CN1117653C - 树脂制散热器箱成形模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种树脂制散热器箱及其成形模具，其在散热器芯子的顶面或底面设置有下述的散热器箱，该箱在其与上述散热器芯子相对的面上形成有开口，该箱由掺入有玻璃纤维的热塑性树脂形成，在上述箱的侧臂外表面形成有朝向外侧突出的，与该箱成整体成形的第1短管部，上述第1短管部21的管部中心线靠近散热器箱的开口设置，另外，在第1短管部的前端，上述第1短管部和第2短管部成整体成形，上述第2短管部与短管部一起构成弯曲管。

Description

树脂制散热器箱成形模具

本发明涉及下述的树脂制散热器箱及其成形模具，该散热器箱设置于发动机的冷却用水冷式散热器中的散热器芯子的顶面和底面。

在过去，人们已知道下述的机动车用散热器的制造方法，该方法包括下述步骤，即将冲压制成的铜合金散热器箱设置在下述的散热器芯子上，该散热器芯子是对铜合金材料形成的管，散热片和芯板进行第1次钎焊接制成的，之后通过火焰喷嘴(burner)进行第2次钎焊，这样通过该第2次钎焊便将散热器箱焊接于散热器芯子上。

另外，人们还知道下述另一种机动车用散热器的制造方法，该方法包括下述步骤，即将冲压制成的耐腐蚀性铝合金散热器箱设置在下述的散热器芯子上，该散热器芯子是通过第1铝熔化材料对耐腐蚀性铝合金管，散热片和芯板进行钎焊制成的，之后通过其熔点比上述第1铝熔化材料低的第2铝熔化材料将散热器箱焊接于散热器芯子上。

但是，采用前一方法的钎焊方式所制造的散热器会产生下述的问题，即将散热器芯子中的各个组成部件钎焊在一起的第1钎焊连接部分会因受到采用上述火焰喷嘴(burner)对第2次钎焊进行熔化时产生的热量的影响而发生熔化，从而会发生冷却水泄漏的危险，这样为了防止上述有缺陷的制品流到市场，就需要花费较多的检查时间。

另外，采用后一方法的铝熔化材料制造的散热器会产生下述问题，即虽然由于第2铝熔化材料的熔点低于第1铝熔化材料的熔点，这样不会发生采用第2铝熔化材料将散热器箱焊接到散热器芯子上时，第1铝熔化材料再次发生熔化的问题，但是由于作为散热器箱的金属板是冲压制成的，这样必须将下述的短管焊接于散热器箱的侧面上，该短管用于将散热器箱内部的冷却水传送给发动机的冷却水通道，或将来自发动机的冷却水通道的冷却水返回到散热器箱中，这样就需要较多的焊接次数，从而使制造成本增加。

为了解决上述问题，人们还知道一种下述的方法，该方法为：如图10所示，采用通过玻璃纤维进行强化的纤维强化耐纶(ナイロン)形成设置于散热器芯子5的顶面和底面的顶箱1和底箱2。上述顶箱1与散热器芯子5的顶面相连接，上述底箱2与散热器芯子5的底面相连接。在上述箱的每个侧壁1a，2a上设有将冷却水送入和排出的直线短管1b，2b，该直线短管与上述箱1，2成整体成形，该直线短管1b，2b沿与侧壁1a，2a垂直的方向呈直线状突出。这些直线短管1b，2b分别与图中未示出的软管的一端相连接，该软管的另一端分别与发动机的冷却水通道的出口和入口相连接。另外，散热器芯子5由多个管5b形成，该管5b的外缘面固定有散热片5c。

就具有上述结构的散热器来说，由于顶箱1和底箱2由树脂形成，这样可降低重量，并且可减小制造成本。

但是，在发动机室中的各个部件的布置方面，有时要将发动机的相关部件等靠近散热器后面设置。在此场合，会产生下述问题，即在从散热器箱上突出的直线短管会与上述靠近的部件相接触后，或即使在不接触的情况下，会使上述靠近的部件受到损坏，另外直线短管不能与软管相连接。

为了解决上述问题，可考虑采用下述的方法，该方法为：采用纤维强化耐纶(ナイロン)形成开设有通孔的散热器箱，采用纤维强化耐纶(ナイロン)独立于上述散热器箱形成呈L形的弯曲管，将该弯曲管焊接于上述通孔的外缘部。但是，上述焊接方法具有下述问题，即虽然多种耐纶(ナイロン)树脂可相互焊接在一起，但是由于耐纶(ナイロン)树脂内部的玻璃纤维的布置方向在焊接面上是不同的，故纤维不能保持连续或处于杂乱状态，由此，会降低焊接部的强度。

另外，作为将弯曲管与散热器箱成整体成形的方法，虽然包括有由具有较低熔点的金属制熔化芯件法，但是该方法具有要求增加模具制作成本的问题。

本发明的目的在于提供一种树脂制散热器箱及其成形模具，该散热器箱及其成形模具可提高设置于散热器箱上的弯曲管强度，减少散热器箱的加工次数，确保通过第1短管部内部的冷却水具有规定的流量，散热器箱的模具制作成本仅仅有较小的增加，另外可提高模具的强度和使用期限。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种树脂制散热器箱，其特征是包括：

散热器箱11，该散热器箱设置于散热器芯子10a的顶面或底面，在其与上述散热器芯子10a相对的表面设有开口11b，该箱由掺入有玻璃纤维的热塑性树脂形成；

第1短管部21，71，在上述箱11的侧壁11a的外表面，该第1短管部与上述箱11成整体成形，并朝向外侧突出，其管部中心线靠近上述散热器箱11的开口；

第2短管部22，在上述第1短管部21，71的前端，该第2短管部与第1短管部21，71成整体连接成形，并与上述第1短管部21，71一起构成弯曲管13。

所述的树脂制散热器箱，其特征在于：

上述第1短管部21，71的横截面呈沿散热器箱11的纵向延伸的椭圆形或长椭圆形。

所述的树脂制散热器箱，其特征在于：

上述热塑性树脂包括按重量计20～40％的玻璃纤维。

一种树脂制散热器箱成形模具，其特征是包括：

固定模31，该固定模包括主固定侧凹部31a，主固定例凹部用于构成其横截面呈杯形的散热器箱11的外表面；第1固定侧凹部31b，该第1固定侧凹部用于形成突设于上述箱11的侧壁11a的外表面上的第1短管部21，71的一个外表面；第2固定侧凹部31c，该第2固定侧凹部用于形成与上述第1短管部21，71的前端成整体连接成形的第2短管部22的一个外表面；

活动模32，该活动模包括主活动侧凹部32a，该主活动侧凹部与上述主固定侧凹部31a相对设置，第1活动侧凹部32b，该第1活动侧凹部相对于第1固定侧凹部形成上述第1短管部21，71的另一外表面，第2活动侧凹部32c，该第2活动侧凹部与上述第2固定侧凹部31c相对设置，并且用于形成上述第2短管部22的另一外表面，该活动模32与上述固定模31相对设置，并且可产生滑动从而可与上述固定模31相连接或分开；

第1模具镶块41，该第1模具镶块插入上述主活动侧凹部32a，并用于形成上述散热器箱11的内表面；

第1芯件51，81，该第1芯件用于在上述第1短管部21，71内部形成第1通孔21a，71a，向着上述主活动侧凹部部32a贯穿上述第1模具镶块41，并且穿过上述活动模32而可沿纵向滑动；

第2芯件52，该第2芯件52用于在上述第2短管部22中形成与上述第1通孔21a，71a相连通的第2通孔22a，它可沿上述固定模31和上述活动模32之间的模分隔面滑动。

所述的树脂制散热器箱成形模具，其特征在于第1芯件51，81的横截面呈沿第2芯件52的纵向延伸的椭圆形或长椭圆形，上述第1芯件51，81的短径小于第2芯件52的直径。

所述的树脂制散热器箱成形模具，其特征在于：按照可穿过上述活动模32的方式设置有脱离机构33，42，在与固定模31脱开的状态，该机构可使包括散热器箱11的模制部件与第1模具镶块41和活动模32脱开。

所述的发明为一种树脂制散热器箱，它包括：散热器箱11，该散热器箱设置于散热器芯子10a的顶面或底面，在其与上述散热器芯子10a相对的表面设有开口11b，该箱由掺入有玻璃纤维的热塑性树脂形成；第1短管部21，71，在上述箱11的侧壁11a的外表面，该第1短管部与上述箱11成整体成形，并朝向外侧突出，其管部中心线靠近上述散热器箱11的开口设置；第2短管部22，在上述第1短管部21，71的前端，该第2短管部与第1短管部21，71成整体成形，并与上述第1短管部21，71一起构成弯曲管13。

按照上述的树脂制散热器箱，由于弯曲管13与散热器箱11的侧壁11b的外表面成整体成形，这样热塑性树脂内部的玻璃纤维从散热器箱11至弯曲管13连续缠绕，从而可提高弯曲管13的强度。

所述的发明，另外如图1、3和6所示，它还包括下述的特征：上述第1短管部21，71的横截面呈沿散热器箱11的纵向延伸的椭圆形或长椭圆形。

按照上述的树脂制散热器箱，可确保通过第1短管部21内部的冷却水具有规定的流量，即可防止过水阻力增加，不会发生作为散热器10的原有的功能受到破坏的情况，另外还可防止水泵产生气蚀现象(cavitation)。

所述的发明，另外它还包括下述的特征：上述热塑性树脂包括按照重量计20～40％的玻璃纤维。之所以将玻璃纤维含量确定为按重量计20～40％，是因为如果上述玻璃纤维含量不足20％，则会产生因热蠕变而造成损坏的危险，如果上述含量超过40％，则当进行注射成形时，会发生成形不良的危险。

所述的发明为一种树脂制散热器箱成形模具，如图1所示，它包括：固定模31，该固定模包括主固定侧凹部31a，该凹部用于构成其横截面呈杯形的散热器箱11的外表面，第1固定侧凹部31b，该凹部用于形成突设于上述箱11的侧壁11a外表面上的第1短管部21，71的一个外表面，第2固定侧凹部31c，该凹部用于形成与上述第1短管部21，71的前端成整体成形的第2短管部22的一个外表面；活动模32，该活动模包括主活动侧凹部32a，该侧凹部与上述主固定侧凹部31a相对设置，第1活动侧凹部32b，该凹部用于形成上述第1短管部21，71的另一外表面，第2活动侧凹部32c，该凹部与上述第2固定侧凹部31c相对设置，它用于形成上述第2短管部22的另一外表面，上述活动模32与上述固定模31相对设置，并且可产生滑动从而可与上述固定模31相连接或分开；第1模具镶块41，该第1模具镶块插入上述主活动侧凹部32a，并用于形成上述散热器箱11的内表面；第1芯件51，81，该第1芯件用于在上述第1短管部21，71内部形成第1通孔21a，71a，并且穿过上述活动模32而可沿纵向滑动；第2芯件52，该第2芯件52用于形成上述第2短管部22中的，与上述第1通孔21a，71a相连通的第2通孔22a，它可沿上述固定模31和上述活动模32之间的模分隔面滑动。

按照上述的树脂制散热器箱成形模具，由于仅仅通过较小的模具制作成本的增加而在散热器箱11中的侧壁11b使第1和第2短管部21，22成整体成形，这样可降低散热器箱11的制造成本。

所述的发明，另外如图1和3所示，它还包括下述的特征：第1芯件51，81的横截面呈沿第2芯件52的纵向延伸的椭圆形，或长椭圆形，上述第1芯件51，81的短径小于第2芯件52的直径。

按照上述的树脂制散热器箱成形模具，由于第1芯件横截面呈椭圆形，或长椭圆形，这样下述部分的尺寸不会很小，该部分为第1芯件中的与第2芯件52的侧面相接触的，前端呈锐角的外缘(edge)部分，这样可提高模具的强度和使用期限。

所述的发明，另外如图1所示，它还包括下述的特征：该结构按照可穿过上述活动模32的方式设置有脱离机构33，42，在与固定模31脱开的状态，该机构可使包括散热器箱11的模制部件与第1模具镶块41和活动模32脱开。

按照上述的树脂制散热器箱成形模具，很容易将通过模具30形成的模制部件从该模具30中取出。

本发明的积极效果：

按照上面所述，当采用本发明时，由于下述的散热器箱由掺入有玻璃纤维的热塑性树脂形成，该散热器箱在与散热器芯子相对的表面开设有开口，在上述箱的侧臂外表面形成有与箱成整体成形的朝向外侧突出的第1短管部，该第1短管部的管部中心线靠近散热器箱的开口位置，另外在第1短管部的前端，构成弯曲管的第2短管部与上述第1短管部成整体成形，这样热塑性树脂内部的玻璃纤维从散热器箱至弯曲管连续缠绕，从而可提高弯曲管的强度。

另外，由于当第1短管部的横截面呈沿散热器箱的纵向延伸的椭圆形，或长圆形时，可确保通过第1短管部内部的冷却水具有规定流量，即可防止过水阻力增加，这样不会使作为散热器的本身的功能受到损害，另外，可防止水泵产生气蚀现象(cavitation)。

此外，如果固定模中的主固定侧凹部、第1固定侧凹部和第2固定侧凹部分别形成散热器箱的外表面、第1短管部的一个外表面和第2短管部的一个外表面，插入活动模中的主活动侧凹部中的第1模具镶块、第2模具镶块和第2活动侧凹部分别形成散热器箱的内表面、第1短管部的另一外表面和第2短管部的另一外表面，形成第1短管部内部的第1通孔的第1芯件以可穿过第1模具镶块和主活动侧凹部和活动模而产生滑动的方式设置，再有形成第2短管部中的第2通孔的第2芯件以可沿固定模和活动模之间的模分隔面滑动的方式设置，由于弯曲管是以模具的制作成本增加很小的方式与散热器箱成整体成形的，这样可降低散热器箱的制造费用。

还有，如果上述模具中的第1芯件的横截面呈沿第2芯件的纵向延伸的椭圆形，或长椭圆形，第1芯件的短径小于第2芯件的直径，则下述的部分尺寸很小，该部分为构成第1芯件中的与第2芯件的侧面相接触的，前端呈锐角形状的外缘(edge)部分，这样可提高模具的强度和使用期限。

此外，在上述模具中，如果以可穿过活动模的方式设置下述的脱离机构，该机构可使包括散热器箱的模制部件与第1模具镶块和活动模脱开，则可很容易将通过上述模具形成的模制部件从模具中取出。

下面根据附图对本发明的实施例进行具体描述。

图1为表示本发明的第1实施例的树脂制散热器箱及其成形模具的，沿图5中A-A线的剖视图；

图2为图5中的B部放大剖视图；

图3为沿图2中C-C线的剖视图；

图4为与图1相对应的剖视图，它表示所形成的散热器箱处于脱离活动模的状态；

图5为图1中D-D线的剖视图；

图6为包括上述散热器箱的散热器的分解透视图；

图7为与图5相对应的剖视图，它表示本发明的第2实施例；

图8为图7中的E部放大剖视图；

图9为沿图8中F-F线的剖视图；

图10为表示已有实例的，与图6相对应的散热器的分解透视图。

下面根据附图对本发明的第1实施例进行具体描述。

如图1～6所示，散热器10包括散热器芯子10a、顶箱11和底箱12，上述散热器芯子10a由固定有散热片10c的多个管10b构成，上述顶箱11设置于上述散热器芯子10a的顶面，上述底箱12设置于上述散热器芯子10a的底面。顶箱11和底箱12分别由掺入有玻璃纤维的热塑性树脂形成。另外，顶箱11在与散热器芯子10a顶面相对的位置开设有开口11b(图1)。底箱12在与散热器芯子10a的底面相对的位置开设有开口12b(图6)。顶箱11与散热器芯子10a的顶面连接，底箱12与散热器芯子10a的底面连接(图6)。

在发动机室(图中未示出)的布置方面，发动机的相关部件(图中未示出)靠近顶箱11的一个侧壁11a的外表面设置，在底箱12的一个侧壁12a的外表面形成较大的空间。在顶箱11中的上述的一个侧壁11a处，弯曲管13与上述顶箱11成整体成形。该弯曲管13包括第1短管部21，以及第2短管部22，该第1短管部21位于上述一个侧壁11a的外表面，它朝向相对该外表面成规定角度的竖直平面内的斜上方向突出，上述第2短管部与上述第1短管部21成整体成形，并且沿顶箱11的纵向延伸(图1～5)。在本实施例中，第1短管部21和第2短管部22之间的夹角为钝角(图2和5)。第1短管部21的管部中心线靠近顶箱11的开口11b，即在第1短管部21内部形成的第1通孔21a的孔芯靠近顶箱11的开口11b(图1和4)。另外，在底箱12中的上述一个侧壁12a上，上述底箱12与直线短管12c成整体成形，该直线短管12c沿与侧壁12a相垂直的方向呈直线状突出(图6)。

第2短管部22的前端通过顶部软管(图中未示出)与发动机的冷却水通道的出口(图中未示出)连通，直线短管(图6)通过底部软管(图中未示出)与发动机的冷却水通道的入口(图中未示出)连通。在该底部软管处设有水泵(图中未示出)，通过该水泵，冷却水可在发动机的冷却水通道和散热器10之间循环。图1中的标号11c表示在顶箱11的开口11b的外缘上形成的凸缘，图2中的标号22b表示下述的凸部，该凸部形成于靠近第2短管部22的前端的外缘面上，其呈环形，它用于防止顶部软管抽出(拔け止め)。

另外，热塑性树脂可采用聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚丙烯+聚乙苯基树脂等，聚酰胺树脂比如可为6·6耐纶(ナイロン)(ナイロン为杜邦公司的商标)，6耐纶(ナイロン)，12耐纶等。另外，热塑性树脂最好包括按照重量计20～40％的玻璃纤维。此外，第1短管部的横截面也可不为沿散热器箱的纵向延伸的椭圆形，而可为沿散热器箱的纵向延伸的长椭圆形。另外，弯曲管也可不在顶箱上形成，而在芯箱上形成，或者在两个箱上形成。

下面对用于形成上述散热器的注射成形模具结构进行描述。

如图1～5所示，注射成形模具30包括固定模31和下述的活动模32，该活动模32与上述固定模31相对，并且可产生滑动从而与上述固定模31连接或分开。上述固定模31包括主固定侧凹部31a，该凹部31a用于形成其横截面呈倒置杯形的顶箱11的外表面，即箱11的顶面及整个外侧面，第1固定侧凹部31b，该凹部31b用于形成突设于箱11中的一个外侧面上的第1短管部21的一个外表面，即第1短管部21的上半外表面，第2固定侧凹部31c，该凹部31c用于形成与上述第1短管部21的前端成整体成形的第2短管部22的一个外表面，即第2短管部22的上半外表面(图1)。另外，活动模32包括主活动侧凹部32a，该凹部32a与主固定侧凹部31a相对，第1活动侧凹部32b，该凹部32b与第1固定侧凹部31b相对，并用于形成第1短管部21的另一外表面，即第1短管部21的下半外表面，活动侧凹部32c，该凹部32c与第2固定侧凹部31c相对，并用于形成第2短管部22的另一外表面，即第2短管部22的下半外表面。在上述主活动侧凹部32a中插入有第1模具镶块41，该第1模具镶块41形成顶箱的内表面(图1和2)。

此外，用于在第1短管部21内部形成第1通孔21a的第1芯件51按照下述方式设置，该方式为：该第1芯件51朝向主活动侧凹部32a穿过第1模具镶块41，以及穿过活动模32，并且可沿纵向滑动。用于在第2短管部22内部形成第2通孔22a的第2芯件52按照下述方式设置，该方式为：第2芯件52可沿固定模31和活动模32的模分隔面产生滑动，第1芯件51的横截面呈沿第2芯件52的纵向延伸的椭圆形(图3)，第1芯件51的短径小于第2芯件52的直径。另外，由于在顶箱11的开口11b的外缘上所形成的凸缘11c中，其位于第1短管部21下方的部分不能通过上述模具结构形成，故该部分由可滑动地穿过活动模32的第2模具镶块42形成(图1和4)。第2模具镶块42的顶部形状与相对第1短管部21的下半外表面的凸缘11c的顶面的形状相对应，并朝上方伸出。标号33为第1模具镶块51可突出设置的拆卸销。上述第2模具镶块42和销33具有可使所形成的顶箱11与活动模32脱离的脱离机构的功能。此外，第1芯件的横截面形状也可不为圆形状，而为长椭圆形。在此场合，与上述方式相同，第1芯件的短径小于第2芯件的直径。

下面对采用具有上述结构的顶箱11专用的注射成形模具的成形方法进行描述。

首先，装配注射成形模具30，将其固定好，将含有规定量的玻璃纤维的热塑性树脂熔化，通过上述模具30中的浇口34(图5)以高压方式将上述树脂射出。由此，上述树脂便填充于在固定模31、第1模具镶块41、第2模具镶块42、芯件51，52和活动模32之间所形成的模具30的腔35(图5)中。接着，在所填充的树脂硬化后，将第1和第2芯件51，52分别从第1和第2通孔21a，22a中拔出，使活动模32沿图1中的实线箭头方向滑动，打开模具，同时将拆卸销33和第2模具镶块42上推，使顶箱11与活动模32脱开(图4)。按上述方式，便可形成顶箱11。

图7～9表示本发明的第2实施例。在图7～9中，与上述第1实施例相同的标号表示相同的部件。

在本实施例中，除了下述方面，其它部分的结构基本与第1实施例的结构相同，该方面为：第1短管部71相对顶箱11的一个侧臂11b的外面伸出的方向与上述第1实施例的不同。第1短管部71在与顶箱1 1的一个侧臂11b的外面相垂直的竖直平面内朝向斜上方向突出，第1短管部71内部所形成的第1通孔71a通过第1芯件81形成。

由于具有上述结构的顶箱11专用的成形模具结构及其成形方法基本与上述第1实施例相同，故在这里省去重复性的说明。

Claims (3)

1.一种树脂制散热器箱成形模具，其特征是包括：

固定模(31)，该固定模包括主固定侧凹部(31a)，主固定侧凹部用于构成其横截面呈杯形的散热器箱(11)的外表面；第1固定侧凹部(31b)，该第1固定侧凹部用于形成突设于上述箱(11)的侧壁(11a)的外表面上的第1短管部(21，71)的一个外表面；第2固定侧凹部(31c)，该第2固定侧凹部用于形成与上述第1短管部(21，71)的前端成整体连接成形的第2短管部(22)的一个外表面；

活动模(32)，该活动模包括主活动侧凹部(32a)，该主活动侧凹部与上述主固定侧凹部(31a)相对设置；第1活动侧凹部(32b)，该第1活动侧凹部相对于第1固定侧凹部形成上述第1短管部(21，71)的另一外表面；第2活动侧凹部(32c)，该第2活动侧凹部与上述第2固定侧凹部(31c)相对设置，并且用于形成上述第2短管部(22)的另一外表面，该活动模(32)与上述固定模(31)相对设置，并且可产生滑动从而可与上述固定模(31)相连接或分开；

第1模具镶块(41)，该第1模具镶块插入上述主活动侧凹部(32a)，并用于形成上述散热器箱(11)的内表面；

第1芯件(51，81)，该第1芯件用于在上述第1短管部(21，71)内部形成第1通孔(21a，71a)，向着上述主活动侧凹部(32a)贯穿上述第1模具镶块(41)，并且穿过上述活动模(32)而可沿纵向滑动；

第2芯件(52)，该第2芯件(52)用于在上述第2短管部(22)中形成与上述第1通孔(21a，71a)相连通的第2通孔(22a)，它可沿上述固定模(31)和上述活动模(32)之间的模分隔面滑动。

2.根据权利要求/所述的树脂制散热器箱成形模具，其特征在于：

第1芯件(51，81)的横截面呈沿第2芯件(52)的纵向延伸的椭圆形或长椭圆形，上述第1芯件(51，81)的短径小于第2芯件(52)的直径。

3.根据权利要求/所述的树脂制散热器箱成形模具，其特征在于：

按照可穿过上述活动模(32)的方式设置有脱离机构(33，42)，在与固定模(31)脱开的状态，该机构可使包括散热器箱(11)的模制部件与第1模具镶块(41)和活动模(32)脱开。

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