JP7140061B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器の製造方法に関する。

例えば、特許文献１には、複数の孔部が並設された押出多孔管と、当該押出多孔管の開口部を封止する封止体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法が開示されている。図１３は、従来の熱交換器の製造方法を示す断面図である。

従来の熱交換器の製造方法では、アルミニウム合金製の押出多孔管１０１の端面１０１ａと、蓋体１０２の外周に形成された段差部１０３とを突き合わせて突合せ部Ｊ１０を形成した後、突合せ部Ｊ１０に対して回転ツールＧを用いて摩擦攪拌接合を行うというものである。段差部１０３は、段差底面１０３ａと、段差側面１０３ｂとで構成されている。突合せ部Ｊ１０は、押出多孔管１０１の端面１０１ａと、蓋体１０２の段差底面１０３ａとを突き合わせて構成されている。回転ツールＧは、ショルダ部Ｇ１と、ショルダ部Ｇ１から垂下する攪拌ピンＧ２とを備えている。摩擦攪拌工程では、回転させた攪拌ピンＧ２の回転中心軸Ｚを突合せ部Ｊ１０に重ね合わせて相対移動させるというものである。

特開２０１６－７４０１６号公報

ここで、押出多孔管１０１のように比較的単純な形状のものは、１０００系アルミニウム合金の展伸材で形成し、蓋体１０２は、例えば、４０００系アルミニウム合金の鋳造材で形成するというような場合がある。このように、アルミニウム合金の材種の異なる部材同士を接合して、熱交換器を製造する場合がある。このような場合は、蓋体１０２の方が押出多孔管よりも硬度が高くなることが一般的であるため、図１３のように摩擦攪拌接合を行うと、攪拌ピンＧ２が押出多孔管１０１側から受ける材料抵抗に比べて、蓋体１０２側から受ける材料抵抗が大きくなる。そのため、回転ツールＧの攪拌ピンＧ２によって異なる材種をバランスよく攪拌することが困難となり、接合後の塑性化領域に空洞欠陥が発生し接合強度が低下するという問題がある。

また、図１３に示すように、攪拌ピンＧ２を突合せ部Ｊ１０に挿入する際、所定の深さとなるまで鉛直方向に攪拌ピンＧ２を押入するため、摩擦攪拌の開始位置における摩擦熱が過大となる。これにより、当該開始位置において、蓋体１０２側の金属が押出多孔管１０１側に混入しやすくなり、接合不良の一因となるという問題がある。

一方、攪拌ピンＧ２を突合せ部Ｊ１０から引き抜いて離脱させる際、鉛直方向に攪拌ピンＧ２を引き抜くため、摩擦攪拌の終了位置における摩擦熱が過大となる。これにより、当該終了位置において、蓋体１０２側の金属が押出多孔管１０１側に混入しやすくなり、接合不良の一因となるという問題がある。

このような観点から、本発明は、材種の異なるアルミニウム合金を好適に接合することができる熱交換器の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、回転する前記先端側ピンを前記設定移動ルートよりもさらに前記押出多孔管側に設定した開始位置に挿入した後、前記回転ツールの回転中心軸を前記設定移動ルートと重複する位置まで移動させつつ前記所定の深さとなるまで前記先端側ピンを徐々に押入することを特徴とする。

また、本発明は、内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、前記設定移動ルート上に設定した開始位置から前記先端側ピンを挿入し、進行方向に移動させつつ所定の高さとなるまで徐々に前記先端側ピンを押入することを特徴とする。

かかる製造方法によれば、蓋体と押出多孔管との摩擦熱によって突合せ部の主として押出多孔管側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、突合せ部において蓋体と押出多孔管とを接合することができる。また、先端側ピンの外周面を蓋体にわずかに接触させるに留めるため、蓋体から押出多孔管への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部においては主として押出多孔管側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、基端側ピンの外周面を押出多孔管の外周面に接触させて塑性流動材を押さえることにより、バリの発生を抑制することができる。また、回転ツールを移動させながら所定の深さとなるまで先端側ピンを徐々に押入することにより、局所的に摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルート上において、蓋体の第一アルミニウム合金が押出多孔管側に混入するのを防ぐことができる。

また、前記本接合工程では、所定の回転速度で前記回転ツールを回転させて摩擦攪拌を行い、前記本接合工程において前記先端側ピンを挿入するとき、前記所定の回転速度よりも高い速度で前記先端側ピンを回転させた状態で挿入し、徐々に回転速度を下げながら前記設定移動ルートまで移動させることが好ましい。

かかる製造方法によれば、より好適に摩擦攪拌接合を行うことができる。

また、本発明は、内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、前記設定移動ルートよりもさらに前記押出多孔管側に終了位置を設定し、前記突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記先端側ピンを徐々に引き抜いて前記終了位置で前記押出多孔管から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする。

また、本発明は、内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、前記本接合工程において、前記設定移動ルート上に終了位置を設定し、前記突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記先端側ピンを徐々に引き抜いて前記終了位置で前記押出多孔管から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする。

かかる製造方法によれば、蓋体と押出多孔管との摩擦熱によって突合せ部の主として押出多孔管側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、突合せ部において蓋体と押出多孔管とを接合することができる。また、先端側ピンの外周面を蓋体にわずかに接触させるに留めるため、蓋体から押出多孔管への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部においては主として押出多孔管側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。また、基端側ピンの外周面を押出多孔管の外周面に接触させて塑性流動材を押さえることにより、バリの発生を抑制することができる。また、回転ツールを移動させながら先端側ピンを徐々に引き抜くことにより、局所的に摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。これにより、設定移動ルート上において、蓋体の第一アルミニウム合金が押出多孔管側に混入するのを防ぐことができる。

また、前記本接合工程では、所定の回転速度で前記先端側ピンを回転させて前記突合せ部の摩擦攪拌接合を行い、前記本接合工程において前記先端側ピンを引き抜くとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら前記終了位置まで移動させることが好ましい。

かかる製造方法によれば、より好適に摩擦攪拌接合を行うことができる。

また、前記突合せ工程では、前記蓋体の外周面よりも前記押出多孔管の外周面の方が外側となるように、前記押出多孔管と前記蓋体とを形成することが好ましい。

かかる製造方法によれば、接合部の金属不足を防ぐことができる。

また、前記回転ツールの回転方向及び進行方向を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することが好ましい。

かかる製造方法によれば、突合せ部側の摩擦攪拌が促進され、より好適に接合することができる。

また、前記本接合工程では、前記先端側ピンの先端が前記蓋体の段差側面を突き抜けた状態で前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌することが好ましい。

かかる製造方法によれば、蓋体と押出多孔管とをより好適に接合することができる。

また、前記第一アルミニウム合金は鋳造材からなり、前記第二アルミニウム合金は展伸材からなることが好ましい。

本発明に係る熱交換器の製造方法によれば、材種の異なるアルミニウム合金を好適に接合することができる。

本発明の実施形態に係る回転ツールを示す側面図である。 回転ツールの拡大断面図である。 回転ツールの第一変形例を示す断面図である。 回転ツールの第二変形例を示す断面図である。 回転ツールの第三変形例を示す断面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱交換器を示す分解斜視図である。 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の突合せ工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の本接合工程の開始位置を示す模式図である。 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の本接合工程を示す断面図である。 第一実施形態に係る熱交換器の製造方法の本接合工程の終了位置を示す模式図である。 本発明の第二実施形態に係る熱交換器の製造方法の本接合工程の開始位置を示す模式図である。 本発明の第二実施形態に係る熱交換器の製造方法の本接合工程の終了位置を示す模式図である。 従来の熱交換器の製造方法を示す断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。まずは、本実施形態に係る接合方法で用いる回転ツールについて説明する。回転ツールは、摩擦攪拌接合に用いられるツールである。図１に示すように、回転ツールＦは、例えば工具鋼で形成されており、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。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。

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Ａ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Ａ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Ａは、後記する先端側ピンＦ３のテーパー角度Ｂよりも大きくなっている。図２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Ｆ２１が高さ方向の全体に亘って形成されている。ピン段差部Ｆ２１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Ｆ２１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。回転ツールＦを右回転させる場合は、ピン段差部Ｆ２１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、回転ツールＦを左回転させる場合は、ピン段差部Ｆ２１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Ｆ２１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Ｆ２１は、段差底面Ｆ２１ａと、段差側面Ｆ２１ｂとで構成されている。隣り合うピン段差部Ｆ２１の各頂点Ｆ２１ｃ，Ｆ２１ｃの距離Ｘ１（水平方向距離）は、後記する段差角度Ｃ及び段差側面Ｆ２１ｂの高さＹ１に応じて適宜設定される。

段差側面Ｆ２１ｂ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Ｆ２１の数）も減少する。

段差底面Ｆ２１ａと段差側面Ｆ２１ｂとでなす段差角度Ｃ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Ｆ２１ａは、本実施形態では水平面と平行になっている。段差底面Ｆ２１ａは、ツールの回転中心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Ｘ１、段差側面Ｆ２１ｂの高さＹ１、段差角度Ｃ及び水平面に対する段差底面Ｆ２１ａの角度は、摩擦攪拌を行う際に、塑性流動材がピン段差部Ｆ２１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Ｆ２１ａ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。

図１に示すように、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の先端は回転中心軸に対して垂直な平坦面Ｆ４になっている。先端側ピンＦ３のテーパー角度Ｂは、基端側ピンＦ２のテーパー角度Ａよりも小さくなっている。図２に示すように、先端側ピンＦ３の外周面には、螺旋溝Ｆ３１が刻設されている。螺旋溝Ｆ３１は、右回り、左回りのどちらでもよいが、回転ツールＦを右回転させる場合は、基端側から先端側に向けて左回りに刻設する。

なお、回転ツールＦを左回転させる場合は、螺旋溝Ｆ３１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Ｆ３１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Ｆ３１は、螺旋底面Ｆ３１ａと、螺旋側面Ｆ３１ｂとで構成されている。隣り合う螺旋溝Ｆ３１の頂点Ｆ３１ｃ，Ｆ３１ｃの距離（水平方向距離）を長さＸ２とする。螺旋側面Ｆ３１ｂの高さを高さＹ２とする。螺旋底面Ｆ３１ａと、螺旋側面Ｆ３１ｂとで構成される螺旋角度Ｄは例えば、４５～９０°で形成されている。螺旋溝Ｆ３１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。

回転ツールＦは、適宜設計変更が可能である。図３は、本発明の回転ツールの第一変形例を示す側面図である。図３に示すように、第一変形例に係る回転ツールＦＡでは、ピン段差部Ｆ２１の段差底面Ｆ２１ａと段差側面Ｆ２１ｂとのなす段差角度Ｃが８５°になっている。段差底面Ｆ２１ａは、水平面と平行である。このように、段差底面Ｆ２１ａは水平面と平行であるとともに、段差角度Ｃは、摩擦攪拌中にピン段差部Ｆ２１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４は、本発明の回転ツールの第二変形例を示す側面図である。図４に示すように、第二変形例に係る回転ツールＦＢでは、ピン段差部Ｆ２１の段差角度Ｃが１１５°になっている。段差底面Ｆ２１ａは水平面と平行になっている。このように、段差底面Ｆ２１ａは水平面と平行であるとともに、ピン段差部Ｆ２１として機能する範囲で段差角度Ｃが鈍角となってもよい。

図５は、本発明の回転ツールの第三変形例を示す側面図である。図５に示すように、第三変形例に係る回転ツールＦＣでは、段差底面Ｆ２１ａがツールの回転中心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Ｆ２１ｂ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Ｆ２１ａがツールの回転中心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。上記の回転ツールの第一～第三変形例によっても、下記の実施形態と同等の効果を奏することができる。回転ツールＦ，ＦＡ，ＦＢ，ＦＣは、例えば、先端にスピンドルユニット等の回転駆動手段を備えたロボットアームに取り付けてもよい。

［第一実施形態］
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。第一実施形態に係る熱交換器１は、図６に示すように、押出多孔管２と、押出多孔管２の両端に配置された蓋体３，３とで構成されている。熱交換器１は、内部に流体を流通させて、配置される発熱体を冷却する機器である。押出多孔管２と蓋体３，３とは摩擦攪拌接合で一体化される。

押出多孔管２は、本体部１１と、複数のフィン１２とで主に構成されている。押出多孔管２は、本実施形態では第二アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第二アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳ Ａ１０５０，Ａ１１００，Ａ６０６３等のアルミニウム合金展伸材で形成されている。押出多孔管２は、第二アルミニウム合金で形成された押出形材である。

本体部１１は、筒状を呈する。本体部１１の側部１１ａ，１１ｂは外側（本体部１１の幅方向外側）に凸となるように湾曲している。本体部１１の基板部１１ｃ，１１ｄは平坦になっており、平行に対向している。つまり、本体部１１の断面は長丸形状になっている。フィン１２は、基板部１１ｃ，１１ｄに対して垂直になっている。フィン１２は、本体部１１の押し出し方向に延設され、それぞれ平行に形成されている。隣り合うフィン１２の間には、流体が流通する断面矩形の孔部１３が形成されている。

押出多孔管２の両端の開口部には、フィン１２が形成されていない嵌合部１４が形成されている。嵌合部１４は、後記する蓋体３の周壁部２２が挿入される部位である。嵌合部１４は、フィン１２の両端を切削することにより形成されている。押出多孔管２の形状は、上記した形状に限定されるものではない。例えば、押出多孔管２の断面（押出方向に対して垂直な断面）が、円形、楕円形又は角形であってもよい。

蓋体３，３は、押出多孔管２の両端の開口部を封止する部材である。蓋体３，３は、それぞれ同形状になっている。蓋体３は、底部２１と、周壁部２２とを有する。底部２１は、長丸形状を呈する板状部材である。底部２１の外形は、押出多孔管２の開口部を封止するように、押出多孔管２の本体部１１の外形と概ね同形状になっている。周壁部２２は、底部２１の周縁部から垂直に立ち上がる部位である。周壁部２２は、底部２１の形状に沿って長丸の枠状に形成されている。底部２１と周壁部２２とで凹状のヘッダー流路２４が形成されている。

蓋体３の材料は、摩擦攪拌可能な金属であれば特に制限されないが、本実施形態では第一アルミニウム合金を主に含んで形成されている。第一アルミニウム合金は、第二アルミニウム合金よりも硬度の高い材料である。第一アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳＨ５３０２ ＡＤＣ１２（Ａｌ-Ｓｉ-Ｃｕ系）等のアルミニウム合金鋳造材を用いている。

図７にも示すように、周壁部２２の外周縁には、段差側面２３ａと、段差側面２３ａから立ち上がる段差傾斜面２３ｂとで構成された周壁段差部２３が形成されている。周壁段差部２３は、周方向全体にわたって形成されている。段差側面２３ａは、押し出し方向と平行になっている。段差傾斜面２３ｂは、段差側面２３ａから外側（本体部１１の幅方向外側）に向かうにつれて底部２１に近接するように傾斜している。換言すると、段差傾斜面２３ｂは、外側に向かうにつれて本体部１１から離間するように傾斜している。段差傾斜面２３ｂの傾斜角度βは、一定の傾斜角度になっている。鉛直面に対する段差傾斜面２３ｂの傾斜角度β（図７参照）は、回転中心軸Ｚに対する先端側ピンＦ３の傾斜角度α（図１参照）と同一になっている。

押出多孔管２の外周面１１ｆと周壁部２２の外周面２２ｂとは面一でもよいが、本実施形態では、蓋体３は、後記する突合せ工程を行った後、周壁部２２の外周面２２ｂよりも、押出多孔管２の外周面１１ｆが外側となるように設定している。換言すると、段差傾斜面２３ｂの高さ寸法よりも、押出多孔管２の端面１１ｅの高さ（厚さ）寸法の方が大きくなるように設定している。

次に、本実施形態に係る熱交換器の製造方法について説明する。本実施形態に係る熱交換器の製造方法では、準備工程と、突合せ工程と、本接合工程とを行う。

準備工程は、押出多孔管２及び蓋体３を準備する工程である。押出多孔管２及び蓋体３は、製造方法については特に制限されないが、押出多孔管２は、例えば、押出成形で成形する。蓋体３は、例えば、ダイキャストにより成形する。

突合せ工程は、図７に示すように、押出多孔管２に蓋体３を突き合わせる工程である。突合せ工程では、蓋体３の周壁部２２に、押出多孔管２の嵌合部１４を嵌め合わせる。これにより、蓋体３の段差傾斜面２３ｂと押出多孔管２の端面１１ｅとが突き合わされて突合せ部Ｊ１が形成されるとともに、蓋体３の段差側面２３ａと押出多孔管２の内周面１１ｇとが重ね合わされて突合せ部Ｊ２が形成される。周壁部２２の端面２２ａと、フィン１２の端面１２ａとは接触するか、わずかな隙間をあけて対向する。突合せ部Ｊ１，Ｊ２は、周方向にわたって形成される。突合せ部Ｊ１には断面Ｖ字状の隙間が形成される。

本接合工程は、図８及び図９に示すように、回転ツールＦを用いて突合せ部Ｊ１を摩擦攪拌接合する工程である。まず、突合せ部Ｊ１に対して蓋体３から離間する位置に「設定移動ルートＬ１」（一点鎖線）を設定する。設定移動ルートＬ１は、後記する本接合工程において、突合せ部Ｊ１を接合するために必要な回転ツールＦの移動ルートである。設定移動ルートＬ１については追って詳述する。

図８に示すように、本接合工程では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの押入区間と、設定移動ルートＬ１上の中間点Ｓ１から一周廻って中間点Ｓ２までの本区間と、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌接合する。中間点Ｓ１，Ｓ２は、設定移動ルートＬ１上に設定されている。開始位置ＳＰ１は、押出多孔管２の本体部１１において、設定移動ルートＬ１に対して蓋体３から離間する位置に設定されている。本実施形態では、開始位置ＳＰ１と中間点Ｓ１とを結ぶ線分と、設定移動ルートＬ１とのなす角度が鈍角となる位置に開始位置ＳＰ１を設定している。

本接合工程の押入区間では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、本体部１１の外周面１１ｆに対して回転中心軸Ｚを垂直にしつつ、右回転させた回転ツールＦ（先端側ピンＦ３）を開始位置ＳＰ１に挿入し、中間点Ｓ１まで相対移動させる。この際、少なくとも中間点Ｓ１に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように先端側ピンＦ３を徐々に押し入れていく。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを設定移動ルートＬ１に移動させながら徐々に下降させていく。回転ツールＦが中間点Ｓ１に達したら、そのまま本区間に移行する。

本区間では、図９に示すように回転ツールＦを設定移動ルートＬ１に沿って一周させる。本区間においては、中間点Ｓ１に達した際に、先端側ピンＦ３の外周面と段差傾斜面２３ｂとを平行としつつ、先端側ピンＦ３の外周面と段差傾斜面２３ｂとがわずかに接触するように設定する。また、基端側ピンＦ２の外周面と、押出多孔管２の外周面１１ｆとが接触しつつ、先端側ピンＦ３の平坦面Ｆ４が段差側面２３ａを突き抜けるように挿入深さを設定する。回転ツールＦの回転中心軸Ｚと、本体部１１の外周面１１ｆとが垂直となるように設定し、これらを維持した状態で、突合せ部Ｊ１に沿って回転ツールＦを相対移動させる。

先端側ピンＦ３の外周面と段差傾斜面２３ｂとの接触代（オフセット量）Ｎは、例えば、０＜Ｎ≦１．０ｍｍの間で設定し、好ましくは０＜Ｎ≦０．８５ｍｍの間で設定し、より好ましくは０＜Ｎ≦０．６５ｍｍの間で設定する。

設定移動ルートＬ１は、図９に示すように、平坦面Ｆ４の中心が通過する軌跡を示している。つまり、設定移動ルートＬ１は、突合せ部Ｊ１の周方向において、段差傾斜面２３ｂと先端側ピンＦ３の外周面とを平行にしつつ両者がわずかに接触するように設定されている。本区間においては、回転ツールＦを上方から見た場合に、平坦面Ｆ４の中心が、設定移動ルートＬ１と重なるように回転ツールＦを移動させる。なお、先端側ピンＦ３の「所定の深さ」は、適宜設定すればよいが、本実施形態では回転ツールＦの平坦面Ｆ４が、段差側面２３ａを突き抜ける位置まで挿入する。これにより、突合せ部Ｊ２も確実に接合することができる。

先端側ピンＦ３の外周面と段差傾斜面２３ｂとが接触しないように設定すると、突合せ部Ｊ１の接合強度が低くなる。一方、先端側ピンＦ３の段差傾斜面２３ｂの接触代Ｎが１．０ｍｍを超えると蓋体３の第一アルミニウム合金が、押出多孔管２側に大量に混入して接合不良となるおそれがある。

図１０に示すように、回転ツールＦを一周させて先端側ピンＦ３が中間点Ｓ２に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１に向かうまでの間に先端側ピンＦ３を徐々に引き抜いて（上昇させて）、終了位置ＥＰ１で押出多孔管２から先端側ピンＦ３を離脱させる。つまり、回転ツールＦを一ヶ所に留まらせることなく、回転ツールＦを終了位置ＥＰ１に移動させながら徐々に引抜いていく。終了位置ＥＰ１は、終了位置ＥＰ１と中間点Ｓ２とが結ぶ線分と設定移動ルートＬ１とでなす角度が鈍角となる位置に設定する。回転ツールＦの移動軌跡には塑性化領域Ｗ１が形成される。なお、前記したように押出多孔管２と一端側の蓋体３との摩擦攪拌接合が終了したら、同じ要領で押出多孔管２と他端側の蓋体３との摩擦攪拌接合を行う。

以上説明した本実施形態における熱交換器の製造方法によれば、押出多孔管２と先端側ピンＦ３との摩擦熱によって突合せ部Ｊ１の主として押出多孔管２側の第二アルミニウム合金が攪拌されて塑性流動化され、突合せ部Ｊ１において押出多孔管２の端面１１ｅと蓋体３の段差傾斜面２３ｂとを接合することができる。

また、先端側ピンＦ３の外周面を段差傾斜面２３ｂにわずかに接触させるに留めるため、蓋体３から押出多孔管２への第一アルミニウム合金の混入を極力少なくすることができる。これにより、突合せ部Ｊ１においては主として押出多孔管２側の第二アルミニウム合金が摩擦攪拌されるため、接合強度の低下を抑制することができる。つまり、本接合工程では、先端側ピンＦ３の回転中心軸Ｚに対して一方側と他方側で、先端側ピンＦ３が受ける材料抵抗の不均衡を極力少なくすることができる。また、先端側ピンＦ３の外周面と蓋体３の段差傾斜面２３ｂとを平行に設定しているため、塑性流動材がバランス良く摩擦攪拌され、接合強度の低下を抑制することができる。

また、基端側ピンＦ２の外周面を押出多孔管２の外周面１１ｆに接触させて塑性流動材を押さえることにより、バリの発生を抑制することができる。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（周壁部２２の外周面２２ｂ及び押出多孔管２の外周面１１ｆ）に形成される段差凹溝を小さくすることができるとともに、段差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、基端側ピンＦ２の階段状のピン段差部Ｆ２１は浅く、かつ、出口が広いため、塑性流動材を段差底面Ｆ２１ａで押えつつ塑性流動材がピン段差部Ｆ２１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、本接合工程の押入区間では、開始位置ＳＰ１から設定移動ルートＬ１と重複する位置まで回転ツールＦを移動させつつ所定の深さとなるまで先端側ピンＦ３を徐々に押入することにより、設定移動ルートＬ１上で回転ツールＦが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。
同様に、本接合工程の離脱区間では、設定移動ルートＬ１から終了位置ＥＰ１まで回転ツールＦを移動させつつ所定の深さから先端側ピンＦ３を徐々に引き抜いて離脱させることにより、設定移動ルートＬ１上で回転ツールＦが停止して摩擦熱が過大になるのを防ぐことができる。

これらにより、設定移動ルートＬ１上で摩擦熱が過大となり、蓋体３から押出多孔管２へ第一アルミニウム合金が過剰に混入して接合不良となるのを防ぐことができる。

また、本接合工程において、開始位置ＳＰ１及び終了位置ＥＰ１の位置は適宜設定すればよいが、開始位置ＳＰ１と設定移動ルートＬ１とのなす角度、終了位置ＥＰ１と設定移動ルートＬ１とのなす角度が鈍角となるように設定することにより、中間点Ｓ１，Ｓ２で回転ツールＦの移動速度が低下することなくスムーズに本区間又は離脱区間に移行することができる。これにより、設定移動ルートＬ１上で回転ツールＦが停止又は移動速度が低下することにより、摩擦熱が過大となることを防ぐことができる。なお、上方から見て回転ツールＦの軌跡が円弧を描くように開始位置ＳＰ１から設定移動ルートＬ１に回転ツールＦを移動させてもよい。同様に、上方から見て回転ツールＦの軌跡が円弧を描くように設定移動ルートＬ１から終了位置ＥＰ１に回転ツールＦを移動させてもよい。

また、本実施形態の本接合工程では、回転ツールＦの回転方向及び進行方向は適宜設定すればよいが、回転ツールＦの移動軌跡に形成される塑性化領域Ｗ１のうち、蓋体３側（突合せ部Ｊ１側）がシアー側となり、押出多孔管２側がフロー側となるように回転ツールＦの回転方向及び進行方向を設定した。蓋体３側がシアー側となるように設定することで、突合せ部Ｊ１の周囲における先端側ピンＦ３による攪拌作用が高まり、突合せ部Ｊ１における温度上昇が期待でき、突合せ部Ｊ１において蓋体３と押出多孔管２とをより確実に接合することができる。

なお、シアー側（Advancing side）とは、被接合部に対する回転ツールの外周の相対速度が、回転ツールの外周における接線速度の大きさに移動速度の大きさを加算した値となる側を意味する。一方、フロー側（Retreating side）とは、回転ツールの移動方向の反対方向に回転ツールが回動することで、被接合部に対する回転ツールの相対速度が低速になる側を言う。

また、蓋体３の第一アルミニウム合金は、押出多孔管２の第二アルミニウム合金よりも硬度の高い材料になっている。これにより、熱交換器１の耐久性を高めることができる。また、蓋体３の第一アルミニウム合金をアルミニウム合金鋳造材とし、押出多孔管２の第二アルミニウム合金をアルミニウム合金展伸材とすることが好ましい。第一アルミニウム合金を例えば、ＪＩＳＨ５３０２ ＡＤＣ１２等のＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系アルミニウム合金鋳造材とすることにより、蓋体３の鋳造性、強度、被削性等を高めることができる。また、第二アルミニウム合金を例えば、ＪＩＳ Ａ１０００系又はＡ６０００系とすることにより、押出多孔管２の加工性、熱伝導性を高めることができる。

また、本接合工程においては、突合せ部Ｊ１の全周を摩擦攪拌接合できるため、熱交換器の気密性及び水密性を高めることができる。また、本接合工程の終端部分において、回転ツールＦが中間点Ｓ１を完全に通過してから終了位置ＥＰ１に向かうようにする。つまり、本接合工程によって形成された塑性化領域Ｗ１の各端部同士をオーバーラップさせることにより、より気密性及び水密性を高めることができる。

また、本接合工程では、回転ツールＦの先端側ピンＦ３の基端側を露出した状態で摩擦攪拌を行うため、摩擦攪拌装置に作用する負荷を軽減することができる。また、本実施形態では、突合せ工程を行った後、周壁部２２の外周面２２ｂよりも、押出多孔管２の外周面１１ｆが外側となるように設定している。これにより、摩擦攪拌される押出多孔管２の第二アルミニウム合金を突合せ部Ｊ１に流入させることができ、突合せ部Ｊ１の金属不足を防ぐことができる。

また、蓋体３にヘッダー流路２４を備えることにより、孔部１３に流入又は流出する流体を集約することができる。

なお、本接合工程では、回転ツールＦの回転速度を一定としてもよいが、可変させてもよい。本接合工程の押入区間において、開始位置ＳＰ１における回転ツールＦの回転速度をＶ１とし、本区間における回転ツールＦの回転速度をＶ２とすると、Ｖ１＞Ｖ２としてもよい。回転速度のＶ２は、設定移動ルートＬ１における予め設定された一定の回転速度である。つまり、開始位置ＳＰ１では、回転速度を高く設定しておき、押入区間内で徐々に回転速度を低減させながら本区間に移行してもよい。

また、第一本接合工程の離脱区間において、本区間における回転ツールＦの回転速度をＶ２、終了位置ＥＰ１において離脱させるときの回転ツールＦの回転速度をＶ３とすると、Ｖ３＞Ｖ２としてもよい。つまり、離脱区間に移行したら、終了位置ＥＰ１に向けて徐々に回転速度を上げながら押出多孔管２から回転ツールＦを離脱させてもよい。回転ツールＦを押出多孔管２に押し入れる際又は押出多孔管２から離脱させる際に、前記のように設定することで、押入区間又は離脱区間時における少ない押圧力を、回転速度で補うことができるため、摩擦攪拌を好適に行うことができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る熱交換器の製造方法について説明する。第二実施形態では、図１１，１２に示すように、本接合工程における開始位置ＳＰ１、中間点Ｓ１，Ｓ２及び終了位置ＥＰ１の位置をいずれも設定移動ルートＬ１上に設定する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。

第二実施形態に係る熱交換器の製造では、準備工程と、突合せ工程と、本接合工程とを行う。準備工程及び突合せ工程は、第一実施形態と同一である。

本接合工程では、図１１に示すように、開始位置ＳＰ１を設定移動ルートＬ１上に設定する。本接合工程では、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの押入区間と、設定移動ルートＬ１上の中間点Ｓ１から一周廻って中間点Ｓ２までの本区間と、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１までの離脱区間の三つの区間を連続して摩擦攪拌する。

押入区間では、図１１に示すように、開始位置ＳＰ１から中間点Ｓ１までの摩擦攪拌を行う。押入区間では、押出多孔管２の外周面１１ｆに対して回転中心軸Ｚを垂直となるようにしつつ、右回転させた先端側ピンＦ３を開始位置ＳＰ１に挿入し、中間点Ｓ１まで相対移動させる。この際、少なくとも中間点Ｓ１に到達するまでに予め設定された「所定の深さ」に達するように先端側ピンＦ３を徐々に押し入れていく。

また、押入区間においては、回転ツールＦを移動させつつ、中間点Ｓ１に達した際に、先端側ピンＦ３の外周面と段差傾斜面２３ｂとが平行となるように設定しつつ、先端側ピンＦ３の外周面と段差傾斜面２３ｂとがわずかに接触するように設定する。また、基端側ピンＦ２の外周面と押出多孔管２の外周面１１ｆとが接触するように設定する。そして、その状態を維持したまま本区間の摩擦攪拌接合に移行する。先端側ピンＦ３の外周面と段差傾斜面２３ｂとの接触代（オフセット量）Ｎ及び設定移動ルートＬ１の設定は第一実施形態と同一である。

図１２に示すように、回転ツールＦを一周させて先端側ピンＦ３が中間点Ｓ２に到達したら、そのまま離脱区間に移行する。離脱区間では、図１２に示すように、中間点Ｓ２から終了位置ＥＰ１に向かうまでの間に先端側ピンＦ３を徐々に引き抜いて（上方に移動させて）、設定移動ルートＬ１上に設定された終了位置ＥＰ１で押出多孔管２から先端側ピンＦ３を離脱させる。

以上説明した第二実施形態に係る熱交換器の製造方法によっても第一実施形態と略同等の効果を奏することができる。第二実施形態のように本接合工程における開始位置ＳＰ１、終了位置ＥＰ１は、設定移動ルートＬ１上に設定してもよい。

１ 熱交換器
２ 押出多孔管
３ 蓋体
Ｆ 回転ツール
Ｆ２ 基端側ピン
Ｆ３ 先端側ピン
Ｆ４ 平坦面
Ｊ１ 突合せ部
ＳＰ１ 開始位置
ＥＰ１ 終了位置
Ｗ１ 塑性化領域

Claims (12)

1. 内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、
   前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、
   前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、
   前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
   摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、
   前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、
   回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
   前記本接合工程において、回転する前記先端側ピンを前記設定移動ルートよりもさらに前記押出多孔管側に設定した開始位置に挿入した後、前記回転ツールの回転中心軸を前記設定移動ルートと重複する位置まで移動させつつ前記所定の深さとなるまで前記先端側ピンを徐々に押入することを特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 前記本接合工程では、所定の回転速度で前記回転ツールを回転させて摩擦攪拌を行い、
   前記本接合工程において前記先端側ピンを挿入するとき、前記所定の回転速度よりも高い速度で前記先端側ピンを回転させた状態で挿入し、徐々に回転速度を下げながら前記設定移動ルートまで移動させることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
3. 内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、
   前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、
   前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、
   前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
   摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、
   前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、
   回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
   前記本接合工程において、前記設定移動ルート上に設定した開始位置から前記先端側ピンを挿入し、進行方向に移動させつつ所定の高さとなるまで徐々に前記先端側ピンを押入することを特徴とする熱交換器の製造方法。
4. 前記本接合工程では、所定の回転速度で前記回転ツールを回転させて摩擦攪拌を行い、
   前記本接合工程において前記先端側ピンを挿入するとき、前記所定の回転速度よりも高い速度で前記先端側ピンを回転させた状態で挿入し、徐々に回転速度を下げながら前記設定移動ルートまで移動させることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器の製造方法。
5. 内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、
   前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、
   前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、
   前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
   摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、
   前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、
   回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
   前記本接合工程において、前記設定移動ルートよりもさらに前記押出多孔管側に終了位置を設定し、前記突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記先端側ピンを徐々に引き抜いて前記終了位置で前記押出多孔管から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする熱交換器の製造方法。
6. 前記本接合工程では、所定の回転速度で前記先端側ピンを回転させて摩擦攪拌を行い、
   前記本接合工程において前記先端側ピンを離脱させるとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら終了位置まで移動させることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
7. 内部にフィンを有する押出多孔管と、前記押出多孔管の開口部を封止する蓋体とで構成され、前記押出多孔管と前記蓋体とを摩擦攪拌で接合する熱交換器の製造方法であって、
   前記蓋体は、底部及び前記底部の周縁から立ち上がる周壁部を有し、前記周壁部の外周縁に、段差側面と、当該段差側面から外側に向かうにつれて前記底部側に近接するように傾斜する段差傾斜面と、を有する周壁段差部を形成し、
   前記押出多孔管は、端部に前記フィンが形成されておらず前記周壁部が嵌め合わされる嵌合部を有し、
   前記押出多孔管は第二アルミニウム合金で形成されており、前記蓋体は第一アルミニウム合金で形成されており、前記第一アルミニウム合金は前記第二アルミニウム合金よりも硬度が高い材種であり、
   摩擦攪拌で用いる回転ツールは、基端側ピンと、先端側ピンとを備え、前記基端側ピンのテーパー角度は、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段差部が形成されており、
   前記押出多孔管の前記嵌合部に前記蓋体の前記周壁部を挿入することにより、前記押出多孔管の内周面と前記蓋体の段差側面とを重ね合わせるとともに、前記押出多孔管の端面と前記蓋体の前記段差傾斜面とを突き合わせて突合せ部に断面Ｖ字状の隙間を形成する突合せ工程と、
   回転する前記回転ツールの先端側ピンを前記押出多孔管の外周面に挿入し、前記先端側ピンの外周面を前記蓋体の段差傾斜面にわずかに接触させつつ、前記基端側ピンの外周面を前記押出多孔管の外周面に接触させた状態で、前記隙間に前記第二アルミニウム合金を流入させながら、前記突合せ部よりも前記押出多孔管側に設定された設定移動ルートに沿って所定の深さで前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌する本接合工程と、を含み、
   前記本接合工程において、前記設定移動ルート上に終了位置を設定し、前記突合せ部に対する摩擦攪拌接合の後、前記回転ツールを前記終了位置に移動させつつ前記先端側ピンを徐々に引き抜いて前記終了位置で前記押出多孔管から前記回転ツールを離脱させることを特徴とする熱交換器の製造方法。
8. 前記本接合工程では、所定の回転速度で前記先端側ピンを回転させて前記突合せ部の摩擦攪拌接合を行い、
   前記本接合工程において前記先端側ピンを引き抜くとき、前記所定の回転速度よりも徐々に回転速度を上げながら前記終了位置まで移動させることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器の製造方法。
9. 前記突合せ工程では、前記蓋体の外周面よりも前記押出多孔管の外周面の方が外側となるように、前記押出多孔管と前記蓋体とを形成することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
10. 前記回転ツールの回転方向及び進行方向を前記突合せ部側がアドバンシング側となるように設定することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
11. 前記本接合工程では、前記先端側ピンの先端が前記蓋体の段差側面を突き抜けた状態で前記押出多孔管の外周面の廻りに一周させて前記突合せ部を摩擦攪拌することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
12. 前記第一アルミニウム合金は鋳造材からなり、前記第二アルミニウム合金は展伸材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。

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