(57)【要約】【課題】曲げ加工では形成することができない９０°より小さい曲がり角を含む耐食性を有する流体配管を備えた流体配管内蔵部品、及び該流体配管内蔵部品に用いる流体配管の製造方法を提供する。【解決手段】流体配管内蔵部品の流体配管は最初に第２の管構成部材１１と第１の管構成素材２３とを形成する。第２の管構成部材１１はステンレス鋼板を所定の平面形状に切削加工を施して形成する。第１の管構成素材２３はステンレス鋼の板材に切削加工を施して溝９ｃを形成して作る。そして溝９ｃの幅方向の両側に段差部２３ａを形成する。第１の管構成素材２３の段差部２３ａ上に第２の管構成部材１１を載置する。第１の管構成素材２３と第２の管構成部材１１とを溶接により接合する。第１の管構成素材２３に切断加工を施して所定の平面形状を有する第１の管構成部材９を形成して流体配管を作る。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある流体に対して腐食性を有する材料からなるベースと、
前記流体に対して耐食性を有する金属材料により形成され、前記ベース内に仮想した仮想平面に沿って延びるように前記ベース内に埋め込まれた流体配管とを備え、
前記仮想平面と直交する方向から見た前記流体配管の平面形状が、９０°より小さい１以上の曲がり角を含んでいる流体配管内蔵部品であって、
前記流体配管が、
前記仮想平面に沿って延び且つ少なくとも前記仮想平面と直交する方向の一方に開口する開口部を有する溝を備え、更に前記流体配管の前記平面形状と同じ平面形状を有する第１の管構成部材と、
前記溝の前記開口部を塞ぐように前記第１の管構成部材に接合された第２の管構成部材とからなることを特徴とする流体配管内蔵部品。
【請求項２】
前記ベースは、前記仮想平面に沿って合わせ面が延びるように構成された第１及び第２の分割ベースが組み合わされて構成され、
前記第１及び第２の分割ベースの少なくとも一方には、前記流体配管の少なくとも一部が嵌合される嵌合溝が形成されている請求項１に記載の流体配管内蔵部品。
【請求項３】
前記第１の管構成部材と前記第２の管構成部材との接合部のうち、前記溝に臨む部分の表面は、角部の無い湾曲面を呈している請求項１に記載の流体配管内蔵部品。
【請求項４】
前記第１の管構成部材と前記第２の管構成部材は、溶接により接合されている請求項３に記載の流体配管内蔵部品。
【請求項５】
前記流体配管の横断面の輪郭形状が、四角形である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流体配管内蔵部品。
【請求項６】
前記第１の管構成部材は、前記流体に対して耐食性を有する金属材料により形成された板材に切削加工が施されて前記溝が形成された後、前記板材に切断加工が施されて前記平面形状が形成されたものである請求項１に記載の流体配管内蔵部品。
【請求項７】
前記第１の管構成部材は、前記流体に対して耐食性を有する金属材料により形成された板材に切断加工が施されて前記平面形状が形成された後、切断後の前記板材に切削加工が施されて前記溝が形成されたものである請求項１に記載の流体配管内蔵部品。
【請求項８】
前記腐食性を有する材料がアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、前記耐食性を有する金属がステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル基合金または銅である請求項１に記載の流体配管内蔵部品。
【請求項９】
請求項１に記載の流体配管内蔵部品に用いる流体配管の製造方法であって、
前記第１の管構成部材を、前記流体に対して耐食性を有する金属材料により形成された板材に切削加工を施して前記溝を形成した後、前記板材に切断加工を施して前記平面形状を形成し、
その後前記第１の管構成部材に前記第２の管構成部材を接合することを特徴とする流体配管の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の流体配管内蔵部品に用いる流体配管の製造方法であって、
前記第１の管構成部材を、前記流体に対して耐食性を有する金属材料により形成された板材に切断加工を施して前記平面形状を形成した後、切断後の前記板材に切削加工を施して前記溝を形成し、
その後前記第１の管構成部材に前記第２の管構成部材を接合することを特徴とする流体配管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置等の流体配管内蔵部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１２−１４１１１５号公報（特許文献１）には、嵌合溝が形成されたベースと、該ベース内の嵌合溝に配置された流体配管とを備えた流体配管内蔵部品が示されている。この例では、流体配管は金属と樹脂のハイブリッドからなるパイプが折り曲げられて所定の平面形状に形成されている。この流体配管の内部には熱媒体が流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４１１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の流体配管内蔵部品では、パイプを折り曲げられる形状に限界があり、複雑な平面形状の流体配管を形成できなかった。例えば、平面形状が９０°より小さい１以上の曲がり角を含んでいる流体配管などを形成できなかった。
【０００５】
本発明の目的は、複雑な形状の流体配管を形成できる流体配管内蔵部品、及び該流体配管内蔵部品に用いる流体配管の製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、流体を流体配管内にスムーズに流すことができる流体配管内蔵部品、及び該流体配管内蔵部品に用いる流体配管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明が改良の対象とする流体配管内蔵部品は、ベースと流体配管とを備えている。ベースは、ある流体に対して腐食性を有する材料から構成されている。流体配管は、流体に対して耐食性を有する金属材料により形成され、ベース内に仮想した仮想平面に沿って延びるようにベース内に埋め込まれている。そして、仮想平面と直交する方向から見た流体配管の平面形状が、９０°より小さい１以上の曲がり角を含んでいる。本発明では、流体配管が、第１の管構成部材と第２の管構成部材とから構成されている。第１の管構成部材は、前述の仮想平面に沿って延び且つ少なくとも仮想平面と直交する方向の一方に開口する開口部を有する溝を備え、更に流体配管の平面形状と同じ平面形状を有している。第２の管構成部材は、前述の溝の開口部を塞ぐように第１の管構成部材に接合された第２の管構成部材とから構成されている。
【０００８】
本発明のように、第１の管構成部材と第２の管構成部材とから流体配管を構成すると、曲げ加工では形成することができない９０°より小さい曲がり角を含む耐食性を有する流体配管を備えた流体配管内蔵部品を容易に得ることができる。
【０００９】
ベースは、仮想平面に沿って合わせ面が延びるように構成された第１及び第２の分割ベースが組み合わされて構成することができる。この場合、第１及び第２の分割ベースの少なくとも一方には、流体配管の少なくとも一部が嵌合される嵌合溝を形成する。このようにすれば、流体配管をベース内部に簡単に配置することができる。
【００１０】
第１の管構成部材と第２の管構成部材との接合部のうち、溝に臨む部分の表面は、角部の無い湾曲面を呈しているのが望ましい。このようにすれば、流体を流体配管内にスムーズに流すことができる。
【００１１】
このような湾曲面を形成するには、例えば、第１の管構成部材と第２の管構成部材を溶接により接合すればよい。このようにすれば、第１の管構成部材と第２の管構成部材との接合部にできた溶接部の溝に臨む部分の表面が湾曲面となる。そのため、第１の管構成部材と第２の管構成部材との接合部の溝に臨む部分の表面を容易に湾曲面にすることができる。また、第１の管構成部材と第２の管構成部材を溶接により接合すれば、第１の管構成部材と第２の管構成部材との間に隙間が生じることがなく、ベースが流体により腐食するのを防ぐことができる。
【００１２】
流体配管の横断面の輪郭形状は種々の形状のものを採用できる。例えば、輪郭形状を四角形にすれば、第１の管構成部材をコの字形とし第２の管構成部材を平板形状とすればよく、第１及び第２の管構成部材を簡単な形状にできる。
【００１３】
第１の管構成部材は、流体に対して耐食性を有する金属材料により形成された板材に切削加工が施されて溝が形成された後、板材に切断加工が施されて平面形状が形成されたものにより構成することができる。また、板材に切断加工が施されて平面形状が形成された後に、切断後の板材に切削加工が施されて溝が形成されたものによっても構成することができる。このように板材に切削加工及び切断加工を施して第１の管構成部材を形成すれば、複雑な平面形状の流体配管も形成できる。例えば、９０°より小さい１以上の曲がり角を含んでいる流体配管を正確且つ容易に形成できる。
【００１４】
腐食性を有する材料としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いる場合、耐食性を有する金属としてはステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル基合金または銅を用いることができる。このようにすれば、流体配管の高い耐食性によりベースの腐食を防ぐことができる。
【００１５】
本発明の流体配管内蔵部品に用いる流体配管は以下のように製造することができる。まず。第１の管構成部材を、流体に対して耐食性を有する金属材料により形成された板材に切削加工を施して溝を形成した後、板材に切断加工を施して平面形状を形成する。その後、第１の管構成部材に第２の管構成部材を接合する。また、板材に切断加工を施して平面形状を形成した後、切断後の板材に切削加工を施して溝を形成して第１の管構成部材を作ってもよい。このようにすれば、板材に切削加工及び切断加工を施すことにより９０°より小さい１以上の曲がり角を含んでいる複雑な平面形状の流体配管も正確且つ容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】冷却装置に適用した本発明の一実施の形態の流体配管内蔵部品の斜視図である。
【図２】図１に示す流体配管内蔵部品の平面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す当該流体配管内蔵部品の分解斜視図である。
【図５】図４（Ｂ）のV−V線断面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示す流体配管内蔵部品に用いる流体配管の製造方法を説明するための図である。
【図７】図６の次の工程を説明するための図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図７の次の工程を説明するための図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態の流体管を製造する方法を説明するための図である。
【図１１】図１０の次の工程を説明するための図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の更に他の実施の形態の流体管を製造する方法を説明するための図である。
【図１３】図１２の次の工程を説明するための図である。
【図１４】図１３の次の工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の流体配管内蔵部品の実施の形態について説明する。図１〜図３は、温度制御機能と熱伝導の制御を備えた部品支持盤等の配管内蔵部品に適用した本発明の一実施の形態の流体配管内蔵部品の斜視図、平面図、及び図２のIII−III線断面図であり、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、当該流体配管内蔵部品の分解斜視図であり、図５は、図４（Ｂ）のV−V線断面図である。各図に示すように、本実施の形態の流体配管内蔵部品は、ベース１と該ベース１内に埋め込まれた流体配管３とを備えている。ベース１は、第１の分割ベース５と第２の分割ベース７とが組み合わされて構成されており、いずれも流体配管３内に流れる流体（冷却水）に対して腐食性を有する材料で形成されている。具体的には、第１及び第２の分割ベース５，７は、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成されている。図４（Ｃ）に詳細に示すように、第１の分割ベース５は、円板形状を有しており、一方の面部には、仮想平面Ｉ（図３に示す波線）に沿って延びる嵌合溝５ａが形成されている。図４（Ａ）に詳細に示すように、第２のベース７は、第１の分割ベース５より厚み寸法の小さい円板形状を有しており、縁部には２つの貫通孔７ａが周方向に並ぶように形成されている。
【００１８】
図４（Ｂ）及び図５［図４（Ｂ）のV−V線断面図］に詳細に示すように、流体配管３は、第１の管構成部材９と、第２の管構成部材１１と、２つの端部部材１３とを有しており、いずれも流体配管３内に流れる流体（冷却水）に対して耐食性を有する金属材料で形成されている。具体的には、各部材９，１１，１３は、ステンレス鋼により形成されている。各部材９，１１，１３は、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル基合金または銅によっても形成することができる。この流体配管３は、仮想平面Ｉ（図３に示す波線）に沿って延びる所定の平面形状を有しており、内部にはベース１を所定の温度にするための熱媒体（例えば冷却水等）が流れる。
【００１９】
第１の管構成部材９は、主要部分の断面がコの字形を有しており、円筒形の一方の端部凹部９ａから円筒形の他方の端部凹部９ｂに曲がりくねって延びる溝９ｃが内部に形成されている［図６（Ｂ）参照］。流体配管３は、第１の分割ベース５の嵌合溝５ａに嵌合されている。このため、溝９ｃは、仮想平面Ｉ（図３）に沿って延び且つ仮想平面Ｉと直交する方向の一方に開口する開口部９ｄを有している。
【００２０】
第２の管構成部材１１は、第１の管構成部材９の溝９ｃの開口部９ｄを塞ぐように第１の管構成部材９に接合されている。本実施の形態では、第１の管構成部材９と第２の管構成部材１１は、溶接により接合されており、両部材９，１１の間には溶接部１５が形成されている。これにより、第１の管構成部材９と第２の管構成部材１１との接合部のうち、溝９ｃに臨む部分（溶接部１５が溝９ｃに臨む部分）の表面１５ａは、角部の無い湾曲面を呈している。
【００２１】
２つの端部部材１３は、一方の端部凹部９ａ及び他方の端部凹部９ｂの開口部をそれぞれ塞ぐように第１の管構成部材９に接合されている。２つの端部部材１３は、いずれも円柱形を有しており、内部には一方の端部凹部９ａ、他方の端部凹部９ｂ及び溝９ｃと連通する貫通孔１３ａがそれぞれ形成されている。
【００２２】
上記の構成により、第１の管構成部材９と第２の管構成部材１１と２つの端部部材１３とが組み合わされた流体配管３は、横断面の輪郭形状が四角形になる。この流体配管３は、仮想平面Ｉと直交する方向から見た平面形状が、９０°より小さい曲がり角を複数含んでいる。例えば、図４（Ｂ）に示す曲がり角Ａの角度θは６０°になっている。
【００２３】
次に、本実施の形態の流体配管内蔵部品の製造方法について説明する。最初に流体配管３を以下のように製造する。まず、図６（Ａ）に示す第２の管構成部材１１と図６（Ｂ）に示す第１の管構成素材２３とを形成する。第２の管構成部材１１は、ステンレス鋼板に切削加工を施して所定の平面形状に形成する。第１の管構成素材２３は、ステンレス鋼の板材に切削加工を施して溝９ｃを形成して作る。そして、溝９ｃの幅方向の両側に段差部２３ａを形成する（図８参照）。
【００２４】
次に、図７及び図８（図７のVIII−VIII線断面図）に示すように、第１の管構成素材２３の段差部２３ａ上に第２の管構成部材１１を載置する。そして第１の管構成素材２３と第２の管構成部材１１とを溶接により接合する（図５参照）。
【００２５】
次に、図９に示すように、第１の管構成素材２３に切断加工を施して所定の平面形状を有する第１の管構成部材９を形成する。切断加工は、旋盤による機械加工、レーザー等により行うことができる。なお、本実施の形態では、図８の波線Ｃの部分を切断した。そして、２つの端部部材１３を一方の端部凹部９ａ及び他方の端部凹部９ｂの開口部をそれぞれ塞ぐように第１の管構成部材９に接合して流体配管３を完成した。
【００２６】
次に、流体配管３を用いて本実施の形態の流体配管内蔵部品を作る。まず、図４（Ｂ）に示す流体配管３を、図４（Ｃ）に示す第１の分割ベース５の嵌合溝５ａに嵌合する。次に流体配管３の２つの端部部材１３が図４（Ａ）に示す第２のベース７の２つの貫通孔７ａに嵌合するように、第１の分割ベース５と第２のベース７とを組み合わせる。そして、第１の分割ベース５と第２のベース７とを熱間等方圧加圧法、ロウ付け等により接合して流体配管内蔵部品を完成する。
【００２７】
本実施の形態の流体配管内蔵部品によれば、板材に切削加工及び切断加工を施して第１の管構成部材９を形成するので、９０°より小さい複数の曲がり角Ａを含んでいる平面形状の流体配管３を正確且つ容易に形成できる。
【００２８】
図１０及び図１１は、本発明の他の実施の形態の流体管を製造する方法を説明するための図である。この製造方法では、まず、図１０（Ａ）に示す第２の管構成部材１１１と図１０（Ｂ）に示す第１の管構成部材１０９とを形成する。第２の管構成部材１１１は、ステンレス鋼板に切削加工を施して所定の平面形状に形成する。第１の管構成部材１０９は、本実施の形態の製造方法においては、最初にステンレス鋼の板材に切断加工を施して所定の平面形状を形成する。そして、切断後の板材に切削加工を施して溝１０９ｃを形成する。そして、溝１０９ｃの幅方向の両側に段差部１２３ａを形成する。
【００２９】
次に、図１１に示すように、第１の管構成部材１０９の段差部１２３ａ上に第２の管構成部材１１１を載置する。そして第１の管構成部材１０９と第２の管構成部材１１１とを溶接により接合する。次に、２つの端部部材１１３を一方の端部凹部１０９ａ及び他方の端部凹部１０９ｂの開口部をそれぞれ塞ぐように第１の管構成部材１０９に接合して流体配管を完成した。
【００３０】
本実施の形態の製造方法でも、９０°より小さい複数の曲がり角Ａを含んでいる平面形状の流体配管を正確且つ容易に形成できる。
【００３１】
図１２〜図１４は、本発明の更に他の実施の形態の流体管を製造する方法を説明するための図である。この製造方法では、まず、図１２（Ａ）に示す第２の管構成素材２２１と図１２（Ｂ）に示す第１の管構成素材２２３とを形成する。第２の管構成素材２２１は、ステンレス鋼板に２つの貫通孔２０７ａのみを形成して作る。第１の管構成素材２２３は、ステンレス鋼の板材に切削加工を施して溝２０９ｃを形成して作る。
【００３２】
次に、図１３に示すように、第１の管構成素材２２３上に第２の管構成素材２２１を載置する。そして第１の管構成素材２２３と第２の管構成素材２２１とを拡散接合またはロウ付け等により接合する。
【００３３】
次に、図１４に示すように、第１の管構成素材２２３及び第２の管構成素材２２１に切断加工を施して所定の平面形状を有する第１の管構成部材２０９及び第１の管構成部材２１１を形成する。そして、２つの端部部材２１３を一方の端部凹部２０９ａ及び他方の端部凹部２０９ｂの開口部をそれぞれ塞ぐように第１の管構成部材２０９に接合して流体配管を完成した。
【００３４】
上記の実施の形態では、流体配管の中心が一つの仮想平面に位置するように、流体配管が平面的に構成されているが、流体配管を流体配管の中心が部分的に一つの仮想平面と交差する立体的な構造（流体配管が２次元方向だけでなく３次元方向にも延びる構造）としてもよいのは勿論である。なお流体配管を立体的な構造にする場合には、３次元方向に延びる分割流体配管を用意し、２次元方向に延びる２つの分割流体配管を３次元方向に延びる分割流体配管で連結するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、曲げ加工では形成することができない９０°より小さい曲がり角を含む耐食性を有する流体配管を備えた流体配管内蔵部品を容易に得ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１    ベース
３    流体配管
５    第１の分割ベース
５ａ  嵌合溝
７    第２の分割ベース
９    第１の管構成部材
９ｃ  溝
９ｄ  開口部
１１  第２の管構成部材
Ｉ    仮想平面
【図１】
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【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１０】
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【図１１】
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