WO2009142070A1 - 伝熱板の製造方法及び伝熱板 - Google Patents

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WO2009142070A1
WO2009142070A1 PCT/JP2009/057069 JP2009057069W WO2009142070A1 WO 2009142070 A1 WO2009142070 A1 WO 2009142070A1 JP 2009057069 W JP2009057069 W JP 2009057069W WO 2009142070 A1 WO2009142070 A1 WO 2009142070A1
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WO
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groove
lid
lid member
heat medium
medium pipe
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PCT/JP2009/057069
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堀 久司
伸城 瀬尾
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日本軽金属株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1225Particular aspects of welding with a non-consumable tool
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F7/00Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
    • F28F7/02Blocks traversed by passages for heat-exchange media
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/14Heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F2013/005Thermal joints
    • F28F2013/006Heat conductive materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/02Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F2275/06Fastening; Joining by welding
    • F28F2275/062Fastening; Joining by welding by impact pressure or friction welding

Definitions

  • the present invention relates to a heat transfer plate manufacturing method and a heat transfer plate used for, for example, a heat exchanger, a heating device, or a cooling device.
  • a heat transfer plate arranged in contact with or close to an object to be heat exchanged, heated or cooled is provided with a heat medium pipe for circulating a heat medium such as high-temperature liquid or cooling water through a base member as a main body. It is formed by insertion.
  • FIG. 22 is a view showing a conventional heat transfer plate (see Patent Document 1), in which (a) is a perspective view and (b) is a side view.
  • a conventional heat transfer plate 100 includes a base member 102 having a lid groove 106 having a rectangular cross-section opening on the surface, a concave groove 108 opening on the bottom surface of the lid groove 106, and a heat medium tube inserted into the concave groove 108.
  • 116 and a lid plate 110 to be inserted into the lid groove 106, and friction stir welding is performed along the abutting surfaces of both side walls 105, 105 in the lid groove 106 and both side surfaces 113, 114 of the lid plate 110.
  • plasticized regions W 1 and W 2 are formed.
  • an object of the present invention is to provide a heat transfer plate manufacturing method and a heat transfer plate with fewer work steps.
  • a method of manufacturing a heat transfer plate according to the present invention that solves such a problem includes a heat medium tube in which a heat medium tube is inserted into a concave groove formed in a bottom surface of a lid groove that opens to the surface side of a base member.
  • the rotary tool is moved once, and the abutting portion between one side wall of the lid groove and one side surface of the lid member, and the other side of the lid groove Friction stirring is simultaneously performed on the abutting portion between the side wall of the lid and the other side surface of the lid member And features.
  • the distance from the bottom of the concave groove to the lower part of the lid member is set to be larger than the vertical height of the heat medium pipe.
  • a lower part of the lid member is formed along the shape of the heat medium pipe and brought into contact with the heat medium pipe. According to this manufacturing method, since the cavities formed around the heat medium pipe can be reduced, the heat conduction efficiency of the heat transfer plate can be increased.
  • a filling step of filling a space surrounded by the concave groove and the outer peripheral surface of the heat medium pipe before the lid member insertion step is filled with a heat conductive material.
  • the heat conductive material is preferably a metal powder, a metal powder paste, a metal sheet, or a low melting point brazing material.
  • the maximum diameter of the stirring pin of the rotating tool is equal to or larger than the width of the lid groove.
  • the minimum diameter of the stirring pin of the rotating tool is preferable to be equal to or larger than the width of the lid groove.
  • the deepest part of the plasticized region is the upper surface of the lid member. It is preferable to reach a position lower than 1/3 of the thickness dimension of the lid member. More preferably, it is preferable that the deepest part of the plasticized region reaches a position that is lower than 1/2 of the thickness dimension of the lid member from the upper surface of the lid member. More preferably, it is preferable that the deepest portion of the plasticized region reaches a position that is lower than 2/3 of the thickness dimension of the lid member from the upper surface of the lid member.
  • the heat medium pipe can be formed at a deeper position by further disposing the upper cover member on the cover member.
  • the present invention provides a base member having a concave groove that is open on the surface side and deeper than the vertical height of the heat medium pipe, the heat medium pipe inserted into the groove, and the heat medium pipe.
  • the outer diameter of the shoulder portion of the tool is equal to or larger than the width of the opening of the concave groove, and in the joining step, the pressing force of the rotating tool is transmitted to the heat medium pipe via the lid member, One side wall of the concave groove and one side of the lid member in a state where the medium pipe is plastically deformed Butting portion of the, and, and performing simultaneous friction stir against abutting portions of the other side surface of the lid member and the other side wall of the groove.
  • the pair of abutting portions of the lid member and the base member can be simultaneously frictionally stirred by a single movement of the rotary tool. , Work can be reduced.
  • the friction stirrer can be performed with the rotary tool positioned above the heat medium pipe. As a result, the pressing force of the rotary tool is efficiently transmitted to the heat medium pipe through the lid member, so that the heat medium pipe can be suitably plastically deformed, and the concave groove and the heat medium pipe are in close contact with each other. Can increase the sex.
  • the present invention provides a base member provided with a cover groove that opens to the front surface side and a groove that opens to the bottom surface of the cover groove and is shallower than the vertical height of the heat medium pipe, and is inserted into the groove.
  • a heat transfer plate manufacturing method comprising the heat medium pipe and a lid member covering the heat medium pipe, the heat medium pipe inserting step of inserting the heat medium pipe into the concave groove, Friction by moving the rotary tool relative to the lid member insertion step of inserting the lid member on the heat medium tube and the abutting portion where the side wall of the lid groove and the side surface of the lid member face each other.
  • Friction stirring is simultaneously performed on the abutting portion between the side wall of the side and the one side surface of the lid member, and the abutting portion of the other side wall of the lid groove and the other side surface of the lid member.
  • the pair of abutting portions of the lid member and the base member can be simultaneously frictionally stirred by a single movement of the rotating tool. , Work can be reduced.
  • the outer diameter of the shoulder portion of the rotary tool is larger than the width of the lid groove, friction stirring can be performed in a state where the rotary tool is positioned above the heat medium pipe.
  • the pressing force of the rotary tool is efficiently transmitted to the heat medium pipe through the lid member, so that the heat medium pipe can be suitably plastically deformed, and the concave groove and the heat medium pipe are in close contact with each other. Can increase the sex.
  • the lid member and the bottom surface of the lid groove are brought into contact with each other. According to this manufacturing method, when the rotary tool is pushed in, the lid member comes into contact with the bottom surface of the lid groove, so that it is possible to prevent the heat medium pipe from being excessively deformed. That is, the deformation amount of the heat medium pipe can be easily set.
  • the present invention provides a base member having a cover groove that opens on the front surface side and a groove that opens on the bottom surface of the cover groove and is deeper than the vertical height of the heat medium pipe, and is inserted into the groove.
  • a heat transfer plate manufacturing method comprising: the heat medium pipe; and a lid member having a wide portion inserted into the lid groove and a narrow portion inserted into the concave groove.
  • the heat medium tube insertion step for inserting the heat medium tube, the lid member insertion step for inserting the lid member on the heat medium tube, and the side wall of the lid groove and the side surface of the lid member are opposed to each other.
  • the pressing force of the rotary tool is transmitted to the heat medium pipe through the narrow portion of the lid member.
  • the abutting portion between one side wall of the lid groove and one side surface of the lid member, and the other side wall of the lid groove and the other side of the lid member It is preferable that frictional stirring is simultaneously performed on the abutting portion with the side surface.
  • the pair of abutting portions of the lid member and the base member can be simultaneously frictionally stirred by a single movement of the rotating tool. , Work can be reduced.
  • the outer diameter of the shoulder portion of the rotary tool is larger than the width of the lid groove, friction stirring can be performed in a state where the rotary tool is positioned above the heat medium pipe.
  • the pressing force of the rotary tool is efficiently transmitted to the heat medium pipe through the lid member, so that the heat medium pipe can be suitably plastically deformed, and the concave groove and the heat medium pipe are in close contact with each other. Can increase the sex.
  • the wide part of the lid member and the bottom surface of the lid groove are preferably brought into contact with each other. According to this manufacturing method, when the rotary tool is pushed in, the lid member comes into contact with the bottom surface of the lid groove, so that it is possible to prevent the heat medium pipe from being excessively deformed. That is, the deformation amount of the heat medium pipe can be easily set.
  • an inner peripheral length of a vertical section of a region surrounded by the concave groove after the joining step and the lid member is set to be equal to or larger than an outer peripheral length of the heat medium pipe. It is preferable. According to this manufacturing method, it is possible to prevent the heat medium pipe from being deformed so as to be recessed inside the pipe.
  • the height of the heat medium pipe after the joining step is set to be 70% or more of the height of the heat medium pipe before the joining step.
  • the height of the heat medium pipe after the joining step is preferably set to be 80% or more of the height of the heat medium pipe before the joining step. According to this manufacturing method, it is possible to prevent the heat medium pipe from being excessively crushed.
  • a lower part of the lid member is formed along the shape of the heat medium pipe and brought into contact with the heat medium pipe. According to this manufacturing method, since the cavities formed around the heat medium pipe can be reduced, the heat conduction efficiency of the heat transfer plate can be increased.
  • a filling step of filling a space surrounded by the concave groove and the outer peripheral surface of the heat medium pipe before the lid member insertion step is filled with a heat conductive material.
  • the heat conductive material is preferably a metal powder, a metal powder paste, a metal sheet, or a low melting point brazing material.
  • the maximum diameter of the stirring pin of the rotating tool is set to be equal to or larger than the width of the concave groove.
  • the minimum diameter of the stirring pin of the rotating tool is set to be equal to or larger than the width of the concave groove.
  • it is preferable to set the maximum diameter of the stirring pin of the rotating tool is equal to or larger than the width of the lid groove.
  • it is preferable to set the minimum diameter of the stirring pin of the rotating tool is equal to or larger than the width of the lid groove.
  • the deepest part of the plasticized region is the upper surface of the lid member. It is preferable to reach a position lower than 1/3 of the thickness dimension of the lid member. More preferably, it is preferable that the deepest part of the plasticized region reaches a position that is lower than 1/2 of the thickness dimension of the lid member from the upper surface of the lid member. More preferably, it is preferable that the deepest portion of the plasticized region reaches a position that is lower than 2/3 of the thickness dimension of the lid member from the upper surface of the lid member.
  • the heat medium pipe can be formed at a deeper position by further disposing the upper cover member on the cover member.
  • the present invention provides a base member having a concave groove formed on the bottom surface of the lid groove that opens to the front surface side, a heat medium pipe inserted into the concave groove, and a lid member inserted into the lid groove.
  • a heat transfer plate that is friction stir welded using a rotary tool and the heat medium tube is not plastically deformed, and one side wall of the lid groove and one side surface of the lid member
  • the width of the single plasticizing region formed with respect to the abutting portion of the abutting portion and the abutting portion of the other side wall of the lid groove and the other side surface of the lid member is greater than the width of the lid groove. It is characterized by being.
  • the base member further comprising an upper lid groove formed wider than the lid groove on the surface side of the base member, and an upper lid member inserted into the upper lid groove, and the upper lid groove Friction stirring is preferably performed along the abutting portion between the side wall and the side surface of the upper lid member.
  • the heat medium pipe can be formed at a deeper position by further disposing the upper lid member on the lid member.
  • the present invention provides a base member having a concave groove that is open on the surface side and deeper than the vertical height of the heat medium pipe, the heat medium pipe inserted into the bottom of the concave groove, A cover member that covers the heat medium tube, wherein the base member and the cover member are friction stir welded and the heat medium tube is plastically deformed, One line of plasticization formed on the abutting portion between one side wall of the lid groove and one side surface of the lid member and the abutting portion between the other side wall of the lid groove and the other side surface of the lid member The width of the region is formed to be greater than the width of the concave groove.
  • the outer diameter of the shoulder portion of the rotary tool by setting the outer diameter of the shoulder portion of the rotary tool to be equal to or greater than the width of the opening of the concave groove, the pair of abutting portions between the lid member and the base member can be formed by one movement of the rotary tool. At the same time, friction stirring is possible. Thereby, work labor can be reduced.
  • the outer diameter of the shoulder portion of the rotary tool is larger than the width of the concave groove, the friction stirrer can be performed with the rotary tool positioned above the heat medium pipe.
  • the pressing force of the rotary tool is efficiently transmitted to the heat medium pipe through the lid member, so that the heat medium pipe can be suitably plastically deformed, and the concave groove and the heat medium pipe are in close contact with each other. Can increase the sex.
  • the base member further includes a base member further provided with an upper lid groove formed wider than the concave groove on the surface side of the base member, and an upper lid member inserted into the upper lid groove. Friction stirring is preferably performed along the abutting portion between the side wall and the side surface of the upper lid member.
  • the heat medium pipe can be formed at a deeper position by further disposing the upper lid member on the lid member.
  • the present invention provides a base member having a concave groove that opens at the bottom surface of the lid groove that opens to the front surface side and is shallower than the vertical height of the heat medium pipe, and the heat medium pipe inserted into the concave groove.
  • a heat transfer plate in which the base member and the cover member are friction stir welded and the heat medium pipe is plastically deformed. And formed on the abutting portion between one side wall of the lid groove and one side surface of the lid member, and the abutting portion between the other side wall of the lid groove and the other side surface of the lid member. It is preferable that the width of the single plasticized region is greater than the width of the lid groove.
  • the outer diameter of the shoulder portion of the rotating tool by setting the outer diameter of the shoulder portion of the rotating tool to be equal to or larger than the width of the opening portion of the lid groove, the pair of abutting portions of the lid member and the base member can be formed by one movement of the rotating tool. At the same time, friction stirring is possible. Thereby, work labor can be reduced.
  • the outer diameter of the shoulder portion of the rotary tool is larger than the width of the lid groove, friction stirring can be performed in a state where the rotary tool is positioned above the heat medium pipe.
  • the pressing force of the rotary tool is efficiently transmitted to the heat medium pipe through the lid member, so that the heat medium pipe can be suitably plastically deformed, and the concave groove and the heat medium pipe are in close contact with each other. Can increase the sex.
  • the base member further comprising an upper lid groove formed wider than the lid groove on the surface side of the base member, and an upper lid member inserted into the upper lid groove, and the upper lid groove Friction agitation is preferably performed along the abutting portion between the side wall and the side surface of the lid groove member.
  • the heat medium pipe can be formed at a deeper position by further disposing the upper lid member on the lid member.
  • the heat transfer plate can be manufactured with a small number of work steps.
  • FIG. 1 It is the perspective view which showed the heat exchanger plate which concerns on 1st embodiment.
  • A is a side view of the rotary tool according to the first embodiment and an exploded side view of the heat transfer plate
  • (b) is a schematic layout view of the heat transfer plate according to the first embodiment.
  • (A) is a side view of the rotary tool according to the second embodiment and an exploded side view of the heat transfer plate
  • (b) is a schematic layout view of the heat transfer plate according to the second embodiment. It is the side view which showed the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 2nd embodiment, Comprising: (a) shows a joining process, (b) shows a completion drawing.
  • (A) is a side view of the rotary tool according to the third embodiment and an exploded side view of the heat transfer plate
  • (b) is a schematic layout view of the heat transfer plate according to the third embodiment. It is the side view which showed the heat exchanger plate which concerns on 3rd embodiment. It is a disassembled side view of the heat exchanger plate which concerns on 4th embodiment.
  • FIG. 10 is a view showing a heat transfer plate according to a fifth embodiment, where (a) is a perspective view and (b) is a cross-sectional view taken along line X1-X1 of (a).
  • (A) is the side view of the rotary tool which concerns on 5th embodiment, and the exploded side view of a heat exchanger plate
  • (b) is a schematic arrangement drawing of the heat exchanger plate which concerns on 5th embodiment.
  • (A) is a schematic cross-sectional view showing a lid member insertion step
  • (b) is a schematic cross-sectional view showing an over-pressed state in the joining step
  • (c) is a schematic view showing when the fifth embodiment is completed.
  • (A) is the side view of the rotary tool which concerns on 6th embodiment, and the exploded side view of a heat exchanger plate
  • (b) is a schematic arrangement drawing which concerns on 6th embodiment. It is the sectional side view which showed the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 6th embodiment
  • (a) is a joining process
  • (b) shows a completion drawing.
  • (A) is the side view of the rotary tool which concerns on 7th embodiment, and the exploded side view of a heat exchanger plate
  • (b) is a schematic arrangement drawing which concerns on 7th embodiment. It is the sectional side view which showed the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 7th embodiment, (a) shows the pipe
  • (A) is the decomposition
  • (b) is the sectional side view which showed the heat exchanger plate which concerns on 8th embodiment.
  • (A) is the decomposition
  • (b) is the side sectional view which showed the heat exchanger plate which concerns on 9th embodiment. It is the side view which showed the conventional heat exchanger plate.
  • the heat transfer plate 1 includes a thick plate-shaped base member 2 having a front surface 3 and a back surface 4, and a lid groove 6 opened on the front surface 3 of the base member 2.
  • the lid member 10 integral with the lid member 10 disposed, comprising mainly a thermal medium pipe 16 which is inserted into the concave groove 8 open to the bottom face 6a of Futamizo 6, the plasticized region W 1 formed by friction stir welding Is formed.
  • the “plasticization region” includes both a state heated by frictional heat of the rotary tool and actually plasticized, and a state where the rotary tool passes and returns to room temperature.
  • the base member 2 has a role of transmitting heat of the heat medium flowing through the heat medium pipe 16 to the outside, or a role of transferring external heat to the heat medium flowing through the heat medium pipe 16.
  • a lid groove 6 is recessed in the surface 3 of the base member 2, and a recessed groove 8 narrower than the lid groove 6 is recessed in the center of the bottom surface 6 a of the lid groove 6.
  • the lid groove 6 is a portion where the lid member 10 is disposed, and is formed continuously over the longitudinal direction of the base member 2.
  • the lid groove 6 has a rectangular shape in a sectional view, and includes side walls 5 a and 5 b that rise vertically from the bottom surface 6 a of the lid groove 6.
  • the concave groove 8 is a portion into which the heat medium pipe 16 is inserted, and is formed continuously over the longitudinal direction of the base member 2.
  • the concave groove 8 is a U-shaped groove with an upper opening, and a bottom 7 having a semicircular shape in cross section is formed at the lower end.
  • the width A of the opening portion of the groove 8 is formed substantially equal to the outer diameter B of the heat medium pipe 16, and the depth C of the groove 8 is larger than the outer diameter B of the heat medium pipe 16. Is formed.
  • the width E of the lid groove 6 is formed larger than the width A of the concave groove 8, and the depth J of the lid groove 6 is formed substantially equal to the thickness F of the lid member 10 described later.
  • the material of the base member 2 is not particularly limited, but is formed of, for example, an aluminum alloy (JIS: A6061).
  • the lid member 10 is made of the same kind of aluminum alloy as the base member 2, has a rectangular cross section substantially the same as the cross section of the lid groove 6 of the base member 2, and includes an upper surface 11, a lower surface 12, It has a side surface 13a and a side surface 13b. Further, the thickness F of the lid member 10 is formed substantially equal to the depth J of the lid groove 6, and the width G of the lid member 10 is formed substantially equal to the width E of the lid groove 6.
  • the lower surface 12 (lower part) of the lid member 10 comes into contact with the bottom surface 6 a of the lid groove 6.
  • the side surfaces 13a and 13b of the lid member 10 are in surface contact with the side walls 5a and 5b of the lid groove 6 or face each other with a fine gap.
  • the abutting portion V 1 and the abutting portion V 2 are also simply referred to as a butting portion V.
  • the heat medium pipe 16 is a cylindrical pipe having a hollow portion 18 having a circular cross section.
  • the outer diameter B of the heat medium pipe 16 is formed to be approximately equal to the width A of the groove 8, and as shown in FIG. 1, the lower half of the heat medium pipe 16 and the bottom 7 of the groove 8 Makes surface contact.
  • the heat medium pipe 16 is a member that circulates a heat medium such as a high-temperature liquid or a high-temperature gas in the hollow portion 18 to transmit heat to the base member 2 and the lid member 10, or the hollow portion 18 has cooling water, cooling, or the like. It is a member that transfers heat from the base member 2 and the lid member 10 by circulating a heat medium such as gas. Further, for example, a heater may be passed through the hollow portion 18 of the heat medium pipe 16 to transmit heat generated from the heater to the base member 2 and the lid member 10.
  • a heat medium such as a high-temperature liquid or a high-temperature gas
  • the heat medium pipe 16 is circular in cross section, but may be square in cross section. Moreover, although the copper pipe was used for the heat medium pipe 16 in the first embodiment, a pipe made of another material may be used.
  • the bottom 7 of the groove 8 and the lower half of the heat medium pipe 16 are brought into surface contact, and the upper end of the heat medium pipe 16 and the lower surface 12 of the lid member 10 are separated from each other.
  • the present invention is not limited to this.
  • the depth C and the outer diameter B of the concave groove 8 may be formed in a range of B ⁇ C ⁇ 1.2B.
  • the width A of the concave groove 8 and the outer diameter B of the heat medium pipe 16 may be formed in a range of B ⁇ A ⁇ 1.1B.
  • the lower surface 12 of the lid member 10 contacts the bottom surface 6 a of the lid groove 6, and the depth C of the concave groove 8 is the outer diameter of the heat medium pipe 16. It is formed larger than B. Accordingly, when the lid member 10 is inserted into the cover groove 6 after the heat medium pipe 16 is inserted into the concave groove 8 of the base member 2, the concave groove 8, the outer periphery of the heat medium pipe 16, the lower surface 12 of the lid member 10, A space P surrounded by is formed. The space portion P is filled with a heat conductive material to be described later.
  • the plasticizing region W 1 is integrated by a part of the base member 2 and the lid member 10 being plastically flowed. It is an area.
  • the maximum width Wa of the plasticized region W 1 (the width at the surface 3) is formed to be larger than the width of Futamizo 6 E (the (a) see FIG. 2).
  • the deepest part of the plasticized region W 1 is, has been set to reach the substantially center of the lid member 10 (the upper approximately 1/2 of the depth of the lid member 10), the plasticized region W 1 size
  • the height may be set as appropriate based on the size of the lid member 10 and the size of the rotary tool to be described later.
  • the deepest part of the plasticized region W 1 is about 2/3 to 1/3 on the upper side of the lid member 10. It may be set so as to reach the position of.
  • FIG. 3 is a side view showing a method for manufacturing a heat transfer plate according to the first embodiment, in which (a) shows a heat medium tube insertion step in which a heat medium tube is inserted, and (b) shows The lid member inserting step is shown, (c) shows the joining step, and (d) shows the completed drawing.
  • the heat transfer plate manufacturing method includes a preparation process for forming the base member 2, and a heat medium pipe insertion process for inserting the heat medium pipe 16 into the concave groove 8 formed in the base member 2. , A filling step for filling the groove 8 and the heat medium pipe 16 with the heat conductive material 25, a lid member insertion step for inserting the lid member 10 into the lid groove 6, and rotation for joining along the abutting portion V And a joining step of moving the tool 20 to perform friction stir welding.
  • the joining rotary tool 20 used in the present embodiment is made of, for example, tool steel, and includes a cylindrical shoulder portion 22 and a stirring pin 26 that hangs down from the center portion of the lower surface 24 on a concentric axis.
  • Stirring pin 26 exhibits a tapered shape that is narrower toward the distal end is formed with a length L A. Note that a plurality of small grooves (not shown) and screw grooves along the radial direction may be formed on the peripheral surface of the stirring pin 26 along the axial direction thereof.
  • the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 is formed on the above dimensions the width of Futamizo 6 E. Accordingly, the joining rotation tool 20 along the cover member 10 (Futamizo 6) by moving as one, can be performed simultaneously friction stir against butting portion V 1, V 2.
  • the joining rotary tool 20 is set as described above.
  • the base end portion (maximum outer diameter X 2 ) of the stirring pin 26 is set to be equal to or larger than the width E of the lid groove 6. Also good.
  • the tip end portion (minimum outer diameter X 3 ) of the stirring pin 26 may be set to be equal to or larger than the width E of the lid groove 6.
  • the lid groove 6 is formed in the thick plate member by, for example, flat end milling.
  • a concave groove 8 having a semicircular cross section is formed on the bottom surface 6a of the lid groove 6 by, for example, ball end milling.
  • the concave groove 8 includes a bottom portion 7 having a semicircular cross section in the lower half portion, and is opened upward with a certain width from the upper end of the bottom portion 7.
  • Heat medium tube insertion process Next, as shown in FIG. 3A, the heat medium pipe 16 is inserted into the groove 8. The lower half of the heat medium pipe 16 is in surface contact with the bottom 7 forming the lower half of the groove 8.
  • a portion surrounded by the groove 8 and the heat medium pipe 16 is filled with a heat conductive material 25.
  • filling is performed until the upper surface of the heat conductive material 25 and the bottom surface 6a of the lid groove 6 are flush with each other.
  • the heat conductive material 25 is filled in the space portion P (see FIG. 2B), thereby filling the space portion P to increase the heat conduction efficiency of the heat transfer plate 1 and improving water tightness and air tightness. Play a role to enhance.
  • a known low melting point brazing material of metal powder is used as the heat conductive material 25.
  • the heat conductive substance 25 should just be a material which fills the space part P of the heat exchanger plate 1, and improves heat transfer efficiency, and may be a metal powder paste, a metal sheet, etc.
  • the lid member 10 is inserted into the lid groove 6 of the base member 2.
  • the lower surface 12 of the lid member 10 contacts the bottom surface 6 a of the lid groove 6, and the upper surface 11 of the lid member 10 is flush with the surface 3 of the base member 2.
  • the abutting portions V 1 and V 2 are formed by the side walls 5 a and 5 b of the lid groove 6 and the side surfaces 13 a and 13 b of the lid member 10.
  • the rotational speed of the joining rotary tool 20 is, for example, 50 to 1500 rpm
  • the feed rate is 0.05 to 2 m / min
  • the pushing force applied in the axial direction of the joining rotary tool 20 is 1 kN to 20 kN.
  • plasticized region W 1 is formed on the surface 3 of the base member 2 by the joining process.
  • the deepest part of the plasticized region W 1 is, in this embodiment, by setting the pushing amount of the length and joining rotation tool 20 of the stirring pin 26 as substantially reach the center of the lid member 10.
  • the depth Wb of the plasticized region W 1 at the abutting portions V 1 and V 2 is set to be about 1 ⁇ 4 of the thickness of the lid member 10.
  • the joining force between the base member 2 and the lid member 10 can be increased.
  • the size of the plasticized region W 1 (depth), shape and number of revolutions or the pushing amount of the joining rotation tool 20 is merely illustrative and not intended to be limiting, the base member 2 and the lid member 10 These may be set as appropriate in consideration of the above materials.
  • the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 since the set larger than the width E of Futamizo 6,
  • the abutting portions V 1 and V 2 can be simultaneously frictionally stirred by moving the joining rotary tool 20 once along the center in the width direction of the lid member 10, and the base member 2 and the lid member 10 are frictionally agitated. It can be integrated by stirring.
  • the bonding rotary tool 20 is pushed in from the upper surface 11 of the lid member 10.
  • the heat medium pipe 16 is not crushed.
  • tube 16 can be arrange
  • the heat from the heat medium can be efficiently transmitted.
  • the airtightness of the heat exchanger plate 1 and watertightness can be improved by filling the space part P which may be formed inside the heat exchanger plate 1.
  • the joining step is performed in a state where the heat medium pipe 16 and the lid member 10 are separated from each other, but the present invention is not limited to this, and the heat medium pipe 16 and the lid member 10 are connected to each other. You may perform a joining process in the state made to contact.
  • the heat transfer plate according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the lid member 30 has a substantially T-shaped cross-sectional view.
  • description is abbreviate
  • a lid groove 36 is formed in the surface 33 of the base member 32, and a recess having a narrower width than the lid groove 36 is formed at the center of the bottom surface 36 a of the lid groove 36.
  • a groove 38 is recessed.
  • the lid groove 36 is a portion where the lid member 30 is disposed, and is formed continuously over the longitudinal direction of the base member 32.
  • the lid groove 36 has a rectangular shape in sectional view, and includes side walls 35 a and 35 b that rise vertically from the bottom surface 36 a of the lid groove 36.
  • the width e of the lid groove 36 is formed substantially equal to the width g 1 of the lid member 30 described later, and the depth j of the lid groove 36 is formed substantially equal to the depth f 1 of the lid member 30. Yes.
  • the concave groove 38 is a portion into which the heat medium pipe 16 and the lid member 30 are inserted, and is formed continuously along the longitudinal direction of the base member 32.
  • the concave groove 38 is a U-shaped groove with an upper opening, and a bottom portion 37 having a semicircular shape in cross section is formed at the lower end.
  • the width A of the concave groove 38 is formed substantially equal to the outer diameter B of the heat medium pipe 16.
  • the lid member 30 is a member inserted into the lid groove 36 and the concave groove 38 of the base member 32, and has a wide portion 41 formed wide and a wide portion 41. And a narrow portion 42 formed to be narrower than that.
  • the wide portion 41 has an upper surface 43, a lower surface 44, and side surfaces 43a and 43b.
  • the width g 1 of the wide portion 41 is formed substantially equal to the width e of the lid groove 36, and the thickness f 1 is formed substantially equal to the depth j of the lid groove 36.
  • the narrow portion 42 extends downward from the center of the lower surface 44 of the wide portion 41.
  • the width g 2 of the narrow portion 42 is formed substantially equal to the width A of the concave groove 38.
  • the lower surface 44 of the wide portion 41 of the lid member 30 contacts the bottom surface 36 a of the lid groove 36.
  • the side surfaces 43a and 43b of the wide portion 41 are in surface contact with the side walls 35a and 35b of the lid groove 36 or face each other with a fine gap.
  • the butting face between the one side wall 35a of one side 43a and Futamizo 36 of the cover member 30 below the butting portion V 3.
  • the abutment surfaces of the other side wall 35b of the other side surface 43b and Futamizo 36 of the cover member 30 below the butting portion V 4.
  • the abutting portion V 3 and the abutting portion V 4 are also simply referred to as a butting portion V.
  • both side surfaces of the narrow portion 42 of the lid member 30 are in surface contact with both side surfaces of the concave groove 38 or face each other with a fine gap.
  • the sum of the thickness f 2 of the narrow portion 42 and the outer diameter B of the heat medium pipe 16 is formed to be smaller than the depth c of the concave groove 38.
  • the distance from the bottom portion 37 of the concave groove 38 to the lower surface 45 of the narrow portion 42 of the lid member 30 is larger than the outer diameter B of the heat medium pipe 16. Therefore, as shown in FIG. 4B, when the lid member 30 is inserted into the lid groove 36, the upper end of the heat medium pipe 16 is separated from the lower surface 45 of the narrow portion 42 with a predetermined interval.
  • the lid member 30 when the lid member 30 is inserted into the cover groove 36 after the heat medium pipe 16 is inserted into the concave groove 38 of the base member 32, the concave groove 38, the outer periphery of the heat medium pipe 16, and the lower surface 45 of the lid member 30.
  • the space part P1 formed in (1) is formed.
  • the space P1 is filled with a heat conductive material.
  • FIG. (A) of FIG. 5 is the figure which showed the joining process which concerns on 2nd embodiment, (b) shows the completion figure which concerns on 2nd embodiment.
  • the heat transfer plate manufacturing method includes a preparation step for forming the base member 32, and a heat medium tube insertion step for inserting the heat medium tube 16 into the concave groove 38 formed in the base member 32. , A filling step of filling the heat conductive material 25 on the concave groove 38 and the heat medium pipe 16, a lid member inserting step of inserting the lid member 30 into the lid groove 36, and rotation for joining along the abutting portion V And a joining step of moving the tool 20 to perform friction stir welding.
  • tube insertion process for heat medium are substantially equivalent to 1st embodiment, description is abbreviate
  • a portion surrounded by the groove 8 and the heat medium pipe 16 is filled with a heat conductive material 25.
  • a portion surrounded by the heat medium pipe 16, the concave groove 38, and the lower surface 45 of the lid member 30 is filled with the heat conductive material 25 with a predetermined thickness.
  • the lid member 30 is inserted into the lid groove 36 of the base member 32.
  • the lower surface 44 of the wide portion 41 of the lid member 30 contacts the bottom surface 36 a of the lid groove 36, and the upper surface 43 of the wide portion 41 is flush with the surface 3 of the base member 32.
  • the lower surface 45 of the narrow portion 42 abuts on the heat conductive material 25.
  • the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 since the set larger than the width e of Futamizo 36, lid
  • the abutting portions V 3 and V 4 can be simultaneously frictionally stirred by moving the joining rotary tool 20 once along the center in the width direction of the member 30, and the base member 32 and the lid member 30 can be frictionally stirred.
  • tube 16 can be arrange
  • the heat transfer plate manufacturing method according to the third embodiment is the first implementation in that the lower part of the lid member 50 is formed along the shape of the heat medium pipe 16 as shown in FIG. It differs from the form.
  • description is abbreviate
  • the lid member 50 is a member that is inserted into a part of the lid groove 6 and the concave groove 8 of the base member 2 as shown in FIG.
  • a wide portion 51 and a narrow portion 52 formed narrower than the wide portion 51.
  • the wide portion 51 has an upper surface 53, a lower surface 55, and side surfaces 54a and 54b.
  • the width G of the wide portion 51 is formed substantially equal to the width E of the lid groove 6, and the thickness F is formed substantially equal to the depth J of the lid groove 6.
  • the narrow portion 52 extends downward from the center of the lower surface 55 of the wide portion 51.
  • a bent portion 56 having the same curvature as the outer diameter B of the heat medium pipe 16 is formed in the lower portion of the narrow portion 52.
  • the width G1 of the narrow portion 52 is formed substantially equal to the width A of the recessed groove 8.
  • the lower surface 55 of the wide portion 51 of the lid member 50 abuts against the bottom surface 6a of the lid groove 6 as shown in FIG. Even if the rotating tool 20 for welding is pushed in from 53 and frictional stirring is performed, the heat medium pipe 16 is not crushed. Moreover, since the lower part of the cover member 50 is formed along the shape of the outer periphery of the heat medium pipe 16, it is possible to prevent the generation of voids. Thereby, the heat conduction efficiency of the heat transfer plate 61 can be increased.
  • the cross-sectional shape of the lower portion of the narrow portion 52 is formed in an arc following the shape of the outer periphery of the heat medium pipe 16, but the cross-sectional shape of the heat medium pipe is another shape. In that case, the shape of the narrow portion 52 may be formed following the shape.
  • FIG. 8 is an exploded side view showing a heat transfer plate according to the fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a side view showing a heat transfer plate according to the fourth embodiment.
  • the heat transfer plate 81 according to the fourth embodiment shown in FIGS. 8 and 9 includes a structure substantially equivalent to the heat transfer plate 1 according to the first embodiment (see FIG. 1), and is on the surface side of the lid member 10. Furthermore, it differs from 1st embodiment by the point which has arrange
  • the structure equivalent to the above-described heat transfer plate 1 is also referred to as a lower lid portion M below.
  • symbol is attached
  • the heat transfer plate 81 is disposed on the surface side of the base member 62, the heat medium pipe 16 inserted into the concave groove 8, the lid member 10, and the lid member 10. And an upper lid member 70, which are integrated by friction stir welding in the plasticized region W 1 and the plasticized regions W 4 and W 5 .
  • the base member 62 is made of, for example, an aluminum alloy, and has a top cover groove 64 formed in the longitudinal direction on the surface 63 of the base member 62 and a bottom surface 66 of the top cover groove 64. It has the cover groove
  • the upper lid groove 64 has a rectangular shape in cross section, and includes side walls 65 a and 65 b that rise vertically from the bottom surface 66. The width of the upper lid groove 64 is formed larger than the width of the lid groove 6.
  • the heat medium pipe 16 is inserted into the groove 8 formed in the lower part of the base member 62, is closed by the lid member 10, and is formed in the plasticized region W 1 by friction stir welding. It is joined. That is, the lower lid portion M formed inside the base member 62 is formed substantially equivalent to the heat transfer plate 1 according to the first embodiment.
  • a step (groove) or a burr may be generated on the bottom surface 66 of the upper lid groove 64 due to the friction stir welding.
  • the lower surface 72 of the upper lid member 70 and the bottom surface 66 of the upper lid groove 64 after chamfering can be arranged without a gap.
  • the upper lid member 70 is made of, for example, an aluminum alloy, has a rectangular cross section substantially the same as the cross section of the upper lid groove 64, and has side surfaces 73 a and 73 b formed vertically from the lower surface 72.
  • the upper lid member 70 is inserted into the upper lid groove 64. That is, the side surfaces 73a and 73b of the upper lid member 70 are in surface contact with the side walls 65a and 65b of the upper lid groove 64 or are arranged with a fine gap.
  • the upper abutting portions V 5 and V 6 are integrated in the plasticized regions W 4 and W 5 by friction stir welding.
  • the manufacturing method of the heat transfer plate 81 includes a chamfering step of chamfering the bottom surface 66 of the upper cover groove 64 after forming the lower lid portion M on the lower portion of the base member 62 by a manufacturing method equivalent to the heat transfer plate 1. It includes an upper lid member inserting step for arranging the upper lid member 70 and an upper lid member joining step for performing friction stir welding along the upper abutting portions V 5 and V 6 .
  • the step (groove) and burrs formed on the bottom surface 66 of the upper lid groove 64 are cut and removed, and the bottom surface 66 is smoothed.
  • the upper lid member 70 is disposed on the bottom surface of the upper lid groove 64.
  • the lower surface 72 of the upper lid member 70 and the bottom surface of the upper lid groove 64 can be arranged without a gap.
  • the joining rotary tool (not shown) is moved along the upper abutting portions V 5 and V 6 to perform friction stir welding.
  • the pushing amount of the joining rotary tool in the upper lid member joining step may be appropriately set in consideration of the length of the stirring pin of the joining rotary tool and the thickness F ′ of the upper lid member 70.
  • the joining rotary tool 20 used in the first embodiment may be used.
  • the heat medium pipe 16 can be disposed at a deeper position by further disposing the upper cover member 70 above the lower cover portion M and performing friction stir welding. it can.
  • the two sides of the upper lid member 70 are frictionally stirred to form the two plasticized regions W 4 and W 5.
  • the present invention is not limited to this.
  • the groove width of the upper lid groove 64, and smaller than the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 (see (a) in FIG. 4) upper lid member by using the joining rotation tool 20 70 may be performed with a single friction stir. Thereby, the effort concerning a joining process can be reduced.
  • the heat transfer plate according to the fifth embodiment to the ninth embodiment is different from the first embodiment in that the heat medium pipe is plastically deformed. That is, in the fifth embodiment to the ninth embodiment, in the joining process, the heat medium tube is pushed through the lid member to perform the friction stir welding while plastically deforming the heat medium tube.
  • the heat transfer plate 101 according to the fifth embodiment includes a base member 2 having a concave groove 8 opened on the surface 3, and a heat medium pipe 16 inserted into the concave groove 8.
  • a lid member 10 which is inserted into the concave groove 8, mainly equipped with are integrally formed by plasticized region W 1 formed by friction stir welding.
  • the heat medium pipe 16 according to the heat transfer plate 101 is different from the first embodiment in that it is crushed from above and plastically deformed.
  • the base member 2 has a role of transmitting heat of the heat medium flowing through the heat medium pipe 16 to the outside, or a role of transferring external heat to the heat medium flowing through the heat medium pipe 16.
  • the surface 3 of the base member 2 has a recessed groove 8 that opens upward.
  • the concave groove 8 is a portion into which the heat medium pipe 16 is inserted, and is formed continuously over the longitudinal direction of the base member 2.
  • the concave groove 8 is a U-shaped groove that is open at the top, and has a bottom portion 7 formed of a curved surface formed with a constant curvature at the lower end, and a side wall 8a that is continuous with the bottom portion 7 and spaced apart by a constant width. 8b.
  • the width A of the concave groove 8 (distance between the side wall 8a and the side wall 8b) is formed larger than the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16, and the depth C of the concave groove 8 is equal to the depth of the heat medium pipe 16. It is formed larger than the outer diameter B1. Further, the curvature of the bottom portion 7 is formed to be smaller than the curvature of the outer periphery of the heat medium pipe 16.
  • the base member 2 is made of, for example, an aluminum alloy (JIS: A6061).
  • the heat medium pipe 16 is a member that circulates a heat medium such as a high-temperature liquid or a high-temperature gas in the hollow portion 18 to transmit heat to the base member 2 and the lid member 10, or the hollow portion 18 has cooling water, cooling, or the like. It is a member that transfers heat from the base member 2 and the lid member 10 by circulating a heat medium such as gas.
  • the heat medium pipe 16 has a circular cross-sectional view before the joining process, but is crushed by the joining process as shown in FIG. Plastic deformation along the shape of The crushing condition of the heat medium pipe 16 will be described later.
  • the heat medium flowing through the heat medium pipe 16 is not particularly limited.
  • the heater is passed through the hollow portion 18 of the heat medium pipe 16 and heat generated from the heater is transmitted to the base member 2 and the lid member 10. You may utilize as a member to make.
  • the shape of the heat medium pipe 16 before the joining step is circular in the present embodiment, but is not particularly limited, and may be elliptical or rectangular in cross section.
  • the copper pipe was used for the heat medium pipe 16 in this embodiment, a pipe made of another material may be used.
  • the width A of the groove 8 and the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16 may be set as appropriate within the range of B1 ⁇ A ⁇ 1.4B1.
  • the lid member 10 is a member that is inserted into the concave groove 8, has a rectangular shape in cross section, and has an upper surface 11, a lower surface 12, a side surface 13a, and a side surface 13b.
  • the lid member 10 is made of the same kind of aluminum alloy as the base member 2.
  • the thickness F of the lid member 10 is the sum of the thickness F and the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16 in this embodiment. It is formed so as to be larger.
  • the lower surface 12 (lower part) of the lid member 10 comes into contact with the heat medium pipe 16.
  • the upper surface 11 of the lid member 10 protrudes at a protruding height 10 a from the surface 3 of the base member 2. Note that the upper surface 11 of the lid member 10 does not necessarily protrude from the surface 3 of the base member 2, and when the lid member 10 is inserted into the concave groove 8, the upper surface 11 of the lid member 10 and the surface 3 of the base member 2. And may be formed to be flush with each other.
  • the side surfaces 13 a and 13 b of the lid member 10 are in surface contact with the side walls 8 a and 8 b of the concave groove 8 or face each other with a fine gap.
  • the abutting portion V 1 and the abutting portion V 2 are also simply referred to as a butting portion V.
  • a space formed by the bottom 7 and the side walls 8a and 8b of the concave groove 8 and the lower surface 12 of the lid member 10 is defined as a space P11.
  • the plasticized region W 1 is integrated by plastic flow of part of the base member 2 and the lid member 10 when friction stir welding is performed on the abutting portions V 1 and V 2 . It is an area.
  • the maximum width Wa of the plasticized region W 1 (the width at the surface 3) is formed to be larger than the width A of the concave groove 8 (see FIG. 11 (a)).
  • the deepest part of the plasticized region W 1 is, although set from the upper surface 11 of the cover member 10 so as to reach about one-third the height of the thickness dimension of the lid member 10, plasticized region W 1 size (depth) may be suitably set based on the rotational tool sized to the size and below the lid member 10, for example, the deepest portion of the plasticized region W 1, the upper surface 11 of the cover member 10 To the position of about 2/3 to 1/3 of the thickness dimension of the lid member 10.
  • FIG. 12 is a side sectional view showing a method for manufacturing a heat transfer plate according to a fifth embodiment, wherein (a) shows a heat medium tube insertion step in which a heat medium tube is inserted, and (b) Shows a lid member insertion step, and (c) shows a joining step.
  • the heat transfer plate manufacturing method includes a preparation process for forming the base member 2, and a heat medium pipe insertion process for inserting the heat medium pipe 16 into the concave groove 8 formed in the base member 2.
  • the lid member inserting step of inserting the lid member 10 into the concave groove 8 and the joining step of moving the joining rotary tool 20 along the abutting portion V to perform the friction stir welding are included.
  • the groove 8 is formed in the thick plate member by, for example, end milling.
  • the base member 2 provided with the concave groove 8 opened on the surface 3 is formed.
  • the concave groove 8 is provided with a bottom portion 7 formed of a curved surface at a lower portion, and is opened upward with a certain width from the bottom portion 7.
  • the base member 2 is formed by cutting in this embodiment, an extruded shape of an aluminum alloy may be used.
  • Heat medium tube insertion process Next, as shown in FIG. 12A, the heat medium pipe 16 is inserted into the groove 8. The lower end of the heat medium pipe 16 is in contact with the bottom 7 of the groove 8.
  • the lid member 10 is inserted into the concave groove 8 of the base member 2.
  • the lower surface 12 of the lid member 10 contacts the upper end of the heat medium pipe 16, and the upper surface 11 of the lid member 10 protrudes from the surface 3 of the base member 2.
  • the abutting portions V 1 and V 2 are formed by the side walls 8 a and 8 b of the concave groove 8 and the side surfaces 13 a and 13 b of the lid member 10.
  • the rotational speed of the joining rotary tool 20 is, for example, 50 to 1500 rpm
  • the feed rate is 0.05 to 2 m / min
  • the pushing force applied in the axial direction of the joining rotary tool 20 is 1 kN to Set to 20 kN.
  • the pressing force of the joining rotary tool 20 is transmitted to the heat medium pipe 16 via the lid member 10, and therefore the heat medium pipe 16 has the shape of the concave groove 8 and the lower surface 12 of the lid member 10. Plastically deformed along
  • plasticized region W 1 is formed on the surface 3 of the base member 2 by the joining process.
  • the deepest part of the plasticized region W 1 is the length and joining the stirring pin 26 to reach the upper surface 11 of the cover member 10 to about 1/3 height of the thickness of the lid member 10
  • the pushing amount of the rotary tool 20 is set.
  • the depth Wb of the plasticized region W 1 at the abutting portions V 1 and V 2 is set to be about 1/5 of the thickness of the lid member 10. Yes.
  • the heat medium pipe 16 after the joining process is formed such that the height B2 is about 70% of the height B1 of the heat medium pipe 16 before the joining process.
  • the height B2 of the heat medium pipe 16 after the joining step is preferably 70% or more of the height B1 of the heat medium pipe 16 before the joining step.
  • the height B2 of the heat medium pipe 16 after the joining process is more preferably 80% or more of the height B1 of the heat medium pipe 16 before the joining process.
  • the value of the upsetting rate (B1 ⁇ B2 / B1) ⁇ 100 indicating the degree of collapse of the heat medium pipe 16 is preferably set to 20% to 30%.
  • the size of the plasticized region W 1 (depth), shape and number of revolutions or the pushing amount of the joining rotation tool 20 is merely illustrative and not intended to be limiting, the base member 2 and the lid member 10
  • the material may be appropriately set in consideration of the materials and the like.
  • the length L A of the stirring pin 26 of the welding rotary tool 20 is formed to be about 1 ⁇ 2 of the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22. it may be smaller than half the outer diameter X 1 of length L a of the shoulder portion 22. Thereby, the transmission efficiency of the pressing force of the joining rotary tool 20 can be increased.
  • the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 since the set larger than the width A of Futamizo 6
  • the abutting portions V 1 and V 2 can be simultaneously frictionally stirred by moving the joining rotary tool 20 once along the center of the lid member 10 in the width direction, and the base member 2 and the lid member 10 can be connected to each other. They can be integrated by friction stirring. Thereby, the work effort of a manufacturing process can be reduced.
  • tube 16 can be efficiently plastically deformed along the shape of the ditch
  • the centers of the lid member 10 and the joining rotary tool 20 are located on a vertical line passing through the center of the heat medium pipe 16, the pressing force of the joining rotary tool 20 is more efficiently applied to the heat medium.
  • the heat transfer pipe 16 can be plastically deformed in a well-balanced manner.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the lid member inserting step
  • (b) is a schematic cross-sectional view showing an over-pressed state in the joining step
  • (c) is a diagram of the fifth embodiment. It is the schematic cross section which showed the time of completion.
  • the inner peripheral length N2 (bold line) of the region surrounded by the bottom 7, the side wall 8a, the side wall 8b, and the bottom surface 12 of the lid member 10 of the concave groove 8
  • the length of the portion is formed larger than the outer peripheral length N1 of the heat medium pipe 16.
  • the inner peripheral length N2 of the vertical section of the region surrounded by the groove 8 and the lower surface 12 of the lid member 10 is smaller than the outer peripheral length N1 of the heat medium pipe 16.
  • the height B3 of the heat medium pipe 16 after the joining step at the time of excessive pushing becomes smaller than the height B2 (see FIG. 12C).
  • the inner peripheral length N2 (the length of the thick line portion) and the outer peripheral length N1 of the heat medium pipe 16 are formed to be substantially equal. ing. That is, the space portion P11 (see FIG. 13A) becomes closer to the outer peripheral length N1 of the heat medium pipe 16 and the inner peripheral length N2 of the region surrounded by the groove 8 and the lower surface 12 of the lid member 10. ) Becomes smaller, the heat transfer efficiency of the heat transfer plate 101 can be increased.
  • the manufacturing process of this embodiment is an illustration to the last, Comprising: You may be another process.
  • the heat conductive substance is formed in the space P11 formed between the heat medium pipe 16 and the lower surface 12 of the lid member 10 before the lid member inserting step. You may perform the filling process which fills. By filling the thermally conductive material, the gap after completion can be reduced and the heat transfer efficiency can be increased.
  • the heat conductive material may be, for example, a known low melting point brazing material of metal powder, but is not particularly limited as long as it is a material that enhances heat transfer efficiency, such as metal powder, metal powder paste, and metal sheet. May be.
  • the heat transfer plate 91 and the method for manufacturing the heat transfer plate according to the sixth embodiment are different from the fifth embodiment in that a lid groove 471 and a concave groove 473 are provided as shown in FIGS. 14 and 15. Note that description of parts common to the fifth embodiment is omitted.
  • a lid groove 471 is formed in the surface 483 of the base member 482, and a concave groove 473 narrower than the lid groove 471 is formed in the center of the lid groove 471. It is recessed.
  • the lid groove 471 is a portion where the lid member 460 is disposed, and is continuously formed along the longitudinal direction of the base member 482.
  • the lid groove 471 has a rectangular shape in cross section, and includes side walls 471 a and 471 b that rise vertically from the bottom surface 472 of the lid groove 471.
  • the width E1 of the lid groove 471 is formed substantially equal to the width G1 of the lid member 460 described later, and the depth j of the lid groove 471 is formed substantially equal to the depth f1 of the lid member 460.
  • the concave groove 473 is a portion into which the heat medium pipe 16 and the lid member 460 are inserted, and is formed continuously over the longitudinal direction of the base member 482.
  • the concave groove 473 is a U-shaped groove with an upper opening, and a bottom portion 474 having a semicircular shape in cross section is formed at the lower end. Side walls 473a and 473b are formed continuously from the bottom 474.
  • the width e1 of the concave groove 473 is formed larger than the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16. Further, the curvature of the bottom 474 is formed to be smaller than the curvature of the outer periphery of the heat medium pipe 16.
  • the heat medium pipe 16 has a circular cross-sectional view before the joining process, but as shown in FIG. 15, the heat medium pipe 16 is crushed by the joining process to form the concave groove 473 and the lower surface 465 of the lid member 460. Plastic deformation along the shape of The collapse state of the heat medium pipe 16 will be described later.
  • the lid member 460 is a substantially T-shaped member as viewed from the side and inserted into the lid groove 471 and the concave groove 473, and has a wide portion 461 formed wide and a wide width. And a narrow portion 462 formed to be narrower than the portion 461.
  • the wide portion 461 has an upper surface 463, a lower surface 464, and side surfaces 463a and 463b.
  • the width G1 of the wide portion 461 is formed substantially equal to the width E1 of the lid groove 471, and the thickness f1 is formed substantially equal to the depth j of the lid groove 471.
  • the narrow portion 462 extends downward from the center of the lower surface 464 of the wide portion 461.
  • the narrow portion 462 has side surfaces 462a and 462b and a lower surface 465.
  • the lower surface 465 is formed as a concave curved surface.
  • the curvature of the lower surface 65 is formed to be smaller than the curvature of the outer periphery of the heat medium pipe 16.
  • the width g1 of the narrow portion 462 is formed substantially equal to the width e1 of the concave groove 473.
  • the thickness f2 of the narrow portion 462 is formed such that the sum of the thickness f2 and the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16 is larger than the depth c of the concave groove 473.
  • the lower surface 465 of the narrow portion 462 of the lid member 460 becomes the heat medium pipe 16.
  • the upper surface 463 of the lid member 460 protrudes at a protruding height 460 a than the surface 483 of the base member 482.
  • the bottom surface 472 of the lid groove 471 and the lower surface 464 of the wide portion 461 of the lid member 460 are separated by a separation distance L1.
  • the protrusion height 460a and the separation distance L1 are substantially the same length.
  • the side surfaces 463a and 463b of the wide portion 461 of the lid member 460 are in surface contact with the side walls 471a and 471b of the concave groove 471 or have a fine gap. Facing each other.
  • abutting portion V 3 and the abutting portion V 4 are also simply referred to as a butting portion V.
  • a space formed by the bottom 474 and the side walls 473a and 473b of the concave groove 473 and the lower surface 465 of the lid member 460 is defined as a space P13.
  • Plasticized region W 2 as shown in (b) of FIG. 15, when subjected to friction stir welding the butting portion V 3, V 4, part of the base member 482 and the lid member 460 by plastic flow It is an integrated area.
  • the maximum width Wa of the plasticized region W 2 (the width at the surface 483) is formed to be larger than the width E1 of Futamizo 471 (see (a) of FIG. 14).
  • the heat transfer plate manufacturing method includes a preparation step for forming the base member 482, a heat medium tube insertion step for inserting the heat medium tube 16 into the concave groove 473 formed in the base member 482, and The lid member inserting step for inserting the lid member 460 into the lid groove 471 and the concave groove 473 and the joining step for moving the joining rotary tool 20 along the abutting portion V to perform friction stir welding are included.
  • a preparatory process is substantially equivalent to 5th embodiment, it abbreviate
  • Heat medium tube insertion process In the heat medium pipe insertion step, as shown in FIGS. 14A and 14B, the heat medium pipe 16 is inserted into the concave groove 473. The lower end of the heat medium pipe 16 is in contact with the bottom 474 of the concave groove 473.
  • the heat medium pipe 16 since the pressing force of the joining rotary tool 20 is transmitted to the heat medium pipe 16 via the lid member 460, the heat medium pipe 16 has the bottom 474 of the concave groove 473 and the lower surface of the lid member 460. Plastic deformation along the shape of 465. The vertical height B4 of the heat medium pipe 16 after the joining process is crushed so as to be about 80% of the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16 before the joining process.
  • the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 is larger than the width E1 of Futamizo 471, rotating joint once
  • the pair of abutting portions V 3 and V 4 between the lid member 460 and the base member 482 can be simultaneously frictionally stirred by the movement of the tool 20. Thereby, the work effort of a manufacturing process can be reduced.
  • the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 is larger than the width E1 of the groove 473, performs friction stir while the joining rotation tool 20 above the heat medium pipe 16 is positioned be able to. Thereby, the heat medium pipe 16 can be efficiently plastically deformed along the shape of the concave groove 473 and the lower surface 465 of the lid member 460, and the adhesion between the concave groove 473 and the heat medium pipe 16 is improved. Can do.
  • the center of the lid member 460 and the joining rotary tool 20 is located on a vertical line passing through the center of the heat medium pipe 16, so that the pressing force of the joining rotary tool 20 is more efficiently applied to the heat medium.
  • the heat transfer pipe 16 can be plastically deformed in a well-balanced manner.
  • the heat medium pipe 16 having a circular shape in cross section is easily deformed along the lower surface 465, and the space P13 is efficiently reduced. can do.
  • the inner peripheral length N2 (the thick line portion in FIG. 16) of the region surrounded by the concave groove 473 and the lower surface 465 of the lid member 460, the heat The outer circumferential length N1 of the medium tube 16 is formed substantially equal. Thereby, the closeness of the heat medium pipe 16 and the base member 482 can be increased.
  • the heat transfer plate 491 has a wide lid groove 471 and a narrow concave groove 473
  • the lid member 460 also has a wide portion 461 and a narrow portion 462. Accordingly, as shown in FIG. 15A, when the joining rotary tool 20 is pressed from above the lid member 460 in the joining process, the lower surface (lower part) 464 of the wide portion 461 of the lid member 460 is formed in the lid groove 471. It contacts the bottom surface 472. Thereby, since the lid member 460 is not pushed below the bottom surface 472, it is possible to prevent the heat medium pipe 16 from being excessively plastically deformed. That is, the setting rate of the heat medium pipe 16 can be easily set by appropriately setting the depth j of the lid groove 471, the thickness f1 of the wide portion 461 of the lid member 460, and the like.
  • a cover groove 146 is formed in the surface 143 of the base member 142, and a recess narrower than the cover groove 146 is formed at the center of the bottom surface 146 a of the cover groove 146.
  • a groove 148 is recessed.
  • the lid groove 146 is a portion where the lid member 130 is disposed, and is formed continuously along the longitudinal direction of the base member 142.
  • the lid groove 146 has a rectangular shape in sectional view, and includes side walls 145a and 145b that rise vertically from the bottom surface 146a of the lid groove 146.
  • the width E2 of the lid groove 146 is formed substantially equal to the width g2 of the lid member 130 described later, and the depth j2 of the lid groove 146 is formed substantially equal to the depth f3 of the lid member 130.
  • the concave groove 148 is a portion into which the heat medium pipe 16 is inserted, and is formed continuously over the longitudinal direction of the base member 142.
  • the concave groove 148 is a U-shaped groove with an upper opening, and a bottom portion 147 having a constant curvature is formed at the lower end.
  • a width A2 of the opening of the concave groove 148 is formed larger than the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16.
  • the heat medium pipe 16 has a circular shape in cross section before the joining step, but as shown in FIG. And it plastically deforms along the shape of the lower surface 132 of the lid member 130. The collapse state of the heat medium pipe 16 will be described later.
  • the lid member 130 is a member that is inserted into the lid groove 146 as shown in FIG. 17A, has a rectangular shape in cross section, and has an upper surface 131, a lower surface 132, a side surface 133a, and a side surface 133b.
  • the lid member 130 is made of the same kind of aluminum alloy as the base member 142.
  • the thickness f3 of the lid member 130 is formed equal to the depth j2 of the lid groove 146.
  • the side surfaces 133a and 133b of the lid member 130 are in surface contact with the side walls 145a and 145b of the lid groove 146 or face each other with a fine gap.
  • the abutting faces of the side wall 145a of the one side 133a and Futamizo 146 of the cover 130 below the butting portion V 5.
  • the abutting portion V 5 and the abutting portion V 6 are also simply referred to as a butting portion V.
  • a space formed by the concave groove 148, the heat medium pipe 16, the lid groove 146, and the lower surface 132 of the lid member 130 is defined as a space portion P4.
  • Plasticized region W 3 being as shown in (d) of FIG. 18, when subjected to friction stir welding the butting portion V 5, V 6, a portion of the base member 142 and the cover 130 is plastic flow It is an integrated area.
  • the maximum width Wa of the plasticized region W 3 (the width at the surface 143) is formed to be larger than the width E2 of Futamizo 146 (see (a) of FIG. 17).
  • the heat transfer plate manufacturing method according to the seventh embodiment includes a preparation step for forming the base member 142, a heat medium tube insertion step for inserting the heat medium tube 16 into the concave groove 148 formed in the base member 142, and The lid member inserting step of inserting the lid member 130 into the lid groove 146 and the joining step of moving the joining rotary tool 20 along the abutting portion V to perform the friction stir welding are included.
  • a concave groove 148 is formed in the center of the bottom surface 146a of the lid groove 146.
  • the base member 142 is formed by cutting in this embodiment, an extruded shape of an aluminum alloy may be used.
  • Heat medium tube insertion process Next, as shown in FIG. 18A, the heat medium pipe 16 is inserted into the groove 148. The lower end of the heat medium pipe 16 is in contact with the bottom 147 of the groove 148.
  • the lid member 130 is inserted into the lid groove 146 of the base member 142.
  • the lower surface 132 of the lid member 130 contacts the upper end of the heat medium pipe 16, and the upper surface 131 of the lid member 130 protrudes from the surface 143 of the base member 142.
  • abutting portions V 5 and V 6 are formed by the side walls 145 a and 145 b of the lid groove 146 and the side surfaces 133 a and 133 b of the lid member 130.
  • the pressing force of the joining rotary tool 20 is transmitted to the heat medium pipe 16 via the lid member 130, so that the heat medium pipe 16 has the shape of the concave groove 148 and the lower surface 132 of the lid member 130.
  • Plastically deformed along The vertical height B5 of the heat medium pipe 16 after the joining process is crushed so as to be about 70% of the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16 before the joining process.
  • the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 is larger than the width E2 of Futamizo 146, rotating joint once
  • the pair of abutting portions V 5 and V 6 between the lid member 130 and the base member 142 can be simultaneously frictionally stirred by moving the tool 20. Thereby, the work effort of a manufacturing process can be reduced.
  • the centers of the lid member 130 and the joining rotary tool 20 are positioned on a vertical line passing through the center of the heat medium pipe 16, the pressing force of the joining rotary tool 20 is more efficiently applied to the heat medium.
  • the heat transfer pipe 16 can be plastically deformed in a well-balanced manner.
  • the inner peripheral length N2 (the thick line portion in FIG. 19) of the region surrounded by the concave groove 148 and the lower surface 132 of the lid member 130, and the heat
  • the outer circumferential length N1 of the medium tube 16 is formed substantially equal. Thereby, the closeness of the heat medium pipe 16 and the base member 142 can be increased.
  • the lower surface 132 of the lid member 130 contacts the bottom surface 146a of the lid groove 146 during the joining process.
  • the heat medium pipe 16 can be prevented from being excessively crushed.
  • the depth j2 of the cover groove 146, the thickness f3 of the cover member 130, the depth c2 of the recessed groove 148, the outer diameter B1 of the heat medium pipe 16, and the like can be set easily.
  • a heat transfer plate 201 according to the eighth embodiment shown in FIG. 20 includes a structure substantially equivalent to that of the heat transfer plate 101 according to the fifth embodiment (see FIG. 10), and is further provided above the cover member 10 with an upper cover member 210. Is different from the fifth embodiment in that the friction stir welding is performed.
  • a structure equivalent to the above-described heat transfer plate 101 is also referred to as a lower lid portion m.
  • symbol is attached
  • the heat transfer plate 201 includes a base member 202, a heat medium pipe 16 inserted into the groove 8, the lid member 10, and the surface of the lid member 10. And an upper lid member 210 disposed on the side, and integrated by friction stir welding in the plasticizing region W 1 and the plasticizing regions W 4 and W 5 .
  • the base member 202 is made of, for example, an aluminum alloy, and has an upper lid groove 206 formed in the longitudinal direction on the surface 203 of the base member 202, and a bottom surface 206c of the upper lid groove 206. And a groove 8 formed continuously in the longitudinal direction.
  • the upper lid groove 206 has a rectangular shape in sectional view, and includes side walls 206a and 206b that rise vertically from the bottom surface 206c.
  • the width of the upper lid groove 206 is formed larger than the width of the concave groove 8.
  • the heat medium pipe 16 is inserted into the concave groove 8 formed in the lower portion of the base member 202, is closed by the lid member 10, and is plasticized by friction stir welding. They are joined in the area W 1. That is, the lower lid part m formed inside the base member 202 is formed substantially equivalent to the heat transfer plate 101 according to the fifth embodiment.
  • a step (groove) or a burr may be generated on the bottom surface 206c of the upper lid groove 206 due to the friction stir welding.
  • the lower surface 212 of the upper lid member 210 and the bottom surface 206c of the upper lid groove 206 after chamfering can be arranged without a gap.
  • the upper lid member 210 is made of, for example, an aluminum alloy, has a rectangular cross section substantially the same as the cross section of the upper lid groove 206, and has side surfaces 213 a and 213 b formed perpendicularly from the lower surface 212. And have.
  • the upper lid member 210 is inserted into the upper lid groove 206. That is, the side surfaces 213a and 213b of the upper lid member 210 are in surface contact with the side walls 206a and 206b of the upper lid groove 206, or are arranged with a fine gap.
  • (b) of FIG. 20 below the abutting faces of the one side 213a and one of the side walls 206a, and an upper butt portion V 7. Further, the abutting faces of the other side 213b and the other side wall 206b below the upper butt portion V 8.
  • the upper abutting portions V 7 and V 8 are integrated in the plasticized regions W 4 and W 5 by friction stir welding.
  • the manufacturing method of the heat transfer plate 201 is the same manufacturing method as the heat transfer plate 101 according to the fifth embodiment described above, and after the lower cover portion m is formed at the lower part of the base member 202, the bottom surface 206c of the upper cover groove 206 is formed.
  • a scalping step of cutting surface is intended to include a lid member insertion step of placing the upper lid member 210, the upper lid member bonding step of performing friction stir welding along the upper butt portions V 7, V 8.
  • the step (groove) and burrs formed on the bottom surface 206c of the upper lid groove 206 are cut and removed to smooth the bottom surface 206c.
  • the upper lid member 210 is disposed on the bottom surface of the upper lid groove 206 after the chamfering step.
  • the lower surface 212 of the upper lid member 210 and the bottom surface of the upper lid groove 206 can be arranged without a gap.
  • the joining rotary tool (not shown) is moved along the upper abutting portions V 7 and V 8 to perform friction stir welding.
  • the pushing amount of the joining rotary tool in the upper lid member joining step may be appropriately set in consideration of the length of the stirring pin of the joining rotary tool and the thickness of the upper lid member 210.
  • the joining rotary tool 20 used in the fifth embodiment may be used.
  • the upper cover member 210 is further disposed above the lower cover portion m, and friction stir welding is performed, so that the heat medium pipe 16 is disposed at a deeper position. be able to.
  • two side surfaces of the upper lid member 210 are frictionally stirred to form the two plasticized regions W 4 and W 5.
  • the present invention is not limited to this.
  • the width of the upper lid groove 206, and smaller than the outer diameter X 1 of the shoulder portion 22 of the joining rotation tool 20 (see (a) of FIG. 11) the upper lid member 210 using the joining rotation tool 20 May be performed with a single friction stir. Thereby, the work effort of a joining process can be reduced.
  • a heat transfer plate 301 according to the ninth embodiment shown in FIG. 21 includes a structure substantially equivalent to the heat transfer plate 151 according to the seventh embodiment (see FIG. 18D), and the surface side of the lid member 130 Further, the upper lid member 310 is further disposed, and friction stir welding is performed to be joined to the eighth embodiment.
  • a structure equivalent to the above-described heat transfer plate 151 is also referred to as a lower lid m ′.
  • symbol is attached
  • the heat transfer plate 301 includes a base member 302, a heat medium pipe 16 inserted into the concave groove 148, a lid member 130 inserted into the lid groove 146, and the surface side of the lid member 130.
  • the upper lid member 310 is arranged in the plasticized region W 3 and the plasticized regions W 6 and W 7 are integrated by friction stir welding.
  • the base member 302 is made of, for example, an aluminum alloy, and has an upper lid groove 306 formed in the longitudinal direction on the surface 303 of the base member 302 and a bottom surface 306c of the upper lid groove 306.
  • the lid groove 146 is formed continuously in the longitudinal direction, and the recessed groove 148 is formed continuously in the longitudinal direction on the bottom surface of the lid groove 146.
  • the upper lid groove 306 has a rectangular shape in cross section, and includes side walls 306a and 306b that rise vertically from the bottom surface 306c.
  • the width of the upper lid groove 306 is formed larger than the width of the lid groove 146.
  • the heat medium pipe 16 is inserted into the concave groove 148 formed in the lower portion of the base member 302, and the lid member 130 is inserted into the lid groove 146. They are joined at the plasticized regions W 3 by friction stir welding. That is, the lower lid part m ′ formed inside the base member 302 is formed substantially equivalent to the heat transfer plate 151 according to the seventh embodiment.
  • a step (groove) or a burr may be generated on the bottom surface 306c of the upper lid groove 306 due to the friction stir welding.
  • the lower surface 312 of the upper lid member 310 and the bottom surface 306c of the upper lid groove 306 after chamfering can be arranged without a gap.
  • the upper lid member 310 is made of, for example, an aluminum alloy, has a rectangular cross section substantially the same as the cross section of the upper lid groove 306, and has side surfaces 313 a and 313 b formed perpendicularly from the lower surface 312. And have.
  • the upper lid member 310 is inserted into the upper lid groove 306. That is, the side surfaces 313 a and 313 b of the upper lid member 310 are in surface contact with the side walls 306 a and 306 b of the upper lid groove 306 or are arranged with a fine gap.
  • the upper abutting portions V 9 and V 10 are integrated in the plasticized regions W 6 and W 7 by friction stir welding.
  • the heat medium pipe 16 is disposed at a deeper position by further disposing the upper cover member 310 above the lower cover portion m ′ and performing friction stir welding. Can be made.
  • the manufacturing process of the heat exchanger plate 301 is substantially equivalent to 8th embodiment, it abbreviate
  • the bottom of the groove into which the heat medium pipe 16 is inserted is formed in a curved surface in cross section, but may be formed in a polygonal shape in cross section.

Landscapes

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Abstract

作業工程の少ない伝熱板の製造方法及び伝熱板を提供することを課題とする。ベース部材2の表面側に開口する蓋溝6の底面に形成された凹溝8に、熱媒体用管16を挿入する熱媒体用管挿入工程と、蓋溝6に蓋部材10を挿入し、蓋溝6の底面に蓋部材10を当接させる蓋部材挿入工程と、蓋溝6の両側壁と蓋部材の両側面とがそれぞれ対向する一対の突合部V,Vに対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌接合を行う接合工程と、を含み、前記回転ツールのショルダ部の外径は、蓋溝6の開口部の幅以上であり、前記接合工程では、前記回転ツールを一回移動させて一対の突合部V,Vに対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする。

Description

伝熱板の製造方法及び伝熱板
 本発明は、例えば熱交換器や加熱機器あるいは冷却機器などに用いられる伝熱板の製造方法及び伝熱板に関する。
 熱交換、加熱あるいは冷却すべき対象物に接触し又は近接して配置される伝熱板は、その本体であるベース部材に例えば高温液や冷却水などの熱媒体を循環させる熱媒体用管を挿通させて形成されている。
 図22は、従来の伝熱板(特許文献1参照)を示した図であって、(a)は、斜視図、(b)は側面図である。従来の伝熱板100は、表面に開口する断面視矩形の蓋溝106とこの蓋溝106の底面に開口する凹溝108を有するベース部材102と、凹溝108に挿入される熱媒体用管116と、蓋溝106に挿入される蓋板110と、を備え、蓋溝106における両側壁105,105と蓋板110の両側面113,114とのそれぞれの突合せ面に沿って摩擦攪拌接合を施すことにより、塑性化領域W,Wが形成されている。
特開2004-314115号公報
 しかしながら、従来の伝熱板100は、蓋溝106における両側壁105,105と蓋板110の両側面113,114とのそれぞれの突合せ面に対して少なくとも二条の摩擦攪拌を行うため、作業工程が多くなるという問題があった。
 このような観点から、本発明は、作業工程の少ない伝熱板の製造方法及び伝熱板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本発明に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材の表面側に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記蓋溝に蓋部材を挿入し、前記蓋溝の底面に前記蓋部材を当接させる蓋部材挿入工程と、前記蓋溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記蓋溝の開口部の幅以上であり、前記接合工程では、前記熱媒体用管が塑性変形しない状態で、前記回転ツールを一回移動させて、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
 かかる製造方法によれば、回転ツールのショルダ部の外径を蓋溝の開口部の幅以上に設定することで、一対の突合部に対して回転ツールを一度移動させるだけで摩擦攪拌を行うことができる。これにより、接合工程の作業工程を少なくすることができる。
 また、前記凹溝の底部から前記蓋部材の下部までの距離を、前記熱媒体用管の鉛直方向高さよりも大きく設定することが好ましい。
 かかる製造方法によれば、蓋部材と熱媒体用管とが離間しているため、摩擦攪拌の際に熱媒体用管の塑性変形を確実に防止することができる。
 また、前記蓋部材の下部を、前記熱媒体用管の形状に沿って形成し、前記熱媒体用管と接触させることが好ましい。かかる製造方法によれば、熱媒体用管の周辺に形成される空洞を少なくすることができるため、伝熱板の熱伝導効率を高めることができる。
 また、前記蓋部材挿入工程前に、前記凹溝と、前記熱媒体用管の外周面とで囲まれた空間に熱伝導性物質を充填する充填工程を含むことが好ましい。また、前記熱伝導性物質は、金属粉末、金属粉末ペースト又は金属シート又は、低融点ろう材であることが好ましい。
 かかる製造方法によれば、熱媒体用管の周辺に形成される空洞の発生を抑制することができるとともに、熱伝導性物質を介して効率よく熱を伝達させることができる。
 また、前記回転ツールの攪拌ピンの最大径を、前記蓋溝の幅以上に設定することが好ましい。また、前記回転ツールの攪拌ピンの最小径を、前記蓋溝の幅以上に設定することが好ましい。
 かかる製造方法によれば、蓋溝の開口部の幅よりも大きくなるように攪拌ピンの大きさを設定することで、一対の突合部に対して回転ツールを一度移動させるだけで確実に摩擦攪拌を行うことができる。
 また、前記接合工程では、塑性流動化させる範囲(深さ)に制限はないが、蓋部材とベース部材をより強固に接合するためには、塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/3以上下がった位置に達することが好ましい。より好ましくは、塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/2以上下がった位置に達することが好ましい。より一層好ましくは、塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の2/3以上下がった位置に達することが好ましい。
 また、前記接合工程後に、前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝の幅よりも幅広に形成された上蓋溝の底面に上蓋部材を当接させる上蓋部材挿入工程と、前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う上蓋部材接合工程と、を含むことが好ましい。
 かかる製造方法によれば、蓋部材の上にさらに上蓋部材を配置することにより、熱媒体用管をより深い位置に形成することができる。
 また、本発明は、表面側に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝を備えたベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有する伝熱板の製造方法であって、前記凹溝に前記熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記熱媒体用管の上に前記蓋部材を挿入する蓋部材挿入工程と、前記凹溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記凹溝の開口部の幅以上であり、前記接合工程では、前記蓋部材を介して前記回転ツールの押圧力を前記熱媒体用管に伝達させ、前記熱媒体用管が塑性変形している状態で、前記凹溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記凹溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
 かかる製造方法によれば、回転ツールのショルダ部の外径が、凹溝の幅よりも大きいため、一回の回転ツールの移動で蓋部材とベース部材との一対の突合部を同時に摩擦攪拌でき、作業手間を少なくすることができる。また、回転ツールのショルダ部の外径は凹溝の幅よりも大きいため、熱媒体用管の上方に回転ツールが位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、回転ツールの押圧力が蓋部材を介して効率よく熱媒体用管に伝達されるため、熱媒体用管を好適に塑性変形させることができ、凹溝と熱媒体用管との密着性を高めることができる。
 また、本発明は、表面側に開口する蓋溝とこの蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも浅い凹溝とを備えたベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有する伝熱板の製造方法であって、前記凹溝に前記熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記熱媒体用管の上に前記蓋部材を挿入する蓋部材挿入工程と、前記蓋溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記蓋溝の開口部の幅以上であり、前記接合工程では、前記蓋部材を介して前記回転ツールの押圧力を前記熱媒体用管に伝達させ、前記熱媒体用管が塑性変形している状態で、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
 かかる製造方法によれば、回転ツールのショルダ部の外径が、蓋溝の幅よりも大きいため、一回の回転ツールの移動で蓋部材とベース部材との一対の突合部を同時に摩擦攪拌でき、作業手間を少なくすることができる。また、回転ツールのショルダ部の外径は蓋溝の幅よりも大きいため、熱媒体用管の上方に回転ツールが位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、回転ツールの押圧力が蓋部材を介して効率よく熱媒体用管に伝達されるため、熱媒体用管を好適に塑性変形させることができ、凹溝と熱媒体用管との密着性を高めることができる。
 また、前記接合工程では、前記蓋部材と、前記蓋溝の底面とを当接させることが好ましい。かかる製造方法によれば、回転ツールを押し込んだ際に、蓋溝の底面に蓋部材が当接するため、熱媒体用管が過剰に変形するのを防止することができる。つまり、熱媒体用管の変形量の設定を容易に行うことができる。
 また、本発明は、表面側に開口する蓋溝とこの蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝とを備えたベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記蓋溝に挿入された幅広部と前記凹溝に挿入された幅狭部を備えた蓋部材と、を有する伝熱板の製造方法であって、前記凹溝に前記熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記熱媒体用管の上に前記蓋部材を挿入する蓋部材挿入工程と、前記蓋溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記蓋溝の開口部の幅以上であり、前記接合工程では、前記蓋部材の前記幅狭部を介して前記回転ツールの押圧力を前記熱媒体用管に伝達させ、前記熱媒体用管が塑性変形している状態で、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことが好ましい。
 かかる製造方法によれば、回転ツールのショルダ部の外径が、蓋溝の幅よりも大きいため、一回の回転ツールの移動で蓋部材とベース部材との一対の突合部を同時に摩擦攪拌でき、作業手間を少なくすることができる。また、回転ツールのショルダ部の外径は蓋溝の幅よりも大きいため、熱媒体用管の上方に回転ツールが位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、回転ツールの押圧力が蓋部材を介して効率よく熱媒体用管に伝達されるため、熱媒体用管を好適に塑性変形させることができ、凹溝と熱媒体用管との密着性を高めることができる。
 また、前記接合工程では、前記蓋部材の前記幅広部と、前記蓋溝の底面とを当接させることが好ましい。かかる製造方法によれば、回転ツールを押し込んだ際に、蓋溝の底面に蓋部材が当接するため、熱媒体用管が過剰に変形するのを防止することができる。つまり、熱媒体用管の変形量の設定を容易に行うことができる。
 また、前記接合工程では、前記接合工程後の前記凹溝と、前記蓋部材とで囲まれた領域の鉛直断面の内周長が、前記熱媒体用管の外周長以上となるように設定することが好ましい。かかる製造方法によれば、熱媒体用管が管の内側に凹となるように変形することを防止することができる。
 また、前記接合工程では、前記接合工程後の前記熱媒体用管の高さが、前記接合工程前の前記熱媒体用管の高さの70%以上となるように設定することが好ましい。また、前記接合工程では、前記接合工程後の前記熱媒体用管の高さが、前記接合工程前の前記熱媒体用管の高さの80%以上となるように設定することが好ましい。かかる製造方法によれば、熱媒体用管が過剰に潰れるのを防ぐことができる。
 また、前記蓋部材の下部を、前記熱媒体用管の形状に沿って形成し、前記熱媒体用管と接触させることが好ましい。かかる製造方法によれば、熱媒体用管の周辺に形成される空洞を少なくすることができるため、伝熱板の熱伝導効率を高めることができる。
 また、前記蓋部材挿入工程前に、前記凹溝と、前記熱媒体用管の外周面とで囲まれた空間に熱伝導性物質を充填する充填工程を含むことが好ましい。また、前記熱伝導性物質は、金属粉末、金属粉末ペースト、金属シート又は低融点ろう材であることが好ましい。
 かかる製造方法によれば、熱媒体用管の周辺に形成される空洞の発生を抑制することができるとともに、熱伝導性物質を介して効率よく熱を伝達させることができる。
 また、前記回転ツールの攪拌ピンの最大径を、前記凹溝の幅以上に設定することが好ましい。また、前記回転ツールの攪拌ピンの最小径を、前記凹溝の幅以上に設定することが好ましい。また、前記回転ツールの攪拌ピンの最大径を、前記蓋溝の幅以上に設定することが好ましい。また、前記回転ツールの攪拌ピンの最小径を、前記蓋溝の幅以上に設定することが好ましい。かかる製造方法によれば、一度の回転ツールの移動によって、より確実に一対の突合部を摩擦攪拌することができる。
 また、前記接合工程では、塑性流動化させる範囲(深さ)に制限はないが、蓋部材とベース部材をより強固に接合するためには、塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/3以上下がった位置に達することが好ましい。より好ましくは、塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/2以上下がった位置に達することが好ましい。より一層好ましくは、塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の2/3以上下がった位置に達することが好ましい。
 また、前記接合工程後に、前記ベース部材の表面側に、前記凹溝の幅よりも幅広に形成された上蓋溝の底面に上蓋部材を当接させる上蓋部材挿入工程と、前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う上蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする。
 また、前記接合工程後に、前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝の幅よりも幅広に形成された上蓋溝の底面に上蓋部材を当接させる上蓋部材挿入工程と、前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う上蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする。
 かかる製造方法によれば、蓋部材の上にさらに上蓋部材を配置することにより、熱媒体用管をより深い位置に形成することができる。
 また、本発明は、表面側に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝を有するベース部材と、前記凹溝に挿入された熱媒体用管と、前記蓋溝に挿入された蓋部材と、を有し、回転ツールを用いて摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形していない伝熱板であって、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記蓋溝の幅以上に形成されていることを特徴とする。
 かかる構成によれば、回転ツールのショルダ部の外径を蓋溝の開口部の幅以上に設定することで、一対の突合部に対して回転ツールを一度移動させるだけで摩擦攪拌を行うことができる。これにより、少ない作業工程で伝熱板を製造することができる。
 また、前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝よりも幅広に形成された上蓋溝をさらに備えた前記ベース部材と、前記上蓋溝に挿入された上蓋部材と、を有し、前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って摩擦攪拌が施されていることが好ましい。
 かかる構成によれば、蓋部材の上にさらに上蓋部材を配置することにより、熱媒体用管をより深い位置に形成することができる。
 また、本発明は、表面側に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝を有するベース部材と、前記凹溝の底部に挿入された前記熱媒体用管と、前記凹溝内の前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有し、前記ベース部材と前記蓋部材とが摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形している伝熱板であって、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記凹溝の幅以上に形成されていることを特徴とする。
 かかる構成によれば、回転ツールのショルダ部の外径を、凹溝の開口部の幅以上に設定することで、一回の回転ツールの移動で蓋部材とベース部材との一対の突合部を同時に摩擦攪拌できる。これにより、作業手間を少なくすることができる。また、回転ツールのショルダ部の外径は凹溝の幅よりも大きいため、熱媒体用管の上方に回転ツールが位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、回転ツールの押圧力が蓋部材を介して効率よく熱媒体用管に伝達されるため、熱媒体用管を好適に塑性変形させることができ、凹溝と熱媒体用管との密着性を高めることができる。
 また、前記ベース部材の表面側に、前記凹溝よりも幅広に形成された上蓋溝をさらに備えた前記ベース部材と、前記上蓋溝に挿入された上蓋部材と、を有し、前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って摩擦攪拌が施されていることが好ましい。
 かかる構成によれば、蓋部材の上にさらに上蓋部材を配置することにより、熱媒体用管をより深い位置に形成することができる。
 また、本発明は、表面側に開口する蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも浅い凹溝を有するベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記凹溝内の前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有し、前記ベース部材と前記蓋部材とが摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形している伝熱板であって、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記蓋溝の幅以上に形成されていることが好ましい。
 また、表面側に開口する蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝を有するベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記蓋溝に挿入された幅広部と前記凹溝に挿入された幅狭部を備えた蓋部材と、を有し、前記ベース部材と前記蓋部材とが摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形している伝熱板であって、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記蓋溝の幅以上に形成されていることが好ましい。
 かかる構成によれば、回転ツールのショルダ部の外径を、蓋溝の開口部の幅以上に設定することで、一回の回転ツールの移動で蓋部材とベース部材との一対の突合部を同時に摩擦攪拌できる。これにより、作業手間を少なくすることができる。また、回転ツールのショルダ部の外径は蓋溝の幅よりも大きいため、熱媒体用管の上方に回転ツールが位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、回転ツールの押圧力が蓋部材を介して効率よく熱媒体用管に伝達されるため、熱媒体用管を好適に塑性変形させることができ、凹溝と熱媒体用管との密着性を高めることができる。
 また、前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝よりも幅広に形成された上蓋溝をさらに備えた前記ベース部材と、前記上蓋溝に挿入された上蓋部材と、を有し、前記上蓋溝の側壁と前記蓋溝部材の側面との突合部に沿って摩擦攪拌が施されていることが好ましい。
 かかる構成によれば、蓋部材の上にさらに上蓋部材を配置することにより、熱媒体用管をより深い位置に形成することができる。
 本発明に係る伝熱板の製造方法によれば、少ない作業工程で伝熱板を製造することができる。
第一実施形態に係る伝熱板を示した斜視図である。 (a)は、第一実施形態に係る回転ツールの側面図及び伝熱板の分解側面図であり、(b)は、第一実施形態に係る伝熱板の模式配置図である。 第一実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した側面図であって、(a)は、熱媒体用管挿入工程を示し、(b)は、蓋部材挿入工程を示し、(c)は、接合工程を示し、(d)は、完成図を示す。 (a)は、第二実施形態に係る回転ツールの側面図及び伝熱板の分解側面図であり、(b)は、第二実施形態に係る伝熱板の模式配置図である。 第二実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した側面図であって、(a)は、接合工程を示し、(b)は、完成図を示す。 (a)は、第三実施形態に係る回転ツールの側面図及び伝熱板の分解側面図であり、(b)は、第三実施形態に係る伝熱板の模式配置図である。 第三実施形態に係る伝熱板を示した側面図である。 第四実施形態に係る伝熱板の分解側面図である。 第四実施形態に係る伝熱板を示した側面図である。 第五実施形態に係る伝熱板を示した図であって、(a)は、斜視図、(b)は、(a)のX1-X1線断面図である。 (a)は、第五実施形態に係る回転ツールの側面図及び伝熱板の分解側面図であり、(b)は、第五実施形態に係る伝熱板の模式配置図である。 第五実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した側断面図であって、(a)は、熱媒体用管挿入工程を示し、(b)は、蓋部材挿入工程を示し、(c)は、接合工程を示す。 (a)は、蓋部材挿入工程を示した模式断面図、(b)は、接合工程における押圧超過状態を示した模式断面図、(c)は、第五実施形態の完成時を示した模式断面図である。 (a)は、第六実施形態に係る回転ツールの側面図及び伝熱板の分解側面図であり、(b)は、第六実施形態に係る模式配置図である。 第六実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した側断面図であって、(a)は、接合工程、(b)は、完成図を示す。 第六実施形態の完成時を示した模式断面図である。 (a)は、第七実施形態に係る回転ツールの側面図及び伝熱板の分解側面図であり、(b)は、第七実施形態に係る模式配置図である。 第七実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した側断面図であって、(a)は、熱媒体用管挿入工程を示し、(b)は、蓋部材挿入工程を示し、(c)は、接合工程を示し、(d)は、完成図を示す。 第七実施形態の完成時を示した模式断面図である。 (a)は、第八実施形態に係る伝熱板を示した分解側断面図であり、(b)は、第八実施形態に係る伝熱板を示した側断面図である。 (a)は、第九実施形態に係る伝熱板を示した分解側断面図であり、(b)は、第九実施形態に係る伝熱板を示した側断面図である。 従来の伝熱板を示した側面図である。
[第一実施形態]
 本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。第一実施形態に係る伝熱板1は、図1及び図2に示すように、表面3及び裏面4を有する厚板形状のベース部材2と、ベース部材2の表面3に開口した蓋溝6に配置される蓋部材10と、蓋溝6の底面6aに開口する凹溝8に挿入される熱媒体用管16とを主に備え、摩擦攪拌接合により形成された塑性化領域Wによって一体形成されている。ここで、「塑性化領域」とは、回転ツールの摩擦熱によって加熱されて現に塑性化している状態と、回転ツールが通り過ぎて常温に戻った状態の両方を含むこととする。
 ベース部材2は、図2に示すように、熱媒体用管16に流れる熱媒体の熱を外部に伝達させる役割、あるいは、外部の熱を熱媒体用管16に流れる熱媒体に伝達させる役割を果たすものである。ベース部材2の表面3には、蓋溝6が凹設されており、蓋溝6の底面6aの中央には、蓋溝6よりも幅狭の凹溝8が凹設されている。蓋溝6は、蓋部材10が配置される部分であって、ベース部材2の長手方向に亘って連続して形成されている。蓋溝6は、断面視矩形を呈し、蓋溝6の底面6aから垂直に立ち上がる側壁5a,5bを備えている。
 凹溝8は、熱媒体用管16が挿入される部分であって、ベース部材2の長手方向に亘って連続して形成されている。凹溝8は、上方が開口した断面視U字状の溝であって、下端には断面視半円形状を呈する底部7が形成されている。凹溝8の開口部分の幅Aは、熱媒体用管16の外径Bと略同等に形成されており、凹溝8の深さCは、熱媒体用管16の外径Bよりも大きく形成されている。また、蓋溝6の幅Eは、凹溝8の幅Aよりも大きく形成されており、蓋溝6の深さJは、後記する蓋部材10の厚さFと略同等に形成されている。なお、ベース部材2の材質は特に制限されるものではないが、例えば、アルミニウム合金(JIS:A6061)で形成されている。
 蓋部材10は、図1及び図2に示すように、ベース部材2と同種のアルミニウム合金からなり、ベース部材2の蓋溝6の断面と略同じ矩形断面を形成し、上面11、下面12、側面13a及び側面13bを有する。また、蓋部材10の厚さFは、蓋溝6の深さJと略同等に形成されており、蓋部材10の幅Gは、蓋溝6の幅Eと略同等に形成されている。
 図2の(b)に示すように、蓋溝6に蓋部材10を挿入すると、蓋部材10の下面12(下部)が、蓋溝6の底面6aに当接する。蓋部材10の側面13a,13bは、蓋溝6の側壁5a,5bと面接触するか又は微細な隙間をあけて対向する。ここで、蓋部材10の一方の側面13aと蓋溝6の一方の側壁5aとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、蓋部材10の他方の側面13bと蓋溝6の他方の側壁5bとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、突合部V及び突合部Vを単に突合部Vともいう。
 熱媒体用管16は、図2に示すように、断面視円形の中空部18を有する円筒管である。熱媒体用管16の外径Bは、凹溝8の幅Aと略同等に形成されており、図1に示すように、熱媒体用管16の下半部と凹溝8の底部7とが面接触する。
 熱媒体用管16は、中空部18に例えば高温液、高温ガスなどの熱媒体を循環させて、ベース部材2及び蓋部材10に熱を伝達させる部材、あるいは中空部18に例えば冷却水、冷却ガスなどの熱媒体を循環させて、ベース部材2及び蓋部材10から熱を伝達される部材である。また、熱媒体用管16の中空部18に、例えばヒーターを通して、ヒーターから発生する熱をベース部材2及び蓋部材10に伝達させる部材として利用してもよい。
 なお、第一実施形態においては、熱媒体用管16は、断面視円形としたが、断面視角形であってもよい。また、熱媒体用管16は、第一実施形態においては、銅管を用いたが、他の材料の管を用いてもよい。
 また、第一実施形態においては、凹溝8の底部7と熱媒体用管16の下半部を面接触させ、かつ、熱媒体用管16の上端と蓋部材10の下面12とを離間させたが、これに限定されるものではない。例えば、凹溝8の深さCと外径Bとを、B≦C<1.2Bの範囲で形成してもよい。また、凹溝8の幅Aと熱媒体用管16の外径Bとを、B≦A<1.1Bの範囲で形成してもよい。
 ここで、図2の(b)に示すように、蓋部材10の下面12は、蓋溝6の底面6aに当接するとともに、凹溝8の深さCは、熱媒体用管16の外径Bよりも大きく形成されている。したがって、ベース部材2の凹溝8に熱媒体用管16を挿入した後に、蓋溝6に蓋部材10を挿入すると、凹溝8と熱媒体用管16の外周と蓋部材10の下面12とで囲まれた空間部Pが形成される。空間部Pには、後記する熱伝導性物質が充填される。
 塑性化領域Wは、図1に示すように、突合部V,Vに摩擦攪拌接合を施した際に、ベース部材2及び蓋部材10の一部が塑性流動して一体化された領域である。本実施形態では、塑性化領域Wの最大幅Wa(表面3における幅)は、蓋溝6の幅E(図2の(a)参照)よりも大きくなるように形成されている。
 本実施形態では、塑性化領域Wの最深部が、蓋部材10の略中央(蓋部材10の上側約1/2の深さ)に達するように設定したが、塑性化領域Wの大きさは、蓋部材10の大きさや後記する回転ツールの大きさに基づいて適宜設定すればよく、例えば、塑性化領域Wの最深部が、蓋部材10の上側約2/3~1/3の位置に達するように設定すればよい。
 次に、伝熱板1の製造方法について、図3を用いて説明する。図3は、第一実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した側面図であって、(a)は、熱媒体用管を挿入した熱媒体用管挿入工程を示し、(b)は、蓋部材挿入工程を示し、(c)は、接合工程を示し、(d)は、完成図を示す。
 第一実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材2を形成する準備工程と、ベース部材2に形成された凹溝8に熱媒体用管16を挿入する熱媒体用管挿入工程と、凹溝8及び熱媒体用管16の上に熱伝導性物質25を充填する充填工程と、蓋溝6に蓋部材10を挿入する蓋部材挿入工程と、突合部Vに沿って接合用回転ツール20を移動させて摩擦攪拌接合を施す接合工程とを含むものである。
 まず、接合工程の摩擦攪拌で用いる回転ツールについて図2の(a)を用いて説明する。本実施形態で用いる接合用回転ツール20は、例えば、工具鋼からなり、円柱形のショルダ部22と、その下面24の中心部から同心軸で垂下する攪拌ピン26とを有する。攪拌ピン26は、先端に向けて幅狭となるテーパ状を呈し、長さLで形成されている。なお、攪拌ピン26の周面には、その軸方向に沿って図示しない複数の小溝や径方向に沿ったネジ溝が形成されていてもよい。
 本実施形態では、ショルダ部22の外径Xは、蓋溝6の幅E以上の大きさに形成されている。これにより、蓋部材10(蓋溝6)に沿って接合用回転ツール20を一回通り移動させることで、突合部V,Vに対して同時に摩擦攪拌を行うことができる。
 なお、本実施形態では、接合用回転ツール20を前記したように設定したが、例えば、攪拌ピン26の基端部(最大外径X)を、蓋溝6の幅E以上に設定してもよい。また、例えば、攪拌ピン26の先端部(最小外径X)を、蓋溝6の幅E以上に設定してもよい。このように、幅Eに対して、接合用回転ツール20の大きさを大きく設定することで、突合部V,Vを一回の移動でより確実に摩擦攪拌を行うことができる。
 (準備工程)
 まず、図2の(a)を参照するように、例えばフラットエンドミル加工により、厚板部材に蓋溝6を形成する。そして、蓋溝6の底面6aに、例えばボールエンドミル加工により半円形断面を備えた凹溝8を形成する。これにより、蓋溝6と、蓋溝6の底面6aに開口された凹溝8を備えたベース部材2が形成される。凹溝8は、下半部に断面半円形の底部7を備えており、底部7の上端から一定の幅で上方に向けて開口されている。
 なお、ベース部材2を本実施形態においては切削加工により形成したが、アルミニウム合金の押出形材を用いてもよい。
 (熱媒体用管挿入工程)
 次に、図3の(a)に示すように、凹溝8に熱媒体用管16を挿入する。熱媒体用管16の下半部は、凹溝8の下半分を形成する底部7と面接触する。
 (充填工程)
 次に、図3の(a)に示すように、凹溝8と熱媒体用管16によって囲まれた部分に熱伝導性物質25を充填する。充填工程では、熱伝導性物質25の上面と、蓋溝6の底面6aとが面一になるまで充填する。熱伝導性物質25は、空間部P(図2の(b)参照)に充填されることで、空間部Pを埋めて伝熱板1の熱伝導効率を高めるとともに、水密性及び気密性を高める役割を果たす。熱伝導性物質25は、本実施形態では、公知の金属粉末の低融点ろう材を用いる。なお、熱伝導性物質25は、伝熱板1の空間部Pを埋めて、伝熱効率を高める材料であればよく金属粉末ペースト及び金属シートなどであってもよい。
 (蓋部材挿入工程)
 次に、図3の(b)に示すように、ベース部材2の蓋溝6内に、蓋部材10を挿入する。この際、蓋部材10の下面12が蓋溝6の底面6aに当接すると共に、蓋部材10の上面11が、ベース部材2の表面3と面一なる。また、蓋溝6の側壁5a,5bと蓋部材10の側面13a,13bによって突合部V,Vが形成される。
 (接合工程)
 次に、図3の(c)に示すように、突合部V(突合部V,V)に対して接合用回転ツール20を用いて摩擦攪拌を行う。接合用回転ツール20の中心と、蓋溝6の幅方向の中心とを合わせた後、接合用回転ツール20のショルダ部22の下面24をベース部材2の表面3に所定の深さで押し込み、突合部Vに沿って相対移動させる。
 本実施形態では、接合用回転ツール20の回転数は、例えば50~1500rpm、送り速度は、0.05~2m/分であり、接合用回転ツール20の軸方向に加える押し込み力は、1kN~20kNである。
 図3の(d)に示すように、接合工程によってベース部材2の表面3に塑性化領域Wが形成される。塑性化領域Wの最深部は、本実施形態では、蓋部材10の略中央に達するように攪拌ピン26の長さ及び接合用回転ツール20の押込み量等を設定している。また、突合部V,Vにおける塑性化領域Wの深さWbは、蓋部材10の厚さの1/4程度となるように設定している。突合部V,Vにおける塑性化領域Wの深さWbを大きく設定することにより、ベース部材2と蓋部材10との接合力を高めることができる。
 なお、塑性化領域Wの大きさ(深さ)、接合用回転ツール20の形状や回転数又は押込み量等はあくまで例示であって、限定されるものではなく、ベース部材2及び蓋部材10の材料等を加味して適宜設定すればよい。
 以上のように本実施形態に係る伝熱板の製造方法によれば、接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xを、蓋溝6の幅Eよりも大きく設定しているため、蓋部材10の幅方向の中央に沿って接合用回転ツール20を一回移動させるだけで、突合部V,Vを同時に摩擦攪拌することができ、ベース部材2と蓋部材10とを摩擦攪拌によって一体化することができる。
 また、蓋部材10の下面12が蓋溝6の底面6aに当接して熱媒体用管16と蓋部材10とが離間しているため、蓋部材10の上面11から接合用回転ツール20を押し込んでも熱媒体用管16が潰れることがない。これにより、熱媒体用管16の流路を確実に確保することができる。また、蓋溝6及び蓋部材10の上下方向の高さを大きくすることで、ベース部材2の深い位置に熱媒体用管16を配設することができる。
 また、熱媒体用管16の周囲に形成された空間部P(図2の(b)参照)に熱伝導性物質25を充填させることで、熱媒体からの熱を効率よく伝達することができる。また、伝熱板1の内部に形成される可能性のある空間部Pを埋めることで、伝熱板1の気密性及び水密性を高めることができる。
 なお、本実施形態では、熱媒体用管16と蓋部材10とを離間させた状態で接合工程を行ったが、これに限定されるものではなく、熱媒体用管16と蓋部材10とを接触させた状態で接合工程を行ってもよい。
 [第二実施形態]
 次に、本発明の第二実施形態に係る伝熱板及び伝熱板の製造方法について説明する。
 第二実施形態に係る伝熱板は、図4に示すように、蓋部材30が断面視略T字状を呈する点で第一実施形態と相違する。なお、第一実施形態と重複する部分については説明を省略する。
 図4の(a)に示すように、ベース部材32の表面33には、蓋溝36が凹設されており、蓋溝36の底面36aの中央には、蓋溝36よりも幅狭の凹溝38が凹設されている。蓋溝36は、蓋部材30が配置される部分であって、ベース部材32の長手方向に亘って連続して形成されている。蓋溝36は、断面視矩形を呈し、蓋溝36の底面36aから垂直に立ち上がる側壁35a,35bを備えている。蓋溝36の幅eは、後記する蓋部材30の幅gと略同等に形成されており、蓋溝36の深さjは、蓋部材30の深さfと略同等に形成されている。
 凹溝38は、熱媒体用管16及び蓋部材30が挿入される部分であって、ベース部材32の長手方向に亘って連続して形成されている。凹溝38は、上方が開口した断面視U字状の溝であって、下端には断面視半円形状を呈する底部37が形成されている。凹溝38の幅Aは、熱媒体用管16の外径Bと略同等に形成されている。
 蓋部材30は、図4の(a)に示すように、ベース部材32の蓋溝36と、凹溝38に挿入される部材であって、幅広に形成された幅広部41と、幅広部41よりも幅狭に形成された幅狭部42とを有する。幅広部41は、上面43、下面44、側面43a,43bを有する。幅広部41の幅gは、蓋溝36の幅eと略同等に形成されており、厚さfは、蓋溝36の深さjと略同等に形成されている。
 幅狭部42は、幅広部41の下面44の中央から下方に延設されている。幅狭部42の幅gは、凹溝38の幅Aと略同等に形成されている。
 図4の(b)に示すように、蓋溝36に蓋部材30を挿入すると、蓋部材30の幅広部41の下面44が、蓋溝36の底面36aに当接する。幅広部41の側面43a,43bは、蓋溝36の側壁35a,35bと面接触するか又は微細な隙間をあけて対向する。ここで、蓋部材30の一方の側面43aと蓋溝36の一方の側壁35aとの突き合せ面を以下、突合部Vとする。また、蓋部材30の他方の側面43bと蓋溝36の他方の側壁35bとの突き合せ面を以下、突合部Vとする。また、突合部V及び突合部Vを単に突合部Vともいう。
 また、蓋溝36に蓋部材30を挿入すると、蓋部材30の幅狭部42の両側面は、凹溝38の両側面と面接触するか又は微細な隙間をあけて対向する。幅狭部42の厚さfと熱媒体用管16の外径Bとの和は、凹溝38の深さcよりも小さく形成されている。言い換えると、図4の(b)に示すように、凹溝38の底部37から蓋部材30の幅狭部42の下面45までの距離は、熱媒体用管16の外径Bよりも大きい。したがって、図4の(b)に示すように、蓋溝36に蓋部材30を挿入すると、熱媒体用管16の上端は、幅狭部42の下面45と所定の間隔をあけて離間する。
 これにより、ベース部材32の凹溝38に熱媒体用管16を挿入した後に、蓋溝36に蓋部材30を挿入すると、凹溝38と熱媒体用管16の外周と蓋部材30の下面45で形成された空間部P1が形成される。空間部P1には、熱伝導性物質が充填される。
 次に、第二実施形態に係る伝熱板49の製造方法について、図5を用いて説明する。図5の(a)は、第二実施形態に係る接合工程を示した図であり、(b)は、第二実施形態に係る完成図を示す。
 第二実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材32を形成する準備工程と、ベース部材32に形成された凹溝38に熱媒体用管16を挿入する熱媒体用管挿入工程と、凹溝38及び熱媒体用管16の上に熱伝導性物質25を充填する充填工程と、蓋溝36に蓋部材30を挿入する蓋部材挿入工程と、突合部Vに沿って接合用回転ツール20を移動させて摩擦攪拌接合を施す接合工程とを含むものである。
 なお、第二実施形態に係る伝熱板の製造方法の準備工程、熱媒体用管挿入工程は、第一実施形態と略同等であるため、説明を省略する。
 (充填工程)
 図5の(a)を参照するように、凹溝8と熱媒体用管16によって囲まれた部分に熱伝導性物質25を充填する。本実施形態では、熱媒体用管16、凹溝38及び蓋部材30の下面45で囲まれる部分に所定の厚さで熱伝導性物質25を充填する。
 (蓋部材挿入工程)
 蓋部材挿入工程では、図4を参照するように、ベース部材32の蓋溝36内に、蓋部材30を挿入する。この際、蓋部材30の幅広部41の下面44が、蓋溝36の底面36aに当接するとともに、幅広部41の上面43がベース部材32の表面3と面一になる。また、幅狭部42の下面45は、熱伝導性物質25に当接する。
 (接合工程)
 接合工程では、図5の(a)及び(b)に示すように、突合部V,Vに対して接合用回転ツール20を用いて摩擦攪拌を行う。即ち、接合用回転ツール20の中心と、蓋溝36の中心を合わせた後、接合用回転ツール20のショルダ部22の下面24をベース部材32の表面3に所定の深さで押し込み、突合部Vに沿って相対移動させる。
 以上説明した本実施形態に係る伝熱板の製造方法によれば、接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xを、蓋溝36の幅eよりも大きく設定しているため、蓋部材30の幅方向の中央に沿って接合用回転ツール20を一回移動させるだけで、突合部V,Vを同時に摩擦攪拌することができ、ベース部材32と蓋部材30とを摩擦攪拌によって一体化することができる。即ち、接合工程によって形成される、塑性化領域Wの最大幅は、蓋溝36の幅eよりも大きく形成される。
 また、蓋部材30の幅広部41の下面44が、蓋溝36の底面36aに当接して幅狭部42の下面45と熱媒体用管16とが離間しているため、蓋部材30の上面43から接合用回転ツール20を押し込んでも熱媒体用管16が潰れることがない。これにより、熱媒体用管16の流路を確実に確保することができる。また、蓋部材30の幅狭部42及び凹溝38の長さ(深さ)を長く設定することで、熱媒体用管16を深い位置に配設することができる。
 [第三実施形態]
 次に、本発明の第三実施形態に係る伝熱板の製造方法について説明する。
 第三実施形態に係る伝熱板の製造方法は、図6の(a)に示すように、蓋部材50の下部が熱媒体用管16の形状に沿って形成されている点で第一実施形態と相違する。なお、第一実施形態と重複する部分については説明を省略する。
 第三実施形態に係る蓋部材50は、図6の(a)に示すように、ベース部材2の蓋溝6と、凹溝8の一部に挿入される部材であって、幅広に形成された幅広部51と、幅広部51よりも幅狭に形成された幅狭部52とを有する。幅広部51は、上面53、下面55、側面54a,54bを有する。幅広部51の幅Gは、蓋溝6の幅Eと略同等に形成されており、厚さFは、蓋溝6の深さJと略同等に形成されている。幅狭部52は、幅広部51の下面55の中央から下方に延設されている。幅狭部52の下部には、熱媒体用管16の外径Bと同じ曲率を備えた曲部56が形成されている。幅狭部52の幅G1は、凹溝8の幅Aと略同等に形成されている。
 図6の(b)に示すように、蓋溝6に蓋部材50を挿入すると、蓋部材50の幅広部51の下面55が蓋溝6の底面6aに当接するとともに、幅狭部52の曲部56が熱媒体用管16と当接する。即ち、図2の(b)に示すように、蓋部材10の下面12が平坦であると、空間部Pが形成されるが、第三実施形態のように蓋部材10の下端が熱媒体用管16の外径Bに倣って形成されることで、熱媒体用管16の周囲を密閉することができる。
 なお、第三実施形態に係る伝熱板の製造方法は、充填工程を含まないことを除いては、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
 第三実施形態に係る伝熱板の製造方法によれば、図7に示すように、蓋部材50の幅広部51の下面55が蓋溝6の底面6aに当接するため、蓋部材50の上面53から接合用回転ツール20を押し込んで摩擦攪拌を行ったとしても熱媒体用管16が潰れることがない。また、蓋部材50の下部が熱媒体用管16の外周の形状に沿って形成されているため、空隙の発生を防止することができる。これにより、伝熱板61の熱伝導効率を高めることができる。
 なお、本実施形態では、幅狭部52の下部の断面形状は熱媒体用管16の外周の形状に倣って円弧に形成されているが、熱媒体用管の断面形状が他の形状である場合には、その形状に倣って幅狭部52の形状を形成すればよい。
 [第四実施形態]
 次に、第四実施形態に係る伝熱板及び伝熱板の製造方法について説明する。図8は、第四実施形態に係る伝熱板を示した分解側面図である。図9は、第四実施形態に係る伝熱板を示した側面図である。
 図8及び図9に示す第四実施形態に係る伝熱板81は、第一実施形態に係る伝熱板1(図1参照)と略同等の構造を内包し、蓋部材10の表面側にさらに上蓋部材70を配置して、摩擦攪拌接合を施して接合した点で第一実施形態と相違する。
 なお、前記した伝熱板1と同等の構造を以下、下蓋部Mともいう。また、第一実施形態に係る伝熱板1と重複する部材については、同等の符号を付し、重複する説明は省略する。
 伝熱板81は、図8及び図9に示すように、ベース部材62と、凹溝8に挿入された熱媒体用管16と、蓋部材10と、蓋部材10の表面側に配置された上蓋部材70とを有し、塑性化領域W、塑性化領域W,Wで摩擦攪拌接合により一体化されている。
 ベース部材62は、図8及び図9に示すように、例えばアルミニウム合金からなり、ベース部材62の表面63に、長手方向に亘って形成された上蓋溝64と、上蓋溝64の底面66に長手方向に亘って連続して形成された蓋溝6と、蓋溝6の底面に長手方向に亘って形成された凹溝8とを有する。上蓋溝64は、断面視矩形を呈し、底面66から垂直に立ち上がる側壁65a,65bを備えている。上蓋溝64の幅は、蓋溝6の幅よりも大きく形成されている。
 図8に示すように、ベース部材62の下部に形成された凹溝8には、熱媒体用管16が挿入されており、蓋部材10によって閉塞され、摩擦攪拌接合により塑性化領域Wで接合されている。即ち、ベース部材62の内部に形成された下蓋部Mは、第一実施形態に係る伝熱板1と略同等に形成されている。
 なお、上蓋溝64の底面66には、摩擦攪拌接合を行ったことにより、段差(溝)やバリが発生している可能性がある。したがって、例えば塑性化領域Wの表面を基準に、上蓋溝64の底面66に面削加工を施して平滑に形成することが好ましい。これにより、上蓋部材70の下面72と、面削後の上蓋溝64の底面66とを隙間なく配置することができる。
 上蓋部材70は、図8及び図9に示すように、例えば、アルミニウム合金からなり、上蓋溝64の断面と略同じ矩形断面を形成し、下面72から垂直に形成された側面73a及び側面73bとを有する。上蓋部材70は、上蓋溝64に挿入される。即ち、上蓋部材70の側面73a,73bは、上蓋溝64の側壁65a,65bと面接触されるか又は微細な隙間をあけて配置されている。ここで、一方の側面73aと一方の側壁65aとの突合せ面を以下、上側突合部Vとする。また、他方の側面73bと他方の側壁65bとの突合せ面を以下、上側突合部Vとする。上側突合部V,Vは、摩擦攪拌接合により、塑性化領域W,Wで一体化されている。
 伝熱板81の製造方法は、伝熱板1と同等の製造方法により、ベース部材62の下部に下蓋部Mを形成した後、上蓋溝64の底面66を面削する面削工程と、上蓋部材70を配置する上蓋部材挿入工程と、上側突合部V,Vに沿って摩擦攪拌接合を施す上蓋部材接合工程を含むものである。
 (面削工程)
 面削工程では、上蓋溝64の底面66に形成された段差(溝)やバリを切削除去して、底面66を平滑にする。
 (上蓋部材挿入工程)
 上蓋部材挿入工程では、上蓋溝64の底面に上蓋部材70を配置する。面削工程を行ったことにより、上蓋部材70の下面72と、上蓋溝64の底面とを隙間なく配置することができる。
 (上蓋部材接合工程)
 上蓋部材接合工程は、上側突合部V,Vに沿って接合用回転ツール(図示省略)を移動させて摩擦攪拌接合を施す。上蓋部材接合工程における接合用回転ツールの押し込み量は、当該接合用回転ツールの攪拌ピンの長さ及び上蓋部材70の厚さF’を考慮して適宜設定すればよい。なお、上蓋部材接合工程では、第一実施形態で使用する接合用回転ツール20を用いてもよい。
 実施形態に係る伝熱板81によれば、下蓋部Mの上方にさらに上蓋部材70を配置して、摩擦攪拌接合を施すことにより、より深い位置に熱媒体用管16を配置させることができる。
 なお、第四実施形態においては、上蓋部材70の両側面を摩擦攪拌して二条の塑性化領域W,Wが形成されるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、上蓋溝64の溝幅を、接合用回転ツール20(図4の(a)参照)のショルダ部22の外径Xよりも小さく形成して、接合用回転ツール20を用いて上蓋部材70を一条の摩擦攪拌で行ってもよい。これにより、接合工程にかかる手間を少なくすることができる。
 次に、第五実施形態乃至第九実施形態に係る伝熱板について適宜図面を参照して詳細に説明する。第五実施形態乃至第九実施形態に係る伝熱板は、熱媒体用管が塑性変形している点で第一実施形態と相違する。つまり、第五実施形態乃至第九実施形態は、接合工程の際に、蓋部材を介して熱媒体用管を押し込んで、熱媒体用管を塑性変形させながら摩擦攪拌接合を行う。
 [第五実施形態]
 第五実施形態に係る伝熱板101は、図10及び図11に示すように、表面3に開口する凹溝8を備えたベース部材2と、凹溝8に挿入される熱媒体用管16と、凹溝8に挿入される蓋部材10と、を主に備え、摩擦攪拌接合により形成された塑性化領域Wによって一体形成されている。伝熱板101に係る熱媒体用管16は、図10の(b)に示すように、上方から押し潰されて塑性変形している点で第一実施形態と相違する。
 ベース部材2は、図11に示すように、熱媒体用管16に流れる熱媒体の熱を外部に伝達させる役割、あるいは、外部の熱を熱媒体用管16に流れる熱媒体に伝達させる役割を果たすものである。ベース部材2の表面3には、上方に開放する凹溝8が凹設されている。
 凹溝8は、熱媒体用管16が挿入される部分であって、ベース部材2の長手方向に亘って連続して形成されている。凹溝8は、上方が開口した断面視U字状の溝であって、下端に一定の曲率で形成された曲面からなる底部7と、底部7に連続し一定の幅で離間する側壁8a,8bとを有する。
 凹溝8の幅A(側壁8a、側壁8b間の距離)は、熱媒体用管16の外径B1よりも大きく形成されており、凹溝8の深さCは、熱媒体用管16の外径B1よりも大きく形成されている。また、底部7の曲率は、熱媒体用管16の外周の曲率よりも小さくなるように形成されている。ベース部材2は、例えば、アルミニウム合金(JIS:A6061)で形成されている。
 熱媒体用管16は、中空部18に例えば高温液、高温ガスなどの熱媒体を循環させて、ベース部材2及び蓋部材10に熱を伝達させる部材、あるいは中空部18に例えば冷却水、冷却ガスなどの熱媒体を循環させて、ベース部材2及び蓋部材10から熱を伝達される部材である。
 熱媒体用管16は、図11に示すように、接合工程前は断面視円形を呈するが、図10の(b)に示すように、接合工程によって押し潰され、凹溝8及び蓋部材10の形状に沿って塑性変形する。熱媒体用管16の潰れ具合については、後記する。
 なお、熱媒体用管16を流れる熱媒体は特に制限されるものではなく、例えば、熱媒体用管16の中空部18にヒーターを通して、ヒーターから発生する熱をベース部材2及び蓋部材10に伝達させる部材として利用してもよい。
 また、接合工程前の熱媒体用管16の形状は、本実施形態では円形としたが、特に制限を受けるものではなく、断面視楕円形又は角形等であってもよい。また、熱媒体用管16は、本実施形態においては、銅管を用いたが、他の材料の管を用いてもよい。また、接合工程前において、凹溝8の幅Aと熱媒体用管16の外径B1との寸法は、B1<A<1.4B1の範囲で適宜設定すればよい。
 蓋部材10は、図10及び図11に示すように、凹溝8に挿入される部材であって、断面視矩形を呈し、上面11、下面12、側面13a及び側面13bを有する。蓋部材10は、ベース部材2と同種のアルミニウム合金からなる。図11の(b)に示すように、蓋部材10の厚さFは、本実施形態では、厚さFと熱媒体用管16の外径B1との和が、凹溝8の深さCよりも大きくなるように形成されている。
 したがって、図11の(b)に示すように、凹溝8に熱媒体用管16及び蓋部材10を挿入すると、蓋部材10の下面12(下部)が、熱媒体用管16に当接するとともに、蓋部材10の上面11は、ベース部材2の表面3よりも突出高さ10aで突出する。
 なお、蓋部材10の上面11はベース部材2の表面3から必ずしも突出させる必要はなく、凹溝8に蓋部材10を挿入にした際に、蓋部材10の上面11とベース部材2の表面3とが面一となるように形成してもよい。
 また、凹溝8に蓋部材10を挿入すると、蓋部材10の側面13a,13bは、凹溝8の側壁8a,8bと面接触するか又は微細な隙間をあけて対向する。ここで、蓋部材10の一方の側面13aと凹溝8の一方の側壁8aとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、蓋部材10の他方の側面13bと凹溝8の他方の側壁8bとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、突合部V及び突合部Vを単に突合部Vともいう。また、凹溝8の底部7及び側壁8a,8bと、蓋部材10の下面12とで形成された空間を空間部P11とする。
 塑性化領域Wは、図10に示すように、突合部V,Vに摩擦攪拌接合を施した際に、ベース部材2及び蓋部材10の一部が塑性流動して一体化された領域である。本実施形態では、塑性化領域Wの最大幅Wa(表面3における幅)は、凹溝8の幅A(図11の(a)参照)よりも大きくなるように形成されている。
 本実施形態では、塑性化領域Wの最深部が、蓋部材10の上面11から蓋部材10の厚さ寸法の約1/3の高さ位置に達するように設定したが、塑性化領域Wの大きさ(深さ)は、蓋部材10の大きさや後記する回転ツールの大きさに基づいて適宜設定すればよく、例えば、塑性化領域Wの最深部が、蓋部材10の上面11から蓋部材10の厚さ寸法の約2/3~1/3の位置に達するように設定すればよい。
 次に、伝熱板101の製造方法について、図12を用いて説明する。図12は、第五実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した側断面図であって、(a)は、熱媒体用管を挿入した熱媒体用管挿入工程を示し、(b)は、蓋部材挿入工程を示し、(c)は、接合工程を示す。
 第五実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材2を形成する準備工程と、ベース部材2に形成された凹溝8に熱媒体用管16を挿入する熱媒体用管挿入工程と、凹溝8に蓋部材10を挿入する蓋部材挿入工程と、突合部Vに沿って接合用回転ツール20を移動させて摩擦攪拌接合を施す接合工程とを含むものである。
 (準備工程)
 まず、図11の(a)を参照するように、例えばエンドミル加工により、厚板部材に凹溝8を形成する。これにより、表面3に開口する凹溝8を備えたベース部材2が形成される。凹溝8は、下部に曲面からなる底部7を備えており、底部7から一定の幅で上方に向けて開口されている。
 なお、ベース部材2を本実施形態においては切削加工により形成したが、アルミニウム合金の押出形材を用いてもよい。
 (熱媒体用管挿入工程)
 次に、図12の(a)に示すように、凹溝8に熱媒体用管16を挿入する。熱媒体用管16の下端は、凹溝8の底部7と接触する。
 (蓋部材挿入工程)
 次に、図12の(b)に示すように、ベース部材2の凹溝8内に、蓋部材10を挿入する。この際、蓋部材10の下面12が熱媒体用管16の上端に当接すると共に、蓋部材10の上面11が、ベース部材2の表面3から突出する。また、凹溝8の側壁8a,8bと蓋部材10の側面13a,13bによって突合部V,Vが形成される。
 (接合工程)
 次に、図12の(c)に示すように、突合部V(突合部V,V)に対して接合用回転ツール20を用いて摩擦攪拌を行う。即ち、接合用回転ツール20の中心と、凹溝8の幅方向の中心とを合わせた後、接合用回転ツール20のショルダ部22の下面24をベース部材2の表面3に所定の深さで押し込み、突合部Vに沿って相対移動させる。本実施形態では、接合用回転ツール20の回転数は、例えば50~1500rpm、送り速度は、0.05~2m/分であり、接合用回転ツール20の軸方向に加える押し込み力は、1kN~20kNに設定した。
 接合工程によれば、接合用回転ツール20の押圧力が蓋部材10を介して熱媒体用管16に伝達するため、熱媒体用管16は、凹溝8及び蓋部材10の下面12の形状に沿って塑性変形する。
 図10の(b)に示すように、接合工程によってベース部材2の表面3に塑性化領域Wが形成される。本実施形態では、塑性化領域Wの最深部が、蓋部材10の上面11から蓋部材10の厚さ寸法の約1/3の高さ位置に達するように攪拌ピン26の長さ及び接合用回転ツール20の押込み量等を設定している。また、図12の(c)に示すように、突合部V,Vにおける塑性化領域Wの深さWbは、蓋部材10の厚さの1/5程度となるように設定している。突合部V,Vにおける塑性化領域Wの深さWbを大きく設定することにより、ベース部材2と蓋部材10との接合力を高めることができる。
 また、本実施形態に係る接合工程では、接合工程後の熱媒体用管16の高さB2が、接合工程前の熱媒体用管16の高さB1の約70%となるように形成している。接合工程後の熱媒体用管16の高さB2は、接合工程前の熱媒体用管16の高さB1の70%以上となることが好ましい。また、接合工程後の熱媒体用管16の高さB2は、接合工程前の熱媒体用管16の高さB1の80%以上となることがより好ましい。また、熱媒体用管16の潰れ具合を示す据込率(B1-B2/B1)×100の値は、20%~30%となるように設定するのが好ましい。
 なお、塑性化領域Wの大きさ(深さ)、接合用回転ツール20の形状や回転数又は押込み量等はあくまで例示であって、限定されるものではなく、ベース部材2及び蓋部材10の材料等を考慮して適宜設定すればよい。例えば、本実施形態では、接合用回転ツール20の攪拌ピン26の長さLは、ショルダ部22の外径Xの約1/2となるように形成しているが、攪拌ピン26の長さLをショルダ部22の外径Xの1/2よりも小さく形成してもよい。これにより、接合用回転ツール20の押圧力の伝達効率を高めることができる。
 以上のように本実施形態に係る伝熱板の製造方法の接合工程では、接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xを、蓋溝6の幅Aよりも大きく設定しているため、蓋部材10の幅方向の中央に沿って接合用回転ツール20を一回移動させるだけで、突合部V,Vを同時に摩擦攪拌することができ、ベース部材2と蓋部材10とを摩擦攪拌によって一体化することができる。これにより、製造工程の作業手間を少なくすることができる。
 接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xが凹溝8の幅Aよりも大きいため、熱媒体用管16の上方に接合用回転ツール20が位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、凹溝8と蓋部材10の下面12との形状に沿って熱媒体用管16を効率よく塑性変形させることができ、凹溝8と熱媒体用管16との密着性を高めることができる。
 また、本実施形態では、熱媒体用管16の中心を通る鉛直線上に、蓋部材10及び接合用回転ツール20の中心が位置するため、接合用回転ツール20の押圧力をより効率よく熱媒体用管16に伝達することができるとともに、熱媒体用管16をバランスよく塑性変形させることができる。
 ここで、図13の(a)は、蓋部材挿入工程を示した模式断面図、(b)は、接合工程における押圧超過状態を示した模式断面図、(c)は、第五実施形態の完成時を示した模式断面図である。
 図13の(a)に示すように、蓋部材挿入工程時においては、凹溝8の底部7、側壁8a、側壁8b及び蓋部材10の下面12で囲まれた領域の内周長N2(太線部分の長さ)は、熱媒体用管16の外周長N1よりも大きく形成されている。
 仮に、図13の(b)に示すように、接合工程において蓋部材10の押し込み量が超過すると、凹溝8及び蓋部材10の下面12で囲まれた領域の鉛直断面の内周長N2(太線部分の長さ)が、熱媒体用管16の外周長N1よりも小さくなる。また、押し込み超過時における接合工程後の熱媒体用管16の高さB3は、高さB2(図12の(c)参照)よりも小さくなる。
 これにより、熱媒体用管16が内側に凹となるように変形し、熱媒体用管16と蓋部材10の下面12との間に空間部P12が形成される可能性がある。このように、熱媒体用管16と、凹溝8及び蓋部材10の下面12との間に空隙があると、伝熱板101の伝熱効率が低下するため、好ましくない。
 一方、図13の(c)に示すように、本実施形態の完成時においては、内周長N2(太線部分の長さ)と熱媒体用管16の外周長N1とが略同等に形成されている。即ち、熱媒体用管16の外周長N1と、凹溝8及び蓋部材10の下面12で囲まれた領域の内周長N2とが近似するほど、空間部P11(図13の(a)参照)が小さくなるため、伝熱板101の伝熱効率を高めることができる。
 なお、本実施形態の製造工程はあくまで例示であって、他の工程であっても構わない。例えば、図12の(b)を参照するように、蓋部材挿入工程の前に、熱媒体用管16と蓋部材10の下面12との間に形成される空間部P11に、熱伝導性物質を充填する充填工程を行ってもよい。熱伝導性物質を充填することで、完成後の空隙を小さくして、伝熱効率を高めることができる。
 なお、熱伝導性物質は、例えば、公知の金属粉末の低融点ろう材を用いればよいが、伝熱効率を高める材料であれば特に制限はなく、金属粉末、金属粉末ペースト及び金属シートなどであってもよい。
 [第六実施形態]
 次に、本発明の第六実施形態に係る伝熱板及び伝熱板の製造方法について説明する。第六実施形態に係る伝熱板91及び伝熱板の製造方法は、図14及び図15に示すように、蓋溝471及び凹溝473を備えている点で第五実施形態と相違する。なお、第五実施形態と共通する部分は説明を省略する。
 図14の(a)に示すように、ベース部材482の表面483には、蓋溝471が凹設されており、蓋溝471の中央には、蓋溝471よりも幅狭の凹溝473が凹設されている。蓋溝471は、蓋部材460が配置される部分であって、ベース部材482の長手方向に沿って連続して形成されている。蓋溝471は、断面視矩形を呈し、蓋溝471の底面472から垂直に立ち上がる側壁471a,471bを備えている。蓋溝471の幅E1は、後記する蓋部材460の幅G1と略同等に形成されており、蓋溝471の深さjは、蓋部材460の深さf1と略同等に形成されている。
 凹溝473は、熱媒体用管16及び蓋部材460が挿入される部分であって、ベース部材482の長手方向に亘って連続して形成されている。凹溝473は、上方が開口した断面視U字状の溝であって、下端には断面視半円形状を呈する底部474が形成されている。また、底部474から連続して側壁473a,473bが形成されている。凹溝473の幅e1は、熱媒体用管16の外径B1よりも大きく形成されている。また、底部474の曲率は、熱媒体用管16の外周の曲率よりも小さくなるように形成されている。
 熱媒体用管16は、図14に示すように、接合工程前は断面視円形を呈するが、図15に示すように、接合工程によって押し潰されて、凹溝473及び蓋部材460の下面465の形状に沿って塑性変形する。熱媒体用管16の潰れ具合については後記する。
 蓋部材460は、図14の(a)に示すように、蓋溝471及び凹溝473に挿入される側面視略T字状の部材であって、幅広に形成された幅広部461と、幅広部461よりも幅狭に形成された幅狭部462とを有する。幅広部461は、上面463、下面464、側面463a,463bを有する。幅広部461の幅G1は、蓋溝471の幅E1と略同等に形成されており、厚さf1は、蓋溝471の深さjと略同等に形成されている。
 幅狭部462は、幅広部461の下面464の中央から下方に延設されている。幅狭部462は、側面462a,462b及び下面465を有する。下面465は、凹状となる曲面で形成されている。下面65の曲率は、熱媒体用管16の外周の曲率よりも小さくなるように形成されている。幅狭部462の幅g1は、凹溝473の幅e1と略同等に形成されている。幅狭部462の厚さf2は、厚さf2と熱媒体用管16の外径B1との和が、凹溝473の深さcよりも大きくなるように形成されている。
 図14の(b)に示すように、蓋溝471及び凹溝473に熱媒体用管16及び蓋部材460を挿入すると、蓋部材460の幅狭部462の下面465が熱媒体用管16に当接するともに、蓋部材460の上面463は、ベース部材482の表面483よりも突出高さ460aで突出する。また、蓋溝471の底面472と、蓋部材460の幅広部461の下面464とが、離間距離L1で離間する。突出高さ460aと離間距離L1は、略同等の長さとなる。
 また、蓋溝471及び凹溝473に蓋部材460を挿入すると、蓋部材460の幅広部461の側面463a,463bは、凹溝471の側壁471a,471bと面接触するか又は微細な隙間をあけて対向する。ここで、蓋部材460の幅広部461の一方の側面463aと凹溝471の一方の側壁471aとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、蓋部材460の他方の側面463bと凹溝471の他方の側壁471bとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、突合部V及び突合部Vを単に突合部Vともいう。また、凹溝473の底部474及び側壁473a,473bと、蓋部材460の下面465とで形成された空間を空間部P13とする。
 塑性化領域Wは、図15の(b)に示すように、突合部V,Vに摩擦攪拌接合を施した際に、ベース部材482及び蓋部材460の一部が塑性流動して一体化された領域である。本実施形態では、塑性化領域Wの最大幅Wa(表面483における幅)は、蓋溝471の幅E1(図14の(a)参照)よりも大きくなるように形成されている。
 次に、伝熱板491の製造方法について、図15を用いて説明する。
 第六実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材482を形成する準備工程と、ベース部材482に形成された凹溝473に熱媒体用管16を挿入する熱媒体用管挿入工程と、蓋溝471及び凹溝473に蓋部材460を挿入する蓋部材挿入工程と、突合部Vに沿って接合用回転ツール20を移動させて摩擦攪拌接合を施す接合工程とを含むものである。なお、準備工程は第五実施形態と略同等であるため省略する。
 (熱媒体用管挿入工程)
 熱媒体用管挿入工程では、図14の(a)及び(b)を参照するように、凹溝473に熱媒体用管16を挿入する。熱媒体用管16の下端は、凹溝473の底部474と接触する。
 (蓋部材挿入工程)
 次に、図14の(b)に示すように、ベース部材482の蓋溝471及び凹溝473内に、蓋部材460を挿入する。この際、蓋部材460の幅狭部462の下面465が熱媒体用管16の上端に当接すると共に、蓋部材460の上面463が、ベース部材482の表面483から突出する。
 (接合工程)
 次に、図15の(b)に示すように、突合部V(突合部V,V)に対して接合用回転ツール20を用いて摩擦攪拌を行う。即ち、接合用回転ツール20の中心と、蓋溝471の幅方向の中心とを合わせた後、接合用回転ツール20のショルダ部22の下面24をベース部材482の表面483に所定の深さで押し込み、突合部Vに沿って相対移動させる。
 接合工程によれば、接合用回転ツール20の押圧力が蓋部材460を介して熱媒体用管16に伝達するため、熱媒体用管16は、凹溝473の底部474及び蓋部材460の下面465の形状に沿って塑性変形する。接合工程後の熱媒体用管16の鉛直方向高さB4は、接合工程前の熱媒体用管16の外径B1の約80%となるように押し潰される。
 以上のように本実施形態に係る伝熱板の製造方法では、接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xが、蓋溝471の幅E1よりも大きいため、一回の接合用回転ツール20の移動で蓋部材460とベース部材482との一対の突合部V,Vを同時に摩擦攪拌できる。これにより、製造工程の作業手間を少なくすることができる。
 また、接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xが凹溝473の幅E1よりも大きいため、熱媒体用管16の上方に接合用回転ツール20が位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、凹溝473と蓋部材460の下面465との形状に沿って熱媒体用管16を効率よく塑性変形させることができ、凹溝473と熱媒体用管16との密着性を高めることができる。
 また、本実施形態では、熱媒体用管16の中心を通る鉛直線上に、蓋部材460及び接合用回転ツール20の中心が位置するため、接合用回転ツール20の押圧力をより効率よく熱媒体用管16に伝達することができるとともに、熱媒体用管16をバランスよく塑性変形させることができる。
 また、本実施形態では、蓋部材460の下面465(下部)を曲面としているため、断面視円形を呈する熱媒体用管16が、下面465に沿って変形しやすく、空間部P13を効率よく小さくすることができる。
 即ち、図16に示すように、本実施形態の完成時においては、凹溝473と、蓋部材460の下面465とで囲まれた領域の内周長N2(図16の太線部分)と、熱媒体用管16の外周長N1とが略同等に形成されている。これにより、熱媒体用管16とベース部材482との密接度を高めることができる。
 また、本実施形態に係る伝熱板491は、幅広の蓋溝471及び幅狭の凹溝473を有するとともに、蓋部材460も幅広部461及び幅狭部462を有する。したがって、図15の(a)に示すように、接合工程において蓋部材460の上方から接合用回転ツール20を押圧すると、蓋部材460の幅広部461の下面(下部)464が、蓋溝471の底面472に当接する。これにより、蓋部材460が底面472よりも下に押し込まれることがないため、熱媒体用管16が過剰に塑性変形することを防止することができる。つまり、蓋溝471の深さjや蓋部材460の幅広部461の厚さf1等を適宜設定することにより、熱媒体用管16の据込率を容易に設定することができる。
 [第七実施形態]
 次に、本発明の第七実施形態に係る伝熱板及び伝熱板の製造方法ついて説明する。第七実施形態に係る伝熱板は、図17の(a)及び(b)に示すように、接合工程前の熱媒体用管16の外径B1が、凹溝148の深さc2よりも大きい点で第六実施形態と相違する。まず、図18の(d)に示す伝熱板151の構成について説明する。
 図17の(a)に示すように、ベース部材142の表面143には、蓋溝146が凹設されており、蓋溝146の底面146aの中央には、蓋溝146よりも幅狭の凹溝148が凹設されている。蓋溝146は、蓋部材130が配置される部分であって、ベース部材142の長手方向に亘って連続して形成されている。蓋溝146は、断面視矩形を呈し、蓋溝146の底面146aから垂直に立ち上がる側壁145a,145bを備えている。蓋溝146の幅E2は、後記する蓋部材130の幅g2と略同等に形成されており、蓋溝146の深さj2は、蓋部材130の深さf3と略同等に形成されている。
 凹溝148は、熱媒体用管16が挿入される部分であって、ベース部材142の長手方向に亘って連続して形成されている。凹溝148は、上方が開口した断面視U字状の溝であって、下端には一定の曲率からなる底部147が形成されている。凹溝148の開口部の幅A2は、熱媒体用管16の外径B1よりも大きく形成されている。
 熱媒体用管16は、図17の(a)に示すように、接合工程前は断面視円形を呈するが、図18の(c)に示すように、接合工程によって押し潰されて凹溝148及び蓋部材130の下面132の形状に沿って塑性変形する。熱媒体用管16の潰れ具合については後記する。
 蓋部材130は、図17の(a)に示すように、蓋溝146に挿入される部材であって、断面視矩形を呈し、上面131、下面132、側面133a及び側面133bを有する。蓋部材130は、ベース部材142と同種のアルミニウム合金からなる。蓋部材130の厚さf3は、本実施形態では、蓋溝146の深さj2と同等に形成されている。
 したがって、図17の(b)に示すように、凹溝148に熱媒体用管16を挿入し、蓋溝146に蓋部材130を挿入すると、蓋部材130の下面132が熱媒体用管16に当接するとともに、蓋部材130の上面131は、ベース部材142の表面143よりも突出高さ130aで突出する。
 なお、蓋部材130の上面131はベース部材142の表面143から必ずしも突出させる必要はなく、蓋溝146に蓋部材130を挿入した際に、蓋部材130の上面131とベース部材142の表面143とが面一になるように形成してもよい。
 また、蓋溝146に蓋部材130を挿入すると、蓋部材130の側面133a,133bは、蓋溝146の側壁145a,145bと面接触するか又は微細な隙間をあけて対向する。ここで、蓋部材130の一方の側面133aと蓋溝146の側壁145aとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、蓋部材130の他方の側面133bと蓋溝146の側壁145bとの突合せ面を以下、突合部Vとする。また、突合部V及び突合部Vを単に突合部Vともいう。また、凹溝148、熱媒体用管16、蓋溝146及び蓋部材130の下面132で形成された空間を空間部P4とする。
 塑性化領域Wは、図18の(d)に示すように、突合部V,Vに摩擦攪拌接合を施した際に、ベース部材142及び蓋部材130の一部が塑性流動して一体化された領域である。本実施形態では、塑性化領域Wの最大幅Wa(表面143における幅)は、蓋溝146の幅E2(図17の(a)参照)よりも大きくなるように形成されている。
 次に、伝熱板151の製造方法について、図18を用いて説明する。
 第七実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材142を形成する準備工程と、ベース部材142に形成された凹溝148に熱媒体用管16を挿入する熱媒体用管挿入工程と、蓋溝146に蓋部材130を挿入する蓋部材挿入工程と、突合部Vに沿って接合用回転ツール20を移動させて摩擦攪拌接合を施す接合工程とを含むものである。
 (準備工程)
 まず、図18の(a)を参照するように、例えばエンドミル加工により、厚板部材に蓋溝146を形成した後、蓋溝146の底面146aの中央に凹溝148を形成する。
 なお、ベース部材142を本実施形態においては切削加工により形成したが、アルミニウム合金の押出形材を用いてもよい。
 (熱媒体用管挿入工程)
 次に、図18の(a)に示すように、凹溝148に熱媒体用管16を挿入する。熱媒体用管16の下端は、凹溝148の底部147と接触する。
 (蓋部材挿入工程)
 次に、図18の(b)に示すように、ベース部材142の蓋溝146に、蓋部材130を挿入する。この際、蓋部材130の下面132が熱媒体用管16の上端に当接すると共に、蓋部材130の上面131が、ベース部材142の表面143から突出する。また、蓋溝146の側壁145a,145bと蓋部材130の側面133a,133bによって突合部V,Vが形成される。
 (接合工程)
 次に、図18の(c)に示すように、突合部V(突合部V,V)に対して接合用回転ツール20を用いて摩擦攪拌を行う。即ち、接合用回転ツール20の中心と、蓋溝146の幅方向の中心とを合わせた後、接合用回転ツール20のショルダ部22の下面24をベース部材142の表面143に所定の深さで押し込み、突合部Vに沿って相対移動させる。なお、本実施形態に係る接合用回転ツール20の攪拌ピン26の長さLは、ショルダ部22の外径Xの約1/5に形成されている。ショルダ部22の外径Xに対して攪拌ピン26の長さLを小さく形成することで、接合用回転ツール20の押圧力を蓋部材130に効率よく伝達させることができる。
 接合工程によれば、接合用回転ツール20の押圧力が蓋部材130を介して熱媒体用管16に伝達するため、熱媒体用管16は、凹溝148及び蓋部材130の下面132の形状に沿って塑性変形する。接合工程後の熱媒体用管16の鉛直方向高さB5は、接合工程前の熱媒体用管16の外径B1の約70%となるように押し潰される。
 以上のように本実施形態に係る伝熱板の製造方法では、接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xが、蓋溝146の幅E2よりも大きいため、一回の接合用回転ツール20の移動で蓋部材130とベース部材142との一対の突合部V,Vを同時に摩擦攪拌できる。これにより、製造工程の作業手間を少なくすることができる。
 接合用回転ツール20のショルダ部22の外径Xが蓋溝146の幅E2よりも大きいため、熱媒体用管16の上方に接合用回転ツール20が位置した状態で摩擦攪拌を行うことができる。これにより、凹溝148と蓋部材130の下面132との形状に沿って熱媒体用管16を効率よく塑性変形させることができ、凹溝148と熱媒体用管16との密着性を高めることができる。
 また、本実施形態では、熱媒体用管16の中心を通る鉛直線上に、蓋部材130及び接合用回転ツール20の中心が位置するため、接合用回転ツール20の押圧力をより効率よく熱媒体用管16に伝達することができるとともに、熱媒体用管16をバランスよく塑性変形させることができる。
 即ち、図19に示すように、本実施形態の完成時においては、凹溝148と、蓋部材130の下面132とで囲まれた領域の内周長N2(図19の太線部分)と、熱媒体用管16の外周長N1とが略同等に形成されている。これにより、熱媒体用管16とベース部材142との密接度を高めることができる。
 また、本実施形態では、接合工程の際に、蓋部材130の下面132が、蓋溝146の底面146aに当接する。これにより、蓋部材130が蓋溝146の底面146aよりも下方に押し込まれることがないため、熱媒体用管16が過剰に潰れることを防止することができる。つまり、蓋溝146の深さj2及び蓋部材130の厚さf3、凹溝148の深さc2及び熱媒体用管16の外径B1等を適宜設定することで、熱媒体用管16の据込率を容易に設定することができる。
 [第八実施形態]
 次に、第八実施形態に係る伝熱板について説明する。図20に示す第八実施形態に係る伝熱板201は、第五実施形態に係る伝熱板101(図10参照)と略同等の構造を内包し、蓋部材10の上方にさらに上蓋部材210を配置して、摩擦攪拌接合を施して接合した点で第五実施形態と相違する。
 なお、前記した伝熱板101と同等の構造を以下、下蓋部mともいう。また、第五実施形態に係る伝熱板101と重複する部材については、同等の符号を付し、重複する説明は省略する。
 伝熱板201は、図20の(a)及び(b)に示すように、ベース部材202と、凹溝8に挿入された熱媒体用管16と、蓋部材10と、蓋部材10の表面側に配置された上蓋部材210とを有し、塑性化領域W、塑性化領域W,Wで摩擦攪拌接合により一体化されている。
 ベース部材202は、図20の(a)に示すように、例えばアルミニウム合金からなり、ベース部材202の表面203に、長手方向に亘って形成された上蓋溝206と、上蓋溝206の底面206cに長手方向に亘って連続して形成された凹溝8とを有する。上蓋溝206は、断面視矩形を呈し、底面206cから垂直に立ち上がる側壁206a,206bを備えている。上蓋溝206の幅は、凹溝8の幅よりも大きく形成されている。
 図20の(a)に示すように、ベース部材202の下部に形成された凹溝8には、熱媒体用管16が挿入されており、蓋部材10によって閉塞され、摩擦攪拌接合により塑性化領域Wで接合されている。即ち、ベース部材202の内部に形成された下蓋部mは、第五実施形態に係る伝熱板101と略同等に形成されている。
 なお、上蓋溝206の底面206cには、摩擦攪拌接合を行ったことにより、段差(溝)やバリが発生している可能性がある。したがって、例えば塑性化領域Wの表面を基準に、上蓋溝206の底面206cに面削加工を施して平滑に形成することが好ましい。これにより、上蓋部材210の下面212と、面削後の上蓋溝206の底面206cとを隙間なく配置することができる。
 上蓋部材210は、図20の(a)に示すように、例えば、アルミニウム合金からなり、上蓋溝206の断面と略同じ矩形断面を形成し、下面212から垂直に形成された側面213a及び側面213bとを有する。上蓋部材210は、上蓋溝206に挿入される。即ち、上蓋部材210の側面213a,213bは、上蓋溝206の側壁206a,206bと面接触されるか又は微細な隙間をあけて配置されている。ここで、図20の(b)に示すように、一方の側面213aと一方の側壁206aとの突合せ面を以下、上側突合部Vとする。また、他方の側面213bと他方の側壁206bとの突合せ面を以下、上側突合部Vとする。上側突合部V,Vは、摩擦攪拌接合により、塑性化領域W,Wで一体化されている。
 伝熱板201の製造方法は、前記した第五実施形態に係る伝熱板101と同等の製造方法により、ベース部材202の下部に下蓋部mを形成した後、上蓋溝206の底面206cを面削する面削工程と、上蓋部材210を配置する上蓋部材挿入工程と、上側突合部V,Vに沿って摩擦攪拌接合を施す上蓋部材接合工程を含むものである。
 (面削工程)
 面削工程では、上蓋溝206の底面206cに形成された段差(溝)やバリを切削除去して、底面206cを平滑にする。
 (上蓋部材挿入工程)
 上蓋部材挿入工程では、面削工程をした後、上蓋溝206の底面に上蓋部材210を配置する。面削工程を行ったことにより、上蓋部材210の下面212と、上蓋溝206の底面とを隙間なく配置することができる。
 (上蓋部材接合工程)
 上蓋部材接合工程は、上側突合部V,Vに沿って接合用回転ツール(図示省略)を移動させて摩擦攪拌接合を施す。上蓋部材接合工程における接合用回転ツールの押し込み量は、当該接合用回転ツールの攪拌ピンの長さ及び上蓋部材210の厚さを考慮して適宜設定すればよい。上蓋部材接合工程では、第五実施形態で使用する接合用回転ツール20を用いてもよい。
 第八実施形態に係る伝熱板201によれば、下蓋部mの上方にさらに上蓋部材210を配置して、摩擦攪拌接合を施すことにより、より深い位置に熱媒体用管16を配置させることができる。
 なお、第八実施形態においては、上蓋部材210の両側面を摩擦攪拌して二条の塑性化領域W,Wが形成されるようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、上蓋溝206の幅を、接合用回転ツール20(図11の(a)参照)のショルダ部22の外径Xよりも小さく形成して、接合用回転ツール20を用いて上蓋部材210を一条の摩擦攪拌で行ってもよい。これにより、接合工程の作業手間を少なくすることができる。
 [第九実施形態]
 次に、第九実施形態に係る伝熱板について説明する。図21に示す第九実施形態に係る伝熱板301は、第七実施形態に係る伝熱板151(図18の(d)参照)と略同等の構造を内包し、蓋部材130の表面側にさらに上蓋部材310を配置して、摩擦攪拌接合を施して接合した点で第八実施形態と相違する。
 なお、前記した伝熱板151と同等の構造を以下、下蓋部m’ともいう。また、第五実施形態に係る伝熱板151と重複する部材については、同等の符号を付し、重複する説明は省略する。
 伝熱板301は、図21に示すように、ベース部材302と、凹溝148に挿入された熱媒体用管16と、蓋溝146に挿入された蓋部材130と、蓋部材130の表面側に配置された上蓋部材310とを有し、塑性化領域W、塑性化領域W,Wで摩擦攪拌接合により一体化されている。
 ベース部材302は、図21の(a)に示すように、例えばアルミニウム合金からなり、ベース部材302の表面303に、長手方向に亘って形成された上蓋溝306と、上蓋溝306の底面306cに長手方向に亘って連続して形成された蓋溝146と、蓋溝146の底面に長手方向に亘って連続して形成された凹溝148とを有する。上蓋溝306は、断面視矩形を呈し、底面306cから垂直に立ち上がる側壁306a,306bを備えている。上蓋溝306の幅は、蓋溝146の幅よりも大きく形成されている。
 図21の(a)に示すように、ベース部材302の下部に形成された凹溝148には熱媒体用管16が挿入されるとともに、蓋溝146には蓋部材130が挿入されており、摩擦攪拌接合により塑性化領域Wで接合されている。即ち、ベース部材302の内部に形成された下蓋部m’は、第七実施形態に係る伝熱板151と略同等に形成されている。
 なお、上蓋溝306の底面306cには、摩擦攪拌接合を行ったことにより、段差(溝)やバリが発生している可能性がある。したがって、例えば塑性化領域Wの表面を基準に、上蓋溝306の底面306cに面削加工を施して平滑に形成することが好ましい。これにより、上蓋部材310の下面312と、面削後の上蓋溝306の底面306cとを隙間なく配置することができる。
 上蓋部材310は、図21の(a)に示すように、例えば、アルミニウム合金からなり、上蓋溝306の断面と略同じ矩形断面を形成し、下面312から垂直に形成された側面313a及び側面313bとを有する。上蓋部材310は、上蓋溝306に挿入される。即ち、上蓋部材310の側面313a,313bは、上蓋溝306の側壁306a,306bと面接触されるか又は微細な隙間をあけて配置されている。ここで、図21の(b)に示すように、一方の側面313aと一方の側壁306aとの突合せ面を、上側突合部Vとする。また、他方の側面313bと他方の側壁306bとの突合せ面を、上側突合部V10とする。上側突合部V,V10は、摩擦攪拌接合により、塑性化領域W,Wで一体化されている。
 第九実施形態に係る伝熱板301によれば、下蓋部m’の上方にさらに上蓋部材310を配置して、摩擦攪拌接合を施すことにより、より深い位置に熱媒体用管16を配置させることができる。なお、伝熱板301の製造工程は、第八実施形態と略同等であるため、省略する。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。例えば、熱媒体用管16が挿入される凹溝の底部は、断面視曲面に形成したが、断面視多角形状に形成してもよい。
 1    伝熱板
 2    ベース部材
 5a   側壁
 5b   側壁
 6    蓋溝
 6a   底面
 8    凹溝
 10   蓋部材
 13a  側面
 13b  側面
 16   熱媒体用管
 20   接合用回転ツール
 22   ショルダ部
 26   攪拌ピン
 V    突合部
 W    塑性化領域
 

Claims (40)

  1.  ベース部材の表面側に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
     前記蓋溝に蓋部材を挿入し、前記蓋溝の底面に前記蓋部材を当接させる蓋部材挿入工程と、
     前記蓋溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、
     前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記蓋溝の開口部の幅以上であり、
     前記接合工程では、前記熱媒体用管が塑性変形しない状態で、前記回転ツールを一回移動させて、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。
  2.  前記凹溝の底部から前記蓋部材の下部までの距離を、前記熱媒体用管の鉛直方向高さよりも大きく設定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  3.  前記蓋部材の下部を、前記熱媒体用管の形状に沿って形成し、前記熱媒体用管と接触させることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  4.  前記蓋部材挿入工程前に、前記凹溝と、前記熱媒体用管の外周面とで囲まれた空間に熱伝導性物質を充填する充填工程を含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  5.  前記熱伝導性物質は、金属粉末、金属粉末ペースト又は金属シートであることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の伝熱板の製造方法。
  6.  前記熱伝導性物質は、低融点ろう材であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の伝熱板の製造方法。
  7.  前記回転ツールの攪拌ピンの最大径を、前記蓋溝の幅以上に設定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  8.  前記回転ツールの攪拌ピンの最小径を、前記蓋溝の幅以上に設定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  9.  前記接合工程では、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の2/3以上下がった位置に達するように設定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  10.  前記接合工程では、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/2以上下がった位置に達するように設定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  11.  前記接合工程では、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/3以上下がった位置に達するように設定することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  12.  前記接合工程後に、
     前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝の幅よりも幅広に形成された上蓋溝の底面に上蓋部材を当接させる上蓋部材挿入工程と、
     前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う上蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の伝熱板の製造方法。
  13.  表面側に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝を備えたベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有する伝熱板の製造方法であって、
     前記凹溝に前記熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
     前記熱媒体用管の上に前記蓋部材を挿入する蓋部材挿入工程と、
     前記凹溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、
     前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記凹溝の開口部の幅以上であり、
     前記接合工程では、前記蓋部材を介して前記回転ツールの押圧力を前記熱媒体用管に伝達させ、前記熱媒体用管が塑性変形している状態で、前記凹溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記凹溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。
  14.  表面側に開口する蓋溝とこの蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも浅い凹溝とを備えたベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有する伝熱板の製造方法であって、
     前記凹溝に前記熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
     前記熱媒体用管の上に前記蓋部材を挿入する蓋部材挿入工程と、
     前記蓋溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、
     前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記蓋溝の開口部の幅以上であり、
     前記接合工程では、前記蓋部材を介して前記回転ツールの押圧力を前記熱媒体用管に伝達させ、前記熱媒体用管が塑性変形している状態で、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。
  15.  前記接合工程では、前記蓋部材と、前記蓋溝の底面とを当接させることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の伝熱板の製造方法。
  16.  表面側に開口する蓋溝とこの蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝とを備えたベース部材と、前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、前記蓋溝に挿入された幅広部と前記凹溝に挿入された幅狭部を備えた蓋部材と、を有する伝熱板の製造方法であって、
     前記凹溝に前記熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
     前記熱媒体用管の上に前記蓋部材を挿入する蓋部材挿入工程と、
     前記蓋溝の側壁と前記蓋部材の側面とが対向する突合部に対して回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含み、
     前記回転ツールのショルダ部の外径は、前記蓋溝の開口部の幅以上であり、
     前記接合工程では、前記蓋部材の前記幅狭部を介して前記回転ツールの押圧力を前記熱媒体用管に伝達させ、前記熱媒体用管が塑性変形している状態で、前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して同時に摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。
  17.  前記接合工程では、前記蓋部材の前記幅広部と、前記蓋溝の底面とを当接させることを特徴とする請求の範囲第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  18.  前記接合工程では、前記接合工程後の前記凹溝と、前記蓋部材とで囲まれた領域の鉛直断面の内周長が、前記熱媒体用管の外周長以上となるように設定することを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  19.  前記接合工程では、前記接合工程後の前記熱媒体用管の高さが、前記接合工程前の前記熱媒体用管の高さの70%以上となるように設定することを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  20.  前記接合工程では、前記接合工程後の前記熱媒体用管の高さが、前記接合工程前の前記熱媒体用管の高さの80%以上となるように設定することを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  21.  前記蓋部材の下部を、前記熱媒体用管の形状に沿って形成し、前記熱媒体用管と接触させることを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  22.  前記蓋部材挿入工程前に、前記凹溝と、前記熱媒体用管の外周面とで囲まれた空間に熱伝導性物質を充填する充填工程を含むことを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項記載の伝熱板の製造方法。
  23.  前記熱伝導性物質は、金属粉末、金属粉末ペースト又は金属シートであることを特徴とする請求の範囲第22項に記載の伝熱板の製造方法。
  24.  前記熱伝導性物質は、低融点ろう材であることを特徴とする請求の範囲第22項に記載の伝熱板の製造方法。
  25.  前記回転ツールの攪拌ピンの最大径を、前記凹溝の幅以上に設定することを特徴とする請求の範囲第13項に記載の伝熱板の製造方法。
  26.  前記回転ツールの攪拌ピンの最小径を、前記凹溝の幅以上に設定することを特徴とする請求の範囲第13項に記載の伝熱板の製造方法。
  27.  前記回転ツールの攪拌ピンの最大径を、前記蓋溝の幅以上に設定することを特徴とする請求の範囲第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  28.  前記回転ツールの攪拌ピンの最小径を、前記蓋溝の幅以上に設定することを特徴とする請求の範囲第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  29.  前記接合工程では、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の2/3以上下がった位置に達するように設定することを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  30.  前記接合工程では、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/2以上下がった位置に達するように設定することを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  31.  前記接合工程では、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の最深部が、前記蓋部材の上面から前記蓋部材の厚さ寸法の1/3以上下がった位置に達するように設定することを特徴とする請求の範囲第13項、第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  32.  前記接合工程後に、
     前記ベース部材の表面側に、前記凹溝の幅よりも幅広に形成された上蓋溝の底面に上蓋部材を当接させる上蓋部材挿入工程と、
     前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う上蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第13項に記載の伝熱板の製造方法。
  33.  前記接合工程後に、
     前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝の幅よりも幅広に形成された上蓋溝の底面に上蓋部材を当接させる上蓋部材挿入工程と、
     前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って回転ツールを相対的に移動させて摩擦攪拌を行う上蓋部材接合工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第14項又は第16項に記載の伝熱板の製造方法。
  34.  表面側に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝を有するベース部材と、
     前記凹溝に挿入された熱媒体用管と、
     前記蓋溝に挿入された蓋部材と、を有し、回転ツールを用いて摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形していない伝熱板であって、
     前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記蓋溝の幅以上に形成されていることを特徴とする伝熱板。
  35.  前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝よりも幅広に形成された上蓋溝をさらに備えた前記ベース部材と、前記上蓋溝に挿入された上蓋部材と、を有し、
     前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って摩擦攪拌が施されていることを特徴とする請求の範囲第34項に記載の伝熱板。
  36.  表面側に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝を有するベース部材と、
     前記凹溝の底部に挿入された前記熱媒体用管と、
     前記凹溝内の前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有し、前記ベース部材と前記蓋部材とが摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形している伝熱板であって、
     前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記凹溝の幅以上に形成されていることを特徴とする伝熱板。
  37.  前記ベース部材の表面側に、前記凹溝よりも幅広に形成された上蓋溝をさらに備えた前記ベース部材と、前記上蓋溝に挿入された上蓋部材と、を有し、
     前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って摩擦攪拌が施されていることを特徴とする請求の範囲第36項に記載の伝熱板。
  38.  表面側に開口する蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも浅い凹溝を有するベース部材と、
     前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、
     前記凹溝内の前記熱媒体用管を覆う蓋部材と、を有し、前記ベース部材と前記蓋部材とが摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形している伝熱板であって、
     前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記蓋溝の幅以上に形成されていることを特徴とする伝熱板。
  39.  表面側に開口する蓋溝の底面に開口し熱媒体用管の鉛直方向高さよりも深い凹溝を有するベース部材と、
     前記凹溝に挿入された前記熱媒体用管と、
     前記蓋溝に挿入された幅広部と前記凹溝に挿入された幅狭部を備えた蓋部材と、を有し、前記ベース部材と前記蓋部材とが摩擦攪拌接合されるとともに前記熱媒体用管が塑性変形している伝熱板であって、
     前記蓋溝の一方の側壁と前記蓋部材の一方の側面との突合部、及び、前記蓋溝の他方の側壁と前記蓋部材の他方の側面との突合部に対して形成された一条の塑性化領域の幅は、前記蓋溝の幅以上に形成されていることを特徴とする伝熱板。
  40.  前記ベース部材の表面側に、前記蓋溝よりも幅広に形成された上蓋溝をさらに備えた前記ベース部材と、前記上蓋溝に挿入された上蓋部材と、を有し、
     前記上蓋溝の側壁と前記上蓋部材の側面との突合部に沿って摩擦攪拌が施されていることを特徴とする請求の範囲第39項に記載の伝熱板。
     
     
     
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