WO2017179339A1 - 接合方法、中空容器の製造方法及び液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents

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WO2017179339A1
WO2017179339A1 PCT/JP2017/008831 JP2017008831W WO2017179339A1 WO 2017179339 A1 WO2017179339 A1 WO 2017179339A1 JP 2017008831 W JP2017008831 W JP 2017008831W WO 2017179339 A1 WO2017179339 A1 WO 2017179339A1
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WO
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flange portion
joining
friction stir
rotary tool
tool
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PCT/JP2017/008831
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English (en)
French (fr)
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堀　久司
伸城 瀬尾
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Nippon Light Metal Co Ltd
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Nippon Light Metal Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding

Definitions

  • the present invention relates to a joining method, a method for manufacturing a hollow container, and a method for manufacturing a liquid cooling jacket.
  • Patent Document 1 discloses a liquid cooling jacket including a jacket main body and a sealing body that covers a concave portion of the jacket main body.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket is such that a rotating tool is rotated on the surface of the sealing body with respect to the overlapping portion where the resinous jacket main body and the metal sealing body are overlapped, and the rotating tool and the jacket main body are rotated. A part of the jacket body is melted and joined by frictional heat.
  • Patent Document 2 a wall member having a through hole and a joining method in which a cylindrical member with a flange portion is inserted into the through hole to join them together are known.
  • Patent Document 2 the overlapped portion in which the surface of the wall member and the surface of the flange portion are overlapped is friction stir welded with a rotary tool.
  • JP 2010-158885 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-15684
  • an object of the present invention is to provide a joining method, a manufacturing method of a hollow container, and a manufacturing method of a liquid cooling jacket with a high degree of design freedom. Moreover, this invention makes it a subject to provide the joining method which can remove a burr
  • the present invention provides an arrangement step in which a superposed portion is formed by superimposing a front surface of a first metal member and a back surface of a plate-like second metal member, and a rotating tool is provided on the second metal. Inserting from the surface of the member, the rotating tool becomes a closed loop with only the stirring pin of the rotating tool in contact with only the second metal member or both the first metal member and the second metal member.
  • a friction stir welding step for performing friction stir welding on the overlapped portion by relative movement, and in the friction stirring step, the joining conditions are set so that burrs are formed outside the second metal member It is characterized by doing.
  • the present invention provides a preparation step for forming a hollow container body and a plate-shaped sealing body including a bottom portion and a peripheral wall portion rising from a peripheral edge of the bottom portion, and an end surface of the peripheral edge portion and a back surface of the sealing body.
  • Arrangement step of overlapping to form a superposed part, and inserting the rotary tool from the surface of the sealing body, and only the stirring pin of the rotary tool, only the sealing body, or the peripheral wall part and the sealing body A burr is formed outside the sealing body in the friction stir process in which the rotating tool is relatively moved while being in contact with both, and the friction stir welding is performed on the overlapped portion. In this way, the joining conditions are set.
  • the present invention forms a jacket main body including a bottom portion and a peripheral wall portion rising from a peripheral edge of the bottom portion, a preparation step of forming a heat sink including a substrate and a plurality of fins, an end surface of the peripheral wall portion, and the substrate An arrangement step of forming a superposition part by superimposing the back surface of the substrate, a rotating tool is inserted from the surface of the substrate, and only the stirring pin of the rotating tool is in contact with only the substrate or both the substrate and the peripheral wall portion. And a friction stir welding step for performing friction stir welding on the overlapping portion by relatively moving the rotating tool in a state where the burr is formed. In the friction stirring step, bonding is performed so that burrs are formed outside the heat sink. It is characterized by setting conditions.
  • the friction stir welding can be performed to a deep position without applying a large load to the friction stirring device. That is, according to the present invention, since the second metal member, the sealing body, or the heat sink can be joined even if the plate thickness is large, the degree of design freedom can be increased. Moreover, since the burr
  • the present invention forms a jacket body including a bottom portion and a peripheral wall portion rising from a peripheral edge of the bottom portion, and a flange portion projecting sideways from a position where the base portion and the surface of the base portion are lowered one step.
  • a preparatory step for forming a sealing body a disposing step for forming an overlapped portion by overlapping the end surface of the peripheral wall portion and the back surface of the flange portion, and inserting a rotating tool from the surface of the flange portion to rotate the rotation Friction stir with respect to the overlapping part by moving the rotary tool relative to the flange part with only the stirring pin of the tool in contact with only the flange part or both the peripheral wall part and the flange part
  • a friction agitation step for performing joining, and in the friction agitation step, the joining conditions are set so that burrs are formed outside the flange portion.
  • the friction stir welding can be performed to a deep position without applying a large load to the friction stirring device. That is, according to the present invention, bonding is possible even when the plate thickness of the sealing body is large.
  • the width of the plasticized region can be reduced as compared with the case where the shoulder portion of the rotary tool is brought into contact with the sealing body, the width (projecting length) of the flange portion can be reduced.
  • variety of a flange part can be raised.
  • produced by friction stir welding can be formed in the outer side of a flange part, a burr
  • the method further includes a removing step of cutting off an extra piece portion outside the flange portion together with a burr at the groove formed in the plasticizing region in the friction stirring step. According to this method, the burr can be removed along with the excess piece.
  • the friction stirring step it is preferable to perform friction stir welding by using a rotary tool having a shoulder portion and a stirring pin and setting the lower end surface of the shoulder portion at a position lower than the surface of the base portion.
  • a support portion rising from the bottom portion of the jacket body and a protrusion portion protruding from the support portion are formed, and a hole portion into which the protrusion portion is inserted is formed in the sealing body.
  • the sealing body is arranged on an end surface of the peripheral wall portion, and the protruding portion is inserted into the hole portion.
  • the friction stirring step an end surface of the protruding portion and a bottom surface of the hole portion are arranged. It is preferable to perform friction stir welding also on the butt portion.
  • the present invention provides a preparation step of preparing a wall member having a through hole, a cylindrical member having a flange portion on one end side, and inserting the other end side of the cylindrical member into the through hole to form the flange portion.
  • An arrangement step in which the surface of the wall member and the surface of the wall member are overlapped to form an overlapped portion, and a rotating tool is inserted from the back surface of the flange portion, and only the stirring pin of the rotating tool is only the flange portion or the flange
  • a removal step of cutting off an excess piece portion outside the flange portion together with burrs, with a concave groove formed in the forming region as a boundary.
  • the present invention provides a preparation step of preparing a wall member having a through hole, a cylindrical member having a flange portion on one end side, and inserting the other end side of the cylindrical member into the through hole to form the flange portion.
  • An arrangement step in which the surface of the wall member and the surface of the wall member are overlapped to form an overlapped portion, a rotating tool is inserted from the surface of the wall member, and only the stirring pin of the rotating tool is only the flange portion or the flange
  • a removal step of cutting off an excess piece portion outside the flange portion together with burrs, with a concave groove formed in the forming region as a boundary.
  • the present invention provides the flange member while communicating the wall member having the through hole, the preparation step of preparing the cylindrical member having the flange portion on one end side, and the hollow portion of the cylindrical member.
  • the present invention provides the flange member while communicating the wall member having the through hole, the preparation step of preparing the cylindrical member having the flange portion on one end side, and the hollow portion of the cylindrical member.
  • the joining step it is preferable to set joining conditions so that burrs are generated outside the flange portion.
  • the degree of freedom in design can be increased. Moreover, according to the joining method according to the present invention, burrs can be easily removed.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the manufacturing method of the hollow container which concerns on 2nd embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the arrangement
  • FIG. 1 A joining method according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the joining method according to this embodiment forms a structure 1 by joining a first metal member 2 and a second metal member 3.
  • the joining method according to this embodiment includes a preparation process, an arrangement process, a friction stirring process, and a removal process.
  • the preparation step is a step of forming the first metal member 2 and the second metal member 3.
  • “front surface” means a surface opposite to the “back surface”.
  • the first metal member 2 is a plate-like metal member.
  • the first metal member 2 is appropriately selected from metals capable of friction stir such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium, magnesium alloy and the like.
  • the first metal member 2 has a plate shape in the present embodiment, but may have another shape.
  • the second metal member 3 is a plate-like member.
  • the second metal member 3 is appropriately selected from metals that can be frictionally stirred.
  • the second metal member 3 is formed of the same material as the first metal member 2.
  • the second metal member 3 has the same planar shape as the first metal member 2, but is thinner than the first metal member 2.
  • the second metal member 3 is formed with a slit 4 extending from the outer edge toward the center.
  • the placement step is a step of placing the second metal member 3 on the first metal member 2 as shown in FIG.
  • the superposed portion J1 is formed by superimposing the front surface 2b of the first metal member 2 and the back surface 3c of the second metal member 3. The side surfaces of the first metal member 2 and the second metal member 3 are flush with each other.
  • the friction stir process is a process in which the first metal member 2 and the second metal member 3 are friction stir welded using the rotary tool F.
  • the rotating tool F includes a connecting portion F1 and a stirring pin F2.
  • the rotary tool F is made of, for example, tool steel.
  • the connecting part F1 is a part connected to a rotating shaft (not shown) of the friction stirrer.
  • the connecting portion F1 has a cylindrical shape.
  • the stirring pin F2 hangs down from the connecting part F1, and is coaxial with the connecting part F1.
  • the stirring pin F2 is tapered as it is separated from the connecting portion F1.
  • a spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin F2.
  • the spiral groove in order to rotate the rotary tool F to the right, the spiral groove is formed in a counterclockwise direction from the proximal end toward the distal end. In other words, the spiral groove is formed counterclockwise as viewed from above when the spiral groove is traced from the proximal end to the distal end.
  • the spiral groove when rotating the rotation tool F counterclockwise, it is preferable to form the spiral groove clockwise as it goes from the proximal end to the distal end.
  • the spiral groove in this case is formed clockwise when viewed from above when the spiral groove is traced from the proximal end to the distal end.
  • the stirring pin F2 of the rotating tool F that rotates clockwise is inserted into the start position Sp1 set on the surface 3b of the second metal member 3, and the rotating tool F is relatively moved.
  • the spiral groove of the stirring pin F2 is formed in a counterclockwise direction from the proximal end toward the distal end.
  • a plasticizing region W1 is formed on the movement trajectory of the rotary tool F.
  • the rotary tool F is relatively moved so that the plasticizing region W1 is a closed loop.
  • the rotation tool F may be moved in any direction, but in the present embodiment, the rotation tool F is set to be counterclockwise with respect to the second metal member 3 and is rectangular in plan view along the outer edge of the second metal member 3. It is moved so that a closed loop plasticizing region W1 having a shape is formed. At that time, it is preferable to set a route so that the tip of the slit 4 is in contact with the plasticized region W1.
  • the friction stir welding is performed in a state where the connecting portion F1 is not in contact with the second metal member 3, that is, in a state where the base end side of the stirring pin F2 is exposed.
  • the insertion depth of the rotary tool F may be set as appropriate, but in this embodiment, the stirring pin F2 reaches the first metal member 2, that is, the first metal member 2 and the second metal member 3 are stirred. Friction stir welding is performed with the pin F2 in contact.
  • the rotation tool F is arranged so that the shear side of the rotation tool F (advancing side: the side where the moving speed of the rotation tool is added to the tangential speed on the outer periphery of the rotation tool) is inside the second metal member 3.
  • the movement direction and rotation direction are set.
  • the rotation direction and the traveling direction of the rotary tool F are not limited to those described above, and may be set as appropriate.
  • the shear side is more than the flow side of the plasticizing region W1 (retreating side: the side where the moving speed of the rotary tool is subtracted from the tangential speed on the outer periphery of the rotary tool).
  • the temperature of the plastic fluidized material is likely to rise, a groove is formed on the shear side in the plasticized region W1, and a large number of burrs V tend to be generated on the shear side outside the plasticized region W1.
  • the rotational speed of the rotary tool F is set to be high, as shown in FIGS. 4 and 5, a concave groove D is generated on the flow side in the plasticizing region W1, and the outside of the plasticizing region W1. There is a tendency that many burrs V are generated on the flow side.
  • the concave groove D is a part that is deeper in the plasticized region W1. Further, by setting the rotation speed of the rotary tool F faster, the moving speed (feed speed) of the rotary tool F can be increased. Thereby, a joining cycle can be shortened.
  • the side where the burr V is generated in the traveling direction of the rotary tool F depends on the joining conditions.
  • the joining conditions include the rotational speed of the rotary tool F, the rotational direction, the moving direction, the moving speed (feeding speed), the inclination angle (taper angle) of the stirring pin F2, the material of the first metal member 2 and the second metal member 3. It is determined by each element such as the thickness of the second metal member 3 and a combination of these elements. If the side where the burr V is generated or the side where a lot of burr V is generated is set to be the outer edge side of the second metal member 3 according to the joining conditions, the concave groove D formed in the plasticized region W1 is also the first. Since it tends to be formed on the outer side of the bimetallic member 3, it is preferable because a removal step described later can be easily performed.
  • the rotating tool F is made to make one turn and the rotating tool F is detached in the plasticizing region W1.
  • the start end and the rear end of the plasticizing region W1 are overlapped.
  • the removing step is a step of cutting off the surplus piece portion 10 that is a part of the second metal member 3.
  • the surplus piece portion 10 is a portion of the second metal member 3 that is cut off with the plasticized region W1 as a boundary.
  • the portion outside the concave groove D formed in the second metal member 3 is the surplus piece portion 10.
  • the slit 4 (see also FIG. 3) is used as a starting point, and the end of the surplus piece 10 is turned up and bent and removed.
  • the surplus piece portion 10 may be bent using an apparatus, but in the present embodiment, it is manually bent and excised. Thereby, the structure 1 shown in FIG. 7 is completed.
  • the surface 3 b of the second metal member 3 is higher than the surface 2 b of the first metal member 2 by a plate thickness.
  • the surface 3b of the second metal member 3 can be used as, for example, a part attachment site.
  • the friction stir process is performed by bringing only the stirring pin F2 of the rotary tool F into contact, so that the friction stir welding is performed to a deep position without applying a large load to the friction stirrer. It can be carried out. That is, according to this embodiment, even if the plate
  • the concave groove D is in the plasticized region W ⁇ b> 1 and outside the joining center line C (outside the second metal member 3). It is formed. Moreover, since the burr
  • FIG. 8 is a perspective view showing a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a second modification of the first embodiment.
  • the planar shape of the second metal member 3 ⁇ / b> A of the first modified example is different from the first embodiment in that it is smaller than the planar shape of the first metal member 2.
  • the planar shape of the second metal member 3 ⁇ / b> B of the second modification is different from that of the first embodiment in that it is larger than the planar shape of the first metal member 2.
  • the joining method according to the first modification and the second modification also performs a preparation process, an arrangement process, a friction stirring process, and a removal process. Since steps other than the preparation step are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted. Even if the first metal member 2 and the second metal members 3A and 3B have different sizes as in the first modification and the second modification according to the first embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. be able to. Moreover, although a specific illustration is omitted, the first metal member and the second metal member may have different shapes.
  • the hollow container 1A and the method for manufacturing the hollow container according to the second embodiment of the present invention will be described.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that a hollow container 1A having a hollow portion is manufactured.
  • the preparation step is a step of preparing the hollow container body 20 and the sealing body 24 as shown in FIG.
  • the hollow container body 20 includes a bottom portion 21 that has a circular shape and a peripheral wall portion 22 that rises from the outer edge of the bottom portion 21.
  • the peripheral wall portion 22 has a cylindrical shape.
  • a recess 23 is formed by the bottom portion 21 and the peripheral wall portion 22.
  • the hollow container body 20 is formed of a metal capable of frictional stirring.
  • the sealing body 24 is a thin disk-shaped metal member.
  • the material of the sealing body 24 is the same as that of the hollow container body 20.
  • the sealing body 24 is formed with a slit 25 extending from the outer edge toward the central portion.
  • the placement step is a step of placing the sealing body 24 on the hollow container body 20 as shown in FIG.
  • the end surface 22a of the peripheral wall portion 22 and the back surface 24c of the sealing body 24 are overlapped to form the overlapping portion J2.
  • the outer peripheral surface of the hollow container body 20 and the outer peripheral surface of the sealing body 24 are flush with each other.
  • the friction stirring step is a step of joining the hollow container body 20 and the sealing body 24 using the rotary tool F as shown in FIGS. 11 and 12.
  • the rotating tool F rotated to the right is inserted into the start position Sp1 shown in FIG. 11, and the rotating tool F is relatively moved along the overlapping portion J2, that is, along the outer peripheral edge of the sealing body 24.
  • the rotary tool F is set so as to be counterclockwise with respect to the sealing body 24.
  • frictional stirring is performed with the proximal end side of the stirring pin F2 exposed.
  • the insertion depth of the stirring pin F2 may be set as appropriate, but in this embodiment, friction stir welding is performed with the stirring pin F2 in contact with the hollow container body 20 and the sealing body 24.
  • burrs V are formed on the flow side (outside of the sealing body 24) outside the plasticized region W ⁇ b> 1, and recessed on the outside of the joint center line C. It is preferable to set the joining conditions so that the groove D is formed.
  • the removal step is a step of cutting off the surplus piece 26 that is a part of the sealing body 24 as shown in FIG.
  • the surplus piece portion 26 is a portion of the sealing body 24 that is cut off with the plasticized region W1 as a boundary.
  • a portion outside the concave groove D formed in the sealing body 24 is the surplus piece portion 26.
  • the slit 25 (see FIG. 11) is used as a starting point, and the end portion of the surplus piece portion 26 is turned up and bent and removed.
  • the surplus piece portion 26 may be bent using an apparatus, but in the present embodiment, it is manually bent and excised. Thereby, 1 A of hollow containers provided with the hollow part inside are formed.
  • the same effects as those of the first embodiment can also be obtained by the method for manufacturing a hollow container according to the second embodiment described above. Moreover, according to 2nd embodiment, the hollow container provided with the hollow part inside can be formed easily.
  • the liquid cooling jacket 1 ⁇ / b> B according to the third embodiment includes a jacket body 31 and a heat sink 41.
  • the jacket body 31 and the heat sink 41 are integrated by friction stir welding.
  • the liquid cooling jacket 1B is an instrument for exchanging heat with a heating element (not shown) installed in the heat sink 41 by circulating a fluid such as water through an internal hollow portion.
  • the jacket body 31 includes a bottom portion 32 and a peripheral wall portion 33.
  • the bottom 32 has a rectangular shape in plan view.
  • the peripheral wall portion 33 rises from the periphery of the bottom portion 32 and has a rectangular frame shape in plan view.
  • the material of the jacket body 31 is appropriately selected from metals that can be frictionally stirred.
  • the heat sink 41 includes a substrate 42, a base 43, and a plurality of fins 44.
  • the substrate 42 has a rectangular plate shape in plan view.
  • the base 43 is integrally formed with the substrate 42 and has a rectangular shape in plan view.
  • the base 43 is formed slightly smaller than the substrate 42.
  • the fins 44 extend from the base portion 43 and are arranged in parallel at a predetermined interval.
  • a plasticized region W ⁇ b> 1 is formed on the outer peripheral edge of the substrate 42 and the end surface 33 a of the peripheral wall portion 33.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket includes a preparation process, an arrangement process, a friction stirring process, and a removal process.
  • a jacket body forming process for forming the jacket body 31 and a heat sink forming process for forming the heat sink 41 are performed.
  • the member to be cut 51 is cut using a multi-cutter M.
  • the multi-cutter M is a rotary tool that cuts a member.
  • the multi-cutter M is composed of a shaft part M1 and a plurality of disk cutters M2 arranged in parallel with the shaft part M1.
  • a cutting blade (not shown) is formed on the outer peripheral edge of the disk cutter M2.
  • the workpiece 51 includes a rectangular plate-like substrate 42 and a rectangular parallelepiped block 52.
  • the member 51 to be cut is made of a metal capable of frictional stirring.
  • the substrate 42 and the block to be cut 52 are integrally formed.
  • the planar shape of the block 52 to be cut is slightly smaller than the planar shape of the substrate 42.
  • the block 52 to be cut is formed at the center of the substrate 42.
  • the fins 44 are formed by cutting a part of the block 52 to be cut using the multi-cutter M.
  • the side 52a of the block 52 to be cut and the shaft M1 of the multi-cutter M are arranged in parallel, and the disk cutter M2 of the multi-cutter M that has been rotated is inserted into the block 52 to be cut.
  • the disk cutter M2 reaches a predetermined depth, the multi-cutter M is translated to the other side 52b opposite to the side 52a.
  • the shaft portion M1 reaches the side portion 52b, the multi-cutter M is relatively moved in a direction away from the block 52 to be cut.
  • the insertion depth of the multi-cutter M may be set as appropriate.
  • the insertion depth of the multi-cutter M is adjusted so that the disk cutter M2 does not reach the substrate 42, that is, an uncut region is formed in the block 52 to be cut. To do.
  • a base portion 43 is formed between the substrate 42 and the fins 44.
  • a slit 45 extending from the outer edge of the substrate 42 to the center is formed.
  • a jacket body 31 having a bottom 32 and a peripheral wall 33 is formed in the jacket body forming step.
  • a concave portion 34 including a bottom portion 32 and a peripheral wall portion 33 is formed inside the jacket main body 31.
  • the planar shape of the recess 34 is slightly larger than the block 52 to be cut. Further, the depth of the recess 34 is larger than the height of the block 52 to be cut.
  • the placement step is a step of placing the heat sink 41 on the jacket body 31.
  • the back surface 42 c of the substrate 42 is overlapped with the end surface 33 a of the peripheral wall portion 33.
  • the overlapping portion J3 is formed.
  • the overlapping portion J3 is formed around the recess 34 and has a rectangular frame shape.
  • the friction stirring step is a step of joining the jacket main body 31 and the heat sink 41 using the rotary tool F.
  • the rotating tool F rotated to the right is inserted into the surface 42b of the substrate 42, and the rotating tool F is moved relative to the concave portion 34 while being rotated counterclockwise along the outer peripheral edge of the substrate 42.
  • friction stir is performed with the proximal end side of the stirring pin F2 exposed.
  • the insertion depth of the stirring pin F2 may be set as appropriate, but in this embodiment, friction stir welding is performed with the stirring pin F2 in contact with the jacket body 31 and the heat sink 41.
  • burrs V are formed on the flow side (outside of the substrate 42) outside the plasticized region W ⁇ b> 1, and concave grooves D are formed outside the bonding center line C. It is preferable to set the joining conditions as described above.
  • the removal step is a step of cutting off the surplus piece portion 50 which is a part of the substrate 42 as shown in FIG.
  • the surplus piece portion 50 is a portion of the substrate 42 that is cut off with the plasticized region W1 as a boundary. In the present embodiment, a portion outside the concave groove D formed in the substrate 42 is the surplus piece portion 50.
  • the slit 45 (see FIG. 17) is used as a starting point, and the end of the surplus piece 50 is turned up and removed by bending.
  • the surplus piece 50 may be bent using an apparatus, but in the present embodiment, it is bent and cut manually. Thereby, the liquid cooling jacket 1B shown in FIGS. 14 and 15 is formed.
  • the friction stir process is performed by bringing only the stirring pin F2 of the rotary tool F into contact, so that the friction stir welding is performed to a deep position without applying a large load to the friction stirrer. It can be carried out. That is, according to the present embodiment, bonding is possible even if the thickness of the substrate 42 of the heat sink 41 is large.
  • the width of the plasticized region W1 can be reduced as compared with the case where the shoulder portion of the rotary tool is brought into contact with the substrate 42. Therefore, the width of the peripheral wall portion 33 (of the overlapping portion J3) The overlap allowance) can be reduced.
  • the degree of freedom in design can be increased.
  • flash V can be easily excised by setting joining conditions so that the burr
  • the concave groove D is formed in the plasticized region W1 and outside the bonding center line C (the front end side of the substrate 42). Further, since the burrs V are formed outside the plasticized region W1 and outside the bonding center line C, the burrs V can be efficiently cut out together with the surplus piece 50. Moreover, since the surplus piece part 50 to cut off can be made small by this and a junction part (plasticization area
  • the watertightness and confidentiality can be improved by making the rotating tool F make a round along the overlapping portion J3 and overlapping the start end and the end of the plasticized region W1.
  • the base 43 of the heat sink 41 may not be provided, but the strength of the heat sink 41 can be increased by providing the base 43.
  • the traveling direction and the rotation direction of the rotary tool F are set so that the shear side of the rotary tool F is the central side of the second metal member 3, the sealing body 24 or the heat sink 41.
  • the rotary tool F is used.
  • the friction stirring step may be performed using a rotary tool (not shown) provided with a shoulder portion and a stirring pin.
  • the liquid cooling jacket 101 is a metal container having a hollow portion.
  • the liquid cooling jacket 101 includes a jacket body 102 and a sealing body 103.
  • the jacket main body 102 and the sealing body 103 are integrated by friction stir welding.
  • a heating element (not shown) is installed on one surface of the liquid cooling jacket 101 (the surface 121a of the base 121).
  • the liquid cooling jacket 101 can cool the heating element by circulating a fluid such as water, for example.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 4th embodiment performs a preparatory process, an arrangement
  • the preparation process is a process of forming the jacket main body 102 and the sealing body 103.
  • the jacket main body 102 is a box-shaped member whose upper side is opened.
  • the jacket main body 102 is appropriately selected from metals capable of friction stirring such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium alloy, and magnesium alloy.
  • the jacket main body 102 includes a bottom portion 111 having a plate shape and a peripheral wall portion 112 that rises from the periphery of the bottom portion 111.
  • the peripheral wall 112 has a rectangular frame shape in plan view.
  • a recess 113 is formed by the bottom 111 and the peripheral wall 112.
  • the sealing body 103 is a member that seals the opening of the jacket main body 102.
  • the sealing body 103 is appropriately selected from metals that can be frictionally stirred.
  • the sealing body 103 is formed of the same material as that of the jacket main body 102.
  • the sealing body 103 includes a base part 121 and a flange part 122.
  • the base 121 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the outer peripheral edge of the base portion 121 has the same size as the inner peripheral edge of the peripheral wall portion 112.
  • the flange portion 122 projects toward the side from a position lower than the surface 121a of the base portion 121 by one step.
  • the flange portion 122 is formed over the entire circumference of the base portion 121.
  • the plate thickness of the flange portion 122 is constant.
  • the back surface 122b of the flange part 122 and the back surface 121b of the base part 121 are flush with each other (see FIG. 22A).
  • the placement step is a step of placing the sealing body 103 on the jacket main body 102 as shown in FIG.
  • the end surface 112a of the peripheral wall portion 112 and the back surface 122b of the flange portion 122 of the sealing body 103 are overlapped to form the overlapping portion J11.
  • the side surface 112c of the peripheral wall portion 112 and the side surface 122c of the flange portion 122 are flush with each other.
  • the friction stir step is a step in which the jacket main body 102 and the sealing body 103 are friction stir welded using the rotary tool G as shown in FIG.
  • the rotary tool G includes a shoulder portion G1 and a stirring pin G2 that hangs down from the lower end surface G1a of the shoulder portion G1.
  • the shoulder portion G1 has a cylindrical shape.
  • the stirring pin G2 is tapered, and a spiral groove is formed on the outer peripheral surface.
  • the stirring pin G2 of the rotating tool G that rotates counterclockwise is inserted into the start position Sp set on the surface 122a of the flange portion 122, and along the overlapping portion J11. That is, the rotary tool G is relatively moved along the flange portion 122.
  • the spiral groove of the stirring pin G2 is formed clockwise as it goes from the proximal end to the distal end in order to rotate the rotary tool G counterclockwise. In other words, when the spiral groove is traced from the proximal end to the distal end, the spiral groove is formed clockwise when viewed from above.
  • the spiral groove when rotating the rotation tool G to the right, it is preferable to form the spiral groove counterclockwise from the proximal end toward the distal end.
  • the spiral groove in this case is formed counterclockwise as viewed from above when the spiral groove is traced from the base end to the tip end.
  • the friction stir welding is performed in a state where the shoulder portion G1 is not in contact with the flange portion 122, that is, the base end side of the stirring pin G2 is exposed.
  • the insertion depth of the rotary tool G may be set as appropriate, but in this embodiment, the stirring pin G2 reaches the jacket body 102, that is, the jacket body 102 and the sealing body 103 are in contact with the stirring pin G2.
  • friction stir welding is performed.
  • a plasticized region W11 is formed in the movement locus of the rotary tool G.
  • the lower end surface G1a of the shoulder portion G1 is set at a position lower than the surface 121a of the base portion 121.
  • the outer peripheral surface of the shoulder portion G1 is brought close to the side surface 121c of the base portion 121.
  • a narrow space is formed by the surface 122a of the flange portion 122, the side surface 121c of the base portion 121, and the lower end surface G1a of the shoulder portion G1.
  • the moving direction of the rotating tool G is such that the shear side of the rotating tool G (advancing side: the side where the moving speed of the rotating tool is added to the tangential speed on the outer periphery of the rotating tool) is the base portion 121 side.
  • the direction of rotation is set.
  • the rotation direction and the traveling direction of the rotary tool G are not limited to those described above, and may be set as appropriate.
  • the joining conditions include the rotational speed of the rotary tool G, the rotational direction, the moving direction, the moving speed (feeding speed), the inclination angle (taper angle) of the stirring pin G2, the material of the jacket main body 102 and the sealing body 103, and the flange portion. It is determined by each element such as the thickness of 122 and a combination of these elements. If the side where the burr V is generated or the side where a lot of burr V is generated is set to the outside (tip side) of the flange portion 122 according to the joining condition, the concave groove D formed in the plasticized region W11 is also formed. Since there exists a tendency which is formed in the outer side of the flange part 122, since the removal process mentioned later can be performed easily, it is preferable.
  • the rotating tool G in the friction stirring step, the rotating tool G is caused to make a round along the flange portion 122, and the rotating tool G is detached in the plasticizing region W11.
  • the start end and the rear end of the plasticizing region W11 are overlapped.
  • the removing step is a step of cutting off the surplus piece portion 130 which is a part of the flange portion 122, as shown in FIG.
  • the surplus piece portion 130 is a portion of the flange portion 122 that is cut off with the plasticized region W11 as a boundary.
  • a portion outside the concave groove D of the flange portion 122 is used as the surplus piece portion 130.
  • the surplus piece 130 may be bent using an apparatus, but in the present embodiment, it is manually bent and cut off. Thereby, the liquid cooling jacket 101 shown in FIG. 20 is completed.
  • the friction stir process is performed by bringing only the stirring pin G2 of the rotary tool G into contact, so that friction stir welding is performed to a deep position without applying a large load to the friction stirrer. It can be carried out. That is, according to this embodiment, even if the plate
  • the width of the plasticized region W11 can be reduced as compared with the case where the shoulder portion G1 of the rotary tool G is brought into contact with the sealing body 103. Therefore, the width of the flange portion 122 ( The overhang length) can be reduced.
  • variety of the flange part 122 can be raised.
  • flash V can be easily excised by setting joining conditions so that the burr
  • the shoulder portion since the friction stir welding is performed in a narrow closed space formed by the surface 122a of the flange portion 122, the side surface 121c of the base portion 121, and the lower end surface G1a of the shoulder portion G1, the shoulder portion It is possible to prevent the burrs V from scattering between the lower end surface G1a of the G1 and the side surface 121c of the base portion 121.
  • the concave groove D is formed in the plasticized region W11 and on the outer side of the joining center line C (the front end side of the flange portion 122).
  • flash V is formed in the outer side of the plasticization area
  • FIG. this makes it possible to reduce the excess piece portion 130 to be excised, and to leave a large portion of the joint (plasticized region W11), so that the joint strength can be increased.
  • the surplus piece portion 130 can be easily bent by the concave groove D, and the joined portion (plasticized region W11) can be finished finely without performing a burr removing operation separately.
  • the plasticized region W11 is not formed on the surface 121a of the base portion 121.
  • the surface 121a of the base portion 121 functions as an installation surface on which a heating element (not shown) is installed, or functions as an attachment surface to a structure. Since the plasticizing region is not formed on these installation surfaces or attachment surfaces, the properties of the installation surfaces or attachment surfaces can be made uniform. Moreover, the surface treatment process with respect to an installation surface or an attachment surface can be skipped.
  • the watertightness and confidentiality can be improved by making the rotary tool G make a round along the overlapping portion J11 and overlapping the start end and the end of the plasticizing region W11.
  • the liquid cooling jacket 101A and the liquid cooling jacket manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
  • the fifth embodiment differs from the fourth embodiment in that a support portion 114 is formed on the jacket body 102A.
  • symbol is attached
  • the liquid cooling jacket 101A includes a jacket main body 102A and a sealing body 103A.
  • the jacket main body 102 ⁇ / b> A includes a bottom portion 111, a peripheral wall portion 112, a support portion 114, and projecting portions 115 and 115.
  • the support portion 114 is a plate-like portion that rises from the bottom portion 111.
  • the support portion 114 is continuously formed on one wall portion of the peripheral wall portion 112.
  • the end surface 114 a of the support portion 114 is flush with the end surface 112 a of the peripheral wall portion 112. Note that the support portion 114 may be separated from the peripheral wall portion 112.
  • the protruding portion 115 is a portion protruding from the end surface 114 a of the support portion 114.
  • the shape of the protrusion 115 is not particularly limited, in the present embodiment, it has a cylindrical shape.
  • the height dimension of the protrusion 115 is smaller than the plate thickness of the sealing body 103A.
  • holes 123 and 123 that open to the back surface 121b side (see FIG. 25A) are formed.
  • the hole 123 is formed at a position corresponding to the protrusions 115 and 115.
  • the hollow portion of the hole portion 123 is formed by a cylindrical side wall and a bottom surface.
  • the hole part 123 is a part into which the protruding part 115 is inserted.
  • the size of the hole 123 is such that the protruding portion 115 is inserted without a gap.
  • a preparation process, an arrangement process, a friction stirring process, and a removal process are performed.
  • the preparation step the jacket main body 102A and the sealing body 103A are formed.
  • the placement step is a step of inserting the protrusion 115 into the hole 123 while placing the sealing body 103A on the jacket main body 102A, as shown in FIG.
  • the overlapping portion J11 is formed by the end surface 112a of the peripheral wall portion 112 and the back surface 122b of the flange portion 122, and the end surface of the protruding portion 115 and the bottom surface of the hole portion 123 are abutted to form the abutting portion J12.
  • the butting portion J12 has a circular shape in plan view.
  • the end surface 114a of the support portion 114 and the back surface 121b of the base portion 121 are also overlapped.
  • the friction stir step is a step in which the jacket main body 102A and the sealing body 103A are friction stir welded using the rotary tool G, as shown in FIG.
  • friction stir welding is performed on the overlapping portion J1 and the butt portion J12. Since the overlapping portion J11 is the same as that of the fourth embodiment, the description thereof is omitted.
  • the stirring pin G2 of the rotated rotating tool G is inserted into the start position Sp set on the surface 121a of the base 121, and the rotating tool G is linearly passed through the abutting portions J12 and J12. Move.
  • the insertion depth of the rotary tool G is set to such an extent that the stirring pin G2 reaches the protrusion 115.
  • a plasticized region W12 is formed in the movement locus of the rotary tool G.
  • the friction stir welding may be performed first in either the overlapping portion J11 or the butting portion J12.
  • the friction stir welding may be performed while pushing the shoulder portion G1 into the base portion 121.
  • the insertion depth of the agitation pin G2 may be set so that the agitation pin G2 reaches the support portion 114 during the friction agitation welding of the butt portion J12.
  • the surplus piece portion 130 outside the flange portion 122 is cut out together with the burr V with the concave groove D formed in the plasticized region W11 as a boundary.
  • the liquid cooling jacket 101A is completed.
  • the joining strength of 101 A of liquid cooling jackets can be raised by carrying out friction stir welding of the butt
  • the traveling direction and the rotation direction of the rotary tool G are set so that the shear side of the rotary tool G is the base part 121 side, but the flow side is set to be the base part 121 side. May be. Further, the lower end face G1a of the shoulder part G1 may be positioned above the surface 121a of the base part 121.
  • the rotary tool G is used, but the friction stirring step may be performed using a shoulderless rotary tool (not shown) that does not include the shoulder portion G1.
  • FIG. 26 A joining method according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the joining method according to the present embodiment joins the wall member 210 and the tubular member 220 by friction stirring.
  • a preparation process, an arrangement process, a joining process, and a removing process are performed.
  • front surface means a surface opposite to the “back surface”.
  • the preparation step is a step of preparing the wall member 210 and the cylindrical member 220.
  • the wall member 210 is a plate-like member provided with a through hole 211 having a circular shape in plan view.
  • the wall member 210 is made of an aluminum alloy in this embodiment.
  • the material of the wall member 210 is appropriately selected from metals capable of friction stirring such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium, magnesium alloy, and the like.
  • the cylindrical member 220 includes a cylindrical part 221 and a flange part 222.
  • the cylindrical member 220 may be any metal that can be frictionally stirred, but is formed of the same metal as the wall member 210 in the present embodiment.
  • the cylinder part 221 has a cylindrical shape.
  • the outer diameter of the cylindrical portion 221 is substantially the same as the inner diameter of the through hole 211.
  • the flange portion 222 projects outwardly from the tube portion 221 at the end of the tube portion 221 and has a plate shape.
  • the placement step is a step of placing the cylindrical member 220 on the wall member 210 as shown in FIG.
  • the cylindrical portion 221 of the cylindrical member 220 is inserted into the through-hole 211 of the wall member 210, and the overlapping portion J21 is formed by superimposing the surface 210a of the wall member 210 and the surface 222a of the flange portion 222. .
  • the overlapping portion J21 is formed in a ring shape around the through hole 211.
  • the joining step is a step of friction stir welding the overlapping portion J21 using the rotary tool F as shown in FIGS.
  • the rotary tool F includes a connecting portion F1 and a stirring pin F2.
  • the spiral groove is formed in a counterclockwise direction from the proximal end toward the distal end.
  • the spiral groove clockwise as it goes from the proximal end to the distal end.
  • the metal plastically fluidized during friction stirring is guided to the tip side of the stirring pin F2 by the spiral groove. Thereby, the quantity of the metal which overflows outside the to-be-joined metal member (the wall member 210 and the cylindrical member 220) can be reduced.
  • the rotating tool F rotated to the right is inserted into the back surface 222b of the flange portion 222, and is joined along the overlapping portion J21 (along the outer peripheral edge of the flange portion 222) to join the overlapping portion J21.
  • the friction stir welding is performed in a state where the connecting portion F1 is not in contact with the flange portion 222, that is, in a state where the proximal end side of the stirring pin F2 is exposed. That is, in this embodiment, the insertion depth of the rotary tool F is set so that the stirring pin F2 contacts both the wall member 210 and the flange portion 222.
  • joining may be performed so that the stirring pin F2 does not reach the wall member 210, that is, only the stirring pin F2 is in contact with only the flange portion 222.
  • the overlapping portion J21 is plastically fluidized and joined by frictional heat between the stirring pin F2 and the flange portion 222.
  • a plasticized region W21 is formed in the movement locus of the rotary tool F.
  • the rotary tool F is relatively moved so that the plasticized region W21 is a closed loop having a circular shape in plan view.
  • the rotary tool F may be moved in any direction, in this embodiment, the rotary tool F is moved so as to be counterclockwise with respect to the central axis X.
  • the moving direction of the rotating tool F is such that the shear side of the rotating tool F (advancing side: the side where the moving speed of the rotating tool is added to the tangential speed on the outer periphery of the rotating tool) is inside the flange portion 222.
  • the rotation direction is set.
  • the rotation direction and the traveling direction of the rotary tool F are not limited to those described above, and may be set as appropriate.
  • the shear side is more than the flow side of the flange 222 (retreating side: the side where the moving speed of the rotary tool is subtracted from the tangential speed on the outer periphery of the rotary tool). Since the temperature of the plastic fluidized material is likely to rise, there is a tendency that a groove is formed on the shear side in the plasticized region W21 and a large amount of burrs V are generated on the shear side outside the plasticized region W21.
  • occur
  • the concave groove D is a part that is deeper in the plasticized region W21.
  • the joining conditions include the rotational speed of the rotary tool F, the rotational direction, the moving direction, the moving speed (feeding speed), the inclination angle (taper angle) of the stirring pin F2, the material of the wall member 210 and the cylindrical member 220, and the wall member. It is determined by each element such as the thickness of 210 and the flange portion 222 and a combination of these elements.
  • the concave groove D formed in the plasticized region W21 is also the flange portion 222. Since the removal process mentioned later can be performed easily, it is preferable.
  • the rotating tool F is caused to make a round and the rotating tool F is detached in the plasticizing region W21.
  • the start end and the rear end of the plasticized region W21 are overlapped.
  • the removal step is a step of cutting off the excess piece portion 223 that is a part of the flange portion 222 as shown in FIG.
  • the surplus piece part 223 is a part that is cut off at the flange part 222 with the plasticized region W21 as a boundary.
  • a portion outside the concave groove D formed in the flange portion 222 is the surplus piece portion 223.
  • the end of the surplus piece 223 is turned up and removed by bending. Thereby, as shown in FIG.31 and FIG.32, the outer periphery of the flange part 222 is edged by the plasticization area
  • the surplus piece 223 may be bent using an apparatus, but in the present embodiment, it is bent and cut manually. As described above, the wall member 210 and the cylindrical member 220 are joined.
  • the burr V can be easily removed together with the surplus piece portion 223 by bending the surplus piece portion 223 outside the flange portion 222. Further, as shown in FIGS. 31 and 32, since the outer peripheral edge of the flange portion 222 is trimmed by the plasticizing region W21, it is possible to finish it finely without performing a separate burr removal process using a cutting tool or the like. it can.
  • the concave groove D is formed in the plasticized region W21 and outside the joining center line C (outside the flange portion 222). Moreover, since the burr
  • friction stir welding is performed by relatively moving along the overlapping portion J21 in a state where only the stirring pin F2 is in contact with the wall member 210 and the flange portion 222, or a state in which only the stirring portion F2 is in contact with the flange portion 222 Since the friction stir welding is performed by relatively moving along the overlapping portion J21, the overlapping portion J21 at a deep position can be joined without applying a large load to the friction stirrer.
  • friction stir welding is performed in a state where only the stirring pin F2 is in contact with the wall member 210 and the flange portion 222, or friction stir welding is performed in a state where only the stirring portion F2 is in contact with the flange portion 222.
  • the width of the plasticized region W21 can be reduced as compared with the case where the plastic member is pushed into the wall member 210 and the flange portion 222. Thereby, even if it does not enlarge the width
  • FIG. 33 is a perspective view showing a joining process of a modification according to the sixth embodiment.
  • the start position Sp of the rotary tool F is set on the surface 210a of the wall member 210.
  • the rotating tool F is inserted into the flange portion 222, and the rotating tool F is relatively moved along the overlapping portion J21.
  • a slit 225 may be formed at the edge of the flange portion 222.
  • the slit 225 extends from the edge of the flange portion 222 toward the center.
  • the joining method according to the seventh embodiment of the present invention will be described.
  • a preparation process, an arrangement process, a joining process, and a removing process are performed.
  • the arrangement step is mainly different from that of the sixth embodiment.
  • the placement step is a step of placing the tubular member 220 on the wall member 210 as shown in FIG.
  • the back surface 222b of the flange portion 222 is overlapped with the front surface 210a of the wall member 210 while communicating the through hole 211 of the wall member 210 with the hollow portion of the cylindrical portion 221 of the cylindrical member 220.
  • the overlap portion J22 is formed by superimposing the front surface 210a of the wall member 210 and the back surface 222b of the flange portion 222.
  • the joining step is a step of friction stir welding the overlapping portion J22 using the rotary tool F as shown in FIGS.
  • the joining step as shown in FIG. 35, after inserting the rotating tool F rotated to the left at the start position Sp set on the surface 210a of the wall member 210, the tool is plunged into the flange portion 222 along the overlapping portion J22. A round is made around the cylindrical portion 221.
  • the rotation tool F in order to rotate the rotation tool F counterclockwise, the rotation tool F is relatively moved so as to be counterclockwise with respect to the cylindrical portion 221.
  • a plasticized region W22 is formed in the movement locus of the rotary tool F.
  • the spiral groove of the stirring pin F2 is formed to turn clockwise from the proximal end side toward the distal end side.
  • the joining step friction stir welding is performed in a state where the connecting portion F1 is not in contact with the flange portion 222, that is, in a state where the proximal end side of the stirring pin F2 is exposed. That is, in this embodiment, the insertion depth of the rotary tool F is set so that the stirring pin F2 contacts both the wall member 210 and the flange portion 222.
  • joining may be performed so that the stirring pin F2 does not reach the wall member 210, that is, only the stirring pin F2 is in contact with only the flange portion 222.
  • the overlapping portion J22 is plastically fluidized and joined by frictional heat between the stirring pin F2 and the flange portion 222.
  • the removal step is a step of cutting off the surplus piece portion 223 which is a part of the flange portion 222 as shown in FIG.
  • the surplus piece 223 is a part of the flange 222 that is cut off with the plasticized region W22 as a boundary.
  • a portion outside the concave groove D formed in the flange portion 222 is the surplus piece portion 223.
  • the end of the surplus piece 223 is turned up and removed by bending.
  • the outer peripheral edge of the flange portion 222 is edged by the plasticized region W22.
  • the surplus piece 223 may be bent using an apparatus, but in the present embodiment, it is bent and cut manually.
  • the wall member 210 and the cylindrical member 220 are joined.
  • a slit may be provided in the flange portion 222, and the excess piece portion 223 may be removed by turning up the excess piece portion 223 starting from the slit.
  • the rotating tool F may be directly inserted into the surface 222a of the flange portion 222.
  • the cylindrical portion 221 is a cylinder, but may be a cylindrical shape having an elliptical cross section or a polygonal cross section.
  • the through-hole 211 is also changed according to the shape of the cylinder part 221.
  • the joining step may be performed in a state where the rotation center axis of the rotary tool F is inclined outward (outside with respect to the center axis X).
  • the width of flange part 222 can also be made small.
  • the rotary tool F is preferably attached to an arm robot having a driving unit such as a spindle unit at the tip.
  • shaft of the rotation tool F can be inclined easily.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

設計の自由度が高い接合方法を提供することを課題とする。第一金属部材２の表面２ｂと板状の第二金属部材３の裏面３ｃとを重ね合せて重合部Ｊ１を形成する配置工程と、回転ツールＦを第二金属部材３の表面３ｂから挿入し、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを第一金属部材２及び第二金属部材３の両方に接触させた状態で回転ツールＦを相対移動させて重合部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、摩擦攪拌工程では、バリＶが第二金属部材３の外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。

Description

接合方法、中空容器の製造方法及び液冷ジャケットの製造方法
　本発明は、接合方法、中空容器の製造方法及び液冷ジャケットの製造方法に関する。
　特許文献１には、ジャケット本体と、当該ジャケット本体の凹部を覆う封止体とを備えた液冷ジャケットが開示されている。当該液冷ジャケットの製造方法は、樹脂性のジャケット本体と金属製の封止体とが重ね合わされた重合部に対して、封止体の表面で回転ツールを回転させ、当該回転ツールとジャケット本体との摩擦熱でジャケット本体の一部を溶融させて接合するというものである。
　また、貫通孔を備えた壁部材と、前記貫通孔にフランジ部付きの筒状部材を挿入して両者を接合する接合方法が知られている（特許文献２）。当該接合方法は、壁部材の表面とフランジ部の表面とが重ね合わされた重合部を回転ツールで摩擦攪拌接合するというものである。
特開２０１０－１５８８８５号公報 特開平１０－１５６７４号公報
　従来技術では、封止体の板厚が大きくなると摩擦熱が重合部に到達せず、重合部を接合することができないという問題がある。回転ツールを大きくすれば、摩擦熱を大きくすることができるが、封止体の表面にバリが多く発生するとともに、塑性化領域の凹溝も大きくなる。さらには、摩擦攪拌装置への負荷も大きくなる。すなわち、従来の液冷ジャケットの製造方法では設計の自由度が低いという問題がある。
　また、従来の接合方法では、摩擦攪拌接合後にバリが発生するため、切削工具等を用いてバリを除去する作業が煩雑になるという問題がある。
　このような観点から、本発明は、設計の自由度が高い接合方法、中空容器の製造方法及び液冷ジャケットの製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、バリを容易に除去することができる接合方法を提供することを課題とする。
　このような課題を解決するために本発明は、第一金属部材の表面と板状の第二金属部材の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記第二金属部材の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記第二金属部材のみ、又は、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で前記回転ツールを閉ループとなるように相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、前記摩擦攪拌工程では、バリが前記第二金属部材の外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。
　また、本発明は、底部と前記底部の周縁から立ち上る周壁部とを備える中空容器本体及び板状の封止体を形成する準備工程と、前記周縁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、前記回転ツールを前記封止体の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記周壁部及び前記封止体の両方に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、前記摩擦攪拌工程では、バリが前記封止体の外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。
　また、本発明は、底部と前記底部の周縁から立ち上る周壁部とを備えるジャケット本体を形成するとともに、基板と複数のフィンとを備えるヒートシンクを形成する準備工程と、前記周壁部の端面と前記基板の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記基板の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記基板のみ、又は、前記基板及び周壁部の両方に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、前記摩擦攪拌工程では、バリが前記ヒートシンクの外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。
　かかる方法によれば、回転ツールの攪拌ピンのみを接触させて摩擦攪拌工程を行うので、摩擦攪拌装置に大きな負荷をかけずに、深い位置まで摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、本発明によれば、第二金属部材、封止体又はヒートシンクの板厚が大きくても接合可能となるため、設計の自由度を高めることができる。また、摩擦攪拌接合によって発生するバリを第二金属部材、封止体又はヒートシンクの外側に形成させることができるため、バリを容易に除去することができる。
　また、前記摩擦攪拌工程において、塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記第二金属部材、封止体又はヒートシンクの外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、をさらに含むことが好ましい。かかる方法によれば、バリを余剰片部ごと除去することができる。
　また、本発明は、底部と前記底部の周縁から立ち上る周壁部とを備えるジャケット本体を形成するとともに、基体部と前記基体部の表面とは一段下がった位置から側方に張り出すフランジ部とを備える封止体を形成する準備工程と、前記周壁部の端面と前記フランジ部の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記フランジ部の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は、前記周壁部及び前記フランジ部の両方に接触させた状態で前記フランジ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、前記摩擦攪拌工程では、バリが前記フランジ部の外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする。
　かかる方法によれば、回転ツールの攪拌ピンのみを接触させて摩擦攪拌工程を行うので、摩擦攪拌装置に大きな負荷をかけずに、深い位置まで摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、本発明によれば、封止体の板厚が大きくても接合可能となる。また、回転ツールのショルダ部を封止体に当接させる場合に比べて、塑性化領域の幅を小さくできるので、フランジ部の幅（張り出し長さ）を小さくすることができる。このように、本発明によれば、封止体の板厚及びフランジ部の幅の設計の自由度を高めることができる。また、摩擦攪拌接合によって発生するバリをフランジ部の外側に形成させることができるため、バリを容易に除去することができる。
　また、前記摩擦攪拌工程において塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程をさらに含むことが好ましい。かかる方法によれば、バリを余剰片部ごと除去することができる。
　また、前記摩擦攪拌工程では、ショルダ部と攪拌ピンとを備える回転ツールを使用し、前記ショルダ部の下端面を前記基体部の表面より低い位置に設定して摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。
　かかる方法によれば、ショルダ部の下端面と基体部の側面との間からバリが飛散するのを防ぐことができる。
　また、前記準備工程では、前記ジャケット本体の前記底部から立ち上る支持部と、前記支持部から突出する突出部とを形成するとともに、前記封止体に前記突出部が挿入される孔部を形成し、前記配置工程では、前記周壁部の端面に前記封止体を配置するとともに、前記孔部に前記突出部を挿入し、前記摩擦攪拌工程では、前記突出部の端面と前記孔部の底面との突合せ部にも摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。
　かかる方法によれば、突合せ部に対しても摩擦攪拌接合を行うので、液冷ジャケットの接合強度を高めることができる。
　また、本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記フランジ部の裏面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記壁部材の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記フランジ部の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
　また、本発明は、貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、回転ツールを前記壁部材の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする。
　かかる接合方法によれば、フランジ部の外側の余剰片部を凹溝を境に折り曲げるなどして、バリを余剰片部ごと容易に除去することができる。
　また、前記接合工程では、前記フランジ部の外側にバリが発生するように接合条件を設定することが好ましい。
　かかる接合方法によれば、余剰片部にバリを集約することができるため、除去工程をより容易に行うことができる。
　本発明に係る接合方法、中空容器の製造方法及び液冷ジャケットの製造方法によれば、設計の自由度を高めることができる。また、本発明に係る接合方法によれば、バリを容易に除去することができる。
本発明の第一実施形態に係る接合方法の準備工程を示す斜視図である。 第一実施形態に係る配置工程を示す斜視図である。 第一実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す斜視図である。 第一実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る除去工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る除去工程を示す斜視図である。 第一実施形態に係る構造物を示す斜視図である。 第一実施形態の第一変形例を示す斜視図である。 第一実施形態の第二変形例を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る中空容器の製造方法を示す斜視図である。 第二実施形態に係る中空容器の製造方法の配置工程を示す斜視図である。 第二実施形態に係る中空容器の製造方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。 第二実施形態に係る中空容器の製造方法の除去工程を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係る液冷ジャケットを示す斜視図である。 第三実施形態に係る液冷ジャケットを示す断面図である。 第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の準備工程を示す斜視図である。 第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の配置工程を示す斜視図である。 第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の摩擦攪拌工程を示す断面図である。 第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の除去工程を示す断面図である。 本発明の第四実施形態に係る液冷ジャケットを示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。 本発明の第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の準備工程を示す斜視図である。 第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は配置工程を示し、（ｂ）は摩擦攪拌工程を示す。 第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の摩擦攪拌工程を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。 本発明の第五実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の準備工程を示す斜視図である。 第五実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は配置工程を示し、（ｂ）は摩擦攪拌工程を示す。 本発明の第六実施形態に係る接合方法の壁部材及び筒状部材を示す斜視図である。 第六実施形態に係る配置工程を示す断面図である。 第六実施形態に係る接合工程を示す斜視図である。 第六実施形態に係る接合工程を示す断面図である。 第六実施形態に係る除去工程を示す断面図である。 第六実施形態に係る除去工程後を示す斜視図である。 第六実施形態に係る除去工程後を示す断面図である。 第六実施形態に係る変形例の接合工程を示す斜視図である。 第七実施形態に係る配置工程を示す断面図である。 第七実施形態に係る接合工程を示す斜視図である。 第七実施形態に係る接合工程を示す断面図である。 第七実施形態に係る除去工程を示す断面図である。
［第一実施形態］
　本発明の第一実施形態に係る接合方法について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る接合方法は、第一金属部材２と第二金属部材３とを接合して構造物１を形成するものである。
　本実施形態に係る接合方法は、準備工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。準備工程は、第一金属部材２及び第二金属部材３を形成する工程である。なお、説明における「表面」とは、「裏面」に対する反対側の面という意味である。
　図１に示すように第一金属部材２は、板状の金属部材である。第一金属部材２は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。第一金属部材２は、本実施形態では板状としているが、他の形状であってもよい。
　第二金属部材３は、板状の部材である。第二金属部材３は、摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。第二金属部材３は、本実施形態では、第一金属部材２と同等の材料で形成されている。第二金属部材３は、第一金属部材２と同じ平面形状を呈するが、第一金属部材２よりも薄くなっている。第二金属部材３には、外縁から中央部に向けて延設されたスリット４が形成されている。
　配置工程は、図２に示すように、第一金属部材２に第二金属部材３を配置する工程である。配置工程では、第一金属部材２の表面２ｂと、第二金属部材３の裏面３ｃとを重ね合せて重合部Ｊ１を形成する。第一金属部材２と第二金属部材３の各側面はそれぞれ面一になる。
　摩擦攪拌工程は、第一金属部材２と第二金属部材３とを回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合する工程である。図３及び図４に示すように、回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。連結部Ｆ１は、摩擦攪拌装置の回転軸（図示省略）に連結される部位である。連結部Ｆ１は円柱状を呈している。
　攪拌ピンＦ２は、連結部Ｆ１から垂下しており、連結部Ｆ１と同軸になっている。攪拌ピンＦ２は連結部Ｆ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＦ２の外周面には螺旋溝が刻設されている。本実施形態では、回転ツールＦを右回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。
　なお、回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成することが好ましい。言い換えると、この場合の螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（第一金属部材２及び第二金属部材３）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。螺旋溝は省略してもよい。
　摩擦攪拌工程では、第二金属部材３の表面３ｂに設定した開始位置Ｓｐ１に、右回転する回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を挿入し、回転ツールＦを相対移動させる。本実施形態では、回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１が閉ループとなるように回転ツールＦを相対移動させる。回転ツールＦはどちら周りに移動させてもよいが、本実施形態では、第二金属部材３に対して左回りとなるように設定するとともに、第二金属部材３の外縁に沿って平面視矩形状の閉ループの塑性化領域Ｗ１が形成されるように移動させる。その際、スリット４の先端と、塑性化領域Ｗ１とが接触するようにルートを設定することが好ましい。
　摩擦攪拌工程では、図４に示すように、連結部Ｆ１を第二金属部材３に接触させない状態で、つまり、攪拌ピンＦ２の基端側を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。回転ツールＦの挿入深さは、適宜設定すればよいが、本実施形態では、攪拌ピンＦ２が第一金属部材２に達するように、つまり、第一金属部材２及び第二金属部材３と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。
　なお、攪拌ピンＦ２が第一金属部材２に達しない場合、つまり、攪拌ピンＦ２を第二金属部材３のみと接触させる場合は、第二金属部材３と攪拌ピンＦ２との摩擦熱によって重合部Ｊ１が塑性流動化して接合される。
　本実施形態では、回転ツールＦのシアー側（advancing side：回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側）が第二金属部材３の内側となるように回転ツールＦの移動方向と回転方向を設定している。回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。
　例えば、回転ツールＦの回転速度が遅い場合では、塑性化領域Ｗ１のフロー側（retreating side：回転ツールの外周における接線速度から回転ツールの移動速度が減算される側）に比べてシアー側の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、塑性化領域Ｗ１内のシアー側に凹溝が発生し、塑性化領域Ｗ１外のシアー側にバリＶが多く発生する傾向にある。一方、例えば、回転ツールＦの回転速度が速い場合、シアー側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、塑性化領域Ｗ１内のフロー側に凹溝が発生し、塑性化領域Ｗ１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。
　本実施形態では、回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、図４及び図５に示すように、塑性化領域Ｗ１内のフロー側に凹溝Ｄが発生し、塑性化領域Ｗ１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。凹溝Ｄは、塑性化領域Ｗ１のうち、より深くえぐれる部位である。また、回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。
　摩擦攪拌工程の際に、回転ツールＦの進行方向のどちら側にバリＶが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、回転ツールＦの回転速度、回転方向、移動方向、移動速度（送り速度）、攪拌ピンＦ２の傾斜角度（テーパー角度）、第一金属部材２及び第二金属部材３の材質、第二金属部材３の厚さ等の各要素とこれらの要素の組み合わせで決定される。接合条件に応じて、バリＶが発生する側又はバリＶが多く発生する側が第二金属部材３の外縁側となるように設定すれば、塑性化領域Ｗ１内に形成される凹溝Ｄも第二金属部材３の外側に形成される傾向があるので、後記する除去工程を容易に行うことができるため好ましい。
　摩擦攪拌工程では、回転ツールＦを一周させて、塑性化領域Ｗ１内で回転ツールＦを離脱させる。摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１の始端と後端が重複するようにする。
　除去工程は、図５及び図６に示すように、第二金属部材３の一部である余剰片部１０を切除する工程である。余剰片部１０とは、第二金属部材３において、塑性化領域Ｗ１を境にして切除される部位である。本実施形態では、第二金属部材３に形成されたの凹溝Ｄよりも外側の部位を余剰片部１０としている。
　除去工程では、スリット４（図３も参照）を起点として、余剰片部１０の端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。除去工程では、装置を用いて余剰片部１０を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。これにより、図７に示す構造物１が完成する。
　図７に示すように、第二金属部材３の表面３ｂは、第一金属部材２の表面２ｂよりも板厚分高くなっている。第二金属部材３の表面３ｂを例えば部品の取り付け部位として利用することができる。
　以上説明した液冷ジャケットの製造方法によれば、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを接触させて摩擦攪拌工程を行うので、摩擦攪拌装置に大きな負荷をかけずに、深い位置まで摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、本実施形態によれば、第二金属部材３の板厚が大きくても接合可能となる。また、本実施形態のように、バリＶが第二金属部材３の外側に形成されるように接合条件を設定することにより、バリＶを容易に切除することができる。
　また、図４及び図５に示すように、本実施形態によれば、凹溝Ｄは塑性化領域Ｗ１内で、かつ、接合中心線Ｃの外側（第二金属部材３に対して外側）に形成される。また、バリＶは塑性化領域Ｗ１外で、かつ、接合中心線Ｃの外側に形成されるので、余剰片部１０とともにバリＶを効率よく切除することができる。これにより、切除する余剰片部１０を小さくすることができるとともに、接合部（塑性化領域Ｗ１）を大きく残存させることができるため、接合強度を高めることができる。また、凹溝Ｄによって余剰片部１０を容易に折り曲げることができるとともに、バリ除去作業を別途行わなくても接合部（塑性化領域Ｗ１）をきれいに仕上げることができる。
　図８は、第一実施形態の第一変形例を示す斜視図である。図９は、第一実施形態の第二変形例を示す斜視図である。図８に示すように、第一変形例の第二金属部材３Ａの平面形状は、第一金属部材２の平面形状よりも小さい点で第一実施形態と相違する。また、図９に示すように、第二変形例の第二金属部材３Ｂの平面形状は、第一金属部材２の平面形状よりも大きい点で第一実施形態と相違する。
　第一変形例及び第二変形例に係る接合方法も、準備工程、配置工程、摩擦攪拌工程、除去工程を行う。準備工程以外の工程は第一実施形態と同じであるため説明を省略する。第一実施形態に係る第一変形例及び第二変形例のように、第一金属部材２と第二金属部材３Ａ，３Ｂとが異なる大きさであっても第一実施形態と同じ効果を奏することができる。また、具体的な図示は省略するが、第一金属部材と第二金属部材とが異なる形状であってもよい。
［第二実施形態］
　次に、本発明の第二実施形態に係る中空容器１Ａ及び中空容器の製造方法について説明する。図１０に示すように、第二実施形態では、中空部を備えた中空容器１Ａを製造する点で第一実施形態と相違する。
　第二実施形態に係る中空容器の製造方法では、準備工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。準備工程は、図１０に示すように、中空容器本体２０と封止体２４とを準備する工程である。中空容器本体２０は、円形を呈する底部２１と、底部２１の外縁から立ち上る周壁部２２とで構成されている。周壁部２２は円筒状を呈する。底部２１及び周壁部２２とで凹部２３が形成されている。中空容器本体２０は、摩擦攪拌可能な金属で形成されている。
　封止体２４は、薄い円板状の金属部材である。封止体２４の材料は、中空容器本体２０と同等である。封止体２４には、外縁から中央部に向けて延設されたスリット２５が形成されている。
　配置工程は、図１１に示すように、中空容器本体２０に封止体２４を配置する工程である。配置工程では、周壁部２２の端面２２ａと封止体２４の裏面２４ｃとを重ね合せて重合部Ｊ２を形成する。中空容器本体２０の外周面と、封止体２４の外周面とは面一になる。
　摩擦攪拌工程は、図１１及び図１２に示すように、回転ツールＦを用いて中空容器本体２０と封止体２４とを接合する工程である。摩擦攪拌工程では、図１１に示す開始位置Ｓｐ１に右回転させた回転ツールＦを挿入し、重合部Ｊ２に沿って、つまり、封止体２４の外周縁に沿って回転ツールＦを相対移動せる。回転ツールＦは、封止体２４に対して左回りとなるように設定する。図１２に示すように、第一実施形態と同様に攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の挿入深さは適宜設定すればよいが、本実施形態では、攪拌ピンＦ２を中空容器本体２０及び封止体２４に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。また、第一実施形態と同様に、図１３に示すように、塑性化領域Ｗ１外においてフロー側（封止体２４の外側）にバリＶが形成されるとともに、接合中心線Ｃの外側に凹溝Ｄが形成されるように接合条件を設定することが好ましい。
　除去工程は、図１３に示すように、封止体２４の一部である余剰片部２６を切除する工程である。余剰片部２６とは、封止体２４において、塑性化領域Ｗ１を境にして切除されう部位である。本実施形態では、封止体２４に形成された凹溝Ｄよりも外側の部位を余剰片部２６としている。
　除去工程では、スリット２５（図１１参照）を起点として、余剰片部２６の端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。除去工程では、装置を用いて余剰片部２６を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。これにより、内部に中空部を備えた中空容器１Ａが形成される。
　以上説明した第二実施形態に係る中空容器の製造方法によっても、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第二実施形態によれば、内部に中空部を備えた中空容器を容易に形成することができる。
［第三実施形態］
　次に、第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法及び液冷ジャケットについて説明する。図１４に示すように、第三実施形態に係る液冷ジャケット１Ｂは、ジャケット本体３１と、ヒートシンク４１とで構成されている。ジャケット本体３１とヒートシンク４１とは摩擦攪拌接合により一体化されている。液冷ジャケット１Ｂは、内部の中空部に例えば水などの流体を流通させることにより、ヒートシンク４１に設置された発熱体（図示省略）と熱交換を行うための器具である。
　図１５に示すように、ジャケット本体３１は、底部３２と、周壁部３３とで構成されている。底部３２は平面視矩形を呈する。周壁部３３は、底部３２の周縁から立ち上り、平面視矩形枠状を呈する。ジャケット本体３１の材料は、摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。
　ヒートシンク４１は、基板４２と、基部４３と、複数のフィン４４とで構成されている。基板４２は、平面視矩形の板状を呈する。基部４３は、基板４２と一体形成されており、平面視矩形を呈する。基部４３は、基板４２よりも一回り小さく形成されている。フィン４４は、基部４３から延設されており、所定の間隔をあけて並設されている。基板４２の外周縁と周壁部３３の端面３３ａには塑性化領域Ｗ１が形成されている。
　液冷ジャケットの製造方法は、準備工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。準備工程は、ジャケット本体３１を形成するジャケット本体形成工程と、ヒートシンク４１を形成するヒートシンク形成工程を行う。図１６に示すように、ヒートシンク形成工程では、マルチカッターＭを用いて被切削部材５１を切削する。
　マルチカッターＭは、部材を切削する回転工具である。マルチカッターＭは、軸部Ｍ１と、軸部Ｍ１に間をあけて並設された複数の円盤カッターＭ２とで構成されている。円盤カッターＭ２の外周縁には切削刃（図示省略）が形成されている。円盤カッターＭ２の板厚及び間隔を調節することにより、フィン４４の間隔及び板厚を適宜設定することができる。
　被切削部材５１は、矩形板状の基板４２と、直方体の被切削ブロック５２とで構成されている。被切削部材５１は、摩擦攪拌可能な金属で形成されている。基板４２と被切削ブロック５２とは一体形成されている。被切削ブロック５２の平面形状は、基板４２の平面形状よりも一回り小さくなっている。被切削ブロック５２は、基板４２の中央に形成されている。
　ヒートシンク形成工程では、マルチカッターＭを用いて被切削ブロック５２の一部を切削してフィン４４（図１７参照）を形成する。ヒートシンク形成工程では、被切削ブロック５２の辺部５２ａとマルチカッターＭの軸部Ｍ１とが平行となるように配置して、回転させたマルチカッターＭの円盤カッターＭ２を被切削ブロック５２に挿入する。円盤カッターＭ２が所定の深さに達したら、辺部５２ａと対向する他方の辺部５２ｂまでマルチカッターＭを平行移動させる。軸部Ｍ１が辺部５２ｂに達したらマルチカッターＭを被切削ブロック５２から離間する方向に相対移動させる。
　マルチカッターＭの挿入深さは、適宜設定すればよいが、本実施形態では、円盤カッターＭ２が基板４２に達しないように、つまり、被切削ブロック５２に未切削領域が形成されるように調節する。これにより、図１７に示すように、基板４２とフィン４４との間に基部４３が形成される。また、ヒートシンク形成工程では、基板４２の外縁から中央部に延設するスリット４５を形成する。
　図１７に示すように、ジャケット本体形成工程では、底部３２と周壁部３３とを有するジャケット本体３１を形成する。ジャケット本体３１の内部には、底部３２と周壁部３３とで構成される凹部３４が形成される。凹部３４の平面形状は、被切削ブロック５２よりも一回り大きくなっている。また、凹部３４の深さは、被切削ブロック５２の高さよりも大きくなっている。
　配置工程は、ジャケット本体３１にヒートシンク４１を配置する工程である。配置工程では、図１７に示すように、周壁部３３の端面３３ａに基板４２の裏面４２ｃを重ね合せる。これにより、図１８に示すように重合部Ｊ３が形成される。重合部Ｊ３は凹部３４の周囲に形成され、矩形枠状を呈する。
　摩擦攪拌工程は、回転ツールＦを用いてジャケット本体３１とヒートシンク４１とを接合する工程である。摩擦攪拌工程では、基板４２の表面４２ｂに右回転させた回転ツールＦを挿入し、基板４２の外周縁に沿わせつつ凹部３４に対して左回りとなるように回転ツールＦを相対移動せる。
　図１８に示すように、第一実施形態と同様に攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の挿入深さは適宜設定すればよいが、本実施形態では、攪拌ピンＦ２をジャケット本体３１及びヒートシンク４１に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。図１９に示すように、第一実施形態と同様に、塑性化領域Ｗ１外においてフロー側（基板４２の外側）にバリＶが形成されるとともに、接合中心線Ｃの外側に凹溝Ｄが形成されるように接合条件を設定することが好ましい。
　除去工程は、図１９に示すように、基板４２の一部である余剰片部５０を切除する工程である。余剰片部５０とは、基板４２において、塑性化領域Ｗ１を境にして切除される部位である。本実施形態では、基板４２に形成された凹溝Ｄよりも外側の部位を余剰片部５０としている。
　除去工程では、スリット４５（図１７参照）を起点として、余剰片部５０の端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。除去工程では、装置を用いて余剰片部５０を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。これにより、図１４，１５に示す液冷ジャケット１Ｂが形成される。
　以上説明した液冷ジャケットの製造方法によれば、回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを接触させて摩擦攪拌工程を行うので、摩擦攪拌装置に大きな負荷をかけずに、深い位置まで摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、本実施形態によれば、ヒートシンク４１の基板４２の板厚が大きくても接合可能となる。また、本実施形態によれば、回転ツールのショルダ部を基板４２に当接させる場合に比べて、塑性化領域Ｗ１の幅を小さくすることができるため、周壁部３３の幅（重合部Ｊ３の重ね代）を小さくすることができる。このように、本実施形態によれば、設計の自由度を高めることができる。また、本実施形態のように、バリＶが基板４２の外側に形成されるように接合条件を設定することにより、バリＶを容易に切除することができる。
　また、図１９に示すように、本実施形態によれば、凹溝Ｄは塑性化領域Ｗ１内で、かつ、接合中心線Ｃの外側（基板４２の先端側）に形成される。また、バリＶは塑性化領域Ｗ１外で、かつ、接合中心線Ｃの外側に形成されるので、余剰片部５０とともにバリＶを効率よく切除することができる。また、これにより、切除する余剰片部５０を小さくすることができるとともに、接合部（塑性化領域Ｗ１）を大きく残存させることができるため、接合強度を高めることができる。また、除去工程では、凹溝Ｄによって余剰片部５０を容易に折り曲げることができるとともに、バリ除去作業を別途行わなくても接合部（塑性化領域Ｗ１）をきれいに仕上げることができる。
　また、本実施形態の摩擦攪拌工程では、回転ツールＦを重合部Ｊ３に沿って一周させ、塑性化領域Ｗ１の始端と終端とを重複させることにより、水密性及び機密性を高めることができる。また、ヒートシンク４１の基部４３は設けなくてもよいが、基部４３を設けることによりヒートシンク４１の強度を高めることができる。
　以上本発明の各製造方法について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態の摩擦攪拌工程では、回転ツールＦのシアー側が第二金属部材３、封止体２４又はヒートシンク４１の中央部側となるように回転ツールＦの進行方向及び回転方向を設定したが、フロー側が当該中央部側となるように設定してもよい。
　また、本実施形態では、回転ツールＦを用いたが、ショルダ部及び攪拌ピンを備えた回転ツール（図示省略）を用いて摩擦攪拌工程を行ってもよい。
［第四実施形態］
　本発明の第四実施形態に係る液冷ジャケット及び液冷ジャケットの製造方法について図面を参照して詳細に説明する。図２０に示すように、液冷ジャケット１０１は、中空部を有する金属製の容器である。
　液冷ジャケット１０１は、ジャケット本体１０２と、封止体１０３とで構成されている。ジャケット本体１０２と封止体１０３とは摩擦攪拌接合によって一体化されている。例えば、液冷ジャケット１０１の一方面（基体部１２１の表面１２１ａ）には、発熱体（図示省略）が設置される。液冷ジャケット１０１は、例えば、水等の流体を内部に流通させて、発熱体を冷却することができる。
　第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、準備工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程と、を行う。準備工程は、ジャケット本体１０２及び封止体１０３を形成する工程である。
　図２１に示すように、ジャケット本体１０２は、上方が開放された箱状部材である。ジャケット本体１０２は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、 マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。ジャケット本体１０２は、板状を呈する底部１１１と、底部１１１の周縁から立ち上る周壁部１１２とで構成されている。周壁部１１２は、平面視矩形枠状を呈する。底部１１１と周壁部１１２とによって凹部１１３が形成されている。
　封止体１０３は、ジャケット本体１０２の開口部を封止する部材である。封止体１０３は、摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。封止体１０３は、本実施形態では、ジャケット本体１０２と同等の材料で形成されている。封止体１０３は、基体部１２１と、フランジ部１２２とで構成されている。基体部１２１は、直方体を呈する。基体部１２１の外周縁は、周壁部１１２の内周縁と同じ大きさになっている。
　フランジ部１２２は、基体部１２１の表面１２１ａとは一段下がった位置から側方に向けて張り出している。フランジ部１２２は、基体部１２１の全周に亘って形成されている。フランジ部１２２の板厚は、一定になっている。フランジ部１２２の裏面１２２ｂと、基体部１２１の裏面１２１ｂとは面一になっている（図２２（ａ）参照）。
　配置工程は、図２２の（ａ）に示すように、ジャケット本体１０２に封止体１０３を配置する工程である。配置工程では、周壁部１１２の端面１１２ａと、封止体１０３のフランジ部１２２の裏面１２２ｂとを重ね合せて重合部Ｊ１１を形成する。周壁部１１２の側面１１２ｃとフランジ部１２２の側面１２２ｃとは面一になる。
　摩擦攪拌工程は、図２２の（ｂ）に示すように、ジャケット本体１０２と封止体１０３とを回転ツールＧを用いて摩擦攪拌接合する工程である。回転ツールＧは、ショルダ部Ｇ１と、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａから垂下する攪拌ピンＧ２とで構成されている。ショルダ部Ｇ１は、円柱状を呈する。攪拌ピンＧ２は、先細りになっており、外周面に螺旋溝が形成されている。
　摩擦攪拌工程では、図２３の（ａ）に示すように、フランジ部１２２の表面１２２ａに設定された開始位置Ｓｐに、左回転する回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を挿入し、重合部Ｊ１１に沿って、つまり、フランジ部１２２に沿って回転ツールＧを相対移動させる。図２２の（ｂ）に示すように、本実施形態では、回転ツールＧを左回転させるため、攪拌ピンＧ２の螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。
　なお、回転ツールＧを右回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて左回りに形成することが好ましい。言い換えると、この場合の螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＧ２の先端側に導かれる。これにより、封止体１０３の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
　摩擦攪拌工程では、ショルダ部Ｇ１をフランジ部１２２に接触させない状態で、つまり、攪拌ピンＧ２の基端側を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。回転ツールＧの挿入深さは、適宜設定すればよいが、本実施形態では、攪拌ピンＧ２がジャケット本体１０２に達するように、つまり、ジャケット本体１０２及び封止体１０３と攪拌ピンＧ２とを接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。回転ツールＧの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１１が形成される。また、本実施形態では、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａを、基体部１２１の表面１２１ａよりも低い位置に設定している。また、ショルダ部Ｇ１の外周面を基体部１２１の側面１２１ｃに近接させている。フランジ部１２２の表面１２２ａ、基体部１２１の側面１２１ｃ及びショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａで狭い空間が形成される。
　なお、攪拌ピンＧ２がジャケット本体１０２に達しない場合、つまり、攪拌ピンＧ２をフランジ部１２２のみと接触させる場合は、フランジ部１２２と攪拌ピンＧ２との摩擦熱によって重合部Ｊ１１が塑性流動化して接合される。
　本実施形態では、回転ツールＧのシアー側（advancing side：回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側）が基体部１２１側となるように回転ツールＧの移動方向と回転方向を設定している。回転ツールＧの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。
　例えば、回転ツールＧの回転速度が遅い場合では、塑性化領域Ｗ１１のフロー側（retreating side：回転ツールの外周における接線速度から回転ツールの移動速度が減算される側）に比べてシアー側の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、塑性化領域Ｗ１１内のシアー側に凹溝が発生し、塑性化領域Ｗ１１外のシアー側にバリＶが多く発生する傾向にある。凹溝とは塑性化領域Ｗ１１のうちより深くえぐられている部位である。一方、例えば、回転ツールＧの回転速度が速い場合、シアー側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、塑性化領域Ｗ１１内のフロー側に凹溝が発生し、塑性化領域Ｗ１１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。
　本実施形態では、回転ツールＧの回転速度を速く設定しているため、図２３の（ｂ）に示すように、塑性化領域Ｗ１１内のフロー側に凹溝Ｄが発生し、塑性化領域Ｗ１１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。また、回転ツールＧの回転速度を速く設定することにより、回転ツールＧの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。
　摩擦攪拌工程の際に、回転ツールＧの進行方向のどちら側にバリＶが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、回転ツールＧの回転速度、回転方向、移動方向、移動速度（送り速度）、攪拌ピンＧ２の傾斜角度（テーパー角度）、ジャケット本体１０２及び封止体１０３の材質、フランジ部１２２の厚さ等の各要素とこれらの要素の組み合わせで決定される。接合条件に応じて、バリＶが発生する側又はバリＶが多く発生する側がフランジ部１２２の外側（先端側）となるように設定すれば、塑性化領域Ｗ１１内に形成される凹溝Ｄもフランジ部１２２の外側に形成される傾向があるので、後記する除去工程を容易に行うことができるため好ましい。
　図２３の（ａ）に示すように、摩擦攪拌工程では、回転ツールＧをフランジ部１２２に沿って一周させて、塑性化領域Ｗ１１内で回転ツールＧを離脱させる。摩擦攪拌工程では、塑性化領域Ｗ１１の始端と後端が重複するようにする。
　除去工程は、図２３の（ｂ）に示すように、フランジ部１２２の一部である余剰片部１３０を切除する工程である。余剰片部１３０とは、フランジ部１２２において、塑性化領域Ｗ１１を境にして切除される部位である。本実施形態では、フランジ部１２２の凹溝Ｄよりも外側の部位を余剰片部１３０としている。除去工程では、装置を用いて余剰片部１３０を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。これにより、図２０に示す液冷ジャケット１０１が完成する。
　以上説明した液冷ジャケットの製造方法によれば、回転ツールＧの攪拌ピンＧ２のみを接触させて摩擦攪拌工程を行うので、摩擦攪拌装置に大きな負荷をかけずに、深い位置まで摩擦攪拌接合を行うことができる。つまり、本実施形態によれば、封止体１０３のフランジ部１２２の板厚が大きくても接合可能となる。また、本実施形態によれば、回転ツールＧのショルダ部Ｇ１を封止体１０３に当接させる場合に比べて、塑性化領域Ｗ１１の幅を小さくすることができるため、フランジ部１２２の幅（張り出し長さ）を小さくすることができる。このように、本実施形態によれば、封止体１０３（フランジ部１２２）の板厚及びフランジ部１２２の幅の設計の自由度を高めることができる。また、本実施形態のように、バリＶがフランジ部１２２の外側に形成されるように接合条件を設定することにより、バリＶを容易に切除することができる。
　また、本実施形態によれば、フランジ部１２２の表面１２２ａと、基体部１２１の側面１２１ｃと、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａとで形成される狭い閉空間で摩擦攪拌接合を行うため、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａと基体部１２１の側面１２１ｃとの間からバリＶが飛散するのを防ぐことができる。
　また、図２３の（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、凹溝Ｄは塑性化領域Ｗ１１内で、かつ、接合中心線Ｃの外側（フランジ部１２２の先端側）に形成される。また、バリＶは塑性化領域Ｗ１１外で、かつ、接合中心線Ｃの外側に形成されるので、余剰片部１３０とともにバリＶを効率よく切除することができる。また、これにより、切除する余剰片部１３０を小さくすることができるとともに、接合部（塑性化領域Ｗ１１）を大きく残存させることができるため、接合強度を高めることができる。また、除去工程では、凹溝Ｄによって余剰片部１３０を容易に折り曲げることができるとともに、バリ除去作業を別途行わなくても接合部（塑性化領域Ｗ１１）をきれいに仕上げることができる。
　また、本実施形態の液冷ジャケット１０１は、フランジ部１２２上で摩擦攪拌接合を行うため、基体部１２１の表面１２１ａに塑性化領域Ｗ１１が形成されない。基体部１２１の表面１２１ａは、発熱体（図示省略）が設置される設置面として機能するか、又は、構造物への取付面として機能する。これらの設置面又は取付面に塑性化領域が形成されないため、設置面又は取付面の性質を均一にすることができる。また、設置面又は取付面に対する表面処理工程を省略することができる。
　また、本実施形態の摩擦攪拌工程では、回転ツールＧを重合部Ｊ１１に沿って一周させ、塑性化領域Ｗ１１の始端と終端とを重複させることにより、水密性及び機密性を高めることができる。
［第五実施形態］
　次に、本発明の第五実施形態に係る液冷ジャケット１０１Ａ及び液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２４に示すように、第五実施形態では、ジャケット本体１０２Ａに支持部１１４が形成されている点で第四実施形態と相違する。なお、第四実施形態と共通する部分については、共通の符号を付して説明を省略する。
　第五実施形態の液冷ジャケット１０１Ａは、ジャケット本体１０２Ａと、封止体１０３Ａとで構成されている。ジャケット本体１０２Ａは、底部１１１と、周壁部１１２と、支持部１１４と、突出部１１５，１１５とを備えている。支持部１１４は、底部１１１から立ち上る板状部である。支持部１１４は、周壁部１１２の一の壁部に連続して形成されている。支持部１１４の端面１１４ａは、周壁部１１２の端面１１２ａと面一になっている。なお、支持部１１４は、周壁部１１２と離間してもよい。
　突出部１１５は、支持部１１４の端面１１４ａから突出する部位である。突出部１１５の形状は特に制限されないが、本実施形態では円柱状を呈する。突出部１１５の高さ寸法は、封止体１０３Ａの板厚よりも小さくなっている。
　基体部１２１の中央には、裏面１２１ｂ側（図２５の（ａ）参照）に開口する孔部１２３，１２３が形成されている。孔部１２３は、突出部１１５，１１５に対応する位置に形成されている。孔部１２３の中空部は、円筒状を呈する側壁と底面とで形成されている。孔部１２３は、突出部１１５が挿入される部位である。孔部１２３の大きさは、突出部１１５が隙間なく挿入されるように形成されている。
　第五実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。準備工程では、ジャケット本体１０２Ａと、封止体１０３Ａとを形成する。
　配置工程は、図２５の（ａ）に示すように、ジャケット本体１０２Ａに封止体１０３Ａを配置しつつ、孔部１２３に突出部１１５を挿入する工程である。配置工程では、周壁部１１２の端面１１２ａとフランジ部１２２の裏面１２２ｂとによって重合部Ｊ１１が形成されるとともに、突出部１１５の端面と孔部１２３の底面とが突き合わされて突合せ部Ｊ１２が形成される。突合せ部Ｊ１２は平面視円形状を呈する。なお、本実施形態では支持部１１４の端面１１４ａと基体部１２１の裏面１２１ｂも重ね合わされる。
　摩擦攪拌工程は、図２５の（ｂ）に示すように、ジャケット本体１０２Ａと封止体１０３Ａとを回転ツールＧを用いて摩擦攪拌接合する工程である。本実施形態では、重合部Ｊ１及び突合せ部Ｊ１２に対して摩擦攪拌接合を行う。重合部Ｊ１１については、第四実施形態と同等であるため、説明を省略する。
　摩擦攪拌工程では、回転させた回転ツールＧの攪拌ピンＧ２を基体部１２１の表面１２１ａに設定された開始位置Ｓｐに挿入し、突合せ部Ｊ１２，Ｊ１２を通るように直線状に回転ツールＧを相対移動させる。摩擦攪拌工程では、攪拌ピンＧ２が突出部１１５に達する程度に回転ツールＧの挿入深さを設定する。回転ツールＧの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１２が形成される。回転ツールＧが終了位置Ｅｐに達したら、基体部１２１から回転ツールＧを離脱させる。
　なお、摩擦攪拌工程では、重合部Ｊ１１及び突合せ部Ｊ１２のどちらを先に摩擦攪拌接合を行ってもよい。また、摩擦攪拌工程では、ショルダ部Ｇ１を基体部１２１に押し込みながら摩擦攪拌接合を行ってもよい。また、突合せ部Ｊ１２の摩擦攪拌接合の際には、攪拌ピンＧ２が支持部１１４に達するように攪拌ピンＧ２の挿入深さを設定してもよい。
　除去工程では、塑性化領域Ｗ１１内に形成された凹溝Ｄを境にしてフランジ部１２２の外側の余剰片部１３０をバリＶとともに切除する。以上により、液冷ジャケット１０１Ａが完成する。
　以上説明した第五実施形態によれば、第四実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、重合部Ｊ１１に加えて、突合せ部Ｊ１２を摩擦攪拌接合することにより、液冷ジャケット１０１Ａの接合強度を高めることができる。また、突出部１１５を孔部１２３に挿入することにより、摩擦攪拌工程の際にジャケット本体１０２Ａと封止体１０３Ａとの位置ずれを防ぐことができる。
　以上本発明の液冷ジャケット１０１，１０１Ａ及び液冷ジャケットの製造方法について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態の摩擦攪拌工程では、回転ツールＧのシアー側が基体部１２１側となるように回転ツールＧの進行方向及び回転方向を設定したが、フロー側が基体部１２１側となるように設定してもよい。また、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１ａは、基体部１２１の表面１２１ａよりも上方に位置させてもよい。
　また、本実施形態では、回転ツールＧを用いたが、ショルダ部Ｇ１を備えていないショルダレス回転ツール（図示省略）を用いて摩擦攪拌工程を行ってもよい。
［第六実施形態］
　本発明の第六実施形態に係る接合方法を図面を参照して説明する。図２６に示すように、本実施形態に係る接合方法は、壁部材２１０と筒状部材２２０とを摩擦攪拌で接合するものである。本実施形態に係る接合方法では、準備工程と、配置工程と、接合工程と、除去工程とを行う。なお、以下の説明における「表面」とは「裏面」の反対側の面という意味である。
　準備工程は、壁部材２１０及び筒状部材２２０を用意する工程である。壁部材２１０は、平面視円形の貫通孔２１１を備えた板状部材である。壁部材２１０は、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されている。壁部材２１０の材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。
　筒状部材２２０は、筒部２２１と、フランジ部２２２とで構成されている。筒状部材２２０は、摩擦攪拌可能な金属であればよいが、本実施形態では壁部材２１０と同じ金属で形成されている。筒部２２１は、円筒状を呈する。筒部２２１の外径は、貫通孔２１１の内径と略同等になっている。フランジ部２２２は、筒部２２１の端部において筒部２２１から垂直に外側に張り出しており、板状を呈する。
　配置工程は、図２７に示すように、壁部材２１０に筒状部材２２０を配置する工程である。配置工程では、壁部材２１０の貫通孔２１１に筒状部材２２０の筒部２２１を挿入するとともに、壁部材２１０の表面２１０ａと、フランジ部２２２の表面２２２ａとを重ね合わせて重合部Ｊ２１を形成する。重合部Ｊ２１は、貫通孔２１１の周囲にリング状に形成される。
　接合工程は、図２８及び図２９に示すように回転ツールＦを用いて重合部Ｊ２１を摩擦攪拌接合する工程である。回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。本実施形態では、回転ツールＦを右回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。
　なお、回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成することが好ましい。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（壁部材２１０及び筒状部材２２０）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
　接合工程では、右回転させた回転ツールＦをフランジ部２２２の裏面２２２ｂに挿入し、重合部Ｊ２１に沿って（フランジ部２２２の外周縁に沿って）一周させて重合部Ｊ２１を接合する。図２９に示すように、接合工程では、連結部Ｆ１をフランジ部２２２に接触させない状態で、つまり、攪拌ピンＦ２の基端側を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。即ち、回転ツールＦの挿入深さは、本実施形態では、壁部材２１０及びフランジ部２２２の両方に攪拌ピンＦ２が接触するように設定する。なお、接合工程では、攪拌ピンＦ２が壁部材２１０に達しない程度に、つまり、攪拌ピンＦ２のみをフランジ部２２２のみと接触させた状態で接合してもよい。この場合は、攪拌ピンＦ２とフランジ部２２２との摩擦熱によって重合部Ｊ２１が塑性流動化して接合される。
　回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ２１が形成される。接合工程では、塑性化領域Ｗ２１が平面視円形の閉ループとなるように回転ツールＦを相対移動させる。回転ツールＦはどちら周りに移動させてもよいが、本実施形態では、中心軸Ｘに対して左回りとなるように回転ツールＦを移動させている。
　本実施形態では、回転ツールＦのシアー側（advancing side：回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側）がフランジ部２２２の内側となるように回転ツールＦの移動方向と回転方向を設定している。回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。
　例えば、回転ツールＦの回転速度が遅い場合では、フランジ部２２２のフロー側（retreating side：回転ツールの外周における接線速度から回転ツールの移動速度が減算される側）に比べてシアー側の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、塑性化領域Ｗ２１内のシアー側に凹溝が発生し、塑性化領域Ｗ２１外のシアー側にバリＶが多く発生する傾向にある。一方、例えば、回転ツールＦの回転速度が速い場合、シアー側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、塑性化領域Ｗ２１内のフロー側に凹溝が発生し、塑性化領域Ｗ２１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。
　本実施形態では、回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、図３０に示すように、塑性化領域Ｗ２１内のフロー側に凹溝Ｄが発生し、塑性化領域Ｗ２１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。凹溝Ｄは、塑性化領域Ｗ２１のうち、より深くえぐれる部位である。また、回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。
　接合工程の際に、回転ツールＦの進行方向のどちら側にバリＶが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、回転ツールＦの回転速度、回転方向、移動方向、移動速度（送り速度）、攪拌ピンＦ２の傾斜角度（テーパー角度）、壁部材２１０及び筒状部材２２０の材質、壁部材２１０及びフランジ部２２２の厚さ等の各要素とこれらの要素の組合せで決定される。接合条件に応じて、バリＶが発生する側又はバリＶが多く発生する側がフランジ部２２２の外縁側となるように設定すれば、塑性化領域Ｗ２１内に形成される凹溝Ｄもフランジ部２２２の外側に形成される傾向があるので、後記する除去工程を容易に行うことができるため好ましい。
　接合工程では、回転ツールＦを一周させて、塑性化領域Ｗ２１内で回転ツールＦを離脱させる。接合工程では、塑性化領域Ｗ２１の始端と後端が重複するようにする。
　除去工程は、図３０に示すように、フランジ部２２２の一部である余剰片部２２３を切除する工程である。余剰片部２２３とは、フランジ部２２２において、塑性化領域Ｗ２１を境にして切除される部位である。本実施形態では、フランジ部２２２に形成された凹溝Ｄよりも外側の部位を余剰片部２２３としている。
　除去工程では、余剰片部２２３の端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。これにより、図３１及び図３２に示すように、フランジ部２２２の外周縁は塑性化領域Ｗ２１で縁どりされる。除去工程では、装置を用いて余剰片部２２３を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。以上により、壁部材２１０と筒状部材２２０とが接合される。
　以上説明した接合方法によれば、フランジ部２２２の外側の余剰片部２２３を折り曲げるなどして、バリＶを余剰片部２２３ごと容易に除去することができる。また、図３１及び図３２に示すように、フランジ部２２２の外周縁が塑性化領域Ｗ２１で縁取りされるため、切削工具等を用いて別途バリを除去する工程を行わなくてもきれいに仕上げることができる。
　また、図３０に示すように、本実施形態によれば、凹溝Ｄは塑性化領域Ｗ２１内で、かつ、接合中心線Ｃの外側（フランジ部２２２に対して外側）に形成される。また、バリＶは塑性化領域Ｗ２１外で、かつ、接合中心線Ｃの外側に形成されるので、余剰片部２２３とともにバリＶを効率よく切除することができる。これにより、切除する余剰片部２２３を小さくすることができるとともに、接合部（塑性化領域Ｗ２１）を大きく残存させることができるため、接合強度を高めることができる。
　また、接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを壁部材２１０及びフランジ部２２２に接触させた状態で重合部Ｊ２１に沿って相対移動させて摩擦攪拌接合するか、又はフランジ部２２２のみに接触させた状態で重合部Ｊ２１に沿って相対移動させて摩擦攪拌接合するため、摩擦攪拌装置に大きな負荷をかけずに深い位置にある重合部Ｊ２１を接合することができる。
　また、接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを壁部材２１０及びフランジ部２２２に接触させた状態で摩擦攪拌接合するか、又はフランジ部２２２のみに接触させた状態で摩擦攪拌接合するため、ショルダ部を壁部材２１０及びフランジ部２２２に押し込む場合に比べて塑性化領域Ｗ２１の幅を小さくすることができる。これにより、フランジ部２２２の幅（張り出し長さ）を大きくしなくても接合代を確保することができる。これにより、筒状部材２２０（フランジ部２２２）の設計の自由度を高めることができる。
　図３３は、第六実施形態に係る変形例の接合工程を示す斜視図である。図３３に示すように、変形例の接合工程では、回転ツールＦの開始位置Ｓｐを壁部材２１０の表面２１０ａに設定している。当該接合工程では、開始位置Ｓｐに右回転させた回転ツールＦを挿入した後、フランジ部２２２に突入させ、重合部Ｊ２１に沿って回転ツールＦを相対移動させる。
　また、フランジ部２２２の縁部にスリット２２５を形成してもよい。スリット２２５は、フランジ部２２２の縁部から中心方向に向けて延設されている。接合工程を行う際には、塑性化領域Ｗ２１の一部がスリット２２５に接触するように、回転ツールＦの移動ルートを設定する。除去工程を行う際には、スリット２２５を起点にめくるようにして折り曲げることで、除去工程をより容易に行うことができる。なお、変形例では、他の工程は第六実施形態と同等であるため共通する部分の説明は省略する。
［第七実施形態］
　次に、本発明の第七実施形態に係る接合方法について説明する。第七実施形態に係る接合方法では、準備工程と、配置工程と、接合工程と、除去工程を行う。第七実施形態に係る接合方法では、主に配置工程が第六実施形態と相違する。
　配置工程は、図３４に示すように、壁部材２１０に筒状部材２２０を配置する工程である。配置工程では、壁部材２１０の貫通孔２１１と筒状部材２２０の筒部２２１の中空部とを連通させつつ、壁部材２１０の表面２１０ａに、フランジ部２２２の裏面２２２ｂを重ね合わせる。壁部材２１０の表面２１０ａとフランジ部２２２の裏面２２２ｂとが重ね合わされて重合部Ｊ２２が形成される。
　接合工程は、図３５及び図３６に示すように、回転ツールＦを用いて重合部Ｊ２２を摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、図３５に示すように、壁部材２１０の表面２１０ａに設定された開始位置Ｓｐに左回転させた回転ツールＦを挿入した後、フランジ部２２２に突入させて重合部Ｊ２２に沿って筒部２２１周りに一周させる。本実施形態では、回転ツールＦを左回転させるため、筒部２２１に対して左回りとなるように回転ツールＦを相対移動させる。回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ２２が形成される。また、本実施形態では、回転ツールＦを左回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端側から先端側に向けて右回りとなるように形成されている。
　図３６に示すように、接合工程では、連結部Ｆ１をフランジ部２２２に接触させない状態で、つまり、攪拌ピンＦ２の基端側を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。即ち、回転ツールＦの挿入深さは、本実施形態では、壁部材２１０及びフランジ部２２２の両方に攪拌ピンＦ２が接触するように設定する。なお、接合工程では、攪拌ピンＦ２が壁部材２１０に達しない程度に、つまり、攪拌ピンＦ２のみをフランジ部２２２のみと接触させた状態で接合してもよい。この場合は、攪拌ピンＦ２とフランジ部２２２との摩擦熱によって重合部Ｊ２２が塑性流動化して接合される。
　除去工程は、図３７に示すように、フランジ部２２２の一部である余剰片部２２３を切除する工程である。余剰片部２２３とは、フランジ部２２２において、塑性化領域Ｗ２２を境にして切除される部位である。本実施形態では、フランジ部２２２に形成された凹溝Ｄよりも外側の部位を余剰片部２２３としている。
　除去工程では、余剰片部２２３の端部をめくり上げつつ、折り曲げるようにして除去する。これにより、フランジ部２２２の外周縁は塑性化領域Ｗ２２で縁どりされる。除去工程では、装置を用いて余剰片部２２３を折り曲げてもよいが、本実施形態では、手作業で折り曲げて切除している。以上により、壁部材２１０と筒状部材２２０とが接合される。なお、前記した変形例のように、フランジ部２２２にスリットを設け、当該スリットを起点に余剰片部２２３をめくり上げるようにして余剰片部２２３を除去してもよい。
　以上説明した第七実施形態に係る接合方法でも、第六実施形態と同じ効果を奏することができる。なお、第七実施形態の接合工程では、フランジ部２２２の表面２２２ａに直接回転ツールＦを挿入してもよい。
　以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、接合工程に先だって、重合部Ｊ２１に仮接合を行う仮接合工程を含むようにしてもよい。仮接合工程は、溶接でもよいし、回転ツールを用いて摩擦攪拌で行ってもよい。これにより、接合工程の際の重合部Ｊ２１，Ｊ２２の目開きを防ぐことができる。
　また、本実施形態では、筒部２２１を円筒にしたが、断面楕円形状又は断面多角形状の筒状としてもよい。その際は、筒部２２１の形状に合わせて貫通孔２１１も変更する。また、接合工程は、回転ツールＦの回転中心軸を外側（中心軸Ｘに対して外側）に傾斜させた状態で行ってもよい。これにより、連結部Ｆ１及び摩擦攪拌装置と筒部２２１との接触を回避することができるとともに、フランジ部２２２の幅も小さくすることができる。この際、回転ツールＦは、先端にスピンドルユニット等の駆動手段を備えたアームロボットに取り付けることが好ましい。これにより、回転ツールＦの回転中心軸を容易に傾斜させることができる。
　１　　　構造物
　２　　　第一金属部材
　３　　　第二金属部材
　４　　　スリット
　１０　　余剰片部
　１０１　液冷ジャケット
　１０２　ジャケット本体
　１０３　封止体
　１１１　底部
　１１２　周壁部
　１１３　凹部
　１１４　支持部
　１１５　突出部
　１２１　基体部
　１２２　フランジ部
　１２３　孔部
　１３０　余剰片部
　２１０　壁部材
　２１１　貫通孔
　２２０　筒状部材
　２２１　筒部
　２２２　フランジ部
　２２３　余剰片部
　Ｄ　　　凹溝
　Ｆ　　　回転ツール
　Ｆ２　　攪拌ピン
　Ｇ　　　回転ツール
　Ｇ１　　ショルダ部
　Ｇ２　　攪拌ピン
　Ｖ　　　バリ
　Ｗ　　　塑性化領域

Claims (16)

  1. 　第一金属部材の表面と板状の第二金属部材の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記第二金属部材の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記第二金属部材のみ、又は、前記第一金属部材及び前記第二金属部材の両方に接触させた状態で前記回転ツールを閉ループとなるように相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、
    　前記摩擦攪拌工程では、バリが前記第二金属部材の外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする接合方法。
  2. 　前記摩擦攪拌工程において、塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記第二金属部材の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
  3. 　底部と前記底部の周縁から立ち上る周壁部とを備える中空容器本体及び板状の封止体を形成する準備工程と、
    　前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記封止体の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記周壁部及び前記封止体の両方に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、
    　前記摩擦攪拌工程では、バリが前記封止体の外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする中空容器の製造方法。
  4. 　前記摩擦攪拌工程において、塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記封止体の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の中空容器の製造方法。
  5. 　底部と前記底部の周縁から立ち上る周壁部とを備えるジャケット本体を形成するとともに、基板と複数のフィンとを備えるヒートシンクを形成する準備工程と、
    　前記周壁部の端面と前記基板の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記基板の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記基板のみ、又は、前記基板及び周壁部の両方に接触させた状態で前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、
    　前記摩擦攪拌工程では、バリが前記ヒートシンクの外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
  6. 　前記摩擦攪拌工程において、塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記ヒートシンクの外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  7. 　底部と前記底部の周縁から立ち上る周壁部とを備えるジャケット本体を形成するとともに、基体部と前記基体部の表面とは一段下がった位置から側方に張り出すフランジ部とを備える封止体を形成する準備工程と、
    　前記周壁部の端面と前記フランジ部の裏面とを重ね合せて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記フランジ部の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は、前記周壁部及び前記フランジ部の両方に接触させた状態で前記フランジ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う摩擦攪拌工程と、を含み、
    　前記摩擦攪拌工程では、バリが前記フランジ部の外側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
  8. 　前記摩擦攪拌工程において塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  9. 　前記摩擦攪拌工程では、ショルダ部と攪拌ピンとを備える回転ツールを使用し、前記ショルダ部の下端面を前記基体部の表面より低い位置に設定して摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  10. 　前記準備工程では、前記ジャケット本体の前記底部から立ち上る支持部と、前記支持部から突出する突出部とを形成するとともに、前記封止体に前記突出部が挿入される孔部を形成し、
    　前記配置工程では、前記周壁部の端面に前記封止体を配置するとともに、前記孔部に前記突出部を挿入し、
    　前記摩擦攪拌工程では、前記突出部の端面と前記孔部の底面との突合せ部にも摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  11. 　貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、
    　前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記フランジ部の裏面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
    　前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
  12. 　貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、
    　前記貫通孔に前記筒状部材の他端側を挿入して前記フランジ部の表面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記壁部材の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で、前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
    　前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
  13. 　貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、
    　前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記フランジ部の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
    　前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
  14. 　貫通孔を有する壁部材と、一端側にフランジ部を有する筒状部材を準備する準備工程と、
    　前記貫通孔と前記筒状部材の中空部とを連通させつつ、前記フランジ部の裏面と前記壁部材の表面とを重ね合わせて重合部を形成する配置工程と、
    　回転ツールを前記壁部材の表面から挿入し、前記回転ツールの攪拌ピンのみを前記フランジ部のみ、又は前記フランジ部及び前記壁部材の両方に接触させた状態で前記フランジ部の周縁に沿って前記回転ツールを相対移動させて前記重合部に対して摩擦攪拌接合を行う接合工程と、
    　前記接合工程で塑性化領域内に形成された凹溝を境にして、前記フランジ部の外側の余剰片部をバリとともに切除する除去工程と、を含むことを特徴とする接合方法。
  15. 　前記接合工程では、前記フランジ部の外側にバリが発生するように接合条件を設定することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の接合方法。
  16. 　前記貫通孔は円形を呈し、前記筒状部材の筒部が円筒を呈することを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の接合方法。
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