CN107921576A - 液冷套筒的制造方法及液冷套筒 - Google Patents

液冷套筒的制造方法及液冷套筒 Download PDF

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Abstract

本发明的特征是，包括：准备工序，形成具有底部(10)和周壁部(11)的套筒主体(2)，并且形成具有板状的第一基板部(21)、板状的第二基板部(22)及多个翅片(23)的密封件(3)，第一基板部由第一金属形成，第二基板部形成为使第一基板部(21)的周缘部露出并由第二金属形成；配置工序，使周壁部(11)的端面(11a)与第一基板部(21)的背面(21b)重合而形成重合部(J1)；以及接合工序，将接合用旋转工具(F)从第一基板部(21)的周缘部的正面(21a)一侧插入，在使接合用旋转工具(F)的搅拌销(F2)与仅第一基板部(21)接触，或在使旋接合用转工具(F)的搅拌销(F2)与第一基板部(21)及周壁部(11)两方接触的状态下，沿着重合部(J1)相对移动来对重合部(J1)进行摩擦搅拌接合。

Description

液冷套筒的制造方法及液冷套筒
技术领域
本发明涉及液冷套筒的制造方法及液冷套筒。
背景技术
作为将金属构件彼此接合的方法，已知有摩擦搅拌接合(FSW：Friction StirWelding)。所谓摩擦搅拌接合，是通过使旋转工具一边旋转，一边沿着金属构件彼此的对接部移动，利用旋转工具与金属构件的摩擦热，使对接部的金属塑性流动，来将金属构件彼此固相接合。
近年来，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。
在专利文献1中，公开有一种由套筒主体和密封件构成的液冷套筒，其中，上述密封件在基板排列设置有多个翅片。由于上述密封件的基板以将不同的金属层层叠的方式构成，因此，能发挥各金属材料的特性来提高导热率。在专利文献1的发明中，利用螺钉将套筒主体与密封件接合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第5572678号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在现有的液冷套筒的制造方法中，由于利用螺钉将套筒主体与密封件接合，因此，存在液冷套筒的水密性和气密性降低这样的问题。在此，也考虑将套筒主体与密封件摩擦搅拌接合，但存在如下的问题：当将旋转工具插入到不同种类的金属层叠而成的基板时，由于各金属的性质不同，因此，很难设定旋转速度和移送速度等接合条件。
因而，本发明的技术问题在于提供一种水密性和气密性高且能容易制造的液冷套筒的制造方法及液冷套筒。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括：准备工序，在上述准备工序中，形成套筒主体，并且形成密封件，上述套筒主体具有底部和周壁部，其中，上述周壁部从上述底部的周缘立起，上述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部以及多个翅片，上述第一基板部由第一金属形成，上述第二基板部形成为使上述第一基板部的周缘部朝上述第一基板部的正面一侧露出，并由第二金属形成，多个上述翅片排列设置于上述第一基板部的背面一侧；配置工序，在上述配置工序中，将上述密封件配置于上述套筒主体，并且使上述周壁部的端面与上述第一基板部的背面重合而形成重合部；以及接合工序，在上述接合工序中，将旋转工具从上述第一基板部的上述周缘部的正面一侧插入，在使上述旋转工具的搅拌销与仅上述第一基板部接触，或者在使上述旋转工具的搅拌销与上述第一基板部及上述周壁部两方接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述重合部相对移动，来对上述重合部进行摩擦搅拌接合。
此外，本发明的特征是，具有：套筒主体，上述套筒主体包括底部和周壁部，上述周壁部从上述底部的周缘立起；以及密封件，上述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部以及多个翅片，其中，上述第一基板部由第一金属形成，上述第二基板部形成为使上述第一基板部的周缘部朝上述第一基板部的正面一侧露出，并且上述第二基板部由第二金属形成，多个上述翅片排列设置于上述第一基板部的背面一侧，对上述周壁部的端面与上述密封件的背面重合而成的重合部进行摩擦搅拌接合，并在上述第一基板部的周缘部形成塑性化区域。
根据上述制造方法，由于利用摩擦搅拌将套筒主体与密封件接合，因此，能提高水密性和气密性。此外，通过以使由第一金属形成的第一基板部的周缘部露出的方式形成密封件，并对上述周缘部进行摩擦搅拌接合，能排除第二金属的影响。藉此，能容易地设定摩擦搅拌接合的接合条件。
此外，优选的是，在上述准备工序中，准备第一基体部和第二基体部包覆而成的包覆件，其中，上述第一基体部由上述第一金属形成，上述第二基体部由上述第二金属形成，所述液冷套筒的制造方法包括：第一切削工序，在上述第一切削工序中，对上述第一基体部进行切削而形成上述第一基板部和块部；第二切削工序，在上述第二切削工序中，对上述第二基体部进行切削而使上述第一基板部的周缘部露出，并且形成上述第二基板部；以及翅片形成工序，在上述翅片形成工序中，利用多联切刀对上述块部进行切削而形成多个上述翅片，其中，上述多联切刀由圆盘切刀排列设置而成。
根据上述制造方法，能容易地制造包括第一基板部、第二基板部以及多个翅片的密封件。
此外，优选的是，在上述接合工序中，在使上述旋转工具的仅搅拌销与仅上述第一基板部接触，或者在使上述旋转工具的仅搅拌销与上述第一基板部及上述周壁部两方接触的状态下，对上述重合部进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法，由于使仅搅拌销接触，因此，能在施加于摩擦搅拌装置的负载较低的状态下进行摩擦搅拌接合。
此外，优选的是，在上述接合工序中，将接合条件设定成在上述第一基板部的外侧产生毛刺，上述液冷套筒的制造方法包括去除工序，在上述去除工序中，以形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将上述第一基板部的剩余部分切除。
根据上述制造方法，能容易地将由摩擦搅拌接合产生的毛刺随着剩余部分一起去除。
此外，优选的是，在上述准备工序中，在上述套筒主体的上述底部形成支承部，上述支承部在端面包括突出部，在上述第一基板部形成孔部，并且以使上述第一基板部的正面中的上述孔部的周围露出的方式形成上述第二基板部，在上述配置工序中，形成上述重合部，并且将上述突出部插入上述孔部，在上述接合工序中，对上述突出部的外周侧面与上述孔部的孔壁对接而成的对接部进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法，由于将支承部的突出部插入密封件的孔部，因此，能容易地进行密封件的定位。此外，通过将支承部与密封件接合，能提高液冷套筒的强度。
此外，优选的是，上述第一金属是铝合金，上述第二金属是铜合金。
根据上述制造方法，能提高液冷套筒的导热率。
为了解决上述技术问题，本发明的特征是，包括：准备工序，在上述准备工序中，形成套筒主体，并且形成密封件，上述套筒主体包括底部、周壁部、台阶底面及台阶侧面，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从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，上述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部以及多个翅片，其中，上述第一基板部由第一金属形成，上述第二基板部形成为使上述第一基板部的周缘部朝上述第一基板部的正面一侧露出，并且上述第二基板部由第二金属形成，多个上述翅片排列设置于上述第一基板部的背面一侧；密封件配置工序，在上述密封件配置工序中，将上述密封件配置于上述套筒主体，并且使上述台阶侧面与上述第一基板部的侧面对接而形成第一对接部；以及接合工序，在上述接合工序中，将旋转工具插入上述第一对接部，在使上述旋转工具的搅拌销与上述第一基板部及上述周壁部两方接触的状态下，使上述旋转工具沿着上述第一对接部相对移动，从而进行摩擦搅拌接合。
此外，本发明的特征是，具有：套筒主体，上述套筒主体包括底部、周壁部及台阶部，其中，上述周壁部从上述底部的周缘立起，上述台阶部形成于上述周壁部的内周缘；以及
密封件，上述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部及多个翅片，其中，上述第一基板部由第一金属形成，上述第二基板部形成为使上述第一基板部的周缘部朝上述第一基板部的正面一侧露出，并且上述第二基板部由第二金属形成，多个上述翅片排列设置于上述第一基板部的背面一侧，
对上述台阶部的台阶侧面与上述第一基板部的侧面对接而成的第一对接部进行摩擦搅拌接合，并在上述第一基板部的周缘部形成塑性化区域。
根据上述制造方法，由于利用摩擦搅拌将套筒主体与密封件接合，因此，能提高水密性和气密性。此外，通过以使由第一金属形成的第一基板部的周缘部露出的方式形成密封件，并对上述周缘部进行摩擦搅拌接合，能排除第二金属的影响。藉此，能容易地设定摩擦搅拌接合的接合条件。
此外，优选的是，在上述准备工序中，准备第一基体部和第二基体部包覆而成的包覆件，其中，上述第一基体部由上述第一金属形成，上述第二基体部由上述第二金属形成，所述液冷套筒的制造方法包括：第一切削工序，在上述第一切削工序中，对上述第一基体部进行切削而形成上述第一基板部和块部；第二切削工序，在上述第二切削工序中，对上述第二基体部进行切削而使上述第一基板部的周缘部露出，并且形成上述第二基板部；以及翅片形成工序，在上述翅片形成工序中，利用多联切刀对上述块部进行切削而形成多个上述翅片，其中，上述多联切刀由圆盘切刀排列设置而成。
根据上述制造方法，能容易地制造包括第一基板部、第二基板部以及多个翅片的密封件。
此外，优选的是，在上述接合工序中，在使上述旋转工具的仅搅拌销与上述周壁部及上述第一基板部接触的状态下，进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法，能在施加于摩擦搅拌装置的负载较小的状态下，对第一对接部的较深位置进行摩擦搅拌接合。
此外，优选的是，上述液冷套筒的制造方法包括辅助构件配置工序，在上述辅助构件配置工序中，将辅助构件沿着上述第一对接部配置，在上述接合工序中，在使仅上述搅拌销与上述周壁部、上述第一基板部及上述辅助构件接触的状态下，对上述第一对接部进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法，除了周壁部和第一基板部之外，辅助构件也进行摩擦搅拌接合，因此，能防止接合部金属不足。
此外，优选的是，在上述接合工序中，将接合条件设定成在上述辅助构件产生毛刺，上述液冷套筒的制造方法包括去除工序，在上述去除工序中，将形成有上述毛刺的上述辅助构件切除。
根据上述制造方法，能容易地去除毛刺。
此外，优选的是，在上述接合工序中，在使上述旋转工具的旋转中心轴朝上述套筒主体的内侧倾斜的状态下，进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法，能容易地将搅拌销插入。
此外，优选的是，在上述准备工序中，在上述套筒主体的上述底部形成支承部，上述支承部在端面包括突出部，在上述第一基板部形成孔部，并且以使上述第一基板部的正面中的上述孔部的周围露出的方式形成上述第二基板部，在上述密封件配置工序中，形成上述第一对接部，并且将上述突出部插入上述孔部，在上述接合工序中，对上述突出部的外周侧面与上述孔部的孔壁对接而成的第二对接部进行摩擦搅拌接合。
根据上述制造方法，由于将支承部的突出部插入密封件的孔部，因此，能容易地进行密封件的定位。此外，通过将支承部与密封件接合，能提高液冷套筒的强度。
此外，优选的是，上述第一金属是铝合金，上述第二金属是铜合金。
根据上述制造方法，能提高液冷套筒的导热率。
此外，优选的是，在上述套筒主体的上述底部具有支承部，上述支承部在端面包括突出部，在上述第一基板部具有孔部，并且以使上述孔部的周围露出的方式形成上述第二基板部，对上述突出部的外周侧面与上述孔部的孔壁对接而成的第二对接部进行摩擦搅拌接合。
根据上述结构，由于将支承部的突出部插入密封件的孔部，因此，能容易地进行密封件的定位。此外，通过将支承部与密封件接合，能提高液冷套筒的强度。
发明效果
根据本发明的液冷套筒的制造方法及液冷套筒，能提高液冷套筒的水密性和气密性，并且能容易地制造液冷套筒。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的液冷套筒的立体图。
图2是表示第一实施方式的液冷套筒的剖视图。
图3是表示第一实施方式的包覆件的立体图。
图4是表示第一实施方式的第一切削工序的立体图。
图5是表示第一实施方式的第二切削工序的立体图。
图6是表示第一实施方式的翅片形成工序的立体图。
图7是表示第一实施方式的配置工序的剖视图。
图8是表示第一实施方式的接合工序的立体图。
图9是表示第一实施方式的接合工序的剖视图。
图10是表示第一实施方式的去除工序的剖视图。
图11是表示本发明第二实施方式的液冷套筒的立体图。
图12是表示第二实施方式的液冷套筒的剖视图。
图13是表示第二实施方式的液冷套筒的分解立体图。
图14是表示第二实施方式的第一切削工序的立体图。
图15是表示第二实施方式的第二切削工序的立体图。
图16是表示第二实施方式的翅片形成工序的立体图。
图17是表示第二实施方式的配置工序的剖视图。
图18是表示第二实施方式的接合工序的剖视图。
图19是表示本发明第三实施方式的液冷套筒的分解立体图。
图20是表示第三实施方式的液冷套筒的剖视图。
图21是表示第三实施方式的包覆件的立体图。
图22是表示第三实施方式的第一切削工序的立体图。
图23是表示第三实施方式的第二切削工序的立体图。
图24是表示第三实施方式的翅片形成工序的立体图。
图25是表示第三实施方式的配置工序的剖视图。
图26是表示第三实施方式的辅助构件配置工序的立体图。
图27是表示第三实施方式的接合工序的立体图。
图28是表示第三实施方式的接合工序的剖视图。
图29是表示第三实施方式的去除工序的剖视图。
图30是表示本发明第四实施方式的液冷套筒的立体图。
图31是表示第四实施方式的液冷套筒的剖视图。
图32是表示第四实施方式的液冷套筒的分解立体图。
图33是表示第四实施方式的第一切削工序的立体图。
图34是表示第四实施方式的第二切削工序的立体图。
图35是表示第四实施方式的翅片形成工序的立体图。
图36是表示第四实施方式的配置工序的剖视图。
图37是表示第四实施方式的接合工序的剖视图。
图38是表示第一变形例的剖视图。
图39是表示第二变形例的剖视图。
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液冷套筒及液冷套筒的制造方法进行详细说明。如图1所示，本实施方式的液冷套筒1由套筒主体2和密封件3构成。液冷套筒1是供流体在内部流通，并与设置于液冷套筒1的发热体(省略图示)进行热交换的器具。另外，以下说明中的“正面”是指“背面”的相反一侧的面。
如图2所示，套筒主体2构成为包括底部10和周壁部11。套筒主体2是上方开口的箱状体。在本实施方式中，套筒主体2由铝合金形成。套筒主体2的材料例如从铝、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中适当选择。底部10俯视呈矩形的板状。周壁部11立起设置于底部10的周缘，且上述周壁部311俯视呈矩形框状。在底部10和周壁部11的内部形成有凹部13。
密封件3是将套筒主体2的开口部密封的板状构件。密封件3由第一基板部21、第二基板部22以及多个翅片23构成。第一基板部21的平面形状比套筒主体2的平面形状小一圈。第一基板部21将套筒主体2的开口部密封，并且与周壁部11摩擦搅拌接合。也就是说，相对于周壁部11的端面11a与第一基板部21的背面21b重合而成的重合部J1，形成有塑性化区域W。密封件3的外周缘在塑性化区域W处被镶边。
第二基板部22以第一基板部21的周缘部在第一基板部21的正面21a露出的方式层叠。第二基板部22的板厚与第一基板部21的板厚大致相同。第二基板部22的平面形状比第一基板部21的平面形状小一圈。
翅片23相对于背面21b垂直地排列设置于第一基板部21的背面21b。第一基板部21和翅片23一体形成。在本实施方式中，第一基板部21和翅片23由铝合金(第一金属)形成。另一方面，在本实施方式中，第二基板部由铜合金(第二金属)形成。
第一基板部21和第二基板部22由不同的两种金属形成，例如从铝、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中适当选择。第二基板部22的正面22a比第一基板部21的正面21a高出相当于板厚的量。能将第二基板部22的正面22a作为例如发热体(部件)的安装部位使用。
接着，对第一实施方式的液冷套筒的制造方法进行说明。在液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、配置工序、接合工序以及去除工序。
准备工序是形成套筒主体2和密封件3的工序。在准备工序中，如图1和图2所示，形成套筒主体2。形成套筒主体2的方法不受特别限制，例如通过模铸形成。此外，在准备工序中，为了形成密封件3而进行包覆件形成工序、第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序。
包覆件形成工序是形成图3所示的包覆件30的工序。包覆件30由第一基体部31和第二基体部41构成。第一基体部31由第一金属(在本实施方式中为铝合金)形成，且呈长方体。第二基体部41由第二金属(在本实施方式中为铜合金)形成，且呈板状。第二基体部41的平面形状与第一基体部31的平面形状相同。包覆件30是将由第一金属形成的毛坯件与由第二金属形成的毛坯件层叠并轧制之后，切断成规定大小而形成的。
如图4所示，第一切削工序是将第一基体部31(参照图3)的一部分切削而形成第一基板部21和块部43的工序。在第一切削工序中，使用切削装置等将第一基体部31切削。此时，形成板状的第一基板部31，并且在第一基板部21的背面21b的中央处形成呈长方体的块部43。
如图5所示，第二切削工序是将第二基体部41(参照图4)的一部分切削而形成第二基板部22的工序。在第二切削工序中，使用切削装置等将第二基体部41切削成使第一基板部21的周缘部露出，从而形成第二基板部22。藉此，在第一基板部21的正面21a的中央处形成第二基板部22。
如图6所示，翅片形成工序是使用多联切刀M将块部43切削而形成翅片23(参照图2)的工序。多联切刀M是对构件进行切削的旋转工具。多联切刀M由轴部M1和多个圆盘切刀M2构成，其中，多个上述圆盘切刀M2以隔开间隔的方式并排设置于轴部M1。在圆盘切刀M2的外周缘形成有切削刃(省略图示)。通过对圆盘切刀M2的板厚和间隔进行调节，能适当设定翅片23的间隔和板厚。
在翅片形成工序中，配置成块部43的边部43a与多联切刀M的轴部M1平行，并将旋转的多联切刀M的圆盘切刀M2插入块部43。在圆盘切刀M2到达规定深度之后，使多联切刀M平行移动到与边部43a相对的另一方的边部43b。在轴部M1到达边部43b之后，使多联切刀M沿与块部43分开的方向相对移动。
多联切刀M的插入深度适当设定即可，但在本实施方式中，也可以调节成使圆盘切刀M2未到达第一基板部21、即在块部43处形成未切削区域。此外，在翅片形成工序中，形成从第一基板部21的外缘朝中央部延伸设置的缝隙5。另外，第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序并不限定于上述顺序。
配置工序是将密封件3配置于套筒主体2并形成重合部J1的工序。如图7所示，在配置工序中，将密封件3配置于周壁部11的端面11a，并使周壁部11的端面11a与第一基板部21的背面21b重合。藉此，沿着密封件3的周缘形成重合部J1。此外，通过夹子等固定夹具将套筒主体2和密封件3约束成在工作台上无法移动。
如图8和图9所示，接合工序是使用接合用旋转工具F将套筒主体2与密封件3摩擦搅拌接合的工序。在本实施方式的接合工序中，使用接合用旋转工具F对重合部J1进行摩擦搅拌接合。
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。搅拌销F2的长度比第一基板部21的板厚大。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。
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。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2和密封件3)外部的金属的量。
在接合工序中，将向右旋转的接合用旋转工具F的搅拌销F2插入设定于第一基板部21正面21a的开始位置Sp，并使接合用旋转工具F相对移动。在本实施方式中，由于使接合用旋转工具F向右旋转，因此，搅拌销F2的螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。在接合用旋转工具F的移动轨迹上形成有塑性化区域W。在接合工序中，使接合用旋转工具F绕第二基板部22相对移动，以使塑性化区域W成为俯视呈矩形的闭环。接合用旋转工具F可以绕向左和向右中的任一个方向移动，但在本实施方式中，设定成相对于第二基板部22向左旋转。此时，优选的是，将路径设定成使缝隙5的前端与塑性化区域W接触。
在接合工序中，如图9所示，在使连接部F1与第一基板部21不接触的状态下，即在使搅拌销F2的基端侧露出的状态下，进行摩擦搅拌接合。接合用旋转工具F的插入深度只要适当设定即可，在本实施方式中，以搅拌销F2到达周壁部11的方式、即在使周壁部11及第一基板部21与搅拌销F2接触的状态下进行摩擦搅拌接合。
另外，在搅拌销F2未到达周壁部11的情况下，即在使搅拌销F2与仅第一基板部21接触的状态下，通过第一基板部21与搅拌销F2的摩擦热，使重合部J1塑性流动化而被接合。
在本实施方式中，将接合用旋转工具F的移动方向和旋转方向设定成：接合用旋转工具F的剪切侧(行进侧：旋转工具的外周上的切线速度加上旋转工具的移动速度的那侧)为第一基板部21的内侧。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，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的流动侧(回退侧：旋转工具的外周上的切线速度减去旋转工具的移动速度的那侧)相比，剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，因此，具有在塑性化区域W内的剪切侧产生凹槽、而在塑性化区域W外的剪切侧产生较多毛刺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，虽然剪切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，具有在塑性化区域W内的流动侧产生凹槽、而在塑性化区域W外的流动侧产生较多毛刺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，如图10所示，具有在塑性化区域W内的流动侧产生凹槽D，而在塑性化区域W外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。凹槽D是塑性化区域W中挖得更深的部位。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。
在接合工序时，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、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2和第一基板部21的材质；以及第一基板部21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的一侧为第一基板部21的外缘侧，则具有形成于塑性化区域W内的凹槽D也会形成于第一基板部21外侧的倾向，因此，能容易地进行后述的去除工序，因而较为理想。
在接合工序中，使接合用旋转工具F绕一周，并使接合用旋转工具F在塑性化区域W内脱离。在接合工序中，使塑性化区域W的始端与后端重叠。
如图10所示，去除工序是将作为第一基板部21的一部分的剩余部分25切除的工序。剩余部分25是在第一基板部21中以塑性化区域W为边界被切除的部位。在本实施方式中，将比形成于第一基板部21的凹槽D靠外侧的部位作为剩余部分25。
在去除工序中，以缝隙5(参照图8)为起点将剩余部分25的端部卷起并且折弯而将剩余部分225去除。在去除工序中，可以使用装置将剩余部分25折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。藉此，完成图1所示的液冷套筒1。
根据以上说明的液冷套筒的制造方法及液冷套筒1，由于利用摩擦搅拌将套筒主体2与密封件3接合，因此，能提高水密性和气密性。此外，以使第一基板部21的周缘部露出的方式形成密封件3，并在该周缘部处进行摩擦搅拌接合，藉此，在摩擦搅拌接合时，第一金属(铝合金)与第二金属(铜合金)不会混合。即，在接合工序时，能排除第二金属的影响，因此，能容易地设定摩擦搅拌接合的接合条件。
此外，密封件3可以以任意的方法形成，但通过第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序，能容易地制造出密封件3。此外，通过如本实施方式那样，在使仅搅拌销F2与周壁部11及第一基板部21接触的状态下进行摩擦搅拌，能在不对摩擦搅拌装置施加较大负载的状态下，将位于较深位置的重合部J1摩擦搅拌接合。
在此，在如以往那样使轴肩部与第一基板部21接触的情况下，必须将周壁部11的宽度设定得较大，以防塑性流动材料流入液冷套筒1的内部。但是，如本实施方式那样，通过在使仅搅拌销F2与周壁部11及第一基板部21接触的状态下进行摩擦搅拌，能减小塑性化区域W的宽度。藉此，由于能减小周壁部11的宽度，因此，能提高设计的自由度。
此外，如本实施方式的接合工序那样，通过将接合条件设定成使毛刺V产生于第一基板部21的外侧，能容易地将通过摩擦搅拌接合而产生的毛刺V随着剩余部分25一起去除。
此外，如图10所示，根据本实施方式，凹槽D形成于塑性化区域W内的接合中心线C的外侧(相对于第一基板部21靠外侧)。此外，毛刺V形成于塑性化区域W外的接合中心线C的外侧，因此，能有效地将毛刺V与剩余部分25一起切除。藉此，能减小切除的剩余部分25，并且能留下较大的接合部(塑性化区域W)，因此，能提高接合强度。此外，通过凹槽D，能容易地将剩余部分25折弯，并且不另外进行毛刺去除作业，也能将接合部(塑性化区域W)规整地精加工。
此外，第一基板部21和第二基板部22的材料不受特别限制，但通过如本实施方式那样将第一基板部21设为铝合金(第一金属)、将供发热体设置的第二基板部22设为铜合金(第二金属)，能提高导热率。
[第二实施方式]
接着，对本发明第二实施方式的液冷套筒的制造方法及液冷套筒进行说明。如图11和图12所示，第二实施方式的液冷套筒1A由套筒主体2A和密封件3A构成。液冷套筒1A在形成有支承部12这点等方面与第一实施方式不同。在第二实施方式中，以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图12和图13所示，套筒主体2A构成为包括底部10、周壁部11以及支承部12。支承部12是立起设置于底部10的板状构件。支承部12连续地形成于周壁部11的一个壁部，并与和上述壁部相对的另一个壁部分开。支承部12的端面12a与周壁部11的端面11a共面。在支承部12的端面12a形成有突出部14。突出部14的高度尺寸与第一基板部21的板厚尺寸大致相同。突出部14的形状不受特别限制，但在本实施方式中为圆柱状。此外，突出部14的个数不受特别限制，但在本实施方式中形成有三个。
如图13所示，密封件3A由第一基板部21、第二基板部22、22、多个翅片23以及三个孔部24构成。第二基板部22夹着孔部24在两侧形成有一对。翅片23形成于与第二基板部22对应的位置。也就是说，在形成有孔部24的部分及其周围未形成翅片23。孔部24是在第一基板部21的中央部沿板厚方向贯穿的孔。孔部24形成为供突出部14无间隙地插入的大小。
接着，对第二实施方式的液冷套筒的制造方法进行说明。在液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、配置工序、接合工序以及去除工序。
准备工序是形成套筒主体2A和密封件3A的工序。在准备工序中，为了形成密封件3A而进行包覆件形成工序、第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序。与第一实施方式相同，包覆件形成工序是形成图3所示的包覆件30的工序。
如图14所示，第一切削工序是将第一基体部31(参照图3)的一部分切削而形成第一基板部21和块部43、43的工序。在第一切削工序中，使用切削装置等将第一基体部31切削。此时，形成板状的第一基板部21，并且在第一基板部21的背面21b形成块部43、43。
如图15所示，第二切削工序是将第二基体部41(参照图14)的一部分切削而形成第二基板部22、22的工序。在第二切削工序中，使用切削装置等将第二基体部41的周缘部和中央部切削成使第一基板部21的周缘部和中央部露出，从而形成第二基板部22、22。藉此，在第一基板部21的正面21a形成相互分开的第二基板部22、22。此外，在第二切削工序中，在第一基板部21的中央部形成贯穿的三个孔部24。
如图16所示，翅片形成工序是使用多联切刀M将块部43、43切削而形成多个翅片23(参照图12)的工序。在翅片形成工序中，以与第一实施方式相同的要领形成翅片23。此外，在翅片形成工序中，形成从第一基板部21的外缘朝中央部延伸设置的缝隙5。
配置工序是将密封件3A配置于套筒主体2A并形成重合部J1和对接部J2的工序。如图17所示，在配置工序中，将密封件3A配置于周壁部11的端面11a，并使周壁部11的端面11a与第一基板部21的背面21b重合。藉此，沿着密封件3A的周缘形成重合部J1。此外，突出部14被插入孔部24，形成突出部14的外周面与孔部24的孔壁对接而成的对接部J2。此外，通过夹子等固定夹具将套筒主体2A和密封件3A约束成在工作台上无法移动。
在接合工序中，如图18所示，使用接合用旋转工具F进行第一接合工序和第二接合工序。第一接合工序是与第一实施方式的接合工序相同的工序，因此省略说明。第二接合工序是对对接部J2进行摩擦搅拌接合的工序。第一接合工序和第二接合工序先进行哪一个工序都可以，但在本实施方式中，先进行第二接合工序。
在第二接合工序中，使旋转的接合用旋转工具F沿着对接部J2绕一周，以将对接部J2接合。接合用旋转工具F的插入深度可以设定成搅拌销F2未到达支承部12端面12a的程度，但在本实施方式中，设定成使搅拌销F2与支承部12的端面12a接触，从而使端面12a与第一基板部21的背面21b的重合部也进行摩擦搅拌接合。
去除工序与第一实施方式相同，因此省略说明。藉此，完成图11和图12所示的液冷套筒1A。
根据以上说明的液冷套筒的制造方法及液冷套筒1A，也能获得与第一实施方式相同的效果。此外，由于将支承部12的突出部14插入密封件3A的孔部24，因此，能容易地进行密封件3A的定位。此外，通过将支承部12与密封件3A接合，能提高液冷套筒1A的强度。
在此，在如以往那样使轴肩部与突出部14及第一基板部21接触的情况下，必须将支承部12的宽度设定得较大，以防塑性流动材料流入液冷套筒1A的内部。但是，如本实施方式那样，通过在使仅搅拌销F2与突出部14及第一基板部21接触的状态下进行摩擦搅拌，能减小塑性化区域W1的宽度。藉此，由于能减小支承部12的宽度，因此，能提高设计的自由度。
以上，对本发明的实施方式和变形例进行了说明，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，在接合工序中，也可以使用由轴肩部和搅拌销构成的旋转工具，一边将轴肩部按入第一基板部21，一边进行摩擦搅拌接合。此外，也可以在使仅搅拌销F2与仅第一基板部21接触，或者在使仅搅拌销与第一基板部21及周壁部11两方接触的状态下，使用上述旋转工具对重合部J1进行摩擦搅拌接合。此外，在本实施方式中，在密封件3形成有翅片23，但也可以是不具有翅片23的液冷套筒。
[第三实施方式]
参照附图，对本发明第三实施方式的液冷套筒及液冷套筒的制造方法进行详细说明。如图19所示，本实施方式的液冷套筒101由套筒主体102和密封件103构成。液冷套筒101是供流体在内部流通，并与设置于液冷套筒101的发热体(省略图示)进行热交换的器具。
套筒主体102构成为包括底部110和周壁部111。套筒主体102是上方开口的箱状体。在本实施方式中，套筒主体102由铝合金形成。套筒主体102的材料例如从铝、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中适当选择。底部110俯视呈矩形的板状。周壁部111立起设置于底部110的周缘，且上述周壁部111俯视呈矩形框状。在底部110和周壁部111的内部形成有凹部113。
在周壁部111的内周缘形成有台阶部115。台阶部115由台阶底面115a和台阶侧面115b构成，其中，上述台阶侧面115b从台阶底面115a立起。台阶底面115a形成于从周壁部111的端面111a下降一阶的位置。
密封件103是将套筒主体102的开口部密封的板状构件。密封件103由第一基板部121、第二基板部122以及多个翅片123构成。第一基板部121的平面形状比套筒主体102的平面形状小一圈。如图20所示，第一基板部121将套筒主体102的开口部密封，并且与周壁部111摩擦搅拌接合。也就是说，相对于台阶侧面115b与第一基板部121的侧面121c对接而成的第一对接部J11，形成有塑性化区域W11。
第二基板部122以第一基板部121的周缘部在第一基板部121的正面121a露出的方式层叠。第二基板部122的板厚与第一基板部121的板厚大致相同。第二基板部122的平面形状比第一基板部121的平面形状小一圈。
翅片123相对于背面121b垂直地排列设置于第一基板部121的背面121b。第一基板部121和翅片123一体形成。在本实施方式中，第一基板部121和翅片123由铝合金(第一金属)形成。另一方面，在本实施方式中，第二基板部122由铜合金(第二金属)形成。
第一基板部121和第二基板部122由不同的两种金属形成，例如从铝、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中适当选择。第二基板部122的正面122a比第一基板部121的正面121a高出相当于板厚的量。能将第二基板部122的正面122a作为例如发热体(部件)的安装部位使用。
接着，对第三实施方式的液冷套筒的制造方法进行说明。在液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、密封件配置工序、辅助构件配置工序、接合工序以及去除工序。
准备工序是形成套筒主体102和密封件103的工序。套筒主体102例如通过模铸形成具有底部110和周壁部111的箱状态，并且将周壁部111的内周缘切削而形成台阶部115。
此外，在准备工序中，为了形成密封件103而进行包覆件形成工序、第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序。包覆件形成工序是形成图21所示的包覆件130的工序。包覆件130由第一基体部131和第二基体部141构成。第一基体部131由第一金属(在本实施方式中为铝合金)形成，且呈长方体。第二基体部141由第二金属(在本实施方式中为铜合金)形成，且呈板状。第二基体部141的平面形状与第一基体部131的平面形状相同。包覆件130是将由第一金属形成的毛坯件与由第二金属形成的毛坯件层叠并轧制之后，切断成规定大小而形成的。
如图22所示，第一切削工序是将第一基体部131(参照图21)的一部分切削而形成第一基板部121和块部143的工序。在第一切削工序中，使用切削装置等将第一基体部131切削。此时，形成板状的第一基板部121，并且在第一基板部121的背面121b的中央处形成呈长方体的块部143。
如图23所示，第二切削工序是将第二基体部141(参照图22)的一部分切削而形成第二基板部122的工序。在第二切削工序中，使用切削装置等将第二基体部141切削成使第一基板部121的周缘部露出，从而形成第二基板部122。藉此，在第一基板部121的正面121a的中央处形成第二基板部122。
如图24所示，翅片形成工序是使用多联切刀M将块部143切削而形成多个翅片123(参照图20)的工序。通过对圆盘切刀M2的板厚和间隔进行调节，能适当设定翅片123的间隔和板厚。
在翅片形成工序中，配置成块部143的边部143a与多联切刀M的轴部M1平行，并将旋转的多联切刀M的圆盘切刀M2插入块部143。在圆盘切刀M2到达规定深度之后，使多联切刀M平行移动到与边部143a相对的另一方的边部143b。在轴部M1到达边部143b之后，使多联切刀M沿与块部143分开的方向相对移动。
多联切刀M的插入深度适当设定即可，但在本实施方式中，也可以调节成使圆盘切刀M2未到达第一基板部121、即在块部143处形成未切削区域。另外，在本实施方式中以上述顺序进行，但并非对第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序的顺序进行限定。
密封件配置工序是将密封件103配置于套筒主体102并形成第一对接部J11的工序。如图25所示，在密封件配置工序中，将第一基板部121配置于台阶部115。藉此，形成台阶部115的台阶侧面115b与第一基板部121的侧面121c对接而成的第一对接部J11。第一对接部J11沿着周壁部111的内周缘形成。
如图26所示，辅助构件配置工序是沿着第一对接部J11配置辅助构件106的工序。辅助构件106是俯视呈矩形框状的板状构件。辅助构件106的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属即可，在本实施方式中，由与第一基板部121相同的材料形成。辅助构件106为使辅助构件106的内周面106d(还参照图28)与第一对接部J11重叠的大小。辅助构件106的板厚适当设定成后述的接合工序时塑性化区域W11不会变得金属不足的程度即可。
此外，在本实施方式中，设定成辅助构件106的内周面106d的位置与第一对接部J11的位置重叠，但该内周面106d可以位于比第一对接部J11更靠内侧的位置处，也可以位于比第一对接部J11更靠外侧的位置处。优选的是，辅助构件106的内周面106d的位置设定成后述的接合工序时塑性化区域W11不会变得金属不足，且进行后述的去除工序时辅助构件106不会留在周壁部111的程度。
在辅助构件106形成有缝隙107，上述缝隙307在宽度方向上连续。此外，通过夹子等固定夹具将套筒主体102、密封件103以及辅助构件106约束成在工作台上无法移动。
如图27和图28所示，接合工序是使用接合用旋转工具F将套筒主体102、密封件103以及辅助构件106摩擦搅拌接合的工序。在本实施方式的接合工序中，使用接合用旋转工具F对第一对接部J11进行摩擦搅拌接合。
接合用旋转工具F由连接部F1和搅拌销F2构成。搅拌销F2的长度比第一基板部121的板厚大。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。
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。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102、密封件103以及辅助构件106)外部的金属的量。
在接合工序中，将向右旋转的接合用旋转工具F的搅拌销F2插入设定于第一对接部J11上的开始位置Sp，并使接合用旋转工具F以描画第一对接部J11的方式相对移动。在本实施方式中，由于使接合用旋转工具F向右旋转，因此，搅拌销F2的螺旋槽形成为随着从基端朝向前端而向左旋转。在接合用旋转工具F的移动轨迹上形成有塑性化区域W11。在接合工序中，使接合用旋转工具F绕第二基板部122相对移动，以使塑性化区域W11成为闭环。接合用旋转工具F可以绕向左和向右的任一个方向移动，但在本实施方式中，设定成相对于第二基板部122向左旋转。此时，由于辅助构件106的内周面106d与搅拌销F2接触，因此，周壁部111、第一基板部121以及辅助构件106同时被摩擦搅拌接合。
在接合工序中，如图28所示，在使连接部F1与第一基板部121及辅助构件106不接触的状态下、即在使搅拌销F2的基端侧露出的状态下，进行摩擦搅拌接合。接合用旋转工具F的插入深度适当设定即可，但在本实施方式中，以搅拌销F2到达台阶底面115a的方式进行摩擦搅拌接合。藉此，除了第一对接部J11之外，台阶底面115a与第一基板部121的背面121b的重合部也被摩擦搅拌接合。
在本实施方式中，将接合用旋转工具F的移动方向和旋转方向设定成：接合用旋转工具F的剪切侧(行进侧：旋转工具的外周上的切线速度加上旋转工具的移动速度的那侧)为第一基板部121的内侧。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，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W11的流动侧(回退侧：旋转工具的外周上的切线速度减去旋转工具的移动速度的那侧)相比，剪切侧的塑性流动材料的温度更容易上升，因此，具有在塑性化区域W11内的剪切侧产生凹槽、而在塑性化区域W11外的剪切侧产生较多毛刺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，虽然剪切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，具有在塑性化区域W11内的流动侧产生凹槽、而在塑性化区域W11外的流动侧产生较多毛刺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，如图28所示，具有在塑性化区域W11外的流动侧产生较多毛刺V的倾向。另一方面，在本实施方式中，由于辅助构件106也同时被摩擦搅拌接合，因此，在塑性化区域W11不会产生凹槽，能防止塑性化区域W11金属不足。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。
在接合工序时，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、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102和第一基板部121的材质；以及第一基板部121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106一侧，则能容易地进行后述的去除工序，因此，较为理想。
在接合工序中，使接合用旋转工具F沿着第一对接部J11绕一周，并使接合用旋转工具F在塑性化区域W11内脱离。在接合工序中，使塑性化区域W11的始端与后端重叠。
如图29所示，去除工序是将辅助构件106切除的工序。在去除工序中，以缝隙107(参照图27)为起点将辅助构件106的端部卷起并且折弯而将辅助构件106去除。在去除工序中，可以使用装置将辅助构件106折弯，但在本实施方式中，利用手工作业折弯并切除。藉此，完成图20所示的液冷套筒101。
根据以上说明的液冷套筒的制造方法及液冷套筒101，由于利用摩擦搅拌将套筒主体102与密封件103接合，因此，能提高水密性和气密性。此外，以使第一基板部121的周缘部露出的方式形成密封件103，并在该周缘部处进行摩擦搅拌接合，藉此，在摩擦搅拌接合时，第一金属(铝合金)与第二金属(铜合金)不会混合。也就是说，在接合工序时，能排除第二金属的影响，因此，能容易地设定摩擦搅拌接合的接合条件。
此外，密封件103可以以任意的方法形成，但通过第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序，能容易地制造出密封件103。此外，通过如本实施方式那样，在使仅搅拌销F2与周壁部111及第一基板部121接触的状态下进行摩擦搅拌，能在不对摩擦搅拌装置施加较大负载的状态下，对第一对接部J11的较深位置进行摩擦搅拌接合。
在此，在如以往那样使轴肩部与周壁部111及第一基板部121接触的情况下，必须将台阶底面115a的宽度设定得较大，以防塑性流动材料流入液冷套筒101的内部。但是，如本实施方式那样，通过在使仅搅拌销F2与周壁部111及第一基板部121接触的状态下进行摩擦搅拌，能减小塑性化区域W11的宽度。藉此，由于能减小台阶底面115a的宽度，因此，能提高设计的自由度。
此外，在本实施方式中，除了周壁部111和第一基板部121之外，辅助构件106也进行摩擦搅拌接合，藉此，能防止塑性化区域W11的金属不足。
此外，如本实施方式的接合工序那样，通过将接合条件设定成使毛刺V产生于辅助构件106，能容易地将通过摩擦搅拌接合而产生的毛刺V随着辅助构件106一起去除。藉此，不另外进行毛刺去除作业，也能将接合部(塑性化区域W11)规整地精加工。
此外，第一基板部121和第二基板部122的材料不受特别限制，但通过如本实施方式那样将第一基板部121设为铝合金(第一金属)、将供发热体设置的第二基板部122设为铜合金(第二金属)，能提高导热率。
[第四实施方式]
接着，对本发明第四实施方式的液冷套筒的制造方法及液冷套筒进行说明。如图30和图31所示，第四实施方式的液冷套筒101A由套筒主体102A和密封件103A构成。液冷套筒101A在形成有支承部112这点等方面与第三实施方式不同。在第四实施方式中，以与第三实施方式不同的部分为中心进行说明。
如图31和图32所示，套筒主体102A构成为包括底部110、周壁部111以及支承部112。在周壁部111的内周缘形成有台阶部115。支承部112是立起设置于底部110的板状构件。支承部112连续形成于周壁部111的一个壁部，并与和该壁部相对的另一个壁部分开。支承部112的端面112a与台阶部115的台阶底面115a共面。在支承部112的端面112a形成有突出部114。突出部114的高度尺寸与第一基板部121的板厚尺寸大致相同。突出部114的形状不受特别限制，但在本实施方式中为圆柱状。此外，突出部114的个数不受特别限制，但在本实施方式中形成有三个。
如图31和图32所示，密封件103A由第一基板部121、第二基板部122、122、多个翅片123以及三个孔部124构成。第二基板部122夹着孔部124在两侧形成有一对。翅片123形成于与第二基板部122对应的位置。即，在形成有孔部124的部分及其周围未形成翅片123。孔部124是在第一基板部121的中央部沿板厚方向贯穿的孔。孔部124形成为供突出部114无间隙地插入的大小。
接着，对第四实施方式的液冷套筒的制造方法进行说明。在液冷套筒的制造方法中，进行准备工序、密封件配置工序、辅助构件配置工序、接合工序以及去除工序。
准备工序是形成套筒主体102A和密封件103A的工序。如图32所示，例如，通过模铸形成套筒主体102A。此外，在准备工序中，为了形成密封件103A而进行包覆件形成工序、第一切削工序、第二切削工序以及翅片形成工序。与第三实施方式相同，包覆件形成工序是形成图21所示的包覆件130的工序。
如图33所示，第一切削工序是将第一基体部131(参照图21)的一部分切削而形成第一基板部121和块部143、143的工序。在第一切削工序中，使用切削装置等将第一基体部131切削。此时，形成板状的第一基板部121，并且在第一基板部121的背面121b形成块部143、143。
如图34所示，第二切削工序是将第二基体部141(参照图33)的一部分切削而形成第二基板部122、122的工序。在第二切削工序中，使用切削装置等将第二基体部141的外周缘和中央部切削成使第一基板部121的周缘部和中央部露出，从而形成第二基板部122、122。藉此，在第一基板部121的正面121a形成相互分开的第二基板部122、122。此外，在第二切削工序中，在第一基板部121的中央部形成贯穿的三个孔部124。
如图35所示，翅片形成工序是使用多联切刀M将块部143、143切削而形成多个翅片123(参照图31)的工序。在翅片形成工序中，以与第三实施方式相同的要领形成翅片123。
密封件配置工序是将密封件103A配置于套筒主体102A，并形成第一对接部J11和第二对接部J12的工序。如图36所示，在密封件配置工序中，将第一基板部121配置于台阶部115的台阶底面115a。藉此，台阶侧面115b与第一基板部121的侧面121c对接而形成第一对接部J11。此外，将突出部114插入孔部124，形成突出部114的外周面与孔部124的孔壁对接而成的对接部J12。
此外，虽然省略了具体图示，但在辅助构件配置工序中，以与第三实施方式相同的要领，沿着第一对接部J11配置辅助构件。通过夹子等固定夹具将套筒主体102A、密封件103A以及辅助构件约束成在工作台上无法移动。
在接合工序中，如图37所示，使用接合用旋转工具F进行第一接合工序和第二接合工序。第一接合工序是与第三实施方式的接合工序相同的工序，因此省略说明。第二接合工序是对对接部J12进行摩擦搅拌接合的工序。第一接合工序和第二接合工序先进行哪一个工序都可以，但在本实施方式中，先进行第二接合工序。
在第二接合工序中，使旋转的接合用旋转工具F沿着对接部J12绕一周，以将对接部J12接合。接合用旋转工具F的插入深度可以设定成搅拌销F2未到达支承部112端面112a的程度，但在本实施方式中，设定成使搅拌销F2与支承部112的端面112a接触，从而使端面112a与第一基板部121的背面121b的重合部也进行摩擦搅拌接合。通过第二接合工序，形成塑性化区域W12。
去除工序与第三实施方式相同，因此省略说明。藉此，完成图30和图31所示的液冷套筒101A。
根据以上说明的液冷套筒的制造方法及液冷套筒101A，也能获得与第三实施方式相同的效果。此外，由于将支承部112的突出部114插入密封件103A的孔部124，因此，能容易地进行密封件103A的定位。此外，通过将支承部112与密封件103A接合，能提高液冷套筒101A的强度。
在此，在如以往那样使轴肩部与突出部114及第一基板部121接触的情况下，必须将支承部112的宽度设定得较大，以防塑性流动材料流入液冷套筒101A的内部。但是，如本实施方式那样，通过在使仅搅拌销F2与突出部114及第一基板部121接触的状态下进行摩擦搅拌，能减小塑性化区域W12的宽度。藉此，由于能减小支承部112的宽度，因此，能提高设计的自由度。
图38是表示第一变形例的剖视图。如图38所示，在辅助构件配置工序中，辅助构件106A的内周面106d也可以以位于比第一对接部J11更靠内侧的位置处的方式突出配置。通过这样配置辅助构件106，能更可靠地防止塑性化区域W11金属不足。此外，能容易地将接合用旋转工具F从辅助构件106A的正面插入。优选的是，辅助构件106A的位置(内周面106d的位置)适当调节成：在整个塑性化区域W11不会产生金属不足，且在进行了去除工序之后，辅助构件106不会留在周壁部111。
图39是表示第二变形例的剖视图。如图39所示，在接合工序中，也可以在使接合用旋转工具F的旋转中心轴朝内侧(套筒主体102A的中央侧)倾斜的状态下进行摩擦搅拌接合。也就是说，在接合工序中，将搅拌销F2从由第一基板部121的正面121a和辅助构件106的内周面106d构成的内角插入。这样一来，也能容易地将周壁部111、第一基板部121及辅助构件106接合，并且，能更可靠地防止接合部(塑性化区域W11)的金属不足。此外，能容易地将搅拌销F2从上述内角插入。此外，在第二变形例中，也可以将接合用旋转工具F安装于在前端设置有主轴单元等驱动元件的机器人臂部，以进行接合工序。藉此，能容易地使接合用旋转工具F的旋转中心轴倾斜。
以上，对本发明的实施方式和变形例进行了说明，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，在接合工序中，也可以使用由轴肩部和搅拌销构成的旋转工具，一边将轴肩部按入第一基板部121，一边进行摩擦搅拌接合。此外，也可以在使仅搅拌销F2与被接合金属构件接触的状态下，使用上述旋转工具进行摩擦搅拌接合。此外，在本实施方式中，在密封件103A形成有翅片123，但也可以是不具有翅片123的液冷套筒。此外，在本实施方式中，使用辅助构件106进行接合工序，但也可以不使用辅助构件106而进行接合工序。
(符号说明)
1 液冷套筒
2 套筒主体
3 密封件
10 底部
11 周壁部
11a 端面
12 支承部
12a 端面
13 凹部
14 突出部
23 翅片
24 孔部
101 液冷套筒
102 套筒主体
103 密封件
110 底部
111 周壁部
111a 端面
112 支承部
112a 端面
113 凹部
114 突出部
124 孔部
F 接合用旋转工具(旋转工具)
F2 搅拌销
J1 重合部
J2 对接部
J11 第一对接部
J12 第二对接部
W 塑性化区域
W11 塑性化区域。

Claims (17)

1.一种液冷套筒的制造方法，其特征在于，包括：
准备工序，在所述准备工序中，形成套筒主体，并且形成密封件，所述套筒主体具有底部和周壁部，其中，所述周壁部从所述底部的周缘立起，所述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部以及多个翅片，所述第一基板部由第一金属形成，所述第二基板部形成为使所述第一基板部的周缘部朝所述第一基板部的正面一侧露出，并由第二金属形成，多个所述翅片排列设置于所述第一基板部的背面一侧；
配置工序，在所述配置工序中，将所述密封件配置于所述套筒主体，并且使所述周壁部的端面与所述第一基板部的背面重合而形成重合部；以及
接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具从所述第一基板部的所述周缘部的正面一侧插入，在使所述旋转工具的搅拌销与仅所述第一基板部接触，或者在使所述旋转工具的搅拌销与所述第一基板部及所述周壁部两方接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述重合部相对移动，来对所述重合部进行摩擦搅拌接合。
2.如权利要求1所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，在所述准备工序中，准备第一基体部和第二基体部包覆而成的包覆件，其中，所述第一基体部由所述第一金属形成，所述第二基体部由所述第二金属形成，
所述液冷套筒的制造方法包括：
第一切削工序，在所述第一切削工序中，对所述第一基体部进行切削而形成所述第一基板部和块部；
第二切削工序，在所述第二切削工序中，对所述第二基体部进行切削而使所述第一基板部的周缘部露出，并且形成所述第二基板部；以及
翅片形成工序，在所述翅片形成工序中，利用多联切刀对所述块部进行切削而形成多个所述翅片，其中，所述多联切刀由圆盘切刀排列设置而成。
3.如权利要求1所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述接合工序中，在使所述旋转工具的仅搅拌销与仅所述第一基板部接触，或者在使所述旋转工具的仅搅拌销与所述第一基板部及所述周壁部两方接触的状态下，对所述重合部进行摩擦搅拌接合。
4.如权利要求1所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述接合工序中，将接合条件设定成在所述第一基板部的外侧产生毛刺，
所述液冷套筒的制造方法包括去除工序，在所述去除工序中，以形成于塑性化区域内的凹槽为边界，将所述第一基板部的剩余部分切除。
5.如权利要求1所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述准备工序中，在所述套筒主体的所述底部形成支承部，所述支承部在端面包括突出部，
在所述第一基板部形成孔部，并且以使所述第一基板部的正面中的所述孔部的周围露出的方式形成所述第二基板部，
在所述配置工序中，形成所述重合部，并且将所述突出部插入所述孔部，
在所述接合工序中，对所述突出部的外周侧面与所述孔部的孔壁对接而成的对接部进行摩擦搅拌接合。
6.如权利要求1所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
所述第一金属是铝合金，所述第二金属是铜合金。
7.一种液冷套筒，其特征在于，具有：
套筒主体，所述套筒主体包括底部和周壁部，所述周壁部从所述底部的周缘立起；以及
密封件，所述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部以及多个翅片，其中，所述第一基板部由第一金属形成，所述第二基板部形成为使所述第一基板部的周缘部朝所述第一基板部的正面一侧露出，并且所述第二基板部由第二金属形成，多个所述翅片排列设置于所述第一基板部的背面一侧，
对所述周壁部的端面与所述密封件的背面重合而成的重合部进行摩擦搅拌接合，并在所述第一基板部的周缘部形成塑性化区域。
8.一种液冷套筒的制造方法，其特征在于，包括：准备工序，在所述准备工序中，形成套筒主体，并且形成密封件，所述套筒主体包括底部、周壁部、台阶底面及台阶侧面，其中，所述周壁部从所述底部的周缘立起，所述台阶底面形成于从所述周壁部的端面下降一阶的位置，所述台阶侧面从所述台阶底面立起，
所述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部以及多个翅片，其中，所述第一基板部由第一金属形成，所述第二基板部形成为使所述第一基板部的周缘部朝所述第一基板部的正面一侧露出，并且所述第二基板部由第二金属形成，多个所述翅片排列设置于所述第一基板部的背面一侧；
密封件配置工序，在所述密封件配置工序中，将所述密封件配置于所述套筒主体，并且使所述台阶侧面与所述第一基板部的侧面对接而形成第一对接部；以及
接合工序，在所述接合工序中，将旋转工具插入所述第一对接部，在使所述旋转工具的搅拌销与所述第一基板部及所述周壁部两方接触的状态下，使所述旋转工具沿着所述第一对接部相对移动，从而进行摩擦搅拌接合。
9.如权利要求8所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述准备工序中，准备第一基体部和第二基体部包覆而成的包覆件，其中，所述第一基体部由所述第一金属形成，所述第二基体部由所述第二金属形成，
所述液冷套筒的制造方法包括：
第一切削工序，在所述第一切削工序中，对所述第一基体部进行切削而形成所述第一基板部和块部；
第二切削工序，在所述第二切削工序中，对所述第二基体部进行切削而使所述第一基板部的周缘部露出，并且形成所述第二基板部；以及
翅片形成工序，在所述翅片形成工序中，利用多联切刀对所述块部进行切削而形成多个所述翅片，其中，所述多联切刀由圆盘切刀排列设置而成。
10.如权利要求8所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述接合工序中，在使所述旋转工具的仅搅拌销与所述周壁部及所述第一基板部接触的状态下，进行摩擦搅拌接合。
11.如权利要求10所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，包括：
辅助构件配置工序，在所述辅助构件配置工序中，将辅助构件沿着所述第一对接部配置，
在所述接合工序中，在使仅所述搅拌销与所述周壁部、所述第一基板部及所述辅助构件接触的状态下，对所述第一对接部进行摩擦搅拌接合。
12.如权利要求11所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述接合工序中，将接合条件设定成在所述辅助构件产生毛刺，
所述液冷套筒的制造方法包括去除工序，在所述去除工序中，将形成有所述毛刺的所述辅助构件切除。
13.如权利要求11所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述接合工序中，在使所述旋转工具的旋转中心轴朝所述套筒主体的内侧倾斜的状态下，进行摩擦搅拌接合。
14.如权利要求8所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
在所述准备工序中，在所述套筒主体的所述底部形成支承部，所述支承部在端面包括突出部，
在所述第一基板部形成孔部，并且以使所述第一基板部的正面中的所述孔部的周围露出的方式形成所述第二基板部，
在所述密封件配置工序中，形成所述第一对接部，并且将所述突出部插入所述孔部，
在所述接合工序中，对所述突出部的外周侧面与所述孔部的孔壁对接而成的第二对接部进行摩擦搅拌接合。
15.如权利要求8所述的液冷套筒的制造方法，其特征在于，
所述第一金属是铝合金，所述第二金属是铜合金。
16.一种液冷套筒，其特征在于，具有：
套筒主体，所述套筒主体包括底部、周壁部及台阶部，其中，所述周壁部从所述底部的周缘立起，所述台阶部形成于所述周壁部的内周缘；以及
密封件，所述密封件包括板状的第一基板部、板状的第二基板部及多个翅片，其中，所述第一基板部由第一金属形成，所述第二基板部形成为使所述第一基板部的周缘部朝所述第一基板部的正面一侧露出，并且所述第二基板部由第二金属形成，多个所述翅片排列设置于所述第一基板部的背面一侧，
对所述台阶部的台阶侧面与所述第一基板部的侧面对接而成的第一对接部进行摩擦搅拌接合，并在所述第一基板部的周缘部形成塑性化区域。
17.如权利要求16所述的液冷套筒，其特征在于，
在所述套筒主体的所述底部具有支承部，所述支承部在端面包括突出部，
在所述第一基板部具有孔部，并且以使所述孔部的周围露出的方式形成所述第二基板部，
对所述突出部的外周侧面与所述孔部的孔壁对接而成的第二对接部进行摩擦搅拌接合。
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