JP5754431B2 - Heat sink manufacturing method and heat transfer plate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートシンクの製造方法及び伝熱板の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat sink manufacturing method and a heat transfer plate manufacturing method.
特許文献1には、ベース板とこのベース板に形成されたブロック部とを備えた被切削ブロックを切削して、ヒートシンクを製造する方法が開示されている。当該ヒートシングの製造方法では、ブロック部をマルチカッターで切削して複数のフィンを形成している。マルチカッターは、複数枚の円盤カッターが隙間をあけて積層されている。円盤カッターを回転させた状態で、ブロック部に対してマルチカッターを相対移動させることにより、ベース板に立設する複数のフィンを形成することができる。
従来の製造方法では、マルチカッターをブロック部に挿入する際、切削加工中の円盤カッターとフィン(ブロック部)との摩擦が大きくなり、円盤カッターの円滑な回転が妨げられる場合がある。円盤カッターが円滑に回転しないと、形成されたフィンの波打ち現象が発生したり、フィン及び円盤カッターの欠損を招来したりするおそれがある。 In the conventional manufacturing method, when the multi-cutter is inserted into the block portion, friction between the disk cutter and the fin (block portion) during the cutting process is increased, and smooth rotation of the disk cutter may be hindered. If the disk cutter does not rotate smoothly, there is a possibility that the waving phenomenon of the formed fins occurs or the fins and the disk cutter are damaged.
このような観点から、本発明は、成形性及び作業性を向上させることができるヒートシンクの製造方法及び伝熱板の製造方法を提供することを課題とする。 From such a viewpoint, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a heat sink and a method of manufacturing a heat transfer plate that can improve formability and workability.
このような課題を解決するために本発明は、被切削ブロックの表面に、摩擦攪拌を行う摩擦攪拌工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記摩擦攪拌工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 In order to solve such a problem, the present invention provides a friction stirring step for performing friction stirring on the surface of the block to be cut, and a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and a plurality of pieces are provided on the back side of the block to be cut. A cutting step of forming fins, wherein in the cutting step, cutting is performed in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block to be cut due to thermal contraction after the friction stirring step.
また、本発明は、被切削ブロックの表面に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 The present invention also includes a lid groove closing step of inserting a lid plate into a lid groove formed around a concave groove that opens on the surface of the block to be cut, a side wall of the lid groove, and a side surface of the lid plate. A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion, and a cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and in the cutting step, Cutting is performed in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block to be cut by heat shrinkage after the joining step.
また、本発明は、被切削ブロックの表面に開口する凹溝に蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 The present invention also includes a lid plate insertion step of inserting a lid plate into the groove that opens on the surface of the block to be cut, and friction stir along the abutting portion between the side wall of the groove and the side surface of the lid plate. A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and in the cutting step, by heat shrinkage after the joining step, Cutting is performed in a state where tensile stress is applied to the back surface of the block to be cut.
また、本発明は、被切削ブロックの表面に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記蓋溝に蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 Further, the present invention provides a heat medium tube insertion step of inserting a heat medium tube into a concave groove formed in a bottom surface of a cover groove opened on the surface of the block to be cut, and inserting a cover plate into the cover groove. A lid groove closing step, a joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate, and a back side of the block to be cut by a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked A cutting step of forming a plurality of fins, wherein in the cutting step, cutting is performed in a state in which tensile stress is applied to the back surface of the block to be cut due to thermal contraction after the joining step.
また、被切削ブロックの表面に開口する凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記凹溝に蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 Also, a heat medium tube insertion step of inserting a heat medium tube into a groove opened on the surface of the block to be cut, a cover plate insertion step of inserting a cover plate into the groove, and a side wall of the groove A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion with the side surface of the lid plate, and a cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked. In the cutting step, cutting is performed in a state in which tensile stress is applied to the back surface of the block to be cut due to thermal contraction after the joining step.
かかる製造方法は、摩擦攪拌後の熱収縮により、被切削ブロックに反りが発生し、被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削工程を行うものである。これにより、従来に比べて円盤カッターとフィンとの間の摩擦を小さくすることができる。よって、円盤カッターを円滑に回転させることができ、成形性及び作業性を高めることができる。また、切削工程によって被切削ブロックの裏面側にも摩擦熱が発生するため、この摩擦熱に起因する熱収縮によって、被切削ブロックに発生した反りを矯正することができる。 In this manufacturing method, the cutting process is performed in a state in which warpage occurs in the block to be cut due to thermal contraction after friction stirring, and tensile stress acts on the back surface of the block to be cut. Thereby, the friction between a disk cutter and a fin can be made small compared with the past. Therefore, a disk cutter can be rotated smoothly and a moldability and workability | operativity can be improved. Further, since frictional heat is also generated on the back side of the block to be cut by the cutting process, the warp generated in the block to be cut can be corrected by heat shrinkage caused by the frictional heat.
また、前記摩擦攪拌によって生じたバリを前記被切削ブロックの表面から切除するバリ切除工程を含むことが好ましい。かかる製造方法によれば、被切削ブロックの表面を平滑にすることができる。 Moreover, it is preferable to include the burr cutting process which cuts the burr | flash produced by the said friction stirring from the surface of the said to-be-cut block. According to this manufacturing method, the surface of the block to be cut can be smoothed.
また、前記接合工程において、前記熱媒体用管の周囲に形成された空隙部に、摩擦熱によって流動化された塑性流動材を流入させることが好ましい。 In the joining step, it is preferable that a plastic fluidized material fluidized by frictional heat flows into a gap formed around the heat medium pipe.
かかる製造方法によれば、熱媒体用管の周囲の空隙を小さくすることができるため、水密性及び気密性を高めることができる。 According to this manufacturing method, since the space | gap around the pipe | tube for heat media can be made small, watertightness and airtightness can be improved.
また、前記接合工程において、摩擦攪拌を行う回転ツールの押圧力によって前記蓋板が前記熱媒体用管の上部を押圧するとともに、前記蓋板の少なくとも上部と前記被切削ブロックとを摩擦攪拌することが好ましい。 Further, in the joining step, the cover plate presses the upper part of the heat medium pipe by the pressing force of the rotary tool for friction stirring, and at least the upper part of the cover plate and the block to be cut are frictionally stirred. Is preferred.
かかる製造方法によれば、熱媒体用管と被切削ブロックとを密着させることができるため、熱媒体用管の周囲の空隙を小さくすることができ、水密性及び気密性を高めることができる。 According to this manufacturing method, since the heat medium pipe and the block to be cut can be brought into close contact with each other, the gap around the heat medium pipe can be reduced, and water tightness and air tightness can be improved.
また、本発明は、ベース板と前記ベース板の裏面に形成されたブロック部とを有する被切削ブロックを用いてヒートシンクを製造する方法であって、前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、記ベース板の表面に摩擦攪拌を行う摩擦攪拌工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記摩擦攪拌工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 Further, the present invention is a method of manufacturing a heat sink using a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate, and the back surface of the base plate includes the block portion. An exposed part that is exposed to the surroundings is formed, and a plurality of fins are formed on the back side of the block part by a friction stirring process that performs friction stirring on the surface of the base plate and a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked. Cutting, and in the cutting step, cutting is performed in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the friction stirring step.
また、本発明は、ベース板と前記ベース板の裏面に形成されたブロック部とを有する被切削ブロックから伝熱板を製造する方法であって、前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、前記ベース板の表面に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削する。 The present invention is also a method for manufacturing a heat transfer plate from a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate, wherein the back surface of the base plate includes An exposed portion that is exposed to the periphery is formed, a lid groove closing step of inserting a lid plate into a lid groove formed around a concave groove that opens on the surface of the base plate, a side wall of the lid groove, and the A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion with the side surface of the cover plate, and a cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, In the cutting step, cutting is performed in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the joining step.
また、本発明は、ベース板と前記ベース板の裏面に形成されたブロック部とを有する被切削ブロックから伝熱板を製造する方法であって、前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、前記ベース板の表面に開口する凹溝に蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 The present invention is also a method for manufacturing a heat transfer plate from a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate, wherein the back surface of the base plate includes An exposed portion that is exposed to the periphery is formed, and a lid plate insertion step of inserting a lid plate into the concave groove that opens on the surface of the base plate; and a butt portion between the side wall of the concave plate and the side surface of the lid plate And a cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and in the cutting step, after the joining step It cuts in the state in which the tensile stress acted on the back surface of the said block part by heat contraction of this.
また、本発明は、ベース板と前記ベース板の裏面に形成されたブロック部とを有する被切削ブロックから伝熱板を製造する方法であって、前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、前記前記ベース板の表面に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記蓋溝に蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に、複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 The present invention is also a method for manufacturing a heat transfer plate from a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate, wherein the back surface of the base plate includes A heat medium tube inserting step of inserting a heat medium tube into a concave groove formed in a bottom surface of a cover groove opened on a surface of the base plate, wherein an exposed portion that is exposed to the periphery is formed; and the lid A multi-cutter in which a lid groove closing step of inserting a lid plate into the groove, a joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate, and a plurality of disk cutters are laminated A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion, and in the cutting step, cutting is performed in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the joining step. It is characterized by that.
また、ベース板と前記ベース板の裏面に形成されたブロック部とを有する被切削ブロックを用いて伝熱板を製造する方法であって、前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、前記ベース板の表面に開口する凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、前記凹溝に蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする。 Further, a method of manufacturing a heat transfer plate using a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate, wherein the back surface of the base plate is around the block portion. A heat medium tube insertion step in which a heat medium tube is inserted into a concave groove that is formed on the surface of the base plate, and a lid plate insertion step in which a lid plate is inserted into the concave groove. A plurality of fins on the back side of the block portion by a joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the groove and the side surface of the cover plate, and a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked. A cutting process to be formed, wherein the cutting process is performed in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the joining process.
かかる製造方法は、摩擦攪拌後の熱収縮により、被切削ブロックに反りが発生し、ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削工程を行うものである。これにより、従来に比べて円盤カッターとフィンとの間の摩擦を小さくすることができる。よって、円盤カッターを円滑に回転させることができ、成形性及び作業性を高めることができる。また、切削工程によって被切削ブロックの裏面側にも摩擦熱が発生するため、この摩擦熱に起因する熱収縮によって、被切削ブロックに発生した反りを矯正することができる。 In such a manufacturing method, the cutting process is performed in a state in which warpage occurs in the block to be cut due to thermal contraction after friction stirring, and tensile stress acts on the back surface of the block portion. Thereby, the friction between a disk cutter and a fin can be made small compared with the past. Therefore, a disk cutter can be rotated smoothly and a moldability and workability | operativity can be improved. Further, since frictional heat is also generated on the back side of the block to be cut by the cutting process, the warp generated in the block to be cut can be corrected by heat shrinkage caused by the frictional heat.
また、かかる製造方法によれば、ブロック部の周りに露出部が形成されているため、切削によって形成されたフィンの周りに、例えばフィンを覆うカバー部材等の取り付け代を確保することができる。 Moreover, according to this manufacturing method, since the exposed part is formed around the block part, it is possible to secure, for example, a margin for attaching a cover member or the like covering the fin around the fin formed by cutting.
また、前記摩擦攪拌によって生じたバリを前記ベース板の表面から切除するバリ切除工程を含むことが好ましい。かかる製造方法によれば、被切削ブロックの表面を平滑にすることができる。 Moreover, it is preferable to include a burr cutting step of cutting a burr generated by the friction stirring from the surface of the base plate. According to this manufacturing method, the surface of the block to be cut can be smoothed.
また、前記接合工程において、前記熱媒体用管の周囲に形成された空隙部に、摩擦熱によって流動化された塑性流動材を流入させることが好ましい。 In the joining step, it is preferable that a plastic fluidized material fluidized by frictional heat flows into a gap formed around the heat medium pipe.
かかる製造方法によれば、熱媒体用管の周囲の空隙を小さくすることができるため、水密性及び気密性を高めることができる。 According to this manufacturing method, since the space | gap around the pipe | tube for heat media can be made small, watertightness and airtightness can be improved.
また、前記接合工程において、摩擦攪拌を行う回転ツールの押圧力によって前記蓋板が前記熱媒体用管の上部を押圧するとともに、前記蓋板の少なくとも上部と前記ベース板とを摩擦攪拌することが好ましい。 Further, in the joining step, the lid plate presses the upper portion of the heat medium pipe by the pressing force of the rotary tool for friction stirring, and at least the upper portion of the lid plate and the base plate are frictionally stirred. preferable.
かかる製造方法によれば、熱媒体用管と被切削ブロック又はベース板とを密着させることができるため、熱媒体用管の周囲の空隙を小さくすることができ、水密性及び気密性を高めることができる。 According to this manufacturing method, since the heat medium pipe and the block to be cut or the base plate can be brought into close contact with each other, the gap around the heat medium pipe can be reduced, and water tightness and air tightness are improved. Can do.
本発明に係るヒートシンクの製造方法及び伝熱板の製造方法によれば、成形性及び作業性を向上させることができる。 According to the heat sink manufacturing method and the heat transfer plate manufacturing method according to the present invention, the moldability and workability can be improved.
〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。第一実施形態に係る伝熱板1は、基体部2と、複数のフィン3と、蓋板4とで主に構成されている。伝熱板1は、例えば、基体部2の中空部に流体を流通させて対象物を冷却する器具である。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The
基体部2は、略直方体を呈する。基体部2には、凹溝5と、蓋溝6とが形成されている。基体部2の表面2aには、蓋板4が埋設されている。基体部2の裏面2bには、複数のフィン3が形成されている。
The
フィン3は、基体部2と一体形成されている。フィン3は、等間隔で並設され、基体部2の長手方向と平行に延設されている。基体部2及びフィン3の材質は、摩擦攪拌可能でかつ切削加工が可能であれば特に制限されないが、本実施形態ではアルミニウム合金を用いている。
The
蓋板4は、蓋溝6に配置される金属部材である。蓋板4の材質は特に制限されないが、本実施形態では、基体部2と同様にアルミニウム合金で形成されている。蓋板4は、蓋溝6に隙間無く挿入される形状になっている。
The
凹溝5は、基体部2の内部に形成された溝である。凹溝5は、蓋溝6の底面に凹設されている。凹溝5は、断面視U字状を呈するとともに、平面視U字状を呈する。凹溝5は、流体の流路となる部位である。凹溝5の両端部は側面2cにそれぞれ開口している。
The
蓋溝6は、凹溝5よりも幅広になっており、凹溝5の表面2a側において凹溝5に連続して形成されている。蓋溝6は、断面視矩形を呈し、表面2a側に開口している。
The
基体部2と蓋板4とは摩擦攪拌によって接合されている。本実施形態では、基体部2と蓋板4との突合部J,Jに沿って摩擦攪拌接合を行うことで、2条の塑性化領域W,Wが形成されている。
The
次に、本実施形態に係る伝熱板の製造方法について説明する。伝熱板の製造方法では、準備工程と、蓋溝閉塞工程と、接合工程と、切削工程とを行う。 Next, a method for manufacturing the heat transfer plate according to this embodiment will be described. In the method for manufacturing a heat transfer plate, a preparation process, a cover groove closing process, a joining process, and a cutting process are performed.
図2の(a)に示すように、準備工程は、被切削ブロック10と、蓋板4とを用意する工程である。被切削ブロック10は、基体部2及びフィン3の素となるアルミニウム合金製のブロックであり、略直方体を呈する。準備工程では、まず、クランプ(図示省略)を介して被切削ブロック10を架台Kに固定した後、被切削ブロック10の表面10aをエンドミル等で切削して蓋溝6を形成し、蓋溝6の底面に蓋溝6よりも幅狭の凹溝5を形成する。
As shown to (a) of FIG. 2, a preparation process is a process of preparing the to-
なお、本実施形態では、被切削ブロック10を切削加工によって形成したが、例えばダイカスト等によって予め凹溝5及び蓋溝6が形成された素形材を被切削ブロック10として用いてもよい。
In this embodiment, the
図2の(b)に示すように、蓋溝閉塞工程は、蓋溝6に蓋板4を挿入する工程である。蓋溝6に蓋板4を挿入すると、蓋溝6の一対の側壁と蓋板4の一対の側面とがそれぞれ突き合わされることにより、突合部J,Jが形成される。蓋溝閉塞工程を行ったら、蓋溝6と蓋板4とが移動しないようにクランプで固定する。
As shown in FIG. 2B, the lid groove closing step is a step of inserting the
図3の(a)に示すように、接合工程は、回転ツールFで突合部J,Jに対して摩擦攪拌接合を行う工程である。回転ツールFは、円柱状のショルダFaと、ショルダFaの下端面から垂下するピンFbとで構成されている。接合工程では、突合部Jの深さ方向の全長に亘って塑性化領域Wが形成されるように摩擦攪拌接合を行う。 As shown to (a) of FIG. 3, a joining process is a process of performing friction stir welding with respect to the butt | matching parts J and J with the rotary tool F. As shown in FIG. The rotary tool F includes a columnar shoulder Fa and a pin Fb depending from the lower end surface of the shoulder Fa. In the joining step, friction stir welding is performed so that the plasticized region W is formed over the entire length of the abutting portion J in the depth direction.
なお、具体的な図示は省略するが、被切削ブロック10の端面にタブ材を配置して、タブ材に回転ツールFの始点及び終点を設定して摩擦攪拌接合を行ってもよい。これにより、作業性が向上するとともに、仕上がり面をきれいにすることができる。
In addition, although illustration is omitted, friction stir welding may be performed by arranging a tab material on the end surface of the
図3の(b)に示すように、接合工程を行った後、架台Kのクランプを解除して、被切削ブロック10をそのまま存置すると、塑性化領域W,Wにおいて熱収縮が発生し、表面10aが凹状となるように変形する。すなわち、被切削ブロック10が裏面10b側に凸状となるように反り、表面10a側に圧縮応力が発生し、裏面10b側に引張応力が発生する。
As shown in FIG. 3B, after performing the joining process, when the clamp of the gantry K is released and the
図4の(a)に示すように、切削工程は、マルチカッターMを用いて被切削ブロック10を切削してフィンを形成する工程である。まず、被切削ブロック10の表裏をひっくり返し、架台Kと表面10aとを対向させてクランプを介して被切削ブロック10を固定する。切削工程中は、裏面10bに引張応力が作用し、表面10aに圧縮応力が作用するようにクランプする。
As shown to (a) of FIG. 4, a cutting process is a process of cutting the to-
マルチカッターMは、回転軸Maと、回転軸Maに形成された複数の円盤カッターMbとで構成されている。円盤カッターMbは、円板状を呈し、周縁部に刃が形成されている。円盤カッターMbは、回転軸Maに対して垂直に配置されている。円盤カッターMbの厚さは、形成されるフィン3,3同士の隙間と同等になる。円盤カッターMb,Mbの隙間は、形成されるフィン3の厚さと同等になる。
The multi-cutter M is composed of a rotation axis Ma and a plurality of disk cutters Mb formed on the rotation axis Ma. The disk cutter Mb has a disk shape, and a blade is formed at the periphery. The disk cutter Mb is arranged perpendicular to the rotation axis Ma. The thickness of the disk cutter Mb is equal to the gap between the
切削工程では、回転軸Maの中心軸を法線とする平面と、架台Kの設置面とが垂直となるようにマルチカッターMを配置した後、この平行を維持した状態で切削する。図4の(b)に示すように、切削工程では、回転軸Maの中心軸を、被切削ブロック10の上側の稜線10eを通る鉛直線上に配置した後、マルチカッターMを稜線10eに向けて所定の深さまで下降させる。
In the cutting step, the multi-cutter M is arranged so that the plane whose normal is the central axis of the rotation axis Ma and the installation surface of the gantry K are perpendicular to each other, and then cutting is performed in a state where the parallelism is maintained. As shown in FIG. 4B, in the cutting step, the central axis of the rotation axis Ma is arranged on a vertical line passing through the
そして、所定の深さを保った状態で、稜線10fまで被切削ブロック10とマルチカッターMとを相対移動させる。被切削ブロック10に対するマルチカッターMの移動方向は、回転軸Maを含む鉛直面で被切削ブロック10を切断した場合の仮想切断面(図4の(a)の符号10g)が、上方に凸状となるように設定する。本実施形態では、図4の(b)に示すように、上方に凸状となる稜線10eから、同じく上方に凸状となる稜線10fに向けてマルチカッターMを移動させる。
Then, the
被切削ブロック10の上側の稜線10fを通る鉛直線と回転軸Maの中心軸とが重なる位置まで移動させたら、マルチカッターMを上方に移動させて被切削ブロック10から離間させる。以上の工程によって、図1に示す伝熱板1が製造される。
When the vertical line passing the
以上説明した本実施形態に係る伝熱板の製造方法によれば、被切削ブロック10の表面10aに摩擦攪拌を行うことで熱収縮が発生し、被切削ブロック10の裏面10bに引張応力が作用し、表面10aに圧縮応力が作用する。切削工程は、被切削ブロック10の裏面10bに引張応力が作用した状態で行うため、円盤カッターMbがフィン3,3同士に挟まれ難くなる。つまり、表面10aに圧縮応力が作用しつつ、裏面10bに引張応力が作用した状態で切削するため、フィン3,3が形成されるとこれらのフィン3,3同士が離間する方向に若干開く。そのため、円盤カッターMbがフィン3に拘束されにくくなり、従来に比べて円盤カッターMbとフィン3との間の摩擦を小さくすることができ、円盤カッターMbを円滑に回転させることができる。よって、フィン3の波打ち現象等を防ぐことができるため、成形性を高めることができる。また、マルチカッターMへの負荷を低減できるため、円盤カッターMbが安定して回転し、作業性を高めることができる。
According to the method for manufacturing a heat transfer plate according to the present embodiment described above, heat shrinkage occurs by frictional stirring on the
また、切削工程によって被切削ブロック10の裏面10b側にも摩擦熱が発生する。この摩擦熱に起因する熱収縮によって、接合工程で発生した被切削ブロック10の反りを矯正することができる。これにより、平坦性の高い伝熱板1を形成することができる。
Further, frictional heat is also generated on the
また、切削工程によって基体部2とフィン3とを一体形成することで、熱伝導性の高い伝熱板を製造することができる。また、マルチカッターMを用いることで、フィン3の厚さや、フィン3,3同士の隙間を容易に設定することができる。
Moreover, a heat-transfer plate with high heat conductivity can be manufactured by integrally forming the
なお、本実施形態では、フィン3の長手方向と、被切削ブロック10の長手方向が平行となるように配置しているが、交差するように配置してもよい。また、ロールフォーミングや、プレスによって被切削ブロック10を変形させることにより、被切削ブロック10の反りを矯正してもよい。
In the present embodiment, the longitudinal direction of the
〔第二実施形態〕
本発明の第二実施形態について図面を用いて説明する。図5に示すように、第二実施形態に係る伝熱板1Aは、基体部2と、フィン3と、蓋板4とで主に構成されている。伝熱板1Aは、蓋溝6を備えていない点で第一実施形態と相違する。第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 5, the
基体部2には、流体の流路となる凹溝5が形成されている。凹溝5は、断面視U字状を呈するとともに、平面視U字状を呈する。凹溝5は、基体部2の表面2aに開口するとともに、両端部が側面2cに開口している。蓋板4は、断面視矩形を呈するとともに、平面視U字状を呈する。蓋板4は、凹溝5の上部に隙間無く配置される。
A
基体部2と蓋板4とは摩擦攪拌によって接合されている。本実施形態では、基体部2と蓋板4との突合部J,Jに対して摩擦攪拌接合されることで1条の塑性化領域Wが形成されている。
The
次に、本実施形態の伝熱板の製造方法について説明する。伝熱板の製造方法では、準備工程と、蓋板挿入工程と、接合工程と、切削工程とを行う。 Next, the manufacturing method of the heat exchanger plate of this embodiment is demonstrated. In the method for manufacturing a heat transfer plate, a preparation process, a cover plate insertion process, a joining process, and a cutting process are performed.
図6の(a)に示すように、準備工程は、被切削ブロック10と蓋板4とを用意する工程である。被切削ブロック10は、基体部2及びフィン3の素となるアルミニウム合金製のブロックであり、略直方体を呈する。準備工程では、まず、クランプを介して被切削ブロック10を架台Kに固定した後、被切削ブロック10の表面10aをエンドミル等で切削し、凹溝5を形成する。
As shown to (a) of FIG. 6, a preparation process is a process of preparing the to-
図6の(b)に示すように、蓋板挿入工程は、凹溝5に蓋板4を挿入する工程である。蓋板4の幅は、凹溝5の上部の幅と同等になっている。凹溝5に蓋板4を挿入すると、蓋板4の上面と表面10aとが面一になる。
As shown in FIG. 6B, the cover plate insertion step is a step of inserting the
図7の(a)に示すように、接合工程は、回転ツールFで突合部J,Jに対して摩擦攪拌接合を行う工程である。回転ツールFのショルダFaの外径は、凹溝5の幅よりも若干大きくなっている。
As shown to (a) of FIG. 7, a joining process is a process of performing friction stir welding with respect to the abutting parts J and J with the rotary tool F. As shown in FIG. The outer diameter of the shoulder Fa of the rotary tool F is slightly larger than the width of the
図7の(b)に示すように、接合工程を行った後、架台Kのクランプを解除して、被切削ブロック10をそのまま存置すると、塑性化領域Wに熱収縮が発生し、表面10aが凹状となるように変形する。すなわち、被切削ブロック10が裏面10b側に凸状となるように反り、表面10a側に圧縮応力が発生し、裏面10b側に引張応力が発生する。
As shown in FIG. 7B, after performing the joining process, when the clamp of the gantry K is released and the
切削工程では、第一実施形態の図4で説明したように、マルチカッターMを用いて、被切削ブロック10の裏面10bを切削して、複数のフィン3を形成する。
In the cutting process, as described with reference to FIG. 4 of the first embodiment, using the multi-cutter M, the
以上説明した第二実施形態に係る伝熱板の製造方法によっても第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態では蓋溝6を省略するとともに、蓋板4の幅を第一実施形態よりも狭くしているため、一回の回転ツールFの移動で突合部J,Jを摩擦攪拌接合ができる。これにより、作業手間を少なくすることができる。
The effect substantially equivalent to 1st embodiment can be acquired also by the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 2nd embodiment demonstrated above. Further, in the present embodiment, the
〔第三実施形態〕
本発明の第三実施形態について図面を用いて説明する。図8に示すように、第三実施形態に係る伝熱板1Bは、基体部2と、フィン3と、蓋板4と、熱媒体用管7とで主に構成されている。伝熱板1Bは、熱媒体用管7を備えている点で、第一実施形態と相違する。第三実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 8, the
熱媒体用管7は、内部に中空部を有する円筒部材であって、本実施形態では銅で形成されている。熱媒体用管7は、凹溝5に配置されるように、平面視U字状に形成されている。
The
第三実施形態に係る伝熱板の製造方法では、準備工程と、熱媒体用管挿入工程と、蓋溝閉塞工程と、接合工程と、切削工程とを行う。 In the method for manufacturing a heat transfer plate according to the third embodiment, a preparation step, a heat medium tube insertion step, a lid groove closing step, a joining step, and a cutting step are performed.
図9の(a)に示すように、準備工程は、被切削ブロック10と、熱媒体用管7と、蓋板4とを用意する工程である。被切削ブロック10は、基体部2及びフィン3の素となるアルミニウム合金製のブロックであり、略直方体を呈する。準備工程では、まず、クランプを介して被切削ブロック10を架台Kに固定した後、被切削ブロック10の表面10aをエンドミル等で切削して蓋溝6を形成し、蓋溝6の底面に凹溝5を形成する。これにより、平面視U字状を呈する凹溝5及び蓋溝6が形成される。凹溝5の深さ及び幅は、熱媒体用管7の外径と略同等に形成する。
As shown to (a) of FIG. 9, a preparation process is a process of preparing the to-
図9の(b)に示すように、熱媒体用管挿入工程では、凹溝5に熱媒体用管7を挿入する。蓋溝閉塞工程では、蓋溝6に蓋板4を挿入する。
As shown in FIG. 9B, in the heat medium tube insertion step, the
図10の(a)に示すように、接合工程は、回転ツールFで突合部J,Jに対して摩擦攪拌接合を行う工程である。接合工程では、突合部Jの深さ方向の全長に亘って塑性化領域Wが形成されるように設定する。 As shown to (a) of FIG. 10, a joining process is a process of performing friction stir welding with respect to the butt | matching parts J and J with the rotary tool F. As shown in FIG. In a joining process, it sets so that the plasticization area | region W may be formed over the full length of the depth direction of the butt | matching part J. FIG.
図10の(b)に示すように、接合工程を行った後、クランプを解除して、被切削ブロック10をそのまま存置すると、塑性化領域W,Wにおいて熱収縮が発生し、表面10aが凹状となるように変形する。すなわち、被切削ブロック10が裏面10b側に凸状となるように反り、表面10a側に圧縮応力が発生し、裏面10b側に引張応力が発生する。
As shown in FIG. 10B, after the joining process is performed, when the clamp is released and the
切削工程では、第一実施形態の図4で説明したように、マルチカッターMを用いて、被切削ブロック10の裏面10bを切削して、複数のフィン3を形成する。
In the cutting process, as described with reference to FIG. 4 of the first embodiment, using the multi-cutter M, the
以上説明した第三実施形態に係る伝熱板の製造方法によっても第一実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態に係る製造方法によれば、熱媒体用管7とフィン3とを備えた伝熱板1Bを容易に形成することができる。
Effects substantially the same as those of the first embodiment can also be obtained by the method for manufacturing a heat transfer plate according to the third embodiment described above. Moreover, according to the manufacturing method which concerns on this embodiment, the
なお、図11に示すように、接合工程では、熱媒体用管7の周囲に塑性流動材が流入するように摩擦攪拌を行ってもよい。この変形例では、蓋溝6及び蓋板4の幅が第一実施形態よりも短くなっている。
As shown in FIG. 11, in the joining step, friction stirring may be performed so that the plastic fluidized material flows around the
蓋溝閉塞工程によって、熱媒体用管7の外周面と凹溝5と蓋板4の下面で囲まれた隙間Qが形成される。接合工程によって、突合部Jに対して回転ツールFを挿入すると、ピンFbの周囲の金属が流動化して、塑性流動材が隙間Qに流入する。これにより、熱媒体用管7の隙間Qを金属で埋めることが出来るため、水密性及び気密性の高い伝熱板1Bを製造することができる。
By the lid groove closing step, a gap Q surrounded by the outer peripheral surface of the
〔第四実施形態〕
本発明の第四実施形態について図面を用いて説明する。図12に示すように、第四実施形態に係る伝熱板1Cは、第二実施形態に近い形態であって、熱媒体用管7を備えている点で第二実施形態と相違する。第四実施形態では、第二実施形態と相違する部分を中心に説明する。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 12, the
熱媒体用管7は、内部に中空部を有する円筒部材であって、本実施形態では銅で形成されている。熱媒体用管7は、凹溝5に配置されるように、平面視U字状に形成されている。
The
次に、本実施形態の伝熱板の製造方法について説明する。伝熱板の製造方法では、準備工程と、熱媒体用管挿入工程と、蓋板挿入工程と、接合工程と、切削工程とを行う。 Next, the manufacturing method of the heat exchanger plate of this embodiment is demonstrated. In the heat transfer plate manufacturing method, a preparation step, a heat medium tube insertion step, a lid plate insertion step, a joining step, and a cutting step are performed.
図13の(a)に示すように、準備工程は、被切削ブロック10と、熱媒体用管7と、蓋板4とを用意する工程である。準備工程では、まず、被切削ブロック10をクランプで架台Kに固定した後、被切削ブロック10の表面10aをエンドミル等で切削し、凹溝5を形成する。凹溝5の底部5aは円弧状になっており、上部5bは一定の幅になっている。
As shown to (a) of FIG. 13, a preparation process is a process of preparing the to-
図13の(b)に示すように、熱媒体用管挿入工程は、凹溝5の底部5aに熱媒体用管7を挿入する。蓋板挿入工程は、凹溝5の上部5bに蓋板4を挿入する。これにより、蓋板4の上面と表面10aとが面一になる。
As shown in FIG. 13B, in the heat medium tube insertion step, the
図14の(a)に示すように、接合工程は、回転ツールFで突合部J,Jに対して摩擦攪拌接合を行う工程である。回転ツールFのショルダFaの外径は、凹溝5の幅よりも若干大きくなっている。また、接合工程では、回転ツールFの押圧力によって、蓋板4が熱媒体用管7の上部を押圧するとともに、蓋板4の上部と被切削ブロック10とを摩擦攪拌接合する。
As shown to (a) of FIG. 14, a joining process is a process of performing friction stir welding with respect to the butt | matching parts J and J with the rotary tool F. As shown in FIG. The outer diameter of the shoulder Fa of the rotary tool F is slightly larger than the width of the
図14の(b)に示すように、接合工程を行った後、架台Kのクランプを解除して、被切削ブロック10をそのまま存置すると、塑性化領域Wに熱収縮が発生し、表面10aが凹状となるように変形する。
As shown in FIG. 14 (b), after the joining process is performed, when the clamp of the gantry K is released and the
切削工程では、第一実施形態の図4で説明したように、マルチカッターMを用いて、被切削ブロック10の裏面10bを切削して、複数のフィン3を形成する。
In the cutting process, as described with reference to FIG. 4 of the first embodiment, using the multi-cutter M, the
以上説明した第四実施形態に係る伝熱板の製造方法によれば、第二実施形態と略同等の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、熱媒体用管7が埋設された伝熱板1Cを容易に製造することができる。また、本実施形態では蓋溝6を省略するとともに、蓋板4の幅を第一実施形態よりも狭くしているため、一回の回転ツールFの移動で突合部J,Jを摩擦攪拌接合ができる。これにより、作業手間を少なくすることができる。
According to the manufacturing method of the heat exchanger plate according to the fourth embodiment described above, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the second embodiment. Moreover, according to this embodiment, 1 C of heat exchanger plates with which the heat medium pipe |
〔第五実施形態〕
本発明の第五実施形態について図面を参照して説明する。図15に示すように、第五実施形態に係る伝熱板1Dは、ベース板21と、複数のフィン22と、蓋板23とで主に構成されている。伝熱板1Dは、ベース板21の裏面21bにおいて、フィン22の周りに露出する露出部26が形成されている点で第一実施形態と相違する。
[Fifth embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 15, the
ベース板21は、板状を呈する。ベース板21には、凹溝24と蓋溝25とが形成されている。フィン22は、ベース板21の裏面21bに対して垂直に形成されている。フィン22は、板状を呈し、等間隔に形成されている。フィン22は、ベース板21の長手方向と平行に形成されている。
The
蓋板23は、蓋溝25と同じ形状を呈する。蓋板23は、蓋溝25に隙間無く配置される。蓋板23は、ベース板21と同じ材料で形成されることが好ましい。蓋板23とベース板21とは摩擦攪拌によって接合されている。
The
凹溝24は、蓋溝25の底面に形成された溝である。凹溝24は、一方の側面21cから他方の側面21dまで貫通している。蓋溝25は、凹溝24よりも幅広になっており、凹溝24に連続して形成されている。蓋溝25は、断面視矩形を呈し、一方の側面21cから他方の側面21dまで貫通している。
The
次に、第五実施形態に係る伝熱板の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る伝熱板の製造方法では、準備工程と、蓋溝閉塞工程と、接合工程と、切削工程とを行う。 Next, the manufacturing method of the heat exchanger plate which concerns on 5th embodiment is demonstrated in detail with reference to drawings. In the method for manufacturing a heat transfer plate according to the present embodiment, a preparation process, a lid groove closing process, a joining process, and a cutting process are performed.
図16の(a)に示すように、準備工程は、被切削ブロック31を用意する工程である。被切削ブロック31は、ベース板21とこのベース板21に形成されたブロック部32とで構成されている。被切削ブロック31は、本実施形態ではダイカストによって一体形成されている。被切削ブロック31の種類は特に制限されないが、本実施形態ではアルミニウム合金で形成されている。
As shown to (a) of FIG. 16, a preparation process is a process of preparing the
ブロック部32は、ベース板21の裏面21bの中央に形成されている。ブロック部32は、直方体を呈し、ベース板21よりも小さく形成されている。つまり、ブロック部32の表面(裏面32b)の面積は、ベース板21の裏面21bの面積よりも小さくなっている。ベース板21の裏面21bには、ブロック部32の周りに露出する露出部26が形成されている。露出部26は、平面視矩形枠状を呈する。
The
図16の(b)に示すように、準備工程では、ベース板21の表面21aに凹溝24と、蓋溝25とを形成する。具体的には、クランプを介して被切削ブロック31を架台Kに固定した後、エンドミル等を用いて表面21aに凹溝24及び蓋溝25を形成する。
As shown in FIG. 16 (b), in the preparation step, the
蓋溝閉塞工程は、蓋溝25に蓋板23を挿入する工程である。蓋溝25に蓋板23を挿入することにより、蓋溝25の側壁部と蓋板23の側面とが突き合わされて、突合部が形成される。
The lid groove closing step is a step of inserting the
図17の(a)に示すように、接合工程は、回転ツールFで突合部に対して摩擦攪拌接合を行う工程である。 As shown to (a) of FIG. 17, a joining process is a process of performing friction stir welding with respect to a butt | matching part with the rotary tool F. As shown in FIG.
図17の(b)に示すように、接合工程を行った後、架台Kのクランプを解除する。被切削ブロック31をそのまま存置すると、塑性化領域W,Wに熱収縮が発生し、表面21a側が凹状となるように被切削ブロック31全体が変形する。すなわち、被切削ブロック31が裏面32b側に凸状となるように反り、表面21a側に圧縮応力が発生し、裏面32b側に引張応力が発生する。
As shown in FIG. 17B, after the joining process is performed, the clamp of the gantry K is released. If the
図18に示すように、切削工程は、マルチカッターMを用いてブロック部32を切削して複数のフィン22を形成する工程である。まず、被切削ブロック31の表裏をひっくり返し、架台Kとベース板21とを対向させ、クランプで被切削ブロック31を架台Kに固定する。切削工程中は、裏面32bに引張応力が作用し、表面21aに圧縮応力が作用するようにクランプする。
As shown in FIG. 18, the cutting process is a process of forming the plurality of
切削工程では、回転軸Maの中心軸を法線とする平面と、架台Kの設置面とが垂直となるようにマルチカッターMを設置した後、この平行関係を維持した状態で切削する。図18に示すように、切削工程では、回転軸Maの中心軸をブロック部32の稜線32eを通る鉛直線上に配置した後、マルチカッターMを稜線32eに向けて所定の深さまで下降させる。
In the cutting process, the multi-cutter M is installed so that the plane whose normal is the central axis of the rotation axis Ma and the installation surface of the gantry K are perpendicular to each other, and then cutting is performed while maintaining this parallel relationship. As shown in FIG. 18, in the cutting step, after the central axis of the rotation axis Ma is arranged on a vertical line passing through the
マルチカッターMを所定の深さまで下降させたら、その深さを保った状態で、ブロック部32の稜線32fに向けて相対的に移動させる。被切削ブロック31に対するマルチカッターMの移動方向は、回転軸Maを含む鉛直面で被切削ブロック31を切断した場合の仮想切断面が、上方に凸状となるように設定する。本実施形態では、上方に凸状となる稜線32eから、同じく上方に凸状となる稜線32fに向けてマルチカッターMを移動させる。
When the multi-cutter M is lowered to a predetermined depth, the multi-cutter M is relatively moved toward the
ブロック部32の稜線32fを通る鉛直線と回転軸Maの中心軸とが重なる位置まで移動させたら、マルチカッターMを上方に移動させてブロック部32から離間させる。以上の工程によって図15に示す伝熱板1Dが製造される。
When the vertical line passing through the
以上説明した本実施形態に係る伝熱板の製造方法によれば、ベース板21の表面21aに摩擦攪拌を行うことで熱収縮が発生し、ブロック部32の裏面32bに引張応力が作用する。切削工程は、ブロック部32の裏面32bに引張応力が作用した状態で行うため、円盤カッターMbがフィン22,22同士に挟まれ難くなる。つまり、表面21aに圧縮応力が作用しつつ、裏面32bに引張応力が作用した状態で切削するため、フィン22,22が形成されるとこれらのフィン22,22同士が離間する方向に若干開く。そのため、円盤カッターMbがフィン3に拘束されにくくなり、従来に比べて円盤カッターMbとフィン22との間の摩擦を小さくすることができ、円盤カッターMbを円滑に回転させることができる。これにより、作業性を高めることができるとともに、フィン22の成形性を高めることができる。
According to the method for manufacturing a heat transfer plate according to the present embodiment described above, thermal shrinkage occurs by frictional stirring on the
また、切削工程によってブロック部32の裏面32b側にも摩擦熱が発生する。この摩擦熱に起因する熱収縮によって、被切削ブロック31に発生した反りを矯正することができる。
Further, frictional heat is also generated on the
また、マルチカッターMを用いることで、フィン22の厚さや、フィン22,22同士の隙間を容易に設定することができる。
Further, by using the multi-cutter M, the thickness of the
また、第五実施形態の伝熱板1Dは、ベース板21の裏面21bにフィン22が形成されていない露出部26を備えている。この露出部26は、フィン22群の周囲を囲むように形成されているため、フィン22群を覆うカバー部材や他の取付部材の取り付け代として利用することができる。
Further, the
なお、露出部26は、本実施形態では、フィン22群の全周囲に亘って設けられているが、フィン22群の一部に設けられているだけでもよい。また、本実施形態では、フィン22の長手方向と、ベース板21の長手方向が平行となるように配置しているが、交差するように配置してもよい。
In addition, although the exposed
〔第六実施形態〕
本発明の第六実施形態について図面を参照して説明する。図19に示すように、第六実施形態に係る伝熱板1Eは、ベース板21と、複数のフィン22と、蓋板23とで主に構成されている。伝熱板1Eは、蓋溝25を有さない点で第五実施形態と相違する。第五実施形態の蓋板23及び凹溝24周りの構成については第二実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。また、第五実施形態のフィン22の構成については第五実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
[Sixth embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 19, the
〔第七実施形態〕
本発明の第七実施形態について図面を参照して説明する。図20に示すように、第七実施形態に係る伝熱板1Fは、ベース板21と、複数のフィン22と、蓋板23と、熱媒体用管27とで主に構成されている。伝熱板1Fは、熱媒体用管27を備え備えている点で第五実施形態と相違する。第七実施形態の蓋板23、凹溝24、蓋溝25及び熱媒体用管27周りの構成については第三実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。また、第七実施形態のフィン22の構成については第五実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
[Seventh embodiment]
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 20, the
〔第八実施形態〕
本発明の第八実施形態について図面を参照して説明する。図21に示すように、第八実施形態に係る伝熱板1Gは、ベース板21と、複数のフィン22と、蓋板23と、熱媒体用管27とで主に構成されている。伝熱板1Gは、熱媒体用管27を備えている点で第六実施形態と相違する。第八実施形態の蓋板23、凹溝24及び熱媒体用管27周りの構成については第六実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。また、第八実施形態のフィン22の構成については、第五実施形態と略同等であるため、詳細な説明は省略する。
[Eighth embodiment]
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 21, the
〔第九実施形態〕
本発明の第九実施形態について図面を参照して説明する。図22に示すように、第九実施形態に係るヒートシンク1Hは、基体部41と、複数のフィン42とで構成されている。
[Ninth embodiment]
A ninth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As illustrated in FIG. 22, the
第九実施形態に係るヒートシンクの製造方法は、摩擦攪拌工程と、切削工程を行う。図23の(a)に示すように、摩擦攪拌工程では、被切削ブロック51に対して摩擦攪拌を行う。被切削ブロック51は、基体部41及びフィン42の素となるアルミニウム合金であって、直方体を呈する。摩擦攪拌工程では、クランプを介して被切削ブロック51を架台Kに固定した後、被切削ブロック51の表面51a上に、回転させた回転ツールFを移動させる。摩擦攪拌用の回転ツールFの移動軌跡は特に制限されないが、本実施形態では、円形状に移動させる。回転ツールFの移動軌跡には塑性化領域Wが形成される。
The manufacturing method of the heat sink concerning a ninth embodiment performs a friction stirring process and a cutting process. As shown in FIG. 23A, in the friction stirring step, friction stirring is performed on the
摩擦攪拌工程が終了したら、クランプを解除して被切削ブロック51をそのまま存置する。被切削ブロック51の塑性化領域Wに熱収縮が発生し、表面51a側が凹状となるように変形する。すなわち、被切削ブロック51が裏面51b側に凸状となるように反り、表面51a側に圧縮応力が発生し、裏面51b側に引張応力が発生する。
When the friction stirring step is completed, the clamp is released and the
切削工程では、具体的な図示は省略するが、第一実施形態の図4に示す切削工程と同じ要領で、引張応力が作用している被切削ブロック51の裏面51bに対してマルチカッターで切削してフィンを形成する。
In the cutting process, although not specifically illustrated, the multi-cutter is used to cut the
第九実施形態に係るヒートシンクの製造方法においても、被切削ブロック51の表面51aに摩擦攪拌を行うことで熱収縮が発生し、被切削ブロック51の裏面51bに引張応力が作用する。切削工程は、被切削ブロック51の裏面51bに引張応力が作用した状態で行うため、円盤カッターがフィン42,42に挟まれ難くなる。これにより、従来に比べて円盤カッターとフィン42との間の摩擦を小さくすることができるため、円盤カッターを円滑に回転させることができる。よって、作業性を高めることができるとともに、フィン3の波打ち現象等を防ぎ、成形性を高めることができる。
Also in the heat sink manufacturing method according to the ninth embodiment, thermal contraction occurs by frictional stirring on the
また、切削工程によって、被切削ブロック51の裏面51b側にも摩擦熱が発生する。この摩擦熱に起因する熱収縮によって、摩擦攪拌工程で発生した被切削ブロック51の反りを矯正することができる。これにより、平坦性の高いヒートシンク1Hを形成することができる。
Further, frictional heat is also generated on the
〔第十実施形態〕
次に、本発明の第十実施形態について説明する。図24の(a)に示すように、第十実施形態に係るヒートシンク1Jは、ベース板61と、複数のフィン62とで構成されている。ヒートシンク1Jは、ベース板61の裏面61bにおいて、フィン62の周りに露出する露出部64が形成されている点で、第九実施形態と相違する。
[Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 24A, the
第十実施形態に係るヒートシンクの製造方法では、準備工程と、摩擦攪拌工程と、切削工程とを行う。図24の(b)に示すように、準備工程では、被切削ブロック71を用意する。被切削ブロック71は、ベース板61と、ブロック部63とで構成されている。被切削ブロック71は、摩擦攪拌可能な金属部材で構成されており、ダイカストによって一体形成されている。
In the heat sink manufacturing method according to the tenth embodiment, a preparation process, a friction stirring process, and a cutting process are performed. As shown in FIG. 24B, in the preparation step, a
ブロック部63は、ベース板61の裏面61bの中央に形成されている。ブロック部63は、直方体を呈しベース板61よりも小さく形成されている。つまり、ブロック部63の表面(裏面63b)の面積は、ベース板61の裏面61bの面積よりも小さくなっている。ベース板61の裏面61bの周囲には、ブロック部63の周りに露出する露出部64が形成されている。
The
図24の(b)に示すように、摩擦攪拌工程では、回転ツールFを用いてベース板61の表面61aに対して摩擦攪拌を行う。切削工程は、第五実施形態で説明した図18と同じ要領でフィン62を形成する。これにより、ヒートシンク1Jが形成される。
As shown in FIG. 24 (b), in the friction stirring step, the rotating tool F is used to perform friction stirring on the
以上説明したヒートシンクの製造方法によれば、第九実施形態と略同等の効果を奏することができる。また、フィン62群の周囲に露出部64が形成されるため、フィン62群をカバーするカバー部材や他の取付部材の取り付け代として利用することができる。
According to the heat sink manufacturing method described above, substantially the same effects as those of the ninth embodiment can be obtained. Moreover, since the exposed
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、各実施形態の接合工程及び摩擦攪拌工程の終了後、回転ツールFの摩擦攪拌によって生じたバリを被切削ブロック又はベース板の表面から切除するバリ切除工程を行ってもよい。これにより、被切削ブロック又はベース板の表面を平滑にすることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, design changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, after the joining step and the friction stirring step of each embodiment, a burr cutting step of cutting off burrs generated by friction stirring of the rotary tool F from the surface of the block to be cut or the base plate may be performed. Thereby, the surface of a to-be-cut block or a base board can be smoothed.
また、流体が流通する凹溝5,24及び熱媒体用管7,27の本数や形状、配設位置等は伝熱板の用途に投じて適宜設計すればよい。また、被切削ブロックの成形方法はダイカストに限定されるものではなく、押出形材を切削して形成してもよい。また、本実施形態では、平面視矩形の被切削ブロックを用いたが、例えば、平面視円形、楕円形、他の多角形よりなる形状の被切削ブロックを用いてもよい。
Further, the number and shape of the
また、接合工程後、又は、摩擦攪拌工程後に被切削ブロック10,31に対して焼鈍を行う焼鈍処理を行ってもよい。これにより、被切削ブロック10,31に生じた加工歪みを取り除き、組織を軟化させることができるため、フィンを形成する切削工程を好適に行うことができる。
Moreover, you may perform the annealing process which anneals with respect to the to-
1 伝熱板
1A 伝熱板
1B 伝熱板
1C 伝熱板
1D 伝熱板
1E 伝熱板
1F 伝熱板
1G 伝熱板
1H ヒートシンク
1J ヒートシンク
2 基体部
2a 表面
2b 裏面
3 フィン
4 凹溝
5 蓋溝
6 蓋板
7 熱媒体用管
10 被切削ブロック
10a 表面
10b 裏面
21 ベース板
22 フィン
23 ブロック部
24 凹溝
25 蓋溝
26 蓋板
27 熱媒体用管
31 被切削ブロック
F 回転ツール
J 突合部
W 塑性化領域
DESCRIPTION OF
Claims (18)
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記摩擦攪拌工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とするヒートシンクの製造方法。 On the surface of the block to be cut, a friction stirring step for performing friction stirring,
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and
In the cutting step, the heat sink is cut in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block to be cut by heat shrinkage after the friction stirring step.
前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、
前記ベース板の表面に摩擦攪拌を行う摩擦攪拌工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記摩擦攪拌工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とするヒートシンクの製造方法。 A method of manufacturing a heat sink using a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate,
An exposed portion that is exposed around the block portion is formed on the back surface of the base plate,
A friction stirring step of performing friction stirring on the surface of the base plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are laminated,
In the cutting step, the heat sink is subjected to heat shrinkage after the friction stirring step, and cutting is performed in a state where tensile stress is applied to the back surface of the block portion.
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A lid groove closing step of inserting a lid plate into the lid groove formed around the concave groove opening on the surface of the block to be cut;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and
In the said cutting process, it cuts in the state in which the tensile stress acted on the back surface of the said to-be-cut block by the thermal contraction after the said joining process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A lid plate insertion step of inserting the lid plate into the groove that opens on the surface of the block to be cut;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the concave groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and
In the said cutting process, it cuts in the state in which the tensile stress acted on the back surface of the said to-be-cut block by the thermal contraction after the said joining process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
前記蓋溝に蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A heat medium tube insertion step of inserting the heat medium tube into the concave groove formed in the bottom surface of the lid groove opening on the surface of the block to be cut;
A lid groove closing step of inserting a lid plate into the lid groove;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and
In the said cutting process, it cuts in the state in which the tensile stress acted on the back surface of the said to-be-cut block by the thermal contraction after the said joining process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
前記凹溝に蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、
前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記被切削ブロックの裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記被切削ブロックの裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A heat medium pipe insertion step of inserting the heat medium pipe into the concave groove opened on the surface of the block to be cut;
A lid plate insertion step of inserting a lid plate into the concave groove;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the concave groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block to be cut with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are stacked, and
In the said cutting process, it cuts in the state in which the tensile stress acted on the back surface of the said to-be-cut block by the thermal contraction after the said joining process, The manufacturing method of the heat exchanger plate characterized by the above-mentioned.
前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、
前記ベース板の表面に開口する凹溝の周囲に形成された蓋溝に、蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A method for producing a heat transfer plate from a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate,
An exposed portion that is exposed around the block portion is formed on the back surface of the base plate,
A lid groove closing step of inserting the lid plate into the lid groove formed around the concave groove opening on the surface of the base plate;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are laminated,
In the cutting step, the heat transfer plate is cut in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the joining step.
前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、
前記ベース板の表面に開口する凹溝に蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、
前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A method for producing a heat transfer plate from a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate,
An exposed portion that is exposed around the block portion is formed on the back surface of the base plate,
A lid plate insertion step of inserting a lid plate into a concave groove opened on the surface of the base plate;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the concave groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are laminated,
In the cutting step, the heat transfer plate is cut in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the joining step.
前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、
前記前記ベース板の表面に開口する蓋溝の底面に形成された凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
前記蓋溝に蓋板を挿入する蓋溝閉塞工程と、
前記蓋溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に、複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A method for producing a heat transfer plate from a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate,
An exposed portion that is exposed around the block portion is formed on the back surface of the base plate,
A heat medium tube insertion step of inserting a heat medium tube into a concave groove formed in a bottom surface of a lid groove opened on the surface of the base plate;
A lid groove closing step of inserting a lid plate into the lid groove;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the lid groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are laminated,
In the cutting step, the heat transfer plate is cut in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the joining step.
前記ベース板の裏面には、前記ブロック部の周りに露出する露出部が形成されており、
前記ベース板の表面に開口する凹溝に、熱媒体用管を挿入する熱媒体用管挿入工程と、
前記凹溝に蓋板を挿入する蓋板挿入工程と、
前記凹溝の側壁と前記蓋板の側面との突合部に沿って摩擦攪拌を行う接合工程と、
複数枚の円盤カッターが積層されたマルチカッターで前記ブロック部の裏側に複数のフィンを形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、前記接合工程後の熱収縮により、前記ブロック部の裏面に引張応力が作用した状態で切削することを特徴とする伝熱板の製造方法。 A method of manufacturing a heat transfer plate using a block to be cut having a base plate and a block portion formed on the back surface of the base plate,
An exposed portion that is exposed around the block portion is formed on the back surface of the base plate,
A heat medium tube insertion step of inserting a heat medium tube into the groove formed in the surface of the base plate;
A lid plate insertion step of inserting a lid plate into the concave groove;
A joining step of performing frictional stirring along the abutting portion between the side wall of the concave groove and the side surface of the lid plate;
A cutting step of forming a plurality of fins on the back side of the block portion with a multi-cutter in which a plurality of disk cutters are laminated,
In the cutting step, the heat transfer plate is cut in a state in which a tensile stress is applied to the back surface of the block portion by heat shrinkage after the joining step.
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