本发明涉及一种通过摩擦搅拌将金属构件彼此接合的接合方法及液冷套筒的制造方法。
背景技术：
例如，在专利文献1中记载有一种接合方法，在使第一金属构件与第二金属构件以截面呈l字状对接而形成对接部后，将旋转工具插入内角，以对对接部进行摩擦搅拌接合。在该摩擦搅拌接合中，在使仅搅拌销与第一金属构件及第二金属构件接触的状态下进行摩擦搅拌。
此外，例如，在专利文献2中记载有一种接合方法，将大小不同的第一金属构件与第二金属构件摩擦搅拌接合。在上述接合方法中，进行使第一金属构件与第二金属构件对接的对接工序以及将三棱柱状的辅助构件配置于第一金属构件与第二金属构件的内角处的工序，并且将旋转工具的搅拌销从辅助构件上方插入，在使仅搅拌销与第一金属构件、第二金属构件以及辅助构件接触的状态下，对对接部进行摩擦搅拌。
此外，以个人计算机为代表的电子设备随着性能提高，所装设的cpu(发热体)的发热量增大，cpu的冷却变得重要。以往，为了对cpu进行冷却，使用了空气冷却风扇方式的散热器，但诸如风扇噪音及空气冷却方式下的冷却极限这样的问题突出，作为新一代冷却方式，液冷套筒得到关注。
作为上述液冷套筒的制造方法，专利文献3中公开有一种技术，通过摩擦搅拌接合将金属制的构成构件彼此接合。以往的液冷套筒由箱状的套筒主体和板状的密封件构成，其中，上述套筒主体的上方打开，上述密封件将套筒主体的开口部密封。
在以往的液冷套筒的制造方法中，将板较厚的密封件载置于套筒主体的台阶部，将旋转工具的搅拌销从由套筒主体和密封件构成的内角插入，并使旋转工具绕密封件的周围一周。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013－49072号公报
专利文献2：日本专利特开2015－223607号公报
专利文献3：日本专利特开2016－2558号公报
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
若是专利文献1的接合方法，则由于无法利用轴肩部对塑性流动化的金属进行按压，因此，存在塑性流动化的金属溢出到外部而使接合部变得金属不足这样的问题。
此外，若是专利文献2的接合方法，则由于将辅助构件配置于内角处，并在使搅拌销与第一金属构件、第二金属构件以及辅助构件接触的状态下对对接部进行摩擦搅拌，因此，能防止接合部(内角)变得金属不足。但是，由于在摩擦搅拌工序后，在内角处会产生较多毛刺，因此，存在去除毛刺的作业变得繁杂这样的问题。
此外，在专利文献3的液冷套筒的制造方法中，由于在将仅搅拌销插入内角的状态下进行摩擦搅拌，因此，存在塑性流动材料溢出到外部而使接合部变得金属不足的担忧。此外，由于无法利用旋转工具的轴肩部对金属进行按压，因此，会产生很多毛刺，存在去除毛刺的工序变得繁杂这样的问题。
因而，本发明的技术问题在于提供一种能防止接合部的金属不足的接合方法。此外，本发明的技术问题在于提供一种能防止接合部变得金属不足并且能容易地去除毛刺的接合方法。另外，本发明的技术问题在于提供一种能防止接合部的金属不足并且能容易地去除毛刺的液冷套筒的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明的接合方法使用包括搅拌销的旋转工具将第一金属构件与第二金属构件接合，其特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，使上述第一金属构件与上述第二金属构件以截面呈大致l字状或大致t字状对接而形成对接部；配置工序，在上述配置工序中，在上述第一金属构件与上述第二金属构件的内角处，以与上述第一金属构件或上述第二金属构件面接触的方式配置辅助构件；以及摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述内角，在使仅上述搅拌销与上述第一金属构件、上述第二金属构件以及上述辅助构件接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述内角相对移动，来将上述第一金属构件、上述第二金属构件以及上述辅助构件接合。
此外，本发明的接合方法使用包括搅拌销的旋转工具将第一金属构件与第二金属构件接合，其特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，使上述第一金属构件与上述第二金属构件以截面呈大致l字状或大致t字状对接而形成对接部；配置工序，在上述配置工序中，在上述第一金属构件与上述第二金属构件的内角处，以使与上述第一金属构件及上述第二金属构件面接触的方式配置截面呈大致l字状的辅助构件；以及摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述辅助构件的内角，在使仅上述搅拌销与上述第一金属构件、上述第二金属构件以及上述辅助构件接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述内角相对移动，从而将上述第一金属构件、上述第二金属构件以及上述辅助构件接合。
根据上述接合方法，第一金属构件与第二金属构件被接合，并且，除了第一金属构件和第二金属构件之外，辅助构件也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部的金属不足。
此外，优选的是，包括去除工序，在上述去除工序中，将形成有毛刺的上述辅助构件从上述第一金属构件或上述第二金属构件去除。此外，优选的是，包括去除工序，在上述去除工序中，将通过上述摩擦搅拌工序被截断并且形成有毛刺的上述辅助构件从上述第一金属构件和上述第二金属构件去除。
根据上述接合方法，由于能将形成有毛刺的辅助构件整体去除，因此，能容易地去除毛刺。
此外，优选的是，在上述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使摩擦搅拌接合中产生的毛刺形成于上述辅助构件。
根据上述接合方法，由于能将毛刺集中于辅助构件，因此，能更容易地进行去除毛刺的作业。
此外，为了解决上述技术问题，本发明的接合方法使用包括搅拌销的旋转工具，将所要对接的面的形状互不相同的两个金属构件接合，其特征是，包括：对接工序，在上述对接工序中，使一方的上述金属构件与另一方的上述金属构件对接而形成对接部；配置工序，在上述配置工序中，在另一方的上述金属构件的周向范围内，将辅助构件配置于上述金属构件彼此的内角；摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将旋转的上述搅拌销插入上述内角，在仅使上述搅拌销与各个上述金属构件及上述辅助构件接触的状态下，在另一方的上述金属构件的周向范围内进行上述对接部的摩擦搅拌；以及去除工序，在上述去除工序中，将上述辅助构件从一方的上述金属构件和另一方的上述金属构件中的至少一方去除。
根据上述接合方法，除了金属构件彼此之外，辅助构件也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部的金属不足。此外，由于通过去除工序能将毛刺随着辅助构件一起去除，因此，能容易地去除毛刺。
此外，优选的是，在上述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使摩擦搅拌中产生的毛刺形成于上述辅助构件。根据上述接合方法，由于毛刺集中于辅助构件，因此，能更容易地去除毛刺。
此外，优选的是，上述金属构件均呈板状，在上述对接工序中，使一方的上述金属构件的正面与另一方的上述金属构件的背面对接。
此外，优选的是，一方的上述金属构件呈板状，另一方的上述金属构件呈圆柱状，在上述对接工序中，使一方的上述金属构件的正面与另一方的上述金属构件的端面对接。
此外，优选的是，一方的上述金属构件呈板状，另一方的上述金属构件呈筒状，在上述对接工序中，使一方的上述金属构件的正面与另一方的上述金属构件的端面对接。
此外，优选的是，一方的上述金属构件呈板状，另一方的上述金属构件呈圆筒状，在上述对接工序中，使一方的上述金属构件的正面与另一方的上述金属构件的端面对接。
此外，优选的是，在一方的上述金属构件上形成有贯穿孔，在上述对接工序中，利用另一方的上述金属构件覆盖上述贯穿孔。
此外，优选的是，在一方的上述金属构件上形成有贯穿孔，在上述对接工序中，使上述贯穿孔与另一方的上述金属构件的中空部连通。
根据上述接合方法，能将各种形状的金属构件彼此接合。
为了解决上述技术问题，在本发明的液冷套筒的制造方法中，上述液冷套筒由套筒主体和密封件构成，其中，上述套筒主体具有供热输送流体流通的凹部，上述密封件将上述凹部的开口部密封，其特征是，上述液冷套筒的制造方法包括：准备工序，在上述准备工序中，准备上述密封件，并且准备上述套筒主体，上述套筒主体具有底部和框状的周壁部，且包括台阶底面和台阶侧面，其中，上述周壁部从上述底部的周缘立起，上述台阶底面形成于比上述周壁部的端面下降一阶的位置，上述台阶侧面从上述台阶底面立起；对接工序，在上述对接工序中，将厚度尺寸比上述台阶侧面的高度尺寸大的上述密封件载置于上述台阶底面，以形成上述台阶侧面与上述密封件的侧面对接而成的对接部；配置工序，在上述配置工序中，将辅助构件配置于由上述周壁部的端面和上述密封件的侧面构成的内角；摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将包括搅拌销的旋转工具插入上述内角，在使仅上述搅拌销与上述套筒主体、上述密封件以及上述辅助构件接触的状态下，对上述对接部进行摩擦搅拌；以及去除工序，在上述去除工序中，将形成有毛刺的上述辅助构件从上述套筒主体和上述密封件中的至少一方去除，在上述摩擦搅拌工序中，使上述旋转工具沿着上述内角绕上述密封件一周，以将上述对接部接合。
根据上述制造方法，将辅助构件配置于内角，除了套筒主体和密封件之外，辅助构件也同时进行摩擦搅拌，藉此，能防止接合部的金属不足。此外，由于通过去除工序能将毛刺随着辅助构件一起去除，因此，能容易地去除毛刺。
此外，优选的是，在上述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使上述毛刺产生于上述辅助构件。根据上述制造方法，能更容易地去除毛刺。
此外，优选的是，在上述摩擦搅拌工序中，在使上述旋转工具的旋转中心轴朝外侧倾斜的状态下，进行摩擦搅拌。根据上述制造方法，能容易地将旋转工具插入内角。
此外，优选的是，在上述准备工序中，形成支承部和突出部，并且在上述密封件的背面形成凹槽，其中，上述支承部在上述底部包括与上述台阶底面共面的端面，上述突出部从上述支承部突出，在上述对接工序中，一边将上述突出部插入上述凹槽，一边将上述密封件载置于上述凹槽，在上述摩擦搅拌工序中，在使上述旋转工具的仅搅拌销与仅上述密封件接触、或者使上述旋转工具的仅搅拌销与上述突出部及上述密封件接触的状态下，对上述突出部与上述凹槽嵌合而成的嵌合部进行摩擦搅拌。
根据上述制造方法，由于利用支承部来支承密封件，并且支承部与密封件也进行摩擦搅拌接合，因此，能提高液冷套筒的强度。此外，通过将突出部插入凹槽，能容易地进行密封件的定位作业。
此外，优选的是，上述支承部从上述周壁部延伸设置，在上述摩擦搅拌工序中，在进行上述嵌合部的摩擦搅拌之后，使上述旋转工具就这样移动至上述周壁部，并使上述旋转工具在上述周壁部上脱离。
根据上述制造方法，由于在从套筒主体的凹部离开的位置上形成有搅拌销的冲孔，因此，能提高液冷套筒的水密性和气密性。
为了解决上述技术问题，在本发明的液冷套筒的制造方法中，上述液冷套筒由套筒主体和密封件构成，其中，上述套筒主体具有供热输送流体流通的凹部，上述密封件将上述凹部的开口部密封，其特征是，上述液冷套筒的制造方法包括：准备工序，在上述准备工序中，准备上述套筒主体和上述密封件，上述套筒主体具有底部和框状的周壁部，其中，上述周壁部从上述底部的周缘立起；重合工序，在上述重合工序中，使上述周壁部的端面与上述密封件的背面重合而形成重合部；配置工序，在上述配置工序中，将辅助构件配置于由上述周壁部的端面和上述密封件的侧面构成的内角；摩擦搅拌工序，在上述摩擦搅拌工序中，将包括搅拌销的旋转工具插入上述内角，在使仅上述搅拌销与上述套筒主体、上述密封件以及上述辅助构件接触的状态下，对上述重合部进行摩擦搅拌；以及去除工序，在上述去除工序中，将形成有毛刺的上述辅助构件从上述套筒主体和上述密封件中的至少一方去除，在上述摩擦搅拌工序中，使上述旋转工具沿着上述内角绕上述密封件一周，以将上述重合部接合。
根据上述制造方法，将辅助构件配置于内角，除了套筒主体和密封件之外，辅助构件也同时进行摩擦搅拌，藉此，能防止接合部的金属不足。此外，由于通过去除工序能将毛刺与辅助构件一起去除，因此，能容易地去除毛刺。
此外，优选的是，在上述摩擦搅拌工序中，将接合条件设定成使上述毛刺产生于上述辅助构件。根据上述制造方法，能更容易地去除毛刺。
此外，优选的是，在上述摩擦搅拌工序中，在使上述旋转工具的旋转中心轴朝外侧倾斜的状态下，进行摩擦搅拌。根据上述制造方法，能容易地将旋转工具插入内角。
此外，优选的是，在上述准备工序中，在上述底部立起设置有支承部，并且在上述支承部的端面形成突出部，在上述密封件的背面形成凹槽，其中，上述支承部包括与上述周壁部的端面共面的端面，在上述重合工序中，一边将上述突出部插入上述凹槽，一边将上述密封件载置于上述凹槽，以覆盖上述周壁部的端面和上述支承部的端面，在上述摩擦搅拌工序中，在使上述旋转工具与仅上述密封件接触、或者使上述旋转工具与上述密封件及上述突出部接触的状态下，对上述凹槽与上述突出部嵌合而成的嵌合部进行摩擦搅拌。
根据上述制造方法，由于利用支承部来支承密封件，并且支承部与密封件也进行摩擦搅拌接合，因此，能提高液冷套筒的强度。此外，通过将突出部插入凹槽，能容易地进行密封件的定位作业。
此外，优选的是，在上述摩擦搅拌工序中，在使上述旋转工具的搅拌销沿着上述突出部相对移动一周以上之后，使上述旋转工具从上述密封件脱离。
根据上述制造方法，能提高接合强度，并且能提高水密性和气密性。
发明效果
根据本发明的接合方法，能防止接合部的金属不足。此外，根据本发明的接合方法，能防止接合部变得金属不足，并且能容易地去除毛刺。此外，根据本发明的液冷套筒的制造方法，能防止接合部的金属不足，并且能容易地去除毛刺。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的对接工序和配置工序的剖视图。
图2是表示第一实施方式的摩擦搅拌工序的剖视图。
图3是表示第一实施方式的去除工序的剖视图。
图4是表示第一实施方式的去除工序后的剖视图。
图5是表示第一实施方式的摩擦搅拌工序的变形例的剖视图。
图6是表示第二实施方式的对接工序和配置工序的剖视图。
图7是表示第二实施方式的摩擦搅拌工序的剖视图。
图8是表示第二实施方式的去除工序的剖视图。
图9是表示第三实施方式的摩擦搅拌工序的剖视图。
图10是表示第四实施方式的摩擦搅拌工序的剖视图。
图11是表示本发明第五实施方式的接合方法的准备工序和对接工序的立体图。
图12是表示第五实施方式的接合方法的配置工序的立体图。
图13是表示第五实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的立体图。
图14是表示第五实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图。
图15是表示第五实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的结束位置的立体图。
图16是表示第五实施方式的接合方法的去除工序的立体图。
图17是表示第五实施方式的接合方法的去除工序的剖视图。
图18是表示本发明第六实施方式的接合方法的准备工序和对接工序的立体图。
图19是表示第六实施方式的接合方法的配置工序的立体图。
图20是表示第六实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的立体图。
图21是表示第六实施方式的接合方法的摩擦搅拌工序的剖视图。
图22是表示第六实施方式的接合方法的去除工序的剖视图。
图23是表示第七实施方式的接合方法的准备工序和对接工序的立体图。
图24是表示第七实施方式的接合方法的配置工序的立体图。
图25是表示第八实施方式的接合方法的配置工序的立体图。
图26是表示第八实施方式的接合方法的配置工序的剖视图。
图27是本发明第九实施方式的液冷套筒的分解立体图。
图28是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的对接工序的立体图。
图29是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的对接工序的剖视图。
图30是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的辅助构件的立体图。
图31是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的配置工序的立体图。
图32是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的第一摩擦搅拌工序的立体图。
图33是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的第一摩擦搅拌工序的剖视图。
图34是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的第二摩擦搅拌工序的立体图。
图35是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的第二摩擦搅拌工序的剖视图。
图36是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的去除工序的立体图。
图37是表示第九实施方式的液冷套筒的制造方法的去除工序的剖视图。
图38是表示第十实施方式的液冷套筒的制造方法的辅助构件的立体图。
图39是表示第十实施方式的液冷套筒的制造方法的配置工序的立体图。
图40是表示第十实施方式的液冷套筒的制造方法的第一摩擦搅拌工序和第二摩擦搅拌工序的立体图。
图41是表示第十实施方式的液冷套筒的制造方法的第二摩擦搅拌工序的剖视图。
图42是表示第十实施方式的液冷套筒的制造方法的去除工序的剖视图。
图43是本发明第十一实施方式的液冷套筒的分解立体图。
图44是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的重合工序的立体图。
图45是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的重合工序的剖视图。
图46是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的辅助构件的立体图。
图47是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的配置工序的立体图。
图48是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的第一摩擦搅拌工序的立体图。
图49是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的第一摩擦搅拌工序的剖视图。
图50是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的第二摩擦搅拌工序的立体图。
图51是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的第二摩擦搅拌工序的剖视图。
图52是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的去除工序的立体图。
图53是表示第十一实施方式的液冷套筒的制造方法的去除工序的剖视图。
图54是表示第十二实施方式的液冷套筒的制造方法的辅助构件的立体图。
图55是表示第十二实施方式的液冷套筒的制造方法的配置工序的立体图。
图56是表示第十二实施方式的液冷套筒的制造方法的第一摩擦搅拌工序和第二摩擦搅拌工序的立体图。
图57是表示第十二实施方式的液冷套筒的制造方法的第二摩擦搅拌工序的剖视图。
图58是表示第十二实施方式的液冷套筒的制造方法的去除工序的剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
参照附图，对本发明第一实施方式的接合方法进行详细说明。在本实施方式的接合方法中，进行对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。另外，以下说明中的“正面”是指“背面”的相反一侧的面。
如图1所示，对接工序是使第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈大致l字状对接的工序。第一金属构件1和第二金属构件2是金属制的板状构件。第一金属构件1和第二金属构件2的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，例如，只要从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等中适当选择即可。第一金属构件1和第二金属构件2的板厚相同。第一金属构件1和第二金属构件2的板厚适当设定即可。
在对接工序中，使第一金属构件1的端面1a与第二金属构件2的侧面2b对接而形成对接部j1。第二金属构件2的端面2a与第一金属构件1的侧面1c共面。另外，在对接工序中，也可以使第一金属构件1的侧面1b与第二金属构件2的端面2a对接。
配置工序是将辅助构件10配置于由第一金属构件1和第二金属构件2构成的内角的工序。辅助构件10是金属制的板状构件。辅助构件10只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，在本实施方式中，第一金属构件1和第二金属构件2为相同材料。辅助构件10的板厚适当设定成使后述的摩擦搅拌工序后的塑性化区域w不会变得金属不足。
在配置工序中，使辅助构件10的端面10a与第一金属构件1的侧面1b抵接，并且，使辅助构件10的侧面10c与第二金属构件2的侧面2b面接触。藉此，能稳定地配置辅助构件10。此外，使用夹具(省略图示)将第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件10约束成无法移动。另外，辅助构件10在本实施方式中呈板状，但也可以是其它形状。
如图2所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件1与第二金属构件2的对接部j1接合的工序。接合用旋转工具f由连接部f1和搅拌销f2构成。接合用旋转工具f相当于权利要求书中的“旋转工具”。接合用旋转工具f例如由工具钢形成。连接部f1是与摩擦搅拌装置的转轴(省略图示)连接的部位。连接部f1呈圆柱状。
搅拌销f2从连接部f1下垂，并与连接部f1同轴。搅拌销f2随着与连接部f1分开，其前端变细。在搅拌销f2的外周面上刻设有螺旋槽。在本实施方式中，由于使接合用旋转工具f向右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。换言之，螺旋槽形成为在将螺旋槽从基端朝向前端描画时从上方观察为向左旋转。
另外，优选的是，在使接合用旋转工具f向左旋转的情况下，将螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向右旋转。换言之，在这种情况下的螺旋槽在将螺旋槽从基端朝向前端描画时，从上方观察为向右旋转。通过这样设定螺旋槽，在摩擦搅拌时发生塑性流动化后的金属被螺旋槽朝搅拌销f2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到被接合金属构件(第一金属构件1、第二金属构件2)外部的金属的量。也可以省略螺旋槽。
接合用旋转工具f可以安装于加工中心等的摩擦搅拌装置，但例如也可以安装于在前端设有主轴单元等旋转驱动元件的臂式机器人。通过将接合用旋转工具f安装于臂式机器人，能容易地改变接合用旋转工具f的旋转中心轴的插入角度。
在摩擦搅拌工序中，将向右旋转的仅搅拌销f2插入内角，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边相对移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件10与仅搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着内角相对移动。在本实施方式中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成使辅助构件10位于接合用旋转工具f的行进方向左侧。接合用旋转工具f的旋转方向和行进方向并不限定于上述方向，只要适当设定即可。例如，也可以将辅助构件10配置于接合用旋转工具f的行进方向左侧，同时使接合用旋转工具f向左旋转。下文，将对接合用旋转工具f的旋转方向等条件和辅助构件10的优选位置关系进行说明。
搅拌销f2的插入深度只要使搅拌销f2与对接部j1接触，并且根据第一金属构件1和第二金属构件2的板厚等适当设定即可。藉此，对接部j1被摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w。
摩擦搅拌工序中的搅拌销f2的插入角度只要适当即可，但在本实施方式中设定成使第一金属构件1与接合用旋转工具f的旋转中心轴的角度为约45°。另外，在本实施方式的情况下，也可以设定成搅拌销f2的插入角度为45～75°。藉此，能摩擦搅拌接合直至对接部j1的较深位置处。在摩擦搅拌工序后，如图3所示，在第一金属构件1的侧面1b和辅助构件10的端部分别形成有毛刺v、v。
去除工序是将辅助构件10从第二金属构件2去除的工序。在去除工序中，将辅助构件10朝与第二金属构件2分开的方向折弯并从第二金属构件2去除。此外，使用切削装置等将形成于第一金属构件1侧面1b的毛刺v去除。藉此，如图4所示，第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈大致l字状被接合。
根据以上说明的本实施方式的接合方法，第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈大致l字状被接合，并且，除了第一金属构件1和第二金属构件2之外，辅助构件10也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部(塑性化区域w)的金属不足。此外，根据本实施方式，只要将辅助构件10配置于第一金属构件1和第二金属构件2的仅单侧、而非两侧，就能防止金属不足。
此外，根据本实施方式，通过摩擦搅拌工序而在辅助构件10形成有毛刺v，但能在去除工序中与辅助构件10整体去除。藉此，能容易地进行去除毛刺的作业。如图3所示，在摩擦搅拌工序后，辅助构件10的端面以板厚随着朝向内角而变薄的方式倾斜。可以使用去除装置等来去除辅助构件10，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件10去除。
在此，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，由于将辅助构件10配置于行进方向左侧，并且使接合用旋转工具f向右旋转，因此，辅助构件10一侧为ad侧。ad侧(剪切侧)是指接合用旋转工具f的外周上的切线速度的大小加上移送速度的大小的那侧。另一方面，ad侧的相反一侧为re侧。re侧(流动侧)是指接合用旋转工具f的外周上的切线速度的大小减去移送速度的大小的那侧。
在本实施方式中，与塑性化区域w的re侧相比，ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，具有在ad侧产生较多毛刺v的倾向。在本实施方式中，将接合用旋转工具f的旋转方向和行进方向设定成在辅助构件10一侧形成有较多毛刺v。藉此，由于形成于辅助构件10的毛刺v随着辅助构件10一起被去除，因此，能更容易地进行毛刺去除工序。
另外，例如，在将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快的情况下，虽然ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度增快相应地，具有在re侧产生毛刺v的倾向。在这种情况下，也可以将辅助构件10配置于re侧(第一金属构件1一侧)来进行摩擦搅拌工序。在摩擦搅拌工序时，在接合用旋转工具f的行进方向的哪一侧产生毛刺v是根据接合条件不同而不同的。上述接合条件是由以下等要素和这些要素的组合来决定的：接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向、行进方向、移动速度(移送速度)；搅拌销f2的倾斜角度(锥形角度)；第一金属构件1、第二金属构件2及辅助构件10的材质；以及辅助构件10的厚度。只要根据接合条件，设定成使产生毛刺v的一侧或产生较多毛刺v的一侧位于辅助构件10一侧，则能容易地进行去除工序，因此，较为理想。
[第一实施方式的变形例]
图5是表示第一实施方式的变形例的摩擦搅拌工序的剖视图。在本变形例中，将辅助构件10配置成：一边使辅助构件10的端面10a与第二金属构件2的侧面2b抵接，一边使第一金属构件1的侧面1b与辅助构件10的侧面10b面接触。
在本变形例的摩擦搅拌工序中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成：一边使接合用旋转工具f向左旋转，一边使辅助构件10位于接合用旋转工具f的行进方向右侧。藉此，在本变形例中，辅助构件10一侧为ad侧。根据本变形例，也能起到与第一实施方式的接合方法大致相同的效果。
另外，在这种情况下，在将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快的情况下，虽然ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度增快相应地，具有在re侧产生毛刺v的倾向。在这种情况下，也可以将辅助构件10配置于re侧(第二金属构件2一侧)来进行摩擦搅拌工序。
[第二实施方式]
接着，对第二实施方式的接合方法进行说明。如图6所示，第二实施方式的接合方法在使用截面呈l字状的辅助构件20这一点上与第一实施方式不同。在第二实施方式的接合方法中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
在本实施方式的接合方法中，进行对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。对接工序与第一实施方式相同，因此省略说明。配置工序是将辅助构件20配置于第一金属构件1与第二金属构件2的内角的工序。
如图6所示，配置工序是将辅助构件20配置于由第一金属构件1和第二金属构件2构成的内角的工序。辅助构件20是金属制的截面呈l字状的构件。辅助构件20只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，在本实施方式中，第一金属构件1和第二金属构件2为相同材料。辅助构件20的板厚适当设定成使后述的摩擦搅拌工序后的塑性化区域w不会变得金属不足。
在配置工序中，使辅助构件20的外表面20c、20c与第一金属构件1的侧面1b、第二金属构件2的侧面2b分别面接触。此外，使用夹具(省略图示)将第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件20约束成无法移动。
如图7所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件1与第二金属构件2的对接部j1接合的工序。在摩擦搅拌工序中，将向右旋转的搅拌销f2从辅助构件20的内角(内表面20b、20b的角部)插入，并将搅拌销f2的插入深度设定成到达对接部j1。在摩擦搅拌工序中，将向右旋转的仅搅拌销f2插入内角，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件20与搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着内角相对移动。藉此，对接部j1被摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w。
如图8所示，去除工序是将通过摩擦搅拌工序被截断的辅助构件20、20从第一金属构件1和第二金属构件2去除的工序。在去除工序中，将辅助构件20、20朝与第一金属构件1及第二金属构件2分开的方向分别折弯并去除。
根据以上说明的本实施方式的接合方法，第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈大致l字状被接合，并且，除了第一金属构件1和第二金属构件2之外，辅助构件20也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部(塑性化区域w)的金属不足。
此外，根据本实施方式，在通过摩擦搅拌工序被截断的辅助构件20、20分别形成有毛刺v、v，但能在去除工序中将辅助构件20整体去除。藉此，能容易地进行去除毛刺的作业。此外，在第二实施方式中被截断的辅助构件20、20形成于内角的两侧，因此，去除毛刺的作业变得更容易。如图8所示，在摩擦搅拌工序后，辅助构件20的端面以板厚随着朝向内角而变薄的方式倾斜。可以使用去除装置等来去除辅助构件20，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件20去除。
[第三实施方式]
接着，对本发明第三实施方式的接合方法进行说明。如图9所示，第三实施方式的接合方法在使第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈t字状对接这一点上与第一实施方式不同。在第三实施方式的接合方法中，以与第一实施方式不同的点为中心进行说明。在第三实施方式的接合方法中，进行对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。
对接工序是使第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈t字状对接的工序。在对接工序中，使第一金属构件1的侧面1b与第二金属构件2的端面2a对接而形成对接部j2。
配置工序是将辅助构件10、10分别配置于由第一金属构件1和第二金属构件2构成且以夹着第二金属构件2的方式形成于两侧的内角的工序。在一侧的内角处，使辅助构件10的侧面10c与第二金属构件2的侧面2b面接触。在另一侧的内角处，使辅助构件10的侧面10c与第一金属构件1的侧面1b面接触。此外，使用夹具(省略图示)将第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件10约束成无法移动。
如图9所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件1与第二金属构件2的对接部j2接合的工序。在摩擦搅拌工序中，以与第一实施方式的摩擦搅拌工序相同的要领，对形成于第二金属构件2两侧的内角进行摩擦搅拌。藉此，沿着对接部j2形成塑性化区域w、w。
去除工序是将辅助构件10、10从第一金属构件1和第二金属构件2去除的工序。在去除工序中，将辅助构件10朝分别与第一金属构件1或第二金属构件2分开的方向折弯并从第二金属构件2去除。此外，使用切削装置等，将形成于第一金属构件1的侧面1b或第二金属构件2的侧面2c处的毛刺v去除。通过以上那样，第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈大致t字状被接合。
根据以上说明的本实施方式的接合方法，第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈大致t字状被接合，并且，除了第一金属构件1和第二金属构件2之外，辅助构件10也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止各接合部(塑性化区域w)的金属不足。另外，在摩擦搅拌工序中，也可以将接合用旋转工具f的插入深度和插入角度设定成使相邻的塑性化区域w、w重叠。通过使塑性化区域w、w重叠，能提高气密性和水密性。
[第四实施方式]
接着，对本发明第四实施方式的接合方法进行说明。如图10所示，第四实施方式的接合方法在使用截面呈l字状的辅助构件20、20这一点上与第三实施方式不同。在第四实施方式的接合方法中，以与第三实施方式不同的点为中心进行说明。在第四实施方式的接合方法中，进行对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。对接工序与第三实施方式相同，因此省略说明。
配置工序是将辅助构件20、20分别配置于由第一金属构件1和第二金属构件2构成且以夹着第二金属构件2的方式形成于两侧的内角的工序。辅助构件20为金属制，且截面呈l字状。在配置工序中，使辅助构件20的外表面20c、20c与第一金属构件1的侧面1b及第二金属构件2的侧面2b、2c分别面接触。此外，使用夹具(省略图示)将第一金属构件1、第二金属构件2以及辅助构件20、20约束成无法移动。
如图10所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件1与第二金属构件2的对接部j2接合的工序。在摩擦搅拌工序中，以与第二实施方式的摩擦搅拌工序相同的要领，对形成于第二金属构件2两侧的内角进行摩擦搅拌。藉此，沿着对接部j2形成塑性化区域w、w。
去除工序是将通过摩擦搅拌工序截断的辅助构件20、20从第一金属构件1和第二金属构件2去除的工序。在去除工序中，将截断的辅助构件20、20朝分别与第一金属构件1及第二金属构件2分开的方向折弯并去除。
根据以上说明的本实施方式的接合方法，第一金属构件1与第二金属构件2以截面呈大致t字状被接合，并且，除了第一金属构件1和第二金属构件2之外，辅助构件20也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止各接合部(塑性化区域w)的金属不足。另外，在摩擦搅拌工序中，也可以将接合用旋转工具f的插入深度和插入角度设定成使相邻的塑性化区域w、w重叠。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但能在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行设计改变。例如，在本实施方式中进行了去除工序，但也可以不将辅助构件10、20去除，而是就这样放置于第一金属构件1或第二金属构件2。
此外，在对接工序中，也可以将第一金属构件1的端面1a和第二金属构件2的端面2a倾斜地切断并使两个构件对接。
[第五实施方式]
参照附图，对本发明第五实施方式的接合方法进行详细说明。在本实施方式的接合方法中，进行准备工序、对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。
如图11所示，准备工序是准备第一金属构件101、第二金属构件102以及辅助构件110的工序。第一金属构件101和第二金属构件102均呈长方体(板状)。第一金属构件101比第二金属构件102大。权利要求书的“所要对接的面的形状互不相同的两个金属构件”的意思是还包括：金属构件彼此的所要对接的面的形状不同的情况；以及如本实施方式中第一金属构件101的正面101b和第二金属构件102的背面102c这样的所要对接的面的大小不同的情况(相似的情况)。
第一金属构件101和第二金属构件102的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，例如，只要从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等中适当选择即可。
辅助构件110是在中央具有矩形的中空部111的金属制的薄板的框状构件。辅助构件110只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，在本实施方式中，第一金属构件101和第二金属构件102为相同材料。在辅助构件110的一部分形成有缝隙110d，上述缝隙110d在遍及宽度方向的范围内连续。
对接工序是使第一金属构件101与第二金属构件102对接的工序。在对接工序中，使第一金属构件101的正面101b的中央部与第二金属构件102的背面102c对接。藉此，形成对接部j11。此外，由第一金属构件101的正面101b与第二金属构件102的四个侧面102d形成内角。另外，在第一金属构件101的正面101b形成有框状的露出部，上述露出部未被第二金属构件102覆盖。
如图12所示，配置工序是将辅助构件110配置于内角的工序。在配置工序中，使第二金属构件102插通于辅助构件110的中空部111，并将辅助构件110配置于第一金属构件101的正面101b。辅助构件110的平面形状呈与第一金属构件101的露出部相同的形状。也就是说，在使第二金属构件102穿过辅助构件110的中空部111后，辅助构件110无间隙地配置于第一金属构件101的正面101b的露出部。辅助构件110的内周缘与第二金属构件102的侧面102d接触、或是与侧面102d以隔开微小间隙的方式相对。辅助构件110的板厚适当设定成使后述的摩擦搅拌工序后的塑性化区域w不会变得金属不足的程度。此外，使用夹具(省略图示)将第一金属构件101、第二金属构件102以及辅助构件110约束成在架台上无法移动。
如图13和图14所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件101与第二金属构件102的对接部j11接合的工序。接合用旋转工具f由连接部f1和搅拌销f2构成。
在本实施方式中，由于使接合用旋转工具f向右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。换言之，螺旋槽形成为在将螺旋槽从基端朝向前端描画时从上方观察为向左旋转。通过这样设定螺旋槽，在摩擦搅拌时，塑性流动化后的金属被螺旋槽朝搅拌销f2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到被接合金属构件(第一金属构件101、第二金属构件102以及辅助构件110)外部的金属的量。也可以省略螺旋槽。
接合用旋转工具f可以安装于加工中心等的摩擦搅拌装置，但例如也可以安装于在前端设有主轴单元等旋转驱动元件的臂式机器人。通过将接合用旋转工具f安装于臂式机器人，能容易地改变接合用旋转工具f的旋转中心轴fc的倾斜角度。
在摩擦搅拌工序中，如图13所示，首先，将向右旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于辅助构件110的正面110b的开始位置sp，并使接合用旋转工具f朝向内角相对移动。然后，在搅拌销f2到达至内角后，如图14所示，使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc相对于第二金属构件102朝外侧倾斜。然后，使接合用旋转工具f在倾斜的状态下绕第二金属构件102的周围相对移动，以对对接部j1进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w。
在摩擦搅拌工序中，将向右旋转的仅搅拌销f2插入对接部j11，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边相对移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使第一金属构件101、第二金属构件102以及辅助构件110与搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着对接部j11相对移动。
在本实施方式中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成使辅助构件110位于接合用旋转工具f的行进方向右侧。接合用旋转工具f的旋转方向和行进方向并不限定于上述方向，只要适当设定即可。例如，也可以将辅助构件110配置于接合用旋转工具f的行进方向右侧，同时使接合用旋转工具f向左旋转。或者，也可以将辅助构件110配置于接合用旋转工具f的行进方向左侧，并使接合用旋转工具f向左右任一方向旋转。下文，将对接合用旋转工具f的旋转方向等条件和辅助构件110的优选位置关系进行说明。
搅拌销f2的插入深度设定成使搅拌销f2与对接部j11接触即可。如图15所示，在使接合用旋转工具f绕第二金属构件102的周围一周，并使塑性化区域w交叠后，使接合用旋转工具f在设定于辅助构件110的正面110b的结束位置ep脱离。另外，此时形成有接合用旋转工具f的冲孔，但可以对该冲孔进行堆焊焊接加以修补。或者，也可以一边使接合用旋转工具f相对移动，一边将其缓缓拔出，以防形成冲孔。
如图16所示，去除工序是将辅助构件10从第一金属构件1去除的工序。以缝隙110d(参照图15)为边界，将辅助构件110的端部卷起，并且，如图17所示，将辅助构件110朝与第一金属构件101的正面101b分开的方向折弯，并将辅助构件110从第一金属构件101去除。
根据以上说明的本实施方式的接合方法，第一金属构件101与第二金属构件102被接合，并且，除了第一金属构件101和第二金属构件102之外，辅助构件110也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部(塑性化区域w)的金属不足。
此外，根据本实施方式，通过摩擦搅拌工序而在辅助构件110形成有毛刺v，但能在去除工序中将辅助构件110整体去除。藉此，能容易地进行去除毛刺v的作业。可以使用去除装置等来去除辅助构件110，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件110去除。此外，在本实施方式中，由于使仅搅拌销f2与被接合金属构件接触，因此，和使旋转工具的轴肩部与被接合金属构件接触的情况相比，能降低作用于摩擦搅拌装置的负载。
此外，由于在使接合用旋转工具f的仅搅拌销f2与第一金属构件101、第二金属构件102以及辅助构件110接触的状态下进行摩擦搅拌，因此，能将搅拌销插入至对接部j11的较深位置。藉此，能将第一金属构件101与第二金属构件102理想地接合。
此外，如图14所示，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，由于将辅助构件110配置于行进方向右侧，并且使接合用旋转工具f向右旋转，因此，辅助构件110一侧为re侧。
例如，在接合用旋转工具f的旋转速度较慢的情况下，与塑性化区域w的re侧相比，ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，因此，具有在ad侧产生较多毛刺v的倾向。另一方面，例如在接合用旋转工具f的旋转速度较快的情况下，虽然ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度变快相应地，具有在re侧产生毛刺v的倾向。
在本实施方式中，由于将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，因此，在re侧、即辅助构件110一侧产生毛刺v。也就是说，在本实施方式中，将接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向以及行进方向等设定成在辅助构件110一侧形成有较多毛刺v。藉此，由于形成于辅助构件110的毛刺v随着辅助构件110一起被去除，因此，能更容易地进行毛刺去除工序。此外，通过将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，能提高接合用旋转工具f的移动速度(移送速度)。藉此，能缩短接合周期。
如上所述，在摩擦搅拌工序时，在接合用旋转工具f的行进方向的哪一侧产生毛刺v是根据接合条件不同而不同的。上述接合条件是由以下等要素和这些要素的组合来决定的：接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向、行进方向、移动速度(移送速度)；搅拌销f2的倾斜角度(锥形角度)；第一金属构件101、第二金属构件102及辅助构件110的材料；以及各构件的厚度。只要根据接合条件将辅助构件110配置于产生毛刺v的一侧或产生较多毛刺v的一侧，则能容易地进行毛刺去除工序，因此，较为理想。
此外，由于在辅助构件110设置了缝隙110d，因此，在去除工序时，能以缝隙110d为起点容易地将辅助构件110去除。此外，在摩擦搅拌工序中，通过使塑性化区域w的始端和终端交叠，能提高接合强度。
[第六实施方式]
接着，对第六实施方式的接合方法进行说明。在本实施方式的接合方法中，进行准备工序、对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。在第六实施方式中，如图18所示，主要在将辅助构件120沿着第二金属构件102一侧配置这一点上与第五实施方式不同。在本实施方式的说明中，以与第五实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图18所示，准备工序是准备第一金属构件101、第二金属构件102以及四个辅助构件120的工序。辅助构件120是由与第一金属构件101及第二金属构件102相同的材料构成的板状构件。辅助构件120的板厚适当设定成使后述的摩擦搅拌工序之后的塑性化区域w不会变得金属不足的程度。辅助构件120的高度与第二金属构件102的侧面102d的高度大致相同。此外，辅助构件120的长度与侧面102d的长度大致相同。另外，在本实施方式中，辅助构件120由四个板状构件构成，但也可以是一体形成的框状构件。
对接工序与第五实施方式相同，因此省略说明。配置工序是将辅助构件20配置于内角的工序。如图18和图19所示，在配置工序中，将四个辅助构件120分别配置于第二金属构件102的四个侧面102d。也就是说，在配置工序中，使第二金属构件102的侧面102d与辅助构件120的侧面120b面接触，并利用辅助构件120覆盖第二金属构件102的外侧周面。辅助构件120的端面与第一金属构件101的正面101b抵接。
如图20和图21所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件101与第二金属构件102的对接部j1接合的工序。首先，将向左旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于第一金属构件101正面101b的开始位置sp，并使接合用旋转工具f朝向内角相对移动。然后，在搅拌销f2到达至内角后，如图21所示，使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc朝外侧倾斜。然后，使接合用旋转工具f在倾斜的状态下绕第二金属构件2的周围相对移动，以对对接部j1进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w。
在摩擦搅拌工序中，将向左旋转的仅搅拌销f2插入对接部j1，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边相对移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使第一金属构件101、第二金属构件102以及辅助构件120与搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着对接部j11相对移动。
在本实施方式中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成使辅助构件120位于接合用旋转工具f的行进方向左侧。此外，使接合用旋转工具f以在re侧产生毛刺v的程度的旋转速度高速旋转。搅拌销f2的插入深度只要设定成使搅拌销f2与对接部j11接触即可。如图20所示，在使接合用旋转工具f绕第二金属构件102的周围一周，并使塑性化区域w交叠后，使接合用旋转工具f在设定于第一金属构件101的正面101b的结束位置ep脱离。
如图22所示，去除工序是将四个辅助构件120从第二金属构件102去除的工序。在去除工序中，将辅助构件120朝与第二金属构件102的侧面102d分开的方向折弯，并将辅助构件120从第二金属构件102分别去除。
根据以上说明的本实施方式的接合方法，第一金属构件101与第二金属构件102被接合，并且，除了第一金属构件101和第二金属构件102之外，辅助构件120也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部(塑性化区域w)的金属不足。
此外，根据本实施方式，通过摩擦搅拌工序而在辅助构件120形成有毛刺v，但能在去除工序中将辅助构件120整体去除。藉此，能容易地进行去除毛刺v的作业。可以使用去除装置等来去除辅助构件120，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件120去除。此外，在本实施方式中，由于使仅搅拌销f2与被接合金属构件接触，因此，和使旋转工具的轴肩部与被接合金属构件接触的情况相比，能降低作用于摩擦搅拌装置的负载。
此外，如图21所示，在本实施方式的摩擦搅拌工序中，由于将辅助构件120配置于接合用旋转工具f的行进方向左侧，并且使接合用旋转工具f向左旋转，因此，辅助构件120一侧为re侧。在本实施方式中，由于将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，因此，在re侧、即辅助构件120一侧产生毛刺v。也就是说，在本实施方式中，将接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向以及行进方向等设定成在辅助构件20一侧形成有较多毛刺v。藉此，由于形成于辅助构件120的毛刺v随着辅助构件120一起被去除，因此，能更容易地进行毛刺去除工序。此外，通过将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，能提高接合用旋转工具f的移动速度(移送速度)。藉此，能缩短接合周期。此外，也可以像本实施方式的配置工序那样，沿着第二金属构件102的侧面102d将辅助构件120配置于内角。
[第七实施方式]
接着，对第七实施方式的接合方法进行说明。在本实施方式的接合方法中，进行准备工序、对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。在第七实施方式中，如图23所示，主要在第二金属构件103呈圆柱状这一点上与第六实施方式不同。
如图23所示，准备工序是准备第一金属构件201、第二金属构件203以及辅助构件230的工序。第二金属构件203是呈圆柱状的金属构件。第二金属构件203的材料与第一金属构件201相同。
辅助构件230是呈薄板状且呈圆筒状的金属构件。辅助构件230的材料与第一金属构件201相同。辅助构件230的内径与第二金属构件203的外径大致相同。辅助构件230的板厚适当设定成后述的摩擦搅拌工序时塑性化区域w不会变得金属不足的程度。在辅助构件230的一部分形成有缝隙230d，上述缝隙230d在高度方向上连续。
对接工序是使第一金属构件201的正面201b与第二金属构件203的端面203c对接的工序。通过使第一金属构件201的正面201b与第二金属构件203的端面203c对接来形成对接部j12。对接部j12的平面形状呈圆形。通过对接工序，由第一金属构件201的正面201b与第二金属构件203的外周面203d形成内角。
如图24所示，配置工序是将辅助构件230配置于内角的工序。在配置工序中，一边使辅助构件230的端面与第一金属构件201的正面201b抵接，一边使辅助构件230的侧面230b与第二金属构件203的外周面203d面接触。
虽然省略了具体的图示，但摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件201与第二金属构件203的对接部j12接合的工序。摩擦搅拌工序的接合条件以与第六实施方式相同的要领，设定成使毛刺产生于辅助构件230。对于摩擦搅拌工序，由于与第六实施方式的摩擦搅拌工序大致相同，因此省略详细说明。
虽然省略了具体的图示，但去除工序是将辅助构件230从第二金属构件203去除的工序。在去除工序中，将辅助构件230的上端部朝与第二金属构件203分开的方向折弯，并将辅助构件230从第二金属构件203去除。此外，在去除工序中，若以缝隙230d的部分为起点卷起，则容易将辅助构件230去除。
根据以上说明的第七实施方式的接合方法，能获得与第六实施方式的接合方法大致相同的效果。此外，根据本实施方式的接合方法，能将呈板状的第一金属构件201与呈圆柱状的第二金属构件203接合。此外，除了第一金属构件201和第二金属构件203之外，还同时对辅助构件230进行摩擦搅拌，藉此，能防止接合部(塑性化区域w)的金属不足。此外，根据本实施方式的去除工序，能以缝隙230d为起点容易地将辅助构件230去除。
另外，在第七实施方式的接合方法中，例如，也可以将第二金属构件设为截面由多边形构成的柱状构件。此外，还可以设置在第一金属构件201的高度方向上贯穿的贯穿孔。在这种情况下的对接工序中，以利用第二金属构件将第一金属构件201的贯穿孔覆盖的方式进行对接。
[第八实施方式]
接着，对第八实施方式的接合方法进行说明。在第八实施方式的接合方法中，进行准备工序、对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。在第八实施方式中，如图25所示，在第二金属构件204呈圆筒状这一点上与第七实施方式不同。
如图25所示，准备工序是准备第一金属构件201、第二金属构件204以及辅助构件240的工序。在第一金属构件201的中央形成有在高度方向上贯穿的贯穿孔201e。第二金属构件204是呈圆筒状的金属构件。辅助构件240的材料与第一金属构件相同。第二金属构件204的中空部与贯穿孔201e连通。
辅助构件240是包括中空部241的板状的金属构件。辅助构件240的材料与第一金属构件201相同。中空部241的内径与第二金属构件204的外径大致相同。辅助构件240的板厚适当设定成后述的摩擦搅拌工序时塑性化区域w不会变得金属不足的程度。在辅助构件240形成有缝隙240d，上述缝隙240d在宽度方向上连续。
如图25所示，对接工序是使第一金属构件201的正面201b与第二金属构件204的端面204c对接的工序。通过使第一金属构件201的正面201b与第二金属构件204的端面204c对接来形成对接部j13。对接部j13的平面形状呈环状。通过对接工序，由第一金属构件1的正面201b与第二金属构件204的外周面204d形成内角。
如图26所示，配置工序是将辅助构件240配置于内角的工序。在配置工序中，使辅助构件240的背面240c与第一金属构件201的正面201b面接触。
虽然省略了具体的图示，但摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f，并通过摩擦搅拌将第一金属构件201与第二金属构件204的对接部j13接合的工序。摩擦搅拌工序的接合条件以与第七实施方式相同的要领，设定成使毛刺产生于辅助构件240。对于摩擦搅拌工序，由于与第七实施方式的摩擦搅拌工序大致相同，因此省略详细说明。
虽然省略了具体的图示，但去除工序是将辅助构件240从第一金属构件201去除的工序。在去除工序中，将辅助构件240朝与第一金属构件201分开的方向折弯，并将辅助构件240从第一金属构件201去除。此外，在去除工序中，若以缝隙240d的部分为起点卷起，则容易去除。
根据以上说明的第八实施方式的接合方法，能获得与第七实施方式的接合方法大致相同的效果。此外，根据本实施方式的接合方法，能将呈板状的第一金属构件201与呈圆筒状的第二金属构件204接合。此外，除了第一金属构件201和第二金属构件204之外，还同时对辅助构件240进行摩擦搅拌，藉此，能防止接合部(塑性化区域w)的金属不足。此外，根据本实施方式的去除工序，能以缝隙240d为起点容易地将辅助构件240去除。
另外，在第八实施方式的接合方法中，将第二金属构件204设为圆筒状，但例如也可以设为呈其它截面的筒状构件。此外，也可以不设置第一金属构件201的贯穿孔201e。
此外，在上述实施方式中，将辅助构件相对于接合用旋转工具f配置在仅单侧，但也可以将辅助构件配置在接合用旋转工具f两侧。在这种情况下的去除工序中，将配置于接合用旋转工具f两侧的辅助构件去除。也就是说，在本发明的去除工序中，只要从第一金属构件201和第二金属构件203中的至少一方将辅助构件去除即可。此外，在第七实施方式和第八实施方式的配置工序中，利用辅助构件230、240分别覆盖第二金属构件203的外周面203的整周或第一金属构件201的正面201b(露出部)的全部，但也可以覆盖至少一部分。
[第九实施方式]
参照附图，对本发明第九实施方式的液冷套筒的制造方法及液冷套筒进行详细说明。在本实施方式的液冷套筒的制造方法中，如图27所示，进行准备工序、对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。
准备工序是准备套筒主体302和密封件303的工序。套筒主体302由底部310、周壁部311以及支承部312构成。套筒主体302的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属即可，例如由铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能进行摩擦搅拌的金属形成。套筒主体302是上方开口的箱状构件。底部310俯视呈矩形。周壁部311从底部310的周缘立起，并呈矩形框状。
周壁部311由壁部311a、311b、311c、311d构成。壁部311a、311b相互面对且为短边部。壁部311c、311d相互面对且为长边部。在套筒主体302的内部形成有凹部313。在周壁部311的端面311a的内周缘形成有台阶部315。台阶部315由台阶底面315a和台阶侧面315b构成，其中，上述台阶底面315a形成于比端面311a下降一阶的位置，上述台阶侧面315b从台阶底面315a立起。
支承部312从底部310立起，并且从周壁部311的壁部311b延伸设置。支承部312可以以与周壁部311分开的方式形成，也可以省略。支承部312的端面312a与台阶底面315a共面。在支承部312的端面312a形成有突出部312b。在本实施方式中，突出部312b呈圆柱状。突出部312b是与密封件303嵌合的部位。
密封件303是将套筒主体302的开口部覆盖的金属构件。密封件303的材料不受特别限制，在本实施方式中，由与套筒主体302相同的材料形成。密封件303由主体部321和多个翅片322构成。
主体部321是俯视呈矩形的板状构件。主体部321是载置于台阶部315的部位。主体部321的板厚尺寸比台阶侧面315b的高度尺寸大。在本实施方式中，主体部321的板厚尺寸为台阶侧面315b的高度尺寸的两倍左右。翅片322是形成于主体部321背面321b的板状构件。翅片322以隔开规定间隔的方式形成有多片。
在主体部321的背面321b形成有三个凹槽323。凹槽323在与突出部312b对应的位置处形成为供突出部312b插入。在本实施方式中，凹槽323的中空部的形状呈圆柱状，但只要是能供突出部312b插入的形状即可。
如图28所示，对接工序是使套筒主体302与密封件303对接的工序。如图29所示，在对接工序中，将密封件303载置于套筒主体302的台阶部315。主体部321的侧面321c与台阶侧面315b对接而形成对接部j31。此外，主体部321的背面321b与台阶底面315a重合。对接部j31在遍及密封件303整周的范围内形成。此外，由周壁部311的端面311a和主体部321的四个侧面321c形成内角。此外，在对接工序中，使密封件303的凹槽323与支承部312的突出部312b嵌合。藉此形成嵌合部j32。
如图30所示，配置工序是将辅助构件330配置于套筒主体302的工序。辅助构件330是形成有俯视呈矩形的中空部331的板状构件。辅助构件330的板厚尺寸适当设定成在后述的第二摩擦搅拌工序中不会在接合部引起金属不足的程度。中空部331呈与密封件303的平面形状相同的形状。辅助构件330的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，在本实施方式中为与套筒主体302及密封件303相同的材料。在辅助构件330的一部分形成有缝隙332，上述缝隙332在宽度方向上连续。
如图31所示，在配置工序中，将辅助构件330配置于周壁部311的端面311a。藉此，端面311a被辅助构件330覆盖。辅助构件330的内周缘与主体部321的侧面321c面接触，或者以隔开微小间隙的方式配置。另外，在本实施方式中，利用辅助构件330覆盖端面311a的整体，但也可以调节辅助构件330的大小，以使端面311a的一部分被覆盖。
摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f将套筒主体302与密封件303摩擦搅拌接合的工序。如图32和图33所示，接合用旋转工具f由连接部f1和搅拌销f2构成。在本实施方式中，由于使接合用旋转工具f向右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。通过这样设定螺旋槽，在摩擦搅拌时，塑性流动化后的金属被螺旋槽朝搅拌销f2的前端侧引导。藉此，能减少溢出到被接合金属构件(套筒主体302、密封件303以及辅助构件330)外部的金属的量。
在本实施方式的摩擦搅拌工序中，进行第一摩擦搅拌工序和第二摩擦搅拌工序。第一摩擦搅拌工序是将支承部312与密封件303接合的工序。如图32所示，在第一摩擦搅拌工序中，将向右旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于密封件303正面321a的开始位置sp1，并使接合用旋转工具f朝向设定于壁部311b上方的辅助构件330处的结束位置ep1相对移动。如图33所示，在第一摩擦搅拌工序中，在搅拌销f2到达突出部312b或是使搅拌销f2与仅密封件303接触的状态下，对突出部312b与凹槽323的嵌合部j32进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w1。在接合用旋转工具f到达结束位置ep1后，使接合用旋转工具f暂时脱离。另外，此时形成有接合用旋转工具f的冲孔，但可以对该冲孔进行堆焊焊接。或者，也可以一边使接合用旋转工具f相对移动，一边将其缓缓拔出，以防形成冲孔。
第二摩擦搅拌工序是将周壁部311与密封件303接合的工序。如图34所示，首先，将向右旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于辅助构件330的开始位置sp2，并使接合用旋转工具f朝向内角相对移动。在搅拌销f2到达内角后，如图35所示，使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc朝外侧倾斜。然后，使接合用旋转工具f在倾斜的状态下绕密封件303的周围相对移动，以对对接部j31进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w2。
在第二摩擦搅拌工序中，将向右旋转的仅搅拌销f2插入对接部j31，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边相对移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使套筒主体302、密封件303以及辅助构件330与搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着对接部j31相对移动。
在本实施方式中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成使辅助构件330位于接合用旋转工具f的行进方向右侧。接合用旋转工具f的旋转方向和行进方向并不限定于上述方向，只要适当设定即可。例如，也可以将辅助构件330配置于接合用旋转工具f的行进方向右侧，同时使接合用旋转工具f向左旋转。或者，也可以将辅助构件330配置于接合用旋转工具f的行进方向左侧，并使接合用旋转工具f向左右任一方向旋转。下文，将对接合用旋转工具f的旋转方向等条件和辅助构件330的优选位置关系进行说明。
搅拌销f2的插入深度设定成使搅拌销f2与对接部j31接触即可。如图34所示，在使接合用旋转工具f绕密封件303的周围一周，并使塑性化区域w2交叠后，使接合用旋转工具f在设定于辅助构件330的结束位置ep2处脱离。
如图36所示，去除工序是将辅助构件330从套筒主体302去除的工序。以缝隙332(参照图34)为边界，将辅助构件330的端部卷起，并且，如图37所示，将辅助构件330朝与周壁部311的端面311a分开的方向折弯，并将辅助构件330从周壁部311去除。通过以上的制造方法来形成液冷套筒301。
液冷套筒301是包括中空部的金属制的中空构件。通过使热输送流体(例如水)在液冷套筒301的中空部流通，能与设置于套筒主体302或密封件303的发热体(省略图示)进行热交换。此外，本实施方式的液冷套筒301形成有多个翅片322，因此，能提高热交换效率。
根据以上说明的液冷套筒的制造方法及液冷套筒，将辅助构件330配置于内角，且除了套筒主体302和密封件303之外，辅助构件330也同时进行摩擦搅拌，藉此，能防止接合部(塑性化区域w2)的金属不足。此外，由于通过去除工序能将毛刺v随着辅助构件330一起去除，因此，能容易地去除毛刺v。
此外，在第二摩擦搅拌工序中，在使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc朝密封件303的外侧倾斜的状态下进行摩擦搅拌，藉此，能容易地将接合用旋转工具f插入内角。此外，虽然也可以省略支承部312，但通过像本实施方式这样设置支承部312，并将支承部312(突出部312b)与密封件303接合，能提高液冷套筒301的强度。此外，在对接工序中，由于使支承部312的突出部312b与密封件303的凹槽323嵌合，因此，能容易地进行密封件303的定位作业。此外，在第一摩擦搅拌工序中，能防止密封件303错位。
此外，在第一摩擦搅拌工序中，通过将接合用旋转工具f的结束位置(脱离位置)ep1设定在周壁部311上方，并在从凹部313离开的位置处形成有搅拌销f2的冲孔，因此，能提高液冷套筒301的水密性和气密性。
此外，根据本实施方式，通过第二摩擦搅拌工序而在辅助构件330形成有毛刺v，但能在去除工序中将辅助构件330整体去除。藉此，能容易地进行去除毛刺v的作业。可以使用去除装置等来去除辅助构件330，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件330去除。
此外，在本实施方式中，由于使仅搅拌销f2与被接合金属构件接触，因此，和使旋转工具的轴肩部与被接合金属构件接触的情况相比，能降低作用于摩擦搅拌装置的负载。此外，由于在使接合用旋转工具f的仅搅拌销f2与套筒主体302及密封件303接触的状态下进行摩擦搅拌，因此，能将搅拌销f2插入至对接部j31的较深位置。藉此，能将套筒主体302与密封件303理想地接合。
此外，如图35所示，在本实施方式的第二摩擦搅拌工序中，由于将辅助构件330配置于行进方向右侧，并且使接合用旋转工具f向右旋转，因此，辅助构件330一侧为re侧。另一方面，re侧的相反一侧为ad侧。
例如，在接合用旋转工具f的旋转速度较慢的情况下，与塑性化区域w2的re侧相比，ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，因此，具有在ad侧产生较多毛刺v的倾向。另一方面，例如在接合用旋转工具f的旋转速度较快的情况下，虽然ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度变快相应地，具有在re侧产生较多毛刺v的倾向。
在本实施方式中，由于将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，因此，在re侧、即辅助构件330一侧产生毛刺v。也就是说，在本实施方式中，将接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向以及行进方向等设定成在辅助构件330一侧形成有较多毛刺v。藉此，由于形成于辅助构件330的毛刺v随着辅助构件330一起被去除，因此，能更容易地进行毛刺去除工序。此外，通过将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，能提高接合用旋转工具f的移动速度(移送速度)。藉此，能缩短接合周期。
如上所述，在摩擦搅拌工序时，在接合用旋转工具f的行进方向的哪一侧产生毛刺v是根据接合条件不同而不同的。上述接合条件是由以下等要素和这些要素的组合来决定的：接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向、行进方向、移动速度(移送速度)；搅拌销f2的倾斜角度(锥形角度)；套筒主体302、密封件303及辅助构件330的材料；以及各构件的厚度。只要根据接合条件，将辅助构件330配置于产生毛刺v的一侧或产生较多毛刺v的一侧，则能容易地进行毛刺去除工序，因此，较为理想。
此外，由于在辅助构件330设置有缝隙332，因此，在去除工序时，能以缝隙332为起点容易地将辅助构件330去除。
此外，根据本实施方式的液冷套筒301，由于使用厚度尺寸较大的密封件303，因此，能防止因摩擦热而导致密封件303变形。此外，通过如本实施方式的第二摩擦搅拌工序这样使塑性化区域w2的始端与终端侧重叠(交叠)，能进一步提高液冷套筒301的水密性和气密性。
[第十实施方式]
接着，对第十实施方式的液冷套筒的制造方法进行说明。在本实施方式的接合方法中，进行准备工序、对接工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。在第十实施方式中，如图38所示，主要在使辅助构件440与密封件403的侧面421c面接触这一点上与第九实施方式不同。在本实施方式的说明中，以与第九实施方式不同的部分为中心进行说明。
准备工序与第九实施方式相同，因此省略说明。对接工序是以与第九实施方式相同的要领，使套筒主体402与密封件403对接而形成对接部j41的工序。如图38所示，由周壁部411的端面411a和密封件403的侧面421c形成内角。
配置工序是将辅助构件440配置于内角的工序。辅助构件440是包括俯视呈矩形的中空部441的框状构件。辅助构件440的板厚适当设定成后述的第二摩擦搅拌工序时接合部不会变得金属不足。中空部441呈与主体部421的平面形状相同的形状。在配置工序中，如图39所示，使辅助构件440的端面与周壁部411的端面411a抵接，并且使辅助构件440的内周面与主体部421的四个侧面421c面接触。
辅助构件440的高度尺寸与主体部421的侧面421c中朝外部露出的部位的高度尺寸相同。在本实施方式中，侧面421c的全部被辅助构件440覆盖，但也可以是一部分被覆盖。
如图40和图41所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f将套筒主体402与密封件403摩擦搅拌接合的工序。在本实施方式的摩擦搅拌工序中，进行第一摩擦搅拌工序和第二摩擦搅拌工序。第一摩擦搅拌工序与第九实施方式相同，因此，省略详细说明。
第二摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f将套筒主体402的周壁部411与密封件403摩擦搅拌接合的工序。首先，将向左旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于周壁部411端面411a的开始位置sp2，并使接合用旋转工具f朝向内角相对移动。然后，在搅拌销f2到达内角后，如图41所示，使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc朝外侧倾斜。然后，使接合用旋转工具f在倾斜的状态下绕密封件403的周围相对移动，以对对接部j41进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w2。
在第二摩擦搅拌工序中，将向左旋转的仅搅拌销f2插入对接部j41，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边相对移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使套筒主体402、密封件403以及辅助构件440与搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着对接部j41相对移动。
在本实施方式中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成使辅助构件440位于接合用旋转工具f的行进方向左侧。此外，使接合用旋转工具f以在re侧产生毛刺v的程度的旋转速度高速旋转。搅拌销f2的插入深度设定成使搅拌销f2与对接部j41接触即可。如图40所示，在使接合用旋转工具f绕密封件403的周围一周，并使塑性化区域w2交叠后，使接合用旋转工具f在设定于周壁部411端面411a的结束位置ep2处脱离。
如图42所示，去除工序是将辅助构件440从密封件403去除的工序。在去除工序中，将辅助构件440朝与密封件403的侧面421c分开的方向折弯，并将辅助构件440从密封件403去除。通过以上的工序来形成液冷套筒401。
根据本实施方式的接合方法，套筒主体402与密封件403被接合，并且，除了套筒主体402和密封件403之外，辅助构件440也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部(塑性化区域w2)的金属不足。
此外，根据本实施方式，通过摩擦搅拌工序而在辅助构件440形成有毛刺v，但能在去除工序中将辅助构件440整体去除。藉此，能容易地进行去除毛刺v的作业。可以使用去除装置等来去除辅助构件440，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件440去除。此外，在本实施方式中，由于使仅搅拌销f2与被接合金属构件接触，因此，和使旋转工具的轴肩部与被接合金属构件接触的情况相比，能降低作用于摩擦搅拌装置的负载。
此外，如图41所示，在本实施方式的第二摩擦搅拌工序中，由于将辅助构件440配置于接合用旋转工具f的行进方向左侧，并且使接合用旋转工具f向左旋转，因此，辅助构件440一侧为re侧。在本实施方式中，由于将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，因此，在re侧即辅助构件440一侧产生毛刺v。也就是说，在本实施方式中，将接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向以及行进方向等设定成在辅助构件440一侧形成有较多毛刺v。藉此，由于形成于辅助构件440的毛刺v随着辅助构件440一起被去除，因此，能更容易地进行毛刺去除工序。此外，通过将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，能提高接合用旋转工具f的移动速度(移送速度)。藉此，能缩短接合周期。此外，也可以如本实施方式的配置工序那样，沿着密封件403的侧面421c将辅助构件440配置于内角。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但能在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行设计改变。例如，在上述实施方式中，将辅助构件配置于内角的单侧，但也可以将辅助构件配置于内角的两侧。在这种情况下的去除工序中，在夹着塑性化区域的两侧，将形成有毛刺的辅助构件分别去除。也就是说，在本发明的去除工序中，只要从套筒主体402和密封件403中的至少一方将辅助构件去除即可。
此外，在本实施方式中，在支承部412设置有突出部412b，但也可以省略突出部412b而将支承部412与密封件403接合。此外，在本实施方式中，不连续地进行第一摩擦搅拌工序和第二摩擦搅拌工序，但也可以在第一摩擦搅拌工序结束后，不使接合用旋转工具f脱离，就这样进行第二摩擦搅拌工序。藉此，能进一步提高接合周期。
此外，在本实施方式中，液冷套筒401外观呈长方体，但例如可以是外观呈圆柱状、也可以是其它截面呈多边形的柱状体。
[第十一实施方式]
参照附图，对本发明第十一实施方式的液冷套筒的制造方法及液冷套筒进行详细说明。在本实施方式的液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、重合工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。
如图43所示，准备工序是准备套筒主体502和密封件503的工序。套筒主体502由底部510、周壁部511以及支承部512构成。套筒主体502的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属即可，例如由铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等能进行摩擦搅拌的金属形成。套筒主体502是上方开口的箱状构件。底部510俯视呈矩形。周壁部511从底部510的周缘立起，并呈矩形框状。
周壁部511由壁部511a、511b、511c、511d构成。壁部511a、511b相互面对且为短边部。壁部511c、511d相互面对且为长边部。在套筒主体502的内部形成有凹部513。
支承部512从底部510立起，并且从周壁部511的壁部511b延伸设置。支承部512可以以与周壁部511分开的方式形成，也可以省略。支承部512的端面512a与周壁部511的端面511a共面。在支承部512的端面512a形成有突出部512b。在本实施方式中，突出部512b呈圆柱状。突出部512b是与密封件503嵌合的部位。
密封件503是将套筒主体502的开口部覆盖的金属构件。密封件503的材料不受特别限制，在本实施方式中，由与套筒主体502相同的材料形成。密封件503是俯视呈矩形的板状构件。在密封件503的背面503b形成有三个凹槽504。凹槽504在与突出部512b对应的位置处形成为供突出部512b插入。在本实施方式中，凹槽504的中空部的形状呈圆柱状，但只要是能供突出部512b插入的形状即可。
如图44所示，重合工序是使套筒主体502与密封件503重合的工序。如图45所示，在重合工序中，将密封件503载置于周壁部511的端面511a。周壁部511的端面511a与密封件503的背面503b重合而形成重合部j51。重合部j51在遍及密封件503的整周范围内形成。此外，由周壁部511的端面511a与密封件503的四个侧面503c形成内角。此外，在重合工序中，使密封件503的凹槽504与支承部512的突出部512b嵌合。藉此，形成嵌合部j52。
如图46所示，配置工序是将辅助构件530配置于套筒主体502的工序。辅助构件530是形成有俯视呈矩形的中空部531的板状构件。辅助构件530的板厚尺寸适当设定成在后述的第二摩擦搅拌工序中不会在接合部引起金属不足的程度。中空部531呈与密封件503的平面形状相同的形状。辅助构件530的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属，则不受特别限制，在本实施方式中为与套筒主体502及密封件503相同的材料。在辅助构件530的一部分形成有缝隙532，上述缝隙532在宽度方向上连续。
如图47所示，在配置工序中，将辅助构件530配置于周壁部511的端面511a。藉此，端面511a被辅助构件530覆盖。辅助构件530的内周缘与密封件503的侧面503c面接触，或是以隔开微小间隙的方式配置。另外，在本实施方式中，利用辅助构件530覆盖端面511a的整体，但也可以调节辅助构件530的大小，以使端面511a的一部分被覆盖。
摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f将套筒主体502与密封件503摩擦搅拌接合的工序。如图48和图49所示，接合用旋转工具f由连接部f1和搅拌销f2构成。在本实施方式中，由于使接合用旋转工具f向右旋转，因此，螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。藉此，能减少溢出到被接合金属构件(套筒主体502、密封件503以及辅助构件530)外部的金属的量。也可以省略螺旋槽。
在本实施方式的摩擦搅拌工序中，进行第一摩擦搅拌工序和第二摩擦搅拌工序。第一摩擦搅拌工序是将支承部512与密封件503接合的工序。如图48所示，在第一摩擦搅拌工序中，将向右旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于密封件503正面503a的开始位置sp1。开始位置sp1设定于与突出部512b的外缘对应的位置。
如图49所示，在第一摩擦搅拌工序中，在搅拌销f2到达突出部512b、或是使搅拌销f2与仅密封件503接触的状态下，对突出部512b与凹槽504的嵌合部j52进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w1。在使接合用旋转工具f绕突出部512b一周以上后，使接合用旋转工具f脱离。对于各突出部512b(嵌合部j52)都进行同样的工序。另外，此时在密封件503的正面503a形成有接合用旋转工具f的冲孔，但可以对该冲孔进行堆焊焊接加以修补。或者，也可以一边使接合用旋转工具f相对移动，一边将其缓缓拔出，以防形成冲孔。
第二摩擦搅拌工序是将周壁部511与密封件503接合的工序。如图50所示，首先将向右旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于辅助构件530的开始位置sp2，并使接合用旋转工具f朝向内角相对移动。然后，在搅拌销f2到达内角后，如图51所示，使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc相对于密封件503朝外侧倾斜。然后，使接合用旋转工具f在倾斜的状态下绕密封件503的周围相对移动，以对重合部j51进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w2。
在第二摩擦搅拌工序中，将向右旋转的仅搅拌销f2插入重合部j51，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边相对移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使套筒主体502、密封件503以及辅助构件530与搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着重合部j51相对移动。
在本实施方式中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成使辅助构件530位于接合用旋转工具f的行进方向右侧。接合用旋转工具f的旋转方向和行进方向并不限定于上述方向，只要适当设定即可。例如，也可以将辅助构件530配置于接合用旋转工具f的行进方向右侧，同时使接合用旋转工具f向左旋转。或者，也可以将辅助构件530配置于接合用旋转工具f的行进方向左侧，并使接合用旋转工具f向左右任一方向旋转。下文，将对接合用旋转工具f的旋转方向等条件和辅助构件530的优选位置关系进行说明。
搅拌销f2的插入深度设定成使搅拌销f2与重合部j51接触即可。如图50所示，在使接合用旋转工具f绕密封件503的周围一周，并使塑性化区域w2交叠后，使接合用旋转工具f在设定于辅助构件530的结束位置ep2处脱离。
如图52所示，去除工序是将辅助构件530从套筒主体502去除的工序。以缝隙532(参照图50)为边界，将辅助构件530的端部卷起，并且，如图53所示，将辅助构件530朝与周壁部511的端面511a分开的方向折弯，并将辅助构件530从周壁部511去除。通过以上的制造方法来形成液冷套筒501。
液冷套筒501是包括中空部的金属制的中空构件。通过使热输送流体(例如水)在液冷套筒501的中空部流通，能与设置于套筒主体502或密封件503的发热体(省略图示)进行热交换。
根据以上说明的液冷套筒的制造方法及液冷套筒，将辅助构件530配置于内角，且除了套筒主体502和密封件503之外，辅助构件530也同时进行摩擦搅拌，藉此，能防止接合部(塑性化区域w2)的金属不足。此外，由于通过去除工序能将毛刺v随着辅助构件530一起去除，因此，能容易地去除毛刺v。
此外，在第二摩擦搅拌工序中，在使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc朝外侧倾斜的状态下进行摩擦搅拌，藉此，能容易地将接合用旋转工具f插入内角。此外，虽然也可以省略支承部512，但通过像本实施方式这样设置支承部512，并将支承部512(突出部512b)与密封件503接合，能提高液冷套筒501的强度。此外，在重合工序中，由于使支承部512的突出部512b与密封件503的凹槽504嵌合，因此，能容易地进行密封件503的定位作业。此外，在第一摩擦搅拌工序中，能防止密封件503错位。
此外，根据本实施方式，通过第二摩擦搅拌工序而在辅助构件530形成有毛刺v，但能在去除工序中将辅助构件530整体去除。可以使用去除装置等来去除辅助构件530，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件530去除。
此外，在本实施方式中，由于使仅搅拌销f2与被接合金属构件接触，因此，和使旋转工具的轴肩部与被接合金属接触的情况相比，能降低作用于摩擦搅拌装置的负载。此外，由于在使接合用旋转工具f的仅搅拌销f2与套筒主体502及密封件503接触的状态下进行摩擦搅拌，因此，能将搅拌销f2插入至重合部j51的较深位置。藉此，能将套筒主体502与密封件503理想地接合。
此外，如图51所示，在本实施方式的第二摩擦搅拌工序中，由于将辅助构件530配置于行进方向右侧，并且使接合用旋转工具f向右旋转，因此，辅助构件530一侧为re侧。另一方面，re侧的相反一侧为ad侧。例如，在接合用旋转工具f的旋转速度较慢的情况下，与塑性化区域w2的re侧相比，ad侧的塑性流动件的温度更容易上升，因此，具有在ad侧产生较多毛刺v的倾向。另一方面，例如在接合用旋转工具f的旋转速度较快的情况下，虽然ad侧的塑性流动材料的温度更容易上升，但与旋转速度变快相应地，具有在re侧产生较多毛刺v的倾向。
在本实施方式中，由于将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，因此，在re侧、即辅助构件530一侧产生毛刺v。也就是说，在本实施方式中，将接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向以及行进方向等设定成在辅助构件530一侧形成有较多毛刺v。藉此，由于形成于辅助构件530的毛刺v随着辅助构件530一起被去除，因此，能更容易地进行毛刺去除工序。此外，通过将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，能提高接合用旋转工具f的移动速度(移送速度)。藉此，能缩短接合周期。
如上所述，在摩擦搅拌工序时，在接合用旋转工具f的行进方向的哪一侧产生毛刺v是根据接合条件不同而不同的。上述接合条件是由以下等要素和这些要素的组合来决定的：接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向、行进方向、移动速度(移送速度)；搅拌销f2的倾斜角度(锥形角度)；套筒主体502、密封件503及辅助构件530的材料；以及各构件的厚度。只要根据接合条件将辅助构件530配置于产生毛刺v的一侧或产生较多毛刺v的一侧，则能容易地进行毛刺去除工序，因此，较为理想。
此外，由于在辅助构件530设置有缝隙532，因此，在去除工序时，能以缝隙532为起点容易地将辅助构件530去除。此外，通过像本实施方式的第二摩擦搅拌工序这样，使塑性化区域w2的始端与终端侧重叠(交叠)，能进一步提高液冷套筒501的水密性和气密性。
[第十二实施方式]
接着，对第十二实施方式的液冷套筒的制造方法进行说明。在本实施方式的接合方法中，进行准备工序、重合工序、配置工序、摩擦搅拌工序以及去除工序。在第十二实施方式中，如图54所示，主要在使辅助构件540与密封件503的侧面503c面接触这一点上与第十一实施方式不同。在本实施方式的说明中，以与第十一实施方式不同的部分为中心进行说明。
准备工序与第十一实施方式相同，因此省略说明。重合工序是以与第十一实施方式相同的要领，使套筒主体502与密封件503对接而形成重合部j51的工序。如图54所示，由周壁部511的端面511a和密封件503的侧面503c形成内角。
配置工序是将辅助构件540配置于内角的工序。辅助构件540是包括俯视呈矩形的中空部541的框状构件。在辅助构件540形成有缝隙542，上述缝隙542在高度方向上连续。辅助构件540的板厚适当设定成后述的第二摩擦搅拌工序时接合部不会变得金属不足。中空部541呈与密封件503的平面形状相同的形状。在配置工序中，如图55所示，使辅助构件540的端面与周壁部511的端面511a抵接，并且使辅助构件540的内周面与密封件503的四个侧面503c面接触。
辅助构件540的高度尺寸与密封件503的侧面503c的高度尺寸相同。在本实施方式中，侧面503c全部被辅助构件540覆盖，但也可以是一部分被覆盖。
如图56和图57所示，摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f将套筒主体502与密封件503摩擦搅拌接合的工序。在本实施方式的摩擦搅拌工序中，进行第一摩擦搅拌工序和第二摩擦搅拌工序。第一摩擦搅拌工序与第十一实施方式相同，因此，省略详细说明。
第二摩擦搅拌工序是使用接合用旋转工具f将套筒主体502的周壁部511与密封件503摩擦搅拌接合的工序。首先，将向左旋转的接合用旋转工具f的搅拌销f2插入设定于周壁部511端面511a的开始位置sp2，并使接合用旋转工具f朝向内角相对移动。然后，在搅拌销f2到达内角后，如图57所示，使接合用旋转工具f的旋转中心轴fc朝外侧倾斜。然后，使接合用旋转工具f在倾斜的状态下绕密封件503的周围相对移动，以对重合部j51进行摩擦搅拌接合。在接合用旋转工具f的移动轨迹上形成有塑性化区域w2。
在第二摩擦搅拌工序中，将向左旋转的仅搅拌销f2插入重合部j51，使被接合金属构件与连接部f1一边分开，一边相对移动。换言之，以搅拌销f2的基端部露出的状态进行摩擦搅拌接合。然后，在使套筒主体502、密封件503以及辅助构件540与搅拌销f2接触的状态下，使接合用旋转工具f沿着重合部j51相对移动。
在本实施方式中，将接合用旋转工具f的行进方向设定成使辅助构件540位于接合用旋转工具f的行进方向左侧。此外，使接合用旋转工具f以在re侧产生毛刺v的程度的旋转速度高速旋转。搅拌销f2的插入深度设定成使搅拌销f2与重合部j51接触即可。如图56所示，在使接合用旋转工具f绕密封件503的周围一周，并使塑性化区域w2交叠后，使接合用旋转工具f在设定于周壁部511端面511a的结束位置ep2处脱离。
如图58所示，去除工序是将辅助构件540从密封件503去除的工序。在去除工序中，将辅助构件540朝与密封件503的侧面503c分开的方向折弯，并将辅助构件540从密封件503分别去除。通过以上的工序来形成液冷套筒501。
根据本实施方式的接合方法，套筒主体502与密封件503被接合，并且，除了套筒主体502和密封件503之外，辅助构件540也同时进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止接合部(塑性化区域w2)的金属不足。
此外，根据本实施方式，通过摩擦搅拌工序而在辅助构件540形成有毛刺v，但能在去除工序中将辅助构件540整体去除。藉此，能容易地进行去除毛刺v的作业。可以使用去除装置等来去除辅助构件540，但在本实施方式中，能利用手工作业容易地将辅助构件540去除。此外，在本实施方式中，由于使仅搅拌销f2与被接合金属构件接触，因此，和使旋转工具的轴肩部与被接合金属构件接触的情况相比，能降低作用于摩擦搅拌装置的负载。
此外，如图57所示，在本实施方式的第二摩擦搅拌工序中，由于将辅助构件540配置于接合用旋转工具f的行进方向左侧，并且使接合用旋转工具f向左旋转，因此，辅助构件540一侧为re侧。在本实施方式中，由于将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，因此，在re侧即辅助构件540一侧产生毛刺v。也就是说，在本实施方式中，将接合用旋转工具f的旋转速度、旋转方向以及行进方向等设定成在辅助构件540一侧形成有较多毛刺v。藉此，由于形成于辅助构件540的毛刺v随着辅助构件540一起被去除，因此，能更容易地进行毛刺去除工序。此外，通过将接合用旋转工具f的旋转速度设定得较快，能提高接合用旋转工具f的移动速度(移送速度)。藉此，能缩短接合周期。此外，也可以像本实施方式的配置工序这样，沿着密封件503的侧面503c将辅助构件540配置于内角。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但能在不脱离本发明的主旨的范围内适当进行设计改变。例如，在上述实施方式中，将辅助构件配置于内角的单侧，但也可以将辅助构件配置于内角的两侧。在这种情况下的去除工序中，在夹着塑性化区域的两侧，将形成有毛刺的辅助构件分别去除。也就是说，在本发明的去除工序中，只要从套筒主体502和密封件503中的至少一方将辅助构件去除即可。
此外，在本实施方式中，在支承部512设置有突出部512b，但也可以省略突出部512b而将支承部512与密封件503接合。此外，在本实施方式中，液冷套筒501外观呈长方体，但例如可以是外观呈圆柱状、也可以是其它截面呈多边形的柱状体。此外，也可以将多个翅片设置于密封件503的背面。通过形成翅片，能提高热交换效率。
(符号说明)
1第一金属构件
2第二金属构件
10辅助构件
20辅助构件
f接合用旋转工具(旋转工具)
f1连接部
f2搅拌销
j1对接部
j2对接部
v毛刺
w塑性化区域。