(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記支柱は、円柱状を呈するとともに、前記周壁部から離間しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、
前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
前記第二本接合工程では、回転ツールを前記支柱に対して左回りに移動させる場合は、前記回転ツールを右回転させ、回転ツールを前記支柱に対して右回りに移動させる場合は、前記回転ツールを左回転させる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、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記支柱は、円柱状を呈するとともに、前記周壁部から離間しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、
前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
前記封止体の表面から回転ツールを挿入しつつ前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
前記第二本接合工程では、回転ツールを前記支柱に対して左回りに移動させる場合は、前記回転ツールを右回転させ、回転ツールを前記支柱に対して右回りに移動させる場合は、前記回転ツールを左回転させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
【請求項３】
前記回転ツールは、前記封止体の厚さよりも長い攪拌ピンを備える本接合用回転ツールであり、
前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項４】
前記回転ツールは、前記封止体の厚さよりも長い攪拌ピンを備える本接合用回転ツールであり、
前記第一本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うとともに、
前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うか、又は前記封止体のみに前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項５】
前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程に先だって、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部の少なくともいずれかを仮接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項６】
前記第一本接合工程に先だって、前記第一突合せ部を仮接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項７】
前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成する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液冷ジャケットの製造方法。
【請求項８】
前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項９】
前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、冷却媒体が流れる冷却板を前記底部の裏面側に設置し、前記冷却板で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を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項８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１０】
前記冷却板の表面と前記底部の裏面とを面接触させることを特徴とする請求項９に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１１】
前記冷却板は、前記冷却媒体が流れる冷却流路を有し、
前記冷却流路は、前記第一本接合工程における前記回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１２】
前記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９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】
前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体と前記封止体とで構成される中空部に冷却媒体を流し、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を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１４】
底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記支柱は、液冷ジャケットに発熱体を固定するための取付部材が挿入される部位であり、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、
前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成し、
前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
【請求項１５】
底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
前記支柱は、液冷ジャケットに発熱体を固定するための取付部材が挿入される部位であり、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、
前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成し、
前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする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】
近年、パーソナルコンピュータに代表される電子機器は、その性能が向上するにつれて、搭載されるＣＰＵ（発熱体）の発熱量が増大している。また、ハイブリッド自動車、電気自動車及び高速鉄道車輌等では、モーターのスイッチング等に発熱量の大きいパワー半導体が用いられている。発熱量の大きい電子機器を安定して作動させるためには信頼性の高い冷却装置が必要である。
【０００３】
従来、発熱体を冷却するために、空冷ファン方式のヒートシンクが使用されてきたが、ファン騒音や、空冷方式での冷却限界といった問題がクローズアップされるようになり、次世代冷却方式として、水冷方式の水冷板（液冷ジャケット）が注目されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、発熱体を冷却する液冷ジャケットが記載されている。図２７は、従来の液冷ジャケットを示す断面図である。図２７に示すように、従来の液冷ジャケット３００は、ジャケット本体３１０と、ジャケット本体３１０の凹部を覆う封止体３２０とで構成されている。ジャケット本体３１０には、ネジ溝３１１が形成されている。封止体３２０は、基板３２１と、基板３２１に対して垂直に形成された複数のフィン３２２とで構成されている。
【０００５】
ジャケット本体３１０と封止体３２０とは摩擦攪拌によって接合されている。発熱体ＨのフランジＨ１は、ネジＭでネジ溝３１１に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−６９５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２７に示した液冷ジャケット３００では、発熱体Ｈの熱がネジＭ及びネジ溝３１１を介してジャケット本体３１０の壁部３１２に伝達し、当該壁部３１２に熱が留まる熱リークが発生するおそれがある。また、壁部３１２にネジ溝３１１を設けるためのスペースを確保しなければならないため、液冷ジャケット３００が大型化する傾向にある。また、封止体３２０の中央部分はジャケット本体３１０に支持されていないため、耐変形性が低いという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、熱伝導性及び耐変形性が高く、かつ、小型化を図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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明（本願第一発明）は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記支柱は、円柱状を呈するとともに、前記周壁部から離間しており、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記第二本接合工程では、回転ツールを前記支柱に対して左回りに移動させる場合は、前記回転ツールを右回転させ、回転ツールを前記支柱に対して右回りに移動させる場合は、前記回転ツールを左回転させることを特徴とする。
また、本発明（本願第二発明）は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記支柱は、円柱状を呈するとともに、前記周壁部から離間しており、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、  前記封止体の表面から回転ツールを挿入しつつ前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記第二本接合工程では、回転ツールを前記支柱に対して左回りに移動させる場合は、前記回転ツールを右回転させ、回転ツールを前記支柱に対して右回りに移動させる場合は、前記回転ツールを左回転させることを特徴とする。
【００１０】
かかる製造方法によれば、封止体が支柱で支持されるとともに、封止体と支柱とが摩擦攪拌接合されるため液冷ジャケットの耐変形性を高めることができる。また、支柱が液冷ジャケットの中空部内に配置されるため、支柱の外面にも熱輸送流体が接触するようになる。したがって、取付部材を介して発熱体から支柱に伝達される熱を効率よく排出することができる。つまり、発熱体を液冷ジャケットに固定する取付部材を介しての熱リークを防ぐことができる。また、発熱体が固定される支柱がジャケット本体の内部に配置されるため、液冷ジャケットの小型化を図ることができる。
また、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ように設定することで、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が比較的厚さの大きい支柱１２側に形成されるともに、液冷ジャケット１Ａ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。
【００１１】
また、本願第一発明において、前記回転ツールは、前記封止体の厚さよりも長い攪拌ピンを備える本接合用回転ツールであり、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うことが好ましい。
また、本願第二発明において、前記回転ツールは、前記封止体の厚さよりも長い攪拌ピンを備える本接合用回転ツールであり、前記第一本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うとともに、前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うか、又は前記封止体のみに前記攪拌ピンのみを接触させた状態で摩擦攪拌を行うことが好ましい。
かかる製造方法によれば、封止体にショルダ部を入り込ませないため、塑性化領域の幅を小さくすることができる。これにより、周壁段差部の段差底面の幅及び支柱段差部の段差底面の幅を小さくすることができるため、設計の自由度を向上させることができる。また、封止体にショルダ部を入り込ませないため、ジャケット本体及び封止体に作用する押圧力を低減することができる。これにより、各段差底面の幅を小さくしても、周壁部と封止体とで構成される内隅部及び支柱と封止体とで構成される内隅部からの金属材料の流出を防ぐことができる。また、攪拌ピンのみをジャケット本体及び封止体、若しくは封止体のみに挿入するため、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軽減することができる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、突合せ部の深い位置まで接合することができるか、若しくは、深い位置にある重合部を接合することができる。
【００１３】
また、本願第一発明において、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程に先だって、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部の少なくともいずれかを仮接合する仮接合工程を含むことが好ましい。
また、本願第二発明において、前記第一本接合工程に先だって、前記第一突合せ部を仮接合する仮接合工程を含むことが好ましい。
【００１４】
かかる製造方法によれば、仮接合を行うことで第一本接合工程、第二本接合工程の際の各突合せ部の目開きを防ぐことができる。
【００１５】
また、前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成することが好ましい。
【００１６】
摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域に熱収縮が発生し、液冷ジャケットの封止体側が凹となるように変形するおそれがあるが、かかる製造方法によれば、ジャケット本体及び封止体を予め凸にしておき、熱収縮を利用することで液冷ジャケットを平坦にすることができる。
【００１７】
また、前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。
【００１８】
かかる製造方法によれば、ジャケット本体及び封止体を凸状に湾曲させて摩擦攪拌接合を行った場合でも、液冷ジャケットに形成される塑性化領域の長さ及び幅を一定にすることができる。
【００１９】
また、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、冷却媒体が流れる冷却板を前記底部の裏面側に設置し、前記冷却板で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を行うことが好ましい。
【００２０】
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。
【００２１】
また、前記冷却板の表面と前記底部の裏面とを面接触させることが好ましい。かかる製造方法によれば、冷却効率を高めることができる。
【００２２】
また、前記冷却板は、前記冷却媒体が流れる冷却流路を有し、前記冷却流路は、前記第一本接合工程における前記回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えることが好ましい。
【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、冷却効率をより高めることができる。
【００２４】
また、前記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。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。
【００２５】
また、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体と前記封止体とで構成される中空部に冷却媒体を流し、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を行うことが好ましい。
【００２６】
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。
【００２７】
また、本発明は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記支柱は、液冷ジャケットに発熱体を固定するための取付部材が挿入される部位であり、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成し、前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
また、本発明は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口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を摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記支柱は、液冷ジャケットに発熱体を固定するための取付部材が挿入される部位であり、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成し、前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの攪拌ピンの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、熱伝導性及び耐変形性を高めるとともに小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は本実施形態の本接合用回転ツールを示した側面図であり、（ｂ）は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２】（ａ）は本実施形態の仮接合用回転ツールを示した側面図であり、（ｂ）は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の斜視図である。
【図４】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５】図３のＩ−Ｉ断面図である。
【図６】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は載置工程前を示し、（ｂ）は載置工程後を示す。
【図７】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平面図である。
【図８】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図９】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のII−II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示す断面図であって、（ａ）は穿設工程を示し、（ｂ）は装着工程を示す。
【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一変形例を示す斜視図である。
【図１２】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図であって、（ａ）はテーブルを示す斜視図であり、（ｂ）はジャケット本体及び封止体をテーブルに固定した状態を示す斜視図である。
【図１３】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第三変形例を示す分解斜視図である。
【図１４】第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第三変形例のジャケット本体及び封止体をテーブルに固定する状態を示す斜視図である。
【図１５】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１６】第二実施形態に係る液冷ジャケットを示す断面図である。
【図１７】第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は載置工程前を示し、（ｂ）は載置工程後を示す。
【図１８】第二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平面図である。
【図１９】第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図２０】第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIII−III断面図である。
【図２１】第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は穿設工程を示し、（ｂ）は装着工程を示す。
【図２２】第三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２３】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図２４】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図２５】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIV−IV断面図である。
【図２６】第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法を示す断面図であって、（ａ）は穿設工程を示し、（ｂ）は装着工程を示す。
【図２７】従来の液冷ジャケットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〔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及び仮接合用回転ツールについて説明する。
【００３２】
図１の（ａ）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１の（ｂ）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。
【００３３】
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。言い換えると、螺旋溝Ｆ３は、螺旋溝Ｆ３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。
【００３４】
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。言い換えると、この場合の螺旋溝Ｆ３は、螺旋溝Ｆ３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、被接合金属部材（後記するジャケット本体２及び封止体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。
【００３５】
図１の（ｂ）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、被接合金属部材に回転した攪拌ピン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。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Ｗ１（又は塑性化領域Ｗ２）が形成される。
【００３６】
仮接合用回転ツールＧは、図２の（ａ）に示すように、ショルダ部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。ショルダ部Ｇ１は、図２の（ｂ）に示すように、摩擦攪拌装置の回転軸Ｄに連結される部位であるとともに、塑性流動化した金属を押える部位である。ショルダ部Ｇ１は円柱状を呈する。ショルダ部Ｇ１の下端面は、流動化した金属が外部へ流出するのを防ぐために凹状になっている。
【００３７】
攪拌ピンＧ２は、ショルダ部Ｇ１から垂下しており、ショルダ部Ｇ１と同軸になっている。攪拌ピンＧ２はショルダ部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。
【００３８】
図２の（ｂ）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、回転した攪拌ピンＧ２とショルダ部Ｇ１の下端面を被接合金属部材に挿入しつつ移動させる。仮接合用回転ツールＧ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】
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とで構成されており、直方体を呈する。ジャケット本体２と封止体３とは摩擦攪拌接合によって一体化されている。液冷ジャケット１は、内部に中空部が形成されており、当該中空部に、例えば水等の熱輸送流体が流れるようになっている。液冷ジャケット１は、中空部に熱輸送流体を流通させて、例えば、液冷ジャケット１に装着された発熱体を冷却することができる。
【００４０】
図４に示すように、ジャケット本体２は、上方が開口された箱状体である。ジャケット本体２は、底部１０と、周壁部１１と、複数の支柱１２とを含んで構成されている。ジャケット本体２は、摩擦攪拌可能な金属から適宜選択すればよいが、本実施形態ではアルミニウム又はアルミニウム合金を用いている。
【００４１】
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。
【００４２】
周壁部１１の端面となる周壁端面１１ａには、ジャケット本体２の周壁部１１の内周縁に沿って周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。段差底面１４ａは、周壁端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。
【００４３】
支柱１２は、底部１０に立設されており、柱状を呈する。支柱１２の本数は１以上であれば何本でもよいが、本実施形態では４本形成されている。支柱１２の形状は、それぞれ同等になっている。支柱１２は、大径部１５と、大径部１５の先端に突設された小径部１６とで構成されている。大径部１５及び小径部１６は、いずれも円柱状を呈する。大径部１５と小径部１６との段差で支柱段差部１７が形成されている。
【００４４】
支柱段差部１７は、段差底面１７ａと、段差底面１７ａから立ち上がる段差側面１７ｂとで構成されている。小径部１６の端面には、支柱端面１６ａが形成されている。段差底面１７ａは、周壁段差部１４の段差底面１４ａと同じ高さ位置に形成されている。また、支柱端面１６ａは、周壁端面１１ａと同じ高さ位置に形成されている。
【００４５】
封止体３は、ジャケット本体２の開口部を封止する平面視矩形の板状部材である。封止体３の材料は特に制限されないが、本実施形態では、ジャケット本体２と同じ材料で形成されている。封止体３は、周壁段差部１４にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。封止体３の板厚寸法は、段差側面１４ｂの高さ寸法と略同等になっている。封止体３には、支柱１２に対応する４つの孔部１９が形成されている。孔部１９は、平面視円形を呈し、小径部１６が挿入される。
【００４６】
図５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とが摩擦攪拌で接合されて一体化されている。液冷ジャケット１は、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと封止体３の外周側面３ｃとが突き合わされた第一突合せ部Ｊ１及び支柱段差部１７の段差側面１７ｂと孔部１９の孔壁１９ａとが突き合わされた４つの第二突合せ部Ｊ２が摩擦攪拌によってそれぞれ接合されている。第一突合せ部Ｊ１には、塑性化領域Ｗ１が形成され、第二突合せ部Ｊ２には、塑性化領域Ｗ２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。
【００４７】
次に、第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法（発熱体付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、載置工程と、固定工程と、仮接合工程と、第一本接合工程と、第二本接合工程と、穿設工程と、バリ切除工程と、装着工程とを行う。
【００４８】
準備工程は、図４に示すように、ジャケット本体２及び封止体３を形成する工程である。ジャケット本体２は、例えば、ダイキャストで形成する。
【００４９】
載置工程は、図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、支柱１２の小径部１６に封止体３の孔部１９を挿通させつつジャケット本体２に封止体３を載置する工程である。封止体３の裏面３ｂは、周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱段差部１７の段差底面１７ａにそれぞれ面接触する。載置工程により、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと、封止体３の外周側面３ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は平面視矩形状を呈する。また、載置工程により、支柱段差部１７の段差側面１７ｂと孔部１９の孔壁１９ａとが突き合わされて第二突合せ部Ｊ２が形成される。第二突合せ部Ｊ２は、平面視円形状を呈する。
【００５０】
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。
【００５１】
仮接合工程は、図７に示すように、ジャケット本体２と封止体３とを仮接合する工程である。仮接合工程では、仮接合用回転ツールＧを用いて突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う。仮接合用回転ツールＧの移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。仮接合は連続的に行ってもよいし、図７に示すように断続的に行ってもよい。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。
【００５２】
第一本接合工程は、図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第一本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１上の任意の開始位置ｓ１に挿入し、本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１に沿って右回りに移動させる。つまり、本接合用回転ツールＦを封止体３の周縁に沿って右回りに一周させる。
【００５３】
図８の（ｂ）に示すように、攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２の先端が、周壁段差部１４の段差底面１４ａに達するように設定するとともに、封止体３及び周壁部１１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を一定の高さ位置を保った状態で第一突合せ部Ｊ１をなぞるようにして移動させる。
【００５４】
本実施形態のように、本接合用回転ツールＦを封止体３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を封止体３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。
【００５５】
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、板厚の薄い封止体３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の進行方向及び回転方向を前記したように設定することで、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が比較的厚さの大きいジャケット本体２側に形成されるとともに、液冷ジャケット１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。
【００５６】
図８の（ａ）に示すように、本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１に沿って一周させた後、開始位置ｓ１を通過させる。そして、本接合用回転ツールＦを外側に偏移させつつ、壁部１１Ａの周壁端面１１ａ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、終了位置ｅ１に達したら、本接合用回転ツールＦを上方に移動させて壁部１１Ａから本接合用回転ツールＦを離脱させる。
【００５７】
本接合用回転ツールＦを壁部１１Ａから離脱させた後に、壁部１１Ａの周壁端面１１ａ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、周壁端面１１ａを平坦にすることができる。
【００５８】
なお、本接合用回転ツールＦを周壁部１１から離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを周壁部１１の周壁端面１１ａ上で移動させつつ、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、周壁端面１１ａに第一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。
【００５９】
第二本接合工程は、図９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて各第二突合せ部Ｊ２に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第二本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２の任意の開始位置ｓ２に挿入し、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２に沿って左回りに移動させる。第二本接合工程によって、第二突合せ部Ｊ２には、塑性化領域Ｗ２が形成される。
【００６０】
図９の（ｂ）に示すように、攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２の先端が、支柱段差部１７の段差底面１７ａに達するように設定するとともに、封止体３及び支柱１２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を一定の深さを保った状態で第二突合せ部Ｊ２をなぞるようにして移動させる。
【００６１】
第二本接合工程では、本実施形態のように本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して左回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転することが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して右回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。本接合用回転ツールＦの進行方向及び回転方向を前記したように設定することで、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が比較的厚さの大きい支柱１２側に形成されるとともに、液冷ジャケット１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。
【００６２】
図９の（ａ）に示すように、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２に沿って一周させた後、そのまま開始位置ｓ２を通過させる。そして、第二突合せ部Ｊ２上に設定された終了位置ｅ２まで本接合用回転ツールＦを移動させ、終了位置ｅ２に達したら、本接合用回転ツールＦを上方に移動させて第二突合せ部Ｊ２から本接合用回転ツールＦを離脱させる。
【００６３】
本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させた後に、第二突合せ部Ｊ２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、封止体３の表面３ａ及び支柱１２の支柱端面１６ａを平坦にすることができる。
【００６４】
なお、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させる場合は、本接合用回転ツールＦを支柱１２の中心方向に偏移させて支柱１２上で離脱させてもよい。また、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２上又は支柱端面１６ａ上で移動させつつ、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、封止体３の表面３ａ及び支柱１２の支柱端面１６ａに第二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。
【００６５】
穿設工程は、図１０の（ａ）に示すように、各支柱１２に発熱体Ｈを装着するための固定孔Ｘを形成する工程である。固定孔Ｘは、支柱１２に達するように形成する。
【００６６】
バリ切除工程では、第一本接合工程、第二本接合工程及び穿設工程によってジャケット本体２及び封止体３の表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体２及び封止体３の表面をきれいに仕上げることができる。
【００６７】
装着工程は、図１０の（ｂ）に示すように、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈを装着する工程である。発熱体Ｈを装着する場合は、発熱体ＨのフランジＨ１に形成された貫通孔と固定孔Ｘとを連通させつつ、ネジ等の取付部材Ｍで固定する。取付部材Ｍは、支柱１２に達する位置まで挿入する。
【００６８】
なお、本実施形態では支柱端面１６ａに固定孔Ｘを形成し、封止体３側に発熱体Ｈを装着したが、底部１０に支柱１２に達する固定孔を形成し、底部１０側に発熱体Ｈを装着してもよい。発熱体Ｈは、封止体３及び底部１０の少なくともいずれか一方に装着されればよい。また、本実施形態では、固定孔Ｘを形成したが、固定孔Ｘを形成せずに取付部材Ｍで発熱体Ｈを固定してもよい。
【００６９】
以上説明した液冷ジャケットの製造方法によれば、封止体３が支柱１２で支持されるとともに、封止体３と支柱１２とが摩擦攪拌接合されるため液冷ジャケット１の耐変形性を高めることができる。また、本実施形態によれば、支柱１２が液冷ジャケット１内の中空部内に配置されるため、支柱１２の外周面にも熱輸送流体が接触するようになる。したがって、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈから支柱１２に伝達される熱を効率よく排出することができる。つまり、発熱体Ｈを液冷ジャケット１に固定する取付部材Ｍを介しての熱リークを防ぐことができる。また、発熱体Ｈが固定される支柱１２がジャケット本体２の内部に配置されるため、液冷ジャケット１の小型化を図ることができる。
【００７０】
また、第一本接合工程及び第二本接合工程において、ジャケット本体２及び封止体３に回転ツールのショルダ部を入り込ませないため、従来よりも塑性化領域Ｗ１，Ｗ２の幅を小さくすることができるとともに、ジャケット本体２及び封止体３に作用する押圧力を低減することができる。従来の製造方法では、周壁段差部１４の段差底面１４ａの幅を少なくとも回転ツールのショルダ部の半径よりも大きく設定する必要があった。しかし、本実施形態によれば、周壁段差部１４の段差底面１４ａの幅及び支柱段差部１７の段差底面１７ａの幅を小さくしても、封止体３と周壁部１１又は封止体３と支柱１２とで構成される内隅部からの金属材料の流出を防ぐことができるため、設計の自由度を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、攪拌ピン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軽減することができるとともに、本接合用回転ツールＦの操作性も良好となる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の深い位置を接合することができる。
【００７２】
また、本接合用回転ツールＦを比較的厚さの小さい封止体３上で引き抜くと、引抜跡の補修が困難であったり、引き抜き作業が安定せずに封止体３に欠陥が発生したりするという問題があるが、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、封止体３に比べて厚さが大きい周壁部１１又は支柱１２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。
【００７３】
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、第一本接合工程の前に仮接合工程を行うことで、第一本接合工程及び第二本接合工程を行う際に、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の各目開きを防ぐことができる。
【００７４】
また、本実施形態では、封止体３の表面３ａに支柱１２（支柱端面１６ａ）が露出しているため、固定孔Ｘを穿設する穿設工程及び発熱体Ｈを装着する装着工程を容易に行うことができる。また、支柱１２と発熱体Ｈとを直接接触させることができるため、冷却効率をより高めることができる。
【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、本実施形態では、第一突合せ部Ｊ１、第二突合せ部Ｊ２の順番で本接合工程を行ったが、先に第二突合せ部をＪ２摩擦攪拌接合してもよい。また、第一本接合工程及び第二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、かかる方法によれば、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、支柱１２の平断面形状は本実施形態では円形としたが、楕円形又は他の多角形であってもよい。
【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。また、仮接合工程は、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の少なくとも一方に行えばよい。また、仮接合工程は、溶接によって行ってもよい。
【００７８】
〔第一変形例〕
次に、第一実施形態の第一変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図１１に示すように、第一変形例では、冷却板を用いて仮接合工程、第一本接合工程及び第二本接合工程を行う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１１に示すように、第一変形例では、固定工程を行う際に、ジャケット本体２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。
【００８０】
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、第一変形例では第一本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と第一突合せ部Ｊ１とが略重なるように冷却管ＷＰが配設されている。
【００８１】
第一変形例の仮接合工程、第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２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、第一変形例では、平面視した場合に、冷却流路と第一突合せ部Ｊ１（仮接合用回転ツールＧ及び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。
【００８２】
なお、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。
【００８３】
〔第二変形例〕
次に、第一実施形態の第二変形例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、第二変形例では、ジャケット本体２の表面側及び封止体３の表面３ａが凸状となるように湾曲させた状態で第一本接合工程及び第二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１２に示すように、第二変形例では、テーブルＫＡを用いる。テーブルＫＡは、直方体を呈する基板ＫＡ１と、基板ＫＡ１の中央に形成されたスペーサＫＡ２と、基板ＫＡ１の四隅に形成されたクランプＫＡ３とで構成されている。スペーサＫＡ２は、基板ＫＡ１と一体でも別体でもよい。
【００８５】
第二変形例の固定工程では、仮接合工程を行って一体化したジャケット本体２及び封止体３をクランプＫＡ３によってテーブルＫＡに固定する。図１２に示すように、ジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫＡに固定すると、ジャケット本体２の底部１０、周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａが上方に凸状となるように湾曲する。より詳しくは、ジャケット本体２の壁部１１Ａの第一辺部２１、壁部１１Ｂの第二辺部２２、壁部１１Ｃの第三辺部２３及び壁部１１Ｄの第四辺部２４が曲線となるように湾曲する。
【００８６】
第二変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合を行う。第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、攪拌ピンＦ２の挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌接合を行う。つまり、ジャケット本体２の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａの曲面に沿って本接合用回転ツールＦの移動軌跡が曲線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Ｗ１，Ｗ２の深さ及び幅を一定にすることができる。
【００８７】
摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Ｗ１，Ｗ２に熱収縮が発生し、液冷ジャケット１の封止体３側が凹状に変形するおそれがあるが、第二変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程によれば、周壁端面１１ａ及び表面３ａに引張応力が作用するようにジャケット本体２及び封止体３を予め凸状に固定しているため、摩擦攪拌接合後の熱収縮を利用することで液冷ジャケット１を平坦にすることができる。また、従来の回転ツールで本接合工程を行う場合、ジャケット本体２及び封止体３が凸状に反っていると回転ツールのショルダ部が、ジャケット本体２及び封止体３に接触し、操作性が悪いという問題がある。しかし、第二変形例によれば、本接合用回転ツールＦには、ショルダ部が存在しないため、ジャケット本体２及び封止体３が凸状に反っている場合でも、本接合用回転ツールＦの操作性が良好となる。
【００８８】
なお、ジャケット本体２及び封止体３の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルＫＡからジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体２又は封止体３の変形量を検知しながら第一本接合工程及び第二本接合工程を行ってもよい。
【００８９】
また、第二変形例では、第一辺部２１〜第四辺部２４の全てが曲線となるようにジャケット本体２及び封止体３を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、第一辺部２１及び第二辺部２２が直線となり、第三辺部２３及び第四辺部２４が曲線となるように湾曲させてもよい。また、例えば、第一辺部２１及び第二辺部２２が曲線となり、第三辺部２３及び第四辺部２４が直線となるように湾曲させてもよい。
【００９０】
また、第二変形例ではジャケット本体２又は封止体３の変形量に応じて攪拌ピンＦ２の高さ位置を変更したが、テーブルＫＡに対する攪拌ピンＦ２の高さを一定にして本接合工程を行ってもよい。
【００９１】
また、スペーサＫＡ２は、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状となるように固定することができればどのような形状であってもよい。また、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状となるように固定することができればスペーサＫＡ２は省略してもよい。また、本接合用回転ツールＦは、例えば、先端にスピンドルユニット等を備えたロボットアームに取り付けられていてもよい。かかる構成によれば、本接合用回転ツールＦの回転中心軸を様々な角度に容易に変更することができる。
【００９２】
［第三変形例］
次に、第一実施形態の第三変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図１３に示すように、第三変形例では、準備工程において、ジャケット本体２及び封止体３を予め表面側に凸状に湾曲するように形成する点で第一実施形態と相違する。第三変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
【００９３】
第三変形例に係る準備工程では、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状に湾曲するようにダイキャストで形成する。これにより、ジャケット本体２は、底部１０、周壁部１１がそれぞれ表面側に凸状となるように形成される。また、封止体３の表面３ａが凸状となるように形成される。
【００９４】
図１４に示すように、第三変形例では、固定工程を行う際に、仮接合されたジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫＢに固定する。テーブルＫＢは、直方体を呈する基板ＫＢ１と、基板ＫＢ１の中央に配設されたスペーサＫＢ２と、基板ＫＢ１の四隅に形成されたクランプＫＢ３と、基板ＫＢ１の内部に埋設された冷却管ＷＰとで構成されている。テーブルＫＢ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。
【００９５】
スペーサＫＢ２は、上方に凸状となるように湾曲した曲面ＫＢ２ａと、曲面ＫＢ２ａの両端に形成され基板ＫＢ１から立ち上がる立面ＫＢ２ｂ，ＫＢ２ｂとで構成されている。スペーサＫＢ２の第一辺部Ｋａ及び第二辺部Ｋｂは曲線になっており、第三辺部Ｋｃ及び第四辺部Ｋｄは直線になっている。
【００９６】
冷却管ＷＰは、基板ＫＢ１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ＫＢ１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、第三変形例では第一本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と第一突合せ部Ｊ１とが略重なるように冷却管ＷＰが配設されている。
【００９７】
第三変形例の固定工程では、仮接合を行って一体化したジャケット本体２及び封止体３をクランプＫＢ３によってテーブルＫＢに固定する。より詳しくは、ジャケット本体２の底部１０の裏面が曲面ＫＢ２ａと面接触するようにテーブルＫＢに固定する。ジャケット本体２をテーブルＫＢに固定すると、ジャケット本体２の壁部１１Ａの第一辺部２１、壁部１１Ｂの第二辺部２２が曲線となり、壁部１１Ｃの第三辺部２３及び壁部１１Ｄの第四辺部２４が直線となるように湾曲する。
【００９８】
第三変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２に対いてそれぞれ摩擦攪拌接合を行う。第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、攪拌ピンＦ２挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌接合を行う。つまり、ジャケット本体２の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａに沿って本接合用回転ツールＦの移動軌跡が曲線又は直線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Ｗ１の深さ及び幅を一定にすることができる。
【００９９】
摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Ｗ１，Ｗ２に熱収縮が発生し、液冷ジャケット１の封止体３側が凹状に変形するおそれがあるが、第三変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程によれば、ジャケット本体２及び封止体３を予め凸状に形成しているため、摩擦攪拌接合後の熱収縮を利用することで液冷ジャケット１を平坦にすることができる。
【０１００】
また、第三変形例では、ジャケット本体２の底部１０の凹状となっている裏面に、スペーサＫＢ２の曲面ＫＢ２ａを面接触させている。これにより、ジャケット本体２及び封止体３をより効果的に冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことができる。摩擦攪拌接合における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の変形を小さくすることができる。これにより、準備工程において、ジャケット本体２及び封止体３を凸状に形成する際に、ジャケット本体２及び封止体３の曲率を小さくすることができる。
【０１０１】
なお、ジャケット本体２及び封止体３の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルＫＢからジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体２又は封止体３の変形量を検知しながら本接合工程を行ってもよい。
【０１０２】
また、第三変形例では、第一辺部２１及び第二辺部２２が曲線となるようにジャケット本体２及び封止体３を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、球面を具備するスペーサＫＢ２を形成し、当該球面にジャケット本体２の底部１０の裏面が面接触するようにしてもよい。この場合は、テーブルＫＢにジャケット本体２を固定すると、第一辺部２１〜第四辺部２４のすべてが曲線となる。
【０１０３】
また、第三変形例ではジャケット本体２又は封止体３の変形量に応じて攪拌ピンＦ２の高さ位置を変更したが、テーブルＫＢに対する攪拌ピンＦ２の高さを一定にして本接合工程を行ってもよい。
【０１０４】
〔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１５に示すように、第二実施形態では、支柱１２に支柱段差部が形成されていない点で第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、第一実施形態と相違する点を中心に説明する。
【０１０５】
第二実施形態に係る液冷ジャケット１Ａは、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとで構成されている。ジャケット本体２Ａは、上方が開放された箱状体である。ジャケット本体２Ａは、底部１０と、周壁部１１と、複数の支柱１２とを含んで構成されている。底部１０は、平面視矩形を呈する。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。
【０１０６】
周壁部１１の周壁端面１１ａには、ジャケット本体２Ａの開口部の周縁に沿って周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。段差底面１４ａは、周壁端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。
【０１０７】
支柱１２は、底部１０に立設されており、円柱状を呈する。支柱１２の本数は１以上であれば何本でもよいが、本実施形態では４本形成されている。支柱１２の形状はそれぞれ同等になっている。支柱１２の端面である支柱端面１２ａは、周壁段差部１４の段差底面１４ａと同じ高さ位置に形成されている。
【０１０８】
封止体３Ａは、平面視矩形を呈する板状部材である。封止体３Ａの材料は特に制限されないが、本実施形態では、ジャケット本体２Ａと同じ材料で形成されている。封止体３Ａは、周壁段差部１４にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。封止体３Ａの板厚寸法は、段差側面１４ｂの高さ寸法と略同等になっている。
【０１０９】
図１６に示すように、液冷ジャケット１Ａは、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとが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１Ａは、周壁段差部１４の段差側面１４ｂ（図１５参照）と封止体３Ａの外周側面３ｃとが突き合わされた第一突合せ部Ｊ１及び封止体３Ａの裏面３ｂと支柱１２の支柱端面１２ａとが重ね合わされた４つの重合部Ｊ３とが摩擦攪拌によってそれぞれ接合されている。第一突合せ部Ｊ１には、塑性化領域Ｗ１が形成され、重合部Ｊ３には塑性化領域Ｗ２が形成されている。液冷ジャケット１Ａ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。
【０１１０】
次に、第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法（発熱体付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、載置工程と、固定工程と、仮接合工程と、第一本接合工程と、第二本接合工程と、穿設工程と、バリ切除工程と、装着工程とを行う。
【０１１１】
準備工程は、図１５に示すように、ジャケット本体２Ａと、封止体３Ａとを形成する工程である。ジャケット本体２Ａは、例えば、ダイキャストで形成する。
【０１１２】
載置工程は、図１７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、ジャケット本体２Ａに封止体３Ａを載置する工程である。封止体３Ａの裏面３ｂは、周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱１２の支柱端面１２ａにそれぞれ面接触する。載置工程により、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと、封止体３Ａの外周側面３ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は平面視矩形状を呈する。また、載置工程により、封止体３Ａの裏面３ｂと支柱１２の支柱端面１２ａとが重ね合わされて重合部Ｊ３が形成される。重合部Ｊ３は、平面視円形状を呈する。
【０１１３】
固定工程では、ジャケット本体２Ａをテーブル（図示省略）に固定する。ジャケット本体２Ａ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。
【０１１４】
仮接合工程は、図１８に示すように、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとを仮接合する工程である。仮接合工程は、第一実施形態と同等であるため説明を省略する。
【０１１５】
第一本接合工程は、図１９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第一本接合工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。
【０１１６】
第二本接合工程は、図２０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて各重合部Ｊ３に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第二本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを封止体３Ａの表面３ａから開始位置ｓ２に挿入し、本接合用回転ツールＦを支柱１２の外周縁の内側に沿って左回りに相対移動させる。
【０１１７】
図２０の（ｂ）に示すように、攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２の先端が、支柱１２の支柱端面１２ａに達するように設定するとともに、封止体３Ａ及び支柱１２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を一定の深さを保った状態で平面視円形に移動させる。なお、攪拌ピンＦ２の挿入深さは、攪拌ピンＦ２の先端が支柱１２に達しないように、つまり、攪拌ピンＦ２と封止体３のみとが接触するように設定してもよい。この場合は、封止体３Ａと攪拌ピンＦ２との摩擦熱により封止体３Ａと支柱１２とが塑性流動化されることにより重合部Ｊ３が接合される。
【０１１８】
第二本接合工程では、本実施形態のように本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して左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を支柱１２に対して右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転することが好ましい。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ように設定することで、摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が比較的厚さの大きい支柱１２側に形成されるともに、液冷ジャケット１Ａ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。
【０１１９】
図２０の（ａ）に示すように、本接合用回転ツールＦを重合部Ｊ３に沿って一周させた後、開始位置ｓ２を通過させる。そして、封止体３Ａ上に設定された終了位置ｅ２まで本接合用回転ツールＦを移動させ、終了位置ｅ２に達したら本接合用回転ツールＦを上方に移動させて封止体３Ａから本接合用回転ツールＦを離脱させる。
【０１２０】
本接合用回転ツールＦを重合部Ｊ３から離脱させた後に、封止体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、封止体３Ａの表面３ａを平坦にすることができる。
【０１２１】
なお、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａから離脱させる場合は、本接合用回転ツールＦを支柱１２の中心方向に偏移させて封止体３Ａ上で離脱させてもよい。また、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａから離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａ上で移動させつつ、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、封止体３Ａに第二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。
【０１２２】
穿設工程は、図２１の（ａ）に示すように、封止体３Ａと支柱１２とに連通し、発熱体Ｈを固定するための固定孔Ｘを形成する工程である。固定孔Ｘは、支柱１２に達するように形成する。
【０１２３】
バリ切除工程は、第一本接合工程、第二本接合工程及び穿設工程によってジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａの表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａの表面をきれいに仕上げることができる。
【０１２４】
装着工程は、図２１の（ｂ）に示すように、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈを装着する工程である。発熱体Ｈを装着する場合は、発熱体ＨのフランジＨ１に形成された貫通孔と固定孔Ｘとを連通させつつ、ネジ等の取付部材Ｍで固定する。取付部材Ｍは、支柱１２に達する位置まで挿入する。
【０１２５】
なお、本実施形態では封止体３Ａ側に固定孔Ｘを形成し、封止体３Ａに発熱体Ｈを固定したが、底部１０に底部１０及び支柱１２に連通する固定孔を形成し、底部１０に発熱体Ｈを固定してもよい。発熱体Ｈは、封止体３Ａ及び底部１０の少なくともいずれか一方に装着されればよい。また、本実施形態では、固定孔Ｘを形成したが、固定孔Ｘを形成せずに取付部材Ｍで発熱体Ｈを固定してもよい。
【０１２６】
以上説明した液冷ジャケットの製造方法によっても第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。第一実施形態では第二突合せ部Ｊ２（図８参照）が封止体３に露出していたが、第二実施形態では突合せ部が露出しない形態となっている。しかし、第二実施形態のように重合部Ｊ３を封止体３Ａの上から摩擦攪拌することで、封止体３と支柱１２とを接合することができる。また、第二実施形態では、封止体３Ａに孔部を設けず、また支柱１２に支柱段差部も形成しないため、容易に製造することができる。
【０１２７】
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、攪拌ピンＦ２のみをジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａ、若しくは封止体３Ａのみに挿入するため、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軽減することができるとともに、本接合用回転ツールＦの操作性も良好となる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、第一突合せ部Ｊ１の深い位置を接合することができるとともに、深い位置にある重合部Ｊ３を接合することができる。
【０１２８】
また、第二本接合工程では、本実施形態のように支柱１２の外周縁の内側を一周以上摩擦攪拌することで、水密性及び気密性を高めることができる。なお、第二本接合工程の本接合用回転ツールＦの移動ルートは、支柱１２に対して本接合用回転ツールＦを必ずしも一周以上させる必要はなく、塑性流動材が液冷ジャケット１Ａの内部に流出しないように設定するとともに、少なくとも重合部Ｊ３の一部が摩擦攪拌接合されるように設定してもよい。
【０１２９】
以上本発明の第二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設計変更が可能である。例えば、第二実施形態において、前記した第一変形例〜第三変形例の製造方法を採用して液冷ジャケットを製造してもよい。
【０１３０】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の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２２に示すように、第三実施形態では、支柱１２が周壁部１１に連続して形成されている点で第二実施形態と相違する。第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、第二実施形態と相違する点を中心に説明する。
【０１３１】
第三実施形態に係る液冷ジャケット１Ｃは、ジャケット本体２Ｃと封止体３Ｃとで構成されている。ジャケット本体２Ｃは、上方が開放された箱状体である。ジャケット本体２Ｃは、底部１０と、周壁部１１と、複数の支柱１２とを含んで構成されている。
【０１３２】
周壁部１１の周壁端面１１ａには、ジャケット本体２Ｃの開口部の周縁に沿って周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。段差底面１４ａは、周壁端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。
【０１３３】
支柱１２は、底部１０に立設されるとともに周壁部１１に連続して形成されている。支柱１２の本数は１以上であれば何本でもよいが、本実施形態では周壁部１１の４つの角部に一つずつ、合計４本形成されている。支柱１２は、平面視扇形状を呈する。支柱１２の形状はそれぞれ同等になっている。支柱１２の端面である支柱端面１２ａは、周壁段差部１４の段差底面１４ａと面一になっている。
【０１３４】
封止体３Ｃは、平面視矩形を呈する板状部材である。封止体３Ｃの材料は特に制限されないが、本実施形態では、ジャケット本体２Ｃと同じ材料で形成されている。封止体３Ｃは、周壁段差部１４にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。封止体３Ｃの板厚寸法は、段差側面１４ｂの高さ寸法と略同等になっている。
【０１３５】
次に、第三実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法（発熱体付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、載置工程と、固定工程と、仮接合工程と、第一本接合工程と、第二本接合工程と、穿設工程と、バリ切除工程と、装着工程とを行う。
【０１３６】
準備工程では、図２２に示すように、ジャケット本体２Ｃと、封止体３Ｃとを形成する工程である。ジャケット本体２Ｃは、例えば、ダイキャストで形成する。
【０１３７】
載置工程は、図２２，２３に示すように、ジャケット本体２Ｃに封止体３Ｃを載置する工程である。封止体３Ｃの裏面３ｂは、周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱１２の支柱端面１２ａにそれぞれ面接触する。載置工程により、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと、封止体３Ｃの外周側面３ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は平面視矩形状を呈する。また、載置工程により、封止体３Ｃの裏面３ｂと支柱１２の支柱端面１２ａとが重ね合わされて重合部Ｊ４が形成される。重合部Ｊ４は、平面視扇形状を呈する。
【０１３８】
固定工程では、ジャケット本体２Ｃをテーブル（図示省略）に固定する。ジャケット本体２Ｃ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。
【０１３９】
仮接合工程は、ジャケット本体２Ｃと封止体３Ｃとを仮接合する工程である。仮接合工程は、第一実施形態と同等であるため説明を省略する。
【０１４０】
第一本接合工程は、図２４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第一本接合工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。
【０１４１】
第二本接合工程は、図２５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて各重合部Ｊ４に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第二本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを封止体３Ｃの表面３ａから開始位置ｓ３に挿入する。そして、塑性化領域Ｗ１をなぞるようにして本接合用回転ツールＦを相対移動させた後、本接合用回転ツールＦを支柱１２の外周縁の内側に沿って左回りに相対移動させる。開始位置ｓ３は適宜設定すればよいが、本実施形態では第一突合せ部Ｊ１上の角部近傍に設定している。攪拌ピンＦ２の挿入深さについては第二実施形態と同等である。本接合用回転ツールＦの移動軌跡には、塑性化領域Ｗ２が形成される。
【０１４２】
図２５の（ａ）に示すように、本接合用回転ツールＦを支柱１２の外周縁に沿って１／４周させた後、再度塑性化領域Ｗ１をなぞるように本接合用回転ツールＦを相対移動させて開始位置ｓ３を通過させる。そして、終了位置ｅ３に達したら本接合用回転ツールＦを上方に移動させて封止体３Ｃから本接合用回転ツールＦを離脱させる。本接合用回転ツールＦを離脱させる際の引抜痕の処理は第二実施形態と同等である。
【０１４３】
穿設工程は、図２６の（ａ）に示すように、封止体３Ｃと支柱１２とに連通し、発熱体Ｈを固定するための固定孔Ｘを形成する工程である。固定孔Ｘは、支柱１２に達するように形成する。
【０１４４】
バリ切除工程は、第一本接合工程、第二本接合工程及び穿設工程によってジャケット本体２Ｃ及び封止体３Ｃの表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体２Ｃ及び封止体３Ｃの表面をきれいに仕上げることができる。
【０１４５】
装着工程は、図２６の（ｂ）に示すように、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈを装着する工程である。発熱体Ｈを装着する場合は、発熱体ＨのフランジＨ１に形成された貫通孔と固定孔Ｘとを連通させつつ、ネジ等の取付部材Ｍで固定する。取付部材Ｍは、支柱１２に達する位置まで挿入する。
【０１４６】
以上説明した液冷ジャケットの製造方法によっても第二実施形態と略同等の効果を奏することができる。第三実施形態のように、支柱１２を周壁部１１から連続するように形成してもよい。また、本実施形態では、周壁部１１の各角部に支柱１２を形成したが、周壁部１１の角部ではない位置から連続する支柱を形成してもよい。
【０１４７】
また、例えば、第三実施形態において、前記した第一変形例〜第三変形例の製造方法を採用して液冷ジャケットを製造してもよい。また、第三実施形態において、第一本接合工程から第二本接合工程に移行する際に、本接合用回転ツールＦを離脱させずに連続して摩擦攪拌接合を行ってもよい。
【０１４８】
以上本発明の実施形態及び変形例について説明したが、適宜設計変更が可能である。例えば、ジャケット本体及び封止体の少なくともいずれかにフィンを形成してもよい。また、第一本接合工程では、第一突合せ部Ｊ１に沿って本接合用回転ツールＦを二周させてもよい。また、本実施形態では、第一本接合工程及び第二本接合工程を本接合用回転ツールＦで行ったが、ショルダ部及び攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて、ショルダ部を押込みながら摩擦攪拌を行ってもよい。また、第一本接合工程と第二本接合工程で用いる回転ツールは、異なるものを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１        液冷ジャケット
１Ａ      液冷ジャケット
２        ジャケット本体
２Ａ      ジェット本体
３        封止体
３Ａ      封止体
３ａ      表面
３ｂ      裏面
３ｃ      外周側面
１０      底部
１１      周壁部
１１Ａ    壁部
１１Ｂ    壁部
１１Ｃ    壁部
１１Ｄ    壁部
１１ａ    周壁端面
１２      支柱
１２ａ    支柱端面
１３      凹部
１４      周壁段差部
１４ａ    段差底面
１４ｂ    段差側面
１６ａ    支柱端面
１７      支柱段差部
１７ａ    段差底面
１７ｂ    段差側面
Ｆ        本接合用回転ツール（回転ツール）
Ｆ２      攪拌ピン
Ｇ        仮接合用回転ツール
Ｊ１      第一突合せ部
Ｊ２      第二突合せ部
Ｊ３      重合部
Ｋ        テーブル（冷却板）
Ｍ        締結部材
Ｗ１      塑性化領域
Ｗ２      塑性化領域
ＷＰ      冷却管
【図１】
0006471461.tif 000002
【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】
0006471461.tif 000009
【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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