JP2004322160A

JP2004322160A - 金属筒状体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004322160A
Application number: JP2003121286A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Osame; 康弘納
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: CN1795062A; CN100395047C; JP4243134B2

Abstract

【課題】長尺、大型化が可能であり、しかも耐圧性に優れた金属筒状体を提供する。
【解決手段】全長にわたる複数の溶着部２ａにより複数の管構成部分２ｂが互いに溶着されているポートホール押出管２よりなる。すべての溶着部２ａにおいてポートホール押出管２の母材となる金属に改質処理を施し、結晶粒を微細化させる。好ましくは、ポートホール押出管２の改質処理を、摩擦攪拌接合用工具のプローブを用いて摩擦攪拌することにより施す。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば自動車、住宅、輸送機械等において、発電のための燃料となる高圧の燃料水素ガスや天然ガスが通される高圧配管に用いられる金属筒状体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属筒状体として、金属板をロールフォーミングして筒状とし、その突き合わせ部を高周波溶接してなる電縫管が広く用いられている。
【０００３】
ところで、電縫管は熱影響を受けて溶接部の強度が低下しているので、溶接部において応力集中による疲労破壊が発生するおそれがあり、高圧ガスが通される圧力配管については電縫管の使用は認可されていないのが現状である。
【０００４】
したがって、圧力配管として、マンドレル押出管やポートホール押出管などを用いることが考えられている。
【０００５】
しかしながら、マンドレル押出管は偏肉が生じやすく、しかも大径および／または長尺のものを得ることができないという問題がある。また、複雑な横断面形状のものを得ることができないという問題がある。一方、ポートホール押出管によればこのような問題を解決しうるが、次のような問題がある。すなわち、ポートホール押出管は、周知のごとく、ポートホールダイスのポート部においてビレットから流れてきた金属材料が一旦分離し、チャンバ部において分離した金属材料を再度溶着させることにより製造されるものであり、全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されたものであるが、強度および伸びなどの機械的性質や耐食性が溶着部では管構成部分に比べて劣り、圧力配管に用いた場合に、溶着部において応力集中によって破壊するおそれがある。
【０００６】
ところで、ポートホール押出管の溶着部を改質すれば、圧力配管への使用も可能になるのであると考えられる。ポートホール押出管の溶着部の耐食性を改善する方法としては、押出に用いられるビレットに種々の熱処理を施すことが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１７２３８７号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶着部の機械的性質を改善する方法については未だ知られておらず、ポートホール押出管の圧力配管への使用は見合わされているのが現状である。
【０００９】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、長尺、大型化が可能であり、しかも耐圧性に優れた金属筒状体およびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の態様からなる。
【００１１】
１）全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されているポートホール押出管よりなり、すべての溶着部においてポートホール押出管の母材となる金属に改質処理が施され、結晶粒が微細化されている金属筒状体。
【００１２】
２）ポートホール押出管の改質処理が、摩擦攪拌接合用工具のプローブを用いて摩擦攪拌することにより施されている上記１）記載の金属筒状体。
【００１３】
３）ポートホール押出管内に、補強用仕切が、ポートホール押出管内を複数の空間に仕切るように固定状に設けられている上記１）または２）記載の金属筒状体。
【００１４】
４）補強用仕切が、少なくとも２つの溶着部において、ポートホール押出管に摩擦攪拌接合されている上記３）記載の金属筒状体。
【００１５】
５）補強用仕切が、ポートホール押出管の管構成部分に一体に設けられている上記３）記載の金属筒状体。
【００１６】
６）燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えており、圧力配管が上記１）〜５）のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる燃料電池システム。
【００１７】
７）上記６）記載の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車。
【００１８】
８）上記６）記載の燃料電池システムを備えたコージェネレーションシステム。
【００１９】
９）天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が上記１）〜５）のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる天然ガス供給システム。
【００２０】
１０）上記９）記載の天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えており、圧力配管が天然ガスボンベから発電機駆動装置に天然ガスを送るようになっているコージェネレーションシステム。
【００２１】
１１）上記９）記載の天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えており、圧力配管が天然ガスボンベからエンジンに天然ガスを送るようになっている天然ガス自動車。
【００２２】
１２）酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が上記１）〜５）のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる酸素ガス供給システム。
【００２３】
１３）全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されているポートホール押出管における溶着部に、溶着部の両側の管構成部分に跨るように摩擦攪拌接合用工具のプローブを外側から埋入した後、ポートホール押出管とプローブとをポートホール押出管の長さ方向に相対的に移動させることにより、ポートホール押出管の母材となる金属を摩擦攪拌して結晶粒を微細化させることを特徴とする金属筒状体の製造方法。
【００２４】
１４）ポートホール押出管に埋入したプローブの先端とポートホール押出管の内周面との距離を、０．１ｍｍ以上でかつ管壁の肉厚の１／２以下とする上記１３）記載の金属筒状体の製造方法。
【００２５】
１５）押出機から出てきた押出直後のポートホール押出管の溶着部において、ポートホール押出管の母材となる金属を摩擦攪拌する上記１３）または１４）記載の金属筒状体の製造方法。
【００２６】
１６）ポートホール押出管内に、その内部を複数の空間に仕切るように補強用仕切を入れておき、少なくとも２つの溶着部においてポートホール押出管の母材となる金属を摩擦攪拌する際に、プローブを補強用仕切まで埋入し、補強用仕切をポートホール押出管に摩擦攪拌接合する上記１３）〜１５）のうちのいずれかに記載の金属筒状体の製造方法。
【００２７】
１７）ポートホール押出管の少なくとも２つの管構成部分に跨って補強用仕切を一体に押出成形しておく上記１３）〜１５）のうちのいずれかに記載の金属筒状体の製造方法。
【００２８】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図面を通じて同一部分および同一物には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２９】
以下の説明において、「アルミニウム」という用語には純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００３０】
実施形態１
この実施形態は図１〜図３に示すものである。
【００３１】
図１は実施形態１の金属筒状体を示し、図２および図３はその製造方法を示す。
【００３２】
図１において、金属筒状体（１）は、全長にわたる複数、ここでは４つの溶着部（２ａ）により複数、ここでは４つの管構成部分（２ｂ）が互いに溶着されている横断面円形のポートホール押出管（２）よりなり、各溶着部（２ａ）においてポートホール押出管（２）の母材となる金属に改質処理が施され、各溶着部（２ａ）を含む所定幅の帯状部分の結晶粒が微細化されているものである。改質部を（３）で示す。
【００３３】
ポートホール押出管（２）は、たとえばＪＩＳＡ２０００系合金、ＪＩＳＡ５０００系合金、ＪＩＳＡ６０００系合金およびＪＩＳＡ７０００系合金のうちのいずれかにより形成されている。
【００３４】
改質処理は、摩擦攪拌接合用工具のプローブを用いて摩擦攪拌することにより行われている。
【００３５】
なお、ポートホール押出管（２）の横断面形状は円形に限定されず、楕円形（数学的に定義される楕円形に限らず、楕円形に近い形状、たとえば長円形も含む）やその他の異形であってもよい。
【００３６】
次に、金属筒状体（１）の製造方法を図２および図３を参照して説明する。
【００３７】
まず、ポートホール押出機（５）によって、全長にわたる複数の溶着部（２ａ）により複数の管構成部分（２ｂ）が互いに溶着されているポートホール押出管（２）を押出成形する。また、押出機（５）の出口の外側に、ポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）と同数の摩擦攪拌用工具（６）を、溶着部（２ａ）と対応する位置に来るように配置しておく。摩擦攪拌接合用工具（６）は、先端部にテーパ部を介して小径部（７ａ）が同軸上に一体に形成された円柱状回転子（７）と、回転子（７）の小径部（７ａ）の端面に小径部（７ａ）と同軸上に一体に形成されかつ小径部（７ａ）よりも小径であるピン状プローブ（８）とを備えている（図３参照）。回転子（７）およびプローブ（８）は、ポートホール押出管（２）よりも硬質でかつ接合時に発生する摩擦熱に耐えうる耐熱性を有する材料で形成されている。
【００３８】
そして、ポートホール押出管（２）の押出成形を一旦停止し、摩擦攪拌接合用工具（６）を回転させながら、押出機（５）から出てきた押出直後のポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）の端部に、溶着部（２ａ）の両側の管構成部分（２ｂ）に跨るようにプローブ（８）を外側から埋入するとともに、工具（６）における小径部（７ａ）とプローブ（８）との間の肩部を、ポートホール押出管（２）の外周面に押し付ける（図３参照）。このとき、埋入したプローブ（８）の先端とポートホール押出管（２）の内周面との距離を、０．１ｍｍ以上でかつ管壁の肉厚の１／２以下とすることが好ましい。この距離が０．１ｍｍ未満であると、後述するプローブ（８）による攪拌混合の際にポートホール押出管（２）の内周面に長さ方向に伸びるＶ溝が形成され、十分な耐圧性が得られなくなるおそれがある。また、管壁の肉厚の１／２を越えると、管壁の肉厚全体のうち改質される部分の厚さが薄くなり、溶着部（２ａ）の強度および伸びなどの機械的性質の改善が不十分で、やはり十分な耐圧性が得られなくなるおそれがある。なお、押出機（５）から出てきた押出直後のポートホール押出管（２）の温度は熱間加工温度のままである。また、上記肩部の押し付けにより、後述する攪拌開始時および攪拌途中に生じることのある軟化部の肉の飛散を防止して良好な攪拌状態を得ることができるとともに、ポートホール押出管（２）と上記肩部との摺動によって摩擦熱をさらに発生させてプローブ（８）とポートホール押出管（２）との接触部およびその近傍の軟化を促進することができ、しかもポートホール押出管（２）の外周面へのバリ等の凹凸の発生を防止することができる。
【００３９】
ついで、ポートホール押出管（２）の押出成形を再開することにより、ポートホール押出管（２）と摩擦攪拌接合用工具（６）とを相対的に移動させることによって、プローブ（８）を溶着部（２ａ）に沿ってポートホール押出管（２）の長さ方向に移動させる。すると、プローブ（８）の回転により発生する摩擦熱と、ポートホール押出管（２）と上記肩部との摺動により発生する摩擦熱とによって、溶着部（２ａ）およびその近傍（図３に鎖線Ａで示す範囲）においてポートホール押出管（２）の母材である金属は軟化するとともに、この軟化部がプローブ（８）の回転力を受けて攪拌混合され、さらにこの軟化部がプローブ（８）通過溝を埋めるように塑性流動した後、摩擦熱を急速に失って冷却固化するという現象が、プローブ（８）の移動に伴って繰り返されることにより、溶着部（２ａ）およびその近傍の母材となる金属が摩擦攪拌混合され、改質されて結晶粒が微細化する。こうして、金属筒状体（１）が連続的に製造される。
【００４０】
なお、上述した金属筒状体（１）の製造は、ポートホール押出管（２）を連続的に押出成形するに当たって、これを所定長さ毎に切断することにより行われるが、最後に製造された金属筒状体（１）のプローブ（８）引き抜き位置には穴が形成されるので、この穴が存在する部分を切除する。また、最後の金属筒状体（１）を製造するにあたって、押出機（５）から完全に出たポートホール押出管（２）の終端面における溶着部（２ａ）と対応する位置に当て部材を配置しておき、プローブ（８）を当て部材まで移動させた後引き抜くようにすれば、金属筒状体（１）にプローブ（８）引き抜き穴が生じることはなくなる。
【００４１】
実施形態１においては、押出直後で熱間加工温度にある間に、摩擦攪拌接合用工具（６）のプローブ（８）を用いて、ポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）に改質処理を施しているが、これに限定されるものではなく、押出成形されかつ冷却された後のポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）に改質処理を施してもよい。
【００４２】
実施形態２
この実施形態は図４〜図６に示すものである。
【００４３】
図４は実施形態２の金属筒状体を示し、図５および図６は金属筒状体の製造方法を示す。
【００４４】
図４に示すように、金属筒状体（１０）は、ポートホール押出管（２）内に、その全長にわたる補強用仕切（１１）が、ポートホール押出管（２）内を複数の空間に仕切るように固定状に設けられたものである。補強用仕切（１１）は、ポートホール押出管（２）の中心線上から放射状に伸びる溶着部（２ａ）と同数、ここでは４つの仕切壁（１１ａ）が一体に設けられたものであり、その横断面形状はここでは十字状である。仕切壁（１１ａ）の先端部は、溶着部（２ａ）において、ポートホール押出管（２）に摩擦攪拌接合されている。補強用仕切（１１）は、たとえばＪＩＳＡ２０００系合金、ＪＩＳＡ５０００系合金、ＪＩＳＡ６０００系合金およびＪＩＳＡ７０００系合金のうちのいずれかにより形成形成されている。
【００４５】
ここで、ポートホール押出管（２）と補強用仕切（１１）は、同じ材料で形成されていてもよいし、あるいは異なる材料で形成されていてもよい。
【００４６】
なお、ポートホール押出管（２）の横断面形状は円形に限定されず、楕円形（数学的に定義される楕円形に限らず、楕円形に近い形状、たとえば長円形も含む）やその他の異形であってもよい。
【００４７】
また、図４においては、補強用仕切（１１）の仕切壁（１１ａ）の数はポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）と同数であり、すべての溶着部（２ａ）において仕切壁（１１ａ）がポートホール押出管（２）に接合されているが、これに限るものではなく、胴（２）内を複数の空間に仕切ることができるのであれば、仕切壁（１１ａ）の数は溶着部（２ａ）の数よりも少なくてもよい。この場合、すべての溶着部（２ａ）のうちの仕切壁（１１ａ）と対応する位置の溶着部（２ａ）において、仕切壁（１１ａ）がポートホール押出管（５）に接合される。
【００４８】
次に、金属筒状体（１０）の製造方法を図５および図６を参照して説明する。
【００４９】
まず、全長にわたる複数の溶着部（２ａ）により複数の管構成部分（２ｂ）が互いに溶着されているポートホール押出管（２）を押出成形し、所定の長さに切断する。また、補強用仕切（１１）を押出成形し、切断されたポートホール押出管（２）と同じ長さに切断する。
【００５０】
ついで、切断されたポートホール押出管（２）内に、切断された補強用仕切（１１）を、各仕切壁（１１ａ）の先端がポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）に合致した位置に来るように挿入する（図５参照）。このとき、仕切壁（１１ａ）の先端をポートホール押出管（２）の内周面に密接させる。
【００５１】
ついで、摩擦攪拌接合用工具（６）を回転させながら、ポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）の端部に、溶着部（２ａ）の両側の管構成部分（２ｂ）に跨るようにプローブ（８）を外側から埋入するとともに、工具（６）における小径部（７ａ）とプローブ（８）との間の肩部を、ポートホール押出管（２）の外周面に押し付ける。このとき、プローブ（８）を、その先端部が補強用仕切（１１）の仕切壁（１１ａ）まで埋入させる（図６参照）。なお、上記肩部をポートホール押出管（２）の外周面に押し付けることによる作用は、実施形態１で述べた通りである。
【００５２】
ついで、ポートホール押出管（２）と摩擦攪拌接合用工具（６）とを相対的に移動させることによって、プローブ（８）を溶着部（２ａ）に沿ってポートホール押出管（２）の長さ方向に移動させる。すると、実施形態１の場合と同様に、ポートホール押出管（２）の溶着部（２ａ）およびその近傍（図６に鎖線Ｂで示す範囲）において母材となる金属が摩擦攪拌混合され、改質されて結晶粒が微細化する。これと同時に、プローブ（８）の回転により発生する摩擦熱によって、仕切壁（１１ａ）の先端部（図６に鎖線Ｂで示す範囲）において母材となる金属が軟化するとともに、この軟化部がプローブ（８）の回転力を受けて攪拌混合され、さらにこの軟化部がプローブ（８）通過溝を埋めるように塑性流動した後、摩擦熱を急速に失って冷却固化するという現象が、プローブ（８）の移動に伴って繰り返されることにより、ポートホール押出管（２）と仕切壁（１１ａ）とが接合される。こうして、金属筒状体（１０）が製造される。
【００５３】
なお、上述した金属筒状体（１０）を製造するにあたって、ポートホール押出管（２）の両端面における溶着部（２ａ）と対応する位置に当て部材を配置しておき、プローブ（８）を一方の当て部材に埋入して溶着部（２ａ）の改質および仕切壁（１１ａ）の接合を行った後、プローブ（８）を他方の当て部材まで移動させて引き抜くようにすれば、金属筒状体（１）にプローブ（８）引き抜き穴が生じることはなくなる。ここで、プローブ（８）を埋入させるための当て部材は必ずしも必要としない。
【００５４】
実施形態３
この実施形態は図７に示すものである。
【００５５】
図７において、この実施形態の金属筒状体（１５）のポートホール押出管（２）は、横断面楕円形である。その他の構成は実施形態２の金属筒状体（１０）と同じであり、実施形態２の金属筒状体（１０）と同様な方法で製造される。
【００５６】
実施形態４
この実施形態は図８に示すものである。
【００５７】
図８において、この実施形態の金属筒状体（２０）は、ポートホール押出管（２）内に、その全長にわたる補強用仕切（２１）が、ポートホール押出管（２）内を複数の空間に仕切るように一体に設けられたものである。補強用仕切（２１）は横断面十字状であって、ポートホール押出管（２）の各管構成部分（２ｂ）に一体に設けられかつポートホール押出管（２）の中心線側に伸びた複数の仕切壁（２１ａ）が、当該中心線上で一体化されている。すなわち、補強用仕切（２１）はポートホール押出管（２）と一体に押出成形されたものであり、各仕切壁（２１ａ）は管構成部分（２ｂ）と一体で、ポートホール押出管（２）の中心線上において溶着されている。この溶着部を（２２）で示す。
【００５８】
なお、ポートホール押出管（２）の横断面形状は円形に限定されず、楕円形（数学的に定義される楕円形に限らず、楕円形に近い形状、たとえば長円形も含む）やその他の異形であってもよい。
【００５９】
金属筒状体（２０）は、実施形態１の金属筒状体（１）と同様な方法で製造される。
【００６０】
上記実施形態１〜４の金属筒状体（１）（１０）（１５）（２０）は、燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えている燃料電池システムにおいて、圧力配管として用いられる。このような燃料電池システムは、燃料電池自動車に搭載されたり、あるいはしコージェネレーションシステムに使用される。
【００６１】
また、金属筒状体（１）（１０）（１５）（２０）は、天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えている天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えているコージェネレーションシステムにおいて、天然ガスボンベから発電機駆動装置に天然ガスを送る圧力配管として用いられる。
【００６２】
また、金属筒状体（１）（１０）（１５）（２０）は、天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えている天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えている天然ガス自動車において、天然ガスボンベからエンジンに天然ガスを送る圧力配管として用いられる。
【００６３】
さらに、金属筒状体（１）（１０）（１５）（２０）は、酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えている酸素ガス供給システムにおいて、圧力配管として用いられる。
【００６４】
但し、この発明による金属筒状体の用途は、上記のような圧力配管に限定されない。
【００６５】
【発明の効果】
上記１）および２）の金属筒状体によれば、全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されているポートホール押出管よりなり、すべての溶着部においてポートホール押出管の母材となる金属に改質処理が施され、結晶粒が微細化されているので、溶着部の強度および伸びなどの機械的性質や耐食性が改善される。したがって、この金属筒状体の耐圧性が優れたものになり、たとえば高圧ガスを流す圧力配管などの耐圧管に用いたとしても、溶着部での破壊が防止される。また、偏肉が生じることはなく、しかも長尺、大型化を図ることができる。さらに、複雑な横断面形状のものを得ることができる。
【００６６】
上記３）〜５）の金属筒状体によれば、耐圧性が一層優れたものになる。
【００６７】
上記１３）の金属筒状体の製造方法によれば、上記１）および２）の金属筒状体を比較的簡単に製造することができる。
【００６８】
上記１４）の金属筒状体の製造方法によれば、製造された金属筒状体の耐圧性が確実に向上する。
【００６９】
上記１５）の金属筒状体の製造方法によれば、冷間加工温度まで温度が低下したポートホール押出管を用いる場合に比べて製造速度が速くなり、生産効率が向上する。冷間加工温度まで温度が低下したポートホール押出管を用いて上記１３）の方法で金属筒状体を製造する場合、プローブの回転により発生する摩擦熱によって、溶着部およびその近傍においてポートホール押出管を軟化させるまでに時間がかかるからである。また、上記１７）の金属筒状体の製造方法によれば、金属筒状体の製造後の溶体化処理を均一に施すことが可能になり、機械的性質が安定する。冷間加工温度まで温度が低下したポートホール押出管を用いて上記１３）の方法で金属筒状体を製造する場合、ポートホール押出管の温度が溶着部およびその近傍において局部的に上昇し、金属筒状体の製造後の溶体化処理が不均一になるおそれがある。さらに、上記１７）の金属筒状体の製造方法によれば、ポートホール押出管の押出成形の初期段階において管構成部分どうしの間に溶着不良が発生していたとしても、この溶着不良を解消することができる。
【００７０】
上記１６）の金属筒状体の製造方法によれば、上記３）および４）の金属筒状体を比較的簡単に製造することができる。
【００７１】
上記１７）の金属筒状体の製造方法によれば、上記３）および５）の金属筒状体を比較的簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１の金属筒状体を示す部分斜視図である。
【図２】同じく実施形態１の金属筒状体の製造方法を示す部分斜視図である。
【図３】同じく実施形態１の金属筒状体の製造方法を示す部分拡大断面図である。
【図４】この発明の実施形態２の金属筒状体を示す部分斜視図である。
【図５】同じく実施形態２の金属筒状体の製造方法を示す部分斜視図である。
【図６】同じく実施形態２の金属筒状体の製造方法を示す部分拡大断面図である。
【図７】この発明の実施形態３の金属筒状体を示す横断面図である。
【図８】この発明の実施形態４の金属筒状体を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
（１）（１０）（１５）（２０）：金属筒状体
（２）：ポートホール押出管
（２ａ）：溶着部
（２ｂ）：管構成部分
（３）：改質部
（５）：ポートホール押出機
（６）：摩擦攪拌接合用工具
（８）：プローブ
（１１）（２１）：補強用仕切
（１１ａ）（２１ａ）：仕切壁

Claims

全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されているポートホール押出管よりなり、すべての溶着部においてポートホール押出管の母材となる金属に改質処理が施され、結晶粒が微細化されている金属筒状体。
ポートホール押出管の改質処理が、摩擦攪拌接合用工具のプローブを用いて摩擦攪拌することにより施されている請求項１記載の金属筒状体。
ポートホール押出管内に、補強用仕切が、ポートホール押出管内を複数の空間に仕切るように固定状に設けられている請求項１または２記載の金属筒状体。
補強用仕切が、少なくとも２つの溶着部において、ポートホール押出管に摩擦攪拌接合されている請求項３記載の金属筒状体。
補強用仕切が、ポートホール押出管の管構成部分に一体に設けられている請求項３記載の金属筒状体。
燃料水素ガスボンベ、燃料電池、および燃料水素ガスボンベから燃料電池に燃料水素ガスを送る圧力配管を備えており、圧力配管が請求項１〜５のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる燃料電池システム。
請求項６記載の燃料電池システムを搭載した燃料電池自動車。
請求項６記載の燃料電池システムを備えたコージェネレーションシステム。
天然ガスボンベおよび天然ガスボンベから天然ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が請求項１〜５のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる天然ガス供給システム。
請求項９記載の天然ガス供給システムと、発電機と、発電機駆動装置を備えており、圧力配管が天然ガスボンベから発電機駆動装置に天然ガスを送るようになっているコージェネレーションシステム。
請求項９記載の天然ガス供給システムと、天然ガスを燃料とするエンジンとを備えており、圧力配管が天然ガスボンベからエンジンに天然ガスを送るようになっている天然ガス自動車。
酸素ガスボンベおよび酸素ガスボンベから酸素ガスを送り出す圧力配管を備えており、圧力配管が請求項１〜５のうちのいずれかに記載された金属筒状体よりなる酸素ガス供給システム。
全長にわたる複数の溶着部により複数の管構成部分が互いに溶着されているポートホール押出管における溶着部に、溶着部の両側の管構成部分に跨るように摩擦攪拌接合用工具のプローブを外側から埋入した後、ポートホール押出管とプローブとをポートホール押出管の長さ方向に相対的に移動させることにより、ポートホール押出管の母材となる金属を摩擦攪拌して結晶粒を微細化させることを特徴とする金属筒状体の製造方法。
ポートホール押出管に埋入したプローブの先端とポートホール押出管の内周面との距離を、０．１ｍｍ以上でかつ管壁の肉厚の１／２以下とする請求項１３記載の金属筒状体の製造方法。
押出機から出てきた押出直後のポートホール押出管の溶着部において、ポートホール押出管の母材となる金属を摩擦攪拌する請求項１３または１４記載の金属筒状体の製造方法。
ポートホール押出管内に、その内部を複数の空間に仕切るように補強用仕切を入れておき、少なくとも２つの溶着部においてポートホール押出管の母材となる金属を摩擦攪拌する際に、プローブを補強用仕切まで埋入し、補強用仕切をポートホール押出管に摩擦攪拌接合する請求項１３〜１５のうちのいずれかに記載の金属筒状体の製造方法。
ポートホール押出管の少なくとも２つの管構成部分に跨って補強用仕切を一体に押出成形しておく請求項１３〜１５のうちのいずれかに記載の金属筒状体の製造方法。