JP2021154314A - Method of manufacturing liquid-cooled jacket - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液冷ジャケットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid-cooled jacket.
例えば、特許文献1には、ジャケット本体と、ジャケット本体の開口部を封止する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が開示されている。当該液冷ジャケットの製造方法では、ジャケット本体及び封止体の側面から垂直に回転ツールを挿入し、ジャケット本体の廻りに一周させて摩擦攪拌を行っている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a liquid-cooled jacket in which a jacket body and a sealing body that seals an opening of the jacket body are joined by friction stir welding. In the method for manufacturing the liquid-cooled jacket, a rotating tool is inserted vertically from the side surface of the jacket body and the sealing body, and friction stir welding is performed by rotating the jacket body around the jacket body.
ここで、枠状のジャケット本体と、ジャケット本体の両側を覆う二枚の封止体とで液冷ジャケットを形成する場合がある。この場合、枠状のジャケット本体と一方側の封止体とを架台にクランプし、一方側の封止体に対して摩擦攪拌接合を行った後、一旦クランプを解除する。そして、被接合部材を裏返し、他方側の封止体を載置するとともに、架台に被接合部材と他方側の封止体とを再度クランプし、他方側の封止体に対して摩擦攪拌接合を行う。つまり、ジャケット本体と二枚の封止体とを摩擦攪拌接合するため、作業工数が増え製造コストが高くなるという問題がある。また、枠状のジャケット本体と封止体とをクランプする治具が回転ツールの移動の妨げになり、摩擦攪拌接合をエリアごとに分けて行う必要があるため、より作業工数が増えるという問題がある。 Here, a liquid-cooled jacket may be formed by a frame-shaped jacket body and two sealing bodies covering both sides of the jacket body. In this case, the frame-shaped jacket body and the sealing body on one side are clamped to the gantry, friction stir welding is performed on the sealing body on one side, and then the clamp is temporarily released. Then, the member to be joined is turned inside out, the sealing body on the other side is placed, and the member to be joined and the sealing body on the other side are clamped again on the gantry, and friction stir welding is performed on the sealing body on the other side. I do. That is, since the jacket body and the two sealing bodies are friction-stir welded, there is a problem that the work man-hours increase and the manufacturing cost increases. In addition, the jig that clamps the frame-shaped jacket body and the sealing body hinders the movement of the rotating tool, and it is necessary to perform friction stir welding separately for each area, which causes a problem that the work man-hours increase. be.
このような観点から、本発明は、液冷ジャケットを低コストで製造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。 From such a viewpoint, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a liquid-cooled jacket capable of manufacturing the liquid-cooled jacket at low cost.
前記課題を解決するために、本発明は、枠状のジャケット本体と、前記ジャケット本体の両側の開口部をそれぞれ封止する二枚の封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記二枚の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、摩擦攪拌で用いる第一回転ツール及び第二回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記ジャケット本体の両端面に前記封止体をそれぞれ載置することにより、前記ジャケット本体の一方の端面と一方の前記封止体の裏面とを重ね合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記ジャケット本体の他方の端面と他方の前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記第一回転ツールの先端側ピンを一方の前記封止体の表面から挿入し、前記先端側ピンを一方の前記封止体、又は前記ジャケット本体及び一方の前記封止体に接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を一方の前記封止体の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って所定の深さで前記ジャケット本体の廻りに相対的に一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌するとともに、回転する前記第二回転ツールの先端側ピンを他方の前記封止体の表面から挿入し、前記先端側ピンを他方の前記封止体、又は前記ジャケット本体及び他方の前記封止体に接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を他方の前記封止体の表面に接触させた状態で前記第二突合せ部に沿って所定の深さで前記ジャケット本体の廻りに相対的に一周させて前記第二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、一方の前記封止体の表面と他方の前記封止体の表面とを両外側から一対の保持部で押圧して保持しつつ、前記保持部を用いて前記ジャケット本体及び二枚の前記封止体を回転又は平行移動させて、前記ジャケット本体と二枚の前記封止体とを摩擦攪拌することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is composed of a frame-shaped jacket main body and two sealing bodies for sealing the openings on both sides of the jacket main body, and the jacket main body and the two sealing bodies. The first rotation tool and the second rotation tool used in the friction stirring are provided with a base end side pin and a tip end side pin, and the base end side pin is provided. The taper angle of the side pin is larger than the taper angle of the tip side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin, and both end surfaces of the jacket body are formed. By placing each of the sealing bodies, one end face of the jacket body and the back surface of the one sealing body are overlapped to form a first butt portion, and the other end face of the jacket body is formed. The mounting step of forming the second butt portion by superimposing the back surface of the other sealing body and the tip side pin of the rotating first rotation tool are inserted from the surface of one of the sealing bodies. In a state where the tip end side pin is in contact with one of the sealing bodies, or the jacket body and one of the sealing bodies, and the outer peripheral surface of the base end side pin is in contact with the surface of one of the sealing bodies. Along the first butt portion, the first butt portion is rubbed and agitated relative to the circumference of the jacket body at a predetermined depth, and the tip side pin of the second rotating tool that rotates is the other. Inserted from the surface of the sealing body, the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the other sealing body or the jacket body and the other sealing body, and the outer peripheral surface of the base end side pin is brought into contact with the other sealing body. The main joining step of frictionally stirring the second butt portion by making a relative circumference around the jacket body at a predetermined depth along the second butt portion in a state of being in contact with the surface of the sealed body. In the main joining step, the surface of one of the sealing bodies and the surface of the other sealing body are pressed and held by a pair of holding portions from both outer sides, and the holding portion is used. It is characterized in that the jacket main body and the two sealing bodies are rotated or moved in parallel to frictionally stir the jacket main body and the two sealing bodies.
かかる製造方法によれば、枠状のジャケット本体と二枚の封止体とを一対の保持部で保持した状態でジャケット本体及び二枚の封止体を回転又は平行移動させるため、クランプ作業を複数回行う必要が無い。また、本接合工程中に保持部と第一回転ツール及び第二回転ツールとが干渉しない。つまり、ジャケット本体と二枚の封止体とを位置決めするための治具が第一回転ツール及び第二回転ツールの移動の妨げにならない。これにより、作業工数を減らすことができるとともに、第一回転ツール及び第二回転ツールを駆動させるための装置等の付帯設備を簡素なものとすることができ、液冷ジャケットを低コストで製造することができる。また、基端側ピンの外周面を封止体の表面に接触させた状態で摩擦攪拌を行うため、バリの発生を抑制することができる。 According to such a manufacturing method, in order to rotate or translate the jacket body and the two sealing bodies in a state where the frame-shaped jacket body and the two sealing bodies are held by a pair of holding portions, a clamping operation is performed. There is no need to do it multiple times. Further, the holding portion and the first rotation tool and the second rotation tool do not interfere with each other during the main joining process. That is, the jig for positioning the jacket body and the two sealing bodies does not hinder the movement of the first rotation tool and the second rotation tool. As a result, the work man-hours can be reduced, and incidental equipment such as a device for driving the first rotation tool and the second rotation tool can be simplified, and a liquid-cooled jacket can be manufactured at low cost. be able to. Further, since friction stir welding is performed in a state where the outer peripheral surface of the base end side pin is in contact with the surface of the sealing body, the generation of burrs can be suppressed.
また、他方の前記封止体の裏面には、複数のフィンが形成されており、前記本接合工程において、前記複数のフィンの少なくとも一部の先端を一方の前記封止体の裏面に接触させた状態で、前記ジャケット本体と二枚の前記封止体とを摩擦攪拌することが好ましい。 Further, a plurality of fins are formed on the back surface of the other sealing body, and in the main joining step, at least a part of the tips of the plurality of fins are brought into contact with the back surface of one of the sealing bodies. In this state, it is preferable to frictionally stir the jacket body and the two sealing bodies.
かかる製造方法によれば、フィンの先端が一方の封止体に当接することで、封止体の変形を抑制することができる。 According to such a manufacturing method, the tip of the fin comes into contact with one of the sealing bodies, so that the deformation of the sealing body can be suppressed.
また、前記本接合工程において、前記第一回転ツールの前記先端側ピンの先端が前記ジャケット本体に達するように前記第一回転ツールを挿入することが好ましい。
また、前記本接合工程において、前記第二回転ツールの前記先端側ピンの先端が前記ジャケット本体に達するように前記第二回転ツールを挿入することが好ましい。
Further, in the main joining step, it is preferable to insert the first rotation tool so that the tip of the tip side pin of the first rotation tool reaches the jacket body.
Further, in the main joining step, it is preferable to insert the second rotation tool so that the tip of the tip side pin of the second rotation tool reaches the jacket body.
かかる製造方法よれば、各突合せ部における接合強度を高めることができる。 According to such a manufacturing method, the joint strength at each butt portion can be increased.
また、前記本接合工程において、前記第一回転ツールの回転中心軸線と前記第二回転ツールの回転中心軸線とが実質的に一致するように、前記第一回転ツール及び前記第二回転ツールを相対移動させることが好ましい。 Further, in the main joining step, the first rotation tool and the second rotation tool are relative to each other so that the rotation center axis of the first rotation tool and the rotation center axis of the second rotation tool substantially coincide with each other. It is preferable to move it.
かかる製造方法によれば、二つの封止体を同時に接合することができるため、作業工数をより減らすことができる。また、第一回転ツール及び第二回転ツールの押圧力が被接合部材に均等に作用するため、バランス良く接合することができる。 According to such a manufacturing method, since the two sealing bodies can be joined at the same time, the work man-hours can be further reduced. Further, since the pressing force of the first rotation tool and the second rotation tool acts evenly on the members to be joined, it is possible to join in a well-balanced manner.
また、前記本接合工程において前記第一回転ツールを右回転させる場合には、前記第二回転ツールを左回転させ、前記第一回転ツールを左回転させる場合には、前記第二回転ツールを右回転させることが好ましい。 Further, in the main joining step, when the first rotation tool is rotated clockwise, the second rotation tool is rotated counterclockwise, and when the first rotation tool is rotated counterclockwise, the second rotation tool is rotated right. It is preferable to rotate it.
かかる製造方法によれば、枠状のジャケット本体の表裏で第一回転ツール及び第二回転ツールの回転方向が一致するため、ジャケット本体と二枚の封止体との位置ずれを防ぎ、接合精度を高めることができる。 According to such a manufacturing method, since the rotation directions of the first rotation tool and the second rotation tool match on the front and back of the frame-shaped jacket body, misalignment between the jacket body and the two sealing bodies can be prevented, and the joining accuracy can be prevented. Can be enhanced.
また、前記本接合工程では、所定の回転速度で前記先端側ピンを回転させて摩擦攪拌を行い、前記本接合工程において前記先端側ピンを引き抜くとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら前記先端側ピンを終了位置まで相対移動させることが好ましい。
また、前記本接合工程では、所定の回転速度で前記先端側ピンを回転させて摩擦攪拌を行い、前記本接合工程において前記先端側ピンを挿入するとき、前記所定の回転速度よりも高い速度で前記先端側ピンを回転させ、徐々に回転速度を下げながら前記先端側ピンを挿入することが好ましい。
Further, in the main joining step, the tip side pin is rotated at a predetermined rotation speed to perform frictional stirring, and when the tip side pin is pulled out in the main joining step, the rotation speed is gradually higher than the predetermined rotation speed. It is preferable to move the tip end side pin relative to the end position while raising.
Further, in the main joining step, the tip side pin is rotated at a predetermined rotation speed to perform frictional stirring, and when the tip side pin is inserted in the main joining step, the tip side pin is inserted at a speed higher than the predetermined rotation speed. It is preferable to rotate the tip-side pin and insert the tip-side pin while gradually reducing the rotation speed.
かかる製造方法によれば、第一回転ツール及び第二回転ツールの挿入時又は離脱時における少ない押圧力を、回転速度で補うことができるため、摩擦攪拌を好適に行うことができる。 According to such a manufacturing method, the small pressing force at the time of inserting or removing the first rotation tool and the second rotation tool can be supplemented by the rotation speed, so that friction stir welding can be preferably performed.
本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、液冷ジャケットを低コストで製造することができる。 According to the method for manufacturing a liquid-cooled jacket according to the present invention, the liquid-cooled jacket can be manufactured at low cost.
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。本発明は、下記の実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態における構成要素は、一部又は全部を適宜組み合わせることができる。以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面を意味する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The present invention is not limited to the following embodiments. In addition, some or all of the components in each embodiment can be combined as appropriate. In the following description, the "front surface" means the surface opposite to the "back surface".
まずは、図1に示すように、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法で用いる第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDについて説明する。両者は同じ構造であるため、ここでは第一回転ツールFCを例示して説明する。 First, as shown in FIG. 1, the first rotation tool FC and the second rotation tool FD used in the method for manufacturing a liquid-cooled jacket according to the present embodiment will be described. Since both have the same structure, the first rotation tool FC will be described here as an example.
第一回転ツールFCは、例えば工具鋼で形成されており、基軸部F1と、基端側ピンF2と、先端側ピンF3とで主に構成されている。基軸部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。 The first rotary tool FC is made of, for example, tool steel, and is mainly composed of a base shaft portion F1, a base end side pin F2, and a tip end side pin F3. The base shaft portion F1 has a columnar shape and is a portion connected to the main shaft of the friction stir welder.
基端側ピンF2は、基軸部F1に連続し、先端に向けて先細りになっている。基端側ピンF2は、円錐台形状を呈する。基端側ピンF2のテーパー角度Aは適宜設定すればよいが、例えば、135〜160°になっている。テーパー角度Aが135°未満であるか、又は、160°を超えると摩擦攪拌後の接合表面粗さが大きくなる。テーパー角度Aは、後記する先端側ピンF3のテーパー角度Bよりも大きくなっている。 The base end side pin F2 is continuous with the base shaft portion F1 and is tapered toward the tip end. The proximal end side pin F2 has a truncated cone shape. The taper angle A of the base end side pin F2 may be appropriately set, and is, for example, 135 to 160 °. If the taper angle A is less than 135 ° or exceeds 160 °, the joint surface roughness after friction stir welding becomes large. The taper angle A is larger than the taper angle B of the tip side pin F3, which will be described later.
図2に示すように、基端側ピンF2の外周面には、階段状のピン段差部F21が高さ方向の全体に亘って形成されている。ピン段差部F21は、右回り又は左回りで螺旋状に形成されている。つまり、ピン段差部F21は、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状になっている。第一回転ツールFCを右回転させる場合、ピン段差部F21は基端側から先端側に向けて左回りに設定している。 As shown in FIG. 2, a stepped pin step portion F21 is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin F2 over the entire height direction. The pin step portion F21 is formed in a spiral shape in a clockwise or counterclockwise direction. That is, the pin step portion F21 has a spiral shape when viewed in a plane and a step shape when viewed from a side surface. When the first rotation tool FC is rotated clockwise, the pin step portion F21 is set counterclockwise from the base end side to the tip end side.
なお、第一回転ツールFCを左回転させる場合は、ピン段差部F21を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、ピン段差部F21によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材(ジャケット本体2及び封止体3A,3B)の外部に溢れ出る金属を低減することができる。ピン段差部F21は、段差底面F21aと、段差側面F21bとで構成されている。隣り合うピン段差部F21の各頂点F21c,F21cの距離X1(水平方向距離)は、後記する段差角度C及び段差側面F21bの高さY1に応じて適宜設定される。
When rotating the first rotation tool FC counterclockwise, it is preferable to set the pin step portion F21 clockwise from the base end side to the tip end side. As a result, the plastic fluid material is guided to the tip side by the pin stepped portion F21, so that the metal that overflows to the outside of the metal member to be joined (
段差側面F21bの高さY1は適宜設定すればよいが、例えば、0.1〜0.4mmで設定されている。高さY1が0.1mm未満であると接合表面粗さが大きくなる。一方、高さY1が0.4mmを超えると接合表面粗さが大きくなる傾向があるとともに、有効段差部数(被接合金属部材と接触しているピン段差部F21の数)も減少する。 The height Y1 of the step side surface F21b may be appropriately set, and is set to, for example, 0.1 to 0.4 mm. If the height Y1 is less than 0.1 mm, the joint surface roughness becomes large. On the other hand, when the height Y1 exceeds 0.4 mm, the joint surface roughness tends to increase, and the number of effective step portions (the number of pin step portions F21 in contact with the metal member to be joined) also decreases.
段差底面F21aと段差側面F21bとでなす段差角度Cは適宜設定すればよいが、例えば、85〜120°で設定されている。段差底面F21aは、本実施形態では水平面と平行になっている。段差底面F21aは、ツールの回転中心軸線Zから外周方向に向かって水平面に対して−5°〜15°内の範囲で傾斜していてもよい(マイナスは水平面に対して下方、プラスは水平面に対して上方)。距離X1、段差側面F21bの高さY1、段差角度C及び水平面に対する段差底面F21aの角度は、摩擦攪拌を行う際に、塑性流動材がピン段差部F21の内部に滞留して付着することなく外部に抜けるとともに、段差底面F21aで塑性流動材を押えて接合表面粗さを小さくすることができるように適宜設定する。 The step angle C formed by the step bottom surface F21a and the step side surface F21b may be appropriately set, but is set to, for example, 85 to 120 °. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane in this embodiment. The step bottom surface F21a may be inclined in the range of -5 ° to 15 ° with respect to the horizontal plane from the rotation center axis Z of the tool toward the outer peripheral direction (minus is downward with respect to the horizontal plane, plus is with respect to the horizontal plane). On the other hand). The distance X1, the height Y1 of the step side surface F21b, the step angle C, and the angle of the step bottom surface F21a with respect to the horizontal plane are such that the plastic fluid does not stay inside the pin step portion F21 and adhere to the outside during friction stir welding. The surface roughness of the joint is appropriately set so that the plastic fluid material can be pressed by the step bottom surface F21a to reduce the roughness of the joint surface.
図1に示すように、先端側ピンF3は、基端側ピンF2に連続して形成されている。先端側ピンF3は円錐台形状を呈する。先端側ピンF3の先端は回転中心軸線Zに対して垂直な平坦面F4になっている。 As shown in FIG. 1, the distal end side pin F3 is continuously formed on the proximal end side pin F2. The tip side pin F3 has a truncated cone shape. The tip of the tip side pin F3 is a flat surface F4 perpendicular to the rotation center axis Z.
先端側ピンF3のテーパー角度Bは、基端側ピンF2のテーパー角度Aよりも小さくなっている。図2に示すように、先端側ピンF3の外周面には、螺旋溝F31が刻設されている。螺旋溝F31は、右回り、左回りのどちらでもよいが、第一回転ツールFCを右回転させる場合、基端側から先端側に向けて左回りに設定する。 The taper angle B of the tip end side pin F3 is smaller than the taper angle A of the base end side pin F2. As shown in FIG. 2, a spiral groove F31 is engraved on the outer peripheral surface of the tip end side pin F3. The spiral groove F31 may be clockwise or counterclockwise, but when the first rotation tool FC is rotated clockwise, it is set counterclockwise from the base end side to the tip end side.
なお、第一回転ツールFCを左回転させる場合は、螺旋溝F31を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、螺旋溝F31によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。螺旋溝F31は、螺旋底面F31aと、螺旋側面F31bとで構成されている。隣り合う螺旋溝F31の頂点F31c,F31cの距離(水平方向距離)を長さX2とする。螺旋側面F31bの高さを高さY2とする。螺旋底面F31aと、螺旋側面F31bとで構成される螺旋角度Dは例えば、45〜90°で形成されている。螺旋溝F31は、被接合金属部材と接触することにより摩擦熱を上昇させるとともに、塑性流動材を先端側に導く役割を備えている。 When the first rotation tool FC is rotated counterclockwise, it is preferable to set the spiral groove F31 clockwise from the base end side to the tip end side. As a result, the plastic fluid material is guided to the tip side by the spiral groove F31, so that the metal overflowing to the outside of the metal member to be joined can be reduced. The spiral groove F31 is composed of a spiral bottom surface F31a and a spiral side surface F31b. The distance (horizontal distance) between the vertices F31c and F31c of the adjacent spiral grooves F31 is defined as the length X2. The height of the spiral side surface F31b is defined as the height Y2. The spiral angle D composed of the spiral bottom surface F31a and the spiral side surface F31b is formed at, for example, 45 to 90 °. The spiral groove F31 has a role of increasing frictional heat by coming into contact with the metal member to be joined and guiding the plastic fluid material to the tip side.
第一回転ツールFCは、適宜設計変更が可能である。図3は、本発明の第一回転ツール及び第二回転ツールの第一変形例を示す側面図である。図3に示すように、第一変形例に係る第一回転ツールFEでは、ピン段差部F21の段差底面F21aと段差側面F21bとのなす段差角度Cが85°になっている。段差底面F21aは、水平面と平行である。このように、段差底面F21aは水平面と平行であるとともに、段差角度Cは、摩擦攪拌中にピン段差部F21内に塑性流動材が滞留して付着することなく外部に抜ける範囲で鋭角としてもよい。 The design of the first rotation tool FC can be changed as appropriate. FIG. 3 is a side view showing a first modification of the first rotation tool and the second rotation tool of the present invention. As shown in FIG. 3, in the first rotation tool FE according to the first modification, the step angle C formed by the step bottom surface F21a of the pin step portion F21 and the step side surface F21b is 85 °. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane. As described above, the step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane, and the step angle C may be an acute angle within a range in which the plastic fluid material stays in the pin step portion F21 during friction stir welding and escapes to the outside without adhering. ..
図4は、本発明の第一回転ツール及び第二回転ツールの第二変形例を示す側面図である。図4に示すように、第二変形例に係る回転ツールFGでは、ピン段差部F21の段差角度Cが115°になっている。段差底面F21aは水平面と平行になっている。このように、段差底面F21aは水平面と平行であるとともに、ピン段差部F21として機能する範囲で段差角度Cが鈍角となってもよい。 FIG. 4 is a side view showing a second modification of the first rotation tool and the second rotation tool of the present invention. As shown in FIG. 4, in the rotation tool FG according to the second modification, the step angle C of the pin step portion F21 is 115 °. The step bottom surface F21a is parallel to the horizontal plane. As described above, the step bottom surface F21a may be parallel to the horizontal plane, and the step angle C may be obtuse within the range in which the step bottom surface F21a functions as the pin step portion F21.
図5は、本発明の第一回転ツール及び第二回転ツールの第三変形例を示す側面図である。図5に示すように、第三変形例に係る第一回転ツールFHでは、段差底面F21aがツールの回転中心軸線Zから外周方向に向かって水平面に対して10°上方に傾斜している。段差側面F21bは、鉛直面と平行になっている。このように、摩擦攪拌中に塑性流動材を押さえることができる範囲で、段差底面F21aがツールの回転中心軸線Zから外周方向に向かって水平面よりも上方に傾斜するように形成されていてもよい。上記の第一回転ツール及び第二回転ツールの第一〜第三変形例によっても、下記の実施形態と同等の効果を奏することができる。 FIG. 5 is a side view showing a third modification of the first rotation tool and the second rotation tool of the present invention. As shown in FIG. 5, in the first rotation tool FH according to the third modification, the step bottom surface F21a is inclined 10 ° upward with respect to the horizontal plane from the rotation center axis Z of the tool toward the outer peripheral direction. The step side surface F21b is parallel to the vertical surface. In this way, the step bottom surface F21a may be formed so as to incline upward from the horizontal plane from the rotation center axis Z of the tool toward the outer peripheral direction within a range in which the plastic fluid material can be pressed during friction stir welding. .. The same effect as that of the following embodiment can be obtained by the first to third modifications of the first rotation tool and the second rotation tool.
本実施形態に係る液冷ジャケット1は、図6に示すように、ジャケット本体2と封止体3A,3Bとで構成されている。液冷ジャケット1は、内部に流体を流通させて、配置される発熱体(図示省略)を冷却する機器である。ジャケット本体2と封止体3A,3Bとは摩擦攪拌接合で一体化される。
As shown in FIG. 6, the liquid-cooled jacket 1 according to the present embodiment is composed of a
本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、準備工程と、載置工程と、本接合工程とを行う。準備工程は、ジャケット本体2及び封止体3A,3Bを準備する工程である。ジャケット本体2は、矩形枠状を呈する。ジャケット本体2の内部は矩形状の中空部になっている。ジャケット本体2は、摩擦攪拌可能な金属(アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金等)であればよいが、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されている。ジャケット本体2の角は直角でもよいが、本実施形態では丸面取り加工が施されている。
The method for manufacturing a liquid-cooled jacket according to the present embodiment includes a preparation step, a mounting step, and a main joining step. The preparation step is a step of preparing the
封止体3A,3B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3A,3Bは、矩形状を呈する。封止体3A,3Bの角は直角でもよいが、本実施形態では丸面取り加工が施されている。封止体3A,3Bは、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態ではアルミニウム合金を主に含んで形成されている。封止体3Bの裏面3bには、裏面3bに対して垂直に立ち上がる複数の板状のフィン31が形成されている。フィン31の高さ寸法はジャケット本体2の高さ寸法と概ね同一になっている。
The sealing
フィン31を備えた封止体3Bは、板状部材に複数のフィンをロウ付け等で接合して形成してもよいし、一の素形材を切削加工して形成してもよい。
The sealing
載置工程は、図7に示すように、ジャケット本体2に封止体3A,3Bを載置する工程である。載置工程では、ジャケット本体2の端面11aに封止体3Aを載置するとともに、ジャケット本体2の端面11bに封止体3Bを載置する。ジャケット本体2の端面11aと、封止体3Aの裏面3bとが突き合わされて第一突合せ部J1が形成される。ジャケット本体2の端面11bと封止体3Bの裏面3bとが突き合わされて第二突合せ部J2が形成される。ジャケット本体2及び封止体3A,3Bの平面形状は同じ大きさ、形状になっている。そのため、載置工程によりジャケット本体2の外側面11d、封止体3Aの側面3c及び封止体3Bの側面3cは周方向に亘って面一になる。なお、ジャケット本体2と封止体3A,3Bとは溶接又は摩擦攪拌等により仮接合してもよい。
As shown in FIG. 7, the mounting step is a step of mounting the sealing
本接合工程は、図8〜図11に示すように、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを用いて第一突合せ部J1及び第二突合せ部J2をそれぞれ摩擦攪拌接合する工程である。本接合工程では、保持工程と、摩擦攪拌工程とを行う。保持工程は、一対の保持部22を備える挟持装置(治具)でジャケット本体2と封止体3A,3Bとを両外側から押圧して挟持する。本実施形態では、保持部22と封止体3Aとの間、保持部22と封止体3Bとの間にそれぞれ中間プレート21を介設している。保持部22は円柱状を呈し、その端面が中間プレート21,21にそれぞれ面接触する。中間プレート21を設けることで、保持部22の押圧力を分散させて、ジャケット本体2及び封止体3A,3Bを確実に保持することができる。なお、中間プレート21は省略してもよい。
As shown in FIGS. 8 to 11, this joining step is a step of friction stir welding the first butt portion J1 and the second butt portion J2 using the first rotation tool FC and the second rotation tool FD, respectively. In this joining step, a holding step and a friction stir welding step are performed. In the holding step, the
挟持装置の保持部22とジャケット本体2及び封止体3A,3Bとは同期して回転又は平行移動する。つまり、当該挟持装置は、封止体3Aの表面3a及び封止体3Bの表面3aを保持部22,22でそれぞれ押圧し挟持した状態で、ジャケット本体2及び封止体3A,3Bを周方向に回転させるとともに、上下、左右及び前後方向に直線移動させることができる。
The holding
図9に示すように、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDは、本実施形態では、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアーム(図示省略)に取り付けられている。 As shown in FIG. 9, the first rotation tool FC and the second rotation tool FD are attached to a robot arm (not shown) having a rotation driving means such as a spindle unit at the tip in the present embodiment.
本接合工程では、図8及び図9に示すように、挟持装置(治具)を用いてジャケット本体2及び封止体3A,3Bを保持する保持工程を行う。そして、ロボットアームを操作して、第一突合せ部J1及び第二突合せ部J2を同時に摩擦攪拌接合する摩擦攪拌工程を行う。つまり、摩擦攪拌工程では、封止体3Aの表面3aに設定された開始位置SP1に右回転させた第一回転ツールFCを挿入して第一突合せ部J1の摩擦攪拌接合を行うとともに、封止体3Bの表面3aに設定された開始位置(図示省略)に左回転させた第二回転ツールFDを挿入して第二突合せ部J2の摩擦攪拌接合を行う。第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDはジャケット本体2を挟んで同じ接合条件(ただし、回転方向を除く)で相対移動するため、ここでは、第一回転ツールFCを例示して説明する。
In this joining step, as shown in FIGS. 8 and 9, a holding step of holding the
摩擦攪拌工程では、図9に示すように、押入区間と、本区間と、離脱区間とを連続して摩擦攪拌を行う。押入区間は、封止体3Aの表面3a上に設定された開始位置SP1から同じく封止体3Aの表面3a上に設定された中間点S1までの区間である。本区間は、中間点S1から封止体3Aの表面3aの外縁部に沿って一周して中間点S1を通過した後、封止体3Aの表面3a上に設定された中間点S2まで至る区間である。離脱区間は、中間点S2から封止体3Aの表面3a上に設定された終了位置EP1までの区間である。中間点S1,S2は、封止体3Aの表面3aのうち、第一突合せ部J1に対応する位置に互いに離間して設定されている。また、開始位置SP1及び終了位置EP1は、封止体3Aの表面3aのうち、第一突合せ部J1に対応する位置よりも内側に設定されている。
In the friction stir welding step, as shown in FIG. 9, friction stir welding is continuously performed between the closet section, the main section, and the detachment section. The closet section is a section from the start position SP1 set on the
押入区間では、開始位置SP1に第一回転ツールFCの回転中心軸線Zが垂直となるように配置し、中間点S1に向けて相対移動させながら所定の深さとなるまで先端側ピンF3を徐々に押入していく。第一回転ツールFCが中間点S1に達したら、そのまま本区間に移行する。第一回転ツールFCの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。押入区間から本区間に第一回転ツールFCを移行させる際には、途中で第一回転ツールFCが停止したり、移動速度が低下したりしないように、直線状又は円弧状に第一回転ツールFCを移動させることが好ましい。 In the closet section, the rotation center axis Z of the first rotation tool FC is arranged so as to be perpendicular to the start position SP1, and the tip side pin F3 is gradually moved to a predetermined depth while moving relative to the intermediate point S1. I will push in. When the first rotation tool FC reaches the intermediate point S1, the section shifts to this section as it is. A plasticized region W1 is formed in the movement locus of the first rotation tool FC. When shifting the first rotation tool FC from the closet section to this section, the first rotation tool FC is linearly or arcuate so that the first rotation tool FC does not stop or the movement speed decreases in the middle. It is preferable to move the FC.
本区間では、第一回転ツールFCの回転中心軸線Zと封止体3Aの表面3a及びジャケット本体2の端面11aとが垂直となるようにしつつ、所定の深さを維持した状態で、第一回転ツールFCを封止体3Aの表面3aの外縁部に沿って相対移動させて当該外縁部を一周させる。ここで、「所定の深さ」とは、本区間において中間点S1から一周させて中間点S2に達するまでの第一回転ツールFCの先端側ピンF3を差し込む深さを言う。本実施形態では、図10に示すように、基端側ピンF2の外周面を封止体3Aの表面3aに接触させつつ、第一回転ツールFCの先端側ピンF3の平坦面F4が、ジャケット本体2の端面11aに達するように設定している。
In this section, the first rotation tool FC is maintained at a predetermined depth while the rotation center axis Z of the first rotation tool FC, the
ジャケット本体2及び封止体3Aの角部においては、保持部22,22を回転させながら(若しくは、ロボットアームを移動させてもよい)第一回転ツールFCを相対移動させる。また、ジャケット本体2及び封止体3Aの辺部においては、保持部22,22及びロボットアームの少なくとも一方を移動させながら直線状に第一回転ツールFCを相対移動させる。
At the corners of the
本区間では、塑性化領域W1の始端と終端とをオーバーラップさせて第一回転ツールFCが中間点S2に達したら、そのまま離脱区間に移行する。本区間から離脱区間に第一回転ツールFCを移行させる際には、途中で第一回転ツールFCが停止したり、移動速度が低下したりしないように、平面視直線状又は円弧状に第一回転ツールFCを移動させることが好ましい。 In this section, when the start end and the end end of the plasticized region W1 overlap and the first rotation tool FC reaches the intermediate point S2, the section shifts to the detachment section as it is. When shifting the first rotation tool FC from this section to the departure section, the first rotation tool FC is first in a straight line or arc shape in a plan view so that the first rotation tool FC does not stop or the moving speed decreases in the middle. It is preferable to move the rotation tool FC.
離脱区間では、図11に示すように、中間点S2から終了位置EP1に相対移動させながら、先端側ピンF3を徐々に引き抜いて終了位置EP1で離脱させる。 In the detachment section, as shown in FIG. 11, while moving relative to the end position EP1 from the intermediate point S2, the tip side pin F3 is gradually pulled out and detached at the end position EP1.
本実施形態では、本区間において、先端側ピンF3の先端の平坦面F4がジャケット本体2の端面11aに達するように設定したが、先端側ピンF3を封止体3Aのみと接触させた状態で摩擦攪拌接合を行ってもよい。この場合は、先端側ピンF3と封止体3Aとの摩擦熱によって第一突合せ部J1が塑性流動化して接合される。
In the present embodiment, in this section, the flat surface F4 at the tip of the tip side pin F3 is set to reach the
摩擦攪拌工程では、第一回転ツールFCの回転中心軸線Zと、第二回転ツールFDの回転中心軸線Zとが実質的に一致するように両者の移動ルートを設定する。つまり、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを用いて第一突合せ部J1及び第二突合せ部J2を同時に摩擦攪拌接合する。また、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの回転速度、移動速度、挿入深さ等の接合条件も同一に設定する。ただし、第一回転ツールFCは、第一回転ツールFCの基端側から見て右回転させ、第二回転ツールFDは、第二回転ツールFDの基端側から見て左回転させる。なお、第一回転ツールFCを左回転させる場合は、第二回転ツールFDを右回転させる。 In the friction stir welding step, the movement routes of both are set so that the rotation center axis Z of the first rotation tool FC and the rotation center axis Z of the second rotation tool FD substantially coincide with each other. That is, the first rotation tool FC and the second rotation tool FD are used to simultaneously perform friction stir welding of the first butt portion J1 and the second butt portion J2. Further, the joining conditions such as the rotation speed, the moving speed, and the insertion depth of the first rotation tool FC and the second rotation tool FD are also set to be the same. However, the first rotation tool FC is rotated clockwise when viewed from the base end side of the first rotation tool FC, and the second rotation tool FD is rotated counterclockwise when viewed from the base end side of the second rotation tool FD. When rotating the first rotation tool FC counterclockwise, the second rotation tool FD is rotated clockwise.
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れば、枠状のジャケット本体2と封止体3A,3Bとを一対の保持部22で保持した状態でジャケット本体2及び封止体3A,3Bを回転又は平行移動させるため、保持作業は一度で済む。つまり、従来のようにクランプ作業を複数回行う必要が無い。また、本接合工程中に保持部22と第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDとが干渉しない。つまり、ジャケット本体2と封止体3A,3Bとを位置決めするための治具が第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの移動の妨げにならず、開始位置SP1から終了位置EP1まで連続して摩擦攪拌接合を行うことができる。これにより、作業工数を減らすことができるとともに、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを駆動させるための装置等の付帯設備を簡素なものとすることができ、液冷ジャケット1を低コストで製造することができる。
According to the method for manufacturing a liquid-cooled jacket according to the present embodiment described above, the
また、本接合工程では、基端側ピンF2の外周面を封止体3A,3Bの表面3a,3aに接触させた状態で摩擦攪拌接合を行うため、塑性流動材を押さえることができ、バリの発生を抑制することができる。
Further, in this joining step, since friction stir welding is performed in a state where the outer peripheral surface of the base end side pin F2 is in contact with the
また、基端側ピンF2の外周面で塑性流動材を押えることができるため、接合表面(封止体3A,3Bの表面3a,3a)に形成される段差凹溝を小さくすることができるとともに、段差凹溝の脇に形成される膨出部を無くすか若しくは小さくすることができる。また、基端側ピンF2の階段状のピン段差部F21は浅く、かつ、出口が広いため、塑性流動材を段差底面F21aで押えつつ塑性流動材がピン段差部F21の外部に抜けやすくなっている。そのため、基端側ピンF2で塑性流動材を押えても基端側ピンF2の外周面に塑性流動材が付着し難い。よって、接合表面粗さを小さくすることができるとともに、接合品質を好適に安定させることができる。
Further, since the plastic fluid material can be pressed on the outer peripheral surface of the base end side pin F2, the stepped groove formed on the joint surface (surfaces 3a and 3a of the sealing
また、図10に示すように、フィン31の高さ寸法をジャケット本体2の高さ寸法と概ね同一に設定しているため、フィン31の先端が封止体3Aに当接する。これにより、封止体3A,3Bの変形を抑制することができる。また、フィン31を設けることで、液冷ジャケット1の熱交換効率を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 10, since the height dimension of the
また、本実施形態のように、本接合工程において、第一回転ツールFCの先端側ピンF3の平坦面(先端)F4がジャケット本体2に達するように第一回転ツールFCを挿入することが好ましい。また、本接合工程において、第二回転ツールFDの先端側ピンF3の平坦面(先端)F4がジャケット本体2に達するように第二回転ツールFDを挿入することが好ましい。かかる製造方法よれば、第一突合せ部J1及び第二突合せ部J2における接合強度を高めることができる。
Further, as in the present embodiment, in the main joining step, it is preferable to insert the first rotation tool FC so that the flat surface (tip) F4 of the tip side pin F3 of the first rotation tool FC reaches the
また、本実施形態のように、本接合工程において、第一回転ツールFCの回転中心軸線Zと第二回転ツールFDの回転中心軸線Zとが実質的に一致するように、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを相対移動させることが好ましい。かかる製造方法によれば、封止体3A,3Bを同時に接合することができるため、作業工数をより減らすことができる。また、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの押圧力がジャケット本体2及び封止体3A,3Bに均等に作用するため、バランス良く接合することができる。
Further, as in the present embodiment, in the main joining step, the first rotation tool FC so that the rotation center axis Z of the first rotation tool FC and the rotation center axis Z of the second rotation tool FD substantially coincide with each other. And it is preferable to move the second rotation tool FD relative to each other. According to such a manufacturing method, the sealing
また、本実施形態のように、第一回転ツールFCを右回転させる場合には、第二回転ツールFDを左回転させ、第一回転ツールFCを左回転させる場合には、第二回転ツールFDを右回転させることが好ましい。かかる製造方法によれば、枠状のジャケット本体2の表裏で第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの回転方向が一致するため、ジャケット本体2と封止体3A,3Bとの位置ずれを防ぎ、接合精度を高めることができる。
Further, as in the present embodiment, when the first rotation tool FC is rotated clockwise, the second rotation tool FD is rotated counterclockwise, and when the first rotation tool FC is rotated counterclockwise, the second rotation tool FD is rotated counterclockwise. Is preferably rotated clockwise. According to this manufacturing method, the rotation directions of the first rotation tool FC and the second rotation tool FD match on the front and back sides of the frame-shaped
ここで、例えば、第一突合せ部J1に対応する封止体3Aの表面3a上に開始位置SP1を設定し、第一回転ツールFCを垂直に挿入して摩擦攪拌を行ってもよいが、この形態であると当該開始位置SP1に過大な摩擦熱が発生し、接合不良となるおそれがある。これに対し、本実施形態のように開始位置SP1を第一突合せ部J1よりも内側の封止体3Aの表面3a上に設定し、第一突合せ部J1に向けて先端側ピンF3を相対移動させながら徐々に押入することで、第一突合せ部J1上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。
Here, for example, the start position SP1 may be set on the
同様に、第一突合せ部J1に対応する封止体3Aの表面3a上に終了位置EP1を設定し、当該終了位置EP1で回転ツールFを垂直に離脱させてもよいが、この形態であると終了位置EP1に過大な摩擦熱が発生し、接合不良となるおそれがある。これに対し、本実施形態のように終了位置EP1を第一突合せ部J1よりも内側の封止体3Aの表面3a上に設定し、先端側ピンF3を相対移動させながら第一突合せ部J1から徐々に引き抜くことで、第一突合せ部J1上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。
Similarly, the end position EP1 may be set on the
また、本接合工程では、塑性化領域W1の始端と終端とをオーバーラップさせているため、液冷ジャケット1の気密性及び水密性を高めることができる。 Further, in this joining step, since the start end and the end end of the plasticized region W1 are overlapped, the airtightness and watertightness of the liquid-cooled jacket 1 can be improved.
また、本接合工程では、第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの回転速度を一定としてもよいが、可変させてもよい。本接合工程の押入区間において、開始位置SP1における第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの回転速度をV1とし、本区間における第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの回転速度をV2とすると、V1>V2としてもよい。回転速度のV2は、本区間における予め設定された一定の回転速度である。つまり、開始位置SP1では、回転速度を高く設定しておき、押入区間内で徐々に回転速度を低減させながら本区間に移行してもよい。 Further, in this joining step, the rotation speeds of the first rotation tool FC and the second rotation tool FD may be constant, but may be changed. In the indentation section of the main joining process, the rotation speed of the first rotation tool FC and the second rotation tool FD at the start position SP1 is V1, and the rotation speed of the first rotation tool FC and the second rotation tool FD in this section is V2. Then, V1> V2 may be set. The rotation speed V2 is a preset constant rotation speed in this section. That is, at the start position SP1, the rotation speed may be set high, and the rotation speed may be gradually reduced in the closet section to shift to the main section.
また、本接合工程の離脱区間において、本区間における第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの回転速度をV2、終了位置EP1において離脱させるときの第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDの回転速度をV3とすると、V3>V2としてもよい。つまり、離脱区間に移行したら、終了位置EP1に向けて徐々に回転速度を上げながら封止体3A,3Bから第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを離脱させてもよい。第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを封止体3に押し入れる際又は封止体3から離脱させる際に、前記のように設定することで、押入区間又は離脱区間時における少ない押圧力を、回転速度で補うことができるため、摩擦攪拌を好適に行うことができる。
Further, in the detachment section of the main joining process, the rotation speeds of the first rotation tool FC and the second rotation tool FD in this section are set to V2, and the rotation speeds of the first rotation tool FC and the second rotation tool FD when the second rotation tool FD is detached at the end position EP1. Assuming that the rotation speed is V3, V3> V2 may be set. That is, after shifting to the detachment section, the first rotation tool FC and the second rotation tool FD may be detached from the sealing
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、本実施形態では複数のフィン31の全部を封止体3Aの裏面3bに接触させたが、複数のフィン31の一部の先端を封止体3Aの裏面3bに接触させた状態であってもよい。また、フィン31は省略してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the design can be appropriately changed within a range not contrary to the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, all of the plurality of
また、本接合工程では、本実施形態ではジャケット本体2の表裏で同時に摩擦攪拌接合を行ったが、別々に行ってもよい。また、ジャケット本体2の表裏で異なる回転ツールを用いて摩擦攪拌接合を行ってもよい。また、ジャケット本体2の表裏で、同一の回転ツールを用いて別々に摩擦攪拌接合を行ってもよい。
Further, in the present joining step, in the present embodiment, friction stir welding is performed simultaneously on the front and back surfaces of the
また、本実施形態では、開始位置SP1及び終了位置EP1を第一突合せ部J1(第二突合せ部J2)よりも内側に設定したが、第一突合せ部J1(第二突合せ部J2)に対応する封止体3A,3Bの表面3a,3a上に設定してもよい。この場合は、第一突合せ部J1(第二突合せ部J2)に対応する封止体3A,3Bの表面3a,3a上で第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを相対移動させつつ徐々に押入してもよい。また、第一突合せ部J1(第二突合せ部J2)に対応する封止体3A,3Bの表面3a,3a上で第一回転ツールFC及び第二回転ツールFDを相対移動させつつ徐々に引き抜いて離脱させてもよい。このようにすることで、第一突合せ部J1(第二突合せ部J2)に対応する封止体3A,3Bの表面3a,3a上の一点で摩擦熱が過大となるのを防ぐことができる。
Further, in the present embodiment, the start position SP1 and the end position EP1 are set inside the first butt portion J1 (second butt portion J2), but correspond to the first butt portion J1 (second butt portion J2). It may be set on the
1 液冷ジャケット
2 ジャケット本体
3A 封止体
3B 封止体
22 保持部
FC 第一回転ツール
FD 第二回転ツール
F2 基端側ピン
F3 先端側ピン
J1 第一突合せ部
J2 第二突合せ部
SP1 開始位置
EP1 終了位置
1 Liquid-cooled
Claims (8)
摩擦攪拌で用いる第一回転ツール及び第二回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、
前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、
前記ジャケット本体の両端面に前記封止体をそれぞれ載置することにより、前記ジャケット本体の一方の端面と一方の前記封止体の裏面とを重ね合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記ジャケット本体の他方の端面と他方の前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記第一回転ツールの先端側ピンを一方の前記封止体の表面から挿入し、前記先端側ピンを一方の前記封止体、又は前記ジャケット本体及び一方の前記封止体に接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を一方の前記封止体の表面に接触させた状態で前記第一突合せ部に沿って所定の深さで前記ジャケット本体の廻りに相対的に一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌するとともに、
回転する前記第二回転ツールの先端側ピンを他方の前記封止体の表面から挿入し、前記先端側ピンを他方の前記封止体、又は前記ジャケット本体及び他方の前記封止体に接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を他方の前記封止体の表面に接触させた状態で前記第二突合せ部に沿って所定の深さで前記ジャケット本体の廻りに相対的に一周させて前記第二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、一方の前記封止体の表面と他方の前記封止体の表面とを両外側から一対の保持部で押圧して保持しつつ、前記保持部を用いて前記ジャケット本体及び二枚の前記封止体を回転又は平行移動させて、前記ジャケット本体と二枚の前記封止体とを摩擦攪拌することを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 A liquid that is composed of a frame-shaped jacket body and two sealing bodies that seal the openings on both sides of the jacket body, and joins the jacket body and the two sealing bodies by friction stir welding. It ’s a method of manufacturing cold jackets.
The first rotation tool and the second rotation tool used for friction stir welding are provided with a base end side pin and a tip end side pin.
The taper angle of the base end side pin is larger than the taper angle of the tip end side pin, and a stepped pin step portion is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin.
By placing the encapsulants on both end faces of the jacket body, one end surface of the jacket body and the back surface of the one end of the encapsulant are overlapped to form a first butt portion, and the first butt portion is formed. A mounting step of superimposing the other end surface of the jacket body and the back surface of the other sealing body to form a second butt portion.
The tip-side pin of the rotating first rotation tool is inserted from the surface of one of the sealants, and the tip-side pin is brought into contact with one of the sealants, or the jacket body and one of the sealants. At the same time, in a state where the outer peripheral surface of the base end side pin is in contact with the surface of one of the sealing bodies, the outer peripheral surface of the base end side pin is made to circulate relatively around the jacket body at a predetermined depth along the first abutting portion. While rubbing and stirring the first butt portion,
The tip-side pin of the rotating second rotation tool is inserted from the surface of the other sealing body, and the tip-side pin is brought into contact with the other sealing body, or the jacket body and the other sealing body. At the same time, in a state where the outer peripheral surface of the base end side pin is in contact with the surface of the other sealing body, the jacket body is relatively made to go around the jacket body at a predetermined depth along the second butt portion. The main joining step of rubbing and stirring the second butt portion is included.
In the main joining step, while pressing and holding the surface of one of the sealing bodies and the surface of the other sealing body from both outer sides with a pair of holding portions, the jacket body and the jacket body and the jacket body are held by using the holding portions. A method for producing a liquid-cooled jacket, which comprises rotating or translating the two sealing bodies to frictionally stir the jacket body and the two sealing bodies.
前記本接合工程において、前記複数のフィンの少なくとも一部の先端を一方の前記封止体の裏面に接触させた状態で、前記ジャケット本体と二枚の前記封止体とを摩擦攪拌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。 A plurality of fins are formed on the back surface of the other sealing body.
In the main joining step, the jacket body and the two sealing bodies are frictionally agitated with the tips of at least a part of the plurality of fins in contact with the back surface of one of the sealing bodies. The method for manufacturing a liquid-cooled jacket according to claim 1.
前記本接合工程において前記先端側ピンを引き抜くとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら前記先端側ピンを終了位置まで相対移動させることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。 In the main joining step, the tip side pin is rotated at a predetermined rotation speed to perform friction stir welding.
Claims 1 to 6 are characterized in that when the tip end side pin is pulled out in the main joining step, the tip end side pin is relatively moved to an end position while gradually increasing the rotation speed from the predetermined rotation speed. The method for manufacturing a liquid-cooled jacket according to any one of the above.
前記本接合工程において前記先端側ピンを挿入するとき、前記所定の回転速度よりも高い速度で前記先端側ピンを回転させ、徐々に回転速度を下げながら前記先端側ピンを挿入することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。 In the main joining step, the tip side pin is rotated at a predetermined rotation speed to perform friction stir welding.
When the tip side pin is inserted in the main joining step, the tip side pin is rotated at a speed higher than the predetermined rotation speed, and the tip side pin is inserted while gradually reducing the rotation speed. The method for manufacturing a liquid-cooled jacket according to any one of claims 1 to 7.
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