(57)【要約】【課題】熱交換器において、溶着部からはみ出した樹脂材のバリが媒体の流れに干渉しないようにすること。【解決手段】ラジエータ（熱交換器）は、媒体を導く成型穴２５を有する樹脂製のタンク１２と、成型穴２５の開口端を閉塞する樹脂製のプラグ３０と、を備える。タンク１２は、成型穴２５が開口する筒状のタンク筒部２６と、タンク筒部２６の外周から拡がる環状のタンク鍔部２７と、を有する。プラグ３０は、タンク鍔部２７に溶着される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換をする媒体が流れる熱交換器であって、
媒体を導く成型穴を有する樹脂製のタンクと、
前記成型穴の開口端を閉塞する樹脂製のプラグと、を備え、
前記タンクは、
前記成型穴が開口する筒状のタンク筒部と、
前記タンク筒部の外周から拡がる環状のタンク鍔部と、を有し、
前記プラグは、前記タンク鍔部に溶着されることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記プラグは、
前記成型穴の開口端に面するプラグ冠部と、
前記プラグ冠部から突出して前記タンク鍔部に溶着される筒状のプラグ筒部と、を有し、
前記プラグ筒部と前記タンク筒部との間には、間隙が形成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換器であって、
前記プラグ冠部には、前記タンク筒部の先端が当接することを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記プラグは、前記成型穴の内周に沿って突出するリブを有することを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記タンクは、前記タンク鍔部の前記プラグに接合する部位に開口する凹部を有することを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換をする媒体が流れる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、筒状のフィラネック部を有する樹脂製アッパタンク本体と、アッパタンク本体に溶着される樹脂製プラグと、を備える熱交換器が開示されている。
【０００３】
上記アッパタンク本体は、成型時にフィラネック部を成型する型が抜き取られることによって抜穴（成型穴）が形成される。
【０００４】
上記プラグは、アッパタンク本体の抜穴の開口縁部に溶着されることによって抜穴の開口端を閉塞するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５７−１２７１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の熱交換器にあっては、プラグをアッパタンク本体に溶着する際に溶着部からはみ出した樹脂材のバリ（樹脂片）が生じると、熱交換器の作動時にバリが熱交換器内の媒体の流れに干渉するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器において、溶着部からはみ出した樹脂材のバリが媒体の流れに干渉しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様によれば、熱交換をする媒体が流れる熱交換器であって、媒体を導く成型穴を有する樹脂製のタンクと、成型穴の開口端を閉塞する樹脂製のプラグと、を備え、タンクは成型穴が開口する筒状のタンク筒部と、タンク筒部の外周から拡がる環状のタンク鍔部と、を有し、プラグはタンク鍔部に溶着されることを特徴とする熱交換器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様によれば、プラグがタンク筒部の外周から拡がるタンク鍔部に溶着されることにより、溶着部に生じる余剰の溶融樹脂材がタンク筒部の内側にはみ出すことが防止される。これにより、熱交換器の作動時に樹脂材のバリが媒体の流れに干渉することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るラジエータを示す背面図である。
【図２】図１のII−II線に沿うタンク及びキャップの断面図である。
【図３】図２の一部を拡大したタンク及びキャップの断面図である。
【図４】溶着工程を行う前の状態を示すタンク及びキャップの断面図である。
【図５】図４の一部を拡大したタンク及びキャップの断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るタンク及びキャップの断面図である。
【図７】図６の一部を拡大したタンク及びキャップの断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るタンク及びキャップの断面図である。
【図９】図８の一部を拡大したタンク及びキャップの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、車両の前後方向を単に前後方向と称し、車両の車幅方向を左右方向と称して説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る車両用ラジエータ１０を示す背面図である。ダウンフロー型のラジエータ１０は、中央部に設けられるコア部１１と、コア部１１の上方に設けられるタンク１２と、コア部１１の下方に設けられるタンク１３と、を備える。
【００１３】
ラジエータ１０は、エンジン（図示省略）のポンプ（図示省略）から送られる冷却液（媒体）が循環するようになっている。ポンプから送られる冷却液は、上方のタンク１２のインレットパイプ１４から流入し、コア部１１を循環した後に、下方のタンク１３のアウトレットパイプ１５からエンジンへと流出する。
【００１４】
ラジエータ１０は、車両前方側でエンジンの前方に搭載され、車両走行風またはファン（図示省略）によって送られる強制風がコア部１１を通過するように配置される。ラジエータ１０では、コア部１１を循環する冷却液と、コア部１１を通過する外気との間で熱交換が行われ、冷却液の熱が外気に放出される。
【００１５】
樹脂製のタンク１２には、コア部１１の上方に延びるタンク本体１２Ａと、タンク本体１２Ａから後方に延びるフィラネック１２Ｂと、が一体形成される。
【００１６】
タンク本体１２Ａは、インレットパイプ１４を通って流入する冷却液をコア部１１に導く分配流路を形成する。
【００１７】
フィラネック１２Ｂは、ラジエータ１０に充填される冷却液をタンク本体１２Ａ内に導く注入路を形成する。フィラネック１２Ｂの先端部には、ラジエータキャップ（図示省略）が装着される。ラジエータ１０に冷却液を充填する際に、ラジエータキャップがフィラネック１２Ｂから外された後に、フィラネック１２Ｂ内に入れられる冷却液がフィラネック１２Ｂを通ってタンク本体１２Ａに導かれる。
【００１８】
ラジエータ１０は、ラジエータキャップがフィラネック１２Ｂを介してタンク本体１２Ａの後方に配置されることにより、タンク本体１２Ａが延びる前方側の突出高さが抑えられる。
【００１９】
図２は、図１II−II線に沿うフィラネック１２Ｂの断面図である。フィラネック１２Ｂは、タンク本体１２Ａから後方に延びる管状の導管部２１と、導管部２１の上部にラジエータキャップを収容する筒状のキャップ収容部２２と、を有する。導管部２１の基端部（図示省略）は、タンク本体１２Ａの後壁部（図示省略）に接続している。
【００２０】
フィラネック１２Ｂは、キャップ収容部２２の側部から延びるオーバーフローパイプ２３（図１参照）を有する。ラジエータキャップには、タンク１２内の圧力を調整する圧力調整弁（図示省略）が設けられる。ラジエータ１０の作動時に、圧力調整弁が開弁することでタンク１２から冷却液がフィラネック１２Ｂを通って流出すると、冷却液がキャップ収容部２２からオーバーフローパイプ２３を通ってラジエータ１０の外部に排出されるようになっている。
【００２１】
フィラネック１２Ｂは、導管部２１の内側に開口する成型穴２５（注入路）を有する。成型穴２５は、タンク１２の射出成型工程で導管部２１を成型する型（図示省略）が抜き取られることにより形成される。
【００２２】
ラジエータ１０は、成型穴２５の開口端を閉塞するプラグ３０を備える。樹脂製のプラグ３０は、フィラネック１２Ｂに溶着されることによって結合される。
【００２３】
有底筒状のプラグ３０は、成型穴２５の開口端に面する円盤状のプラグ冠部３１と、プラグ冠部３１の外周端から突出する円筒状のプラグ筒部３２と、を有する。
【００２４】
図３は、プラグ３０とフィラネック１２Ｂとの接合部を示す断面図である。フィラネック１２Ｂは、プラグ冠部３１に当接する筒状のタンク筒部２６と、プラグ筒部３２が溶着される環状のタンク鍔部２７と、を有する。
【００２５】
タンク筒部２６は、導管部２１の先端部としてキャップ収容部２２から後方に突出するように形成される。タンク筒部２６には、成型穴２５が開口している。
【００２６】
タンク鍔部２７は、タンク筒部２６の外周から径方向に延びる環状の接合面２７Ａを有する。タンク鍔部２７は、その一部がキャップ収容部２２の基端部に連接している。
【００２７】
タンク鍔部２７の接合面２７Ａにプラグ筒部３２の端面３２Ａ（図４参照）がスピン溶着されることにより、環状の溶着部２９が形成される。
【００２８】
図４、図５は、プラグ３０とフィラネック１２Ｂとが溶着される前の状態を示す断面図である。プラグ筒部３２の端面３２Ａがタンク鍔部２７の接合面２７Ａに当接する組み付け状態で、フィラネック１２Ｂには、プラグ冠部３１とタンク筒部２６の先端２６Ａとの間に間隙４１が設けられるとともに、プラグ筒部３２の内周面３２Ｂとタンク筒部２６の外周面２６Ｂとの間に環状の間隙４２が設けられる。
【００２９】
溶着工程では、スピン溶着によって溶着部２９が形成される。スピン溶着は、図４、図５に示す状態から、プラグ３０とフィラネック１２Ｂとを加圧しながら相対回転させることによって行われる。溶着部２９は、プラグ筒部３２の端面３２Ａとタンク鍔部２７の接合面２７Ａの樹脂材が摩擦熱によって溶融した後に固まることによって形成される。
【００３０】
なお、溶着部２９は、スピン溶着に限らず、振動溶着や他の溶着方法によって形成してもよい。
【００３１】
溶着工程では、プラグ筒部３２の端面３２Ａとタンク鍔部２７の接合面２７Ａの樹脂材が溶融して圧縮される際に、溶着部２９から余剰の溶融樹脂材がプラグ筒部３２の内側と外側にはみ出す。
【００３２】
溶着工程では、溶着部２９から余剰の溶融樹脂材がプラグ筒部３２の外側に排出されるとともに、溶着部２９の熱が大気に放出される。これにより、溶着部２９が固まる際に、溶着部２９にヒケ（へこみ）、反り、クラックなどが発生することが防止される。
【００３３】
溶着工程では、溶着部２９からプラグ筒部３２の内側にはみ出す余剰の溶融樹脂材が間隙４２に溜まり、樹脂材がタンク筒部２６を超えてタンク筒部２６の内側にはみ出すことが防止される。
【００３４】
溶着工程では、溶着部２９が圧縮されるのに伴ってプラグ冠部３１にタンク筒部２６の先端２６Ａが当接し、間隙４１が閉塞される。これにより、溶着部２９から樹脂材のバリが離れても、バリが間隙４１を通ってタンク筒部２６の内側に侵入することが防止される。
【００３５】
こうして溶着工程が行われることにより、溶着部２９が環状に形成され、成型穴２５の開口端がプラグ３０によって閉塞される。溶着部２９は、プラグ筒部３２の端面３２Ａとタンク鍔部２７の接合面２７Ａとの間を密封する。
【００３６】
フィラネック１２Ｂは、タンク筒部２６の外周から環状に突出するタンク鍔部２７に有底筒状のプラグ３０が結合されることにより、タンク筒部２６の剛性がプラグ３０を介して高められる。
【００３７】
次に、第１実施形態の効果について説明する。
【００３８】
本実施形態では、ラジエータ１０（熱交換器）は、媒体を導く成型穴２５を有する樹脂製のタンク１２と、成型穴２５の開口端を閉塞する樹脂製のプラグ３０と、を備える。タンク１２は、成型穴２５が開口する筒状のタンク筒部２６と、タンク筒部２６の外周から拡がる環状のタンク鍔部２７と、を有する。プラグ３０は、タンク鍔部２７に溶着される。
【００３９】
上記構成によれば、プラグ３０がタンク筒部２６の外周から拡がるタンク鍔部２７に溶着されるため、溶着部２９に生じる余剰の溶融樹脂材がタンク筒部２６の内側にはみ出すことが防止される。これにより、溶着部２９から樹脂材のバリが離れても、樹脂材のバリが冷却液（媒体）が流れるラジエータ１０内の流路に侵入することが防止される。こうして、ラジエータ１０の作動時に樹脂材のバリが冷却液の流れに干渉することが防止され、冷却液が円滑に流れる状態が維持される。
【００４０】
また、プラグ３０は、成型穴２５の開口端に面するプラグ冠部３１と、プラグ冠部３１から突出してタンク鍔部２７に溶着される筒状のプラグ筒部３２と、を有する。ラジエータ１０は、プラグ筒部３２の内周とタンク筒部２６の外周との間に間隙４２が形成される構成とした。
【００４１】
上記構成に基づき、プラグ筒部３２がタンク鍔部２７に溶着される際に、溶着部２９に生じる余剰の溶融樹脂材は、間隙４２に溜まり、タンク筒部２６の内側にはみ出すことが防止される。
【００４２】
また、ラジエータ１０は、タンク筒部２６の先端２６Ａがプラグ冠部３１に当接する構成とした。
【００４３】
上記構成に基づき、プラグ３０がタンク鍔部２７に溶着される際に、溶着部２９が圧縮されるのに伴ってプラグ冠部３１にタンク筒部２６の先端２６Ａが当接し、間隙４１が閉塞される。これにより、溶着部２９に生じる余剰の溶融樹脂材が間隙４２及び間隙４１を通ってタンク筒部２６の内側にはみ出すことが防止される。
【００４４】
なお、成型穴２５は、タンク１２のフィラネック１２Ｂに形成される構成に限らず、タンク１２の他の部位または下方のタンク１３に形成される構成としてもよい。
【００４５】
＜第２実施形態＞
次に、図６、図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態のラジエータ１０と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
第２実施形態に係るプラグ１３０は、プラグ冠部１３１の中程から突出する筒状のリブ１３３を有する。プラグ１３０をフィラネック１２Ｂに組み付ける際に、リブ１３３が成型穴２５に挿入されることにより、プラグ１３０とフィラネック１２Ｂの位置決めが行われる。
【００４７】
プラグ１３０は、成型穴２５の開口端に面する円盤状のプラグ冠部１３１と、プラグ冠部１３１の外周端から突出するプラグ筒部１３２と、プラグ冠部１３１の中程から突出するリブ１３３と、を有する。リブ１３３は、プラグ筒部１３２と同心の円筒状に形成される。
【００４８】
プラグ１３０は、リブ１３３を成型穴２５に挿入するようにして組み付けられる。このとき、リブ１３３の外周面１３３Ａが成型穴２５の内周に沿うように配置されることにより、プラグ１３０とフィラネック１２Ｂの位置決めが行われる。これにより、プラグ筒部１３２の内周面１３２Ｂとタンク筒部２６の外周面２６Ｂとの間に環状の間隙４２が形成される。
【００４９】
本実施形態では、プラグ１３０は成型穴２５の内周に沿って突出するリブ１３３を備えることにより、フィラネック１２Ｂに組み付けられるプラグ１３０の位置精度を高められ、間隙４２の開口幅に偏りが生じることが抑えられる。これにより、溶着工程において溶着部２９からプラグ筒部１３２の内側にはみ出す余剰の溶融樹脂材がタンク筒部２６を超えてタンク筒部２６の内側にはみ出すことが防止される。
【００５０】
なお、リブ１３３は、環状に限らず、他の形状であってもよい。
【００５１】
＜第３実施形態＞
次に、図８、図９を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態のラジエータ１０と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
第３実施形態に係るタンク２１２のフィラネック２１２Ｂは、溶着工程において溶着部２２９に生じる余剰の溶融樹脂材が溜まる凹部２１５（ポケット）を有する。
【００５３】
フィラネック２１２Ｂは、プラグ冠部３１に当接する筒状のタンク筒部２２６と、プラグ筒部３２が溶着される環状のタンク鍔部２２７と、タンク鍔部２２７の接合面２２７Ａに開口する環状の凹部２１５と、タンク鍔部２２７から突出してプラグ筒部３２のまわりを囲む環状の凸部２１１と、を有する。
【００５４】
凹部２１５は、タンク鍔部２２７においてプラグ筒部３２の端面に対峙する部位に開口する。プラグ筒部３２とタンク鍔部２２７との間には、凹部２１５を挟んで環状に延びる２本の溶着部２２９が形成される。
【００５５】
フィラネック２１２Ｂは、プラグ筒部３２の内周がタンク筒部２２６の外周に嵌合するとともに、プラグ筒部３２の外周が凸部２１１の内周に嵌合するように形成される。
【００５６】
溶着工程では、プラグ筒部３２の端面とタンク鍔部２２７の接合面２２７Ａの樹脂材が溶融して圧縮される際に生じる余剰の溶融樹脂材が凹部２１５に溜まることにより、樹脂材のバリが凸部２１１を超えてフィラネック２１２Ｂの外部に露出することが防止される。
【００５７】
本実施形態のタンク２１２は、タンク鍔部２２７のプラグ３０に接合する部位に開口する凹部２１５を有する。溶着工程において溶着部２２９に生じる余剰の溶融樹脂材が凹部２１５に溜まることにより、樹脂材のバリがフィラネック２１２Ｂの外部に露出することが防止される。こうして製造されるラジエータは、製品の見栄えの向上が図れる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００５９】
本発明は、車両に搭載されるラジエータとして好適であるが、車両以外に使用される熱交換器にも適応できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０    ラジエータ（熱交換器）
１２、２１２    タンク
２５    成型穴
２６    タンク筒部
２６Ａ    先端
２７    タンク鍔部
２９    溶着部
３０、１３０    プラグ
３１    プラグ冠部
３２    プラグ筒部
４２    間隙
１３３    リブ
２１５    凹部
【図１】
2016061458.tif 000003
【図２】
2016061458.tif 000004
【図３】
2016061458.tif 000005
【図４】
2016061458.tif 000006
【図５】
2016061458.tif 000007
【図６】
2016061458.tif 000008
【図７】
2016061458.tif 000009
【図８】
2016061458.tif 000010
【図９】
2016061458.tif 000011