特開 2025-102372 冷却用熱交換器

(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】P2025102372

(43)【公開日】2025-07-08

(54)【発明の名称】冷却用熱交換器

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6556 20140101AFI20250701BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20250701BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20250701BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20250701BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6556

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/6568

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023219784

(22)【出願日】2023-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】000219602

【氏名又は名称】住友理工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001966

【氏名又は名称】弁理士法人笠井中根国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100103252

【弁理士】

【氏名又は名称】笠井 美孝

(74)【代理人】

【識別番号】100147717

【弁理士】

【氏名又は名称】中根 美枝

(72)【発明者】

【氏名】杠 千秋

(72)【発明者】

【氏名】若園 幸典

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕志

(72)【発明者】

【氏名】鐘ヶ江 亮祐

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 麻里

【テーマコード（参考）】

5H031

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031KK08

(57)【要約】

【課題】冷却対象に重ね合わされる金属製の冷却面構成部材と、冷却面構成部材に重ね合わされて固着される合成樹脂製の流路部材との熱膨張による変形量の差を許容することができる、新規な構造の冷却用熱交換器を提供する。
【解決手段】冷却対象Ｂに重ね合わされる金属製の冷却面構成部材１２と合成樹脂製の流路部材１４とが相互に重ね合わされた積層構造とされており、それら冷却面構成部材１２と流路部材１４との重ね合わせ面間には冷却用の熱媒体が流れる冷却流路５８が形成されている冷却用熱交換器１０であって、冷却面構成部材１２と流路部材１４とが外周領域において弾性を備えた接着剤層５４によって相互に接着されており、冷却面構成部材１２と流路部材１４とが、流路部材１４の中央領域に設けられた直接接合部４４において、接着剤を介しない直接接合によって相互に固定されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却対象に重ね合わされる金属製の冷却面構成部材と合成樹脂製の流路部材とが相互に重ね合わされた積層構造とされており、それら冷却面構成部材と流路部材との重ね合わせ面間には冷却用の熱媒体が流れる冷却流路が形成されている冷却用熱交換器であって、
前記冷却面構成部材と前記流路部材とが、外周領域において弾性を備えた接着剤層によって相互に接着されており、該流路部材の中央領域に設けられた直接接合部において、接着剤を介しない直接接合によって相互に固定されている冷却用熱交換器。

【請求項2】

前記流路部材における前記冷却面構成部材との接着部分には、接着剤が塗布されて前記接着剤層が形成される接着面が設けられていると共に、該接着面よりも該冷却面構成部材側へ突出して該接着剤層の厚さを規定する位置規定部が、該接着面の周囲に設けられている請求項１に記載の冷却用熱交換器。

【請求項3】

前記接着面と前記位置規定部との間には、前記接着剤層を構成する接着剤のはみ出しを許容する接着剤逃し部が、前記流路部材と前記冷却面構成部材との重ね合わせ面間に設けられている請求項２に記載の冷却用熱交換器。

【請求項4】

前記接着剤逃し部が該接着面の周囲に全周に亘って連続して設けられており、前記位置規定部が該接着剤逃し部の周囲に全周に亘って連続して設けられている請求項２又は３に記載の冷却用熱交換器。

【請求項5】

１つの前記冷却面構成部材に対して複数の前記流路部材が重ね合わされており、各該流路部材の前記中央領域にそれぞれ前記直接接合部が設けられている請求項１又は２に記載の冷却用熱交換器。

【請求項6】

１つの前記冷却面構成部材に対して１つの前記流路部材が重ね合わされている請求項１又は２に記載の冷却用熱交換器。

【請求項7】

前記直接接合部は、前記流路部材の中央の一か所だけに設けられている請求項１又は２に記載の冷却用熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、電気自動車等の電動化車両におけるバッテリーパック等の冷却対象の冷却に用いられる冷却用熱交換器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動化車両において、冷却対象であるバッテリーパックや電子機器等は、小型化や高性能化によって発熱量が大きくなっており、冷却性能の重要性が増している。従来では、相互に重ね合わされた金属製のプレート間に冷却流路が形成された構造の冷却用熱交換器が採用されていた。この冷却用熱交換器は、一方のプレートがバッテリーパック等の冷却対象に重ね合わされており、当該一方のプレートが冷却流路を流れる冷媒で冷却されることによって冷却対象が冷却されるようになっている。

【0003】

また、電動化車両では車両の軽量化への強い要求があることから、冷却用熱交換器の軽量化も検討されている。例えば、国際公開第２０２０／１９６８７８号（特許文献１）には、冷却対象に重ね合わされて熱伝導性が重要となる一方のプレートを金属製とし、熱伝導性を求められない他方のプレートを金属よりも比重が小さい合成樹脂製の樹脂部材とすることが提案されている。特許文献１において、樹脂部材は、上面において開口する箱体とされており、箱体内には流路形成用リブが箱体と一体的に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１９６８７８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、本発明者が検討したところ、特許文献１の構造では、金属プレートと樹脂部材とを重ね合わせて接着等の手段で相互に固定すると、線膨張率の違いによる板厚方向の撓みが発生することが分かった。従って、著しく高温又は低温の環境下では、金属プレートと樹脂部材との熱膨張による変形量の差によって冷却用熱交換器が撓む等して、金属プレートと樹脂部材の剥離や冷却性能の低下を引き起こすことも考えられた。特に、電動化車両に用いられる冷却用熱交換器は、金属プレートと樹脂部材との重ね合わせ方向と直交する長さ方向及び幅方向のサイズが大きいことから、金属プレートと樹脂部材との線膨張率の違いによる変形量の差が問題になり易かった。

【0006】

本発明の解決課題は、冷却対象に重ね合わされる金属製の冷却面構成部材と、冷却面構成部材に重ね合わされて固着される合成樹脂製の流路部材との線膨張率の違いによる変形量の差を許容することができる、新規な構造の冷却用熱交換器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、本発明を把握するための好ましい態様について記載するが、以下に記載の各態様は、例示的に記載したものであって、適宜に互いに組み合わせて採用され得るだけでなく、各態様に記載の複数の構成要素についても、可能な限り独立して認識及び採用することができ、適宜に別の態様に記載の何れかの構成要素と組み合わせて採用することもできる。それによって、本発明では、以下に記載の態様に限定されることなく、種々の別態様が実現され得る。

【0008】

第一の態様は、冷却対象に重ね合わされる金属製の冷却面構成部材と合成樹脂製の流路部材とが相互に重ね合わされた積層構造とされており、それら冷却面構成部材と流路部材との重ね合わせ面間には冷却用の熱媒体が流れる冷却流路が形成されている冷却用熱交換器であって、前記冷却面構成部材と前記流路部材とが、外周領域において弾性を備えた接着剤層によって相互に接着されており、該流路部材の中央領域に設けられた直接接合部において、接着剤を介しない直接接合によって相互に固定されているものである。

【0009】

本態様に従う構造とされた冷却用熱交換器によれば、金属製の冷却面構成部材と合成樹脂製の流路部材とが、弾性を有する接着剤層によって相互に接着されていることから、例えば温度変化に対して、流路部材と冷却面構成部材との線膨張率の違いによる変形量の差が、接着剤層の弾性変形によって許容される。それゆえ、流路部材と冷却面構成部材との線膨張率の差に起因する冷却用熱交換器の反り等が軽減乃至は防止される。

【0010】

また、流路部材と冷却面構成部材は、流路部材の外周領域において、接着剤層で接着されていると共に、流路部材の中央領域に設けられた直接接合部において、接着剤層が介在しない直接接合によって相互に固定されている。このような直接接合部が設けられていることにより、流路部材と冷却面構成部材とのズレや分離が防止されると共に、流路部材と冷却面構成部材との線膨張率の違いによる接着剤層の損傷（剥離）等も防止される。

【0011】

特に、流路部材と冷却面構成部材とを相互に位置決めする直接接合部が、流路部材の中央領域に配置されていることから、直接接合部から流路部材の外周端までの距離が、全周に亘って比較的に小さくなる。流路部材と冷却面構成部材との線膨張率の違いに基づく変形量の差は、直接接合部からの距離が長くなるに従って大きくなることから、直接接合部からの距離が最も長くなる流路部材の外周端においても、流路部材と冷却面構成部材との線膨張率の違いに基づく変形量の差が抑えられる。

【0012】

本態様に係る冷却用熱交換器では、流路部材と冷却面構成部材の線膨張率の違いが許容されることから、流路部材の合成樹脂材料と冷却面構成部材の金属材料との選択において、線膨張率が問題になり難く、それら流路部材と冷却面構成部材との形成材料を大きな自由度で選択することができる。

【0013】

第二の態様は、第一の態様に記載された冷却用熱交換器において、前記流路部材における前記冷却面構成部材との接着部分には、接着剤が塗布されて前記接着剤層が形成される接着面が設けられていると共に、該接着面よりも該冷却面構成部材側へ突出して該接着剤層の厚さを規定する位置規定部が、該接着面の周囲に設けられているものである。

【0014】

本態様に従う構造とされた冷却用熱交換器によれば、流路部材と冷却面構成部材との重ね合わせ方向での相対位置が、冷却面構成部材と位置規定部との当接によって規定されることから、それら流路部材と冷却面構成部材との重ね合わせ面間に形成される接着剤層の厚さが精度よく設定される。その結果、接着剤層の弾性による流路部材と冷却面構成部材との線膨張率の違いに基づく変形の許容量が精度よく設定されて、温度変化による冷却用熱交換器の反り、接着剤層の損傷や剥離等がより安定して防止される。

【0015】

特に、位置規定部は、接着剤が塗布される接着面の周囲に設けられていることから、接着面から大きく離れた位置に設けられている場合に比して、接着剤層の厚さがより精度よく設定される。

【0016】

第三の態様は、第二の態様に記載された冷却用熱交換器において、前記接着面と前記位置規定部との間には、前記接着剤層を構成する接着剤のはみ出しを許容する接着剤逃し部が、前記流路部材と前記冷却面構成部材との重ね合わせ面間に設けられているものである。

【0017】

本態様に従う構造とされた冷却用熱交換器によれば、例えば、接着面に対する接着剤の厚さを、位置規定部で規定される接着面と冷却面構成部材との対向面間距離よりも厚くして、接着面と冷却面構成部材との対向面間に所定厚さの接着剤層を形成する場合に、余分な接着剤の接着面からのはみ出しを許容する接着剤逃し部が設けられていることによって、はみ出した接着剤が冷却流路に漏れ出す等の不具合を防ぐことができる。

【0018】

接着剤逃し部は、好適には、接着面よりも冷却面構成部材から離れた底面を有する凹状とされる。これにより、接着面と接着剤逃し部との判別が容易になると共に、接着剤逃し部の容積を確保し易くなって、接着面上からはみ出した接着剤が接着剤逃し部から溢れ難くなる。

【0019】

第四の態様は、第二又は第三の態様に記載された冷却用熱交換器において、前記接着剤逃し部が該接着面の周囲に全周に亘って連続して設けられており、前記位置規定部が該接着剤逃し部の周囲に全周に亘って連続して設けられているものである。

【0020】

本態様に従う構造とされた冷却用熱交換器によれば、接着剤逃し部が接着面を全周に亘って囲むように設けられていることにより、接着剤の接着面から外側へのはみ出しが何れの方向においても許容される。また、位置規定部が接着剤逃し部を全周に亘って囲むように設けられていることにより、接着剤逃し部から外周への接着剤の漏れが位置規定部によって防止される。

【0021】

また、位置規定部が接着面の周囲を囲むように全周に亘って設けられていることにより、接着面と冷却面構成部材との対向面間に形成される接着剤層の厚さをより精度よく設定することができる。

【0022】

第五の態様は、第一～第四の何れか１つの態様に記載された冷却用熱交換器において、１つの前記冷却面構成部材に対して複数の前記流路部材が重ね合わされており、各該流路部材の前記中央領域にそれぞれ前記直接接合部が設けられているものである。

【0023】

本態様に従う構造とされた冷却用熱交換器によれば、各流路部材を小型化することができて、温度変化に対して線膨張率の違いによる各流路部材と冷却面構成部材との変形量の差が抑えられる。特に、小型とすることが可能な各流路部材の中央領域にそれぞれ直接接合部が設けられていることから、各流路部材において直接接合部から外周端までの距離をそれぞれ短くすることができる。それゆえ、冷却用熱交換器の反りや接着剤層の損傷等がより効果的に防止される。

【0024】

１つの冷却面構成部材に対して複数の流路部材が取り付けられていることにより、各流路部材の小型化を図りつつ、十分な大きさの冷却用熱交換器を一体的に得ることができる。

【0025】

第六の態様は、第一～第五の何れか１つの態様に記載された冷却用熱交換器において、１つの前記冷却面構成部材に対して１つの前記流路部材が重ね合わされているものである。

【0026】

本態様に従う構造とされた冷却用熱交換器によれば、１つの流路部材と１つの冷却面構成部材とによって、少ない部品点数で構成することが可能である。しかも、流路部材と冷却面構成部材とがそれぞれ大きな面積とされていても、流路部材と冷却面構成部材との線膨張率の違いによる冷却用熱交換器の反りや流路部材と冷却面構成部材との剥離等の不具合を低減することができる。

【0027】

第七の態様は、第一～第六の何れか１つの態様に記載された冷却用熱交換器において、前記直接接合部は、前記流路部材の中央の一か所だけに設けられているものである。

【0028】

本態様に従う構造とされた冷却用熱交換器によれば、中央領域を複数箇所で直接接合する場合に比して、構造の簡略化が図られる。しかも、複数箇所に直接接合部を設けると、それら複数の直接接合部間において線膨張率の違いによる流路部材と冷却面構成部材との変形量の差が許容されないおそれもあるが、直接接合部が中央の一箇所だけに設けられていれば、直接接合部の外周側の全体に亘って変形量の差が接着剤層によって許容される。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、冷却対象に重ね合わされる金属製の冷却面構成部材と、冷却面構成部材に重ね合わされて固着される合成樹脂製の流路部材との線膨張率の違いに起因する変形量の差を許容することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第一の実施形態としての冷却用熱交換器の斜視図

【図2】図１に示す冷却用熱交換器の平面図

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ断面図

【図5】図１に示す冷却用熱交換器の分解斜視図

【図6】本発明の第二の実施形態としての冷却用熱交換器の斜視図

【図7】図６に示す冷却用熱交換器の分解斜視図

【図8】本発明の第二の実施形態としての冷却用熱交換器の断面図

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0032】

図１～図４には、本発明の第一の実施形態としての冷却用熱交換器１０が示されている。冷却用熱交換器１０は、図５にも示すように、冷却面構成部材としての金属プレート１２と、流路部材としての樹脂プレート１４とが、相互に重ね合わされて固定された積層構造を有している。以下の説明では、原則として、上下方向とは金属プレート１２と樹脂プレート１４との重ね合わせ方向である図３中の左右方向を、前後方向とは図２中の上下方向を、左右方向とは図２中の左右方向を、それぞれ言う。

【0033】

金属プレート１２は、上面視で略正方形の矩形板状とされている。金属プレート１２は、熱伝導率の高い金属材料で形成されていることが望ましく、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、或いはそれらの合金等によって形成される。

【0034】

金属プレート１２には、複数の肉抜孔１６が形成されている。肉抜孔１６は、左右方向が前後方向よりも長尺とされた略長円状の孔断面形状とされており、本実施形態では６つの肉抜孔１６が前後３列且つ左右２列に並んで配置されている。

【0035】

金属プレート１２の左右中央部には、金属プレート１２を貫通する挿通孔１８が形成されている。挿通孔１８は、複数が前後方向で相互に離隔して形成されている。挿通孔１８は、前後方向において、隣り合う肉抜孔１６，１６間の前後中央に位置している。

【0036】

金属プレート１２の左右両端部には、図示しない複数の貫通孔が形成されており、各貫通孔に対してポート部材２０が取り付けられている。ポート部材２０は、全体として上下方向に延びる略円筒形状とされており、下端部には外周へ突出するフランジ状部２２が一体的に設けられている。

【0037】

ポート部材２０の上下中間部分には、外周へ突出する抜止突部２４が形成されている。抜止突部２４は、フランジ状部２２に比して外周への突出寸法が小さくされていると共に、縦断面において略半円形とされている。抜止突部２４は、後述する外部流路のチューブ等に挿入可能とされており、ポート部材２０に外挿状態で接続される図示しない外部流路のチューブ等を抜け難くする機能がある。

【0038】

ポート部材２０は、金属プレート１２の前記貫通孔の開口周縁部において金属プレート１２の上面に重ね合わされており、接着や溶接等の手段で金属プレート１２に固定されている。本実施形態では、ポート部材２０の下端部にフランジ状部２２が設けられていることから、金属プレート１２の上面に対する重ね合わせ面積が大きくされており、金属プレート１２とポート部材２０との固着強度を確保し易くなっている。ポート部材２０の内孔は、金属プレート１２の貫通孔に対して位置決めされており、金属プレート１２よりも下側の空間に連通されている。

【0039】

樹脂プレート１４は、左右方向において前後方向よりも長尺とされた上下方向視で長方形の矩形板状とされている。樹脂プレート１４は、図２に示すように、左右方向の幅寸法が金属プレート１２よりも略同じか僅かに小さくされていると共に、前後方向の長さ寸法が金属プレート１２よりも小さくされている。樹脂プレート１４の前後長さ寸法は、金属プレート１２の前後長さ寸法の１／４以下とされており、金属プレート１２における前後方向で隣り合う肉抜孔１６，１６の離隔距離と略同じとされている。

【0040】

樹脂プレート１４は、硬質の合成樹脂製とされており、好適には熱可塑性の合成樹脂材料が採用される。樹脂プレート１４の形成材料としては、例えば、ポリアミド、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリオレフィン等が好適に採用され得る。樹脂プレート１４は、ガラス繊維や炭素繊維等で補強された繊維補強合成樹脂によって形成することもできる。

【0041】

樹脂プレート１４には、図５に示すように、上面に開口する凹部２６が形成されている。換言すれば、樹脂プレート１４は、外周端部が上方へ突出する略矩形環状の外周接着部２８とされている。外周接着部２８は、所定の幅で周方向に延びている。外周接着部２８は、図３に示すように、幅方向の中間部分において上下方向と略直交して広がる平面状の接着面３０と、接着面３０の内周側で上方へ向けて開口する接着剤逃し部としての逃し溝３２と、接着面３０の外周側と逃し溝３２の内周側とに設けられた位置規定部３４ａ，３４ｂとを、備えている。外周接着部２８における接着面３０と逃し溝３２と位置規定部３４ａ，３４ｂとは、何れも全周に亘って連続する環状とされている。

【0042】

樹脂プレート１４には、凹部２６の底面から上方へ向けて突出する複数の内周接着部３６が設けられている。内周接着部３６は、図３に示すように、左右方向に直線的に延びる突条とされている。内周接着部３６は、上面視において、左右方向の中間部分が左右方向に直線的に延びる長辺を有した略長方形とされていると共に、左右両端部が上面視で略半円状とされており、全体として左右方向で長尺とされた略長円状（オーバル状）とされている。

【0043】

内周接着部３６は、上下方向と略直交して広がる接着面３８と、接着面３８の周囲を全周に亘って囲むように延びる接着剤逃し部としての環状の逃し溝４０と、逃し溝４０の周囲を全周に亘って囲むように延びる環状の位置規定部４２とを、備えている。

【0044】

逃し溝４０の底面は、接着面３８よりも下側に位置している。従って、内周接着部３６は、接着面３８を構成する部分が逃し溝４０の形成部分に対して上方へ突出している。また、位置規定部４２の上面は、逃し溝４０の底面よりも上側に位置しており、接着面３８よりも上側に位置している。接着面３８と位置規定部４２の上面との上下方向での位置の差ｄは、後述する接着剤層５４の設計上の厚さ寸法に設定されている。

【0045】

樹脂プレート１４において、内周接着部３６は、前後方向で４つが相互に離隔した状態で並んで設けられている。また、前後方向の外端に位置する内周接着部３６ａは、前後方向の中間に位置する内周接着部３６ｂよりも左右方向の長さが長くされている。前後方向の中間に位置する内周接着部３６ｂは、前後２列且つ左右２列に並んで設けられている。凹部２６において、内周接着部３６ａと外周接着部２８との間と、内周接着部３６ａと内周接着部３６ｂとの間と、内周接着部３６ｂと内周接着部３６ｂとの間とは、それぞれ左右方向に延びる溝状とされている。

【0046】

左側に位置する内周接着部３６ｂ，３６ｂと、右側に位置する内周接着部３６ｂ，３６ｂとの間には、直接接合部を構成する中央接合部４４が設けられている。中央接合部４４は、樹脂プレート１４に一体的に設けられており、凹部２６の底面から上方へ突出している。中央接合部４４は、円筒状とされており、中心孔が樹脂プレート１４を貫通する挿通孔４６を構成している。

【0047】

中央接合部４４における挿通孔４６の外周側には、内周接着部３６と同様に、環状の接着面４８と、接着面４８に沿って内周側を延びる接着剤逃し部としての逃し溝５０ａと、接着面４８に沿って外周側を延びる接着剤逃し部としての逃し溝５０ｂと、逃し溝５０ａに沿って内周側を延びる位置規定部５２ａと、逃し溝５０ｂに沿って外周側を延びる位置規定部５２ｂとが、設けられている。中央接合部４４では、逃し溝５０ａ，５０ｂが接着面４８の内外周を全周に亘って囲むように設けられている。また、中央接合部４４では、位置規定部５２ａが逃し溝５０ａの全長に亘って連続するように沿って内周側に環状に設けられていると共に、位置規定部５２ｂが逃し溝５０ｂの全長に亘って連続するように沿って外周側に環状に設けられている。なお、接着面４８と逃し溝５０ａ，５０ｂと位置規定部５２ａ，５２ｂとは、何れも円環状とされている。また、中央接合部４４の逃し溝５０は、内周接着部３６の逃し溝４０に比して、幅狭とされている。更に、中央接合部４４の位置規定部５２は、内周接着部３６の位置規定部４２に比して、幅狭とされている。もっとも、中央接合部４４の逃し溝５０と内周接着部３６の逃し溝４０は、互いに同じ幅であってもよいし、逃し溝５０が逃し溝４０より幅広であってもよい。同様に、中央接合部４４の位置規定部５２と内周接着部３６の位置規定部４２は、互いに同じ幅であってもよいし、位置規定部５２が位置規定部４２より幅広であってもよい。

【0048】

逃し溝５０ａ，５０ｂの底面は、接着面４８よりも下側に位置している。従って、中央接合部４４は、接着面４８を構成する部分が逃し溝５０ａ，５０ｂの形成部分に対して上方へ突出している。また、位置規定部５２ａ，５２ｂの上面は、逃し溝５０ａ，５０ｂの底面よりも上側に位置しており、接着面４８よりも上側に位置している。接着面４８と位置規定部５２の上面との上下方向での位置の差ｄは、後述する接着剤層５４の厚さ寸法に設定されている。

【0049】

樹脂プレート１４には、金属プレート１２が上方から重ね合わされている。金属プレート１２は、樹脂プレート１４の位置規定部３４，４２，５２に対して当接状態で重ね合わされている。これにより、樹脂プレート１４と金属プレート１２との重ね合わせ方向での相対位置が、位置規定部３４，４２，５２によって規定されている。

【0050】

樹脂プレート１４と金属プレート１２が位置規定部３４，４２，５２によって相互に位置決めされた状態において、接着面３０，３８，４８は、金属プレート１２に対して下方に離隔して対向している。また、逃し溝３２，４０，５０の底面は、金属プレート１２に対して下方に離隔しており、その離隔距離が金属プレート１２と接着面３０，３８，４８との離隔距離よりも大きくされている。

【0051】

接着面３０，３８，４８と金属プレート１２との対向面間には、それぞれ接着剤層５４が形成されており、樹脂プレート１４の外周領域が金属プレート１２に対して接着剤層５４によって接着されている。接着剤層５４は、接着面３０，３８，４８に塗布された接着剤が、樹脂プレート１４に対する金属プレート１２の重ね合わせによって、接着面３０，３８，４８と金属プレート１２の下面との間で層状に固化することによって形成されている。接着剤層５４は、弾性を有しており、接着面３０，３８，４８と金属プレート１２との相対変位を弾性変形によって許容しつつ、それら接着面３０，３８，４８と金属プレート１２とを相互に連結された状態に保持する。接着剤層５４の縦弾性係数は、好適には５００ＭＰａ以下とされており、より好適には１００ＭＰａ以下とされている。

【0052】

弾性を有する接着剤層５４を形成する接着剤としては、例えばウレタン系の接着剤やエポキシ系とシリコン系とを混合した接着剤が採用され得て、具体的にはセメダイン株式会社製「ＥＰ００１Ｋ」が挙げられる。

【0053】

接着剤層５４の厚さ寸法は、接着面３０，３８，４８と位置規定部３４，４２，５２の上面との上下方向での位置の差ｄによって規定されている。要するに、金属プレート１２が位置規定部３４，４２，５２の上面に当接状態で重ね合わされることにより、接着面３０と金属プレート１２との間に厚さｄの接着剤層５４が形成される。このように、接着面３０，３８，４８と位置規定部３４，４２，５２の上面との上下方向での相対的な位置関係に基づいて、接着剤層５４の厚さ寸法が安定して精度よく設定されている。接着剤層５４の厚さｄは、好適には０．０２ｍｍ～５ｍｍの範囲内とされており、より好適には０．２ｍｍ～１ｍｍの範囲内とされている。

【0054】

接着剤層５４の厚さを安定してｄとするためには、接着面３０，３８，４８に塗布される接着剤の厚さをｄより厚くしておいて、金属プレート１２の重ね合わせによって接着面３０，３８，４８上の接着剤をｄまで薄くさせる必要がある。それゆえ、接着剤は、接着面３０，３８，４８への塗布状態よりも薄くなる際に、接着面３０，３８，４８から周囲へはみ出す場合がある。そこで、接着面３０，３８，４８の周囲には、逃し溝３２，４０，５０が形成されており、接着面３０，３８，４８から内周又は外周へはみ出した接着剤が、逃し溝３２，４０，５０に収容されるようになっている。これにより、接着剤が凹部２６における内周接着部３６及び中央接合部４４以外の部分（後述する冷却流路５８）へはみ出すのを防ぐことができ、例えば後述する冷却流路５８における熱媒体の流れへの悪影響等を防止することが可能になる。本実施形態では、逃し溝３２，４０，５０を囲むように位置規定部３４，４２，５２が設けられていることから、接着剤が逃し溝３２，４０，５０を越えて更に外方まではみ出し難くなっている。

【0055】

接着剤層５４によって貼り合わされた樹脂プレート１４と金属プレート１２は、中央部分においてピン接合されている。即ち、金属プレート１２を貫通する挿通孔１８と、樹脂プレート１４を貫通する挿通孔４６とに対して、ピン５６が上方から挿通される。そして、例えば、樹脂プレート１４よりも下側へ突出したピン５６の軸部が、軸方向に圧縮されて潰されることにより大径化して、大径化したピン５６の軸部の先端部分とピン５６の頭部との間で金属プレート１２と樹脂プレート１４とが相互に位置決めされると共に、ピン５６の挿通孔１８，４６からの抜けが防止される。このように、樹脂プレート１４の中央領域は、金属プレート１２に対して、接着剤層５４を介することなく、ピン５６による直接接合によって相互に連結されている。

【0056】

樹脂プレート１４の挿通孔４６の周囲には、環状の位置規定部５２ａが形成されており、位置規定部５２ａと金属プレート１２とが接着剤の介在しない直接的な当接状態で重ね合わされている。これにより、樹脂プレート１４の中央領域は、金属プレート１２に対して、接着剤層５４を介することなくピン５６で機械的に直接接合されている。樹脂プレート１４と金属プレート１２は、ピン５６による直接接合部分において、相対的に位置決めされており、後述する線膨張率の違いに基づく相対的な変位が阻止されている。本実施形態では、金属プレート１２と樹脂プレート１４とがピン５６で直接接合される直接接合部が、各樹脂プレート１４の中央の１箇所だけに設けられている。

【0057】

金属プレート１２と樹脂プレート１４は、樹脂プレート１４における中央接合部４４が設けられた中央領域よりも外周側の外周領域において、弾性を有する接着剤層５４で接着されている。また、金属プレート１２と樹脂プレート１４は、中央接合部４４が設けられた中央領域において、ピン５６によって直接接合されて固定的に連結されている。直接接合される中央領域は、中央接合部４４における位置規定部５２ａと挿通孔４６とによって構成される。なお、中央領域は、上下方向での投影面積が樹脂プレート１４に比して十分に小さくされていることが望ましく、中央領域の外径である位置規定部５２ａの外径は、好適には３０ｍｍ以下とされており、より好適には１０ｍｍ以下とされている。

【0058】

本実施形態では、１つの金属プレート１２に対して、前後方向に並んだ４つの樹脂プレート１４，１４，１４，１４が取り付けられている。各樹脂プレート１４は、外周領域の接着剤層５４による接着と、中央領域におけるピン５６による直接接合とによって、金属プレート１２とそれぞれ連結されている。

【0059】

樹脂プレート１４の上面に金属プレート１２が重ね合わされることにより、凹部２６の開口が金属プレート１２によって覆われている。これにより、金属プレート１２と樹脂プレート１４との間には、冷却用の熱媒体が流れる冷却流路５８が形成されている。冷却流路５８は、左右方向の両端部分にそれぞれポート部材２０の内孔が連通されており、ポート部材２０に接続される図示しない外部流路に対して、冷却用の熱媒体の供給と排出がポート部材２０を介して実行される。外部流路には、図示しないポンプや冷凍機等が接続されており、熱媒体が冷却流路５８と外部流路とで構成された循環路を熱交換による温度変化を生じながら循環するようになっている。具体的には、例えば、冷凍機によって低温とされた熱媒体が一方のポート部材２０を通じて冷却流路５８に供給され、後述するバッテリーパックとの間で熱交換を行いながら冷却流路５８を流れて温度上昇した熱媒体が、他方のポート部材２０を通じて外部流路に排出される。本実施形態では、凹部２６内に複数の内周接着部３６ａ，３６ｂが設けられており、金属プレート１２と樹脂プレート１４との重ね合わせによって、左右方向に延びる冷却流路５８が形成されている。なお、外部流路には高温の熱媒体の温度を下げる機構が設けられていればよく、例えば、冷凍機に代えてラジエターのような空冷装置や液冷装置を設けることもできる。

【0060】

冷却用熱交換器１０は、例えば、電気自動車やハイブリッドカー等の電動化車両に装着されて使用される。冷却用熱交換器１０の車両装着状態において、金属プレート１２における樹脂プレート１４と重ね合わされた部分には、図３，図４に示すように、冷却対象としてのバッテリーパックＢが重ね合わされている。バッテリーパックＢは、金属プレート１２に直接重ね合わされていてもよいが、好適には、伝熱性のギャップフィラーや熱伝導シート等を介して、金属プレート１２に隙間なく重ね合わされる。そして、バッテリーパックＢは、冷却流路５８を流れる熱媒体との間で金属プレート１２を介した熱交換を行うことによって、冷却用熱交換器１０で冷却されるようになっている。

【0061】

ところで、車両に装着された冷却用熱交換器１０は、車両の使用環境等によっては、高温の雰囲気中で使用される場合もある。このような場合に、冷却用熱交換器１０は、金属製の金属プレート１２と合成樹脂製の樹脂プレート１４との間に、線膨張率の違いに起因する変形量の差が生じる。そこにおいて、冷却用熱交換器１０では、金属プレート１２と樹脂プレート１４とが、樹脂プレート１４の外周領域において弾性を有する接着剤層５４で接着されていると共に、樹脂プレート１４の中央領域において接着剤層５４を介することなくピン５６で直接接合されている。これにより、樹脂プレート１４の中央領域において、金属プレート１２と樹脂プレート１４とが相互に位置決めされて相対変位を制限されていると共に、樹脂プレート１４の外周領域において、接着剤層５４の弾性変形によって相対変位を許容されており、特に線膨張率の違いに起因する面方向の相対変位が十分に許容される。それゆえ、相互に連結された金属プレート１２と樹脂プレート１４の線膨張率の違いに起因する冷却用熱交換器１０の反り等が防止されると共に、接着剤層５４の破断による金属プレート１２と樹脂プレート１４の剥離等も生じ難い。

【0062】

特に、金属プレート１２と樹脂プレート１４とが、中央領域において相互に直接接合されて位置決めされていることにより、直接接合された部位から樹脂プレート１４の外周端までの最大長さが比較的に小さくなる。それゆえ、金属プレート１２と樹脂プレート１４との線膨張率の違いによる変形量の差が抑えられて、冷却用熱交換器１０の反りや接着剤層５４の損傷、金属プレート１２と樹脂プレート１４との相互の位置ズレ等が効果的に抑制される。

【0063】

本実施形態では、１つの金属プレート１２に対して４つの樹脂プレート１４，１４，１４，１４が取り付けられている。これにより、各樹脂プレート１４の小型化が図られており、樹脂プレート１４の中央領域に設けられた中央接合部４４から樹脂プレート１４の外周端までの最大長さがより小さくされている。それゆえ、金属プレート１２と樹脂プレート１４との線膨張率の違いによる変形量の差が、一層効果的に抑えられている。

【0064】

樹脂プレート１４の位置規定部３４，４２，５２の上面が金属プレート１２に当接することによって、接着面３０，３８，４８と金属プレート１２との間に形成される接着剤層５４の厚さｄが精度よく設定されている。これにより、接着剤層５４の弾性によって許容される金属プレート１２と樹脂プレート１４との相対変位量の安定化が図られて、金属プレート１２と樹脂プレート１４との線膨張率の違いによる冷却用熱交換器１０の反り等の不具合がより効果的に防止される。

【0065】

接着剤層５４の縦弾性係数は、好適には５００ＭＰａ以下とされており、より好適には１００ＭＰａ以下とされている。これにより、接着剤層５４の弾性変形による金属プレート１２と樹脂プレート１４との線膨張率の違いによる相対変位が十分に許容されて、冷却用熱交換器１０の反りや接着剤層５４の損傷等が回避される。

【0066】

ピン５６で直接接合される狭義の中央領域を構成する位置規定部５２ａの外径寸法は、好適には３０ｍｍ以下とされており、より好適には１０ｍｍ以下とされている。このように、樹脂プレート１４における中央領域の面積割合が十分に小さくされることにより、樹脂プレート１４における変形拘束領域が狭くなる。その結果、金属プレート１２に対する相対変位を許容される外周領域の面積が大きく確保されて、金属プレート１２と樹脂プレート１４との線膨張率の違いによる冷却用熱交換器１０の反りや接着剤層５４の損傷等が防止される。

【0067】

図６には、本発明の第二の実施形態としての冷却用熱交換器６０が示されている。冷却用熱交換器６０は、図７に示すように、冷却面構成部材としての金属製の金属プレート６２と、流路部材としての合成樹脂製の樹脂プレート１４とが、上下方向で相互に重ね合わされた構造を有している。以下の説明において、第一の実施形態と実質的に同一の部材及び部位については、図中に同一の符号を付すことによって、説明を省略する。

【0068】

金属プレート６２は、第一の実施形態の金属プレート１２に比して、前後方向の長さが短くされており、樹脂プレート１４と略同じ前後長さ寸法とされている。従って、金属プレート６２は、上面視において左右方向が長尺とされた長方形とされている。金属プレート６２は、中央の一箇所だけに挿通孔１８が形成されている。金属プレート６２は、対角部分に図示しない貫通孔がそれぞれ形成されている。金属プレート６２における各貫通孔の形成部分には、ポート部材２０がそれぞれ取り付けられている。

【0069】

金属プレート６２は、樹脂プレート１４に対して上方から重ね合わされており、第一の実施形態と同様に、外周領域において弾性を有する接着剤で接着されていると共に、中央領域において挿通孔１８に挿通されたピン５６で接着剤層を介することなく直接接合されている。本実施形態では、１つの金属プレート６２に対して１つの樹脂プレート１４が重ね合わされて取り付けられている。

【0070】

本実施形態に示すように、１つの金属プレート６２と１つの樹脂プレート１４とによって、冷却用熱交換器６０を構成することも可能である。この場合に、金属プレート６２及び樹脂プレート１４を比較的に小型とすることにより、線膨張率の違いによる冷却用熱交換器６０の反りや接着剤の剥離等が防止される。なお、前記第一の実施形態に示すような大判の金属プレート（１２）に対して、４つの樹脂プレート１４，１４，１４，１４に代わる１つの大判の樹脂プレートを重ね合わせて、大型の冷却用熱交換器を１つの金属プレートと１つの樹脂プレートとによって少ない部品点数で構成することも可能である。

【0071】

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、直接接合部は、合成樹脂製の流路部材において、接着剤層が設けられる外周領域よりも内周側の中央領域に設けられていればよく、中央領域に複数の直接接合部を設けること等も可能である。

【0072】

前記第一，第二の実施形態では、直接接合部の直接接合構造としてピン接合を例示したが、直接接合部の直接接合構造は、ピン接合に限定されるものではない。具体的には、例えば、図８に示す冷却用熱交換器７０のように、ボルト７２とナット７４による接合構造を採用することもできる。また、例えば、合成樹脂製の流路部材における冷却面構成部材との重ね合わせ面をレーザーや摩擦熱等で溶融させて、流路部材と冷却面構成部材とを溶着することで、直接接合構造を構成することもできる。

【0073】

接着剤逃し部は、前記第一，第二の実施形態に示すような溝状に限定されず、冷却面構成部材から離隔して、冷却面構成部材との間に接着剤の収容領域を形成するものであればよい。接着剤逃し部は、例えば、接着面と同じ平面上で接着面の外側に広がるように設けられていてもよいし、接着面よりも冷却面構成部材に近接した面で構成することもできる。

【0074】

冷却流路の形状は、前記実施形態に示した直線的に延びるものに限定されず、例えば渦巻き状や平面的な２重螺旋状、蛇行状等であってもよい。また、冷却流路内に突出する突起などを設けて、冷却流路を流れる熱媒体が撹拌され易くなるようにしてもよい。

【0075】

流路部材及び冷却面構成部材の平面視での形状は、特に限定されるものではなく、長方形や正方形の他、各種多角形や円形等であってもよい。また、流路部材及び冷却面構成部材の大きさは、例えば冷却対象の大きさ等に応じて適宜に設定される。

【0076】

冷却対象は、前記第一の実施形態で例示したバッテリーパックＢに限定されるものではなく、例えば、電子回路等を発熱体として備える制御装置などであってもよい。

【符号の説明】

【0077】

１０ 冷却用熱交換器（第一の実施形態）
１２ 金属プレート（冷却面構成部材）
１４ 樹脂プレート（流路部材）
１６ 肉抜孔
１８ 挿通孔
２０ ポート部材
２２ フランジ状部
２４ 抜止突部
２６ 凹部
２８ 外周接着部
３０ 接着面
３２ 逃し溝（接着剤逃し部）
３４ 位置規定部
３４ａ 位置規定部
３４ｂ 位置規定部
３６ 内周接着部
３６ａ 内周接着部
３６ｂ 内周接着部
３８ 接着面
４０ 逃し溝（接着剤逃し部）
４２ 位置規定部
４４ 中央接合部（直接接合部）
４６ 挿通孔
４８ 接着面
５０ 逃し溝（接着剤逃し部）
５０ａ 逃し溝（接着剤逃し部）
５０ｂ 逃し溝（接着剤逃し部）
５２ 位置規定部
５２ａ 位置規定部
５２ｂ 位置規定部
５４ 接着剤層
５６ ピン
５８ 冷却流路
６０ 冷却用熱交換器（第二の実施形態）
６２ 金属プレート（冷却面構成部材）
７０ 冷却用熱交換器（他の一実施形態）
７２ ボルト
７４ ナット
Ｂ バッテリーパック（冷却対象）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】