JP2021112755A - 液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材種の異なるアルミニウム合金を好適に接合することが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。【解決手段】ジャケット本体２に封止体３を載置することにより端面１１ａと裏面３ｂとを重ね合わせて突合せ部Ｊ１に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、回転する回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を側面３ｃに挿入し、攪拌ピンＦ２の外周面を傾斜面１１ｂにわずかに接触させつつ、ショルダ部Ｆ１の底面を側面３ｃに接触させた状態で、前記隙間に第二アルミニウム合金を流入させながら、突合せ部Ｊ１よりも封止体３側に設定された設定移動ルートＬ１に沿って所定の深さで側面３ｃの廻りに一周させて突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、攪拌ピンＦ２を徐々に上方に移動させて、前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする。【選択図】図８

Description

本発明は、液冷ジャケットの製造方法に関する。

魔作撹拌接合を利用した液冷ジャケットの製造方法が知られている。図１９は、従来の液冷ジャケットの製造方法を示す断面図である。従来の液冷ジャケットの製造方法では、アルミニウム合金製のジャケット本体１０１の段差部に設けられた段差側面１０１ｃと、アルミニウム合金製の封止体１０２の側面１０２ｃとを突き合わせて形成された突合せ部Ｊ１０に対して摩擦攪拌接合を行うというものである。また、従来の液冷ジャケットの製造方法では、回転ツールＦ４０の連結部Ｆ４１を封止体１０２から離間させ、攪拌ピンＦ４２のみを突合せ部Ｊ１０に挿入して摩擦攪拌接合を行っている。また、従来の液冷ジャケットの製造方法では、回転ツールＦ４０の回転中心軸線Ｚを突合せ部Ｊ１０に重ねて相対移動させるというものである。

特開２０１５−１３１３２１号公報

ここで、ジャケット本体１０１は複雑な形状となりやすく、例えば、４０００系アルミニウム合金の鋳造材で形成し、封止体１０２のように比較的単純な形状のものは、１０００系アルミニウム合金の展伸材で形成するというような場合がある。このように、アルミニウム合金の材種の異なる部材同士を接合して、液冷ジャケットを製造する場合がある。このような場合は、図１９のように摩擦攪拌接合を行うと、攪拌ピンＦ４２が封止体１０２側から受ける材料抵抗に比べて、ジャケット本体１０１側から受ける材料抵抗が大きくなる。そのため、回転ツールＦ４０の攪拌ピンＦ４２によって異なる材種をバランスよく攪拌することが困難となり、接合後の塑性化領域に空洞欠陥が発生し接合強度が低下するという問題がある。また、回転ツールＦ４０で塑性流動材を押さえないため、接合表面にバリが多く発生するおそれがある。

また、図１９に示すように、攪拌ピンＦ４２を突合せ部Ｊ１０から離脱させる際、鉛直方向に攪拌ピンＦ４２を引き抜くため、摩擦攪拌の終了位置における摩擦熱が過大になる。これにより、当該終了位置において、ジャケット本体１０１側の金属が封止体１０２側に混入しやすくなり、接合不良の一因となるという問題がある。

このような観点から、本発明は、材種の異なるアルミニウム合金を好適に接合することが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に、本発明は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記周壁部の端面は前記ジャケット本体の側面に向かって下り勾配となる傾斜面となっており、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記封止体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁部の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記封止体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記封止体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、回転する前記攪拌ピンを前記設定移動ルートと重複する位置から前記設定移動ルートよりもさらに前記封止体の表面側に設定した終了位置に向かうまでの間に徐々に上方に移動させて、前記終了位置で前記封止体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする。

また、本発明は、底底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記周壁部の端面は前記ジャケット本体の側面に向かって下り勾配となる傾斜面となっており、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記封止体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁部の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記封止体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記封止体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、前記設定移動ルート上で進行方向に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上方に移動させて、前記設定移動ルート上の終了位置で前記封止体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする。

かかる製造方法によれば、封止体と攪拌ピンとの摩擦熱によって突合せ部の主として封止体側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、突合せ部において周壁部と封止体とを接合することができる。また、攪拌ピンの外周面をジャケット本体の周壁部にわずかに接触させるに留めるため、ジャケット本体から封止体への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部においては主として封止体側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、回転ツールのショルダ部の底面を封止体に接触させて塑性流動材を押さえることにより、バリの発生を抑制することができる。また、周壁部の端面に傾斜面を設けることで、周壁部と回転ツールとの接触代を小さくすることができる。また、回転ツールを設定移動ルートと重複する位置から設定移動ルートよりもさらに封止体の表面側に設定した終了位置に向かうまでの間に徐々に上方に移動させて、終了位置で封止体から攪拌ピンを離脱させることにより、設定移動ルート上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。また、回転ツールを設定移動ルート上で進行方向に移動させつつ攪拌ピンを徐々に上方に移動させて、設定移動ルート上の終了位置で封止体から攪拌ピンを離脱させることにより、設定移動ルート上の一点で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルート上において、ジャケット本体の第一アルミニウム合金が封止体側に混入するのを防ぐことができる。

また、前記載置工程では、前記ジャケット本体の側面よりも前記封止体の側面の方が外側となるように、前記ジャケット本体及び前記封止体を形成することが好ましい。

かかる製造方法によれば、接合部が金属不足となるのを防ぐことができる。

また、前記回転ツールの回転方向及び進行方法を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することが好ましい。

かかる製造方法によれば、突合せ部の摩擦攪拌が促進され、より好適に接合することができる。

また、本発明は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第二アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記封止体の裏面の周縁部は前記封止体の側面に向かって板厚が小さくなるように傾斜面となっており、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記ジャケット本体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記封止体の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記ジャケット本体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記ジャケット本体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記ジャケット本体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、回転する前記攪拌ピンを前記設定移動ルートと重複する位置から前記設定移動ルートよりもさらに前記ジャケット本体の底部側に設定した終了位置に向かうまでの間に徐々に上方に移動させて、前記終了位置で前記ジャケット本体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする。

また、本発明は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第二アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記封止体の裏面の周縁部は前記封止体の側面に向かって板厚が小さくなるように傾斜面となっており、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記ジャケット本体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記封止体の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記ジャケット本体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記ジャケット本体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記ジャケット本体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、前記設定移動ルート上で進行方向に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上方に移動させて、前記設定移動ルート上の終了位置で前記封止体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。

かかる製造方法によれば、ジャケット本体と攪拌ピンとの摩擦熱によって突合せ部の主としてジャケット本体側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、突合せ部において周壁部と封止体とを接合することができる。また、攪拌ピンの外周面を封止体にわずかに接触させるに留めるため、封止体からジャケット本体への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部においては主としてジャケット本体側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、ショルダ部の底面をジャケット本体に接触させて塑性流動材を押さえることにより、バリの発生を抑制することができる。また、封止体の裏面に傾斜面を設けることで、封止体と回転ツールとの接触代を小さくすることができる。また、回転ツールを設定移動ルートと重複する位置から設定移動ルートよりもさらにジャケット本体の底部側に設定した終了位置に向かうまでの間に徐々に上方に移動させて、終了位置でジャケット本体から攪拌ピンを離脱させることにより、設定移動ルート上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。また、回転ツールを設定移動ルート上で進行方向に移動させつつ攪拌ピンを徐々に上方に移動させて、設定移動ルート上の終了位置で封止体から攪拌ピンを離脱させることにより、設定移動ルート上の一点で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルート上において、封止体の第一アルミニウム合金がジャケット本体側に混入するのを防ぐことができる。

また、前記載置工程では、前記封止体の側面よりも前記ジャケット本体の側面の方が外側となるように、前記ジャケット本体と前記封止体とを形成することが好ましい。

かかる製造方法によれば、接合部が金属不足となるのを防ぐことができる。

また、前記回転ツールの回転方向及び進行方法を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することが好ましい。

かかる製造方法によれば、突合せ部の摩擦攪拌が促進され、より好適に接合することができる。

本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、材種の異なるアルミニウム合金を好適に接合することができる。

本発明の実施形態に係る回転ツールを示す側面図である。 本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の本接合工程を示す斜視図である。 第一実施形態に係る本接合工程における開始位置を側方から見た断面図である。 第一実施形態に係る本接合工程における押入区間を側方から見た断面図である。 第一実施形態に係る本接合工程における中間点Ｓ１付近を進行方向後方から見た断面図である。 第一実施形態に係る本接合工程における終了後を示す斜視図である。 第一実施形態に係る本接合工程における離脱区間を側方から見た断面図である。 本発明の第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の本接合工程を示す斜視図である。 第二実施形態に係る本接合工程における終了後を示す斜視図である。 本発明の第三実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。 第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程を示す断面図である。 第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の本接合工程を示す斜視図である。 第三実施形態に係る本接合工程における中間点Ｓ１付近を進行方向後方から見た断面図である。 第三実施形態に係る本接合工程における終了後を示す斜視図である。 本発明の第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の本接合工程を示す斜視図である。 第四実施形態に係る本接合工程における終了後を示す斜視図である。 従来の液冷ジャケットの製造方法を示す断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。まずは、本発明の実施形態における接合方法で用いる回転ツールＦについて説明する。回転ツールＦは、摩擦攪拌接合に用いられるツールである。図１に示すように、回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されており、ショルダ部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで主に構成されている。ショルダ部Ｆ１は、円柱状を呈し、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位である。

攪拌ピンＦ２は、ショルダ部Ｆ１の底面の中央から垂下しており、ショルダ部Ｆ１と同軸になっている。攪拌ピンＦ２はショルダ部Ｆ１から離間するにつれて先細り（テーパー状）になっている。攪拌ピンＦ２の傾斜角度αについては各実施形態において詳述する。攪拌ピンＦ２の先端には、回転中心軸線Ｚに対して垂直な平坦面Ｆ３が形成されている。攪拌ピンＦ２の外周面には螺旋溝が刻設されている。螺旋溝は、回転ツールＦを右回転させる場合は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成され、回転ツールＦを左回転させる場合は基端から先端に向かうにつれて右回りに形成される。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属を螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導くことが可能になり、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。

［第一実施形態］
次に、本発明の第一実施形態に係る接合方法について図面を参照して説明する。図２に示すように、本実施形態の液冷ジャケットの製造方法は、ジャケット本体２と封止体３とを摩擦攪拌接合して液冷ジャケット１を製造するというものである。液冷ジャケット１は、封止体３の上に発熱体（図示省略）を設置するとともに、内部に流体を流して発熱体と熱交換を行う部材である。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。

本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、を行う。図２に示すように、準備工程は、ジャケット本体２及び封止体３を準備する工程である。

ジャケット本体２は、底部１０と、周壁部１１とで主に構成されている。底部１０は平面視矩形を呈する板状部材である。周壁部１１は、底部１０の周縁部から矩形枠状に立ち上がる壁部である。周壁部１１の４つの角部は丸面取り加工が施されている。

周壁部１１の端面１１ａには、周方向全体に亘って傾斜面１１ｂが設けられている。傾斜面１１ｂは、側面１１ｃに向かって下り（底部１０側）勾配となっている。底部１０及び周壁部１１で凹部１３が形成されている。

ジャケット本体２は、第一アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第一アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳＨ５３０２ ＡＤＣ１２（Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕ系）等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。

封止体３は、ジャケット本体２の開口部を封止する板状部材である。封止体３は、ジャケット本体２よりも一回り大きくなるように形成されている。封止体３の角部は丸面取り加工が施されている。封止体３の裏面３ｂは平坦面になっている。

封止体３は、第二アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第二アルミニウム合金は、第一アルミニウム合金よりも硬度の低い材料である。第二アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳ Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。なお、本明細書において硬度はブリネル硬さをいい、ＪＩＳ Ｚ ２２４３に準じた方法によって測定することができる。

載置工程は、図３に示すように、ジャケット本体２に封止体３を載置する工程である。載置工程では、ジャケット本体２の周壁部１１の端面１１ａに封止体３の裏面３ｂを載置する。前述のように、封止体３は、ジャケット本体２よりも一回り大きくなるように形成されているため、ジャケット本体２の側面１１ｃよりも封止体３の側面３ｃの方が外側となる。

周壁部１１の端面１１ａと封止体３の裏面３ｂ、及び、傾斜面１１ｂと封止体３の裏面３ｂとを突き合わせて突合せ部Ｊ１を形成する。突合せ部Ｊ１は、周壁部１１の端面１１ａと封止体３の裏面３ｂのように対向する面同士が接触した部分と、ジャケット本体２の傾斜面１１ｂと裏面３ｂのように断面略Ｖ字状の隙間を形成した部分とで構成される。

本実施形態の本接合工程は、図４に示すように、回転ツールＦを用いて、突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌接合する工程である。本接合工程において、回転ツールＦは、封止体３の側面３ｃから見た場合に回転中心軸線Ｚが「設定移動ルートＬ１」（一点鎖線）を通るように移動する。回転中心軸線Ｚと封止体３の側面３ｃとは垂直となるようにする。設定移動ルートＬ１は、突合せ部Ｊ１よりも封止体３の表面３ａ側に設定する。

図４に示すように、本接合工程では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの押入区間と、設定移動ルートＬ１上の中間点Ｓ１から一周廻って中間点Ｓ２（図８参照）までの本区間と、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１（図８参照）までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌接合する。中間点Ｓ１，Ｓ２は、設定移動ルートＬ１上に設定されている。

開始位置ＳＰ１は、封止体３の側面３ｃにおいて、設定移動ルートＬ１よりもさらに封止体３の表面３ａ側に設定されている。本実施形態では、開始位置ＳＰ１と中間点Ｓ１とを結ぶ線分と、設定移動ルートＬ１とのなす角度が鈍角となる位置に設定している。

本接合工程の押入区間では、図５及び図６に示すように、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、封止体３の側面３ｃに対して回転中心軸線Ｚを垂直にしつつ、左回転させた攪拌ピンＦ２を開始位置ＳＰ１に挿入した後、回転ツールＦの回転中心軸線Ｚを設定移動ルートＬ１と重複する位置まで移動させる。この際、図６に示すように、少なくとも中間点Ｓ１に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンＦ２を徐々に押し入れていく。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１に移動させながら徐々に下降させていく。

所定の深さとは、設定移動ルートＬ１上の中間点Ｓ１から中間点Ｓ２までの本区間において、攪拌ピンＦ２を押し込む深さをいう。

攪拌ピンＦ２が中間点Ｓ１に到達したら、そのまま本区間に移行する。中間点Ｓ１に達した際に、図７に示すように、攪拌ピンＦ２の外周面とジャケット本体２の傾斜面１１ｂ及び端面１１ａとがわずかに接触するように設定する。このとき、少なくとも攪拌ピンＦ２の外周面と周壁部１１との接触により、周壁部１１側の第一アルミニウム合金がわずかに削りとられ、第一アルミニウム合金が封止体３側に混入する。本区間では、所定の深さを維持したまま設定移動ルートＬ１に沿って回転ツールＦを移動させることにより、封止体３の第二アルミニウム合金を突合せ部Ｊ１の隙間に流入させながら摩擦攪拌を行う。回転ツールＦは、進行方向左側に封止体３が位置するようにし、設定移動ルートＬ１に沿って一周させる。回転ツールＦの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域Ｗ１が形成される。

ここで、所定の深さにおけるジャケット本体２の傾斜面１１ｂに対する攪拌ピンＦ２の外周面の接触代をオフセット量Ｎとする。本実施形態のように、攪拌ピンＦ２の外周面を傾斜面１１ｂにわずかに接触させる場合は、オフセット量Ｎを、例えば、０＜Ｎ≦０．５ｍｍの間で設定し、好ましくは０＜Ｎ≦０．２５ｍｍの間で設定する。設定移動ルートＬ１は攪拌ピンＦ２と傾斜面１１ｂとの接触代が前記の範囲となるように封止体３の側面３ｃ上に設定する。

なお、本実施形態に係る本接合工程では、回転ツールＦのショルダ部Ｆ１の底面を封止体３の側面３ｃと接触させつつ、平坦面Ｆ３をジャケット本体２の端面１１ａと接触させるように回転ツールＦの挿入深さを設定したが、挿入深さの設定はこれに限らない。例えば、ショルダ部Ｆ１の底面を封止体３の側面３ｃに接触させつつ、平坦面Ｆ３をジャケット本体２の端面１１ａと接触させず、傾斜面１１ｂのみと接触させるように挿入深さを設定してもよい。

本区間では、回転ツールＦを、設定移動ルートＬ１（図４参照）に沿って一周させる。図８に示すように、回転ツールＦを一周させて攪拌ピンＦ２が中間点Ｓ２に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、図９に示すように、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１に向かうまでの間に攪拌ピンＦ２を徐々に上方に移動させて、終了位置ＥＰ１で封止体３から攪拌ピンＦ２を離脱させる。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを終了位置ＥＰ１に移動させながら封止体３から離間する方向に徐々に引抜いていく。終了位置ＥＰ１は、終了位置ＥＰ１と中間点Ｓ２とが結ぶ線分と設定移動ルートＬ１とでなす角度が鈍角となる位置に設定する。回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。

以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、封止体３と攪拌ピンＦ２との摩擦熱によって突合せ部Ｊ１の主として封止体３側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化される。そのため、突合せ部Ｊ１において周壁部１１と封止体３とを接合することができる。また、攪拌ピンＦ２の外周面をジャケット本体２の傾斜面１１ｂにわずかに接触させるに留めるため、ジャケット本体２から封止体３への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部Ｊ１においては主として封止体３側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。

仮に、傾斜面１１ｂを設けずに、ジャケット本体２の端面１１ａの全体と封止体３の裏面３ｂとを面接触させると、攪拌ピンＦ２と周壁部１１との接触代が大きくなってしまい、ジャケット本体２から封止体３への第一アルミニウム合金の混入が多くなってしまうという問題がある。しかし、本実施形態によれば、ジャケット本体２の端面１１ａに傾斜面１１ｂを設けているため、傾斜面１１ｂと攪拌ピンＦ２との接触代が大きくなるのを容易に回避することができる。

また、攪拌ピンＦ２の傾斜角度α（図１参照）及び傾斜面１１ｂの傾斜角度β（図３参照）は適宜設定すればよいが、本実施形態では、傾斜面１１ｂの傾斜角度βと、攪拌ピンＦ２の傾斜角度αとを同一（傾斜面１１ｂと攪拌ピンＦ２の外周面とを平行）にしているため、攪拌ピンＦ２と傾斜面１１ｂとをバランスよく接触させることができる。

また、ショルダ部Ｆ１の底面を封止体３の側面３ｃに接触させて塑性流動材を押さえることにより、バリの発生を抑制することができる。

また、本接合工程では、回転ツールＦの回転方向及び進行方向は適宜設定すればよいが、回転ツールＦの移動軌跡に形成される塑性化領域Ｗ１のうち、周壁部１１側、換言すれば突合せ部Ｊ１側がアドバンシング側となり、封止体３側がリトリーティング側となるように回転ツールＦの回転方向及び進行方向を設定した。突合せ部Ｊ１側がアドバンシング側となるように設定することで、突合せ部Ｊ１の周囲における攪拌ピンＦ２による攪拌作用が高まり、突合せ部Ｊ１における温度上昇が期待でき、突合せ部Ｊ１において周壁部１１と封止体３とをより確実に接合することができる。

なお、アドバンシング側とは、被接合部に対する回転ツールＦの外周の相対速度が、回転ツールＦ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を意味する。一方、リトリーティング側とは、回転ツールＦの移動方向の反対方向に回転ツールＦが回動することで、被接合部に対する回転ツールＦの相対速度が低速になる側を言う。

また、側方から見た場合に、封止体３の寸法をジャケット本体２の周壁部１１の寸法よりも大きくなるように設定している。換言すると、回転ツールＦの進行方向後方から見た場合に、封止体３の側面３ｃが、ジャケット本体２の側面１１ｃよりも高い位置となるように設定している（図７参照）。これにより、突合せ部Ｊ１にＶ字状の隙間が形成されていても、接合部の金属不足を防ぐことができる。

また、回転ツールＦを移動させながら所定の深さとなるまで攪拌ピンＦ２を徐々に押入することにより、設定移動ルートＬ１上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。また、回転ツールＦを移動させながら攪拌ピンＦ２を徐々に引抜いていくことにより、設定移動ルートＬ１上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルートＬ１において、ジャケット本体２の第一アルミニウム合金が封止体３側に混入するのを防ぐことができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本実施形態では、図１０及び図１１に示すように、本接合工程における開始位置ＳＰ１及び終了位置ＥＰ１の位置をいずれも設定移動ルートＬ１上に設定する点で第一実施形態と相違する。本実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。

本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、本接合工程とを行う。準備工程及び載置工程は、第一実施形態と同一である。

本接合工程では、図１０に示すように、開始位置ＳＰ１を設定移動ルートＬ１上に設定する。本接合工程では、設定移動ルートＬ１上の開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの押入区間と、中間点Ｓ１から一周廻って中間点Ｓ２（図１１参照）までの本区間と、中間点Ｓ２から設定移動ルートＬ１上の終了位置ＥＰ１（図１１参照）までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。

押入区間では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの摩擦攪拌を行う（図５及び６参照）。押入区間では、封止体３の側面３ｃに対して回転中心軸線Ｚを垂直となるようにしつつ、左回転させた攪拌ピンＦ２を設定移動ルートＬ１上の開始位置ＳＰ１に挿入し、中間点Ｓ１まで移動させる。この際、少なくとも中間点Ｓ１に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンＦ２を徐々に押し入れていく。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で進行方向に移動させながら徐々に下降させていく。所定の深さについては第一実施形態と同様である。

また、中間点Ｓ１に達した際に、ショルダ部Ｆ１の底面を封止体３の側面３ｃに接触させつつ、攪拌ピンＦ２の外周面をジャケット本体２の傾斜面１１ｂ及び端面１１ａにわずかに接触させた状態とし、そのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。攪拌ピンＦ２の外周面とジャケット本体２の傾斜面１１ｂとの接触代であるオフセット量Ｎ及び設定移動ルートＬ１の設定は第一実施形態と同一である。

本区間では、図１１に示すように、回転ツールＦを一周させて攪拌ピンＦ２が中間点Ｓ２に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、中間点Ｓ２から設定移動ルートＬ１上の終了位置ＥＰ１に向かうまでの間に攪拌ピンＦ２を徐々に上方に移動させて（図９参照）、終了位置ＥＰ１で封止体３から攪拌ピンＦ２を離脱させる。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で進行方向に移動させながら徐々に引抜いていく。

以上説明した本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によっても第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。さらに、第二実施形態に係る本接合工程の押入区間では、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で移動させつつ所定の深さとなるまで攪拌ピンＦ２を徐々に押入することにより、設定移動ルートＬ１上の一点で回転ツールＦが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。また、第二実施形態に係る本接合工程の離脱区間では、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で移動させつつ攪拌ピンＦ２を徐々に離脱させることにより、設定移動ルートＬ１上の一点で回転ツールＦが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルートＬ１において、ジャケット本体２の第一アルミニウム合金が封止体３側に混入するのを防ぐことができる。本実施形態のように本接合工程における開始位置ＳＰ１及び終了位置ＥＰ１は、設定移動ルートＬ１上に設定してもよい。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本実施形態では、ジャケット本体２Ａが第二アルミニウム合金で形成され、封止体３Ａが第一アルミニウム合金で形成され、ジャケット本体２Ａではなく封止体３Ａが傾斜面を備える点で、第一実施形態と相違する。本実施形態では、第一実施形態と相違する点を中心に説明する。

本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、を行う。図１２に示すように、準備工程は、ジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａを用意する工程である。

ジャケット本体２Ａの周壁部１１の端面１１ａは平坦面になっている。また、ジャケット本体２Ａは、第二アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第二アルミニウム合金は、第一アルミニウム合金より硬度の低いアルミニウム合金であり、例えば、ＪＩＳ Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。

図１３に示すように、封止体３Ａは、ジャケット本体２Ａよりも一周り小さくなるように形成されている。封止体３Ａの裏面３ｂの周縁部には、全周に亘って傾斜面３ｄが形成されている。傾斜面３ｄは、側面３ｃに向けて封止体３Ａの板厚が小さくなるように傾斜している。封止体３Ａは、第一アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第一アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳＨ５３０２ ＡＤＣ１２（Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕ系）等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。

載置工程は、図１３に示すように、ジャケット本体２Ａに封止体３Ａを載置する工程である。載置工程では、周壁部１１の端面１１ａに封止体３Ａの裏面３ｂを載置する。前述のように、封止体３Ａは、ジャケット本体２Ａよりも一周り小さくなるように形成されているため、封止体３の側面３ｃよりもジャケット本体２の側面１１ｃの方が外側となる。

周壁部１１の端面１１ａと封止体３Ａの裏面３ｂ、及び、端面１１ａと封止体３Ａの傾斜面３ｄとを突き合わせて突合せ部Ｊ２を形成する。突合せ部Ｊ２は、周壁部１１の端面１１ａと封止体３Ａの裏面３ｂのように対向する面同士が接触した部分と、端面１１ａと封止体３Ａの傾斜面３ｄのように断面略Ｖ字状の隙間を形成した部分とで構成される。

本実施形態の本接合工程は、図１４に示すように、回転ツールＦを用いて、突合せ部Ｊ２を摩擦攪拌接合する工程である。本接合工程において、回転ツールＦは、封止体３Ａの側面３ｃから見た場合に回転中心軸線Ｚが「設定移動ルートＬ１」（一点鎖線）を通るように移動する。回転中心軸線Ｚとジャケット本体２Ａの側面１１ｃとは垂直となるようにする。設定移動ルートＬ１は、突合せ部Ｊ２よりもジャケット本体２Ａの端面１１ａよりも底部１０側に設定する。

図１４に示すように、本接合工程では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの押入区間と、設定移動ルートＬ１上の中間点Ｓ１から一周廻って中間点Ｓ２（図１６参照）までの本区間と、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１（図１６参照）までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌接合する。中間点Ｓ１，Ｓ２は、設定移動ルートＬ１上に設定されている。

開始位置ＳＰ１は、ジャケット本体２Ａの側面１１ｃにおいて、設定移動ルートＬ１よりもさらにジャケット本体２Ａの底部１０側に設定されている。本実施形態では、開始位置ＳＰ１と中間点Ｓ１とを結ぶ線分と、設定移動ルートＬ１とのなす角度が鈍角となる位置に設定している。

本接合工程の押入区間では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、ジャケット本体２Ａの側面１１ｃに対して回転中心軸線Ｚを垂直にしつつ、右回転させた攪拌ピンＦ２を開始位置ＳＰ１に挿入した後、回転ツールＦの回転中心軸線Ｚを設定移動ルートＬ１と重複する位置まで移動させる。この際、少なくとも中間点Ｓ１に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンＦ２を徐々に押し入れていく（図５及び図６参照）。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１に移動させながら徐々に下降させていく。

攪拌ピンＦ２が中間点Ｓ１に到達したら、そのまま本区間に移行する。中間点Ｓ１に達した際に、図１５に示すように、攪拌ピンＦ２の外周面と封止体３Ａの傾斜面３ｄ及び裏面３ｂとがわずかに接触するように設定する。このとき、少なくとも攪拌ピンＦ２の外周面と封止体３Ａとの接触により、封止体３Ａ側の第一アルミニウム合金がわずかに削りとられ、第一アルミニウム合金がジャケット本体２Ａ側に混入する。本区間では、所定の深さを維持したまま設定移動ルートＬ１に沿って回転ツールＦを移動させることにより、周壁部１１の第二アルミニウム合金を突合せ部Ｊ２の隙間に流入させながら摩擦攪拌を行う。回転ツールＦは、進行方向左側に封止体３Ａが位置するようにし、設定移動ルートＬ１に沿って一周させる。回転ツールＦの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域Ｗ１が形成される。

ここで、所定の深さにおける封止体３Ａの傾斜面３ｄに対する攪拌ピンＦ２の外周面の接触代をオフセット量Ｎ１とする。本実施形態のように、攪拌ピンＦ２の外周面を傾斜面３ｄにわずかに接触させる場合は、オフセット量Ｎ１を、例えば、０＜Ｎ１≦０．５ｍｍの間で設定し、好ましくは０＜Ｎ１≦０．２５ｍｍの間で設定する。設定移動ルートＬ１は、攪拌ピンＦ２と傾斜面３ｄとの接触代が前記の範囲となるようにジャケット本体２Ａの側面１１ｃ上に設定する。

なお、本実施形態に係る本接合工程では、回転ツールＦのショルダ部Ｆ１の底面をジャケット本体２Ａの側面１１ｃに接触させつつ、平坦面Ｆ３を封止体３Ａの裏面３ｂに接触させるように、回転ツールＦの挿入深さを設定したが、挿入深さの設定はこれに限らない。例えば、回転ツールＦのショルダ部Ｆ１の底面をジャケット本体２Ａのジャケット本体２Ａの側面１１ｃに接触させつつ、平坦面Ｆ３を封止体３Ａの裏面３ｂに接触させず、傾斜面３ｄのみと接触するように挿入深さを設定してもよい。

本区間では、回転ツールＦを、設定移動ルートＬ１（図１４参照）に沿って一周させる。図１６に示すように、回転ツールＦを一周させて攪拌ピンＦ２が中間点Ｓ２に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１に向かうまでの間に攪拌ピンＦ２を徐々に上方に移動させて、終了位置ＥＰ１でジャケット本体２Ａから攪拌ピンＦ２を離脱させる（図９参照）。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを終了位置ＥＰ１に移動させながらジャケット本体２Ａから離間する方向に徐々に引抜いていく。終了位置ＥＰ１は、終了位置ＥＰ１と中間点Ｓ２とが結ぶ線分と設定移動ルートＬ１とでなす角度が鈍角となる位置に設定する。回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。

以上説明した本実施形態に係る接合方法によれば、ジャケット本体２Ａと攪拌ピンＦ２との摩擦熱によって突合せ部Ｊ２の主としてジャケット本体２Ａ側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化される。そのため、突合せ部Ｊ２において周壁部１１と封止体３Ａとを接合することができる。また、攪拌ピンＦ２の外周面を封止体３Ａの傾斜面３ｄにわずかに接触させるに留めるため、封止体３Ａからジャケット本体２Ａへの第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部Ｊ２においては主としてジャケット本体２Ａ側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。

仮に、傾斜面３ｄを設けずに、ジャケット本体２Ａの端面１１ａの全体と封止体３Ａの裏面３ｂとを面接触させると、攪拌ピンＦ２と封止体３Ａとの接触代が大きくなってしまい、封止体３Ａからジャケット本体２Ａへの第一アルミニウム合金の混入が多くなってしまうという問題がある。しかし、本実施形態によれば、封止体３Ａの裏面３ｂに傾斜面３ｄを設けているため、傾斜面３ｄと攪拌ピンＦ２との接触代が大きくなるのを容易に回避することができる。

また、攪拌ピンＦ２の傾斜角度α（図１参照）及び傾斜面３ｄの傾斜角度γ（図１３参照）は適宜設定すればよいが、本実施形態では、傾斜面３ｄの傾斜角度γと、攪拌ピンＦ２の傾斜角度αとを同一（傾斜面３ｄと攪拌ピンＦ２の外周面とを平行）にしているため、攪拌ピンＦ２と傾斜面３ｄとをバランスよく接触させることができる。

また、ショルダ部Ｆ１の底面をジャケット本体２Ａの側面１１ｃに接触させて塑性流動材を押さえることにより、バリの発生を抑制することができる。

また、本接合工程では、回転ツールＦの回転方向及び進行方向は適宜設定すればよいが、回転ツールＦの移動軌跡に形成される塑性化領域Ｗ１のうち、封止体３Ａ側、換言すれば突合せ部Ｊ２側がアドバンシング側となり、ジャケット本体２Ａ側がリトリーティング側となるように回転ツールＦの回転方向及び進行方向を設定した。突合せ部Ｊ２側がアドバンシング側となるように設定することで、突合せ部Ｊ２の周囲における攪拌ピンＦ２による攪拌作用が高まり、突合せ部Ｊ２における温度上昇が期待でき、突合せ部Ｊ２において周壁部１１と封止体３Ａとをより確実に接合することができる。

また、側方側から見た場合に、ジャケット本体２Ａの寸法が封止体３Ａの寸法よりも大きくなるように設定している。換言すると、回転ツールＦの進行方向後方から見た場合に、ジャケット本体２Ａの側面１１ｃが、封止体３Ａの側面３ｃよりも高い位置となるように設定している（図１５参照）。これにより、突合せ部Ｊ２にＶ字状の隙間が形成されていても、接合部の金属不足を防ぐことができる。

また、回転ツールＦを移動させながら所定の深さとなるまで攪拌ピンＦ２を徐々に押入することにより、設定移動ルートＬ１上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。また、回転ツールＦを移動させながら攪拌ピンＦ２を徐々に引抜いていくことにより、設定移動ルートＬ１上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルートＬ１において、封止体３Ａの第一アルミニウム合金がジャケット本体２Ａ側に混入するのを防ぐことができる。

［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。本実施形態では、図１７及び図１８に示すように、本接合工程における開始位置ＳＰ１及び終了位置ＥＰ１の位置をいずれも設定移動ルートＬ１上に設定する点で第三実施形態と相違する。本実施形態では、第三実施形態と相違する部分を中心に説明する。

本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、本接合工程とを行う。準備工程及び載置工程は、第三実施形態と同一である。

本接合工程では、図１７に示すように、開始位置ＳＰ１を設定移動ルートＬ１上に設定する。本接合工程では、設定移動ルートＬ１上の開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの押入区間と、中間点Ｓ１から一周廻って中間点Ｓ２（図１８参照）までの本区間と、中間点Ｓ２から設定移動ルートＬ１上の終了位置ＥＰ１（図１８参照）までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。

押入区間では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの摩擦攪拌を行う（図５及び６参照）。押入区間では、封止体３Ａの側面３ｃに対して回転中心軸線Ｚを垂直となるようにしつつ、右回転させた攪拌ピンＦ２を設定移動ルートＬ１上の開始位置ＳＰ１に挿入し、中間点Ｓ１まで移動させる。この際、少なくとも中間点Ｓ１に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンＦ２を徐々に押し入れていく。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で進行方向に移動させながら徐々に下降させていく。所定の深さについては第三実施形態と同様である。

また、中間点Ｓ１に達した際に、ショルダ部Ｆ１の底面を封止体３Ａの側面３ｃに接触させつつ、攪拌ピンＦ２の外周面を封止体３Ａの傾斜面３ｄ及び裏面３ｂにわずかに接触させた状態とし、そのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。攪拌ピンＦ２の外周面と封止体３Ａの傾斜面３ｄとの接触代であるオフセット量Ｎ１及び設定移動ルートＬ１の設定は第三実施形態と同一である。

本区間では、図１８に示すように、回転ツールＦを一周させて攪拌ピンＦ２が中間点Ｓ２に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、中間点Ｓ２から設定移動ルートＬ１上の終了位置ＥＰ１に向かうまでの間に攪拌ピンＦ２を徐々に上方に移動させて（図９参照）、終了位置ＥＰ１でジャケット本体２Ａから攪拌ピンＦ２を離脱させる。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で進行方向に移動させながら徐々に引抜いていく。

以上説明した本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によっても第三実施形態と略同等の効果を奏することができる。さらに、第四実施形態に係る本接合工程の押入区間では、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で移動させつつ所定の深さとなるまで攪拌ピンＦ２を徐々に押入することにより、設定移動ルートＬ１上の一点で回転ツールＦが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。また、第四実施形態に係る本接合工程の離脱区間では、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１上で移動させつつ攪拌ピンＦ２を徐々に離脱させることにより、設定移動ルートＬ１上の一点で回転ツールＦが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルートＬ１において、封止体３Ａの第一アルミニウム合金がジャケット本体２Ａ側に混入するのを防ぐことができる。本実施形態のように本接合工程における開始位置ＳＰ１及び終了位置ＥＰ１は、設定移動ルートＬ１上に設定してもよい。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、前記の実施形態では、ジャケット本体２，２Ａ及び封止体３，３Ａのうち、第二アルミニウム合金を用いる一方側の寸法を、他方側よりも一周り大きく設定したが、両者を同一の大きさで形成してもよい。

１ 液冷ジャケット
２，２Ａ ジャケット本体
３，３Ａ 封止体
３ａ 表面（封止体の表面）
３ｂ 裏面（封止体の裏面）
３ｃ 側面（封止体の側面）
３ｄ 傾斜面（封止体の傾斜面）
１１ 周壁部
１１ａ 端面（周壁部の端面）
１１ｂ 傾斜面（周壁部の傾斜面）
１１ｃ 側面（周壁部の側面）
Ｊ１，Ｊ２ 突合せ部
Ｌ１ 設定移動ルート
ＳＰ１ 開始位置
ＥＰ１ 終了位置
Ｓ１，Ｓ２ 中間点
Ｆ 回転ツール
Ｆ１ ショルダ部
Ｆ２ 攪拌ピン
Ｆ３ 平坦面

Claims (12)

1. 底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記周壁部の端面は前記ジャケット本体の側面に向かって下り勾配となる傾斜面となっており、
   摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、
   前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、
   前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、
   回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記封止体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁部の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記封止体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記封止体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
   前記本接合工程において、回転する前記攪拌ピンを前記設定移動ルートと重複する位置から前記設定移動ルートよりもさらに前記封止体の表面側に設定した終了位置に向かうまでの間に徐々に上方に移動させて、前記終了位置で前記封止体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
2. 前記載置工程では、前記ジャケット本体の側面よりも前記封止体の側面の方が外側となるように、前記ジャケット本体及び前記封止体を形成することを特徴とする請求項１に記載の液冷ジャケットの製造方法。
3. 前記回転ツールの回転方向及び進行方法を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
4. 底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記周壁部の端面は前記ジャケット本体の側面に向かって下り勾配となる傾斜面となっており、
   摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、
   前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、
   前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、
   回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記封止体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁部の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記封止体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記封止体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
   前記本接合工程において、前記設定移動ルート上で進行方向に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上方に移動させて、前記設定移動ルート上の終了位置で前記封止体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
5. 前記載置工程では、前記ジャケット本体の側面よりも前記封止体の側面の方が外側となるように、前記ジャケット本体及び前記封止体を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. 前記回転ツールの回転方向及び進行方法を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液冷ジャケットの製造方法。
7. 底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第二アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記封止体の裏面の周縁部は前記封止体の側面に向かって板厚が小さくなるように傾斜面となっており、
   摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、
   前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、
   前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、
   回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記ジャケット本体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記封止体の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記ジャケット本体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記ジャケット本体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記ジャケット本体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
   前記本接合工程において、回転する前記攪拌ピンを前記設定移動ルートと重複する位置から前記設定移動ルートよりもさらに前記ジャケット本体の底部側に設定した終了位置に向かうまでの間に徐々に上方に移動させて、前記終了位置で前記ジャケット本体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
8. 前記載置工程では、前記封止体の側面よりも前記ジャケット本体の側面の方が外側となるように、前記ジャケット本体と前記封止体とを形成することを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
9. 前記回転ツールの回転方向及び進行方法を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の液冷ジャケットの製造方法。
10. 底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合す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は第二アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、前記封止体の裏面の周縁部は前記封止体の側面に向かって板厚が小さくなるように傾斜面となっており、
    摩擦攪拌で用いる回転ツールは、ショルダ部を備え、前記ショルダ部の底面の中央から垂下する攪拌ピンを備えており、
    前記攪拌ピンは、先細りのテーパー状となっており、
    前記ジャケット本体に前記封止体を載置することにより前記周壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する載置工程と、
    回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンを前記ジャケット本体の側面に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記封止体の前記傾斜面にわずかに接触させつつ、前記ショルダ部の底面を前記ジャケット本体の側面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記ジャケット本体側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記ジャケット本体の側面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
    前記本接合工程において、前記設定移動ルート上で進行方向に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上方に移動させて、前記設定移動ルート上の終了位置で前記封止体から前記攪拌ピンを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
11. 前記載置工程では、前記封止体の側面よりも前記ジャケット本体の側面の方が外側となるように、前記ジャケット本体と前記封止体とを形成することを特徴とする請求項１０に記載の液冷ジャケットの製造方法。
12. 前記回転ツールの回転方向及び進行方法を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の液冷ジャケットの製造方法。

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