(57)【要約】【課題】接合部分の水密性及び気密性の高い伝熱板の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】ベース部材２の表面２ａ側に開口する凹溝１２の周囲に形成された蓋溝１１に、蓋板３を配置する蓋溝閉塞工程と、蓋溝１１の側壁１１ｂと蓋板３の側面３ｃ，３ｄとの突合部Ｖ１に沿って接合用回転ツールＧを相対移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含む伝熱板の製造方法において、蓋溝閉塞工程では、蓋板３の表面３ｂがベース部材２の表面２ａよりも高い位置になるように配置し、接合工程では、蓋板３が接合用回転ツールＧの進行方向に対して右側に位置する場合、接合用回転ツールＧの回転方向を右回りに設定し、蓋板３が前記接合用回転ツールＧの進行方向に対して左側に位置する場合、接合用回転ツールＧの回転方向を左回りに設定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材からなるベース部材の表面側に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、金属部材からなる蓋板を配置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接合用回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含む伝熱板の製造方法において、
前記蓋溝閉塞工程では、前記蓋板の表面が前記ベース部材の表面よりも高い位置になるように配置し、
前記接合工程では、前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して右側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を右回りに設定し、
前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して左側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を左回りに設定することを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項２】
金属部材からなるベース部材の表面側に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、金属部材からなる蓋板を配置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接合用回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含む伝熱板の製造方法であって、
前記蓋溝閉塞工程では、前記蓋板の表面が前記ベース部材の表面よりも低い位置になるように配置し、
前記接合工程では、前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して右側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を左回りに設定し、
前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して左側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を右回りに設定することを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項３】
前記接合工程では、前記接合用回転ツールの押込み量を、前記蓋板の表面と前記ベース部材の表面との高低差よりも大きく設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項４】
前記接合工程では、前記接合用回転ツールの軌跡の始端と終端とをオーバーラップさせ、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の一部を重複させ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。
【請求項５】
前記接合工程では、前記接合用回転ツールで前記蓋板の周囲を一周させて塑性化領域を形成した後、前記接合用回転ツールを前記突合部から前記ベース部材側に偏移させながら離間させ、前記蓋板の側面から離れた位置で前記接合用回転ツールの攪拌ピンを離脱させ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。
【請求項６】
前記接合工程では、前記接合用回転ツールの攪拌ピンの長さを、前記蓋溝の側壁の高さの６０％〜１００％の範囲に設定す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の製造方法。
【請求項７】
前記接合工程では、前記接合用回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて前記突合部に対して仮接合を行う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。
【請求項８】
回転ツールを用いて前記ベース部材の裏面側から摩擦攪拌を行う矯正工程をさらに含む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伝熱板の製造方法。
【請求項９】
前記矯正工程では、矯正工程によって形成される塑性化領域の体積量を、前記接合工程によって形成された塑性化領域の体積量よりも少なく設定することを特徴とする請求項８に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程によって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て矯正する矯正工程をさらに含む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伝熱板の製造方法。
【請求項１１】
前記矯正工程では、前記ベース部材をプレス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１０に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１２】
前記矯正工程では、前記ベース部材を衝打具で衝打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１０に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１３】
前記矯正工程では、前記ベース部材をロール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１０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、蓋溝とこの蓋溝の底面に形成された凹溝を備えたベース部材と、前記蓋溝に配置される蓋板とからなり、蓋板とベース部材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。
【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】
従来の伝熱板の製造方法においては、例えば、回転ツールを右回転させる場合、進行方向左側に接合欠陥が発生する可能性があった。つまり、進行方向左側はシアー側（被接合部に対する回転ツールの外周の相対速さが、回転ツール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）であるため、メタルが強く攪拌されて高温軟化し、バリとなって排出され易いと考えられる。このため回転ツールを右回転させる場合、シアー側である進行方向左側に接合欠陥が形成される可能性があった。一方、同様の理由で、回転ツールを左回転させる場合、進行方向右側に接合欠陥が発生する可能性があった。このような接合欠陥は、接合部分の水密性及び気密性を低下させる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、接合部分の水密性及び気密性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、金属部材からなるベース部材の表面側に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、金属部材からなる蓋板を配置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接合用回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含む伝熱板の製造方法において、前記蓋溝閉塞工程では、前記蓋板の表面が前記ベース部材の表面よりも高い位置になるように配置し、前記接合工程では、前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して右側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を右回りに設定し、前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して左側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を左回りに設定することを特徴とする。
また、本発明は、金属部材からなるベース部材の表面側に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、金属部材からなる蓋板を配置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接合用回転ツールを相対移動させて摩擦攪拌を行う接合工程と、を含む伝熱板の製造方法であって、前記蓋溝閉塞工程では、前記蓋板の表面が前記ベース部材の表面よりも低い位置になるように配置し、前記接合工程では、前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して右側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を左回りに設定し、前記蓋板が前記接合用回転ツールの進行方向に対して左側に位置する場合、前記接合用回転ツールの回転方向を右回りに設定することを特徴とする。
【０００８】
要するに本発明は、接合工程において、回転ツールを右回転させた場合は進行方向左側、左回転させた場合は進行方向右側が低くなるように、ベース部材及び蓋板の表面高さに差を設けた状態で摩擦攪拌接合を行う。つまり、フロー側（被接合部に対する回転ツールの外周の相対速さが、回転ツール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）に係る表面よりもシアー側（被接合部に対する回転ツールの外周の相対速さが、回転ツール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）に係る表面を低く設定して摩擦攪拌接合を行うと、シアー側に係る部材と接合用回転ツールの接触面積が小さくなる。これにより、シアー側に係る部材のメタルの温度が上がらず流動性が低くなるため、シアー側とフロー側との流動性の均衡を図ることができ、接合欠陥の発生を防ぐことができる。
【０００９】
また、前記接合工程では、前記接合用回転ツールの押込み量を、前記蓋板の表面と前記ベース部材の表面との高低差よりも大きく設定することが好ましい。押込み量とは、ベース部材の表面及び蓋板の表面のいずれか高い方から接合用回転ツールのショルダ部の下端面までの距離をいう。つまり、接合用回転ツールの下端面をベース部材の表面及び蓋板の表面のいずれか低い方よりも下方に押し込むことにより、より確実に摩擦攪拌接合を行うことができる。
【００１０】
また、前記接合工程では、前記接合用回転ツールの軌跡の始端と終端とをオーバーラップさせ、摩擦攪拌によって形成される塑性化領域の一部を重複させることが好ましい。かかる製造方法によれば、凹溝の周囲を確実に密閉することができる。
【００１１】
また、前記接合工程では、前記接合用回転ツールで前記蓋板の周囲を一周させて塑性化領域を形成した後、前記接合用回転ツールを前記突合部から前記ベース部材側に偏移させながら離間させ、前記蓋板の側面から離れた位置で前記接合用回転ツールの攪拌ピンを離脱させることが好ましい。
【００１２】
攪拌ピンの抜け穴が、突合部よりも蓋板側に形成されると水密性及び気密性が低下する可能性があるが、かかる製造方法によれば、接合用回転ツールの離脱位置を比較的肉厚のベース部材に設けることにより、水密性及び気密性の低下を防ぐことができる。
【００１３】
また、前記接合工程では、前記接合用回転ツールの攪拌ピンの長さを、前記蓋溝の側壁の高さの６０％〜１００％の範囲に設定することが好ましい。かかる製造方法によれば、突合部において深い位置まで摩擦攪拌接合を行うことができる。
【００１４】
また、前記接合工程では、前記接合用回転ツールよりも小型の回転ツールを用いて前記突合部に対して仮接合を行うことが好ましい。かかる製造方法によれば、蓋板をベース部材に仮付けした後、突合部を本格的に摩擦攪拌接合することができるため、蓋板の位置決め精度を高めることができる。
【００１５】
また、矯正用回転ツールを用いて前記ベース部材の裏面側から摩擦攪拌を行う矯正工程をさらに含むことが好ましい。また、前記矯正工程では、矯正工程によって形成される塑性化領域の体積量を、前記接合工程によって形成された塑性化領域の体積量よりも少なく設定することが好ましい。かかる製造方法によれば、接合工程による熱収縮によって伝熱板が反ってしまったとしても、矯正工程で伝熱板を平坦にすることができる。
【００１６】
また、前記接合工程によって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て矯正する矯正工程をさらに含むことが好ましい。矯正工程としては、プレス矯正、前記ベース部材を衝打具で衝打する衝打工程、ロール矯正のいずれかを行うことが好ましい。かかる製造方法によれば、接合工程による熱収縮によって伝熱板が反ってしまったとしても、矯正工程で伝熱板を平坦にすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、接合部分の水密性及び気密性の高い伝熱板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一実施形態に係る伝熱板を示した図であって、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、一部の凹溝を示した断面図である。
【図２】第一実施形態に係るベース部材に蓋板を配置した状態を示した断面図である。
【図３】（ａ）は、小型回転ツールを示した側面図、（ｂ）は、接合用回転ツールを示した側面図である。
【図４】第一実施形態に係る接合工程を示した図であって、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】第一実施形態に係る接合工程を示した平面図である。
【図６】第一実施形態に係る変形例を示した斜視図である。
【図７】第二実施形態に係るベース部材に蓋板を配置した状態を示した断面図である。
【図８】第二実施形態に係る接合工程を示した斜視図である。
【図９】第二実施形態に係る変形例を示した斜視図である。
【図１０】接合工程後の伝熱板を示した図であって、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、（ａ）のII−II線断面図である。
【図１１】第三実施形態に係るプレス矯正を示した斜視図である。
【図１２】第三実施形態に係るプレス矯正を示した側面図であって、（ａ）は、プレス前、（ｂ）は、プレス中を示す。
【図１３】第三実施形態に係るプレス矯正を示した平面図である。
【図１４】第三実施形態に係るロール矯正を段階的に示した図であって、(ａ)は、斜視図、（ｂ）は、矯正前、（ｃ）は、矯正中を示す。
【図１５】第三実施形態に係る摩擦攪拌矯正を示した平面図である。
【図１６】第三実施形態に係る摩擦攪拌矯正の変形例を示した平面図である。
【図１７】実施例に係るベース部材を示した図であって、（ａ）は、表面側から見た斜視図、（ｂ）は、裏面側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[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。
【００２０】
伝熱板１は、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ベース部材２と、蓋板３とを有し、ベース部材２と蓋板３とが摩擦攪拌接合により一体形成される。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。
【００２１】
ベース部材２は、この内部に流れる熱輸送流体の熱を外部に伝達させる役割、あるいは、外部の熱を熱輸送流体に伝達させる役割を果たすものである。ベース部材２は、蓋溝１１と、蓋溝１１の底面１１ａに形成された凹溝１２と、凹溝１２とベース部材２の外部とを連通する貫通孔４とを有する。ベース部材２の材質に特に制限はないが、本実施形態では無酸素銅で形成されている。ベース部材２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成してもよい。ベース部材２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。
【００２２】
蓋溝１１は、平面視略蛇行状を呈し、ベース部材２の表面２ａに凹設されている。蓋溝１１は、蓋板３が配置される部位である。蓋溝１１は、図１の（ｂ）に示すように、底面１１ａと、底面１１ａに立設する側壁１１ｂ，１１ｂとを有する。側壁１１ｂの高さは、本実施形態では蓋板３の厚みよりも小さくなっている。
【００２３】
凹溝１２は、平面視略蛇行状を呈し、蓋溝１１の底面１１ａの中央に凹設されている。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。凹溝１２は、図１の（ｂ）に示すように、底面１２ａと、底面１２ａに立設する壁面１２ｂ，１２ｂとを有する。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、本実施形態ではベース部材２の厚みの２／３程度に形成されている。
【００２４】
貫通孔４は、図１に示すように、ベース部材２の外部と凹溝１２とを連通し、熱輸送流体を循環させる。貫通孔４は、ベース部材２の左側の側面２ｃと凹溝１２を連通するとともに、ベース部材２の右側の側面２ｃと凹溝１２とを連通する。これにより、ベース部材２の一方の側面２ｃから流入した冷却水は、ベース部材２内をジグザグに流れて他方の側面２ｃから流出する。貫通孔４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４は、公知の穴あけ加工によって形成すればよい。
【００２５】
蓋板３は、図１に示すように、ベース部材２と同等の材料からなる板状形材である。蓋板３は、裏面３ａと、表面３ｂと、側面３ｃ，３ｄとを備え、蓋溝１１の平面形状と同等に形成されている。蓋板３は、蓋溝１１に配置された後に、摩擦攪拌接合によって凹溝１２の開口部を封止する。
【００２６】
図２は、第一実施形態に係るベース部材に蓋板を配置した断面図である。図２に示すように、蓋板３の板厚は、蓋溝１１の側壁１１ｂの深さよりも大きく形成されている。したがって、ベース部材２の蓋溝１１に蓋板３を配置すると、蓋板３の表面３ｂがベース部材２の表面２ａより突出する。ベース部材２の表面２ａから蓋板３の表面３ｂまでの高低差Ｅ１は、適宜設定すればよいが、例えば０．３ｍｍ〜１．０ｍｍに設定する。蓋溝１１の側壁１１ｂと、蓋板３の側面３ｃとが対向する部分には突合部Ｖ１が形成される。また、蓋溝１１の側壁１１ｂと、蓋板３の側面３ｄとが対向する部分には突合部Ｖ１が形成される。
【００２７】
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、「接合用回転ツールＧ」という。）について図３を用いて説明する。
【００２８】
図３の（ａ）に示す小型回転ツールＦは、主に後記する仮接合工程や矯正工程で使用する。小型回転ツールＦは、工具鋼などベース部材２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、ベース部材２の材質や厚さ等に応じて設定すればよいが、少なくとも、接合用回転ツールＧ（図３の（ｂ）参照）よりも小型にする。このようにすると、接合用回転ツール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）を接合用回転ツール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。
【００２９】
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、接合用回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の外径Ｙ１よりも小さくなっている。
【００３０】
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が接合用回転ツール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、蓋溝１１の側壁１１ｂの高さよりも小さく形成されている。
【００３１】
図３の（ｂ）に示す接合用回転ツールＧは、主に後記する接合工程で使用する。接合用回転ツールＧは、工具鋼などベース部材２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が形成されている。攪拌ピンＧ２の長さＬＢは、蓋溝１１の側壁１１ｂの高さの６０％〜１００％の長さで形成されている。
【００３２】
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）蓋溝形成工程、（２）凹溝形成工程、（３）蓋溝閉塞工程、（４）接合工程を実行する。
【００３３】
（１）蓋溝形成工程、（２）凹溝形成工程
蓋溝形成工程では、具体的な図示はしないが、無酸素銅製の平板の表面に、公知のエンドミル等を用いて蓋溝１１を凹設する。凹溝形成工程では、蓋溝１１の底面１１ａの中央に凹溝１２を凹設する。なお、凹溝１２を凹設した後に、蓋溝１１を凹設してもよい。
【００３４】
（３）蓋溝閉塞工程
蓋溝閉塞工程では、図２に示すように、ベース部材２の表面２ａ側に開口する蓋溝１１に蓋板３を配置する。蓋板３を配置すると、蓋溝１１の側壁１１ｂ，１１ｂと、蓋板３の側面３ｃ，３ｄとで突合部Ｖ１が形成される。
【００３５】
（４）接合工程
接合工程では、突合部Ｖ１に対して摩擦攪拌接合を行う。接合工程では、図４に示すように、接合用回転ツールＧを右回転させつつベース部材２の表面２ａに設定した開始位置ＳＭ１に挿入した後、接合用回転ツールＧの軸芯と突合部Ｖ１とを重ね合わせながら移動させる。接合用回転ツールＧを移動させることにより、塑性化領域Ｗ１が形成される。
【００３６】
図４の（ｂ）に示すように、本実施形態では、接合用回転ツールＧを右回転させつつ、進行方向右側に蓋板３が位置するように設定する。接合用回転ツールＧの押込み量Ｈ１（接合用回転ツールＧのショルダ部Ｇ１の下端面Ｇ１１から蓋板３の表面３ｂまでの距離）は、高低差Ｅ１よりも大きく設定している。塑性化領域Ｗ１の最深部は、蓋溝１１の底面１１ｂよりも深い位置に達するように設定している。
【００３７】
本実施形態に係る接合工程では、ベース部材２の表面２ａ及び蓋板３の表面３ｂのうち、高さ位置の低いベース部材２の表面２ａ側がシアー側となるように設定している。
【００３８】
図５に示すように、接合用回転ツールＧの軸芯と、突合部Ｖ１とが重なるように接合用回転ツールＧを移動させ、蓋板３の回りを一周させたら、既存の塑性化領域Ｗ１上に再度ルートを設定して移動させた後、接合用回転ツールＧを突合部Ｖ１よりも外側（ベース部材２側）に偏移させ、ベース部材２の表面２ａ上に設定した終了位置ＥＭ１で接合用回転ツールＧを離脱させる。このように、摩擦攪拌接合によって形成される塑性化領域Ｗ１の一部を重複させることで、突合部Ｖ１の全体に対して確実に摩擦攪拌接合を行うことができる。
【００３９】
なお、接合工程の開始位置ＳＭ１及び終了位置ＥＭ１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、蓋板３が比較的大きい部材である場合は、接合用回転ツールＧよりも小さい小型回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合を行って蓋板３をベース部材２に仮付けした後に、接合用回転ツールＧを用いて摩擦攪拌接合を行ってもよい。これにより、蓋板３の位置決め精度を高めることができる。
【００４０】
以上説明した伝熱板の製造方法では、蓋板３の表面３ｂの高さ位置よりもベース部材２の表面２ａを低く設定するとともに、高さ位置の低いベース部材２の表面２ａ側がシアー側となるように、接合用回転ツールＧの回転方向及び進行方向を設定した。これにより、シアー側の接合用回転ツールＧとベース部材２との接触面積が小さくなるため、ベース部材２側のメタルの温度は、蓋板３側のメタルの温度（以下、接合温度ともいう）よりも低くなるとともに、ベース部材２側のメタルの流動性も、蓋板３側のメタルの流動性よりも低くなる。
言い換えると、シアー側であるベース部材２の表面２ａから接合用回転ツールＧの先端までの距離は、フロー側である蓋板３の表面３ｂから接合用回転ツールＧの先端までの距離よりも短くなるため、蓋板３側に比べてベース部材２側の方が攪拌される領域が小さい。これにより、ベース部材２側のメタルの接合温度は、蓋板３側のメタルの接合温度よりも低くなるとともに、ベース部材２側のメタルの流動性も、蓋板３側のメタルの流動性よりも低くなる。
【００４１】
つまり、ベース部材２及び蓋板３の表面同士を面一にして摩擦攪拌接合を行った場合には、シアー側に係るメタルの接合温度及び流動性が高くなり、メタルが高温軟化してバリとなって排出されやすいため接合欠陥の原因となっていたが、本実施形態によれば、シアー側とフロー側のメタルの接合温度及び流動性の不均衡を是正することができるため、接合欠陥の発生を防ぐことができる。
【００４２】
また、本実施形態では、高低差Ｅ１（表面２ａから表面３ｂまでの距離）よりも接合用回転ツールＧの押込み量Ｈ１を大きく設定し、接合用回転ツールＧの下端面Ｇ１１をベース部材２の表面２ａよりも下方に押し込むため、突合部Ｖ１を確実に摩擦攪拌接合することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、接合用回転ツールＧを蓋板３の周囲で一周させ、突合部Ｖ１から外側（ベース部材２側）に偏移させた後、蓋板３の側面３ｃから離れた位置で接合用回転ツールＧを離脱させた。これにより、接合用回転ツールＧの離脱位置を比較的肉厚のベース部材２に設けることができるため、水密性及び気密性の低下を防止することができる。
【００４４】
ここで、図６は、第一実施形態の変形例を示した斜視図である。第一実施形態と同様に、ベース部材２の表面２ａよりも、蓋板３の表面３ｂの高さ位置を高くした場合、接合用回転ツールＧを左回転にしつつ、蓋板３が進行方向左側に位置するように設定してもよい。このような形態であっても、表面の高さ位置の低いベース部材２側が、シアー側となる。これにより、第一実施形態と同様に、シアー側とフロー側のメタルの接合温度及び流動性の不均衡を是正することができるため、接合欠陥の発生を防ぐことができる。
【００４５】
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、蓋板３の表面３ｂの高さ位置が、ベース部材２の表面２ａの高さ位置よりも低い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ついては同一の符号を付して詳細な説明は省略する
【００４６】
本実施形態に係る伝熱板１Ａは、ベース部材２の蓋溝１１に蓋板３を配置すると、蓋板３の表面３ｂが、ベース部材２の表面２ａよりも高低差Ｅ２分低く設定されている。
【００４７】
本実施形態に係る接合工程では、図８に示すように、突合部Ｖ１と接合用回転ツールＧの軸芯とを重ね合わせた状態で、突合部Ｖ１に沿って移動させ摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、接合用回転ツールＧを左回転させるとともに、進行方向右側に蓋板３が位置するように設定する。つまり、接合用回転ツールＧの回転方向と進行方向を、ベース部材２及び蓋板３のうち高さ位置の低い蓋板３側がシアー側となるように設定する。
【００４８】
本実施形態に係る接合工程によれば、ベース部材２の表面２ａの高さ位置よりも蓋板３の表面３ｂの高さ位置を低く設定するとともに、高さ位置の低い蓋板３の表面３ｂ側がシアー側となるように、接合用回転ツールＧの回転方向及び進行方向を設定した。これにより、接合用回転ツールＧと蓋板３との接触面積が小さくなるため、蓋板３側メタルの接合温度及び流動性はともに低くなる。
言い換えると、シアー側である蓋板３の表面３ｂから接合用回転ツールＧの先端までの距離は、フロー側であるベース部材２の表面２ａから接合用回転ツールＧの先端までの距離よりも短くなるため、ベース部材２側に比べて蓋板３側の方が攪拌される領域が小さい。これにより、蓋板３側のメタルの接合温度は、ベース部材２側のメタルの接合温度よりも低くなるとともに、蓋板３側のメタルの流動性も、ベース部材２側のメタルの流動性よりも低くなる。
【００４９】
つまり、ベース部材２及び蓋板３の表面同士を面一にして摩擦攪拌接合を行った場合には、シアー側に係るメタルの接合温度及び流動性が高くなり、メタルが高温軟化してバリとなって排出されやすいため接合欠陥の原因となっていたが、本実施形態によれば、シアー側とフロー側のメタルの流動性及び接合温度の不均衡を是正することができるため、接合欠陥の発生を防ぐことができる。
【００５０】
ここで図９は、第二実施形態の変形例を示した斜視図である。第二実施形態と同様に、ベース部材２の表面２ａよりも蓋板３の表面３ｂの高さ位置を低くした場合、接合用回転ツールＧを右回転させつつ、蓋板３が進行方向左側に位置するように設定してもよい。このような形態であっても、高さ位置の低い蓋板３側にシアー側が設定される。これにより、第二実施形態と同様に、シアー側とフロー側のメタルの流動性及び接合温度の不均衡を是正することができるため、接合欠陥の発生を防ぐことができる。
【００５１】
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態では、第一実施形態と同様に、蓋溝形成工程、凹溝形成工程、蓋溝閉塞工程、接合工程を含むとともに、伝熱板の熱収縮による反りを矯正する矯正工程をさらに含む点で第一実施形態と相違する。なお、第三実施形態に係る伝熱板の製造方法は、矯正工程を含む点を除いては、第一実施形態と同等であるため、重複する部分については詳細な説明を省略する。
【００５２】
矯正工程は、接合工程で発生した伝熱板の反りを矯正し、伝熱板を平坦に形成することを目的とする。前記した接合工程では、図１０に示すように、摩擦攪拌接合によって伝熱板１の表面側に塑性化領域Ｗ１が形成されるが、当該塑性化領域Ｗ１が熱収縮によって縮むため、伝熱板１の表面側が凹状（裏面側が凸状）となるように反ってしまうという問題があった。特に、伝熱板１の表面Ｚａに示す地点ａ〜地点ｊのうち、伝熱板１の四隅に係る地点ａ，ｃ，ｆ，ｈにおいては、その反りの影響が顕著に現れる傾向がある。したがって、矯正工程を行って反りを矯正し伝熱板１を平坦にする。
【００５３】
なお、図１０のうち、地点ｊは、伝熱板１の中心地点を示し、地点ｂ，ｄ，ｅ，ｇは、ベース部材２の各辺の中間地点を示す。また、伝熱板１の表面Ｚａに示す地点ａ〜地点ｊに対応する裏面Ｚｂの各点を地点ａ’〜ｊ’とする。また、伝熱板１の地点ａから地点ｆ方向を縦方向、地点ａから地点ｃ方向を横方向とする。
【００５４】
本実施形態に係る矯正工程では、伝熱板１の裏面Ｚｂから、伝熱板１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反りを矯正する方法と、伝熱板１の裏面Ｚｂに摩擦攪拌を行って裏面Ｚｂにも熱収縮を発生させて反りを矯正する方法と、主に二種類の方法を備えている。さらに、曲げモーメントを作用させる方法では、プレス矯正、衝打矯正及びロール矯正と３つの矯正方法を備えている。矯正工程では、以下に示す各工程から伝熱板１の反り具合にしたがって一以上の工程を行えばよい。
【００５５】
（プレス矯正）
第一実施形態で示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１１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１０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を挟んで両側に配置される。第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３は、プレス矯正を行う際の当て材又は台座となる部材であるとともに、伝熱板１が傷つかないようにするための部材である。第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３は、伝熱板１よりも軟質の材料であればよく、例えば、アルミニウム合金、硬質ゴム、プラスチック、木材を用いることができる。なお、第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３は、伝熱板１の力学特性や反りの曲率に応じて、反りとは反対側に撓ませて反りを矯正するのに十分な厚みで設定すればよい。
【００５６】
各補助部材を配置したら、図１２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、公知のプレス装置Ｐを用いて、伝熱板１の裏面Ｚｂから押圧する。即ち、第一補助部材Ｔ１にプレス装置ＰのポンチＰａを押し当て、所定の押圧力で押圧する。プレス装置Ｐによって伝熱板１に圧力が加えられると、図１２の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一補助部材Ｔ１が伝熱板１を下側に押し、第二補助部材Ｔ２及び第三補助部材Ｔ３が伝熱板１の両端側を上側に押すため、伝熱板１には曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントは伝熱板１の表面Ｚａ側に引張応力を発生させるため、伝熱板１が強制的に下側に凸に撓ませられる。
【００５７】
プレス装置の押圧力は、伝熱板１の厚みや材料によって適宜設定すればよいが、図１２の（ｂ）に示すように、伝熱板１の表面Ｚａ側が下に凸となって、表面Ｚａ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が好ましい。
【００５８】
また、本実施形態では、図１３に示すように、中心地点ｊ’だけでなく伝熱板１の裏面Ｚｂの地点ｂ’、地点ｄ’、地点ｅ’及び地点ｇ’付近に対しても押圧を行う。即ち、伝熱板１の裏面Ｚｂにかかる各辺の中間地点である地点ｂ’、地点ｄ’、地点ｅ’及び地点ｇ’を含んだ位置Ｈ２〜Ｈ５に第一補助部材Ｔ１を配置して、プレス装置Ｐによって押圧を行う。これにより、伝熱板１をバランスよく矯正でき、平坦性をより高めることができる。
【００５９】
なお、プレスする位置は、本実施形態では５箇所に設定したが、これに限定されるものではなく、接合工程によって生じる伝熱板１の反りに応じて適宜設定すればよい。
【００６０】
（衝打矯正）
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。
【００６１】
衝打矯正では、プレス矯正と同様に補助部材を配置した後、図１２及び図１３を参照するように、伝熱板１の裏面Ｚｂから例えばプラスチックハンマー等の衝打具で伝熱板１を衝打する。伝熱板１を衝打すると、伝熱板１の表面Ｚａ側に引張応力を発生させるため、伝熱板１が強制的に下側に凸に撓ませられる（図１２の（ｂ）参照）。これにより、伝熱板１の反りを矯正して平坦にすることができる。また、プレス矯正と同様に、必要に応じて伝熱板１の裏面Ｚｂの位置Ｈ２〜Ｈ５を衝打することで、伝熱板１をバランスよく矯正することができる。
【００６２】
衝打矯正は、プレス矯正と比べると、プレス装置等を準備する手間が省けるため、作業を容易に行うことができる。また、衝打矯正は、作業が容易であるため伝熱板１が小さい場合や薄い場合に有効である。なお、衝打矯正を終了した後は、衝打により発生したバリを除去することが好ましい。
【００６３】
（ロール矯正）
次に、ロール矯正について説明する。図１４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。
【００６４】
そして、第一補助部材Ｔ１の上側に、第一補助部材Ｔ１と直交するようにロールＲ１を配置し、第二補助部材Ｔ２，Ｔ３の下側に第二補助部材Ｔ２及び第三補助部材Ｔ３と直交するようにロールＲ２を配置する。つまり、伝熱板１は、図１４の（ｂ）に示すように、上側に凸の状態でロールＲ１，Ｒ２の間に配置され、第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３を介してロールＲ１，Ｒ２に狭持される。
【００６５】
第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３は、ロール矯正を行う際の当て材であるとともに、伝熱板１が傷つかないようにするための部材である。第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３は、伝熱板１よりも軟質の材料であればよく、例えば、アルミニウム合金、硬質ゴム、プラスチック、木材を用いることができる。
【００６６】
ここで、ロールＲ１，Ｒ２が互いに近づいて伝熱板１に圧力を加えると、図１４の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第一補助部材Ｔ１が伝熱板１を下側に押し、第二補助部材Ｔ２及び第三補助部材Ｔ３が伝熱板１の両端側を上側に押すため、伝熱板１には曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントは伝熱板１の表面Ｚａ側に引張応力を発生させるため、伝熱板１が強制的に下側に凸に撓ませられる。
【００６７】
また、図１４の（ａ）に示すように、ロールＲ１が矢印α方向に回転するとともに、ロールＲ２が矢印β方向に回転すると、ロールＲ１，Ｒ２は伝熱板１に対して矢印γ方向（ロール送り方向）に相対的に移動する。また、ロールＲ１が矢印β方向に回転するとともにロールＲ２が矢印α方向に回転すると、ロールＲ１，Ｒ２は伝熱板１に対して矢印δ方向（ロール送り方向）に相対的に移動する。
【００６８】
したがって、伝熱板１に作用する曲げモーメントの位置が、その相対的な移動に伴って遷移していくため、伝熱板１の全体が強制的に下側に凸に撓まされる。そのため、この相対的な移動を繰り返して往復動させることによって、反りを矯正していくことが可能になる。なお、第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３は、伝熱板１の力学特性や反りの曲率に応じて、反りとは反対側に撓ませて反りを矯正するのに十分な厚みで設定すればよい。
【００６９】
また、伝熱板１の縦方向にロールＲ１，Ｒ２を回転させて矯正工程を行なった後、横方向にロールＲ１，Ｒ２を回転させてもよい。即ち、第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３を横方向と平行になるように配置するとともに、第一補助部材Ｔ１乃至第三補助部材Ｔ３に対して直交するようにロールＲ１，Ｒ２を配置する。そして、ロールＲ１，Ｒ２を横方向に往復動させる。これにより、伝熱板１をバランスよく矯正することができる。
【００７０】
また、ここでは、伝熱板１の裏面Ｚｂを上にして、矯正工程を行うものとして説明したが、裏返さずに表面Ｚａを上にして矯正工程を行うようにしてもよい。この場合、前記した各構成部品は、表裏対称に表れるため、説明を省略する。
【００７１】
（摩擦攪拌矯正）
次に、摩擦攪拌矯正について説明する。摩擦攪拌矯正では、回転ツール用いて伝熱板１（ベース部材２）の裏面Ｚｂから摩擦攪拌を行う。本実施形態に係る摩擦攪拌矯正では、図１５に示すように、小型回転ツールＦ（矯正用回転ツール）を用いて、伝熱板１の裏面Ｚｂに対して摩擦攪拌を行う。当該摩擦攪拌によって、裏面Ｚｂには、塑性化領域Ｗ２が形成される。摩擦攪拌矯正のルートは、伝熱板１の表面Ｚａに形成された塑性化領域Ｗ１と同等の形状となるように設定する。つまり、表面Ｚａに形成された塑性化領域Ｗ１と裏面Ｚｂに形成される塑性化領域Ｗ２との長さは等しい。本実施形態では、表面Ｚａ側では接合用回転ツールＧを用いており、裏面Ｚｂ側では小型回転ツールＦを用いているため、矯正工程における加工度が、接合工程の加工度よりも小さくなる。これにより、伝熱板１の平坦性を高めることができる。この理由については実施例で説明する。ここで、加工度とは、摩擦攪拌によって形成された塑性化領域の体積量を示す。
【００７２】
例えば、摩擦攪拌矯正では、裏面Ｚｂ側でも接合用回転ツールＧを用いるとともに、摩擦攪拌矯正のルートを短くすることで、表面Ｚａ側及び裏面Ｚｂ側の加工度を変えてもよい。また、摩擦攪拌矯正の回転ツールの移動軌跡は、前記した形態に限定されるものではない。摩擦攪拌矯正の回転ツールの移動軌跡は、伝熱板１の反り具合に応じて適宜設定すればよい。
【００７３】
図１６は、第三実施形態に係る摩擦攪拌矯正の変形例を示した図である。なお、当該変形例では、説明の便宜上略正方形のベース部材２を用いた場合を例にする。図１６の（ａ）及び（ｂ）に示す第一変形例及び第二変形例の回転ツールの軌跡（裏面側の塑性化領域Ｗ２）は、いずれもベース部材２の中心地点ｊ’を囲むように形成されていることを特徴とする。また、第一変形例は、ベース部材２の外形形状に対して相似になるように形成されている。また、図１６の（ｂ）に示す第二変形例のように、格子状に形成してもよい。
【００７４】
図１６の（ｃ）及び（ｄ）に示す第三変形例及び第四変形例の回転ツールの軌跡（裏面側の塑性化領域Ｗ２）は、いずれもベース部材２の中心地点ｊ’を通過して放射状となるように形成されていることを特徴とする。図１６の（ｃ）に示す第三変形例は、中心地点ｊ’を始点・終点とするループを複数含み、中心地点ｊ’に対して点対称となるように形成されている。また、第三変形例は、一筆書きの要領で形成することができるため、作業効率を高めることができる。図１６の（ｄ）に示す第四変形例は、中心地点ｊ’を通過するとともに、ベース部材２の対角線に対して平行となるように形成されている。
【００７５】
図１６の（ｅ）及び（ｆ）に示す第五変形例及び第六変形例の回転ツールの軌跡（裏面側の塑性化領域Ｗ２）は、中心地点ｊ’を通る直線で四分割した領域に、同形状の４つの軌跡がそれぞれ独立して形成されるとともに、中心地点ｊ’を挟んで斜めに対向する軌跡が点対称となるように形成されている。４つの軌跡の形状は、同形状であれば、どのような形状であっても構わない。
【００７６】
以上説明したように、摩擦攪拌矯正では、ベース部材２に行われる接合工程の摩擦攪拌の軌跡に応じて適宜摩擦攪拌のルートを設定して行えばよい。また、伝熱板１の裏面Ｚｂに対して面削加工を行って、裏面Ｚｂに形成された塑性化領域Ｗ２を削除してもよい。面削加工を行うことで、裏面Ｚｂ側の金属の性質を均一にすることができる。
【実施例】
【００７７】
次に、本発明の実施例について説明する。本発明に係る実施例は、図１７の（ａ）及び（ｂ）に示すように平面視正方形のベース部材２の表面Ｚａ及び裏面Ｚｂにそれぞれ３つの円を描くように摩擦攪拌を行い、表面Ｚａ側で発生した反りの変形量と、裏面Ｚｂ側で発生した反りの変形量を測定した。即ち、表面Ｚａ側で発生した反りの変形量の値と、裏面Ｚｂ側で発生した反りの変形量の値とが近いほど、ベース部材２の平坦性が高いことを示す。
【００７８】
ベース部材２は、平面視５００ｍｍ×５００ｍｍの直方体であって、厚みが３０ｍｍ、６０ｍｍの二種類ものを用いてそれぞれ測定を行った。ベース部材２の素材は、ＪＩＳ規格の５０５２アルミニウム合金である。
【００７９】
摩擦攪拌の軌跡である３つの円は、ベース部材２の中心に設定した地点ｊ又は地点ｊ’を中心とし、表面Ｚａ及び裏面Ｚｂともに半径ｒ１＝１００ｍｍ（以下、小円ともいう）、ｒ２＝１５０ｍｍ（以下、中円ともいう）、ｒ３＝２００ｍｍ（以下、大円ともいう）に設定した。摩擦攪拌の順序は、小円、中円、大円の順番で行った。
【００８０】
回転ツールは、表面Ｚａ側及び裏面Ｚｂ側ともに同じ大きさの回転ツールを用いた。回転ツールのサイズは、ショルダ部の外径が２０ｍｍ、攪拌ピンの長さが１０ｍｍ、攪拌ピンの根元の大きさ（最大径）が９ｍｍ、攪拌ピンの先端の大きさ（最小径）が６ｍｍのものを用いた。回転ツールの回転数は、６００ｒｐｍ、送り速度は、３００ｍｍ／ｍｉｎに設定した。また、表面Ｚａ側及び裏面Ｚｂ側ともに回転ツールの押込み量は一定に設定した。図１７に示すように、表面Ｚａ側において形成された塑性化領域を小円から大円に向けてそれぞれ塑性化領域Ｗ２１乃至塑性化領域Ｗ２３とする。また、裏面Ｚｂ側において形成された塑性化領域を小円から大円に向けて塑性化領域Ｗ３１乃至Ｗ３３とする。当該実施例における各測定結果を以下の表１〜表４に示す。
【００８１】
表１は、ベース部材２の板厚が３０ｍｍであって、表面側から摩擦攪拌を行った場合の測定値を示した表である。「ＦＳＷ前」は、摩擦攪拌を行う前において、中心地点ｊ（基準ｊ）と各地点（地点ａ〜地点ｈ）との高低差を示している。「ＦＳＷ後」は、基準ｊをゼロとして、３つの円の摩擦攪拌を行った後において、基準ｊと各地点との高低差を示している。「表面側変形量」は、各地点における（ＦＳＷ後−ＦＳＷ前）の値を示している。「表面側変形量」の最下欄は、地点ａ〜地点ｈの平均値を示す。「ＦＳＷ前」及び「ＦＳＷ後」のマイナス値は、基準ｊよりも下方に位置していることを意味する。
【００８２】
【表１】
2010240718.tif 000003
【００８３】
表２は、ベース部材２の板厚が３０ｍｍであって、裏面側から摩擦攪拌を行った場合（矯正工程）の測定値を示した表である。「ＦＳＷ前」は、摩擦攪拌を行う前において、中心地点ｊ’（基準ｊ’）と各地点（ａ’〜ｈ’）との高低差を示している。
「ＦＳＷ１」は、図１７を参照するように、基準ｊ’をゼロとして、小円（半径ｒ１）の摩擦攪拌を行った後の、基準ｊ’と各地点との高低差を示している。「裏面側変形量１」は、各地点における（ＦＳＷ１−ＦＳＷ前）の値を示している。「裏面側変形量１」の最下欄は、地点ａ〜地点ｈの平均値を示す。
「ＦＳＷ２」は、基準ｊ’をゼロとして、小円（半径ｒ１）に加えてさらに、中円（半径ｒ２）の摩擦攪拌を行った後の、基準ｊ’と各地点との高低差を示している。「裏面側変形量２」は、各地点における（ＦＳＷ２−ＦＳＷ前）の値を示している。「裏面側変形量２」の最下欄は、地点ａ〜地点ｈの平均値を示す。
「ＦＳＷ３」は、基準ｊ’をゼロとして、小円（半径ｒ１）、中円（半径ｒ２）に加えてさらに、大円（半径ｒ３）の摩擦攪拌を行った後の、基準ｊ’と各地点との高低差を示している。「裏面側変形量３」は、各地点における（ＦＳＷ３−ＦＳＷ前）の値を示している。「裏面側変形量３」の最下欄は、地点ａ〜地点ｈの平均値を示す。
【００８４】
【表２】
2010240718.tif 000004
【００８５】
表３は、ベース部材２の板厚が６０ｍｍであって、表面側から摩擦攪拌を行った場合の測定値を示した表である。表３の各項目は、表１の各項目と略同等の意味を示す。
【００８６】
【表３】
2010240718.tif 000005
【００８７】
表４は、ベース部材の板厚が６０ｍｍであって、裏面側から摩擦攪拌を行った場合の測定値を示した表である。表４の各項目は、表２の各項目と略同等の意味を示す。
【００８８】
【表４】
2010240718.tif 000006
【００８９】
表１の「表面側変形量」の平均値（1.61）と、表２の「裏面側変形量１」の平均値（2.04）とを比較すると、「裏面側変形量１」の値の方が大きい。同様に、「裏面側変形量２」の平均値（2.95）及び「裏面側変形量３」の平均値（3.53）も、「表面側変形量」の平均値（1.61）よりも大きな値となっている。つまり、ベース部材の板厚が３０ｍｍの場合は、裏面側から小円の摩擦攪拌のみを行っただけでも、ベース部材の反りが戻りすぎてしまう。したがって、ベース部材３０ｍｍの場合は、表面側よりも低い加工度でベース部材２の平坦性を高めることができる。
【００９０】
表３の「表面側変形量」の平均値（0.98）と、表４の「裏面側変形量２」の平均値（0.91）とを比較すると、両者の変形量が近似している。したがって、ベース部材２の板厚が６０ｍｍの場合は、裏面側から小円及び中円の摩擦攪拌を行ったときに、ベース部材２の平坦性が高いことが確認できた。つまり、板厚が６０ｍｍの場合は、表面側に比べて裏面側の加工度を低く設定すればベース部材２の平坦性を高めることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１      伝熱板
２      ベース部材
３      蓋板
４      貫通孔
１１    蓋溝
１２    凹溝
Ｆ      小型回転ツール
Ｆ１    ショルダ部
Ｆ２    攪拌ピン
Ｇ      接合用回転ツール
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】
2010240718.tif 000007
【図２】
2010240718.tif 000008
【図３】
2010240718.tif 000009
【図４】
2010240718.tif 000010
【図５】
2010240718.tif 000011
【図６】
2010240718.tif 000012
【図７】
2010240718.tif 000013
【図８】
2010240718.tif 000014
【図９】
2010240718.tif 000015
【図１０】
2010240718.tif 000016
【図１１】
2010240718.tif 000017
【図１２】
2010240718.tif 000018
【図１３】
2010240718.tif 000019
【図１４】
2010240718.tif 000020
【図１５】
2010240718.tif 000021
【図１６】
2010240718.tif 000022
【図１７】
2010240718.tif 000023