JP3926643B2

JP3926643B2 - Aluminum pipe frame manufacturing method

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Publication number: JP3926643B2
Application number: JP2002037251A
Authority: JP
Inventors: 正樹熊谷; 直田中
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP2003236683A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、アルミニウムパイプ製フレームの製造方法に係り、特に、アルミニウム製の角パイプの複数が互いに組み付けられて、一体的に接合されている一方、かかる角パイプの少なくとも１本が屈曲せしめられてなる構造のアルミニウムパイプ製フレームを有利に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、自動車や船舶、或いは建造物等の様々な構造物の骨組を与えるフレームが、各種の金属材料等を用いて、構成されているが、その中でも、アルミニウム若しくはアルミニウム合金製のパイプの複数を互いに組み付けて、一体的に接合せしめてなる、所謂アルミニウムパイプ製フレームは、アルミニウムパイプの使用による軽量化が達成されるばかりでなく、アルミニウムパイプの全体形状や断面形状の最適化によって高い剛性が発揮されることとなる。このため、近年では、特に、燃費の向上等の点から軽量化が強く望まれる自動車等のフレームに対して、一体型や部分型の形態を問わず、アルミニウムパイプ製フレームが、徐々に適用され始めてきているのである。
【０００３】
ところで、そのようなアルミニウムパイプ製フレームを製造する際には、一般に、パイプ同士を互いに接触するように組み付ける一方、その接触部のそれぞれをアーク溶接（ＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接）等にて溶接せしめることにより、パイプ同士を、各接触部において一体的に接合する方法が、採用されている。
【０００４】
ところが、かくの如き従来のアルミニウムパイプ製フレームの製造方法によって、例えば、アルミニウム製の角パイプの複数が互いに組み付けられて、一体的に接合されている一方、かかる角パイプの少なくとも１本が屈曲せしめられてなる構造のフレームを製造する場合には、予め屈曲せしめられた角パイプに対して、それとは別の角パイプを接触させた状態で組み付けられて、それらの角パイプ同士が、その接触部において、互いにアーク溶接されることとなるのであるが、その際に、以下に示す如き問題が、生じていたのである。
【０００５】
すなわち、従来手法では、予め屈曲せしめられた角パイプとそれに組み付けられる角パイプとの接合が、それらの接触部を溶融せしめることからなる溶融溶接となるところから、溶接時の多大な入熱により熱歪みが生じて、屈曲せしめられた角パイプの曲げ精度が低下してしまうことが避けられなかったのであり、それ故に、そのような曲げ精度の低い屈曲角パイプに対して、更に別の角パイプを接触させた状態で組み付けて、溶接しようとすると、それら溶接されるべき角パイプ同士の接触面の間に隙間や段差等が生じることとなって、溶接精度（接合精度）が著しく低下するといった重大な問題が、惹起せしめられていたのである。
【０００６】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、アルミニウム製の角パイプの複数が互いに組み付けられて、一体的に接合されている一方、かかる角パイプの少なくとも１本が屈曲せしめられてなる構造のアルミニウムパイプ製フレームを、屈曲せしめられた角パイプの曲げ精度の低下を効果的に防止乃至は抑制することで、高い接合精度を確保しつつ、有利に製造することが出来る手法を提供することにある。
【０００７】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、アルミニウム製の角パイプの複数が互いに組み付けられて、一体的に接合されている一方、かかる角パイプの少なくとも１本が屈曲せしめられてなる構造のアルミニウムパイプ製フレームを製造するに際して、前記角パイプの幾つかを互いに接触させた状態で組み付けて、その接触部に対する摩擦撹拌接合操作を行なうことにより、該接触部の少なくとも一部を接合せしめた後、それら接触部の少なくとも一部において接合された角パイプのそれぞれの非接合部分を屈曲せしめて、目的とする前記アルミニウムパイプ製フレームの一部を与える構成部品を形成し、その後、かくして形成された構成部品の複数を互いに接触させた状態で組み付けて、一体的に接合する工程を含むことを特徴とするアルミニウムパイプ製フレームの製造方法を、その要旨とするものである。
【０００８】
要するに、この本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法においては、屈曲せしめられた角パイプを含んでなる、目的とするアルミニウムパイプ製フレームの一部を構成する構成部品を形成した後、そのような構成部品同士や、構成部品と真っ直ぐな角パイプとを、それぞれ一体的に接合することによって、目的とするアルミニウムパイプ製フレームを製造するようにしたものであって、特に、上述の如き構成部品を形成する際に、それを与える幾つかの角パイプ同士の接触部の接合操作として、摩擦撹拌接合操作、即ち、例えば、接触部に対して、ロッド状の回転治具の先端に同心的に設けたピンを、回転治具と共に一体に回転させつつ差し込み、相対的に移動させることにより、接触部を溶融せしめることなく、その少なくとも一部を接合せしめる接合操作が採用されているところから、構成部品を形成する際における角パイプ同士の接合時の接触部への入熱が少なくされて、角パイプのそれぞれにおける熱歪みの発生が有利に解消乃至は抑制され得るのである。
【０００９】
しかも、本発明手法においては、かかる摩擦撹拌接合操作により、角パイプ同士を接触部の少なくとも一部において接合せしめた後、非接合部分が屈曲せしめられて、所定の角パイプの所定箇所に屈曲部が形成されるようになっているため、予め屈曲せしめられた角パイプを他の角パイプに対して接合する場合とは異なって、その接合時における入熱に起因して、屈曲せしめられた角パイプの曲げ精度が低下するようなことも、効果的に皆無ならしめられ得るのである。
【００１０】
それ故、このような本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法にあっては、屈曲せしめられた角パイプを含む構成部品の形成過程で、かかる屈曲角パイプの曲げ精度が低下するようなことが、極めて有利に防止乃至は抑制され得るのであり、それによって、そのような構成部品同士や、構成部品と真っ直ぐな角パイプとを、それぞれ互いに接触させた状態で組み付けて、一体的に接合する際に、接合されるべき角パイプ同士の接触面の間に隙間や段差等が生じるようなことも、効果的に解消され得ることとなるのである。
【００１１】
従って、かくの如き本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法によれば、アルミニウム製の角パイプの複数が互いに組み付けられて、一体的に接合されている一方、かかる角パイプの少なくとも１本が屈曲せしめられてなる構造のアルミニウムパイプ製フレームが、屈曲せしめられた角パイプの曲げ精度の低下を招くことなく、それによって、高い接合精度を十分に確保しつつ、極めて有利に製造され得るのである。そして、その結果として、優れた接合品質と所望の形状を有し、しかも軽量性に富んだアルミニウムパイプ製フレームの製造が、有利に実現され得ることとなったのである。
【００１２】
なお、かかる本発明手法では、構成部品の複数を互いに接触させた状態で組み付けて、一体的に接合する工程において採用される接合方式が、特に限定されるものではなく、一般的な溶接方式や摩擦撹拌接合方式等が適宜に採用されることとなる。
【００１３】
そして、このような本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法の好ましい態様の一つによれば、前記複数の構成部品の一体的な接合が、それら複数の構成部品の接触部に対する摩擦撹拌接合操作を行なうことにより実現される。これによって、構成部品同士を接触部において接合する際における、それら構成部品の接触部への入熱が少なく為され得て、構成部品のそれぞれにおける熱歪みの発生も有利に解消乃至は抑制され得、以て、各構成部品の屈曲せしめられた角パイプの曲げ精度がより十分に確保され得ると共に、接合部における残留応力も可及的に小さく為され得るのであり、その結果として、更に一層高度な接合品質と形状精度に優れたアルミニウムパイプ製フレームを製造することが可能となるのである。
【００１４】
また、本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法の別の有利な態様の一つによれば、接合されるべき前記幾つかの角パイプのうちの一つを、その端面において、他の一つに突き合わせることにより接触させた状態で組み付けて、その接触部に対する摩擦撹拌接合操作を行なう際に、かかる摩擦撹拌接合操作の実施に先立って、該他の一つの角パイプに突き合わされる該一つの角パイプの内部に、該一つの角パイプの厚さ：ｔに対して、板厚：ｗが、次式：ｔ＜ｗ＜１０ｔを満たす寸法とされたアルミニウム製板材を、該一つの角パイプにおける、該摩擦撹拌接合操作により形成される接合部の内側に位置するように、挿入せしめるようにされる。これによって、角パイプ同士の突合せ部の接合時において、かかる突合せ部の周辺部位に座屈等が生ずるようなことが有利に回避され得、以て、角パイプ同士の突合せ部が、優れた接合品質と高度な接合強度とをもって、有利に接合され得るのである。
【００１５】
さらに、本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法の望ましい他の態様の一つによれば、前記接触部の少なくとも一部が接合された幾つかの角パイプのそれぞれにおける非接合部分を屈曲せしめた後、かかる屈曲部と、該屈曲部を有する角パイプが接合される他の角パイプとの間の隙間内にビードが充填されるように、それら屈曲部と他の角パイプとを、不活性ガスアーク溶接若しくはレーザー溶接により接合するようにされる。これによって、構成部品、ひいてはアルミニウムパイプ製フレーム全体の強度の向上が、より有利に図られ得ることとなる。
【００１６】
更にまた、本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法の更に別の有利な態様の一つによれば、前記目的とするアルミニウムパイプ製フレームが、自動車用フレームとして適用されることとなる。これによって、自動車用フレームの軽量化に加えて、接合品質と形状精度の向上が、有利に実現され得るのである。
【００１７】
また、本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法の好ましい他の態様の一つによれば、前記構成部品の複数を形成した後、それら構成部品の複数を互いに接触させた状態で組み付けて、一体的に接合する一方、互いに対向位置せしめられたアルミニウム製の２枚の面板間に、アルミニウム製のコアが少なくとも配置され、且つ少なくとも、それら２枚の面板とコアとが一体的に接合されてなるサンドイッチパネル若しくは押出形材を、該構成部品に接触させた状態で組み付けて、その接触部に対する摩擦撹拌接合操作を行なうことにより、それらサンドイッチパネル若しくは押出形材と該構成部品とを、該接触部の少なくとも一部において一体的に接合するようにされる。これによって、アルミニウムパイプ製フレームの形状精度を損ねることなく、その内側に、壁部材を有利に配設することが出来、以てフレーム全体の強度を効果的に高めることが可能となるばかりでなく、例えば、かかるサンドイッチパネルや押出形材を床部として利用することによって、床部が一体形成された自動車用フレーム等として、極めて有利に適用され得ることとなる。
【００１８】
さらに、本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法の望ましい更に他の態様の一つによれば、前記構成部品の複数を形成した後、それら構成部品の複数を互いに接触させた状態で組み付けて、一体的に接合する一方、該構成部品を与える前記角パイプとは別のアルミニウム製の角パイプの複数を、それぞれの側面において互いに接触させつつ、幅方向に並列的に並べると共に、それら複数の角パイプのうち、少なくとも、その幅方向の最も外側に位置せしめられる角パイプを該構成部品に接触させた状態で組み付けて、該角パイプの該構成部品との接触部と該角パイプ同士の接触部とに対する摩擦撹拌接合操作をそれぞれ行なうことにより、該複数の角パイプと該構成部品とを、各接触部の少なくとも一部においてそれぞれ一体的に接合するようにされる。このような構成を採用する場合にあっても、アルミニウムパイプ製フレーム全体の強度の向上が有利に図られ得ると共に、床部が一体形成された自動車用フレーム等への適用が、極めて有利に実現され得るのである。
【００１９】
また、構成部品を与える角パイプとは別の角パイプの複数が、該構成部品と接合される場合には、有利には、かかる構成部品を与える角パイプとは別の複数の角パイプのうちの少なくとも一つが、その内部に、制振材を有して構成されることとなる。これによって、アルミニウムパイプ製フレームに対して、優れた制振性能が付与され得て、例えば、自動車用フレーム等として、更に有利に適用され得ることとなるのである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係るアルミニウムパイプ製フレームの製造方法の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２１】
先ず、図１及び図２には、本発明手法に従って製造されたアルミニウムパイプ製フレームの一例として、自動車の一体型フレームの一種たる周囲型フレームが、その正面形態と側面形態とにおいて、それぞれ、概略的に示されている。それらの図からも明らかなように、フレーム１０は、矩形の横断面形状を有する６本の角パイプ１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂが、互いに組み付けられ、一体的に接合されている一方、それら６本の角パイプ１２ａ〜１６ｂのうちの４本の角パイプ１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂが、コ字状に屈曲せしめられてなる構造を有している。
【００２２】
より具体的には、フレーム１０にあっては、コ字状に屈曲せしめられた４本の角パイプ１２ａ〜１４ｂのうち、それぞれ２本ずつが、全体としてＨ字形状を呈するように互いに接合される一方、それら４本の角パイプ１２ａ〜１４ｂのうちの２本の角パイプ１２ａ，１２ｂが、コ字状の開口側のそれぞれの端面において互いに突き合わされて、一体的に接合されており、また、その突合せ接合された２本のコ字状の角パイプ１２ａ，１２ｂとは別の２本のコ字状の角パイプ１４ａ，１４ｂに対して、真っ直ぐな角パイプ１６ａ，１６ｂが、それぞれ、コ字状の脚部に跨るようにして、一体的に接合されているのである。
【００２３】
なお、このようなフレーム１０を与える６本の角パイプ１２ａ〜１６ｂは、何れも、アルミニウム若しくはアルミニウム合金製の展伸材や鋳物材、押出材等からなっており、その材質は、特に限定されるものではなく、フレーム１０に対する要求品質等に応じて適宜に選択されるものではあるものの、ここでは、角パイプ１２ａ〜１６ｂのそれぞれの構成材料として、代表的な構造用材であって、且つ強度に優れた６０００系アルミニウム合金が、用いられている。
【００２４】
そして、そのような６本の角パイプ１２ａ〜１６ｂを用いて、フレーム１０を製造するに際しては、例えば、図３に示されるように、先ず、一直線に延びる２本の角パイプ１２ａ，１４ａを、幅方向に隣り合うようにして水平に並べ、且つ対応する側面同士において接触させた状態で配置する。このとき、これら２本の角パイプ１２ａ，１４ａの接触部１８が離間しないように、好ましくは、適当な拘束治具（図示せず）により、２本の角パイプ１２ａ，１４ｂが、取外し可能な状態で、変位不能に拘束される。
【００２５】
次いで、２本の角パイプ１２ａ，１４ｂの接触部１８に対する摩擦撹拌接合操作を行なうのであるが、本工程では、そのような摩擦撹拌接合操作が、図４に示されるように、先端部に鋼等の硬質材料からなるピン２０が同心的に設けられたロッド状の回転治具２２を用いて、実施される。
【００２６】
すなわち、かかる回転治具２２に設けられたピン２０を、回転治具２２と共に軸心回りに一体に高速回転させつつ、２本の角パイプ１２ａ，１４ａの接触部１８における、その長さ方向の中心部よりも一方側に所定寸法偏奇した位置に差し込み、更に、回転治具２２の先端面の一部が、２本の角パイプ１２ａ，１４ａの接触部１８の表面に当接するまで差し込むことにより、かかる接触部１８と、ピン２０及び回転治具２２の先端部との接触面において摩擦熱を発生させ、以て接触部１８の周辺部位を可塑化せしめる。そして、そのような接触部１８への差込み状態下でのピン２０の高速回転に伴う撹拌作用にて、接触部１８の周辺部位の組織を入り交じり合わせて、接合部を形成し、更に、かかるピン２０及び回転治具２２を接触部１８に沿って相対的に移動せしめることにより、２本の角パイプ１２ａ，１４ａを、その接触部１８において、溶融させることなく、一体的に接合せしめるのである。
【００２７】
なお、このとき、ピン２０及び回転治具２２が、接触部１８に対する相対移動によって、図４において二点鎖線で示される位置、つまり、接触部１８における、その長さ方向の中心部よりも他方側に所定寸法偏奇した位置に達した時点で、接触部１８から引き抜かれるのであり、それによって、２本の角パイプ１２ａ，１４ａが、接触部１８における長さ方向の中間部分のみに接合部（２４）が形成される一方、ピン２０が差し込まれたなかった両側端部部分が非接合部分（２６，２８）とされ、以て、そのような２本の角パイプ１２ａ，１４ａにて、その接触部１８の中間部分のみが部分的に一体接合された形態を有する接合体が形成されることとなる（図５参照）。
【００２８】
また、かかる本工程では、２本の角パイプ１２ａ，１４ａの接触部１８の接合操作が摩擦撹拌接合操作にて実施されて、それら２本の角パイプ１２ａ，１４ａの接触部１８が非溶融状態で接合されることになるところから、２本の角パイプ１２ａ，１４ａの接合時における接触部１８への入熱が少なくされて、角パイプ１２ａ，１４ａのそれぞれにおける熱歪みの発生が有利に解消乃至は抑制され、以て、互いに接合された角パイプ１２ａ，１４ａ同士において、幅方向に隣り合って水平に並んだ状態が可及的に維持され得るようになっているのである。
【００２９】
次ぎに、図５に示されるように、部分的に一体接合されてなる接合体の２本の角パイプ１２ａ，１４ａのそれぞれにおける両端部部分の非接合部分２６ａ，２８ａを、接合部２４を形成する、角パイプ１２ａ，１４ａのそれぞれの中間部分に対して直角となるように、公知のプレス成形等により曲げ加工して、角パイプ１２ａ、１４ａを、それぞれコ字状に屈曲せしめ、また、その一方で、図６に示される如く、２本の角パイプ１２ａ，１４ａのうちの一方の角パイプ１２ａの非接合部分２６ａ，２６ａの長さ方向中間部を山形状を呈するように、公知のプレス成形等により屈曲せしめる。これによって、２本の角パイプ１２ａ，１４ａが接触部１８の一部において接合されると共に、それら２本の角パイプ１２ａ，１４ａのそれぞれの非接合部分２６ａ，２８ａが屈曲せしめられ、更には、角パイプ１２ａの非接合部分２６ａ，２６ｂの長さ方向中間部に、山形屈曲部３８ａがそれぞれ設けられてなる、目的とするフレーム１０の一部を与える構成部品３０を形成するのである。
【００３０】
このとき、上述の如く、構成部品３０を与える２本の角パイプ１２ａ，１４ａのそれぞれにおいて、接合による熱歪みの発生が可及的に解消されていることに加えて、２本の角パイプ１２ａ，１４ａに対する曲げ加工が、それらの接合後に行なわれることとなるため、構成部品３０における角パイプ１２ａ，１４ａのそれぞれにおける、水平に並んで位置せしめられた状態での曲げ精度が、十分に高いレベルで確保されているのである。
【００３１】
そして、かくして構成部品３０を形成した後、必要に応じて、図７に示される如く、構成部品３０の２本の角パイプ１２ａ，１４ａにおいて、それらに対してコ字状の屈曲形態をそれぞれ与えるコ字状屈曲部３２ａ，３４ａ同士の間に形成される隙間内にビード３６が充填されるように、それら各コ字状屈曲部３２ａ，３４ａ同士を、公知の不活性ガスアーク溶接やレーザー溶接する。これによって、構成部品３０、ひいては目的とするフレーム１０全体の強度の向上が、有利に図られ得ることとなる。
【００３２】
その後、図８に示されるように、構成部品３０を与える２本の角パイプ１２ａ，１４ａのうち、一方の角パイプ１２ａの各非接合部分２６ａ，２６ａにおける、山形に屈曲せしめられた山形屈曲部３８ａ，３８ａの対向面間に、真っ直ぐな角パイプ１６ａを、その両端面が、各山形屈曲部３８ａ，３８ａのそれぞれの対向面となる内側側面に突き合わされるように配置する。なお、このとき、互いに突き合わされて、位置せしめられる、屈曲した角パイプ１２ａと真っ直ぐな角パイプ１６ａの突合せ部４０，４０が離間しないように、好ましくは、適当な拘束治具（図示せず）により、屈曲した角パイプ１２ａを含む構成部品３０と真っ直ぐな角パイプ１６ａとが、取外し可能な状態で、変位不能に拘束される。
【００３３】
そして、引き続いて、図９に示される如く、構成部品３０を与える２本の角パイプ１２ａ，１４ａの接触部１８を摩擦撹拌接合した際に用いられる回転治具２２を使用して、構成部品３０の角パイプ１２ａと真っ直ぐな角パイプ１６ａの突合せ部４０を、摩擦撹拌接合する。即ち、回転治具２２に設けられたピン２０を、回転治具２２と共に軸心回りに一体に高速回転させつつ、２本の角パイプ１２ａ，１６ａの突合せ部４０に差し込み、更に、回転治具２２の先端面の一部が、角パイプ１６ａの表面に当接するまで差し込むことにより、突合せ部４０と、ピン２０及び回転治具２２の先端部との接触面において摩擦熱を発生させ、以て突合せ部４０の周辺部位を可塑化せしめる。そして、そのような突合せ部４０への差込み状態下でのピン２０の高速回転に伴う撹拌作用にて、突合せ部４０の周辺部位の組織を入り交じり合わせて、接合部を形成し、更に、かかるピン２０及び回転治具２２を突合せ部４０に沿って、角パイプ１６ａの周方向に相対的に移動せしめることにより、２本の角パイプ１２ａ，１６ａを、その突合せ部４０において、溶融させることなく、一体的に接合せしめるのである。
【００３４】
なお、ここでは、図９からも明らかなように、角パイプ１２ａの山形屈曲部３８ａ，３８ａの内側側面に対する角パイプ１６ａの突合せ操作に先立って、角パイプ１６ａの両端部分の内部に（図９では、角パイプ１６ａの一方の端部分の内部のみを示した）、該角パイプ１６ａと同一材質の６０００系アルミニウム合金からなり、且つ角パイプ１６ａの両端部分の内部形状に対応した矩形形状を呈する裏当て板４２が、それぞれ挿入位置せしめられており、また、角パイプ１６ａが、その両端面おいて、角パイプ１２ａの山形屈曲部３８ａ，３８ａの内側側面に突き合わされた状態下で、角パイプ１６ａの両端部分内に挿入された裏当て板４２が、厚さ方向の一方の面において、角パイプ１２ａの山形屈曲部３８ａ，３８ａの各内側側面に当接して、位置せしめられるようになっている。
【００３５】
そして、そのような裏当て板４２の存在下で、それら角パイプ１２ａ，１６ａの突合せ部４０に対する摩擦撹拌接合操作が実施されているのであり、これによって、回転治具２２と共に一体に高速回転せしめられるピン２０を突合せ部４０に差し込んで相対移動させた際に、角パイプ１６ａの両端部分において座屈が生ずるようなことが阻止され得るようになっているのである。なお、この裏当て板４２の厚さ：ｗは、特に限定されるものではないものの、好ましくは、それが挿入される角パイプ１６ａの厚さ：ｔと比較して、ｔ＜ｗ＜１０ｔを満たす寸法とされる。何故なら、裏当て板４２の厚さ：ｗが、角パイプ１６ａの厚さ：ｔと同等以下である場合、高速回転せしめられるピン２０や回転治具２２の先端部との接触により発生する摩擦熱によって可塑化された突合せ部４０の周辺部位のメタルの多くが、角パイプ１６ａの内側に向かって流動せしめられることとなって、健全な接合部の形成が困難となるからであり、また、裏当て板４２の厚さ：ｗが、角パイプ１６ａの厚さ：ｔの１０倍以上となると、裏当て板４２の厚さ：ｗが必要以上に厚くなって、裏当て板４２、ひいてはそれが挿入される角パイプ１６ａ、更には角パイプ１６ａが接合される構成部品３０全体の重量が、無用に増大せしめられることとなるからである。
【００３６】
また、このような本工程では、構成部品３０の角パイプ１２ａと真っ直ぐな角パイプ１６ａの突合せ部４０の接合操作が摩擦撹拌接合操作にて実施されて、それら２本の角パイプ１２ａ，１６ａの突合せ部４０が非溶融状態で接合されているところから、２本の角パイプ１２ａ，１６ａの接合時における突合せ部４０への入熱が少なくされて、角パイプ１２ａ，１６ａ、ひいては構成部品３０全体における熱歪みの発生が有利に解消乃至は抑制され、それによって、構成部品３０を与える、屈曲せしめられた２本の角パイプ１２ａ，１４ａのそれぞれの曲げ精度が真っ直ぐな角パイプ１６ａの接合により低下するようなことが、効果的に阻止されるようになっているのである。
【００３７】
そして、かくして、目的とするフレーム１０の左側半分の部位を与える構成部品３０を形成する一方で、それと同一の工程を行なうことによって、フレーム１０の右側半分の部位を与える構成部品（４４）を形成する。
【００３８】
その後、図１０に示される如く、上述のようにして形成された二つの構成部品３０，４４を、真っ直ぐな角パイプ１６ａ，１６ｂが一体接合されていない側の角パイプ１４ａ，１４ｂにおける各非接合部２８ａ，２８ｂの端面同士において、突き合わせるように配置する。このとき、それら２本の角パイプ１４ａ，１４ｂの突合せ部４６を形成する角パイプ１４ａ，１４ｂのそれぞれの両端部分の内部に、それら角パイプ１４ａ，１４ｂと同一材質の６０００系アルミニウム合金からなり、且つ角パイプ１４ａ，１４ｂの両端部分の内部形状に対応した矩形形状を呈する裏当てブロック４８，４８が、それぞれ挿入位置せしられるように、角パイプ１４ａ，１４ｂが、両端部分において、各裏当てブロック４８，４８に対して、その両側から外嵌された状態で、互いに突き合わされることとなる。
【００３９】
また、ここでは、特に、前述せるように、２つの構成部品３０，４４の全体における熱歪みの発生が有利に解消乃至は抑制されて、それら各構成部品３０，４４を与える、屈曲せしめられた角パイプ１２ａ，１４ａ，１２ｂ，１４ｂの曲げ精度が、何れも高いレベルで十分に確保されているところから、２つの構成部品３０，４４を、角パイプ１４ａ，１４ｂにおける各非接合部２８ａ，２８ｂの端面同士において突き合わせて配置する際に、それらの端面同士の間で、段差や隙間が生ずるようなことがなく、それ故に、角パイプ１４ａ，１４ｂが、両端部分において、各裏当てブロック４８，４８の両端部に対して、極めてスムーズに外嵌せしめられて、互いに突き合わされるようになっているのである。
【００４０】
なお、この裏当てブロック４８の長さ：ｍも、特に限定されるものではないものの、前述せる裏当て板４２の厚さ：ｗの好適範囲を規定したのと同じ理由から、角パイプ１４ａ，１４ｂのそれぞれの端部部分に挿入される挿入長さ、つまり裏当てブロック４８の半分の長さ：ｍ／２が、それが挿入される角パイプ１４ａ，１４ｂの厚さ：ｔと比較して、ｔ＜ｍ／２＜１０ｔを満たす寸法とされていることが、望ましいのである。
【００４１】
そして、必要に応じて、互いに突き合わされた角パイプ１４ａ，１４ｂの突合せ部４６が離間しないように、二つの構成部品３０，４４を、適当な拘束治具（図示せず）にて拘束した後、各構成部品３０，４４の各パイプ１２ａ，１２ｂと真っ直ぐな角パイプ１６ａ，１６ｂとを突合せ接合せしめる摩擦撹拌接合操作と同様な操作を行なって、角パイプ１４ａ，１４ｂの突合せ部４６を、一体的に接合する。かくして、図１及び図２に示される如き構造を有する、目的とするフレーム１０を得るのである。
【００４２】
このように、本実施形態においては、屈曲せしめられた角パイプ１２，１４と真っ直ぐな角パイプ１６とを含む二つの構成部品３０，４４の形成過程で、それら屈曲せしめられた角パイプ１２，１４の曲げ精度が、高いレベルで十分に確保されて、形成された二つの構成部品３０，４４を互いに突き合わせて、一体的に接合する際に、接合されるべき角パイプ１４同士の突合せ部４６に隙間や段差等が生じるようなことが、効果的に解消され得るようになっているところから、軽量性に富んだアルミニウム製の６本の角パイプ１２ａ〜１６ｂからなるフレーム１０が、優れた接合品質と高い形状精度をもって、有利に製造され得ることとなったのである。
【００４３】
また、かかる本実施形態では、二つの構成部品３０，４４の形成過程において、或いはそれら二つの構成部品３０，４４を一体化せしめる際において、互いに突き合わされた突合せ部４０，４６を摩擦撹拌接合操作により突合せ接合するのに先立って、それら各突合せ部４０，４６を与える角パイプ１４，１６の内部に、それぞれ、適度な厚さ乃至は長さとされた裏当て板４２乃至は裏当てブロック４８が挿入位置せしめられた後、突合せ部４０，４６に対する摩擦撹拌接合操作が実施されて、そのような摩擦撹拌接合時における突合せ部４０，４６の周辺部位での座屈等の発生が回避され得るようになっているため、それらの突合せ部４０，４６が、優れた接合品質と高度な接合強度とをもって、より有利に接合され得るのである。
【００４４】
ところで、上述の如き工程に従って製造されたフレーム１０に対して、床部を設けることも、可能である。
【００４５】
すなわち、例えば、図１１に示されるように、フレーム１０を与える二つの構成部品３０，４４のそれぞれにおける、互いの突合せ部４６において一体接合されたコ字状の角パイプ１２ａ，１２ｂの内側に、フレーム１０を構成する角パイプ１２ａ〜１６ｂと同一材質のアルミニウム合金からなるサンドイッチパネル５０を嵌め込むように位置せしめた状態で、接合して、床部５１を形成するのである。
【００４６】
なお、図１２に示される如く、このサンドイッチパネル５０は、例えば、特開平５−１３８７７８号公報や特開２００１−１３８０４３号公報等に明らかにされるような構造、つまり、互いに対向位置せしめられた、前記アルミニウム合金製の２枚の面板５２，５２間に、それと同一材質のアルミニウム合金製のコア５４が配置され、且つそれら２枚の面板５２，５２とコア５４とが一体的に接合されてなる構造を有するものである。
【００４７】
そして、かくの如き構造のサンドイッチパネル５０をフレーム１０に接合する際には、例えば、先ず、サンドイッチパネル５０の幅方向両端部に位置せしめられた枠パイプ５６，５６を、それぞれの外側側面において、フレーム１０を与える二つの構成部品３０，４４の互いに突合せ接合された角パイプ１２ａ，１２ｂの各内側側面に接触させた状態で、組み付け、その後、それらの接触部５８，５８に対する摩擦撹拌接合操作を行なうことにより、各接触部５８に沿って接合部を形成し、以てサンドイッチパネル５０と各構成部品３０，４４とを一体的に接合するのである。なお、ここでの摩擦撹拌接合操作は、例えば、各構成部品３０，４４の２本の角パイプ１２，１４を摩擦撹拌接合する際と同様な操作が、実施される。
【００４８】
また、図１３に示されるように、二つの構成部品３０，４４を与える角パイプ１２ａ〜１６ｂと同一材質の押出形材からなる角パイプ６２の複数（ここでは、８本）を用いて、フレーム１０の内側に床部６３を形成することも可能である。
【００４９】
すなわち、例えば、二つの構成部品３０，４４の互いに突合せ接合された角パイプ１４ａ，１４ｂの内側に、押出形材からなる複数の角パイプ６２を幅方向に並べると共に、その両方の最も外側に位置する２本の角パイプ６２，６２の外側側面を、二つの構成部品３０，４４の角パイプ１２ａ，１２ｂの各内側側面に接触させた状態で、組み付け、その後、二つの構成部品３０，４４の角パイプ１２ａ，１２ｂとそれらに接触する角パイプ６２，６２の接触部６４や、角パイプ６０同士の接触部６４に対する摩擦撹拌接合操作をそれぞれ行なうことにより、各接触部６４に沿って接合部を形成し、以て複数の角パイプ６２と各構成部品３０，４４とを一体的に接合するのである。なお、ここでの摩擦撹拌接合操作も、例えば、各構成部品３０，４４の２本の角パイプ１２，１４を摩擦撹拌接合する際と同一の操作が、行なわれることとなる。また、このように、複数の角パイプ６２にて床部６３を形成する場合には、好ましくは、角パイプ６２の内部に、ゴム材料等からなる制振材６８が挿入配置せしめられる。それによって、フレーム１０に対して、優れた制振性能が付与され得ることとなる。
【００５０】
このように、フレーム１０の内側に、サンドイッチパネル５０や複数の角パイプ６２からなる床部５１，６３を形成することにより、フレーム１０を骨格として製造される自動車の床部の強度向上が、有利に図られ得るのである。
【００５１】
なお、ここにおいて、前記実施形態では、二つの構成部品３０，４４の形成過程において、或いはそれら二つの構成部品３０，４４を一体化せしめる際において、互いに突き合わされた突合せ部４０，４６が摩擦撹拌接合されていたが、それらの突合せ部４０，４６を、例えば、公知の溶融溶接手法により接合することも、可能である。
【００５２】
また、前記実施形態では、本発明を、自動車の一体型フレームの一種たる周囲型フレームの製造方法に適用した具体例が示されていたが、本発明は、その他、自動車のスペースフレーム等の別の一体型フレームやサブフレーム等の部分型フレームの製造方法、更には自動車以外の船舶や建造物等の様々な構造物の骨組を与えるフレームの製造方法の何れに対しても有利に適用され得るものであることは、言うまでもないところである。
【００５３】
【実施例】
以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には、上記した発明の実施の形態以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。
【００５４】
先ず、横断面矩形形状を呈し、横断面の長辺長さ：３０ｍｍ、横断面の短辺長さ：２５ｍｍ、厚さ：２．５ｍｍの６０６１−Ｔ６アルミニウム合金製の角パイプを４本準備する一方、先端のピン直径：３ｍｍ、ピン高さ：３ｍｍ、回転治具肩部半径：６ｍｍである鋼製の回転治具を準備した。
【００５５】
そして、準備された４本の角パイプのうちの２本を幅方向に隣り合うようにして水平に並べ、且つ対応する側面同士において接触させた状態で配置して、公知の拘束治具により拘束した後、準備された回転治具を用いて、回転数：２０００ｒｐｍ、接合速度：５００ｍｍ／分の条件で、２本の角パイプの接触部の長さ方向中間部分に対する摩擦撹拌接合操作を実施して、それら２本の角パイプが、接触部の長さ方向中間部分において一体接合されてなる接合体を得た。また、その一方で、残りの２本の角パイプに対しても、同様な操作を実施して、もう一つの接合体を得た。
【００５６】
次いで、かくして得られた二つの接合体を用い、それらの非接合部分を公知のベンダーで、接合部分に対して直角に位置するように、曲げ加工して、それぞれの接合体を、コ字状に屈曲せしめられた２本の角パイプが、全体としてＨ字形状を呈するように互いに接合されてなる形態と為した。その後、それら二つの接合体を、コ字状に屈曲せしめられた２本の角パイプのうちの１本の角パイプの端面同士において突き合わせて配置した。このとき、それら互いに突き合わされる角パイプの端面同士の間における隙間や段差の有無を視認により調べたところ、そのような隙間や段差は認められなかった。
【００５７】
引き続き、前記準備された回転治具を用いて、端面同士において突き合わされた角パイプの突合せ部に対する摩擦撹拌接合操作を、前記と同様な条件で実施し、以て、Ｈ字形状を呈する二つの接合体が、互いに一体的に突合せ接合せしめられてなる、目的とするフレームを得た。
【００５８】
そして、かくして得られたフレームを用い、公知の手法により、角パイプ同士の接合部に対する引張試験と疲労試験を行なった。その結果、破断が、接合部ではなく、その周辺部分で生じていることが、確認された。これらのことから、本発明に従って製造されたフレームが、屈曲せしめられた角パイプにおいて高い曲げ精度が確保され得ると共に、接合部において十分な接合強度が発揮され得ることが、認められるのである。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に従うアルミニウムパイプ製フレームの製造方法によれば、アルミニウム製の角パイプの複数が互いに組み付けられて、一体的に接合されている一方、かかる角パイプの少なくとも１本が屈曲せしめられてなる構造のアルミニウムパイプ製フレームが、屈曲せしめられた角パイプの曲げ精度の低下を招くことなく、それによって、高い接合精度を十分に確保しつつ、極めて有利に製造され得ることとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明手法に従って製造されるアルミニウムパイプ製フレームの一例を示す正面説明図である。
【図２】図１におけるII矢視説明図である。
【図３】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の一例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品を与える２本の角パイプを幅方向に並べて、互いに接触させて配置した状態を示している。
【図４】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の別の例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品を与える２本の角パイプの接触部を摩擦撹拌接合している状態を示している。
【図５】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の更に別の例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品を与える２本の角パイプの非接合部分をそれぞれ屈曲せしめた状態を示している。
【図６】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の他の例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品を与える２本の角パイプのうちの一方における非接合部分を更に屈曲せしめた状態を示す、図５におけるVI矢視に相当する図である。
【図７】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の更に他の例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品を与える２本の角パイプの屈曲部同士の間に形成された隙間を溶接した状態を示す、図６におけるVII−VII拡大断面に相当する図である。
【図８】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の別の例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品に別の角パイプを突き合わせて、組み付けた状態を示している。
【図９】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の別の例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品と別の角パイプとの突合せ部を摩擦撹拌接合している状態を示す、図８におけるIX−IX拡大断面に相当する図である。
【図１０】本発明手法に従って、アルミニウムパイプ製フレームを製造する工程の他の例を示す説明図であって、アルミニウムパイプ製フレームの構成部品の二つを互いに突き合わせて配置した状態を示している。
【図１１】本発明手法に従って製造されたアルミニウムパイプ製フレームに対して、サンドイッチパネルからなる床部を設けた状態を示す図１に対応する図である。
【図１２】図１１のXII−XII断面における拡大断面説明図である。
【図１３】本発明手法に従って製造されたアルミニウムパイプ製フレームに対して、複数の角パイプからなる床部を設けた状態を示す図１２に対応する図である。
【符号の説明】
１０フレーム１２，１４，１６角パイプ
１８接触部２０ピン
２２回転治具２６，２８非接合部分
３０、４４構成部品４２裏当て板
４８裏当てブロック５１，６３床部
６８制振材[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a method of manufacturing an aluminum pipe frame, and in particular, a plurality of aluminum square pipes are assembled together and joined together, while at least one of the square pipes is bent. It is related with the method of manufacturing advantageously the frame made from an aluminum pipe of the structure.
[0002]
[Background]
Conventionally, a frame for providing a framework of various structures such as an automobile, a ship, or a building is configured by using various metal materials. Among them, a plurality of pipes made of aluminum or aluminum alloy are used. The so-called aluminum pipe frame, which is assembled together and joined together, not only achieves weight reduction by using aluminum pipes, but also has high rigidity by optimizing the overall shape and cross-sectional shape of the aluminum pipe. Will be demonstrated. For this reason, in recent years, aluminum pipe frames have been gradually applied, regardless of whether they are integrated or partial, especially for automobile frames where weight reduction is strongly desired from the standpoint of improving fuel efficiency. It is starting.
[0003]
By the way, when manufacturing such an aluminum pipe frame, generally, the pipes are assembled so as to contact each other, and each of the contact portions is welded by arc welding (MIG welding or TIG welding) or the like. Therefore, a method of integrally joining pipes at each contact portion is adopted.
[0004]
However, according to such a conventional method for manufacturing an aluminum pipe frame, for example, a plurality of square pipes made of aluminum are assembled and joined together, and at least one of the square pipes is bent. When manufacturing a frame having the structure as described above, a square pipe that has been bent in advance is assembled in a state where another square pipe is in contact with each other, and the square pipes are connected to each other at the contact portion. However, in this case, the following problems have occurred.
[0005]
That is, in the conventional method, since the joining of the square pipe bent in advance and the square pipe assembled to the square pipe is fusion welding consisting of melting the contact portions, heat is generated by enormous heat input during welding. It was unavoidable that the bending accuracy of the bent square pipe was inevitably lowered due to distortion, and therefore, another square pipe was added to the bent pipe with such a low bending accuracy. Assembling in a state where they are in contact with each other and attempting to weld, gaps, steps, etc. occur between the contact surfaces of the square pipes to be welded, and the welding accuracy (joining accuracy) is significantly reduced. A serious problem was raised.
[0006]
[Solution]
Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is that a plurality of aluminum square pipes are assembled together and integrally joined together. On the other hand, a frame made of aluminum pipe having a structure in which at least one of such square pipes is bent effectively prevents or suppresses a decrease in bending accuracy of the bent square pipe, thereby achieving high bonding accuracy. An object of the present invention is to provide a technique that can be advantageously manufactured while ensuring the above.
[0007]
[Solution]
In the present invention, in order to solve such a problem, a plurality of aluminum square pipes are assembled together and joined together, while at least one of the square pipes is bent. When the aluminum pipe frame having the structure as described above is manufactured, by assembling several of the square pipes in contact with each other and performing a friction stir welding operation on the contact parts, at least a part of the contact parts is obtained. After joining, bend each non-joined part of the square pipe joined at at least a part of the contact portion to form a component that gives a part of the target aluminum pipe frame, and then Assembling a plurality of component parts thus formed in contact with each other and integrally joining them. The manufacturing method of an aluminum pipe frame made to symptoms, it is an gist thereof.
[0008]
In short, in the method of manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention, after forming a component part that constitutes a part of the target aluminum pipe frame, including a bent square pipe, A component made of aluminum pipe is manufactured by integrally joining component parts and component parts and straight square pipes, respectively. Friction stir welding operation, that is, for example, concentrically provided at the tip of a rod-shaped rotating jig with respect to the contact portion as a joint operation of the contact portions of several square pipes that give it when forming Rotate the pin together with the rotating jig while moving it together and move it relatively. Since a joining operation that joins a part of the pipes is adopted, the heat input to the contact part at the time of joining the square pipes when forming the components is reduced, and thermal distortion occurs in each of the square pipes. Can be advantageously eliminated or suppressed.
[0009]
In addition, in the method of the present invention, by the friction stir welding operation, after the square pipes are joined to each other in at least a part of the contact portion, the non-joined portion is bent, and the bent portion is bent at a predetermined portion of the predetermined square pipe. Unlike the case of joining a square pipe bent in advance to other square pipes, the bent corner is caused by heat input at the time of joining. The fact that the bending accuracy of the pipe is reduced can also be effectively eliminated.
[0010]
Therefore, in the method of manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention, the bending accuracy of the bent pipe may be reduced in the process of forming the component including the bent pipe. It can be prevented or suppressed very advantageously, so that such components, and components and straight square pipes can be assembled and joined together in contact with each other. In addition, it is possible to effectively eliminate a gap or a step between the contact surfaces of the square pipes to be joined.
[0011]
Therefore, according to the method for manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention as described above, a plurality of aluminum square pipes are assembled together and joined together, while at least one of the square pipes is bent. The frame made of aluminum pipe having the crimped structure can be manufactured very advantageously without deteriorating the bending accuracy of the bent square pipe, thereby sufficiently ensuring high bonding accuracy. As a result, production of an aluminum pipe frame having excellent joining quality and a desired shape and having high lightness can be advantageously realized.
[0012]
In the method of the present invention, the joining method employed in the step of assembling a plurality of component parts in contact with each other and integrally joining them is not particularly limited, and a general welding method or A friction stir welding method or the like is appropriately employed.
[0013]
And according to one of the preferable aspects of the manufacturing method of the frame made from aluminum pipes according to the present invention, the integral joining of the plurality of component parts is a friction stir welding operation for the contact parts of the plurality of component parts. It is realized by performing. As a result, when the components are joined to each other at the contact portion, the heat input to the contact portion of the components can be reduced, and the occurrence of thermal distortion in each of the components can be advantageously eliminated or suppressed. Therefore, the bending accuracy of the bent corner pipe of each component can be more sufficiently secured, and the residual stress at the joint can be made as small as possible. This makes it possible to manufacture a frame made of aluminum pipe with excellent joining quality and shape accuracy.
[0014]
According to another advantageous embodiment of the method of manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention, one of the several square pipes to be joined is connected to the other one at its end face. When the friction stir welding operation is performed on the contact portion, the one of the other square pipes is abutted before the friction stir welding operation is performed. Inside one square pipe, an aluminum plate having a thickness satisfying the following formula: t <w <10t with respect to the thickness of the single square pipe: t, The pipe is inserted so as to be positioned inside the joint formed by the friction stir welding operation. Thereby, at the time of joining the butt portions of the square pipes, it is possible to advantageously avoid the occurrence of buckling or the like in the peripheral portion of the butt portions, so that the butt portions of the square pipes are excellently joined. It can be advantageously joined with quality and high joint strength.
[0015]
Furthermore, according to another desirable aspect of the method for manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention, the non-joined portions in each of the several square pipes to which at least a part of the contact portions are joined are bent. Thereafter, the bends and the other square pipes are inactivated so that the beads are filled in the gaps between the bends and the other square pipes to which the square pipes having the bends are joined. It is made to join by gas arc welding or laser welding. As a result, the strength of the components, and thus the entire aluminum pipe frame, can be improved more advantageously.
[0016]
Furthermore, according to still another advantageous aspect of the method for producing an aluminum pipe frame according to the present invention, the intended aluminum pipe frame is applied as an automobile frame. As a result, in addition to the weight reduction of the automobile frame, an improvement in joining quality and shape accuracy can be advantageously realized.
[0017]
According to another preferred aspect of the method for manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention, after forming a plurality of the component parts, the plurality of the component parts are assembled in a state of being in contact with each other, and integrated. On the other hand, at least an aluminum core is disposed between two aluminum face plates opposed to each other, and at least the two face plates and the core are integrally joined. By assembling the sandwich panel or the extruded profile in contact with the component and performing a friction stir welding operation on the contact portion, the sandwich panel or the extruded profile and the component are combined with the contact component. At least a part of the joint is integrally joined. As a result, the wall member can be advantageously arranged inside the aluminum pipe frame without impairing the accuracy of the shape of the frame, so that the strength of the entire frame can be effectively increased. For example, by using such a sandwich panel or an extruded profile as a floor portion, it can be applied extremely advantageously as an automobile frame in which the floor portion is integrally formed.
[0018]
Furthermore, according to one of the other preferable aspects of the method for manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention, after forming a plurality of the component parts, assembling the component parts in contact with each other, While integrally joining, a plurality of square pipes made of aluminum different from the square pipe that gives the component are arranged in parallel in the width direction while being in contact with each other on each side surface, and the plurality of square pipes are arranged. At least a square pipe positioned at the outermost side in the width direction of the pipes is assembled in a state of being in contact with the component, and the contact portion of the square pipe with the component and the contact portion between the square pipes The plurality of square pipes and the component parts are respectively integrated in at least a part of each contact portion by performing a friction stir welding operation with respect to each other. It is to be joined to. Even when such a configuration is adopted, the strength of the entire aluminum pipe frame can be advantageously improved, and the application to an automobile frame or the like in which the floor portion is integrally formed is realized extremely advantageously. It can be done.
[0019]
Further, when a plurality of square pipes different from the square pipe providing the component are joined to the component, advantageously, among the plurality of square pipes different from the square pipe providing the component At least one of the above is configured to have a vibration damping material therein. As a result, excellent vibration damping performance can be imparted to the aluminum pipe frame, and it can be applied more advantageously, for example, as an automobile frame.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, the configuration of a method for manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
First, in FIGS. 1 and 2, as an example of an aluminum pipe frame manufactured according to the method of the present invention, a peripheral frame as a kind of an integrated frame of an automobile is schematically shown in a front form and a side form, respectively. Has been shown. As is clear from these drawings, the frame 10 has six rectangular pipes 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b having a rectangular cross-sectional shape assembled together and integrally joined. On the other hand, four square pipes 12a, 12b, 14a, and 14b out of the six square pipes 12a to 16b have a structure that is bent in a U-shape.
[0022]
More specifically, in the frame 10, two of the four square pipes 12a to 14b bent in a U-shape are joined to each other so as to exhibit an H-shape as a whole. On the other hand, of the four square pipes 12a to 14b, the two square pipes 12a and 12b are abutted with each other on the respective end surfaces on the U-shaped opening side, and are integrally joined. The straight square pipes 16a and 16b are respectively connected to the two U-shaped square pipes 14a and 14b, which are different from the two U-shaped square pipes 12a and 12b joined to each other. It is integrally joined so as to straddle the letter-shaped leg portions.
[0023]
Each of the six square pipes 12a to 16b providing such a frame 10 is made of a wrought material, a cast material, an extruded material, or the like made of aluminum or aluminum alloy, and the material is particularly limited. In this case, although it is appropriately selected according to the required quality for the frame 10 and the like, here, it is a typical structural material as a constituent material of each of the square pipes 12a to 16b and has a strength. An excellent 6000 series aluminum alloy is used.
[0024]
And when manufacturing the frame 10 using such six square pipes 12a-16b, for example, as shown in FIG. 3, first, the two square pipes 12a, 14a extending in a straight line are It arranges horizontally so that it may adjoin in the width direction, and it arrange | positions in the state made to contact in corresponding side surfaces. At this time, preferably, the two square pipes 12a and 14b can be removed by an appropriate restraining jig (not shown) so that the contact portions 18 of the two square pipes 12a and 14a are not separated from each other. In the state, it is restrained so that it cannot be displaced.
[0025]
Next, a friction stir welding operation is performed on the contact portion 18 of the two square pipes 12a and 14b. In this step, such a friction stir welding operation is performed at the tip of the steel as shown in FIG. It implements using the rod-shaped rotation jig 22 in which the pin 20 which consists of hard materials, such as, was provided concentrically.
[0026]
That is, the pin 20 provided on the rotating jig 22 is rotated together with the rotating jig 22 at a high speed integrally around the axis, while the contact portion 18 of the two square pipes 12a and 14a has a lengthwise direction. By inserting into a position that is eccentric to a predetermined dimension on one side of the center, and further inserting until a part of the tip surface of the rotating jig 22 contacts the surface of the contact portion 18 of the two square pipes 12a, 14a. Then, frictional heat is generated at the contact surface between the contact portion 18 and the tip portion of the pin 20 and the rotating jig 22, thereby plasticizing the peripheral portion of the contact portion 18. Then, with the stirring action accompanying the high-speed rotation of the pin 20 under such a state of being inserted into the contact portion 18, the tissue around the contact portion 18 is mixed and formed to form a joint portion. By relatively moving the pin 20 and the rotating jig 22 along the contact portion 18, the two square pipes 12 a and 14 a can be integrally joined at the contact portion 18 without melting. .
[0027]
At this time, the pin 20 and the rotating jig 22 are moved relative to the contact portion 18 at the position indicated by a two-dot chain line in FIG. When it reaches the position where the predetermined dimension is shifted to the side, it is pulled out from the contact portion 18, whereby the two square pipes 12 a and 14 a are joined to only the intermediate portion in the length direction of the contact portion 18 ( 24) is formed, and both end portions where the pin 20 has not been inserted are non-joined portions (26, 28), and therefore, in such two square pipes 12a, 14a, A joined body having a form in which only the intermediate portion of the contact portion 18 is partly integrally joined is formed (see FIG. 5).
[0028]
In this process, the joining operation of the contact portions 18 of the two square pipes 12a and 14a is performed by the friction stir welding operation, and the contact portions 18 of the two square pipes 12a and 14a are in the non-molten state. Therefore, heat input to the contact portion 18 at the time of joining the two square pipes 12a and 14a is reduced, and the occurrence of thermal distortion in each of the square pipes 12a and 14a is advantageously eliminated. In other words, the square pipes 12a and 14a joined to each other can be maintained in a state where they are adjacent to each other in the width direction and are horizontally aligned.
[0029]
Next, as shown in FIG. 5, non-joined portions 26a and 28a at both end portions of each of the two square pipes 12a and 14a of the joined body that are partly integrally joined are formed as joint portions 24. The square pipes 12a and 14a are bent into a U shape by bending them by a known press molding or the like so as to be perpendicular to the intermediate portions of the square pipes 12a and 14a. On the other hand, as shown in FIG. 6, a known press is used so that the lengthwise intermediate portions of the non-joined portions 26a, 26a of one of the two square pipes 12a, 14a have a mountain shape. Bend by molding. As a result, the two square pipes 12a and 14a are joined at a part of the contact portion 18, and the non-joined portions 26a and 28a of the two square pipes 12a and 14a are bent, respectively. A component 30 that provides a part of the target frame 10 is formed by providing a mountain-shaped bent portion 38a at the intermediate portion in the longitudinal direction of the non-joined portions 26a, 26b of the square pipe 12a.
[0030]
At this time, as described above, in each of the two square pipes 12a and 14a providing the component 30, generation of thermal distortion due to joining is eliminated as much as possible. In addition, the two square pipes 12a , 14a is performed after the joining thereof, and the bending accuracy in a state where the square pipes 12a, 14a in the component 30 are horizontally aligned is sufficiently high. It is secured by this.
[0031]
And after forming the component part 30 in this way, as shown in FIG. 7, the two square pipes 12a and 14a of the component part 30 are each given a U-shaped bending form as shown in FIG. Each of the U-shaped bent portions 32a and 34a is subjected to known inert gas arc welding or laser welding so that the bead 36 is filled in a gap formed between the U-shaped bent portions 32a and 34a. . As a result, it is possible to advantageously improve the strength of the component 30 and thus the target frame 10 as a whole.
[0032]
After that, as shown in FIG. 8, among the two square pipes 12 a and 14 a that give the component 30, the mountain-shaped bent portions bent in a mountain shape in the non-joined portions 26 a and 26 a of one of the square pipes 12 a. Between the opposing surfaces of 38a and 38a, the straight square pipe 16a is disposed so that both end surfaces thereof are abutted against the inner side surfaces that are the opposing surfaces of the respective angled bent portions 38a and 38a. At this time, an appropriate restraining jig (not shown) is preferably used so that the butted portions 40 and 40 of the bent square pipe 12a and the straight square pipe 16a that are butted against each other are not separated from each other. Thus, the component 30 including the bent square pipe 12a and the straight square pipe 16a are restrained so as not to be displaceable in a removable state.
[0033]
Then, as shown in FIG. 9, using the rotating jig 22 used when the contact portions 18 of the two square pipes 12 a, 14 a giving the component 30 are friction stir welded, the component 30 The abutting portion 40 of the square pipe 12a and the straight square pipe 16a are joined by friction stir welding. That is, the pin 20 provided on the rotating jig 22 is inserted into the abutting portion 40 of the two square pipes 12a and 16a while rotating together with the rotating jig 22 at a high speed around the axis, and further, the rotating jig 22 is further rotated. 22 until a part of the front end surface of 22 is in contact with the surface of the square pipe 16a, thereby generating frictional heat at the contact surface between the butted portion 40 and the front end of the pin 20 and the rotating jig 22, The peripheral part of the butt 40 is plasticized. And by the stirring action accompanying the high-speed rotation of the pin 20 under such a state of being inserted into the butting portion 40, the tissue in the peripheral portion of the butting portion 40 is mixed and formed to form a joined portion. By relatively moving the pin 20 and the rotating jig 22 along the abutting portion 40 in the circumferential direction of the square pipe 16a, the two square pipes 12a and 16a are not melted at the abutting portion 40. They are joined together.
[0034]
Here, as is apparent from FIG. 9, prior to the butting operation of the square pipe 16a against the inner side surfaces of the angle-shaped bent portions 38a, 38a of the square pipe 12a, the inside of both end portions of the square pipe 16a (FIG. 9). (Only the inside of one end portion of the square pipe 16a is shown), which is made of a 6000 series aluminum alloy made of the same material as the square pipe 16a and has a rectangular shape corresponding to the internal shape of both end portions of the square pipe 16a. The backing plates 42 are respectively placed in the insertion positions, and the square pipes 16a are joined to the inner side surfaces of the angled bent portions 38a and 38a of the square pipe 12a at both end faces thereof. The backing plate 42 inserted into both end portions of the 16a contacts the inner side surfaces of the angled bent portions 38a, 38a of the square pipe 12a on one surface in the thickness direction. And it is adapted to be brought position.
[0035]
Then, in the presence of such a backing plate 42, the friction stir welding operation is performed on the butt portion 40 of the square pipes 12a, 16a. It is possible to prevent the buckling from occurring at both end portions of the square pipe 16a when the pin 20 to be inserted is inserted into the abutting portion 40 and relatively moved. Although the thickness w of the backing plate 42 is not particularly limited, preferably, the thickness t of the square pipe 16a into which it is inserted is t <w <10t. It is the size that satisfies. This is because, when the thickness w of the backing plate 42 is equal to or less than the thickness t of the square pipe 16a, friction generated by contact with the pin 20 rotated at a high speed and the tip of the rotating jig 22 is brought about. This is because most of the metal around the butted portion 40 plasticized by heat is caused to flow toward the inside of the square pipe 16a, and it becomes difficult to form a sound joint, When the thickness of the backing plate 42: w is 10 times or more of the thickness of the square pipe 16a: t, the thickness of the backing plate 42: w becomes thicker than necessary. This is because the weight of the square pipe 16a into which the square pipe 16a is inserted and the entire component 30 to which the square pipe 16a is joined are unnecessarily increased.
[0036]
In this process, the joining operation of the abutting portion 40 of the square pipe 12a of the component 30 and the straight square pipe 16a is performed by the friction stir welding operation, and the two square pipes 12a and 16a are joined. Since the butt portion 40 is joined in the non-molten state, heat input to the butt portion 40 when the two square pipes 12a and 16a are joined is reduced, and the square pipes 12a and 16a and eventually the component 30 as a whole. The generation of thermal distortion in the tube is advantageously eliminated or suppressed, whereby the bending accuracy of each of the bent two square pipes 12a, 14a giving the component 30 is reduced by the joining of the straight square pipe 16a. This is effectively prevented.
[0037]
Thus, the component 30 that provides the left half of the target frame 10 is formed, while the component (44) that provides the right half of the frame 10 is formed by performing the same process. To do.
[0038]
Thereafter, as shown in FIG. 10, the two component parts 30 and 44 formed as described above are not joined to the square pipes 14a and 14b on the side where the straight square pipes 16a and 16b are not integrally joined. It arrange | positions so that it may face | match in the end surfaces of the parts 28a and 28b. At this time, each of the square pipes 14a and 14b forming the butting portion 46 of the two square pipes 14a and 14b is made of a 6000 series aluminum alloy made of the same material as the square pipes 14a and 14b. In addition, the square pipes 14a and 14b are arranged at both ends so that the backing blocks 48 and 48 having a rectangular shape corresponding to the internal shapes of the both ends of the square pipes 14a and 14b can be respectively inserted. The blocks 48 and 48 are abutted against each other in a state of being fitted from both sides.
[0039]
In addition, as described above, in particular, the occurrence of thermal distortion in the entire two component parts 30 and 44 is advantageously eliminated or suppressed, and the respective component parts 30 and 44 are bent. Since the bending accuracy of each of the square pipes 12a, 14a, 12b, and 14b is sufficiently secured at a high level, the two component parts 30 and 44 are connected to the non-joined portions 28a and 28b of the square pipes 14a and 14b. When the end surfaces of the two end faces are arranged to face each other, there is no step or gap between the end surfaces. Therefore, the square pipes 14a and 14b are connected to the respective backing blocks 48, The two ends of 48 are fitted very smoothly and are abutted against each other.
[0040]
Although the length: m of the backing block 48 is not particularly limited, the square pipe 14a, The insertion length inserted into each end portion of 14b, that is, the half length of backing block 48: m / 2 is compared with the thickness: t of square pipes 14a, 14b into which it is inserted. , T <m / 2 <10t is desirable.
[0041]
Then, if necessary, the two component parts 30 and 44 are restrained by an appropriate restraining jig (not shown) so that the butted portions 46 of the square pipes 14a and 14b that are butted against each other are not separated from each other. The butt portion 46 of the square pipes 14a and 14b is integrated by performing the same operation as the friction stir welding operation for butt joining the pipes 12a and 12b of the component parts 30 and 44 and the straight square pipes 16a and 16b. Jointly. Thus, the target frame 10 having the structure shown in FIGS. 1 and 2 is obtained.
[0042]
Thus, in the present embodiment, in the process of forming the two component parts 30 and 44 including the bent square pipes 12 and 14 and the straight square pipe 16, the bent square pipes 12 and 14 are formed. When the two component parts 30 and 44 formed are abutted with each other and joined together, the abutment portions 46 of the square pipes 14 to be joined are joined to each other. Since the occurrence of gaps, steps, etc. can be effectively eliminated, the frame 10 composed of six square pipes 12a to 16b made of aluminum with excellent lightness is excellent in joining. It could be advantageously manufactured with quality and high shape accuracy.
[0043]
Further, in the present embodiment, when the two component parts 30 and 44 are formed or when the two component parts 30 and 44 are integrated, the abutting portions 40 and 46 which are abutted with each other are subjected to a friction stir welding operation. Prior to the butt joining, a backing plate 42 or backing block 48 having an appropriate thickness or length is provided in each of the square pipes 14 and 16 that provide the butt portions 40 and 46, respectively. After the insertion position, the friction stir welding operation is performed on the abutting portions 40 and 46 so that the occurrence of buckling and the like at the peripheral portions of the abutting portions 40 and 46 during the friction stir welding can be avoided. Therefore, the butt portions 40 and 46 can be bonded more advantageously with excellent bonding quality and high bonding strength.
[0044]
By the way, it is also possible to provide a floor portion for the frame 10 manufactured according to the above-described process.
[0045]
That is, for example, as shown in FIG. 11, inside the U-shaped square pipes 12 a and 12 b integrally joined at the abutting portions 46 in each of the two component parts 30 and 44 that give the frame 10, The floor portion 51 is formed by joining the sandwich panel 50 made of an aluminum alloy of the same material as that of the square pipes 12a to 16b constituting the frame 10 so as to be fitted.
[0046]
As shown in FIG. 12, the sandwich panel 50 has a structure as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-138778 and 2001-138043, that is, is positioned opposite to each other. The aluminum alloy core 54 made of the same material is disposed between the two face plates 52, 52 made of the aluminum alloy, and the two face plates 52, 52 and the core 54 are integrally joined. It has the structure which becomes.
[0047]
When the sandwich panel 50 having such a structure is joined to the frame 10, for example, first, frame pipes 56 and 56 positioned at both ends in the width direction of the sandwich panel 50 are respectively disposed on the outer side surfaces. The two component parts 30 and 44 providing the frame 10 are assembled in a state where they are in contact with the inner side surfaces of the square pipes 12a and 12b which are butt-joined to each other. By doing so, a joint portion is formed along each contact portion 58, and thus the sandwich panel 50 and each component 30, 44 are integrally joined. The friction stir welding operation here is performed, for example, in the same manner as the friction stir welding of the two square pipes 12 and 14 of the components 30 and 44.
[0048]
Further, as shown in FIG. 13, a frame is formed by using a plurality of square pipes 62 (here, 8 pieces) made of the same extruded material as the square pipes 12a to 16b that provide the two component parts 30 and 44. It is also possible to form a floor portion 63 inside 10.
[0049]
That is, for example, a plurality of square pipes 62 made of extruded shape members are arranged in the width direction inside the square pipes 14a and 14b that are butt-joined to each other of the two component parts 30 and 44, and are positioned at the outermost sides of both of them. The two square pipes 62, 62 are assembled in a state where the outer side surfaces of the two square pipes 62, 62 are in contact with the inner side surfaces of the square pipes 12a, 12b of the two component parts 30, 44. By performing the friction stir welding operation for the square pipes 12a and 12b and the contact portions 64 of the square pipes 62 and 62 that contact them and the contact portions 64 of the square pipes 60, the joint portions are formed along the contact portions 64. Thus, the plurality of square pipes 62 and the component parts 30 and 44 are integrally joined. Note that the friction stir welding operation here is the same as that performed when, for example, the two square pipes 12 and 14 of the components 30 and 44 are friction stir welded. Further, when the floor portion 63 is formed by a plurality of square pipes 62 in this way, preferably, a damping material 68 made of a rubber material or the like is inserted and disposed inside the square pipe 62. As a result, excellent vibration damping performance can be imparted to the frame 10.
[0050]
Thus, by forming the floor portions 51 and 63 including the sandwich panel 50 and the plurality of square pipes 62 inside the frame 10, it is advantageous to improve the strength of the floor portion of the automobile manufactured using the frame 10 as a skeleton. Can be envisioned.
[0051]
Here, in the above-described embodiment, when the two component parts 30 and 44 are formed or when the two component parts 30 and 44 are integrated, the butted parts 40 and 46 that are butted against each other are frictionally stirred. Although joined, it is also possible to join the butt portions 40 and 46 by, for example, a known fusion welding technique.
[0052]
In the above embodiment, a specific example in which the present invention is applied to a manufacturing method of a peripheral frame that is a kind of an integrated frame of an automobile has been shown. However, the present invention is not limited to a space frame of an automobile. The present invention can be advantageously applied to any method of manufacturing a partial frame such as an integrated frame or sub-frame, and a method of manufacturing a frame that provides a framework of various structures such as ships and buildings other than automobiles. Needless to say, it is a thing.
[0053]
【Example】
Hereinafter, some examples of the present invention will be shown and the present invention will be more specifically clarified, but the present invention is not limited by the description of such examples. It goes without saying. In addition to the following examples, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that changes, modifications, improvements, etc. may be made.
[0054]
First, four square pipes made of 6061-T6 aluminum alloy having a rectangular cross section and having a long side length of 30 mm, a short side length of 25 mm, and a thickness of 2.5 mm are prepared. On the other hand, a steel rotating jig having a tip pin diameter of 3 mm, a pin height of 3 mm, and a rotating jig shoulder radius of 6 mm was prepared.
[0055]
Then, two of the prepared four square pipes are arranged horizontally so as to be adjacent to each other in the width direction, and arranged in contact with each other on the corresponding side surfaces, and restrained by a known restraining jig. Then, using the prepared rotating jig, the friction stir welding operation was performed on the middle part in the longitudinal direction of the contact part of the two square pipes under the conditions of the rotational speed: 2000 rpm and the joining speed: 500 mm / min. Thus, a joined body was obtained in which these two square pipes were integrally joined at the intermediate portion in the longitudinal direction of the contact portion. On the other hand, the same operation was performed on the remaining two square pipes to obtain another joined body.
[0056]
Next, using the two joined bodies thus obtained, the non-joined portions are bent by a known bender so as to be positioned at right angles to the joined portions, and each joined body is formed into a U-shape. The two square pipes bent in the shape are joined to each other so as to exhibit an H shape as a whole. Thereafter, the two joined bodies were arranged to face each other at the end surfaces of one of the two square pipes bent in a U-shape. At this time, when the presence or absence of a gap or a step between the end faces of the square pipes that face each other was visually checked, such a gap or step was not recognized.
[0057]
Subsequently, using the prepared rotating jig, the friction stir welding operation for the abutting portions of the square pipes abutted at the end faces is performed under the same conditions as described above, and thus two pieces exhibiting an H shape are obtained. A target frame was obtained in which the joined bodies were joined together by butt joining.
[0058]
And the tension test and fatigue test with respect to the junction part of square pipes were done by the well-known method using the flame | frame obtained in this way. As a result, it was confirmed that the fracture occurred not in the joint portion but in the peripheral portion thereof. From these facts, it is recognized that the frame manufactured according to the present invention can ensure high bending accuracy in the bent corner pipe and can exhibit sufficient bonding strength at the joint.
[0059]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing an aluminum pipe frame according to the present invention, a plurality of aluminum square pipes are assembled together and integrally joined, while at least such square pipes are joined together. A frame made of an aluminum pipe with a single bent structure is manufactured extremely advantageously without incurring a decrease in the bending accuracy of the bent square pipe, thereby sufficiently ensuring high bonding accuracy. You will get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an example of an aluminum pipe frame manufactured according to the method of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view taken along arrow II in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a process for manufacturing an aluminum pipe frame according to the method of the present invention, in which two square pipes for providing components of an aluminum pipe frame are arranged in the width direction and brought into contact with each other. Shows the state of being arranged.
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of a process for producing an aluminum pipe frame according to the method of the present invention, wherein the contact portions of two square pipes that give the components of the aluminum pipe frame are friction stir welded It shows the state.
FIG. 5 is an explanatory view showing still another example of a process for manufacturing an aluminum pipe frame according to the method of the present invention, wherein non-joined portions of two square pipes that give the components of the aluminum pipe frame are respectively shown. It shows a bent state.
FIG. 6 is an explanatory view showing another example of a process of manufacturing an aluminum pipe frame according to the method of the present invention, and is non-joined in one of two square pipes that provide components of the aluminum pipe frame. It is a figure equivalent to the VI arrow view in FIG. 5 which shows the state which further bent the part.
FIG. 7 is an explanatory view showing still another example of a process for manufacturing an aluminum pipe frame in accordance with the method of the present invention, and between two bent portions of two square pipes that give the components of the aluminum pipe frame. It is a figure equivalent to the VII-VII expanded cross section in FIG. 6 which shows the state which welded the clearance gap formed in FIG.
FIG. 8 is an explanatory view showing another example of a process for producing an aluminum pipe frame according to the method of the present invention, showing a state in which another square pipe is butted against a component part of the aluminum pipe frame and assembled. ing.
FIG. 9 is an explanatory view showing another example of a process for manufacturing an aluminum pipe frame according to the method of the present invention, in which a butt portion between a component part of an aluminum pipe frame and another square pipe is friction stir welded; It is a figure equivalent to the IX-IX expanded cross section in FIG.
FIG. 10 is an explanatory view showing another example of a process for manufacturing an aluminum pipe frame according to the method of the present invention, and shows a state in which two components of the aluminum pipe frame are arranged to face each other. .
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 1 showing a state in which a floor portion made of a sandwich panel is provided on an aluminum pipe frame manufactured according to the method of the present invention.
12 is an enlarged cross-sectional explanatory view taken along the XII-XII cross section of FIG. 11;
FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 12 showing a state in which a floor made of a plurality of square pipes is provided on an aluminum pipe frame manufactured according to the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 frame 12, 14, 16 square pipe
18 Contact 20 pins
22 Rotating jig 26, 28 Non-joined part
30, 44 Components 42 Backing plate
48 Backing block 51, 63 Floor
68 Damping material

Claims

When manufacturing a frame made of aluminum pipe having a structure in which a plurality of square pipes made of aluminum are assembled and joined together, and at least one of the square pipes is bent.
After assembling several of the square pipes in contact with each other and performing a friction stir welding operation on the contact parts, after joining at least a part of the contact parts, at least a part of the contact parts Each non-joined portion of the joined square pipe is bent to form a component that provides a portion of the desired aluminum pipe frame, and then the components thus formed are brought into contact with each other. The manufacturing method of the frame made from aluminum pipe characterized by including the process assembled | attached in a state and integrally joined.

2. The method of manufacturing an aluminum pipe frame according to claim 1, wherein the integral joining of the plurality of component parts is realized by performing a friction stir welding operation on a contact portion of the plurality of component parts.

When one of the several square pipes to be joined is assembled in a state where it is brought into contact with the other by abutting the other, and the friction stir welding operation is performed on the contact portion. Prior to performing the friction stir welding operation, the thickness of the one square pipe: t is set to the inside of the one square pipe butted against the other one square pipe: w However, an aluminum plate having a size satisfying the following formula: t <w <10t is inserted so as to be positioned inside the joint formed by the friction stir welding operation in the one square pipe. The method for manufacturing an aluminum pipe frame according to claim 1 or 2.

After bending a non-joined portion of each of the several square pipes to which at least a part of the contact portion is joined, the bent portion and another square pipe to which the square pipe having the bent portion is joined. The bent portion and the other square pipe are joined by inert gas arc welding or laser welding so that the bead is filled in the gap between them. A method of manufacturing an aluminum pipe frame.

The method for manufacturing an aluminum pipe frame according to any one of claims 1 to 4, wherein the target aluminum pipe frame is an automobile frame.

After forming a plurality of the component parts, the plurality of the component parts are assembled in a state of being in contact with each other and joined together, while the two aluminum face plates positioned opposite each other are made of aluminum. A sandwich panel or an extruded profile in which at least the two core plates are arranged and at least the two face plates and the core are integrally joined is assembled in contact with the component, and the contact portion is The friction stir welding operation is performed to integrally bond the sandwich panel or the extruded profile and the component part at least at a part of the contact portion. The manufacturing method of the frame made from aluminum pipe of description.

After forming a plurality of the component parts, the plurality of the component parts are assembled in a state of being in contact with each other and integrally joined, while the square pipe made of aluminum different from the square pipe that provides the component parts A plurality of them are arranged in parallel in the width direction while being in contact with each other on each side surface, and at least of the plurality of square pipes, the square pipe positioned at the outermost side in the width direction is brought into contact with the component. The plurality of square pipes and the component parts are respectively assembled by performing friction stir welding operations on the contact parts of the square pipes with the component parts and the contact parts of the square pipes. 6. The method of manufacturing an aluminum pipe frame according to claim 1, wherein at least a part of the contact portion is integrally joined to each other.

The method for manufacturing an aluminum pipe frame according to claim 7, wherein at least one of a plurality of square pipes different from the square pipe providing the component is configured to have a damping material therein. .