特許 7594877 熱交換器の製造方法および製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-27

(45)【発行日】2024-12-05

(54)【発明の名称】熱交換器の製造方法および製造装置

(51)【国際特許分類】

   F28F 3/06 20060101AFI20241128BHJP

   H01L 23/473 20060101ALI20241128BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20241128BHJP

   F25D 9/00 20060101ALN20241128BHJP

【ＦＩ】

F28F3/06 A

H01L23/46 Z

H05K7/20 N

F25D9/00 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020170398

(22)【出願日】2020-10-08

(65)【公開番号】P2022062408

(43)【公開日】2022-04-20

【審査請求日】2023-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】501428187

【氏名又は名称】株式会社レゾナック・パッケージング

(74)【代理人】

【識別番号】100109911

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義仁

(74)【代理人】

【識別番号】100071168

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 久義

(74)【代理人】

【識別番号】100099885

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 健市

(72)【発明者】

【氏名】南谷 広治

(72)【発明者】

【氏名】田中 克美

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６１４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２６３７０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－００３１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ １／００ － ９９／００

Ｈ０１Ｌ ２３／４２ － ２３／４７３

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｆ２８Ｄ １／００ － ２１／００

Ｈ０１Ｍ １０／６０ － １０／６６７

Ｆ２５Ｄ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられた外包ラミネート材によって構成された外包体と、前記外包体内に設けられ、かつ金属製の伝熱層の両面側に樹脂製の熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成されたインナーフィンとを備えた熱交換器を製造するための熱交換器の製造方法であって、
前記外包ラミネート材同士を熱融着して前記外包体の外周縁部を封止する外包体融着工程と、
前記外包体融着工程を行った後、前記インナーフィンに設けられた凹凸部を前記外包体に熱融着するフィン融着工程とを含み、
前記フィン融着工程は、前記外包体の内部を外部に対し減圧した状態で行うものとし、
前記外包体に、その内部に対し熱交換媒体の出し入れを行うための出入口が設けられ、
前記外包体内に前記出入口に対応して熱融着樹脂製のヘッダーが設けられ、
前記外包体融着工程を行った後、前記ヘッダーの外面を前記外包体に熱融着するヘッダー融着工程を含み、
前記ヘッダー融着工程は、前記外包体の内部を外部に対し減圧した状態で行うようにしたことを特徴とする熱交換器の製造方法。

【請求項2】

前記フィン融着工程においては、前記出入口を利用して前記外包体の内部を減圧するようにした請求項１に記載の熱交換器の製造方法。

【請求項3】

前記フィン融着工程および前記ヘッダー融着工程を同時に行うようにした請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。

【請求項4】

前記ヘッダーに前記出入口を貫通して外部に引き出されるパイプ部が設けられ、
前記フィン融着工程においては、前記パイプ部を利用して前記外包体の内部を減圧するようにした請求項１～３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。

【請求項5】

前記フィン融着工程においては、前記外包体の内圧を外圧に対して１／１５～１／２に設定するようにした請求項１～４のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。

【請求項6】

金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられた外包ラミネート材によって構成され、かつ内部に対し熱交換媒体の出し入れを行うための出入口が設けられた外包体と、前記外包体内に設けられ、かつ金属製の伝熱層の両面側に樹脂製の熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成されたインナーフィンと、前記外包体内に前記出入口に対応して設けられた熱融着樹脂製のヘッダーとを備えた熱交換器を製造するための熱交換器の製造装置であって、
前記外包ラミネート材同士を挟み込んだ状態で加熱することにより熱融着して、前記外包体の外周縁部を封止するための外包体融着金型と、
前記外包体を前記インナーフィン側に押圧した状態で加熱することにより、前記インナーフィンに設けられた凹凸部を前記外包体に熱融着し、かつ前記ヘッダーの外面を前記外包体に熱融着するためのフィン／ヘッダー融着金型とを備え、
前記フィン／ヘッダー融着金型は、前記外包体を前記インナーフィン側に押圧した状態で前記外包体の内部を外部に対し減圧するための減圧手段が設けられていることを特徴とする熱交換器の製造装置。

【請求項7】

前記減圧手段は、吸引ポンプと、一端が吸引ポンプに連結され、かつ前記フィン／ヘッダー融着金型を貫通して他端が前記出入口を覆うように配置された吸引部とを備え、
前記吸引ポンプの駆動によって、前記吸引部を介して前記外包体の内部が減圧されるように構成されている請求項６に記載の熱交換器の製造装置。
以上

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、金属製の伝熱層に樹脂製の熱融着層が積層されたラミネート材を用いて製作される熱交換器の製造方法および製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンやパーソナルコンピュータ等の電子機器における小型高性能化に伴い、電子機器のＣＰＵ回りの発熱対策も重要となり、機種によっては水冷式冷却器やヒートパイプを組み込んで、ＣＰＵ等の電子部品に対する熱負荷を軽減するとともに、筐体内に熱をこもらせないようにして、熱による悪影響を回避する技術が従来より提案されている。

【0003】

また電気自動車やハイブリッド車に搭載される電池モジュールは、充電と放電とを繰り返し行うために電池パックの発熱が大きくなる。このため電池モジュールにおいても上記の電子機器と同様に、水冷式冷却器やヒートパイプを組み込んで、熱による悪影響を回避する技術が提案されている。

【0004】

さらにシリコンカーバイト（ＳｉＣ）製等のパワーモジュールも発熱対策として冷却板やヒートシンクを組み付ける等の対策が提案されている。

【0005】

従来、小型の電子機器に組み込まれるヒートパイプ等の薄型の冷却器は、複数の金属製の構成部品をろう付け等で接合する金属製のものが主流であった（特許文献１～３）。

【0006】

このような金属製の冷却器は、各構成部品が、鋳造や鍛造等の塑性加工や、切削等の除去加工等の面倒な金属加工（機械加工）によって製作されるため、現行以上の薄型化は困難である。

【0007】

そこで、ケーシングとしての外包体やインナーフィン（内芯材）をラミネート材によって構成した冷却器が提案されている。ラミネート材は、金属箔層に樹脂製の熱融着層が積層されて構成されている。そして例えば、外包体用のラミネート材（外包ラミネート材）が、内芯材用のラミネート材（インナーフィン）を介して上下に重ね合わされて、外包ラミネート材の外周縁部同士が熱融着されて外包体が形成されるとともに、上下の外包ラミネート材の中間領域が、インナーフィンの凹凸部に熱融着されて、外包体内にインナーフィンが固定されている。

【0008】

このようなラミネート材製の冷却器は、面倒な金属加工が不要で、製作の容易化、コストの削減、薄型化等を図ることができるため近年、注目を集めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１５－５９６９３号公報

【文献】特開２０１５－１４１００２号公報

【文献】特開２０１６－１８９４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上記ラミネート材製の冷却器を製造する場合、既述したように外包体（外包ラミネート材）とインナーフィンとの間を熱融着して接着するようにしている。しかしながら、外包体およびインナーフィン間が十分に接着されていないと、外包体内を流通する冷媒と、外包体の外面に接する電池等の冷却対象部材との間の熱伝達率が低下して、熱交換性能が低下するという課題があった。

【0011】

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、外包体とインナーフィンとの間を確実に熱融着できて、熱交換性能に優れた熱交換器を製造することができる熱交換器の製造方法および製造装置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】

【0012】

上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。

【0013】

［１］金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられた外包ラミネート材によって構成された外包体と、前記外包体内に設けられ、かつ金属製の伝熱層の両面側に樹脂製の熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成されたインナーフィンとを備えた熱交換器を製造するための熱交換器の製造方法であって、
前記外包ラミネート材同士を熱融着して前記外包体の外周縁部を封止する外包体融着工程と、
前記外包体融着工程を行った後、前記インナーフィンに設けられた凹凸部を前記外包体に熱融着するフィン融着工程とを含み、
前記フィン融着工程は、前記外包体の内部を外部に対し減圧した状態で行うようにしたことを特徴とする熱交換器の製造方法。

【0014】

［２］前記外包体に、その内部に対し熱交換媒体の出し入れを行うための出入口が設けられ、
前記フィン融着工程においては、前記出入口を利用して前記外包体の内部を減圧するようにした前項１に記載の熱交換器の製造方法。

【0015】

［３］前記外包体内に前記出入口に対応して熱融着樹脂製のヘッダーが設けられ、
前記外包体融着工程を行った後、前記ヘッダーの外面を前記外包体に熱融着するヘッダー融着工程を含み、
前記ヘッダー融着工程は、前記外包体の内部を外部に対し減圧した状態で行うようにした前項１または２に記載の熱交換器の製造方法。

【0016】

［４］前記フィン融着工程および前記ヘッダー融着工程を同時に行うようにした前項３に記載の熱交換器の製造方法。

【0017】

［５］前記ヘッダーに前記出入口を貫通して外部に引き出されるパイプ部が設けられ、
前記フィン融着工程においては、前記パイプ部を利用して前記外包体の内部を減圧するようにした前項３または４に記載の熱交換器の製造方法。

【0018】

［６］前記フィン融着工程においては、前記外包体の内圧を外圧に対して１／１５～１／２に設定するようにした前項１～５のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。

【0019】

［７］金属製の伝熱層の内面側に樹脂製の熱融着層が設けられた外包ラミネート材によって構成された外包体と、前記外包体内に設けられ、かつ金属製の伝熱層の両面側に樹脂製の熱融着層が設けられた内芯ラミネート材によって構成されたインナーフィンとを備えた熱交換器を製造するための熱交換器の製造装置であって、
前記外包ラミネート材同士を挟み込んだ状態で加熱することにより熱融着して、前記外包体の外周縁部を封止するための外包体融着金型と、
前記外包体を前記インナーフィン側に押圧した状態で加熱することにより、前記インナーフィンに設けられた凹凸部を前記外包体に熱融着するためのフィン融着金型とを備え、
前記フィン融着金型は、前記外包体を前記インナーフィン側に押圧した状態で前記外包体の内部を外部に対し減圧するための減圧手段が設けられていることを特徴とする熱交換器の製造装置。

【0020】

［８］前記外包体に、その内部に対し熱交換媒体の出し入れを行うための出入口が設けられ、
前記吸引手段は、吸引ポンプと、一端が吸引ポンプに連結され、かつ前記フィン融着金型を貫通して他端が前記出入口を覆うように配置された吸引部とを備え、
前記吸引ポンプの駆動によって、前記吸引管を介して前記外包体の内部が減圧されるように構成されている前項７に記載の熱交換器の製造装置。

【発明の効果】

【0021】

発明［１］の熱交換器の製造方法によれば、外包体の内部を減圧してインナーフィンを外包体に融着しているため、減圧による外包体の収縮作用により、外包体がインナーフィンの凹凸部に追従して密着し、その密着部を融着部として融着することができる。このため外包体およびインナーフィン間における所定の融着部全域を隙間なく融着できて、接着不良や接着不足の発生を確実に防止することができる。その結果、熱融着時の接着信頼性を格段に向上させることができ、熱交換性能を向上させることができる。

【0022】

発明［２］の熱交換器の製造方法によれば、外包体の出入口を利用してフィン融着工程で減圧するようにしているため、格別な構成を採用することなく、簡単に外包体の内圧を低下させることができる。

【0023】

発明［３］の熱交換器の製造方法によれば、外包体の内部を減圧してヘッダーを外包体に融着しているため、上記と同様、外包体がヘッダーに密着した状態で融着することができ、接着不良や接着不足の発生を確実に防止できて、熱交換性能を向上させることができる。

【0024】

発明［４］の熱交換器の製造方法によれば、フィン融着工程およびヘッダー融着工程を同時に行うものであるため、生産効率を向上させることができる。

【0025】

発明［５］の熱交換器の製造方法によれば、外側に突出するパイプ部を利用して融着工程で減圧するようにしているため、格別な構成を採用することなく、簡単に外包体の内圧を低下させることができる。

【0026】

発明［６］の熱交換器の製造方法によれば、上記の効果をより一層確実に得ることができる。

【0027】

発明［７］［８］の熱交換器の製造装置によれば、上記の方法発明を実施可能な装置を特定するものであるため、上記と同様の効果を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１はこの発明の実施形態である製造方法によって製造された熱交換器を示す斜視図である。

【図2】図２は実施形態の熱交換器を示す図であって、図（ａ）は平面図、図（ｂ）は図（ａ）のＢ－Ｂ線断面に相当する側面断面図、図（ｃ）は図（ａ）のＣ－Ｃ線断面に相当する正面断面図である。

【図3】図３は実施形態の熱交換器を分解して示す斜視図である。

【図4】図４は実施形態の熱交換器に適用された外包体およびインナーフィンを説明するための正面断面図である。

【図5A】図５Ａは実施形態のインナーフィンを説明するための正面断面図である。

【図5B】図５Ｂは変形例のインナーフィンを説明するための正面断面図である。

【図6A】図６Ａは実施形態の外包体融着工程を実施可能な外包体融着金型を説明するだめの概略断面図である。

【図6B】図６Ｂは実施形態のフィン／ヘッダー融着工程を実施可能なフィン／ヘッダー融着金型を説明するだめの概略断面図である。

【図7A】図７Ａは実施形態の外包体融着工程によって融着された領域を説明するための熱交換器の平面図である。

【図7B】図７Ｂはフィン／ヘッダー融着工程によって融着された領域を説明するための熱交換器の平面図である。

【図8】図８は実施形態のフィン／ヘッダー融着金型における減圧手段のカプラーを示す図であって、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は底面図である。

【図9A】図９Ａは実施形態の製造方法に関連した実施例の熱交換器に採用されたトレイ部材を示す平面図である。

【図9B】図９Ｂは実施例のトレイ部材における端部断面図である。

【図10A】図１０Ａは比較例１の熱交換器を製造するに際して用いられた一括融着金型を説明するだめの概略断面図である。

【図10B】図１０Ｂは比較例２の熱交換器を製造するに際して用いられた一括融着金型を説明するだめの概略断面図である。

【図10C】図１０Ｃは比較例３の熱交換器を製造するに際して用いられたフィン／ヘッダー融着金型を説明するだめの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１～図３はこの発明の実施形態である熱交換器を示す図である。以下の説明においては発明の理解を容易にするため、図２（ａ）の左右方向を「前後方向」として説明し、さらに図２（ｂ）の上下方向を「上下方向（厚さ方向）」として説明する。

【0030】

図１～図３に示すように、本実施形態の熱交換器は、伝熱パネルや伝熱チューブ等として用いられるものであり、ケーシング（容器）としての外包体１と、外包体１の内部に収容されるインナーフィン（内芯材）２と、外包体１の両端部内に収容される一対（両側）のヘッダー（ジョイント部材）３，３とを備えている。

【0031】

外包体１は、平面視矩形状のトレイ部材１０と、平面視矩形状のカバー部材１５とによって構成されている。

【0032】

トレイ部材１０は、外包ラミネート材Ｌ１の成形品によって構成されており、深絞り成形や、押出成型等の冷間成形の手法を用いて、外周縁部を除く中間領域全域が下方に凹陥形成されて、平面視矩形状の凹陥部１１が形成されるとともに、凹陥部１１の開口縁部外周に外方突出状のフランジ部１２が一体に形成されている。

【0033】

またカバー部材１５は、トレイ部材１０における凹陥部１１の前後両端部に対応して一対の出入口１６，１６が形成されている。言うまでもなく本実施形態においては、一対の出入口１６のうち、一方の出入口１６が入口として構成され、他方の出入口１６が出口として構成されている。

【0034】

トレイ部材１０およびカバー部材１５は、柔軟性および可撓性を有するラミネートシートないしフィルムである外包ラミネート材Ｌ１によって構成されている。

【0035】

図４に示すように外包ラミネート材Ｌ１は、金属（金属箔）製の伝熱層５１と、その伝熱層５１の一面（内面）に接着剤を介して積層された熱融着性の樹脂フィルムないし熱融着性の樹脂シート製の熱融着層５２と、伝熱層５１の他面（外面）に接着剤を介して積層された耐熱性の樹脂フィルムないし耐熱性の樹脂シート製の保護層５３とを備えている。なお本実施形態において、「箔」という用語は、フィルム、薄板、シートも含む意味で用いられている。

【0036】

外包ラミネート材Ｌ１における伝熱層５１としては、銅箔、アルミニウム箔、ステンレス箔、ニッケル箔、ニッケルメッキ加工した銅箔、ニッケルと銅箔からなるクラッドメタル等を好適に用いることができ、中でも特にＪＩＳアルミ合金番号がＡ８０２１Ｈのアルミニウム箔を好適に用いることができる。なお本実施形態において、「銅」「アルミニウム」「ニッケル」「チタン」という用語は、それらの合金も含む意味で用いられている。

【0037】

伝熱層５１は、集熱層とも称されるものであり、厚みが３０μｍ～２００μｍのものを用いるのが良く、より好ましくは４０μｍ～１８０μｍのものを用いるのが良い。すなわち伝熱層５１の厚みが薄過ぎる場合には、外圧に対して変形し易くなり、強度が低下するおそれがあり、好ましくない。逆に伝熱層５１の厚みが厚過ぎる場合には、柔軟性が低下し、成形加工性が低下するおそれがあり、好ましくない。

【0038】

また伝熱層５１は、化成処理等の表面処理を施しておくことにより、伝熱層５１の腐食防止や、樹脂との接着性の向上など、より一層耐久性を向上させることができる。

【0039】

熱融着層５２としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂またはそれらの変性樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル樹脂等によって構成されるフィルムないしシートを好適に用いることができる。

【0040】

さらに熱融着層５２としては、耐熱性があり、安価であるポリプロピレンを用いるのが好ましく、その中でも無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）を用いるのが良い。さらに好ましくは、融点の異なるポリプロピレンの多層フィルムを用いるのが良い。

【0041】

熱融着層５２としては、厚みが２０μｍ～５００μｍのものを用いるのが良い。より好ましくは厚さ３０μｍ～８０μｍのものを用いるのが良い。

【0042】

例えば、熱融着層５２として、３層（ランダムＰＰ／ブロックＰＰ／ランダムＰＰ）の共押しフィルムは、低融点のランダムＰＰを表層に配置し、ランダムＰＰよりも融点が高く、ＭＦＲが小さい、低流動性のブロックＰＰを中間層に配置しており、ランダムＰＰによる良好なヒートシール性と、ブロックＰＰによるヒートシール時の極端な肉厚減少を抑制できる性能を有しているため、シール後の接着性や耐食性に優れている。なお３層共押しフィルムとしては、各層の層比がランダムＰＰ／ブロックＰＰ／ランダムＰＰ＝１～２／６～８／１～２の範囲のものを好適に用いることができる。

【0043】

保護層５３としては、熱融着層５２に対し融点が１０℃以上、より好ましくは２０℃以上高い耐熱性樹脂である延伸ポリエステル樹脂（ＰＥＴ、ＰＢＴ等）、延伸ポリアミド樹脂（ＯＮＹ）等のフィルムないしシートを好適に用いることができる。この保護層５３としては、厚みが６μｍ～１００μｍのものを用いるのが良い。

【0044】

また外包ラミネート材Ｌ１を構成する伝熱層５１、熱融着層５２および保護層５３の各間を接着するための接着剤としては、厚みが１μｍ～５μｍのウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、オレフィン系接着剤等を好適に用いることができる。

【0045】

なお本実施形態においては、外包体１を構成するラミネート材Ｌ１として、３層構造のシートを用いるようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、伝熱層と熱融着層との２層構造のシートを用いても良いし、４層以上の構造のシートを用いるようにしても良い。４層以上の構造のシートを用いる場合には例えば、保護層と伝熱層との間に他の層を介在させたり、伝熱層と熱融着層との間に他の層を介在したりして、４層以上に構成するようにしても良い。

【0046】

以上の構成の外包ラミネート材Ｌ１によって、外包体１のトレイ部材１０およびカバー部材１５が構成されている。そして後述する外包体融着工程（外包体融着処理）によって、カバー部材１５がトレイ部材１０にその凹陥部１１の開口を閉塞するように取り付けられて、外包体１が形成されるものである。

【0047】

なお本実施形態においては、トレイ部材１０における凹陥部１１の底壁（下壁）１１１と、トレイ部材１０に取り付けられたカバー部材１５における凹陥部１１に対応する部分の天壁（上壁）１５１とによって、一対の対向壁１１１，１５１が構成されるものである。

【0048】

図１～図４に示すように外包体１の中空部（凹陥部）１１内に収容されるインナーフィン２は、柔軟性ないし可撓性を有するラミネートシートないしフィルムである内芯ラミネート材Ｌ２によって構成されている。

【0049】

図４に示すように内芯ラミネート材Ｌ２は、金属箔製の伝熱層６１と、伝熱層６１の両面に接着剤を介して積層された樹脂フィルムないし樹脂シート製の熱融着層６２，６２とを備えている。

【0050】

内芯ラミネート材Ｌ２における伝熱層６１としては、外包ラミネート材Ｌ１の伝熱層５１と同様のものを好適に用いることができる。

【0051】

熱融着層６２としては、上記外包ラミネート材Ｌ１の熱融着層５２と同様のものを好適に用いることができる。

【0052】

なお本実施形態においては、インナーフィン２を構成するラミネート材Ｌ２として、３層構造のシートを用いるようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、４層以上の構造のシートを用いるようにしても良い。例えば熱融着層と伝熱層との間に他の層を介在させることによって、４層以上の構造のシートを採用するようにしても良い。

【0053】

またインナーフィン２の加工方法は、特に限定されるものではないが、例えば内芯ラミネート材Ｌ２を一対のエンボスロールまたは一対のコルゲートロールによって挟み込みつつ、その一対のロール間に通過させることにより、凹凸を成形する方法を例示することができる。さらにはプレス機や、プレス金型を用いて、内芯ラミネート材Ｌ２に凹凸部を成形する方法を例示することができる。

【0054】

図２～図５Ａに示すようにインナーフィン２は、凹部２５および凸部２６が交互に連続して形成された角波形状（矩形波形状）、いわゆるデジタル信号波形に形成されている。すなわち本実施形態のインナーフィン２における凹部底面（底壁）および凸部頂面（頂壁）は、平坦に形成され、かつ熱交換器組付状態において、トレイ部材１０の底壁（下壁）１１１およびカバー部材１５の天壁（上壁）１５１に対し平行に配置されている。さらにインナーフィン２は、隣り合う凹部底壁および凸部頂壁間を連結する立ち上がり壁が、凹部底壁および凸部頂壁に対し、または熱交換器組付状態における外包体１の上下壁１１１，１５１に対し垂直に配置されている。

【0055】

なお本実施形態においては図５Ａに示すように、角波形状のインナーフィン２を用いているが、それだけに限られず、本発明においては図５Ｂに示すように、断面円弧状凹部および凸部が交互に連続して形成された一般的な波形状（正弦波形状）、いわゆるアナログ信号波形に形成されたものを用いても良い。もっとも本発明においては、インナーフィンは、外包体の内周面に接合される凹部および凸部が設けられていれば、どのような形状のものでも使用することができる。

【0056】

このインナーフィン２が、トレイ部材１０の凹陥部１１内に収容される。この場合、インナーフィン２は、トレイ部材１０の凹陥部１１における前後両端部を除いた中間部に収容される。さらにインナーフィン２は、その山筋方向および谷筋方向がトレイ部材１０の前後方向（図１の左右方向）に一致するように配置される。これにより、インナーフィン２の山筋部および谷筋部によって形成されるトンネル部および溝部が、熱交換流路として構成されている。この熱交換流路は、トレイ部材１０の前後方向（長さ方向）に沿うように配置され、かつ幅方向（左右方向）に並列に複数配置されており、熱交換媒体（熱媒体）が各熱交換流路を通って均等に分散しながら外包体１の前後方向一端側から他端側に向けてスムーズに流通できるように構成されている。

【0057】

一方図２および図３に示すように、外包体１の両端部に配置される一対のヘッダー３，３は、熱融着性樹脂の成形品によって構成されている。

【0058】

またヘッダー３を構成する樹脂としては、上記外包体１およびインナーフィン２の熱融着層５２，６２を構成する樹脂と同種の樹脂を用いるのが好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂またはそれらの変性樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル樹脂等を好適に用いることができる。

【0059】

ヘッダー３は、一側面に開口部３２を有する箱状の取付箱部３１と、取付箱部３１の上壁に設けられたパイプ部３３とを備えている。パイプ部３３は取付箱部３１内に連通しており、パイプ部３３の内部と取付箱部３１の内部との間で熱交換媒体が往来できるように構成されている。

【0060】

ヘッダー３の成形方法は特に限定されるものではないが、例えば射出成型を用いて成形する方法を好適に採用することができる。

【0061】

このヘッダー３の取付箱部３１がトレイ部材１０の凹陥部１１におけるインナーフィン２の両側に配置される。さらにヘッダー３のパイプ部３３が上向きに配置されるとともに、取付箱部３１の開口部３２が内側に向けて、つまりインナーフィン２に対向して配置される。

【0062】

こうしてヘッダー３，３をトレイ部材１０内に収容して、カバー部材１５をトレイ部材１０にその開口部を閉塞するように配置する。この場合、カバー部材１５の出入口１６内に、ヘッダー３，３の上向きのパイプ部３３，３３を挿通配置する。

【0063】

この仮組された熱交換器仮組品を加熱することによって、接触し合う部材同士の所要部分を熱融着して接合一体化する。この熱融着（ヒートシール）は、トレイ部材１０のフランジ部１２と、カバー部材１５の外周縁部との間を、対応する熱融着層５２を介して熱融着する外包体融着工程（外包体シール工程）と、一対の対向壁１１１，１５１と、インナーフィン２の凹凸部２５，２６との間を、対応する熱融着層５２，６２を介して熱融着するフィン融着工程（フィンシール工程）と、一対の対向壁１１１，１５１の熱融着層５２と、ヘッダー３との間を熱融着するヘッダー融着工程（ヘッダーシール工程）との３つの熱融着工程を含むものである。

【0064】

本実施形態において、外包体融着工程を行った後、フィン／ヘッダー融着工程（内装品融着工程）によってフィン融着工程およびヘッダー融着工程を同時に行うものである。さらに本実施形態において外包体融着工程は、後述する外包体融着金型を用いて行うものであり、フィン／ヘッダー融着工程は、後述するフィン／ヘッダー融着金型（内装品融着金型）を用いて行うものである。

【0065】

本実施形態においては、外包体融着工程を行った後、フィン／ヘッダー融着工程を行う場合を２段シール（２段シール方式）と称し、１回目に行われる融着工程（外包体融着工程）を１回目（１段目）のシールと称し、２回目に行われる融着工程（フィン／ヘッダー融着工程）を２回目（２段目）のシールと称している。

【0066】

なお本発明においては、フィン融着工程およびヘッダー融着工程を必ずしも同時に行う必要はなく、別々の金型等を用いて別々に行うようにしても良い。

【0067】

また参考までに本発明においては、後述の比較例で例示するように外包体融着工程、フィン融着工程およびヘッダー融着工程を一つの金型（一括融着金型）で同時に行う場合を１段シール（１段シール方式）と称している。

【0068】

図６Ａは外包体融着工程を実施する外包体融着金型Ｄ１を説明するための概略断面図である。同図に示すようにこの金型Ｄ１の下金型には、型内に設置された熱交換器仮組品のトレイ部材１０のフランジ部１２を下側から支持する熱板部Ｈが設けられるとともに、上金型には、カバー部材１５の外周縁部を上側から押圧する熱板部Ｈが設けられている。そして型閉じを行って、トレイ部材１０のフランジ部１２と、カバー部材１５の外周縁部との重ね合わせ部分を、上下の熱板部Ｈで挟み込んで加圧し、その状態で熱板部Ｈからの熱によって、図７Ａの斜めハッチングで示すようにトレイ部材１０のフランジ部１２と、カバー部材１５の外周縁部とを熱融着して封止できるようになっている。

【0069】

図６Ｂはフィン／ヘッダー融着工程を実施するフィン／ヘッダー融着金型Ｄ２を説明するための概略断面図である。同図に示すようにこの金型Ｄ２の下金型には、型内に設置された熱交換器仮組品のトレイ部材１０の底壁（対向壁）１１１の部分を下側から支持するシール板Ｓが設けられるとともに、上金型には、カバー部材１５の対向壁１５１の部分を上側から押圧するシール板Ｓが設けられている。そして型閉じを行った後、上側のシール板Ｓを降下させて上下のシール板Ｓをトレイ部材１０の底面およびカバー１５の上面中央に押し当てて加圧し、その状態でシール板Ｓからの熱によって、図７Ｂの斜めハッチングで示すように一対の対向壁１１１，１５１と、インナーフィン２の凹凸部２５，２６およびヘッダー３の上下面とを熱融着して固定できるようになっている。

【0070】

なお本実施形態においてシール板Ｓは、その最表面、つまり外包体１の一対の対向壁１１１，１５１との接触面に、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ガラスクロス等のクッション材を設置することにより、シール板Ｓを外包体１の所要領域全域に対し均等な押圧力で押し付けることができ、外包体１とインナーフィン２およびヘッダー３との接合を良好に行うことができる。

【0071】

また本実施形態のフィン／ヘッダー融着金型Ｄ２は、フィン／ヘッダー融着工程を行っている間に、外包体１の内部を減圧するための減圧手段８を備えている。

【0072】

減圧手段８は、吸引ポンプ８１と、吸引ポンプ８１に一端が接続される本管８２と、本管８２に一端がそれぞれ接続され、かつフィン／ヘッダー融着金型の上金型をそれぞれ貫通して他端が、外包体１における一対の出入口１６に対向して配置される一対の支管８３と、一対の支管８３の各他端に連結され、かつ外包体１における一対の出入口１６にそれぞれ連結されるカプラー９とを備えている。

【0073】

なお本実施形態においては、本管８２および支管８３によって吸引管が構成され、吸引管およびカプラー９によって吸引部が構成されている。さらに本管８２の一端によって吸引部の一端が構成されるとともに、カプラー９によって吸引部の他端が構成されている。

【0074】

図８に示すようにカプラー９は、ラッパ状ないし円錐管状の形状を有し、小径側の端部が支管８３の他端に気密状態に連通接続される。さらに大径側の端部（接続口）における周壁端面には、Ｏリング９１が取り付けられている。そしてフィン／ヘッダー融着金型を閉じた際には、Ｏリング９１を介してカプラー９の大径側端面が、外包体１の出入口１６の外周部に気密状態に密着して、そのカプラー９の内部にパイプ部３３が収容されるようになっている。この状態において、吸引ポンプ８１を駆動すると、本管８２および支管８３を介して外包体１の内部が吸引されて減圧状態（負圧状態）に設定されるように構成されている。

【0075】

またカプラー９の材質は、ステンレス、アルミニウム等の金属製であっても、ＡＢＳ樹脂等の樹脂製であっても良い。

【0076】

またＯリング９１はＪＩＳ Ｂ ２４０１で規定されている形状から選択するのが好ましい。さらに真空フランジ用Ｏリングから選択するのが好ましい。

【0077】

またＯリング９１としては、材質がフッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム等のものを好適に用いることができる。

【0078】

また減圧手段８の吸引ポンプ８１としては、ロータリーポンプ、ディフュージョンポンプ等を用いることができる。

【0079】

本実施形態においては、上記の熱交換器仮組品に対し、外包体融着金型（図６Ａ参照）を用いて外包体融着工程を行って外包体１の外周縁部を封止した後、フィン／ヘッダー融着金型（図６Ｂ参照）を用いて、以下（１）～（５）の手順でフィン／ヘッダー融着工程を行う。

【0080】

（１）外包体１が封止された熱交換器仮組品をフィン／ヘッダー融着金型の下金型にセットする。

【0081】

（２）上金型を下降させて型閉じを行うとともに、上金型に設けられた減圧手段８のカプラー９の下端（大径側端部）を外包体１における出入口１６の外周に密着する。

【0082】

（３）真空ポンプ８１を作動させて、外包体１の内部を所定の圧力まで減圧した後、上側のシール板Ｓを下降させて、上下のシール板Ｓを外包体１の対向壁１１１，１５１に圧接し、既述した通り、外包体１と、インナーフィン２およびヘッダー３とを熱融着する。

【0083】

（４）熱融着した後、吸引ポンプ８１を停止して、外包体内部の減圧状態（負圧状態）を解除し、上側のシール板Ｓを上昇させて型開きを行う。

【0084】

（５）その後、熱融着された熱交換器を金型Ｄ２から取り出して、フィン／ヘッダー融着工程を完了する。

【0085】

なお本実施形態においては、外包体１の内部を減圧するに際して、一対の出入口１６の両側から吸引するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、一対の出入口１６の少なくともいずれか一方から吸引できるように構成すれば良い。

【0086】

本実施形態の製法によって得られた熱交換器は例えば、電池等を冷却対象部材（熱交換対象部材）として冷却するための冷却器（冷却装置）として用いられる。すなわち熱交換器の一方のパイプ部３３に、熱交換媒体（冷媒）としての冷却液（冷却水、不凍液等）を流入するための流入管が連結されるとともに、他方のパイプ部３３に、冷却液を流出するための流出管が連結される。さらに熱交換器の外包体１における下壁１１１および／または上壁１５１に冷却対象部材としての電池を接触させた状態に配置する。そしてその状態で一方のパイプ部３３から冷却液を一方のヘッダー３を介して外包体１の内部に流入し、その冷却液をインナーフィン２の部分を流通させて、他方のヘッダー３を介して他方のパイプ部３３から流出させる。こうして冷却液を外包体１に循環させることにより、その冷却液と電池との間でインナーフィン２および外包体１の上下壁を介して熱交換されて、電池が冷却されるものである。

【0087】

本実施形態の熱交換器は、その使用形態は特に限定されるものではなく、１つだけで使用することもできるし、２つ以上で使用することもできる。１つでの使用は、既述した通り、熱交換器の上下面に熱交換対象部材を接触させて使用するものである。２つで使用する場合には、例えば２つの熱交換器によって熱交換対象部材を挟み込むように配置して使用することができる。さらに２つ以上で使用する場合、熱交換器と熱交換対象部材とを交互に重ね合わせるように配置して使用することもできる。

【0088】

以上のように本実施形態の熱交換器の製造方法においては、外包体１の内部を減圧してインナーフィン２を外包体１に融着しているため、減圧による外包体１の収縮作用により、外包体１がインナーフィン２の凹部底面や凸部上面に追従して十分に密着し、その密着部を融着部として融着することができる。このため外包体１およびインナーフィン２間の所定の融着部全域を隙間なく融着できて、接着不良や接着不足の発生を確実に防止することができる。その結果、ヒートシール（熱融着）時の接着信頼性を格段に向上させることができ、伝熱性の向上、ひいては熱交換性能の向上を図ることができるとともに、漏れや膨れ等の不具合を防止できて、外観上問題のないラミネートタイプの熱交換器を提供することができる。

【0089】

同様に、減圧により外包体１を収縮させつつ、ヘッダー３を外包体１に融着しているため、外包体１がヘッダー３の外表面の所要領域に追従して十分に密着し、その密着部を融着部として融着することができる。このため例えばヘッダー３に外表面にヒケ等の凹部があったとしても、ヒケの部分にも確実に外包体１を密着できて、外包体１およびヘッダー３間の所定の融着領域全域を隙間なく融着することができる。従ってこの点においても、接着不良や接着不足の発生を確実に防止でき、漏れや膨れ等の不具合を防止でき、高品質のラミネートタイプの熱交換器を提供することができる。

【0090】

また本実施形態において、フィン／ヘッダー融着金型Ｄ２の減圧手段８は、外包体１の出入口１６、換言すればヘッダー３のパイプ部３３を利用して、外包体１内を減圧するようにしているため、新たな部材を使用せずに、かつ格別な構成を採用せずに、外包体１内を簡単かつ確実に減圧することができる。

【0091】

ここで本実施形態において、フィン／ヘッダー融着工程における融着条件としての減圧条件は、外包体１の内圧を大気圧（外包体１の外圧）に対し１／１５～１／２、換言すると５ｃｍＨｇ～３８ｃｍＨｇに設定するのが良い。すなわち外包体１の内圧が小さ過ぎる場合には、外包体１やインナーフィン２が、吸引部である出入口１６側に強く吸引されて変形し、外包体１に型付やしわが発生するおそれがあり、好ましくない。逆に外包体１の内圧が大き過ぎる場合には、外包体１をインナーフィン２やヘッダー３に十分に密着させることができず、減圧による上記の効果を確実に得ることができなくなるおそれがあり、好ましくない。

【0092】

またシール温度（熱融着温度）は、１６０℃～２５０℃に設定するのが良く、より好ましくは１７０℃～２１０℃に設定するのが良い。

【0093】

また本実施形態においては、フィン融着工程およびヘッダー融着工程を同時に行うようにしているため、別々に行う場合と比較して、融着工程を効率良く行うことができ、ひいては熱交換器の生産効率を向上させることができる。

【0094】

また本実施形態においては、角波形状のインナーフィン２を用いているため、凹部底壁および凸部頂壁が平坦となり、外包体１の一対の対向壁１１１，１５１との接触面積を増大させることができる。このためインナーフィン２と外包体１との間の伝熱性を一層向上できて、熱交換性能を一層向上させることができる。さらにインナーフィン２と外包体１との接触面積を大きく確保できるため、インナーフィン２の外包体１に対する取付強度を向上でき、接触不良の発生等をより確実に防止することができる。

【0095】

また本実施形態においては、インナーフィン２を角波形状に形成しているため、凹部底壁と凸部頂壁との間を連結する立ち上がり壁が、外包体１の対向する上下壁１１１，１５１に対し直交した状態で多数配置される。このためインナーフィン２が外圧による圧縮方向の応力に対しては突っ張るように作用し、内圧による膨張方向の応力に対しては引っ張るように作用するため、内圧および外圧のいずれの圧力に対しても高い強度を確保でき、変形を防止できて安定した形状を確実に維持でき、動作信頼性をより一層向上させることができる。特に熱交換器を複数重ね合わせて使用するような場合には、十分な耐圧性を確保でき、安定した形態（形状）を確実に維持でき、高い熱交換性能を確実に得ることができる。

【0096】

その上さらに本実施形態においては、一対の対向壁１１１，１５１の間隔を保持するようなスペーサ等の補強部材を外包体１の内部に設置すること好ましく、その結果、減圧シール時やフィン配置時にインナーフィン２が収納される空間の変形防止を確実に実施することができる。なお、図示等は省略するが、補強部材は外包体１の内部を構成する樹脂と同種の樹脂で構成することにより、外包体１に接着されるため好ましく、形状は直方体が好ましい。また、補強部材は外包体１の中心部を通り熱交換媒体の流れと平行となるような向きで配置されることが好ましい。そのため、インナーフィン２は複数に分けて空間に配置されることが好ましい。

【0097】

なお上記実施形態においては、外包体１のカバー部材１５として、成形されていないシート状のものを使用しているが、それだけに限られず、本発明においては、カバー部材１５に成形加工を施すようにしても良い。例えばカバー部材を、中央部が上方に凹陥形成された断面ハット状の成形品によって構成し、そのハット状のカバー部材を、上記のようなトレイ状のトレイ部材１０にその上方から覆うように外周縁部を接合一体化して、外包体を形成するようにしても良い。さらに本発明においては、成形されていない２枚のシート状の外包ラミネート材Ｌ１を重ね合わせて、その外周縁部を熱融着することによって、外包体を形成するようにしても良い。

【0098】

また上記実施形態においては、外包体１を２枚の外包ラミネート材Ｌ１を貼り合わせて形成する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、外包体を形成する外包ラミネート材の枚数は限定されず、例えば１枚の外包ラミネート材を２つ折りにして外包体を形成したり、３枚以上の外包ラミネート材を貼り合わせて外包体を形成するようにしても良い。

【実施例】

【0099】

＜熱交換器構成部品の準備＞
（１）外包ラミネート材Ｌ１の準備
表１に示すように、実施例１の外包ラミネート材（外包材）Ｌ１の伝熱層５１用の金属箔として、Ａ８０２１Ｈ－Ｏ材である厚さ１２０μｍのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔を伝熱層５１として、その一面（内面）にウレタン系接着剤を介して、厚さ４０μｍの３層（ランダムＰＰ／ブロックＰＰ／ランダムＰＰ：各層の層比１／８／１）の無延伸の共押しフィルムを貼り合わせるとともに、伝熱層（アルミニウム箔）の他面（外面）にウレタン系接着剤を介して、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを貼り合わせて、外包ラミネート材Ｌ１を作製した。

【0100】

（２）内芯ラミネート材Ｌ２の準備
表１に示すように、実施例１の内芯ラミネート材（内芯材）Ｌ２の伝熱層６１用の金属箔として、上記と同様のアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔を伝熱層６１として、その両面にウレタン系接着剤を介して、厚さ４０μｍの３層（ランダムＰＰ／ブロックＰＰ／ランダムＰＰ：各層の層比１／８／１）の無延伸の共押しフィルムを貼り合わせて、内芯ラミネート材Ｌ２を作製した。

【0101】

（３）トレイ部材１０およびカバー部材１５の作製
図１～図３に示す実施形態に準拠して、上記外包ラミネート材Ｌ１をカットして得られたシート材を、プレス金型を用いた深絞り成形により、図９Ａおよび図９Ｂに示すように幅（Ｗｒ）９０ｍｍ×長さ（Ｌｒ）１４０ｍｍ×深さ（Ｄｒ）４ｍｍの凹陥部１１と、凹陥部１１の開口縁部の全周に形成された幅（Ｗｆ）１０ｍｍのフランジ部１２とを有するトレイ部材１１を作製した。

【0102】

なお本実施例では、高い寸法精度を得るために、シャープな形状に加工したトレイ部材１０を作製した。具体的には、凹陥部１１における四隅コーナー半径（Ｒ１）が２．０ｍｍ、ダイス肩半径（Ｒ２）が１．０ｍｍ、パンチ肩半径（Ｒ３）が１．０ｍｍ、ダイスおよびパンチ間のクリアランスは０．２５ｍｍである。

【0103】

また上記外包ラミネート材Ｌ１をカットして、トレイ部材１１の上面に対応する大きさ（１１０ｍｍ×１６０ｍｍ）のシート状のカバー部材１５であって、トレイ部材１１の凹陥部１１の両側に対応して出入口１６（図１～図３参照）が形成されたものを作製した。

【0104】

（４）インナーフィン２の作製
上記内芯ラミネート材Ｌ２をコルゲート加工によって、図５Ａおよび図５Ｂに示す角波形状と正弦波形状の２種類のインナーフィンを作製した。

【0105】

角波形状のインナーフィン２は、図５Ａに示すように内芯ラミネート材Ｌ２をフィン高さ（Ｈｆ）が４．１ｍｍ、フィンピッチ（Ｐｆ）が４ｍｍ、フィン厚み（Ｔｆ）が０．２ｍｍの角波形状に形成し、その角波シートを、長さ１００ｍｍ×幅９０ｍｍにカットすることにより作製した。なおインナーフィン２の山筋方向および谷筋方向は、長さ方向（縦方向）に沿うように配置されている。さらにインナーフィン２においても、トレイ部材１１と同様、シャープな形状とするために、外側コーナー半径（Ｒ４）を０．５ｍｍに設定した。

【0106】

正弦波形状のインナーフィン２は、図５Ｂに示すように内芯ラミネート材Ｌ２をフィン高さ（Ｈｆ）が４．１ｍｍ、フィンピッチ（Ｐｆ）が４ｍｍ、フィン厚みが０．２ｍｍの正弦波形状に形成し、その正弦波シートを、長さ１００ｍｍ×幅９０ｍｍにカットすることにより作製した。

【0107】

（５）ヘッダー３の作製
図２および図３に示すように、ＰＰ製の樹脂材を射出成型することによって、高さ４ｍｍ×長さ９０ｍｍ×幅２０ｍｍの取付箱部３１に、内径φ１０ｍｍ、外径φ１２ｍｍ、長さ３ｍｍのパイプ部３３が一体に形成されたヘッダー３を作製した。

【0108】

＜実施例１＞

【0109】

【表1】

【0110】

表１に示すように上記のトレイ部材１０、カバー部材１５、正弦波形状のインナーフィン２、ヘッダー３を用いて実施例１の熱交換器を作製した。すなわちトレイ部材１０の凹陥部１１における両端部にヘッダー３，３を、各パイプ部３３が上方に向くようにして収容した。さらに凹陥部１１内におけるヘッダー３，３間に正弦波形状のインナーフィン２を収容した。

【0111】

次にトレイ部材１０にその凹陥部１１を上から閉塞するようにカバー部材１５を配置した。この際、カバー部材１５の出入口１６，１６にヘッダー３，３のパイプ部３３，３３を挿通してカバー部材１５の上方に突出させた。

【0112】

これにより熱交換器仮組品を作製した。この仮組品に対し、以下の２段シール方式で熱融着処理を行った。

【0113】

１段目のシールは図６Ａに示す外包体融着金型Ｄ１を用いて、１９０℃（シール温度）×０．３ＭＰａ（シール圧力）×７秒（シール時間）のシール条件で、外包体融着工程を行い、トレイ部材１０のフランジ部１２およびカバー部材１５の外周縁部を熱融着して封止した。

【0114】

２段目のシールは図６Ｂに示すフィン／ヘッダー融着金型Ｄ２を用いて、１９０℃（シール温度）×０．３ＭＰａ（シール圧力）×７秒（シール時間）のシール条件で、さらに外圧（外包体１の外圧）が７６ｃｍＨｇの下、外包体１の内圧を２１ｃｍＨｇ（－５５ｃｍＨｇ）に減圧した状態で、フィン／ヘッダー融着工程を行い、インナーフィン２およびヘッダー３を外包体１における一対の対向壁１１１，１５１に熱融着して接着固定した。これにより実施例１の熱交換器を作製した。

【0115】

＜実施例２＞
表１に示すように上記のトレイ部材１０、カバー部材１５、角波形状のインナーフィン２、ヘッダー３を用いて上記実施例１と同様に熱交換器仮組品を作製した。

【0116】

この仮組品に対し、上記実施例１と同様に１段目のシールを行って、外包体融着工程を行った。

【0117】

続いて外包体１の内圧を１０ｃｍＨｇ（－６６ｃｍＨｇ）に減圧した以外は上記実施例１と同様に２段目のシールを行って、フィン／ヘッダー融着工程を行い、実施例２の熱交換器を作製した。

【0118】

＜実施例３＞
表１に示すように上記のトレイ部材１０、カバー部材１５、角波形状のインナーフィン２、ヘッダー３を用いて上記実施例１と同様に熱交換器仮組品を作製した。

【0119】

この仮組品に対し、上記実施例１と同様に１段目のシールを行った後、外包体１の内圧を３ｃｍＨｇ（－７３ｃｍＨｇ）に減圧した以外は上記実施例１と同様に２段目のシールを行って、実施例３の熱交換器を作製した。

【0120】

＜実施例４＞
表１に示すように上記のトレイ部材１０、カバー部材１５、角波形状のインナーフィン２、ヘッダー３を用いて上記実施例１と同様に熱交換器仮組品を作製した。

【0121】

この仮組品に対し、上記実施例１と同様に１段目のシールを行った後、外包体１の内圧を５０ｃｍＨｇ（－２６ｃｍＨｇ）に減圧した以外は上記実施例１と同様に２段目のシールを行って、実施例４の熱交換器を作製した。

【0122】

＜比較例１＞
表１に示すように上記のトレイ部材１０、カバー部材１５、角波形状のインナーフィン２、ヘッダー３を用いて上記実施例１と同様に熱交換器仮組品を作製した。

【0123】

一方、比較例１における熱融着処理を行うために、図１０Ａに示す一括融着金型Ｄ１１を準備した。この一括融着金型Ｄ１１において、下金型には、型内に設置された熱交換器仮組品のトレイ部材１０の底壁１１およびフランジ部１２を下側から支持する熱板部Ｈが設けられるとともに、上金型には、カバー部材１５の全域を上側から押圧する熱板部Ｈが設けられている。そして型閉じを行って、上下の熱板部Ｈをトレイ部材１０の底面およびカバー部材１５の上面全域に押し当てて、その状態で熱板部Ｈからの熱によって、外包体融着工程、フィン融着工程およびヘッダー融着工程を同時に行えるようになっている。

【0124】

この一括融着金型Ｄ１１を用いて、上記の仮組品に対し１段シール方式で外包体融着工程、フィン融着工程およびフィン融着工程を一括して行い、比較例１の熱交換器を作製した。この融着時のシール条件は、１９０℃（シール温度）×０．３ＭＰａ（シール圧力）×７秒（シール時間）とした。

【0125】

＜比較例２＞
表１に示すように上記のトレイ部材１０、カバー部材１５、角波形状のインナーフィン２、ヘッダー３を用いて上記実施例１と同様に熱交換器仮組品を作製した。

【0126】

一方、比較例２における熱融着処理を行うために、図１０Ｂに示す一括融着金型Ｄ１２を準備した。この一括融着金型Ｄ１２において、下金型には、型内に設置された熱交換器仮組品のトレイ部材１０の底壁１１およびフランジ部１２を下側から支持するシール板Ｓが設けられるとともに、上金型には、カバー部材１５の全域を上側から押圧するシール板Ｓが設けられている。さらに上金型には、型内を減圧するための減圧手段８０が設けられている。そして型閉じを行って、上下のシール板Ｓをトレイ部材１０の底面およびカバー部材１５の上面全域に押し当てるとともに、減圧手段８０によって型内における外包体１の内外両側を減圧し、その状態で熱板部Ｈからの熱によって、外包体融着工程、フィン融着工程およびヘッダー融着工程を同時に行えるようになっている。

【0127】

この一括融着金型Ｄ１２を用いて、上記の仮組品に対し１段シール方式で外包体融着工程、フィン融着工程およびフィン融着工程を一括して行い、比較例１の熱交換器を作製した。この融着時のシール条件は、１９０℃（シール温度）×０．３ＭＰａ（シール圧力）×７秒（シール時間）、２１ｃｍＨｇ（型内の圧力）とした。

【0128】

＜比較例３＞
表１に示すように上記のトレイ部材１０、カバー部材１５、角波形状のインナーフィン２、ヘッダー３を用いて上記実施例１と同様に熱交換器仮組品を作製した。

【0129】

一方、比較例３における熱融着処理を行うために、図１０Ｃに示すフィン／ヘッダー融着金型Ｄ１３を準備した。この融着金型Ｄ１３は、減圧手段８を有しない点を除いて、上記図６Ｂに示す融着金型Ｄ２と実質的に同じ構成である。すなわちこの金型Ｄ１３の下金型には、型内に設置された熱交換器仮組品のトレイ部材１０の底壁１１１の部分を下側から支持する熱板部Ｈが設けられるとともに、上金型には、カバー部材１５の対向壁１５１の部分を上側から押圧する熱板部Ｈが設けられている。そして型閉じを行って上下の熱板部Ｈをトレイ部材１０の底面およびカバー１５の上面中央に押し当てて、その状態で熱板部Ｈからの熱によって、フィン融着工程およびヘッダー融着工程を同時に行えるようになっている。

【0130】

比較例３では上記の熱交換器仮組品に対し、以下の２段シール方式で熱融着処理を行った。

【0131】

１段目のシールは上記実施例１と同様に図６Ａに示す外包体融着金型Ｄ１を用いて、同様のシール条件で外包体融着工程を行った。

【0132】

２段目のシールは上記図１０Ｃに示すフィン／ヘッダー融着金型Ｄ１３を用い、１９０℃（シール温度）×０．３ＭＰａ（シール圧力）×７秒（シール時間）のシール条件で、フィン／ヘッダー融着工程を行って、比較例３の熱交換器を作製した。

【0133】

＜外観評価試験＞
実施例１～４および比較例１～３の各熱交換器の外観（特に表裏）に対し目視にて、熱しわ（収縮しわ）の発生の有無を観察し、しわが発生している場合は、しわの深さを輪郭形状測定器（株式会社ミツトヨ社製のコントレーサー「CV-2100」）を用いて測定した。

【0134】

評価基準は、熱交換器の表裏のいずれかに、しわの発生がないもの、または深さが１５μｍ未満のしわが発生したものを「○（良好）」、表裏いずれかに深さが１５μｍ以上、５０μｍ未満のしわが発生したものを「△（通常）」、表裏いずれかに深さが５０μｍ以上のしわが発生したものを「×（不良）」と評価した。その結果を表１に併せて示す。

【0135】

＜耐圧試験＞
実施例１～４および比較例１～３の熱交換器を３個ずつ（Ｎ＝３）準備し、各熱交換器に対しそれぞれ耐圧性の評価試験を行った。すなわち、各熱交換器に冷却水を流通し、内圧１ＭＰａで５分間保持した後、各熱交換器において、外包体１とインナーフィン２およびヘッダー３との剥がれ、膨れ等の接着破壊箇所の有無を観察した。さらに参考として、内圧が１．５ＭＰａまで過剰に上昇した場合も接着破壊箇所の有無を観察した。

【0136】

評価基準は、内圧１．５ＭＰａで、剥がれ、膨れ等の発生がないものを「◎（優秀）」、内圧１．０ＭＰａ未満では剥がれ、膨れ等の発生はないが、内圧が１．０ＭＰａ以上で１．５ＭＰａ未満では剥がれ、膨れ等の発生があるものを「○（良好）」、内圧が１．０ＭＰａ未満で、剥がれ、膨れ等の発生があったものを「×（不良）」と評価した。その結果を表１に併せて示す。

【0137】

＜繰り返し耐圧試験＞
実施例１～４および比較例１～３の熱交換器を５個ずつ（Ｎ＝５）準備し、各熱交換器に対し、常温（２３℃）の水道水を通水し、流水圧０ＭＰａの負荷と、０．２ＭＰａの負荷とを交互に繰り返し加えて、１．５万回後、および２万回後において各熱交換器の外観を観察し、いずれかの部位に、剥がれ、膨れが発生した否かを確認した。

【0138】

評価基準は、５個すべての熱交換器において、２万回までの負荷によって剥がれ、膨れがないものを「◎（優秀）」、５個中４個の熱交換器において、２万回までの負荷によって剥がれ、膨れがなく、かつ１個の熱交換器において、１．５万回までの負荷によって剥がれ、膨れがないものを「○（良好）」、５個中４個が、２万回までの負荷によって剥がれ、膨れがなく、かつ１個の熱交換器において、１．５万回までの負荷によって剥がれ、膨れが発生したものを「△（通常）」、５個中２個以上の熱交換器において、２万回または１．５万回までの負荷によって剥がれ、膨れが発生したものを「×（不良）」と評価した。その結果を表１に併せて示す。

【0139】

表１から明らかなように、実施例１～４の熱交換器は、比較例１～３の熱交換器と比べて、外観、耐圧性（繰り返し耐圧性）および耐腐食性に優れていた。

【産業上の利用可能性】

【0140】

この発明の熱交換器の製造方法は、スマートフォンやパーソナルコンピュータ等のＣＰＵ回りや電池回りの発熱対策、液晶ＴＶ、有機ＥＬＴＶ、プラズマＴＶ等のディスプレイ回りの発熱対策、自動車のパワーモジュール回りや電池回りの発熱対策、スーパーコンピュータ等の定置発熱機の発熱対策に用いられる冷却器の他、床暖房や融雪等の吸熱対策に用いられる加熱器等の熱交換器を製作する際に利用することができる。

【符号の説明】

【0141】

１：外包体
１６：出入口
２：インナーフィン
３：ヘッダー
２５：凹部
２６：凸部
５１：伝熱層
５２：熱融着層
６１：伝熱層
６２：熱融着層
８：減圧手段
８１：吸引ポンプ
８２：本管（吸引管）
８３：支管（吸引管）
Ｄ１：外包体融着金型
Ｄ２：フィン／ヘッダー融着金型
Ｌ１：外包ラミネート材
Ｌ２：内芯ラミネート材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図10C】