(57)【要約】【課題】発熱量が互いに異なる複数の発熱体を用いる構成としながらも、大型化を抑制することのできる流体加熱モジュール、及びその製造方法を提供する。【解決手段】流体加熱モジュール１０は、第１発熱体（ヒーター４１０）と、第１発熱体よりも発熱量の小さい第２発熱体（スイッチング素子４２０）と、内部を流体が流れるように形成された管状の部材であって、積層方向に沿って第１発熱体と交互に並ぶように配置された複数のチューブ２００と、を備える。複数のチューブ２００のうち積層方向に沿って最も端となる位置に配置されたものを端部チューブ２１０としたときに、第２発熱体は、積層方向に沿って端部チューブ２１０よりも外側となる位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を加熱する流体加熱モジュール（１０）であって、
第１発熱体（４１０）と、
前記第１発熱体よりも発熱量の小さい第２発熱体（４２０）と、
内部を流体が流れるように形成された管状の部材であって、積層方向に沿って前記第１発熱体と交互に並ぶように配置された複数のチューブ（２００）と、を備え、
複数の前記チューブのうち前記積層方向に沿って最も端となる位置に配置されたものを端部チューブ（２１０）としたときに、
前記第２発熱体は、前記積層方向に沿って前記端部チューブよりも外側となる位置に配置されている流体加熱モジュール。
【請求項２】
前記第２発熱体と前記端部チューブとの間にはプレート（５００）が配置されている、請求項１に記載の流体加熱モジュール。
【請求項３】
前記プレートのうち前記端部チューブとは反対側の面には、前記端部チューブ側に向かって後退するように凹部（５１０）が形成されており、
前記第２発熱体は前記凹部の内側に配置されている、請求項２に記載の流体加熱モジュール。
【請求項４】
前記第２発熱体は、前記凹部の底面（５１１）に当接した状態で、前記プレートに対して固定されている、請求項３に記載の流体加熱モジュール。
【請求項５】
前記第２発熱体の放熱面（４２１）が前記プレートに当接している、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の流体加熱モジュール。
【請求項６】
流体の加熱が行われている際においては、前記第１発熱体の温度よりも前記第２発熱体の温度の方が高い、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流体加熱モジュール。
【請求項７】
前記第１発熱体は、電力の供給を受けて発熱するヒーターであり、
前記第２発熱体は、前記第１発熱体に供給される電力の大きさを調整するためのスイッチング素子である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体加熱モジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流体加熱モジュールの製造方法であって、
複数の前記チューブ、前記第２発熱体、及び凹部が形成されたプレート、を準備する準備工程と、
複数の前記チューブを前記積層方向に沿って並べた状態とした上で、前記積層方向に沿って前記端部チューブよりも外側となる位置に前記プレートを配置する第１配置工程と、
前記凹部に前記第２発熱体を配置する第２配置工程と、を有する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体を加熱する流体加熱モジュール、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、例えば電子部品等の冷却対象を、冷却水との熱交換によって冷却するための冷却器モジュールが記載されている。当該冷却器モジュールは、冷却水の流れる流路が内部に形成されたチューブと、冷却対象である電子部品と、を積層方向に沿って交互に積層した構成となっている。
【０００３】
電子部品は、チューブ内を流れる冷却水との熱交換によって冷却される。一方、チューブ内を流れる冷却水は、電子部品で生じた熱によって加熱され、その温度を上昇させる。本発明者らは、このような構成の冷却器モジュールを、流体を加熱するための「流体加熱モジュール」として用いることについて検討を進めている。例えば、電子部品の代わりに電気ヒーター等の発熱体をチューブ間に配置すれば、冷却水等の流体を加熱することができる。このような流体加熱モジュールは、車両の暖機時において、冷却水の温度を迅速に上昇させるための装置等として用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−４５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、流体加熱モジュールの熱源である発熱体として、発熱量が互いに異なる複数種類の発熱体を用いたい場合がある。例えば、電気ヒーターに供給される電力の大きさを調整するためのスイッチング素子は、動作中に発熱するので、電気ヒーターと共に流体加熱用の発熱体として用いることができる。電気ヒーターに比べればスイッチング素子の発熱量は小さいのであるが、スイッチング素子で生じた熱をも有効に利用することにより、流体の加熱をより効率的に行うことが可能となる。
【０００６】
発熱量が大きい方の発熱体（以下では「第１発熱体」とも称する）のサイズは、発熱量が小さい方の発熱体（以下では「第２発熱体」とも称する）のサイズよりも大きいことが多い。このため、互いに隣り合うチューブ間に小さな第２発熱体が挟み込まれている部分では、当該チューブ間の隙間を他の隙間よりも小さくする必要が生じる。
【０００７】
しかしながら、チューブ間の隙間を一部においてのみ小さくすると、製造時におけるチューブ等の変形量にばらつきが生じることとなり、一部において流体の圧損が大きくなってしまうことが懸念される。このため、互いに隣り合うチューブ間の隙間は、第２発熱体が挟み込まれている部分を含めて全体で均一とすることが望ましい。
【０００８】
互いに隣り合うチューブ間の隙間を全体で均一にするために、発熱量が小さい第２発熱体のサイズを、発熱量が大きい第１発熱体のサイズに合わせることも考えられる。しかしながら、そのような構成においては、第２発熱体を無駄に大型化することとなるので、その結果として流体加熱モジュールの全体が大型化してしまう。
【０００９】
本開示は、発熱量が互いに異なる複数の発熱体を用いる構成としながらも、大型化を抑制することのできる流体加熱モジュール、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示に係る流体加熱モジュール（１０）は、第１発熱体（４１０）と、第１発熱体よりも発熱量の小さい第２発熱体（４２０）と、内部を流体が流れるように形成された管状の部材であって、積層方向に沿って第１発熱体と交互に並ぶように配置された複数のチューブ（２００）と、を備える。複数のチューブのうち積層方向に沿って最も端となる位置に配置されたものを端部チューブ（２１０）としたときに、第２発熱体は、積層方向に沿って端部チューブよりも外側となる位置に配置されている。
【００１１】
このような構成の流体加熱モジュールでは、発熱量の小さい第２発熱体が、互いに隣り合うチューブの間に配置されているのではなく、積層方向に沿って端部チューブよりも外側となる位置に配置されている。このため、第２発熱体のサイズが第１発熱体のサイズより小さい場合であっても、チューブ間の隙間を全体で均一なものとすることができる。また、第２発熱体の更に外側となる位置にはチューブが配置されない。このため、積層方向に沿った流体加熱モジュールの寸法を小さくすることができる。
【００１２】
尚、上記における「端部チューブよりも外側となる位置」とは、端部チューブから見て、他のチューブが配置されている方とは反対側となる位置のことをいう。
【００１３】
尚、上記構成の流体加熱モジュールでは、発熱量の大きい第１発熱体は、その両側に配置された２つのチューブによって冷却される。一方、発熱量の小さい第２発熱体は、その片側に配置された１つのチューブ（端部チューブ）によって冷却される。その結果、上記構成の流体加熱モジュールでは、各チューブによる冷却性能が、それぞれの発熱体の発熱量に合わせた適切なものになる。これにより、発熱量の小さい第２発熱体が過剰に冷却されてしまうような事態を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、発熱量が互いに異なる複数の発熱体を用いる構成としながらも、大型化を抑制することのできる流体加熱モジュール、及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本実施形態に係る流体加熱モジュールの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の流体加熱モジュールを側方から見て描いた図である。
【図３】図３は、流体加熱モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図４】図４は、流体加熱モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図５】図５は、流体加熱モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図６】図６は、流体加熱モジュールの製造方法を説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態の変形例に係る流体加熱モジュールの構成を示す図である。
【図８】図８は、比較例に係る流体加熱モジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１７】
本実施形態に係る流体加熱モジュール１０の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。流体加熱モジュール１０は、不図示の車両に搭載される装置であって、当該車両の暖機時等において冷却水（ＬＬＣ）を加熱するためのものである。尚、流体加熱モジュール１０によって加熱される対象の流体は、本実施形態のように冷却水であってもよいが、他の流体（例えば冷媒等）であってもよい。
【００１８】
図１に示されるように、流体加熱モジュール１０は、ケース１００と、蓋体６００と、チューブ２００と、パイプ３００と、ヒーター４１０と、プレート５００と、スイッチング素子４２０と、加圧部７００と、を備えている。
【００１９】
ケース１００は、流体加熱モジュール１０の外形を概ね区画する容器であって、その内側には後述のヒーター４１０等が収容されている。ケース１００の形状は概ね直方体となっており、その一面（図１では右側の面）には開口１０１が形成されている。開口１０１は、ヒーター４１０等を外側から挿通するために形成された矩形の開口である。開口１０１は、後述の蓋体６００によって外側から覆われている。
【００２０】
直方体であるケース１００を構成する複数の壁のうち、上記の開口１０１が形成されている壁のことを、以下では「壁１１０」と表記する。また、壁１１０と対向する壁（図１では左側の壁）のことを、以下では「壁１２０」と表記する。更に、壁１１０及び壁１２０のそれぞれに対して垂直な壁であって、図１の上方側において壁１１０と壁１２０とを繋いでいる壁のことを、「壁１３１」と表記する。また、壁１１０及び壁１２０のそれぞれに対して垂直な壁であって、図１の下方側において壁１１０と壁１２０とを繋いでいる壁のことを、「壁１３２」と表記する。
【００２１】
図１では、壁１２０から壁１１０に向かう方向をｘ方向としており、同方向に沿ってｘ軸を設定している。また、壁１３２から壁１３１に向かう方向をｙ方向としており、同方向に沿ってｙ軸を設定している。更にｘ方向及びｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、図１において紙面奥側から手前側に向かう方向をｚ方向としており、同方向に沿ってｚ軸を設定している。以降の図においても同様である。
【００２２】
蓋体６００は、壁１１０に形成された開口１０１をｘ方向側から覆う板状の部材である。図２は、図１の流体加熱モジュール１０をｘ方向側から見て描いた図である。図２に示されるように、蓋体６００は、複数のボルト６０１により、壁１１０に対して固定されている。
【００２３】
蓋体６００には、導入部６１０と排出部６２０とが形成されている。これらはいずれも円筒状に形成されており、蓋体６００のｘ方向側の面から更にｘ方向側に向けて突出するように形成されている。
【００２４】
導入部６１０は、外部から供給される冷却水を受け入れるための部分である。導入部６１０は、蓋体６００のうちｙ方向側の部分に形成されている。導入部６１０には貫通穴６１１が形成されている。貫通穴６１１は、蓋体６００をｘ方向に沿って貫くように形成された円形の穴である。外部から供給される冷却水は、この貫通穴６１１を通って後述のチューブ２００等に供給される。
【００２５】
排出部６２０は、流体加熱モジュール１０によって加熱された冷却水を外部に排出するための部分である。排出部６２０は、蓋体６００のうち−ｙ方向側の部分に形成されている。排出部６２０には貫通穴６２１が形成されている。貫通穴６２１は、蓋体６００をｘ方向に沿って貫くように形成された円形の穴である。流体加熱モジュール１０によって加熱された冷却水は、この貫通穴６２１を通って外部に排出される。
【００２６】
蓋体６００のうち−ｘ方向側の面には、Ｏリング溝６３１、６３３が形成されている。Ｏリング溝６３１は、貫通穴６１１の周囲を囲むように形成された凹状且つ円形の溝である。Ｏリング溝６３１にはＯリング６３２が収容されている。これにより、貫通穴６１１を流れる冷却水が、蓋体６００とプレート５００との間から漏出してしまうような事態が防止されている。
【００２７】
Ｏリング溝６３３は、貫通穴６２１の周囲を囲むように形成された凹状且つ円形の溝である。Ｏリング溝６３３にはＯリング６３４が収容されている。これにより、貫通穴６２１を流れる冷却水が、蓋体６００とプレート５００との間から漏出してしまうような事態が防止されている。
【００２８】
チューブ２００は、内部を冷却水が流れるように形成された管状の部材であって、流体加熱モジュール１０において複数（本実施形態では３個）設けられている。それぞれのチューブ２００は扁平な形状となっており、その平坦面の法線方向をｘ軸に沿わせた状態で配置されている。チューブ２００はｙ軸に沿って伸びるように形成されている。チューブ２００の内側には不図示の流路が形成されている。それぞれのチューブ２００に供給された冷却水は、当該流路を−ｙ方向に向かって流れる。
【００２９】
複数のチューブ２００は、それぞれの平坦面を互いに対向させた状態で、ｘ軸に沿って並ぶように配置されている。複数のチューブ２００が並んでいる方向のことを、以下では「積層方向」とも称する。複数のチューブ２００のうち、積層方向に沿って最も端となる位置に配置されたもののことを、以下では「端部チューブ２１０」とも称する。
【００３０】
尚、「複数のチューブ２００が並んでいる方向」である積層方向は、ｘ方向及び−ｘ方向のいずれであってもよい。このため、上記のように定義される端部チューブ２１０には、最もｘ方向側に配置されたチューブ２００と、最も−ｘ方向側に配置されたチューブ２００と、の両方が該当する。しかしながら、以下の説明においては、これらのうち特にｘ方向側に配置されているチューブ２００のことを、「端部チューブ２１０」と称することとする。
【００３１】
互いに隣り合う一対のチューブ２００間に形成された隙間の大きさは、全体で均一となっている。つまり、それぞれのチューブ２００は積層方向に沿って等間隔で並んでいる。
【００３２】
パイプ３００は、互いに隣り合うチューブ２００の間を繋ぐように設けられた円管状の部材である。互いに隣り合うチューブ２００の間において、パイプ３００は、チューブ２００のｙ方向側の端部近傍と、−ｙ方向側の端部近傍とにそれぞれ設けられている。それぞれのパイプ３００の内部空間は、チューブ２００内の流路と連通されている。このため、それぞれのチューブ２００内の流路は、パイプ３００を介して互いに並列に繋がっている。
【００３３】
それぞれのパイプ３００は、上記のように互いに隣り合うチューブ２００の間に設けられているのであるが、一部のパイプ３００は端部チューブ２１０からｘ方向側に向けて伸びるようにも設けられている。図１に示されるように、端部チューブ２１０のうちｙ方向側の部分に設けられたパイプ３００は、ｘ方向側に向かって伸びており、その一部が蓋体６００の貫通穴６１１に挿通されている。当該パイプ３００の外径は、貫通穴６１１の内径に概ね等しい。
【００３４】
同様に、端部チューブ２１０のうち−ｙ方向側の部分に設けられたパイプ３００は、ｘ方向側に向かって伸びており、その一部が蓋体６００の貫通穴６２１に挿通されている。当該パイプ３００の外径は、貫通穴６２１の内径に概ね等しい。
【００３５】
チューブ２００のｙ方向側の部分に設けられたそれぞれのパイプ３００は、その中心軸を互いに一致させた状態で、ｘ軸に沿って直線状に並んでいる。同様に、チューブ２００の−ｙ方向側の部分に設けられたそれぞれのパイプ３００は、その中心軸を互いに一致させた状態で、やはりｘ軸に沿って直線状に並んでいる。このようなパイプ３００は、チューブ２００を構成する板材の一部を突出させることによって形成されていてもよく、チューブ２００とは別体の部品として形成されていてもよい。
【００３６】
ヒーター４１０は、電力の供給を受けて発熱する電気ヒーターである。ヒーター４１０は、冷却水の加熱を行う際の熱源の一つとなるものであり、本実施形態における「第１発熱体」に該当する。ヒーター４１０は複数個（本実施形態では２個）設けられている。図１に示されるように、それぞれのヒーター４１０は、互いに隣り合う一対のチューブ２００の間となる位置において、それぞれのチューブ２００に挟み込まれた状態で保持されている。その結果、流体加熱モジュール１０においては、ヒーター４１０とチューブ２００とが、積層方向に沿って交互に並ぶように配置されている。
【００３７】
ヒーター４１０に電力が供給されると、ヒーター４１０で生じた熱によって各チューブ２００が加熱され、チューブ２００内を通る冷却水も加熱される。ヒーター４１０に供給される電力の大きさは、後述のスイッチング素子４２０の動作によって調整される。
【００３８】
プレート５００は、端部チューブ２１０と蓋体６００との間に設けられた板状の部材である。プレート５００のうちｘ方向側の端面５０１（つまり、端部チューブ２１０とは反対側の面）は、蓋体６００に対して−ｘ方向側から当接している。プレート５００のうち−ｘ方向側の端面５０２は、端部チューブ２１０に対してｘ方向側から当接している。図２に示されるように、プレート５００と蓋体６００との間は、複数のボルト６０２によって締結固定されている。
【００３９】
プレート５００のうちｙ方向側の部分には、貫通穴５２１が形成されている。貫通穴５２１は、プレート５００をｘ方向に沿って貫くように形成された円形の穴である。貫通穴５２１の中心軸及び内径は、貫通穴６１１の中心軸及び内径とそれぞれ一致している。貫通穴５２１には、端部チューブ２１０のうちｙ方向側の部分に形成された不図示の穴から、ｘ方向に向けて伸びるパイプ３００の先端部分が挿通されている。
【００４０】
同様に、プレート５００のうち−ｙ方向側の部分には、貫通穴５２２が形成されている。貫通穴５２２は、プレート５００をｘ方向に沿って貫くように形成された円形の穴である。貫通穴５２２の中心軸及び内径は、貫通穴６２１の中心軸及び内径とそれぞれ一致している。貫通穴５２２には、端部チューブ２１０のうち−ｙ方向側の部分に形成された不図示の穴から、ｘ方向に向けて伸びるパイプ３００の先端部分が挿通されている。
【００４１】
プレート５００の端面５０１は、その一部が−ｘ方向側（つまり端部チューブ２１０側）に向かって後退しており、これにより凹部５１０が形成されている。凹部５１０は、ｙ方向に沿って並ぶように２つ形成されている。これらの凹部５１０は、次に述べるスイッチング素子４２０を配置するための空間となっている。尚、凹部５１０のうち、図１における紙面手前側及び奥側の部分は、不図示の壁によって覆われている。
【００４２】
スイッチング素子４２０は、それぞれのヒーター４１０に供給される電力の大きさを調整するための素子である。このようなスイッチング素子４２０としては、例えばＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等を用いることができる。本実施形態では、スイッチング素子４２０は２つ設けられており、凹部５１０の内側に１つずつ配置されている。スイッチング素子４２０の開閉動作は、不図示の制御装置によって制御される。制御装置は、スイッチング素子４２０のデューティを調整することにより、ヒーター４１０の発熱量を調整する。
【００４３】
それぞれのスイッチング素子４２０は、その動作時に生じた熱を外部に放出するための放熱面４２１を有している。放熱面４２１は、凹部５１０のうちもっとも奥側（−ｘ方向側）の面である底面５１１に対して当接している。スイッチング素子４２０は、その放熱面４２１を底面５１１に当接させた状態で、ボルト４２２によってプレート５００に対し締結固定されている。
【００４４】
加圧部７００は、壁１２０とチューブ２００との間に配置されている。加圧部７００は、複数のチューブ２００及びヒーター４１０に対し、積層方向に沿って圧縮力を加えるためのものである。加圧部７００は、例えば板バネのような不図示の弾性部材を有している。加圧部７００によってｘ方向に加えられる圧縮力により、ヒーター４１０とチューブ２００との間に隙間が生じてしまうことが防止されている。これにより、両者間の熱抵抗が低減されている。
【００４５】
引き続き図１を参照しながら、流体加熱モジュール１０の動作について説明する。既に述べたように、外部から供給される冷却水は、導入部６１０の貫通穴６１１から流体加熱モジュール１０に供給される。当該冷却水は、ｙ方向側に配置されたそれぞれのパイプ３００を−ｘ方向に向かって流れながら、それぞれのチューブ２００へと分配される。これにより、それぞれのチューブ２００に形成された流路では、冷却水が−ｙ方向に向かって流れる。ヒーター４１０で生じた熱によってチューブ２００は高温となっているので、冷却水はチューブ２００を通る際において加熱され、その温度を上昇させる。
【００４６】
それぞれのチューブ２００を通った冷却水は、−ｙ方向側に配置されたそれぞれのパイプ３００において合流し、これらパイプ３００をｘ方向側に向かって流れる。その後、冷却水は排出部６２０の貫通穴６２１を通って外部へと排出される。
【００４７】
このとき、それぞれのスイッチング素子４２０は、スイッチング動作に伴って発熱している。スイッチング素子４２０で生じた熱は、放熱面４２１からプレート５００へと伝えられ、プレート５００及び端部チューブ２１０を介して冷却水へと伝達される。
【００４８】
つまり、本実施形態におけるスイッチング素子４２０は、ヒーター４１０と共に、冷却水の加熱を行う際の熱源の一つとなっている。スイッチング素子４２０は、本実施形態における「第２発熱体」に該当する。第２発熱体であるスイッチング素子４２０の発熱量は、第１発熱体であるヒーター４１０の発熱量よりも小さい。しかしながら、流体加熱モジュールでは、スイッチング素子４２０で生じた熱をも無駄にすることなく有効に利用することにより、流体の加熱をより効率的に行うことが可能となっている。
【００４９】
ところで、スイッチング素子４２０を熱源の一つとして利用するための態様としては、スイッチング素子４２０をヒーター４１０と同様に、互いに隣り合う一対のチューブ２００間に挟み込む態様とすることも考えられる。この場合、スイッチング素子４２０の寸法はヒーター４１０の寸法よりも小さいので、スイッチング素子４２０が挟み込まれている部分では、チューブ２００間の隙間を、他の部分における隙間（ヒーター４１０が挟み込まれている部分の隙間）よりも小さくする必要が生じる。
【００５０】
しかしながら、チューブ２００間の隙間を一部においてのみ小さくすると、製造時におけるチューブ２００等の変形量にばらつきが生じることとなり、一部において流体の圧損が大きくなってしまうことが懸念される。このため、互いに隣り合うチューブ２００間の隙間は、スイッチング素子４２０が挟み込まれている部分を含めて全体で均一とすることが望ましい。
【００５１】
互いに隣り合うチューブ２００間の隙間を全体で均一にするために、発熱量が小さいスイッチング素子４２０の寸法を、発熱量が大きいヒーター４１０の寸法に合わせることも考えられる。図８にはこのような例として、本実施形態の比較例に係る流体加熱モジュール１０Ａの構成が示されている。この比較例では、第２発熱体であるスイッチング素子４２０Ａの寸法（ｘ軸に沿った寸法）が、第１発熱体であるヒーター４１０の寸法（ｘ軸に沿った寸法）に一致するよう、スイッチング素子４２０Ａを大型化させている。その上で、スイッチング素子４２０Ａを、互いに隣り合う一対のチューブ２００の間に配置している。
【００５２】
このような構成においては、チューブ２００間の隙間は全体で均一となっているのであるが、スイッチング素子４２０Ａの大型化に伴って、流体加熱モジュールのｘ軸に沿った寸法が大型化してしまっている。更に、図１と対比すると明らかなように、比較例においてはチューブ２００の本数が１本多くなっている。これにより、流体加熱モジュールのｘ軸に沿った寸法が更に大型化してしまっている。
【００５３】
これに対し、本実施形態に係る流体加熱モジュール（図１）では、第２発熱体であるスイッチング素子４２０が、互いに隣り合うチューブ２００の間に配置されているのではなく、積層方向に沿って端部チューブ２１０よりも外側（ｘ方向側）となる位置に配置されている。このため、スイッチング素子４２０のサイズはヒーター４１０のサイズよりも小さいままなのであるが、チューブ２００間の隙間は全体で均一なものとなっている。その上で、流体加熱モジュール１０のｘ軸に沿った寸法は、上記のように図８の比較例に比べて小さくなっている。このように、本実施形態では、発熱量が互いに異なる複数の発熱体を用いる構成としながらも、流体加熱モジュール１０の大型化が抑制されている。
【００５４】
本実施形態では、スイッチング素子４２０と端部チューブ２１０との間にはプレート５００が配置されている。両者の間にプレート５００を介在させることにより、端部チューブ２１０に対してスイッチング素子４２０を容易に固定することが可能となっている。
【００５５】
本実施形態では、スイッチング素子４２０は凹部５１０の内側に配置されている。これにより、車両の内部に侵入した水がスイッチング素子４２０にかかってしまい、スイッチング素子４２０が故障してしまうような事態が防止される。また、スイッチング素子４２０に異常が生じその温度が上昇し過ぎてしまった場合であっても、スイッチング素子４２０から外部に向けて出火してしまうような事態が防止されるという利点もある。
【００５６】
本実施形態では、スイッチング素子４２０が、その一部を凹部５１０の底面５１１に当接させた状態で、プレート５００に対して固定されている。このため、凹部５１０の内側にスイッチング素子４２０を配置して固定する作業を、プレート５００のｘ方向側から容易に行うことが可能となっている。
【００５７】
本実施形態では、スイッチング素子４２０の放熱面４２１がプレート５００に当接している。これにより、スイッチング素子４２０で生じた熱が、効率的にプレート５００に伝えられる。その結果、スイッチング素子４２０を第２発熱体としてより効率的に利用することができる。
【００５８】
本実施形態では、流体の加熱が行われている際におけるスイッチング素子４２０の温度が、そのときのヒーター４１０の温度よりも高くなっている。これは、ヒーター４１０はその両側にあるチューブ２００によって直接的に冷却されるのに対し、スイッチング素子４２０は、その片側のみにあるチューブ２００によって間接的に（つまりプレート５００を介して）冷却されるからである。このような理由であるから、スイッチング素子４２０の温度が高くなっても、その近傍を流れる冷却水が加熱され過ぎてしまうことは無い。このため、スイッチング素子４２０としては、その動作上限温度が比較的高いものを用いることができる。
【００５９】
本実施形態では、スイッチング素子４２０と、ヒーター４１０とが、それぞれｚ方向において概ね同じ座標となる位置に配置されている。このため、これらが接続される制御基板を、図１の紙面手前側となる位置に配置する場合においては、流体加熱モジュール１０のｚ方向における寸法を抑制することができる。
【００６０】
次に、流体加熱モジュール１０の製造方法について説明する。当該製造方法には、準備工程と、第１配置工程と、第２配置工程と、が含まれる。
【００６１】
第１配置工程では、流体加熱モジュール１０を構成する各部品のうち、少なくとも、パイプ３００が形成された複数のチューブ２００、スイッチング素子４２０、及び凹部５１０が形成されたプレート５００が準備される。
【００６２】
準備工程に続く第１配置工程では、先ず、複数のチューブ２００が積層方向に沿って並べられる。その際、図３に示されるように、それぞれのチューブ２００の間はパイプ３００によって繋げられた状態となる。
【００６３】
第１配置工程ではその後、積層方向に沿って端部チューブ２１０よりも外側（ｘ方向側）となる位置に、プレート５００が配置される。具体的には、図３のように配置されたプレート５００を、矢印に沿って−ｘ方向側に移動させることにより、貫通穴５２１、５２２のそれぞれにパイプ３００を挿通させる。図４には、このような第１配置工程が完了した状態が示されている。
【００６４】
第１配置工程に続く第２配置工程では、プレート５００の凹部５１０に、スイッチング素子４２０が配置され固定される。スイッチング素子４２０の固定は、−ｘ方向側に向けてボルト４２２を挿通し、当該ボルト４２２をｘ方向側から締結することによって行われる。図５には、このような第２配置工程が完了した状態が示されている。
【００６５】
その後、プレート５００に対して蓋体６００が取り付けられ、図２に示されるボルト６０２によって締結固定される。図６には、このような蓋体６００の取り付けが完了した状態が示されている。
【００６６】
尚、チューブ２００間の隙間に対するヒーター４１０の配置は、以上の各工程のうち任意のタイミングで行うことができる。このため、以上の説明においては、ヒーター４１０の配置については言及していない。
【００６７】
図６に示される組み立て体は、チューブ２００間にヒーター４１０が配置された後、開口１０１からケース１００の内側に挿入され、積層方向に沿って圧縮される。その際、それぞれのチューブ２００のうち、特にパイプ３００が繋がっている部分が変形する。このため、プレート５００の端面５０１から、最も−ｘ方向側に配置されたチューブ２００の−ｘ方向側端面までの距離をＬとすると、図６の状態におけるＬ（つまり上記変形前のＬ）は、図１の状態におけるＬよりも大きくなっている。
【００６８】
以上のような製造方法によれば、凹部５１０の内側にスイッチング素子４２０が配置されている構成の流体加熱モジュール１０を、容易に製造することができる。
【００６９】
本実施形態では、第２発熱体であるスイッチング素子４２０が、最もｘ方向側の端部チューブ２１０よりも更に外側（ｘ方向側）となる位置に配置されている。このような態様に換えて、上記とは反対側となる位置にスイッチング素子４２０が配置されることとしてもよい。このような変形例について、図７を参照しながら説明する。
【００７０】
図７に示されるように、加圧部７００は、弾性部材７１０と、第１板７２０と、第２板７３０と、を有している。弾性部材７１０は、チューブ２００やヒーター４１０に圧縮力を加えるためのものであり、例えば板バネによって構成されている。第１板７２０は、弾性部材７１０と壁１２０との間に配置された平板である。第２板７３０は、弾性部材７１０と、最も−ｘ方向側にあるチューブ２００との間に配置された平板である。
【００７１】
尚、第２板７３０が当接している上記チューブ２００は、積層方向（この変形例では−ｘ方向）に沿って最も端となる位置に配置されている。当該チューブ２００は、この変形例における「端部チューブ２１０」に該当するものである。
【００７２】
この変形例におけるスイッチング素子４２０は、積層方向に沿って上記の端部チューブ２１０よりも更に外側（−ｘ方向側）となる位置に配置される。具体的な配置位置の例が、図７では点線７２２及び点線７３２で示されている。
【００７３】
点線７２２で示されるのは、加圧部７００と壁１２０との間となる位置の例である。このような位置にスイッチング素子４２０を配置する場合には、例えば、第１板７２０のうち−ｘ方向側の面７２１に凹部を形成した上で、当該凹部の内側にスイッチング素子４２０を配置すればよい。
【００７４】
点線７３２で示されるのは、加圧部７００と端部チューブ２１０との間となる位置の例である。このような位置にスイッチング素子４２０を配置する場合には、例えば、第２板７３０のうちｘ方向側の面７３１に凹部を形成した上で、当該凹部の内側にスイッチング素子４２０を配置すればよい。
【００７５】
このように、第２発熱体であるスイッチング素子４２０を、ｘ方向側ではなく−ｘ方向側となる位置に配置した場合であっても、上記実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。尚、図７の点線７２２で示される箇所に第２発熱体を配置した構成においては、第２発熱体からの熱の利用効率は低下する。しかしながら、第２発熱体の発熱量が小さい場合にはそのような配置としてもよい。
【００７６】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０：流体加熱モジュール
２００：チューブ
２１０：端部チューブ
４１０：ヒーター
４２０：スイッチング素子
【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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