JP2009178762A - 伝熱板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】伝熱板の製造方法であって、ベース部材2の表面側に開口する蓋溝6の底面5cに形成された凹溝8に熱媒体用管16を挿入する挿入工程と、蓋溝6に蓋板10を配置する蓋溝閉塞工程と、蓋板10の表面(上面11)で凹溝8に沿って流入撹拌用回転ツール25を移動させて熱媒体用管16の周囲に形成された空隙部Pに、摩擦熱によって流動化させた塑性流動材Qを流入させる流入撹拌工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図4
Description
かかる伝熱板の製造方法としては、例えば、特許文献1に記載された方法が知られている。図10は、特許文献1に係る伝熱板を示した図であって、(a)は、斜視図、(b)は断面図である。特許文献1に係る伝熱板100は、表面に開口する断面視矩形の蓋溝106と、蓋溝106の底面に開口する凹溝108を有するベース材102と、凹溝108に挿入される熱媒体用管116と、蓋溝106に嵌合される蓋板110と、を備え、蓋溝106における両側壁105,105と蓋板110の両側面113,114とのそれぞれの突合せ面に沿って摩擦撹拌接合を施すことにより、塑性化領域W0,W0が形成されている。
本発明の最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、実施形態に係る伝熱板を示した斜視図である。図2は、実施形態に係る伝熱板を示した分解断面図である。図3は、実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
まず、図4の(a)に示すように、公知のエンドミル加工により、厚板部材に蓋溝6を形成する。そして、蓋溝6の底面に、切削加工等により半円形断面を備えた凹溝8を形成する。これにより、蓋溝6と、蓋溝6の底面に開口された凹溝8を備えたベース部材2が形成される。凹溝8は、下半部に断面半円形の曲面7を備えており、曲面7の上端から一定の幅で上方に向けて開口されている。なお、第一実施形態においては、ベース部材2をエンドミル加工および切削加工により形成したが、アルミニウム合金製の押出形材や鋳造品を用いてもよい。
次に、図4の(b)に示すように、凹溝8に熱媒体用管16を挿入する。このとき、熱媒体用管16の下半部は、凹溝8の下半分を形成する曲面7と面接触する。
次に、図4の(c)に示すように、ベース部材2の蓋溝6内に、アルミニウム合金からなる蓋板10を配置する。このとき、蓋板10の下面12と熱媒体用管16の上端が線接触すると共に、蓋板10の上面11が、ベース部材2の表面3と面一なる。また、ここで蓋溝6の側壁5a,5b(図4の(b)参照)と、蓋板10の側面13a,13bとによって突合せ部V1,V2が形成される。
次に、図4の(d)に示すように、突合せ部V1,V2に沿って、摩擦撹拌接合を施す。摩擦撹拌接合は、接合用回転ツール20(公知の回転ツール)を用いて行う。接合用回転ツール20は、例えば、工具鋼からなり、円柱形のツール本体21と、その底面22の中心部から同心軸で垂下するピン23とを有する。ピン23は、先端に向けて幅狭となるテーパ状に形成されている。なお、ピン23の周面には、その軸方向に沿って図示しない複数の小溝や径方向に沿ったネジ溝が形成されていてもよい。
次に、図4の(e)に示すように、蓋板10の上面(表面)11で、下方の凹溝8に沿って、摩擦撹拌接合を施す。流入撹拌工程は、熱媒体用管16の周囲に形成された空隙部P(図3参照)に、摩擦撹拌接合によって流動化させた塑性流動材Qを流入させる工程であって、その摩擦撹拌接合は、流入撹拌用回転ツール25(公知の回転ツール)を用いて行う。流入撹拌用回転ツール25は、例えば、工具鋼からなり、接合用回転ツール20と同等の形状を有しており、円柱形のツール本体26と、その底面27の中心部から同心軸で垂下するピン28とを有する。流入撹拌用回転ツール25は、接合用回転ツール20よりも大型のものが使用されている。具体的には、流入撹拌用回転ツール25を蓋板10の上面11に押し込んで摩擦撹拌接合を施す際に、ピン28の下端部(流入撹拌用回転ツール25の先端)が、蓋溝6の底面5cよりも低くなる大きさのものが採用されている。
伝熱板1は、例えば、図5に示すように、複数の伝熱板1を連結して伝熱ユニット90を形成して使用される。伝熱ユニット90は、複数の伝熱板1をベース部材2の短手方向に並設し、各ベース部材2の長手方向の両端から突出した熱媒体用管16を平面視U字状の連結パイプ91で連結して形成される。このような、伝熱ユニット90によれば、一の連通した熱媒体用管96が形成されているため、熱媒体用管96に熱媒体を流通させることにより、ベース部材2および蓋板10に接触又は近接する図示しない対象物を迅速に冷却又は加熱することができる。
次に、第二実施形態に係る伝熱板について説明する。図7は、第二実施形態に係る伝熱板を示した斜視図である。図8は、第二実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
次に、第三実施形態に係る伝熱板について説明する。図9の(a)は、第三実施形態に係る伝熱板を示した分解断面図で、(b)は、第三実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
2 ベース部材
5a (蓋溝の)側壁
5b (蓋溝の)側壁
5c (蓋溝の)底面
6 蓋溝
8 凹溝
10 蓋板
11 (蓋板の)上面(表面)
13a (蓋板の)側面
13b (蓋板の)側面
16 熱媒体用管
20 接合用回転ツール
25 流入撹拌用回転ツール
31 伝熱板
32 蓋板
33 (蓋板の)側面
34 ベース部材
35 蓋溝
36 (蓋溝の)側壁
51 ベース部材
53 蓋溝
54 蓋板
61 伝熱板
62 ベース部材
64 上蓋溝
65a (上蓋溝の)側壁
65b (上蓋溝の)側壁
70 上蓋板
73a (上蓋板の)側面
73b (上蓋板の)側面
P 空隙部
Q 塑性流動材
V 突合せ部
W 塑性化領域
Claims (7)
- ベース部材の表面側に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する挿入工程と、
前記蓋溝に蓋板を配置する蓋溝閉塞工程と、
前記蓋板の表面で、前記凹溝に沿って流入撹拌用回転ツールを移動させて前記熱媒体用管の周囲に形成された空隙部に、摩擦熱によって流動化させた塑性流動材を流入させる流入撹拌工程と、を有する
ことを特徴とする伝熱板の製造方法。 - 前記流入撹拌工程前に、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って接合用回転ツールを移動させて前記ベース部材と前記蓋板との摩擦撹拌接合を施す接合工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の伝熱板の製造方法。 - 前記接合工程において、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って間欠的に摩擦撹拌接合を行う前記蓋板の仮付けを施す
ことを特徴とする請求項2に記載の伝熱板の製造方法。 - 前記流入撹拌用回転ツールは、前記接合用回転ツールよりも大型のものが使用される
ことを特徴とする請求項2乃至請求項3のいずれか1項に記載の伝熱板の製造方法。 - 前記流入撹拌工程において、前記流入撹拌用回転ツールの先端を、前記蓋溝の底面よりも深く挿入する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の伝熱板の製造方法。 - 前記流入撹拌工程において、前記接合工程にて生成した塑性化領域を、前記流入撹拌用回転ツールによって再撹拌する
ことを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載の伝熱板の製造方法。 - 前記流入撹拌接合工程後に、
前記ベース部材の前記蓋溝よりも表面側に、前記蓋溝よりも幅広に形成された上蓋溝に前記蓋板を覆う上蓋板を配置する上蓋溝閉塞工程と、
前記上蓋溝の側壁と前記上蓋板の側面との上側突合せ部に沿って接合用回転ツールを移動させて前記ベース部材と前記上蓋板との摩擦攪拌接合を施す上蓋接合工程と、をさらに有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の伝熱板の製造方法。
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