JP5838949B2 - 複合型中空容器の製造方法及び複合型中空容器 - Google Patents

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本発明は、複合型中空容器の製造方法及び複合型中空容器に関する。
特許文献１には、樹脂部材と金属部材とを重ね合わせ、樹脂部材の一部を溶融させて両者を接合する技術が開示されている。この技術は、回転ツールと金属部材との間で発生する摩擦熱で、樹脂部材の一部を溶融させて溶着するものである。特許文献１には、この技術を利用して、樹脂製の容器と、金属製の蓋とを溶着して複合型の中空容器（以下、「複合型中空容器」と言う）を製造する技術が開示されている。
特開２０１０−１５８８８５号公報
しかし、樹脂部材と金属部材との親和性が低いため、従来の複合型中空容器の製造方法では、容器と蓋との結合力が小さいという問題があった。
このような観点から、本発明は、樹脂部材と金属部材との結合力を大きくすることができる複合型中空容器の製造方法及び結合力が大きい複合型中空容器を提供することを課題とする。
このような課題を解決するために本発明は、金属部材の表面に複数の微細な凹部を形成する表面処理工程と、少なくとも前記表面処理工程を行った部位に熱可塑性樹脂を塗布して熱可塑性樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層形成工程で形成された樹脂付き金属部材と樹脂部材とを突き合わせつつ、前記熱可塑性樹脂層と前記樹脂部材との突合せ部に熱を発生させて溶着する接合工程と、を含み、前記金属部材は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、ベース板と前記ベース板の表面に並設された複数のフィンとを有し、前記樹脂部材は、底部と前記底部に立設する枠状の側壁部とを有し、前記表面処理工程では、少なくとも前記ベース板の周縁部に対して表面処理を行い、前記接合工程では、前記樹脂付き金属部材と前記樹脂部材とを互いに近接する方向に押圧しながら相対的かつ直線的に往復運動させる摩擦圧接によって、前記周縁部に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着することを特徴とする。
かかる製造方法によれば、表面処理工程によって形成された凹部に、塗布された熱可塑性樹脂が入り込んだ後に硬化するため、金属部材に熱可塑性樹脂層を確実に定着させることができる。また、接合工程では、突合せ部が樹脂同士となるため、接合する部材間の親和性が高くなり熱可塑性樹脂層と樹脂部材とが確実に溶着し、結合力を大きくすることができる。また、かかる製造方法によれば、内部に金属製のフィンが形成された複合型中空容器を容易に製造することができる。また、かかる製造方法によれば、部材を容易に成形できるとともに、耐食性、軽量性に富んだ製品を製造することができる。また、短時間で容易に接合することができる。
また、前記表面処理工程では、エッチング処理、アルマイト処理又はスプレードライ法で前記金属部材の表面に複数の微細な凹部を形成することが好ましい。
また、前記表面処理工程では、前記フィンの先端面に対しても表面処理を行い、前記接合工程では、前記周縁部に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着するとともに、前記フィンの先端面に形成された熱可塑性樹脂層と前記底部との突合せ部を溶着することが好ましい。
かかる製造方法によれば、ベース板の表面の周縁部と側壁部との突合せ部に加えて、フィンの先端面と容器の底部との突合せ部が溶着されるため、結合力をより大きくすることができる。
また、前記接合工程では、前記周縁部の全周に亘って溶着することが好ましい。かかる製造方法によれば、複合型中空容器の密閉性を向上させることできる。
また、前記エッチング処理は、塩酸溶液中に塩化アルミニウム六水和物を添加して調製したエッチング液に浸漬させて行うことが好ましい。
また、前記金属部材は、前記ベース板と前記ベース板の表面に形成されたブロック部とを有し、複数の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部を切削して前記フィンを形成する切削工程を含むことが好ましい。
かかる製造方法によれば、マルチカッターでフィンを形成することで、フィンの板厚やフィン同士の隙間等を容易に変更できるため、設計の自由度を向上させることができる。
また、前記表面処理工程の前に、前記切削工程を行い、前記表面処理工程では、前記フィンの先端面に対しても表面処理を行い、前記接合工程では、前記周縁部に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着するとともに、前記フィンの先端面に形成された熱可塑性樹脂層と前記底部との突合せ部を溶着することが好ましい。
かかる製造方法によれば、ベース板の表面の周縁部と側壁部との突合せ部に加えて、フィンの先端面と容器の底部との突合せ部が溶着されるため、結合力をより大きくすることができる。
また、前記表面処理工程では、前記ベース板の表面及び前記ブロック部の表面に複数の微細な凹部を形成し、前記樹脂層形成工程の後に前記切削工程を行い、前記切削工程では、熱可塑性樹脂層とともに前記ブロック部を切削して、熱可塑性樹脂層付きのフィンを形成し、前記接合工程では、前記ベース板に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着するとともに、前記フィンの先端面に形成された熱可塑性樹脂層と前記底部との突合せ部を溶着することが好ましい。
かかる製造方法によれば、マルチカッターでフィンを形成することで、フィンの板厚やフィン同士の隙間等を容易に変更できるため、設計の自由度を向上させることができる。また、切削工程を行う前に樹脂層形成工程を行うことにより、フィンに熱可塑性樹脂層を形成する作業を容易に行うことができる。
また、前記樹脂部材の前記底部には、支持部が立設されており、前記表面処理工程では、前記ベース板の表面の周縁部及び前記ベース板の表面のうち前記支持部と対応する位置に対しても表面処理を行い、前記接合工程では、前記ベース板の周縁部と前記側壁部との突合せ部及び前記ベース板と前記支持部との突合せ部に熱を発生させ、それぞれの突合せ部において前記熱可塑性樹脂層と前記樹脂部材とを溶着することが好ましい。
かかる製造方法によれば、側壁部とベース板の周縁部との突合せ部に加えて、支持部と金属部材との突合せ部を溶着させることができるため、結合力をより大きくすることができる。
また、前記支持部は、前記側壁部から連続して形成されていることが好ましい。かかる製造方法によれば、容器の剛性を大きくすることができる。
また、前記金属部材の前記ベース板には、支持部が立設されており、前記表面処理工程では、前記ベース板の表面の周縁部及び前記支持部の先端面にも表面処理を行い、前記接合工程では、前記ベース板の周縁部と前記側壁部との突合せ部及び前記底部と前記支持部との突合せ部に熱を発生させ、それぞれの突合せ部において前記熱可塑性樹脂層と前記樹脂部材とを溶着することが好ましい。
かかる製造方法によれば、側壁部と蓋の周縁部との突合せ部に加えて、蓋の支持部と容器との突合せ部を溶着させることができるため、結合力をより大きくことができる。
また、前記アルマイト処理は、希硫酸又はシュウ酸を用いてアルミニウム合金を陽極として電気分解することにより、電気化学的に酸化させて行うことが好ましい。
また、本発明は、底部と前記底部に立設された枠状の側壁部とを備えた樹脂製の容器と、ベース板と前記ベース板に並設された複数のフィンとを備えた金属製の蓋と、を有し、前記蓋と前記側壁部とが、前記ベース板の周縁部に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されているとともに、前記フィンの先端面と前記底部とが、前記フィンの先端面に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されており、前記フィンの先端面に形成された複数の微細な凹部に前記熱可塑性樹脂が入り込んでいることを特徴とする。
かかる製造方法によれば、ベース板の周縁部と側壁部の先端面との突合せ部に加えて、フィンの先端面と容器の底部のとの突合せ部も溶着されているため、容器と蓋との結合力を大きくすることができる。
また、本発明は、底部と前記底部に立設された枠状の側壁部とを備えた樹脂製の容器と、ベース板と前記ベース板に並設された複数のフィンとを備えた金属製の蓋と、前記底部に形成された支持部と、を有し、前記蓋と前記側壁部とが、前記ベース板の周縁部に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されているとともに、前記支持部と前記蓋とが、前記ベース板の表面のうち前記支持部と対応する位置に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されており、前記ベース板の表面のうち前記支持部と対応する位置に形成された複数の微細な凹部に前記熱可塑性樹脂が入り込んでいることを特徴とする。
また、本発明は、底部と前記底部に立設された枠状の側壁部とを備えた樹脂製の容器と、ベース板と前記ベース板に並設された複数のフィンとを備えた金属製の蓋と、前記蓋に形成された支持部と、を有し、前記蓋と前記側壁部とが、前記ベース板の周縁部に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されているとともに、前記支持部と前記底部とが、前記支持部の先端面に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されており、前記支持部の先端面に形成された複数の微細な凹部に前記熱可塑性樹脂が入り込んでいることを特徴とする。
かかる構成によれば、側壁部と蓋との突合せ部に加えて、支持部と底部及び蓋のいずれかとの突合せ部を溶着することができるため、容器と蓋との結合力を大きくすることができる。
本発明に係る複合型中空容器の製造方法及び複合型中空容器によれば、樹脂部材と金属部材との結合力を大きくすることができる。
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を示す一部破断斜視図である。 図２のＩ−Ｉ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を示す斜視図であって、（ａ）は金属部材を示し、（ｂ）は表面処理工程を示す。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す図であって、（ａ）は樹脂層形成工程を示す斜視図であり、（ｂ）は除去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を示す斜視図であって、（ａ）は除去工程後を示し、（ｂ）は切削工程を示す。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の切削工程を示す模式側面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す斜視図であって、（ａ）は樹脂層形成工程後を示し、（ｂ）は接合工程を示す。 図８のII−II部分の模式断面図である。 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を示す斜視図であって、（ａ）は表面処理工程を示し、（ｂ）は切削工程を示す。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す斜視図であって、（ａ）は切削工程後を示し、（ｂ）は接合工程を示す。 変形例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の製造方法を示す斜視図であって、（ａ）は金属部材を示し、（ｂ）は表面処理工程を示す。 第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の樹脂層形成工程を示す斜視図である。 （ａ）は金属部材の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）はフィンの変形例を示す断面図である。 本発明の第四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。 第四実施形態に係る液冷ジャケットを示す一部破断斜視図である。 図１７のIII−III断面図である。 第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す図であって、（ａ）は金属部材を示す平面図であり、（ｂ）は樹脂層形成工程を示す平面図である。 第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の接合工程を示す斜視図である。 本発明の第五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。 第五実施形態に係る液冷ジャケットの断面図である。 第五実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す図であって、（ａ）は金属部材を示す平面図であり、（ｂ）は樹脂層形成工程を示す平面図である。 第五実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の接合工程を示す斜視図である。 本発明の第六実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す分解斜視図である。 第六実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す断面図である。 実施例の接合条件等を示す表である。
〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明に係る複合型中空容器の製造方法は、樹脂部材と金属部材とを接合して複合型の中空容器を製造するものである。複合型中空容器の用途は特に制限されないが、本実施形態では、樹脂部材と金属部材とを接合してなる液冷ジャケットを製造する場合を例示する。
図１に示すように、液冷ジャケット１は、樹脂製の容器２と、金属製の蓋３とで構成されている。容器２は、底部１１と、底部１１から立ち上がる側壁部１２とで構成されている。容器２は、特許請求の範囲の「樹脂部材」に相当する。底部１１は、平面視矩形を呈する。側壁部１２は、平面視矩形枠状を呈する。側壁部１２の板厚は一定になっている。容器２の材料は樹脂であれば特に制限されないが、本実施形態では例えばポリプロピレンで形成されている。
蓋３は、容器２の開口を塞ぐ部材である。蓋３は、特許請求の範囲の「樹脂付き金属部材」に相当する。蓋３は、ベース板２１と、ベース板２１に並設された複数のフィン２２と、複数個所に形成された熱可塑性樹脂層２３とで構成されている。ベース板２１は、平面視矩形を呈する板状部材である。ベース板２１の大きさは、側壁部１２の外縁と同じ大きさになっている。
フィン２２は、ベース板２１の表面２１ａに垂直に形成されている。フィン２２は、ベース板２１の長手方向に対して平行に等間隔で並設されている。フィン２２の高さは、側壁部１２の高さと同じ寸法になっている。ベース板２１及びフィン２２の材料は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である。ベース板２１とフィン２２とは一体形成されている。
熱可塑性樹脂層２３は、熱可塑性樹脂で形成された層であって、表面２１ａの周縁部及びフィン２２の先端面２２ａに形成されている。熱可塑性樹脂の種類は特に制限されないが、本実施形態ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド、ポリプラスチックス社製）を用いている。熱可塑性樹脂層２３は、表面２１ａの周縁部の全周に亘って形成されている。また、熱可塑性樹脂層２３は、フィン２２の先端面２２ａの全面に形成されている。熱可塑性樹脂層２３の厚さは数十〜数百μｍ程度であるが、図１では説明の便宜上実際の寸法よりも厚く描画している。
図２に示すように、容器２の開口を蓋３で塞ぐと、側壁部１２の先端面１２ａと蓋３の表面２１ａの周縁部とが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は、平面視矩形枠状を呈する。また、図３に示すように、本実施形態では、フィン２２の先端面２２ａと底部１１とが突き合わされて複数の第二突合せ部Ｊ２が形成される。液冷ジャケット１は、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２がそれぞれ溶着されることにより接合されている。液冷ジャケット１は、フィン２２，２２同士の隙間やフィン２２と側壁部１２との隙間に流体が流れることにより、ベース板２１に載置される装置等を冷却することができる。
なお、本実施形態では、液冷ジャケット１は平面視矩形状を呈するが、平面視円形状、楕円形状又は他の多角形状を呈するように形成されてもよい。
次に、第一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。液冷ジャケットの製造方法は、主に準備工程と、接合工程とを行う。準備工程は、容器２及び蓋３を用意する工程である。準備工程における、表面処理工程、樹脂層形成工程、除去工程及び切削工程は、蓋３（樹脂付き金属部材）を形成するための工程である。
まず、表面処理工程に先だって、容器２及び金属部材３０を用意する。容器２は、図１に示すように、射出成形によって一体形成する。一方、図４の（ａ）に示すように、例えば、ダイカストによって金属部材３０を形成する。
金属部材３０は、ベース板３１と、ベース板３１に形成されたブロック部３２とを備えている。ブロック部３２は、直方体を呈し、ベース板３１の中央に形成されている。ブロック部３２の表面３２ａの面積は、ベース板３１の裏面３１ｂの面積よりも小さくなっている。金属部材３０は、アルミニウム等切削加工が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で形成されている。
図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、表面処理工程は、ベース板３１の表面３１ａ及びブロック部３２の表面３２ａ、４つの側面３２ｂに微細な凹部を形成する工程である。表面処理工程では、各面に微細な凹部が形成されればその形成方法は特に制限されないが、例えば、エッチング処理、アルマイト処理、スプレードライ法等を行う。
エッチング処理は、例えば、塩酸溶液中に塩化アルミニウム六水和物を添加して調製したエッチング液に該当部位を浸漬させて行う。一方、アルマイト処理は、希硫酸やシュウ酸などを用いてアルミニウム合金を陽極として電気分解することにより、該当部位を電気化学的に酸化させて行う。
スプレードライ法は、高速化した粒子を該当部位に衝突させて、部材の表面の改質や造形を行う。また、ワイヤーブラシ等で該当面を粗く削って凹部を形成してもよい。
図５の（ａ）に示すように、樹脂層形成工程は、ベース板３１の表面３１ａ及びブロック部３２の表面３２ａ及び４つの側面３２ｂに熱可塑性樹脂を塗布して熱可塑性樹脂層２３を形成する工程である。熱可塑性樹脂を塗布すると、溶融した熱可塑性樹脂が表面処理工程で形成された凹部に入り込んだ後、硬化する。これにより、ベース板３１に対して熱可塑性樹脂層２３が確実に定着する。
熱可塑性樹脂の種類は、特に制限されないが、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド等を用いればよい。樹脂層形成工程において、熱可塑性樹脂を塗布する方法は特に制限されるものではない。本実施形態では、金属部材３０を射出成形型（図示省略）に設置した後、熱可塑性樹脂を射出して塗布している。なお、金属部材３０の一部を樹脂液に含浸させるいわゆるドブ漬けによって熱可塑性樹脂層２３を形成してもよい。
図５の（ｂ）に示すように、除去工程は、ブロック部３２の４つの側面３２ｂに塗布された熱可塑性樹脂層２３を除去する工程である。熱可塑性樹脂層２３を除去する方法は特に制限されないが、本実施形態ではエンドミル等で切削除去している。除去工程では、少なくとも側面３２ｂに塗布された熱可塑性樹脂を除去すればよいが、本実施形態では、図５の（ｂ）の一点鎖線で示すラインに沿って切削除去する。つまり、本実施形態では、ブロック部３２の側面３２ｂ及び表面３２ａの一部とこれらの部位に形成された熱可塑性樹脂層２３とを切削除去する。
除去工程後は、図６の（ａ）に示すように、ブロック部３２の４つの側面３２ｂ金属面の全てが露出するとともに、ブロック部３２の周囲に沿って表面３１ａの一部が露出する。
図６の（ｂ）に示すように、切削工程は、マルチカッターＭでブロック部３２を切削してフィンを形成する工程である。マルチカッターＭは、回転軸Ｍａと、回転軸Ｍａに並設された複数の円盤カッターＭｂとで構成されている。円盤カッターＭｂは、隙間をあけて並設されており、周縁部には刃（図省略）が形成されている。隣り合う円盤カッターＭｂ，Ｍｂの隙間は、フィン２２の厚さと同等である。また、円盤カッターＭｂの厚さは、隣り合うフィン２２同士の隙間と同等である。
図７に示すように、切削工程では、回転軸Ｍａとブロック部３２の稜線３２ｃとが平行となるようにマルチカッターＭを配置するとともに、ブロック部３２の稜線３２ｃを通る鉛直線と、回転軸Ｍａの中心とが重なる位置にマルチカッターＭを配置する。そして、マルチカッターＭとブロック部３２とを近接させて、円盤カッターＭｂとブロック部３２を接触させる。
円盤カッターＭｂを所定の深さまで挿入したら、ブロック部３２に対するマルチカッターＭの高さ位置を一定に維持しつつ、他方の稜線３２ｄに向けて相対移動させる。回転軸Ｍａの中心と他方の稜線３２ｄを通る鉛直線とが重なる位置まで移動させたら、マルチカッターＭとブロック部３２とが離間するように相対移動させる。なお、マルチカッターＭの挿入方法及び離脱方法は、この方法に限定されるものではない。
図８の（ａ）に示すように、切削工程によって、先端面２２ａに熱可塑性樹脂層２３が形成された複数のフィン２２（熱可塑性樹脂層２３付きフィン２２）が形成される。以上の表面処理工程と、樹脂層形成工程と、除去工程と、切削工程とによって蓋３が形成される。
図８の（ｂ）に示すように、接合工程は、容器２と蓋３とを突き合わせた後、摩擦圧接を行って容器２と蓋３とを溶着する工程である。蓋３に容器２をかぶせると、蓋３の表面２１ａの周縁部と容器２の側壁部１２の先端面１２ａ（図１参照）とが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。また、底部１１とフィン２２の先端面２２ａとが突き合わされて複数の第二突合せ部Ｊ２が形成される（図３参照）。
摩擦圧接では、摩擦工程と圧接工程とを行う。摩擦工程では、容器２と蓋３とを互いに近接する方向に押圧しながら往復移動させる。本実施形態では、フィン２２の長手方向と平行に容器２と蓋３とを相対的かつ直線的に往復移動させる。本実施形態では、蓋３は移動させず、容器２のみを直線的に往復移動させている。
摩擦工程における条件は適宜設定すればよいが、周波数を１００〜２６０Ｈｚ、振幅を１．０〜２．０ｍｍ、摩擦圧力を３．０〜１０．０ＭＰａに設定する。摩擦工程の時間を１〜３秒程度に設定する。摩擦工程が終了したら、直ちに圧接工程に移行する。
圧接工程では、容器２及び蓋３を相対移動させずに互いに近接する方向に押圧する。圧接工程における条件は適宜設定すればよいが、例えば、アップセット圧力（冷却圧力）を３．０〜１２ＭＰａ、冷却時間を２〜１０秒程度に設定する。
摩擦工程によって第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２に摩擦熱が発生した後、往復移動を停止させ、圧接工程によってアプセット圧力を付与すると、ベース板２１と側壁部１２とが溶着するとともに、フィン２２と底部１１とが溶着する。より詳しくは、図９に示すように、摩擦熱が発生することによって、熱可塑性樹脂層２３が溶融するとともに、側壁部１２の先端面１２ａも溶融して両者が溶着する。
摩擦圧接の際には、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２には、軟化した母材が押し出されることによってバリが発生する。必要に応じて、第一突合せ部Ｊ１の側方に発生したバリを、カッター装置を用いて切除する。以上の工程により液冷ジャケット１が完成する。
以上説明した第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、表面処理工程によって形成された凹部３１ｃ（図９参照）に、塗布された熱可塑性樹脂が入り込んだ後に硬化するため、金属で形成されたベース板２１（３１）に熱可塑性樹脂層２３を確実に定着させることができる。また、接合工程では、第一突合せ部Ｊ１及び突合せ部Ｊ２において樹脂同士が突き合わされるため、接合する部材間の親和性が高くなり容器と熱可塑性樹脂層とが確実に溶着し、結合力を大きくすることができる。
また、本実施形態では、第一突合せ部Ｊ１に加えて、底部１１とフィン２２の先端面２２ａとの突合せ部Ｊ２も溶着されるため、より強固に接合することができる。
ここで、例えば、フィン２２を形成した後に、フィン２２の先端面２２ａに熱可塑性樹脂を射出することもできるが、この場合は複数枚形成されたフィン２２の側面に熱可塑性樹脂が塗布されないように、射出成形型に入れ子等を配置しなければならず、射出成形作業が煩雑になる。しかし、本実施形態によれば、切削工程の前に樹脂層形成工程を行うことにより、ベース板３１及びブロック部３２の全体（表面３１ａ、表面３２ａ及び側面３２ｂ）に一括して熱可塑性樹脂を射出できるため、入れ子等が不要になる。これにより、本実施形態によれば、ベース板３１及びブロック部３２に対して容易に熱可塑性樹脂を塗布することができる。
また、熱可塑性樹脂を塗布する方法は特に制限されないが、本実施形態のように射出成形によれば、熱可塑性樹脂のベース板３１への定着性が良好となる。また、射出成形によれば、短時間で均一に熱可塑性樹脂を塗布することができる。
また、図９に示すように、凹部３１ｃに熱可塑性樹脂が入り込んだ後に硬化することにより、いわゆるアンカー効果による引き抜き抵抗を向上させることができる。凹部３１ｃの形状は特に制限されないが、本実施形態のように、凹部３１ｃの開口部に向かうにつれて開口径が小さくなるように形成されていることが好ましい。
また、第一突合せ部Ｊ１及び突合せ部Ｊ２に熱を発生させる手段も特に制限されないが、本実施形態のように摩擦圧接を採用すると、短時間で容易に接合することができる。
なお、摩擦工程の移動方向は、フィン２２に対して斜め方向に容器２を移動させてもよいし、フィン２２の板厚方向と平行に容器２を移動させてもよい。また、接合工程では、摩擦圧接によって摩擦熱を発生させたが、例えば、ベース板２１に発熱装置を接触させてベース板２１に熱を発生させてもよい。また、ベース板２１の裏面に回転ツールを回転させてベース板２１と回転ツールとの摩擦熱によって熱を発生させてもよい。また、熱可塑性樹脂層２３と容器２の樹脂の種類は同一でもよいし、異なってもよい。
〔第二実施形態〕
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、表面処理工程、樹脂層形成工程及び接合工程が第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、相違点を中心に説明する。
図１０の（ａ）に示すように、表面処理工程では、ベース板３１の表面３１ａの周縁部と、ブロック部３２の表面３２ａのみに対して表面処理を行う。
図１０の（ｂ）に示すように、樹脂層形成工程では、表面処理を行った部位、つまり、ベース板３１の表面３１ａの周縁部と、ブロック部３２の表面３２ａに熱可塑性樹脂を塗布し、熱可塑性樹脂層２３を形成する。
図１０（ｂ）に示すように、切削工程では、マルチカッターＭを用いてブロック部３２の表面３２ａを切削する。本実施形態では、マルチカッターＭの回転軸Ｍａが、ブロック部３２の長辺を構成する稜線３２ｅと平行となるように配置し、この平行状態を維持しつつ切削する。
図１１の（ａ）に示すように、切削工程によって、先端面２２ａに熱可塑性樹脂層２３が形成された状態で複数のフィン２２が形成される。また、表面３１ａの周縁部に熱可塑性樹脂層２３が形成される。これにより蓋３が形成される。
図１１の（ｂ）に示すように、接合工程は、容器２と蓋３とを突き合わせた後、摩擦圧接を行って蓋３と容器２とを溶着により接合する工程である。本実施形態では、フィン２２の長手方向と平行（蓋３の短手方向と平行）に容器２及び蓋３を相対的に往復移動させる。
以上説明した第二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得ることができる。また、第二実施形態では、ベース板３１の周縁部及び表面３２ａのみに樹脂を塗布するだけでよいため、第一実施形態の除去工程が不要になるというメリットがある。
〔変形例〕
第一実施形態及び第二実施形態では、金属部材３０をダイカストによって形成したが、他の成形方法で形成してもよい。例えば、図１２に示すように、押出し成形によって金属部材３０を形成してもよい。この変形例では、金属部材の長手方向を押出し方向として押出形材を得た後、中間ブロック部３２Ａの両端（２点鎖線で示す部分）を切削することで金属部材３０を得ることができる。
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第一実施形態では、マルチカッターＭによって切削してフィン２２を形成したが、第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、蓋３のフィンが予め形成されている点で第一実施形態と相違する。また、フィンを形成した後に、熱可塑性樹脂を塗布する点で第一実施形態と相違する。
第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、主に準備工程と、接合工程とを行う。準備工程は、表面処理工程と、樹脂層形成工程とを行う。準備工程は、主に蓋３を形成するための工程である。
まず、表面処理工程に先だって、容器２及び金属部材４０を用意する。容器２（樹脂部材）は、図１に示すように、射出成形によって一体形成する。一方、図１３の（ａ）に示すように、例えば、ダイカストによって金属部材４０を形成する。金属部材４０は、蓋３の素となる部材である。金属部材４０は、ベース板４１と、ベース板４１に並設された複数のフィン４２とで構成されている。
図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、表面処理工程では、ベース板４１の表面４１ａの周縁部及びフィン４２の先端面４２ａに対して微細な凹部を形成する。
図１４の（ａ）に示すように、樹脂層形成工程では、表面処理工程を行った部位に熱可塑性樹脂層を塗布して熱可塑性樹脂層２３を形成する。これにより、第一実施形態に係る蓋と同等の蓋３（樹脂付き金属部材）が形成される。
接合工程は、具体的な図示は省略するが、第一実施形態の図８の（ｂ）と同じ要領で摩擦圧接を行って、容器２と蓋３とを接合する工程である。
第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法であっても第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、第三実施形態では、蓋３に予めフィン２２が形成された状態から蓋３を形成するため、マルチカッターＭ等を用いる必要が無い。
第三実施形態では、金属部材４０をダイカストによって形成したが、他の成形方法で形成してもよい。例えば、図１５の（ａ）に示すように、押出し成形によって金属部材４０を形成してもよい。この変形例では、金属部材４０の長手方向を押出し方向として押出形材を得た後、中間フィン２２Ａの両端（２点差線の部分）を削除することで、金属部材４０を得ることができる。
また、金属部材４０を、マルチカッターＭを用いて形成してもよい。この場合は、金属部材３０（図４の（ａ）参照）を用意した後、ブロック部３２に対してマルチカッターＭを挿入して、フィンを形成すればよい（切削工程）。その後の工程（表面処理工程、樹脂層形成工程及び接合工程）については、第三実施形態と同等である。
また、図１５の（ｂ）に示すように、フィン２２の先端面２２ａに溝２２ｂを設けてもよい。溝２２ｂは、先端面２２ａから離間するにつれて開口径が大きくなるように形成されている。先端面２２ａ及び溝２２ｂに熱可塑性樹脂が塗布されて、熱可塑性樹脂層が形成された後、容器２と溶着すると、溝２２ｂに樹脂が入り込んだ状態で硬化する。これにより、フィン２２に対する底部１１の引き抜き抵抗が大きくなるため、フィン２２と容器２との結合力をより高めることができる。
なお、第一実施形態乃至第三実施形態について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、第一突合せ部Ｊ１に加えて、突合せ部Ｊ２につても溶着させたが、フィン２２と底部１１とは溶着させずに離間するように構成してもよい。また、本実施形態では、表面処理工程で凹部３１ｃを形成した領域と、熱可塑性樹脂層２３を形成した領域は同等であるが、樹脂層形成工程では少なくとも凹部３１ｃを形成した箇所に熱可塑性樹脂層２３を形成すればよい。
また、本実施形態では、容器２を樹脂とし蓋３を金属としたが、容器を金属とし、蓋を樹脂としてもよい。蓋を樹脂とする場合は、容器の底部にフィンを形成することが好ましい。この場合は、容器の側壁部の先端面やフィンの先端面に表面処理工程及び樹脂層形成工程を行った後に、蓋と容器（樹脂付き金属部材）とを接合工程で接合すればよい。
〔第四実施形態〕
図１６に示すように、第四実施形態に係る液冷ジャケット５１は、樹脂製の容器５２と、金属製の蓋５３とで構成されている。液冷ジャケット５１は、支持部６３が形成されている点で、第一実施形態と相違する。
容器５２は、底部６１と、底部６１から立ち上がる側壁部６２と、底部６１から立ち上がり側壁部６２に連続する支持部６３とで構成されている。容器５２は、特許請求の範囲の「樹脂部材」に相当する。容器５２は、射出成形によって一体形成されている。
支持部６３は、板状を呈し、側壁部６２と同等の高さになっている。支持部６３は、側壁部６２の短辺部に連続し、当該短辺部に対して垂直に形成されている。支持部６３の長さは、側壁部６２の長辺部の２／３程度になっている。
蓋５３は、容器５２の開口を塞ぐ部材である。蓋５３は、ベース板７１と、ベース板７１に並設された複数のフィン７２と、熱可塑性樹脂層７３と、スペース部７４とで構成されている。蓋５３は、特許請求の範囲の「樹脂付き金属部材」に相当する。
ベース板７１は、平面視矩形を呈する板状部材である。ベース板７１の大きさは、側壁部６２の外縁と同じ大きさになっている。
フィン７２は、ベース板７１の表面７１ａに垂直に形成されている。フィン７２は、ベース板７１の長手方向に対して平行に等間隔で並設されている。フィン７２の高さは、側壁部６２の高さよりも小さくなっている。
スペース部７４とは、複数枚並設されたフィン７２群のうちフィン７２が形成されていない空間を意味する。スペース部７４は、支持部６３を挿通するための空間である。
熱可塑性樹脂層７３は、熱可塑性樹脂で形成された層であって、表面７１ａの周縁部と、表面７１ａのうち支持部６３に対応する位置とに形成されている。
図１７に示すように、容器５２を蓋５３で塞ぐと、側壁部６２の先端面６２ａと蓋５３の表面７１ａの周縁部とが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は、平面視矩形枠状を呈する。また、図１８に示すように、支持部６３の先端面６３ａとベース板７１の表面７１ａとが突き合わされて第三突合せ部Ｊ３が形成される。液冷ジャケット５１は、第一突合せ部Ｊ１と第三突合せ部Ｊ３とがそれぞれ溶着されることにより接合されている。
次に、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。液冷ジャケットの製造方法は、主に準備工程と、接合工程とを行う。準備工程では、表面処理工程と、樹脂層形成工程とを行う。表面処理工程及び樹脂層形成工程は、蓋５３を用意するための工程である。
まず、表面処理工程に先だって、容器５２及び金属部材８０を用意する。容器５２は、図１６を参照するように、射出成形によって一体形成する。一方、図１９の（ａ）に示すように、例えば、ダイカストによって金属部材８０を形成する。金属部材８０は、蓋５３の素となる部材である。金属部材８０は、ベース板８１と、ベース板８１に並設された複数のフィン８２とで構成されている。
表面処理工程は、ベース板８１の裏面８１ａの周縁部及び裏面８１ａのうち支持部１３が溶着される部位に微細な凹部を形成する工程である。
図１９の（ｂ）に示すように、樹脂層形成工程は、ベース板８１の裏面８１ａの周縁部及び裏面８１ａのうち支持部６３に溶着される部位に熱可塑性樹脂を塗布する工程である。つまり、樹脂層形成工程では、表面処理工程で凹部が形成された部位に樹脂を塗布して、熱可塑性樹脂層７３を形成する。これにより、蓋５３が形成される。
図２０に示すように、接合工程は、容器５２と蓋５３とを突き合わせた後、摩擦圧接を行って容器５２と蓋５３とを溶着により接合する工程である。蓋５３に容器５２をかぶせると、ベース板７１の表面７１ａの周縁部と側壁部６２の先端面６２ａとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。また、支持部６３の先端面６３ａとベース板７１とが突き合わされて第三突合せ部Ｊ３が形成される。
摩擦圧接では、第一実施形態と同様の手順によって、第一突合せ部Ｊ１と第三突合せ部Ｊ３とを接合する。
以上説明した第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一実施形態と同様の原理によって容器５２の側壁部６２と蓋５３の周縁部との突合せ部が接合する。
第一実施形態〜第三実施形態では、フィンを容器の底部に溶着するものであったが、第四実施形態のように側壁部６２の高さがフィン７２の高さよりも大きくなる場合がある。このような場合は、液冷ジャケットに内圧が作用すると、容器の中央部に内圧が集中するため、容器の中央部分の変形が大きくなって突合せ部が破壊されるおそれがある。しかし、本実施形態のように、第一突合せ部Ｊ１に加えて、容器５２の支持部６３と蓋５３のベース板７１の中央部とが第三突合せ部Ｊ３で溶着されるため、容器５２と蓋５３との結合力を向上させることができる。
また、支持部６３は、本実施形態のように側壁部６２から連続して形成されることで、容器５２及び液冷ジャケット５１の剛性を向上させることができる。
なお、本実施形態ではフィン７２を設けたが、フィン７２を省略してもよい。また、本実施形態では、支持部６３を容器５２に設けたが、支持部６３を蓋５３に設けてもよい。この場合は、表面７１ａの周縁部と支持部６３の先端面に表面処理を施すとともに、当該表面処理を行った部位に熱可塑性樹脂層を形成して蓋を作成する。そして、当該蓋と容器とを突き合わせて接合工程によって各突合せ部を溶着すればよい。
また、本実施形態では、金属部材８０をダイカストによって形成したが、金属部材をマルチカッターＭで切削して形成してもよい。
〔第五実施形態〕
図２１に示すように、第五実施形態に係る液冷ジャケット５１Ａは、樹脂製の容器５２Ａと、金属製の蓋５３Ａとで構成されている。液冷ジャケット５１Ａは、支持部６３Ａが側壁部６２と離間している点で第四実施形態と相違する。
容器５２Ａは、底部６１と、底部６１の端部から立ち上がる側壁部６２と、底部６１の中央から立ち上がる支持部６３Ａとで構成されている。容器５２Ａは、特許請求の範囲の「樹脂部材」に相当する。容器５２Ａは、射出成型によって一体形成されている。
支持部６３Ａは、円柱状を呈し、側壁部６２と同等の高さになっている。支持部６３Ａは、底部６１の中央において、側壁部６２から離間して形成されている。
蓋５３Ａは、ベース板７１と、ベース板７１に併設された複数のフィン７２と、熱可塑性樹脂層７３と、スペース部７４とで構成されている。蓋５３Ａは、特許請求の範囲の「樹脂付き金属部材」に相当する。
スペース部７４とは、複数枚並設されたフィン７２群のうちフィン７２が形成されていない空間部分を意味する。スペース部７４は、支持部６３Ａを挿通するための空間である。
熱可塑性樹脂層７３は、熱可塑性樹脂で形成された層であって、表面７１ａの周縁部と、表面７１ａのうち支持部６３Ａに対応する位置に形成されている。
図２２に示すように、容器５２Ａを蓋５３Ａで塞ぐと、側壁部６２の先端面６２ａと蓋５３Ａの表面７１ａの周縁部とが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は、平面視矩形枠状を呈する。また、支持部６３Ａの先端面６３Ａａとベース板７１の表面７１ａとが突き合わされて第三突合せ部Ｊ３が形成される。液冷ジャケット５１Ａは、第一突合せ部Ｊ１と第三突合せ部Ｊ３とがそれぞれ溶着されることにより接合されている。
次に、第五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。液冷ジャケットの製造方法は、主に準備工程と、接合工程とを行う。準備工程では、表面処理工程と、樹脂層形成工程とを行う。
まず、表面処理工程に先だって、容器５２Ａ及び金属部材８０Ａを用意する。容器５２Ａは、図２１を参照するように、射出成形によって一体形成する。一方、図２３の（ａ）に示すように、例えば、ダイカストによって金属部材８０Ａを形成する。金属部材８０Ａは、蓋５３Ａの素となる部材である。金属部材８０Ａは、ベース板８１と、ベース板８１に並設された複数のフィン８２とで構成されている。
表面処理工程は、ベース板８１の裏面８１ａの周縁部及び裏面８１ａのうち支持部６３Ａが溶着される部位に微細な凹部を形成する工程である。
図２３の（ｂ）に示すように、樹脂層形成工程は、ベース板８１の裏面８１ａの周縁部及び裏面８１ａのうち支持部６３Ａに溶着される部位に熱可塑性樹脂を塗布する工程である。つまり、樹脂層形成工程では、表面処理工程で凹部が形成された部位に熱可塑性樹脂を塗布して、熱可塑性樹脂層７３を形成する。これにより、蓋５３Ａが形成される。
図２４に示すように、接合工程は、容器５２と蓋５３とを突き合わせた後、摩擦圧接を行って容器５２と蓋５３とを溶着により接合する工程である。蓋５３に容器５２をかぶせると、ベース板７１の表面７１ａの周縁部と側壁部６２の先端面６２ａとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。また、支持部６３Ａの先端面６３Ａａとベース板７１とが突き合わされて第三突合せ部Ｊ３が形成される。
摩擦圧接では、第一実施形態と同様の手順によって、第一突合せ部Ｊ１と第三突合せ部Ｊ３とを接合する。
以上説明した第五実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第四実施形態と同等の効果を得ることができる。また、第五実施形態のように、支持部６３Ａは側壁部６２と離間して形成されていてもよい。また、本実施形態では支持部６３Ａを中央に１つだけ設けているが、他の位置に複数設けてもよい。なお、支持部６３Ａは本実施形態では円柱状としたが、角柱であってもよい。
なお、本実施形態ではフィン７２を設けたが、フィン７２を省略してもよい。また、本実施形態では、支持部６３Ａを容器５２に設けたが、支持部６３Ａを蓋５３に設けてもよい。この場合は、表面７１ａの周縁部と支持部６３Ａの先端面に表面処理を施すとともに、当該表面処理を行った部位に熱可塑性樹脂層を形成して蓋を作成する。そして、当該蓋と容器とを突き合わせて接合工程によって各突合せ部を溶着すればよい。
〔第六実施形態〕
次に、本発明の第六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。図２５に示すように、第六実施形態に係る液冷ジャケット９１は、複数の流路孔１０４とこの流路孔１０４の端部に連通するヘッダー流路孔１１３を有する点で他の実施形態と相違する。第六実施形態に係る液冷ジャケット９１は、金属製の容器９２と樹脂製の蓋９３とが溶着される。
容器９２は、底部１０１と、底部１０１から立ち上がる側壁部１０２と、仕切り部１０３と、熱可塑性樹脂層１０５とで構成されている。容器９２は、特許請求の範囲の「樹脂付き金属部材」に相当する。側壁部１０２は、平面視矩形枠状を呈する。容器９２の内部は、仕切り部１０３によって複数の空間に仕切られる。当該空間は、流体を流通させるための流路孔１０４となる。
熱可塑性樹脂層１０５は、熱可塑性樹脂の層であって、側壁部１０２の先端面（表面）の全周に亘って形成されている。
蓋９３は、底部１１１と、底部１１１に対して垂直に形成された側壁部１１２とで構成されている。蓋９３は、特許請求の範囲の「樹脂部材」に相当する。側壁部１１２は、平面視矩形枠状を呈する。蓋９３の内部には、ヘッダー流路孔１１３が形成されている。
第六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、接合工程とを行う。準備工程では、表面処理工程と、樹脂層形成工程とを行う。表面処理工程及び樹脂層形成工程は、容器９２を形成するための工程である。
まず、表面処理工程に先だって、容器９２の素となる金属部材と、蓋９３とを用意する。金属部材は、本実施形態では、底部１０１と、側壁部１０２と、仕切り部１０３とで構成される。一方、蓋９３は、射出成形によって一体形成される。
表面処理工程では、側壁部１０２の先端面に微細な凹部を形成する。樹脂層形成工程では、表面処理によって凹部を形成した部位に熱可塑性樹脂層を形成する。これにより、容器９２が形成される。
図２６に示すように、接合工程では、容器９２と蓋９３とを摩擦圧接により接合する。摩擦工程における移動方向は特に制限されないが、本実施形態では蓋９３の長手方向に沿って往復移動させる。以上の工程により、液冷ジャケット９１が形成される。
以上説明した第六実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、内部に流路孔１０４と、この流路孔１０４の端部に連通するヘッダー流路孔１１３とを備えた液冷ジャケット９１を容易に製造することができる。また、第一実施形態では、容器を樹脂、蓋を金属としたが、本実施形態のように容器９２を金属、蓋９３を樹脂としてもよい。
なお、本実施形態では、容器９２を金属、蓋９３を樹脂としたが、容器を樹脂とし、蓋を金属としてもよい。この場合は、蓋の側壁部の先端面に、表面処理工程及び樹脂層形成工程を行って熱可塑性樹脂層を形成した後、接合工程で接合すればよい。
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、本実施形態では、液冷ジャケットの内部にフィン２２や仕切り部１０３等内部の空間を仕切る部材を備えた形態を例示したが、これらの部材が無い形態であってもよい。
また、本実施形態では、フィンを板状に形成したが、例えば、ピン状（柱状）に形成してもよい。例えば、ピン状のフィンを形成する場合は、図６の（ｂ）を参照すると、金属部材の長手方向と平行にマルチカッターを移動させて切削を行う第一切削工程の後、金属部材の短手方向と平行にマルチカッターを移動させて切削を行う第二切削工程を行えばよい。この工程によれば、角柱状のピン状のフィンを得ることができる。なお、ピンフィンとベース板とが一体形成された部材をダイカストによって形成してもよい。
次に、本発明の実施例について説明する。以下では、第一実施形態と同様の符号を用いて説明する。実施例では、液冷ジャケットである試験体１〜３を、条件を変えて製造し、これらの試験体に対して耐圧試験を行った。第一実施形態と略同等の工程によって試験体１，２を製造した。一方、フィン２２が容器２の底部１１に溶着されていないものを試験体３とした。
試験体１の製造工程を具体的に説明する。図４の（ａ）を参照するように、準備工程では、アルミニウム合金（ＪＩＳ：Ａ１０５０Ｈ１２）によって金属部材３０を形成した。ベース板３１の板厚は４ｍｍ、横寸法３０ｍｍ、縦寸法５０ｍｍである。ブロック部３２の板厚は４ｍｍ、横寸法１９ｍｍ、縦寸法３９ｍｍである。
なお、ＪＩＳ：Ａ１０５０は、Ｓｉ；０．２５％以下、Ｆｅ；０．４０％以下、Ｃｕ；０．０５％以下、Ｍｎ；０．０５％以下、Ｍｇ；０．０５％以下、Ｚｎ；０．０５％以下、Ｖ；０．０５％以下、Ｔｉ；０．０３％以下、Ａｌ；９９．５０％以上で構成されている。Ｈ１２とは、熱処理等を行って引張強さ８５Ｎ／ｍｍ２、伸び１６％、耐力７５Ｎ／ｍｍ２、硬さ２３ＨＶに調質されたものを言う。
また、準備工程では、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド、ポリプラスチックス社製）を用いて容器２を形成した。具体的には、金型温度１５０℃、樹脂温度３２０℃、射出速度１００ｍｍ／ｓ、保圧５０ＭＰａ、保圧時間３秒に設定して、射出成形型（図示省略）のキャビティにＰＰＳを射出して成形した。
図４の（ｂ）を参照するように、金属部材３０に対して表面処理を行った。本実施例では、エッチング処理を行って、金属部材３０に亜鉛含有皮膜を形成した。具体的には、水酸化ナトリウム濃度１００ｇ／Ｌ及び酸化亜鉛濃度２５ｇ／Ｌの亜鉛含有水酸化ナトリウム水溶液を調整した。そして、この亜鉛含有水酸化ナトリウム水溶液中に金属部材３０を室温下で３分間含浸させ、水洗した。
図５（ａ）を参照するように、樹脂層形成工程では、射出成形型を用いて金属部材３０に熱可塑性樹脂を塗布した。熱可塑性樹脂は、本実施形態ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド、ポリプラスチックス社製）を用いた。具体的には、表面処理工程を行った金属部材３０を射出成形型（図示省略）にセットし、金型温度１５０℃、樹脂温度３２０℃、射出速度１００ｍｍ／ｓ、保圧５０ＭＰａ、保圧時間３秒に設定して、ＰＰＳを射出した。これにより、熱可塑性樹脂が塗布された金属部材３０を得た。
図５の（ｂ）を参照するように、除去工程では、ブロック部３２の４つの側面３２ｂに塗布された熱可塑性樹脂を除去した。
図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、切削工程では、マルチカッターＭを用いてブロック部３２にフィンを形成した。これにより、フィン２２の先端面２２ａに熱可塑性樹脂層２３が形成された蓋３を得た。
図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、接合工程では、摩擦圧接により容器２と蓋３とを接合した。摩擦圧接の条件は、図２５に示すとおりである。以上の工程によって試験体１を得た。
試験体２については、摩擦圧接における振幅と、摩擦時間を除いては、試験体１と同等の工程で製造した。
試験体３は、フィン２２が容器２の底部１１に溶着されていない構造である。したがって、試験体３の製造方法では、除去工程において、図５（ｂ）に示すブロック部３２の４つの側面３２ｂに塗布された熱可塑性樹脂のみならず、上面３２ａに塗布された熱可塑性樹脂をも除去した。ベース板２１（３１）の周縁部に対してのみ表面処理工程及び樹脂層形成工程を行った後、接合工程を行った。
＜耐圧試験＞
耐圧試験は、試験体１〜３の蓋３の一部に貫通孔を設け、当該貫通孔から試験体１〜３の内部にエアーを供給し、試験体１〜３の接合部分が破壊されるまでの印加圧力を計測した。本実施例では、３０秒ごとに圧力を０．１ＭＰａ上昇させた。
図２５に示すように、試験体１，２と試験体３とを対比すると、第一突合せ部Ｊ１に加えて第二突合せ部（フィン２２の先端面２２ａと容器２の底部１１との突合せ部）を溶着した方が、大きな圧力に耐えられることがわかった。また、フィン２２を底部１１に溶着しなくても０．１ＭＰａの圧力に耐えられることがわかった。
１ 液冷ジャケット（複合型中空容器）
２ 容器（樹脂部材）
３ 蓋（樹脂付き金属部材）
１１ 底部
１２ 側壁部
１２ａ 先端面
２１ ベース板
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面
２２ フィン
２２ａ 先端面
２４ 熱可塑性樹脂層
３０ 金属部材
３１ｃ 凹部
１０４ 流路孔
１１３ ヘッダー流路孔
Ｍ マルチカッター
Ｍａ 回転軸
Ｈｂ 円盤カッター
Ｊ１ 第一突合せ部
Ｊ２ 第二突合せ部
Ｊ３ 第三突合せ部

Claims (15)

  1. 金属部材の表面に複数の微細な凹部を形成する表面処理工程と、
    少なくとも前記表面処理工程を行った部位に熱可塑性樹脂を塗布して熱可塑性樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
    前記樹脂層形成工程で形成された樹脂付き金属部材と樹脂部材とを突き合わせつつ、前記熱可塑性樹脂層と前記樹脂部材との突合せ部に熱を発生させて溶着する接合工程と、を含み、
    前記金属部材は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製であり、ベース板と前記ベース板の表面に並設された複数のフィンとを有し、
    前記樹脂部材は、底部と前記底部に立設する枠状の側壁部とを有し、
    前記表面処理工程では、少なくとも前記ベース板の周縁部に対して表面処理を行い、
    前記接合工程では、前記樹脂付き金属部材と前記樹脂部材とを互いに近接する方向に押圧しながら相対的かつ直線的に往復運動させる摩擦圧接によって、前記周縁部に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着することを特徴とする複合型中空容器の製造方法。
  2. 前記表面処理工程では、エッチング処理、アルマイト処理又はスプレードライ法で前記金属部材の表面に複数の微細な凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載の複合型中空容器の製造方法。
  3. 前記表面処理工程では、前記フィンの先端面に対しても表面処理を行い、
    前記接合工程では、前記周縁部に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着するとともに、前記フィンの先端面に形成された熱可塑性樹脂層と前記底部との突合せ部を溶着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合型中空容器の製造方法。
  4. 前記接合工程では、前記周縁部の全周に亘って溶着することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の複合型中空容器の製造方法。
  5. 前記エッチング処理は、塩酸溶液中に塩化アルミニウム六水和物を添加して調製したエッチング液に浸漬させて行うことを特徴とする請求項２に記載の複合型中空容器の製造方法。
  6. 前記金属部材は、前記ベース板と前記ベース板の表面に形成されたブロック部とを有し、
    複数の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部を切削して前記フィンを形成する切削工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の複合型中空容器の製造方法。
  7. 前記表面処理工程の前に、前記切削工程を行い、
    前記表面処理工程では、前記フィンの先端面に対しても表面処理を行い、
    前記接合工程では、前記周縁部に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着するとともに、前記フィンの先端面に形成された熱可塑性樹脂層と前記底部との突合せ部を溶着することを特徴とする請求項６に記載の複合型中空容器の製造方法。
  8. 前記表面処理工程では、前記ベース板の表面及び前記ブロック部の表面に複数の微細な凹部を形成し、
    前記樹脂層形成工程の後に前記切削工程を行い、
    前記切削工程では、熱可塑性樹脂層とともに前記ブロック部を切削して、熱可塑性樹脂層付きのフィンを形成し、
    前記接合工程では、前記ベース板に形成された前記熱可塑性樹脂層と前記側壁部との突合せ部を溶着するとともに、前記フィンの先端面に形成された熱可塑性樹脂層と前記底部との突合せ部を溶着することを特徴とする請求項６に記載の複合型中空容器の製造方法。
  9. 前記樹脂部材の前記底部には、支持部が立設されており、
    前記表面処理工程では、前記ベース板の表面の周縁部及び前記ベース板の表面のうち前記支持部と対応する位置に対しても表面処理を行い、
    前記接合工程では、前記ベース板の周縁部と前記側壁部との突合せ部及び前記ベース板と前記支持部との突合せ部に熱を発生させ、それぞれの突合せ部において前記熱可塑性樹脂層と前記樹脂部材とを溶着することを特徴とする請求項１に記載の複合型中空容器の製造方法。
  10. 前記支持部は、前記側壁部から連続して形成されていることを特徴とする請求項９に記載の複合型中空容器の製造方法。
  11. 前記金属部材の前記ベース板には、支持部が立設されており、
    前記表面処理工程では、前記ベース板の表面の周縁部及び前記支持部の先端面にも表面処理を行い、
    前記接合工程では、前記ベース板の周縁部と前記側壁部との突合せ部及び前記底部と前記支持部との突合せ部に熱を発生させ、それぞれの突合せ部において前記熱可塑性樹脂層と前記樹脂部材とを溶着することを特徴とする請求項１に記載の複合型中空容器の製造方法。
  12. 前記アルマイト処理は、希硫酸又はシュウ酸を用いてアルミニウム合金を陽極として電気分解することにより、電気化学的に酸化させて行うことを特徴とする請求項２に記載の複合型中空容器の製造方法。
  13. 底部と前記底部に立設された枠状の側壁部とを備えた樹脂製の容器と、
    ベース板と前記ベース板に並設された複数のフィンとを備えた金属製の蓋と、を有し、
    前記蓋と前記側壁部とが、前記ベース板の周縁部に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されているとともに、前記フィンの先端面と前記底部とが、前記フィンの先端面に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されており、
    前記フィンの先端面に形成された複数の微細な凹部に前記熱可塑性樹脂が入り込んでいることを特徴とする複合型中空容器。
  14. 底部と前記底部に立設された枠状の側壁部とを備えた樹脂製の容器と、
    ベース板と前記ベース板に並設された複数のフィンとを備えた金属製の蓋と、
    前記底部に形成された支持部と、を有し、
    前記蓋と前記側壁部とが、前記ベース板の周縁部に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されているとともに、前記支持部と前記蓋とが、前記ベース板の表面のうち前記支持部と対応する位置に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されており、
    前記ベース板の表面のうち前記支持部と対応する位置に形成された複数の微細な凹部に前記熱可塑性樹脂が入り込んでいることを特徴とする複合型中空容器。
  15. 底部と前記底部に立設された枠状の側壁部とを備えた樹脂製の容器と、
    ベース板と前記ベース板に並設された複数のフィンとを備えた金属製の蓋と、
    前記蓋に形成された支持部と、を有し、
    前記蓋と前記側壁部とが、前記ベース板の周縁部に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されているとともに、前記支持部と前記底部とが、前記支持部の先端面に予め形成された熱可塑性樹脂を介して溶着されており、
    前記支持部の先端面に形成された複数の微細な凹部に前記熱可塑性樹脂が入り込んでいることを特徴とする複合型中空容器。
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