(57)【要約】【課題】摩擦攪拌装置に係る負荷を軽減しつつ各金属部材の熱歪みを小さくすることができるとともに、仮接合の作業時間を短縮することができる液冷ジャケットの製造方法を提供する。【解決手段】周壁部１１の端面１１ａと封止体３の裏面３ｂとを重ね合わせて第一重合部Ｈ１を形成する重合工程と、第一重合部Ｈ１に仮接合用回転ツールＧの攪拌ピンＧ２のみを挿入し、攪拌ピンＧ２のみを封止体３のみ又はジャケット本体２及び封止体３に接触させた状態で前記第一重合部Ｈ１に沿って摩擦攪拌でスポット仮付けを行う仮接合工程と、第一重合部Ｈ１に封止体３の表面３ａから本接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを挿入しジャケット本体２及び封止体３に接触させた状態で第一重合部Ｈ１に沿って本接合用回転ツールＦを移動させつつ封止体３周りに一周させて摩擦攪拌で本接合を行う本接合工程とを含む。【選択図】図７Ｂ
2018176208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部と当該底部の周縁に立設される枠状の周壁部とを有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の凹部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とで形成される中空部に熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法において、
前記周壁部の端面に前記封止体を載置して前記端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第一重合部を形成する重合工程と、
前記第一重合部に攪拌ピンを備えた仮接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記第一重合部に沿って摩擦攪拌でスポット仮付けを行う仮接合工程と、
前記第一重合部に前記封止体の表面から攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記第一重合部に沿って前記本接合用回転ツールを移動させつつ前記凹部周りに一周させて摩擦攪拌で本接合を行う本接合工程と、を含む
ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
【請求項２】
底部と当該底部の周縁に立設される枠状の周壁部とを有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の凹部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とで形成される中空部に熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法において、
前記封止体の裏面における外周を前記周壁部の端面における外周よりも一回り小さく形成する準備工程と、
前記周壁部の端面に前記封止体を載置して前記端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第一重合部を形成するとともに、前記封止体の側面と前記周壁部の端面とで内隅を形成する重合工程と、
前記内隅に攪拌ピンを備えた仮接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記内隅に沿って摩擦攪拌でスポット仮付けを行う仮接合工程と、
前記内隅に攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記内隅に沿って前記本接合用回転ツールを移動させつつ前記凹部周りに一周させて摩擦攪拌で本接合を行う本接合工程と、を含む
ことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
【請求項３】
前記ジャケット本体の底部及び前記封止体の裏面いずれか一方に、いずれか他方に当接する支持部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に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項４】
前記ジャケット本体は、前記底部から立ち上がり、前記封止体の裏面に当接する支持部を有し、
前記本接合工程では、前記第一重合部に対する摩擦攪拌接合に加えて、前記封止体の裏面と前記支持部の端面とが重ね合わされた第二重合部に対して摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項５】
前記支持部は、前記周壁部から連続して形成されており、
前記本接合工程では、前記第一重合部及び前記第二重合部に対する摩擦攪拌接合を連続して行うことを特徴とする請求項４に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項６】
前記支持部は、前記周壁部を構成する一の壁部から連続するとともに、前記一の壁部と対向する他の壁部とは離間して形成されており、
前記本接合工程では、前記封止体の表面のうち前記支持部に対応する位置に前記本接合用回転ツールを挿入し、前記第一重合部及び前記第二重合部に対して摩擦攪拌接合を連続して行うとともに、前記第一重合部に形成された塑性化領域の外側で前記封止体から前記本接合用回転ツールを引き抜くことを特徴とする請求項４に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項７】
前記封止体の表面に残存する前記本接合用回転ツールの引抜跡に溶接金属を埋めて補修する補修工程を行うことを特徴とする請求項６に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項８】
前記本接合工程では、前記ジャケット本体の底部に冷却板を設け、前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌接合を行う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液冷ジャケットの製造方法。
【請求項９】
前記冷却板の冷却媒体が流れる冷却流路は、少なくとも前記本接合用回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えて形成されていることを特徴とする請求項８に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１０】
前記冷却板の冷却媒体が流れる冷却流路は、前記冷却板に埋設された冷却管によって構成されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１１】
前記本接合工程では、前記ジャケット本体の内部に冷却媒体を流して前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１２】
前記本接合工程では、
前記本接合用回転ツールを前記凹部に対して右回りに移動させるときは、前記本接合用回転ツールを右回転させ、
前記本接合用回転ツールを前記凹部に対して左回りに移動させるときは、前記本接合用回転ツールを左回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１３】
前記ジャケット本体の底部及び前記封止体の裏面の少なくともいずれか一方に複数の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１２のいずれか一項に液冷ジャケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液冷ジャケットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液冷ジャケットの製造方法として、金属製の構成部材同士を摩擦攪拌接合によって接合する技術が特許文献１で開示されている。図１７Ａは、従来の液冷ジャケットの製造方法を示す分解斜視図であり、図１７Ｂは、従来の液冷ジャケットの製造方法における接合状態を示す要部断面図である。図１７Ａに示すように、従来の液冷ジャケットは、上方が開放された箱状のジャケット本体１００と、ジャケット本体１００の開口部を封止する板状の封止体１１０とで構成されている。
【０００３】
ジャケット本体１００は、底部１０１と、底部１０１の周縁に立設された平面視矩形枠状の周壁部１０２とで構成されている。ジャケット本体１００の内部には、凹部１０３が形成されている。液冷ジャケットの製造方法は、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、ジャケット本体１００の端面１０２ａに封止体１１０の裏面１１０ｂを載置した後、端面１０２ａと裏面１１０ｂとが重ね合わされて形成された重合部Ｈ３の一部に沿って回転させた回転ツール１２０を移動させて摩擦攪拌で線状に仮接合を行う。その後、重合部Ｈ３の全域に亘って回転させた回転ツール１２０を移動させて摩擦攪拌で本接合を行う。
【０００４】
図１７Ｂに示す回転ツール１２０は、円柱状のショルダ部１２１と、ショルダ部１２１の下端面から突出した攪拌ピン１２２とで構成されている。仮接合工程及び本接合工程とも、ショルダ部１２１の下端面を封止体１１０に数ミリ程度押し込みつつ摩擦攪拌接合を行う。仮接合工程では、所定の間隔を空けて複数の線状の塑性化領域が形成される。本接合工程では、回転ツール１２０を重合部Ｈ３に沿って凹部１０３周りに一周させることで、内部に中空部を有する液冷ジャケットを形成することができる。回転ツール１２０の移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３７２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の液冷ジャケットの製造方法では、回転ツール１２０のショルダ部１２１の下端面を封止体１１０に押し込んで仮接合工程及び本接合工程を行うため、摩擦攪拌装置にかかる負荷が大きくなるという問題がある。また、回転ツール１２０のショルダ部１２１の下端面を封止体１１０に押し込んで仮接合工程及び本接合工程を行うため、入熱量が多くなりジャケット本体１００及び封止体１１０の熱歪みが大きくなるという問題がある。また、重合部Ｈ３の一部に沿って線状に摩擦攪拌接合を行うため、仮接合の作業時間が長くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、摩擦攪拌装置に係る負荷を軽減しつつ各金属部材の熱歪みを小さくすることができるとともに、仮接合の作業時間を短縮することができる液冷ジャケット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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、底部と当該底部の周縁に立設される枠状の周壁部とを有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の凹部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とで形成される中空部に熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法において、前記周壁部の端面に前記封止体を載置して前記端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第一重合部を形成する重合工程と、前記第一重合部に攪拌ピンを備えた仮接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記第一重合部に沿って摩擦攪拌でスポット仮付けを行う仮接合工程と、前記第一重合部に前記封止体の表面から攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記封止体のみ、又は、前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記第一重合部に沿って前記本接合用回転ツールを移動させつつ前記凹部周りに一周させて摩擦攪拌で本接合を行う本接合工程と、を含むことを特徴とする。
また、前記課題を解決するために、本発明は、底部と当該底部の周縁に立設される枠状の周壁部とを有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の凹部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とで形成される中空部に熱輸送流体が流れる液冷ジャケットの製造方法において、前記封止体の裏面における外周を前記周壁部の端面における外周よりも一回り小さく形成する準備工程と、前記周壁部の端面に前記封止体を載置して前記端面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第一重合部を形成するとともに、前記封止体の側面と前記周壁部の端面とで内隅を形成する重合工程と、前記内隅に攪拌ピンを備えた仮接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記内隅に沿って摩擦攪拌でスポット仮付けを行う仮接合工程と、前記内隅に攪拌ピンを備えた本接合用回転ツールの当該攪拌ピンのみを挿入し、当該攪拌ピンのみを前記ジャケット本体及び前記封止体に接触させた状態で前記内隅に沿って前記本接合用回転ツールを移動させつつ前記凹部周りに一周させて摩擦攪拌で本接合を行う本接合工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
かかる製造方法によれば、仮接合工程及び本接合工程とも、攪拌ピンのみを封止体のみ、又は、ジャケット本体及び封止体に挿入するため、摩擦攪拌装置にかかる負荷を小さくすることができる。また、仮接合工程及び本接合工程とも、攪拌ピンのみを封止体のみ、又は、ジャケット本体及び封止体に挿入するため、入熱量を少なくすることができ、ジャケット本体及び封止体の熱歪みを小さくすることができる。また、仮接合工程では、スポット仮接合を行うため、仮接合の作業時間を短縮することができる。
【００１０】
また、前記ジャケット本体の底部及び前記封止体の裏面いずれか一方に、いずれか他方に当接する支持部が形成されていることが好ましい。
【００１１】
かかる製造方法によれば、封止体が支持部で支持されるため、耐変形性の高い液冷ジャケットを製造することができる。
【００１２】
また、前記ジャケット本体は、前記底部から立ち上がり、前記封止体の裏面に当接する支持部を有し、前記本接合工程では、前記第一重合部に対する摩擦攪拌接合に加えて、前記封止体の裏面と前記支持部の端面とが重ね合わされた第二重合部に対して摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。
【００１３】
かかる製造方法によれば、第一重合部に加えて第二重合部に対しても摩擦攪拌接合を行うため、接合強度が向上するとともに耐変形性の高い液冷ジャケットを製造することができる。
【００１４】
また、前記支持部は、前記周壁部から連続して形成されており、前記本接合工程では、前記第一重合部及び前記第二重合部に対する摩擦攪拌接合を連続して行うことが好ましい。
【００１５】
かかる製造方法によれば、第一重合部及び第二重合部を連続して摩擦攪拌接合を行うことができるため、耐変形性の高い液冷ジャケットを製造することができるとともに、製造サイクルを向上させることができる。
【００１６】
また、前記支持部は、前記周壁部を構成する一の壁部から連続するとともに、前記一の壁部と対向する他の壁部とは離間して形成されており、前記本接合工程では、前記封止体の表面のうち前記支持部に対応する位置に前記本接合用回転ツールを挿入し、前記第一重合部及び前記第二重合部に対して摩擦攪拌接合を連続して行うとともに、前記第一重合部に形成された塑性化領域の外側で前記封止体から前記本接合用回転ツールを引き抜くことが好ましい。
【００１７】
かかる製造方法によれば、第一重合部及び第二重合部を連続して摩擦攪拌接合を行うことができるため、耐変形性の高い液冷ジャケットを製造することができるとともに、製造サイクルを向上させることができる。また、本接合用回転ツールを塑性化領域の内側に移動させると、周壁部と封止体とで構成される内隅部からの金属材料が流出するおそれがあるが、塑性化領域の外側に本接合用回転ツールを移動させて本接合用回転ツールを引き抜くことでかかる問題を解消することができる。
【００１８】
また、前記封止体の表面に残存する前記本接合用回転ツールの引抜跡に溶接金属を埋めて補修する補修工程を行うことが好ましい。
【００１９】
かかる製造方法によれば、引抜跡が無くなり液冷ジャケットの表面を平坦に仕上げることができる。
【００２０】
また、前記本接合工程では、前記ジャケット本体の底部に冷却板を設け、前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。
【００２１】
かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。
【００２２】
また、前記冷却板の冷却媒体が流れる冷却流路は、少なくとも前記本接合用回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えて形成されていることが好ましい。
【００２３】
かかる製造方法によれば、摩擦攪拌される部分を集中的に冷却できるため、冷却効率を高めることができる。
【００２４】
また、前記冷却板の冷却媒体が流れる冷却流路は、前記冷却板に埋設された冷却管によって構成されていることが好ましい。
【００２５】
かかる製造方法によれば、冷却媒体の管理を容易に行うことができる。
【００２６】
また、前記本接合工程では、前記ジャケット本体の内部に冷却媒体を流して前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことが好ましい。
【００２７】
かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。また、冷却板等を用いずに、ジャケット本体自体を利用して冷却することができる。
【００２８】
また、前記本接合工程では、前記本接合用回転ツールを前記凹部に対して右回りに移動させるときは、前記本接合用回転ツールを右回転させ、前記本接合用回転ツールを前記凹部に対して左回りに移動させるときは、前記本接合用回転ツールを左回転させることが好ましい。
【００２９】
摩擦攪拌接合においては、本接合用回転ツールを右回転させると進行方向左側、左回転させると進行方向右側に接合欠陥が発生する可能性があり、液冷ジャケットの中空部から近い位置に当該接合欠陥が形成されると水密性及び気密性が低下するおそれがある。しかし、かかる製造方法によれば、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が液冷ジャケットの中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
【００３０】
また、前記ジャケット本体の底部及び前記封止体の裏面の少なくともいずれか一方に複数のフィンが形成されていることが好ましい。
【００３１】
かかる製造方法によれば、冷却効率の高い液冷ジャケットを製造することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、摩擦攪拌装置に係る負荷を軽減しつつ各金属部材の熱歪みを小さくすることができるとともに、仮接合の作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】本実施形態の本接合用回転ツールを示した側面図である。
【図１Ｂ】本実施形態の本接合用回転ツールの接合形態を示した模式断面図である。
【図２Ａ】本実施形態の仮接合用回転ツールを示した側面図である。
【図２Ｂ】本実施形態の仮接合用回転ツールの接合形態を示した模式断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。
【図４】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の重合工程を示す断面図である。
【図５】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す斜視図である。
【図６】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す断面図である。
【図７Ａ】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の本接合工程を示す平面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図８Ａ】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の本接合工程を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図９Ａ】第一実施形態に係る液冷ジャケットを示す斜視図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図１０】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一変形例を示す平面図である。
【図１１】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二変形例を示す斜視図である。
【図１２】第二実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。
【図１３Ａ】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３ＡのＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図１４Ａ】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の本接合工程を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４ＡのＶ−Ｖ断面図である。
【図１５Ａ】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の変形例の仮接合工程を示す斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５ＡのＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図１６Ａ】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の変形例の本接合工程を示す斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６ＡのＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図１７Ａ】従来の液冷ジャケットの製造方法を示す分解斜視図である。
【図１７Ｂ】従来の液冷ジャケットの製造方法における接合状態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケット及び液冷ジャケットの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。まずは、本実施形態で用いる本接合用回転ツールについて説明する。
【００３５】
図１Ａに示すように、本接合用回転ツールＦは、連結部Ｆ１と、攪拌ピンＦ２とで構成されている。本接合用回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。連結部Ｆ１は、図１Ｂに示す摩擦攪拌装置の回転軸Ｄに連結される部位である。連結部Ｆ１は、円柱状を呈し、ボルトが締結されるネジ孔Ｂ，Ｂが形成されている。
【００３６】
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、後記する封止体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Ｆ３が刻設されている。本実施形態では、本接合用回転ツールＦを右回転させるため、螺旋溝Ｆ３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。
【００３７】
なお、本接合用回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝Ｆ３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。螺旋溝Ｆ３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Ｆ３によって攪拌ピンＦ２の先端側に導かれる。これにより、封止体３の外部に溢れ出る金属の量を少なくすることができる。
【００３８】
図１Ｂに示すように、本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合をする際には、ジャケット本体２及び封止体３に回転した攪拌ピンＦ２のみを挿入し、封止体３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。本接合用回転ツール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Ｗが形成される。
【００３９】
仮接合用回転ツールＧは、図２Ａに示すように、本実施形態では本接合用回転ツールＦよりも小型の回転ツールである。仮接合用回転ツールＧは、連結部Ｇ１と、攪拌ピンＧ２とで構成されている。仮接合用回転ツールＧは、例えば工具鋼で形成されている。連結部Ｇ１は、図２Ｂに示す摩擦攪拌装置の回転軸Ｄに連結される部位である。連結部Ｇ１は、円柱状を呈する。
【００４０】
攪拌ピンＧ２は、連結部Ｇ１から垂下しており、連結部Ｇ１と同軸になっている。攪拌ピンＧ２は、連結部Ｇ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＧ２の外周面には、螺旋溝Ｇ３が刻設されている。本実施形態では、仮接合用回転ツールＧを右回転させるため、螺旋溝Ｇ３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、仮接合用回転ツールＧを左回転させる場合は、螺旋溝Ｇ３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。
【００４１】
図２Ｂに示すように、仮接合用回転ツールＧを用いて摩擦攪拌接合をする際には、ジャケット本体２及び封止体３に回転した攪拌ピンＧ２のみを挿入し、ジャケット本体２及び封止体３と連結部Ｇ１とは離間させつつ移動させる。言い換えると、攪拌ピンＧ２の基端部は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。詳しくは、第一重合部Ｈ１の側方から攪拌ピンＦ２のみを浅く挿入しつつ第一重合部Ｈ１に沿って断続的に摩擦攪拌接合を行う。仮接合用回転ツールＧの挿入跡には、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が点状に断続的に形成される。
【００４２】
次に、本実施形態の液冷ジャケットについて説明する。図３に示すように、本実施形態に係る液冷ジャケット１は、ジャケット本体２と、封止体３とで構成されている。ジャケット本体２は、上方に開口した箱状体である。
【００４３】
ジャケット本体２は、底部１０と、周壁部１１と、支持部１２とを含んで構成されている。ジャケット本体２は、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から適宜選択される。ジャケット本体２は、本実施形態では、封止体３と同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金鋳造材（例えば、ＪＩＳ  ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等）を用いてもよい。底部１０は、平面視矩形の板状を呈する。周壁部１１は、底部１０の周縁に立設されており、平面視矩形枠状を呈する。周壁部１１は、同じ板厚からなる壁部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄで構成されている。壁部１１Ａ，１１Ｂは、短辺部となっており、互いに対向している。また、壁部１１Ｃ，１１Ｄは、長辺部となっており、互いに対向している。底部１０及び周壁部１１の内部には、凹部１３が形成されている。
【００４４】
支持部１２は、底部１０に立設されており、直方体を呈する。支持部１２は、壁部１１Ａから連続するとともに、壁部１１Ｂに向けて延設されている。壁部１１Ｂと支持部１２の先端部は、所定の間隔をあけて離間している。支持部１２の端面１２ａと周壁部１１の端面１１ａとは、面一になっている。
【００４５】
封止体３は、平面視矩形を呈する板状部材である。封止体３の材料は、本実施形態では、ジャケット本体２と同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金展伸材（例えば、ＪＩＳ  Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等）を用いてもよい。封止体３の封止体側面３ｃと周壁部１１の外周面１１ｂとは、面一になっている。
【００４６】
次に、第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、重合工程と、固定工程と、仮接合工程と、本接合工程と、バリ除去工程とを行う。
【００４７】
準備工程は、図３に示すジャケット本体２及び封止体３を準備する工程である。
【００４８】
図４に示すように、重合工程では、ジャケット本体２に封止体３を載置する。これにより、封止体３の裏面３ｂと周壁部１１の端面１１ａとが重ね合わされて第一重合部Ｈ１が形成される。第一重合部Ｈ１は、平面視矩形枠状を呈する。また、封止体３の裏面３ｂと支持部１２の端面１２ａとが重ね合わされて第二重合部Ｈ２が形成される。第二重合部Ｈ２は、直線状となる。
【００４９】
固定工程では、ジャケット本体２及び封止体３をテーブル（図示省略）に固定する。ジャケット本体２及び封止体３は、クランプ等の固定治具によってテーブルに移動不能に拘束される。
【００５０】
図５及び図６に示すように、仮接合工程では、ジャケット本体２と封止体３とを仮接合する。仮接合工程では、第一重合部Ｈ１に対して仮接合用回転ツールＧを用いてスポット仮接合を行う。仮接合工程では、第一重合部Ｈ１の側方から封止体３の封止体側面３ｃと周壁部１１の外周面１１ｂとの境界に攪拌ピンＧ２のみを浅く挿入しつつ第一重合部Ｈ１に沿って断続的に摩擦攪拌接合を行う。仮接合工程では、攪拌ピンＧ２のみを周壁部１１及び封止体３に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。仮接合工程によって、塑性化領域Ｗ１が点状に断続的に形成される。仮接合用回転ツールＧは小型であるため、当該仮接合におけるジャケット本体２及び封止体３の熱変形は小さくなっている。
【００５１】
なお、第一重合部Ｈ１に封止体３の表面３ａから攪拌ピンＧ２のみを挿入しつつ第一重合部Ｈ１に沿って断続的に摩擦攪拌接合を行ってもよい。この場合には、攪拌ピンＧ２のみを周壁部１１及び封止体３に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行ってもよい。また、攪拌ピンＧ２のみを封止体３のみに接触させた状態で摩擦攪拌接合を行い、少なくとも塑性化領域Ｗ１が周壁部１１の端面１１ａに達するように挿入深さを設定してもよい。
【００５２】
図７Ａ乃至図８Ｂに示すように、本接合工程は、本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合を行う工程である。本接合工程は、本実施形態では、第二重合部Ｈ２に対して摩擦攪拌接合する第二重合部接合工程と、第一重合部Ｈ１に対して摩擦攪拌接合を行う第一重合部接合工程と、を含んでいる。
【００５３】
第二重合部接合工程は、図７Ａに示すように、封止体３の表面３ａのうち、支持部１２の先端部（壁部１１Ｂ側の先端）に対応する位置に設定された開始位置ｓ１に、右回転させた本接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２を挿入する。第二重合部接合工程では、図７Ｂに示すように、連結部Ｆ１を封止体３から離間させ、つまり、攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２の先端が、支持部１２の端面１２ａに達するように設定するとともに、支持部１２及び封止体３に攪拌ピンＦ２のみが接触するように設定する。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さを保った状態で第二重合部Ｈ２に沿って移動させる。つまり、本接合用回転ツールＦを支持部１２に沿って移動させる。
【００５４】
第二重合部接合工程によって、封止体３の裏面３ｂと支持部１２の端面１２ａとが摩擦攪拌されて接合される。本接合用回転ツールＦの移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。
【００５５】
本接合用回転ツールＦを第一重合部Ｈ１に設定された第一中間点ｓ２まで移動させたら、本接合用回転ツールＦを離脱させずにそのまま第一重合部接合工程に移行する。図８Ａに示すように、第一重合部接合工程では、本接合用回転ツールＦを第一重合部Ｈ１に沿って移動させる。つまり、本接合用回転ツールＦを周壁部１１に沿って凹部１３の周りを右回りに一周させる。
【００５６】
第一重合部接合工程では、図８Ｂに示すように、連結部Ｆ１を封止体３から離間させ、つまり、攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２の先端が、周壁部１１の端面１１ａに達するように設定するとともに、周壁部１１及び封止体３に攪拌ピンＦ２のみが接触するように設定する。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さを保った状態で第一重合部Ｈ１に沿って移動させる。
【００５７】
なお、本接合用回転ツールＦの挿入深さは、必ずしも一定でなくてもよい。例えば、第一重合部接合工程と第二重合部接合工程とで挿入深さを変えてもよい。本接合用回転ツールＦは、ショルダ部を備えていないため、挿入深さの変更も容易に行うことができる。また、本接合用回転ツールＦの先端を端面１１ａ及び端面１２ａに接触させずに、少なくとも塑性化領域Ｗが端面１１ａ及び端面１２ａに達するように挿入深さを設定してもよい。
【００５８】
本実施形態のように、本接合用回転ツールＦを凹部１３の周りを右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転させることが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを凹部１３の周りに左周りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転させることが好ましい。
【００５９】
本接合用回転ツールＦを右回転させると進行方向左側、左回転させると進行方向右側に接合欠陥が発生する可能性があり、凹部１３（中空部）側に当該接合欠陥が形成されると水密性及び気密性が低下するおそれがある。しかし、本接合用回転ツールＦの移動方向及び回転方向を前記した設定にすることで、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が凹部１３から離れた位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
【００６０】
本接合工程では、凹部１３から離れた位置にバリＶが発生するように接合条件を設定するのが望ましい。バリＶが発生する位置は、接合条件によって異なる。当該接合条件とは、本接合用回転ツールＦの回転速度、回転方向、移動速度（送り速度）、進行方向、攪拌ピンＦ２の傾斜角度（テーパー角度）、被接合金属部材（ジャケット本体２および封止体３）の材質、被接合金属部材の厚さ等の各要素とこれらの要素の組み合わせで決定される。
【００６１】
例えば、本接合用回転ツールＦの回転速度が遅い場合は、フロー側（retreating side：本接合用回転ツールＦの外周における接線速度から本接合用回転ツールＦの移動速度が減算される側）に比べてシアー側（advancing side：本接合用回転ツールＦの外周における接線速度に本接合用回転ツールＦ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易くなるため、塑性化領域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、本接合用回転ツール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、塑性化領域外のフロー側にバリＶが多く発生する傾向がある。
【００６２】
本実施形態では、本接合用回転ツールＦの回転速度を遅く設定しているため、第一重合部Ｈ１の摩擦攪拌接合では、塑性化領域Ｗ外のシアー側である凹部１３から離れた位置にバリＶが多く発生する傾向にある。なお、本接合用回転ツールＦの接合条件は、ここで説明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。
【００６３】
このようにして、バリＶが発生する側またはバリＶが多く発生する側が凹部１３から離れた位置となるように接合条件を設定すれば、図８Ｂに示すように凹部１３から離れた位置にバリＶを集約することができる。そのため、後記するバリ除去工程を容易に行うことができるため好ましい。
【００６４】
図８Ａに示すように、本接合用回転ツールＦを第一重合部Ｈ１に沿って一周させた後、第一中間点ｓ２を通過させて、そのまま第二中間点ｓ３まで移動させる。そして、封止体３の表面３ａにおいて、第二中間点ｓ３よりも外側に設定された終了位置ｅ１まで本接合用回転ツールＦを移動させたら、上方に移動させて封止体３から本接合用回転ツールＦを離脱させる。
【００６５】
本接合用回転ツールＦを封止体３から離脱させた後に、表面３ａに引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、表面３ａを平坦にすることができる。
【００６６】
なお、本接合用回転ツールＦを封止体３から離脱させる場合は、例えば、周壁部１１に対応する封止体３の表面３ａ上で本接合用回転ツールＦを移動させつつ、本接合用回転ツールＦを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、表面３ａに本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。
【００６７】
バリ除去工程では、本接合工程によって封止体３の表面３ａに露出するバリＶを除去する。バリ除去工程では、切削工具等を用いて除去する。これにより、封止体３の表面３ａをきれいに仕上げることができる。以上の工程により、図９Ａ及び図９Ｂに示す液冷ジャケット１が形成される。
【００６８】
図９Ａ及び図９Ｂに示すように、液冷ジャケット１は、ジャケット本体２と封止体３とを摩擦攪拌によって接合されて一体化されている。液冷ジャケット１は、封止体３の裏面３ｂと周壁部１１の端面１１ａとが重ね合わされた第一重合部Ｈ１及び封止体３の裏面３ｂと支持部１２の端面１２ａとが重ね合わされた第二重合部Ｈ２が摩擦攪拌によって連続的に接合されている。摩擦攪拌を行った部位には、塑性化領域Ｗが形成されている。液冷ジャケット１の内部には、熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる中空部が形成されている。
【００６９】
以上説明した本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、仮接合工程及び本接合工程とも、攪拌ピンＧ２，Ｆ２のみをジャケット本体２及び封止体３に挿入するため、回転ツールのショルダ部を押し込む場合に比べて摩擦攪拌装置にかかる負荷を小さくすることができるとともに、仮接合用回転ツールＧ及び本接合用回転ツールＦの操作性も良好となる。また、仮接合工程及び本接合工程とも、攪拌ピンＧ２，Ｆ２のみをジャケット本体２及び封止体３に挿入するため、入熱量を少なくすることができ、ジャケット本体２及び封止体３の熱歪みを小さくすることができる。また、仮接合工程では、スポット仮接合を行うため、仮接合の作業時間を短縮することができる。また、本接合工程では、攪拌ピンＦ２のみを挿入するため、塑性化領域Ｗの幅を小さくすることができる。これにより、封止体３上における発熱体の設置領域を大きく確保することができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る液冷ジャケット１は、ジャケット本体２の底部１０に立設されるとともに封止体３の裏面３ｂに接合される支持部１２が形成されているため変形しにくい。つまり、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、耐変形性の高い液冷ジャケット１を製造することができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る液冷ジャケット１は、第一重合部Ｈ１に加えて第二重合部Ｈ２も摩擦攪拌によって接合されている。つまり、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、接合強度及び耐変形性の高い液冷ジャケット１を製造することができる。
【００７２】
また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一重合部Ｈ１及び第二重合部Ｈ２に対して連続して摩擦攪拌接合を行うため、製造サイクルを向上させることができる。
【００７３】
また、本接合用回転ツールＦを塑性化領域Ｗの内側に移動させると、液冷ジャケット１の中空部に金属材料が流出するおそれがあるが、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、塑性化領域Ｗの外側で本接合用回転ツールＦを引き抜くことで、かかる問題を解消することができる。
【００７４】
また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、本接合工程の前に仮接合工程を行うことで、本接合工程の際に第一重合部Ｈ１の目開きを防ぐことができる。
【００７５】
以上、本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法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設計変更が可能である。例えば、本接合工程において、ジャケット本体２の内部に冷却媒体を流してジャケット本体２及び封止体３を冷却しながら摩擦攪拌接合を行ってもよい。これにより、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。また、別途冷却板、冷却手段等を用いずに、ジャケット本体２及び封止体３自体を利用して冷却することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、第一重合部接合工程と第二重合部接合工程とを連続して行ったが、断続して行ってもよい。また、第一重合部接合工程を行った後に、第二重合部接合工程を行ってもよい。また、第一実施形態では、支持部１２を周壁部１１から連続して形成したが、これに限定されるものではない。例えば、支持部１２を周壁部１１から離間させて設けてもよい。この場合は、第一重合部接合工程及び第二重合部接合工程は断続的に行うこととなる。また、支持部１２の形状は他の形状であってもよいし、複数個設けてもよい。さらに、第一実施形態では、ジャケット本体２に支持部１２を設けたが、封止体３に設けてもよい。また、支持部１２は省略してもよい。
【００７７】
また、第一実施形態では仮接合用回転ツールＧを用いて仮接合を行ったが、本接合用回転ツールＦを用いて仮接合を行ってもよい。これにより、回転ツールを交換する手間を省略することができる。
【００７８】
〔第一変形例〕
次に、第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一変形例について説明する。図１０に示すように、第一変形例では、一周目の摩擦攪拌接合によって形成された塑性化領域Ｗａ上で本接合用回転ツールＦを離脱させる点で第一実施形態と相違する。第一変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００７９】
図１０に示すように、第一変形例の本接合工程では、第二重合部接合工程と、第一重合部接合工程と、引き抜き工程とを行う。第二重合部接合工程及び第一重合部接合工程は、第一実施形態と同等である。第二重合部接合工程において、本接合用回転ツールＦを第一中間点ｓ２まで移動させたら、本接合用回転ツールＦを離脱させずにそのまま第一重合部接合工程に移行する。
【００８０】
第一重合部接合工程では、本接合用回転ツールＦを右回転させつつ、第一重合部Ｈ１に沿って凹部１３の周りを右回りに一周させる。一周目の摩擦攪拌接合によって、塑性化領域Ｗａが形成される。
【００８１】
引き抜き工程は、一周目の摩擦攪拌接合によって形成された塑性化領域Ｗａ上で本接合用回転ツールＦを離脱させる工程である。引き抜き工程では、本接合用回転ツールＦを第一重合部Ｈ１に沿って一周させた後、第一中間点ｓ２を通過させて、そのまま塑性化領域Ｗａ（第一重合部Ｈ１）上に設定された終了位置ｅ２まで塑性化領域Ｗａに沿って移動させる。この際、終了位置ｅ２に向けて本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにすることが好ましい。二周目の摩擦攪拌接合によって塑性化領域Ｗａと重なる塑性化領域Ｗｂが形成される。本実施形態では、二周目の本接合用回転ツールＦの回転軸が、塑性化領域Ｗａの中心を通るように本接合用回転ツールＦのルートを設定している。そして、終了位置ｅ２まで本接合用回転ツールＦを移動させたら、上方に移動させて塑性化領域Ｗａ（第一重合部Ｈ１）上で本接合用回転ツールＦを離脱させる。
【００８２】
なお、本接合用回転ツールＦの挿入深さを徐々に浅くせずに、塑性化領域Ｗａ（第一重合部Ｈ１）上で本接合用回転ツールＦを上方に引き抜いてもよい。
【００８３】
〔第二変形例〕
次に、第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二変形例について説明する。図１１に示すように、第二変形例では、冷却板を用いて仮接合工程及び本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第二変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００８４】
図１１に示すように、第二変形例では、固定工程を行う際に、ジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫに固定する。テーブルＫは、直方体を呈する基板Ｋ１と、基板Ｋ１の四隅に形成されたクランプＫ３と、基板Ｋ１の内部に配設された冷却管ＷＰによって構成されている。テーブルＫは、ジャケット本体２を移動不能に拘束するとともに、特許請求の範囲の「冷却板」として機能する部材である。
【００８５】
冷却管ＷＰは、基板Ｋ１の内部に埋設される管状部材である。冷却管ＷＰの内部には、基板Ｋ１を冷却する冷却媒体が流通する。冷却管ＷＰの配設位置、つまり、冷却媒体が流れる冷却流路の形状は特に制限されないが、第二変形例では第一重合部接合工程における本接合用回転ツールＦの移動軌跡に沿う平面形状になっている。即ち、平面視した際に、冷却管ＷＰと第一重合部Ｈ１とが略重なるように冷却管ＷＰが配設されている。
【００８６】
第二変形例の仮接合工程及び本接合工程では、ジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫに固定した後、冷却管ＷＰに冷却媒体を流しながら摩擦攪拌接合を行う。これにより、摩擦攪拌の際の摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。また、第二変形例では、平面視した場合に、冷却流路と第一重合部Ｈ１（本接合用回転ツールＦの移動軌跡）とが重なるようになっているため、摩擦熱が発生する部分を集中的に冷却できる。これにより、冷却効率を高めることができる。また、冷却管ＷＰを配設して冷却媒体を流通させるため、冷却媒体の管理が容易となる。また、テーブルＫ（冷却板）とジャケット本体２とが面接触するため、冷却効率を高めることができる。
【００８７】
なお、冷却管ＷＰは、第二重合部Ｈ２に対応する位置に配設してもよい。また、テーブルＫ（冷却板）を用いてジャケット本体２及び封止体３を冷却するとともに、ジャケット本体２の内部にも冷却媒体を流しつつ摩擦攪拌接合を行ってもよい。このようにすると、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。ジャケット本体２の内部のみに冷却媒体を流しつつ摩擦攪拌接合を行うと、冷却板等を用いずに、ジャケット本体２自体を利用して冷却することができる。
【００８８】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図１２に示すように、第二実施形態では、封止体３Ａにフィン３１が設けられている点で第一実施形態と相違する。第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００８９】
図１２に示すように、液冷ジャケット１Ａは、ジャケット本体２と、封止体３Ａとで構成されている。ジャケット本体２は、第一実施形態と同一である。封止体３Ａは、平面視矩形の板状部材である基部３０と、基部３０の裏面３０ｂに設けられた複数のフィン３１とで構成されている。フィン３１は、所定の間隔をあけて基部３０に対して垂直に配設されている。
【００９０】
第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、第一実施形態の準備工程、重合工程、固定工程、仮接合工程、第一重合部接合工程及びバリ除去工程を行う。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、複数のフィン３１が形成された液冷ジャケット１Ａを形成することができる。液冷ジャケット１Ａは、フィン３１が形成されているため、冷却効率を高めることができる。なお、フィン３１を設けつつ、ジャケット本体２側に支持部１２（図３参照）を設けてもよい。また、ジャケット本体２及び封止体３Ａの少なくともいずれか一方にフィン３１を設けるようにしてもよい。
【００９１】
〔第三実施形態〕
次に、第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、第三実施形態では、主に封止体３Ｂの外周を周壁部１１の端面１１ａにおける外周よりも一回り小さく形成した点と、封止体３Ｂにフィン３４が設けられている点で第一実施形態と相違する。
【００９２】
図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、液冷ジャケット１Ｂは、ジャケット本体２と、封止体３Ｂとで構成されている。ジャケット本体２は、第一実施形態と同一である。封止体３Ｂは、平面視矩形の板状部材である基部３２と、基部３２の裏面３２ｂの中央側から下方へ向けて突出する凸部３３と、凸部３３の先端面に設けられた複数のフィン３４とで構成されている。凸部３３は、凹部１３内に挿入されている。凸部３３の外周は、本実施形態では凹部１３の内周と同等に設定されている。フィン３４は、所定の間隔をあけて凸部３３に対して垂直に配設されている。
【００９３】
第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法は、第一実施形態の準備工程、重合工程、固定工程、仮接合工程、本接合工程及びバリ除去工程を行う。第三実施形態では、第一実施形態と相違する準備工程、重合工程、仮接合工程及び本接合工程について説明する。
【００９４】
準備工程は、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すジャケット本体２及び封止体３Ｂを準備する工程である。準備工程では、基部３２の外周を周壁部１１の端面１１ａにおける外周よりも一回り小さく形成するとともに、基部３２の外周を凹部１３の内周よりも一回り大きく形成する。基部３２は、所定の厚さ寸法ｔ１を有している。
【００９５】
重合工程では、周壁部１１の端面１１ａに封止体３Ｂを載置して、端面１１ａと基部３２の裏面３２ｂとを重ね合わせる。これにより、第一重合部Ｈ１が形成されるとともに、基部３２の側面３２ｃと周壁部１１の端面１１ａとで内隅Ｃが形成される。また、凸部３３が凹部１３内に挿入される。
【００９６】
図１３Ａに示すように、仮接合工程では、ジャケット本体２と封止体３Ｂとを仮接合する。仮接合工程では、基部３２の側面３２ｃと周壁部１１の端面１１ａとで構成される内隅Ｃに対して仮接合用回転ツールＧを用いてスポット仮接合を行う。仮接合工程では、内隅Ｃに攪拌ピンＧ２のみを浅く挿入しつつ内隅Ｃに沿って断続的に摩擦攪拌接合を行う。仮接合工程では、攪拌ピンＧ２のみを周壁部１１の端面１１ａ及び基部３２の側面３２ｃに接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う。仮接合工程では、周壁部１１の端面１１ａ及び基部３２の表面３２ａに対して仮接合用回転ツールＧを傾斜させた状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＧ２の挿入角度や挿入深さは、ジャケット本体２と封止体３Ｂとを仮接合できるように適宜設定すればよい。仮接合工程によって、塑性化領域Ｗ１が点状に断続的に形成される。本実施形態では、仮接合用回転ツールＧを左回転させるため、螺旋溝Ｇ３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。
【００９７】
なお、本実施形態では、仮接合用回転ツールＧ及び本接合用回転ツールＦともに、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに取り付けることが好ましい。これにより、仮接合用回転ツールＧ及び本接合用回転ツールＦの回転中心軸を容易に傾斜させることができる。
【００９８】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、本接合工程では、内隅Ｃ及び第一重合部Ｈ１に対して本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合を行う。本接合工程では、内隅Ｃに設定された開始位置ｓ４に、左回転させた本接合用回転ツールＦの攪拌ピンＦ２のみを挿入する。本接合工程では、連結部Ｆ１をジャケット本体２及び封止体３Ｂから離間させ、つまり、攪拌ピンＦ２の基端側は露出させた状態で摩擦攪拌接合を行う。本接合工程では、周壁部１１の端面１１ａ及び基部３２の表面３２ａに対して本接合用回転ツールＦを垂直にした状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２の先端が周壁部１１の端面１１ａに接触するように設定するとともに、周壁部１１及び基部３２に攪拌ピンＦ２のみが接触するように設定する。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さを保った状態で内隅Ｃに沿って移動させる。つまり、本接合用回転ツールＦを内隅Ｃに沿って凹部１３の周りを左回りに一周させる。本接合用回転ツールＦの移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。なお、攪拌ピンＦ２の先端を周壁部１１の端面１１ａに接触させずに少なくとも塑性化領域Ｗが端面１１ａに達するように挿入深さを設定するとともに、封止体３Ｂのみに攪拌ピンＦ２のみが接触するように設定してもよい。
【００９９】
本実施形態では、本接合用回転ツールＦを左回転させるため、螺旋溝Ｇ３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。本実施形態では、本接合用回転ツールＦの回転速度を遅く設定しているため、内隅Ｃ及び第一重合部Ｈ１の摩擦攪拌接合では、塑性化領域Ｗ外のシアー側である凹部１３から離れた位置にバリＶが多く発生する傾向にある。
以上説明した第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一実施形態及び第二実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１００】
〔第三実施形態の変形例〕
次に、第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の変形例について説明する。変形例では、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、凸部３３を備えない点と、基部３５の厚さ寸法ｔ２を第三実施形態の基部３２の厚さ寸法ｔ１よりも大きく設定した点で第三実施形態と相違する。変形例では、第三実施形態と相違する点を中心に説明する。
【０１０１】
図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、液冷ジャケット１Ｃは、ジャケット本体２と、封止体３Ｃとで構成されている。ジャケット本体２は、第三実施形態と同一である。封止体３Ｃは、平面視矩形の板状部材である基部３５と、基部３５の裏面３５ｂに設けられた複数のフィン３６とで構成されている。フィン３６は、所定の間隔をあけて基部３５に対して垂直に配設されている。
【０１０２】
準備工程では、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、基部３５の外周を周壁部１１の端面１１ａにおける外周よりも一回り小さく形成するとともに、基部３５の外周を凹部１３の内周よりも一回り大きく形成する。基部３５は、所定の厚さ寸法ｔ２を有している。当該厚さ寸法ｔ２は、図１３Ｂに示す基部３２の厚さ寸法ｔ１よりも大きく形成されている（ｔ２＞ｔ１）。重合工程は、第三実施形態と同等である。
【０１０３】
図１６Ａに示す本接合工程は、第三実施形態と略同等である。
図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、本接合工程では、攪拌ピンＦ２が内隅Ｃ及び第一重合部Ｈ１に挿入できるように、周壁部１１の端面１１ａ及び基部３５の表面３５ａに対して本接合用回転ツールＦを傾斜させた状態で摩擦攪拌を行う。すなわち、基部３５の厚さ寸法ｔ２が大きい場合には、攪拌ピンＦ２の先端が内隅Ｃに確実に達するように、周壁部１１の端面１１ａ及び基部３５の表面３５ａに対して本接合用回転ツールＦを傾斜させた状態で摩擦攪拌を行う。攪拌ピンＦ２の挿入角度や挿入深さは、ジャケット本体２と封止体３Ｃとを本接合できるように適宜設定すればよい。
以上説明した変形例に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第三実施形態と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  液冷ジャケット
２        ジャケット本体
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  封止体
３ａ      表面
３ｂ      裏面
３ｃ      封止体側面
１０      底部
１１      周壁部
１１ａ    端面
１２      支持部
１２ａ    端面
１３      凹部
３１，３４，３６  フィン
３２      基部
３２ａ    表面
３２ｂ    裏面
３２ｃ    側面
３５      基部
３５ａ    表面
３５ｂ    裏面
３５ｃ    側面
Ｆ        本接合用回転ツール
Ｆ２      攪拌ピン
Ｇ        仮接合用回転ツール
Ｇ２      攪拌ピン
Ｋ        テーブル（冷却板）
Ｈ１      第一重合部
Ｈ２      第二重合部
Ｃ        内隅
Ｗ，Ｗ１  塑性化領域
Ｖ      バリ
ＷＰ      冷却管
【図１Ａ】
2018176208.tif 000003
【図１Ｂ】
2018176208.tif 000004
【図２Ａ】
2018176208.tif 000005
【図２Ｂ】
2018176208.tif 000006
【図３】
2018176208.tif 000007
【図４】
2018176208.tif 000008
【図５】
2018176208.tif 000009
【図６】
2018176208.tif 000010
【図７Ａ】
2018176208.tif 000011
【図７Ｂ】
2018176208.tif 000012
【図８Ａ】
2018176208.tif 000013
【図８Ｂ】
2018176208.tif 000014
【図９Ａ】
2018176208.tif 000015
【図９Ｂ】
2018176208.tif 000016
【図１０】
2018176208.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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