JP5573973B2 - 液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents
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請求項2に係る発明は、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とともに凹部を有するジャケット本体に、前記凹部の開口部を封止する封止体を摩擦攪拌接合によって固定して構成される液冷ジャケットの製造方法において、前記ジャケット本体の前記凹部の開口周縁部に形成され前記ジャケット本体の表面より下がった段差底面からなる支持面に、前記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を突き合わせ、前記封止体の厚さ寸法よりも大きい長さ寸法の攪拌ピンを備えた回転ツールを、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に沿って一周させて、塑性化領域を形成して、前記封止体を前記ジャケット本体に接合する際に、前記ジャケット本体の摩擦攪拌接合を行う面の反対側の面に、内部に冷却媒体が流れる冷却板を取り付け、前記ジャケット本体を冷却するとともに、前記封止体によって前記開口部が封止された前記凹部の内部に冷却媒体を流して、前記ジャケット本体および前記封止体を冷却しながら前記回転ツールを移動させ摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法である。
請求項3に係る発明は、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とともに凹部を有するジャケット本体に、前記凹部の開口部を封止する封止体を摩擦攪拌接合によって固定して構成される液冷ジャケットの製造方法において、前記ジャケット本体の前記凹部の開口周縁部に形成され前記ジャケット本体の表面より下がった段差底面からなる支持面に、前記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を突き合わせ、前記封止体の厚さ寸法よりも大きい長さ寸法の攪拌ピンを備えた回転ツールを、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に沿って一周させて、塑性化領域を形成して、前記封止体を前記ジャケット本体に接合する際に、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ており、前記ジャケット本体の摩擦攪拌接合を行う面の反対側の面に、内部に冷却媒体が流れる冷却板を取り付け、前記ジャケット本体を冷却しながら前記回転ツールを移動させ摩擦攪拌接合を行うとともに、前記回転ツールを前記突合部に沿って一周させた後、前記回転ツールを一周目で形成された前記塑性化領域の外周側に偏移させ、前記回転ツールを前記突合部に沿ってさらに一周させて前記塑性化領域の外周側を再攪拌することを特徴とする液冷ジャケットの製造方法である。
請求項2に係る発明によれば、冷却媒体によって、摩擦攪拌接合の熱を吸熱することができるので、塑性化領域の熱収縮を少なくでき、封止体の変形を抑制できるとともに、加工工程の簡素化を達成できる。
請求項3に係る発明によれば、万一、空洞欠陥が発生したとしても、突合部よりも外側位置の離反した部分であって、熱輸送流体の流路から離れた位置に発生することとなる。したがって、熱輸送流体が流路から外部に漏れ難く、接合部の密閉性能に悪い影響を与えることはない。さらに、一周目で空洞欠陥が発生したとしても二周目の移動で攪拌して空洞欠陥を低減することができるとともに、万一、二周目で空洞欠陥が発生したとしても、ジャケット本体の開口周縁部と封止体の周縁部との突合部から大きく離反した部分に発生するので、熱輸送流体が外部に漏れにくくなり、接合部の密閉性能を大幅に向上させることができる。
以下、本発明の第1実施形態について、図面を適宜参照して詳細に説明する。
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8を参照して説明する。
次に、第3実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法および摩擦攪拌接合方法について、図9を参照して説明する。
10 ジャケット本体
11 凹部
12 開口部
12a 開口周縁部
15a 支持面(段差底面)
15b 段差側面
17 畝部
17a (畝部の)表面
30 封止体
30b 外周面
40 突合部
41 塑性化領域
43 (第二)塑性化領域
50 回転ツール
51 ショルダー部
52 攪拌ピン
60 仮接合用回転ツール
H1 (ジャケット本体の上面と支持面との高低差)寸法
L1 攪拌ピンの長さ寸法
R1 ショルダー部の直径寸法
R2 ショルダー部の半径寸法
T1 (封止体の)厚さ寸法
W1 (支持面の)幅寸法
W2 (畝部の)幅寸法
Claims (11)
- 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とともに凹部を有するジャケット本体に、前記凹部の開口部を封止する封止体を摩擦攪拌接合によって固定して構成される液冷ジャケットの製造方法において、
前記ジャケット本体の前記凹部の開口周縁部に形成され前記ジャケット本体の表面より下がった段差底面からなる支持面に、前記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を突き合わせ、
前記封止体の厚さ寸法よりも大きい長さ寸法の攪拌ピンを備えた回転ツールを、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に沿って一周させて、塑性化領域を形成して、前記封止体を前記ジャケット本体に接合する際に、
前記ジャケット本体の摩擦攪拌接合を行う面の反対側の面に、内部に冷却媒体が流れる冷却板を取り付け、前記ジャケット本体を冷却しながら前記回転ツールを移動させ摩擦攪拌接合を行う方法であって、
前記冷却板の前記冷却媒体が流れる冷却流路は、少なくとも前記回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えるように形成されている
ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 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とともに凹部を有するジャケット本体に、前記凹部の開口部を封止する封止体を摩擦攪拌接合によって固定して構成される液冷ジャケットの製造方法において、
前記ジャケット本体の前記凹部の開口周縁部に形成され前記ジャケット本体の表面より下がった段差底面からなる支持面に、前記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を突き合わせ、
前記封止体の厚さ寸法よりも大きい長さ寸法の攪拌ピンを備えた回転ツールを、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に沿って一周させて、塑性化領域を形成して、前記封止体を前記ジャケット本体に接合する際に、
前記ジャケット本体の摩擦攪拌接合を行う面の反対側の面に、内部に冷却媒体が流れる冷却板を取り付け、前記ジャケット本体を冷却するとともに、前記封止体によって前記開口部が封止された前記凹部の内部に冷却媒体を流して、前記ジャケット本体および前記封止体を冷却しながら前記回転ツールを移動させ摩擦攪拌接合を行う
ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 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とともに凹部を有するジャケット本体に、前記凹部の開口部を封止する封止体を摩擦攪拌接合によって固定して構成される液冷ジャケットの製造方法において、
前記ジャケット本体の前記凹部の開口周縁部に形成され前記ジャケット本体の表面より下がった段差底面からなる支持面に、前記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を突き合わせ、
前記封止体の厚さ寸法よりも大きい長さ寸法の攪拌ピンを備えた回転ツールを、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に沿って一周させて、塑性化領域を形成して、前記封止体を前記ジャケット本体に接合する際に、
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ており、
前記ジャケット本体の摩擦攪拌接合を行う面の反対側の面に、内部に冷却媒体が流れる冷却板を取り付け、前記ジャケット本体を冷却しながら前記回転ツールを移動させ摩擦攪拌接合を行うとともに、
前記回転ツールを前記突合部に沿って一周させた後、前記回転ツールを一周目で形成された前記塑性化領域の外周側に偏移させ、前記回転ツールを前記突合部に沿ってさらに一周させて前記塑性化領域の外周側を再攪拌する
ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 前記支持面の幅寸法は、前記回転ツールのショルダー部の半径寸法よりも大きい
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。 - 前記凹部の内部には、前記支持面と面一の表面を有する畝部が形成されており、
前記回転ツールを、前記封止体の表面で前記畝部に沿って移動させて塑性化領域を形成して、前記封止体を前記畝部に接合した
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記畝部の幅寸法は、前記回転ツールのショルダー部の直径寸法よりも大きい
ことを特徴とする請求項5に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記ジャケット本体および前記封止体は、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。 - 前記冷却板の前記冷却媒体が流れる冷却流路は、前記冷却板に埋設された冷却管によって構成されている
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。 - 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8のいずれか1項に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記突合部が矩形枠状を呈しており、
前記仮接合用回転ツールで前記突合部を仮接合する工程において、前記突合部の一方の対角同士を先に仮接合した後に、他方の対角同士を仮接合する
ことを特徴とする請求項9に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記突合部が矩形枠状を呈しており、
前記仮接合用回転ツールで前記突合部を仮接合する工程において、前記突合部の一方の対辺の中間部同士を先に仮接合した後に、他方の対辺の中間部同士を仮接合する
ことを特徴とする請求項9に記載の液冷ジャケットの製造方法。
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