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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5900410
(24)【登録日】2016年3月18日
(45)【発行日】2016年4月6日
(54)【発明の名称】部材の接合方法
(51)【国際特許分類】
B23K 20/12 20060101AFI20160324BHJP
【ＦＩ】
B23K20/12 D
B23K20/12 G
【請求項の数】9
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2013-99544(P2013-99544)
(22)【出願日】2013年5月9日
(65)【公開番号】特開2014-217866(P2014-217866A)
(43)【公開日】2014年11月20日
【審査請求日】2015年1月16日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004743
【氏名又は名称】日本軽金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100064414
【弁理士】
【氏名又は名称】磯野 道造
(74)【代理人】
【識別番号】100111545
【弁理士】
【氏名又は名称】多田 悦夫
(74)【代理人】
【識別番号】100129067
【弁理士】
【氏名又は名称】町田 能章
(72)【発明者】
【氏名】吉田 諒
(72)【発明者】
【氏名】堀 久司
【審査官】
山崎 孔徳
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−１２５８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１３／０５８０８６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
英国特許出願公告第１３６１４３５（ＧＢ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２３Ｋ ２０／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状を呈する一対の第一縦辺部と板状を呈する一対の第一横辺部とで構成され平面視矩形枠状の第一側壁部を備えた第一部材と、板状を呈する一対の第二縦辺部と板状を呈する一対の第二横辺部とで構成され平面視矩形枠状の第二側壁部を備えた第二部材とを準備する準備工程と、
前記第一縦辺部及び前記第一横辺部の端面と前記第二縦辺部及び前記第二横辺部の端面とをそれぞれ突き合せ、前記第一縦辺部の長手方向と平行に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含み、
前記第一横辺部の前記端面の少なくとも一部と前記第二横辺部の前記端面の少なくとも一部とに、前記摩擦圧接工程の開始時において間隔をあけて対向する離間面を設けておき、前記摩擦圧接工程の進行に伴って、前記離間面同士が接触して摩擦圧接されることを特徴とする部材の接合方法。
前記第一縦辺部及び前記第一横辺部の端面と前記第二縦辺部及び前記第二横辺部の端面とをそれぞれ突き合せ、前記第一縦辺部の長手方向と平行に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含み、
前記第一横辺部の前記端面の少なくとも一部と前記第二横辺部の前記端面の少なくとも一部とに、前記摩擦圧接工程の開始時において間隔をあけて対向する離間面を設けておき、前記摩擦圧接工程の進行に伴って、前記離間面同士が接触して摩擦圧接されることを特徴とする部材の接合方法。
【請求項2】
板状を呈する一対の第一縦辺部と板状を呈する一対の第一横辺部とで構成され平面視矩形枠状の第一側壁部を備えた第一部材と、第二部材とを準備する準備工程と、
前記第二部材によって前記第一縦辺部及び前記第一横辺部の端面と前記第一部材の開口を塞ぐとともに前記第一部材の前記端面と対向する対向面とを突き合せ、前記第一縦辺部の長手方向と平行に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含み、
前記第一横辺部の前記端面の少なくとも一部と前記対向面の少なくとも一部とに、前記摩擦圧接工程の開始時において間隔をあけて対向する離間面を設けておき、前記摩擦圧接工程の進行に伴って、前記離間面同士が接触して摩擦圧接されることを特徴とする部材の接合方法。
前記第二部材によって前記第一縦辺部及び前記第一横辺部の端面と前記第一部材の開口を塞ぐとともに前記第一部材の前記端面と対向する対向面とを突き合せ、前記第一縦辺部の長手方向と平行に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含み、
前記第一横辺部の前記端面の少なくとも一部と前記対向面の少なくとも一部とに、前記摩擦圧接工程の開始時において間隔をあけて対向する離間面を設けておき、前記摩擦圧接工程の進行に伴って、前記離間面同士が接触して摩擦圧接されることを特徴とする部材の接合方法。
【請求項3】
前記第一横辺部の端面及び前記第二横辺部の端面の少なくともいずれか一方に切欠き部を設けて前記離間面を形成することを特徴とする請求項１に記載の部材の接合方法。
【請求項4】
前記第一横辺部の端面及び前記対向面の少なくともいずれか一方に切欠き部を設けて前記離間面を形成することを特徴とする請求項２に記載の部材の接合方法。
【請求項5】
前記切欠き部の切欠き高さを０．１５ｍｍ以上に設定することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の部材の接合方法。
【請求項6】
前記第一横辺部の端面及び前記第二横辺部の端面の少なくともいずれか一方の角部を面取りして前記離間面を形成することを特徴とする請求項１に記載の部材の接合方法。
【請求項7】
前記第一横辺部の端面及び前記対向面の少なくともいずれか一方の角部を面取りして前記離間面を形成することを特徴とする請求項２に記載の部材の接合方法。
【請求項8】
前記面取りの高さを１．０ｍｍ以上に設定することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の部材の接合方法。
【請求項9】
前記摩擦圧接工程の後に、摩擦圧接工程で発生したバリを溶加材として、摩擦圧接による接合部に沿って溶接を施す溶接工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には円筒状を呈する金属部材同士を摩擦圧接によって接合する方法が開示されている。この接合方法は、円筒状の金属部材の端面同士を押圧しつつ中心軸周りに高速回転させることで、接合面に摩擦熱を発生させて両部材を接合するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２００８／０１０２６５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
金属部材同士を突き合わせた突合せ部が平面視矩形枠状を呈する場合、金属部材同士を回転させて接合することができないため、金属部材同士を直線状に往復移動させて接合することが考えられる。図２７は課題を説明するための図であって、（ａ）は接合前の分解斜視図、（ｂ）は接合前の断面図、（ｃ）は接合後の断面図である。
【0005】
図２７の（ａ）に示すように、ここでは、第一部材１０１と第二部材１１０とを摩擦圧接によって接合する場合を例示する。第一部材１０１は、平面視矩形枠状の側壁部１０２と、側壁部１０２に等間隔で配設された仕切り部１０３とを有する。第二部材は、平面視矩形の底部１１１と、底部１１１に垂下する平面視矩形枠状の側壁部１１２とを有する。
【0006】
このような平面視長方形の部材に対して摩擦圧接を行う際には、図２７の（ｂ）に示すように、第一部材１０１の外側を固定治具１２０で移動不能に拘束しつつ、側壁部１０２の上端面と側壁部１１２の下端面同士を突き合わせる。そして、側壁部１０２の縦辺部１０５の長手方向と平行に第一部材１０１及び第二部材１１０を相対的に往復移動させて接合することが考えられる。
【0007】
図２７の（ｃ）に示すように、固定治具１２０で第一部材１０１の外側を固定しているため、摩擦圧接によって第一部材１０１の横辺部１０６に板厚方向の応力が作用すると、横辺部１０６の先端が内側に倒れ込み、接合不良となるという問題がある。また、第一部材１０１と第二部材１１０の外面が凹んでしまい、意匠性等にも悪影響を及ぼすという問題がある。
【0008】
また、例えば、側壁部１０２と仕切り部１０３とで囲まれた空間を流体の流路として利用する場合は、横辺部１０６の倒れ込みによって当該流路が閉塞されるという問題がある。また、摩擦圧接によって側壁部１０２，１１２の内面にバリが多く発生した場合においても当該流路が閉塞されるという問題がある。
【0009】
このような観点から、本発明は、側壁部の倒れ込みを防ぐとともに、摩擦圧接により接合部に発生するバリを低減させることができる部材の接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
このような課題を解決するために本発明は、板状を呈する一対の第一縦辺部と板状を呈する一対の第一横辺部とで構成され平面視矩形枠状の第一側壁部を備えた第一部材と、板状を呈する一対の第二縦辺部と板状を呈する一対の第二横辺部とで構成され平面視矩形枠状の第二側壁部を備えた第二部材とを準備する準備工程と、前記第一縦辺部及び前記第一横辺部の端面と前記第二縦辺部及び前記第二横辺部の端面とをそれぞれ突き合せ、前記第一縦辺部の長手方向と平行に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含み、前記第一横辺部の前記端面の少なくとも一部と前記第二横辺部の前記端面の少なくとも一部とに、前記摩擦圧接工程の開始時において間隔をあけて対向する離間面を設けておき、前記摩擦圧接工程の進行に伴って、前記離間面同士が接触して摩擦圧接されることを特徴とする。
【0011】
また、本発明は、板状を呈する一対の第一縦辺部と板状を呈する一対の第一横辺部とで構成され平面視矩形枠状の第一側壁部を備えた第一部材と、第二部材とを準備する準備工程と、前記第二部材によって前記第一縦辺部及び前記第一横辺部の端面と前記第一部材の開口を塞ぐとともに前記第一部材の前記端面と対向する対向面とを突き合せ、前記第一縦辺部の長手方向と平行に往復移動させて摩擦圧接する摩擦圧接工程と、を含み、前記第一横辺部の前記端面の少なくとも一部と前記対向面の少なくとも一部とに、前記摩擦圧接工程の開始時において間隔をあけて対向する離間面を設けておき、前記摩擦圧接工程の進行に伴って、前記離間面同士が接触して摩擦圧接されることを特徴とする。
【0012】
かかる方法によれば、摩擦圧接によって板厚方向の応力を受ける横辺部側において、摩擦圧接の開始時には離間し、摩擦圧接の進行に伴って接触する一対の離間面を設けている。これにより、当該一対の離間面は、他の部位よりも遅れて擦り合わされるため、横辺部に発生する摩擦熱やこの部位に作用する応力を小さくすることができる。よって、側壁部の倒れ込みを抑制するとともに接合部に発生するバリを少なくすることができる。
【0013】
また、前記第一横辺部の端面及び前記第二横辺部の端面の少なくともいずれか一方に切欠き部を設けて前記離間面を形成することが好ましい。また、前記第一横辺部の端面及び前記対向面の少なくともいずれか一方に切欠き部を設けて前記離間面を形成することが好ましい。
【0014】
かかる方法によれば、離間面を容易に形成することができる。
【0015】
また、前記切欠き部の切欠き高さを０．１５ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【0016】
かかる方法によれば、より確実に側壁部の倒れ込みを抑制するとともに接合部に発生するバリを少なくすることができる。
【0017】
また、前記第一横辺部の端面及び前記第二横辺部の端面の少なくともいずれか一方の角部を面取りして前記離間面を形成することが好ましい。また、前記第一横辺部の端面及び前記対向面の少なくともいずれか一方の角部を面取りして前記離間面を形成することが好ましい。
【0018】
かかる方法によれば、離間面を容易に形成することができる。
【0019】
また、前記面取りの高さを１．０ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【0020】
かかる方法によれば、より確実に側壁部の倒れ込みを抑制するとともに接合部に発生するバリを少なくすることができる。
【0021】
また、前記摩擦圧接工程の後に、摩擦圧接工程で発生したバリを溶加材として、摩擦圧接による接合部に沿って溶接を施す溶接工程をさらに含むことが好ましい。
【0022】
かかる方法によれば、接合された部材の外面をきれいに仕上げることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明に係る部材の接合方法によれば、側壁部の倒れ込みを防ぐとともに、摩擦圧接により接合部に発生するバリを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の第一実施形態に係る中空容器の分解斜視図である。
【図2】第一実施形態に係る第一部材の拡大平面図である。
【図3】第一実施形態に係る第二部材の端部周りの拡大図であって、（ａ）平面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【図4】第一実施形態に係る中空容器の断面図である。
【図5】第一実施形態に係る部材の接合方法の突合せ工程を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ矢視図である。
【図7】第二実施形態に係る中空容器の分解斜視図である。
【図8】第三実施形態に係るフランジ付き筒状体の分解斜視図である。
【図9】第三実施形態に係る第二部材を裏側から見た斜視図である。
【図10】第三実施形態に係るフランジ付き筒状体を示す図であって、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は（ａ）のIV−IV断面図である。
【図11】第三実施形態に係る部材の接合方法の突合せ工程を示す図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）のV−V矢視図である。
【図12】第四実施形態に係る中空容器を示す分解斜視図である。
【図13】第五実施形態に係る中空容器を示す分解斜視図である。
【図14】第五実施形態に係る部材の接合方法の突合せ工程を示す断面図である。
【図15】第六実施形態に係るフランジ付き中空容器を示す分解斜視図である。
【図16】第六実施形態に係る第二部材を裏側から見た斜視図である。
【図17】第六実施形態に係る部材の接合方法の突合せ工程を示す側断面図である。
【図18】第七実施形態に係る第二部材を裏側から見た斜視図である。
【図19】実施例Ａを示す図であって（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は突き合せた後の正面図である。
【図20】実施例Ａの変形量の測定方法を示す側断面図である。
【図21】実施例Ａの結果を示す表である。
【図22】実施例Ａの結果を示すグラフである。
【図23】実施例Ｂを示す図であって、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は突き合せた後の正面図である。
【図24】実施例Ｂにおいて突き合せた後の側断面図である。
【図25】実施例Ｂの結果を示す表である。
【図26】実施例Ｂの結果を示すグラフである。
【図27】課題を説明するための図であって、（ａ）は接合前の分解斜視図、（ｂ）は接合前の断面図、（ｃ）は接合後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
［第一実施形態］本発明の第一実施形態に係る部材の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、本実施形態の部材の接合方法では、金属部材同士を接合して中空容器１を製造する場合を例示する。中空容器１は、例えば、内部に流体を流して伝熱部材として用いられる。
【0026】
中空容器１は、第一部材２と、第二部材３とで構成される。第一部材２及び第二部材３の材料は、摩擦圧接が可能な金属又は樹脂であれば特に制限されないが、本実施形態ではいずれもアルミニウム合金を用いている。また、第一部材２及び第二部材３の耐力も特に制限されないが、本実施形態では、第一部材２の耐力よりも第二部材３の耐力の方が大きくなるように設定している。つまり、後記する摩擦圧接工程の際に、第一部材２よりも第二部材３の方が軟化しにくくなっている。まず、接合する前の第一部材２と第二部材３の構成について説明する。
【0027】
第一部材２は、平面視矩形の底部１１と、底部１１に立設された平面視矩形枠状の第一側壁部１２と、第一側壁部１２の内部に形成された複数の仕切り部１３とで構成されている。第一部材２の成形方法は特に制限されないが、本実施形態では押出成形によって第一側壁部１２と仕切り部１３とを一体成形した後、当該成形品の端部に底部１１を接合している。
【0028】
第一側壁部１２は、第一縦辺部１４，１４と、第一横辺部１５，１５とで構成されている。第一縦辺部１４，１４は、板状を呈し互いに離間して平行に配置されている。第一横辺部１５，１５は、板状を呈し互いに離間して平行に配置されている。第一縦辺部１４は、第一横辺部１５に対して垂直になっている。第一縦辺部１４の上端面１４ａと第一横辺部１５の上端面１５ａは面一になっている。図２に示すように、第一縦辺部１４の仮想の境界面（側端面）１４ｂは、第一横辺部１５の仮想の境界面（側面）１５ｅに接続されている。
【0029】
図１に示すように、上端面１５ａは３つの領域に分けられる。後記する突合せ工程において下端面２５ａと接触する面を上端面１５ａ１，１５ａ１とし、下端面２５ａと離間する面を上端面１５ａ２とする。
【0030】
仕切り部１３は、板状を呈し第一縦辺部１４，１４に対して垂直に連結されている。仕切り部１３は、等間隔で複数枚配設されている。第一側壁部１２と仕切り部１３とで形成された複数の空間は、流体が流れる流路Ｐ，Ｐ・・・として用いられる。仕切り部１３の上端面１３ａは、上端面１４ａ，１５ａと面一になっている。
【0031】
図１に示すように、第二部材３は、平面視矩形の底部２１と、底部２１から垂下した平面視矩形枠状の第二側壁部２２とで構成されている。第二部材３の内部には、底部２１と第二側壁部２２とで構成された凹部Ｑが形成されている。第二部材３の成形方法は特に制限されないが、本実施形態ではダイキャストによって一体成形されている。
【0032】
第二側壁部２２は、第二縦辺部２４，２４と、第二横辺部２５，２５とで構成されている。第二縦辺部２４，２４は、板状を呈し互いに離間して平行に配置されている。第二横辺部２５，２５は、板状を呈し互いに離間して平行に配置されている。第二縦辺部２４は、第二横辺部２５に対して垂直になっている。第二縦辺部２４の長さ及び板厚は、第一縦辺部１４の長さ及び板厚とそれぞれ同等になっている。また、第二横辺部２５の長さ及び板厚は、第一横辺部１５の長さ及び板厚と同等になっている。図３の（ａ）に示すように、第二縦辺部２４の仮想の境界面（側端面）２４ｂは、第二横辺部２５の仮想の境界面２５ｅに接続されている。
【0033】
図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、第二横辺部２５の下端面２５ａにおいて、左右方向中央には、断面矩形状に凹設された切欠き部２６が形成されている。切欠き部２６は、底面２６ａと、底面２６ａに対して垂直な側面２６ｂ，２６ｂで構成されている。切欠き部２６の幅は第二横辺部２５の板厚と同等になっている。切欠き部２６の長さは、第二縦辺部２４，２４間長さと同等になっている。切欠き部２６の高さは、第二部材３の材料や摩擦圧接工程の条件によって適宜設定される。例えば、本実施形態では切欠き部２６の高さが０．１５ｍｍになっている。第二縦辺部２４の下端面２４ａと第二横辺部２５の下端面２５ａは面一になっている。
【0034】
図４は、第一実施形態に係る中空容器の断面図である。図４に示すように、中空容器１は、第一部材２と第二部材３とを摩擦圧接によって接合されている。第一部材２と第二部材３との接合部には、その外周に亘って溶接金属Ｗ１が形成されている。溶接金属Ｗ１はレーザー溶接によって形成される部位である。
【0035】
次に、本実施形態に係る部材の接合方法について説明する。本実施形態に係る部材の接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程と、溶接工程とを行う。
【0036】
図１に示すように、準備工程は、第一部材２と第二部材３とを用意する工程である。第一部材２及び第二部材３の成形方法は特に制限されるものではない。
【0037】
図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、突合せ工程は、第一部材２と第二部材３とを突き合わせる工程である。突合せ工程では、第一部材２の上端面１４ａ，１４ａと第二部材３の下端面２４ａ，２４ａとを面接触させる。また、第一部材２の上端面１５ａ１，１５ａ１と第二部材３の下端面２５ａ，２５ａとを面接触させる。また、第一部材２の第一側壁部１２の外周面と第二部材３の第二側壁部２２の外周面とを面一にする。これにより、突合せ部Ｊ１（図５の（ｂ）のハッチングの部分）が形成される。
【0038】
図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、突合せ工程では、第二部材３の第二横辺部２５に切欠き部２６が形成されているため、上端面１５ａ２と底面２６ａとはわずかな隙間をあけて対向する。底面２６ａ及びこの底面２６ａに対向する上端面１５ａ２は、特許請求の範囲の「離間面」に相当する。
【0039】
なお、本実施形態の摩擦圧接工程では、第一部材２を固定して第二部材３を相対移動させるため、突合せ工程では、第一部材２の第一側壁部１２の周囲を固定治具で移動不能に拘束する。
【0040】
摩擦圧接工程は、摩擦工程と圧接工程とを行って、第一部材２と第二部材３とを接合する工程である。摩擦工程では、突き合わされた第一部材２と第二部材３とを互いに近接する方向に押圧する。そして、本実施形態では、第一縦辺部１４の長手方向と平行に第一部材２及び第二部材３を相対的かつ直線的に往復移動させる。本実施形態では、第一部材２は移動させず、第二部材３のみを直線的に往復移動させる。
【0041】
本実施形態に係る摩擦工程では、まず、上端面１４ａと下端面２４ａ及び上端面１５ａ１と下端面２５ａ（突合せ部Ｊ１）とが擦り合わされて摩擦熱が発生し、軟化した母材が外部に排出されることで、第一側壁部１２及び第二側壁部２２のうち擦り合わされている部位の高さが徐々に小さくなる。そして、続けて往復移動させることにより、上端面１４ａと下端面２４ａ及び上端面１５ａ１と下端面２５ａに加えて上端面（離間面）１５ａ２と底面（離間面）２６ａとが擦り合わされて摩擦熱が発生する。つまり、離間面同士の摩擦工程は、上端面１４ａと下端面２４ａ及び上端面１５ａ１と下端面２５ａとの摩擦工程よりも少し遅れて行われる。
【0042】
摩擦工程における条件は適宜設定すればよいが、例えば、周波数を１００〜２６０Ｈｚ、振幅を１．０〜２．０ｍｍ、摩擦圧力を２０〜６０ＭＰａに設定する。また、摩擦工程の時間を５〜１０秒程度に設定する。摩擦工程が終了したら、直ちに圧接工程に移行する。
【0043】
圧接工程では、第一部材２及び第二部材３を相対移動させずに互いに近接する方向に押圧する。圧接工程における条件は適宜設定すればよいが、例えば、アップセット圧力を６０〜８０ＭＰａ、時間を３〜５秒程度に設定する。
【0044】
摩擦工程によって接合部に摩擦熱が発生した後、往復移動を停止させ、圧接工程によってアプセット圧力を付与すると、接合部に分子間引力が働き第一部材２と第二部材３とが結合する。なお、摩擦工程の際には、軟化した母材が接合部の内側及び外側に押し出されることによってバリが発生する。
【0045】
溶接工程は、第一部材２及び第二部材３の接合部の外面に形成されたバリを溶加材として溶接を行う。溶接の種類は特に制限されないが、本実施形態ではレーザー溶接を行う。溶接工程では、アーク溶接等他の種類の溶接方法で行ってもよい。以上により、中空容器１が形成される。
【0046】
以上説明した本実施形態に係る部材の接合方法によれば、摩擦圧接工程の際に、第一縦辺部１４の長手方向と平行に往復移動させるため、第一横辺部１５及び第二横辺部２５は、その板厚方向に応力を受ける。第二横辺部２５には、切欠き部２６が形成されているため、上端面（離間面）１５ａ２と切欠き部２６の底面（離間面）２６ａとの摩擦工程は、上端面１４ａと下端面２４ａ及び上端面１５ａ１と下端面２５ａとの摩擦工程よりも遅れて行われる。そのため、切欠き部２６が無い場合と比べて第二横辺部２５に発生する摩擦熱及び第二横辺部２５に作用する応力を小さくすることができる。これにより、第二横辺部２５の倒れ込みを抑制するとともに接合部に発生するバリを少なくすることができる。
【0047】
また、本実施形態によれば、直線状に往復移動させても第一部材２と第二部材３とを確実に接合することができ、中空容器１の密閉性を高めることができる。
【0048】
また、摩擦圧接工程の移動方向は、第一横辺部１５の長手方向と平行でもよいし、第一縦辺部１４に対して斜めに移動させてもよいが、本実施形態のように第一縦辺部１４の長手方向と平行に往復移動させることで、第一横辺部１５の長手方向と平行に往復させる場合と比べて、第一部材２と第二部材３との接触面積を大きく確保できるため安定して摩擦圧接を行うことができる。
【0049】
また、溶接工程によれば、中空容器１の外面をきれいに仕上げることができる。また、バリを溶加材として用いるため、材料費を抑えることができる。
【0050】
なお、第一実施形態に係る部材の接合方法では、前記した形態に限定されずに適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態の第一側壁部１２及び第二側壁部２２はアスペクト比の大きな形状としたが、アスペクト比の小さな長方形でもよいし、正方形であってもよい。
【0051】
また、本実施形態では第一部材２及び第二部材３ともに金属部材を用いたが、いずれか一方が樹脂部材でもよいし、両方樹脂部材でもよい。また、本実施形態では、第二部材３のみに切欠き部２６を設けたが、第一部材２及び第二部材３の両方に切欠き部を設けてもよいし、第一部材２のみに切欠き部を設けてもよい。
【0052】
また、本実施形態では、断面矩形状の切欠き部２６を設けることで、摩擦圧接工程の摩擦の進行に伴って接触する一対の離間面を設けたが、これに限定されるものではない。離間面は、摩擦圧接の際に板厚方向の応力を受ける部位において、摩擦圧接の開始時は端面同士が接触せず、摩擦の進行に伴って接触するようであればどのような形状であってもよい。また、摩擦圧接の往復移動を第一横辺部１５の長手方向と平行に設定する場合は、第一縦辺部１４の上端面１４ａ及び第二縦辺部２４の下端面２４ａに離間面を設ければよい。
【0053】
［第二実施形態］次に、本発明の第二実施形態に係る部材の接合方法ついて説明する。図７に示すように、本実施形態に係る部材の接合方法は、第二部材３Ａの幅方向全体に切欠き部２６Ａを形成している点で第一実施形態と相違する。本実施形態に係る部材の接合方法の説明では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【0054】
第一部材２は、第一実施形態と同等の構成である。第二部材３Ａは、平面視矩形の底部２１と、底部２１から垂下した平面視矩形枠状の第二側壁部２２とで構成されている。第二部材３の内部には、底部２１と第二側壁部２２とで構成された凹部Ｑが形成されている。
【0055】
第二側壁部２２は、第二縦辺部２４，２４と、第二横辺部２５，２５とで構成されている。第二横辺部２５の長手方向（左右方向）には全体に亘って切欠き部２６Ａが形成されている。切欠き部２６Ａは、底面２６Ａａと底面２６Ａａに対して垂直な側面２６Ａｂ，２６Ａｂとで構成されている。
【0056】
次に、第二実施形態に係る部材の接合方法について説明する。本実施形態に係る部材の接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程と、溶接工程とを行う。
【0057】
準備工程は、第一実施形態と同等である。突合せ工程では、第一部材２と第二部材３とを突き合せる。突合せ工程では、第一縦辺部１４の上端面１４ａ，１４ａと第二縦辺部２４の下端面２４ａ，２４ａとを面接触させる。一方、突合せ工程では、第一横辺部１５の上端面１５ａと第二横辺部２５の底面２６Ａａとがわずかな隙間をあけて対向する。上端面１５ａと底面２６Ａａは、特許請求の範囲の「離間面」に相当する。
【0058】
摩擦圧接工程は、摩擦工程と圧接工程とを行って、第一部材２と第二部材３Ａとを接合する工程である。摩擦工程では、第一部材２と第二部材３Ａとを突き合わせつつ、互いに近接する方向に押圧する。本実施形態では、第一縦辺部１４の長手方向と実質的に平行に第一部材２及び第二部材３Ａを相対的かつ直線的に往復移動させる。本実施形態では、第一部材２は移動させず、第二部材３Ａのみを直線的に往復移動させている。
【0059】
本実施形態に係る摩擦工程では、まず、上端面１４ａと下端面２４ａと（突合せ部）が擦り合わされて摩擦熱が発生し、軟化した母材が外部に排出されることで、第一側壁部１２及び第二側壁部２２のうち擦り合わされている部位の高さが小さくなる。そして、続けて往復移動させることにより、上端面１４ａと下端面２４ａに加えて上端面（離間面）１５ａと底面（離間面）２６Ａａとが擦り合わされて摩擦熱が発生する。つまり、離間面同士の摩擦工程は、上端面１４ａと下端面２４ａとの摩擦工程よりも少し遅れて行われる。
【0060】
摩擦工程が終了したら、直ちに圧接工程に移行する。圧接工程は、第一実施形態と同等である。また、溶接工程も第一実施形態と同等である。
【0061】
以上のように説明した第二実施形態に係る部材の接合方法によれば、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、第二実施形態のように、切欠き部２６Ａを第二部材３Ａの左右方向の全体に設けてもよい。
【0062】
［第三実施形態］次に、本発明の第三実施形態に係る部材の接合方法について説明する。第三実施形態に係る部材の接合方法では、図８に示すように、第一部材２Ｂ及び第二部材３Ｂの形状が第一実施形態と相違する。第三実施形態では、第一部材２Ｂと第二部材３Ｂとを摩擦圧接により接合して、フランジ付き筒状体１Ｂを形成する。
【0063】
第一部材２Ｂは、平面視矩形枠状の第一側壁部１２と複数の仕切り部１３とで構成されている。第一部材２Ｂは、底部１１を備えていない点で第一実施形態と相違する。つまり、第一部材２Ｂは上下方向に連通している。
【0064】
第二部材３Ｂは、平面視矩形枠状の第二側壁部２２Ｂと、第二側壁部２２Ｂの外面から外側に向けて張り出したフランジ２７を備えている点で第一実施形態と相違する。第二部材３の内部には上下方向に連通する連通孔Ｒが形成されている。連通孔Ｒは、平面視矩形になっている。第二側壁部２２Ｂは、第二縦辺部２４Ｂ，２４Ｂと、第二横辺部２５Ｂ，２５Ｂとで構成されている。第二横辺部２５Ｂは、第二縦辺部２４Ｂ，２４Ｂの仮想の境界面（側端面）に接続されている。
【0065】
図９は、第三実施形態に係る第二部材を裏から見た斜視図である。図９に示すように、第二縦辺部２４Ｂの下端面２４Ｂａ，２４Ｂａ（図９では上端面になっている）は、同一平面上に位置している。第二横辺部２５Ｂの下端面には、切欠き部２６Ｂが形成されている。切欠き部２６Ｂは、第二横辺部２５Ｂの下端面全体に亘って形成されている。切欠き部２６Ｂは、下端面２４Ｂａよりも一段上がった位置（図９では下がった位置）に形成されている。切欠き部２６Ｂは、底面２６Ｂａと、底面２６Ｂａに対して垂直な側面２６Ｂｂとで構成されている。
【0067】
第一フランジ２７ａは、板状を呈し第二縦辺部２４Ｂの外面から左右方向外側に向けて張り出している。第一フランジ２７ａは、本体部３１と、本体部３１の前後端に形成された薄板部３２，３２とで構成されている。本体部３１の上端面と薄板部３２の上端面は面一になっている。薄板部３２の下端面は、切欠き部２６Ｂの底面２６Ｂａと面一になっており、本体部３１の下端面よりも一段上がった位置に形成されている。
【0068】
第二フランジ２７ｂは、板状を呈し第二横辺部２５Ｂの外面及び薄板部３２から前側及び後側に張り出している。第二フランジ２７ｂの板厚は、薄板部３２の板厚と同等になっている。
【0069】
図１０の（ａ）、（ｂ）は、第三実施形態に係るフランジ付き筒状体１Ｂの断面図である。図１０に示すように、フランジ付き筒状体１Ｂは、第一部材２Ｂと第二部材３Ｂとが摩擦圧接によって接合されている。第一部材２Ｂと第二部材３Ｂとの接合部には、その外周に亘って溶接金属Ｗ２が形成されている。溶接金属Ｗ２はレーザー溶接によって形成される部位である。
【0070】
なお、本実施形態では、第一部材２Ｂに底部を設けずに筒状としているが、底部を設ける形態であってもよい。
【0071】
次に、第三実施形態に係る部材の接合方法について説明する。本実施形態に係る部材の接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程と、溶接工程とを行う。
【0072】
図８に示すように、準備工程は、第一部材２Ｂと第二部材３Ｂとを用意する工程である。第一部材２Ｂは、押出成形によって形成されている。第二部材３Ｂは、ダイキャストによって一体成形されている。なお、第二部材３は、素形材の下端面を切削して切欠き部２６Ｂを形成するようにしてもよい。
【0073】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、突合工程は、第一部材２Ｂと第二部材３Ｂとを突き合わせる工程である。突合せ工程では、第一部材２Ｂの上端面１４ａ，１４ａと第二部材３Ｂの下端面２４Ｂａ，２４Ｂａとを接触させて突合せ部Ｊ２を形成する。図１１の（ｂ）中のハッチングの部分が突合せ部Ｊ２である。
【0074】
図１１の（ａ）に示すように、突合せ工程では、第二部材３には切欠き部２６Ｂが形成されているため、上端面１５ａと切欠き部２６Ｂの底面２６Ｂａとはわずかな隙間をあけて対向する。上端面１５ａ及び底面２６Ｂａは、特許請求の範囲の「離間面」に相当する。
【0075】
摩擦圧接工程は、摩擦工程と圧接工程とを行って第一部材２Ｂと第二部材３Ｂとを接合する工程である。摩擦工程では、第一部材２Ｂと第二部材３Ｂとを突き合わせつつ、互いに近接する方向に押圧する。本実施形態では、第一縦辺部１４の長手方向と実質的に平行に第一部材２Ｂ及び第二部材３Ｂとを相対的かつ直線的に往復移動させる。本実施形態では第一部材２Ｂは移動させず、第二部材３Ｂのみを直線的に往復移動さている。
【0076】
本実施形態に係る摩擦工程では、まず、上端面１４ａと下端面２４Ｂａ（突合せ部Ｊ２）とが擦り合わされて摩擦熱が発生し、軟化した母材が外部に排出されることで、第一側壁部１２及び第二側壁部２２Ｂのうち擦り合わされている部位の高さが小さくなる。そして、続けて往復移動させることにより、上端面１４ａと下端面２４Ｂａに加えて上端面（離間面）１５ａと底面（離間面）２６Ｂａとが擦り合わされて摩擦熱が発生する。つまり、離間面同士の摩擦工程は、上端面１４ａと下端面２４Ｂａとの摩擦工程よりも少し遅れて行われる。
【0077】
摩擦工程が終了したら、直ちに圧接工程に移行する。圧接工程は、第一実施形態と同等である。また、溶接工程も第一実施形態と同等である。
【0078】
以上のように説明した第三実施形態に係る部材の接合方法によれば、横辺部の長手方向全体に切欠き部を設ける第二実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、上下方向に連通するフランジ付き筒状体１Ｂを形成することができる。第二部材３Ｂにフランジ２７を設けることにより、第二部材３Ｂに組み付けられる付帯部材との組付けの自由度を向上させることができる。
【0079】
［第四実施形態］次に、本発明の第四実施形態に係る部材の接合方法について説明する。図１２に示すように、本実施形態に係る接合方法は、第二部材３Ｃが板状を呈する点で第一実施形態と相違する。本実施形態に係る部材の接合方法の説明では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【0080】
第二部材３Ｃは、平面視矩形の底部１１と、底部１１に立設する平面視矩形枠状の第一側壁部１２とを有する。第二部材３Ｃの内部には、底部１１と第一側壁部１２とで構成された中空部が形成されている。
【0081】
第一側壁部１２は、第一縦辺部１４，１４と、第一横辺部１５，１５とで構成されている。第一縦辺部１４の上端面１４ａと、第一横辺部１５の上端面１５ａとは同一平面上に位置している。
【0082】
第二部材３Ｃは、平面視矩形の板状を呈する。第二部材３Ｃは、第一側壁部１２の開口を塞ぐ部材である。第二部材３Ｃは、第一部材２Ｃの上端面１４ａ，１５ａと対向する対向面を備えている。第二部材３Ｃは、第一側壁部１２の外縁と略同等の大きさになっている。第二部材３Ｃのうち、第一部材２Ｃの第一横辺部１５に対応する位置には切欠き部２６Ｃが形成されている。切欠き部２６Ｃは、断面視矩形を呈し、底面２６Ｃａと、底面２６Ｃａに垂直な側面２６Ｃｂ，２６Ｃｂが形成されている。
【0083】
次に、第四実施形態に係る部材の接合方法について説明する。本実施形態に係る部材の接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程と、溶接工程とを行う。第四実施形態に係る部材の接合方法は、第一実施形態と略同等であるため説明を省略する。
【0084】
第四実施形態に係る部材の接合方法によれば、第一部材２Ｃと第二部材３Ｃとを摩擦圧接することで中空容器１Ｃを製造することができる。切欠き部２６Ｃを備えているため、第一実施形態と同じ原理で第一部材２Ｃの第一横辺部１５の倒れ込みが抑制できるとともに、バリも少なくすることができる。
【0085】
なお、本実施形態では、第一部材２Ｃを板状にしているが、第一側壁部１２の開口を塞ぐものであればどのような形状であってもよい。また、本実施形態では、第一側壁部１２の上端面に第二部材３Ｃを対向させているが、第一側壁部１２の下端面に第二部材３Ｃを対向させてもよい。
【0086】
［第五実施形態］次に、本発明の第五実施形態に係る部材の接合方法について説明する。図１３に示すように、本実施形態に係る部材の接合方法は、第二部材３Ｄに面取り部２６Ｄを形成している点で第一実施形態と相違する。本実施形態に係る部材の接合方法の説明では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【0087】
第一部材２Ｄは、第一実施形態と同等の構成である。上端面１５ａは２つの領域に分けられる。後記する突合せ工程において下端面２５Ｄａと接触する面を上端面１５ａ１とし、下端面２５Ｄａと離間する面を上端面１５ａ２とする。
【0088】
第二部材３Ｄは、平面視矩形の底部２１Ｄと、底部２１Ｄから垂下した平面視矩形枠状の第二側壁部２２Ｄとで構成されている。第二部材３Ｄの内部には、底部２１Ｄと第二側壁部２２Ｄとで構成された凹部Ｑが形成されている。
【0089】
第二側壁部２２Ｄは、第二縦辺部２４Ｄ，２４Ｄと、第二横辺部２５Ｄ，２５Ｄとで構成されている。第二横辺部２５Ｄのうち、下端面２５Ｄａと外面２５Ｄｃとで構成される角部にはＣ面取りによって形成された面取り部２６Ｄが形成されている。面取り部２６Ｄの面取り面２６Ｄａは、第二横辺部２５の長手方向（左右方向）の全長に亘って設けられている。
【0090】
次に、第五実施形態に係る部材の接合方法について説明する。本実施形態に係る部材の接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程と、溶接工程とを行う。
【0091】
準備工程は、面取り加工を施すことを除いては第一実施形態と同等である。面取り部２６Ｄは、ダイキャストによって一体成形してもよいし、素形材に対してＣ面取り加工を施して形成してもよい。
【0092】
突合せ工程では、図１４に示すように、第一部材２Ｄと第二部材３Ｄとを突き合わせる。突合せ工程では、第一縦辺部１４の上端面１４ａと第二縦辺部２４Ｄの下端面２４Ｄａとが面接触するとともに、第一横辺部１５の上端面１５ａ１と第二横辺部２５Ｄの下端面２５Ｄａとが面接触して突合せ部Ｊ３が形成される。
【0093】
また、第二部材３Ｄには、面取り部２６Ｄが形成されているため、突合せ工程では、上端面１５ａ２と面取り面２６Ｄａとは隙間を開けて対向する。面取り面２６Ｄａ及びこの面取り面２６Ｄａに対向する上端面１５ａ２は、特許請求の範囲の「離間面」に相当する。
【0094】
摩擦圧接工程は、第一実施形態と同等の方法で行う。摩擦工程では、まず、上端面１４ａと下端面２４Ｄａ及び上端面１５ａ１と下端面２５Ｄａ（突合せ部Ｊ３）が擦り合わされて摩擦熱が発生し、軟化した母材が外部に排出されることで、第一側壁部１２及び第二側壁部２２Ｄのうち擦り合わされている部位の高さが徐々に小さくなる。摩擦工程を進めることにより、上端面（離間面）１５ａ２と面取り面（離間面）２６Ｄａとが擦り合わされて、第一部材２Ｄと第二部材３Ｄとの接触面積は徐々に大きくなる。
【0095】
摩擦工程は、上端面１５ａ２と全ての面取り面２６Ｄａとが接触するまで行ってもよいが、本実施形態では上端面１５ａ２と面取り面２６Ｄａの半分程度が接触するまで摩擦工程を行う。そして、第一実施形態と同等の方法で圧接工程を行う。
【0096】
溶接工程では、摩擦圧接工程によって接合部の周囲に排出されたバリを溶加材として接合部に沿ってレーザー溶接を行う。これにより、中空容器１Ｄが形成される。
【0097】
以上説明した第五実施形態のように、面取り部２６Ｄを形成しても第一実施形態と同等の効果を得ることができる。第五実施形態における摩擦圧接工程では、第一部材２Ｄよりも第二部材３Ｄの方が耐力が大きく軟化しにくいため、第二部材３Ｄの下端面２５Ｄａが、第一部材２Ｄの上端面１５ａ１に入り込むようにして摩擦圧接される。このため、第一横辺部１５の倒れ込みをより防ぐことができる。また、摩擦圧接工程によってバリが排出された場合、上端面１５ａ２と面取り部２６Ｄとの間にバリを収納できるため、バリが中空容器１Ｄの外面に膨出するのを防ぐことができる。
【0098】
なお、本実施形態では、第二部材３Ｄにのみに面取り部２６Ｄを形成したが、第一部材２Ｄのみに設けてもよいし、第一部材２Ｄ及び第二部材３Ｄの両方に設けてもよい。また、本実施形態では、第一部材２Ｄ及び第二部材３Ｄの外側のみに面取り部２６Ｄを設けたが、内側のみに設けてもよいし、外側と内側の両方に設けてもよい。
【0099】
また、第四実施形態のように、第二部材が板状を呈する場合において、第一部材及び第二部材の少なくともいずれか一方の角部に面取り部を設けてもよい。
【0100】
［第六実施形態］次に、本発明の第六実施形態に係る部材の接合方法について説明する。第六実施形態に係る部材の接合方法は、図１５に示すように、第三実施形態に近い形態であって、フランジ付き中空容器１Ｅを製造するものである。本実施形態は、切欠き部２６Ｅの構成が、第三実施形態と相違する。
【0101】
第一部材２Ｅは、平面視矩形の底部１１と、平面視矩形枠状の第一側壁部１２と、複数の仕切り部１３とで構成されている。
【0102】
第二部材３Ｅは、平面視矩形枠状の第二側壁部２２Ｅと、第二側壁部２２Ｅの外面から外側に向けて張り出したフランジ２７とを備えている。第二部材３Ｅの内部には、上下方向に連通する連通孔Ｒが形成されている。連通孔Ｒは、平面視矩形になっている。第二側壁部２２Ｅは、第二縦辺部２４Ｅ，２４Ｅと、第二横辺部２５Ｅ，２５Ｅとで構成されている。第二横辺部２５Ｅは、第二縦辺部２４Ｅ，２４Ｅの仮想の境界面（側端面）に接続されている。
【0103】
図１６は、第六実施形態に係る第二部材を裏から見た斜視図である。図１６に示すように、第二縦辺部２４Ｅの下端面２４Ｅａ，２４Ｅａ（図９では上端面になっている）と第二横辺部２５Ｅの下端面２５Ｅａ，２５Ｅａとは同一平面上に位置している。第二横辺部２５Ｅの下端面２５Ｅａの中央には、切欠き部２６Ｅが形成されている。
【0104】
切欠き部２６Ｅは、底面２６Ｅａと、切欠き面２６Ｅｂと、側面２６Ｅｃ，２６Ｅｃとで構成されている。底面２６Ｅａは、下端面２５Ｅａよりも一段上がった位置（図１６では下がった位置）に形成されている。切欠き面２６Ｅｂは、下端面２５Ｅａから底面２６Ｅａに亘って第一部材２Ｅ側に凸となる曲面で形成されている。側面２６Ｅｃ，２６Ｅｃは、底面２６Ｅａに対して垂直に形成されている。
【0105】
図１６に示すように、フランジ２７は、左右方向に張り出した第一フランジ２７ａ，２７ａと、前後方向に張り出した第二フランジ２７ｂ，２７ｂとで構成されている。切欠き部２６Ｅは、第二フランジ２７ｂの中央を縦断して形成されている。
【0106】
次に、第六実施形態に係る部材の接合方法について説明する。本実施形態に係る部材の接合方法では、準備工程と、突合せ工程と、摩擦圧接工程と、溶接工程とを行う。
【0107】
図１５に示すように、準備工程は、第一部材２Ｅと第二部材３Ｅとを用意する工程である。図１７に示すように、突合せ工程では、第一部材２Ｅと第二部材３Ｅとを突き合せる。突合せ工程では、上端面１４ａ，１４ａと下端面２４Ｅａ，２４Ｅａ及び上端面１５ａ１，１５ａ１と下端面２５Ｅａ，２５Ｅａとを面接触させて突合せ部Ｊ４を形成する。
【0108】
また、第二部材３Ｅには、切欠き面２６Ｅｂが形成されているため、突合せ工程では、上端面１５ａ２と切欠き面２６Ｅｂとは隙間を開けて対向する。切欠き面２６Ｅｂ及びこの切欠き面２６Ｅｂに対向する上端面１５ａ２は、特許請求の範囲の「離間面」に相当する。
【0109】
摩擦圧接工程は、第一実施形態と同等の方法で行う。摩擦工程は、まず、上端面１４ａと下端面２４Ｅａ及び上端面１５ａ１と下端面２５Ｅａ（突合せ部Ｊ４）が擦り合わされて摩擦熱が発生し、軟化された母材が外部に排出されることで、第一側壁部１２及び第二側壁部２２Ｅのうちの擦り合わされている部位の高さが徐々に小さくなる。摩擦工程を進めることにより、上端面（離間面）１５ａ２と切欠き面２６Ｅｂ（離間面）とが擦り合わされて、第一部材２Ｅと第二部材３Ｅとの接触面積は徐々に大きくなる。そして、第一実施形態と同等の方法で圧接工程を行う。
【0110】
溶接工程では、摩擦圧接工程によって接合部の周囲に排出されたバリを溶加材として接合部に沿ってレーザー溶接を行う。これにより、フランジ付き中空容器１Ｅが形成される。
【0111】
以上説明した第六実施形態のように、切欠き部２６Ｅの切欠き面２６Ｅｂを曲面としても第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0112】
［第七実施形態］次に、本発発明の第七実施形態に係る部材の接合方法について説明する。図１８に示すように、本実施形態に係る部材の接合方法は、第二部材３Ｆの切欠き部２６Ｆの構成が第六実施形態と相違する。本実施形態に係る部材の接合方法の説明では、第六実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【0113】
図１６で示した第六実施形態の切欠き部２６Ｅは、第二横辺部２５Ｅ及び第二フランジ２７ｂの左右方向の中央のみに設けたが、図１８に示す第七実施形態の切欠き部２６Ｆのように、第二横辺部２５Ｆ、第一フランジ２７ａ及び第二フランジ２７ｂの左右方向の全体に亘って形成してもよい。切欠き部２６Ｆは、底面２６Ｆａと切欠き面２６Ｆｂとで構成されている。切欠き面２６Ｆｂは、底面２６Ｆａから第二横辺部２５Ｆの下端面２５Ｆａまで曲面で構成されている。
【0114】
第七実施形態のように、切欠き部２６Ｆを第二部材３Ｆの幅方向（左右方向）に亘って曲面で設けても第六実施形態と同等の効果を得ることができる。
【0115】
なお、摩擦圧接工程において、摩擦工程又は圧接工程の時間を長く設定したり、摩擦圧力、アップセット圧力を高く設定したりする場合は、接合部にバリが多く発生する。このような場合は、縦辺部にも「離間面」を設けてもよい。これにより、縦辺部の摩擦熱を低くすることができるため、縦辺部に発生するバリを少なくすることができる。
【実施例】
【0116】
次に、実施例について説明する。実施例では、切欠き部の形状を変えて二種類の実施例Ａ，Ｂを行った。
【0117】
［実施例Ａ］実施例Ａでは、図１９の（ａ）に示すように、第一部材２Ｇと第二部材３Ｇとを摩擦圧接によって接合して中空容器１Ｇを製造し、接合後の変形量を測定した。
【0118】
第一部材２Ｇは、平面視矩形の底部１１と、平面視矩形枠状の第一側壁部１２とで構成されている。第一側壁部１２は、第一縦辺部１４，１４と第一横辺部１５，１５とで構成されている。第一部材２Ｇには、底部１１と第一側壁部１２で構成された流路Ｐが形成されている。第一部材２Ｇは、長さが１５０ｍｍ、幅が１０ｍｍ、高さが１０ｍｍになっている。
【0119】
第一部材２Ｇの第一縦辺部１４の板厚ｔ１は１．６ｍｍ、第一横辺部１５の板厚ｔ２は２．８ｍｍになっている。第一部材２Ｇは、アルミニウム合金Ａ１０５０−Ｈ１１２（ＪＩＳ）を用いている。
【0120】
ＪＩＳ：Ａ１０５０は、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｆｅ；０．４０％以下、Ｃｕ；０．０５％以下、Ｍｎ；０．０５％以下、Ｍｇ；０．０５％以下、Ｚｎ；０．０５％以下、Ｖ；０．０５％以下、Ｔｉ；０．０３％以下、Ａｌ；９９．５０％以上で構成されている。Ｈ１１２とは、展伸材においては積極的な加工硬化を加えずに、製造したままの状態で機械的性質の保証がされたものを意味する。
【0121】
第二部材３Ｇは、平面視矩形の底部２１と、平面視矩形枠状の第二側壁部２２とで構成されている。第二側壁部２２は、第二縦辺部２４，２４と第二横辺部２５，２５とで構成されている。第二部材３Ｇには、底部２１と第二側壁部２２とで構成された凹部Ｑが形成されている。第二部材３Ｇは、長さが１５０ｍｍ、幅が１０ｍｍ、高さが１０ｍｍになっている。
【0122】
第二部材３Ｇの第二縦辺部２４の板厚ｔ１は１．６ｍｍ、第二横辺部２５の板厚ｔ２は２．８ｍｍになっている。第二部材３Ｇは、アルミニウム合金ＡＤＣ１２（ＪＩＳ）を用いている。第二部材３Ｇの材料は、第一部材２Ｇの材料に比べて大きな耐力となるように設定されている。
【0123】
ＪＩＳ：ＡＤＣ１２は、Ｃｕ；１．５〜３．５％、Ｓｉ；９．６〜１２．０％、Ｍｇ；０．３％以下、Ｚｎ；１．０％以下、Ｆｅ；１．３％以下、Ｍｎ；０．５％以下、Ｎｉ；０．５％以下、Ｔｉ；０．３％以下、Ｐｂ；０．２％以下、Ｓｎ；０．２％以下、Ａｌ；残部で構成されている。
【0124】
図１９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第二横辺部２５の中央には、断面矩形の切欠き部２６が形成されている。切欠き部２６は、底面２６ａと、底面２６ａに対して垂直な側面２６ｂ，２６ｂで構成されている。実施例Ａでは、第二部材３の切欠き高さ（側面２６ｂの高さ）ｈ１を０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍに設定した第二部材３Ｇを３種類用意してそれぞれ接合した。
【0125】
中空容器１Ｇの製造方法では、準備工程、突合せ工程、摩擦圧接工程を行った。各工程は、第一実施形態と同等である。図２０に示すように、実施例Ａでは、摩擦圧接工程が終了した後の内面の変形量Ｍ１と外面の変形量Ｍ２を測定した。内面の変形量Ｍ１は、摩擦圧接前における第二横辺部２５の内面（基準面）２５ｄから摩擦圧接後のバリＳの先端までの距離である。つまり、変形量Ｍ１は、バリＳの高さと第一横辺部１５の倒れ込み量との和を意味する。
【0126】
外面の変形量Ｍ２は、摩擦圧接前における第二横辺部２５の外面（基準面）２５ｃから摩擦圧接後のバリＳの先端までの距離である。つまり、変形量Ｍ２は、バリＳの高さと第一横辺部１５の倒れ込み量との和を意味する。変形量は、外面２５ｃ及び内面２５ｄよりも凸であればプラスとし、凹であればマイナスとした。つまり、プラス、マイナスに関わらず、０に近い数値であることは変形量が小さいことを意味する。本実施例では、変形量が±０．５ｍｍを閾範囲とした。
【0127】
図２１は、実施例Ａの結果を示す表である。図２２は、実施例Ａの結果を示すグラフである。図２１及び図２２に示すように、比較例であると、内面の変形量Ｍ１が閾範囲を超えていることがわかった。つまり、切欠き高さｈ１が０．１０ｍｍであると第一横辺部１５の変形量が大きくなり、中空容器１Ｇの流路（空間）を狭める傾向にある。
【0128】
一方、実施例１，２であると、内面の変形量Ｍ１及び外面の変形量Ｍ２ともに閾範囲内であることがわかった。つまり、切欠き部２６の切欠き高さｈ１が０．１５ｍｍ以上であると、第一横辺部１５の倒れ込みが少なく、かつ、バリＳの発生も少なくなっている。
【0129】
なお、第一部材２Ｇ及び第二部材３Ｇの両方に切欠き部を設ける場合は、各切欠き部の高さの和が０．１５ｍｍ以上であることが好ましい。
【0130】
［実施例Ｂ］実施例Ｂでは、図２３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一部材２Ｈと第二部材３Ｈとを摩擦圧接によって接合して中空容器１Ｈを製造し、接合後の変形量を測定した。
【0131】
第一部材２Ｈは、実施例Ａの第一部材２Ｇと同等である。第二部材３Ｈは、平面視矩形の底部２１と、平面視矩形枠状の第二側壁部２２とで構成されている。第二側壁部２２は、第二縦辺部２４，２４と第二横辺部２５，２５とで構成されている。第二部材３Ｈには、底部２１と第二側壁部２２とで構成された凹部Ｑが形成されている。
【0132】
第二部材３Ｈは、長さが１５０ｍｍ、幅が１０ｍｍ、高さが１０ｍｍになっている。第二部材３Ｈはアルミニウム合金ＡＤＣ１２（ＪＩＳ）を用いている。
【0133】
第二横辺部２５の下端面２５ａと外面２５ｃとの角部にはＣ面取りによる面取り部２６Ｄが形成されている。図２４に示すように、第一部材２Ｈと第二部材３Ｈとを突き合わせると、第一部材２Ｈの上端面１５ａと第二部材３Ｈの下端面２５ａとが接触し、上端面１５ａと面取り面２６Ｄａとが隙間を開けて対向する。上端面１５ａと面取り面２６Ｄａとのなす角度は約４０°になっている。実施例Ｂでは、面取り部２６Ｄの切欠き高さｈ２を０．５ｍｍ、０，８ｍｍ、１．０ｍｍに設定した第二部材３Ｈを３種類用意してそれぞれ接合した。切欠き高さｈ２は、下端面２５ａから面取り部２６Ｄの外側の端部までの高さを意味する。
【0134】
中空容器１Ｈの接合方法は、実施例Ａと同等である。実施例Ｂでは、摩擦圧接工程が終了した後の内面の変形量Ｍ１と外面の変形量Ｍ２を測定した。変形量の測定方法は、実施例Ａと同等である。
【0135】
図２５及び図２６に示すように、比較例１，２であると内面の変形量Ｍ１が閾範囲を超えている。つまり、切欠き高さｈ２が０．８ｍｍ以下であると第一横辺部１５の変形量が大きくなり、中空容器１Ｈの流路（空間）を狭める傾向にある。
【0136】
一方、実施例１であると、内面の変形量Ｍ１及び外面の変形量Ｍ２ともに比較例に比べて小さくなり、閾範囲に含まれる。つまり、切欠き高さｈ２が、１．０ｍｍ以上になると、第一横辺部１５の倒れ込みが少なく、かつ、バリＳの発生も少なくなっている。
【符号の説明】
【0137】
１ 中空容器２ 第一部材
３ 第二部材
１１ 底部
１２ 第一側壁部
１３ 仕切り部
１４ 第一縦辺部
１５ 第一横辺部
２１ 底部
２２ 第二側壁部
２４ 第二縦辺部
２５ 第二横辺部
２６ 切欠き部