(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒータと成形した金属との間に隙間を生じさせずに、金属を介してヒータと流体との間で十分に熱交換を行えるヒータユニットの製造方法を提供する。【解決手段】熱を発するヒータ２１とヒータ２１を包埋する成形部とを備えるヒータユニットの製造方法であって、成形型８０にヒータ２１を設置するヒータ設置工程と、湯口スリーブ８０ａに溶融した金属を流し込み成形型８０内に溶融した金属を充填することで、成形部を成形する成形工程と、を備える。成形工程は、溶融した金属をヒータ２１周囲に充填した後、成形部の上方に成形部の最も高い部位の面積以上となるように形成された押湯スリーブ８０ｂまで溶融した金属を充填する。【選択図】図６
2017208169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を発するヒータと前記ヒータを包埋する成形部とを備えるヒータユニットの製造方法であって、
成形型に前記ヒータを設置するヒータ設置工程と、
湯口スリーブに溶融した金属を流し込み前記成形型内に溶融した金属を充填することで、前記成形部を成形する成形工程と、
を備え、
前記成形工程は、溶融した金属を前記ヒータ周囲に充填した後、前記成形部の上方に前記成形部の最も高い部位の面積以上となるように形成された押湯スリーブまで溶融した金属を充填する、
ことを特徴とするヒータユニットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のヒータユニットの製造方法であって、
前記押湯スリーブは、前記成形工程時に前記成形部の最も高い部位となる前記成形部の底部の面積と同じ開口面積になるように形成される、
ことを特徴とするヒータユニットの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のヒータユニットの製造方法であって、
前記押湯スリーブは、断熱材に覆われている、
ことを特徴とするヒータユニットの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のヒータユニットの製造方法であって、
前記ヒータの表面を研削するヒータ表面研削工程をさらに備える、
ことを特徴とするヒータユニットの製造方法。
【請求項５】
熱を発するヒータと前記ヒータを包埋する成形部とを備えるヒータユニットの製造方法であって、
前記ヒータの表面を研削するヒータ表面研削工程と、
成形型に前記ヒータを設置するヒータ設置工程と、
前記成形型内に溶融した金属を充填することで、前記成形部を成形する成形工程と、
を備えることを特徴とするヒータユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を発するヒータを備えるヒータユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、供給通路からケース内に供給された流体をヒータによって加熱して排出通路から排出する流体加熱装置が開示されている。特許文献１の流体加熱装置では、ケース内に設けられる螺旋状のヒータによって、ケースを流通する流体を加熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０５３２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のように流体をヒータに直接接触させるのではなく、ヒータの熱を伝達するための表面積を増やすためにヒータの熱を伝える金属を用いてヒータを鋳込み、金属内にヒータを包埋することがある。
【０００５】
しかしながら、ヒータ周りに金属を流し込んで単に成形するだけでは、ヒータと成形した金属との間に隙間が生じて、金属を介してヒータと流体との間で十分に熱交換を行えないおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ヒータと成形した金属との間に隙間を生じさせずに、金属を介してヒータと流体との間で十分に熱交換を行えるヒータユニットの製造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】
【０００７】
本発明のある態様によれば、熱を発するヒータと前記ヒータを包埋する成形部とを備えるヒータユニットの製造方法は、成形型に前記ヒータを設置するヒータ設置工程と、湯口スリーブに溶融した金属を流し込み前記成形型内に溶融した金属を充填することで、前記成形部を成形する成形工程と、を備え、前記成形工程は、溶融した金属を前記ヒータ周囲に充填した後、前記成形部の上方に前記成形部の最も高い部位の面積以上となるように形成された押湯スリーブまで溶融した金属を充填する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の態様によれば、熱を発するヒータと前記ヒータを包埋する成形部とを備えるヒータユニットの製造方法は、前記ヒータの表面を研削するヒータ表面研削工程と、成形型に前記ヒータを設置するヒータ設置工程と、前記成形型内に溶融した金属を充填することで、前記成形部を成形する成形工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記態様によれば、成形工程で、ヒータ周囲に充填された溶融した金属は、成形部の上方に成形部の最も高い部位の面積以上となるように形成された押湯スリーブまで流動する。これにより、仮にヒータを包埋する際に空気を巻き込んだ場合でも、巻き込んだ空気は、そのままヒータ周囲に充填された溶融した金属とともに押湯スリーブまで流れることになる。その際、ヒータ周囲には新たに溶融した金属が流し込まれることになるので、後から流し込まれた溶融した金属は、ヒータ全体を隙間なく包埋した成形部となる。また、上記別の態様によれば、ヒータは、ヒータ表面研削工程で表面が研削されることによって、表面の酸化膜が除去されるとともに、表面に微細な研削溝が形成される。これにより、ヒータ周囲に溶融した金属を流し込んだ際に、溶融した金属は、ヒータの濡れ性が高くなった状態でヒータ表面の微細な研削溝に沿って濡れ拡がることができるので、ヒータ周囲に空気を巻き込むことなくヒータ全体を包埋した成形部となる。その結果、ヒータと成形部との間に隙間を生じさせずに、成形部を介して流体との間で十分に熱交換を行えるヒータユニットの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る流体加熱装置の斜視図である。
【図２】図２は、流体加熱装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、流体加熱装置のケース、ハウジング部、カバー及びヒータユニットの側面図であり、ケースを断面で示した図である。
【図４】図４は、流体加熱装置のヒータユニット及びケースの正面図であり、ケースと加熱部とを断面で示した図である。
【図５】図５は、ヒータユニットを成形するための成形型にヒータを設置するヒータ設置工程を説明する図である。
【図６】図６は、成形部を成形する成形工程を説明する図である。
【図７】図７は、ヒータを包埋した成形部の側部断面図である。
【図８】図８は、ヒータユニットの側部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るヒータユニット２０が適用される流体加熱装置１００について説明する。
【００１２】
図１は、流体加熱装置１００の斜視図である。
【００１３】
流体加熱装置１００は、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：電動車両）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド車両）などの車両に搭載される車両用空調装置（図示省略）に適用される。流体加熱装置１００は、車両用空調装置が暖房運転を実行する際に用いられる流体を加熱する装置である。
【００１４】
流体加熱装置１００は、図１に示すように、流体が流通するケース１０と、ケース１０に取り付けられるハウジング部２４と、ハウジング部２４を覆うカバー５０と、を備える。流体には、例えば不凍液が用いられる。
【００１５】
図２は、流体加熱装置１００の分解斜視図である。
【００１６】
ケース１０は、図２に示すように、一方に底部１３を、他方に開口部１５を有する有底の箱状に形成される。ケース１０には、外部からケース１０内に流体を供給する供給口１１と、ケース１０内を流通した流体を外部に排出する排出口１２と、が並んで開口する。供給口１１には供給パイプ５１が挿入され、排出口１２には排出パイプ５２が挿入されることで、ケース１０の内外を流体が流通する。ケース１０は、底部１３から立設される４つの壁面１４を有する。４つの壁面１４は、それぞれ開口部１５に向かって開くように傾斜して形成される。
【００１７】
なお、車両用空調装置では、図示しないポンプによって送られる流体が配管及び供給パイプ５１を介して供給口１１から流体加熱装置１００のケース１０内に供給される。ケース１０内に供給された流体は、ケース１０内をＵターンして、排出口１２から排出パイプ５２を介して図示しないヒータコアに送られる。車両用空調装置は、流体加熱装置１００のケース１０内の流体がヒータコアに送られた後、ヒータコアを介して空調用空気と熱交換を行うことで、空調用空気を暖めるようになっている。
【００１８】
図３は、流体加熱装置１００のケース１０、ハウジング部２４、カバー５０及び後述するヒータユニット２０の側面図であり、ケース１０を断面で示した図である。
【００１９】
ケース１０の壁面１４は、図２及び図３に示すように、供給口１１と排出口１２とを有する壁面１４と対向する壁面１４が他の壁面１４と比較して大きく傾斜するように形成される。
【００２０】
ヒータユニット２０は、図２及び図３に示すように、熱を発するヒータ２１と、ケース１０内に収容される成形部２２と、ケース１０の開口部１５を閉塞する天板部２３と、から構成される。ヒータユニット２０は、成形部２２がケース１０内に配置された状態で天板部２３がケース１０の開口部１５の外周縁に接合される。
【００２１】
ヒータ２１は、螺旋状に形成され、成形部２２内に鋳込まれる。ヒータ２１には、例えば、シーズヒータやＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータが用いられる。
【００２２】
ヒータ２１は、ハウジング部２４から突出する一対の端子２１ａ、２１ｂと、を有する。ヒータ２１は、車両に搭載される図示しない電源装置から端子２１ａ、２１ｂに電力が供給されることによって発熱する。ケース１０内を流通する流体は、ヒータ２１が発熱することによって、成形部２２を介して加熱される。このように成形部２２が設けられることで、ヒータ２１と流体とは、直接接触することがない。
【００２３】
成形部２２は、図３に示すように、ヒータ２１の周りを覆うように金属が成形されることによって形成される。成形部２２は、ヒータ２１と比較して凝固点（融点）の低い金属によって成形される。例えば、成形部２２はアルミニウム合金で形成され、ヒータ２１はステンレスで形成される。金属の成形は、例えば、グラビティ鋳造やダイカスト鋳造によって行われる。また、金属には、ヒータ２１や後述する成形型８０（図５参照）よりも融点の低い各種金属材料を用いることができる。
【００２４】
図４は、流体加熱装置１００のヒータユニット２０及びケース１０の正面図であり、ケース１０と成形部２２とを断面で示した図である。
【００２５】
成形部２２は、図４に示すように、ヒータ２１の内周と比較して小径に形成されヒータ２１の中心軸Ｏに沿って貫通する貫通孔２２ａと、ヒータ２１の外周と比較して大径に形成されケース１０の壁面１４と対峙する外壁部２２ｃと、を有する。
【００２６】
貫通孔２２ａは、螺旋状に巻かれるヒータ２１の内側に形成され、流体の流れ方向に貫通するよう筒状に形成される。貫通孔２２ａは、図３に示すように、螺旋状に巻かれるヒータ２１の中心軸Ｏに沿って、ケース１０の供給口１１の延長線上に開口する。図３に矢印Ａで示すように供給口１１から供給される流体は、貫通孔２２ａ内に形成される内周流路７０を矢印Ｂで示すように流通する。
【００２７】
貫通孔２２ａは、図４に示すように、流体の流れ方向に沿って延在するように内周に突出する複数の内周フィン２２ｂを有する。内周流路７０は、内周フィン２２ｂが設けられることによって、内周フィン２２ｂが設けられない場合と比較して、大きな伝熱面積を確保できる。複数の内周フィン２２ｂは、貫通孔２２ａの全周にわたって等角度間隔で形成される。内周流路７０を流通する流体は、内周フィン２２ｂの形成された貫通孔２２ａと熱交換を行うことによって、加熱される。また、内周流路７０を流通する流体の流れは、内周フィン２２ｂによって整流される。
【００２８】
外壁部２２ｃは、ケース１０の壁面１４との間で、流体が流通する外周流路７１を形成する。外周流路７１は、内周流路７０と比較して流路断面積が大きい。また、外壁部２２ｃは、貫通孔２２ａと比較して伝熱面積が大きい。外周流路７１は、内周流路７０から流れてきた流体を排出口１２に導く。
【００２９】
内周流路７０を通過した流体は、図３の矢印Ｃで示すように大きく傾斜する壁面１４に向かい、壁面１４に沿って流れることで外周流路７１に導かれる。壁面１４は、開口部１５に向かって開かれるように傾斜しているので、壁面１４にそって流れる流体の大部分は、矢印Ｄで示すように流れやすい。その後、流体は、矢印Ｅや矢印Ｆで示すように外周流路７１を流通する。
【００３０】
外壁部２２ｃは、図４に示すように、ヒータ２１の外側を覆うように形成される。外壁部２２ｃは、流体の流れ方向に沿って延在するように外壁部２２ｃから外周に突出する複数の外周フィン２２ｄを有する。
【００３１】
外周フィン２２ｄは、外壁部２２ｃの周方向に間隔を空けて複数形成される。外周フィン２２ｄは、ケース１０の底部１３及びヒータユニット２０の天板部２３と略平行に延設され壁面１４と対峙する。外周フィン２２ｄが設けられることで、外周フィン２２ｄが設けられない場合と比較して、外周流路７１における伝熱面積が大きくなる。
【００３２】
外周流路７１を流通する流体は、成形部２２の外壁部２２ｃ及び外周フィン２２ｄとの熱交換によって加熱される。外周流路７１を流通する流体は、外周フィン２２ｄによって整流される。
【００３３】
その後、外周流路７１を通過した流体は、排出パイプ５２からケース１０の外部へと図３の矢印Ｇで示すように排出される。このように、供給口１１を通って外部からケース１０内に流入した流体は、ケース１０内の内周流路７０を通過した後、Ｕターンして外周流路７１を流通することで、供給口１１と同一の壁面１４に形成された排出口１２から外部に排出される。
【００３４】
また、図３の矢印Ｄで示すように壁面１４に沿って流れた流体は、天板部２３からケース１０内に向かって複数形成されるフィン２３ｂに流れて、フィン２３ｂと熱交換を行う。フィン２３ｂは、後述するＩＧＢＴ３４、３５と熱的に接続されており、壁面１４に沿って流れてくる流体にＩＧＢＴ３４、３５の熱を放出する。
【００３５】
ここで、外周流路７１は、内周流路７０と比較して流路断面積が大きいので、外周流路７１における流体の流速は、内周流路７０における流体の流速と比較して遅くなる。しかしながら、外周流路７１に面する外壁部２２ｃは、内周流路７０を形成する貫通孔２２ａと比較して伝熱面積が大きい。よって、内周流路７０と外周流路７１とにおける流体の温度の上昇率を略一定にすることができる。
【００３６】
続いて、ヒータユニット２０の天板部２３について説明する。
【００３７】
天板部２３は、図３に示すように、ケース１０の底部１３と対向するよう略平行に配置され、ケース１０の開口部１５を塞ぐ天面として機能する。
【００３８】
天板部２３には、図２に示すように、各種電装部品を接続するためのバスバーモジュール３０と、ヒータユニット２０の動作を制御するための制御部としての制御基板４０と、が設置される。また、天板部２３には、バイメタルスイッチ３１と、ヒータ温度センサ３２と、水温センサ３３と、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｐｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）３４、３５と、が設置される。
【００３９】
バスバーモジュール３０は、矩形に形成される導電性の接続部材である。バスバーモジュール３０は、電力や電気信号を送給可能な複数の図示しないバスバーを有する。
【００４０】
バイメタルスイッチ３１は、ヒータユニット２０の温度を検出し、ヒータユニット２０の温度が第１の設定温度よりも上昇した場合にヒータユニット２０への電力の供給を遮断する。なお、バイメタルスイッチ３１は、電力供給の遮断後にヒータユニット２０の温度が第１の設定温度よりも低い第２の設定温度以下に下降した場合に、ヒータユニット２０への電力の供給を再開してもよい。
【００４１】
ヒータ温度センサ３２は、ヒータ２１の温度を検出して、検出したヒータ２１の温度に応じた電気信号を制御基板４０に送る。制御基板４０は、ヒータ温度センサ３２が検出したヒータ２１の温度が設定温度よりも高い場合に、ヒータ２１への電力の供給を停止させる。
【００４２】
水温センサ３３は、ケース１０の排出口１２近傍における流体の温度、即ち、ケース１０から排出される加熱後の流体の温度を検出する。水温センサ３３は、図３に示すように、天板部２３からケース１０内部に突出する突出部２３ａの内部に設けられる。水温センサ３３は、検出した流体の温度に応じた電気信号を制御基板４０に送る。制御基板４０は、水温センサ３３が検出した流体の温度が所望の温度になるように、ヒータ２１への電力の供給を制御する。
【００４３】
ＩＧＢＴ３４、３５は、バスバーモジュール３０を介して車両の電源装置に接続される一対のスイッチング素子である。ＩＧＢＴ３４、３５は、図２に示すように、プレート３８とボルト３９とによって天板部２３に取り付けられる。ＩＧＢＴ３４、３５は、制御基板４０からの指令信号に応じてスイッチング動作を行い、ヒータ２１への電力の供給を制御する。これにより、ヒータユニット２０は所望の温度に調整され、排出口１２から排出される流体は所望の温度に調整される。ＩＧＢＴ３４、３５は、スイッチング動作を繰り返すことによって発熱する。そのため、ＩＧＢＴ３４、３５は、ケース１０内を流れる流体によって天板部２３を介して冷却される。
【００４４】
制御基板４０は、矩形に形成され、バスバーモジュール３０の上部に積層される。制御基板４０は、バスバーモジュール３０及びＩＧＢＴ３４、３５と電気的に接続され、上位のコントローラの指令に基づいてＩＧＢＴ３４、３５を制御する。
【００４５】
ケース１０の外周縁上には、図１から図３に示すように、枠体のハウジング部２４が形成される。ハウジング部２４は、一方の開口が天板部２３によって塞がれ、他方の開口がカバー５０によって塞がれる。ハウジング部２４には、電気信号を導く図示しない信号線が接続されるコネクタ６０や、電力を導く図示しない電力供給線が接続されるコネクタ６１が、取り付けられる。バスバーモジュール３０等は、天板部２３とハウジング部２４とカバー５０とによって形成される空間内に格納される。
【００４６】
次に、図５から図８までを参照して、流体加熱装置１００のヒータユニット２０の製造方法について説明する。
【００４７】
図５は、ヒータユニット２０を成形するための成形型８０にヒータ２１を設置するヒータ設置工程を説明する図である。
【００４８】
ヒータ設置工程では、ヒータ２１は、端子２１ａ、２１ｂを重力方向の下方に向けて、成形型８０に設置される。ヒータ２１は、端子２１ａ、２１ｂのみが成形型８０によって嵌合保持される。成形型８０には、例えば、砂型や金型を用いることができる。成形型８０は、溶融した金属を流し込む入口としての湯口スリーブ８０ａと、成形型８０内に充填した溶融した金属の一部が押されて出てくる出口としての押湯スリーブ８０ｂと、を備える。押湯スリーブ８０ｂは、断熱材８２に覆われている。なお、湯口スリーブ８０ａや成形型８０全体を図示しない断熱材によって覆ってもよい。また、断熱材８２の代わりに、押湯スリーブ８０ｂを加熱可能なヒータを設置してもよい。また、成形型８０は、成形部２２の外周フィン２２ｄを形成するための図示しないスリットを側部に有する。
【００４９】
ヒータ２１は、ヒータ設置工程前のヒータ表面研削工程で、予め表面が研削される。ヒータ２１は、表面が研削されることによって、表面の酸化膜が除去されて表面が剥き出しになるとともに、研削方向に沿って微細な溝が表面に形成される。ヒータ２１の表面の研削は、例えば、ショットブラストによって行われる。なお、ヒータ２１の表面の研削は、ヒータ２１の表面が研削できればよく、薬液等を用いたウェットエッチング、還元剤を用いた焼鈍、還元イオンを用いたドライエッチング、又はドライクリーニング作用のあるレーザー等によって行うこともできる。
【００５０】
ヒータ設置工程後、図示しないピン挿入工程によって、設置されたヒータ２１の内部にピン８１（図６参照）が挿入される。ピン挿入工程では、ピン８１は、ピン８１の先端が対向する成形型８０に当接するようにヒータ２１の中心軸Ｏに沿って挿入される。ピン８１は、成形部２２の内周フィン２２ｂを形成するためのスリット８１ａを側部に有する。また、ピン８１は、ヒータ２１の螺旋状に形成される部分の内周と比較して小径に形成される。
【００５１】
図６は、成形部２２を成形する成形工程を説明する図である。
【００５２】
成形工程では、グラビティ鋳造によって、成形型８０内に溶融した金属を充填する。成形工程の開始前に、ヒータ２１と成形型８０とは、予め加熱される。そのため、金属の融点付近まで、好ましくは金属の融点以上までヒータ２１と成形型８０が加熱された状態となっているので、溶融した金属は、ヒータ２１と接しても表面温度が融点を下回って凝固することがない。なお、ダイカスト鋳造によって、成形型８０内に溶融した金属を充填してもよい。
【００５３】
溶融した金属は、湯口スリーブ８０ａから成形型８０内に流し込まれ充填されることによって、ヒータ２１を包埋する。溶融した金属は、ヒータ２１を包埋した後においても、押湯スリーブ８０ｂ内が充填されるまでさらに流し込まれる。このように押湯スリーブ８０ｂ内が充填されるまで溶融した金属を流し込むことで、ヒータ２１の周囲を包埋した金属は、後から流し込まれてくる溶融した金属によって、押湯スリーブ８０ｂ内まで押し出される。ここで、押湯スリーブ８０ｂの開口面積は、成形部２２の上方に成形部２２の最も高い部位である底部２２ｅ（図７参照）の面積と同じになるように形成される。なお、押湯スリーブ８０ｂの開口面積は、底部２２ｅの面積よりも大きくなるように形成されてもよい。
【００５４】
成形工程後に金属が融点を下回り凝固することで、ヒータ２１を包埋した成形部２２が成形される。その後、ヒータ２１を包埋した成形部２２は、成形工程後の図示しない離型工程によって成形型８０及びピン８１から離型される。
【００５５】
図７は、ヒータ２１を包埋した成形部２２の側部断面図である。
【００５６】
ヒータ２１を包埋した成形部２２は、湯口スリーブ８０ａで成形された湯口部２２ｆと、押湯スリーブ８０ｂで成形された押湯部２２ｇと、を有する。ヒータ２１を包埋した成形部２２は、その後の分離工程により、湯口部２２ｆ及び押湯部２２ｇが成形部２２から分離されることによって、図８に示すように、ヒータユニット２０として用いられる。図８は、ヒータユニット２０の側部断面図である。そして、ヒータユニット２０は、図２に示すように、バスバーモジュール３０等が取り付けられて流体加熱装置１００の一部材としてケース１０内に組み込まれる。
【００５７】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００５８】
熱を発するヒータ２１とヒータ２１を包埋する成形部２２とを備えるヒータユニット２０の製造方法であって、成形型８０にヒータ２１を設置するヒータ設置工程と、湯口スリーブ８０ａに溶融した金属を流し込み成形型８０内に溶融した金属を充填することで、成形部２２を成形する成形工程と、を備える。成形工程は、溶融した金属をヒータ２１周囲に充填した後、成形部２２の上方に成形部２２の最も高い部位の面積以上となるように形成された押湯スリーブ８０ｂまで溶融した金属を充填する。
【００５９】
ヒータユニット２０の製造方法によれば、成形工程で、ヒータ２１周囲に充填された溶融した金属は、成形部２２の上方に成形部２２の最も高い部位の面積以上となるように形成された押湯スリーブ８０ｂまで流動する。これにより、仮にヒータ２１を包埋する際に空気を巻き込んだ場合でも、巻き込んだ空気は、そのままヒータ２１周囲に充填された溶融した金属とともに押湯スリーブ８０ｂまで流れることになる。その際、ヒータ２１周囲には新たに溶融した金属が流し込まれることになるので、後から流し込まれた溶融した金属は、ヒータ２１全体を隙間なく包埋した成形部２２となる。その結果、ヒータ２１と成形部２２との間に隙間を生じさせずに、成形部２２を介して流体との間で十分に熱交換を行えるヒータユニット２０の製造方法を提供することができる。
【００６０】
また、ヒータ２１や成形部２２に不純物としての異物が付着していた場合でも、後から流し込まれてくる溶融した金属によって、巻き込んだ空気だけでなく付着した異物を含有した金属が押湯スリーブ８０ｂ内まで押し出される。そのため、高密度かつ高純度に成形部２２を成形することができ、ヒータ２１と成形部２２との間に隙間が生じることを抑制できる。
【００６１】
ヒータユニット２０の製造方法によれば、押湯スリーブ８０ｂは、成形工程時に成形部２２の最も高い部位となる成形部２２の底部２２ｅの面積と同じ開口面積になるように形成される。成形部２２の底部２２ｅは、外周フィン２２ｄの成形精度やバスバーモジュール３０等の取り付け精度に影響しない部分である。そのため、底部２２ｅが成形工程時に成形部２２の最も高い部位となっていることによって、分離工程で上記の成形精度や取り付け精度を考慮せずに成形部２２から押湯部２２ｇを簡単に分離することができる。また、底部２２ｅは、図７に示すように、ヒータ２１の長手方向に沿ってヒータ２１の近傍に形成されるので、ヒータ２１周囲に充填された金属とともに巻き込んだ空気を、重力方向の上方の押湯スリーブ８０ｂ内へと押し出し易い。その結果、ヒータ２１と成形部２２との間に巻き込んだ空気による空間が形成されることを抑制することができる。
【００６２】
さらに、押湯スリーブ８０ｂは、断熱材８２に覆われている。そのため、押湯スリーブ８０ｂ内に流れた金属が外気によって冷却されることが抑制される。その結果、成形工程中に押湯スリーブ８０ｂ内に流れた金属が急激に増粘又は固まることがなくなるので、巻き込まれた空気を効率よくそのまま押湯部２２ｇの上方へと導くことができる。
【００６３】
ヒータユニット２０の製造方法は、ヒータ２１の表面を研削するヒータ表面研削工程をさらに備える。そのため、成形型８０内に溶融した金属が充填される際に、予めヒータ２１の表面が研削された状態となっているので、接触する金属に対してヒータ２１の濡れ性を高くすることができる。その結果、ヒータ２１の周囲に空気を巻き込むことなく金属をヒータ２１の表面に密着させるように流し込むことができ、ヒータ２１においてもヒータ２１と成形部２２との間に隙間が形成されることを抑制できる。また、ヒータ２１の濡れ性が高くなっているので、ヒータ２１の隣り合う巻き線の隙間が近接していても溶融した金属を隙間の内部へと容易に流すことができる。さらに、ヒータ２１の濡れ性が高くなっていることで溶融した金属を迅速に充填できるので、金属の温度が低下することを抑制することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、上記実施形態では、成形部２２は押湯スリーブ８０ｂを有したが、押湯スリーブ８０ｂを有さない成形型８０に対しても、ヒータ表面研削工程を適用することで、ヒータ２１と成形部２２との間に隙間が生じることを抑制することができる。
【００６６】
熱を発するヒータ２１とヒータ２１を包埋する成形部２２とを備えるヒータユニット２０の製造方法であって、ヒータ２１の表面を研削するヒータ表面研削工程と、成形型８０にヒータ２１を設置するヒータ設置工程と、成形型８０内に溶融した金属を充填することで、成形部２２を成形する成形工程と、を備える。
【００６７】
ヒータユニット２０の製造方法によれば、ヒータ２１は、ヒータ表面研削工程で表面が研削されることによって、表面の酸化膜が除去されるとともに、表面に微細な研削溝が形成される。これにより、ヒータ２１周囲に溶融した金属を流し込んだ際に、溶融した金属は、ヒータ２１の濡れ性が高くなった状態でヒータ２１表面の微細な研削溝に沿って濡れ拡がることができるので、ヒータ２１周囲に空気を巻き込むことなくヒータ２１全体を包埋した成形部２２となる。その結果、このような態様によっても、ヒータ２１と成形部２２との間に隙間を生じさせずに、成形部２２を介して流体との間で十分に熱交換を行えるヒータユニット２０の製造方法を提供することができる。
【００６８】
また、上記実施形態では、ヒータ２１には、螺旋状に形成したものを用いたが、Ｕ字状等の他の形状に曲げ加工を施して屈曲形成したものを用いてもよい。
【００６９】
このように屈曲形成されたヒータ２１では、屈曲した部分に溶融した金属が流れ込む際に流れの陰となる部分が生じやすく、流動性が低下することで空気がより巻き込まれやすくなるので、ヒータ２１と成形部２２との間に巻き込んだ空気による空間が形成されやすい。
【００７０】
しかしながら、巻き込んだ空気は、後から流し込まれてくる溶融した金属によって、押湯スリーブ８０ｂ内まで押し出される。そのため、仮に空気を巻き込んだ場合でも、押湯スリーブ８０ｂまで空気を逃がすことができるので、ヒータ２１と成形部２２との間に巻き込んだ空気による空間が形成されることを抑制できる。さらに、屈曲形成されたヒータ２１は、成形型８０内に溶融した金属が充填される際に、予め表面が研削された状態となっているので、接触する金属に対してヒータ２１の濡れ性を高く保つことができる。そのため、ヒータ２１の周囲に空気を巻き込むことなく金属を流し込むことができ、屈曲形成されたヒータ２１においてもヒータ２１と成形部２２との間に空間が形成されることを抑制できる。
【符号の説明】
【００７１】
１００    流体加熱装置
１０      ケース
１１      供給口
１２      排出口
１３      底面
１４      壁面
１５      開口部
２０      ヒータユニット
２１      ヒータ
２２      成形部
２２ａ      貫通孔
２２ｂ      内周フィン
２２ｃ      外壁部
２２ｄ      外周フィン
２２ｅ      底部
２２ｆ      湯口部
２２ｇ      押湯部
２３      天板部
２４      ハウジング部
３０      バスバーモジュール
４０      制御基板
５０      カバー
５１      供給パイプ
５２      排出パイプ
６０、６１      コネクタ
７０      内周流路
７１      外周流路
８０      成形型
８０ａ      湯口スリーブ
８０ｂ      押湯スリーブ
８１      ピン
８１ａ      スリット
８２      断熱材
【図１】
2017208169.tif 000003
【図２】
2017208169.tif 000004
【図３】
2017208169.tif 000005
【図４】
2017208169.tif 000006
【図５】
2017208169.tif 000007
【図６】
2017208169.tif 000008
【図７】
2017208169.tif 000009
【図８】
2017208169.tif 000010