(57)【要約】【課題】  構造部材としての機能を高める熱交換器にでき、内部の冷却フィンと、２体構造の部材を良好に接合することができる熱交換器の製造方法を提供すること。【解決手段】  放熱フィン３は、波形状の帯状板であり、アッパーケース４とロワケース５の部材の少なくとも一方の部材と放熱フィン３をろう付けで接合するろう付け接合工程と、接合した放熱フィン３を流路内部に配置させるように、アッパーケース４とロワケース５を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合工程を備えた。【選択図】        図１
2010103365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アッパーケースとロワケースを接合して内部に流路を形成し、前記流路には熱交換する表面積を広くする冷却フィンを設け、前記流路に冷媒を流して接触させた被冷却物と熱交換する熱交換器において、
前記冷却フィンは、波形状の帯状板であり、
アッパーケースとロワケースの部材の少なくとも一方の部材と前記冷却フィンをろう付けで接合するろう付け接合工程と、
接合した前記冷却フィンを流路内部に配置させるように、アッパーケースとロワケースを摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合工程と、
を備えたことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器の製造方法において、
前記ろう付け接合工程の前の自由状態の前記冷却フィンは、
前記アッパーケースと前記ロワケースで形成する流路の高さｈよりも、波形状の高さＨを高くした形状とし、
前記ろう付け接合工程では、前記アッパーケースと前記ロワケースを合わせるようにして、前記放熱フィンの波形状が変形するように圧縮した状態でろう付けを行う、
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の熱交換器の製造方法において、
前記ロワケースの上面に前記アッパーケースを嵌合する凹部を形成し、さらにその中央側に前記凹部からさらに凹形状で流路部分を形成し、
略平面板形状の前記アッパーケースを前記凹部に嵌合することで、前記流路を形成し、
前記摩擦攪拌接合工程は、前記流路より外側位置で、前記アッパーケースの周縁部分でロワケースとの接合を行う、
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法において、
前記冷却ファンに、冷媒の流れを乱す乱流発生部を形成した、
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に直交流の変換を行うインバーターの冷却に用いられる熱交換器の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、比較的板厚が厚いベースプレートの表側に、インナーフィンを載置し、インナーフィンを覆うケーシングを配置し、ろう付けによりベースプレート、インナーフィン、ケーシングを接合している。そして、ベースプレートの裏側へ電子部品等を取り付けて、内部に冷却水を流して冷却を行っている（例えば、特許文献１。）。
【特許文献１】特開２００２−１７０９１５号公報（第２−４頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来にあっては、ケーシング側は強度がベースプレートより低く、電子部品等の取付けや、構造支持に適さないものであった。これに対して、電子部品等の被冷却物の設置に寄与するよう強度のある構造にするため、肉厚構造にすると、ろう付けが困難になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、構造部材としての機能を高める熱交換器にでき、内部の冷却フィンと、２体構造の部材を良好に接合することができる熱交換器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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、アッパーケースとロワケースを接合して内部に流路を形成し、前記流路には熱交換する表面積を広くする冷却フィンを設け、前記流路に冷媒を流して接触させた被冷却物と熱交換する熱交換器において、前記冷却フィンは、波形状の帯状板であり、アッパーケースとロワケースの部材の少なくとも一方の部材と前記冷却フィンをろう付けで接合するろう付け接合工程と、接合した前記冷却フィンを流路内部に配置させるように、アッパーケースとロワケースを摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、構造部材としての機能を高める熱交換器にでき、内部の冷却フィンと、２体構造の部材を良好に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の熱交換器の製造方法を実現する実施の形態を、請求項１，３に係る発明に対応する実施例１と、請求項１，２に係る発明に対応する実施例２と、請求項１，３，４に係る発明に対応する実施例３〜実施例６に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、熱交換器の構成を説明する。
図１は実施例１の熱交換器にパワーモジュールを取り付けてインバーターで用いる状態を示す説明断面図である。図２は実施例１の熱交換器にパワーモジュールを取り付けてインバーターで用いる状態の説明分解図である。
実施例１では、車両の駆動に用いるインバーターにおいて、電源供給を行うパワーモジュール１を熱交換器２により冷却する。まず、パワーモジュール１と熱交換器２との組付け構造について説明する。熱交換器２の各部の詳細構造については後述する。なお、パワーモジュール１は例えば電源供給を行う電池を内蔵したものでも、電源供給を行う回路部分であってもよい。また、インバータ回路部分であってもよい。
【０００９】
実施例１では、パワーモジュール１は図１に示すように左右に２対のものである。そのため、熱交換器２はこれに対応して内部の冷却部を左右に２対で内蔵する構造にしている。
この熱交換器２では、ロワケース５の流路部５２の開口端となる上端部に、基準面５１から矩形に凹んだ部分を嵌合部５６として設け、そこにアッパーケース４の矩形板状部分を嵌合させるようにし、流路２１を形成しない重なり部分で摩擦攪拌接合を行うように、摩擦攪拌接合部２２を設けるようにする。
【００１０】
この嵌合では、アッパーケース４の下面に突出するように設けられている放熱フィン３が、ロワケース５の流路部５２内に収容されるようにし、アッパーケース４の上面とロワケース５の上面である基準面５１がパワーモジュール１を載置する面を構成する。
そして、摩擦攪拌接合工法により、水密性のある流路２１を形成するように、アッパーケース４とロワケース５を接合する。
摩擦攪拌接合は、例えば特開２００２−２１０５７０公報に示すように、２つの被接合部材の合わせ部分にピンを回転させながら移動することにより、摩擦熱により母材を攪拌させる接合方法である。これにより溶かし込み材や余肉を有することなく接合を行える。
【００１１】
このようにして、内部に放熱フィン３を備えた流路２１を形成した熱交換器２のアッパーケース４の上面に、パワーモジュール１を載せるように配置する。
パワーモジュール１には締結用孔１１を設けておくようにし、アッパーケース４の締結用孔１１と重なる位置には貫通孔４１を設けておくようにし、ロワケース５の締結用孔１１と重なる位置にはねじ孔５５を設けておくようにする。
そして、ボルト６を締結用孔１１と貫通孔４１に貫通させ、ねじ孔５５に締結するようにして、パワーモジュール１を熱交換器２に取り付ける。すると、パワーモジュール１の底面がアッパーケース４の上面に面接した状態となる。
これにより熱交換器２でパワーモジュール１の底面を冷却する構造となる。
【００１２】
次に熱交換器の各部の詳細構造について説明する。
図３は実施例１の熱交換器の一部の平面図である。図４は実施例１の熱交換器の一部の正面図である。図５は図１のＡ−Ａ断面図である。
熱交換器２は、放熱フィン３、アッパーケース４、ロワケース５を主要な構成とし、図３〜図５に示す流路２１に冷却水を流すことにより冷却を行うものである。なお、以下の熱交換器２の詳細説明においては、説明上、パワーモジュール１に対応して２対に設ける構造のうち、一方のみを説明し、同様の構造であるため他方の説明を省略する。
【００１３】
図６は実施例１の放熱フィンが設けられたアッパーケースの一部の平面図である。図７は実施例１の放熱フィンが設けられたアッパーケースの一部の正面図である。
放熱フィン３は、アッパーケース４の下面に設けられたもので、波形状の帯状板であり、アッパーケース４の下面にろう付けにより接合されている。
この放熱フィン３は、アッパーケース４に対して、非常に薄い帯状板であり、波形状に成形したものである。材質としては、アルミを挙げておく。ろう付用のクラッド材であってもよい。
そして、放熱フィン３のアッパーケース４の下面への配置は、図３、図４に示すように、同じ方向で所定の間隔、形状で複数配置されたものである。
【００１４】
なお、放熱フィン３は均一な板厚で、波形状により熱交換する表面積を広くすることにより熱交換を促進する。アルミ板の場合には、高い伝熱性によりさらに熱交換を促進する。
アッパーケース４は、矩形板状のアルミ部材であり、下面には放熱フィン３が複数配列して設けられる。そして、放熱フィン３が設けられている範囲が、冷却水の流路２１の上壁となる。
【００１５】
図８は実施例１の熱交換器のロワケースの平面図である。
ロワケース５は、矩形板状の上面を基準面５１とし、基準面５１から矩形に凹んだ部分を嵌合部５６として設ける。そして、この嵌合部５６の上面からさらに凹むようにして流路部５２が形成されている。流路部５２は、長手方向に伸びる直進部５２１と、曲がり部５２２からなり、蛇行する流れとなる形状である。
ここで、実施例１の放熱フィン３は、流路部５２の直進部５２１に収容される部分のみに設けるものとし、曲がり部５２２に収容される部分には設けないようにする。
【００１６】
さらにロワケース５には、図８において正面側となる側面から内部の流路部５２の始端部及び終端部と連通する連通路５３，５４を設けるようにし、冷却水の取り入れ口、排出口とする。
また、流路部５２を蛇行させるよう流路を仕切るロワケース５の部分は、図８に示すように、直線状に設けるのみでなく、直線を途中で斜めにし、次の直線に移る言わばオフセットするように設けて、冷却水の流量や流速を変更する部分を設けるようにすればよい。
なお、実施例１において、熱交換器２は２組の冷却構造を有するので、流路２１を連結して２組で一つの連通路５３，５４を備える構造にしてもよい。
【００１７】
作用を説明する。
[良好な接合を得る作用]
（ろう付け接合工程）
実施例１の熱交換器におけるアッパーケース４と放熱フィン３の接合、アッパーケース４とロワケース５の接合について説明する。
（放熱フィン３とアッパーケース４のろう付工程）
実施例１の熱交換器では、概略を図２のろう付け部分１０１、詳細を図６、図７に示すように、波形状の帯状板をアッパーケース４の下面にろう付けにより接合する。
ろう材は、放熱フィン３のろう付け箇所に塗布、接着するようにしてもよいし、予め放熱フィン３の材料に被覆してクラッド材としたものであってもよい。
そして、アッパーケース４に放熱フィン３を図６に示すように配置した後、所定温度の炉内を通過させることにより、ろう材を溶融させて、放熱フィン３とアッパーケース４を接合する。このろう付けの温度は、６００℃程度である。
【００１８】
（摩擦攪拌接合工程）
図９は実施例１の熱交換器の摩擦攪拌接合を行う状態を示す説明図である。
実施例１では、Ａｌ製放熱フィン３がＡｌ−Ｓｉろう材で、ろう付けされたＡｌ製アッパーケース４を、放熱フィン３が、ロワケース５の流路部５２内に収容されるように、ロワケース５の嵌合部５６に嵌合させるようにし、摩擦攪拌接合を接合部に行う。そのため、アッパーケース４とロワケース５の一方、または両方を軽量化、生産性の優れたアルミダイキャスト製としても、溶接時の高温割れや、ブローホールの溶接時の膨れ（膨張・破裂）等を生じることがなく、良好な水密性を得る。
摩擦攪拌接合は、接合とともにシールも可能であることから、パッキン、Ｏリング、液状ガスケット等のシール材や取り付け用ネジ等を省くことが可能となり、部品点数削減と組み付け加工工数低減を得ることになる。
【００１９】
また、摩擦攪拌接合は、接合時の発生温度を低く抑えることができ、且つ加工温度に曝される部位を少なくすることができるために熱歪みが少なく、アッパーケース４及びロワケース５の歪みを無視できるレベルにすることが可能となる。
この摩擦攪拌接合における接合時の温度は４５０℃程度となる。上記説明したろう付温度の６００℃程度に比較して温度が低い。また、温度差は大きい。
また、摩擦攪拌接合により４５０℃程度となる過熱部位は攪拌部周辺のみである。
【００２０】
そのため、アッパーケース４と放熱フィン３のろう付接合部分を再溶融させることがなく、ろう付部分の再溶融による不具合を生じることがない。
このように、実施例１の熱交換器では、アッパーケース４と放熱フィン３の接合をろう付けにより行い、その後にアッパーケース４とロワケース５の摩擦攪拌接合を行うことによりろう付け部分に影響を与えることなく、接合品質の維持が可能となる。
【００２１】
実施例１の作用を明確化するためにさらに説明を加える。
アッパーケース４とロワケース５の構造部材としての機能を高めるようロワケース５をアルミダイキャスト製の肉厚な部材とし、アッパーケース４をパワーモジュール１の支持を行えるよう比較的肉厚な部材にし、内部に放熱フィン３を備えるよう接合を行うには、以下の方法を考えることができる。
図１０は２回目のろう付を行う場合の説明図である。
まず、図７に示すように、アッパーケース４と放熱フィン３をろう付けにより接合し、接合したアッパーケース４と放熱フィン３をロワケース５に図１０に示すように組み合わせる。
【００２２】
アッパーケース４とロワケース５の接合部分には、ろう材を配置し、所定温度の炉内を通過させるようにしてろう材を溶融させ、ろう付けを行う（図１０のろう付け部分１０２参照）。
つまり２回のろう付を行う
しかしながら、１回目のろう付けも、２回目のろう付けも近くて高い温度となるために、２回目のろう付けのために高温にした際、１回目のろう付けのろう材が不必要に溶け出し、放熱フィン３のフィン間の目詰まりが生じる問題がある。
【００２３】
これに対して実施例１では、アッパーケース４とロワケース５の接合を摩擦攪拌接合で行うため、ろう付けの温度に対して充分に低い温度での接合となり放熱フィン３のろう付けのろう材が不必要に溶け出すことがない。
【００２４】
また、次のような方法を考えることもできる。
図１１は放熱フィン３、アッパーケース４、ロワケース５のろう付けを同時に行う場合を示す説明図である。
放熱フィン３をアッパーケース４とロワケース５の内部にろう材とともに配置して組み合わせる。且つ、アッパーケース４とロワケース５の接合部分にろう材を配置し、図１１に示す状態にして、所定温度内の炉内を通過させるようにして、ろう付けを行う。
つまり、放熱フィン３とアッパーケース４のろう付けと、アッパーケース４とロワケース５のろう付けを同時に行う方法である（図１１のろう付け部分１０３参照）。
【００２５】
しかしながら、アッパーケース４及びロワケース５が肉厚な部材であるために、内部の放熱フィン３のろう付け部分と、アッパーケース４とロワケース５のろう付け部分の温度差が均一化せず、良好なろう付けが困難となる。
これに対して実施例１では、放熱フィン３とアッパーケース４の接合と、アッパーケース４とロワケース５の接合を別工程で行うために、ろう付けは良好な温度状態で行われる。
【００２６】
また、次のような方法を考えることもできる。
図１２はアッパーケース４、ロワケース５の接合を溶接により行う場合を示す説明図である。
まず、図７に示すように、アッパーケース４と放熱フィン３をろう付けにより接合し、接合したアッパーケース４と放熱フィン３をロワケース５に図１２に示すように組み合わせる。
そして、アッパーケース４とロワケース５の接合部分を溶接接合する方法である（図１２の溶接部分１０４参照）。
【００２７】
ロワケース５のように凹形状の流路部５２を備える肉厚な部材を製造するには、アルミダイキャストが生産性、軽量化の点から適している。
しかしながら、アルミダイキャストを用い、溶接により接合しようとすると、高温で割れが生じる、ダイキャスト時に発生するブローホールが溶接時に膨張、破裂する等の問題があり溶接に不適で、水密性の悪化を招く。
【００２８】
これに対して実施例１では、アッパーケース４とロワケース５の接合を摩擦攪拌接合で行うため、アルミダイキャストを用いても、溶接時の高温割れや、ブローホールの溶接時の膨れ（膨張・破裂）等を生じることがなく、良好な水密性を得る。
【００２９】
[パワーモジュールの冷却作用]
実施例１の熱交換器２の冷却作用について、以下に説明する。
実施例１の熱交換器２では、連通路５３に冷却水を注入し，連通路５４から冷却水を排水させる。この冷却水は、例えばインバーターが車両の駆動に用いられるものとすれば、空調システムや駆動用モータ冷却システム、あるいは別個に設けられる冷却システムから冷却水を得るようにし、供給される冷却水が冷却に有効な状態になるよう循環されるものとする。実施例１では冷却水として説明するが、冷媒であればよい。
【００３０】
冷却水は連通路５３から流路２１のロワケース５の直進部５２１の部分を直進する。この直進部５２１の部分では、放熱フィン３により表面積広く熱交換が行われ、熱交換が促進される。また、この直進部５２１の部分では、放熱フィン３により複数の小流路が並列し、互いの小流路同士はあまり流通しない状態となる。
そして、流路２１のロワケース５の曲がり部５２２の部分では、放熱フィン３が設けられていない部分であるので、曲がり部５２２の形状によりほぼ１８０°、流れの向きが変わる。そして、次の直進部５２１の部分へと流れる。このようにして、冷却水は蛇行して流れ、多くの水量が流れつつ流路２１内にあることにより、そして放熱フィン３により広い面積と接触することにより効率よく冷却が行われる。
【００３１】
また、冷却の際には、アッパーケース側の上面に冷却対象物であるパワーモジュール１が面接していることになる。そのため、放熱フィン３の冷却はろう付けにより熱伝達よく接合しているアッパーケース４の上面で行われることになり、非常に効率がよい。
また、放熱フィン３を波形状の帯状板とすることにより、広い表面積で熱伝導率を行い、必要最低限の厚みにすることが可能である。また、形状の自由度も高い。そのため、通水抵抗の低減を図る放熱フィン３の形状にすることができる。
【００３２】
[構造部材としての機能を高める作用]
実施例１の熱交換器は、図１〜４に示すように、肉厚なロワケース５とロワケース５よりは薄いアッパーケース４により、全体で厚みのある板形状となることにより、アッパーケース側に被冷却体（パワーモジュール１）を取り付け、且つ支持を行う。
必要に応じて、ロワケース側をさらに設置や支持に用いることも可能である。実施例１では冷却効率から、放熱フィン３を接合し、且つ冷却水までの距離、つまり厚みの薄いアッパーケース側へ被冷却体（パワーモジュール１）を取り付ける。
このように、実施例１の熱交換器は、強度高く、パワーモジュール１の設置のための支持を兼ねる構造部材としての機能を高めている。
【００３３】
次に、効果を説明する。
実施例１の熱交換器の製造方法にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)アッパーケース４とロワケース５を接合して内部に流路２１を形成し、流路２１には熱交換する表面積を広くする放熱フィン３を設け、流路２１に冷媒を流して接触させたパワーモジュール１と熱交換する熱交換器２において、放熱フィン３は、波形状の帯状板であり、アッパーケース４とロワケース５の部材の少なくとも一方の部材と放熱フィン３をろう付けで接合するろう付け接合工程と、接合した放熱フィン３を流路内部に配置させるように、アッパーケース４とロワケース５を摩擦攪拌接合する摩擦攪拌接合工程を備えたため、構造部材としての機能を高める熱交換器２にでき、内部の放熱フィン３と、アッパーケース４とロワケース５を良好に接合することができる。
【００３４】
(3)上記(1)において、ロワケース５の上面にアッパーケース４を嵌合する嵌合部５６を形成し、さらにその中央側に嵌合部５６からさらに凹形状で流路部５２を形成し、略平面板形状のアッパーケース４を嵌合部５６に嵌合することで、流路を形成し、摩擦攪拌接合工程は、流路より外側位置で、アッパーケース４の周縁部分でロワケース５との接合を行うため、摩擦攪拌接合の位置が、ろう付け部分に近接せず、離れた位置で行われるようにするために、摩擦攪拌接合の過熱部分の温度が、ろう付け部分にさらに影響しないようにできる。
【実施例２】
【００３５】
実施例２の熱交換器の製造方法は、波形状の放熱フィンを圧縮変形させた状態でろう付けを行うようにした例である。
まず構成を説明する。
図１３は実施例２の熱交換器の組付け前の状態を示す説明図である。図１４は実施例２の熱交換器のろう付け後の状態を示す説明図である。
実施例２では、ロワケース５の嵌合部５６からの流路部５２の深さを深さｈとする。そして、放熱フィン３の厚さを厚さＨとする。言い換えると、ロワケース５の放熱フィン３を収容する高さを深さｈとし、放熱フィン３の波形状の波高さを厚さＨとする（図１３参照）。
そして、厚さＨが深さｈより大きくなる寸法にしておく。
放熱フィン３の厚さ方向の上下端部には、ろう材を塗布等により施すようにする。
【００３６】
作用を説明する。
[良好な接合を得る作用]
実施例２では、放熱フィン３をロワケース５の流路部５２に載置し、上方からアッパーケース４をロワケース５の嵌合部５６に組み合わせる。
すると、放熱フィン３は、厚さがＨからｈとなるように波形状を変形する。この状態では、放熱フィン３の厚さ方向の上下端は、アッパーケース４とロワケース５に接触している。
【００３７】
そして、この状態で、所定温度の炉内を通過させるようにして、ろう材を溶融させ、ろう付けを行う（図１４のろう付け部分１０５参照）。
ロワケース５が厚みを持つことにより、伝熱性は、解放状態で行えるアッパーケース４のみへのろう付けより条件は厳しくなるが、放熱フィン３の部分のみのろう付けであるため、ろう付けは良好に行われる。
【００３８】
このようにして放熱フィン３を接合した後、実施例１と同様に摩擦攪拌接合によりアッパーケース４とロワケース５の接合を行う。
これにより、良好にアッパーケース４とロワケース５の接合は、ろう付け部分に影響を与えることがない。
実施例２では、放熱フィン３がろう付けにより、アッパーケース４とロワケース５の両方に接合し、より伝熱性がよくなり、冷却性能が向上する。
また、ロワケース５側へもパワーモジュール１などの冷却の対象となる部材を取り付けても良好な冷却性能を得る。
【００３９】
この熱伝導性の向上は、放熱フィン３の厚さＨを、収容される流路部５２の高さｈより大きくすることにより、圧縮された状態でろう付けされるため、上下に隙間を生じてしまうことがなく、確実に上下でアッパーケース４とロワケース５の両方に接触した状態となる。
【００４０】
効果を説明する。
実施例１の熱交換器の製造方法にあっては、上記(1)の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
(2)上記(1)において、ろう付け接合工程の前の自由状態の放熱フィン３は、アッパーケース４とロワケース５で形成する流路の高さｈよりも、波形状の高さＨを高くした形状とし、ろう付け接合工程では、アッパーケース４とロワケース５を合わせるようにして、放熱フィン３の波形状が変形するように圧縮した状態でろう付けを行うため、放熱フィン３の波高さ方向の両端を確実にアッパーケース４とロワケース５に接触させ、冷却性能を向上させる熱交換器を製造できる。
その他作用効果は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００４１】
実施例３は、放熱フィン３１に乱流発生部を形成した例である。
構成を説明する。
図１５は実施例３の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。図１６は実施例３の熱交換器の放熱フィンの一部断面説明図である。
実施例３では、放熱フィン３１に乱流発生部７を設けている。
乱流発生部７は、切欠窓３１１及び３１２、堰部３１３，３１４からなる。
実施例３では、波板形状の放熱フィン３１に対して、上下から切刃で挟み込むようにして加工を行い、図１５、図１６に示すように、開口として切欠窓３１１及び３１２を形成する。なお、この切欠窓３１１及び３１２は、ろう付け工程のろう付け箇所以外に形成されるようにする。
【００４２】
例えば、波の山の頂点、波の谷の最下点の部分には形成しないようにし、ろう付けが一様で容易に行えるようにする。ろう付け箇所は、上下端のうち一方でも両方であってもよい。
この切欠窓３１１及び３１２を形成する加工の際には、削ぎ落とされる部分の材料が移動することにより板厚方向に厚くなる部分を切欠窓３１１及び３１２との境部分に形成し、堰部３１３，３１４とする。
その他構成は実施例１、実施例２と同様であるので、説明を省略する。
【００４３】
作用を説明する。
[熱交換性能の向上作用]
放熱フィン３１に、乱流発生部７として、切欠窓３１１及び３１２が形成されることにより、流路２１を流れる冷媒は、隣りの流れに分流、合流することが促進される。また、その際には、堰部３１３，３１４に流れが衝突して乱される。これにより、波板形状により分流された流れが整流されることにより境界層が形成されることを抑制する。そのため、熱交換性能が向上する。
また、流れの分流、合流によって、流路２１の全体での冷却が均一に行われる。
【００４４】
効果を説明する。
実施例３の熱交換器の製造方法では、上記(1),(3)に加えて、以下の効果を有する。
(4)上記(1)又は(3)において、放熱フィン３１に乱流発生部７として、切欠窓３１１及び３１２を形成したため、流れの境界層の形成を抑制するよう冷媒の流れを乱し、熱交換性能が向上する熱交換器を製造することができる。
その他作用効果は実施例１、実施例２と同様であるので、説明を省略する。
その他作用効果は、実施例１、実施例２と同様であるので説明を省略する。
【実施例４】
【００４５】
実施例４は、放熱フィン３２に乱流発生部を形成した例である。
構成を説明する。
図１７は実施例４の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。
実施例４では、放熱フィン３２に乱流発生部７を設けている。
乱流発生部７は、放熱フィン３２の波部を波部３２１と波部３２２で形成して構成される。
実施例４では、放熱フィン３２を、波板形状の一つの波が、波部３２１と波部３２２を交互に隣接させる構成にし、波部３２１と波部３２２の隣接が相互にオフセットする構成にする。このオフセットは交互になることにより、例えば、波部３２１を例に説明すると、図１７において、波部３２１が左に凸形状となっている場合には、その右側は凹形状となる。波部３２２も同様である。つまり流路２１としては、右側の壁面が凹凸するとともに、左側の壁面が、右側が凹なら左が凸、右側が凸なら左が凹となるように凹凸する。
【００４６】
また、波形状は上下に平面を有し、これを平坦部３２ａ，３２ｂとし、この平坦部３２ａ，３２ｂを傾斜面で接続する台形状の波形状とする。
この放熱フィン３２は、板部材をプレス加工して形成するものとする。そして、平坦部３２ａ，３２ｂの一方又は両方をろう付けするものとする。
その他構成は、実施例１、実施例２と同様であるので説明を省略する。
【００４７】
作用を説明する。
[熱交換性能の向上作用]
実施例４では、放熱フィン３２が、乱流発生部７として、波部３２１と波部３２２が相互にオフセットする形状にしたことにより、流路２１を流れる冷媒は、側壁の凸部、凹部に衝突しながら流れることになる。これにより流れが乱され、波板形状により分流された流れが整流されることにより境界層が形成されることを抑制する。そのため、熱交換性能が向上する。
【００４８】
効果を説明する。
実施例４の熱交換器の製造方法では、上記(1),(3)に加えて、以下の効果を有する。
(5)上記(1)又は(3)において、放熱フィン３１は、乱流発生部７として、波部３２１と波部３２２を相互にオフセットする形状を形成したため、流れの境界層の形成を抑制するよう冷媒の流れを乱し、熱交換性能が向上する熱交換器を製造することができる。
その他作用効果は実施例１、実施例２と同様であるので、説明を省略する。
【実施例５】
【００４９】
実施例５は、放熱フィン３３に乱流発生部を形成した例である。
構成を説明する。
図１８は実施例５の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。図１９は実施例５の熱交換器の方熱フィンの一部説明断面図である。
実施例５では、放熱フィン３３に乱流発生部７を設けている。
乱流発生部７は、放熱フィン３３に形成したディンプル部３３１からなる。
放熱フィン３３には、図１８、図１９に示すように小さな凹凸形状のディンプル部３３１を多数設ける。その配置には、整列した配置、交互な配置、ランダムな配置がある。
【００５０】
なお、波形状の波の山の頂点部分、波の谷の最下点部分には、ディンプル部３３１を配置しないようにし、ろう付けが良好に、且つ容易に行えるようにする。
このディンプル部３３１は、波形状の加工時に設けるようにしてもよいし、波形状の加工後に設けるようにしてもよい。例としては、波形状をローラーにより成形する際、そのローラーに小さな凸部を設けて、転写するように、塑性加工することを挙げておく。
その他構成は、実施例１、実施例２と同様であるので説明を省略する。
【００５１】
作用を説明する。
[熱交換性能の向上作用]
実施例５では、放熱フィン３３が、乱流発生部７として、ディンプル部３３１を備えるため、流路２１を流れる冷媒は、ディンプル部３３１衝突し、流れを乱されることになる。これにより、波板形状により分流された流れが整流されることにより境界層が形成されることを抑制する。そのため、熱交換性能が向上する。
【００５２】
効果を説明する。
実施例５の熱交換器の製造方法では、上記(1),(3)に加えて、以下の効果を有する。
(6)上記(1)又は(3)において、放熱フィン３３は、乱流発生部７として、ディンプル部３３１を形成したため、流れの境界層の形成を抑制するよう冷媒の流れを乱し、熱交換性能が向上する熱交換器を製造することができる。
その他作用効果は実施例１、実施例２と同様であるので、説明を省略する。
【実施例６】
【００５３】
実施例６は、放熱フィン３４に乱流発生部を形成した例である。
構成を説明する。
図２０は実施例６の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。
実施例６では、放熱フィン３４に乱流発生部７を設けている。
乱流発生部７は、放熱フィン３４に形成したルーバ部３４１からなる。
放熱フィン３４は、その波板形状をギアの間に板状部材を通過させるようにして成形する際に、ギアに設けた複数の刃が、一部を切り起すようにして、複数の切り起し部分が整列したルーバ部３４１が形成される。
なお、図２０では、手前側にルーバ部３４１を示しているが、奥側にも対称形状で設けられているものとする。
その他構成は、実施例１、実施例２と同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
作用を説明する。
[熱交換性能の向上作用]
実施例６では、放熱フィン３４にルーバ部３４１が形成されているため、流路２１を流れる冷媒は、ルーバ部３４１の切り起し部分に衝突して、流れを乱される。そして一部は隣りの流れに分流、合流する。これにより、波板形状により分流された流れが整流されることにより境界層が形成されることを抑制する。そのため、熱交換性能が向上する。
【００５５】
効果を説明する。
実施例６の熱交換器の製造方法では、上記(1),(3)に加えて、以下の効果を有する。
(7)上記(1)又は(3)において、放熱フィン３４は、乱流発生部７として、ルーバ部３４１を形成したため、流れの境界層の形成を抑制するよう冷媒の流れを乱し、熱交換性能が向上する熱交換器を製造することができる。
その他作用効果は実施例１、実施例２と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
以上、本発明の熱交換器の製造方法を実施例１〜実施例６に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５７】
（他の実施例）
例えば熱交換器は、流路形状や放熱フィンの数、配置、形状が他のものであってもよい。
パワーモジュール及び熱交換器の冷却構造は、１組であっても、３組以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１の熱交換器にパワーモジュールを取り付けてインバーターで用いる状態を示す説明断面図である。
【図２】実施例１の熱交換器にパワーモジュールを取り付けてインバーターで用いる状態の説明分解図である。
【図３】実施例１の熱交換器の一部の平面図である。
【図４】実施例１の熱交換器の一部の正面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施例１の放熱フィンが設けられたアッパーケースの一部の平面図である。
【図７】実施例１の放熱フィンが設けられたアッパーケースの一部の正面図である。
【図８】実施例１の熱交換器のロワケースの平面図である。
【図９】実施例１の熱交換器の摩擦攪拌接合を行う状態を示す説明図である。
【図１０】２回目のろう付を行う場合の説明図である。
【図１１】放熱フィンとアッパーケース、及びロワケースのろう付けを同時に行う場合を示す説明図である。
【図１２】アッパーケース、ロワケースの接合を溶接により行う場合を示す説明図である。
【図１３】実施例２の熱交換器の組付け前の状態を示す説明図である。
【図１４】実施例２の熱交換器のろう付け前後の状態を示す説明図である。
【図１５】実施例３の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。
【図１６】実施例３の熱交換器の放熱フィンの一部断面説明図である。
【図１７】実施例４の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。
【図１８】実施例５の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。
【図１９】実施例５の熱交換器の方熱フィンの一部説明断面図である。
【図２０】実施例６の熱交換器の放熱フィンの説明斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    パワーモジュール
１１    締結用孔
２    熱交換器
２１    流路
２２    摩擦攪拌接合部
３    放熱フィン
３１    放熱フィン
３１１，３１２    切欠窓
３１３，３１４    堰部
３２    放熱フィン
３２１    波部
３２２    波部
３２ａ，３２ｂ    平坦部
３３    放熱フィン
３３１    ディンプル部
３４    放熱フィン
３４１    ルーバ部
４    アッパーケース
４１    貫通孔
５    ロワケース
５１    基準面
５２    流路部
５２１    直進部
５２２    曲がり部
５３    連通路
５４    連通路
５５    ねじ孔
５６    嵌合部
６    ボルト
７    乱流発生部
１０１    ろう付け部分
１０２    （２回目の）ろう付け部分
１０３    ろう付け部分
１０４    溶接部分
１０５    ろう付け部分
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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