JP6036715B2 - Manufacturing method of liquid cooling jacket - Google Patents

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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 cooling jacket.

金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合(FSW=Friction Stir Welding)が知られている。摩擦攪拌接合とは、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合せ部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合せ部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。   Friction stir welding (FSW = Friction Stir Welding) is known as a method for joining metal members. Friction stir welding is a method in which the metal members are fixed together by rotating the rotary tool along the abutting portion between the metal members and plastically flowing the metal at the abutting portion by frictional heat between the rotating tool and the metal member. Phase joining is performed.

近年、パーソナルコンピュータに代表される電子機器は、その性能が向上するにつれて、搭載されるCPU(熱発生体)の発熱量が増大しており、CPUの冷却が重要になっている。従来、CPUを冷却するために、空冷ファン方式のヒートシンクが使用されてきたが、ファン騒音や、空冷方式での冷却限界といった問題がクローズアップされるようになり、次世代冷却方式として、液冷ジャケットが注目されている。   In recent years, as the performance of electronic devices typified by personal computers has improved, the amount of heat generated by a mounted CPU (heat generating body) has increased, and cooling of the CPU has become important. Conventionally, air-cooled fan type heat sinks have been used to cool CPUs, but problems such as fan noise and cooling limit in air-cooled systems have come to be highlighted. The jacket is drawing attention.

このような液冷ジャケットの製造方法として、金属製の構成部材同士を摩擦攪拌接合によって接合する技術が特許文献1で開示されている。図15は、従来の液冷ジャケットの製造方法を示す図であって、(a)は分解斜視図であり、(b)は接合状態を示す要部断面図である。図15の(a)に示すように、従来の液冷ジャケットは、上方が開放された箱状のジャケット本体100と、ジャケット本体100の開口部を封止する板状の封止体110とで構成されている。   As a method for manufacturing such a liquid cooling jacket, Patent Document 1 discloses a technique for joining metal components by friction stir welding. 15A and 15B are diagrams showing a conventional method for manufacturing a liquid cooling jacket, wherein FIG. 15A is an exploded perspective view, and FIG. 15B is a cross-sectional view of a main part showing a joined state. As shown in FIG. 15A, the conventional liquid cooling jacket includes a box-shaped jacket body 100 that is open at the top and a plate-shaped sealing body 110 that seals the opening of the jacket body 100. It is configured.

ジャケット本体100は、底部101と、底部101に立設された平面視矩形枠状の側壁部102とで構成されている。ジャケット本体100の内部には凹部103が形成されている。液冷ジャケットの製造方法は、図15の(a)及び(b)に示すように、ジャケット本体100の端面102aに封止体110の裏面110bを載置した後、端面102aと裏面110bとが重ね合わされて形成された重合部H1に沿って回転させた回転ツール120を移動させて摩擦攪拌接合を行う。   The jacket main body 100 includes a bottom portion 101 and a side wall portion 102 having a rectangular frame shape in a plan view and standing on the bottom portion 101. A recess 103 is formed inside the jacket body 100. As shown in FIGS. 15A and 15B, the liquid cooling jacket is manufactured by placing the back surface 110b of the sealing body 110 on the end surface 102a of the jacket body 100, and then the end surface 102a and the back surface 110b. Friction stir welding is performed by moving the rotating tool 120 rotated along the overlapped portion H1 formed by overlapping.

回転ツール120は、円柱状のショルダ部121と、ショルダ部121の下端面から突出した攪拌ピン122とで構成されている。ショルダ部121の下端面を封止体110に数ミリ程度押し込みつつ、回転ツール120を重合部H1に沿って凹部103周りに一周させることで、内部に中空部を有する液冷ジャケットを形成することができる。回転ツール120の移動軌跡には塑性化領域Wが形成される。   The rotary tool 120 includes a columnar shoulder portion 121 and a stirring pin 122 protruding from the lower end surface of the shoulder portion 121. Forming a liquid cooling jacket having a hollow portion inside by rotating the rotary tool 120 around the concave portion 103 along the overlapping portion H1 while pushing the lower end surface of the shoulder portion 121 into the sealing body 110 by several millimeters. Can do. A plasticized region W is formed in the movement locus of the rotary tool 120.

特開2010−137268号公報JP 2010-137268 A

しかし、摩擦攪拌接合時に、ショルダ部121によってジャケット本体100及び封止体110に大きな押圧力が作用するため、図15の(b)に示すように、塑性流動化した金属材料が側壁部102と封止体110とで構成される内隅部からジャケット本体100の内部に流出してしまうという問題がある。当該内隅部から金属材料が流出しないようにするには、側壁部102の幅を大きく設定せざるを得ず、設計の自由度が制限されるという問題があった。   However, since a large pressing force acts on the jacket main body 100 and the sealing body 110 by the shoulder portion 121 during the friction stir welding, as shown in FIG. 15B, the plastic fluidized metal material is separated from the side wall portion 102. There is a problem that the inner corner portion formed of the sealing body 110 flows out into the jacket main body 100. In order to prevent the metal material from flowing out from the inner corner portion, the width of the side wall portion 102 must be set large, and there is a problem that the degree of freedom in design is limited.

そこで、本発明は、設計の自由度が高い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。   Then, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the liquid cooling jacket with a high design freedom.

前記課題を解決するために、本発明は、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凹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側壁部の端面とは面一になっており、前記側壁部の端面に前記封止体を載置して前記側壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせるとともに前記支持部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせる準備工程と、前記側壁部の端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた第一重合部に沿って回転ツールを移動させつつ前記凹部周りに一周させて摩擦攪拌接合を行う第一重合部接合工程と、前記支持部の端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた第二重合部に対して摩擦攪拌接合を行う第二重合部接合工程と、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、前記第一重合部接合工程及び前記第二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。 In order to solve the above problems, the present invention is composed of a jacket body having a bottom portion and a frame-like side wall portion standing on the bottom portion, and a sealing body that seals a concave portion of the jacket body, In the method of manufacturing a liquid cooling jacket in which a heat transport fluid flows in a hollow portion formed by the jacket body and the sealing body, the jacket body rises from the bottom portion and a support portion that contacts the back surface of the sealing body The end surface of the support portion and the end surface of the side wall portion are flush with each other, the sealing body is placed on the end surface of the side wall portion, and the end surface of the side wall portion and the sealing body A preparatory step of overlapping the back surface and the end surface of the support portion and the back surface of the sealing body , along the first overlapping portion where the end surface of the side wall portion and the back surface of the sealing body are overlapped Around the recess while moving the rotating tool A first polymerization portion bonding step of performing friction stir welding by round, the second overlapping portions bonded to perform friction stir welding with respect to the second overlapping portions, wherein the end face of the support portion and the back surface of the sealing body are superposed A spiral groove is engraved on the outer peripheral surface of the stirring pin of the rotary tool, and when the rotary tool is rotated clockwise, the spiral groove is formed counterclockwise as it goes from top to bottom. When rotating the rotating tool counterclockwise, the spiral groove is formed clockwise as it goes from top to bottom . In the first overlapping portion bonding step and the second overlapping portion bonding step , While using the rotary tool connected to a friction stirrer , provided with a stirring pin having a length dimension larger than the thickness dimension, the surface side of the jacket body and the surface side of the sealing body are in a convex shape The jacket body and the front Sealing body of advance by measuring at least one of the deformation amount was only the stirring pin to generate frictional heat in contact with the jacket body and the sealing body of the friction stir apparatus and the rotating tool In this state, friction stirring is performed while adjusting the insertion depth of the stirring pin in accordance with the amount of deformation .

かかる製造方法によれば、従来のように封止体にショルダ部を入り込ませないため、従来よりも塑性化領域の幅を小さくすることができるとともに、ジャケット本体及び封止体に作用する押圧力を低減することができる。これにより、側壁部の幅を小さくしても、側壁部と封止体とで構成される内隅部からの金属材料の流出を防ぐことができるため、設計の自由度を向上させることができる。   According to such a manufacturing method, since the shoulder portion does not enter the sealing body as in the prior art, the width of the plasticized region can be made smaller than in the past, and the pressing force acting on the jacket body and the sealing body can be reduced. Can be reduced. Thereby, even if the width of the side wall portion is reduced, the outflow of the metal material from the inner corner portion constituted by the side wall portion and the sealing body can be prevented, so that the degree of freedom in design can be improved. .

また、かかる製造方法によれば、攪拌ピンのみをジャケット本体及び封止体に挿入するため、回転ツールのショルダ部を押し込む場合に比べて摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、深い位置にある重合部を接合することができる。
また、かかる製造方法によれば、第一重合部に加えて第二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。
Moreover, according to this manufacturing method, since only a stirring pin is inserted in a jacket main body and a sealing body, the load concerning a friction stirring apparatus can be reduced compared with the case where the shoulder part of a rotary tool is pushed. Moreover, since the load concerning a friction stirrer can be reduced, the superposition | polymerization part in a deep position can be joined in the state which does not apply a big load to a friction stirrer.
In addition, according to the manufacturing method, since the friction stir welding is performed on the second polymerization portion in addition to the first polymerization portion, it is possible to manufacture a liquid cooling jacket having improved bonding strength and high deformation resistance. it can.
In addition, heat shrinkage may occur in the plasticized region due to heat input of friction stir welding, and the liquid cooling jacket may be deformed so as to have a concave shape on the sealing body side. The liquid cooling jacket can be flattened by making the stationary body convex in advance and utilizing heat shrinkage.
Further, according to such a manufacturing method, even when the liquid cooling jacket and the sealing body are convex and friction stir welding is performed, the length and width of the plasticized region formed in the liquid cooling jacket are made constant. Can do.

また、前記支持部は、前記側壁部から連続して形成されており、前記第一重合部接合工程及び前記第二重合部接合工程では、前記第一重合部及び前記第二重合部に対する摩擦攪拌接合を連続して行うことが好ましい。 Further, the support part is formed continuously from the side wall part, and in the first polymerization part joining step and the second polymerization part joining step , friction stirring for the first polymerization part and the second polymerization part is performed. It is preferable to perform joining continuously.

かかる製造方法によれば、第一重合部及び第二重合部を連続して摩擦攪拌接合を行うことができるため、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とともに、製造サイクルを向上させることができる。   According to this manufacturing method, the first polymerization part and the second polymerization part can be continuously friction stir welded, so that a liquid cooling jacket having high deformation resistance can be manufactured and the manufacturing cycle is improved. Can be made.

また、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、前記第一重合部接合工程及び前記第二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、前記第一重合部及び前記第二重合部に対して摩擦攪拌接合を連続して行うとともに、前記第一重合部に形成された塑性化領域の外側で前記封止体から前記回転ツールを引き抜くことが好ましい。 Further, the support portion is continuous from one wall portion constituting the side wall portion, and is formed apart from the other wall portion facing the one wall portion, and is connected to the first overlapping portion. In the step and the second polymerization part joining step , the rotary tool is inserted into a position corresponding to the support part on the surface of the sealing body, and friction stirring is performed on the first polymerization part and the second polymerization part. It is preferable that the joining is continuously performed and the rotary tool is pulled out from the sealing body outside the plasticized region formed in the first overlapping portion.

かかる製造方法によれば、第一重合部及び第二重合部を連続して摩擦攪拌接合を行うことができるため、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とともに、製造サイクルを向上させることができる。また、回転ツールを塑性化領域の内側に移動させると、側壁部と封止体とで構成される内隅部からの金属材料が流出するおそれがあるが、塑性化領域の外側に回転ツールを移動させて回転ツールを引き抜くことでかかる問題を解消することができる。   According to this manufacturing method, the first polymerization part and the second polymerization part can be continuously friction stir welded, so that a liquid cooling jacket having high deformation resistance can be manufactured and the manufacturing cycle is improved. Can be made. In addition, if the rotary tool is moved inside the plasticizing region, the metal material from the inner corner portion composed of the side wall portion and the sealing body may flow out, but the rotating tool is placed outside the plasticizing region. This problem can be solved by moving the tool and pulling out the rotating tool.

また、前記封止体の表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が好ましい。   In addition, it is preferable to perform a repairing process in which a weld metal is buried in the drawing trace of the rotary tool remaining on the surface of the sealing body for repair.

かかる製造方法によれば、引抜跡が無くなり液冷ジャケットの表面を平坦に仕上げることができる。   According to this manufacturing method, there is no trace of drawing and the surface of the liquid cooling jacket can be finished flat.

また、前記第一重合部接合工程及び前記第二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が好ましい。 Further, in the first overlapping portion bonding step and the second overlapping portion bonding step , a cooling plate that is in surface contact with the back surface of the bottom portion of the jacket body is provided, and friction stir welding is performed while cooling the jacket body and the sealing body. It is preferable to carry out.

かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。これにより、本接合工程に先だって、ジャケット本体及び封止体を凸状とする際に、ジャケット本体及び封止体の曲率を小さくすることができる。   According to such a manufacturing method, since the frictional heat can be kept low, the deformation of the liquid cooling jacket due to heat shrinkage can be reduced. Thereby, when making a jacket main body and a sealing body convex before this joining process, the curvature of a jacket main body and a sealing body can be made small.

また、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が好ましい。   Moreover, it is preferable that the cooling flow path through which the cooling medium of the cooling plate flows is formed to have at least a planar shape along the movement locus of the rotating tool.

かかる製造方法によれば、摩擦攪拌される部分を集中的に冷却できるため、冷却効率を高めることができる。   According to this manufacturing method, the friction stir part can be intensively cooled, so that the cooling efficiency can be increased.

また、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が好ましい。   Moreover, it is preferable that the cooling flow path through which the cooling medium of the cooling plate flows is constituted by a cooling pipe embedded in the cooling plate.

かかる製造方法によれば、冷却媒体の管理を容易に行うことができる。   According to this manufacturing method, the cooling medium can be easily managed.

また、前記第一重合部接合工程及び前記第二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が好ましい。 Further, in the first overlapping portion bonding step and the second overlapping portion bonding step , it is preferable to perform friction stir welding while cooling the jacket body and the sealing body by flowing a cooling medium inside the jacket body. .

かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。また、冷却板等を用いずに、ジャケット本体自体を利用して冷却することができる。   According to such a manufacturing method, since the frictional heat can be kept low, the deformation of the liquid cooling jacket due to heat shrinkage can be reduced. Further, the jacket body itself can be used for cooling without using a cooling plate or the like.

また、前記第一重合部接合工程では、前記回転ツールを前記凹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凹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ることが好ましい。 In the first overlapping portion joining step , when the rotating tool is moved clockwise with respect to the recess, the rotating tool is rotated clockwise and the rotating tool is moved counterclockwise with respect to the recess. In some cases, it is preferable to rotate the rotating tool counterclockwise.

摩擦攪拌接合においては、回転ツールを右回転させると進行方向左側、左回転させると進行方向右側に接合欠陥が発生する可能性があり、液冷ジャケットの中空部から近い位置に当該接合欠陥が形成されると水密性及び気密性が低下するおそれがある。しかし、かかる製造方法によれば、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が液冷ジャケットの中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。   In friction stir welding, there is a possibility that a joint defect may occur on the left side in the traveling direction when the rotary tool is rotated to the right and on the right side in the traveling direction when the rotary tool is rotated to the left. If it is done, water tightness and air tightness may be lowered. However, according to this manufacturing method, since the joint defect accompanying friction stir welding is formed in the position far from the hollow part of a liquid cooling jacket, the fall of watertightness and airtightness can be suppressed.

また、前記第一重合部接合工程では、前記回転ツールを前記第一重合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第一重合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凹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凹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ることが好ましい。 Further, in the first overlapping portion joining step , the rotating tool is caused to make a round along the first overlapping portion, and then the rotating tool is shifted to the outside of the plasticized region formed in the first turn, and the rotation is performed. When the tool is further rotated around the first overlapping portion and the outside of the plasticized region is re-stirred, the rotary tool is moved in the clockwise direction with respect to the recess. When rotating clockwise and moving the rotating tool counterclockwise with respect to the recess, it is preferable to rotate the rotating tool counterclockwise.

かかる製造方法によれば、一周目の接合欠陥は二周目の摩擦攪拌接合の際に再度攪拌されるため、当該接合欠陥を補修することができる。   According to this manufacturing method, since the joint defect in the first round is stirred again during the friction stir welding in the second round, the joint fault can be repaired.

また、前記第一重合部接合工程及び前記第二重合部接合工程の前に、前記第一重合部に対して仮接合を行う仮接合工程を行うことが好ましい。 Moreover, it is preferable to perform the temporary joining process which performs temporary joining with respect to said 1st superposition | polymerization part before said 1st superposition | polymerization part joining process and said 2nd superposition | polymerization part joining process .

かかる製造方法によれば、前記第一重合部接合工程及び前記第二重合部接合工程を行う際のジャケット本体と封止体との目開きを防ぐことができる。 According to this manufacturing method, it is possible to prevent the opening between the jacket main body and the sealing body when performing the first polymerization portion bonding step and the second polymerization portion bonding step .

また、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が好ましい。   Moreover, it is preferable that a plurality of fins are formed on at least one of the bottom of the jacket body and the back surface of the sealing body.

かかる製造方法によれば、冷却効率の高い液冷ジャケットを製造することができる。   According to this manufacturing method, a liquid cooling jacket with high cooling efficiency can be manufactured.

本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、設計の自由度を向上させることができる。   According to the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on this invention, the freedom degree of design can be improved.

(a)は本実施形態の本接合用回転ツールを示した側面図であり、(b)は本接合用回転ツールの接合形態を示した模式断面図である。(A) is the side view which showed the rotation tool for this joining of this embodiment, (b) is the schematic cross section which showed the joining form of the rotation tool for this joining. 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。It is a disassembled perspective view which shows the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment of this invention. 第一実施形態に係る液冷ジャケットを示す図であって、(a)は斜視図であり、(b)は(a)のI−I断面図である。It is a figure which shows the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment, Comprising: (a) is a perspective view, (b) is II sectional drawing of (a). 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。It is sectional drawing which shows the mounting process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the temporary joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 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図であって、(a)は平面図であり、(b)は(a)のII−II断面図である。It is a figure which shows the main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment, Comprising: (a) is a top view, (b) is II-II sectional drawing of (a). 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図であって、(a)は平面図であり、(b)は(a)のIII−III断面図である。It is a figure which shows the main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment, Comprising: (a) is a top view, (b) is III-III sectional drawing of (a). 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st modification of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd modification of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第三変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 3rd modification of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第四変形例を示す図であって、(a)はテーブルを示す斜視図であり、(b)はジャケット本体及び封止体をテーブルに固定した状態を示す斜視図である。It is a figure which shows the 4th modification of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment, Comprising: (a) is a perspective view which shows a table, (b) fixes a jacket main body and a sealing body to a table. It is a perspective view which shows the state which carried out. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第五変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 5th modification of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 本発明の第二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。It is a disassembled perspective view which shows the liquid cooling jacket which concerns on 2nd embodiment of this invention. 従来の液冷ジャケットの製造方法を示す図であって、(a)は分解斜視図であり、(b)は接合状態を示す要部断面図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the conventional liquid cooling jacket, Comprising: (a) is a disassembled perspective view, (b) is principal part sectional drawing which shows a joining state.

〔第一実施形態〕
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について説明する。
[First embodiment]
A liquid cooling jacket and a manufacturing method of the liquid cooling jacket according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the main welding rotary tool used in the present embodiment will be described.

図1の(a)に示すように、本接合用回転ツールFは、連結部F1と、攪拌ピンF2とで構成されている。本接合用回転ツールFは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。本接合用回転ツールFは、例えば工具鋼で形成されている。連結部F1は、図1の(b)に示す摩擦攪拌装置の回転軸Dに連結される部位である。連結部F1は円柱状を呈し、ボルトが締結されるネジ孔B,Bが形成されている。   As shown to (a) of FIG. 1, this rotation tool F for joining is comprised by the connection part F1 and the stirring pin F2. The main joining rotary tool F corresponds to a “rotary tool” in the claims. The main rotating tool F for joining is formed of, for example, tool steel. The connection part F1 is a part connected to the rotating shaft D of the friction stirrer shown in FIG. The connecting portion F1 has a cylindrical shape, and is formed with screw holes B and B to which bolts are fastened.

攪拌ピンF2は、連結部F1から垂下しており、連結部F1と同軸になっている。攪拌ピンF2は連結部F1から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンF2の長さは、後記する封止体3の板厚よりも大きくなっている。攪拌ピンF2の外周面には螺旋溝F3が刻設されている。本実施形態では、本接合用回転ツールFを右回転させるため、螺旋溝F3は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。   The stirring pin F2 hangs down from the connecting portion F1 and is coaxial with the connecting portion F1. The stirring pin F2 is tapered as it is separated from the connecting portion F1. The length of the stirring pin F2 is larger than the plate thickness of the sealing body 3 to be described later. A spiral groove F3 is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin F2. In the present embodiment, the spiral groove F3 is formed in a counterclockwise direction from the proximal end toward the distal end in order to rotate the main joining rotary tool F to the right.

なお、本接合用回転ツールFを左回転させる場合は、螺旋溝F3を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成することが好ましい。螺旋溝F3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が螺旋溝F3によって攪拌ピンF2の先端側に導かれる。これにより、封止体3の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。   In addition, when rotating this welding rotation tool F counterclockwise, it is preferable to form the spiral groove F3 in the clockwise direction from the proximal end toward the distal end. By setting the spiral groove F3 in this way, the plastic fluidized metal at the time of frictional stirring is guided to the tip side of the stirring pin F2 by the spiral groove F3. Thereby, the quantity of the metal which overflows to the exterior of the sealing body 3 can be decreased.

図1の(b)に示すように、本接合用回転ツールFを用いて摩擦攪拌接合をする際には、封止体3に回転した攪拌ピンF2のみを挿入し、封止体3と連結部F1とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンF2の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。本接合用回転ツール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Wが形成される。   As shown in FIG. 1B, when performing friction stir welding using the rotating tool F for main joining, only the rotated stirring pin F <b> 2 is inserted into the sealing body 3 and connected to the sealing body 3. It is moved away from the part F1. In other words, the friction stir welding is performed with the base end portion of the stirring pin F2 exposed. A plasticized region W is formed in the movement locus of the main rotating tool F for bonding by hardening the friction-stirred metal.

次に、本実施形態の液冷ジャケットについて説明する。図2に示すように、本実施形態に係る液冷ジャケット1は、ジャケット本体2と、封止体3とで構成されている。ジャケット本体2は、上方に開口した箱状体である。   Next, the liquid cooling jacket of this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the liquid cooling jacket 1 according to this embodiment includes a jacket main body 2 and a sealing body 3. The jacket body 2 is a box-like body that opens upward.

ジャケット本体2は、底部10と、側壁部11と、支持部12とを含んで構成されている。ジャケット本体2は、摩擦攪拌可能な金属で形成されている。底部10は、平面視矩形の板状を呈する。側壁部11は、底部10に立設されており、平面視矩形枠状を呈する。側壁部11は、同じ板厚からなる壁部11A,11B,11C,11Dで構成されている。壁部11A,11Bは短辺部となっており、互いに対向している。また、壁部11C,11Dは長辺部となっており、互いに対向している。底部10及び側壁部11の内部には凹部13が形成されている。   The jacket main body 2 includes a bottom portion 10, a side wall portion 11, and a support portion 12. The jacket body 2 is formed of a metal capable of friction stirring. The bottom 10 has a plate shape that is rectangular in plan view. The side wall 11 is erected on the bottom 10 and has a rectangular frame shape in plan view. The side wall part 11 is comprised by wall part 11A, 11B, 11C, 11D which consists of the same board thickness. The walls 11A and 11B are short sides and are opposed to each other. The wall portions 11C and 11D are long side portions and face each other. A recess 13 is formed in the bottom 10 and the side wall 11.

支持部12は、底部10に立設されており、直方体を呈する。支持部12は、壁部11Aから連続するとともに、壁部11Bに向けて延設されている。壁部11Bと支持部12の先端部は所定の間隔をあけて離間している。支持部12の端面12aと側壁部11の端面11aとは面一になっている。   The support portion 12 is erected on the bottom portion 10 and has a rectangular parallelepiped shape. The support portion 12 is continuous from the wall portion 11A and extends toward the wall portion 11B. The wall part 11B and the front-end | tip part of the support part 12 are spaced apart by predetermined spacing. The end surface 12a of the support portion 12 and the end surface 11a of the side wall portion 11 are flush with each other.

封止体3は、平面視矩形を呈する板状部材である。封止体3の材料は特に制限されないが、本実施形態では、ジャケット本体2と同じ材料で形成されている。封止体3の封止体側面3cと側壁部11の側面とは面一になっている。   The sealing body 3 is a plate-like member having a rectangular shape in plan view. The material of the sealing body 3 is not particularly limited, but is formed of the same material as that of the jacket body 2 in the present embodiment. The sealing body side surface 3c of the sealing body 3 and the side surface of the side wall part 11 are flush with each other.

図3の(a)及び(b)に示すように、液冷ジャケット1は、ジャケット本体2と封止体3とを摩擦攪拌によって接合されて一体化されている。液冷ジャケット1は、封止体3の裏面3bと側壁部11の端面11aとが重ね合わされた第一重合部H1及び封止体3の裏面3bと支持部12の端面12aとが重ね合わされた第二重合部H2が摩擦攪拌によって連続的に接合されている。摩擦攪拌を行った部位には、塑性化領域Wが形成されている。液冷ジャケット1の内部には、熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる中空部が形成されている。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the liquid cooling jacket 1 is integrated by joining the jacket body 2 and the sealing body 3 by friction stirring. In the liquid cooling jacket 1, the first overlapping portion H1 in which the back surface 3b of the sealing body 3 and the end surface 11a of the side wall portion 11 are overlapped, and the back surface 3b of the sealing body 3 and the end surface 12a of the support portion 12 are overlapped. The second polymerization portion H2 is continuously joined by friction stirring. A plasticized region W is formed at a site where frictional stirring is performed. Inside the liquid cooling jacket 1 is formed a hollow portion through which a heat transport fluid for transporting heat to the outside flows.

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では、準備工程と、本接合工程と、バリ切除工程とを行う。   Next, the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment is demonstrated. In the manufacturing method of the liquid cooling jacket, a preparation process, a main joining process, and a burr cutting process are performed.

準備工程では、載置工程と、固定工程と、仮接合工程とを行う。図4に示すように、載置工程では、ジャケット本体2に封止体3を載置する。これにより、封止体3の裏面3bと側壁部11の端面11aとが重ね合わされて第一重合部H1が形成される。第一重合部H1は、平面視矩形枠状を呈する。また、封止体3の裏面3bと支持部12の端面12aとが重ね合わされて第二重合部H2が形成される。第二重合部H2は直線状となる。   In the preparation process, a placing process, a fixing process, and a temporary bonding process are performed. As shown in FIG. 4, in the placing step, the sealing body 3 is placed on the jacket body 2. Thereby, the back surface 3b of the sealing body 3 and the end surface 11a of the side wall portion 11 are overlapped to form the first overlapping portion H1. The first overlapping portion H1 has a rectangular frame shape in plan view. Further, the back surface 3b of the sealing body 3 and the end surface 12a of the support portion 12 are overlapped to form the second overlapping portion H2. The second overlapping portion H2 is linear.

固定工程では、ジャケット本体2及び封止体3をテーブル(図示省略)に固定する。ジャケット本体2及び封止体3は、クランプ等の固定治具によってテーブルに移動不能に拘束される。   In the fixing step, the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to a table (not shown). The jacket body 2 and the sealing body 3 are restrained so as not to move on the table by a fixing jig such as a clamp.

仮接合工程では、ジャケット本体2と封止体3とを仮接合する。図5に示すように、仮接合工程では、封止体3の封止体側面3cと側壁部11の側面とを溶接により仮接合する。仮接合は、本実施形態では断続的に行っているが、ジャケット本体2及び封止体3の外周に沿って連続的に行ってもよい。   In the temporary joining step, the jacket body 2 and the sealing body 3 are temporarily joined. As shown in FIG. 5, in the temporary joining step, the sealing body side surface 3c of the sealing body 3 and the side surface of the side wall portion 11 are temporarily joined by welding. Temporary joining is intermittently performed in the present embodiment, but may be continuously performed along the outer periphery of the jacket body 2 and the sealing body 3.

図6の(a)及び(b)に示すように、本接合工程は、本接合用回転ツールFを用いて摩擦攪拌接合を行う工程である。本接合工程は、本実施形態では、第二重合部H2に対して摩擦攪拌接合する第二重合部接合工程と、第一重合部H1に対して摩擦攪拌接合を行う第一重合部接合工程と、を含んでいる。   As shown to (a) and (b) of FIG. 6, this joining process is a process of performing friction stir welding using the rotation tool F for this joining. In the present embodiment, the main bonding step includes a second polymerization portion bonding step in which friction stir welding is performed on the second polymerization portion H2, and a first polymerization portion bonding step in which friction stir welding is performed on the first polymerization portion H1. , Including.

第二重合部接合工程は、図6の(a)に示すように、封止体3の表面3aのうち、支持部12の先端部(壁部11B側の先端)に対応する位置に設定された開始位置s1に、右回転させた本接合用回転ツールFの攪拌ピンF2を挿入する。図6の(b)に示すように、攪拌ピンF2の挿入深さは、攪拌ピンF2の先端が、支持部12の端面12aに達するように設定するとともに、封止体3に攪拌ピンF2のみが接触するように設定する。そして、本接合用回転ツールFを一定の高さを保った状態で第二重合部H2に沿って移動させる。つまり、本接合用回転ツールFを支持部12に沿って移動させる。   As shown in FIG. 6A, the second overlapping portion joining step is set at a position corresponding to the tip portion of the support portion 12 (tip on the wall portion 11 </ b> B side) on the surface 3 a of the sealing body 3. At the starting position s1, the stirring pin F2 of the rotating tool F for main welding rotated right is inserted. As shown in FIG. 6B, the insertion depth of the stirring pin F2 is set so that the tip of the stirring pin F2 reaches the end surface 12a of the support portion 12, and only the stirring pin F2 is attached to the sealing body 3. Set to touch. Then, the main rotating tool F for welding is moved along the second overlapping portion H2 while maintaining a constant height. That is, the main joining rotary tool F is moved along the support portion 12.

第二重合部接合工程によって、封止体3の裏面3bと支持部12の端面12aとが摩擦攪拌されて接合される。本接合用回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域Wが形成される。   In the second overlapping portion joining step, the back surface 3b of the sealing body 3 and the end surface 12a of the support portion 12 are friction-stirred and joined. A plasticized region W is formed on the movement trajectory of the main rotating tool for welding F.

本接合用回転ツールFを第一重合部H1に設定された第一中間点s2まで移動させたら、本接合用回転ツールFを離脱させずにそのまま第一重合部接合工程に移行する。図7の(a)に示すように、第一重合部接合工程では、本接合用回転ツールFを第一重合部H1に沿って移動させる。つまり、本接合用回転ツールFを側壁部11に沿って右回りに一周させる。   When the main welding rotary tool F is moved to the first intermediate point s2 set in the first overlapping portion H1, the main welding rotating tool F is moved to the first overlapping portion bonding step as it is without being detached. As shown to (a) of FIG. 7, in the 1st superposition | polymerization part joining process, the rotation tool F for this joining is moved along the 1st superposition | polymerization part H1. That is, the main welding rotary tool F is rotated clockwise along the side wall portion 11.

図7の(b)に示すように、攪拌ピンF2の挿入深さは、攪拌ピンF2の先端が、端面11aに達するように設定するとともに、封止体3に攪拌ピンF2のみが接触するように設定する。そして、本接合用回転ツールFを一定の高さを保った状態で第一重合部H1に沿って移動させる。   As shown in FIG. 7B, the insertion depth of the stirring pin F2 is set so that the tip of the stirring pin F2 reaches the end surface 11a, and only the stirring pin F2 contacts the sealing body 3. Set to. Then, the main welding rotary tool F is moved along the first overlapping portion H1 while maintaining a constant height.

なお、本接合用回転ツールFの挿入深さは、必ずしも一定でなくてもよい。例えば、第一重合部接合工程と第二重合部接合工程とで挿入深さを変えてもよい。本接合用回転ツールFは、ショルダ部を備えていないため、挿入深さの変更も容易に行うことができる。また、本接合用回転ツールFの先端を端面11a及び端面12aに接触させずに、少なくとも塑性化領域Wが端面11a及び端面12aに達するように挿入深さを設定してもよい。   It should be noted that the insertion depth of the main joining rotary tool F is not necessarily constant. For example, the insertion depth may be changed between the first overlapping portion bonding step and the second overlapping portion bonding step. Since this joining rotary tool F does not include a shoulder portion, the insertion depth can be easily changed. Further, the insertion depth may be set so that at least the plasticized region W reaches the end surface 11a and the end surface 12a without bringing the tip of the main rotating tool F into contact with the end surface 11a and the end surface 12a.

本実施形態のように、本接合用回転ツールFを凹部13の周りを右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールを右回転させることが好ましい。一方、本接合用回転ツールFを凹部13の周りに左周りに移動させる場合は、本接合用回転ツールFを左回転させることが好ましい。   When the main welding rotary tool F is moved clockwise around the recess 13 as in this embodiment, it is preferable to rotate the main welding rotary tool clockwise. On the other hand, when the main welding rotary tool F is moved counterclockwise around the recess 13, it is preferable to rotate the main welding rotary tool F counterclockwise.

回転ツールを右回転させると進行方向左側、左回転させると進行方向右側に接合欠陥が発生する可能性があり、凹部13(中空部)側に当該接合欠陥が形成されると水密性及び気密性が低下するおそれがある。しかし、本接合用回転ツールFの移動方向及び回転方向を前記した設定にすることで、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が凹部13から離れた位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。   If the rotating tool is rotated to the right, a bonding defect may occur on the left side of the traveling direction, and if it is rotated to the left, the bonding defect may occur on the right side of the traveling direction. May decrease. However, by setting the movement direction and the rotation direction of the main rotating tool F for welding as described above, a bonding defect associated with the friction stir welding is formed at a position away from the recess 13, so that watertightness and airtightness are deteriorated. Can be suppressed.

図7の(a)に示すように、本接合用回転ツールFを第一重合部H1に沿って一周させた後、第一中間点s2を通過させて、そのまま第二中間点s3まで移動させる。そして、封止体3の表面3aにおいて、第二中間点s3よりも外側に設定された終了位置e1まで本接合用回転ツールFを移動させたら、上方に移動させて封止体3から本接合用回転ツールFを離脱させる。   As shown in FIG. 7 (a), after rotating the welding rotary tool F once along the first overlapping portion H1, it passes through the first intermediate point s2 and is moved as it is to the second intermediate point s3. . Then, on the surface 3a of the sealing body 3, when the main welding rotary tool F is moved to the end position e1 set outside the second intermediate point s3, the main welding rotating tool F is moved upward to make the main joining from the sealing body 3 The rotary tool F is removed.

本接合用回転ツールFを封止体3から離脱させた後に、表面3aに引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、表面3aを平坦にすることができる。   When the extraction trace remains on the surface 3a after the main rotating tool F is detached from the sealing body 3, a repairing process for repairing the extraction trace may be performed. In the repairing process, for example, overlay welding can be performed and the extracted trace can be repaired by filling the weld metal. Thereby, the surface 3a can be flattened.

なお、本接合用回転ツールFを封止体3から離脱させる場合は、例えば、側壁部11に対応する封止体3の表面3a上で本接合用回転ツールFを移動させつつ、本接合用回転ツールFを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールFの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、表面3aに本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。   Note that when the rotary tool F for main welding is detached from the sealing body 3, for example, the main welding rotary tool F is moved on the surface 3 a of the sealing body 3 corresponding to the side wall portion 11. The rotary tool F may be gradually moved upward so that the insertion depth of the main welding rotary tool F gradually decreases. By doing in this way, the drawing trace after this joining process does not remain on the surface 3a, or a drawing trace can be made small.

バリ切除工程では、本接合工程によってジャケット本体2及び封止体3の表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体2及び封止体3の表面をきれいに仕上げることができる。以上の工程により、図3に示す液冷ジャケット1が形成される。   In the burr cutting step, burrs exposed on the surfaces of the jacket main body 2 and the sealing body 3 are cut off by the main bonding step. Thereby, the surface of the jacket main body 2 and the sealing body 3 can be finished finely. Through the above steps, the liquid cooling jacket 1 shown in FIG. 3 is formed.

以上説明した液冷ジャケットの製造方法によれば、本接合工程において、従来のように封止体3にショルダ部を入り込ませないため、従来よりも塑性化領域の幅を小さくすることができるとともに、ジャケット本体2及び封止体3に作用する押圧力を低減することができる。従来の製造方法では、側壁部11の幅を回転ツールのショルダ部の直径よりも大きく設定する必要があった。しかし、本実施形態によれば、側壁部11の幅を小さくしても、封止体3と側壁部11とで構成される内隅部からの金属材料の流出を防ぐことができるため、設計の自由度を向上させることができる。   According to the manufacturing method of the liquid cooling jacket described above, in the main joining step, since the shoulder portion is not allowed to enter the sealing body 3 as in the past, the width of the plasticized region can be made smaller than before. The pressing force acting on the jacket body 2 and the sealing body 3 can be reduced. In the conventional manufacturing method, it is necessary to set the width of the side wall portion 11 to be larger than the diameter of the shoulder portion of the rotary tool. However, according to the present embodiment, the metal material can be prevented from flowing out from the inner corner portion constituted by the sealing body 3 and the side wall portion 11 even when the width of the side wall portion 11 is reduced. The degree of freedom can be improved.

また、本実施形態のように、ジャケット本体2に支持部12を設ける場合、従来の回転ツールであると、支持部12の幅をショルダ部の直径よりも大きく設定する必要があった。しかし、本実施形態によれば、支持部12の幅を小さくしても、封止体3と支持部12とで構成される内隅部からの金属材料の流出を防ぐことができるため、設計の自由度を向上させることができる。   Moreover, when providing the support part 12 in the jacket main body 2 like this embodiment, if it was the conventional rotary tool, it was necessary to set the width | variety of the support part 12 larger than the diameter of a shoulder part. However, according to the present embodiment, the metal material can be prevented from flowing out from the inner corner portion constituted by the sealing body 3 and the support portion 12 even if the width of the support portion 12 is reduced. The degree of freedom can be improved.

また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、攪拌ピンF2のみをジャケット本体2及び封止体3に挿入するため、回転ツールのショルダ部を押し込む場合に比べて摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるとともに、本接合用回転ツールFの操作性も良好となる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、深い位置にある第一重合部H1及び第二重合部H2を接合することができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on this embodiment, since only the stirring pin F2 is inserted in the jacket main body 2 and the sealing body 3, compared with the case where the shoulder part of a rotary tool is pushed in, it is a friction stirrer. This load can be reduced, and the operability of the main welding rotary tool F is improved. Moreover, since the load concerning a friction stirrer can be reduced, the 1st superposition | polymerization part H1 and the 2nd superposition | polymerization part H2 in a deep position can be joined in the state which does not apply a big load to a friction stirrer.

また、本実施形態に係る液冷ジャケット1は、ジャケット本体2の底部10に立設されるとともに封止体3の裏面3bに接合される支持部12が形成されているため変形しにくい。つまり、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、耐変形性の高い液冷ジャケット1を製造することができる。   In addition, the liquid cooling jacket 1 according to the present embodiment is not easily deformed because the support portion 12 that is erected on the bottom portion 10 of the jacket body 2 and joined to the back surface 3b of the sealing body 3 is formed. That is, according to the manufacturing method of the liquid cooling jacket according to the present embodiment, the liquid cooling jacket 1 having high deformation resistance can be manufactured.

また、本実施形態に係る液冷ジャケット1は、第一重合部H1に加えて第二重合部H2も摩擦攪拌によって接合されている。つまり、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、接合強度及び耐変形性の高い液冷ジャケット1を製造することができる。   Further, in the liquid cooling jacket 1 according to the present embodiment, in addition to the first polymerization part H1, the second polymerization part H2 is also joined by friction stirring. That is, according to the manufacturing method of the liquid cooling jacket according to the present embodiment, the liquid cooling jacket 1 having high bonding strength and high deformation resistance can be manufactured.

また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一重合部H1及び第二重合部H2に対して連続して摩擦攪拌接合を行うため、製造サイクルを向上させることができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on this embodiment, since a friction stir welding is continuously performed with respect to the 1st superposition | polymerization part H1 and the 2nd superposition | polymerization part H2, a production cycle can be improved.

また、本接合用回転ツールFを塑性化領域Wの内側に移動させると、液冷ジャケット1の中空部に金属材料が流出するおそれがあるが、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、塑性化領域の外側で本接合用回転ツールFを引き抜くことで、かかる問題を解消することができる。   In addition, when the rotary tool F for main joining is moved to the inside of the plasticizing region W, the metal material may flow out into the hollow portion of the liquid cooling jacket 1, but the method for manufacturing the liquid cooling jacket according to the present embodiment is also included. According to this, such a problem can be solved by pulling out the main welding rotary tool F outside the plasticized region.

また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、本接合工程の前に仮接合工程を行うことで、本接合工程の際に第一重合部H1の目開きを防ぐことができる。   Moreover, according to the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on this embodiment, the opening of the 1st superposition | polymerization part H1 can be prevented in the case of a main joining process by performing a temporary joining process before a main joining process. .

以上、本発明の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、本接合工程において、ジャケット本体2の内部に冷却媒体を流してジャケット本体2及び封止体3を冷却しながら摩擦攪拌接合を行ってもよい。これにより、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット1の変形を小さくすることができる。また、別途冷却板、冷却手段等を用いずに、ジャケット本体2及び封止体3自体を利用して冷却することができる。   The manufacturing method of the liquid cooling jacket according to the first embodiment of the present invention has been described above, but the design can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the main joining step, the friction stir welding may be performed while cooling the jacket main body 2 and the sealing body 3 by flowing a cooling medium into the jacket main body 2. Thereby, since friction heat can be suppressed low, the deformation | transformation of the liquid cooling jacket 1 resulting from heat shrink can be made small. Further, the jacket main body 2 and the sealing body 3 itself can be cooled without using a separate cooling plate, cooling means, or the like.

また、本実施形態では、第一重合部接合工程と第二重合部接合工程とを連続して行ったが、断続して行ってもよい。また、第一重合部接合工程を行った後に、第二重合部接合工程を行ってもよい。また、第一実施形態では、支持部12を側壁部11から連続して形成したが、これに限定されるものではない。例えば、支持部12を側壁部11から離間させて設けてもよい。この場合は、第一重合部接合工程及び第二重合部接合工程は断続的に行うこととなる。また、支持部12の形状は他の形状であってもよいし、複数個設けてもよい。さらに、第一実施形態では、ジャケット本体2に支持部12を設けたが、封止体3に設けてもよい。また、支持部12は省略してもよい。   Moreover, in this embodiment, although the 1st superposition | polymerization part joining process and the 2nd superposition | polymerization part joining process were performed continuously, you may carry out intermittently. Moreover, you may perform a 2nd superposition | polymerization part joining process, after performing a 1st superposition | polymerization part joining process. Moreover, although the support part 12 was formed continuously from the side wall part 11 in 1st embodiment, it is not limited to this. For example, the support part 12 may be provided separately from the side wall part 11. In this case, a 1st superposition | polymerization part joining process and a 2nd superposition | polymerization part joining process will be performed intermittently. Moreover, the shape of the support part 12 may be another shape, or a plurality of shapes may be provided. Furthermore, in the first embodiment, the support portion 12 is provided on the jacket body 2, but may be provided on the sealing body 3. Further, the support portion 12 may be omitted.

また、第一実施形態では溶接で仮接合を行ったが、仮接合用回転ツール又は本接合用回転ツールFを用いて仮接合を行ってもよい。本接合用回転ツールFを用いて仮接合工程を行う場合は、回転ツールを交換する手間を省略することができる。   Moreover, although temporary joining was performed by welding in 1st embodiment, you may perform temporary joining using the rotation tool F for temporary joining or the rotation tool F for main joining. When the temporary joining process is performed using the rotating tool F for main joining, the trouble of replacing the rotating tool can be omitted.

〔第一変形例〕
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8に示すように、第一変形例では、第一重合部接合工程において、本接合用回転ツールFを凹部13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。
[First modification]
Next, the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on a 1st modification is demonstrated. As shown in FIG. 8, the first modification is different from the first embodiment in that the main rotating tool F is rotated around the recess 13 in the first overlapping portion joining step. In the first modified example, a description will be given focusing on portions that are different from the first embodiment.

図8に示すように、第一変形例の本接合工程では、第二重合部接合工程と、第一重合部接合工程とを行う。第二重合部接合工程は、第一実施形態と同等である。第二重合部接合工程において、本接合用回転ツールFを第一中間点s2まで移動させたら、本接合用回転ツールFを離脱させずにそのまま第一重合部接合工程に移行する。   As shown in FIG. 8, in the main joining step of the first modified example, a second overlapping portion joining step and a first overlapping portion joining step are performed. The second overlapping portion joining step is equivalent to the first embodiment. If the main welding rotary tool F is moved to the first intermediate point s2 in the second overlapping portion joining step, the main joining rotating tool F is moved to the first overlapping portion joining step as it is.

第一重合部接合工程では、本接合用回転ツールFを右回転させつつ、第一重合部H1に沿って凹部13の周りを右回りに一周させる。一周目の摩擦攪拌接合によって、塑性化領域Waが形成される。   In the first overlapping portion joining step, the main rotating tool F is rotated clockwise, and the periphery of the concave portion 13 is rotated clockwise around the first overlapping portion H1. The plasticized region Wa is formed by the friction stir welding in the first round.

本接合用回転ツールFを一周させた後に第一中間点s2を通過したら、本接合用回転ツールFを外側(凹部13から離間する側)に偏移させて、塑性化領域Waの外側と攪拌ピンF2とが重なるようにして本接合用回転ツールFを凹部13周りにもう一周させる。図9に示すように、二周目の摩擦攪拌接合によって、塑性化領域Wbが形成される。本実施形態では、二周目の本接合用回転ツールFの回転軸が、塑性化領域Waの外端を通るように本接合用回転ツールFのルートを設定している。   After passing through the first joining point s2 after making a full turn of the main welding rotary tool F, the main welding rotary tool F is shifted to the outside (side away from the recess 13) to stir the outside of the plasticizing region Wa. The main rotating tool F is rotated around the recess 13 so that the pin F2 overlaps. As shown in FIG. 9, the plasticized region Wb is formed by the friction stir welding in the second round. In the present embodiment, the route of the main welding rotary tool F is set so that the rotation axis of the second main welding rotary tool F passes through the outer end of the plasticized region Wa.

本接合用回転ツールFを二周させた後、第二中間点s3(図8参照)と終了位置e1とを結ぶ線上まで本接合用回転ツールFを移動させたら、終了位置e1で本接合用回転ツールFを封止体3から離脱させる。   After rotating the main welding rotary tool F twice, if the main welding rotary tool F is moved to a line connecting the second intermediate point s3 (see FIG. 8) and the end position e1, the main welding rotary tool F is used at the end position e1. The rotary tool F is detached from the sealing body 3.

以上説明した第一変形例によれば、本接合工程において、本接合用回転ツールFを二周させることにより、液冷ジャケット1の水密性及び気密性を向上させることができる。前記したように、本接合用回転ツールFを右回転させつつ凹部13に対して右回りに移動させる場合、塑性化領域Waの外側に接合欠陥が形成されるおそれがある(本接合用回転ツールFを左回転させつつ左回りに移動させる場合も同様)。しかし、第一変形例のように、塑性化領域Waの外側を再度摩擦攪拌することにより、当該接合欠陥を補修することができる。これにより、液冷ジャケット1の水密性及び気密性を向上させることができる。   According to the first modified example described above, the water-tightness and air-tightness of the liquid cooling jacket 1 can be improved by rotating the main-joining rotary tool F twice in the main-joining step. As described above, when the main welding rotary tool F is rotated clockwise with respect to the concave portion 13, there is a possibility that a bonding defect is formed outside the plasticized region Wa (the main welding rotary tool). The same applies when moving F counterclockwise while rotating F counterclockwise). However, the joint defect can be repaired by frictionally stirring the outside of the plasticized region Wa again as in the first modification. Thereby, the water-tightness and airtightness of the liquid cooling jacket 1 can be improved.

〔第二変形例〕
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10に示すように、第二変形例では、第一重合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。
[Second modification]
Next, the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on a 2nd modification is demonstrated. As shown in FIG. 10, the second modified example is different from the first embodiment in that a tab material TB is used in the first overlapping portion joining step. In the second modified example, description will be made centering on parts different from the first embodiment.

図10に示すように、第二変形例の本接合工程では、タブ材配置工程と、第二重合部接合工程と、第一重合部接合工程と、引き抜き工程を行う。タブ材配置工程は、ジャケット本体2の壁部11A側にタブ材TBを配設する工程である。タブ材TBの材料は特に制限されないが、第二変形例ではジャケット本体2と同等の材料を用いている。ジャケット本体2とタブ材TBとは溶接又は摩擦攪拌接合によって接合する。タブ材TBの大きさは特に制限されないが、第二変形例では、タブ材TBの幅寸法とジャケット本体2及び封止体3の幅寸法は同等になっている。タブ材TBの表面と封止体3の表面3aとは面一になっている。   As shown in FIG. 10, in the main joining step of the second modification, a tab material arranging step, a second overlapping portion joining step, a first overlapping portion joining step, and a drawing step are performed. The tab material arranging step is a step of arranging the tab material TB on the wall portion 11A side of the jacket body 2. The material of the tab material TB is not particularly limited, but a material equivalent to that of the jacket body 2 is used in the second modification. The jacket body 2 and the tab material TB are joined by welding or friction stir welding. The size of the tab member TB is not particularly limited, but in the second modification, the width dimension of the tab member TB is equal to the width dimension of the jacket body 2 and the sealing body 3. The surface of the tab material TB and the surface 3a of the sealing body 3 are flush with each other.

第二重合部接合工程及び第一重合部接合工程は、第一実施形態と同等である。本接合用回転ツールFを一周させた後、本接合用回転ツールFを第二中間点s3まで移動させたら、本接合用回転ツールFを離脱させずにそのまま引き抜き工程に移行する。引き抜き工程は、タブ材TBから本接合用回転ツールFを離脱させる工程である。   The 2nd superposition | polymerization part joining process and the 1st superposition | polymerization part joining process are equivalent to 1st embodiment. After rotating the main welding rotary tool F once, after moving the main welding rotary tool F to the second intermediate point s3, the main welding rotary tool F is moved directly to the drawing step without being detached. The drawing process is a process of detaching the main rotating tool F from the tab material TB.

引き抜き工程では、第二中間点s3からタブ材TB内に本接合用回転ツールFを移動させつつ、タブ材TB上で本接合用回転ツールFを渦巻き状に移動させる。この際、引き抜き工程の終了位置e2に向けて本接合用回転ツールFの挿入深さが徐々に浅くなるようにすることが好ましい。終了位置e2でタブ材TBから本接合用回転ツールFを離脱させたら、ジャケット本体2からタブ材TBを切除する。   In the drawing step, the main welding rotary tool F is moved spirally on the tab material TB while the main welding rotary tool F is moved from the second intermediate point s3 into the tab material TB. At this time, it is preferable that the insertion depth of the main rotating tool F is gradually reduced toward the end position e2 of the drawing process. When the main rotating tool F is detached from the tab material TB at the end position e2, the tab material TB is cut out from the jacket body 2.

第二変形例によれば、タブ材TBを用いることでジャケット本体2に引抜跡が残存しないため、引抜跡を補修する補修工程を省略することができる。なお、タブ材TB上での本接合用回転ツールFの移動軌跡は渦巻き状に限定するものではなく、蛇行状、直線状に設定してもよい。また、本接合用回転ツールFの挿入深さを徐々に浅くせずに、タブ材TB上で本接合用回転ツールFを上方に引き抜いてもよい。   According to the second modified example, by using the tab material TB, the drawing trace does not remain in the jacket main body 2, so that the repairing process for repairing the drawing trace can be omitted. The movement trajectory of the main welding rotary tool F on the tab member TB is not limited to a spiral shape, and may be set to a meandering shape or a straight shape. Also, the main welding rotary tool F may be pulled upward on the tab member TB without gradually decreasing the insertion depth of the main welding rotary tool F.

〔第三変形例〕
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11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。
[Third Modification]
Next, the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on a 3rd modification is demonstrated. As shown in FIG. 11, the third modification is different from the first embodiment in that the temporary joining step and the main joining step are performed using a cooling plate. In the third modified example, a description will be given centering on portions that are different from the first embodiment.

図11に示すように、第三変形例では、固定工程を行う際に、ジャケット本体2及び封止体3をテーブルKに固定する。テーブルKは、直方体を呈する基板K1と、基板K1の四隅に形成されたクランプK3と、基板K1の内部に配設された冷却管WPによって構成されている。テーブルKは、ジャケット本体2を移動不能に拘束するとともに、特許請求の範囲の「冷却板」として機能する部材である。   As shown in FIG. 11, in the third modification, the jacket main body 2 and the sealing body 3 are fixed to the table K when performing the fixing process. The table K is configured by a substrate K1 having a rectangular parallelepiped shape, clamps K3 formed at four corners of the substrate K1, and a cooling pipe WP disposed inside the substrate K1. The table K is a member that restrains the jacket body 2 from being immovable and functions as a “cooling plate” in the claims.

冷却管WPは、基板K1の内部に埋設される管状部材である。冷却管WPの内部には、基板K1を冷却する冷却媒体が流通する。冷却管WPの配設位置、つまり、冷却媒体が流れる冷却流路の形状は特に制限されないが、第三変形例では第一重合部接合工程における本接合用回転ツールFの移動軌跡に沿う平面形状になっている。即ち、平面視した際に、冷却管WPと第一重合部H1とが略重なるように冷却管WPが配設されている。   The cooling pipe WP is a tubular member embedded in the substrate K1. A cooling medium for cooling the substrate K1 flows in the cooling pipe WP. The arrangement position of the cooling pipe WP, that is, the shape of the cooling flow path through which the cooling medium flows is not particularly limited, but in the third modified example, a planar shape along the movement trajectory of the main joining rotary tool F in the first overlapping portion joining step It has become. That is, the cooling pipe WP is disposed so that the cooling pipe WP and the first overlapping portion H1 substantially overlap when viewed in plan.

第三変形例の仮接合工程及び本接合工程では、ジャケット本体2及び封止体3をテーブルKに固定した後、冷却管WPに冷却媒体を流しながら溶接及び摩擦攪拌接合を行う。これにより、摩擦攪拌の際の摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット1の変形を小さくすることができる。また、第三変形例では、平面視した場合に、冷却流路と第一重合部H1(本接合用回転ツールFの移動軌跡)とが重なるようになっているため、摩擦熱が発生する部分を集中的に冷却できる。これにより、冷却効率を高めることができる。また、冷却管WPを配設して冷却媒体を流通させるため、冷却媒体の管理が容易となる。また、テーブルKとジャケット本体2とが面接触するため、冷却効率を高めることができる。   In the temporary joining process and the main joining process of the third modified example, after the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to the table K, welding and friction stir welding are performed while flowing a cooling medium through the cooling pipe WP. Thereby, since the frictional heat at the time of friction stirring can be restrained low, the deformation | transformation of the liquid cooling jacket 1 resulting from a thermal contraction can be made small. Further, in the third modified example, when viewed in a plan view, the cooling flow path and the first overlapping portion H1 (movement trajectory of the main joining rotary tool F) are overlapped with each other. Can be cooled intensively. Thereby, cooling efficiency can be improved. In addition, since the cooling pipe WP is provided to distribute the cooling medium, the management of the cooling medium becomes easy. Further, since the table K and the jacket body 2 are in surface contact, the cooling efficiency can be increased.

なお、テーブルK(冷却板)を用いてジャケット本体2及び封止体3を冷却するとともに、ジャケット本体2の内部にも冷却媒体を流しつつ摩擦攪拌接合を行ってもよい。また、冷却管WPは、第二重合部H2に対応する位置に配設してもよい。   In addition, while cooling the jacket main body 2 and the sealing body 3 using the table K (cooling plate), the friction stir welding may be performed while flowing the cooling medium inside the jacket main body 2. Further, the cooling pipe WP may be disposed at a position corresponding to the second overlapping portion H2.

〔第四変形例〕
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12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。
[Fourth modification]
Next, the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on a 4th modification is demonstrated. As shown in FIG. 12, in the fourth modification, the first embodiment is performed in that the main joining step is performed in a state where the surface side of the jacket body 2 and the surface 3a of the sealing body 3 are curved so as to be convex. And different. In the fourth modified example, description will be made centering on parts different from the first embodiment.

図12の(a)に示すように、第四変形例では、テーブルKAを用いる。テーブルKAは、直方体を呈する基板KA1と、基板KA1の中央に形成されたスペーサKA2と、基板KA1の四隅に形成されたクランプKA3とで構成されている。スペーサKA2は、基板KA1と一体でも別体でもよい。   As shown in FIG. 12A, in the fourth modified example, a table KA is used. The table KA includes a substrate KA1 having a rectangular parallelepiped shape, a spacer KA2 formed at the center of the substrate KA1, and clamps KA3 formed at four corners of the substrate KA1. The spacer KA2 may be integral with or separate from the substrate KA1.

第四変形例の固定工程では、仮接合工程を行って一体化したジャケット本体2及び封止体3をクランプKA3によってテーブルKAに固定する。図12の(b)に示すように、ジャケット本体2及び封止体3をテーブルKAに固定すると、ジャケット本体2の底部10、端面11a及び封止体3の表面3aが上方に凸状となるように湾曲する。より詳しくは、封止体3の第一辺部21、第二辺部22、第三辺部23及び第四辺部24が曲線となるように湾曲する。   In the fixing process of the fourth modified example, the jacket main body 2 and the sealing body 3 integrated by performing the temporary joining process are fixed to the table KA by the clamp KA3. As shown in FIG. 12 (b), when the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to the table KA, the bottom portion 10, the end surface 11a of the jacket body 2 and the surface 3a of the sealing body 3 are convex upward. To bend. More specifically, the first side 21, the second side 22, the third side 23, and the fourth side 24 of the sealing body 3 are curved so as to be curved.

第四変形例の本接合工程では、本接合用回転ツールFを用いて第二重合部接合工程及び第一重合部接合工程を行う。第二重合部接合工程及び第一重合部接合工程では、ジャケット本体2及び封止体3の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、攪拌ピンF2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接合を行う。つまり、封止体3の表面3aの曲面に沿って本接合用回転ツールFの移動軌跡が曲線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Wの深さ及び幅を一定にすることができる。   In the main joining step of the fourth modified example, the second superposition part joining step and the first superposition part joining step are performed using the main joining rotary tool F. In the second overlapping portion bonding step and the first overlapping portion bonding step, the deformation amount of at least one of the jacket body 2 and the sealing body 3 is measured, and the insertion depth of the stirring pin F2 is adjusted to the deformation amount. Friction stir welding is performed while adjusting. That is, it is moved along the curved surface of the surface 3a of the sealing body 3 so that the movement locus of the main welding rotary tool F becomes a curve. By doing so, the depth and width of the plasticized region W can be made constant.

摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Wに熱収縮が発生し、液冷ジャケット1の封止体3側が凹状に変形するおそれがあるが、第四変形例の本接合工程によれば、端面11a及び表面3aに引張応力が作用するようにジャケット本体2及び封止体3を予め凸状に固定しているため、摩擦攪拌接合後の熱収縮を利用することで液冷ジャケット1を平坦にすることができる。また、従来の回転ツールで本接合工程を行う場合、ジャケット本体2及び封止体3が凸状に反っていると回転ツールのショルダが封止体3に接触するため操作性が悪いという問題がある。しかし、第四変形例によれば、本接合用回転ツールFには、ショルダ部が存在しないため、ジャケット本体2及び封止体3が凸状に反っている場合でも本接合用回転ツールFの操作性が良好となる。   Although heat shrinkage occurs in the plasticized region W due to heat input of the friction stir welding, the sealing body 3 side of the liquid cooling jacket 1 may be deformed into a concave shape, but according to the main joining process of the fourth modified example, the end face Since the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed in advance so that a tensile stress acts on the surface 11a and the surface 3a, the liquid cooling jacket 1 is flattened by utilizing heat shrinkage after friction stir welding. can do. Moreover, when performing this joining process with the conventional rotary tool, if the jacket main body 2 and the sealing body 3 are warped in a convex shape, the shoulder of the rotary tool comes into contact with the sealing body 3, so that the operability is poor. is there. However, according to the fourth modification, since the shoulder portion does not exist in the main welding rotary tool F, even when the jacket main body 2 and the sealing body 3 are warped in a convex shape, Operability is improved.

なお、ジャケット本体2及び封止体3の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルKAからジャケット本体2及び封止体3の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体2又は封止体3の変形量を検知しながら本接合工程を行ってもよい。   In addition, what is necessary is just to use a well-known height detection apparatus about the measurement of the deformation amount of the jacket main body 2 and the sealing body 3. FIG. Further, for example, by using a friction stirrer equipped with a detection device that detects the height from the table KA to at least one of the jacket body 2 and the sealing body 3, the jacket body 2 or the sealing body 3 is deformed. You may perform this joining process, detecting the quantity.

また、第四変形例では、第一辺部21〜第四辺部24の全てが曲線となるようにジャケット本体2及び封止体3を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、第一辺部21及び第二辺部22が直線となり、第三辺部23及び第四辺部24が曲線となるように湾曲させてもよい。また、例えば、第一辺部21及び第二辺部22が曲線となり、第三辺部23及び第四辺部24が直線となるように湾曲させてもよい。   Moreover, in the 4th modification, although the jacket main body 2 and the sealing body 3 were curved so that all of the 1st side part 21-the 4th side part 24 might become a curve, it is not limited to this. For example, the first side 21 and the second side 22 may be curved so that the third side 23 and the fourth side 24 are curved. Further, for example, the first side 21 and the second side 22 may be curved, and the third side 23 and the fourth side 24 may be curved.

また、第四変形例ではジャケット本体2又は封止体3の変形量に応じて攪拌ピンF2の高さ位置を変更したが、テーブルKAに対する攪拌ピンF2の高さを一定にして本接合工程を行ってもよい。   In the fourth modification, the height position of the stirring pin F2 is changed according to the amount of deformation of the jacket main body 2 or the sealing body 3, but the height of the stirring pin F2 with respect to the table KA is kept constant. You may go.

また、スペーサKA2は、ジャケット本体2及び封止体3の表面側が凸状となるように固定することができればどのような形状であってもよい。また、ジャケット本体2及び封止体3の表面側が凸状となるように固定することができればスペーサKA2は省略してもよい。また、本実施形態では、平らなジャケット本体2及び封止体3を固定工程の際に表面側が凸状となるように変形させたが、予めダイキャスト等により表面側が凸状となるジャケット本体2及び封止体3を成形し、当該ジャケット本体2及び封止体3をテーブルKAに固定してもよい。このような方法であっても、本接合工程による熱収縮を利用して液冷ジャケットを平坦にすることができる。   Further, the spacer KA2 may have any shape as long as it can be fixed so that the surface sides of the jacket body 2 and the sealing body 3 are convex. Further, the spacer KA2 may be omitted as long as the front surface side of the jacket body 2 and the sealing body 3 can be fixed in a convex shape. Further, in the present embodiment, the flat jacket body 2 and the sealing body 3 are deformed so that the surface side becomes convex during the fixing step, but the jacket body 2 whose surface side becomes convex in advance by die casting or the like. And the sealing body 3 may be shape | molded and the said jacket main body 2 and the sealing body 3 may be fixed to the table KA. Even in such a method, the liquid cooling jacket can be flattened by utilizing the heat shrinkage in the main joining step.

〔第五変形例〕
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13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。
[Fifth Modification]
Next, the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on a 5th modification is demonstrated. As shown in FIG. 13, in the fifth modification, the first embodiment is performed in that the main joining step is performed in a state where the jacket body 2 and the sealing body 3 are curved so as to be convex while using the cooling plate. And different. In the fifth modified example, a description will be given focusing on parts different from the first embodiment.

図13に示すように、第五変形例では、固定工程を行う際に、ジャケット本体2をテーブルKBに固定する。テーブルKBは、直方体を呈する基板KB1と、基板KB1の中央に配設されたスペーサKB2と、基板KB1の四隅に形成されたクランプKB3と、基板KB1の内部に埋設された冷却管WPとで構成されている。テーブルKBは、ジャケット本体2を移動不能に拘束するとともに、特許請求の範囲の「冷却板」として機能する部材である。   As shown in FIG. 13, in the fifth modification, the jacket body 2 is fixed to the table KB when performing the fixing step. The table KB is composed of a substrate KB1 having a rectangular parallelepiped shape, a spacer KB2 disposed in the center of the substrate KB1, clamps KB3 formed at four corners of the substrate KB1, and a cooling pipe WP embedded in the substrate KB1. Has been. The table KB is a member that restrains the jacket body 2 so as not to move and functions as a “cooling plate” in the claims.

スペーサKB2は、上方に凸状となるように湾曲した曲面KB2aと、曲面KB2aの両端に形成され基板KB1から立ち上がる立面KB2b,KB2bとで構成されている。スペーサKB2の第一辺部Ka及び第二辺部Kbは曲線になっており、第三辺部Kc及び第四辺部Kdは直線になっている。   The spacer KB2 includes a curved surface KB2a that is curved so as to be convex upward, and rising surfaces KB2b and KB2b that are formed at both ends of the curved surface KB2a and rise from the substrate KB1. The first side Ka and the second side Kb of the spacer KB2 are curved, and the third side Kc and the fourth side Kd are straight lines.

冷却管WPは、基板KB1の内部に埋設される管状部材である。冷却管WPの内部には、基板KB1を冷却する冷却媒体が流通する。冷却管WPの配設位置、つまり、冷却媒体が流れる冷却流路の形状は特に制限されないが、第五変形例では第一重合部接合工程における本接合用回転ツールFの移動軌跡に沿う平面形状になっている。即ち、平面視した際に、冷却管WPと第一重合部H1とが略重なるように冷却管WPが配設されている。   The cooling pipe WP is a tubular member embedded in the substrate KB1. A cooling medium for cooling the substrate KB1 flows in the cooling pipe WP. The arrangement position of the cooling pipe WP, that is, the shape of the cooling flow path through which the cooling medium flows is not particularly limited, but in the fifth modification, a planar shape along the movement locus of the main joining rotary tool F in the first overlapping portion joining step It has become. That is, the cooling pipe WP is disposed so that the cooling pipe WP and the first overlapping portion H1 substantially overlap when viewed in plan.

第五変形例の固定工程では、仮接合を行って一体化したジャケット本体2及び封止体3をクランプKB3によってテーブルKBに固定する。より詳しくは、ジャケット本体2の底部10の裏面が曲面KB2aと面接触するようにテーブルKBに固定する。ジャケット本体2及び封止体3をテーブルKBに固定すると、ジャケット本体2の表面側及び封止体3の表面3aが上方に凸状となるように湾曲する。封止体3の第一辺部21、第二辺部22は曲線となり、第三辺部23及び第四辺部24は直線となる。   In the fixing process of the fifth modified example, the jacket body 2 and the sealing body 3 integrated by temporary joining are fixed to the table KB by the clamp KB3. More specifically, the jacket body 2 is fixed to the table KB so that the back surface of the bottom portion 10 is in surface contact with the curved surface KB2a. When the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to the table KB, the surface side of the jacket body 2 and the surface 3a of the sealing body 3 are curved so as to be convex upward. The first side 21 and the second side 22 of the sealing body 3 are curved, and the third side 23 and the fourth side 24 are straight lines.

第五変形例の本接合工程では、本接合用回転ツールFを用いて第二重合部接合工程及び第一重合部接合工程を行う。第二重合部接合工程及び第一重合部接合工程では、ジャケット本体2及び封止体3の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、攪拌ピンF2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接合を行う。つまり、封止体3の表面3aの曲面に沿って本接合用回転ツールFの移動軌跡が曲線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Wの深さ及び幅を一定にすることができる。   In the main joining step of the fifth modified example, the second superposition part joining step and the first superposition part joining step are performed using the main joining rotary tool F. In the second overlapping portion bonding step and the first overlapping portion bonding step, the deformation amount of at least one of the jacket body 2 and the sealing body 3 is measured, and the insertion depth of the stirring pin F2 is adjusted to the deformation amount. Friction stir welding is performed while adjusting. That is, it is moved along the curved surface of the surface 3a of the sealing body 3 so that the movement locus of the main welding rotary tool F becomes a curve. By doing so, the depth and width of the plasticized region W can be made constant.

摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Wに熱収縮が発生し、液冷ジャケット1の封止体3側が凹状に変形するおそれがあるが、第五変形例の本接合工程によれば、端面11a及び表面3aに引張応力が作用するようにジャケット本体2及び封止体3を予め凸状に固定しているため、摩擦攪拌接合後の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。   Although heat shrinkage occurs in the plasticized region W due to heat input of the friction stir welding, the sealing body 3 side of the liquid cooling jacket 1 may be deformed into a concave shape, but according to the main joining process of the fifth modified example, the end face Since the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed in advance so that a tensile stress acts on the surface 11a and the surface 3a, the liquid cooling jacket is flattened by utilizing the heat shrinkage after the friction stir welding. be able to.

また、第五変形例では、ジャケット本体2の底部10の凹状となっている裏面に、スペーサKB2の曲面KB2aを面接触させている。これにより、ジャケット本体2及び封止体3をより効果的に冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことができる。摩擦攪拌接合における摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。これにより、本接合工程に先だって、ジャケット本体2及び封止体3を凸状とする際に、ジャケット本体2及び封止体3の曲率を小さくすることができる。   In the fifth modification, the curved surface KB2a of the spacer KB2 is brought into surface contact with the concave back surface of the bottom portion 10 of the jacket body 2. Thereby, friction stir welding can be performed while cooling the jacket main body 2 and the sealing body 3 more effectively. Since the frictional heat in the friction stir welding can be kept low, the deformation of the liquid cooling jacket due to the heat shrinkage can be reduced. Thereby, when making the jacket main body 2 and the sealing body 3 convex before this joining process, the curvature of the jacket main body 2 and the sealing body 3 can be made small.

なお、ジャケット本体2及び封止体3の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルKBからジャケット本体2及び封止体3の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体2又は封止体3の変形量を検知しながら本接合工程を行ってもよい。   In addition, what is necessary is just to use a well-known height detection apparatus about the measurement of the deformation amount of the jacket main body 2 and the sealing body 3. FIG. Further, for example, by using a friction stirrer equipped with a detection device that detects the height from the table KB to at least one of the jacket body 2 and the sealing body 3, the jacket body 2 or the sealing body 3 is deformed. You may perform this joining process, detecting the quantity.

また、第五変形例では、第一辺部21及び第二辺部22が曲線となるようにジャケット本体2及び封止体3を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、球面を具備するスペーサKB2を形成し、当該球面にジャケット本体2の底部10の裏面が面接触するようにしてもよい。この場合は、テーブルKBにジャケット本体2及び封止体3を固定すると、第一辺部21〜第四辺部24のすべてが曲線となる。   Moreover, in the 5th modification, although the jacket main body 2 and the sealing body 3 were curved so that the 1st edge part 21 and the 2nd edge part 22 might become a curve, it is not limited to this. For example, the spacer KB2 having a spherical surface may be formed, and the back surface of the bottom portion 10 of the jacket body 2 may be in surface contact with the spherical surface. In this case, when the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to the table KB, all of the first side portion 21 to the fourth side portion 24 are curved.

また、第五変形例ではジャケット本体2又は封止体3の変形量に応じて攪拌ピンF2の高さ位置を変更したが、テーブルKBに対する攪拌ピンF2の高さを一定にして本接合工程を行ってもよい。   In the fifth modification, the height position of the stirring pin F2 is changed according to the amount of deformation of the jacket main body 2 or the sealing body 3, but the height of the stirring pin F2 with respect to the table KB is kept constant. You may go.

〔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。図14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。
[Second Embodiment]
Next, the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 14, the second embodiment is different from the first embodiment in that fins 31 are provided on the sealing body 3A. In the second embodiment, the description will focus on the parts that are different from the first embodiment.

図13に示すように、液冷ジャケット1Aは、ジャケット本体2と、封止体3Aとで構成されている。ジャケット本体2は、第一実施形態と同一である。封止体3Aは、平面視矩形の板状部材である基部30と、基部30の裏面30bに設けられた複数のフィン31とで構成されている。フィン31は、所定の間隔をあけて基部30に対して垂直に配設されている。   As shown in FIG. 13, the liquid cooling jacket 1A includes a jacket body 2 and a sealing body 3A. The jacket body 2 is the same as that of the first embodiment. 3A of sealing bodies are comprised by the base 30 which is a planar plate-shaped rectangular member, and the several fin 31 provided in the back surface 30b of the base 30. As shown in FIG. The fins 31 are arranged perpendicular to the base 30 with a predetermined interval.

第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、第一実施形態の準備工程、第一重合部接合工程及びバリ切除工程を行う。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、複数のフィン31が形成された液冷ジャケット1Aを形成することができる。液冷ジャケット1Aは、フィン31が形成されているため、冷却効率を高めることができる。なお、フィン31を設けつつ、ジャケット本体2側に支持部12(図2参照)を設けてもよい。また、ジャケット本体2及び封止体3Aの少なくともいずれか一方にフィン31を設けるようにしてもよい。   The manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 2nd embodiment performs the preparatory process, 1st superposition | polymerization part joining process, and burr | flash cutting process of 1st embodiment. According to the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 2nd embodiment, 1 A of liquid cooling jackets in which the several fin 31 was formed can be formed. Since the liquid cooling jacket 1 </ b> A has the fins 31, the cooling efficiency can be increased. In addition, you may provide the support part 12 (refer FIG. 2) in the jacket main body 2 side, providing the fin 31. FIG. Moreover, you may make it provide the fin 31 in at least any one of the jacket main body 2 and the sealing body 3A.

1 液冷ジャケット
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 端面
12 支持部
12a 端面
13 凹部
31 フィン
F 本接合用回転ツール(回転ツール)
F2 攪拌ピン
K テーブル(冷却板)
H1 第一重合部
H2 第二重合部
W 塑性化領域
WP 冷却管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid cooling jacket 2 Jacket main body 3 Sealing body 3a Surface 3b Back surface 3c Sealing body side surface 10 Bottom part 11 Side wall part 11a End surface 12 Support part 12a End surface 13 Concave part 31 Fin F Rotation tool for main joining
F2 stirring pin K table (cooling plate)
H1 First polymerization part H2 Second polymerization part W Plasticization region WP Cooling pipe

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凹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側壁部の端面とは面一になっており、
前記側壁部の端面に前記封止体を載置して前記側壁部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせるとともに前記支持部の端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせる準備工程と、
前記側壁部の端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた第一重合部に沿って回転ツールを移動させつつ前記凹部周りに一周させて摩擦攪拌接合を行う第一重合部接合工程と、
前記支持部の端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた第二重合部に対して摩擦攪拌接合を行う第二重合部接合工程と、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、
前記第一重合部接合工程及び前記第二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。
A jacket body having a bottom portion and a frame-like side wall portion standing on the bottom portion, and a sealing body that seals a concave portion of the jacket body, are formed by the jacket body and the sealing body. In the manufacturing method of the liquid cooling jacket in which the heat transport fluid flows in the hollow portion,
The jacket body has a support portion that rises from the bottom and contacts the back surface of the sealing body, and the end surface of the support portion and the end surface of the side wall portion are flush with each other,
A preparatory step of placing the sealing body on the end surface of the side wall portion to superimpose the end surface of the side wall portion and the back surface of the sealing body and overlapping the end surface of the support portion and the back surface of the sealing body. When,
A first superposition part joining step of performing a friction stir welding by making a round around the recess while moving a rotary tool along a first superposition part in which the end face of the side wall part and the back surface of the sealing body are overlapped ;
A second polymerization part bonding step for performing friction stir welding on the second polymerization part in which the end surface of the support part and the back surface of the sealing body are overlapped ,
A spiral groove is engraved on the outer peripheral surface of the stirring pin of the rotary tool, and when the rotary tool is rotated clockwise, the spiral groove is formed counterclockwise as it goes from top to bottom, and the rotary tool is When rotating left, the spiral groove is formed clockwise as it goes from top to bottom,
In the first superposed part joining step and the second superposed part joining step , the rotary tool provided with a stirring pin having a length larger than the thickness of the sealing body and connected to a friction stirrer is used. The amount of deformation of at least one of the jacket body and the sealing body is measured in a state where the surface side of the jacket body and the surface side of the sealing body are convex, and the friction stirrer and Friction stirring is performed while adjusting the insertion depth of the stirring pin in accordance with the amount of deformation in a state where only the stirring pin of the rotating tool is brought into contact with the jacket body and the sealing body to generate frictional heat. A method for producing a liquid-cooled jacket.
前記支持部は、前記側壁部から連続して形成されており、
前記第一重合部接合工程及び前記第二重合部接合工程では、前記第一重合部及び前記第二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に記載の液冷ジャケットの製造方法。
The support part is formed continuously from the side wall part,
2. The liquid cooling according to claim 1 , wherein in the first polymerization part bonding step and the second polymerization part bonding step , friction stir welding is continuously performed on the first polymerization part and the second polymerization part. Manufacturing method of the jacket.
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、
前記第一重合部接合工程及び前記第二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、前記第一重合部及び前記第二重合部に対して摩擦攪拌接合を連続して行うとともに、前記第一重合部に形成された塑性化領域の外側で前記封止体から前記回転ツールを引き抜くことを特徴とする請求項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
The support portion is continuous from one wall portion constituting the side wall portion, and is formed apart from the other wall portion facing the one wall portion,
In the first overlapping portion bonding step and the second overlapping portion bonding step , the rotary tool is inserted into a position corresponding to the support portion on the surface of the sealing body, and the first overlapping portion and the second overlapping portion are inserted. performs friction stir welding continuously against part, outside of the first polymerization section plasticized region formed from said sealing body according to claim 1, characterized in that withdrawing the rotary tool Manufacturing method of liquid cooling jacket.
前記封止体の表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に記載の液冷ジャケットの製造方法。 The method for manufacturing a liquid cooling jacket according to claim 3 , wherein a repairing step is performed in which a welding metal is buried in a drawing trace of the rotary tool remaining on the surface of the sealing body and repaired. 前記第一重合部接合工程及び前記第二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に記載の液冷ジャケットの製造方法。 In the first overlapping portion bonding step and the second overlapping portion bonding step , a cooling plate that is in surface contact with the back surface of the bottom portion of the jacket body is provided, and friction stir welding is performed while cooling the jacket body and the sealing body. liquid cooling jacket the method according to claim 1, characterized in that. 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に記載の液冷ジャケットの製造方法。 6. The method for manufacturing a liquid cooling jacket according to claim 5 , wherein the cooling flow path through which the cooling medium of the cooling plate flows is formed to have a planar shape at least along the movement trajectory of the rotary tool. 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。 The method for manufacturing a liquid cooling jacket according to claim 5 or 6 , wherein the cooling flow path through which the cooling medium of the cooling plate flows is constituted by a cooling pipe embedded in the cooling plate. 前記第一重合部接合工程及び前記第二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 first overlapping portion bonding step and the second overlapping portion bonding step , a friction stir welding is performed while cooling the jacket body and the sealing body by flowing a cooling medium inside the jacket body. The manufacturing method of the liquid cooling jacket as described in any one of Claims 1 thru | or 7 . 前記第一重合部接合工程では、
前記回転ツールを前記凹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凹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ることを特徴とする請求項1乃至請求項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 first polymerization part joining step ,
When moving the rotary tool clockwise with respect to the recess, rotate the rotary tool clockwise,
The method for manufacturing a liquid cooling jacket according to any one of claims 1 to 8 , wherein when the rotary tool is moved counterclockwise with respect to the concave portion, the rotary tool is rotated counterclockwise. .
前記第一重合部接合工程では、前記回転ツールを前記第一重合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第一重合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凹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凹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ることを特徴とする請求項1乃至請求項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 first overlapping portion joining step , after rotating the rotating tool along the first overlapping portion, the rotating tool is shifted to the outside of the plasticized region formed in the first turn, and the rotating tool is moved. When re-stirring the outside of the plasticized region by further making a round with respect to the first polymerization portion,
When moving the rotary tool clockwise with respect to the recess, rotate the rotary tool clockwise,
The method for manufacturing a liquid cooling jacket according to any one of claims 1 to 8 , wherein when the rotary tool is moved counterclockwise with respect to the concave portion, the rotary tool is rotated counterclockwise. .
前記第一重合部接合工程及び前記第二重合部接合工程の前に、前記第一重合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。 Before the first polymerization section joining step and the second polymerization unit bonding process, any of claims 1 to 10, characterized in that making of a provisional bonding step of performing temporary bonded to the first polymerization section A method for producing a liquid-cooled jacket according to claim 1. 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。 The method for manufacturing a liquid cooling jacket according to any one of claims 1 to 11 , wherein a plurality of fins are formed on at least one of a bottom of the jacket body and a back surface of the sealing body. .
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