(57)【要約】【課題】熱交換効率の高い伝熱板を提供することを課題とする。【解決手段】本体１０の表面１０ａに形成された第一凹部１１と、この第一凹部１１の底面に形成された第一凹溝１２と、第一凹部１１に配置された第一蓋部材３０と、本体１０の裏面１０ｃに形成された第二凹部２１と、この第二凹部２１の底面に形成された第二凹溝２２と、第二凹部２１に配置された第二蓋部材４０と、を備え、本体１０と第一蓋部材３０及び第二蓋部材４０とが摩擦攪拌接合によって一体成形された伝熱板１であって、伝熱板１の側断面には、第一凹溝１２と第二凹溝２２が交互に並設されていることを特徴とする。【選択図】図７
2010243115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の表面に形成された第一凹部と、この第一凹部の底面に形成された第一凹溝と、前記第一凹部に配置された第一蓋部材と、
前記本体の裏面に形成された第二凹部と、この第二凹部の底面に形成された第二凹溝と、前記第二凹部に配置された第二蓋部材と、を備え、前記本体と前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材とが摩擦攪拌接合によって一体成形された伝熱板であって、
側断面には前記第一凹溝と前記第二凹溝とが交互に並設されていることを特徴とする伝熱板。
【請求項２】
本体の表面に形成された第一凹部と、この第一凹部の底面に形成された枠状の第一凹溝と、前記第一凹部に配置された第一蓋部材と、
前記本体の裏面に形成された第二凹部と、この第二凹部の底面に形成された枠状の第二凹溝と、前記第二凹部に配置された第二蓋部材と、を備え、前記本体と前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材とが摩擦攪拌接合によって一体成形された伝熱板であって、
前記第一凹溝及び前記第二凹溝のいずれか一方が、いずれか他方の内側に形成されていることを特徴とする伝熱板。
【請求項３】
前記本体の側面、前記第一凹溝及び前記第二凹溝に連通する貫通孔が形成されている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。
【請求項４】
前記第一凹溝及び前記第二凹溝は、前記本体の厚みの１／２以上の深さで形成され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。
【請求項５】
前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材の少なくとも一方の裏面には、それぞれ対応する第一凹溝又は第二凹溝の底面側に延設されたフィンが形成されてい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。
【請求項６】
前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の押出形材で成形されている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。
【請求項７】
本体の表面に第一蓋部材が配置される第一凹部を形成する第一凹部形成工程と、
前記本体の表面側に熱輸送流体が流れる第一凹溝を形成する第一凹溝形成工程と、
前記第一凹部に前記第一蓋部材を配置して前記第一凹溝を覆う第一蓋部材配置工程と、
前記第一蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第一蓋部材とを摩擦攪拌接合する表面側接合工程と、
前記本体の裏面に第二蓋部材が配置される第二凹部を形成する第二凹部形成工程と、
前記本体の裏面側に熱輸送流体が流れる第二凹溝を形成する第二凹溝形成工程と、
前記第二凹部に前記第二蓋部材を配置して前記第二凹溝を覆う第二蓋部材配置工程と、
前記第二蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第二蓋部材とを摩擦攪拌接合する裏面側接合工程と、を含み、
前記第二凹溝形成工程では、隣り合う前記第一凹溝の間に前記第二凹溝を形成することを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項８】
本体の表面に第一蓋部材が配置される第一凹部を形成する第一凹部形成工程と、
前記本体の表面側に熱輸送流体が流れる枠状の第一凹溝を形成する第一凹溝形成工程と、
前記第一凹部に前記第一蓋部材を配置して前記第一凹溝を覆う第一蓋部材配置工程と、
前記第一蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第一蓋部材とを摩擦攪拌接合する表面側接合工程と、
前記本体の裏面に第二蓋部材が配置される第二凹部を形成する第二凹部形成工程と、
前記本体の裏面側に熱輸送流体が流れる枠状の第二凹溝を形成する第二凹溝形成工程と、
前記第二凹部に前記第二蓋部材を配置して前記第二凹溝を覆う第二蓋部材配置工程と、
前記第二蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第二蓋部材とを摩擦攪拌接合する裏面側接合工程と、を含み、
前記第二凹溝形成工程では、前記第一凹溝の内側又は外側に前記第二凹溝を形成することを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項９】
前記第一蓋部材配置工程及び前記第二蓋部材配置工程の前に、
前記本体の側面、前記第一凹溝及び前記第二凹溝に連通する貫通孔を形成する貫通孔形成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。
【請求項１０】
前記表面側接合工程及び前記裏面側接合工程では、
前記第一凹溝又は前記第二凹溝に対する前記回転ツールの移動方向が右回りの場合、前記回転ツールの回転方向を右回転とし、
前記第一凹溝又は前記第二凹溝に対する前記回転ツールの移動方向が左回りの場合、前記回転ツールの回転方向を左回転とする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。
【請求項１１】
前記表面側接合工程及び前記裏面側接合工程の前に、
前記本体と前記第一蓋部材との突合部及び前記本体と前記第二蓋部材との突合部に対して前記表面側接合工程及び前記裏面側接合工程で用いる前記回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて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乃至請求項１０のいずれか一項に記載の伝熱板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱板及び伝熱板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材同士を接合する方法として、摩擦攪拌接合（ＦＳＷ＝Friction Stir Welding）が知られている。摩擦攪拌接合とは、回転ツールを回転させつつ金属部材同士の突合部に沿って移動させ、回転ツールと金属部材との摩擦熱により突合部の金属を塑性流動させることで、金属部材同士を固相接合させるものである。
【０００３】
例えば、特許文献１に示す伝熱板は、凹部とこの凹部の底面に形成された凹溝を備えた本体と、前記凹部に配置される蓋部材とからなり、蓋部材と本体との突合部に対して回転ツールを移動させて摩擦攪拌接合によって一体成形されている。かかる伝熱板の凹溝、凹部及び蓋部材は、平面視Ｕ字状を呈し、本体の表面に複数個並設されている。それぞれの凹溝の端部には例えば冷却水等の熱流体が流入・流出するように入口及び出口が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８１８０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の伝熱板においては、本体の厚みを薄くするとともに複数個の凹溝を密に配設すれば伝熱板の熱交換効率を高めることができる。しかし、隣り合う凹溝同士が近すぎると、摩擦攪拌接合を行う際に、回転ツールの押圧力によって他の凹溝の壁面が変形する可能性がある。このため、隣り合う凹溝は、所定の間隔をあけて配設しなければならない。前記した特許文献１に係る発明では、蓋部材を配置するために、凹溝よりも幅広の凹部を形成するため、隣り合う凹溝同士の距離はさらに大きくなってしまう。これにより、本体に対する凹溝の設置個数が制限されるため、伝熱板の熱交換効率が低いという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、熱交換効率の高い伝熱板を提供することを課題とする。また、熱交換効率の高い伝熱板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、本体の表面に形成された第一凹部と、この第一凹部の底面に形成された第一凹溝と、前記第一凹部に配置された第一蓋部材と、前記本体の裏面に形成された第二凹部と、この第二凹部の底面に形成された第二凹溝と、前記第二凹部に配置された第二蓋部材と、を備え、前記本体と前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材とが摩擦攪拌接合によって一体成形された伝熱板であって、側断面には前記第一凹溝と前記第二凹溝とが交互に並設されていることを特徴とする。
また、本発明は、本体の表面に形成された第一凹部と、この第一凹部の底面に形成された枠状の第一凹溝と、前記第一凹部に配置された第一蓋部材と、前記本体の裏面に形成された第二凹部と、この第二凹部の底面に形成された枠状の第二凹溝と、前記第二凹部に配置された第二蓋部材と、を備え、前記本体と前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材とが摩擦攪拌接合によって一体成形された伝熱板であって、前記第一凹溝及び前記第二凹溝のいずれか一方が、いずれか他方の内側に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、本体に凹溝を密に配設することができるとともに、表面側の隣り合う第一凹溝同士、裏面側の隣り合う第二凹溝同士は所定の間隔を確保することができる。これにより、摩擦攪拌接合の際に凹溝が変形することなく伝熱板を製造することができるとともに、伝熱板の熱交換効率を高めることができる。
【０００９】
また、前記本体の側面、前記第一凹溝及び前記第二凹溝に連通する貫通孔が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、伝熱板の外部から貫通孔を介して熱を輸送する熱輸送流体を循環させて熱交換効率をさらに高めることができる。
【００１０】
また、前記第一凹溝及び前記第二凹溝は、前記本体の厚みの１／２以上の深さで形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、凹溝を大きく確保することで凹溝を流れる熱輸送流体の流量を多くすることができるため、熱交換効率をさらに高めることができる。
【００１１】
また、前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材の少なくとも一方の裏面には、それぞれ対応する第一凹溝又は第二凹溝の底面側に延設されたフィンが形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、伝熱板のフィンと凹溝を流れる熱輸送流体との接触面積が大きくなるため、熱交換効率をさらに高めることができる。
【００１２】
また、前記第一蓋部材及び前記第二蓋部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の押出形材で成形されていることが好ましい。かかる構成によれば、伝熱板の軽量化が図れるとともに比較的容易に製造することができる。
【００１３】
また、本発明は、本体の表面に第一蓋部材が配置される第一凹部を形成する第一凹部形成工程と、前記本体の表面側に熱輸送流体が流れる第一凹溝を形成する第一凹溝形成工程と、前記第一凹部に前記第一蓋部材を配置して前記第一凹溝を覆う第一蓋部材配置工程と、前記第一蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第一蓋部材とを摩擦攪拌接合する表面側接合工程と、前記本体の裏面に第二蓋部材が配置される第二凹部を形成する第二凹部形成工程と、前記本体の裏面側に熱輸送流体が流れる第二凹溝を形成する第二凹溝形成工程と、前記第二凹部に前記第二蓋部材を配置して前記第二凹溝を覆う第二蓋部材配置工程と、前記第二蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第二蓋部材とを摩擦攪拌接合する裏面側接合工程と、を含み、前記第二凹溝形成工程では、隣り合う前記第一凹溝の間に前記第二凹溝を形成することを特徴とする。
また、本発明は、本体の表面に第一蓋部材が配置される第一凹部を形成する第一凹部形成工程と、前記本体の表面側に熱輸送流体が流れる枠状の第一凹溝を形成する第一凹溝形成工程と、前記第一凹部に前記第一蓋部材を配置して前記第一凹溝を覆う第一蓋部材配置工程と、前記第一蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第一蓋部材とを摩擦攪拌接合する表面側接合工程と、前記本体の裏面に第二蓋部材が配置される第二凹部を形成する第二凹部形成工程と、前記本体の裏面側に熱輸送流体が流れる枠状の第二凹溝を形成する第二凹溝形成工程と、前記第二凹部に前記第二蓋部材を配置して前記第二凹溝を覆う第二蓋部材配置工程と、前記第二蓋部材の表面側から回転ツールを移動させて前記本体と前記第二蓋部材とを摩擦攪拌接合する裏面側接合工程と、を含み、前記第二凹溝形成工程では、前記第一凹溝の内側又は外側に前記第二凹溝を形成することを特徴とする。
【００１４】
かかる製造方法によれば、本体に凹溝を密に配設することができるとともに、表面側の隣り合う第一凹溝同士、裏面側の隣り合う第二凹溝同士は所定の間隔を確保することができる。これにより、摩擦攪拌接合の際に凹溝が変形することなく伝熱板を製造することができるとともに、伝熱板の熱交換効率を高めることができる。
【００１５】
また、前記第一蓋部材配置工程及び前記第二蓋部材配置工程の前に、前記本体の側面、前記第一凹溝及び前記第二凹溝に連通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程を含むことが好ましい。かかる製造方法によれば、伝熱板の外部から貫通孔を介して熱輸送流体を循環させて熱交換効率をさらに高めることができる。
【００１６】
また、前記表面側接合工程及び前記裏面側接合工程では、前記第一凹溝又は前記第二凹溝に対する前記回転ツールの移動方向が右回りの場合、前記回転ツールの回転方向を右回転とし、前記第一凹溝又は前記第二凹溝に対する前記回転ツールの移動方向が左回りの場合、前記回転ツールの回転方向を左回転とすることが好ましい。
【００１７】
かかる製造方法によれば、回転ツールのシアー側が凹溝から離間した部位に位置する。このため、空洞欠陥が発生したとしても、本体側であって凹溝から離間した部位（シアー側）に発生することとなり、熱輸送流体が外部に漏れにくくなるので、接合部の密閉性能を低下させることがない。
【００１８】
また、前記表面側接合工程及び前記裏面側接合工程の前に、前記本体と前記第一蓋部材との突合部及び前記本体と前記第二蓋部材との突合部に対して前記表面側接合工程及び前記裏面側接合工程で用いる前記回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて仮接合する仮接合工程を含むことが好ましい。
【００１９】
かかる製造方法によれば、本体に第一蓋部材及び第二蓋部材を仮付けした状態で表面側接合工程及び裏面側接合工程を行うことができるため作業性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、熱交換効率の高い伝熱板を提供することができる。また、熱交換効率の高い伝熱板を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態に係る伝熱板を示した分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１のＸ１−Ｘ１断面図、（ｂ）は、図１のＸ２−Ｘ２断面図である。
【図３】（ａ）は、小型回転ツールを示した側面図、（ｂ）は、大型回転ツールを示した側面図である。
【図４】（ａ）は、第一実施形態に係る第一凹部形成工程、第一凹溝形成工程、第二凹部形成工程、第二凹溝形成工程、貫通孔形成工程を示した断面図であり、（ｂ）は、第一蓋部材配置工程を示した断面図である。
【図５】第一実施形態に係る表面側接合工程を示した平面図である。
【図６】（ａ）は、表面側接合工程を示した平面図、（ｂ）は、裏面側接合工程を示した平面図である。
【図７】第一実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
【図８】第二実施形態に係る伝熱板の表面側を示した一部分解平面図である。
【図９】（ａ）は、図８のＸ３−Ｘ３断面図であり、（ｂ）は、図８のＸ４−Ｘ４断面図である。
【図１０】第二実施形態に係る伝熱板の裏面側を示した平面図である。
【図１１】第二実施形態に係る表面側接合工程を段階的に示した平面図である。
【図１２】第二実施形態に係る裏面側接合工程を示した平面図である。
【図１３】第二実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
【図１４】第三実施形態に係る伝熱板の表面側の分解斜視図である。
【図１５】第三実施形態に係る伝熱板の裏面側の分解斜視図である。
【図１６】図１４のＸ５−Ｘ５断面図である。
【図１７】第三実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した図であって、（ａ）は、表面側接合工程、（ｂ）は、裏面側接合工程を示した平面図である。
【図１８】第三実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
【図１９】第四実施形態に係る伝熱板を示した分解斜視図である。
【図２０】図１９のＸ６−Ｘ６断面図である。
【図２１】第四実施形態に係る表面側接合工程を段階的に示した平面図である。
【図２２】第四実施形態に係る表面側接合工程を段階的に示した平面図である。
【図２３】第四実施形態に係る裏面側接合工程を示した平面図である。
【図２４】第四実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
【図２５】第五実施形態に係る伝熱板の表面側を示した図であって、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、第一凹溝を示した断面図である。
【図２６】第五実施形態に係る伝熱板の裏面側を示した図であって、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、第二凹溝を示した断面図である。
【図２７】第五実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した平面図であって、（ａ）は、表面側接合工程、（ｂ）は、裏面側接合工程である。
【図２８】第五実施形態に係る完成後の伝熱板を示した図であって、図２５のＸ７−Ｘ７断面図である。
【図２９】第六実施形態に係る伝熱板の表面側の分解斜視図である。
【図３０】本体に第一蓋部材及び第二蓋部材を配置した状態を示す図２９のＸ８−Ｘ８断面図である。
【図３１】第六実施形態に係る伝熱板の裏面側の分解斜視図である。
【図３２】第六実施形態に係る伝熱板の製造方法を示した平面図であって、（ａ）は、表面側接合工程、（ｂ）は、裏面側接合工程を示す。
【図３３】第六実施形態に係る伝熱板を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る伝熱板及び伝熱板の製造方法について図面を適宜参照して詳細に説明する。まず、本発明に係る伝熱板の製造方法によって形成される伝熱板１について説明する。なお、説明中の上下左右前後は、図１の矢印に従う。
【００２３】
伝熱板１は、図１に示すように、本体１０の表面１０ａに第一蓋部材３０を、裏面１０ｃに第二蓋部材４０を摩擦攪拌接合によって固定して形成される。伝熱板１は、例えば、スパッタリング装置において、ターゲット材を冷却するために使用される。
【００２４】
本体１０は、略直方体の外観を呈し、本実施形態ではアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。本体１０は、表面（上面）１０ａに凹設された４つの第一凹部１１と、第一凹部１１の底面に凹設された４つの第一凹溝１２と、裏面（下面）１０ｃに凹設された４つの第二凹部２１と、第二凹部２１の底面に凹設された４つの第二凹溝２２と、第一凹溝１２及び第二凹溝２２に連通する貫通孔１６とを有する。本体１０の形状は、本実施形態では外観視略直方体としたが、多角柱体、円柱体等であってもよい。
【００２５】
第一凹部１１は、平面視長円状を呈し、本体１０の表面１０ａに凹設されている。第一凹部１１は、第一蓋部材３０が配置される部位である。第一凹部１１は、図２に示すように、底面１１ａと、底面１１ａに立設する側壁１１ｂとを有する。側壁１１ｂの深さは、第一蓋部材３０の厚みと略同等になっている。４つの第一凹部１１は、全て同形状で形成されている。
【００２６】
第一凹溝１２は、平面視長円状を呈し、第一凹部１１の底面１１ａの中央に凹設されている。第一凹溝１２は、熱を外部に輸送する熱輸送流体（本実施形態では冷却水）が流れる部位である。第一凹溝１２は、図２に示すように、底面１２ａと、底面１２ａに立設する壁面１２ｂとを有する。第一凹溝１２の深さは、伝熱板１の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では本体１０の厚みの２／３程度に形成されている。４つの第一凹溝１２は、全て同形状で形成されている。
【００２７】
第一凹部１１及び第一凹溝１２は、第一凹部１１及び第一凹溝１２の長手方向が本体１０の左右方向に対して直交し、所定の間隔をあけて配設されている。本実施形態では、隣り合う第一凹部１１同士の間の距離は、第一凹部１１の幅よりも大きくなっている。第一凹部１１及び第一凹溝１２は、本実施形態では四つ設けているが、設置数を限定するものではない。また、第一凹部１１及び第一凹溝１２は、平面視長円状としたが、他の形状であってもよい。
【００２８】
第二凹部２１は、平面視長円状を呈し、本体１０の裏面１０ｃに凹設されている。第二凹部２１は、第二蓋部材４０が配置される部位である。第二凹部２１は、図２に示すように、底面２１ａと、底面２１ａに立設する側壁２１ｂとを有する。側壁２１ｂの深さは、第二蓋部材４０の厚みと略同等になっている。４つの第二凹部２１は、全て同形状で形成されている。
【００２９】
第二凹溝２２は、平面視長円状を呈し、第二凹部２１の底面２１ａの中央に凹設されている。第二凹溝２２は、熱を外部に輸送する熱輸送流体（本実施形態では冷却水）が流れる部位である。第二凹溝２２は、図２に示すように、底面２２ａと、底面２２ａに立設する壁面２２ｂとを有する。第二凹溝２２の深さは、伝熱板１の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では本体１０の厚みの２／３程度に形成されている。
【００３０】
第二凹部２１及び第二凹溝２２は、第二凹部２１及び第二凹溝２２の長手方向が本体１０の左右方向に対して直交し、所定の間隔をあけて配設されている。本実施形態では、隣り合う第二凹部２１同士の間の距離は、第二凹部２１の幅よりも大きくなっている。第二凹部２１及び第二凹溝２２は、本実施形態では四つ設けているが、設置数を限定するものではない。また、第二凹部２１及び第二凹溝２２は、平面視長円状としたが、他の形状であってもよい。
【００３１】
図２に示すように、第二凹部２１及び第二凹溝２２は、隣り合う第一凹部１１及び第一凹溝１２の間に交互に配設されている。言い換えると、本体１０を平面視した場合において、第一凹溝１２を投影した領域と、第二凹溝２２を投影した領域とが重ならないように形成されている。また、隣り合う第一凹溝１２と第二凹溝２２との距離は、均等の間隔をあけて配設されている。これにより、熱輸送流体をバランスよく流通させることができる。
【００３２】
貫通孔１６は、図１及び図２に示すように、本体１０の外部と第一凹溝１２及び第二凹溝２２に連通し、熱輸送流体を循環させる。貫通孔１６は、本体１０の左側の側面１０ｂと第一凹溝１２を連通するとともに、本体１０の右側の側面１０ｂと第二凹溝２２とを連通する。さらに、貫通孔１６は、隣り合う第一凹溝１２及び第二凹溝２２との前端側又は後端側同士を連通するように形成されている。これにより、本体１０の一方の側面１０ｂから流入した冷却水は、本体１０内をジグザグに流れて他方の側面１０ｂから流出する。
このように、第一凹溝１２及び第二凹溝２２の端部同士を連通させることにより、伝熱板１の全体に冷却水を流すことができ、冷却効率を高めることができる。貫通孔１６の形状、数及び設置位置は、冷却水の種類や流量に応じて適宜変更可能である。貫通孔１６は、公知の穴あけ加工によって形成すればよい。
【００３３】
第一蓋部材３０は、図１及び図２に示すように、本体１０と同等の材料からなる押出形材である。第一蓋部材３０は、裏面３０ａと、側面３０ｂとを備え、第一凹部１１の平面形状と同等に形成されている。第一蓋部材３０は、本実施形態では、第一凹部１１の個数に合わせて４枚設けている。第一蓋部材３０は、第一凹部１１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第一凹溝１２の開口部を封止する。
【００３４】
第二蓋部材４０は、図１及び図２に示すように、本体１０と同等の材料からなる押出形材である。第二蓋部材４０は、裏面４０ａと、側面４０ｂとを備え、第二凹部２１の平面形状と同等に形成されている。第二蓋部材４０は、本実施形態では、第二凹部２１の個数に合わせて４枚設けている。第二蓋部材４０は、第二凹部２１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第二凹溝２２の開口部を封止する。
【００３５】
次に、後記する摩擦攪拌接合に用いる小型の回転ツール（以下、「小型回転ツールＦ」という。）及び小型回転ツールＦよりも大型の回転ツール（以下、「大型回転ツールＧ」という。）について図３を用いて説明する。
【００３６】
図３に示す小型回転ツールＦは、工具鋼など本体１０よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ｆ１と、このショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ｆ２とを備えて構成されている。小型回転ツールＦの寸法・形状は、本体１０の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、大型回転ツールＧ（図３の（ｂ）参照）よりも小型にする。このようにすると、大型回転ツールＧを用いる場合よりも小さな負荷で摩擦攪拌接合を行うことが可能となるので、摩擦攪拌装置に掛かる負荷を低減することが可能となり、さらには、小型回転ツールＦの移動速度（送り速度）を大型回転ツールＧの移動速度よりも高速にすることも可能になるので、摩擦攪拌接合に要する作業時間やコストを低減することが可能となる。
【００３７】
ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１は、塑性流動化した金属を押えて周囲への飛散を防止する役割を担う部位であり、本実施形態では、凹面状に成形されている。ショルダ部Ｆ１の外径Ｘ１の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、大型回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の外径Ｙ１よりも小さくなっている。
【００３８】
攪拌ピンＦ２は、ショルダ部Ｆ１の下端面Ｆ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンＦ２の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼が形成されている。攪拌ピンＦ２の外径の大きさに特に制限はないが、本実施形態では、最大外径（上端径）Ｘ２が大型回転ツールＧの攪拌ピンＧ２の最大外径（上端径）Ｙ２よりも小さく、かつ、最小外径（下端径）Ｘ３が攪拌ピンＧ２の最小外径（下端径）Ｙ３よりも小さくなっている。攪拌ピンＦ２の長さＬＡは、第一蓋部材３０の厚みよりも小さく形成されている。
【００３９】
図３の（ｂ）に示す大型回転ツールＧは、工具鋼など本体１０よりも硬質の金属材料からなり、円柱状を呈するショルダ部Ｇ１と、このショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１に突設された攪拌ピン（プローブ）Ｇ２とを備えて構成されている。ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１は、小型回転ツールＦと同様に、凹面状に成形されている。攪拌ピンＧ２は、ショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１の中央から垂下しており、本実施形態では、先細りの円錐台状に成形されている。また、攪拌ピンＦ２の周面には、螺旋状に刻設された攪拌翼Ｇ３が形成されている。攪拌ピンＧ２の長さＬＢは、第一蓋部材３０の厚みよりも大きく形成されている。
【００４０】
次に、伝熱板の製造方法について説明する。本実施形態に係る伝熱板の製造方法では、（１）第一凹部形成工程、（２）第一凹溝形成工程、（３）第二凹部形成工程、（４）第二凹溝形成工程、（５）貫通孔形成工程、（６）第一蓋部材配置工程、（７）表面側接合工程、（８）第二蓋部材配置工程、（９）裏面側接合工程を実行する。
【００４１】
（１）第一凹部形成工程、（２）第一凹溝形成工程
第一凹部形成工程では、図４の（ａ）に示すように、アルミニウム合金製の平板の表面に、公知のエンドミル等を用いて第一凹部１１を凹設する。第一凹溝形成工程では、第一凹部１１の底面１１ａの中央に第一凹溝１２を凹設する。第一凹部１１及び第一凹溝１２は、所定の間隔をあけて本実施形態では四つ形成する。なお、第一凹溝１２を凹設した後に、第一凹部１１を凹設してもよい。
【００４２】
（３）第二凹部形成工程、（４）第二凹溝形成工程
第二凹部形成工程では、図４の（ａ）に示すように、アルミニウム合金製の平板の裏面に、公知のエンドミル等を用いて第二凹部２１を凹設する。第二凹溝形成工程では、第二凹部２１の底面２１ａの中央に第二凹溝２２を凹設する。第二凹部２１及び第二凹溝２２は、隣り合う第一凹部１１及び第一凹溝１２の間の中央に交互に四つ配設する。これにより、隣り合う第一凹溝１２と第二凹溝２２とは均等の間隔をあけて配設される。
【００４３】
（５）貫通孔形成工程
貫通孔形成工程では、図４の（ａ）に示すように、本体１０の左側の側面１０ｂと第一凹溝１２、本体の右側の側面１０ｂと第二凹溝２２とを連通する貫通孔１６を形成する。また、隣り合う第一凹溝１２と第二凹溝２２とを連通する貫通孔１６を形成する。貫通孔１６を形成する位置は特に限定されないが、本実施形態のように、冷却水が平面視してジグザグに流れるように形成すると冷却効率が高まる。
【００４４】
（６）第一蓋部材配置工程
第一蓋部材配置工程では、図４の（ｂ）に示すように、本体１０の表面１０ａ側に開口する第一凹部１１に第一蓋部材３０を配置する。第一蓋部材３０を配置すると、第一凹部１１の側壁１１ｂと、第一蓋部材３０の側面３０ｂとで突合部３１が形成される。
【００４５】
（７）表面側接合工程
表面側接合工程では、第一凹部１１の側壁１１ｂと、第一蓋部材３０の側面３０ｂとが突き合わされた突合部３１（３１ａ乃至３１ｄ）に対して摩擦攪拌接合を行う。表面側接合工程では、図５に示すように、右回転させた小型回転ツールＦを本体１０の表面１０ａの後端側に設定した開始位置ＳＭ１に挿入した後、突合部３１に沿って移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより、表面側塑性化領域Ｗ１が形成される。図６の（ａ）に示すように、小型回転ツールＦの軸芯と、突合部３１とが重なるように小型回転ツールＦを移動させ、第一蓋部材３０の回りを一周させたら、既存の表面側塑性化領域Ｗ１上に再度ルートを設定し、前端側に設定した終了位置ＥＭ１まで移動させる。このように、摩擦攪拌接合によって形成される表面側塑性化領域Ｗ１の一部を重複させることで、突合部３１に対して確実に摩擦攪拌接合を行うことができる。
【００４６】
表面側接合工程では、小型回転ツールＦの移動方向と同じ方向に小型回転ツールＦが回動するシアー側（被接合部に対する小型回転ツールＦの外周の相対速さが、小型回転ツールＦの外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側）が、本体１０の第一凹溝１２から離間した部位に位置するように、小型回転ツールＦを回転、移動させる。つまり、小型回転ツールＦの回転方向（自転方向）が、移動方向（公転方向）と同じ方向となるようにする。具体的には、本実施形態では、小型回転ツールＦを第一凹溝１２の開口部に沿って右回りに移動させているので、小型回転ツールＦも右回転させる。
【００４７】
なお、小型回転ツールＦを第一凹溝１２に対して左回りに移動させるときは、小型回転ツールＦを左回転させる。かかる方法によれば、小型回転ツールＦのシアー側が本体１０の第一凹溝１２から離間した部位に位置する。第一凹溝１２に近い部位は、小型回転ツールＦのフロー側（被接合部に対する小型回転ツールＦの外周の相対速さが、小型回転ツールＦの外周における接線速度の大きさから移動速度の大きさを減算した値となる側）となる。このため、第一凹溝１２に近い部位は、メタルの流動量が少なくなり、空洞欠陥が発生しにくくなる。そして、摩擦攪拌によって空洞欠陥が発生したとしても、第一凹溝１２から離間した部分に発生することとなり、熱輸送流体が外部に漏れにくくなるので、接合部の密閉性能を低下させることはない。
【００４８】
表面側接合工程では、同様の工程を突合部３１ｂ乃至突合部３１ｄに対して行う。なお、表面側接合工程の開始位置ＳＭ１乃至ＳＭ４及び終了位置ＥＭ１乃至ＥＭ４は、本実施形態では前記したように設定したが、他の位置であっても構わない。また、第一蓋部材３０が比較的大きい部材である場合は、小型回転ツールＦよりもさらに小さい回転ツールを用いて摩擦攪拌接合を行って第一蓋部材３０を本体１０に仮付けした後に、表面側接合工程を行ってもよい。これにより、第一蓋部材３０の地位決め精度を高めることができる。
【００４９】
（８）第二蓋部材配置工程
第二蓋部材配置工程では、具体的な図示はしないが、本体１０の裏面１０ｃ（図１参照）側に開口する第二凹部２１に第二蓋部材４０を配置する。第二蓋部材４０を配置すると、第二凹部２１の側壁２１ｂと、第二蓋部材４０の側面４０ｂとで突合部４１（図６の（ｂ）参照）が形成される。
【００５０】
（９）裏面側接合工程
裏面側接合工程では、図６の（ｂ）に示すように、突合部４１（４１ａ乃至４１ｄ）に対して摩擦攪拌接合を行う。裏面側接合工程では、右回転させた小型回転ツールＦを本体１０の裏面１０ｃの後端側に設定した開始位置ＳＭ５に挿入した後、突合部４１ａに沿って移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより、裏面側塑性化領域Ｗ２が形成される。小型回転ツールＦの軸芯と、突合部４１とが重なるように小型回転ツールＦを移動させ、第二蓋部材４０の回りを一周させたら、既存の裏面側塑性化領域Ｗ２上に再度ルートを設定し、前端側に設定された終了位置ＥＭ５まで移動させる。
【００５１】
裏面側接合工程では、同様の工程を突合部４１ｂ乃至突合部４１ｄに対しても行う。なお、裏面側接合工程の開始位置ＳＭ５乃至ＳＭ８及び終了位置ＥＭ５乃至ＥＭ８は、本実施形態では前記したように設定したが他の位置であっても構わない。
【００５２】
表面側接合工程及び裏面側接合工程が終了すると、図７に示すように、本体１０の表面側には、第一凹溝１２と第一蓋部材３０とからなる４つの第一流体流路３２が形成される。また、本体１０の裏面側には、第二凹溝２２と第二蓋部材４０とからなる４つの第二流体流路４２が形成される。表面側塑性化領域Ｗ１及び裏面側塑性化領域Ｗ２の深さは、本実施形態では、第一蓋部材３０及び第二蓋部材４０の厚みと略同等となるように設定したが、これに限定されずに適宜設定すればよい。また、大型回転ツールＧを用いて、第一凹部１１の底面１１ａと第一蓋部材３０の裏面３０ａとの重ね合わせ部（第二凹部２１の底面２１ａと第二蓋部材４０の裏面４０ａとの重ね合わせ部）に対して摩擦攪拌接合を行ってもよい。
【００５３】
以上説明した伝熱板１によれば、表面側に第一凹溝１２を、裏面側に第二凹溝２２を設けるとともに、第一凹溝１２と第二凹溝２２とを交互に形成することで、大きい断面積を備えた第一流体流路３２及び第二流体流路４２を密に配設することができる。また、表面側の隣り合う第一流体流路３２同士、裏面側の隣り合う第二流体流路４２同士は、比較的大きい間隔を確保することができる。これにより、摩擦攪拌接合の際の回転ツールの押圧力によって第一凹溝１２及び第二凹溝２２が変形することなく製造することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、第一凹溝１２及び第二凹溝２２の深さを本体１０の厚みの半分よりも大きく設定しつつ、第一凹溝１２及び第二凹溝２２を本体１０の表裏で交互に配設している。これにより、本体１０の厚みが薄い場合であっても、第一流体流路３２及び第二流体流路４２の断面積を大きく確保することで冷却水の流量を多くすることができ、伝熱板１の熱交換効率を高めることができる。
【００５５】
また、仮に表面側のみに摩擦攪拌接合を行うと、塑性化領域の熱収縮によって伝熱板１が歪み表面側が凹状に変形する可能性がある。しかし、本実施形態のように、裏面側にも摩擦攪拌接合を行うことで、伝熱板１の歪みを矯正し伝熱板１の平坦性を高めることができる。
【００５６】
また、本体１０の側面１０ｂ，１０ｂ、隣り合う第一凹溝１２及び第二凹溝２２に連通する貫通孔１６を備えており、冷却水が伝熱板１を平面視してジグザグに流れるように形成されているため、伝熱板１の全体に冷却水を流通させることができ、冷却効率を高めることができる。また、本実施形態では、第一蓋部材３０及び第二蓋部材４０をアルミニウム合金の押出形材で形成しているため、成形作業が容易になるとともに、伝熱板１の軽量化を図ることができる。
【００５７】
[第二実施形態]
本発明の第二実施形態について説明する。図８に示すように、第二実施形態に係る伝熱板１０１は、第一凹溝６２及び第二凹溝７２の平面形状が、平面視Ｌ字状を呈する点で第一実施形態と相違する。第二実施形態では、第一実施形態と共通する部分においては詳細な説明は省略する。
【００５８】
本体５０は、図８及び図９に示すように、表面（上面）５０ａに凹設された４つの第一凹部６１と、第一凹部６１の底面に凹設された４つの第一凹溝６２と、裏面（下面）５０ｃに凹設された４つの第二凹部７１と、第二凹部７１の底面に凹設された４つの第二凹溝７２と、第一凹溝６２及び第二凹溝７２に連通する貫通孔１６とを有する。
【００５９】
第一凹部６１は、図８及び図９に示すように、平面視逆Ｌ字状を呈し、本体５０の表面５０ａに凹設されている。第一凹部６１は、第一蓋部材８０が配置される部位である。第一凹部６１は、図９に示すように、底面６１ａと、底面６１ａに立設する側壁６１ｂとを有する。側壁６１ｂの深さは、第一蓋部材８０の厚みと略同等になっている。
【００６０】
第一凹溝６２は、平面視逆Ｌ字状を呈し、第一凹部６１の底面６１ａに凹設されている。第一凹溝６２は、冷却水が流れる部位である。第一凹溝６２は、図９の（ａ）に示すように、底面６２ａと、底面６２ａに立設する壁面６２ｂとを有する。第一凹溝６２の深さは、伝熱板１０１の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では本体５０の厚みの２／３程度に形成されている。
【００６１】
第一凹部６１及び第一凹溝６２は、第一凹部６１及び第一凹溝６２の長手部分が本体１０の左右方向に対して直交し、所定の間隔をあけて配設されている。第一凹部６１及び第一凹溝６２は、本実施形態では４つ設けているが、設置数を限定するものではない。
【００６２】
第二凹部７１は、図９の（ａ）及び図１０に示すように、平面視逆Ｌ字状を呈し、本体５０の裏面５０ｃに凹設されている。第二凹部７１は、第二蓋部材９０が配置される部位である。第二凹部７１は、図９の（ａ）に示すように、底面７１ａと、底面７１ａに立設する側壁７１ｂとを有する。側壁７１ｂの深さは、第二蓋部材９０の厚みと略同等になっている。
【００６３】
第二凹溝７２は、平面視逆Ｌ字状を呈し、第二凹部７１の底面７１ａに凹設されている。第二凹溝７２は、熱を外部に輸送する冷却水が流れる部位である。第二凹溝７２は、図９の（ａ）に示すように、底面７２ａと、底面７２ａに立設する壁面７２ｂとを有する。第二凹溝７２の深さは、伝熱板１０１の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では、本体５０の厚みの２／３程度に形成されている。
【００６４】
第二凹部７１及び第二凹溝７２は、第二凹部７１及び第二凹溝７２の長手部分が本体１０の左右方向に対して直交し、所定の間隔をあけて配設されている。四つの第二凹部７１及び第二凹溝７２は、全て同形状で形成されている。図１０に示すように、本実施形態では、第二凹溝７２の長手部分の端部７３は、第一凹溝６２の短手部分の端部６３に対向するように配設されている。また、第二凹溝７２の短手部分の端部７４は、第一凹溝６２の長手部分の端部６４に対向するように配設されている。
【００６５】
図９の（ａ）に示すように、第二凹溝７２は、隣り合う第一凹溝６２の間に交互に配設されている。言い換えると、図１０に示すように、本体５０を平面視した場合において、第一凹溝６２を投影した領域と、第二凹溝７２を投影した領域とが重ならないように形成されている。また、隣り合う第一凹溝６２と第二凹溝７２との距離は、均等の間隔をあけて配設されている。これにより、熱輸送流体をバランスよく流通させることができる。
【００６６】
貫通孔１６は、図１０に示すように、本体５０の外部と第一凹溝６２及び第二凹溝７２に連通し、冷却水を循環させる。貫通孔１６は、本体５０の左側の側面５０ｂと第一凹溝６２を連通するとともに、本体５０の右側の側面５０ｂと第二凹溝７２とを連通する。また、貫通孔１６は、第一凹溝６２の短手部分の端部６３と、第二凹溝７２の長手部分の端部７３とを連通するとともに、第二凹溝７２の短手部分の端部７４と、第一凹溝６２の長手部分の端部６４とを連通する。これにより、本体５０の一方の側面５０ｂから流入した冷却水は、本体５０内をジグザグに流れて他方の側面５０ｂから流出する。貫通孔１６の形状、数及び設置位置は、冷却水の種類や流量に応じて適宜変更可能である。貫通孔１６は、公知の穴あけ加工によって形成すればよい。
【００６７】
第一蓋部材８０は、図８及び図９に示すように、本体５０と同等の材料からなる板状部材である。第一蓋部材８０は、裏面８０ａと、側面８０ｂとを備えている。第一蓋部材８０の平面形状は、本体５０の第一凹部６１の平面形状と同等に形成されている。第一蓋部材８０は、第一凹部６１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第一凹溝６２の開口部を封止する。
【００６８】
第二蓋部材９０は、図９及び図１０に示すように、本体５０と同等の材料からなる板状部材である。第二蓋部材９０は、裏面９０ａと、側面９０ｂとを備えている。第二蓋部材９０の平面形状は、本体５０の第二凹部７１の平面形状と同等に形成されている。第二蓋部材９０は、第二凹部７１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第二凹溝７２の開口部を封止する。
【００６９】
次に、本実施形態に係る伝熱板の製造方法について説明する。本実施形態に係る伝熱板の製造方法では、（１）第一凹部形成工程、（２）第一凹溝形成工程、（３）第二凹部形成工程、（４）第二凹溝形成工程、（５）貫通孔形成工程、（６）第一蓋部材配置工程、（７）表面側接合工程、（８）第二蓋部材配置工程、（９）裏面側接合工程を実行する。
なお、（１）第一凹部形成工程〜（４）第二凹溝形成工程は、第一実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００７０】
（５）貫通孔形成工程
貫通孔形成工程では、本体５０の左側の側面５０ｂと第一凹溝６２、本体の右側の側面５０ｂと第二凹溝７２とを連通する貫通孔１６を形成する。また、隣り合う第一凹溝６２と第二凹溝７２とを連通する貫通孔１６を形成する。貫通孔１６を形成する位置は特に限定されないが、本実施形態のように、冷却水が平面視してジグザグに流れるように形成すると冷却効率が高まる。
【００７１】
（６）第一蓋部材配置工程
第一蓋部材配置工程では、図１１の（ａ）に示すように、本体５０の表面５０ａに開口する第一凹部６１に第一蓋部材８０を配置する。第一蓋部材８０を配置すると、第一凹部６１の側壁と第一蓋部材８０の側面とで突合部８１が形成される。
【００７２】
（７）表面側接合工程
表面側接合工程では、第一凹部６１の側壁と、第一蓋部材８０の側面とが突き合わされた突合部８１（８１ａ乃至８１ｄ）に対して摩擦攪拌接合を行う。表面側接合工程では、図１１の（ａ）に示すように、右回転させた小型回転ツールＦを本体１０の表面１０ａの後端側に設定した開始位置ＳＭ１１に挿入した後、突合部８１（８１ａ）に沿って移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより、表面側塑性化領域Ｗ１が形成される。小型回転ツールＦの軸芯と、突合部８１とが重なるように小型回転ツールＦを移動させ、第一蓋部材８０の回りを一周させたら、図１１の（ｂ）に示すように、既存の表面側塑性化領域Ｗ１上に再度ルートを設定し、前端側に設定した終了位置ＥＭ１１まで移動させる。このように、摩擦攪拌接合によって形成される表面側塑性化領域Ｗ１の一部を重複させることで、突合部８１に対して確実に摩擦攪拌接合を行うことができる。
【００７３】
表面側接合工程では、同様の工程を突合部８１ｂ乃至突合部８１ｄに対して行う。なお、表面側接合工程の開始位置ＳＭ１１乃至ＳＭ１４及び終了位置ＥＭ１１乃至ＥＭ１４は、本実施形態では前記したように設定したが、他の位置であっても構わない。また、第一蓋部材８０が比較的大きい部材である場合は、小型回転ツールＦよりもさらに小さい回転ツールを用いて摩擦攪拌接合を行って第一蓋部材８０を本体５０に仮付けした後に、表面側接合工程を行ってもよい。これにより、第一蓋部材８０の地位決め精度を高めることができる。
【００７４】
（８）第二蓋部材配置工程
第二蓋部材配置工程では、具体的な図示はしないが、本体５０の裏面５０ｃ側に開口する第二凹部７１に第二蓋部材９０を配置する。第二蓋部材９０を配置すると、第二凹部７１の側壁７１ｂと、第二蓋部材９０の側面９０ｂ（図９の（ａ）参照）とで突合部９１（９１ａ乃至９１ｄ）が形成される。
【００７５】
（９）裏面側接合工程
裏面側接合工程では、図１２に示すように、突合部９１（９１ａ乃至９１ｄ）に対して摩擦攪拌接合を行う。裏面側接合工程では、右回転させた小型回転ツールＦを本体５０の裏面５０ｃの後端側に設定した開始位置ＳＭ１５に挿入した後、突合部９１ａに沿って移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより、裏面側塑性化領域Ｗ２が形成される。小型回転ツールＦの軸芯と、突合部９１とが重なるように小型回転ツールＦを移動させ、第二蓋部材９０の回りを一周させたら、既存の裏面側塑性化領域Ｗ２上に再度ルートを設定し、前端側に設定された終了位置ＥＭ１５まで移動させる。
【００７６】
裏面側接合工程では、同様の工程を突合部９１ｂ乃至突合部９１ｄに対して行う。なお、裏面側接合工程の開始位置ＳＭ１５乃至ＳＭ１８及び終了位置ＥＭ１５乃至ＥＭ１８は、本実施形態では前記したように設定したが他の位置であっても構わない。
【００７７】
表面側接合工程及び裏面側接合工程が終了すると、図１３に示すように、本体５０の表面側には、第一凹溝６２と第一蓋部材８０とからなる第一流体流路８２が形成される。また、本体５０の裏面側には、第二凹溝７２と第二蓋部材９０とからなる第二流体流路９２が形成される。表面側塑性化領域Ｗ１及び裏面側塑性化領域Ｗ２の深さは、本実施形態では、第一蓋部材８０と第二蓋部材９０の厚みと略同等となるように設定したが、これに限定されずに適宜設定すればよい。
【００７８】
以上説明した伝熱板１０１によれば、本体５０に第一流体流路８２及び第二流体流路９２を密に配設することができるとともに、表面側の隣り合う第一流体流路８２同士、裏面側の隣り合う第二流体流路９２同士は、比較的大きい間隔を確保することができる。これにより、摩擦攪拌接合の際の回転ツールの押圧力によって第一凹溝６２及び第二凹溝７２が変形することなく製造することができるとともに、伝熱板１０１の熱交換効率を高めることができる。また、本実施形態のように、凹部及び凹溝を平面視Ｌ字状を呈するように形成してもよい。
【００７９】
[第三実施形態]
本発明の第三実施形態について説明する。図１４に示すように、第三実施形態に係る伝熱板１０２は、第一凹溝１１２の平面形状が略Ｗ字状を呈し、第二凹溝１２２の平面形状が略Ｕ字状を呈する点で第一実施形態と相違する。第三実施形態では、第一実施形態と共通する部分においては詳細な説明は省略する。
【００８０】
本体１１０は、図１４及び図１５に示すように、表面（上面）１１０ａに凹設された第一凹部１１１と、第一凹部１１１の底面に凹設された第一凹溝１１２と、裏面（下面）１１０ｃに凹設された第二凹部１２１と、第二凹部１２１の底面に凹設された第二凹溝１２２と、第一凹溝１１２及び第二凹溝１２２に連通する貫通孔１６とを有する。
【００８１】
第一凹部１１１は、図１４に示すように、平面視略Ｗ字状を呈し、本体１１０の表面１１０ａに凹設されている。第一凹部１１１は、第一蓋部材１３０が配置される部位である。第一凹部１１１は、図１６に示すように、底面１１１ａと、底面１１１ａに立設する側壁１１１ｂとを有する。側壁１１１ｂの深さは、第一蓋部材１３０の厚みと略同等になっている。
【００８２】
第一凹溝１１２は、図１４に示すように、平面視略Ｗ字状を呈し、第一凹部１１１の底面１１１ａの中央に凹設されている。第一凹溝１１２は、冷却水が流れる部位である。第一凹溝１１２は、図１６に示すように、底面１１２ａと、底面１１２ａに立設する壁面１１２ｂとを有する。第一凹溝１１２の深さは、伝熱板１０２の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では本体１１０の厚みの２／３程度に形成されている。なお、図１４に示すように、第一凹溝１１２のうち、本体１１０の左右方向に延設された部分を基部１１２Ａとし、基部１１２Ａから前側に延設された部分をそれぞれ肢部１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄとする。
【００８３】
第二凹部１２１は、図１５に示すように、平面視略Ｕ字状を呈し、本体１１０の裏面１１０ｃに凹設されている。第二凹部１２１は、第二蓋部材１４０が配置される部位である。第二凹部１２１は、図１６に示すように、底面１２１ａと、底面１２１ａに立設する側壁１２１ｂとを有する。側壁１２１ｂの深さは、第二蓋部材１４０の厚みと略同等になっている。
【００８４】
第二凹溝１２２は、図１５に示すように、平面視Ｕ字状を呈し、第二凹部１２１の底面１２１ａの中央に凹設されている。第二凹溝１２２は、熱を外部に輸送する冷却水が流れる部位である。第二凹溝１２２は、図１６に示すように、底面１２２ａと、底面１２２ａに立設する壁面１２２ｂとを有する。第二凹溝１２２の深さは、伝熱板１０２の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では本体１１０の厚みの２／３程度に形成されている。なお、第二凹溝１２２のうち、本体１１０の左右方向に延設された部分を基部１２２Ａとし、基部１２２Ａから後側に延設された部分をそれぞれ肢部１２２Ｂ，１２２Ｃとする。
【００８５】
図１６に示すように、第二凹溝１２２の肢部１２２Ｂ，１２２Ｃは、第一凹溝１１２の肢部１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄの間に交互に配設されている。言い換えると、図１７を参照するように、本体１１０を平面視した場合において、第一凹溝１１２を投影した領域と、第二凹溝１２２を投影した領域とが重ならないように形成されている。
【００８６】
貫通孔１６は、図１４に示すように、本体１１０の外部と第一凹溝１１２及び第二凹溝１２２に連通し、冷却水を循環させる。つまり、貫通孔１６は、本体１１０の側面１１０ｂと第一凹溝１１２とを連通するとともに、第一凹溝１１２及び第二凹溝１２２同士に連通する。貫通孔１６の形状、数及び設置位置は、冷却水の種類や流量に応じて適宜変更可能である。
【００８７】
第一蓋部材１３０は、図１４に示すように、本体１１０と同等の材料からなる板状部材である。第一蓋部材１３０の平面形状は、本体１１０の第一凹部１１１の平面形状と同等に形成されている。第一蓋部材１３０は、裏面１３０ａと、側面１３０ｂとを備えている。第一蓋部材１３０は、第一凹部１１１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第一凹溝１１２の開口部を封止する。
【００８８】
第二蓋部材１４０は、図１５に示すように、本体１１０と同等の材料からなる板状部材である。第二蓋部材１４０の平面形状は、本体１１０の第二凹部１２１の平面形状と同等に形成されている。第二蓋部材１４０は、裏面１４０ａと、側面１４０ｂとを備えている。第二蓋部材１４０は、第二凹部１２１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第二凹溝１２２の開口部を封止する。
【００８９】
次に、本実施形態に係る伝熱板の製造方法について説明する。本実施形態に係る伝熱板の製造方法では、（１）第一凹部形成工程、（２）第一凹溝形成工程、（３）第二凹部形成工程、（４）第二凹溝形成工程、（５）貫通孔形成工程、（６）第一蓋部材配置工程、（７）表面側接合工程、（８）第二蓋部材配置工程、（９）裏面側接合工程を実行する。
なお、（１）第一凹部形成工程〜（６）第一蓋部材配置工程及び（８）第二蓋部材配置工程は、各部材の形状を除いては第一実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００９０】
（７）表面側接合工程
表面側接合工程では、第一凹部１１１の側壁１１１ｂと、第一蓋部材１３０の側面１３０ｂとが突き合わされた突合部１３１に対して摩擦攪拌接合を行う。表面側接合工程では、図１７の（ａ）に示すように、左回転させた小型回転ツールＦを本体１１０の表面１１０ａに設定した開始位置ＳＭ３１に挿入した後、突合部１３１に沿って左回りに移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより、表面側塑性化領域Ｗ１が形成される。第一蓋部材１３０の回りを一周させたら、既存の表面側塑性化領域Ｗ１と重複させた後、終了位置ＥＭ３１で小型回転ツールＦを離脱させる。
【００９１】
（９）裏面側接合工程
裏面側接合工程では、第二凹部１２１の側壁１２１ｂと、第二蓋部材１４０の側面１４０ｂとが突き合わされた突合部１４１に対して摩擦攪拌接合を行う。裏面側接合工程では、図１７の（ｂ）に示すように、左回転させた小型回転ツールＦを本体１１０の裏面１１０ｃに設定した開始位置ＳＭ４１に挿入した後、突合部１４１に沿って左回りに移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより裏面側塑性化領域Ｗ２が形成される。第二蓋部材１４０の回りを一周させたら、既存の裏面側塑性化領域Ｗ２と重複させた後、終了位置ＥＭ４１で小型回転ツールＦを離脱させる。
【００９２】
表面側接合工程及び裏面側接合工程が終了すると、図１８に示すように、本体１１０の表面側には、第一凹溝１１２と第一蓋部材１３０とからなる第一流体流路１３２が形成される。また、本体１１０の裏面側には、第二凹溝１２２と第二蓋部材１４０とからなる第二流体流路１４２が形成される。本実施形態では、第一凹溝１１２の肢部１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄの間に、第二凹溝１２２の肢部１２２Ｂ，１２２Ｃを入り込ませるように配設したため、伝熱板１０２の断面には、第一流体流路１３２と第二流体流路１４２とが交互に配設される。
【００９３】
以上説明した伝熱板１０２によれば、本体１１０に第一流体流路１３２及び第二流体流路１４２を密に配設することができるため、伝熱板１０２の熱交換効率を高めることができる。また、第一凹溝１１２の肢部１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄは所定の間隔をあけて設けられているため、摩擦攪拌接合を行う際の回転ツールの押圧力によって第一凹溝１１２が変形することなく製造することができる。同様に、第二凹溝１２２の肢部１２２Ｂ，１２２Ｃは所定の間隔をあけて設けられているため、摩擦攪拌接合を行う際の回転ツールの押圧力によって第二凹溝１２２が変形することなく製造することができる。
【００９４】
また、第一実施形態及び第二実施形態では、第一凹溝及び第二凹溝ごとに蓋部材を配設するため部品点数が増加するが、本実施形態では、表面又は裏面で各一の蓋部材で足りるため製造作業を容易に行うことができる。
【００９５】
[第四実施形態]
本発明の第四実施形態について説明する。図１９に示すように、第四実施形態に係る伝熱板１０３は、一の第一凹部１６１の内部に複数の第一凹溝１６２が形成されており、複数の第一凹溝１６２を一枚の蓋部材１８０で封止している点で第一実施形態と相違する。第四実施形態では、第一実施形態と共通する部分においては詳細な説明は省略する。
【００９６】
本体１５０は、図１９に示すように、表面１５０ａに凹設された一の第一凹部１６１と、第一凹部１６１の底面に凹設された４つの第一凹溝１６２と、裏面１５０ｃに凹設された一の第二凹部１７１と、第二凹部１７１の底面に形成された４つの第二凹溝１７２と、第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２に連通する貫通孔１６とを有する。
【００９７】
第一凹部１６１は、平面視長方形を呈し、本体１５０の表面１５０ａの中央に凹設されている。第一凹部１６１は、第一蓋部材１８０が配置される部位である。第一凹部１６１は、底面１６１ａと、底面１６１ａに立設する４つの側壁１６１ｂとを有する。側壁１６１ｂの深さは、第一蓋部材１８０の厚みと略同等になっている。
【００９８】
第一凹溝１６２は、平面視長円状を呈し、第一凹部１６１の底面１６１ａに凹設されている。第一凹溝１６２は、冷却水が流れる部位である。第一凹溝１６２は、図２０に示すように、底面１６２ａと、底面１６２ａに立設する壁面１６２ｂとを有する。第一凹溝１６２の深さは、伝熱板１０３の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では本体１５０の厚みの２／３程度に形成されている。
【００９９】
第二凹部１７１は、平面視長方形を呈し、本体１５０の裏面１５０ｃの中央に凹設されている。第二凹部１７１は、第二蓋部材１９０が配置される部位である。第二凹部１７１は、底面１７１ａと、底面１７１ａに立設する４つの側壁１７１ｂとを有する。側壁１７１ｂの深さは、第二蓋部材１９０の厚みと略同等になっている。
【０１００】
第二凹溝１７２は、平面視長円状を呈し、第一凹部１７１の底面１７１ａに凹設されている。第二凹溝１７２は、冷却水が流れる部位である。第二凹溝１７２は、底面１７２ａと、底面１７２ａに立設する壁面１７２ｂとを有する。第二凹溝１７２の深さは、伝熱板１０３の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では、本体１５０の厚みの２／３程度に形成されている。
【０１０１】
第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２は、第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２の長手方向が本体１５０の左右方向に対して直交し、所定の間隔をあけて配設されている。図２０に示すように、第二凹溝１７２は、隣り合う第一凹溝１６２間の中央に配設されている。つまり、隣り合う第一凹溝１６２と第二凹溝１７２との距離は均等の間隔をあけて配設されている。
【０１０２】
貫通孔１６は、第一実施形態と同様に、本体１５０の側面１５０ｂ、第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２に連通し、平面視してジグザグに冷却水が流れるように形成されている。
【０１０３】
第一蓋部材１８０は、図１９に示すように、本体１５０と同等の材料からなる板状部材である。第一蓋部材１８０は、裏面１８０ａと、側面１８０ｂとを備え、第一凹部１６１の平面形状と同等形状に形成されている。また、図２０に示すように、第一蓋部材１８０の裏面１８０ａには、第一凹溝１６２に対応する位置に複数のフィン１８０ｃが形成されている。フィン１８０ｃを備えることで、冷却水との接触面積が増加するため冷却効率を高めることができる。第一蓋部材１８０を第一凹部１６１に配置すると、第一蓋部材１８０の側面１８０ｂと、第一凹部１６１の側壁１６１ｂとが突き合わされて突合部１８１が形成される。また、図２０に示すように、第一蓋部材１８０の裏面１８０ａと、第一凹部１６１の底面１６１ａとが重ね合わされる部分を重ね合わせ部１５１とする。第一蓋部材１８０は、第一凹部１６１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第一凹溝１６２の開口部を封止する。
【０１０４】
第二蓋部材１９０は、図２０に示すように、本体１５０と同等の材料からなる板状部材である。第二蓋部材１９０は、裏面１９０ａと、側面１９０ｂとを備え、第一凹部１７１の平面形状と同等に形成されている。また、第二蓋部材１９０の裏面１９０ａには、第二凹溝１７２に対応する位置に複数のフィン１９０ｃが形成されている。第二蓋部材１９０を第二凹部１７１に配置すると、第二蓋部材１９０の側面１９０ｂと、第二凹部１７１の側壁１７１ｂとが突き合わされて突合部１９１が形成される。また、第二蓋部材１９０の裏面１９０ａと、第一凹部１７１の底面１７１ａとが重ね合わされる部分を重ね合わせ部１５２とする。第二蓋部材１９０は、第一凹部１７１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第二凹溝１７２の開口部を封止する。
【０１０５】
次に、伝熱板の製造方法について説明する。本実施形態に係る伝熱板の製造方法では、（１）第一凹部形成工程、（２）第一凹溝形成工程、（３）第二凹部形成工程、（４）第二凹溝形成工程、（５）貫通孔形成工程、（６）第一蓋部材配置工程、（７）表面側接合工程、（８）第二蓋部材配置工程、（９）裏面側接合工程を実行する。（１）第一凹部形成工程〜（６）第一蓋部材配置工程、（８）第二蓋部材配置工程は、各部材の形状を除いては第一実施形態と略同等であるため詳細な説明を省略する。
【０１０６】
（７）表面側接合工程
表面側接合工程は、第一蓋部材１８０を本体１５０に固定する蓋部材固定工程と、重ね合わせ部１５１に対して摩擦攪拌接合を行う第一凹溝密封工程とを含む。
【０１０７】
蓋部材固定工程では、図２１の(ａ)に示すように、突合部１８１に沿って小型回転ツールＦを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、本体１５０の表面１５０ａに設定された開始位置ＳＭ５１に右回転させた小型回転ツールＦを挿入した後、小型回転ツールＦの軸芯と突合部１８１とを重ね合わせた状態で移動させる。小型回転ツールＦの移動軌跡には表面側塑性化領域Ｗ１１が形成される。突合部１８１に沿って一周したら、図２１の（ｂ）に示すように、既存の表面側塑性化領域Ｗ１１と重複させて、表面１５０ａに設定された終了位置ＥＭ５１で小型回転ツールＦを離脱させる。
【０１０８】
第一凹溝密封工程では、図２２の（ａ）に示すように、第一凹溝１６２の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、本体１５０の表面１５０ａに設定した開始位置ＳＭ６１に右回転させた大型回転ツールＧを挿入し、第一蓋部材１８０側に移動させる。表面側塑性化領域Ｗ１１を横断したら、第一凹溝１６２の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて重ね合わせ部１５１に対して摩擦攪拌接合を行う。
【０１０９】
大型回転ツールＧによって、表面側塑性化領域Ｗ１２が形成され、第一凹部１６１の底面１６１ａと第一蓋部材１８０の裏面１８０ａ（図２０参照）とが接合される。第一凹溝１６２回りを一周させたら、既存の表面側塑性化領域Ｗ１２上に再度ルートを設定して、表面１５０ａに設定した終了位置ＥＭ６１で大型回転ツールＧを離脱させる。同様の工程を他の第一凹溝１６２に対しても行う。つまり、図２２の（ｂ）に示すように、第一凹溝１６２の付近に設定された開始位置ＳＭ６２乃至ＳＭ６４から、終了位置ＥＭ６２乃至ＥＭ６４まで大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌接合を行う。
【０１１０】
（９）裏面側接合工程
裏面側接合工程は、第二蓋部材１９０を本体１５０に固定する蓋部材固定工程と、重ね合わせ部１５２に対して摩擦攪拌接合を行う第二凹溝密封工程とを含む。
【０１１１】
蓋部材固定工程では、図２３に示すように、突合部１９１に沿って小型回転ツールＦを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、本体１５０の裏面１５０ｃに設定された開始位置ＳＭ７１に右回転させた小型回転ツールＦを挿入した後、小型回転ツールＦの軸芯と突合部１９１とを重ね合わせた状態で移動させる。小型回転ツールＦの移動軌跡には裏面側塑性化領域Ｗ２１が形成される。突合部１９１に沿って一周したら、既存の表面側塑性化領域Ｗ１１と重複させて、裏面１５０ｃに設定された終了位置ＥＭ７１で小型回転ツールＦを離脱させる。
【０１１２】
第二凹溝密封工程では、図２３に示すように、第二凹溝１７２の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、本体１５０の裏面１５０ｃに設定した開始位置ＳＭ８１に右回転させた大型回転ツールＧを挿入し、第二蓋部材１９０側に移動させる。裏面側塑性化領域Ｗ２１を横断したら、第二凹溝１７２の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて重ね合わせ部１５２に対して摩擦攪拌接合を行う。
【０１１３】
大型回転ツールＧによって、裏面側塑性化領域Ｗ２２が形成され、第二凹部１７１の底面１７１ａと第二蓋部材１９０の裏面１９０ａ（図２０参照）とが接合される。第二凹溝１７２の回りを一周させたら、既存の裏面側塑性化領域Ｗ２２上に再度ルートを設定して、裏面１５０ｃに設定した終了位置ＥＭ８１で大型回転ツールＧを離脱させる。同様の工程を他の第二凹溝１７２に対しても行う。つまり、図２３に示すように、第二凹溝１７２付近に設定された開始位置ＳＭ８２乃至ＳＭ８４から、終了位置ＥＭ８２乃至ＥＭ８４まで大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌接合を行う。
【０１１４】
表面側接合工程及び裏面側接合工程が終了すると、図２４に示すように、本体１５０の表面側には、第一凹溝１６２と第一蓋部材１８０とからなる第一流体流路１８２が形成される。また、本体１５０の裏面側には、第二凹溝１７２と第二蓋部材１９０とからなる第二流体流路１９２が形成される。なお、表面側接合工程及び裏面側接合工程では、大型回転ツールＧを本体１５０に挿入する位置に予め下穴（図３の（ｂ）の符号Ｐ１参照）を形成してもよい。これにより、大型回転ツールＧを押圧する際の挿入抵抗を低減することができる。
【０１１５】
以上説明した伝熱板１０３によれば、本体１５０に第一流体流路１８２及び第二流体流路１９２を密に配設することができるため、伝熱板１０３の熱交換効率を高めることができる。また、表面側の隣り合う第一流体流路１８２同士、裏面側の隣り合う第二流体流路１９２同士は、比較的大きい間隔を確保することができる。これにより、摩擦攪拌接合の際の回転ツールの押圧力によって第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２が変形することなく製造することができる。
【０１１６】
また、本実施形態では、各蓋部材と本体１５０との突合部１８１，１９１の摩擦攪拌接合に加えて、第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２の周囲において、重ね合わせ部１５１，１５２の摩擦攪拌接合を行う。これにより、第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２の周囲において、重ね合わせ部１５１，１５２を密着させることができるため、伝熱板１０３の水密性及び気密性を高めることができる。また、各蓋部材を固定した状態で、第一凹溝密封工程及び第二凹溝密封工程を行うことができるため、各蓋部材の位置決めを精度よく行うことができる。
【０１１７】
また、第一凹部及び第二凹部が複数個形成されていたり、その形状が複雑であったりすると、第一蓋部材及び第二蓋部材の個数及び形状もそれに伴って成形しなければならない。これによると、部品点数の増加や、蓋部材の位置決め作業が煩雑になる可能性がある。しかし、本実施形態によれば、第一凹部１６１及び第二凹部１７１の内部に第一凹溝１６２及び第二凹溝１７２を形成するとともに、第一凹部１６１及び第二凹部１７１の形状を平面視長方形とした。これにより、第一蓋部材１８０及び第二蓋部材１９０の形状を単純化することができるため、各蓋部材の成形及び位置決め作業を容易に行うことができる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、各凹部及び各蓋部材の形状を平面視長方形としたが、これに限定されるものではなく、円形、楕円形、他の多角形状であってもよい。
【０１１９】
[第五実施形態]
本発明の第五実施形態について説明する。第五実施形態に係る伝熱板１０４は、第一凹溝２１２及び第二凹溝２２２が枠状を呈する点で第一実施形態と相違する。第五実施形態では、第一実施形態と共通する部分においては詳細な説明は省略する。
【０１２０】
本体２１０は、図２５及び図２６に示すように、表面２１０ａに凹設された第一凹部２１１と、第一凹部２１１の底面に凹設された第一凹溝２１２と、裏面２１０ｃに凹設された第二凹部２２１と、第二凹部２２１の底面に凹設された第二凹溝２２２と、第一凹溝２１２及び第二凹溝２２２に連通する貫通孔１６とを有する。
【０１２１】
第一凹部２１１は、図２５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、平面視円形の枠状（リング状）を呈し、本体２１０の表面２１０ａに凹設されている。第一凹部２１１は、第一蓋部材２３０が配置される部位である。第一凹部２１１は、底面２１１ａと、底面２１１ａに立設する側壁２１１ｂとを有する。
【０１２２】
第一凹溝２１２は、平面視円形の枠状（リング状）を呈し、第一凹部２１１の底面２１１ａの中央に凹設されている。第一凹溝２１２は、冷却水が流れる部位である。第一凹溝２１２は、底面２１２ａと、底面２１２ａに立設する壁面２１２ｂとを有する。
【０１２３】
第二凹部２２１は、図２６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、平面視円形の枠状（リング状）を呈し、本体２１０の裏面２１０ｃに凹設されている。第二凹部２２１は、第二蓋部材２４０が配置される部位である。第二凹部２２１は、底面２２１ａと、底面２２１ａに立設する側壁２２１ｂとを有する。
【０１２４】
第二凹溝２２２は、平面視円形の枠状（リング状）を呈し、第二凹部２２１の底面２２１ａの中央に凹設されている。第二凹溝２２２は、冷却水が流れる部位である。第二凹溝２２２は、底面２２２ａと、底面２２２ａに立設する壁面２２２ｂとを有する。第二凹溝２２２は、第一凹溝２１２よりも内側に形成されている。つまり、図２７の（ａ）に示すように、本体２１０を平面視した場合において、第一凹溝２１２を投影した領域と、第二凹溝２２２を投影した領域とが重ならないように形成されている。
【０１２５】
貫通孔１６は、図２５の（ａ）に示すように、本体２１０の外部と第一凹溝２１２及び第二凹溝２２２に連通し、冷却水を循環させる。貫通孔１６は、本体２１０の左側の側面２１０ｂと第一凹溝２１２とを連通するとともに、右側の側面２１０ｂと第二凹溝２２２とを連通する。さらに、貫通孔１６は、第一凹溝２１２と第二凹溝２２２とを連通する。
【０１２６】
第一蓋部材２３０は、図２５の（ａ）に示すように、本体２１０と同等の材料からなる板状部材である。第一蓋部材２３０は、平面視円形の枠状（リング状）を呈し、本体２１０の第一凹部２１１の平面形状と略同等に形成されている。第一蓋部材２３０は、裏面２３０ａと、側面２３０ｂとを備えている。第一蓋部材２３０は、第一凹部２１１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第一凹溝２１２の開口部を封止する。
【０１２７】
第二蓋部材２４０は、図２６の（ａ）に示すように、本体２１０と同等の材料からなる板状部材である。第二蓋部材２４０は、平面視円形の枠状（リング状）を呈し、本体２１０の第二凹部２２１の平面形状と略同等に形成されている。第二蓋部材２４０は、裏面２４０ａと、側面２４０ｂとを備えている。第二蓋部材２４０は、第二凹部２２１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第二凹溝２２２の開口部を封止する。
【０１２８】
次に、本実施形態に係る伝熱板の製造方法について説明する。本実施形態に係る伝熱板の製造方法は、（１）第一凹部形成工程、（２）第一凹溝形成工程、（３）第二凹部形成工程、（４）第二凹溝形成工程、（５）貫通孔形成工程、（６）第一蓋部材配置工程、（７）表面側接合工程、（８）第二蓋部材配置工程、（９）裏面側接合工程を実行する。
なお、（１）第一凹部形成工程〜（６）第一蓋部材配置工程及び（８）第二蓋部材配置工程は、各部材の形状を除いては第一実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２９】
（７）表面側接合工程
表面側接合工程では、第一凹部２１１の側壁２１１ｂと、第一蓋部材２３０の側面２３０ｂとが突き合わされた突合部２３１，２３１に対して摩擦攪拌接合を行う。表面側接合工程では、図２７の（ａ）に示すように、右回転させた小型回転ツールＦを突合部２３１上に設定した開始位置ＳＭ９１に挿入した後、突合部２３１に沿って右回りに移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより、表面側塑性化領域Ｗ１が形成される。第一蓋部材２３０の回りを一周させたら、既存の表面側塑性化領域Ｗ１と重複させた後、任意に設定した終了位置で小型回転ツールＦを離脱させる。
【０１３０】
（９）裏面側接合工程
裏面側接合工程では、第二凹部２２１の側壁２２１ｂと、第二蓋部材２４０の側面２４０ｂとが突き合わされた突合部２４１，２４１に対して摩擦攪拌接合を行う。裏面側接合工程では、図２７の（ｂ）に示すように、右回転させた小型回転ツールＦを突合部２４１上に設定した開始位置ＳＭ９２に挿入した後、突合部２４１に沿って右回りに移動させる。小型回転ツールＦを移動させることにより、裏面側塑性化領域Ｗ２が形成される。第二蓋部材２４０の回りを一周させたら、既存の裏面側塑性化領域Ｗ２と重複させた後、任意に設定した終了位置で小型回転ツールＦを離脱させる。
【０１３１】
表面側接合工程及び裏面側接合工程が終了すると、図２８に示すように、本体２１０の表面側には、第一凹溝２１２と第一蓋部材２３０とからなる第一流体流路２３２が形成される。また、本体２１０の裏面側には、第二凹溝２２２と第二蓋部材２４０とからなる第二流体流路２４２が形成される。
【０１３２】
以上説明した伝熱板１０４によれば、表面側にリング状の第一凹溝２１２を、裏面側にリング状の第二凹溝２２２を設けるとともに、第二凹溝２２２を第一凹溝２１２の内側に形成することで、大きい断面積を備えた第一流体流路２３２及び第二流体流路２４２を密に配設することができる。これにより、伝熱板１０４の熱交換効率を高めることができる。また、図２８に示すように、表面側に形成された第一凹溝２１２，２１２及び裏面側に形成された第二凹溝２２２，２２２は、所定の間隔をあけて設けられているため、摩擦攪拌接合の際の回転ツールの押圧力によって隣接する第一凹溝２１２及び第二凹溝２２２が変形することなく製造することができる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、表面側に第一凹溝２１２を一つ設け、裏面側に第二凹溝２２２を一つ設けたが、それぞれ複数個配設してもよい。第一凹溝及び第二凹溝を複数個配設する場合は、形成される伝熱板の断面形状において、第一凹溝と第二凹溝とが交互に配設されるようにすることが望ましい。
【０１３４】
[第六実施形態]
本発明の第六実施形態について説明する。第六実施形態に係る伝熱板１０５は、平面視矩形の第一凹部２６１の内部に枠状の第一凹溝２６２が形成されている点で第五実施形態と相違する。第六実施形態では、第五実施形態と共通する部分においては詳細な説明は省略する。
【０１３５】
本体２５０は、図２９及び図３１に示すように、表面２５０ａに凹設された第一凹部２６１と、第一凹部２６１の底面に凹設された枠状の第一凹溝２６２と、裏面２５０ｃに凹設された第二凹部２７１と、第二凹部２７１の底面に凹設された枠状の第二凹溝２７２と、第一凹溝２６２及び第二凹溝２７２に連通する貫通孔１６と、を有する。
【０１３６】
第一凹部２６１は、平面視矩形を呈し、本体２５０の表面２５０ａの中央に凹設されている。第一凹部２６１は、第一蓋部材２８０が配置される部位である。第一凹部２６１は、底面２６１ａと、底面２６１ａに立設する４つの側壁２６１ｂとを有する。側壁２６１ｂの深さは、第一蓋部材２８０の厚みと略同等になっている。底面２６１ａは、第一凹溝２６２の内側と外側の両方に形成される。
【０１３７】
第一凹溝２６２は、平面視矩形の枠状を呈し、第一凹部２６１の底面２６１ａの中央に凹設されている。第一凹溝２６２は、冷却水が流れる部位である。第一凹溝２６２は、図３０に示すように、底面２６２ａと、底面２６２ａに立設する壁面２６２ｂとを有する。第一凹溝２６２の深さは、伝熱板１０５の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実実施形態では、本体２５０の厚みの２／３程度に形成されている。
【０１３８】
第二凹部２７１は、図３１に示すように、平面視矩形を呈し、本体２５０の裏面２５０ｃの中央に凹設されている。第二凹部２７１は、第二蓋部材２９０が配置される部位である。第二凹部２７１は、底面２７１ａと、底面２７１ａに立設する４つの側壁２７１ｂとを有する。側壁２７１ｂの深さは、第二蓋部材２９０の厚みと略同等になっている。底面２７１ａは、第二凹溝２７２の内側と外側の両方に形成されている。
【０１３９】
第二凹溝２７２は、平面視矩形の枠状を呈し、第二凹部２７１の底面２７１ａの中央に凹設されている。第二凹溝２７２は、冷却水が流れる部位である。第二凹溝２７２は、図３０に示すように、底面２７２ａと、底面２７２ａに立設する壁面２７２ｂとを有する。第二凹溝２７２は、第一凹溝２６２の内側に配設されている。第二凹溝２７２の深さは、伝熱板１０５の用途に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では、本体２５０の厚みの２／３程度に形成されている。
【０１４０】
貫通孔１６は、図２９に示すように、本体２５０の外部と第一凹溝２６２及び第二凹溝２７２に連通し、冷却水を循環させる。貫通孔１６は、本体２５０の左側の側面２５０ｂと第一凹溝２６２とを連通するとともに、右側の側面２５０ｂと第一凹溝２６２とを連通する。さらに、貫通孔１６は、第一凹溝２６２の内側と第二凹溝２７２とを連通する。
【０１４１】
第一蓋部材２８０は、図２９に示すように、本体２５０と同等の材料からなる板状部材である。第一蓋部材２８０の平面形状は、本体２５０の第一凹部２６１の平面形状と同等に形成されている。第一蓋部材２８０は、裏面２８０ａと、側面２８０ｂとを備えている。図３０に示すように、第一蓋部材２８０を第一凹部２６１に配置すると、第一蓋部材２８０の側面２８０ｂと、第一凹部２６１の側壁２６１ｂとが突き合わされて突合部２８１が形成される。また、第一蓋部材２８０の裏面２８０ａと、第一凹部２６１の底面２６１ａとが重ね合わされる部分を重ね合わせ部２５１とする。重ね合わせ部２５１は、第一凹溝２６２の内側と外側の両方に形成される。第一蓋部材２８０は、第一凹部２６１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第一凹溝２６２の開口部を封止する。
【０１４２】
第二蓋部材２９０は、図３１に示すように、本体２５０と同等の材料からなる板状部材である。第二蓋部材２９０の平面形状は、本体２５０の第一凹部２７１の平面形状と同等に形成されている。第二蓋部材２９０は、裏面２９０ａと、側面２９０ｂとを備えている。図３０に示すように、第二蓋部材２９０を第二凹部２７１に配置すると、第二蓋部材２９０の側面２９０ｂと、第二凹部２７１の側壁２７１ｂとが突き合わされて突合部２９１が形成される。また、第二蓋部材２９０の裏面２９０ａと、第二凹部２７１の底面２７１ａとが重ね合わされた部分を重ね合わせ部２５２とする。重ね合わせ部２５２は、第二凹溝２７２の内側と外側の両方に形成される。第二蓋部材２９０は、第二凹部２７１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって第二凹溝２７２の開口部を封止する。
【０１４３】
次に、本実施形態に係る伝熱板の製造方法について説明する。本実施形態に係る伝熱板の製造方法は、（１）第一凹部形成工程、（２）第一凹溝形成工程、（３）第二凹部形成工程、（４）第二凹溝形成工程、（５）貫通孔形成工程、（６）第一蓋部材配置工程、（７）表面側接合工程、（８）第二蓋部材配置工程、（９）裏面側接合工程を実行する。
なお、（１）第一凹部形成工程〜（６）第一蓋部材配置工程及び（８）第二蓋部材配置工程は、各部材の形状を除いては第一実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４４】
（７）表面側接合工程
表面接合工程では、第一蓋部材２８０を本体２５０に固定する蓋部材固定工程と、重ね合わせ部２５１に対して摩擦攪拌接合を行う第一凹溝密封工程とを含む。
【０１４５】
第一蓋部材固定工程では、第一凹部２６１の側壁２６１ｂと、第一蓋部材２８０の側面２８０ｂとの突合部２８１に沿って小型回転ツールＦを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、図３２の（ａ）に示すように、本体２５０の表面２５０ａにおいて、突合部２８１の外側に設定された開始位置ＳＭ９４に右回転させた小型回転ツールＦを挿入した後、小型回転ツールＦの軸芯と突合部２８１とを重ね合わせた状態で移動させる。小型回転ツールＦの移動軌跡には表面側塑性化領域Ｗ３１が形成される。突合部２８１に沿って一周したら、図３２の（ａ）に示すように、既存の表面側塑性化領域Ｗ３１と重複させて、表面２５０ａに設定された終了位置ＥＭ９４で小型回転ツールＦを離脱させる。
【０１４６】
第一凹溝密封工程では、図３２の（ａ）に示すように、第一凹溝２６２の内側と外側において、大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、本体２５０の表面２５０ａにおいて、突合部２８１の外側に設定した開始位置ＳＭ９５に右回転させた大型回転ツールＧを挿入し、第一蓋部材２８０側に移動させる。表面側塑性化領域Ｗ３１を横断したら、第一凹溝２６２の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて重ね合わせ部２５１に対して摩擦攪拌接合を行う。
【０１４７】
大型回転ツールＧによって、表面側塑性化領域Ｗ３２が形成され、第一凹部２６１の底面２６１ａと、第一蓋部材２８０の裏面２８０ａ（図３３参照）とが接合される。第一凹溝２６２の回りを一周させたら、既存の表面側塑性化領域Ｗ３２，Ｗ３１を横断させて、終了位置ＥＭ９５で大型回転ツールＧを離脱させる。
【０１４８】
さらに、第一凹溝密封工程では、図３２の（ａ）に示すように、第一凹溝２６２の内側において、摩擦攪拌接合を行う。具体的には、第一蓋部材２８０の中央に設定した開始位置ＳＭ９６に右回転させた大型回転ツールＧを挿入し、第一凹溝２６２の内側の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて重ね合わせ部２５１に対して摩擦攪拌接合を行う。第一凹溝２６２の内周を一周したら、終了位置ＥＭ９６で大型回転ツールＧを離脱させる。
【０１４９】
（９）裏面側接合工程
裏面側接合工程は、第二蓋部材２９０を本体２５０に固定する蓋部材固定工程と、重ね合わせ部２５２に対して摩擦攪拌接合を行う第二凹溝密封工程とを含む。
【０１５０】
蓋部材固定工程では、第二凹部２７１の側壁２７１ｂと、第二蓋部材２９０の側面２９０ｂとの突合部２９１に沿って小型回転ツールＦを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、図３２の（ｂ）に示すように、本体２５０の裏面２５０ｃに設定された開始位置ＳＭ９７に小型回転ツールＦを挿入した後、小型回転ツールＦの軸芯と突合部２９１とを重ね合わせた状態で移動させる。小型回転ツールＦによって、裏面側塑性化領域Ｗ４１が形成される。
【０１５１】
第二蓋溝密封工程では、図３２の（ｂ）に示すように、第二凹溝２７２の内側と外側において、大型回転ツールＧを移動させて摩擦攪拌接合を行う。具体的には、本体２５０の裏面２５０ｃにおいて、突合部２９１の外側に設定した開始位置ＳＭ９８に右回転させた大型回転ツールＧを挿入し、第二蓋部材２９０側に移動させる。裏面側塑性化領域Ｗ４１を横断したら、第二凹溝２７２の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて重ね合わせ部２５２に対して摩擦攪拌接合を行う。
【０１５２】
大型回転ツールＧによって、裏面側塑性化領域Ｗ４２が形成され、第二凹部２７１の底面２７１ａと、第二蓋部材２９０の裏面２９０ａ（図３３参照）とが接合される。第二凹溝２７２の回りを一周させたら、既存の裏面側塑性化領域Ｗ４２，Ｗ４１を横断させて、終了位置ＥＭ９８で大型回転ツールＧを離脱させる。
【０１５３】
さらに、第二凹溝密封工程では、図３２の（ｂ）に示すように、第二凹溝２７２の内側において、摩擦攪拌接合を行う。具体的には、第二蓋部材２９０の中央に設定した開始位置ＳＭ９９に右回転させた大型回転ツールＧを挿入し、第二凹溝２７２の内側の周囲に沿って大型回転ツールＧを移動させて重ね合わせ部２５２に対して摩擦攪拌接合を行う。第二凹溝２７２の内周を一周したら、終了位置ＥＭ９９で大型回転ツールＧを離脱させる。
【０１５４】
表面側接合工程及び裏面側接合工程が終了すると、図３３に示すように、本体２５０の表面側には、第一凹溝２６２と第一蓋部材２８０とからなる第一流体流路２８２が形成される。また、本体２５０の裏面側には、第二凹溝２７２と第二蓋部材２９０とからなる第二流体流路２９２が形成される。
【０１５５】
以上説明した伝熱板１０５によれば、表面側に枠状の第一凹溝２６２を、裏面側に枠状の第二凹溝２７２を設けるとともに、第二凹溝２７２を第一凹溝２６２の内側に形成することで、大きい断面積を備えた第一流体流路２８２及び第二流体流路２９２を密に配設することができる。これにより、伝熱板１０５の熱交換効率を高めることができる。また、図３３に示すように、表面側に形成された第二凹溝２６２，２６２及び裏面側に形成された第二凹溝２７２，２７２は、所定の間隔をあけて設けられているため、摩擦攪拌接合の際の回転ツールの押圧力によって隣接する第一凹溝２６２及び第二凹溝２７２が変形することなく製造することができる。
【０１５６】
なお、本実施形態では、表面側に第一凹溝２６２を一つ設け、裏面側に第二凹溝２７２を一つ設けたが、それぞれ複数個配設してもよい。第一凹溝及び第二凹溝を複数個配設する場合は、形成される伝熱板の断面形状において、第一凹溝と第二凹溝とが交互に配設されるようにすることが望ましい。
【０１５７】
以上本発明の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変更が可能である。例えば、第一凹溝、第二凹溝、第一凹部、第二凹部、第一蓋部材及び第二蓋部材の形状、個数は、前記した形態に限定されるものではない。また、第一凹溝及び第二凹溝は、本実施形態では本体の厚みの２／３程度に形成したが、少なくとも本体の厚みの半分以上の大きさを備えていることが好ましい。
【０１５８】
また、本実施形態では、本体を平面視した場合に、第一凹溝を投影した領域と第二凹溝を投影した領域とが重ならないように本体を形成したが、これに限定されるものではない。第一凹溝及び第二凹溝の深さを本体の厚みの半分よりも浅く設定するとともに、本体を平面視した場合に、第一凹溝を投影した領域と第二凹溝を投影した領域とが重なるように形成してもよい。
【符号の説明】
【０１５９】
１      伝熱板
１０    本体
１０ａ  表面（上面）
１０ｂ  側面
１０ｃ  裏面（下面）
１１    第一凹部
１２    第一凹溝
１６    貫通孔
２１    第一凹部
２２    第二凹溝
３０    第一蓋部材
４０    第二蓋部材
Ｆ      小型回転ツール
Ｆ１    ショルダ部
Ｆ２    攪拌ピン
Ｇ      大型回転ツール
Ｇ１    ショルダ部
Ｇ２    攪拌ピン
ＳＭ１  開始位置
ＥＭ１  終了位置
Ｗ１，Ｗ２  塑性化領域
【図１】
2010243115.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2010243115.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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