KR101657021B1 - 중공 용기의 제조 방법 및 부재의 접합 방법 - Google Patents

Abstract

저부(11)와 저부(11)에 세워 설치된 측벽부(12)와 측벽부(12)의 단부에 형성된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 접합부(13)를 구비한 제1 부재(2)와, 제1 부재(2)의 개구를 막는 제2 부재(3)를 준비하는 준비 공정과, 접합부(13)와 제2 부재(3)를 면접촉시키면서, 제1 부재(2) 및 제2 부재(3)를 상대적으로 또한 직선적으로 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하는 중공 용기의 제조 방법이며, 접합부(13)는, 한 쌍의 긴 변부(13a)와, 한 쌍의 짧은 변부(13b)와, 긴 변부(13a)와 짧은 변부(13b)를 연결하는 4개의 코너부(13c)를 갖고, 4개의 코너부(13c) 중 적어도 1개의 외측 코너부가 모따기되어 있다.

Description

중공 용기의 제조 방법 및 부재의 접합 방법{METHOD FOR PRODUCING HOLLOW CONTAINER AND METHOD FOR BONDING MEMBERS}

본 발명은 중공 용기의 제조 방법 및 부재의 접합 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 특허문헌 1에는 원통 형상을 나타내는 금속 부재끼리를 마찰 압접에 의해 접합하는 방법이 개시되어 있다. 이 접합 방법은, 원통 형상의 금속 부재의 단부면끼리를 압박하면서 중심축 주위로 고속 회전시킴으로써, 접합면에 마찰열을 발생시켜 양쪽 부재를 접합한다는 것이다.

일본 특허 출원 공개 평8-215863호 공보

한편, 금속 부재끼리를 맞댄 맞댐부가 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타내는 경우, 금속 부재끼리를 회전시켜 접합할 수 없기 때문에, 금속 부재끼리를 직선 형상으로 왕복 이동시켜 접합하는 것이 생각되어진다. 도 23은 과제를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 접합 전의 분해 사시도, (b)는 접합 후의 모식 평면도이다. 여기에서는, 평면에서 보아 직사각형의 본체부(801)와, 평면에서 보아 직사각형의 덮개부(802)를 마찰 압접에 의해 접합하여 중공 용기를 제조하는 경우를 예시한다. 본체부(801)는, 직사각형을 나타내는 저부(803)와, 저부(803)에 세워 설치된 프레임 형상의 측벽부(804)를 갖는다. 측벽부(804)의 긴 변부 및 짧은 변부의 벽 두께는 동일하게 되어 있다. 덮개부(802)는 본체부(801)의 개구를 덮는 판상 부재이다.

이와 같은 평면에서 보아 직사각형의 부재에 대하여 마찰 압접을 행할 때에는, 측벽부(804)의 상면과 덮개부(802)의 하면을 맞댄 후, 예를 들어 도 23의 (b)에 도시한 바와 같이, 측벽부(804)의 긴 변부의 연장 방향에 대하여 평행하게, 본체부(801)와 덮개부(802)를 상대적으로 왕복 이동시켜 접합하는 것이 생각되어진다. 그러나, 상기한 방법에 의해 마찰 압접을 행하면, 코너부에 있어서의 접합이 불충분해져, 중공 용기의 수밀성 및 밀폐성이 저하된다는 문제가 있다.

또한, 도 24는 과제를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 접합 전의 분해 사시도, (b)는 접합 전의 단면도, (c)는 접합 후의 단면도이다.

도 24의 (a)에 도시한 바와 같이, 여기서는, 제1 부재(901)와 제2 부재(910)를 마찰 압접에 의해 접합하는 경우를 예시한다. 제1 부재(901)는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측벽부(902)와, 측벽부(902)에 등간격으로 배치된 구획부(903)를 갖는다. 제2 부재(910)는, 평면에서 보아 직사각형의 저부(911)와, 저부(911)에 수직 하강하는 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측벽부(912)를 갖는다.

이와 같은 평면에서 보아 직사각형의 부재에 대하여 마찰 압접을 행할 때에는, 도 24의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 부재(901)의 외측을 고정 지그(920)로 이동 불가능하게 구속하면서, 측벽부(902)의 상단부면과 측벽부(912)의 하단부면끼리를 맞댄다. 그리고, 측벽부(902)의 세로변부(905)의 길이 방향과 평행하게 제1 부재(901) 및 제2 부재(910)를 상대적으로 왕복 이동시켜 접합하는 것이 생각되어진다.

도 24의 (c)에 도시한 바와 같이, 고정 지그(920)로 제1 부재(901)의 외측을 고정하고 있기 때문에, 마찰 압접에 의해 제1 부재(901)의 가로변부(906)에 판 두께 방향의 응력이 작용하면, 가로변부(906)의 선단이 내측으로 쓰러져, 접합 불량으로 된다고 하는 문제가 있다. 또한, 제1 부재(901)와 제2 부재(910)의 외면이 움푹 들어가 버려, 의장성 등에도 악영향을 미친다고 하는 문제가 있다.

또한, 예를 들어 측벽부(902)와 구획부(903)로 둘러싸인 공간을 유체의 유로로서 이용하는 경우는, 가로변부(906)의 쓰러짐에 의해 당해 유로가 폐색된다고 하는 문제가 있다.

이러한 관점에서, 본 발명은, 수밀성 및 기밀성을 높일 수 있는 중공 용기의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은, 측벽부의 쓰러짐을 방지할 수 있는 부재의 접합 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 저부와 상기 저부에 세워 설치된 측벽부와 상기 측벽부의 상측에 형성된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 접합부를 구비한 알루미늄 합금제의 제1 부재 및 상기 제1 부재의 개구를 막는 알루미늄 합금제의 제2 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 접합부와 상기 제2 부재를 면접촉시키면서, 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고, 상기 접합부는, 한 쌍의 긴 변부와, 한 쌍의 짧은 변부와, 상기 긴 변부와 상기 짧은 변부를 연결하는 4개의 코너부를 갖고, 4개의 상기 코너부의 모든 외측 코너부에 둥근 모따기에 의해 모따기부가 형성되어 있고, 상기 접합부의 긴 변부의 벽 두께를 T1로 하고, 상기 접합부의 짧은 변부의 벽 두께를 T2로 하면, T2>T1이며, 상기 마찰 압접 공정에서는, 상기 긴 변부와 실질적으로 평행한 기준선을 따라 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 상대적으로 또한 직선적으로 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 것을 특징으로 한다.

이러한 방법에 의하면, 접합부의 코너부의 외측 코너부가 모따기되어 있기 때문에, 모따기되어 있지 않은 경우와 비교하여 코너부의 벽 두께가 얇아진다. 이에 의해, 마찰 압접을 행할 때에, 코너부에 작용하는 단위 면적당의 압력 및 마찰열의 저하를 억제할 수 있기 때문에, 코너부에 있어서의 접합성이 향상된다. 따라서, 중공 용기의 수밀성 및 기밀성을 높일 수 있다.

또한, 4개의 상기 코너부의 모든 외측 코너부에 둥근 모따기에 의해 모따기부가 형성되어 있어서, 제1 부재와 제2 부재를 보다 밸런스 좋게 접합할 수 있다.

또한, 모따기의 곡률 반경을 R로 하고, 상기 접합부의 긴 변부의 벽 두께를 T1로 하면, (R/T1)×100≥25를 만족시키는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 압력 저하율을 내릴 수 있다. 즉, 중공 용기의 수밀성 및 기밀성을 높일 수 있다. 한편, 이 조건을 만족시킬 수 없으면, 압력 저하율의 상승을 초래하여, 수밀성 및 기밀성이 저하된다.

또한, 상기 접합부의 긴 변부의 벽 두께를 T1로 하고, 상기 접합부의 짧은 변부의 벽 두께를 T2로 하면, T2>T1인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 중공 용기의 수밀성 및 기밀성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 부재에는 복수의 유로 구멍이 형성되어 있고, 상기 제2 부재에는 복수의 상기 유로 구멍에 연통하는 헤더 유로 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 유로 구멍 및 헤더 유로 구멍을 구비한 중공 용기를 용이하게 제조할 수 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제1 부재, 및 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제2 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 측벽부의 단부면끼리를 맞대어 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부를 형성하는 맞댐 공정과, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를, 상기 세로변부와 평행하게 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는 알루미늄 합금 재료로 이루어지고, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재에 있어서의 각각의 상기 측벽부의 외주면의 모든 외측 코너부가 외측으로 볼록한 곡면으로 되고, 상기 곡면의 곡률 반경을 상기 가로변부의 길이 방향의 전체 길이로 나눈 값이 각각 0.3 이상으로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

이러한 방법에 의하면, 판 두께 방향의 응력을 받는 가로변부에 외측으로 볼록해지는 곡면을 구비하고 있다. 이에 의해, 당해 곡면이 없는 경우와 비교하여 가로변부의 판 두께 방향의 강성을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 측벽부의 쓰러짐을 방지할 수 있다.

또한, 상기 가로변부의 한 쌍의 외측 코너부에 있어서, 상기 곡면의 곡률 반경을 상기 가로변부의 길이 방향의 전체 길이로 나눈 값이 각각 0.3 이상으로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

이러한 방법에 의하면, 측벽부의 쓰러짐을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제1 부재와, 상기 제1 부재에 대향하는 제2 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 측벽부의 단부면과 상기 제2 부재 중 상기 단부면과 대향하는 대향면을 맞대어 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부를 형성하는 맞댐 공정과, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를, 상기 세로변부와 평행하게 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고, 상기 측벽부의 내주면의 내측 코너부 중, 적어도 상기 가로변부의 한 쌍의 내측 코너부가 외측으로 볼록한 곡면으로 되도록 상기 제1 부재를 준비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제1 부재와, 상기 제1 부재에 대향하는 제2 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 측벽부의 단부면과 상기 제2 부재 중 상기 단부면과 대향하는 대향면을 맞대어 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부를 형성하는 맞댐 공정과, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를, 상기 세로변부와 평행하게 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고, 상기 가로변부가 외측으로 볼록해지는 만곡 형상으로 되도록 상기 제1 부재를 준비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 방법에 의하면, 판 두께 방향의 응력을 받는 가로변부의 일부 또는 전부에 외측으로 볼록해지는 곡면을 구비하고 있다. 이에 의해, 당해 곡면이 없는 경우와 비교하여 가로변부의 판 두께 방향의 강성을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 측벽부의 쓰러짐을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제1 부재와, 상기 제1 부재에 대향하는 제2 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 측벽부의 단부면과 상기 제2 부재 중 상기 단부면과 대향하는 대향면을 맞대어 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부를 형성하는 맞댐 공정과, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를, 상기 세로변부와 평행하게 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고, 상기 측벽부의 상기 단부면 부근에 있어서, 상기 가로변부가 외측으로 경도한 상기 제1 부재를 준비하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 가로변부를 소성 변형시킴으로써 상기 가로변부를 외측으로 경도시켜도 된다.

이러한 방법에 의하면, 판 두께 방향의 응력을 받는 가로변부를 미리 외측으로 경도시킴으로써, 마찰 압접에 의해 발생하는 변형과 상쇄되기 때문에, 접합 후의 측벽부의 쓰러짐을 방지할 수 있다.

또한, 상기 마찰 압접 공정 후에, 마찰 압접 공정에서 발생한 버어를 용가재로 하여, 상기 맞댐부를 따라서 용접을 실시하는 용접 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 방법에 의하면, 접합된 부재의 외면을 깨끗하게 마무리할 수 있다.

본 발명에 따른 중공 용기의 제조 방법에 의하면, 수밀성 및 기밀성이 높은 중공 용기를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 부재의 접합 방법에 의하면, 측벽부의 쓰러짐을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 중공 용기의 분해 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 중공 용기의 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 분해 사시도이다.
도 5는 제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 단면도이다.
도 6의 (a)는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이고, (b)는 (a)의 A부의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 분해 사시도이다.
도 8은 제3 실시 형태에 관한 제1 부재의 평면도이다.
도 9는 제3 실시 형태에 관한 제2 부재의 평면도이다.
도 10은 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 단면도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법의 맞댐 공정을 도시하는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 중공 용기의 분해 사시도이다.
도 14는 제5 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법을 도시하는 도면이며, (a)는 준비 공정을 도시하는 사시도이고, (b)는 맞댐 공정을 도시하는 측면도이다.
도 15는 실시예 1에 관한 시험편을 도시하는 도면이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.
도 16은 실시예 1에 관한 시험체의 접합 조건 및 시험 결과를 나타내는 표이다.
도 17은 실시예 1에 관한 제1 부재 및 제2 부재의 재질마다의 접합 조건을 나타내는 표이다.
도 18은 R/T1과 압력 저하율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19는 실시예 2에 관한 중공 용기를 도시하는 분해 사시도이다.
도 20의 (a)는 실시예 2에 관한 제1 부재를 도시하는 평면도이고, (b)는 실시예 2의 변형량의 측정 방법을 도시하는 측단면도이다.
도 21은 실시예 2의 조건 및 결과를 나타내는 표이다.
도 22는 실시예 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 23은 과제를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 접합 전의 분해 사시도, (b)은 접합 후의 모식 평면도이다.
도 24는 과제를 설명하기 위한 도면이며, (a)은 접합 전의 분해 사시도, (b)는 접합 전의 단면도, (c)는 접합 후의 단면도이다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 실시 형태의 중공 용기의 제조 방법에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 제조된 중공 용기는, 예를 들어 내부에 유체를 흘려 전열 부재로서 사용된다.

중공 용기(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 부재(2)와, 제2 부재(3)로 구성된다. 제1 부재(2) 및 제2 부재(3)는, 모두 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 제1 부재(2) 및 제2 부재(3)는, 마찰 압접이 가능한 재료이면 되고, 다른 금속 재료나 수지이어도 된다. 먼저, 접합하기 전의 제1 부재(2)와 제2 부재(3)의 구성에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서의 상하, 좌우, 전후는 도 1의 상태를 기준으로 하고 있지만, 편의적인 것이며, 마찰 압접의 방향을 한정하는 것은 아니다.

제1 부재(2)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 저부(11)와, 저부(11)에 세워 설치된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측벽부(12)와, 측벽부(12)의 상측에 형성된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 접합부(13)로 주로 구성되어 있다. 제1 부재(2)의 중앙에는 오목부(14)가 형성되어 있다.

측벽부(12)는, 긴 변부(12a, 12a)와, 짧은 변부(12b, 12b)와, 긴 변부(12a)와 짧은 변부(12b)를 연결하는 코너부(12c, 12c, 12c, 12c)로 구성되어 있다.

긴 변부(12a, 12a)는 판상을 나타내며 서로 평행하게 배치되어 있다. 짧은 변부(12b, 12b)는 판상을 나타내며 서로 평행하게 배치되어 있다. 코너부(12c)는, 직육면체를 나타내고, 측벽부(12)의 4코너에 배치되어 있다. 코너부(12c)는, 긴 변부(12a) 및 짧은 변부(12b)와 동일한 높이로 되어 있다.

접합부(13)는, 측벽부(12)의 상단부면 상에 형성되어 있고, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타낸다. 접합부(13)는, 긴 변부(13a, 13a)와, 짧은 변부(13b, 13b)와, 긴 변부(13a)와 짧은 변부(13b)를 연결하는 코너부(13c, 13c, 13c, 13c)로 구성되어 있다. 접합부(13)의 높이는, 마찰 압접 공정에서의 업셋량에 따라서 적절히 설정하면 된다.

긴 변부(13a, 13a)는 판상을 나타내며 서로 평행하게 배치되어 있다. 긴 변부(13a)의 벽 두께와, 측벽부(12)의 긴 변부(12a)의 벽 두께는 동일한 치수로 되어 있다. 짧은 변부(13b, 13b)는 판상을 나타내며 서로 평행하게 배치되어 있다. 짧은 변부(13b)의 벽 두께와, 측벽부(12)의 짧은 변부(12b)의 벽 두께는 동일한 치수로 되어 있다.

코너부(13c)는 판상을 나타내며 접합부(13)의 4코너에 배치되어 있다. 코너부(13c)는, 긴 변부(13a) 및 짧은 변부(13b)와 동일한 높이로 되어 있다. 코너부(13c)의 내측 코너부에는 모따기부(13d)가 형성되어 있고, 외측 코너부에는 모따기부(13e)가 형성되어 있다. 모따기부(13d) 및 모따기부(13e)는 모두 둥근 모따기로 되어 있다. 모따기부(13e)의 곡률 반경은, 모따기부(13d)의 곡률 반경보다도 크게 되어 있다.

제2 부재(3)는 제1 부재(2)와 동등한 부재이다. 제2 부재(3)는 제1 부재(2)의 오목부(14)의 개구를 막는 부재이다. 제2 부재(3)의 각 부위에는, 제1 부재(2)와 마찬가지의 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제1 부재(2)와 제2 부재(3)를 맞댐으로써, 맞댐부(J1)가 형성된다. 제1 부재(2)의 접합부(13)의 상면(단부면)과, 제2 부재(3)의 접합부(13)의 하면(대향면)을 맞대면, 도 3에 도시한 바와 같이, 맞댐부(J1)의 형상은, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상으로 된다. 도 3의 해칭으로 나타내는 부분과 같이, 본 실시 형태에서는, 맞댐부(J1)와 접합부(13)의 상면 형상은 동등하게 된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 짧은 변부(13b)의 벽 두께 T2는, 긴 변부(13a)의 벽 두께 T1보다도 길게 되어 있다. 코너부(13c)의 외측 코너부는 모따기되어 있다. 그 때문에, 코너부(13c)의 벽 두께 T3은, 모따기되어 있지 않은 경우의 길이 T4보다도 짧게 되어 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에서는, 준비 공정과, 마찰 압접 공정과, 버어 절제 공정을 행한다.

준비 공정에서는, 상기한 제1 부재(2) 및 제2 부재(3)를 준비한다. 제1 부재(2) 및 제2 부재(3)의 모따기부(13d, 13e)는, 소형재에 대하여 모따기 가공을 실시해도 되고, 소형재에 미리 모따기부(13d, 13e)를 형성해 두어도 된다.

마찰 압접 공정에서는, 마찰 공정과 압접 공정을 행한다. 마찰 공정에서는, 제1 부재(2)의 접합부(13)의 상면(단부면)과, 제2 부재(3)의 접합부(13)의 하면(대향면)을 면접촉시키면서, 제1 부재(2)와 제2 부재(3)를 서로 근접하는 방향으로 압박한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 긴 변부(13a)와 실질적으로 평행한 기준선 C를 따라서, 제1 부재(2) 및 제2 부재(3)를 상대적으로 또한 직선적으로 왕복 이동시킨다. 본 실시 형태에서는, 제1 부재(2)는 이동시키지 않고, 제2 부재(3)만을 직선적으로 왕복 이동시키고 있다.

마찰 공정에 있어서의 조건은 적절히 설정하면 되지만, 주파수를 100 내지 260㎐, 진폭을 1.0 내지 2.0㎜, 마찰 압력을 20 내지 60㎫로 설정한다. 마찰 공정의 시간을 5 내지 10초 정도로 설정한다. 마찰 공정이 종료되면, 바로 압접 공정으로 이행한다.

압접 공정에서는, 제1 부재(2) 및 제2 부재(3)를 상대 이동시키지 않고 서로 근접하는 방향으로 압박한다. 압접 공정에 있어서의 조건은 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어 업셋 압력을 60 내지 80㎫, 시간을 3 내지 5초 정도로 설정한다.

마찰 공정에 의해 맞댐부(J1)에 마찰열이 발생한 후, 왕복 이동을 정지시키고, 압접 공정에 의해 접합부(13, 13)에 업셋 압력을 부여하면, 맞댐부(J1)에 분자 간 인력이 작용하여 제1 부재(2)의 접합부(13)의 상면과 제2 부재(3)의 접합부(13)의 하면이 결합한다. 또한, 마찰 공정 시에는, 제1 부재(2)의 접합부(13)의 상면과 제2 부재(3)의 접합부(13)의 하면이 서로 문질러져, 연화된 모재가 압출됨으로써 버어가 발생한다.

버어 절제 공정에서는, 측벽부(12, 12)의 외측면에 발생한 버어를, 커터 장치를 사용하여 절제한다. 이상의 공정에 의해 중공 용기(1)가 완성된다.

이상 설명한 중공 용기의 제조 방법에 의하면, 접합부(13)의 코너부(13c)는 외측 코너부가 모따기되어 있다. 그 때문에, 모따기되어 있지 않은 경우의 길이 T4보다도, 코너부(13c)의 벽 두께 T3이 짧게 되어 있다. 이에 의해, 마찰 압접 시에 코너부(13c)에 작용하는 단위 면적당의 압력 및 마찰열의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 중공 용기(1)의 수밀성 및 기밀성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 코너부(13c)의 접합성을 높이기 위해서, 마찰 압력을 크게 할 필요가 없기 때문에, 버어의 발생을 적게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태와 같이 4개의 코너부(13c)에 모따기부(13e)가 형성되어 있음으로써, 밸런스 좋게 접합할 수 있다. 또한, 모따기부(13e)를 둥근 모따기로 함으로써, 보다 밸런스 좋게 접합할 수 있다.

또한, 모따기부(13e)의 곡률 반경을 R로 하고, 접합부(13)의 긴 변부(13a)의 벽 두께 T1로 하면, (R/T1)×100≥25를 만족시키는 것이 바람직하다.

또한, 접합부(13)의 긴 변부(13a)의 벽 두께 T1과 짧은 변부(13b)의 벽 두께 T2의 관계가, T2>T1인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 중공 용기의 압력 저하율을 향상시킬 수 있다. 만약, T2≤T1이면, 왕복 이동 방향에 대한 짧은 변부(13b)의 두께가 얇아져 버려, 긴 변부(13a)에 비해 짧은 변부(13b)에서 발생하는 마찰열이 낮아진다. 이에 의해, 긴 변부(13a)와 짧은 변부(13b)의 밀착도가 불균형하게 되어 버린다. 한편, T2>T1로 설정함으로써, 긴 변부(13a) 및 짧은 변부(13b)에 발생하는 마찰열의 불균형을 시정하여 밸런스 좋게 접합할 수 있다.

<제2 실시 형태>

도 4는 제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 분해 사시도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 중공 용기(1A)는, 제1 부재(2A)와, 제2 부재(3A)로 구성되어 있다. 제2 실시 형태에서는, 제1 부재(2A)의 측벽부(42) 및 접합부(43)의 평단면이 동일한 형상인 점에서 제1 실시 형태와 상이하다. 또한, 중공 용기(1A)의 내부에는, 복수의 유로 구멍(45)과, 유로 구멍(45)을 연결하는 헤더 유로 구멍(64)이 형성되는 점에서 제1 실시 형태와 상이하다.

제1 부재(2A)는 저부(41)와, 저부(41)에 세워 설치된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측벽부(42)와, 측벽부(42)의 상부에 형성된 접합부(43)와, 측벽부(42) 및 접합부(43)의 상하 방향을 따라서 형성된 복수의 구획부(44)를 구비하고 있다. 제1 부재(2A)의 내부는, 구획부(44)에 의해, 복수의 공간으로 구획되어 있다. 당해 공간은, 유체를 유통시키기 위한 유로 구멍(45)으로 된다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 측벽부(42) 및 접합부(43)의 평단면은 동일한 형상으로 되어 있기 때문에, 측벽부(42)에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

접합부(43)는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타내고, 긴 변부(43a, 43a)와, 짧은 변부(43b, 43b)와, 긴 변부(43a)와 짧은 변부(43b)를 연결하는 코너부(43c, 43c, 43c, 43c)로 구성되어 있다.

긴 변부(43a, 43a)는 판상을 나타내며 서로 평행하게 배치되어 있다. 짧은 변부(43b, 43b)는 판상을 나타내며 서로 평행하게 배치되어 있다.

코너부(43c)의 내측 코너부에는 모따기부(43d)가 형성되어 있고, 외측 코너부에는 모따기부(43e)가 형성되어 있다. 모따기부(43d) 및 모따기부(43e)는 모두 둥근 모따기로 되어 있다. 모따기부(43e)의 곡률 반경은, 모따기부(43d)의 곡률 반경보다도 크게 되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제2 부재(3A)는, 저부(61)와, 저부(61)에 세워 설치된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 측벽부(62)와, 측벽부(62)의 하부에 설치된 접합부(63)와, 측벽부(62)의 내부에 형성된 헤더 유로 구멍(64)을 구비하고 있다. 헤더 유로 구멍(64)은, 제1 부재(2A)와 제2 부재(3A)가 접합되었을 때에, 유로 구멍(45)의 일단부측을 연결하는 부위이다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 측벽부(62) 및 접합부(63)의 평단면은 동일한 형상으로 되어 있기 때문에, 측벽부(62)에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

접합부(63)는, 긴 변부(63a, 63a)와, 짧은 변부(63b, 63b)와, 긴 변부(63a)와 짧은 변부(63b)를 연결하는 코너부(63c, 63c, 63c, 63c)로 구성되어 있다. 각 코너부(63c)의 내측 코너부에는 모따기부(63d)가 형성되어 있고, 외측 코너부에는 모따기부(63e)가 형성되어 있다. 모따기부(63d, 63e)는 모두 둥근 모따기로 되어 있다. 모따기부(63e)의 곡률 반경은, 모따기부(63d)의 곡률 반경보다도 크게 되어 있다.

긴 변부(43a, 63a)의 길이 및 벽 두께 T1은 동일한 치수로 되어 있다. 또한, 짧은 변부(43b, 63b)의 길이 및 벽 두께 T2는 동일한 치수로 되어 있다. 또한, 대향하는 코너부(43c, 63c)는 동일한 형상으로 되어 있다.

다음에, 제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에서는, 준비 공정과, 마찰 압접 공정과, 버어 절제 공정을 행한다.

준비 공정에서는, 제1 부재(2A)와 제2 부재(3A)를 준비한다.

마찰 압접 공정에서는, 마찰 공정과 압접 공정을 행한다. 제1 부재(2A)의 접합부(43)의 상면(단부면)에, 제2 부재(3A)의 접합부(63)의 하면(대향면)을 면접촉시키면서, 측벽부(42, 62)의 외측면끼리를 동일한 높이로 한다. 제1 부재(2A)의 접합부(43)의 상면과 제2 부재(3A)의 접합부(63)의 하면이 접촉한 부분이 「맞댐부(J2)」로 된다. 맞댐부(J2)는, 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상을 나타낸다. 맞댐부(J2)의 평면 형상은, 도 6의 해칭 부분으로 나타내는 바와 같이, 접합부(43)의 상면(단부면)과 동일한 형상으로 된다.

마찰 공정에서는, 제1 부재(2A)와 제2 부재(3A)를 서로 근접하는 방향으로 압박하면서, 도 6에 도시한 바와 같이, 긴 변부(43a)와 실질적으로 평행한 기준선 C를 따라서 제1 부재(2A)와 제2 부재(3A)를 상대적으로 또한 직선적으로 왕복 이동시킨다.

버어 절제 공정에서는, 측벽부(42, 62)의 외측면에 발생한 버어를, 커터 장치를 사용하여 절제한다. 이상의 공정에 의해 중공 용기(1A)가 완성된다.

이상 설명한 중공 용기의 제조 방법에 의하면, 접합부(43)의 코너부(43c)의 외측 코너부에는 모따기부(43e)가 형성되어 있다. 그 때문에, 모따기되어 있지 않은 경우의 길이 T4보다도, 코너부(43c)의 벽 두께 T3이 짧게 되어 있다. 이에 의해, 마찰 압접 시에 코너부(43c)에 작용하는 단위 면적당의 압력 및 마찰열의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 중공 용기(1)의 수밀성 및 기밀성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 복수의 유로 구멍(45)과, 복수의 유로 구멍(45)의 단부를 연결하는 헤더 유로 구멍(64)을 구비한 중공 용기(1A)를 용이하게 제조할 수 있다.

이상 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 범위에서, 적절히 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는, 제1 부재 및 제2 부재의 양쪽에 모따기부를 형성하였지만, 적어도 어느 한쪽에 모따기부가 형성되어 있으면 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 부재 및 제2 부재의 4코너 모두의 코너부에 모따기부를 형성하였지만, 어느 하나의 코너부에 모따기부를 형성하는 것만이어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 모따기부를 둥근 모따기(R 모따기)로 하였지만, 45° 모따기 등 직선 형상으로 모따기(C 모따기)를 행해도 된다.

또한, 예를 들어 제1 부재(2)와, 이 제1 부재(2)의 개구를 막는 금속판을 덮개 부재로 하여 중공 용기를 형성해도 된다. 이 경우는, 제1 부재(2)의 접합부(13)의 단부면과, 금속판의 하면(대향면)을 맞댐으로써, 접합부(13)의 단부면과 동등한 형상을 이루는 맞댐부(J1)가 형성된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 커터 장치를 사용하여 버어 절제 공정을 행하였지만, 버어 절제 공정 대신에, 외측면에 형성된 버어를 용가재로 하여 용접 공정을 행해도 된다. 버어를 용가재로 하여 용접을 행함으로써, 버어를 제거하여 외측면을 깨끗하게 할 수 있음과 함께, 만약, 접합 개소에 접합 결함이 있는 경우에 그 접합 결함을 용접 공정에서 보수할 수 있다.

[제3 실시 형태]

본 발명의 제3 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 부재의 접합 방법에서는, 금속 부재끼리를 접합하여 중공 용기(101)를 제조하는 경우를 예시한다. 중공 용기(101)는, 예를 들어 내부에 유체를 흘려 전열 부재로서 사용된다. 설명에 있어서의 「전후」, 「좌우」, 「상하」는 도 7의 화살표[제1 부재(102)를 기준으로 함]에 따른다.

중공 용기(101)는, 제1 부재(102)와, 제2 부재(103)로 구성된다. 제1 부재(102) 및 제2 부재(103)의 재료는, 마찰 압접이 가능한 금속 또는 수지라면 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는 모두 알루미늄 합금을 사용하고 있다. 또한, 제1 부재(102) 및 제2 부재(103)의 내력도 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 제1 부재(102)의 내력보다도 제2 부재(103)의 내력쪽이 커지도록 설정하고 있다. 즉, 후기하는 마찰 압접 공정 시에, 제1 부재(102)보다도 제2 부재(103)쪽이 연화되기 어렵게 되어 있다. 먼저, 접합하기 전의 제1 부재(102)와 제2 부재(103)의 구성에 대하여 설명한다.

제1 부재(102)는 저부(111)와, 저부(111)에 세워 설치된 평면에서 보아 대략 직사각형 프레임 형상의 제1 측벽부(112)와, 제1 측벽부(112)의 내부에 형성된 복수의 구획부(113)로 구성되어 있다. 제1 부재(102)는 전후 방향으로 대칭으로 형성되어 있다. 제1 부재(102)의 성형 방법은 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는 압출 성형에 의해 제1 측벽부(112)와 구획부(113)를 일체 성형한 후, 당해 성형품의 단부에 저부(111)를 용접하고 있다.

제1 측벽부(112)는 제1 세로변부(114, 114)와, 제1 가로변부(115, 115)로 구성되어 있다. 제1 세로변부(114, 114)는 판상을 나타내며 서로 이격하여 평행하게 배치되어 있다. 제1 가로변부(115, 115)는 판상을 나타내며 서로 이격하여 평행하게 배치되어 있다. 제1 세로변부(114)는 제1 가로변부(115)에 대하여 직각으로 되어 있다.

제1 측벽부(112)의 외주면은, 외면(114c, 114c) 및 외면(115c, 115c)으로 구성되어 있다. 제1 측벽부(112)의 내주면은, 내면(114d, 114d) 및 내면(115d, 115d)으로 구성되어 있다. 제1 세로변부(114)의 상단부면(114a)과 제1 가로변부(115)의 상단부면(115a)은 동일한 높이로 되어 있다. 제2 부재(103)에 맞대지는 「제1 맞댐면」은, 상단부면(114a, 114a)과, 상단부면(115a, 115a)으로 구성된다.

도 8에 도시한 바와 같이, 제1 세로변부(114)는 가상의 경계면(측단부면)(114b)까지로 한다. 또한, 제1 가로변부(115)는 가상의 경계면(측면)(115e)까지로 한다. 제1 세로변부(114)의 가상의 경계면(측단부면)(114b)은, 제1 가로변부(115)의 가상의 경계면(측면)(115e)에 접속되어 있다. 제1 가로변부(115)의 외면(115c)은, 제1 외면(115ca, 115ca)과, 제2 외면(115cb)과, 제3 외면(115cd, 115cd)으로 구성되어 있다.

제1 외면(115ca, 115ca)은, 제1 세로변부(114)의 외면(114c)에 연속하고 있고, 면내 방향이 전후 방향과 평행하게 되어 있다. 제2 외면(115cb)은, 제1 가로변부(115)의 전방측을 구성하는 면이다. 제2 외면(115cb)은, 면내 방향이 좌우 방향과 평행하게 되어 있다.

제3 외면(115cd)은, 제1 외면(115ca)과 제2 외면(115cb)을 연결하는 곡면이다. 제3 외면(115cd)은 외측으로 볼록하게 되어 있다. 제3 외면(115cd)은, 제1 외면(115ca)과 제2 외면(115cb)의 외측 코너부를 둥근 모따기하여 형성되어 있다.

제1 측벽부(112)의 내면(114d)과 내면(115d)의 내측 코너부에도 둥근 모따기에 의해 형성된 제1 내면(115da, 115da)이 형성되어 있다. 제1 내면(115da)은 외측으로 볼록해지도록 되어 있다.

구획부(113)는 판상을 나타내며 제1 세로변부(114, 114)에 대하여 직각으로 연결되어 있다. 구획부(113)는 등간격으로 복수매 배치되어 있다. 제1 측벽부(112)와 구획부(113)로 형성된 복수의 공간은, 유체가 흐르는 유로 P, P …로서 사용된다. 구획부(113)의 상단부면(113a)은, 상단부면(114a, 115a)과 동일한 높이로 되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 제2 부재(103)는, 저부(121)와, 저부(121)로부터 수직 하강한 평면에서 보아 대략 직사각형 프레임 형상의 제2 측벽부(122)로 구성되어 있다. 제2 부재(103)는 전후 방향으로 대칭으로 되어 있다. 제2 부재(103)의 내부에는, 저부(121)와 제2 측벽부(122)로 구성된 오목부 Q가 형성되어 있다. 제2 부재(103)의 성형 방법은 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는 다이캐스트에 의해 일체 성형되어 있다.

제2 측벽부(122)는 제2 세로변부(124, 124)와, 제2 가로변부(125, 125)로 구성되어 있다. 제2 세로변부(124, 124)는 판상을 나타내며 서로 이격하여 평행하게 배치되어 있다. 제2 가로변부(125, 125)는 판상을 나타내며 서로 이격하여 평행하게 배치되어 있다. 제2 세로변부(124)는 제2 가로변부(125)에 대하여 직각으로 되어 있다. 제2 세로변부(124)의 하단부면(124a)과 제2 가로변부(125)의 하단부면(125a)은 동일한 높이로 되어 있다. 제1 부재(102)에 맞대어지는 「제2 맞댐면(대향면)」은, 하단부면(124a, 124a)과, 하단부면(125a, 125a)으로 구성된다.

제2 측벽부(122)의 외주면은 외면(124c, 124c) 및 외면(125c, 125c)으로 구성되어 있다. 제2 측벽부(122)의 내주면은, 내면(124d, 124d) 및 내면(125d, 125d)으로 구성되어 있다. 제2 세로변부(124)의 길이 및 판 두께는, 제1 세로변부(114)의 길이 및 판 두께와 각각 동등하게 되어 있다. 또한, 제2 가로변부(125)의 길이 및 판 두께는, 제1 가로변부(115)의 길이 및 판 두께와 동등하게 되어 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 제2 세로변부(124)는 가상의 경계면(측단부면)(124b)까지로 한다. 또한, 제2 가로변부(125)는 가상의 경계면(측면)(125e)까지로 한다. 제2 세로변부(124)의 가상의 경계면(측단부면)(124b)은, 제2 가로변부(125)의 가상의 경계면(측면)(125e)에 접속되어 있다. 제2 가로변부(125)의 외면(125c)은, 제1 외면(125ca, 125ca)과, 제2 외면(125cb)과, 제3 외면(125cd, 125cd)으로 구성되어 있다.

제1 외면(125ca, 125ca)은, 제2 세로변부(124)의 외면(124c)에 연속하고 있으며, 면내 방향이 전후 방향과 평행하게 되어 있다. 제2 외면(125cb)은, 제2 가로변부(125)의 전방측을 구성하는 면이다. 제2 외면(125cb)은, 면내 방향이 좌우 방향과 평행하게 되어 있다.

제3 외면(125cd)은, 제1 외면(125ca)과 제2 외면(125cb)을 연결하는 곡면이다. 제3 외면(125cd)은 외측으로 볼록하게 되어 있다. 즉, 제3 외면(125cd)은, 제1 외면(125ca)과 제2 외면(125cb)의 외측 코너부를 둥근 모따기하여 형성되어 있다.

제2 측벽부(122)의 내면(124d)과 내면(125d)의 내측 코너부에도 둥근 모따기에 의해 형성된 제2 내면(125da, 125da)이 형성되어 있다. 제2 내면(125da)은 외측으로 볼록해지도록 되어 있다.

도 10은 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 단면도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 중공 용기(101)는, 제1 부재(102)와 제2 부재(103)가 마찰 압접에 의해 접합되어 있다. 제1 부재(102)와 제2 부재(103)가 맞대어져 형성된 맞댐부(J1)에는, 그 외주에 걸쳐 용접 금속 W1이 형성되어 있다. 용접 금속 W1은 레이저 용접에 의해 형성되는 부위이다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞댐 공정과, 마찰 압접 공정과, 용접 공정을 행한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 준비 공정은 제1 부재(102)와 제2 부재(103)를 준비하는 공정이다. 제1 부재(102) 및 제2 부재(103)의 성형 방법은 특별히 제한되는 것은 아니다.

도 11에 도시한 바와 같이, 맞댐 공정은, 제1 부재(102)와 제2 부재(103)를 맞대는 공정이다. 맞댐 공정에서는, 제1 부재(102)의 제1 맞댐면[상단부면(114a, 114a), 상단부면(115a, 115a)]과, 제2 부재(103)의 제2 맞댐면[하단부면(124a, 124a), 하단부면(125a, 125a)]을 맞대어 맞댐부(J1)가 형성된다.

또한, 본 실시 형태의 마찰 압접 공정에서는, 제1 부재(102)를 고정하고 제2 부재(103)를 상대 이동시키기 위해서, 맞댐 공정에서는, 제1 부재(102)의 제1 측벽부(112)의 주위를 고정 지그(도시 생략)로 이동 불가능하게 구속한다.

마찰 압접 공정은, 마찰 공정과 압접 공정을 행하여, 제1 부재(102)와 제2 부재(103)를 접합하는 공정이다. 마찰 공정에서는, 맞대어진 제1 부재(102)와 제2 부재(103)를 서로 근접하는 방향으로 압박한다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 제1 세로변부(114)의 길이 방향과 평행하게 제1 부재(102) 및 제2 부재(103)를 상대적으로 또한 직선적으로 왕복 이동시킨다. 본 실시 형태에서는, 제1 부재(102)는 이동시키지 않고, 제2 부재(103)만을 직선적으로 왕복 이동시킨다.

본 실시 형태에 관한 마찰 공정에서는, 상단부면(114a)과 하단부면(124a) 및 상단부면(115a)과 하단부면(125a)이 서로 문질러져 마찰열이 발생하고, 연화된 모재가 외부로 배출된다. 마찰 공정에 있어서의 조건은 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어 주파수를 100 내지 260㎐, 진폭을 1.0 내지 2.0㎜, 마찰 압력을 20 내지 60㎫로 설정한다. 또한, 마찰 공정의 시간을 5 내지 10초 정도로 설정한다. 마찰 공정이 종료되면, 바로 압접 공정으로 이행한다.

압접 공정에서는, 제1 부재(102) 및 제2 부재(103)를 상대 이동시키지 않고 서로 근접하는 방향으로 압박한다. 압접 공정에 있어서의 조건은 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어 업셋 압력을 60 내지 80㎫, 시간을 3 내지 5초 정도로 설정한다.

마찰 공정에 의해 맞댐부(J1)에 마찰열이 발생한 후, 왕복 이동을 정지시키고, 압접 공정에 의해 업셋 압력을 부여하면, 맞댐부(J1)에 분자간 인력이 작용하여 제1 부재(102)의 제1 맞댐면과 제2 부재(103)의 제2 맞댐면이 결합한다. 또한, 마찰 공정 시에는, 제1 부재(102)의 제1 맞댐면과 제2 부재(103)의 제2 맞댐면이 서로 문질러져, 연화된 모재가 맞댐부(J1)의 내측 및 외측으로 압출됨으로써 버어가 발생한다.

용접 공정은, 제1 부재(102) 및 제2 부재(103)의 외면에 형성된 버어를 용가재로 하여 용접을 행한다. 용접의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 본 실시 형태에서는 레이저 용접을 행한다. 용접 공정에서는, 아크 용접 등 다른 종류의 용접 방법에 의해 행해도 된다. 이상에 의해, 중공 용기(101)가 형성된다.

이상 설명한 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에 의하면, 마찰 압접 시에 판 두께 방향의 응력을 받는 제1 가로변부(115) 및 제2 가로변부(125)에 외측으로 볼록해지는 곡면의 제3 외면(115cd, 115cd)을 형성하고 있다. 당해 곡면이 없으면, 마찰 압접에 의해 제1 가로변부(115) 및 제2 가로변부(125)의 중앙 부분이 면외 방향으로 변위하기 쉬워지지만, 본 실시 형태에 의하면, 외측으로 볼록해지는 곡면이 있는 만큼, 제1 가로변부(115) 및 제2 가로변부(125)의 강성을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 가로변부(115) 및 제2 가로변부(125)의 쓰러짐을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 평면에서 보아 직사각형의 맞댐부(J1)에 대하여 직선 형상으로 왕복 이동시켜도 제1 부재(102)와 제2 부재(103)를 확실하게 접합할 수 있어, 중공 용기(101)의 밀폐성을 높일 수 있다.

또한, 마찰 압접 공정의 이동 방향은, 제1 가로변부(115)와 평행이어도 되고, 제1 세로변부(114)에 대하여 비스듬히 이동시켜도 되지만, 본 실시 형태와 같이 제1 세로변부(114), 제2 세로변부(124)의 길이 방향과 평행하게 왕복 이동시킴으로써, 제1 부재(102)와 제2 부재(103)의 접촉 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 제1 가로변부(115), 제2 가로변부(125)의 길이 방향과 평행하게 왕복시키는 경우와 비교하여 안정적으로 마찰 압접을 행할 수 있다.

또한, 용접 공정에 의하면, 중공 용기(101)의 외면을 깨끗하게 마무리할 수 있다. 또한, 마찰 압접 공정에서 배출된 버어를 용가재로서 사용하기 때문에, 재료비를 억제할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에서는, 상기한 형태에 한정되지 않고 적절히 설계 변경이 가능하다. 예를 들어, 본 실시 형태의 제1 측벽부(112) 및 제2 측벽부(122)는 애스펙트비가 큰 부재를 사용하였지만, 애스펙트비가 작은 직사각형이어도 되고, 정사각형이어도 된다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 외측 코너부 및 내측 코너부의 양쪽에 곡면을 형성하였지만, 외측 코너부 및 내측 코너부 중 적어도 어느 한쪽에 곡면을 형성하면 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제1 측벽부(112) 및 제2 측벽부(122)의 양쪽의 외주면에 곡면[제3 외면(115cd, 125cd)]을 형성하도록 하였지만, 제1 측벽부(112) 및 제2 측벽부(122) 중 적어도 어느 한쪽에 곡면을 형성하는 것만이어도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제1 부재(102) 및 제2 부재(103)의 4코너에 곡면[제3 외면(15cd, 125cd)]을 형성하도록 하였지만, 전방측 또는 후방측의 한 쌍의 코너부에만 곡면을 형성하는 것만이어도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는 제1 부재(102) 및 제2 부재(103) 모두 금속 부재를 사용하였지만, 어느 한쪽이 수지 부재이어도 되고, 양쪽이 수지 부재이어도 된다. 또한, 중공 용기(101)의 용도는 특별히 제한되는 것은 아니다.

[제4 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법은, 제1 부재(202)의 제1 가로변부(215)의 형상 및 제2 부재(203)의 형상이 제1 실시 형태와 상이하다. 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법의 설명에서는, 제1 실시 형태와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

제1 부재(202)의 제1 측벽부(212)는, 판상의 제1 세로변부(214, 214)와, 곡판(曲板)상의 제1 가로변부(215, 215)로 구성되어 있다. 제1 측벽부(212)는, 평면에서 보아 타원의 프레임 형상을 나타낸다. 제1 세로변부(214)의 가상의 경계면(측단부면)(214b)에 곡판상의 제1 가로변부(215)의 가상의 경계면(측단부면)(215e)이 접속되어 있다. 제1 가로변부(215)는 판상을 나타내며 평면에서 보아 원호 형상을 나타낸다. 제1 가로변부(215)의 판 두께는, 제1 세로변부(214)의 판 두께와 대략 동등하게 되어 있다. 제1 세로변부(214)의 외면(214c, 214c)끼리는 평행하게 되어 있다. 제1 가로변부(215)의 외면(215c)은 외면(214c)에 연속하고 있다.

제2 부재(203)와 대향하는 「제1 맞댐면」은, 상단부면(214a, 214a)과, 상단부면(215a, 215a)으로 구성되어 있다.

도 12에 도시한 바와 같이, 제2 부재(203)는 판상 부재이며, 평면에서 보아 타원 형상(평행한 직선의 단부를 원호로 연결한 형태)을 나타낸다. 제2 부재(203)의 외측 테두리는, 제1 부재(202)의 외측 테두리와 동등한 형상으로 되어 있다. 제2 부재(203)의 이면(203a)은 「제2 맞댐면(대향면)」으로 된다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞댐 공정과, 마찰 압접 공정과, 용접 공정을 행한다. 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법은, 제3 실시 형태와 동일이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에서는, 마찰 압접 시에 판 두께 방향의 응력을 받는 제1 가로변부(215)를 외측으로 볼록해지도록 만곡시키고 있다. 만약, 가로변부가 제1 세로변부(214)에 대하여 직각의 판상 부재이면, 당해 가로변부는 판 두께 방향의 힘을 받아 변위하기 쉬워지지만, 본 실시 형태에 의하면, 제1 가로변부(215)를 볼록 형상으로 함으로써 강성을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 가로변부(215)의 쓰러짐을 방지할 수 있다.

또한, 프레임 형상의 제1 부재(202)에 대하여 제2 부재(203)와 같이 판상 부재를 맞대어 마찰 압접을 행한 경우라도 제3 실시 형태와 마찬가지의 대략 동등한 결과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제1 가로변부(215)의 외면(215c) 및 내면(215d)의 양쪽 모두 곡면으로 하였지만, 적어도 어느 한쪽에 곡면을 형성하는 것만이어도 된다. 또한, 제2 부재(203)는 제1 측벽부(212)의 개구를 막는 것이면 어떤 형상이어도 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 판상의 제2 부재(203)를 사용하였지만, 제2 부재(203) 대신에 평면에서 보아 타원의 프레임 형상을 나타내는 제2 부재를 사용하여 중공 용기를 형성해도 된다. 또한, 제4 실시 형태에 있어서, 제2 부재(203) 대신에 제3 실시 형태의 제2 부재(103)를 사용하여 중공 용기를 형성해도 된다.

[제5 실시 형태]

다음에, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에 대하여 설명한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법은, 준비 공정이 제3 실시 형태와 상이하다.

도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 제1 부재(302)는, 저부(311)와, 저부(311)에 세워 설치된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 제1 측벽부(312)로 구성되어 있다. 제1 측벽부(312)는, 제1 세로변부(314, 314)와, 제1 가로변부(315, 315)로 구성되어 있다. 제1 세로변부(314)는, 제1 가로변부(315)에 대하여 직각으로 되어 있다. 제1 세로변부(314)의 외면(314c)과 제1 가로변부(315)의 외면(315c)은 직각으로 되어 있다.

제1 세로변부(314)의 상단부면(314a)과 제1 가로변부(315)의 상단부면(315a)은 동일한 높이로 되어 있다. 제2 부재(303)에 맞대어지는 「제1 맞댐면」은, 상단부면(314a, 314a)과, 상단부면(315a, 315a)으로 구성되어 있다.

도 13에 도시한 바와 같이, 제2 부재(303)는 판상 부재이며, 평면에서 보아 직사각형을 나타낸다. 제2 부재(303)의 외측 테두리는, 제1 부재(302)의 외측 테두리와 동등한 형상으로 되어 있다. 제2 부재(303)의 이면(303a)은 「제2 맞댐면(대향면)」으로 된다.

다음에 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 부재의 접합 방법에서는, 준비 공정과, 맞댐 공정과, 마찰 압접 공정과, 용접 공정을 행한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 준비 공정에서는, 제1 부재(302)와, 제2 부재(303)를 준비한다. 그리고, 준비 공정에서는, 도 14의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 가로변부(315, 315)를 서로 이격하는 방향으로 소성 변형시킨다. 즉, 준비 공정에서는, 제1 측벽부(312)의 제1 가로변부(315, 315)의 상단부 주위를 외측으로 경도하도록 소성 변형시킨다. 이에 의해, 제1 가로변부(315)의 외면(315c, 315c)은, 서로 이격하는 방향으로 볼록해지도록 만곡한다.

도 14의 (b)에 도시한 바와 같이, 맞댐 공정에서는, 제1 부재(302)의 제1 맞댐면[상단부면(314a, 314a), 상단부면(315a, 315a)]과, 제2 부재(303)의 제2 맞댐면[이면(303a)]을 맞대어 맞댐부(J2)를 형성한다. 제1 가로변부(315, 315)는 외측으로 소성 변형되어 있기 때문에, 제1 부재(302)와 제2 부재(303)를 맞대면, 상단부면(315a) 상에 제2 부재(303)가 맞대어지지 않는 비맞댐부(316, 316)가 형성된다.

마찰 압접 공정은, 마찰 공정과 압접 공정을 행하여, 제1 부재(302)와 제2 부재(303)를 접합하는 공정이다. 마찰 압접 공정은, 제3 실시 형태와 동등하기 때문에 설명을 생략한다.

이상 설명한 본 실시 형태에 관한 접합 방법에 의하면, 마찰 압접 시에 판 두께 방향의 응력을 받는 제1 가로변부(315)를 소성 변형시켜 미리 외측으로 경도시키고 있으므로, 마찰 압접 공정에 의해, 제1 가로변부(315)가 소성 변형하여 내측으로 경도함으로써 변형분이 상쇄되어, 제1 가로변부(315)의 쓰러짐을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 준비 공정에서는, 제1 가로변부(315, 315)를 소성 변형시켰지만, 다이캐스트 등에 의해 미리 제1 가로변부(315)가 외측으로 경도한 부재를 사용해도 된다. 또한, 제1 가로변부(315)의 외면(315c)은 반드시 곡면은 아니어도 된다. 또한, 제5 실시 형태의 제2 부재(303) 대신에, 제3 실시 형태의 제2 부재(103)를 사용해도 된다. 이 경우는, 제2 부재(103)측의 제1 가로변부(125)를 외측으로 경도시켜도 된다.

실시예

〔실시예 1〕

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 실시예에서는, 상기한 제1 실시 형태와 같이, 동일 형상을 이루는 부재끼리[제1 부재(2), 제2 부재(3)]를 접합하고, 제조된 중공 용기의 압력 저하율을 계측하였다.

시험편은, 도 15에 도시한 바와 같이, 긴 변부의 벽 두께 T1을 1.5㎜, 2.0㎜, 2.5㎜로 설정한 것을 준비하였다. 이들 3종류의 시험편은, 벽 두께 T1을 제외하고 다른 부위의 치수는 동등하게 되어 있다.

또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 제1 부재의 재질을 A1050(JIS), A6063(JIS)의 2종류 준비하고, 제2 부재의 재질을 ADC12(JIS), A6063의 2종류 준비하였다. 또한, 제1 부재 및 제2 부재에 모따기부를 형성하지 않은(모따기 없음) 시험편과, 제1 부재 및 제2 부재의 모따기부의 곡률 반경 R을 0.5㎜, 2.0㎜, 4.0㎜, 6.0㎜로 한 시험편을 준비하였다.

이들 조건을 적절히 조합하여, 시험체 NO.1 내지 27을 설정하고, 제1 실시 형태와 마찬가지의 방법에 의해 제1 부재와 제2 부재를 접합하였다. 마찰 압접에 있어서의 마찰 주파수는 240㎐로 설정하였다. 제1 부재 및 제2 부재의 재질마다의 접합 조건을 도 17에 도시한다.

제1 부재 및 제2 부재에 사용하는 JIS:A6063은, Si;0.20 내지 0.60％, Fe;0.35％ 이하, Cu;0.10％ 이하, Mn;0.10％ 이하, Mg;0.45 내지 0.90％, Cr;0.10％ 이하, Zn;0.10％ 이하, Ti;0.10％ 이하, Al;잔량부로 구성되어 있다.

제1 부재에 사용하는 JIS:A1050은, Si;0.25％ 이하, Fe;0.40％ 이하, Cu;0.05％ 이하, Mn;0.05％ 이하, Mg;0.05％ 이하, Zn;0.05％ 이하, V;0.05％ 이하, Ti;0.03％ 이하, Al;99.50％ 이상으로 구성되어 있다.

제2 부재에 사용하는 JIS:ADC12는, Cu;1.5 내지 3.5％, Si;9.6 내지 12.0％, Mg;0.3％ 이하, Zn;1.0％ 이하, Fe;1.3％ 이하, Mn;0.5％ 이하, Ni;0.5％ 이하, Ti;0.3％ 이하, Pb;0.2％ 이하, Sn;0.2％ 이하, Al;잔량부로 구성되어 있다.

압력 저하율이란, 제조된 중공 용기의 일부에 뚫어 형성한 구멍으로부터 에어를 공급하고, 에어의 공급을 차단한 단계로부터의 감압 속도를 의미하는 것이다. 본 실시예에서는, 중공 용기의 일부에 구멍을 뚫고, 그 구멍으로부터 500㎪로 에어를 공급하고, 에어의 공급을 차단하였을 때부터 중공 용기의 내압이 100㎪로 될 때까지의 시간을 계측하였다. 계측 시간은 최대 60초까지로 하고, 60초를 초과해도 내압이 100㎪에 도달하지 않은 경우에는, 60초 경과 시의 내압을 계측하였다.

압력 저하율(㎪/sec)은 이하의 수학식 1로 나타내어진다.

P₀ : 초기 압력(500㎪)

P_min : 최저 압력

t : 압력 공급 차단으로부터 최저 압력에 도달할 때까지의 시간

요컨대, 압력 저하율이 낮은 값일수록, 수밀성 및 기밀성은 높아지게 된다. 압력 저하율 : 1.0㎪/sec를 수밀성 및 기밀성의 양호/불량에 관한 판단의 임계값으로 한다.

도 16의 시험체 NO.1, 6, 9, 14, 19, 22, 25와 같이, 모따기부를 형성하지 않은 경우는, 모따기부를 형성하는 경우와 비교하면 압력 저하율은 현저하게 높아져, 수밀성 및 기밀성이 저하되는 것을 알 수 있다. 모따기부의 곡률 반경 R을 2.0㎜, 4.0㎜, 6.0㎜로 하면, 압력 저하율은 낮아져, 수밀성 및 기밀성이 양호해지는 것을 알 수 있다. 또한, 도 16에 있어서, 모따기 없음의 경우의 곡률 반경 R로서, 실제의 시험체의 외측 코너부에 있어서의 버어 제거 가공 후의 형상을 고려하여, 슬라이트 챔퍼링 정도인 0.1㎜를 대입하여, R/T1을 계산하고 있다.

또한, 모따기부의 곡률 반경 R을 0.5㎜로 설정한 경우, 벽 두께 T1을 2.5㎜로 하면 압력 저하율은 1.0㎪/sec 이상으로 되어, 수밀성 및 기밀성이 저하되지만, 벽 두께 T1을 1.5㎜, 2.0㎜로 하면, 압력 저하율은 낮아져, 수밀성 및 기밀성이 양호한 것을 알 수 있다. 또한, 모따기부의 곡률 반경 R을 1.0㎜ 이상으로 설정하면, 벽 두께 T1에 의하지 않고 대략 양호한 결과가 얻어진다고 생각된다.

도 18은 R/T1과 압력 저하율의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 18에 도시한 바와 같이, 압력 저하율에 미치는 곡률 반경 R/벽 두께 T1의 영향을 고찰하면, (R/T1)×100≥25로 설정하면, 압력 저하율은 현저하게 저하되어, 수밀성 및 기밀성이 양호해지는 것을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 모따기부의 곡률이 작아질수록, 수밀성 및 기밀성이 향상되는 것을 알 수 있다. 한편, 이 조건을 만족시키지 않으면, 압력 저하율이 상승하여, 수밀성 및 기밀성이 저하된다.

〔실시예 2〕

다음에, 본 발명의 실시예 2에 대하여 설명한다. 도 19에 도시한 바와 같이, 실시예에서는, 제1 부재(402) 및 제2 부재(403)를 복수 종류씩 준비하고, R 모따기의 곡률 반경, 제1 부재(402) 및 제2 부재(403)의 폭을 변경하여 마찰 압접을 행하였다.

제1 부재(402)는 저부(411)와, 저부(411)에 세워 설치된 측벽부(412)를 구비하고 있다. 측벽부(412)는 세로변부(414, 414)와, 가로변부(415, 415)로 구성되어 있다. 제1 부재(402)에는, 저부(411)와 측벽부(412)로 구성된 유로 P가 형성되어 있다. 제2 부재(403)에 맞대어지는 「제1 맞댐면」은, 상단부면(414a, 414a)과, 상단부면(415a, 415a)으로 구성된다.

도 20의 (a)에 도시한 바와 같이, 가로변부(415)의 외측 코너부 K, K에는, 둥근 모따기되어 형성된 모따기부[제3 외면(415cd)에 상당](U, U)가 형성되어 있다. 제1 부재(402)는 길이가 150㎜, 높이가 10㎜로 되어 있다. 제1 부재(402)의 세로변부(414)의 판 두께 t1은 1.6㎜, 가로변부(415)의 판 두께 t2는 2.8㎜로 되어 있다. 제1 부재(402)의 폭 t3은 8.0, 10.0, 12.0㎜의 3종류를 준비하였다. 모따기부(U)의 곡률 반경은, 폭 t3에 따라서 1.0, 3.0, 5.0㎜로 적절히 설정하였다.

제1 부재(402)는 알루미늄 합금 A1050-H112(JIS)를 사용하고 있다.

JIS:A1050은, Si;0.25％ 이하, Fe;0.40％ 이하, Cu;0.05％ 이하, Mn;0.05％ 이하, Mg;0.05％ 이하, Zn;0.05％ 이하, V;0.05％ 이하, Ti;0.03％ 이하, Al;99.50％ 이상으로 구성되어 있다. H112란, 전신재에 있어서는 적극적인 가공 경화를 가하지 않고, 제조한 그대로의 상태로 기계적 성질의 보증이 이루어진 것을 의미한다.

제2 부재(403)는 저부(421)와, 저부(421)에 수직 하강하는 측벽부(422)를 구비하고 있다. 측벽부(422)는 세로변부(424, 424)와, 가로변부(425, 425)로 구성되어 있다. 제1 부재(402)에 맞대어지는 「제2 맞댐면」은, 하단부면(424a, 424a)과, 하단부면(425a, 425a)으로 구성된다. 제2 부재(403)에는, 저부(421)와 측벽부(422)로 구성된 오목부 Q가 형성되어 있다.

제2 부재(403)는 길이가 150㎜, 높이가 10㎜로 되어 있다. 제2 부재(40303)의 세로변부(424)의 판 두께 t1은 1.6㎜, 가로변부(425)의 판 두께 t2는 2.8㎜로 되어 있다. 제2 부재(403)의 폭 t3은, 제1 부재(402)에 대응하여 8.0, 10.0, 12.0㎜의 3종류를 준비하였다. 제2 부재(403)의 가로변부(425)에 있어서의 모따기부(U)는, 맞대어지는 제1 부재(402)와 적절히 동등하게 설정하였다.

제2 부재(403)는, 알루미늄 합금 ADC12(JIS)를 사용하고 있다. 제2 부재(403)의 재료는, 제1 부재(402)의 재료에 비해 큰 내력으로 되도록 설정되어 있다. JIS:ADC12는, Cu;1.5 내지 3.5％, Si;9.6 내지 12.0％, Mg;0.3％ 이하, Zn;1.0％ 이하, Fe;1.3％ 이하, Mn;0.5％ 이하, Ni;0.5％ 이하, Ti;0.3％ 이하, Pb;0.2％ 이하, Sn;0.2％ 이하, Al;잔량부로 구성되어 있다.

실시예에 관한 부재의 접합 방법에서는, 준비 공정, 맞댐 공정, 마찰 압접 공정을 행하였다. 각 공정은 제3 실시 형태와 동등하다. 도 20의 (b)에 도시한 바와 같이, 실시예에서는, 마찰 압접 공정이 종료된 후의 내면의 변형량 M1 및 외면의 변형량 M2를 측정하였다. 내면의 변형량 M1은, 마찰 압접 전에 있어서의 가로변부(425)의 내면(기준면)(425d)으로부터 마찰 압접 후의 버어 S의 선단까지의 거리이다. 즉, 변형량 M1은, 버어 S의 높이와 가로변부(415)의 쓰러짐량의 합을 의미한다.

외면의 변형량 M2는, 마찰 압접 전에 있어서의 제2 부재(403)의 가로변부(425)의 외면(기준면)(425c)으로부터 마찰 압접 후의 버어 S의 선단까지의 거리다. 즉, 변형량 M2는, 버어 S의 높이와 가로변부(415)의 쓰러짐량의 합을 의미한다. 측정값은, 내면(425d) 및 외면(425c)보다도 볼록하면 플러스로 하고, 오목하면 마이너스로 하였다. 플러스, 마이너스에 관계없이, 0에 가까운 수치인 것은 변형량이 작은 것을 의미한다. 본 실시예에서는, 변형량이 ±0.5㎜를 임계값 범위로 하였다.

도 21은 실시예의 접합 조건 및 결과를 나타내는 표이다. 도 22는 실시예의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 21에 도시한 바와 같이, 모따기부(U)의 곡률 반경이 1.0㎜인 것을 비교예 Y1 내지 Y3으로 하고, 곡률 반경이 3.0㎜ 또는 5.0㎜인 것을 실시예 X1 내지 X4로 하였다.

비교예 Y1 내지 Y3에 나타내는 바와 같이, 가로변부(415)의 각각의 외측 코너부 K, K에서 R/t3<0.3이면, 내면의 변형량 M1이 커지는 것을 알 수 있었다. 즉, 부재의 폭 t3에 대한 모따기부(U)의 비율이 작으면, 가로변부(415)의 내측으로의 쓰러짐이 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 Y1 내지 Y3의 외면의 변형량 M2는 모두 마이너스이기 때문에, 외면은 움푹 들어가 있는 것을 알 수 있었다.

한편, 가로변부(415)의 각각의 외측 코너부 K, K에서 R/t3≥0.3이면, 가로변부(425)의 내측으로의 쓰러짐이 작은 것을 알 수 있었다. 즉, 부재의 폭 t3에 대한 모따기부(U)의 비율이 커지면, 가로변부(415)의 내측으로의 쓰러짐이 작아지는 것을 알 수 있었다. 이에 의해, 예를 들어 형성한 중공 용기의 내부 유로가 좁아지는 것을 방지할 수 있다.

1 : 중공 용기
2 : 제1 부재
3 : 제2 부재
11 : 저부
12 : 측벽부
13 : 접합부
14 : 오목부
13a : 긴 변부
13b : 짧은 변부
13c : 코너부
13d : 모따기부
13e : 모따기부
45 : 유로 구멍
64 : 헤더 유로 구멍
J1 : 맞댐부
J2 : 맞댐부
T1 : 벽 두께
T2 : 벽 두께
T3 : 벽 두께
T4 : 길이

Claims (13)

1. 저부와 상기 저부에 세워 설치된 측벽부와 상기 측벽부의 상측에 형성된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 접합부를 구비한 알루미늄 합금제의 제1 부재 및 상기 제1 부재의 개구를 막는 알루미늄 합금제의 제2 부재를 준비하는 준비 공정과,
   상기 접합부와 상기 제2 부재를 면접촉시키면서, 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고,
   상기 접합부는, 한 쌍의 긴 변부와, 한 쌍의 짧은 변부와, 상기 긴 변부와 상기 짧은 변부를 연결하는 4개의 코너부를 갖고, 4개의 상기 코너부의 모든 외측 코너부에 둥근 모따기에 의해 모따기부가 형성되어 있고,
   상기 접합부의 긴 변부의 벽 두께를 T1로 하고, 상기 접합부의 짧은 변부의 벽 두께를 T2로 하면, T2>T1이며,
   상기 마찰 압접 공정에서는, 상기 긴 변부와 실질적으로 평행한 기준선을 따라 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 상대적으로 또한 직선적으로 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 것을 특징으로 하는, 중공 용기의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   모따기의 곡률 반경을 R로 하고, 상기 접합부의 긴 변부의 벽 두께를 T1로 하면, (R/T1)×100≥25를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 중공 용기의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 부재에는 복수의 유로 구멍이 형성되어 있고, 상기 제2 부재에는 복수의 상기 유로 구멍에 연통하는 헤더 유로 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 중공 용기의 제조 방법.
4. 저부와 상기 저부에 세워 설치된 측벽부와 상기 측벽부의 단부에 형성된 평면에서 보아 직사각형 프레임 형상의 접합부를 구비한 제1 부재 및 상기 제1 부재의 개구를 막는 제2 부재를 준비하는 준비 공정과,
   상기 접합부와 상기 제2 부재를 면접촉시키면서, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를 상대적으로 또한 직선적으로 왕복 이동시켜서 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고,
   상기 접합부는, 한 쌍의 긴 변부와, 한 쌍의 짧은 변부와, 상기 긴 변부와 상기 짧은 변부를 연결하는 4개의 코너부를 갖고, 4개의 상기 코너부 중 적어도 1개의 외측 코너부가 모따기되어 있고,
   상기 제1 부재에는 복수의 유로 구멍이 형성되어 있고, 상기 제2 부재에는 복수의 상기 유로 구멍에 연통하는 헤더 유로 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 중공 용기의 제조 방법.
5. 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제1 부재, 및 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제2 부재를 준비하는 준비 공정과,
   상기 측벽부의 단부면끼리를 맞대어 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부를 형성하는 맞댐 공정과,
   상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를, 상기 세로변부와 평행하게 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고,
   상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는 알루미늄 합금 재료로 이루어지고,
   상기 제1 부재 및 상기 제2 부재에 있어서의 각각의 상기 측벽부의 외주면의 모든 외측 코너부가 외측으로 볼록한 곡면으로 되고, 상기 곡면의 곡률 반경을 상기 가로변부의 길이 방향의 전체 길이로 나눈 값이 각각 0.3 이상으로 되도록 설정하는 것을 특징으로 하는, 부재의 접합 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 부재 및 상기 제2 부재에 있어서의 각각의 상기 측벽부의 내주면의 모든 내측 코너부가 외측으로 볼록한 곡면으로 되는 것을 특징으로 하는, 부재의 접합 방법.
7. 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제1 부재와, 상기 제1 부재에 대향하는 제2 부재를 준비하는 준비 공정과,
   상기 측벽부의 단부면과 상기 제2 부재 중 상기 단부면과 대향하는 대향면을 맞대어 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부를 형성하는 맞댐 공정과,
   상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를, 상기 세로변부와 평행하게 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고,
   상기 가로변부가 외측으로 볼록해지는 만곡 형상으로 되도록 상기 제1 부재를 준비하는 것을 특징으로 하는, 부재의 접합 방법.
8. 판상을 나타내는 한 쌍의 세로변부와 판상을 나타내는 한 쌍의 가로변부로 구성되며 평면에서 보아 프레임 형상의 측벽부를 구비한 제1 부재와, 상기 제1 부재에 대향하는 제2 부재를 준비하는 준비 공정과,
   상기 측벽부의 단부면과 상기 제2 부재 중 상기 단부면과 대향하는 대향면을 맞대어 평면에서 보아 프레임 형상의 맞댐부를 형성하는 맞댐 공정과,
   상기 제1 부재 및 상기 제2 부재를, 상기 세로변부와 평행하게 왕복 이동시켜 마찰 압접하는 마찰 압접 공정을 포함하고,
   상기 측벽부의 상기 단부면 부근에 있어서, 상기 가로변부가 외측으로 경도한 상기 제1 부재를 준비하는 것을 특징으로 하는, 부재의 접합 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 가로변부를 소성 변형시킴으로써 상기 가로변부를 외측으로 경도시키는 것을 특징으로 하는, 부재의 접합 방법.
10. 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마찰 압접 공정 후에, 마찰 압접 공정에서 발생한 버어를 용가재로 하여, 상기 맞댐부를 따라서 용접을 실시하는 용접 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 부재의 접합 방법.
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