(57)【要約】【課題】  肉厚の薄い多角形で軸方向に平面部を有する管形状の熱伝達部と、その片側先端部外周のフランジ部と、もう一方の片側先端内周の絞り部とを一体成形した伝熱管を提供すること。【解決手段】  中間ブランクの外周は略フランジ外周形状とし、内周は略完成品形状とし、外内周方向を拘束しつつ、フランジとなる端面側より押圧し、第１に多角形状ダイと絞り部と同一径オピン下部からなる空間、第２に前記多角形状ダイと伝熱管内周と同一形状のオピン上部からなる空間に順次材料を流し、外周に多角形状を付加、押し残り部をフランジ部とする。【選択図】図３
2006300008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚の薄い多角形で軸方向に平面部を有する管形状の熱伝達部と、その片側先端部外周に位置するフランジ部と、反対側端部に位置する小内径の絞り部とが各部分で異なった成形方法による一体成形によって成形された伝熱管を備えたヒータユニットを有することを特徴とする燃料気化促進装置。
【請求項２】
外周が多角形状で軸方向に平面部を有する伝熱管の片側先端部外周をフランジ付き形状とし、
もう一方を多角形平面部以下の高さの円筒外周とし、
その端部内径は管内径で最も小径となる絞り部を併せ持ち、
これら、外周の多角形状と、片側先端部外周のフランジ形状と、もう一方の片側先端部内周の絞り部は押出し加工にて、一体成形されたことを特徴とする燃料気化促進装置用のヒータユニットに用いる伝熱管。
【請求項３】
請求項２に記載した伝熱管の成形において、中間ブランクの外周は略フランジ外周形状とし、内周は略完成品形状とし、外内周を拘束しつつ、フランジとなる端面側より押圧し、第１に多角形状ダイと絞り部径と同一径のピンとからなる隙間、第２に前記多角形状ダイと伝熱管内周と同一形状ピンとからなる隙間に順次材料を流し、外周に多角形状を付加、押し残り部をフランジ部とすることを特徴とした燃料気化促進装置用のヒータユニットに用いる伝熱管の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載した伝熱管において、片側先端部外周のフランジ外周形状とその端面、絞り部の外周とその端面のみを切削加工により仕上げることを特徴とした燃料気化促進装置用のヒータユニットに用いる伝熱管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車内燃機関の燃料気化促進装置用伝熱管とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料気化促進装置は、内燃機関の燃料噴射弁より噴射された噴霧と吸入空気の混合気を燃料噴射弁下流に配設されたヒータに衝突させることにより加熱気化し、燃料噴射弁より噴射された噴霧と吸入空気の加熱気化促進がなされ、もって燃料の吸気管内壁面への付着を低減するものである。この装置によれば、内燃機関より排出される有害物質、例えば
ＨＣの低減を図れることが知られている。
【０００３】
この燃料気化促進装置の構成は、例えば、特開２００４−０１１４８０号公報に示されるように、外周にヒータ設置用の複数の平面部を有し、内周に被加熱流体と接触する面を有するアース電位の伝熱管、当該伝熱管の前記平面部にマイナス電極が接触するようにして取り付けられる平板型のヒータ要素、前記伝熱管と協働して前記ヒータ要素を差し込むスリットを形成する絶縁材製のヒータ保持部材、前記ヒータが取り付けられた伝熱管の外周に挿嵌され、前記複数のヒータのプラス電極面に接触するプラス電極を保持する電極保持部材とからなるヒータユニットと、燃料噴射弁とを組み合わせたものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０１１４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この構成部品の伝熱管の形状は、ヒータ要素を取り付ける為の外周が多角形状で軸方向に平面部を有する熱伝達部，伝熱管自体を固定する片側先端部外周のフランジ部，管内径で最も小径となる絞り部を併せ持つ。
【０００６】
さらに、ヒータ要素にて発生した熱を伝熱管内部の混合気に効率良く伝える為、熱伝達部の肉厚を薄くしなけばならない。
【０００７】
その上、平板型ヒータ要素を接触させる為に、熱伝達部外周には平面精度が要求される。
【０００８】
そこで、この伝熱管の製造方法を考えた場合、肉厚の薄い多角形で軸方向に平面部を有する管形状の熱伝達部は引抜き加工、フランジ部は旋盤加工または打抜き、絞り部を旋盤加工と、３部品を個別に製作し、溶接して製品とする事も考えられるが、多角形形状の溶接であり困難，コスト高となってしまう問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、肉厚の異なる長尺物の伝熱管を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、肉厚の薄い多角形で軸方向に平面部を有する管形状の熱伝達部と、その片側先端部外周のフランジ部と、小内径の絞り部とをそれぞれ異なった成形方法で同一部材から成形することで達成できる。
【００１１】
好ましくは、中間ブランクの外周は略フランジ外周形状とし、内周は略完成品形状とし、外内周を拘束しつつ、フランジとなる端面側より押圧し、第１に多角形状ダイと絞り部径と同一径オピン下部からなる空間、第２に前記多角形状ダイと伝熱管内周と同一形状のオピン上部からなる空間に順次材料を流し、外周に多角形状を付加、押し残り部をフランジ部とする。
【００１２】
好ましくは、一体成形品は、フランジ外周とその端面、絞り部外周とその端面を切削加工により仕上げると良い。
【００１３】
好ましくは、板材を、略フランジ外周形状に打抜きにより第１ブランクとする。潤滑処理後、第１ブランクの外周を拘束するダイと、ブランクの底面を拘束するカウンターパンチ、外周が略伝熱管内周形状と同一のパンチにより構成される型にて、パンチ先端より後方に材料を押出し、カップ状の第２のブランクとする。次に、略絞り部内周と同一径のパンチとダイにて、第２ブランクのカップ底面を打抜き第３ブランクとする。その後、これらの塑性加工により加工硬化した第３のブランクは、熱処理により適当な硬度とし、潤滑処理を行い、前記の中間ブランクとすると良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、部品点数が少なく、成形精度が高く、量産性に優れた一体成形型の燃料気化促進装置のヒータユニットに用いる伝熱管が得られた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明における実施例を図１〜図５に基づき説明する。
【実施例】
【００１６】
図１に示す縦断面側面図は、本発明により製造される伝熱管１５を使用した燃料気化促進装置１の一実施例である。
【００１７】
燃料気化促進装置１は、ボディ３，ヒータボディ４により構成され、ボディ３には、燃料噴射弁５と、搬送空気導入パイプ６が配設されている。搬送空気導入パイプ６には吸入空気７が流入する。そして、燃料噴射弁５は、燃料パイプ８と燃料パイプオサエ９によりボディ３に固定され、圧送された燃料１０を供給される。
【００１８】
また、ヒータボディ４には後述するヒータが内蔵されており、そのヒータへ通電するためのプラス電極とマイナス電極（ボディアース）１２が配設されている。ヒータボディ４内にて気化された燃料１３は白矢印の気化燃料１４として、燃料気化促進装置１外へと流れ出る。
【００１９】
図２にヒータ部付近の詳細断面図を示す。
【００２０】
伝熱管１５とその外周に配置する板状のヒータ（セラミックヒータ）は上下の平面部が電極（上がプラス極、下がマイナス極）となり、上下の電極に電流を印加することにより発熱する。さらに、この実施例のヒータは、温度が所定値以上になると、電気抵抗が急増して、電流が低下し、温度を一定に保持する特性を有するＰＴＣ（Positive TemperatureCoefficient Thermistor）ヒータ１１を用いている。
【００２１】
ＰＴＣヒータ１１は、アース電位の伝熱管１５とプラス電極としての平面電極１６に接触するように固定されている。平面電極１６は、絶縁材製断熱カバー１７に保持され、リング電極１８を介してヒータボディ４の外側に配設されたプラス電極端子１９に接続されている。導電性のある伝熱管１５は、金属製のヒータボディ４に圧接され、ヒータボディ４が車体に電気的に接続されることでアース電位に維持され、結果的にマイナス電極として機能する。電極端子１９とヒータボディ４との間に通電することによりＰＴＣヒータ
１１が発熱し、伝熱管１５を加熱する。
【００２２】
伝熱管１５は、異形リング２０，Ｏリング２１により内部通路からシールされている。Ｏリング２１はミキサー２２とボディ３で挟み込むようにシールされている。
【００２３】
ボディ３には、ヒータボディ４と同軸上に配置された燃料噴射弁５を有し、燃料噴射弁５は搬送空気導入パイプ６を持つボディ３にＯリング２４を介し、外部とシールするように固定されている。
【００２４】
また、伝熱管１５の内部通路の形態について説明する。
【００２５】
伝熱管１５は、燃料噴射弁５より噴射される燃料１３を付着させＰＴＣヒータ１１で発熱される熱を伝熱し、付着した燃料１３を気化しているが、燃料気化促進装置から、伝熱管表面へ付着した未気化燃料１３を伝熱管１５先端部の絞り部１５ａの内径を小さくした絞り部導入口１５ｃで外部に流失するのを防止する設計となっている。
【００２６】
本発明の伝熱管１５の形状を図３にて説明する。
【００２７】
本発明の伝熱管１５（３−ａ）は、外周が多角形状で軸方向に平面部１５ｈを有し、伝熱管内周１５ｅも多角形状で軸方向に平面部を有している。３−ｃにしめすよう、外周平面部１５ｈと伝熱管内周１５ｅとの肉厚は薄く設定し、ＰＴＣヒータ１１の熱を伝熱管内周１５ｅに効率良く伝えるように図られている。この肉厚は薄いほど効率が良いが、伝熱管１５自体の剛性を考慮して決定するものである。また、伝熱管内周１５ｅは、多角形状でなく、例えば、円筒形状でも良い。
【００２８】
伝熱管１５の外周片側先端には平面部１５ｈの多角形頂点より大きな外周の円筒フランジ部１５ｄと、もう一方を平面部１５ｈより小さな高さの円筒の絞り部外周１５ｊと、その端部内径は管内径で最も小径となる絞り部１５ｂを併せ持つ。また、伝熱管内周１５ｅと絞り部１５ｂは絞り部導入口１５ｃにより繋がる。
【００２９】
押出し成形後の切削箇所を説明すると、フランジ部１５ｄのフランジ外周１５ｇは伝熱管１５の径方向を固定する為の勘合面であり、フランジ端面１５ｆと絞り部外周１５ｊは気化燃料１４と燃料気化促進装置１とのシール面であり、いずれも切削加工により仕上げられる。また、絞り部端面１５ｉは押出し成形時の伝熱管１５の全長修正代であり、切削加工にて仕上げられる。
【００３０】
伝熱管１５は、燃料気化促進装置１が作動した場合、ＰＴＣヒータ１１による加熱と燃料１３との接触により腐食する為、メッキ処理を行う事が望ましい。
【００３１】
本発明の製造工程の実施例を図４にて説明する。
【００３２】
４−ａに示す円柱形状の第１ブランク３０を準備する。材質は、塑性加工性と熱伝導性に優れたアルミ材を使用したが、銅材等も考えられる。この第１ブランクの製造方法には、板材をプレスにより打抜く方法，バー材を鋸切断する方法，全切削加工する方法がある。第１ブランク直径は、略フランジ外周形状である。ブランク製作後、ボンデ処理等の潤滑処理３１を行い次工程に備える。また、潤滑処理は、塑性加工用油剤の塗布のみでも、次工程にて、製品と金型に焼付きがなければ構わない。また、油剤塗布の場合は、ショットブラスト処理を行い、微小な窪みを付加することで、成形時の油膜切れを防止でき、潤滑性が向上する。
【００３３】
４−ａから４−ｂへの成形について説明する。第１ブランク３０の外周３０ａと勘合し、周方向の変形を拘束するダイと、底面３０ｂを拘束する受け台により、保持された第１ブランク３０の上面３０ｃから、伝熱管内周１５ｅの形状と略同一のパンチにより押圧し、パンチ先端面より後方に材料を押出し、カップ状の第２ブランク４０とする。
【００３４】
４−ｂから４−ｃへの成形は打抜きである。第２ブランク４０のカップ底面４０ａに、絞り部１５ｂと略同一径の打抜きパンチとダイにより打抜き、第３ブランク５０形状とする。
【００３５】
４−ａから４−ｃへの成形において、内外周の中心軸のズレは、次工程の押出し成形時の平面部１５ｈの平面精度に影響する為、ダイとパンチの間にはパンチガイドを設け、精度向上を図らなければならない。
【００３６】
第３ブランク５０の成形後は、上記の塑性加工により加工硬化する為、熱処理５５により次工程押出し加工に適当な硬度とし、再び潤滑処理６０を行い、中間ブランク６５とする。
【００３７】
４−ｄから４−ｅへの成形については、図５により説明する。
【００３８】
５−ａに示すように、中間部ランク６５の外周６５ａをダイ上部８０ａで、中間部ランク６５の上部内周６５ｂと下部内周６５ｃにかけてをオピン８３で周方向変形を拘束し、オピン８３とオガタ８４により押圧９０し、中間ブランク下部６５ｄをダイ多角形部80ｂとオピン下部８３ａとの空間に、５−ｂのように軸方向に押出し変形させる。５−ｂは絞り部１５ｂの成形が終わった状態である。
【００３９】
更に、オピン８３とオガタ８４による押圧９０を進めると、平面部１５ｈと伝熱管内周１５ｅが成形される（５−ｃ）。ダイ多角形部８０ｂとオピン上部８３ｂとの空間に中間部ランク上部６５ｅは押出され、外周が多角形状の平面部１５ｈが形成される。
【００４０】
最終的には、更に押圧９０が進み５−ｄに示すように、中間部ランク上部６５ｅを一部押残りとし、フランジ部１５ｄを形成し、伝熱間素材７０の成形が完了する。
【００４１】
５−ｂから５−ｃへの変形が進む際には、成形品の肉厚が大変し、薄肉成形に切替わるので、成形品の割れが危惧される。この割れ対策としては、押出され側より、背圧を付加することが有効である。また、この背圧により、成形品の精度向上も図れる。
【００４２】
伝熱管素材７０は、４−ｆに示すように、フランジ外周１５ｇとその端面１５ｆ、絞り部外周１５ｊとその端面１５ｉを旋盤にて切削加工して仕上る。以上の工程にて、本発明の伝熱管１５は完成する。
【００４３】
本発明の実施態様をまとめると以下の通りである。
【００４４】
中間ブランクの外周は略フランジ外周形状とし、内周は略完成品形状とし、外内周を拘束しつつ、フランジとなる端面側より押圧し、第１に多角形状ダイと絞り部径と同一径オピン下部からなる空間、第２に前記多角形状ダイと伝熱管内周と同一形状のオピン上部からなる空間に順次材料を流し、外周に多角形状を付加、押し残り部をフランジ部とすることで、肉厚の薄い多角形で軸方向に平面部を有する管形状の熱伝達部、外周片側先端の多角形頂点より大きな外周のフランジ部、もう一方片側内径先端の最小径となる絞り部を、一体成形できる。
【００４５】
好ましくは、一体成形品は、フランジ外周とその端面、絞り部外周とその端面を切削加工により仕上げると良い。
【００４６】
好ましくは、板材を、略フランジ外周形状に打抜きにより第１ブランクとする。潤滑処理後、第１ブランクの外周を拘束するダイと、ブランクの底面を拘束するカウンターパンチ、外周が略伝熱管内周形状と同一のパンチにより構成される型にて、パンチ先端より後方に材料を押出し、カップ状の第２のブランクとする。次に、略絞り部内周と同一径のパンチとダイにて、第２ブランクのカップ底面を打抜き第３ブランクとする。その後、これらの塑性加工により加工硬化した第３のブランクは、熱処理により適当な硬度とし、潤滑処理を行い、前記の中間ブランクとすると良い。
【００４７】
本実施例に拠れば、仕上げの切削加工部は、フランジ外周とその端面、絞り部外周とその端面であり、旋盤加工のみなので、高価な切削設備も不要であり、設備投資額も安価に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】燃料気化促進装置の構成図である。
【図２】ヒータ部の断面図である。
【図３】本発明により得られた伝熱管の形状を示す図である。３−ａは斜視図である。３−ｂは軸方向断面斜視図である。３−ｃは要部周方向断面図である。
【図４】本発明の伝熱管の製造工程図である。４−ａは第１ブランク。４−ｂは第２ブランクの押出工程断面図。４−ｃは第３ブランクの打抜き工程断面図。４−ｄは中間部ランクの熱処理・潤滑処理工程断面図。４−ｅは伝熱管素材の押出工程断面図。４−ｆは切削工程断面図。
【図５】図４（４−ｅ）伝熱管素材の変形過程示す図面である。５−ａは押出し成形直前の断面図。５−ｂは絞り部が押出し成形された断面図。５−ｃは平面部が押出し成形された断面図。５−ｄは押出し成形が終了した断面図。
【符号の説明】
【００４９】
１…燃料気化促進装置、５…燃料噴射弁、１１…ＰＴＣヒータ、１５…伝熱管、１５ｂ…絞り部、１５ｄ…フランジ部、１５ｅ…伝熱管内周、１５ｈ…平面部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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