传热板的制造方法及接合方法_4

文档序号:9892800阅读:来源:国知局
底座构件2及盖板3变形。
[0126]根据第四实施方式的传热板及传热板的制造方法,能起到与第三实施方式大致相同的效果。
[0127][第五实施方式]
接着,对本发明第五实施方式的传热板的制造方法进行说明。如图14所示,在第五实施方式的传热板的制造方法中,使用底座构件22和盖板23来制造传热板。
[0128]底座构件22是平坦的板状构件。在底座构件22的正面22a上形成有凹槽30。凹槽30在上方敞开,俯视呈蜿蜒状。凹槽30的平面形状只要根据用途适当设定即可。
[0129]盖板23是平坦的板状构件。在本实施方式中,盖板23为与底座构件22大致相同的形状,但只要是至少将凹槽30整体封闭的构件即可。
[0130]在第五实施方式的传热板的制造方法中,进行准备工序、正式接合工序以及毛刺切除工序。在准备工序中,进行凹槽封闭工序、临时接合工序以及固定工序,其中,在上述临时接合工序中,将底座构件22与盖板23临时接合,在上述固定工序中,使底座构件22及盖板23的正面22a、23a侧凸出地固定于工作台K。
[0131]如图14及图15(a)所示,凹槽封闭工序是将盖板23载置于底座构件22的正面22a来覆盖凹槽30的上方的工序。在凹槽封闭工序中,将底座构件22的正面22a与盖板23的背面23b重合来形成重合部J2。
[0132]如图15(a)所示,在临时接合工序中,通过焊接将底座构件22与盖板23临时接合。临时接合沿着底座构件22与盖板23的重合部J2断续地或连续地进行。除了焊接之外,也可以使用临时接合用旋转工具G来对重合部J2进行临时接合。
[0133]如图15(b)所示,在固定工序中,将临时接合后的底座构件22及盖板23配置成使正面22a、23a侧凸出,并用夹紧件K3将四个角落固定。藉此,成为拉伸应力作用于底座构件22及盖板23的正面22a、23a的状态。
[0134]如图16所示,正式接合工序是将正式接合用旋转工具F从盖板23的正面23a插入,并在盖板23上移动来对重合部J2进行摩擦搅拌接合的工序。较为理想的是,在正式接合工序中,以使正式接合用旋转工具F的前端到达底座构件22的方式插入正式接合用旋转工具F。在正式接合用旋转工具F的移动轨迹上形成有塑性化区域W。较为理想的是,塑性化区域W与凹槽30间的距离设定成在进行正式接合工序时塑性流动材料不流入凹槽30。
[0135]另外,较为理想的是,在正式接合工序之前,预先对固定于工作台K的底座构件22及盖板23的高度方向的变形量进行测量,在正式接合工序中,一边与上述变形量相适应地调节搅拌销F2的插入深度,一边进行摩擦搅拌。也就是说,沿着盖板23的正面23a的曲面使正式接合用旋转工具F的移动轨迹呈曲线地移动。通过这样,能使塑性化区域W的深度及宽度恒定。
[0136]另外,关于底座构件22及盖板23的变形量的测量,例如,也可以一边使用安装有检测装置的摩擦搅拌装置对底座构件22及盖板23的变形量进行检测,一边进行正式接合工序,其中,上述检测装置对从工作台K到盖板23的正面23a为止的高度进行检测。在本实施方式中,也可以仅对底座构件22和盖板23中的至少任意一方的变形量进行测量。另外,在本实施方式的情况下,也可以预先从传热板21的背面侧测量底座构件22的变形量,并换算成传热板21的正面侧的变形量。
[0137]在正式接合工序结束之后,使底座构件22及盖板23脱离夹紧件K3,并静置。藉此,由于因正式接合工序而形成的塑性化区域W发生热收缩,因此,底座构件22及盖板23朝着在正面22a、23a—侧发生凹陷的方向变形。藉此,从结果上说,能使底座构件22及盖板23变得平坦。
[0138]毛刺切除工序是在正式接合工序后将在底座构件22及盖板23上产生的毛刺去除的工序。通过上述工序,完成传热板21。
[0139]根据以上说明的本实施方式的传热板的制造方法,由于在准备工序中预先在使底座构件22及盖板23的正面22a、23a侧凸出地固定的状态进行正式接合工序,因此,能利用因正式接合工序而产生的热收缩,来使传热板21平坦。
[0140]此外,由于正式接合用旋转工具F中仅搅拌销F2与盖板23的正面23a接触,因此,SP便盖板23的正面23a呈凸状地发生翘曲,连接部Fl也不会与盖板23的正面23a接触,因此,能使正式接合用旋转工具F的操作性变得良好。
[0141]此外,由于正式接合用旋转工具F的连接部Fl不与盖板23的正面23a接触,因此,能使对于盖板23的按压力变小,并且与现有的制造方法相比,能使塑性化区域W的宽度变小。藉此,与现有的制造方法相比,能使正式接合用旋转工具F更靠近凹槽30,提高传热板的设计自由度。此外,与现有的制造方法相比,能减轻盖板23与正式接合用旋转工具F间的摩擦,并能减小摩擦搅拌装置所承受的负荷。藉此,即便是重合部J2位于较深的位置的情况下,也能容易地进行摩擦搅拌接合。
[0142]此外,通过进行临时接合工序,在进行正式接合工序时,能防止底座构件22和盖板23的开裂。此外,通过进行毛刺切除工序,能规整地精加工出传热板21。
[0143]另外,在第五实施方式中,也可以像上述第一实施方式的变形例那样,在使底座构件22与盖板23重合时,预先使底座构件22及盖板23变形成凸状。
[0144][第六实施方式]
接着,对本发明第六实施方式的传热板及传热板的制造方法进行说明。在第六实施方式的传热板的制造方法中,制造图15、图16所示的传热板21。
[0145]在第六实施方式的传热板的制造方法中,进行准备工序、正式接合工序以及毛刺切除工序。在准备工序中,进行凹槽封闭工序、临时接合工序、变形工序以及固定工序,其中,在上述临时接合工序中,将底座构件22与盖板23临时接合。在第六实施方式中,主要在进行变形工序这点上与上述第五实施方式有所不同。在第六实施方式中,以与第五实施方式不同之处为中心进行说明。
[0146]在第六实施方式的变形工序中,使临时接合后的底座构件22及盖板23以使正面22a、23a—侧凸出的方式发生变形。例如,如图9所示,使用在第二实施方式中说明的冲压成型模具M来进行变形工序。此外,例如,如图10所示,使用在第二实施方式的第一变形例中说明的冲压装置H来进行变形工序。此外,例如,如图11所示,通过在第二实施方式的第二变形例中说明的摩擦搅拌来进行变形工序。
[0147]另外,在第六实施方式的变形工序中,也可以使用其它方法变形成使底座构件22及盖板23的正面22a、23a侧凸出。例如,也可以使用锤子等工具敲击底座构件22的背面22b来使底座构件22变形。此外,也可以通过使用多个圆柱管及辅助构件的乳制变形(日文:口一少变形)来使底座构件22及盖板23变形。
[0148]根据第六实施方式的传热板及传热板的制造方法,能起到与第五实施方式大致相同的效果。
[0149][第七实施方式] 接着,对第七实施方式的传热板的制造方法进行说明。如图17所示,在本实施方式中,底座构件22A的形状与第五实施方式有所不同。在本实施方式的底座构件22A的正面22Aa上形成有凹部31。凹部31朝上方敞开,并形成为呈长方体的中空部。
[0150]在本实施方式的传热板的制造方法中,进行准备工序、正式接合工序以及毛刺切除工序。由于准备工序及毛刺切除工序与第五实施方式大致相同,因此,省略详细的说明。如图17(b)所示,在正式接合工序中,将正式接合用旋转工具F从盖板23的正面23a插入,一边沿着凹部31周边环绕一周,一边对重合部J2进行摩擦搅拌接合。藉此,能制造出传热板21A。根据本实施方式,能获得与第五实施方式大致相同的效果。
[0151]另外,在第七实施方式中,也可以像上述第一实施方式的变形例那样,在使底座构件22A与盖板23重合时,预先使底座构件22A及盖板23变形成凸状。
[0152][第八实施方式]
接着,对第八实施方式的传热板的制造方法进行说明。在第八实施方式的传热板的制造方法中,制造图17所示的传热板21A。
[0153]在第八实施方式的传热板的制造方法中,进行准备工序、正式接合工序以及毛刺切除工序。在准备工序中,进行封闭工序、临时接合工序、变形工序以及固定工序,其中,在上述临时接合工序中,将底座构件22A与盖板23临时接合。在第八实施方式中,主要在进行变形工序这点上与上述第七实施方式有所不同。在第八实施方式中,以与第七实施方式不同之处为中心进行说明。
[0154]在第八实施方式的变形工序中,使临时接合后的底座构件22A及盖板23以使正面22Aa、23a—侧凸出的方式发生变形。例如,如图9所示,使用在第二实施方式中说明的冲压成型模具M来进行变形工序。此外,例如,如图10所示,使用在第二实施方式的第一变形例中说明的冲压装置H来进行变形工序。此外,例如,如图11所示,通过在第二实施方式的第二变形例中说明的摩擦搅拌来进行变形工序。
[0155]另外,在第八实施方式的变形工序中,也可以使用其它方法变形成使底座构件22A及盖板23的正面22Aa、23a侧凸出。例如,也可以使用锤子等工具敲击底座构件22A的背面22Ab来使底座构件22A变形。此外,也可以通过使用多个圆柱管及辅助构件的乳制变形(日文:口一少变形)来使底座构件22A及盖板23变形。
[0156]根据第八实施方式的传热板及传热板的制造方法,能起到与第七实施方式大致相同的效果。
[0157]另外,在第五实施方式至第八实施方式中,搅拌销F2的前端设定成压入至到达底座构件22、22A的位置处,但也可以设定成不到达底座构件22、22A,即设定成压入至使搅拌销F2仅与盖板23接触的位置,并对重合部J2进行摩擦搅拌。在这种情况下,通过利用因搅拌销F2与盖板23的接触而产生的摩擦热,来使底座构件22、22A及盖板23塑性流动,从而将重合部J2接合。
[0158]此外,在第五实施方式至第八实施方式中,将正式接合用旋转工具F从盖板23的正面23a插入,但也可以将正式接合用旋转工具F从底座构件22、22A的背面22b、22Ab插入,来对重合部J2进行摩擦搅拌。在这种情况下,搅拌销F2既可以压入至与底座构件22、22A及盖板23两者接触的位置,也可以设定成压入至仅与底座构件22、22A接触的位置并进行摩擦搅拌。
[0159]此外,在第五实施方式至第八实施方式中,例示了具有凹槽30或凹部31的方式,但也可以使用没有凹槽30或凹部31的底座构件。也就是说,也可以将呈长方体的底座构件与呈长方体的盖板接合来制造传热板。
[0160][第九实施方式]
接着,对第九实施方式的接合方法进行说明。如图18所示,在本实施方式中,通过摩擦搅拌,对使金属构件101、101的端面101a、101a彼此对接后形成的对接部JlO进行接合。金属构件101是金属制的构件,且进行对接的部分为相同的形状。此外,金属构件101、101由相同的材料形成。金属构件101的材料只要是能进行摩擦搅拌的金属,则不受特别限制,例如,只要从铝、铝合金、铜、铜合金、钛、钛合金、镁、镁合金等中适当选择即可。
[0161]如图18(a)所示,金属构件101由呈长方体的主体部102和形成在主体部102上的截面呈梯形的凸部103构成。凸部103的正面103a位于主体部102的正面102a、102b的上方。凸部103的第一正面103b倾斜,并将主体部102的正面102a与凸部103的正面103a连接。此外,凸部103的第二正面103c倾斜,并将主体部102的正面102b与凸部102的正面103a连接。
[0162]在本实施方式的接合方法中,进行对接工序和接合工序。如图18(a)所示,对接工序是使金属构件101、101的端面101a、1la对接的工序。在对接工序中,以使金属构件101、101的各正面彼此共面的方式进行对接。
[0163]如图18(b)所示,通过对接工序,使端面101a、1la面接触来形成对接部J10。对接部JlO形成为其高度位置会发生变化。也就是说,在对接部JlO中,当将摩擦搅拌的起点(插入位置)的高度(标高)设定为基准高度时,从起点至终点的范围内存在与基准高度不同的高度的区间。在本实施方式中,对接部JlO由第一平部Ja、第一倾斜部Jb、第二平部Jc、第二倾斜部Jd、第三平部Je构成。
[0164]如图19(a)所示,接合工序是使用正式接合用旋转工具F对对接部JlO进行摩擦搅拌接合的工序。在接合工序中,将旋转的正式接合用旋转工具F的搅拌销F2插入对接部JlO的第一平部Ja的端部,并使正式接合用旋转工具F沿着对接部JlO相对移动。在本实施方式中,以正式接合用旋转工具F的旋转中心轴始终与铅垂轴平行的状态进行摩擦搅拌。通过接合工序,对搅拌销F2周围的金属构件101、101进行摩擦搅拌,来将金属构件101、101接合。在正式接合用旋转工具F的移动轨迹上形成有塑性化区域W。
[0165]如图19(b)所示,在本实施方式的接合工序中,在将搅拌销F2插入对接部JlO的插入深度保持为大致恒定的同时,在仅使搅拌销F2与金属构件101、101接触的状态下进行摩擦搅拌。在本实施方式的接合工序中,通过使正式接合用旋转工具F相对于固定有金属构件101、101的架台(未图示)上下运动,来进行摩擦搅拌。
[0166]藉此,能使第一平部Ja的塑性化区域W的深度Za、第一倾斜部Jb的塑性化区域W的深度Zb(与第一正面103b正交的线上的塑性化区域W的深度)以及第二平部Jc的塑性化区域W的深度Zc设定成大致相同。搅拌销F2的“插入深度”是指正式接合用旋转工具F的旋转中心轴上的从金属构件101的正面到搅拌销F2的前端为止的距离。
[0167]另外,在本实施方式的接合工序中,使正式接合用旋转工具F相对于架台(未图示)上下运动,但也可以将正式接合用旋转工具F的高度位置固定,通过使架台上下运动来进行摩擦搅拌。
[0168]根据以上说明的本实施方式的接合方法,由于轴肩部不会与金属构件11、1I接触,因此,能在将搅拌销F2插入到足够的深度的同时,根据对接部JlO的高度变化来容易地调节正式接合用旋转工具F的相对的高度位置。此外,在高度发生变化的对接部JlO中,由于也能将搅拌销F2容易地插入到对接部JlO的较深的位置处,因此,能可靠地将对接部JlO接合。也就是说,即便是在金属构件101、101的对接部JlO具有向上倾斜(上坡)或向下倾斜(下坡)的情况下,也能提高正式接合用旋转工具F的操作性。
[0169]此外,由于能将塑性化区域W的深度设定成恒定,因此,即便对接部JlO的高度发生变化,也能使接合部的接合强度恒定。
[0170]另外,由于在仅使搅拌销F2与金属构件101、101接触的状态下进行摩擦搅拌,因此,能减轻作用于摩擦搅拌装置的负荷。藉此,能在不对摩擦搅拌装置施加较大负荷的状态下,对对接部JlO的较深位置进行摩擦搅拌。
[0171]另外,在对接部JlO的高度的变化点及倾斜面(第一倾斜部Jb、第二倾斜部Jd)上,存在即便将搅拌销F2的插入深度设定成恒定,也很难使塑性化区域W的深度恒定的情况。在这种情况下,较为理想的是,适当调节正式接合用旋转工具F的搅拌销F2插入对接部JlO的插入深度,以使塑性化区域W的深度大致恒定。
[0172][第一变形例]
接着,对第九实施方式的第一变形例进行说明。图20(a)是第九实施方式的接合方法的第一变形例中的对接部
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