JP6885262B2 - 液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係る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。図1に示すように、本発明の実施形態に係る液冷ジャケット1の製造方法は、ジャケット本体2と、封止体3とを摩擦攪拌接合して液冷ジャケット1を製造するものである。液冷ジャケット1は、封止体3の上に発熱体(図示省略)を設置するとともに、内部に流体を流して発熱体と熱交換を行う部材である。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。
次に、第一実施形態の第一変形例について説明する。図6に示す第一変形例のように、封止体3の板厚を、段差側面12bの高さ寸法よりも大きくなるように設定してもよい。このようにすることで、バリが発生して封止体3の材料が減少しても、封止体3の表面3aに溝が形成され難い。
次に、第一実施形態の第二変形例について説明する。図7に示す第二変形例のように、封止体3の板厚を段差側面12bの高さ寸法よりも大きくなるように設定すると共に、封止体3の側面3cを傾斜させて傾斜面を設けてもよい。側面3cは、裏面3bから表面3aに向かうにつれて内側に傾斜している。これにより、第一突合せ部J1には、段差側面12bと封止体3の側面3cとの間に開口部に向かって広がるような隙間が形成される。第二変形例に係る本接合工程を図8に示す。第二変形例によれば、封止体3の表面3aに溝が形成され難く、さらに封止体3の材料が第一突合せ部J1に形成される隙間を埋めるので、バリを減少することができる。
次に、本発明の第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、を行う。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の準備工程及び載置工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。また、第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
次に、本発明の第三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。第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、を行う。第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の準備工程及び載置工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。また、第三実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
次に、本発明の第四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。第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、を行う。第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の準備工程及び載置工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。また、第四実施形態では、第三実施形態と相違する部分を中心に説明する。
次に、第三実施形態の第三変形例について説明する。図12に示すように、当該第三変形例では、回転ツールFAを用いる点で、第三実施形態と相違する。当該変形例では、第三実施形態と相違する部分を中心に説明する。なお、第三変形例は、第四実施形態にも適用可能である。
例えば、本実施形態において、段差側面12bと鉛直面とは一致していたが、段差側面12bは鉛直面に対して傾斜していてもよい。
2 ジャケット本体
3 封止体
F,FA 回転ツール
F1 連結部
F2 攪拌ピン
F3 先端面
F4 突起部
J1 第一突合せ部
J2 第二突合せ部
W1 塑性化領域
Claims (9)
- 底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を備え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、を攪拌ピンを備える回転ツールを用いて接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金によって形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金によって形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
前記攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって垂直に立ち上がる段差側面と、を有する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し、前記段差側面と前記封止体の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体のみに接触させた状態で前記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接合を行う本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記回転ツールの回転中心軸を前記ジャケット本体の中央部側に傾斜させ、前記回転ツールの回転中心軸の前記段差側面に対する傾斜角度をγとし、前記攪拌ピンの外周面の前記回転中心軸に対する傾斜角度をαとすると、γ=αにした状態で摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を備え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、を攪拌ピンを備える回転ツールを用いて接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金によって形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金によって形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
前記攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって垂直に立ち上がる段差側面と、を有する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し、前記段差側面と前記封止体の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に接触させるとともに、前記ジャケット本体の前記段差側面にもわずかに接触させた状態で前記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接合を行う本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記回転ツールの回転中心軸を前記ジャケット本体の中央部側に傾斜させ、前記回転ツールの回転中心軸の前記段差側面に対する傾斜角度をγとし、前記攪拌ピンの外周面の前記回転中心軸に対する傾斜角度をαとすると、γ=αにした状態で摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を備え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、を攪拌ピンを備える回転ツールを用いて接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金によって形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金によって形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
前記攪拌ピンは、先細りとなるように傾斜する外周面を備えるとともに平坦な先端面を備え、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって垂直に立ち上がる段差側面と、を有する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し、前記段差側面と前記封止体の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンの先端を前記段差底面よりも深く挿入するとともに、前記攪拌ピンの前記外周面と前記段差側面とを離間させた状態で前記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接合を行う本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記回転ツールの回転中心軸を前記ジャケット本体の中央部側に傾斜させ、前記回転ツールの回転中心軸の前記段差側面に対する傾斜角度をγとし、前記攪拌ピンの外周面の前記回転中心軸に対する傾斜角度をαとすると、γ=αにした状態で摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を備え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、を攪拌ピンを備える回転ツールを用いて接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金によって形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金によって形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
前記攪拌ピンは、先細りとなるように傾斜する外周面を備えるとともに平坦な先端面を備え、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって垂直に立ち上がる段差側面と、を有する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し、前記段差側面と前記封止体の側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンの先端を前記段差底面よりも深く挿入するとともに、前記攪拌ピンの前記外周面を前記段差側面にわずかに接触させた状態で前記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接合を行う本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記回転ツールの回転中心軸を前記ジャケット本体の中央部側に傾斜させ、前記回転ツールの回転中心軸の前記段差側面に対する傾斜角度をγとし、前記攪拌ピンの外周面の前記回転中心軸に対する傾斜角度をαとすると、γ=αにした状態で摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。 - 前記封止体の板厚を前記段差側面の高さよりも大きくすることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
- 前記封止体の側面に傾斜面を形成し、
前記載置工程では、前記段差側面と前記傾斜面との間に前記開口部に向かって広がるように隙間を設けることを特徴とする請求項5に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記封止体はアルミニウム合金展伸材で形成し、前記ジャケット本体はアルミニウム合金鋳造材で形成する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液冷ジャケットの製造方法。
- 前記回転ツールの外周面に基端から先端に向うにつれて左回りの螺旋溝を刻設した場合、前記回転ツールを右回転させ、
前記回転ツールの外周面に基端から先端に向うにつれて右回りの螺旋溝を刻設した場合、前記回転ツールを左回転させることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。 - 前記本接合工程では、前記回転ツールの移動軌跡に形成される塑性化領域のうち、前記ジャケット本体側がシアー側となり、前記封止体側がフロー側となるように前記回転ツールの回転方向及び進行方向を設定することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
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