(57)【要約】      （修正有）【課題】フラックスの湧出によって冷却水の電気伝導率が容易に上昇し、運転手の電気安全性及びフィルター類の耐久問題が生じ、燃料電池の耐久性に悪影響を及ぼす問題点を解決する、車両用熱交換機の製造装置及び製造方法を提供する。【解決手段】複数個の冷却パネルが上下に積層された冷却パネルモジュール１００を押圧して相互接合させる車両用熱交換機の製造装置において、冷却パネルモジュールの上端と下端を支持する固定部２１０；及び冷却パネルモジュールの上端または下端と、固定部の間に設けられ、冷却パネルモジュールの上面または下面上の中心点を基準にして、対称されるように配置されて上記冷却パネルモジュールを押圧する、少なくとも一対の弾性部２２０を含む、車両用熱交換機の製造装置及び製造方法が紹介される。【選択図】図２Ｂ
2015212607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の冷却パネルが上下に積層された冷却パネルモジュールを押圧して上記冷却パネルを相互接合させる車両用熱交換機の製造装置において、
上記冷却パネルモジュールの上端と下端を支持する固定部；及び
上記冷却パネルモジュールの上端または下端と、上記固定部の間に設けられ、上記冷却パネルモジュールの上面または下面上の中心点を基準にして、対称されるように配置されて上記冷却パネルモジュールを押圧する、少なくとも一対の弾性部を含む、車両用熱交換機の製造装置。
【請求項２】
上記弾性部と上記冷却パネルモジュールの上面または下面の間に設けられて上記弾性部の荷重を分散させる分散パネルをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用熱交換機の製造装置。
【請求項３】
上記冷却パネルは、冷却水が流入される入口部と冷却水が排出される出口部を含み、
上記車両用熱交換機の製造装置は、上記冷却パネルモジュールを押圧する時、上記入口部と出口部の変形を防止するために上記入口部と出口部の中で少なくとも１ヶ所を支持するサポートピンをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用熱交換機の製造装置。
【請求項４】
上記サポートピンは、上記入口部と出口部にそれぞれ設けられることを特徴とする、請求項３に記載の車両用熱交換機の製造装置。
【請求項５】
上記サポートピンは、ハニカム構造を持つことを特徴とする、請求項３に記載の車両用熱交換機の製造装置。
【請求項６】
請求項３の構成を含む車両用熱交換機の製造方法であって、
上記冷却パネルの入口部と出口部の中で少なくとも１ヶ所にサポートピンを挿入するインサート段階；
上記冷却パネルの入口部と出口部の中で少なくとも１ヶ所にサポートピンが挿入された冷却パネルモジュールをろう付する、ろう付段階；及び
上記冷却パネルの入口部と出口部の中で少なくとも一つの端部を切断するカッティング段階;を含む車両用熱交換機の製造方法。
【請求項７】
上記カッティング段階で切断される部分は、上記ろう付段階で生成されたスクラップが含まれた部分であることを特徴とする、請求項６に記載の車両用熱交換機の製造方法。
【請求項８】
上記ろう付段階で遂行されるろう付は、真空ろう付であることを特徴とする、請求項６に記載の車両用熱交換機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用熱交換機の製造装置及び製造方法に関するものであって、真空ろう付の時にも冷却パネルが陷沒されたり剥離が生じないようにする、車両用熱交換機の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池バスで、燃料電池モジュールは車両後端のエンジンルームに装着される。すなわち、車両の前面にラジエーターが配置される場合、冷却水ループが相当長くて複雑になる構造的問題があるため、乗用型燃料電池システムと違って、中間熱交換機が存在する。
【０００３】
中間熱交換機は、その内部に冷却水が流れるように両端部に開口部が形成されるし、内部に流路が備られたアルミニウムパネルを積載し、熔接して製作される。より詳細に説明すると、図１に示されたように、それぞれのアルミニウムパネル１０は、内部に流路を形成する流路部１３と、上記流路部１３の上下を覆う分離板１１、及び上記流路部の周りを包みながら、アルミニウムパネル１０の両端部が開放されて入口部と出口部が形成されるように包むフレーム１２からなる。そして、上記アルミニウムパネル１０が上下に積層されて一つのアルミニウムパネルモジュール２０を成す。
【０００４】
一方、上記流路部１３が上記分離板１１と接合したり、上記アルミニウムパネル１０が他のアルミニウムパネル１０と接合するために熔接方法が用いられるが、この時、熔接技法にろう付(Brazing)が適用されるし、高品質の接合性のために従来にはろう付の工程前にフラックス(Flux)という物質を塗布してきた。ここで上記フラックスは、上記アルミニウムパネルモジュール２０に高熱を加える連続路生産(CAB brazing)のために、製品に塗布される物質をもってアルミニウムパネル１０表面のマグネシウムを表層に上って来られないようにする役割をするが、マグネシウムが表層に上って来ると接合性が顕著に減少するので、上記アルミニウムパネル１０を接合させるための重要な物質とされている。
【０００５】
しかし、上記フラックスが塗布された連続路の生産で、生産した製品を製作後それぞれの冷却パネルの内部へ冷却水を流すと、上記フラックスの湧出によって冷却水の電気伝導率が容易に上昇し、これによって運転手の電気安全性及びフィルター類の耐久問題が生じ、これは燃料電池の耐久性に悪影響を及ぼす問題点があった。
【０００６】
上記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景に対する理解増進のためであって、この技術分野で通常の知識を有する者に既に知られた従来技術に該当することを認めるものとして受け入れられてはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】KR10-2010-0069871 A (2010.06.25)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するために提案され、真空ろう付方法を使用し、このためにアルミニウムパネルモジュールに均一な荷重を加えるためにアルミニウムパネルモジュールの上端または下端に弾性体を備え、アルミニウムパネルの両端部に形成された開口部を支持する支持体を含む、車両用熱交換機の製造装置及び製造方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を果たすための本発明による車両用熱交換機の製造装置及び製造方法は、複数個の冷却パネルが上下に積層された冷却パネルモジュールを押圧して上記冷却パネルを相互接合させる車両用熱交換機の製造装置において、上記冷却パネルモジュールの上端と下端を支持する固定部；及び上記冷却パネルモジュールの上端または下端と、上記固定部の間に設けられ、上記冷却パネルモジュールの上面または下面上の中心点を基準にして、対称されるように配置されて上記冷却パネルモジュールを押圧する、少なくとも一対の弾性部を含む。
【００１０】
上記弾性部と上記冷却パネルモジュールの上面または下面の間に設けられて上記弾性部の荷重を分散させる分散パネルをさらに含むことができる。
【００１１】
上記冷却パネルは、冷却水が流入される入口部と冷却水が排出される出口部を含み、上記車両用熱交換機の製造装置は、上記冷却パネルモジュールを押圧する時、上記入口部と出口部の変形を防止するために、上記入口部と出口部の中で少なくとも１ヶ所を支持するサポートピンをさらに含むことができる。
【００１２】
上記サポートピンは、上記入口部と出口部にそれぞれ設けることができる。
【００１３】
上記サポートピンは、ハニカム構造を持つことができる。
【００１４】
本発明による車両用熱交換機の製造方法であって、上記冷却パネルの入口部と出口部の中で少なくとも１ヶ所にサポートピンを挿入するインサート段階；上記冷却パネルの入口部と出口部の中で少なくとも１ヶ所にサポートピンが挿入された冷却パネルモジュールをろう付する、ろう付段階；及び上記冷却パネルの入口部と出口部の中で少なくとも一つの端部を切断するカッティング段階;を含む。
【００１５】
上記カッティング段階で切断される部分は、上記ろう付段階で生成されたスクラップが含まれた部分であることもありえる。
【００１６】
上記ろう付段階で遂行されるろう付は、真空ろう付であることもありえる。
【発明の効果】
【００１７】
上述したような構造からなる車両用熱交換機の製造装置及び製造方法によると、対称されるように配置された弾性部によって弾性パネルモジュールの上面または下面上に均一な荷重を加えることができ、偏心された荷重によって上記弾性パネルモジュールが陷沒されることを防止することができる。
【００１８】
また、上記サポートピンを上記弾性パネルの入口部と出口部に挿入することで、分離板の剥離を防止し、生産時の不良率を減少させることができる。
【００１９】
また、真空ろう付方法を用いて、フラックスを使わなくても品質が低下することなく上記弾性パネルを接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のアルミニウムパネルモジュールの構成図。
【図２Ａ】本発明の一実施例による複数個の冷却パネルを含む形態の冷却パネルモジュールの構成図。
【図２Ｂ】本発明の一実施例による車両用熱交換機の製造装置の構成図。
【図３】従来の車両用熱交換機の製造装置の構成図。
【図４】本発明の一実施例による車両用熱交換機の製造装置のサポートピンを示した図面。
【図５】分離板の剥離が生じた様子を示した図面。
【図６】本発明の一実施例による車両用熱交換機の製造方法のフローチャート。
【図７】スクラップによって、本発明の一実施例による冷却パネルが塞がれた入口部と出口部を示した図面。
【図８】本発明の一実施例による車両用熱交換機の製造方法によってスクラップで塞がれた一部分がカッティングされることがある冷却パネルを示した図面。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、添付された図面を参照して、本発明の好適な実施例による車両用熱交換機の製造装置及び製造方法について詳察する。
【００２２】
図２Ｂは本発明の一実施例による車両用熱交換機の製造装置の構成図であって、 冷却パネルモジュール１００の上端と下端を支持する固定部２１０；及び上記冷却パネルモジュール１００の上端または下端と上記固定部２１０の間に設けられ、上記冷却パネルモジュール１００の上面または下面上の中心点を基準にして、対称されるように配置されて上記冷却パネルモジュール１００を押圧する少なくとも一対の弾性部２２０;を含む。
【００２３】
これをより詳細に説明すると、図２Ａは本発明の一実施例による冷却パネルモジュールの構成図であって、上記冷却パネルモジュール１００は複数個の冷却パネル１１０が上下に積層されて構成されるが、それぞれの冷却パネル１１０は内部に流路を形成する流路部１１３と上記流路部１１３の上下を覆う分離板１１１、及び上記流路部１１３の周りを包みながら、冷却パネル１１０の両端部が開放されて入口部と出口部が形成されるように包むフレーム１１２からなる。そして、複数個の冷却パネル１１０が上下に積層されて一つの冷却パネルモジュール１００を成す。上記冷却パネル１１０が積層される時、上記入口部と出口部が、隣接する冷却パネル１１０と相違するように配置されることが望ましい。例えば、互いに接する一対の冷却パネル１１０の中で上部に位置した冷却パネル１１０には、燃料電池から出る冷却水が流入されて出るし、下部に位置した冷却パネル１１０には、ラジエーターを通過した冷却水が流入されて出ながら互いに混ざることはないが、交差することによって燃料電池から出た冷却水の冷却が可能になる。
【００２４】
上記固定部２１０は一対のパネルであって、図２Ｂに図示されたように、上記冷却パネルモジュール１００の上方と下方には、互いにボルトまたは連結部材で結合されるし、上記冷却パネルモジュール１００の上端または下端が上記固定部２１０に接触して支持され、上記冷却パネルモジュール１００の他端部は、上記弾性部２２０によって押圧され上記冷却パネルモジュール１００が上下に圧縮力を受けるように構成される。
【００２５】
上記弾性部２２０によって上記冷却パネルモジュール１００に均一な押圧力が加わるために、上記弾性部２２０と上記冷却パネルモジュール１００の上面または下面の間には、上記冷却パネルモジュール１００の上面または下面と接触し、上記弾性部２２０の荷重を分散させる分散パネル２３０がさらに含まれる。これは上記弾性部２２０が上記冷却パネルモジュール１００の上面または下面に直接接触する時に生じえる荷重集中、及びこれによる冷却パネルモジュール１００の偏心された荷重作用を防止することができるし、上記冷却パネルモジュール１００の上面または下面全体に均一な荷重を印加することができる。
【００２６】
上記弾性部２２０と上記分散パネル２３０は、上記冷却パネルモジュール１００の上方または下方に選択的に設けられることができるが、上記冷却パネルモジュール１００の上方と下方に全て設けられて上下に押圧されるようにすることもできる。
【００２７】
また、上記弾性部２２０は上記冷却パネルモジュール１００の上面または下面上の中心点を基準にして、上記冷却パネルモジュール１００の上面または下面上に対称されるように配置されるが、好ましくは冷却パネルモジュール１００の前後または左右に対称を成すように二対以上に設けられることがよい。勿論、弾性部２２０の数はこれに限定されない。また、上記弾性部はスプリングになることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２８】
一方、従来には上記冷却パネルモジュール１００を上下に押圧するために、図３に示されたように、上記冷却パネルモジュール１００の上端と下端に重量パネル３０を設置した。しかし、従来の重量パネル３０を使用した方式は、上部または下部に多数個の重量パネル３０を設置しなければならなかったし、これはろう付の時に上記重量パネル３０が高熱を吸収することになって、冷却パネルモジュール１００には熱が充分に加わらない問題点があった。また、上記冷却パネルモジュール１００の熔接のために、各接合部位に位置させた溶加材の溶ける時点が相違したため、先に溶ける方に上記重量パネル３０が傾きながら特定位置に荷重の集中が生じ、均一な溶融部の形成が不可能であった問題点もあった。
【００２９】
これに対して、本発明では多数個の重量パネル３０を使用せず、固定部２１０によって支持される弾性部２２０を対称されるように配置することで、溶加材の溶ける時点の差異に関係なく、常に冷却パネルモジュール１００の上面または下面に均一な荷重を加えることができるようになり、上記分散パネル２３０だけが上記冷却パネルモジュール１００に接触するので、ろう付の時、上記冷却パネルモジュール１００の加熱が従来に比べてより円滑になることができる利点がある。
【００３０】
一方、上述したように、上記冷却パネル１１０は冷却水が流入される入口部と冷却水が排出される出口部を含み、上記車両用熱交換機の製造装置は、上記冷却パネルモジュール１００を押圧する時、上記入口部と出口部の変形を防止するために、図４に示されたように、上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部の中で少なくとも１ヶ所に挿入されて上記冷却パネル１１０を支持するサポートピン３００をさらに含むことが望ましい。好ましくは、上記入口部１１５と出口部の全てにそれぞれ上記サポートピン３００が設けられることがよい。図４には入口部１１５に上記サポートピン３００が設けられた場合について図示した。
【００３１】
上記冷却パネル１１０は、上述したように、中央に流路部１１３を基準にして上下に分離板１１１が接合されるし、流路部１１３の周り部を包みながら、入口部１１５と出口部が形成されるようにフレーム１１２が包む構造からなる。従来には上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部にフレーム１１２を除いた別途の支持手段が設けられてなかったし、上記冷却パネル１１０のろう付の時、図５に示されたように、上記冷却パネル１１０の分離板１１１の中、上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部側に対応される部分が溶加材の膨脹によって剥離される現象が発生したのである。
【００３２】
したがって、上記サポートピン３００を上記入口部１１５及び出口部の端部に設置することで上記分離板１１１の剥離を防止し、熱交換機の生産性向上及び耐久性増大の效果を発生させることができる。
【００３３】
上記サポートピン３００は多様な形象からなることができるが、好ましくは、図４のように、ハニカム構造を持つことがよい。すなわち、ハニカムのように格子を持ち、多数個の貫通孔が設けられるようにサポートピン３００が形成され、上記入口部１１５と出口部の中で少なくとも１ヶ所に上記入口部１１５と出口部に流動ができるように挿入されることが望ましい。すなわち、上記入口部１１５または出口部を正面から眺めた時、上記ハニカム構造が見えるように形成されることができる。
【００３４】
ハニカム構造を通じて、上記入口部１１５と出口部の流動性を保障する一方、入口部１１５と出口部のまわりを支持できるようになって、上記分離板１１１の剥離を效果的に沮止できるようになる。
【００３５】
一方、本発明の一実施例による車両用熱交換機の製造方法を見ると、図６は本発明の一実施例による車両用熱交換機の製造方法のフローチャートとして、上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部の中で少なくとも１ヶ所にサポートピン３００を挿入するインサート段階Ｓ１１０；上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部の中で少なくとも１ヶ所にサポートピン３００が挿入された冷却パネルモジュール１００をろう付する、ろう付段階Ｓ１２０；及び上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部の中で少なくとも一つの端部を切断するカッティング段階Ｓ１３０;を含む。
【００３６】
ここで上記冷却パネル１１０には、少なくとも一つの冷却パネル１１０または上記冷却パネルモジュール１００が含まれる。
【００３７】
また、上記ろう付段階Ｓ１２０で行なわれるろう付は、真空ろう付になることが望ましい。上記ろう付段階Ｓ１２０では、本発明の車両用熱交換機の製造装置が全て真空路の中に入ってろう付が行なわれるし、上記真空ろう付は通常実施されるろう付の方法の一つであるところ、具体的な説明は省略する。
【００３８】
真空ろう付を行なうことで、上記冷却パネル１１０の酸化被膜生成による接合の低下を防止することができるようになって、従来に使用されたフラックスを使わなくても既存の熔接品質を維持することができる利点があり、フラックスを使うことによる工程及び費用、フラックスをとり除くことに係る時間及び費用等を全てとり除くことができるようになって、生産性を向上させ、費用を大幅節減させることができるようになる。
【００３９】
一方、上記ろう付段階が行なわれると、接合に使われた溶加材が上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部に流入され、冷却時に固まって図７に示されたように、上記入口部と上記出口部にスクラップ４００を形成し、上記スクラップ４００によって上記入口部１１５と出口部が塞がってしまう現象が生じるが、上記カッティング段階で切断される部分が上記スクラップ４００が含まれた部分になるようにすることで、つまり、図８に示されたように、上記冷却パネル１１０の入口部１１５と出口部の中で上記スクラップ４００によって塞がった部分を切り出すことで、最終的にきれいになった入口部１１５と出口部の端部を持つようになる。上記カッティング段階Ｓ１３０は、上記入口部１１５と出口部の中でいずれか一つに選択的に遂行されることができるが、好ましくは上記入口部と出口部の全てにそれぞれ行なわれることがよい。
【００４０】
上述したような構造からなる車両用熱交換機の製造装置及び製造方法によると、対称されるように配置された弾性部２２０によって、弾性パネルモジュールの上面または下面上に均一な荷重を加えることができるようになって、偏心された荷重によって上記弾性パネルモジュールが陷沒されることを防止することができる。
【００４１】
また、上記サポートピン３００を上記弾性パネルの入口部１１５と出口部に挿入することで、分離板１１１の剥離を防止して生産時の不良率を減少させることができる。
【００４２】
また、真空ろう付の方法を利用することで、フラックスを使わなくても品質が低下することなく、上記弾性パネルを接合させることができる。
【００４３】
本発明は、特定の実施例に関して図示し、説明したが、以下の特許請求の範囲で提供される本発明の技術的思想を逸脱しない限度内で、本発明が多様に改良及び変化されることができるということは、当業界において通常の知識を有する者に自明であろう。
【符号の説明】
【００４４】
１００：冷却パネルモジュール    １１０：冷却パネル
１１１：分離板                  １１２：フレーム
１１３：流路部                  １１５：入口部
２１０：固定部                  ２２０：弾性部
２３０：分散パネル              ３００：サポートピン
４００：スクラップ              Ｓ１１０：インサート段階
Ｓ１２０：ろう付段階            Ｓ１３０：カッティング段階
【図１】
2015212607.tif 000003
【図２Ａ】
2015212607.tif 000004
【図２Ｂ】
2015212607.tif 000005
【図３】
2015212607.tif 000006
【図４】
2015212607.tif 000007
【図５】
2015212607.tif 000008
【図６】
2015212607.tif 000009
【図７】
2015212607.tif 000010
【図８】
2015212607.tif 000011