JP2019095125A - 熱交換器のタンク及び熱交換器のタンクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<第1実施形態>
はじめに、第1実施形態のタンク及びタンクの製造方法が用いられる熱交換器の概要について説明する。図1に示される熱交換器1は、例えば内燃機関の冷却水を熱媒体として当該熱媒体と空気との間で熱交換を行うことにより熱媒体を冷却する車両用熱交換器として用いられるものである。
コア部2はチューブ20とフィン21とにより構成されている。チューブ20は、図中の矢印Aで示される方向に隙間を有して複数積層されている。チューブ20は、図中の矢印Bで示される方向、すなわち矢印Aで示される方向と直交する方向に長手方向を有する扁平状の管である。チューブ20の内部には、熱媒体の流れる流路が矢印Bで示される方向に形成されている。隣接するチューブ20,20間には、図中の矢印Cで示される方向、すなわち矢印Aで示される方向及び矢印Bで示される方向の両方に直交する方向に空気が流れる。
フィン21は、チューブ積層方向Aに隣接するチューブ20,20間に配置されている。フィン21は、薄い金属板を屈曲させることで形成される、いわゆるコルゲートフィンである。フィン21は、チューブ積層方向Aに隣接するチューブ20,20のそれぞれの側面にろう付けにより接合されている。フィン21は、チューブ20,20間を流れる空気との接触面積を増やすことにより、チューブ20の内部を流れる熱媒体と空気との間の熱交換を促進させる機能を有している。
図2及び図3に示されるように、タンク本体31の長手方向Aに直交する断面形状はU字状に形成されている。タンク本体31は、例えば熱硬化性樹脂により形成されている。タンク長手方向Aにおけるタンク本体31の両端部は閉塞されている。
図2に示されるように、コアプレート30は、タンク長手方向Aに延びる板状のチューブ接合部300と、チューブ接合部300の外周に全周に亘って形成される環状の挿入部301とを有している。コアプレート30は、例えばアルミニウム合金により形成されている。
図4に示されるように、フランジ部311の短壁部314の中央部には凹状の溝部316が形成されている。また、図示は省略するが、フランジ部311の短壁部315の中央部にも同様の凹状の溝部316が形成されている。
パッキン34は、フランジ部311の底面311bに設けられるパッキン本体部340と、パッキン本体部340からフランジ部311の短壁部314のそれぞれの溝部316に沿って延びる延伸部341とを有している。パッキン本体部340がタンク本体31のフランジ部311とコアプレート30との間で圧縮されて弾性変形することにより、それらの間がシールされている。
タンク3の製造の際には、まず、射出成形等の樹脂成形によりタンク本体31が成形される。この際、図6に示されるように、タンク本体31には、外周側面311cから外側に延びるようにオーバーフロー部317が形成される。オーバーフロー部317は、射出成形の際に製品として必要な部分に材料を充填した上で余剰の材料により形成される部分である。よって、オーバーフロー部317も、タンク本体31と同様に熱硬化性樹脂により構成されている。本実施形態では、このオーバーフロー部317がタンク本体31の余剰部分に相当する。
第1キャビティ510は、パッキン本体部340に対応する空間であり、フランジ部311の底面311bに沿って矩形環状に形成されている。第2キャビティ511は、延伸部341に対応する空間であって、フランジ部311の短壁部314の溝部316に沿って第1キャビティ510から延びるように形成されている。
組み付け工程に続いて、パッキンの素材であるゴム材料を金型5に射出する射出工程が行われる。射出工程では、下型51の第3キャビティの開口部分から金型5の内部にゴム材料が射出される。すなわち、図3に矢印Dで示されるように、フランジ部311の短壁部315に向かってゴム材料が射出される。この第3キャビティの開口部分に射出されたゴム材料は、第3キャビティから第1キャビティ510へと流れることにより、図3に矢印E1,E2で示されるように分岐するとともに、フランジ部311の底面311bに沿って流れる。矢印E1,E2に示される方向に流れたゴム材料は、フランジ部311の短壁部314に向かって流れるとともに、フランジ部311の短壁部314の付近で合流する。合流したゴム材料は、下型51の第2キャビティ511を通じてオーバーフロー流路512に流れ込む。これにより、図8及び図9に示されるように、金型5の内部にゴム材料が充填される。このような射出工程が行われた後、ゴム材料を冷却して硬化させることにより、タンク本体31にパッキン34が一体的に成形される。また、下型51のオーバーフロー流路512に流れ込んだゴム材料が硬化することにより、パッキン34には、延伸部341の上端部からフランジ部311の外側に向かって延びるようにオーバーフロー部342が形成される。本実施形態では、このオーバーフロー部342が、パッキン34の余剰部分に相当する。その後、金型5からタンク本体31及びパッキン34の一体成形品が取り外されることにより、図10及び図11に示されるようなタンク本体31及びパッキン34の一次成形品60の製造が完了する。
(1)射出工程では、金型5のオーバーフロー流路512の周囲に形成される隙間、具体的には上型50と下型51との間に形成される隙間が閉塞されるように、金型5よりも剛性の低いタンク本体31のオーバーフロー部317に金型5を押圧しつつ、タンク本体31の底面311bにパッキン34を一体的に成形する。このような製造方法によれば、パッキン34の材料であるゴム材料の余剰部分がオーバーフロー流路512に流れた際に、上型50と下型51との間に形成される隙間にゴム材料が流れ難くなるため、バリの発生を抑制することができる。よって、バリを除去する工程が不要となるため、生産性を向上させることができる。また、ゴム材料の余剰部分をオーバーフロー流路512に流すことにより、金型5の第1キャビティ510にゴム材料が密に充填され易くなるため、パッキン34に凹み等が形成され難くなる。結果的に、パッキン34のシール機能を確保することもできる。
(3)パッキン34は、その延伸部341に切断面341aを有している。また、タンク本体31は、パッキン34の延伸部341の切断面341aに隣接する部分に切断面311hを有している。このような構成によれば、タンク3の製造の際に、タンク本体31の切断面341aで切断されたオーバーフロー部317をシール部材として用いることができる。よって、上型50と下型51との間に隙間が形成されるような場合でも、タンク本体31のオーバーフロー部317をシール部材として用いることにより、この隙間を閉塞することができる。これにより、上型50と下型51との間の隙間にゴム材料が流れ難くなるため、バリの発生を抑制することができる。したがって、バリを除去する工程が不要となるため、生産性を向上させることができる。また、パッキン34の延伸部341に切断面341aが形成されていれば、タンク3の製造の際に、パッキン34にオーバーフロー部342を形成することができる。これにより、パッキン34を成形する際に用いられる金型5のキャビティ510,511にゴム材料が密に充填され易くなるため、パッキン34に凹み等が形成され難くなる。結果的に、パッキン34のシール機能を確保することもできる。
次に、第1実施形態の熱交換器1のタンク3及びその製造方法の変形例について説明する。
図13に示されるように、本変形例のタンク3の製造方法では、タンク本体31のオーバーフロー部317が2つのオーバーフロー片317a,317bに分割されて構成されている。射出工程の際、一方のオーバーフロー片317aは、下型51の左側壁部512bの上面512dと上型50の底面500とにより挟み込まれる。他方のオーバーフロー片317bは、下型51の右側壁部512cの上面512eと上型50の底面500との間に挟み込まれる。
<第2実施形態>
次に、熱交換器1のタンク3及びその製造方法の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態の熱交換器1のタンク3及びその製造方法との相違点を中心に説明する。
次に、本実施形態のタンク3の製造方法について説明する。
以上説明した本実施形態の熱交換器1のタンク3及びその製造方法によれば、以下の(4)〜(6)に示される作用及び効果を得ることができる。
(6)パッキン34は、パッキン本体部340からタンク本体31のフランジ部311の貫通孔318を通じて上面311dに延びる延伸部343を有している。延伸部343は、タンク本体31のフランジ部311の上面311dに切断面343aを有している。このような構成によれば、タンク3の製造の際に、タンク本体31のフランジ部311をシール部材として用いることができる。具体的には、上型50とタンク本体31のフランジ部311との間に隙間が形成されるような場合でも、タンク本体31のフランジ部311をシール部材として用いることにより、この隙間を閉塞することができる。これにより、上型50とタンク本体31のフランジ部311との間の隙間にゴム材料が流れ難くなるため、バリの発生を抑制することができる。よって、バリを除去する工程が不要となるため、生産性を向上させることができる。また、パッキン34の延伸部343に切断面343aが形成されていれば、タンク3の製造の際に、パッキン34にオーバーフロー部344を形成することができる。これにより、パッキン34を成形する際に用いられる金型5の第1キャビティ510にゴム材料が密に充填され易くなるため、パッキン34に凹み等が形成され難くなる。結果的に、パッキン34のシール機能を確保することもできる。
次に、第2実施形態の熱交換器1のタンク3及びその製造方法の変形例について説明する。
図18に示されるように、本変形例のタンク本体31のフランジ部311には、その底面311bから外周側面311cに貫通する貫通孔318が形成されている。上型50には、貫通孔318に連通するようにオーバーフロー流路502が形成されている。
<他の実施形態>
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
3:タンク
5:金型
30:コアプレート
31:タンク本体
34:パッキン
310:開口部
311:フランジ部(シール部材)
311b:底面
311c:外周側面
311d:上面
311h:切断面
317:オーバーフロー部
317a,317b:オーバーフロー片
318:貫通孔
340:パッキン本体部
341:延伸部
341a:切断面
342,344:オーバーフロー部(余剰部分)
343:延伸部
343a:切断面
510,511:キャビティ
512,501,502:オーバーフロー流路
70,71:シール部材
Claims (7)
- コアプレート(30)により閉塞される開口部(310)、及び前記開口部の外縁に形成されて前記コアプレートが組み付けられるフランジ部(311)を有するタンク本体(31)と、
前記タンク本体の前記フランジ部に一体的に成形され、前記タンク本体の前記フランジ部及び前記コアプレートの間をシールするパッキン(34)と、を有する熱交換器(1)のタンク(3)の製造方法であって、
前記パッキンに対応したキャビティ(510,511)が形成された金型(5)に前記タンク本体を組み付ける組み付け工程と、
前記パッキンの材料を前記金型の前記キャビティに射出することにより前記フランジ部の底面(311b)にパッキンを一体的に成形する射出工程と、を備え、
前記金型には、前記パッキンに対応した前記キャビティに連通されて前記パッキンの材料の余剰部分(342,344)が流れ込むオーバーフロー流路(501,502,512)が形成され、
前記射出工程では、前記オーバーフロー流路の周囲に形成される隙間が閉塞されるように、前記金型よりも剛性の低いシール部材(70,71,311,317)に前記金型を押圧しつつ、前記フランジ部の底面にパッキンを一体的に成形する
熱交換器のタンクの製造方法。 - 前記タンク本体には、前記オーバーフロー流路に延びるように余剰部分(317)が形成され、
前記シール部材として、前記タンク本体の余剰部分が用いられる
請求項1に記載の熱交換器のタンクの製造方法。 - 前記タンク本体の余剰部分は、複数の部分(317a,317b)に分割されている
請求項2に記載の熱交換器のタンクの製造方法。 - 前記シール部材として、前記タンク本体のフランジ部(311)が用いられる
請求項1に記載の熱交換器のタンクの製造方法。 - 前記シール部材として、前記タンク本体及び前記パッキンとは別の部材(70,71)が用いられる
請求項1に記載の熱交換器のタンクの製造方法。 - コアプレート(30)により閉塞される開口部(310)、及び前記開口部の外縁に形成されて前記コアプレートが組み付けられるフランジ部(311)を有するタンク本体(31)と、
前記タンク本体の前記フランジ部に一体的に成形されて前記タンク本体の前記フランジ部及び前記コアプレートの間をシールするパッキン(34)と、を備え、
前記パッキンは、
前記フランジ部の底面に設けられるパッキン本体部(340)と、
前記パッキン本体部から前記フランジ部の外周側面(311c)に沿って延びるとともに、切断面(341a)が形成される延伸部(341)と、を有し、
前記タンク本体は、
前記パッキンの前記延伸部の前記切断面に隣接する部分に切断面(311h)を有している
熱交換器のタンク。 - コアプレート(30)により閉塞される開口部(310)、及び前記開口部の外縁に形成されて前記コアプレートが組み付けられるフランジ部(311)を有するタンク本体(31)と、
前記タンク本体の前記フランジ部に一体的に成形されて前記タンク本体の前記フランジ部及び前記コアプレートの間をシールするパッキン(34)と、を備え、
前記タンク本体には、
前記フランジ部の底面(311b)から前記タンク本体の内部を貫通して前記フランジ部の外周側面(311c)又は上面(311d)に延びる貫通孔(318)が形成され、
前記パッキンは、
前記フランジ部の底面に設けられるパッキン本体部(340)と、
前記パッキン本体部から前記貫通孔を通じて前記フランジ部の外周側面又は上面に延びるとともに、前記フランジ部の外周側面又は上面に切断面(343a)を有する延伸部(343)と、を備える
熱交換器のタンク。
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