JP6369181B2 - ヘッダタンク部品及び熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器のヘッダタンクを構成するヘッダタンク部品、及びそのヘッダタンク部品を用いた熱交換器に関する。

自動車に用いられるラジエーターといった熱交換器として、冷却水が通る複数のチューブと、そのチューブに設けられた放熱用のフィンと、複数のチューブに冷却水を分配し回収するために一時的に冷却水を貯留するヘッダタンクと、を備えるものが知られている（下記特許文献１参照）。特許文献１に記載の熱交換器では、ヘッダタンクは、タンク本体とコアプレートとによって構成されている。タンク本体は樹脂製であり、冷却水が一時的に貯留する空間を形成するものである。コアプレートには、複数のチューブの長手方向端部がろう付け接合されている。コアプレートとタンク本体とは、密閉性を確保するためのパッキンを間に挟み、コアプレートの一部を折り曲げることにより固定されている。

特開２００２−１１５９９１号公報

上記従来の技術ではタンクを組み立てる工程で、コアプレートとタンク本体とパッキンとを準備し、コアプレートとタンク本体との間の所定の位置にパッキンが配置されるように位置決めをして挟み込み、コアプレートの一部を折り曲げて固定している。このようにパッキンをコアプレートやタンク本体と別に設けると、組み立てる工程で部材の準備や位置決めが必要であるため工程が複雑であり、更なる工程の簡素化が求められる。

一般的に、ある容器状部品の開口部に、その容器状部品を形成する材料とは異なる材料を用いつつもその容器状部品と一体化されたパッキン状部分を形成するのは、開口部が略矩形をなしている場合のように、容器状部品が単純な形状の場合に限られている。この場合においてパッキン状部分を形成する手法の一例としては、容器状部品及びパッキン状部分を形成しうる金型を使用し、樹脂を流入させるためのゲートからパッキン状部分を形成する樹脂を流入させるものがある。ゲートから流入した樹脂は、開口部に沿って２方向に分岐した後、反ゲート部分において合流する。この合流部分においては、２つのルートから流れてくる樹脂の境界がウェルドラインとして残存する。容器状部品がラジエーターのヘッダタンクのように冷却水を貯留させるものである場合、ウェルドラインは冷却水の漏れの原因となる。そこで、ウェルドラインが容器外に出るように、樹脂を容器状部品の外にオーバーフローさせるといった工夫がなされている。

ところで、反ゲート部分におけるウェルドライン処理の工夫は、容器状部品がある程度単純な場合に適用されるものである。上記特許文献１に記載されているようなタンク本体は、その内部が複数の室に区画されているため、開口部は単純な矩形をなしておらず室間の区切りも含めて複雑な形状となっている。このような複雑な形状のタンク本体にパッキン状部分を形成しようとしても、流入した樹脂の合流部分が反ゲート部のみならず各所にできてしまい、反ゲート部分におけるウェルドライン対策のみでは冷却水の漏れの問題を解決することができない。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換器に用いられるヘッダタンクを構成するヘッダタンク部品であって、ヘッダタンク部品の開口部が単純な矩形状を成していない場合であっても、パッキン状部分を一体的に形成することが可能なヘッダタンク部品、及びそのヘッダタンク部品を用いた熱交換器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のヘッダタンク部品は、熱交換器におけるヘッダタンク（１０Ａ,１０Ｂ）の一部を構成するヘッダタンク部品（２０Ａ，２０Ｂ，２０ＢＡ，２０ＢＢ）であって、第１流体が流れる複数の第１チューブ（４１１）が連設された第１プレート部分（３１）との間で、前記第１流体が一時的に貯留される第１貯留空間（２１Ａａ，２１Ｂａ）を形成する第１区画部（２１Ａ，２１Ｂ）と、第２流体が流れる複数の第２チューブ（４２１）が連設された第２プレート部分（３２）との間で、前記第２流体が一時的に貯留される第２貯留空間（２２Ａａ，２２Ｂａ）を形成する第２区画部（２２Ａ，２２Ｂ）と、前記第１区画部と前記第２区画部との間に設けられ、前記複数の第１チューブと前記複数の第２チューブとの間に配置される第３チューブ（４３１）が設けられた第３プレート部分（３３）との間で、流体が貯留されない非貯留空間（２３ａ）を形成する第３区画部（２３）と、前記第１区画部と前記第１プレート部分との間、前記第２区画部と前記第２プレート部分との間、及び前記第３区画部と前記第３プレート部分との間に介在する樹脂製の封止部であって、全体が射出成形により一体成形されていると共に前記第１区画部、前記第２区画部及び前記第３区画部に接着されており、その射出成形のためのゲートに対応するゲート部（５２１ａ）が前記第１区画部又は前記第２区画部側に設けられてなる封止部（５０，５０Ａ，５０Ｂ）と、前記ゲートから注入される樹脂材料が前記第３区画部内にオーバーフローすることで形成されてなる調整部（５３３ａ，５３３ｂ，５３３ａＡ，５３３ｂＡ，５３３ａＢ，５３３ｂＢ）と、を備える。

本発明のヘッダタンク部品では、射出成形によりゲートから流入した樹脂を、第１区画部と第２区画部との間に形成される第３区画部内にオーバーフローさせることで、ウェルドラインを第３区画部内に形成するができる。第３区画部は、流体が貯留されない非貯留空間を形成するので、第３区画部内に樹脂をオーバーフローさせても切除する必要がない。また、第３区画部内に樹脂をオーバーフローさせウェルドラインが形成されたりしても、第１区画部側及び第２区画部側の封止に影響を与えない。したがって、開口部が単なる矩形状ではなく、第１区画部及び第２区画部と第３区画部とにより形成されるような複雑な形状の場合であっても、異物混入の問題や冷却水の漏れの問題を解決することができる。

また、本発明の熱交換器は、前記第１プレート部分、前記第２プレート部分、及び前記第３プレート部分を有するコアプレート（３０）と、上述したヘッダタンク部品（２０Ａ，２０Ｂ，２０ＢＡ，２０ＢＢ）と、によって形成されたヘッダタンクを備える。

上述したヘッダタンク部品は、封止部を射出成形により一体的に形成しても異物混入の問題や冷却水漏洩の問題を解消できるので、このようなヘッダタンク部品によって構成されたヘッダタンクを備える熱交換器はより信頼性が高まる。

本発明によれば、熱交換器に用いられるヘッダタンクを構成するヘッダタンク部品であって、ヘッダタンク部品の開口部が単純な矩形状を成していない場合であっても、パッキン状部分を一体的に形成することが可能なヘッダタンク部品、及びそのヘッダタンク部品を用いた熱交換器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る熱交換器の外観を示す斜視図である。 図１に示す熱交換器の一部を拡大して示す分解斜視図である。 図２に示すヘッダタンク部品に対して封止部を一体的に成形する際の型構造を模式的に示す図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 実施形態に係る熱交換器の内部構造について一部を拡大して説明するための斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 第１変形例に係る熱交換器の内部構造について一部を拡大して説明するための斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 第２変形例に係る熱交換器の内部構造について一部を拡大して説明するための斜視図である。 第２変形例に係る熱交換器の内部構造について一部を拡大して説明するための平断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態（以下、本実施形態という。）について説明する。なお、本実施形態の説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施形態に係るヘッダタンク部品２０Ａ，２０Ｂ及びそのヘッダタンク部品２０Ａ，２０Ｂを用いた熱交換器ＨＥの構成について、図１，図２，図３，図４，図５，図６を参照しながら説明する。熱交換器ＨＥは、ハイブリッド自動車のラジエーターとして用いられるものである。熱交換器ＨＥは、機能的には、第１熱交換器ＨＥ１と、第２熱交換器ＨＥ２と、を備えている。第１熱交換器ＨＥ１は、エンジン冷却水（第１流体）用のラジエーターとして構成されている。第２熱交換器ＨＥ２は、電気系冷却水（第２流体）用のラジエーターとして構成されている。熱交換器ＨＥは、部品構成的には、ヘッダタンク１０Ａと、ヘッダタンク１０Ｂと、熱交換部４０と、を備えている。ヘッダタンク１０Ａとヘッダタンク１０Ｂとは、熱交換部４０を挟むように配置されている。引き続いて、熱交換器ＨＥの部品構成について説明する。

ヘッダタンク１０Ａは、ヘッダタンク部品２０Ａと、コアプレート３０とを備えている。ヘッダタンク部品２０Ａは、一面が開放された箱状の部品である。その開放された一面にコアプレート３０を配置し、コアプレート３０の一部を折り曲げて塑性変形させることによって、ヘッダタンク部品２０Ａとコアプレート３０とが接合されている。ヘッダタンク部品２０Ａは、例えば、ポリアミド樹脂に強化材としてガラス繊維を添加した繊維入りの樹脂を金型内に充填して成形される樹脂成型品である。コアプレート３０は、高い熱伝導性を確保するため、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムにより製造されることが好ましい。

コアプレート３０には、それぞれ複数の第１チューブ４１１、第２チューブ４２１及び第３チューブ４３１が、それらの長手方向の端部においてろう付け接合されている。また、第１チューブ４１１と第１チューブ４１１との間、第２チューブ４２１と第２チューブ４２１との間、第３チューブ４３１と第３チューブ４３１との間、第１チューブ４１１と第３チューブ４３１との間、第２チューブ４２１と第３チューブ４３１との間には、冷却フィン４０１が設けられている。

コアプレート３０は、第１プレート部分３１と、第２プレート部分３２と、第３プレート部分３３とから構成されている。第３プレート部分３３は、第１プレート部分３１と第２プレート部分３２との間に配置されている。コアプレート３０は、第１プレート部分３１と、第２プレート部分３２と、第３プレート部分３３とが一体的に構成された板状の部材であって、第１チューブ４１１、第２チューブ４２１及び第３チューブ４３１が貫通固定可能なように所定の開口が設けられている。第１チューブ４１１は、第１プレート部分３１に接合されている。第２チューブ４２１は、第２プレート部分３２に接合されている。第３チューブ４３１は、第３プレート部分３３に接合されている。

第１チューブ４１１、第２チューブ４２１、第３チューブ４３１及び冷却フィン４０１は、熱交換部４０を構成するものである。第１チューブ４１１、第２チューブ４２１、第３チューブ４３１及び冷却フィン４０１は、高い熱伝導性を確保するため、例えば、熱伝導性の高いアルミニウムにより製造されることが好ましい。

熱交換部４０は、第１熱交換部４１と、第２熱交換部４２と、熱歪緩和部４３と、を備えている。複数の第１チューブ４１１及びそれら複数の第１チューブ４１１の間に配置されている冷却フィン４０１は、第１熱交換部４１を構成している。複数の第２チューブ４２１及びそれら複数の第２チューブ４２１の間に配置されている冷却フィン４０１は、第２熱交換部４１を構成している。複数の第３チューブ４３１及びそれら複数の第３チューブ４３１の間に配置されている冷却フィン４０１は、熱歪緩和部４３を構成している。

ヘッダタンク部品２０Ａは、部品本体２０Ａａと、封止部５０とを備える。部品本体２０Ａａは、第１区画部２１Ａと、第２区画部２２Ａと、第３区画部２３と、を備える。第３区画部２３は、第１区画部２１Ａと第２区画部２２Ａとの間に配置されている。第１区画部２１Ａ、第２区画部２２Ａ及び第３区画部２３は、同一方向に開口された略箱状の部分である。

第１区画部２１Ａは、第１プレート部分３１により閉塞され、内部にエンジン冷却水を一時的に貯留する第１貯留空間２１Ａａが形成される。第１区画部２１Ａには、第３区画部２３とは反対側の端部近傍に流入口２４Ａが設けられている。流入口２４Ａから流入するエンジン冷却水は、第１貯留空間２１Ａａ内に一時的に貯留される。第１貯留空間２１Ａａ内に一時的に貯留されたエンジン冷却水は、複数の第１チューブ４１１に分かれて流出し、第１チューブ４１１内を流れる。

第２区画部２２Ａは、第２プレート部分３２により閉塞され、内部に電気系冷却水を一時的に貯留する第２貯留空間２２Ａａが形成される。第２区画部２２Ａには、流入口２５Ａが設けられている。流入口２５Ａから流入する電気系冷却水は、第２貯留空間２２Ａａ内に一時的に貯留される。第２貯留空間２２Ａａ内に一時的に貯留された電気系冷却水は、複数の第２チューブ４２１に分かれて流出し、第２チューブ４２１内を流れる。

第３区画部２３は、第３プレート部分３３により閉塞され、内部に冷却水が貯留されない非貯留空間２３ａが形成される。すなわち、第３プレート部分３３に連設された第３チューブ４３１は、冷却水が流通しないダミーチューブとして機能している。ここで、第１熱交換部４１における第１チューブ４１１と第２熱交換部４２における第２チューブ４１２とには、温度の異なる冷却水が流通する。そのため、第１チューブ４１１と第２チューブ４１２とを隣接して設けた場合には、温度差によりチューブが歪むことがある。そこで、チューブの熱歪対策として、第３チューブ４３１に冷却水を流通させず、熱歪緩和部４３として機能させている。第１チューブ４１１と第２チューブ４１２との間に、冷却水の流通しない第３チューブ４３１を設けるには、チューブの栓止めを行ったり、コアプレート３０の穴を塞いだりするなど、コストのかかる対策が必要である。この点、内部に冷却水が貯留されない非貯留空間２３ａを形成し、この部分に第３チューブ４３１を設けることで、第３プレート部分３３及び第３チューブ４３１に特別の加工を施すことなく、ダミーチューブとして機能させることができる。

続いて、ヘッダタンク１０Ｂについて説明する。ヘッダタンク１０Ｂは、ヘッダタンク部品２０Ｂと、コアプレート３０とを備えている。ヘッダタンク部品２０Ｂは、一面が開放された箱状の部品である。その開放された一面にコアプレート３０を配置し、コアプレート３０の一部を折り曲げて塑性変形させることによって、ヘッダタンク部品２０Ｂとコアプレート３０とが接合されている。ヘッダタンク部品２０Ｂは、例えば、ポリアミド樹脂に強化材としてガラス繊維を添加した繊維入りの樹脂を金型内に充填して成形される樹脂成型品である。

ヘッダタンク部品２０Ｂは、部品本体２０Ｂａと、封止部５０とを備える。部品本体２０Ｂａは、第１区画部２１Ｂと、第２区画部２２Ｂと、第３区画部２３と、を備える。第３区画部２３は、第１区画部２１Ｂと第２区画部２２Ｂとの間に配置されている。第１区画部２１Ｂ、第２区画部２２Ｂ及び第３区画部２３は、同一方向に開口された略箱状の部分である。

第１区画部２１Ｂは、第１プレート部分３１により閉塞され、内部にエンジン冷却水を一時的に貯留する第１貯留空間２１Ｂａが形成される。第１区画部２１Ｂには、第３区画部２３側の端部近傍に流出口２４Ｂが設けられている。第１貯留空間２１Ｂａには、複数の第１チューブ４１１からエンジン冷却水が流入する。複数の第１チューブ４１１から流入したエンジン冷却水は、第１貯留空間２１Ｂａ内に一時的に貯留される。第１貯留空間２１Ｂａ内に一時的に貯留されたエンジン冷却水は、流出口２４Ｂから流出する。流出口２４Ｂから流出したエンジン冷却水は、エンジン（不図示）を循環して冷却し、流入口２４Ａに還流する。

第２区画部２２Ｂは、第２プレート部分３２により閉塞され、内部に電気系冷却水を一時的に貯留する第２貯留空間２２Ｂａが形成される。第２区画部２２Ｂには、流出口２５Ｂが設けられている。第２貯留空間２２Ｂａには、複数の第２チューブ４２１から電気系冷却水が流入する。複数の第２チューブ４２１から流入した電気系冷却水は、第２貯留空間２２Ｂａ内に一時的に貯留される。第２貯留空間２２Ｂａ内に一時的に貯留された電気系冷却水は、流出口２５Ｂから流出する。流出口２５Ｂから流出した電気系冷却水は、電動モータやインバータといった電気系を循環して冷却し、流入口２５Ａに還流する。

上述したように、第１区画部２１Ａ、当該部を覆う第１プレート部分３１、第１チューブ４１１と冷却フィン４０１とを含む第１熱交換部、第１区画部２１Ｂ、及び当該部を覆う第１プレート部分３１は、第１熱交換器ＨＥ１を構成している。また、第２区画部２２Ａ、当該部を覆う第２プレート部分３２、第１チューブ４２１と冷却フィン４０１とを含む第２熱交換部、第２区画部２２Ｂ、及び当該部を覆う第２プレート部分３２は、第２熱交換器ＨＥ２を構成している。

続いて、図２を参照しながら、部品本体２０Ｂａ、コアプレート３０及び封止部５０の相互関係について説明する。以下の説明ではヘッダタンク１０Ｂ側を例にとって説明するけれども、ヘッダタンク１０Ａ側でも同様の相互関係が構成されている。図２は、説明の便宜上、部品本体２０Ｂａと封止部５０とを分離して示しているけれども、実際には部品本体２０Ｂａに封止部５０が接着されて一体的に成形され、ヘッダタンク部品２０Ｂを構成している。

第１区画部２１Ｂは、長手方向の側壁２１２ａ，２１２ｂと、短手方向の側壁２３２ｂ（第１側壁）と、を有している。側壁２１２ａと側壁２１２ｂとは対向配置されている。側壁２１２ａと側壁２１２ｂとは、封止部５０が接着されている開口側とは反対側の底部において互いに湾曲しながら繋がっている。側壁２３２ｂは、もう一方の短手方向の側壁（不図示）と対向配置されている。長手方向の側壁２１２ａ，２１２ｂと、短手方向の側壁２３２ｂ及び不図示の側壁とによって、第１貯留空間２１Ｂａを構成する凹部の周囲壁面及び底面が形成されている。

第２区画部２２Ｂは、長手方向の側壁２２２ａ，２２２ｂと、短手方向の側壁２３２ａ（第２側壁）と、を有している。側壁２２２ａと側壁２２２ｂとは対向配置されている。側壁２２２ａと側壁２２２ｂとは、封止部５０が接着されている開口側とは反対側の底部において互いに湾曲しながら繋がっている。側壁２３２ａは、もう一方の短手方向の側壁（不図示）と対向配置されている。長手方向の側壁２２２ａ，２２２ｂと、短手方向の側壁２３２ａ及び不図示の側壁とによって、第２貯留空間２２Ｂａを構成する凹部の周囲壁面及び底面が形成されている。

第３区画部２３は、側壁２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂを有している。側壁２３１ａと側壁２３１ｂとは対向配置されている。側壁２３１ａは、側壁２１２ａと側壁２２２ａとを直線的に繋ぐように配置されている。側壁２３１ｂは、側壁２１２ｂと側壁２２２ｂとを直線的に繋ぐように配置されている。側壁２３２ａは、第２区画部２２Ｂとその上部を共有する壁であって、第２区画部２２Ｂと第３区画部２３とを仕切り分ける壁である。側壁２３２ｂは、第１区画部２１Ｂとその上部を共有する壁であって、第１区画部２１Ｂと第３区画部２３とを仕切り分ける壁である。

第３区画部２３は、底壁２３３を有している。底壁２３３は、側壁２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂの上端から所定距離に配置されている。この所定距離は、第３区画部２３に入り込む第３チューブ４３と干渉しない程度に設定される距離である。

封止部５０は、第１封止部５１と、第２封止部５２と、第３封止部５３とを有している。第１封止部５１は、第１区画部２１Ｂを構成する側壁２１２ａ，２１２ｂの上端に密着接合される封止部分５１２ａ，５１２ｂを有している。第２封止部５２は、第２区画部２２Ｂを構成する側壁２２２ａ，２２２ｂの上端に密着接合される封止部分５２２ａ，５２２ｂを有している。

第３封止部５３は、第３区画部２３を構成する側壁２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ、２３２ｂの上端に密着接合する封止部分５３１ａ，５３１ｂ，５３２ａ，５３２ｂを有している。封止部分５３２ａの略中央には、調整部５３３ａが設けられている。封止部分５３２ｂの略中央には、調整部５３３ｂが設けられている。

封止部５０は、部品本体２０Ｂａの各側壁上端面に密接接合されることで、部品本体２０Ｂａとコアプレート３０との間に介在し、第１貯留空間２１Ｂａ、第２貯留空間２２Ｂａ、非貯留空間２３ａを形成している。

続いて、図３及び図４を参照しながら、封止部５０の形成態様について説明する。図３は、部品本体２０Ｂａ及び封止部５０を一体的に成形するための成形型６０の断面を示す図である。成形型６０は、その内部に部品本体２０Ｂａ及び封止部５０が形成されるような閉空間が設けられおり、その閉空間に樹脂を射出することで部品本体２０Ｂａ及び封止部５０が一体的に成形されるものである。

まず、図３を参照しながら、封止部５０の形成時の成形型６０と部品本体２０Ｂａの位置関係について説明する。図３は、部品本体２０Ｂａ及び封止部５０と、成形型６０の縦断面を示す。成形型６０は、外型６１と、内型６２とを有する。外型６１は、部品本体２０Ｂａの外形に沿った形が彫り込まれており、封止部５０の成形時には、ヘッダタンク部品２０Ａを構成する部品本体２０Ｂａを外側から固定可能となっている。図中下方に設置された内型６２に対して、部品本体２０Ｂａは、図２で示した側壁２１２ａ及び２１２ｂの上端を下向きにして設置される。そして、このように配置された成形型６０と部品本体２０Ｂａの側壁２１２ａ及び２１２ｂの上端との間に、封止部分５１２ａ，５１２ｂが形成されるようになっている。このような成形型６０と、部品本体３０Ｂａとの位置関係において、図に破線で示すように、封止部分５３２ａ，５３２ｂは、成形型６０の中央を図中で横断するように形成される。また、封止部分５３２ａ，５３２ｂの中央から図中上方に向かって調整部５３３ａ又は調整部５３３ｂを形成するための部分である後退部６２３ａ又は後退部６２３ｂが形成される。

続いて、図４を参照しながら、成形型６０における内型６２の構成と封止部５０を成形する際の樹脂材料の流れについて説明する。図４では、図３のＩＶ−ＩＶ断面図を示している。内型６２は、部品本体２０Ｂａの内形および封止部５０の外形に沿った形が彫り込まれているとともに、ゲート６２１及び反ゲート６２２が設けられている。ゲート６２１は、部品本体２０Ｂａを形成する樹脂材料及び封止部５０を形成する樹脂材料を型内に注入するための注入口である。反ゲート６２２は、ゲート６２１から注入された樹脂材料が最終的に流れこむ部分であり、複数のルートを通って流れこむ樹脂材料が合流するのでウェルドラインが形成される。このウェルドラインが部品本体２０Ｂａや封止部５０に形成されないように、反ゲート６２２が形成されている。また、この内型６２には、第１内型６２３と、第２内型６２４と、第３内型６２５とが一体的に形成されており、封止部５０の成形時には、部品本体２０Ｂａを内側から固定可能となっている。また、第１内型６２３は、第１区画部２１Ｂ及びその上端部に密着接合される第１封止部５１を形成するように設けられている。第２内型６２４は、第２区画部２２Ｂ及びその上端部に密着接合される第２封止部５２を形成するように設けられている。

第３内型６２５は、第３区画部２３及びその上端部に密着接合される第３封止部５３を形成するように設けられている。第３内型６２５には、後退部６２５ａ，６２５ｂが設けられている。後退部６２５ａは、第２内型６２４に対向する面から後退して凹部を形成するように設けられている。後退部６２５ｂは、第１内型６２３に対向する面から後退して凹部を形成するように設けられている。後退部６２５ａは、調整部５３３ａを形成するための部分であり、後退部６２５ｂは、調整部５３３ｂを形成するための部分である。尚、部品本体２０Ｂａを成形するステップでは、後退部６２５ａ，６２５ｂに可動式のコアが入り込み、当該部分に部品本体２０Ｂａを形成する樹脂材料が入り込まないように構成されている。封止部５０を成形するステップでは、その可動式のコアが後退部６２５ａ，６２５ｂから離れる（コアバックする）ように構成されている。

続いて、封止部５０を成形する際の樹脂材料の流れについて説明する。ゲート６２１は、第２封止部５２を形成する第２内型６２４側の端部に設けられている。ゲート６２１から注入された樹脂材料は、封止部分５２１ａを形成しながら流入し、封止部分５２２ａ，５２２ｂを形成するように分流する。封止部分５２２ａ、５２２ｂを形成しながら流れた樹脂材料は、封止部分５３１ａ，５３１ｂを形成するように更に流れる。封止部分５３１ａ，５３１ｂに流れこむ部分においては、封止部分５３２ａを形成するように分流する。封止部分５３２ａを形成する部分には、封止部分５３１ａ側からと封止部分５３１ｂ側からとの双方から樹脂材料が流れ込む。封止部分５３１ａ側からと封止部分５３１ｂ側からとの双方から封止部分５３２ａに流れ込んだ樹脂材料は、後退部６２５ａに流れこんで合流する。後退部６２５ａに流れ込んだ樹脂材料は、調整部５３３ａを形成する。

封止部分５３１ａ、５３１ｂを形成しながら流れた樹脂材料は、封止部分５１２ａ，５１２ｂを形成するように更に流れる。封止部分５１２ａ，５１２ｂに流れこむ部分においては、封止部分５３２ｂ形成するように分流する。封止部分５３２ｂを形成する部分には、封止部分５３１ａ側からと封止部分５３１ｂ側からとの双方から樹脂材料が流れ込む。封止部分５３１ａ側からと封止部分５３１ｂ側からとの双方から封止部分５３２ｂに流れ込んだ樹脂材料は、後退部６２５ｂに流れこんで合流する。後退部６２５ｂに流れ込んだ樹脂材料は、調整部５３３ｂを形成する。

封止部分５１２ａ、５１２ｂを形成しながら流れた樹脂材料は、封止部分５１１を形成するように更に流れる。封止部分５１１を形成する部分には、封止部分５１２ａ側からと封止部分５１２ｂ側からとの双方から樹脂材料が流れ込む。封止部分５１２ａ側からと封止部分５１２ｂ側からとの双方から封止部分５１１に流れ込んだ樹脂材料は、反ゲート６１２に流れこんで合流する。反ゲート６２２に流れ込んだ樹脂材料は、反ゲート部５１１ａを形成する。

このように第１封止部５１、第２封止部５２、第３封止部５３を形成し終わると、ゲート６２１からの樹脂材料の注入を停止する。ゲート６２１には、封止部分５２１に繋がるゲート部５２１ａが形成される。

上述した成形プロセスが完了すると、成形型６０から部品本体２０Ｂａ及び封止部５０からなるヘッダタンク部品２０Ｂを離脱させ、ゲート部５２１ａ及び反ゲート部５１１ａを、それらの残留部が極力小さくなるように切断する。このような成形プロセスでは、ゲート部５２１ａ及び反ゲート部５１１ａは、第１貯留空間２０Ｂａや第２貯留空間２２Ｂａの外側に形成されるので、異物混入のおそれが少ない。また十分に空間的な余裕があるので、ゲート部５２１ａ及び反ゲート部５１１ａを切断する場合に、封止部５０の他の部分を傷つけることがない。

また、反ゲート部５１１ａと共に樹脂材料の合流地点である調整部５３３ａ，５３３ｂは、非貯留空間２３ａ内に形成される。非貯留空間２３ａは、第１貯留空間２０Ｂａや第２貯留空間２２Ｂａとは異なり、その内部に流体が貯留されることがない。従って、調整部５３３ａ，５３３ｂに特段の加工の必要はなく、そのままの状態で製品とすることができる。また、第３区画部２３内に樹脂をオーバーフローさせウェルドラインが形成されても、第１区画部２１Ｂ及び第２区画部２２Ｂの封止に影響を与えない。

このように、ヘッダタンク部品２０Ｂの開口を単なる矩形状ではなく、第１区画部２１Ｂ、第２区画部２２Ｂ及び第３区画部２３により形成されるような複雑な形状の場合であっても、第３区画部２３に樹脂材料をオーバーフローさせることで異物混入の問題や冷却水漏れのないヘッダタンク部品２０Ｂ及び熱交換器ＨＥを提供することができる。

続いて、図５を参照しながら、第３区画部２３内に形成される調整部５３３ａ，５３３ｂについて説明する。図５では、封止部５０が部品本体２０Ｂａの各側壁上端面に密接接合された様子を示している。上述の通り、封止部分５３２ａの略中央には、調整部５３３ａが形成され、封止部分５３２ｂの略中央には、調整部５３３ｂが形成されている。調整部５３３ａ，５３３ｂは、ともに側壁２３２ａ，２３２ｂ上から第３区画部２３内側に向けて、側壁２３２ａ，２３２ｂの壁面に沿って垂れ下がるようにして形成されている。

図５におけるＶＩ−ＶＩ断面を図６に示す。図６を参照しながら、第３区画部２３における調整部５３３ａ，５３３ｂと、ヘッダタンク部品２０Ｂに対してコアプレート３０を固定した場合の第３チューブ４３１との関係について説明する。

図６では、ヘッダタンク部品２０Ｂの第３区画部２３に対して、第３プレート部分３３と第３チューブ４３１とが固定された状態を想像線で示している。第３チューブ４３１の長手方向端部は、第３区画部２３内に収容された状態になっている。調整部５３３ａ，５３３ｂは、第３チューブ４３１と干渉しないように配置されている。

２枚の第３チューブ４３１の設置幅（調整部５３３ａに近接配置される第３チューブ４３１の側面から、調整部５３３ｂに近接配置される第３チューブ４３１の側面までの距離）をｄとし、第３区画部２３の幅（側壁２３２ａの外側側面から側壁２３２ｂの外側側面までの距離）をＤ１とすると、Ｄ１はｄに各部の寸法を加えたものが最低寸法となる。より具体的には、第３チューブ４３１と調整部５３３ａ，５３３ｂとの間で最低限確保すべきギャップｇ、調整部５３３ａ，５３３ｂの厚みｔ１、側壁２３２ａ，２３２ｂの厚みｔ２とすると、Ｄ１＝ｄ＋ｇ＋ｔ１＋ｔ２の関係となる。

ヘッダタンク部品２０Ａ，２０Ｂに第３区画部２３を設け、非貯留空間２３ａを形成したことで、コアプレート３０に固定する第３チューブ４３１の先端部分を収納する空間を確保することができる。従来は、このような空間が形成されていなかったため、第３チューブ４３１をコアプレート３０に固定するには、第１チューブ４１１及び第２チューブ４２１とは異なる方法により行っていた。そのため、コアプレート３０の第３プレート部分３３においても、第１プレート部分３１及び第２プレート部分３２とは異なる加工が必要であった。本実施形態では、コアプレート３０への特別な加工を必要とせずに、第３チューブ４３１をコアプレート３０に対して貫通固定させることができる。

非貯留空間２３ａは、第３チューブ４３１が格納可能であり、第３チューブ４３１とは干渉しないように調整部５３３ａ，５３３ｂが形成されればよい。図５に示される例において、調整部５３３ａ，５３３ｂが直方体形状となっているのは、図３で示されるように、封止部５０を形成する成形型６０の後退部６２３ａ，６２３ｂの形状が直方体形状であるためである。本発明における調整部の機能を確保しつつ、非貯留空間２３ａを小型化することは、成形型６０を含め各部の形態を変形することで可能である。続いて、この観点からの変形例を説明する。

図７及び図８を参照して、実施形態に係るヘッダタンク部品２０Ｂの第１変形例について説明する。第１変形例は、実施形態における封止部５０の調整部５３３ａ，５３３ｂの構成に変更を加え、調整部５３３ａＡ，５３３ｂＡとしたものである。

図７及び図８に示されるように、第１変形例の封止部５０Ａにおいて、調整部５３３ａＡ，５３３ｂＡは、それぞれ壁部５３３ａａ，５３３ｂａと、底部５３３ａｂ，５３３ｂｂとの２つの部分から構成される。壁部５３３ａａ，５３３ｂａは、側壁２３２ａ，２３２ｂの壁面に沿って形成される部分である。また、底部５３３ａｂ，５３３ｂｂは、第３区画部２３の底壁２３３に形成される部分である。

調整部５３３ａ，５３３ｂは、側壁２３２ａ，２３２ｂに沿った部分のみで形成されている。一方、調整部５３３ａＡ，５３３ｂＡは、側壁２３２ａ，２３２ｂに沿った部分のみならず、底壁２３３にも沿った部分である底部５３３ａｂ、５３３ｂｂを有する。この第１変形例では、部品本体２０ＢＡａの底壁２３３に樹脂貯留領域２３３ａを形成し、この樹脂貯留領域２３３ａに底部５３３ａｂ，５３３ｂｂを形成している。底部５３３ａｂ，５３３ｂｂを形成する分量の樹脂が底壁２３３側に流れるので、壁部５３３ａａ，５３３ｂａを薄く形成することができる。

図８においても図６と同様に、コアプレート３０の第３プレート部分３３と、第３プレート部分３３に貫通固定される第３チューブ４３１とを想像線で示している。本変形例の封止部５０Ａでは、底部５３３ａｂ，５３３ｂｂを設けたことにより、壁部５３３ａａ，５３３ｂａを、実施形態における調整部５３３ａ，５３３ｂよりも薄肉に構成することができる。

２枚の第３チューブ４３１の設置幅をｄとし、第３区画部２３の幅をＤ２とすると、Ｄ２はｄに各部の寸法を加えたものが最低寸法となる。より具体的には、第３チューブ４３１と壁部５３３ａａ，５３３ｂａとの間で最低限確保すべきギャップｇ、壁部５３３ａａ，５３３ｂａの厚みｔ３、側壁２３２ａ，２３２ｂの厚みｔ２とすると、Ｄ２＝ｄ＋ｇ＋ｔ３＋ｔ２の関係となる。上述したように、ｔ３＜ｔ１の関係となるように壁部５３３ａａ，５３３ｂａを薄肉化しているので、Ｄ２＜Ｄ１とすることができる。

第１変形例では、封止部５０Ａを構成する樹脂材料を、第３区画部２３内にオーバーフローさせ、第３区画部２３の底壁２３３上に形成された樹脂貯留領域２３３ａにも溜めるようにしている。これにより、調整部５３３ａＡ，５３３ｂＡを、側壁２３２ａ，２３２ｂに沿って形成される壁部５３３ａａ，５３３ｂａと底部５３３ａｂ，５３３ｂｂとの２つの部分により構成することができ、壁部５３３ａａ，５３３ｂａを薄肉化できる。ヘッダタンク部品２０ＢＡの幅Ｄ２を小さくすることが可能になり、ヘッダタンク全体の薄型化が可能になる。

続いて、図９及び図１０を参照しながら、実施形態に係るヘッダタンク部品の第２変形例について説明する。第２変形例に係るヘッダタンク部品２０ＢＢは、実施形態におけるヘッダタンク部品２０Ｂの側壁２３２ａ，２３２ｂの構成に変更を加え、側壁２３２ａＢ，２３２ｂＢとしたものである。

図９に示されるように、側壁２３２ａＢ，２３２ｂＢの第３区画部２３内部に凹部２３２ａａ，２３２ｂａを形成している。凹部２３２ａａ，２３２ｂａは、側壁２３２ａ，２３２ｂを四角形状に削り取るように形成されており、凹部２３２ａａ，２３２ｂａ部分は、他の部分に比べて薄肉に形成される。凹部２３２ａａ，２３２ｂａは、側壁２３２ａ，２３２ｂの略中央部分に設けられている。

図１０に、凹部２３２ａａ，２３２ｂａに樹脂材料が流し込まれて調整部５３３ａＢ，５３３ｂＢが形成された状態について説明するため、側壁２３２ａ，２３２ｂの部分を平面方向（部品本体２０ＢＢａの開口に沿った方向）で切断した断面を示す。図１０に示されるように、凹部２３２ａａ，２３２ｂａに樹脂材料をオーバーフローさせ、封止部５０Ｂの調整部５３３ａＢ，５３３ｂＢを形成している。

２枚の第３チューブ４３１の設置幅をｄとし、第３区画部２３の幅をＤ３とすると、Ｄ３はｄに各部の寸法を加えたものが最低寸法となる。第３チューブ４３１と調整部５３３ａＢ，５３３ｂＢとの間で最低限確保すべきギャップｇ、調整部５３３ａＢ，５３３ｂＢの厚みｔ４、側壁２３２ａ，２３２ｂの厚みｔ２とする。ｔ４は、ｔ６＝ｔ２−ｔ４と特定される厚みｔ６が成形可能な厚みであれば、その範囲内で最大化することができる。この範囲内においてｔ４を設定すれば、Ｄ３＝ｄ＋ｇ＋ｔ２の関係となる。

このように設定されたｔ４の深さに形成された凹部２３２ａａ，２３２ｂａで、オーバーフローした全ての樹脂材料を受け入れることができれば、Ｄ３＜Ｄ２＜Ｄ１とすることができる。凹部２３２ａａ，２３２ｂａで、オーバーフローした全ての樹脂材料を受け入れることができない場合であっても、図７及び図８を参照しながら説明した第１変形例における樹脂貯留領域２３３ａに相当する領域を設け、当該領域に樹脂材料を貯留するようにすれば，凹部２３２ａａ，２３２ｂａから厚み方向に樹脂が膨らむことがなく、Ｄ３を極小化することができる。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、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。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

ＨＥ：熱交換器
１０Ａ，１０Ｂ：ヘッダタンク
２０Ａ，２０Ｂ，２０ＢＡ，２０ＢＢ：ヘッダタンク部品
３０：コアプレート
３１：第１プレート部分
３２：第２プレート部分
３３：第３プレート部分
５０：封止部
５３３ａ，５３３ｂ，５３３ａＡ，５３３ｂＡ，５３３ａＢ，５３３ｂＢ：調整部
２１Ａ：第１区画部
２１Ａａ：第１貯留空間
２２Ａ：第２区画部
２２Ａａ：第２貯留空間
２３：第３区画部
２３ａ：非貯留空間
２３２ｂ：第１側壁
２３２ａ：第２側壁
４１１：第１チューブ
４２１：第２チューブ
４３１：第３チューブ

Claims (5)

1. 熱交換器（ＨＥ）におけるヘッダタンク（１０Ａ，１０Ｂ）の一部を構成するヘッダタンク部品（２０Ａ，２０Ｂ，２０ＢＡ，２０ＢＢ）であって、
   第１流体が流れる複数の第１チューブ（４１１）が連設された第１プレート部分（３１）との間で、前記第１流体が一時的に貯留される第１貯留空間（２１Ａａ，２１Ｂａ）を形成する第１区画部（２１Ａ，２１Ｂ）と、
   第２流体が流れる複数の第２チューブ（４２１）が連設された第２プレート部分（３２）との間で、前記第２流体が一時的に貯留される第２貯留空間（２２Ａａ，２２Ｂａ）を形成する第２区画部（２２Ａ，２２Ｂ）と、
   前記第１区画部と前記第２区画部との間に設けられ、前記複数の第１チューブと前記複数の第２チューブとの間に配置される第３チューブ（４３１）が設けられた第３プレート部分（３３）との間で、流体が貯留されない非貯留空間（２３ａ）を形成する第３区画部（２３）と、
   前記第１区画部と前記第１プレート部分との間、前記第２区画部と前記第２プレート部分との間、及び前記第３区画部と前記第３プレート部分との間に介在する樹脂製の封止部であって、全体が射出成形により一体成形されていると共に前記第１区画部、前記第２区画部及び前記第３区画部に接着されており、その射出成形のためのゲートに対応するゲート部（５２１ａ）が前記第１区画部又は前記第２区画部側に設けられてなる封止部（５０，５０Ａ，５０Ｂ）と、
   前記ゲートから注入される樹脂材料が前記第３区画部内にオーバーフローすることで形成されてなる調整部（５３３ａ，５３３ｂ，５３３ａＡ，５３３ｂＡ，５３３ａＢ，５３３ｂＢ）と、を備えるヘッダタンク部品。
2. 前記第１区画部と前記第３区画部とは、互いを仕切り分ける第１側壁（２３２ｂ）を少なくともその上部において共有し、
   前記第２区画部と前記第３区画部とは、互いを仕切り分ける第２側壁（２３２ａ）を少なくともその上部において共有し、
   前記ゲートから注入される樹脂材料が前記第１側壁及び前記第２側壁の少なくとも一方から前記第３区画部内へ流れこむように、前記第１側壁及び前記第２側壁が形成されてなる、請求項１に記載のヘッダタンク部品。
3. 前記第３区画部の底部には樹脂貯留領域（２３３ａ）が形成され、前記調整部（５３３ａＡ，５３３ｂＡ）の少なくとも一部が前記樹脂貯留領域に形成されている、請求項１又は２に記載のヘッダタンク部品。
4. 前記第１側壁及び前記第２側壁の前記第３区画部側の壁面には凹部（２３２ａａ，２３２ｂａ）が形成され、前記調整部（５３３ａＢ，５３３ｂＢ）の少なくとも一部が前記凹部に形成されている、請求項２記載のヘッダタンク部品。
5. 前記第１プレート部分（３１）、前記第２プレート部分（３２）、及び前記第３プレート部分（３３）を有するプレート（３０）と、請求項１乃至４のいずれか記載のヘッダタンク部品（２０Ａ，２０Ｂ，２０ＢＡ，２０ＢＢ）と、によって形成されたヘッダタンクを備える熱交換器。

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