JP6191414B2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱媒体が流通する流路管と熱交換対象物とが交互に積層された積層型熱交換器に関する。

従来、熱媒体が流通する流路管と、熱交換対象物を構成する電子部品とを交互に積層し、熱媒体を電子部品と熱交換させて電子部品を冷却する積層型熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、隣り合う流路管それぞれには、積層方向に突出する突出管部が設けられ、各流路管の突出管部同士が接合されることで各流路管同士が連通している。

この特許文献１では、熱媒体と電子部品との間の熱交換を促進するために流路管の内部にインナーフィン（ウェーブフィン）を設けた積層型熱交換器において、流路管内部におけるインナーフィンの位置ずれを抑制する技術が提案されている。

特開２０１１−２２８５８０号公報

ところで、この種の積層型熱交換器は、電子部品と流路管とを密着させるために、流路管同士の間に形成される隙間に電子部品を配置した状態で、積層方向に圧縮荷重を付与して、電子部品を流路管の両面で挟み込む構造となっている。この際、流路管は、突出管部の根元部が押圧力によって内側に変形することで、電子部品と流路管とが密着する。

ここで、図１８は、従来まで使用されていた流路管８０の上面図である。図１８に示すように、流路管８０は、その長手方向の周縁部が円弧状となっており、当該周縁部から一定の距離あけた箇所に突出管部８１が設けられている。具体的には、流路管８０には、その長手方向の周縁部の円弧中心と突出管部８１の断面中心とが一致するように突出管部８１が設けられている。なお、流路管８０における一対の突出管部８１の間に延在する扁平面が、熱媒体と電子部品とを熱交換させる熱交換領域８２となる。

このような構造の流路管８０では、突出管部８１の根元部を囲む領域が、積層方向の圧縮荷重を受ける領域となる。この突出管部８１の根元部を囲む領域のうち、流路管８０の長手方向の周縁部から突出管部８１までの距離が短い半円状の領域８３には、積層方向の圧縮荷重により突出管部８１の根元部が変形する際に最も強い負荷が加わる。さらに、前述の半円状の領域８３には、振動等による多方向から負荷が作用する際に、疲労破壊等が生じ易い傾向がある。

これに対して、本発明者らは、流路管９０の耐久性の向上を図るべく鋭意検討した。この結果、図１９に示すように、流路管９０における長手方向の周縁部から突出管部９１までの距離を長くして、積層方向の圧縮荷重を受ける領域を拡大させることで、流路管９１の耐久性の向上を図る構造を案出した。

しかしながら、図１９に示す流路管９０を採用すると、流路管９０における熱媒体と電子部品とを熱交換させる熱交換領域９２が狭くなってしまう。つまり、図１９に示す流路管９０を採用する場合、図１９に示す流路管８０の熱交換領域８２と同等の熱交換領域９２を確保しようとすると、流路管９０の長手方向の体格を大きくする必要がある。

本発明は上記点に鑑みて、流路管の長手方向の体格を大きくすることなく、熱交換対象物と熱媒体との熱交換領域の確保、および流路管の耐久性の向上を図ることが可能な積層型熱交換器を提供することを目的とする。

本発明の積層型熱交換器は、熱媒体が流通する媒体流路（３０）が設けられると共に、扁平形状に形成された複数の流路管（３）と、隣り合う流路管との間に形成される隙間に配設され、熱媒体と熱交換する熱交換対象物（２）と、を備える。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流路管および熱交換対象物は、隣り合う流路管における長手方向に延在する扁平面（３ｂ）にて熱交換対象物が狭持されるように積層配置されており、複数の流路管は、積層方向に開口すると共に積層方向に突出する筒状の突出管部（３５）、および突出管部の根元部を形成すると共に積層方向に作用する圧縮荷重により変形する変形部位（３６）を有し、突出管部は、流路管における長手方向の両側に配置されており、流路管における扁平面は、流路管における長手方向の両側に配置された突出管部の間に設定されており、流路管における短手方向の周縁部から突出管部までの最短距離（Ｌ１）は、流路管における長手方向の周縁部から突出管部までの最短距離（Ｌ２）よりも長くなっていることを特徴としている。

これによると、流路管における短手方向の周縁部から突出管部までの領域、すなわち、積層方向に作用する圧縮荷重を受ける領域を拡大させることができる。この際、流路管における長手方向の周縁部から突出管部までの領域を拡大させる必要がないので、流路管における長手方向の延在する扁平面、すなわち、熱交換対象物と熱媒体とを熱交換させる熱交換領域を確保することが可能となる。

従って、本発明によれば、流路管における長手方向の体格を拡大させることなく、熱交換対象物と熱媒体との熱交換領域の確保、および流路管の耐久性の向上を図ることが可能となる。

また、請求項２に記載の発明では、突出管部は、積層方向に直交する方向の断面中心（Ｏ_Ａ）から流路管における長手方向の周縁部までの最短距離が、流路管における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さ（Ｄ）の半分よりも短くなっていることを特徴としている。

これによると、突出管部をその断面中心が長手方向の周縁部側へ近づくように偏心させることで、流路管における長手方向の延在する扁平面（熱交換領域）を充分に確保することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る積層型熱交換器の正面図である。 図１のII−II断面図である。 図２のIII−III断面図である。 図２のIV方向における流路管の矢視図である。 積層方向に圧縮荷重を加える際の積層型熱交換器の正面図である。 第１実施形態に係る流路管の長手方向端部の要部を示す上面図である。 図６のVII−VII断面図である。 図６のVIII−VIII断面図である。 第１実施形態に係る流路管の作用効果を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る流路管の熱媒体の流れ方を示す図である。 比較例に係る流路管の熱媒体の流れ方を示す図である。 第１実施形態に係る流路管の熱媒体の流れ方を示す図である。 比較例に係る流路管の熱媒体の流れ方を示す図である。 第１実施形態に係る流路管のろう材を配した領域を示す上面図である。 第２実施形態に係る流路管の上面図である。 他の実施形態（１）に係る流路管の上面図である。 他の実施形態（２）に係る流路管の上面図である。 本発明の課題を説明するための説明図である。 本発明の課題を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。

（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の積層型熱交換器１を用いて「熱交換対象物」として複数の電子部品２を冷却する冷却器を構成する例について説明する。

積層型熱交換器１は、図１、図２に示すように、扁平形状に形成された複数の流路管３を、隣り合う流路管３との間に形成される隙間に電子部品２を配設した状態で積層配置して構成されている。なお、図２は図１のII−II断面図を示す図面であるが、流路管３の形状を明確にするために、電子部品２の図示を省略している。

電子部品２は、その両面が隣り合う流路管３に狭持されるように扁平な直方体形状に形成されている。本実施形態では、電子部品２として、車両用のインバータ、産業機器用のモータ駆動インバータ等で使用される半導体モジュール（ＩＧＢＴ等の半導体素子およびダイオードで構成される部品）を採用している。なお、電子部品２は、半導体モジュール以外にも、例えば、パワートランジスタ、パワーＦＥＴ等を採用してもよい。

流路管３は、図２に示すように、その短手方向の一対の周縁部が長手方向に沿って並行に延在すると共に、その長手方向の周縁端部の形状が半円を描くように、半円弧形状となっている。

本実施形態の流路管３は、アルミニウムや銅等の高い熱伝導性を有する金属製のプレートを積層し、これらプレートを接合して構成されている。具体的には、流路管３は、図３に示すように、一対の外殻プレート３１、３２と、一対の外殻プレート３１、３２の間に配された中間プレート３３と、外殻プレート３１、３２および中間プレート３３の間に配された波形状のインナーフィン３４とを有する。

そして、外殻プレート３１、３２および中間プレート３３の間に、熱媒体が流通する媒体流路３０が形成されている。なお、熱媒体としては、例えば、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、水やアンモニア等の自然冷媒、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール‥のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等を用いることができる。

一対の外殻プレート３１、３２は、流路管３の外殻が構成する板部材である。一対の外殻プレート３１、３２は、その周縁部の内側に配されたろう材により接合されている。この外殻プレート３１、３２の内側に配されたろう材は、外殻プレート３１、３２に対して中間プレート３３およびインナーフィン３４を接合するためにも利用される。なお、流路管３における周縁部は、一対の外殻プレート３１、３２同士がろう材等により接合された接合部位である。

本実施形態の流路管３には、図２に示すように、流路管３の長手方向に延びる周縁部に爪部３ａが設けられている。この爪部３ａは、一対の外殻プレート３１、３２における周縁部同士の接合を外側から補強する「補強部」を構成している。本実施形態の爪部３ａは、流路管３の長手方向に延びる周縁部のうち、後述する突出管部３５から所定の間隔をあけた位置に形成されている。

図３に戻り、中間プレート３３は、長方形状の板部材であり、インナーフィン３４を介して一対の外殻プレート３１、３２に接合されている。図示しないが、中間プレート３３には、後述する突出管部３５の開口部に対応して円形の開口部が形成されている。なお、中間プレート３３は、その周縁部が一対の外殻プレート３１、３２の間に狭持されていてもよい。

インナーフィン３４は、媒体流路３０を流通する熱媒体と電子部品２との伝熱を促進させる部材である。本実施形態のインナーフィン３４は、図２に示す流路管３の長手方向に延びる周縁部に内側に向かって膨出するように形成されたリブ３ｂによって、長手方向の端部が位置決めされている。なお、本実施形態のリブ３ｂは、流路管３の長手方向に延びる周縁部のうち、後述する突出管部３５から所定の間隔をあけた位置に形成されている。

また、流路管３の長手方向の両側には、図４に示すように、積層方向に開口すると共に、積層方向に突出した円筒状の突出管部３５が設けられている。隣り合う流路管３は、突出管部３５同士を嵌合させると共に、当該吐出管部３５の側壁同士を接合することにより連結されている。なお、複数の流路管３のうち、積層方向の最も外側に位置する一対の流路管３以外の流路管３には、隣り合う流路管３に対向する対向面の両面に一対の突出管部３５が設けられている。一方、複数の流路管３のうち、積層方向の最も外側に位置する一対の流路管３は、隣り合う流路管３に対向する一面にだけ突出管部３５が設けられている。

隣り合う流路管３は、互いの突出管部３５の接合により、互いの媒体流路３０が連通している。一対の突出管部３５のうち、一方が各流路管３の媒体流路３０へ熱媒体を供給するための供給ヘッダ部１１として機能し、他方が各流路管３の媒体流路３０から熱媒体を排出するための排出ヘッダ部１２として機能する。

流路管３は、媒体流路３０を流通する熱媒体と電子部品２とを熱交換させるための熱交換領域を構成する扁平面３ｃと、供給ヘッダ部１１および排出ヘッダ部１２を構成する部位３ｄとに大別することができる。

流路管３における供給ヘッダ部１１および排出ヘッダ部１２を構成する部位３ｄは、突出管部３５と、この突出管部３５の根元部（付け根付近）に所定の幅を有する環状のダイヤフラム部３６により特徴付けられる。ダイヤフラム部３６は、流路管３に対して積層方向に圧縮荷重が作用した際に、突出管部３５を介して当該圧縮荷重を受けて流路管３の内側に向かって変形する変形部位である。

図１に戻り、複数の流路管３のうち、積層方向の最も外側に配置される一対の流路管３の一方には、長手方向の両端部に熱媒体を積層型熱交換器１に導入するための媒体導入部４と、熱媒体を積層型熱交換器１から導出するための媒体導出部５とが接続されている。媒体導入部４および媒体導出部５は、ろう付け等の接合技術により積層方向の最も外側に配置される一方の流路管３に接合されている。

ここで、積層型熱交換器１は、電子部品２と流路管３との密着性を高めるために、図５に示すように、流路管３同士の間に形成される隙間に電子部品２を配置した状態で、プレス機６にて積層方向に圧縮して電子部品２を流路管３の両面で挟み込む構造となっている。この際、流路管３の突出管部３５の根元部を構成するダイヤフラム部３６が、圧縮荷重により流路管３の内側に向かって変形する。このように、ダイヤフラム部３６には、圧縮荷重により変形する変形部位であることから、他の部位に比べて高い耐久性が必要とされる。

次に、本実施形態の流路管３の特徴的な構造について図６〜図８を用いて説明する。なお、図６は、流路管３の要部（長手方向の端部側）を示している。

本実施形態の突出管部３５は、流路管３における長手方向の両側に配設されている。そして、本実施形態の突出管部３５は、図６に示すように、短手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離Ｌ１が、長手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離Ｌ２よりも長くなるように流路管３に配設されている。

これにより、流路管３における短手方向の周縁部から突出管部３５までの領域は、流路管３における長手方向の周縁端部（紙面左側の端部）から突出管部３５までの領域よりも拡大されている。流路管３における突出管部３５の根元部は、積層方向に圧縮荷重を受ける領域であることから、流路管３における短手方向の周縁部から突出管部３５までの領域の拡大は、積層方向に圧縮荷重を受ける領域が拡大されたことを意味する。

ここで、長手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離Ｌ２は、流路管３に対して積層方向に圧縮荷重が作用した際に、流路管３における長手方向の周縁端部（紙面左側の端部）から突出管部３５までの領域に亀裂や破断等の損傷が生じない範囲に設定されている。なお、本実施形態の突出管部３５は、その長手方向に直交する断面の外径が、流路管３における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さＤから、最短距離Ｌ１を２倍した値（＝２×Ｌ１）を減算した値（＝Ｄ−２×Ｌ１）となっている。

また、突出管部３５は、積層方向に直交する方向の断面中心Ｏ_Ａが流路管３の長手方向の周縁端部（円弧状部分）に近づくように偏心した構造となっている。具体的には、突出管部３５は、その断面中心Ｏ_Ａから流路管３の長手方向の周縁部までの最短距離Ｌ３が、流路管３における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さＤの半分ｄ（＝Ｄ／２）よりも短くなるように流路管３に配設されている。

本実施形態の突出管部３５は、流路管３の長手方向の周縁端部（円弧状部分）に沿う仮想円Ｓを描いた際に、当該仮想円の中心Ｏ_Ｂよりも突出管部３５の断面中心Ｏ_Ａが、流路管３の長手方向の周縁端部側の近くに位置するように流路管３に配設されている。なお、仮想円Ｓは、流路管３における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さＤを直径とする円である。

ここで、図７は、図６に示すVII−VII線で流路管３を積層方向に切断した際の断面図であり、図８は、図６に示すVIII−VIII線で流路管３を積層方向に切断した際の断面図である。

前述のように、積層型熱交換器１は、電子部品２と流路管３とを密着させるために、流路管３同士の間に形成される隙間に電子部品２を配置した状態で、積層方向に圧縮荷重を付与して、電子部品２を流路管３の両面で挟み込む構造となっている。この際、流路管３は、突出管部３５の根元部を形成するダイヤフラム部３６が押圧力によって内側に変形して、突出管部３５と対向する傾斜面３６ａが形成される。

この押圧力は、流路管３の周縁部から突出管部３５までの距離が最短となる領域に最も大きく作用し、その反対側となる領域（長手方向の周縁部から突出管部３５までの距離が最長となる領域）に向かって徐々に小さくなる。

このため、ダイヤフラム部３６は、長手方向の周縁部から突出管部３５までの距離が最短となる領域に形成される傾斜面３６ａと扁平面３ｃとのなす曲げ角度θ１が、その反対側の領域における曲げ角度θ２よりも大きくなっている（θ１＞θ２）。なお、曲げ角度θは、ダイヤフラム部３６に形成される傾斜面３６ａが積層方向に直交する方向に対して傾斜する角度（鋭角）である。

また、ダイヤフラム部３６は、短手方向の周縁部から突出管部３５までの距離が最短となる領域における曲げ角度θ３は、長手方向の周縁部から突出管部３５までの距離が最短となる領域における曲げ角度θ１よりも小さくなっている（θ１＞θ３）。なお、短手方向の周縁部から突出管部３５までの距離が最短となる領域における曲げ角度θ３は、長手方向の周縁部から突出管部３５までの距離が最長となる領域における曲げ角度θ２よりも大きくなっている（θ２＞θ３＞θ１）。

このように構成される積層型熱交換器１では、媒体導入部４から導入された熱媒体が、供給ヘッダ部１１を介して、各流路管３の長手方向の一端部側から流入し、各流路管３の媒体流路３０内を他端部側へ向かって流れる。そして、媒体流路３０を流れる熱媒体は、排出ヘッダ部１２を介して、媒体導出部５から排出される。この際、各流路管３の扁平面３ｃに狭持された各電子部品２は、媒体流路３０を流通する熱媒体と熱交換して冷却される。

次に、上記構成に係る積層型熱交換器１の作用効果について説明する。

本実施形態の積層型熱交換器１は、図６に示すように、流路管３の短手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離Ｌ１を、流路管３の長手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離Ｌ２よりも長くなっている（Ｌ１＞Ｌ２）。

これによると、流路管３の短手方向の周縁部から突出管部３５までの領域、すなわち、積層方向に作用する圧縮荷重を受ける領域を拡大させることができる。この際、流路管３の長手方向の周縁部から突出管部３５までの領域を拡大させる必要がないので、流路管３の長手方向に延在する扁平面３ｃ、すなわち、電子部品２と熱媒体とを熱交換させる熱交換領域を確保することができる。

ここで、図９の上方側に示す本実施形態の流路管３と図９の下方側に示す比較例の流路管３´を用いて、本実施形態の流路管３の効果について説明する。なお、比較例の流路管３´は、突出管部３５´の長手方向に直交する断面の外径が、流路管３´における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さＤから、最短距離Ｌ２を２倍した値（＝２×Ｌ２）を減算した値（＝Ｄ−２×Ｌ２）となっているものとする。

比較例の流路管３´では、突出管部３５´の根元部を囲むダイヤフラム部３６´のうち、図９に示す半円状の斜線領域３６ｂ´に、積層方向の圧縮荷重が加わった際に最も強い負荷が加わる。そして、当該半円状の斜線領域３６ｂ´には、振動等による多方向から負荷が作用する際に疲労破壊等が生じ易い傾向がある。

これに対して、本実施形態の流路管３は、突出管部３５の根元部を囲むダイヤフラム部３６のうち、図９に示す長手方向端部の斜線領域３６ｂに、積層方向の圧縮荷重が加わった際に最も強い負荷が加わる。

本実施形態の流路管３の斜線領域３６ｂは、図９に示すように、比較例の流路管３´の斜線領域３６ｂ´よりも面積が狭くなることで、比較例の流路管３´に比べて、振動等による疲労破壊等が生じ難い。

また、比較例の流路管３´では、突出管部３５´の長手方向に直交する断面の外径が、流路管３´における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さＤから、最短距離Ｌ２を２倍した値（＝２×Ｌ２）を減算した値（＝Ｄ−２×Ｌ２）となる。

これに対して、本実施形態の流路管３では、突出管部３５の長手方向に直交する断面の外径が、流路管３における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さＤから、最短距離Ｌ１を２倍した値（＝２×Ｌ１）を減算した値（＝Ｄ−２×Ｌ１）となる。そして、本実施形態の流路管３は、突出管部３５をその断面中心が長手方向の周縁部側へ近づくように偏心させる構成としている。

これによると、流路管３における扁平面３ｃの長手方向の長さＬｘを、比較例の流路管３´における扁平面３ｃ´の長手方向の長さＬｘ´よりも長くすることができる。これにより、本実施形態では、流路管３における扁平面３ｃが占める領域を、比較例の流路管３´における扁平面３ｃ´が占める領域よりも拡大することができる。

ところで、流路管３の扁平面３ｃは、電子部品２が密着する部位であることから、その他の部位に比べて耐圧性が高くなる。前述のように、本実施形態の流路管３では、比較例の流路管３´に比べて扁平面３ｃの領域を拡大させることができるので、当該扁平面３ｃの領域拡大に伴って耐圧性が向上することになる。つまり、本実施形態では、積層型熱交換器１全体として耐圧性を向上させることが可能となる。

また、ダイヤフラム部３６における傾斜面３６ａと扁平面３ｃとのなす曲げ角度θが大きい部位は、その部位自体が、各流路管３へ流入する熱媒体の流れや、各流路管３から流出する熱媒体の流れを阻害する流路抵抗となる。

さらに、ダイヤフラム部３６における傾斜面３６ａと扁平面３ｃとのなす曲げ角度θが大きい部位では、積層方向に圧縮荷重が加わった際に、圧縮荷重に対抗する反力が強くなる。この反力は、流路管３の扁平面３ｃと電子部品２とを離す方向に作用することから、流路管３の扁平面３ｃと電子部品２との密着性を低下させる要因となる。

これに対して、本実施形態の流路管３は、図７、図８に示すように、短手方向の周縁部側の根元部に形成される傾斜面３６ａと扁平面３ｃとのなす曲げ角度θ３が、長手方向の周縁部側の根元部に形成される傾斜面３６ａとのなす曲げ角度θ１よりも小さくなっている。

このように、ダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側の曲げ角度θ３が小さい構成すれば、ダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側における熱媒体の流れの流路抵抗を小さくすることができる。この結果、熱媒体は、ダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側から各流路管３へ流入し易くなると共に、各流路管３からダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側へ流出し易くなる。

また、ダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側の曲げ角度θ３が小さい構成とすれば、積層方向に圧縮荷重が加わった際に、ダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側に作用する反力を小さくすることができる。この結果、流路管３の扁平面３ｃと電子部品２との密着性が低下することを抑制できる。

ここで、図１０に示す本実施形態の流路管３と図１１に示す比較例の流路管３´を用いて、本実施形態の流路管３における熱媒体の流れについて説明する。なお、比較例の流路管３´は、突出管部３５´の長手方向に直交する断面の外径が、流路管３´における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さＤから、最短距離Ｌ２を２倍した値を減算した値となっているものとする。

本実施形態の流路管３は、図１０、図１１に示すように、ダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側の曲げ角度θ３が、比較例の流路管３´における同じ部位の曲げ角度θ３´に対して小さくなる。なお、流路管３´のダイヤフラム部３６´における短手方向の周縁部側の曲げ角度θ３´は、本実施形態の流路管３のダイヤフラム部３６における長手方向の周縁部側の曲げ角度θ１と同程度となる。

このため、本実施形態の流路管３では、比較例の流路管３´に比べて、熱媒体がダイヤフラム部３６における短手方向の周縁部側から各流路管３へ流入し易くなる。これにより、本実施形態の流路管３は、比較例の流路管３´に比べて、媒体流路３０にて熱媒体の流量が短手方向で少なくなってしまうこと（流量分布）を抑制することが可能となる（図１０、図１１の右側に示す流量分布参照）。

このように、本実施形態の積層型熱交換器１では、各流路管３の媒体流路３０における流量分布を抑制できるので、流路管３において、電子部品２と熱媒体とを適切に熱交換を適切に熱交換させることが可能となる。

また、本実施形態の流路管３は、その長手方向の周縁端部が円弧形状となっている。そして、図６に示すように、突出管部３５における積層方向に直交する方向の断面中心Ｏ_Ａが、流路管３における長手方向の周縁端部の円弧中心Ｏ_Ｂよりも、流路管３における長手方向の周縁端部の近くに位置している。

これによれば、図１２に示すように、突出管部３５の短手方向の周縁部側へ流れる熱媒体が、流路管３における短手方向に存する円弧形状の周縁部をガイド手段として、媒体流路３０の入口側から出口側へ向かって一方向（紙面右側）に流れ易くなる。

ここで、図１３は、図１２の突出管部３５と同じ断面径となる突出管部３５´を備え、その断面中心Ｏ_Ａが流路管３における長手方向の周縁端部の円弧中心Ｏ_Ｂと同じ位置にある流路管３´を示している。なお、図１３は、本実施形態の流路管３の比較例となる流路管３´である。

図１３に示す流路管３´では、突出管部３５の短手方向の周縁部側へ流れる熱媒体が、流路管３における長手方向に存する円弧形状の周縁部をガイド手段として、長手方向に存する円弧形状の周縁部に沿って、媒体流路３０の入口側にてＵ字に流れ易くなる。このように、熱媒体がＵ字状に流れを転向することは、流路管３における流量分布が増す要因となることから好ましくない。

これに対して、本実施形態の流路管３は、前述のように、熱媒体が媒体流路３０の入口側から出口側へ向かって一方向（紙面右側）に流れ易くなるので、流路管３における流量分布を抑えることが可能となる。この結果、流路管３において、電子部品２と熱媒体とを適切に熱交換を適切に熱交換させることが可能となる。

また、本実施形態の流路管３は、その外殻を構成する一対の外殻プレート３１、３２同士をその内側に配したろう材により接合する構成としている。このろう材は、流路管３の製造工程にて、一対の外殻プレート３１、３２の接合部位である周縁部に溶融した状態で集合し、その後硬化することで、一対の外殻プレート３１、３２の周縁部が接合される。

前述のように、本実施形態の流路管３は、流路管３の短手方向の周縁部から突出管部３５までの領域を拡大させる構成となっている。これに伴って、図１４に示すように、一対の外殻プレート３１、３２の突出管部３５周囲におけるろう材が配された部位３６ｃ（図１５の斜線部位）の面積も拡大する。

このため、流路管３の短手方向の周縁部から突出管部３５までの領域を拡大させた分、流路管３の製造工程にて、一対の外殻プレート３１、３２の接合部位に集合させることが可能なろう材の量が増える。この結果、一対の外殻プレート３１、３２同士の接合をより確実に行うことが可能となる。

また、本実施形態の流路管３は、図２に示すように、インナーフィン３４の長手方向の端部を位置決めするためのリブ３ｂを、流路管３における長手方向に延びる周縁部に設ける構成としている。前述のように、本実施形態の流路管３は、流路管３の短手方向の周縁部から突出管部３５までの領域を拡大させる構成となっている。このため、リブ３ｂと突出管部３５までの距離を充分に確保することができるので、リブ３ｂが突出管部３５の根元部を形成するダイヤフラム部３６の変形に影響することを抑えることができる。

さらに、本実施形態の流路管３は、一対の外殻プレート３１、３２における周縁部同士の接合を外側から補強する爪部３ａを設ける構成としている。前述のように、本実施形態の流路管３は、流路管３の短手方向の周縁部から突出管部３５までの領域を拡大させる構成となっている。このため、リブ３ｂと同様に、爪部３ａと突出管部３５までの距離を充分に確保することができ、爪部３ａが突出管部３５の根元部を形成するダイヤフラム部３６の変形に影響することを抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、流路管３の形状を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

本実施形態の流路管３は、図１５に示すように、その長手方向の周縁端部の形状が、半円弧形状ではなく、三角形状となっている。なお、流路管３は、その長手方向の周縁端部の最も外側の頂点部分は、弧を描くように丸くなっている。

その他の構成、および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の流路管３は、その短手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離が、流路管３の長手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離Ｌ２よりも長くなる。従って、本実施形態の積層型熱交換器１においても、第１実施形態で説明した効果と同様の効果を得ることができる。

なお、流路管３における長手方向の周縁端部の形状は、短手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離が、長手方向の周縁部から突出管部３５までの最短距離Ｌ２よりも長くなる形状であれば、半円弧形状や三角形状以外の形状としてもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、流路管３に対して円筒状の突出管部３５を設ける例について説明したが、これに限定されず、例えば、図１６に示すように、断面が楕円形状となる筒状の突出管部３５を流路管３に設けるようにしてもよい。

（２）上述の各実施形態では、流路管３の長手方向の両端側に一対の突出管部３５を設ける例について説明したが、これに限定されない。例えば、図１７に示すように、流路管３の内部にＵ字状の媒体流路３０を形成し、流路管３における長手方向の一方の端部に一対の突出管部３５それぞれを設けるようにしてもよい。

（３）上述の各実施形態では、流路管３の内部に中間プレート３３を配置し、媒体流路３０を２列設ける例について説明したが、これに限定されない。例えば、中間プレート３３を省略し、流路管３の内部に媒体流路３０を１列設けたり、中間プレート３３を２枚以上配置し、流路管３の内部に媒体流路３０を３列以上設けたりしてもよい。

（４）上述の各実施形態では、流路管３の内部にインナーフィン３４を設ける例について説明したが、これに限定されず、インナーフィン３４を省略してもよい。

（５）上述の各実施形態では、一対の外殻プレート３１、３２の周縁部をろう材により接合して流路管３を構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ろう材以外の接合材料により、一対の外殻プレート３１、３２の周縁部を接合して流路管３を構成してもよい。

（６）上述の各実施形態の如く、一対の外殻プレート３１、３２の周縁部同士の接合を外側から補強するための爪部３ａを設けることが望ましいが、これに限定されず、当該爪部３ａを省略してもよい。

（７）上述の各実施形態では、電子部品２を冷却する冷却器に、本発明の積層型熱交換器を適用する例について説明したが、これに限定されない。すなわち、電子部品２以外の部品を冷却する冷却器や当該部品を加熱する加熱器に、本発明の積層型熱交換器を適用してもよい。

（８）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

（９）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

（１０）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

１ 積層型熱交換器
２ 電子部品（熱交換対象物）
３ 流路管
３ｂ 扁平面
３０ 媒体流路
３５ 突出管部
３６ ダイヤフラム部（変形部位）

Claims (7)

1. 熱媒体が流通する媒体流路（３０）が設けられると共に、扁平形状に形成された複数の流路管（３）と、
   隣り合う前記流路管との間に形成される隙間に配設され、前記熱媒体と熱交換する熱交換対象物（２）と、を備え、
   前記流路管および前記熱交換対象物は、前記隣り合う流路管における長手方向に延在する扁平面（３ｃ）にて前記熱交換対象物が狭持されるように積層配置されており、
   前記複数の流路管は、積層方向に開口すると共に積層方向に突出する筒状の突出管部（３５）、および前記突出管部の根元部を形成すると共に前記積層方向に作用する圧縮荷重により変形する変形部位（３６）を有し、
   前記突出管部は、前記流路管における長手方向の両側に配置されており、
   前記流路管における前記扁平面は、前記流路管における長手方向の両側に配置された前記突出管部の間に設定されており、
   前記流路管における短手方向の周縁部から前記突出管部までの最短距離（Ｌ１）は、前記流路管における長手方向の周縁部から前記突出管部までの最短距離（Ｌ２）よりも長くなっていることを特徴とする積層型熱交換器。
2. 前記突出管部は、前記積層方向に直交する方向の断面中心（Ｏ_Ａ）から前記流路管における長手方向の周縁部までの最短距離が、前記流路管における長手方向に延びる一対の周縁部の短手方向長さ（Ｄ）の半分よりも短くなっていることを特徴とする請求項１に記載の積層型熱交換器。
3. 前記流路管における短手方向の周縁部側の前記根元部に形成される傾斜面（３６ａ）と前記扁平面とのなす曲げ角度（θ３）は、前記流路管における長手方向の周縁部側の前記根元部に形成される傾斜面と前記扁平面とのなす曲げ角度（θ１）よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層型熱交換器。
4. 前記流路管における長手方向の周縁端部は、円弧形状となっており、
   前記突出管部における前記積層方向に直交する方向の断面中心（Ｏ_Ａ）は、前記流路管における長手方向の周縁端部の円弧中心（Ｏ_Ｂ）よりも、前記流路管における長手方向の周縁端部の近くに位置していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の積層型熱交換器。
5. 前記流路管は、一対の外殻プレート（３１、３２）を有し、前記一対の外殻プレートの間に前記媒体流路が形成されており、
   前記一対の外殻プレートは、その内側に配されたろう材により接合されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の積層型熱交換器。
6. 前記流路管には、前記一対の外殻プレートの間に波形状のインナーフィン（３４）が配設されると共に、前記インナーフィンの長手方向の端部を位置決めするためのリブ（３ｂ）が設けられており、
   前記リブは、前記流路管における長手方向に延びる周縁部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の積層型熱交換器。
7. 前記流路管には、前記一対の外殻プレートにおける周縁部同士の接合を外側から補強する補強部（３ａ）が設けられており、
   前記補強部は、前記流路管における長手方向に延びる周縁部に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の積層型熱交換器。

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