(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の母材と前記母材を囲む保持部材との間に金属粉体を充填する粉体充填工程と、
前記母材に前記金属粉体を接触させた状態で、前記保持部材の外側から前記母材及び前記金属粉体に向けて高エネルギービームを照射することにより、前記母材の一部及び前記金属粉体の一部を溶融させて溶融物を生成すると共に、前記溶融物を固化させることにより前記母材に凸状の溶接金属を一体に形成して金属部材を得る溶接工程と、
前記保持部材及び残存する前記金属粉体を除去する除去工程と、
を備えた金属部材の製造方法。
【請求項２】
前記溶接工程において、前記母材、前記保持部材及び前記金属粉体に対して前記高エネルギービームを相対移動させて、前記高エネルギービームの相対移動方向に沿って前記凸状の溶接金属を形成する、
請求項１に記載の金属部材の製造方法。
【請求項３】
前記溶接工程において、前記高エネルギービームを照射することにより、前記母材の一部及び前記金属粉体の一部に前記溶融物としての溶融池を形成すると共に、前記溶融池にキーホールを形成しながら、前記高エネルギービームを相対移動させる、
請求項２に記載の金属部材の製造方法。
【請求項４】
前記溶接工程において、前記高エネルギービームの焦点を前記保持部材、前記母材、又は前記金属粉体の位置に設定した状態で前記高エネルギービームを照射する、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の金属部材の製造方法。
【請求項５】
前記保持部材として、透明管が用いられる請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の金属部材の製造方法。
【請求項６】
前記保持部材として、薄肉の金属管が用いられる請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の金属部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元構造を有する金属部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー形状の金型に熱可塑性樹脂を注入し、回転軸とスクリュー部を一体成形で製造する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、金属粉末光造形方法として、成分が均一な金属粉末を薄く敷き詰め、レーザビームにて焼結することで薄い層を形成し、これを積層することで３次元構造物を形成する方法が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２６７４８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１２４２０１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に記載の方法は、樹脂製のスクリューを製造する方法である上、金型が必要とされる。また、上記特許文献２に記載の方法は、光造形により得られる薄い層を積層して、３次元構造物を形成するため、製造工程が増加し、金属部材の製造に要する時間が長くなる。具体的には、一度積層すると、金属表面が冷えるまで待たなければ次の積層ができず、作業に時間を要する。
【０００６】
そこで、本発明は、三次元構造を有する金属部材の製造に要する時間を短くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の金属部材の製造方法は、金属製の母材と前記母材を囲む保持部材との間に金属粉体を充填する粉体充填工程と、前記母材に前記金属粉体を接触させた状態で、前記保持部材の外側から前記母材及び前記金属粉体に向けて高エネルギービームを照射することにより、前記母材の一部及び前記金属粉体の一部を溶融させて溶融物を生成すると共に、前記溶融物を固化させることにより前記母材に凸状の溶接金属を一体に形成して金属部材を得る溶接工程と、残存する前記金属粉体及び前記保持部材を除去する除去工程と、を備えている。
【０００８】
この金属部材の製造方法によれば、高エネルギービームが照射されることにより、母材の一部及び金属粉体の一部が溶融されて高エネルギービームの光軸方向を高さ方向（深さ方向）とする溶融物が生成される。そして、この溶融物が固化されることにより母材に凸状の溶接金属が一体に形成されて金属部材が得られる。保持部材及び固化されずに残存する金属粉体は除去される。従って、凸状の溶接金属を母材に形成するために金属粉体の溶融物を積層する必要が無いので、従来の方法（例えば三次元造形や粉体肉盛り溶接など）に比して製造工程を少なくすることができる。これにより、三次元構造を有する金属部材の製造に要する時間を短くすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の金属部材の製造方法は、請求項１に記載の金属部材の製造方法において、前記母材、前記保持部材及び前記金属粉体に対して前記高エネルギービームを相対移動させて、前記高エネルギービームの相対移動方向に沿って前記凸状の溶接金属を形成する方法である。
【００１０】
この金属部材の製造方法によれば、母材、保持部材及び金属粉体に対して高エネルギービームを相対移動させて、この高エネルギービームの相対移動方向に沿って母材の一部及び金属粉体の一部を溶融させるので、この相対移動方向に連続して溶融物を生成することができる。この溶融物を固化させることにより、高エネルギービームの相対移動方向に連続した凸状の溶接金属を母材に形成することができる。
【００１１】
請求項３に記載の金属部材の製造方法は、請求項２に記載の金属部材の製造方法の前記溶接工程において、前記高エネルギービームを照射することにより、前記母材の一部及び前記金属粉体の一部に前記溶融物としての溶融池を形成すると共に、前記溶融池にキーホールを形成しながら、前記高エネルギービームを相対移動させる方法である。
【００１２】
この金属部材の製造方法によれば、前記母材の一部及び前記金属粉体の一部に形成された溶融池にキーホールを形成しながら、高エネルギービームを相対移動させる。従って、キーホールを通じて高エネルギービームを深い位置まで届かせることができるので、母材に凸状の溶接金属を一体に形成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の金属部材の製造方法は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の金属部材の製造方法の前記溶接工程において、前記高エネルギービームの焦点を前記保持部材、前記母材、又は前記金属粉体の位置に設定した状態で前記高エネルギービームを照射する方法である。
【００１４】
この金属部材の製造方法によれば、高エネルギービームの焦点を保持部材、母材、又は金属粉体の位置に設定するので、母材の一部及び金属粉体の一部を効果的に溶融させて溶融物を生成することができる。これにより、母材の一部及び金属粉体の一部を溶融させた後固化させて、該母材に凸状の溶接金属を一体に形成することができる。
【００１５】
請求項５に記載の金属部材の製造方法は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の金属部材の製造方法において、前記保持部材として透明管が用いられる。
【００１６】
この金属部材の製造方法によれば、高エネルギービームが透明管を透過して、母材及び金属粉体に照射されるので、高エネルギービームのパワー密度を低くしても、母材の一部及び金属粉体の一部を溶融させることができる。また、母材の一部及び金属粉体の一部が溶融して固化する際に、保持部材としての透明管が共に溶融して固化することが抑制される。このため、製造コストを低減しつつ、除去工程における透明管及び残存する金属粉体の除去を容易化することができる。
【００１７】
請求項６に記載の金属部材の製造方法は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の金属部材の製造方法において、前記保持部材として薄肉の金属管が用いられる。
【００１８】
この金属部材の製造方法によれば、高エネルギービームの照射により、母材の一部及び金属粉体の一部が溶融して固化する際に、保持部材としての金属管も共に溶融して固化する。この金属管は薄肉に構成されているので、除去工程において該金属管を容易に除去することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上詳述したように、本発明によれば、三次元構造を有する金属部材の製造に要する時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係り、母材に凸状の溶接金属を形成する流れを説明する説明図である。
【図２】第１実施形態に係り、母材と透明管の間に金属粉体が充填された状態を示す部分破断斜視図である。
【図３】第１実施形態の具体例１に係る金属部材の製造方法の流れを説明する説明図である。
【図４】第１実施形態の具体例２に係る金属部材の製造方法の流れを説明する説明図である。
【図５】第２実施形態に係る金属部材の製造方法の流れを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
［第１実施形態］
本実施形態では、金属部材１０の製造方法と、金属部材１０について説明する。図１（Ａ）において、金属部材１０の製造方法に用いる製造装置１６は、高エネルギービーム２２を出射する出射部２４と、この出射部２４から出射された高エネルギービーム２２を対象物に向けて照射する照射部２６と、透明管１１及び母材１２を適宜移動させる駆動部２８と、これらを制御する制御部３０とを備えている。
【００２６】
高エネルギービーム２２は、一例として、レーザビームとされており、この場合出射部２４は、レーザ発振器である。この出射部２４では、出射される高エネルギービーム２２のエネルギーが調節可能となっている。照射部２６は、レンズ等を含む光学系により構成されている。この照射部２６では、レンズ等が移動されることにより、照射される高エネルギービーム２２の焦点距離が調節可能となっている。
【００２７】
そして、この製造装置１６により、以下の要領にて金属部材１０が製造される。すなわち、先ず、図１（Ａ）に示されるように、母材１２と、該母材１２を囲む保持部材の一例たる透明管１１とが、例えば同心状となるように製造装置１６にセットされる。透明管１１としては、耐熱性のある材料、例えば石英ガラスが用いられる。
【００２８】
続いて、透明管１１及び母材１２の間の隙間に金属粉体３２が充填されると共に、透明管１１及び母材１２の周囲の開口部が蓋（図示せず）により閉塞される。このとき、金属粉体３２が、透明管１１の内面１１Ａ及び母材１２の外面１２Ａの全体に亘って接触するように、透明管１１及び母材１２の間には十分な量の金属粉体３２が充填される（以上、粉体充填工程）。本実施形態では、金属粉体３２には、一例として、金属製の母材１２と同一の金属が使用される。この金属としては、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム、銅などが適宜選択される。
【００２９】
そして、透明管１１及び母材１２の間に金属粉体３２が充填された状態で、透明管１１の外側に位置する照射部２６から、該透明管１１、母材１２及び金属粉体３２に向けて高エネルギービーム２２が照射される。
【００３０】
このとき、より具体的には、制御部３０によって照射部２６が制御されて照射部２６内のレンズ等が移動することにより、高エネルギービーム２２の焦点距離が調節される。そして、図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、高エネルギービーム２２の焦点２２Ａが、例えば金属粉体３２（透明管１１及び母材１２の間）の位置に設定される。また、この状態で、透明管１１の外側から、該透明管１１、母材１２及び金属粉体３２に向けて、高エネルギービーム２２が照射される。
【００３１】
このように高エネルギービーム２２が照射されると、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部に溶融物としての溶融池３６が形成される。この高エネルギービーム２２のパワー密度が高い場合、溶融池３６の表面では金属の蒸発が生じ、金属の蒸気が発生する。また、この蒸気によって溶融池３６の表面に反発力が発生し、溶融池３６の中央部にくぼみが生じる。そして、このくぼみが深くなると、この溶融池３６にキーホール４０が形成される。このように溶融池３６にキーホール４０が形成されると、このキーホール４０を通じて高エネルギービーム２２が金属粉体３２の深い位置まで届くようになる。
【００３２】
そして、図１（Ｂ）に示されるように、溶融池３６にキーホール４０を形成しながら、透明管１１、母材１２及び金属粉体３２に対して、高エネルギービーム２２が相対移動する。この高エネルギービーム２２の相対移動方向は、凸状の溶接金属１４の形成方向とされる。また、この透明管１１、母材１２及び金属粉体３２に対する高エネルギービーム２２の相対移動は、図１（Ａ）に示される制御部３０によって駆動部２８が作動することにより行われる。
【００３３】
図１（Ｂ）に示されるように、溶融池３６は、この高エネルギービーム２２の相対移動方向に沿って生成される。このとき、相対移動する高エネルギービーム２２の照射位置Ｐでは溶融池３６が形成されるが、溶融池３６が広がる前に高エネルギービーム２２が相対移動するので、高エネルギービーム２２の相対移動方向における照射位置Ｐよりも後側Ｒでは、溶融池３６が冷却されて固化する。
【００３４】
このように、本実施形態では、相対移動する高エネルギービーム２２の照射位置Ｐでは溶融池３６が形成され、高エネルギービーム２２の相対移動方向における照射位置Ｐよりも後側Ｒでは溶融池３６が冷却されて固化するように、高エネルギービーム２２の相対移動速度が設定される。
【００３５】
そして、このようにして溶融池３６が冷却されて固化することにより、図１（Ｃ）に示されるように、透明管１１及び母材１２の間に凸状の溶接金属１４が形成される。この凸状の溶接金属１４は、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部が溶融されて生成された溶融池３６が固化することで形成されたものであるので、透明管１１及び母材１２に一体に形成される。本実施形態では、凸状の溶接金属１４を、高エネルギービーム２２の相対移動方向に連続的に形成することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、図１（Ｃ）に示されるように、透明管１１及び母材１２の間に充填された金属粉体３２のうちの一部のみが溶融され、金属粉体３２のうち溶融されなかった部分は残存する。この残存した金属粉体３２は、溶融池３６が冷却されて固化される際には、溶融池３６に対して型の役割（溶融池３６の形状保持及び放熱）を果たすようになる。このため、本実施形態では、溶融池３６の形状（高エネルギービーム２２の光軸方向を深さ方向とする形状）が維持された状態で、溶融池３６が固化されて凸状の溶接金属１４が形成される。
【００３７】
そして、上記動作が繰り返されることにより、母材１２の外面１２Ａに凸状の溶接金属１４を形成することができる（以上、溶接工程）。その後、透明管１１及び母材１２から蓋（図示せず）が取り外され、残存する金属粉体３２及び透明管１１が、母材１２から除去される（除去工程）。
【００３８】
以上の要領で、図１（Ｄ）に示されるように、凸状の溶接金属１４を有する金属部材１０が得られる。凸状の溶接金属１４の高さは、母材１２の外面１２Ａと透明管１１の内面１１Ａとの間隔により設定することができる。なお、図１（Ｄ）には、以上の要領で製造された金属部材１０における凸状の溶接金属１４及びその周辺部の側面断面図が示されており、図１（Ｅ）には、この凸状の溶接金属１４及びその周辺部の正面断面図が示されている。
【００３９】
高エネルギービーム２２の相対移動速度を速めた場合には、高エネルギービーム２２を中心にした熱の広がりが抑制されるので、凸状の溶接金属１４における長さ方向の両端部に形成される曲面１４Ａの曲率は小さくなる。また、図１（Ｅ）に示されるように、凸状の溶接金属１４の幅は狭くなり、且つ、凸状の溶接金属１４における両側の側部に形成された曲面１４Ｂの曲率も小さくなる。
【００４０】
高エネルギービーム２２の相対移動速度を遅くした場合には、高エネルギービーム２２を中心にして熱が広がるので、溶融池３６が形成される領域が拡大される。従って、凸状の溶接金属１４における長さ方向の両端部に形成される曲面１４Ａの曲率は大きくなる。また、凸状の溶接金属１４の幅は広くなり、且つ、凸状の溶接金属１４における両側の側部に形成された曲面１４Ｂの曲率も大きくなる。更に、凸状の溶接金属１４の母材１２との接合箇所の強度を高めることができる。
【００４１】
また、特に図示しないが、出射部２４から出射される高エネルギービーム２２のエネルギーが増加されると、高エネルギービーム２２による加熱温度が上昇して溶融池３６の生成が促進されるので、溶融池３６の深さが増加する。また、高エネルギービーム２２の焦点２２Ａが透明管１１の内面１１Ａよりも金属粉体３２側の遠い位置（深い位置）に設定されると、高エネルギービーム２２によって金属粉体３２のより深い位置まで加熱されるので、溶融池３６の深さが増加する。
【００４２】
このように、上述の金属部材１０の製造方法では、金属部材１０の仕様（要求される凸状の溶接金属１４の形状等）に応じて、高エネルギービーム２２の相対移動速度、高エネルギービーム２２のエネルギー、及び、高エネルギービーム２２の焦点距離等が設定される。
【００４３】
なお、溶融池３６の固化時に、溶融池３６に付着した金属粉体３２の溶融物が固化することにより、凸状の溶接金属１４の表面には、複数の粒状突起が形成される（図示せず）。この複数の粒状突起は、上述の溶融池３６の固化時に溶融池３６に付着した金属粉体３２（図１参照）が、完全に溶融しないまま固化したことにより形成されたものである。つまり、この粒状突起は、金属粉体３２の不完全溶融物であるので、粉体形状を残しているものである。なお、使用される金属粉体３２の粒径を変えることにより、粒状突起の大きさ、つまり凸状の溶接金属１４の表面粗さを変更することが可能である。また、高エネルギービーム２２を照射した際に透明管１１が溶融することを抑制するために、冷却ガス中や水中で高エネルギービーム２２を照射してもよい。
【００４４】
（作用）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。以上詳述したように、本実施形態によれば、高エネルギービーム２２が照射されることにより、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部が溶融されて高エネルギービーム２２の光軸方向を高さ方向（深さ方向）とする溶融池３６（溶融物）が生成される。そして、この溶融池３６が固化されることにより母材１２に凸状の溶接金属１４が一体に形成されて金属部材１０が得られる。透明管１１及び固化されずに残存する金属粉体３２は除去される。従って、凸状の溶接金属１４を母材１２に形成するために金属粉体３２の溶融物を積層する必要が無いので、従来の方法（例えば三次元造形や粉体肉盛り溶接など）に比して製造工程を少なくすることができる。具体的には、所望の高さや厚さ、長さを有する凸状の溶接金属１４を一度に形成することができる。これにより、三次元構造を有する金属部材１０の製造に要する時間を短くすることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、高エネルギービーム２２の光軸方向を深さ方向とする溶融池３６を生成した後に、この溶融池３６を固化させることで凸状の溶接金属１４を形成している。しかも、高エネルギービーム２２によって、透明管１１及び母材１２の間に充填された金属粉体３２のうちの一部のみを溶融させるので、溶融池３６が固化される際には、残存した金属粉体３２が溶融池に対して型の役割（溶融池３６の形状保持及び放熱）を果たすようになる。従って、溶融池３６の形状（高エネルギービーム２２の光軸方向を深さ方向とする形状）を維持することができるので、溶融池３６の形状を維持したまま溶融池３６を固化させることができる。これにより、凸状の溶接金属１４の形状を確保することができる。母材１２の一部及び金属粉体３２の一部を溶融させてから固化させるので、母材１２に対する凸状の溶接金属１４の接合強度が高い。
【００４６】
また、透明管１１、母材１２及び金属粉体３２に対して高エネルギービーム２２を相対移動させて、この高エネルギービーム２２の相対移動方向に沿って母材１２の一部及び金属粉体３２の一部を溶融させるので、高エネルギービーム２２の相対移動方向に連続して溶融池３６を生成することができる。この溶融池３６を固化させることで、高エネルギービーム２２の相対移動方向に凸状の溶接金属１４を連続的に形成することができる。
【００４７】
また、高エネルギービーム２２の焦点２２Ａを透明管１１の内面１１Ａよりも金属粉体３２側（透明管１１及び母材１２の間）の位置に設定するので、透明管１１の内面１１Ａよりも深い位置まで金属粉体３２を溶融させて溶融池３６を生成することができる。これにより、高エネルギービーム２２の照射側の反対側に位置する母材１２の一部及び金属粉体３２の一部を溶融させて、凸状の溶接金属１４を一体に形成することができる。
【００４８】
また、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部に形成された溶融池３６にキーホール４０を形成しながら、高エネルギービーム２２を相対移動させる。従って、キーホール４０を通じて高エネルギービーム２２を金属粉体３２の深い位置まで届かせることができるので、このことによっても、凸状の溶接金属１４を一体に形成することができる。
【００４９】
また、透明管１１及び母材１２の間に金属粉体３２を充填するので、金属粉体３２の流動を抑制することができる。これにより、金属粉体３２の溶融物である溶融池３６の形状が崩れることを抑制することができるので、溶融池３６の形状をより安定して維持したまま溶融池３６を固化させて、凸状の溶接金属１４を形成することができる。
【００５０】
更に、この金属部材１０の製造方法によれば、高エネルギービーム２２が透明管１１を透過して、母材１２及び金属粉体３２に照射されるので、高エネルギービーム２２のパワー密度を低くしても、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部を溶融させることができる。また、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部が溶融して固化する際に、保持部材としての透明管１１が共に溶融して固化することが抑制される。このため、製造コストを低減しつつ、除去工程における透明管１１及び残存する金属粉体３２の除去を容易化することができる。
【００５１】
（具体例１）
図３には、具体例１に係る金属部材１０の製造方法の流れが示されている。図３（Ａ）において、母材１２は丸軸とされ、透明管１１は円管とされている。透明管１１の内径は、母材１２の外径よりも大きい。透明管１１は、母材１２と同心状に配置される。高エネルギービーム２２を透明管１１の外側から照射しながら母材１２の軸方向に相対移動させることにより、図３（Ｂ）に示されるように、母材１２の外面１２Ａに、その軸方向に延びる凸状の溶接金属１４を形成することができる。
【００５２】
（具体例２）
図４には、具体例２に係る金属部材１０の製造方法の流れが示されている。図４（Ａ）において、高エネルギービーム２２を透明管１１の外側から照射しながら母材１２の周方向に相対移動させることにより、図４（Ｂ）に示されるように、母材１２の外面１２Ａに、その周方向に延びる凸状の溶接金属１４を形成することができる。この凸状の溶接金属１４は、鍔状となる。透明管１１及び母材１２の形状や配置については、具体例１と同様である。
【００５３】
この他、金属粉体３２が充填された透明管１１及び母材１２を、その周方向に回転させながら、高エネルギービーム２２を母材１２の軸方向に相対移動させると、母材１２の外面１２Ａに凸状の溶接金属１４が螺旋状に形成された金属部材（図示せず）を得ることができる。この金属部材は、スクリューポンプの主軸として利用することができる。
【００５４】
［第２実施形態］
本実施形態では、金属部材２０の製造方法と、金属部材２０について説明する。図５において、金属部材２０は、第１実施形態と同様の製造装置１６（図１）を用いて、以下の要領にて製造される。先ず、母材１２と、該母材１２を囲む保持部材の一例たる薄肉の金属管２１が、例えば同心状となるように製造装置１６（図１）にセットされる。金属管２１の厚さは、例えば０．５〜１．０ｍｍである。
【００５５】
続いて、第１実施形態と同様に、金属管２１及び母材１２の間の隙間に金属粉体３２が充填される。そして、図５（Ａ）に示されるように、第１実施形態と同様に、例えば金属管２１の外側に位置する照射部２６から、該金属管２１、母材１２及び金属粉体３２に向けて高エネルギービーム２２が照射される。照射部２６は、１つであっても良いし、複数であっても良い。金属管２１の一部、母材１２の一部、金属粉体３２の一部を溶融させるために、高エネルギービーム２２の焦点距離やパワー密度は、金属管２１と母材１２との間の距離に応じて適宜調節される。
【００５６】
高エネルギービーム２２により、金属管２１の一部、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部が溶融して固化することにより、図５（Ｂ）に示されるように、金属管２１及び母材１２の間に凸状の溶接金属１４が形成される（溶接工程）。その後、金属管２１及び母材１２の間に残存する金属粉体３２が除去される（除去工程）。
【００５７】
高エネルギービーム２２の照射により、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部が溶融して固化する際に、金属管２１も共に溶融して固化する。この金属管２１は薄肉に構成されているので、除去工程において該金属管２１を容易に除去することができる。金属管２１の除去には、例えば、切削やショットブラスト等の機械加工によって行うことができる。保持部材として薄肉の金属管２１は、第１実施形態で用いられる透明管１１よりも取扱いが容易である。
【００５８】
以上の要領で、図５（Ｃ）に示されるように、母材１２の一部と金属粉体３２の一部が溶融して固化された凸状の溶接金属１４を有する金属部材２０が得られる。
【００５９】
［他の実施形態］
なお、上記各実施形態では、凸状の溶接金属１４が母材１２に垂直に形成されていた。しかしながら、母材１２に対して斜めに高エネルギービーム２２が照射されることにより、凸状の溶接金属１４が母材１２に対して斜めに形成されていても良い。凸状の溶接金属１４は、上記具体例に挙げた形状以外の曲線状や屈曲線状に延びるように形成されても良く、また、その他の形状に形成されても良い。
【００６０】
また、上記実施形態では、金属粉体３２には、母材１２と同一の金属が使用されていたが、母材１２と異なる金属が使用されても良い。なお、金属粉体３２に、母材１２と異なる金属が使用された場合、凸状の溶接金属１４は、異種金属の合金により形成される。
【００６１】
また、上記実施形態において、高エネルギービーム２２は、一例として、レーザビームとされており、この場合出射部２４は、レーザ発振器により構成される。しかしながら、出射部２４は、例えば、電子ビームやプラズマビームなどレーザ以外の高エネルギービーム２２を出射する構成とされていても良い。そして、このレーザ以外の高エネルギービーム２２を用いて凸状の溶接金属１４が形成されても良い。
【００６２】
また、上記実施形態では、高エネルギービーム２２の焦点２２Ａが金属粉体３２（透明管１１、金属管２１等の保持部材及び母材１２の間）の位置に設定されていた。しかしながら、例えば、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部を溶融させることができるのであれば、高エネルギービーム２２の焦点２２Ａは、保持部材又は母材１２に設定されても良い。また、このように高エネルギービーム２２の焦点２２Ａが保持部材又は母材１２に設定された場合に、保持部材の一部（金属管２１のように溶融するものに限る。）、母材１２の一部及び金属粉体３２の一部に溶融池３６が形成されると共に、この溶融池３６にキーホール４０が形成されても良い。
【００６３】
また、上記実施形態では、駆動部２８によって透明管１１や金属管２１（保持部材）と母材１２とを適宜移動させるものとしたが、駆動部２８によって照射部２６を移動させることにより、高エネルギービーム２２を、透明管１１や金属管２１（保持部材）、母材１２及び金属粉体３２に対して相対移動させても良い。
【００６４】
更に、高エネルギービーム２２により形成される溶融池３６の固化は、自然冷却によるものに限られず、金属板等を透明管１１や金属管２１、及び母材１２の少なくとも一方に当てることにより、溶融池３６を積極的に冷却して、該溶融池３６をより早期に固化させるようにしてもよい。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…金属部材、１１…透明管（保持部材）、１１Ａ…内面、１２…母材、１４…凸状の溶接金属、２０…金属部材、２１…薄肉の金属管（保持部材）、２２…高エネルギービーム、２２Ａ…焦点、３２…金属粉体、３６…溶融池（溶融物の一例）、４０…キーホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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