WO2023228676A1 - 冷却構造体用樹脂部品、冷却構造体及び構造体 - Google Patents

冷却構造体用樹脂部品、冷却構造体及び構造体 Download PDF

Info

Publication number
WO2023228676A1
WO2023228676A1 PCT/JP2023/016522 JP2023016522W WO2023228676A1 WO 2023228676 A1 WO2023228676 A1 WO 2023228676A1 JP 2023016522 W JP2023016522 W JP 2023016522W WO 2023228676 A1 WO2023228676 A1 WO 2023228676A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin
cooling structure
resin part
resin component
outer packaging
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/016522
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠一 伊藤
孝宏 山下
広明 庄田
裕二 福川
Original Assignee
株式会社レゾナック
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社レゾナック filed Critical 株式会社レゾナック
Publication of WO2023228676A1 publication Critical patent/WO2023228676A1/ja

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present disclosure relates to a resin component for a cooling structure, a cooling structure, and a structure.
  • a vehicle equipped with a motor such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, is equipped with a drive means for driving the motor.
  • the driving means includes a power module including a plurality of power semiconductors such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), electronic components such as capacitors, bus bars that electrically connect these electronic components, and the like.
  • IGBTs Insulated Gate Bipolar Transistors
  • capacitors capacitors
  • bus bars that electrically connect these electronic components, and the like.
  • the driving means since the driving means generates heat due to switching loss, resistance loss, etc., it is desirable to cool the driving means efficiently. It is also desirable to efficiently cool heat generated from battery modules mounted on vehicles.
  • a cooling structure As a material for a structure (hereinafter also referred to as a cooling structure) for cooling an object that generates heat (hereinafter also referred to as a cooled object), a metal with high thermal conductivity such as aluminum is generally used.
  • a metal with high thermal conductivity such as aluminum is generally used.
  • the inner core has an uneven structure to form a flow path inside the bag-shaped outer packaging material, which is made of a laminate material in which both sides of a metal heat transfer layer are laminated with resin layers.
  • a cooling structure in which materials are arranged has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • the cooling structure described in Patent Document 1 is provided with a refrigerant inlet and an outlet on the side surface of the cooling structure, but depending on the shape of the object to be cooled, the condition of the installation space, etc. It is desirable that a refrigerant inlet and an outlet be provided on one of the main surfaces of the refrigerant. However, it has been found that when the refrigerant inlet and outlet are provided on one of the main surfaces of the cooling structure described in Patent Document 1, wrinkles may occur in the outer packaging material. When the thickness of the cooling structure is thin, wrinkles generated in the outer packaging material may compress the internal space and impede the flow of the refrigerant. For this reason, it is desirable to suppress the occurrence of wrinkles in the outer packaging material. In view of this situation, an object of the present disclosure is to provide a resin component that can suppress the occurrence of wrinkles in the outer packaging material of a cooling structure, a cooling structure including this resin component, and a structure including this cooling structure. do.
  • Means for solving the above problems include the following aspects.
  • ⁇ 1> Includes a first resin part and a second resin part joined to the first resin part, The first joint surface of the first resin part that is joined to the second resin part has a first recess; The second joint surface of the second resin part that is joined to the first resin part has a second recess, A resin component for a cooling structure, in which the first recess and the second recess are provided at positions facing each other.
  • At least one of the first resin part and the second resin part has a through hole, and the other one of the first resin part and the second resin part has a protrusion that fits into the through hole, ⁇ 1 >Resin parts for cooling structures described in >.
  • ⁇ 3> The resin component for a cooling structure according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the first joint surface and the second joint surface are joined by welding.
  • ⁇ 4> Comprising the resin component for a cooling structure according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, a first outer packaging material, and a second outer packaging material, A cooling structure, wherein the first resin part of the cooling structure resin component is fixed to a first outer wrapping material, and the second resin part is fixed to a second outer wrapping material.
  • ⁇ 5> A structure comprising the cooling structure according to ⁇ 4> and an object to be cooled.
  • a resin component that can suppress the occurrence of wrinkles in the outer packaging material of a cooling structure, a cooling structure that includes this resin component, and a structure that includes this cooling structure.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the appearance of a cooling structure including a resin component of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an exploded state of parts constituting the cooling structure shown in FIG. 1.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the manufacturing process of the cooling structure containing the conventional resin component.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the internal structure of the resin component of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing an exploded state of the first resin part and the second resin part of the resin component shown in FIG. 4.
  • the configuration of the embodiments is not limited to the configuration shown in the drawings.
  • the sizes of the members in each figure are conceptual, and the relative size relationships between the members are not limited thereto.
  • members having substantially the same function are given the same reference numerals in all drawings, and redundant explanations will be omitted.
  • the term "layer” includes not only the case where the layer is formed in the entire area when observing the area where the layer exists, but also the case where the layer is formed only in a part of the area. included.
  • the term “laminate” refers to stacking layers, and two or more layers may be bonded, or two or more layers may be removable.
  • the resin component for a cooling structure of the present disclosure includes a first resin part and a second resin part joined to the first resin part,
  • the first joint surface of the first resin part that is joined to the second resin part has a first recess;
  • the second joint surface of the second resin part that is joined to the first resin part has a second recess,
  • the first recess and the second recess are provided at positions facing each other.
  • a "resin component for cooling structure (hereinafter also referred to as resin component)" means an object containing resin used as a component of a cooling structure.
  • the term “cooling structure” refers to an object that cools an object to be cooled by circulating a refrigerant therein.
  • the resin component of the present disclosure is a joint component, even if it is a component (hereinafter also referred to as a joint component) that has a joint port for allowing refrigerant to flow into or flow out from the inside of a cooling structure. You don't have to.
  • resin parts that are not joint parts include resin parts provided at the other end of a cooling structure in which one end is provided with a refrigerant inlet and an outlet.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the appearance of a cooling structure including a resin component of the present disclosure.
  • the cooling structure 100 shown in FIG. 1 includes a first outer packaging material 10A, a first resin component 20A disposed at a refrigerant inlet, a second resin component 20B disposed at a refrigerant outlet, and a cooling structure.
  • 100 first outer packaging materials 10A are arranged and a second outer packaging material 10B arranged on the opposite side.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing an exploded state of parts constituting the cooling structure 100 shown in FIG.
  • the first resin component 10A and the second resin component 20B each have a joint port a for connection to a refrigerant pipe and a base portion b.
  • the first outer packaging material 10A and the second outer packaging material 10B are each in the form of a sheet, and the first outer packaging material 10A has a through hole at a position corresponding to the joint opening a of the first resin component 20A and the second resin component 20B.
  • An inner core member 30 for forming a coolant flow path is arranged between the first resin component 20A and the second resin component 20B.
  • the cooling structure 100 includes a first outer packaging material 10A and a second outer packaging material 10B, with the first resin component 20A, the second resin component 20B, and the inner core material 30 being sandwiched between the first outer packaging material 10A and the second outer packaging material 10B. It is manufactured by joining the peripheral edges of the second outer packaging material 10B by welding or the like. At this time, the first resin component 20A and the second resin component 20B are also joined to the first outer packaging material 10A and the second outer packaging material 10B by welding or the like.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a manufacturing process of a cooling structure including conventional resin parts.
  • the resin component 20 shown in FIG. 3 includes a joint opening a, a base b, and a leg c.
  • the base b is fixed to the first outer packaging material 10A
  • the leg c is fixed to the second outer packaging material 10B.
  • the resin component 20 is placed between the first outer packaging material 10A and the second outer packaging material 10B.
  • the ends of the first outer packaging material 10A and the second outer packaging material 10B are fixed by welding, and the base b of the resin component 20 is fixed to the first outer packaging material 10A,
  • the leg part c is fixed to the second outer wrapping material 10B.
  • each fixed portion is cooled.
  • the resin component 20 expands due to heat applied by a hot plate or the like used for welding, and the diameter d1 of the base b expands to become d2, and is fixed to the second outer packaging material 10B.
  • the second outer packaging material 10B also expands due to heat, but its expansion coefficient is different from that of the resin component 20. Therefore, when the resin part 20 contracts due to cooling after welding and the diameter d2 of the base b returns to the original dimension d1, the dimensions of the second outer packaging material 10B do not return to the original dimensions, and the second Wrinkles occur in the portion where the outer packaging material 10B is not welded to the resin component 20 (that is, the portion corresponding to between the legs c of the resin component 20).
  • one of the causes of wrinkles occurring when a conventional resin part is welded to an outer packaging material is the shape of the resin part. That is, if the resin component is shaped to partially contact the outer packaging material, wrinkles will occur in the portion of the outer packaging material that is not in contact with the resin component.
  • the reason why the conventional resin component is shaped to partially contact the outer packaging material is that legs are provided to ensure a space for introducing the refrigerant into the interior of the cooling structure.
  • the space for introducing the refrigerant into the inside of the cooling structure is inside the base of the resin component (i.e., between the first resin part and the second resin part). formed during).
  • the resin component can be arranged so that substantially the entire surfaces of the first resin part and the second resin part, which serve as the base, are in contact with the outer packaging material.
  • the portion of the outer packaging material that is not in contact with the resin component can be eliminated or reduced, and the generation of wrinkles can be suppressed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of the internal structure of the resin component of the present disclosure.
  • the resin component 20 shown in FIG. 4 is in a state in which a first resin part 100A and a second resin part 100B forming a base are joined.
  • the first joint surface of the first resin part 100A joined to the second resin part 100B has a first recess 120A.
  • the second joint surface of the second resin part 100B joined to the first resin part 100A has a second recess 120B.
  • the first recess 120A and the second recess 120B are provided at positions facing each other. Therefore, inside the resin component 20, there is a space formed by the first recess 120A and the second recess 120B that face each other. This space functions, for example, as a flow path for the refrigerant introduced from the joint port of the resin component 20.
  • the shapes of the first recess 120A and the second recess 120B are not particularly limited, and can be set depending on the shape of the resin component 20 and the like.
  • At least one of the first resin part 100A and the second resin part 100B has a through hole, and the first resin part 100A and the second resin part 100B have a through hole. It is preferable that the other one of the resin part 100A and the second resin part 100B has a protrusion 130 that fits into the through hole.
  • the through hole may be provided only in either one of the first resin part 100A and the second resin part 100B, or may be provided in both.
  • the protruding portion 130 may be provided only on either one of the first resin portion 100A and the second resin portion 100B, or may be provided on both.
  • the depth of the through hole and the corresponding height of the protrusion may be the same or different. From the viewpoint of suppressing the occurrence of wrinkles in the portion where the joint member does not contact the outer wrapping material, it is preferable that the depth of the through hole and the height of the corresponding protrusion are the same.
  • the first bonded surface of the first resin portion 100A which is the surface opposite to the first bonding surface
  • the second non-bonded surface which is the surface opposite to the second bonding surface of the second resin portion 100B
  • the first and second surfaces to be joined may have a recess 140. In this case, the arrangement of the recesses 140 is preferably set so that wrinkles do not occur in the outer packaging material.
  • the space formed inside the resin component may be one continuous space or may be divided into a plurality of spaces that are not continuous with each other. From the viewpoint of efficiently circulating the refrigerant, it is preferable that the space formed inside the resin component be one continuous space.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing an example of an exploded first resin part 100A and second resin part 100B that constitute the resin component 20 shown in FIG. 4.
  • the line XX shown in FIG. 5 indicates a position corresponding to the cross section of the resin component 10 shown in FIG. 4.
  • the first bonding surface of the first resin part 100A has a plurality of dot-shaped raised parts and a depressed area around the raised parts.
  • the second bonding surface of the second resin portion 100B has a plurality of dot-shaped raised portions and a depressed area around the raised portions, similar to the first bonded surface.
  • the plurality of raised portions correspond to portions that are bonded to the second bonding surface of the second resin portion 100B.
  • Some of the plurality of protuberances fit into a protrusion that fits into a through hole provided on a second bonding surface of the second resin part, or a protrusion that fits with a protrusion provided on a second bonding surface of the second resin part. It has a through hole.
  • the depressed area around the raised part corresponds to the recess shown in FIG. 4, and forms a space together with the recess in the second joint surface of the second resin part 100B.
  • the space formed by the recess on the first joint surface and the recess on the second joint surface corresponds to a depressed area around the protrusion. Therefore, one continuous space is formed inside the resin component.
  • the occupancy rate of the space formed inside the resin parts is preferably 80 volume% or less, more preferably 70 volume% or less, and 60 volume% or less. % or less is more preferable.
  • the occupancy rate of the space formed inside the resin component is preferably 10 volume% or more, more preferably 20 volume% or more, and 30 volume% or more. It is more preferable that The above-mentioned occupancy rate is a volume-based rate at a portion corresponding to the base of the resin component.
  • the thickness of the base of the resin component (the total thickness of the first resin part and the second resin part) is not particularly limited, and can be selected depending on the size, shape, purpose, etc. of the cooling structure.
  • the thickness of the base of the resin component may be 1 mm to 10 mm.
  • the resin component of the present disclosure is obtained, for example, by joining a resin molded product corresponding to the first resin part and a resin molded product corresponding to the second resin part.
  • the joining method is not particularly limited, and may be performed by welding, adhesive, screws, or the like. From the viewpoint of ensuring the airtightness of the space formed between the first resin part and the second resin part, it is preferable that the joining be performed by welding.
  • the resin molded product corresponding to the first resin part and the resin molded product corresponding to the second resin part may be joined together at the same time as they are fixed to the outer packaging material. That is, even if the resin component of the present disclosure is separated into a resin molded product corresponding to the first resin part and a resin molded product equivalent to the second resin part before the cooling structure is assembled, good.
  • the material of the resin component of the present disclosure is not particularly limited.
  • the resin component preferably contains a thermoplastic resin.
  • Resin parts containing thermoplastic resin can be manufactured by known methods such as injection molding.
  • the resin component of the present disclosure may have one joint port, multiple joint ports, or no joint port as shown in FIGS. 1 and 2. good.
  • resin parts having a plurality of joint ports include resin parts each having a joint port through which refrigerant flows in and a joint port through which refrigerant flows out. Such a resin part is used, for example, when the refrigerant is caused to reciprocate once inside the cooling structure in combination with a resin part that does not have a joint opening.
  • the position of the resin parts placed in the cooling structure is not particularly limited.
  • a resin part that allows the refrigerant to flow in and a joint part that allows the refrigerant to flow out may be arranged at both ends of the cooling structure, and a resin part that allows the refrigerant to flow out may be arranged at one end of the cooling structure.
  • a resin component may be arranged to allow the refrigerant to flow in and out.
  • the cooling structure of the present disclosure includes the resin component of the present disclosure described above, a first outer packaging material, and a second outer packaging material, The first resin part of the resin component is fixed to the first outer packaging material, and the second resin part is fixed to the second outer packaging material, which is a cooling structure.
  • substantially the entire surfaces of the first resin part and the second resin part, which are the bases of the resin parts, are in contact with the first outer packaging material and the second outer packaging material, respectively. Therefore, the portion of the outer packaging material that is not in contact with the resin component can be eliminated or reduced, and the occurrence of wrinkles in the outer packaging material can be suppressed.
  • the material of the outer packaging material is not particularly limited, but preferably contains metal from the viewpoint of thermal conductivity.
  • the metal material include aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, stainless steel, and nickel.
  • the outer packaging material may contain only one kind of metal or two or more kinds of metals. From the viewpoint of thermal conductivity, cost, etc., aluminum is preferable.
  • the metal contained in the outer packaging material may be in the form of plated metal foil, clad metal made by bonding different metals, or the like.
  • the outer packaging material has a resin layer on at least one surface.
  • the outer packaging materials or the outer packaging material and the resin component can be fixed by welding, for example.
  • the material of the resin layer is not particularly limited.
  • examples include polyolefins such as polyethylene and polypropylene or modified resins thereof, fluororesins, polyesters such as polyethylene terephthalate, and thermoplastic resins such as polyvinyl chloride. Since these resins have excellent weldability, they are also useful in that the outer wrapping materials or the outer wrapping material and the inner core material can be easily fixed to each other by heating.
  • the outer packaging material is preferably a laminate having a metal layer and a resin layer, and the metal layer and the resin layer disposed on both sides of the metal layer. More preferably, it is a laminate having the following.
  • the outer packaging material is a laminate having a metal layer and a resin layer placed on both sides of the metal layer
  • the resins contained in the resin layers placed on both sides of the metal layer may be of the same type or different types. There may be.
  • a resin layer corresponding to the outer surface of the cooling structure of the outer packaging material is arranged with consideration to heat resistance, etc., and a resin layer on the opposite side is arranged to prevent welding between the outer packaging materials or between the outer packaging material and the resin parts.
  • the resin layer may be arranged taking this into consideration.
  • the thickness of the metal layer is not particularly limited. From the viewpoint of strength and thermal conductivity, the thickness of the metal layer is preferably 4 ⁇ m or more, more preferably 6 ⁇ m or more, and even more preferably 8 ⁇ m or more. From the viewpoint of thinning, the thickness of the metal layer is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, and even more preferably 100 ⁇ m or less. From this viewpoint, the thickness of the metal layer is preferably 4 ⁇ m to 300 ⁇ m, more preferably 6 ⁇ m to 200 ⁇ m, and even more preferably 8 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the resin layer is not particularly limited. From the viewpoints of insulation, sufficient protection of the metal layer, adhesion to the object to be heat exchanged, etc., the thickness of the resin layer is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 15 ⁇ m or more, and 20 ⁇ m or more. It is even more preferable that there be. From the viewpoint of thinning, the thickness of the resin layer is preferably 5000 ⁇ m or less, more preferably 3000 ⁇ m or less, and even more preferably 1000 ⁇ m or less. From this viewpoint, the thickness of the resin layer is preferably 10 ⁇ m to 5000 ⁇ m, more preferably 15 ⁇ m to 3000 ⁇ m, and even more preferably 20 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the thickness of the resin layer represents the thickness of each resin layer.
  • the thickness of the inner resin layer of the cooling structure may be greater than or equal to the thickness of the outer resin layer.
  • the method of laminating the metal layer and the resin layer is not particularly limited.
  • they may be laminated using an adhesive or by a known lamination method.
  • the overall thickness of the outer packaging material can be designed depending on the material of the outer packaging material, desired function, etc.
  • the total thickness of the outer packaging material may be 4 ⁇ m to 15,000 ⁇ m, 10 ⁇ m to 10,000 ⁇ m, or 30 ⁇ m to 5,000 ⁇ m.
  • the cooling structure may include an inner core disposed between the first outer wrapper and the second outer wrapper.
  • the inner core material disposed between the first outer wrapping material and the second outer wrapping material serves, for example, to form a flow path for the refrigerant to flow inside the cooling structure, and to serve as a support supporting the internal space of the cooling structure.
  • the inner core material may be a sheet-like material having an uneven shape.
  • the sheet-like object having an uneven shape include a sheet-like object that is folded into a corrugated shape by corrugating or pleating, a sheet-like object that has unevenness such as projections formed by embossing, and the like.
  • the material of the inner core material is not particularly limited, but preferably contains metal from the viewpoint of thermal conductivity.
  • the metal material include aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, stainless steel, and nickel.
  • the inner core material may contain only one kind of metal or two or more kinds of metals. From the viewpoint of thermal conductivity, cost, etc., aluminum is preferable.
  • the metal contained in the inner core material may be in the form of plated metal foil, clad metal made by bonding different metals, or the like.
  • At least the surface of the inner core material is made of resin. Since the surface of the inner core material is made of resin, the inner core material and the outer wrapping material can be fixed by welding, for example.
  • the material of the resin is not particularly limited.
  • examples include polyolefins such as polyethylene and polypropylene or modified resins thereof, fluororesins, polyesters such as polyethylene terephthalate, and thermoplastic resins such as polyvinyl chloride. Since these resins have excellent weldability, they are also useful in that the outer wrapping materials or the outer wrapping material and the inner core material can be easily fixed to each other by heating.
  • the inner core material is preferably a laminate having a metal layer and a resin layer. More preferably, it is a laminate having:
  • the resins contained in the resin layers placed on both sides of the metal layer may be of the same type or different types. Good too.
  • the thickness of the metal layer is not particularly limited. From the viewpoint of strength and thermal conductivity, the thickness of the metal layer is preferably 4 ⁇ m or more, more preferably 6 ⁇ m or more, and even more preferably 8 ⁇ m or more. From the viewpoint of thinning, the thickness of the metal layer is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less, and even more preferably 100 ⁇ m or less. From this viewpoint, the thickness of the metal layer is preferably 4 ⁇ m to 300 ⁇ m, more preferably 6 ⁇ m to 200 ⁇ m, and even more preferably 8 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the resin layer is not particularly limited. From the viewpoints of insulation, sufficient protection of the metal layer, adhesion to the object to be heat exchanged, etc., the thickness of the resin layer is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 15 ⁇ m or more, and 20 ⁇ m or more. It is even more preferable that there be. From the viewpoint of thinning, the thickness of the resin layer is preferably 5000 ⁇ m or less, more preferably 3000 ⁇ m or less, and even more preferably 1000 ⁇ m or less. From this viewpoint, the thickness of the resin layer is preferably 10 ⁇ m to 5000 ⁇ m, more preferably 15 ⁇ m to 3000 ⁇ m, and even more preferably 20 ⁇ m to 1000 ⁇ m. When resin layers are arranged on both sides of the metal layer, the thickness of the resin layer represents the thickness of each resin layer.
  • the method of laminating the metal layer and the resin layer is not particularly limited.
  • they may be laminated using an adhesive or by a known lamination method.
  • the overall thickness of the inner core material can be designed depending on the material of the inner core material, desired function, etc.
  • the total thickness of the inner core may be between 4 ⁇ m and 15,000 ⁇ m, between 10 ⁇ m and 10,000 ⁇ m, and between 30 ⁇ m and 5,000 ⁇ m.
  • the number of inner core materials arranged in the cooling structure is not particularly limited.
  • one inner core member may be placed inside the cooling structure, or a plurality of inner core members having predetermined dimensions may be arranged side by side inside the cooling structure.
  • a plurality of inner core members having predetermined dimensions may be arranged side by side inside the cooling structure.
  • the thickness of the cooling structure is not particularly limited and can be selected depending on the usage of the cooling structure.
  • the thickness of the cooling structure may be, for example, in the range of 0.5 mm to 50 mm.
  • the above thickness is the thickness of the portion of the cooling structure where the flow path exists, and if the thickness is not constant, it is the arithmetic mean value of the values measured at five arbitrary locations.
  • the first outer wrapping material and the second outer wrapping material are each a laminate having a polypropylene (PP) layer, a metal layer, and a polyethylene terephthalate (PET) layer in this order
  • the inner core material includes a PP layer
  • It is a laminate having a metal layer and a PP layer in this order, and has a structure in which the PP layers of the first outer wrapping material and the second outer wrapping material are each fixed to the PP layer of the inner core material.
  • the outer surface is covered with a PET layer, the PP layers of the first outer wrapping material and the second outer wrapping material are welded at the ends, and the PP layers of the first outer wrapping material and the second outer wrapping material are welded inside. It has a structure in which the layers and the PP layer of the inner core material are welded together.
  • the cooling structure of the present disclosure can be widely used for cooling heating elements, for example, for cooling battery modules, power semiconductor modules, etc. installed in electronic devices such as smartphones and personal computers, electric vehicles, hybrid vehicles, etc. It is valid.
  • the structure of the present disclosure includes the above-described cooling structure of the present disclosure and a cooled object.
  • the object to be cooled is cooled by circulating a refrigerant inside the cooling structure.
  • the specific cooling body may be placed in contact with the cooling structure or may be placed indirectly.
  • Examples of the object to be cooled include electronic devices such as smartphones and personal computers, battery modules installed in electric vehicles, hybrid vehicles, and power semiconductor modules.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

第１樹脂部１００Ａと、前記第１樹脂部に接合している第２樹脂部１００Ｂと、を含み、 前記第１樹脂部の前記第２樹脂部と接合している第１接合面は第１凹部１２０Ａを有し、 前記第２樹脂部の前記第１樹脂部と接合している第２接合面は第２凹部１２０Ｂを有し、 前記第１凹部と前記第２凹部とは互いに対向する位置に設けられる、冷却構造体用樹脂部品。

Description

冷却構造体用樹脂部品、冷却構造体及び構造体
　本開示は、冷却構造体用樹脂部品、冷却構造体及び構造体に関する。
　スマートフォン、パーソナルコンピューター等の電子機器、電気自動車、ハイブリッド車等に搭載される電池モジュールなどの分野では、発熱対策として水冷式冷却器、ヒートパイプ等を組み込む技術が知られている。また、シリコンカーバイド製等のパワー半導体モジュールにおいても、発熱対策のために冷却板、ヒートシンク等を用いた対策が提案されている。
　例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等のモータを搭載する車両には、モータを駆動する駆動手段が搭載されている。駆動手段は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー半導体を複数備えるパワーモジュール、キャパシタ等の電子部品、これら電子部品を電気的に接合するバスバーなどから構成される。モータを駆動する際には、パワー半導体、キャパシタ等、これら電子部品を接合するバスバーに大電流が流れることがある。この場合、スイッチング損失、抵抗損失等によって駆動手段が発熱するため、駆動手段を効率的に冷却することが望まれる。また、車両に搭載された電池モジュールからの発熱についても効率的に冷却することが望まれる。
　発熱する物体（以下、被冷却体ともいう）を冷却するための構造体（以下、冷却構造体ともいう）の材質としては、アルミニウムのような熱伝導性の高い金属が一般に使用されている。一方で、被冷却体の表面への取り付けやすさ、設置スペースの制約等の観点から、冷却構造体の厚みを薄くすることが望まれている。しかしながら、金属製の冷却構造体は一般に薄型化することが難しい。
　薄型化を達成できる冷却構造体として、金属製の伝熱層の両面を樹脂層でラミネートしたラミネート材で形成された袋状の外包材の内部に流路を形成するための凹凸構造を持つ内心材を配置した状態の冷却構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２０－３１３２号公報
　特許文献１に記載された冷却構造体は、冷却構造体の側面にあたる部分に冷媒の流入口及び流出口が設けられているが、被冷却体の形状、設置スペースの状態等によっては冷却構造体の主面の一方に冷媒の流入口及び流出口を設けた構成が望ましい。
　しかしながら、特許文献１に記載された冷却構造体の主面の一方に冷媒の流入口及び流出口を設けると、外包材にシワが発生する場合があることがわかった。
　冷却構造体の厚みが薄い場合には、外包材に生じたシワが内部の空間を圧迫して冷媒の流通を妨げるおそれがある。このため、外包材のシワの発生を抑制することが望ましい。
　かかる状況に鑑み、本開示は、冷却構造体の外包材のシワの発生を抑制できる樹脂部品、この樹脂部品を含む冷却構造体、及びこの冷却構造体を含む構造体を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
＜１＞第１樹脂部と、第１樹脂部に接合している第２樹脂部と、を含み、
　第１樹脂部の第２樹脂部と接合している第１接合面は第１凹部を有し、
　第２樹脂部の第１樹脂部と接合している第２接合面は第２凹部を有し、
　第１凹部と第２凹部とは互いに対向する位置に設けられる、冷却構造体用樹脂部品。
＜２＞第１樹脂部及び第２樹脂部の少なくとも一方は貫通穴を有し、第１樹脂部及び第２樹脂部の他の一方は前記貫通穴に嵌合する突出部を有する、＜１＞に記載の冷却構造体用樹脂部品。
＜３＞第１接合面と第２接合面とは溶着により接合している、＜１＞又は＜２＞に記載の冷却構造体用樹脂部品。
＜４＞＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の冷却構造体用樹脂部品と、第１外包材と、第２外包材と、を含み、
　前記冷却構造体用樹脂部品の第１樹脂部は第１外包材と固定され、第２樹脂部は第２外包材と固定されている、冷却構造体。
＜５＞＜４＞に記載の冷却構造体と、被冷却体と、を有する構造体。
　本開示によれば、冷却構造体の外包材のシワの発生を抑制できる樹脂部品、この樹脂部品を含む冷却構造体、及びこの冷却構造体を含む構造体が提供される。
本開示の樹脂部品を含む冷却構造体の外観の一例を示す概略斜視図である。 図１に示す冷却構造体を構成する部品を分解した状態を示す概略斜視図である。 従来の樹脂部品を含む冷却構造体の製造工程の一例を示す図である。 本開示の樹脂部品の内部構造の一例を示す概略断面図である。 図４に示す樹脂部品の第１樹脂部と第２樹脂部を分解した状態を示す概略斜視図である。
　以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。但し、本開示の実施形態は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示の実施形態を制限するものではない。
　本開示における実施形態について図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、各図面において、実質的に同じ機能を有する部材には、全図面同じ符号を付与し、重複する説明は省略する。
　本開示において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
　本開示において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。
＜ジョイント部品＞
　本開示の冷却構造体用樹脂部品は、第１樹脂部と、第１樹脂部に接合している第２樹脂部と、を含み、
　第１樹脂部の第２樹脂部と接合している第１接合面は第１凹部を有し、
　第２樹脂部の第１樹脂部と接合している第２接合面は第２凹部を有し、
　第１凹部と第２凹部とは互いに対向する位置に設けられる。
　本開示において「冷却構造体用樹脂部品（以下、樹脂部品ともいう）」とは、冷却構造体の部品として使用される樹脂を含む物体を意味する。
　本開示において「冷却構造体」とは、内部に冷媒を流通させて被冷却体を冷却する物体を意味する。
　本開示の樹脂部品は、冷却構造体の内部に冷媒を流入又は冷却構造体の内部から冷媒を流出させるためのジョイント口を持つ部品（以下、ジョイント部品ともいう）であっても、ジョイント部品でなくてもよい。ジョイント部品でない樹脂部品としては、一方の端部に冷媒の流入口及び流出口が設けられた冷却構造体において、冷却構造体の他方の端部に設けられる樹脂部品が挙げられる。
　本開示の樹脂部品を冷却構造体に適用すると、冷却構造体を構成する外包材のシワの発生を抑制できる。
　以下、本開示の樹脂部品及び樹脂部品を含む冷却構造体について、図面を参照して説明する。なお、本開示の実施形態は図面に記載の態様に限定されない。
　図１は本開示の樹脂部品を含む冷却構造体の外観の一例を示す概略斜視図である。
　図１に示す冷却構造体１００は、第１外包材１０Ａと、冷媒の流入口に配置される第１樹脂部品２０Ａと、冷媒の流出口に配置される第２樹脂部品２０Ｂと、冷却構造体１００の第１外包材１０Ａが配置される側と逆側に配置される第２外包材１０Ｂと、を備えている。
　図２は図１に示す冷却構造体１００を構成する部品を分解したときの状態を示す概略斜視図である。
　図２に示すように、第１樹脂部品１０Ａ及び第２樹脂部品２０Ｂは、それぞれ冷媒の配管と接続するためのジョイント口ａと、基部ｂと、を有する。
　第１外包材１０Ａ及び第２外包材１０Ｂはそれぞれシート状であり、第１外包材１０Ａは第１樹脂部品２０Ａ及び第２樹脂部品２０Ｂのジョイント口ａに相当する位置に貫通穴を有している。
　第１樹脂部品２０Ａ及び第２樹脂部品２０Ｂの間には、冷媒の流路を形成するための内心材３０が配置される。
　冷却構造体１００は、例えば、第１外包材１０Ａと第２外包材１０Ｂとの間に第１樹脂部品２０Ａ、第２樹脂部品２０Ｂ及び内心材３０を挟んだ状態で、第１外包材１０Ａと第２外包材１０Ｂの周縁部を溶着等により接合することで製造される。
　このとき、第１樹脂部品２０Ａ及び第２樹脂部品２０Ｂも、第１外包材１０Ａ及び第２外包材１０Ｂと溶着等により接合される。
　図３は、従来の樹脂部品を備える冷却構造体の製造工程の一例を概略的に示す図である。
　図３に示す樹脂部品２０は、ジョイント口ａ、基部ｂ及び脚部ｃを備え、基部ｂが第１外包材１０Ａと固定され、脚部ｃが第２外包材１０Ｂと固定される。
　まず、図３の（Ａ）に示すように、樹脂部品２０を第１外包材１０Ａと第２外包材１０Ｂとの間に配置する。
　次いで、図３の（Ｂ）に示すように、溶着によって第１外包材１０Ａと第２外包材１０Ｂの端部を固定するとともに、樹脂部品２０の基部ｂを第１外包材１０Ａと固定し、脚部ｃを第２外包材１０Ｂと固定する。
　次いで、図３の（Ｃ）に示すように、固定した各部位を冷却する。
　図３に示す方法では、溶着に使用する熱板等により与えられる熱によって樹脂部品２０が膨張し、基部ｂの径ｄ１が拡張してｄ２になった状態で第２外包材１０Ｂと固定される。このとき、第２外包材１０Ｂも熱によって膨張するが、その膨張率は樹脂部品２０の膨張率と異なっている。このため、溶着後の冷却により樹脂部品２０が収縮して基部ｂの径ｄ２がもとの寸法ｄ１に戻ったときに、第２外包材１０Ｂの寸法はもとの寸法に戻らず、第２外包材１０Ｂが樹脂部品２０と溶着していない部分（すなわち、樹脂部品２０の脚部ｃの間に相当する部分）にシワが発生する。
　図３に示したように、従来の樹脂部品を外包材と溶着させるときにシワが発生する原因の一つは樹脂部品の形状である。すなわち、樹脂部品が外包材と部分的に接する形状であると、外包材の樹脂部品と接していない部分にシワが生じる。
　従来の樹脂部品が外包材と部分的に接する形状であることの理由は、冷媒を冷却構造体の内部に導入するためのスペースを確保するための脚部が設けられているからである。
　これに対して本開示の樹脂部品では、従来の樹脂部品と異なり、冷媒を冷却構造体の内部に導入するためのスペースが樹脂部品の基部の内部（すなわち、第１樹脂部と第２樹脂部の間）に形成される。このため、基部となる第１樹脂部及び第２樹脂部のほぼ全面が外包材と接するように樹脂部品を配置することができる。その結果、外包材の樹脂部品と接していない部分をなくすか又は縮小でき、シワの発生を抑制できる。
　図４は本開示の樹脂部品の内部構造の一例を概略的に示す断面図である。
　図４に示す樹脂部品２０は、基部を構成する第１樹脂部１００Ａと第２樹脂部１００Ｂとが接合した状態である。
　第１樹脂部１００Ａの第２樹脂部１００Ｂと接合している第１接合面は、第１凹部１２０Ａを有している。
　第２樹脂部１００Ｂの第１樹脂部１００Ａと接合している第２接合面は、第２凹部１２０Ｂを有している。
　図４に示すように、第１凹部１２０Ａと第２凹部１２０Ｂとは、互いに対向する位置に設けられている。このため、樹脂部品２０の内部には互いに対向する第１凹部１２０Ａと第２凹部１２０Ｂとから形成される空間が存在する。この空間は、例えば、樹脂部品２０のジョイント口から導入される冷媒の流路として機能する。
　第１凹部１２０Ａ及び第２凹部１２０Ｂの形状は特に制限されず、樹脂部品２０の形状等に応じて設定できる。
　第１樹脂部１００Ａと第２樹脂部１００Ｂとを接合させる際の位置合わせを精度よく行う観点からは、第１樹脂部１００Ａ及び第２樹脂部１００Ｂの少なくとも一方は貫通穴を有し、第１樹脂部１００Ａ及び第２樹脂部１００Ｂの他の一方は貫通穴に嵌合する突出部１３０を有することが好ましい。
　貫通穴は、第１樹脂部１００Ａ及び第２樹脂部１００Ｂのいずれか一方にのみ設けられても、両方に設けられてもよい。
　突出部１３０は、第１樹脂部１００Ａ及び第２樹脂部１００Ｂのいずれか一方にのみ設けられても、両方に設けられてもよい。
　貫通穴の深さと対応する突出部の高さは、同じであっても異なっていてもよい。ジョイント部材が外包材と接しない部分におけるシワの発生を抑制する観点からは、貫通穴の深さと対応する突出部の高さとは、同じであることが好ましい。
　第１樹脂部１００Ａの第１接合面と逆側の面である第１被接合面、及び第２樹脂部１００Ｂの第２接合面と逆側の面である第２非接合面は、平面であっても凹部を有していてもよい。
　樹脂部品の軽量化、材料の節約等の観点からは、第１被接合面及び第２被接合面は凹部１４０を有していてもよい。この場合、凹部１４０の配置は外包材にシワが発生しないように設定することが好ましい。
　樹脂部品の内部に形成される空間は、１つの連続した空間であっても、互いに連続していない複数の空間に分かれていてもよい。
　冷媒の流通を効率よく行う観点からは、樹脂部品の内部に形成される空間は、１つの連続した空間であることが好ましい。
　図５は、図４に示す樹脂部品２０を構成する第１樹脂部１００Ａ及び第２樹脂部１００Ｂを分解したときの一例を概略的に示す斜視図である。図５に示すＸ－Ｘ線は、図４に示す樹脂部品１０の断面に相当する位置を示す。
　図５に示す例では、第１樹脂部１００Ａの第１接合面はドット状の複数の隆起部と、隆起部の周囲の陥没した領域とを有する。
　図示しないが、第２樹脂部１００Ｂの第２接合面は第１接合面と同様にドット状の複数の隆起部と、隆起部の周囲の陥没した領域とを有する。
　第１樹脂部１００Ａの第１接合面において、複数の隆起部は第２樹脂部１００Ｂの第２接合面と接合する部位に相当する。複数の隆起部の一部は、第２樹脂部の第２接合面に設けられる貫通穴と嵌合する突出部、又は、第２樹脂部の第２接合面に設けられる突出部と嵌合する貫通穴を有している。
　第１樹脂部１００Ａの第１接合面において、隆起部の周囲の陥没した領域は図４に示した凹部に相当し、第２樹脂部１００Ｂの第２接合面における凹部とともに空間を形成する。図５に示す例では、第１接合面の凹部と第２接合面の凹部とが形成する空間は、隆起部の周囲の陥没した領域に相当する。このため、樹脂部品の内部に１つの連続した空間が形成される。
　樹脂部品の変形、破損等を抑制する観点からは、樹脂部品の内部に形成される空間の占有率は８０体積％以下であることが好ましく、７０体積％以下であることがより好ましく、６０体積％以下であることがさらに好ましい。
　冷媒の流出及び流入の効率の観点からは、樹脂部品の内部に形成される空間の占有率は１０体積％以上であることが好ましく、２０体積％以上であることがより好ましく、３０体積％以上であることがさらに好ましい。
　上記占有率は、樹脂部品の基部に相当する部位における体積基準の割合である。
　樹脂部品の基部の厚み（第１樹脂部と第２樹脂部の合計厚み）は特に制限されず、冷却構造体の大きさ、形状、用途等に応じて選択できる。例えば、樹脂部品の基部の厚みは１ｍｍ～１０ｍｍであってもよい。
　本開示の樹脂部品は、例えば、第１樹脂部に相当する樹脂成形品と、第２樹脂部に相当する樹脂成形品と、を接合することで得られる。
　接合の方法は特に制限されず、溶着により行っても、接着剤、ねじ等を用いて行ってもよい。第１樹脂部と第２樹脂部との間に形成される空間の気密性を確保する観点からは、接合は溶着により行うことが好ましい。
　第１樹脂部に相当する樹脂成形品と、第２樹脂部に相当する樹脂成形品との接合は、外包材への固定と同時に行ってもよい。
　すなわち、本開示の樹脂部品は、冷却構造体の組み立て前にあっては第１樹脂部に相当する樹脂成形品と、第２樹脂部に相当する樹脂成形品とに分かれた状態であってもよい。
　本開示の樹脂部品の材質は、特に制限されない。樹脂部品の外包材への固定を溶着により行う場合は、樹脂部品は熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。熱可塑性樹脂を含む樹脂部品は、射出成形等の公知の手法で製造できる。
　本開示の樹脂部品は、図１及び図２に示したように１個のジョイント口を有していても、複数個のジョイント口を有していても、ジョイント口を有していなくてもよい。
　複数個のジョイント口を有する樹脂部品としては、冷媒を流入させるジョイント口と冷媒を流出させるジョイント口とをそれぞれ有する樹脂部品が挙げられる。このような樹脂部品は、例えば、ジョイント口を持たない樹脂部品と組み合わせて冷却構造体内を冷媒に１往復させる場合などに適用される。
　冷却構造体に配置される樹脂部品の位置は、特に制限されない。例えば、図１及び図２に示したように冷却構造体の両端部に冷媒を流入させる樹脂部品と冷媒を流出させるジョイント部品とをそれぞれ配置してもよく、冷却構造体の端部の一方に冷媒を流入及び流出させる樹脂部品を配置してもよい。
＜冷却構造体＞
　本開示の冷却構造体は、上述した本開示の樹脂部品と、第１外包材と、第２外包材と、を含み、
　前記樹脂部品の第１樹脂部は第１外包材と固定され、第２樹脂部は第２外包材と固定されている、冷却構造体である。
　上記冷却構造体では、樹脂部品の基部となる第１樹脂部及び第２樹脂部のほぼ全面がそれぞれ第１外包材及び第２外包材と接している。このため、外包材の樹脂部品と接していない部分をなくすか又は縮小でき、外包材のシワの発生を抑制できる。
　以下、冷却構造体を構成する樹脂部品以外の部材について説明する。ただし、本開示はこれらの説明に限定されない。
（外包材）
　外包材の材質は特に制限されないが、熱伝導性の観点から金属を含むことが好ましい。金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス、ニッケル等が挙げられる。外包材に含まれる金属は１種のみでも２種以上であってもよい。熱伝導性、コスト等の観点からは、アルミニウムが好ましい。
　外包材に含まれる金属は、メッキ加工された金属箔、異種金属を接合したクラッドメタル等の状態であってもよい。
　外包材は、少なくとも一方の表面に樹脂層を有することが好ましい。外包材の少なくとも一方の表面に樹脂層を有することで、例えば、外包材同士又は外包材と樹脂部品とを溶着により固定することができる。
　樹脂層の材質は、特に制限されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン又はこれらの変性樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は溶着性に優れるため、加熱により外包材同士又は外包材と内心材とを容易に固定できる点でも有用である。
　熱伝導性と溶着性を両立させる観点からは、外包材は、金属層と、樹脂層と、を有する積層体であることが好ましく、金属層と、金属層の両面にそれぞれ配置される樹脂層と、を有する積層体であることがより好ましい。
　外包材が金属層と、金属層の両面にそれぞれ配置される樹脂層と、を有する積層体である場合、金属層の両面に配置される樹脂層に含まれる樹脂は同種であっても異種であってもよい。例えば、外包材の冷却構造体の外表面に相当する樹脂層には耐熱性等を考慮した樹脂層を配置し、逆側の樹脂層には外包材同士又は外包材と樹脂部品との溶着性を考慮した樹脂層を配置してもよい。
　金属層の厚みは特に制限されない。強度及び熱伝導性の観点からは、金属層の厚みは４μｍ以上であることが好ましく、６μｍ以上であることがより好ましく、８μｍ以上であることがさらに好ましい。薄型化の観点からは、金属層の厚みは３００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましい。かかる観点からは、金属層の厚みは、４μｍ～３００μｍであることが好ましく、６μｍ～２００μｍであることがより好ましく、８μｍ～１００μｍであることがさらに好ましい。
　樹脂層の厚みは特に制限されない。絶縁性、金属層の十分な保護、被熱交換体への密着性等の観点からは、樹脂層の厚みは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。薄型化の観点からは、樹脂層の厚みは、５０００μｍ以下であることが好ましく、３０００μｍ以下であることがより好ましく、１０００μｍ以下であることがさらに好ましい。かかる観点からは、樹脂層の厚みは、１０μｍ～５０００μｍであることが好ましく、１５μｍ～３０００μｍであることがより好ましく、２０μｍ～１０００μｍであることがさらに好ましい。
　樹脂層が金属層の両面にそれぞれ配置される場合、上記樹脂層の厚みは、それぞれの樹脂層の厚みを表す。
　樹脂層が金属層の両面にそれぞれ配置される場合、金属層の十分な保護の観点からは、冷却構造体の内側となる樹脂層の厚みは外側となる樹脂層の厚み以上であってもよい。
　外包材が金属層と樹脂層とを有する積層体である場合、金属層と樹脂層とを積層する方法は特に制限されない。例えば、接着剤を用いて積層してもよく、公知のラミネート方法によって積層してもよい。
　外包材の全体の厚みは、外包材の材質、所望の機能等に応じて設計可能である。例えば、外包材の全体の厚みは、４μｍ～１５，０００μｍであってもよく、１０μｍ～１０，０００μｍであってもよく、３０μｍ～５，０００μｍであってもよい。
（内心材）
　冷却構造体は、第１外包材及び第２外包材の間に配置される内心材を備えてもよい。
　第１外包材及び第２外包材の間に配置される内心材は、例えば、冷却構造体の内部に冷媒が流通するための流路を形成する役割、冷却構造体の内部空間を支える支柱としての役割等を果たす。
　冷却構造体の内部に冷媒が流通するための流路を形成する観点から、内心材は凹凸形状を有するシート状物であってもよい。
　凹凸形状を有するシート状物としては、例えば、コルゲート加工又はプリーツ加工によって波型に折り曲げられたシート状物、エンボス加工によって突起等の凹凸が形成されたシート状物体等が挙げられる。
　内心材の材質は特に制限されないが、熱伝導性の観点から金属を含むことが好ましい。金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス、ニッケル等が挙げられる。内心材に含まれる金属は１種のみでも２種以上であってもよい。熱伝導性、コスト等の観点からは、アルミニウムが好ましい。
　内心材に含まれる金属は、メッキ加工された金属箔、異種金属を接合したクラッドメタル等の状態であってもよい。
　内心材は、少なくとも表面が樹脂製であることが好ましい。内心材の表面が樹脂製であることで、例えば、内心材と外包材とを溶着により固定することができる。
　樹脂の材質は、特に制限されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン又はこれらの変性樹脂、フッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は溶着性に優れるため、加熱により外包材同士又は外包材と内心材とを容易に固定できる点でも有用である。
　熱伝導性と溶着性を両立させる観点からは、内心材は金属層と、樹脂層と、を有する積層体であることが好ましく、金属層と、金属層の両面に配置される樹脂層とを有する積層体であることがより好ましい。
　内心材が金属層と、金属層の両面に配置される樹脂層とを有する積層体である場合、金属層の両面に配置される樹脂層に含まれる樹脂は同種であっても異種であってもよい。
　金属層の厚みは特に制限されない。強度及び熱伝導性の観点からは、金属層の厚みは４μｍ以上であることが好ましく、６μｍ以上であることがより好ましく、８μｍ以上であることがさらに好ましい。薄型化の観点からは、金属層の厚みは３００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましい。かかる観点からは、金属層の厚みは、４μｍ～３００μｍであることが好ましく、６μｍ～２００μｍであることがより好ましく、８μｍ～１００μｍであることがさらに好ましい。
　樹脂層の厚みは特に制限されない。絶縁性、金属層の十分な保護、被熱交換体への密着性等の観点からは、樹脂層の厚みは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。薄型化の観点からは、樹脂層の厚みは、５０００μｍ以下であることが好ましく、３０００μｍ以下であることがより好ましく、１０００μｍ以下であることがさらに好ましい。かかる観点からは、樹脂層の厚みは、１０μｍ～５０００μｍであることが好ましく、１５μｍ～３０００μｍであることがより好ましく、２０μｍ～１０００μｍであることがさらに好ましい。
　樹脂層が金属層の両面に配置される場合、上記樹脂層の厚みは、それぞれの樹脂層の厚みを表す。
　内心材が金属層と樹脂層とを有する積層体である場合、金属層と樹脂層とを積層する方法は特に制限されない。例えば、接着剤を用いて積層してもよく、公知のラミネート方法によって積層してもよい。
　内心材の全体の厚みは、内心材の材質、所望の機能等に応じて設計可能である。例えば、内心材の全体の厚みは、４μｍ～１５，０００μｍであってもよく、１０μｍ～１０，０００μｍであってもよく、３０μｍ～５，０００μｍであってもよい。
　冷却構造体に配置される内心材の数は、特に制限されない。例えば、１つの内心材を冷却構造体の内部に配置しても、所定の寸法の複数の内心材を冷却構造体の内部に並べて配置してもよい。複数の内心材を冷却構造体の内部に並べて配置する場合は、冷却構造体の寸法にあわせた内心材を作製する代わりに冷却構造体の内部に配置する内心材の数を調整することで所望の流路を形成することができ、量産性の観点から優れている。
　冷却構造体の厚みは特に制限されず、冷却構造体の用途等に応じて選択できる。
　冷却構造体の厚みは、例えば、０．５ｍｍ～５０ｍｍの範囲内であってもよい。
　上記厚みは冷却構造体の流路が存在する部分の厚みであり、厚みが一定でない場合は任意の５箇所で測定した値の算術平均値である。
　冷却構造体のある実施形態では、第１外包材及び第２外包材はそれぞれポリプロピレン（ＰＰ）層、金属層及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層をこの順に有する積層体であり、内心材はＰＰ層、金属層及びＰＰ層をこの順に有する積層体であり、第１外包材及び第２外包材のＰＰ層がそれぞれ内心材のＰＰ層と固定された構造を有する。
　上記実施形態の冷却構造体は、外表面がＰＥＴ層で被覆され、端部では第１外包材及び第２外包材のＰＰ層が溶着され、内部では第１外包材及び第２外包材のＰＰ層と内心材のＰＰ層とが溶着した構造を有する。
　本開示の冷却構造体は、発熱体の冷却に広く利用可能であり、例えば、スマートフォン、パーソナルコンピューター等の電子機器、電気自動車、ハイブリッド車等に搭載される電池モジュール、パワー半導体モジュールなどの冷却に有効である。
＜構造体＞
　本開示の構造体は、前述の本開示の冷却構造体と、被冷却体と、を有する。
　本開示の構造体では、冷却構造体の内部に冷媒を流通させて被冷却体を冷却する。比冷却体は、冷却構造体と接するように配置しても、間接的に配置してもよい。
　被冷却体としては、スマートフォン、パーソナルコンピューター等の電子機器、電気自動車、ハイブリッド車等に搭載される電池モジュール、パワー半導体モジュールなどが挙げられる。
　特願２０２２－０８４０９８号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に援用されて取り込まれる。

Claims (5)

  1. 　第１樹脂部と、第１樹脂部に接合している第２樹脂部と、を含み、
    　第１樹脂部の第２樹脂部と接合している第１接合面は第１凹部を有し、
    　第２樹脂部の第１樹脂部と接合している第２接合面は第２凹部を有し、
    　第１凹部と第２凹部とは互いに対向する位置に設けられる、冷却構造体用樹脂部品。
  2. 　第１樹脂部及び第２樹脂部の少なくとも一方は貫通穴を有し、第１樹脂部及び第２樹脂部の他の一方は前記貫通穴に嵌合する突出部を有する、請求項１に記載の冷却構造体用樹脂部品。
  3. 　第１接合面と第２接合面とは溶着により接合している、請求項１に記載の冷却構造体用樹脂部品。
  4. 　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の冷却構造体用樹脂部品と、第１外包材と、第２外包材と、を含み、
    　前記冷却構造体用樹脂部品の第１樹脂部は第１外包材と固定され、第２樹脂部は第２外包材と固定されている、冷却構造体。
  5. 　請求項４に記載の冷却構造体と、被冷却体と、を有する構造体。
PCT/JP2023/016522 2022-05-23 2023-04-26 冷却構造体用樹脂部品、冷却構造体及び構造体 WO2023228676A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-084098 2022-05-23
JP2022084098 2022-05-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023228676A1 true WO2023228676A1 (ja) 2023-11-30

Family

ID=88919178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/016522 WO2023228676A1 (ja) 2022-05-23 2023-04-26 冷却構造体用樹脂部品、冷却構造体及び構造体

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023228676A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015000547A (ja) * 2013-06-17 2015-01-05 キョーラク株式会社 ダクト
JP2020176677A (ja) * 2019-04-17 2020-10-29 大日本印刷株式会社 真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品
JP2020194695A (ja) * 2019-05-28 2020-12-03 昭和電工パッケージング株式会社 熱交換器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015000547A (ja) * 2013-06-17 2015-01-05 キョーラク株式会社 ダクト
JP2020176677A (ja) * 2019-04-17 2020-10-29 大日本印刷株式会社 真空断熱材用外包材、真空断熱材、および真空断熱材付き物品
JP2020194695A (ja) * 2019-05-28 2020-12-03 昭和電工パッケージング株式会社 熱交換器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7126388B2 (ja) 樹脂融着製熱交換器
US11788794B2 (en) Heat exchanger and inner fin thereof
CN214333484U (zh) 热交换器及其内散热片
JP6299618B2 (ja) 電力変換装置及びその製造方法
JP2021052098A (ja) 電気部品組立体の放熱構造、熱伝導シート、電気部品組立体の製造方法
WO2023228676A1 (ja) 冷却構造体用樹脂部品、冷却構造体及び構造体
JP7353164B2 (ja) 熱交換器
WO2023210710A1 (ja) 冷却構造体及び構造体
WO2023210711A1 (ja) ジョイント部品、冷却構造体及び構造体
JP7410713B2 (ja) 熱交換器
JP6670449B2 (ja) 蓄電モジュール
JP2021162198A (ja) 熱交換器およびその外包体
WO2023190755A1 (ja) 冷却構造体及び構造体
WO2023248759A1 (ja) 冷却構造体及び構造体
JP2011208814A (ja) 水冷ジャケット
JP7369029B2 (ja) 熱交換器
WO2023224015A1 (ja) 冷却構造体及び構造体
JP2022043445A (ja) 熱交換器の製造方法
WO2022244626A1 (ja) 熱交換器、構造体、及び構造体の製造方法
WO2023112899A1 (ja) 冷却構造体
WO2022196192A1 (ja) 熱交換器
JP7446918B2 (ja) 熱交換器およびそのインナーフィン
WO2023224017A1 (ja) 冷却構造体及び構造体
JP2022177539A (ja) 構造体及び構造体の製造方法
JP2004319582A (ja) 薄型流路形成体、熱交換装置、電子機器および薄型流路形成体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23811554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1