(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の枝管を一体に備えた管状体を１枚の金属板を素材として塑性加工により形成させる方法であって、金属板の複数の所定箇所に先端が封鎖されて所定の長さと太さを有する筒状の膨出部を、複数次の加工段階を経て形成させる膨出工程と、該膨出部の頂端を刳り抜く刳抜工程と、該膨出部間に嵌合溝を形成させる溝形成工程と、金属板を所望の断面形状の管状体に丸める丸め工程と、丸められた金属板の丸め端を前記嵌合溝に嵌め込んで管状体の形状を固定させる嵌合工程と、を含むことを特徴とする枝管を一体に備えた管状体の製造方法。
【請求項２】
前記嵌合溝の形成箇所の肉厚を増すため、金属板をその板面方向に圧縮させる増厚工程を設けたことを特徴とする請求項１記載の枝管を一体に備えた管状体の製造方法。
【請求項３】
前記管状体の内部を仕切るため、前記管状体の所定箇所を圧潰して仕切箇所を形成させる、仕切形成工程を設けたことを特徴とする請求項１記載の枝管を一体に備えた管状体の製造方法。
【請求項４】
前記管状体はカーエアコン用熱交換器用の分配タンクとし、気密シール状態にするためのブレージング工程において、前記仕切箇所に生じた接合間隙に溶融ロウが行き渡るように、前記圧潰箇所の上側管壁に小穿孔を設けることを特徴とする請求項３記載の枝管を一体に備えた管状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車用熱交換器の構成部材としての、伝熱媒体の出入口と分配流路とを設けた分配タンク等、枝管を一体に備えた管状体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２４〜図２７に、従来の製造方法で作られた、カーエアコン用の上記分配タンクＤを示した。図２４は正面図、図２５は下面図、図２６は端面図である。
軽金属製のこの分配タンクＤの本体５０は、図２５，図２６に示した様に、冷媒を流す２本の本管５１，５２を、並列状に一体に押出成形して作られている。本管５１の左端側には、冷媒の入口継手５３を、本管５２の右端には冷媒の出口継手５４を連結し、両本管５１，５２の各末端は、栓体５５で夫々封鎖している。
又、両本管５１，５２に設けた出・入口の間で、冷媒を、これ等両本管に跨がって蛇行させる為に、両本管内には、別体しとて作られた仕切部材５６を、長手方向の複数箇所に嵌め込み、両本管内を複数区画に分け隔てている。
【０００３】
両本管５１，５２の外周面には、夫々、多数の枝管５７を所定間隔を隔てて直列状に突設している。これ等の枝管５７は、図示を省いた熱交換用の多数本の蛇管の末端を夫々連結させる為のものである。
枝管５７の形成方法を、図２７によって説明すると、先ず、本体５０を図の（ａ）に示した断面形状に押出成形する。両本管５１，５２の頂面には、小角柱体５０ａが全長にわたって夫々一体成形されている。
【０００４】
次に、この小角柱体５０ａの部分を、図の（ｂ）に示した様に、その長手方向に所定間隔を隔てて、小円柱５０ｂが取り残される様に切削加工したうえ、各小円柱５０ｂの軸心部に小貫通孔を穿つ。
然る後、各小円柱５０ｂに、鍛造による塑性加工を施すことによって、所望の内径と長さを備えた枝管５７に変形させる。
この鍛造加工は、多数個の小円柱５０ｂに同時に施すことは出来ないので、小数個づつ幾回かに分けて行う必要がある。然も、同じ塑性加工法のなかでも、プレス加工法に比べて生産性が劣る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
分配タンクＤを、上記の如き方法で製作すると、多数の小円柱５０ｂを切削加工して切出した後、複数回に分けて非連続的な鍛造加工を施す等の、生産性が極めて低い作業工程を要するため、その製作コストが必然的に高まらざるを得なかった。
そこで、本発明は、分配タンクＤなど枝管を一体に備えた管状体を、一枚の金属板から殆ど塑性加工のみによって製作する製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の枝管を一体に備えた管状体の製造方法は、複数の枝管を一体に備えた管状体を１枚の金属板を素材として塑性加工により形成させる方法であって、金属板の複数の所定箇所に先端が封鎖されて所定の長さと太さを有する筒状の膨出部を、複数次の加工段階を経て形成させる膨出工程と、該膨出部の頂端を刳り抜く刳抜工程と、該膨出部間に嵌合溝を形成させる溝形成工程と、金属板を所望の断面形状の管状体に丸める丸め工程と、丸められた金属板の丸め端を前記嵌合溝に嵌め込んで管状体の形状を固定させる嵌合工程とを含むことを特徴としている。
本発明は一枚の金属板を複数段階に分けて塑性加工を施して枝管を一体に備えた管状体を製造する方法であり、管状体の断面形状は、円形に限られず、角、楕円等任意の形状にも適用できる。塑性加工は順送り型を用いたプレス成形法によるのが望ましい。
嵌合溝の形成箇所は、請求項２に記載のように、板面方向に圧縮させる増厚工程を設けて肉厚を増して置くとよい。
また、多数の枝管を付設した管状体では、内部を仕切るものがあるが、請求項３に記載のように、仕切形成工程を設けて、管状体の所定箇所を潰して仕切箇所を形成させるのが簡便である。なお、管状体がカーエアコン用熱交換器の分配タンクである場合は、最終工程で気密シール状態にするためのブレージング工程が行われるが、請求項４に記載のように、仕切箇所に生じた接合間隙に十分溶融ロウが行き渡るように、圧潰箇所の上側管壁に小穿孔を設けるのが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、カーエアコン用熱交換器を構成する、冷媒の分配タンクに適用した一実施例に就いて、図１〜図２１を参照しながら説明する。
この分配タンクは、本発明で云う、「枝管を一体に備えた管状体」に相当する。
【０００９】
図１及び図２にその外観を示したこの実施例の分配タンクＡは、従来技術の項で説明した、押出成形素材から、切削、鍛造等の加工を経て作られたものとは異なって、唯１枚の金属板を素材とし、殆ど塑性加工（プレス加工）を施すだけで、枝管を一体に備えた本体部分を形成させている。
分配タンクＡの基本的な構造は、図２４〜図２６に示した従来の分配タンクＤのそれと同じである。
【００１０】
即ち、分配タンクＡの本体１は、２本の本管２及び３を並列状に合体させた如き形態を備えている。 両本管２，３の夫々の上面側（図中で）には、所定間隔を隔てた複数箇所に、本管２，３の管内に連通する枝管４を突設している。
そして、一方の本管２の右端下面（図中で）には、冷媒の入口継手６を、他方の本管３の左端下面には、冷媒の出口継手を７組付けている。
更に、両本管２，３には、その内部を長手方向に複数区画に仕切る為に、本管を潰して形成させた複数の仕切箇所８を夫々設けている（図４参照）。
【００１１】
図３は、分配タンクＡの正面を示した図１の、Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図であり、図５は、同じく、Ｙ−Ｙ線に沿う縦断面図である。
又、図４は、分配タンクＡの上面を示した図２の、本管３側のＺ−Ｚ線方向視縦断面図である。
【００１２】
次に、この実施例の分配タンクＡを、その素材としての唯１枚の金属板Ｂから、主としてプレス加工によって極めて能率的に製作する方法に就いて、図６〜図２１を参照しながら説明する。
金属板Ｂの長さ及び横幅は、分配タンクＡの長さ及びその胴周り長さより、夫々所定寸法だけ長く設定している。
尚、栓体５及び出・入口継手６，７は、別個に作って置き、成形し終えた本体１の継目部分をシールするブレージング工程に先立って、図１，２に示した箇所に嵌め込む。
【００１３】
塑性加工の手順は、先ず、図６に示した様に、枝管４の半径より所定寸法だけ大きい半径を有する略半球殻状の複数の膨出部ａを、図２に示した枝管４群の配置に相似した配置を以て、金属板Ａに形成させるべく絞り加工を施す（一次膨出工程）。
従って、２列に並んだ膨出部ａ群の横並び間隔は、枝管４の横並び間隔よりは、かなり広くなっている。
【００１４】
次に、半球殻状の各膨出部ａの直径を縮めると共に高さを増して、その外形を次第に枝管４に近づけて行く為に、図７に示した、第二次の絞り加工を施す（二次膨出工程）。
続いて、同じ目的で、図８及び図９に示した、第三次及び第四次の絞り加工を施す（三次及び四次膨出工程）。
【００１５】
次に、図１０に示した様に、膨出部ａの直径を、枝管４の直径と同じになる迄縮めると共に、その頂端部を平坦面に近づける第五次の絞り加工を施す（五次膨出工程）。
【００１６】
続いて、膨出部ａに圧縮加工を施して、図１１に示した様に、その頂端部を略完全に平坦化させたうえ、この頂端面に、その周縁部を残して刳抜孔ｂを穿つ（刳抜工程）。
この工程では、分配タンクＡの所定位置に、出・入口継手６，７を組付ける為の、嵌着孔９も穿設して置く。
【００１７】
然る後、図１２に示した様に、膨出部ａの刳り抜かれた頂端部にバーリング加工を施すことによって、所望の形状・寸法を備えた枝管４が成形される。
然し、一次膨出工程では、膨出部ａ群の横並び間隔を広く設定してあるので、この段階では、金属板Ｂに形成された二列の枝管４群の対向間隔は、所定の間隔よりかなり広くなっている。
【００１８】
そこで次に、図１３に示した様に、二列の枝管４群の対向間隔を所定幅に狭めると同時に、この部分の肉厚を増して厚肉部ｃを形成させる為の、屈曲加工を施す（増厚工程）。
この加工によって形成された厚肉部ｃは、金属板Ｂの裏側向きに突出した凸形になる。
【００１９】
続いて、図１４に示した様に、金属板Ｂの幅方向の両側縁部に段差部ｄを夫々形成させる為に、ジョクル加工を施す。
次いで、図１５に示した様に、両段差部ｄ，ｄの幅寸法を整える為のトリミングを行う。
【００２０】
更に、図１６に示した様に、両側の段差部ｄ，ｄを重合状態で嵌め込ませる嵌合溝１０を、肉厚部ｃの裏面側の全長にわたって形成させる。
それには、肉厚部ｃを押し上げる様にしてビーディング加工を施せばよい（溝形成工程）。
【００２１】
然る後、金属板Ｂの丸め工程に移る。
即ち、先ず、図１７に示した様に、金属板Ｂの幅方向の両側端部を、金属板Ｂの裏側向きに湾曲させる（一次丸め工程）。
続いて、図１８に示した様に、二列に並んだ枝管４群の両外側部分の夫々を、略直角に金属板Ｂの裏側向きに屈曲させる（二次丸め工程）。
【００２２】
更に、図１９に示した様に、金属板Ｂの上記両外側部分を互いに内向きに、略円筒形に夫々丸め込んで行くと、各側端の薄肉の段差部ｄ，ｄを、重合状態で嵌合溝１０に緊密に嵌め込むことが出来る（三次丸め工程及び嵌合工程）。
かくして、分配タンクＡの本体１の部分が略完成する。
【００２３】
そこで次に、両本管２，３の内部を夫々複数区画に仕切る為に、複数の仕切箇所８を設ける仕切形成工程に移る。
それには、略完成した本管２，３の、各所定の複数箇所に、図２０及び図２１に示した様に、段階的にバッフル加工を施して、夫々の箇所を、図４及び図２１に縦及び横方向の縦断面図として示した形状に押し潰せばよい。
そして、各圧潰箇所の上側管壁に小穿孔ｅを設ける。この小穿孔ｅは、後述するブレージング行程で、仕切箇所８に生じた接合間隙に溶融ロウを行き渡らせる役割を果たす。
【００２４】
最後に、図３に示されている様に、両本管２，３の外周壁面のうち、枝管４群を突設した箇所の反対側の面を、熱交換器の組立の便の為に扁平化させれば、金属板Ｂへの、所要の一連の塑性加工々程は総て完了する。
【００２５】
続いて、両本管２，３の各開放端に栓体５を嵌着させ、出・入口継手６，７を夫々の嵌着孔９に嵌め込み、各枝管４に熱交換用の蛇管（図示略）を連結させれば、カーエアコン用熱交換器が組上がる。
この組上がった熱交換器に、周知のブレージング加工（溶融炉を用いたロウ付け接合）を施せば、枝管４への蛇管の接続箇所、栓体５及び出・入口継手６，７の嵌着箇所、仕切箇所８、嵌合溝１０等の、気密シール状態で接合させるべき夫々の箇所に溶融ロウが行き渡って、熱交換器が完成する。
【００２６】
次に、図２２及び図２３は、本発明を、カーエアコン用の別のタイプの熱交換器を構成するアッパータンクに適用した、別の実施例を示している。
このアッパータンクＣは、両端を閉ざした角筒状に形成されており、その内部は、仕切壁２１によって長手方向に２区画に仕切られている。
各区画室の側壁には、伝熱媒体の出入口となる枝管２２及び２３を、側壁と一体に形成させている。
両枝管２２，２３には、伝熱媒体を流すホース２４が夫々接続される。
【００２７】
図２３に示した２５は、熱交換器の本体部分となる熱交換ユニットである。
アッパータンクＣは、底面部分が欠如しているが、この部分を熱交換ユニット２５の頂端に嵌着させている。
従って、アッパータンクＣは、実質的には、横断面が角形をした管状体としの形態を備えている。
【００２８】
枝管２２，２３を一体に備えたこのアッパータンクＣは、素材となる一枚の金属板に、複数次に分けて段階的にプレス加工を施す方法で作られている。
この加工過程に於いて、枝管２２，２３を形成させる工程は、前述の分配タンクＡに枝管４を突設する工程と略同じである。
【００２９】
尚、本発明方法によって形成させ得る管状体の形状は、図示のものに限られず、塑性加工に用いる成形型の形状や、複数種類の加工々程の組合わせを変える等することによって、夫々の使途に最も適合した形状に成形することが出来る。枝管４に就いても同様である。
【００３０】
本発明の製法によって作られる管状体の、別の具体例としては、例えば、自動車の分野では、エンジンオイルの冷却用熱交換器、ラジエーター、燃料用のデリバリーパイプ等を挙げられる。
又、他の産業分野では、例えば、ルームエアコンの冷媒等の、各種の流体の配送に用いる、分岐管を一体に形成させた配管類を挙げることが出来る。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかな様に、本発明による枝管を一体に備えた管状体の製造方法は、複数次の加工段階を経て形成させる膨出工程と、膨出部の頂端を刳り抜く刳抜工程と、膨出部間に嵌合溝を形成させる溝形成工程と、金属板を管状体に丸める丸め工程と、丸められた金属板の丸め端を、嵌合溝に嵌め込んで管状体の形状を固定させる嵌合工程を経るので、以下のような優れた効果がある。
（ａ）一枚の金属板を複数段階に分けて塑性加工を施すだけで、例えば、カーエアコン用熱交換器を構成する分配タンク等の、枝管を一体に備えた形状がかなり複雑な管状体でも、精度よく能率的に量産できる。
（ｂ）塑性加工は、連続生産を行い難い鍛造ではなくて、極めて生産性の高い、順送り型を用いたプレス成形法を採用できる。
（ｃ）その上、従来は必要とした、大掛かりな押出成形装置や、非能率な切削加工が不要になるので、従来製法とは較ぶべくもない程、製作費を節減できる。
（ｄ）管状体の断面形状は、円形に限られず、必要に応じて、角、楕円、不定形等の様々な形状に容易に作り分けられる。
（ｅ）また、管状体の内部を、その長手方向に複数区画に区切ることも、従来の様に別体に作った仕切部材を組込む手間を要せずに、一連の塑性加工の過程で、管を潰すだけで極めて簡単に行える。
（ｆ）カーエアコンの場合、ブレージング（ロウ付け組立）工程では、現用の設備を略そのまま流用できる。
（ｇ）カーエアコンの分配タンクの場合は、従来製法に比べて製作費を略半減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を、カーエアコン用熱交換器の構成部材としての分配タンクに適用した一実施例を示すもので、分配タンクの正面図である。
【図２】同上、分配タンクの上面図である。
【図３】同上、図１のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図４】同上、図２の本管３部分のＺ−Ｚ線方向視縦断面図である。
【図５】同上、図１のＹ−Ｙ線に沿う縦断面図である。
【図６】同上、分配タンクの素材としての金属板を、一次膨出加工した状態を示す縦断箇所の部分斜視図である。
【図７】同上、金属板を二次膨出加工した状態を示す、幅方向の部分縦断面図である。
【図８】同上、金属板を三次膨出加工した状態を示す、幅方向の部分縦断面図である。
【図９】同上、金属板を四次膨出加工した状態を示す、幅方向の部分縦断面図である。
【図１０】同上、金属板を五次膨出加工した状態を示す、幅方向の部分縦断面図である。
【図１１】同上、金属板の膨出部の頂端を平坦面化させたうえ、刳抜孔を設けた状態を示す、幅方向の部分縦断面図である。
【図１２】同上、金属板の膨出部を枝管の形態に仕上げた状態を示す、幅方向の部分縦断面図である。
【図１３】同上、横並びに隣接する枝管相互の間隔を狭めると共に、この箇所の肉厚を増した状態を示す、金属板の幅方向の部分縦断面図である。
【図１４】同上、金属板の幅方向の両側端に段差部を設けた状態を示す、幅方向の縦断面図である。
【図１５】同上、段差部をトリミングした金属板の、幅方向の縦断面図である。
【図１６】同上、増厚箇所に嵌合溝を設けた状態を示す、幅方向の部分縦断面図である。
【図１７】同上、金属板の両側端部を丸め加工した状態を示す、幅方向の縦断面図である。
【図１８】同上、金属板を半ば丸めた段階を示す、幅方向の縦断面図である。
【図１９】同上、金属板を完全に丸め加工して、その両側端の段差部を嵌合溝に嵌め込んだ状態を示す幅方向の縦断面図である。
【図２０】同上、本管の内部に仕切箇所を形成させ始めた状態を示す、この箇所の幅方向の縦断面図である。
【図２１】同上、仕切箇所を形成し終えた状態を示す、この箇所の幅方向の縦断面図である。
【図２２】本発明を、カーエアコン用の別のタイプの熱交換器を構成するアッパータンクに適用した変形実施例を示すもので、アッパータンクの平面図である。
【図２３】同上、図２２のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図である。
【図２４】従来例を示すもので、分配タンクの正面図である。
【図２５】同上、図２４の下面図である。
【図２６】同上、図２４の端面図である。
【図２７】同上、分配タンクの製作工程の説明図である。
【符号の説明】
Ａ  分配タンク（管状体）
Ｂ  金属板
Ｃ  アッパータンク（管状体）
Ｄ  従来の分配タンク
１  本体
２，３ 本管
４  枝管
５  栓体
６  入口継手
７  出口継手
８  仕切箇所
９  嵌着孔
１０  嵌合溝
ａ  膨出部
ｂ  刳抜孔
ｃ  厚肉部
ｄ  段差部
ｅ  小穿孔
２１  仕切壁
２２，２３  枝管
２４  ホース
２５  熱交換ユニット
５０  本体
５０ａ  小角柱体
５０ｂ  小円柱
５１，５２  本管
５３  入口継手
５４  出口継手
５５  栓体
５６  仕切部材
５７  枝管
【図１】
0003670135.tif 000002
【図２】
0003670135.tif 000003
【図３】
0003670135.tif 000004
【図４】
0003670135.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003670135.tif 000007
【図７】
0003670135.tif 000008
【図８】
0003670135.tif 000009
【図９】
0003670135.tif 000010
【図１０】
0003670135.tif 000011
【図１１】
0003670135.tif 000012
【図１２】
0003670135.tif 000013
【図１３】
0003670135.tif 000014
【図１４】
0003670135.tif 000015
【図１５】
0003670135.tif 000016
【図１６】
0003670135.tif 000017
【図１７】
0003670135.tif 000018
【図１８】
0003670135.tif 000019
【図１９】
0003670135.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
0003670135.tif 000022
【図２２】
0003670135.tif 000023
【図２３】
0003670135.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
0003670135.tif 000026
【図２６】
0003670135.tif 000027
【図２７】
0003670135.tif 000028