(57)【要約】【課題】攪拌ピンの外周面に金属が付着しにくい回転ツールを提供することを課題とする。【解決手段】先細りとなる攪拌ピンＦ１を備えた摩擦攪拌用の回転ツールＦであって、攪拌ピンＦ１には、先端側に形成された第一螺旋溝Ｆ５と、第一螺旋溝Ｆ５よりも基端側に第一螺旋溝Ｆ５よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝Ｆ６とが形成されていることを特徴とする。接合工程では、攪拌ピンＦ１のみを二つの金属部材１，２のみに接触させつつ、第一螺旋溝Ｆ５及び第二螺旋溝Ｆ６を二つの金属部材１，２に接触させた状態で摩擦攪拌を行う。【選択図】図２
2020028896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールであって、
前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されていることを特徴とする回転ツール。
【請求項２】
二つの金属部材を突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記突合せ部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、
前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記二つの金属部材のみに接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を前記二つの金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする接合方法。
【請求項３】
一方の金属部材の表面に他方の金属部材の裏面を重ね合わせて重合部を形成する重ね合わせ工程と、
先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記重合部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、
前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを他方の前記金属部材のみ、又は、一方の前記金属部材及び他方の前記金属部材の両方に接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を少なくとも他方の前記金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする接合方法。
【請求項４】
底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成する準備工程と、
前記ジャケット本体に前記封止体を載置して前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、
先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記突合せ部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、
前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記ジャケット本体及び前記封止体のみに接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
【請求項５】
底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記ジャケット本体に前記封止体を載置して、前記周壁部の周壁端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部を形成する重ね合わせ工程と、
先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記重合部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、
前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、
前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記ジャケット本体及び前記封止体の両方に接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を少なくとも前記封止体に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転ツール、接合方法及び液冷ジャケットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、液冷ジャケットの製造方法が開示されている。従来の液冷ジャケットの製造方法では、ジャケット本体と封止体との突合せ部に対して回転ツールを用いて摩擦攪拌接合を行うというものである。回転ツールの攪拌ピンの外周面には螺旋溝が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の液冷ジャケットの製造方法では、摩擦攪拌接合を行うと、攪拌ピンの螺旋溝に金属が付着して螺旋溝が機能しなくなる。そのため、摩擦攪拌装置を一旦止めて攪拌ピンの螺旋溝に付着した金属を除去し、再度摩擦攪拌を行わなければならない。また、攪拌ピンの螺旋溝に金属が付着するなどして螺旋溝が機能しなくなると、回転ツールの交換頻度も高くなるという問題がある。
【０００５】
このような観点から、本発明は、攪拌ピンの外周面に金属が付着しにくい回転ツールを提供することを課題とする。また、本発明は、歩留まりの高い接合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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールであって、前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
かかる回転ツールによれば、溝ピッチの大きい第二螺旋溝が基端側に形成されているため、攪拌ピンの外周面に金属が付着するのを防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明は、二つの金属部材を突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記突合せ部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記二つの金属部材のみに接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を前記二つの金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、一方の金属部材の表面に他方の金属部材の裏面を重ね合わせて重合部を形成する重ね合わせ工程と、先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記重合部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを他方の前記金属部材のみ、又は、一方の前記金属部材及び他方の前記金属部材の両方に接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を少なくとも他方の前記金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置して前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて突合せ部を形成する突合せ工程と、先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記突合せ部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記ジャケット本体及び前記封止体のみに接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記ジャケット本体に前記封止体を載置して、前記周壁部の周壁端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部を形成する重ね合わせ工程と、先細りとなる攪拌ピンを備えた摩擦攪拌用の回転ツールを用いて前記重合部を摩擦攪拌接合する接合工程と、を含み、前記攪拌ピンの外周面には、先端側に形成された第一螺旋溝と、前記第一螺旋溝よりも基端側に前記第一螺旋溝よりも溝ピッチが大きい第二螺旋溝とが形成されており、前記接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記ジャケット本体及び前記封止体の両方に接触させつつ、前記第一螺旋溝及び前記第二螺旋溝を少なくとも前記封止体に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
【００１２】
かかる接合方法及び液冷ジャケットの製造方法によれば、溝ピッチの大きい第二螺旋溝が基端側に形成されているため、攪拌ピンの外周面に金属が付着するのを防ぐことができる。これにより、回転ツールに付着する金属を除去する作業を少なくすることができるとともに、回転ツールの交換頻度も少なくすることができるため、接合方法及び液冷ジャケットの製造方法の歩留まりを高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る回転ツールによれば、攪拌ピンの外周面に金属が付着しにくい。また、本発明に係る接合方法及び液冷ジャケットの製造方法によれば、攪拌ピンの外周面に金属が付着しにくいため、歩留まりを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る回転ツールを示す側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る接合方法を示す断面図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の突合せ工程を示す斜視図である。
【図４】第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の接合工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の重ね合わせ工程を示す斜視図である。
【図６】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造の接合工程を示す断面図である。
【図７】実施例に係る試験体を示す断面図である。
【図８】実施例に係る試験体の接合工程を示す平面図である。
【図９Ａ】比較例に係る回転ツールを示す側面図である。
【図９Ｂ】比較例に係る回転ツールの試験結果を示す側面図である。
【図１０】実施例に係る回転ツールの試験結果を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第一実施形態］
本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る回転ツールＦは、金属部材同士を摩擦攪拌接合する回転ツールである。金属部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金等の摩擦攪拌可能な金属であればよく、本実施形態ではアルミニウム合金を用いている。回転ツールＦは、先端に攪拌ピンＦ１を備えている。回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。なお、以下の説明では、「裏面」に対する反対側の面を「表面」とする。
【００１６】
攪拌ピンＦ１は、円柱状を呈する基部Ｆ２と、基部Ｆ２に設けられた先端部Ｆ３とで構成されている。先端部Ｆ３は、基部Ｆ２から離間するにつれて先細りとなっている。先端部Ｆ３の先端には平坦な平坦面Ｆ４を備えている。
【００１７】
攪拌ピンＦ１の先端部Ｆ３の外周面には高さ方向全体に亘って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。
【００１８】
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Ｆ１の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（例えば、金属部材１，２）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
【００１９】
螺旋溝は、第一螺旋溝Ｆ５と第二螺旋溝Ｆ６とで構成されている。第二螺旋溝Ｆ６の溝ピッチ（隣り合う溝山の頂点間の距離）は、第一螺旋溝Ｆ５の溝ピッチよりも大きくなっている。言い換えると、第二螺旋溝Ｆ６の溝ピッチは、第一螺旋溝Ｆ５の溝ピッチよりも粗くなっている。
【００２０】
第一螺旋溝Ｆ５は、平坦面Ｆ４から先端部Ｆ３の高さ方向の真ん中くらいまで形成されている。第二螺旋溝Ｆ６は、第一螺旋溝Ｆ５よりも基端側において、第一螺旋溝Ｆ５に連続して形成されている。第二螺旋溝Ｆ６は、先端部Ｆ３の基端まで形成されている。第一螺旋溝Ｆ５と第二螺旋溝Ｆ６の割合は、本実施形態では高さ方向に５：５程度になっているが、接合条件や金属部材の種類に応じて適宜設定すればよい。また、第一螺旋溝Ｆ５と第二螺旋溝Ｆ６との間が連続的でなく、断続的であってもよい。また、第一螺旋溝Ｆ５及び第二螺旋溝Ｆ６の溝ピッチは適宜設定すればよいが、本実施形態では、例えば、第一螺旋溝Ｆ５の溝ピッチが０．６ｍｍであり、第二螺旋溝の溝ピッチが１．０ｍｍである。
【００２１】
次に、本実施形態の接合方法について説明する。図２に示すように、本実施形態の接合方法では、突合せ工程と、接合工程とを行う。突合せ工程では、金属部材１，２の端面同士を突き合わせて突合せ部Ｊ１を形成する。金属部材１，２の表面１ａ，２ａ及び裏面は互いに面一になっている。
【００２２】
接合工程では、突合せ部Ｊ１に対して回転ツールＦを相対移動させて摩擦攪拌接合を行う。接合工程では、回転ツールＦの攪拌ピンＦ１のみを金属部材１，２のみに接触させて突合せ部Ｊ１に沿って相対移動させる。本実施形態に係る接合工程では、攪拌ピンＦ１の先端部Ｆ３の外周面の上部が金属部材１，２の表面１ａ，２ａに接触する程度に回転ツールＦの挿入深さを設定する。つまり、第一螺旋溝Ｆ５及び第二螺旋溝Ｆ６が金属部材１，２に接触するように回転ツールＦの挿入深さを設定する。なお、回転ツールＦの挿入深さは、例えば、基部Ｆ２が金属部材１，２と接触するように設定してもよい。
【００２３】
以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、第一螺旋溝Ｆ５よりも溝ピッチの大きい第二螺旋溝Ｆ６が基端側に形成されているため、接合工程の最中に攪拌ピンＦ１（先端部Ｆ３）の外周面に金属（アルミニウム合金）が付着するのを防ぐことができる。金属の付着を防ぐことの根拠については後記する。
【００２４】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本実施形態に係る液冷ジャケットＸ１は、図３に示すように、ジャケット本体１０と封止体１５とで構成されている。液冷ジャケットＸ１は、内部に流体を流通させて、配置される発熱体を冷却する機器である。ジャケット本体１０と封止体１５とは摩擦攪拌接合で一体化される。
【００２５】
ジャケット本体１０は、底部１１及び周壁部１２で主に構成されている。ジャケット本体１０は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されている。当該アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳＨ５３０２  ＡＤＣ１２（Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕ系）等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。
【００２６】
底部１１は、矩形を呈する板状部材である。周壁部１２は、底部１１の周縁部から矩形枠状に立ち上がる壁部である。底部１１及び周壁部１２で凹部１３が形成されている。周壁部１２の内周縁には周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから垂直立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。
【００２７】
なお、本実施形態のジャケット本体１０は一体形成されているが、例えば、周壁部１２を分割構成としてシール部材で接合して一体化してもよい。
【００２８】
封止体１５は、ジャケット本体１０の開口部を封止する部材である。封止体１５は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態ではアルミニウム合金を主に含んで形成されている。当該アルミニウム合金は、ジャケット本体１０よりも硬度の低い材料である。封止体１５は、例えば、ＪＩＳ  Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。
【００２９】
次に、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本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、突合せ工程と、接合工程とを行う。
【００３０】
準備工程は、ジャケット本体１０及び封止体１５を準備する工程である。ジャケット本体１０及び封止体１５は、製造方法については特に制限されないが、ジャケット本体１０は、例えば、ダイキャストで成形する。封止体１５は、例えば押出成形により成形する。
【００３１】
突合せ工程は、図３及び図４に示すように、ジャケット本体１０に封止体１５を載置する工程である。突合せ工程によって、封止体１５の外周側面１５ｃと周壁段差部１４の段差側面１４ｂとが突き合わされて突合せ部Ｊ２が形成される。なお、段差側面１４ｂを外側に向けて傾斜するように形成してもよい。また、封止体１５の板厚を、段差側面１４ｂよりも大きくしてもよい。これにより、接合部（塑性化領域Ｗ）の金属不足を補うことができる。
【００３２】
接合工程は、図４に示すように、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ２を摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、回転ツールＦの攪拌ピンＦ１のみをジャケット本体１０及び封止体１５に接触させて、突合せ部Ｊ２に沿って回転ツールＦを相対移動させる。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Ｆ１の先端部Ｆ３の外周面の上部が封止体１５の表面１５ａ及び周壁端面１２ａと接触するように設定する。つまり、第一螺旋溝Ｆ５及び第二螺旋溝Ｆ６が周壁部１２及び封止体１５に接触するように回転ツールＦの挿入深さを設定する。なお、回転ツールＦの挿入深さは、例えば、基部Ｆ２が周壁部１２及び封止体１５に接触するようにしてもよい。また、回転ツールＦの平坦面Ｆ４が、段差底面１４ａと接触するようにしてもよいし、接触しないようにしてもよい。
【００３３】
以上説明した第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一螺旋溝Ｆ５よりも溝ピッチの大きい第二螺旋溝Ｆ６が基端側に形成されているため、接合工程の最中に攪拌ピンＦ１（先端部Ｆ３）の外周面に金属（アルミニウム合金）が付着するのを防ぐことができる。これにより、回転ツールＦの外周面に付着する金属を除去する除去工程を省略することができるため、歩留まりを高めることができる。また、接合工程後に回転ツールＦの外周面に金属が付着しない、若しくは付着量が少ないため、回転ツールＦを交換する頻度を少なくすることができる。なお、金属が付着しないことの根拠については後記する。
【００３４】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本実施形態に係る液冷ジャケットＸ２は、図５及び図６に示すように、ジャケット本体１０Ａと、封止体１５Ａとで構成されている。液冷ジャケットＸ２は、内部に流体を流通させて、配置される発熱体を冷却する機器である。ジャケット本体１０Ａと封止体１５Ａとは摩擦攪拌接合で一体化される。
【００３５】
ジャケット本体１０Ａは、底部１１と、底部１１の周縁から立ち上がる矩形枠状の周壁部１２とで構成されている。本実施形態のジャケット本体１０Ａは一体形成されているが、例えば、周壁部１２を分割構成としてシール部材で接合して一体化してもよい。
【００３６】
次に、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本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、重ね合わせ工程と、接合工程とを行う。
【００３７】
準備工程は、ジャケット本体１０Ａ及び封止体１５Ａを準備する工程である。封止体１５Ａは、ジャケット本体１０Ａと概ね同じ大きさになっている。重ね合わせ工程は、図５及び図６に示すように、ジャケット本体１０Ａに封止体１５Ａを載置する工程である。周壁端面１２ａと封止体１５Ａの裏面１５ｂとが重ね合わされて重合部Ｊ３が形成される。
【００３８】
接合工程は、図６に示すように、回転ツールＦを用いて重合部Ｊ３を摩擦攪拌接合する工程である。接合工程では、回転ツールＦのみをジャケット本体１０Ａ及び封止体１５Ａに接触させて、重合部Ｊ３に沿って回転ツールＦを相対移動させる。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Ｆ１の先端部Ｆ３の外周面の上部が封止体１５の表面１５ａと接触するように設定する。つまり、第一螺旋溝Ｆ５及び第二螺旋溝Ｆ６が少なくとも封止体１５に接触するように回転ツールＦの挿入深さを設定する。なお、回転ツールＦの挿入深さは、例えば、基部Ｆ２が封止体１５に接触するようにしてもよい。また、回転ツールＦの平坦面Ｆ４は、本実施形態のように周壁端面１２ａに達するようにしてもよいし、周壁端面１２ａに達しないようにしてもよい。つまり、攪拌ピンＦ１のみが、封止体１５Ａのみと接触するようにしてもよい。この場合は、封止体１５Ａと攪拌ピンＦ１との摩擦熱によって、重合部Ｊ３が塑性流動化されて接合される。
【００３９】
以上説明した第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一螺旋溝Ｆ５よりも溝ピッチの大きい第二螺旋溝Ｆ６が基端側に形成されているため、接合工程の最中に攪拌ピンＦ１（先端部Ｆ３）の外周面に金属（アルミニウム合金）が付着するのを防ぐことができる。これにより、回転ツールＦの外周面に付着する金属を除去する除去工程を省略することができるため、歩留まりを高めることができる。また、回転ツールＦの外周面に金属が付着しないか、付着を少なくできるため、回転ツールＦを交換する頻度を少なくすることができる。なお、金属が付着しないことの根拠については後記する。
【実施例】
【００４０】
次に、本発明の実施例について説明する。当該試験では、試験体Ｎを二つ用意して、比較例に係る回転ツールＧと、実施例に係る回転ツールＦで摩擦攪拌接合を行い、各回転ツールＦ，Ｇに付着する金属について観察した。
【００４１】
図７に示すように、試験体Ｎは、ベース部材Ｎ１と、板状部材Ｎ２とで形成した。ベース部材Ｎ１は、アルミニウム合金鋳造材（ＡＤＣ１２）で形成し、板状部材Ｎ２は、アルミニウム合金展伸材（Ａ６０６３−Ｔ５）で形成した。ベース部材Ｎ１の板厚は３ｍｍとし、板状部材Ｎ２の板厚は７ｍｍとした。ベース部材Ｎ１及び板状部材Ｎ２とも一辺が３００ｍｍ×３００ｍｍ程度の矩形とした。
【００４２】
当該試験では、図７及び図８に示すように、ベース部材Ｎ１及び板状部材Ｎ２を重ね合わせ、架台Ｋの上に載置して複数のクランプＫ１で移動不能に固定した。ベース部材Ｎ１と板状部材Ｎ２とが重ね合わされて重合部Ｊ４が形成される。
【００４３】
当該試験では、まず、回転ツールＧを用いて試験体Ｎの周縁に沿って一周させ、重合部Ｊ４に対して摩擦攪拌接合を行った。回転ツールＧは、図９Ａに示すように、攪拌ピンＧ１を備えている。攪拌ピンＧ１は、円柱状の基部Ｇ２と、先細りとなる先端部Ｇ３とで構成されている。先端部Ｇ３の外周面には螺旋溝が形成されている。先端部Ｇ３に形成された螺旋溝は、先端から基端にかけて一定の溝ピッチで形成されている。
【００４４】
回転ツールＧの移動距離は約１．０ｍである。回転ツールＧの回転数を１００００ｒｐｍとし、接合速度を６００ｍｍ／ｍｉｎとし、挿入深さを３．５ｍｍとした。回転ツールＧを試験体Ｎの周縁に沿って６周（総移動距離は約６．０ｍ）させたら、試験体Ｎから回転ツールＧを離脱させ、回転ツールＧを観察した。回転ツールＦについても、移動距離を除いて回転ツールＧと同じ条件で摩擦攪拌接合を行った。回転ツールＦの移動距離は試験体Ｎの周縁に沿って３０周（総移動距離は約３０．０ｍ）させた。回転ツールＦは、第一螺旋溝Ｆ５の溝ピッチが０．６ｍｍであり、第二螺旋溝の溝ピッチが１．０ｍｍである。第一螺旋溝Ｆ５と第二螺旋溝Ｆ６の割合は約５：５である。
【００４５】
図９Ｂに示すように、比較例に係る回転ツールＧであると、摩擦攪拌接合後に攪拌ピンＧ１の先端部Ｆ３の外周面に金属Ｅが付着した。金属Ｅは、基部Ｇ２及び先端部Ｇ３を概ね覆い、テーパー部Ｇ４にまで付着している。
【００４６】
これに対し、図１０に示すように、実施例に係る回転ツールＦであると、総移動距離を３０．０ｍとしている（比較例の５倍）にも関わらず、回転ツールＦの外周面に金属の付着はほぼ無かった。
【符号の説明】
【００４７】
１        金属部材
２        金属部材
１０      ジャケット本体
１５      封止体
Ｊ１      突合せ部
Ｊ２      突合せ部
Ｊ３      重合部
Ｆ        回転ツール
Ｆ１      攪拌ピン
Ｆ２      基部
Ｆ３      先端部
Ｆ４      平坦面
Ｆ５      第一螺旋溝
Ｆ６      第二螺旋溝
Ｗ        塑性化領域
【図１】
2020028896.tif 000003
【図２】
2020028896.tif 000004
【図３】
2020028896.tif 000005
【図４】
2020028896.tif 000006
【図５】
2020028896.tif 000007
【図６】
2020028896.tif 000008
【図７】
2020028896.tif 000009
【図８】
2020028896.tif 000010
【図９Ａ】
2020028896.tif 000011
【図９Ｂ】
2020028896.tif 000012
【図１０】
2020028896.tif 000013