JPH01155198A - 熱交換器におけるチューブの接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、主に自動車用暖房装置に用いられる熱交換
器の組立において、熱交換媒体が流動するタンクとチュ
ーブとを接続するための熱交換器におけるチューブの接
続方法に関する。

（従来の技術） この種の従来のチューブの接続方法は、実開昭５８−１
５８９８５号公報に開示されている。この公報に開示さ
れている従来の熱交換器には、−対のプラスチック類の
タンクと金属製のチューブとが設けられており、チュー
ブには多数のフィンが取付られている。そして、一方の
タンクに形成された入口部からチューブに熱交換媒体を
供給し、他方のタンクを通過させて熱交換器内を循環さ
せた後、出口部から熱交換媒体を流出する構成となって
いる。

この場合、プラスチック類のタンクと金属製のチューブ
とは、そのままでは接着性に劣るために、ゴム製のガス
ケットを介して接続しており、タンクとチューブとの接
続部におけるシールを確実にしようとしている。

また、特公昭４７−５１８２８号公報Ｇこは互いに同じ
材質、即ちプラスチック類の部品を音波エネルギを用い
て互いに溶接する方法が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、タンクとチューブとの組立作業において
は、ガスケットをタンクとチューブとの接続部に嵌め込
む必要があるが、ガスケットはゴム製であるために軟弱
であり、その嵌め込み作業に手間がかかるという問題点
がある。

この発明は、斯る事情に鑑みなされたもので、互いに材
質の異なるタンクとチューブとの接続部を容易にシール
することができる熱交換器におけるチューブの接続方法
の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明による問題点を解決するための手段は、樹脂材
料製のタンクの接続孔に金属製のデユープを接続して、
該チューブとタンクとに熱交換媒体を流動させて熱交換
する熱交換器において、前記タンクの接続孔にチューブ
を挿入し、次に超音波振動を付与するホーンを押し当て
て樹脂材料製の圧入部材を該チューブの内側に圧入しつ
つチューブを拡管し、該ホーンは前記圧入部材の内側に
嵌挿されるポーン先端部を有し、圧入部材の内周面を支
持しつつ超音波を付与してタンクと圧入部材とのそれぞ
れにチューフ゛を？容管することにある。

（作用） 従って、樹脂材料製のタンクの接続孔に金属製のチュー
ブを挿入し、次に超音波振動を付与するホーンにて樹脂
製の圧入部材をチューブの内側に圧入するだけで、チュ
ーブを拡管しつつ超音波溶着して、タンクとチューブと
を容易に接続することができる。ホーン先端部は圧入部
材の内側に嵌挿されており、その内周面を支持している
から、溶着時における圧入部材の内側への変形を防止し
、確実な溶着をすることができる。

（実施例） 以下に添付図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説
明する。

第３図に示すように、自動車の暖房用の熱交換器ｌには
、その上下に一対のタンク２，３がチューブ４により連
結されている。チューブ４は熱伝導性材料として金属材
料、具体的にはアルミニウムから作られており、その周
囲には、多数のフィン５が取付られて、熱交換を促進し
ている。

各タンク２，３は、プラスチック材料から形成されてお
り、一対のハーフケース２ａ、、２ｂ、３ａ。

３ｂを最中合わせにして形成されている。上方のタンク
２は入口側タンク６と出口側タンク７とに分割されてお
り、入口側タンク６には、ここに熱交換媒体を流入する
流入管８が接続され、出口側タンク７には熱交換器１内
を通過して熱交換された熱交換媒体を流出するための流
出管９が接続されている。

チューブ４の各端部は、上方及び下方のタンク２．３に
形成された接続部１０に超音波溶着されている。

ここで、第１図及び第２図を参照して、接続部１０にお
けるタンク２．３とチューブ４との超音波溶着について
説明する。

タンク２．３の接続部１０には連通孔１１が形されてお
り、この連通孔１１にはチューブ４の先端部が矢印入方
向に沿って挿入される。連通孔１■にはその口径がチュ
ーブの挿入方向へに沿って次第に広くなるテーパが形成
されており、チューブ４の端部が後に拡管されるように
なっている。

次に、チューブ４の中空１２にチューブの挿入方向（矢
印Ａ）と対向する側（矢印Ｂ）から、圧入部材１３を圧
入する。圧入部材１３は挿入側の先端１３ａから基端１
３ｂにかけて次第にその外径が広くなる管状に形成され
ており、従って、圧入部材の挿入とともにチューブ４が
拡管されるようになっている。圧入部材の材質としては
通常のプラスチック材料またはガラス強化プラスチック
材料、具体的にはガラス強化ナイロン６６のプラスチッ
ク材料が用いられる。圧入部材１３にはその基端部１３
ｂに、超音波溶着機のホーン１４が押し当られており、
ホーン１４に押されてチューブ４を拡管しつつ圧入する
とともに、ホーン１４から超音波振動が付与される。

ホーン１４は、圧入部材１３の後端部に当接してこれを
矢印Ｂ方向に押し進めるホーン本体１４ａと圧入部材１
３の内側に嵌合してその内周面を支持するホーン先端部
１４ｂとを有している。ホーン先端部１４ｂは圧入部材
１３の内周面形状に沿って先細りの円錐形状に形成され
ており、圧入部材の内周面に嵌合するようになっている
。従って、圧入の際には、圧入部材１３にチューブ４か
ら内側に座屈しようとする力が作用することとなるが、
このチューブ４からの力に対してホーン先端部１４ｂが
圧入部材を支持してその座屈を防止する。このホーン先
端部１４ｂには雄ねじ１５が設けられ、ホーン本体１４
ａに形成の雌ねじ１６に螺合して取外し自在に装着可能
な構成としているが、ホーン先端部１４ｂは本体１４ａ
と一体的に構成してもよい。

超音波溶着機は、発振機から発生された電気信号をコン
バータにより機械的振動エネルギに変換した後、ブース
タで増幅して、共鳴体としてのホーン１４から超音波振
動を付与するように構成されている。この場合、ホーン
１４からは、２万乃至４万（］２（ヘルツ）の周波数の
超音波振動を付与する。

圧入部材１３にホーン１４を押し当て超音波振動を付与
すると、タンク部材２，３とチューブ４との接触面が摩
擦振動するので、その部分に摩擦熱を発生する。この摩
擦熱により、接触面におけるプラスチックが溶融し、タ
ンク２，３及び圧入部材１３とチューブ４とが溶着する
。この場合、第２図に示すように、チューブ４の外周面
はタンク部材２．３と溶着し、その内周面及び先端部は
圧入部材１３と溶着することとなる。この発明によれば
、チューブ４の先端部は内周面と外周面との全周面が溶
着されているので、接合面におけるシール性に優れ熱交
換媒体の漏れを確実に防止できる。また、圧入部材１３
の圧入により、拡管と超音波溶着とを同時にできるので
、組立作業時間を短縮できる。

また、圧入部材１３はその内周面をホーン先端部１４ｂ
により支持されているから、圧入部材１３をチューブ４
に圧入する際に金属製チューブ４の剛性力に負けて内側
に変形し口径が小さくなることを防止できる。

更に、超音波溶着時にはホーン先端部１４ｂが圧入部材
の内周面を支持しているから、溶着の際に溶ける時やプ
ラスチックの固化時に生じる力に対向してチューブと圧
入部材とを押圧するためにその部分の接合性を良好にす
ることができる。

尚、圧入部材１３の内周面の形状はテーパ形状に限らず
、第４図に符号１８で示すように、階段状に形成して、
ここに嵌合するホーン先端部１４ｂの周面形状をこれに
一敗する形状としても、前記実施例と同様な作用及び効
果を得ることができる。

（発明の効果） この発明によれば、熱交換器のタンクとチューブとの接
続において、チューブに超音波振動を付与した圧入部材
を圧入するだけでチューブを拡管しつつ容易に且つ確実
に接続できるとともに、圧入部材の内周面をホーン先端
部により支持しているから圧入部材の内側への変形を防
止し、その口径を保持することができる。

更に、ホーン先端部により圧入部材の内周面を支持して
いるから、溶着部を押圧してタンクとチューブとを確実
に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるタンクとチューブとの接続方
法を示す断面図、第２図はこの発明の実施例の接続方法
により接続部の断面図、第３図はこの発明にかかる熱交
換器の概略断面図、第４図はこの発明の他の実施例に係
る接続部を示す断面図である。 １・・・・・・熱交換器、２，３・・・・・・タンク、
４・・・・・・チューブ、１０・・・・・・接続部、１
３・・・・・・圧入部材、１４・・・・・・ホーン、１
４ｂ・・・・・・ホーン先端部。 第３図 第４図 １４ｂ　　１２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　樹脂材料製のタンクの接続孔に金属製のチューブを接
   続して、該チューブとタンクとに熱交換媒体を流動させ
   て熱交換する熱交換器において、前記タンクの接続孔に
   チューブを挿入し、次に超音波振動を付与するホーンを
   押し当てて樹脂材料製の圧入部材を該チューブの内側に
   圧入しつつチューブを拡管し、該ホーンは前記圧入部材
   の内側に嵌挿されるホーン先端部を有し、圧入部材の内
   周面を支持しつつ超音波を付与してタンクと圧入部材と
   のそれぞれにチューブを溶着することを特徴とする熱交
   換器におけるチューブの接続方法。