(57)【要約】【課題】伝熱効率及び成形性の高い伝熱シートを提供することを課題とする。【解決手段】二つの金属部材の間に挟まれて熱を伝達するアルミニウム合金製の伝熱シート４であって、板状を呈する基板部２１と、基板部２１の表面２１ａに凹となる複数のカップ部２２と、を有し、基板部２１の板厚をＴ、カップ部２２の外径と内径の平均となる直径をＤ、隣り合うカップ部２２の中心間距離をＰとすると、Ｔ＝０．０５〜０．５ｍｍであり、Ｄ＝３．３Ｔ〜２０Ｔ・・・・（１）、Ｐ＝１．２Ｄ〜１．５Ｄ・・・・（２）、上記（１）、（２）の関係式を満たすことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの金属部材の間に挟まれて熱を伝達するアルミニウム合金製の伝熱シートであって、
板状を呈する基板部と、前記基板部の表面に凹となる複数のカップ部と、を有し、
前記基板部の板厚をＴ、前記カップ部の外径と内径の平均となる直径をＤ、隣り合う前記カップ部の中心間距離をＰとすると、
Ｔ＝０．０５〜０．５ｍｍであり、
Ｄ＝３．３Ｔ〜２０Ｔ・・・・（１）
Ｐ＝１．２Ｄ〜１．５Ｄ・・・・（２）
上記（１）、（２）の関係式を満たすことを特徴とする伝熱シート。
【請求項２】
二つの金属部材の間に挟まれて熱を伝達するアルミニウム合金製の伝熱シートであって、
板状を呈する基板部と、前記基板部の表面に凹となる複数のカップ部と、を有し、
前記基板部の板厚をＴ、前記カップ部の外径と内径の平均となる直径をＤ、隣り合う前記カップ部の中心間距離をＰとすると、
Ｔ＝０．１〜０．３ｍｍであり、
Ｄ＝５Ｔ〜１５Ｔ・・・・（３）
Ｐ＝１．２Ｄ〜１．５Ｄ・・・・（４）
上記（３）、（４）の関係式を満たすことを特徴とする伝熱シート。
【請求項３】
二つの金属部材の間に挟まれて熱を伝達するアルミニウム合金製の伝熱シートであって、
板状を呈する基板部と、前記基板部の表面に凹となる複数のカップ部と、を有し、
前記基板部の表面の総面積と、前記カップ部の底部の裏面の総面積は概ね同一になっており、
前記カップ部の周壁部の平断面の面積は、前記カップ部の平断面の面積の８〜２５％になっていることを特徴とする伝熱シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、金属製の蓋部と電池モジュールとの間に介設された伝熱シートが記載されている。伝熱シートは、金属製の板状部材であって、金属製の筐体に収納された電池モジュールの熱を蓋部に伝達させる機能を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８８３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池モジュールの筐体には成形誤差等によって歪みが発生している場合がある。従来の伝熱シートは金属製の板状部材であるため、歪みがある電池モジュールと伝熱シートの間に隙間が発生してしまい、伝熱効率が低くなるという問題がある。一方で、伝熱シートの伝熱効率を高めようとすると、成形性が低くなるという問題がある。
【０００５】
このような観点から、本発明は、伝熱効率及び成形性の高い伝熱シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、二つの金属部材の間に挟まれて熱を伝達するアルミニウム合金製の伝熱シートであって、板状を呈する基板部と、前記基板部の表面に凹となる複数のカップ部と、を有し、前記基板部の板厚をＴ、前記カップ部の外径と内径の平均となる直径をＤ、隣り合う前記カップ部の中心間距離をＰとすると、Ｔ＝０．０５〜０．５ｍｍであり、Ｄ＝３．３Ｔ〜２０Ｔ・・・・（１）、Ｐ＝１．２Ｄ〜１．５Ｄ・・・・（２）、上記（１）、（２）の関係式を満たすことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、二つの金属部材の間に挟まれて熱を伝達するアルミニウム合金製の伝熱シートであって、板状を呈する基板部と、前記基板部の表面に凹となる複数のカップ部と、を有し、前記基板部の板厚をＴ、前記カップ部の外径と内径の平均となる直径をＤ、隣り合う前記カップ部の中心間距離をＰとすると、Ｔ＝０．１〜０．３ｍｍであり、Ｄ＝５Ｔ〜１５Ｔ・・・・（３）、Ｐ＝１．２Ｄ〜１．５Ｄ・・・・（４）、上記（３）、（４）の関係式を満たすことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、二つの金属部材の間に挟まれて熱を伝達するアルミニウム合金製の伝熱シートであって、板状を呈する基板部と、前記基板部の表面に凹となる複数のカップ部と、を有し、前記基板部の表面の総面積と、前記カップ部の底部の裏面の総面積は概ね同一になっており、前記カップ部の周壁部の平断面の面積は、前記カップ部の平断面の面積の８〜２５％になっていることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、複数のカップ部を備えているため、伝熱シートが撓みやすくなっている。これにより、二つの金属部材の形状に追従して伝熱シートが変形するため、伝熱シートと金属部材との接触面積が向上し、伝熱効率を高めることができる。また、例えば、プレス成形によってカップ部を成形することができるため、成形性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る伝熱シートによれば、伝熱効率及び成形性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る伝熱ユニットを示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る伝熱ユニットを示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る伝熱シートを示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る伝熱シートのカップ部の図３のIV-IV線断面図である。
【図５】本実施形態に係る伝熱シートのカップ部の図４のV-V線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係る伝熱ユニット１は、冷却板２と、金属部材３と、伝熱シート４とで主に構成されている。
【００１３】
冷却板２は、図２に示すように、内部に流路を備えており熱交換を行う部材である。冷却板２は、ベース部材１１と、筒状部材１２と、蓋板１５とで主に構成されている。ベース部材１１は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の伝熱性の高い金属で形成されている。ベース部材１１には、蓋溝１３と、蓋溝１３の底部に形成された凹溝１４とが形成されている。蓋溝１３には蓋板１５が配置されるとともに、凹溝１４には筒状部材１２が配置される。ベース部材１１と蓋板１５との突合せ部は、例えば、摩擦攪拌接合で一体化されている。筒状部材１２は、銅又は銅合金などの伝熱性の高い金属で形成されている。筒状部材１２には、水や気体などの流体が流通する。なお、冷却板２は、請求項の「金属部材」に相当する。
【００１４】
金属部材３は、冷却板２の上部に配置される板状部材である。金属部材３には、図２に示すように、例えば、発熱体Ｚが配置される。金属部材３は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の伝熱性の高い金属で形成されている。
【００１５】
伝熱シート４は、冷却板２と金属部材３との間に介設されている。伝熱シート４は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の伝熱性の高い金属で形成された板状部材である。伝熱シート４は、冷却板２と金属部材３との間で熱を伝達する機能を備えている。冷却板２と金属部材３とは伝熱シート４を挟んでボルトＲで締結されている。
【００１６】
図３に示すように、伝熱シート４は、基板部２１と、複数のカップ部２２とで構成されている。基板部２１は、板状を呈する部位である。基板部２１の表面２１ａは金属部材３と接触する。カップ部２２は、基板部２１の表面２１ａに形成された凹部であって、等間隔で複数個形成されている。カップ部２２は、本実施形態では、略円柱状の中空部となるように形成されている。カップ部２２は、底部２３と、周壁部２４とで構成されている。周壁部２４は、一定の厚さになっている。底部２３の裏面２３ｂはそれぞれ面一になっており、冷却板２と接触する。複数のカップ部２２の成形方法は特に制限されないが、例えば、プレス成形で成形する。図４に示すように、カップ部２２の深さＨ（基板部２１の表面２１ａから底部２３の表面２３ａまでの距離）は適宜設定すればよい。
【００１７】
伝熱シート４は、基板部２１の表面２１ａの総面積（平らな金属部材３と接触する面積の和）と、カップ部２２の底部２３の裏面２３ｂの総面積（各カップ部２２の裏面２３ｂの和）とが概ね同一になっている。つまり、伝熱シート４の表面側と裏面側の総面積比が４５〜５５％：５５〜４５％となるように設定する。また、図５に示すように、一のカップ部２２における周壁部２４の平断面の面積Ｎ１は、当該カップ部２２の平面断面の面積の８〜２５％になっている。「カップ部２２の平断面の面積」とは、カップ部２２の外径Ｄ１、内径Ｄ２とした場合の平均の直径Ｄに対する円の面積を言う。
【００１８】
図４及び図５に示すように、基板部２１の板厚をＴ、カップ部２２の外径Ｄ１と内径Ｄ２の平均となる直径をＤ、隣り合うカップ部２２の中心間距離をＰとすると、
Ｔ＝０．０５〜０．５ｍｍであり、
Ｄ＝３．３Ｔ〜２０Ｔ・・・・（１）
Ｐ＝１．２Ｄ〜１．５Ｄ・・・・（２）
上記の（１）、（２）を満たすことが好ましい。
つまり、Ｔ＝０．０５〜０．５ｍｍであり、Ｄ＝０．１６５〜１０ｍｍであり、Ｐ＝０．１９８〜１５ｍｍである。
【００１９】
また、Ｔ＝０．１〜０．３ｍｍであり、
Ｄ＝５Ｔ〜１５Ｔ・・・・（３）
Ｐ＝１．２Ｄ〜１．５Ｄ・・・・（４）
上記（３）、（４）の関係式を満たすことが好ましい。
つまり、Ｔ＝０．１〜０．３ｍｍであり、Ｄ＝０．５〜４．５ｍｍであり、Ｐ＝０．６〜６．７５ｍｍである。
【００２０】
上記の条件で、式（１）、（２）又は式（３）、（４）を満たすことにより、伝熱シート４における表面側及び裏面側と、冷却板２及び金属部材３との接触面積を概ね同一にすることができるとともに、カップ部２２の周壁部２４の平断面の面積を、カップ部２２の平断面の面積の８〜２５％にすることができる。
【００２１】
以上説明した伝熱シート４によれば、複数のカップ部２２を備えているため、伝熱シート４が撓みやすくなっている。これにより、例えば、冷却板２及び金属部材３に歪みがある場合であっても、伝熱シート４が撓んで冷却板２及び金属部材３と接触する面積を増やすことができるため、伝熱効率を高めることができる。
【００２２】
また、本実施形態に係る伝熱シート４は、基板部２１の表面２１ａの総面積と、カップ部２２の底部２３の裏面２３ｂの総面積は略同一になっているため、伝熱シート４の表面側と裏面側における伝熱性の不均衡を解消することができる。
【００２３】
また、カップ部２２の周壁部２４の平断面の面積は、カップ部２２の平断面の面積の８〜２５％になっていることが好ましい。かかる構成であると、熱伝導性を高めつつ、成形性も高めることができる。当該値が８％未満であると、周壁部２４の板厚が薄くなりすぎて熱抵抗が大きくなり、伝熱性が低くなる。一方、当該値が２５％を超えると周壁部２４の板厚が厚くなりすぎて成形性が低下する。また、カップ部２２は、中空部が円柱状を呈するように成形されるため成形しやすくなっている。
【００２４】
また、板厚Ｔが０．０５ｍｍ未満であると、基板部２１が薄くなりすぎて強度及び伝熱性に劣る。一方、板厚Ｔが０．５ｍｍを超えると成形性が悪化するとともに、撓まなくなるため冷却板２及び金属部材３との密着性（追従性、柔軟性）が低下する。また、直径Ｄ及び中心間距離Ｐが上記した数値の範囲外になると、伝熱シート４の表側と裏側との総面積にバラつきが発生してしまい、伝熱シート４の表側と裏側とで伝熱性の不均衡が発生するおそれがある。
【００２５】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、伝熱シート４の両側に配置される部材については、金属部材であればよく、本実施形態に限定されるものではない。また、伝熱シート４は、本実施形態では、基板部２１の表面２１ａが金属部材３と接触するようにしたが、表面２１ａが冷却板２に接触するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１        伝熱ユニット
２        冷却板
３        金属部材
４        伝熱シート
２１      基板部
２２      カップ部
Ｔ        板厚
Ｄ        直径
Ｐ        中心間距離
【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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