JP6328567B2 - 熱交換器とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱媒体を介して熱交換を行なう熱交換器とその製造方法に関する。更に詳しくは、電子制御回路の電子部品等との間で熱交換を行い冷却させるための熱交換器とその製造方法に関する。

物体から物体へ効率的に熱を移動させる熱交換器は、従来から加熱用、冷却用と種々の構造のものが提案され、かつ多岐に亘って利用されている。特に、電子部品の冷却機器では、制御回路の基板上に搭載されているCPU等の半導体素子が高い発生熱を生じるので、冷却の必要がありそのための冷却器が備えられている。例えば、空冷式や水冷式の冷却器が使用されている自動車関連の分野の電子部品は、高温の砂漠地帯での運行、寒冷地での運行等のように、過酷な環境下にさらされる場合が多い。

このような悪環境下であっても、自動車関連はこれに搭載されている電子部品等の機能を常に正常な状態で維持しなければならない。制御回路を構成する電子部品の正常状態を維持できないと、大事故を誘発することになりかねないので、どうしても異常状態は避けなければならない。特に、自動車関連の電子部品、電子回路は人命に関わるので、とりわけ安全で確実に動作するものが求められている。更に、自動車関連の部品、装置は、軽量化の問題も避けて通れない。

これは、電子部品を冷却する冷却装置の重量が重くなると、燃費等に影響を及ぼし走行効率を低下させてしまうからである。このため最近は自動車に使用される全ての部品が軽量化の対象になっている。この軽量化はコスト低減にも寄与するものである。このようなことから自動車関連の冷却装置も軽量化が求められ、なおかつ冷却の効率化も求められ、最近は冷却器のベース部材にアルミニウム合金が使用されるようになっている。

例えば、自動車のエンジン系の冷却に使用されるアルミニウム合金は、以前からその素材として使用されていることは公知である。しかし、そのアルミニウム合金部品間の接合は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材合金を用いたろう付けによっている。最近は制御回路基板上の電子部品の冷却にも、その冷却の主要部材として、ろう付けにより接合されたアルミニウム合金の冷却器が使用されるようになっている。このような冷却器に関わる例で、例えば、スイッチング電源装置に適用された装置で、冷却器と一体構造のベースプレートが成形部材で構成されているものが開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。

冷却器の枠体を成すこのベースプレートは、電子回路基板上に実装された電子部品に接触させて、熱伝導で冷却を行なっている。このために、このベースプレートの形状は、電子回路基板の形状に合わせ、平板状で長方形形状になっている。この開示の例では、冷却器が独立した構造のものではないが、ベースプレートを直接電子部品に接触させて熱交換効率を高め、ベースプレートを小型にすることを特徴にしている。この冷却器は、ベースプレートの窪みに設けられた構造とし一体化されている。電子部品との接触面積を有効にするため、その段差に応じて台座の高さを変える構造になっている。

又、冷却器に薄い金属体を適用した例も知られている（例えば、特許文献３参照）。この例は、プレス成形された２つのプレートを接合してチューブ形状とし、このチューブ内にフィンを配置させた冷却器として開示されている。このチューブは、冷却流体の流れの向きに対し直交する方向に所定間隔を隔てて積層され複数のチューブ構造で開示されている。このチューブの厚さは、０．４ｍｍとして示されており、ある程度の変形を可能としている。しかしいずれの場合の例も、素材にアルミニウム合金を使用して軽量化を図っているものの、そのアルミニウム合金部品間の接合は、従来の固着方法であるろう付けが主流をなしている。

自動車関連のろう付けは、確実性に難点を有していることから、従来から過酷な条件に耐えるように種々の対策が施され、それなりの提案はなされているが、完全なものとはいい難い。軽量化、低コスト化を検討する上で、他の産業分野において確立されている技術、部材、装置も考慮することは有効である。特に、薄肉金属体として代表的な缶ビール等で使用されている缶ボディは、厚さが０．１ｍｍ以下の薄板状のアルミニウム合金コイル体が使用されている（例えば、特許文献４，５参照）。缶ボディの素材として使用されるこの薄肉のアルミニウム合金コイル体は、表面に樹脂被膜の施された積層構造になっていて、この樹脂被覆状態であってもプレス、絞り加工が可能になっている。

このアルミニウム合金コイル体は、ＤＩ缶やボトル缶の成形に適用されるものとして開示されている。このアルミニウム合金コイル体は、極めて薄いので撓みやすく変形しやすい性質をもった素材である。又、樹脂被膜は水が金属と接触するのを防止し、かつビールが酸化しないようにガスバリア性もある。更に、アルミニウム合金と樹脂の接合に関しては、軽量化と接着強度の強化の図られた接合技術が確立している（例えば、特許文献６，７参照）。即ち、アルミニウム合金表面に化学的エッチング処理を施して、超微細凹凸面を形成し、この超微細凹凸面に熱可塑性樹脂組成物を射出成形により接着させる技術である。これにより、金属面と樹脂の強化された固着がえられる。又、この技術に基づき処理され、折り曲げ形状の２つのアルミニウム合金板の縁部を、前述した同様の方法で密着させ射出成形により縁部を固着させて、箱形状の金属構造体にしたものも知られている（例えば、特許文献８参照）。

特開２０１２−２１０００２号公報 特開２００４−２９７８８７号公報 特開２００５−２０３７３２号公報 特開平０９−２７７４３４号公報 特開２０１１−２０８２５８号公報 特開２００９−１０１５６３号公報 国際公開第２００９／０３１６３２号 特開２０１０−３０２９８号公報

しかしながら、以上説明した従来の熱交換器は、アルミニウム合金を使用し軽量化を図っているとはいえ、更なる軽量化、低コスト化にはまだ改善の余地の求められる構造であった。即ち、そのベースとなる基体は、アルミニウム合金を成形させた部材であり、従ってある程度の厚みを有するアルミニウム合金のものである。この構造は基体がアルミニウム合金による成形部材によるので、どうしてもある程度の厚みを有するものとなる。

成形部材を薄くするには限界があり、このため軽量化には限界が生じていた。又、前述のように、軽量化を図る構造でチューブ形式にした冷却器も提案されている。これは薄い板材のアルミニウム合金をプレス成形したものであり、内部にフィンを配置した構造のものである。しかし、肉厚が薄いとはいえまだ薄くする余地はあるものであり、冷却器としては、構造が複雑でコストの高い構造になっている。このチューブの素材とする薄肉金属板は厚さ０．４ｍｍとしているが、多少の変形はするものの内部の水等の液体の熱媒体からの内圧を受けて一部が部分的に撓み変形する厚さの素材ではない。

このように従来の構造のものは、ある程度の軽量化が図られているものの、更なる軽量化、低コスト化には問題があった。更に問題は、アルミニウム合金を接合するのは、ろう付けによっていることである。前述のチューブは２つのプレートを重ね合わせて構造されているが、この重ね合わせ部は、ろう付けによっている。このろう付け接合方法は、過酷な使用環境下においては、振動等により腐食や接合不良等で接合状態が不完全になるおそれがある。特に、自動車の冷却器の場合は、常に振動が伴うので破損による熱媒体である水が漏れるおそれが生じ、必ずしも確実性があるとはいえなかった。又、寒冷地において、道路に散布される凍結防止剤による塩害、海岸地域、沿岸地域等の塩害等による問題も発生している。

発熱体である自動車の半導体素子に接触させて冷却を行なう構造のものは、前述のように悪環境下で自動車の振動や熱変動を伴っても、これに完全に耐えるものでなければならない。即ち、接合部は腐食等で剥がれることのない構造が求められる。又、前述のように半導体素子に接触させて冷却させることは、直接冷却させる構造なので冷却には効果的ではある。しかし、冷却空間が狭められており、現状では更に冷却効果を高めるための冷却空間を広くするための変更は難しく、現状ではその冷却形態も構造上限界があり、冷却効率を低下させたままの状態であった。

特に、複数の半導体素子と冷却器とによる積層配置のものは発生熱も多くなるので、一層冷却効率を高めねばならない状況にあった。前述したように半導体素子の電子部品の温度が上昇すると、素子の機能を破壊することになる。このような使用目的の冷却方式は、空冷式に比し冷却効果の高い水冷式のものが採用されている。しかも寒冷地を考慮すると、不凍液である冷却水で冷却することが好ましい。このような冷却措置を施すことにより半導体素子の温度を７０℃以下に保つことが理想とされている。

本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、構造を簡素化し軽量化と低コスト化を図り、安全で確実性のある熱交換器とその製造方法を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明１の熱交換器は、被熱交換体（３）との間で熱媒体（８）を介して熱交換するための熱交換器（１）であって、
前記熱媒体（８）の内部圧力により撓み可能な薄肉金属板で構造され、前記被熱交換体（３）と接することが可能な外面（４ａ）と樹脂が被覆された内面（４ｂ）とを有し、周縁に設けられる縁部（４ｃ）と、前記縁部（４ｃ）と前記縁部（４ｃ）との間に断面視凹字状に成形される凹部とからなる第１成形体（４）と、
前記第１成形体（４）に対向して組み合わせられる部材であって、前記熱媒体（８）の内部圧力により撓み可能な薄肉金属板で構造され、前記被熱交換体（３）と接することが可能な外面（５ａ）と樹脂が被覆された内面（５ｂ）とを有し、周縁に設けられる縁部（５ｃ）と、前記縁部（５ｃ）と前記縁部（５ｃ）との間に断面視凹字状に成形される凹部とからなる第２成形体（５）と、
突き合わされた前記第１成形体（４）の前記縁部（４ｃ）と前記第２成形体（５）の前記縁部（５ｃ）とに跨がって設けられ、前記第１成形体（４）の前記縁部の外面（４ａ）と前記第２成形体（５）の前記縁部の外面（５ａ）に、前記第１成形体（４）の前記縁部（４ｃ）と前記第２成形体（５）の前記縁部（５ｃ）とを一体に接合した熱可塑性樹脂組成物である接合部材（６）と、
前記接合部材（６）により一体に接合された前記第１成形体（４）と前記第２成形体（５）とにより囲繞形成され、供給口（１０）と排出口（１１）を有し前記熱媒体（８）の流体通路となる空間部（７）とからなり、
前記第１成形体（４）の前記縁部（４ｃ）の前記内面（４ｂ）と前記第２成形体（５）の前記縁部（５ｃ）の前記内面（５ｂ）とは、被覆された前記樹脂同士を熱融着させることで密着させて前記空間部（７）を密封状態にする熱交換器（１）であって、
前記第１成形体（４）及び第２成形体（５）を構成する撓み可能な薄肉金属板は、前記樹脂が被覆された厚さが０．１〜０．８ｍｍのアルミニウム合金の金属板であり、
前記熱可塑性樹脂組成物が固着されている前記第１成形体（４）の前記外面（４ａ）、及び前記第２成形体（５）の前記外面（５ａ）には、前記熱可塑性樹脂組成物の前記固着を強固にするために超微細加工処理が施こされており、
前記熱可塑性樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタート樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、及びポリアミド樹脂から選択される１種を主成分とする熱可塑性樹脂組成物であることを特徴とする。

本発明２の熱交換器は、本発明１において、前記被熱交換体（３）は、自動車の電子制御回路基板（２）に搭載された電子部品（３）であり、前記熱媒体（８）の主成分は冷却水であることを特徴とする。

本発明３の熱交換器は、本発明１において、前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）には、前記熱媒体（８）を蛇行させるために、前記凹部の形状の一部に、前記空間部（７）側に張り出す凸形状の張り出し部（１４，１５）が設けられていることを特徴とする

本発明４の熱交換器は、本発明１において、前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）には、前記凹部の形状の一部に、前記被熱交換体（３）側に張り出す凸形状の張り出し部（１６）が設けられていることを特徴とする。
本発明５の熱交換器は、本発明１において、前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）には、前記凹部の形状の一部を凹凸にし前記被熱交換体（３）の高さに合わせた段差（１４）が設けられていることを特徴とする。

本発明６の熱交換器は、本発明１において、前記空間部（７）に、前記第１成形体（４）及び前記第２成形体（５）に面接触し熱交換を促進させる熱交換促進体（２０，２１，２２，２３）を内臓した構造になっていることを特徴とする。

本発明７の熱交換器の製造方法は、
被熱交換体（３）との間で熱媒体（８）を介して熱交換を行うための熱交換器の製造方法であって、
撓み可能で一方の面に樹脂の被覆が施された２つの薄肉金属板を、外面（４ａ，５ａ）を前記被熱交換体（３）に接する面とし、内面（４ｂ，５ｂ）を樹脂が被覆された樹脂被覆面とし、周縁に設けられる縁部と、前記縁部と前記縁部との間に断面視凹字状に成形される凹部とからなる第１成形体（４）及び第２成形体（５）にプレス成形する工程と、
前記第１成形体（４）の前記内面（４ｂ）と前記第２成形体（５）の前記内面（５ｂ）とが対向するように組み合わせて熱媒体（８）の流路となる空間部（７）を形成し、前記第１成形体の縁部（４ｃ）の前記樹脂被覆面と前記第２成形体の縁部（５ｃ）の前記樹脂被覆面とを熱プレス加工により熱融着させる工程と、
前記熱融着させた前記第１成形体（４）と前記第２成形体（５）を金型（１２）にインサートし、前記縁部（４ｃ，５ｃ）部位に形成されたキャビティ（１２ｄ）に熱可塑性樹脂組成物を射出し、前記第１成形体と前記第２成形体とを一体に接合する接合部材（６）を成形する射出成形工程と、
前記接合部材で接合された前記第１成形体（４）と前記第２成形体（５）とに、前記空間部（７）に連通する供給口（１０）と排出口（１１）とを設ける工程とからなり、
前記第１成形体（４）及び第２成形体（５）を構成する薄肉金属板は、前記樹脂が被覆された肉厚が０．１〜０．８ｍｍのアルミニウム合金板であり、
前記熱可塑性樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタート樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、及びポリアミド樹脂から選択される１種を主成分とする熱可塑性樹脂組成物であり、
前記射出成形の前に、前記第１成形体（４）の前記外面（４ａ）、及び前記第２成形体（５）の前記外面（５ａ）に、前記熱可塑性樹脂組成物の前記固着を強固にするために超微細加工処理を施す工程を有することを特徴とする。

本発明８の熱交換器の製造方法は、本発明７において、前記プレス成形する工程は、前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）の前記凹部の形状の一部に、前記熱媒体を蛇行させるために、凸形状に張り出す張り出し部（１６）を成形する工程を含むものであることを特徴とする。

本発明９の熱交換器の製造方法は、本発明７において、前記プレス成形する工程は、前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）の前記凹部の形状の一部に、段差形状（１４）に成形する工程を含むものであることを特徴とする。

本発明の熱交換器は、熱交換器の基体を薄肉金属板の成形体としたので、２つの成形体を組み合わせた熱交換器が、撓み易く部分的に変形が可能な構造になった。２つの成形体の縁部の外面に微細凹凸面を有する超微細加工処理を施し、この部位に熱可塑性樹脂組成物を射出し、２つの成形体の縁部の周囲を挟んだ状態で接合する接合部材を成形した。これは強固な接合で、自動車の振動等があっても、熱媒体の流路となっている空間部から外部に熱媒体が漏れる等のおそれはなくなり高品質で信頼性の高い熱交換器を得ることができる。

又、２つの成形体の縁部の内面に被覆された樹脂を熱プレス加工により熱融着させて、縁部の内面間を密封するようにしており、接合部材による密封と内面の樹脂の熱融着による密封との二重の密封構造で、空間部から外部に熱媒体が漏れないようにして高品質で信頼性の高い熱交換器を得ることができる。更に、この熱交換器は、ろう材を用いたろう付けを採用していないため製品の信頼性の向上が図れる。

本発明の熱交換器の製造方法は、プレス成形工程、熱プレス加工工程、射出成形工程等を主な工程とする生産性のよい製造方法であり、高品質で信頼性の高い熱交換器を生産性よく低コストで製造することができる。

図１は、単体構造の熱交換器の一方の成形体に電子部品を接触させて熱交換を施す状態を示す断面図である。 図２（ａ）〜（ｅ）は、熱交換器の製造工程を示す工程説明図である。 図３は、単体構造の熱交換器の両方の成形体に、２つの基板にそれぞれ実装されている電子部品を接触させて、熱交換を施す状態を示す断面図である。 図４は、複数の熱交換器を並べて設置し、複数の基板にそれぞれ実装されている複数の電子部品に接触させて、熱交換を施す状態を示す断面図である。 図５は、熱交換器の一方の成形体に凹凸状の段差を設けて電子部品に接触させて熱交換を施す状態を示す断面図である。 図６は、熱交換器の一方の成形体の空間部側に、凸状の張り出し部を設けて熱交換を施す状態を示す断面図である。 図７は、図５の変形例で、熱交換器の両方の成形体に張り出し部を設けて熱交換を施す状態を示す断面図である。 図８は、熱交換器の一方の成形体の電子部品側に、凸状の張り出し部を設けて熱交換を施す状態を示す断面図である。 図９は、図６の変形例で、熱媒体が蛇行して流れるように２つの成形体に凸状の張り出し部を設けて熱交換を施す状態を示す断面図である。

図１０は、熱交換器１の接合部材に関わる他の構造例を示す部分断面図である。 図１１は、熱交換促進体を熱交換器に内臓する形態であり、熱交換促進体がハニカム構造を示す断面図である。 図１２は、熱交換促進体を熱交換器に内臓する他の形態であり、熱交換促進体が金属ブロック体で、これに１列の通し孔を有する構造のものを示す断面図である。 図１３は、熱交換促進体を熱交換器に内臓する他の形態であり、熱交換促進体が金属ブロック体で、これに２列の通し孔を有する構造のものを示す断面図である。 図１４は、熱交換促進体を熱交換器に内臓する形態で、熱交換促進体が折り曲げ形状の蛇腹構造のものを示す断面図である。 図１５は、図１４の変形例で、熱交換促進体の折り曲げ部を平坦にした構造を示す部分図である。 図１６は、図１４の変形例で、熱交換促進体の折り曲げ形状に段差部を設けた構造を示す部分図である。 図１７は、熱交換促進体を内臓する熱交換器１の熱媒体の流出入状態を示す平面図で、図１７（ａ）は、熱媒体８の流れ方向の横切る方向に流入口、流出口を設けた例を示し、図１７（ｂ）は、熱交換器５の熱媒体８の流れ方向と同一方向に流入口、流出口を設けた例を示す図である。 図１８は、図１７の変形例で、熱媒体の流れを変えるため熱交換促進体の形状を変えた構造を示す部分図である。

次に、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１の構造は、本発明の熱交換器の基本形態の断面図で、電子部品に接触させた状態を示している。熱交換装置は、加熱用と冷却用に適用されるが、本実施の形態においては冷却用に適用した熱交換器として説明する。冷却用熱交換器１（以下、「熱交換器１」という。）は、熱交換の対象である電子制御回路基板２（以下、「基板２」という。）上に、配置され実装されている半導体等の電子部品（被熱交換体）３に接して設けられている。この冷却対象の電子部品３は、主として自動車の制御回路装置に使用されていものである。

この電子部品３は発熱源になっていて、限界温度を超えると、電子部品としての機能を損ねてしまうので、冷却する必要がある。本実施の形態の熱交換器１は、薄肉状のアルミニウム合金コイル板をプレス成形された第１成形体４と、これと同様な構造の第２成形体５とを組み合わせ、その組み合わせ部に、射出成形で熱可塑性合成樹脂である接合部材６を形成して構造したものである。組み合わせによって形成された内部の空間部７に、熱媒体８を循環させ熱交換させるものである。本実施の形態における熱媒体は冷却水である。

電子部品３は、第１成形体４の外面４ａ又は第２成形体５の外面５ａに、あるいは両方の外面４ａ，５ａに接触されることによって、主に冷却される。本実施の形態で使用される薄肉状のアルミニウム合金コイル板は、ビール缶等で使用されている薄肉のアルミニウム合金板と同種のものである。このアルミニウム合金コイル板は、所定の厚さ（例えば、０．１〜０．４ｍｍ）のもので極めて薄い肉厚の板で、コイル状の素材段階で少なくとも一方の表面に極めて薄い樹脂が被覆されている。なお、ビール缶の内外面には、例えば、内面で約４μm、外面で４〜１０μm(塗装の厚さを含む)のコーティングが施されている。

この樹脂の被膜は、一般に一層又は複層にラミネートフィルムによってコーティングされているものである。樹脂の種類は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）が使用されている。このＰＰは、融点が高く、熱変形温度が高く、水の沸騰温度に耐え、光沢があり透明フィルム化に適しておりポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等に比し硬い樹脂である。ただし、被膜樹脂の種類は、ポリプロピレン（ＰＰ）に限らず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の他の樹脂の種類を用いても良い。第１成形体４及び第２成形体５は、アルミニウム合金コイル板が所定の形状、大きさに切断された平板状の成形体用素材（薄肉金属板）をプレス成形したものである。

アルミニウム合金コイル板の肉厚は、内圧、耐久性、撓み性を考慮して決められるべきであるが、０．１〜０．８ｍｍ、好ましくは０．３〜０．８、更に好ましくは０．３〜０．５ｍｍのものが良い。例えば、内圧が０．６〜１Mpaの場合、０．３〜０．５ｍｍのものが良い。第１成形体４は、周縁に形成される縁部４ｃと、縁部４ｃと縁部４ｃとの間に、プレス成形により成形されたもので、断面視で凹部（逆から見れば凸部）とからなる。同様に、第２成形体５は、周縁に形成される縁部５ｃと、縁部５ｃと縁部５ｃとの間に、断面視で凹部（逆から見れば凸部）とからなる。

この凹部は、プレス成形により成形されたものである。第１成形体４及び第２成形体５は、第１成形体４に成形された凹部と、第２成形体５に成形された凹部とを向かい合わせた状態で、縁部４ｃと縁部５ｃとを突き合わせることで、成形体４と第２成形体５とからなる熱交換器１の基体を構造するものである。又、第１成形体４及び第２成形体５は、内面４ｂと内面５ｂとが対向するように組み合わさせて熱交換器１の基体とするものである。内面４ｂ，５ｂは樹脂被覆面であり、この樹脂被覆面はアルミニウム合金の表面が樹脂で被覆された面である。この樹脂被覆面は、内部に流入する熱媒体８による第１成形体４及び第２成形体５の素材（アルミニウム合金）が経年腐食することを防止するとともに、熱媒体８が使用中に変質することも防止する。

従って、樹脂被覆面は、例えば、不凍液のような熱媒体であっても素材が侵されることなく、ガスバリア性もありその効果は大きい。この樹脂被覆された第１成形体４及び第２成形体５の素材は、塑性加工であるプレス加工が可能である。第１成形体４の縁部４ｃの樹脂被覆面と、第２成形体５の縁部５ｃの樹脂被覆面とは、縁部４ｃの内面４ｂと縁部５ｃの内面５ｂを突き合わせた後、熱プレス加工を施すことにより、樹脂被覆面を形成する樹脂同士が熱融着される。縁部４ｃの内面４ｂの樹脂被覆面と、縁部５ｃの内面５ｂの樹脂被覆面とを熱融着させることにより、密着させ、空間部７内の熱媒体８が、この密着させた部分から熱交換器１の外部に漏れることはない。この熱融着は、製造工程上から言えば仮接合ともいえる。

ビール缶の加工例では、このコイル板をＤＩ成形（drawing and ironing：絞り、しごき成形）によって缶状に加工し、ビール缶が製造されている。このようにこの素材は極めて薄く、ＤＩ成形のできる性質を有していて、その薄さを維持してプレス成形を可能としている素材である。例えば特許文献４には、樹脂被覆後の強度低下を最小限に抑えて成形性を確保し、ＤＩ缶やボトル缶に適用されるアルミニウム合金の例が示されている。

好ましくは、このような実績のある金属を使用するのがよい。その例として、例えばビール缶ボディ材として使用されるＨ１９の調質の施された３００４−Ｈ１９合金（日本工業規格に規定される「ＪＩＳ Ｈ ４０００」参照）の板厚を所定の厚さ（例えば、０．３ｍｍ）に薄くしたものが好ましい。次に、前述の素材を使用した熱交換器１の本実施の形態を更に説明する。熱交換装置としては、熱交換器１に加え、他に図示していない熱媒体循環ポンプ、循環回路用配管、コントロール装置等が付随して設けられる。前述したように、基本的に熱交換器１は、２つの成形体である第１成形体４と第２成形体５とで構成されている。凹部が成形された２つの成形体４，５は、内面４ｂ，５ｂが対向するように組み合わせ、内部に空間部７を構築する。

この内部の空間部７は、熱媒体８の流路となるものであり、内面４ｂ，５ｂは樹脂被覆された樹脂被覆面となっている。従って、２つの成形体４，５が組み合わされたとき、第１成形体４の縁部４ｃと第２成形体５の縁部５ｃとが突き当てられた状態となる。突き当てられた縁部４ｃ、５ｃは、内面４ｂ，５ｂが樹脂被覆されているので、熱プレス加工を施すことにより被覆された樹脂同士が熱融着し、縁部４ｃの内面４ｂと縁部５ｃの内面５ｂとの間を完全密着することができる。

即ち、この熱融着部は、熱媒体８が縁部４ｃと縁部５ｃとの間を介して、空間部７から熱交換器１の外部へ漏れてしまうことを防ぐ第１のシールとなって、空間部７を密封状態とすることができる。凹部の外面４ａ，５ａは、電子部品３に接触するようになっていて、この２つの成形体４，５の肉厚は、熱媒体８の内圧により撓む程度に非常に薄いので、撓み変形がしやすい構造になっている。

この組み合わされた２つの成形体４，５の縁部４ｃ，５ｃの周囲形状は電子部品３の配置される基板２の形状に合わせ矩形状になっている。この縁部４ｃの外面４ａ、縁部５ｃの外面５ａは樹脂被覆されていない面である。次に、この縁部４ｃの外面４ａ、縁部５ｃの外面５ａに微細凹凸面を形成する超微細表面処理を施す。この処理は縁部４ｃの外面４ａ及び縁部５ｃの外面５ａと接合部材６との接着力を向上させるためである。

この超微細加工処理は公知の技術であるが、本発明の理解を容易にするためその概要を説明する。この関係の金属合金表面の処理に関し、条件が３つある。第１の条件は、化学エッチング手法によって山谷平均間隔（RSm）が１〜１０μｍ周期の凹凸でその凹凸高低差がその周期の半分程度まで、即ち最大粗さ高さ（Rz）が０．２〜５μmまでの粗い粗面になっていることである。別の表現でいうと、ミクロンオーダーの粗度のある表面にすることである。

第２の条件は、前述の粗面をなす凹部内壁面に１０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ周期程度の超微細凹凸面があることである。第３の条件は、その複雑になっている表面がセラミック質になっていること、具体的にはもともと耐食性に問題ある金属合金種では自然酸化層よりも厚い金属酸化物層であること、もともと耐食性に問題ある金属合金種では化成処理によって生成した金属酸化物又は金属リン酸化物の薄層であることである。

即ち、金属合金に何らかの化学的な加工を行なって、（１）ミクロンオーダーの大きな凹凸のある面とし、かつ、更に詳細にみれば、（２）少なくともその凹部の内壁面は１０ｎｍ以上の周期の超微細凹凸があることで、更に（３）この超微細凹凸とそれより大きなミクロンオーダーの凹凸をなす金属合金表面自体が薄いセラミック質で覆われていることである。

これに伴い具体的な処理例として例えば、表面が化学エッチングにより０．５〜１０μｍの粗度を有する面とし、この面が５〜５００ｎｍの不定期な周期の超微細凹凸面で覆われた形状であり、かつ前記表面が金属酸化物又は金属リン酸化物の薄層で覆われている面とする。この処理を施すことにより金属と樹脂は強固に一体化する。この表面処理については、前述した特許文献６，７に詳述されているので、詳細な説明は省略する。

次に、微細凹凸面の処理のなされた縁部４ｃ，５ｃを突き合わせ、内面４ｂの樹脂被膜面と内面５ｂの樹脂被膜面とを熱融着させた状態で、金型にインサートし、縁部４ｃ，５ｃに射出成形で樹脂体の接合部材６を形成し、単体としての熱交換器１の基本形のものが構築される。この接合部材６は図に示すように金型の押さえ範囲の部分１２ｅ（図２（ニ）参照）の外側に位置する部位（成形体４，５の凹部端面から１ａ離れた部位）を、即ち２つの成形体４，５周囲の縁部４ｃ，５ｃを無端で囲繞するように構成されている。接合部材６は、２つの成形体４，５の縁部４ｃ，５ｃに跨がるように覆って囲繞している。

このようにすることで、２つの成形体４，５の縁部４ｃ，５ｃの周囲が完全密封状態とする第２のシールとなり、内面４ｂ，５ｂの樹脂被膜面が熱融着されて構成される第１のシールと協働して空間部７を二重に密封することができる。又、２つの成形体４，５の周囲が完全密封になるため、熱交換器１の熱媒体８はどのような悪環境下であっても、接合部材６から熱媒体８が熱交換器１の外部に漏れることは避けられる。この接合部材６は、前述のように２つの成形体４，５を組み合わせ接合させるものであるが、その樹脂体は、好ましくはポリブチレンテレフタート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルファイド樹脂（ＰＰＳ）、又は、ポリアミド樹脂（ナイロン６、ナイロン６６等）を主成分とする、結晶性の熱可塑性樹脂組成物（以下、「樹脂組成物」という）が射出成形されたものである。

このようにすることで、アルミニウム合金製の２つの成形体４，５の縁部４ｃの外面４ａ，縁部５ｃの外面５ａと、樹脂体の接合部材６とは、強固に一体化して接合される。又、この接合部材６の成形の際には、金属である２つの成形体４，５の縁部４ｃ，５ｃに、成形時にバリ等が生じていても、それを取り除く処理は必要なく、バリ等が生じたままで接合部材６を成形できる。バリ取り処理のないことは、特に大量生産の場合の工数削減には大きく寄与するものである。

図１の構造は、この単体としての熱交換器１を、電子部品３に接触させたものであり、熱交換状態を示した図である。複数の電子部品３の高さはいずれも同じものとして構成されているが、基板２への配置によっては、電子部品３の高さの誤差や取り付け誤差など多少の高さ変動がある場合もある。このような場合であっても、２つの成形体４，５の肉厚が極めて薄いので、パスカルの原理により単位面積当たりの圧力が一定であり、外面４ａ，５ａが容易に部分変形し、結果的に電子部品３の高さの誤差や取り付け誤差などがあっても、空間部７の熱媒体の圧力によって、電子部品３に均等に密着押圧される。このことにより、熱伝導効率を高めることができる。

従って、電子部品３によって接触状態にばらつきが生じて、熱交換の効率が部位によって変わるようなことはない。又、基板２と熱交換器１との間には、熱交換器１の縁部４ｃ，５ｃを支持する棒状支持体９を設ける構造となっている。この棒状支持体９は振動があっても外れないように、位置決めされ固定する固定手段である。この棒状支持体９を介して、電子部品３の配置された基板２に対し、熱交換器１は一体的に取り付けることができる。

このような棒状支持体のような固定手段があれば、電子部品３と熱交換器１との間の冷却空間は確保される。熱媒体８は、２つの成形体４，５の供給口１０から供給され矢印（図１参照）のように流れ、２つの成形体４，５の排出口１１から排出される。この供給口１０と排出口１１はパイプ状部材で構成される。熱交換器１から排出された熱媒体８は、電子部品３と熱交換をして温度が上昇しているが、図示していない外部の冷却装置により所定の温度に冷却されて再度熱交換器１に戻り循環するようになっている。

電子部品３の冷却温度は、所定の設定温度になるようにしているが、これに合わせて熱媒体８の温度管理がなされる。本実施の形態においては、この設定温度を７０℃以下になるようにしている。この熱媒体８は冷却水であるが、寒冷地において使用する場合には、この冷却水は不凍液としている。この場合の冷却水は、例えばエチレングリコール系のものが入った水であるのが好ましい。このエチレングリコールは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ樹脂）の主原料の１つであるが、水によく溶け、融点が低いので自動車用の不凍液に好適である。

図１は、前述のようにこの熱交換器１を電子部品３に接触させて、熱交換できるように取り付けた構造の断面図である。この構造の例は、第１成形体４（一方の成形体）のフラット状の外面４ａに電子部品３を接触させたものである。熱媒体８は供給口１０から供給され空間部７を通過し排出口１１から排出されるが、この空間部７は流路となっている。

複数の電子部品３の高さは必ずしも一定ではない。従来であると、例えばチューブ形状の厚さのものであっても、変形するとはいえ、各々の電子部品３の高さに対応して変形するものではない。本形態の場合は、２つの成形体４，５の厚さを所定の厚さ（例えば、０．１ｍｍ）以下としているので、高さ誤差、取り付け誤差等があっても、一定の範囲内であれば前述のように個々の電子部品３に応じて、外面４ａは熱媒体８が流れる圧力で容易に撓み変形する。しかも、パスカルの原理により、熱媒体８の内圧がどこの位置でも一定圧力であるので、どの電子部品への接触圧も一定に保つことができるので、冷却能力も一定に保つことができる。このようにどの電子部品３に対しても、常時、密着状態で接触することが可能である。

次に、この熱交換器の製造方法について詳細に説明する。図２はその製造工程を示す工程説明図である。撓み可能で一方の面に樹脂被覆が施された薄肉金属板（平板状の成形用素材）が、所定形状にプレス成形された２つの成形体４，５を図２（ａ）に示すように対向させる。この状態はプレス成形された２つの成形体４，５の凹部の内面４ｂ，５ｂ側を対向させていて、この内面４ｂ，５ｂは樹脂被覆された樹脂被覆面である。

続いて図２（ｂ）に示すように、この２つの成形体４，５を組み合わせ、その縁部４ｃ，５ｃの内面４ｂ、５ｂの樹脂被覆面を突き当てる。この突き当て状態で縁部４ｃ，５ｃを熱プレス加工により熱融着させる。このことにより、縁部４ｃの樹脂被覆面と縁部５ｃの樹脂被覆面とが密着されると同時に、２つの成形体４，５の内部が内面４ｂ，５ｂで囲われた空間部７を形成する。縁部４ｃの内面４ｂと、縁部５ｃの内面５ｂとは、被覆された樹脂同士が熱融着し、縁部４ｃと縁部５ｃとの間はシール状態となり、空間部７は熱媒体８の流路となる。この２つの成形体４，５の組み合わせに際しては、その縁部４ｃ，５ｃはバリ等が生じていて不揃いになっているが、バリ取り等の処理は施さない。

次に、図２（ｃ）に示すように、この組み合わせられた縁部４ｃ，５ｃの外面４ａ，５ａの所定の範囲に微細凹凸面形成のための超微細加工処理を施す。この処理は図２（ｃ）における「Ａ」部の範囲、及び図２（ｃ）において符号「Ｂ」で示す部位が処理部位である。前述したとおり、化学エッチング手法での凹凸面を形成し、更に、１０ｎｍ以上の周期の超微細凹凸面のセラミック面とする処理である。次に図２（ｄ）に示すように、この超微細加工処理を施され、熱融着された２つの成形体４，５を金型１２にインサートする。

金型１２は上金型１２ａと下金型１２ｂで構成され、２つの成形体４，５はこの２つの金型１２ａ，１２ｂに跨ってインサートされる。この金型１２が閉じたとき、縁部４ｃ，５ｃ周囲に接合部材６を成形するためのキャビティ１２ｄが形成されている。金型１２ａ及び金型１２ｂの押さえ範囲の部分１２ｅは、縁部４ｃ，５ｃの凹部側の一部を挟持する構造となる。このキャビティ１２ｄに、２つの成形体４，５の不揃い状態の縁部４ｃ，５ｃが突き出した構造になっている。熱融着された２つの成形体４，５が位置決めされ金型１２を閉じ、次にこのキャビティ１２ｄに樹脂組成物をゲート１２ｃを介して射出する。

この樹脂組成物は、前述したとおり、本例ではＰＢＴ又はＰＰＳを主成分とする樹脂である。このキャビティ１２ｄに射出された樹脂組成物は、縁部４ｃ，５ｃの周囲を挟んだ状態で空間部７を密封することになる。続いて、この樹脂組成物が固化した後に金型１２を開き、固化した接合部材６を含む一体化した２つの成形体４，５を取り出す。図２（ｅ）に示すように、この段階で２つの成形体４，５に樹脂組成物の固化した接合部材６が縁部４ｃ，５ｃに跨がるように設けられ、一体に接合、固着された熱交換器１のベース体ができる。

このベース体に熱交換器１としての機能に欠かせない供給口１０と排出口１１を空間部７に貫通して取り付け、熱交換器１は基本的な形態として完成することになる。供給口１０と排出口１１の形態は、限定されるものではない。簡素な例として、該当する部位に穴あけ加工を行う方法で対処できるが、本実施の形態はパイプを設けることで説明している。

又、この供給口１０と排出口１１は、２つの成形体４，５を組み合わせのときの前後の工程の段階で設けてもよい。この場合には、後工程の射出成形の段階での金型構造は、供給口１０と排出口１１の干渉を避けた構造のものとなる。又、この供給口１０と排出口１１は、２つの成形体４，５の外面５ａ側の平坦部に設けることが可能であれば、プレス成形段階でこの該当する部位をパイプ状に部分的に突き出す方法で成形し、その端部に穴をあけることのみで供給口１０と排出口１１とすることも可能である。

本発明は、基本的に本実施の形態のとおりの方法に準じて製造されるが、次に被熱交換体を電子部品に適用した冷却事例として、熱交換器の他の実施の形態を説明する。なお、この他の実施の形態の説明では、前述した実施の形態と同一の部位には同一の符号を付与して、その詳細な説明を省略している。

（他の実施の形態１）
図３に基づいて他の実施の形態１の説明を行う。図３は、図１に対し第２成形体５の外面５ａにも電子部品３を接触させ、熱交換器１の両側に位置する電子部品３を同時に冷却する構造の例である。このときの第１成形体４と第２成形体５とは全く同一の条件となる。１つの熱交換器１で効率よく２つの基板２に配置された複数の電子部品３を冷却できる構造の例である。熱交換器１の両側の第１成形体４、第２成形体５を、電子部品３に接触させ冷却することができる。

（他の実施の形態２）
図４に基づいて他の実施の形態２の説明を行う。図４は、複数の熱交換器１を並べて複数の電子部品３を冷却する構造の例である。この場合は複数の基板２の間に熱交換器１を設置し、複数の基板２の両面に実装された電子部品３を冷却する構造の例である。図は２つの熱交換器１としているが、熱交換器１の個数に限定はなく、必要に応じ複数の基板２に対応し複数の熱交換器１を積層配置すればよい。この場合の熱媒体８の供給と排出は、図に示すように、供給口１０、排出口１１からの熱媒体を集合させる管路体１３を設け、複数の熱交換器１に跨って供給と排出をこの管路体１３で各々の供給口１０、排出口１１に分岐する形態にするとよい。

（他の実施の形態３）
図５に基づいて他の実施の形態３の説明を行う。図５は、基板上に実装されている、複数の電子部品３の高さが設計上異なるものに対応する構造の例である。この場合は、前述した単一の凹部面を持ったものでは、この単一の凹部面の撓み変形のみでは追従できない。即ち、単一の平坦な形状の外面形状では、高さの異なる全ての電子部品３の全面、又はほぼ全面に密着させることはできない。この密着を可能にするため、第１成形体４の凹部の電子部品３と接触する部位である電子部品接触部の形状４ａを、電子部品３の高さに合わせて凹凸状態にした段差面１４とする。この構造例は、電子部品３が基板２にランダムに取り付けられている場合に有効である。

第１成形体４の外面形状をプレス加工段階の金型でその形状を決めて、電子部品３の高さと配置に合わせプレス加工で凹凸面を形成する。このようにすることで、電子部品３の部品により異なっていても、即ち、電子部品３の形状、高さが個々に違っても、外面４ａと段差面１４とを密着させることができ、冷却効率を高めることができる。この場合、図示はしていないが、図３、４に示すように第２成形体５で電子部品３を冷却させる必要が生じても、第２成形体５の凹部の電子部品接触部に第１成形体４と同様の凹凸面のみを、即ち段差面１４をプレス加工で成形すれば、複数の基板２、高さの異なる電子部品３に対応した熱交換器１の構造は可能となる。

（他の実施の形態４）
図６に基づいて他の実施の形態４の説明を行う。図６は、他の実施の形態３（図５参照）の構造に対し、第１成形体４の凹部の電子部品接触部の形状の一部を空間部７側にリブの形で張り出すようにした構造の例である。この凸形状の張り出し部１５を設けることで、伝熱面積を増やし、電子部品の近傍の環境を冷却して、単位面積又は体積当たりの熱交換効率を向上させ、結果的に冷却効果を高めることができる。即ち、張り出し部１５を設けた第１成形体４の外面４ａの冷却面積が広くなると同時に、熱媒体８の流れがこの張り出し部１５を乗り越える流れになるので、電子部品３に対しては効果的な冷却状態を維持できることになる。この張り出し部１５の形成はプレス加工のみで行なう。従って、乱流発生等のために凸形状を形成するための部品は発生せず、空間部７にその関連の部品挿入の必要もない。

図７は、第２成形体５にも、図６示した第１成形体４と同様な構造を設けた構造の形態の例である。第２成形体５にも、第１成形体４同様に、第２成形体５の凹部の電子部品接触部の形状の一部が空間部７側に張り出すようにしたものであり、張り出し部１６がプレス加工により形成されている。これら張り出し部１５，１６のプレス加工は、両者の組み合わせ面を超えない範囲である。図７は、第１成形体４側と第２成形体５側の電子部品３の配置が千鳥状に交互にずれた場合を示しているが、この場合の熱媒体８の流れは第１成形体４側と第２成形体側５に蛇行して流れる少し長い経路になるので、冷却効果を一層高めることができる。

（他の実施の形態５）
図８に基づいて他の実施の形態５の説明を行う。
図８は、他の実施の形態４（図６，７参照）に対し、凹部の電子部品接触部の一部を電子部品３の接触面を越えて電子部品３側に張り出すように張り出し部１７を設けた構造例である。この例の場合は、電子部品３の側面も冷却することが可能な構造となり、冷却効果を一層高めることができる。図示はしていないが、第２成形体５にも同様な構造を施すことが可能なことはいうまでもない。

（他の実施の形態６）
図９に基づいて他の実施の形態６の説明を行う。図９は、熱交換器１の平面図であるが、熱媒体８の流れを蛇行させるようにした構造例である。図６，７のように空間部７側に張り出し部１５，１６を設けた場合の変形例になるが、張り出し部１５，１６に交互に直線形状の部分を加え、熱媒体８の流れを強制的に左右方向に蛇行させながら、供給口１０から排出口１１に流す構造のものである。このように熱媒体８の流れの長さを長くすることにより、熱媒体８の冷却機能を有効に利用し、電子部品３とその周辺の熱交換を一層向上させることができる。ただし、この他の実施の形態６は、外面４ａ，５ａの位置、設置範囲が限定され、電子部品３の配置に左右されるので、適用は限られる。

（他の実施の形態７）
図１０に基づいて他の実施の形態７の説明を行う。図１０は、熱交換器１の接合部材に関わる他の構造例を示す部分断面図である。接合部材を構造的に補強する例である。即ち、図に示すように、樹脂組成物を射出する前に２つの成形体４，５の縁部４ｃ，５ｃの複数ヶ所に貫通穴４ｅ，５ｅを設けておく。このようにすることで、射出成形により射出された樹脂組成物が、この貫通穴４ｅ，５ｅを通過し充填されるので、接合部材１８は縁部４ｃ，５ｃを間に挟んで一体的な結合状態で形成されることになる。これにより接合部材１８が破壊等の物理的力が作用しない限り、振動等があっても接合部材１８は剥がれ等の折損することなく、２つの成形体４，５の縁部４ｃ，５ｃから離間、離脱することのない構造となる。

以上、電子部品３に接触させ冷却させる熱交換器１の形状変形例を中心に、その冷却効果を示す例と熱交換器１の接合形態を説明したが、次にこの熱交換器１の冷却効率をさらに高める構造例を説明する。その形態は、熱交換器１の空間部７に熱交換を促す金属等の材質から作られた熱交換促進体を挿入する構造例である。以下説明する構造例は、前述した他の実施の形態にも適用が可能な技術である。

（他の実施の形態８）
図１１は、熱交換器１の空間部７に、挿入可能な形状にした熱交換促進体２０を挿入した構造を示す図である。この熱交換促進体２０は、ハニカム構造の構造体としている。熱媒体８は、このハニカム構造の空間を通して流れることになり、この流れの過程で電子部品３からの熱をこの熱交換促進体２０を介して熱吸収し冷却させ、熱交換を促進させる。熱媒体８をハニカム構造の壁面に接触させることにより多くの熱を吸収して排出し、熱交換効率を高めるようにしたものである。同時に、熱交換促進体２０は、熱交換効率を高めるために熱媒体８の流れの方向、流量等を制御するものである。

ハニカム構造は、アルミニウム合金等の薄板を折り曲げたものを２個重ね合わせたもので、いわゆる断面６角形状の蜂の巣形状にしたものである。この構造のものを熱交換器１に挿入することで、熱交換器１の断面係数を改善し、曲げ等の応力に耐えるように強固にするものである。同時に、この６角形状の空間部２０ａに、熱媒体８を通過させて熱交換効率を高めるようにした。このハニカム構造は熱媒体８との接触面積が大きいので、熱媒体８からの熱伝導が大きくなり空間のみで構造される前述の例に比し熱交換が一層促進される。

（他の実施の形態９）
図１２は、複数の通し孔２１ａを有する金属ブロック体の熱交換促進体２１を空間部７に挿入した例である。この例であると、熱媒体８を通し孔２１ａに通過させることにより、この通過の過程で熱媒体８は熱を吸収し熱交換を促進させ、熱交換効率が高められる。通し孔２１ａの断面形状は、本例では四角形状のものとし、これを直線上に複数個配置したものである。この場合も熱媒体８が通過の際、通し孔２１ａの壁との接触面積が大きくなるので、熱吸収が大きくなり前述したものと同様に、熱交換は促進され冷却効率を高めることになる。又、熱交換器１本体との間において、壁部位に逃げ部である凹形状部２２ｂを設けているので、熱交換促進体２１を成形するとき、肉厚が一定に保たれているので、押出成形のときの変形が少ない。

この金属ブロックの熱交換促進体２１は、アルミニウム合金を押し出し成形により成形されたもので、通し孔２１ａ間の壁肉厚は所望の厚さに成形することができる。この金属ブロックは、熱交換器１本体との間において、壁部位に壁面である壁面２１ｂを設けている。これにより製造上の変形を防止でき、熱媒体８との接触面積も確保されスムースな熱交換を可能とする。又、図に示す通し孔２１ａの断面形状は四角形状としているが、円形や楕円形状等他の断面形状であってもよいことはいうまでもない。

（他の実施の形態１０）
図１３は、図１２の変形例を示す他の実施の形態である。金属ブロックで構造される熱交換促進体２２の通し孔２２ａの配置を２段にした例である。前述の１段の場合に比し、通し孔２２ａの数が多くなりそれに伴い熱媒体８との接触面積が大きくなるので、一層熱交換が促進され、熱交換効率を高めることになる。熱交換促進体２２の通し孔２２ａを２段以上の多層にすることは、押し出し成形法で成形するとき、金型の構造上の制約から製造上の制約がある。特に、形状の小さい熱交換器の場合は限界があり、通し孔２２ａの形状を変える等の設計上の配慮が必要となる。又、熱交換器１本体との間において、壁部位に逃げ部である凹形状部２２ｂを設けた点は前述した例と同様である。

（他の実施の形態１１）
図１４は、薄いアルミニウム合金板を波状に折り曲げ変形させ蛇腹形態にした熱交換促進体２３の例を示す。この構造は、一枚の薄板を蛇腹に折り曲げただけの形状で簡素化された構造のものである。この折り曲げ形態は、熱伝導を良くするため折り曲げ部を成形体４，５の内面４ｂ、５ｂに接触させ、熱交換器１に点又は面で接触させる構造としている。熱媒体８は、この波状板の間の空間を通過し熱交換を促進させる。

この構造のものは安価に製造することができ、さらに蛇腹の間隔を狭めると熱媒体８の接触面積は大きくなり熱交換を促進させ、熱交換効果を高めることが可能である。この構造の前提は、熱交換器１が薄肉金属板で、接合部が樹脂接合部６であることである。図は簡素な構造としているが、この熱交換促進体２３の形状は、他の構造、例えば図１５に部分的に示すように内面４ｂ，５ｂに接触する部位を平坦部２３ａにしてもよい。又、図１６に部分的に示すように段差２３ｂのある波形状の熱交換促進体としてもよい。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、 前述した図１１〜図１６に示す他の実施の形態において、熱交換器１内の熱媒体８の流れを示す図である。図１７（ａ）は、熱媒体８の流れ方向を横切る方向に流入口１０、流出口１１を配置した熱交換器１の側面から熱媒体８を流入させる場合を示している。空間部７の各流入口１０及び流出口１１側は、溜まり空間部７ａ，７ｂが配置されている。熱媒体８は流入口１０から流入し、溜まり空間部７ａに留まった後分散しながら矢印で示す方向に流れ、熱交換促進体２０，２１，２２，２３に流入する。熱交換促進体２０，２１，２２，２３を介して熱を吸収し、加温された状態の熱媒体８は図の矢印で示すように流出側の溜まり空間部７ｂで合流し、流出口１１を介して外部に排出される。

図１７（ｂ）は、熱媒体８の流入口１０及び流出口１１の方向を変えた場合の例を示している。この例は、熱交換器１の熱媒体８の流れ方向と同一方向から流入させた例である。前述したものと同様に、流入口１０から流入された熱媒体８は、溜まり空間部７ａを介して矢印で示す方向に、前述した熱交換促進体２０，２１，２２，２３に流入し熱を吸収し、加温された状態の熱媒体８は図の矢印で示すように流出側の溜まり空間部７ｂで合流し、流れ方向と同一方向の流出口１１から外部に排出される。

このようにして、熱交換促進体の高さ、直径、形状等を変え、熱媒体８の流れを均一になるように、又は個々の電子部品の発熱に応じて制御し、熱交換の効率を高める。図１８の例は、図１７（ａ）に対応した他の実施形態を示す部分図である。この例の場合は、流入口１０からの熱媒体８の流れにおいて、熱交換促進体２０，２１，２２，２３に対して均一に流入させる例を示したものである。即ち、溜まり空間部７ａにおいて、流入側の手前より奥側の溜まり空間部７ａの空間を狭め、奥側の流入も熱交換促進体に対して手前側と同様に均一に流入させるようにした構造例である。具体的には、図に示すように、熱交換促進体２０，２１，２２，２３の奥側の長さを手前側に比しＳ寸法長くする構造とする。このようにすることで、溜まり空間部７ａに流入させる熱媒体８を少しでも均一して流せるようにすることで、冷却を促進し冷却効果を高める。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内で変更が可能なことはいうまでもない。例えば、熱交換器の主要素材は、薄い板で腐食性に強くプレス加工が可能で、樹脂との接着性のよい金属であれば、アルミニウム合金以外の金属、例えば銅でも適用可能である。

又、この熱交換器は、冷却以外に詳細は説明していないが熱媒体を加熱水とし、例えば暖房装置等の加熱を必要とする場合にも適用可能である。更に、熱交換器を電子部品に直接接触させて熱交換を行なう構造で説明したが、接触部分の間に熱伝導性のよい部材（例えば、熱伝導性のよいセラミック等絶縁材）を介在させて接触させる構造のものであってもよい。更に、熱交換促進体２０，２１，２２，２３の材質は、金属に限ることはなく、生産性が高く、素材としてコストが低い熱伝導性の高い合成樹脂製であっても良い。

１…熱交換器
２…電子制御回路基板
３…電子部品（被熱交換体）
４…第１成形体
５…第２成形体
６…接合部材
７…空間部
８…熱媒体（冷却水）

Claims (9)

1. 被熱交換体（３）との間で熱媒体（８）を介して熱交換するための熱交換器（１）であって、
   前記熱媒体（８）の内部圧力により撓み可能な薄肉金属板で構造され、前記被熱交換体（３）と接することが可能な外面（４ａ）と樹脂が被覆された内面（４ｂ）とを有し、周縁に設けられる縁部（４ｃ）と、前記縁部（４ｃ）と前記縁部（４ｃ）との間に断面視凹字状に成形される凹部とからなる第１成形体（４）と、
   前記第１成形体（４）に対向して組み合わせられる部材であって、前記熱媒体（８）の内部圧力により撓み可能な薄肉金属板で構造され、前記被熱交換体（３）と接することが可能な外面（５ａ）と樹脂が被覆された内面（５ｂ）とを有し、周縁に設けられる縁部（５ｃ）と、前記縁部（５ｃ）と前記縁部（５ｃ）との間に断面視凹字状に成形される凹部とからなる第２成形体（５）と、
   突き合わされた前記第１成形体（４）の前記縁部（４ｃ）と前記第２成形体（５）の前記縁部（５ｃ）とに跨がって設けられ、前記第１成形体（４）の前記縁部の外面（４ａ）と前記第２成形体（５）の前記縁部の外面（５ａ）に、前記第１成形体（４）の前記縁部（４ｃ）と前記第２成形体（５）の前記縁部（５ｃ）とを一体に接合した熱可塑性樹脂組成物である接合部材（６）と、
   前記接合部材（６）により一体に接合された前記第１成形体（４）と前記第２成形体（５）とにより囲繞形成され、供給口（１０）と排出口（１１）を有し前記熱媒体（８）の流体通路となる空間部（７）とからなり、
   前記第１成形体（４）の前記縁部（４ｃ）の前記内面（４ｂ）と前記第２成形体（５）の前記縁部（５ｃ）の前記内面（５ｂ）とは、被覆された前記樹脂同士を熱融着させることで密着させて前記空間部（７）を密封状態にする熱交換器（１）であって、
   前記第１成形体（４）及び第２成形体（５）を構成する撓み可能な薄肉金属板は、前記樹脂が被覆された厚さが０．１〜０．８ｍｍのアルミニウム合金の金属板であり、
   前記熱可塑性樹脂組成物が固着されている前記第１成形体（４）の前記外面（４ａ）、及び前記第２成形体（５）の前記外面（５ａ）には、前記熱可塑性樹脂組成物の前記固着を強固にするために超微細加工処理が施こされており、
   前記熱可塑性樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタート樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、及びポリアミド樹脂から選択される１種を主成分とする熱可塑性樹脂組成物である
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器において、
   前記被熱交換体（３）は、自動車の電子制御回路基板（２）に搭載された電子部品（３）であり、前記熱媒体（８）の主成分は冷却水である
   ことを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１に記載の熱交換器において、
   前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）には、前記熱媒体（８）を蛇行させるために、前記凹部の形状の一部に、前記空間部（７）側に張り出す凸形状の張り出し部（１４，１５）が設けられている
   ことを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１に記載の熱交換器において、
   前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）には、前記凹部の形状の一部に、前記被熱交換体（３）側に張り出す凸形状の張り出し部（１６）が設けられている
   ことを特徴とする熱交換器。
5. 請求項１に記載の熱交換器において、
   前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）には、前記凹部の形状の一部を凹凸にし前記被熱交換体（３）の高さに合わせた段差（１４）が設けられている
   ことを特徴とする熱交換器。
6. 請求項１に記載の熱交換器において、
   前記空間部（７）に、前記第１成形体（４）及び前記第２成形体（５）に面接触し熱交換を促進させる熱交換促進体（２０，２１，２２，２３）を内臓した構造になっていることを特徴とする熱交換器。
7. 被熱交換体（３）との間で熱媒体（８）を介して熱交換を行うための熱交換器の製造方法であって、
   撓み可能で一方の面に樹脂の被覆が施された２つの薄肉金属板を、外面（４ａ，５ａ）を前記被熱交換体（３）に接する面とし、内面（４ｂ，５ｂ）を樹脂が被覆された樹脂被覆面とし、周縁に設けられる縁部と、前記縁部と前記縁部との間に断面視凹字状に成形される凹部とからなる第１成形体（４）及び第２成形体（５）にプレス成形する工程と、
   前記第１成形体（４）の前記内面（４ｂ）と前記第２成形体（５）の前記内面（５ｂ）とが対向するように組み合わせて熱媒体（８）の流路となる空間部（７）を形成し、前記第１成形体の縁部（４ｃ）の前記樹脂被覆面と前記第２成形体の縁部（５ｃ）の前記樹脂被覆面とを熱プレス加工により熱融着させる工程と、
   前記熱融着させた前記第１成形体（４）と前記第２成形体（５）を金型（１２）にインサートし、前記縁部（４ｃ，５ｃ）部位に形成されたキャビティ（１２ｄ）に熱可塑性樹脂組成物を射出し、前記第１成形体と前記第２成形体とを一体に接合する接合部材（６）を成形する射出成形工程と、
   前記接合部材で接合された前記第１成形体（４）と前記第２成形体（５）とに、前記空間部（７）に連通する供給口（１０）と排出口（１１）とを設ける工程とからなり、
   前記第１成形体（４）及び第２成形体（５）を構成する薄肉金属板は、前記樹脂が被覆された肉厚が０．１〜０．８ｍｍのアルミニウム合金板であり、
   前記熱可塑性樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタート樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、及びポリアミド樹脂から選択される１種を主成分とする熱可塑性樹脂組成物であり、
   前記射出成形の前に、前記第１成形体（４）の前記外面（４ａ）、及び前記第２成形体（５）の前記外面（５ａ）に、前記熱可塑性樹脂組成物の前記固着を強固にするために超微細加工処理を施す工程を有する
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
8. 請求項７に記載の熱交換器の製造方法において、
   前記プレス成形する工程は、前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）の前記凹部の形状の一部に、前記熱媒体を蛇行させるために、凸形状に張り出す張り出し部（１６）を成形する工程を含むものである
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
9. 請求項７に記載の熱交換器の製造方法において、
   前記プレス成形する工程は、前記第１成形体（４）及び／又は前記第２成形体（５）の前記凹部の形状の一部に、段差形状（１４）に成形する工程を含むものである
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。

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