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JP2020011271A - Liquid-cooled jacket manufacturing method - Google Patents

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JP2020011271A
JP2020011271A JP2018136212A JP2018136212A JP2020011271A JP 2020011271 A JP2020011271 A JP 2020011271A JP 2018136212 A JP2018136212 A JP 2018136212A JP 2018136212 A JP2018136212 A JP 2018136212A JP 2020011271 A JP2020011271 A JP 2020011271A
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伸城 瀬尾
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Abstract

To provide a liquid-cooled jacket manufacturing method in which aluminium alloys made of different materials can be preferably welded to each other.SOLUTION: The liquid-cooled jacket manufacturing method includes a welding step in which only a stirring pin F2 in rotation of a rotary tool F is inserted into a sealing body 3 and an outer peripheral surface of the stirring pin F2 is made to go around the sealing body 3 at a predetermined depth along a set movement route L1 set closer to inside than an outer peripheral side face 3c of the sealing body 3 in a state where an outer peripheral surface of the stirring pin F2 is made to slightly contact an uneven side face 12b of a peripheral wall uneven part, so as to friction-stir a first butted part J1. In the welding step, a finishing position is set closer to inside than the set movement route L1, the first butted part J1 is subjected to friction-stirring and welding, then the stirring pin F2 is gradually moved up while moving the rotary tool F to the finishing position and the rotary tool F is separated from the sealing body 3 at the finishing position.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、液冷ジャケットの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid cooling jacket.

例えば、特許文献1には、液冷ジャケットの製造方法が開示されている。図17は、従来の液冷ジャケットの製造方法を示す断面図である。従来の液冷ジャケットの製造方法では、アルミニウム合金製のジャケット本体101の段差部に設けられた段差側面101cと、アルミニウム合金製の封止体102の側面102cとを突き合わせて形成された突合せ部J10に対して摩擦攪拌接合を行うというものである。また、従来の液冷ジャケットの製造方法では、回転ツールFの攪拌ピンF2のみを突合せ部J10に挿入して摩擦攪拌接合を行っている。また、従来の液冷ジャケットの製造方法では、回転ツールFの回転軸Cを突合せ部J10に重ねて相対移動させるというものである。   For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a liquid cooling jacket. FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional liquid cooling jacket. In the conventional liquid cooling jacket manufacturing method, a butt portion J10 formed by abutting a step side surface 101c provided at a step portion of a jacket body 101 made of an aluminum alloy with a side surface 102c of a sealing body 102 made of an aluminum alloy. Are subjected to friction stir welding. Further, in the conventional liquid cooling jacket manufacturing method, friction stir welding is performed by inserting only the stirring pin F2 of the rotary tool F into the butt portion J10. Further, in the conventional method of manufacturing a liquid cooling jacket, the rotation axis C of the rotary tool F is superimposed on the butting portion J10 and relatively moved.

特開2015−131321号公報JP-A-2013-131321

ここで、ジャケット本体101は複雑な形状となりやすく、例えば、4000系アルミニウム合金の鋳造材で形成し、封止体102のように比較的単純な形状のものは、1000系アルミニウム合金の展伸材で形成するというような場合がある。このように、アルミニウム合金の材種の異なる部材同士を接合して、液冷ジャケットを製造する場合がある。このような場合は、ジャケット本体101の方が封止体102よりも硬度が高くなることが一般的であるため、図17のように摩擦攪拌接合を行うと、攪拌ピンF2が封止体102側から受ける材料抵抗に比べて、ジャケット本体101側から受ける材料抵抗が大きくなる。そのため、回転ツールFの攪拌ピンF2によって異なる材種をバランスよく攪拌することが困難となり、接合後の塑性化領域に空洞欠陥が発生し接合強度が低下するという問題がある。   Here, the jacket body 101 is likely to have a complicated shape. For example, the jacket body 101 is formed of a cast material of a 4000 series aluminum alloy, and a relatively simple shape such as the sealing body 102 is a wrought material of a 1000 series aluminum alloy. In some cases. As described above, there are cases where members of different types of aluminum alloy are joined to produce a liquid cooling jacket. In such a case, since the hardness of the jacket body 101 is generally higher than that of the sealing body 102, when friction stir welding is performed as shown in FIG. The material resistance received from the jacket body 101 side is larger than the material resistance received from the side. For this reason, it becomes difficult to stir different materials in a well-balanced manner by the stirring pin F2 of the rotating tool F, and there is a problem that a cavity defect is generated in the plasticized region after the joining and the joining strength is reduced.

また、攪拌ピンF2を突合せ部J10から離脱させる際、所定の深さから鉛直方向に攪拌ピンF2を引き抜くため、摩擦攪拌の終了位置における摩擦熱が過大となる。これにより、当該終了位置において、ジャケット本体101側の金属が封止体102側に混入しやすくなり、接合不良の一因となるという問題がある。   Further, when the stirring pin F2 is detached from the butt portion J10, the stirring pin F2 is pulled out from a predetermined depth in the vertical direction, so that the frictional heat at the end position of the friction stirring becomes excessive. As a result, at the end position, the metal on the jacket body 101 side is likely to be mixed into the sealing body 102 side, which causes a problem of poor joining.

このような観点から、本発明は、材種の異なるアルミニウム合金を好適に接合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。   From such a viewpoint, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid cooling jacket that can suitably join aluminum alloys of different material types.

前記課題を解決するために、本発明は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって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、板厚が前記周壁段差部の前記段差側面の高さ寸法よりも大きくなるように前記封止体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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、前記設定移動ルートよりもさらに内側に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする。   In order to solve the problem, the present invention includes a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall rising from a periphery of the bottom portion, and a sealing body that seals an opening of the jacket body. A method for manufacturing a liquid-cooled jacket that joins the sealing body with the friction stirrer, wherein the jacket main body is formed of a first aluminum alloy, and the sealing body is formed of a second aluminum alloy, The first aluminum alloy is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and the outer peripheral surface of the stirring pin of the rotary tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered, and the inner peripheral edge of the peripheral wall portion is formed. A peripheral wall step having a step bottom surface and a step side surface rising from the step bottom toward the opening, and having a plate thickness of the peripheral wall step portion. A preparatory step of forming the sealing body so as to be larger than the height dimension of the difference side surface, and the step side surface of the peripheral wall step portion and the sealing body by placing the sealing body on the jacket body. Forming a first abutting portion by abutting the outer peripheral side surface of the sealing wall, and a mounting step of forming a second abutting portion by overlapping the step bottom surface of the peripheral wall step portion and the back surface of the sealing body; Inserting only the stirring pin of the rotating tool into the sealing body, with the outer peripheral surface of the stirring pin slightly in contact with the step side surface of the peripheral wall step portion, inside the outer peripheral side surface of the sealing body A main joining step of frictionally stirring the first butting portion by making a round around the sealing body at a predetermined depth along a set movement route set in the main joining step, Further inside than the travel route An end position is set, and after the friction stir welding to the first butting portion, the stirring pin is gradually raised while moving the rotating tool to the end position, and the rotating tool is removed from the sealing body at the end position. It is characterized by being detached.

また、本発明は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって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、前記封止体の板厚が前記周壁段差部の前記段差側面の高さ寸法よりも大きくなるように前記封止体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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、前記設定移動ルート上に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする。   Further, the present invention includes a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall portion rising from the periphery of the bottom portion, and a sealing body for sealing an opening of the jacket body, wherein the jacket body and the sealing body are A method for manufacturing a liquid cooling jacket joined by friction stirring, wherein the jacket body is formed of a first aluminum alloy, the sealing body is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is It is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and an outer peripheral surface of a stirring pin of a rotary tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered, and an inner peripheral edge of the peripheral wall portion, a step bottom surface, And a stepped side that rises from the stepped bottom toward the opening, and a peripheral wall stepped portion having a thickness of the sealing body is set at the stepped side of the peripheral wall stepped portion. A preparation step of forming the sealing body so as to be larger than a height dimension, and mounting the sealing body on the jacket main body to thereby form the step side surface of the peripheral wall step portion and an outer peripheral side surface of the sealing body. And a mounting step of forming a second butting portion by superimposing a step bottom surface of the peripheral wall step portion and a back surface of the sealing body to form a second butting portion, and Only the stirring pin is inserted into the sealing body, and the stirring pin is set inside the outer peripheral side surface of the sealing body in a state where the outer peripheral surface of the stirring pin slightly contacts the step side surface of the peripheral wall step portion. A main joining step in which the first butting portion is friction-stirred by making a round around the sealing body at a predetermined depth along the set moving route, and in the main joining step, Set the end position to After the friction stir welding to the first butting portion, the stirring tool is gradually raised while moving the rotating tool to the end position, and the rotating tool is detached from the sealing body at the end position. .

かかる製造方法によれば、封止体と攪拌ピンとの摩擦熱によって第一突合せ部の主として封止体側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、第一突合せ部において段差側面と封止体の外周側面とを接合することができる。また、攪拌ピンの外周面をジャケット本体の段差側面にわずかに接触させるに留めるため、ジャケット本体から封止体への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、第一突合せ部においては主として封止体側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、回転ツールを終了位置に向かって移動させつつ徐々に上昇させるため、設定移動ルート上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。   According to this manufacturing method, the frictional heat between the sealing body and the stirring pin stirs the second aluminum alloy mainly on the sealing body side of the first butting part to be plastically fluidized, and seals the stepped side surface with the sealing at the first butting part. The outer peripheral side of the body can be joined. Further, since the outer peripheral surface of the stirring pin is only slightly in contact with the step side surface of the jacket main body, the mixing of the first aluminum alloy from the jacket main body into the sealing body can be minimized. Thereby, since the second aluminum alloy on the side of the sealing body is mainly friction-stirred in the first butting portion, it is possible to suppress a decrease in bonding strength. Further, since the rotating tool is gradually raised while moving toward the end position, it is possible to prevent friction heat from becoming excessive on the set movement route.

また、本発明は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって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、前記封止体の板厚が前記周壁段差部の前記段差側面の高さ寸法よりも大きくなるように前記封止体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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程では、前記第一突合せ部に第一領域及び第二領域を設定し、前記第二領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第一領域を摩擦攪拌する第一本接合工程と、前記第一領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第二領域を摩擦攪拌する第二本接合工程と、を行い、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記設定移動ルートよりもさらに内側に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする。   Further, the present invention includes a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall portion rising from the periphery of the bottom portion, and a sealing body for sealing an opening of the jacket body, wherein the jacket body and the sealing body are A method for manufacturing a liquid cooling jacket joined by friction stirring, wherein the jacket body is formed of a first aluminum alloy, the sealing body is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is It is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and an outer peripheral surface of a stirring pin of a rotary tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered, and an inner peripheral edge of the peripheral wall portion, a step bottom surface, And a stepped side that rises from the stepped bottom toward the opening, and a peripheral wall stepped portion having a thickness of the sealing body is set at the stepped side of the peripheral wall stepped portion. A preparation step of forming the sealing body so as to be larger than a height dimension, and mounting the sealing body on the jacket main body to thereby form the step side surface of the peripheral wall step portion and an outer peripheral side surface of the sealing body. And a mounting step of forming a second butting portion by superimposing a step bottom surface of the peripheral wall step portion and a back surface of the sealing body to form a second butting portion, and Only the stirring pin is inserted into the sealing body, and the stirring pin is set inside the outer peripheral side surface of the sealing body in a state where the outer peripheral surface of the stirring pin slightly contacts the step side surface of the peripheral wall step portion. A main joining step of making a round around the sealing body at a predetermined depth along the set moving route to friction stir the first butting section, wherein the main joining step includes Set the first area and the second area After clamping the jacket body and the sealing body according to the second area, a first main joining step of friction-stirring the first area, and after clamping the jacket body and the sealing body according to the first area Performing a second main joining step of friction-stirring the second region, and in the first main joining step and the second main joining step, setting an end position further inside than the set movement route, After the friction stir welding to the first butting portion, the stirring tool is gradually raised while moving the rotating tool to the end position, and the rotating tool is detached from the sealing body at the end position. .

また、本発明は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって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、前記封止体の板厚が前記周壁段差部の前記段差側面の高さ寸法よりも大きくなるように前記封止体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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程では、前記第一突合せ部に第一領域及び第二領域を設定し、前記第二領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第一領域を摩擦攪拌する第一本接合工程と、前記第一領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第二領域を摩擦攪拌する第二本接合工程と、を行い、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記設定移動ルート上に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする。   Further, the present invention includes a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall portion rising from the periphery of the bottom portion, and a sealing body for sealing an opening of the jacket body, wherein the jacket body and the sealing body are A method for manufacturing a liquid cooling jacket joined by friction stirring, wherein the jacket body is formed of a first aluminum alloy, the sealing body is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is It is a grade having a higher hardness than the second aluminum alloy, and an outer peripheral surface of a stirring pin of a rotary tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered, and an inner peripheral edge of the peripheral wall portion, a step bottom surface, And a stepped side that rises from the stepped bottom toward the opening, and a peripheral wall stepped portion having a thickness of the sealing body is set at the stepped side of the peripheral wall stepped portion. A preparation step of forming the sealing body so as to be larger than a height dimension, and mounting the sealing body on the jacket main body to thereby form the step side surface of the peripheral wall step portion and an outer peripheral side surface of the sealing body. And a mounting step of forming a second butting portion by superimposing a step bottom surface of the peripheral wall step portion and a back surface of the sealing body to form a second butting portion, and Only the stirring pin is inserted into the sealing body, and the stirring pin is set inside the outer peripheral side surface of the sealing body in a state where the outer peripheral surface of the stirring pin slightly contacts the step side surface of the peripheral wall step portion. A main joining step of making a round around the sealing body at a predetermined depth along the set moving route to friction stir the first butting section, wherein the main joining step includes Set the first area and the second area After clamping the jacket body and the sealing body according to the second area, a first main joining step of friction-stirring the first area, and after clamping the jacket body and the sealing body according to the first area Performing a second main joining step of friction-stirring the second region, and setting an end position on the set movement route in the first main joining step and the second main joining step, After the friction stir welding to the part, the stirring tool is gradually raised while moving the rotating tool to the end position, and the rotating tool is detached from the sealing body at the end position.

かかる製造方法によれば、封止体と攪拌ピンとの摩擦熱によって第一突合せ部の主として封止体側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、第一突合せ部において段差側面と封止体の外周側面とを接合することができる。また、攪拌ピンの外周面をジャケット本体の段差側面にわずかに接触させるに留めるため、ジャケット本体から封止体への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、第一突合せ部においては主として封止体側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、回転ツールを終了位置に向かって移動させつつ徐々に上昇させるため、設定移動ルート上で摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。また、本接合工程においてジャケット本体及び封止体のクランプする位置及び摩擦攪拌する位置をそれぞれ分けて行うことにより、効率良く摩擦攪拌作業を行うことができる。   According to this manufacturing method, the frictional heat between the sealing body and the stirring pin stirs the second aluminum alloy mainly on the sealing body side of the first butting part to be plastically fluidized, and seals the stepped side surface with the sealing at the first butting part. The outer peripheral side of the body can be joined. Further, since the outer peripheral surface of the stirring pin is only slightly in contact with the step side surface of the jacket main body, the mixing of the first aluminum alloy from the jacket main body into the sealing body can be minimized. Thereby, since the second aluminum alloy on the side of the sealing body is mainly friction-stirred in the first butting portion, it is possible to suppress a decrease in bonding strength. Further, since the rotating tool is gradually raised while moving toward the end position, it is possible to prevent friction heat from becoming excessive on the set movement route. In addition, in the main joining step, by separately performing the position where the jacket body and the sealing body are clamped and the position where friction stirring is performed, friction stir operation can be performed efficiently.

また、前記本接合工程の前記所定の深さは、前記攪拌ピンが前記周壁段差部の前記段差底面にわずかに接触する位置に設定することが好ましい。   Further, it is preferable that the predetermined depth in the main joining step is set at a position where the stirring pin slightly contacts the step bottom surface of the peripheral wall step.

かかる製造方法によれば、封止体への第一アルミニウム合金の混入を極力防ぎつつ、第二突合せ部の接合強度を高めることができる。   According to this manufacturing method, the joining strength of the second butted portion can be increased while preventing the first aluminum alloy from being mixed into the sealing body as much as possible.

また、前記本接合工程では、所定の回転速度で前記攪拌ピンを回転させて摩擦攪拌を行い、前記本接合工程において前記攪拌ピンを離脱させるとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら前記終了位置まで移動させることが好ましい。   Further, in the main joining step, the stirring pin is rotated at a predetermined rotation speed to perform friction stirring, and when the stirring pin is detached in the main joining step, the rotation speed is gradually increased from the predetermined rotation speed. It is preferable to move to the end position while raising.

かかる製造方法によれば、摩擦攪拌をより好適に行うことができる。   According to such a manufacturing method, friction stirring can be performed more suitably.

また、前記準備工程では、前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって外側に広がるように斜めに立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成することが好ましい。   In the preparing step, a peripheral wall step having a step bottom surface and a step side surface which rises obliquely so as to spread outward from the step bottom surface toward the opening portion is formed on an inner peripheral edge of the peripheral wall portion. Is preferred.

かかる製造方法によれば、回転ツールと段差側面とが過剰に接触するのを避けつつ、確実に接合することができる。   According to such a manufacturing method, it is possible to surely join the rotary tool and the step side surface while avoiding excessive contact.

また、前記封止体の板厚を、前記周壁段差部の前記段差側面の高さ寸法よりも大きくなるように形成することが好ましい。   Further, it is preferable that the thickness of the sealing body is formed to be larger than the height dimension of the step side surface of the peripheral wall step.

かかる製造方法によれば、接合部の金属不足を補うことができる。   According to such a manufacturing method, it is possible to compensate for the lack of metal at the joint.

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少なくとも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。   In the preparation step, it is preferable that the jacket body is formed by die-casting and that at least the sealing body is formed to be convex toward the front side.

かかる製造方法によれば、予め凸としておくことで摩擦熱に起因する熱収縮を利用して液冷ジャケットを平坦にすることができる。   According to this manufacturing method, the liquid cooling jacket can be flattened by making it convex in advance and utilizing heat shrinkage caused by frictional heat.

また、前記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さらに含むことが好ましい。   It is preferable that the method further includes a temporary joining step of temporarily joining the first butting portion before the main joining step.

かかる製造方法によれば、本接合工程における第一突合せ部の目開きを防ぐことができる。   According to this manufacturing method, it is possible to prevent the opening of the first butted portion in the main joining step.

本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、材種の異なるアルミニウム合金を好適に接合することができる。   According to the method for manufacturing a liquid cooling jacket according to the present invention, aluminum alloys of different grades can be suitably joined.

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。It is an exploded perspective view showing a liquid cooling jacket concerning a first embodiment of the present invention. 第一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断面図である。It is sectional drawing which shows the mounting process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの第一領域及び第二領域を示す平面図である。It is a top view showing the 1st field and the 2nd field of the liquid cooling jacket concerning a first embodiment. 第一実施形態に係る液冷ジャケットの設定移動ルートを示す平面図である。It is a top view showing the setting movement route of the liquid cooling jacket concerning a first embodiment. 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平面図である。It is a top view showing the 1st main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a first embodiment. 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断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 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断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 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平面図である。It is a top view showing the 1st main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a first embodiment. 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断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment. 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平面図である。It is a top view showing the 2nd main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a first embodiment. 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の第一本接合工程を示す平面図である。It is a top view showing the 1st main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a second embodiment of the present invention. 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平面図である。It is a top view showing the 2nd main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a second embodiment. 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平面図である。It is a top view showing the main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a third embodiment. 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後を示す平面図である。It is a top view showing after a main joining process of a manufacturing method of a liquid cooling jacket concerning a third embodiment. 第四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。It is a top view showing the main joining process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket concerning a fourth embodiment. 第四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後を示す平面図である。It is a top view showing after a main joining process of a manufacturing method of a liquid cooling jacket concerning a fourth embodiment. 本発明の第一変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of this invention. 本発明の第二変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of this invention. 従来の液冷ジャケットの製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional liquid cooling jacket.

[第一実施形態]
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。第一実施形態に係る液冷ジャケット1は、図1に示すように、ジャケット本体2と封止体3とで構成されている。液冷ジャケット1は、内部に流体を流通させて、配置される発熱体を冷却する機器である。ジャケット本体2と封止体3とは摩擦攪拌接合で一体化される。以下の説明における「表面」とは、「裏面」の反対側の面を意味する。
[First embodiment]
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The liquid cooling jacket 1 according to the first embodiment includes a jacket body 2 and a sealing body 3 as shown in FIG. The liquid cooling jacket 1 is a device that circulates a fluid inside and cools the disposed heating element. The jacket body 2 and the sealing body 3 are integrated by friction stir welding. In the following description, “front surface” means a surface opposite to “back surface”.

ジャケット本体2は、底部10及び周壁部11で主に構成されている。ジャケット本体2は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第一アルミニウム合金は、例えば、JISH5302 ADC12(Al-Si-Cu系)等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。   The jacket body 2 mainly includes a bottom portion 10 and a peripheral wall portion 11. The jacket main body 2 is not particularly limited as long as it is a metal that can be friction-stirred, but is mainly formed of a first aluminum alloy in the present embodiment. As the first aluminum alloy, for example, an aluminum alloy cast material such as JIS5302 ADC12 (Al-Si-Cu) is used.

底部10は、矩形を呈する板状部材である。周壁部11は、底部10の周縁部から矩形枠状に立ち上がる壁部である。底部10及び周壁部11で凹部13が形成されている。周壁部11の内周縁には周壁段差部12が形成されている。周壁段差部12は、段差底面12aと、段差底面12aから斜めに立ち上がる段差側面12bとで構成されている。図2に示すように、段差側面12bの傾斜角度βは、適宜設定すればよいが、例えば、本実施形態では図6に示す回転ツールFの攪拌ピンF2の傾斜角度αと同一になっている。   The bottom 10 is a rectangular plate-shaped member. The peripheral wall 11 is a wall that rises in a rectangular frame shape from the peripheral edge of the bottom 10. A concave portion 13 is formed in the bottom portion 10 and the peripheral wall portion 11. A peripheral wall step 12 is formed on the inner peripheral edge of the peripheral wall 11. The peripheral wall step portion 12 includes a step bottom surface 12a and a step side surface 12b rising obliquely from the step bottom surface 12a. As shown in FIG. 2, the inclination angle β of the step side surface 12b may be set as appropriate. For example, in this embodiment, the inclination angle β is the same as the inclination angle α of the stirring pin F2 of the rotary tool F shown in FIG. .

なお、段差側面12bは、段差底面12aに対して垂直でもよい。また、本実施形態のジャケット本体2は一体形成されているが、例えば、周壁部11を分割構成としてシール部材で接合して一体化してもよい。   Note that the step side surface 12b may be perpendicular to the step bottom surface 12a. In addition, although the jacket main body 2 of the present embodiment is formed integrally, for example, the peripheral wall portion 11 may be divided and joined by a seal member to be integrated.

封止体3は、ジャケット本体2の開口部を封止する部材である。封止体3は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第二アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第二アルミニウム合金は、第一アルミニウム合金よりも硬度の低い材料である。第二アルミニウム合金は、例えば、JIS A1050,A1100,A6063等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。   The sealing body 3 is a member that seals the opening of the jacket body 2. The sealing body 3 is not particularly limited as long as it is a metal that can be friction-stirred, but is mainly formed of a second aluminum alloy in the present embodiment. The second aluminum alloy is a material having a lower hardness than the first aluminum alloy. The second aluminum alloy is formed of, for example, an aluminum alloy wrought material such as JIS A1050, A1100, A6063 or the like.

次に、本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。本実施形態に係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、本接合工程とを行う。   Next, a method for manufacturing the liquid cooling jacket according to the present embodiment will be described. In the method for manufacturing a liquid cooling jacket according to the present embodiment, a preparation step, a placement step, and a main bonding step are performed.

準備工程は、ジャケット本体2及び封止体3を準備する工程である。ジャケット本体2及び封止体3は、製造方法については特に制限されないが、ジャケット本体2は、例えば、ダイキャストで成形する。封止体3は、例えば押出成形により成形する。   The preparation step is a step of preparing the jacket body 2 and the sealing body 3. Although the manufacturing method of the jacket body 2 and the sealing body 3 is not particularly limited, the jacket body 2 is formed by, for example, die casting. The sealing body 3 is formed by, for example, extrusion molding.

載置工程は、図2に示すように、ジャケット本体2に封止体3を載置する工程である。載置工程によって、封止体3の外周側面3cと周壁段差部12の段差側面12bとが突き合わされて第一突合せ部J1が形成される。段差側面12bは外側に傾斜しているため、第一突合せ部J1には断面V字状の隙間が形成される。第一突合せ部J1は、封止体3の周囲に沿って平面視矩形状に形成される。また、周壁段差部12の段差底面12aと、封止体3の裏面3bとが突き合わされて第二突合せ部J2が形成される。封止体3の板厚は、適宜設定すればよいが、本実施形態では段差側面12bの高さ寸法よりも大きくなっている。   The placing step is a step of placing the sealing body 3 on the jacket body 2 as shown in FIG. In the mounting step, the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3 and the step side surface 12b of the peripheral wall step portion 12 are butted to form the first butting portion J1. Since the step side surface 12b is inclined outward, a gap having a V-shaped cross section is formed at the first butting portion J1. The first butting portion J1 is formed in a rectangular shape in plan view along the periphery of the sealing body 3. Also, the step bottom surface 12a of the peripheral wall step portion 12 and the back surface 3b of the sealing body 3 abut against each other to form a second butting portion J2. The plate thickness of the sealing body 3 may be set as appropriate, but in the present embodiment, it is larger than the height dimension of the step side surface 12b.

図3に示すように、第一突合せ部J1のうち封止体3上に設定された中間線X1よりも一方側(図3では上側)の領域を第一領域R1とする。また、第一突合せ部J1のうち中間線X1よりも他方側(図3では下側)の領域を第二領域R2とする。中間線X1は封止体3の長手方向の中間の位置の線分である。   As shown in FIG. 3, a region on one side (upper side in FIG. 3) of the intermediate line X1 set on the sealing body 3 in the first butting portion J1 is defined as a first region R1. In addition, a region on the other side (lower side in FIG. 3) of the first line J1 from the intermediate line X1 is defined as a second region R2. The intermediate line X1 is a line segment at an intermediate position in the longitudinal direction of the sealing body 3.

図4に示すように、ジャケット本体2に封止体3を載置したら、3つのクランプK1で第二領域R2(図3参照)に係るジャケット本体2及び封止体3を移動不能にクランプする。また、第一突合せ部J1よりも内側に「設定移動ルートL1」(一点鎖線)を設定する。設定移動ルートL1は、後記する本接合工程において、第一突合せ部J1を接合するために必要な回転ツールFの移動ルートである。後記するように、本実施形態では攪拌ピンF2を段差側面12bにわずかに接触させるため、設定移動ルートL1は、外周側面3cよりも内側において、平面視矩形状に設定する。   As shown in FIG. 4, when the sealing body 3 is placed on the jacket body 2, the jacket body 2 and the sealing body 3 relating to the second region R2 (see FIG. 3) are immovably clamped by the three clamps K1. . Further, a “set movement route L1” (dashed line) is set inside the first butting portion J1. The set movement route L1 is a movement route of the rotating tool F necessary for joining the first butting portion J1 in the main joining process described later. As will be described later, in this embodiment, since the stirring pin F2 is slightly in contact with the step side surface 12b, the set movement route L1 is set to a rectangular shape in a plan view inside the outer peripheral side surface 3c.

本接合工程は、図5A及び図6に示すように、回転ツールFを用いて第一突合せ部J1を摩擦攪拌接合する工程である。本実施形態では、第一突合せ部J1のうち第一領域R1(図3参照)を接合する第一本接合工程と、第一突合せ部J1のうち第二領域R2(図3参照)を接合する第二本接合工程と、をそれぞれ行う。   The main joining step is a step of friction stir welding the first butting portion J1 using the rotary tool F as shown in FIGS. 5A and 6. In the present embodiment, the first main joining step of joining the first region R1 (see FIG. 3) of the first butting portion J1 and the second region R2 (see FIG. 3) of the first butting portion J1 are joined. And the second main bonding step is performed.

図6に示すように、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。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(図示省略)の回転軸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(図示省略)が形成されている。   As shown in FIG. 6, the rotating tool F includes a connecting portion F1 and a stirring pin F2. The rotating tool F is formed of, for example, tool steel. The connection part F1 is a part connected to a rotating shaft of a friction stirrer (not shown). The connecting portion F1 has a columnar shape, and has a screw hole (not shown) for fastening a bolt.

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の先端には平坦な平坦面F3を備えている。   The stirring pin F2 hangs down from the connecting portion F1 and is coaxial with the connecting portion F1. The stirring pin F2 tapers as it moves away from the connecting portion F1. The tip of the stirring pin F2 has a flat flat surface F3.

攪拌ピンF2の外周面には螺旋溝が刻設されている。本実施形態では、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。   A spiral groove is engraved on the outer peripheral surface of the stirring pin F2. In this embodiment, in order to rotate the rotating tool F clockwise, the spiral groove is formed counterclockwise from the base end toward the distal end. In other words, when the spiral groove is traced from the base end to the distal end, the spiral groove is formed counterclockwise as viewed from above.

なお、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(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。   When rotating the rotating tool F counterclockwise, it is preferable that the spiral groove is formed clockwise from the base end toward the tip end. In other words, the spiral groove in this case is formed clockwise when viewed from above when the spiral groove is traced from the base end to the distal end. By setting the spiral groove in this way, the metal plastically fluidized at the time of friction stirring is guided to the tip side of the stirring pin F2 by the spiral groove. Thus, the amount of metal that overflows to the outside of the metal members to be joined (the jacket body 2 and the sealing body 3) can be reduced.

図5Aに示すように、第一本接合工程では、開始位置SP1から中間点S1までの押入区間と、設定移動ルートL1上の中間点S1から中間点S2までの本区間と、中間点S2から終了位置EP1までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。中間点S1,S2は、中間線X1と設定移動ルートL1とが交差する位置に設定されている。開始位置SP1は、封止体3の表面3aにおいて、設定移動ルートL1よりも内側の位置に設定されている。本実施形態では、開始位置SP1と中間点S1とを結ぶ線分と、第一領域R1(図3参照)における設定移動ルートL1とのなす角度が鈍角となる位置に設定している。   As shown in FIG. 5A, in the first full joining step, the press-in section from the start position SP1 to the intermediate point S1, the main section from the intermediate point S1 to the intermediate point S2 on the set movement route L1, and the intermediate section S2 The three sections of the separation section up to the end position EP1 are continuously friction-stirred. The intermediate points S1 and S2 are set at positions where the intermediate line X1 and the set movement route L1 intersect. The start position SP1 is set at a position inside the set movement route L1 on the surface 3a of the sealing body 3. In the present embodiment, the angle formed between the line segment connecting the start position SP1 and the intermediate point S1 and the set movement route L1 in the first region R1 (see FIG. 3) is set at an obtuse angle.

第一本接合工程の押入区間では、図5Aに示すように、開始位置SP1から中間点S1までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、右回転させた攪拌ピンF2を開始位置SP1に挿入し、中間点S1まで移動させる。この際、図5Bに示すように、少なくとも中間点S1に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンF2を徐々に押し入れていく。つまり、回転ツールFを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールFを設定移動ルートL1に移動させながら徐々に下降させていく。   In the press-in section of the first main joining step, as shown in FIG. 5A, friction stirring from the start position SP1 to the intermediate point S1 is performed. In the press-in section, the stirring pin F2 rotated right is inserted into the start position SP1 and moved to the intermediate point S1. At this time, as shown in FIG. 5B, the stirring pin F2 is gradually pushed in so as to reach at least a "predetermined depth" set before reaching the intermediate point S1. That is, the rotating tool F is gradually lowered while moving to the set movement route L1 without keeping the rotating tool F in one place.

中間点S1に達したらそのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。図5A及び図6に示すように、本区間では、攪拌ピンF2の回転軸Cと設定移動ルートL1とが重なるように回転ツールFを移動させる。本区間では、攪拌ピンF2の「所定の深さ」を、攪拌ピンF2の平坦面F3が段差底面12aにわずかに接触する程度に設定する。なお、攪拌ピンF2の「所定の深さ」は、適宜設定すればよく、例えば、段差底面12aに達しない位置に設定してもよい。   When the intermediate point S1 is reached, the process proceeds to friction stir welding in this section. As shown in FIGS. 5A and 6, in this section, the rotating tool F is moved so that the rotation axis C of the stirring pin F2 and the set movement route L1 overlap. In this section, the “predetermined depth” of the stirring pin F2 is set so that the flat surface F3 of the stirring pin F2 slightly contacts the step bottom surface 12a. The “predetermined depth” of the stirring pin F2 may be set as appropriate, and may be set, for example, at a position that does not reach the step bottom surface 12a.

第一本接合工程の本区間では、図6に示すように、段差側面12bに攪拌ピンF2の外周面がわずかに接触するように設定移動ルートL1を設定している。ここで、段差側面12bに対する攪拌ピンF2の外周面の接触代をオフセット量Nとする。本実施形態のように、攪拌ピンF2の平坦面F3を周壁段差部12の段差底面12aよりも深く挿入し、かつ、攪拌ピンF2の外周面を段差側面12bに接触させる場合は、オフセット量Nを、0<N≦1.0mmの間で設定し、好ましくは0<N≦0.85mmの間で設定し、より好ましくは0<N≦0.65mmの間で設定する。   In this section of the first main joining step, as shown in FIG. 6, the set movement route L1 is set so that the outer peripheral surface of the stirring pin F2 slightly contacts the step side surface 12b. Here, the contact margin of the outer peripheral surface of the stirring pin F2 with the step side surface 12b is defined as the offset amount N. When the flat surface F3 of the stirring pin F2 is inserted deeper than the step bottom surface 12a of the peripheral wall step portion 12 and the outer peripheral surface of the stirring pin F2 contacts the step side surface 12b as in this embodiment, the offset amount N is used. Is set between 0 <N ≦ 1.0 mm, preferably between 0 <N ≦ 0.85 mm, and more preferably between 0 <N ≦ 0.65 mm.

攪拌ピンF2の外周面と段差側面12bとが接触しないように設定すると、第一突合せ部J1の接合強度が低くなる。また、攪拌ピンF2の外周面と段差側面12bとの接触代Nが1.0mmを超えるとジャケット本体2の第一アルミニウム合金が、封止体3側に大量に混入して接合不良となるおそれがある。   When the outer peripheral surface of the stirring pin F2 is set so as not to contact the step side surface 12b, the joining strength of the first butting portion J1 is reduced. If the contact allowance N between the outer peripheral surface of the stirring pin F2 and the step side surface 12b exceeds 1.0 mm, a large amount of the first aluminum alloy of the jacket body 2 may be mixed into the sealing body 3 side, resulting in poor connection. There is.

図7Aに示すように、攪拌ピンF2が中間点S2に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、図7Bに示すように、中間点S2から終了位置EP1に向かうまでの間に攪拌ピンF2を徐々に上方に移動させて、終了位置EP1で封止体3から攪拌ピンF2を離脱させる。つまり、回転ツールFを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールFを終了位置EP1に移動させながら徐々に上昇させていく。終了位置EP1は、終了位置EP1と中間点S2とが結ぶ線分と第一領域R1(図3参照)における設定移動ルートL1とでなす角度が鈍角となる位置に設定する。回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域W1が形成される。   As shown in FIG. 7A, when the stirring pin F2 reaches the intermediate point S2, the process directly proceeds to the separation section. In the separation section, as shown in FIG. 7B, the stirring pin F2 is gradually moved upward from the intermediate point S2 to the end position EP1, and the stirring pin F2 is separated from the sealing body 3 at the end position EP1. Let it. That is, the rotating tool F is gradually moved upward while moving to the end position EP1 without remaining at one place. The end position EP1 is set at a position where an angle formed by a line segment connecting the end position EP1 and the intermediate point S2 and the set movement route L1 in the first region R1 (see FIG. 3) is an obtuse angle. A plasticizing region W1 is formed on the movement locus of the rotary tool F.

第一本接合工程が終了したら、クランプK1を一旦解除し、図8に示すように、第一領域R1(図3参照)に係るジャケット本体2及び封止体3を3つのクランプK1で移動不能にクランプする。   When the first main joining step is completed, the clamp K1 is temporarily released, and as shown in FIG. 8, the jacket body 2 and the sealing body 3 relating to the first region R1 (see FIG. 3) cannot be moved by the three clamps K1. To clamp.

第二本接合工程は、第二領域R2(図3参照)の第一突合せ部J1に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。図8に示すように、第二本接合工程では、開始位置SP2から中間点S2までの押入区間と、設定移動ルートL1上の中間点S2から中間点S1までの本区間と、中間点S1から終了位置EP2までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。開始位置SP2は、封止体3の表面3aにおいて、設定移動ルートL1よりも内側の位置に設定されている。本実施形態では、開始位置SP2と中間点S2とを結ぶ線分と、第二領域R2(図3参照)における設定移動ルートL1とのなす角度が鈍角となる位置に設定している。   The second main joining step is a step of performing friction stir welding on the first butting portion J1 of the second region R2 (see FIG. 3). As shown in FIG. 8, in the second final joining step, the press-in section from the start position SP2 to the intermediate point S2, the main section from the intermediate point S2 to the intermediate point S1 on the set movement route L1, and the intermediate section S1 The three sections of the separation section up to the end position EP2 are continuously friction-stirred. The start position SP2 is set at a position inside the set movement route L1 on the surface 3a of the sealing body 3. In this embodiment, the angle between the line segment connecting the start position SP2 and the intermediate point S2 and the set movement route L1 in the second region R2 (see FIG. 3) is set at an obtuse angle.

第二本接合工程の押入区間では、図8に示すように、開始位置SP2から中間点S2までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、右回転させた攪拌ピンF2を開始位置SP2に挿入し、中間点S2まで移動させる。この際、少なくとも中間点S2に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンF2を徐々に押し入れていく。   In the press-in section of the second main joining step, as shown in FIG. 8, friction stirring from the start position SP2 to the intermediate point S2 is performed. In the press-in section, the stirring pin F2 rotated right is inserted into the start position SP2 and moved to the intermediate point S2. At this time, the stirring pin F2 is gradually pushed in so as to reach a predetermined "predetermined depth" at least until reaching the intermediate point S2.

中間点S2に達したらそのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。図8に示すように、本区間では、攪拌ピンF2の回転軸Cと設定移動ルートL1とが重なるように回転ツールFを移動させる。第二本接合工程の本区間では、第一本接合工程の本区間と同じ要領で摩擦攪拌を行う。   When the intermediate point S2 is reached, the process shifts to friction stir welding in this section. As shown in FIG. 8, in this section, the rotating tool F is moved so that the rotation axis C of the stirring pin F2 and the set movement route L1 overlap. In this section of the second main joining step, friction stirring is performed in the same manner as in the main section of the first main joining step.

攪拌ピンF2が中間点S1に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、中間点S1から終了位置EP2に向かうまでの間に攪拌ピンF2を徐々に上方に移動させて、終了位置EP2で封止体3から攪拌ピンF2を離脱させる。終了位置EP2は、終了位置EP2と中間点S1とが結ぶ線分と第二領域R2(図3参照)における設定移動ルートL1とでなす角度が鈍角となる位置に設定する。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。   When the stirring pin F2 reaches the intermediate point S1, the process directly proceeds to the separation section. In the separation section, the stirring pin F2 is gradually moved upward from the intermediate point S1 to the end position EP2, and the stirring pin F2 is separated from the sealing body 3 at the end position EP2. The end position EP2 is set to a position where the angle formed by the line segment connecting the end position EP2 and the intermediate point S1 and the set movement route L1 in the second region R2 (see FIG. 3) is an obtuse angle. A plasticizing region W2 is formed on the movement trajectory of the rotary tool F.

以上説明した本実施形態における液冷ジャケットの製造方法によれば、封止体3と攪拌ピンF2との摩擦熱によって第一突合せ部J1の主として封止体3側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、第一突合せ部J1において段差側面12bと封止体3の外周側面3cとを接合することができる。また、攪拌ピンF2の外周面をジャケット本体2の段差側面12bにわずかに接触させるに留めるため、ジャケット本体2から封止体3への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、第一突合せ部J1においては主として封止体3側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。つまり、本接合工程では、攪拌ピンF2の回転軸Cに対して一方側と他方側で、攪拌ピンF2が受ける材料抵抗の不均衡を極力少なくすることができる。これにより、塑性流動材がバランス良く摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、封止体3の板厚を大きくすることにより、接合部の金属不足を防止することができる。   According to the manufacturing method of the liquid cooling jacket in the present embodiment described above, the second aluminum alloy of the first butting portion J1 mainly on the side of the sealing body 3 is stirred by the frictional heat between the sealing body 3 and the stirring pin F2. As a result, the step side surface 12b and the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3 can be joined at the first butting portion J1. Further, since the outer peripheral surface of the stirring pin F2 is only slightly contacted with the step side surface 12b of the jacket main body 2, the mixing of the first aluminum alloy from the jacket main body 2 into the sealing body 3 can be reduced as much as possible. Accordingly, in the first butting portion J1, the second aluminum alloy on the side of the sealing body 3 is mainly friction-stirred, so that a decrease in bonding strength can be suppressed. That is, in the main joining step, the imbalance of the material resistance received by the stirring pin F2 on one side and the other side with respect to the rotation axis C of the stirring pin F2 can be minimized. Thereby, the plastic fluid material is friction-stirred in a well-balanced manner, so that a decrease in bonding strength can be suppressed. In addition, by increasing the plate thickness of the sealing body 3, it is possible to prevent a shortage of metal at the joint.

また、第一本接合工程及び第二本接合工程の押入区間では、開始位置SP1,SP2から設定移動ルートL1と重複する位置まで回転ツールFを移動させつつ所定の深さとなるまで攪拌ピンF2を徐々に押入することにより、設定移動ルートL1上で回転ツールFが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。
同様に、第一本接合工程及び第二本接合工程の離脱区間では、設定移動ルートL1から終了位置EP1,EP2まで回転ツールFを移動させつつ所定の深さから攪拌ピンF2を徐々に上昇させて離脱させることにより、設定移動ルートL1上で回転ツールFが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。
これらにより、設定移動ルートL1上で摩擦熱が過大となり、ジャケット本体2から封止体3へ第一アルミニウム合金が過剰に混入して接合不良となるのを防ぐことができる。
Further, in the press-in section of the first main joining step and the second main joining step, the stirring pin F2 is moved to the predetermined depth while moving the rotating tool F from the start positions SP1 and SP2 to a position overlapping the set movement route L1. By gradually pushing in, it is possible to prevent the rotation tool F from stopping on the set movement route L1 and excessively increasing the frictional heat.
Similarly, in the departure section of the first main joining step and the second main joining step, the stirring pin F2 is gradually raised from a predetermined depth while moving the rotating tool F from the set movement route L1 to the end positions EP1 and EP2. By doing so, it is possible to prevent the rotating tool F from stopping on the set movement route L1 and excessively generating frictional heat.
As a result, it is possible to prevent the frictional heat from being excessively large on the set movement route L1, and preventing the first aluminum alloy from being excessively mixed from the jacket main body 2 into the sealing body 3 to cause a bonding failure.

また、攪拌ピンF2を段差側面12b及び段差底面12aの両方にわずかに接触させた状態で摩擦攪拌接合を行うことにより、第一突合せ部J1及び第二突合せ部J2を確実に接合することができる。また、段差側面12bと攪拌ピンF2とをわずかに接触させるとともに、段差底面12aと攪拌ピンF2とをわずかに接触させるに留めるため、ジャケット本体2から封止体3への第一アルミニウム合金の混入を極力防ぐことができる。   Further, by performing the friction stir welding with the stirring pin F2 slightly contacting both the step side surface 12b and the step bottom surface 12a, the first butting portion J1 and the second butting portion J2 can be surely joined. . Further, in order to make the step side surface 12b and the stirring pin F2 slightly contact and to make the step bottom surface 12a and the stirring pin F2 slightly contact, the first aluminum alloy is mixed into the sealing body 3 from the jacket body 2. Can be prevented as much as possible.

また、本接合工程において、開始位置SP1,SP2の位置は適宜設定すればよいが、開始位置SP1,SP2と設定移動ルートL1とのなす角度が鈍角となるように設定することにより、中間点S1,S2で回転ツールFの移動速度が低下することなくスムーズに本区間に移行する。これにより、設定移動ルートL1上で回転ツールFが停止又は移動速度が低下することにより、摩擦熱が過大となることを防ぐことができる。   In addition, in the main joining step, the positions of the start positions SP1 and SP2 may be appropriately set. However, by setting the angle between the start positions SP1 and SP2 and the set movement route L1 to be an obtuse angle, the intermediate point S1 is set. , S2, the section moves smoothly to this section without lowering the moving speed of the rotary tool F. Accordingly, it is possible to prevent the frictional heat from being excessively increased due to the stop or the reduction of the moving speed of the rotating tool F on the set moving route L1.

また、本実施形態の本接合工程では、回転ツールFの回転方向及び進行方向は適宜設定すればよいが、回転ツールFの移動軌跡に形成される塑性化領域W1のうち、ジャケット本体2側がシアー側となり、封止体3側がフロー側となるように回転ツールFの回転方向及び進行方向を設定した。ジャケット本体2側がシアー側となるように設定することで、第一突合せ部J1の周囲における攪拌ピンF2による攪拌作用が高まり、第一突合せ部J1における温度上昇が期待でき、第一突合せ部J1において段差側面12bと封止体3の外周側面3cとをより確実に接合することができる。   In addition, in the main joining step of the present embodiment, the rotation direction and the traveling direction of the rotary tool F may be set as appropriate, but in the plasticized region W1 formed on the movement trajectory of the rotary tool F, the jacket main body 2 side is sheared. And the rotation direction and the traveling direction of the rotary tool F were set so that the sealing body 3 side was the flow side. By setting the jacket body 2 side to be the shear side, the stirring action of the stirring pin F2 around the first butting portion J1 is enhanced, and a temperature rise at the first butting portion J1 can be expected. The step side surface 12b and the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3 can be more reliably joined.

なお、シアー側(Advancing side)とは、被接合部に対する回転ツールの外周の相対速度が、回転ツールの外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側を意味する。一方、フロー側(Retreating side)とは、回転ツールの移動方向の反対方向に回転ツールが回動することで、被接合部に対する回転ツールの相対速度が低速になる側を言う。   In addition, the shear side (Advancing side) means a side on which the relative speed of the outer periphery of the rotary tool to the part to be welded is a value obtained by adding the magnitude of the moving speed to the magnitude of the tangential speed on the outer periphery of the rotary tool. . On the other hand, the flow side (Retreating side) refers to a side where the relative speed of the rotating tool to the portion to be joined becomes low when the rotating tool rotates in the direction opposite to the moving direction of the rotating tool.

また、ジャケット本体2の第一アルミニウム合金は、封止体3の第二アルミニウム合金よりも硬度の高い材料になっている。これにより、液冷ジャケット1の耐久性を高めることができる。また、ジャケット本体2の第一アルミニウム合金をアルミニウム合金鋳造材とし、封止体3の第二アルミニウム合金をアルミニウム合金展伸材とすることが好ましい。第一アルミニウム合金を例えば、JISH5302 ADC12等のAl−Si−Cu系アルミニウム合金鋳造材とすることにより、ジャケット本体2の鋳造性、強度、被削性等を高めることができる。また、第二アルミニウム合金を例えば、JIS A1000系又はA6000系とすることにより、加工性、熱伝導性を高めることができる。   The first aluminum alloy of the jacket body 2 is a material having a higher hardness than the second aluminum alloy of the sealing body 3. Thereby, the durability of the liquid cooling jacket 1 can be improved. Preferably, the first aluminum alloy of the jacket body 2 is an aluminum alloy cast material, and the second aluminum alloy of the sealing body 3 is an aluminum alloy wrought material. The castability, strength, machinability and the like of the jacket main body 2 can be improved by using the first aluminum alloy as an Al-Si-Cu-based aluminum alloy cast material such as JIS5302 ADC12. In addition, by using the second aluminum alloy, for example, of JIS A1000 or A6000, workability and thermal conductivity can be improved.

また、本実施形態のように、本接合工程の設定移動ルートL1が閉ルートとなっている場合、本接合工程を行う際に回転ツールFとクランプK1とが干渉してしまい、作業が煩雑になるという問題がある。しかし、本実施形態によれば、第一本接合工程、第二本接合工程でクランプする位置と摩擦攪拌接合する位置を分けて行うことで、効率良く摩擦攪拌作業を行うことができる。   Further, when the set movement route L1 in the main joining process is a closed route as in the present embodiment, the rotating tool F and the clamp K1 interfere with each other when performing the main joining process, and the operation becomes complicated. Problem. However, according to the present embodiment, the friction stir operation can be performed efficiently by separately performing the position for clamping and the position for performing friction stir welding in the first main joining step and the second main joining step.

また、本接合工程においては、第一本接合工程及び第二本接合工程で第一突合せ部J1の全周を摩擦攪拌接合できるため、液冷ジャケットの気密性及び水密性を高めることができる。また、例えば、第二本接合工程の終端部分において、回転ツールFが中間点S1を完全に通過してから終了位置EP2に向かうように離脱工程を行ってもよい。つまり、第一本接合工程によって形成された塑性化領域W1及び第二本接合工程によって形成された塑性化領域W2の各端部同士をオーバーラップさせることにより、より気密性及び水密性を高めることができる。   Further, in the main joining step, the entire periphery of the first butting portion J1 can be friction stir welded in the first main joining step and the second main joining step, so that the air tightness and the water tightness of the liquid cooling jacket can be improved. Further, for example, at the end portion of the second main joining process, the detaching process may be performed such that the rotating tool F completely passes through the intermediate point S1 and then moves toward the end position EP2. That is, the airtightness and the watertightness are further improved by overlapping each end of the plasticized region W1 formed by the first main joining process and the plasticized region W2 formed by the second main joining process. Can be.

また、攪拌ピンF2の傾斜角度αと段差側面12bの傾斜角度βとを同一(平行)に設定することにより、段差側面12bの高さ方向の全体に亘って均一に攪拌ピンF2を接触させることができる。これにより、バランス良く摩擦攪拌接合を行うことができる。   Further, by setting the inclination angle α of the stirring pin F2 and the inclination angle β of the step side surface 12b to be the same (parallel), the stirring pin F2 can be uniformly contacted over the entire height of the step side surface 12b. Can be. Thereby, the friction stir welding can be performed in a well-balanced manner.

また、本接合工程では、回転ツールFの攪拌ピンF2の基端側を露出した状態で摩擦攪拌を行うため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。   Further, in the main joining step, the friction stir is performed while the base end side of the stirring pin F2 of the rotary tool F is exposed, so that the load acting on the friction stirrer can be reduced.

なお、本接合工程では、回転ツールFの回転速度を一定としてもよいが、可変させてもよい。第一本接合工程の押入区間において、開始位置SP1における回転ツールFの回転速度をV1、中間点S1〜S2間における回転ツールFの回転速度をV2とすると、V1>V2としてもよい。回転速度のV2は、設定移動ルートL1における予め設定された一定の回転速度である。つまり、開始位置SP1では、回転速度を高く設定しておき、押入区間内で徐々に回転速度を低減させながら本区間に移行してもよい。   In the main joining step, the rotation speed of the rotary tool F may be constant or may be variable. Assuming that the rotation speed of the rotary tool F at the start position SP1 is V1 and the rotation speed of the rotary tool F between the intermediate points S1 and S2 is V2 in the insertion section of the first main joining process, V1> V2 may be satisfied. The rotation speed V2 is a predetermined constant rotation speed on the set movement route L1. That is, at the start position SP1, the rotation speed may be set to be high, and the operation may be shifted to this section while gradually decreasing the rotation speed within the push-in section.

また、第一本接合工程の離脱区間において、中間点S1〜S2間における回転ツールFの回転速度をV2、終了位置EP1において離脱させるときの回転ツールFの回転速度をV3とすると、V3>V2としてもよい。つまり、離脱区間に移行したら、終了位置EP1に向けて徐々に回転数を上げながら封止体3から回転ツールFを離脱させてもよい。回転ツールFを封止体3に押し入れる際又は封止体3から離脱させる際に、前記のように設定することで、押入工程又は離脱工程時における少ない押圧力を、回転速度で補うことができるため、摩擦攪拌を好適に行うことができる。押入工程又は離脱工程時に当該回転ツールFの回転速度を可変させてもよいことは、第二本接合工程でも他実施形態でも同様である。   Further, in the detachment section of the first main joining step, if the rotational speed of the rotary tool F between the intermediate points S1 and S2 is V2, and the rotational speed of the rotary tool F when detaching at the end position EP1 is V3, V3> V2 It may be. That is, after the transition to the detachment section, the rotating tool F may be detached from the sealing body 3 while gradually increasing the rotation speed toward the end position EP1. When the rotating tool F is pushed into the sealing body 3 or when the rotating tool F is separated from the sealing body 3, the small pressing force at the time of the pushing-in step or the separation step can be compensated by the rotation speed by setting as described above. Therefore, friction stirring can be suitably performed. The fact that the rotation speed of the rotary tool F may be varied at the time of the pushing-in step or the detaching step is the same in the second main joining step and other embodiments.

[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。第二実施形態では、図9に示すように、本接合工程における開始位置SP1,SP2及び終了位置EP1,EP2の位置が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。
[Second embodiment]
Next, a method for manufacturing the liquid cooling jacket according to the second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 9, the positions of the start positions SP1, SP2 and the end positions EP1, EP2 in the main bonding step are different from those of the first embodiment. In the second embodiment, a description will be given focusing on portions different from the first embodiment.

第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造では、準備工程と、載置工程と、本接合工程と、を行う。準備工程及び載置工程は、第一実施形態と同一である。   In the manufacture of the liquid cooling jacket according to the second embodiment, a preparation step, a placement step, and a main joining step are performed. The preparation step and the placement step are the same as in the first embodiment.

本接合工程では、第一突合せ部J1のうち第一領域R1(図3参照)に対して摩擦攪拌接合を行う第一本接合工程と、第二領域R2(図3参照)に対して第二本接合工程とを行う。図9に示すように、本実施形態の第一本接合工程では、開始位置SP1を設定移動ルートL1上のうち中間点S1よりも第二領域R2(図3参照)側に設定する。また、本実施形態の第二本接合工程では、終了位置EP1を設定移動ルートL1上のうち中間点S2よりも第二領域R2(図3参照)側に設定する。   In the main joining step, a first main joining step of performing friction stir welding on the first region R1 (see FIG. 3) of the first butting portion J1 and a second main joining process on the second region R2 (see FIG. 3). The main joining step is performed. As shown in FIG. 9, in the first main joining process of the present embodiment, the start position SP1 is set on the set movement route L1 on the side of the second region R2 (see FIG. 3) from the intermediate point S1. Further, in the second main joining step of the present embodiment, the end position EP1 is set on the set movement route L1 closer to the second region R2 (see FIG. 3) than the intermediate point S2.

第一本接合工程では、開始位置SP1から中間点S1までの押入区間と、設定移動ルートL1上の中間点S1から中間点S2までの本区間と、中間点S2から終了位置EP1までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。中間点S1,S2は、中間線X1と設定移動ルートL1とが交差する位置に設定されている。   In the first main joining step, a press-in section from the start position SP1 to the intermediate point S1, a main section from the intermediate point S1 to the intermediate point S2 on the set movement route L1, and a separation section from the intermediate point S2 to the end position EP1. Is continuously friction-stirred. The intermediate points S1 and S2 are set at positions where the intermediate line X1 and the set movement route L1 intersect.

第一本接合工程の押入区間では、図9に示すように、開始位置SP1から中間点S1までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、右回転させた攪拌ピンF2を開始位置SP1に挿入し、中間点S1まで移動させる。この際、少なくとも中間点S1に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンF2を徐々に押し入れていく。   In the press-in section of the first main joining step, as shown in FIG. 9, friction stirring from the start position SP1 to the intermediate point S1 is performed. In the press-in section, the stirring pin F2 rotated right is inserted into the start position SP1 and moved to the intermediate point S1. At this time, the stirring pin F2 is gradually pushed in so as to reach a preset “predetermined depth” at least until reaching the intermediate point S1.

中間点S1に達したらそのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。図9及び図10に示すように、本区間では、攪拌ピンF2の回転軸Cと設定移動ルートL1とが重なるように回転ツールFを移動させる。攪拌ピンF2と段差側面12bとの接触代、攪拌ピンF2の挿入深さは第一実施形態と同一である。   When the intermediate point S1 is reached, the process proceeds to friction stir welding in this section. As shown in FIGS. 9 and 10, in this section, the rotating tool F is moved so that the rotation axis C of the stirring pin F2 and the set movement route L1 overlap. The contact margin between the stirring pin F2 and the step side surface 12b and the insertion depth of the stirring pin F2 are the same as those in the first embodiment.

攪拌ピンF2が中間点S2に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、中間点S2から終了位置EP1に向かうまでの間に攪拌ピンF2を徐々に上方に移動させて、設定移動ルートL1上に設定された終了位置EP1で封止体3から攪拌ピンF2を離脱させる。   When the stirring pin F2 reaches the intermediate point S2, the process directly proceeds to the separation section. In the departure section, the stirring pin F2 is gradually moved upward from the intermediate point S2 to the end position EP1, and the stirring pin F2 is moved from the sealing body 3 to the end position EP1 set on the set movement route L1. Withdraw.

第一本接合工程が終了したら、クランプK1を一旦解除し、図10に示すように、第一領域R1(図3参照)に係るジャケット本体2及び封止体3を3つのクランプK1で移動不能にクランプする。   When the first main joining step is completed, the clamp K1 is temporarily released, and as shown in FIG. 10, the jacket body 2 and the sealing body 3 relating to the first region R1 (see FIG. 3) cannot be moved by the three clamps K1. To clamp.

第二本接合工程は、第二領域R2(図3参照)の第一突合せ部J1に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。図10に示すように、第二本接合工程では、開始位置SP2から中間点S2までの押入区間と、設定移動ルートL1上の中間点S2から中間点S1までの本区間と、中間点S1から終了位置EP2までの離脱区間の三つの区間に連続して摩擦攪拌する。   The second main joining step is a step of performing friction stir welding on the first butting portion J1 of the second region R2 (see FIG. 3). As shown in FIG. 10, in the second final joining step, the press-in section from the start position SP2 to the intermediate point S2, the main section from the intermediate point S2 to the intermediate point S1 on the set movement route L1, and the intermediate section S1 Friction stirring is continuously performed in three sections of the separation section up to the end position EP2.

図10に示すように、本実施形態の第二本接合工程では、開始位置SP2を設定移動ルートL1上のうち中間点S2よりも第一領域R1(図3参照)側に設定する。また、本実施形態の第二本接合工程では、終了位置EP2を設定移動ルートL1上のうち中間点S1よりも第一領域R1側に設定する。つまり、開始位置SP2及び終了位置EP2は、いずれも塑性化領域W1上に設定される。   As shown in FIG. 10, in the second main joining process of the present embodiment, the start position SP2 is set on the first movement region L1 (see FIG. 3) from the intermediate point S2 on the set movement route L1. Further, in the second full joining step of the present embodiment, the end position EP2 is set on the set movement route L1 closer to the first region R1 than the intermediate point S1. That is, the start position SP2 and the end position EP2 are both set on the plasticizing region W1.

第二本接合工程の押入区間では、図10に示すように、開始位置SP2から中間点S2までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、右回転させた攪拌ピンF2を開始位置SP2に挿入し、中間点S2まで移動させる。この際、少なくとも中間点S2に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンF2を徐々に押し入れていく。   In the press-in section of the second main joining step, as shown in FIG. 10, friction stirring from the start position SP2 to the intermediate point S2 is performed. In the press-in section, the stirring pin F2 rotated right is inserted into the start position SP2 and moved to the intermediate point S2. At this time, the stirring pin F2 is gradually pushed in so as to reach a predetermined "predetermined depth" at least until reaching the intermediate point S2.

中間点S2に達したらそのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。図10に示すように、本区間では、攪拌ピンF2の回転軸Cと設定移動ルートL1とが重なるように回転ツールFを移動させる。第二本接合工程の本区間では、第一本接合工程の本区間と同じ要領で摩擦攪拌を行う。   When the intermediate point S2 is reached, the process shifts to friction stir welding in this section. As shown in FIG. 10, in this section, the rotating tool F is moved so that the rotation axis C of the stirring pin F2 and the set movement route L1 overlap. In this section of the second main joining step, friction stirring is performed in the same manner as in the main section of the first main joining step.

攪拌ピンF2が中間点S1に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、中間点S1から終了位置EP2に向かうまでの間に攪拌ピンF2を徐々に上方に移動させて、終了位置EP2で封止体3から攪拌ピンF2を離脱させる。   When the stirring pin F2 reaches the intermediate point S1, the process directly proceeds to the separation section. In the separation section, the stirring pin F2 is gradually moved upward from the intermediate point S1 to the end position EP2, and the stirring pin F2 is separated from the sealing body 3 at the end position EP2.

以上説明した第二実施形態に係る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。第二実施形態のように本接合工程における開始位置SP1,SP2は、設定移動ルートL1上に設定してもよい。   The liquid cooling jacket manufacturing method according to the second embodiment described above can also provide substantially the same effects as the first embodiment. As in the second embodiment, the start positions SP1 and SP2 in the main joining step may be set on the set movement route L1.

[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。第三実施形態では、図11及び図12に示すように、二回に分けずに一回で本接合工程を行う点で前記した実施形態と相違する。本実施形態では、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
[Third embodiment]
Next, a method for manufacturing the liquid cooling jacket according to the third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is different from the above-described embodiment in that the main bonding step is performed once instead of being performed twice, as shown in FIGS. 11 and 12. In the present embodiment, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.

本実施形態に係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、本接合工程と、を行う。準備工程及び載置工程は第一実施形態と同一である。本接合工程では、右回転させた回転ツールFを開始位置SP3に挿入し、第一突合せ部J1に対して摩擦攪拌接合を行う。   In the method for manufacturing a liquid cooling jacket according to the present embodiment, a preparation step, a placement step, and a main bonding step are performed. The preparation step and the placement step are the same as in the first embodiment. In the main joining step, the rotating tool F rotated right is inserted into the start position SP3, and friction stir welding is performed on the first butting portion J1.

図11及び図12に示すように、本接合工程では、開始位置SP1から中間点S1までの押入区間と、設定移動ルートL1上の中間点S1から封止体3の廻りを一周して基準点S3までの本区間と、基準点S3から終了位置EP3までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。中間点S1は、中間線X1と設定移動ルートL1とが交差する位置に設定されている。基準点S3は第一領域R1(図3参照)における設定移動ルートL1上に設定されている。   As shown in FIGS. 11 and 12, in the final joining step, a reference section is formed by making a round around the press-in section from the start position SP1 to the intermediate point S1 and around the sealing body 3 from the intermediate point S1 on the set movement route L1. The three sections of the main section up to S3 and the separation section from the reference point S3 to the end position EP3 are continuously friction-stirred. The intermediate point S1 is set at a position where the intermediate line X1 and the set movement route L1 intersect. The reference point S3 is set on the set movement route L1 in the first region R1 (see FIG. 3).

開始位置SP3は、封止体3の表面3aにおいて、設定移動ルートL1よりも内側の位置に設定されている。本実施形態では、開始位置SP3と中間点S1とを結ぶ線分と、第一領域R1(図3参照)における設定移動ルートL1とのなす角度が鈍角となる位置に設定している。   The start position SP3 is set at a position inside the set movement route L1 on the surface 3a of the sealing body 3. In the present embodiment, the angle between the line segment connecting the start position SP3 and the intermediate point S1 and the set movement route L1 in the first region R1 (see FIG. 3) is set at an obtuse angle.

第一本接合工程の押入区間では、図11に示すように、開始位置SP3から中間点S1までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、右回転させた攪拌ピンF2を開始位置SP3に挿入し、中間点S1まで移動させる。この際、少なくとも中間点S1に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンF2を徐々に押し入れていく。   In the press-in section of the first main joining step, as shown in FIG. 11, friction stirring from the start position SP3 to the intermediate point S1 is performed. In the pushing section, the stirring pin F2 rotated right is inserted into the start position SP3 and moved to the intermediate point S1. At this time, the stirring pin F2 is gradually pushed in so as to reach a preset “predetermined depth” at least until reaching the intermediate point S1.

中間点S1に達したらそのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。図11及び図12に示すように、本区間では、攪拌ピンF2の回転軸Cと設定移動ルートL1とが重なるように回転ツールFを移動させる。攪拌ピンF2と段差側面12bとの接触代、攪拌ピンF2の挿入深さは第一実施形態と同一である。   When the intermediate point S1 is reached, the process proceeds to friction stir welding in this section. As shown in FIGS. 11 and 12, in this section, the rotating tool F is moved so that the rotation axis C of the stirring pin F2 and the set movement route L1 overlap. The contact margin between the stirring pin F2 and the step side surface 12b and the insertion depth of the stirring pin F2 are the same as those in the first embodiment.

回転ツールFを封止体3の廻りに一周させて、攪拌ピンF2が中間点S1を通過して基準点S3に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、基準点S3から終了位置EP3に向かうまでの間に攪拌ピンF2を徐々に上方に移動させて、終了位置EP3で封止体3から攪拌ピンF2を離脱させる。   The rotating tool F is made to make a round around the sealing body 3, and when the stirring pin F2 reaches the reference point S3 after passing through the intermediate point S1, the process directly proceeds to the separation section. In the separation section, the stirring pin F2 is gradually moved upward from the reference point S3 to the end position EP3, and the stirring pin F2 is separated from the sealing body 3 at the end position EP3.

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おいても、第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、第三実施形態によれば、一度の工程で摩擦攪拌接合を行うことができるため作業効率を高めることができる。   The liquid cooling jacket manufacturing method according to the third embodiment described above can also provide substantially the same effects as the first embodiment. Further, according to the third embodiment, the friction stir welding can be performed in one process, so that the working efficiency can be improved.

[第四実施形態]
次に、本発明の第四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。第四実施形態では、図13及び図14に示すように、二回に分けずに一回で本接合工程を行う点で前記した第二実施形態と相違する。本実施形態では、第二実施形態と異なる点を中心に説明する。
[Fourth embodiment]
Next, a method for manufacturing a liquid cooling jacket according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment differs from the above-described second embodiment in that the main bonding step is performed once instead of being performed twice, as shown in FIGS. 13 and 14. In the present embodiment, a description will be given focusing on differences from the second embodiment.

本実施形態に係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、本接合工程と、を行う。準備工程及び載置工程は前記した実施形態と同一である。本接合工程では、右回転させた回転ツールFを開始位置SP4に挿入し、第一突合せ部J1に対して摩擦攪拌接合を行う。   In the method for manufacturing a liquid cooling jacket according to the present embodiment, a preparation step, a placement step, and a main bonding step are performed. The preparation step and the mounting step are the same as in the above-described embodiment. In the main joining step, the rotating tool F rotated right is inserted into the start position SP4, and friction stir welding is performed on the first butting portion J1.

図13に示すように、本実施形態の第一本接合工程では、開始位置SP4を設定移動ルートL1上のうち中間点S1よりも第二領域R2(図3参照)側に設定する。また、終了位置EP4を設定移動ルートL1上のうち中間点S1よりも第一領域R1(図3参照)側に設定する。   As shown in FIG. 13, in the first main joining step of the present embodiment, the start position SP4 is set on the set movement route L1 on the side of the second region R2 (see FIG. 3) from the intermediate point S1. Further, the end position EP4 is set on the first region R1 (see FIG. 3) side of the intermediate point S1 on the set movement route L1.

図13に示すように、本接合工程では、開始位置SP4から中間点S1までの押入区間と、設定移動ルートL1上の中間点S1から封止体3の廻りを一周して基準点S3までの本区間と、基準点S3から終了位置EP4までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。基準点S3は、設定移動ルートL1上のうち中間点S1よりも第二領域R2(図3参照)側に設定する。   As shown in FIG. 13, in the main joining step, the press-fitting section from the start position SP4 to the intermediate point S1 and the rotation from the intermediate point S1 on the set movement route L1 around the sealing body 3 to the reference point S3 are performed. This section and three sections of the separation section from the reference point S3 to the end position EP4 are continuously friction-stirred. The reference point S3 is set on the second region R2 (see FIG. 3) side of the intermediate point S1 on the set movement route L1.

本接合工程の押入区間では、図13に示すように、開始位置SP4から中間点S1までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、右回転させた攪拌ピンF2を開始位置SP4に挿入し、中間点S1まで移動させる。この際、少なくとも中間点S1に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように攪拌ピンF2を徐々に押し入れていく。   In the press-in section of the main joining step, as shown in FIG. 13, friction stirring from the start position SP4 to the intermediate point S1 is performed. In the press-in section, the stirring pin F2 rotated right is inserted into the start position SP4 and moved to the intermediate point S1. At this time, the stirring pin F2 is gradually pushed in so as to reach a preset “predetermined depth” at least until reaching the intermediate point S1.

中間点S1に達したらそのまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。図13及び図14に示すように、本区間では、攪拌ピンF2の回転軸Cと設定移動ルートL1とが重なるように回転ツールFを移動させる。攪拌ピンF2と段差側面12bとの接触代、攪拌ピンF2の挿入深さは第二実施形態と同一である。   When the intermediate point S1 is reached, the process proceeds to friction stir welding in this section. As shown in FIGS. 13 and 14, in this section, the rotating tool F is moved so that the rotation axis C of the stirring pin F2 and the set movement route L1 overlap. The amount of contact between the stirring pin F2 and the step side surface 12b and the insertion depth of the stirring pin F2 are the same as in the second embodiment.

回転ツールFを封止体3の廻りに一周させて、攪拌ピンF2が中間点S1を通過して基準点S3に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、基準点S3から終了位置EP4に向かうまでの間に攪拌ピンF2を徐々に上方に移動させて、終了位置EP4で封止体3から攪拌ピンF2を離脱させる。   The rotating tool F is made to make a round around the sealing body 3, and when the stirring pin F2 reaches the reference point S3 after passing through the intermediate point S1, the process directly proceeds to the separation section. In the separation section, the stirring pin F2 is gradually moved upward from the reference point S3 to the end position EP4, and the stirring pin F2 is separated from the sealing body 3 at the end position EP4.

以上説明した第四実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法においても、第二実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、第四実施形態によれば、一度の工程で摩擦攪拌接合を行うことができるため作業効率を高めることができる。   In the method for manufacturing the liquid cooling jacket according to the fourth embodiment described above, substantially the same effects as in the second embodiment can be obtained. Further, according to the fourth embodiment, the friction stir welding can be performed in one step, so that the working efficiency can be improved.

以上本発明の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。図15に示すように、本発明の第一変形例に係る載置工程では、段差側面12bと外周側面3cとを面接触させて突き合わせている点で上記した実施形態と相違する。当該変形例では、封止体3の外周側面3cを外側に傾斜するように形成し、載置工程において外周側面3cと段差側面12bとを突き合わせる。このようにしても、上記した実施形態と同等の効果を得ることができる。なお、当該変形例のように、段差側面12bの高さ寸法と封止体3の板厚とが同一になるようにして、周壁端面11aと、封止体3の表面3aとを面一としてもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, design changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. As shown in FIG. 15, the mounting step according to the first modification of the present invention is different from the above-described embodiment in that the step side surface 12b and the outer peripheral side surface 3c are brought into surface contact and butted. In this modification, the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3 is formed to be inclined outward, and the outer peripheral side surface 3c and the step side surface 12b are abutted in the mounting step. Even in this case, an effect equivalent to that of the above-described embodiment can be obtained. As in the modification, the peripheral wall end surface 11a and the surface 3a of the sealing body 3 are flush with each other so that the height dimension of the step side surface 12b and the plate thickness of the sealing body 3 are the same. Is also good.

図16に示すように、本発明の第二変形例に係る載置工程では、封止体3の表面3a側が凸となるようにして湾曲させた状態でジャケット本体2に載置する点で前記した実施形態と相違する。摩擦攪拌接合によって、摩擦熱が発生すると熱収縮によって封止体3が凹状に反ってしまうおそれがある。しかし、当該変形例によれば、予め封止体3を表面3a側に凸としておくことで、熱収縮を利用して液冷ジャケットを平坦にすることができる。
なお、本発明の第二変形例に係るジャケット本体2は、周壁部11の一部に枠状のシール部5が形成されている。ジャケット本体2は、ダイキャストで一体形成してもよいし、このように枠状部と板状部をシール部5で接合して一体化してもよい。
As shown in FIG. 16, in the placement step according to the second modification of the present invention, the sealing body 3 is placed on the jacket body 2 in a state where the surface 3 a side is curved so as to be convex. This is different from the embodiment described above. When frictional heat is generated by friction stir welding, the sealing body 3 may be warped concavely due to thermal contraction. However, according to the modified example, the liquid cooling jacket can be flattened by utilizing the heat shrinkage by making the sealing body 3 convex to the surface 3a side in advance.
In the jacket body 2 according to the second modification of the present invention, a frame-shaped seal portion 5 is formed on a part of the peripheral wall portion 11. The jacket main body 2 may be integrally formed by die casting, or may be integrally formed by joining the frame-shaped portion and the plate-shaped portion with the seal portion 5 as described above.

また、本実施形態では、二回に分けてクランプしつつ摩擦攪拌を行ったが、一回で行ってもよいし、三回以上に分けてクランプしつつ摩擦攪拌を行ってもよい。また、本接合工程を行う前に、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を行ってもよい。これにより、本接合工程時におけるジャケット本体2と封止体3との目開きを防ぐことができる。仮接合工程では、仮接合用回転ツールを用いて摩擦攪拌で行ってもよいし、溶接で行ってもよい。また、押入工程及び離脱工程においては、回転ツールFの移動軌跡が平面視して曲線(例えば、円弧)を描くように移動ルートを設定してもよい。これにより、挿入工程から本工程、又は、本工程から離脱工程への移行をスムーズに行うことができる。   Further, in the present embodiment, the friction stir is performed while clamping is performed twice, but may be performed once or may be performed while clamping is performed three or more times. In addition, before performing the main bonding step, a temporary bonding step of temporarily bonding the jacket body 2 and the sealing body 3 may be performed. Thereby, the opening of the jacket main body 2 and the sealing body 3 at the time of the main joining step can be prevented. In the temporary joining step, the temporary joining may be performed by friction stirring using a rotary tool for temporary joining, or may be performed by welding. Further, in the pushing-in step and the separating step, the movement route may be set such that the movement trajectory of the rotary tool F draws a curve (for example, an arc) in plan view. Thereby, the transition from the insertion step to this step or from this step to the removal step can be smoothly performed.

1 液冷ジャケット
2 ジャケット本体
3 封止体
F 回転ツール
F2 攪拌ピン
F3 平坦面
J1 第一突合せ部
J2 第二突合せ部
W 塑性化領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid-cooled jacket 2 Jacket main body 3 Sealing body F Rotating tool F2 Stirring pin F3 Flat surface J1 First butting part J2 Second butting part W Plasticization area

Claims (12)

底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって立ち上がる段差側面と、を有する周壁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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
前記本接合工程において、前記設定移動ルートよりもさらに内側に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
A liquid comprising: a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall rising from a periphery of the bottom portion; and a sealing body for sealing an opening of the jacket body, and joining the jacket body and the sealing body by friction stirring. A method of manufacturing a cold jacket,
The jacket body is formed of a first aluminum alloy, the sealing body is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a material having a higher hardness than the second aluminum alloy,
The outer peripheral surface of the stirring pin of the rotating tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered,
A step of forming a peripheral wall step having an inner peripheral edge of the peripheral wall, a step bottom surface, and a step side surface rising from the step bottom toward the opening,
By mounting the sealing body on the jacket main body, the step side surface of the peripheral wall step portion and the outer peripheral side surface of the sealing body abut to form a first butting portion, and the step bottom surface of the peripheral wall step portion And a mounting step of forming a second butted portion by overlapping the back surface of the sealing body,
Inserting only the stirring pin of the rotating rotary tool into the sealing body, and making the outer peripheral surface of the stirring pin slightly contact the step side surface of the peripheral wall step portion; Main joining step of frictionally stirring the first butting portion by making a round around the sealing body at a predetermined depth along a set movement route set more inside,
In the main joining step, an end position is set further inside the set movement route, and after the friction stir welding to the first butting portion, the stirring pin is gradually moved while moving the rotating tool to the end position. A method for manufacturing a liquid cooling jacket, wherein the rotary tool is lifted and separated from the sealing body at the end position.
底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって立ち上がる段差側面と、を有する周壁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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記第一突合せ部に第一領域及び第二領域を設定し、
前記第二領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第一領域を摩擦攪拌する第一本接合工程と、
前記第一領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第二領域を摩擦攪拌する第二本接合工程と、を行い、
前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記設定移動ルートよりもさらに内側に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
A liquid comprising: a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall rising from a periphery of the bottom portion; and a sealing body for sealing an opening of the jacket body, and joining the jacket body and the sealing body by friction stirring. A method of manufacturing a cold jacket,
The jacket body is formed of a first aluminum alloy, the sealing body is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a material having a higher hardness than the second aluminum alloy,
The outer peripheral surface of the stirring pin of the rotating tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered,
A step of forming a peripheral wall step having an inner peripheral edge of the peripheral wall, a step bottom surface, and a step side surface rising from the step bottom toward the opening,
By mounting the sealing body on the jacket main body, the step side surface of the peripheral wall step portion and the outer peripheral side surface of the sealing body abut to form a first butting portion, and the step bottom surface of the peripheral wall step portion And a mounting step of forming a second butted portion by overlapping the back surface of the sealing body,
Inserting only the stirring pin of the rotating rotary tool into the sealing body, and making the outer peripheral surface of the stirring pin slightly contact the step side surface of the peripheral wall step portion; Main joining step of frictionally stirring the first butting portion by making a round around the sealing body at a predetermined depth along a set movement route set more inside,
In the main joining step, a first region and a second region are set in the first butting portion,
After clamping the jacket body and the sealing body according to the second area, a first main joining step of frictionally stirring the first area,
After clamping the jacket body and the sealing body according to the first region, performing a second main joining step of frictionally stirring the second region,
In the first main joining step and the second main joining step, an end position is set further inside than the set movement route, and after the friction stir welding to the first butting portion, the rotating tool is moved to the end position. A method for manufacturing a liquid cooling jacket, wherein the stirring tool is gradually raised while being moved, and the rotating tool is detached from the sealing body at the end position.
前記本接合工程の前記所定の深さは、前記攪拌ピンが前記周壁段差部の前記段差底面にわずかに接触する位置に設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液冷ジャケットの製造方法。   The liquid cooling according to claim 1 or 2, wherein the predetermined depth in the main joining step is set at a position where the stirring pin slightly contacts the step bottom surface of the peripheral wall step portion. How to make a jacket. 前記本接合工程では、所定の回転速度で前記攪拌ピンを回転させて摩擦攪拌を行い、
前記本接合工程において前記攪拌ピンを離脱させるとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら前記終了位置まで移動させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。
In the main joining step, friction stirring is performed by rotating the stirring pin at a predetermined rotation speed,
4. The method according to claim 1, wherein when the stirring pin is detached in the main joining step, the stirring pin is moved to the end position while gradually increasing the rotation speed more than the predetermined rotation speed. 5. 5. The method for producing a liquid-cooled jacket according to 1.
底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって立ち上がる段差側面と、を有する周壁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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
前記本接合工程において、前記設定移動ルート上に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
A liquid comprising: a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall rising from a periphery of the bottom portion; and a sealing body for sealing an opening of the jacket body, and joining the jacket body and the sealing body by friction stirring. A method of manufacturing a cold jacket,
The jacket body is formed of a first aluminum alloy, the sealing body is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a material having a higher hardness than the second aluminum alloy,
The outer peripheral surface of the stirring pin of the rotating tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered,
A step of forming a peripheral wall step having an inner peripheral edge of the peripheral wall, a step bottom surface, and a step side surface rising from the step bottom toward the opening,
By mounting the sealing body on the jacket main body, the step side surface of the peripheral wall step portion and the outer peripheral side surface of the sealing body abut to form a first butting portion, and the step bottom surface of the peripheral wall step portion And a mounting step of forming a second butted portion by overlapping the back surface of the sealing body,
Inserting only the stirring pin of the rotating rotary tool into the sealing body, and making the outer peripheral surface of the stirring pin slightly contact the step side surface of the peripheral wall step portion; Main joining step of frictionally stirring the first butting portion by making a round around the sealing body at a predetermined depth along a set movement route set more inside,
In the main joining step, an end position is set on the set movement route, and after the friction stir welding to the first butting portion, the stirring pin is gradually raised while moving the rotating tool to the end position. A method for manufacturing a liquid cooling jacket, wherein the rotating tool is detached from the sealing body at an end position.
底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部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、
前記ジャケット本体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記封止体は第二アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
摩擦攪拌で用いる回転ツールの攪拌ピンの外周面は先細りとなるように傾斜しており、
前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって立ち上がる段差側面と、を有する周壁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ことにより前記周壁段差部の前記段差側面と前記封止体の外周側面とを突き合わせて第一突合せ部を形成するとともに、前記周壁段差部の段差底面と前記封止体の裏面とを重ね合わせて第二突合せ部を形成する載置工程と、
回転する前記回転ツールの前記攪拌ピンのみを前記封止体に挿入し、前記攪拌ピンの外周面を前記周壁段差部の前記段差側面にわずかに接触させた状態で、前記封止体の外周側面よりも内側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記封止体の廻りに一周させて前記第一突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
前記本接合工程では、前記第一突合せ部に第一領域及び第二領域を設定し、
前記第二領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第一領域を摩擦攪拌する第一本接合工程と、
前記第一領域に係る前記ジャケット本体及び封止体をクランプした後に、前記第二領域を摩擦攪拌する第二本接合工程と、を行い、
前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記設定移動ルート上に終了位置を設定し、前記第一突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記攪拌ピンを徐々に上昇させ前記終了位置で前記封止体から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
A liquid comprising: a jacket body having a bottom portion and a peripheral wall rising from a periphery of the bottom portion; and a sealing body for sealing an opening of the jacket body, and joining the jacket body and the sealing body by friction stirring. A method of manufacturing a cold jacket,
The jacket body is formed of a first aluminum alloy, the sealing body is formed of a second aluminum alloy, and the first aluminum alloy is a material having a higher hardness than the second aluminum alloy,
The outer peripheral surface of the stirring pin of the rotating tool used for friction stirring is inclined so as to be tapered,
A step of forming a peripheral wall step having an inner peripheral edge of the peripheral wall, a step bottom surface, and a step side surface rising from the step bottom toward the opening,
By mounting the sealing body on the jacket main body, the step side surface of the peripheral wall step portion and the outer peripheral side surface of the sealing body abut to form a first butting portion, and the step bottom surface of the peripheral wall step portion And a mounting step of forming a second butted portion by overlapping the back surface of the sealing body,
Inserting only the stirring pin of the rotating rotary tool into the sealing body, and making the outer peripheral surface of the stirring pin slightly contact the step side surface of the peripheral wall step portion; Main joining step of frictionally stirring the first butting portion by making a round around the sealing body at a predetermined depth along a set movement route set more inside,
In the main joining step, a first region and a second region are set in the first butting portion,
After clamping the jacket body and the sealing body according to the second area, a first main joining step of frictionally stirring the first area,
After clamping the jacket body and the sealing body according to the first region, performing a second main joining step of frictionally stirring the second region,
In the first main joining step and the second main joining step, an end position is set on the set movement route, and after the friction stir welding to the first butting portion, the rotating tool is moved to the end position. A method for manufacturing a liquid cooling jacket, comprising: gradually raising the stirring pin to release the rotating tool from the sealing body at the end position.
前記本接合工程の前記所定の深さは、前記攪拌ピンが前記周壁段差部の前記段差底面にわずかに接触する位置に設定することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の液冷ジャケットの製造方法。   The liquid cooling according to claim 5 or 6, wherein the predetermined depth in the main joining step is set at a position where the stirring pin slightly contacts the step bottom surface of the peripheral wall step portion. How to make a jacket. 前記本接合工程では、所定の回転速度で前記攪拌ピンを回転させて摩擦攪拌を行い、
前記本接合工程において前記攪拌ピンを離脱させるとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら前記終了位置まで移動させることを特徴とする請求項5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。
In the main joining step, friction stirring is performed by rotating the stirring pin at a predetermined rotation speed,
8. The method according to claim 5, wherein, when the stirring pin is detached in the main joining step, the stirring pin is moved to the end position while gradually increasing the rotation speed from the predetermined rotation speed. 9. 5. The method for producing a liquid-cooled jacket according to 1.
前記準備工程では、前記周壁部の内周縁に、段差底面と、当該段差底面から前記開口部に向かって外側に広がるように斜めに立ち上がる段差側面と、を有する周壁段差部を形成する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。   In the preparing step, on the inner peripheral edge of the peripheral wall portion, a peripheral wall step portion having a step bottom surface and a step side surface rising obliquely so as to spread outward from the step bottom surface toward the opening is formed. The method for manufacturing a liquid cooling jacket according to any one of claims 1 to 8, wherein 前記封止体の板厚を、前記周壁段差部の前記段差側面の高さ寸法よりも大きく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9のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。   The liquid according to any one of claims 1 to 9, wherein a plate thickness of the sealing body is formed to be larger than a height dimension of the step side surface of the peripheral wall step portion. Manufacturing method of cold jacket. 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少なくとも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10のいずれか一項に記載の液冷ジャケットの製造方法。   The said preparation process WHEREIN: The said jacket main body is formed by die-casting, and at least the said sealing body is formed so that it may become convex to the surface side, The claim 1 characterized by the above-mentioned. Manufacturing method of liquid cooling jacket. 前記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さらに含む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。   The method of manufacturing a liquid cooling jacket according to any one of claims 1 to 11, further comprising a temporary joining step of temporarily joining the first butting portions before the main joining step.
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