(57)【要約】【課題】  溝の周りを囲む溶接線にクラックが生じることや溶接線が腐食することを防止して溶接線のシール機能を維持することができる構成の流路内蔵型台座及びその製造方法を提供する。【解決手段】  摩擦攪拌溶接で溝２４の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを溶接して溶接線２８を形成し、溝２４と溶接線２８との間は、プレート２２とプレート２３との間に設けたろう材３０を、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成するときの摩擦熱で溶融することにより、プレート２２とプレート２３とをろう付けする。また、ろう材に代えて熱硬化型接着剤を用い、前記摩擦熱で熱硬化型接着剤を硬化させるようにしてもよい。また、溶接線２８で複数本の溝２４の周囲を囲み、溶接線内の中央部ではプレート２２とプレート２３とをスポット溶接するようにしてもよい。【選択図】        図１
2006026721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座において、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接してなる溶接線を有し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとがろう付けされていることを特徴とする流路内蔵型台座。
【請求項２】
少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座において、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接してなる溶接線を有し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとが接着剤で接着されていることを特徴とする流路内蔵型台座。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流路内蔵型台座において、
前記溶接線は複数本の前記溝の周囲を囲んでおり、前記溶接線内の中央部では前記第１プレートと前記第２プレートとをスポット溶接したことを特徴とする流路内蔵型台座。
【請求項４】
少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は前記第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座の製造方法であって、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接して溶接線を形成し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に設けたろう材を、前記摩擦攪拌溶接で前記溶接線を形成するときの摩擦熱で溶融することにより、前記第１プレートと前記第２プレートとをろう付けすることを特徴とする流路内蔵型台座の製造方法。
【請求項５】
少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は前記第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座の製造方法であって、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接して溶接線を形成し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に設けた熱硬化型接着剤を、前記摩擦攪拌溶接で前記溶接線を形成するときの摩擦熱で硬化させることにより、前記第１プレートと前記第２プレートとを接着することを特徴とする流路内蔵型台座の製造方法。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の流路内蔵型台座の製造方法において、
前記溶接線は複数本の前記溝の周囲を囲み、前記溶接線内の中央部では前記第１プレートと前記第２プレートとをスポット溶接することを特徴とする流路内蔵型台座の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流路内蔵型台座及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流路内蔵型台座は、例えば家庭用等の固定式もしくは車載用等の可動式の燃料電池発電システムや、列車のエアブレーキシステム等の流体制システムなどの各種の産業分野における各種のシステムに適用されている。即ち、流路内蔵型台座は、これらのシステムを構成する部品や装置などの各種機器を台座表面に取り付けること、前記機器を連結する複雑な配管に代えて内蔵流路（溝）を設けること（内蔵流路を前記配管として機能させること）、更には電気配線なども内蔵することにより、コンパクトに一体化した家庭用の燃料電池発電ユニットなどの固定式ユニットや、車載用の燃料電池発電ユニットなどの可動式ユニットの実現に供されている。
【０００３】
例えば、図５に例示する燃料電池発電システムでは、詳細な説明は省略するが、燃料電池本体５４の他、これに付属する気化器４２、脱硫装置４４、ＣＯコンバータ４６、リフォーマ４９、インバータ６４などの各種機器やこれらをつなぐ多数の配管や配線などを有しているが、これに流路内蔵型台座を適用することよってコンパクトに一体化した燃料電池発電ユニットを実現することができる。
【０００４】
流路内蔵型台座の具体的な構成例としては、既に様々なものが提案されているが、例えば下記の［特許文献１］で開示されたものを挙げることができる。ここでは、図６〜図８に基づき、従来の流路内蔵型台座の構成例について説明する。図６は従来の流路内蔵型台座の全体構成の概要を示す分解斜視図、図７（ａ）は前記流路内蔵型台座の一部を詳細に示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面拡大図、図８は多数の溝の構成例を示す平面図である。
【０００５】
図６及び図７に示すように、流路内蔵型台座１は第１プレート及び第２プレートとしてのプレート２と、プレート３とを下記の［特許文献２］などで公知の摩擦攪拌溶接（ＦＳＷ）で接合してなるものである。流路内蔵型台座１の片側の表面、即ちプレート２の表面２ａには、例えば燃料電池発電システムや流体制御システムなどを構成する部品や装置などの各種の機器４が取り付けられている（図６ではプレート表面２ａ上の機器４を一点鎖線で示している）。即ち、流路内蔵型台座１は機器４を取り付けための台座として機能している。機器４は、プレート３に植え込まれ且つプレート２のボルト孔２ｂに挿通された植え込みボルト５と、この植え込みボルト５に螺合されたナット６とにより、上プレート２，３とともに締結されて台座表面（プレート表面２ａ）に固定されている。
【０００６】
プレート３の接合面３ａには、エンドミル、フライス盤、ボール盤などの適宜の加工手段によって複数本の溝７が形成されている。これらの溝７は、それぞれ所定の断面積を有し、且つ、適当な長さと方向に形成されている。そして、このプレート３に形成された溝７を覆うようにして（溝７に蓋をするようにして）、プレート２が、プレート３に接合されている。かくして、流路内蔵型台座１の内部には、溝７からなる流体の流路が形成される。また、プレート２には連通孔８が形成されており、溝７は、これらの連通孔８を介して機器４に連通されている。即ち、流路内蔵型台座１には複数本の溝７が流体の流路として内蔵されており、これらの内蔵流路（溝７）が、機器４同士を連結する配管としての機能を担っている。つまり、流路内蔵型台座１は、集積配管としての機能も果たしている。各溝７（内蔵流路）の断面積は、各溝７内を流動する流体の性状、流速及び圧力損失などから決定され、各溝７（内蔵流路）の長さや方向は、各機器４の配置などによって決定される。なお、流路内蔵型台座１が燃料電池発電システムなどに適用される場合、実際には図８に示すように多数の溝７が複雑に形状されることになるが、図６，図７では説明のため単純化している。
【０００７】
そして、図７に示すように、溝７の周囲には溶接線１０が形成されている。この溶接線１０は、前記摩擦攪拌溶接で溝７の周囲を囲むようにプレート２とプレート３とを溶接してなるものであり、プレート２とプレート３とを接合する接合部として機能すると同時に、溝７を流れる流体がプレート２とプレート３との間から漏れるものを防止するためのシール部としても機能する。
【０００８】
また、溶接線１０は溝７の中心から適宜の間隔ｆを保った位置に形成されている。即ち、溶接線１０と溝７との間１１には適宜の間隔ｄが確保されている。摩擦攪拌溶接は摩擦熱によってプレート２とプレート３とを塑性流動させて結合するものであるが、このとき溝７の縁に溶接線１０を形成しようとすると、前記摩擦熱の影響が溝７の壁面７ａにまで及んで壁面７が塑性変形してしまう。このため、溶接線１０と溝７との間１１には、前記摩擦熱の影響による壁面７ａの塑性変形を防止することができるように適宜の間隔ｄが確保されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３７２１９８号公報
【特許文献２】特許第２７９２２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の流路内蔵型台座１では、上記のように溶接線１０と溝７との間１１に間隔ｄを確保した場合、この溶接線１０と溝７との間１１においてプレート２とプレート３とが接着されないため、プレート２とプレート３との間に微小な隙間が生じてしまう。
【００１１】
このため、溝７を流れる流体の圧力などによって溝７（プレート２，３）に繰り返し応力が作用したときに前記隙間が切り欠きとして作用することにより、寿命が低下するおそれがある。また、溝７を流れる流体が前記隙間に浸入して、コンタミを発生する可能性もある。
【００１２】
従って本発明は上記の事情に鑑み、溶接線のシール機能を維持することができる構成の流路内蔵型台座及びそ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】
【００１３】
上記課題を解決する第１発明の流路内蔵型台座は、少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座において、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接してなる溶接線を有し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとがろう付けされていることを特徴とする。
【００１４】
また、第２発明の流路内蔵型台座は、少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座において、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接してなる溶接線を有し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとが接着剤で接着されていることを特徴とする。
【００１５】
また、第３発明の流路内蔵型台座は、第１又は第２発明の流路内蔵型台座において、
前記溶接線は複数本の前記溝の周囲を囲んでおり、前記溶接線内の中央部では前記第１プレートと前記第２プレートとをスポット溶接したことを特徴とする。
【００１６】
また、第４発明の流路内蔵型台座の製造方法は、少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は前記第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座の製造方法であって、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接して溶接線を形成し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に設けたろう材を、前記摩擦攪拌溶接で前記溶接線を形成するときの摩擦熱で溶融することにより、前記第１プレートと前記第２プレートとをろう付けすることを特徴とする。
【００１７】
また、第５発明の流路内蔵型台座の製造方法は、少なくとも２枚の第１プレートと第２プレートとを摩擦攪拌溶接で接合してなるものであり、前記第１プレート又は前記第２プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座の製造方法であって、
前記摩擦攪拌溶接で前記溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接して溶接線を形成し、
前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に設けた熱硬化型接着剤を、前記摩擦攪拌溶接で前記溶接線を形成するときの摩擦熱で硬化させることにより、前記第１プレートと前記第２プレートとを接着することを特徴とする。
【００１８】
また、第６発明の流路内蔵型台座の製造方法は、第１又は第２発明の流路内蔵型台座の製造方法において、
前記溶接線は複数本の前記溝の周囲を囲み、前記溶接線内の中央部では前記第１プレートと前記第２プレートとをスポット溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明の流路内蔵型台座によれば、摩擦攪拌溶接で溝の周囲を囲むように第１プレートと第２プレートとを溶接してなる溶接線を有し、前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとが、ろう付けされていることを特徴とするため、前記溝と前記溶接線との間では、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。しかも、摩擦攪拌溶接で溶接線を形成する際の摩擦熱を有効に利用してろう付けを行うことができるため、製造作業の効率化を図ることもできる。
【００２０】
第２発明の流路内蔵型台座によれば、摩擦攪拌溶接で溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接してなる溶接線を有し、前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとが、接着剤で接着されていることを特徴とするため、前記溝と前記溶接線との間では、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。
【００２１】
第３発明の流路内蔵型台座によれば、溶接線は複数本の溝の周囲を囲んでおり、前記溶接線内の中央部では第１プレートと第２プレートとをスポット溶接したことを特徴とするため、複数本の溝の周囲を溶接線で囲んでも、前記スッポト溶接の補強によって前記溶接線内の中央部が膨らむ（第１プレートと第２プレートの間の隙間が大きくなる）のを確実に防止することができる。
【００２２】
第４発明の流路内蔵型台座の製造方法によれば、摩擦攪拌溶接で溝の周囲を囲むように第１プレートと前記第２プレートとを溶接して溶接線を形成し、前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に設けたろう材を、前記摩擦攪拌溶接で前記溶接線を形成するときの摩擦熱で溶融することにより、前記第１プレートと前記第２プレートとを、ろう付けすることを特徴とするため、前記溝と前記溶接線との間では、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。しかも、摩擦攪拌溶接で溶接線を形成する際の摩擦熱を有効に利用してろう付けを行うため、製造作業の効率化を図ることもできる。
【００２３】
また、第５発明の流路内蔵型台座の製造方法によれば、摩擦攪拌溶接で溝の周囲を囲むように前記第１プレートと前記第２プレートとを溶接して溶接線を形成し、前記溝と前記溶接線との間は、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に設けた熱硬化型接着剤を、前記摩擦攪拌溶接で前記溶接線を形成するときの摩擦熱で硬化させることにより、前記第１プレートと前記第２プレートとを、接着することを特徴とするため、前記溝と前記溶接線との間では、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。しかも、摩擦攪拌溶接で溶接線を形成する際の摩擦熱を有効に利用して接着を行うため、製造作業の効率化を図ることもできる。
【００２４】
また、第６発明の流路内蔵型台座の製造方法によれば、溶接線は複数本の溝の周囲を囲み、前記溶接線内の中央部では第１プレートと第２プレートの接合面をスポット溶接することを特徴とするため、複数本の溝の周囲を溶接線で囲んでも、前記スッポト溶接の補強によって前記溶接線内の中央部が膨らむ（第１プレートと第２プレートの間の隙間が大きくなる）のを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。
【００２６】
図１（ａ）は本発明の実施の形態例に係る流路内蔵型台座の製造方法を示す断面図（図１（ｂ）のＣ−Ｃ線矢視断面図）、図１（ｂ）は前記流路内蔵型台座の製造方法を示す平面図（図１（ａ）のＤ方向矢視図）、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＥ−Ｅ線矢視断面拡大図、図２（ａ）は前記流路内蔵型台座の構成を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＦ−Ｆ線矢視断面図拡大図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＧ−Ｇ矢視断面拡大図である。
【００２７】
図１及び図２に基づき、本実施の形態例の流路内蔵型台座２１の製造法及び構成について説明する。
【００２８】
本実施の形態例の流路内蔵型台座２１は、第１プレート及び第２プレートとしてのプレート２２と、プレート２３とを摩擦攪拌溶接（ＦＳＷ）で接合してなるものである。これらのプレート２２とプレート２３とを摩擦攪拌溶接（ＦＳＷ）で接合して一体化するには、まず、プレート２２とプレート２３とを重ね合わせる。
【００２９】
プレート２３の接合面２３ａには、流路内蔵型台座２１が適用されるシステム（例えば燃料電池発電システムや流体制御システムなど）に必要な液体状又はガス状の流体を流すための流路となる溝２４が、前もってエンドミル、フライス盤、ボール盤などの適宜の加工手段によって加工されている。なお、流路内蔵型台座２１が燃料電池発電システムなどに適用される場合、実際には図８に示すように多数の溝２４が複雑に形状されることになるが、図１〜図３では説明のため単純化している。
【００３０】
また、プレート２２には、片側の台座表面となるプレート２２の表面２２ａに取り付けられる前記システムの構成部品や構成装置など各種の機器（図示省略）と、溝２４とを連通するための連通孔２５が、前もって適宜の加工手段によって加工されている。各溝２４（内蔵流路）の断面積は、各溝２４内を流動する流体の性状、流速及び圧力損失などから決定され、各溝２４（内蔵流路）の長さや方向は、各機器の配置などによって決定される。
【００３１】
なお、溝２４はプレート２３の接合面２３ａに限らず、プレート２２の接合面２２ｂに形成してもよく、連通孔２５もプレート２２に限らず、プレート２３に形成してもよい。また、機器はプレート２２の表面２２ａに限らず、他方の片側台座表面となるプレート２３の表面２３ｂに設けてもよく、両側の台座表面（プレート表面２２ａ，２３ｂ）に設けることもできる。
【００３２】
そして更に、プレート２３の接合面２３ａには、前もって、接合面２３ａの他の部分よりも少し下がった（凹んだ）段差部２９が、適宜の加工手段により、溝２４の全周縁に沿い且つ溝２４の周縁に接するようにして形成されており、且つ、この段差部２９には、ろう材３０が設けられている。段差部２９は、溝２４と溶接線２８（詳細後述）との間３１（溝２４の縁から溶接線２８の手前までの範囲）に形成されている。  従って、段差部２９に設けられたろう材３０も、当然、溝２４と溶接線２８との間３１（溝２４の縁から溶接線２８の手前までの範囲）に配置されている。
【００３３】
このため、プレート２２，２３を重ね合わせると、溝２４と溶接線２８の間３１では、プレート２２とプレート２３との間にろう材３０が介在されることになる。なお、ろう材３０を段差部２９に設けるのは、段差部２９を形成せずに面一なプレート２３の接合面２３ａにろう材を設けると、当該ろう材を設けた部分以外の部分でプレート２２とプレート２３との間に当該ろう材による隙間が生じてしまうのを、防止するためである。
【００３４】
プレート２２，２３の材料としてはアルミニウム合金板、銅板、ステンレス板などの適宜のもの用いることができるが、ろう材３０は後述する摩擦攪拌溶接の摩擦熱によって確実に溶融する必要があるため、プレート２２，２３の材料よりも融点の低いものを選択する必要がある。
【００３５】
そして、プレート２２，２３を重ね合わせることにより、ろう材３０をプレート２２とプレート２３との間に介在させた状態にした後、摩擦攪拌溶接機２６の先端工具２７を、摩擦攪拌溶接の開始点Ｊに位置させて回転を開始するとともに矢印Ｈで示すように軸方向（プレート２２，２３の板厚方向位置）に加圧して、プレート２２，２３の一体化に適した高さ方向位置（プレート２２，２３の板厚方向位置）までプレート２２に挿入する。即ち、先端工具２７の回転によってプレート２２との間に発生した摩擦熱によってプレート２２が塑性流動状態となることにより、先端工具２７をプレート２２に挿入することができる（なお、場合によってはプレート２３まで先端工具２７を挿入するようにしてもよい）。
【００３６】
続いて、先端工具２７を回転させたまま矢印Ｈで示すように前記挿入方向と直交する方向に溝２４の周縁に沿って移動させる。その結果、先端工具２７の回転によって生じる摩擦熱により、プレート２２とプレート２３とが塑性流動状態となって溶接されることより、溶接線２８が形成される。図１には溝２４の全周縁の途中まで摩擦攪拌溶接をした状態を示している。
【００３７】
その後、更に摩擦攪拌溶接を継続することにより、ついには図２に示すように溝２４の周囲を囲む溶接線２８が形成される。溶接線２８は、プレート２２とプレート２３とを接合する接合部として機能すると同時に、溝７を流れる流体がプレート２２とプレート２３との間から漏れるものを防止するためのシール部としても機能する。
【００３８】
但し、摩擦攪拌溶接時の摩擦熱によって溝２４の壁面２４ａが塑性変形をするのを防止するため、溶接線２８は溝２４の縁ではなく、溝２４の中心から適宜の距離ｆを保った位置に形成されており、溶接線２８と溝２４との間３１に適宜の間隔ｄが確保されている。
【００３９】
そして、このような位置に溶接線２８を摩擦攪拌溶接で形成するのと同時に、プレート２２，２３間に介在されているろう材３０を、前記摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成するときの摩擦熱で溶融させる（プレート２２，２３間の隙間に溶けたろう材３０が充填される）。その結果、溝２４と溶接線２８の間３１では、プレート２２とプレート２３とがろう材３０によってろう付けされた状態となる。従って、この溝２４と溶接線２８との間３１では、プレート２２とプレート２３との間に微小な隙間が生じないため、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝２４を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。
【００４０】
ところで、溝２４の周囲を囲むように溶接するとき、溶接線２８の位置は基本的にはプレート２３上に形成された各溝２４の位置に基づき、各溝２４の周囲を囲む位置となるように設計される。しかし、これに限定するものでなく、プレート２３上の各溝２４の位置や、各溝２４を流通する流体の性状等によっては、同じ性格の複数の溝２４を１つのグループとし、各グループル毎にその周囲を溶接線２８で囲むようにしてもよい。
【００４１】
図３（ａ）は溶接線で２本の溝の周囲を囲む場合の流路内蔵型台座の構成例を示す平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＫ−Ｋ線矢視断面拡大図、図４（ａ）は溶接線で３本の溝の周囲を囲む場合の流路内蔵型台座の他の例を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＬ−Ｌ線矢視断面拡大図である。
【００４２】
図３では、位置や流体の性状などの点で同じ性格の３本の溝２４の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを摩擦攪拌溶接で溶接して溶接線２８を形成している。この場合も、溝２４と溶接線２８との間３１（溝２４の縁から溶接線２８の手前までの範囲）では、プレート２３の接合面２３ａに段差部２９が形成されており、この段差部２９に設けられたろう材３０が、プレート２２とプレート２３との間に介在されている。
【００４３】
そして、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成する際、同時にプレート２２，２３間に介在されているろう材３０が、前記摩擦攪拌溶接の摩擦熱で溶融する（プレート２２，２３間の隙間に溶けたろう材３０が充填される）。その結果、溝２４と溶接線２８の間３１では、プレート２２とプレート２３とが、前記ろう材３０によってろう付けされた状態となる。従って、この場合も、溝２４と溶接線２８との間３１では、プレート２２とプレート２３との間に微小な隙間が生じないため、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝２４を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。
【００４４】
また、図示例では２本の溝２４の間においても、プレート２３の接合面２３ａに段差部２９が形成されており、この段差部２９に設けられたろう材３０が、プレート２２とプレート２３との間に介在されている。従って、このろう材３０も前記摩擦攪拌溶接の摩擦熱で溶融するため、２本の溝２４の間においても、プレート２２とプレート２３とが前記ろう材３０によってろう付けされた状態となっている。但し、これに限定するものではなく、例えば２本の溝２４に同種の流体が流れていることなどの理由から、２本の溝２４の間のシール性については特に問われないような場合には、２本の溝２４の間ではプレート２２とプレート２３とをろう付けしなくてもよい。
【００４５】
図４では、位置や流体の性状などの点で同じ性格の３本の溝２４の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを摩擦攪拌溶接で溶接して溶接線２８を形成している。この場合も、溝２４と溶接線２８との間３１（溝２４の縁から溶接線２８の手前までの範囲）では、プレート２３の接合面２３ａに段差部２９が形成されており、この段差部２９に設けられたろう材３０が、プレート２２とプレート２３との間に介在されている。
【００４６】
そして、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成する際、同時にプレート２２，２３間に介在されているろう材３０が、前記摩擦攪拌溶接の摩擦熱で溶融する（プレート２２，２３間の隙間に溶けたろう材３０が充填される）。その結果、溝２４と溶接線２８の間３１では、プレート２２とプレート２３とが、前記ろう材３０によってろう付けされた状態となる。従って、この場合も、溝２４と溶接線２８との間３１では、プレート２２とプレート２３との間に微小な隙間が生じないため、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝２４を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。
【００４７】
また、図示例では３本の溝２４のそれぞれ間においても、プレート２３の接合面２３ａに段差部２９が形成されており、この段差部２９に設けられたろう材３０が、プレート２２とプレート２３との間に介在されている。従って、このろう材３０も前記摩擦攪拌溶接の摩擦熱で溶融するため、２本の溝２４の間においても、プレート２２とプレート２３とが、前記ろう材３０によってろう付けされた状態となっている。但し、これに限定するものではなく、例えば３本の溝２４に同種の流体が流れていることなどの理由から、２本の溝２４の間のシール性については特に問われないような場合には、３本の溝２４のそれぞれの間ではプレート２２とプレート２３とをろう付けしなくてもよい。
【００４８】
一方、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成するときの摩擦熱が十分にろう材３０が伝わないためにろう付けが不十分になること、或いは、ろう付けを行わないことによって、溶接線２８内の中央部（隣り合う溝２４の間）が膨らむ（プレート２２とプレート２３の間の隙間が大きくなる）心配がある場合には、溶接線２８内の中央部（隣り合う溝２４の間）を、アーク電極とレーザ光を同軸に合成する溶接法であるハイブリッド溶接や摩擦攪拌溶接などの適宜の溶接手段によってスポット溶接をすることにより、補強してもよい。図４中の３２が、このときのスポット溶接部である。
【００４９】
更には、図示は省略するが、ろう材３０に代えて接着剤を用いて、溝２４と溶接線２８の間３１（溝２４の縁から溶接線２８の手前までの範囲）におけるプレート２２とプレート２３とを接着を行うようにしてもよい。なお、ろう材３０に代えて接着剤を用いること以外の流路内蔵型台座２１の構成や製造方法については上記と同様であるため（図１〜図４参照）、ここでの説明は省略する。
【００５０】
この場合、接着剤としては摩擦攪拌溶接の摩擦熱に対する耐久性を考慮して、伝熱セメント、セラミックセメントなどの耐熱性の接着剤を用いる必要がある。また、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成するときの摩擦熱を有効に利用するという観点からは、熱硬化型接着剤を用いることも有効である。
【００５１】
即ち、摩擦攪拌溶接で１本又は複数本の溝２４の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを溶接して溶接線２８を形成する際、溝２４と溶接線２８との間３１は、プレート２２とプレート２３との間に設けた熱硬化型接着剤を、前記摩擦攪拌溶接で前記溶接線２８を形成するときの摩擦熱で硬化させることにより、前記プレート２２と前記プレート２３とを、接着するようにしてもよい。
【００５２】
以上のように、本発明の実施の形態例の流路内蔵型台座２１によれば、摩擦攪拌溶接で溝２４の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを溶接してなる溶接線２８を有し、溝２４と溶接線２８との間３１は、プレート２２とプレート２３とがろう付けされているため、溝２４と溶接線２８との間３１では、プレート２２とプレート２３との間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝２４を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。しかも、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成する際の摩擦熱を有効に利用してろう付けを行うことができるため、製造作業の効率化を図ることもできる。
【００５３】
ところで、ろう材３０を設ける場合、溶接線２４の縁から溶接線２８の手前までではなく、溶接線２８まで更には溶接線２８の外側まで設けることも考えられる。しかし、プレート２２，２３間の隙間の切り欠き効果や前記隙間への流体の侵入をなくして、耐圧強度や耐久性の向上を図るためには、溝２４の縁でプレート２２，２３間に隙間がなければよいため、ろう材３０は溝２４と溶接線２８の間３１（溝２４の縁から溶接線２８の手前までの範囲）に設けて、少なくとも溝２４側がろう付けされていれば十分であり、溶接線２８側にろう付けされていない部分があっても特に問題はない。従って、上記のようにろう材３０を溝２４と溶接線２８の間３１（溝２４の縁から溶接線２８の手前までの範囲）に設けることによって、ろう材３０を無駄なく有効に利用することができる。更には、摩擦攪拌溶接によって溶接線８を形成する際にプレート２２，２３の材料にろう材３０が混入することもないため、より良好な溶接を行うこともできる。
【００５４】
また、本実施の形態例の流路内蔵型台座２１によれば、摩擦攪拌溶接で溝２４の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを溶接してなる溶接線２８を有し、溝２４と溶接線２８との間３１は、プレート２２とプレート２３とが接着剤で接着されている場合にも、溝２４と溶接線２８との間３１では、プレート２２とプレート２３との間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝２４を流れる流体が隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。
【００５５】
また、本実施の形態例の流路内蔵型台座２１によれば、溶接線２８は複数本（図示例では２本又は３本）の溝２４の周囲を囲んでおり、溶接線２８内の中央部ではプレート２２とプレート２３とをスポット溶接した場合には、複数本の溝２４の周囲を溶接線で囲んでも、前記スッポト溶接の補強によって溶接線２８内の中央部が膨らむ（プレート２２，２３間の隙間が大きくなる）のを確実に防止することができる。
【００５６】
また、本実施の形態例の流路内蔵型台座２１の製造方法によれば、摩擦攪拌溶接で溝２４（１本又は複数本）の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを溶接して溶接線２８を形成し、溝２４と溶接線２８との間３１は、プレート２２とプレート２３との間に設けたろう材３０を、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成するときの摩擦熱で溶融することにより、プレート２２とプレート２３とをろう付けするため、溝２７と溶接線２７との間３１では、プレート２２とプレート２３との間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝２４を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。しかも、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成する際の摩擦熱を有効に利用してろう付けを行うため、製造作業の効率化を図ることもできる。
【００５７】
また、本実施の形態例の流路内蔵型台座２１の製造方法によれば、摩擦攪拌溶接で溝２４の周囲を囲むようにプレート２２とプレート２３とを溶接して溶接線２８を形成し、溝２４と溶接線２８との間３１は、プレート２２とプレート２３との間に設けた熱硬化型接着剤を、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成するときの摩擦熱で硬化させることにより、プレート２２とプレート２３とを接着することを特徴とするため、溝２７と溶接線２７との間３１では、プレート２２とプレート２３との間に微小な隙間が生じないことにより、前記隙間による切り欠き効果が生じることもなく、溝を流れる流体が前記隙間に浸入することもない。従って、耐圧強度や耐久性の向上を図ることができる。しかも、摩擦攪拌溶接で溶接線２８を形成する際の摩擦熱を有効に利用して接着を行うため、製造作業の効率化を図ることもできる。
【００５８】
また、本実施の形態例の流路内蔵型台座２１の製造方法によれば、溶接線２８は複数本（図示例では２本又は３本）の溝２４の周囲を囲み、溶接線２８内の中央部ではプレート２２とプレート２３とをスポット溶接するため、複数本の溝２４の周囲を溶接線２８で囲んでも、前記スッポト溶接の補強によって溶接線２８内の中央部が膨らむ（プレート２２，２３間の隙間が大きくなる）のを確実に防止することができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態例の流路内蔵型台座２１は２枚のプレート２２，２３を接合してなるものであるが、必ずしもこれに限定するものではなく、本発明は３枚以上のプレートを接合してなる流路内蔵型台座にも適用することができる。
【００６０】
また、上記実施の形態例の流路内蔵型台座２１ではろう材３０を予めプレート２３に設けているが、これに限定するものではなく、ろう材３０をプレート２２に予め設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は流路内蔵型台座に関し、溶接線のシール機能を維持する場合に適用して有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態例に係る流路内蔵型台座の製造方法を示す断面図（（ｂ）のＣ−Ｃ線矢視断面図）、（ｂ）は前記流路内蔵型台座の製造方法を示す平面図（（ａ）のＤ方向矢視図）、（ｃ）は（ｂ）のＥ−Ｅ線矢視断面拡大図である。
【図２】（ａ）は前記流路内蔵型台座の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線矢視断面図拡大図、（ｃ）は（ａ）のＧ−Ｇ矢視断面拡大図である。
【図３】（ａ）は溶接線で２本の溝の周囲を囲む場合の流路内蔵型台座の構成例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ線矢視断面拡大図である。
【図４】（ａ）は溶接線で３本の溝の周囲を囲む場合の流路内蔵型台座の他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ線矢視断面拡大図である。
【図５】燃料電池発電システムの構成図である。
【図６】従来の流路内蔵型台座の全体構成の概要を示す分解斜視図である。
【図７】（ａ）は前記流路内蔵型台座の一部を詳細に示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面拡大図である。
【図８】多数の溝の構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
２１  流路内蔵型台座
２２  プレート
２２ａ  表面
２２ｂ  接合面
２３  プレート
２３ａ  接合面
２３ｂ  表面
２４  溝
２５  連通孔
２６  摩擦攪拌溶接機
２７  先端工具
２８  溶接線
２９  段差部
３０  ろう材
３１  溝と溶接線の間
３２  スポット溶接部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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