JP7272160B2

JP7272160B2 - ラミネート材を用いた熱交換器およびラミネート材を用いた熱交換器の製造方法。

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Publication number: JP7272160B2
Application number: JP2019139175A
Authority: JP
Inventors: 忍山内; 裕一古川
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2039-07-29
Also published as: JP2021022516A

Description

本発明は、金属層に樹脂製の被覆層が積層されたラミネート材によって構成されるケーシングを有する熱交換器および配管部材の取付構造に関する。

ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）等においては、電動機を駆動するための電力を供給するバッテリー装置が搭載されている。このようなバッテリー装置としては、リチウム二次電池等の各種の二次電池からなる複数個の小型単電池が直列または並列に多数接続されて組電池の形態としたものが一般に用いられている。特に近年になって電気自動車の航続距離を延長させるために、複数の組電池が直列または並列に組み合わされて、バッテリー装置のさらなる大容量化が進められている。

一方、バッテリー装置として多く用いられるリチウム二次電池は、使用温度によって性能や寿命が大きく変化するため、長期間にわたって効率良く使用するには適正な温度に管理するのが好ましい。しかしながら、上記のような複数の組電池の形態で使用した場合、複数の組電池が密接して配置されているため、各組電池や各単電池から発生される熱を効果的に放出させることは困難であり、各組電池毎の温度が上昇してしまい、性能や寿命が低下してしまうおそれがある。

そこで下記特許文献１に示すような薄型の熱交換器を用いて、複数の組電池を冷却するようにした技術が開発されている。この熱交換器は、２枚の金属製皿状プレートを対向合致させて熱交換器（扁平チューブ）を形成し、複数の組電池の各間に扁平チューブがそれぞれ配置されることによって、組電池の各単電池から発せられる熱を、扁平チューブ内を流通する冷媒（冷却水）を介して外部に放出させるようにしている。

このような技術背景の下、自動車バッテリー装置としての複数の組電池を冷却するための熱交換器は、他の自動車部品と同様、薄型化、小型軽量化、低コスト化が可及的に求められ、その一環として、柔軟性の高いラミネート材を用いた熱交換器の採用が検討されている。

ラミネート材を用いた熱交換器は、アルミニウム層の両面に樹脂製の被覆層が積層されたラミネート材を２枚重ね合わせて構成されるケーシングを備え、ケーシングの内部に冷媒を循環できるように構成されている。そして複数の組電池の各間にケーシングが配置されて、組電池の各単電池から発せられる熱を、各ケーシングの内部を流通する冷媒を介して外部に放出させるようにしている。

特開２０１２－１９９１４９号公報

しかしながら、上記ラミネート材を用いた熱交換器と配管部材との接続においては、従来技術である溶接やろう付けといった金属の接合方法が適用できず、大量生産に適し、安定し、かつ信頼性の高い接合方法が確立できないという課題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、配管部材を長期間安定した状態に取り付けることができて、十分な耐久性を得ることができるとともに、製品価値を向上させることができるラミネート材を用いた熱交換器および熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。
［１］金属層の少なくとも片面側に樹脂製の被覆層が設けられたラミネート材によって構成されるケーシングを備え、前記ラミネート材を貫通する出入口を介して、前記ケーシングの内部に対し熱媒体を流出入させるようにしたラミネート材を用いた熱交換器において、
前記ケーシングの前記出入口外部に前記出入口に対応した穴を有する配管部材と、
前記ケーシングの前記出入口内部に前記出入口に対応した貫通穴を有し、前記ケーシングに接合されたフランジ部材とを備え、
前記配管部材はレーザー光を透過する樹脂製で、前記フランジ部材は前記配管部材より前記レーザー光の透過性が低い樹脂製であり、前記配管部材と前記フランジ部材とは当接しており、前記配管部材と前記フランジ部材とが溶着により互いに接合された接合部を有していることを特徴とするラミネート材を用いた熱交換器。
［２］前記接合部が前記出入口の全周に及ぶ前項１記載のラミネート材を用いた熱交換器。
［３］前記配管部材は前記レーザー光の透過率が１０％以上である樹脂で構成されている前項１または２記載のラミネート材を用いた熱交換器。
［４］前記配管部材と前記フランジ部材とが同種の樹脂である前項１～３のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
［５］前記フランジ部材における前記レーザー光の透過率を下げるために着色剤が混入された前項１～４のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
［６］前記着色剤として顔料を用いた前項５に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
［７］前記配管部材または前記フランジ部材が前記外包ラミネート材との段差をなくすように嵌め込み構造を有する前項１～６のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
［８］前記配管部材と前記フランジ部材との組み合わせ位置が定まるような嵌め込み構造を有する前項１～７のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
［９］前項１～８のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器と電池ユニットとを組み合わせた車載用電池モジュール。
［１０］金属層の少なくとも片面側に樹脂製の被覆層が設けられたラミネート材によって構成されるケーシングを備え、前記ラミネート材を貫通する出入口を介して、前記ケーシングの内部に対し熱媒体を流出入させるようにしたラミネート材を用いた熱交換器の製造方法において、
前記ケーシングの前記出入口外部に前記出入口に対応した穴を有する配管部材と、
前記ケーシングの前記出入口内部に前記出入口に対応した貫通穴を有し、前記ケーシングに接合されたフランジ部材とを備え、
前記配管部材はレーザー光を透過する樹脂製で、前記フランジ部材は前記配管部材より前記レーザー光の透過性が低い樹脂製であり、前記配管部材と前記フランジ部材とを当接させ、前記配管部材を透過した前記レーザー光が前記フランジ部材で発熱することによるレーザー溶着により、前記配管部材と前記フランジ部材とが互いに接合されていることを特徴とするラミネート材を用いた熱交換器の製造方法。
［１１］前記レーザー光が前記配管部材の外壁および下壁を透過する前項１０記載のラミネート材を用いた熱交換器の製造方法。

発明［１］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、配管部材はレーザー光を透過する樹脂で、フランジ部材は配管部材よりレーザー光の透過性が低い樹脂で構成されており、配管部材とフランジ部材とが当接され溶着により互いに接合されているため、配管部材を長期間安定した状態に取り付けることができる。このため、十分な耐久性を得ることができるとともに、製品価値を向上させることもできる。さらに、接合部がケーシングから露出していなくても、配管部材とフランジ部材とを接合することができる。

発明［２］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、接合部が出入口の全周に及んでいるため、配管部材をより確実に長期間安定した状態に取り付けることができる。

発明［３］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、レーザー光の透過率が１０％以上である樹脂を用いて配管部材を構成することで、レーザー光のエネルギーを効率良く用いて接合することができる。

発明［４］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、配管部材およびフランジ部材が同種の樹脂で構成されているため、両者を確実に接合することができる。

発明［５］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、フランジ部材にレーザー光の透過率を下げる着色剤を混入させているため、フランジ部材が配管部材と同種の樹脂で構成されていても適切な透過率に調整することができる。

発明［６］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、着色剤として顔料を用いているため、熱交換器の生産コストを抑えることができ、さらに、フランジ部材でレーザー光を効率良く吸収させることができる。

発明［７］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、配管部材とフランジ部材の当接面が大きくなり、両者の密着性が増すため、両者を確実に接合することができる。

発明［８］のラミネート材を用いた熱交換器によれば、配管部材とフランジ部材との組み合わせ位置が定まるため、配管部材の位置決めを確実に行うことができる。

発明［９］の車載用電池モジュールによれば、ラミネート材からなる熱交換器を用いているため、軽量で安価な車載用電池モジュールを提供することができる。

発明［１０］のラミネート材を用いた熱交換器の製造方法によれば、上記［１］のラミネート材を用いた熱交換器の発明と同様の効果を得ることができる。

発明［１１］のラミネート材を用いた熱交換器の製造方法によれば、レーザー光を配管部材の外壁および下壁を透過させ、フランジ部材でレーザー光を吸収させるため、フランジ部材におけるレーザー光の吸収を利用して選択的に加熱し溶着することができる。さらに、複雑な密閉構造の内部であっても接合することができる。

図１は本発明の実施形態であるラミネート材を用いた熱交換器を概略的に示す斜視図である。図２は本発明の実施形態であるラミネート材を用いた熱交換器を分解して概略的に示す斜視図である。図３は本発明の実施形態であるラミネート材を用いた熱交換器のフランジ部材を拡大して示す図であって、図（ａ）は斜視図、図（ｂ）は図（ａ）のＢ－Ｂ線における断面を概略的に示す断面図である。図４は図１のＡ－Ａ線における断面を示す図であって、図（ａ）は熱交換器全体を示す断面図、図（ｂ）は熱交換器の一部を示す断面図である。図５は図１のＡ－Ａ線における断面の一部を拡大して示す断面図である。図６は本発明の他の実施形態であるラミネート材を用いた熱交換器のケーシングを形成する過程を示す断面図であって、図（ａ）は形成前を示す断面図、図（ｂ）は形成途中を示す断面図、図（ｃ）は形成後を示す断面図である。

図１は本実施形態の熱交換器１を概略的に示す斜視図、図２は本実施形態の熱交換器１を分解して概略的に示す斜視図、図３は本実施形態の熱交換器１のフランジ部材７を示す図、図４および図５は図１のＡ－Ａ線における断面図、図６は他の実施形態における熱交換器１のケーシング２について説明する図である。

本発明の熱交換器は、電気自動車等の電動機を駆動する電力を供給するバッテリー装置を冷却するものである。

図１および図２に示すように、本実施形態のラミネート材を用いた熱交換器１は、三つのケーシング２および各ケーシング２両端に上側から当接させた二つの配管部材３を備え、各ケーシング２および各配管部材３のそれぞれの長手方向が直交するように配置された構成を有している。

なお、本実施形態では、三つのケーシング２を用いているが、これに限らず、熱交換器１の用途に応じて、ケーシング２の数は変更可能である。

ケーシング２は、その表面に被冷却部材を接触配置させることで、ケーシング２内部を流れる熱媒体と被冷却部材との間で熱交換するために用いられるものであり、後述のラミネート材Ｌによって構成される。

本実施形態の熱媒体としては、水もしくは不凍液等の冷媒が用いられている。

ここで、図示は省略したが、被冷却部材として、例えば電池ユニットが用いられる。この電池ユニットは、リチウムイオン電池等の二次電池を多数接続した組電池や複数の組電池を直列または並列に組み合わせたものである。本実施形態の熱交換器１とこの電池ユニットとを組み合わせたものは、車載用電池モジュールを構成する。

図２、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、本実施形態のケーシング２は、二つのラミネート材Ｌによって構成されている。すなわち、一方のラミネート材Ｌには、長円形状の凹部２３および外周縁部２１が形成されており、この凹部２３を塞ぐように他方のラミネート材Ｌが重ね合わされている。そして、外周縁部２１と他方のラミネート材Ｌとが熱圧着（熱融着）により一体に接合されることで、ケーシング２は長円形状に構成されている。

本実施形態においてケーシング２の形状は長円形状であるが、その形状は長方形状、楕円状もしくは正方形状であってもよい。さらに、これらの形状に限定されることはなく、ケーシング２はその内部を熱媒体が流れるような形状であればよい。

また、凹部２３は深絞り加工などのプレス加工により形成される。深絞り加工とは、オス、メス一対の金型であるパンチおよびダイスを用いて、一枚の金属板に圧力を加えて絞り込み（圧縮し）、凹状に加工する加工方法である。

また、本実施形態では二つのラミネート材Ｌを重ね合わせることでケーシング２を形成しているが、一つのラミネート材Ｌのみを用いて形成してもよい。すなわち、図６（ａ）に示すように、一端側に凹部２３が形成されたラミネート材Ｌの他端側を、図６（ｂ）に示すＤ方向に折り曲げ、そして図６（ｃ）に示すように、ラミネート材Ｌの両端が一致するように重ね合わせ、一端側の外周縁部２１と他端とを熱圧着（熱融着）により一体に接合することで、ケーシング２を形成してもよい。

ラミネート材Ｌは、金属層の少なくとも片面側に樹脂製の被覆層を配置し、積層状に一体化して構成されるものである。

図５に示すように、本実施形態のラミネート材Ｌは、金属層５１の両面に被覆層５２、５３を配置し、積層状に一体化された三層ラミネート材によって構成されている。さらに、図２および図４（ｂ）に示すように、出入口２２がラミネート材Ｌを貫通するように形成されている。

本実施形態の金属層５１を構成する金属はアルミニウムである。なお、アルミニウムという用語は、純アルミニウムはもちろんアルミニウム合金も含む意味で用いられる。

また、本実施形態の金属層５１を構成するアルミニウム層の厚さは８μｍ～５００μｍに設定するのが良く、より好ましくは２０μｍ～２００μｍに設定するのが良い。

被覆層５２、５３は樹脂で構成されており、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。例えば、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹脂、高密度ポリエチレン樹脂（以後、ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、アクリルブタジエン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリフェニレンスルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）もしくはポリカーボネート樹脂（ＰＣ）を用いることができる。

本実施形態の被覆層５２、５３としては、ＨＤＰＥが用いられている。なお、被覆層５２、５３は同種の樹脂によって構成しても良いし、異なる種類の樹脂によって構成しても良い。

出入口２２は、ケーシング２の内部に対し熱媒体を流出入させるためのものである。

図２および図４（ｂ）に示すように、本実施形態の出入口２２はケーシング２上面の両端に位置するように設けられている。

配管部材３は、ケーシング２内部に対し熱媒体を供給および排出させるためのものであり、レーザー光を透過する樹脂によって構成される。この配管部材３としては、上述の被覆層５２、５３で例示した樹脂を用いることができ、レーザー光の透過率は１０％以上となっている。

配管部材３としては、複数のケーシング２を繋ぐヘッダやマニホールドを用いることができる。さらに、これらに限定されることはなく、ケーシング２内部に対し熱媒体を供給および排出できるものであれば、外部の他の装置と接続するものであってもよい。

本実施形態の配管部材３では、ＨＤＰＥ製のヘッダが用いられており、レーザー光の透過率は１４％である。

図１および図２に示すように、本実施形態の配管部材３は直方体状の形状であり、長手方向の端部に流入口３３もしくは流出口３４を備え、ケーシング２の出入口２２に対応する穴３２を有している。

また、本実施形態の配管部材３はラミネート材Ｌとの段差をなくすように嵌め込み構造を有している。すなわち、図５に示すように、配管部材３は突出部３７を有しており、この突出部３７がラミネート材Ｌの内周面６２に沿って、出入口２２に嵌め込まれることで、配管部材３とラミネート材Ｌとの段差が埋められる構造となっている。

さらに、上述のように、突出部３７が出入口２２に嵌め込まれることで、配管部材３と後述するフランジ部材７が当接し、配管部材３とフランジ部材７との組み合わせ位置が定まる嵌め込み構造にもなっている。

流入口３３および流出口３４は、それぞれ熱媒体を配管部材３に供給および排出するためのものである。

本実施形態では配管部材３に熱媒体を、流入口３３から供給し流出口３４から排出しているが、流出口３４から供給し流入口３３から排出するようにしてもよい。

穴３２は一方の配管部材３に供給された熱媒体をケーシング２内部に注入、およびケーシング２内部の熱媒体を他方の配管部材３に排出するためのものである。

本実施形態では、各ケーシング２と対応して同数の三つの穴３２が各配管部材３に形成されている。

フランジ部材７は、配管部材３との接合に用いられるものであり、レーザー光Ｐを透過する樹脂によって構成されており、配管部材３と比べるとレーザー光Ｐの透過性は低くなっており、ケーシング２内部に接合されている。このフランジ部材７としては、上述の被覆層５２、５３で例示した樹脂を用いることができる。

また、フランジ部材７は配管部材３を構成する樹脂と異なる樹脂を用いてもよいが、配管部材３を構成する樹脂と同一の樹脂を用いる方が好ましい。同一の樹脂を用いる方が、配管部材３およびフランジ部材７を溶着させやすいためである。

本実施形態のフランジ部材７としては、ＨＤＰＥが用いられている。

また、本実施形態のフランジ部材７では、レーザー光Ｐの透過率を下げるために着色剤が混入されており、この着色剤には顔料が用いられている。さらに、この顔料としてカーボン系のフィラーが用いられている。

ここで、フィラーとは樹脂に新しい機能を持たせるために混入される物質であり充填材である。本実施形態ではフランジ部材７でのレーザー光Ｐの透過率を下げ、レーザー光Ｐを吸収させるために、フランジ部材７にカーボン系のフィラーであるカーボンブラックが混入されている。

図３は本実施形態のフランジ部材７を拡大して示す図であって、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ－Ｂ線における断面を概略的に示す断面図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態のフランジ部材７は略半円状であり、このフランジ部材７には、三つの突起部７４が鉛直方向に突出するように設けられている。
また、図５に示すように、フランジ部材７にはケーシング２の出入口２２に対応する貫通穴７１が設けられ、フランジ部材７の内径は出入口２２の直径よりも小さくなっている。さらに、出入口２２近傍におけるラミネート材Ｌの内周面６１と熱圧着（熱融着）により一体に接合されている。

配管部材３の説明で述べたように、本実施形態では配管部材３に突出部３７が設けられることで、ラミネート材Ｌとの段差をなくす嵌め込み構造を有しているが、これに限らず、突出部３７に相当する突出部分をフランジ部材７に設けることで、ラミネート材Ｌとの段差をなくす嵌め込み構造としてもよい。

すなわち、貫通穴７１と同一の内径を有し、ラミネート材Ｌの内周面６２の高さと同一の高さを有する円筒状部材をフランジ部材７に、これらの中心軸が一致するように、上側に配置して一体に成形したものをフランジ部材７としてもよい。

貫通穴７１は、ケーシング２の内部に対し熱媒体を流出入させるためのものである。

図５に示すように、本実施形態の貫通穴７１はケーシング２内部であって出入口２２に対応するように設けられている。

接合部Ｗは、配管部材３とフランジ部材７とを当接させ、これらを溶着により互いに接合させた部分である。

本実施形態の接合部Ｗは、出入口２２の全周に及んでいる。

次に、本実施形態の熱交換器１の製造方法について説明する。

まず、アルミニウムで構成される金属層５１の両面に、ＨＤＰＥで構成される被覆層５２、５３を積層状に接着し一体化することで、長方形状のラミネート材Ｌを形成する。このラミネート材Ｌを二つ準備し、一方のラミネート材Ｌに上述の深絞り加工を施すことで長円形状の凹部２３を形成し、この凹部２３底面の両端側を貫通させて、二つの出入口２２を形成する。

そして、各出入口２２近傍におけるラミネート材Ｌの内周面６１に沿い、かつ、出入口２２および貫通穴７１の中心軸が一致するようにフランジ部材７を配置し、ラミネート材Ｌの被覆層５３とフランジ部材７との当接面を熱圧着（熱融着）により一体に接合する。

次いで、凹部２３を塞ぐように、他方のラミネート材Ｌを配置し、一方のラミネート材Ｌの外周縁部２１と他方のラミネート材Ｌとを熱圧着（熱融着）により一体に接合することで、内部にフランジ部材７が接合された長円形状のケーシング２を形成する。同様にして、同一のケーシング２を三つ準備する。

次に、配管部材３として、長手方向の端部に流入口３３もしくは流出口３４を備え、ケーシング２の出入口２２に対応する穴３２および突出部３７を有するＨＤＰＥ製の直方体状のヘッダを二つ準備する。

これらを準備後、各ケーシング２を長手方向が並列になるように配置し、各ケーシング２の出入口２２および各配管部材３の穴３２が対向するように配置する。そして、配管部材３の突出部３７を出入口２２に嵌め込み、配管部材３とフランジ部材７とを当接させ、配管部材３とフランジ部材７とを隙間が無いように加圧密着させる。この際、接合面Ｗがたわまないような構造とする。

次に、配管部材３とフランジ部材７との当接面にレーザー光Ｐを照射して、配管部材３およびフランジ部材７をレーザー溶着により接合する。この際、当接面は配管部材３によって隠れているため、レーザー光Ｐは配管部材３を通して照射される。

つまり、図５に示すように、レーザー光Ｐは配管部材３の外壁３５上方から下壁３６に向かって鉛直方向に照射される。配管部材３は、レーザー光Ｐを透過する樹脂であるため、レーザー光Ｐは外壁３５、下壁３６および突出部３７を透過する。この際、レーザー光Ｐは、配管部材３ではそれほど吸収されず、配管部材３での発熱は融点以下となるように抑制される。そして、レーザー光Ｐはフランジ部材７に到達する。

フランジ部材７にはカーボンブラックが混入され着色されているため、レーザー光Ｐの透過率が低下し、レーザー光Ｐはフランジ部材７で吸収され、フランジ部材７周辺部分が発熱する。この発熱する部分が発熱領域Ｓである。すると、発熱領域Ｓにおける配管部材３およびフランジ部材７を構成する界面近傍の樹脂が、加熱により軟化流動して、接合部Ｗにおいて溶着され接合される。

このように、本実施形態の熱交換器１は配管部材３とフランジ部材７とがレーザー溶着により互いに接合され製造される。

そして、配管部材３の流入口３３から熱媒体が流入されると、その熱媒体がケーシング２内部を流通し、配管部材３の流出口３４から熱媒体が流出される。こうして、ケーシング２内部に循環される熱媒体と、ケーシング２表面に接触配置された上述の電池ユニット等の被冷却部材との間で熱交換されて、被冷却部材から発生する熱が熱媒体を介して放出される。これにより車両のバッテリー装置等の発熱体が冷却されるものである。

以上の構成を有する本実施形態のラミネート材を用いた熱交換器１によれば、配管部材３はレーザー光Ｐを透過する樹脂で、フランジ部材７は配管部材３よりレーザー光Ｐの透過性が低い樹脂で構成されており、配管部材３とフランジ部材７とが当接され溶着により互いに接合されているため、配管部材３を長期間安定した状態に取り付けることができる。このため、十分な耐久性を得ることができるとともに、製品価値を向上させることもできる。さらに、接合部Ｗがケーシング２から露出していなくても、配管部材３とフランジ部材７とを接合することができる。

また、レーザー光Ｐの透過率が１０％以上である樹脂を用いて配管部材３を構成しているため、レーザー光Ｐのエネルギーを効率良く用いて接合することができる。さらに、配管部材３およびフランジ部材７が同種の樹脂で構成されているため、両者を確実に接合することができる。

また、フランジ部材７にレーザー光Ｐの透過率を下げる着色剤を混入させているため、フランジ部材７が配管部材３と同種の樹脂で構成されていても適切な透過率に調整することができる。

また、本実施形態の熱交換器１の製造方法によれば、レーザー光Ｐを配管部材３の外壁３５、下壁３６および突出部３７を透過させ、配管部材３よりレーザー光Ｐの透過性が低い樹脂で構成されるフランジ部材７でレーザー光Ｐを吸収させるため、配管部材３における発熱領域Ｓを除く部分では発熱を抑制でき、発熱領域Ｓにおいては溶着させる界面近傍の樹脂のみを軟化流動させて接合できる温度まで発熱させることができる。このように、フランジ部材７におけるレーザー光Ｐの吸収を利用して選択的に加熱し溶着することができる。さらに、複雑な密閉構造の内部であっても接合することができる。

本発明のラミネート材を用いた熱交換器は、電池ユニットを冷却する熱交換器として好適に用いることができる。

１：熱交換器
２：ケーシング
２２：出入口
３：配管部材
３２：穴
３５：外壁
３６：下壁
５１：金属層
５２、５３：被覆層
６１、６２：内周面
７：フランジ部材
７１：貫通穴
Ｌ：ラミネート材
Ｐ：レーザー光
Ｗ：接合部

Claims

金属層の少なくとも片面側に樹脂製の被覆層が設けられたラミネート材によって構成されるケーシングを備え、前記ラミネート材を貫通する出入口を介して、前記ケーシングの内部に対し熱媒体を流出入させるようにしたラミネート材を用いた熱交換器において、
前記ケーシングの前記出入口外部に前記出入口に対応した穴を有する配管部材と、
前記ケーシングの前記出入口内部に前記出入口に対応した貫通穴を有し、前記ケーシングに接合されたフランジ部材とを備え、
前記配管部材はレーザー光を透過する樹脂製で、前記フランジ部材は前記配管部材より前記レーザー光の透過性が低い樹脂製であり、前記配管部材と前記フランジ部材とは当接しており、前記配管部材と前記フランジ部材とが溶着により互いに接合された接合部を有していることを特徴とするラミネート材を用いた熱交換器。
前記接合部が前記出入口の全周に及ぶ請求項１記載のラミネート材を用いた熱交換器。
前記配管部材は前記レーザー光の透過率が１０％以上である樹脂で構成されている請求項１または２記載のラミネート材を用いた熱交換器。
前記配管部材と前記フランジ部材とが同種の樹脂である請求項１～３のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
前記フランジ部材における前記レーザー光の透過率を下げるために着色剤が混入された請求項１～４のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
前記着色剤として顔料を用いた請求項５に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
前記配管部材または前記フランジ部材が前記ラミネート材との段差をなくすように嵌め込み構造を有する請求項１～６のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
前記配管部材と前記フランジ部材との組み合わせ位置が定まるような嵌め込み構造を有する請求項１～７のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器。
請求項１～８のいずれか１項に記載のラミネート材を用いた熱交換器と電池ユニットとを組み合わせた車載用電池モジュール。
金属層の少なくとも片面側に樹脂製の被覆層が設けられたラミネート材によって構成されるケーシングを備え、前記ラミネート材を貫通する出入口を介して、前記ケーシングの内部に対し熱媒体を流出入させるようにしたラミネート材を用いた熱交換器の製造方法において、
前記ケーシングの前記出入口外部に前記出入口に対応した穴を有する配管部材と、
前記ケーシングの前記出入口内部に前記出入口に対応した貫通穴を有し、前記ケーシングに接合されたフランジ部材とを備え、
前記配管部材はレーザー光を透過する樹脂製で、前記フランジ部材は前記配管部材より前記レーザー光の透過性が低い樹脂製であり、前記配管部材と前記フランジ部材とを当接させ、前記配管部材を透過した前記レーザー光が前記フランジ部材で発熱することによるレーザー溶着により、前記配管部材と前記フランジ部材とが互いに接合されていることを特徴とするラミネート材を用いた熱交換器の製造方法。
前記レーザー光が前記配管部材の外壁および下壁を透過する請求項１０記載のラミネート材を用いた熱交換器の製造方法。