JP7288961B2

JP7288961B2 - 温調ユニット

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Publication number: JP7288961B2
Application number: JP2021524752A
Authority: JP
Inventors: 英輝森内; 修平幡野
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2023-06-08
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Description

本発明は、温調ユニットに関する。

一般に、電気機器の使用電力が増大すると発熱量が増加して電気機器が高温となり、誤作動及び故障等の原因となる。
そこで、電気機器には、発生した熱を冷却及び放熱するための冷却部材を備えることが多い。

このような冷却部材の従来技術の一例として、特許文献１には、冷却効果に優れ、小型化及び薄型化しやすく、局所的な冷却を可能とすることを目的として、金属繊維で構成されている金属繊維シートと、該金属繊維シートを冷却する冷却機構と、を有し、該冷却機構が、該金属繊維シートを収容する収容体と、該収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段と、を備える冷却部材が開示されている。
この冷却部材によれば、収容体内に導入する冷媒の圧力を高めて冷媒の流速を高めると、冷却効果を高めることができる。

特開２０１９－９４３３号公報

しかしながら、上記従来技術の一例である特許文献１に示す冷却部材では、冷却効果を高めるために収容体内における冷媒の圧力を高くすると、冷却部材である温調ユニットに変形を生じることがある。
これは、収容体内の温度を上昇させる場合にも同様のことがいえ、加熱効果を高めるために収容体内における熱媒の圧力を高くすると、温調ユニットに変形を生じることがある。
すなわち、温調効果を高めるために収容体内における熱媒体の圧力を高くすると、温調ユニットに変形を生じるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、収容体内における熱媒体の圧力による変形を抑えた温調効果の高い温調ユニットを得ることを目的とする。

上述の課題を解決して目的を達成する本発明は、熱媒体が通過する温調機構を有し、前記温調機構は、金属多孔質体と、前記金属多孔質体を収容する収容体と、を備え、前記収容体は、少なくとも１つの主面が前記温調機構の外側に露出され、該主面の内側が前記金属多孔質体に接することで前記金属多孔質体と外部との間の熱交換を行い、前記温調機構を外側から補強する補強部材と、を備える温調ユニットである。

前記温調ユニットにおいて、前記金属多孔質体が金属繊維を含んで構成された金属繊維シートであることが好ましい。

前記温調ユニットにおいて、前記補強部材が、前記収容体の外側に重ねて配置されていることが好ましい。

前記温調ユニットにおいて、前記補強部材が、直方体状の前記温調機構の一主面に略垂直な側面部を覆って配置されていることが好ましい。

前記温調ユニットにおいて、前記補強部材が、前記温調機構の全面を覆って配置されていることが好ましい。

又は、本発明は、熱媒体が通過する温調機構を有し、前記温調機構は、金属多孔質体と、前記金属多孔質体を収容する収容体と、を備え、前記収容体は、少なくとも１つの主面が前記温調機構の外側に露出され、該主面の内側が前記金属多孔質体に接することで前記金属多孔質体と外部との間の熱交換を行い、前記収容体を覆う断熱材料によって前記温調機構を補強する補強部材と、を備える温調ユニットである。

前記温調ユニットにおいて、前記収容体及び前記金属繊維シートの少なくとも一部に差し込まれている棒状部材を備えることが好ましい。

前記温調ユニットにおいて、前記棒状部材と螺合するナットを備えることが好ましい。

又は、本発明は、熱媒体が通過する温調機構を有し、前記温調機構は、金属多孔質体と、前記金属多孔質体を収容する収容体と、を備え、前記収容体は、少なくとも１つの主面が前記温調機構の外側に露出され、該主面の内側が前記金属多孔質体に接することで前記金属多孔質体と外部との間の熱交換を行い、前記温調機構に設けられた柱又は梁として機能する補強部材と、を備える温調ユニットである。

前記温調ユニットにおいて、前記補強部材が板状又は棒状であることが好ましい。

又は、前記温調ユニットにおいて、前記補強部材が前記収容体の外側にも延在していることが好ましい。

本発明によれば、収容体内における熱媒体の圧力による変形を抑えた温調効果の高い温調ユニットを得ることができる。

実施形態１に係る温調ユニットの部分断面を示す図である。実施形態１に係る温調ユニットの第１の変形例の部分断面を示す図である。実施形態１に係る温調ユニットの第２の変形例の部分断面を示す図である。実施形態２に係る温調ユニットの部分断面を示す図である。実施形態２に係る温調ユニットの第１の変形例の部分断面を示す図である。実施形態２に係る温調ユニットの第２の変形例の部分断面を示す図である。実施形態３に係る温調ユニットの部分断面を示す図である。実施形態３に係る温調ユニットの変形例の部分断面を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
ただし、本発明は、以下の実施形態の記載によって限定解釈されるものではない。
なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付すものとする。

まず、以下の説明において用いる用語を定義する。
「金属繊維」とは、金属を主成分とする繊維をいい、例えば「銅繊維」とは、銅を主成分とする繊維をいう。
また、金属を主成分とする場合には、不可避的に含まれる不純物を含め、本発明の効果を妨げない限り、当該金属以外の成分を一定量含んでいてもよい。
また、「熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））」は、レーザーフラッシュ法（例えば、アルバック理工株式会社製、レーザーフラッシュ熱定数測定装置「ＴＣ７０００型」）により測定される値である。
また、「平均繊維径」とは、顕微鏡で撮像された金属繊維シートの複数の箇所における垂直断面に基づいて、金属繊維の長手方向に垂直な断面積を算出し、当該断面積と同一面積を有する真円の直径を算出することにより導かれた面積径の相加平均値をいう。
ここで、複数の箇所は、例えば、２０箇所とすることができる。
また、「平均繊維長」とは、顕微鏡像において、ランダムに選択した複数本の繊維について、繊維の長手方向の長さを測定した値の相加平均値をいう。
なお、繊維が直線状でない場合には、繊維に沿った曲線の長さとする。
ここで、複数本は、例えば、２０本とすることができる。
また、「占積率」とは、繊維シートの体積に対する繊維部分の占める割合をいい、繊維シートの坪量、厚さ及び繊維の真密度から以下の式により算出される。
ここで、繊維シートが複数の種類の繊維を含む場合には、各繊維の組成比率を反映した真密度値を採用することで占積率を算出することができる。
（占積率（％））＝（繊維シートの坪量）／（（繊維シートの厚さ）×（真密度））×１００。
ここで、「シートの厚さ」とは、空気による端子落下方式の膜厚計（例えば、ミツトヨ社製「デジマチックインジケータＩＤ－Ｃ１１２Ｘ」）により、例えば、金属繊維シートの測定点を測定した場合の相加平均値をいう。
「均質性」とは、繊維で構成されるシートの電気特性、物理特性及び透気特性等のシートが有する特性のシート内におけるバラツキの少なさをいう。
均質性の指標として、例えば、１ｃｍ^２当たりのＪＩＳＺ８１０１に規定する坪量の変動係数（ＣＶ（Coefficient of Variation）値）を採用することができる。
「空隙率」とは、繊維シートの体積に対して空隙が存在する部分の割合をいい、繊維シートの坪量、厚さ、及び繊維の真密度から以下の式により算出される。
繊維シートが複数の種類の繊維を含む場合には、各繊維の組成比率を反映した真密度値を採用することで占積率を算出することができる。
（空隙率（％））＝（１－（繊維シートの坪量）／（（繊維シートの厚さ）×（真密度）））×１００。
本発明の温調ユニットに用いられる熱媒体は、気体であってもよいし、液体等であってもよく、その性状について限定されるものではない。
すなわち、本発明の温調ユニットに用いられる熱媒体は、空気のような気体であってもよいし、水又はアルコールのような液体であってもよいし、ハイドロフルオロカーボン又はハイドロフルオロエーテル等のフッ素系の化合物等であってもよい。

＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係る温調ユニット１の部分断面を示す図である。
図１に示す温調ユニット１は、熱媒体が通過する温調機構３と、図示しない熱媒体導入口及び熱媒体排出口を備える。
温調機構３内には、外部から熱媒体導入口を介して熱媒体が導入され、この熱媒体は、熱媒体排出口から外部に排出される。
なお、熱媒体導入口には、導入する熱媒体に乱流を生じさせて拡散させるために、スタティックミキサーが設けられていることが好ましい。
なお、熱媒体としては、水、空気及びフッ素系溶剤を例示することができる。

温調機構３は、金属繊維を含んで構成された金属繊維シート６と、金属繊維シート６を収容し、熱交換板７によって閉じられる収容体５と、一主面が外側に露出され、該一主面の裏面が金属繊維シート６に接して設けられることで金属繊維シート６と外部との間の熱交換を行う熱交換板７と、を備える。

金属繊維シート６は、金属繊維単独で構成されていてもよいが、金属繊維以外の成分を含んで構成されていてもよい。
金属繊維の金属成分としては、銅、ステンレス、鉄、アルミニウム、ニッケル、クロム及び貴金属等を例示することができるが、これらのうち、銅、ステンレス及びアルミニウムが好ましく、特に銅が好ましい。
銅繊維は、剛直性と塑性変形性とのバランスに優れているからである。
なお、貴金属としては、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム及びオスミウムを例示することができる。
また、金属繊維シート６に含まれる金属繊維以外の成分としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ：Poly-Ethylene Terephthalate）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ：Poly-Vinyl Alcohol）、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Poly-Vinyl Chloride）、ポリアミド及びアクリル、並びに繊維状物に結着性及び担持性を付与する有機物を例示することができる。
特に、金属繊維シート６が、複数の金属繊維がランダムに交絡した不織布である場合、これらの有機物のいずれか一つ又は複数を含むことで、金属繊維シート６の作製時における形態維持性及び機能性を補助し、又は向上させることができる。

金属繊維シート６において、隣接する複数の金属繊維間は、結着されていることが好ましい。
すなわち、金属繊維シート６において、複数の金属繊維は物理的に固定され、複数の金属繊維間に結着部を形成していることが好ましい。
金属繊維シート６は、複数の金属繊維が結着部で直接固定されていてもよいし、間接的に固定されていてもよいが、金属繊維シート６を構成している複数の金属繊維間の少なくとも一部には空隙が形成されていることが好ましい。
金属繊維シート６内にこのような空隙が形成されると、後述の熱媒体が金属繊維シート６内に導入されやすくなるからである。
また、この結着部において、複数の金属繊維間が焼結されていると、金属繊維シート６の熱伝導性及び均質性が安定するため好ましい。
複数の金属繊維間に形成される空隙は、金属繊維が交絡することにより形成されていてもよい。
なお、金属繊維シート６の空隙率は、５％以上９９％以下とすることが好ましく、より好ましくは１０％以上９８％以下とする。
また、金属繊維シート６の熱伝導率は、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。

また、金属繊維シート６は、シート状の構造体であればよく、複数の金属繊維がランダムに交絡した不織布であってもよいし、規則性を有する織布又はメッシュ材であってもよい。
また、金属繊維シート６の表面は、平らであってもよく、又はコルゲート加工が施された凹凸状であってもよい。

金属繊維シート６の坪量は、１０ｇ／ｍ^２以上１０００ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。
金属繊維シート６の坪量を１０ｇ／ｍ^２以上とすると、冷却又は加熱効果を高めることができ、金属繊維シート６の坪量を１０００ｇ／ｍ^２以下とすると、金属繊維シート６を軽量化することができる。

ところで、金属繊維シート６の金属繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、金属繊維の剛直性が低下し、金属繊維シート６の製造に際してダマが生じやすくなり、金属繊維シート６の熱伝導性及び均質性が安定しにくくなる。
他方で、金属繊維シート６の金属繊維の平均繊維径が３０μｍを超過すると、金属繊維の剛直性が過度に高くなるため、交絡しにくくなる。
そのため、金属繊維シート６の金属繊維の平均繊維径は、好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下とし、２μｍ以上２０μｍ以下とすることが特に好ましい。
また、金属繊維シート６が、複数の金属繊維がランダムに交絡した不織布である場合、金属繊維シート６の金属繊維の平均繊維長は、金属繊維シート６の熱伝導性及び均質性を安定させるために、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、金属繊維シート６の金属繊維のアスペクト比が３３未満であると、金属繊維が交絡しにくくなる。
他方で、金属繊維シート６の金属繊維のアスペクト比が１００００を超過すると、金属繊維シート６の均質性が低下する。
そのため、金属繊維のアスペクト比は、３３以上１００００以下であることが好ましい。

また、金属繊維シート６の占積率が２％未満であると、熱媒体導入時の圧力損失が抑えられる一方で、繊維量が不足するため冷却又は加熱効果が低下する。
他方で、金属繊維シート６の占積率が６５％を超えると、熱媒体導入時の圧力損失が増大する。
そのため、金属繊維シート６の占積率は、２％以上が好ましく、４％以上がより好ましく、５％以上が特に好ましく、６５％以下が好ましく、６０％以下がより好ましい。

また、金属繊維シート６の均質性を高めるために、金属繊維シート６の１ｃｍ^２あたりのＪＩＳＺ８１０１に規定する坪量の変動係数であるＣＶ値は、１０％以下であることが好ましい。

金属繊維シート６の製造方法は、特定の方法に限定されるものではない。
金属繊維シート６がメッシュ材又は織布である場合の製造方法には、金属線を一本ずつ交差させる平織りを用いてもよいし、又は縦方向に配置した金属線と横方向に配置した金属線とを互いに２本以上ずつ乗り越えるように交差させた綾織りを用いてもよい。
又は、畳織、平畳織若しくは綾畳織を用いてもよい。
又は、金属繊維シート６がメッシュ材である場合には、金属線を編むことなく交差させた状態で溶接してもよい。
金属繊維シート６が不織布である場合の製造方法としては、湿式抄造法で抄紙する方法を例示することができる。
湿式抄造法では、金属繊維等が水性媒体に分散しているスラリーを用いて、抄紙機にて湿式抄造を行う。
ここで、スラリーには、填料、分散剤、増粘剤、消泡剤、紙力増強剤、サイズ剤、凝集剤、着色剤及び定着剤等の添加剤が含まれていてもよい。
そして、湿式抄造法により得られた湿体シートに対しては、複数の金属繊維を互いに交絡させる繊維交絡処理工程を行ってもよい。
繊維交絡処理工程としては、湿体シートの一主面に高圧ジェット水流を噴射する方法を例示することができる。
この方法によれば、湿体シート全体にわたって金属繊維又は金属繊維を含む繊維を交絡させることができる。
この湿体シートは、繊維交絡処理工程後に、熱風乾燥によるドライヤー工程を経る。
このドライヤー工程は、減圧焼結炉を用いて不活性ガス雰囲気下において行われることが好ましい。
ドライヤー工程を経たシートは、常温まで冷却された後に巻き取られる。

繊維交絡処理工程とドライヤー工程とを経て得られたシートには、複数の金属繊維を結着させる前にプレス工程を行うとよい。
プレス工程によれば、複数の金属繊維間に存在する過度に大きな空隙を減らすことができるため、均質性を高めることができる。
また、プレス工程の際の圧力の調整により、金属繊維シート６の厚さを調整することもできる。

なお、上述したように、複数の金属繊維間の結着部は焼結工程により焼結されていることが好ましい。
焼結工程によれば、複数の金属繊維間の結着を確実に行うことができ、複数の金属繊維間が固定されて金属繊維シート６の坪量のＣＶ値が安定し、金属繊維シート６の均質性及び熱伝導性が安定する。

また、焼結工程を経た金属繊維シート６は、更にプレス工程を経ることが好ましい。
ここで、焼結工程後に更にプレス工程を経ると、金属繊維シート６の均質性が更に向上するとともに、金属繊維シート６を薄くすることができる。
そして、焼結工程後のプレス工程によれば、金属繊維シート６の厚さ方向のみならず面方向にも金属繊維が移動する。
これにより、焼結時には空隙であった箇所にも金属繊維が配置され、金属繊維シート６の均質性が向上し、金属繊維の塑性変形性によってこの状態が維持される。

なお、金属繊維シート６が不織布である場合の製造方法としては、シートを圧縮成形する乾式法を用いてもよい。
乾式法では、カード法及びエアレイド法等により、金属繊維を主体とするウェブを作製し、このウェブを圧縮成形する。
圧縮成形の際には、バインダを複数の金属繊維に含浸させて複数の金属繊維間を結合させてもよい。
ここで、バインダとしては、アクリル系接着剤等の有機バインダ及びコロイダルシリカ等の無機バインダを例示することができる。

収容体５は、金属繊維シート６を収容する構造体である。
収容体５の材料としては、金属及びセラミックを例示することができる。
ここで、金属材料としては、ステンレス、銅及びアルミニウムを例示することができる。
また、セラミック材料としては、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム、炭化珪素、窒化珪素及び窒化アルミニウムを例示することができる。

熱交換板７は、一主面に温度調整対象面を含み、この温度調整対象面の裏面において金属繊維シート６に接し、この温度調整対象面と金属繊維シート６との間の熱交換を行う部材である。
熱交換板７の材料としては熱伝導性が高い材料を用いることが好ましく、熱伝導性が高い材料としては、ステンレス、銅及びアルミニウムを例示することができる。
また、熱交換板７上に金属繊維シート６が接した状態で焼結工程を経ると、金属繊維シート６と熱交換板７とが結着するため好ましい。
金属繊維シート６と熱交換板７とが結着すると、金属繊維シート６と熱交換板７との間において熱が伝導しやすくなるからである。
焼結工程は、減圧焼結炉を用いて不活性ガス雰囲気下において行われることが好ましい。

なお、収容体５と熱交換板７との間には、これらを接合する接合材により形成された部材である密封部材が配置されている。
このような接合材としては、金属接合材又は有機接合材を用いることができる。
金属接合材としては、銀ロウ、リン銅ロウ、半田及び銅箔を例示することができる。
金属接合材は、熱伝導率５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とし、厚さは１００μｍ以下とすることが好ましい。
有機接合材としては、熱硬化性の、エポキシ、ウレタン及びシリコーン等を例示することができる。
有機接合材は、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満と低いため、熱伝導性の観点からは薄くすることが好ましく、その厚さは２０μｍ以下とすることが好ましい。
密封部材は、例えば、金属繊維シート６と熱交換板７とが結着した部材上に収容体５が載置された状態で、焼結又は熱硬化反応によって熱交換板７と収容体５を接合することが好ましい。

図１に示す温調ユニット１では、導入する熱媒体の圧力を高くすると、熱媒体により移送される熱量が増え、冷却効果又は加熱効果である温調効果が高まるものの、収容体５内における熱媒体の圧力を高くすると、温調ユニットに変形を生じるおそれがある。
そこで、本実施形態に係る温調ユニットには、補強部材を設ける。

図１に示す温調ユニット１では、補強部材１０が温調機構３の一主面である収容体５の上面に重なって配置されている。
補強部材１０の材料としては、アルミニウム、銅、アルマイト、ステンレス及び樹脂を例示することができる。
ここで、補強部材１０の材料が、アルミニウム、銅、アルマイト又はステンレス等の伝熱性の高い材料であると、本発明の温調ユニットが冷却用途に用いられる場合、補強部材１０で覆われた温調ユニット１の全体から放熱されるため好ましい。

また、温調ユニット１と補強部材１０との間には、隙間が形成されていてもよいが、有機膜が配置されていることが好ましい。
図１に示す温調ユニット１では、収容体５の外側に重ねて配置された補強部材１０によって、主として上面の変形が抑えられる。

ただし、本実施形態に係る温調ユニットは、図１に示すように補強部材が一主面に重なって配置された形態に限定されるものではない。
図２は、本実施形態に係る温調ユニットの第１の変形例の部分断面を示す図である。
図２に示す温調ユニット１ａは、図１に示す温調ユニット１の補強部材１０に代えて補強部材１０ａを備える点が異なり、その他は同じである。

図２に示す温調ユニット１ａでは、補強部材１０ａが少なくとも直方体状の温調機構３の一主面に略垂直な側面部を覆って配置されている。
また、補強部材１０ａは、温調機構３の一主面の一部も覆っている。
補強部材１０ａは、補強部材１０と形状のみ異なる。
図２に示す温調ユニット１ａでは、補強部材１０ａが側面を固定することによって、温調ユニット１ａ全体の変形が抑えられる。

なお、図２に示す温調ユニット１ａでは、補強部材１０ａが覆う部分の温調機構３を薄くすることで、補強部材１０ａを設けた後の温調ユニット１ａの厚さを均一にすることも可能である。

ただし、本実施形態に係る温調ユニットは、図１，２に示す形態に限定されるものではない。
図３は、本実施形態に係る温調ユニットの第２の変形例の部分断面を示す図である。
図３に示す温調ユニット１ｂは、図１に示す温調ユニット１の補強部材１０に代えて補強部材１０ｂを備える点のみ異なり、その他は同じである。

図３に示す温調ユニット１ｂでは、補強部材１０ｂが温調機構３の全面を覆って配置されている。
補強部材１０ｂは、補強部材１０と形状のみ異なる。
図３に示す温調ユニット１ｂでは、補強部材１０ｂによって、全体の変形が抑えられる。

また、図３に示す温調ユニット１ｂでは、補強部材１０ｂを熱伝導率の高い材料により形成すると、本発明の温調ユニットが冷却用途に用いられる場合、温調ユニット１ｂの表面全体から放熱することが可能となり、放熱効率を高くすることができる。
熱伝導率の高い材料としては、金属を例示することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、収容体内における熱媒体の圧力による変形を抑えた温調効果の高い温調ユニットを得ることができる。

＜実施形態２＞
本実施形態においては、収容体の一部を覆いつつ断熱することで収容体内における熱媒体の圧力による変形を抑えるとともに熱交換板以外の面を断熱した温調効果の高い温調ユニットについて説明する。

図４は、本実施形態に係る温調ユニット１ｃの部分断面を示す図である。
図４に示す温調ユニット１ｃは、図１に示す温調ユニット１の温調機構３に代えて温調機構３ｃを備え、補強部材１０に代えて補強部材１０ｃを備える点が異なり、その他は同じである。

温調機構３ｃは、金属繊維を含んで構成された金属繊維シート６ｃと、金属繊維シート６ｃを収容し、熱交換板７によって閉じられる収容体５ｃと、一主面が外側に露出され、該一主面の裏面が金属繊維シート６に接して設けられることで金属繊維シート６ｃと外部との間の熱交換を行う熱交換板７と、を備える。
金属繊維シート６ｃは、金属繊維シート６よりも端部が薄い点のみ金属繊維シート６と異なる。
収容体５ｃは、金属繊維シート６ｃの形状に沿って端部が変形している点のみ収容体５と異なる。

補強部材１０ｃは、温調ユニット１ｃを補強しつつ断熱可能な構造体である。
補強部材１０ｃの材料としては、樹脂を例示することができる。
また、樹脂材料としては、ポリアクリル酸樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂を例示することができる。
補強部材１０ｃは、上記の材料によって形成された後に、公知の断熱材であるロックウール等を用いて断熱されていてもよい。

図４に示す温調ユニット１ｃでは、補強部材１０ｃが温調機構３ｃの熱交換板７が配置された面以外のすべての面を覆って配置されている。
図４に示す温調ユニット１ｃでは、補強部材１０ｃによって、熱交換板７が配置された面以外の面が断熱されるとともに変形が抑えられる。

ただし、本実施形態に係る温調ユニットは、図４に示す形態に限定されるものではない。
図５は、本実施形態に係る温調ユニットの第１の変形例の部分断面を示す図である。
図５に示す温調ユニット１ｄは、図４に示す温調ユニット１ｃに対して棒状部材であるネジ１１が追加された点のみ異なり、その他は同じである。
なお、棒状部材には、ネジ、ピン及び溶接材を例示することができる。

図５に示す温調ユニット１ｄでは、金属繊維シート６ｃの薄い端部の位置において、ネジ１１が、収容体５ｃ、金属繊維シート６ｃ及び熱交換板７の少なくとも一部に差し込まれている。
図５に示す温調ユニット１ｄでは、図４に示す温調ユニット１ｃと同様に、補強部材１０ｃによって、熱交換板７が配置された面以外の面が断熱されるとともに変形が抑えられ、更には、収容体５ｃと金属繊維シート６ｃとの間、及び金属繊維シート６ｃと熱交換板７との間の剥がれを抑えることができる。

ただし、本実施形態に係る温調ユニットは、図４，５に示す形態に限定されるものではない。
図６は、本実施形態に係る温調ユニットの第２の変形例の部分断面を示す図である。
図６に示す温調ユニット１ｅは、図５に示す温調ユニット１ｄに対してナット１２を追加した点及び補強部材１０ｅを追加した点が異なり、その他は同じである。
補強部材１０ｅの材料としては、金属材料を例示することができる。
また、ネジ１１とナット１２とは、螺合している。
図６に示す温調ユニット１ｅでは、図５に示す温調ユニット１ｄと同様に、補強部材１０ｅによって、熱交換板７が配置された面以外の面が断熱されるとともに変形が抑えられ、収容体５ｃと金属繊維シート６ｃとの間、及び金属繊維シート６ｃと熱交換板７との間の剥がれを、より確実に抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、熱交換板が配置された面以外の面が断熱されるとともに、収容体内における熱媒体の圧力による変形が抑えられた温調効果の高い温調ユニットを得ることができる。

＜実施形態３＞
本実施形態においては、温調ユニットに金属部材を設けることで収容体内における熱媒体の圧力による変形を抑えた温調効果の高い温調ユニットについて説明する。

図７は、本実施形態に係る温調ユニット１ｆの部分断面を示す図である。
図７に示す温調ユニット１ｆは、図１に示す温調ユニット１の温調機構３に対して補強部材１３が設けられている点のみ異なり、その他は同じである。
補強部材１３は、例えば温調機構３に打ち込まれている。
補強部材１３は、温調ユニット１ｆにおいて柱又は梁として機能する板状又は棒状の部材である。
補強部材１３の材料としては、金属材料を例示することができる。
図７に示す温調ユニット１ｆでは、補強部材１３によって、収容体内における熱媒体の圧力による変形が抑えられるとともに、温調ユニット１ｆ内部の機械的強度が向上する。

ただし、本実施形態に係る温調ユニットは、図７に示す形態に限定されるものではない。
図８は、本実施形態に係る温調ユニットの変形例の部分断面を示す図である。
図８に示す温調ユニット１ｇは、図１に示す温調ユニット１の温調機構３に対して補強部材１４が設けられている点のみ異なり、その他は同じである。
補強部材１４は、例えば温調機構３に打ち込まれている。

補強部材１４は、温調ユニット１ｇにおいて柱又は梁として機能する部材である。
補強部材１４は、補強部材１３とは異なり、収容体５の外側にも延在しており、収容体５が配置された面の機械的強度を向上させることができる。
図８に示す温調ユニット１ｇでは、補強部材１４によって、図７に示す温調ユニット１ｆと同様に、収容体内における熱媒体の圧力による変形が抑えられるとともに、温調ユニット１ｇ内部の機械的強度が向上し、更には収容体５が配置された面の機械的強度も向上する。

なお、熱交換板７と接する部分の補強部材１４は、溶接又は熱硬化接着剤によって熱交換板７に接合されていてもよい。
又は、補強部材１４は、図６と同様に、螺合する締結部材によって締結されていてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、収容体内における熱媒体の圧力による変形が抑えられるとともに、内部の機械的強度が高い温調効果の高い温調ユニットを得ることができる。

なお、上述の実施形態１～３に係る温調ユニットは金属繊維シートを備えているが、これに代えて、ポーラス金属を備えていてもよく、金属繊維シート及びポーラス金属を総括して金属多孔質体とする。
また、金属繊維シートには、金属繊維不織布、金属繊維織布及び金属メッシュが含まれる。

なお、上述の実施形態１～３に係る温調ユニットは熱交換板７に温度調整対象面を含むが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱交換板７に代えて熱交換を行わない板状部材を備え、収容体側に温度調整対象面が含まれていてもよい。
又は、熱交換板に温度調整対象面を含み、且つ収容体に温度調整対象面が含まれていてもよく、この場合には温調ユニットの両面に温度調整対象面が形成される。
又は、本発明の温調ユニットは、板状部材を備えていなくてもよく、板状部材を備えていない場合には、収容体の１つ以上の主面が温調機構の外側に露出され、該主面の内側の面が金属多孔質体に接すると、収容体の該主面を含む部分が金属多孔質体と外部との間の熱交換を行うように機能することになる。

また、上述の実施形態の各々を組み合わせた構成も本発明に含まれる。
例えば、実施形態２の構成と実施形態３の構成とを組み合わせてもよい。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ温調ユニット
３，３ｃ温調機構
５，５ｃ収容体
６，６ｃ金属繊維シート
７熱交換板
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１３，１４補強部材
１１ネジ
１２ナット

Claims

熱媒体が通過する温調機構を有し、
前記温調機構は、
金属多孔質体と、
前記金属多孔質体を収容する収容体と、を備え、
前記収容体は、少なくとも１つの主面が前記温調機構の外側に露出され、該主面の内側が前記金属多孔質体に接することで前記金属多孔質体と外部との間の熱交換を行い、
前記収容体を覆う断熱材料によって前記温調機構を補強する補強部材を備え、
前記金属多孔質体が金属繊維を含んで構成された金属繊維シートであり、
前記収容体及び前記金属繊維シートの少なくとも一部に差し込まれている棒状部材を備え、
前記棒状部材と螺合するナットを備える、
温調ユニット。