DE112009004248T5

DE112009004248T5 - Ein Herstellungsverfahren einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung

Info

Publication number: DE112009004248T5
Application number: DE200911004248
Authority: DE
Inventors: Nobushiro Seo; Hisashi Hori; Massanori Tamaishi; Shinya Makita
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2029-12-17
Also published as: KR101278370B1; JP5262822B2; US9233439B2; CN102317027B; AU2009340638A1; TW201033577A; US20110308059A1; CN103537793B; JP2010194545A; DE112009004248B4; WO2010095335A1; AU2009340638B2; TWI435046B; US20140165399A1; CN103537793A; KR20110124286A; KR101399672B1; CN102317027A; US8627567B2; KR20130041345A

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Herstellen einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung, wobei eine Verformung eines Dichtungskörpers minimiert werden kann. Ein Verfahren zum Herstellen einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung besteht aus einem Fixieren bzw. Befestigen eines Dichtungskörpers (30), der die Öffnung (12) einer Ausnehmung (11) abdichtet, durch Rührreibschweißen an einem Ummantelungskörper (10), der eine teilweise offene Ausnehmung (11) aufweist, durch die ein Wärmetransportfluid für einen Transport von Wärme, die durch einen wärmeerzeugenden Körper erzeugt ist, zur Außenseite strömt, worin bzw. wobei der Dichtungskörper (30) an bzw. auf einer Tragfläche (15a) angebracht ist, die an dem Umfangsrand (12a) der Öffnung der Ausnehmung (11) in dem Ummantelungskörper (10) gebildet is welche niedriger ist als die Oberfläche des Ummantelungskörpers (10), wobei die Seitenfläche (15b) der Stufe des Ummantelungskörpers (10) und die Außenumfangsfläche (30b) des Dichtungskörpers (30) aneinander anstoßen, ein plastifizierter Bereich (41) dadurch gebildet wird, dass ein rotierendes Werkzeug (50) eine Runde ausführt, welches mit einem Rührstift (52) versehen ist, der eine Länge (L1) besitzt, welche größer ist als die Dicke (T1) des Dichtungskörpers (30), längs des anstoßenden Bereiches (40) der Seitenfläche (15b) der Stufe des Ummantelungskörpers (10) und der Außenumfangsfläche (30b) des Dichtungskörpers (30) herum, und dann wird bzw. ist der Dichtungskörper (30) an dem Ummantelungskörper (10) angeschweißt.

Description

[Technisches Gebiet]
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren bzw. auf ein Verfahren zur Herstellung einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung, welches konfiguriert ist, um einen Dichtungskörper in einer Öffnung einer Ausnehmung eines Mantel- bzw. Ummantelungskörpers durch Rührreibschweißen zu fixieren.
[Hintergrund-Technik]
Das Rührreibschweißen (FSW: friction stir welding = Rührreibschweißen) ist als ein Verfahren zum Verbinden metallischer Komponenten miteinander bekannt geworden. Das Rührreibschweißen ist ausgelegt, um ein rotierendes Werkzeug längs eines anstoßenden Bereiches von metallischen Komponenten zu drehen und zu bewegen, das Metall an dem anstoßenden Teil in einen plastischen Strom zu zwingen, der aus der Reibungswärme zwischen dem rotierenden Werkzeug und der metallischen Komponente resultierte, und zwischen den metallischen Komponenten in fester Phase miteinander zu verbinden.
In den vergangenen Jahren sind als elektronische Geräte beispielsweise Personalcomputer entwickelt worden, die in der Leistung, in der Wärmemenge der CPU (Wärmeerzeugungskörper), welche darin auf einer Platine vorgesehen ist, in der Größe zugenommen haben. Sodann ist es wichtig geworden, die CPU ab- bzw. herunterzukühlen. Obwohl in konventioneller Weise ein Luftkühlgebläse vom Wärmesinktyp verwendet worden ist, um die CPU ab- bzw. herunterzukühlen, haben Probleme, wie durch das Gebläse hervorgerufene Geräusche und Kühlgrenzen durch Luftkühlung Aufmerksamkeit entwickelt. Somit hat die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung als Kühlsystem der nächsten Generation Aufmerksamkeit gesammelt.
In bzw. bei einer solchen flüssigkeitsgekühlten Ummantelung ist eine Technik zum Zusammenverbinden zwischen Bestandsteilkomponenten durch das Rührreibschweißen in der nicht geprüften offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 324647 von 2006 angegeben worden. Die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung ist beispielsweise mit einem Ummantelungskörper versehen, der ein Leitflächen- bzw. Rippengehäuse für metallische Leitflächen bzw. Rippen und einen Dichtungskörper für das Leitflächen- bzw. Rippengehäuse aufweist. Sodann ist sie konfiguriert, um die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung durch Rührreibschweißen dadurch herzustellen, dass das rotierende Werkzeug längs eines anstoßenden Teiles bzw. Bereiches zwischen einer Umfangswand des das Rippengehäuse umgebenden Ummantelungskörpers und einer Umfangsfläche des Dichtungskörpers herumgeht bzw. herumgeführt wird. Der Dichtungskörper ist ausgebildet, um im Vergleich zu dem Ummantelungskörper dünner zu sein, und er ist auf einer Tragfläche aufgebracht, die eine Bodenfläche eines in dem Ummantelungskörper gebildeten Stufenbereiches umfasst. Das rotierende Werkzeug wird längs des anstoßenden Teiles bewegt, um seine Mitte auf bzw. an dem anstoßenden Teil zu platzieren. Sodann werden der Ummantelungskörper und der Dichtungskörper gegenseitig zusammen verbunden.
Wie oben erwähnt, ist in dem Fall, dass der dünnwandige Dichtungskörper auf eine Tragfläche des Ummantelungskörpers gebracht bzw. aufgesetzt wird, um den anstoßenden Teil durch Rührreibschweißen miteinander zu verbinden, ein Problem vorhanden, dass der Dichtungskörper durch thermische Zusammenziehung und Ausdehnung infolge der Reibrührung, die auf einer Oberfläche des Ummantelungskörpers aufgetreten ist, gekrümmt und verbogen wird bzw. ist.
Um die obigen Probleme zu lösen, ist in der ungeprüften offengelegten japanischen Patentpublikation Nr. 87871 aus 2001 eine Technik zur Abgabe eines Wasserstrahls durch eine Kühldüse an einer Stelle des Rührreibschweißens und zum Pressen des anstoßenden Teiles durch eine Walze bzw. Rolle nach dem Rührreibschweißen angegeben worden.
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
In bzw. bei einer Erfindung bezüglich dieser Veröffentlichung (ungeprüfte offengelegte japanische Patentpublikation Nr. 87871 aus 2001) könnte starkes Wasser in der Reibrührschweißvorrichtung sein und einen schlechten Einfluss auf das Antriebssystem oder dergleichen haben, da Wasser in die Stelle beim Reibrührschweißen abgegeben wird. Es ist ein Problem, dass Wasser in der Umgebung durch eine Drehung des drehenden Werkzeugs verteilt wird und dass das Wassermanagement bzw. die Wasserführung infolge des Wasserstrahls an der Verbindungsstelle schwierig wird.
Unter einem solchen Gesichtspunkt hat die vorliegende Erfindung ein Ziel bzw. eine Aufgabe, ein Herstellungsverfahren bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung bereitzustellen, durch das eine Verformung des Dichtungskörpers leicht vermindert werden kann.
[Mittel, welche das Problem lösen]
Als ein Mittel zum Lösen des obigen Problems ist diese Erfindung dadurch gebildet, dass ein Herstellungsverfahren bzw. ein Verfahren zum Herstellen einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung konfiguriert ist, um einen Dichtungskörper zur Abdichtung einer Öffnung einer Ausnehmung in einem Ummantelungskörper zu fixieren bzw. zu befestigen, der ein Wärmetransportfluid durch einen Wärmeerzeugungskörper erzeugte Wärme transportieren lässt, um zur Außenseite hin zu strömen, und der eine Ausnehmung entsprechend dem Reibrührschweißen aufweist. Überdies umfasst diese Erfindung einen Schritt zum Aufsetzen des Dichtungskörpers auf eine Tragfläche, die in einem Umfangsteil einer Öffnung der Ausnehmung des Ummantelungskörpers gebildet ist und aus einer Stufenabschnitts-Bodenfläche besteht, welche platziert wird, um von einer Fläche des Ummantelungskörpers niedriger zu sein, und einen Schritt zum Gegenüberstellen des Dichtungskörpers mit bzw. zu einer Stufenbereichs-Seitenfläche des Ummantelungskörpers. Weiterhin umfasst diese Erfindung einen Schritt zum Bilden eines plastifizierten Bereichs dadurch, dass das rotierende Werkzeug herumgeht bzw. rumgeführt wird, welches einen Rührstift aufweist, dessen Größe eine größere Länge aufweist als eine Dicke des Dichtungskörpers, längs des anstoßenden Teiles zwischen der Stufenbereichs-Seitenfläche des Ummantelungskörpers und der Umfangsfläche des Dichtungskörpers, und zum Zusammenverbinden des Dichtungskörpers in dem Ummantelungskörper.
Bei diesem Verfahren wird, da ein Rührstift des rotierenden Werkzeugs von der Tragfläche in den Ummantelungskörper eingeführt wird, der plastifizierte bzw. erweichte Bereich in einem tiefen Teil des Ummantelungskörpers gebildet. Sodann kann die durch thermische Zusammenziehung des plastifizierten Bereiches hervorgerufene Beanspruchung in dem Ummantelungskörper abgeleitet werden, um eine Verformung des Dichtungskörpers zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der Tragfläche größer ist als ein Radius einer Schulter des rotierenden Werkzeugs.
Bei einem solchen Verfahren kann dann, wenn sich das rotierende Werkzeug an einer Oberseite des anstoßenden Bereiches bewegt, der plastifizierte Bereich in der Tragfläche gebildet werden, um eine Eindrückkraft des rotierenden Werkzeugs an der Tragfläche sicher zu tragen.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung mit einem Steg versehen ist, welcher dieselbe Fläche aufweist wie die Tragfläche darin, und das Verfahren umfasst die Bildung eines plastifizierten Bereiches durch Bewegen des rotierenden Werkzeugs längs des Steges auf einer Fläche des Dichtungskörpers und das Zusammenverbinden des Dichtungskörpers mit dem Steg.
Bei einem solchen Verfahren kann eine Verformung des Dichtungskörpers effektiv verhindert werden, da der Ummantelungskörper und der Dichtungskörper gegenseitig an dem Steg miteinander verbunden werden, welcher dieselbe Fläche wie die Tragfläche innerhalb der Ausnehmung sogar dann aufweist, wenn die Ausnehmung in der Fläche groß ist.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des Steges größer ist als ein Durchmesser der Schulter des rotierenden Werkzeugs.
Bei diesem Verfahren kann die Eindrückkraft an dem Steg sicher getragen werden, da der plastifizierte Bereich in dem Steg gebildet wird bzw. ist, wenn das rotierende Werkzeug sich an einer Oberseite des Steges bewegt.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Anbringen einer Kühlplatte, welche ein Kühlmittel zu einer gegenüberliegenden Fläche zirkuliert, an einer Fläche, die das Rührreibschweißen des Ummantelungskörpers ausführt, und einen Schritt umfasst zum Bewegen des rotierenden Werkzeugs, während der Ummantelungskörper abgekühlt wird.
Bei diesem Verfahren können eine thermische Zusammenziehung in dem plastifizierten Bereich reduziert und eine Verformung des Dichtungskörpers effektiv verhindert werden, da durch das Rührreibschweißen erzeugte Wärme durch die Kühlplatte absorbiert wird.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkanal, welcher das Kühlmittel der Kühlplatte zirkuliert bzw. zirkulieren lässt, zumindest mit einer ebenen Form versehen ist, welche längs eines Bewegungsortes des rotierenden Werkzeugs gebildet ist.
Bei diesem Verfahren kann eine Verformung des Dichtungskörpers effektiv verhindert werden, da durch das Rührreibschweißen erzeugte Wärme in der Nähe der erzeugten Stelle bzw. der Erzeugungsstelle effektiv absorbiert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal, welcher das Kühlmittel der Kühlplatte zirkuliert, durch ein Kühlrohr konfiguriert ist, welches in der Kühlplatte eingebettet ist.
Bei diesem Verfahren ist es leicht, einen Kühlkanal bereitzustellen, in welchem es einfach ist, das Kühlmittel ohne ein Leck zu zirkulieren bzw. zirkulieren zu lassen.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schritt umfasst, der das Rührreibschweißen durch Bewegen des rotierenden Werkzeugs ausführt, während die Ausnehmung, da die Öffnung durch den Dichtungskörper abgedichtet wird, darin umlaufen wird und der Ummantelungskörper und der Dichtungskörper abgekühlt werden.
Bei diesem Verfahren kann, da durch Rührreibschweißen erzeugte Wärme mittels des bzw. durch das Kühlmittel(s) ohne eine Kühlplatte absorbiert wird, eine thermische Zusammenziehung in dem plastifizierten Bereich kann gering gemacht werden, eine Verformung des Dichtungskörpers kann effektiv verhindert werden, und ein Herstellungsschritt kann vereinfacht werden.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Drehen des rotierenden Werkzeugs in einer Richtung des Uhrzeigersinns, wenn sich das rotierende Werkzeug in einer Richtung des Uhrzeigersinns um die Öffnung bewegt, und einen Schritt zum Drehen des rotierenden Werkzeugs in einer Richtung des Gegenuhrzeigersinns umfasst, wenn sich das rotierende Werkzeug in einer Richtung des Gegenuhrzeigersinns um die Öffnung bewegt.
Bei diesem Verfahren findet es sogar dann, wenn ein Hohlraumdefekt vorhanden ist, an einer Position statt, die außerhalb des anstoßenden Teiles bzw. Bereiches und weit in Abstand von einem Kanal eines Wärmetransportfluids liegt. Daher leckt das Wärmetransportfluid schwer bzw. kaum zur Außenseite von dem Kanal und hat keinen schlechten Einfluss auf eine Dichtungsleistung des anstoßenden Bereiches.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schritt zum erneuten Umrühren einer Außenseite des plastifizierten Bereiches durch Verschieben des rotierenden Werkzeugs zur Außenseite des plastifizierten Bereiches zu dem Zeitpunkt umfasst, zu dem eine Runde nach erfolgter einer Runde des rotierenden Werkzeugs längs des anstoßenden Bereiches ausgeführt wird, und das rotierende Werkzeug eine weitere Runde längs des anstoßenden Bereiches ausführt.
Bei dieser Erfindung kann der Hohlraumdefekt durch Umrühren und Bewegen in einer zweiten Runde sogar dann reduziert werden, wenn der Hohlraumdefekt in der ersten Runde auftritt. Sogar dann, wenn der Hohlraumdefekt in einer zweiten Runde auftritt, tritt er in dem Bereich auf, der von dem anstoßenden Teil zwischen dem Umfangsrand einer Öffnung des Ummantelungskörpers und dem Umfangsrand des Dichtungskörpers weit entfernt ist. Demgemäß leckt das Wärmetransportfluid schwer bzw. kaum zur Außenseite, und es kann eine Dichtungsleistung des anstoßenden Teiles stark verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schritt des temporären Zusammenverbindens eines Teiles des anstoßenden Teiles mit bzw. bei Verwendung des rotierenden Werkzeugs umfasst zum temporären Verbinden, welches in der Größe kleiner ist als das rotierende Werkzeug vor einem Schritt zum Bilden des plastifizierten Bereiches unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs.
Bei diesem Verfahren bewegt sich der Dichtungskörper niemals, es ist leicht bzw. einfach zu verbinden und eine Positionierungsgenauigkeit des Dichtungskörpers verbessert sich zur Zeit bzw. zum Zeitpunkt des Rührreibschweißens (nachstehend kann es als ”formale Verbindung” bezeichnet werden) durch temporäres Verbinden zwischen dem Ummantelungskörper und dem Dichtungskörper. Da das rotierende Werkzeug für die temporäre Verbindung in der Größe kleiner ist als das rotierende Werkzeug für die formale bzw. ordnungsgemäße Verbindung, kann die formale Verbindung durch Bewegen des rotierenden Werkzeugs für die formale Verbindung auf dem temporären Verbindungsteil abgeschlossen werden und es kann die formale bzw. ordnungsgemäße Verbindung ausgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der anstoßende Teil bzw. Bereich einen rechteckigen Rahmen bildet. Bei einem Schritt zum temporären Verbinden des anstoßenden Teiles unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs für eine temporäre Verbindung werden, nachdem die einen diagonalen Elemente des anstoßenden Teiles temporär miteinander verbunden sind, die anderen diagonalen Elemente des anstoßenden Teiles temporär zusammen verbunden.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der anstoßende Teil bzw. Bereich entsprechend einen rechteckigen Rahmen bildet. Bei einem Schritt zum temporären Miteinanderverbinden des anstoßenden Teiles unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs zur temporären Verbindung werden, nachdem Zwischenteile in einen gegenüberliegenden Seiten der anstoßenden Teile temporär zusammen verbunden sind, Zwischenteile in den anderen gegenüberliegenden Seite der anstoßenden Teile temporär zusammen verbunden.
Bei diesem Verfahren kann der Dichtungskörper in gutem Ausgleich temporär zusammen verbunden werden, und die Positionierungsgenauigkeit in Bezug auf den Ummantelungskörper des Dichtungskörpers verbessert sich stark.
[Effekt bzw. Wirkung der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung weist einen exzellenten Effekt auf, um eine Verformung des Dichtungskörpers leicht zu steuern.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine flüssigkeitsgekühlte Ummantelung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Perspektivansicht, die von schräg unterhalb des Dichtungskörpers der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3A ist eine Schnittansicht, die einen Schritt zum Rührreibschweißen an einer ersten Rundung zeigt, und
3B ist eine Schnittansicht, die einen Schritt zum Rührreibschweißen an einer zweiten Rundung zeigt.
4 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Schnittansicht, die einen Schritt zum Rührreibschweißen an einem Steg zeigt.
5 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Schrittes zum Rührreiben eines Herstellungsverfahrens der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5A ist eine Draufsicht, die einen Schritt zum temporären Verbinden zeigt und,
5B ist eine Draufsicht, die einen Schritt für eine formale bzw. ordnungsgemäße Verbindung zeigt.
6A und 6B sind Ansichten zur Erläuterung eines Schritts zum Rührreiben des Herstellungsverfahrens der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Draufsicht, die einen Schritt zum Rührreiben (Schritt für die formale Verbindung) folgend in 5 zeigt.
7A und 7B sind Ansichten zur Erläuterung eines Schritts zum Rührreiben des Herstellungsverfahrens der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Draufsicht, die einen Schritt zum Rührreiben folgend in 6 zeigen.
8 ist eine Ansicht, die eine Kühlplatte zeigt, welche bei dem Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
8A ist ein Zustand im Gebrauch und
8B ist eine Perspektivansicht, die eine perspektivische Explosionsansicht zeigt.
9 ist eine Ansicht, die einen Schritt zum Rührreiben des Herstellungsverfahrens der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
9A ist eine Draufsicht, die einen Schritt zur temporären Verbindung zeigt, und
9B ist eine Draufsicht, die einen Schritt zur formalen Verbindung zeigt.
[Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung]
(Erste Ausführungsform)
In bzw. bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird diese unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben werden.
Zuerst wird eine flüssigkeitsgekühlte Ummantelung beschrieben, die durch ein Herstellungsverfahren einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird bzw. ist. Die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung ist beispielsweise eine Bestandsteilkomponente eines Kühlsystems in einem elektronischen Gerät bzw. in einer elektronischen Vorrichtung, wie einem Personalcomputer, um Teile zu sein, welche eine CPU (Wärmegenerator oder dergleichen) herunter- bzw. abkühlen. Das Flüssigkeitskühlsystem ist hauptsächlich mit einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung, die an der CPU an einer bestimmten Position angebracht ist, einem Radiator (Strahlungseinrichtung), der Wärme abstrahlt, die durch ein Kühlwasser (Wärmetransportfluid) zu der Außenseite übertragen wird, einer Mikropumpe (Wärmetransport-Fluidabgabeeinrichtung), welche das Kühlwasser zirkulieren lässt, einem Reservetank, der eine Expansion/Kontraktion des Kühlwassers auf der Grundlage einer Temperaturänderung absorbiert, einem flexiblen Rohr, welches damit verbunden ist, und dem Kühlwasser zur Wärmeübertragung versehen. Das Kühlwasser ist ein Wärmetransportfluid, welches in der CPU als Wärmegenerator, wie nicht dargestellt, erzeugte Wärme zur Außenseite überträgt. Als Kühlwasser wird beispielsweise eine Frostschutzlösung aus Ethylenglykol verwendet. Wenn die Mikropumpe in Betrieb gesetzt wird, ist das Kühlwasser ausgelegt, um durch diese Vorrichtung zu zirkulieren.
Wie in 1 gezeigt, ist die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung 1 gestaltet, um das Kühlwasser (wie nicht dargestellt) dadurch zirkulieren zu lassen und um den Dichtungskörper 30, der eine Öffnung 12 einer Ausnehmung 11 eines Ummantelungskörpers 10 dichtet, welcher eine Ausnehmung 11 aufweist, deren einer Teil geöffnet ist, mittels der Anwendung eines Rührreibschweißens (siehe 5 bis 7) zu fixieren bzw. zu befestigen.
Die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung 1 ist ausgelegt, um eine CPU (wie nicht dargestellt) durch eine Thermo-Diffusionsschicht (wie nicht dargestellt) in einer Mitte der unteren Seite davon bereitzustellen, um durch die CPU erzeugte Wärme aufzunehmen, und für einen Wärmetausch des dadurch zirkulierenden Kühlwassers zu sorgen. Sodann überträgt die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung 1 die von der CPU aufgenommene Wärme zu dem Kühlwasser, womit die CPU effektiv herunter- bzw. abgekühlt wird. Darüber hinaus ist die Thermo-Diffusionsschicht eine Schicht zum effektiven Übertragen von in der CPU erzeugter Wärme zu dem Ummantelungskörper 10. Sie ist beispielsweise aus Metall hergestellt, welches eine hohe Leistung in der Leitfähigkeit aufweist, wie Kupfer.
Der Ummantelungskörper 10 ist ein flacher Behälter, dessen eine Seite (eine obere Seite in 1) bei dieser Ausführungsform offen ist und der gleichsam bei Betrachtung von oben bei dieser Ausführungsform ein Rechteck bildet. Der Ummantelungskörper 10 ist mit der Ausnehmung 11 in seiner geöffneten Oberseite versehen und er enthält eine Bodenwand 13 der Ausnehmung 11 und eine Umfangswand 14. Ein derartiger Ummantelungskörper 10 ist beispielsweise durch Spritzguss, Gießen, Schmieden oder dergleichen hergestellt. Der Ummantelungskörper 10 besteht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Damit kann ein Leichtgewicht der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung 11 erhalten werden und dann ist es leicht, diese zu handhaben.
Eine Öffnung 12 der Ausnehmung 11 des Ummantelungskörpers 10 bildet gleichsam im Wesentlichen ein Rechteck mit vier Ecken, die in bogenförmigen Formen abgeschrägt sind. Ein Öffnungsrand 12a der Ausnehmung 11 des Ummantelungskörpers 10 ist mit einer Tragfläche 15a versehen, die durch eine Stufenteil-Bodenfläche gebildet ist, welche zur Bodenseite der Ausnehmung 11 abgesenkt ist. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein Steg 17 innerhalb der Ausnehmung 11 gebildet ist, wird eine Öffnung 12 der Ausnehmung 11 beschrieben, um im Wesentlichen ein Rechteck in Bezug auf den Steg 17 als ein Teil der Ausnehmung 11 zu veranschaulichen. Der Öffnungsumfangsrand 12a der Ausnehmung 11 wird als ein Umfangsrand der Ausnehmung 11 betrachtet, welche den Steg 17 enthält.
Wie in 3A gezeigt, ist eine Höhendifferenz H1 zwischen einer oberen Fläche des Ummantelungskörpers 10 und einer Tragfläche 15a eine selbe Länge wie eine Dicke T1 des Dichtungskörpers 30. Die Tragfläche 15a ist eine Fläche zum Tragen des Dichtungskörpers, und ein Umfangsrand 30a des Dichtungskörpers 30 ist auf die Tragfläche 15a gesetzt. Eine Breite W1 der Tragfläche 15a (eine Breite eines Teiles zum Aussetzen eines Umfangsrandes 30a des Dichtungskörpers 30 ist größer festgelegt als ein Radius R2 der Schulter 51 eines sogenannten rotierenden Werkzeugs 50, welches beim Rührreibschweißen verwendet wird.
Wie in 1 gezeigt, ist die die Ausnehmung 11 umgebende Umfangswand 14 durch ein Paar von Wänden 14a, 14b, die an beiden Enden in einer Längsrichtung des Ummantelungskörpers 10 positioniert sind (X-Achsenrichtung in 1) und ein Paar von Wänden 14c, 14d gebildet, die an beiden Enden in einer Quer-(Kurzseiten-)-Richtung davon positioniert sind (Y-Achsenrichtung in 1). Das Paar der Wände 14a, 14b ist gestaltet, um sich in einer Y-Achsenrichtung zu erstrecken, beabstandet in einer bestimmten Distanz in der X-Achsenrichtung, und sie sind gegenseitig parallel angeordnet. Das Paar der Wände 14c, 14d ist ebenfalls gestaltet, um sich in der X-Achsenrichtung zu erstrecken, um eine bestimmte Distanz in der Y-Achsenrichtung beabstandet und dann gegenseitig parallel angeordnet zu sein.
Die Ausnehmung 11 ist mit einem Steg 17 darin versehen. Der Steg 17 ist durch einen Wandkörper gebildet, der von einer Bodenwand 13 der Ausnehmung 11 absteht. Eine Höhe von der Bodenwand 13 des Steges 17 ist eine selbe Höhe wie eine Höhe, die von der Bodenwand 13 der Tragfläche 15a absteht. Dies heißt, eine obere Fläche 17a des Steges 17 (eine Fläche des Steges 17) ist eine selbe Fläche mit der Tragfläche 15a, die in einem offenen Umfangsrand 12a gebildet ist. Der Steg 17 erstreckt sich in der X-Achsenrichtung von einer Mitte eines Teiles in der Y-Achsenrichtung einer inneren Wandfläche einer Wand 14a (innere Umfangswandseitenfläche der Ausnehmung 11) zu der anderen Wand 14b zwischen dem Paar der Wände 14a, 14b. Eine Spitze in einer Verlaufsrichtung (X-Achsenrichtung) des Steges 17 ist in einer bestimmten Distanz zu bzw. mit einer Innenwandfläche (innere Umfangsseitenfläche der Ausnehmung 11) der Wand 14b beabstandet. Sie ist mit einem Raum zum Strömenlassen eines Kühlfluids zwischen einer Spitze des Steges 17 und einer Innenwandfläche der Wand 14b versehen. Sie ist nämlich mit einer Nut (im Wesentlichen ein hohler Bereich) in einer U-förmigen Buchstabenform versehen bei Betrachtung von der Oberseite her, um den Steg 17 innerhalb der Ausnehmung 11 zu bilden. Sodann ist sie ausgelegt, um ein Kühlfluid längs dieses U-förmigen Buchstabens strömen zu lassen. Die Wand 14a, die an beiden Enden eines Kanals in dem U-förmigen Buchstaben bei Betrachtung von der Oberseite her positioniert ist, ist jeweils mit Durchgangslöchern 16, 16 zum Strömenlassen von Kühlwasser in der Ausnehmung 11 versehen. Die Durchgangslöcher 16, 16 erstrecken sich bei dieser Ausführungsform in der X-Achsenrichtung und sind gebildet, um einen kreisförmigen Querschnitt in einem mittleren Bereich einer Tiefenrichtung der Ausnehmung 11 aufzuweisen. Formen, Zahlen und Positionen des Durchgangslochs 16 sind auf diese nicht beschränkt, und sie sind in geeigneter Weise entsprechend den Arten und der Strömungsrate des Kühlwassers änderbar.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist der Dichtungskörper 30 mit einem Deckelplattenteil 31 mit einer Außenform versehen, welche eine selbe Form (im Wesentlichen ein Rechteck, das in einer bogenförmigen Form an vier Ecken bei dieser Ausführungsform abgeschrägt ist) wie die Stufenseitenfläche 15b (siehe 1) des Ummantelungskörpers 10 aufweist, und eine Mehrzahl von Rippen 32, 32, ... ist unter einer Fläche des Deckelplattenteiles 31 vorgesehen.
Die Rippe 32 ist vorgesehen, um einen Flächenbereich des Dichtungskörpers 30 groß zu machen. Die Mehrzahl der Rippen 32, 32, ... ist ausgelegt, um gegenseitig parallel und über den Deckelplattenteil 31 angeordnet zu sein. Sodann sind die Rippen integral bzw. zusammenhängend mit dem Deckelplattenteil 31 gebildet. Demgemäß ist er ausgelegt, um vorzugsweise Wärme über den Deckelplattenteil 31 und die Rippen 32, 32, ... zu übertragen. Wie in 1 gezeigt, sind die Rippen 32, 32, ... angeordnet, um sich in einer Richtung (X-Achsenrichtung in 1) zu erstrecken, in der die Durchgangslöcher 16, 16, ... die Wand 14a der Umfangswand 14 durchqueren, welche die Durchgangslöcher 16, 16, ... bildet. Da der Steg 17 in einer Mitte der Y-Achsenrichtung des Deckelplattenteiles 31 zum Zeitpunkt des Aufsetzens auf den Ummantelungskörper 10 positioniert ist, sind die Rippen nicht vorgesehen. Die Rippe 32 weist eine selbe Tiefengröße (Tiefe) (Länge in einer Z-Achsenrichtung in 1) auf wie eine Tiefe der Ausnehmung 11, so dass die Spitze mit einer Bodenfläche der Ausnehmung 11 (einer Fläche der Bodenwand 13) Kontakt hält. Demgemäß ist durch den Deckelplattenteil 31 des Dichtungskörpers 30 und die benachbarten Rippen 32, 32 ein rohrförmiger Raum in einem Zustand geteilt, indem bzw. dass der Dichtungskörper 30 an dem Ummantelungskörper 10 angebracht ist. Sodann wirkt dieser Raum als ein Kanal 33 (siehe 5A), der eine Strömung des Kühlwassers zustande bringt.
Die Rippen 32, 32, ... weisen eine kürzere Länge (Länge in der X-Achsenrichtung in 1) auf als eine Ausdehnung des Steges 17. Die einen Enden der Rippen (Seite der Wand 14a) sind jeweils konfiguriert, um eine Innenwandfläche der Wand 14a in einem bestimmten Intervall abzuteilen. Der Raum zwischen den einen Enden dieser Rippen 32, 32, ... und der Wand 14a bildet einen Kanalkopf 34 (siehe 5A), der einen durch die Rippen 32, 32 abgeteilten Kanal 33 und das Durchgangsloch 16 verbindet. Die anderen Enden der Rippen 32, 32, ... (Seite der Wand 14b) sind an bzw. in einem Bereich positioniert, der äquivalent ist zu einer Spitze des Steges 17. Der Raum zwischen den anderen Enden der Rippen 32, 32, ..., einer Spitze des Steges 17 und der Wand 14b ist ausgelegt, um einen Verbindungskanal 35 (siehe 5A) zu bilden, der die Verbindung zwischen den Kanälen 33, 33 bewirkt, die auf beiden Seiten des Steges 17 positioniert sind.
Der Dichtungskörper 30 sowie der Ummantelungskörper 10 sind aus bzw. durch Aluminium oder eine(r) Aluminiumlegierung gebildet. Somit kann eine Gewichtseinsparung der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung 1 erzielt werden, um sie leicht zu handhaben. Der Deckelplattenteil 31 und die Rippe 32 des Dichtungskörpers 30 werden dadurch hergestellt, dass ein aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildeter Block geschnitten wird. Das Herstellungsverfahren ist darauf nicht beschränkt, und er kann beispielsweise durch Spritzgießen, Gießen, Schmieden oder dergleichen hergestellt werden. Er kann durch das Strangpressen oder Nuten von Komponenten mit einer Querschnittsform, die aus dem Deckelplattenteil 31 und einer Mehrzahl der Rippen 32, 32, ... besteht, und durch Eliminieren beider Enden der Rippe 32 hergestellt werden.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 3 bis 7 ein Verfahren zum Fixieren bzw. Befestigen des Dichtungskörpers 30 in dem Ummantelungskörper 10 durch das Rührreibschweißen beschrieben werden.
Wie in 5A gezeigt, wird bzw. ist der Dichtungskörper 30 in die Ausnehmung 11 des Ummantelungskörpers 10 eingesetzt, um die Rippe 32 in einer Unterseite zu platzieren und um den Umfangsrand 30a des Dichtungskörpers 30 auf der Tragfläche 15a aufzusetzen. Sodann sind die Stufenseitenfläche 15b des Ummantelungskörpers 10 und die Außenumfangsfläche 30b des Dichtungskörpers 30 gegenseitig gegenüberliegend, um einen anstoßenden Bereich 40 zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Teil des anstoßenden Teiles bzw. Bereiches zwischen dem Ummantelungskörper 10 und dem Dichtungskörper 30 für eine temporäre Verbindung mittels bzw. durch Verwendung eines kleinen rotierenden Werkzeugs 60 (welches lediglich in einer ebenen Form in 5A gezeigt ist), das kleiner ist als das rotierende Werkzeug 50 vor einem Schritt (Bildung des plastifizierten bzw. erweichten Bereiches 41) temporär miteinander verbunden, der eine formale bzw. ordnungsgemäße Verbindung durch das rotierende Werkzeug 50 ausführt, wie in 3 gezeigt.
Das rotierende Werkzeug 60 für die temporäre Verbindung ist mit einer kleineren Schulter im Durchmesser versehen als das rotierende Werkzeug 50 und der Rührstift (wie nicht dargestellt). Der plastifizierte Bereich 45, der durch das rotierende Werkzeug 60 für die temporäre Verbindung hergestellt wird, weist eine geringere Breite auf als eine Breite des plastifizierten Bereiches 41 (siehe 5B), der durch das rotierende Werkzeug 50 beim folgenden Schritt hergestellt wird. Der plastifizierte Bereich 45 wird an einer Position gebildet, wie sie nicht herausragt (eine Position, in der eine Mitte in der Breite des plastifizierten Bereiches 41 als der anstoßende Bereich bzw. Teil bei dieser Ausführungsform festgelegt ist) von einer Position, die den plastifizierten Bereich 41 beim folgenden Schritt bildet. Sodann werden, wenn der plastifizierte Bereich 45 bei der temporären Verbindung vollständig mit dem plastifizierten Bereich 41 überzogen ist, Spuren, welche durch das rotierende Werkzeug 60 für die temporäre Verbindung gezogen sind, die in dem plastifizierten Bereich 45 verblieben sind, und Spuren des plastifizierten Bereichs 45 nicht zurückgelassen.
Bei dieser Ausführungsform bildet der anstoßende Bereich 40 gleichsam im Wesentlichen ein Rechteck (rechteckigen Rahmen) mit vier Ecken, die in einem Kreis abgeschrägt sind. Bei einem Schritt zum temporären Verbinden miteinander des anstoßenden Teiles 40 durch das rotierende Werkzeug 60 für die temporäre Verbindung werden, nachdem zuvor und temporär die gegenüberliegenden Winkel 44a, 44b zusammenverbunden sind, welche in einem anstoßenden Bereich 40 abgeschrägt sind, gegenüberliegende Winkel 44c, 44d zusammen temporär verbunden, die an dem anderen anstoßenden Bereich 40 abgeschrägt sind. Durch temporäres Verbinden miteinander in einer solchen Reihenfolge kann der Dichtungskörper 30 mit dem Ummantelungskörper 10 in einem guten Ausgleich temporär zusammen verbunden werden. Sodann steigt eine Positionierungsgenauigkeit in Bezug auf den Ummantelungskörper des Dichtungskörpers 30, und eine Verformung des Dichtungskörpers 30 kann effektiv verhindert werden. Nach der temporären Verbindung, die an jedem gegenüberliegenden Winkel 44a, 44b, 44c oder 44d ausgeführt wird, verbleiben, wenn das rotierende Werkzeug 60 für die temporäre Verbindung gezogen wird, gezogene Spuren 61 (siehe 5B). Sie bleiben bei dieser Ausführungsform zurück.
Anschließend wird die formale bzw. ordnungsgemäße Verbindung durch das rotierende Werkzeug 50 ausgeführt. Bei diesem Schritt wird, wie in 5B gezeigt, das rotierende Werkzeug 50, nachdem es für ein Rührreibschweißen in die Einsetzposition 53 rotierend eingesetzt ist, an bzw. auf dem anstoßenden Bereich 40 bewegt und längs des anstoßenden Bereiches 40 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt wird es bevorzugt, zuvor ein Werkzeug (wie nicht dargestellt) anzuwenden, welches den Ummantelungskörper 10 aus vier Richtungen an einer Außenumfangsfläche der Umfangswand 14 des Ummantelungskörpers 10 umgibt. In diesem Fall ist sogar dann, wenn eine Dicke der Umfangswand 14 dünn ist und eine Distanz (Spalt) zwischen einer Außenumfangsfläche der Schulter 51 des rotierenden Werkzeugs 50 (siehe 3A) und einer Außenumfangsfläche der Umfangswand 14 beispielsweise 2,0 mm oder weniger beträgt, die Umfangswand 14 schwer bzw. kaum durch eine Einpress- bzw. Eindrückkraft des rotierenden Werkzeugs 50 zu verformen. In dem Fall, in dem eine Dicke der Umfangswand 14 dick ist, muss das obige Werkzeug nicht installiert zu werden.
Das rotierende Werkzeug 50 ist aus einem harten bzw. härteren metallischen Material als der Ummantelungskörper 10 und der Dichtungskörper 30 hergestellt. Wie in 3A gezeigt, ist es mit der Schulter 51 versehen, die einen Zylinder und einen Rührstift (Taster) 52 aufweist, der unter einer unteren Randfläche der Schulter 51 vorgesehen ist. Die Größe und Form des rotierenden Werkzeugs 50 sind entsprechend dem Material, der Dicke und dergleichen des Ummantelungskörpers 10 und des Dichtungskörpers 30 ausgelegt. Bei dieser Ausführungsform bildet der Rührstift 52 gleichsam einem Schmelztigelbildner mit seinem unteren verminderten Durchmesser, und die Verlängerung L1 ist eine Dicke T1 oder mehr des Deckelplattenteiles 31 des Dichtungskörpers 30. Sodann wird zum Zeitpunkt des Rührreibschweißens eine Spitze der Schulter 51 des rotierenden Werkzeugs 50 von einer Oberfläche des Ummantelungskörpers 10 und des Dichtungskörpers 30 in eine bestimmte Tiefe eingeführt bzw. zum Eindringen gebracht, und eine Spitze des Rührstiftes 52 wird durch die Tragfläche 15a gestochen. Ein Radius R2 der Schulter 51 ist kleiner als eine Breite H1 der Tragfläche 15a. Die Drehzahl des rotierenden Werkzeugs 50 beträgt 500 bis 15000 (Umdrehungen pro Minute), die Vorschubgeschwindigkeit beträgt 0,05 bis 2 (m/min), und die Press- bzw. Eindrückkraft, welche den anstoßenden Teil bzw. Bereich 40 presst, beträgt etwa 1 bis 20 (kN). Sie werden bzw. sind entsprechend einem Material, einer Plattendicke und der Form des Ummantelungskörpers 10 und des Dichtungskörpers 30 geeignet ausgewählt.
Nachstehend wird eine Bewegung des rotierenden Werkzeugs 50 speziell beschrieben. Zuerst wird das rotierende Werkzeug 50 in die Einsetzposition 53 eingesetzt und gedreht. Die Einsetzposition 53 des rotierenden Werkzeugs 50 ist positioniert, um an einer oberen Fläche der Umfangswand 14 zu sein, die von dem anstoßenden Bereich 40 zur Außenseite hin versetzt bzw. abgelegen ist, wie in 5B gezeigt. Ein vorbereitetes Loch (wie nicht dargestellt) kann zuvor in der Einsetzposition 53 des rotierenden Werkzeugs 50 vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Einsetzzeit (Einführzeit des rotierenden Werkzeugs 50 reduziert werden.
Das rotierende Werkzeug wird danach zu einer oben liegenden Position (Position, in der eine Achse des rotierenden Werkzeugs 50 oberhalb des anstoßenden Bereiches 40 liegt) des anstoßenden Bereiches 40 von der Einführ- bzw. Einsetzposition 53 rotierend bewegt. Wenn sich das rotierende Werkzeug 50 zu einer oberhalb liegenden Position des anstoßenden Bereiches 40 bewegt, wird das rotierende Werkzeug 50 durch Ändern seiner Bewegungsrichtung bewegt, so dass eine Mitte (Achse) des rotierenden Werkzeugs 50 sich längs des anstoßenden Bereiches 40 bewegt. In bzw. zu dieser Zeit wird das rotierende Werkzeug 50 rotierend bewegt, um den Dichtungskörper 30 in eine Strömungsseite zu platzieren, in der das rotierende Werkzeug 50 sich in entgegengesetzter Richtung zu der bzw. der Bewegungsrichtung des rotierenden Werkzeugs 50 rotiert (siehe einen Pfeil Y1 in 5 und 6). Genauer gesagt ist eine Drehrichtung (Selbstrotationsrichtung) des rotierenden Werkzeugs 50 an dem anstoßenden Bereich 40 in einer selben Richtung angeordnet wie die Bewegungsrichtung (Drehrichtung). Bei dieser Ausführungsform wird nämlich, wie in 5B gezeigt, da das rotierende Werkzeug 50 bewegt wird, um sich in einer Richtung im Uhrzeigersinn relativ zu der Öffnung 12 der Ausnehmung 11 (siehe 5A) zu drehen, das rotierende Werkzeug 50 in einer Richtung im Uhrzeigersinn (siehe einen Pfeil Y2 in 5 und 6) gedreht. Darüber hinaus dreht sich das rotierende Werkzeug 50 dann, wenn das rotierende Werkzeug 50 sich in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung relativ zu der Öffnung 12 der Ausnehmung 11 bewegt, in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung.
Auf diese Weise wird, da die relative Geschwindigkeit in einem äußeren Umfang des rotierenden Werkzeugs 50 in Bezug auf den Dichtungskörper 30 einen verminderten Wert (der Dichtungskörper 30 ist gleich der Strömungsseite 50a) einer Größe der Bewegungsgeschwindigkeit von einer Größe der tangentialen Geschwindigkeit an einem äußeren Umfang des rotierenden Werkzeugs 50 aufweist bzw. beträgt, die Geschwindigkeit niedrig im Vergleich zu einer Scherseite 50b, die das rotierende Werkzeug 50 in eine selbe Richtung dreht wie eine Bewegungsrichtung des rotierenden Werkzeugs 50. Demgemäß tritt ein Hohlraumdefekt kaum in der Seite des Dichtungskörpers 30 auf. Da die Scherseite 50b sich in dem dickwandigen Bereich des Ummantelungskörpers 10 befindet, der dichter zu einer Außenseite des anstoßenden Bereichs 40 positioniert ist, tritt niemals ein Metallmangel auf.
Wie in 3A gezeigt, ist der Rührstift 52 des rotierenden Werkzeugs 50 so ausgebildet, dass, da die Länge L1 länger ist als die Dicke T1 des Dichtungskörpers 30, die Spitze des Rührstifts 52 durch die Tragfläche 15a hindurchgeht und tief in den Ummantelungskörper 10 eingeführt wird bzw. ist. Somit ist eine Spitze (unteres Ende) des plastifizierten Bereiches 41, die durch das rotierende Werkzeug 50 gebildet ist, durch tiefes Einführen in die tiefe Seite des Ummantelungskörpers 10 gebildet. Hier enthält der ”plastifizierte Bereich” sowohl einen plastischen Zustand durch Erwärmung auf der Grundlage einer Reibungswärme des rotierenden Werkzeugs 50 als auch einen Zustand, der auf Normaltemperatur zurückgeführt ist, indem das rotierende Werkzeug 50 hindurch passiert ist.
In Aufeinanderfolge wird dann, wenn das rotierende Werkzeug 50 fortfährt, sich zu drehen und sich zu bewegen, der plastifizierte Bereich 41 gebildet, wodurch das rotierende Werkzeug 50 eine Runde längs des anstoßenden Bereiches 40 um die Öffnung 12 ausführt. Wenn das rotierende Werkzeug 50 eine Runde ausgeführt hat, bewegt sich das rotierende Werkzeug 50 um eine bestimmte Länge längs eines Anfangsrandes, der einen Ein-Runden-Anfangsrand 54a enthält (einen Bereich, der (von dem Anfangsrand 54a zu der vorgeschobenen Position reicht (eine selbe Position wie der Abschlussrand 54b) als einer bestimmten Distanz zu einer Bewegungsrichtung des rotierenden Werkzeugs 50). Der Anfangsrand 54a und der Abschlussrand 54b in einer Umfangsrichtung des rotierenden Werkzeugs 50 sind gegenseitig überlappt. Sodann kommt ein Teil des plastifizierten Bereiches 41 dazu, sich zu überlappen.
Wie in 6B gezeigt, wird, nachdem das rotierende Werkzeug 50 eine Bewegung einer ersten Runde beendet hat, der plastifizierte Bereich 43 (nachstehend als ”zweiter plastifizierter Bereich” bezeichnet) durch eine weitere Runde des rotierenden Werkzeugs 50 gebildet. In der zweiten einen Runde verschiebt sich das rotierende Werkzeug 50 zur Außenseite des plastifizierten Bereiches 41, der durch Bewegung in einer Runde gebildet ist, von einem Abschlussrand 54b bei der ersten einen Runde.
In diesem Fall bewegt sich eine Verschiebung des rotierenden Werkzeugs 50 schräg, um sich zur Außenseite zu verschieben, wenn es bzw. das Werkzeug sich in einer Bewegungsrichtung vorbewegt, und ein Innenseitenrand des sich bewegenden Ortes (plastifizierter Bereich 43) einer zweiten einen Runde des rotierenden Werkzeugs 50 wird auf einer Mittellinie (anstoßender Bereich 40) des eine Runde sich bewegenden Ortes (plastifizierter Bereich 41) oder leicht außerhalb der Mittellinie vorbewegt. Danach bewegt sich das rotierende Werkzeug 50 parallel unter Beibehaltung einer konstanten Beziehung zu bzw. mit dem in einer Runde sich bewegenden Ort (plastifizierter Bereich 41), wie in 6B gezeigt. Demgemäß wird ein äußerer Umfangsbereich des eine Runde sich bewegenden Ortes durch die Bewegung des rotierenden Werkzeugs 50 in der zweiten einen Runde erneut gerührt (siehe 6 und 7). Sodann können sogar dann, wenn ein Hohlraumdefekt in einem äußeren Umfang des plastifizierten Bereiches 41 in der Scherseite 50b des rotierenden Werkzeugs 50 auftritt, die Hohlraumdefekte durch erneutes Rühren aufgehoben werden.
Da die Scherseite 50b des rotierenden Werkzeugs 50 bei der Bewegung in der zweiten Runde in einem dickwandigen Bereich des Ummantelungskörpers 10 positioniert ist, der näher zur Außenseite des anstoßenden Bereiches platziert ist, tritt niemals der Metallmangel auf. Sogar dann, wenn der Hohlraummangel auftritt, ist kein Problem vorhanden, da er an einer Position auftritt, die weit in Abstand von dem anstoßenden Bereich 40 auftritt. Die Bewegung des rotierenden Werkzeugs 50 in der zweiten Runde ist dieselbe wie die Drehrichtung, die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl, Bewegungsrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit und das Eindringvolumen bei der Bewegung in der einen Runde. (Siehe die Pfeile Y3, Y4 in 6 und 7). Darüber hinaus können die Drehzahl, die Bewegungsgeschwindigkeit, das Eindringvolumen oder dergleichen des rotierenden Werkzeugs 50 bei der Bewegung in der zweiten Runde in geeigneter Weise entsprechend einer Form und einer Qualität des Materials des Ummantelungskörpers 10 und des Dichtungskörpers 30 änderbar sein.
Wie in 3B gezeigt, ist der Rührstift 52 des rotierenden Werkzeugs 50 so gestaltet, dass eine Spitze des Rührstifts 52 tief in den Ummantelungskörper 10 eingedrückt wird, da eine Länge L1 (siehe 3A) größer ist als eine Dicke T1 (siehe 3A) des Dichtungskörpers 30. Demgemäß ist eine Spitze (unterer Bereich) eines zweiten plastifizierten Bereiches 43, der durch die Bewegung des rotierenden Werkzeugs 50 in der zweiten Runde gebildet wird bzw. ist, so gebildet, um tief innerhalb des Ummantelungskörpers 10 einzudringen.
Wie in 6A gezeigt, ist das rotierende Werkzeug 50 dann, wenn das rotierende Werkzeug 50 eine Umfangsbewegung des rotierenden Werkzeugs 50 abschließt, ausgelegt, um sich zu einer oberen Fläche der Umfangswand 14 zu bewegen, die von dem plastifizierten Bereich 43 zur Außenseite hin abweicht, und zieht das rotierende Werkzeug 50 an diese Position (gezogene Position 55). Auf diese Weise wird, da die gezogene Position 55 des rotierenden Werkzeugs 50 positioniert ist, um von dem anstoßenden Bereich 40 zur Außenseite hin abzuweichen, die gezogene Spur (wie nicht dargestellt) des Rührstifts 52 (siehe 4A) in dem anstoßenden Bereich 40 nicht gebildet. Somit kann sich die Verbindungseigenschaft zwischen der Verbindungseigenschaft 10 bzw. dem Ummantelungskörper 10 und dem Dichtungskörper 30 verbessern. Darüber hinaus kann die auf einer oberen Fläche der Umfangswand 14 gezogene Spur durch Bearbeiten, wie Vergraben von Schweißmaterial im Boden repariert werden.
Danach sind der Steg 17 und der Dichtungskörper 30 durch das Rührreibschweißen unter Verwendung des obigen rotierenden Werkzeugs 50 miteinander verbunden. Wie in 7B gezeigt, ist dies ausgelegt, um das rotierende Werkzeug 50 an der Einführposition 56 einer Spitze des Steges 17 einzuführen, zu drehen. Ein vorbereitetes Loch (wie nicht dargestellt) kann zuvor in der Einführposition 56 des rotierenden Werkzeugs 50 vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Einführzeit des rotierenden Werkzeugs 50 verringert werden.
Der plastifizierte Bereich 49 wird dadurch gebildet, dass das rotierende Werkzeug 50 von der Einführposition 56 zur Außenseite des anstoßenden Bereiches 40 geleitet wird und sich unter Rotieren längs des Steges 17 bewegt. Wenn sich das rotierende Werkzeug 50 bewegt und das Rührreibschweißen bis zu einem inneren Umfangsende des plastifizierten Bereiches 41 ausgeführt wird, dann ist das rotierende Werkzeug 50 in den plastifizierten Bereich 41 eingedrungen und wird von dem plastifizierten Bereich 41 zu dem zweiten plastifizierten Bereich 43 bewegt. Danach wird das rotierende Werkzeug 50 von einem äußeren Umfangsrand des zweiten plastifizierten Bereiches 43 zu einer oberen Fläche der Umfangswand 14 bewegt, die zur Außenseite hin abweicht. Sodann wird das rotierende Werkzeug 50 an der Stelle (Ziehposition 57) weggezogen. Auf diese Weise ist, da die Ziehposition 57 des rotierenden Werkzeugs 50 so positioniert ist, um von dem anstoßenden Bereich 40 zur Außenseite hin abzuweichen, die gezogene Spur (wie nicht dargestellt) des Rührstifts 52 (siehe 4A) nicht in dem anstoßenden Bereich 40 gebildet. Somit kann die Verbindungseigenschaft zwischen dem Ummantelungskörper 10 und dem Dichtungskörper 30 verbessert und vergrößert werden. Die Ziehmarkierung, welche auf einer oberen Fläche der Umfangswand 14 platziert ist, kann durch Bearbeiten, wie durch Vergraben von Schweißmetall im Boden repariert werden.
Wie oben erwähnt, bewegt sich das rotierende Werkzeug 50 linear (siehe einen Pfeil Y5 in 7B) längs des Steges 17 von der Einführposition 56 zur der Ziehposition 57. Zu dieser Zeit sind die Drehrichtung (Selbstdrehrichtung), die Drehgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl, die Bewegungsrichtung (Dreh- bzw. Umlaufrichtung), die Bewegungsrichtung und das Eindringvolumen konstant. Darüber hinaus kann die Drehrichtung entweder eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn oder eine Drehung im Uhrzeigersinn sein.
Wie in 4 gezeigt, ist der Rührstift 52 des rotierenden Werkzeugs 50 so gestaltet, dass dann, wenn die Länge L1 langer ist als eine Dicke T1 des Dichtungskörpers 30, eine Spitze des Rührstifts 52 durch eine Fläche 17a des Steges 17 hindurchgeht und tief in den Ummantelungskörper 10 (innerhalb des Steges 17) eindringt. Demgemäß ist die Spitze (unteres Ende) in dem durch das rotierende Werkzeug 50 hervorgerufenen plastifizierten Bereich 49 gebildet, um tief innerhalb des Ummantelungskörpers 10 eingedrungen zu sein.
Wie oben beschrieben, sind der plastifizierte Bereich 41 und der zweite plastifizierte Bereich 43 dadurch gebildet, dass das rotierende Werkzeug 50 zwei Runden längs des anstoßenden Bereiches 40 um die Öffnung 12 der Ausnehmung 11 ausführt. Nachdem der plastifizierte Bereich 49 durch Bewegen des rotierenden Werkzeugs 50 längs des Steges 17 und durch Ausführen des Rührreibschweißens gebildet wird und dann der Dichtungskörper 30 in dem Ummantelungskörper 10 fixiert bzw. befestigt ist, ist die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung 1 durch Entfernen von Bärten hergestellt, wie sie beim Reibrühren bzw. Rührreiben erzeugt werden.
Bei dem Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung 1 gemäß dieser Ausführungsform und dem Rührreibschweißverfahren werden, da das Rührreibschweißen unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs 50 ausgeführt wird, welches den Rührstift 52 bereitstellt, dessen eine Länge L1 länger ist als eine Dicke T1 des Dichtungskörpers 30, Spitzen des plastifizierten Bereiches 41, 43 und 46 gebildet, um tief in die Tiefe des Ummantelungskörpers 10 einzudringen. Somit kann die Beanspruchung bzw. der Druck, die bzw. der durch Wärmekontraktion des plastifizierten Bereiches 41, 43 und 46 hervorgerufen wird, in dem Ummantelungskörper 10 abgeführt bzw. aufgelöst werden. Da der Ummantelungskörper 10 hinsichtlich der Verformung auf die Aufnahme des Druckes bzw. der Beanspruchung wegen der dicken Wand geringer wird und geringer hinsichtlich des auf den Dichtungskörper 30 übertragenen Drucks wird, kann eine Verformung des Dichtungskörpers 30 verringert werden.
Da eine Breite W1 der Tragfläche 15a größer ist als ein Radius R2 der Schulter 51 des rotierenden Werkzeugs 50, kann der plastifizierte Bereich 41 in der Tragfläche 15a gebildet werden, wenn sich das rotierende Werkzeug 50 zu einer oben liegenden Position des anstoßenden Bereiches 40 bei einer Ein-Runden-Bewegung des rotierenden Werkzeugs 50 bewegt. Auf diese Weise kann, da der plastifizierte Bereich 41 nicht in einer inneren Fläche der Ausnehmung 11 freiliegt, die Eindrückkraft des rotierenden Werkzeugs 50 sicher an der Tragfläche 15a getragen werden, ohne dass die Tragfläche 15a in die Seite der Bodenwand 13 der Ausnehmung 11 abgesenkt wird. Demgemäß wird, da der Dichtungskörper 30 an der Tragfläche 15a getragen wird, der Dichtungskörper 30 nicht ohne Eindringen des rotierenden Werkzeugs 50 in eine untere Seite verformt.
Die Ausnehmung 11 ist mit dem Steg 17 versehen, der dieselbe Oberfläche ist bzw. hat wie die Tragfläche 15a. Der Dichtungskörper 30 wird in einer ebenen Fläche auf der Oberfläche 17a der Tragfläche 15a und des Steges 17 sogar im Falle eines großen Oberflächenbereichs in der Ausnehmung 11 durch Bilden des plastifizierten Bereiches 49 längs des Steges 17 und durch Zusammenverbinden des Dichtungskörpers 30 in dem Steg 17 getragen. Auf diese Weise kann eine ebene bzw. plane Eigenschaft des Dichtungskörpers 30 aufrechterhalten werden, und eine Verformung des Dichtungskörpers 30 kann verringert werden. Sogar dann, wenn eine Verformung des Dichtungskörpers 30 beim Rührreibschweißen um die Öffnung 12 des Ummantelungskörpers 10 auftritt, kann eine Verformung des Dichtungskörpers 30 dadurch verringert werden, dass der Dichtungskörper 30 und der Steg 17 bei dem folgenden Schritt zusammen verbunden werden.
Da eine Breite W2 des Steges 17 größer ist als ein Durchmesser R1 der Schulter 51 des rotierenden Werkzeugs 50, kann der plastifizierte Bereich 49 in der Fläche 17a des Steges 15 gebildet werden, wenn sich das rotierende Werkzeug 50 zu einer oberen Position des Steges 17 hin bewegt. Demgemäß kann, da der plastifizierte Bereich 49 nicht in einer Seite des Steges 17 freigelegt ist, eine Eindrückkraft des rotierenden Werkzeugs 50 an dem Steg 17 sicher aufgenommen bzw. getragen werden, ohne dass die Fläche 17a des Steges 17 in die Seite der Bodenwand 13 der Ausnehmung 11 abgesenkt wird. Somit wird der Dichtungskörper 30 auf der Fläche 17a des Steges 17 getragen, es gibt keine Verformung ohne Anwendung einer Eindrückkraft des rotierenden Werkzeugs 50.
Da bei dieser Ausführungsform das rotierende Werkzeug 50 relativ zu der Öffnung 12 in Richtung des Uhrzeigersinns bewegt und in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht wird, wird der dünnwandige Dichtungskörper 30 eine Strömungsseite 50a, und der Hohlraumdefekt tritt schwer bzw. kaum in einer Seite des Dichtungskörpers 30 auf. Obwohl der Ummantelungskörper 10 in eine Seite der Scherseite 50b platziert ist, tritt, da der Ummantelungskörper 10 wie eine dicke Wand gebildet ist, der Metallmangel sogar in einem Fall einer schnellen Relativgeschwindigkeit in einem Umfang des rotierenden Werkzeugs 50 in Bezug auf den Ummantelungskörper 10 nicht auf. Somit kann der Hohlraummangel, der durch den Metallmangel an dem anstoßenden Bereich hervorgerufen wird, effektiv verhindert werden, und eine Verschlechterung der Verbindungsfestigkeit des anstoßenden Bereiches 50 kann effektiv verhindert werden. Sogar dann, wenn der Hohlraummangel auftritt, tritt er in einem Bereich auf, der von dem anstoßenden Bereich 40 zur Außenseite weit beabstandet ist, und an einer Position, die weit von dem Kanal des Wärmetransportfluids beabstandet ist. Demgemäß leckt das Wärmetransportfluid kaum von dem Kanal zur Außenseite und hatte bzw. weist keinen schlechten Einfluss auf eine Dichtungsleistung des anstoßenden Bereichs auf.
Sogar dann, wenn der Hohlraummangel bei dieser Ausführungsform bei der ersten Ein-Runden-Bewegung des rotierenden Werkzeugs 50 auftritt, kann der Hohlraummangel dadurch aufgehoben bzw. beseitigt werden, dass ein Bereich, der in der Scherseite 50b bei der ersten Ein-Runden-Bewegung positioniert ist, zur Zeit einer zweiten Ein-Runden-Bewegung des rotierenden Werkzeugs 50 neu gerührt wird.
Bei dieser Ausführungsform ist es, da ein Teil des anstoßenden Bereiches 40 unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs 60 für eine temporäre Verbindung vor einer Bildung des plastifizierten Bereiches 41 durch das rotierende Werkzeug 50 temporär gemeinsam verbunden wird, einfach bzw. leicht, eine Verbindung ohne eine Bewegung des Dichtungskörpers 30 zum Zeitpunkt des Rührreibschweißens durch das rotierende Werkzeug 50 zusammen vorzunehmen, und eine Positionierungsgenauigkeit in Bezug auf den Ummantelungskörper 10 des Dichtungskörpers 30 verbessert sich. Da das rotierende Werkzeug 60 für eine temporäre Verbindung kleiner ist als das rotierende Werkzeug 50 für die formale bzw. ordnungsgemäße Verbindung, ist eine Spur, die von dem plastifizierten Bereich 45 und das rotierende Werkzeug 60 gezogen wird, durch die Rührreibung infolge der Bewegung auf dem plastifizierten Bereich 45 überzogen, der durch die temporäre Verbindung gebildet ist. Sodann ist die formale bzw. ordnungsgemäße Verbindung abgeschlossen worden.
Der anstoßende Bereich 40 ist gleichsam wie ein rechteckiger Rahmen gebildet. Bei einem Schritt zur temporären gemeinsamen Verbindung des anstoßenden Bereiches 40 durch das rotierende Werkzeug 60 für eine temporäre Verbindung werden, nachdem die einen diagonalen Elemente 44a, 44b des anstoßenden Bereiches 40 temporär miteinander verbunden sind, die anderen diagonalen Elementen 44c, 44d gemeinsam temporär verbunden. Sodann kann der Dichtungskörper 30 temporär in einem guten Ausgleich temporär zusammen verbunden werden, und eine Positionierungsgenauigkeit in Bezug auf den Ummantelungskörper 10 des Dichtungskörpers 30 verbessert sich ferner.
Bei dieser Ausführungsform sind ein Anfangsende 54a und ein Abschlussende 54b des sich in einer Umfangsrichtung bewegenden rotierenden Werkzeugs 50 zum Teil im plastifizierten Bereich 41 überlappt. Sodann weist der plastifizierte Bereich 41 keinen Bereich zur Trennung einem offenen Umfangsrand 12a der Ausnehmung 11 auf. Da die Umfangswand 14 des Ummantelungskörper 10 und der Dichtungskörper 30 gut miteinander verbunden werden können und das Wärmetransportfluid nicht zur Außenseite hin leckt, kann sich demgemäß eine Dichtungseigenschaft in dem Verbindungsbereich verbessern.
(Zweite Ausführungsform)
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 8 ein Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 8A gezeigt, ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schritt zur Bildung der plastifizierten Bereiche 41, 53 und 49 unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs 50 gemäß der ersten Ausführungsform die Kühlplatte 70, die das Kühlmittel zirkulieren lässt, auf einer gegenüberliegenden Fläche einer Oberfläche vorgesehen ist, welche das Rührreibschweißen (eine Oberflächenöffnung der Ausnehmung 11) des Ummantelungskörpers 10 ausführt, und das Rührreibschweißen wird ausgeführt, indem das rotierende Werkzeug 50 (siehe 3) bewegt wird, indem der Ummantelungskörper 10 abgekühlt wird.
Die Kühlplatte 70 ist gestaltet, um das Kühlrohr 72 bereitzustellen, welches aus dem Kühlkanal darin besteht, wie in 8B gezeigt. Genauer gesagt ist die Kühlplatte 70 gestaltet durch Befestigen bzw. Fixieren, um das Kühlrohr 72 mit einem Paar von Kühlplattenkörpern 71, 71 einzuklemmen. Das Kühlrohr 72 weist eine ebene Form auf, die längs eines sich bewegenden Ortes des rotierenden Werkzeugs 50 gebildet ist, einen Außenumfang 72a, der längs des plastifizierten Bereiches 41 und des zweiten plastifizierten Bereiches 43 gebildet ist, um einen Zwischenbereich 72b, der längs des plastifizierten Bereiches 49 des Steges 17 gebildet ist, einen Einlassbereich 72c, in den das Kühlmittel fließt bzw. strömt und einen Auslassbereich 72d bereitzustellen, aus dem das Kühlmittel herausfließt. Das Kühlrohr 72 ist beispielsweise aus einem zylindrischen Kupferrohr hergestellt, um zusammenhängend den Außenumfang 72a, den Zwischenbereich 72b, den Einlassbereich 72c und den Auslassbereich 72d zu bilden.
Die Kühlplattenanbringungen bzw. -körper 71, 71 sind aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Die Kühlplattenanbringungen 71, 71 sind gestaltet, um eine Ebene symmetrischer Form an einer oberen und unteren Positionen jeweils zu bilden, und sie bilden einen Kanal 73 zur Unterbringung des Kühlrohres 72 in einer Innenseite (eine Seite des Kühlrohres 72). Der Kanal 73 bildet gleichsam einen halbkreisförmigen Querschnitt und ist ausgelegt, um im engen Kontakt zwischen der Innenumfangsfläche des Kanals 73 und der Außenumfangsfläche des Kühlrohres 72 durch Einklemmen des Kühlrohres 72 unter Verwendung der Kühlplattenanbringungen 71, 71 zu halten. Der Kanal 73 ist beispielsweise durch eine Schneidarbeit oder dergleichen an einer Oberfläche der Kühlplattenanbringung 71 gebildet. Die Kühlplattenanbringungen 71, 71 sind beispielsweise durch einen Klebstoff mit guter thermischer Leitfähigkeit zusammen verbunden. Die Verbindung zwischen den Kühlplattenanbringungen 71, 71 ist auf den Klebstoff nicht beschränkt und kann das andere Verfahren, wie ein Schweißen oder Rührreibschweißen sein.
Nachdem der Ummantelungskörper 10 wie der angebrachte Dichtungskörper 30 an einem oberen Bereich der Kühlplatte 70 in bzw. bei einer solchen Gestaltung befestigt ist, wird das Rührreibschweißen ausgeführt, indem man das Kühlmittel durch das Kühlrohr 72 strömen lässt.
Auf der Grundlage eines derartigen Herstellungsverfahrens der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung kann die beim Rührreibschweißen erzeugte Wärme durch die Kühlplatte 70 effektiv absorbiert werden. Somit kann die thermische Kontraktion in dem plastifizierten Bereich effektiv verringert werden, und eine Wölbungsverformung, Auslenkung oder dergleichen des Dichtungskörpers 30 kann effektiv verringert werden.
Da bei dieser Ausführungsform der Kühlkanal (Kühlrohr 72) mit zumindest einer ebenen Form längs des sich bewegenden Ortes des rotierenden Werkzeugs 50 bereitgestellt ist, kann die beim Rührreibschweißen erzeugte Wärme effektiv und gleichmäßig an einer Stelle nahe der Erzeugungsstelle absorbiert werden, und eine Verformung des Dichtungskörpers 30 kann effektiv verringert werden. Da der Kühlkanal durch das in der Kühlplatte 70 vergrabene Kühlrohr 72 gebildet ist, ist es außerdem leicht, einen Kühlkanal zu bilden, der leicht zu durchströmen ist und kaum leckt. Da die Kühlplatte 70 den Verbindungsteil bildet, um den verbindenden Bereich ohne Bereitstellung eines Wasserstrahls durch eine Düse an dem Verbindungsbereich bei einem konventionellen Verfahren abzukühlen, ist es überdies einfach bzw. leicht, das Wasser (Kühlmittel) zu leiten und zu steuern.
Obwohl der Ummantelungskörper 10 und der Dichtungskörper 30 dadurch abgekühlt werden, dass das Kühlmittel bei dieser Ausführungsform in der Kühlplatte 70 strömt bzw. fließt, ist dieses darauf nicht beschränkt. So kann beispielsweise das Rührreibschweißen dadurch ausgeführt werden, dass das Kühlmittel in der Ausnehmung 11 strömt, welche die Öffnung 12 durch den Dichtungskörper 30 abdichtet, während der Ummantelungskörper 10 und der Dichtungskörper 30 abgekühlt werden.
Da die Wärme beim Rührreibschweißen auf diese Weise durch das Kühlmittel ohne die Kühlplatte 70 absorbiert werden kann, kann die thermische Kontraktion in den plastifizierten Bereichen 41, 43, 49 verringert werden, und eine Verformung des Dichtungskörpers 30 kann verringert werden, und ein Schritt für eine Schneidarbeit kann vereinfacht werden.
(Dritte Ausführungsform)
Anschließend werden unter Bezugnahme auf 9 ein Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung gemäß einer dritten Ausführungsform und ein Verfahren des Rührreibschweißens beschrieben.
Wie in 9A gezeigt, ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des anstoßenden Bereiches 40 zwischen dem Ummantelungskörper 10 und dem Dichtungskörper 30 temporär unter Verwendung eines kleinen rotierenden Werkzeugs anstatt des rotierenden Werkzeugs 50 für eine temporäre Verbindung vor einem Schritt zum Bilden des plastifizierten Bereiches 41 mit dem rotierenden Werkzeug 50 bezüglich der ersten Ausführungsform zusammen verbunden wird. Eine temporäre Verbindung bei dieser ersten Ausführungsform wird linear durch das Rührreibschweißen an bzw. in einem mittleren Bereiche jeder Seite ausgeführt, obwohl das Rührreibschweißen bei der ersten Ausführungsform an einer Ecke des rechteckigen anstoßenden Bereiches 40 ausgeführt wird. Genauer gesagt wird bzw. ist der anstoßende Bereich 40 wie im Wesentlichen ein Rechteck gebildet (eine Form eines rechteckigen Rahmens). Bei einem Schritt zum temporären Zusammenverbinden des anstoßenden Bereiches 40 durch das rotierende Werkzeug 60 für die temporäre Verbindung wird, nachdem die temporäre Verbindung zwischen den Zwischenbereichen 46a, 46b der einen gegenüberliegenden Seiten 46, 46 des anstoßenden Bereiches 40 ausgeführt ist, die temporäre Verbindung zwischen den Zwischenbereichen 47a, 47b der anderen gegenüberliegenden Seiten 47, 47 ausgeführt. Zu dieser Zeit ist der durch das rotierende Werkzeug 60 für die temporäre Verbindung gebildete plastifizierte Bereich 48 jeweils linear bzw. geradlinig derart gebildet, dass seine Länge dieselbe ist oder gleich der jeweils anderen. Wie in 9B gezeigt, ist der plastifizierte Bereich 48 gebildet, dass er nicht von einer Position abweicht, die den plastifizierten Bereich 41 beim folgenden Schritt bildet. Da ein Schritt der die plastifizierten Bereiche 41, 43 und 49 durch das rotierende Werkzeug 50 bildenden formalen bzw. ordnungsgemäßen Verbindung dieselbe Konfiguration hat wie bei der ersten Ausführungsform, wird die Erläuterung weggelassen.
Bei dieser Ausführungsform kann der Dichtungskörper 30 mit dem Ummantelungskörper 10 in gutem Ausgleich durch Ausführen der temporären Verbindung wie in der obigen Reihenfolge temporär verbunden werden. Sodann verbessert sich eine Positionierungsgenauigkeit in Bezug auf den Ummantelungskörper 10 des Dichtungskörpers 30, und eine Verformung des Dichtungskörpers 30 kann verhindert werden. Ein Spalt oder ein Verschieben von der Stelle des Dichtungskörpers 30 kann zur Zeit einer formalen bzw. ordnungsgemäßen Verbindung durch das rotierende Werkzeug 50 effektiv verhindert werden, indem die temporäre Verbindung des Dichtungskörpers 30 ausgeführt wird. Da bei dieser Ausführungsform das Rührreibschweißen der temporären Verbindung linear bzw. geradlinig ist, ist es leicht, lediglich durch lineares Bewegen des rotierenden Werkzeugs 60 für die temporäre Verbindung zu arbeiten oder zu bearbeiten.
Obwohl die Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben worden sind, ist die Ausführungsform dieser Erfindung, wie oben beschrieben, nicht darauf beschränkt, und sie kann in geeigneter Weise ohne Abweichung vom Geist und Wesen dieser Erfindung änderbar sein. Obwohl der Dichtungskörper 30 bei der obigen Ausführungsform beispielsweise im Wesentlichen ein Rechteck bei Betrachtung von oben ist, ist dies bzw. er auf diese Form nicht beschränkt und kann die andere Form, wie ein Quadrat, ein Polygon und ein Kreis sein. Die in dem Dichtungskörper 30 vorgesehene Rippe 32 kann ein von dem Deckelplattenteil gesonderter Körper sein. Sie kann beispielsweise gesondert vorgesehen sein, um in der Ausnehmung 11 unterzubringen, und sie kann mit dem Ummantelungskörper zusammenhängend vorgesehen sein.
Obwohl der Steg 17 an einem Teil bzw. Bereich vorgesehen ist, der sich von einem Wandteil 14a zu dem anderen Wandteil 14b bei jeder Ausführungsform erstreckt, ist dies bzw. er darauf nicht beschränkt, und eine Vielzahl von Stegen kann vorgesehen sein. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Stegen vorgesehen sein, um sich von einem Wandteil zu dem anderen Wandteil zu erstrecken und der Steg kann mit zumindest einem von jedem Paar von Wandteilen versehen sein, die einander zugewandt sind, und ein schlangenförmiger Kanal zum Strömenlassen oder Zirkulierenlassen von Kühlwasser kann gestaltet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 324647 [0004]
JP 87871 [0006, 0007]

Claims

Ein Herstellungsverfahren einer flüssigkeitsgekühlten Ummantelung, die gestaltet ist, um einen Dichtungskörper, welcher eine Öffnung einer Ausnehmung in dem Ummantelungskörper abdichtet, zu befestigen, der ein Wärmetransportfluid zum Übertragen von durch einen Wärmeerzeugungskörper erzeugte Wärme zur Außenseite hin und eine Ausnehmung aufweist, umfassend die Schritte: einen Schritt zum Aufsetzen des Dichtungskörpers auf der Tragfläche, die in einem offenen Umfangsrand der Ausnehmung des Ummantelungskörpers gebildet ist und die aus einer Stufenbodenfläche mit bzw. in dem Ummantelungskörper besteht, welche niedriger ist als eine Fläche des Ummantelungskörpers, und zum Gegenüberstellen der Stufenseitenfläche des Ummantelungskörpers mit bzw. zu einer äußeren Umfangsfläche des Dichtungskörpers, und einen Schritt zum Herumführen des rotierenden Werkzeugs mit einem Rührstift, der größer ist als eine Dicke des Dichtungskörpers, längs eines anstoßenden Bereiches zwischen der Stufenseitenfläche des Ummantelungskörpers und der Außenumfangsfläche des Dichtungskörpers, um einen plastifizierten Bereich zu bilden und um den Dichtungskörper mit dem Ummantelungskörper zusammen zu verbinden.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 1, worin eine Breite der Tragfläche größer ist als ein Radius einer Schulter des rotierenden Werkzeugs.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 1, worin die flüssigkeitsgekühlte Ummantelung einen Steg bildet, der eine selbe Fläche aufweist wie die Tragfläche innerhalb der Ausnehmung, und das Verfahren die Bildung des plastifizierten Bereiches durch Bewegen des rotierenden Werkzeugs längs des Steges auf einer Fläche des Dichtungskörpers und ein Zusammenverbinden des Dichtungskörpers an bzw. mit dem Steg umfasst.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 3, worin die Breite des Steges größer ist als ein Durchmesser der Schulter des rotierenden Werkzeugs.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 1, worin ein Schritt eine Kühlplatte, die ein Kühlmittel auf einer Oberfläche gegenüber einer Oberfläche strömen lässt, angebracht wird, welche bzw. auf welcher ein Rührreibschweißen in dem Ummantelungskörper ausführt bzw. ausgeführt wird, und ein Schritt das Rührreibschweißen ausführt, indem das rotierende Werkzeug bewegt wird, indem der Ummantelungskörper abgekühlt wird.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 5, worin ein Kühlkanal, der das Kühlmittel der Kühlplatte strömen lässt, zumindest mit einer ebenen Form versehen ist, die sich entlang eines sich bewegenden Ortes des rotierenden Werkzeugs bildet.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 5, worin der Kühlkanal, der das Kühlmittel durch die Kühlplatte strömen lässt, durch ein Kühlrohr gestaltet ist, welches in der Kühlplatte eingebettet ist.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 1, worin das Verfahren einen Schritt zum Strömenlassen des Kühlmittels innerhalb der Ausnehmung, wenn die Öffnung durch den Dichtungskörper abgedichtet ist, und einen Schritt umfasst, der das Rührreibschweißen durch Bewegen des rotierenden Werkzeugs, das Ab- bzw. Herunterkühlen des Ummantelungskörpers und des Dichtungskörpers ausführt.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 1, worin das Verfahren umfasst: einen Schritt zum Drehen des rotierenden Werkzeugs in eine Richtung des Uhrzeigersinns, wenn sich das rotierende Werkzeug in eine Richtung des Uhrzeigersinns um die Öffnung bewegt, und einen Schritt zum Drehen des rotierenden Werkzeugs in eine Richtung des Gegenuhrzeigersinns, wenn sich das rotierende Werkzeug in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um die Öffnung bewegt.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 9, worin das Verfahren umfasst: einen Schritt des Verschiebens des rotierenden Werkzeugs zu einem äußeren Umfang des bei einer Runde gebildeten plastifizierten Bereichs, nachdem das rotierende Werkzeug längs des anstoßenden Bereiches eine Runde ausgeführt hat, und einen Schritt, um das rotierende Werkzeug eine weitere Runde längs des anstoßenden Bereiches ausführen bzw. gehen zu lassen, um in dem äußeren Umfang des plastifizierten Bereiches erneut zu rühren.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 1, worin das Verfahren umfasst einen Schritt des temporären Miteinanderverbindens eines Teiles des anstoßenden Bereiches unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs für eine temporäre Verbindung, welches kleiner ist als das rotierende Werkzeug vor einem Schritt, der den plastifizierten Bereich durch das rotierende Werkzeug bildet.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach Anspruch 11, worin der anstoßende Bereich wie ein rechteckiger Rahmen gebildet ist und bei einem Schritt zum temporären Miteinanderverbinden des anstoßenden Bereiches unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs für eine temporäre Verbindung, nachdem die einen diagonalen Elemente des anstoßenden Bereiches temporär miteinander verbunden sind, die anderen diagonalen Elemente des anstoßenden Bereiches temporär miteinander verbunden werden.
Das Herstellungsverfahren der flüssigkeitsgekühlten Ummantelung nach 11, worin der anstoßende Bereich wie ein rechteckiger Rahmen gebildet ist, und bei einem Schritt zum temporären Miteinanderverbinden des anstoßenden Bereiches unter Verwendung des rotierenden Werkzeugs für eine temporäre Verbindung, nachdem Zwischenbereiche in den einen gegenüberliegenden Seiten der anstoßenden Bereiche temporär miteinander verbunden sind, Zwischenbereiche in den anderen gegenüberliegenden Seiten der anstoßenden Bereiche temporär miteinander verbunden werden.