
センサを有する。光学センサは凸部２５、３５の頂まで
の距離を検出して、回転工具３４０の挿入量を所定にす
る。また、前記センサは２つの凸部２５、３５の幅を検
出して、その中央に回転工具３４０の軸心を一致させ
る。
【００２１】中空形材２０、３０は接合線の始端、終端
には片２８、３８を有するように切削している。片２
８、３８の幅は支え板２４、３４、凸部２５、３５を有
する大きさである。始端の片２８、３８内で接合を開始
し、終端の片内で接合を終了する。中空形材１０、２
０、３０、４０は窓２１０や出入り口２２０の形状に切
り欠いてあり、この部分にも終端の片、始端の片２８、
３８を有する。
には片２８、３８を有するように切削している。片２
８、３８の幅は支え板２４、３４、凸部２５、３５を有
する大きさである。始端の片２８、３８内で接合を開始
し、終端の片内で接合を終了する。中空形材１０、２
０、３０、４０は窓２１０や出入り口２２０の形状に切
り欠いてあり、この部分にも終端の片、始端の片２８、
３８を有する。
【００２２】中空形材１０、２０、３０、４０はベッド
に載せられて、ベッド３１０に治具で固定されている。
固定したならば、中空形材１０、２０、３０、４０の突
き合わせ部の凸部２５、３５を接合線に沿って間欠的に
アーク溶接によって仮止めする。接合線の始端、終端の
片２８、３８の最端部はアーク溶接によって仮止めす
る。Ｗは仮止め溶接を示している。特に、始端の仮止め
溶接Ｗは、凸部２５、３５の上面と、中空形材の長手方
向の最端部の面に行っている。この最端部の面の仮止め
溶接Ｗの範囲は凸部２５、３５の上面から突出片３６ま
での範囲である。仮止め溶接ＷはＶ形開先を設けない
で、すなわち、Ｉ形開先で行っている。
に載せられて、ベッド３１０に治具で固定されている。
固定したならば、中空形材１０、２０、３０、４０の突
き合わせ部の凸部２５、３５を接合線に沿って間欠的に
アーク溶接によって仮止めする。接合線の始端、終端の
片２８、３８の最端部はアーク溶接によって仮止めす
る。Ｗは仮止め溶接を示している。特に、始端の仮止め
溶接Ｗは、凸部２５、３５の上面と、中空形材の長手方
向の最端部の面に行っている。この最端部の面の仮止め
溶接Ｗの範囲は凸部２５、３５の上面から突出片３６ま
での範囲である。仮止め溶接ＷはＶ形開先を設けない
で、すなわち、Ｉ形開先で行っている。
【００２３】次に、始端の仮止め溶接部Ｗよりも内側
（終端側）において、凸部２５、３５に上方からキリで
穴５０を開ける。穴５０は始端の片２８、３８内にあ
る。穴５０の径は小径部３４１の径よりも小さい。切り
穴５０の深さは回転工具３４０（小径部３４１）の挿入
深さよりも浅い。すなわち、穴５０の最下端の位置は小
径部３４１の最下端の位置よりも上方にある。２つの凸
部２５、３５の中間を軸心として穴を開ける。穴５０は
面板２１、３１に直交している。一般に、回転工具３４
０の軸心は約３度程度傾斜している。小径部３４１の先
端を中心として大径側３４２が進行方向の後ろ側であ
る。
（終端側）において、凸部２５、３５に上方からキリで
穴５０を開ける。穴５０は始端の片２８、３８内にあ
る。穴５０の径は小径部３４１の径よりも小さい。切り
穴５０の深さは回転工具３４０（小径部３４１）の挿入
深さよりも浅い。すなわち、穴５０の最下端の位置は小
径部３４１の最下端の位置よりも上方にある。２つの凸
部２５、３５の中間を軸心として穴を開ける。穴５０は
面板２１、３１に直交している。一般に、回転工具３４
０の軸心は約３度程度傾斜している。小径部３４１の先
端を中心として大径側３４２が進行方向の後ろ側であ
る。
【００２４】例えば、小径部３４１の径は６．０ｍｍ、
挿入深さは６．０ｍｍである。穴５０の径は４．０ｍ
ｍ、穴５０の最下端の位置は５．０ｍｍである。
挿入深さは６．０ｍｍである。穴５０の径は４．０ｍ
ｍ、穴５０の最下端の位置は５．０ｍｍである。
【００２５】次に、摩擦攪拌接合は回転工具３４０を回
転させながら上方から下降させ、接合部に挿入する。回
転工具３４０の軸心を穴５０の中心にほぼ一致させた状
態で、回転工具３４０を下降させる。回転工具３４０の
挿入深さは、小径部３４１の先端が突出片３６に達する
までである。大径部３４２の下端は面板２１、３１の外
面と凸部２５、３５の頂との間に位置する。小径部３４
１はねじである。
転させながら上方から下降させ、接合部に挿入する。回
転工具３４０の軸心を穴５０の中心にほぼ一致させた状
態で、回転工具３４０を下降させる。回転工具３４０の
挿入深さは、小径部３４１の先端が突出片３６に達する
までである。大径部３４２の下端は面板２１、３１の外
面と凸部２５、３５の頂との間に位置する。小径部３４
１はねじである。
【００２６】回転工具３４０を所定深さまで挿入したな
らば、回転工具３４０を接合線に沿って移動させる。定
常の接合が開始される。
らば、回転工具３４０を接合線に沿って移動させる。定
常の接合が開始される。
【００２７】詳細に説明すると、回転工具３４０の軸心
を穴５０の中心にほぼ一致させた状態で、回転工具３４
０を回転させながら下降させる。最初に小径部が中空形
材２０、３０に接し、次に大径部３４２が中空形材２
０、３０に接する。回転工具３４０を所定深さまで挿入
したら、接合線に沿って移動させる。これによって摩擦
攪拌接合が開始される。
を穴５０の中心にほぼ一致させた状態で、回転工具３４
０を回転させながら下降させる。最初に小径部が中空形
材２０、３０に接し、次に大径部３４２が中空形材２
０、３０に接する。回転工具３４０を所定深さまで挿入
したら、接合線に沿って移動させる。これによって摩擦
攪拌接合が開始される。
【００２８】穴５０は凸部２５、３５を原資として埋め
られる。完全に埋めることができない場合も、回転工具
３４０の移動に伴って、埋められ、適正な接合状態にな
る。摩擦攪拌接合の後、片２８、２９は切断する。片２
８、３８の長さは、片２８、３８の長さ内で適正な接合
状態になる長さにする。
られる。完全に埋めることができない場合も、回転工具
３４０の移動に伴って、埋められ、適正な接合状態にな
る。摩擦攪拌接合の後、片２８、２９は切断する。片２
８、３８の長さは、片２８、３８の長さ内で適正な接合
状態になる長さにする。
【００２９】穴５０の径は小径部３４１の径よりも小さ
いので、穴５０の位置から接合が開始され、片２８、３
８の長さを短くできる。
いので、穴５０の位置から接合が開始され、片２８、３
８の長さを短くできる。
【００３０】小径部３４１の下端（先端）は穴５０の下
端（先端）よりも多く挿入するので、穴５０があること
によって、穴５０の下端に欠陥が発生することがない。
端（先端）よりも多く挿入するので、穴５０があること
によって、穴５０の下端に欠陥が発生することがない。
【００３１】図３は挿入力の変化を模式的に示したもの
である。Ｉは穴のない場合であり、IIは穴５０を設けた
場合である。回転工具の挿入直後に挿入力が大きく変化
している。挿入力の変化は次のように説明できると考え
る。最初に、固く低温の金属に小径部３４１を挿入する
ので、挿入に伴って挿入力が上昇する。その後、それに
伴って金属は軟化するので、挿入力が低下する。その
後、大径部３４２が挿入され、新たな部分に接するの
で、挿入力が上昇する。その後、それに伴って金属は軟
化するので、挿入力が低下する。その後、回転工具３４
０の移動が開始されるので、再度、挿入力が上昇し、一
定値に落ち着く。大径部３４２を挿入する際は接合部周
辺の金属の温度が上昇しているので、大径部の面積の割
合に比して、挿入力は大きくならない。
である。Ｉは穴のない場合であり、IIは穴５０を設けた
場合である。回転工具の挿入直後に挿入力が大きく変化
している。挿入力の変化は次のように説明できると考え
る。最初に、固く低温の金属に小径部３４１を挿入する
ので、挿入に伴って挿入力が上昇する。その後、それに
伴って金属は軟化するので、挿入力が低下する。その
後、大径部３４２が挿入され、新たな部分に接するの
で、挿入力が上昇する。その後、それに伴って金属は軟
化するので、挿入力が低下する。その後、回転工具３４
０の移動が開始されるので、再度、挿入力が上昇し、一
定値に落ち着く。大径部３４２を挿入する際は接合部周
辺の金属の温度が上昇しているので、大径部の面積の割
合に比して、挿入力は大きくならない。
【００３２】本発明では穴５０に小径部３４１を挿入し
ているので、IIのように挿入力が低下する。挿入力の最
大値が低下する。このため、回転工具の軸受けを小形、
または安価のものにできる。また、挿入力を支える支え
板２４、３４の板厚を薄くできるものである。また、突
出片３６の厚さや、突出片３６と支え板３４との接続部
の厚さを薄くできるものである。このため、構造体を軽
量にできるものである。
ているので、IIのように挿入力が低下する。挿入力の最
大値が低下する。このため、回転工具の軸受けを小形、
または安価のものにできる。また、挿入力を支える支え
板２４、３４の板厚を薄くできるものである。また、突
出片３６の厚さや、突出片３６と支え板３４との接続部
の厚さを薄くできるものである。このため、構造体を軽
量にできるものである。
【００３３】なお、挿入力の最大値が低下しなくても、
中空形材２０、３０の接合部の隙間を広げようとする力
は、穴５０があることによって、従来よりは小さいとい
える。このため、片２８、３８の端部の仮止め溶接Ｗの
長さや深さを小さくでき、容易に溶接できるものであ
る。なお、この仮止め溶接Ｗは機械的に片２８、３８を
クランプしたもので代用できる。
中空形材２０、３０の接合部の隙間を広げようとする力
は、穴５０があることによって、従来よりは小さいとい
える。このため、片２８、３８の端部の仮止め溶接Ｗの
長さや深さを小さくでき、容易に溶接できるものであ
る。なお、この仮止め溶接Ｗは機械的に片２８、３８を
クランプしたもので代用できる。
【００３４】面板２１、３１の面の接合が終了したら、
中空形材２０、３０を反転し、前記と同様に仮止め溶
接、穴開けを行い、摩擦攪拌接合を行う。最後に、片２
８、３８を切断する。
中空形材２０、３０を反転し、前記と同様に仮止め溶
接、穴開けを行い、摩擦攪拌接合を行う。最後に、片２
８、３８を切断する。
【００３５】中空形材２０、３０には窓２１０がある。
中空形材２０、３０を窓の形状に切断後、摩擦攪拌接合
する場合は、窓２１０内に片２８、３８を設ける。この
片は接合の始端に設ける。この片には穴５０を設け、仮
止め溶接をした後、摩擦攪拌接合を行う。
中空形材２０、３０を窓の形状に切断後、摩擦攪拌接合
する場合は、窓２１０内に片２８、３８を設ける。この
片は接合の始端に設ける。この片には穴５０を設け、仮
止め溶接をした後、摩擦攪拌接合を行う。
【００３６】穴の形状はテーパ状であってもよい。ま
た、小径部３４１が挿入される穴５０の上端に大径の穴
を設けることができる。この大径部の穴の径は大径部３
４２の径よりも小さい。また、大径部のみでもよい場合
があろう。また、穴は小径の穴を複数設けたものでもよ
い。
た、小径部３４１が挿入される穴５０の上端に大径の穴
を設けることができる。この大径部の穴の径は大径部３
４２の径よりも小さい。また、大径部のみでもよい場合
があろう。また、穴は小径の穴を複数設けたものでもよ
い。
【００３７】上記実施例の支え板３４は面板３１、３２
に直交しているが、挿入力を支えられれば傾斜していて
もよい。形状は問わない。
に直交しているが、挿入力を支えられれば傾斜していて
もよい。形状は問わない。
【００３８】本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
各請求項に記載の文言あるいは課題を解決するための手
段の項に記載の文言に限定されず、当業者がそれから容
易に置き換えられる範囲にも及ぶものである。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、回転工具の挿入力を小
さくでき、良好な摩擦攪拌接合ができるものである。
さくでき、良好な摩擦攪拌接合ができるものである。
【図１】本発明の一実施例の接合部の縦断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】摩擦攪拌接合の挿入力の説明図である。
【図４】鉄道車両の車体の斜視図である。
１０、２０、３０、４０：中空形材、５０：穴、２０
１：側構体、２０２：屋根構体、２０３：台枠、２１
０：窓、３４０：回転工具、３４１：小径部、３４２：
大径部
１：側構体、２０２：屋根構体、２０３：台枠、２１
０：窓、３４０：回転工具、３４１：小径部、３４２：
大径部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲 佳彦 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸事業所内 Ｆターム(参考） 3J001 AA03 BA00 DA00 3J023 EA10 FA01 GA03 4E067 BG02 DA13 DA17
Claims (7)
- 【請求項１】2つ部材の接合線の端部に設けた穴に回転
工具を回転させながら挿入して摩擦攪拌接合を開始し、 次に、前記接合線に沿って前記回転工具を相対的に移動
させること、 を特徴とする構造体の製作方法。 - 【請求項２】請求項１の構造体の製作方法において、前
記穴はベッドに前記2つの部材を載せた後、前記2つの部
材の突き合わせ部にキリで開けること、を特徴とする構
造体の製作方法。 - 【請求項３】請求項１の構造体の製作方法において、前
記穴の径よりも大きな径の回転工具で摩擦攪拌接合する
こと、を特徴とする構造体の製作方法。 - 【請求項４】請求項１の構造体の製作方法において、前
記穴の径よりも大きな径の小径部を有する回転工具で摩
擦攪拌接合すること、を特徴とする構造体の製作方法。 - 【請求項５】請求項１の構造体の製作方法において、前
記回転工具の先端を前記穴の深さよりも深く挿入するこ
と、を特徴とする構造体の製作方法。 - 【請求項６】２つの部材をベッドに固定し、 前記2つの部材の接合線の始端を溶接し、 前記溶接した部分よりも接合線の終端側において、回転
工具の挿入方向から穴を開け、 前記穴に回転工具を回転させながら挿入し、 次に、前記接合線に沿って前記回転工具を相対的に移動
させること、 を特徴とする構造体の製作方法。 - 【請求項７】２つの中空形材をベッドに固定し、 前記2つの中空形材の接合線の始端を溶接し、 前記溶接した部分よりも接合線の終端側において、回転
工具の挿入方向から穴を開け、 前記穴に回転工具を回転させながら挿入し、 次に、前記接合線に沿って前記回転工具を相対的に移動
させること、 を特徴とする構造体の製作方法。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008087039A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | 摩擦攪拌方法 |
| JP2008260068A (ja) * | 2008-06-17 | 2008-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摩擦攪拌による複数列部材の製造方法 |
| WO2008132911A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 接合方法 |
| JP2008284607A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-27 | Nippon Light Metal Co Ltd | 接合方法 |
| JP2017221962A (ja) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | 株式会社東芝 | 開口部の閉塞方法 |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3070735B2 (ja) | 1997-07-23 | 2000-07-31 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合方法 |
| JP3459187B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2003-10-20 | 株式会社日立製作所 | 中空形材 |
| JP3563003B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2004-09-08 | 株式会社日立製作所 | 構造体の摩擦攪拌接合方法 |
| JP3538357B2 (ja) * | 2000-01-24 | 2004-06-14 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合方法 |
| JP3552978B2 (ja) * | 2000-01-27 | 2004-08-11 | 株式会社日立製作所 | 中空形材 |
| US6237835B1 (en) * | 2000-02-29 | 2001-05-29 | The Boeing Company | Method and apparatus for backing up a friction stir weld joint |
| CN1191145C (zh) | 2000-05-08 | 2005-03-02 | 布莱阿姆青年大学 | 对金属基体复合材料、铁基合金、非铁合金以及超耐热合金进行的摩擦搅拌焊接的工具及方法 |
| JP3538378B2 (ja) | 2000-10-27 | 2004-06-14 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合方法 |
| JP3751215B2 (ja) * | 2001-04-16 | 2006-03-01 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合方法 |
| US6732901B2 (en) | 2001-06-12 | 2004-05-11 | Brigham Young University Technology Transfer Office | Anvil for friction stir welding high temperature materials |
| JP3510612B2 (ja) * | 2001-11-27 | 2004-03-29 | 川崎重工業株式会社 | 摩擦撹拌接合方法 |
| US6910616B2 (en) | 2002-03-07 | 2005-06-28 | The Boeing Company | Preforms for forming machined structural assemblies |
| US6779708B2 (en) | 2002-12-13 | 2004-08-24 | The Boeing Company | Joining structural members by friction welding |
| WO2004067218A2 (en) | 2003-01-30 | 2004-08-12 | Smith International, Inc. | Out-of-position stir welding of high melting temperature alloys |
| WO2004101205A2 (en) | 2003-05-05 | 2004-11-25 | Smith International, Inc. | Applications of friction stir welding using a superabrasive tool |
| WO2005084162A2 (en) | 2003-08-04 | 2005-09-15 | Smith International, Inc. | Crack repair using friction stir welding on materials including metal matrix composites, ferrous alloys, non-ferrous alloys, and superalloys |
| US7128948B2 (en) | 2003-10-20 | 2006-10-31 | The Boeing Company | Sprayed preforms for forming structural members |
| US7398911B2 (en) | 2003-12-16 | 2008-07-15 | The Boeing Company | Structural assemblies and preforms therefor formed by friction welding |
| US7225967B2 (en) | 2003-12-16 | 2007-06-05 | The Boeing Company | Structural assemblies and preforms therefor formed by linear friction welding |
| US8186561B2 (en) | 2004-03-24 | 2012-05-29 | Megastir Technologies, LLC | Solid state processing of hand-held knife blades to improve blade performance |
| US20100078224A1 (en) | 2004-05-21 | 2010-04-01 | Smith International, Inc. | Ball hole welding using the friction stir welding (fsw) process |
| US7347351B2 (en) * | 2004-08-18 | 2008-03-25 | The Boeing Company | Apparatus and system for unitized friction stir welded structures and associated method |
| JP4897688B2 (ja) | 2004-10-05 | 2012-03-14 | エスアイアイ・メガダイアモンド・インコーポレーテッド | 摩擦攪拌接合で使用するための拡張式マンドレル |
| US20080041921A1 (en) | 2005-09-26 | 2008-02-21 | Kevin Creehan | Friction stir fabrication |
| US8875976B2 (en) | 2005-09-26 | 2014-11-04 | Aeroprobe Corporation | System for continuous feeding of filler material for friction stir welding, processing and fabrication |
| US9266191B2 (en) | 2013-12-18 | 2016-02-23 | Aeroprobe Corporation | Fabrication of monolithic stiffening ribs on metallic sheets |
| US8397974B2 (en) | 2005-09-26 | 2013-03-19 | Aeroprobe Corporation | Self-reacting friction stir welding tool with the ability to add filler material |
| US9511446B2 (en) | 2014-12-17 | 2016-12-06 | Aeroprobe Corporation | In-situ interlocking of metals using additive friction stir processing |
| US9511445B2 (en) | 2014-12-17 | 2016-12-06 | Aeroprobe Corporation | Solid state joining using additive friction stir processing |
| US8632850B2 (en) | 2005-09-26 | 2014-01-21 | Schultz-Creehan Holdings, Inc. | Friction fabrication tools |
| US8550326B2 (en) | 2005-10-05 | 2013-10-08 | Megastir Technologies Llc | Expandable mandrel for use in friction stir welding |
| US8056797B2 (en) | 2005-10-05 | 2011-11-15 | Megastir Technologies | Expandable mandrel for use in friction stir welding |
| SE530250C2 (sv) * | 2006-03-08 | 2008-04-08 | Sapa Profiler Ab | Justerbar överlappsfog och konstruktion tillverkad genom densamma |
| CN102267006B (zh) | 2006-10-02 | 2016-08-03 | 日本轻金属株式会社 | 接合方法 |
| CN103273189B (zh) * | 2007-06-14 | 2015-09-02 | 日本轻金属株式会社 | 接合方法 |
| US7780061B2 (en) * | 2007-09-27 | 2010-08-24 | The Boeing Company | Joining fixtures, methods for joining, and joined structures |
| US8401507B2 (en) * | 2007-12-21 | 2013-03-19 | Motorola Mobility Llc | Automatic gain control for beamformed signals |
| MX2012005042A (es) | 2009-11-02 | 2012-12-05 | Megastir Technologies Llc | Soldadura mediante agitacion por friccion fuera de su posicion de tuberia o conducto colada y de diametro pequeño. |
| MX2013005733A (es) * | 2010-12-06 | 2014-07-10 | Honda Motor Co Ltd | Estructura auxiliar. |
| US20140077668A1 (en) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Apple Inc. | Friction stir welding parts including one or more expendable portions |
| FR3058119B1 (fr) * | 2016-10-27 | 2019-01-25 | Alstom Transport Technologies | Structure de caisse pour un vehicule sur rails et procede de fabrication d'une telle structure de caisse |
| CN108238110B (zh) * | 2016-12-26 | 2021-07-20 | 上海同捷科技股份有限公司 | 一种前轮包 |
| WO2019089764A1 (en) | 2017-10-31 | 2019-05-09 | Aeroprobe Corporation | Solid-state additive manufacturing system and material compositions and structures |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9125978D0 (en) * | 1991-12-06 | 1992-02-05 | Welding Inst | Hot shear butt welding |
| TW276225B (ja) * | 1992-07-17 | 1996-05-21 | Hitachi Seisakusyo Kk | |
| JP3245464B2 (ja) * | 1992-11-26 | 2002-01-15 | 株式会社スズキ螺子製作所 | 弛み防止ねじ |
| NO942790D0 (no) * | 1994-03-28 | 1994-07-27 | Norsk Hydro As | Fremgangsmåte ved friksjonssveising og anordning for samme |
| CN1310732C (zh) * | 1996-03-19 | 2007-04-18 | 株式会社日立制作所 | 摩擦搅拌焊接方法 |
| US5862975A (en) * | 1996-03-20 | 1999-01-26 | The Boeing Company | Composite/metal structural joint with welded Z-pins |
| US5794835A (en) * | 1996-05-31 | 1998-08-18 | The Boeing Company | Friction stir welding |
| GB2319977B (en) * | 1996-12-06 | 1999-04-07 | Lead Sheet Ass | Improved friction welding apparatus |
| JP3070735B2 (ja) * | 1997-07-23 | 2000-07-31 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合方法 |
| JP3589863B2 (ja) * | 1997-07-23 | 2004-11-17 | 株式会社日立製作所 | 構造体および摩擦攪拌接合方法 |
| JPH1158036A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-03-02 | Hitachi Ltd | 摩擦溶接方法および溶接継手構造 |
| US6070784A (en) * | 1998-07-08 | 2000-06-06 | The Boeing Company | Contact backup roller approach to FSW process |
| US6045028A (en) * | 1998-07-17 | 2000-04-04 | Mcdonnell Douglas Corporation | Integral corrosion protection of friction-welded joints |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP11151128A patent/JP2000343245A/ja active Pending
-
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008087039A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | 摩擦攪拌方法 |
| WO2008132911A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 接合方法 |
| JP2008284607A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-27 | Nippon Light Metal Co Ltd | 接合方法 |
| JP2013010141A (ja) * | 2007-04-17 | 2013-01-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | 接合方法 |
| JP2008260068A (ja) * | 2008-06-17 | 2008-10-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 摩擦攪拌による複数列部材の製造方法 |
| JP2017221962A (ja) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | 株式会社東芝 | 開口部の閉塞方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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