(57)【要約】【課題】金属部品の接合の信頼性を向上させ、製造コストの上昇を抑える。【解決手段】本発明の一形態に係る積層体は、ｎ枚の伝熱板が固相接合により積層されて形成された積層体である。上記積層体には、最上層の伝熱板からｍ枚目（ｍ＜ｎ）の伝熱板までのｍ枚の伝熱板のそれぞれに積層方向に貫通する貫通孔が設けられている。上記ｍ枚の伝熱板のそれぞれに形成された上記貫通孔が上記積層方向に連通することによりパイプが挿入される孔が形成されている。上記最上層の伝熱板に形成された上記貫通孔の内径が上記最上層の伝熱板以外の伝熱板に形成された上記貫通孔の内径よりも大きい。【選択図】図１
2020153548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ枚の伝熱板が積層され、固相接合により接合されて形成された積層体において、
前記積層体には、最上層の伝熱板からｍ枚目（ｍ＜ｎ）の伝熱板までのｍ枚の伝熱板のそれぞれに積層方向に貫通する貫通孔が設けられ、
前記ｍ枚の伝熱板のそれぞれに形成された前記貫通孔が前記積層方向に連通することにより金属部品が挿入される孔が形成され、
前記最上層の伝熱板に形成された前記貫通孔の内径が前記最上層の伝熱板以外の伝熱板に形成された前記貫通孔の内径よりも大きい
積層体。
【請求項２】
請求項１に記載された積層体であって、
前記最上層の伝熱板に形成された前記貫通孔は、
第１孔部と、
前記第１孔部に連通する第２孔部と
を有し、
前記第２孔部は、前記第１孔部と、前記最上層の伝熱板から数えて２枚目の伝熱板に形成された前記貫通孔との間に位置し、
前記第１孔部の内径は、前記第２孔部の内径以下に形成されている
積層体。
【請求項３】
請求項２に記載された積層体であって、
前記最上層の伝熱板から数えて２枚目の伝熱板から、前記最上層の伝熱板から数えてｍ枚目の伝熱板にかけて形成された貫通孔は、同じ内径を有し、
前記最上層の伝熱板から数えて（ｍ＋１）枚目の伝熱板に形成された貫通孔の内径は、前記同じ内径よりも小さい
積層体。
【請求項４】
請求項２または３に記載された積層体であって、
前記孔に前記金属部品が挿入され、
前記金属部品の側面から前記最上層の伝熱板から数えて２枚目の伝熱板の表面にかけて、前記金属部品と前記２枚目の伝熱板とを接合する接合材によるフィレットが形成されている
積層体。
【請求項５】
ｎ枚の伝熱板が積層されて固相接合により接合されて形成され、最上層の伝熱板から数えてｍ枚目（ｍ＜ｎ）の伝熱板までのｍ枚の伝熱板に金属部品が挿入される孔が形成された積層体の製造方法において、
同じ内径の第１貫通孔を有する複数の第１伝熱板を前記第１貫通孔が同心的に位置するように積層し、
底部を有し、前記第１貫通孔の内径よりも大きい内径の凹部が形成された第２伝熱板を前記凹部が前記第１貫通孔に対向し、且つ、前記凹部と前記第１貫通孔とが同心的に位置するように、前記第２伝熱板を前記複数の第１伝熱板上に積層し、
前記複数の第１伝熱板のそれぞれと前記第２伝熱板とを積層して固相接合し、
前記底部を切削して開口を形成することにより前記第２伝熱板に前記積層方向に貫通する第２貫通孔を形成し、前記第２貫通孔と前記第１貫通孔とを前記積層方向に連通させることにより、前記積層体に前記孔を形成する
積層体の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された積層体の製造方法であって、
前記底部を切削して開口を形成する際、前記第１貫通孔の内径よりも大きく、前記凹部の内径以下であって、前記第１貫通孔と同心的な前記底部の領域部を除去する
積層体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載された積層体の製造方法であって、
前記積層体を固相接合によって形成する際には、前記ｎ枚の伝熱板のそれぞれを前記積層方向に加圧する加圧冶具を準備し、
前記加圧冶具と前記加圧冶具と接する伝熱板との間には、前記固相接合の後に前記積層体を前記加圧冶具から容易に取り外すための離型剤を介在させ、
前記底部を切削して開口を形成することにより、前記領域部に付着した前記離型剤を除去する
積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体及び積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器のなかに、流路が形成された伝熱板が積層されて形成された熱交換器本体と、熱交換器本体に取り付けられた温度センサ等の出力信号を処理する制御基板であるプリント基板とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような熱交換器では、熱交換器本体として、複数の伝熱板を積層し、それぞれを固相接合させた積層体が利用される。複数の伝熱板を固相接合させる際には、一般的には高温の真空もしくは不活性ガス雰囲気中で、複数の伝熱板に対して積層方向に圧力を与えるための加圧冶具が利用される。
【０００４】
複数の伝熱板が固相接合され積層体が形成されたのち、積層体は加圧冶具から取り外される。このとき、積層体の加圧冶具が接する伝熱板と加圧冶具との間には、伝熱板を加圧冶具から取り外しやすくするための離型剤を介在させる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−０５３５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、固相接合中には、離型剤も加圧冶具によって積層体に対して加圧される。このため、加圧冶具と接触する積層体の当接面には離型剤の成分が残存し、強固に付着する場合がある。このように離型剤層が当接面に残存していると、当接面にパイプ等の金属部品をろう付けにより接合する際に、積層体と金属部品とを繋ぐための接合材（ろう材）が離型剤によって弾かれ、金属部品の接合の信頼性が低下する場合がある。また、このような残存した離型剤を完全に当接面から除去するために研磨等の表面処理と行うと、大きな製造コストがかかってしまう。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ろう付けによる金属部品の接合の信頼性を向上させ、製造コストの上昇を抑えた積層体及び積層体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る積層体は、ｎ枚の伝熱板が積層され、固相接合により接合されて形成された積層体である。
上記積層体には、最上層の伝熱板からｍ枚目（ｍ＜ｎ）の伝熱板までのｍ枚の伝熱板のそれぞれに積層方向に貫通する貫通孔が設けられている。
上記ｍ枚の伝熱板のそれぞれに形成された上記貫通孔が上記積層方向に連通することにより金属部品が挿入される孔が形成されている。
上記最上層の伝熱板に形成された上記貫通孔の内径が上記最上層の伝熱板以外の伝熱板に形成された上記貫通孔の内径よりも大きい。
【０００９】
上記の積層体においては、上記最上層の伝熱板に形成された上記貫通孔は、第１孔部と、上記第１孔部に連通する第２孔部とを有し、上記第２孔部は、上記第１孔部と、上記最上層の伝熱板から数えて２枚目の伝熱板に形成された上記貫通孔との間に位置し、上記第１孔部の内径は、上記第２孔部の内径以下に形成されてもよい。
【００１０】
上記の積層体においては、上記最上層の伝熱板から数えて２枚目の伝熱板から、最上層の伝熱板から数えてｍ枚目の伝熱板にかけて形成された貫通孔は、同じ内径を有し、最上層の伝熱板から数えて（ｍ＋１）枚目の伝熱板に形成された貫通孔の内径は、上記同じ内径よりも小さくてもよい。
【００１１】
上記の積層体においては、上記孔に上記金属部品が挿入され、上記金属部品の側面から上記最上層の伝熱板から数えて２枚目の伝熱板の表面にかけて、上記金属部品と上記２枚目の伝熱板とを接合する接合材によるフィレットが形成されてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る積層体の製造方法では、ｎ枚の伝熱板が積層されて固相接合により接合されて形成され、最上層の伝熱板から数えてｍ枚目（ｍ＜ｎ）の伝熱板までのｍ枚の伝熱板に金属部品が挿入される孔が形成される。
同じ内径の第１貫通孔を有する複数の第１伝熱板は、上記第１貫通孔が同心的に位置するように積層される。
底部を有し、上記第１貫通孔の内径よりも大きい内径の凹部が形成された第２伝熱板を上記凹部が上記第１貫通孔に対向し、且つ、上記凹部と上記第１貫通孔とが同心的に位置するように、上記第２伝熱板が上記複数の第１伝熱板上に積層される。
上記複数の第１伝熱板のそれぞれと上記第２伝熱板とが積層して固相接合される。
上記底部を切削して開口を形成することにより上記第２伝熱板に上記積層方向に貫通する第２貫通孔が形成され、上記第２貫通孔と上記第１貫通孔とが上記積層方向に連通させることにより、上記積層体に上記孔が形成される。
【００１３】
上記の積層体の製造方法においては、上記底部を切削して開口を形成する際、上記第１貫通孔の内径よりも大きく、上記凹部の上記内径以下であって、上記第１貫通孔と同心的な上記底部の領域部を除去してもよい。
【００１４】
上記の積層体の製造方法においては、上記積層体を固相接合によって形成する際には、上記ｎ枚の伝熱板のそれぞれを上記積層方向に加圧する加圧冶具を準備し、上記加圧冶具と上記加圧冶具と接する伝熱板との間には、前記固相接合の後に前記積層体を上記加圧冶具から取り外すための離型剤を介在させ、上記底部を切削して開口を形成することにより、上記領域部に付着した上記離型剤を除去してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように、本発明によれば、ろう付けによる金属部品の接合の信頼性を向上させ、製造コストの上昇を抑えた積層体及び積層体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図（ａ）は、本実施形態の積層体の一部を示す模式的斜視図である。図（ｂ）は、図（ａ）におけるＡ１−Ａ２に沿った断面を示す模式的断面図である。
【図２】本実施形態の積層体にパイプが接合された様子を示す模式的断面図である。
【図３】本実施形態の積層体が形成される製造過程を示す模式的断面図である。
【図４】本実施形態の積層体が形成される製造過程を示す模式的断面図である。
【図５】本実施形態の積層体の適用例を示す模式的斜視図である。
【図６】本実施形態の積層体の適用例を示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。
【００１８】
［積層体］
【００１９】
図１（ａ）は、本実施形態の積層体の一部を示す模式的斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ１−Ａ２に沿った断面を示す模式的断面図である。すなわち、図１（ｂ）の断面は、積層体２００の断面をＺ軸方向に対して垂直方向から眺めた様子が描かれている。
【００２０】
図１（ａ）に示す積層体２００は、ｎ枚の伝熱板２０２が積層され、固相接合により接合されて形成された積層体である。図１（ａ）には、積層体２００の隅部が例示されている。積層体２００は、直方体形状であり、上面２０１ｕと、下面２０１ｄと、上面２０１ｕと下面２０１ｄとに連なる側面２０１ｗとを有する。積層体２００には、上面２０１ｕから下面２０１ｄに向けて所定の深さの孔５１が設けられている。積層方向Ｚから積層体２００を上面視した場合、孔５１の外形は、例えば、円形状である。
【００２１】
ｎ枚の伝熱板２０２のそれぞれは、熱伝導率が高い金属板である。ｎ枚の伝熱板２０２のそれぞれは、同じ種類の金属である。本実施形態においては、伝熱板２０２の材料同じ種類の金属として説明するが、異種の金属を組み合わせて用いてもよい。またこれらの金属は、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等である。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、積層体２００の最上層に配置された伝熱板２０２ａには、積層方向Ｚに貫通する貫通孔５１０が形成されている。最上層の伝熱板２０２ａの下に位置する複数の伝熱板２０２ｂのそれぞれには、積層方向Ｚに貫通する貫通孔５１１が形成されている。複数の伝熱板２０２ｂの下に位置する複数の伝熱板２０２ｃには、積層方向Ｚに貫通する貫通孔５１２が形成されている。
【００２３】
伝熱板２０２ｃの下に位置する複数の伝熱板２０２ｄには、積層方向Ｚに貫通する貫通孔５２０が形成されている。複数の伝熱板２０２ｄの下に位置する複数の伝熱板２０２ｅには、孔５１の直下に貫通孔が形成されていない。
【００２４】
ここで、伝熱板２０２ａ〜２０２ｅをまとめて伝熱板２０２とし、貫通孔５１０〜５１２をまとめて貫通孔５００とすると、積層体２００には、最上層の伝熱板２０２から数えてｍ枚目（ｍ＜ｎ）の伝熱板２０２までのｍ枚の伝熱板２０２のそれぞれに、積層方向Ｚに連通する貫通孔５００が設けられていることになる。
【００２５】
すなわち、ｍ枚の伝熱板２０２のそれぞれに形成された貫通孔５００が積層方向に連通することにより、積層体２００には、金属部品であるパイプ（後述）が挿入される孔５１が形成されている。
【００２６】
積層体２００においては、最上層の伝熱板２０２ａに形成された貫通孔５１０の内径（内径Ｒ１、Ｒ２）は、最上層の伝熱板２０２ａ以外の伝熱板２０２ｂ、２０２ｃに形成された貫通孔５１１、５１２の内径（内径Ｒ３、Ｒ４）よりも大きく形成されている。
【００２７】
積層体２００においては、最上層の伝熱板２０２ａの内壁に段差が形成されている。例えば、伝熱板２０２ａに形成された貫通孔５１０は、第１孔部５１０ａと、第２孔部５１０ｂとを有する。第１孔部５１０ａと、第２孔部５１０ｂとは、積層方向Ｚにおいて、互いに連通する。第２孔部５１０ｂは、積層方向Ｚにおいて、第１孔部５１０ａと、２枚目の伝熱板２０２ｂとの間に位置する。第１孔部５１０ａの内径Ｒ１は、第２孔部５１０ｂの内径Ｒ２以下に形成されている。
【００２８】
積層体２００においては、最上層の伝熱板２０２ａから数えて２枚目の伝熱板２０２ｂから、最上層の伝熱板２０２ａから数えてｍ枚目の伝熱板２０２ｂまでに形成された複数の貫通孔５１１のそれぞれが同じ内径Ｒ３を有している。最上層の伝熱板２０２ａから数えて（ｍ＋１）枚目の伝熱板２０２ｃに形成された貫通孔５１２の内径Ｒ４は、内径Ｒ３よりも小さく形成されている。
【００２９】
孔５１は、積層体２００の内部に設けられた流路２０に連通している。流路２０は、例えば、複数の伝熱板２０２ｄに形成された貫通孔５２０が積層方向Ｚに連通して形成されたものである。
【００３０】
図２は、本実施形態の積層体にパイプが取り付けられた様子を示す模式的断面図である。図２に示す断面は、図１（ｂ）に示す断面と同じ方向から見た断面（Ａ１−Ａ２断面）が描かれている。
【００３１】
パイプ５は、積層体２００の孔５１に挿入されている。パイプ５の側面５ｗから２枚目の伝熱板２０２ｂの表面２０２ｓにかけては、パイプ５と伝熱板２０２ｂとを接合する接合材（ろう材）６によりフィレット６ｆが形成されている。フィレット６ｆの表面は、スロープ状に形成され、パイプ５の側面５ｗから伝熱板２０２ｂの表面２０２ｓに濡れ広がっている。接合材６は、例えば、ニッケルロウ材である。
【００３２】
パイプ５の外径Ｒ５は、内径Ｒ３よりも小さく形成されている。このため、パイプ５と孔５１との間には、隙間が形成されている、この隙間には、毛細管現象により接合材６が流れ込む。なお、パイプ５と貫通孔５１１はいわゆる「しまりばめ」となる寸法関係にあってもよく、その場合、外径Ｒ５は内径Ｒ３と同じかそれ以上であればよい。
【００３３】
［積層体の製造方法］
【００３４】
図３（ａ）〜図４（ｂ）は、本実施形態の積層体が形成される製造過程を示す模式的断面図である。図３（ａ）〜図４（ｂ）に示す断面は、図１（ｂ）に示す断面と同じ方向から見た断面（Ａ１−Ａ２断面）が描かれている。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、予め、ｎ枚の伝熱板２０２が積層方向Ｚに積層される。例えば、複数の伝熱板２０２ｅの上に、複数の伝熱板２０２ｄが積層されて、複数の伝熱板２０２ｄの上に、伝熱板２０２ｃが積層される。さらに、伝熱板２０２ｃの上に、複数の伝熱板２０２ｂが積層されて、複数の伝熱板２０２ｂの上に伝熱板２０２ａが積層される。
【００３６】
この積層では、貫通孔５１２と貫通孔５１１（第１貫通孔）とが同心的に位置するように、伝熱板２０２ｃと伝熱板２０２ｂ（第１伝熱板）との位置合わせが行われる。複数の伝熱板２０２ｂにおいては、それぞれの貫通孔５１１が同心的に位置するように位置合わせが行われる。
【００３７】
最上層の伝熱板２０２ａ（第２伝熱板）には、内径Ｒ３よりも大きい内径Ｒ１を有する凹部５１０ｂが予め形成される。この凹部５１０ｂは後述する底部５１０ａｂを有する。凹部５１０ｂの外径及び深さは、第２孔部５１０ｂの外径及び深さと同じである。それ故、本実施形態では、凹部及び第２孔部に、符号「５１０ｂ」を付している。凹部５１０ｂは、例えば、エッチング加工、レーザ加工、精密プレス加工、切削加工、３Ｄプリンタ加工等のいずれかの手法により形成される。
【００３８】
伝熱板２０２ａを複数の伝熱板２０２ｂ上に積層する際には、凹部５１０ｂが貫通孔５１１に対向し、且つ、凹部５１０ｂと貫通孔５１１とが同心的に位置するように、伝熱板２０２ａと伝熱板２０２ｂとの位置合わせが行われる。
【００３９】
次に、ｎ枚の伝熱板２０２を真空、または、不活性ガス雰囲気中で加圧・加熱することによって、ｎ枚の伝熱板２０２のそれぞれが積層方向Ｚにおいて互いに固相接合される。ここで、固相接合とは、例えば、拡散接合を意味する。固相接合の方式は、拡散接合に限らず、例えば、熱間圧接、冷間圧接等でもよい。
【００４０】
積層体２００を固相接合によって形成する際には、ｎ枚の伝熱板２０２のそれぞれを積層方向Ｚに加圧する加圧冶具６０１、６０２が利用される。例えば、加圧冶具６０１、６０２によってｎ枚の伝熱板２０２が積層方向Ｚの上下方向から挟まれ、加圧冶具６０１、６０２によってｎ枚の伝熱板２０２が積層方向Ｚに加圧される。
【００４１】
この際、加圧冶具６０１、６０２と、積層体２００の上面２０１ｕと下面２０１ｄのそれぞれを形成する伝熱板２０２（積層体２００の最も外側に位置する伝熱板２０２）との間には、固相接合の後に接合された積層体２００を加圧冶具６０１、６０２から取り外しやすくするための離型剤６１０が介在している。この離型剤６１０が存在することで、離型剤６１０が存在しない場合に比べて、固相接合の後に接合された積層体２００が加圧冶具６０１、６０２から取り外しやすくなる。
【００４２】
図３（ｂ）に、固相接合後の積層体２００の様子を示す。図３（ｂ）に示すように、伝熱板２０２ａと、複数の伝熱板２０２ｂのそれぞれと、伝熱板２０２ｃと、複数の伝熱板２０２ｄのそれぞれと、複数の伝熱板２０２ｅのそれぞれとが積層方向Ｚにおいて固相接合され、直方体形状の積層体２００が形成される。
【００４３】
ここで、積層方向Ｚにおいて、凹部５１０ｂと、複数の貫通孔５１１のそれぞれと、貫通孔５１２と、複数の貫通孔５２０のそれぞれとが連通して、積層体２００内に孔５１が形成される。但し、この段階では、孔５１は、凹部５１０ｂの底部５１０ａｂよって閉塞されている。
【００４４】
次に、図４（ａ）に示すように、例えば、ホールカッター６２０等の切削工具を用いて、凹部５１０ｂとは反対側の伝熱板２０２ａの表面、すなわち、積層体２００の上面２０１ｕから底部５１０ａｂを切削して開口を形成する。ホールカッター６２０は、円筒状の刃６２０ａと、その刃６２０ａの中心軸上に刃６２０ａより突出して配置されるドリル６２０ｂを有する。ホールカッター６２０としては、刃６２０ａの外径Ｒ５が凹部５１０ｂの内径Ｒ１以下であり、刃６２０ａの内径Ｒ６が貫通孔５１１の内径Ｒ３よりも大きいものが用いられる。
【００４５】
ここで、ホールカッター６２０により底部５１０ａｂを切削する際には、貫通孔５１１と同心的であり、外径が貫通孔５１１の内径Ｒ３よりも大きく内径Ｒ１以下の領域部が除去される。底部５１０ａｂをホールカッター６２０で切削した後には、図４（ｂ）に示すように、底部５１０ａｂの一部をなしていた領域部５１０ａｃが落下する。
【００４６】
これにより、伝熱板２０２ａに積層方向Ｚに貫通する貫通孔５１０（第２貫通孔）が形成され、貫通孔５１０と、貫通孔５１１とが積層方向Ｚに連通する。この結果、図１（ｂ）に示す上面２０１ｕに孔５１が設けられた積層体２００が形成される。
【００４７】
この後、図２に示すように、孔５１にパイプ５が挿入され、接合材６を用いたろう付けによって、パイプ５が積層体２００に接合される。なお、ホールカッター６２０による切削加工ではなく、プレス加工、エンドミル加工等の手法により、底部５１０ａｂを切削して開口を形成してもよい。
【００４８】
［効果］
【００４９】
離型剤６１０においては、固相接合後に洗浄処理がなされるものの、離型剤６１０も固相接合中に積層体２００の上面２０１ｕ及び下面２０１ｄに向かって加圧されることから、離型剤６１０が上面２０１ｕまたは下面２０１ｄに汚染層として残存する場合がある。
【００５０】
本実施形態では、孔５１を積層体２００に形成する際に、汚染層が付着している可能性がある領域部５１０ａｃが切削冶具６２０により積層体２００から除去される。このため、パイプ５を積層体２００に接合する接合材６は、汚染層（離型剤）によって弾かれることなく、汚染層が形成されていない伝熱板２０２ｂの金属面（表面２０２ｓ）に直接接することになる。
【００５１】
これにより、接合材６は、パイプ５の側面５ｗからスロープ状に伝熱板２０２ｂの表面２０２ｓに濡れ広がってフィレット６ａが良好に形成され、ボイドの発生や接合材６の回り不足による接合（ろう付け）の不良が防止され、接合材６がパイプ５の側面５ｗと伝熱板２０２ｂの表面２０２ｓに密着し、接合材６によってパイプ５と積層体２００とが強固に接合する。これにより、パイプ接合の信頼性が向上する。
【００５２】
さらに、接合部材６が汚染層（離型剤）によって弾かれることがないことから、接合部材６は、パイプ５と孔５１との隙間にも容易に入りこむことができる。これにより、パイプ５と積層体２００とは、強固に接合する。
【００５３】
また、本実施形態では、パイプ５が接合される箇所付近の汚染層をホールカッター６２０等によって物理的に簡単な加工で除去するので、研磨加工や化学処理によって汚染層を上面２０１ｕから完全に取り除く表面処理に比べて、低コストでパイプ５が形成された積層体２００を形成することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、領域部５１０ａｃの外径がホールカッター６２０の刃６２０ａの内径Ｒ６のサイズによって決まるため、領域部５１０ａｃの外径は、第１孔部５１０ａの内径Ｒ２よりも小さくなる。これにより、領域部５１０ａｃを孔５１から簡単に取り除くことができる。
【００５５】
例えば、底部５１０ａｂを切削して開口を形成した後に、切り取られた底部５１０ａｂがホールカッター６２０内に領域部５１０ａｃに嵌合したり、ホールカッターのドリル６２０ｂに引っかかったりすることで、ホールカッター６２０を貫通孔５１０から引き抜くことによって、領域部５１０ａｃは、孔５１から簡便に取り除かれる。
【００５６】
また、本実施形態では、領域部５１０ａｃの外径がホールカッター６２０の刃６２０ａの内径Ｒ６のサイズによって決まるため、領域部５１０ａｃの外径は、貫通孔５１１の内径Ｒ３よりも大きくなる。これにより、領域部５１０ａｃは、最上層の伝熱板２０２ｂから下には落下せず、最上層の伝熱板２０２ｂ上に留まる。この結果、切り屑である領域部５１０ａｃが積層体２００内に形成された流路２０に深く入り込むことがない。
【００５７】
［積層体の適用例］
【００５８】
図５及び図６は、本実施形態の積層体の適用例を示す模式的斜視図である。
【００５９】
パイプ５が取り付けられた積層体２００は、一例として、マイクロ流路熱交換器１に適用される。マイクロ流路熱交換器１では、低温流体と、高温流体との間で熱交換がなされる。
【００６０】
図５に示すように、マイクロ流路熱交換器１は、流体を流すための溝等が形成された熱交換器本体２と、下側外殻板である高温側外殻板３Ａと、上側外殻板である低温側外殻板３Ｂと、高温流体を流入させる高温入口管５Ａと、高温流体が流出する高温出口管５Ｂと、低温流体を流入させる低温入口管５Ｃと、低温流体が流出する低温出口管５Ｄとを備える。さらに、マイクロ流路熱交換器１には、図示しない制御基板が取り付けられてもよい。
【００６１】
熱交換器本体２、高温側外殻板３Ａ、及び低温側外殻板３Ｂのそれぞれは、固相接合により一体となった積層体２００を形成する。図５には、マイクロ流路熱交換器１の内部の構造を説明するために、高温側外殻板３Ａと低温側外殻板３Ｂとが熱交換器本体２から離れた状態の分解斜視図が示されている。
【００６２】
熱交換器本体２は、上記の伝熱板２０２ｄが複数積層された積層体に対応する。高温側外殻板３Ａは、上記の伝熱板２０２ｅが複数積層された積層体に対応する。低温側外殻板３Ｂは、上記の伝熱板２０２ａ〜２０２ｃが積層された積層体に対応する。高温入口管５Ａ、高温出口管５Ｂ、低温入口管５Ｃ、低温出口管５Ｄのそれぞれは、上記のパイプ５に対応する。流路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄのそれぞれは、上記の流路２０に対応する。
【００６３】
熱交換器本体２を形成する伝熱板２０２ｄは、さらに、高温伝熱板２０２ｄａと、低温伝熱板２０２ｄｂとに区分けされる。熱交換器本体２は、高温伝熱板２０２ｄａ及び低温伝熱板２０２ｄｂを交互に複数積層することによって形成される。図５の例では、低温伝熱板２０２ｄｂが熱交換器本体２の最上層に位置している。
【００６４】
熱交換器本体２内には、低温流体を流入させる低温入口流路２３と、低温流体が流出する低温出口流路２４と、高温流体を流入させる高温入口流路２１と、高温流体が流出する高温出口流路２２とが形成されている。低温入口流路２３、低温出口流路２４、高温入口流路２１、及び高温出口流路２２のそれぞれは、熱交換器本体２において、Ｚ軸方向に貫通する。
【００６５】
低温伝熱板２０２ｄｂには、低温流体の流路を形成する溝２３Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂが設けられている。溝２３Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂは、低温伝熱板２０２ｄｂの一方の面にのみ、例えば、ハーフエッチングにより形成される。溝２５Ｂは、複数設けられ、低温入口流路２３と低温出口流路２４とが複数の溝２５Ｂを介して連通している。
【００６６】
低温入口流路２３は、溝２３Ｂ及び流路２０Ｃを介して、低温入口管５Ｃに連通する。低温入口管５Ｃには低温流体を流入させる外部配管（図示せず）が着脱可能に接続される。低温出口流路２４は、溝２４Ｂ及び流路２０Ｄを介して、低温出口管５Ｄに連通する。低温出口管５Ｄには低温流体が流出する外部配管（図示せず）が着脱可能に接続される。
【００６７】
これにより、低温入口管５Ｃから流入した低温流体は、流路２０Ｃ、溝２３Ｂ、低温入口流路２３、溝２５Ｂ、低温出口流路２４、溝２４Ｂ、流路２０Ｄの順に流れ、低温出口管５Ｄから流出する。
【００６８】
一方、図６には、熱交換器本体２から最上層の低温伝熱板２０２ｄｂを取り除き、高温伝熱板２０２ｄａに形成された溝等の様子が示されている。図６では、高温側外殻板３Ａが示されていない。
【００６９】
高温伝熱板２０２ｄａには、高温流体の流路を形成する溝２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、２７Ａが設けられている。溝２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、２７Ａは、高温伝熱板２０２ｄａの一方の面にのみ、例えば、ハーフエッチングにより形成される。溝２５Ａは、複数設けられ、溝２６Ａと、溝２７Ａとが複数の溝２５Ａを介して連通している。溝２６Ａは、高温入口流路２１に連通し、溝２７Ａは、高温出口流路２２に連通している。
【００７０】
高温入口流路２１は、溝２３Ａ及び流路２０Ａを介して、高温入口管５Ａに連通している。高温入口管５Ａには高温流体を流入させる外部配管（図示せず）が着脱可能に接続される。高温出口流路２２は、溝２４Ａ及び流路２０Ｂを介して、高温出口管５Ｂに連通している。高温出口管５Ｂには高温流体が流出する外部配管（図示せず）が着脱可能に接続される。
【００７１】
これにより、高温入口管５Ａから流入した高温流体は、流路２０Ａ、溝２３Ａ、高温入口流路２１、溝２６Ａ、溝２５Ａ、溝２７Ａ、高温出口流路２２、溝２４Ａ、流路２０Ｂの順に流れ、高温出口管５Ｂから流出する。以上説明したマイクロ流路熱交換器１は、低温流体と高温流体が同じ方向に流れる並流型であるが、本発明の積層体の適用例としては、低温流体と高温流体が対向して流れる向流型や、低温流体と高温流体が直交して流れる直交流型など、種々の形式のマイクロ流路熱交換器に適用できる。
【００７２】
このようなマイクロ流路熱交換器１によれば、接合材６がパイプ５の側面５ｗからスロープ状に伝熱板２０２ｂの表面２０２ｓに濡れ広がってフィレット６ａが良好に形成され、ボイドの発生や接合材６の回り不足による接合（ろう付け）の不良が防止され、接合材６がパイプ５の側面５ｗと伝熱板２０２ｂの表面２０２ｓに密着し、接合材６によってパイプ５と強固に接合された積層体２００が実現されるので、高温入口管５Ａ、高温出口管５Ｂ、低温入口管５Ｃ、低温出口管５Ｄのそれぞれの接合の信頼性が向上し、さらにマイクロ流路熱交換器１の製造コストの上昇が抑えられる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１…マイクロ流路熱交換器
２…熱交換器本体
３Ａ…高温側外殻板
３Ｂ…低温側外殻板
５…パイプ
５Ａ…高温入口管
５Ｂ…高温出口管
５Ｃ…低温入口管
５Ｄ…低温出口管
５ｗ…側面
６…接合部材
６ａ…フィレット
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ…流路
２１…高温入口流路
２２…高温出口流路
２３…低温入口流路
２４…低温出口流路
２３Ａ、２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、２７Ａ、２３Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂ…溝
５１…孔
２００…積層体
２０１ｄ…下面
２０１ｕ…上面
２０１ｗ…側面
２０２、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、２０２ｅ…伝熱板
２０２ｄａ…高温伝熱板
２０２ｄｂ…低温伝熱板
２０２ｓ…表面
５００、５１０、５１１、５１２、５２０…貫通孔
５１０ａ…第１孔部
５１０ｂ…第２孔部（凹部）
５１０ａｂ…底部
５１０ａｃ…領域部
６０１…加圧冶具
６１０…離型剤
６２０…ホールカッター
６２０ａ…刃
６２０ｂ…ドリル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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