特開 2024-84166 異種金属接合材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024084166

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】異種金属接合材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/12 20060101AFI20240618BHJP

【ＦＩ】

B23K20/12 360

B23K20/12 310

B23K20/12 344

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198279

(22)【出願日】2022-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】596091956

【氏名又は名称】冨士端子工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】517132810

【氏名又は名称】地方独立行政法人大阪産業技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100109472

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 直之

(72)【発明者】

【氏名】長岡 亨

(72)【発明者】

【氏名】三輪 哲司

【テーマコード（参考）】

4E167

【Ｆターム（参考）】

4E167AA06

4E167AA08

4E167AA29

4E167BG12

4E167BG13

4E167BG15

4E167BG22

4E167DC01

(57)【要約】

【課題】第１金属部材の両側に第２金属部材を配置して接合する異種金属接合材の製造方法において、生産性を向上し、酸化による接合不良の発生を防止する。
【解決手段】第１金属部材１０の両側にそれぞれ所定の隙間１３Ａ，１３Ｂを隔てた状態で第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを配置し、上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの上側に充填材３０を配置し、外径寸法が上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの間隔よりも大きい回転工具４０を上記充填材３０の上から押し付けて上記両隙間１３Ａ，１３Ｂに上記充填材３０を充填し、上記第１金属部材１０と上記両第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを接合する。回転工具４０を１回押し付ければ両接合部が同時に接合されるため、接合工程を２回する従来技術に比べて生産性が飛躍的に向上する。１回の接合工程で２つの接合部を同時に接合することから、従来のように１回目の接合のときに他方の接合部が酸化せず、接合不良の発生が防止される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１金属部材の両側にそれぞれ所定の隙間を隔てた状態で第２金属部材を配置し、
上記両隙間の上側に充填材を配置し、
外径寸法が上記両隙間同士の間隔よりも大きい回転工具を上記充填材の上から押し付けて上記両隙間に上記充填材を充填することにより、上記第１金属部材と上記両第２金属部材を接合する
ことを特徴とする異種金属接合材の製造方法。

【請求項2】

上記回転工具を押し付ける際、上記回転工具の先端面が降下する下限は、上記第１金属部材の上面のレベルである
請求項１記載の異種金属接合材の製造方法。

【請求項3】

上記回転工具の回転軸は、上記第１金属部材の幅の中央に上記回転軸が位置するか、または上記第１金属部材の幅の中央が上記回転工具の回転前進側に存在するよう配置されている
請求項１または２記載の異種金属接合材の製造方法。

【請求項4】

上記回転工具の回転軸は、先端側が前進方向に位置するよう傾斜する前進角を設けることができ、上記前進角が０°以上３°以下である
請求項１または２記載の異種金属接合材の製造方法。

【請求項5】

上記回転工具の先端面は、凹面状である
請求項１または２記載の異種金属接合材の製造方法。

【請求項6】

上記回転工具の先端面は、回転中心に突起が設けられている
請求項１または２記載の異種金属接合材の製造方法。

【請求項7】

上記回転工具の先端面は、上記回転工具が回転したときに上記充填材を回転中心側に移動させることができる渦巻条が形成されている
請求項１または２記載の異種金属接合材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、種類が異なる金属板を並べて接合する異種金属接合材の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

２つの金属板を接合する技術のひとつとして摩擦攪拌接合が知られている。摩擦攪拌接合によって異種金属（たとえばＡ材とＢ材）を接合することも行われている。近年は、Ｂ材の両側にＡ材を配置し、両側のＡ材とそのあいだのＢ材とを接合することも検討されている。このような摩擦攪拌接合に関連する先行技術文献として、出願人は下記の特許文献１および２を把握している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１３６５４４号公報

【特許文献2】特許第５１９５０９８号公報

【0004】

上記特許文献１は、摩擦攪拌接合方法に関するものであり、以下の記載がある。
［要約］
［課題］第１の部材と第２の部材との突き合わせ部を摩擦攪拌接合する場合に、欠陥を抑制する摩擦攪拌接合方法を提供する。
［解決手段］第１の部材１０と第２の部材２０とを突き合わせ、次に、突き合わせ部の上面側、丸棒の肉盛り材３０を接触させて回転させて、肉盛りビード３５を接合する。肉盛りビード３５は従来の凸部に相当する。次に、突き合わせ部に回転工具５０の中心ピンを挿入し、摩擦攪拌接合を行う。これによれば、肉盛りビード３５が凸部に相当し、突き合わせ部の隙間を補填するので、良好に接合でき、欠陥の発生を抑制できる。
［００１５］
この状態で、まず、突き合わせ部の上面に、上方から、肉盛り材３０を接触させた状態で押し付けながら回転させ、更に回転させながら、突き合わせ部に沿って相対的に移動させる。肉盛り材３０は丸棒であり、その材質は板１０，２０と同様なアルミ合金材である。これによって、肉盛り材３０の移動に伴って突き合わせ部の上面に肉盛りビード３５が接合される。
［００２３］
次に、図４～図６に示すように、肉盛りビード３５に対してその上方から回転工具５０の中心ピン５１を挿入し、部材１０，２０を摩擦攪拌接合する。摩擦攪拌接合時、回転工具５０の中心ピン５１の上部に設けられている大径部の底面５３は肉盛りビード３５に接触する。

【0005】

上記特許文献２は、伝熱板の製造方法に関するものであり、以下の記載がある。
［００３４］
（溶接接合工程）
次に、図５の（ａ）及び図６に示すように、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って溶接を行って、ベース部材２と蓋板１０とを接合する。本実施形態では、突合部Ｖ１，Ｖ２に離間溝Ｕ１，Ｕ２が形成されているため、例えばＴＩＧ溶接又はＭＩＧ溶接などの肉盛溶接を行って離間溝Ｕ１，Ｕ２にそれぞれ溶接金属Ｔ１，Ｔ２を充填する。また、本実施形態の溶接接合工程では、ベース部材２の長手方向全長に亘って肉盛溶接を行っている。溶接接合工程では、溶接金属Ｔ１，Ｔ２がベース部材２の表面３よりも突出するように形成すると、摩擦攪拌の際の金属不足を補うことができるため好ましい。
［００３６］
（流入攪拌工程）
次に、図５の（ｂ）に示すように、蓋板１０の上面１１上で、凹溝８の長手方向に沿って流入攪拌用回転ツール２５を用いて摩擦攪拌接合を行い、空隙部Ｐ１，Ｐ２に摩擦熱によって塑性化された塑性流動材Ｑを流入させる。
［００３８］
流入攪拌用回転ツール２５は、ツール本体２６の底面２７が、蓋板１０の上面１１よりも低くなるように押し込まれる。その押込み量（長さ）は、ツール本体２６が押し退ける蓋板１０の金属の体積が、熱媒体用管１６の周囲の一方の空隙部Ｐ１（Ｐ２）に充填される塑性流動化されたアルミニウム合金材料の体積、および塑性化領域Ｗ１（Ｗ２）の幅方向両側に発生するバリの体積との和と同等になるような長さとなっている。そして、流動化された塑性流動材Ｑは、流入攪拌用回転ツール２５のツール本体２６の底面２７の押込み力によって、空隙部Ｐ１（Ｐ２）へと押し出されて流入される。前記の摩擦攪拌接合は、凹溝８の幅方向両側でそれぞれ施されて、熱媒体用管１６の上側に位置する一対の空隙部Ｐ１，Ｐ２に塑性流動材Ｑが流入される。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、異種金属（たとえばＡ材とＢ材）の接合において、Ｂ材の両側にＡ材を配置して両側のＡ材とその間のＢ材とを接合する場合、Ａ材とＢ材の接合部が、Ｂ材の両側に存在することになる。これを摩擦攪拌接合によって接合する場合、Ｂ材の両側にあるＡ材とＢ材の接合部に沿って、それぞれ回転工具を挿入して走査させなければならない。摩擦攪拌接合装置は、通常一本の回転工具を挿入して走査させるように設計されていることから、上記のケースでは、Ｂ材の両側にあるＡ材とＢ材の接合部に沿わせて２回、回転工具を挿入して走査させる加工を行わなければならない。このように２回の加工を行うということは、単純に生産性が２分の１以下になることであり、生産性の向上が課題となる。また、Ａ材に挟まれて配置されるＢ材の幅寸法が小さくなると、一方の接合部を加工しているときに、他方の接合部が加熱により酸化してしまい、酸化した側の接合がうまくいかず、接合不良が生じやすいという問題が生じる。

【0007】

上記特許文献１には、第１の部材１０と第２の部材２０とを突き合わせ、突き合わせ部の上面側に肉盛り材３０による肉盛りビード３５を形成し、さらに回転工具５０の中心ピンを挿入することで、肉盛りビード３５で突き合わせ部の隙間を補填しながら摩擦攪拌接合を行うことが開示されている。しかしながら、上記特許文献１の技術により、上述したＢ材の両側にＡ材を配置して両側のＡ材とその間のＢ材とを接合しようとすると、肉盛りビード３５の形成と回転工具５０による摩擦攪拌接合を、Ｂ材の両側にある接合部に沿わせて２回、行う必要がある。このため、生産性は悪く、一方の接合部を加工しているときに他方が酸化して接合不良が生じやすいという問題は解決しない。

【0008】

上記特許文献２には、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って溶接を行って離間溝Ｕ１，Ｕ２に溶接金属Ｔ１，Ｔ２を充填したのち流入攪拌用回転ツール２５で摩擦攪拌接合を行うことが開示されている。しかしながら、上記特許文献２の技術でも、摩擦攪拌接合は、凹溝８の幅方向両側でそれぞれ施すのであり、生産性は悪く、一方の接合部を加工しているときに他方が酸化して接合不良が生じやすいという問題は解決しない。

【0009】

本発明は、上記課題を解決するため、つぎの目的をもってなされたものである。
第１金属部材の両側に第２金属部材を配置して接合する異種金属接合材の製造方法において、生産性を向上し、酸化による接合不良の発生を防止する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

請求項１記載の異種金属接合材の製造方法は、上記目的を達成するため、下記の構成を採用した。
第１金属部材の両側にそれぞれ所定の隙間を隔てた状態で第２金属部材を配置し、
上記両隙間の上側に充填材を配置し、
外径寸法が上記両隙間同士の間隔よりも大きい回転工具を上記充填材の上から押し付けて上記両隙間に上記充填材を充填することにより、上記第１金属部材と上記両第２金属部材を接合する。

【0011】

請求項２記載の異種金属接合材の製造方法は、請求項１記載の構成に加え、下記の構成を採用した。
上記回転工具を押し付ける際、上記回転工具の先端面が降下する下限は、上記第１金属部材の上面のレベルである。

【0012】

請求項３記載の異種金属接合材の製造方法は、請求項１または２記載の構成に加え、下記の構成を採用した。
上記回転工具の回転軸は、上記第１金属部材の幅の中央に上記回転軸が位置するか、または上記第１金属部材の幅の中央が上記回転工具の回転前進側に存在するよう配置されている。

【0013】

請求項４記載の異種金属接合材の製造方法は、請求項１または２記載の構成に加え、下記の構成を採用した。
上記回転工具の回転軸は、先端側が前進方向に位置するよう傾斜する前進角を設けることができ、上記前進角が０°以上３°以下である。

【0014】

請求項５記載の異種金属接合材の製造方法は、請求項１または２記載の構成に加え、下記の構成を採用した。
上記回転工具の先端面は、凹面状である。

【0015】

請求項６記載の異種金属接合材の製造方法は、請求項１または２記載の構成に加え、下記の構成を採用した。
上記回転工具の先端面は、回転中心に突起が設けられている。

【0016】

請求項７記載の異種金属接合材の製造方法は、請求項１または２記載の構成に加え、下記の構成を採用した。
上記回転工具の先端面は、上記回転工具が回転したときに上記充填材を回転中心側に移動させることができる渦巻条が形成されている。

【発明の効果】

【0017】

請求項１記載の異種金属接合材の製造方法は、まず、第１金属部材の両側にそれぞれ所定の隙間を隔てた状態で第２金属部材を配置する。ついで、上記両隙間の上側に充填材を配置する。つぎに、外径寸法が上記両隙間同士の間隔よりも大きい回転工具を上記充填材の上から押し付けて上記両隙間に上記充填材を充填することにより、上記第１金属部材と上記両第２金属部材を接合する。このように、第１金属部材の両側に第２金属部材を配置して接合する異種金属接合材の製造方法において、第１金属部材の両側にそれぞれ存在する接合部に対し、回転工具を１回押し付ければ両接合部が同時に接合される。このため、接合工程を２回する従来技術に比べて生産性が飛躍的に向上する。また、１回の接合工程で２つの接合部を同時に接合することから、従来のように１回目の接合のときに他方の接合部が酸化することがなく、酸化による接合不良の発生が防止される。

【0018】

請求項２記載の異種金属接合材の製造方法は、上記回転工具を押し付ける際、上記回転工具の先端面が降下する下限は、上記第１金属部材の上面のレベルである。このようにすることにより、第２金属部材を構成する第２金属の流動が防止され、接合部の周辺における第１金属と第２金属が混じり合うことが防止できる。このため、混合粒が欠陥となるのを防ぎ、機械的強度や耐酸化性、耐薬品性等の低下を防止できる。

【0019】

請求項３記載の異種金属接合材の製造方法は、上記回転工具の回転軸は、上記第１金属部材の幅の中央に上記回転軸が位置するか、または上記第１金属部材の幅の中央が上記回転工具の回転前進側に存在するよう配置されている。上記第１金属部材の幅の中央に上記回転軸を位置させることにより、両接合部に対して均等に回転工具を押し付けて接合することができる。また、上記第１金属部材の幅の中央を上記回転工具の回転前進側に存在するよう配置することにより、両接合部が充填材の組成流動における下流側に位置することになるため、両接合部の隙間に対する充填材の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【0020】

請求項４記載の異種金属接合材の製造方法は、上記回転工具の回転軸は、先端側が前進方向に位置するよう傾斜する前進角を設けることができ、上記前進角が０°以上３°以下である。特に、上記前進角が０°とした場合は、上記第１金属部材の幅の中央に上記回転軸を位置させることにより、両接合部に対して均等に回転工具を押し付けて接合することができる。また、上記前進角が０°を超えて３°以下とした場合は、上記第１金属部材の幅の中央を上記回転工具の回転前進側に存在するよう配置することにより、両接合部が充填材の組成流動における下流側に位置することになり、両接合部の隙間に対する充填材の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【0021】

請求項５記載の異種金属接合材の製造方法は、上記回転工具の先端面は、凹面状である。このようにすることにより、組成流動した充填材が上記凹面状の中に保持されながら押し付けられるため、充填材が周囲に飛散するのを防止し、両接合部の隙間に対する充填材の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【0022】

請求項６記載の異種金属接合材の製造方法は、上記回転工具の先端面は、回転中心に突起が設けられている。このようにすることにより、回転工具の横ブレを防止し、両接合部に対して均等に回転工具を押し付けて接合することができる。

【0023】

請求項７記載の異種金属接合材の製造方法は、上記回転工具の先端面は、上記回転工具が回転したときに上記充填材を回転中心側に移動させることができる渦巻条が形成されている。このようにすることにより、組成流動した充填材が回転中心側に移動されながら押し付けられるため、充填材が周囲に飛散するのを防止し、両接合部の隙間に対する充填材の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明が適用された異種金属接合材の製造方法の第１実施形態を説明する斜視図である。

【図2】上記第１実施形態を説明する図であり（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。

【図3】第２実施形態を説明する平面図であり、（Ａ）は第１例、（Ｂ）は第２例である。

【図4】第３実施形態を説明する側面図である。

【図5】回転工具の変形例を示す縦断面図であり、（Ａ）は第１例、（Ｂ）は第２例である。

【図6】回転工具の変形例を示す図であり、（Ａ－１）は第３例の縦断面図、（Ａ－２）は上記第３例を下から見た図である。（Ｂ－１）は第４例の縦断面図、（Ｂ－２）は上記第４例を下から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。

【0026】

◆第１実施形態
図１および図２は、本発明が適用された異種金属接合材の製造方法の第１実施形態を説明する図である。図１は斜視図、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は正面図、図２（Ｃ）は側面図である。

【0027】

本実施形態では、第１金属部材１０の両側に第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを配置して接合することにより異種金属接合材を製造する。

【0028】

まず、第１金属部材１０の両側にそれぞれ所定の隙間１３Ａ，１３Ｂを隔てた状態で第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを配置する。

【0029】

この例では、上記第１金属部材１０は、一定幅で帯状の板材が用いられている。上記第１金属部材１０は、たとえば幅寸法が数ｍｍ～数１０ｍｍ程度で厚み数ｍｍ程度の帯状の板材を用いることができる。上記第１金属部材１０および第２金属部材２０Ａ，２０Ｂは、上面が平面な加工台５０上に載置することができる。

【0030】

また、この例では、上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ、長手方向と幅方向を有する長方形である。長手方向の寸法は、上記第１金属部材１０と等しくなるよう設定することができる。幅方向の寸法は、両第２金属部材２０Ａ，２０Ｂが等しくなるよう設定することもできるし、一方が他方より幅広となるよう設定することもできる。

【0031】

上記第１金属部材１０と上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂの厚みは、実質的に等しくなるよう設定することができる。これにより、後述する回転工具４０による加工の際に、上記充填材３０が上記隙間１３Ａ，１３Ｂに十分充填され、上記第１金属部材１０や上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂの欠損や流動による欠陥の発生も防止される。

【0032】

上記第１金属部材１０の両側にそれぞれ第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを配置したときに、上記第１金属部材１０と両第２金属部材２０Ａ，２０Ｂとのあいだに所定の隙間１３Ａ，１３Ｂを隔てる。上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの間隙寸法は、両隙間１３Ａ，１３Ｂが等しくなるよう設定するのが好ましいが、一方が他方より幅広となるよう設定することもできる。上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの間隙寸法が、長手方向において実質的に等しくなるよう、上記第１金属部材１０の両側に上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを配置するのが好ましい。上記隙間１３Ａ，１３Ｂの間隙寸法は、上記第１金属部材１０と上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂの厚み寸法よりも小さくなるよう設定することができる。上記間隙寸法が上記厚み寸法以上になると、間隔が広すぎて接合不良が生じるおそれがある。

【0033】

上記第１金属部材１０と上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂでは、たとえば、上記第１の金属部材１０のほうが上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂよりも硬度が高い材料とすることができる。また、上記第１の金属部材１０のほうが上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂよりも融点が高い材料とすることができる。

【0034】

たとえば本発明によって得られる異種金属接合材が電気用の導電材として利用される場合は、上記第１金属部材１０として銅やその合金、上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂとしてアルミニウムやその合金を用いることができる。

【0035】

ついで、上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの上側に充填材３０を配置する。

【0036】

上記充填材３０は、上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの上側にそれぞれ配置する。図示した例では、１つの充填材３０が上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの両方を覆うようにしている。図示した例に限らず、上記両隙間１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ対応するよう２つの充填材３０を使用してそれぞれの隙間１３Ａ，１３Ｂを覆うように配置することもできる。

【0037】

上記充填材３０は、上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂと同等の材料を用いることができる。上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂがアルミニウムやその合金であれば、それと同等のアルミニウムやその合金により形成された上記充填材３０を用いることができる。

【0038】

上記充填材３０の厚み寸法は、たとえば、上記第１金属部材１０の厚み寸法と同等程度に設定することができる。具体的には、第１金属部材１０の厚みが数ｍｍ程度であれば、上記充填材３０の厚みも数ｍｍ程度である。この程度に設定してあれば、後述する回転工具４０による加工の際に、上記充填材３０が上記隙間１３Ａ，１３Ｂに十分充填されて良好な接続状態が得られる。

【0039】

つぎに、外径寸法が上記両隙間１３Ａ，１３Ｂ同士の間隔よりも大きい回転工具４０を上記充填材３０の上から押し付けて上記両隙間１３Ａ，１３Ｂに上記充填材３０を充填する。これにより、上記第１金属部材１０と上記両第２金属部材２０Ａ，２０Ｂが接合される。

【0040】

上記回転工具４０は、たとえば工具鋼の焼入材等から形成することができる。上記回転工具４０を、回転軸Ａを軸にして回転させながら（図示の矢印Ｒ）、先端面（図示の下面）を上記充填材３０の上から押し付けるように下降させ（図示の矢印Ｄ）、その状態で上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの長手方向に移動させる（図示の矢印Ｆ）。これにより、上記充填材３０に塑性流動を生じ、塑性流動した上記充填材３０が上記両隙間１３Ａ，１３Ｂに充填される。その結果、上記第１金属部材１０と上記両第２金属部材２０Ａ，２０Ｂが接合される。図示した例では、上記回転工具４０の先端面は平面である。

【0041】

上記回転工具４０の回転数は、たとえば５００～３０００ｒｐｍ程度に設定することができる。また、回転工具４０を長手方向に移動させる速度は、５０～５００ｍｍ／ｍｉｎ程度に設定することができる。

【0042】

上記回転工具４０を押し付ける際、上記回転工具４０の先端面が降下する下限は、上記第１金属部材１０の上面のレベルである。このようにすることにより、加工の際に、上記充填材３０が上記隙間１３Ａ，１３Ｂに十分充填され、上記第１金属部材１０や上記第２金属部材２０Ａ，２０Ｂの欠損や流動による欠陥の発生も防止される。

【0043】

図示した例では、上記回転工具４０の回転軸Ａは、上記第１金属部材１０の幅の中央に上記回転軸Ａが位置している。このようにすることにより、両接合部に対して均等に回転工具４０を押し付けて接合することができる。

【0044】

上記回転工具４０の回転軸Ａは、先端側が前進方向に位置するよう傾斜する前進角を設けることができる。図示した例では、上記前進角は０°である。つまり、第１金属部材１０、第２金属部材２０Ａ，２０Ｂおよび充填材３０に対して回転軸Ａが垂直である。このように、上記前進角を０°とした場合は、上記第１金属部材１０の幅の中央に上記回転軸Ａを位置させることにより、両接合部に対して均等に回転工具４０を押し付けて接合することができる。言い換えると、上記第１金属部材１０の幅の中央に上記回転軸Ａを位置させる場合は、上記前進角を０°とするのが好ましい。

【0045】

上記第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0046】

上記第１実施形態では、まず、第１金属部材１０の両側にそれぞれ所定の隙間１３Ａ，１３Ｂを隔てた状態で第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを配置する。ついで、上記両隙間１３Ａ，１３Ｂの上側に充填材３０を配置する。つぎに、外径寸法が上記両隙間１３Ａ，１３Ｂ同士の間隔よりも大きい回転工具４０を上記充填材３０の上から押し付けて上記両隙間１３Ａ，１３Ｂに上記充填材３０を充填することにより、上記第１金属部材１０と上記両第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを接合する。このように、第１金属部材１０の両側に第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを配置して接合する異種金属接合材の製造方法において、第１金属部材１０の両側にそれぞれ存在する接合部に対し、回転工具４０を１回押し付ければ両接合部が同時に接合される。このため、接合工程を２回する従来技術に比べて生産性が飛躍的に向上する。また、１回の接合工程で２つの接合部を同時に接合することから、従来のように１回目の接合のときに他方の接合部が酸化することがなく、酸化による接合不良の発生が防止される。

【0047】

上記第１実施形態では、上記回転工具４０を押し付ける際、上記回転工具４０の先端面が降下する下限は、上記第１金属部材１０の上面のレベルである。このようにすることにより、第２金属部材２０Ａ，２０Ｂを構成する第２金属の流動が防止され、接合部の周辺における第１金属と第２金属が混じり合うことが防止できる。このため、混合粒が欠陥となるのを防ぎ、機械的強度や耐酸化性、耐薬品性等の低下を防止できる。

【0048】

上記第１実施形態では、上記回転工具４０の回転軸Ａは、上記第１金属部材１０の幅の中央に上記回転軸Ａが位置している。上記第１金属部材１０の幅の中央に上記回転軸Ａを位置させることにより、両接合部に対して均等に回転工具４０を押し付けて接合することができる。

【0049】

上記第１実施形態では、上記回転工具４０の回転軸Ａは、先端側が前進方向に位置するよう傾斜する前進角を設けることができ、上記前進角が０°である。特に、上記第１金属部材１０の幅の中央に上記回転軸Ａを位置させるときに、上記前進角を０°とするのが好ましい。このようにすることにより、両接合部に対して均等に回転工具４０を押し付けて接合することができる。

【0050】

◆第２実施形態
図３は、第２実施形態を説明する平面図である。

【0051】

第２実施形態では、上記回転工具４０の回転軸Ａが、上記第１金属部材１０の幅の中央が上記回転工具４０の回転前進側に存在するよう配置されている。

【0052】

図３（Ａ）は第１例であり、上記回転工具４０の回転軸Ａが、一方の隙間１３Ｂよりもさらに外側に位置することにより、上記第１金属部材１０の幅の中央が上記回転工具４０の回転前進側に存在するよう配置されている。

【0053】

図３（Ｂ）は第１例であり、上記回転工具４０の回転軸Ａが、一方の隙間１３Ｂよりも内側に位置しており、その状態で、上記第１金属部材１０の幅の中央が上記回転工具４０の回転前進側に存在するよう配置されている。

【0054】

第２実施形態では、上記第１金属部材１０の幅の中央が上記回転工具４０の回転前進側に存在するよう配置されている。上記第１金属部材１０の幅の中央を上記回転工具４０の回転前進側に存在するよう配置することにより、両接合部が充填材３０の組成流動における下流側に位置することになるため、両接合部の隙間に対する充填材３０の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【0055】

◆第３実施形態
図４は、第３実施形態を説明する側面図である。

【0056】

第３実施形態では、上記回転工具４０の回転軸Ａは、先端側が前進方向（図示の矢印Ｆ）に位置するよう傾斜する前進角αを設けており、上記前進角αが０°を超え、３°以下である。上記前進角αは、上記回転工具４０の先端側が前進方向（図示の矢印Ｆ）の前方にあり、根元側がその後方になるよう、回転軸Ａを傾斜させた角度である。

【0057】

特に、図３に示したように、上記第１金属部材１０の幅の中央を上記回転工具４０の回転前進側に存在するよう上記回転軸Ａを配置させたとき、上述した０°を超え、３°以下の前進角αを設けることが好ましい。このようにすることにより、両接合部の隙間に対する充填材３０の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【0058】

請求項４記載の異種金属接合材の製造方法は、上記回転工具４０の回転軸Ａは、先端側が前進方向（図示の矢印Ｆ）に位置するよう傾斜する前進角αを設けている。上記前進角αが０°を超え、３°以下である。この場合は、上記第１金属部材１０の幅の中央を上記回転工具４０の回転前進側に存在するよう配置することにより、両接合部が充填材３０の組成流動における下流側に位置することになり、両接合部の隙間に対する充填材３０の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【0059】

◆回転工具の変形例
図５および図６は、上記回転工具４０の変形例を示す。これらを上述した第１～第３実施形態に適用することができる。

【0060】

図５（Ａ）は第１例を示す縦断面図である。この例では、上記回転工具４０の先端面は、凹面状である。このようにすることにより、組成流動した充填材３０が上記凹面状の中に保持されながら押し付けられるため、充填材３０が周囲に飛散するのを防止し、両接合部の隙間に対する充填材３０の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。

【0061】

図５（Ｂ）は第２例を示す縦断面図である。この例では、上記回転工具４０の先端面は、回転中心に突起４１が設けられている。このようにすることにより、回転工具４０の横ブレを防止し、両接合部に対して均等に回転工具４０を押し付けて接合することができる。

【0062】

図６（Ａ-１）は第３例を示す縦断面図、図６（Ａ－２）は先端面を下から見た図である。この例では、上記回転工具４０の先端面は、上記回転工具４０が回転したときに上記充填材３０を回転中心側に移動させることができる渦巻条として渦巻凹条４５が形成されている。図示した例では、先端面の中央に突起４１も形成されている。このようにすることにより、組成流動した充填材３０が回転中心側に移動されながら押し付けられるため、充填材３０が周囲に飛散するのを防止し、両接合部の隙間１３Ａ，１３Ｂに対する充填材３０の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。また、回転工具４０の横ブレを防止し、両接合部に対して均等に回転工具４０を押し付けて接合することができる。

【0063】

図６（Ｂ-１）は第４例を示す縦断面図、図６（Ｂ－２）は先端面を下から見た図である。この例では、上記回転工具４０の先端面は、上記回転工具４０が回転したときに上記充填材３０を回転中心側に移動させることができる渦巻条として渦巻突条４３が形成されている。図示した例では、先端面の中央に突起４１も形成されている。このようにすることにより、組成流動した充填材３０が回転中心側に移動されながら押し付けられるため、充填材３０が周囲に飛散するのを防止し、両接合部の隙間１３Ａ，１３Ｂに対する充填材３０の充填が十分に行われて良好な接合状態を得られる。また、回転工具４０の横ブレを防止し、両接合部に対して均等に回転工具４０を押し付けて接合することができる。

【0064】

〔他の変形例〕
以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではなく、各種の態様に変形して実施することができ、本発明は各種の変形例を包含する趣旨である。

【符号の説明】

【0065】

１０：第１金属部材
１３Ａ：隙間
１３Ｂ：隙間
２０Ａ：第２金属部材
２０Ｂ：第２金属部材
３０：充填材
４０：回転工具
４１：突起
４３：渦巻突条
４５：渦巻凹条
５０：加工台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】