JP7024573B2 - 伝熱板の製造方法及び摩擦攪拌接合方法 - Google Patents
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Description
また、前記先端側ピンの外周面には螺旋溝が刻設されており、前記螺旋溝は、螺旋底面と、螺旋側面とで構成されており、前記螺旋底面と前記螺旋側面とで構成される螺旋角度が45°~90°になっていることが好ましい。
また、前記本接合工程において、前記基端側ピンの前記外周面の高さ方向の中央部あたりが前記ベース部材の表面及び前記蓋板の表面に接触するように挿入することが好ましい。
次に、本実施形態の伝熱板について説明する。以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面を意味する。図6に示すように、本実施形態に係る伝熱板1は、ベース部材2と、蓋板5とで主に構成されている。ベース部材2は、略直方体を呈する。ベース部材2には、凹溝3と、蓋溝4とが形成されている。ベース部材2及び蓋板5の材料は摩擦攪拌可能であれば特に制限されないが、本実施形態ではアルミニウム合金である。ベース部材2は、例えば、蓋板5よりも硬度の高い材種で形成されている。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態に係る伝熱板は、熱媒体用管6を備えている点で第一実施形態と相違する。熱媒体用管6は、その内部に流体が流通する部材である。
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態に係る伝熱板の製造方法は、ベース部材2に蓋溝4が形成されておらず、ベース部材2の表面2aに蓋板5を載置する点で第一実施形態と相違する。
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第四実施形態に係る伝熱板の製造方法は、大きな窪みを備えた凹部20が形成されている点で第三実施形態と相違する。
次に、本発明の第五実施形態に係る摩擦攪拌接合方法について説明する。第五実施形態では、凹溝3や凹部20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
3 凹溝
4 蓋溝
5 蓋板
6 熱媒体用管
10 タブ材
20 凹部
31 金属部材
32 金属部材
F 本接合用回転ツール(回転ツール)
F2 基端側ピン
F3 先端側ピン
F4 平坦面
F5 突起部
G 仮接合用回転ツール
J1 突合せ部
J 重合部
W 塑性化領域
Claims (13)
- 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、蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って基端側ピンと先端側ピンとを備えた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、を含み、
前記基端側ピンのテーパー角度は、135~160°であり、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、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状の段差部が形成されており、前記段差部は、段差底面と段差側面とで構成され、前記段差部の前記段差底面と前記段差側面とでなす段差角度は85~120°になっており、
前記先端側ピンの先端側には、前記回転ツールの回転軸に垂直な平坦面が形成されるとともに、前記平坦面に突出する突起部が形成されており、
前記本接合工程において、回転した前記回転ツールの先端側ピンを前記突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面と前記ベース部材及び前記蓋板の表面とを接触させるとともに、前記基端側ピンと前記平坦面とを前記ベース部材及び前記蓋板に接触させ、かつ、前記突起部の先端面を前記ベース部材のみに接触させた状態で、前記基端側ピンの外周面で前記ベース部材及び前記蓋板を押さえながら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板挿入工程と、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って基端側ピンと先端側ピンとを備えた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、を含み、
前記基端側ピンのテーパー角度は、135~160°であり、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、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状の段差部が形成されており、前記段差部は、段差底面と段差側面とで構成され、前記段差部の前記段差底面と前記段差側面とでなす段差角度は85~120°になっており、
前記先端側ピンの先端側には、前記回転ツールの回転軸に垂直な平坦面が形成されるとともに、前記平坦面に突出する突起部が形成されており、
前記本接合工程において、回転した前記回転ツールの先端側ピンを前記突合せ部に挿入し、前記基端側ピンの外周面と前記ベース部材及び前記蓋板の表面とを接触させるとともに、前記基端側ピンと前記平坦面とを前記ベース部材及び前記蓋板に接触させ、かつ、前記突起部の先端面を前記ベース部材のみに接触させた状態で、前記基端側ピンの外周面で前記ベース部材及び前記蓋板を押さえながら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1又は請求項2に記載の伝熱板の製造方法。
- 前記先端側ピンの外周面には螺旋溝が刻設されており、
前記螺旋溝は、螺旋底面と、螺旋側面とで構成されており、前記螺旋底面と前記螺旋側面とで構成される螺旋角度が45°~90°になっている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。 - 前記本接合工程において、前記基端側ピンの前記外周面の高さ方向の中央部あたりが前記ベース部材の表面及び前記蓋板の表面に接触するように挿入する
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伝熱板の製造方法。 - 前記本接合工程の終了後、前記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5のいずれか一項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基端側ピンと先端側ピンとを備えた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回転ツールを相対移動させる本接合工程と、を含み、
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段差部が形成されており、
前記先端側ピンの先端側には、前記回転ツールの回転軸に垂直な平坦面が形成されるとともに、前記平坦面に突出する突起部が形成されており、
前記本接合工程では、前記基端側ピンの外周面と前記蓋板の表面とを接触させるとともに、前記基端側ピンと前記平坦面とを前記蓋板のみに接触させ、かつ、前記突起部の先端面を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。 - 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基端側ピンと先端側ピンとを備えた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回転ツールを相対移動させる本接合工程と、を含み、
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段差部が形成されており、
前記先端側ピンの先端側には、前記回転ツールの回転軸に垂直な平坦面が形成されるとともに、前記平坦面に突出する突起部が形成されており、
前記本接合工程では、前記基端側ピンの外周面と前記ベース部材の裏面とを接触させるとともに、前記基端側ピンと前記平坦面とを前記ベース部材のみに接触させ、かつ、前記突起部の先端面を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。 - 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7又は請求項8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7乃至請求項9のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。
- 基端側ピンと先端側ピンと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、
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段差部が形成されており、
前記先端側ピンの先端側には、前記回転ツールの回転軸に垂直な平坦面が形成されるとともに、前記平坦面に突出する突起部が形成されており、
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回転ツールの前記先端側ピンを挿入し、前記基端側ピンの外周面と他方の前記金属部材の表面とを接触させるとともに、前記基端側ピンと前記平坦面とを他方の前記金属部材のみに接触させ、かつ、前記突起部の先端面を一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、を含み、
他方の前記金属部材は一方の前記金属部材よりも硬度が低く設定されている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11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11又は請求項12に記載の摩擦攪拌接合方法。
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