(57)【要約】【課題】小型軽量であり、生産性に優れたハウジング部を有する熱交換器を提供する。【解決手段】冷却管部３と、冷却管部３の外周面から延設されたプレート部２０とを備えたハウジング部２と、冷却管部３の一部を切除して設けた切り欠き開口部３０に配設されたヒートシンク部４と、冷却管部３の両端部に配された複数の継ぎ手部５とを有する熱交換器１である。ヒートシンク部４は発熱体搭載面４００を有するベース部４０と、ベース部４０における発熱体搭載面４００と反対側の面から立設させた放熱フィン部４１とを有するとともに、放熱フィン部４１を冷却管部３の内部に挿入した状態でベース部４０と冷却管部４の切り欠き開口部３０周縁とが接合されている。ハウジング部２は冷却管部３とプレート部２０とを一体的に備えるよう押出成形により形成されている。複数の継ぎ手部の少なくとも１つは、冷却管部３の長手方向の端部を加工することにより形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の冷却管部と、該冷却管部の外周面から延設された板状のプレート部とを備えたハウジング部と、
上記冷却管部の一部を切除して設けた切り欠き開口部に配設されたヒートシンク部と、
上記冷却管部の長手方向の両端部に配された複数の継ぎ手部とを有し、
上記ヒートシンク部は、発熱体を搭載するための発熱体搭載面を有する板状のベース部と、該ベース部における上記発熱体搭載面と反対側の面から立設させた放熱フィン部とを備えていると共に、該放熱フィン部を上記冷却管部の内部に挿入した状態で上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁とが接合されており、
上記ハウジング部は、上記冷却管部と上記プレート部とを一体的に備えるよう押出成形により形成されており、
上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも１つは、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、上記冷却管部を複数有し、該複数の冷却管部が上記プレート部を介して互いに連結されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換器において、上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁との接合が、ろう付けまたは摩擦撹拌接合によりなされていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）等の発熱体を冷却するための熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く使用されるようになってきたハイブリッド自動車や、次世代の環境対策自動車として注目される電気自動車には、駆動用モータを制御するための電子部品としてインバーターユニットが用いられている。インバーターユニットには、スイッチング機能を果たすＩＧＢＴが備えられている。ＩＧＢＴは、使用時に発熱するが、高温になれば本来の機能を発揮し得ないため、冷却を十分に行う必要がある。一方、高速スイッチング機能等のＩＧＢＴに求められる特性が年々高まり、これに伴って発熱量も増大してきており、ＩＧＢＴを冷却するシステムの機能向上がますます重要視されている。
【０００３】
ＩＧＢＴの冷却には、ヒートシンクを用いるのが効果的である。ヒートシンクは、熱伝導性のよい材料を用いて作製され、単位面積当たりの表面積を大きくすることにより、接触配置された発熱体からの熱を放熱する機能を有する。表面積を大きくする形態としては、フィンタイプ、コルゲートタイプなどの様々な形態がある。
【０００４】
また、放熱性能をさらに向上させるため、ヒートシンクのフィン部分を冷却液が流通する流路内に配置することによって、冷却液を媒体として効率よく放熱する液冷式の冷却システムが知られている。例えば、特許文献１〜３には、冷却液の流通する流路と、冷却液の入口及び出口とがヒートシンクとしてのアッパーケースを受けるロワケースに形成された熱交換器が提案されている。これらの熱交換器は、ヒートシンクのフィン部分をロワケースの流路部分に配置した状態でアッパーケースとロワケースとを接合して構成されている。このようにして作製した熱交換器は、アッパーケースのフィン部と反対側の面にＩＧＢＴなどの発熱体を接触配置させることで、その冷却機能が発揮されることとなる。
【０００５】
また、車載用のＩＧＢＴを冷却するための熱交換器には、放熱性能のみならず、小型かつ軽量であることが求められている。このような要求に対応するため、アルミニウム材を採用した熱交換器がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１３３５７号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５４７７号公報
【特許文献３】特開２０１０−６９５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、ヒートシンクを受けるハウジング部は、特許文献１〜３に開示されたロワケースのごとく略直方体状を呈しており、ハウジング部に設けられる流路は、ハウジング部の一面に凹部を設けることにより形成されている。また、この流路の両端部には、ロワケースの外部と流路とを連通する連通路が設けられている。
【０００８】
このような形状を呈する従来のハウジング部を形成する方法としては、一般的にはダイキャスト成形などの鋳造や、鍛造が採用されている。しかしながら、鋳造や鍛造によってハウジングを形成する方法は必ずしも生産性に優れるとは言えず、他の製法の開発が望まれていた。
【０００９】
また、上記ハウジング部を鍛造により形成する場合には、流路の壁面や底面等の肉厚を薄くすることは困難であるため、ハウジング部の軽量化及び小型化には限界があるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の背景に鑑みてなされたものであって、小型軽量であり、生産性に優れたハウジング部を有する熱交換器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、管状の冷却管部と、該冷却管部の外周面から延設された板状のプレート部とを備えたハウジング部と、
上記冷却管部の一部を切除して設けた切り欠き開口部に配設されたヒートシンク部と、
上記冷却管部の長手方向の両端部に配された複数の継ぎ手部とを有し、
上記ヒートシンク部は、発熱体を搭載するための発熱体搭載面を有する板状のベース部と、該ベース部における上記発熱体搭載面と反対側の面から立設させた放熱フィン部とを備えていると共に、該放熱フィン部を上記冷却管部の内部に挿入した状態で上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁とが接合されており、
上記ハウジング部は、上記冷却管部と上記プレート部とを一体的に備えるよう押出成形により形成されており、
上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも１つは、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されていることを特徴とする熱交換器にある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１２】
上記熱交換器は、上記ヒートシンク部における上記放熱フィン部を上記冷却管部の内部に挿入した状態で配置しており、上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁とが接合されている。これにより、上記冷却管内部に冷媒液が流通した場合に、上記放熱フィン部が上記冷媒液に接触するように構成されている。その結果、上記冷媒液が上記放熱フィンから効率よく熱を除去することができるため、上記熱交換器は放熱性能に優れたものとなる。
【００１３】
また、上記ハウジング部は、上記冷却管部と上記プレート部とを一体的に備えるよう押出成形により形成されている。押出成形は、肉厚の薄い部材を形成しやすい加工方法であるため、上記冷却管部や上記プレート部の肉厚を容易に薄肉化することができる。また、押出成形は量産性に優れた加工方法であるため、上記ハウジング部は生産性に優れたものとなる。さらに、上記冷却管部の長さを自由に選択できるため、上記冷却能力の変更等の設計変更が容易となる。
【００１４】
また、上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも１つは、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されている。これにより、上記継ぎ手部の形状を押出成形による形状から大きく変形させ、熱交換器外部からの外部配管に合致させやすくなる。その結果、上記ハウジング部とは別体に準備する上記継ぎ手部の数を少なくすることができるため、部品点数を削減することができる。
【００１５】
以上のごとく、上記態様によれば、小型軽量であり、生産性に優れたハウジング部を有する熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における熱交換器の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】実施例１における熱交換器の部品展開図。
【図５】実施例１における、ハウジング部の基本形状となる押出形材の斜視図。
【図６】実施例１における、押出形材に切り欠き開口部を形成した状態の斜視図。
【図７】実施例１における、ハウジング部の斜視図（押出形材の両端を塑性加工して連絡口を形成した状態の斜視図）。
【図８】実施例１における、ヒートシンク部の斜視図。
【図９】実施例２における、別体で形成した分配管を冷却管部の一方側の端部に接合した熱交換器の斜視図。
【図１０】実施例２における熱交換器の部品展開図。
【図１１】実施例２における、分配管の基本形状となる角管の斜視図。
【図１２】実施例２における角管に冷媒流通穴を形成した状態の斜視図。
【図１３】実施例２における、分配管の斜視図（角管に連絡口を形成した状態の斜視図）。
【図１４】実施例３における、一本の冷却管部を有する熱交換器の斜視図。
【図１５】実施例３における、熱交換器の部品展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上記熱交換器においては、上述したごとく、上記複数の継ぎ手部のうちの少なくとも１つが、上記冷却管部の長手方向の端部を加工することにより形成されている。すなわち、押出成形により成形した上記冷却管部の端部は、その少なくとも１箇所が更に加工を施されることにより継ぎ手部として機能する形状に成形されている。なお、上記冷却管部の端部のうち、上述のごとく追加の加工を受けない端部には、上記ハウジング部とは別体に準備した継ぎ手部を接合してもよい。このとき、別体に準備した上記継ぎ手部と上記冷却管部の上記両端部との接合は、溶接や接着剤による接合等の公知の接合方法を採用することができる。
【００１８】
ここで、継ぎ手部とは、上記冷却管部内に形成される冷媒流路と、外部配管とを連絡する部位であり、単純な連絡口（ニップル部）を設ける構造や、複数の冷却管部の開口端と連通して複数の流路を１本にまとめるヘッダー部を設ける構造、あるいは連絡口とヘッダー部との双方を有する構造など、種々の構成をとることができる。
【００１９】
上記熱交換器は、上記冷却管部を複数有し、該複数の冷却管部が上記プレート部を介して互いに連結されていてもよい（請求項２）。
この場合には、複数列に並べた発熱体を冷却する場合に好適である。また、上記複数の冷却管部は、各々の幅を個々の冷却管部に流通する冷媒液の流速分布を一様とするのに適切な範囲とすることができる。これにより、冷媒液が上記放熱フィン部全体に均一に接触しやすくなるため、上記放熱フィン部全体から均一に放熱することが可能となる。その結果、上記熱交換器は、複数の発熱体を均一に冷却することが可能なものとなる。
【００２０】
また、この場合には、上記複数の冷却管部とこれらを連結しているプレート部とによって凹部を設けてもよい。この場合には、上記熱交換器の周辺部に配置される機器類の一部が上記熱交換器側に突出していても、上記凹部にこの突出部分を収容することができ、デッドスペースを低減することができる。また、この凹部に発熱体を搭載することもできる。この凹部においては、発熱体から発生する熱が凹部を構成するプレート部を介して上記冷却管部の壁面に熱伝導し、上記冷却管部に流通する冷媒液と熱交換を行うことができる。その結果、上記凹部に搭載された発熱体の冷却を行うことが可能となる。
【００２１】
また、上記ベース部と上記冷却管部の上記切り欠き開口部周縁との接合が、ろう付けまたは摩擦撹拌接合によりなされていてもよい（請求項３）。
この場合には、上記ベース部と上記切り欠き開口部周縁との接合を、未接合部分のないように行うことが容易となる。そのため、上記ベース部と上記冷却管部との接合部分からの冷媒液の漏出を防止することができる。なお、上記ベース部と上記冷却管部との接合には、摩擦撹拌接合や溶接、接着剤による接合等、公知の接合方法を採用することもできる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
上記熱交換器の実施例を、図１〜図８を用いて説明する。熱交換器１は、図１及び図４に示すごとく、管状の冷却管部３と、冷却管部３の外周面から延設された板状のプレート部２０とを備えたハウジング部２と、冷却管部３の一部を切除して設けた切り欠き開口部３０に配設されたヒートシンク部４と、冷却管部３の長手方向の両端部に配された複数の継ぎ手部とを有している。ヒートシンク部４は、図８に示すごとく、発熱体を搭載するための発熱体搭載面４００を有する板状のベース部４０と、ベース部４０における発熱体搭載面４００と反対側の面から立設させたピン型の放熱フィン部４１とを備えている。また、ヒートシンク部４は、図２及び図３に示すごとく、放熱フィン部４１を冷却管部３の内部に挿入した状態でベース部４０と冷却管部３の切り欠き開口部３０の周縁とが接合されている。また、ハウジング部２は、図５〜図７に示すごとく、冷却管部３とプレート部２０とを一体的に備えるよう押出成形により形成されている。そして、複数の継ぎ手部のうちの少なくとも１つは、図７に示すごとく、冷却管部３の長手方向の端部を加工することにより形成されている。以下において、冷却管部３の長手方向を「長手方向Ｘ」という。
【００２３】
熱交換器１のハウジング部２は、図７に示すごとく、略角管状に形成された２本の冷却管部３と、これらの冷却管部３の外周面から延設された３枚のプレート部２０とを有している。２本の冷却管部３は長手方向Ｘと直交する方向（以下、冷却管部３の並び方向を「幅方向Ｙ」という。）に間隔をあけて互いに平行に並んで配置されている。また、３枚のプレート部２０は、２本の冷却管部３の間と、冷却管部３の並び方向（幅方向Ｙ）における外側とに配置されている。そして、これらの冷却管部３の並び方向（幅方向Ｙ）に互いに向かい合う外周面がプレート部２０を介して互いに連結されている。
【００２４】
また、２本の冷却管部３は、図７に示すごとく、プレート部２０に対して長手方向Ｘと幅方向Ｙとの双方に直交する方向（以下、この方向を「高さ方向Ｚ」という。）の一方側に突出するように配置されており、高さ方向Ｚの他方側は、プレート部２０と冷却管部３の外周面とが面一に配置されている。これにより、２本の冷却管部３における互いに向かい合う外周面とこれらを連結するプレート部２０とが凹部２１を構成している。
【００２５】
また、各々の冷却管部３における高さ方向Ｚの一方側には、図７に示すごとく、略長方形状の切り欠き開口部３０が形成されている。また、切り欠き開口部３０の内側には、図２及び図３に示すごとく、外側に比べて高さを低くした段部３１が形成されている。そして、切り欠き開口部３０にヒートシンク部４の放熱フィン部４１が挿入されるとともに、ベース部４０の周縁が段部３１に嵌合されている。これにより、ヒートシンク部４の発熱体搭載面４００と、冷却管部３におけるヒートシンク部４周縁の外周面とが面一に配置されている。
【００２６】
各々の冷却管部３の両端部には、図７に示すごとく、押出成形による形状とは異なる形状を呈する、継ぎ手部としての連絡口５が形成されている。連絡口５は、冷却管部３の略角管状の断面に塑性加工を施すことにより、略円筒状に成形されている。
【００２７】
ヒートシンク部４は、図８に示すごとく、略長方形状のベース部４０と、ベース部４０から高さ方向Ｚに立設された放熱フィン部４１とを有している。また、放熱フィン部４１を形成した面とは反対側の面が、発熱体を搭載する発熱体搭載面４００を構成している。
【００２８】
放熱フィン部４１は、図８に示すごとく、円柱状のピン４１０を多数立設して構成されている。また、放熱フィン部４１は、上述のごとくハウジング部２の切り欠き開口部３０に挿入配置することができるように、ピン４１０が立設される領域が切り欠き開口部３０の開口領域よりも小さくなるように形成されている。また、放熱フィン部４１におけるピン４１０の高さは、冷却管部３の高さ方向Ｚにおける内寸よりわずかに小さく形成されている。これにより、図２及び図３に示すごとく、放熱フィン部４１が挿入配置された状態において、ピン４１０の先端が冷却管部３の内壁近傍に配置されるように構成されている。このピン４１０の先端と冷却管部３の内壁とのクリアランスは、小さいほど放熱性を向上させることができる。そのため、ピン４１０の先端と冷却管部３の内壁とのクリアランスは、０．５ｍｍ以下が好ましく、ピン４１０の先端が冷却管部３の内壁に当接する構成が特に好ましい。
【００２９】
また、放熱フィン部４１の周縁のベース部４０は平坦に成形されている。これにより、放熱フィン部４１が挿入配置された状態において、図２及び図３に示すごとく、切り欠き開口部３０に形成された段部３１とベース部４０とが嵌合するように構成されている。また、切り欠き開口部３０周縁とベース部４０とは、図２及び図３に示すごとく、摩擦撹拌接合により接合されている。
【００３０】
次に、熱交換器１の製造方法を説明する。熱交換器１の製造は、ハウジング部２を形成するハウジング部形成工程と、ヒートシンク部４を形成するヒートシンク部形成工程とを有している。そして、これらの各工程により得られたハウジング部２及びヒートシンク部４を公知の接合方法により接合する組立工程を行うことにより、熱交換器１を得る。
【００３１】
ハウジング部形成工程は、ハウジング部２の基本形状となる押出形材２００を形成する押出工程と、押出工程により得られる押出形材２００に切り欠き開口部３０を形成する開口部形成工程と、冷却管部３の両端に継ぎ手部としての連絡口５を形成する端末加工工程とから構成されている。押出工程においては、アルミニウム材のビレットを、熱間あるいは冷間押出加工を行うことにより、冷却管部３とプレート部２０とを一体的に形成する。本例においては、６０６３材のビレットを熱間押出加工を行うことにより、図５に示すごとく、２本の冷却管部３と３枚のプレート部２０とが連結された押出形材２００を得た。
【００３２】
開口部形成工程においては、上記押出工程により得られる押出形材２００に対して切削加工を行う。これにより、図６に示すごとく押出形材２００に切り欠き開口部３０を形成した。なお、この開口部形成工程においては、切り欠き開口部３０とともに、その周縁に段部３１を形成しているが、便宜上、図６への段部３１の記載を省略した。
【００３３】
端末加工工程においては、押出形材２００における冷却管部３の端部にプレス成形等の塑性加工を施すことにより、冷却管部３の端部を円筒形状に変形させ、連絡口５を形成する。本例においては、まず、押出形材２００のプレート部２０における、幅方向Ｙの両端部を打ち抜き加工等により除去した。次いで、略円錐形の成形プラグを冷却管部３の両端部に圧入することにより、上記両端部を略角管形状から円筒形状に塑性変形させて連絡口５を形成した。このようにして図７に示すハウジング部２を得た。
【００３４】
ヒートシンク部形成工程においては、鋳造や鍛造等の種々の方法によりヒートシンク部４を形成する。本例においては、後述する特定の化学成分と特定の機械特性とを有するアルミニウム合金材を熱間鍛造することにより、図８に示すヒートシンク部４を得た。
【００３５】
以下、ヒートシンク部形成工程について詳説する。本例では、化学成分組成が、Ｓｉ：０．２％（質量％、以下同じ）以上１．０％以下、Ｍｇ：０．４％以上１．０％以下、Ｆｅ：０．３５％以下を含有し、残部が不可避的不純物と９８％以上のアルミニウムからなり、耐力が１２０ＭＰａ以上であるアルミニウム合金材からなる鍛造用ブロックを準備した。次いで、この鍛造用ブロックを５００℃に加熱すると共に、鍛造金型を１５０℃に加熱し、フリクションプレスにより熱間鍛造した。
【００３６】
上記の熱間鍛造直後のヒートシンク部４の温度は、金型から取り出した時点で３３０℃であった。このヒートシンク部４を大気中に配置して放冷（炉外放冷）することにより室温まで冷却した。本例では、３００℃〜５０℃までの冷却期間中の冷却速度が０．４５℃／秒の冷却速度となる条件で冷却した。
【００３７】
ヒートシンク部４を室温まで冷却した後、２００℃で４時間の加熱処理（人工時効処理）を行った。
その後、バリ取りを行い、さらにスケール除去のためにショットブラストを行った。
その後、ベース部４０における放熱フィン部４１を配置した面とは反対側の面（発熱体搭載面４００）を切削し、さらに放熱フィン部４１の周縁を軽く面削仕上げすることにより、図７に示すヒートシンクを得た。
【００３８】
組立工程においては、上述のごとく得られたハウジング部２とヒートシンク部４とを、公知の接合方法により接合し、図１に示す熱交換器１を得る。本例では、ヒートシンク部４におけるベース部４０とハウジング部２における切り欠き開口部３０周縁との接合を摩擦撹拌接合で行った。具体的には、図４に示すごとく、放熱フィン部４１を冷却管部３側に向けた状態でヒートシンク部４を切り欠き開口部３０に挿入し、ベース部４０の周縁部を切り欠き開口部３０の段部に当接させた。その後、回転ツールをヒートシンク部４と切り欠き開口部３０との境界線上の１点に圧入するとともに、この境界線に沿って回転ツールを一周させた。これにより、上述の境界線に沿って図２及び図３に示す撹拌領域５０２が形成されるとともにベース部４０と冷却管部３とが接合され、図１に示す熱交換器１を得た。
【００３９】
このように構成された熱交換器１には、各々の冷却管部３における一端側の連絡口５に外部配管としての冷媒導入管が接続され、他端側の連絡口５に冷媒導出管が接続される。そして、以下のようにして熱交換が行われる。まず、冷媒導入管から一端側の連絡口５を通じて各々の冷却管部３内に冷媒液が流入する。冷却管部３内においては、冷媒液は、他端側の連絡口５へ向けて流通すると同時に、接触した放熱フィン部４１との間で熱交換を行い、放熱フィン部４１に蓄積される熱を除去する。そして、反対側の連絡口５に達した冷媒液は、連絡口５を通過して冷媒導出管へ排出される。
【００４０】
また、上述のごとく熱交換器により冷却される発熱体としては、例えば、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子や、リアクトルやコンデンサ等の電子部品、あるいはこれらを組み合わせたパワーモジュール等、種々のものを発熱体として発熱体搭載面４００に搭載することができる。
【００４１】
次に、本例の作用効果を説明する。熱交換器１は、図２及び図３に示すごとく、ヒートシンク部４における放熱フィン部４１を冷却管部３の内部に挿入した状態で配置しており、ベース部４０と冷却管部３の切り欠き開口部３０周縁とが接合されている。これにより、冷却管部３部の内部に冷媒液が流通した場合に、放熱フィン部４１が冷媒液に接触するように構成されている。その結果、冷媒液が放熱フィン部４１から効率よく熱を除去することができるため、熱交換器１は放熱性能に優れたものとなる。
【００４２】
また、ハウジング部２は、図５〜図７に示すごとく、冷却管部３とプレート部２０とを一体的に備えるよう押出成形により形成されている。そのため、冷却管部３やプレート部２０の肉厚を容易に薄肉化することができるとともに、ハウジング部２は生産性に優れたものとなる。さらに、冷却管部３の長さを自由に選択できるため、冷却能力の変更等の設計変更が容易となる。
【００４３】
また、複数の継ぎ手部としての連絡口５が、図７に示すごとく、冷却管部３の長手方向の端部を加工することにより形成されている。これにより、連絡口５の形状を押出成形による形状から大きく変形させ、熱交換器１外部からの外部配管に合致させやすくなる。その結果、継ぎ手部をハウジング部２とは別体に準備する必要がなくなり、部品点数を削減することができる。
【００４４】
また、熱交換器１は、図１に示すごとく、冷却管部３を複数有し、該複数の冷却管部３がプレート部２０を介して互いに連結されている。これにより、複数の冷却管部３は、各々の幅を個々の冷却管部３に流通する冷媒液の流速分布を一様とするのに適切な範囲とすることができる。そのため、冷媒液が放熱フィン部４１全体に均一に接触しやすくなり、放熱フィン部４１全体から均一に放熱することが可能となる。その結果、熱交換器１は、複数の発熱体を均一に冷却することが可能なものとなる。
【００４５】
また、図１に示すごとく、複数の冷却管部３とこれらを連結しているプレート部２０とによって凹部２１が設けられている。そのため、熱交換器１の周辺部に配置される機器類の一部が熱交換器１側に突出していても、凹部２１に上記機器類の突出部分を収容することができ、デッドスペースを低減することができる。
【００４６】
また、ベース部４０と冷却管部３の切り欠き開口部３０周縁との接合が、図２及び図３に示すごとく、摩擦撹拌接合によりなされている。これにより、上記の接合を、未接合部分のないように行うことが容易となる。そのため、接合部分からの冷媒液の漏出を防止することができる。また、ベース部４０と冷却管部３との接合に、ろう材等の接続部材を用いる必要がなくなるため、部品点数を低減することができる。
【００４７】
以上のごとく、本例によれば、小型軽量であり、生産性に優れたハウジング部を有する熱交換器を提供することができる。
【００４８】
また、本例においては、ヒートシンク部４を、上記特定の化学成分組成を有するアルミニウム材を熱間鍛造することにより作製している。このように得られたヒートシンク部４は、比較的高強度であり、後工程の切削加工及び組立工程においても放熱フィン部４１やベース部４０の変形を小さくすることができる。その結果、放熱フィン部４１の寸法精度や発熱体搭載面４００の平坦度等を向上させやすくなる。
【００４９】
（実施例２）
本例は、実施例１の熱交換器における冷却管部３の一方の端部に、ハウジング部２とは別体に準備された継ぎ手部を接合した例である。本例の熱交換器１は、図９及び図１０に示すごとく、冷却管部３の一方の端部に、ヘッダ部５３と連絡口５２とを備えた継ぎ手部としての分配管５１が接合されている。また、冷却管部３の他方の端部は、実施例１と同様の連絡口５が塑性加工により形成されている。
【００５０】
分配管５１は、図１３に示すごとく、外部配管を接続する連絡口５２と、２本の冷却管部３の開口端と連通して複数の流路を１本にまとめるヘッダ部５３とを有している。ヘッダ部５３は、図１２に示すごとく略角管状に形成されており、図９及び図１０に示すごとく、その長手方向を幅方向Ｙに向けて配置されている。また、図１２に示すごとく、ヘッダ部５３の長手方向の一端には連絡口５２が形成されており、長手方向の他端は閉塞されている。そして、ヘッダ部５３におけるハウジング部２と接合される面には、２つの冷媒流通穴５４が各々の冷却管部３の開口端と合致する位置に形成されている。
【００５１】
このような分配管５１を製造する製造方法としては、例えば、分配管５１の基本形状となる片側が開口した角管５００を形成するインパクト成形工程と、この角管５００に冷媒流通穴５４を形成する穴あけ工程と、角管５００の開口端を円筒形状に成形する端末加工工程とから構成される方法などがある。インパクト成形工程においては、角柱形状のアルミニウム材にパンチで衝撃を与えることにより、一端が閉塞され、一端が開口した角管５００を得る。本例においては、１１００材よりなる角柱形状のアルミニウム材にインパクト成形を施すことにより、図１１に示すごとく一端が閉塞され、一端が開口した角管５００を得た。
【００５２】
穴あけ工程においては、上記インパクト成形工程において得られた角管５００に対して切削加工を行い、冷媒流通穴５４を形成する。本例では、図１２に示すごとく、長手方向に互いに並んだ２個の冷媒流通穴５４を形成した。
【００５３】
そして、端末加工工程においては、角管５００の開口端にプレス成形等の塑性加工を施すことにより、上記開口端に円筒状の連絡口５２を形成する。本例では、上記角管５００の開口端に略円錐状の成形プラグを圧入することにより、角管５００の断面を略円筒状に成形する塑性加工を行った。これにより、図１３に示すごとく連絡口５２を形成した分配管５１を得た。
【００５４】
また、分配管５１は、図１０に示すごとく、ハウジング部２とろう付けにより接合されている。具体的には、図１０に示すごとく、ハウジング部２と分配管５１との接合部分の形状に合わせて穴部を形成したブレージングプレート５０１を作製し、ハウジング部２と分配管５１との間に配置した。その後、加熱炉内でブレージングプレート５０１の融点まで加熱を行うことにより両者をろう付けした。なお、分配管とハウジング部との接合は、ろう付けに限定されることはなく、接着剤等の公知の接合方法を採用することも可能である。
【００５５】
本例の熱交換器１には、例えば、分配管５１の連絡口５２と冷媒導入管とが接続され、冷却管部３の開口端に形成された連絡口５と冷媒導出管とが接続され、以下のごとく発熱体の冷却が行われる。まず、冷媒導入管から冷媒液が供給されると、ヘッダ部５３により冷媒液が分配され、冷媒流通穴５４から各々の冷却管部３内に冷媒液が流入する。冷却管部３内においては、冷媒液は、長手方向Ｘへ向けて流通すると同時に、接触した放熱フィン部４１との間で熱交換を行い、放熱フィン部４１に蓄積される熱を除去する。そして、塑性加工により形成された連絡口５を通過して冷媒導出管へ排出される。なお、本例において、冷媒導入管と冷媒導出管との接続を入れ替え、分配管５１と冷媒導出管とを接続し、連絡口５と冷媒導入管とを接続する構成をとることも可能である。
【００５６】
このようにして得られた熱交換器１は、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。なお、本例では、別体に準備した継ぎ手部としてヘッダ部５３と連絡口５２とを備えた分配管５１を用いた例を示したが、これに限定されることはない。例えば、冷却管部３の一方の端部同士をパイプ等で連結する構成を取ることも可能である。
【００５７】
（実施例３）
本例は、実施例１における熱交換器１の冷却管部３の本数を変更した例である。本例の熱交換器１は、図１４及び１５に示すごとく、１本の冷却管部３を有している。その他は、実施例１と同様である。
【００５８】
このように、熱交換器１の冷却管部３は、発熱体搭載面４００に必要な面積や、必要な冷却性能等の冷却設計に応じて、自由に本数を変更したり、長さを変更したりすることが可能である。また、ヒートシンク部４の個数と冷却管部３の本数とは必ずしも同一にする必要は無く、例えば１本の冷却管部３に対して複数のヒートシンク部４を長手方向Ｘ、あるいは幅方向Ｙに配列した構成を取ることも可能である。その他、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００５９】
また、ヒートシンク部４における放熱フィン部４１の形状も、円柱状のピン４１０に限定されることはなく、冷却設計に応じて種々の形状を採用することが可能である。例えば、角柱状のピンやコルゲートフィンを用いても良く、押出加工により作製される断面櫛歯状のプレートフィンを用いてもよい。フィンの配置や密度についても、形状と同様に冷却設計に応じて種々の態様を採用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  熱交換器
２  ハウジング部
２０  プレート部
３  冷却管部
３０  切り欠き開口部
４  ヒートシンク部
４０  ベース部
４００  発熱体搭載面
４１  放熱フィン部
５  連絡口
【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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