(57)【要約】【課題】対象物に対する設置スペースを小さくできるプレート型の熱交換器を提供すること。【解決手段】熱交換器１０は、タンク２０によって導かれる媒体が流れる複数の扁平チューブ３０を備える。扁平チューブ３０は、蓄電装置５０に対向して延びる伝熱パネル部３１と、伝熱パネル部３１との間に熱交換流路２９を形成する背後パネル部３２と、背後パネル部３２に開口するチューブ孔３３と、を有する。タンク２０は、背後パネル部３２に沿って配置され、チューブ孔３３に接続するタンク孔２１を有し、蓄電装置５０に対して扁平チューブ３０の背後に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物との間で熱交換をする媒体が流れる熱交換器であって、
媒体を導く筒状のタンクと、
前記タンクによって導かれる媒体が流れる複数の扁平チューブと、を備え、
前記扁平チューブは、
前記対象物に対向して延び、前記対象物に媒体の熱の受け渡しをする伝熱パネル部と、
前記伝熱パネル部との間に媒体が流れる熱交換流路を形成する背後パネル部と、
前記背後パネル部に開口するチューブ孔と、を有し、
前記タンクは、
前記背後パネル部に沿って配置され、
前記チューブ孔に接続するタンク孔を有し、
前記タンクが前記対象物に対して前記扁平チューブの背後に配置されることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記扁平チューブは、前記背後パネル部から環状に突出して前記チューブ孔が開口するバーリング部を有し、
前記バーリング部の外周が前記タンク孔に接合されることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器であって、
前記タンクは前記タンク孔が開口するチューブ側パネル部を有し、
前記チューブ側パネル部が前記背後パネル部に接合されることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項２または３に記載の熱交換器であって、
前記扁平チューブは、予め前記バーリング部を成形した１枚の板材を扁平筒状に成形して形成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項４に記載の熱交換器であって、
前記扁平チューブは、筒状に成形される前記板材の両端部同士を湾曲させて接合する合わせカシメ部を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項４または５に記載の熱交換器であって、
前記扁平チューブは、筒状に成形される前記板材の開口端部を押しつぶして閉塞する閉塞端部を備え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、対象物との間で熱交換をする媒体が流れる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置や電子部品などを冷却する冷却装置として、媒体が流れる薄いプレート型の熱交換器（冷却器）を備えるものがある。
【０００３】
特許文献１には、複数の扁平チューブと、各扁平チューブの両端に接続されて冷却流体（媒体）の分配、集合を行うヘッダタンクと、を備えるプレート型の冷却器が開示されている。
【０００４】
上記冷却器では、各扁平チューブの間に電子部品が配置され、扁平チューブ内を流れる冷却流体によって電子部品に発生する熱が持ち去られるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２８８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の冷却器にあっては、電子部品が設けられるスペースの側方にヘッダタンクが配置されるため、ヘッダタンクによって冷却器の設置スペースが大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、対象物に対する設置スペースを小さくできるプレート型の熱交換器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】
【０００８】
本発明のある態様によれば、対象物との間で熱交換をする媒体が流れる熱交換器であって、媒体を導く筒状のタンクと、タンクによって導かれる媒体が流れる複数の扁平チューブと、を備える。扁平チューブは、対象物に対向して延びて対象物に媒体の熱の受け渡しをする伝熱パネル部と、伝熱パネル部との間に媒体が流れる熱交換流路を形成する背後パネル部と、背後パネル部に開口するチューブ孔と、を有する。タンクは、背後パネル部に沿って配置され、チューブ孔に接続するタンク孔を有する。こうして、タンクが対象物に対して扁平チューブの背後に配置されることを特徴とする熱交換器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様によれば、タンクが対象物に対して扁平チューブの背後に配置されるため、タンクが対象物の側方（伝熱パネル部に沿って対象物と並ぶ方向）に突出することが抑えられ、対象物に対する設置スペースを小さくできるプレート型の熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る熱交換器を示す斜視図である。
【図２】熱交換器を組み立てる前の状態を示す斜視図である。
【図３】熱交換器を組み立てる前の状態を示す斜視図である。
【図４Ａ】製造時における扁平チューブを示す斜視図である。
【図４Ｂ】製造時における扁平チューブを示す斜視図である。
【図４Ｃ】製造時における扁平チューブを示す斜視図である。
【図４Ｄ】製造時における扁平チューブを示す斜視図である。
【図４Ｅ】製造時における扁平チューブを示す斜視図である。
【図５】図１のV−V線に沿う熱交換器を示す断面図である。
【図６】他の実施形態として図１のV−V線に沿う熱交換器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る熱交換器１０を示す斜視図である。熱交換器１０は、車両に搭載される蓄電装置５０の下側に設置され、蓄電装置５０の温度を調整する温度調整装置として設けられる。車両には、蓄電装置５０及び熱交換器１０を収容するハウジング（図示省略）が設置される。
【００１３】
蓄電装置５０（蓄電モジュール）は、複数の蓄電セル（図示省略）が並んで設けられる。蓄電セルは、化学反応により充電及び放電を行う二次電池であり、リチウムイオン電池が用いられる。なお、蓄電セルは、これに限らず、他の電池であってもよい。また、蓄電セルは、静電容量により電荷を蓄えるキャパシタ（コンデンサ）であっても良い。
【００１４】
以下、図１〜図３において互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定して、熱交換器１０の構造を説明する。
【００１５】
薄いプレート型の熱交換器１０は、媒体が流れる熱交換流路２９を形成する複数（３本）の扁平チューブ３０と、媒体の分配、集合を行う複数（２本）のタンク２０と、を備える。各扁平チューブ３０は、蓄電装置５０に沿って設けられる。各扁平チューブ３０内の熱交換流路２９を流れる媒体は、蓄電装置５０との間で熱交換をする。
【００１６】
蓄電装置５０は、各扁平チューブ３０の片側（上側）に接触するように配置される。各タンク２０は、各扁平チューブ３０の背後（下側）に配置される。こうして、蓄電装置５０、各扁平チューブ３０、及び各タンク２０は、Ｚ軸方向について互いに重なるように並んで配置される。扁平チューブ３０及びタンク２０は、共にＺ軸方向について扁平な筒状をしている。
【００１７】
各扁平チューブ３０と各タンク２０とは、互いに直交して延びるように配置される。Ｙ軸方向に延びる各扁平チューブ３０は、Ｘ軸方向について間隔をあけずに平行に並ぶ。Ｘ軸方向に延びる各タンク２０は、Ｙ軸方向について間隔をあけて平行に並ぶ。
【００１８】
後述するように、一方のタンク２０（分配管）は、各扁平チューブ３０の一端に接続し、媒体を各扁平チューブ３０内の熱交換流路２９に分配する。他方のタンク２０（集合管）は、各扁平チューブ３０の他端に接続し、各扁平チューブ３０内の熱交換流路２９を通過した媒体を集合させる。
【００１９】
図２、図３は、各扁平チューブ３０に各タンク２０を接続する前の状態を示す斜視図である。
【００２０】
筒状のタンク２０は、互いに平行に延びるチューブ側パネル部２２（図２参照）と反チューブ側パネル部２３（図３参照）とを有する。チューブ側パネル部２２及び反チューブ側パネル部２３は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延びる平板状をしている。
【００２１】
チューブ側パネル部２２には、３つのタンク孔２１が開口している。各タンク孔２１は、扁平チューブ３０に媒体を導く流入路を形成する。
【００２２】
筒状の扁平チューブ３０は、互いに平行に延び、対象物に媒体の熱の受け渡しをする伝熱パネル部３１（図２参照）と背後パネル部３２（図３参照）とを有する。伝熱パネル部３１及び背後パネル部３２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延びる平板状に形成される。
【００２３】
伝熱パネル部３１は、蓄電装置５０に対向して延びる。蓄電装置５０は、その下面が伝熱パネル部３１の外表面に接触するように設置される。
【００２４】
背後パネル部３２は、伝熱パネル部３１に面して延び、伝熱パネル部３１との間に媒体が流れる熱交換流路２９を形成する。
【００２５】
背後パネル部３２には一対のバーリング部３４が円筒状に突出し、バーリング部３４の先端にはチューブ孔３３がそれぞれ開口する。一方のチューブ孔３３は、各タンク２０から流入する媒体を導く流入路を形成している。他方のチューブ孔３３は、各タンク２０へ流出する媒体を導く流出路を形成している。
【００２６】
次に、図４Ａ〜４Ｅを参照して扁平チューブ３０を製造する工程を説明する。
【００２７】
まず、金属板を切断して、図４Ａに示すように、平板状をした矩形の板材３５（本体）を形成する。金属板は、アルミ材や銅材などの熱伝導率が高いものが用いられる。
【００２８】
続いて、板材３５にチューブ孔３３を打ち抜き、チューブ孔３３の縁部を円筒状に伸ばすバーリング加工（プレス加工）をする。これにより、図４Ｂに示すように、板材３５から突出する各バーリング部３４が形成される。
【００２９】
続いて、板材３５の一端と中程を長手方向（Ｙ軸方向）に沿って湾曲させるプレス加工をする。これにより、図４Ｃに示すように、背後パネル部３２に連接して湾曲した端部３６と、背後パネル部３２と伝熱パネル部３１とに連接して湾曲した折り返し部３７と、が形成される。端部３６及び折り返し部３７の断面は、それぞれＹ軸方向に延びる直線を中心とする円弧状に曲げられる。
【００３０】
続いて、板材３５の端部２７を湾曲した端部３６に合わせて湾曲させるカシメ加工をする。これにより、図４Ｄに示すように、端部２７と端部３６とが互いに接合する合わせカシメ部３９が形成される。こうして、扁平チューブ３０の長手方向（Ｙ軸方向）に延びる合わせカシメ部３９は、伝熱パネル部３１に対して蓄電装置５０に対向するＺ軸方向に突出しないように形成される。
【００３１】
続いて、筒状に成形された板材３５の両開口端部をそれぞれ押しつぶすつぶし加工をする。これにより、図４Ｅに示すように、板材３５の両開口端部をそれぞれ閉塞した閉塞端部３８が形成される。こうして、扁平チューブ３０の両端に設けられる閉塞端部３８は、伝熱パネル部３１に対して蓄電装置５０に対向するＺ軸方向に突出しないように形成される。
【００３２】
上記各工程を順に行うことにより、扁平な長円形の断面形状を有する筒状をした扁平チューブ３０が製造される。
【００３３】
図５は、図１のV−V線に沿う断面図である。扁平チューブ３０とタンク２０との接続
部では、バーリング部３４の外周がタンク孔２１の内周に挿入され、両者間がロウ付けにより接合される。これにより、タンク孔２１とチューブ孔３３との間が密封される。
【００３４】
各扁平チューブ３０は、タンク２０の上に載せられることで、タンク２０によって支持される。扁平チューブ３０の背後パネル部３２は、タンク２０のチューブ側パネル部２２に面状に接合する。これにより、背後パネル部３２とチューブ側パネル部２２との間が密封される。
【００３５】
なお、上述した構成に限らず、図６に示すように、タンク２０にタンク孔２１が開口する環状の縁部２４をタンク２０内に突出させるように形成してもよい。この場合に、バーリング部３４の外周が縁部２４の内周に挿入され、両者間がロウ付けにより接合されることにより、タンク孔２１とチューブ孔３３との間が密封される。
【００３６】
こうして、各扁平チューブ３０が各タンク２０にわたって結合されることにより、Ｚ軸方向に薄いプレート型の熱交換器１０が製造される。
【００３７】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００３８】
熱交換器１０を流れる媒体は、図１に矢印Ａで示すように、一方のタンク２０にＸ軸方向から流入し、タンク２０から各扁平チューブ３０に分配される。各扁平チューブ３０に流入した媒体は、図１に矢印Ｂで示すように、各扁平チューブ３０内の熱交換流路２９をＹ軸方向に流れる過程で、蓄電装置５０との間で熱交換をする。各扁平チューブ３０を通過した媒体は、他方のタンク２０に流入することで集合し、図１に矢印Ｃで示すように、タンク２０からＸ軸方向に流出する。
【００３９】
蓄電装置５０が充電または放電を行い、蓄電装置５０の温度が高くなる場合には、回路に設けられるラジエータ（図示省略）などによって媒体の放熱が行われ、温度が低くなった媒体が熱交換器１０に流入する。これにより、熱交換器１０を循環する媒体が蓄電装置５０の熱を持ち去り、蓄電装置５０が冷却される。
【００４０】
蓄電装置５０の温度が低くなっている状態から蓄電装置５０で充電または放電を行う場合には、ヒータなどによって媒体が加熱され、温度が高くなった媒体が熱交換器１０に流入する。これにより、熱交換器１０を循環する媒体が蓄電装置５０を加熱し、蓄電装置５０がすばやく温められる。
【００４１】
熱交換器１０では、媒体として冷却水が用いられるが、これに限らず、媒体として他の流体を用いてもよい。また、車両の空調装置を循環するガスが熱交換器１０に導かれる構成としてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４３】
本実施形態によれば、扁平チューブ３０は、蓄電装置５０（対象物）に対向して延び、蓄電装置５０に媒体の熱の受け渡しをする伝熱パネル部３１と、伝熱パネル部３１との間に媒体が流れる熱交換流路２９を形成する背後パネル部３２と、背後パネル部３２に開口するチューブ孔３３と、を有する。一方、タンク２０は、背後パネル部３２に沿って配置され、チューブ孔３３に接続するタンク孔２１を有する。こうして、タンク２０が蓄電装置５０に対して扁平チューブ３０の背後に配置されるため、タンク２０が蓄電装置５０の側方（伝熱パネル部３１に沿って蓄電装置５０と並ぶ方向）に突出することが抑えられ、蓄電装置５０に対する設置スペースを小さくできるプレート型の熱交換器１０を提供することができる。
【００４４】
また、扁平チューブ３０は背後パネル部３２から環状に突出してチューブ孔３３が開口するバーリング部３４を有することにより、背後パネル部３２の剛性が高められる。そして、バーリング部３４の外周がタンク孔２１の内周に接合されることにより、両者の接合が確実に行われ、媒体の洩れを防止できる。
【００４５】
また、タンク２０はタンク孔２１が開口するチューブ側パネル部２２を有し、チューブ側パネル部２２が背後パネル部３２に接合し、タンク２０に対してチューブ側パネル部２２と背後パネル部３２との接合部を介して扁平チューブ３０が支持される。このため、バーリング部３４とタンク孔２１との接合部に応力集中が抑えられることで、熱交換器１０の強度が高められ、媒体の洩れを防止できる。
【００４６】
また、板材３５にバーリング部３４を成形した後に、板材３５を筒状に成形することにより、扁平チューブ３０を１枚の板材３５から形成することができ、構造の簡素化が図れる。
【００４７】
また、１枚の板材３５から形成される扁平チューブ３０は、板材３５の両端部３６、２７同士を湾曲させて接合する合わせカシメ部３９を備える。こうして形成される板材３５の合わせカシメ部３９は、伝熱パネル部３１から蓄電装置５０に向けて突出することが回避される。これにより、伝熱パネル部３１が蓄電装置５０に対峙する面積が十分に確保される。
【００４８】
また、１枚の板材３５から形成される扁平チューブ３０は、筒状に成形された板材３５の両開口端部を押しつぶして接合する閉塞端部３８を備える。こうして形成される板材３５の閉塞端部３８は、伝熱パネル部３１から蓄電装置５０に向けて突出することが回避される。これにより、伝熱パネル部３１が蓄電装置５０に対峙する面積が十分に確保される。
【００４９】
また、熱交換器１０には、対象物として蓄電装置５０が取り付けられる。タンク２０が蓄電装置５０の側方（伝熱パネル部３１に沿って蓄電装置５０と並ぶ方向）に突出することがなく、熱交換器１０及び蓄電装置５０を収容するハウジングが大型化することが抑えられる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００５１】
例えば、上記実施形態の熱交換器１０では、背後パネル部３２から環状に突出してチューブ孔３３が開口するバーリング部３４を有する。これに限らず、熱交換器は、バーリング部３４を形成せず、背後パネル部３２の平板状をした部位にチューブ孔３３が開口する構成としてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態の熱交換器１０では、２本のタンク２０のうち両方が蓄電装置５０、各扁平チューブ３０に対してＺ軸方向について重なるように並んで配置される。これに限らず、熱交換器は、２本のタンク２０のうちの一方のみが、蓄電装置５０、各扁平チューブ３０に対してＺ軸方向について重なるように並んで配置される構成としてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態の熱交換器１０では、伝熱パネル部３１の外表面に蓄電装置５０が接触するように設置される。これに限らず、伝熱パネル部３１の外表面と蓄電装置５０との間に伝熱部材を介装してもよい。あるいは、両者の間に伝熱空間（間隙）を設けてもよい。
【００５４】
本発明は、車両に搭載される蓄電装置の熱交換器として好適であるが、車両に搭載される電子部品の熱交換器に適用してもよい。また、本発明は、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１０    熱交換器
２０    タンク
２１    タンク孔
２２    チューブ側パネル部
２９    熱交換流路
３０    扁平チューブ
３１    伝熱パネル部
３２    背後パネル部
３３    チューブ孔
３４    バーリング部
３８    閉塞端部
３９    合わせカシメ部
５０    蓄電装置（対象物）
【図１】
2016039178.tif 000003
【図２】
2016039178.tif 000004
【図３】
2016039178.tif 000005
【図４Ａ】
2016039178.tif 000006
【図４Ｂ】
2016039178.tif 000007
【図４Ｃ】
2016039178.tif 000008
【図４Ｄ】
2016039178.tif 000009
【図４Ｅ】
2016039178.tif 000010
【図５】
2016039178.tif 000011
【図６】
2016039178.tif 000012