JP2013252563A - 液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液冷ジャケットの加工の簡略化と時間短縮を図るとともに材料ロスを低減する。
【解決手段】ジャケット本体３１０を、両面に複数の開口部３１２を有する金属製の枠構造体にて構成し、複数の開口部の開口周縁部に、表面から厚さ方向に一段下がった段差底面からなる支持面３１５ａを、複数の開口部に跨るように面一で形成し、支持面に、複数の開口部を覆うように封止体３３０を載置して、ジャケット本体の段差側面と封止体の外周面との突合部３４０と区画壁の上面と封止体の下面との重合部に沿って回転ツール５０を移動させて塑性化領域を形成するに際し、回転ツールを突合部と重合部に沿って一つの移動軌跡で連続的に移動させ、突合部の接合および重合部の接合を連続して行うとともに、一の重合部における回転ツールの移動軌跡が重複せずに一本となるように回転ツールを移動させる。
【選択図】図１６

Description

本発明は、液冷ジャケットの製造方法に関する。

近年、パーソナルコンピュータに代表される電子機器は、その性能が向上するにつれて、搭載されるＣＰＵ（熱発生体）の発熱量が増大し、ＣＰＵの冷却が益々重要になっている。従来、ＣＰＵを冷却するために、空冷ファン方式のヒートシンクが使用されてきたが、ファン騒音や、空冷方式での冷却限界といった問題がクローズアップされるようになり、次世代冷却方式として、液冷ジャケットが注目されている。

このような液冷ジャケットにおいて、構成部材同士を摩擦攪拌接合（ＦＳＷ＝Friction Stir Welding）によって接合した技術が特許文献１で開示されている。摩擦攪拌接合とは、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。特許文献１の液冷ジャケットは、たとえば、金属製フィンを収容するフィン収容室を有するジャケット本体と、フィン収容室を封止する封止体とを備えており、フィン収容室（凹部）を取り囲むジャケット本体の周壁と封止体との突合部に沿って摩擦攪拌接合することで液冷ジャケットを製造するように構成されている。

特開２００６−３２４６４７号公報（図１８〜図２０）

しかしながら、従来のジャケット本体は、金属製のブロックを切削加工してフィン収容室（凹部）を形成しているため、ジャケット本体の製造加工に多くの手間と時間を要するとともに、多くの材料ロスが発生してしまう問題があった。

そこで、本発明は、液冷ジャケットの加工の簡略化と時間短縮を図れるとともに、材料ロスを低減できる液冷ジャケットの製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、複数の開口部を有するジャケット本体に、複数の前記開口部を封止する封止体を固定して構成され、その内部に熱発生体が発生する熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法であって、前記ジャケット本体を、両面に複数の前記開口部を有する金属製の枠構造体にて構成し、複数の前記開口部の開口周縁部に、前記ジャケット本体の表面から厚さ方向に一段下がった段差底面からなる支持面を、複数の前記開口部に跨るように面一で形成し、前記支持面に、複数の前記開口部を覆うように封止体を載置して、前記ジャケット本体の段差側面と前記封止体の外周面とを突き合わせるとともに、隣り合う前記開口部同士を区画する区画壁の上面と前記封止体の下面とを重ね合わせ、前記ジャケット本体の前記段差側面と前記封止体の外周面との突合部の全周に沿って摩擦攪拌接合用の回転ツールを移動させて塑性化領域を形成し、前記区画壁の上面と前記封止体の下面との重合部に沿って前記回転ツールを移動させて塑性化領域を形成するに際し、前記回転ツールを前記突合部と前記重合部に沿って一つの移動軌跡で連続的に移動させ、前記突合部の接合および前記重合部の接合を連続して行うとともに、一の前記重合部における前記回転ツールの移動軌跡が重複せずに一本となるように前記回転ツールを移動させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法である。

このような方法によれば、従来のジャケット本体の製造加工と比較して切削加工を削減することができるので、加工の簡略化と時間短縮を図れるとともに、材料ロスを低減できる。また、枠構造体の両面の開口部に封止体を固定することで、フィン収容室を容易に形成することができる。さらに、枠構造体の両面において、回転ツールを一周させて塑性化領域を形成するので、ジャケット本体の摩擦熱による歪を抑えることができる。

そして、本発明は、 複数の開口部を有するジャケット本体に、複数の前記開口部を封止する封止体を固定して構成され、その内部に熱発生体が発生する熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法であって、前記ジャケット本体を、両面に複数の前記開口部を有する金属製の枠構造体にて構成し、複数の前記開口部の開口周縁部に、前記ジャケット本体の表面から厚さ方向に一段下がった段差底面からなる支持面を、複数の前記開口部に跨るように面一で形成し、前記支持面に、複数の前記開口部を覆うように封止体を載置して、前記ジャケット本体の段差側面と前記封止体の外周面とを突き合わせるとともに、隣り合う前記開口部同士を区画する区画壁の上面と前記封止体の下面とを重ね合わせ、前記ジャケット本体の前記段差側面と前記封止体の外周面との突合部の全周に沿って摩擦攪拌接合用の回転ツールを移動させて塑性化領域を形成し、前記区画壁の上面と前記封止体の下面との重合部に沿って前記回転ツールを移動させて塑性化領域を形成するに際し、前記突合部の接合を完了した後に、前記重合部の接合を別工程として行うとともに、前記重合部の接合において、摩擦攪拌接合用の回転ツールの挿入位置を前記突合部から外側に外れたジャケット本体の周壁の上面に設定するとともに、当該回転ツールの引抜位置を前記挿入位置とは反対側で前記突合部から外側に外れたジャケット本体の周壁の上面に設定し、一の前記重合部における当該回転ツールの移動軌跡が重複せずに一本となるように当該回転ツールを移動させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法である。

このような方法によれば、従来のジャケット本体の製造加工と比較して切削加工を削減することができるので、加工の簡略化と時間短縮を図れるとともに、材料ロスを低減できる。また、枠構造体の両面の開口部に封止体を固定することで、フィン収容室を容易に形成することができる。

また、本発明は、前記回転ツールを前記開口部に対して右回りに移動させるときは、前記回転ツールを右回転させ、前記回転ツールを前記開口部に対して左回りに移動させるときは、前記回転ツールを左回転させることを特徴とする。

このような方法によれば、回転ツールの被接合部に対する相対速度が早くなるシアー側が厚肉のジャケット本体側に位置する。このため、空洞欠陥が発生したとしても、ジャケット本体側であって突合部よりも外側位置の離反した部分（シアー側）に発生することとなり、熱輸送流体が外部に漏れにくくなるので、接合部の密閉性能を低下させることはない。

さらに、本発明は、前記ジャケット本体の両面に固定される前記封止体のうち少なくとも一方の内表面に、フィンを立設することを特徴とする。

このような方法によれば、封止体と熱輸送流体との接触面積が増えて、効率的な熱伝達を行うことができるとともに、ジャケット本体内で熱輸送流体の流路壁を形成でき、効率的な熱輸送流体の流れを形成することができる。

また、本発明は、前記フィンを、互いに平行配置された複数枚のカッタにて金属製ブロックを切削加工して形成することを特徴とする。

このような方法によれば、複数のフィンを一度の加工でまとめて形成できるので、加工の時間と手間を短縮できる。

さらに、本発明は、前記回転ツールで前記塑性化領域を形成する工程に先立って、前記突合部の一部を前記回転ツールよりも小型の仮接合用回転ツールを用いて仮接合することを特徴とする。

このような方法によれば、ジャケット本体と封止体とを仮接合することによって、摩擦攪拌接合（以下「本接合」と言う場合がある）の際に、封止体が移動することがなく、接合しやすくなるとともに、封止体の位置決め精度が向上する。また、仮接合用回転ツールが本接合用の回転ツールよりも小さいので、本接合用の回転ツールを、仮接合部分の上で移動させて摩擦攪拌するだけで、本接合が仕上げられる。

また、本発明は、前記回転ツールの挿入位置に、下穴を形成することを特徴とする。

このような方法によれば、回転ツールを押し込む際の負荷を低減できる。

さらに、本発明は、前記枠構造体が、矩形枠状を呈しており、直線状の金属部材の端面を、隣接する直線状の他の金属部材の側面に突き合わせ、前記金属部材同士の突合部に沿って回転ツールを移動させ塑性化領域を形成して接合することで構成されることを特徴とする。

このような方法によれば、大型のジャケット本体を容易に形成できるとともに、接合部の気密性および水密性の高い枠構造体を形成することができる。

本発明によれば、液冷ジャケットの加工の簡略化と時間短縮を図れるとともに、材料ロスを低減できるといった優れた効果を発揮する。

第１実施形態に係る液冷ジャケットの斜視図である。 第１実施形態に係る液冷ジャケットの分解斜視図である。 第１実施形態に係る液冷ジャケットの断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る液冷ジャケットのジャケット本体の製造工程を説明するための平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の摩擦攪拌接合工程を説明するための平面図である。 第１実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の摩擦攪拌接合を示した断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を説明するための平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を説明するための平面図である。 第４実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の枠構造体の形成工程を説明するための斜視図である。 第４実施形態に係る液冷ジャケットの分解斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、第４実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の摩擦攪拌接合工程を説明するための平面図である。 第５実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の枠構造体の形成工程を説明するための斜視図である。 第５実施形態に係る液冷ジャケットの分解斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、第５実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の摩擦攪拌接合工程を説明するための平面図である。 第６実施形態に係る液冷ジャケットの分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第６実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の摩擦攪拌接合工程を説明するための平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、第６実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の他の摩擦攪拌接合工程を説明するための平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する第１〜第５の実施形態は参考実施形態であり、第６の実施形態が本発明に係る実施形態である。

（第１実施形態）
まず、第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によって形成された液冷ジャケットについて説明する。液冷ジャケットは、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される冷却システムの構成部品であって、ＣＰＵ（熱発生体）等を冷却する部品である。液冷システムは、ＣＰＵが所定位置に取り付けられる液冷ジャケットと、熱輸送流体（冷却水）が輸送する熱を外部に放出するラジエータ（放熱手段）と、熱輸送流体を循環させるマイクロポンプ（熱輸送流体供給手段）と、温度変化による熱輸送流体の膨張／収縮を吸収するリザーブタンクと、これらを接続するフレキシブルチューブと、熱を輸送する熱輸送流体とを主に備えている。熱輸送流体は、熱発生体であるＣＰＵ（図示せず）が発生する熱を外部に輸送する。熱輸送流体としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液が使用される。そして、マイクロポンプが作動すると、熱輸送流体がこれら機器を循環するようになっている。

液冷ジャケットは、その下方側の中央に、熱拡散シート（図示せず）を介してＣＰＵ（図示せず）が取り付けられるようになっており、ＣＰＵが発生する熱を受熱すると共に、内部を流通する熱輸送流体と熱交換する。これによって、液冷ジャケットは、ＣＰＵから受け入れた熱を熱輸送流体に伝達し、その結果として、ＣＰＵを効率的に冷却する。なお、熱拡散シートは、ＣＰＵの熱を、液冷ジャケットに効率的に伝達させるためのシートであり、例えば、銅などの高熱伝導性を有する金属から形成されている。

図１に示すように、液冷ジャケット１は、ジャケット本体１０と、ジャケット本体１０の表裏両面に固定される封止体３０とを備えており、その内部に熱輸送流体が流れるように構成されている。

図２に示すように、ジャケット本体１０は、金属製の枠構造体から構成されており、その内側に内空部１１を有している。内空部１１は、ジャケット本体１０の厚さ方向に貫通して延在している。ジャケット本体１０は、その両面に内空部１１の開口部１２，１２をそれぞれ備えている。開口部１２は、ジャケット本体１０の内空部１１の厚さ方向両側端部分で構成されている。

図２および図４に示すように、ジャケット本体（枠構造体）１０は、平面視長方形の矩形枠状を呈しており、四つの直線状の金属部材２０を組み合わせて形成されている。金属部材２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている。これにより、ジャケット本体１０は軽量化が達成されており、取り扱い容易となっている。複数の金属部材２０は、長辺を構成する長尺直方体状の金属部材２０（以下、「２０ａ」と表示する場合がある）と、短辺を構成する長尺直方体状の金属部材２０（以下、「２０ｂ」と表示する場合がある）とから構成されている。そして、長辺を構成する長尺直方体状の金属部材２０ａの長手方向の端面を、これに隣接して短辺を構成する長尺直方体状の金属部材２０ｂの側面に突き合わせた後に、その突合部２１に沿って回転ツール（図示せず）を移動させて塑性化領域４３を形成することで、金属部材２０ａ，２０ｂ同士が接合されている。なお、金属部材２０，２０同士の接合位置関係は前記の関係に限定されるものではなく、短辺を構成する長尺直方体状の金属部材２０ｂの長手方向の端面を、長辺を構成する長尺直方体状の金属部材２０ａの側面に突き合わせて接合するようにしてもよい。

図２に示すように、金属部材２０，２０同士を接合する摩擦攪拌接合は、ジャケット本体１０の表裏両面から施されている。表面側から形成された塑性化領域４３の先端部（深さ方向最深部）と、裏面側から形成された塑性化領域４３の先端部とは、互いに重合している。これによって、金属部材２０，２０同士の突合部２１の厚さ全体に亘って摩擦攪拌が行われて塑性化領域４３が形成されていることとなる。なお、本明細書中における「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。

ジャケット本体１０の周壁を構成する金属部材２０のうち、互いに対向する一対の金属部材２０ｂ，２０ｂには、内空部１１に熱輸送流体を流通させるための貫通孔１６，１６がそれぞれ形成されている。貫通孔１６，１６は、本実施形態では、金属部材２０ｂ，２０ｂの対向方向（図２中、Ｘ軸方向）に延在しており、円形断面を有するとともに、ジャケット本体１０の厚さ方向中間部に形成されている。なお、貫通孔１６の形状、数および形成位置は、これに限られるものではなく、熱輸送流体の種類や流量に応じて適宜変更可能である。

ジャケット本体１０の開口部１２の周縁部（以下、「開口周縁部」という）１２ａには、ジャケット本体１０の表面から厚さ方向に一段下がった段差底面からなる支持面１５ａが形成されている。ジャケット本体１０の表面と支持面１５ａとの高低差は、封止体３０の厚さ寸法Ｔ１（図６参照）と同じ寸法Ｈ１（図６参照）に設定されている。支持面１５ａは、封止体３０を支持する面であって、封止体３０の周縁部３０ａが支持面１５ａに当接するように、封止体３０がジャケット本体１０に設置されている。

支持面１５ａは、ジャケット本体１０の表裏両面の開口周縁部１２ａに形成されており、ジャケット本体１０の表裏両面において、封止体３０の周縁部３０ａが支持面１５ａに当接するように、封止体３０が設置されている。

封止体３０は、ジャケット本体１０の段差側面１５ｂと同じ外周形状（本実施形態では長方形）を有する板状の蓋板部３１と、蓋板部３１の片面に設けられた複数のフィン３２，３２…とを備えて構成されている。フィン３２は、封止体３０の表面積を大きくするために設けられている。

複数のフィン３２，３２…は、互いに平行で且つ蓋板部３１に対して直交して配置されており、蓋板部３１と一体に構成されている。これにより、蓋板部３１とフィン３２，３２…との間において、熱が良好に伝達するようになっている。図２および図３に示すように、フィン３２，３２…は、貫通孔１６，１６が形成された金属部材２０ｂ，２０ｂの長手方向と直交する方向（図２中、Ｘ軸方向）に延在するように配置されている。フィン３２は、支持面１５ａからジャケット本体１０の厚さ方向中間部までの距離と略同等の突出寸法（図２中、Ｚ軸方向長さ）を有しており、その先端部が対向する封止体３０の先端面と当接あるいは近接するようになっている（図３参照）。これによって、一対の封止体３０がジャケット本体１０に取り付けられた状態で、封止体３０の蓋板部３１と、隣り合うフィン３２，３２とでＸ軸方向に延びる空間が区画され、その空間が、熱輸送流体が流れる流路３３（図３および図５の（ａ）参照）として機能することとなる。また、フィン３２，３２…は、金属部材２０ａの長さ寸法よりも短い長さ寸法（図２中、Ｘ軸方向長さ）を有しており、その長手方向両端は、金属部材２０ｂ，２０ｂの内側面とそれぞれ所定の間隔を隔てるように構成されている。フィン３２，３２…の端部と、金属部材２０ｂとの間の空間は、流路３３と貫通孔１６とを繋ぐ流路ヘッダ部３４（図３および図５の（ａ）参照）を構成する。

封止体３０もジャケット本体１０と同様に、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている。これにより、液冷ジャケット１は軽量化が達成されており、取り扱い容易となっている。封止体３０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成された金属製ブロックを切削加工することで蓋板部３１とフィン３２を形成して作製されている。フィン３２は、互いに平行配置された複数枚のカッタにて切削加工することで形成されている。これにより、複数のフィン３２を一度の加工でまとめて形成できるので、加工の時間と手間を短縮できる。なお、封止体３０の作製方法はこれに限定されるものではなく、例えば、蓋板部３１と複数のフィン３２，３２…からなる断面形状を有する部材を、押出成形または溝加工によって形成し、そのフィン３２の両端部を取り除くことによって作製してもよい。

図１および図３に示すように、封止体３０は、ジャケット本体１０の両面の開口部１２，１２（図１では片面のみ図示）にそれぞれ設置され、開口部１２と封止体３０との突合部４０（図１参照）に沿って回転ツール５０（図６参照）を一周させて塑性化領域４１を形成することで、封止体３０がジャケット本体１０に固定されている。

次に、以上のような構成の液冷ジャケット１の製造方法を説明する。まず、図４を参照して、ジャケット本体１０の形成方法を説明する。

図４の（ａ）に示すように、金属部材２０ａ，２０ｂ同士を摩擦攪拌によって接合するには、直方体形状を呈するブロック状の金属部材接合用第一タブ部材６１（以下、単に「第一タブ部材」という）および金属部材接合用第二タブ部材６２（以下、単に「第二タブ部材」という）が用いられる。第一タブ部材６１および第二タブ部材６２は、金属部材２０ａ，２０ｂ同士の突合部２１を、ジャケット本体１０の内周側と外周側から挟むように配置されるものである。

なお、第一タブ部材６１および第二タブ部材６２の材質に特に制限はないが、本実施形態では、金属部材２０と同一組成の金属材料で形成している。また、第一タブ部材６１および第二タブ部材６２の形状・寸法にも特に制限はないが、本実施形態では、その厚さ寸法を突合部２１における金属部材２０の厚さ寸法と同一としている。

ジャケット本体１０を製造するに際しては、まず、接合すべき四つの金属部材２０，２０・・を平面視長方形枠状に配置し、短辺を構成する金属部材２０ｂの端部の側面に、長辺を構成する金属部材２０ａの端面を密着させて突き合せる。なお、金属部材２０，２０同士を突き合わせる前に、突合面を、面削加工して平坦にした後、脱脂して表面の油脂を除去しておくのが好ましい。このようにしておけば、金属部材２０，２０同士が隙間なく密着し、さらに突合面から油等の有機物や水分を取り除くことができるので、塑性化領域に有機物の残渣や分解ガスが混入するのを防止することができ、摩擦攪拌接合の接合性が向上する。

その後、金属部材２０ｂの端部側面と、金属部材２０ａの端面とで構成される各突合部２１，２１・・の両側に第一タブ部材６１と第二タブ部材６２をそれぞれ配置する。また、第一タブ部材６１および第二タブ部材６２を、溶接により金属部材２０ａ，２０ｂに仮固定する。

そして、金属部材２０，２０・・、第一タブ部材６１および第二タブ部材６２を図示せぬ摩擦攪拌装置の架台に載置し、クランプ等の図示せぬ治具を用いて移動不能に拘束する。そして、小型の仮接合用回転ツール（図示せず）を、第一タブ部材６１と金属部材２０の外周面との突合部６３、金属部材２０，２０同士の突合部２１、第二タブ部材６２と金属部材２０の内周面との突合部６４の順に一筆書きの移動軌跡（図示せず）を形成するように適宜移動させて、突合部６３，１６，６４に対して連続して摩擦攪拌を行って仮接合する。

その後、第一タブ部材６１の適所に開始位置６５を設定し、この開始位置６５に図示しない本接合用回転ツール（図示せず）の攪拌ピンが挿入される下穴（図示せず）を形成する。開始位置６５は、第一タブ部材６１の表面で、突合部２１の延長線上に設定されている。下穴は、本接合用回転ツールの攪拌ピンの挿入抵抗（圧入抵抗）を低減する目的で設けられるものである。下穴の形成方法に制限はなく、例えば、図示せぬ公知のドリルを回転挿入することで形成することができる。

下穴の形成が終了したら、突合部２１を本格的に接合する本接合を実行する。本接合は、仮接合用回転ツールよりも大径の本接合用回転ツールを使用し、まず、仮接合された状態の突合部２１に対してジャケット本体１０の表面側から摩擦攪拌を行う。第一タブ部材６１上の開始位置６５に形成した下穴に本接合用回転ツールの攪拌ピンを回転させながら挿入（圧入）し、挿入した攪拌ピンを突合部２１側に向かって移動させる。突合部２１の一端（外周側）まで摩擦攪拌を行ったら、そのまま本接合用回転ツールを突合部２１に突入させ、突合部２１に沿って摩擦攪拌を行う。そして突合部２１の他端（内周側）まで本接合用回転ツールを移動させたら、摩擦攪拌を継続しながら、第二タブ部材６２上を金属部材２０ｂから離反する方向に本接合用回転ツールを斜めに移動させ、そのまま第二タブ部材６２上の適所に設定された終了位置６６に向けて移動させる。

本接合用回転ツールが終了位置６６に達したら、本接合用回転ツールを回転させつつ上昇させて攪拌ピンを終了位置６６から離脱させる。このとき終了位置６６において攪拌ピンを上方に離脱させると、攪拌ピンと略同形の引抜穴６７が不可避的に形成されることになるが、本実施形態では、そのまま残置する。

以上の工程を、四箇所の各突合部２１，２１・・でそれぞれ行い、金属部材２０，２０・・を枠状に接合する。

その後、各摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、金属部材２０，２０・・を裏返し、裏面（図示せず）を上にする。そして、前記と同様の工程で下穴形成および本接合を実行する。裏面の本接合における摩擦攪拌は、このとき、表面側からの摩擦攪拌にて形成された表側の塑性化領域４３に、本接合用回転ツールの攪拌ピンを入り込ませるようにして行う。これによって、突合部２１には、表面側から形成された塑性化領域４３と、裏面側から形成された塑性化領域４３（図３参照）の底部同士が互いに重合するように形成される。

以上のように、表面側および裏面側からの本接合が終了したら、第一タブ部材６１および第二タブ部材６２を切除する。これによって、四つの金属部材２０が、矩形枠状に組み付けられて、内周側に内空部１１が形成される。そして、その表裏両面に内空部１１の開口部１２（図２参照）が形成されることとなる。

なお、本実施形態では、開始位置６５を第一タブ部材６１上に設定し、終了位置６６を第二タブ部材６２上に設定しているが、これに限定されるものではなく、開始位置と終了位置とを反対に設定してもよい。

その後、図４の（ｂ）に示すように、開口周縁部１２ａを、所定深さ切削して、支持面１５ａを形成する。支持面１５ａの形成方法に制限はなく、例えば、公知のフライス加工等によって切削して形成することができる。また、支持面１５ａの形成と前後して、互いに対向する一対の金属部材２０ｂ，２０ｂに、貫通孔１６，１６（図２参照）を形成する。貫通孔１６の形成方法に制限はなく、例えば、公知のドリルによって切削して形成することができる。以上の工程によって、ジャケット本体１０が形成される。

次に、ジャケット本体１０に、封止体３０を摩擦攪拌接合によって固定する方法について、図５および図６を参照して説明する。

まず、ジャケット本体１０と封止体３０とが互いに接触する接触面（ジャケット本体１０の支持面１５ａおよび段差側面１５ｂや、封止体３０の周縁部３０ａおよび外周面３０ｂ等）を、面削加工して平坦にした後、脱脂して表面の油脂を除去する。このようにしておけば、ジャケット本体１０と封止体３０とが隙間なく密着し、さらに接合面から油等の有機物や水分を取り除くことができるので、塑性化領域に有機物の残渣や分解ガスが混入するのを防止することができ、摩擦攪拌接合の接合性が向上する。

その後、図５の（ａ）に示すように、封止体３０を、フィン３２が下側になるようにして、ジャケット本体１０の内空部１１に挿入して、封止体３０の周縁部３０ａを、支持面１５ａ上に載置する。すると、ジャケット本体１０の段差側面１５ｂと、封止体３０の外周面３０ｂとが突き合わされ、突合部４０が構成される。

続いて、ジャケット本体１０と封止体３０とを接合するための回転ツール５０（図６参照）の挿入位置５３に下穴５４（図４の（ｂ）参照）を形成する。この下穴５４は、後の工程における接合用回転ツール５０の攪拌ピン５２（図６参照）の挿入抵抗（圧入抵抗）を低減する目的で設けられるものである。下穴５４の形成方法に制限はなく、例えば、図示せぬ公知のドリルを回転挿入することで形成することができる。また、下穴５４の形成のタイミングもこれに限定されるものではなく、支持面１５ａを形成する前に形成してもよいし、支持面１５ａの形成後で封止体３０を支持面１５ａ上に設置する前に形成してもよい。

次に、摩擦攪拌接合用の回転ツール５０を挿入位置５３に挿入した後、突合部４０に移動させ、その後引き続き、この突合部４０に沿って移動させる。このとき、ジャケット本体１０の外周面に、ジャケット本体１０を四方向から囲む治具（図示せず）を予め当てておくのが好ましい。これによれば、金属部材２０の厚さが薄く、回転ツール５０のショルダー部５１（図６参照）の外周面と、ジャケット本体１０の外周面との距離（隙間）が、例えば、２．０ｍｍ以下であっても、回転ツール５０の押圧力によってジャケット本体１０が外側に変形しにくくなる。なお、金属部材２０の厚さが厚い場合は、前記の治具は設置しなくてもよい。

回転ツール５０は、ジャケット本体１０や封止体３０よりも硬質の金属材料からなり、図６に示すように、円柱状を呈するショルダー部５１と、このショルダー部５１の下端面に突設された攪拌ピン（プローブ）５２とを備えて構成されている。回転ツール５０の寸法・形状は、ジャケット本体１０および封止体３０の材質や厚さ等に応じて設定すればよい。本実施形態では、攪拌ピン５２は、下部が縮径した円錐台形状を呈しており、その突出長さ寸法Ｌ１は、封止体３０の蓋板部３１の厚さ寸法Ｔ１以上となっている。そして、摩擦攪拌接合時には、攪拌ピン５２の先端が支持面１５ａを突き抜けるように、回転ツール５０を押し込む。回転ツール５０の回転速度は、例えば、５００〜１５０００（ｒｐｍ）、送り速度は、例えば、０．０５〜２（ｍ／分）で、突合部４０を押さえる押込み力は、例えば、１〜２０（ｋＮ）程度で、ジャケット本体１０および封止体３０の材質や板厚および形状に応じて適宜選択される。

以下に、回転ツール５０の動きを具体的に説明する。まず、回転ツール５０を回転させながら挿入位置５３に挿入する。回転ツール５０の挿入位置５３は、図５の（ａ）に示すように、突合部４０から外側に外れた金属部材２０の上面となっている。このとき、回転ツール５０の挿入位置５３には、予め下穴５４（図４の（ｂ）参照）が形成されているので、回転ツール５０を押し込む際の負荷を低減することができ、また、回転ツール５０の挿入時間（押込み時間）を短縮できる。

その後、回転ツール５０を、挿入位置５３から突合部４０へ向けて移動させる。そして、その軸芯が突合部４０の突合面上に位置したならば、回転ツール５０が突合部４０に沿って移動するように移動方向を変更する。このとき、回転ツール５０の回転方向（自転方向）は、移動方向（公転方向）と同じ方向となるようにする。すなわち、本実施形態では、回転ツール５０をジャケット本体１０の開口部１２に対して右回りに移動させている（図５の（ａ）中、矢印Ｙ１参照）ので、回転ツール５０を右回転させる（図５の（ａ）中、矢印Ｙ２参照）。なお、回転ツール５０を開口部１２に対して左回りに移動させるときは、回転ツール５０を左回転させることとなる。

このようにすることによって、突合部４０の内側の封止体３０側が回転ツール５０のフロー側５０ａ（被接合部に対する回転ツール５０の外周の相対速さが、回転ツール５０の外周における接線速度の大きさから移動速度の大きさを減算した値となる側）となり、外側のジャケット本体１０が回転ツール５０のシアー側５０ｂ（被接合部に対する回転ツール５０の外周の相対速さが、回転ツール５０の外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側）となる。すなわち、被接合部に対する回転ツール５０の相対速さは、ジャケット本体１０側が大きく、封止体３０側が小さくなる。

その後、回転ツール５０の回転および移動を継続し、図５の（ｂ）に示すように、回転ツール５０を封止体３０の周りを一周させて塑性化領域４１を形成する。このとき、回転ツール５０は、突合部４０に沿って一周させた後、一周目の始端５４ａから一定距離進んだ部分（終端５４ｂ）を含む始端部に沿ってさらに移動させる。これによって、回転ツール５０の一周目における始端５４ａと終端５４ｂとがオーバーラップして、塑性化領域４１の一部が重複するようになっている。ここで、「塑性化領域」とは、回転ツール５０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５０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。

そして、回転ツール５０の周回移動が終了したならば、回転ツール５０を塑性化領域４１（突合部４０）から外側に外れたジャケット本体１０の金属部材２０の上面へと移動させ、その位置で、回転ツール５０を引き抜く。このように、回転ツール５０の引抜位置５５が、突合部４０から外側に外れた位置となっているので、攪拌ピン５２の引抜穴５６が突合部４０に形成されることはない。これにより、ジャケット本体１０と封止体３０との接合性をさらに高めることができる。なお、金属部材２０の上面の引抜穴５６は、溶接金属を埋める等の加工を行って補修してもよい。

その後、摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、ジャケット本体１０を裏返し、裏面（図示せず）を上にする。そして、前記と同様の工程で下穴形成および本接合を実行する。

以上のように、ジャケット本体１０の表面側および裏面側で、回転ツール５０をジャケット本体１０の開口部１２の周囲で、突合部４０に沿って移動させて摩擦攪拌接合を行い、ジャケット本体１０に封止体３０を固定することで、内部に熱輸送流体が流れる液冷ジャケット１が形成される。

本実施形態に係る液冷ジャケット１の製造方法によれば、ジャケット本体１０を枠構造体にて構成しているので、従来のように金属製のブロックを切削加工してフィン収容室（凹部）を形成しなくても済む。このように多くの手間を要する凹部の切削加工がないので、加工の簡略化と時間短縮を図れるとともに、材料ロスを低減することができる。

また、ジャケット本体１０（枠構造体）の両面の開口部１２に封止体３０を固定することで、内部に流路３３となる空間を容易に形成することができ、貫通孔１６を介して熱輸送流体を流すことができる。

回転ツール５０を移動させながら回転するに際して、回転ツール５０を開口部１２に対して右回りに移動させるときは右回転させ、回転ツール５０を開口部１２に対して左回りに移動させるときは左回転させることによって、回転ツール５０の被接合部に対する相対速さが大きくなるシアー側５０ｂが厚肉のジャケット本体１０側に位置する。シアー側５０ｂでは、回転ツール５０の被接合部に対する相対速さが大きいので、メタル流動量が多くなり、フロー側５０ａよりも高温になり易く、空洞欠陥が発生する場合がある。しかし、空洞欠陥が発生したとしても、ジャケット本体１０側であって、突合部４０よりも外側位置（シアー側５０ｂ）の熱輸送流体の流路３３から離反した部分に発生することとなり、熱輸送流体が外部に漏れにくくなるので、接合部の密閉性能を低下させることはない。

また、回転ツール５０の周回移動における始端５４ａと終端５４ｂとがオーバーラップして、塑性化領域４１の一部が重複しているので、開口周縁部１２ａにおいて、塑性化領域４１が途切れる部分がない。したがって、ジャケット本体１０と封止体３０とを良好に接合することができるので、接合部の密閉性能を向上させることができ、熱輸送流体が外部に漏れにくくなる。

さらに、封止体３０の内表面に、フィン３２が立設されているので、熱輸送流体が流れるジャケット本体１０の内空部１１において、封止体３０と熱輸送流体との接触面積が増えて、効率的な熱伝達を行うことができる。これとともに、ジャケット本体１０の内空部１１でフィン３２が壁の役目を果たして流路３３を区画形成できるので、熱輸送流体の流れ方向が統一され、効率的な熱輸送流体の流れを形成することができる。

また、本実施形態では、ジャケット本体１０を構成する枠構造体が、矩形枠状を呈しており、直線状の金属部材２０ａの端面を、隣接する直線状の他の金属部材２０ｂの側面に突き合わせて、金属部材２０ａ，２０ｂ同士の突合部２１に沿って回転ツールを移動させ塑性化領域４３を形成して接合することで形成されているので、各辺の長さや厚さを自由に設定することができる。これによって、大型のジャケット本体１０を容易に形成できる。また、摩擦攪拌によって金属部材２０ａ，２０ｂ同士を接合しているので、接合部の気密性および水密性の高い枠構造体を形成することができる。特に、ジャケット本体１０の表裏両面から形成された塑性化領域４３，４３の底部が互いに重合しているので、気密性および水密性がさらに向上している。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について、図７を参照して説明する。

かかる実施形態は、図７の（ａ）に示すように、第１実施形態の回転ツール５０で塑性化領域４１（図７の（ｂ）参照）を形成する工程に先立って、ジャケット本体１０の開口部１２の開口周縁部１２ａと封止体３０の周縁部３０ａとの突合部４０の一部を回転ツール５０よりも小型の仮接合用回転ツール６０を用いて仮接合することを特徴とする。仮接合を行った後に、回転ツール５０を用いて第１実施形態と同様の本接合を行う（図７の（ｂ）参照）。なお、第１実施形態と同様の構成は、同じ符号を付してその説明を省略する。

仮接合用回転ツール６０は、回転ツール５０の攪拌ピン５２よりも小径の攪拌ピン（図示せず）を備えており、形成される塑性化領域４５は、後の工程で回転ツール５０によって形成される塑性化領域４１（図７の（ｂ）参照）の幅よりも小さい幅を有することとなる。これによって、仮接合における塑性化領域４５は、塑性化領域４１で完全に覆われることとなるので、塑性化領域４５に残った仮接合用回転ツール６０の引抜穴および塑性化領域４５の跡が残らない。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、突合部４０が正方形（矩形環状）を呈しており、仮接合用回転ツール６０で突合部４０を仮接合する工程において、突合部４０の一方の対角４４ａ，４４ｂ同士を先に仮接合した後に、他方の対角４４ｃ，４４ｄ同士を仮接合するようになっている。このような順序で仮接合することで、封止体３０をバランスよくジャケット本体１０に仮接合することができ、封止体３０のジャケット本体１０に対する位置決め精度が向上するとともに、封止体３０の変形を防止できる。また、封止体３０の仮接合を行ったことによって、回転ツール５０による本接合時の封止体３０のズレを防止でき、接合部の密閉性能をより一層向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について、図８を参照して説明する。

かかる実施形態は、図８の（ａ）に示すように、第１実施形態の回転ツール５０で塑性化領域４１（図８の（ｂ）参照）を形成する工程に先立って、ジャケット本体１０の開口部１２の開口周縁部１２ａと封止体３０の周縁部３０ａとの突合部４０の一部を回転ツール５０よりも小型の仮接合用回転ツール６０を用いて仮接合することを特徴とする。ここでの仮接合は、第２実施形態が、正方形の突合部４０の角部を摩擦攪拌接合しているのに対して、各辺の中間部を摩擦攪拌接合することによって直線状に行われている。具体的には、突合部４０が正方形（矩形環状）を呈しており、仮接合用回転ツール６０で突合部４０を仮接合する工程において、突合部４０の一方の対辺４６，４６の中間部４６ａ，４６ｂ同士を先に仮接合した後に、他方の対辺４７，４７の中間部４７ａ，４７ｂ同士を仮接合するようになっている。このとき仮接合用回転ツール６０で形成される塑性化領域４８は、それぞれ同じ長さの直線状になるようになっている。

本実施形態では、前記のような順序で仮接合することで、封止体３０をバランスよくジャケット本体１０に仮接合することができ、封止体３０のジャケット本体１０に対する位置決め精度が向上するとともに、封止体３０の変形を防止できる。また、封止体３０の仮接合を行ったことによって、回転ツール５０による本接合時の封止体３０のズレを防止できる。さらに、本実施形態によれば、仮接合の摩擦攪拌接合が直線状であるので、仮接合用回転ツール６０を直線的に移動させるだけでよく、加工が容易である。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について、図９乃至図１１を参照して説明する。

かかる実施形態は、図９に示すように、ジャケット本体１１０（図１０参照）を構成する枠構造体１１０ａが、矩形枠状の断面形状を有する押出形材１２０を切断して形成されていることを特徴とする。押出形材１２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている。これにより、ジャケット本体１１０は軽量化が達成され、取り扱い容易となる。押出形材１２０は、内部に中空部を有する長尺筒状を呈しており、その断面形状がジャケット本体１１０の平面形状と同じ形状となっている。そして、押出形材１２０を、その長手方向（押出方向）にジャケット本体１１０の厚さ寸法の間隔をあけて、切断することで、ジャケット本体１０を構成する枠構造体１１０ａが形成される。そして、押出形材１２０の中空部が、ジャケット本体１１０の内空部１１を構成する。

枠構造体１１０ａを形成した後、図１０に示すように、枠構造体１１０ａの内空部１１の開口部１２の開口周縁部１２ａを、所定深さ切削して、支持面１５ａを形成する。この支持面１５ａは、第１実施形態と同様に、枠構造体１１０ａの両面に形成する。支持面１５ａは、本実施形態ではリーマー（図示せず）を用いて形成されている。これによって、表面が平滑な支持面１５ａおよび段差側面１５ｂが形成される。リーマーを用いて支持面１５ａを形成しているので、その外周コーナー部は円弧状に形成されている。これに伴って封止体１３０の外周コーナー部も円弧状に形成されている。また、本実施形態では、押出形材１２０から枠構造体１１０ａ（図９参照）を形成しているので、ジャケット本体１１０は、第１実施形態と比較して小さいものとなり、その厚さ寸法も小さい。したがって、封止体１３０は、平板状に形成されている。なお、本実施形態では、封止体１３０にフィンは設けられていないが、フィンを設けた封止体を排除する趣旨ではない。

支持面１５ａの形成と前後して、枠構造体１１０ａの互いに対向する一対の周壁１４，１４に、貫通孔１６，１６を形成する。以上の工程によって、ジャケット本体１１０が形成される。

ジャケット本体１１０が形成されたなら、ジャケット本体１１０と封止体１３０とが互いに接触する接触面（ジャケット本体１１０の支持面１５ａおよび段差側面１５ｂや、封止体１３０の周縁部３０ａおよび外周面３０ｂ等）を、面削加工して平坦にした後、脱脂して表面の油脂を除去する。

その後、図１１の（ａ）に示すように、封止体１３０の周縁部３０ａを、支持面１５ａ上に載置する。すると、ジャケット本体１１０の段差側面１５ｂと、封止体１３０の外周面３０ｂとが突き合わされ、突合部４０が構成される。

そして、突合部４０から外側に外れたジャケット本体１１０の上面に設定された挿入位置５３に下穴（図示せず）を形成し、回転ツール５０を回転させながら挿入位置５３に挿入する。

その後、回転ツール５０を、挿入位置５３から突合部４０へ向けて移動させる。そして、その軸芯が突合部４０の突合面上に位置したならば、回転ツール５０が突合部４０に沿って移動するように移動方向を変更する。このとき、回転ツール５０の回転方向（自転方向）は、第１実施形態と同様に移動方向（公転方向）と同じ方向となるようにする。具体的には、本実施形態では、回転方向（図１１中、矢印Ｙ２参照）、移動方向（図１１中、矢印Ｙ１参照）はともに右回りである。

その後、回転ツール５０の回転および移動を継続し、図１１の（ｂ）に示すように、回転ツール５０を開口部１２の周りを一周させて塑性化領域４１を形成する。このとき、回転ツール５０は、突合部４０に沿って一周させた後、一周目の始端５４ａから一定距離進んだ部分（終端５４ｂ）を含む始端部に沿って移動させる。これによって、回転ツール５０の一周目における始端５４ａと終端５４ｂとがオーバーラップして、塑性化領域４１の一部が重複するようになっている。

そして、回転ツール５０の周回移動が終了したならば、回転ツール５０を塑性化領域４１（突合部４０）から外側に外れたジャケット本体１１０の上面へと移動させ、その位置（引抜位置５５）で、回転ツール５０を引き抜く。

その後、摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、ジャケット本体１０を裏返し、裏面（図示せず）を上にする。そして、前記と同様の工程で下穴形成および本接合を実行する。以上の工程によって、液冷ジャケット１が形成される。

本実施形態に係る液冷ジャケット１の製造方法によれば、第１実施形態で得られる作用効果の他に、押出形材１２０を切断することで枠構造体１１０ａを形成しているので、寸法および形状精度の高いジャケット本体１１０を容易に形成することができるといった作用効果を得ることができる。また、押出形材１２０は塑性加工によって形成されているので、強度が大きくなるとともに、内部に空洞欠陥が発生するのを防止できる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について、図１２乃至図１４を参照して説明する。

かかる実施形態は、図１２に示すように、ジャケット本体２１０（図１０参照）を構成する枠構造体２１０ａが、矩形枠状の断面形状を有する押出形材２２０を切断して形成されている。枠構造体２１０ａが押出形材２２０を切断して形成されている構成は第４実施形態と同様であるが、中空部の形状が、第４実施形態と異なる。

押出形材２２０は、内部に断面円形の中空部が二列設けられている。そして、図１３に示すように、枠構造体２１０ａは、円形の内空部２１１が所定の間隔を隔てて二つ形成されている。これに伴って、開口部２１２の開口周縁部２１２ａでは、支持面２１５ａが円環状に形成されている。また、封止体２３０は円盤状に形成されている。

その後、図１４の（ａ）に示すように、封止体２３０の周縁部２３０ａを、支持面２１５ａ上に載置する。すると、ジャケット本体２１０の段差側面２１５ｂと、封止体２３０の外周面２３０ｂとが突き合わされ、円形の突合部２４０が構成される。

そして、突合部２４０から外側に外れたジャケット本体２１０の上面に設定された挿入位置２５３に下穴（図示せず）を形成し、回転ツール５０を回転させながら挿入位置２５３に挿入する。

その後、回転ツール５０を、挿入位置２５３から突合部２４０へ向けて移動させる。そして、その軸芯が突合部２４０の突合面上に位置したならば、回転ツール５０が突合部２４０に沿って移動するように移動方向を変更する。このとき、回転ツール５０の回転方向（自転方向）は、第１実施形態と同様に移動方向（公転方向）と同じ方向となるようにしている。具体的には、本実施形態では、回転方向（図１４中、矢印Ｙ２参照）、移動方向（図１４中、矢印Ｙ１参照）が、ともに左回りである。

その後、回転ツール５０の回転および移動を継続し、図１１の（ｂ）に示すように、回転ツール５０を封止体２３０の周りを一周させて塑性化領域４１を形成する。本実施形態では、回転ツール５０は、突合部２４０に沿って一周させた後、一周目の始端２５４から外側に外れたジャケット本体２１０の上面へと移動させ、その位置（引抜位置２５５）で、回転ツール５０を引き抜く。隣り合う内空部２１１についても、同様の摩擦攪拌を施して、封止体２３０を固定する。

その後、摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、ジャケット本体２１０を裏返し、裏面（図示せず）を上にする。そして、前記と同様の工程で下穴形成および本接合を実行する。以上の工程によって、液冷ジャケット１が形成される。

本実施形態に係る液冷ジャケット１の製造方法によれば、第１実施形態で得られる作用効果の他に、押出形材２２０を切断することで枠構造体２１０ａを形成しているので、寸法および形状精度の高いジャケット本体２１０を容易に形成することができるとともに、二つの内空部２１１を少ない手間で一度の加工で同時に形成することができるといった作用効果を得ることができる。内空部２１１が二つ形成されているので、流れる熱輸送流体量が多く、効率的な冷却を行うことができる。

（第６実施形態）
次に、第６実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について、図１５乃至図１７を参照して説明する。

かかる実施形態は、ジャケット本体３１０を構成する枠構造体が押出形材（図示せず）を切断して形成されている構成は第４実施形態および第５実施形態と同様であるが、内空部の個数や配置等、ジャケット本体３１０の形状が異なる。

ジャケット本体３１０は、平面視長方形を呈しており、断面略正方形の内空部３１１を三つ備えている。内空部３１１は、ジャケット本体３１０の長手方向に沿って直線状に並んで配置されており、隣り合う内空部３１１間には、区画壁３１７が位置している。本実施形態では、内空部３１１が三つ形成されているので、真中に位置する内空部３１１の両側には、互いに対向する区画壁（以下、それぞれを「第一区画壁３１７ａ、第二区画壁３１７ｂ）と称する場合がある）がそれぞれ位置している。内空部３１１の開口部３１２の開口周縁部３１２ａには、ジャケット本体３１０の表面より一段下がった支持面３１５ａが形成されている。支持面３１５ａは、長手方向一端の内空部３１１の開口周縁部３１２ａから他端の内空部３１１の開口周縁部３１２ａにかけて連続して、同一平面上に一体的に形成されており、第一区画壁３１７ａおよび第二区画壁３１７ｂの部分にも形成されている。支持面３１５ａは、本実施形態ではリーマー（図示せず）を用いて形成されている。これによって、支持面３１５ａの外周コーナー部は円弧状に形成されている。

ジャケット本体３１０の長手方向両端に位置する周壁３１４には、熱輸送流体を流すための貫通孔１６，１６がそれぞれ形成されている。また、隣り合う内空部３１１間の第一区画壁３１７ａ、第二区画壁３１７ｂにも、貫通孔３１６，３１６がそれぞれ形成されている。これら貫通孔１６，３１６，３１６，１６は、ジャケット本体３１０の長手方向に沿って延在するように形成されており、三つの内空部３１１，３１１，３１１を一つの流路として連通させるように構成されている。貫通孔１６，３１６，３１６，１６は、ジャケット本体３１０の長手方向から見たときに、左右交互に千鳥状に位置するように形成されており、熱輸送流体が左右交互に蛇行して流れるように構成されている。貫通孔１６，３１６は、ジャケット本体３１０の厚さ方向中間部に形成されている。

前記のような支持面３１５ａの形状に対応して、封止体３３０は、三つの内空部３１１を覆うように、一枚の板材で形成されている。そして、封止体１３０の外周コーナー部も円弧状に形成されている。

かかる封止体３３０は、図１６の（ｃ）に示すように、封止体３３０の外周面３３０ｂと、ジャケット本体３１０の段差側面３１５ｂとの突合部３４０と、第一区画壁３１７ａおよび第二区画壁３１７ｂに沿って、回転ツール５０を移動させて塑性化領域４１を形成することで、ジャケット本体３１０に固定されている。

以下に、封止体３３０とジャケット本体３１０に固定する摩擦攪拌接合の工程を説明する。

まず、ジャケット本体３１０と封止体３３０とが互いに接触する接触面（ジャケット本体３１０の支持面３１５ａおよび段差側面３１５ｂや、封止体３３０の周縁部３３０ａおよび外周面３３０ｂ等）を、面削加工して平坦にした後、脱脂して表面の油脂を除去する。

その後、図１６の（ａ）に示すように、封止体３３０の周縁部３３０ａを、支持面３１５ａ上に載置する。すると、ジャケット本体３１０の段差側面３１５ｂと、封止体３３０の外周面３３０ｂとが突き合わされ、突合部３４０が構成される。さらに、隣り合う内空部３１１間の第一区画壁３１７ａ、第二区画壁３１７ｂの上面（支持面３１５ａ）と封止体３３０の下面とが重ね合わされ重合部が構成される。

そして、突合部３４０から外側に外れたジャケット本体３１０の上面に設定された挿入位置５３に下穴（図示せず）を形成し、回転ツール５０を回転させながら挿入位置５３に挿入する。

その後、回転ツール５０を、挿入位置５３から突合部３４０へ向けて移動させる。そして、その軸芯が突合部３４０の突合面上に位置したならば、回転ツール５０が突合部３４０に沿って移動するように移動方向を変更する。このとき、回転ツール５０の回転方向（自転方向）は、第１実施形態と同様に移動方向（公転方向）と同じ方向となるようにしており、本実施形態では、回転方向（図１６中、矢印Ｙ２参照）、移動方向（図１６中、矢印Ｙ１参照）はともに右回りである。

その後、回転ツール５０の回転および移動を継続し、突合部３４０の短辺３４０ａ（図１６中、下辺）から長辺３４０ｂ（図１６中、左辺）へと移動し、長辺３４０ｂの第一区画壁３１７ａとの交点３４１ｂ、第二区画壁３１７ｂとの交点３４１ｃを越えて、短辺３４０ｃ（図１６中、上辺）へと移動する。さらに、長辺３４０ｄ（図１６中、右辺）へと移り、長辺３４０ｄの第二区画壁３１７ｂとの交点３４１ｄを越えて、第一区画壁３１７ａとの交点３４１ａまで移動する。ここで、回転ツール５０は、移動方向を右側へ屈曲して変えて、第一区画壁３１７ａの上を移動する。

そして、図１６の（ｂ）に示すように、回転ツール５０は、長辺３４０ｂと第一区画壁３１７ａとの交点３４１ｂに到達したところで、移動方向を右側へ屈曲して変えて、長辺３４０ｂに沿って移動する。そして、回転ツール５０は、長辺３４０ｂと第二区画壁３１７ｂとの交点３４１ｃまで移動したところで、移動方向を右側へ屈曲して変えて、第二区画壁３１７ｂの上を移動する。そして、回転ツール５０は、長辺３４０ｄと第二区画壁３１７ｂとの交点３４１ｄに到達したところで、さらに移動方向を右側へ屈曲して変えて、長辺３４０ｄに沿って移動する。

その後、図１６の（ｃ）に示すように、回転ツール５０は、長辺３４０ｄの第一区画壁３１７ａとの交点３４１ａを超えて、短辺３４０ａへと戻り、突合部３４０を一周する。これによって、回転ツール５０は一筆書きの移動軌跡で、突合部３４０、第一区画壁３１７ａおよび第二区画壁３１７ｂ上（重合部）を移動し、塑性化領域４１を形成することとなる。そして、回転ツール５０は、突合部３４０に対して常に右回りで回転することとなる。

そして、回転ツール５０は、突合部３４０に沿って一周した後、一周目の始端５４ａから一定距離の部分を含む始端部に沿って移動する。これによって、回転ツール５０の一周目における始端５４ａと終端５４ｂとがオーバーラップして、塑性化領域４１の一部が重複するようになる。

そして、回転ツール５０の周回移動が終了したならば、回転ツール５０を塑性化領域４１（突合部３４０）から外側に外れたジャケット本体３１０の上面へと移動させ、その引抜位置５５で、回転ツール５０を引き抜く。

その後、摩擦攪拌で発生したバリを除去し、さらに、ジャケット本体３１０を裏返し、裏面（図示せず）を上にする。そして、前記と同様の工程で下穴形成および本接合を実行する。以上の工程によって、液冷ジャケット１が形成される。

本実施形態に係る液冷ジャケット１の製造方法によれば、第１実施形態で得られる作用効果の他に、押出形材を切断することで枠構造体を形成しているので、寸法および形状精度の高いジャケット本体３１０を容易に形成することができるとともに、三つの内空部３１１を少ない手間で形成することができるといった作用効果を得ることができる。

また、各内空部３１１を連通させる貫通孔１６，３１６が千鳥状に配置されているので、内空部３１１全体に熱輸送流体が攪拌されて均一に流れることになり、効率的な冷却を行うことができる。

さらに、前記のような移動軌跡で回転ツール５０を移動させると、回転ツール５０は、突合部３４０に対して常に右回りで回転することとなる。ここで、回転ツール５０は右回転しているので、回転ツール５０の被接合部に対する相対速さが大きくなるシアー側５０ｂが厚肉のジャケット本体３１０側に位置する。シアー側５０ｂでは、回転ツール５０の被接合部に対する相対速さが大きいので、メタル流動量が多くなり、フロー側５０ａよりも高温になり易く、空洞欠陥が発生する場合がある。しかし、空洞欠陥が発生したとしても、ジャケット本体３１０側であって、突合部３４０よりも外側位置（シアー側５０ｂ）の熱輸送流体の流路（内空部３１１）から離反した部分に発生することとなり、熱輸送流体が外部に漏れにくくなるので、接合部の密閉性能を低下させることはない。

なお、回転ツール５０の移動軌跡は、前記の軌跡に限定されるものではなく、回転ツール５０が、突合部３４０に対して常に同一方向回りに移動すればよい。また、回転ツール５０の移動は、一筆書きの移動軌跡に限定されるものでもない。

例えば、図１７の（ａ）に示すように、回転ツール５０を突合部３４０に対して一周させて引き抜いた後に、図１７の（ｂ）に示すように、回転ツール５０を第一区画壁３１７ａ上、および第二区画壁３１７ｂ上（重合部）をそれぞれ別途に移動させるようにしてもよい。第一区画壁３１７ａ上、および第二区画壁３１７ｂ上を移動する場合、回転ツール５０は、突合部３４０から外側に外れたジャケット本体３１０の上面に設定された挿入位置３５６に挿入され、その位置から突合部３４０（長辺３４０ｂ）を横断して、第一区画壁３１７ａ上（または第二区画壁３１７ｂ上）を移動する。そして、回転ツール５０は、さらに反対側の突合部３４０（長辺３４０ｄ）を横断して、挿入位置３５６とは反対側で突合部３４０から外側に外れたジャケット本体３１０の上面に設定された引抜位置３５７まで移動し、その位置で引き抜かれる。

このようにしても、回転ツール５０は、封止体３３０の周りを右回りに移動しながら、常に右回りで回転することとなるので、シアー側５０ｂは、厚肉でメタル量が多いジャケット本体３１０側に位置することとなり、前記したような作用効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は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で適宜変更が可能であり、例えば、前記実施形態では、封止体３０が平面視略長方形または円形であるが、これに限定されるものではなく、多角形等の他の形状であってもよい。さらに、内空部の形状、数や配列形状も前記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

さらに、前記の実施形態では、攪拌ピン付きの回転ツール５０を利用して摩擦攪拌接合を実施しているが、封止体が薄い場合には、ピンなしの回転ツール５０を利用するようにしてもよい。

１ 液冷ジャケット
１０ ジャケット本体
１２ 開口部
１２ａ 開口周縁部
２０ 金属部材
２１ 突合部
３０ 封止体
３０ｂ 外周面
３２ フィン
４０ 突合部
４１ 塑性化領域
４３ 塑性化領域
５０ 回転ツール
５４ 下穴
１１０ ジャケット本体
１１０ａ 枠構造体
１２ａ 開口周縁部
１３０ 封止体
２１０ ジャケット本体
２１０ａ 枠構造体
２３０ 封止体
２４０ 突合部
３１０ ジャケット本体
３３０ 封止体
３４０ 突合部

Claims (8)

1. 複数の開口部を有するジャケット本体に、複数の前記開口部を封止する封止体を固定して構成され、その内部に熱発生体が発生する熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法であって、
   前記ジャケット本体を、両面に複数の前記開口部を有する金属製の枠構造体にて構成し、
   複数の前記開口部の開口周縁部に、前記ジャケット本体の表面から厚さ方向に一段下がった段差底面からなる支持面を、複数の前記開口部に跨るように面一で形成し、
   前記支持面に、複数の前記開口部を覆うように封止体を載置して、前記ジャケット本体の段差側面と前記封止体の外周面とを突き合わせるとともに、隣り合う前記開口部同士を区画する区画壁の上面と前記封止体の下面とを重ね合わせ、
   前記ジャケット本体の前記段差側面と前記封止体の外周面との突合部の全周に沿って摩擦攪拌接合用の回転ツールを移動させて塑性化領域を形成し、
   前記区画壁の上面と前記封止体の下面との重合部に沿って前記回転ツールを移動させて塑性化領域を形成するに際し、
   前記回転ツールを前記突合部と前記重合部に沿って一つの移動軌跡で連続的に移動させ、前記突合部の接合および前記重合部の接合を連続して行うとともに、一の前記重合部における前記回転ツールの移動軌跡が重複せずに一本となるように前記回転ツールを移動させる
   ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
2. 複数の開口部を有するジャケット本体に、複数の前記開口部を封止する封止体を固定して構成され、その内部に熱発生体が発生する熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法であって、
   前記ジャケット本体を、両面に複数の前記開口部を有する金属製の枠構造体にて構成し、
   複数の前記開口部の開口周縁部に、前記ジャケット本体の表面から厚さ方向に一段下がった段差底面からなる支持面を、複数の前記開口部に跨るように面一で形成し、
   前記支持面に、複数の前記開口部を覆うように封止体を載置して、前記ジャケット本体の段差側面と前記封止体の外周面とを突き合わせるとともに、隣り合う前記開口部同士を区画する区画壁の上面と前記封止体の下面とを重ね合わせ、
   前記ジャケット本体の前記段差側面と前記封止体の外周面との突合部の全周に沿って摩擦攪拌接合用の回転ツールを移動させて塑性化領域を形成し、
   前記区画壁の上面と前記封止体の下面との重合部に沿って前記回転ツールを移動させて塑性化領域を形成するに際し、
   前記突合部の接合を完了した後に、前記重合部の接合を別工程として行うとともに、前記重合部の接合において、摩擦攪拌接合用の回転ツールの挿入位置を前記突合部から外側に外れたジャケット本体の周壁の上面に設定するとともに、当該回転ツールの引抜位置を前記挿入位置とは反対側で前記突合部から外側に外れたジャケット本体の周壁の上面に設定し、一の前記重合部における当該回転ツールの移動軌跡が重複せずに一本となるように当該回転ツールを移動させる
   ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
3. 前記回転ツールを前記開口部に対して右回りに移動させるときは、前記回転ツールを右回転させ、
   前記回転ツールを前記開口部に対して左回りに移動させるときは、前記回転ツールを左回転させる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
4. 前記ジャケット本体の両面に固定される前記封止体のうち少なくとも一方の内表面に、フィンを立設する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
5. 前記フィンを、互いに平行配置された複数枚のカッタにて金属製ブロックを切削加工して形成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の液冷ジャケットの製造方法。
6. 前記回転ツールで前記塑性化領域を形成する工程に先立って、前記突合部の一部を前記回転ツールよりも小型の仮接合用回転ツールを用いて仮接合する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
7. 前記回転ツールの挿入位置に、下穴を形成する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
8. 前記枠構造体は、矩形枠状を呈しており、直線状の金属部材の端面を、隣接する直線状の他の金属部材の側面に突き合わせ、前記金属部材同士の突合部に沿って回転ツールを移動させ塑性化領域を形成して接合することで構成される
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液冷ジャケットの製造方法。

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