JP4676278B2

JP4676278B2 - 熱交換器及びその製造方法

Info

Publication number: JP4676278B2
Application number: JP2005237229A
Authority: JP
Inventors: 明彦松島
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-08-18
Also published as: JP2007051827A

Description

本発明は、熱交換器及びその製造方法に関し、特に、コア部の端部に樹脂タンクを備えた熱交換器及びその製造方法に関する。

従来、ラジエータ等の熱交換器として、樹脂タンクを備えた熱交換器が知られている。図２に示すように、この種の従来の熱交換器１では、並設されたアルミニウム製チューブ２の両端部にアルミニウム製のヘッダプレート３が一体ロウ付けされてコア部４が形成され、このコア部４の両側にそれぞれ樹脂タンク５が設けられている。

そして、このような熱交換器１を製造する過程において、コア部４のヘッダプレート３と樹脂タンク５との間にパッキン６を介装し、ヘッダプレート３の外縁部７をカシメることにより、コア部４と樹脂タンク５とを締結させている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２９６９９６号公報

しかしながら、上記した従来の熱交換器及びその製造方法においては、ヘッダプレート３と樹脂タンク５との間でパッキン６の咬み込みが生じたりするとシール不良になり、ヘッダプレート３と樹脂タンク５との接合部分から樹脂タンク５内の流体が漏出するおそれがあった。

また、ヘッダプレート３と樹脂タンク５との接合部分においてシール性を確保するには、ヘッダプレート３のカシメ時のパッキン６の圧縮率、平滑性や傷の有無等を厳格に管理する必要があったため、熱交換器の製造作業に非常に手間が掛かるといった問題があった。

さらに、パッキン６の取付作業やヘッダプレート３のカシメ作業が必要となると共に、樹脂タンク５の成形後に樹脂タンク５の反りや歪を取る工程が必要となるため、部品点数や工数が増え、製造コストの低減化が図り難いといった問題があった。

さらにまた、ヘッダプレート３を樹脂タンク５にカシメるには樹脂タンク５の幅方向に一定の寸法を確保する必要があるため、樹脂タンク５の薄型化が図り難いといった問題もあった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、ヘッダプレート３と樹脂タンク５との接合部分のシール性を高めると共に、熱交換器の製造作業の簡素化や製造コストの低減化を図ることのできる熱交換器及びその製造方法を提供しようとするものである。

本発明は、チューブの端部にヘッダプレートを接合して形成されるコア部と、該コア部の端部に設けられる樹脂タンクとを備えた熱交換器であって、前記樹脂タンクは、前記コア部のヘッダプレートがインサートされて筒状に射出成形されるコアインサート部と、該コアインサート部の一方の端部に接合されて該コアインサート部の一方の開口面を閉塞可能なように射出成形されるタンク本体部とを備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る熱交換器の製造方法は、チューブの端部にヘッダプレートを接合してコア部を形成する工程と、第１成形型内に、前記コア部のヘッダプレートをインサートし、コアインサート部を筒状に射出成形する工程と、第２成形型内において、前記コアインサート部の開口面を閉塞可能なようにタンク本体部を射出成形する工程と、前記射出成形されたコアインサート部とタンク本体部の少なくともいずれか一方を他方に対向する位置までスライドさせ、衝合させる工程と、前記コアインサート部と前記タンク本体部との衝合部分に樹脂を射出し、前記コアインサート部と前記タンク本体部とを接合する工程とを備えていることを特徴とする。

さらに、本発明に係る熱交換器の製造方法は、チューブの端部にヘッダプレートを接合してコア部を形成する工程と、第１成形型内に、前記コア部のヘッダプレートをインサートし、コアインサート部を筒状に射出成形する工程と、第２成形型内において、前記コアインサート部の開口面を閉塞可能なようにタンク本体部を射出成形する工程と、前記射出成形されたコアインサート部とタンク本体部の少なくともいずれか一方を他方に対向する位置まで回転させ、衝合させる工程と、前記コアインサート部と前記タンク本体部との衝合部分に樹脂を射出し、前記コアインサート部と前記タンク本体部とを接合する工程とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、コア部と樹脂タンクとは、ヘッダプレートをコアインサート部にインサート成形することより接合されるようになっているため、パッキンの取付作業やヘッダプレートのカシメ作業が不要となり、部品点数や工数を削減することができる。また、成形型から樹脂タンクを取り出さずにコア部を樹脂タンクに組み付けることができるため、樹脂タンクの成形後に樹脂タンクの反りや歪を取る工程が不要となり、工数の削減が可能となる。さらに、ヘッダプレートと樹脂タンクとの接合部分をパッキンでシールすることなく、シール性を確保することができるため、パッキンの圧縮率、平滑性や傷の有無等の管理が不要となる。したがって、熱交換器の製造作業の簡略化、及び製造コストの低減化を図ることができる。

また、ヘッダプレートと樹脂タンクとの間でパッキンの咬み込みが生じ、シール不良が発生するおそれがないため、シール性を高めることができ、熱交換器の信頼性の向上を図ることができる。

さらに、ヘッダプレートを樹脂タンクにカシメる必要がないため、樹脂タンクの幅方向の寸法の制約がなくなり、樹脂タンクの薄型化が可能となる。

さらにまた、コア部の組み付け、コア部の樹脂タンクへのインサート成形、及び樹脂タンクの成形作業を連続的に行うことができるため、熱交換器の生産ラインの単純化が可能となり、生産性の向上を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本実施の形態に係る熱交換器を部分的に示す断面図である。

本実施の形態における熱交換器１１は、コア部１２と、コア部１２の両端部に設けられた細長の樹脂タンク１３とを備えて構成されており、コア部１２の内外をそれぞれ流通する各冷却流体間において熱交換が行われるようになっている。

コア部１２は、並設される多数のアルミニウム製の扁平チューブ１４と、各扁平チューブ１４の外周部に配設されるフィン（図示せず）と、各扁平チューブ１４の両端部に接合されるアルミニウム製のヘッダプレート１５とを主体に構成されている。そして、ヘッダプレート１５には、多数のスリット孔１６が形成されており、これらのスリット孔１６に扁平チューブ１４の両端部が貫設されるようになっている。また、ヘッダプレート１５の両側縁部１７は略直角に屈曲して形成されており、樹脂タンク１３にインサート成形されるようになっている。

樹脂タンク１３は、コア部１２が接合可能なように扁平細長筒状に射出成形されるコアインサート部１８と、コアインサート部１８の反コア部側の端部に接合されて該端部側の開口面１９を閉塞可能なように断面Ｕ字状に射出成形されるタンク本体部２０とから構成されている。また、コアインサート部１８とタンク本体部２０の接合部分には、全周に亘って、それぞれ欠込み部２１，２２が形成されており、コアインサート部１８とタンク本体部２０が衝合されると、両欠込み部２１，２２により接合凹部２３が形成されるようになっている。

次に、本実施の形態に係る熱交換器１１を製造する方法について説明する。なお、以下の説明では、互いに開閉可能に組み合わされる第１成形型と第２成形型の２種類の成形型でそれぞれ一次成形品を射出成形した後、各一次成形品をスライドさせ、衝合させた状態、再度、樹脂を射出し、一次成形品同士を接合して完成品を成形させる、所謂ダイ・スライド・インジェクション（ＤSＩ）法を利用した成形装置（図示せず）により製造する場合について例示して説明する。

先ず、チューブ１２の外周部に前記フィンを配設すると共にチューブ１２の両端部をスリット孔１６に貫設させ、コア部１２を組み立てた後、その組立体を炉内において一体ロウ付けし、コア部１２を形成させる。

前記成形装置の第１成形型内にコア部１２のヘッダプレート１５の両側端部１７を据え付け、型締めした後、該第１成形型及び第２成形型内に溶融樹脂を射出し、それぞれ、樹脂を固化させる。この結果、前記第１成形型によりコアインサート部１８が筒状に成形されると共に、コアインサート部１８にヘッダプレート１５の両側縁部１７がインサート成形され、コアインサート部１８とコア部１２とが一体化される。また、前記第２成形型によりタンク本体部２０が所定形状に成形される。

次いで、前記第１成形型と前記第２成形型を開き、ランナーを取り除いた後、タンク本体部２０をコアインサート部１８に対向する位置までスライドさせ、再度、型締めし、タンク本体部２０とコアインサート部１８とを衝合させる。そして、この状態で、接合凹部２３に溶融樹脂を射出し、その樹脂を固化させた後、前記第１成形型と前記第２成形型を開き、ランナーを取り除く。これにより、コアインサート部１８とタンク本体部２０が接合され、熱交換器１１が製造される。

このように、上記した実施の形態に係る熱交換器及びその製造方法によれば、コア部１２とコアインサート部１８とがヘッダプレート１５の両側縁部１７をコアインサート部１８にインサート成形することより接合されるようになっているため、パッキンの取付作業やヘッダプレート１５のカシメ作業が不要となり、部品点数や工数を削減することができる。また、ヘッダプレート１５と樹脂タンク１３との間でパッキンの咬み込みが生じ、シール不良が発生するおそれがないため、シール性を高めることができる。

さらに、ヘッダプレート１５と樹脂タンク２０との接合部分をパッキンでシールすることなく、シール性を確保することができるため、パッキンの圧縮率、平滑性や傷の有無等の管理が不要となり、熱交換器１１の製造作業の簡略化を図ることができる。また、成形型から樹脂タンク１３を取り出さずにコア部１２を樹脂タンク１３に組み付けることができるため、樹脂タンク１３の成形後に樹脂タンク１３の反りや歪を取る工程が不要となり、工数の削減が可能となる。さらにまた、ヘッダプレート１７を樹脂タンク２０にカシメる必要がないため、樹脂タンク２０の幅方向の寸法の制約がなくなり、樹脂タンク２０の薄型化が可能となる。また、コア部１２の組み付け、コア部１２の樹脂タンク２０へのインサート成形、及び樹脂タンク２０の成形作業を連続的に行うことができるため、熱交換器１１の生産ラインの単純化が可能となり、生産性の向上を図ることができる。

なお、上記した実施の形態では、ダイ・スライド・インジェクション法を利用した成形装置により熱交換器１１を製造する方法について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、例えば、前記第１成形型と第２成形型でそれぞれ一次成形品を射出成形した後、各一次成形品を回転させ、衝合させた状態で、再度、樹脂を射出し、一次成形品同士を接合して完成品を成形させる、所謂ダイ・ロータリー・インジェクション（ＤＲＩ）法等、他の工法を利用した成形装置（図示せず）により製造することもできる。

本発明の実施の形態に係る熱交換器を部分的に示す断面図である。従来例を示す断面図である。

符号の説明

１１熱交換器
１２コア部
１３樹脂タンク
１４チューブ
１５ヘッダプレート
１８コアインサート部
１９開口面
２０タンク本体部

Claims

チューブの端部にヘッダプレートを接合して形成されるコア部と、該コア部の端部に設けられる樹脂タンクとを備えた熱交換器であって、
前記樹脂タンクは、前記コア部のヘッダプレートがインサートされて筒状に射出成形されるコアインサート部と、該コアインサート部の一方の端部に接合されて該端部側の開口面を閉塞可能なように射出成形されるタンク本体部とを備え、前記コアインサート部と前記タンク本体部の接合部分にはそれぞれ欠込み部が形成され、前記コアインサート部と前記タンク本体部とを衝合すると、前記両欠込み部により溶融樹脂を射出可能な接合凹部が形成されることを特徴とする熱交換器。
チューブの端部にヘッダプレートを接合してコア部を形成する工程と、
第１成形型内に、前記コア部のヘッダプレートをインサートし、コアインサート部を筒状に射出成形する工程と、
第２成形型内において、前記コアインサート部の開口面を閉塞可能なようにタンク本体部を射出成形する工程と、
前記射出成形されたコアインサート部とタンク本体部の少なくともいずれか一方を他方に対向する位置までスライドさせ、衝合させる工程と、
前記コアインサート部と前記タンク本体部との衝合部分に樹脂を射出し、前記コアインサート部と前記タンク本体部とを接合する工程と、
を備えていることを特徴とする熱交換器の製造方法。
チューブの端部にヘッダプレートを接合してコア部を形成する工程と、
第１成形型内に、前記コア部のヘッダプレートをインサートし、コアインサート部を筒状に射出成形する工程と、
第２成形型内において、前記コアインサート部の開口面を閉塞可能なようにタンク本体部を射出成形する工程と、
前記射出成形されたコアインサート部とタンク本体部の少なくともいずれか一方を他方に対向する位置まで回転させ、衝合させる工程と、
前記コアインサート部と前記タンク本体部との衝合部分に樹脂を射出し、前記コアインサート部と前記タンク本体部とを接合する工程と、
を備えていることを特徴とする熱交換器の製造方法。