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異種金属板の接合方法 新技術説明会

国内特許コード P160013579
掲載日 2016年12月28日
出願番号 特願2011-033676
公開番号 特開2012-170967
登録番号 特許第5854451号
出願日 平成23年2月18日(2011.2.18)
公開日 平成24年9月10日(2012.9.10)
登録日 平成27年12月18日(2015.12.18)
発明者
  • 大石 郁
  • 坂村 勝
  • 竹保 義博
出願人
  • 広島県
発明の名称 異種金属板の接合方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】低コストで、且つ、高い生産能力を有し、必要な接合強度が得られる異種金属板の接合方法及びその方法により得られる異種金属板の接合構造を提供する。
【解決手段】加工ツール2には、棒状ツール本体21の長手方向一端の軸心上に先端に向かって次第に縮径する湾曲面23aを有するピン23が突設されている。加工ツール2を軸心回りに回転させながら重合状態の第1金属板3及び第2金属板4の第1金属板3にピン23を押し付け、摩擦熱により第1金属板3を軟化させつつ第2金属板4側にピン23を押し込んで第2金属板4をも摩擦熱により軟化させる。第1金属板3及び第2金属板4の軟化過程でピン23の湾曲面23aに沿って押しのけられた各々の軟化金属部分3a、4aが一体に連続し、且つ、両軟化金属部分3a、4aの境界では第2金属板4の軟化金属部分3aが第2金属板4の軟化金属部分4aに覆い被さってアンカー構造となる。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


従来より、重ね合わせた金属板同士を接合する方法として摩擦攪拌接合や摩擦攪拌点接合が知られている。例えば、特許文献1では、融点の高い金属板同士の摩擦攪拌点接合が開示されていて、長手方向一端の軸心上に嵌合凹部が形成された棒状ツール本体及び上記嵌合凹部に嵌着するピンからなる加工ツールを用い、該加工ツールを回転させながら重合状態の金属板に接近させ、上記ピンを上記金属板に押し付けて摩擦熱により軟化した軟化金属部分を攪拌させた状態で硬化させることにより金属板同士を接合している。



ところで、軽量化や高剛性化といった構造物における各性能の向上を同時に行うのを目的として、材質・板厚等の異なる金属板を構造物の適材適所に配置するために、異種金属板同士を接合したい場合がある。これら異種金属板同士を摩擦攪拌接合する場合、融点の異なる異種金属板をそれぞれ軟化させても当該異種金属板同士の軟化金属部分が互いに混ざり難く、接合強度が安定しないことが一般的に知られている。そこで、特許文献2に開示されている異種金属板同士の摩擦攪拌接合方法では、重合状態の金属板の融点の低い金属板側から加工ツールを押し付けて上記ピン先端を融点の高い金属板側に到達させずにその手前で保持し、摩擦熱により融点の低い金属板側だけを軟化させて攪拌し、攪拌域を融点の高い金属板表面に密着させることで金属板同士を繋ぐようにしている。

産業上の利用分野


本発明は、重ね合わせた異種金属板の接合方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1金属板と該第1金属板より融点の高い材質の第2金属板とを重ね合わせて両者を摩擦熱を利用して接合する異種金属板の接合方法であって、
先端に向かって次第に縮径する曲率半径が1mm~13mmである湾曲面を有するピンが棒状ツール本体の長手方向一端の軸心上に突設された加工ツールを軸心回りに回転させながら重合状態の第1金属板及び第2金属板に接近させ、上記ピンを上記第1金属板に押し付けて該第1金属板を摩擦熱により軟化させつつ上記第2金属板側に0.5mm以上押し込むことにより該第2金属板をも摩擦熱により軟化させ、上記第1金属板及び第2金属板の軟化過程で上記ピンの湾曲面に沿って押しのけられた各々の軟化金属部分が一体に連続し、且つ、両軟化金属部分の境界では上記第2金属板の軟化金属部分が上記第1金属板の軟化金属部分に覆い被さってアンカー構造となり、第1金属板と第2金属板とが接合されることを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項2】
請求項1に記載の異種金属板の接合方法であって、
一方側に第1金属板が、他方側に第2金属板がそれぞれ偏って配置されるように上記第1金属板及び第2金属板を複数枚重ね合わせ、
上記第1金属板及び上記第2金属板を軟化させつつ上記ピンを重合方向外側に位置する第2金属板まで押し込むことを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の異種金属板の接合方法であって、
上記ツール本体の長手方向一端には、先端に向かって次第に縮径するショルダー面が形成され、
上記ピンを第2金属板まで押し込む際、上記ショルダー面を上記第1金属板の軟化金属部分にまで押し込むことを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項4】
請求項1から3のいずれか1つに記載の異種金属板の接合方法であって、
上記第1金属板は、アルミニウム合金板、陽極酸化被膜アルミニウム合金板及びマグネシウム合金板のいずれか1つであり、
上記第2金属板は、鋼板であることを特徴とする異種金属板の接合方法。

【請求項5】
請求項1から4のいずれか1つに記載の異種金属板の接合方法であって、
高密度ポリエチレンシート、シール剤及び繊維強化プラスチックのいずれか1つの絶縁部材を上記第1金属板と上記第2金属板との間に介在させ、
上記第1金属板、上記絶縁部材及び上記第2金属板を順に軟化させつつ上記ピンを第2金属板まで押し込むことを特徴とする異種金属板の接合方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011033676thum.jpg
出願権利状態 登録


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