WO2019064848A1 - 液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents

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WO2019064848A1
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WO
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jacket
main
sealing body
pin
peripheral wall
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PCT/JP2018/027337
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堀　久司
伸城 瀬尾
宏介 山中
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日本軽金属株式会社
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    • B23K2101/14—Heat exchangers

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a liquid cooling jacket.
  • a rotating tool used for friction stir welding one having a shoulder and a stirring pin hanging down from the shoulder is known.
  • the rotary tool is also used in the manufacture of a liquid-cooled jacket consisting of a jacket body and a seal.
  • the rotary tool performs friction stir welding in a state where the lower end surface of the shoulder portion is pushed into the metal member. By pressing the shoulder portion into the metal member, the plastic fluid material can be pressed to suppress the generation of burrs.
  • the height position of the junction changes, a defect is likely to occur, and there is a problem that the concave groove becomes large and a lot of burrs occur.
  • a friction stir welding method which is characterized by including a main welding step of performing friction stir welding in a set state (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 a spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin, and friction stir welding is performed in a state where the proximal end is exposed while only the stirring pin is in contact with the workpiece. While the occurrence of defects can be suppressed even if the height position of the bonding changes, the load on the friction stir device can be reduced.
  • Patent Document 2 describes a rotary tool provided with a shoulder and a stirring pin hanging from the shoulder. Tapered surfaces are formed on the outer peripheral surface of the shoulder portion and the stirring pin, respectively. A spiral groove in plan view is formed on the tapered surface of the shoulder portion. The cross-sectional shape of the groove is semicircular. By providing the tapered surface, stable bonding can be performed even if the thickness of the metal member or the height position of bonding changes. In addition, when the plastic flow material enters the groove, the flow of the plastic flow material can be controlled to form a suitable plasticization region.
  • a bottom portion a jacket body having a peripheral wall portion rising from the peripheral edge of the bottom portion and a support rising from the bottom; And a sealing body for sealing the opening of the jacket main body, wherein the jacket body and the sealing body are joined by friction stirring, the method comprising the steps of: Forming a peripheral wall step portion having a stepped bottom surface and a stepped side surface rising from the stepped bottom surface, and forming the support end face of the support at the same height position as the peripheral end face of the peripheral wall portion; A step of preparing a pillar step portion having a step bottom surface and a step side surface rising from the step bottom on the outer periphery of the tip of the support, and mounting the sealing body on the jacket main body Positioning step, first main joining step of performing friction stirring by rotating a rotary tool around a first abutment portion in which the step side surface of the peripheral wall step portion abuts on the outer peripheral side surface of the
  • the rotating tool includes a proximal end pin and a distal end side
  • a rotary welding tool for friction stir welding including a pin, wherein a taper angle of the proximal end pin is larger than a taper angle of the distal end pin, and an outer peripheral surface of the proximal end pin is provided.
  • a stepped pin step portion is formed, and in the first main joining step, friction stirring is performed in a state in which the distal end side pin and the proximal end side pin are in contact with the jacket main body and the sealing body, In the second main bonding step, the distal side pin is in contact with both the jacket main body and the sealing body, or only the sealing body, and the proximal end pin is in contact with the sealing body. To perform friction stirring in the state And butterflies.
  • the sealing body can be pressed by the outer peripheral surface of the proximal end side pin with a large taper angle, the concave groove on the joint surface can be made smaller and the side of the concave groove is formed.
  • the bulge can be eliminated or made smaller.
  • the step-like stepped portion is shallow and the outlet is wide, the plastic flow material does not easily adhere to the outer peripheral surface of the proximal end pin even when the sealing body is pressed by the proximal end pin.
  • the bonding surface roughness can be reduced, and the bonding quality can be suitably stabilized.
  • the distal end side pin can be easily inserted to a deep position.
  • the jacket body may be formed by die casting and the bottom portion may be formed to be convex on the surface side, and the sealing body may be formed to be convex on the surface side. preferable.
  • the jacket main body and sealing body Can be made flat beforehand by utilizing heat contraction.
  • the amount of deformation of the jacket main body is measured in advance, and in the first main bonding step and the second main bonding step, the friction stirring is performed while adjusting the insertion depth of the rotary tool according to the amount of deformation. It is preferred to do.
  • the length and width of the plasticized region formed in the liquid cooling jacket can be made constant. it can.
  • a temporary bonding step of temporarily bonding at least one of the first butting portion and the second butt portion may be included prior to the first main bonding step and the second main bonding step.
  • a temporary bonding step of temporarily bonding the first butted portion prior to the first main bonding step it is preferable to include a temporary bonding step of temporarily bonding the first butted portion prior to the first main bonding step.
  • a cooling plate through which a cooling medium flows is disposed on the back side of the bottom portion, and friction is performed while cooling the jacket main body and the sealing body by the cooling plate.
  • stirring is performed.
  • the cooling efficiency can be enhanced.
  • the said cooling plate has a cooling flow path through which the said cooling medium flows, and the said cooling flow path is provided with the planar shape in alignment with the movement trace of the said rotation tool in the said 1st main joining process.
  • the portion to be frictionally stirred can be intensively cooled, the cooling efficiency can be further enhanced.
  • the cooling flow path through which the cooling medium flows is configured by a cooling pipe embedded in the cooling plate. According to this manufacturing method, the cooling medium can be easily managed.
  • a cooling medium is caused to flow through the hollow portion formed by the jacket main body and the sealing body to cool the jacket main body and the sealing body. It is preferable to carry out frictional stirring.
  • the frictional heat can be suppressed to a low level, the deformation of the liquid cooling jacket due to the thermal contraction can be reduced.
  • cooling can be performed using the jacket body itself without using a cooling plate or the like.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II of FIG.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • the main welding rotary tool F is a tool used for friction stir welding.
  • the main rotation tool F is formed of, for example, tool steel.
  • the main bonding rotating tool F is mainly configured by a base shaft portion F1, a base end side pin F2, and a tip end side pin F3.
  • the base shaft portion F1 has a cylindrical shape and is a portion connected to the main shaft of the friction stirring device.
  • the rotation axis of the main welding rotary tool F may be inclined with respect to the vertical direction, but in the present embodiment, it coincides with the vertical direction. Also, a plane perpendicular to the vertical direction is defined as a horizontal plane.
  • the proximal end pin F2 is continuous with the proximal shaft portion F1 and is tapered toward the tip.
  • the proximal pin F2 has a truncated cone shape.
  • the taper angle A1 of the proximal end pin F2 may be set as appropriate, but is, for example, 135 to 160 °. When the taper angle A1 is less than 135 ° or exceeds 160 °, the bonding surface roughness after friction stirring becomes large.
  • the taper angle A1 is larger than the taper angle A2 of the tip side pin F3 described later.
  • a stepped pin step portion 30 is formed on the outer peripheral surface of the proximal end pin F2 over the entire height direction.
  • the pin step portion 30 is formed in a spiral shape clockwise or counterclockwise. That is, the pin step portion 30 has a spiral shape in plan view and a step shape in side view. In the present embodiment, in order to rotate the rotation tool to the right, the pin step portion 30 is set counterclockwise from the proximal side toward the distal side.
  • the pin step portion 30 In the case of rotating the main bonding tool F to the left, it is preferable to set the pin step portion 30 clockwise from the base end side to the tip end side. As a result, the plastic flow material is guided to the tip end side by the pin step portion 30, so that the metal overflowing to the outside of the joined metal member can be reduced.
  • step-difference part 30 is comprised by the level
  • the distance Z1 (horizontal distance) between the apexes 30c and 30c of the adjacent pin step portions 30 is appropriately set according to the step angle C1 and the height Y1 of the step side surface 30b described later.
  • the height Y1 of the stepped side surface 30b may be set as appropriate, but is set to, for example, 0.1 to 0.4 mm. Bonding surface roughness will become large as height Y1 is less than 0.1 mm. On the other hand, when the height Y1 exceeds 0.4 mm, the bonding surface roughness tends to increase, and the number of effective stepped portions (the number of pin stepped portions 30 in contact with the metal member to be joined) also decreases.
  • the step angle C1 formed by the step bottom surface 30a and the step side surface 30b may be set as appropriate, but is set, for example, at 85 to 120 °.
  • the step bottom surface 30a is parallel to the horizontal plane in the present embodiment.
  • the bottom surface 30a of the step may be inclined within a range of -5 ° to 15 ° with respect to the horizontal plane from the rotation axis of the tool toward the outer peripheral direction (minus downward with respect to the horizontal plane, plus with respect to the horizontal plane Above).
  • the distance Z1, the height Y1 of the step side surface 30b, the step angle C1 and the angle of the step bottom surface 30a with respect to the horizontal surface do not stick and adhere to the plastic flow material inside the pin step portion 30 when performing friction stirring.
  • the plastic fluid material can be pressed by the bottom surface 30a of the step to appropriately reduce the joint surface roughness.
  • the distal side pin F3 is formed continuously to the proximal side pin F2.
  • the distal side pin F3 has a truncated cone shape.
  • the tip of the tip side pin F3 is a flat surface.
  • the taper angle A2 of the distal end side pin F3 is smaller than the taper angle of the proximal end side pin F2.
  • a spiral groove 31 is engraved on the outer peripheral surface of the tip end side pin F3.
  • the spiral groove 31 may be either clockwise or counterclockwise. However, in the present embodiment, the helical groove 31 is counterclockwise cut from the proximal end toward the distal end in order to rotate the joint rotating tool F clockwise.
  • the spiral groove 31 is composed of a spiral bottom surface 31 a and a spiral side surface 31 b.
  • the distance (horizontal direction distance) between the apexes 31c and 31c of the adjacent spiral grooves 31 is set to a length Z2.
  • the height of the spiral side surface 31b is taken as a height Y2.
  • the helical angle C2 formed by the helical bottom surface 31a and the helical side surface 31b is, for example, 45 to 90 degrees.
  • the spiral groove 31 has a role of raising the frictional heat by coming into contact with the metal members to be joined and guiding the plastic flow material to the tip side.
  • the metal members to be welded (jacket main body described later on the outer peripheral surface of the base end side pin F2 of the rotary welding tool F)
  • the friction stir welding is performed while pressing the surface of the sealing body 2 or the sealing body 3).
  • the insertion depth of the main rotation tool F is set such that at least a part of the proximal end pin F2 contacts the surface of the metal member to be bonded.
  • the metal subjected to friction stirring is hardened to form a plasticized area W1 (or a plasticized area W2).
  • the temporary bonding rotary tool G is configured of a shoulder portion G1 and a stirring pin G2.
  • the temporary joining rotary tool G is formed of, for example, a tool steel.
  • the shoulder portion G1 is a portion connected to the main shaft of the friction stir device and a portion for holding a plastic fluidizing metal.
  • the shoulder G1 has a cylindrical shape. The lower end face of the shoulder portion G1 is concave to prevent the flow of the fluidized metal to the outside.
  • the stirring pin G2 is suspended from the shoulder portion G1 and is coaxial with the shoulder portion G1.
  • the stirring pin G2 is tapered as it separates from the shoulder portion G1.
  • a spiral groove G3 is engraved on the outer peripheral surface of the stirring pin G2.
  • the liquid-cooled jacket 1 As shown in FIG. 6, the liquid-cooled jacket 1 according to the present embodiment is composed of a jacket main body 2 and a sealing body 3 and exhibits a rectangular parallelepiped shape. The jacket body 2 and the sealing body 3 are integrated by friction stir welding.
  • the liquid cooling jacket 1 has a hollow portion formed therein, and a heat transport fluid such as water flows in the hollow portion. The liquid cooling jacket 1 can allow the heat transport fluid to flow through the hollow portion, for example, to cool the heating element mounted on the liquid cooling jacket 1.
  • the jacket main body 2 is a box-like body whose upper side is opened.
  • the jacket body 2 is configured to include a bottom 10, a peripheral wall 11, and a plurality of columns 12.
  • the jacket body 2 is appropriately selected from friction stir stirable metals such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium, magnesium alloy and the like.
  • the jacket main body 2 is formed of an aluminum alloy of the same material type as the sealing body 3 in the present embodiment, but an aluminum alloy cast material (for example, JIS AC 4 C, ADC 12 or the like) may be used.
  • the bottom portion 10 has a rectangular plate shape in a plan view.
  • the peripheral wall portion 11 is erected on the periphery of the bottom portion 10, and has a rectangular frame shape in plan view.
  • the peripheral wall portion 11 is configured by wall portions 11A, 11B, 11C, and 11D having the same thickness.
  • the wall portions 11A and 11B are short side portions and face each other.
  • the wall portions 11C and 11D are long side portions and face each other.
  • a recess 13 is formed in the bottom 10 and the peripheral wall 11.
  • a peripheral wall step portion 14 is formed on the peripheral wall end surface 11 a, which is the end surface of the peripheral wall portion 11, along the inner peripheral edge of the peripheral wall portion 11 of the jacket main body 2.
  • the peripheral wall step portion 14 is configured of a step bottom surface 14 a and a step side surface 14 b rising from the step bottom surface 14 a.
  • the stepped bottom surface 14a is formed at a position one step lower than the peripheral wall end surface 11a.
  • the support 12 is erected on the bottom 10 and has a columnar shape.
  • the number of columns 12 may be any number as long as it is one or more, but in the present embodiment, four columns are formed.
  • the shapes of the columns 12 are the same.
  • the support 12 is configured of a large diameter portion 15 and a small diameter portion 16 protruding from the tip of the large diameter portion 15. Both the large diameter portion 15 and the small diameter portion 16 have a cylindrical shape.
  • a pillar stepped portion 17 is formed by the step between the large diameter portion 15 and the small diameter portion 16.
  • the pillar step portion 17 is configured of a step bottom surface 17 a and a step side surface 17 b rising from the step bottom surface 17 a.
  • a support end face 16 a is formed on the end face of the small diameter portion 16.
  • the stepped bottom surface 17 a is formed at the same height as the stepped bottom surface 14 a of the peripheral wall stepped portion 14. Further, the support end surface 16a is formed at the same height position as the peripheral wall end surface 11a.
  • the sealing body 3 is a plate-like member which is rectangular in plan view and seals the opening of the jacket main body 2.
  • the material of the sealing body 3 is formed of an aluminum alloy of the same material type as the jacket main body 2, but even if an aluminum alloy wrought material (for example, JIS A1050, A1100, A6063 etc.) is used. Good.
  • the sealing body 3 is formed in a size to be mounted on the peripheral wall step portion 14 with almost no gap.
  • the plate thickness dimension of the sealing body 3 is substantially equal to the height dimension of the stepped side surface 14 b.
  • the sealing body 3 is formed with four holes 19 corresponding to the columns 12. The hole 19 has a circular shape in plan view, and the small diameter portion 16 is inserted.
  • the liquid cooling jacket 1 has a first abutment portion J1 in which the stepped side 14b of the peripheral wall stepped portion 14 and the outer peripheral side 3c of the sealing body 3 are butted, and the stepped side 17b of the column stepped portion 17 and the hole wall 19a of the hole 19.
  • the four second butted portions J2 which are butted to one another are respectively joined by friction stirring.
  • a plasticized area W1 is formed in the first abutting portion J1
  • a plasticized area W2 is formed in the second abutting portion J2.
  • Inside the liquid cooling jacket 1 is formed a hollow portion through which a heat transport fluid for transferring heat to the outside flows.
  • a method of manufacturing a liquid cooling jacket (a method of manufacturing a liquid cooling jacket with a heating element) according to the first embodiment will be described.
  • the preparatory process is a process of forming the jacket main body 2 and the sealing body 3 as shown in FIG.
  • the jacket body 2 is formed, for example, by die casting.
  • the mounting step is a step of mounting the sealing body 3 on the jacket main body 2 while inserting the hole 19 of the sealing body 3 through the small diameter portion 16 of the support 12 as shown in FIGS. 9 and 10.
  • the back surface 3 b of the sealing body 3 is in surface contact with the stepped bottom surface 14 a of the peripheral wall stepped portion 14 and the stepped bottom surface 17 a of the column stepped portion 17.
  • the stepped side surface 14b of the peripheral wall stepped portion 14 and the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3 are butted to form the first abutting portion J1.
  • the first abutment portion J1 has a rectangular shape in plan view.
  • the stepped side surface 17b of the pillar stepped portion 17 and the hole wall 19a of the hole 19 are butted to form the second butted portion J2.
  • the second abutment portion J2 has a circular shape in a plan view.
  • the jacket main body 2 and the sealing body 3 are fixed to a table (not shown).
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are immovably restrained from the table by a fixing jig such as a clamp.
  • the temporary bonding step is a step of temporarily bonding the jacket main body 2 and the sealing body 3 as shown in FIG.
  • friction stir welding is performed on the butt portion J1 using the temporary bonding rotary tool G.
  • a plasticizing region W is formed on the movement trajectory of the temporary welding rotary tool G.
  • Temporary bonding may be performed continuously or may be performed intermittently as shown in FIG. Since the temporary bonding rotary tool G is small, the thermal deformation of the jacket body 2 and the sealing body 3 in the temporary bonding is small.
  • the first main bonding step is a step of performing friction stir welding to the first abutment portion J1 using the main bonding rotating tool F.
  • the right rotated main tool rotation tool F is inserted into an arbitrary start position s1 on the first abutment portion J1, and the main joining rotation tool F is moved to the right along the first abutment portion J1. Move around. That is, the main bonding rotation tool F is made to make a right turn along the peripheral edge of the sealing body 3.
  • a plasticization region W1 is formed on the movement trajectory of the main welding rotary tool F.
  • friction stirring is performed in a state in which the distal end side pin F3 and the proximal end side pin F2 are in contact with the peripheral wall portion 11 and the sealing body 3 of the jacket main body 2.
  • friction stir welding is performed while pressing the peripheral wall end face 11a of the peripheral wall portion 11 and the surface 3a of the sealing body 3 on the outer peripheral surface of the base end side pin F2 of the main bonding rotating tool F.
  • the insertion depth of the permanent welding rotary tool F is set so that at least the plasticized region W1 reaches the step bottom 14a, and at least a part of the proximal end pin F2 is the peripheral wall end face 11a of the peripheral wall portion 11 and the sealing body It is set to be in contact with the third surface 3a.
  • the central portion in the height direction of the outer peripheral surface of the proximal end pin F2 is the peripheral wall of the peripheral wall portion 11 so that the end of the distal end side pin F3 does not reach the stepped bottom surface 14a of the peripheral wall stepped portion 14
  • the insertion depth is set to be in contact with the end face 11 a and the surface 3 a of the sealing body 3. Then, the first abutment portion J1 is moved in such a way as to trace the first joint portion J1 while maintaining the fixed bonding position.
  • the start position s1 is passed. Then, while shifting the main rotation tool F to the outside, move the main bonding rotation tool F to the end position e1 set on the peripheral wall end face 11a of the wall portion 11A, and when the end position e1 is reached, the main bonding The rotating tool F is moved upward to separate the main rotating tool F from the wall 11A.
  • a repair process may be performed to repair the removal mark.
  • overlay welding can be performed to fill the weld metal in the drawing and repair it. Thereby, the peripheral wall end face 11a can be made flat.
  • the permanent welding rotary tool F is separated from the peripheral wall 11, for example, the permanent welding rotary tool F is gradually moved upward while moving the permanent welding rotary tool F on the peripheral wall end face 11a of the peripheral wall 11. , And the insertion depth of the main rotation tool F may be gradually reduced. By doing this, it is possible to prevent the removal trace after the first main bonding step from remaining on the peripheral wall end surface 11 a or to make the removal trace small.
  • the second main bonding step is a step of performing friction stir welding on the respective second abutting portions J2 using the main bonding rotating tool F, as shown in FIGS. 14 and 15.
  • the right rotated main tool rotating tool F is inserted into an arbitrary start position s2 of the second abutment portion J2, and the main joining rotating tool F is rotated counterclockwise along the second abutment portion J2.
  • a plasticized region W2 is formed in the second abutment portion J2.
  • friction stirring is performed in a state in which the distal end side pin F3 and the proximal end side pin F2 are in contact with the columns 12 and the sealing body 3 of the jacket main body 2.
  • the friction stir welding is performed while pressing the support end face 16a of the support 12 and the surface 3a of the sealing body 3 on the outer peripheral surface of the proximal end pin F2 of the main bonding rotating tool F.
  • the insertion depth of the rotating tool F for actual bonding is set so that at least the plasticized region W2 reaches the step bottom surface 17a, and at least a part of the proximal end pin F2 is the support end face 16a of the support 12 and the sealing body 3 Set to be in contact with the surface 3a of the
  • the center of the outer peripheral surface of the proximal end pin F2 in the height direction is the support end face of the support 12 so that the end of the distal end side pin F3 does not reach the step bottom surface 17a of the support step 17.
  • the insertion depth is set to be in contact with the surface 16 a and the surface 3 a of the sealing body 3. Then, the second joining portion J2 is moved in such a manner as to trace the second abutment portion J2 while maintaining the fixed bonding position.
  • the insertion depth of the rotary tool F for this joining does not necessarily need to be constant.
  • the insertion depth may be changed in the first main bonding step and the second main bonding step.
  • the insertion depth of the permanent welding rotary tool F may be set such that the tip end of the tip end side pin F3 contacts the stepped bottom surface 14a of the circumferential wall stepped portion 14 and the stepped bottom surface 17a of the support column stepped portion 17. At that time, the plastic fluid material is prevented from flowing out to the inside of the liquid cooling jacket 1.
  • the main bonding rotating tool F when the main bonding rotating tool F is moved counterclockwise with respect to the support 12 as in the present embodiment, it is preferable to rotate the main bonding rotating tool F clockwise.
  • the main welding rotation tool F in the case of moving the main welding rotation tool F clockwise with respect to the column 12, it is preferable to rotate the main welding rotation tool F to the left.
  • the starting position s2 is passed as it is. Then, the main joining rotation tool F is moved to the end position e2 set on the second abutment portion J2, and when the termination position e2 is reached, the second joining portion J2 is moved upward for the main joining rotation tool F. The main rotation tool F is released from the above.
  • a repair process may be performed to repair the withdrawal trace.
  • overlay welding can be performed to fill the weld metal in the drawing and repair it.
  • the surface 3a of the sealing body 3 and the support end face 16a of the support 12 can be made flat.
  • the main rotation tool F may be shifted in the center direction of the support 12, and may be released on the support 12. Further, in the case of separating the main welding rotary tool F from the second abutment portion J2, for example, the main welding rotary tool F is moved on the second abutment portion J2 or the support end face 16a while being moved. F may be moved upward gradually to make the insertion depth of the main welding rotary tool F gradually shallow. By doing this, it is possible to prevent the removal marks after the second main bonding step from remaining on the surface 3a of the sealing body 3 and the support end face 16a of the support 12, or to reduce the removal marks.
  • the drilling step is a step of forming fixing holes X for mounting the heating elements H on the columns 12 as shown in FIG.
  • the fixing hole X is formed to penetrate the part of the plasticized area W2 and reach the support 12.
  • the burr removing step the burrs exposed on the surfaces of the jacket main body 2 and the sealing body 3 are removed by the first main bonding step, the second main bonding step, and the drilling step. Thereby, the surface of the jacket main body 2 and the sealing body 3 can be finished cleanly.
  • the mounting step is a step of mounting the heating element H via the mounting member M as shown in FIG.
  • the through hole formed in the flange H1 of the heat generating body H and the fixing hole X are communicated with each other and fixed by the mounting member M such as a screw.
  • the mounting member M is inserted to the position where the support 12 is reached.
  • the fixing hole X is formed on the sealing body 3 side, and the heating element H is mounted on the sealing body 3 side.
  • the fixing hole X reaching the support 12 is formed on the bottom 10
  • the heating element H may be attached to
  • the heating element H may be attached to at least one of the sealing body 3 and the bottom portion 10.
  • the conventional shoulderless main joint rotating tool 100 does not press the surface of the metal member 110 to be joined with the shoulder portion (the surface of the metal member to be joined and the surface of the plasticized area)
  • the surface roughness of the bonding surface becomes large as the concave groove formed by
  • a bulging portion (a portion where the surface of the metal member to be joined expands compared to before bonding) is formed on the side of the recessed groove.
  • the taper angle ⁇ of the main welding rotary tool 101 is larger than the taper angle ⁇ of the shoulderless main welding rotary tool 100 as in the main welding rotary tool 101 of FIG.
  • the shoulderless main welding rotary tool Since the surface of the metal member 110 to be joined can be pressed compared to 100, the recessed groove becomes smaller and the bulging portion also becomes smaller. However, since the downward plastic flow is strong, a kissing bond is likely to be formed in the lower part of the plasticization region.
  • the main joining rotary tool F has a distal end whose taper angle is smaller than the taper angle A1 of the proximal end pin F2 and the proximal end pin F2. It comprises the side pin F3.
  • the main joining rotating tool F can be easily inserted into the jacket body 2 and the sealing body 3.
  • the taper angle A2 of the tip end side pin F3 is small, the main joining rotation tool F can be easily inserted to a deep position of the jacket main body 2 and the sealing body 3.
  • the taper angle A2 of the tip end side pin F3 is small, the downward plastic flow can be suppressed as compared with the main rotation tool 101.
  • the plastic fluid material can be pressed by the outer peripheral surface of the proximal end pin F2, it is possible to reduce the size of the recessed groove formed on the bonding surface and eliminate the bulging portion formed on the side of the recessed groove. It can be made smaller or smaller.
  • the stepped pin step portion 30 is shallow and the outlet is wide, the plastic flow material is easily released to the outside of the pin step portion 30 while the plastic flow material is held by the step bottom surface 30a. Therefore, even if the plastic flow material is pressed by the proximal end pin F2, the plastic flow material does not easily adhere to the outer peripheral surface of the proximal end pin F2. Therefore, while being able to make joint surface roughness small, joint quality can be stabilized suitably.
  • the sealing body 3 is supported by the support 12 and the seal 3 and the support 12 are friction stir welded, the deformation resistance of the liquid-cooled jacket 1 can be enhanced.
  • the support 12 since the support 12 is disposed in the hollow portion in the liquid cooling jacket 1, the heat transport fluid also comes in contact with the outer peripheral surface of the support 12. Therefore, the heat transmitted from the heating element H to the support 12 via the mounting member M can be efficiently discharged. That is, it is possible to prevent the heat leak through the mounting member M which fixes the heat generating body H to the liquid cooling jacket 1. Further, since the columns 12 to which the heat generating body H is fixed are disposed inside the jacket main body 2, the liquid cooling jacket 1 can be miniaturized.
  • the shoulder portion of the rotary tool is pushed.
  • the load applied to the friction stir device can be reduced, and the operability of the joint rotating tool F is also improved.
  • the load applied to the friction stir device can be reduced, the deep positions of the first butting portion J1 and the second butt portion J2 can be joined in a state in which a large load is not applied to the friction stir device.
  • the main joining rotating tool F is pulled out with the peripheral wall portion 11 or the pillar 12 having a larger thickness than the sealing body 3. Can solve this problem.
  • the support 12 (support end face 16a) is exposed on the surface 3a of the sealing body 3, the drilling process for forming the fixing hole X and the mounting process for mounting the heating element H are easy. Can be done. Moreover, since the support 12 and the heating element H can be brought into direct contact, the cooling efficiency can be further enhanced.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a first embodiment of the present invention was explained, design change is suitably possible in the range which does not deviate from the meaning of the present invention.
  • the main joining process is performed in the order of the first butt joint J1 and the second butt joint J2, but the second butt joint J2 may be friction stir welded first.
  • the cooling medium may be flowed into the jacket main body 2 to perform the friction stir welding while cooling the jacket main body 2 and the sealing body 3.
  • the cooling can be performed using the jacket main body 2 and the sealing body 3 itself without using a cooling plate, a cooling means, etc. separately.
  • the flat cross-sectional shape of the column 12 is circular in the present embodiment, it may be oval or another polygon.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on the 1st modification of 1st embodiment is demonstrated.
  • the first modification is different from the first embodiment in that the temporary bonding step, the first main bonding step, and the second main bonding step are performed using a cooling plate.
  • the first modification parts different from the first embodiment will be mainly described.
  • the jacket body 2 is fixed to the table K when performing the fixing step.
  • the table K is composed of a substrate K1 having a rectangular parallelepiped shape, clamps K3 formed at four corners of the substrate K1, and a cooling pipe WP disposed inside the substrate K1.
  • the table K is a member which restrains the jacket body 2 so as not to move and functions as a "cooling plate" in the claims.
  • the cooling pipe WP is a tubular member embedded inside the substrate K1. Inside the cooling pipe WP, a cooling medium for cooling the substrate K1 flows.
  • the arrangement position of the cooling pipe WP that is, the shape of the cooling flow path through which the cooling medium flows is not particularly limited, but in the first modification, it has a planar shape along the movement trajectory of the main bonding rotating tool F in the first main bonding step. It has become. That is, when viewed in plan, the cooling pipe WP is disposed such that the cooling pipe WP and the first abutment portion J1 substantially overlap.
  • the temporary joining step, the first main joining step, and the second main joining step of the first modification after the jacket body 2 is fixed to the table K, friction stir welding is performed while flowing a cooling medium through the cooling pipe WP.
  • the cooling flow path and the first abutment portion J1 overlap in a plan view.
  • the cooling efficiency can be enhanced.
  • the cooling pipe WP is disposed to circulate the cooling medium, the management of the cooling medium becomes easy.
  • the table K (cooling plate) and the jacket main body 2 are in surface contact, the cooling efficiency can be enhanced.
  • friction stir welding may be performed while flowing a cooling medium also to the inside of the jacket main body 2.
  • a table KA is used.
  • the table KA is composed of a substrate KA1 in the form of a rectangular parallelepiped, a spacer KA2 formed at the center of the substrate KA1, and clamps KA3 formed at the four corners of the substrate KA1.
  • the spacer KA2 may be integral with or separate from the substrate KA1.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 integrated by performing the temporary bonding step are fixed to the table KA by the clamp KA3.
  • the bottom 10 of the jacket body 2 when the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to the table KA, the bottom 10 of the jacket body 2, the peripheral wall end face 11a and the surface 3a of the sealing body 3 are curved upward.
  • the first side 21 of the wall 11A of the jacket body 2, the second side 22 of the wall 11B, the third side 23 of the wall 11C, and the fourth side 24 of the wall 11D are curved. Curve to become.
  • first main bonding step and the second main bonding step of the second modification friction stir welding is performed using the main bonding rotating tool F.
  • the deformation amount of at least one of the jacket main body 2 and the sealing body 3 is measured, and the insertion depth of the tip side pin F3 of the main bonding rotating tool F
  • the friction stir welding is performed while adjusting according to the amount of deformation. That is, along the curved surface of the peripheral wall end face 11 a of the jacket main body 2 and the surface 3 a of the sealing body 3, the movement trajectory of the main bonding rotating tool F is moved so as to be a curve. By doing so, the depths and widths of the plasticized regions W1 and W2 can be made constant.
  • the sealing body 3 side of the liquid cooling jacket 1 may be deformed in a concave shape, the first main bonding step of the second modification and According to the second main joining step, since the jacket main body 2 and the sealing body 3 are fixed in advance so that tensile stress acts on the peripheral wall end face 11a and the surface 3a, thermal contraction after friction stir welding is achieved. By using it, the liquid cooling jacket 1 can be made flat.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are curved so that all of the first side portion 21 to the fourth side portion 24 are curved, but the present invention is not limited to this.
  • the first side 21 and the second side 22 may be straight, and the third side 23 and the fourth side 24 may be curved.
  • the first side portion 21 and the second side portion 22 may be curved, and the third side portion 23 and the fourth side portion 24 may be curved so as to be straight.
  • the height position of the tip end side pin F3 of the main joining rotating tool F is changed according to the amount of deformation of the jacket main body 2 or the sealing body 3.
  • the main joining rotating tool F with respect to the table KA The main joining step may be carried out with the height of the tip end side pin F3 fixed.
  • the spacer KA2 may have any shape as long as it can be fixed so that the surface sides of the jacket main body 2 and the sealing body 3 are convex. Further, the spacer KA2 may be omitted as long as the surface side of the jacket main body 2 and the sealing body 3 can be fixed so as to be convex.
  • the main rotation tool F may be attached to, for example, a robot arm having a spindle unit or the like at its tip. According to this configuration, it is possible to easily change the rotation center axis of the main welding rotary tool F to various angles.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on the 3rd modification of 1st embodiment is demonstrated.
  • the third modification is different from the first embodiment in that the jacket main body 2 and the sealing body 3 are formed in advance so as to be convexly curved on the surface side in the preparation step.
  • parts different from the first embodiment will be mainly described.
  • the jacket main body 2 is formed so that the bottom part 10 and the surrounding wall part 11 may become convex on the surface side, respectively. Moreover, it forms so that the surface 3a of the sealing body 3 may become convex.
  • the table KB includes a substrate KB1 having a rectangular parallelepiped shape, a spacer KB2 disposed at the center of the substrate KB1, clamps KB3 formed at four corners of the substrate KB1, and a cooling pipe WP embedded in the substrate KB1. It is done.
  • the table KB is a member that restrains the jacket body 2 so as not to move and functions as a "cooling plate" in the claims.
  • the spacer KB2 is composed of a curved surface KB2a which is curved to be convex upward, and elevations KB2b and KB2b which are formed at both ends of the curved surface KB2a and rise from the substrate KB1.
  • the first side portion Ka and the second side portion Kb of the spacer KB2 are curved, and the third side portion Kc and the fourth side portion Kd are straight.
  • the cooling pipe WP is a tubular member embedded inside the substrate KB1.
  • a cooling medium for cooling the substrate KB1 flows in the cooling pipe WP.
  • the arrangement position of the cooling pipe WP that is, the shape of the cooling flow path through which the cooling medium flows is not particularly limited, but in the third modification, it has a planar shape along the movement trajectory of the main bonding rotating tool F in the first main bonding step. It has become. That is, when viewed in plan, the cooling pipe WP is disposed such that the cooling pipe WP and the first abutment portion J1 substantially overlap.
  • the jacket main body 2 and the sealing body 3 integrated by performing temporary bonding are fixed to the table KB by the clamp KB3. More specifically, it is fixed to the table KB so that the back surface of the bottom portion 10 of the jacket body 2 is in surface contact with the curved surface KB 2 a.
  • the jacket main body 2 is fixed to the table KB, the first side 21 of the wall 11A of the jacket main body 2 and the second side 22 of the wall 11B become curved, and the third side 23 of the wall 11C and the wall 11D Curved so that the fourth side 24 of the
  • first main bonding step and the second main bonding step of the third modification friction stir welding is performed on the first butting portion J1 and the second butting portion J2 using the main bonding rotation tool F.
  • the deformation amount of at least one of the jacket main body 2 and the sealing body 3 is measured, and the insertion depth of the tip side pin F3 of the main bonding rotating tool F
  • the friction stir welding is performed while adjusting according to the amount of deformation. That is, along the peripheral wall end face 11 a of the jacket main body 2 and the surface 3 a of the sealing body 3, the movement trajectory of the main bonding rotating tool F is moved so as to be a curve or a straight line. By doing this, the depth and width of the plasticized region W1 can be made constant.
  • the sealing body 3 side of the liquid-cooled jacket 1 may be deformed in a concave shape
  • the first main bonding step of the third modification since the jacket main body 2 and the sealing body 3 are formed in a convex shape in advance, it is possible to make the liquid cooling jacket 1 flat by utilizing the thermal contraction after the friction stir welding. it can.
  • the curved surface KB2a of the spacer KB2 is in surface contact with the concave back surface of the bottom portion 10 of the jacket main body 2.
  • friction stir welding can be performed, cooling the jacket main body 2 and the sealing body 3 more effectively. Since the frictional heat in the friction stir welding can be suppressed to a low level, the deformation of the liquid cooling jacket 1 caused by the thermal contraction can be reduced. Thereby, when forming the jacket main body 2 and the sealing body 3 in a convex shape in the preparation process, the curvature of the jacket main body 2 and the sealing body 3 can be reduced.
  • the jacket main body 2 and the sealing body 3 were curved so that the 1st side part 21 and the 2nd side part 22 might become a curve, it is not limited to this.
  • a spacer KB2 having a spherical surface may be formed, and the rear surface of the bottom portion 10 of the jacket body 2 may be in surface contact with the spherical surface.
  • all of the first side 21 to the fourth side 24 are curved.
  • the height position of the tip side pin F3 of the main bonding rotary tool F is changed according to the amount of deformation of the jacket body 2 or the sealing body 3.
  • the main bonding rotary tool F with respect to the table KB The main joining step may be carried out with the height of the tip end side pin F3 fixed.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that a pillar step portion is not formed in the pillar 12.
  • the method of manufacturing a liquid-cooled jacket according to the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
  • the liquid-cooled jacket 1A is composed of a jacket body 2A and a sealing body 3A.
  • the jacket body 2A is a box-like body whose upper side is open.
  • the jacket body 2A is configured to include a bottom portion 10, a peripheral wall portion 11, and a plurality of columns 12.
  • the jacket main body 2A is appropriately selected from friction stir stirable metals such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium, magnesium alloy and the like.
  • the jacket main body 2A is formed of an aluminum alloy of the same material type as the sealing body 3A, but an aluminum alloy cast material (for example, JIS AC4C, ADC 12 or the like) may be used.
  • the bottom 10 exhibits a rectangular shape in plan view.
  • the peripheral wall portion 11 is configured by wall portions 11A, 11B, 11C, and 11D having the same thickness.
  • a peripheral wall step 14 is formed on the peripheral wall end face 11 a of the peripheral wall 11 along the peripheral edge of the opening of the jacket main body 2A.
  • the peripheral wall step portion 14 is configured of a step bottom surface 14 a and a step side surface 14 b rising from the step bottom surface 14 a.
  • the stepped bottom surface 14a is formed at a position one step lower than the peripheral wall end surface 11a.
  • the support 12 is erected on the bottom 10 and has a cylindrical shape.
  • the number of columns 12 may be any number as long as it is one or more, but in the present embodiment, four columns are formed.
  • the shapes of the columns 12 are the same.
  • the support end face 12 a which is the end face of the support 12 is formed at the same height position as the stepped bottom surface 14 a of the peripheral wall stepped portion 14.
  • the sealing body 3A is a plate-like member exhibiting a rectangular shape in plan view.
  • the material of the sealing body 3A is formed of an aluminum alloy of the same material type as the jacket main body 2A, but even if an aluminum alloy wrought material (for example, JIS A1050, A1100, A6063 or the like) is used. Good.
  • the sealing body 3A is formed in a size to be mounted on the peripheral wall step portion 14 with almost no gap.
  • the plate thickness dimension of the sealing body 3A is substantially equal to the height dimension of the stepped side surface 14b.
  • the liquid cooling jacket 1A includes the first butt portion J1 and the back surface 3b of the sealing body 3A and the support 12 in which the stepped side 14b (see FIG. 25) of the peripheral wall stepped portion 14 and the outer peripheral side 3c of the sealing body 3A are butted.
  • the four overlapping portions J3 in which the support end face 12a is overlapped with each other are respectively joined by friction stirring.
  • a plasticized area W1 is formed in the first butted portion J1, and a plasticized area W2 is formed in the overlapping portion J3.
  • a hollow portion is formed in which a heat transfer fluid for transferring heat to the outside flows.
  • a method of manufacturing a liquid cooling jacket according to a second embodiment (a method of manufacturing a liquid cooling jacket with a heating element) will be described.
  • the preparation step is a step of forming the jacket main body 2A and the sealing body 3A as shown in FIG.
  • the jacket body 2A is formed, for example, by die casting.
  • the mounting step is a step of mounting the sealing body 3A on the jacket main body 2A, as shown in FIGS.
  • the back surface 3b of the sealing body 3A is in surface contact with the step bottom surface 14a of the peripheral wall step portion 14 and the support end face 12a of the support 12, respectively.
  • the stepped side surface 14b of the peripheral wall stepped portion 14 and the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3A are butted to form the first butted portion J1.
  • the first abutment portion J1 has a rectangular shape in plan view.
  • the back surface 3b of the sealing body 3A and the support end face 12a of the support 12 are overlapped to form the overlapping portion J3.
  • the overlapping portion J3 has a circular shape in a plan view.
  • the jacket main body 2A is fixed to a table (not shown).
  • the jacket body 2A is immovably restrained from the table by a fixing jig such as a clamp.
  • the temporary bonding step is a step of temporarily bonding the jacket main body 2A and the sealing body 3A, as shown in FIG.
  • the temporary bonding step is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the first main bonding step is a step of performing friction stir welding to the first abutment portion J1 using the main bonding rotation tool F.
  • the first main bonding step is the same as the first embodiment, so the description will be omitted.
  • the second main bonding step is a step of performing friction stir welding on each overlapping portion J3 using the main bonding rotating tool F as shown in FIGS. 32 and 33.
  • the main rotation tool F rotated right is inserted from the surface 3a of the sealing body 3A to the start position s2, and the main bonding rotation tool F is rotated counterclockwise along the outer peripheral edge of the support 12.
  • a plasticized region W2 is formed in the overlapping portion J3.
  • friction stirring is performed in a state where the distal end side pin F3 is in contact with only the sealing body 3A, and the proximal end side pin F2 is in contact with the sealing body 3A. Friction stir in the condition.
  • friction stir welding is performed while pressing the surface 3a of the sealing body 3A with the outer peripheral surface of the base end side pin F2 of the rotary tool F for main bonding.
  • the insertion depth of the main rotation tool F is set so that at least the plasticized area W2 reaches the support end face 12a, and at least a part of the proximal end pin F2 contacts the surface 3a of the sealing body 3
  • the central portion in the height direction of the outer peripheral surface of the proximal end pin F2 contacts the surface 3a of the sealing body 3 so that the distal end of the distal end side pin F3 does not reach the support end face 12a. Setting the insertion depth. Then, the main rotation tool F is moved circularly in plan view in a state in which the fixed height position is maintained.
  • the insertion depth of the rotary tool F for this joining does not necessarily need to be constant.
  • the insertion depth may be changed in the first main bonding step and the second main bonding step.
  • the insertion depth may be set. At that time, the plastic fluid material is prevented from flowing out to the inside of the liquid cooling jacket 1A.
  • the main bonding rotating tool F when the main bonding rotating tool F is moved counterclockwise with respect to the support 12 as in the present embodiment, it is preferable to rotate the main bonding rotating tool F clockwise.
  • the main welding rotary tool F clockwise with respect to the column 12 it is preferable to rotate the main welding rotary tool F counterclockwise.
  • the starting position s2 is passed. Then, the main joining rotation tool F is moved to the end position e2 set on the sealing body 3A, and when the ending position e2 is reached, the main joining rotation tool F is moved upward to perform the main joining from the sealing body 3A. The rotating tool F is released.
  • a repair process may be performed to repair the removal mark.
  • overlay welding can be performed to fill the weld metal in the drawing and repair it. Thereby, the surface 3a of the sealing body 3A can be made flat.
  • the main bonding rotating tool F may be shifted in the center direction of the support column 12 to be separated on the sealing body 3A. Further, in the case of separating the main bonding rotation tool F from the sealing body 3A, for example, while moving the main bonding rotation tool F on the sealing body 3A, the main bonding rotation tool F is gradually moved upward The insertion depth of the permanent welding rotary tool F may be gradually reduced. By doing this, it is possible to prevent the withdrawal trace after the second main bonding step from remaining in the sealing body 3A or to make the withdrawal trace smaller.
  • the fixing hole 3 is formed in communication with the sealing body 3A and the support 12, and for fixing the heating element H.
  • the fixing hole X is formed to penetrate the part of the plasticized area W2 and reach the support 12.
  • the burr removing step the burrs exposed on the surfaces of the jacket main body 2A and the sealing body 3A are removed by the first main bonding step, the second main bonding step, and the drilling step. Thereby, the surfaces of the jacket body 2A and the sealing body 3A can be finished clean.
  • the mounting step is a step of mounting the heating element H through the mounting member M as shown in FIG.
  • the through hole formed in the flange H1 of the heat generating body H and the fixing hole X are communicated with each other and fixed by the mounting member M such as a screw.
  • the mounting member M is inserted to the position where the support 12 is reached.
  • the fixing hole X is formed on the sealing body 3A side, and the heat generating body H is fixed to the sealing body 3A.
  • the fixing hole communicating with the bottom portion 10 and the support 12 is formed in the bottom portion 10
  • the heating element H may be fixed to 10.
  • the heating element H may be attached to at least one of the sealing body 3A and the bottom portion 10.
  • the second abutment portion J2 (see FIG. 12) is exposed to the sealing body 3, but in the second embodiment, the abutment portion is not exposed.
  • the sealing body 3 and the support 12 can be joined by frictionally stirring the polymerization portion J3 from above the sealing body 3A.
  • the manufacture since the hole is not provided in the sealing body 3A, and the pillar 12 is not formed with the pillar step part, the manufacture can be easily performed.
  • the distal end side pin F3 is inserted only into the jacket main body 2A and the sealing body 3A or the sealing body 3A, and the proximal end side pin F2 is sealed.
  • the load applied to the friction stir device can be reduced as compared with the case where the shoulder portion of the rotary tool is pushed, and the operability of the rotary tool F for jointing is also improved.
  • the load applied to the friction stir device can be reduced, the deep position of the first abutment portion J1 can be joined in a state where no large load is applied to the friction stir device, and the overlapping portion J3 located at the deep position Can be joined.
  • the water tightness and the air tightness can be enhanced by friction stirring the inside of the outer peripheral edge of the support column 12 for one or more rounds as in the present embodiment.
  • the moving route of the main welding rotary tool F in the second main welding step does not necessarily have to make the main welding rotary tool F at least one turn with respect to the column 12, and the plastic fluid material is inside the liquid cooling jacket 1A.
  • at least a part of the polymerization portion J3 may be set so as to be friction stir welding.
  • the liquid cooling jacket 1A may be manufactured by employing the manufacturing methods of the first to third modifications described above.
  • fins may be formed on at least one of the jacket body and the sealing body.
  • the main joining rotary tool F in the first main joining step, may be rotated twice along the first abutment portion J1.
  • the rotary tools used in the first main bonding step and the second main bonding step may be different.
  • this invention was applied to the manufacturing method of the liquid cooling jacket which comprises the heat generating body H, this invention may be applied also to the manufacturing method of the liquid cooling jacket which does not have the heating element H. it can. In this case, the drilling process and the mounting process can be omitted.
  • FIG. 36 is a side view showing a first modified example of the present bonding rotating tool of the present invention.
  • a step angle C1 between the step bottom surface 30a of the pin step portion 30 and the step side surface 30b is 85 °.
  • the step bottom surface 30a is parallel to the horizontal plane.
  • the step bottom surface 30a is parallel to the horizontal plane, and the step angle C1 may be an acute angle in a range in which the plastic flow material stays in the pin step portion 30 during friction stirring and comes off without adhering .
  • FIG. 37 is a side view showing a second modified example of the rotary tool for full bonding of the present invention.
  • the step angle C1 of the pin step portion 30 is 115 °.
  • the bottom surface 30a of the step is parallel to the horizontal plane.
  • the step bottom surface 30a may be parallel to the horizontal plane, and the step angle C1 may be an obtuse angle in the range of functioning as the pin step portion 30.
  • FIG. 38 is a side view showing a third modified example of the rotary tool for full bonding of the present invention.
  • the bottom surface 30a of the step is inclined at an angle of 10.degree.
  • the stepped side surface 30b is parallel to the vertical surface.
  • the step bottom surface 30a may be formed to be inclined upward from the horizontal surface in the outer peripheral direction from the rotation axis of the tool within a range where the plastic fluid material can be held down during the friction stirring.
  • the same effects as those of the present embodiment can also be achieved by the first to third modified examples of the above-described rotation tool for final bonding.

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Abstract

金属部材の表面の凹溝を小さくすることができるとともに、接合表面粗さを小さくすることができる液冷ジャケットの製造方法を提供する。ジャケット本体（２）に封止体（３）を載置する載置工程と、第一突合せ部（Ｊ１）に沿って本接合用回転ツール（Ｆ）を一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、第二突合せ部（Ｊ２）に沿って本接合用回転ツール（Ｆ）を一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含む。本接合用回転ツール（Ｆ）は基端側ピン（Ｆ２）と先端側ピン（Ｆ３）とを備える。基端側ピン（Ｆ２）のテーパー角度（Ａ１）は先端側ピン（Ｆ３）のテーパー角度（Ａ２）よりも大きくなっており、基端側ピン（Ｆ２）の外周面には階段状のピン段差部（３０）が形成されている。第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体（２）及び封止体（３）に先端側ピン（Ｆ３）及び基端側ピン（Ｆ２）を接触させた状態で摩擦攪拌を行う。

Description

液冷ジャケットの製造方法
　本発明は、液冷ジャケットの製造方法に関する。
　摩擦攪拌接合に用いられる回転ツールとして、ショルダ部と、ショルダ部から垂下する攪拌ピンとを備えたものが知られている。当該回転ツールは、ジャケット本体と封止体とで構成される液冷ジャケットの製造にも使用される。回転ツールは、ショルダ部の下端面を金属部材に押し込んだ状態で摩擦攪拌接合を行うというものである。ショルダ部を金属部材に押し込むことにより塑性流動材を押えてバリの発生を抑制することができる。しかし、接合の高さ位置が変化すると欠陥が発生しやすく、凹溝が大きくなるとともにバリが多く発生するという問題がある。
　一方、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて二つの金属部材を接合する摩擦攪拌接合方法であって、金属部材同士の突合部に回転した攪拌ピンを挿入し、攪拌ピンのみを金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う本接合工程を含むことを特徴とする摩擦攪拌接合方法が知られている（特許文献１）。当該従来技術によれば、攪拌ピンの外周面には螺旋溝が刻設されており、攪拌ピンのみを被接合部材に接触させつつ基端部を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行うため、接合の高さ位置が変化しても欠陥の発生を抑制することができるとともに、摩擦攪拌装置への負荷も軽減することができる。しかし、ショルダ部で塑性流動材を押えないため、金属部材の表面の凹溝が大きくなるとともに、接合表面粗さが大きくなるという問題がある。また、凹溝の脇に膨出部（接合前に比べて金属部材の表面が膨らむ部位）が形成されるという問題がある。
　他方、特許文献２には、ショルダ部と、ショルダ部から垂下する攪拌ピンとを備えた回転ツールが記載されている。ショルダ部及び攪拌ピンの外周面にはそれぞれテーパー面が形成されている。ショルダ部のテーパー面には、平面視渦巻き状の溝が形成されている。当該溝の断面形状は半円状になっている。テーパー面を設けることにより、金属部材の厚さや接合の高さ位置が変化しても安定して接合することができる。また、当該溝に塑性流動材が入り込むことにより、塑性流動材の流れを制御して好適な塑性化領域を形成できるというものである。
特開２０１３－３９６１３号公報 特許第４２１０１４８号公報
　しかし、特許文献２の従来技術であると、塑性流動材がテーパー面の溝の内部に入り込んでしまうため、溝が機能しなくなるという問題がある。また、当該溝に塑性流動材が入り込むと、塑性流動材が溝に付着した状態で摩擦攪拌されるため、被接合金属部材と付着物とが擦れ合って接合品質が低下するという問題がある。さらに、被接合金属部材の表面が粗くなり、バリが多くなるとともに、金属部材の表面の凹溝も大きくなるという問題がある。
　このような観点から、本発明は、金属部材の表面の凹溝を小さくすることができるとともに、接合表面粗さを小さくすることができる液冷ジャケットの製造方法を提供することを課題とする。
　このような課題を解決するために本発明（本願第一発明）は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って前記回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピン及び前記基端側ピンを接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
　また、本発明（本願第二発明）は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記第一本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピン及び前記基端側ピンを接触させた状態で摩擦攪拌を行い、前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体の両方、又は、前記封止体のみに前記先端側ピンを接触させるとともに、前記封止体に前記基端側ピンを接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
　かかる接合方法によれば、テーパー角度の大きい基端側ピンの外周面で封止体を押えることができるため、接合表面の凹溝を小さくすることができるとともに、凹溝の脇に形成される膨出部を無くすか若しくは小さくすることができる。階段状の段差部は浅く、かつ、出口が広いため、基端側ピンで封止体を押えても基端側ピンの外周面に塑性流動材が付着し難い。このため、接合表面粗さを小さくすることができるとともに、接合品質を好適に安定させることができる。また、先端側ピンを備えることにより深い位置まで容易に挿入することができる。
　また、前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成することが好ましい。
　摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域に熱収縮が発生し、液冷ジャケットの封止体側が凹となるように変形するおそれがあるが、かかる製造方法によれば、ジャケット本体及び封止体を予め凸にしておき、熱収縮を利用することで液冷ジャケットを平坦にすることができる。
　また、前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、ジャケット本体及び封止体を凸状に湾曲させて摩擦攪拌接合を行った場合でも、液冷ジャケットに形成される塑性化領域の長さ及び幅を一定にすることができる。
　また、本願第一発明において、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程に先だって、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部の少なくともいずれかを仮接合する仮接合工程を含むことが好ましい。
　また、本願第二発明において、前記第一本接合工程に先だって、前記第一突合せ部を仮接合する仮接合工程を含むことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、仮接合を行うことで第一本接合工程、第二本接合工程の際の各突合せ部の目開きを防ぐことができる。
　また、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、冷却媒体が流れる冷却板を前記底部の裏面側に設置し、前記冷却板で前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。
　また、前記冷却板の表面と前記底部の裏面とを面接触させることが好ましい。かかる製造方法によれば、冷却効率を高めることができる。
　また、前記冷却板は、前記冷却媒体が流れる冷却流路を有し、前記冷却流路は、前記第一本接合工程における前記回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えることが好ましい。
　かかる製造方法によれば、摩擦攪拌される部分を集中的に冷却できるため、冷却効率をより高めることができる。
　また、前記冷却媒体が流れる冷却流路は、前記冷却板に埋設された冷却管によって構成されていることが好ましい。かかる製造方法によれば、冷却媒体の管理を容易に行うことができる。
　また、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体と前記封止体とで構成される中空部に冷却媒体を流し、前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。また、冷却板等を用いずに、ジャケット本体自体を利用して冷却することができる。
　本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、金属部材の表面の凹溝を小さくすることができるとともに、接合表面粗さを小さくすることができる。
本発明の実施形態に係る本接合用回転ツールを示す側面図である。 本接合用回転ツールの接合形態を示す模式断面図である。 本接合用回転ツールの拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る仮接合用回転ツールを示す側面図である。 仮接合用回転ツールの接合形態を示す模式断面図である。 本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットの斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。 図６のＩ－Ｉ断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程前を示す断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程後を示す断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す平面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す平面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す平面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す図１４のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の穿設工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の装着工程を示す断面図である。 従来のショルダレス回転ツールを示す概念図である。 従来の回転ツールを示す概念図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一変形例を示す斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二変形例のテーブルを示す斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二変形例のジャケット本体及び封止体をテーブルに固定した状態を示す斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第三変形例を示す分解斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第三変形例のジャケット本体及び封止体をテーブルに固定する状態を示す斜視図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットを示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程前を示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程後を示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す平面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す平面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す図３０の断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す平面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す図３２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の穿設工程を示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の装着工程を示す断面図である。 本接合用回転ツールの第一変形例を示す断面図である。 本接合用回転ツールの第二変形例を示す断面図である。 本接合用回転ツールの第三変形例を示す断面図である。
〔第一実施形態〕
　本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケット及び液冷ジャケットの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。まずは、本実施形態で用いる本接合用回転ツール及び仮接合用回転ツールについて説明する。
　図１に示すように、本接合用回転ツールＦは、摩擦攪拌接合に用いられるツールである。本接合用回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。本接合用回転ツールＦは、基軸部Ｆ１と、基端側ピンＦ２と、先端側ピンＦ３とで主に構成されている。基軸部Ｆ１は、円柱状を呈し、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位である。本接合用回転ツールＦの回転軸は、鉛直方向に対して傾けてもよいが、本実施形態では鉛直方向と一致している。また、鉛直方向に垂直な面を水平面と定義する。
　基端側ピンＦ２は、基軸部Ｆ１に連続し、先端に向けて先細りになっている。基端側ピンＦ２は、円錐台形状を呈する。基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａ１は適宜設定すればよいが、例えば、１３５～１６０°になっている。テーパー角度Ａ１が１３５°未満であるか、又は、１６０°を超えると摩擦攪拌後の接合表面粗さが大きくなる。テーパー角度Ａ１は、後記する先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２よりも大きくなっている。図３に示すように、基端側ピンＦ２の外周面には、階段状のピン段差部３０が高さ方向の全体に亘って形成されている。ピン段差部３０は、右回り又は左回りで螺旋状に形成されている。つまり、ピン段差部３０は、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状になっている。本実施形態では、回転ツールを右回転させるため、ピン段差部３０は基端側から先端側に向けて左回りに設定している。
　なお、本接合用回転ツールＦを左回転させる場合は、ピン段差部３０を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、ピン段差部３０によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。ピン段差部３０は、段差底面３０ａと、段差側面３０ｂとで構成されている。隣り合うピン段差部３０の各頂点３０ｃ，３０ｃの距離Ｚ１（水平方向距離）は、後記する段差角度Ｃ１及び段差側面３０ｂの高さＹ１に応じて適宜設定される。
　段差側面３０ｂの高さＹ１は適宜設定すればよいが、例えば、０．１～０．４ｍｍで設定されている。高さＹ１が０．１ｍｍ未満であると接合表面粗さが大きくなる。一方、高さＹ１が０．４ｍｍを超えると接合表面粗さが大きくなる傾向があるとともに、有効段差部数（被接合金属部材と接触しているピン段差部３０の数）も減少する。
　段差底面３０ａと段差側面３０ｂとでなす段差角度Ｃ１は適宜設定すればよいが、例えば、８５～１２０°で設定されている。段差底面３０ａは、本実施形態では水平面と平行になっている。段差底面３０ａは、ツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して－５°～１５°内の範囲で傾斜していてもよい（マイナスは水平面に対して下方、プラスは水平面に対して上方）。距離Ｚ１、段差側面３０ｂの高さＹ１、段差角度Ｃ１及び水平面に対する段差底面３０ａの角度は、摩擦攪拌を行う際に、塑性流動材がピン段差部３０の内部に滞留して付着することなく外部に抜けるとともに、段差底面３０ａで塑性流動材を押えて接合表面粗さを小さくすることができるように適宜設定する。
　先端側ピンＦ３は、基端側ピンＦ２に連続して形成されている。先端側ピンＦ３は円錐台形状を呈する。先端側ピンＦ３の先端は平坦面になっている。先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２は、基端側ピンＦ２のテーパー角度よりも小さくなっている。先端側ピンＦ３の外周面には、螺旋溝３１が刻設されている。螺旋溝３１は、右回り、左回りのどちらでもよいが、本実施形態では本接合用回転ツールＦを右回転させるため、基端側から先端側に向けて左回りに刻設されている。
　なお、本接合用回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝３１を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、螺旋溝３１によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。螺旋溝３１は、螺旋底面３１ａと、螺旋側面３１ｂとで構成されている。隣り合う螺旋溝３１の頂点３１ｃ，３１ｃの距離（水平方向距離）を長さＺ２とする。螺旋側面３１ｂの高さを高さＹ２とする。螺旋底面３１ａと、螺旋側面３１ｂとで構成される螺旋角度Ｃ２は例えば、４５～９０°で形成されている。螺旋溝３１は、被接合金属部材と接触することにより摩擦熱を上昇させるとともに、塑性流動材を先端側に導く役割を備えている。
　図２に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合をする際には、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で被接合金属部材（後記するジャケット本体２や封止体３）の表面を押えながら摩擦攪拌接合を行う。本接合用回転ツールＦの挿入深さは、少なくとも基端側ピンＦ２の一部が被接合金属部材の表面と接触するように設定する。本接合用回転ツールＦの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域Ｗ１（又は塑性化領域Ｗ２）が形成される。
　仮接合用回転ツールＧは、図４に示すように、ショルダ部Ｇ１と、攪拌ピンＧ２とで構成されている。仮接合用回転ツールＧは、例えば工具鋼で形成されている。ショルダ部Ｇ１は、図５に示すように、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位であるとともに、塑性流動化した金属を押える部位である。ショルダ部Ｇ１は円柱状を呈する。ショルダ部Ｇ１の下端面は、流動化した金属が外部へ流出するのを防ぐために凹状になっている。
　攪拌ピンＧ２は、ショルダ部Ｇ１から垂下しており、ショルダ部Ｇ１と同軸になっている。攪拌ピンＧ２はショルダ部Ｇ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＧ２の外周面には螺旋溝Ｇ３が刻設されている。
　図５に示すように、仮接合用回転ツールＧを用いて摩擦攪拌接合をする際には、回転した攪拌ピンＧ２とショルダ部Ｇ１の下端面を被接合金属部材に挿入しつつ移動させる。仮接合用回転ツールＧの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域Ｗが形成される。
　次に、本実施形態の液冷ジャケットについて説明する。図６に示すように、本実施形態に係る液冷ジャケット１は、ジャケット本体２と、封止体３とで構成されており、直方体を呈する。ジャケット本体２と封止体３とは摩擦攪拌接合によって一体化されている。液冷ジャケット１は、内部に中空部が形成されており、当該中空部に、例えば水等の熱輸送流体が流れるようになっている。液冷ジャケット１は、中空部に熱輸送流体を流通させて、例えば、液冷ジャケット１に装着された発熱体を冷却することができる。
　図７に示すように、ジャケット本体２は、上方が開口された箱状体である。ジャケット本体２は、底部１０と、周壁部１１と、複数の支柱１２とを含んで構成されている。ジャケット本体２は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。ジャケット本体２は、本実施形態では、封止体３と同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金鋳造材（例えば、ＪＩＳ　ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等）を用いてもよい。
　底部１０は、平面視矩形の板状を呈する。周壁部１１は、底部１０の周縁に立設されており、平面視矩形枠状を呈する。周壁部１１は、同じ板厚からなる壁部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄで構成されている。壁部１１Ａ，１１Ｂは短辺部となっており、互いに対向している。また、壁部１１Ｃ，１１Ｄは長辺部となっており、互いに対向している。底部１０及び周壁部１１の内部には凹部１３が形成されている。
　周壁部１１の端面となる周壁端面１１ａには、ジャケット本体２の周壁部１１の内周縁に沿って周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。段差底面１４ａは、周壁端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。
　支柱１２は、底部１０に立設されており、柱状を呈する。支柱１２の本数は１以上であれば何本でもよいが、本実施形態では４本形成されている。支柱１２の形状は、それぞれ同等になっている。支柱１２は、大径部１５と、大径部１５の先端に突設された小径部１６とで構成されている。大径部１５及び小径部１６は、いずれも円柱状を呈する。大径部１５と小径部１６との段差で支柱段差部１７が形成されている。
　支柱段差部１７は、段差底面１７ａと、段差底面１７ａから立ち上がる段差側面１７ｂとで構成されている。小径部１６の端面には、支柱端面１６ａが形成されている。段差底面１７ａは、周壁段差部１４の段差底面１４ａと同じ高さ位置に形成されている。また、支柱端面１６ａは、周壁端面１１ａと同じ高さ位置に形成されている。
　封止体３は、ジャケット本体２の開口部を封止する平面視矩形の板状部材である。封止体３の材料は、本実施形態では、ジャケット本体２と同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金展伸材（例えば、ＪＩＳ　Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等）を用いてもよい。封止体３は、周壁段差部１４にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。封止体３の板厚寸法は、段差側面１４ｂの高さ寸法と略同等になっている。封止体３には、支柱１２に対応する４つの孔部１９が形成されている。孔部１９は、平面視円形を呈し、小径部１６が挿入される。
　図８に示すように、液冷ジャケット１は、ジャケット本体２と封止体３とが摩擦攪拌で接合されて一体化されている。液冷ジャケット１は、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと封止体３の外周側面３ｃとが突き合わされた第一突合せ部Ｊ１及び支柱段差部１７の段差側面１７ｂと孔部１９の孔壁１９ａとが突き合わされた４つの第二突合せ部Ｊ２が摩擦攪拌によってそれぞれ接合されている。第一突合せ部Ｊ１には、塑性化領域Ｗ１が形成され、第二突合せ部Ｊ２には、塑性化領域Ｗ２が形成されている。液冷ジャケット１の内部には、熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる中空部が形成されている。
　次に、第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法（発熱体付液冷ジャケットの製造方法）について説明する。液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、固定工程と、仮接合工程と、第一本接合工程と、第二本接合工程と、穿設工程と、バリ切除工程と、装着工程とを行う。
　準備工程は、図７に示すように、ジャケット本体２及び封止体３を形成する工程である。ジャケット本体２は、例えば、ダイキャストで形成する。
　載置工程は、図９及び図１０に示すように、支柱１２の小径部１６に封止体３の孔部１９を挿通させつつジャケット本体２に封止体３を載置する工程である。封止体３の裏面３ｂは、周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱段差部１７の段差底面１７ａにそれぞれ面接触する。載置工程により、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと、封止体３の外周側面３ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は平面視矩形状を呈する。また、載置工程により、支柱段差部１７の段差側面１７ｂと孔部１９の孔壁１９ａとが突き合わされて第二突合せ部Ｊ２が形成される。第二突合せ部Ｊ２は、平面視円形状を呈する。
　固定工程では、ジャケット本体２及び封止体３をテーブル（図示省略）に固定する。ジャケット本体２及び封止体３は、クランプ等の固定治具によってテーブルに移動不能に拘束される。
　仮接合工程は、図１１に示すように、ジャケット本体２と封止体３とを仮接合する工程である。仮接合工程では、仮接合用回転ツールＧを用いて突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う。仮接合用回転ツールＧの移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。仮接合は連続的に行ってもよいし、図１１に示すように断続的に行ってもよい。仮接合用回転ツールＧは小型であるため、当該仮接合におけるジャケット本体２及び封止体３の熱変形は小さくなっている。
　第一本接合工程は、図１２及び図１３に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第一本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１上の任意の開始位置ｓ１に挿入し、本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１に沿って右回りに移動させる。つまり、本接合用回転ツールＦを封止体３の周縁に沿って右回りに一周させる。本接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。
　第一本接合工程では、図１３に示すように、ジャケット本体２の周壁部１１及び封止体３に先端側ピンＦ３及び基端側ピンＦ２を接触させた状態で摩擦攪拌を行う。第一本接合工程では、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で周壁部１１の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａを押えながら摩擦攪拌接合を行う。本接合用回転ツールＦの挿入深さは、少なくとも塑性化領域Ｗ１が段差底面１４ａに達するように設定するとともに、少なくとも基端側ピンＦ２の一部が周壁部１１の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａと接触するように設定する。本実施形態では、先端側ピンＦ３の先端が周壁段差部１４の段差底面１４ａに達しないように、かつ、基端側ピンＦ２の外周面の高さ方向の中央部あたりが周壁部１１の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａと接触するように挿入深さを設定している。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さ位置を保った状態で第一突合せ部Ｊ１をなぞるようにして移動させる。
　本実施形態のように、本接合用回転ツールＦを封止体３の周りを右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転させることが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを封止体３の周りに左周りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転させることが好ましい。
　本接合用回転ツールＦを右回転させると進行方向左側、左回転させると進行方向右側に接合欠陥が発生する可能性があり、板厚の薄い封止体３に当該接合欠陥が形成されると水密性及び気密性が低下するおそれがある。しかし、本接合用回転ツールＦの進行方向及び回転方向を前記したように設定することで、仮に摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が形成されたとしても、比較的厚さの大きいジャケット本体２側に形成されるとともに、液冷ジャケット１の中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
　図１２に示すように、本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１に沿って一周させた後、開始位置ｓ１を通過させる。そして、本接合用回転ツールＦを外側に偏移させつつ、壁部１１Ａの周壁端面１１ａに設定された終了位置ｅ１まで本接合用回転ツールＦを移動させ、終了位置ｅ１に達したら、本接合用回転ツールＦを上方に移動させて壁部１１Ａから本接合用回転ツールＦを離脱させる。
　本接合用回転ツールＦを壁部１１Ａから離脱させた後に、壁部１１Ａの周壁端面１１ａに引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、周壁端面１１ａを平坦にすることができる。
　なお、本接合用回転ツールＦを周壁部１１から離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを周壁部１１の周壁端面１１ａ上で移動させつつ、本接合用回転ツールＦを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、周壁端面１１ａに第一本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。
　第二本接合工程は、図１４及び図１５に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて各第二突合せ部Ｊ２に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第二本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２の任意の開始位置ｓ２に挿入し、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２に沿って左回りに移動させる。第二本接合工程によって、第二突合せ部Ｊ２には、塑性化領域Ｗ２が形成される。
　第二本接合工程では、図１５に示すように、ジャケット本体２の支柱１２及び封止体３に先端側ピンＦ３及び基端側ピンＦ２を接触させた状態で摩擦攪拌を行う。第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で支柱１２の支柱端面１６ａ及び封止体３の表面３ａを押えながら摩擦攪拌接合を行う。本接合用回転ツールＦの挿入深さは、少なくとも塑性化領域Ｗ２が段差底面１７ａに達するように設定するとともに、少なくとも基端側ピンＦ２の一部が支柱１２の支柱端面１６ａ及び封止体３の表面３ａと接触するように設定する。本実施形態では、先端側ピンＦ３の先端が支柱段差部１７の段差底面１７ａに達しないように、かつ、基端側ピンＦ２の外周面の高さ方向の中央部あたりが支柱１２の支柱端面１６ａ及び封止体３の表面３ａと接触するように挿入深さを設定している。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さ位置を保った状態で第二突合せ部Ｊ２をなぞるようにして移動させる。
　なお、本接合用回転ツールＦの挿入深さは、必ずしも一定でなくてもよい。例えば、第一本接合工程と第二本接合工程とで挿入深さを変えてもよい。また、先端側ピンＦ３の先端が周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱段差部１７の段差底面１７ａに接触するように、本接合用回転ツールＦの挿入深さを設定してもよい。その際に、塑性流動材が液冷ジャケット１の内部に流出しないようにする。
　第二本接合工程では、本実施形態のように本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して左回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転することが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転させることが好ましい。本接合用回転ツールＦの進行方向及び回転方向を前記したように設定することで、仮に摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が形成されたとしても、比較的厚さの大きい支柱１２側に形成されるとともに、液冷ジャケット１の中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
　図１４に示すように、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２に沿って一周させた後、そのまま開始位置ｓ２を通過させる。そして、第二突合せ部Ｊ２上に設定された終了位置ｅ２まで本接合用回転ツールＦを移動させ、終了位置ｅ２に達したら、本接合用回転ツールＦを上方に移動させて第二突合せ部Ｊ２から本接合用回転ツールＦを離脱させる。
　本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させた後に、第二突合せ部Ｊ２に引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、封止体３の表面３ａ及び支柱１２の支柱端面１６ａを平坦にすることができる。
　なお、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させる場合は、本接合用回転ツールＦを支柱１２の中心方向に偏移させて支柱１２上で離脱させてもよい。また、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２上又は支柱端面１６ａ上で移動させつつ、本接合用回転ツールＦを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、封止体３の表面３ａ及び支柱１２の支柱端面１６ａに第二本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。
　穿設工程は、図１６に示すように、各支柱１２に発熱体Ｈを装着するための固定孔Ｘを形成する工程である。固定孔Ｘは、塑性化領域Ｗ２の一部を貫いて支柱１２に達するように形成する。
　バリ切除工程では、第一本接合工程、第二本接合工程及び穿設工程によってジャケット本体２及び封止体３の表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体２及び封止体３の表面をきれいに仕上げることができる。
　装着工程は、図１７に示すように、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈを装着する工程である。発熱体Ｈを装着する場合は、発熱体ＨのフランジＨ１に形成された貫通孔と固定孔Ｘとを連通させつつ、ネジ等の取付部材Ｍで固定する。取付部材Ｍは、支柱１２に達する位置まで挿入する。
　なお、本実施形態では封止体３側に固定孔Ｘを形成し、封止体３側に発熱体Ｈを装着したが、底部１０に支柱１２に達する固定孔Ｘを形成し、底部１０側に発熱体Ｈを装着してもよい。発熱体Ｈは、封止体３及び底部１０の少なくともいずれか一方に装着されればよい。また、本実施形態では、固定孔Ｘを形成したが、固定孔Ｘを形成せずに取付部材Ｍで発熱体Ｈを固定してもよい。
　次に、本実施形態の作用効果について説明する。
　図１８に示すように、従来のショルダレス本接合用回転ツール１００であると、ショルダ部で被接合金属部材１１０の表面を押えないため凹溝（被接合金属部材の表面と塑性化領域の表面とで構成される凹溝）が大きくなるとともに、接合表面粗さが大きくなるという問題がある。また、凹溝の脇に膨出部（接合前に比べて被接合金属部材の表面が膨らむ部位）が形成されるという問題がある。一方、図１９の本接合用回転ツール１０１のように、本接合用回転ツール１０１のテーパー角度βをショルダレス本接合用回転ツール１００のテーパー角度αよりも大きくすると、ショルダレス本接合用回転ツール１００に比べて被接合金属部材１１０の表面を押えることはできるため、凹溝は小さくなり、膨出部も小さくなる。しかし、下向きの塑性流動が強くなるため、塑性化領域の下部にキッシングボンドが形成されやすくなる。
　これに対し、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、本接合用回転ツールＦは、基端側ピンＦ２と、基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａ１よりもテーパー角度が小さい先端側ピンＦ３を備えた構成になっている。これにより、ジャケット本体２及び封止体３に本接合用回転ツールＦを挿入しやすくなる。また、先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２が小さいため、ジャケット本体２及び封止体３の深い位置まで本接合用回転ツールＦを容易に挿入することができる。また、先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２が小さいため、本接合用回転ツール１０１に比べて下向きの塑性流動を抑えることができる。このため、塑性化領域Ｗ１，Ｗ２の下部にキッシングボンドが形成されるのを防ぐことができる。一方、基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａ１は大きいため、従来の回転ツールに比べ、ジャケット本体２及び封止体３の厚さや接合の高さ位置が変化しても安定して接合することができる。
　また、基端側ピンＦ２の外周面で塑性流動材を押えることができるため、接合表面に形成される凹溝を小さくすることができるとともに、凹溝の脇に形成される膨出部を無くすか若しくは小さくすることができる。また、階段状のピン段差部３０は浅く、かつ、出口が広いため、塑性流動材を段差底面３０ａで押さえつつ塑性流動材がピン段差部３０の外部に抜けやすくなっている。そのため、基端側ピンＦ２で塑性流動材を押えても基端側ピンＦ２の外周面に塑性流動材が付着し難い。よって、接合表面粗さを小さくすることができるとともに、接合品質を好適に安定させることができる。
　また、封止体３が支柱１２で支持されるとともに、封止体３と支柱１２とが摩擦攪拌接合されるため液冷ジャケット１の耐変形性を高めることができる。また、本実施形態によれば、支柱１２が液冷ジャケット１内の中空部内に配置されるため、支柱１２の外周面にも熱輸送流体が接触するようになる。したがって、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈから支柱１２に伝達される熱を効率よく排出することができる。つまり、発熱体Ｈを液冷ジャケット１に固定する取付部材Ｍを介しての熱リークを防ぐことができる。また、発熱体Ｈが固定される支柱１２がジャケット本体２の内部に配置されるため、液冷ジャケット１の小型化を図ることができる。
　また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、先端側ピンＦ３及び基端側ピンＦ２のみをジャケット本体２及び封止体３に挿入するため、回転ツールのショルダ部を押し込む場合に比べて摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるとともに、本接合用回転ツールＦの操作性も良好となる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の深い位置を接合することができる。
　また、本接合用回転ツールＦを比較的厚さの小さい封止体３上で引き抜くと、引抜跡の補修が困難であったり、引き抜き作業が安定せずに封止体３に欠陥が発生したりするという問題があるが、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、封止体３に比べて厚さが大きい周壁部１１又は支柱１２で本接合用回転ツールＦを引き抜くことで、かかる問題を解消することができる。
　また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一本接合工程の前に仮接合工程を行うことで、第一本接合工程及び第二本接合工程を行う際に、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の各目開きを防ぐことができる。
　また、本実施形態では、封止体３の表面３ａに支柱１２（支柱端面１６ａ）が露出しているため、固定孔Ｘを穿設する穿設工程及び発熱体Ｈを装着する装着工程を容易に行うことができる。また、支柱１２と発熱体Ｈとを直接接触させることができるため、冷却効率をより高めることができる。
　以上、本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、第一突合せ部Ｊ１、第二突合せ部Ｊ２の順番で本接合工程を行ったが、先に第二突合せ部Ｊ２を摩擦攪拌接合してもよい。また、第一本接合工程及び第二本接合工程において、ジャケット本体２の内部に冷却媒体を流してジャケット本体２及び封止体３を冷却しながら摩擦攪拌接合を行ってもよい。これにより、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。また、かかる方法によれば、別途冷却板、冷却手段等を用いずに、ジャケット本体２及び封止体３自体を利用して冷却することができる。
　また、支柱１２の平断面形状は本実施形態では円形としたが、楕円形又は他の多角形であってもよい。
　また、第一実施形態では仮接合用回転ツールＧを用いて仮接合を行ったが、本接合用回転ツールＦを用いて仮接合を行ってもよい。これにより、回転ツールを交換する手間を省略することができる。また、仮接合工程は、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の少なくとも一方に行えばよい。また、仮接合工程は、溶接によって行ってもよい。
〔第一変形例〕
　次に、第一実施形態の第一変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２０に示すように、第一変形例では、冷却板を用いて仮接合工程、第一本接合工程及び第二本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第一変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
　図２０に示すように、第一変形例では、固定工程を行う際に、ジャケット本体２をテーブルＫに固定する。テーブルＫは、直方体を呈する基板Ｋ１と、基板Ｋ１の四隅に形成されたクランプＫ３と、基板Ｋ１の内部に配設された冷却管ＷＰによって構成されている。テーブルＫは、ジャケット本体２を移動不能に拘束するとともに、請求の範囲の「冷却板」として機能する部材である。
　冷却管ＷＰは、基板Ｋ１の内部に埋設される管状部材である。冷却管ＷＰの内部には、基板Ｋ１を冷却する冷却媒体が流通する。冷却管ＷＰの配設位置、つまり、冷却媒体が流れる冷却流路の形状は特に制限されないが、第一変形例では第一本接合工程における本接合用回転ツールＦの移動軌跡に沿う平面形状になっている。即ち、平面視した際に、冷却管ＷＰと第一突合せ部Ｊ１とが略重なるように冷却管ＷＰが配設されている。
　第一変形例の仮接合工程、第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２をテーブルＫに固定した後、冷却管ＷＰに冷却媒体を流しながら摩擦攪拌接合を行う。これにより、摩擦攪拌の際の摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。また、第一変形例では、平面視した場合に、冷却流路と第一突合せ部Ｊ１（仮接合用回転ツールＧ及び本接合用回転ツールＦの移動軌跡）とが重なるようになっているため、摩擦熱が発生する部分を集中的に冷却できる。これにより、冷却効率を高めることができる。また、冷却管ＷＰを配設して冷却媒体を流通させるため、冷却媒体の管理が容易となる。また、テーブルＫ（冷却板）とジャケット本体２とが面接触するため、冷却効率を高めることができる。
　なお、テーブルＫ（冷却板）を用いてジャケット本体２及び封止体３を冷却するとともに、ジャケット本体２の内部にも冷却媒体を流しつつ摩擦攪拌接合を行ってもよい。
〔第二変形例〕
　次に、第一実施形態の第二変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２１及び図２２に示すように、第二変形例では、ジャケット本体２の表面側及び封止体３の表面３ａが凸状となるように湾曲させた状態で第一本接合工程及び第二本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第二変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
　図２１に示すように、第二変形例では、テーブルＫＡを用いる。テーブルＫＡは、直方体を呈する基板ＫＡ１と、基板ＫＡ１の中央に形成されたスペーサＫＡ２と、基板ＫＡ１の四隅に形成されたクランプＫＡ３とで構成されている。スペーサＫＡ２は、基板ＫＡ１と一体でも別体でもよい。
　第二変形例の固定工程では、仮接合工程を行って一体化したジャケット本体２及び封止体３をクランプＫＡ３によってテーブルＫＡに固定する。図２２に示すように、ジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫＡに固定すると、ジャケット本体２の底部１０、周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａが上方に凸状となるように湾曲する。より詳しくは、ジャケット本体２の壁部１１Ａの第一辺部２１、壁部１１Ｂの第二辺部２２、壁部１１Ｃの第三辺部２３及び壁部１１Ｄの第四辺部２４が曲線となるように湾曲する。
　第二変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合を行う。第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌接合を行う。つまり、ジャケット本体２の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａの曲面に沿って本接合用回転ツールＦの移動軌跡が曲線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Ｗ１，Ｗ２の深さ及び幅を一定にすることができる。
　摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Ｗ１，Ｗ２に熱収縮が発生し、液冷ジャケット１の封止体３側が凹状に変形するおそれがあるが、第二変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程によれば、周壁端面１１ａ及び表面３ａに引張応力が作用するようにジャケット本体２及び封止体３を予め凸状に固定しているため、摩擦攪拌接合後の熱収縮を利用することで液冷ジャケット１を平坦にすることができる。また、従来の回転ツールで本接合工程を行う場合、ジャケット本体２及び封止体３が凸状に反っていると回転ツールのショルダ部が、ジャケット本体２及び封止体３に接触し、操作性が悪いという問題がある。しかし、第二変形例によれば、本接合用回転ツールＦには、ショルダ部が存在しないため、ジャケット本体２及び封止体３が凸状に反っている場合でも、本接合用回転ツールＦの操作性が良好となる。
　なお、ジャケット本体２及び封止体３の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルＫＡからジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体２又は封止体３の変形量を検知しながら第一本接合工程及び第二本接合工程を行ってもよい。
　また、第二変形例では、第一辺部２１～第四辺部２４の全てが曲線となるようにジャケット本体２及び封止体３を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、第一辺部２１及び第二辺部２２が直線となり、第三辺部２３及び第四辺部２４が曲線となるように湾曲させてもよい。また、例えば、第一辺部２１及び第二辺部２２が曲線となり、第三辺部２３及び第四辺部２４が直線となるように湾曲させてもよい。
　また、第二変形例ではジャケット本体２又は封止体３の変形量に応じて本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さ位置を変更したが、テーブルＫＡに対する本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さを一定にして本接合工程を行ってもよい。
　また、スペーサＫＡ２は、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状となるように固定することができればどのような形状であってもよい。また、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状となるように固定することができればスペーサＫＡ２は省略してもよい。また、本接合用回転ツールＦは、例えば、先端にスピンドルユニット等を備えたロボットアームに取り付けられていてもよい。かかる構成によれば、本接合用回転ツールＦの回転中心軸を様々な角度に容易に変更することができる。
［第三変形例］
　次に、第一実施形態の第三変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２３に示すように、第三変形例では、準備工程において、ジャケット本体２及び封止体３を予め表面側に凸状に湾曲するように形成する点で第一実施形態と相違する。第三変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
　第三変形例に係る準備工程では、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状に湾曲するようにダイキャストで形成する。これにより、ジャケット本体２は、底部１０、周壁部１１がそれぞれ表面側に凸状となるように形成される。また、封止体３の表面３ａが凸状となるように形成される。
　図２４に示すように、第三変形例では、固定工程を行う際に、仮接合されたジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫＢに固定する。テーブルＫＢは、直方体を呈する基板ＫＢ１と、基板ＫＢ１の中央に配設されたスペーサＫＢ２と、基板ＫＢ１の四隅に形成されたクランプＫＢ３と、基板ＫＢ１の内部に埋設された冷却管ＷＰとで構成されている。テーブルＫＢは、ジャケット本体２を移動不能に拘束するとともに、請求の範囲の「冷却板」として機能する部材である。
　スペーサＫＢ２は、上方に凸状となるように湾曲した曲面ＫＢ２ａと、曲面ＫＢ２ａの両端に形成され基板ＫＢ１から立ち上がる立面ＫＢ２ｂ，ＫＢ２ｂとで構成されている。スペーサＫＢ２の第一辺部Ｋａ及び第二辺部Ｋｂは曲線になっており、第三辺部Ｋｃ及び第四辺部Ｋｄは直線になっている。
　冷却管ＷＰは、基板ＫＢ１の内部に埋設される管状部材である。冷却管ＷＰの内部には、基板ＫＢ１を冷却する冷却媒体が流通する。冷却管ＷＰの配設位置、つまり、冷却媒体が流れる冷却流路の形状は特に制限されないが、第三変形例では第一本接合工程における本接合用回転ツールＦの移動軌跡に沿う平面形状になっている。即ち、平面視した際に、冷却管ＷＰと第一突合せ部Ｊ１とが略重なるように冷却管ＷＰが配設されている。
　第三変形例の固定工程では、仮接合を行って一体化したジャケット本体２及び封止体３をクランプＫＢ３によってテーブルＫＢに固定する。より詳しくは、ジャケット本体２の底部１０の裏面が曲面ＫＢ２ａと面接触するようにテーブルＫＢに固定する。ジャケット本体２をテーブルＫＢに固定すると、ジャケット本体２の壁部１１Ａの第一辺部２１、壁部１１Ｂの第二辺部２２が曲線となり、壁部１１Ｃの第三辺部２３及び壁部１１Ｄの第四辺部２４が直線となるように湾曲する。
　第三変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２に対いてそれぞれ摩擦攪拌接合を行う。第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌接合を行う。つまり、ジャケット本体２の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａに沿って本接合用回転ツールＦの移動軌跡が曲線又は直線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Ｗ１の深さ及び幅を一定にすることができる。
　摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Ｗ１，Ｗ２に熱収縮が発生し、液冷ジャケット１の封止体３側が凹状に変形するおそれがあるが、第三変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程によれば、ジャケット本体２及び封止体３を予め凸状に形成しているため、摩擦攪拌接合後の熱収縮を利用することで液冷ジャケット１を平坦にすることができる。
　また、第三変形例では、ジャケット本体２の底部１０の凹状となっている裏面に、スペーサＫＢ２の曲面ＫＢ２ａを面接触させている。これにより、ジャケット本体２及び封止体３をより効果的に冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことができる。摩擦攪拌接合における摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。これにより、準備工程において、ジャケット本体２及び封止体３を凸状に形成する際に、ジャケット本体２及び封止体３の曲率を小さくすることができる。
　なお、ジャケット本体２及び封止体３の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルＫＢからジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体２又は封止体３の変形量を検知しながら本接合工程を行ってもよい。
　また、第三変形例では、第一辺部２１及び第二辺部２２が曲線となるようにジャケット本体２及び封止体３を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、球面を具備するスペーサＫＢ２を形成し、当該球面にジャケット本体２の底部１０の裏面が面接触するようにしてもよい。この場合は、テーブルＫＢにジャケット本体２を固定すると、第一辺部２１～第四辺部２４のすべてが曲線となる。
　また、第三変形例ではジャケット本体２又は封止体３の変形量に応じて本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さ位置を変更したが、テーブルＫＢに対する本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さを一定にして本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液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２５に示すように、第二実施形態では、支柱１２に支柱段差部が形成されていない点で第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、第一実施形態と相違する点を中心に説明する。
　第二実施形態に係る液冷ジャケット１Ａは、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとで構成されている。ジャケット本体２Ａは、上方が開放された箱状体である。ジャケット本体２Ａは、底部１０と、周壁部１１と、複数の支柱１２とを含んで構成されている。ジャケット本体２Ａは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。ジャケット本体２Ａは、本実施形態では、封止体３Ａと同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金鋳造材（例えば、ＪＩＳ　ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等）を用いてもよい。底部１０は、平面視矩形を呈する。周壁部１１は、同じ板厚からなる壁部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄで構成されている。
　周壁部１１の周壁端面１１ａには、ジャケット本体２Ａの開口部の周縁に沿って周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。段差底面１４ａは、周壁端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。
　支柱１２は、底部１０に立設されており、円柱状を呈する。支柱１２の本数は１以上であれば何本でもよいが、本実施形態では４本形成されている。支柱１２の形状はそれぞれ同等になっている。支柱１２の端面である支柱端面１２ａは、周壁段差部１４の段差底面１４ａと同じ高さ位置に形成されている。
　封止体３Ａは、平面視矩形を呈する板状部材である。封止体３Ａの材料は、本実施形態では、ジャケット本体２Ａと同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金展伸材（例えば、ＪＩＳ　Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等）を用いてもよい。封止体３Ａは、周壁段差部１４にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。封止体３Ａの板厚寸法は、段差側面１４ｂの高さ寸法と略同等になっている。
　図２６に示すように、液冷ジャケット１Ａは、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとが摩擦攪拌によって接合されて一体化されている。液冷ジャケット１Ａは、周壁段差部１４の段差側面１４ｂ（図２５参照）と封止体３Ａの外周側面３ｃとが突き合わされた第一突合せ部Ｊ１及び封止体３Ａの裏面３ｂと支柱１２の支柱端面１２ａとが重ね合わされた４つの重合部Ｊ３とが摩擦攪拌によってそれぞれ接合されている。第一突合せ部Ｊ１には、塑性化領域Ｗ１が形成され、重合部Ｊ３には塑性化領域Ｗ２が形成されている。液冷ジャケット１Ａの内部には、熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる中空部が形成されている。
　次に、第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法（発熱体付液冷ジャケットの製造方法）について説明する。液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、固定工程と、仮接合工程と、第一本接合工程と、第二本接合工程と、穿設工程と、バリ切除工程と、装着工程とを行う。
　準備工程は、図２５に示すように、ジャケット本体２Ａと、封止体３Ａとを形成する工程である。ジャケット本体２Ａは、例えば、ダイキャストで形成する。
　載置工程は、図２７及び図２８に示すように、ジャケット本体２Ａに封止体３Ａを載置する工程である。封止体３Ａの裏面３ｂは、周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱１２の支柱端面１２ａにそれぞれ面接触する。載置工程により、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと、封止体３Ａの外周側面３ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は平面視矩形状を呈する。また、載置工程により、封止体３Ａの裏面３ｂと支柱１２の支柱端面１２ａとが重ね合わされて重合部Ｊ３が形成される。重合部Ｊ３は、平面視円形状を呈する。
　固定工程では、ジャケット本体２Ａをテーブル（図示省略）に固定する。ジャケット本体２Ａは、クランプ等の固定治具によってテーブルに移動不能に拘束される。
　仮接合工程は、図２９に示すように、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとを仮接合する工程である。仮接合工程は、第一実施形態と同等であるため説明を省略する。
　第一本接合工程は、図３０及び図３１に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第一本接合工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。
　第二本接合工程は、図３２及び図３３に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて各重合部Ｊ３に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第二本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを封止体３Ａの表面３ａから開始位置ｓ２に挿入し、本接合用回転ツールＦを支柱１２の外周縁に沿って左回りに相対移動させる。第二本接合工程によって、重合部Ｊ３には、塑性化領域Ｗ２が形成される。
　第二本接合工程では、図３３に示すように、封止体３Ａのみに先端側ピンＦ３を接触させた状態で摩擦攪拌を行うとともに、封止体３Ａに基端側ピンＦ２を接触させた状態で摩擦攪拌を行う。第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で封止体３Ａの表面３ａを押えながら摩擦攪拌接合を行う。本接合用回転ツールＦの挿入深さは、少なくとも塑性化領域Ｗ２が支柱端面１２ａに達するように設定するとともに、少なくとも基端側ピンＦ２の一部が封止体３の表面３ａと接触するように設定する。本実施形態では、先端側ピンＦ３の先端が支柱端面１２ａに達しないように、かつ、基端側ピンＦ２の外周面の高さ方向の中央部あたりが封止体３の表面３ａと接触するように挿入深さを設定している。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さ位置を保った状態で平面視円形に移動させる。
　なお、本接合用回転ツールＦの挿入深さは、必ずしも一定でなくてもよい。例えば、第一本接合工程と第二本接合工程とで挿入深さを変えてもよい。また、先端側ピンＦ３の先端が支柱１２の支柱端面１２ａに達するように、つまり、ジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａの両方に先端側ピンＦ３が接触するように、本接合用回転ツールＦの挿入深さを設定してもよい。その際に、塑性流動材が液冷ジャケット１Ａの内部に流出しないようにする。
　第二本接合工程では、本実施形態のように本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して左回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転させることが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転することが好ましい。本接合用回転ツールＦの移動方向及び回転方向を前記したように設定することで、仮に摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が形成されたとしても、比較的厚さの大きい支柱１２側に形成されるともに、液冷ジャケット１Ａの中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
　図３２に示すように、本接合用回転ツールＦを重合部Ｊ３に沿って一周させた後、開始位置ｓ２を通過させる。そして、封止体３Ａ上に設定された終了位置ｅ２まで本接合用回転ツールＦを移動させ、終了位置ｅ２に達したら本接合用回転ツールＦを上方に移動させて封止体３Ａから本接合用回転ツールＦを離脱させる。
　本接合用回転ツールＦを重合部Ｊ３から離脱させた後に、封止体３Ａに引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、封止体３Ａの表面３ａを平坦にすることができる。
　なお、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａから離脱させる場合は、本接合用回転ツールＦを支柱１２の中心方向に偏移させて封止体３Ａ上で離脱させてもよい。また、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａから離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａ上で移動させつつ、本接合用回転ツールＦを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、封止体３Ａに第二本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。
　穿設工程は、図３４に示すように、封止体３Ａと支柱１２とに連通し、発熱体Ｈを固定するための固定孔Ｘを形成する工程である。固定孔Ｘは、塑性化領域Ｗ２の一部を貫いて支柱１２に達するように形成する。
　バリ切除工程は、第一本接合工程、第二本接合工程及び穿設工程によってジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａの表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａの表面をきれいに仕上げることができる。
　装着工程は、図３５に示すように、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈを装着する工程である。発熱体Ｈを装着する場合は、発熱体ＨのフランジＨ１に形成された貫通孔と固定孔Ｘとを連通させつつ、ネジ等の取付部材Ｍで固定する。取付部材Ｍは、支柱１２に達する位置まで挿入する。
　なお、本実施形態では封止体３Ａ側に固定孔Ｘを形成し、封止体３Ａに発熱体Ｈを固定したが、底部１０に底部１０及び支柱１２に連通する固定孔を形成し、底部１０に発熱体Ｈを固定してもよい。発熱体Ｈは、封止体３Ａ及び底部１０の少なくともいずれか一方に装着されればよい。また、本実施形態では、固定孔Ｘを形成したが、固定孔Ｘを形成せずに取付部材Ｍで発熱体Ｈを固定してもよい。
　以上説明した液冷ジャケットの製造方法によっても第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。第一実施形態では第二突合せ部Ｊ２（図１２参照）が封止体３に露出していたが、第二実施形態では突合せ部が露出しない形態となっている。しかし、第二実施形態のように重合部Ｊ３を封止体３Ａの上から摩擦攪拌することで、封止体３と支柱１２とを接合することができる。また、第二実施形態では、封止体３Ａに孔部を設けず、また支柱１２に支柱段差部も形成しないため、容易に製造することができる。
　また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、先端側ピンＦ３をジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａ、若しくは封止体３Ａのみに挿入するとともに、基端側ピンＦ２を封止体３Ａに挿入するため、回転ツールのショルダ部を押し込む場合に比べて摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるとともに、本接合用回転ツールＦの操作性も良好となる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、第一突合せ部Ｊ１の深い位置を接合することができるとともに、深い位置にある重合部Ｊ３を接合することができる。
　また、第二本接合工程では、本実施形態のように支柱１２の外周縁の内側を一周以上摩擦攪拌することで、水密性及び気密性を高めることができる。なお、第二本接合工程の本接合用回転ツールＦの移動ルートは、支柱１２に対して本接合用回転ツールＦを必ずしも一周以上させる必要はなく、塑性流動材が液冷ジャケット１Ａの内部に流出しないように設定するとともに、少なくとも重合部Ｊ３の一部が摩擦攪拌接合されるように設定してもよい。
　以上本発明の第二実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、第二実施形態において、前記した第一変形例～第三変形例の製造方法を採用して液冷ジャケット１Ａを製造してもよい。
　以上本発明の実施形態及び変形例について説明したが、適宜設計変更が可能である。例えば、ジャケット本体及び封止体の少なくともいずれかにフィンを形成してもよい。また、第一本接合工程では、第一突合せ部Ｊ１に沿って本接合用回転ツールＦを二周させてもよい。また、第一本接合工程と第二本接合工程で用いる回転ツールは、異なるものを用いてもよい。また、各実施形態では、発熱体Ｈを具備する液冷ジャケットの製造方法に本発明を適用したが、発熱体Ｈを具備しない液冷ジャケットの製造方法に対しても本発明を適用することができる。この場合には、穿設工程や装着工程を省略することができる。
　本発明の本接合用回転ツールＦは、適宜設計変更が可能である。図３６は、本発明の本接合用回転ツールの第一変形例を示す側面図である。図３６に示すように、第一変形例に係る本接合用回転ツールＦａでは、ピン段差部３０の段差底面３０ａと段差側面３０ｂとのなす段差角度Ｃ１が８５°になっている。段差底面３０ａは、水平面と平行である。このように、段差底面３０ａは水平面と平行であるとともに、段差角度Ｃ１は、摩擦攪拌中にピン段差部３０内に塑性流動材が滞留して付着することなく外部に抜ける範囲で鋭角としてもよい。
　図３７は、本発明の本接合用回転ツールの第二変形例を示す側面図である。図３７に示すように、第二変形例に係る本接合用回転ツールＦｂでは、ピン段差部３０の段差角度Ｃ１が１１５°になっている。段差底面３０ａは水平面と平行になっている。このように、段差底面３０ａは水平面と平行であるとともに、ピン段差部３０として機能する範囲で段差角度Ｃ１が鈍角となってもよい。
　図３８は、本発明の本接合用回転ツールの第三変形例を示す側面図である。図３８に示すように、第三変形例に係る本接合用回転ツールＦｃでは、段差底面３０ａがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して１０°上方に傾斜している。段差側面３０ｂは、鉛直面と平行になっている。このように、摩擦攪拌中に塑性流動材を押さえることができる範囲で、段差底面３０ａがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面よりも上方に傾斜するように形成されていてもよい。上記の本接合用回転ツールの第一～第三変形例によっても、本実施形態と同等の効果を奏することができる。
　１　　　　液冷ジャケット
　１Ａ　　　液冷ジャケット
　２　　　　ジャケット本体
　２Ａ　　　ジェット本体
　３　　　　封止体
　３Ａ　　　封止体
　３ａ　　　表面
　３ｂ　　　裏面
　３ｃ　　　外周側面
　１０　　　底部
　１１　　　周壁部
　１１Ａ　　壁部
　１１Ｂ　　壁部
　１１Ｃ　　壁部
　１１Ｄ　　壁部
　１１ａ　　周壁端面
　１２　　　支柱
　１２ａ　　支柱端面
　１３　　　凹部
　１４　　　周壁段差部
　１４ａ　　段差底面
　１４ｂ　　段差側面
　１６ａ　　支柱端面
　１７　　　支柱段差部
　１７ａ　　段差底面
　１７ｂ　　段差側面
　Ｆ　　　　本接合用回転ツール（回転ツール）
　Ｆａ　　　本接合用回転ツール
　Ｆｂ　　　本接合用回転ツール
　Ｆｃ　　　本接合用回転ツール
　Ｆ１　　　基軸部
　Ｆ２　　　基端側ピン
　Ｆ３　　　先端側ピン
　３０　　　ピン段差部
　３０ａ　　段差底面
　３０ｂ　　段差側面
　３１　　　螺旋溝
　Ａ１　　　テーパー角度（基端側ピンの）
　Ａ２　　　テーパー角度
　Ｃ１　　　段差角度
　Ｃ２　　　螺旋角度
　Ｚ１　　　距離（基端側ピンの）
　Ｚ２　　　距離
　Ｙ１　　　高さ（段差側面の）
　Ｙ２　　　高さ
　Ｇ　　　　仮接合用回転ツール
　Ｊ１　　　第一突合せ部
　Ｊ２　　　第二突合せ部
　Ｊ３　　　重合部
　Ｋ　　　　テーブル（冷却板）
　Ｍ　　　　締結部材
　Ｗ１　　　塑性化領域
　Ｗ２　　　塑性化領域
　ＷＰ　　　冷却管

Claims (11)

  1. 　底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
    　前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、
    　前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
    　前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
    　前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って前記回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
    　前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、
    　前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、
    　前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、
    　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピン及び前記基端側ピンを接触させた状態で摩擦攪拌を行う
    　ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
  2. 　底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
    　前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、
    　前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
    　前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
    　前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
    　前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、
    　前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、
    　前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、
    　前記第一本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピン及び前記基端側ピンを接触させた状態で摩擦攪拌を行い、
    　前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体の両方、又は、前記封止体のみに前記先端側ピンを接触させるとともに、前記封止体に前記基端側ピンを接触させた状態で摩擦攪拌を行う
    　ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
  3. 　前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  4. 　前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項３に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  5. 　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程に先だって、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部の少なくともいずれかを仮接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  6. 　前記第一本接合工程に先だって、前記第一突合せ部を仮接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  7. 　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、冷却媒体が流れる冷却板を前記底部の裏面側に設置し、前記冷却板で前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  8. 　前記冷却板の表面と前記底部の裏面とを面接触させることを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  9. 　前記冷却板は、前記冷却媒体が流れる冷却流路を有し、
    　前記冷却流路は、前記第一本接合工程における前記回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えることを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  10. 　前記冷却媒体が流れる冷却流路は、前記冷却板に埋設された冷却管によって構成されていることを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  11. 　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体と前記封止体とで構成される中空部に冷却媒体を流し、前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
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