JP6036714B2 - 液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents
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Description
また、かかる製造方法によれば、突合せ部に加えて重合部に対しても摩擦攪拌接合を行うため、接合強度が向上するとともに耐変形性の高い液冷ジャケットを製造することができる。
また、摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域に熱収縮が発生し、液冷ジャケットの封止体側が凹状となるように変形するおそれがあるが、かかる製造方法によれば、ジャケット本体及び封止体を予め凸状にしておき、熱収縮を利用することで液冷ジャケットを平坦にすることができる。
また、かかる製造方法によれば、液冷ジャケット及び封止体を凸状にして摩擦攪拌接合を行った場合でも、液冷ジャケットに形成される塑性化領域の長さ及び幅を一定にすることができる。
本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケット及び液冷ジャケットの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。まずは、本実施形態で用いる本接合用回転ツール及び仮接合用回転ツールについて説明する。
次に、第一変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図9に示すように、第一変形例では、突合せ部接合工程において、本接合用回転ツールFを封止体3の周りに二周させる点で第一実施形態と相違する。第一変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
次に、第二変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図11に示すように、第二変形例では、突合せ部接合工程において、タブ材TBを用いる点で第一実施形態と相違する。第二変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
次に、第三変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図12に示すように、第三変形例では、冷却板を用いて仮接合工程及び本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第三変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
次に、第四変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図13に示すように、第四変形例では、ジャケット本体2の表面側及び封止体3の表面3aが凸状となるように湾曲させた状態で本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第四変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
次に、第五変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図14に示すように、第五変形例では、冷却板を用いつつ、ジャケット本体2及び封止体3を凸状となるように湾曲させた状態で本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第五変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
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。図15に示すように、第二実施形態では、封止体3Aにフィン31が設けられている点で第一実施形態と相違する。第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
2 ジャケット本体
3 封止体
3a 表面
3b 裏面
3c 封止体側面
10 底部
11 側壁部
11A 壁部
11B 壁部
11C 壁部
11D 壁部
11a 端面
12 支持部
12a 端面
13 凹部
14 段差部
14a 段差底面
14b 段差側面
31 フィン
F 本接合用回転ツール(回転ツール)
F2 攪拌ピン
G 仮接合用回転ツール
J1 突合せ部
K テーブル(冷却板)
H1 重合部
W 塑性化領域
WP 冷却管
Claims (12)
- 底部と当該底部に立設される枠状の側壁部と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で形成される中空部に熱輸送流体が流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開口部の周縁に、前記側壁部の端面よりも一段下がった段差底面及び当該段差底面から立ち上がる段差側面を形成しておき、
前記ジャケット本体は、前記底部から立ち上がり、前記封止体の裏面に当接する支持部を有し、前記支持部の端面と前記段差底面とは面一になっており、
前記段差底面に前記封止体を載置して前記段差側面と前記封止体の封止体側面とを突き合わせるとともに、前記封止体の裏面と前記支持部の端面とを重ね合わせる準備工程と、
前記準備工程で形成された突合せ部に沿って回転ツールを移動させつつ前記封止体周りに一周させて摩擦攪拌接合を行う突合せ部接合工程と、
前記封止体の裏面と前記支持部の端面とが重ね合わされた重合部に対して摩擦攪拌接合を行う重合部接合工程と、を含み、
前記回転ツールの攪拌ピンの外周面には螺旋溝が刻設されており、
前記回転ツールを右回転させる場合は、前記螺旋溝を上から下に向かうにつれて左回りに形成し、
前記回転ツールを左回転させる場合は、前記螺旋溝を上から下に向かうにつれて右回りに形成し、
前記突合せ部接合工程及び前記重合部接合工程では、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、摩擦攪拌装置に連結された前記回転ツールを用いるとともに、前記ジャケット本体の表面側及び前記封止体の表面側を凸状とした状態で、前記ジャケット本体及び前記封止体の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、前記摩擦攪拌装置及び前記回転ツールのうち前記攪拌ピンのみを前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させて摩擦熱を発生させた状態で前記攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 前記支持部は、前記側壁部から連続して形成されており、
前記突合せ部接合工程及び前記重合部接合工程では、前記突合せ部及び前記重合部に対する摩擦攪拌接合を連続して行う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。 - 前記支持部は、前記側壁部を構成する一の壁部から連続するとともに、前記一の壁部と対向する他の壁部とは離間して形成されており、
前記突合せ部接合工程及び前記重合部接合工程では、前記封止体の表面のうち前記支持部に対応する位置に前記回転ツールを挿入し、前記重合部及び前記突合せ部に対して摩擦攪拌接合を連続して行うとともに、前記突合せ部の外側における前記側壁部の端面で前記回転ツールを引き抜く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。 - 前記側壁部の端面に残存する前記回転ツールの引抜跡に溶接金属を埋めて補修する補修工程を行うことを特徴とする請求項3に記載の液冷ジャケットの製造方法。
- 前記突合せ部接合工程及び前記重合部接合工程では、前記ジャケット本体の底部の裏面に面接触する冷却板を設け、前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
- 前記冷却板の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て形成されている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。
- 前記冷却板の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5又は請求項6に記載の液冷ジャケットの製造方法。
- 前記突合せ部接合工程及び前記重合部接合工程では、前記ジャケット本体の内部に冷却媒体を流して前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌接合を行う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。
- 前記突合せ部接合工程では、
前記回転ツールを前記封止体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封止体に対して左回りに移動させるときは、前記回転ツールを左回転させることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記突合せ部接合工程では、前記回転ツールを前記突合せ部に沿って一周させた後、一周目で形成された塑性化領域の外側に前記回転ツールを偏移させ、前記回転ツールを前記突合せ部に対してさらに一周させて前記塑性化領域のうちの外側を再攪拌する際に、
前記回転ツールを前記封止体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封止体に対して左回りに移動させるときは、前記回転ツールを左回転させることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記突合せ部接合工程及び前記重合部接合工程の前に、前記突合せ部に対して仮接合を行う仮接合工程を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項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の底部及び前記封止体の裏面の少なくともいずれか一方に複数のフィンが形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか一項に液冷ジャケットの製造方法。
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