金属结构体的制造方法、及金属结构体

摘要

本发明涉及一种金属结构体的制造方法及金属结构体。本发明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。

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属结构体的制造方法、及金属结构体。

背景技术

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。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2014-240706号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明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]

本发明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。

本发明人基于以上的知识见解，完成了本发明。作为本发明的实施方式，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延伸的部分，所以 可在垂直方向确保非连续部与接合部的距离。因此，例如，即便未充分确保非连续部与接合部的水平方向的距离，也能够确保非连续部与接合部的距离。结果，例如，能够更 紧密地配置内部空间。可抑制缺陷产生，并且可抑制或防止制造步骤的复杂化，且可提 高设计自由度。

(3)根据(1)或(2)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。

根据(3)的制造方法，以非接合部残留在接合部的两侧(也就是内侧位置及外侧位置 的两处)的方式形成接合部。可抑制或防止接合部中产生空隙。结果，能够防止金属结构体产生缺陷，尤其能够防止内部空间产生缺陷，且能够避免制造步骤的繁杂化，并且能 够提高金属结构体的设计自由度。

此外，由于在外侧非接合部(残留在外侧位置的非接合部)与该内部空间之间存在接 合部，所以外侧非接合部不与该内部空间连通。然而，在该金属结构体具有其他内部空间的情况下，所述外侧非接合部也可以与该其他内部空间连通。该外侧非接合部在以该 其他内部空间为基准观察时，相当于内侧非接合部。另外，该外侧非接合部也可与金属 结构体的外部连通。

(4)根据(1)～(3)中任一项的制造方法，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。

根据(4)的制造方法，能够防止金属结构体产生缺陷，尤其能够防止内部空间产生缺 陷，且能够避免制造步骤的繁杂化，并且能够提高金属结构体的设计自由度。

(5)根据(1)～(4)中任一项的制造方法，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，

所述盖部具有以在所述盖部与所述主体部重叠时承收所述肩部的方式形成的有底 槽，

所述接合深度是所述摩擦搅拌接合到达所述肩部但未到达所述非连续部的深度的 深度。

根据(5)的制造方法，能够防止金属结构体产生缺陷，尤其能够防止内部空间产生缺 陷，且能够避免制造步骤的繁杂化，并且能够提高金属结构体的设计自由度。

(6)根据(5)的制造方法，其中

所述主体部在表面具有用来供所述盖部嵌合的盖槽，所述肩部以从所述盖槽的底面 朝向所述组装体的所述上表面突出的方式形成，

所述盖部构成为具有能够嵌合在所述盖槽的形状，且在将所述盖部嵌合在所述盖槽 时所述肩部被所述有底槽承收。

根据(6)的制造方法，能够防止金属结构体产生缺陷，尤其能够防止内部空间产生缺 陷，且能够避免制造步骤的繁杂化，并且能够提高金属结构体的设计自由度。

(7)根据(1)～(6)中任一项的制造方法，其中

所述金属结构体是以与应热交换、加热或冷却的对象物接触或接近的方式设置的传 热用金属结构体。

根据所述(7)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， 尤其能够提高内部空间的设计自由度。通过将内部空间设为流体的流路，例如，能够实现将流体的密闭性优异的流路密集地配置的金属结构体。也就是说，通过较高的密闭性 与设计自由度，能够实现具有优异的传热性的金属结构体。也就是说，根据(7)的制造方 法，能够制造适合用于传热的金属结构体。

(8)根据(1)～(6)中任一项的金属结构体，

所述金属结构体是在所述内部空间为空腔的状态下使用的中空金属结构体。

根据所述(8)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， 尤其能够提高内部空间的设计自由度。通过将内部空间设为空腔，例如，能够实现将空腔密集地配置的金属结构体。也就是说，能够实现与结构体的机械强度、重量及尺寸的 组合相关的设计自由度较高的中空金属结构体。

(9)一种金属结构体，

所述金属结构体具有：

内部空间，设置在所述金属结构体内部；

非连续部，构成为在构成划分形成所述内部空间的金属壁部的2个金属部分露出于 所述内部空间的位置处，通过不相互接合地接触或接近，所述2个金属部分非连续；

内侧非接合部，构成为在所述金属结构体内部的不露出于所述内部空间的位置处， 通过所述2个金属部分不相互接合地接触或接近，所述2个金属部分具有交界，且形成在经由所述非连续部而与所述内部空间连通的内侧位置；以及

接合部，以在所述金属结构体内部的不露出于所述内部空间的位置处，所述2个金属部分的交界无法识别或难以识别的方式将所述内侧非接合部的一端封闭；

所述接合部以位于一个或实质一个平面内，且在从相对于所述平面垂直或实质垂直 的垂直方向观察时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时包围所述内部空间的方式形成，

所述内侧非接合部具有在所述垂直方向延伸的部分，使得所述非连续部与所述接合 部在所述垂直方向上位于不同的高度。

根据(9)的金属结构体，能够防止金属结构体产生缺陷，尤其能够防止内部空间产生 缺陷，且能够避免制造步骤的繁杂化，并且能够提高金属结构体的设计自由度。

(10)根据(9)的金属结构体，其中

所述金属结构体还具有外侧非接合部，所述外侧非接合部构成为在所述金属结构体 内部的不露出于所述内部空间的位置处，通过所述2个金属部分不相互接合地接触或接近而所述2个金属部分具有交界，且位于不与所述内部空间连通的外侧位置，一端由所 述接合部封闭。

所述(10)的金属结构体以内侧非接合部与外侧非接合部位于接合部的两侧的方式制 造。可抑制或防止制造时接合部中产生空隙。

(11)根据(9)或(10)的金属结构体，其中

所述金属结构体是以与应热交换、加热或冷却的对象物接触或接近的方式设置的传 热用金属结构体。

根据所述(11)的金属结构体，能够防止缺陷产生，且能够提高金属结构体的设计自 由度，尤其能够提高内部空间的设计自由度。通过将内部空间设为流体的流路，例如，能够实现将流体的密闭性优异的流路密集地配置的金属结构体。也就是说，通过较高的 密闭性与设计自由度，能够实现具有优异的传热性的金属结构体。也就是说，(11)的金 属结构体适合用于传热。

(12)根据(9)或(10)的金属结构体，其中

所述金属结构体是在所述内部空间为空腔的状态下使用的中空金属结构体。

根据所述(12)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，尤其能够提高内部空间的设计自由度。通过将内部空间设为空腔，例如，能够实现将空腔密集地配置的金属结构体。也就是说，能够实现与结构体的机械强度、重量及尺 寸的组合相关的设计自由度较高的中空金属结构体。

[发明的效果]

根据本发明，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。

附图说明

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与盖部的接合的情况 的剖视图。

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与盖部的接合的情况 的剖视图。

图3(a)是示意性地表示金属结构体的俯视图，图3(b)是图3(a)的A-A线剖视图。

图4(a)～(c)是表示实施方式的金属结构体的制造步骤的剖视图。

图5是示意性地表示接合中的主体部及盖部的剖视图。

图6(a)是示意性地表示其他实施方式的金属结构体的俯视图，图6(b)～(e)是表示其 制造步骤的剖视图，相当于图6(a)的B-B线剖视图。

图7(a)是示意性地表示现有的金属结构体的接合中的主体部及盖部的剖视图，图7(b)是示意性地表示实施方式的接合中的主体部及盖部的剖视图。

图8(a)及图8(b)是示意性地表示现有的金属结构体的剖视图，图8(c)及图8(d)是示 意性地表示实施方式的金属结构体的剖视图。

图9是示意性地表示其他实施方式的金属结构体的剖视图。

图10是示意性地表示其他实施方式的金属结构体的制造方法的剖视图。

具体实施方式

＜＜一实施方式的金属结构体＞＞

首先，对一实施方式的金属结构体10进行说明。图3(a)是示意性地表示金属结构体 10的俯视图。图3(b)是图3(a)的A-A线剖视图。

金属结构体10具有内部空间3、非连续部3c、内侧非接合部3d、接合部3f、及外 侧非接合部3h。

金属结构体10为板状体。如图3(a)所示，金属结构体10具有俯视时在长边方向(图3(a)中的上下方向)延伸的矩形状。如图3(b)所示，金属结构体10具有剖视矩形状。金 属结构体10以包含金属部分1a及金属部分2a的方式构成。金属部分1a与金属部分2a 在接合部3f中相互接合。金属结构体10为铜制。也就是说，金属部分1a及金属部分 2a包含铜。构成金属结构体10的金属并无特别限定。作为该金属，例如，可列举铜、 铝或包含这些中的至少一种的合金。另外，金属部分1a及金属部分2a既可以由相互相 同的金属构成，也可以由不同的金属构成。

内部空间3设置在金属结构体10的内部。内部空间3具有俯视时在长边方向(图3(a) 中的上下方向)延伸的形状。内部空间的形状并无特别限定。内部空间既可以为U字状，也可以为锯齿形状。1个金属结构体中的内部空间的数量并无特别限定，为1个或多个。 内部空间3由金属壁部3b划分形成。金属壁部3b由金属结构体10中露出于内部空间3 的部分构成。金属壁部3b包括由金属部分1a构成的部分、及由金属部分2a构成的部 分。金属部分1a相当于下述主体部1。金属部分2a相当于下述盖部2。金属部分1a与 金属部分2a通过在接合部3f中接合而一体化。

非连续部3c是如下部分，即，构成为在金属部分1a及金属部分2a露出于内部空间3的位置处，通过不相互接合地接触或接近，金属部分1a及金属部分2a非连续。非连 续部3c以在从垂直方向X观察时包围内部空间3的方式形成。

内侧非接合部3d是如下部分，即，构成为在金属结构体10的不露出于内部空间3的位置处，通过金属部分1a及金属部分2a不相互接合地接触或接近而金属部分1a及金 属部分2a具有交界，且形成在经由非连续部3c而与内部空间3连通的内侧位置。也就 是说，内侧非接合部3d的一端3e由接合部3f封闭，非连续部3c相当于内侧非接合部 3d的另一端。内侧非接合部3d具有在垂直方向X延伸的部分，使得非连续部3c与接 合部3f在垂直方向X上位于不同的高度。内侧非接合部3d位于接合部3f的内侧位置。 此外，接合部3f的内侧位置是指位于相对地接近内部空间3的位置，且经由非连续部 3c而与内侧空间3连通的位置。另一方面，接合部3f的外侧位置是指位于距内部空间3 相对较远的位置，且不与内侧空间3连通的位置。

接合部3f是如下部分，即，在金属结构体10的不露出于内部空间3的位置处，以 金属部分1a及金属部分2a的交界无法识别或难以识别的方式将内侧非接合部3d的一 端3e封闭。此外，交界无法识别还是难以识别无须严格地区分开。可在接合部3f的内 侧位置与外侧位置之间阻断流体的进出。接合部3f位于一个平面S中。平面S是虚拟 平面。垂直方向X是指与平面S垂直或实质垂直地相交的方向。也就是说，接合部3f 在垂直方向X位于相同或实质相同的高度(深度)。平面S也可以在垂直方向X具有宽度。 包含接合部3f的平面S包含于金属部分2a中。换句话说，接合部3f形成在金属部分 2a。另外，接合部3f以在从垂直方向X观察时，如图3(a)所示那样包围内部空间3的方 式形成。

外侧非接合部3h是如下部分，即，构成为在金属结构体10的不露出于内部空间3的位置处，通过金属部分1a及金属部分2a不相互接合地接触或接近而金属部分1a及金 属部分2a具有交界，且外侧非接合部3h位于外侧位置，一端3g由接合部3f封闭。外 侧非接合部3h的另一端也可与金属结构体10的外部连通。在金属结构体10具有其他 内部空间3的情况下，外侧非接合部3h的另一端也可与其他内部空间3连通。此外， 也有根据金属结构体的结构而在外侧位置不存在外侧非接合部的情况。

内部空间3经由形成在金属部分2a的贯通孔3a而与金属结构体10的外部连通。 如图3(a)所示，在金属部分2a形成着2个贯通孔3a。贯通孔3a例如用作冷媒等流体的 注入口或排出口。此外，贯通孔3a的数量并无特别限定。贯通孔3a既可以为1个，也 可以为多个。贯通孔3a仅形成在金属部分2a，但也可以仅形成在金属部分1a，还可形 成在金属部分1a及金属部分2a双方。

贯通孔3a形成在金属部分2a。如上所述，接合部3f也形成在金属部分2a。这样， 贯通孔3a及接合部3f优选形成在一个金属部分2a，不形成在另一个金属部分1a。由此， 防止经由金属部分1a而内部空间3与金属结构体10的外部的流体流通。例如，在冷媒 等流体流入内部空间3时，防止流体从金属部分1a泄漏。因此，金属部分1a可适合用 作与应热交换、加热或冷却的对象物接触或接近的传热面。在本实施方式中，金属部分 1a具有传热面，但金属部分2a也可以具有传热面。另外，如图3(a)所示，内部空间3 优选通过遍及内部空间3的整个外周形成接合部3f，而除贯通孔3a外均得以密闭。此 外，贯通孔3a并非必需的构成。

金属结构体10的用途并无特别限定。金属结构体10例如也可以是在内部空间3为空腔的状态下使用的中空金属结构体。另外，金属结构体10也可以是以与应热交换、 加热或冷却的对象物接触或接近的方式设置的传热用金属结构体。金属结构体10具有 密闭性优异的内部空间3。也就是说，在接合部3f中相互接合的主体部1及盖部2能够 阻断内部空间3与金属结构体10的外部之间的流体的进出。金属结构体10可适当地使 用，以使内部空间3作为流体的流路或贮存部发挥功能。该流体例如为气体或液体。在 金属结构体10用作传热用金属结构体的情况下，流体例如为冷媒等传热用流体。

＜＜一实施方式的金属结构体的制造方法＞＞

接下来，参照图4(a)～(c)及图5，对一实施方式的金属结构体10的制造方法进行说 明。

＜准备步骤＞

首先，在准备步骤中，如图4(a)所示，准备主体部1，并且如图4(b)所示，准备盖 部2。主体部1及盖部2分别相当于“金属部件”。

主体部1包含金属材料。该金属材料只要是能够通过用摩擦搅拌的摩擦热软化而塑 性流动的金属材料，则并无特别限定。作为该金属材料，例如，可列举铜、铝、或包含 这些中的至少一种的合金。主体部1为板状体。主体部1为长条状的板状体。主体部1 的形状并不限定为板状体。

如图4(a)所示，主体部1具有用来划分形成内部空间3的第一划分形成面1d。在本实施方式中，内部空间3相当于形成在主体部1的槽内的空间。第一划分形成面1d相 当于形成在主体部1的槽的表面。利用主体部1的第一划分形成面1d与图4(b)所示的 盖部2的第二划分形成面2d，划分形成内部空间3。在第一划分形成面1d的外侧，如 图4(a)所示形成着肩部4。

盖部2包含金属材料。该金属材料只要是能够通过用摩擦搅拌的摩擦热软化而塑性 流动的材料，则并无特别限定。作为该金属材料，例如，可列举铜、铝或包含这些中的 至少一种的合金。盖部2的材料既可与主体部1的材料相同或实质相同，也可与主体部 1的材料不同。

如图4(b)所示，盖部2具有与第一划分形成面1d一起划分形成内部空间3的第二划分形成面2d。如图4(b)所示，盖部2具有在将盖部2载置于主体部1时与主体部1的 外侧表面1b抵接的接触面2b。在接触面2b形成着用来承收肩部4的有底槽6。有底槽 6为有底的槽。有底槽6的截面形状为矩形状。此外，在本实施方式中，第一划分形成 面1d呈凹部，第二划分形成面2d为平坦面。然而，也可以是第一划分形成面1d为平 坦面，第二划分形成面2d呈凹部。另外，还可以是第一划分形成面1d及第二划分形成 面2d双方均具有凹部。

＜组装步骤＞

在组装步骤中，如图4(c)所示，以主体部1的肩部4被盖部2的有底槽6承收的方式，将盖部2载置在主体部1上。由此，形成具有内部空间3的组装体10a。组装体10a 中，在垂直方向上，主体部1位于下方，盖部2位于上方。组装体10a具有非连续部3c 及非接合部3n。非连续部3c是如下部分，即，构成为在组装体10a的露出于内部空间 3的位置处，通过主体部1与盖部2不相互接合地接触或接近，主体部1与盖部2具有 相互的交界。非接合部3n构成为在组装体10的不露出于内部空间的位置处，通过主体 部1及盖部2不相互接合地接触或接近，主体部1与盖部2具有相互的交界。非接合部 3n是主体部1与盖部2的交界。非接合部3n与同样地作为主体部1与盖部2的交界的 非连续部3c物理地连通。在组装体10a中，非接合部3n包含上侧部分8。上侧部分8 是如下部分，即，在从垂直方向X观察组装体10a时，以组装体10a的上表面2c为基 准，在比非连续部3c浅的位置处，主体部1与盖部2不相互接合地在垂直方向X接触 或接近。上侧部分8是肩部4与有底槽6在垂直方向X重叠的部分。非连续部3c及上 侧部分8以在从垂直方向X观察组装体10a时包围内部空间3的方式形成(参照图3(a))。

＜接合步骤＞

如图5所示，对组装体10a进行接合步骤。在接合步骤中，将主体部1与盖部2利 用摩擦搅拌接合来接合。摩擦搅拌用装置(未图示)的工具5用于该接合步骤。工具5由 耐热性及耐磨耗性较高的材料形成。工具5为前端具有尖细的前端部5a的圆柱状体。 工具5以一边旋转一边移动的方式，由摩擦搅拌用装置所具备的驱动装置来控制。具体 来说，工具5能够一边旋转，一边进行相对于主体部1及盖部2的相对性的升降移动与 相对于主体部1及盖部2的相对性的平行移动。升降移动是向垂直方向X的移动。平行 移动是向与垂直方向X垂直的方向的移动。在工具5的前端部5a，在外周面处设置着 螺旋状的螺纹槽(未图示)。

在接合步骤中，使工具5一边旋转，一边从组装体10a的上表面2c插入至盖部2 内的接合深度为止。组装体10a的上表面2c相当于盖部2中的与接触面2b相反侧的面。 图5表示工具5一边旋转一边插入至接合深度为止的状态。接合深度是摩擦搅拌接合的 深度WD到达被有底槽6承收的肩部4，但未到达外侧表面1b(非连续部3c)的深度。换 句话说，接合深度以摩擦搅拌接合的深度WD满足深度SD≦WD＜深度OD的方式设定。 此外，如图5所示，深度SD是从盖部2的上表面2c到肩部4为止的深度。深度OD是 从盖部2的上表面2c到外侧表面1b(非连续部3c)为止的深度。此时，接合部3f以将非 接合部3n残留在经由非连续部3c而与内部空间3连通的内侧位置的方式形成。结果， 非接合部3n作为内侧非接合部3d(参照图3(b))残留。进而，非接合部3n也作为外侧非 接合部3h(参照图3(b))残留。此外，肩部4(上侧部分8)的宽度并无特别限定，既可以是 工具5的前端5a的宽度以上，也可以是该宽度以下。肩部4具有从外侧表面1b向上方 突出但未到达主体部1的表面1s的高度。

在工具5以所述方式旋转且插入至接合深度WD为止的状态下，使工具5以在俯视时沿着肩部4(参照图3(a))的方式移动。肩部4的顶部与有底槽6的底部的金属材料通过 摩擦热以固相状态进行流动且被搅拌而一体化。由此，肩部4的顶部与有底槽6的底部 得以接合。结果，主体部1与盖部2得以接合。由此，制造出通过将主体部1与盖部2 摩擦搅拌接合而构成的金属结构体10。在本实施方式中，由于工具5未到达内部空间3 的深度，所以能够缩短上侧部分8(工具5的前端部5c的通过位置)与内部空间3的水平 方向上的距离GD。本实施方式中的距离GD比图1(a)中的距离GD短。

此外，金属结构体10的制造方法也可以具有准备步骤、组装步骤及接合步骤以外的步骤。例如，金属结构体10的制造方法也可具有在组装步骤与接合步骤之间，用来 定位主体部1与盖部2的步骤。定位可通过夹紧(clamp)方法等机械方法来进行。定位也 可通过利用摩擦搅拌接合而相互隔开间隔地形成多个接合部来进行。接合部既可以是点 状，也可以是具有特定长度的线状。另外，在定位步骤中，也可在设置多个点状接合部 之后，设置多个线状接合部。另外，也可在接合步骤之后，进行用来将由接合步骤产生 的毛边去除的平坦处理。进而，像使用图2所说明的那样，也可在接合步骤中使工具5 倾斜。

＜＜其他实施方式＞＞

接下来，也对其他实施方式进行说明。图6(a)是示意性地表示其他实施方式的金属 结构体10的俯视图，图6(b)～(e)是表示其制造步骤的剖视图，相当于图6(a)的B-B线剖视图。关于与图3～图5的实施方式中所包含的构成相同的构成，标注相同的符号。

如图6(a)所示，在本实施方式的金属结构体10中，对1个主体部1设置2个盖部2。 1个主体部1及2个盖部2相当于“金属部件”。这样，金属结构体也可构成为包含3个 以上的金属部件。另外，本实施方式的金属结构体10中，一个盖部2与1个主体部1 相当于“以在垂直方向相互重叠的状态通过摩擦搅拌接合而接合的2个金属部件”，另 一个盖部2与1个主体部1也相当于“以在垂直方向相互重叠的状态通过摩擦搅拌接合 而接合的2个金属部件”。这样，金属结构体也可具有多个相当于“2个金属部件”的组 合。

如图6(a)所示，金属结构体10是在长边方向(图中上下方向)延伸的矩形板状体。金 属结构体10具有多个(2个)内部空间3。各内部空间3分别独立。各内部空间3具有在 长边方向延伸的形状。各内部空间3相互平行。

使用图6(a)～(e)，对该实施方式的制造方法进行说明。

首先，在准备步骤中，如图6(a)及(b)所示，准备1个主体部1与2个盖部2。

主体部1在主体部1的表面1s具有2个盖槽7。如图6(a)所示，盖槽7具有在长边 方向延伸的形状。如图6(b)所示，盖槽7的底面相当于外侧表面1b。在外侧表面1b形 成着肩部4。如图6(a)及(b)所示，肩部4以沿着凹槽(内部空间3)的侧缘且从盖槽7的表 面(外部表面1b)突出的方式形成。凹槽的底面相当于第一划分形成面1d。

如图6(c)所示，2个盖部2分别具有整体能够嵌合在盖槽7的形状。盖部2在接触 面2b具有有底槽6。接触面2b是指在将盖部2嵌合于盖槽7时与主体部1接触的盖部 2的面。有底槽6具有能够承收肩部4的形状。有底槽6优选以在承收肩部4时产生间 隙的方式形成。

接下来，在组装步骤中，如图6(d)所示，各盖部2以分别嵌合于主体部1的盖槽7 的方式载置在主体部1。由1个主体部1及2个盖部2划分形成多个(2个)内部空间3。 针对每个盖部2划分形成1个内部空间3。主体部1、盖部2及内部空间3的数量的关 系并不限定于这些例子，可适当设定。结果，在主体部1与盖部2之间，产生肩部4与 有底槽6在垂直方向X重叠的上侧部分8。上侧部分8在垂直方向X上位于比非连续部 3c浅的位置。

接下来，在接合步骤中，如图6(e)所示，通过对上侧部分8进行摩擦搅拌接合，来形成接合部3f。摩擦搅拌接合到达上侧部分8但未到达非连续部3c。

经过以上的步骤，制造出具有2个内部空间3的金属结构体10。

根据本实施方式，能够在金属结构体内形成相互独立且密集地配置的多个内部空间，能够确保广泛的设计自由度。进而，根据本实施方式，在采用厚度较大的板状体作 为盖部2的情况下，也能够确保广泛的设计自由度。关于该方面，参照图7(a)及图7(b) 进行说明。

在图7(a)及(b)中，盖部2的厚度OD较大。具体来说，厚度OD大于主体部1的厚 度T。

图7(a)是示意性地表示现有的金属结构体的接合中的主体部1及盖部2的剖视图。工具5的前端5a插入的深度，也就是接合深度以摩擦搅拌接合的深度WD满足WD≧ 深度OD的方式设定。由于工具5的前端5a深深地插入，所以有盖部2产生较大的变形 的可能性。另外，为了抑制或防止由这样的变形所致的内部空间3的气密性降低，必须 确保水平方向上的工具5的前端5a与内部空间3的距离GD较宽。

图7(b)是示意性地表示实施方式的接合中的主体部及盖部的剖视图。接合深度以摩 擦搅拌接合的深度WD满足深度SD≦WD＜深度OD的方式设定。由于工具5的前端 5a没有被深深地插入，所以可减少或防止盖部2较大变形的可能性。结果，可将距离GD设定得较窄。不仅对于内部空间的设计自由度，而且对于金属部件的厚度，也可确 保广泛的设计自由度。

接下来，使用图8(a)～(d)对非接合部的形状进行说明。

图8(a)是关于现有的金属结构体的制造方法的说明图。图8(b)是关于现有的金属结 构体的说明图。如图8(a)所示，在组装体110a中，主体部101与盖部102的接触面平坦。工具105的前端105a插入至盖部102，并到达主体部101。在接合后，如图8(b)所示， 非连续部103c、内侧非接合部103d、接合部103f及外侧非接合部103h位于相同的高度。

图8(c)是关于实施方式的金属结构体的制造方法的说明图。图8(d)是关于实施方式 的金属结构体的说明图。如图8(c)所示，在组装体10a中，主体部1具有肩部4。盖部2 具有用来承收肩部4的有底槽6。因此，肩部4与有底槽6在垂直方向重叠的上侧部分 8在垂直方向X上位于比非连续部3c高的位置。在接合后，如图8(d)所示，内侧非接合 部3d及外侧非接合部3h具有在垂直方向延伸的部分。由此，接合部3f位于比非连续部 3c高的位置。结果，图8(d)中的接合部3f与内部空间3的水平方向距离比图8(b)中的 接合部103f与内部空间103的水平方向距离短。

图9是示意性地表示其他实施方式的金属结构体10的剖视图。图9所示的金属结构体10具有多个内部空间3。主体部1具有多个肩部4。肩部4以将相邻的内部空间3 隔开的方式构成。盖部2具有多个有底槽6。各有底槽6以承收肩部4的方式构成。

在图9所示的金属结构体10中，如果以中央的内部空间3为基准，那么从右上方 的非连续部3c起，内侧非接合部3d、接合部3f及外侧非接合部3h依次相连，外侧非 接合部3h与位于右侧的内部空间3的左上方的非连续部3c连通。此处，外侧非接合部 3h不与中央的内部空间3连通。

另一方面，在以右侧的内部空间3为基准的情况下，从左上方的非连续部3c起， 内侧非接合部3d、接合部3f及外侧非接合部3h依次相连，外侧非接合部3h与位于中 央的内部空间3的右上方的非连续部3c连通。此处，外侧非接合部3h不与右侧的内部 空间3连通。

这样，以一个内部空间3为基准观察时的外侧非接合部3h也可相当于以相邻的内部空间3为基准观察时的内侧非接合部3d。

图9所示的金属结构体10以仅利用肩部4将相邻的内部空间3隔开的方式构成。 由此，金属结构体10可具有更密集地配置的多个内部空间3。可实现更高的设计自由度。

图10是示意性地表示其他实施方式的金属结构体10的制造方法的剖视图。在图10所示的组装体10a中，上侧部分8在垂直方向X上位于比非连续部3c高的位置。上侧 部分8为主体部1与盖部2在垂直方向重叠的部分。在上侧部分8的内侧位置处，非接 合部3n向下方延伸，并经由非连续部3c而与内部空间3连通。另一方面，在上侧部分 8的外侧位置处，非接合部3n向上方延伸并与组装体3c的外部连通。这样，上侧部分 8呈阶梯状。

在图10所示的例中，通过对上侧部分8以及向上方延伸的非接合部3n插入工具5的前端5a，来执行摩擦搅拌接合。因此，在图10所示的例中，不产生外侧非接合部。 这样，不一定必须产生外侧非接合部。通过对呈阶梯状的上侧部分8执行摩擦搅拌接合， 能够提高气密性。进而，如图10所示，在存在向上方延伸的非接合部的情况下，通过 以至少将该非接合部作为外侧非接合部残留的方式进行摩擦搅拌接合，能够进一步提高 气密性。

另外，所述实施方式及实施例中所列举的数值、材料、结构、形状等只不过为例子，也可以根据需要使用与这些不同的数值、材料、结构、形状等。

[符号的说明]

1:主体部

1a:金属部分

1b:外侧表面

1d:第一划分形成面

2:盖部

2a:金属部分

2b:接触面

2c:上表面

2d:第二划分形成面

3:内部空间(凹部)

3a:贯通孔

3b:金属壁部

3c:非连续部

3d:内侧非接合部

3e:(内侧非接合部的)一端

3f:接合部

3g:(外侧非接合部的)一端

3h:外侧非接合部

3n:非接合部

4:肩部

5:工具

5a:前端部

6:有底槽

7:盖槽

10:金属结构体

10a:组装体。