金属结构体的制造方法、及金属结构体技术

本发明专利技术涉及一种金属结构体的制造方法及金属结构体。本发明专利技术提供一种能够抑制或防止接合部位中产生缺陷及制造步骤的繁杂化、且能够确保设计自由度的金属结构体的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
金属结构体的制造方法、及金属结构体
本专利技术涉及一种金属结构体的制造方法、及金属结构体。
技术介绍
作为现有的金属结构体，有具备主体部与盖部的金属结构体。在主体部形成盖槽。在主体部的盖槽的底面进而形成凹槽。盖部嵌合于盖槽。盖槽周边处的主体部与盖部接合。由此，由凹槽与盖部包围的空间成为内部空间，能够用作流体的流路。这样的金属结构体可用作传热用金属结构体。传热用金属结构体例如以与应热交换、加热或冷却的对象物接触或接近的方式配置。例如，当热从对象物释放时，能够通过使冷却介质流入该流路，而使热从对象物传递到金属主体部及冷却介质，从而释放对象物的热。专利文献1公开了一种技术，关于金属结构体，通过摩擦搅拌接合将盖槽周边处的主体部与盖部加以接合。[
技术介绍
文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2014-240706号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术的目的在于提供一种抑制或防止接合部位中产生缺陷及制造步骤的繁杂化且能够确保设计自由度的金属结构体的制造方法、及金属结构体。[解决问题的技术手段]本专利技术人对所述问题进行研究，获得以下的知识见解。图1(a)、(b)是示意性地表示利用摩擦搅拌接合所进行的主体部101与盖部102的接合的情况的横剖视图。此外，此处，横剖视图是指由与作为流体的流路的内部空间103延伸的方向正交的平面所获得的剖视图。如图1(a)所示，确保主体部101与盖部102的接合部位(工具105的前端部105a的通过位置)与内部空间103的水平方向上的距离GD相对较大。其原因在于，如图1(b)所示，如果距离GD较短，那么在摩擦搅拌接合时，有金属母材103a进入至内部空间103内而接合部位产生缺陷的可能性。因此，需要下述(i)或(ii)的任一者。(i)以充分确保距离GD的方式设计金属结构体。(ii)对难以确保距离GD的部位采用摩擦搅拌接合以外的接合方法。如所述(i)所述，在进行设计以充分确保距离GD时，例如产生难以密集地配置内部空间103，而金属结构体的设计自由度受到限制的问题。另一方面，如所述(ii)所述，在将摩擦搅拌接合与其他接合方法组合时，存在制造步骤繁杂化的问题。图2(a)、(b)是示意性地表示利用摩擦搅拌接合所进行的主体部101与盖部102的接合的情况的纵剖视图。此外，此处所说的纵剖视图是指由与作为流体的流路的内部空间103延伸的方向平行的平面所获得的剖视图。但是，图2(a)、(b)由于是以工具105的通过位置为基准的纵剖视图，所以不表示内部空间103。在图2(a)中，盖部102嵌入到形成在主体部101的盖槽(未图示)。摩擦搅拌用装置(未图示)的工具105具有圆柱形状，并且具有较细的前端部105a。工具105的前端部105a在工具105的前进方向上，以位于更前方的方式相对于铅垂方向VD倾斜。该倾斜角D(前进角)例如优选为超过0度且为5度以下，更优选为1度以上4度以下。然而，在工具105具有倾斜角D的状态下，如果使工具105向前进方向PD移动，那么在前进方向PD的前方处，盖部102会如图2(b)所示产生像上浮一样的变形。这样的变形的容易度或变形量以与工具105的大小(即负载)成比例的方式增大。因此，在盖部102的厚度较大的情况下，有在摩擦搅拌接合时盖部102容易变形，而摩擦搅拌用装置的工具105容易破损的问题。因此，有时难以采用厚度较大的盖部102，而金属结构体的设计自由度受到限制。另外，在采用厚度较大的盖部102的情况下，如果为了确保工具105的机械强度而使工具105大型化，那么必须确保接合部位更大，因此金属结构体的设计自由度进一步受到限制。另外，由于需要用来防止或抑制盖部102变形的措施，因此产生制造步骤繁杂化的问题。本专利技术人基于以上的知识见解，完成了本专利技术。作为本专利技术的实施方式，可采用如以下的构成。(1)一种金属结构体的制造方法，所述金属结构体包含2个金属部件，所述2个金属部件以在垂直方向相互重叠的状态通过摩擦搅拌接合而接合，所述2个金属部件构成为通过在所述垂直方向相互重叠而形成在所述2个金属部件之间具有内部空间的组装体，所述组装体具有：非连续部，构成为在所述组装体内部的露出于所述内部空间的位置处，通过所述2个金属部件不相互接合地接触或接近而所述2个金属部件非连续；以及非接合部，构成为在所述组装体内部的不露出于所述内部空间的位置处，通过所述2个金属部件不相互接合地接触或接近而所述2个金属部件具有相互的交界，且与所述非连续部物理地连续；所述非接合部包括上侧部分，所述上侧部分是在从所述垂直方向观察所述组装体时，以所述组装体的上表面为基准，在比所述非连续部浅的位置处所述2个金属部件不相互接合地在所述垂直方向接触或接近，所述非连续部及所述上侧部分各自以在从所述垂直方向观察所述组装体时包围所述内部空间的方式形成，所述制造方法具有：准备步骤，准备所述2个金属部件；组装步骤，通过使所述2个金属部件在所述垂直方向重叠来形成所述组装体；以及接合步骤，使所述摩擦搅拌接合用的工具一边旋转一边从所述组装体的上表面插入至接合深度为止，从所述垂直方向观察沿着所述上侧部分移动，由此形成将所述2个金属部件接合的接合部，所述接合部以将所述非接合部残留在经由所述非连续部而与所述内部空间连通的内侧位置的方式形成；所述接合深度是所述摩擦搅拌接合到达所述上侧部分但未到达所述非连续部的深度的深度。根据(1)的制造方法，在接合步骤中，以摩擦搅拌接合到达上侧部分但未到达非连续部的方式将工具插入至组装体。上侧部分位于比非连续部浅的位置。由于接合部的形成是在较浅的位置来进行的，所以不将工具插入至较深的位置。接合时能够减少施加至金属结构体的负载，并且能够抑制或防止摩擦搅拌接合用的工具的大型化。可抑制或防止金属部件的变形。能够采用厚度较大的金属部件。由于能够确保工具的插入位置与内部空间的距离，所以能够抑制或防止因摩擦搅拌接合而金属母材流入至内部空间的事态发生。另外，摩擦搅拌接合通过对2个金属部件在垂直方向重叠的上侧部分进行，而形成接合部。因此，可防止该接合部中产生缺陷。根据以上内容，根据(1)的制造方法，能够防止缺陷产生，且能够提高金属结构体的设计自由度。另外，根据(1)的制造方法，由于能够在较浅的位置处接合，所以容易采用摩擦搅拌接合。无须将摩擦搅拌接合与其他接合方法组合，能够采用仅利用摩擦搅拌接合便能够接合的构成。但是，(1)的金属结构体中的2个金属部件的接合未必仅限定为摩擦搅拌接合。也可以与摩擦搅拌接合一起使用除摩擦搅拌接合以外的接合方法。通过采用(1)的制造方法，设计自由度提高，能够采用2个金属部件的接合容易的结构，可减少由接合方法的组合所带来的缺点。(2)根据(1)的制造方法，其中在所述接合步骤中，所述接合部以所述非接合部在所述内侧位置处具有在所述垂直方向延伸的部分的方式形成。根据(2)的制造方法，由于非接合部在内侧位置处具有在垂直方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属结构体的制造方法，/n所述金属结构体包含2个金属部件，所述2个金属部件以在垂直方向相互重叠的状态通过摩擦搅拌接合而接合，/n所述2个金属部件构成为通过在所述垂直方向相互重叠而形成在所述2个金属部件之间具有内部空间的组装体，所述组装体具有：非连续部，构成为在所述组装体内部的露出于所述内部空间的位置处，通过所述2个金属部件不相互接合地接触或接近而所述2个金属部件非连续；以及非接合部，构成为在所述组装体内部的不露出于所述内部空间的位置处，通过所述2个金属部件不相互接合地接触或接近而所述2个金属部件具有相互的交界，且与所述非连续部物理地连续；所述非接合部包括上侧部分，所述上侧部分是在从所述垂直方向观察所述组装体时，以所述组装体的上表面为基准，在比所述非连续部浅的位置处所述2个金属部件不相互接合地在所述垂直方向接触或接近，所述非连续部及所述上侧部分各自以在从所述垂直方向观察所述组装体时包围所述内部空间的方式形成，/n所述制造方法具有：/n准备步骤，准备所述2个金属部件；/n组装步骤，通过使所述2个金属部件在所述垂直方向重叠来形成所述组装体；以及/n接合步骤，使所述摩擦搅拌接合用的工具一边旋转一边从所述组装体的上表面插入至接合深度为止，从所述垂直方向观察沿着所述上侧部分移动，由此形成将所述2个金属部件接合的接合部，所述接合部以将所述非接合部残留在经由所述非连续部而与所述内部空间连通的内侧位置的方式形成；/n所述接合深度是所述摩擦搅拌接合到达所述上侧部分但未到达所述非连续部的深度的深度。/n...

【技术特征摘要】
20191213 JP 2019-2255131.一种金属结构体的制造方法，
所述金属结构体包含2个金属部件，所述2个金属部件以在垂直方向相互重叠的状态通过摩擦搅拌接合而接合，
所述2个金属部件构成为通过在所述垂直方向相互重叠而形成在所述2个金属部件之间具有内部空间的组装体，所述组装体具有：非连续部，构成为在所述组装体内部的露出于所述内部空间的位置处，通过所述2个金属部件不相互接合地接触或接近而所述2个金属部件非连续；以及非接合部，构成为在所述组装体内部的不露出于所述内部空间的位置处，通过所述2个金属部件不相互接合地接触或接近而所述2个金属部件具有相互的交界，且与所述非连续部物理地连续；所述非接合部包括上侧部分，所述上侧部分是在从所述垂直方向观察所述组装体时，以所述组装体的上表面为基准，在比所述非连续部浅的位置处所述2个金属部件不相互接合地在所述垂直方向接触或接近，所述非连续部及所述上侧部分各自以在从所述垂直方向观察所述组装体时包围所述内部空间的方式形成，
所述制造方法具有：
准备步骤，准备所述2个金属部件；
组装步骤，通过使所述2个金属部件在所述垂直方向重叠来形成所述组装体；以及
接合步骤，使所述摩擦搅拌接合用的工具一边旋转一边从所述组装体的上表面插入至接合深度为止，从所述垂直方向观察沿着所述上侧部分移动，由此形成将所述2个金属部件接合的接合部，所述接合部以将所述非接合部残留在经由所述非连续部而与所述内部空间连通的内侧位置的方式形成；
所述接合深度是所述摩擦搅拌接合到达所述上侧部分但未到达所述非连续部的深度的深度。


2.根据权利要求1所述的制造方法，其中
在所述接合步骤中，所述接合部以所述非接合部在所述内侧位置处具有在所述垂直方向延伸的部分的方式形成。


3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中
在所述接合步骤中，所述接合部以使所述非接合部除了残留在所述内侧位置以外，还残留在不与所述内部空间连通的外侧位置的方式形成。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中
所述上侧部分以在从所述垂直方向观察所述组装体时，在不与所述内部空间重叠的位置处包围所述内部空间的方式形成，
所述非连续部以在从所述垂直方向观察所述组装体时，沿着所述内部空间的外周缘包围所述内部空间的方式形成。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中
所述2个金属部件为主体部及盖部，
所述主体部在从所述垂直方向观察时与所述上侧部分对应的位置处，具有以朝向所述组装体的所述上表面突出的方式形成的肩部，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田尚宪，
申请(专利权)人：京浜乐梦金属科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP