特許 7067151 クラッド材と金属との複合材

(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】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】クラッド材と金属との複合材

(51)【国際特許分類】

   B32B 15/01 20060101AFI20220509BHJP

   B23K 26/21 20140101ALI20220509BHJP

   B23K 26/24 20140101ALI20220509BHJP

   B23K 20/04 20060101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

B32B15/01 D

B32B15/01 B

B32B15/01 G

B32B15/01 H

B23K26/21 F

B23K26/24

B23K20/04 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018045846

(22)【出願日】2018-03-13

(65)【公開番号】P2019155740

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-12-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100153567

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐介

(72)【発明者】

【氏名】横田 将幸

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 淳

【審査官】石塚 寛和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１６９９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５４１０６４６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４３２９５６０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

Ｂ２３Ｋ ２０／００－２０／２６、２６／００－２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層および第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置され、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層とが接合された厚みが１ｍｍ以下のクラッド材から構成されるクラッド材部分と、
前記クラッド材部分とは別部材から構成され、前記クラッド材部分の厚み方向に延びる側面に接合され、前記第１層および前記第２層と同種の金属から構成される接合材部分と、を備え、
前記接合材部分は、曲げ変形された曲げ部分を含み、曲げ部分の外周面に他部材と接合する接合部が形成される、クラッド材と金属との複合材。

【請求項2】

前記第１層、前記第２層および前記接合材部分は、共に、ステンレス鋼から構成され、
前記第３層は、ＣｕまたはＣｕ合金から構成されている、請求項１に記載のクラッド材と金属との複合材。

【請求項3】

前記第１層、前記第２層および前記接合材部分は、共に、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されている、請求項２に記載のクラッド材と金属との複合材。

【請求項4】

前記クラッド材部分は帯状または四角形状であって、前記接合材部分は、前記クラッド材部分の厚み方向と直交する方向のうち、対向する一対の側面に沿って接合されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のクラッド材と金属との複合材。

【請求項5】

前記接合材部分は、前記クラッド材部分の前記厚み方向と平行な全ての前記側面に沿って接合されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のクラッド材と金属との複合材。

【請求項6】

前記クラッド材部分の前記側面と外部とを熱的および電気的に接続可能なように設けられた接続部材をさらに備える、請求項１～５のいずれか１項に記載のクラッド材と金属との複合材。

【請求項7】

前記接合材部分は、前記クラッド材部分と前記接合材部分との接合界面および前記接合界面の近傍において、前記クラッド材部分の前記厚み方向の一方側の表面よりも前記一方側に突出しないように形成されているとともに、前記クラッド材部分の前記厚み方向の他方側の表面よりも前記他方側に突出しないように形成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載のクラッド材と金属との複合材。

【請求項8】

前記クラッド材部分および前記接合材部分が存在する前記厚み方向と直交する方向において、前記クラッド材部分の長さは、前記複合材の長さの１／２以上である、請求項１～７のいずれか１項に記載のクラッド材と金属との複合材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、クラッド材と金属との複合材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、たとえば熱伝導性や導電性のよいＣｕ（銅）に対して、異種金属が接合されたクラッド材が知られている（たとえば、特許文献１、２参照）。

【0003】

上記特許文献１には、ステンレス鋼からなる芯材と、芯材の厚み方向の両表面に圧延され拡散接合されたＣｕからなる表皮材とから構成されるクラッド材が開示されている。また、上記特許文献２には、ＣｕまたはＣｕ合金からなる第１層と、第１層の厚み方向の両表面に圧延され拡散接合されたステンレス鋼からなる第２層および第３層とから構成されるクラッド材が開示されている。これらのクラッド材では、厚み方向に延びる側面において、ステンレス鋼とＣｕまたはＣｕ合金の端面がいずれの場合も外部に露出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－１３４０７３号公報

【文献】特許第６２３７９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載のクラッド材では、外部に露出しているＣｕからなる表皮材が、厚み方向の両表面に限らず、厚み方向に延びる側面においても腐食するという問題点がある。また、特許文献２に記載のクラッド材では、ＣｕまたはＣｕ合金からなる第１層の厚み方向の両表面に接合されたステンレス鋼からなる第２層および第３層によって、第１層の厚み方向の両表面における腐食は抑制される一方、厚み方向に延びる側面において中間層であるＣｕまたはＣｕ合金からなる第１層が外部に露出しているため、側面においてＣｕまたはＣｕ合金からなる第１層が腐食するという問題点がある。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の１つの目的は、腐食しやすいＣｕやＡｌ（アルミニウム）に対して異種金属が接合されたクラッド材において、クラッド材の厚み方向の両表面およびクラッド材の厚み方向に延びる側面が腐食するのを抑制することが可能な材料（クラッド材と金属との複合材）を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一の局面によるクラッド材と金属との複合材は、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層および第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置され、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層とが接合された厚みが１ｍｍ以下のクラッド材から構成されるクラッド材部分と、前記クラッド材部分とは別部材から構成され、前記クラッド材部分の厚み方向に延びる側面に接合され、前記第１層および前記第２層と同種の金属から構成される接合材部分と、を備え、前記接合材部分は、曲げ変形された曲げ部分を含み、曲げ部分の外周面に他部材と接合する接合部が形成される。

【0008】

なお、「Ｔｉ合金」は、Ｔｉ（チタン）を５０質量％以上含有することにより、Ｔｉから主に構成される合金を意味する。「Ｃｕ合金」は、Ｃｕ（銅）を５０質量％以上含有することにより、Ｃｕから主に構成される合金を意味する。「Ａｌ合金」は、Ａｌ（アルミニウム）を５０質量％以上含有することにより、Ａｌから主に構成される合金を意味する。また、「第１層および第２層と同種の金属から構成される接合材部分」は、第１層および第２層がステンレス鋼から構成されている場合には、接合材部分がステンレス鋼から構成され、第１層および第２層がＴｉまたはＴｉ合金から構成されている場合には、接合材部分がＴｉまたはＴｉ合金から構成されることを意味する。

【0009】

本発明の一の局面によるクラッド材と金属との複合材では、上記のように、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層および第２層と、第１層と第２層との間に配置され、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層とが接合されたクラッド材から構成されるクラッド材部分の厚み方向に延びる側面に、第１層および第２層と同種の金属（ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金）から構成される接合材部分が接合されている。これにより、耐腐食性の高いステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層および第２層によって、耐腐食性の低いＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層の厚み方向の両表面が覆われるだけでなく、耐腐食性の高いステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金（第１層および第２層と同種の金属）から構成される接合材部分がクラッド材部分の側面に接合されることにより、接合材部分によって、クラッド材部分の側面において、中間層としての第３層を覆うことができる。この結果、クラッド材（クラッド材部分）の厚み方向の両表面だけでなく、クラッド材（クラッド材部分）の耐腐食性が低い中間層（第３層）の厚み方向の側面が腐食するのを抑制することが可能な材料（クラッド材と金属との複合材）を提供することができる。また、接合材部分が曲げ変形された曲げ部分を含むことにより、接合材部分を他の部材に対して溶接等を行う場合に、曲げ変形された曲げ部分に溶接等を行うことができるので、たとえば他の部材が厚み方向に延びる部材である場合などに、曲げ部分を他の部材に沿わせるように配置することができるので、接合材部分を他の部材に対して容易に溶接等を行うことができる。

【0010】

また、本発明の一の局面によるクラッド材と金属との複合材では、接合材部分を、クラッド材の第１層および第２層と同種の金属から構成する。これにより、接合材部分がクラッド材の第１層および第２層と異種の金属から構成されている場合と比べて、クラッド材部分の側面において、クラッド材部分と接合材部分とを強固かつ容易に接合することができる。この結果、クラッド材部分の側面において、接合材部分によって中間層（第３層）を覆われる状態を確実に形成することができる。

【0011】

また、本発明の一の局面によるクラッド材と金属との複合材では、熱伝導性および導電性のよいＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から第３層を構成するので、クラッド材部分のステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層および第２層と接合材部分とにおいて耐腐食性を有するとともに、クラッド材部分の第３層において熱伝導性および導電性のよい複合材を提供することができる。これにより、耐腐食性を有する複合材を、熱伝導性を要するヒートシンクまたは導電性を要する導電部材として好適に用いることができる。

【0012】

上記一の局面によるクラッド材と金属との複合材において、好ましくは、第１層、第２層および接合材部分は、共に、ステンレス鋼から構成され、第３層は、ＣｕまたはＣｕ合金から構成されている。このように構成すれば、第１層、第２層および接合材部分が、共に、ＴｉまたはＴｉ合金から構成されることに比べて、溶接が容易で、かつ安価なステンレス鋼から構成された接合材部分により、第３層が腐食するのを抑制することができるので、中間層（第３層）の腐食を抑制することが可能な複合材を容易かつ安価に作製することができる。また、第３層が、好ましくはＣｕまたはＣｕ合金から構成されることによって、第３層がＡｌまたはＡｌ合金から構成されることに比べて、複合材のクラッド材部分における熱伝導性および導電性を一層向上させることができる。これにより、耐腐食性を有する複合材を、熱伝導性を要するヒートシンクまたは導電性を要する導電部材として一層好適に用いることができる。

【0013】

この場合、好ましくは、第１層、第２層および接合材部分は、共に、オーステナイト系ステンレス鋼から構成されている。このように構成すれば、第１層、第２層および接合材部分が、フェライト系などの磁性を有するステンレス鋼ではなくＳＵＳ３１６Ｌなどの磁性を有しにくいオーステナイト系ステンレス鋼から構成されるとともに、第３層が非磁性のＣｕまたはＣｕ合金により構成されることによって、複合材が磁化するのを抑制することができる。これにより、複合材が用いられる周辺の電子部品等に複合材の磁気に起因する不具合が生じるのを抑制することができる。

【0015】

上記一の局面によるクラッド材と金属との複合材において、クラッド材部分は帯状または四角形状であって、接合材部分は、クラッド材部分の厚み方向と直交する方向のうち、対向する一対の側面に沿って接合することができる。このように構成すれば、帯状または四角形状のクラッド材部分の厚み方向に延びる４つの側面のうちの少なくとも２つの側面（対向する一対の側面）において、クラッド材部分の中間層（第３層）が腐食するのを抑制することができる。これにより、中間層（第３層）の腐食を複合材の大きな領域で抑制することができる。また、たとえば、クラッド材を圧延で連続的に作製する場合に、長手方向に延びる対向する一対の側面に接合材部分を接合しながら圧延後の帯状のクラッド材を搬送することによって、容易かつ効率的に、接合材部分がクラッド材部分の長手方向に延びる対向する一対の側面に接合された複合材を得ることができる。なお、帯状または四角形状（正方形状を含む長方形状）のクラッド材においては、長手方向は、たとえば、クラッド材の圧延方向であってよく、短手方向は、たとえば、クラッド材の圧延方向と直交する幅方向であってよい。

【0016】

上記一の局面によるクラッド材と金属との複合材において、好ましくは、接合材部分は、クラッド材部分の厚み方向と平行な全ての側面に沿って接合されている。このように構成すれば、全ての側面において中間層（第３層）が腐食するのを抑制することができる。

【0017】

上記一の局面によるクラッド材と金属との複合材において、好ましくは、クラッド材部分の側面と外部とを熱的および電気的に接続可能なように設けられた接続部材をさらに備える。このように構成すれば、接続部材により接合材部分を介さずにクラッド材部分と外部とを直接的に熱的または電気的に接続することができるので、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金と比べて熱伝導性および導電性が比較的低いステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される接合材部分に起因して複合材の熱伝導性および導電性が低下するのを抑制することができる。なお、上記接続部材は、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層と同種の金属から構成されることが好ましく、第３層と実質的に同等の熱伝導性および導電性を有することが可能になる。

【0018】

上記一の局面によるクラッド材と金属との複合材において、好ましくは、接合材部分は、クラッド材部分と接合材部分との接合界面および接合界面の近傍において、クラッド材部分の厚み方向の一方側の表面よりも一方側に突出しないように形成されているとともに、クラッド材部分の厚み方向の他方側の表面よりも他方側に突出しないように形成されている。このように構成すれば、接合材部分の厚みをクラッド材部分の厚み以下にすることができるとともに、接合材部分の表面がクラッド材部分の表面から突出することを抑制することができるので、複合材の厚みが大きくなるのを抑制することができる。

【0020】

上記一の局面によるクラッド材と金属との複合材において、好ましくは、クラッド材部分および接合材部分が存在する厚み方向と直交する方向において、クラッド材部分の長さは、複合材の長さの１／２以上である。言い換えれば、クラッド材と金属との複合材において、好ましくは、クラッド材部分および接合材部分が存在する厚み方向と直交する方向において、クラッド材部分の長さと接合材部分の長さとの合計に対して、クラッド材部分の長さの割合が５０％以上である。このように構成すれば、複合材において、熱伝導性および導電性のよいＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層が位置するクラッド材部分を十分に確保することができるので、複合材において熱伝導性および導電性を十分に発揮させることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、上記のように、腐食しやすいＣｕやＡｌに対して異種金属が接合されたクラッド材において、クラッド材の厚み方向の両表面およびクラッド材の厚み方向に延びる側面が腐食するのを抑制することが可能な材料（クラッド材と金属との複合材）を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態によるクラッド材と金属との複合材を用いた携帯機器の模式的な分解斜視図である。

【図2】図１の６００－６００線に沿った断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態によるクラッド材と金属との複合材の製造方法を説明するための模式図である。

【図4】本発明の第１実施形態によるクラッド材と金属との複合材の製造方法のうち、接合工程を説明するための模式的な斜視図である。

【図5】本発明の第２実施形態によるクラッド材と金属との複合材の斜視図である。

【図6】図５の６１０－６１０線または６２０－６２０線に沿った断面図である。

【図7】本発明の第２実施形態によるクラッド材と金属との複合材の製造方法を説明するための模式図である。

【図8】本発明の効果を確認するために行った溶接試験の観察結果を示した写真である。

【図9】第１実施形態の変形例によるクラッド材と金属との複合材の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0024】

［第１実施形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態によるクラッド材と金属との複合材４（以降、複合材４と称する）を備える携帯機器１００の概略的な構成について説明する。

【0025】

（携帯機器の構成）
第１実施形態による携帯機器１００は、図１に示すように、Ｚ方向からの平面視において、Ｘ方向（長手方向）に長くＹ方向（短手方向）に短い矩形状に形成されている。携帯機器１００は、上側筐体１と、発熱源となるディスプレイ２と、電池および基板などの発熱源を含む電子部品３と、複合材４と、下側筐体５とを備えている。上側筐体１、ディスプレイ２、電子部品３、複合材４および下側筐体５は、Ｚ１側からＺ２側に向かってこの順で積層されている。上側筐体１はＺ２側に開口を有するフレーム状である。下側筐体５はＺ１側に開口を有する箱状である。この結果、下側筐体５は、Ｚ方向に延びる側面部を有している。また、下側筐体５は、ディスプレイ２、電子部品３および複合材４を上側筐体１との間の内部に収容している。

【0026】

ディスプレイ２は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどからなり、Ｚ１側の表面（上面）に画像を表示する機能を有する。また、上側筐体１と下側筐体５とは、金属、ガラスまたは樹脂などから構成されている。

【0027】

（複合材の構成）
複合材４は、携帯機器１００に必要とされる所定の形状寸法を有し、少なくとも、携帯機器１００の機械的強さを確保する機能と、ディスプレイ２および電子部品３から発生する熱を外部に放出する機能とを有している。つまり、複合材４は、シャーシとしての機能とヒートシンクとしての機能とを兼ねることが可能である。複合材４は、下側筐体５のＹ１側の内側面５ａに対して、溶接などにより固定されている。

【0028】

図２に示すように、複合材４の厚み（Ｚ方向の長さ）ｔ１は、１ｍｍ以下である。これにより、携帯機器１００がＺ方向に大きくなるのを抑制する（低背化する）ことが可能である。なお、携帯機器１００をより低背化させるために、複合材４の厚みｔ１は、０．５ｍｍ以下であるのが好ましく、０．３ｍｍ以下であるのがより好ましく、０．２ｍｍ以下であるのがより一層好ましい。また、複合材４の製造が困難になるのを抑制するために、複合材４の厚みｔ１は、０．０３ｍｍ以上であるのが好ましく、０．０５ｍｍ以上であるのがより好ましい。

【0029】

ここで、第１実施形態では、図１および図２に示す複合材４は、３層構造のクラッド材６から構成されるクラッド材部分４１と、クラッド材部分４１の長手方向（Ｘ方向）に延びるＹ１側の側面４１ａに接合される接合材部分４２と、クラッド材部分４１の長手方向（Ｘ方向）に延びるＹ２側の側面４１ｂに接合される接合材部分４３を含む。つまり、接合材部分４２および接合材部分４３は、クラッド材部分４１の厚み方向（Ｚ方向）と直交する側面のうち、Ｙ方向に対向する一対の側面（側面４１ａおよび側面４１ｂ）に沿ってそれぞれ接合されている。

【0030】

なお、第１実施形態では、図１および図２に示すクラッド材部分４１は、３層構造の平板状のクラッド材６から構成されている。このクラッド材部分４１の平板状の部分の厚みとクラッド材６の平板状の部分の厚みは実質的に同等であるため、以下、クラッド材部分４１の厚み（Ｚ方向の長さ）およびクラッド材６の厚み（Ｚ方向の長さ）を、共に、ｔ２と表記する。

【0031】

複合材４では、図１に示すように、クラッド材部分４１と接合材部分４２とを、クラッド材部分４１の側面４１ａのＸ方向の略全体に渡って、レーザ溶接により接合することができる。この結果、クラッド材部分４１と接合材部分４２との接合界面Ｆ１および接合界面Ｆ１の近傍（接合箇所Ｂ１）は、クラッド材部分４１の側面４１ａに沿ってＸ方向に延びるように形成されている。また、図２に示すように、クラッド材部分４１と接合材部分４２との接合箇所Ｂ１は、複合材４の厚み方向に延びるように形成されている。この結果、クラッド材部分４１の第１層６１および第２層６２と接合材部分４２とが強固に接合されている。

【0032】

同様に、複合材４では、図１に示すように、クラッド材部分４１と接合材部分４３とを、クラッド材部分４１の側面４１ｂのＸ方向の略全体に渡って、レーザ溶接により接合することができる。この結果、クラッド材部分４１と接合材部分４３との接合界面Ｆ２および接合界面Ｆ２の近傍（接合箇所Ｂ２）は、クラッド材部分４１の側面４１ｂに沿ってＸ方向に延びるように形成されている。また、図２に示すように、クラッド材部分４１と接合材部分４３との接合箇所Ｂ２は、複合材４の厚み方向に延びるように形成されている。この結果、クラッド材部分４１の第１層６１および第２層６２と接合材部分４３とが強固に接合されている。

【0033】

また、複合材４の厚み方向と直交する方向のうち、Ｙ方向（短手方向）において、クラッド材部分４１の長さＬ２は、好ましくは複合材４の長さＬ１の１／２以上である。つまり、Ｙ方向において、接合材部分４２の長さＬ３および接合材部分４３の長さＬ４の合計は、複合材４の長さＬ１の１／２以下であるのが好ましい。言い換えれば、クラッド材部分４１の長さＬ２と接合材部分４２の長さＬ３および接合材部分４３の長さＬ４との合計に対して、好ましくはクラッド材部分４１の長さＬ２の割合が５０％以上である。つまり、Ｙ方向において、複合材の長さＬ１に対して、接合材部分４２の長さＬ３および接合材部分４３の長さＬ４の合計の割合は５０％以下であるのが好ましい。なお、クラッド材部分４１の長さＬ２は、複合材４の長さＬ１の４／５以上であるのがより好ましい。言い換えれば、クラッド材部分４１の長さＬ２と接合材部分４２の長さＬ３および接合材部分４３の長さＬ４との合計に対して、クラッド材部分４１の長さＬ２の割合が８０％以上であるのがより好ましい。

【0034】

クラッド材６は、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成されるＺ１側の第１層６１と、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成されるＺ２側の第２層６２と、第１層６１と第２層６２との間に配置される中間層となる、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層６３とが圧延により接合された３層構造を有している。なお、第１層６１と第２層６２とは、同種の金属から構成されている。たとえば、第１層６１がステンレス鋼から構成されている場合は、第２層６２もまたステンレス鋼から構成されている。

【0035】

クラッド材６は、オーバーレイ型を用いることができる。つまり、クラッド材６では、第３層６３のＺ１側の表面の略全面に第１層６１が拡散接合されているとともに、第３層６３のＺ２側の表面の略全面に第２層６２が拡散接合されていてよい。なお、第１層６１と第３層６３との界面および第３層６３と第２層６２との界面において、拡散焼鈍により互いの層に互いの構成元素が拡散することによって、原子間接合を形成することができる。この結果、第１層６１と第３層６３とが強固に接合されるとともに、第３層６３と第２層６２とが強固に接合される。

【0036】

また、クラッド材６の厚み（Ｚ方向の長さ）ｔ２は、複合材４の厚みｔ１と略同一であってよい。

【0037】

第１層６１および第２層６２は、上記のように、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される。第１層６１および第２層６２を、たとえばステンレス鋼を用いて構成する場合には、耐食性が良いとの観点で、ステンレス鋼の種類を必要に応じて選定することができる。ステンレス鋼としては、オーステナイト系、オーステナイト－フェライト系、フェライト系またはマルテンサイト系などを用いることが可能である。なお、第１層６１および第２層６２をステンレス鋼から構成する場合は、非磁性であるオーステナイト系ステンレス鋼から構成されるのが好ましく、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３０５などのＳＵＳ３００系（ＪＩＳ規格）のオーステナイト系ステンレス鋼から構成されるのがより好ましく、そのうちＳＵＳ３１６Ｌがより一層好ましい。ＳＵＳ３１６Ｌは、１８質量％のＣｒと、１２質量％のＮｉと２．５質量％のＭｏと、Ｃを含む不可避不純物等と、残部Ｆｅ（鉄）とを含有するオーステナイト系ステンレス鋼において、Ｃの含有量を低下させたオーステナイト系ステンレス鋼であり、圧延加工などを行っても十分な非磁性を有することができる。

【0038】

また、第１層６１および第２層６２を、たとえばＴｉまたはＴｉ合金を用いて構成する場合には、耐食性が良いとの観点で、ＴｉまたはＴｉ合金の種類を必要に応じて選定することができる。Ｔｉ（純チタン）としては、ＪＩＳ規格において、成形加工性のよい１種、成形加工性と機械的強さのバランスがよい２種、ならびに、機械的強さが高い３種および４種などを用いることが可能である。Ｔｉ合金としては、質量％で、溶接性のよいＴｉ－５％Ａｌ－２．５％Ｓｎ系、溶接性と機械的強さのバランスがよい６０種および６１種（ＪＩＳ規格）、ならびに、機械的強さが高い８０種（ＪＩＳ）およびＴｉ－１５％Ｖ－３％Ｃｒ－３％Ｓｎ－３％Ａｌ系（質量％）などを用いることが可能である。なお、第１層６１および第２層６２をＴｉまたはＴｉ合金から構成する場合には、成形加工性と機械的強さのバランスがよい２種のＴｉ、または、溶接性と機械的強さのバランスがよい６０種もしくは６１種のＴｉ合金から構成されるのがより好ましい。

【0039】

第３層６３は、上記のように、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される。第３層６３を、たとえばＣｕまたはＣｕ合金を用いて構成する場合には、熱伝導性が良いとの観点で、ＣｕまたはＣｕ合金の種類を必要に応じて選定することができる。Ｃｕ（純銅）としては、高い熱伝導性および導電性を有するＣ１０００系（ＪＩＳ規格）、たとえば、無酸素銅（Ｃ１０２０）、タフピッチ銅（Ｃ１１００）、および、りん脱酸銅（Ｃ１２０１、Ｃ１２２０、Ｃ１２２１）などを用いることが可能である。Ｃｕ合金としては、ＪＩＳ規格において、成形加工性（展延性）のよいＣ２０００系、耐食性のよいＣ３０００系、および、導電性のよいＣ５０００系などを用いることが可能である。なお、第３層６３をＣｕまたはＣｕ合金で構成する場合は、高い熱伝導性および導電性を有する無酸素銅、りん脱酸銅、タフピッチ銅などのＣｕから構成されるのがより好ましい。

【0040】

また、第３層６３を、たとえばＡｌまたはＡｌ合金を用いて構成する場合には、熱伝導性が良いとの観点で、また、ＣｕまたはＣｕ合金を用いて構成する場合と比べて比重が小さく軽量化が可能との観点で、ＡｌまたはＡｌ合金の種類を必要に応じて選定することができる。Ａｌ（純アルミニウム）としては、高い熱伝導性および導電性を有するＡ１０００系（たとえばＡ１０５０、ＪＩＳ規格）などを用いることが可能である。Ａｌ合金としては、Ａ３００３（ＪＩＳ規格）などのＡｌ－Ｍｎ合金、Ａ５０５２（ＪＩＳ規格）などのＡｌ－Ｍｇ合金、および、Ａ６０６１（ＪＩＳ規格）などのＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金などを用いることが可能である。なお、第３層６３をＡｌまたはＡｌ合金から構成する場合は、高い熱伝導性および導電性を有し、Ａｌの中でも比較的成形加工性のよいＡ１０５０から構成されるのが好ましい。

【0041】

なお、クラッド材６において、第３層６３を構成するＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金は、一般的に、第１層６１および第２層６２を構成するステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金よりも熱伝導性および導電性が高い。

【0042】

また、複合材４のヒートシンクとしての熱伝導性を高めるためには、クラッド材部分４１において、第１層６１の厚みｔ１１および第２層６２の厚みｔ１２は、共に、第３層６３の厚みｔ１３よりも小さい方が好ましい。この場合、第３層６３の厚みｔ１３は、クラッド材部分４１の厚みｔ２（携帯機器１００の図２に示す断面図においては複合材４の厚みｔ１と同じ）の１／２以上であることがより好ましい。つまり、ｔ１３≧ｔ２／２の厚みの関係を満たすのがより好ましい。一方で、複合材４のシャーシとしての機械的強さを高めるためには、クラッド材部分４１において、第１層６１の厚みｔ１１および第２層６２の厚みｔ１２は、共に、第３層６３の厚みｔ１３以上であることが好ましい。つまり、ｔ１１≧ｔ１３の厚みの関係を満たすのが好ましいとともに、ｔ１２≧ｔ１３の厚みの関係を満たすのが好ましい。また、圧延容易のため、第１層６１の厚みｔ１１と第２層６２の厚みｔ１２とは、略等しいのが好ましい。

【0043】

接合材部分４２および接合材部分４３は、共に、第１層６１および第２層６２と同種の金属であるステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成されている。たとえば、接合材部分４２および接合材部分４３は、共に、第１層６１および第２層６２と同一のステンレス鋼であるオーステナイト系ステンレス鋼から構成されている。なお、第１層６１および第２層６２と接合材部分４２および接合材部分４３との接合性（溶接性など）および物性（磁性の有無など）の観点から、第１層６１、第２層６２、接合材部分４２および接合材部分４３は、共に、同一のステンレス鋼（ＪＩＳ規格において同じＪＩＳ記号を付されるステンレス鋼）から構成されるのが好ましい。

【0044】

接合材部分４２のＹ２側の側面４２ａは、クラッド材部分４１の側面４１ａに対して、Ｘ方向の略全体に渡って溶接により接合することができる。同様に、接合材部分４３のＹ１側の側面４３ａは、クラッド材部分４１の側面４１ｂに対して、Ｘ方向の略全体に渡って溶接により接合することができる。

【0045】

また、接合材部分４２の厚み（Ｚ方向の長さ）ｔ３および接合材部分４３の厚み（Ｚ方向の長さ）ｔ４は、クラッド材部分４１（クラッド材６）の厚みｔ２と略同一であってよい。また、接合材部分４２のＺ１側の表面４２ｂと、接合材部分４３のＺ１側の表面４３ｂと、クラッド材部分４１のＺ１側の第１層６１の表面４１ｃとは略面一であってよい。つまり、接合材部分４２のＺ１側の表面４２ｂおよび接合材部分４３のＺ１側の表面４３ｂは、クラッド材部分４１の厚み方向（Ｚ方向）のＺ１側の第１層６１の表面４１ｃよりもＺ１側に突出しないように形成されていてよい。同様に、接合材部分４２のＺ２側の表面４２ｃと、接合材部分４３のＺ２側の表面４３ｃと、クラッド材部分４１のＺ２側（第２層６２）の表面４１ｄとは略面一であってよい。つまり、接合材部分４２のＺ２側の表面４２ｃおよび接合材部分４３のＺ２側の表面４３ｃは、クラッド材部分４１の厚み方向（Ｚ方向）のＺ２側の第２層６２の表面４１ｄよりもＺ２側に突出しないように形成されていてよい。この結果、接合材部分４２はクラッド材部分４１の側面４１ａの略全体に渡って、および接合材部分４３はクラッド材部分４１の側面４１ｂの略全体に渡って、それぞれ、第３層６３を覆うようにクラッド材部分４１に接合される。

【0046】

接合材部分４２は、図２に示すように、Ｙ１側の端部近傍に形成された曲げ部分４２ｄを有することができる。曲げ部分４２ｄは、接合材部分４２のＹ１側の端部近傍が約９０度で折り曲げられることにより形成されていてよい。この結果、曲げ部分４２ｄには、下側筐体５のＺ方向に延びる内側面５ａに沿って延びる接合部４２ｅが形成されていてよい。そして、曲げ部分４２ｄの接合部４２ｅと下側筐体５の内側面５ａとを、接合箇所Ｂ３において、Ｘ方向の略全体に渡って溶接することができる。これにより、複合材４が下側筐体５に固定される。なお、図１および図２に示す第１実施形態とは異なるが、接合材部分４２のＹ１側の端部近傍は、上記の溶接に替えて、接合箇所Ｂ３において、かしめ加工やねじ止めなどにより接合されていてよい。また、接合材部分４３のＹ２側の端部近傍についても、接合材部分４２のＹ１側の端部近傍と同様に、上記の溶接に替えて、かしめ加工またはねじ止めなどにより接合されていてよい。

【0047】

次に、図１～図４を参照して、本発明の第１実施形態による複合材４の製造方法について説明する。

【0048】

（クラッド材の製造）
まず、搬送方向（Ｘ方向）に長い平板状（帯状と称する）のクラッド材６を作製するのが望ましい。具体的なクラッド材６の作製工程の一例としては、図３に示すように、帯状の一対の第１金属板１６１および第２金属板１６２と、帯状の第３金属板１６３とを準備する。なお、第１金属板１６１および第２金属板１６２はステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成され、第１金属板１６１および第２金属板１６２は同種の金属から構成されている。第３金属板１６３はＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌはまたＡｌ合金から構成されている。また、第１金属板１６１の厚みと、第２金属板１６２の厚みと、第３金属板１６３の厚みとは、作製されるクラッド材６における第１層６１、第３層６３および第２層６２の厚み比率（ｔ１１：ｔ１３：ｔ１２、図２参照）に合わせて適宜選択される。

【0049】

そして、第１金属板１６１と、第３金属板１６３と、第２金属板１６２とを、この順に積層した状態で、圧延ローラ２０１を用いて圧延して接合するクラッド圧延を連続的に行う（圧延工程）のが望ましい。これにより、第１金属板１６１と、第３金属板１６３と、第２金属板１６２とが厚み方向にこの順に積層された状態で互いに接合（圧延接合）された帯状の圧接材１０６が作製される。なお、クラッド圧延のパス数（圧延回数）は、適宜選択可能である。

【0050】

そして、適切な焼鈍温度に設定された焼鈍炉２０２を用いて拡散焼鈍を連続的に行う（焼鈍工程）のが望ましい。これにより、第１金属板１６１と第３金属板１６３との界面および第３金属板１６３と第２金属板１６２との界面において、拡散処理により互いの層が原子間接合を形成して強固に接合する。この結果、図２に示す第１層６１と、第３層６３と、第２層６２とが厚み方向にこの順に積層された状態で互いに拡散接合された帯状のクラッド材６が作製される。

【0051】

（複合材の製造方法）
また、第１金属板１６１および第２金属板１６２と同種の金属の板材から構成される、帯状の接合材１４２および接合材１４３を準備するのが望ましい。この帯状の接合材１４２の厚みおよび接合材１４３の厚みは、帯状のクラッド材６の厚みｔ２（図２参照）と略等しくするのが望ましい。そして、帯状のクラッド材６を搬送方向（Ｘ方向）に搬送しながら、帯状のクラッド材６の側面４１ａおよび側面４１ｂ（図２参照）に、それぞれ、接合材１４２の側面４２ａおよび接合材１４３の側面４３ａを当接させるのが望ましい。この際、接合材１４２および接合材１４３を、それぞれ、クラッド材６の側面４１ａおよび側面４１ｂに押し付けるようにして軽微な圧力を加えることにより、接合材１４２とクラッド材６の側面４１ａの間および接合材１４３とクラッド材６の側面４１ｂとの間を予圧するとよい。

【0052】

そして、帯状の接合材１４２および接合材１４３と、帯状のクラッド材６とを連続的に接合する（接合工程）のが望ましい。具体的には、図４に示すように、帯状のクラッド材６の側面４１ａに接合材１４２の側面４２ａを当接させた状態で、レーザ溶接機２０３ａにより、当接部分に所定の強度（出力）および所定のスポット径のレーザ光を照射することができる。これにより、クラッド材６の側面４１ａ近傍の金属と、接合材１４２の側面４２ａ近傍の金属とを、レーザ光の熱で溶融し、その後冷却することによって接合することができる。この結果、帯状の接合材１４２と帯状のクラッド材６とが溶接される。なお、レーザ光の照射は、図４に示すような帯状のクラッド材６の片面に対して行う方法に限定されず、帯状のクラッド材６の両面に対して行う方法の採用も可能である。

【0053】

また、帯状のクラッド材６の側面４１ｂに接合材１４３の側面４３ａを当接させた状態で、レーザ溶接機２０３ｂにより、当接部分に所定の強度および所定のスポット径のレーザ光を照射することができる。これにより、クラッド材６の側面４１ｂ近傍の金属と、接合材１４３の側面４３ａ近傍の金属とを、レーザ光の熱で溶融し、その後冷却することによって接合することができる。この結果、帯状の接合材１４３と帯状のクラッド材６とが搬送方向（Ｘ方向）に沿って溶接される。これにより、クラッド材６から構成されるクラッド材部分４１と、接合材１４２から構成される接合材部分４２と、接合材１４３から構成される接合材部分４３とを含む帯状の複合材１０４が作製される。

【0054】

そして、図３に示すように、曲げローラ２０４を用いて、帯状の複合材１０４の接合材部分４２を連続的に折り曲げ加工する（曲げ工程）のが望ましい。これにより、接合材部分４２のＹ１側の端部近傍に搬送方向（Ｘ方向）に沿って曲げ部分４２ｄ（図２参照）が形成された帯状の複合材４が作製される。最後に、切断機２０５を用いて、帯状の複合材４を搬送方向（Ｘ方向、長手方向）に所定の長さになるように切断する（切断工程）のが望ましい。これにより、図１および図２に示す平板状のような携帯機器１００に必要とされる所定の形状寸法を有する複合材４が作製される。

【0055】

なお、曲げ工程または切断工程の前に、必要に応じて熱処理を行うことによって、帯状の複合材１０４（４）に対して焼きなまし、または、改質を行うことができる。熱処理に際して、第１層６１および第２層６２ならびに接合材部分４２および接合材部分４３がステンレス鋼から構成される場合、たとえばオーステナイト系ステンレス鋼から構成される場合の熱処理温度としては、８５０℃以上１０５０℃以下であるのが好ましい。また、第１層６１および第２層６２ならびに接合材部分４２および接合材部分４３が、たとえばフェライト系ステンレス鋼から構成される場合の熱処理温度としては、７５０℃以上９５０℃以下であるのが好ましく、かつ、熱処理後に急冷するのが好ましい。

【0056】

また、第１層６１および第２層６２ならびに接合材部分４２および接合材部分４３がＴｉから構成される場合の熱処理温度としては、６５０℃以上７５０℃以下であるのが好ましい。また、第１層６１および第２層６２ならびに接合材部分４２および接合材部分４３がＴｉ合金から構成される場合の熱処理温度は、一般的にＴｉ以外の元素が増えると再結晶温度が高くなるのでＴｉ（純チタン）よりも高温にする必要があること、Ｔｉ合金の種類に応じて相変態が生じることなどを考慮してＴｉ合金の種類に合わせて適宜設定することができる。

【0057】

また、接合箇所Ｂ１周辺がクラッド材部分４１の表面４１ｃまたは表面４１ｄに対して隆起している場合、もしくは、接合箇所Ｂ２周辺がクラッド材部分４１の表面４１ｃまたは表面４１ｄに対して隆起している場合には、研磨またはスキンパス圧延などを行うことにより、隆起部分を除去して平坦化することができる。これにより、接合材部分４２の表面４２ｂと、接合材部分４３の表面４３ｂと、クラッド材部分４１の表面４１ｃとを略面一にすることが可能であり、接合材部分４２の表面４２ｃと、接合材部分４３の表面４３ｃと、クラッド材部分４１の表面４１ｄとを略面一にすることが可能である。

【0058】

なお、作製された複合材４は、図１および図２に示すように、携帯機器１００の下側筐体５内に配置された状態で、下側筐体５の内側面５ａと曲げ部分４２ｄの接合部４２ｅとが溶接される。

【0059】

第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0060】

第１実施形態では、上記のように、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層６１および第２層６２と、第１層６１と第２層６２との間に配置され、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層６３とが接合されたクラッド材６から構成されるクラッド材部分４１の厚み方向（Ｚ方向）に延びる側面４１ａおよび側面４１ｂに、それぞれ、第１層６１および第２層６２と同種の金属（ステンレス鋼）から構成される接合材部分４２および接合材部分４３を接合する。これにより、耐腐食性の高いステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層６１および第２層６２によって、耐腐食性の低いＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層６３の厚み方向の両表面が覆われる。加えて、耐腐食性の高いステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金（第１層６１および第２層６２と同種の金属）から構成される接合材部分４２および接合材部分４３がクラッド材部分４１の側面４１ａおよび側面４１ｂにそれぞれ接合されることにより、接合材部分４２および接合材部分４３によってクラッド材部分４１の側面４１ａおよび側面４１ｂにおける第３層６３を覆うことができる。この結果、クラッド材６から構成されるクラッド材部分４１の耐腐食性が低い第３層６３の厚み方向の側面が腐食するのを抑制することが可能な材料（複合材４）を提供することができる。

【0061】

また、第１実施形態では、接合材部分４２および接合材部分４３を、クラッド材６の第１層６１および第２層６２と同種の金属から構成する。これにより、接合材部分４２および接合材部分４３がクラッド材６から構成されるクラッド材部分４１の第１層６１および第２層６２と異種の金属から構成されている場合と比べて、クラッド材部分４１の側面４１ａおよび側面４１ｂにおいて、それぞれ、クラッド材部分４１と接合材部分４２および接合材部分４３とを強固かつ容易に接合することができる。この結果、クラッド材部分４１の側面４１ａおよび側面４１ｂにおいて、接合材部分４２および接合材部分４３によって第３層６３が覆われる状態を確実に形成することができる。

【0062】

また、第１実施形態では、熱伝導性（および導電性）のよいＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から第３層６３を構成するので、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層６１および第２層６２と接合材部分４２および接合材部分４３とにおいて耐腐食性を有するとともに、第３層６３において熱伝導性（および導電性）のよい複合材４を提供することができる。これにより、耐腐食性を有する複合材４を、熱伝導性を要するヒートシンク（または導電性を要する導電部材）として好適に用いることができる。

【0063】

また、第１実施形態では、第１層６１、第２層６２および接合材部分４２および接合材部分４３を、共に、ステンレス鋼から構成することが好ましい。これにより、ＴｉまたはＴｉ合金から構成されることに比べて、溶接が容易で、かつ安価なステンレス鋼から構成された接合材部分４２および接合材部分４３により、第３層６３が腐食するのを抑制することができるので、第３層６３の腐食を抑制することが可能な複合材４を容易かつ安価に作製することができる。また、第３層６３を、好ましくはＣｕまたはＣｕ合金から構成することによって、ＡｌまたはＡｌ合金から構成されることに比べて、複合材４のクラッド材部分４１における熱伝導性（および導電性）を一層向上させることができる。これにより、耐腐食性を有する複合材４を、熱伝導性を要するヒートシンク（または導電性を要する導電部材）として一層好適に用いることができる。

【0064】

また、第１実施形態では、好ましくは、第１層６１、第２層６２および接合材部分４２および接合材部分４３を、共に、ステンレス鋼のうち好ましくは、オーステナイト系ステンレス鋼から構成する。このように構成すれば、オーステナイト系ステンレス鋼から構成される第１層６１および第２層６２と、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層とが、共に非磁性であるので、複合材４が磁化するのを抑制することができる。これにより、複合材４が用いられる周辺の電子部品３等に複合材４の磁気に起因する不具合が生じるのを抑制することができる。

【0065】

また、第１実施形態では、接合材部分４２および接合材部分４３を、それぞれ、好ましくは、クラッド材部分４１の側面４１ａおよび側面４１ｂに溶接により接合する。これにより、溶接により接合材部分４２および接合材部分４３をクラッド材部分４１の側面４１ａおよび側面４１ｂにそれぞれ確実に接合することができる。

【0066】

また、第１実施形態では、複合材４は帯状または四角形状であってよく、接合材部分４２および接合材部分４３を、それぞれ、クラッド材部分４１の厚み方向と直交する方向のうち、対向する一対の側面、たとえば、長手方向（Ｘ方向）に延びる側面４１ａおよび側面４１ｂに沿って接合することができる。これにより、帯状または四角形状のクラッド材部分４１の厚み方向（Ｚ方向）に延びる複数の側面のうちの少なくとも対向する２つの側面（側面４１ａおよび側面４１ｂ）において、たとえば、短手方向（Ｙ方向）の側面と比べて第３層６３の露出面積が大きいＸ方向の側面４１ａおよび側面４１ｂにおいて、第３層６３が腐食するのを抑制することができる。この結果、第３層６３の腐食を複合材４の大きな領域で抑制することができる。また、クラッド材６を圧延で連続的に作製する際に、好ましくは、Ｘ方向に延びる側面４１ａおよび側面４１ｂに接合材部分４２および接合材部分４３をそれぞれ接合しながら圧延後の帯状のクラッド材６を搬送することによって、容易かつ効率的に、接合材部分４２および接合材部分４３がクラッド材部分４１のＸ方向に延びる側面４１ａおよび側面４１ｂにそれぞれ接合された複合材４を得ることができる。

【0067】

また、第１実施形態では、接合材部分４２を、クラッド材部分４１と接合材部分４２との接合界面Ｆ１および接合界面Ｆ１の近傍（接合箇所Ｂ１）において、クラッド材部分４１の厚み方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ１側）の表面４１ｃと略面一に形成することができる。また、接合材部分４３を、クラッド材部分４１と接合材部分４３との接合界面Ｆ２および接合界面Ｆ２の近傍（接合箇所Ｂ２）において、クラッド材部分４１の厚み方向の他方側（Ｚ２側）の表面４１ｄと略面一に形成することができる。つまり、接合材部分４２の厚みｔ３および接合材部分４３の厚みｔ４を、クラッド材部分４１の厚みｔ２と略等しくすることができる。これにより、接合材部分４２の表面４２ｂおよび接合材部分４３の表面４３ｂがクラッド材部分４１の表面４１ｃからＺ１側に突出することが抑制されるとともに、接合材部分４２の表面４２ｃおよび接合材部分４３の表面４３ｃがクラッド材部分４１の表面４１ｄからＺ２側に突出することが抑制される。これらの結果、複合材４の厚みｔ１が大きくなるのを抑制することができる。

【0068】

また、第１実施形態では、接合材部分４２が曲げ変形された曲げ部分４２ｄを含むことができる。これにより、接合材部分４２を他の部材（下側筐体５）に対して溶接を行う場合に、曲げ変形された曲げ部分４２ｄに溶接等を行うことができるので、たとえば他の部材が厚み方向（Ｚ方向）に延びる部材である場合などに、曲げ部分４２ｄを他の部材（下側筐体５の内側面５ａ）に沿わせるように配置することができるので、接合材部分４２を他の部材に対して容易に溶接等により接合することができる。

【0069】

また、第１実施形態では、クラッド材部分４１と接合材部分４２および接合材部分４３とが存在する厚み方向と直交するＹ方向において、クラッド材部分４１の長さＬ２は、好ましくは複合材４の長さＬ１の１／２以上である。これにより、複合材４において、熱伝導性（および導電性）のよい第３層６３を有するクラッド材部分４１を十分に確保することができるので、複合材４において熱伝導性（および導電性）を十分に発揮させることができる。

【0070】

［第２実施形態］
次に、図５および図６を参照して、本発明の第２実施形態によるクラッド材と金属との複合材３０４（以降、複合材３０４と称する）の構成について説明する。この第２実施形態では、第１実施形態のクラッド材部分４１のＹ方向の側面４１ａおよび側面４１ｂにそれぞれ接合材部分４２および接合材部分４３が接合された複合材４とは異なり、クラッド材部分３４１の全ての側面３４１ａに接合材部分３４２が接合された例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付すとともに説明を省略する。

【0071】

第２実施形態の複合材３０４は、３層構造のクラッド材６から構成されるクラッド材部分３４１と、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成され、クラッド材部分３４１の厚み方向（Ｚ方向）と平行な全ての側面３４１ａに接合される接合材部分３４２とを含む。

【0072】

具体的には、Ｚ方向からの平面視において、クラッド材部分３４１は、正方形状または長方形状（矩形状と称する）に形成されている。また、Ｚ方向からの平面視において、接合材部分３４２は、矩形状のクラッド材部分３４１に対応する矩形状の孔部を有する枠状に形成されている。そして、クラッド材部分３４１のＺ方向と直交するＸ方向に延びる両側面およびＹ方向に延びる両側面（図６に示す側面３４１ａ）と、枠状の接合材部分３４２のＸ方向に延びる両側面およびＹ方向に延びる両側面（図６に示す側面３４２ａ）とが当接した状態でそれぞれ接合されることによって、クラッド材部分３４１の側面３４１ａの略全面に接合材部分３４２が接合された複合材３０４が構成されている。

【0073】

複合材３０４では、クラッド材部分３４１と接合材部分３４２とを、ろう接により接合することができる。つまり、クラッド材部分３４１の側面３４１ａと、枠状の接合材部分３４２の側面３４２ａとの間の略全体にろう材を配置し、加熱して溶融させ、冷却して凝固させることによって、クラッド材部分３４１と接合材部分３４２とをろう材を介して接合する（ろう接と称する）ことができる。なお、ろう接に用いるろう材としては、接合強度を十分に確保するために、クラッド材部分３４１および接合材部分３４２をステンレス鋼を用いて構成する場合はＮｉ系のろう材、または、Ａｇろうなどの貴金属系のろう材が好ましく、クラッド材部分３４１および接合材部分３４２をＴｉまたはＴｉ合金を用いて構成する場合はＴｉ系のろう材が好ましい。

【0074】

複合材３０４の厚み方向と直交する方向のうち、Ｙ方向において、クラッド材部分３４１の長さＬ１２は、好ましくは複合材３０４の長さＬ１１の１／２以上である。また、複合材３０４の厚み方向と直交する方向のうち、Ｘ方向において、クラッド材部分３４１の長さＬ２２は、好ましくは複合材３０４の長さＬ２１の１／２以上である。なお、複合材３０４に対するクラッド材部分３１４の長さの好ましい割合については、上記第１実施形態の複合材４に対するクラッド材部分４１の長さの好ましい割合と同様である。

【0075】

接合材部分３４２は、共に、第１層６１および第２層６２と同種の金属であるステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成されている。また、クラッド材部分３４１と接合材部分３４２との接合界面Ｆ１１および接合界面Ｆ１１の近傍（接合箇所Ｂ１１）において、クラッド材部分３４１の厚み方向の一方側（Ｚ１側）の表面４１ｃよりもＺ１側に突出しないように形成することができるとともに、クラッド材部分３４１の厚み方向の他方側（Ｚ２側）の表面４１ｄよりもＺ２側に突出しないように形成することができる。図６に示す複合材３０４では、接合材部分３４２の厚み（Ｚ方向の長さ）ｔ５は、複合材３０４の厚みｔ２１（クラッド材部分３４１の厚みｔ２２）よりも若干小さく形成されている。なお、接合材部分３４２は、クラッド材部分３４１の側面３４１ａの全体に渡って、第３層６３を覆うようにクラッド材部分３４１に接合することができる。

【0076】

また、第２実施形態における複合材３０４の厚みｔ２１は、１ｍｍ以下である。なお、第２実施形態における複合材３０４のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0077】

次に、図５～図７を参照して、本発明の第２実施形態による複合材３０４の製造方法について説明する。

【0078】

まず、図７に示すように、第１実施形態と同様にして、第１金属板１６１と、第３金属板１６３と、第２金属板１６２とを、この順に積層した状態で、圧延ローラ２０１を用いて圧延して接合するクラッド圧延を連続的に行う（圧延工程）ことにより帯状の圧接材１０６を作製し、焼鈍炉２０２を用いて拡散焼鈍を連続的に行う（焼鈍工程）ことにより帯状のクラッド材６を作製することが望ましい。そして、切断機２０５を用いて、帯状のクラッド材６を所定の長さになるように切断するのが望ましい。これにより、Ｚ方向からの平面視において、矩形状のクラッド材６（図５参照）が作製される。

【0079】

なお、第１金属板１６１および第２金属板１６２はステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成され、第１金属板１６１および第２金属板１６２は同種の金属から構成されている。第３金属板１６３はＣｕ、Ｃｕ合金、ＡｌはまたＡｌ合金から構成されている。また、第１金属板１６１の厚みと、第２金属板１６２の厚みと、第３金属板１６３の厚みとは、作製されるクラッド材６における第１層６１、第３層６３および第２層６２の厚み比率（ｔ１１：ｔ１３：ｔ１２、図２参照）に合わせて適宜選択される。

【0080】

また、Ｚ方向からの平面視において、矩形状のクラッド材６に対応するように矩形状の孔部が形成され、第１金属板１６１および第２金属板１６２と同種の金属の板材から構成される、枠状の接合材を準備するのが望ましい。そして、接合材内にクラッド材６を配置した状態で、クラッド材６の側面３４１ａと接合材の側面（側面３４２ａ）とを、ろう材を用いてろう接により環状に接合する（接合工程）のが望ましい。これにより、クラッド材６の側面３４１ａと接合材の側面（側面３４２ａ）との間のろう材により、ろう材を介してクラッド材６の側面３４１ａと枠状の接合材の側面（側面３４２ａ）とが接合される。この結果、矩形状のクラッド材６から構成されるクラッド材部分３４１と、枠状の接合材部分３４２とを含む複合材３０４ａが作製される。

【0081】

そして、複合材３０４ａに対して、必要に応じて研磨を行うことにより、複合材３０４ａの表面上の不要なろう材（ろう接による盛り上り部分）を除去する（研磨工程）のが望ましい。これにより、図５および図６に示す複合材３０４が作製される。なお、研磨工程の前に、必要に応じて熱処理を行うことによって、複合材３０４ａに対して焼きなまし、または、改質を行うことができる。

【0082】

第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0083】

第２実施形態では、上記のように、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される第１層６１および第２層６２と、第１層６１と第２層６２との間に配置され、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成される第３層６３とが接合されたクラッド材６から構成されるクラッド材部分３４１の厚み方向（Ｚ方向）に延びる側面４１ａおよび側面４１ｂに、それぞれ、第１層６１および第２層６２と同種の金属（ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金）から構成される接合材部分３４２を接合する。これにより、第１実施形態と同様に、クラッド材６（クラッド材部分３４１）の第３層６３が腐食するのを抑制することが可能な材料（複合材３０４）を提供することができる。

【0084】

また、第２実施形態では、接合材部分３４２を、クラッド材部分２４１の厚み方向（Ｚ方向）と平行な全ての側面３４１ａに沿って接合することができる。これにより、全ての側面３４１ａにおいて第３層６３が腐食するのを抑制することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

【0085】

［実施例］
次に、本発明の効果を確認するために行ったクラッド材と接合材との溶接試験について説明する。溶接試験では、実際にクラッド材と接合材とをレーザ溶接することによって、クラッド材と金属との複合材を作製した。そして、作製した複合材について、接合状態を観察した。

【0086】

具体的には、まず、クラッド材６（図２および図３参照）を準備した。この際、第１層６１および第２層６２は、オーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１６Ｌ（ＪＩＳ規格）から構成されるものとした。また、第３層６３は、Ｃｕである無酸素銅から構成されるものとした。そして、第１層６１、第３層６３および第２層６２の厚み比率（ｔ２：ｔ４：ｔ３）が１：２：１であるとともに、クラッド材６の厚みｔ２が０．２ｍｍである、クラッド材６を作製した。また、クラッド材６の側面に接合する接合材（図３参照）としては、第１層６１および第２層６２と同じＳＵＳ３１６Ｌから構成され、クラッド材６の厚みｔ２と同じ０．２ｍｍの厚みを有する板材（ＳＵＳ板材）を用いた。

【0087】

そして、試験材１～８を作製する溶接試験を行った。溶接試験では、クラッド材６の厚み方向（Ｚ方向）に延びる側面（図２に示す側面４１ａ参照）と接合材の側面（図２に示す側面４２ａ参照）とを当接させた状態で、第１実施形態と同様に、レーザ溶接を行った。ここで、レーザ溶接機におけるレーザ光発振器として、ＩＰＧフォトニクス製のＹＬＲ－１５０－１５００ＱＣＷ－ＡＣを用いた。また、レーザ溶接時の溶接環境として、窒素ガス雰囲気に設定するとともに、溶接速度を１０ｍ／ｍｉｎに設定した。また、スポット径を４０μｍに設定した。

【0088】

この溶接試験において、試験材１～７では、クラッド材および接合材の厚み方向の一方側（図８に示すレーザ光照射側参照）から、クラッド材と接合材との当接界面にレーザ光を照射した。その際、試験材１～７によって、レーザ溶接する際のレーザ光の出力を変化させた。具体的には、試験材１～７に対して、２５０Ｗで１００％の出力となるレーザ光の出力を３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％および６５％として、それぞれ溶接を行った。

【0089】

また、試験材８では、クラッド材と接合材との当接界面に対して、クラッド材および接合材の厚み方向の両側からレーザ光を同時に照射した。その際、試験材８に対して照射するレーザ光は、試験材２と同じ４０％の出力とした。

【0090】

そして、クラッド材と金属との複合材である試験材１～８を厚み方向に切断した後、切断面をエッチングした。その後、切断面について光学顕微鏡を用いて観察した。

【0091】

試験材１～８の切断面の写真を図８に示す。なお、図８に示す複合材のクラッド材部分は、厚み方向において、レーザ光照射側である最上層が第１層、中間層が第３層、および最下層が第２層である。

【0092】

溶接試験の結果としては、レーザ光の出力が小さい試験材１および試験材２に関しては、レーザ光照射とは反対側において、非溶接部分が観察された。これは、レーザ光照射による熱がレーザ光照射とは反対側まで十分に到達せずに、レーザ光照射側とは反対側のクラッド材部分の第２層および接合材部分のＳＵＳ板材とが十分に溶融して接合しなかったからであると考えられる。このような非溶接部分が生じた試験材１および試験材２は、クラッド材部分と接合材部分との接合強度が小さく、かつ、クラッド材部分の第３層の大部分が側面において十分に覆われていないので、好ましくないと考えられる。

【0093】

一方、レーザ光の出力が大きい試験材３～７に関しては、厚み方向において、レーザ光照射側から反対側のクラッド材部分の第２層および接合材部分のＳＵＳ板材まで溶接されていた。これらの結果、レーザ光の出力を調整することによって、非溶接部分が生じないように、クラッド材部分と接合材部分とを接合することが可能であることが確認できた。なお、レーザ光の出力以外の条件、たとえば、複合材（クラッド材および接合材）の厚み、レーザ光のスポット径または溶接速度などを調節することによっても、非溶接部分が生じないように、クラッド材部分と接合材部分とを接合することが可能であると考えられる。

【0094】

なお、非溶接部分が生じない複合材が好ましいものの、非溶接部分が観察される、レーザ光照射側とは反対側のクラッド材部分の第２層が接合されていない場合であっても、クラッド材部分の第３層が接合材部分により覆われている場合は、複合材として使用することは可能であると考えられる。

【0095】

また、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）を用いた断面観察から、レーザ光の出力が大きくなることに伴い、クラッド材部分の第３層からＣｕが溶接部分に拡散しやすくなることが判明した。溶接部分に、クラッド材部分の第１層および第２層と接合材部分のＳＵＳ板材を構成するＳＵＳ３１６Ｌに含まれるＣｕ量（約０．３質量％以下）を超えて多量のＣｕが拡散していると、溶接部分の接合強度が低下しやすくなると考えられるため、レーザ溶接におけるレーザ光の出力は適切な範囲（たとえば、２５０Ｗで１００％の出力となるレーザ光の出力を５０％以下、好ましくは４５％以下、より好ましくは４０％以下とする）に選択されるのがよいことが判明した。なお、クラッド材部分の第３層がＣｕまたはＣｕ合金と比べて溶接割れなどの不具合を生じやすいＡｌまたはＡｌ合金から構成される場合は、溶接割れなどの不具合が生じるのを抑制するために、溶接部分へのＡｌの拡散が抑制されるように、もしくは第３層の一部または全部が非溶接部分となるように、レーザ光の出力を調整することが好ましい。具体的には、たとえば上記と同等性能のレーザ光発振器を用いるとすれば、２５０Ｗで１００％の出力となるレーザ光の出力を４０％以下に抑制することが好ましいと考えられる。

【0096】

また、試験材８の溶接試験の結果としては、非溶接部分が生じずに、クラッド材部分と接合材部分とが接合されていた。これにより、レーザ光の出力が、レーザ光照射が一方側からのみではレーザ光照射側とは反対側において非溶接部分が生じる程度に小さい場合であっても、レーザ光を厚み方向の両側から照射することにより、クラッド材部分と接合材部分とを十分に接合することが可能であることが確認できた。なお、試験材８のように、クラッド材と接合材との当接界面に対して、クラッド材および接合材の厚み方向の両側からレーザ光を同時に照射した場合において、クラッド材部分における第１層と第２層の間の第３層の一部または全部が非溶接部分となって接合されていない場合も起こり得る。この場合でも、非溶接部分が生じない複合材が好ましいものの、クラッド材部分の第３層が接合材部分により覆われているので、複合材として使用することは可能であると考えられる。また、クラッド材部分の第３層がＣｕまたはＣｕ合金と比べて溶接割れなどの不具合を生じやすいＡｌまたはＡｌ合金から構成される場合は、第３層の一部または全部が非溶接部分となるように接合することにより、溶接割れなどの不具合が生じるのを抑制することができる。

【0097】

なお、実際に試験材７および試験材８に対して、クラッド材部分と接合材部分とを接合箇所を境に逆方向に引っ張る引張試験を行うことによって接合強度を測定した。この際、試験材７の接合強度は４６８ＭＰａになり、試験材８の接合強度は２８２ＭＰａになった。このことから、複合材として十分な接合強度を有していることが確認できた。

【0098】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0099】

たとえば、上記第１実施形態の複合材４および上記第２実施形態の複合材３０４において、クラッド材部分４１の第１層６１および第２層６２、クラッド材部分３４１の第１層６１および第２層６２、接合材部分４２、接合材部分４３および接合材部分３４２は、いずれも、ステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成されるとして、実施例ではオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）を用いた例を示しているが、本発明はオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）に限られない。すなわち、本発明では、クラッド材部分の第１層および第２層と、接合材部分とを、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）以外のステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成してもよい。なお、ＴｉまたはＴｉ合金から共に構成されたクラッド材部分と接合材部分とを、ろう接により接合する場合には、接合強度を十分に確保するために、ろう材としてＴｉ系のろう材を用いるのが好ましい。これにより、クラッド材部分の第１層および第２層と接合材部分とがステンレス鋼から構成される場合と比べて、複合材をより軽量化することが可能である。

【0100】

また、上記第１実施形態の複合材４および第２実施形態の複合材３０４において、クラッド材部分４１の第３層６３およびクラッド材部分３４１の第３層６３は、いずれも、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成されるとして、実施例ではＣｕ（無酸素銅）を用いた例を示しているが、本発明はＣｕ（無酸素銅）に限られない。すなわち、本発明では、クラッド材部分の第３層（中間層）をＣｕ（無酸素銅）以外のＣｕ合金、ＡｌまたはＡｌ合金から構成してもよい。クラッド材部分の第３層をＣｕ合金から構成した場合は、クラッド材部分の第３層がＣｕから構成される場合と比べて、複合材の機械的強さおよび導電性を高くすることが可能である。また、クラッド材部分の第３層をＡｌまたはＡｌ合金から構成した場合には、クラッド材部分の第３層がＣｕまたはＣｕ合金から構成される場合と比べて、複合材を軽量化することが可能である。

【0101】

また、上記第１実施形態の複合材４および第２実施形態の複合材３０４の構成に加えて、クラッド材部分の側面と外部とを熱的および電気的に接続可能なように設けられた接続部材を追加してもよい。具体的には、図９に示す第１実施形態の変形例の複合材４０４のように、クラッド材部分４４１と接合材部分４４２との接合界面Ｆ２１に接続部材４４７を挟み込むとともに、クラッド材部分４４１と接合材部分４４３との接合界面Ｆ２２に接続部材４４８を挟み込んだ状態で、クラッド材部分４４１と接合材部分４４２および接合材部分４４３とをそれぞれ接合してもよい。なお、接続部材４４７および接続部材４４８は、それぞれ、接合界面Ｆ２１および接合界面Ｆ２２から外部に引き出されて、複合材４０４とは他の部材（図示せず）と接続される。なお、接続部材４４７および接続部材４４８は、それぞれ、クラッド材部分４４１の側面４１ａおよび側面４１ｂにおいて、第３層６３の一部または全部に当接するように配置されるのが好ましい。これにより、接続部材４４７および接続部材４４８により、接合材部分４４２および接合材部分４４３を介さずにクラッド材部分４４１と外部とを直接的に熱的および電気的に接続することができる。この結果、Ｃｕ、Ｃｕ合金、ＡｌはまたＡｌ合金から構成される第３層に比べて、熱伝導性および導電性が比較的低いステンレス鋼、ＴｉまたはＴｉ合金から構成される接合材部分４４２および接合材部分４４３に起因して複合材４０４の熱伝導性および導電性が低下するのを抑制することが可能である。なお、上記の接合材部分４４２および接合材部分４４３のような接合材部分を設ける場合、たとえば、上記第１実施形態の複合材４において、第３層６３の露出の有無に拘らず、第３層６３のＸ方向の両側面に接合材部分を設ける構成であってもよい。また、本発明の接続部材は、熱伝導のみを主に行い電気伝導を略行わない用途に用いてもよいし、電気伝導のみを主に行い熱伝導を略行わない用途に用いてもよい。

【0102】

また、上記第１実施形態では、接合材部分４２の側面４２ａおよび接合材部分４３の側面４３ａを、それぞれ、クラッド材部分４１の側面４１ａおよび側面４１ｂに対して、厚み方向に直交する方向（Ｘ方向）の略全体に渡って溶接により接合した例を示したが、本発明はこれに限られない。また、上記第２実施形態では、クラッド材部分３４１の側面３４１ａと、枠状の接合材部分３４２の側面３４２ａとの略全面が接合された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クラッド材部分４１の側面４１ａおよびクラッド材部分３４１の側面３４１ａにおいて第３層６３を覆うことが可能であれば、クラッド材部分の側面の厚み方向に直交する方向の略全体に渡って接合材部分を接合しなくてもよく、たとえば、クラッド材部分と接合材部分とをスポット的に接合してもよい。

【0103】

また、上記第１実施形態では、レーザ溶接により、クラッド材部分４１と接合材部分４２および接合材部分４３とを接合する例を示したが、本発明はこれに限られない。また、上記第２実施形態では、ろう接により、クラッド材部分３４１と接合材部分３４２とを接合する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クラッド材部分と接合材部分との接合方法は特に限定されない。たとえば、電子ビームを照射すること（電子ビーム溶接）により、クラッド材部分と接合材部分とを接合してもよい。

【0104】

また、上記第１実施形態では、複合材４の厚み方向と直交する方向（Ｙ方向）の一方側（Ｙ１側）の接合材部分４２に曲げ部分４２ｄを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複合材の厚み方向と直交する短手方向の両側（第１実施形態を示す図１におけるＹ１側およびＹ２側に対応する）、または、複合材の厚み方向と直交する長手方向の両側（第１実施形態を示す図１におけるＸ１側およびＸ２側に対応する）の接合材部分に曲げ部分を設けてもよい。また、第２実施形態の複合材３０４の接合材部分３４２の任意の位置に、たとえば図５に示す接合材部分３４２のＸ１側、Ｘ２側、Ｙ１側またはＹ２側の１箇所以上に、曲げ部分を設けてもよい。

【0105】

また、上記第２実施形態では、Ｚ方向（厚み方向）からの平面視において、矩形状のクラッド材部分３４１と枠状の接合材部分３４２とを接合する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、厚み方向からの平面視におけるクラッド材部分の形状は、矩形状に限定されない。なお、接合材部分は、クラッド材部分の形状に対応する形状を有していればよい。

【0106】

また、上記第１実施形態では、複合材４が、機械的強さを確保するシャーシとしての機能および熱を外部に放出するヒートシンクとしての機能とを有しているとして、携帯機器１００に用いられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クラッド材と金属との複合材の用途は特に限定されない。たとえば、電池などにおいて電気的な接続に用いられる導電部材（バスバー）などに本発明の複合材を用いてもよい。また、上記第１実施形態における複合材４をシャーシおよびヒートシンクとしての機能に加えて、携帯機器などの導電部材として用いられるように構成してもよい。

【符号の説明】

【0107】

４、３０４、４０４ クラッド材と金属との複合材
６ クラッド材 ４１、３４１、４４１ クラッド材部分
４１ａ、４１ｂ、３４１ａ 側面
４１ｃ （クラッド材の一方側の）表面
４１ｄ （クラッド材の他方側の）表面
４２、４３、３４２、４４２ 接合材部分
４２ｄ 曲げ部分
６１ 第１層
６２ 第２層
６３ 第３層
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ１１、Ｆ２１、Ｆ２２ 接合界面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】