JPH08290279A - 摩擦圧接方法 - Google Patents
摩擦圧接方法Info
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- JPH08290279A JPH08290279A JP9538195A JP9538195A JPH08290279A JP H08290279 A JPH08290279 A JP H08290279A JP 9538195 A JP9538195 A JP 9538195A JP 9538195 A JP9538195 A JP 9538195A JP H08290279 A JPH08290279 A JP H08290279A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 平坦面から複数の棒状部材が立設するように
配列されたような複雑な形状の製品を製造する場合にお
いて、溶接性及びろう付性が悪い材料を使用しても欠陥
が発生しにくいという摩擦圧接方法の利点を生かしつ
つ、圧接可能な形状の制約を解消し、接合面の形状に拘
らず良好な圧接部を得ることができる摩擦圧接方法を提
供する。 【構成】 棒状部材21を治具30の孔32内に挿入
し、更に治具30及び棒状部材21を治具40の夫々切
欠部41及び孔42に嵌合する。そして、治具30及び
棒状部材21の背後を切欠部41及び孔42の端面によ
り支持させる。そうすると、治具30の平坦面31と棒
状部材21の接合端面とが面一になり、部材23のリン
グ状接合面22と摩擦接合させることにより、接合面が
大気に露出することなく、新生面同士の接合を行うこと
ができる。
配列されたような複雑な形状の製品を製造する場合にお
いて、溶接性及びろう付性が悪い材料を使用しても欠陥
が発生しにくいという摩擦圧接方法の利点を生かしつ
つ、圧接可能な形状の制約を解消し、接合面の形状に拘
らず良好な圧接部を得ることができる摩擦圧接方法を提
供する。 【構成】 棒状部材21を治具30の孔32内に挿入
し、更に治具30及び棒状部材21を治具40の夫々切
欠部41及び孔42に嵌合する。そして、治具30及び
棒状部材21の背後を切欠部41及び孔42の端面によ
り支持させる。そうすると、治具30の平坦面31と棒
状部材21の接合端面とが面一になり、部材23のリン
グ状接合面22と摩擦接合させることにより、接合面が
大気に露出することなく、新生面同士の接合を行うこと
ができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は溶接性及びろう付性が悪
い材料で作られた部材を接合して複雑な形状を有する電
機部品等の部品又は製品に組み立てるのに好適の摩擦圧
接方法に関する。
い材料で作られた部材を接合して複雑な形状を有する電
機部品等の部品又は製品に組み立てるのに好適の摩擦圧
接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】接合すべき一方の部材が、平坦なディス
ク状又はリング状の接合面を有し、接合すべき他方の部
材が複数の棒状部材であって接合面がその長手方向の端
面である場合、これらの部材を接合して金属部品を製造
する方法としては、従来、以下に示すものがある。
ク状又はリング状の接合面を有し、接合すべき他方の部
材が複数の棒状部材であって接合面がその長手方向の端
面である場合、これらの部材を接合して金属部品を製造
する方法としては、従来、以下に示すものがある。
【0003】a)溶接による方法 ディスク状又はリング状をなす金属部材の平坦な接合面
に、棒状部材を逐次溶接する方法であり、各部材が溶接
性が良い材料の場合は、最も有効な方法といえる。しか
しながら、アルミニウム基複合材等のような複合材料に
おいては、割れ等の溶接欠陥が発生しやすく、健全な製
品を得ることが難しい。また、溶接歪みが発生しやす
く、所望の寸法形状の製品を得ることも難しい。
に、棒状部材を逐次溶接する方法であり、各部材が溶接
性が良い材料の場合は、最も有効な方法といえる。しか
しながら、アルミニウム基複合材等のような複合材料に
おいては、割れ等の溶接欠陥が発生しやすく、健全な製
品を得ることが難しい。また、溶接歪みが発生しやす
く、所望の寸法形状の製品を得ることも難しい。
【0004】b)ろう付による方法 同様に平坦な接合面を有する部材と棒状部材とをろう付
により接合する方法であり、1回のろう付け処理で複数
の棒状部材を接合できるという利点がある。しかしなが
ら、アルミニウム基複合材をはじめとする複合材料の場
合は、適切なろう材及びろう付温度の選定が難しく、材
料本来の特性が得られないことがある。また、ガス発生
に起因する割れ及び気孔が発生しやすい。
により接合する方法であり、1回のろう付け処理で複数
の棒状部材を接合できるという利点がある。しかしなが
ら、アルミニウム基複合材をはじめとする複合材料の場
合は、適切なろう材及びろう付温度の選定が難しく、材
料本来の特性が得られないことがある。また、ガス発生
に起因する割れ及び気孔が発生しやすい。
【0005】c)鋳造による方法 前述の如く、複雑な形状をしている製品は、形状面から
みると鋳造により製造する方法が有効であると考えられ
るが、例えばメカニカルアロイイングにより製造する素
材等については、鋳造では素材そのものをつくることが
できないという問題点がある。
みると鋳造により製造する方法が有効であると考えられ
るが、例えばメカニカルアロイイングにより製造する素
材等については、鋳造では素材そのものをつくることが
できないという問題点がある。
【0006】d)摩擦圧接による方法 摩擦圧接方法は、その接合原理から、接合部に引張応力
が働きにくいため、溶接性が悪い材料の場合でも、割れ
及び気孔欠陥が発生しにくい点で、極めて有効な方法と
いえる。図6はこの摩擦圧接方法にて使用する治具を示
し、図6(a)はその正面図、図6(b)は図6(a)
のA−A線よる断面図である。また、図7はその摩擦圧
接工程を示す一部破断断面図である。棒状部材1は円柱
状をなし、図7に示すように、4個(図7には3個のみ
表れている)の棒状部材1をリング状の平坦な接合面2
を有する部材3に接合するものとする。この棒状部材1
をチャッキングするための治具5は、図6に示すよう
に、後部ストッパ8に固定された内側部分7と、この内
側部分7の外側に配置され、同様にストッパ8に固定さ
れた外側部分6とを有する。この1対の外側部分6は円
輪を半割りした形状をなし、相互間に若干の間隙を有す
ると共に、内側部分7に対しても若干の間隙を有して配
置されている。また、外側部分6と内側部分7との間の
円状の間隙部分には、その4等配の位置に棒状部材1を
挿入するための孔9が設けられている。内側部分7及び
ストッパ8の中心には、摩擦圧接機の回転軸に治具5を
取付けるためのネジ10が形成されている。
が働きにくいため、溶接性が悪い材料の場合でも、割れ
及び気孔欠陥が発生しにくい点で、極めて有効な方法と
いえる。図6はこの摩擦圧接方法にて使用する治具を示
し、図6(a)はその正面図、図6(b)は図6(a)
のA−A線よる断面図である。また、図7はその摩擦圧
接工程を示す一部破断断面図である。棒状部材1は円柱
状をなし、図7に示すように、4個(図7には3個のみ
表れている)の棒状部材1をリング状の平坦な接合面2
を有する部材3に接合するものとする。この棒状部材1
をチャッキングするための治具5は、図6に示すよう
に、後部ストッパ8に固定された内側部分7と、この内
側部分7の外側に配置され、同様にストッパ8に固定さ
れた外側部分6とを有する。この1対の外側部分6は円
輪を半割りした形状をなし、相互間に若干の間隙を有す
ると共に、内側部分7に対しても若干の間隙を有して配
置されている。また、外側部分6と内側部分7との間の
円状の間隙部分には、その4等配の位置に棒状部材1を
挿入するための孔9が設けられている。内側部分7及び
ストッパ8の中心には、摩擦圧接機の回転軸に治具5を
取付けるためのネジ10が形成されている。
【0007】このように構成された治具5は、図7に示
すように、その孔9内に棒状部材1を挿入し、その一端
部をストッパ8に当接させる。そして、治具5をネジ1
0により摩擦圧接機の回転軸に取付けると共に、摩擦圧
接機のクランプ11により、治具5の外側部分6を中心
軸に向けて締め付け、外側部分6と内側部分7との間で
棒状部材1を挟持する。そして、リング状の平坦な接合
面2を有する部材3を摩擦圧接機のチャック12に装着
し、両者を固定する。これにより、部材3と4本の棒状
部材1とが、部材3の軸心と、棒状部材1の配設中心と
を一致させて対面する。そこで、チャック12及び/又
は治具5を相対的に回転駆動すると共に、棒状部材1の
先端面を部材3の接合面2に押圧する。これにより、棒
状部材1の先端面と部材3の接合面2との間には摩擦に
よる熱が発生し、両者は一応摩擦接合される。
すように、その孔9内に棒状部材1を挿入し、その一端
部をストッパ8に当接させる。そして、治具5をネジ1
0により摩擦圧接機の回転軸に取付けると共に、摩擦圧
接機のクランプ11により、治具5の外側部分6を中心
軸に向けて締め付け、外側部分6と内側部分7との間で
棒状部材1を挟持する。そして、リング状の平坦な接合
面2を有する部材3を摩擦圧接機のチャック12に装着
し、両者を固定する。これにより、部材3と4本の棒状
部材1とが、部材3の軸心と、棒状部材1の配設中心と
を一致させて対面する。そこで、チャック12及び/又
は治具5を相対的に回転駆動すると共に、棒状部材1の
先端面を部材3の接合面2に押圧する。これにより、棒
状部材1の先端面と部材3の接合面2との間には摩擦に
よる熱が発生し、両者は一応摩擦接合される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如く、単にディスク状又はリング状の接合面2を有する
金属部材3と、棒状部材1群とを夫々チャック12及び
クランプ11により固定し、対向させて摩擦圧接する
と、先ず、棒状部材が摩擦過程において発生するトルク
により、座屈しやすいという問題点がある。また、仮に
棒状部材1の強度が高く、座屈しないか、座屈程度が軽
微である場合でも、摩擦過程において、ディスク状又は
リング状を呈する金属部材3の接合面は、一の棒状部材
1が通過した後、次の棒状部材1が通過する迄の間にそ
の都度大気に曝され、部材3の接合面は酸化及び冷却を
受ける。このため、新生面同士の圧接ができなくなり、
不完全な接合部しか得られない。
如く、単にディスク状又はリング状の接合面2を有する
金属部材3と、棒状部材1群とを夫々チャック12及び
クランプ11により固定し、対向させて摩擦圧接する
と、先ず、棒状部材が摩擦過程において発生するトルク
により、座屈しやすいという問題点がある。また、仮に
棒状部材1の強度が高く、座屈しないか、座屈程度が軽
微である場合でも、摩擦過程において、ディスク状又は
リング状を呈する金属部材3の接合面は、一の棒状部材
1が通過した後、次の棒状部材1が通過する迄の間にそ
の都度大気に曝され、部材3の接合面は酸化及び冷却を
受ける。このため、新生面同士の圧接ができなくなり、
不完全な接合部しか得られない。
【0009】即ち、この摩擦圧接方法は、圧接可能な形
状が限られており、接合面が摩擦過程で、大気に曝され
たり、露出しない形状であることが必要である。換言す
れば、接合しようとする双方の部材がいずれもディスク
状又はリング状である等、同一の接合面形状を有してい
る必要がある。従って、前述のようにディスク状又はリ
ング状の接合面2を有する部材3と、複数の棒状部材1
とを圧接するような場合は、両者の摺動過程においてデ
ィスク状又はリング状部材側3の接合面が大気中に露出
してしまう。このため、このような複雑な形状の場合
は、新生面同士の接合ができないため、良好な圧接部が
得られない。
状が限られており、接合面が摩擦過程で、大気に曝され
たり、露出しない形状であることが必要である。換言す
れば、接合しようとする双方の部材がいずれもディスク
状又はリング状である等、同一の接合面形状を有してい
る必要がある。従って、前述のようにディスク状又はリ
ング状の接合面2を有する部材3と、複数の棒状部材1
とを圧接するような場合は、両者の摺動過程においてデ
ィスク状又はリング状部材側3の接合面が大気中に露出
してしまう。このため、このような複雑な形状の場合
は、新生面同士の接合ができないため、良好な圧接部が
得られない。
【0010】なお、棒状部材間の間隔が大きい場合は、
棒状部材間にチャック等を配置するための空間的な余裕
があるため、棒状部材をその軸中心の周りに逐一自転運
動させて、ディスク状又はリング状部材に摩擦圧接する
ことも可能であるが、全体が小物である場合及び棒状部
材の断面形状が円形でない場合は、このような方法が不
可能であるか、又は良好な圧接部が得られない。
棒状部材間にチャック等を配置するための空間的な余裕
があるため、棒状部材をその軸中心の周りに逐一自転運
動させて、ディスク状又はリング状部材に摩擦圧接する
ことも可能であるが、全体が小物である場合及び棒状部
材の断面形状が円形でない場合は、このような方法が不
可能であるか、又は良好な圧接部が得られない。
【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、平坦面から複数の棒状部材が立設するよう
に配列されたような複雑な形状の製品を製造する場合に
おいて、溶接性及びろう付性が悪い材料を使用しても欠
陥が発生しにくいという摩擦圧接方法の利点を生かしつ
つ、圧接可能な形状の制約を解消し、接合面の形状に拘
らず良好な圧接部を得ることができる摩擦圧接方法を提
供することを目的とする。
のであって、平坦面から複数の棒状部材が立設するよう
に配列されたような複雑な形状の製品を製造する場合に
おいて、溶接性及びろう付性が悪い材料を使用しても欠
陥が発生しにくいという摩擦圧接方法の利点を生かしつ
つ、圧接可能な形状の制約を解消し、接合面の形状に拘
らず良好な圧接部を得ることができる摩擦圧接方法を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る摩擦圧接方
法は、第1部材の平坦な接合面の所定位置に複数の棒状
の第2部材の平坦な端面を接合する摩擦圧接方法におい
て、前記各棒状の第2部材の断面形状に整合する孔をそ
の所定の接合位置に対応する位置に配置した平坦面を有
する治具を使用し、前記各棒状の第2部材を前記治具の
各孔に挿入し、前記棒状の第2部材の前記平坦な端面と
前記治具の平坦面とを実質的に面一に設定し、前記第2
部材の端面及び前記治具の平坦面と、前記第1部材の接
合面とを対向させて両者間に押圧力を加えながら相対的
に回転駆動することにより、前記棒状の第2部材の端面
を前記治具の平坦面と共に、前記第1部材の接合面に摩
擦圧接することを特徴とする。
法は、第1部材の平坦な接合面の所定位置に複数の棒状
の第2部材の平坦な端面を接合する摩擦圧接方法におい
て、前記各棒状の第2部材の断面形状に整合する孔をそ
の所定の接合位置に対応する位置に配置した平坦面を有
する治具を使用し、前記各棒状の第2部材を前記治具の
各孔に挿入し、前記棒状の第2部材の前記平坦な端面と
前記治具の平坦面とを実質的に面一に設定し、前記第2
部材の端面及び前記治具の平坦面と、前記第1部材の接
合面とを対向させて両者間に押圧力を加えながら相対的
に回転駆動することにより、前記棒状の第2部材の端面
を前記治具の平坦面と共に、前記第1部材の接合面に摩
擦圧接することを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明においては、複数の棒状の第2部材を治
具の孔内に挿入し、治具の平坦面と第2部材の接合すべ
き平坦な端面とを実質的に面一に設定する。この状態で
両者を固定し、又は第2部材の接合端面と治具の平坦面
とが相対的に移動しないようにして両者を係合させ、第
2部材の接合端面及び治具の平坦面と、第1部材の接合
面とを対面させる。そして、両者間に押圧力を加えなが
ら相対的に回転駆動することにより、第2部材の接合端
面を第1部材の接合面に治具の平坦面と共に摩擦接合す
る。
具の孔内に挿入し、治具の平坦面と第2部材の接合すべ
き平坦な端面とを実質的に面一に設定する。この状態で
両者を固定し、又は第2部材の接合端面と治具の平坦面
とが相対的に移動しないようにして両者を係合させ、第
2部材の接合端面及び治具の平坦面と、第1部材の接合
面とを対面させる。そして、両者間に押圧力を加えなが
ら相対的に回転駆動することにより、第2部材の接合端
面を第1部材の接合面に治具の平坦面と共に摩擦接合す
る。
【0014】本発明においては、複数の棒状の第2部材
の接合端面の間には、治具の平坦面が存在しているの
で、第1部材の接合面に押圧されて摺動する際に、第1
部材の接合面が大気中に露出することはない。このた
め、接合面が酸化すること等が防止され、新生面同士の
接合となるため、良好な圧接部が得られる。また、各棒
状の第2部材はその先端部で前記治具により拘束されて
いるので、摩擦過程で発生するトルクにより座屈してし
まうことがない。
の接合端面の間には、治具の平坦面が存在しているの
で、第1部材の接合面に押圧されて摺動する際に、第1
部材の接合面が大気中に露出することはない。このた
め、接合面が酸化すること等が防止され、新生面同士の
接合となるため、良好な圧接部が得られる。また、各棒
状の第2部材はその先端部で前記治具により拘束されて
いるので、摩擦過程で発生するトルクにより座屈してし
まうことがない。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。
参照して具体的に説明する。
【0016】図1(a)はリング状の平坦な接合面22
を有する部材23(第1部材)を示す断面図、図1
(b)はこの部材23の接合面22にこの接合面22に
垂直に接合されるべき棒状部材21(第2部材)を示す
側面図である。なお、部材23の接合面22の中央に
は、部品又は製品として必要なネジ24が形成されてい
る。
を有する部材23(第1部材)を示す断面図、図1
(b)はこの部材23の接合面22にこの接合面22に
垂直に接合されるべき棒状部材21(第2部材)を示す
側面図である。なお、部材23の接合面22の中央に
は、部品又は製品として必要なネジ24が形成されてい
る。
【0017】図2(a)は棒状部材21を装着する治具
30を示す断面図、図2(b)は同じくその正面図であ
る。治具30は、概略円板状をなし、その周縁部には段
差34が設けられ、その中央部には同心円状の孔33が
設けられている。治具30は段差34により厚肉部と薄
肉部とが形成されるが、この厚肉部の平坦面31は、部
材23のリング状接合面22と実質的に同一の外縁径及
び内縁径を有し、その厚肉部の面31は略々その全面で
部材23の接合面22と重なる。そして、この治具30
の厚肉部の面31には、その治具30の軸心を中心とす
る円の周方向の4等配の位置に、4個の貫通孔32が形
成されている。この孔32の直径は棒状部材21の直径
と実質的には同一又は若干小さいもので、孔32は棒状
部材21を挿入するために設けられている。
30を示す断面図、図2(b)は同じくその正面図であ
る。治具30は、概略円板状をなし、その周縁部には段
差34が設けられ、その中央部には同心円状の孔33が
設けられている。治具30は段差34により厚肉部と薄
肉部とが形成されるが、この厚肉部の平坦面31は、部
材23のリング状接合面22と実質的に同一の外縁径及
び内縁径を有し、その厚肉部の面31は略々その全面で
部材23の接合面22と重なる。そして、この治具30
の厚肉部の面31には、その治具30の軸心を中心とす
る円の周方向の4等配の位置に、4個の貫通孔32が形
成されている。この孔32の直径は棒状部材21の直径
と実質的には同一又は若干小さいもので、孔32は棒状
部材21を挿入するために設けられている。
【0018】図3(a)は棒状部材21及び治具30を
固定的に配置するための治具40を示す断面図、図3
(b)は同じくその正面図である。治具40は概略円柱
状をなすブロックであり、その後部は若干小径、前部は
若干大径である。大径の前部の先端面は、その周縁部を
残して円板状に切り欠かれて切欠部41が形成されてい
る。この切欠部41の直径は治具30の薄肉部の外縁径
と実質的に同一であり、切欠部41は、図4の断面図に
示すように、治具30の薄肉部が嵌合されるものであ
る。
固定的に配置するための治具40を示す断面図、図3
(b)は同じくその正面図である。治具40は概略円柱
状をなすブロックであり、その後部は若干小径、前部は
若干大径である。大径の前部の先端面は、その周縁部を
残して円板状に切り欠かれて切欠部41が形成されてい
る。この切欠部41の直径は治具30の薄肉部の外縁径
と実質的に同一であり、切欠部41は、図4の断面図に
示すように、治具30の薄肉部が嵌合されるものであ
る。
【0019】また、治具40の中央部にはネジ43が形
成されている。そして、このネジ43の部分を除く切欠
部41には、治具30の孔32の配設位置に対応する位
置に、孔32より若干大きな径の孔42が形成されてい
る。この孔42の深さは、棒状部材21の長さから、治
具30の厚肉部の厚さを減じた長さに設定されている。
成されている。そして、このネジ43の部分を除く切欠
部41には、治具30の孔32の配設位置に対応する位
置に、孔32より若干大きな径の孔42が形成されてい
る。この孔42の深さは、棒状部材21の長さから、治
具30の厚肉部の厚さを減じた長さに設定されている。
【0020】治具40の後部は、図4(a)に示すよう
に、摩擦圧接機のチャック50に係合される係合部44
となっている。また、治具40の前部は孔42間をとお
るクロス状の切欠き45により分断されている。この切
欠き45により分断された治具40の前部の各部分の間
隔を相互に伸縮させることにより、孔42の相対的な位
置を若干調整することができる。
に、摩擦圧接機のチャック50に係合される係合部44
となっている。また、治具40の前部は孔42間をとお
るクロス状の切欠き45により分断されている。この切
欠き45により分断された治具40の前部の各部分の間
隔を相互に伸縮させることにより、孔42の相対的な位
置を若干調整することができる。
【0021】次に、上述の如く構成された治具30,4
0を使用する本発明の実施例方法について説明する。図
4(a)に示すように、治具30の各孔32に棒状部材
21を挿入し、棒状部材21の接合すべき端面と、治具
30の平坦面31とを面一にする。そして、この治具3
0の後部から突出した棒状部材21の部分を治具40の
孔42内に挿入するようにして、治具30を治具40の
切欠部41に嵌合する。そうすると、棒状部材21は、
切欠部41における孔42の深さに、治具30の厚肉部
の厚さを加えた長さを有しているので、棒状部材1が孔
42内にその後端が孔42の端面に当接し、治具30の
後面が切欠部41の面に接触した状態で、棒状部材21
の接合端面と治具30の平坦面31とが面一となり、棒
状部材21及び治具30は、それらの背後から治具40
により支持される。治具40はその後部の係合部44で
チャック50に固定される。
0を使用する本発明の実施例方法について説明する。図
4(a)に示すように、治具30の各孔32に棒状部材
21を挿入し、棒状部材21の接合すべき端面と、治具
30の平坦面31とを面一にする。そして、この治具3
0の後部から突出した棒状部材21の部分を治具40の
孔42内に挿入するようにして、治具30を治具40の
切欠部41に嵌合する。そうすると、棒状部材21は、
切欠部41における孔42の深さに、治具30の厚肉部
の厚さを加えた長さを有しているので、棒状部材1が孔
42内にその後端が孔42の端面に当接し、治具30の
後面が切欠部41の面に接触した状態で、棒状部材21
の接合端面と治具30の平坦面31とが面一となり、棒
状部材21及び治具30は、それらの背後から治具40
により支持される。治具40はその後部の係合部44で
チャック50に固定される。
【0022】一方、部材23は、図4(b)に示すよう
に、摩擦圧接機のクランプ51に固定される。棒状部材
21及び治具30,40がチャック50に固定され、部
材23がクランプ51に固定された状態で、治具30の
平坦面31が部材23の接合面22と対面する。この場
合に、治具30の孔32は棒状部材21により埋め込ま
れているので、この棒状部材21の先端面と治具30の
平坦面とにより構成されるリング状の面は、部材23の
リング状の接合面22と一致する。そこで、摩擦圧接機
を駆動して、治具40と部材23とを相互に押圧しつつ
治具40と部材23とをその軸心の周りに相対的に回転
駆動すると、治具30の平坦面31及び棒状部材21の
端面と、部材23の接合面22とは、摺動時の摩擦熱に
より接合される。この場合に、接合される双方の面はそ
の摺動時に常に重ね合わされた状態であるので、摺動時
にその面が大気中に露出してしまうことがなく、新生面
同士を接合することができる。このため、接合面の酸化
等が発生せず、接合強度が高く良好な接合部が得られ
る。また、棒状部材21はその先端部が治具30の孔3
2に嵌合されているので、摺動時の摩擦力が作用しても
棒状部材21が座屈したりすることがない。
に、摩擦圧接機のクランプ51に固定される。棒状部材
21及び治具30,40がチャック50に固定され、部
材23がクランプ51に固定された状態で、治具30の
平坦面31が部材23の接合面22と対面する。この場
合に、治具30の孔32は棒状部材21により埋め込ま
れているので、この棒状部材21の先端面と治具30の
平坦面とにより構成されるリング状の面は、部材23の
リング状の接合面22と一致する。そこで、摩擦圧接機
を駆動して、治具40と部材23とを相互に押圧しつつ
治具40と部材23とをその軸心の周りに相対的に回転
駆動すると、治具30の平坦面31及び棒状部材21の
端面と、部材23の接合面22とは、摺動時の摩擦熱に
より接合される。この場合に、接合される双方の面はそ
の摺動時に常に重ね合わされた状態であるので、摺動時
にその面が大気中に露出してしまうことがなく、新生面
同士を接合することができる。このため、接合面の酸化
等が発生せず、接合強度が高く良好な接合部が得られ
る。また、棒状部材21はその先端部が治具30の孔3
2に嵌合されているので、摺動時の摩擦力が作用しても
棒状部材21が座屈したりすることがない。
【0023】次に、本発明の実施例方法により棒状部材
21を部材23に摩擦接合した試験の結果について、従
来方法により摩擦接合した場合の結果と比較して説明す
る。棒状部材21及び部材23の材質はいずれもアルミ
ニウム合金A6061であり、図1に示す部材23のリ
ング状の接合面22の外径は40mm、内径は20mm
であり、棒状部材21の直径は8mm、長さは40mm
である。また、棒状部材21は4本である。下記表1は
摩擦圧接条件を示す。
21を部材23に摩擦接合した試験の結果について、従
来方法により摩擦接合した場合の結果と比較して説明す
る。棒状部材21及び部材23の材質はいずれもアルミ
ニウム合金A6061であり、図1に示す部材23のリ
ング状の接合面22の外径は40mm、内径は20mm
であり、棒状部材21の直径は8mm、長さは40mm
である。また、棒状部材21は4本である。下記表1は
摩擦圧接条件を示す。
【0024】
【表1】
【0025】圧接試験の結果、図5の断面図に示すよう
に、棒状部材21及び治具30と、部材23とは接合部
60にて接合されていた。即ち、棒状部材21は部材2
3に対して座屈及び倒れ等の不良がなく、完全に接合さ
れていることがわかる。
に、棒状部材21及び治具30と、部材23とは接合部
60にて接合されていた。即ち、棒状部材21は部材2
3に対して座屈及び倒れ等の不良がなく、完全に接合さ
れていることがわかる。
【0026】更に、接合部の強度を調べるため、図5の
断面図中に符号61にて示す継手引張試験片を採取し、
その両端部にネジ62を加工した上で、引張試験を行っ
た。その結果、引張強度は約24kgf/mm2であ
り、この種の材料の接合強度として充分高い引張強度が
得られた。
断面図中に符号61にて示す継手引張試験片を採取し、
その両端部にネジ62を加工した上で、引張試験を行っ
た。その結果、引張強度は約24kgf/mm2であ
り、この種の材料の接合強度として充分高い引張強度が
得られた。
【0027】一方、図6,7に示すように、棒状部材1
を治具5の孔9に挿入し、治具30を使わない従来の方
法で試験を行った。即ち、図6に示すように、棒状部材
1を固定するためのチャッキング治具5に棒状部材1を
挿入固定し、図7に示すようにして、棒状部材1と部材
3とを摩擦圧接した。
を治具5の孔9に挿入し、治具30を使わない従来の方
法で試験を行った。即ち、図6に示すように、棒状部材
1を固定するためのチャッキング治具5に棒状部材1を
挿入固定し、図7に示すようにして、棒状部材1と部材
3とを摩擦圧接した。
【0028】この摩擦圧接条件は、表1に示したものと
同様である。その結果、棒状部材1が座屈変形すると共
に、接合界面には未接合部が認められ、良好な圧接部が
得られなかった。
同様である。その結果、棒状部材1が座屈変形すると共
に、接合界面には未接合部が認められ、良好な圧接部が
得られなかった。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、従
来の摩擦圧接法では困難であった複雑形状の部材の接
合、即ち、複数の棒状部材(第2部材)をリング又はデ
ィスク状の第1部材に同一の摺動工程で同時に接合する
ことが可能となり、特に溶接性が悪い材料に対して有効
な接合方法といえる摩擦圧接法の利点を生かしつつ、そ
の適用範囲を複雑な形状のものにまで拡大することがで
きる。このため、本発明は溶接性及びろう付性が悪い材
料による複雑形状の部品又は製品の製造に著しい貢献を
なす。
来の摩擦圧接法では困難であった複雑形状の部材の接
合、即ち、複数の棒状部材(第2部材)をリング又はデ
ィスク状の第1部材に同一の摺動工程で同時に接合する
ことが可能となり、特に溶接性が悪い材料に対して有効
な接合方法といえる摩擦圧接法の利点を生かしつつ、そ
の適用範囲を複雑な形状のものにまで拡大することがで
きる。このため、本発明は溶接性及びろう付性が悪い材
料による複雑形状の部品又は製品の製造に著しい貢献を
なす。
【図1】(a)は摩擦圧接すべき第1部材23を示す一
部断面図、(b)は同じく棒状の第2部材21を示す側
面図である。
部断面図、(b)は同じく棒状の第2部材21を示す側
面図である。
【図2】図2は棒状部材21を挿入する孔32を有する
治具30を示す断面図である。
治具30を示す断面図である。
【図3】図3は棒状部材21及び治具30を固定配置す
る治具40を示し、(a)はその断面図、(b)は正面
図である。
る治具40を示し、(a)はその断面図、(b)は正面
図である。
【図4】本発明の実施例方法における摩擦圧接方法を示
し、(a)は棒状部材21及び治具30,40を固定し
たチャック50を示し、(b)は部材23を固定したク
ランプ51を示す。
し、(a)は棒状部材21及び治具30,40を固定し
たチャック50を示し、(b)は部材23を固定したク
ランプ51を示す。
【図5】摩擦圧接部60を示すと共に、引張試験片61
の採取位置を示すものである。
の採取位置を示すものである。
【図6】従来の摩擦圧接方法により棒状部材1を接合す
る際に使用される治具5を示し、(a)は正面図、
(b)は断面図である。
る際に使用される治具5を示し、(a)は正面図、
(b)は断面図である。
【図7】従来の摩擦圧接方法により棒状部材1と部材3
とを接合する工程を示す図である。
とを接合する工程を示す図である。
1,21;棒状部材 2,22;接合面 3,23;リング状の接合面を有する部材 30,40;治具 31;平坦面 32,42;孔 41;切欠部 50;チャック 51;クランプ
Claims (2)
- 【請求項1】 第1部材の平坦な接合面の所定位置に複
数の棒状の第2部材の平坦な端面を接合する摩擦圧接方
法において、前記各棒状の第2部材の断面形状に整合す
る孔をその所定の接合位置に対応する位置に配置した平
坦面を有する治具を使用し、前記各棒状の第2部材を前
記治具の各孔に挿入し、前記棒状の第2部材の前記平坦
な端面と前記治具の平坦面とを実質的に面一に設定し、
前記第2部材の端面及び前記治具の平坦面と、前記第1
部材の接合面とを対向させて両者間に押圧力を加えなが
ら相対的に回転駆動することにより、前記棒状の第2部
材の端面を前記治具の平坦面と共に、前記第1部材の接
合面に摩擦圧接することを特徴とする摩擦圧接方法。 - 【請求項2】 前記第1部材及び第2部材の少なくとも
一方の材料が、アルミニウム合金又はアルミニウム基複
合材であることを特徴とする請求項2に記載の摩擦圧接
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9538195A JPH08290279A (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 摩擦圧接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9538195A JPH08290279A (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 摩擦圧接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08290279A true JPH08290279A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14136075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9538195A Pending JPH08290279A (ja) | 1995-04-20 | 1995-04-20 | 摩擦圧接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08290279A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100922043B1 (ko) * | 2007-08-22 | 2009-10-19 | 대한소결금속 주식회사 | 이종소재의 마찰접합 방법 |
CN102019503A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-04-20 | 哈尔滨正晨焊接切割设备制造有限公司 | 电银冶金导电杆的摩擦凸焊方法 |
-
1995
- 1995-04-20 JP JP9538195A patent/JPH08290279A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100922043B1 (ko) * | 2007-08-22 | 2009-10-19 | 대한소결금속 주식회사 | 이종소재의 마찰접합 방법 |
CN102019503A (zh) * | 2010-12-07 | 2011-04-20 | 哈尔滨正晨焊接切割设备制造有限公司 | 电银冶金导电杆的摩擦凸焊方法 |
CN102019503B (zh) * | 2010-12-07 | 2014-09-17 | 哈尔滨正晨焊接切割设备制造有限公司 | 电解冶金导电杆的摩擦凸焊方法 |
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