JP7469982B2

JP7469982B2 - Jacket-type panel structure and its manufacturing method

Info

Publication number: JP7469982B2
Application number: JP2020131058A
Authority: JP
Inventors: 直樹田坂
Original assignee: Ｍａアルミニウム株式会社
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2024-04-17
Anticipated expiration: 2040-07-31
Also published as: JP2022027205A

Description

本発明は、ジャケット式パネル構造体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a jacket-type panel structure and its manufacturing method.

コンピュータ等の電子機器やハイブリッド車両、燃料電池車両等に積載されるバッテリーにおいては、バッテリーが積載される部位の壁をジャケット構造とする、あるいはバッテリーをジャケット構造の壁で形成したケースに収容して、ジャケット内に冷却媒体を流通させることにより、バッテリーからの熱を放散するようにしている。 In batteries that are mounted on electronic devices such as computers, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, etc., the walls of the area where the battery is mounted are made into a jacket structure, or the battery is housed in a case formed with walls of a jacket structure, and a cooling medium is circulated inside the jacket to dissipate heat from the battery.

このようなジャケット構造体の例として、特許文献１には、上方を開口した箱状のジャケット本体と、その開口を封止する封止体とにより液冷ジャケットが開示されており、封止体に、ジャケット本体の開口内に配置されるフィンが設けられ、ジャケット本体内を流通する流体との熱交換を促進する構成である。この場合、封止体が二枚の基板部を積層した構造とされ、フィンはその基板部の一方に一体成形されている。
特許文献２は、フィンは有していないが、ジャケット本体と封止体とが接合されており、封止体上に発熱体が設置され、ジャケット内部に水等の流体を流通させて発熱体を冷却する構成である。
これら特許文献において、ジャケット本体は箱状の一体物であり、その開口部に封止体が摩擦撹拌接合によって固定されている。 As an example of such a jacket structure, Patent Document 1 discloses a liquid-cooled jacket that includes a box-shaped jacket body that is open at the top and a sealing body that seals the opening, and the sealing body is provided with fins that are disposed within the opening of the jacket body to promote heat exchange with the fluid that flows through the jacket body. In this case, the sealing body has a structure in which two substrate parts are stacked, and the fins are integrally molded with one of the substrate parts.
Patent Document 2 does not have fins, but the jacket body and the sealing body are joined, a heating element is placed on the sealing body, and a fluid such as water is circulated inside the jacket to cool the heating element.
In these patent documents, the jacket body is a box-shaped one-piece body, and a sealing body is fixed to the opening thereof by friction stir welding.

この種のジャケット構造体を大型化する場合、ジャケット本体や封止体の幅を大きく形成するには強度上の限界があるため、ジャケット本体や封止体を複数組、並べた状態に接合してジャケット本体及び封止体を構成する必要がある。 When making this type of jacket structure larger, there is a strength limit to how wide the jacket body and sealing body can be made, so it is necessary to form the jacket body and sealing body by joining multiple sets of jacket bodies and sealing bodies in a line.

特許文献３には、２枚の面板とこれらを接続する複数のリブとからなる中空押出し形材同士の接合構造が開示されており、中空押出し形材を構成する２枚の面板の一方側を圧入構造或いは接着構造の接合とし、他方側を摩擦撹拌接合する構成が採用されている。
また、特許文献４には、外板、内板、これらの間の支持板により構成されるアルミニウム合金の押出成形からなるダブルスキンパネルを並べて接合する技術において、一方のダブルスキンの外板の鉤部と他方のダブルスキンの外板の鉤部とを係合しつつ、これらの内板の端面同士を突き合せ、その係合部分及び突き合せ部分を摩擦撹拌接合する方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a joining structure for hollow extruded profiles consisting of two face plates and a number of ribs connecting them, in which one side of the two face plates that make up the hollow extruded profile is joined using a press-in structure or an adhesive structure, and the other side is joined using friction stir welding.
Furthermore, Patent Document 4 discloses a technique for arranging and joining double skin panels made of extruded aluminum alloy and composed of outer plates, inner plates, and a support plate between them, in which a hook portion of the outer plate of one double skin is engaged with a hook portion of the outer plate of the other double skin, the end faces of these inner plates are butted together, and the engaged and butted parts are friction stir welded.

特開２０１７－４２８１９号公報JP 2017-42819 A 特開２０１７－１８９７８３号公報JP 2017-189783 A 特開２００４－２３０４１２号公報JP 2004-230412 A 特開２０１３－２７９２３号公報JP 2013-27923 A

ところで、特許文献３や４に記載の接合方法によってパネルを接合して大型の冷却ジャケットを構成する場合、特許文献１記載のように封止体の基板部とフィンとを一体成形した構造であると、重量が大きいために取り扱いが煩雑で作業性が悪いとともに、パネル間の接合が難しく、接合後の強度不足が懸念される。 However, when constructing a large cooling jacket by joining panels using the joining methods described in Patent Documents 3 and 4, if the structure described in Patent Document 1 is one in which the substrate part of the sealing body and the fins are molded as one unit, the weight is heavy, making handling cumbersome and workability poor, and joining the panels together is difficult, raising concerns about insufficient strength after joining.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、組み立て作業を容易にするとともに、強固な接合部を形成して、大型化に対応でき、バッテリーケース等として利用可能なジャケット式パネル構造体の提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a jacket-type panel structure that can be used as a battery case, etc., by facilitating assembly work, forming strong joints, and being adaptable to large sizes.

本発明のジャケット式パネル構造体は、中空の押出し形材からなり、平面状に並べられた複数のパネル部材と、各パネル部材の上に載置状態に重ねられた多穴管状フィン部材と、を有し、
前記多穴管状フィン部材にはフィン本体部の側方に張り出すフランジ部が一体に形成されており、
前記パネル部材の側板部同士が突き合せられ、これら側板部の突き合せ部において、各側板部の下部に形成された鉤部同士が係合し、各側板部の上部同士及び該側板部上で突き合せ状態の前記多穴管状フィン部材の前記フランジ部同士が一体に摩擦撹拌接合されてなる接合部が形成されている。 The jacket-type panel structure of the present invention comprises a plurality of panel members each made of a hollow extruded shape member and arranged in a plane, and a multi-hole tubular fin member superimposed on each panel member in a placed state,
The multi-hole tubular fin member has a flange portion integrally formed therewith, the flange portion extending laterally from the fin body portion,
The side plate portions of the panel members are butted together, and at the butt joints of these side plate portions, hook portions formed on the lower part of each side plate portion engage with each other, and a joint is formed in which the upper parts of each side plate portion and the flange portions of the multi-hole tubular fin members that are butted together on the side plate portions are friction stir welded together.

パネル部材の上に多穴管状フィン部材を載置状態に重ねた構成としたことにより、これらパネル部材と多穴管状フィン部材とを別個に取り扱うことができ、組み立て作業を容易にすることができる。また、パネル部材を鉤部に係合することにより、パネル部材同士を突き合せた状態として摩擦撹拌接合することができ、しかも、パネル部材と多穴管状フィン部材とを一体に接合でき、接合作業も容易である。
また、多穴管状フィン部材がパネル部材により支持されるため、多穴管状フィン部材を薄肉に形成してもパネル部材により強固に保持され、かつ、パネル部材と一体に接合されていることから、接合部も強固であり、大型化を図ることが容易であり、複数部材を同時に接合するため熱歪を最小限にとどめることができる。 By stacking the multi-hole tubular fin member on the panel member, the panel member and the multi-hole tubular fin member can be handled separately, making assembly easy. Also, by engaging the panel member with the hook portion, the panel members can be butted together and friction stir welded, and the panel member and the multi-hole tubular fin member can be joined together, making the joining easy.
In addition, since the multi-hole tubular fin member is supported by the panel member, even if the multi-hole tubular fin member is formed to be thin, it is firmly held by the panel member, and since it is joined integrally with the panel member, the joint is also strong and it is easy to make it larger. In addition, since multiple members are joined simultaneously, thermal distortion can be kept to a minimum.

このジャケット式パネル構造体において、前記多穴管状フィン部材は、前記フィン本体部の上面が前記フランジ部同士の接合部の上面と同じ高さかそれより高く設定されているとよい。 In this jacket-type panel structure, the upper surface of the fin body of the multi-hole tubular fin member is preferably set to the same height as or higher than the upper surface of the joint between the flange portions.

摩擦撹拌接合された状態では、その接合部にばり等により部分的な突起部が形成される。この実施態様の冷却ジャケットでは、フィン本体部の上面がフランジ部同士の接合部の上面と同じ高さかそれより高く形成されているので、突起部がフィン本体部から突出することはなく、その上に収容されるバッテリー等の収容スペースを阻害しない。 When friction stir welding is performed, a partial protrusion is formed at the joint due to burrs, etc. In this embodiment of the cooling jacket, the upper surface of the fin main body is formed at the same height as or higher than the upper surface of the joint between the flange portions, so the protrusion does not protrude from the fin main body and does not obstruct the storage space for the battery or other items stored above it.

このジャケット式パネル構造体において、前記フランジ部の下面及び前記側板部の上面には、相互に係合する凸リブと溝とが前記突き合せ部に沿って形成されているとよい。 In this jacket-type panel structure, it is preferable that a convex rib and a groove that engage with each other are formed along the butt joint on the lower surface of the flange portion and the upper surface of the side plate portion.

フィン部材のフランジ部とパネル部材の側板部とが一体に摩擦撹拌接合されるが、フランジ部と側板部とが凸リブと溝とにより係合状態とされているので、接合時にフランジ部が移動することが防止され、寸法精度の安定した接合部が形成される。 The flange portion of the fin member and the side plate portion of the panel member are friction stir welded together, but because the flange portion and the side plate portion are engaged by the convex ribs and grooves, the flange portion is prevented from moving during welding, and a joint with stable dimensional accuracy is formed.

本発明のジャケット式パネル構造体の製造方法は、中空の押出し形材からなり、側板部の下部に鉤部が形成された複数のパネル部材と、各パネル部材の上に載置状態に重ねられ、フィン本体部の側方に張り出すフランジ部が一体に形成されてなる多穴管状フィン部材と、を作製しておき、
前記鉤部相互を係合した状態で前記パネル部材の前記側板部同士を突き合せて前記パネル部材を複数並べるとともに、これらパネル部材の上に前記多穴管状フィン部材を重ねることにより、前記パネル部材の側板部の上部同士の上に前記フランジ部同士を突き合せた状態で重ねた後、前記側板部の上部同士及び前記多穴管状フィン部材のフランジ部同士を一体に摩擦撹拌接合する。 The method for manufacturing a jacket-type panel structure of the present invention includes preparing a plurality of panel members each made of a hollow extruded shape material and each having a hook portion formed on the lower part of a side plate portion, and a multi-hole tubular fin member which is stacked on top of each panel member and has a flange portion integrally formed with a fin main body portion and protruding laterally,
A number of panel members are arranged by butting the side plate portions of the panel members together with the hook portions engaged with each other, and the multi-hole tubular fin member is then stacked on top of the panel members so that the flange portions are butted against each other on top of the upper portions of the side plate portions of the panel members, and the upper portions of the side plate portions and the flange portions of the multi-hole tubular fin members are then friction stir welded together.

パネル部材の側板部の下部で鉤部同士を係合した状態で側板部の上部同士及び多穴管状フィン部材のフランジ部同士を一体に摩擦撹拌接合しているので、摩擦撹拌接合時の部材の挙動を抑制でき、長さ方向にわたって均一な接合を行うことができる。 The hooks are engaged at the bottom of the side plate portions of the panel member, and the upper portions of the side plate portions and the flange portions of the multi-hole tubular fin member are friction stir welded together, so the behavior of the members during friction stir welding can be suppressed and uniform welding can be performed along the length.

本発明のジャケット式パネル構造体によれば、組み立て作業が容易であるとともに、強固な接合部を形成して、大型化に対応できる。 The jacket-type panel structure of the present invention allows for easy assembly, creates strong joints, and can accommodate larger sizes.

本発明の一実施形態におけるジャケット式パネル構造体を有するバッテリーケース示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a battery case having a jacket-type panel structure in one embodiment of the present invention. 図１に示す状態から隔壁部材を省略した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the state shown in FIG. 1 with a partition member omitted. 図２の横断面図であるである。FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2 . 図３のＥで示す部分の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by E in FIG. 3 . 図４に示す突合せ部を摩擦撹拌接合した状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the butt joint shown in FIG. 4 is friction stir welded. 図３のＦで示す部分の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by F in FIG. 3 . パネル部材の断面図である。FIG. 多穴管状フィン部材の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a multi-hole tubular fin member. 一方の側壁部材の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of one of the side wall members. 他方の側壁部材の断面図である。11 is a cross-sectional view of the other side wall member. FIG. 隔壁部材の断面図である。FIG. 本発明の他の実施形態におけるジャケット式パネル構造体の図４同様の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 4 of a jacket-type panel structure according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明に係るジャケット式パネル構造体の実施形態を有するバッテリーケースを図面を参照しながら説明する。 Below, a battery case having an embodiment of the jacket-type panel structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１～図１１は一実施形態のジャケット式パネル構造体を有するバッテリーケースを示している。
このバッテリーケース１は、図１～図３に示すように、全体として上方を開放した直方体の箱状に形成されており、押出し形材からなる中空部材であり、平面状に複数並べられたパネル部材１０と、各パネル部材１０の上に重ねられた複数の多穴管状フィン部材４０と、複数並べられた状態のパネル部材１０の列の両側に配置された一対の側壁部材５０Ａ，５０Ｂと、両側壁部材５０Ａ，５０Ｂの間を複数に区画する複数の隔壁部材６０と、を有している。 1 to 11 show a battery case having a jacket-type panel structure according to one embodiment.
As shown in Figures 1 to 3, this battery case 1 is formed overall in the shape of a rectangular box with an open top, and is a hollow member made of extruded profile material. It has a number of panel members 10 arranged in a flat plane, a number of multi-hole tubular fin members 40 stacked on top of each panel member 10, a pair of side wall members 50A, 50B arranged on both sides of the row of panel members 10 arranged in a multiple-lined state, and a number of partition members 60 that divide the space between both side wall members 50A, 50B into a number of sections.

パネル部材１０は、複数が横に並べられた状態でバッテリーケース１の底板部を構成しており、その列の両側に側壁部材５０Ａ，５０Ｂが一つずつ配置されている。これらパネル部材１０及び側壁部材５０Ａ，５０Ｂは、その押出し成形方向をいずれもバッテリーケース１の長さ方向に配置している。 The panel members 10 are arranged horizontally to form the bottom plate of the battery case 1, with side wall members 50A and 50B arranged on either side of the row. The extrusion directions of the panel members 10 and the side wall members 50A and 50B are all aligned along the length of the battery case 1.

パネル部材１０は、図７に示すように、全体として平板形状の板状部１１の両側部に板状部１１より高さの大きい側板部１２Ａ，１２Ｂが一体に形成されている。板状部１１は、相互に平行な表面部材１３及び裏面部材１４と、これらを一定の間隔をあけて連結する縦リブ１５とにより構成される。側板部１２Ａ，１２Ｂは、板状部１１の表面部材１３及び裏面部材１４の側端に連結され、幅方向寸法より高さ方向寸法が大きい矩形枠状断面に形成されている。この側板部１２Ａ，１２Ｂの上面は板状部１１の表面部材１３の上面より高く（表面部材１３の上面が側板部１２Ａ，１２Ｂの上面より低く）設定され、板状部１１と側板部１２Ａ，１２Ｂとの間に高さｈ１の段差部１６が形成される。 As shown in FIG. 7, the panel member 10 has a flat plate-shaped plate portion 11 and side plate portions 12A, 12B, which are higher than the plate portion 11, integrally formed on both sides of the plate portion 11. The plate portion 11 is composed of a surface member 13 and a back member 14 that are parallel to each other, and a vertical rib 15 that connects them at a fixed interval. The side plate portions 12A, 12B are connected to the side ends of the surface member 13 and the back member 14 of the plate portion 11, and are formed into a rectangular frame-like cross section whose height dimension is greater than its width dimension. The upper surfaces of the side plate portions 12A, 12B are set higher than the upper surface of the surface member 13 of the plate portion 11 (the upper surface of the surface member 13 is lower than the upper surfaces of the side plate portions 12A, 12B), and a step portion 16 of height h1 is formed between the plate portion 11 and the side plate portions 12A, 12B.

また、両側板部１２Ａ，１２Ｂの外側部の下部には鉤部１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ形成されている。これら鉤部１７Ａ，１７Ｂは、一方の側板部１２Ａの鉤部１７Ａは外側面から外方に突出して先端部が上方に屈曲した形状であり、上方に開放状態とされている。他方の側板部１２Ｂの鉤部１７Ｂは外側面より内側で下方に開放した溝形状に形成されている。そして、２個のパネル部材１０を横に並べたときに、隣接する側板部１２Ａ，１２Ｂの鉤部１７Ａ，１７Ｂが相互に係合する形状に形成され、これら鉤部１７Ａ，１７Ｂを係合することにより、２個のパネル部材１０の両側板部１２Ａ，１２Ｂ同士が突き合せ状態に連結される構成である（図４参照）。また、両側板部１２Ａ，１２Ｂの上部角部（側板部１２Ａ，１２Ｂの外方側角部）の内面は断面三角形状に肉盛り部１８が形成されて厚肉となっており、一方、その角部の外面は斜めに面取り部１９が形成されている。 In addition, hooks 17A and 17B are formed on the lower part of the outer parts of both side plates 12A and 12B. The hook 17A of one side plate 12A protrudes outward from the outer surface and has a shape with its tip bent upward and open upward. The hook 17B of the other side plate 12B is formed in a groove shape that opens downward inside the outer surface. When two panel members 10 are arranged side by side, the hooks 17A and 17B of the adjacent side plates 12A and 12B are formed in a shape that can engage with each other, and by engaging these hooks 17A and 17B, both side plates 12A and 12B of the two panel members 10 are connected in a butted state (see FIG. 4). Additionally, the inner surfaces of the upper corners of both side plates 12A and 12B (the outer corners of side plates 12A and 12B) are thickened with padding 18 that has a triangular cross section, while the outer surfaces of the corners are beveled with chamfers 19.

多穴管状フィン部材４０は、図８に示すように、多穴管状のフィン本体部４１の両側部に外側方に延びるフランジ部４２が一体に形成されている。フィン本体部４１は、パネル部材１０の両側板部１２Ａ，１２Ｂの間に配置できるように、パネル部材１０の板状部１１よりわずかに小さい幅寸法の板状に形成されており、両側板部１２Ａ，１２Ｂの間で板状部２１の表面部材１３の上面に重ねるように載置される。このフィン本体部４１は、パネル部材１０及び側壁部材５０Ａ，５０Ｂと同様、押出形材により形成され、その押出し方向をバッテリーケース１の長さ方向に配置しており、上下方向に沿う複数の仕切り壁４３により、冷媒が流通される多数の流路４４が幅方向に並んで形成されている。 As shown in FIG. 8, the multi-hole tubular fin member 40 has flanges 42 integrally formed on both sides of the multi-hole tubular fin body 41, which extend outward. The fin body 41 is formed in a plate shape with a width dimension slightly smaller than the plate-shaped portion 11 of the panel member 10 so that it can be placed between the side plate portions 12A and 12B of the panel member 10, and is placed so as to overlap the upper surface of the surface member 13 of the plate-shaped portion 21 between the side plate portions 12A and 12B. This fin body 41 is formed from an extruded material, like the panel member 10 and the side wall members 50A and 50B, and is arranged with its extrusion direction in the length direction of the battery case 1, and a number of flow paths 44 through which the refrigerant flows are formed in a line in the width direction by a number of partition walls 43 along the vertical direction.

フランジ部４２は、フィン本体部４１の高さ方向の途中位置からフィン本体部４１の面方向に沿って外方に張り出している。この場合、フィン本体部４１の下面からフランジ部４２の下面までの高さｈ２は、パネル部材１０の表面部材１３の上面と側板部１２Ａ，１２Ｂの上面との間の段差部１６の高さｈ１とほぼ同じかわずかに小さい寸法に形成され、フィン本体部４１を板状部１１に重ねたときに、フランジ部４２がパネル部材１０の側板部１２Ａ，１２Ｂの上面に重ねられる高さ位置に設けられている。 The flange portion 42 protrudes outward from a midpoint in the height direction of the fin body portion 41 along the surface direction of the fin body portion 41. In this case, the height h2 from the bottom surface of the fin body portion 41 to the bottom surface of the flange portion 42 is formed to a dimension that is approximately the same as or slightly smaller than the height h1 of the step portion 16 between the top surface of the surface member 13 of the panel member 10 and the top surfaces of the side plate portions 12A and 12B, and is provided at a height position where the flange portion 42 is overlapped on the top surfaces of the side plate portions 12A and 12B of the panel member 10 when the fin body portion 41 is overlapped on the plate-shaped portion 11.

一方、フィン部材４１の上面においては、フィン本体部４１の上面より若干低い位置からフランジ部４２が張り出している。言い換えると、フィン本体部４１の上面とフランジ部４２の上面との間に高さｈ３の段差部４６が形成されており、フランジ部４２の上面よりフィン本体部４１の上面が上方に突出している。その段差部４６の高さｈ３は、後述する摩擦撹拌接合により生じるバリ等の突起部Ｑの高さより大きく形成される。
また、フランジ部４２の先端には、先端に向かうにしたがって漸次厚肉になる断面三角形状のフック部４５が一体に形成され、そのフック部４５がパネル部材１０の側板部１２Ａ，１２Ｂの面取り部２９に重ねられるようになっている（図４参照）。 Meanwhile, on the upper surface of the fin member 41, the flange portion 42 protrudes from a position slightly lower than the upper surface of the fin main body 41. In other words, a step portion 46 having a height h3 is formed between the upper surface of the fin main body 41 and the upper surface of the flange portion 42, and the upper surface of the fin main body 41 protrudes upward from the upper surface of the flange portion 42. The height h3 of the step portion 46 is formed to be greater than the height of a protrusion Q such as a burr generated by friction stir welding, which will be described later.
In addition, a hook portion 45 having a triangular cross section that gradually becomes thicker toward the tip is integrally formed at the tip of the flange portion 42, and the hook portion 45 is adapted to be overlapped with the chamfered portions 29 of the side plate portions 12A, 12B of the panel member 10 (see Figure 4).

側壁部材５０Ａ，５０Ｂは、図９及び図１０に示すように、やや幅広のベース部５１の幅方向の中央部に、垂直に立ち上る縦壁部５２が一体に形成されている。また、ベース部５１において、パネル部材１０の側板部１２Ａ，１２Ｂに対向する内側部には、その内側に配置されるパネル部材１０における側板部１２Ａ，１２Ｂの鉤部１７Ａ，１７Ｂに係合する鉤部５３Ａ，５３Ｂが形成されている。すなわち、一方の側壁部材５０Ａのベース部５１には、図９に示すように、内側面から外方に突出して上方に開放する鉤部５３Ａが形成され、他方の側壁部材５０Ｂのベース部５１には、図１０に示すように、内側面よりも内側で下方に開放する鉤部５３Ｂが形成されている。 As shown in Figs. 9 and 10, the side wall members 50A and 50B are formed integrally with a vertical wall portion 52 that rises vertically in the widthwise center of a slightly wide base portion 51. Also, in the base portion 51, hook portions 53A and 53B are formed on the inner side facing the side plate portions 12A and 12B of the panel member 10, which engage with the hook portions 17A and 17B of the side plate portions 12A and 12B of the panel member 10 arranged on the inside. That is, the base portion 51 of one side wall member 50A is formed with a hook portion 53A that protrudes outward from the inner surface and opens upward, as shown in Fig. 9, and the base portion 51 of the other side wall member 50B is formed with a hook portion 53B that opens downward inside the inner surface, as shown in Fig. 10.

この場合、図６に示すように、側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部５１の高さｈ４は、パネル部材１０にフィン部材４０を重ねたときの総高さｈ５と同じ高さに形成されているが、パネル部材１０の側板部１２Ａ，１２Ｂと突き合せられる部分の高さｈ６は、側板部１２Ａ，１２Ｂにフィン部材４０のフランジ部４２が重ねられたときの高さｈ７と同じ高さに形成されている。つまり、ベース部５１の内側端部の一部が薄く切り落とされており、フィン本体部４１とフランジ部４２との段差部４６の高さｈ３と同じ高さ（ｈ４－ｈ６＝ｈ３）の段差部５４が形成されている。また、このベース部５１の内側端部の上方角部には、側板部１２Ａ，１２Ｂと同様に、厚肉の肉盛り部５５が形成されている。ただし、側板部１２Ａ，１２Ｂとは異なり、面取り部１９は形成されていない。 In this case, as shown in FIG. 6, the height h4 of the base portion 51 of the side wall members 50A and 50B is formed to be the same as the total height h5 when the fin member 40 is stacked on the panel member 10, but the height h6 of the portion that butts the side plate portions 12A and 12B of the panel member 10 is formed to be the same as the height h7 when the flange portion 42 of the fin member 40 is stacked on the side plate portions 12A and 12B. In other words, a part of the inner end of the base portion 51 is thinly cut off, and a step portion 54 is formed with the same height (h4-h6=h3) as the height h3 of the step portion 46 between the fin main body portion 41 and the flange portion 42. In addition, a thick padding portion 55 is formed at the upper corner of the inner end of this base portion 51, similar to the side plate portions 12A and 12B. However, unlike the side plate portions 12A and 12B, a chamfered portion 19 is not formed.

隔壁部材６０は、図１に示すように、パネル部材１０の上に、この実施形態では４個設けられており、そのうち２個は、両側板部１２Ａ，１２Ｂの前端部及び後端部に配設され、その間に残り２個の隔壁部材６０が一定の間隔で設けられることにより、両側板部１２Ａ，１２Ｂの間を３個の空間に仕切っている。これら隔壁部材６０も、中空の押出形材からなるが、その押出し方向を他のパネル部材１０及び側壁部材５０Ａ，５０Ｂと直交するように、バッテリーケース１の幅方向に配置している。各隔壁部材６０は、図１１に示すように、細幅板状の底板６１と該底板６１の幅方向の中央部に立設された壁部材６２とから構成され、この壁部材６２が中空状に形成されている。また、この隔壁部材６０は、両側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部５１から上方に突出する縦壁部５２と同じ高さに形成されている。 As shown in FIG. 1, in this embodiment, four partition members 60 are provided on the panel member 10, two of which are disposed at the front and rear ends of both side plate portions 12A and 12B, and the remaining two partition members 60 are disposed at regular intervals between them to divide the space between both side plate portions 12A and 12B into three spaces. These partition members 60 are also made of hollow extruded material, but are arranged in the width direction of the battery case 1 so that the extrusion direction is perpendicular to the other panel members 10 and the side wall members 50A and 50B. As shown in FIG. 11, each partition member 60 is composed of a narrow width plate-like bottom plate 61 and a wall member 62 erected at the center of the bottom plate 61 in the width direction, and the wall member 62 is formed in a hollow shape. In addition, the partition member 60 is formed at the same height as the vertical wall portion 52 protruding upward from the base portion 51 of the both side wall members 50A and 50B.

これら部材から構成されるバッテリーケース１は、以下のようにして製造される。
まず、各部材を押出し成形により形成し、所定の長さに切断しておく。そして、複数（図１に示す例では４個）のパネル部材１０を側板部１２Ａ，１２Ｂを隣接させた状態で横に並べるとともに、その両側に側壁部材５０Ａ，５０Ｂを配置し、各パネル部材１０の板状部１１の上にフィン部材４０を載置する。前述したように、この状態で、図４及び図６に示すように、各パネル部材１０の隣接する側板部１２Ａ，１２Ｂの鉤部１７Ａ，１７Ｂ相互、及び最も外側の側板部１２Ａ，１２Ｂと側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部５１との鉤部１７Ａ，１７Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ相互をそれぞれ係合した状態とし、フランジ部４２先端のフック部４５が側板部１２Ａ，１２Ｂの面取り部２９により形成される窪みに係合する。 The battery case 1 made up of these components is manufactured as follows.
First, each member is formed by extrusion molding and cut to a predetermined length. Then, a plurality of panel members 10 (four in the example shown in FIG. 1) are arranged side by side with the side plate portions 12A and 12B adjacent to each other, and the side wall members 50A and 50B are arranged on both sides of the panel members 10, and the fin member 40 is placed on the plate-like portion 11 of each panel member 10. As described above, in this state, as shown in FIG. 4 and FIG. 6, the hook portions 17A and 17B of the adjacent side plate portions 12A and 12B of each panel member 10 are engaged with each other, and the hook portions 17A, 17B, 53A, 53B of the outermost side plate portions 12A and 12B and the base portions 51 of the side wall members 50A and 50B are engaged with each other, respectively. The hook portion 45 at the tip of the flange portion 42 is engaged with the recess formed by the chamfered portion 29 of the side plate portions 12A and 12B.

そして、隣接するパネル部材１０において突き合せ状態となっている両側板部１２Ａ，１２Ｂの上部同士及びその上のフィン部材４０のフランジ部４２同士、さらに、パネル部材１０において最も外側の側板部１２Ａ，１２Ｂの上部及びその上に重ねられているフィン部材４０のフランジ部４２と、これらに対向して突き合せ状態となっている両側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部５１の上部との間（突き合せ部）を摩擦撹拌接合により一体化する。 Then, the upper parts of the side plate parts 12A, 12B that are butted together in adjacent panel members 10 and the flange parts 42 of the fin members 40 above them, as well as the upper parts of the outermost side plate parts 12A, 12B in the panel member 10 and the flange parts 42 of the fin members 40 stacked on top of them, and the upper parts of the base parts 51 of the side wall members 50A, 50B that are butted together facing these (butted parts) are integrated by friction stir welding.

この摩擦撹拌接合は、図４及び図６に鎖線で示すように、例えば円柱状のショルダ部７１と、その先端中央から突出するピン部７２とを有する接合用ツール７０が用いられる。
接合用ツール７０をピン部７２の軸心を中心として回転させながら、隣接するパネル部材１０の両側板部１２Ａ，１２Ｂ同士及びその上に重ねられたフィン部材４０のフランジ部４２同士の突き合せ部に矢印で示すように真上からピン部７２を押し込み、ショルダ部７１の先端を突き合せ部の上面に接触させた状態で突き合せ部に沿って長さ方向に移動させる。このときに発生する摩擦熱と回転による材料の撹拌とにより、各部材の界面を消失させつつ接合する。これにより形成される摩擦撹拌接合部Ｇは、図５に示すように、パネル部材１０の両側板部１２Ａ，１２Ｂの上部及びその上に重ねられたフィン部材４０のフランジ部４２の先端部を一体化している。 For this friction stir welding, as shown by the chain lines in Figs. 4 and 6, a welding tool 70 having, for example, a cylindrical shoulder portion 71 and a pin portion 72 protruding from the center of the tip thereof is used.
While rotating the joining tool 70 around the axis of the pin 72, the pin 72 is pushed from directly above into the butt joints between the side plate parts 12A, 12B of the adjacent panel members 10 and between the flange parts 42 of the fin member 40 stacked thereon, as shown by the arrow, and moved lengthwise along the butt joints with the tip of the shoulder part 71 in contact with the upper surface of the butt joints. The frictional heat generated at this time and the stirring of the material due to the rotation eliminate the interface between the members while joining them. The friction stir weld G formed by this process integrates the upper parts of the side plate parts 12A, 12B of the panel member 10 and the tip parts of the flange parts 42 of the fin member 40 stacked thereon, as shown in FIG. 5.

この摩擦撹拌接合において、接合用ツール７０の回転を伴う直線移動により、パネル部材１０及びフィン部材４０の突き合せ部を押し広げようとする力が作用するが、パネル部材１０の側板部１２Ａ，１２Ｂ同士が鉤部１７Ａ，１７Ｂにより係合した状態であるので、突き合せ部が開くことはない。しかも、摩擦撹拌接合部のほぼ真下で鉤部１７Ａ，１７Ｂが係合しているので、突き合せ状態を確実に維持して正確に接合することができる。摩擦撹拌接合であるので熱による歪みも少ない。したがって、長さ方向にわたって均一に接合でき、パネル部１０の上方の各収容空間を均一な寸法で正確に形成することができる。 In this friction stir welding, the linear movement accompanied by the rotation of the welding tool 70 acts to push apart the butt joints of the panel member 10 and the fin member 40, but because the side plate portions 12A, 12B of the panel member 10 are engaged with each other by the hook portions 17A, 17B, the butt joints do not open. Moreover, because the hook portions 17A, 17B are engaged almost directly below the friction stir welding, the butt joints can be reliably maintained and accurately joined. Because it is friction stir welding, there is little distortion due to heat. Therefore, it is possible to achieve uniform joining along the length, and each storage space above the panel portion 10 can be accurately formed with uniform dimensions.

パネル部材１０と側壁部材５０Ａ，５０Ｂとの突き合せ部も同様に、パネル部材１０の側板部１２Ａ，１２Ｂの鉤部１７Ａ，１７Ｂと側壁部材５０Ａ，５０Ｂの鉤部５３Ａ，５３Ｂとを係合した状態で接合用ツール７０を用いて摩擦撹拌接合される。この場合、多穴管状フィン部材４０のフランジ部４２は、側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部材５１の内側部と接合される。
なお、説明の便宜のため、図５を除き、図１，２，４，６では、摩擦撹拌接合する前の状態で各部材を配置している。 Similarly, the butt portions of the panel member 10 and the side wall members 50A, 50B are friction stir welded using a joining tool 70 with the hook portions 17A, 17B of the side plate portions 12A, 12B of the panel member 10 engaged with the hook portions 53A, 53B of the side wall members 50A, 50B. In this case, the flange portions 42 of the multi-hole tubular fin member 40 are joined to the inner portions of the base members 51 of the side wall members 50A, 50B.
For convenience of explanation, in Figs. 1, 2, 4 and 6, except for Fig. 5, each member is arranged in a state prior to friction stir welding.

このようにして得られる摩擦撹拌接合部Ｇは、材料が撹拌して接合しているので、図５に示すように表面にばり状の突起部Ｑが形成される。この突起部Ｑの高さよりも大きく、フィン本体部４１の上面よりとフランジ部４２の上面との段差４６の高さｈ３を形成しておくことにより、接合部Ｇの突起部Ｑがフィン本体部４１の上面より上方に突出することが防止される。また、多穴管状フィン部材４０において、フランジ部４２の幅はフィン本体部４１に比べると相当に小さいので、収容されるバッテリー（図示略）は、フランジ部４２の上方をまたぐようにしてフィン本体部４１の上面に載置され、幅広のフィン本体部４１により安定して支持される。したがって、接合部Ｇの表面に研削加工等を施すことなく突起部Ｑを残したままであっても、多穴管状フィン部材４０の上に載置されるバッテリーを傷つけることがない。 The friction stir welded portion G obtained in this manner has a burr-like protrusion Q formed on the surface as shown in FIG. 5 because the material is stirred and welded. By forming a step 46 with a height h3 between the upper surface of the fin body 41 and the upper surface of the flange portion 42 that is greater than the height of the protrusion Q, the protrusion Q of the welded portion G is prevented from protruding above the upper surface of the fin body 41. In addition, since the width of the flange portion 42 in the multi-hole tubular fin member 40 is considerably smaller than that of the fin body 41, the battery (not shown) to be stored is placed on the upper surface of the fin body 41 so as to straddle the upper part of the flange portion 42, and is stably supported by the wide fin body 41. Therefore, even if the protrusion Q is left without performing grinding or the like on the surface of the welded portion G, the battery placed on the multi-hole tubular fin member 40 will not be damaged.

側壁部材５０Ａ，５０Ｂとパネル部材１０との接合部においても同様であり、側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部５１の内側部に段差部５４を形成しておいたので、摩擦撹拌接合部Ｇの突起部Ｑがこの段差部５４の高さ（ｈ４－ｈ６）の範囲内に収まり、上方に突出することはなく、バッテリーを傷つけない。
本発明におけるジャケット式パネル構造体は、この実施形態では、以上のようにして摩擦撹拌接合された状態のパネル部材１０、多穴管状フィン部材４０、及び側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部５１により構成される。 The same is true for the joint between the side wall members 50A, 50B and the panel member 10, where a step portion 54 is formed on the inner side of the base portion 51 of the side wall members 50A, 50B. Therefore, the protrusion portion Q of the friction stir weld G falls within the range of the height (h4-h6) of this step portion 54 and does not protrude upward, thereby not damaging the battery.
In this embodiment, the jacket-type panel structure of the present invention is composed of the panel member 10 in the friction stir welded state described above, the multi-hole tubular fin member 40, and the base portion 51 of the side wall members 50A, 50B.

図１２は、本発明の他の実施形態において、図４同様の要部を示している。一実施形態と共通する要素には同一符号を付して説明を簡略化する。
この実施形態では、多穴管状フィン部材４０のフランジ部４２の基端部寄りの位置（フィン本体部４１に近い位置）の裏面に、フィン本体部４１の長さ方向に沿う凸リブ８１が形成されており、一方、パネル部材１０の側板部１２Ａ，１２Ｂの上面には、多穴管状フィン部材４０のフランジ部４２の凸リブ８１に対応する溝８２が長さ方向に沿って形成され、パネル部材１０の上に多穴管状フィン部材４０を載置したときに、フランジ部４２の凸リブ８１が側板部１２Ａ，１２Ｂの溝８２に係合されるようになっている。 Fig. 12 shows another embodiment of the present invention, and illustrates the main parts similar to those shown in Fig. 4. Elements common to the first embodiment are given the same reference numerals to simplify the description.
In this embodiment, a convex rib 81 is formed along the length of the fin main body 41 on the back surface of a position near the base end of the flange portion 42 of the multi-hole tubular fin member 40 (a position close to the fin main body 41), and on the other hand, grooves 82 corresponding to the convex rib 81 of the flange portion 42 of the multi-hole tubular fin member 40 are formed along the length on the upper surfaces of the side plate portions 12A, 12B of the panel member 10, so that when the multi-hole tubular fin member 40 is placed on the panel member 10, the convex rib 81 of the flange portion 42 engages with the grooves 82 of the side plate portions 12A, 12B.

なお、摩擦撹拌接合する前の組み立て状態では、一実施形態と同様、各パネル部材１０の隣接する側板部１２Ａ，１２Ｂの鉤部１７Ａ，１７Ｂ相互が係合され、フランジ部４２先端のフック部４５が側板部１２Ａ，１２Ｂの面取り部２９により形成される窪みに係合した状態で突き合せられる。図示は省略するが、最も外側の側板部１２Ａ，１２Ｂと側壁部材５０Ａ，５０Ｂのベース部５１との鉤部１７Ａ，１７Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ相互も係合している。この最も外側の側板部１２Ａ，１２Ｂにおいても、多穴管状フィン部材４０のフランジ部４２の凸リブ７１と側板部１２Ａ，１２Ｂの溝７２とが係合する。 In the assembled state before friction stir welding, as in the first embodiment, the hook portions 17A, 17B of the adjacent side plate portions 12A, 12B of each panel member 10 are engaged with each other, and the hook portion 45 at the tip of the flange portion 42 is butted against the side plate portions 12A, 12B while engaging with the recess formed by the chamfered portion 29 of the side plate portions 12A, 12B. Although not shown in the figure, the hook portions 17A, 17B, 53A, 53B of the outermost side plate portions 12A, 12B and the base portion 51 of the side wall members 50A, 50B are also engaged with each other. In the outermost side plate portions 12A, 12B, the convex rib 71 of the flange portion 42 of the multi-hole tubular fin member 40 is also engaged with the groove 72 of the side plate portions 12A, 12B.

そして、隣接するパネル部材１０の両側板部１２Ａ，１２Ｂ同士及びその上に重ねられた多穴管状フィン部材４０のフランジ部４２同士の突き合せ部、パネル部材１０と側壁部材５０Ａ，５０Ｂとの突き合せ部をそれぞれ摩擦撹拌接合する。このとき、多穴管状フィン部材４０のフランジ部４２は、突き合せ部の長さ方向に沿う凸リブ８１が側板部１２Ａ，１２Ｂの溝８２に係合しているので、接合ツール７０の回転を伴う移動による外力を受けても、凸リブ８１と溝８２との係合により、フランジ部１２がずれることなく、長さ方向にわたってより均一な接合部Ｇを形成することができる。 Then, the butt joints between the side plate portions 12A, 12B of adjacent panel members 10, the butt joints between the flange portions 42 of the multi-hole tubular fin members 40 stacked on top of them, and the butt joints between the panel members 10 and the side wall members 50A, 50B are friction-stir welded. At this time, the flange portions 42 of the multi-hole tubular fin member 40 have the convex ribs 81 along the length of the butt joints engaged with the grooves 82 of the side plate portions 12A, 12B. Therefore, even if an external force is applied due to the movement of the joining tool 70 with rotation, the engagement between the convex ribs 81 and the grooves 82 prevents the flange portions 12 from shifting, and a more uniform joint G can be formed along the length.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更を加えることが可能である。
実施形態ではバッテリーケースを例示したが、本発明は、これに限らず、各種発熱部品を収容するケースの壁に用いることができる。また、ケースのような箱状の形状に限らず、発熱部品が載置され、あるいは接触して配置される部分の壁に本発明を適用することができる。さらに、発熱部品の放熱だけでなく、多穴管状フィン部材の流路に熱媒を流通させて、適宜の温度に調整する場合にも適用すること可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
Although a battery case has been exemplified in the embodiment, the present invention is not limited to this, and can be used for the walls of cases that house various heat-generating components. The present invention can also be applied to walls of parts on which heat-generating components are placed or placed in contact with each other, not limited to box-shaped cases. Furthermore, the present invention can be applied not only to the dissipation of heat from heat-generating components, but also to the case where a heat medium is circulated through a flow path of a multi-hole tubular fin member to adjust the temperature appropriately.

１ジャケット式パネル構造体
１０パネル部材
１１板状部
１２Ａ，１２Ｂ側板部
１３表面部材
１４裏面部材
１５縦リブ
１６段差
１７Ａ，１７Ｂ鉤部
１８肉盛り部
１９面取り部
４０フィン部材
４１フィン本体部
４２フランジ部
４３仕切り壁
４４流路
４５フック部
５０Ａ，５０Ｂ側壁部材
５１ベース部
５２縦壁部
５３Ａ，５３Ｂ鉤部
５４肉盛り部
５５面取り部
６０隔壁部材
６１底板
６２壁部材
７０接合ツール
８１凸リブ
８２溝 1 Jacket-type panel structure 10 Panel member 11 Plate-shaped portion 12A, 12B Side plate portion 13 Surface member 14 Back surface member 15 Vertical rib 16 Step 17A, 17B Hook portion 18 Padded portion 19 Chamfered portion 40 Fin member 41 Fin main body portion 42 Flange portion 43 Partition wall 44 Flow path 45 Hook portion 50A, 50B Side wall member 51 Base portion 52 Vertical wall portion 53A, 53B Hook portion 54 Padded portion 55 Chamfered portion 60 Partition member 61 Bottom plate 62 Wall member 70 Joining tool 81 Convex rib 82 Groove

Claims

中空の押出し形材からなり、平面状に並べられた複数のパネル部材と、各パネル部材の上に載置状態に重ねられた多穴管状フィン部材と、を有し、
前記多穴管状フィン部材にはフィン本体部の側方に張り出すフランジ部が一体に形成されており、
前記パネル部材の側板部同士が突き合せられ、これら側板部の突き合せ部において、各側板部の下部に形成された鉤部同士が係合し、各側板部の上部同士及び該側板部上で突き合せ状態の前記多穴管状フィン部材の前記フランジ部同士が一体に摩擦撹拌接合されてなる接合部が形成されていることを特徴とするジャケット式パネル構造体。 The panel member is made of a hollow extruded shape material and arranged in a plane. The panel member has a multi-hole tubular fin member placed on each of the panel members.
The multi-hole tubular fin member has a flange portion integrally formed therewith, the flange portion extending laterally from the fin body portion,
A jacket-type panel structure characterized in that the side plate portions of the panel members are butted together, and at the butt joints of these side plate portions, hook portions formed on the lower parts of each side plate portion engage with each other, and a joint is formed by friction stir welding the upper parts of each side plate portion and the flange portions of the multi-hole tubular fin members that are butted together on the side plate portions.

前記多穴管状フィン部材は、前記フィン本体部の上面が前記フランジ部同士の接合部の上面と同じ高さかそれより高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載のジャケット式パネル構造体。 The jacket-type panel structure according to claim 1, characterized in that the upper surface of the fin body of the multi-hole tubular fin member is set to the same height as or higher than the upper surface of the joint between the flange portions.

前記フランジ部の下面及び前記側板部の上面には、相互に係合する凸リブと溝とが前記突き合せ部に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のジャケット式パネル構造体。 The jacket-type panel structure according to claim 1 or 2, characterized in that a convex rib and a groove that engage with each other are formed along the butt joint on the lower surface of the flange portion and the upper surface of the side plate portion.

中空の押出し形材からなり、側板部の下部に鉤部が形成された複数のパネル部材と、各パネル部材の上に載置状態に重ねられ、フィン本体部の側方に張り出すフランジ部が一体に形成されてなる多穴管状フィン部材と、を作製しておき、
前記鉤部相互を係合した状態で前記パネル部材の前記側板部同士を突き合せて前記パネル部材を複数並べるとともに、これらパネル部材の上に前記多穴管状フィン部材を重ねることにより、前記パネル部材の側板部の上部同士の上に前記フランジ部同士を突き合せた状態で重ねた後、前記側板部の上部同士及び前記多穴管状フィン部材のフランジ部同士を一体に摩擦撹拌接合することを特徴とするジャケット式パネル構造体の製造方法。 A plurality of panel members each made of hollow extruded shapes and each having a hook portion formed on the lower portion of a side plate portion, and a multi-hole tubular fin member each stacked on top of each panel member and each having a flange portion integrally formed with a fin body portion and projecting out to the side, are prepared in advance;
A manufacturing method for a jacket-type panel structure, characterized in that a plurality of panel members are arranged by butting the side plate portions of the panel members together with the hook portions engaged with each other, and the multi-hole tubular fin member is then stacked on top of the panel members so that the flange portions are butted against each other on top of the upper portions of the side plate portions of the panel members, and then the upper portions of the side plate portions and the flange portions of the multi-hole tubular fin members are friction stir welded together.