JP2015196180A - 伝熱板の製造方法及び摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まずは、本実施形態で用いる本接合用回転ツールについて説明する。
熱媒体用管20には、本実施形態においては、マイクロヒーターを挿通するが、他にも例えば、冷却水、冷却ガス、高温液、あるいは高温ガスなどの熱媒体を循環させて、熱媒体の熱をベース部材2及び蓋板10に、あるいは、ベース部材2及び蓋板10の熱を熱媒体に伝達させてもよい。
溝形成工程では、図4の(a)に示すように、ベース部材2の表面Zaに、所定の幅及び深さで蓋溝6及び凹溝8を形成する。溝形成工程は、例えば、公知のエンドミル等を用いて、切削加工により行う。
熱媒体用管挿入工程では、図4の(b)に示すように、溝形成工程で形成された凹溝8に熱媒体用管20を挿入する。
蓋溝閉塞工程では、図4の(b)及び(c)に示すように、蓋溝6に蓋板10を配置して、蓋溝6を閉塞する。ここで、蓋溝6と蓋板10との突き合わせ面において、蓋溝6の側壁6aと蓋板10の側面13aとで突き合わされた部分を突合部J1とし、蓋溝6の側壁6bと蓋板10の側面13bとで突き合わされた部分を突合部J2とする。
接合工程では、突合部J1,J2に沿って、本接合用回転ツールFを用いて摩擦攪拌を行う。接合工程は、本実施形態では、突合部J1を摩擦攪拌する第一本接合工程と、突合部J2を摩擦攪拌する第二本接合工程とを含む。
矯正工程では、伝熱板1(ベース部材2)の裏面Zbから、ベース部材2の表面Za側に引張応力が発生するような曲げモーメントを作用させて、前記した接合工程により形成された伝熱板1の反りを矯正する。矯正工程では、以下に記すプレス矯正、衝打矯正及びロール矯正の三種類の方法からいずれか一以上の方法を選択して行えばよい。まず、プレス矯正について説明する。
前記した接合工程が終了したら、摩擦攪拌で発生したバリを除去するとともに、図8に示すように、伝熱板1の裏面Zbが上方を向くように裏返し、裏面Zbの中心地点j’(図7の(b)参照)に板状の第一補助部材T1を配置する。さらに、伝熱板1の表面Za側の四隅に、板状の第二補助部材T2,T2及び第三補助部材T3,T3を配置する。即ち、第二補助部材T2、第三補助部材T3は、第一補助部材T1を挟んで横方向両側に配置される。
次に、衝打矯正について説明する。衝打矯正については、プレス矯正と近似するため、
具体的な図示は省略する。衝打矯正とは、例えばハンマーなどの衝打具を用いて伝熱板に発生した反りを矯正することをいう。衝打矯正は、プレス装置Pに替えてハンマー等の衝打具で伝熱板1を衝打する点を除いては、プレス矯正と略同等である。
次に、ロール矯正について説明する。図11の(a)に示すように、前記した接合工程が終了したら、摩擦攪拌で発生したバリを除去するとともに、伝熱板1の裏面Zbが上方を向くように裏返し、裏面Zbの中心地点j’を含んで縦方向と平行になるように長板形状の第一補助部材T1を配置する。さらに、伝熱板1の表面Za側の縁部において縦方向と平行になるように、長板形状の第二補助部材T2及び第三補助部材T3を配置する。即ち、第二補助部材T2、第三補助部材T3は、第一補助部材T1を挟んで両側に配置される。
焼鈍工程では、伝熱板1を焼鈍することにより、伝熱板1の内部応力を除去する。本実施形態では、熱媒体用管20に、例えば、マイクロヒーターを通電させて焼鈍を行う。これにより、伝熱板1の内部応力を除去することができ、伝熱板1の使用時の変形を防止することができる。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図12に示すように、第二実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材31と蓋板32とを重ね合わせる点で、第一実施形態と主に相違する。
次に、第二実施形態の変形例について説明する。第二実施形態の変形例に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材31に大きな窪みを備えた凹部41が形成されている点で第二実施形態と相違する。
次に、本発明の第三実施形態に係る摩擦攪拌接合方法について説明する。第三実施形態では、凹溝や凹部等の流路を備えていない金属部材同士を接合する点で他の実施形態と相違する。
2 ベース部材
6 蓋溝
8 凹溝
10 蓋板
20 熱媒体用管
31 ベース部材
32 蓋板
51 金属部材
52 金属部材
F 本接合用回転ツール
F2 攪拌ピン
J1 突合部
J2 突合部
J3 重合部
J4 重合部
W1 塑性化領域
W2 塑性化領域
Claims (12)
- ベース部材の表面に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行う本接合工程と、
前記本接合工程により形成された前記ベース部材の裏面側に凸となる反りを、前記ベース部材の表面側に引張応力が発生するような曲げモーメントを作用させることで矯正する矯正工程と、を含み、
前記本接合工程において、回転した前記攪拌ピンを前記突合部に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材及び前記蓋板に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。 - ベース部材の表面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、
前記蓋溝に蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行う本接合工程と、
前記本接合工程により形成された前記ベース部材の裏面側に凸となる反りを、前記ベース部材の表面側に引張応力が発生するような曲げモーメントを作用させることで矯正する矯正工程と、を含み、
前記本接合工程において、回転した前記攪拌ピンを前記突合部に挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材及び前記蓋板に接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。 - 前記本接合工程の前に、前記突合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1又は請求項2に記載の伝熱板の製造方法。
- ベース部材の表面に開口する凹溝又は凹部を覆うように、ベース部材の表面に蓋板を重ね合わせる閉塞工程と、
前記蓋板の表面から攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを挿入し、前記ベース部材の表面と前記蓋板の裏面との重合部に沿って前記本接合用回転ツールを相対移動させる本接合工程と、
前記本接合工程により形成された前記ベース部材の裏面側に凸となる反りを、前記蓋板の表面側に引張応力が発生するような曲げモーメントを作用させることで矯正する矯正工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材と前記蓋板の両方、又は、前記蓋板のみに接触させた状態で前記重合部の摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。 - ベース部材の表面に開口する凹溝又は凹部を覆うように、ベース部材の表面に蓋板を重ね合わせる閉塞工程と、
前記ベース部材の裏面から攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールを挿入し、前記ベース部材の表面と前記蓋板の裏面との重合部に沿って前記本接合用回転ツールを相対移動させる本接合工程と、
前記本接合工程により形成された前記蓋板の表面側に凸となる反りを、前記ベース部材の裏面側に引張応力が発生するような曲げモーメントを作用させることで矯正する矯正工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材と前記蓋板の両方、又は、前記ベース部材のみに接触させた状態で前記重合部の摩擦攪拌を行うことを特徴とする伝熱板の製造方法。 - 前記本接合工程の前に、前記重合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4又は請求項5に記載の伝熱板の製造方法。
- 前記本接合工程の終了後、前記本接合用回転ツールの摩擦攪拌によって生じたバリを切除するバリ切除工程を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。
- 攪拌ピンを備えた本接合用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、
一方の前記金属部材の表面と他方の前記金属部材の裏面とを重ね合わせて重合部を形成する重合部形成工程と、
他方の前記金属部材の表面から回転した前記攪拌ピンを挿入し、前記攪拌ピンのみを一方の前記金属部材と他方の前記金属部材の両方、又は、他方の前記金属部材のみに接触させた状態で前記重合部の摩擦攪拌を行う本接合工程と、
前記本接合工程により形成された一方の前記金属部材の裏面側に凸となる反りを、他方の前記金属部材の表面側に引張応力が発生するような曲げモーメントを作用させることで矯正する矯正工程と、を含むことを特徴とする摩擦攪拌接合方法。 - 前記本接合工程の前に、前記重合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8に記載の摩擦攪拌接合方法。
- 前記本接合工程の終了後、前記本接合用回転ツールの摩擦攪拌によって生じたバリを切除するバリ切除工程を含むことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の摩擦攪拌接合方法。
- 前記矯正工程では、前記ベース部材及び前記蓋板をプレス矯正、ロール矯正又は衝打具で衝打して矯正することにより、前記反りを矯正することを特徴とする請求項1,2,4,5のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。
- 一方の前記金属部材及び他方の前記金属部材をプレス矯正、ロール矯正又は衝打具で衝打して矯正することにより、前記反りを矯正することを特徴とする請求項8に記載の摩擦攪拌接合方法。
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