JP2012141096A - 温水ヒータの製造方法、これにより製造された温水ヒータ - Google Patents

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Abstract

【課題】簡素かつ簡易な製造工程により、温水ヒータを構成する熱媒流通チューブとヒータ部材との間に適度な接触面圧を付与して安定した熱交換特性を得るとともに、熱媒流通チューブ同士の接合強度を高めて信頼性を高めることができる温水ヒータの製造方法を提供する。
【解決手段】チューブ構成部材６をロウ付けして熱媒流通チューブ２を形成する熱媒流通チューブ形成工程と、熱媒流通チューブ２を複数平行に配列し、これらの熱媒流通チューブ２の間にヒータ部材４を配置し、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４とを位置決めしながら、ヒータ部材４が熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７に密着するように、その積層方向に加圧する位置決め加圧工程と、位置決め加圧工程にて位置決めされた状態で熱媒流通チューブ２同士を接合するチューブ接合工程とを備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱媒が流れる複数の流路の間にヒータを設置して熱媒を加熱するようにした温水ヒータの製造方法と、この方法により製造された温水ヒータに関するものである。
エンジンの動力で走行する一般の自動車においては、周知のようにエンジン冷却水を熱媒としてヒータコアに循環させ、ヒータコアに空調用の空気を通過させて熱交換させることにより車内暖房を行っている。一方、エンジンの動力と電動モータの動力とを併用して走行するハイブリッド車両や、電動モータの駆動力のみで走行する電気自動車等の電動車両においては、運転中にエンジンが休止する、もしくはエンジンが搭載されていないため、エンジン冷却水の熱で効果的な車内暖房を行うことができない。
そこで、例えばハイブリッド車両では、エンジン冷却水の経路中に暖房用の温水ヒータを接続しており、低燃費運転時等のようにエンジン冷却水の温度が上昇しにくく暖房能力が不足する時には、ヒータコアによる暖房を補完するために温水ヒータでエンジン冷却水を追加熱するようになっている。
上記の温水ヒータは、エンジン冷却水が熱媒として流通する複数の偏平な熱媒流通チューブが積層され、これらの熱媒流通チューブの間に平板状のヒータ部材が介装されたシンプルな構造である。ヒータ部材としては、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子、即ち正特性サーミスタ素子を発熱要素とするＰＴＣヒータが好適である。ＰＴＣヒータは、正特性のサーミスタ特性を有しており、温度の上昇と共に抵抗値が上昇し、これによって消費電流が制御されるとともに温度上昇が緩やかになり、その後、消費電流および発熱部の温度が飽和領域に達して安定するものであり、自己温度制御特性を備えているため、車両の空調暖房用に適している。
従来、上述のように冷却水が流通する偏平な熱媒流通チューブを複数段積層してその間に平板状の電子部品を介装し、電子部品と冷却水との間で熱交換を行わせるものとして、例えば特許文献１に開示されている積層型冷却器がある。この積層型冷却器の製造方法は、まずアルミニウム材等により複数の偏平な熱媒流通チューブを形成し、次にこれらの熱媒流通チューブを所定の間隔を空けて平行に積層して仮組みし、次にこの仮組みしたものを炉中ロウ付け等により一体化し、最後に各熱媒流通チューブの間に平板状の電子部品を差し込んで積層型冷却器を完成させるようになっていた。
偏平な熱媒流通チューブを製造する方法として一般的なのは、例えば特許文献２に開示されている冷却管のように、表裏一対の外殻プレートを最中合わせにしてロウ付けするものである。この製造方法によれば、同じ形状の外殻プレートを多数プレス成形してロウ付けするだけで容易に熱媒流通チューブを製造することができる。
特開２００５−１４２３０５号公報 特開２００８−１６６４２３号公報
熱媒流通チューブを流れる熱媒（冷却水）と、電子部品（ＰＴＣヒータ）とを安定的に熱交換させるには、熱媒流通チューブの偏平面と電子部品とを適度な接触面圧で密着させる必要がある。しかしながら、特許文献１の積層型冷却器のように複数の熱媒流通チューブをロウ付けして一体化してから、各熱媒流通チューブの間に平板状の電子部品を差し込むという製造方法では、必ずしも熱媒流通チューブと電子部品とが良好に密着せず、安定した熱交換特性が得られにくい、もしくは逆に過剰な面圧をもって当接し、熱媒流通チューブ自体やその接合部に負担を掛ける虞がある。これは各部の寸法誤差や組付誤差に起因するものであり、適度な接触面圧を確保するためには熟練と手間を要し、完成品にバラつきが出やすい。
しかも、上記の方法で温水ヒータを製造する場合には、熱媒流通チューブを仮組みし、炉中ロウ付けしてヒータ本体を製造する工程と、このヒータ本体にヒータ部材（ＰＴＣヒータ）を差し込んで取り付ける工程とが別工程になるため、製造工程全体が複雑にならざるを得なかった。なお、ＰＴＣヒータは、絶縁体、配線部材、接着剤等、各種の組立関連部材を用いてユニット状に構成されて温水ヒータに組み込まれるが、上記の組立関連部材の耐熱温度は、熱媒流通チューブを炉中ロウ付けする炉内の温度（５００℃以上）よりも概ね低いため、仮組みしたヒータ本体に、ユニット状に構成されたＰＴＣヒータを予め組み込んだ状態で炉中ロウ付けを行うのは不可能であり、どうしても別工程に分けざるを得なかった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡素かつ簡易な製造工程により、温水ヒータを構成する熱媒流通チューブとヒータ部材との間に適度な接触面圧を付与して安定した熱交換特性を得るとともに、熱媒流通チューブ同士の接合強度を高めて信頼性を向上させることができる温水ヒータの製造方法、およびこれにより製造された温水ヒータを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
即ち、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第１の態様は、板金材料からなる複数のチューブ構成部材がロウ付けされてヒータ接触面を有する熱媒流通チューブが形成され、この熱媒流通チューブが複数平行に配置されて各熱媒流通チューブの間が相互に熱媒流通可能に接合されてヒータ本体が形成され、これら複数の熱媒流通チューブの間にヒータ部材が介装されて該ヒータ部材が前記ヒータ接触面に密着することにより前記熱媒流通チューブ内を流れる熱媒が加熱されるように構成された温水ヒータの製造方法であって、前記チューブ構成部材をロウ付けして前記熱媒流通チューブを形成する熱媒流通チューブ形成工程と、前記熱媒流通チューブを複数平行に配列し、これらの熱媒流通チューブの間に前記ヒータ部材を配置し、前記熱媒流通チューブと前記ヒータ部材とを位置決めしながら、前記ヒータ部材が前記熱媒流通チューブのヒータ接触面に密着するように、その積層方向に加圧する位置決め加圧工程と、前記位置決め加圧工程にて位置決めされた状態で前記熱媒流通チューブ同士を接合するチューブ接合工程と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、熱媒流通チューブ形成工程で熱媒流通チューブが形成され、次の位置決め加圧工程において、平行に配列された複数の熱媒流通チューブの間にヒータ部材が配置され、これらがその積層方向に加圧されることにより、ヒータ部材が熱媒流通チューブのヒータ接触面に適度な接触面圧を付与された状態で密着し、位置決めされる。そして、次のチューブ接合工程において、位置決めおよび加圧された状態にある複数の熱媒流通チューブが、その間にヒータ部材を介装された状態で接合される。こうして、ヒータ部材が熱媒流通チューブのヒータ接触面に適度な接触面圧を付与された状態で密着され、固定されるため、熱媒流通チューブとヒータ部材との間に安定した熱交換特性を付与することができる。
そして、熱媒流通チューブを液密接合してヒータ本体を製造する工程と、このヒータ本体にヒータ部材を取り付ける工程とがチューブ接合工程において同時に行われるため、温水ヒータの製造工程を簡素かつ簡易なものにすることができる。
また、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第２の態様は、前記第１の態様に記載の温水ヒータの製造方法における前記位置決め加圧工程において、前記熱媒流通チューブの積層方向に貫通形成された熱媒流通孔が整合するように各熱媒流通チューブを積層して位置決めし、前記チューブ接合工程において、前記熱媒流通孔の内周に加熱手段を挿入して前記熱媒流通孔の内周部を加熱することにより前記熱媒流通孔の周部同士をロウ付けして接合することを特徴とする。
上記構成によれば、位置決め加圧工程において各熱媒流通チューブに貫通形成された熱媒流通孔が整合するように各熱媒流通チューブを積層して位置決めし、チューブ接合工程において熱媒流通孔の内周部に熱ゴテ等の加熱手段を挿入すれば熱媒流通孔の周部同士をロウ付けできるため、各熱媒流通チューブの位置決めおよび接合作業が簡易かつ容易になる。
また、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第３の態様は、前記第１または第２の態様に記載の温水ヒータの製造方法における前記熱媒流通チューブ形成工程において、前記チューブ構成部材をロウ付けすることにより前記熱媒流通チューブを形成し、前記チューブ接合工程における前記熱媒流通チューブ同士の接合もロウ付けにより行い、前記チューブ接合工程において用いるロウ材には、前記熱媒流通チューブ形成工程において用いるロウ材よりも融点の低いものを用いることを特徴とする。
上記構成によれば、チューブ接合工程において熱媒流通チューブ同士をロウ付けする際には、熱媒流通チューブを形成するのに用いられたロウ材の融点よりも低い温度で加熱しながらロウ付けを行えばよい。したがって、熱媒流通チューブ形成工程においてロウ付けした箇所が、チューブ接合工程において加熱された際に溶解して熱媒流通チューブが分解する懸念がなく、チューブ接合工程における接合作業を簡易かつ容易にすることができる。
また、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第４の態様は、前記第２または第３の態様に記載の温水ヒータの製造方法において、前記熱媒流通孔の周部に予めロウ材を添着しておき、前記チューブ接合工程において該ロウ材を溶融させることにより前記熱媒流通孔の周部同士をロウ付けして接合することを特徴とする。
上記構成によれば、熱媒流通チューブ同士の接合部となる熱媒流通孔の周部に予めロウ材が添着されているため、積層された複数の熱媒流通チューブが位置決め加圧工程において加圧されると、添着されたロウ材同士が圧接され、次にチューブ接合工程において熱媒流通孔の周部が加熱されると、添着されたロウ材が溶融して熱媒流通チューブの周部同士が接合される。このため、チューブ接合工程においては特にロウ材を外部から付加するといった必要がなく、加熱するだけでよいため、チューブ接合工程における接合作業を簡易かつ容易にすることができる。
また、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第５の態様は、前記第２〜第４のいずれかの態様に記載の温水ヒータの製造方法において、前記熱媒流通孔の周部に嵌め込み形状を設け、前記位置決め加圧工程において該嵌め込み形状を相対する熱媒流通孔に嵌め込むことにより位置決めを行うことを特徴とする。
上記構成によれば、嵌め込み形状により熱媒流通チューブの熱媒流通孔同士が互いに嵌合するため、位置決め加圧工程において相対する熱媒流通チューブの相対位置がずれることがなく、これにより位置決め作業を簡易かつ容易に行うことができる。
また、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第６の態様は、前記第５の態様に記載の温水ヒータの製造方法において、嵌め込み形状を前記熱媒流通孔の周方向に沿って連続的に起立する嵌合フランジとしたことを特徴とする。本構成によれば、嵌め込み形状により熱媒流通チューブ同士の位置決め作業を容易にするとともに、熱媒流通孔の周方向に沿ってロウ付けを行う場合に、ロウ付け強度を格段に向上させて熱媒流通チューブ同士の接合強度を高め、温水ヒータの信頼性を高めることができる。
また、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第７の態様は、前記第６の態様に記載の温水ヒータの製造方法における前記位置決め加圧工程において、前記嵌合フランジを相対する熱媒流通孔に嵌め込んだ後、前記チューブ接合工程において、該嵌合フランジを該熱媒流通孔の径方向外側に向かって拡径させることにより前記熱媒流通チューブ同士を接合することを特徴とする。本構成によれば、嵌合フランジの嵌合により熱媒流通チューブ同士の位置決め作業を容易にするとともに、嵌合フランジを拡径させることにより熱媒流通チューブ同士の連結強度を高め、温水ヒータの信頼性を高めることができる。
そして、本発明に係る温水ヒータは、前記第１〜第７のいずれかの態様に記載の温水ヒータの製造方法により製造されたことを特徴とする。この温水ヒータによれば、熱媒流通チューブとヒータ部材との間が適度な接触面圧を持って密着するため、安定した熱交換特性を得ることができる。
以上のように、本発明に係る温水ヒータの製造方法、これにより製造された温水ヒータによれば、簡素かつ簡易な製造工程により、熱媒流通チューブとヒータ部材との間に適度な接触面圧を付与して安定した熱交換特性を得るとともに、熱媒流通チューブ同士の接合強度を高めて信頼性を高めることができる。
本発明に係る製造方法を適用し得る温水ヒータの一例を示す斜視図である。 図１に示す温水ヒータのII-II線に沿う縦断面図である。 熱媒流通チューブ形成工程を示し、（ａ）はチューブ構成部材がロウ付けされる前の状態を示す縦断面図、（ｂ）はチューブ構成部材がロウ付けされている状態を示す縦断面図、（ｃ）はチューブ構成部材がロウ付けされて熱媒流通チューブが完成した状態を示す縦断面図である。 本発明に係る温水ヒータの製造方法の第１実施形態を示し、（ａ）は複数の熱媒流通チューブの間にヒータ部材が配置された状態、（ｂ）は位置決め加圧工程、（ｃ）はチューブ接合工程、（ｄ）は温水ヒータの完成状態をそれぞれ示す縦断面図である。 本発明に係る温水ヒータの製造方法の第２実施形態を示し、（ａ）は複数の熱媒流通チューブの間にヒータ部材が配置された状態、（ｂ）は位置決め加圧工程、（ｃ）はチューブ接合工程、（ｄ）は温水ヒータの完成状態をそれぞれ示す縦断面図である。 本発明に係る温水ヒータの製造方法の第３実施形態を示し、（ａ）は複数の熱媒流通チューブの間にヒータ部材が配置された状態、（ｂ）は位置決め加圧工程、（ｃ）はチューブ接合工程、（ｄ）は温水ヒータの完成状態をそれぞれ示す縦断面図である。 本発明に係る温水ヒータの製造方法の第４実施形態を示し、（ａ）は複数の熱媒流通チューブの間にヒータ部材とパッキン部材が配置された状態、（ｂ）は位置決め加圧工程、（ｃ）はチューブ接合工程と温水ヒータの完成状態をそれぞれ示す縦断面図である。 本発明に係る温水ヒータの変形例を示す縦断面図である。
以下に、本発明に係る温水ヒータの製造方法の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る製造方法を適用し得る温水ヒータ１の一例を示す斜視図であり、図２は図１に示す温水ヒータ１のII-II線に沿う縦断面図である。この温水ヒータ１は、例えばハイブリッド車両に装備される一般的な構造のものであり、エンジンが電動モータと共働することによりエンジン冷却水の温度が上昇しにくく、暖房能力が不足しがちなハイブリッド車両において、ヒータコアによる暖房を補完するべくエンジン冷却水を追加熱するものである。
温水ヒータ１は、例えば上中下３段の偏平な熱媒流通チューブ２が所定の空隙を介して平行に積層された構成のヒータ本体３と、各熱媒流通チューブ２間の空隙に挟装された２枚の平板状のヒータ部材４とを備えて構成されている。熱媒流通チューブ２は、平面視で例えば六角形状をなすフィン状のチューブであり、図２に示すように、アルミニウムや真鍮等の板金材料からなる上下一対のチューブ構成部材６が最中合わせにされてロウ付けされることにより接合されている。
熱媒流通チューブ２の上下面は平坦なヒータ接触面７となっており、この面にヒータ部材４が密着することによって熱媒流通チューブ２内を流れる熱媒としてのエンジン冷却水が加熱される。ヒータ部材４としては、例えばＰＴＣヒータが用いられ、２枚のヒータ部材４からはそれぞれ２枚の電源入力用の端子８が延出している。２枚のヒータ部材４は、要求される加熱量に応じて両方もしくは片方のみが発熱作動する。
熱媒流通チューブ２の両端には、上方または下方に凸となるタンク凸部１１が膨出成形され、各タンク凸部１１の上下面に円孔状の熱媒流通孔１２が貫通形成されている。そして、各熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２が互いに整合するように重ね合わせられてロウ付け等により液密に接合されることにより、３段の熱媒流通チューブ２が平行かつ所定の間隔を開けて固定されるとともに、片側６つのタンク凸部１１が上下方向に積層されて略円柱状の分配タンク１３が形成される。分配タンク１３の最下部の熱媒流通孔１２にはホース接続用のユニオン１４が固着され、分配タンク１３の最上部の熱媒流通孔１２は蓋部材１５で閉塞される。
２つのユニオン１４には図示しないインレットホースとアウトレットホースが接続され、エンジン側から供給されるエンジン冷却水がインレットホースから一方の分配タンク１３に流入し、３枚の熱媒流通チューブ２内を均等に通ってヒータ部材４により加熱されながら他方の分配タンク１３側に流れ、アウトレットホースからヒータコア側に供給される。このように、温水ヒータ１の内部ではエンジン冷却水が分配タンク１３を経て３段の熱媒流通チューブ２の間を相互に流通することができる。
［第１実施形態］
次に、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第１実施形態について、図３と図４を参照して説明する。この温水ヒータの製造方法は、熱媒流通チューブ形成工程Ａと、位置決め加圧工程Ｂと、チューブ接合工程Ｃとを備えている。
Ａ．熱媒流通チューブ形成工程
図３（ａ）〜（ｃ）は熱媒流通チューブ２を形成する熱媒流通チューブ形成工程Ａを示している。図３（ａ）に示すように、熱媒流通チューブ２を構成するのは上下一対のチューブ構成部材６であり、チューブ構成部材６は、前述の通りアルミニウムや真鍮等の板金材料からプレス成形されており、その両端部にタンク凸部１１が膨出成形され、周囲全周に亘って接合代１７が形成されている。
これら一対のチューブ構成部材６は、図３（ｂ）に示すように対向した状態で仮固定され、重ね合わされた接合代１７がロウ付けにより接合される。符号１８はロウ材を示す。ロウ材１８は熱で溶融し、図３（ｃ）に示すように、毛細管現象により、接合代１７の内側に形成される合わせ溝の長手方向に沿って流れ、これにより上下のチューブ構成部材６が一体的に固着して熱媒流通チューブ２が完成する。
Ｂ．位置決め加圧工程
次に、図４（ａ）に示すように、前述の熱媒流通チューブ形成工程Ａで形成した３つの熱媒流通チューブ２を平行に配列し、これらの熱媒流通チューブ２の間にヒータ部材４を配置する。そして、図４（ｂ）に示すように、各熱媒流通チューブ２を重ね合わせ、その積層方向に貫通形成された前述の熱媒流通孔１２を互いに整合させ、かつヒータ部材４が熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７の定位置に適度な面圧で密着するように、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４とを位置決めしながら、その積層方向に加圧する（位置決め加圧工程Ｂ）。このように熱媒流通チューブ２とヒータ部材４とを位置決めしながら加圧するには、図示しないクランプ部材や保持治具を用いる。なお、図４（ａ）の状態で、予め熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７とヒータ部材４との間に、例えばシリコンシート等の熱伝達性のある柔軟なシート部材や、熱伝達ペースト等を介装してもよい。
Ｃ．チューブ接合工程
次に、図４（ｃ）に示すように、位置決めされて加圧された熱媒流通チューブ２同士を接合する（チューブ接合工程Ｃ）。ここでの接合も、ロウ付けによることが望ましいが、必要に応じて接着やカシメといった手法で接合してもよい。
ロウ付けを行うための加熱方法として、本実施形態では、熱媒流通孔１２の内周に熱ゴテ（加熱手段）２０を挿入し、熱媒流通孔１２の内周部を加熱している。そして、熱媒流通孔１２の外周側からロウ材２１を供給して熱媒流通孔１２の周部同士をロウ付けして接合する。熱ゴテ２０により熱媒流通孔１２の付近が加熱されると、熱媒流通孔１２の外周側にあてがわれたロウ材２１が溶融し、図４（ｄ）に示すように、毛細管現象により、ロウ材２１が熱媒流通孔１２の合わせ面に形成される合わせ溝に沿って熱媒流通孔１２の周囲を一周するように流れ、これにより上下の熱媒流通チューブ２同士が一体的に固着されてヒータ本体３が完成する。
このチューブ接合工程Ｃにおいて用いられるロウ材２１としては、熱媒流通チューブ形成工程Ａにおいて用いられるロウ材１８よりも融点が低いものを用いることが好ましい。例えば、ロウ材１８は融点が５７７℃〜６１５℃程度のものとし、ロウ材２１は融点が５２０℃〜５８５℃程度のものとする。そして、熱ゴテ２０の加熱温度は、ロウ材１８の融点よりも低く設定しておき、チューブ接合工程Ｃにおいて熱ゴテ２０の温度によりロウ材１８が溶解しないようにする。なお、ロウ材として、亜鉛を含有するアルミニウムはんだ（融点３８２℃）等を用いてもよい。
最後に、図２のように分配タンク１３の上下面に蓋部材１５とユニオン１４をロウ付け等により固定すればヒータ本体３が完成する。この時には、既にヒータ部材４も熱媒流通チューブ２の間に組み込まれているため、温水ヒータ１としての完成となる。
なお、チューブ接合工程Ｃにおいて各熱媒流通チューブ２同士を接合する際に、ロウ付けによる接合を行わずに、液状ガスケット（シーラント材）により各熱媒流通チューブ２同士を液密に接着する工法も考えられる。この場合は、各熱媒流通チューブ２が重ね合わせられる前の図４（ａ）の状態で、予め熱媒流通孔１２の周囲に液状ガスケットを塗布しておき、これらの熱媒流通チューブ２を図４（ｂ）に示すように重ね合わせた状態で加圧保持し、液状ガスケットを硬化させる。この工法によれば、図４（ｃ）におけるロウ付けを行わなくてもよいため、工程を簡易にできるとともに、ロウ付けの不良による製品歩留まりの低下を回避することができる。
以上のような温水ヒータの製造方法によれば、熱媒流通チューブ形成工程Ａで形成した熱媒流通チューブ２を、次の位置決め加圧工程Ｂにおいて平行に配列し、その間にヒータ部材４を介装してこれらを位置決めすると同時に、これらをその積層方法に加圧することにより、ヒータ部材４が熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７に適度な接触面圧をもって密着した状態で位置決めされる。
そして、次のチューブ接合工程Ｃにおいて、位置決めおよび加圧された状態にある複数の熱媒流通チューブ２が、その間にヒータ部材４を介装された状態のままで接合される。このため、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４との間に適度な密着面圧を付与した状態で温水ヒータ１を完成させることができ、ヒータ部材４が熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７から浮きあがるといった事態を回避して、温水ヒータ１に安定した熱交換特性を付与することができる。
また、反対にヒータ部材４が過剰な面圧をもって熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７に押圧されることが防がれ、熱媒流通チューブ２やその接合部に負担が掛かる虞を無くすことができる。特に温水ヒータ１が車両に搭載される場合には常にエンジン振動や走行振動が加わるため、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４との間に過剰な面圧が加わっていると、ロウ付け部等の早期破損に繋がる可能性が高い。本発明によれば、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４との間の接触面圧を適度に保って温水ヒータ１の熱交換性能を高めつつ、その寿命を延ばすことができる。
しかも、複数の熱媒流通チューブ２を接合してヒータ本体３を製造する工程と、このヒータ本体３にヒータ部材４を取り付ける工程とがチューブ接合工程Ｃにおいて同時に行われるため、温水ヒータ１の製造工程を簡素かつ簡易なものにすることができる。
また、位置決め加圧工程Ｂにおいて、熱媒流通チューブ２の積層方向に貫通形成された熱媒流通孔１２が互いに整合するように各熱媒流通チューブ２を積層して位置決めし、チューブ接合工程Ｃにおいて、重ね合わせられた熱媒流通孔１２の内周に熱ゴテ２０等の加熱手段を挿入して熱媒流通孔１２の内周部を加熱することにより熱媒流通孔１２の周部同士をロウ付けして接合するようにしたため、各熱媒流通チューブ２の位置決めおよび接合作業を簡易かつ容易なものにすることができる。
さらに、チューブ接合工程Ｃにおいて熱媒流通チューブ２同士をロウ付けするのに用いるロウ材２１として、熱媒流通チューブ形成工程Ａにおいて熱媒流通チューブ２を形成するのに用いるロウ材１８よりも融点の低いものを用いるため、チューブ接合工程Ｃにおいて熱媒流通チューブ２同士をロウ付けする際には、融点が低い方のロウ材２１を溶融できるだけの温度でロウ付け作業を行えば、その熱により熱媒流通チューブ２のチューブ構成部材６同士を接合しているロウ材１８が溶解してしまうことがなく、これにより熱媒流通チューブ２が分解するといった懸念を排除できる。したがって、チューブ接合工程Ｃにおける接合作業を簡易かつ容易にすることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第２実施形態について、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。この温水ヒータの製造方法は、熱媒流通チューブ形成工程Ａと、位置決め加圧工程Ｂと、チューブ接合工程Ｃとを備えている。
Ａ．熱媒流通チューブ形成工程
熱媒流通チューブ２の構造と、この熱媒流通チューブ２を形成する熱媒流通チューブ形成工程Ａについては、図３（ａ）〜（ｃ）に示した第１実施形態における熱媒流通チューブ形成工程Ａと同様であるため、ここでは説明を省略するが、図３（ｃ）の後で、図５（ａ）に示すように、熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２の周部に予めロウ材２４を添着しおてく工程が追加される。このため、各熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２の周部にはロウ材２４が添着された状態となる。このロウ材２４も、熱媒流通チューブ形成工程Ａにおいて用いられるロウ材１８よりも融点が低いものを用いることが好ましい。なお、先述したように、ここでロウ材２４の代わりに液状ガスケット（シーラント材）を塗布し、液状ガスケットによる接合としてもよい。
Ｂ．位置決め加圧工程
次に、図５（ａ）に示す通り、前述の熱媒流通チューブ形成工程Ａで形成した３つの熱媒流通チューブ２を平行に配列し、これらの熱媒流通チューブ２の間にヒータ部材４を配置する。そして、図５（ｂ）に示すように、各熱媒流通チューブ２を重ね合わせ、その積層方向に貫通形成された熱媒流通孔１２同士を整合させ、かつヒータ部材４が熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７の定位置に適度な面圧で密着するように、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４とを位置決めしながら、その積層方向に加圧する（位置決め加圧工程Ｂ）。このように、積層された複数の熱媒流通チューブ２が加圧されると、熱媒流通孔１２の周部に添着されたロウ材２４同士が圧接される。
Ｃ．チューブ接合工程
次に、図５（ｃ）に示すように、位置決めされて加圧された熱媒流通チューブ２同士を接合する（チューブ接合工程Ｃ）。ここでも、第１実施形態の場合と同様に、熱媒流通孔１２の内周に熱ゴテ（加熱手段）２０を挿入し、熱媒流通孔１２の内周部を加熱する。これにより、熱媒流通孔１２の周部に予め添着されたロウ材２４が溶融し、これに伴い熱媒流通チューブ２同士が密着する。溶融したロウ材２４は、図５（ｄ）に示すように、毛細管現象により、熱媒流通孔１２の合わせ面に形成される合わせ溝に沿って熱媒流通孔１２の周囲を一周するように流れ、これにより上下の熱媒流通チューブ２同士が一体的に固着されてヒータ本体３が完成する。
このように、熱媒流通チューブ２同士の接合部となる熱媒流通孔１２の周部に予めロウ材２４を添着しておけば、チューブ接合工程Ｃにおいて特にロウ材を外部から付加する必要がなく、熱媒流通孔１２の周部を加熱するだけでよいため、チューブ接合工程Ｃにおける接合作業を簡易かつ容易なものすることができ、しかもロウ付けの接合強度のバラつきを均等化して品質を向上させることができる。
また、熱媒流通孔１２の周部に添着するロウ材２４を、熱媒流通チューブ形成工程Ａにおいて用いられるロウ材１８よりも融点が低いものにすることにより、第１実施形態の場合と同じく、熱媒流通孔１２の内周部を加熱して熱媒流通チューブ２同士をロウ付けする際に、熱媒流通チューブ２を構成しているロウ材１８が溶解してしまうことがなく、これによりチューブ接合工程Ｃにおける接合作業を簡易かつ容易にすることができる。
［第３実施形態］
次に、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第３実施形態について、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。この温水ヒータの製造方法は、熱媒流通チューブ形成工程Ａと、位置決め加圧工程Ｂと、チューブ接合工程Ｃとを備えている。
Ａ．熱媒流通チューブ形成工程
熱媒流通チューブ２の構造と、この熱媒流通チューブ２を形成する熱媒流通チューブ形成工程Ａについては、図３（ａ）〜（ｃ）に示した第１実施形態における熱媒流通チューブ形成工程Ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。この第３実施形態における熱媒流通チューブ２は、図６（ａ）に示すように、その上下一方（例えば下方）の熱媒流通孔１２の周囲に、その周方向に沿って連続的に起立する嵌合フランジ２７（嵌め込み手段）が設けられており、この嵌合フランジ２７が、対向する熱媒流通チューブ２の上下他方（ここでは上方）の熱媒流通孔１２の内周に密に嵌合するようになっている。
Ｂ．位置決め加圧工程
まず、図６（ａ）に示すように、３つの熱媒流通チューブ２を平行に配列し、これらの熱媒流通チューブ２の間にヒータ部材４を配置する。そして、図６（ｂ）に示すように、各熱媒流通チューブ２を重ね合わせ、その熱媒流通孔１２同士を整合させると同時に、ヒータ部材４が熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７の定位置に適度な面圧で密着するように、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４とを位置決めしながら、その積層方向に加圧する（位置決め加圧工程Ｂ）。
熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２同士を整合させる際には、熱媒流通チューブ２の下側の熱媒流通孔１２の周囲に形成された嵌合フランジ２７を、対向する熱媒流通チューブ２の上側の熱媒流通孔１２に嵌合させる。これにより、上下の熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２が嵌り合って互いに正確に位置決めされる。
Ｃ．チューブ接合工程
次に、図６（ｃ）に示すように、熱媒流通孔１２の内周に熱ゴテ２０を挿入し、熱媒流通孔１２の内周部を加熱する。そして、熱媒流通孔１２の外周側からロウ材２１を供給して熱媒流通孔１２の周部同士をロウ付けして接合する（チューブ接合工程Ｃ）。溶融したロウ材２１は、図６（ｄ）に示すように、毛細管現象により熱媒流通孔１２の周囲を一周するように流れ、これにより上下の熱媒流通チューブ２同士が一体的に固着されてヒータ本体３が完成する。ここで用いられるロウ材２１も、熱媒流通チューブ２を組み立てているロウ材１８より融点が低いものを用いるのが好ましい。
このように、熱媒流通チューブ２の上下一方の熱媒流通孔１２の周囲に形成した嵌合フランジ２７を、対向する熱媒流通チューブ２の上下他方の熱媒流通孔１２の内周に密に嵌合させる構成とした場合、嵌合フランジ２７により、対向する熱媒流通孔１２同士が互いに密に嵌合するため、位置決め加圧工程Ｂにおいて相対する熱媒流通チューブ２の相対位置がずれることがなく、これにより位置決め作業を簡易かつ容易に行うことができる。また、嵌合フランジ２７が相対する熱媒流通孔１２に嵌合されることにより、この部分のロウ付け面積が増加するため、ロウ付け接合強度を高めて温水ヒータ１の耐久性を高め、信頼性を向上させることができる。なお、ここでも、ロウ材２１の代わりに液状ガスケットを用いて熱媒流通チューブ２同士を接合するようにしてもよい。
［第４実施形態］
次に、本発明に係る温水ヒータの製造方法の第４実施形態について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。この温水ヒータの製造方法は、熱媒流通チューブ形成工程Ａと、位置決め加圧工程Ｂと、チューブ接合工程Ｃとを備えている。
Ａ．熱媒流通チューブ形成工程
熱媒流通チューブ２の構造と、この熱媒流通チューブ２を形成する熱媒流通チューブ形成工程Ａについては、図３（ａ）〜（ｃ）に示した第１実施形態における熱媒流通チューブ形成工程Ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。この第４実施形態における熱媒流通チューブ２は、第３実施形態の場合と同じく、その上下一方（例えば下方）の熱媒流通孔１２の周囲に、周方向に沿って連続的に起立する嵌合フランジ２８（嵌め込み手段）が設けられており、この嵌合フランジ２８が、対向する熱媒流通チューブ２の上下他方（ここでは上方）の熱媒流通孔１２の内周に密に嵌合するようになっている。嵌合フランジ２８の高さは、図７（ａ）に示すシールリング２９の厚みの分だけ、第３実施形態の嵌合フランジ２７よりも高く設定されている。
Ｂ．位置決め加圧工程
図７（ａ）に示すように、３つの熱媒流通チューブ２を平行に配列し、これらの熱媒流通チューブ２の間にヒータ部材４を配置する。同時に、対向する熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２の間にシールリング２９を介装する。次に、図７（ｂ）に示すように、各熱媒流通チューブ２を重ね合わせ、第３実施形態の場合と同じく、一方の熱媒流通孔１２に形成された嵌合フランジ２８を他方の熱媒流通孔１２に嵌合させ、熱媒流通孔１２同士を位置決めすると同時に、ヒータ部材４が熱媒流通チューブ２のヒータ接触面７の定位置に適度な面圧で密着し、かつ上下の熱媒流通チューブ２の間でシールリング２９が適度に圧縮されるように、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４とを位置決めしながら、その積層方向に加圧する（位置決め加圧工程Ｂ）。
Ｃ．チューブ接合工程
次に、図７（ｃ）に示すように、嵌合フランジ２８を熱媒流通孔１２の径方向外側に向かって拡径させる。この作業は、一般にカシメと呼ばれ、図示しないカシメ工具を熱媒流通孔１２の内径部に挿入し、嵌合フランジ２８を拡径させる（チューブ接合工程Ｃ）。これにより、シールリング２９が圧縮された状態のままで、熱媒流通チューブ２同士が強固に接合され、温水ヒータ１が完成する。熱媒流通チューブ２（熱媒流通孔１２）の間は、シールリング２９が圧縮介装されることにより液密にシールされるため、温水ヒータ１の内部を流れる熱媒であるエンジン冷却水が漏れることがない。
このように、一方の熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２に形成された嵌合フランジ２８を、対向する他方の熱媒流通チューブ２の熱媒流通孔１２に嵌合させ、この嵌合フランジ２８を径方向外側に向かって拡径させることにより、対向する熱媒流通チューブ２同士を連結するため、その連結強度を高めて温水ヒータ１の信頼性を向上させることができる。しかも、チューブ接合工程Ｃにおいてロウ付けを行わないため、製品の歩留まりを向上させるとともに、車両振動に強い構造とすることができる。なお、シールリング２９の代わりに液状ガスケットを用いてもよく、その場合は嵌合フランジ２８を径方向外側に拡径させなくてもよい。
［変形例］
図８は、本発明の変形例を示す縦断面図である。ここに示すように、各熱媒流通チューブ２の上下の熱媒流通孔１２の周囲には、熱媒流通チューブ２の内側に向かって起立する接合フランジ３１が形成されている。このような接合フランジ３１を設けることにより、熱媒流通孔１２の内周部に図４（ｃ）に示すような熱ゴテ２０を挿入して熱媒流通孔１２の付近を加熱しながらロウ付けを行う際に、熱媒流通孔１２が熱ゴテ２０に接する面積が大きくなるため、熱ゴテ２０の熱が熱媒流通孔１２に伝わりやすくなり、ロウ付けが容易になる。
以上のような、本発明に係る温水ヒータの製造方法により製造された温水ヒータ１は、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４との間が適度な接触面圧を持って密着し、固定されるため、熱媒流通チューブ２とヒータ部材４との間に安定した熱交換特性を付与することができる。しかも、熱媒流通チューブ２同士の接合強度を高めることができるため、車両に搭載される場合であっても、エンジン振動や走行振動に起因する各接合部の破損を防止することができ、信頼性が高い。
なお、本発明に係る温水ヒータの製造方法は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の各実施形態の構成を組み合わせる等してもよい。また、上記各実施形態においては加熱手段として熱ゴテ２０を用いているが、他の加熱手段を用いても構わない。
１ 温水ヒータ
２ 熱媒流通チューブ
３ ヒータ本体
４ ヒータ部材
６ チューブ構成部材
７ ヒータ接触面
１２ 熱媒流通孔
１７ 接合代
１８ 熱媒流通チューブ形成工程において用いるロウ材
２０ 熱ゴテ（加熱手段）
２１，２４ チューブ接合工程において用いるロウ材
２７，２８ 嵌合フランジ（嵌め込み手段）
２９ シールリング
Ａ 熱媒流通チューブ形成工程
Ｂ 位置決め加圧工程
Ｃ チューブ接合工程

Claims (8)

  1. 板金材料からなる複数のチューブ構成部材がロウ付けされてヒータ接触面を有する熱媒流通チューブが形成され、この熱媒流通チューブが複数平行に配置されて各熱媒流通チューブの間が相互に熱媒流通可能に接合されてヒータ本体が形成され、これら複数の熱媒流通チューブの間にヒータ部材が介装されて該ヒータ部材が前記ヒータ接触面に密着することにより前記熱媒流通チューブ内を流れる熱媒が加熱されるように構成された温水ヒータの製造方法であって、
    前記チューブ構成部材をロウ付けして前記熱媒流通チューブを形成する熱媒流通チューブ形成工程と、
    前記熱媒流通チューブを複数平行に配列し、これらの熱媒流通チューブの間に前記ヒータ部材を配置し、前記熱媒流通チューブと前記ヒータ部材とを位置決めしながら、前記ヒータ部材が前記熱媒流通チューブのヒータ接触面に密着するように、その積層方向に加圧する位置決め加圧工程と、
    前記位置決め加圧工程にて位置決めされた状態で前記熱媒流通チューブ同士を接合するチューブ接合工程と、
    を備えることを特徴とする温水ヒータの製造方法。
  2. 前記位置決め加圧工程において、前記熱媒流通チューブの積層方向に貫通形成された熱媒流通孔が整合するように各熱媒流通チューブを積層して位置決めし、
    前記チューブ接合工程において、前記熱媒流通孔の内周に加熱手段を挿入して前記熱媒流通孔の内周部を加熱することにより前記熱媒流通孔の周部同士をロウ付けして接合することを特徴とする請求項１に記載の温水ヒータの製造方法。
  3. 前記熱媒流通チューブ形成工程において、前記チューブ構成部材をロウ付けすることにより前記熱媒流通チューブを形成し、
    前記チューブ接合工程における前記熱媒流通チューブ同士の接合もロウ付けにより行い、
    前記チューブ接合工程において用いるロウ材には、前記熱媒流通チューブ形成工程において用いるロウ材よりも融点の低いものを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の温水ヒータの製造方法。
  4. 前記熱媒流通孔の周部に予めロウ材を添着しておき、前記チューブ接合工程において該ロウ材を溶融させることにより前記熱媒流通孔の周部同士をロウ付けして接合することを特徴とする請求項２または３に記載の温水ヒータの製造方法。
  5. 前記熱媒流通孔の周部に嵌め込み形状を設け、前記位置決め加圧工程において該嵌め込み形状を相対する熱媒流通孔に嵌め込むことにより位置決めを行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の温水ヒータの製造方法。
  6. 嵌め込み形状を前記熱媒流通孔の周方向に沿って連続的に起立する嵌合フランジとしたことを特徴とする請求項５に記載の温水ヒータの製造方法。
  7. 前記位置決め加圧工程において、前記嵌合フランジを相対する熱媒流通孔に嵌め込んだ後、前記チューブ接合工程において、該嵌合フランジを該熱媒流通孔の径方向外側に向かって拡径させることにより前記熱媒流通チューブ同士を接合することを特徴とする請求項６に記載の温水ヒータの製造方法。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載された温水ヒータの製造方法により製造されたことを特徴とする温水ヒータ。
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