傳熱板的制造方法

傳熱板的制造方法
【專利摘要】一種傳熱板的制造方法，通過摩擦攪拌能容易地制造出平坦性高的傳熱板。該傳熱板的制造方法包括：閉塞蓋槽工序，在該工序中，將蓋板配置于蓋槽，該蓋槽形成于凹槽的周圍，該凹槽開口于基底構件(2)的表面側；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著所述蓋槽的側壁與所述蓋板的側面的對接部移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使矯正用旋轉工具(G)在基底構件(2)的背面(Zb)側移動而進行摩擦攪拌，在該制造方法中，在所述矯正工序中所形成的塑性化區域的體積量比在所述接合工序中所形成的塑性化區域的體積量還少。
【專利說明】 傳熱板的制造方法
[0001]本發明專利申請是國際申請號為PCT/JP2009/050132，國際申請日為2009年I月8日，進入中國國家階段的申請號為200980106125.X，名稱為“傳熱板的制造方法”的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種例如用于熱交換器、加熱設備或冷卻設備的傳熱板的制造方法。【背景技術】
[0003]與熱交換、應加熱或冷卻的對象物接觸或接近配置的傳熱板是使供例如高溫液體或冷卻水等熱介質循環的熱介質用管貫穿其主體即基底構件而形成的。
[0004]該傳熱板的制造方法，例如已知有專利文獻I所記載的方法。圖28是表示通過專利文獻I的傳熱板的制造方法所形成的傳熱板的剖視圖。專利文獻I的傳熱板100包括:具有開口于表面的截面呈矩形的蓋槽106和開口于蓋槽106的底面的凹槽108的基底構件102 ;插入凹槽108的熱介質用管116 ；以及插入蓋槽106的蓋板110。傳熱板100是沿著蓋槽106的兩側壁與蓋板110的兩側面對接的各對接部J、J進行摩擦攪拌接合而形成的。藉此，在傳熱板100的對接部J、J分別形成有塑性化區域W、W。
[0005]通過專利文獻I的傳熱板的制造方法所形成的傳熱板100存在以下問題:由于僅從基底構件102的表面側進行摩擦攪拌，當由于熱收縮而使塑性化區域W、W縮小時，傳熱板
會產生彎曲。
[0006]作為解決該問題的方法，在專利文獻2中記載有預見將產生的向上的彎曲，預先對金屬構件作用規定的向下的彎曲后進行摩擦攪拌的方法。
[0007]此外，作為解決該問題的方法，在專利文獻3中記載有將彎曲的金屬構件固定于摩擦攪拌裝置，將旋轉工具按壓于該金屬構件的彎曲位置，使該按壓位置進行塑性流動而除去彎曲的方法。
[0008]專利文獻1:日本專利特開2004-314115號公報
[0009]專利文獻2:日本專利特開2001-87871號公報
[0010]專利文獻3:日本專利特開2006-102777號公報
[0011]發明的公開
[0012]發明所要解決的技術問題
[0013]但是，在使用專利文獻2的方法時，存在對金屬構件預先形成彎曲的作業繁雜的問題。此外，在專利文獻3的方法中，當進行摩擦攪拌的區域變大時，進行摩擦攪拌的面產生熱收縮，在該面上可能產生凹狀的彎曲，其結果是，有時無法消除金屬構件的彎曲。
[0014]從上述觀點出發，本發明提供一種傳熱板的制造方法，該制造方法能消除金屬構件的彎曲并能容易地制造出平坦性高的傳熱板。
[0015]解決技術問題所采用的技術方案
[0016]解決該問題的本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:閉塞蓋槽工序，在該工序中，將蓋板配置于蓋槽，該蓋槽形成于凹槽的周圍，該凹槽開口于基底構件的表面側；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的對接部做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使用矯正用旋轉工具從上述基底構件的背面側進行摩擦攪拌，在該制造方法中，在上述矯正工序中所形成的塑性化區域的體積量比在上述接合工序中所形成的塑性化區域的體積量還少。
[0017]此外，本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:熱介質用管插入工序，在該工序中，將熱介質用管插入凹槽，該凹槽形成于蓋槽的底面，該蓋槽開口于基底構件的表面側；閉塞蓋槽工序，在該工序中，將蓋板配置于上述蓋槽；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的對接部做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使用矯正用旋轉工具從上述基底構件的背面側進行摩擦攪拌，在該制造方法中，在上述矯正工序中所形成的塑性化區域的體積量比在上述接合工序中所形成的塑性化區域的體積量還少。
[0018]根據該制造方法，由于還從基底構件的背面側進行摩擦攪拌，因此，能消除由于在表面進行摩擦攪拌而產生的彎曲，能容易地提高傳熱板的平坦性。此外，在上述矯正工序中所形成的塑性化區域的體積量比在上述接合工序中所形成的塑性化區域的體積量還少，因此，能進一步提高所制造的傳熱板的平坦性。對于其根據以實施例做說明。
[0019]此外，最好在上述接合工序中，使因摩擦熱而流動的塑性流動材料流入空隙部，該空隙部形成于上述熱介質用管的周圍。根據該制造方法，通過使塑性流動材料流入空隙部能掩埋空隙部，因此，例如，能將從熱介質用管放出的熱有效地傳遞至周圍的基底構件及蓋板。藉此，能制造熱交換效率高的傳熱板。
[0020]此外，本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:蓋板插入工序，在該工序中，將蓋板插入開口于基底構件的表面側的凹槽；接合工序，在該接合工序中，使接合用旋轉工具沿著上述凹槽做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使用矯正用旋轉工具從上述基底構件的背面側進行摩擦攪拌，在該制造方法中，在上述矯正工序中所形成的塑性化區域的體積量比在上述接合工序中所形成的塑性化區域的體積量還少。
[0021]此外，本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:熱介質用管插入工序，在該工序中，將熱介質用管插入開口于基底構件的表面側的凹槽；蓋板插入工序，在該工序中，將蓋板插入上述凹槽；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著上述凹槽做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使用矯正用旋轉工具從上述基底構件的背面側進行摩擦攪拌，在該制造方法中，在上述矯正工序中所形成的塑性化區域的體積量比在上述接合工序中所形成的塑性化區域的體積量還少。
[0022]根據該制造方法，由于還從基底構件的背面側進行摩擦攪拌，因此能消除因在表面進行的摩擦攪拌所產生的彎曲，能容易地提高傳熱板的平坦性。此外，在上述矯正工序中所形成的塑性化區域的體積量比在上述接合工序中所形成的塑性化區域的體積量還少，因此，能進一步提高所制造的傳熱板的平坦性。對于其根據以實施例做說明。
[0023]此外，在上述接合工序中，利用上述接合用旋轉工具的按壓力將上述蓋板按壓于上述熱介質用管的上部，并使上述蓋板的至少上部和上述基底構件塑性流動。
[0024]根據該制造方法，由于利用蓋構件按壓熱介質用管的上部而進行摩擦攪拌，因此能減少熱介質用管周邊的空隙，從而能提高熱交換效率。[0025]此外，在上述矯正工序中，上述矯正用旋轉工具的軌跡的平面形狀最好相對于上述基底構件的中心而形成大致點對稱。此外，在上述矯正工序中，上述矯正用旋轉工具的軌跡的平面形狀最好與上述基底構件的外緣的形狀大致相似。此外，在上述矯正工序中，上述矯正用旋轉工具的軌跡的平面形狀最好與形成于上述基底構件的表面側的上述接合用旋轉工具的軌跡的平面形狀大致相同。此外，在上述矯正工序中，上述矯正用旋轉工具的軌跡的全長最好與形成于上述基底構件的表面側的上述接合用旋轉工具的軌跡的全長大致相同。
[0026]根據該制造方法，能平衡地消除傳熱板的表面側和背面側的彎曲，因此能進一步提高傳熱板的平坦性。
[0027]此外，在上述矯正工序中，上述矯正用旋轉工具的軌跡的全長最好比形成于上述基底構件的表面側的上述接合用旋轉工具的軌跡的全長還短。此外，在上述矯正工序中使用的上述矯正用旋轉工具的肩部的外徑比在上述接合工序中使用的上述接合用旋轉工具的肩部的外徑還小。此外，在上述矯正工序中使用的上述矯正用旋轉工具的銷的長度最好比在上述接合工序中使用的上述接合用旋轉工具的銷的長度還短。
[0028]根據該制造方法，由于能將矯正工序中的塑性化區域的體積量設定成比上述接合工序中的塑性化區域的體積量還低，因此能提高所制造的傳熱板的平坦性。
[0029]此外，上述基底構件的厚度最好在上述接合用旋轉工具的肩部的外徑的1.5倍以上。此外，上述基底構件的厚度最好在上述接合用旋轉工具的銷的長度的3倍以上。
[0030]根據該制造方法，由于基底構件對應于接合用旋轉工具的各部位的大小具有足夠的厚度，因此能進一步提高傳熱板的平坦性。
[0031]此外，在上述基底構件是俯視呈多邊形的情況下，最好在上述矯正工序中包括利用上述矯正用旋轉工具對上述基底構件的角部進行摩擦攪拌的角部摩擦攪拌工序。
[0032]根據該制造方法，能消除在基底構件的角部產生的彎曲，從而能提高傳熱板的平坦性。
[0033]此外，在上述熱介質用管的內部具有加熱器的情況下，最好包括在上述矯正工序后對上述加熱器通電，從而使上述傳熱板退火的退火工序。
[0034]根據該制造方法，能消除殘留在塑性化區域的內部應力，從而能消除傳熱板的彎曲。
[0035]此外，最好包括在上述矯正工序之后、對上述基底構件的背面側進行面切削加工的面切削工序，并使上述面切削加工的深度比上述矯正用旋轉工具的銷的長度還大。根據該制造方法，能使傳熱板的背面形成平滑狀。
[0036]此外，本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:閉塞蓋槽工序，在該工序中，將蓋板插入于蓋槽，該蓋槽形成于凹槽的周圍，該凹槽開口于基底構件的表面側；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的對接部做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在上述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在上述接合工序中所形成的朝上述基底構件的背面側凸出的彎曲。
[0037]此外，本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:熱介質用管插入工序，在該工序中，將熱介質用管插入凹槽，該凹槽形成于蓋槽的底面，該蓋槽開口于基底構件的表面側；閉塞蓋槽工序，在該工序中，將蓋板插入于上述蓋槽；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著上述蓋槽的側壁與上述蓋板的側面的對接部做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在上述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在上述接合工序中所形成的朝上述基底構件的背面側凸出的彎曲。
[0038]根據該制造方法，在矯正工序中，使彎曲力矩作用從而在上述基底構件的表面側產生拉伸應力，藉此，來矯正在上述接合工序中所形成的朝上述基底構件的背面側凸出的彎曲，能進一步提高傳熱板的平坦性，并能較容易地制造傳熱板。
[0039]此外，在上述接合工序中，最好使因摩擦熱而流動的塑性流動材料流入形成于上述熱介質用管的周圍的空隙部。根據該制造方法，能減小形成于傳熱板內部的空隙部，因此，能制造熱交換效率高的傳熱板。
[0040]此外，本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:蓋板插入工序，在該工序中，將蓋板插入開口于基底構件的表面側的凹槽；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著上述凹槽做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在上述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在上述接合工序中所形成的朝上述基底構件的背面側凸出的彎曲。
[0041]此外，本發明的傳熱板的制造方法的特征是，包括:熱介質用管插入工序，在該工序中，將熱介質用管插入開口于基底構件的表面側的凹槽；蓋板插入工序，在該工序中，將蓋板插入上述凹槽；接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著上述凹槽做相對移動而進行摩擦攪拌；以及矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在上述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在上述接合工序中所形成的朝上述基底構件的背面側凸出的彎曲。
[0042]根據該制造方法，在矯正工序中，使彎曲力矩作用，從而在上述基底構件的表面側產生拉伸應力，藉此，來矯正在上述接合工序中所形成的朝上述基底構件的背面側凸出的彎曲，能進一步提高傳熱板的平坦性，并能較容易地制造傳熱板。
[0043]此外，在上述接合工序中，最好利用上述接合用旋轉工具的按壓力使上述蓋板按壓上述熱介質用管的上部，并對上述蓋板的至少上部和上述基底構件進行摩擦攪拌。
[0044]根據該制造方法，通過使蓋板按壓熱介質用管并進行摩擦攪拌，能減小形成于熱介質用管的周圍的空隙部，因此，能制造熱交換效率高的傳熱板。
[0045]此外，在上述矯正工序中，最好通過進行按壓上述基底構件的推壓矯正、使用榔頭等沖擊工具沖擊上述基底構件的沖擊矯正、或在上述基底構件上使滾子構件旋轉的滾子矯正來矯正上述彎曲。
[0046]此外，最好在進行矯正工序時，配置抵接于上述基底構件的背面側的中央附近的第一輔助構件，并將抵接于上述基底構件的表面側的周緣附近的第二輔助構件及第三輔助構件配置成隔著上述第一輔助構件位于兩側，在該狀態下，通過推壓矯正、沖擊矯正或滾子矯正來矯正上述彎曲。
[0047]根據該制造方法，對基底構件強制地施加按壓力，使基底構件從朝背面側凸出的狀態變成朝表面側凸出的狀態，使基底構件強制地朝彎曲的相反側撓曲，因此能矯正彎曲。此外，通過配置輔助構件，能提高推壓矯正、沖擊矯正或滾子矯正的作業性。
[0048]此外，上述各輔助構件最好使用比上述基底構件的硬度還低的材料。根據該制造方法，在通過推壓矯正、沖擊矯正或滾子矯正進行按壓時，能不損傷基底構件地進行矯正。[0049]此外，最好包括在上述矯正工序之后，對上述傳熱板進行退火的退火工序。
[0050]此外，最好在上述熱介質用管的內部配置加熱器，并包括在上述矯正工序后對上述加熱器通電，從而對上述傳熱板進行退火的退火工序。根據該制造方法，能除去殘留在塑性化區域的內部應力，從而能除去傳熱板的彎曲。
[0051]發明效果
[0052]根據本發明的傳熱板的制造方法，能容易地制造平坦性高的傳熱板。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0053]圖1是表示第一實施方式的傳熱板的圖，圖1a是立體圖，圖1b是圖1a的1_1線首1J視圖。
[0054]圖2是表示第一實施方式的傳熱板的圖，圖2a是分解立體圖，圖2b是分解剖視圖。
[0055]圖3是表示第一實施方式的傳熱板的制造方法的剖視圖，圖3a表示槽形成工序，圖3b表示熱介質用管插入工序，圖3c表示閉塞蓋槽工序。
[0056]圖4a是表示接合用旋轉工具的側視圖，圖4b是表示矯正用旋轉工具的側視圖。
[0057]圖5是表示第一實施方式的傳熱板的制造方法中，進行接合工序之前的立體圖。
[0058]圖6是階段性地表示第一實施方式的傳熱板的制造方法中的接合工序的俯視圖。
[0059]圖7是表示第一實施方式的傳熱板的制造方法中，進行接合工序之后的圖，圖7a是立體圖，圖7b是連接地點c及地點f的線的剖視圖。
[0060]圖8a是表示第一實施方式的傳熱板的制造方法中的矯正工序的立體圖，圖8b是表不矯正工序的俯視圖。
[0061]圖9是表示第二實施方式的傳熱板的剖視圖，圖9a是概略剖視圖，圖9b是表示摩擦攪拌后的剖視圖。
[0062]圖10是表示第三實施方式的傳熱板的剖視圖。
[0063]圖11是表示第四實施方式的傳熱板的立體圖。
[0064]圖12是表示第四實施方式的傳熱板的分解立體圖。
[0065]圖13是表示第四實施方式的傳熱板的分解剖視圖。
[0066]圖14a是表示第四實施方式的傳熱板的制造方法中的接合工序的立體圖，圖14b是圖14a的I1-1I線剖視圖。
[0067]圖15是表示第四實施方式的傳熱板的制造方法中，進行接合工序后的圖，圖15a是立體圖，圖15b是連接地點c及地點f的線的剖視圖。
[0068]圖16a是表示第四實施方式的傳熱板的制造方法中的矯正摩擦攪拌工序的俯視圖，圖16b是表示角部摩擦攪拌工序的俯視圖。
[0069]圖17是表示在圖16的II1-1II線剖面中，第四實施方式的傳熱板的制造方法的面切削工序的圖。
[0070]圖18是第五實施方式的傳熱板的剖視圖。
[0071]圖19是表不第六實施方式的傳熱板的表面側的俯視圖。
[0072]圖20是表示第六實施方式的傳熱板的背面側的俯視圖。
[0073]圖21是傳熱板的背面側的俯視圖，圖21a表示第一變形例，圖21b表示第二變形例，圖21c表示第三變形例，圖21d表示第四變形例，圖21e表示第五變形例，圖21f表示第六變形例。
[0074]圖22表示第七實施方式的推壓矯正的準備階段的立體圖。
[0075]圖23是表示第七實施方式的推壓矯正的側視圖，圖23a是表示推壓前的圖，圖23b是表示推壓中的圖。
[0076]圖24是表示第七實施方式的推壓矯正的按壓位置的俯視圖。
[0077]圖25是表不第七實施方式的滾子矯正的圖，圖25a是立體圖，圖25b是表不推壓前的側視圖，圖25c是表示推壓中的側視圖。
[0078]圖26是表示實施例中的基底構件的圖，圖26a是表面側的立體圖，圖26b是背面側的俯視圖。
[0079]圖27是表示實施例中，在摩擦攪拌表面側后，使背面側朝向上方時的側視圖。
[0080]圖28是表示現有的傳熱板的剖視圖。
[0081](符號說明)
[0082]I?傳熱板
[0083]2?基底構件
[0084]6?蓋槽
[0085]8?凹槽
[0086]10?蓋板
[0087]20?熱介質用管
[0088]F?接合用旋轉工具
[0089]G?矯正用旋轉工具
[0090]J?對接部
[0091]P?推壓裝置
[0092]Q?空隙部
[0093]Rl?滾子
[0094]R2?滾子
[0095]Tl?第一輔助構件
[0096]T2?第二輔助構件
[0097]T3?第三輔助構件
[0098]W?塑性化區域
[0099]Za?表面
[0100]Zb?背面
[0101]Zc?側面
【具體實施方式】
[0102]第一實施方式
[0103]對本發明的最佳實施方式參照附圖做詳細說明。首先，對通過本實施方式的制造方法所制造的傳熱板I做說明。在本實施方式中，以傳熱板I做為加熱板(heat plate)的情況為例做說明。[0104]如圖1a及圖1b所示，傳熱板I主要包括俯視觀察呈矩形的厚板狀的基底構件2、埋設于基底構件2內部的熱介質用管20、配置于凹設在基底構件2的槽的蓋板10。基底構件2與蓋板10的對接部Jl、J2分別通過摩擦攪拌而接合。該傳熱板I被貫穿熱介質用管20的未圖示的微加熱器等加熱而使用。
[0105]基底構件2起到將在熱介質用管20中流動的熱介質的熱傳遞至外部的作用，或者是將外部的熱傳遞至在熱介質用管20中流動的熱介質的作用。如圖2a及圖2b所示，基底構件2是俯視觀看呈正方形的長方體，在本實施方式中，使用厚度為30mm?120mm的組件。基底構件2例如由鋁、鋁合金、銅、銅合金、鈦、鈦合金、鎂、鎂合金等可摩擦攪拌的金屬材料構成。在基底構件2的表面Za上，凹設有蓋槽6，在蓋槽6的底面的中央凹設有寬度比蓋槽6的寬度還窄的凹槽8。
[0106]蓋槽6是供蓋板10配置的部分，俯視觀察呈馬蹄狀并以一定的寬度及深度連續形成。蓋槽6的截面呈矩形,并具有從蓋槽6的底面6c垂直豎立的側壁6a、6b。
[0107]凹槽8是供熱介質用管20插入的部分，在蓋槽6的底面6c的中央部分，橫跨蓋槽6的全長而形成。凹槽8是朝上方開口的截面呈U字形的槽，在下端形成有半圓形的底面
7。凹槽8的開口部分的寬度以與底面7的直徑大致相同的寬度A形成。此外，蓋槽6的寬度以槽寬E形成，凹槽8的深度以深度C形成。
[0108]如圖2a及圖2b所示，熱介質用管20是具有截面呈圓形的中空部18的圓筒管。熱介質用管20在本實施方式中由銅構成，俯視觀察呈馬蹄狀。由于熱介質用管20的外徑B與凹槽8的寬度A及凹槽8的深度C大致相等，因此，當將熱介質用管20配置于凹槽8時，熱介質用管20的下半部與凹槽8的底面7面接觸，且熱介質用管20的上端與蓋槽6的底面6c位于相同的高度。
[0109]在本實施方式中，在熱介質用管20中貫穿有微加熱器，但在其它的例子中，也可使冷卻水、冷卻氣體、高溫液或高溫氣體等熱介質循環，將熱介質的熱傳遞至基底構件2及蓋板10，或將基底構件2及蓋板10的熱傳遞至熱介質。
[0110]在本實施方式中，熱介質用管20的截面呈圓形，但其截面也可呈多邊形。此外，在本實施方式中，熱介質用管20使用銅，但也可使用其它材料。此外，熱介質用管20并非必須設置，也可使熱介質直接流入凹槽8。
[0111]如圖2a及圖2b所示，蓋板10形成與基底構件2的蓋槽6的截面大致相同的矩形斷面，具有上表面11、下表面12、側面13a及側面13b，形成為俯視觀察呈馬蹄狀。在本實施方式中，蓋板10以與基底構件2相同的組成而形成。蓋板100的厚度以蓋厚H形成。此夕卜，由于蓋板10的寬度與蓋槽6的槽寬E大致相同，因此，當將蓋板10配置于蓋槽6時,蓋板10的側面13a、13b分別與蓋槽6的側壁6a、6b面接觸，或者隔著微小的間隙相對。此外，蓋板10的下表面12與熱介質用管20的上端接觸。
[0112]此外，在本實施方式中，使凹槽8與熱介質用管20的下半部面接觸，且使熱介質用管20的上端與蓋板10的下表面12接觸，但不限定于此。此外，在本實施方式中，蓋槽6、凹槽8、蓋板10及熱介質用管20形成為俯視觀察呈馬蹄狀，但并不限定于此，也可根據傳熱板I的用途而做適當的設計。
[0113]接著，對傳熱板I的制造方法做說明。
[0114]本實施方式的傳熱板I的制造方法包括(I)槽形成工序、(2)熱介質用管插入工序、⑶閉塞蓋槽工序、⑷接合工序、(5)矯正工序、(6)退火工序。
[0115](I)槽形成工序
[0116]如圖3a所示，在槽形成工序中，在基底構件2的表面Za以規定的寬度及深度形成蓋槽6及凹槽8。槽形成工序例如使用公知的端銑等方式，通過切削加工進行。
[0117](2)熱介質用管插入工序
[0118]如圖3b所示，在熱介質用管插入工序中，將熱介質用管20插入在槽形成工序中所形成的凹槽8。
[0119](3)閉塞蓋槽工序
[0120]如圖3c所示，在閉塞蓋槽工序中，將蓋板10配置于蓋槽6而閉塞蓋槽6。在此，在蓋槽6與蓋板10對接的面中，蓋槽6與蓋板10的內緣對接的部分為對接部J1，蓋槽6與蓋板10的外緣對接的部分為對接部J2。
[0121](4)接合工序
[0122]在接合工序中，使接合用旋轉工具F沿對接部Jl、J2進行摩擦攪拌。在本實施方式中，接合工序包括摩擦攪拌對接部Jl的第一接合工序及摩擦攪拌對接部J2的第二接合工序。
[0123]在此，對于在本實施方式中的接合工序中所使用的接合用旋轉工具F及后述的矯正工序中所使用的矯正用旋轉工具G做詳細的說明。
[0124]如圖4a所示，接合用旋轉工具F由工具鋼等比基底構件2還硬質的金屬材料所構成，包括呈圓柱狀的肩部Fl及突設于該肩部Fl的下端面Fll的攪拌銷(探針)F2。接合用旋轉工具F的尺寸、形狀對應于基底構件2的材質、厚度等而設定即可，但至少比后述的矯正工序中所使用的矯正用旋轉工具G (參照圖4b)還大型。
[0125]肩部Fl的下端面Fll是推壓塑性流動的金屬而防止其朝周圍飛散的部位，在本實施方式中，形成為凹面狀。雖然肩部Fl的外徑X1的大小并無特別限制，但在本實施方式中，比矯正用旋轉工具G的肩部Gl的外徑Y1還大。
[0126]攪拌銷F2從肩部Fl的下端面Fll的中央垂下，在本實施方式中，形成為前端細的圓錐臺狀。此外，在攪拌銷F2的周面形成有刻設成螺旋狀的攪拌翼。雖然攪拌銷F2的外徑的大小并無特別限制，但在本實施方式中，最大外徑(上端徑)X2比矯正用旋轉工具G的攪拌銷G2的最大外徑(上端徑)Y2還大，且最小外徑(下端徑)X3比攪拌銷G2的最小外徑(下端徑)Y3還大。攪拌銷F2的長度La形成為比矯正用旋轉工具G的攪拌銷G2的長度Lb (參照圖4b)還大。
[0127]在此，圖4a所示的基底構件2的厚度t最好是攪拌銷F2的長度La的3倍以上。此外，基底構件2的厚度t最好是肩部Fl的外徑X1的1.5倍以上。根據上述設定，由于相對于接合用旋轉工具F的大小，能充分確保基底構件2的厚度，因此，能減輕進行摩擦攪拌時產生的彎曲。
[0128]圖4b所示的矯正用旋轉工具G由工具鋼等比基底構件2還硬質的金屬材料構成，包括呈圓柱狀的肩部Gl及突設于該肩部Gl的下端面Gll的攪拌銷(探針)G2。
[0129]肩部Gl的下端面Gll與接合用旋轉工具F相同，形成為凹面狀。攪拌銷G2從肩部Gl的下端面Gll的中央垂下，在本實施方式中，形成為前端細的圓錐臺狀。此外，在攪拌銷G2的周面形成有刻設成螺旋狀的攪拌翼。[0130]如圖5、圖6a及圖6b所示，在第一接合工序中，沿著基底構件2與蓋板10的對接部Jl進行摩擦攪拌。
[0131]首先，將開始位置Smi設定于基底構件2的表面Za的任意位置，將接合用旋轉工具F的攪拌銷F2壓入(按壓)于基底構件2。在本實施方式中，開始位置Smi位于基底構件2的外緣附近，且設定于對接部Jl的附近。在接合用旋轉工具F的肩部Fl的一部分接觸于基底構件2的表面Za后，使接合用旋轉工具F朝對接部Jl的起點Si做相對移動。然后，如圖6所示，在到達起點Si之后，使接合用旋轉工具F不脫離，而依此狀態沿著對接部Jl移動。
[0132]在接合用旋轉工具F到達對接部Jl的終點el之后，使接合用旋轉工具F依此狀態移動至開始位置Smi側，在設定于任意位置的結束位置Emi使接合用旋轉工具F脫離。
[0133]開始位置Sm1、起點S1、結束位置Emi及終點el并不限定于本實施方式的位置，但最好位于基底構件2的外緣附近且位于對接部Jl的附近。
[0134]接著，如圖6b及圖6c所示，在第二接合工序中，沿著基底構件2與蓋板10的對接部J2進行摩擦攪拌。
[0135]首先，將開始位置Sm2設定于基底構件2的表面Za的任意地點h，將接合用旋轉工具F的攪拌銷F2壓入(按壓)于基底構件2。在接合用旋轉工具F的肩部Fl的一部分接觸于基底構件2的表面Za之后，使接合用旋轉工具F朝對接部J2的起點s2做相對移動。然后，在到達起點s2之后，使接合用旋轉工具F不脫離而依此狀態沿著對接部J2移動。
[0136]在接合用旋轉工具F到達對接部J2的終點e2之后，使接合用旋轉工具F依此狀態移動至地點f側，在設定于地點f的結束位置Em2使接合用旋轉工具F脫離。
[0137]開始位置Sm2及結束位置Em2并不限定于本實施方式的位置，最好是基底構件2的外緣的角部。藉此，在結束位置Em2殘存沖孔的情況下，能對角部進行切削加工而除去。
[0138]如圖6c所示，通過第一接合工序及第二接合工序，沿著對接部Jl及對接部J2形成有表面塑性化區域Wl(Wla、Wlb)。藉此，熱介質用管20被基底構件2及蓋板10密閉。此夕卜，如圖1b所示，在本實施方式中，由于表面塑性化區域Wl的深度形成為與蓋槽6的側壁6a、6b(參照圖2b)的高度大致相等，因此，能對對接部Jl及對接部J2的深度方向的整體進行摩擦攪拌。藉此，能提高傳熱板I的氣密性。
[0139]圖7是表示本實施方式的接合工序后的傳熱板I的立體圖。傳熱板I通過接合工序而形成有表面塑性化區域Wl。由于表面塑性化區域Wl因熱收縮而縮小，因此，在傳熱板I的表面Za側，壓縮應力從基底構件2的各角部側朝中心側作用。藉此，傳熱板I的表面Za側可能下凹地彎曲(撓曲)。特別是傳熱板I的表面Za的地點a?地點j中，在傳熱板I的四角的地點a、c、f、h中，其彎曲的影響有顯著表現的傾向。地點j表示傳熱板I的中心地點。
[0140](5)矯正工序
[0141]在矯正工序中，使用矯正用旋轉工具G，從基底構件2的背面Zb進行摩擦攪拌。矯正工序是為了消除在上述接合工序中所產生的彎曲而進行的工序。在本實施方式中，矯正工序包括:配置突出材的突出材配置工序；以及對基底構件2的背面Zb進行摩擦攪拌的矯正摩擦攪拌工序。
[0142]如圖8所示，在突出材配置工序中，配置對后述的矯正摩擦攪拌工序的開始位置及結束位置進行設定的突出材31。在本實施方式中，突出材31呈長方體，由與基底構件2相同的組成形成。突出材31以覆蓋基底構件2的側面Zc的一部分的方式與側面Zc抵接。此外，通過焊接突出材31的兩側面與基底構件2的側面Zc來對突出材31進行臨時接合。突出材31的表面最好與基底構件2的背面Zb齊平。
[0143]如圖8a及圖8b所示，在矯正摩擦攪拌工序中，使用矯正用旋轉工具G對基底構件2的背面Zb進行摩擦攪拌。在矯正摩擦攪拌工序中，以與接合工序大致相同的壓入量進行摩擦攪拌。在本實施方式中，矯正摩擦攪拌工序的路徑設定成圍繞中心地點j’，且由矯正摩擦攪拌工序所形成的背面側塑性化區域W2相對于中心地點j’呈放射狀。地點a’、地點b’…是分別對應于基底構件2的表面Za側的地點a、地點b...(參照圖7)的背面Zb側的地點。
[0144]如圖8a所示，在矯正摩擦攪拌工序中，首先，在突出材31的表面設定開始位置Sm2，將矯正用旋轉工具G的攪拌銷G2壓入(按壓)于突出材31。在矯正用旋轉工具G的肩部Gl的一部分接觸于突出材31之后，使矯正用旋轉工具G朝基底構件2做相對移動。然后，使矯正用旋轉工具G做相對移動而進行摩擦攪拌，從而在基底構件2的背面Zb的地點f’、地點a’、地點c’及地點h’附近形成為俯視觀察呈凸狀，且在地點g’、地點d’、地點b’及地點e’附近形成為俯視觀察呈凹狀。即，如圖8b所示，形成有相對于基底構件2的中心線(點劃線)線對稱的背面塑性化區域W2。在本實施方式中，將開始位置Sm2及結束位置Em2設于突出材31，以連續軌跡的方式進行摩擦攪拌。藉此，能有效地進行摩擦攪拌。在矯正摩擦攪拌工序結束之后，切除突出材31。
[0145]在本實施方式中，矯正用旋轉工具G的軌跡、即背面側塑性化區域W2的形狀形成為圍繞中心地點j’且相對于中心地點j’大致呈放射狀，但不限定于此。關于矯正用旋轉工具G的軌跡的變化在后面敘述。
[0146]此外，在本實施方式中，矯正用旋轉工具G的軌跡的長度(背面塑性化區域W2的長度)形成為比接合用旋轉工具F的軌跡的長度(表面塑性化區域Wl的長度)還短。SP，矯正工序中的矯正用旋轉工具G的加工度設定成比接合工序中的接合用旋轉工具F的加工度還小。藉此，能提高傳熱板I的平坦性。對于該理由以實施例做說明。在此，所謂加工度表示由摩擦攪拌所形成的塑性化區域的體積量。
[0147]此外，在本實施方式的矯正工序中，配置了突出材，但也可通過矯正摩擦攪拌工序中的摩擦攪拌的路徑的設定而不設置突出材。
[0148](6)退火工序
[0149]在退火工序中，通過使傳熱板I退火而除去傳熱板I的內部應力。在本實施方式中，在熱介質用管20中，例如對微加熱管通電而進行退火。藉此，能除去傳熱板I的內部應力，能防止傳熱板I使用時的變形。
[0150]根據以上說明的本實施方式的制造方法，即便由于在接合工序中產生的熱收縮使傳熱板I彎曲，通過對基底構件2的背面Zb也進行摩擦攪拌，能消除在表面Za所產生的彎曲，并能容易地提高傳熱板I的平坦性。即，由于形成于基底構件2的背面Zb的背面塑性化區域W2因熱收縮而縮小，因此，在傳熱板I的背面Zb側，壓縮應力從基底構件2的各角部側朝中心側作用。藉此，能消除因正式接合工序所形成的彎曲，能提高傳熱板I的平坦性。
[0151]此外，由于在本實施方式的矯正工序中，使矯正用旋轉工具G以連續軌跡的方式移動，因此能提高作業效率。
[0152]第二實施方式
[0153]即便在上述第一實施方式中，在接合工序進行摩擦攪拌，也會在熱介質用管20的周圍形成空隙(參照圖1)。在此，如圖9a及圖9b所示的第二實施方式所述，也可使塑性流動材流入形成于熱介質用管20周圍的空隙部來掩埋該空隙部。
[0154]S卩，如圖9所示，將蓋槽6及蓋板10的寬度設定成比上述第一實施方式還小，并使對接部Jl及對接部J2位于熱介質用管20的附近。然后，通過使接合用旋轉工具F以規定的深度壓入而進行摩擦攪拌，能使塑性流動材流入形成于熱介質用管20周圍的空隙部Q、Q0藉此，如圖％所示，由于熱介質用管20的周圍被塑性化的金屬密閉，因此能形成傳熱性高的傳熱板I’。
[0155]而且，使塑性流動材流動多少至空隙部Q對應于接合用旋轉工具F的大小及壓入量、蓋槽6及蓋板10的形狀而適當地設定即可。對于其它的制造工序，由于與第一實施方式大致相同，因此省略其詳細的說明。
[0156]第三實施方式
[0157]圖10是表示第三實施方式的剖視圖。第三實施方式的傳熱板I”除了不具有第一實施方式的熱介質用管20這點之外，其余與第一實施方式的傳熱板I相同。如傳熱板I”般，不設置熱介質用管而使熱介質直接流入凹槽8。傳熱板I”的制造方法除了不插入熱介質用管這點之外，其余與第一實施方式相同，因而省略其說明。
[0158]第四實施方式
[0159]接著，對本發明的第四實施方式做說明。在第四實施方式的說明中，對與第一實施方式重復的點做簡單的說明。在上述第一實施方式中，沿著蓋板10的兩側面分別進行摩擦攪拌，藉此，如表面塑性化區域Wl、Wl那樣，形成二條塑性化區域，從而形成傳熱板，如第四實施方式所述，也可將蓋板的寬度設定得較小，僅形成一條塑性化區域，從而形成傳熱板。
[0160]如圖11及圖12所示，第四實施方式所制造的傳熱板41主要包括俯視觀察呈正方形的厚板的基底構件2、插入凹設于基底構件2的槽的熱介質用管21、插入凹設于基底構件2的槽的蓋板42。蓋板42的上表面通過一條的摩擦攪拌而接合。
[0161]如圖12及圖13所示，在基底構件2的表面Za形成有從基底構件2的一個側面Zc起至相對的另一個側面Zd為止連續形成的凹槽43。凹槽43是供熱介質用管21及蓋板42插入的部分。凹槽43形成為截面呈U字形而俯視觀察呈蛇行狀。如圖13所示，凹槽43的側壁43a、43b之間的寬度A’形成為與熱介質用管20的外徑大致相等。此外，凹槽43的寬度A’形成為比接合用旋轉工具F的肩部Fl的外徑X1還小。凹槽43的深度以深度C’形成。
[0162]熱介質用管21是插入凹槽43的管，從基底構件2的一個側面Zc起貫穿至另一個側面Zd而形成。熱介質用管21俯視觀察呈蛇行狀，呈現與凹槽43的俯視觀察的形狀大致相同的形狀。
[0163]蓋板42是插入截面呈矩形而俯視觀察呈蛇行狀的構件即凹槽43的構件。蓋板42具有側面42a、42b及上表面42c、下表面42d。當將蓋板42插入凹槽43時，上表面42c與基底構件2的表面Za齊平，且蓋板42的側面42a、42b分別與凹槽43的側壁43a、43b面接觸或隔著微小的間隙相對。[0164]接著，對第四實施方式的制造方法做說明。
[0165]第四實施方式的傳熱板的制造方法包括(I)槽形成工序、(2)熱介質用管插入工序、(3)蓋板插入工序、(4)接合工序、(5)矯正工序、(6)面切削工序。
[0166](I)槽形成工序
[0167]如圖12及圖13所示，在槽形成工序中，在基底構件2的表面Za以規定的寬度及深度形成凹槽43。槽形成工序例如使用公知的端銑等進行。
[0168](2)熱介質用管插入工序
[0169]如圖12及圖13所示，在熱介質用管插入工序中，將熱介質用管21插入在槽形成工序中所形成的凹槽43中。
[0170](3)蓋板插入工序
[0171]如圖12及圖13所示，在蓋板插入工序中，將蓋板42插入凹槽43來閉塞凹槽43。在此，在凹槽43與蓋板42的對接面上，凹槽43的一個側壁43a與蓋板42的一個側面42a對接的部分為對接部J3，凹槽43的另一個側壁43b與蓋板42的另一個側面42b對接的部分為對接部J4。
[0172](4)接合工序
[0173]在接合工序中，使接合用旋轉工具F沿著蓋板42 (凹槽43)進行摩擦攪拌。在本實施方式中，接合工序包括配置突出材的突出材配置工序及進行摩擦攪拌的正式接合工序。
[0174]如圖14a所示，在突出材配置工序中，將一對突出材33、34分別配置于基底構件2的一個側面Zc及另一個側面Zd。突出材33、34的兩側面與基底構件2通過焊接而做臨時接合。
[0175]如圖14a及圖14b所示，在正式接合工序中，沿著蓋板42 (凹槽43)進行摩擦攪拌。將接合用旋轉工具F壓入設定于突出材33的開始位置Sm4，在肩部Fl接觸于基底構件2之后，使接合用旋轉工具F沿著蓋板42做相對移動，并連續地進行摩擦攪拌至設定于突出材34的結束位置Em4。如圖14b所示，由于接合用旋轉工具F的肩部Fl的外徑X1設定成比凹槽43的寬度A’還大，因此，當使接合用旋轉工具F沿著蓋板42的寬度方向的中心移動時，對接部J3、J4被塑性化。如此，根據本實施方式，由于能僅設定一條路徑來摩擦攪拌對接部J3、J4，因此，與第一實施方式相比，能大幅地省略作業手續。此外，由于在進行摩擦攪拌時，將接合用旋轉工具F壓入蓋板42，因此，熱介質用管21也被按壓變形。藉此，由于能減少形成于熱介質用管21周圍的空隙部Q，因此能提高傳熱板41的熱交換效率。
[0176]在正式接合工序結束之后，將突出材從基底構件2切除。
[0177]圖15a及圖15b是表不本實施方式的正式接合工序后的傳熱板41的圖。傳熱板41通過接合工序而形成有表面塑性化區域W3。由于表面塑性化區域W3因熱收縮而縮小，因此，傳熱板41可能在表面Za側形成凹狀的反向彎曲。特別是表示于傳熱板41的表面Za的地點a?地點j中，傳熱板41的四角的地點a、c、f、h的彎曲有顯著表現的傾向。地點j表示傳熱板41的中心地點。
[0178](5)矯正工序
[0179]在矯正工序中，使用矯正用旋轉工具G，從基底構件2的背面Zb進行摩擦攪拌。矯正工序是為消除在上述接合工序中產生的彎曲而進行的工序。在本實施方式中，矯正工序包括:放射線狀地進行摩擦攪拌的矯正摩擦攪拌工序；以及對基底構件2的角部進行摩擦攪拌的角部摩擦攪拌工序。
[0180]如圖16a所示，在矯正摩擦攪拌工序中，進行摩擦攪拌而形成通過中心地點j’呈放射狀的塑性化區域。即，設定摩擦攪拌的路徑，使得分別在連接地點a’與地點h’的直線上、在連接地點d’與地點e’的直線上、在連接地點f’與地點c’的直線上、在連接地點g’與地點b’的直線上分別設定摩擦攪拌的開始位置(SM5、SM6、SM7, SM8)及結束位置(EM5、EM6、EM7、EM8)，并使從各開始位置至中心地點j’的距離與從中心地點j’至各結束位置的距離相
坐寸ο
[0181]在設定矯正摩擦攪拌工序的摩擦攪拌的路徑之后，將矯正用旋轉工具G壓入各開始位置，沿著各路徑(直線)使矯正用旋轉工具G移動。在矯正摩擦攪拌工序中，以與接合工序大致相等的壓入量進行摩擦攪拌。如圖16b所示，在矯正摩擦攪拌工序中形成的背面塑性化區域W41?W44相對于中心地點j’在八個方向上放射狀地擴大。
[0182]如圖16b所示,在角部摩擦攪拌工序中,在基底構件2的地點a’、地點C’、地點f’及地點h’的各角部，進行重點的摩擦攪拌。即，在構成對應于地點a’的角部的一邊2a側設定摩擦攪拌的開始位置Sm9及結束位置Em9，在另一邊2b側設定折返位置SK9。然后，在將矯正用旋轉工具G壓入開始位置Sm9并朝折返位置Sk9移動之后，使矯正用旋轉工具G在折返位置Sk9折返，并在結束位置Em9脫離。也可以在地點C’、地點f’及地點h’的各角部進行同樣的工序。由于通過角部摩擦攪拌工序，能對特別是彎曲大的基底構件2的角部進行重點的矯正工序，因此，能進一步提聞傳熱板41的平坦性。
[0183]在本實施方式中，在角部摩擦攪拌工序中，矯正用旋轉工具G的軌跡以與各角部形成對角線正交的形式形成，但并不限于此。只需考慮角部彎曲的大小而適當地設定摩擦攪拌的路徑即可。在角部摩擦攪拌工序所形成的背面塑性化區域W45與背面塑性化區域W47、背面塑性化區域W46與背面塑性化區域W48分別相對于中心地點j’形成點對稱。藉此，能平衡地消除傳熱板41的表面Za側與背面Zb側的彎曲，從而能提高傳熱板41的平坦性。
[0184](6)面切削工序
[0185]在面切削工序中，使用公知的端銑刀等對傳熱板41的背面Zb進行面切削。如圖16b所示，在傳熱板41的背面Zb產生矯正用旋轉工具G的沖孔(未圖示)、由于壓入各旋轉工具而產生的槽(未圖示)及毛邊等。因此，通過進行面切削工序，能使傳熱板41的背面Zb形成平滑。在本實施方式中，如圖17所示，面切削加工的厚度Ma設定成比背面塑性化區域W42的厚度Wa還大。藉此，由于除去形成于基底構件2的背面Zb的背面塑性化區域W41?W44，因此，能實現基底構件2的性質的均一性。此外，由于背面塑性化區域W42等不從背面Zb露出，因此設計性等也較佳。
[0186]在本實施方式中，面切削加工的厚度設定成比背面塑性化區域的厚度還大，但并不限定于此。面切削加工的厚度例如也可設定成比矯正用旋轉工具G的攪拌銷G2的長度還大。
[0187]此外，在本實施方式中，使用具有攪拌銷G2的矯正用旋轉工具G進行矯正工序，但也可使用不具有攪拌銷G2的矯正用旋轉工具來進行矯正工序。由于利用該旋轉工具，能使背面塑性化區域的深度變淺，因此能減小面切削的厚度。藉此，由于面切削的部分較小，因此基底構件2的損耗變少，能降低成本。[0188]根據以上說明的第四實施方式，即便因接合工序造成的熱收縮使傳熱板41彎曲，也能通過在基底構件2的背面Zb進行摩擦攪拌，消除在表面Za產生的彎曲，從而能容易地提高傳熱板41的平坦性。S卩，由于形成于基底構件2的背面Zb的背面塑性化區域W41至W44因熱收縮而縮小，因此，在傳熱板41的背面Zb側，壓縮應力從基底構件2的各角部側朝中心側作用。藉此，在正式接合工序所形成的彎曲被消除，能提高傳熱板41的平坦性。
[0189]此外，根據第四實施方式，由于對蓋板42與凹槽43的對接部J3、J4以接合用旋轉工具F的一次移動來進行摩擦攪拌，因此，與第一實施方式相比，能大幅度地省略作業手續。此外，由于對基底構件2的背面Zb進行角部摩擦攪拌工序，因此能對特別是彎曲大的角部進行重點的矯正，能提高傳熱板41的平坦性。
[0190]第五實施方式
[0191]圖18是第五實施方式的傳熱板的剖視圖。第五實施方式的傳熱板51除了不具有熱介質用管這點以外，其他與第四實施方式的傳熱板41相同。如傳熱板51那樣,也可使熱介質直接流入凹槽43。傳熱板51的制造方法除了不插入熱介質用管21這點之外，其他與第四實施方式相同，因此省略其說明。
[0192]第六實施方式
[0193]圖19是表不第六實施方式的傳熱板的表面側的俯視圖。圖20是表不第六實施方式的傳熱板的背面側的俯視圖。如圖19及圖20所示的第六實施方式所述，也可設定矯正工序的摩擦攪拌路徑而使形成于傳熱板的表面Za側及背面Zb側的塑性化區域形成大致相同的形狀。第六實施方式與第四實施方式相同，將熱介質用管53及蓋板54插入形成于基底構件2的表面的凹槽，以形成一條塑性化區域W60的方式而接合。在第六實施方式中，省略與第四實施方式重復的點的說明。
[0194]圖19所示的傳熱板61主要包括中央具有開口部52的基底構件2、埋設于在基底構件2的表面Za切出的凹槽(未圖示)的熱介質用管53及閉塞凹槽的蓋板54。
[0195]熱介質用管53以俯視觀察呈中空的十字狀的方式埋設于基底構件2的內部。熱介質用管53的一端和另一端露出于基底構件2的開口部52。從出現于開口部52的熱介質用管53的一端供給熱，從另一端將熱排出而將熱傳遞至基底構件2。
[0196]蓋板54與基底構件2的對接部是通過使用接合用旋轉工具F進行與第四實施方式大致相同的工序而摩擦攪拌來接合的。藉此，在基底構件2的表面Za形成有俯視大致呈中空十字狀的表面塑性化區域W60。
[0197]—方面，如圖20所示，傳熱板61的背面Zb與表面Za相同，形成有俯視觀察呈中空十字狀的背面塑性化區域W61。該矯正工序中的摩擦攪拌的開始位置Sm及結束位置Em設定于基底構件2的任意一點。在矯正工序中，以與接合工序大致相同的壓入量進行摩擦攪拌。此外，背面塑性化區域W61是使用矯正用旋轉工具G以連續的軌跡進行摩擦攪拌而形成的。
[0198]如第六實施方式的傳熱板61那樣，也可設定摩擦攪拌的路徑以使分別形成于傳熱板61的表面Za和背面Zb的表面塑性化區域W60和背面塑性化區域W61形成大致相同的形狀。通過該接合工序及矯正工序，形成于傳熱板61的表面Za側及背面Zb側的塑性化區域的形狀大致相同，因此，能平衡地消除傳熱板61的彎曲，從而能提高平坦性。
[0199]根據第六實施方式，在基底構件2的表面Za側所進行的摩擦攪拌的軌跡的長度與在背面Zb側所進行的摩擦攪拌的軌跡的長度大致相等，但由于矯正用旋轉工具G形成為比接合用旋轉工具F還小，因此，矯正工序的加工度比接合用工序的加工度還小。
[0200]矯正工序并不限定于上述第一實施方式至第六實施方式的摩擦攪拌的路徑，而能設定成各種路徑。以下，對矯正工序中的摩擦攪拌的路徑的其它方式做說明。
[0201]第一變形例?第六變形例
[0202]矯正工序的摩擦攪拌的路徑并不限定于上述方式，以下的方式亦可。圖21是傳熱板的背面側的俯視圖，圖21a是第一變形例，圖21b是第二變形例，圖21c是第三變形例，圖21d是第四變形例，圖21e是第五變形例，圖21f是第六變形例。
[0203]圖21a及圖21b所示的第一變形例及第二變形例的矯正用旋轉工具的軌跡(背面塑性化區域W2)的特征是，均形成為圍繞基底構件2的中心地點j’。此外，第一變形例形成為與基底構件2的外形形狀相似。此外，也可如圖21b所示的第二變形例那樣，形成格子狀。
[0204]圖21c及圖21d所示的第三變形例及第四變形例的矯正用旋轉工具的軌跡(背面塑性化區域W2)的特征是均通過基底構件2的中心地點j’而形成放射狀。圖20c所示的第三變形例包含多個以中心地點j為起點、終點的環，且相對于中心地點j’形成點對稱。此夕卜，由于第三變形例以連續軌跡而形成，因此能提高作業效率。圖20d所示的第四變形例通過中心地點j’，且相對于基底構件2的對角線平行地形成。
[0205]圖20e及圖20f所示的第五變形例及第六變形例的矯正用旋轉工具的的軌跡(背面塑性化區域W2)被通過中心地點j’的直線分割成四個區域，相同形狀的四個軌跡分別獨立地形成，且隔著中心地點j’而傾斜相對的軌跡形成點對稱。只要是四個軌跡的形狀相同，則任意形狀皆可。
[0206]如以上說明所述，矯正工序只需對應于在基底構件2所進行的接合工序的摩擦攪拌的軌跡而適當地設定摩擦攪拌的路徑即可。
[0207]在本實施方式的說明中，對基底構件2是俯視觀察呈正方形的例子做了說明，但其它形狀亦可。
[0208]第七實施方式
[0209]在上述第一實施方式至第六實施方式的矯正工序中，使用矯正用旋轉工具G對基底構件2的背面Zb進行摩擦攪拌來做彎曲的矯正，但并不限定于此。在第七實施方式的矯正工序中，由拉伸應力產生的彎曲力矩從傳熱板I (基底構件2)的背面Zb作用于基底構件2的表面Za側，從而矯正由上述接合工序所形成的傳熱板I的彎曲。在本實施方式的矯正工序中，只需從以下所述的推壓矯正、沖擊矯正及滾子矯正這三種方法中任選一種以上進行即可。
[0210]圖22是表示第七實施方式的推壓矯正的準備階段的立體圖。圖23是表示第七實施方式的推壓矯正的側視圖，圖23a是表示推壓前的圖，圖23b表示推壓中的圖。圖24是表示第七實施方式的推壓矯正的按壓位置的俯視圖。圖25是表示第七實施方式的滾子矯正的圖，圖25a是立體圖，圖25b是表示推壓前的側視圖，圖25c是表示推壓中的側視圖。
[0211]在第七實施方式的矯正工序中，使用第一實施方式的傳熱板I做說明。
[0212](推壓矯正)
[0213]以與上述第一實施方式相同的要領進行接合工序之后，除去因摩擦攪拌產生的毛邊，并如圖22所示，使傳熱板I的背面Zb朝向上方地翻轉，在背面Zb的中心地點j’(參照圖7b)配置板狀的第一輔助構件Tl。而且，在傳熱板I的表面Za側的四角，配置板狀的第二輔助構件T2、T2及第三輔助構件T3、T3。即，第二輔助構件T2和第三輔助構件T3隔著第一輔助構件Tl而配置于兩側。第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3是進行推壓矯正時成為抵接材或臺座的構件，也是為了避免損傷傳熱板I的構件。第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3只要是比傳熱板I軟的材料即可，例如能使用鋁合金、硬質橡膠、塑料、木材。第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3只需根據傳熱板I的力學特性及彎曲的曲率，設定能使傳熱板I朝彎曲相反的一側撓曲來矯正彎曲的足夠的厚度即可。
[0214]如圖23a及圖23b所示，在配置各輔助構件之后，使用公知的推壓裝置P，從傳熱板I的背面Zb按壓。將推壓裝置P的沖頭Pa壓抵于第一輔助構件Tl，并以規定的按壓力按壓。當利用推壓裝置P對傳熱板I施加壓力時，如圖23a及圖23b所示，第一輔助構件Tl將傳熱板I朝下側按壓，第二輔助構件T2及第三輔助構件T3將傳熱板I的兩端側朝上側按壓，因此傳熱板I上作用有彎曲力矩。由于該彎曲力矩使拉伸應力作用于傳熱板I的表面Za側，因此將傳熱板I強制地朝下側凸出撓曲。
[0215]推壓裝置的按壓力只需根據傳熱板I的厚度及材料而做適當的設定即可，如圖23b所示，最好使傳熱板I的表面Za側向下凸出，使彎曲力矩作用而在表面Za產生拉伸應力。
[0216]此外，在本實施方式中，如圖24所示，不僅對中心地點j’，也可對傳熱板I的背面Zb的地點b’、地點d’、地點e’及地點g’附近也進行按壓。在包含傳熱板I的背面Zb的各邊的中間地點即地點b’、地點d’、地點e’及地點g’的位置H2?H5配置第一輔助構件Tl，并利用推壓裝置P進行按壓。藉此，能平衡地矯正傳熱板1，并能進一步提高平坦性。
[0217]而且，在本實施方式中，推壓的位置設定于五個位置，但并不限定于此，只需對應于因接合工序所產生的傳熱板I的彎曲而適當地設定即可。
[0218](沖擊矯正)
[0219]接著，對沖擊矯正做說明。由于沖擊矯正與推壓矯正近似，因此省略具體的圖示。所謂沖擊矯正是指例如利用榔頭等沖擊工具對產生于傳熱板的彎曲進行矯正。沖擊矯正除了以榔頭等沖擊工具取代推壓裝置P對傳熱板I進行沖擊這點之外，其余與推壓矯正大致相同。
[0220]在沖擊矯正中，在與推壓矯正相同地配置輔助構件之后，參照圖23及圖24，從傳熱板I的背面Zb利用例如塑料榔頭等沖擊工具沖擊傳熱板I。由于當沖擊傳熱板I時，在傳熱板I的表面Za側產生拉伸應力，因此使傳熱板I強制地向下側凸出地撓曲(參照圖23b)。藉此，能矯正傳熱板I的彎曲而變得平坦。此外，與推壓矯正相同，根據需要沖擊傳熱板I的背面Zb的位置H2?H5 (參照圖24)，從而能平衡地矯正傳熱板I。
[0221]沖擊矯正與推壓矯正相比，由于省略了準備推壓裝置等的手續，因此能容易地進行作業。此外，沖擊矯正由于作業容易，因此對小且薄的傳熱板I是有效的。而且，最好在沖擊矯正結束之后，除去由于沖擊而產生的毛邊。此外，沖擊工具只要能沖擊傳熱板I即可，并不特別限定其種類，但最好例如是塑料榔頭。
[0222](滾子矯正)
[0223]接著，對滾子矯正做說明。以與第一實施方式相同的要領進行接合工序之后，除去因摩擦攪拌所產生的毛邊，并如圖25a所示，使傳熱板I的背面Zb朝上方翻轉，將長板狀的第一輔助構件Tl配置成通過背面Zb的中心地點j’(參照圖7b)并與縱向平行。而且，將長板狀的第二輔助構件T2及第三輔助構件T3配置成在傳熱板I的表面Za側的緣部與縱向平行。即，第二輔助構件T2、第三輔助構件T3隔著第一輔助構件Tl而配置于兩側。
[0224]然后，在第一輔助構件Tl的上側，與第一輔助構件Tl正交地配置滾子Rl，在第二輔助構件T2、第三輔助構件T3的下側與第二輔助構件T2及第三輔助構件T3正交地配置滾子R2。即，如圖25b所示，傳熱板I在上側以凸出的狀態配置于滾子R1、R2之間，經由第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3而被滾子Rl、R2夾持。
[0225]第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3是進行滾子矯正時的抵接材，也是避免使傳熱板I損傷的構件。第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3只要是比傳熱板I還軟的材料即可，例如能使用鋁合金、硬質橡膠、塑料、木材。
[0226]當滾子R1、R2相互接近而施加壓力于傳熱板I時，如圖25b及圖25c所示，第一輔助材Tl將傳熱板I朝下側按壓，第二輔助構件T2及第三輔助構件T3將傳熱板I的兩端側朝上側按壓，因此，有彎曲力矩作用于傳熱板I。由于該彎曲力矩使拉伸應力產生于傳熱板I的表面Za側，因此，將傳熱板I強制地朝下側凸出撓曲。
[0227]此外，如圖25a所示，當滾子Rl朝箭號α方向旋轉、滾子R2朝箭號β方向旋轉時，滾子Rl、R2相對于傳熱板I朝箭號Y方向(滾子傳送方向)做相對移動。此外，當滾子Rl朝箭號β方向旋轉、滾子R2朝箭號α方向旋轉時，滾子R1、R2相對于傳熱板I朝箭號δ方向(滾子傳送方向)做相對移動。
[0228]因此，作用于傳熱板I的彎曲力矩的位置伴隨該相對移動而遷移，所以，傳熱板I整體被強制性地向下側凸出撓曲。因此，通過反復進行該相對移動并往復移動，能逐漸矯正彎曲。而且，第一輔助構件Tl至第三輔助構件Τ3只需根據傳熱板I的力學特性及彎曲的曲率設定成能使傳熱板I朝彎曲相反的一側撓曲來矯正彎曲的足夠的厚度即可。
[0229]此外，也可在使滾子R1、R2沿傳熱板I的縱向旋轉而進行矯正工序后，使滾子R1、R2沿橫向旋轉。即，使第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3與橫向平行地配置，并與第一輔助構件Tl至第三輔助構件T3正交地配置滾子Rl、R2。然后，使滾子Rl、R2在橫向上往復移動。藉此，能平衡地矯正傳熱板I。
[0230]此外，在此，對使傳熱板I的背面Zb朝上來進行彎曲矯正工序做了說明，但也可不翻轉而使表面Za朝上來進行彎曲矯正工序。此時，由于上述的各構成構件是表里對稱的，因此省略其說明。
[0231]根據以上說明的第七實施方式，即使傳熱板I的表面Za由于接合工序而熱收縮使得傳熱板I彎曲，也能通過使彎曲力矩作用而在基底構件2的背面Za產生拉伸應力，從而能容易地提高傳熱板的平坦性。
[0232]實施例
[0233]接著，對本發明的實施例做說明。本發明的實施例中，如圖26a及圖26b所示，分別在俯視觀察為正方形的基底構件2的表面Za及背面Zb以畫出三個圓的方式進行摩擦攪拌，測定在表面Za側產生的彎曲的變形量和在背面Zb側產生的彎曲的變形量。S卩，在表面Za側產生的彎曲的變形量的值與在背面Zb側產生的彎曲的變形量的值愈接近，表示基底構件2的平坦性愈高。[0234]基底構件2是俯視觀察為500mmX 500mm的長方體,使用厚度為30mm、60mm兩種構件分別進行測定。基底構件2的材料是JIS規格的5052鋁合金。
[0235]摩擦攪拌的軌跡的三個圓以設定于基底構件2的中心的地點j或地點j’為中心，且在表面Za及背面Zb都以半徑rl = IOOmm(以下稱小圓)、r2 = 150mm(以下稱中圓)、r3 = 200mm(以下稱大圓)形成。摩擦攪拌的順序以小圓、中圓、大圓的順序進行。
[0236]在表面Za側及背面Zb側都使用相同大小的旋轉工具。旋轉工具的尺寸是肩部的外徑為20mm、攪拌銷的長度為10mm、攪拌銷的根部的尺寸(最大徑)為9mm、攪拌銷的前端的尺寸(最小徑)為6mm。旋轉工具的轉速設定成600rpm,傳送速度設定成300mm/min。此外，表面Za側及背面Zb側的旋轉工具的壓入量都設定為一定。如圖26所示，在表面Za側形成的塑性化區域從小圓向大圓分別為塑性化區域W21至塑性化區域W23。此外，在背面Zb側形成的塑性化區域從小圓向大圓分別為塑性化區域W31至塑性化區域W33。該實施例中的各測定結果如以下的表1~表4所示。
[0237]表1是表示基底構件的板厚為30mm，從表面側進行摩擦攪拌的情況下的測定值的表。“FSW前”表示在進行摩擦攪拌之前，中心地點j (基準j)與各地點(地點a~地點h)的高低差。“FSW后”表示以基準j為0，在進行三個圓的摩擦攪拌之后，基準j與各地點的高低差。“表面側變形量”表示各地點的(FSW后一 FSW前)的值。“表面側變形量”的最下欄表示地點a~地點h的平均值。“FSW前”及”FSW后”的負值表示位于比基準j還靠下方的位置。
[0238]表1
[0239]板厚30mm 表面(mm)
【權利要求】
1.一種傳熱板的制造方法，其特征在于，包括: 閉塞蓋槽工序，在該工序中，將蓋板插入蓋槽，該蓋槽形成于凹槽的周圍，該凹槽開口于基底構件的表面側； 接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著所述蓋槽的側壁與所述蓋板的側面的對接部做相對移動而進行摩擦攪拌；以及 矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在所述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在所述接合工序中所形成的朝所述基底構件的背面側凸出的彎曲， 在所述矯正工序中，利用沖擊工具沖擊所述基底構件來矯正所述彎曲。
2.一種傳熱板的制造方法，其特征在于，包括: 熱介質用管插入工序，在該工序中，將熱介質用管插入凹槽，該凹槽形成于蓋槽的底面，該蓋槽開口于基底構件的表面側； 閉塞蓋槽工序，在該工序中，將蓋板插入所述蓋槽； 接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著所述蓋槽的側壁與所述蓋板的側面的對接部做相對移動而進行摩擦攪拌；以及 矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在所述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在所述接合工序中所形成的朝所述基底構件的背面側凸出的彎曲， 在所述矯正工序中，利用沖擊工具沖擊所述基底構件來矯正所述彎曲。
3.如權利要求2所 述的傳熱板的制造方法，其特征在于， 在所述接合工序中，使因摩擦熱而流動的塑性流動材料流入空隙部，該空隙部形成于所述熱介質用管的周圍。
4.一種傳熱板的制造方法，其特征在于，包括: 蓋板插入工序，在該工序中，將蓋板插入開口于基底構件的表面側的凹槽； 接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著所述凹槽做相對移動而進行摩擦攪拌；以及 矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在所述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在所述接合工序中所形成的朝所述基底構件的背面側凸出的彎曲， 在所述矯正工序中，利用沖擊工具沖擊所述基底構件來矯正所述彎曲。
5.—種傳熱板的制造方法,其特征在于,包括: 熱介質用管插入工序，在該工序中，將熱介質用管插入開口于基底構件的表面側的凹槽； 蓋板插入工序，在該工序中，將蓋板插入所述凹槽； 接合工序，在該工序中，使接合用旋轉工具沿著所述凹槽做相對移動而進行摩擦攪拌；以及 矯正工序，在該工序中，使彎曲力矩作用而在所述基底構件的表面側產生拉伸應力，從而矯正在所述接合工序中所形成的朝所述基底構件的背面側凸出的彎曲， 在所述矯正工序中，利用沖擊工具沖擊所述基底構件來矯正所述彎曲。
6.如權利要求5所述的傳熱板的制造方法，其特征在于， 在所述接合工序中，利用所述接合用旋轉工具的按壓力使所述蓋板按壓所述熱介質用管的上部，并對所述蓋板的至少上部和所述基底構件進行摩擦攪拌。
7.如權利要求1、2、4及5中任一項所述的傳熱板的制造方法，其特征在于， 在所述矯正工序中，配置抵接于所述基底構件的背面側的中央附近的第一輔助構件，并將抵接于所述基底構件的表面側的周緣附近的第二輔助構件及第三輔助構件配置成隔著所述第一輔助構件位于兩側，在該狀態下，利用沖擊矯正所述彎曲。
8.如權利要求7所述的傳熱板的制造方法，其特征在于， 所述各輔助構件由比所述基底構件的硬度還低的材料形成。
9.如權利要求1、2、4及5中任一項所述的傳熱板的制造方法，其特征在于， 包括在所述矯正工序之后，對所述傳熱板進行退火的退火工序。
10.如權利要求2或5所述的傳熱板的制造方法，其特征在于， 在所述熱介質用管的內部配置加熱器，并包括在所述矯正工序后對所述加熱器通電，使所述傳熱板退火的退火工序。`
【文檔編號】F28F3/12GK103551722SQ201310419428
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2009年1月8日 優先權日:2008年2月21日
【發明者】佐藤勇人, 堀久司, 瀨尾伸城, 河本知廣 申請人:日本輕金屬株式會社