KR20210138092A

KR20210138092A - 중공 용기의 제조 방법

Info

Publication number: KR20210138092A
Application number: KR1020217033714A
Authority: KR
Inventors: 노부시로 세오; 게이타 오이카와; 료 요시다
Original assignee: 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2021-11-18
Also published as: US20220226927A1; WO2020235149A1; EP3957431A4; EP3957431A1; KR102631734B1; CN113727803A

Abstract

중공 용기(100)의 제조 방법이며, 회전 툴(F)을 보조 부재(10)의 외주면(10a)으로부터만 삽입함과 함께, 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10)에 접촉시키면서 교반 핀(F2)의 외주면을 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)에 약간 접촉시킨 상태에서, 맞대기부(J1) 및 맞대기부(J2)를 따라 회전 툴(F)을 상대 이동시키는 접합 공정을 포함하고, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는 보조 부재(10)보다 경도가 높고, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2) 중 적어도 한쪽은 주위벽부(1e, 2e)의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 보조 부재(10)는 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비한다. 이 구성에서는, 경도가 높은 금속 부재끼리를 적합하게 접합할 수 있다.

Description

중공 용기의 제조 방법

본 발명은, 중공 용기의 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 한 쌍의 판 형상의 금속 부재를 회전 툴을 사용하여 마찰 교반 접합하는 발명이 개시되어 있다. 당해 발명에서는, 한 쌍의 금속 부재 사이에 금속 부재보다 연질인 보조 부재를 개재 설치하고, 당해 보조 부재에 회전 툴을 삽입하여 마찰 교반을 행한다고 하는 것이다. 경도가 높은 금속 부재끼리를 마찰 교반 접합하면, 회전 툴의 손상이 심해, 공구 비용이 증가한다고 하는 문제가 있다. 그러나 당해 발명에 의하면, 연질의 보조 부재에 회전 툴을 삽입하여 마찰 교반을 행하므로, 경도가 높은 금속 부재끼리를 적합하게 접합할 수 있다.

일본 특허 공개 제2007-83242호 공보

종래의 접합 방법에서는, 회전 툴의 교반 핀이 원기둥상을 나타내므로, 보조 부재에의 삽입이 곤란해진다고 하는 문제가 있었다. 또한, 회전 툴의 숄더부를 금속 부재에 접촉시킨 상태에서 마찰 교반을 행하므로, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하가 커진다고 하는 문제가 있었다.

이러한 관점에서, 본 발명은, 경도가 높은 금속 부재끼리를 적합하게 접합할 수 있는 접합 방법을 사용한 중공 용기의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 중 적어도 한쪽은, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 중 적어도 한쪽은, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 중공 용기의 제조 방법에 의하면, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하므로, 보조 부재에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀만을 보조 부재에 삽입하므로, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다. 또한, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재보다 연질인 보조 부재에 회전 툴을 삽입하므로, 회전 툴의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀과 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재를 약간 접촉시킴으로써 접합 강도를 높일 수 있다.

또한, 상기 보조 부재의 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 설치한 경우에는, 찰 교반 접합하였을 때에 보조 부재의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재에 대한 보조 부재의 위치 어긋남을 방지할 수 있으므로, 더 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

또한, 상기 접합 공정에 있어서, 상기 회전 툴을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 외주면을 일주시키는 것이 바람직하다. 이 구성에서는, 중공 용기의 밀폐성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부 중 적어도 한쪽은, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부는, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부 중 적어도 한쪽은, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과, 회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고, 상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부는, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조 부재의 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 마련한 경우에는, 찰 교반 접합하였을 때에 보조 부재의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재 및 제2 금속 부재에 대한 보조 부재의 위치 어긋남을 방지할 수 있으므로, 더 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

또한, 상기 접합 공정에서는, 상기 회전 툴을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 주위로 일주시키는 것이 바람직하다. 이 구성에서는, 중공 용기의 밀폐성을 높일 수 있다.

또한, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 주조재이고, 상기 보조 부재는 전신재인 경우에는, 주조재끼리를 적합하게 접합할 수 있다.

본 발명에 관한 중공 용기의 제조 방법에 따르면, 경도가 높은 금속 부재끼리를 적합하게 접합하여 중공 용기를 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 보조 부재의 가공 전을 도시하는 사시도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 8은 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 10은 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 11은 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 13은 제5 실시 형태에 관한 보조 부재의 가공 전을 도시하는 사시도이다.
도 14는 제5 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 15는 제5 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 16은 제5 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.
도 19는 제7 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다.
도 21은 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.
도 22는 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 사시도이다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 제1 실시 형태에 대해, 적절하게 도면을 참조하면서 설명한다. 제1 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(2)를 마찰 교반 접합하여 중공 용기(100)를 제조한다.

이하의 설명에 있어서의 「외면」이란, 「내면」의 반대측의 면을 말한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의 「외주면」이란, 「내주면」의 반대측의 면을 말한다. 또한, 「표면」이란, 「이면」의 반대측의 면을 말한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 준비 공정은, 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(2) 및 보조 부재(10)를 준비하는 공정이다.

제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는, 사각형의 판 형상의 금속 부재이다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 판 두께는 동일하다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는, 마찰 교반 가능한 금속이라면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용한다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는, 본 실시 형태에서는, JISH5302 ADC12(Al-Si-Cu계) 등의 알루미늄 합금 주조재를 사용하고 있다.

제1 금속 부재(1)의 내면(1c)의 중앙부에는, 사각형의 저부(1d)와, 저부(1d)의 주연부로부터 기립한 각통 형상의 주위벽부(1e)를 구비한 오목부(1f)가 형성되어 있다.

제2 금속 부재(2)의 내면(2c)의 중앙부에는, 사각형의 저부(2d)와, 저부(2d)의 주연부로부터 기립한 각통 형상의 주위벽부(2e)를 구비한 오목부(2f)가 형성되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1)에서는, 주위벽부(1e)의 단부면(1a)이 외측(제2 금속 부재(2)의 주위벽부(2e)의 단부면(2a)측)을 향해 경사지는 경사면으로 되어 있다. 제2 금속 부재(2)에서는, 주위벽부(2e)의 단부면(2a)이 외측(제1 금속 부재(1)의 주위벽부(1e)의 단부면(1a)측)을 향해 경사지는 경사면으로 되어 있다.

이와 같이, 단부면(1a) 및 단부면(2a)은, 주위벽부(1e, 2e)의 내주면(1h, 2h)으로부터 외주면(1g, 2g)을 향함에 따라 서로 이격되도록 경사진 경사면으로 되어 있다. 주위벽부(1e)의 외주면(1g)에 직교하는 가상 직교면에 대해, 단부면(1a, 2a)의 경사 각도는 동일하게 되어 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 보조 부재(10)는, 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(2) 사이에 개재 설치되는 대략 사각형의 프레임 형상의 부재이다. 보조 부재(10)는, 제1 금속 부재(1)보다 경도가 낮은 금속으로 형성되어 있다. 보조 부재(10)는, 예를 들어 JIS A1050, A1100, A6063 등의 알루미늄 합금 전신재로 형성되어 있다.

보조 부재(10)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 단면 대략 사다리꼴을 나타내는 압출재인 긴 부재(15)로 형성되어 있다. 긴 부재(15)에 있어서 보조 부재(10)(도 3 참조)의 내주측이 되는 면에는, 4개의 노치부(15a)가 길이 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 그리고 각 노치부(15a)에 있어서 긴 부재(15)를 직각으로 구부림과 함께, 긴 부재(15)의 양단부를 맞댐으로써, 도 1에 도시하는 바와 같이, 사각형의 프레임 형상의 보조 부재(10)가 형성되어 있다. 또한, 프레임 형상의 보조 부재(10)는, 예를 들어 다이캐스트로 형성해도 된다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 보조 부재(10)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11)와, 본체부(11)의 내주면(10d)으로부터 내측으로 돌출된 돌기부(12)를 구비하고 있다.

본체부(11)는, 외주면(표면)(10a)과, 측면(10b, 10c)과, 내주면(이면)(10d)을 구비하고 있다. 측면(10b, 10c)은, 외주면(10a)으로부터 이격됨에 따라(내주면(10d)을 향함에 따라) 서로 근접하는 경사면으로 되어 있다. 즉, 보조 부재(10)의 측면(10b, 10c)은, 외주면(10a)측으로부터 내주면(10d)측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면으로 되어 있다. 측면(10b, 10c)의 경사 각도는, 각각 대향하는 단부면(1a, 2a)의 경사 각도와 동일하게 되어 있다.

돌기부(12)는, 본체부(11)의 내주면(이면)(10d)보다 광폭이 되는 단면 직사각 형상을 나타낸다. 돌기부(12)는, 보조 부재(10)의 주위 방향으로 일정한 형상으로 형성되어 있다.

맞대기 공정은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(2) 및 보조 부재(10)를 맞대는 공정이다. 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)을 마주보게 하여 배치한다. 또한, 단부면(1a, 2a)끼리의 사이에 보조 부재(10)를 배치하고, 단부면(1a, 2a)끼리의 사이의 간극에 보조 부재(10)를 끼워 넣는다.

제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(10)의 측면(10b)이 대략 면 접촉하도록 맞닿아 맞대기부(J1)가 형성된다. 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)과, 보조 부재(10)의 측면(10c)이 대략 면 접촉하도록 맞닿아 맞대기부(J2)가 형성된다. 보조 부재(10)의 외주면(표면)(10a)은, 제1 금속 부재(1)의 외주면(1g) 및 제2 금속 부재(2)의 외주면(2g)과 동일 평면 상에 위치한다. 보조 부재(10)의 내주면(10d)은, 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h) 및 제2 금속 부재(2)의 내주면(2h)과 동일 평면 상에 위치한다. 또한, 돌기부(12)는, 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h) 및 제2 금속 부재(2)의 내주면(2h)에 각각 걸림 고정된다.

여기서, 도 4에 도시하는 바와 같이 회전 툴(F)은, 기부(F1)와, 교반 핀(F2)으로 구성되어 있다. 회전 툴(F)은, 예를 들어 공구강으로 형성되어 있다. 기부(F1)는, 마찰 교반 장치의 회전축에 접속되는 부위이다. 교반 핀(F2)은, 기부(F1)로부터 수하하여 끝이 가늘게 되어 있다. 교반 핀(F2)의 선단에는, 회전 중심축에 대해 수직인 평탄면(F3)이 형성되어 있다. 평탄면(F3)은, 보조 부재(10)의 내주면(이면)(10d)보다 약간 큰 치수로 형성되어 있다.

교반 핀(F2)의 외주면의 테이퍼 각도는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)의 각 경사 각도와 동일하게 되어 있다. 즉, 교반 핀(F2)을 측면에서 본 단면 형상은, 보조 부재(10)의 본체부(11)의 단면 형상과 대략 동일하게 되어 있다.

교반 핀(F2)의 외주면에는, 나선 홈이 깎여 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 회전 툴(F)을 우회전시키므로, 기단측으로부터 선단측을 향함에 따라 나선 홈이 좌측 방향으로 형성되어 있다. 또한, 회전 툴(F)을 좌회전시키는 경우는, 기단측으로부터 선단측을 향함에 따라 나선 홈이 우측 방향으로 형성되어 있다. 이와 같이 하면, 소성 유동화된 금속이 나선 홈으로 유도되어 선단측으로 이동하므로, 버의 발생을 억제할 수 있다. 회전 툴(F)은, 예를 들어 선단에 회전 구동 수단을 구비한 암 로봇에 설치하여 사용할 수 있다.

접합 공정은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(2)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 우회전시킨 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)을 보조 부재(10)의 본체부(11)의 외주면(표면)(10a)의 폭 방향 중앙에 삽입한다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)의 외주면을 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)에 접촉시키지 않아도 되지만, 본 실시 형태에서는 교반 핀(F2)의 외주면을 양 단부면(1a, 2a)에 약간 접촉시킨 상태에서, 보조 부재(10)를 따라 상대 이동시킨다. 교반 핀(F2)의 외주면과, 양 단부면(1a, 2a)의 접촉 여유는, 예를 들어 1.0㎜ 미만으로 적절하게 설정하면 된다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(2) 및 보조 부재(10)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)로부터 노출된 상태에서 마찰 교반을 행한다. 교반 핀(F2)의 평탄면(F3)은, 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h) 및 제2 금속 부재(2)의 내주면(2h)으로부터 돌출되지 않는 범위에서 깊은 위치까지 삽입한다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 보조 부재(10)를 따라 상대 이동시켜, 회전 툴(F)을 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 주위벽부(1e, 2e)의 외주면을 일주시킨다. 이때, 접합 공정의 시단과 종단을 오버랩시키면서, 종료 위치에 도달하면 회전 툴(F)을 보조 부재(10)로부터 이탈시킨다. 이상에 의해, 맞대기부(J1, J2)가 하나의 공정에서 동시에 마찰 교반 접합된다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

제1 금속 부재(1)의 주위벽부(1e)와 제2 금속 부재(2)의 주위벽부(2e)를 마찰 교반 접합함으로써, 제1 금속 부재(1)의 오목부(1f)와 제2 금속 부재(2)의 오목부(2f)가 연결된다. 이에 의해, 양 오목부(1f, 2f)에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 중공 용기(100)가 형성된다.

이상 설명한 본 실시 형태에 관한 중공 용기(100)의 제조 방법에 의하면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 끝이 가늘어진 교반 핀(F2)을 구비한 회전 툴(F)을 사용하므로, 보조 부재(10)의 외주면(표면)(10a)에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측은 노출시킨 상태에서 마찰 교반하므로, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다.

또한, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)보다 연질인 보조 부재(10)에 회전 툴(F)을 삽입하므로, 회전 툴(F)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)를 약간 접촉시키는 것에 그치기 때문에, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 경질의 금속이 보조 부재(10)측에 많이 혼입되는 것을 방지할 수 있으므로, 접합 강도를 더 높일 수 있다.

또한, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)에 경사면을 마련하고 있으므로, 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)가 크게 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 테이퍼 각도와, 단부면(1a, 2a)의 경사 각도를 동일(대략 평행)하게 하고 있으므로, 높이 방향에 걸쳐 밸런스 좋게 마찰 교반할 수 있다.

또한, 마찰 교반 접합의 접합 길이가 길어지면, 그것에 수반하여 보조 부재(10)도 길게 형성한다. 이러한 경우에 마찰 교반 접합을 행하면, 보조 부재(10)가 들떠 버린다고 하는 문제가 있다. 그러나 본 실시 형태에 따르면, 보조 부재(10)에 돌기부(12)를 마련하고 있으므로, 돌기부(12)가 내주면(1h, 2h)에 걸림 고정되어, 보조 부재(10)의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)에 대한 보조 부재(10)의 위치 어긋남을 방지할 수 있으므로, 더 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 돌기부(12)가 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)의 양쪽에 걸림 고정되도록 설정하였지만, 보조 부재(10)가 들뜨지 않도록 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2) 중 적어도 한쪽에 걸림 고정시켜도 된다.

[제2 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.

제2 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제2 실시 형태에서는, 보조 부재(10A)의 형상이 제1 실시 형태와 주로 상위하다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 상위한 부분을 중심으로 설명한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)는, 제1 실시 형태와 동일하다. 보조 부재(10A)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11)로 이루어진다. 즉, 제2 실시 형태의 보조 부재(10A)는, 제1 실시 형태의 보조 부재(10)(도 3 참조)의 돌기부(12)가 없는 구성이다.

맞대기 공정에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(2)를 보조 부재(10A)의 양측으로부터 맞댄다. 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(10)의 측면(10b)이 맞닿아 맞대기부(J1)가 형성된다. 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)과, 보조 부재(10)의 측면(10c)이 맞닿아 맞대기부(J2)가 형성된다.

접합 공정에서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 회전 툴(F)을 사용하여 맞대기부(J1, J2)에 대해 마찰 교반 접합을 행한다.

이상 설명한 제2 실시 형태에 의해서도 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태의 보조 부재(10A)는, 단면 사다리꼴 형상이므로, 보조 부재(10A)를 압출 성형재에 의해 제조하기 쉽다.

[제3 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 도 8은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.

제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제3 실시 형태에서는, 보조 부재(10B)의 형상이 제1 실시 형태와 주로 상위하다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 상위한 부분을 중심으로 설명한다.

준비 공정에서는, 제1 금속 부재(1B)와, 제2 금속 부재(2)와, 보조 부재(10B)를 준비한다. 제1 금속 부재(1B)의 단부면(1a)은, 외주면(1g) 및 내주면(1h)에 대해 수직으로 되어 있다. 제2 금속 부재(2)는, 제1 실시 형태와 동일하다.

제3 실시 형태의 보조 부재(10B)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(11B)와, 본체부(11B)의 내주면(10d)으로부터 내측으로 돌출되는 돌기부(12)를 구비하고 있다.

본체부(11B)는, 외주면(표면)(10a)과, 측면(10b, 10c)과, 내주면(이면)(10d)을 구비하고 있다. 측면(10b)은, 외주면(10a)에 대해 수직으로 되어 있다. 측면(10c)은, 외주면(10a)으로부터 이격됨에 따라 끝이 가늘어지도록 경사져 있다. 측면(10c)의 경사 각도는, 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)의 경사 각도와 동일하다. 돌기부(12)는 제1 실시 형태와 동일하다. 또한, 제3 실시 형태의 보조 부재(10B)에 있어서 돌기부(12)를 형성하지 않아도 된다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1B)와, 제2 금속 부재(2)와, 보조 부재(10B)를 맞댄다. 제1 금속 부재(1B)의 단부면(1a)과, 보조 부재(10B)의 측면(10b)이 맞닿아 맞대기부(J1)가 형성된다. 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)과, 보조 부재(10B)의 측면(10c)이 맞닿아 맞대기부(J2)가 형성된다. 보조 부재(10)의 외주면(표면)(10a)은, 제1 금속 부재(1)의 외주면(1g) 및 제2 금속 부재(2)의 외주면(2g)과 각각 동일 평면 상에 위치한다. 보조 부재(10B)의 내주면(이면)(10d)은, 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h) 및 제2 금속 부재(2)의 내주면(1h)과 각각 동일 평면 상에 위치한다.

접합 공정에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 마찰 교반 접합을 행한다. 제3 실시 형태에서는, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)만을 보조 부재(10B)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측을 노출시킨 상태에서 보조 부재(10B)를 따라 상대 이동시켜 맞대기부(J1, J2)에 대해 마찰 교반 접합을 행한다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 회전 중심축 Z를 제2 금속 부재(2)측으로 경사지게 하면서, 교반 핀(F2)의 외주면을, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)에 약간 접촉시킨 상태에서 마찰 교반을 행한다.

또한, 회전 툴(F)의 경사 각도는, 적절하게 설정하면 되지만, 교반 핀(F2)의 외주면과 제1 금속 부재(1B)의 단부면(1a)이 평행이 됨과 함께, 교반 핀(F2)의 외주면과 제2 금속 부재(2)의 단부면(2a)이 평행이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 제3 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 의해서도 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제3 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1B)의 단부면(1a)을 경사면으로 할 필요가 없으므로, 작업 수고를 줄일 수 있다.

[제4 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 9는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다. 도 10은 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다. 도 11은 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 사시도이다.

제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제4 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1C), 제2 금속 부재(2C) 및 보조 부재(10C)의 형상이 제1 실시 형태와 주로 상위하다. 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 상위한 부분을 중심으로 설명한다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 제4 실시 형태의 제1 금속 부재(1C)의 내면(1c)의 중앙부에는, 원형의 저부(1d)와, 저부(1d)의 주연부로부터 기립한 원통상의 주위벽부(1e)를 구비한 오목부(1f)가 형성되어 있다.

제4 실시 형태의 제2 금속 부재(2C)의 내면(2c)의 중앙부에는, 원형의 저부(2d)와, 저부(2d)의 주연부로부터 기립한 원통상의 주위벽부(2e)를 구비한 오목부(2f)가 형성되어 있다.

제4 실시 형태의 보조 부재(10C)는, 제1 금속 부재(1C)와 제2 금속 부재(2C) 사이에 개재 설치되는 원형의 프레임 형상의 부재이다.

맞대기 공정에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1C)의 단부면(1a)과 제2 금속 부재(2C)의 단부면(2a) 사이에 보조 부재(10C)를 끼워 넣어, 맞대기부(J1, J2)를 형성한다.

접합 공정에서는, 제1 실시 형태와 대략 동일한 요령으로 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1C), 제2 금속 부재(2C) 및 보조 부재(10C)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1C) 및 제2 금속 부재(2C)로부터 노출된 상태에서 마찰 교반을 행한다. 그리고 도 11에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 보조 부재(10C)를 따라 상대 이동시켜, 회전 툴(F)을 제1 금속 부재(1C) 및 제2 금속 부재(2C)의 주위벽부(1e, 2e)의 외주면을 일주시킨다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

제1 금속 부재(1C)의 주위벽부(1e)와 제2 금속 부재(2C)의 주위벽부(2e)를 마찰 교반 접합함으로써, 제1 금속 부재(1C)의 오목부(1f)와 제2 금속 부재(2C)의 오목부(2f)가 연결된다. 이에 의해, 양 오목부(1f, 2f)에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 원기둥상의 중공 용기(200)가 형성된다.

이상 설명한 제4 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 의해서도, 제1 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다.

[제5 실시 형태]

본 발명의 제5 실시 형태에 대해, 적절하게 도면을 참조하면서 설명한다. 제5 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(20)를 마찰 교반 접합하여 중공 용기(300)를 제조한다.

이하의 설명에 있어서의 「외면」이란, 「내면」의 반대측의 면을 말한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의 「외주면」이란, 「내주면」의 반대측의 면을 말한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의 「표면」이란, 「이면」의 반대측의 면을 말한다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 준비 공정은, 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(20) 및 보조 부재(30)를 준비하는 공정이다.

제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)는, 사각형의 금속 부재이다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)는, 마찰 교반 가능한 금속이면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용한다. 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)는, 본 실시 형태에서는 JISH5302 ADC12(Al-Si-Cu계) 등의 알루미늄 합금 주조재를 사용하고 있다.

제2 금속 부재(20)는, 직사각형 판 형상을 나타낸다. 제2 금속 부재(20)의 이면(20b)의 주연부(20d)는, 외주면(20c)을 향함에 따라 판이 얇아지도록 경사져 있다. 주연부(20d)의 경사면은, 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1)에서는, 주위벽부(1e)의 단부면(1a)이 외주면(1g)을 향함에 따라 제2 금속 부재(20)로부터 이격되는 방향으로 경사져 있다. 즉, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(20)의 주연부(20d)는 내주면(1h)으로부터 외주면(1g)을 향함에 따라 서로 이격되도록 경사져 있다. 주위벽부(1e)의 외주면(1g)에 직교하는 가상 직교면에 대해, 단부면(1a) 및 주연부(20d)의 경사 각도는 동일하게 되어 있다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 보조 부재(30)는, 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(20) 사이에 개재 설치되는 사각형의 프레임 형상의 부재이다. 보조 부재(30)는, 제1 금속 부재(1)보다 경도가 낮은 금속으로 형성되어 있다. 보조 부재(30)는, 예를 들어 JIS A1050, A1100, A6063 등의 알루미늄 합금 전신재로 형성되어 있다.

보조 부재(30)는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 단면 대략 사다리꼴을 나타내는 압출재인 긴 부재(15)로 형성되어 있다. 긴 부재(15)에 있어서 보조 부재(30)(도 14 참조)의 내주측이 되는 면에는, 4개의 노치부(15a)가 길이 방향으로 간격을 두고 형성되어 있다. 그리고 각 노치부(15a)에 있어서 긴 부재(15)를 직각으로 구부림과 함께, 긴 부재(15)의 양단부를 맞댐으로써, 도 12에 도시하는 바와 같이, 사각형의 프레임 형상의 보조 부재(30)가 형성되어 있다. 또한, 프레임 형상의 보조 부재(30)는, 예를 들어 다이캐스트로 형성해도 된다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 보조 부재(30)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(31)와, 본체부(31)의 내주면(이면)(30d)으로부터 내측으로 돌출된 돌기부(32)를 구비하고 있다.

본체부(31)는, 외주면(표면)(30a)과, 측면(30b, 30c)과, 내주면(30d)을 구비하고 있다. 측면(30b, 30c)은, 외주면(30a)으로부터 이격됨에 따라(내주면(30d)을 향함에 따라) 서로 근접하는 경사면으로 되어 있다. 즉, 보조 부재(30)의 측면(30b, 30c)은, 외주면(30a)측으로부터 내주면(30d)측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면으로 되어 있다. 측면(30b, 30c)의 경사 각도는, 각각 대향하는 단부면(1a), 주연부(20d)의 경사 각도와 동일하게 되어 있다.

돌기부(32)는, 본체부(31)의 내주면(이면)(30d)보다 광폭이 되는 단면 직사각 형상을 나타낸다. 돌기부(32)는, 보조 부재(30)의 주위 방향으로 일정한 형상으로 형성되어 있다.

맞대기 공정은, 도 14에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(20) 및 보조 부재(30)를 맞대는 공정이다. 맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 제2 금속 부재(20)의 주연부(20d)를 마주보게 하여 배치한다. 또한, 단부면(1a), 주연부(20d)끼리의 간극에 보조 부재(30)를 끼워 넣는다.

제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(30)의 측면(30b)이 대략 면 접촉하도록 맞닿아 맞대기부(J11)가 형성된다. 제2 금속 부재(20)의 주연부(20d)와, 보조 부재(30)의 측면(30c)이 대략 면 접촉하도록 맞닿아 맞대기부(J12)가 형성된다. 보조 부재(30)의 외주면(표면)(30a)은, 제1 금속 부재(1)의 외주면(1g) 및 제2 금속 부재(20)의 외주면(20c)과 동일 평면 상에 위치한다. 보조 부재(30)의 내주면(30d)은 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h)과 동일 평면 상에 위치한다. 또한, 돌기부(32)는 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h)에 걸림 고정된다.

여기서, 도 15에 도시하는 바와 같이 회전 툴(F)은, 기부(F1)와, 교반 핀(F2)으로 구성되어 있다. 회전 툴(F)은, 예를 들어 공구강으로 형성되어 있다. 기부(F1)는, 마찰 교반 장치의 회전축에 접속되는 부위이다. 교반 핀(F2)은, 기부(F1)로부터 수하하여 끝이 가늘게 되어 있다. 교반 핀(F2)의 선단에는, 회전 중심축에 대해 수직인 평탄면(F3)이 형성되어 있다. 평탄면(F3)은, 보조 부재(30)의 내주면(30d)보다 약간 큰 치수로 형성되어 있다.

교반 핀(F2)의 외주면의 테이퍼 각도는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(20)의 주연부(20d)의 각 경사 각도와 동일하게 되어 있다. 즉, 교반 핀(F2)을 측면에서 본 단면 형상은, 보조 부재(30)의 본체부(31)의 단면 형상과 대략 동일하게 되어 있다.

접합 공정은, 도 15에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 제1 금속 부재(1)와 제2 금속 부재(20)를 마찰 교반 접합하는 공정이다. 접합 공정에서는, 우회전시킨 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)을 보조 부재(30)의 외주면(표면)(30a)의 폭 방향 중앙에 삽입한다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)의 외주면을 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a) 및 제2 금속 부재(20)의 주연부(20d)에 접촉시키지 않아도 되지만, 본 실시 형태에서는 교반 핀(F2)의 외주면을 단부면(1a) 및 주연부(20d)에 약간 접촉시킨 상태에서, 보조 부재(30)를 따라 상대 이동시킨다. 교반 핀(F2)의 외주면과, 단부면(1a) 및 주연부(20d)의 접촉값은, 예를 들어 1.0㎜ 미만으로 적절하게 설정하면 된다.

접합 공정에서는, 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1), 제2 금속 부재(20) 및 보조 부재(30)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)로부터 노출된 상태에서 마찰 교반을 행한다. 교반 핀(F2)의 평탄면(F3)은, 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h)으로부터 돌출되지 않는 범위에서 깊은 위치까지 삽입한다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 보조 부재(30)를 따라 상대 이동시켜, 회전 툴(F)을 제1 금속 부재(1)의 주위벽부(1e) 및 제2 금속 부재(20)의 외주면(20c)을 일주시켜, 시단과 종단을 오버랩시킨다. 종료 위치에 도달하면 회전 툴(F)을 보조 부재(30)로부터 이탈시킨다. 이상에 의해, 맞대기부(J11, J12)가 하나의 공정에서 동시에 마찰 교반 접합된다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

제1 금속 부재(1)의 주위벽부(1e)와 제2 금속 부재(20)를 마찰 교반 접합함으로써, 오목부(1f)에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 중공 용기(300)가 형성된다.

이상 설명한 본 실시 형태에 관한 중공 용기(300)의 제조 방법에 의하면, 도 15에 도시하는 바와 같이, 끝이 가늘어진 교반 핀(F2)을 구비한 회전 툴(F)을 사용하므로, 보조 부재(30)의 외주면(표면)(30a)에 용이하게 삽입할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)만을 보조 부재(30)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측은 노출시킨 상태에서 마찰 교반하므로, 마찰 교반 장치에 작용하는 부하를 경감할 수 있다.

또한, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)보다 연질인 보조 부재(30)에 회전 툴(F)을 삽입하므로, 회전 툴(F)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)를 약간 접촉시키는 것에 그치므로, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)의 경질의 금속이 보조 부재(30)측에 많이 혼입되는 것을 방지할 수 있으므로, 접합 강도를 더 높일 수 있다.

또한, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과 제2 금속 부재(20)의 주연부(20d)에 경사면을 마련하고 있으므로, 교반 핀(F2)과 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)가 크게 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 테이퍼 각도와, 단부면(1a) 및 주연부(20d)의 경사 각도를 동일(대략 평행)하게 하고 있으므로, 높이 방향에 걸쳐 밸런스 좋게 마찰 교반할 수 있다.

또한, 마찰 교반 접합의 접합 길이가 길어지면, 그것에 수반하여 보조 부재(30)도 길게 형성한다. 이러한 경우에 마찰 교반 접합을 행하면, 보조 부재(30)가 들떠 버린다고 하는 문제가 있다. 그러나 본 실시 형태에 따르면, 보조 부재(30)에 돌기부(32)를 마련하고 있으므로, 돌기부(32)가 주위벽부(1e)의 내주면(1h)에 걸림 고정되어 보조 부재(30)의 들뜸을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)에 대한 보조 부재(30)의 위치 어긋남을 방지할 수 있으므로, 더 적합하게 마찰 교반 접합할 수 있다.

[제6 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 17은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다.

제6 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법은, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제6 실시 형태에서는, 보조 부재(30A)의 형상이 제5 실시 형태와 주로 상위하다. 본 실시 형태에서는, 제5 실시 형태와 상위한 부분을 중심으로 설명한다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)는 제5 실시 형태와 동일하다. 보조 부재(30A)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(31)로 이루어진다. 즉, 제6 실시 형태의 보조 부재(30A)는, 제5 실시 형태의 보조 부재(30)(도 14 참조)의 돌기부(32)가 없는 구성이다.

맞대기 공정에서는, 제5 실시 형태와 마찬가지로, 제1 금속 부재(1) 및 제2 금속 부재(20)를 보조 부재(30A)의 양측으로부터 맞댄다. 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(30)의 측면(30b)이 맞닿아 맞대기부(J11)가 형성된다. 제2 금속 부재(20)의 주연부(20d)와, 보조 부재(30)의 측면(30c)이 맞닿아 맞대기부(J12)가 형성된다.

접합 공정에서는, 제5 실시 형태와 마찬가지로, 회전 툴(F)을 사용하여 맞대기부(J11, J12)에 대해 마찰 교반 접합을 행한다.

이상 설명한 제6 실시 형태에 의해서도 제5 실시 형태와 대략 동등한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 제6 실시 형태의 보조 부재(30A)는, 단면 사다리꼴 형상이므로, 보조 부재(30A)를 압출 성형에 의해 제조하기 쉽다.

[제7 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 18은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 도 19는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 접합 공정을 도시하는 단면도이다.

제7 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제7 실시 형태에서는, 보조 부재(30B)의 형상이 제5 실시 형태와 주로 상위하다. 본 실시 형태에서는, 제5 실시 형태와 상위한 부분을 중심으로 설명한다.

준비 공정에서는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1)와, 제2 금속 부재(20B)와, 보조 부재(30B)를 준비한다. 제1 금속 부재(1)는, 제5 실시 형태와 대략 동일하다. 제2 금속 부재(20B)는, 이면(20b)의 주연부(20d)에 경사면을 마련하고 있지 않다.

제7 실시 형태의 보조 부재(30B)는, 단면 사다리꼴 형상의 본체부(31B)와, 본체부(31B)의 내주면(30d)으로부터 돌출되는 돌기부(32)를 구비하고 있다.

본체부(31B)는, 외주면(표면)(30a)과, 측면(30b, 30c)과, 내주면(이면)(30d)을 구비하고 있다. 측면(30c)은, 외주면(30a)에 대해 수직으로 되어 있다. 측면(30b)은, 외주면(30a)으로부터 이격됨에 따라 끝이 가늘어지도록 경사져 있다. 측면(30c)의 경사 각도는, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)의 경사 각도와 동일하다. 돌기부(32)는 제5 실시 형태와 대략 동일하다.

맞대기 공정에서는, 제1 금속 부재(1)와, 제2 금속 부재(20B)와, 보조 부재(30B)를 맞댄다. 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 보조 부재(30B)의 측면(30b) 맞닿아 맞대기부(J11)가 형성된다. 제2 금속 부재(20B)의 주연부(20d)와, 보조 부재(30B)의 측면(30c)이 맞닿아 맞대기부(J12)가 형성된다. 보조 부재(30)의 외주면(표면)(30a)은, 제1 금속 부재(1)의 외주면(1g) 및 제2 금속 부재(20B)의 외주면(20c)과 각각 동일 평면 상에 위치한다. 보조 부재(30B)의 내주면(이면)(30d)은, 제1 금속 부재(1)의 내주면(1h)과 동일 평면 상에 위치한다.

접합 공정에서는, 도 19에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 사용하여 마찰 교반 접합을 행한다. 제7 실시 형태에서는, 회전 툴(F)의 교반 핀(F2)만을 보조 부재(30B)에 삽입하고, 교반 핀(F2)의 기단측을 노출시킨 상태에서 보조 부재(30B)를 따라 상대 이동시켜 맞대기부(J11, J12)에 대해 마찰 교반 접합을 행한다.

또한, 제7 실시 형태에서는, 교반 핀(F2)의 회전 중심축 Z를 제1 금속 부재(1)의 저부(1d)측으로 경사지게 하면서, 교반 핀(F2)의 외주면을, 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)과, 제2 금속 부재(20B)의 주연부(20d)에 약간 접촉시킨 상태에서 마찰 교반을 행한다.

또한, 회전 툴(F)의 경사 각도는, 적절하게 설정하면 되지만, 교반 핀(F2)의 외주면과 제1 금속 부재(1)의 단부면(1a)이 평행이 됨과 함께, 교반 핀(F2)의 외주면과 제2 금속 부재(20B)의 주연부(20d)가 평행이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 제7 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 의해서도, 제5 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제7 실시 형태에서는, 제2 금속 부재(20B)의 주연부(20d)를 경사면으로 할 필요가 없으므로, 작업 수고를 줄일 수 있다. 또한, 돌기부(32)는 생략해도 된다.

[제8 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 20은 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 준비 공정을 도시하는 사시도이다. 도 21은 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 단면도이다. 도 22는 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법의 맞대기 공정을 도시하는 사시도이다.

제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에서는, 준비 공정과, 맞대기 공정과, 접합 공정을 행한다. 제8 실시 형태에서는, 제1 금속 부재(1C), 제2 금속 부재(20C) 및 보조 부재(30C)의 형상이 제5 실시 형태와 주로 상위하다. 본 실시 형태에서는, 제5 실시 형태와 상위한 부분을 중심으로 설명한다.

도 20에 도시하는 바와 같이, 제8 실시 형태의 제1 금속 부재(1C)의 내면(1c)의 중앙부에는, 원형의 저부(1d)와, 저부(1d)의 주연부로부터 기립한 원통상의 주위벽부(1e)를 구비한 오목부(1f)가 형성되어 있다.

제8 실시 형태의 제2 금속 부재(20C)는, 원판 형상을 나타낸다. 제2 금속 부재(20C)의 이면(20b)의 주연부(20d)는 외주면(20c)을 향함에 따라 판이 얇아지도록 경사져 있다. 주연부(20d)의 경사면은 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다.

제8 실시 형태의 보조 부재(30C)는, 제1 금속 부재(1C)와 제2 금속 부재(20C) 사이에 개재 설치되는 원형의 프레임 형상의 부재이다. 보조 부재(30C)는, 내측을 향해 끝이 가늘어지는 단면 사다리꼴 형상을 나타낸다.

맞대기 공정에서는, 도 21에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 부재(1C)의 단부면(1a)과 제2 금속 부재(20C)의 주연부(20d) 사이에 보조 부재(30C)를 끼워 넣음으로써 맞대기부(J11, J12)가 형성된다. 맞대기부(J11)는, 제1 금속 부재(1C)의 단부면(1a)과, 보조 부재(30C)의 측면(30b)이 맞닿는 부위이다. 맞대기부(J12)는, 제2 금속 부재(20C)의 주연부(20d)와, 보조 부재(30C)의 측면(30c)이 맞닿는 부위이다.

접합 공정에서는, 제5 실시 형태와 대략 동일한 요령으로 교반 핀(F2)만을 제1 금속 부재(1C), 제2 금속 부재(20C) 및 보조 부재(30C)에 접촉시키고, 교반 핀(F2)의 기단측은, 제1 금속 부재(1C) 및 제2 금속 부재(20C)로부터 노출된 상태에서 마찰 교반을 행한다. 그리고 도 22에 도시하는 바와 같이, 회전 툴(F)을 보조 부재(30C)를 따라 상대 이동시켜, 회전 툴(F)을 제1 금속 부재(1C) 및 제2 금속 부재(20C)의 주위로 일주시킨다. 회전 툴(F)의 이동 궤적에는 소성화 영역(W)이 형성된다.

제1 금속 부재(1C)의 주위벽부(1e)와 제2 금속 부재(20C)의 주연부(20d)를 마찰 교반 접합함으로써, 오목부(1f)에 의해 형성된 내부 공간을 갖는 원기둥상의 중공 용기(400)가 형성된다.

이상 설명한 제8 실시 형태에 관한 중공 용기의 제조 방법에 의해서도, 제5 실시 형태와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다.

1: 제1 금속 부재(제1 실시 형태, 제7 실시 형태)
1B: 제1 금속 부재(제3 실시 형태)
1C: 제1 금속 부재(제4 실시 형태, 제8 실시 형태)
1a: 단부면(경사면)
2: 제2 금속 부재
2C: 제2 금속 부재(제4 실시 형태)
2a: 단부면(경사면)
10: 보조 부재
10a: 외주면(표면)
10b: 내주면(이면)
10A: 보조 부재(제2 실시 형태)
10B: 보조 부재(제3 실시 형태)
10C: 보조 부재(제4 실시 형태)
12: 돌기부
20: 제2 금속 부재(제5 실시 형태)
20b: 이면
20d: 주연부
30: 보조 부재(제5 실시 형태)
30A: 보조 부재(제6 실시 형태)
30B: 보조 부재(제7 실시 형태)
30C: 보조 부재(제8 실시 형태)
32: 돌기부
J1: 맞대기부
J2: 맞대기부
J11: 맞대기부
J12: 맞대기부
F: 회전 툴
F2: 교반 핀

Claims

끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 중 적어도 한쪽은, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는
것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는
것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재 중 적어도 한쪽은, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고,
상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는
것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면을 마주보게 하여, 상기 단부면끼리의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는, 상기 주위벽부의 단부면이 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고,
상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는
것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접합 공정에서는, 상기 회전 툴을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 주위벽부의 외주면을 일주시키는 것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부 중 적어도 한쪽은, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부는, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비하는
것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부 중 적어도 한쪽은, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 적어도 한쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는
것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
끝이 가늘어진 교반 핀을 구비한 회전 툴을 사용하여 중공 용기를 제조하는 제조 방법이며,
저부와 당해 저부의 주연부로부터 기립한 주위벽부를 구비한 오목부를 갖는 제1 금속 부재와, 판 형상의 제2 금속 부재와, 프레임 형상의 보조 부재를 준비하는 준비 공정과,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부를 마주보게 하여, 상기 단부면과 상기 주연부의 간극에 상기 보조 부재를 끼워 넣고, 상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면과 상기 보조 부재의 한쪽 측면을 맞대어 제1 맞대기부를 형성하고, 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부와 상기 보조 부재의 다른 쪽 측면을 맞대어 제2 맞대기부를 형성하는 맞대기 공정과,
회전하는 상기 회전 툴을 상기 보조 부재의 표면으로부터만 삽입함과 함께, 상기 교반 핀만을 상기 보조 부재에 접촉시키면서 상기 교반 핀의 외주면을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재에 약간 접촉시킨 상태에서, 상기 제1 맞대기부 및 상기 제2 맞대기부를 따라 상기 회전 툴을 상대 이동시켜 상기 제1 금속 부재와 상기 제2 금속 부재를 보조 부재를 통해 접합하는 접합 공정을 포함하고,
상기 제1 금속 부재, 상기 제2 금속 부재 및 상기 보조 부재는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 상기 보조 부재보다 경도가 높고,
상기 제1 금속 부재의 주위벽부의 단부면 및 상기 제2 금속 부재의 이면의 주연부는, 외측을 향해 경사지는 경사면을 구비하고, 상기 보조 부재는, 양쪽의 측면에 표면측으로부터 이면측을 향해 끝이 가늘어지는 경사면을 구비함과 함께, 이면측에 적어도 한쪽의 측면측을 향해 넓어지는 돌기부를 구비하는
것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접합 공정에서는, 상기 회전 툴을 상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재의 주위로 일주시키는 것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.
제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제6항, 제7항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 금속 부재 및 상기 제2 금속 부재는 주조재이고, 상기 보조 부재는 전신재인 것을 특징으로 하는 중공 용기의 제조 방법.