JP2010089102A - 伝熱板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも一部が湾曲した熱媒体用管を備える場合であっても、伝熱板の熱交換効率が高く、かつ、容易に製造することができる伝熱板の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】ベース部材２の蓋溝６に形成された第一凹溝８に、熱媒体用管１６の一方側を挿入する挿入工程と、蓋板１０の裏面１２に形成された第二凹溝１５に熱媒体用管１６の他方側を挿入しつつ、蓋板１０を蓋溝６に配置する蓋溝閉塞工程と、蓋板１０の表面１１側から流入攪拌用回転ツール２５を移動させて、熱媒体用管１６の周囲に形成された第一空隙部Ｐ１及び第二空隙部Ｐ２に、摩擦熱によって流動化させた塑性流動材Ｑを流入させる表面側流入攪拌工程と、を含み、ベース部材２の第一凹溝８と蓋板１０の第二凹溝１５とで形成された空間部Ｋの幅及び高さの少なくともいずれか一方が、熱媒体用管１６の外径よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば熱交換器や加熱機器あるいは冷却機器などに用いられる伝熱板の製造方法に関する。

熱交換、加熱あるいは冷却すべき対象物に接触し又は近接して配置される伝熱板は、その本体であるベース部材に例えば高温液や冷却水などの熱媒体を循環させる熱媒体用管を挿通させて形成されている。
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１５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とを有するベース部材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攪拌接合を施して形成されている。蓋溝１０６と蓋板１１０の突合せ面には、塑性化領域Ｗ_０，Ｗ_０が形成されている。

特開２００４−３１４１１５号公報

図１５の（ｂ）に示すように、伝熱板１００には、凹溝１０８と熱媒体用管１１６の外側面と蓋板１１０の裏面とによって空隙部１２０が形成されているが、伝熱板１００の内部に空隙部１２０が存在していると、熱媒体用管１１６から放熱された熱が蓋板１１０に伝わりにくくなるため、伝熱板１００の熱交換効率が低下するという問題があった。したがって、凹溝１０８の深さや幅を熱媒体用管１１６の外径と同一に形成して、空隙部１２０が小さくなるように形成することが好ましい。

一方、熱媒体用管１１６の少なくとも一部を湾曲させてベース部材１０２に埋め込む場合には、凹溝１０８に熱媒体用管１１６を挿入し、蓋溝１０６に蓋板１１０を配置する作業が困難となるため、凹溝１０８の深さや幅を熱媒体用管１１６の外径よりも大きく確保しなければならない。即ち、熱媒体用管１１６の少なくとも一部を湾曲させてベース部材１０２に埋め込む場合は、熱媒体用管１１６の外径に比べて凹溝１０８の深さや幅を大きくせざるを得ず、それに伴って空隙部１２０が大きくなってしまう。これにより、伝熱板１００の熱交換効率の低下を招来するという問題があった。

このような観点から本発明は、少なくとも一部が湾曲した熱媒体用管を備える場合であっても、伝熱板の熱交換効率が高く、かつ、容易に製造することができる伝熱板の製造方法を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために本発明は、蓋溝の底面に凹溝が形成されたベース部材と裏面に凹溝が形成された蓋板とを、前記凹溝同士で中空の空間部が形成されるように重ね合わせるとともに、前記空間部に熱媒体用管を挿入する準備工程と、前記準備工程で形成された仮組構造体の表面及び裏面の少なくとも一方の面から挿入した流入攪拌用回転ツールを前記空間部に沿って移動させ、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攪拌工程と、を含み、前記空間部の幅及び高さの少なくとも一方が、前記熱媒体用管の外径よりも大きいことを特徴とする。

かかる製造方法によれば、前記ベース部材の凹溝と前記蓋板の凹溝とで形成された空間部の幅及び高さの少なくとも一方が、前記熱媒体用管の外径よりも大きいため、熱媒体用管の一部が湾曲していても、準備工程を容易に行うことができる。また、流入攪拌工程により、熱媒体用管の周囲に形成された空隙部に、塑性流動材を流入させることで、当該空隙部を埋めることができるため、熱媒体用管とその周囲のベース部材及び蓋板との間で熱を効率よく伝達することができる。これにより、熱交換効率の高い伝熱板を製造することができ、例えば、熱媒体用管に冷却水を通して伝熱板及び冷却対象物を効率的に冷却できる。

また本発明は、蓋溝が形成されたベース部材と裏面に凹溝が形成された蓋板とを、前記蓋溝の底面と前記凹溝とで中空の空間部が形成されるように重ね合わせるとともに、前記空間部に熱媒体用管を挿入する準備工程と、前記準備工程で形成された仮組構造体の表面及び裏面の少なくとも一方の面から挿入した流入攪拌用回転ツールを前記空間部に沿って移動させ、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攪拌工程と、を含み、前記空間部の幅及び高さの少なくとも一方が、前記熱媒体用管の外径よりも大きいことを特徴とする。

かかる製造方法によれは、前記蓋溝の底面と前記蓋板に形成された凹溝とで形成された空間部の幅及び高さの少なくともいずれか一方が、前記熱媒体用管の外径よりも大きいため、熱媒体用管の一部が湾曲していても、準備工程を容易に行うことができる。また、流入攪拌工程により、熱媒体用管の周囲に形成された空隙部に、塑性流動材を流入させることで、当該空隙部を埋めることができるため、熱媒体用管とその周囲のベース部材及び蓋板との間で熱を効率よく伝達することができる。これにより、熱交換効率の高い伝熱板を製造することができ、例えば、熱媒体用管に冷却水を通して伝熱板及び冷却対象物を効率的に冷却できる。

また、前記流入攪拌工程では、前記流入攪拌用回転ツールの先端と、前記熱媒体用管に接する仮想鉛直面との最近接距離を１〜３ｍｍに設定することが好ましい。また、前記流入攪拌工程では、前記流入攪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が好ましい。かかる製造方法によれば、空隙部に塑性流動材を確実に流入させることができる。

また、前記流入攪拌工程の前に、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌接合を行う接合工程を含むことが好ましい。また、前記接合工程では、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って間欠的に摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。

かかる製造方法によれば、蓋板をベース部材に固定した状態で流入攪拌工程を行うことができるため、流入攪拌工程の作業性を高めることができる。

また、前記流入攪拌用回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて前記接合工程を行うことが好ましい。かかる製造方法によれば、流入攪拌工程では深い部分まで塑性流動化することができるとともに、接合工程での摩擦攪拌接合における塑性化領域は小さくて済むので、接合作業が容易になる。

また、前記流入攪拌工程では、前記接合工程で形成された塑性化領域を、前記流入攪拌用回転ツールによって再攪拌することが好ましい。かかる製造方法によれば、蓋板を固定した状態で流入攪拌工程を行うことができるとともに、伝熱板に露出する塑性化領域を小さくすることができる。

また、前記ベース部材に開口する上蓋溝の底面に前記蓋溝を開口させておき、前記流入攪拌工程後に、前記上蓋溝に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突合部に沿って摩擦攪拌接合を行う上蓋接合工程と、をさらに含むことが好ましい。

かかる製造方法によれば、蓋板よりも幅広の上蓋板を用いてさらに摩擦攪拌接合を行うため、熱媒体用管を伝熱板のより深い位置に配置させることができる。

本発明に係る伝熱板の製造方法によれば、熱媒体用管の一部が湾曲している場合であっても、伝熱板を容易に製造することができるとともに、熱交換効率の高い伝熱板を提供することができる。

［第一実施形態］
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、第一実施形態に係る伝熱板を示した斜視図である。図２は、第一実施形態に係る伝熱板を示した分解斜視図である。図３の（ａ）は、第一実施形態に係る伝熱板を示した分解断面図であり、（ｂ）は、第一実施形態に係るベース部材に熱媒体用管と蓋板を配置した断面図である。図４は、第一実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。なお、説明における上下左右前後は、特に断りのない限り図１の矢印に従う。

第一実施形態に係る伝熱板１は、図１乃至図４に示すように、表面３及び裏面４を有する厚板形状のベース部材２と、ベース部材２の蓋溝６に配置される蓋板１０と、ベース部材２と蓋板１０の間に挿入される熱媒体用管１６とを主に備えている。熱媒体用管１６は、平面視Ｕ字状を呈するように湾曲して形成されている。

ベース部材２と蓋板１０は、図１及び図４に示すように、摩擦攪拌接合により生成された塑性化領域Ｗ１，Ｗ２によって一体形成されている。ここで、「塑性化領域」とは、回転ツールの摩擦熱によって加熱されて現に塑性化している状態と、回転ツールが通り過ぎて常温に戻った状態の両方を含むこととする。蓋板１０の表面１１には、前記の塑性化領域Ｗ１，Ｗ２よりも深く形成された塑性化領域Ｗ３，Ｗ４が形成されている。さらに、ベース部材２の裏面４には塑性化領域Ｗ５，Ｗ６が形成されている。

ベース部材２は、例えば、アルミニウム合金（ＪＩＳ：Ａ６０６１）で形成されている。ベース部材２は、熱媒体用管１６に流れる熱媒体の熱を外部に伝達させる役割、あるいは、外部の熱を熱媒体用管１６に流れる熱媒体に伝達させる役割を果たす。図３に示すように、ベース部材２の表面３には、蓋溝６が凹設されており、蓋溝６の底面６ｃには熱媒体用管１６の一方側（下半部）を収容する第一凹溝８が凹設されている。

蓋溝６は、熱媒体用管１６を覆う蓋板１０が配置される部分であって、ベース部材２の長手方向に亘って連続して形成されている。蓋溝６は、断面視矩形を呈しており、蓋溝６の底面６ｃから垂直に立ち上がる側壁６ａ，６ｂを備えている。
第一凹溝８は、熱媒体用管１６の下半部を収容する部分であって、平面視Ｕ字状を呈し、上方が開口するように断面視矩形に形成されている。第一凹溝８は、底面８ｃと、底面８ｃから垂直に立ち上がる立面８ａ，８ｂを備えている。

蓋板１０は、図２及び図３に示すように、ベース部材２と同様のアルミニウム合金からなり、ベース部材２の蓋溝６の断面と略同じ矩形断面に形成されている。蓋板１０は、表面（上面）１１、裏面（下面）１２、側面１３ａ及び側面１３ｂを有するとともに、両端面は、ベース部材２の両端面と面一になるように形成されている。蓋板１０の裏面１２には、平面視Ｕ字状を呈し、第一凹溝８に重ね合わされる位置に対応して第二凹溝１５が形成されている。

第二凹溝１５は、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、熱媒体用管１６の他方側（上半部）を収容する部分であって、下方が開口するように断面視矩形に形成されている。第二凹溝１５は、天面１５ｃと天面１５ｃから垂直に立ち下がる立面１５ａ，１５ｂを備えている。

蓋板１０は、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、蓋溝６に挿入される。蓋板１０の側面１３ａ，１３ｂは、蓋溝６の側壁６ａ，６ｂと面接触するか又は微細な隙間をあけて対向する。ここで、図３の（ｂ）に示すように、側面１３ａと側壁６ａとの突合せ部を「突合部Ｖ１」とし、側面１３ｂと側壁６ｂとの突合せ部を「突合部Ｖ２」とする。

熱媒体用管１６は、図２等に示すように、平面視Ｕ字状を呈する円筒管である。熱媒体用管１６の材質は特に制限されるものではないが、本実施形態では銅製としている。熱媒体用管１６は、中空部１８に、例えば高温液、高温ガスなどの熱媒体を循環させて、ベース部材２及び蓋板１０に熱を伝達させる部材、あるいは中空部１８に、例えば冷却水、冷却ガスなどの熱媒体を循環させて、ベース部材２及び蓋板１０から熱を伝達される部材である。なお、熱媒体用管１６の中空部１８に、例えばヒーターを通して、ヒーターから発生する熱をベース部材２及び蓋板１０に伝達させる部材として利用してもよい。

図３の（ｂ）に示すように、ベース部材２に蓋板１０を配置すると、ベース部材２の第一凹溝８と蓋板１０の第二凹溝１５とが合わさり、断面視矩形の空間部Ｋが形成される。空間部Ｋには、熱媒体用管１６が収容される。

ここで、第一凹溝８の深さは、熱媒体用管１６の外径の１／２に形成されている。また、第一凹溝８の幅は、熱媒体用管１６の外径の１．１倍となるように形成されている。一方、第二凹溝１５の深さは、熱媒体用管１６の半径の１．１倍に形成されている。また、第二凹溝１５の幅は、熱媒体用管１６の外径の１．１倍に形成されている。したがって、ベース部材２に熱媒体用管１６及び蓋板１０を配置すると、第一凹溝８と熱媒体用管１６の下端は接触し、熱媒体用管１６の左右端及び上端は、第一凹溝８及び第二凹溝１５と微細な隙間をあけて離間する。言い換えると、空間部Ｋの幅及び高さは、熱媒体用管１６の外径よりも大きく形成されている。

矩形断面の空間部Ｋ内に、円形断面の熱媒体用管１６を挿入しているため、熱媒体用管１６の周囲には、空隙部が形成される。例えば、図２に示すように、熱媒体用管１６内を流れる媒体の流動方向を「Ｙ」とすると、熱媒体用管１６の周囲に形成される空隙部のうち、流動方向Ｙに対して左上側に形成される部分を「第一空隙部Ｐ１」とし、右上側に形成される部分を「第二空隙部Ｐ２」とし、左下側に形成される部分を「第三空隙部Ｐ３」とし、右下側に形成される部分を「第四空隙部Ｐ４」とする。

塑性化領域Ｗ１，Ｗ２は、図１及び図４に示すように、突合部Ｖ１，Ｖ２に摩擦攪拌接合を施した際に、ベース部材２及び蓋板１０の一部が塑性流動して一体化された領域である。即ち、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って、後記する接合用回転ツール２０（図５参照）を用いて摩擦攪拌接合を行うと、突合部Ｖ１，Ｖ２にかかるベース部材２及び蓋板１０の金属材料が、接合用回転ツール２０の摩擦熱により流動化して一体化されることで、ベース部材２と蓋板１０が接合される。

塑性化領域Ｗ３，Ｗ４は、図１及び図４に示すように、蓋板１０の表面１１側から挿入した流入攪拌用回転ツール２５（図５参照）を第二凹溝１５に沿って移動させた際に形成されたものである。塑性化領域Ｗ３の一部は、熱媒体用管１６の周囲に形成された第一空隙部Ｐ１に流入している。また、塑性化領域Ｗ４の一部は、熱媒体用管１６の周囲に形成された第二空隙部Ｐ２に流入している。即ち、塑性化領域Ｗ３，Ｗ４は、蓋板１０の一部が塑性流動して、第一空隙部Ｐ１及び第二空隙部Ｐ２にそれぞれ流入し、熱媒体用管１６と接触している。

塑性化領域Ｗ５，Ｗ６は、ベース部材２の裏面４側から挿入した流入攪拌用回転ツール２５を第一凹溝８に沿って移動させた際に形成されたものである。塑性化領域Ｗ５の一部は、熱媒体用管１６の周囲に形成された第三空隙部Ｐ３に流入している。塑性化領域Ｗ６の一部は、熱媒体用管１６の周囲に形成された第四空隙部Ｐ４に流入している。即ち、塑性化領域Ｗ５，Ｗ６は、ベース部材２の一部が塑性流動し、熱媒体用管１６と接触している。

次に、伝熱板１の製造方法について、図５乃至図７を用いて説明する。図５は、第一実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、挿入工程、（ｂ）は、蓋溝閉塞工程、（ｃ）は、接合工程、（ｄ）は、第一表面側流入攪拌工程を示した図である。図６は、第一実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、第二表面側流入攪拌工程、（ｂ）は、第一裏面側流入攪拌工程、（ｃ）は、第二裏面側流入攪拌工程を示した図である。図７は、第一実施形態に係る第一表面側流入攪拌工程を示した模式断面図である。

第一実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材２及び蓋板１０を形成するとともに、ベース部材２に熱媒体用管１６及び蓋板１０を配置する準備工程と、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って接合用回転ツール２０を移動させて摩擦攪拌接合を行う接合工程と、蓋板１０の表面１１側及びベース部材２の裏面４側から流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４に塑性流動材Ｑを流入させる流入攪拌工程とを含む。

（準備工程）
準備工程は、ベース部材２及び蓋板１０を形成する切削工程と、ベース部材２に形成された第一凹溝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を含む。

切削工程では、図５の（ａ）に示すように、公知の切削加工により、厚板部材に蓋溝６を形成する。そして、蓋溝６の底面６ｃに、切削加工により断面視矩形を呈する第一凹溝８を形成する。これにより、蓋溝６と、蓋溝６の底面６ｃに開口された第一凹溝８を備えたベース部材２が形成される。
また、切削工程では、公知の切削加工により、板厚部材の裏面に断面視矩形を呈する第二凹溝１５形成する。これにより、下方に開口する第二凹溝１５を備えた蓋板１０が形成される。
なお、第一実施形態においては、ベース部材２及び蓋板１０を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。

挿入工程では、図５の（ａ）に示すように、第一凹溝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、第一凹溝８の底面８ｃと接触し、第一凹溝８の立面８ａ，８ｂとは微細な隙間をあけて離間する。

蓋溝閉塞工程では、図５の（ｂ）に示すように、熱媒体用管１６の上半部を蓋板１０に形成された第二凹溝１５に挿入しつつ、ベース部材２の蓋溝６内に蓋板１０を配置する。このとき、熱媒体用管１６と、蓋板１０の裏面１２に形成された第二凹溝１５の両立面１５ａ，１５ｂ及び天面１５ｃとは微細な隙間をあけて離間する。また、蓋板１０の表面１１が、ベース部材２の表面３と面一になる。また、蓋溝６の側壁６ａ，６ｂと、蓋板１０の側面１３ａ，１３ｂによって突合部Ｖ１，Ｖ２が形成される。

（接合工程）
次に、図５の（ｃ）に示すように、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って、摩擦攪拌接合を行う。摩擦攪拌接合は、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、ツール本体２１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。

摩擦攪拌接合は、ベース部材２及び蓋板１０を図示しない治具により拘束した状態で、各突合部Ｖ１，Ｖ２に高速回転する接合用回転ツール２０を押し込み、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って移動させる。高速回転するピン２３により、その周囲のベース部材２及び蓋板１０のアルミニウム合金材料は、摩擦熱によって加熱され流動化した後に冷却されて一体化する。

（流入攪拌工程）
流入攪拌工程では、ベース部材２、熱媒体用管１６及び蓋板１０からなる仮組構造体の表面及び裏面から流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４に塑性流動材を流入させる。即ち、流入攪拌工程は、蓋板１０の表面１１で流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第一空隙部Ｐ１及び第二空隙部Ｐ２に塑性流動材Ｑを流入させる表面側流入攪拌工程と、ベース部材２の裏面４で流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第三空隙部Ｐ３及び第四空隙部Ｐ４に塑性流動材Ｑを流入させる裏面側流入攪拌工程を含むものである。

なお、表面側流入攪拌工程のうち、第一空隙部Ｐ１に塑性流動材Ｑを流入させる工程を第一表面側流入攪拌工程とし、第二空隙部Ｐ２に塑性流動材Ｑを流入させる工程を第二表面側流入攪拌工程とする。また、第三空隙部Ｐ３に塑性流動材Ｑを流入させる工程を第一裏面側流入攪拌工程とし、第四空隙部Ｐ４に塑性流動材Ｑを流入させる工程を第二裏面側流入攪拌工程とする。

第一表面側流入攪拌工程では、熱媒体用管１６の流動方向Ｙ（図２参照）に対して左上側に形成された第一空隙部Ｐ１に、摩擦攪拌によって流動化させた塑性流動材Ｑを流入させる。流入攪拌用回転ツール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、ツール本体２６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。流入攪拌用回転ツール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。

第一表面側流入攪拌工程では、蓋板１０の表面１１で、高速回転する流入攪拌用回転ツール２５を押し込み、下方の第二凹溝１５に沿って平面視Ｕ字状の軌跡となるように流入攪拌用回転ツール２５を移動させる。流入攪拌用回転ツール２５は、ツール本体２６の底面２７（ショルダ）の投影部分の一部が第一空隙部Ｐ１と重なるように移動させる。このとき、高速回転するピン２８により、その周囲の蓋板１０のアルミニウム合金材料は、摩擦熱によって加熱され流動化される。流入攪拌用回転ツール２５が、所定の深さで押し込まれているため、塑性流動化された塑性流動材Ｑは、第一空隙部Ｐ１に流入し、熱媒体用管１６と接触する。

ここで、図３の（ｂ）に示すように、熱媒体用管１６の左右端及び上端は、第一凹溝８及び第二凹溝１５と微細な隙間をあけて配置されているが、塑性流動材Ｑが第一空隙部Ｐ１に流れ込むと、塑性流動材Ｑの熱が熱媒体用管１６に奪われるため流動性が低下する。したがって、第一空隙部Ｐ１に流入した塑性流動材Ｑは、第二空隙部Ｐ２及び第三空隙部Ｐ３には流入せずに、第一空隙部Ｐ１に留まって充填され、硬化する。

第二表面側流入攪拌工程では、図６の（ａ）に示すように、熱媒体用管１６の流動方向Ｙ（図２参照）に対して右上側に形成された第二空隙部Ｐ２に摩擦攪拌によって流動化された塑性流動材Ｑを流入させる。第二表面側流入攪拌工程は、第二空隙部Ｐ２に行うことを除いては、第一表面側流入攪拌工程と同等であるため説明を省略する。なお、表面側流入攪拌工程が終了したら、ベース部材２の表面３に形成されたバリを切削除去して表面３を平滑にするのが好ましい。

裏面側流入攪拌工程では、図６の（ｂ）に示すように、ベース部材２の表裏を逆にした後、裏面側流入攪拌工程を行う。即ち、裏面側流入攪拌工程では、ベース部材２の裏面４で第一凹溝８に沿って流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第三空隙部Ｐ３及び第四空隙部Ｐ４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。裏面側流入攪拌工程は、本実施形態では、第三空隙部Ｐ３に塑性流動材を流入させる第一裏面側流入攪拌工程と、第四空隙部Ｐ４に塑性流動材を流入させる第二裏面側流入攪拌工程を含む。

第一裏面側流入攪拌工程では、摩擦攪拌によって流動化させた塑性流動材Ｑを第三空隙部Ｐ３に流入させる。第一裏面側流入攪拌工程では、ベース部材２の裏面４で高速回転する流入攪拌用回転ツール２５を押し込み、第一凹溝８に沿って平面視Ｕ字状の軌跡となるように流入攪拌用回転ツール２５を移動させる。流入攪拌用回転ツール２５は、ツール本体２６の底面２７（ショルダ）の投影部分の一部が熱媒体用管１６の第三空隙部Ｐ３と重なるように移動させる。このとき、高速回転するピン２８により、その周囲のベース部材２のアルミニウム合金材料は、摩擦熱によって加熱され流動化される。流入攪拌用回転ツール２５が、所定の深さで押し込まれているため、塑性流動化された塑性流動材Ｑは、第三空隙部Ｐ３に流入し、熱媒体用管１６と接触する。

第二裏面側流入攪拌工程では、図６の（ｃ）に示すように、摩擦攪拌によって流動化された塑性流動材Ｑを第四空隙部Ｐ４に流入させる。第二裏面側流入攪拌工程は、第四空隙部Ｐ４に行うことを除いては、第一裏面側流入攪拌工程と同等であるため、説明を省略する。裏面側流入攪拌工程が終了したら、ベース部材２の裏面４に形成されたバリを切削除去して裏面４を平滑にするのが好ましい。

なお、表面側流入攪拌工程及び裏面側流入攪拌工程では、第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４の形状や大きさ等に基づいて、流入攪拌用回転ツール２５の押込み量及び挿入位置等を設定する。熱媒体用管１６がつぶれない程度に、流入攪拌用回転ツール２５を近づけて、第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４に塑性流動材Ｑを隙間なく流入させることが好ましい。

例えば、図７に示すように、流入攪拌用回転ツール２５のピン２８の先端を、第二凹溝１５の天面１５ｃよりも深く挿入するとともに、流入攪拌用回転ツール２５のピン２８の先端と、熱媒体用管１６に接する仮想鉛直面との最近接距離Ｌが１〜３ｍｍであることが好ましい。これにより、熱媒体用管１６を潰さない程度に第一空隙部Ｐ１に塑性流動材を確実に流入させることができる。最近接距離Ｌが１ｍｍより小さいと、流入攪拌用回転ツール２５が熱媒体用管１６に近すぎて、熱媒体用管１６が潰れる可能性がある。また、最近接距離Ｌが３ｍｍより大きいと、第一空隙部Ｐ１に塑性流動材が流入しない可能性がある。

また、流入攪拌用回転ツール２５の押込み量（押込み長さ）は、例えば第一表面側流入攪拌工程において、ツール本体２６が押し退ける蓋板１０（又はベース部材２）の金属の体積が、第一空隙部Ｐ１に充填される塑性流動化されたアルミニウム合金材料の体積、及び塑性化領域Ｗ３の幅方向両側に発生するバリの体積との和と同等になるような長さとなっている。

以上説明した伝熱板の製造方法によれば、ベース部材２に形成された第一凹溝８と、蓋板１０の裏面１２に形成された第二凹溝１５からなる空間部Ｋにおいて、空間部Ｋの幅及び高さを熱媒体用管１６の外径よりも大きく形成したため、熱媒体用管１６の一部が湾曲している場合であっても、前記した挿入工程及び蓋溝閉塞工程を容易に行うことができる。

また、表面側流入攪拌工程及び裏面側流入攪拌工程により、熱媒体用管１６の周囲に形成された第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４に塑性流動材Ｑを流入させることで、当該空隙部を埋めることができるため、伝熱板１の熱交換効率を高めることができる。

また、本実施形態によれば、表面側流入攪拌工程の前に、比較的小さい接合用回転ツール２０を用いて、蓋板１０をベース部材２に接合しているので、表面側流入攪拌工程では、蓋板１０が確実に固定された状態で摩擦攪拌を行うことができる。したがって、比較的大きい流入攪拌用回転ツール２５を用いて大きい押込み力が作用する摩擦攪拌接合を、安定した状態で行うことができる。

なお、本実施形態では、接合工程の後に表面側流入攪拌工程を行っているが、表面側流入攪拌工程の後に接合工程を行うようにしてもよい。このとき、蓋板１０を長手方向から図示しない治具を用いて固定しておけば、蓋板１０の幅方向は、ベース部材２によって固定されているので、表面側流入攪拌工程における摩擦攪拌を、蓋板１０が確実に固定された状態で行うことができる。

また、本実施形態では、接合工程において、突合部Ｖ１，Ｖ２の全長に亘って、摩擦攪拌接合を施しているが、これに限定されるものではなく、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って所定の間隔を隔てて摩擦攪拌接合を間欠的に行って、ベース部材２に蓋板１０の仮付けを施すようにしてもよい。このような伝熱板の製造方法によれば、接合工程に要する手間と時間を低減しつつ、蓋板１０を確実に固定した状態で表面側流入攪拌工程を行うことができるとともに、前記した作用効果と同様に、加工環境が良好で精度の高い伝熱板１を製造することができる。

また、本実施形態では、空間部Ｋの幅及び高さの両方を熱媒体用管１６の外径よりも大きく形成しているが、少なくともいずれか一方を大きく形成すればよい。また、熱媒体用管１６の断面形状は本実施形態では円形としているが、他の形状であってもよい。また、熱媒体用管１６の平面視形状を本実施形態ではＵ字状としているが、例えば蛇行状や、円形状としてもよい。また、前記した第一凹溝８及び第二凹溝１５の幅や深さ寸法はあくまで例示であって、本発明を限定するものではない。例えば、熱媒体用管１６の平面視の形状が複雑になる場合は、それに伴って第一凹溝８及び第二凹溝１５の幅や深さを適宜大きくしてもよい。また、本実施形態では、ベース部材２に熱媒体用管１６及び蓋板１０を配置するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、蓋板１０の第二凹溝１５に熱媒体用管１６を挿入した後、蓋板１０の上方からベース部材２を覆うように配置してもよい。

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態に係る伝熱板の製造方法は、裏面側流入攪拌工程を行っていない点、接合工程で形成された塑性化領域と表面側流入攪拌工程で形成された塑性化領域とが重複する点などで第一実施形態と相違する。

図８は、第二実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、切削工程、（ｂ）は、蓋溝閉塞工程を示した図である。図９は、第二実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、接合工程、（ｂ）は、第一表面側流入攪拌工程、（ｃ）は、第二表面側流入攪拌工程を示す。また、具体的な図示はしないが、熱媒体用管１６は、第一実施形態と同様に平面視Ｕ字状を呈するものとする。

第二実施形態に係る伝熱板の製造方法は、図８及び図９に示すように、ベース部材２及び蓋板１０を形成するとともに、ベース部材２に熱媒体用管１６及び蓋板１０を配置する準備工程と、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って接合用回転ツール２０を移動させて摩擦攪拌接合を行う接合工程と、蓋板１０の表面１１で、流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第一空隙部Ｐ１及び第二空隙部Ｐ２に塑性流動材Ｑを流入させる表面側流入攪拌工程を含むものである。

（準備工程）
準備工程は、ベース部材２及び蓋板１０を形成する切削工程と、ベース部材２に形成された第一凹溝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を含む。

切削工程では、図８の（ａ）に示すように、公知の切削加工により、板厚部材に蓋溝６を形成する。そして、蓋溝６の底面６ｃに切削加工により上方が開口し断面時Ｕ字状を呈する第一凹溝３８を形成する。第一凹溝３８の底部３７は円弧状に切り欠かれており、熱媒体用管１６と同等の曲率で形成されている。第一凹溝３８の深さは、熱媒体用管１６の外径よりも小さく形成されており、第一凹溝３８の幅は熱媒体用管１６の外径と略同等に形成されている。

次に、公知の切削加工により、板厚部材の裏面に断面視矩形を呈する第二凹溝４５を切り欠いて蓋板１０を形成する。第二凹溝４５の幅は、熱媒体用管１６の外径と略同等に形成されている。また、第二凹溝４５の深さは、図８の（ｂ）に示すように、ベース部材２に熱媒体用管１６及び蓋板１０を挿入したときに、第二凹溝４５の天面４５ｃと熱媒体用管１６とが微細な隙間をあけて離間するように形成されている。

挿入工程では、図８の（ｂ）に示すように、第一凹溝３８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、第一凹溝３８の底部３７と面接触する。なお、熱媒体用管１６の上端は、蓋溝６の底面６ｃよりも上方に位置する。

蓋溝閉塞工程では、図８の（ｂ）に示すように、熱媒体用管１６の上部を蓋板１０に形成された第二凹溝４５に挿入しつつ、ベース部材２の蓋溝６内に蓋板１０を配置する。このとき、熱媒体用管１６と、蓋板１０の裏面１２に形成された第二凹溝４５の両立面４５ａ，４５ｂ及び天面４５ｃとは微細な隙間をあけて離間する。即ち、第一凹溝３８と第二凹溝４５とで形成された空間部Ｋ１の幅は、熱媒体用管１６の外径と略同等に形成されており、空間部Ｋ１の高さＨは、熱媒体用管１６の外径よりも大きく形成されている。また、蓋板１０の表面１１は、ベース部材２の表面３と面一になる。

ここで、空間部Ｋ１において、熱媒体用管１６の周囲に形成される空隙部のうち、流動方向Ｙ（図２参照）に対して左上側に形成される部分を第一空隙部Ｐ１とし、右上に形成される部分を第二空隙部Ｐ２とする。

（接合工程）
次に、図９の（ａ）に示すように、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って接合用回転ツール２０を用いて摩擦攪拌接合を行う。これにより、ベース部材２と蓋板１０とを接合することができる。

（表面側流入攪拌工程）
次に、図９の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、蓋板１０の表面１１側から第二凹溝４５に沿って摩擦攪拌を行う。表面側流入攪拌工程は、本実施形態では、第一空隙部Ｐ１に塑性流動材Ｑを流入させる第一表面側流入攪拌工程と、第二空隙部Ｐ２に塑性流動材Ｑを流入させる第二表面側流入攪拌工程とを含む。

第一表面側流入攪拌工程では、蓋板１０の表面１１側から高速回転する流入攪拌用回転ツール２５を押し込み、第二凹溝４５に沿って平面視Ｕ字状を呈するように、流入攪拌用回転ツール２５を移動させる。流入攪拌用回転ツール２５は、ツール本体２６の底面２７（ショルダ）の投影部分の一部を第一空隙部Ｐ１と重ねるとともに、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域Ｗ３が塑性化領域Ｗ１，Ｗ２を含むように移動する。即ち、接合工程で形成された塑性化領域Ｗ１，Ｗ２上を、表面側流入攪拌工程において流入攪拌用回転ツール２５が移動し、塑性化領域Ｗ１，Ｗ２が再攪拌されるようになっている。

このとき、高速回転するピン２８により、その周囲の蓋板１０及びベース部材２のアルミニウム合金材料は、摩擦熱によって加熱され流動化される。第二実施形態では、流入攪拌用回転ツール２５の先端が、蓋溝６の底面６ｃよりも下方に位置するように押し込まれているため、塑性流動化された塑性流動材Ｑは、第一空隙部Ｐ１に確実に流入し熱媒体用管１６と接触する。

ここで、図９の（ｂ）に示すように、熱媒体用管１６の上端は、第二凹溝４５と微細な隙間をあけて配置されているが、塑性流動材Ｑが第一空隙部Ｐ１に流れ込むと、塑性流動材Ｑの熱が熱媒体用管１６に奪われるため流動性が低下する。したがって、塑性流動材Ｑは、第二空隙部Ｐ２には流入せずに、第一空隙部Ｐ１に留まって充填され、硬化する。

第二表面側流入攪拌工程では、図９の（ｃ）に示すように、熱媒体用管１６の流動方向Ｙ（図２参照）に対して右上側に形成された第二空隙部Ｐ２に摩擦攪拌によって流動化された塑性流動材Ｑを流入させる。第二表面側流入攪拌工程は、第二空隙部Ｐ２に行うことを除いては、第一表面側流入攪拌工程と同等であるため説明を省略する。

以上説明した伝熱板の製造方法によれば、ベース部材２に形成された第一凹溝３８と、蓋板１０の裏面１２に形成された第二凹溝４５からなる空間部Ｋ１において、空間部Ｋ１の高さを熱媒体用管１６の外径よりも大きく形成したため、熱媒体用管１６の一部が湾曲している場合であっても、蓋溝閉塞工程を容易に行うことができる。
また、表面側流入攪拌工程により、熱媒体用管１６の周囲に形成された第一空隙部Ｐ１及び第二空隙部Ｐ２に塑性流動材Ｑを流入させることで、当該空隙部を埋めることができるため、伝熱板３１の熱交換効率を高めることができる。

また、表面側流入攪拌工程で形成される塑性化領域Ｗ３の中に、接合工程で形成される塑性化領域Ｗ１，Ｗ２を含ませることで、伝熱板３１の表面に露出する塑性化領域を小さくすることができる。

なお、本実施形態では、第一凹溝３８の幅を熱媒体用管１６の外径と略同等に形成したが、これに限定されるものではなく、第一凹溝３８の幅を熱媒体用管１６の外径よりも大きく形成してもよい。また、底部３７の曲率を熱媒体用管１６の曲率よりも小さくなるように形成してもよい。これにより、熱媒体用管１６を挿入する挿入工程や、蓋板１０を配置する蓋溝閉塞工程を容易に行うことができる。

[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態に係る伝熱板の製造方法は、第一凹溝５８及び第二凹溝６５が共に曲面で形成されている点で第一実施形態と相違する。図１０は、第三実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、切削工程、（ｂ）は、接合工程、（ｃ）は、表面側流入攪拌工程を示す。具体的な図示はしないが、熱媒体用管１６は、第一実施形態と同様に平面視Ｕ字状を呈するものとする。

第三実施形態に係る伝熱板の製造方法は、図１０に示すように、ベース部材２及び蓋板６０を形成するとともに、ベース部材２に熱媒体用管１６及び蓋板１０を配置する準備工程と、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って接合用回転ツール２０を移動させて摩擦攪拌接合を行う接合工程と、蓋板６０の表面６１で、第二凹溝６５に沿って流入攪拌用回転ツール２５を移動させて熱媒体用管１６の周囲に形成された第一空隙部Ｐ１及び第二空隙部Ｐ２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表面側流入攪拌工程を含むものである。

（準備工程）
準備工程は、ベース部材２及び蓋板６０を形成する切削工程と、ベース部材２に形成された第一凹溝５８に熱媒体用管１６を挿入する挿入工程と、蓋溝６に蓋板６０を配置する蓋溝閉塞工程を含む。

切削工程では、図１０の（ａ）に示すように、ベース部材２に形成された蓋溝６の底面６ｃに第一凹溝５８を形成する。第一凹溝５８は、平面視Ｕ字状であって断面視半円形を呈する。第一凹溝５８の半径は、熱媒体用管１６の半径と同等に形成されている。
また、蓋板６０の裏面６２に第二凹溝６５を形成する。第二凹溝６５は、下方に向けて開口しており、開口部の幅は、熱媒体用管１６の外径と略同等に形成されている。また、第二凹溝６５の天面６５ｃの曲率は、熱媒体用管１６の曲率よりも大きくなるように形成されている。

挿入工程では、図１０の（ｂ）に示すように、第一凹溝５８に熱媒体用管１６の下半部を挿入する。熱媒体用管１６の下半部は、第一凹溝５８に面接触する。

蓋溝閉塞工程では、図１０の（ｂ）に示すように、熱媒体用管１６の上半部を蓋板６０に形成された第二凹溝６５に挿入しつつ、蓋溝６に蓋板６０を挿入する。第一凹溝５８と第二凹溝６５とを重ね合わせて形成された空間部Ｋ２の高さＨは、熱媒体用管１６の外径よりも大きくなるように形成されている。
ここで、熱媒体用管１６の周囲に形成される空隙部のうち、流動方向Ｙ（図２参照）に対して左上側に形成される部分を第一空隙部Ｐ１とし、右上側に形成される部分を第二空隙部Ｐ２とする。また、蓋板６０の表面６１が、ベース部材２の表面３と面一になる。

（接合工程）
次に、図１０の（ｂ）に示すように、接合用回転ツール２０を用いて突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って摩擦攪拌接合を行う。これにより、ベース部材２と蓋板６０とを接合することができる。

（表面側流入攪拌工程）
次に、図１０の（ｃ）に示すように、蓋板６０の表面６１側から第二凹溝６５に沿って摩擦攪拌を行う。表面側流入攪拌工程は、本実施形態では、第一空隙部Ｐ１に塑性流動材Ｑを流入させる第一表面側流入攪拌工程と、第二空隙部Ｐ２に塑性流動材Ｑを流入させる第二表面側流入攪拌工程とを含む。

第一表面側流入攪拌工程における摩擦攪拌では、蓋板６０の表面６１側から高速回転する流入攪拌用回転ツール２５を押し込み、第二凹溝６５に沿って平面視Ｕ字状を呈するように、流入攪拌用回転ツール２５を移動させる。流入攪拌用回転ツール２５は、ツール本体２６の底面２７（ショルダ）の投影部分の一部が第一空隙部Ｐ１と重なるように移動する。このとき、高速回転するピン２８により、その周囲の蓋板６０のアルミニウム合金材料は、摩擦熱によって加熱され流動化される。流入攪拌用回転ツール２５は、所定の深さで押し込まれているため、塑性流動化された塑性流動材Ｑが第一空隙部Ｐ１に流入し熱媒体用管１６と接触する。

第二表面側流入攪拌工程では、熱媒体用管１６の流動方向Ｙ（図２参照）に対して右上側に形成された第二空隙部Ｐ２に摩擦攪拌によって流動化された塑性流動材Ｑを流入させる。第二表面側流入攪拌工程は、第二空隙部Ｐ２に行うことを除いては、第一表面側流入攪拌工程と同等であるため、説明を省略する。表面側流入攪拌工程が終了したら、蓋板６０の表面６１に形成されたバリを切削除去して平滑にするのが好ましい。

以上説明した伝熱板の製造方法によれば、第一凹溝５８及び第二凹溝６５をともに曲面となるように形成したとしても、第一凹溝５８と第二凹溝６５とで形成される空間部Ｋ２の高さＨを熱媒体用管１６の外径よりも大きく形成しているため、熱媒体用管１６の一部が湾曲している場合であっても、蓋溝閉塞工程を容易に行うことができる。
また、表面側流入攪拌工程により、熱媒体用管１６の周囲に形成された第一空隙部Ｐ１及び第二空隙部Ｐ２に塑性流動材Ｑを流入させることで、当該空隙部を埋めることができるため、伝熱板５１の熱交換効率を高めることができる。

[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態に係る伝熱板の製造方法は、前記した伝熱板１と略同等の構造を内包し、蓋板１０の表面側にさらに上蓋板７０を配置して、摩擦攪拌接合を施して接合した点で第一実施形態と相違する。図１１は、第四実施形態に係る伝熱板を示した断面図であって、（ａ）は、分解図、（ｂ）は、完成図である。なお、前記した伝熱板１と同等の構造を以下、下蓋部Ｍともいう。また、第一実施形態に係る伝熱板１と重複する部材については、同等の符号を付し、重複する説明は省略する。

第四実施形態に係る伝熱板８１は、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ベース部材８２と、第一凹溝８及び第二凹溝１５に挿入された熱媒体用管１６と、蓋板１０と、蓋板１０の上側に配置された上蓋板７０とを有し、塑性化領域Ｗ１〜Ｗ８で摩擦攪拌接合により一体化されている。

ベース部材８２は、例えばアルミニウム合金からなり、ベース部材８２の表面８３に、長手方向に亘って形成された上蓋溝７６と、上蓋溝７６の底面７６ｃに長手方向に亘って連続して形成された蓋溝６と、蓋溝６の底面に平面視Ｕ字状で断面視矩形に形成された第一凹溝８とを有する。上蓋溝７６は、断面視矩形を呈し、底面７６ｃから垂直に立ち上がる側壁７６ａ，７６ｂを備えている。上蓋溝７６の幅は、蓋溝６の幅よりも大きく形成されている。上蓋溝７６の底面７６ｃは、塑性化領域Ｗ３，Ｗ４の生成後に、面削加工されて、塑性化領域Ｗ３，Ｗ４の表面（上面）と面一となっている。

熱媒体用管１６は、第一凹溝８及び第二凹溝１５で形成された空間部Ｋに挿入されている。また、蓋板１０の表面１１及びベース部材２の裏面８４から摩擦攪拌が施されて、熱媒体用管１６の周囲に形成された第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４に塑性流動材が流入されている。即ち、ベース部材８２の内部に形成された下蓋部Ｍは、第一実施形態に係る伝熱板１と略同等の構成を備えている。

上蓋板７０は、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば、アルミニウム合金からなり、上蓋溝７６の断面と略同じ矩形断面に形成されている。上蓋板７０は、上蓋溝７６に配置される部材であって、表面７１と、裏面７２と、この裏面７２から垂直に形成された側面７３ａ及び側面７３ｂとを有する。即ち、上蓋板７０の側面７３ａ，７３ｂは、上蓋溝７６の側壁７６ａ，７６ｂと面接触されるか又は微細な隙間をあけて配置されている。ここで、側面７３ａと側壁７６ａとの突合せ部を「突合部Ｖ７」とし、側面７３ｂと側壁７６ｂとの突合せ部を「突合部Ｖ８」とする。突合部Ｖ７，Ｖ８は、摩擦攪拌接合により、塑性化領域Ｗ７，Ｗ８で一体化されている。

伝熱板８１の製造方法は、伝熱板１と同等の製造方法により、ベース部材８２の下部に下蓋部Ｍを形成した後、上蓋板７０を挿入する上蓋溝閉塞工程と、突合部Ｖ７，Ｖ８に沿って摩擦攪拌接合を行う上蓋接合工程を含むものである。

上蓋溝閉塞工程では、下蓋部Ｍを形成した後、上蓋溝７６に上蓋板７０を配置する。この際、上蓋溝７６の底面７６ｃ、蓋板１０及び塑性化領域Ｗ１〜Ｗ４の表面は、前記した接合工程及び表面側流入攪拌工程により平面状でない（凹凸がある）ので、上蓋溝７６の底面７６ｃ、蓋板１０及び塑性化領域Ｗ１〜Ｗ４の表面を削って平坦にする面削加工を施す。

上蓋接合工程は、突合部Ｖ７，Ｖ８に沿って接合用回転ツール（図示せず）を移動させて摩擦攪拌接合を行う。上蓋接合工程における接合用回転ツールの埋設深さは、ピンの長さ及び上蓋板７０の厚み等の各種条件によって、適宜設定すればよい。

実施形態に係る伝熱板８１によれば、下蓋部Ｍの上方にさらに上蓋板７０を配置して、摩擦攪拌接合を行うことにより、より深い位置に熱媒体用管１６を配置させることができる。

[第五実施形態]
次に、本発明の第五実施形態について説明する。第五実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材に凹溝が形成されていない点で第一実施形態と相違する。

図１２は、第五実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、切削工程及び挿入工程を示し、（ｂ）は、蓋溝閉塞工程後に表裏を逆にした状態を示し、（ｃ）は、表面側流入攪拌工程を示した図である。図１３は、第五実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。また、具体的な図示はしないが、熱媒体用管１６は、第一実施形態と同様に平面視Ｕ字状を呈するものとする。

第五実施形態に係る伝熱板の製造方法は、図１２及び図１３に示すように、ベース部材１３２及び蓋板１３３を形成するとともに、蓋板１３３にベース部材１３２を配置する準備工程と、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って接合用回転ツール２０（図５参照）を移動させて摩擦攪拌接合を行う接合工程と、蓋板１３３の表面１３７側及びベース部材１３２の裏面１４０側から流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４に塑性流動材Ｑを流入させる流入攪拌工程とを含む。

（準備工程）
切削工程では、図１２の（ａ）に示すように、公知の切削加工により、板厚部材に蓋溝１３４を切り欠いてベース部材１３２を形成する。蓋溝１３４は、蓋板１３３が挿入されるように蓋板１３３の断面形状と略同等に形成する。
また、切削工程では、板厚部材に断面視矩形であってベース部材１３２に向けて開口する第二凹溝１３５を切り欠いて蓋板１３３を形成する。第二凹溝１３５の深さ及び幅は、熱媒体用管１６よりも大きく形成されている。

挿入工程では、図１２の（ａ）に示すように、蓋板１３３の第二凹溝１３５に熱媒体用管１６を挿入する。

蓋溝閉塞工程では、図１２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、蓋板１３３の上方からベース部材１３２を挿入するとともに、ベース部材１３２、蓋板１３３及び熱媒体用管１６からなる仮組構造体の表裏を逆にする。第二凹溝１３５と蓋溝１３４の底面１３４ｃとで形成された空間部Ｋには熱媒体用管１６が挿入されている。この際、図１２の（ｂ）に示すように、熱媒体用管１６の下端は、蓋溝１３４の底面１３４ｃと接触し、上端は、第二凹溝１３５の天面１３５ｃと離間する。また、熱媒体用管１６の左右端は、第二凹溝１３５の立面１３５ａ，１３５ｂと離間する。
なお、ベース部材１３２の蓋溝１３４の側壁１３４ａ，１３４ｂと、蓋板１３３の側面１３３ａ，１３３ｂによって突合部Ｖ１，Ｖ２が形成される。

（接合工程）
接合工程では、図１２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、突合部Ｖ１，Ｖ２に沿って接合用回転ツール２０（図５参照）を用いて摩擦攪拌接合を行う。接合工程については、前記した第一実施形態の接合工程と同様であるため詳細な説明を省略する。

（流入攪拌工程）
流入攪拌工程では、ベース部材１３２、熱媒体用管１６及び蓋板１３３からなる仮組構造体の表面及び裏面から流入攪拌用回転ツール２５を移動させて第一空隙部Ｐ１〜第四空隙部Ｐ４に塑性流動材Ｑを流入させる。
流入攪拌工程については第一実施形態に係る流入攪拌工程と略同等であるため詳細な説明を省略する。図１３に示すように、流入攪拌工程を行うことにより、伝熱板１４５が形成される。

以上説明した第五実施形態に係る製造方法によれば、蓋溝１３４に凹溝を設けず、蓋板１３３のみに第二凹溝１３５を設ける場合であっても、第二凹溝１３５の幅及び深さを熱媒体用管１６の外径より大きく形成することで、第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、前記したように伝熱板１４５を形成したが、これに限定されるものではない。例えば、ベース部材１３２の蓋溝１３４を上方に向けた状態で、蓋溝１３４の底面１３４ｃに熱媒体用管１６を配置した後に、蓋板１３３に形成された第二凹溝１３５に熱媒体用管１６を挿入しつつ、蓋板１３３を配置してもよい。
また、第二凹溝１３５は、本実施形態では断面視矩形に形成したが、これに限定されるものではなく曲面を含むように形成してもよい。また、流入攪拌工程は、ベース部材１３２、熱媒体用管１６及び蓋板１３３からなる仮組構造体の表面及び裏面から行ったが、空間部Ｋと熱媒体用管１６の形状によってはいずれか一方から行うだけでもよい。

[第六実施形態]
次に、本発明の第六実施形態について説明する。第六実施形態に係る伝熱板の製造方法は、第五実施形態に係る伝熱板１４５（図１３参照）と略同等の構造を内包し、蓋板１３３の表面１３７側にさらに上蓋板７０を配置して、摩擦攪拌接合を施して接合した点で第五実施形態と相違する。図１４は、第六実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。

第六実施形態に係る伝熱板１５０は、ベース部材１３２と、蓋板１３３と、蓋板１３３の第二凹溝１３５に挿入された熱媒体用管１６と、蓋板１３３の上側に配置された上蓋板７０とを有し、塑性化領域Ｗ１〜Ｗ８で摩擦攪拌接合により一体化されている。

ベース部材１３２は、蓋板１３３を収容する蓋溝１３４の上方にさらに、上蓋溝７６を備えている。上蓋溝７６には、上蓋溝７６と略同等の断面形状からなる上蓋板７０が配置されている。上蓋溝７６の側壁と上蓋板７０との側面との突合部Ｖ７，Ｖ８は摩擦攪拌接合により一体化されている。

第六実施形態に係る伝熱板１５０は、第五実施形態に係る伝熱板１４５の構成を内包する点を除いては、第四実施形態と略同等であるため詳細な説明を省略する。第六実施形態によれば、熱媒体用管１６をより深い位置に配置することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。例えば、前記した実施形態では、熱媒体用管１６の一部を湾曲させたものを用いたが、直線状のものを用いてもよい。また例えば、前記した実施形態では、流入攪拌工程で使用する流入攪拌用回転ツール２５を接合工程で使用する接合用回転ツール２０よりも大型のものとしているが、接合工程で流入攪拌用回転ツール２５を使用するようにしてもよい。このようにすれば、各工程で使用する回転ツールを統一することができ、回転ツールの交換時間を省略することができ、施工時間を短縮できる。

第一実施形態に係る伝熱板を示した斜視図である。 第一実施形態に係る伝熱板を示した分解斜視図である。 （ａ）は、第一実施形態に係る伝熱板を示した分解断面図であり、（ｂ）は、第一実施形態に係るベース部材に熱媒体用管と蓋板を配置した断面図である。 第一実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。 第一実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、挿入工程、（ｂ）は、蓋溝閉塞工程、（ｃ）は、接合工程、（ｄ）は、第一表面側流入攪拌工程を示した図である。 第一実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、第二表面側流入攪拌工程、（ｂ）は、第一裏面側流入攪拌工程、（ｃ）は、第二裏面側流入攪拌工程を示した図である。 第一実施形態に係る第一表面側流入攪拌工程を示した模式断面図である。 第二実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、切削工程、（ｂ）は、蓋溝閉塞工程を示した図である。 第二実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、接合工程、（ｂ）は、第一表面側流入攪拌工程、（ｃ）は、第二表面側流入攪拌工程を示す。 第三実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、切削工程、（ｂ）は、接合工程、（ｃ）は、表面側流入攪拌工程を示す。 第四実施形態に係る伝熱板を示した断面図であって、（ａ）は、分解図、（ｂ）は、完成図である。 第五実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した断面図であって、（ａ）は、切削工程及び挿入工程を示し、（ｂ）は、蓋溝閉塞工程後に表裏を逆にした状態を示し、（ｃ）は、表面側流入攪拌工程を示した図である。 第五実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。 第六実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。 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。

１ 伝熱板
２ ベース部材
６ 蓋溝
６ａ （蓋溝の）側壁
６ｂ （蓋溝の）側壁
６ｃ （蓋溝の）底面
８ 第一凹溝
１０ 蓋板
１１ （蓋板の）表面
１２ （蓋板の）裏面
１３ａ （蓋板の）側面
１３ｂ （蓋板の）側面
１５ 第二凹溝
１６ 熱媒体用管
２０ 接合用回転ツール
２５ 流入攪拌用回転ツール
７０ 上蓋板
７３ａ （上蓋板の）側面
７３ｂ （上蓋板の）側面
７６ 上蓋溝
７６ａ （上蓋溝の）側壁
７６ｂ （上蓋溝の）側壁
８１ 伝熱板
８２ ベース部材
Ｋ 空間部
Ｐ 空隙部
Ｑ 塑性流動材
Ｖ 突合部
Ｗ 塑性化領域

Claims (9)

1. 蓋溝の底面に凹溝が形成されたベース部材と裏面に凹溝が形成された蓋板とを、前記凹溝同士で中空の空間部が形成されるように重ね合わせるとともに、前記空間部に熱媒体用管を挿入する準備工程と、
   前記準備工程で形成された仮組構造体の表面及び裏面の少なくとも一方の面から挿入した流入攪拌用回転ツールを前記空間部に沿って移動させ、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攪拌工程と、を含み、
   前記空間部の幅及び高さの少なくとも一方が、前記熱媒体用管の外径よりも大きいことを特徴とする伝熱板の製造方法。
2. 蓋溝が形成されたベース部材と裏面に凹溝が形成された蓋板とを、前記蓋溝の底面と前記凹溝とで中空の空間部が形成されるように重ね合わせるとともに、前記空間部に熱媒体用管を挿入する準備工程と、
   前記準備工程で形成された仮組構造体の表面及び裏面の少なくとも一方の面から挿入した流入攪拌用回転ツールを前記空間部に沿って移動させ、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攪拌工程と、を含み、
   前記空間部の幅及び高さの少なくとも一方が、前記熱媒体用管の外径よりも大きいことを特徴とする伝熱板の製造方法。
3. 前記流入攪拌工程では、前記流入攪拌用回転ツールの先端と、前記熱媒体用管に接する仮想鉛直面との最近接距離を１〜３ｍｍに設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の伝熱板の製造方法。
4. 前記流入攪拌工程では、前記流入攪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又は請求項３のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。
5. 前記流入攪拌工程の前に、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌接合を行う接合工程を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。
6. 前記接合工程では、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って間欠的に摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項５に記載の伝熱板の製造方法。
7. 前記流入攪拌用回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて前記接合工程を行うことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の伝熱板の製造方法。
8. 前記流入攪拌工程では、前記接合工程にて形成された塑性化領域を、前記流入攪拌用回転ツールによって再攪拌することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。
9. 前記ベース部材に開口する上蓋溝の底面に前記蓋溝を開口させておき、
   前記流入攪拌工程後に、前記上蓋溝に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突合部に沿って摩擦攪拌接合を行う上蓋接合工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。

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