CN1080632C - 纤维增强树脂制散热器水箱及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐高内压、特别是可防止在水箱的长度方向上产生龟裂的纤维增强树脂制散热器水箱。本发明系使含有由单纤维组成的增强纤维的熔融树脂通过膜式活门流入铸模，所述膜式活门形成于沿水箱长度方向的边端面，在增强纤维沿水箱幅宽方向的截面取向的状态下，成型。

Description

纤维增强树脂制 散热器水箱及其制造方法

本发明涉及一种纤维增强树脂制的散热器(冷却)水箱及其制造方法，特别是，本发明涉及一种安装于散热器芯子上的冷却水入口一侧或出口一侧的纤维增强树脂制散热器(冷却)水箱及其制造方法。

为对发动机进行冷却，须使冷却水在其内部循环。流经发动机内部已升温的冷却水，由在比如设置于发动机前方的散热箱内循环而冷却，并再度返流至发动机侧。

对发动机的冷却水作如上冷却的散热器，具有如波纹状散热片的散热器芯，在其上方和下方分别安装有上冷却水箱和下冷却水箱。而散热器主体由两侧的橡皮(胶)垫所支承。散热器又与备有冷却水箱及上、下水箱连接，当散热器内冷却水减少时，可由这些水箱自动补充冷却水。

安装于散热器芯的上部或下部的上水箱或下水箱以如图6所示的铸模用树脂成型。铸模由上模1和下模2组成，树脂通过树脂浇口4及活门5注入于上、下模之间形成的空腔3内，由此，制成由图7所示形状的上水箱6。该水箱6备有对应于树脂浇口4的活门5，将该部分以后由此切断。

为了提高上水箱6的强度，采用在热塑性树脂中复合了增强纤维的材料，用这种纤维增强树脂制成上水箱6。不过，如图6所示那样，为使树脂通过与上水箱6的长度方向的端部相对应位置的树脂浇口4注入，所成型的上水箱6内的增强纤维应如图7所示，使其以该水箱6的长度方向取向的状态而成型。

另一方面，为谋求延长冷却水的使用寿命，将长效冷却剂混入于冷却水中，由该冷却剂的混入可提高冷却水的沸点，使水箱内的水蒸汽汽压升高，从而，需要上水箱6能耐更高的压力。然而，按如图7所示那样，增强纤维7沿水箱6的长度方向取向，不能获得足够的强度，而有可能在该纤维7的取向方向、即水箱6的长度方向上产生龟裂。

本发明系鉴于上述问题而作，本发明的目的在于，提供一种可耐足够高的高压的纤维增强树脂制散热器(冷却)水箱及其制造方法。

本发明涉及一种散热器(冷却)水箱，该水箱安装于散热器器芯的冷却水入口处或出口处，由纤维增强树脂构成。所述增强纤维沿该水箱的幅宽方向的截面取向。这里，增强纤维无须在与水箱的幅宽方向完全一致的方向上取向，只要基本上，其实际取向大致在该方向上即可。也可允许其取向中有局部不同方向上的取向。上述散热器水箱是使含有由单纤维组成的增强纤维的溶融性树脂通过膜式活门流入铸模内而成型。所述膜式活门形成于沿该水箱的长度方向的边端面。

作为本发明中所用的纤维增强树脂的基料树脂，可适用热塑性树脂及热固性树脂中的任一种。作为热塑性树脂可使用聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、氟树脂等各种树脂，并无特别限制。又，作为热固性树脂可使用酚醛树脂，三聚氰胺树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、硅树脂等各种树脂，此处也并无特别限制。

作为可复合于上述树脂中的增强纤维，可以是玻璃纤维、金属纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、碳纤维等。上述纤维可以单纤维的形态混入于基料内。增强纤维的长度可以是1～2mm左右，增强纤维对基料树脂的混合比例，可在20～45％的范围。

复合了增强纤维的树脂通过铸模上的膜式活门注入模空腔内，根据此时树脂的流动方向，使增强纤维沿水箱的幅宽方向的横截面取向。因此，特别是对于作用于水箱幅宽方向上的力，增强纤维赋予了散热器水箱以强度，可确实防止在沿水箱长度方向的水箱体上产生龟裂。从而，可以提供一种散热器水箱，该水箱为延长冷却水的使用寿命，可在冷却水中混入长效冷却剂，在其沸点升高、外加高的蒸汽压、散热器水箱受到膨胀方向的力时，本发明水箱具有尤为有利的强度。

沿水箱幅宽方向的截面取向的增强纤维，对纤维增强树脂制的散热器水箱来说，赋予其以在纤维取向方向上的高的抗拉强度，由此可得到耐高压的散热器水箱。

使含有由单纤维组成的增强纤维的熔融树脂通过沿水箱长度方向的边端面上的膜式活门流入，则沿熔融树脂的流动方向复合的增强纤维沿该方向取向，由此，增强纤维沿水箱幅宽方向的横截面取向。

图1所示为用于冷却发动机冷却水的散热器结构，该散热器由散热器芯10、装置于其上方的上水箱11及装置于其下方的下水箱12组成。在发动机内循环而升温了的冷却水通过上水箱11导入散热器芯子10内，在该散热器芯10内由放热而降温，然后，以降温的状态通过下水箱12，由泵加压，再返回至发动机内。

上述上水箱11及下水箱12皆由纤维增强纤维构成。图2所示为用于上水箱11成型的铸模，该铸模由上模15和下模16构成。在该上模15和下模16之间形成空腔17。熔融树脂即通过树脂浇口18注入于空腔17内，由树脂浇口18注入的熔融树脂再通过活门19充填入空腔17内。

本实施例中有关的上水箱11用混入了玻璃纤维的单纤维的聚丙烯树脂成型。混入了玻璃纤维的单纤维的聚丙烯树脂的熔融体通过树脂浇口18注入于空腔17内。此时，如图2～图4所示，熔融树脂通过沿上水箱11之长度方向的边端面而形成的膜式活门24流入空腔17内。

因此，熔融树脂的流动方向即成为沿上水箱11的截面方向的方向。这一点，如图3所示，增强纤维25的取向成为上水箱11的截面方向。又，在上水箱11上，在其长度方向的大致中央部位的上端，连接有孔口部22，在孔口部22的前端处形成有凸缘23。

如上成型的上水箱11如图5所示，安装于散热器芯10的上部，同时，O型垫圈28以嵌装于该上水箱11的开口边缘部的状态，通过铆接工具29结合于散热器芯子10的上部。由此，上水箱11和散热器芯10之间，通过O型垫圈28作确切的密封。

如上所述，本发明有关的散热器水箱11，通过在其长度方向的边端部形成的膜式活门24，使复合了增强纤维的熔融树脂流入铸模空腔，从而，使增强纤维25沿上水箱11的截面方向取向。因此，由于增强纤维的这个取向，该方向的抗拉强度增大，即使施以内压也难以破坏。特别是，可有效防止在水箱的长度方向上发生龟裂。

如上所述，根据本发明，增强纤维沿水箱的幅宽方向的截面取向。由于这样的结构，可得到在纤维的取向方向上具有高抗拉强度的散热器水箱，并可以提供耐高内压的散热器水箱。

本发明的有关制造方法，系使含有由单纤维组成的增强纤维的熔融树脂通过形成于沿水箱长度方向的边端面的膜式活门浇入铸模而成。因此，由使含有该增强纤维的熔融树脂通过膜式活门流入铸模，可使增强纤维在熔融树脂的流入方向，即，与膜式活门的长度方向垂直的方向上取向；由此，即可不用特别的装置，使由单纤维组成的增强纤维沿散热器芯的截面方向取向，即可用纤维增强树脂容易地成型具有优异的耐压性能的散热器水箱。

附图的简单说明

图1为显示散热器结构的分解斜视图。图2为上水箱成型用铸模的纵向截面图，图3为成型后的上水箱斜视图。图4为图3中水箱的纵向截面图。图5为装置了上水箱的散热器的主要部分的纵向截面图。图6为过去已有的散热器水箱成型用铸模的纵向截面图。图7为过去已有成型后的散热器水箱的外观斜视图。

图中符号说明，10为散热器芯；11为上水箱；12为下水箱；15、16分别为上、下模；17为空腔；18为树脂浇口；19为活门；20为孔口部；23为凸缘；24为膜式活门；25为增强纤维；28为O型垫圈；29为铆接用具。

Claims (2)

1.一种纤维增强树脂制散热器水箱，该散热器水箱系安装于散热器芯的冷却水入口处或出口处的纤维增强树脂制散热器水箱，其特征在于，作为纤维增强树脂的基料树脂，使用热塑性树脂及热固性树脂中的任一种；所述热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、氟树脂；作为热固性树脂有酚醛树脂，三聚氰胺树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、硅树脂；各种树脂增强纤维沿水箱的幅宽方向的截面而取向；作为所述增强纤维有：玻璃纤维、金属纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、碳纤维中的任何一种；所述增强纤维的长度为1～2mm，所述增强纤维对基料树脂的混合比例在20～45％的范围。

2.一种纤维增强树脂制散热器水箱的制造方法，所述方法系安装于散热器芯的冷却水入口处或出口处的纤维增强树脂制散热器水箱的制造方法，其特征在于，作为纤维增强树脂的基料树脂，使用热塑性树脂及热固性树脂中的任一种；所述热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、氟树脂；作为热固性树脂有酚醛树脂，三聚氰胺树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、硅树脂；各种树脂增强纤维沿水箱的幅宽方向的截面而取向；作为所述增强纤维有：玻璃纤维、金属纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、碳纤维中的任何一种；所述增强纤维的长度为1～2mm，所述增强纤维对基料树脂的混合比例在20～45％的范围；使含有上述单纤维组成的增强纤维的熔融树脂通过膜式活门流入铸模内而成型，所述膜式活门形成于沿该水箱的长度方向的边端面。

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