WO2019150620A1 - 液冷ジャケットの製造方法 - Google Patents

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WO2019150620A1
WO2019150620A1 PCT/JP2018/030412 JP2018030412W WO2019150620A1 WO 2019150620 A1 WO2019150620 A1 WO 2019150620A1 JP 2018030412 W JP2018030412 W JP 2018030412W WO 2019150620 A1 WO2019150620 A1 WO 2019150620A1
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jacket
main
sealing body
pin
main joining
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PCT/JP2018/030412
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French (fr)
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堀　久司
伸城 瀬尾
宏介 山中
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日本軽金属株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a liquid cooling jacket.
  • a rotating tool used for friction stir welding a tool having a shoulder portion and a stirring pin hanging from the shoulder portion is known.
  • the rotating tool is also used for manufacturing a liquid cooling jacket including a jacket body and a sealing body.
  • the rotary tool performs friction stir welding in a state where the lower end surface of the shoulder portion is pushed into the metal member. By pushing the shoulder portion into the metal member, the plastic fluidizing material can be pressed to suppress the generation of burrs.
  • there is a problem that if the height position of the joint is changed, defects are likely to occur, and the grooves become larger and more burrs are generated.
  • Patent Document 2 describes a rotary tool including a shoulder portion and a stirring pin hanging from the shoulder portion. Tapered surfaces are formed on the outer peripheral surfaces of the shoulder portion and the stirring pin, respectively. A spiral groove in plan view is formed on the tapered surface of the shoulder portion. The cross-sectional shape of the groove is semicircular. By providing the tapered surface, the metal member can be stably joined even if the thickness of the metal member and the height position of the joining change. In addition, when the plastic fluidized material enters the groove, the flow of the plastic fluidized material can be controlled to form a suitable plasticized region.
  • JP 2013-39613 A Japanese Patent No. 4210148
  • Patent Document 2 has a problem that the groove does not function because the plastic fluidized material enters the groove of the tapered surface. Further, when the plastic fluid material enters the groove, the plastic fluid material is frictionally agitated with the plastic fluid material adhering to the groove, so that there is a problem that the welded metal member and the deposits rub against each other to deteriorate the joining quality. Furthermore, there are problems that the surface of the metal member to be joined becomes rough, burrs increase, and the groove on the surface of the metal member also increases.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid-cooled jacket capable of reducing the groove on the surface of the metal member and reducing the bonding surface roughness.
  • the present invention includes a jacket body having a bottom portion, a peripheral wall portion rising from a peripheral edge of the bottom portion, and a support column rising from the bottom portion, and a hole portion into which a tip end of the support column is inserted, and the jacket
  • a liquid cooling jacket manufacturing method comprising: a sealing body that seals an opening of a main body, and joining the jacket main body and the sealing body by friction stirring, wherein a step is formed on an inner peripheral edge of the peripheral wall portion.
  • a peripheral wall step portion having a bottom surface and a step side surface rising from the step bottom surface is formed, and a column end surface of the support column is formed at the same height as the peripheral wall end surface of the peripheral wall portion, and on the outer periphery of the tip end of the support column.
  • One single bonding step and the second main bonding In the process, the flat surface of the distal end side pin and the proximal end side pin are brought into contact with the jacket body and the sealing body, and the friction stir is performed in a state where the distal end surface of the protrusion is in contact with only the jacket body. It is characterized by performing.
  • the present invention comprises a jacket body having a bottom portion, a peripheral wall portion rising from a peripheral edge of the bottom portion, and a support column rising from the bottom portion, and a sealing body for sealing an opening portion of the jacket body,
  • a peripheral wall step portion having a step bottom surface and a step side surface rising from the step bottom surface on the inner periphery of the peripheral wall portion
  • a first main joining step in which friction stirring is performed by rotating the rotary tool around the first abutting portion where the outer peripheral side surface of the sealing body is abutted, and the column end surface of the strut and the sealing body
  • a second main joining step in which the rotating tool is moved with respect to the overlapped portion where the surfaces are
  • the proximal-side pin has a taper angle larger than the taper angle of the distal-side pin, and a stepped pin step portion on the outer peripheral surface of the proximal-side pin.
  • the tip side pin has a flat surface perpendicular to the rotation axis of the rotary tool and a protrusion protruding from the flat surface.
  • the jacket The flat surface of the distal end side pin and the proximal end side pin are brought into contact with the main body and the sealing body, and friction stir is performed in a state where the distal end surface of the protrusion is in contact with only the jacket main body.
  • the sealing body can be pressed by the outer peripheral surface of the proximal end side pin having a large taper angle, the recessed groove on the joining surface can be reduced and formed on the side of the recessed groove.
  • the bulging portion can be eliminated or reduced. Since the stepped step portion is shallow and the outlet is wide, even if the sealing body is pressed with the base end side pin, the plastic fluid material hardly adheres to the outer peripheral surface of the base end side pin. For this reason, the bonding surface roughness can be reduced, and the bonding quality can be suitably stabilized. Moreover, it can insert easily to a deep position by providing a front end side pin. Moreover, when the rotary tool includes the protrusion, the bonding strength of the first butting portion, the second butting portion, and the overlapping portion can be further increased.
  • the jacket body may be formed by die casting, the bottom portion may be formed to be convex on the surface side, and the sealing body may be formed to be convex on the surface side. preferable.
  • the jacket body and the sealing body can be made flat and the liquid cooling jacket can be flattened by utilizing heat shrinkage.
  • the amount of deformation of the jacket body is measured in advance, and in the first main joining step and the second main joining step, friction stirring is performed while adjusting the insertion depth of the rotary tool according to the amount of deformation. Preferably it is done.
  • the length and width of the plasticized region formed in the liquid cooling jacket can be made constant. it can.
  • the first invention of the present application may include a temporary joining step of temporarily joining at least one of the first butted portion and the second butted portion prior to the first and second main joining steps.
  • a temporary joining step of temporarily joining at least one of the first butted portion and the second butted portion prior to the first and second main joining steps preferable.
  • a cooling plate through which a cooling medium flows is installed on the back side of the bottom portion, and the jacket main body and the sealing body are cooled by the cooling plate while friction is performed. It is preferable to perform stirring.
  • the surface of the cooling plate and the back surface of the bottom portion are in surface contact. According to this manufacturing method, the cooling efficiency can be increased.
  • the cooling plate has a cooling flow path through which the cooling medium flows, and the cooling flow path has a planar shape along a movement locus of the rotary tool in the first main joining step.
  • the friction stir part can be intensively cooled, so that the cooling efficiency can be further increased.
  • the cooling flow path through which the cooling medium flows is constituted by a cooling pipe embedded in the cooling plate. According to this manufacturing method, the cooling medium can be easily managed.
  • a cooling medium is allowed to flow through a hollow portion constituted by the jacket main body and the sealing body, and the jacket main body and the sealing body are cooled. It is preferable to perform friction stirring.
  • the frictional heat can be kept low, the deformation of the liquid cooling jacket due to thermal contraction can be reduced. Further, the jacket body itself can be used for cooling without using a cooling plate or the like.
  • FIG. 1 is a perspective view of a liquid cooling jacket according to a first embodiment of the present invention. It is a disassembled perspective view which shows the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment of this invention. It is II sectional drawing of FIG. It is sectional drawing which shows before the mounting process of the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 1st embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • the rotating tool F for welding is a tool used for friction stir welding.
  • the main rotating tool F for joining is formed of, for example, tool steel.
  • the main rotating tool for joining F is mainly composed of a base shaft portion F1, a base end side pin F2, and a front end side pin F3.
  • a protrusion F5 is formed at the tip of the tip side pin F3.
  • the base shaft portion F1 has a cylindrical shape and is a portion connected to the main shaft of the friction stirrer.
  • the rotation axis of the main rotating tool for welding F may be inclined with respect to the vertical direction, but in the present embodiment, it coincides with the vertical direction.
  • a vertically long surface is defined as a horizontal plane.
  • the base end side pin F2 is continuous with the base shaft portion F1 and tapers toward the tip.
  • the proximal end pin F2 has a truncated cone shape.
  • the taper angle A1 of the base end side pin F2 may be set as appropriate, but is, for example, 135 to 160 °. If the taper angle A1 is less than 135 ° or exceeds 160 °, the joint surface roughness after frictional stirring increases.
  • the taper angle A1 is larger than the taper angle A2 of the distal end side pin F3 described later.
  • a stepped pin step portion 30 is formed over the entire height direction on the outer peripheral surface of the proximal end side pin F ⁇ b> 2.
  • the pin step portion 30 is formed in a spiral shape clockwise or counterclockwise. That is, the pin step portion 30 has a spiral shape in a plan view and a step shape in a side view. In this embodiment, in order to rotate the rotating tool to the right, the pin step portion 30 is set counterclockwise from the proximal end side toward the distal end side.
  • the pin step portion 30 includes a step bottom surface 30a and a step side surface 30b.
  • a distance Z1 (horizontal direction distance) between the apexes 30c and 30c of the adjacent pin step portions 30 is appropriately set according to a step angle C1 and a height Y1 of the step side surface 30b described later.
  • the height Y1 of the step side surface 30b may be set as appropriate, but is set to 0.1 to 0.4 mm, for example.
  • the height Y1 is less than 0.1 mm, the bonding surface roughness increases.
  • the height Y1 exceeds 0.4 mm, the joining surface roughness tends to increase, and the number of effective step portions (the number of pin step portions 30 in contact with the metal member to be joined) also decreases.
  • the step angle C1 formed between the step bottom surface 30a and the step side surface 30b may be set as appropriate, and is set to 85 to 120 °, for example.
  • the step bottom surface 30a is parallel to the horizontal plane.
  • the step bottom surface 30a may be inclined in a range of ⁇ 5 ° to 15 ° with respect to the horizontal plane from the rotation axis of the tool toward the outer periphery (minus is below the horizontal plane, plus is relative to the horizontal plane). Top).
  • the distance Z1, the height Y1 of the step side surface 30b, the step angle C1, and the angle of the step bottom surface 30a with respect to the horizontal plane are such that the plastic fluidized material stays inside the pin step portion 30 and does not adhere to it when performing frictional stirring.
  • the surface of the stepped surface 30a is pressed to press the plastic fluid material so that the joining surface roughness can be reduced.
  • the distal end side pin F3 is formed continuously with the proximal end side pin F2.
  • the distal end side pin F3 has a truncated cone shape.
  • the tip of the tip side pin F3 is a flat flat surface F4.
  • the taper angle A2 of the distal end side pin F3 is smaller than the taper angle A1 of the proximal end side pin F2.
  • a spiral groove 31 is formed on the outer peripheral surface of the distal end side pin F3.
  • the spiral groove 31 may be clockwise or counterclockwise. In this embodiment, the spiral groove 31 is engraved counterclockwise from the proximal end side toward the distal end side in order to rotate the main welding rotary tool F to the right.
  • the spiral groove 31 includes a spiral bottom surface 31a and a spiral side surface 31b.
  • the distance (horizontal direction distance) between the apexes 31c and 31c of the adjacent spiral grooves 31 is defined as a distance Z2.
  • the height of the spiral side surface 31b is defined as a height Y2.
  • the spiral angle C2 formed by the spiral bottom surface 31a and the spiral side surface 31b is, for example, 45 to 90 °.
  • the spiral groove 31 has a role of raising the frictional heat by contacting the metal member to be joined and guiding the plastic fluidized material to the tip side.
  • the metal member to be bonded (jacket body described later) is formed on the outer peripheral surface of the base end side pin F2 of the main welding rotary tool F.
  • Friction stir welding is performed while pressing the surface of 2 or the sealing body 3).
  • the insertion depth of the main rotating tool F is set so that at least a part of the base end side pin F2 is in contact with the surface of the metal member to be joined.
  • a plasticized region W1 (or a plasticized region W2) is formed in the movement trajectory of the main rotating tool F for bonding by hardening the friction-stirred metal.
  • the flat surface F4 is a flat surface perpendicular to the rotation center axis.
  • the protrusion F5 is formed at the center of the flat surface F4.
  • the shape of the protrusion F5 is not particularly limited, but in the present embodiment, it has a cylindrical shape.
  • the temporary bonding rotating tool G includes a shoulder portion G1 and a stirring pin G2.
  • the temporary joining rotary tool G is made of, for example, tool steel.
  • the shoulder portion G ⁇ b> 1 is a portion that is connected to the main shaft of the friction stirrer and is a portion that holds the plastic fluidized metal.
  • the shoulder portion G1 has a cylindrical shape.
  • the lower end surface of the shoulder portion G1 has a concave shape in order to prevent the fluidized metal from flowing out.
  • the stirring pin G2 is suspended from the shoulder part G1, and is coaxial with the shoulder part G1.
  • the stirring pin G2 is tapered as it is separated from the shoulder portion G1.
  • a spiral groove G3 is formed on the outer peripheral surface of the stirring pin G2.
  • the liquid cooling jacket 1 includes a jacket main body 2 and a sealing body 3 and has a rectangular parallelepiped shape.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are integrated by friction stir welding.
  • the liquid cooling jacket 1 has a hollow portion formed therein, and a heat transport fluid such as water flows through the hollow portion.
  • the liquid cooling jacket 1 can cool a heating element mounted on the liquid cooling jacket 1 by circulating a heat transport fluid in the hollow portion.
  • the jacket body 2 is a box-shaped body having an upper opening.
  • the jacket main body 2 includes a bottom portion 10, a peripheral wall portion 11, and a plurality of support columns 12.
  • the jacket body 2 is appropriately selected from metals capable of friction stir, such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium, magnesium alloy.
  • the jacket body 2 is formed of an aluminum alloy of the same material type as that of the sealing body 3, but an aluminum alloy casting material (for example, JIS AC4C, ADC12, etc.) may be used.
  • the bottom portion 10 has a rectangular plate shape in plan view.
  • the peripheral wall portion 11 is erected on the periphery of the bottom portion 10 and has a rectangular frame shape in plan view.
  • the peripheral wall part 11 is comprised by wall part 11A, 11B, 11C, 11D which consists of the same board thickness.
  • the walls 11A and 11B are short sides and are opposed to each other.
  • the wall portions 11C and 11D are long side portions and face each other.
  • a concave portion 13 is formed inside the bottom portion 10 and the peripheral wall portion 11.
  • a peripheral wall step surface 14 is formed along the inner peripheral edge of the peripheral wall portion 11 of the jacket body 2 on the peripheral wall end surface 11 a serving as an end surface of the peripheral wall portion 11.
  • the peripheral wall step portion 14 includes a step bottom surface 14a and a step side surface 14b rising from the step bottom surface 14a.
  • the step bottom surface 14a is formed at a position one step below the peripheral wall end surface 11a.
  • the support column 12 is erected on the bottom 10 and has a columnar shape. As long as the number of the support
  • the shapes of the columns 12 are the same.
  • the support column 12 includes a large-diameter portion 15 and a small-diameter portion 16 protruding from the tip of the large-diameter portion 15. Both the large diameter portion 15 and the small diameter portion 16 have a cylindrical shape.
  • a strut step 17 is formed by a step between the large diameter portion 15 and the small diameter portion 16.
  • the columnar step portion 17 includes a step bottom surface 17a and a step side surface 17b rising from the step bottom surface 17a.
  • a column end surface 16 a is formed on the end surface of the small diameter portion 16.
  • the step bottom surface 17 a is formed at the same height as the step bottom surface 14 a of the peripheral wall step portion 14.
  • pillar end surface 16a is formed in the same height position as the surrounding wall end surface 11a.
  • the sealing body 3 is a rectangular plate-like member that seals the opening of the jacket body 2.
  • the material of the sealing body 3 is formed of the same kind of aluminum alloy as that of the jacket main body 2, but an aluminum alloy stretched material (for example, JIS A1050, A1100, A6063, etc.) may be used. Good.
  • the sealing body 3 is formed in such a size that it can be placed on the peripheral wall step 14 with almost no gap.
  • the plate thickness dimension of the sealing body 3 is substantially equal to the height dimension of the step side surface 14b.
  • Four holes 19 corresponding to the support columns 12 are formed in the sealing body 3.
  • the hole portion 19 has a circular shape in plan view, and the small diameter portion 16 is inserted therein.
  • the liquid cooling jacket 1 is integrated by joining the jacket body 2 and the sealing body 3 by friction stirring.
  • the liquid cooling jacket 1 includes a first abutting portion J1 where the step side surface 14b of the peripheral wall step portion 14 and the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3 are abutted, a step side surface 17b of the column step portion 17 and a hole wall 19a of the hole portion 19.
  • the four second butted portions J2 are joined by friction stirring.
  • a plasticized region W1 is formed in the first butt portion J1, and a plasticized region W2 is formed in the second butt portion J2.
  • Inside the liquid cooling jacket 1 is formed a hollow portion through which a heat transport fluid for transporting heat to the outside flows.
  • a method for manufacturing a liquid cooling jacket according to the first embodiment (a method for manufacturing a liquid cooling jacket with a heating element) will be described.
  • a preparation process, a placing process, a fixing process, a temporary bonding process, a first main bonding process, a second main bonding process, a drilling process, a burr cutting process, And mounting process In the manufacturing method of the liquid cooling jacket, a preparation process, a placing process, a fixing process, a temporary bonding process, a first main bonding process, a second main bonding process, a drilling process, a burr cutting process, And mounting process.
  • the preparation step is a step of forming the jacket body 2 and the sealing body 3 as shown in FIG.
  • the jacket body 2 is formed by die casting, for example.
  • the mounting process is a process of mounting the sealing body 3 on the jacket body 2 while inserting the hole 19 of the sealing body 3 into the small diameter portion 16 of the support column 12.
  • the back surface 3 b of the sealing body 3 is in surface contact with the step bottom surface 14 a of the peripheral wall step portion 14 and the step bottom surface 17 a of the column step portion 17.
  • the step side surface 14b of the peripheral wall step portion 14 and the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3 are abutted to form the first abutting portion J1.
  • the first butting portion J1 has a rectangular shape in plan view.
  • the second butting portion J2 has a circular shape in plan view.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to a table (not shown).
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are restrained so as not to move on the table by a fixing jig such as a clamp.
  • the temporary joining step is a step of temporarily joining the jacket body 2 and the sealing body 3 as shown in FIG.
  • friction stir welding is performed on the first butting portion J1 using the temporary joining rotary tool G.
  • a plasticized region W is formed on the movement trajectory of the temporary bonding rotary tool G.
  • Temporary joining may be performed continuously or may be performed intermittently as shown in FIG. Since the temporary bonding rotary tool G is small, thermal deformation of the jacket main body 2 and the sealing body 3 in the temporary bonding is small.
  • the first main joining step is a step of performing friction stir welding on the first butting portion J1 using the main joining rotating tool F as shown in FIGS.
  • the main welding rotation tool F rotated right is inserted into an arbitrary start position s1 on the first abutting portion J1, and the main welding rotating tool F is inserted along the first abutting portion J1 to the right.
  • the rotation tool F for main bonding is rotated clockwise along the periphery of the sealing body 3.
  • a plasticized region W1 is formed on the movement trajectory of the main rotating tool F for welding.
  • friction stirring is performed in a state where the distal end side pin F ⁇ b> 3 and the proximal end side pin F ⁇ b> 2 are in contact with the peripheral wall portion 11 of the jacket body 2 and the sealing body 3.
  • the friction stir welding is performed while pressing the peripheral wall end surface 11a of the peripheral wall portion 11 and the surface 3a of the sealing body 3 with the outer peripheral surface of the base end side pin F2 of the main welding rotating tool F.
  • the insertion depth of the main rotating tool F is set so that at least the plasticized region W1 reaches the step bottom surface 14a, and at least a part of the base end side pin F2 is the peripheral wall end surface 11a of the peripheral wall portion 11 and the sealing body.
  • the insertion depth is set so that the distal end side pin F3 is in contact with the sealing body 3 and the peripheral wall portion 11, and the distal end surface F6 of the protrusion F5 is in contact with only the peripheral wall portion 11. That is, the insertion depth is set so that the side surface of the protrusion F5 is positioned on the step bottom surface 14a. Then, the main rotating tool F for welding is moved so as to trace the first butting portion J1 while maintaining a certain height position.
  • the rotation tool F for main joining is made to make a round along the first abutting portion J1, and then the start position s1 is passed.
  • the main welding rotary tool F reaches the end position e1, the main welding rotary tool F is moved upward to disengage the main welding rotary tool F from the wall portion 11A.
  • a repairing process for repairing the drawing trace is performed. May be.
  • the repairing process for example, overlay welding can be performed and the extracted trace can be repaired by filling the weld metal. Thereby, the surrounding wall end surface 11a and the surface 3a of the sealing body 3 can be made flat.
  • the main welding rotary tool F When the main welding rotary tool F is detached from the peripheral wall portion 11, for example, the main welding rotary tool F is gradually moved upward while the main welding rotary tool F is moved on the peripheral wall end surface 11a of the peripheral wall portion 11.
  • the insertion depth of the main welding rotary tool F may be gradually reduced.
  • the second main joining step is a step of performing friction stir welding with respect to each second abutting portion J2 using the main joining rotating tool F as shown in FIGS.
  • the main welding rotating tool F rotated to the right is inserted into an arbitrary start position s2 of the second butting portion J2, and the main welding rotating tool F is turned counterclockwise along the second butting portion J2. Move to.
  • a plasticized region W2 is formed in the second butting portion J2.
  • friction agitation is performed in a state in which the distal end side pin F3 and the proximal end side pin F2 are in contact with the support column 12 and the sealing body 3 of the jacket body 2.
  • the friction stir welding is performed while pressing the column end surface 16a of the column 12 and the surface 3a of the sealing body 3 with the outer peripheral surface of the base end side pin F2 of the main welding rotary tool F.
  • the insertion depth is set so that the central portion in the height direction of the outer peripheral surface of the base end side pin F2 is in contact with the column end surface 16a of the column 12 and the surface 3a of the sealing body 3.
  • the insertion depth of the main rotating tool for joining F is such that the front end side pin F3 is brought into contact with both the support column 12 and the sealing body 3, and the front end surface F6 of the projection F5 is brought into contact with only the support column 12.
  • the insertion depth is set so that the side surface of the protrusion F5 is positioned on the step bottom surface 17a. Then, the main rotating tool F is moved so as to trace the second butting portion J2 while maintaining a constant height position.
  • the insertion depth of the rotation tool F for this joining does not necessarily need to be constant.
  • the insertion depth may be changed between the first main joining step and the second main joining step.
  • the main welding rotary tool F when the main welding rotary tool F is moved counterclockwise with respect to the support column 12 as in the present embodiment, it is preferable to rotate the main welding rotary tool F clockwise.
  • the main welding rotary tool F when the main welding rotary tool F is moved clockwise with respect to the support column 12, it is preferable to rotate the main welding rotary tool F counterclockwise.
  • the starting position s2 is passed as it is. Then, the main welding rotary tool F is moved to the end position e2 set on the second butting portion J2, and when the end position e2 is reached, the main welding rotating tool F is moved upward to provide the second butting portion J2. The joining rotary tool F is detached from
  • a repairing process for repairing the drawing trace may be performed.
  • the repairing process for example, overlay welding can be performed and the extracted trace can be repaired by filling the weld metal.
  • pillar 12 can be made flat.
  • the main rotating tool F when the main rotating tool F is separated from the second butting portion J2, the main rotating tool F may be shifted toward the center of the column 12 and separated on the column 12. Further, when the main welding rotary tool F is detached from the second butting portion J2, for example, the main welding rotating tool F is moved on the second butting portion J2 or the column end face 16a. F may be gradually moved upward so that the insertion depth of the main welding rotary tool F gradually decreases. By doing in this way, the drawing trace after a 2nd main joining process does not remain on the surface 3a of the sealing body 3 and the support
  • the drilling step is a step of forming a fixing hole X for mounting the heating element H to each support 12 as shown in FIG.
  • the fixing hole X is formed so as to penetrate a part of the plasticized region W2 and reach the support column 12.
  • burr cutting process burrs exposed on the surfaces of the jacket main body 2 and the sealing body 3 are cut by the first main bonding process, the second main bonding process, and the drilling process. Thereby, the surface of the jacket main body 2 and the sealing body 3 can be finished finely.
  • the mounting process is a process of mounting the heating element H via the mounting member M as shown in FIG.
  • the through hole formed in the flange H1 of the heating element H and the fixing hole X are communicated with each other and fixed with an attachment member M such as a screw.
  • the attachment member M is inserted to the position where it reaches the column 12.
  • the fixing hole X is formed on the sealing body 3 side and the heating element H is mounted on the sealing body 3 side.
  • the fixing hole X reaching the support column 12 is formed on the bottom portion 10, and the bottom portion 10 side is formed.
  • the heating element H may be attached to the.
  • the heating element H may be attached to at least one of the sealing body 3 and the bottom portion 10.
  • the fixing hole X is formed.
  • the heating element H may be fixed by the attachment member M without forming the fixing hole X.
  • the shoulder portion does not hold the surface of the metal member 110 to be joined, so that the concave groove (the surface of the metal member to be joined and the surface of the plasticized region) There is a problem that the concave surface) is increased and the bonding surface roughness is increased. Moreover, there exists a problem that the bulging part (part where the surface of a to-be-joined metal member swells compared with before joining) is formed beside a ditch
  • the main rotating tool F for joining has a proximal end side pin F2 and a distal end whose taper angle is smaller than the taper angle A1 of the proximal end side pin F2.
  • the side pin F3 is provided. Thereby, it becomes easy to insert the main rotating tool F into the jacket body 2 and the sealing body 3. Moreover, since the taper angle A2 of the front end side pin F3 is small, the main rotating tool F for joining can be easily inserted to a deep position of the jacket body 2 and the sealing body 3.
  • the taper angle A2 of the front end side pin F3 is small, the downward plastic flow can be suppressed as compared with the main rotating tool 101 for bonding. For this reason, it is possible to prevent a kissing bond from being formed below the plasticized regions W1 and W2.
  • the taper angle A1 of the base end side pin F2 is large, even if the thickness of the jacket main body 2 and the sealing body 3 and the height position of joining change compared with the conventional rotary tool, it can be joined stably. it can.
  • the plastic fluid can be pressed by the outer peripheral surface of the base end side pin F2, the concave groove formed on the joining surface can be reduced, and there is no bulge formed on the side of the concave groove. Can be made smaller or smaller.
  • the stepped pin step portion 30 is shallow and has a wide outlet, the plastic fluid material can easily come out of the pin step portion 30 while pressing the plastic fluid material with the step bottom surface 30a. Therefore, even if the plastic fluid material is pressed by the proximal pin F2, the plastic fluid material is difficult to adhere to the outer peripheral surface of the proximal pin F2. Therefore, the bonding surface roughness can be reduced and the bonding quality can be suitably stabilized.
  • the sealing body 3 is supported by the support column 12 and the sealing body 3 and the support column 12 are friction stir welded, the deformation resistance of the liquid cooling jacket 1 can be improved.
  • pillar 12 is arrange
  • pillar 12 to which the heat generating body H is fixed is arrange
  • the flat surface F4 of the front end side pin F3 is in contact with both the peripheral wall portion 11 and the sealing body 3, and the front end surface F6 of the projection portion F5 is in contact with only the peripheral wall portion 11.
  • the insertion depth of the main joining rotary tool F is set.
  • the metal around the protrusion F5 is rolled up by the protrusion F5 and pressed by the flat surface F4.
  • the flat surface F4 of the front end side pin F3 is in contact with both the support column 12 and the sealing body 3, and the front end surface F6 of the protruding portion F5 is in the main connection so as to contact only the support column 12.
  • the insertion depth of the rotary tool F is set.
  • the metal around the protrusion F5 is rolled up by the protrusion F5 and pressed by the flat surface F4.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on this embodiment, in order to insert only the front end side pin F3 and the base end side pin F2 in the jacket main body 2 and the sealing body 3, when pushing in the shoulder part of a rotary tool Compared to the above, it is possible to reduce the load applied to the friction stirrer and to improve the operability of the main rotating tool F for welding. Further, since the load applied to the friction stirrer can be reduced, the deep positions of the first butting portion J1 and the second butting portion J2 can be joined without applying a large load to the friction stirrer.
  • pillar 12 (support
  • the main joining process is performed in the order of the first butt portion J1 and the second butt portion J2, but the second butt portion J2 may be first friction stir welded.
  • friction stir welding may be performed while cooling the jacket main body 2 and the sealing body 3 by flowing a cooling medium inside the jacket main body 2.
  • the flat cross-sectional shape of the support column 12 is circular in this embodiment, it may be elliptical or other polygonal shape.
  • the temporary bonding is performed using the temporary bonding rotary tool G.
  • the temporary bonding may be performed using the main bonding rotating tool F. Thereby, the trouble of replacing the rotating tool can be omitted.
  • what is necessary is just to perform a temporary joining process to at least one of the 1st butt
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on the 1st modification of 1st embodiment is demonstrated.
  • the first modification is different from the first embodiment in that a temporary joining step, a first main joining step, and a second main joining step are performed using a cooling plate.
  • a description will be given focusing on portions that are different from the first embodiment.
  • the jacket body 2 is fixed to the table K when the fixing process is performed.
  • the table K is configured by a substrate K1 having a rectangular parallelepiped shape, clamps K3 formed at four corners of the substrate K1, and a cooling pipe WP disposed inside the substrate K1.
  • the table K is a member that restrains the jacket body 2 from being immovable and functions as a “cooling plate” in the claims.
  • the cooling pipe WP is a tubular member embedded in the substrate K1.
  • a cooling medium for cooling the substrate K1 flows in the cooling pipe WP.
  • the arrangement position of the cooling pipe WP that is, the shape of the cooling flow path through which the cooling medium flows is not particularly limited, but in the first modified example, it has a planar shape along the movement trajectory of the main welding rotary tool F in the first main welding process. It has become. That is, the cooling pipe WP is disposed so that the cooling pipe WP and the first abutting portion J1 substantially overlap when viewed in plan.
  • the cooling flow path and the first abutting portion J1 overlap when viewed in plan.
  • the portion where frictional heat is generated can be intensively cooled.
  • cooling efficiency can be improved.
  • the cooling pipe WP is provided to distribute the cooling medium, the management of the cooling medium becomes easy. Further, since the table K (cooling plate) and the jacket body 2 are in surface contact, the cooling efficiency can be increased.
  • the friction stir welding may be performed while flowing the cooling medium inside the jacket main body 2.
  • a table KA is used.
  • the table KA includes a substrate KA1 having a rectangular parallelepiped shape, a spacer KA2 formed at the center of the substrate KA1, and clamps KA3 formed at four corners of the substrate KA1.
  • the spacer KA2 may be integral with or separate from the substrate KA1.
  • the jacket main body 2 and the sealing body 3 integrated by performing a temporary joining process are fixed to the table KA by the clamp KA3.
  • the bottom portion 10 when the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed to the table KA, the bottom portion 10, the peripheral wall end surface 11a of the jacket body 2 and the surface 3a of the sealing body 3 are curved upward.
  • the first side 21 of the wall 11A of the jacket body 2, the second side 22 of the wall 11B, the third side 23 of the wall 11C, and the fourth side 24 of the wall 11D are curved. To bend.
  • the friction stir welding is performed using the rotary tool F for main joining.
  • the deformation amount of at least one of the jacket main body 2 and the sealing body 3 is measured, and the insertion depth of the front end side pin F3 of the main joining rotary tool F is measured.
  • Friction stir welding is performed while adjusting according to the amount of deformation. That is, it is moved along the curved surface of the peripheral wall end surface 11a of the jacket main body 2 and the surface 3a of the sealing body 3 so that the movement trajectory of the main rotating tool F is a curve. By doing in this way, the depth and width
  • the sealing body 3 side of the liquid cooling jacket 1 may be deformed into a concave shape.
  • the second main joining step since the jacket body 2 and the sealing body 3 are fixed in advance so that tensile stress acts on the peripheral wall end surface 11a and the surface 3a, the heat shrinkage after the friction stir welding is performed. By using it, the liquid cooling jacket 1 can be made flat. Further, when the main joining process is performed with a conventional rotating tool, if the jacket body 2 and the sealing body 3 are warped in a convex shape, the shoulder portion of the rotating tool comes into contact with the jacket body 2 and the sealing body 3, and the operation is performed.
  • the main welding rotary tool F can be used even when the jacket body 2 and the sealing body 3 are warped in a convex shape. The operability is improved.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are curved so that all of the first side portion 21 to the fourth side portion 24 are curved, but the present invention is not limited to this.
  • the first side 21 and the second side 22 may be curved so that the third side 23 and the fourth side 24 are curved.
  • the first side 21 and the second side 22 may be curved, and the third side 23 and the fourth side 24 may be curved.
  • the height position of the tip side pin F3 of the main welding rotary tool F is changed according to the deformation amount of the jacket body 2 or the sealing body 3, but the main welding rotary tool F with respect to the table KA is changed.
  • the main joining step may be performed with the tip side pin F3 having a constant height.
  • the spacer KA2 may have any shape as long as it can be fixed so that the surface sides of the jacket body 2 and the sealing body 3 are convex. Further, the spacer KA2 may be omitted as long as the front surface side of the jacket body 2 and the sealing body 3 can be fixed in a convex shape. Further, the main rotating tool for joining F may be attached to a robot arm having a spindle unit or the like at the tip, for example. According to such a configuration, the rotation center axis of the welding rotary tool F can be easily changed to various angles.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on the 3rd modification of 1st embodiment is demonstrated.
  • the third modification is different from the first embodiment in that the jacket body 2 and the sealing body 3 are formed so as to be curved in a convex shape on the surface side in the preparation step.
  • a description will be given centering on portions that are different from the first embodiment.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are formed by die casting so that the surface sides of the jacket body 2 and the sealing body 3 are curved in a convex shape.
  • the jacket main body 2 is formed so that the bottom portion 10 and the peripheral wall portion 11 are convex on the surface side.
  • the table KB is composed of a substrate KB1 having a rectangular parallelepiped shape, a spacer KB2 disposed in the center of the substrate KB1, clamps KB3 formed at four corners of the substrate KB1, and a cooling pipe WP embedded in the substrate KB1.
  • the table KB is a member that restrains the jacket body 2 so as not to move and functions as a “cooling plate” in the claims.
  • the spacer KB2 is composed of a curved surface KB2a that is curved so as to be convex upward, and rising surfaces KB2b and KB2b that are formed at both ends of the curved surface KB2a and rise from the substrate KB1.
  • the first side Ka and the second side Kb of the spacer KB2 are curved, and the third side Kc and the fourth side Kd are straight lines.
  • the cooling pipe WP is a tubular member embedded in the substrate KB1.
  • a cooling medium for cooling the substrate KB1 flows in the cooling pipe WP.
  • the arrangement position of the cooling pipe WP that is, the shape of the cooling flow path through which the cooling medium flows is not particularly limited, but in the third modified example, the cooling pipe WP has a planar shape along the movement locus of the main welding rotary tool F in the first main welding process. It has become. That is, the cooling pipe WP is disposed so that the cooling pipe WP and the first abutting portion J1 substantially overlap when viewed in plan.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 integrated by temporary bonding are fixed to the table KB by the clamp KB3. More specifically, the jacket body 2 is fixed to the table KB so that the back surface of the bottom portion 10 is in surface contact with the curved surface KB2a.
  • the first side 21 of the wall 11A of the jacket main body 2 and the second side 22 of the wall 11B become curved, and the third side 23 and the wall 11D of the wall 11C.
  • the fourth side 24 is curved so as to be a straight line.
  • friction stir welding is performed on the first butting portion J1 and the second butting portion J2, respectively, using the main welding rotating tool F.
  • the deformation amount of at least one of the jacket main body 2 and the sealing body 3 is measured, and the insertion depth of the front end side pin F3 of the main joining rotary tool F is measured.
  • Friction stir welding is performed while adjusting according to the amount of deformation. That is, the movement trajectory of the main welding rotary tool F is moved along a curved or straight line along the peripheral wall end surface 11 a of the jacket body 2 and the surface 3 a of the sealing body 3. By doing in this way, the depth and width
  • the sealing body 3 side of the liquid cooling jacket 1 may be deformed into a concave shape. According to the second main joining step, since the jacket body 2 and the sealing body 3 are formed in a convex shape in advance, the liquid cooling jacket 1 can be flattened by utilizing the heat shrinkage after the friction stir welding. it can.
  • the curved surface KB2a of the spacer KB2 is brought into surface contact with the concave back surface of the bottom 10 of the jacket body 2.
  • friction stir welding can be performed while cooling the jacket main body 2 and the sealing body 3 more effectively. Since the frictional heat in the friction stir welding can be kept low, the deformation of the liquid cooling jacket 1 due to the heat shrinkage can be reduced. Thereby, in a preparatory process, when forming the jacket main body 2 and the sealing body 3 in convex shape, the curvature of the jacket main body 2 and the sealing body 3 can be made small.
  • the jacket body 2 and the sealing body 3 are curved so that the first side 21 and the second side 22 are curved, but the present invention is not limited to this.
  • the spacer KB2 having a spherical surface may be formed, and the back surface of the bottom portion 10 of the jacket body 2 may be in surface contact with the spherical surface.
  • all of the first side portion 21 to the fourth side portion 24 are curved.
  • the height position of the tip side pin F3 of the main welding rotary tool F is changed according to the deformation amount of the jacket body 2 or the sealing body 3, but the main welding rotary tool F with respect to the table KB is changed.
  • the main joining step may be performed with the tip side pin F3 having a constant height.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the column 12 is not formed on the column 12.
  • the manufacturing method of the liquid cooling jacket which concerns on 2nd embodiment it demonstrates centering on the point which is different from 1st embodiment.
  • the liquid cooling jacket 1A includes a jacket body 2A and a sealing body 3A.
  • the jacket main body 2A is a box-shaped body whose upper part is opened.
  • the jacket main body 2 ⁇ / b> A includes a bottom portion 10, a peripheral wall portion 11, and a plurality of support columns 12.
  • the jacket body 2A is appropriately selected from metals capable of friction stir, such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, titanium, titanium alloy, magnesium, magnesium alloy and the like.
  • the jacket body 2A is formed of an aluminum alloy of the same material type as that of the sealing body 3A. However, an aluminum alloy casting material (for example, JIS AC4C, ADC12, etc.) may be used.
  • the bottom 10 has a rectangular shape in plan view.
  • the peripheral wall part 11 is comprised by wall part 11A, 11B, 11C, 11D which consists of the same board thickness.
  • a peripheral wall step portion 14 is formed along the periphery of the opening of the jacket body 2A.
  • the peripheral wall step portion 14 includes a step bottom surface 14a and a step side surface 14b rising from the step bottom surface 14a.
  • the step bottom surface 14a is formed at a position one step below the peripheral wall end surface 11a.
  • the support column 12 is erected on the bottom 10 and has a cylindrical shape. As long as the number of the support
  • the shapes of the columns 12 are the same.
  • a column end surface 12 a that is an end surface of the column 12 is formed at the same height as the step bottom surface 14 a of the peripheral wall step portion 14.
  • Sealing body 3A is a plate-like member having a rectangular shape in plan view.
  • the material of the sealing body 3A is formed of an aluminum alloy of the same material type as the jacket main body 2A.
  • an aluminum alloy stretched material for example, JIS A1050, A1100, A6063, etc.
  • the sealing body 3A is formed in such a size that it can be placed on the peripheral wall step 14 with almost no gap.
  • the plate thickness dimension of the sealing body 3A is substantially equal to the height dimension of the step side surface 14b.
  • the liquid cooling jacket 1A is integrated by joining the jacket body 2A and the sealing body 3A by friction stirring.
  • the liquid cooling jacket 1A includes a first abutting portion J1 in which a step side surface 14b (see FIG. 25) of the peripheral wall step portion 14 and an outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3A are abutted, and a back surface 3b of the sealing body 3A and the support 12 Four overlapping portions J3 on which the column end surfaces 12a are overlapped are joined by friction stirring.
  • a plasticized region W1 is formed in the first butting portion J1, and a plasticized region W2 is formed in the overlapping portion J3.
  • a hollow portion is formed in which a heat transport fluid that transports heat to the outside flows.
  • a method for manufacturing a liquid cooling jacket according to the second embodiment (a method for manufacturing a liquid cooling jacket with a heating element) will be described.
  • a preparation process, a placing process, a fixing process, a temporary bonding process, a first main bonding process, a second main bonding process, a drilling process, a burr cutting process, And mounting process In the manufacturing method of the liquid cooling jacket, a preparation process, a placing process, a fixing process, a temporary bonding process, a first main bonding process, a second main bonding process, a drilling process, a burr cutting process, And mounting process.
  • the preparation step is a step of forming the jacket main body 2A and the sealing body 3A as shown in FIG.
  • the jacket body 2A is formed by die casting, for example.
  • the placing step is a step of placing the sealing body 3A on the jacket main body 2A as shown in FIGS.
  • the back surface 3b of the sealing body 3A is in surface contact with the step bottom surface 14a of the peripheral wall step portion 14 and the column end surface 12a of the column 12 respectively.
  • the step side surface 14b of the peripheral wall step portion 14 and the outer peripheral side surface 3c of the sealing body 3A are abutted to form the first abutting portion J1.
  • the first butting portion J1 has a rectangular shape in plan view.
  • the back surface 3b of the sealing body 3A and the column end surface 12a of the column 12 are overlapped to form the overlapping portion J3 by the mounting process.
  • the overlapping portion J3 has a circular shape in plan view.
  • the jacket body 2A is fixed to a table (not shown).
  • the jacket body 2 ⁇ / b> A is restrained so as not to move on the table by a fixing jig such as a clamp.
  • the temporary joining step is a step of temporarily joining the jacket body 2A and the sealing body 3A as shown in FIG. Since the temporary bonding step is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the first main joining step is a step of performing friction stir welding with respect to the first butting portion J1 using the main joining rotating tool F as shown in FIGS. Since the first main joining step is equivalent to the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the second main joining step is a step of performing friction stir welding with respect to each overlapping portion J3 by using the main joining rotating tool F as shown in FIGS. 32 and 33.
  • the main welding rotary tool F rotated to the right is inserted into the start position s2 from the surface 3a of the sealing body 3A, and the main welding rotary tool F is turned counterclockwise along the outer peripheral edge of the support column 12. Move relative to.
  • a plasticized region W2 is formed in the overlapping portion J3.
  • the friction stir is performed in a state where the distal end side pin F3 is in contact with the sealing body 3A, and the base end side pin F2 is in contact with the sealing body 3A. Friction stir with.
  • the friction stir welding is performed while pressing the surface 3a of the sealing body 3A with the outer peripheral surface of the base end side pin F2 of the main welding rotating tool F. Further, the insertion depth of the main rotating tool F is set so that the flat surface F4 of the front end side pin F3 contacts only the sealing body 3 and the front end surface F6 of the protrusion F5 contacts the support column 12.
  • the metal around the protrusion F5 is rolled up by the protrusion F5 and pressed by the flat surface F4.
  • polymerization part J3 can be parted reliably. Therefore, the joint strength of the overlapping portion J3 can be further increased.
  • the insertion depth of the rotation tool F for this joining does not necessarily need to be constant.
  • the insertion depth may be changed between the first main joining step and the second main joining step.
  • the main welding rotary tool F when the main welding rotary tool F is moved counterclockwise with respect to the support column 12 as in the present embodiment, it is preferable to rotate the main welding rotary tool F clockwise.
  • the main welding rotary tool F when the main welding rotary tool F is moved clockwise with respect to the support column 12, it is preferable to rotate the main welding rotary tool F counterclockwise.
  • the main rotating tool F is made to make a round along the overlapping portion J3, and then passed through the start position s2. Then, the main welding rotary tool F is moved to the end position e2 set on the sealing body 3A, and when the end position e2 is reached, the main welding rotary tool F is moved upward to perform the main joining from the sealing body 3A. The rotary tool F is removed.
  • a repairing process for repairing the extraction trace may be performed.
  • the repairing process for example, overlay welding can be performed and the extracted trace can be repaired by filling the weld metal. Thereby, the surface 3a of the sealing body 3A can be flattened.
  • the main rotating tool F for detachment when the main rotating tool F for detachment is detached from the sealing body 3A, the main rotating tool F for bonding may be shifted in the center direction of the support column 12 and separated from the sealing body 3A.
  • the main welding rotary tool F is detached from the sealing body 3A, for example, the main welding rotary tool F is gradually moved upward while the main welding rotary tool F is moved on the sealing body 3A. In this case, the insertion depth of the main joining rotary tool F may be gradually reduced.
  • the drilling step is a step of forming a fixing hole X for fixing the heating element H in communication with the sealing body 3A and the support column 12.
  • the fixing hole X is formed so as to penetrate a part of the plasticized region W2 and reach the support column 12.
  • burr cutting step burrs exposed on the surfaces of the jacket main body 2A and the sealing body 3A are cut by the first main bonding step, the second main bonding step, and the drilling step. Thereby, the surface of the jacket main body 2A and the sealing body 3A can be finished finely.
  • the mounting process is a process of mounting the heating element H via the mounting member M as shown in FIG.
  • the through hole formed in the flange H1 of the heating element H and the fixing hole X are communicated with each other and fixed with an attachment member M such as a screw.
  • the attachment member M is inserted to the position where it reaches the column 12.
  • the fixing hole X is formed on the sealing body 3A side, and the heating element H is fixed to the sealing body 3A.
  • the fixing hole that communicates with the bottom portion 10 and the support column 12 is formed on the bottom portion 10, and the bottom portion
  • the heating element H may be fixed to 10.
  • the heating element H may be attached to at least one of the sealing body 3A and the bottom portion 10.
  • the fixing hole X is formed.
  • the heating element H may be fixed by the attachment member M without forming the fixing hole X.
  • the liquid cooling jacket manufacturing method described above can provide substantially the same effect as the first embodiment.
  • the second butting portion J2 (see FIG. 12) is exposed to the sealing body 3, but in the second embodiment, the butting portion is not exposed.
  • pillar 12 can be joined by carrying out friction stirring of the superposition
  • 2nd embodiment since a hole is not provided in 3 A of sealing bodies, and since a support
  • the watertightness and the airtightness can be enhanced by friction-stirring the inside of the outer peripheral edge of the support column 12 one or more times as in the present embodiment.
  • the moving route of the main welding rotary tool F in the second main welding process is not necessarily required to make the main welding rotary tool F more than one turn with respect to the support column 12, and the plastic fluid material is placed inside the liquid cooling jacket 1A. While setting so that it may not flow out, you may set so that at least one part of superposition
  • the liquid cooling jacket 1A may be manufactured by employing the manufacturing methods of the first to third modifications described above.
  • the present invention is applied to a method for manufacturing a liquid cooling jacket including the heating element H.
  • the present invention can also be applied to a method for manufacturing a liquid cooling jacket not including the heating element H. it can. In this case, the drilling process and the mounting process can be omitted.
  • FIG. 36 is a side view showing a first modification of the welding rotary tool of the present invention.
  • the step angle C1 formed by the step bottom surface 30a and the step side surface 30b of the pin step portion 30 is 85 °.
  • the step bottom surface 30a is parallel to the horizontal plane.
  • the step bottom surface 30a is parallel to the horizontal plane, and the step angle C1 may be an acute angle within a range in which the plastic fluidized material stays in the pin stepped portion 30 during friction stirring and comes out to the outside. .
  • FIG. 37 is a side view showing a second modification of the main rotating tool for joining according to the present invention.
  • the step angle C1 of the pin step portion 30 is 115 °.
  • the step bottom surface 30a is parallel to the horizontal plane.
  • the step bottom surface 30 a is parallel to the horizontal plane, and the step angle C ⁇ b> 1 may be an obtuse angle as long as it functions as the pin step portion 30.
  • FIG. 38 is a side view showing a third modification of the rotating tool for main bonding according to the present invention.
  • the step bottom surface 30a is inclined upward by 10 ° with respect to the horizontal plane from the rotation axis of the tool toward the outer peripheral direction.
  • the step side surface 30b is parallel to the vertical surface.
  • the step bottom surface 30a may be formed so as to incline upward from the horizontal plane toward the outer peripheral direction from the rotation axis of the tool within a range in which the plastic fluid material can be pressed during the friction stirring. Effects similar to those of the present embodiment can also be obtained by the first to third modifications of the above-described main welding rotary tool.

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Abstract

本接合用回転ツール（Ｆ）は、基端側ピン（Ｆ２）と、先端側ピン（Ｆ３）とを備え、基端側ピン（Ｆ２）のテーパー角度は、先端側ピン（Ｆ３）のテーパー角度よりも大きくなっており、基端側ピン（Ｆ２）の外周面には階段状のピン段差部が形成されており、先端側ピン（Ｆ３）は、本接合用回転ツール（Ｆ）の回転軸に対して垂直な平坦面（Ｆ４）を備えるとともに、平坦面（Ｆ４）から突出する突起部（Ｆ５）を備え、第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体（２）及び封止体（３）に先端側ピン（Ｆ３）の平坦面（Ｆ４）及び基端側ピン（Ｆ２）を接触させるとともに、突起部（Ｆ５）の先端面（Ｆ６）をジャケット本体（２）のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。

Description

液冷ジャケットの製造方法
　本発明は、液冷ジャケットの製造方法に関する。
　摩擦攪拌接合に用いられる回転ツールとして、ショルダ部と、ショルダ部から垂下する攪拌ピンとを備えたものが知られている。当該回転ツールは、ジャケット本体と封止体とで構成される液冷ジャケットの製造にも使用される。回転ツールは、ショルダ部の下端面を金属部材に押し込んだ状態で摩擦攪拌接合を行うというものである。ショルダ部を金属部材に押し込むことにより塑性流動材を押えてバリの発生を抑制することができる。しかし、接合の高さ位置が変化すると欠陥が発生しやすく、凹溝が大きくなるとともにバリが多く発生するという問題がある。
　一方、攪拌ピンを備えた回転ツールを用いて二つの金属部材を接合する摩擦攪拌接合方法であって、金属部材同士の突合部に回転した攪拌ピンを挿入し、攪拌ピンのみを金属部材に接触させた状態で摩擦攪拌接合を行う本接合工程を含むことを特徴とする摩擦攪拌接合方法が知られている（特許文献１）。当該従来技術によれば、攪拌ピンの外周面には螺旋溝が刻設されており、攪拌ピンのみを被接合部材に接触させつつ基端部を露出させた状態で摩擦攪拌接合を行うため、接合の高さ位置が変化しても欠陥の発生を抑制することができるとともに、摩擦攪拌装置への負荷も軽減することができる。しかし、ショルダ部で塑性流動材を押えないため、金属部材の表面の凹溝が大きくなるとともに、接合表面粗さが大きくなるという問題がある。また、凹溝の脇に膨出部（接合前に比べて金属部材の表面が膨らむ部位）が形成されるという問題がある。
　他方、特許文献２には、ショルダ部と、ショルダ部から垂下する攪拌ピンとを備えた回転ツールが記載されている。ショルダ部及び攪拌ピンの外周面にはそれぞれテーパー面が形成されている。ショルダ部のテーパー面には、平面視渦巻き状の溝が形成されている。当該溝の断面形状は半円状になっている。テーパー面を設けることにより、金属部材の厚さや接合の高さ位置が変化しても安定して接合することができる。また、当該溝に塑性流動材が入り込むことにより、塑性流動材の流れを制御して好適な塑性化領域を形成できるというものである。
特開２０１３－３９６１３号公報 特許第４２１０１４８号公報
　しかし、特許文献２の従来技術であると、塑性流動材がテーパー面の溝の内部に入り込んでしまうため、溝が機能しなくなるという問題がある。また、当該溝に塑性流動材が入り込むと、塑性流動材が溝に付着した状態で摩擦攪拌されるため、被接合金属部材と付着物とが擦れ合って接合品質が低下するという問題がある。さらに、被接合金属部材の表面が粗くなり、バリが多くなるとともに、金属部材の表面の凹溝も大きくなるという問題がある。
　このような観点から、本発明は、金属部材の表面の凹溝を小さくすることができるとともに、接合表面粗さを小さく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。
　このような課題を解決するために本発明は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って前記回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンは、前記回転ツールの回転軸に対して垂直な平坦面を備えるとともに、前記平坦面から突出する突起部を備え、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピンの平坦面及び前記基端側ピンを接触させるとともに、前記突起部の先端面を前記ジャケット本体のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
　また、本発明は、底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、前記先端側ピンは、前記回転ツールの回転軸に対して垂直な平坦面を備えるとともに、前記平坦面から突出する突起部を備え、前記第一本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピンの平坦面及び前記基端側ピンを接触させるとともに、前記突起部の先端面を前記ジャケット本体のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行い、前記第二本接合工程では、前記封止体に前記先端側ピンの平坦面及び前記基端側ピンを接触させるとともに、前記ジャケット本体に前記突起部の先端面を接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする。
　かかる接合方法によれば、テーパー角度の大きい基端側ピンの外周面で封止体を押えることができるため、接合表面の凹溝を小さくすることができるとともに、凹溝の脇に形成される膨出部を無くすか若しくは小さくすることができる。階段状の段差部は浅く、かつ、出口が広いため、基端側ピンで封止体を押えても基端側ピンの外周面に塑性流動材が付着し難い。このため、接合表面粗さを小さくすることができるとともに、接合品質を好適に安定させることができる。また、先端側ピンを備えることにより深い位置まで容易に挿入することができる。また、回転ツールが突起部を備えることにより、第一突合せ部、第二突合せ部、重合部の接合強度をより高めることができる。
　また、前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成することが好ましい。
　摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域に熱収縮が発生し、液冷ジャケットの封止体側が凹となるように変形するおそれがあるが、かかる製造方法によれば、ジャケット本体及び封止体を予め凸にしておき、熱収縮を利用することで液冷ジャケットを平坦にすることができる。
　また、前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、ジャケット本体及び封止体を凸状に湾曲させて摩擦攪拌接合を行った場合でも、液冷ジャケットに形成される塑性化領域の長さ及び幅を一定にすることができる。
　また、本願第一発明において、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程に先だって、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部の少なくともいずれかを仮接合する仮接合工程を含むことが好ましい。
　また、本願第二発明において、前記第一本接合工程に先だって、前記第一突合せ部を仮接合する仮接合工程を含むことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、仮接合を行うことで第一本接合工程、第二本接合工程の際の各突合せ部の目開きを防ぐことができる。
　また、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、冷却媒体が流れる冷却板を前記底部の裏面側に設置し、前記冷却板で前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。
　また、前記冷却板の表面と前記底部の裏面とを面接触させることが好ましい。かかる製造方法によれば、冷却効率を高めることができる。
　また、前記冷却板は、前記冷却媒体が流れる冷却流路を有し、前記冷却流路は、前記第一本接合工程における前記回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えることが好ましい。
　かかる製造方法によれば、摩擦攪拌される部分を集中的に冷却できるため、冷却効率をより高めることができる。
　また、前記冷却媒体が流れる冷却流路は、前記冷却板に埋設された冷却管によって構成されていることが好ましい。かかる製造方法によれば、冷却媒体の管理を容易に行うことができる。
　また、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体と前記封止体とで構成される中空部に冷却媒体を流し、前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことが好ましい。
　かかる製造方法によれば、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮による液冷ジャケットの変形を小さくすることができる。また、冷却板等を用いずに、ジャケット本体自体を利用して冷却することができる。
　本発明に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、金属部材の表面の凹溝を小さくすることができるとともに、接合表面粗さを小さくすることができる。
本発明の実施形態に係る本接合用回転ツールを示す側面図である。 本接合用回転ツールの接合形態を示す模式断面図である。 本接合用回転ツールの拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る仮接合用回転ツールを示す側面図である。 仮接合用回転ツールの接合形態を示す模式断面図である。 本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットの斜視図である。 本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。 図６のＩ－Ｉ断面図である。 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前を示す断面図である。 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後を示す断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す平面図である。 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。 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。 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。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す図１４のＩＩ－ＩＩ断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の穿設工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の装着工程を示す断面図である。 従来の回転ツールを示す概念図である。 従来の回転ツールを示す概念図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一変形例を示す斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二変形例のテーブルを示す斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二変形例のジャケット本体及び封止体をテーブルに固定した状態を示す斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第三変形例を示す分解斜視図である。 第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第三変形例のジャケット本体及び封止体をテーブルに固定する状態を示す斜視図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットを示す分解斜視図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットを示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程前を示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の載置工程後を示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の仮接合工程を示す平面図である。 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。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第一本接合工程を示す図３０の断面図である。 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。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の第二本接合工程を示す図３２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の穿設工程を示す断面図である。 第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法の装着工程を示す断面図である。 本接合用回転ツールの第一変形例を示す断面図である。 本接合用回転ツールの第二変形例を示す断面図である。 本接合用回転ツールの第三変形例を示す断面図である。
〔第一実施形態〕
　本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケット及び液冷ジャケットの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。まずは、本実施形態で用いる本接合用回転ツール及び仮接合用回転ツールについて説明する。
　図１に示すように、本接合用回転ツールＦは、摩擦攪拌接合に用いられるツールである。本接合用回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されている。本接合用回転ツールＦは、基軸部Ｆ１と、基端側ピンＦ２と、先端側ピンＦ３とで主に構成されている。先端側ピンＦ３の先端には突起部Ｆ５が形成されている。
　基軸部Ｆ１は、円柱状を呈し、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位である。本接合用回転ツールＦの回転軸は、鉛直方向に対して傾けてもよいが、本実施形態では鉛直方向と一致している。また、鉛直方向に垂長な面を水平面と定義する。
　基端側ピンＦ２は、基軸部Ｆ１に連続し、先端に向けて先細りになっている。基端側ピンＦ２は、円錐台形状を呈する。基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａ１は適宜設定すればよいが、例えば、１３５～１６０°になっている。テーパー角度Ａ１が１３５°未満であるか、又は、１６０°を超えると摩擦攪拌後の接合表面粗さが大きくなる。テーパー角度Ａ１は、後記する先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２よりも大きくなっている。図３に示すように、基端側ピンＦ２の外周面には、階段状のピン段差部３０が高さ方向の全体に亘って形成されている。ピン段差部３０は、右回り又は左回りで螺旋状に形成されている。つまり、ピン段差部３０は、平面視して螺旋状であり、側面視すると階段状になっている。本実施形態では、回転ツールを右回転させるため、ピン段差部３０は基端側から先端側に向けて左回りに設定している。
　なお、本接合用回転ツールＦを左回転させる場合は、ピン段差部３０を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、ピン段差部３０によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。ピン段差部３０は、段差底面３０ａと、段差側面３０ｂとで構成されている。隣り合うピン段差部３０の各頂点３０ｃ，３０ｃの距離Ｚ１（水平方向距離）は、後記する段差角度Ｃ１及び段差側面３０ｂの高さＹ１に応じて適宜設定される。
　段差側面３０ｂの高さＹ１は適宜設定すればよいが、例えば、０．１～０．４ｍｍで設定されている。高さＹ１が０．１ｍｍ未満であると接合表面粗さが大きくなる。一方、高さＹ１が０．４ｍｍを超えると接合表面粗さが大きくなる傾向があるとともに、有効段差部数（被接合金属部材と接触しているピン段差部３０の数）も減少する。
　段差底面３０ａと段差側面３０ｂとでなす段差角度Ｃ１は適宜設定すればよいが、例えば、８５～１２０°で設定されている。段差底面３０ａは、本実施形態では水平面と平行になっている。段差底面３０ａは、ツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して－５°～１５°内の範囲で傾斜していてもよい（マイナスは水平面に対して下方、プラスは水平面に対して上方）。距離Ｚ１、段差側面３０ｂの高さＹ１、段差角度Ｃ１及び水平面に対する段差底面３０ａの角度は、摩擦攪拌を行う際に、塑性流動材がピン段差部３０の内部に滞留して付着することなく外部に抜けるとともに、段差底面３０ａで塑性流動材を押えて接合表面粗さを小さくすることができるように適宜設定する。
　先端側ピンＦ３は、基端側ピンＦ２に連続して形成されている。先端側ピンＦ３は円錐台形状を呈する。先端側ピンＦ３の先端は平坦な平坦面Ｆ４になっている。先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２は、基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａ１よりも小さくなっている。先端側ピンＦ３の外周面には、螺旋溝３１が刻設されている。螺旋溝３１は、右回り、左回りのどちらでもよいが、本実施形態では本接合用回転ツールＦを右回転させるため、基端側から先端側に向けて左回りに刻設されている。
　なお、本接合用回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝３１を基端側から先端側に向けて右回りに設定することが好ましい。これにより、螺旋溝３１によって塑性流動材が先端側に導かれるため、被接合金属部材の外部に溢れ出る金属を低減することができる。螺旋溝３１は、螺旋底面３１ａと、螺旋側面３１ｂとで構成されている。隣り合う螺旋溝３１の頂点３１ｃ，３１ｃの距離（水平方向距離）を距離Ｚ２とする。螺旋側面３１ｂの高さを高さＹ２とする。螺旋底面３１ａと、螺旋側面３１ｂとで構成される螺旋角度Ｃ２は例えば、４５～９０°で形成されている。螺旋溝３１は、被接合金属部材と接触することにより摩擦熱を上昇させるとともに、塑性流動材を先端側に導く役割を備えている。
　図２に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合をする際には、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で被接合金属部材（後記するジャケット本体２や封止体３）の表面を押えながら摩擦攪拌接合を行う。本接合用回転ツールＦの挿入深さは、少なくとも基端側ピンＦ２の一部が被接合金属部材の表面と接触するように設定する。本接合用回転ツールＦの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域Ｗ１（又は塑性化領域Ｗ２）が形成される。
　平坦面Ｆ４は、回転中心軸に対して垂直な平坦面である。突起部Ｆ５は、平坦面Ｆ４の中央に形成されている。突起部Ｆ５の形状は特に制限されないが、本実施形態では円柱状を呈する。
　仮接合用回転ツールＧは、図４に示すように、ショルダ部Ｇ１と、攪拌ピンＧ２とで構成されている。仮接合用回転ツールＧは、例えば工具鋼で形成されている。ショルダ部Ｇ１は、図５に示すように、摩擦攪拌装置の主軸に接続される部位であるとともに、塑性流動化した金属を押える部位である。ショルダ部Ｇ１は円柱状を呈する。ショルダ部Ｇ１の下端面は、流動化した金属が外部へ流出するのを防ぐために凹状になっている。
　攪拌ピンＧ２は、ショルダ部Ｇ１から垂下しており、ショルダ部Ｇ１と同軸になっている。攪拌ピンＧ２はショルダ部Ｇ１から離間するにつれて先細りになっている。攪拌ピンＧ２の外周面には螺旋溝Ｇ３が刻設されている。
　図５に示すように、仮接合用回転ツールＧを用いて摩擦攪拌接合をする際には、回転した攪拌ピンＧ２とショルダ部Ｇ１の下端面を被接合金属部材に挿入しつつ移動させる。仮接合用回転ツールＧの移動軌跡には摩擦攪拌された金属が硬化することにより塑性化領域Ｗが形成される。
　次に、本実施形態の液冷ジャケットについて説明する。図６に示すように、本実施形態に係る液冷ジャケット１は、ジャケット本体２と、封止体３とで構成されており、直方体を呈する。ジャケット本体２と封止体３とは摩擦攪拌接合によって一体化されている。液冷ジャケット１は、内部に中空部が形成されており、当該中空部に、例えば水等の熱輸送流体が流れるようになっている。液冷ジャケット１は、中空部に熱輸送流体を流通させて、例えば、液冷ジャケット１に装着された発熱体を冷却することができる。
　図７に示すように、ジャケット本体２は、上方が開口された箱状体である。ジャケット本体２は、底部１０と、周壁部１１と、複数の支柱１２とを含んで構成されている。ジャケット本体２は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。ジャケット本体２は、本実施形態では、封止体３と同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金鋳造材（例えば、ＪＩＳ　ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等）を用いてもよい。
　底部１０は、平面視矩形の板状を呈する。周壁部１１は、底部１０の周縁に立設されており、平面視矩形枠状を呈する。周壁部１１は、同じ板厚からなる壁部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄで構成されている。壁部１１Ａ，１１Ｂは短辺部となっており、互いに対向している。また、壁部１１Ｃ，１１Ｄは長辺部となっており、互いに対向している。底部１０及び周壁部１１の内部には凹部１３が形成されている。
　周壁部１１の端面となる周壁端面１１ａには、ジャケット本体２の周壁部１１の内周縁に沿って周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。段差底面１４ａは、周壁端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。
　支柱１２は、底部１０に立設されており、柱状を呈する。支柱１２の本数は１以上であれば何本でもよいが、本実施形態では４本形成されている。支柱１２の形状は、それぞれ同等になっている。支柱１２は、大径部１５と、大径部１５の先端に突設された小径部１６とで構成されている。大径部１５及び小径部１６は、いずれも円柱状を呈する。大径部１５と小径部１６との段差で支柱段差部１７が形成されている。
　支柱段差部１７は、段差底面１７ａと、段差底面１７ａから立ち上がる段差側面１７ｂとで構成されている。小径部１６の端面には、支柱端面１６ａが形成されている。段差底面１７ａは、周壁段差部１４の段差底面１４ａと同じ高さ位置に形成されている。また、支柱端面１６ａは、周壁端面１１ａと同じ高さ位置に形成されている。
　封止体３は、ジャケット本体２の開口部を封止する平面視矩形の板状部材である。封止体３の材料は、本実施形態では、ジャケット本体２と同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金展伸材（例えば、ＪＩＳ　Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等）を用いてもよい。封止体３は、周壁段差部１４にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。封止体３の板厚寸法は、段差側面１４ｂの高さ寸法と略同等になっている。封止体３には、支柱１２に対応する４つの孔部１９が形成されている。孔部１９は、平面視円形を呈し、小径部１６が挿入される。
　図８に示すように、液冷ジャケット１は、ジャケット本体２と封止体３とが摩擦攪拌で接合されて一体化されている。液冷ジャケット１は、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと封止体３の外周側面３ｃとが突き合わされた第一突合せ部Ｊ１及び支柱段差部１７の段差側面１７ｂと孔部１９の孔壁１９ａとが突き合わされた４つの第二突合せ部Ｊ２が摩擦攪拌によってそれぞれ接合されている。第一突合せ部Ｊ１には、塑性化領域Ｗ１が形成され、第二突合せ部Ｊ２には、塑性化領域Ｗ２が形成されている。液冷ジャケット１の内部には、熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる中空部が形成されている。
　次に、第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法（発熱体付液冷ジャケットの製造方法）について説明する。液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、固定工程と、仮接合工程と、第一本接合工程と、第二本接合工程と、穿設工程と、バリ切除工程と、装着工程とを行う。
　準備工程は、図７に示すように、ジャケット本体２及び封止体３を形成する工程である。ジャケット本体２は、例えば、ダイキャストで形成する。
　載置工程は、図９及び図１０に示すように、支柱１２の小径部１６に封止体３の孔部１９を挿通させつつジャケット本体２に封止体３を載置する工程である。封止体３の裏面３ｂは、周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱段差部１７の段差底面１７ａにそれぞれ面接触する。載置工程により、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと、封止体３の外周側面３ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は平面視矩形状を呈する。また、載置工程により、支柱段差部１７の段差側面１７ｂと孔部１９の孔壁１９ａとが突き合わされて第二突合せ部Ｊ２が形成される。第二突合せ部Ｊ２は、平面視円形状を呈する。
　固定工程では、ジャケット本体２及び封止体３をテーブル（図示省略）に固定する。ジャケット本体２及び封止体３は、クランプ等の固定治具によってテーブルに移動不能に拘束される。
　仮接合工程は、図１１に示すように、ジャケット本体２と封止体３とを仮接合する工程である。仮接合工程では、仮接合用回転ツールＧを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う。仮接合用回転ツールＧの移動軌跡には、塑性化領域Ｗが形成される。仮接合は連続的に行ってもよいし、図１１に示すように断続的に行ってもよい。仮接合用回転ツールＧは小型であるため、当該仮接合におけるジャケット本体２及び封止体３の熱変形は小さくなっている。
　第一本接合工程は、図１２及び図１３に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第一本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１上の任意の開始位置ｓ１に挿入し、本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１に沿って右回りに移動させる。つまり、本接合用回転ツールＦを封止体３の周縁に沿って右回りに一周させる。本接合用回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。
　第一本接合工程では、図１３に示すように、ジャケット本体２の周壁部１１及び封止体３に先端側ピンＦ３及び基端側ピンＦ２を接触させた状態で摩擦攪拌を行う。第一本接合工程では、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で周壁部１１の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａを押えながら摩擦攪拌接合を行う。本接合用回転ツールＦの挿入深さは、少なくとも塑性化領域Ｗ１が段差底面１４ａに達するように設定するとともに、少なくとも基端側ピンＦ２の一部が周壁部１１の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａと接触するように設定する。本実施形態では、先端側ピンＦ３が封止体３及び周壁部１１に接触し、かつ、突起部Ｆ５の先端面Ｆ６が周壁部１１のみと接触するように挿入深さを設定している。つまり、突起部Ｆ５の側面が段差底面１４ａに位置するように挿入深さを設定している。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さ位置を保った状態で第一突合せ部Ｊ１をなぞるようにして移動させる。
　本実施形態のように、本接合用回転ツールＦを封止体３の周りを右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転させることが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを封止体３の周りに左周りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転させることが好ましい。
　本接合用回転ツールＦを右回転させると進行方向左側、左回転させると進行方向右側に接合欠陥が発生する可能性があり、板厚の薄い封止体３に当該接合欠陥が形成されると水密性及び気密性が低下するおそれがある。しかし、本接合用回転ツールＦの進行方向及び回転方向を前記したように設定することで、仮に摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が形成されたとしても、比較的厚さの大きいジャケット本体２側に形成されるとともに、液冷ジャケット１の中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
　図１２に示すように、本接合用回転ツールＦを第一突合せ部Ｊ１に沿って一周させた後、開始位置ｓ１を通過させる。そして、本接合用回転ツールＦが終了位置ｅ１に達したら、本接合用回転ツールＦを上方に移動させて壁部１１Ａから本接合用回転ツールＦを離脱させる。
　本接合用回転ツールＦを壁部１１Ａから離脱させた後に、壁部１１Ａの周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａに引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａを平坦にすることができる。
　なお、本接合用回転ツールＦを周壁部１１から離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを周壁部１１の周壁端面１１ａ上で移動させつつ、本接合用回転ツールＦを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａに第一本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。
　第二本接合工程は、図１４及び図１５に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて各第二突合せ部Ｊ２に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第二本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２の任意の開始位置ｓ２に挿入し、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２に沿って左回りに移動させる。第二本接合工程によって、第二突合せ部Ｊ２には、塑性化領域Ｗ２が形成される。
　第二本接合工程では、図１５に示すように、ジャケット本体２の支柱１２及び封止体３に先端側ピンＦ３及び基端側ピンＦ２を接触させた状態で摩擦攪拌を行う。第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で支柱１２の支柱端面１６ａ及び封止体３の表面３ａを押えながら摩擦攪拌接合を行う。本実施形態では、基端側ピンＦ２の外周面の高さ方向の中央部あたりが支柱１２の支柱端面１６ａ及び封止体３の表面３ａと接触するように挿入深さを設定している。また、本接合用回転ツールＦの挿入深さは、先端側ピンＦ３を支柱１２と封止体３の両方に接触させ、かつ、突起部Ｆ５の先端面Ｆ６を支柱１２のみに接触させる。言い換えると、突起部Ｆ５の側面が段差底面１７ａに位置するように挿入深さを設定する。そして、本接合用回転ツールＦを一定の高さ位置を保った状態で第二突合せ部Ｊ２をなぞるようにして移動させる。
　なお、本接合用回転ツールＦの挿入深さは、必ずしも一定でなくてもよい。例えば、第一本接合工程と第二本接合工程とで挿入深さを変えてもよい。
　第二本接合工程では、本実施形態のように本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して左回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転させることが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転させることが好ましい。本接合用回転ツールＦの進行方向及び回転方向を前記したように設定することで、仮に摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が形成されたとしても、比較的厚さの大きい支柱１２側に形成されるとともに、液冷ジャケット１の中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
　図１４に示すように、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２に沿って一周させた後、そのまま開始位置ｓ２を通過させる。そして、第二突合せ部Ｊ２上に設定された終了位置ｅ２まで本接合用回転ツールＦを移動させ、終了位置ｅ２に達したら、本接合用回転ツールＦを上方に移動させて第二突合せ部Ｊ２から本接合用回転ツールＦを離脱させる。
　本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させた後に、第二突合せ部Ｊ２に引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、封止体３の表面３ａ及び支柱１２の支柱端面１６ａを平坦にすることができる。
　なお、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させる場合は、本接合用回転ツールＦを支柱１２の中心方向に偏移させて支柱１２上で離脱させてもよい。また、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２から離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを第二突合せ部Ｊ２上又は支柱端面１６ａ上で移動させつつ、本接合用回転ツールＦを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、封止体３の表面３ａ及び支柱１２の支柱端面１６ａに第二本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。
　穿設工程は、図１６に示すように、各支柱１２に発熱体Ｈを装着するための固定孔Ｘを形成する工程である。固定孔Ｘは、塑性化領域Ｗ２の一部を貫いて支柱１２に達するように形成する。
　バリ切除工程では、第一本接合工程、第二本接合工程及び穿設工程によってジャケット本体２及び封止体３の表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体２及び封止体３の表面をきれいに仕上げることができる。
　装着工程は、図１７に示すように、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈを装着する工程である。発熱体Ｈを装着する場合は、発熱体ＨのフランジＨ１に形成された貫通孔と固定孔Ｘとを連通させつつ、ネジ等の取付部材Ｍで固定する。取付部材Ｍは、支柱１２に達する位置まで挿入する。
　なお、本実施形態では封止体３側に固定孔Ｘを形成し、封止体３側に発熱体Ｈを装着したが、底部１０に支柱１２に達する固定孔Ｘを形成し、底部１０側に発熱体Ｈを装着してもよい。発熱体Ｈは、封止体３及び底部１０の少なくともいずれか一方に装着されればよい。また、本実施形態では、固定孔Ｘを形成したが、固定孔Ｘを形成せずに取付部材Ｍで発熱体Ｈを固定してもよい。
　次に、本実施形態の作用効果について説明する。
　図１８に示すように、従来の本接合用回転ツール１００であると、ショルダ部で被接合金属部材１１０の表面を押えないため凹溝（被接合金属部材の表面と塑性化領域の表面とで構成される凹溝）が大きくなるとともに、接合表面粗さが大きくなるという問題がある。また、凹溝の脇に膨出部（接合前に比べて被接合金属部材の表面が膨らむ部位）が形成されるという問題がある。一方、図１９の従来の本接合用回転ツール１０１のように、本接合用回転ツール１０１のテーパー角度βを本接合用回転ツール１００のテーパー角度αよりも大きくすると、本接合用回転ツール１００に比べて被接合金属部材１１０の表面を押えることはできるため、凹溝は小さくなり、膨出部も小さくなる。しかし、下向きの塑性流動が強くなるため、塑性化領域の下部にキッシングボンドが形成されやすくなる。
　これに対し、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、本接合用回転ツールＦは、基端側ピンＦ２と、基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａ１よりもテーパー角度が小さい先端側ピンＦ３を備えた構成になっている。これにより、ジャケット本体２及び封止体３に本接合用回転ツールＦを挿入しやすくなる。また、先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２が小さいため、ジャケット本体２及び封止体３の深い位置まで本接合用回転ツールＦを容易に挿入することができる。また、先端側ピンＦ３のテーパー角度Ａ２が小さいため、本接合用回転ツール１０１に比べて下向きの塑性流動を抑えることができる。このため、塑性化領域Ｗ１，Ｗ２の下部にキッシングボンドが形成されるのを防ぐことができる。一方、基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａ１は大きいため、従来の回転ツールに比べ、ジャケット本体２及び封止体３の厚さや接合の高さ位置が変化しても安定して接合することができる。
　また、基端側ピンＦ２の外周面で塑性流動材を押えることができるため、接合表面に形成される凹溝を小さくすることができるとともに、凹溝の脇に形成される膨出部を無くすか若しくは小さくすることができる。また、階段状のピン段差部３０は浅く、かつ、出口が広いため、塑性流動材を段差底面３０ａで押さえつつ塑性流動材がピン段差部３０の外部に抜けやすくなっている。そのため、基端側ピンＦ２で塑性流動材を押えても基端側ピンＦ２の外周面に塑性流動材が付着し難い。よって、接合表面粗さを小さくすることができるとともに、接合品質を好適に安定させることができる。
　また、封止体３が支柱１２で支持されるとともに、封止体３と支柱１２とが摩擦攪拌接合されるため液冷ジャケット１の耐変形性を高めることができる。また、本実施形態によれば、支柱１２が液冷ジャケット１内の中空部内に配置されるため、支柱１２の外周面にも熱輸送流体が接触するようになる。したがって、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈから支柱１２に伝達される熱を効率よく排出することができる。つまり、発熱体Ｈを液冷ジャケット１に固定する取付部材Ｍを介しての熱リークを防ぐことができる。また、発熱体Ｈが固定される支柱１２がジャケット本体２の内部に配置されるため、液冷ジャケット１の小型化を図ることができる。
　また、第一本接合工程では、先端側ピンＦ３の平坦面Ｆ４は周壁部１１と封止体３の両方に接触するとともに、突起部Ｆ５の先端面Ｆ６は周壁部１１のみに接触するように本接合用回転ツールＦの挿入深さを設定する。突起部Ｆ５周りの金属は突起部Ｆ５によって上方に巻き上げられるとともに平坦面Ｆ４で押さえられる。これにより、突起部Ｆ５周りをより確実に摩擦攪拌できるとともに、第一突合せ部Ｊ１及び段差底面１４ａと封止体３の裏面３ｂとの重合面の酸化皮膜を確実に分断することができる。よって、第一突合せ部Ｊ１の接合強度をより高めることができる。
　また、第二本接合工程では、先端側ピンＦ３の平坦面Ｆ４は支柱１２と封止体３の両方に接触するとともに、突起部Ｆ５の先端面Ｆ６は支柱１２のみに接触するように本接合用回転ツールＦの挿入深さを設定する。突起部Ｆ５周りの金属は突起部Ｆ５によって上方に巻き上げられるとともに平坦面Ｆ４で押さえられる。これにより、突起部Ｆ５周りをより確実に摩擦攪拌できるとともに、第二突合せ部Ｊ２及び段差底面１７ａと封止体３の裏面３ｂとの重合面の酸化皮膜を確実に分断することができる。よって、第二突合せ部Ｊ２の接合強度をより高めることができる。
　また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、先端側ピンＦ３及び基端側ピンＦ２のみをジャケット本体２及び封止体３に挿入するため、回転ツールのショルダ部を押し込む場合に比べて摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるとともに、本接合用回転ツールＦの操作性も良好となる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の深い位置を接合することができる。
　また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、第一本接合工程の前に仮接合工程を行うことで、第一本接合工程及び第二本接合工程を行う際に、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の各目開きを防ぐことができる。
　また、本実施形態では、封止体３の表面３ａに支柱１２（支柱端面１６ａ）が露出しているため、固定孔Ｘを穿設する穿設工程及び発熱体Ｈを装着する装着工程を容易に行うことができる。また、支柱１２と発熱体Ｈとを直接接触させることができるため、冷却効率をより高めることができる。
　以上、本発明の第一実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、第一突合せ部Ｊ１、第二突合せ部Ｊ２の順番で本接合工程を行ったが、先に第二突合せ部Ｊ２を摩擦攪拌接合してもよい。また、第一本接合工程及び第二本接合工程において、ジャケット本体２の内部に冷却媒体を流してジャケット本体２及び封止体３を冷却しながら摩擦攪拌接合を行ってもよい。これにより、摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。また、かかる方法によれば、別途冷却板、冷却手段等を用いずに、ジャケット本体２及び封止体３自体を利用して冷却することができる。
　また、支柱１２の平断面形状は本実施形態では円形としたが、楕円形又は他の多角形であってもよい。
　また、第一実施形態では仮接合用回転ツールＧを用いて仮接合を行ったが、本接合用回転ツールＦを用いて仮接合を行ってもよい。これにより、回転ツールを交換する手間を省略することができる。また、仮接合工程は、第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２の少なくとも一方に行えばよい。また、仮接合工程は、溶接によって行ってもよい。
〔第一変形例〕
　次に、第一実施形態の第一変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２０に示すように、第一変形例では、冷却板を用いて仮接合工程、第一本接合工程及び第二本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第一変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
　図２０に示すように、第一変形例では、固定工程を行う際に、ジャケット本体２をテーブルＫに固定する。テーブルＫは、直方体を呈する基板Ｋ１と、基板Ｋ１の四隅に形成されたクランプＫ３と、基板Ｋ１の内部に配設された冷却管ＷＰによって構成されている。テーブルＫは、ジャケット本体２を移動不能に拘束するとともに、特許請求の範囲の「冷却板」として機能する部材である。
　冷却管ＷＰは、基板Ｋ１の内部に埋設される管状部材である。冷却管ＷＰの内部には、基板Ｋ１を冷却する冷却媒体が流通する。冷却管ＷＰの配設位置、つまり、冷却媒体が流れる冷却流路の形状は特に制限されないが、第一変形例では第一本接合工程における本接合用回転ツールＦの移動軌跡に沿う平面形状になっている。即ち、平面視した際に、冷却管ＷＰと第一突合せ部Ｊ１とが略重なるように冷却管ＷＰが配設されている。
　第一変形例の仮接合工程、第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２をテーブルＫに固定した後、冷却管ＷＰに冷却媒体を流しながら摩擦攪拌接合を行う。これにより、摩擦攪拌の際の摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。また、第一変形例では、平面視した場合に、冷却流路と第一突合せ部Ｊ１（仮接合用回転ツールＧ及び本接合用回転ツールＦの移動軌跡）とが重なるようになっているため、摩擦熱が発生する部分を集中的に冷却できる。これにより、冷却効率を高めることができる。また、冷却管ＷＰを配設して冷却媒体を流通させるため、冷却媒体の管理が容易となる。また、テーブルＫ（冷却板）とジャケット本体２とが面接触するため、冷却効率を高めることができる。
　なお、テーブルＫ（冷却板）を用いてジャケット本体２及び封止体３を冷却するとともに、ジャケット本体２の内部にも冷却媒体を流しつつ摩擦攪拌接合を行ってもよい。
〔第二変形例〕
　次に、第一実施形態の第二変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２１及び図２２に示すように、第二変形例では、ジャケット本体２の表面側及び封止体３の表面３ａが凸状となるように湾曲させた状態で第一本接合工程及び第二本接合工程を行う点で第一実施形態と相違する。第二変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
　図２１に示すように、第二変形例では、テーブルＫＡを用いる。テーブルＫＡは、直方体を呈する基板ＫＡ１と、基板ＫＡ１の中央に形成されたスペーサＫＡ２と、基板ＫＡ１の四隅に形成されたクランプＫＡ３とで構成されている。スペーサＫＡ２は、基板ＫＡ１と一体でも別体でもよい。
　第二変形例の固定工程では、仮接合工程を行って一体化したジャケット本体２及び封止体３をクランプＫＡ３によってテーブルＫＡに固定する。図２２に示すように、ジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫＡに固定すると、ジャケット本体２の底部１０、周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａが上方に凸状となるように湾曲する。より詳しくは、ジャケット本体２の壁部１１Ａの第一辺部２１、壁部１１Ｂの第二辺部２２、壁部１１Ｃの第三辺部２３及び壁部１１Ｄの第四辺部２４が曲線となるように湾曲する。
　第二変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦを用いて摩擦攪拌接合を行う。第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌接合を行う。つまり、ジャケット本体２の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａの曲面に沿って本接合用回転ツールＦの移動軌跡が曲線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Ｗ１，Ｗ２の深さ及び幅を一定にすることができる。
　摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Ｗ１，Ｗ２に熱収縮が発生し、液冷ジャケット１の封止体３側が凹状に変形するおそれがあるが、第二変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程によれば、周壁端面１１ａ及び表面３ａに引張応力が作用するようにジャケット本体２及び封止体３を予め凸状に固定しているため、摩擦攪拌接合後の熱収縮を利用することで液冷ジャケット１を平坦にすることができる。また、従来の回転ツールで本接合工程を行う場合、ジャケット本体２及び封止体３が凸状に反っていると回転ツールのショルダ部が、ジャケット本体２及び封止体３に接触し、操作性が悪いという問題がある。しかし、第二変形例によれば、本接合用回転ツールＦには、ショルダ部が存在しないため、ジャケット本体２及び封止体３が凸状に反っている場合でも、本接合用回転ツールＦの操作性が良好となる。
　なお、ジャケット本体２及び封止体３の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルＫＡからジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体２又は封止体３の変形量を検知しながら第一本接合工程及び第二本接合工程を行ってもよい。
　また、第二変形例では、第一辺部２１～第四辺部２４の全てが曲線となるようにジャケット本体２及び封止体３を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、第一辺部２１及び第二辺部２２が直線となり、第三辺部２３及び第四辺部２４が曲線となるように湾曲させてもよい。また、例えば、第一辺部２１及び第二辺部２２が曲線となり、第三辺部２３及び第四辺部２４が直線となるように湾曲させてもよい。
　また、第二変形例ではジャケット本体２又は封止体３の変形量に応じて本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さ位置を変更したが、テーブルＫＡに対する本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さを一定にして本接合工程を行ってもよい。
　また、スペーサＫＡ２は、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状となるように固定することができればどのような形状であってもよい。また、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状となるように固定することができればスペーサＫＡ２は省略してもよい。また、本接合用回転ツールＦは、例えば、先端にスピンドルユニット等を備えたロボットアームに取り付けられていてもよい。かかる構成によれば、本接合用回転ツールＦの回転中心軸を様々な角度に容易に変更することができる。
［第三変形例］
　次に、第一実施形態の第三変形例に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２３に示すように、第三変形例では、準備工程において、ジャケット本体２及び封止体３を予め表面側に凸状に湾曲するように形成する点で第一実施形態と相違する。第三変形例では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
　第三変形例に係る準備工程では、ジャケット本体２及び封止体３の表面側が凸状に湾曲するようにダイキャストで形成する。これにより、ジャケット本体２は、底部１０、周壁部１１がそれぞれ表面側に凸状となるように形成される。また、封止体３の表面３ａが凸状となるように形成される。
　図２４に示すように、第三変形例では、固定工程を行う際に、仮接合されたジャケット本体２及び封止体３をテーブルＫＢに固定する。テーブルＫＢは、直方体を呈する基板ＫＢ１と、基板ＫＢ１の中央に配設されたスペーサＫＢ２と、基板ＫＢ１の四隅に形成されたクランプＫＢ３と、基板ＫＢ１の内部に埋設された冷却管ＷＰとで構成されている。テーブルＫＢは、ジャケット本体２を移動不能に拘束するとともに、特許請求の範囲の「冷却板」として機能する部材である。
　スペーサＫＢ２は、上方に凸状となるように湾曲した曲面ＫＢ２ａと、曲面ＫＢ２ａの両端に形成され基板ＫＢ１から立ち上がる立面ＫＢ２ｂ，ＫＢ２ｂとで構成されている。スペーサＫＢ２の第一辺部Ｋａ及び第二辺部Ｋｂは曲線になっており、第三辺部Ｋｃ及び第四辺部Ｋｄは直線になっている。
　冷却管ＷＰは、基板ＫＢ１の内部に埋設される管状部材である。冷却管ＷＰの内部には、基板ＫＢ１を冷却する冷却媒体が流通する。冷却管ＷＰの配設位置、つまり、冷却媒体が流れる冷却流路の形状は特に制限されないが、第三変形例では第一本接合工程における本接合用回転ツールＦの移動軌跡に沿う平面形状になっている。即ち、平面視した際に、冷却管ＷＰと第一突合せ部Ｊ１とが略重なるように冷却管ＷＰが配設されている。
　第三変形例の固定工程では、仮接合を行って一体化したジャケット本体２及び封止体３をクランプＫＢ３によってテーブルＫＢに固定する。より詳しくは、ジャケット本体２の底部１０の裏面が曲面ＫＢ２ａと面接触するようにテーブルＫＢに固定する。ジャケット本体２をテーブルＫＢに固定すると、ジャケット本体２の壁部１１Ａの第一辺部２１、壁部１１Ｂの第二辺部２２が曲線となり、壁部１１Ｃの第三辺部２３及び壁部１１Ｄの第四辺部２４が直線となるように湾曲する。
　第三変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１及び第二突合せ部Ｊ２に対いてそれぞれ摩擦攪拌接合を行う。第一本接合工程及び第二本接合工程では、ジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方の変形量を計測しておき、本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌接合を行う。つまり、ジャケット本体２の周壁端面１１ａ及び封止体３の表面３ａに沿って本接合用回転ツールＦの移動軌跡が曲線又は直線となるように移動させる。このようにすることで、塑性化領域Ｗ１の深さ及び幅を一定にすることができる。
　摩擦攪拌接合の入熱によって塑性化領域Ｗ１，Ｗ２に熱収縮が発生し、液冷ジャケット１の封止体３側が凹状に変形するおそれがあるが、第三変形例の第一本接合工程及び第二本接合工程によれば、ジャケット本体２及び封止体３を予め凸状に形成しているため、摩擦攪拌接合後の熱収縮を利用することで液冷ジャケット１を平坦にすることができる。
　また、第三変形例では、ジャケット本体２の底部１０の凹状となっている裏面に、スペーサＫＢ２の曲面ＫＢ２ａを面接触させている。これにより、ジャケット本体２及び封止体３をより効果的に冷却しながら摩擦攪拌接合を行うことができる。摩擦攪拌接合における摩擦熱を低く抑えることができるため、熱収縮に起因する液冷ジャケット１の変形を小さくすることができる。これにより、準備工程において、ジャケット本体２及び封止体３を凸状に形成する際に、ジャケット本体２及び封止体３の曲率を小さくすることができる。
　なお、ジャケット本体２及び封止体３の変形量の計測については、公知の高さ検知装置を用いればよい。また、例えば、テーブルＫＢからジャケット本体２及び封止体３の少なくともいずれか一方までの高さを検知する検知装置が装備された摩擦攪拌装置を用いて、ジャケット本体２又は封止体３の変形量を検知しながら本接合工程を行ってもよい。
　また、第三変形例では、第一辺部２１及び第二辺部２２が曲線となるようにジャケット本体２及び封止体３を湾曲させたがこれに限定されるものではない。例えば、球面を具備するスペーサＫＢ２を形成し、当該球面にジャケット本体２の底部１０の裏面が面接触するようにしてもよい。この場合は、テーブルＫＢにジャケット本体２を固定すると、第一辺部２１～第四辺部２４のすべてが曲線となる。
　また、第三変形例ではジャケット本体２又は封止体３の変形量に応じて本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さ位置を変更したが、テーブルＫＢに対する本接合用回転ツールＦの先端側ピンＦ３の高さを一定にして本接合工程を行ってもよい。
〔第二実施形態〕
　次に、本発明の第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法について説明する。図２５に示すように、第二実施形態では、支柱１２に支柱段差部が形成されていない点で第一実施形態と相違する。第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法では、第一実施形態と相違する点を中心に説明する。
　第二実施形態に係る液冷ジャケット１Ａは、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとで構成されている。ジャケット本体２Ａは、上方が開放された箱状体である。ジャケット本体２Ａは、底部１０と、周壁部１１と、複数の支柱１２とを含んで構成されている。ジャケット本体２Ａは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の摩擦攪拌可能な金属から適宜選択される。ジャケット本体２Ａは、本実施形態では、封止体３Ａと同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金鋳造材（例えば、ＪＩＳ　ＡＣ４Ｃ，ＡＤＣ１２等）を用いてもよい。底部１０は、平面視矩形を呈する。周壁部１１は、同じ板厚からなる壁部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄで構成されている。
　周壁部１１の周壁端面１１ａには、ジャケット本体２Ａの開口部の周縁に沿って周壁段差部１４が形成されている。周壁段差部１４は、段差底面１４ａと、段差底面１４ａから立ち上がる段差側面１４ｂとで構成されている。段差底面１４ａは、周壁端面１１ａから一段下がった位置に形成されている。
　支柱１２は、底部１０に立設されており、円柱状を呈する。支柱１２の本数は１以上であれば何本でもよいが、本実施形態では４本形成されている。支柱１２の形状はそれぞれ同等になっている。支柱１２の端面である支柱端面１２ａは、周壁段差部１４の段差底面１４ａと同じ高さ位置に形成されている。
　封止体３Ａは、平面視矩形を呈する板状部材である。封止体３Ａの材料は、本実施形態では、ジャケット本体２Ａと同じ材種のアルミニウム合金で形成されているが、アルミニウム合金展伸材（例えば、ＪＩＳ　Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等）を用いてもよい。封止体３Ａは、周壁段差部１４にほぼ隙間なく載置される大きさで形成されている。封止体３Ａの板厚寸法は、段差側面１４ｂの高さ寸法と略同等になっている。
　図２６に示すように、液冷ジャケット１Ａは、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとが摩擦攪拌によって接合されて一体化されている。液冷ジャケット１Ａは、周壁段差部１４の段差側面１４ｂ（図２５参照）と封止体３Ａの外周側面３ｃとが突き合わされた第一突合せ部Ｊ１及び封止体３Ａの裏面３ｂと支柱１２の支柱端面１２ａとが重ね合わされた４つの重合部Ｊ３とが摩擦攪拌によってそれぞれ接合されている。第一突合せ部Ｊ１には、塑性化領域Ｗ１が形成され、重合部Ｊ３には塑性化領域Ｗ２が形成されている。液冷ジャケット１Ａの内部には、熱を外部に輸送する熱輸送流体が流れる中空部が形成されている。
　次に、第二実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法（発熱体付液冷ジャケットの製造方法）について説明する。液冷ジャケットの製造方法では、準備工程と、載置工程と、固定工程と、仮接合工程と、第一本接合工程と、第二本接合工程と、穿設工程と、バリ切除工程と、装着工程とを行う。
　準備工程は、図２５に示すように、ジャケット本体２Ａと、封止体３Ａとを形成する工程である。ジャケット本体２Ａは、例えば、ダイキャストで形成する。
　載置工程は、図２７及び図２８に示すように、ジャケット本体２Ａに封止体３Ａを載置する工程である。封止体３Ａの裏面３ｂは、周壁段差部１４の段差底面１４ａ及び支柱１２の支柱端面１２ａにそれぞれ面接触する。載置工程により、周壁段差部１４の段差側面１４ｂと、封止体３Ａの外周側面３ｃとが突き合わされて第一突合せ部Ｊ１が形成される。第一突合せ部Ｊ１は平面視矩形状を呈する。また、載置工程により、封止体３Ａの裏面３ｂと支柱１２の支柱端面１２ａとが重ね合わされて重合部Ｊ３が形成される。重合部Ｊ３は、平面視円形状を呈する。
　固定工程では、ジャケット本体２Ａをテーブル（図示省略）に固定する。ジャケット本体２Ａは、クランプ等の固定治具によってテーブルに移動不能に拘束される。
　仮接合工程は、図２９に示すように、ジャケット本体２Ａと封止体３Ａとを仮接合する工程である。仮接合工程は、第一実施形態と同等であるため説明を省略する。
　第一本接合工程は、図３０及び図３１に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて第一突合せ部Ｊ１に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第一本接合工程は、第一実施形態と同等であるため、説明を省略する。
　第二本接合工程は、図３２及び図３３に示すように、本接合用回転ツールＦを用いて各重合部Ｊ３に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。第二本接合工程では、右回転させた本接合用回転ツールＦを封止体３Ａの表面３ａから開始位置ｓ２に挿入し、本接合用回転ツールＦを支柱１２の外周縁に沿って左回りに相対移動させる。第二本接合工程によって、重合部Ｊ３には、塑性化領域Ｗ２が形成される。
　第二本接合工程では、図３３に示すように、封止体３Ａに先端側ピンＦ３を接触させた状態で摩擦攪拌を行うとともに、封止体３Ａに基端側ピンＦ２を接触させた状態で摩擦攪拌を行う。第二本接合工程では、本接合用回転ツールＦの基端側ピンＦ２の外周面で封止体３Ａの表面３ａを押えながら摩擦攪拌接合を行う。また、先端側ピンＦ３の平坦面Ｆ４が封止体３のみに接触するとともに、突起部Ｆ５の先端面Ｆ６が支柱１２に接触するように本接合用回転ツールＦの挿入深さを設定する。突起部Ｆ５周りの金属は突起部Ｆ５によって上方に巻き上げられるとともに平坦面Ｆ４で押さえられる。これにより、突起部Ｆ５周りをより確実に摩擦攪拌できるとともに、重合部Ｊ３の酸化皮膜を確実に分断することができる。よって、重合部Ｊ３の接合強度をより高めることができる。
　なお、本接合用回転ツールＦの挿入深さは、必ずしも一定でなくてもよい。例えば、第一本接合工程と第二本接合工程とで挿入深さを変えてもよい。
　第二本接合工程では、本実施形態のように本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して左回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを右回転させることが好ましい。一方、本接合用回転ツールＦを支柱１２に対して右回りに移動させる場合は、本接合用回転ツールＦを左回転することが好ましい。本接合用回転ツールＦの移動方向及び回転方向を前記したように設定することで、仮に摩擦攪拌接合に伴う接合欠陥が形成されたとしても、比較的厚さの大きい支柱１２側に形成されるともに、液冷ジャケット１Ａの中空部から遠い位置に形成されるため、水密性及び気密性の低下を抑制することができる。
　図３２に示すように、本接合用回転ツールＦを重合部Ｊ３に沿って一周させた後、開始位置ｓ２を通過させる。そして、封止体３Ａ上に設定された終了位置ｅ２まで本接合用回転ツールＦを移動させ、終了位置ｅ２に達したら本接合用回転ツールＦを上方に移動させて封止体３Ａから本接合用回転ツールＦを離脱させる。
　本接合用回転ツールＦを重合部Ｊ３から離脱させた後に、封止体３Ａに引抜跡が残存する場合は、当該引抜跡を補修する補修工程を行ってもよい。補修工程は、例えば、肉盛溶接を行って当該引抜跡に溶接金属を埋めて補修することができる。これにより、封止体３Ａの表面３ａを平坦にすることができる。
　なお、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａから離脱させる場合は、本接合用回転ツールＦを支柱１２の中心方向に偏移させて封止体３Ａ上で離脱させてもよい。また、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａから離脱させる場合は、例えば、本接合用回転ツールＦを封止体３Ａ上で移動させつつ、本接合用回転ツールＦを徐々に上方に移動させて、本接合用回転ツールＦの挿入深さが徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすることで、封止体３Ａに第二本接合工程後の引抜跡が残存しないか、もしくは引抜跡を小さくすることができる。
　穿設工程は、図３４に示すように、封止体３Ａと支柱１２とに連通し、発熱体Ｈを固定するための固定孔Ｘを形成する工程である。固定孔Ｘは、塑性化領域Ｗ２の一部を貫いて支柱１２に達するように形成する。
　バリ切除工程は、第一本接合工程、第二本接合工程及び穿設工程によってジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａの表面に露出するバリを切除する。これにより、ジャケット本体２Ａ及び封止体３Ａの表面をきれいに仕上げることができる。
　装着工程は、図３５に示すように、取付部材Ｍを介して発熱体Ｈを装着する工程である。発熱体Ｈを装着する場合は、発熱体ＨのフランジＨ１に形成された貫通孔と固定孔Ｘとを連通させつつ、ネジ等の取付部材Ｍで固定する。取付部材Ｍは、支柱１２に達する位置まで挿入する。
　なお、本実施形態では封止体３Ａ側に固定孔Ｘを形成し、封止体３Ａに発熱体Ｈを固定したが、底部１０に底部１０及び支柱１２に連通する固定孔を形成し、底部１０に発熱体Ｈを固定してもよい。発熱体Ｈは、封止体３Ａ及び底部１０の少なくともいずれか一方に装着されればよい。また、本実施形態では、固定孔Ｘを形成したが、固定孔Ｘを形成せずに取付部材Ｍで発熱体Ｈを固定してもよい。
　以上説明した液冷ジャケットの製造方法によっても第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。第一実施形態では第二突合せ部Ｊ２（図１２参照）が封止体３に露出していたが、第二実施形態では突合せ部が露出しない形態となっている。しかし、第二実施形態のように重合部Ｊ３を封止体３Ａの上から摩擦攪拌することで、封止体３と支柱１２とを接合することができる。また、第二実施形態では、封止体３Ａに孔部を設けず、また支柱１２に支柱段差部も形成しないため、容易に製造することができる。
　また、本実施形態に係る液冷ジャケットの製造方法によれば、基端側ピンＦ２及び先端側ピンＦ３を封止体３Ａに挿入するため、回転ツールのショルダ部を押し込む場合に比べて摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるとともに、本接合用回転ツールＦの操作性も良好となる。また、摩擦攪拌装置にかかる負荷を軽減することができるため、摩擦攪拌装置に大きな負荷がかからない状態で、第一突合せ部Ｊ１の深い位置を接合することができるとともに、深い位置にある重合部Ｊ３を接合することができる。
　また、第二本接合工程では、本実施形態のように支柱１２の外周縁の内側を一周以上摩擦攪拌することで、水密性及び気密性を高めることができる。なお、第二本接合工程の本接合用回転ツールＦの移動ルートは、支柱１２に対して本接合用回転ツールＦを必ずしも一周以上させる必要はなく、塑性流動材が液冷ジャケット１Ａの内部に流出しないように設定するとともに、少なくとも重合部Ｊ３の一部が摩擦攪拌接合されるように設定してもよい。
　以上本発明の第二実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、第二実施形態において、前記した第一変形例～第三変形例の製造方法を採用して液冷ジャケット１Ａを製造してもよい。
　以上本発明の実施形態及び変形例について説明したが、適宜設計変更が可能である。例えば、ジャケット本体及び封止体の少なくともいずれかにフィンを形成してもよい。また、第一本接合工程では、第一突合せ部Ｊ１に沿って本接合用回転ツールＦを二周させてもよい。また、第一本接合工程と第二本接合工程で用いる回転ツールは、異なるものを用いてもよい。また、各実施形態では、発熱体Ｈを具備する液冷ジャケットの製造方法に本発明を適用したが、発熱体Ｈを具備しない液冷ジャケットの製造方法に対しても本発明を適用することができる。この場合には、穿設工程や装着工程を省略することができる。
　本発明の本接合用回転ツールＦは、適宜設計変更が可能である。図３６は、本発明の本接合用回転ツールの第一変形例を示す側面図である。図３６に示すように、第一変形例に係る本接合用回転ツールＦａでは、ピン段差部３０の段差底面３０ａと段差側面３０ｂとのなす段差角度Ｃ１が８５°になっている。段差底面３０ａは、水平面と平行である。このように、段差底面３０ａは水平面と平行であるとともに、段差角度Ｃ１は、摩擦攪拌中にピン段差部３０内に塑性流動材が滞留して付着することなく外部に抜ける範囲で鋭角としてもよい。
　図３７は、本発明の本接合用回転ツールの第二変形例を示す側面図である。図３７に示すように、第二変形例に係る本接合用回転ツールＦｂでは、ピン段差部３０の段差角度Ｃ１が１１５°になっている。段差底面３０ａは水平面と平行になっている。このように、段差底面３０ａは水平面と平行であるとともに、ピン段差部３０として機能する範囲で段差角度Ｃ１が鈍角となってもよい。
　図３８は、本発明の本接合用回転ツールの第三変形例を示す側面図である。図３８に示すように、第三変形例に係る本接合用回転ツールＦｃでは、段差底面３０ａがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面に対して１０°上方に傾斜している。段差側面３０ｂは、鉛直面と平行になっている。このように、摩擦攪拌中に塑性流動材を押さえることができる範囲で、段差底面３０ａがツールの回転軸から外周方向に向かって水平面よりも上方に傾斜するように形成されていてもよい。上記の本接合用回転ツールの第一～第三変形例によっても、本実施形態と同等の効果を奏することができる。
　１　　　　液冷ジャケット
　１Ａ　　　液冷ジャケット
　２　　　　ジャケット本体
　２Ａ　　　ジャケット本体
　３　　　　封止体
　３Ａ　　　封止体
　３ａ　　　表面
　３ｂ　　　裏面
　３ｃ　　　外周側面
　１０　　　底部
　１１　　　周壁部
　１１Ａ　　壁部
　１１Ｂ　　壁部
　１１Ｃ　　壁部
　１１Ｄ　　壁部
　１１ａ　　周壁端面
　１２　　　支柱
　１２ａ　　支柱端面
　１３　　　凹部
　１４　　　周壁段差部
　１４ａ　　段差底面
　１４ｂ　　段差側面
　１６ａ　　支柱端面
　１７　　　支柱段差部
　１７ａ　　段差底面
　１７ｂ　　段差側面
　Ｆ　　　　本接合用回転ツール（回転ツール）
　Ｆａ　　　本接合用回転ツール
　Ｆｂ　　　本接合用回転ツール
　Ｆｃ　　　本接合用回転ツール
　Ｆ１　　　基軸部
　Ｆ２　　　基端側ピン
　Ｆ３　　　先端側ピン
　３０　　　ピン段差部
　３０ａ　　段差底面
　３０ｂ　　段差側面
　３１　　　螺旋溝
　Ａ１　　　テーパー角度（基端側ピンの）
　Ａ２　　　テーパー角度
　Ｃ１　　　段差角度
　Ｃ２　　　螺旋角度
　Ｚ１　　　距離（基端側ピンの）
　Ｚ２　　　距離
　Ｙ１　　　高さ（段差側面の）
　Ｙ２　　　高さ
　Ｇ　　　　仮接合用回転ツール
　Ｊ１　　　第一突合せ部
　Ｊ２　　　第二突合せ部
　Ｊ３　　　重合部
　Ｋ　　　　テーブル（冷却板）
　Ｍ　　　　取付部材
　Ｗ１　　　塑性化領域
　Ｗ２　　　塑性化領域
　ＷＰ　　　冷却管

Claims (11)

  1. 　底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記支柱の先端が挿入される孔部を備えるとともに前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
    　前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成し、且つ前記支柱の支柱端面を前記周壁部の周壁端面と同一の高さ位置に形成するとともに、前記支柱の先端の外周に段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する支柱段差部を形成する準備工程と、
    　前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
    　前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
    　前記支柱段差部の段差側面と前記孔部の孔壁とが突き合わされた第二突合せ部に沿って前記回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
    　前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、
    　前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、
    　前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、
    　前記先端側ピンは、前記回転ツールの回転軸に対して垂直な平坦面を備えるとともに、前記平坦面から突出する突起部を備え、
    　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピンの平坦面及び前記基端側ピンを接触させるとともに、前記突起部の先端面を前記ジャケット本体のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
  2. 　底部、前記底部の周縁から立ち上がる周壁部及び前記底部から立ち上がる支柱を有するジャケット本体と、前記ジャケット本体の開口部を封止する封止体とで構成され、前記ジャケット本体と前記封止体とを摩擦攪拌で接合する液冷ジャケットの製造方法であって、
    　前記周壁部の内周縁に、段差底面と当該段差底面から立ち上がる段差側面とを有する周壁段差部を形成するとともに、前記支柱の支柱端面を前記周壁段差部の段差底面と同一の高さ位置に形成する準備工程と、
    　前記ジャケット本体に前記封止体を載置する載置工程と、
    　前記周壁段差部の段差側面と前記封止体の外周側面とが突き合わされた第一突合せ部に沿って回転ツールを一周させて摩擦攪拌を行う第一本接合工程と、
    　前記支柱の支柱端面と前記封止体の裏面とが重ね合わされた重合部に対して前記回転ツールを移動させて摩擦攪拌を行う第二本接合工程と、を含み、
    　前記回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備える摩擦攪拌用の本接合用回転ツールであって、
    　前記基端側ピンのテーパー角度は、前記先端側ピンのテーパー角度よりも大きくなっており、
    　前記基端側ピンの外周面には階段状のピン段差部が形成されており、
    　前記先端側ピンは、前記回転ツールの回転軸に対して垂直な平坦面を備えるとともに、前記平坦面から突出する突起部を備え、
    　前記第一本接合工程では、前記ジャケット本体及び前記封止体に前記先端側ピンの平坦面及び前記基端側ピンを接触させるとともに、前記突起部の先端面を前記ジャケット本体のみに接触させた状態で摩擦攪拌を行い、
    　前記第二本接合工程では、前記封止体に前記先端側ピンの平坦面及び前記基端側ピンを接触させるとともに、前記ジャケット本体に前記突起部の先端面を接触させた状態で摩擦攪拌を行うことを特徴とする液冷ジャケットの製造方法。
  3. 　前記準備工程では、前記ジャケット本体をダイキャストで形成するとともに前記底部が表面側に凸となるように形成し、かつ、前記封止体が表面側に凸となるように形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  4. 　前記ジャケット本体の変形量を予め計測しておき、前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程において、前記回転ツールの挿入深さを前記変形量に合わせて調節しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項３に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  5. 　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程に先だって、前記第一突合せ部及び前記第二突合せ部の少なくともいずれかを仮接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  6. 　前記第一本接合工程に先だって、前記第一突合せ部を仮接合する仮接合工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  7. 　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、冷却媒体が流れる冷却板を前記底部の裏面側に設置し、前記冷却板で前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  8. 　前記冷却板の表面と前記底部の裏面とを面接触させることを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  9. 　前記冷却板は、前記冷却媒体が流れる冷却流路を有し、
    　前記冷却流路は、前記第一本接合工程における前記回転ツールの移動軌跡に沿う平面形状を備えることを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  10. 　前記冷却媒体が流れる冷却流路は、前記冷却板に埋設された冷却管によって構成されていることを特徴とする請求項７に記載の液冷ジャケットの製造方法。
  11. 　前記第一本接合工程及び前記第二本接合工程では、前記ジャケット本体と前記封止体とで構成される中空部に冷却媒体を流し、前記ジャケット本体及び前記封止体を冷却しながら摩擦攪拌を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液冷ジャケットの製造方法。
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