(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024125084
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】熱交換器及び熱交換器の製造方法
(51)【国際特許分類】
F28F 3/04 20060101AFI20240906BHJP
B21J 5/02 20060101ALI20240906BHJP
B21D 53/04 20060101ALI20240906BHJP
H01L 23/473 20060101ALI20240906BHJP
F28F 3/00 20060101ALI20240906BHJP
F28F 13/08 20060101ALI20240906BHJP
【ＦＩ】
F28F3/04 A
B21J5/02 B
B21D53/04 Z
H01L23/46 Z
F28F3/00 301Z
F28F13/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023033178
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000004765
【氏名又は名称】マレリ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 充
(72)【発明者】
【氏名】松平 範光
(72)【発明者】
【氏名】林 栄樹
(72)【発明者】
【氏名】狐塚 裕美
【テーマコード（参考）】
4E087
5F136
【Ｆターム（参考）】
4E087CA17
4E087CB03
4E087DB04
4E087HA00
4E087HA91
4E087HB00
5F136BA06
5F136BA14
5F136CB07
5F136CB08
5F136DA41
5F136EA12
5F136FA01
5F136GA17
(57)【要約】
【課題】熱交換器を大型化せずに熱交換性能を向上させる。
【解決手段】熱交換器１の本体部１０は、第１部材１１及び第２部材１２の少なくとも一方に形成されて第１部材１１と第２部材１２とが対向する方向に突出し、冷却水が流通する流通方向に並べて設けられる複数のピン３０を有し、ピン３０は、流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部３１ａと、第１平壁部３１ａよりも冷却水との接触面積が大きい第１長壁部３１ｂと、を有する第１突起部３１と、第１平壁部３１ａとの間に冷却水が流通するスリット３３を形成するように対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部３２ａと、第２平壁部３２ａよりも冷却水との接触面積が大きい第２長壁部３２ｂと、を有する第２突起部３２と、を有し、複数のピン３０のスリット３３は、流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる。
【選択図】図４
【解決手段】熱交換器１の本体部１０は、第１部材１１及び第２部材１２の少なくとも一方に形成されて第１部材１１と第２部材１２とが対向する方向に突出し、冷却水が流通する流通方向に並べて設けられる複数のピン３０を有し、ピン３０は、流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部３１ａと、第１平壁部３１ａよりも冷却水との接触面積が大きい第１長壁部３１ｂと、を有する第１突起部３１と、第１平壁部３１ａとの間に冷却水が流通するスリット３３を形成するように対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部３２ａと、第２平壁部３２ａよりも冷却水との接触面積が大きい第２長壁部３２ｂと、を有する第２突起部３２と、を有し、複数のピン３０のスリット３３は、流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱体を有する被冷却デバイスとの間で流体を介して熱交換を行う熱交換器であって、
流体が流通する流路の第１壁面を有する第１部材と、前記第１壁面と対向して設けられて前記流路を形成する第２壁面を有する第２部材と、を有し、前記被冷却デバイスに連結される本体部を備え、
前記本体部は、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に形成されて前記第１部材と前記第２部材とが対向する対向方向に突出し、流体が流通する流通方向に並べて設けられる複数の突起部を有し、
前記複数の突起部は、
前記流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部と、前記第１平壁部よりも流体との接触面積が大きい第１長壁部と、を有する第１突起部と、
前記第１平壁部との間に流体が流通するスリットを形成するように対向して前記流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部と、前記第２平壁部よりも流体との接触面積が大きい第２長壁部と、を有する第２突起部と、
を各々有し、
前記複数の突起部の前記スリットは、前記流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる、
熱交換器。
流体が流通する流路の第１壁面を有する第１部材と、前記第１壁面と対向して設けられて前記流路を形成する第２壁面を有する第２部材と、を有し、前記被冷却デバイスに連結される本体部を備え、
前記本体部は、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に形成されて前記第１部材と前記第２部材とが対向する対向方向に突出し、流体が流通する流通方向に並べて設けられる複数の突起部を有し、
前記複数の突起部は、
前記流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部と、前記第１平壁部よりも流体との接触面積が大きい第１長壁部と、を有する第１突起部と、
前記第１平壁部との間に流体が流通するスリットを形成するように対向して前記流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部と、前記第２平壁部よりも流体との接触面積が大きい第２長壁部と、を有する第２突起部と、
を各々有し、
前記複数の突起部の前記スリットは、前記流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる、
熱交換器。
【請求項2】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記複数の突起部は、前記流通方向及び前記流路の幅方向に各々並べて設けられ、
前記複数の突起部のうち、一つの前記突起部の前記第１長壁部と隣接する他の前記突起部の前記第２長壁部との間の距離は、前記スリットにおける前記第１平壁部と前記第２平壁部との間の距離よりも大きい、
熱交換器。
前記複数の突起部は、前記流通方向及び前記流路の幅方向に各々並べて設けられ、
前記複数の突起部のうち、一つの前記突起部の前記第１長壁部と隣接する他の前記突起部の前記第２長壁部との間の距離は、前記スリットにおける前記第１平壁部と前記第２平壁部との間の距離よりも大きい、
熱交換器。
【請求項3】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記突起部は、前記流通方向において、上流側の部位における前記流路の幅方向の幅及び下流側の部位における前記幅方向の大きさよりも、前記上流側の部位と前記下流側の部位との間の中間部の前記幅方向における大きさの方が大きい、
熱交換器。
前記突起部は、前記流通方向において、上流側の部位における前記流路の幅方向の幅及び下流側の部位における前記幅方向の大きさよりも、前記上流側の部位と前記下流側の部位との間の中間部の前記幅方向における大きさの方が大きい、
熱交換器。
【請求項4】
請求項３に記載の熱交換器であって、
前記突起部は、上流側と下流側とが前記中間部を挟んで対称になるように設けられ、
前記中間部は、前記上流側の部位と前記下流側の部位とを滑らかに連結する曲面状に形成される、
熱交換器。
前記突起部は、上流側と下流側とが前記中間部を挟んで対称になるように設けられ、
前記中間部は、前記上流側の部位と前記下流側の部位とを滑らかに連結する曲面状に形成される、
熱交換器。
【請求項5】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記複数の突起部は、前記流通方向及び前記流路の幅方向に各々並べて設けられ、
前記流通方向視で、前記流通方向の下流側に設けられる前記突起部は、前記流通方向の上流側に隣接する一対の前記突起部の間に設けられる、
熱交換器。
前記複数の突起部は、前記流通方向及び前記流路の幅方向に各々並べて設けられ、
前記流通方向視で、前記流通方向の下流側に設けられる前記突起部は、前記流通方向の上流側に隣接する一対の前記突起部の間に設けられる、
熱交換器。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記対向方向視で、前記スリットの面積は、前記突起部の全体の面積に対して２０％以上６０％以下の大きさである、
熱交換器。
前記対向方向視で、前記スリットの面積は、前記突起部の全体の面積に対して２０％以上６０％以下の大きさである、
熱交換器。
【請求項7】
発熱体を有する被冷却デバイスとの間で流体を介して熱交換を行う熱交換器を製造する熱交換器の製造方法であって、
前記熱交換器は、流体が流通する流路の第１壁面を有する第１部材と、前記第１壁面と対向して設けられて前記流路を形成する第２壁面を有する第２部材と、を有し、前記被冷却デバイスに連結される本体部を備え、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に前記第１部材と前記第２部材とが対向する対向方向に突出する複数の突起部を、流体が流通する流通方向に並ぶように冷間鍛造によって形成する冷間鍛造工程と、
前記複数の突起部の各々に、前記流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部と、前記第１平壁部と対向し、前記流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部と、前記第１平壁部と前記第２平壁部との間に流体が流通するスリットと、を、前記スリットが前記流通方向に並ぶ前記複数の突起部にて直線状に並ぶように切削して形成する切削工程と、
を備える、
熱交換器の製造方法。
前記熱交換器は、流体が流通する流路の第１壁面を有する第１部材と、前記第１壁面と対向して設けられて前記流路を形成する第２壁面を有する第２部材と、を有し、前記被冷却デバイスに連結される本体部を備え、
前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に前記第１部材と前記第２部材とが対向する対向方向に突出する複数の突起部を、流体が流通する流通方向に並ぶように冷間鍛造によって形成する冷間鍛造工程と、
前記複数の突起部の各々に、前記流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部と、前記第１平壁部と対向し、前記流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部と、前記第１平壁部と前記第２平壁部との間に流体が流通するスリットと、を、前記スリットが前記流通方向に並ぶ前記複数の突起部にて直線状に並ぶように切削して形成する切削工程と、
を備える、
熱交換器の製造方法。
【請求項8】
請求項７に記載の熱交換器の製造方法であって、
前記突起部は、前記流通方向の上流端部と下流端部との少なくとも一方に前記流路の幅方向に平面状に形成される平面部を有し、
前記切削工程では、前記平面部から切削を開始する、
熱交換器の製造方法。
前記突起部は、前記流通方向の上流端部と下流端部との少なくとも一方に前記流路の幅方向に平面状に形成される平面部を有し、
前記切削工程では、前記平面部から切削を開始する、
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、被冷却デバイスを冷却する熱交換器及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、冷却用の流体の流路に複数の柱状フィンを形成し、被冷却デバイスからの熱を柱状フィンによって流体に伝えるようにした熱交換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１１１１８４８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載された熱交換器では、熱交換性能を向上させようとすると、流路抵抗を小さくするために流路高さ及び柱状フィンの高さを大きくする必要がある。そのため、熱交換性能の向上のために、熱交換器が大型化するおそれがある。
【0005】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器を大型化せずに熱交換性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある態様によれば、発熱体を有する被冷却デバイスとの間で流体を介して熱交換を行う熱交換器であって、流体が流通する流路の第１壁面を有する第１部材と、前記第１壁面と対向して設けられて前記流路を形成する第２壁面を有する第２部材と、を有し、前記被冷却デバイスに連結される本体部を備え、前記本体部は、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に形成されて前記第１部材と前記第２部材とが対向する対向方向に突出し、流体が流通する流通方向に並べて設けられる複数の突起部を有し、前記複数の突起部は、前記流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部と、前記第１平壁部よりも流体との接触面積が大きい第１長壁部と、を有する第１突起部と、前記第１平壁部との間に流体が流通するスリットを形成するように対向して前記流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部と、前記第２平壁部よりも流体との接触面積が大きい第２長壁部と、を有する第２突起部と、を各々有し、前記複数の突起部の前記スリットは、前記流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる、熱交換器が提供される。
【0007】
本発明の他の態様によれば、発熱体を有する被冷却デバイスとの間で流体を介して熱交換を行う熱交換器を製造する熱交換器の製造方法であって、前記熱交換器は、流体が流通する流路の第１壁面を有する第１部材と、前記第１壁面と対向して設けられて前記流路を形成する第２壁面を有する第２部材と、を有し、前記被冷却デバイスに連結される本体部を備え、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方に前記第１部材と前記第２部材とが対向する対向方向に突出する複数の突起部を、流体が流通する流通方向に並ぶように冷間鍛造によって形成する冷間鍛造工程と、前記複数の突起部の各々に、前記流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部と、前記第１平壁部と対向し、前記流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部と、前記第１平壁部と前記第２平壁部との間に流体が流通するスリットと、を、前記スリットが前記流通方向に並ぶ前記複数の突起部にて直線状に並ぶように切削して形成する切削工程と、を備える、熱交換器の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0008】
上記態様では、流体の流路に突出する突起部は、流体が流通する流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部と、第１平壁部との間に流体が流通するスリットを形成するように対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部と、を有し、複数の突起部のスリットは、流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる。そのため、流体がスリット内を流通するので、流路抵抗を低減させることができ、流路の高さを小さくすることができる。また、第１平壁部と第２平壁部においても流体との間で熱交換が行われるので、熱交換性能を向上させることができる。したがって、熱交換器を大型化せずに熱交換性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器１について説明する。
【0011】
まず、図１から図３を参照して、熱交換器１の構成について説明する。図１は、熱交換器１を斜め上方から見た外観斜視図である。図２は、熱交換器１を下方から見た分解斜視図である。図３は、流路２０を形成する第１部材１１の表面の一部を示す底面図である。
【0012】
以下では、入口流路３が接続される開口部１２Ａから出口流路４が接続される開口部１２Ｂまでの流路２０の延びる方向（図１及び図２における矢印Ｆ）を「流通方向」と称し、流路２０の延びる方向と交差し、第１部材１１及び第２部材１２に平行な方向（図１及び図２における矢印Ｗ）を「流路幅方向」若しくは単に「幅方向」と称し、第１部材１１と第２部材１２とが対向する方向（図１及び図２における矢印Ｈ）を「対向方向」若しくは「流路高さ方向」と称する。
【0013】
図１に示すように、熱交換器１は、発熱体としてのスイッチング素子６を有する被冷却デバイスとしてのインバータモジュール２との間で流体としての冷却水を介して熱交換を行う装置である。具体的には、熱交換器１は、冷却水との熱交換によってインバータモジュール２を冷却する装置である。熱交換器１は、本体部１０を備える。
【0014】
本体部１０は、第１部材１１と、第２部材１２と、を有する。本体部１０内には、冷却水が流通する流路２０（図２参照）が形成される。
【0015】
図２に示すように、第１部材１１は、側壁１１Ｓに囲まれた矩形状の平面部分１１Ｐを有するトレイ形状に形成されている。第２部材１２は、側壁１２Ｓに囲まれた矩形状の平面部分１２Ｐを有するトレイ形状に形成されている。平面部分１２Ｐは、平面部分１１Ｐと略同寸法である。平面部分１１Ｐと平面部分１２Ｐとは、流路高さ分の距離をあけて対向して設けられる。
【0016】
流路２０は、第１部材１１の側壁１１Ｓの縁と第２部材１２の側壁１２Ｓの縁とを合わせたときに、第１部材１１と第２部材１２との間に流路高さ分の空間が確保されることで、扁平状に形成される。このとき、第１部材１１の平面部分１１Ｐが、流路２０の第１壁面を構成し、第２部材１２の平面部分１２Ｐが、流路２０の第２壁面を構成する。
【0017】
本体部１０は、複数の突起部としてのピン３０を有する。ピン３０については、図４をあわせて参照しながら、後で詳細に説明する。
【0018】
図３に示すように、流路２０に沿って設けられ流通方向に延びる側壁１１Ｓは、複数の凹部２１を有する。凹部２１には、流路幅方向両端に設けられるピン３０の一部が入り込む。凹部２１は、ピン３０との間に、冷却水が流通する流路２０の一部を形成する。
【0019】
図２に示すように、第２部材１２の各々の端部側の所定位置には、開口部１２Ａ及び開口部１２Ｂが形成されている。開口部１２Ａには、冷却水が流通する流路２０に冷却水を取り込む入口流路３（図１参照）が取り付けられている。また、開口部１２Ｂには、流路２０から冷却水が排出される出口流路４（図１参照）が取り付けられている。
【0020】
本体部１０は、インバータモジュール２に連結されている。本実施形態においては、第１部材１１がインバータモジュール２と一体的に形成されている。即ち、第１部材１１がインバータモジュール２の底面を構成する。
【0021】
インバータモジュール２は、例えば、車両の駆動用モータ（図示省略）を制御するものである。図１に示すように、本実施形態においては、インバータモジュール２は、本体部１０の長手方向に沿って、３つのスイッチング回路５を有する。スイッチング回路５の各々は、熱伝導部材、はんだ、或いはその他の材料により、インバータモジュール２と一体的に形成された第１部材１１に接続又は固定されている。
【0022】
スイッチング回路５は、交流電流と直流電流とを相互に変換する回路である。３つのスイッチング回路５は、インバータモジュール２のＵ相，Ｖ相，及びＷ相の各々に対応している。
【0023】
スイッチング回路５には、複数のスイッチング素子６が備えられている。本実施形態においては、一つのスイッチング回路５に、４つのスイッチング素子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが実装されている。スイッチング素子６への電流の入力のＯＮ／ＯＦＦが高速で切り換えられることにより、交流電流と直流電流とを相互に変換することができる。
【0024】
スイッチング素子６は、交直流変換によって発熱する。スイッチング素子６は、発熱により高温になると、変換効率が低下するため、冷却を要する。本実施形態においては、インバータモジュール２が、冷却水の流路２０を有する本体部１０に連結されている。このため、本体部１０に形成された流路２０を流れる冷却水によって、スイッチング素子６から発生した熱が本体部１０に形成された流路２０を流れる冷却水と熱交換することで、スイッチング素子６を冷却することができる。
【0025】
インバータモジュール２において、スイッチング回路５が配置される面には、スイッチング回路５を熱交換器１側に押圧する押さえ部材（図示省略）が設けられている。これにより、インバータモジュール２に配置されたスイッチング回路５から第１部材１１への熱伝導性を高めることができる。
【0026】
【0027】
図３に示すように、ピン３０は、第１部材１１の平面部分１１Ｐに形成される。ピン３０は、平面部分１１Ｐから流路高さ方向に突出する。
【0028】
ピン３０は、第１部材１１及び第２部材１２に連結される。ピン３０は、平面部分１２Ｐが冷却水から伝達された熱を平面部分１１Ｐに伝達する。また、ピン３０自体も、冷却水との間で熱交換を行う。即ち、ピン３０は、冷却水の流れに適度な抵抗を付与すると共に、冷却水との熱交換面積を増加させるものである。
【0029】
図４に示すように、ピン３０は、対向方向視で、略ひし形に形成される。ピン３０は、流通方向において、上流側の部位３０ａにおける流路幅方向の大きさ及び下流側の部位３０ｂにおける流路幅方向の大きさよりも、上流側の部位３０ａと下流側の部位３０ｂとの間の中間部３０ｃの流路幅方向における大きさの方が大きい。ピン３０は、上流側と下流側とが中間部３０ｃを挟んで対称になるように設けられる。
【0030】
なお、ピン３０は、第２部材１２の平面部分１２Ｐに形成されてもよく、第１部材１１の平面部分１１Ｐと第２部材１２の平面部分１２Ｐとに共に形成されてもよい。即ち、ピン３０は、第１部材１１と第２部材１２との少なくとも一方に形成されればよい。
【0031】
また、ピン３０は、第１部材１１の平面部分１１Ｐから突出して、第２部材１２の平面部分１２Ｐには当接しなくてもよい。ピン３０は、第１部材１１と第２部材１２とのうち、少なくともインバータモジュール２が設けられる方に当接していればよい。
【0032】
ピン３０は、流通方向及び流路幅方向に各々並べて設けられる。具体的には、流通方向視で、流通方向の下流側に設けられるピン３０は、流通方向の上流側に隣接する一対のピン３０の間に位置するように設けられる。即ち、流通方向の上流側にて流路幅方向に並ぶ複数のピン３０に対して、流通方向の下流側に隣接して流路幅方向に並ぶ複数のピン３０は、流通方向視で上流側のピン３０の間に位置するように配置される。
【0033】
複数のピン３０は、第１突起部３１と、第２突起部３２と、を各々有する。第１突起部３１と第２突起部３２との間には、スリット３３が設けられる。
【0034】
第１突起部３１は、略直角三角形状に形成される。第１突起部３１は、第１平壁部３１ａと、第１長壁部３１ｂと、を有する。
【0035】
第１平壁部３１ａは、流通方向に沿って直線状に設けられる。第１平壁部３１ａは、略直角三角形状の第１突起部３１の斜辺に相当する位置に設けられる。第１平壁部３１ａは、冷却水との間で熱交換を行う。
【0036】
第１長壁部３１ｂは、第１平壁部３１ａよりも冷却水との接触面積が大きい。第１長壁部３１ｂは、略直角三角形状の第１突起部３１の斜辺を挟む他の２辺に相当する位置に設けられる。即ち、第１長壁部３１ｂは、略中央にて直角に傾斜方向が変わる略Ｌ字状に形成される。第１長壁部３１ｂは、冷却水との間で熱交換を行う。
【0037】
第２突起部３２は、略三角形状に形成される。第２突起部３２は、第１突起部３１と流路幅方向に並んで設けられる。第２突起部３２は、スリット３３を挟んで第１突起部３１に対して流路幅方向に線対称になるように設けられる。第２突起部３２は、第２平壁部３２ａと、第２長壁部３２ｂと、を有する。
【0038】
第２平壁部３２ａは、流通方向に沿って直線状に設けられる。第２平壁部３２ａは、略直角三角形状の第２突起部３２の斜辺に相当する位置に設けられる。第２平壁部３２ａは、第１平壁部３１ａとの間に冷却水が流通するスリット３３を形成するように対向する。第２平壁部３２ａは、冷却水との間で熱交換を行う。
【0039】
第２長壁部３２ｂは、第２平壁部３２ａよりも冷却水との接触面積が大きい。第２長壁部３２ｂは、略直角三角形状の第２突起部３２の斜辺を挟む他の２辺に相当する位置に設けられる。即ち、第２長壁部３２ｂは、略中央にて直角に傾斜方向が変わる略Ｌ字状に形成される。第２長壁部３２ｂは、冷却水との間で熱交換を行う。
【0040】
スリット３３は、流路高さ方向の全体にわたって形成される。スリット３３は、第１平壁部３１ａと第２平壁部３２ａと平面部分１１Ｐと平面部分１１Ｐとによって囲まれて流路２０の一部を構成する。スリット３３は、矩形形状の流路断面を有して直線状に形成される。スリット３３が設けられることで、第１平壁部３１ａと第２平壁部３２ａにおいても冷却水との間で熱交換が行われるので、熱交換性能を向上させることができる。
【0041】
流通方向に並ぶ複数のピン３０のスリット３３は、流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる。
【0042】
これにより、流通方向の上流側に位置するピン３０のスリット３３を通過した冷却水は、周囲の冷却水が流通方向に沿って直線状に流れるように冷却水の流れを整える。また、流通方向の上流側に位置するピン３０のスリット３３を通過した冷却水は、直線的に流れて、下流側に隣接するピン３０のスリット３３に流入する。これにより、流路２０内の冷却水の流れが乱れることを抑制し、流路抵抗を低減させることができる。
【0043】
以上のように、冷却水の流路２０に突出するピン３０は、冷却水が流通する流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部３１ａと、第１平壁部３１ａとの間に冷却水が流通するスリット３３を形成するように対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部３２ａと、を有し、複数のピン３０のスリット３３は、流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる。そのため、冷却水がスリット３３内を流通するので、流路抵抗を低減させることができ、流路２０の高さを小さくすることができる。また、第１平壁部３１ａと第２平壁部３２ａにおいても冷却水との間で熱交換が行われるので、熱交換性能を向上させることができる。したがって、熱交換器１を大型化せずに熱交換性能を向上させることができる。
【0044】
また、流路２０の高さが低くなり、同等通水抵抗、同等流量時に冷却水の流速が高くなり、第２部材１２の平面部分１２Ｐの熱伝達率も向上する。
【0045】
複数のピン３０のうち、一つのピン３０の第１長壁部３１ｂと隣接する他のピン３０の第２長壁部３２ｂとの間の最も近い位置における距離Ｄ１［ｍｍ］は、スリット３３における第１平壁部３１ａと第２平壁部３２ａとの間の距離ＤＳ［ｍｍ］よりも大きい（Ｄ１＞ＤＳ）。即ち、スリット３３の開口幅は、一つのピン３０と隣接する他のピン３０との間の距離よりも小さい。これにより、直線的に設けられて冷却水が流通しやすいスリット３３に冷却水が集中して流通することを防止でき、第１平壁部３１ａ，第１長壁部３１ｂ，第２平壁部３２ａ，及び第２長壁部３２ｂのすべてにおいて熱交換を行うように冷却水を流通させることができる。
【0046】
続いて、図５をあわせて参照して、スリット３３の大きさについて説明する。図５は、ピン３０に対するスリット３３の面積の割合とスイッチング素子６が同じ温度になるように冷却水を流通させたときの流路抵抗との関係を説明するグラフである。
【0047】
図５において、横軸は、ピン３０に対するスリット３３の面積の割合［％］である。具体的には、横軸は、図４に示すピン３０の対向方向視の全体の面積（第１突起部３１の対向方向視の面積Ｓ１［ｍｍ２］と第２突起部３２の対向方向視の面積Ｓ１［ｍｍ２］とスリット３３の対向方向視の面積ＳＳ［ｍｍ２］との和）に対するスリット３３の対向方向視の面積ＳＳ［ｍｍ２］の割合（ＳＳ／（Ｓ１＋ＳＳ＋Ｓ２）［％］）である。
【0048】
なお、スリット３３の面積ＳＳ［ｍｍ２］は、スリット３３が形成される前のピン３０の全体の面積に対して、スリット３３が形成されたときに減少した面積を示すものである。スリット３３の面積ＳＳ［ｍｍ２］は、ピン３０の外形を変更せずに、スリット３３の流路幅方向の大きさのみを変更することによって変化する。
【0049】
一方、図５において、縦軸は、インバータモジュール２が同じ温度になるように冷却水を流通させたときの流路抵抗［％］である。具体的には、縦軸は、ピン３０に対するスリット３３の面積の割合が０％である場合、即ち、ピン３０にスリット３３が設けられず、ピン３０が略ひし形である場合を１００％としたときの流路抵抗の相対的な大きさを示す値である。
【0050】
図５に示すように、スリット３３が設けられていない状態から、スリット３３の面積ＳＳ［ｍｍ２］が徐々に大きくなってゆくと、スリット３３を通過する冷却水の流量が徐々に多くなる。そのため、流路抵抗は徐々に小さくなる傾向にある。
【0051】
一方、スリット３３の面積ＳＳ［ｍｍ２］が８０％に近付くにつれて、第１突起部３１と第２突起部３２との面積（Ｓ１＋Ｓ２［ｍｍ２］）が小さくなるので、インバータモジュール２を冷却するために冷却水の流量を増加させる必要が生じる。そのため、流路抵抗は徐々に大きくなる傾向にある。
【0052】
図５のグラフからは、スリット３３の面積ＳＳ［ｍｍ２］が、ピン３０の全体の面積に対して２０％以上６０％以下の大きさである場合に、流通抵抗［％］が小さな値をとっていることが分かる。よって、スリット３３の面積ＳＳ［ｍｍ２］を、ピン３０の全体の面積に対して２０％以上６０％以下の大きさにすることで、インバータモジュール２を同じ温度まで冷却する際の流路抵抗を小さくすることができる。
【0053】
【0054】
図６は、第１変形例に係るピン３０の底面図である。第１変形例では、ピン３０の中間部３０ｃは、上流側の部位３０ａと下流側の部位３０ｂとを滑らかに連結する曲面状に形成される。これにより、第１変形例に係るピン３０によれば、第１長壁部３１ｂ及び第２長壁部３２ｂが滑らかな曲面状に形成されるので、流通抵抗を低減させることができる。
【0055】
図７は、第２変形例に係るピン３０の底面図である。第２変形例では、ピン３０は、対向方向視で略円形に形成される。また、ピン３０は、流通方向に沿って長径が位置する楕円形であってもよい。第２変形例に係るピン３０によってもまた、第１長壁部３１ｂ及び第２長壁部３２ｂが滑らかな曲面状に形成されるので、流通抵抗を低減させることができる。
【0056】
図８は、第３変形例に係るピン３０の底面図である。第３変形例では、ピン３０は、流通方向の下流側ほど流路幅方向の大きさが小さくなるような、いわゆる翼形状である。第３変形例に係るピン３０によってもまた、第１長壁部３１ｂ及び第２長壁部３２ｂが滑らかな曲面状に形成されるので、流通抵抗を低減させることができる。
【0057】
図９は、第４変形例に係るピン３０の冷間鍛造工程について説明する底面図である。図１０は、第４変形例に係るピン３０の切削工程について説明する底面図である。ここでは、第４変形例に係るピン３０の構成とあわせて、熱交換器の製造方法についても説明する。
【0058】
図１０に示すように、第４変形例に係るピン３０は、第３変形例と同様に翼形状に形成される。よって、第４変形例に係るピン３０によってもまた、第１長壁部３１ｂ及び第２長壁部３２ｂが滑らかな曲面状に形成されるので、流通抵抗を低減させることができる。
【0059】
熱交換器の製造方法では、まず、図９に示すように、冷間鍛造工程を実行して、スリット３３が形成される前のピン３０を形成する。冷間鍛造工程は、金属材料に熱を加えずに、常温のまま金型を押し当てて圧力を加え、金属材料を塑性変形させる工程である。冷間鍛造工程では、第１部材１１及び第２部材１２の少なくとも一方に第１部材１１と第２部材１２とが対向する対向方向に突出する複数のピン３０を、冷却水が流通する流通方向に並ぶように冷間鍛造によって形成する。
【0060】
熱交換器１では、冷却水の流路２０の高さを大きくする必要がないので、ピン３０の高さを小さく抑えることができる。そのため、コストの低い冷間鍛造でピン３０を形成することが可能になり、コストの高いダイキャスト等の工法でピン３０を形成する必要がなくなる。よって、熱交換器１を製造する際のコストを低減させることができる。
【0061】
ピン３０は、流路幅方向に平面状に形成される平面部３４を有するように形成される。ここでは、平面部３４は、ピン３０の上流端部に設けられる。また、平面部３４は、流路高さ方向に沿って、冷却水の流通方向と垂直に交差するように設けられる。これに代えて、平面部３４を流通方向の下流端部に設けてもよく、上流端部と下流端部との両方に設けてもよい。即ち、平面部３４は、流通方向の上流端部と下流端部との少なくとも一方に形成される。また、平面部３４は、流路高さ方向には沿わずに、流路高さ方向の端面に平面面取りを行うことよって形成される平面であってもよい。
【0062】
次に、図１０に示すように、切削工程を実行して、冷間鍛造工程によって形成されたピン３０にスリット３３を形成する。切削工程は、回転する円板状の切削刄を押し当てて金属材料を切削する工程である。切削工程では、複数のピン３０の各々に、流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部３１ａと、第１平壁部３１ａと対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部３２ａと、第１平壁部３１ａと第２平壁部３２ａとの間に冷却水が流通するスリット３３と、を、スリット３３が流通方向に並ぶ複数のピン３０にて直線状に並ぶように切削して形成する。
【0063】
このとき、ピン３０には、平面部３４が設けられているので、はじめに切削刄を平面部３４に接触させて、平面部３４から切削を開始することができる。よって、スリット３３を形成する際に、切削刄がピン３０に当たって逃げることを防止できる。したがって、スリット３３を形成しやすくできると共に、スリット３３を精度よく形成することができる。
【0064】
なお、この熱交換器の製造方法は、上記実施形態及び変形例のすべての形状のピン３０を設けた場合に適用可能である。
【0065】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【0066】
スイッチング素子６を有するインバータモジュール２との間で冷却水を介して熱交換を行う熱交換器１は、冷却水が流通する流路２０の平面部分１１Ｐを有する第１部材１１と、平面部分１２Ｐと対向して設けられて流路２０を形成する平面部分１２Ｐを有する第２部材１２と、を有し、インバータモジュール２に連結される本体部１０を備え、本体部１０は、第１部材１１及び第２部材１２の少なくとも一方に形成されて第１部材１１と第２部材１２とが対向する方向に突出し、冷却水が流通する流通方向に並べて設けられる複数のピン３０を有し、ピン３０は、流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部３１ａと、第１平壁部３１ａよりも冷却水との接触面積が大きい第１長壁部３１ｂと、を有する第１突起部３１と、第１平壁部３１ａとの間に冷却水が流通するスリット３３を形成するように対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部３２ａと、第２平壁部３２ａよりも冷却水との接触面積が大きい第２長壁部３２ｂと、を有する第２突起部３２と、を有し、複数のピン３０のスリット３３は、流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる。
【0067】
また、スイッチング素子６を有するインバータモジュール２との間で冷却水を介して熱交換を行う熱交換器１を製造する熱交換器の製造方法において、熱交換器１は、冷却水が流通する流路２０の平面部分１１Ｐを有する第１部材１１と、平面部分１１Ｐと対向して設けられて流路２０を形成する平面部分１２Ｐを有する第２部材１２と、を有し、インバータモジュール２に連結される本体部１０を備え、熱交換器の製造方法は、第１部材１１及び第２部材１２の少なくとも一方に第１部材１１と第２部材１２とが対向する対向方向に突出する複数のピン３０を、冷却水が流通する流通方向に並ぶように冷間鍛造によって形成する冷間鍛造工程と、複数のピン３０の各々に、流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部３１ａと、第１平壁部３１ａと対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部３２ａと、第１平壁部３１ａと第２平壁部３２ａとの間に冷却水が流通するスリット３３と、を、スリット３３が流通方向に並ぶ複数のピン３０にて直線状に並ぶように切削して形成する切削工程と、を備える。
【0068】
これらの態様によれば、冷却水の流路２０に突出するピン３０は、冷却水が流通する流通方向に沿って直線状に設けられる第１平壁部３１ａと、第１平壁部３１ａとの間に冷却水が流通するスリット３３を形成するように対向し、流通方向に沿って直線状に設けられる第２平壁部３２ａと、を有し、複数のピン３０のスリット３３は、流通方向に沿って直線状に並ぶように設けられる。そのため、冷却水がスリット３３内を流通するので、流路抵抗を低減させることができ、流路２０の高さを小さくすることができる。また、第１平壁部３１ａと第２平壁部３２ａにおいても冷却水との間で熱交換が行われるので、熱交換性能を向上させることができる。したがって、熱交換器１を大型化せずに熱交換性能を向上させることができる。
【0069】
また、熱交換器１では、冷却水の流路２０の高さを大きくする必要がないので、ピン３０の高さを小さく抑えることができる。そのため、ピン３０をコストの低い冷間鍛造で形成することが可能になり、コストの高いダイキャスト等の工法で形成する必要がなくなる。よって、熱交換器１を製造する際のコストを低減させることができる。
【0070】
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。
【0071】
例えば、上記実施形態では、熱交換器１は、インバータモジュール２を冷却するものであるが、これらに代えて、他の被冷却デバイスを冷却するものであってもよい。
【符号の説明】
【0072】
１ 熱交換器
２ インバータモジュール（被冷却デバイス）
６ スイッチング素子（発熱体）
１０ 本体部
１１ 第１部材
１１Ｐ 平面部分（第１壁面）
１２ 第２部材
１２Ｐ 平面部分（第２壁面）
２０ 流路
３０ ピン（突起部）
３０ａ 上流側の部位
３０ｂ 下流側の部位
３０ｃ 中間部
３１ 第１突起部
３１ａ 第１平壁部
３１ｂ 第１長壁部
３２ 第２突起部
３２ａ 第２平壁部
３２ｂ 第２長壁部
３３ スリット
２ インバータモジュール（被冷却デバイス）
６ スイッチング素子（発熱体）
１０ 本体部
１１ 第１部材
１１Ｐ 平面部分（第１壁面）
１２ 第２部材
１２Ｐ 平面部分（第２壁面）
２０ 流路
３０ ピン（突起部）
３０ａ 上流側の部位
３０ｂ 下流側の部位
３０ｃ 中間部
３１ 第１突起部
３１ａ 第１平壁部
３１ｂ 第１長壁部
３２ 第２突起部
３２ａ 第２平壁部
３２ｂ 第２長壁部
３３ スリット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】