(57)【要約】  接合部の金属不足を防ぐことができる伝熱板の製造方法を提供する。伝熱板（１）の製造方法であって、ベース部材（２）の表面（２ａ）に開口するとともに底面に凹溝（１２）が形成された蓋溝（１３）に、蓋板（３）を挿入する閉塞工程と、ベース部材（２）の表面（２ａ）又は蓋板（３）の表面（３ａ）に面接触するように補助部材（４）を配置する配置工程と、回転ツール（Ｆ）の攪拌ピン（Ｆ２）を回転させながら補助部材（４）の表面（４ａ）側から挿入し、攪拌ピン（Ｆ２）のみをベース部材（２）、蓋板（３）及び補助部材（４）に接触させた状態で、蓋溝（１３）の側面と蓋板（３）の側面との突合せ部（Ｊ１）に沿って回転ツール（Ｆ）を相対移動させて、ベース部材（２）、蓋板（３）及び補助部材（４）を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。
2018003449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材の表面に開口するとともに底面に凹溝が形成された蓋溝に、蓋板を挿入する閉塞工程と、
前記ベース部材又は前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項２】
バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材又は前記蓋板から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項３】
前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項２に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項４】
ベース部材の表面に開口するとともに底面に凹溝が形成された蓋溝に、蓋板を挿入する閉塞工程と、
前記ベース部材及び前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項５】
バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項６】
前記配置工程では、前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、
前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項５に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項７】
ベース部材の表面に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
前記蓋溝に蓋板を挿入する閉塞工程と、
前記ベース部材又は前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項８】
バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材又は前記蓋板から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項９】
前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を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】
ベース部材の表面に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
前記蓋溝に蓋板を挿入する閉塞工程と、
前記ベース部材及び前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項１１】
バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板から除去する除去工程を含む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】
前記配置工程では、前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、
前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項１１に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１３】
ベース部材の表面に開口する凹溝又は凹部を覆うように、前記ベース部材の表面に蓋板を重ね合わせる閉塞工程と、
前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材、又は、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項１４】
バリが形成された前記補助部材を前記蓋板から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１５】
前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入することを特徴とする請求項１４に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１６】
前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、
前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項１４に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１７】
前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、
前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌を行った後に、前記回転ツールの片側のみに前記補助部材が残存する程度に、前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項１４に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項１８】
ベース部材の表面に開口する凹溝又は凹部を覆うように、前記ベース部材の表面に蓋板を重ね合わせる閉塞工程と、
前記ベース部材及び前記蓋板をひっくり返して、前記ベース部材の裏面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、
回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の裏面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材、又は、前記ベース部材及び前記補助部材、に接触させた状態で、前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする伝熱板の製造方法。
【請求項１９】
バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材から除去する除去工程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項２０】
前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入することを特徴とする請求項１９に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項２１】
前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、
前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項１９に記載の伝熱板の製造方法。
【請求項２２】
前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、
前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌を行った後に、前記回転ツールの片側のみに前記補助部材が残存する程度に、前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することを特徴とする請求項１９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】
特許文献１には、ベース部材の内部に形成された流路に流体を流通させて熱交換等を行う伝熱板の製造方法が記載されている。ベース部材には、表面に開口した蓋溝と、この蓋溝の底面に形成された凹溝と、が形成されている。
前記した伝熱板を製造する際には、蓋溝に蓋板を挿入し、蓋溝の側面と蓋板の側面との突合せ部に対して摩擦攪拌接合を行っている。
摩擦攪拌接合を行う際には、攪拌ピンのみをベース部材及び蓋板に接触させつつ、攪拌ピンを突合せ部の深い位置まで挿入している。このように、攪拌ピンを突合せ部の深い位置まで挿入することにより、伝熱板の水密性及び気密性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０９４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の伝熱板の製造方法では、塑性流動化した金属を回転ツールのショルダ部で押さえないため、塑性流動化した金属が外部に漏れ出して接合部が金属不足になるという問題がある。【０００５】
そこで、本発明は、接合部の金属不足を防ぐことができる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】
【０００６】
前記課題を解決するための第一の発明は、伝熱板の製造方法であって、ベース部材の表面に開口するとともに底面に凹溝が形成された蓋溝に、蓋板を挿入する閉塞工程と、前記ベース部材又は前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【０００７】
第一の発明における伝熱板の製造方法によれば、ベース部材及び蓋板に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、ベース部材及び蓋板の表面に窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板の水密性及び気密性を向上させることができる。【０００８】
また、バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材又は前記蓋板から除去する除去工程を含む場合には、バリを補助部材ごと除去することができるため、バリを除去する作業が容易となる。【０００９】
また、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。この製造方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。【００１０】
前記課題を解決するための第二の発明は、伝熱板の製造方法であって、ベース部材の表面に開口するとともに底面に凹溝が形成された蓋溝に、蓋板を挿入する閉塞工程と、前記ベース部材及び前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【００１１】
第二の発明における伝熱板の製造方法によれば、ベース部材及び蓋板に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、ベース部材及び蓋板の表面に窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板の水密性及び気密性を向上させることができる。
また、突合せ部の両側に補助部材を配置する分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。【００１２】
また、バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板から除去する除去工程を含む場合には、バリを補助部材ごと除去することができるため、バリを除去する作業が容易となる。【００１３】
また、前記配置工程では、前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。【００１４】
かかる伝熱板の製造方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、突合せ部を挟んで他方側にわずかに補助部材を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。【００１５】
前記課題を解決するための第三の発明は、伝熱板の製造方法であって、ベース部材の表面に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記蓋溝に蓋板を挿入する閉塞工程と、前記ベース部材又は前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【００１６】
第三の発明における伝熱板の製造方法によれば、ベース部材及び蓋板に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、ベース部材及び蓋板の表面に窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板の水密性及び気密性を向上させることができる。【００１７】
また、バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材又は前記蓋板から除去する除去工程を含む場合には、バリを補助部材ごと除去することができるため、バリを除去する作業が容易となる。【００１８】
また、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。この製造方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。【００１９】
前記課題を解決するための第四の発明は、伝熱板の製造方法であって、ベース部材の表面に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記蓋溝に蓋板を挿入する閉塞工程と、前記ベース部材及び前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記蓋溝の側面と前記蓋板の側面との突合せ部に沿って前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【００２０】
第四の発明における伝熱板の製造方法によれば、ベース部材及び蓋板に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、ベース部材及び蓋板の表面に窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板の水密性及び気密性を向上させることができる。【００２１】
また、バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板から除去する除去工程を含む場合には、バリを補助部材ごと除去することができるため、バリを除去する作業が容易となる。【００２２】
また、前記配置工程では、前記補助部材を前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方に配置しつつ、前記突合せ部を挟んで他方側にわずかに突出するように配置し、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが、前記ベース部材及び前記蓋板のいずれか一方側に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。【００２３】
かかる伝熱板の製造方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、突合せ部を挟んで他方側にわずかに補助部材を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。【００２４】
前記課題を解決するための第五の発明は、伝熱板の製造方法であって、ベース部材の表面に開口する凹溝又は凹部を覆うように、前記ベース部材の表面に蓋板を重ね合わせる閉塞工程と、前記蓋板の表面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の表面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材、又は、前記蓋板及び前記補助部材に接触させた状態で、前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【００２５】
第五の発明における伝熱板の製造方法によれば、ベース部材及び蓋板、又は、蓋板に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、ベース部材及び蓋板の表面に窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板の水密性及び気密性を向上させることができる。【００２６】
また、バリが形成された前記補助部材を前記蓋板から除去する除去工程を含む場合には、バリを補助部材ごと除去することができるため、バリを除去する作業が容易となる。【００２７】
また、前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入した場合には、攪拌ピンを補助部材に対して容易に挿入することができるとともに、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。【００２８】
また、前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。このようにすると、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。【００２９】
また、前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌を行った後に、前記回転ツールの片側のみに前記補助部材が残存する程度に、前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することが好ましい。【００３０】
かかる伝熱板の製造方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、回転ツールの回転中心軸を補助部材の端面よりもわずかに中央側に偏移させることで、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。【００３１】
前記課題を解決するための第六の発明は、伝熱板の製造方法であって、ベース部材の表面に開口する凹溝又は凹部を覆うように、前記ベース部材の表面に蓋板を重ね合わせる閉塞工程と、前記ベース部材及び前記蓋板をひっくり返して、前記ベース部材の裏面に面接触するように補助部材を配置する配置工程と、回転ツールの攪拌ピンを回転させながら前記補助部材の裏面側から挿入し、前記攪拌ピンのみを前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材、又は、前記ベース部材及び前記補助部材、に接触させた状態で、前記回転ツールを相対移動させて、前記ベース部材、前記蓋板及び前記補助部材を接合する摩擦攪拌工程と、を含むことを特徴とする。【００３２】
第六の発明における伝熱板の製造方法によれば、ベース部材及び蓋板、又は、ベース部材に加え、補助部材も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、伝熱板の水密性及び気密性を向上させることができる。また、蓋板の表面に塑性化領域が露出しないため、伝熱板の外観を良くすることができる。【００３３】
また、バリが形成された前記補助部材を前記ベース部材から除去する除去工程を含む場合には、バリを補助部材ごと除去することができるため、バリを除去する作業が容易となる。【００３４】
また、前記摩擦攪拌工程では、前記補助部材の中央部に前記攪拌ピンを挿入した場合には、攪拌ピンを補助部材に対して容易に挿入することができるとともに、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。【００３５】
また、前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、前記摩擦攪拌工程では、前記回転ツールの回転中心軸と前記基準線とが重なるように、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、摩擦攪拌接合で発生するバリが前記補助部材に形成されるように接合条件を設定することが好ましい。このようにすると、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。【００３６】
また、前記補助部材の端面を通り前記ベース部材及び前記蓋板に直交する線を基準線とした場合に、前記摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌を行った後に、前記回転ツールの片側のみに前記補助部材が残存する程度に、前記回転ツールの回転中心軸を前記基準線よりもわずかに前記補助部材の中央側に偏移させて、前記攪拌ピンを相対移動させるとともに、残存する前記補助部材にバリが形成されるように接合条件を設定することが好ましい。【００３７】
かかる伝熱板の製造方法によれば、バリを除去する作業をより容易に行うことができる。また、回転ツールの回転中心軸を補助部材の端面よりもわずかに中央側に偏移させることで、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る伝熱板の製造方法によれば、接合部の金属不足を防ぐことができ、水密性及び気密性に優れた伝熱板を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る閉塞工程及び配置工程を示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す平面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る摩擦攪拌工程後を示す断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る除去工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態の変形例における配置工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態の変形例における摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態に係る閉塞工程及び配置工程を示す断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態の第一変形例における配置工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態の第一変形例における摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態の第二変形例における配置工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の第二実施形態の第二変形例における摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の第三実施形態に係る熱媒体用管挿入工程、閉塞工程及び配置工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の第三実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の第三実施形態の第一変形例における配置工程を示す断面図である。
【図１７】本発明の第三実施形態の第二変形例における配置工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の第三実施形態の第三変形例における配置工程を示す断面図である。
【図１９】本発明の第三実施形態の第四変形例における配置工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の第四実施形態に係る閉塞工程及び配置工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の第四実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図２２】本発明の第四実施形態の第一変形例における摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の第四実施形態の第二変形例における摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図２４】本発明の第五実施形態に係る閉塞工程を示す断面図である。
【図２５】本発明の第五実施形態に係る配置工程を示す断面図である。
【図２６】本発明の第五実施形態に係る摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図２７】本発明の第五実施形態の第一変形例における摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【図２８】本発明の第五実施形態の第二変形例における摩擦攪拌工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る伝熱板の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。第一実施形態に係る接合方法では、閉塞工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。なお、以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面という意味である。
【００４１】
第一実施形態に係る伝熱板１は、図５に示すように、ベース部材２と蓋板３とで構成されている。ベース部材２と蓋板３とは摩擦攪拌接合により一体化されている。
【００４２】
ベース部材２は、図１及び図３に示すように、直方体を呈する金属部材である。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、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属で形成されている。ベース部材２の表面２ａには、凹溝１２及び蓋溝１３が形成されている。
蓋溝１３は、側断面視矩形を呈する直線状の溝であり、図１の手前側から奥側に向けて延びている。蓋溝１３は、底面１３ａと、底面１３ａから立ち上る側面１３ｂとによって構成されている。
凹溝１２は、蓋溝１３の底面１３ａ形成された直線状の溝であり、蓋溝１３に沿って延びている。凹溝１２は、流体を流通させるための流路となる溝である。この凹溝１２に流体を流通させて熱交換を行うことができる。凹溝１２の底面は、下方に向けて凸形状となるように円弧状に湾曲している。
【００４３】
蓋板３は、平面形状の板状部材である。蓋板３は、摩擦攪拌可能な金属から適宜選択すればよいが、第一実施形態では、ベース部材２と同じ材料で形成されている。
蓋板３の板厚寸法は、蓋溝１３の側面１３ｂの高さ寸法と同一である。蓋板３は、蓋溝１３にほぼ隙間なく挿入される形状になっている。
【００４４】
蓋溝１３内に蓋板３を配置することにより、蓋溝１３の側面１３ｂと蓋板３の側面３ｃとの突合せ部Ｊ１が形成されている。突合せ部Ｊ１は、蓋板３の両側部に形成されている。突合せ部Ｊ１は、図５に示すように、摩擦攪拌接合によって接合されており、突合せ部Ｊ１に沿って塑性化領域Ｗ１が形成されている（図３参照）。
【００４５】
次に、本発明の伝熱板の製造方法について説明する。第一実施形態の伝熱板の製造方法では、閉塞工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。
【００４６】
閉塞工程は、図１に示すように、蓋溝１３に蓋板３を挿入する工程である。閉塞工程では、蓋板３の裏面３ｂを蓋溝１３の底面１３ａに重ねつつ、蓋板３の側面３ｃと蓋溝１３の側面１３ｂとを突き合わせる。
これにより、蓋板３の両側部に突合せ部Ｊ１が形成される。蓋板３の表面３ａと、ベース部材２の表面２ａとは面一になる。
【００４７】
配置工程は、ベース部材２の表面２ａに補助部材４の裏面４ｂを重ね合わせて配置する工程である。つまり、配置工程では、補助部材４をベース部材２のみに配置する。
補助部材４は、蓋板３と同じ平面形状の板状部材である。補助部材４は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、第一実施形態ではベース部材２及び蓋板３と同じ材料になっている。
【００４８】
補助部材４の板厚は、後記する摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗ１（図５参照）が金属不足にならないように適宜設定する。配置工程では、補助部材４の端面４ｃと突合せ部Ｊ１とが重なるように補助部材４を配置する。
補助部材４の大きさは、少なくとも突合せ部Ｊ１に沿って補助部材４が配置されるようにすればよい（図３参照）。補助部材４の大きさは、摩擦攪拌工程後の塑性化領域Ｗ１（図５参照）が金属不足にならないように、かつ、摩擦攪拌工程後の蓋板３の表面３ａに補助部材４が残存しない程度に設定することが好ましい。
【００４９】
摩擦攪拌工程は、図２に示すように、接合用回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌によって接合する工程である。接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。接合用回転ツールＦは、特許請求の範囲の「回転ツール」に相当する。接合用回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。連結部Ｆ１は、摩擦攪拌装置の回転軸（図示省略）に連結される部位である。連結部Ｆ１は円柱状を呈している。
【００５０】
攪拌ピンＦ２は、連結部Ｆ１から垂下しており、連結部Ｆ１と同軸になっている。攪拌ピンＦ２は連結部Ｆ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＦ２の長さは、補助部材４および蓋板３の板厚よりも大きくなっている。
攪拌ピンＦ２の外周面には螺旋溝が刻設されている。第一実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、螺旋溝は、基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。言い換えると、螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て左回りに形成されている。
【００５１】
なお、接合用回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝を基端から先端に向かうにつれて右回りに形成することが好ましい。言い換えると、この場合の螺旋溝は、螺旋溝を基端から先端に向けてなぞると上から見て右回りに形成されている。螺旋溝をこのように設定することで、摩擦攪拌の際に塑性流動化した金属が螺旋溝によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、被接合金属部材（ベース部材２、蓋板３及び補助部材４）の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。螺旋溝は省略してもよい。
【００５２】
接合用回転ツールＦは、マシニングセンタ等の摩擦攪拌装置に取り付けてもよいが、例えば、先端にスピンドルユニット等の回転手段を備えたアームロボットに取り付けてもよい。
【００５３】
摩擦攪拌工程では、補助部材４の表面４ａから突合せ部Ｊ１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。
そして、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で、突合せ部Ｊ１に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。
【００５４】
第一実施形態では、図３に示すように、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材４が位置するように接合用回転ツールＦの進行方向を設定する。つまり、図２において右側の突合せ部Ｊ１では、接合用回転ツールＦを図２の手前側から奥側に向けて相対移動させる。また、図２において左側の突合せ部Ｊ１では、接合用回転ツールＦを図２の奥側から手前側に向けて相対移動させる。
第一実施形態では、一つの接合用回転ツールＦを図２の手前側と奥側との間で往復移動させることで、左右の突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌接合している。このとき、接合用回転ツールＦの回転方向を反転させる必要がないため、作業効率を向上させることができる。
【００５５】
接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。例えば、接合用回転ツールＦの進行方向右側に補助部材４を配置しつつ、接合用回転ツールＦを左回転させてもよい。もしくは、接合用回転ツールＦの進行方向左側に補助部材４を配置しつつ、接合用回転ツールＦを左右いずれかに回転させてもよい。接合用回転ツールＦの回転方向等の条件と補助部材４の好ましい位置関係については後記する。
【００５６】
攪拌ピンＦ２の挿入深さは適宜設定すればよいが、第一実施形態では、図２に示すように、攪拌ピンＦ２が蓋溝１３の底面１３ａに達するように設定する。これにより、蓋溝１３の底面１３ａと蓋板３の裏面３ｂとの重合部も接合される。
摩擦攪拌工程では、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ相対移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。接合用回転ツールＦの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域Ｗ１が形成される（図３参照）。摩擦攪拌工程後は、図４に示すように、補助部材４の端部にバリＶが形成される。
【００５７】
除去工程は、図５に示すように、補助部材４をベース部材２から除去する工程である。除去工程では、例えば手作業により、補助部材４をベース部材２から離間する方向に折り曲げてベース部材２から除去する。これにより、ベース部材２と蓋板３とが接合される。
【００５８】
以上説明した第一実施形態に係る伝熱板１の製造方法によれば、図４に示すように、ベース部材２と蓋板３とが接合されるとともに、ベース部材２及び蓋板３に加え、補助部材４も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部（塑性化領域Ｗ１）の金属不足を防ぐことができる。また、第一実施形態によれば、ベース部材２及び蓋板３の両方ではなく、ベース部材２のみに補助部材４を配置するだけで金属不足を防ぐことができる。
これにより、第一実施形態に係る伝熱板１の製造方法によれば、ベース部材２の表面２ａ及び蓋板３の表面３ａに接合部の金属不足による窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板１の水密性及び気密性を向上させることができる。
【００５９】
また、第一実施形態では、摩擦攪拌工程によって補助部材４にバリＶが形成されるが、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。なお、補助部材４は除去装置等を用いてもよいが、第一実施形態では手作業で容易に補助部材４を取り除くことができる。
【００６０】
ここで、第一実施形態に係る伝熱板１の製造方法において、従来のようにショルダ部を金属部材に押し込みながら摩擦攪拌を行うと、ショルダ部と補助部材４との接触により補助部材４が外部に飛ばされてしまい接合部の金属不足を補うことができない。
しかし、第一実施形態では、図２に示すように、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみをベース部材２、蓋板３及び補助部材４に接触させつつ摩擦攪拌を行うため、補助部材４が外部に飛ばされることなく接合部の金属不足を補うことができる。また、ショルダ部を接触させる場合に比べて摩擦攪拌装置に作用する負荷を低減することができる。
【００６１】
第一実施形態では、図２に示すように、接合用回転ツールＦのフロー側（retreating side：回転ツールの外周における接線速度から回転ツールの移動速度が減算される側）がベース部材２側（接合中心の基準線Ｘよりも左側）となるように接合用回転ツールＦの移動方向と回転方向を設定している。接合用回転ツールＦの回転方向及び進行方向は前記したものに限定されるものではなく適宜設定すればよい。
【００６２】
例えば、接合用回転ツールＦの回転速度が遅い場合では、フロー側に比べてシアー側（advancing side：回転ツールの外周における接線速度に回転ツールの移動速度が加算される側）の方が塑性流動材の温度が上昇しやすくなるため、塑性化領域Ｗ１外のシアー側にバリＶが多く発生する傾向にある。
一方、例えば、接合用回転ツールＦの回転速度が速い場合、シアー側の方が塑性流動材の温度が上昇するものの、回転速度が速い分、塑性化領域Ｗ１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。
【００６３】
第一実施形態では、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定しているため、図４に示すように、塑性化領域Ｗ１外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向にある。つまり、補助部材４側にバリＶを集約させることができる。また、接合用回転ツールＦの回転速度を速く設定することにより、接合用回転ツールＦの移動速度（送り速度）を高めることができる。これにより、接合サイクルを短くすることができる。
【００６４】
摩擦攪拌工程の際に、図２に示すように、接合用回転ツールＦの進行方向のどちら側にバリＶが発生するかは接合条件によって異なる。当該接合条件とは、接合用回転ツールＦの回転速度、回転方向、移動方向、移動速度（送り速度）、攪拌ピンＦ２の傾斜角度（テーパー角度）、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４の材質、補助部材４の厚さ等の各要素とこれらの要素の組合せで決定される。接合条件に応じて、バリＶが多く発生する側が接合中心の基準線Ｘに対して補助部材４側となるように設定すれば、バリを除去する作業を容易に行うことができるため好ましい。
【００６５】
（第一実施形態の変形例）
次に、第一実施形態に係る伝熱板１の製造方法の変形例について説明する。
第一実施形態の変形例では、図６に示すように、蓋板３に接触するように補助部材４を配置している。また、接合用回転ツールＦの回転方向も第一実施形態と相違する。
【００６６】
第一実施形態の変形例における配置工程は、図６に示すように、蓋板３の表面３ａと補助部材４の裏面４ｂとを面接触させる工程である。第一実施形態の変形例における配置工程では、左右の突合せ部Ｊ１に沿って二枚の補助部材４を配置する。また、補助部材４の端面４ｃと突合せ部Ｊ１とが重なるように補助部材４を配置する。つまり、配置工程では、補助部材４を蓋板３のみに配置する。
【００６７】
第一実施形態の変形例における配摩擦攪拌工程では、図７に示すように、接合用回転ツールＦを左回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。
【００６８】
第一実施形態の変形例では、突合せ部Ｊ１に左回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。これにより、突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。
【００６９】
なお、第一実施形態の変形例では、接合用回転ツールＦを高速回転しているため、バリＶはシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。つまり、補助部材４側にバリＶを集約させることができる。これにより、除去工程では、バリＶを補助部材４ごと蓋板３から除去することができる。
【００７０】
以上、本発明に係る第一実施形態について説明したが、これ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、適宜変更が可能である。例えば、第一実施形態では、図２に示すように、攪拌ピンＦ２が蓋溝１３の底面１３ａに達しているが、攪拌ピンＦ２が蓋溝１３の底面１３ａに到達しないように、攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定してもよい。
【００７１】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る伝熱板１の製造方法について説明する。
第二実施形態に係る伝熱板１の製造方法は、図８に示すように、ベース部材２及び蓋板３の両方と接触するように補助部材４を配置する点で第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る伝熱板１の製造方法では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００７２】
第二実施形態に係る伝熱板１の製造方法は、閉塞工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。第二実施形態の閉塞工程は、第一実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００７３】
第二実施形態における配置工程は、図８に示すように、ベース部材２の表面２ａ及び蓋板３の表面３ａの両方と、補助部材４の裏面４ｂとを面接触させる工程である。第二実施形態における配置工程では、左右の突合せ部Ｊ１にそれぞれ重なるように二枚の補助部材４を配置する。また、補助部材４の中央部に突合せ部Ｊ１が重なるように補助部材４を配置する。
【００７４】
第二実施形態における摩擦攪拌工程は、図９に示すように、接合用回転ツールＦを用いてベース部材２と蓋板３との突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌によって接合する工程である。
第二実施形態では、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。
【００７５】
第二実施形態における摩擦攪拌工程では、右回転させた攪拌ピンＦ２を補助部材４の表面４ａから挿入する。第二実施形態では、補助部材４の幅方向の中央部に攪拌ピンＦ２を挿入する。また、第二実施形態では、突合せ部Ｊ１に達するように攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定する。
第二実施形態では、突合せ部Ｊ１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。
そして、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で、突合せ部Ｊ１に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。これにより、突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。
なお、第二実施形態の接合用回転ツールＦの進行方向は第一実施形態と同じである。また、第二実施形態では、接合用回転ツールＦを高速回転しているため、バリＶはシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。
【００７６】
第二実施形態における除去工程は、補助部材４をベース部材２及び蓋板３から除去する工程である。第二実施形態における除去工程では、第一実施形態の除去工程と同様に、手作業により、補助部材４をベース部材２及び蓋板３から離間する方向に折り曲げて蓋板３から除去する。
【００７７】
以上説明した第二実施形態に係る伝熱板１の製造方法によれば、図９に示すように、ベース部材２及び蓋板３に加え、補助部材４も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、ベース部材２の表面２ａ及び蓋板３の表面３ａに窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板１の水密性及び気密性を向上させることができる。
また、第二実施形態では、攪拌ピンＦ２を補助部材４の中央部に対して容易に挿入することができるとともに、突合せ部Ｊ１の両側に補助部材４を配置する分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
【００７８】
また、第二実施形態では、摩擦攪拌工程によって補助部材４にバリＶが形成されるが、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。
【００７９】
（第二実施形態の第一変形例）
次に、第二実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第一変形例について説明する。
第二実施形態の第一変形例では、図１０に示すように、補助部材４をベース部材２に配置しつつ、突合せ部Ｊ１を挟んで蓋板３側にわずかに突出するように配置している。つまり、補助部材４をベース部材２及び蓋板３の両方に配置しつつ、補助部材４に対するベース部材２と蓋板３との接触割合を変更している。
【００８０】
第二実施形態の第一変形例における配置工程では、補助部材４の９割程度をベース部材２に配置し、残りの１割程度を蓋板３に配置する。つまり、突合せ部Ｊ１に対して補助部材４がわずかに蓋板３側に突出するように配置する。
第二実施形態の第一変形例では、摩擦攪拌工程後に蓋板３側（補助部材４との接触面積が少ない側）に補助部材４が残存しないように調節している。
【００８１】
第二実施形態の第一変形例における摩擦攪拌工程では、図１１に示すように、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。なお、第二実施形態の第一変形例における攪拌ピンＦ２の移動方向は、第一実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向と同じである（図３参照）。摩擦攪拌工程では、接合用回転ツールＦの回転中心軸が、突合せ部Ｊ１と重なるように相対移動させる。
【００８２】
第二実施形態の第一変形例における摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１に右回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。これにより、突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。
第二実施形態の第一変形例では、突合せ部Ｊ１を挟んで蓋板３側にわずかに補助部材４を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
【００８３】
なお、第二実施形態の第一変形例では、接合用回転ツールＦを高速回転しているため、バリＶはシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。つまり、補助部材４側にバリＶを集約させることができる。これにより、除去工程においてバリＶを補助部材４ごとベース部材２から除去することができる。
【００８４】
（第二実施形態の第二変形例）
次に、第二実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第二変形例について説明する。
第二実施形態の第二変形例では、図１２に示すように、補助部材４を蓋板３に配置しつつ、突合せ部Ｊ１を挟んでベース部材２側にわずかに突出するように配置している。つまり、補助部材４をベース部材２及び蓋板３の両方に配置しつつ、補助部材４に対するベース部材２と蓋板３との接触割合を変更している。また、接合用回転ツールＦの回転方向も第二実施形態と相違する。
【００８５】
第二実施形態の第二変形例における配置工程では、補助部材４の９割程度を蓋板３に配置し、残りの１割程度をベース部材２に配置する。つまり、突合せ部Ｊ１に対して補助部材４がわずかにベース部材２側に突出するように配置する。第二実施形態の第二変形例では、摩擦攪拌工程後にベース部材２側（補助部材４との接触面積が少ない側）に補助部材４が残存しないように調節している。
【００８６】
第二実施形態の第二変形例における摩擦攪拌工程では、図１３に示すように、接合用回転ツールＦを左回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。なお、第二実施形態の第二変形例における攪拌ピンＦ２の移動方向は、第一実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向と同じである（図３参照）。
【００８７】
第二実施形態の第二変形例における摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１に左回転させた攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。これにより、突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。
第二実施形態の第二変形例では、突合せ部Ｊ１を挟んでベース部材２側にわずかに補助部材４を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
【００８８】
なお、第二実施形態の第二変形例では、接合用回転ツールＦを高速回転しているため、バリＶはシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。つまり、補助部材４側にバリＶを集約させることができる。これにより、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと蓋板３から除去することができる。
【００８９】
以上、本発明に係る第二実施形態について説明したが、これ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、適宜変更が可能である。
【００９０】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法について説明する。
第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法は、図１４に示すように、ベース部材２の凹溝１２に熱媒体用管１５を挿入する点で第一実施形態と相違する。第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００９１】
第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法は、熱媒体用管挿入工程と、閉塞工程と、配置工程と、摩擦攪拌工程と、除去工程とを行う。第三実施形態では、熱媒体用管挿入工程以外の各工程は、第一実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００９２】
第三実施形態の熱媒体用管１５は、図１４に示すように、断面視円形の円筒管である。また、熱媒体用管１５の外径は、凹溝１２の幅と略同等に形成されており、熱媒体用管１５の下半部と凹溝１２の底面とが面接触している。また、熱媒体用管１５の上端は、蓋板３の裏面３ｂと線接触している。
熱媒体用管１５は、例えば、冷却水、冷却ガス、高温液、あるいは高温ガスなどの熱媒体を循環させて、ベース部材２に熱を伝達させる部材である。
なお、第三実施形態の熱媒体用管１５は、断面視円形としたが、断面視角形であってもよい。また、熱媒体用管１５は、第三実施形態においては、銅管を用いたが、他の材料の管を用いてもよい。
【００９３】
第三実施形態における熱媒体用管挿入工程では、凹溝１２内に熱媒体用管１５を挿入する。
第三実施形態における配置工程は、ベース部材２の表面２ａと補助部材４の裏面４ｂとを面接触させる工程である。第三実施形態における配置工程では、補助部材４の端面４ｃと突合せ部Ｊ１とが重なるように補助部材４を配置する。
【００９４】
第三実施形態における摩擦攪拌工程では、図１５に示すように、接合用回転ツールＦを右回転させるため、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて左回りに形成されている。なお、第三実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向は、第一実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向と同じである（図３参照）。
そして、右回転させた攪拌ピンＦ２のみを補助部材４の表面４ａから突合せ部Ｊ１に挿入し、接合用回転ツールＦの回転中心軸と突合せ部Ｊ１とを重ね合わせつつ、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させて移動させる。これにより、突合せ部Ｊ１が摩擦攪拌接合される。
【００９５】
なお、第三実施形態では、接合用回転ツールＦを高速回転しているため、バリＶはシアー側に比べてフロー側の方に多く発生する傾向にある。つまり、補助部材４側にバリＶを集約させることができる。これにより、除去工程では、バリＶを補助部材４ごとベース部材２から除去することができる。
【００９６】
以上説明した第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法によれば、図１５に示すように、ベース部材２及び蓋板３に加え、補助部材４も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、ベース部材２の表面２ａ及び蓋板３の表面３ａに窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板１の水密性及び気密性を向上させることができる。
【００９７】
また、第三実施形態では、摩擦攪拌工程によって補助部材４にバリＶが形成されるが、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。
【００９８】
（第三実施形態の第一変形例）
次に、第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第一変形例について説明する。
第三実施形態の第一変形例における配置工程では、図１６に示すように、蓋板３に接触するように補助部材４を配置する。第三実施形態の第一変形例では、左右の突合せ部Ｊ１に沿って二枚の補助部材４を配置し、補助部材４の端面４ｃと突合せ部Ｊ１とが重なるように補助部材４を配置している。
【００９９】
また、第三実施形態の第一変形例における摩擦攪拌工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリが補助部材４に形成されるように接合条件を設定し、補助部材４側にバリを集約させることで、除去工程においてバリを補助部材４ごと蓋板３から除去することができる。
【０１００】
（第三実施形態の第二変形例）
次に、第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第二変形例について説明する。
第三実施形態の第二変形例における配置工程では、図１７に示すように、ベース部材２及び蓋板３の両方と接触するように補助部材４を配置する。第三実施形態の第二変形例では、左右の突合せ部Ｊ１にそれぞれ重なるように二枚の補助部材４を配置し、補助部材４の中央部に突合せ部Ｊ１が重なるように補助部材４を配置している。
【０１０１】
第三実施形態の第二変形例における摩擦攪拌工程では、攪拌ピンを補助部材４の中央部に対して容易に挿入することができるとともに、突合せ部Ｊ１の両側に補助部材４を配置する分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
第三実施形態の第二変形例における除去工程では、摩擦攪拌接合で発生するバリを補助部材４ごとベース部材２及び蓋板３から除去することができる。
【０１０２】
（第三実施形態の第三変形例）
次に、第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第三変形例について説明する。
第三実施形態の第三変形例における配置工程では、図１８に示すように、補助部材４をベース部材２に配置しつつ、補助部材４が突合せ部Ｊ１を挟んで蓋板３側にわずかに突出するように配置する。第三実施形態の第三変形例では、摩擦攪拌工程後に蓋板３側（補助部材４との接触面積が少ない側）に補助部材４が残存しないように補助部材４の配置位置を調節している。
【０１０３】
第三実施形態の第三変形例における摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１を挟んで蓋板３側にわずかに補助部材４を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。また、第三実施形態の第三変形例における摩擦攪拌工程では、補助部材４側にバリを集約させる。これにより、除去工程では、バリを補助部材４ごとベース部材２から除去することができる。
【０１０４】
（第三実施形態の第四変形例）
次に、第三実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第四変形例について説明する。
第三実施形態の第四変形例における配置工程では、図１９に示すように、補助部材４を蓋板３に配置しつつ、補助部材４が突合せ部Ｊ１を挟んでベース部材２側にわずかに突出するように配置する。第三実施形態の第四変形例では、摩擦攪拌工程後にベース部材２側（補助部材４との接触面積が少ない側）に補助部材４が残存しないように補助部材４の配置位置を調節している。
【０１０５】
第三実施形態の第四変形例における摩擦攪拌工程では、突合せ部Ｊ１を挟んで蓋板３側にわずかに補助部材４を突出させる分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。また、第三実施形態の第四変形例における摩擦攪拌工程では、補助部材４側にバリを集約させる。これにより、除去工程では、バリを補助部材４ごとベース部材２から除去することができる。
【０１０６】
以上、本発明に係る第三実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく、第一実施形態と同様に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。
例えば、第三実施形態では、図１５に示すように、摩擦攪拌接合後に凹溝１２の内面と熱媒体用管１５の外周面と間に空隙が形成されているが、この空隙を塑性化領域Ｗ１によって埋めるように構成してもよい。つまり、二つの突合せ部Ｊ１の位置を熱媒体用管１５に近づけるように設定してもよい。このように、空隙を塑性流動材によって埋めることで、熱媒体用管１５から放熱される熱エネルギーの消費を抑制することができ、熱交換効率の高い伝熱板１を製造することができる。
【０１０７】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る伝熱板１の製造方法について説明する。
第四実施形態に係る伝熱板１の製造方法は、図２０に示すように、凹溝１２を覆うように、ベース部材２に蓋板３を重ね合わせる点で第一実施形態と相違する。第四実施形態に係る伝熱板１の製造方法では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【０１０８】
第四実施形態では、図２０に示すように、ベース部材２の表面２ａに凹溝１２が形成されている。
第四実施形態における閉塞工程では、凹溝１２を覆うように、ベース部材２の表面２ａに一枚の蓋板３を重ね合わせる。これにより、重合部Ｊ２が形成される。
第四実施形態における配置工程は、蓋板３の表面３ａと補助部材４の裏面４ｂとを面接触させる工程である。第四実施形態における配置工程では、凹溝１２の幅方向の中央部の両側に二枚の補助部材４を配置する。
【０１０９】
第四実施形態における摩擦攪拌工程では、図２１に示すように、右回転させた攪拌ピンＦ２を補助部材４の表面４ａから挿入する。第四実施形態では、補助部材４の幅方向の中央部に攪拌ピンＦ２を挿入する。また、第四実施形態では、攪拌ピンＦ２がベース部材２の表面２ａ（重合部Ｊ２）に達するように、攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定する。
【０１１０】
第四実施形態では、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４に攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。なお、第四実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向は、第一実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向と同じである（図３参照）。
そして、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で、凹溝１２に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。これにより、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４（重合部Ｊ２）は、凹溝１２に沿って摩擦攪拌接合される。
【０１１１】
第四実施形態における除去工程では、補助部材４を蓋板３から離間する方向に折り曲げて蓋板３から除去する。
【０１１２】
以上説明した第四実施形態に係る伝熱板１の製造方法によれば、図２１に示すように、ベース部材２及び蓋板３に加え、補助部材４も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、蓋板３の表面３ａに窪みができるのを防ぐことができるとともに、伝熱板１の水密性及び気密性を向上させることができる。
また、第四実施形態では、攪拌ピンＦ２を補助部材４の中央部に対して容易に挿入することができるとともに、攪拌ピンＦ２の両側に補助部材４を配置する分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
【０１１３】
また、第四実施形態では、摩擦攪拌工程によって補助部材４にバリＶが形成されるが、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。
【０１１４】
（第四実施形態の第一変形例）
次に、第四実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第一変形例について説明する。
第四実施形態の第一変形例では、図２２に示すように、摩擦攪拌工程において、補助部材４の端面４ｃを通り、ベース部材２の表面２ａ及び蓋板３の表面３ａに直交する基準線Ｘと、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｃとが重なるように、攪拌ピンＦ２を相対移動させる。
また、第四実施形態の第一変形例では、摩擦攪拌接合で発生するバリＶが補助部材４に形成されるように接合条件を設定する。このように、補助部材４側にバリＶを集約させると、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと蓋板３から除去することができる。
【０１１５】
（第四実施形態の第二変形例）
次に、第四実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第二変形例について説明する。
第四実施形態の第二変形例では、図２３に示すように、摩擦攪拌工程において、摩擦攪拌後に、接合用回転ツールＦの片側のみに補助部材４が残存する程度に、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｃを基準線Ｘよりもわずかに補助部材４の中央側に偏移させて、攪拌ピンＦ２を相対移動させる。
このように、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｃを補助部材４の端面４ｃよりもわずかに中央側に偏移させることで、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
また、第四実施形態の第二変形例では、摩擦攪拌接合で発生するバリＶが補助部材４に形成されるように接合条件を設定する。このように、補助部材４側にバリＶを集約させると、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと蓋板３から除去することができる。
【０１１６】
以上、本発明に係る第四実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく、第一実施形態と同様に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。
例えば、第四実施形態では、図２０に示すように、ベース部材２の凹溝１２を覆うように蓋板３を配置しているが、ベース部材２の表面２ａに窪んだ凹部を形成し、凹部を覆うように蓋板３を配置してもよい。この場合には、凹部を囲むように攪拌ピンを移動させ、凹部の周囲においてベース部材２、蓋板３及び補助部材４を摩擦攪拌接合する。
【０１１７】
また、第四実施形態では、図２３に示すように、摩擦攪拌工程において、攪拌ピンＦ２がベース部材２の表面２ａ（重合部Ｊ２）に達するように設定しているが、攪拌ピンＦ２がベース部材２の表面２ａに達していなくてもよい。つまり、蓋板３及び補助部材４のみに攪拌ピンＦ２を挿入して摩擦攪拌接合を行ってもよい。この場合には、攪拌ピンＦ２と蓋板３との摩擦熱により、重合部Ｊ２が塑性流動化して接合される。
【０１１８】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態に係る伝熱板１の製造方法について説明する。
第五実施形態に係る伝熱板１の製造方法は、図２６に示すように、ベース部材２の裏面２ｂに面接触するように補助部材４を配置し、接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を補助部材４の裏面４ｂ側から挿入する点で第四実施形態と相違する。第五実施形態に係る伝熱板１の製造方法では、第四実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【０１１９】
第五実施形態における閉塞工程では、図２４に示すように、凹溝１２を覆うように、ベース部材２の表面２ａに一枚の蓋板３を重ね合わせる。これにより、重合部Ｊ２が形成される。
第五実施形態における配置工程では、図２５に示すように、閉塞工程後のベース部材２及び蓋板３を上下方向にひっくり返す。このように、ベース部材２及び蓋板３を上下反転させることで、ベース部材２の裏面２ｂが上側に配置される。
そして、ベース部材２の裏面２ｂに面接触するように補助部材４を配置し、ベース部材２の裏面２ｂに補助部材４の表面４ａを重ね合わせる。第五実施形態では、凹溝１２の幅方向の中央部の両側に二枚の補助部材４を配置する。
【０１２０】
第五実施形態における摩擦攪拌工程では、図２６に示すように、ベース部材２の裏面２ｂ側から接合用回転ツールＦによってベース部材２及び蓋板３を摩擦攪拌によって接合する。
第五実施形態では、接合用回転ツールＦを左回転させており、攪拌ピンＦ２の螺旋溝は基端から先端に向かうにつれて右回りに形成されている。
【０１２１】
第五実施形態における摩擦攪拌工程では、左回転させた攪拌ピンＦ２を補助部材４の裏面２ｂから挿入する。攪拌ピンＦ２は、凹溝１２の側方で補助部材４の中央部に挿入する。また、攪拌ピンＦ２がベース部材２を貫通して蓋板３の裏面３ｂ（重合部Ｊ２）に達するように攪拌ピンＦ２の挿入深さを設定する。
第五実施形態では、被接合金属部材（ベース部材２、蓋板３及び補助部材４）に攪拌ピンＦ２のみを挿入し、被接合金属部材と連結部Ｆ１とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンＦ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。なお、第五実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向は、第一実施形態における攪拌ピンＦ２の移動方向と同じである（図３参照）。
【０１２２】
そして、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４と攪拌ピンＦ２とを接触させた状態で、凹溝１２に沿って接合用回転ツールＦを相対移動させる。これにより、ベース部材２、蓋板３及び補助部材４が摩擦攪拌接合される。
【０１２３】
なお、第五実施形態では、被接合金属部材に対する攪拌ピンＦ２の挿入深さが大きく、接合用回転ツールＦの回転速度を高めることが難しい。したがって、第五実施形態では、接合用回転ツールＦが低速回転しているため、バリＶはフロー側に比べてシアー側の方に多く発生する傾向にある。
第五実施形態における除去工程では、バリＶを補助部材４ごとベース部材２の裏面２ｂから除去することができる。
【０１２４】
以上説明した第五実施形態に係る伝熱板１の製造方法によれば、図２６に示すように、ベース部材２及び蓋板３に加え、補助部材４も同時に摩擦攪拌接合することにより、接合部の金属不足を防ぐことができる。これにより、伝熱板１の水密性及び気密性を向上させることができる。
第五実施形態における摩擦攪拌工程では、ベース部材２の裏面２ｂ側から攪拌ピンＦ２を挿入しており、蓋板３の表面３ａに塑性化領域が露出しないため、伝熱板１の外観を良くすることができる。
第五実施形態における摩擦攪拌工程では、補助部材４の中央部に対して攪拌ピンＦ２を容易に挿入することができるとともに、攪拌ピンＦ２の両側に補助部材４を配置する分、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
【０１２５】
また、第五実施形態では、摩擦攪拌工程によって補助部材４にバリＶが形成されるが、除去工程においてバリＶを補助部材４ごと取り除くことができる。これにより、バリＶを除去する作業を容易に行うことができる。
【０１２６】
（第五実施形態の第一変形例）
次に、第五実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第一変形例について説明する。
第五実施形態の第一変形例における摩擦攪拌工程では、図２７に示すように、補助部材４の端面４ｃを通り、ベース部材２の裏面２ｂ及び蓋板３の裏面３ｂに直交する基準線Ｘと、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｃとが重なるように、攪拌ピンＦ２を相対移動させる。
また、第五実施形態の第一変形例では、摩擦攪拌接合で発生するバリＶが補助部材４に形成されるように接合条件を設定する。このように、補助部材４側にバリＶを集約させると、除去工程においてバリＶを補助部材４ごとベース部材２から除去することができる。
【０１２７】
（第五実施形態の第二変形例）
次に、第五実施形態に係る伝熱板１の製造方法の第二変形例について説明する。
第五実施形態の第二変形例における摩擦攪拌工程では、図２８に示すように、摩擦攪拌後に、接合用回転ツールＦの片側のみに補助部材４が残存する程度に、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｃを基準線Ｘよりもわずかに補助部材４の中央側に偏移させて、攪拌ピンＦ２を相対移動させる。
このように、接合用回転ツールＦの回転中心軸Ｃを補助部材４の端面４ｃよりもわずかに中央側に偏移させることで、接合部の金属不足をより確実に防ぐことができる。
また、第五実施形態の第二変形例では、摩擦攪拌接合で発生するバリＶが補助部材４に形成されるように接合条件を設定する。このように、補助部材４側にバリＶを集約させると、除去工程においてバリＶを補助部材４ごとベース部材２から除去することができる。
【０１２８】
以上、本発明に係る第五実施形態について説明したが、これ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、適宜変更が可能である。
例えば、第五実施形態では、摩擦攪拌工程において、攪拌ピンＦ２が蓋板３の裏面３ｂ（重合部Ｊ２）に達するように設定しているが、攪拌ピンＦ２が蓋板３の裏面３ｂに達していなくてもよい。つまり、ベース部材２及び補助部材４のみに攪拌ピンＦ２を挿入して摩擦攪拌接合を行ってもよい。この場合には、攪拌ピンＦ２とベース部材２との摩擦熱により、重合部Ｊ２が塑性流動化して接合される。
【符号の説明】
【０１２９】
１      伝熱板
２      ベース部材
３      蓋板
４      補助部材
１２    凹溝
１３    蓋溝
１５    熱媒体用管
Ｆ      接合用回転ツール（回転ツール）
Ｆ１    連結部
Ｆ２    攪拌ピン
Ｊ１    突合せ部
Ｖ      バリ
Ｗ１    塑性化領域
【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】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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