(57)【要約】【課題】  残存空気層に起因する塗膜欠陥が発生しない熱交換器のコーティング層形成方法を提供する。【解決手段】  チューブ２と冷却フィン３との交互に積層したコア部４の両端に一対のタンク部材５をそれぞれ固定し、チューブ２及びタンク部材５の内部が循環水の流通路とされ、この流通路を形成するチューブ２及びタンク部材５の内表面にコーティング液１４を塗布する塗布工程と、塗布したコーティング液１４を乾燥させる乾燥工程と、乾燥したコーティング液１４を加熱してコーティング剤を内表面に焼き付ける焼き付け工程とによってチューブ２及びタンク部材５の内表面にコーティング層を形成する熱交換器１のコーティング層形成方法であって、塗布工程では、流通路を減圧させてコーティング液１４を流し込む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の並設されたチューブ（２）とこの各チューブ（２）の両端に連結された一対のタンク部材（５）の内部が循環水の流通路とされ、この流通路を形成する前記チューブ（２）及び前記タンク部材（５）の内表面にコーティング液（１４）を塗布する塗布工程と、塗布したコーティング液（１４）を乾燥させる乾燥工程と、乾燥したコーティング液（１４）を加熱してコーティング剤を内表面に焼き付ける焼き付け工程とによって前記チューブ（２）及び前記タンク部材（５）の内表面にコーティング層を形成する熱交換器（１）のコーティング層形成方法であって、
前記塗布工程では、前記流通路を減圧させて前記コーティング液（１４）を流し込む
ことを特徴とする熱交換器（１）のコーティング層形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器（１）のコーティング層形成方法であって、
前記塗布工程での減圧レベルは、１００ｍｍＨｇ〜５００ｍｍＨｇとした
ことを特徴とする熱交換器（１）のコーティング層形成方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の熱交換器（１）のコーティング層形成方法であって、
前記焼き付け工程において、前記熱交換器（１）の上下を逆さにする
ことを特徴とする熱交換器（１）のコーティング層形成方法。
【請求項４】
少なくとも請求項１〜請求項３の何れか一つに記載の熱交換器（１）のコーティング層形成方法であって、
前記チューブ（２）及び前記タンク部材（５）の内表面にコーティング層を形成するコーティング工程を複数回行う場合には、コーティング工程が終了して次のコーティング工程に移行する際に、前記熱交換器（１）の上下を逆さにする
ことを特徴とする熱交換器（１）のコーティング層形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池自動車の冷却系で用いられる熱交換器のコーティング層形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、駆動源として燃料電池を搭載した燃料電池自動車であるＦＣＥＶ車（fuel cell electric vehicle）の冷却系には、電極等の導電性部材が燃料電池内部に多く存在するため、感電防止の観点より冷媒の導電性を低レベルにする必要があり、極めて導電性の小さい純水が使用されている。又、冷却系システムの構成部品としては、導電率を悪化させないようにするために極力ステンレスを使用し、熱交換器は軽量小型化のためにアルミニウムを使用している。
【０００３】
しかし、熱交換器をアルミニウムで形成した場合、純水によってアルミニウムが腐食し、その腐食したアルミニウム金属が純水に混入したり、純水導電率が悪化することがある。これを防止するべく、純水の流通路となるチューブ及びタンク部材の内表面に熱硬化型有機樹脂（フェノール系、アクリル系、エポキシフェノール系）のコーティング層を形成する技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
コーティング層を形成するコーティング工程は、チューブ及びタンク部材の内表面にコーティング液を塗布する塗布工程と、塗布したコーティング液を乾燥させる乾燥工程と、乾燥したコーティング液を加熱してコーティング剤を内表面に焼き付ける焼き付け工程とからなる。
【０００５】
上記従来の塗布工程では、図４に示すように、コーティング液漕１００のホース１０１を熱交換器１０２の下方に位置するタンク部材１０３のパイプ１０４ａに接続し、コーティング液漕１００の加圧によってコーティング液を熱交換器１０２の流通路の全域に注入し、その後、コーティング液の自重により注入したコーティング液を流通路より排出する。すると、チューブ１０５及びタンク部材１０３の内表面にはコーティング液がその粘性により付着状態で残り、コーティング液が内表面に塗布される。
【特許文献１】特開２００１−１６７７８２号公報（第４頁及び第５頁、図１及び図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のコーティング液の塗布工程では、加圧を利用してコーティング液を熱交換器１０２の流通路に注入しているだけなので、注入されるコーティング液とこれによって押しのけられる空気との置換が積極的に行われずにチューブ１０５やタンク部材１０３の内表面に一部空気が残存空気として残る可能性が高い。残存空気層が形成された箇所では、ピンホールなどの塗膜欠陥ができ、塗膜欠陥の部分より腐食が発生することになる。
【０００７】
そこで、本発明は、残存空気層に起因する塗膜欠陥の発生を防止できる熱交換器のコーティング層形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する請求項１の発明は、複数の並設されたチューブとこの各チューブの両端に連結された一対のタンク部材の内部が循環水の流通路とされ、この流通路を形成する前記チューブ及び前記タンク部材の内表面にコーティング液を塗布する塗布工程と、塗布したコーティング液を乾燥させる乾燥工程と、乾燥したコーティング液を加熱してコーティング剤を内表面に焼き付ける焼き付け工程とによって前記チューブ及び前記タンク部材の内表面にコーティング層を形成する熱交換器のコーティング層形成方法であって、前記塗布工程では、前記流通路を減圧させて前記コーティング液を流し込むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の熱交換器のコーティング層形成方法であって、前記塗布工程での減圧レベルは、１００ｍｍＨｇ〜５００ｍｍＨｇとしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の熱交換器のコーティング層形成方法であって、焼き付け工程において、熱交換器の上下を逆さにすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、少なくとも請求項１〜請求項３の何れか一つに記載の熱交換器のコーティング層形成方法であって、チューブ及びタンク部材の内表面にコーティング層を形成するコーティング工程を複数回行う場合には、コーティング工程が終了して次のコーティング工程に移行する際に、熱交換器の上下を逆さにすることを特徴とする
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、流通路内を減圧した状態でコーティング液を当該流通路に流入させるため、流入するコーティング液とこれによって押しのけられる空気との置換が促進され、チューブやタンク部材の内表面に一部空気が残存空気として残らない。従って、塗布工程ではチューブやタンク部材の内表面に均一にコーティング液が塗布されるため、残存空気層に起因する塗膜欠陥の発生を防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、流通路内を５００ｍｍＨｇ以下に減圧するため、流入されるコーティング液とこれによって押しのけられる空気との置換が有効に促進され、チューブやタンク部材の内表面に一部空気が残存空気として残る可能性がほとんどない。従って、塗布工程ではチューブやタンク部材の内表面に均一にコーティング液が塗布されるため、残存空気層に起因する塗膜欠陥の発生を防止できる。また、本発明によれば、減圧レベルの下限値を１００ｍｍＨｇ以上としたので、コーティング液の溶剤成分が蒸発して発泡することがなく、溶剤成分の発泡による塗膜欠陥を防止できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、焼き付け工程において、熱交換器の上下を逆さにしているので、乾燥工程での塗膜流動方向が逆になり、チューブ長手方向の塗膜厚みのバラツキを均一化させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、コーティング工程が終了して次のコーティング工程に移行する際に、熱交換器の上下を逆さにしているので、２回目のコーティング工程では最初の塗膜流動方向とは逆向きの流動方向となることから、チューブ長手方向の塗膜厚みを均一なものとさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３は一実施形態を示し、図１は熱交換器１の正面図、図２は塗布工程を示す図、図３は熱交換器１の製造方法の工程図である。
【００１８】
図１に示すように、熱交換器１は、チューブ２と冷却フィン３が交互に積層されたコア部４と、このコア部４の両端に固定された一対のタンク部材５とから成り、チューブ２、冷却フィン３及びタンク部材５の互いの接触箇所がろう付けによって固定されている。
【００１９】
チューブ２は、アルミニウム材より偏平長尺形状として形成され、内部に循環水である純水の流通路が形成されている。
【００２０】
冷却フィン３は、アルミニウム材より波形状として形成され、チューブ２内の純水と周囲通過の空気との熱交換を促進できるようになっている。
【００２１】
タンク部材５は、アルミニウム材より筒形状を有し、内部に純水の流通路が形成されている。各タンク部材５には、適当間隔にチューブ嵌合孔（図示せず）が形成され、このチューブ嵌合孔にチューブ２の端部が嵌合することによって互いの流通路が連通されている。各タンク部材５にはパイプ６ａ，６ｂがそれぞれ固定され、いずれか一方のパイプ６ａ（又は６ｂ）が入口側パイプに、他方のパイプ６ｂ（又は６ａ）が出口側パイプとされる。入口側パイプより流入した純水は、一方のタンク部材５の流通路より各チューブ２の流通路を分流し、他方のタンク部材５の流通路で再び合流して出口側パイプより流出する。
【００２２】
そして、熱交換器１の流通路を形成するチューブ２とタンク部材５の内表面には、熱硬化型有機樹脂（フェノール系、アクリル系、エポキシフェノール系）からなるコーティング層（図示せず）が形成されている。
【００２３】
次に、上記熱交換器１の製造工程を説明する。図３に示すように、熱交換器１は、組み付け工程（ステップＳ１）、フラックス塗布工程（ステップＳ２）、ろう付け工程（ステップＳ３）、洗浄工程（ステップＳ４）、コーティング工程（ステップＳ５）が行われることによって製造される。
【００２４】
組み付け工程（ステップＳ１）では、アルミニウム材のチューブ２と同じくアルミニウム材の冷却フィン３とを交互に積層してコア部４を仮組み付けし、且つ、このコア部４の両端に一対のタンク部材５を仮組み付けする。具体的には、各チューブ２の端部をタンク部材５のチューブ嵌合孔（図示せず）に嵌合することによってコア部４とタンク部材５とを仮組みする。
【００２５】
フラックス塗布工程（ステップＳ２）では、仮組み付けした熱交換器１にフラックス水溶液を流しかけたり、シャワーする。そして、熱風でフラックス水溶液の水分を除去し、これでフラックスの塗布が完了する。
【００２６】
ろう付け工程（ステップＳ３）では、仮組み付けした熱交換器１を加熱処理して各チューブ２と各冷却フィン３と各タンク部材５の互いの接触箇所をろう付けして熱交換器１を本組みする。
【００２７】
洗浄工程（ステップＳ４）では、本組みした熱交換器１を例えば１００℃の純水中に２４時間浸漬することによりフラックスを除去する。
【００２８】
コーティング工程（ステップＳ５）では、フラックス除去した熱交換器１に対し、少なくとも純水の流路になる内面に樹脂コーティング液を塗布してコーティング層（図示せず）を形成する。具体的には、コーティング工程は、塗布工程（ステップＳ６）、乾燥工程（ステップＳ７）及び焼き付け工程（ステップＳ８）とから成る。
【００２９】
塗布工程（ステップＳ６）では、図２に示すように、熱交換器１をチューブ２の長手方向Ｌを上下方向として載置する。熱交換器１の下方に位置するパイプ６ａにコーティング液槽１０のホース１１を接続し、上方に位置するパイプ６ｂに減圧ポンプ１２のホース１３を接続する。コーティング液槽１０には、コーティング剤を所定の濃度で溶剤に希釈したコーティング液１４が収容されており、ホース１１の途中にはバルブ１５が設けられている。
【００３０】
そして、減圧ポンプ１２を駆動して熱交換器１の流通路内を減圧する。減圧レベルは、１００ｍｍＨｇ〜５００ｍｍＨｇに設定されている。熱交換器１の流通路を減圧させると、バルブ１１を閉位置から開位置に切り替える。すると、コーティング液槽１０のコーティング液１４がホース１１を通って熱交換器１の流通路内に注入される。コーティング液１４が熱交換器１の流通路の全域に行き渡るまで注入する。
【００３１】
その後、減圧ポンプ１２の駆動を停止し、コーティング液槽１０を熱交換器１の下方位置に移動する等によってコーティング液１４を熱交換器１の流通路から排出する。すると、チューブ２及びタンク部材５の内表面にはコーティング液１４がその粘性により付着状態で残りコーティング液１４が内表面に塗布される。
【００３２】
乾燥工程（ステップＳ７）では、熱交換器１をそのチューブ２の長手方向Ｌが上下方向となる姿勢、つまり、塗布工程と同じ姿勢で配置し、常温で放置する。放置時間は、１０分〜３０分の間とする。この常温乾燥によって、溶剤成分が飛散し、塗膜は生乾きになり液流動が抑制され、チューブ２の下端部での液だまりが防止される。
【００３３】
焼き付け工程（ステップＳ８）では、熱交換器１の姿勢を乾燥工程に対して上下逆転させた姿勢で焼き付け炉内に配置する。具体的には、熱交換器１をそのチューブ２の長手方向Ｌが上下方向となり、且つ、パイプ６ａが上方位置でパイプ６ｂが下方位置に位置する姿勢に配置する。この配置で熱交換器１を焼成することによりコーティング剤をチューブ２及びタンク部材５の内表面に焼き付ける。以上により、熱交換器１の製造が完了する。
【００３４】
上記コーティング工程中の塗布工程（ステップＳ６）では、熱交換器１の流通路内を減圧した状態でコーティング液１４を流通路に流入するため、流入するコーティング液１４とこれによって押しのけられる空気との置換が促進され、チューブ２やタンク部材５の内表面に一部空気が残存空気として残らない。従って、塗布工程ではチューブ２やタンク部材５の内表面に均一にコーティング液１４が塗布されるため、残存空気層に起因する塗膜欠陥の発生を防止できる。
【００３５】
この実施形態では、塗布工程での減圧レベルは、１００ｍｍＨｇ〜５００ｍｍＨｇに設定した。１００ｍｍＨｇ未満では、コーティング液１４の溶剤成分が蒸発して発泡することがあるが、１００ｍｍＨｇ以上であるため、溶剤成分の発泡による塗膜欠陥を確実に防止できる。又、５００ｍｍＨｇ以上であると、コーティング液１４と空気との置換が有効に行われない恐れがあるが、５００ｍｍＨｇ未満であるため、コーティング液１４と空気との置換が有効に促進され、チューブ２やタンク部材５の内表面に一部空気が残存空気として残る可能性がほとんどない。従って、塗布工程では、チューブ２やタンク部材５の内表面に均一にコーティング液を塗布できるため、残存空気層に起因する塗膜欠陥の発生を確実に防止できる。
【００３６】
この実施形態では、焼き付け工程において、熱交換器１の向きを上下逆さまにしたので、チューブ２やタンク部材５の内表面に塗布されたコーティング液１４が自重によって下方に流れることに起因する塗膜厚のバラツキを極力防止できる。従って、均一なコーティング層を形成でき、熱交換効率の向上に寄与できる。又、コーティング層が薄い場合に発生するアルミ腐食の恐れと、コーティング層が必要以上に厚い場合に発生するコーティング層の膜剥がれとを有効に防止することができる。
【００３７】
尚、この実施形態では、熱交換器１の上下逆転を１回のみ行ったが、２回以上行うようにしても良い。又、熱交換器１の上下逆転を乾燥工程と焼き付け工程の間に行ったが、乾燥工程の途中や焼き付け工程の途中に行うようにしても良い。
【００３８】
この実施形態では、乾燥工程の常温放置時間を１０〜３０分に設定した。１０分未満では、溶剤蒸発は不十分なため、焼き付け工程の焼成時におけるコーティング液１４の流動が大きいため、塗膜厚のバラツキの改善効果が少ない。又、３０分以上では、溶剤蒸発が進みすぎるため、焼き付け工程の焼成時におけるコーティング液１４の流動が少ないため、塗膜厚のバラツキの改善効果が少ない。以上より、乾燥工程の常温放置時間を１０〜３０分とすることにより、塗膜厚のバラツキを効果的に改善できる。
【００３９】
又、この実施形態では、コーティング工程を１回のみ行ったが、コーティング工程を複数回行うようにしても良い。この場合には、コーティング工程が終了して次のコーティング工程に移行する際に、熱交換器１の上下を逆さにする。これにより、２度目のコーティング工程では、最初のコーティング工程による塗膜流動方向と逆向きに塗膜の流動が生じるので、チューブ２内の膜厚を均一なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態を示し、熱交換器の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、塗布工程を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、熱交換器の製造方法の工程図である。
【図４】従来の塗布工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  熱交換器
２  チューブ
３  冷却フィン
４  コア部
５  タンク部材
１４  コーティング液
Ｌ  チューブの長手方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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