(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリーを収容するケースの開口部を閉塞する閉塞部材のチューブが貫通する部分を封止し、ケース内部への水蒸気や埃の侵入を防止し、熱交換器の生産工程の簡素化も可能な熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器１は、バッテリーを収容するケース３の内部空間を温調するもので、熱媒体を蛇行して流通させるように配されるチューブ１７と、チューブ１７間に設けられるフィンと、チューブ１７と連通するヘッダ２１とを有する熱交換器本体８と、ケース３に設けられた開口部９を閉塞する金属製の閉塞部材５とを有している。閉塞部材５は、チューブ１７が貫通する挿通孔１４が設けられ、ろう付け又は半田付けにより、チューブ１７と、ヘッダ２１と、閉塞部材５とが接合されるとともに、挿通孔１４が封止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーを収容するケースの内部空間を温調する熱交換器であって、
熱媒体が流通されるチューブと、このチューブに接合されるフィンと、前記チューブと連通するヘッダとを有する熱交換器本体、及び、前記ケースに形成された開口部を閉塞する閉塞部材を備え、
前記閉塞部材は、金属性素材で形成されると共に前記チューブ又は前記ヘッダが挿通される挿通孔が形成され、
前記閉塞部材と前記チューブ又は前記ヘッダとはろう付け又は半田付けにより接合されるとともに、前記挿入孔と前記チューブ又は前記ヘッダとの隙間は前記ろう付け又は半田付けにより封止されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記ろう付け又は半田付けは、前記チューブと前記ヘッダとの接合もするものであることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記チューブと前記ヘッダとの接合は、前記閉塞部材に対し、前記フィンの反対側でされることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記熱交換器本体の前記チューブは、途中に継ぎ目がないサーペンタイン型のチューブであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記熱交換器本体と前記閉塞部材とは、アルミニウム又はアルミニウム合金によりなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用バッテリーの温調装置に用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリット自動車に設けられる車両駆動用バッテリーは、充放電の性能を最適にするために熱交換器等により所定の温度に保たれるように管理されている。
【０００３】
具体的には、車両駆動用バッテリーは、電気回線の短絡を防ぐため、液体状の水の浸水はもとより水蒸気や埃の浸入を防ぐための密閉度の高いケースの内部に設けられ、このケースの内部に冷却用熱交換器を有して構成されるモジュールとして車両に搭載される場合が多い。
【０００４】
冷却用熱交換器は、冷媒が通過するチューブと放熱フィンとからなる熱交換器本体を有し、冷媒が通過するチューブは、主にアルミや銅などの金属で形成されている。また、多数のチューブをろう付け接合する構成にあっては、接合部分に適宜ろう付けを施して冷媒の漏れを防止するようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、車両用空調装置においては、冷却用熱交換器に不具合が発生した場合に検査や交換を容易にするために、冷却用熱交換器をユニットケースに着脱可能に取り付けるとともに、ユニットケースの開口部を樹脂製の閉塞部材により閉塞してケース内部に空気流路を形成しているが（特許文献２参照）、車両駆動用バッテリーのモジュールにおいてもこのような構成を採用することが考えられる。
【０００６】
また、上述した構成においては、冷却用熱交換器のケース内部への着脱作業に加えて閉塞部材の着脱作業も必要になる。生産工程の簡素化を図るために、閉塞部材とケース内部に配置するフィルタとを一体化した構造が知られている（特許文献３参照）。
【０００７】
ここで、上述の冷却用熱交換器においては、冷媒が通過するチューブの内側に冷媒の圧力がかかるため、ろう付けに不良箇所が存在すると冷媒が漏れるおそれがある。また、熱交換器の稼動に伴って発生した凝縮水により、チューブが腐食して冷媒が漏れるおそれもある。さらに、製造時にチューブに意図しない残留応力が残り、冷凍サイクルの運転を繰り返すことで亀裂が生じて冷媒が漏れるおそれもある。そして冷媒漏れが発生すると、ケース内部の圧力が上昇して破裂に至る可能性があり、車両駆動用バッテリーの安全性の低下につながる。
このように、冷却用熱交換器においては冷媒漏れに至る不具合モードが複数存在し、不具合発生時の故障モードも深刻なため、冷媒漏れの点検や冷媒漏れ不良品発生時の熱交換器の交換を可能とすることが、強く求められる。
【０００８】
そこで、特許文献３に示されるフィルタに替えて冷却用熱交換器を閉塞部材と一体化し、ユニットケースに対して冷却用熱交換器を着脱容易に配置すると共に、装着時は閉塞部材でケースの開口部を閉塞し、該ケース内部に空気流路を形成する構成が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０７４７５７号公報
【特許文献２】特開２００２−５９７３５号公報
【特許文献３】実開昭６３−０１３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ユニットケース内部に配置される冷却用熱交換器は、少なくとも該ケースの外部にある放熱器と冷媒回路で接続される必要があるので、閉塞部材には金属配管等の冷媒回路が挿通する挿通孔が設けられる。このとき、挿通孔と冷媒回路との隙間を埋めて気密性を確保しようとしても、金属と樹脂とは機械的な接合が困難であるため、気密性を保つことができない。
すなわち、車両駆動用バッテリーにおいて水蒸気や埃の浸入を防止するために各々の部材の接合部分には車両用空調装置以上の高いレベルの気密性が求められるところ、金属と樹脂との接合性が弱いため気密性の確保が困難であり、ケース内部に浸入した水蒸気による結露水が電子回路を短絡する等して、車両駆動用バッテリーの安全性を確保できない問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーを収容するケースの開口部を閉塞する閉塞部材の挿通孔の部分における気密性を確保して水蒸気や埃の浸入を確実に防止することで、バッテリーの安全性を向上することを主たる目的とする。また、熱交換器の生産工程を簡素化することが可能な熱交換器を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る熱交換器は、バッテリーを収容するケースの内部空間を温調する熱交換器であって、熱媒体が流通されるチューブと、このチューブに接合されるフィンと、前記チューブと連通するヘッダとを有する熱交換器本体、及び、前記ケースに形成された開口部を閉塞する閉塞部材を備え、前記閉塞部材は、金属性素材で形成されると共に前記チューブ又は前記ヘッダが挿通される挿通孔が形成され、前記閉塞部材と前記チューブ又は前記ヘッダとはろう付け又は半田付けにより接合されるとともに、前記挿入孔と前記チューブ又は前記ヘッダとの隙間は前記ろう付け又は半田付けにより封止されたことを特徴としている（請求項１）。このような、熱交換器によれば、閉塞部材を金属製にすることで、熱交換器本体との間でろう付け又は半田付けによる気密性の高い封止固定が可能となり、水蒸気や埃の浸入を確実に防止することができる。また、熱交換器本体と閉塞部材とを強固に接合することが可能となり、確実に一体化することができる。
【００１３】
ここで、前記ろう付け又は半田付けは、前記チューブと前記ヘッダとの接合もするものであることが好ましい（請求項２）。このような構成によれば、チューブ又はヘッダと挿通孔との間の隙間を封止できるとともに、チューブとヘッダとを接合することも可能となるので、生産工程を簡素化できる。
【００１４】
また、前記チューブと前記ヘッダとの接合は、前記閉塞部材に対し、前記フィンの反対側でされることが好ましい（請求項３）。熱交換器をケースに装着したとき、チューブとヘッダとの接合がケースの外側となるので、仮に接合部分に不良箇所があり熱媒体の漏れが発生しても、ケース内部への熱媒体流出による圧力上昇がなく、バッテリーの安全性を向上することができる。
【００１５】
また、前記チューブは、途中に継ぎ目がないサーペンタイン型のチューブであることが望ましい（請求項４）。熱媒体がケース内部へ漏れる可能性を低くし、さらにバッテリーの安全性を向上することができる。
【００１６】
さらに、前記熱交換器本体と前記閉塞部材とは、アルミニウム又はアルミニウム合金によりなることが望ましい（請求項５）。熱交換器の組み付け工程において、熱交換器本体と閉塞部材とを一体的にろう付けすることができ、生産工程の簡素化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上本発明によれば、閉塞部材を金属製にすることで、熱交換器本体との間でろう付け又は半田付けによる気密性の高い封止固定が可能となり、水蒸気や埃の浸入を確実に防止し、もってバッテリーの安全性を向上することができる。
また、請求項３、請求項４の発明によれば、バッテリーのケース内部に配置される熱交換器の接合部分や継ぎ目の数を減少することができるので、ケース内部で熱媒体が漏れる可能性を低くし、バッテリーの安全性をより向上することができる。
さらに、請求項５の発明によれば、熱交換器の組み付け工程において、熱交換器本体と閉塞部材とを一体的にろう付けすることができ、組み付け工程の簡素化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の熱交換器の全体を示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明の熱交換器をモジュールに取り付けた場合のモジュールの断面図である。
【図３】図３は、本発明の熱交換器をモジュールに取り付ける場合のモジュール全体を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の熱交換器について、車両駆動用バッテリーと温調装置とを備えたモジュールとして車両に搭載された例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１ないし３に示すように、モジュール１１は、車両駆動用バッテリー（以下、バッテリー）２と、内部の温度を調整する温調装置４と、が、ケース３に収容されて構成されている。
【００２１】
温調装置４は、樹脂製の温調ケース６にブロワ７と熱交換器１とを有して構成されている。
温調ケース６には、ケース３内部の空気を吸入する吸入口１０と、吸入した空気を温調して排気する排気口１２と、熱交換器１を着脱する着脱口１３が形成されている。また、着脱口１３の周囲には熱交換器１を固定するためのボルト孔１８が設けられている。
熱交換器１は、サーペンタイン型のもので、ケース３内部の温度を調整する熱交換器本体８と、ケース３に設けられた開口部９を閉塞する金属製の閉塞部材５と、を有して構成され、熱交換器本体８と閉塞部材５とはアルミ又はアルミ合金で形成されている。
【００２２】
熱交換器本体８は、冷媒を蛇行して流通させるように配されるチューブ１７と、チューブ１７間に接合されるフィン２０と、チューブ１７の両端部のそれぞれに設けられてチューブ内部と連通するヘッダ２１とを有して構成されている。また、チューブ１７は、蛇行させながら継ぎ目がなく形成され、その両端部は、ヘッダ２１を介し配管１６に接合され、さらに図示しない圧縮機、膨張弁、放熱器、リキッドタンクなどと接続されて、冷凍サイクルを形成している。
【００２３】
また、閉塞部材５は、開口部９を外側から覆うことができる程度の大きさに形成され（本実施例においては、開口部９よりも大きい矩形状に形成され）、チューブ１７が挿通する挿通孔１４が設けられている。挿通孔１４の外周方向の上方と下方にはケース３に固定するためのボルト孔１９が設けられている。さらに、閉塞部材５とケース３との間には外部からの水分の浸入を防ぐためにＯリング等のシール材２３が設けられている。
【００２４】
そして、チューブ１７とヘッダ２１とは、閉塞部材５に対し、フィンの反対側で接合され、具体的には、チューブ１７と閉塞部材５とが、チューブ１７と挿通孔１４の内壁との隙間を封止するように、ろう材１５によって、ヘッダ２１と閉塞部材５とがろう付けによって接合されている。さらに、ろう材１５によって、ヘッダ２１と配管１６とがろう付けによって接合されている。
【００２５】
以上で説明した熱交換器は、予めサーペンタイン状のチューブ１７にフィン２０を挿入し、チューブ１７の両端部を閉塞部材５に形成した挿通孔１４に挿通させ、閉塞部材５の挿通孔１４から突出したチューブ１７の端部にヘッダ２１を組み付けると共にヘッダ２１に配管１６を組み付け、その状態で、フィン２０をチューブ１７にろう付けすると共に、ヘッダ２１と閉塞部材５との間に供給されたろう材１５により、チューブ１７の端部をヘッダ２１にろう付けし、また、チューブ１７と挿通孔１４の内壁との隙間を封止しつつチューブ１７と閉塞部材５とを接合する。また、ヘッダ２１と配管１６との接続部位においても、その部分に供給されるろう材１５によりろう付け固定する。そして、以上のようにして形成された閉塞部材５付きの熱交換器をケース３に取り付けるには、ケース３の開口部９から熱交換器本体８を挿入し、ケース３のボルト孔１８と閉塞部材５のボルト孔１９の位置を合わせた後、閉塞部材５をボルト２５でケース３に固定すればよい。
【００２６】
したがって以上の構成によれば、閉塞部材５を金属製としたので、ろう付けによって気密性の高い封止固定が可能となり、ケース３内部と外部との気密性を向上させて、水蒸気や埃の浸入を確実に防止し、バッテリー２の安全性を向上することができる。
また、ケース３の内部に配置される熱交換器本体８の接合部分や継ぎ目数を減少することができるので、ケース３の内部での冷媒漏れの可能性を低くし、バッテリー２の安全性をより向上することができる。
さらに、熱交換器１の組み付け工程においては、閉塞部材５と熱交換器本体８とをアルミ又はアルミ合金で構成することで一体的にろう付けすることができ、生産工程の簡素化を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００２７】
なお、実施例１においては、チューブ１７と、閉塞部材５と、ヘッダ２１とをろう付けによって固定し、チューブ１７と挿通孔１４の内壁との隙間を封止するように説明したが、この封止固定状態を半田付けによって行うようにしても良い。また、本熱交換器１を、内部を冷媒が通過する冷却用熱交換器として用いられる例として説明したが、これに限らず熱媒体を温水とした加熱用熱交換器（ヒータコア）とすることや、熱媒体を寒冷な液体とした冷却用熱交換器として実施するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  熱交換器
２  バッテリー
３  ケース
５  閉塞部材
８  熱交換器本体
１４  挿通孔
１７  チューブ
２０  フィン
２１  ヘッダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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