(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状で概ね矩形形状であるコア部の周縁に配置される、長尺で横断面形状が略コ字状である補強用の支持枠部材を備えた熱交換器の製造方法であって、
加工前の平面視で、第１幅に形成した第１エリア、前記第１幅より幅広であり且つ中心軸線から同幅で拡幅してある第２幅に形成した第２エリア、および前記第１エリアと前記第２エリアとの間で幅員差に基づき幅を徐々に変化させ等脚台形形状となる第３エリアを含む形状に形成してある長尺部材を準備する工程と、
一定の幅および深さの溝部が直線状に設けてある長尺の受け冶具と、横断形状が概ね角形状で長尺であり、前記受け冶具上に載置した前記長尺部材の前記第１エリアを押す部分であって前記溝部にちょうど嵌合する幅に形成してあるヘッド部と、前記ヘッド部よりも左右同様に幅狭に形成した本体胴部とにより構成した押込み治具とを用いて支持枠部材を形成するプレス工程とを含み、
該プレス工程では、前記受け冶具上に載置した前記長尺部材を、前記押込み治具で押込む際に、前記ヘッド部で前記長尺部材の前記第１エリアを変形させないで押込みつつ、前記本体胴部で前記長尺部材の前記第２エリア及び前記第３エリアを前記溝部に倣った外形形状で横断面形状が略コ字状となるように折り曲げ、外形幅が一定な支持枠部材を形成するものであって、更に
前記押込み治具が、前記ヘッド部と前記本体胴部との間に、幅員差に基づき幅を徐々に変化させたテーパ部を備えており、
長手方向で、前記第３エリアは前記テーパ部よりも長く形成されており、
前記プレス工程では、前記第３エリアの前記第１エリア側の先端部を前記テーパ部に対応させて前記支持枠部材を形成する、ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に用いる熱交換器、その製造方法に関する。より詳細には、コア部を補強する支持枠部材が配備してある熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用空調装置の冷媒回路に接続される熱交換器としては例えばコンデンサやエバポレータなどが知られている。このような熱交換器は、移動体である車両に搭載されるものであるので、例えば車両が急発進や急停止したときなどのように強い外力を受けても、破損などを発生せない強い構造体に形成しておく必要がある。そのために、従来から熱交換器の本体部となるコア部の周縁部に長尺な補強用の支持枠部材（サイドプレートなどとも称される）を設けた構造が採用されている。
上記支持枠部材として、例えば加工前にあって平板状で長尺な部材の左右両側を曲げ起こすなどの加工をして側壁とし、横断面が略コ字状であるチャンネル型としたものが多く採用されている（特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４８７８３号公報
【特許文献２】特開２００３−９４１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、従来の支持枠部材では、その長手方向での端部（端縁から所定長さの部分）については側壁を設けない舌片状の平板端部としてあり、コア部の側部近傍に配置されるタンクの受孔に挿入して固定する構造が採用されている（特許文献１の図１、図２、特許文献２の図２参照）。
ところが、車両に実際に搭載された熱交換器を考慮すると、車両の移動に伴って上記平板端部に極めて強い外力が作用する場合がある。そのため、例えば特許文献１の図１で示す長方形状の底板部の左右両側に長方形状の側壁を直角に立設させただけの単純な形状では、側壁と平板端部との境界（平板端部の根本部分）などに応力が集中して破断することが懸念される。
【０００５】
これに対して、特許文献２で開示する支持枠部材は側壁から平板端部との間に傾斜した三角状の側壁とされているので、上記で指摘した応力集中は多少は緩和されているものと思われる。しかしながら、このような形状であっても、平板端部は側壁を設けた部分よりも部材幅が狭くなっており、やはり側壁と平板端部との境界（平板端部の根本部分）などに応力が集中して破断することが懸念される。
本発明の目的は、上述した従来の課題を鑑みてなされたもので、応力集中などの心配がなく耐久性にすぐれた支持枠部材を備えて信頼性のある熱交換器を提案すること、また、その効率的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、板状で概ね矩形形状であるコア部の周縁に配置される、長尺で横断面形状が略コ字状である補強用の支持枠部材を備えた熱交換器の製造方法であって、加工前の平面視で、第１幅に形成した第１エリア、前記第１幅より幅広であり且つ中心軸線から同幅で拡幅してある第２幅に形成した第２エリア、および前記第１エリアと前記第２エリアとの間で幅員差に基づき幅を徐々に変化させ等脚台形形状となる第３エリアを含む形状に形成してある長尺部材を準備する工程と、一定の幅および深さの溝部が直線状に設けてある長尺の受け冶具と、横断形状が概ね角形状で長尺であり、前記受け冶具上に載置した前記長尺部材の前記第１エリアを押す部分であって前記溝部にちょうど嵌合する幅に形成してあるヘッド部と、前記ヘッド部よりも左右同様に幅狭に形成した本体胴部とにより構成した押込み治具とを用いて支持枠部材を形成するプレス工程とを含み、該プレス工程では、前記受け冶具上に載置した前記長尺部材を、前記押込み治具で押込む際に、前記ヘッド部で前記長尺部材の前記第１エリアを変形させないで押込みつつ、前記本体胴部で前記長尺部材の前記第２エリア及び前記第３エリアを前記溝部に倣った外形形状で横断面形状が略コ字状となるように折り曲げ、外形幅が一定な支持枠部材を形成するものであって、更に前記押込み治具が、前記ヘッド部と前記本体胴部との間に、幅員差に基づき幅を徐々に変化させたテーパ部を備えており、長手方向で、前記第３エリアは前記テーパ部よりも長く形成されており、前記プレス工程では、前記第３エリアの前記第１エリア側の先端部を前記テーパ部に対応させて前記支持枠部材を形成することを特徴とする、本発明によって達成できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外形幅が一定で耐久性に優れる支持枠部材を備えた熱交換器を簡易に効率よく製造でき、特にヘッド部と本体胴部との間に、幅員差に基づき幅を徐々に変化させたテーパ部を備えた押込み治具を用いることで、長尺部材の第３エリアを捩じり変形させ平板端部から左・右側壁に連なる側壁を確実に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器としてのコンデンサの外観を示した斜視図である。
【図２】熱交換器に採用される支持枠部材の左端部を拡大した図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】（ａ）は受け冶具上に長尺部材を載置した状態を示す平面図、（ｂ）は押込み治具の平面図、そして（ｃ）は受け冶具上に長尺部材を載置し、更にその上に押込み治具を載置した状態を示す平面図である。
【図４】受け冶具と押込み治具を用いて、材料となる長尺部材をプレス加工して支持枠部材を得る一連の工程を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る熱交換器について図面を参照して説明する。なお、ここでは熱交換器を車両用空調装置のコンデンサとした場合を一例として説明する。
図１は、熱交換器としてコンデンサ１の外観を示した斜視図を示している。例えば、コンデンサ１は図示しない車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する冷媒回路に組み込まれ、当該空調装置の運転時に冷媒を冷却する放熱器として機能する。
本発明は、コア部を補強する支持枠部材に新規な構造を備えている点を特徴とする熱交換器である。そして、熱交換器が備えるべき基本構成は従来において一般的なものでよい。よって、以下では、コンデンサ１の構成を簡単に説明して、このコンデンサ１に採用した新規な支持枠部材の構造につき詳細に説明する。なお、このような支持枠部材には、車両への取付け部材となるブラケット等が固定される場合が多く、コア部の補強構造および車両への取付け構造として機能することになる。
【００１４】
図１で示すように、コンデンサ１は、冷媒（つまり媒体）を流通するチューブ１１０とコルゲート型などのフィン１２０とを交互に積層してなるコア部１００が中央に広く形成されている。このようなコア部１００は複数のチューブ１１０が配置されているので冷媒とチューブ間を流通する空気を利用して熱交換が行われる。各チューブ１１０の端部は第１のタンク１３１、第２のタンク１３２、及び第３のタンク１３３に接続されており、第１のタンク１３１には冷媒の入口部１３４、第３のタンク１３３には冷媒の出口部１３５が設けられている。各タンク１３１〜１３３は、その上下端部が閉鎖された中空の管状体である。なお、符号１３７はサブクールタンクである。
そして、図から明らかなようにコア部１００は概略の外形が板状の矩形形状で、その上下の端（周縁）には補強部材となる支持枠部材１０が配置してある。支持枠部材１０は支持枠部材１０の両側端で各タンク１３１〜１３３に支持されている。
【００１５】
このコンデンサ１は、コア部１００の上下端に配置した支持枠部材１０が新規な形状に形成してある。以下、支持枠部材１０について説明する。なお、図１で示したコンデンサ１は上下端（周縁）のそれぞれに支持枠部材１０が配置され、この支持枠部材１０に例えば車両側への取付け部材となる取付けブラケット１４０が固定され、コンデンサ１の車両側への組付けに活用される。支持枠部材１０における構造は、上下いずれも同様であるので、ここでは上側の支持枠部材１０について説明する。
【００１６】
図１で示すように、支持枠部材１０は横断面形状が略コ字状で延在している長尺部材で、上方側が解放された姿勢で設置してある。より具体的には、支持枠部材１０は上向きの姿勢で配置されているチャンネル型の部材で、背面（下面）がコア部１００の上端（周縁の一部）側に固定されて支持フレーム構造体として機能している。
【００１７】
図２は、上記支持枠部材１０の左端部側を拡大した図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。なお、支持枠部材１０の右端部側も同様な構造である。
図２は支持枠部材１０の左端側の一部を示しているが、その全体は長尺であり横断面形状はコ字形状のチャンネル型である。先端部はコア部の近傍に配置されるタンク（図１、１３１〜１３３参照）に設けた受孔に挿入するため、舌片状の平板端部１１となっている。そして、側壁の高さが徐々に変化する三角状側壁１５が形成してある中間部１２を介して、支持枠部材１０の右側（中央部側）は左・右側壁１４ａ、１４ｂを有する側壁設置部１３となっている。
【００１８】
上記平板端部１１は、長手方向ＬＤでの端縁１１ｅから所定長さＬｔの範囲に設けられ、その平面形状は前述したようにタンクに設けた受孔に挿入するため大よそ矩形（長方形）の舌片状であるが、必要に応じて、例えば先端部側の幅を基端部側の幅より若干、狭く形成してもよい。
【００１９】
また、側壁設置部１３は、中心軸線ＣＬに垂直な幅方向ＷＤで、上記平板端部１１の左右側端位置それぞれから同幅で拡幅された部分を左・右側壁としてある。すなわち幅方向ＷＤでの平板端部１１の幅をＬｗとして、側壁設置部１３に該当する領域では平板端部１１の幅Ｌｗより左右同様に幅Ｗｔをもって拡幅された拡幅部を中心軸線ＣＬに沿って延在させ、拡幅部を曲げ起こすことで左・右側壁１４ａ、１４ｂとしている。図２は、拡幅部を左・右側壁１４ａ、１４ｂとした後を示すので、側壁の高さが大よそ拡幅した幅Ｗｔに対応することになる。
【００２０】
そして、支持枠部材１０は、上記平板端部１１と上記側壁設置部１３との間に中間部１２が設けてある構造である。この中間部１２は、左・右拡幅部を曲げ加工する前には上記平板端部１１と上記側壁設置部１３との幅員差に基づいて幅を徐々に変化させて平面視で等脚台形の形状をなしている。よって、曲げ加工後に一部（具体的には、幅が徐々に変化した部分）が変形して曲げ起こされることで上記平板端部１１から上記左・右側壁１４ａ、１４ｂに連なる三角状側壁１５が形成されている。
【００２１】
そして、特徴的な構成として、上記平板端部１１、側壁設置部１３および中間部１２は、外形幅（幅方向ＷＤでの長さ）が一定に形成してある。この点は図２（ａ）から明らかであるが、この支持枠部材１０では幅方向ＷＤでの幅寸法Ｌｗが一定となっている。
なお、前述した説明は、支持枠部材１０の形状的な特徴をより明確とするため、平板端部１１、側壁設置部１３、そして中間部１２と各部に分けて説明したものであるが、実際の支持枠部材１０は１つの長尺部材（後述する長尺部材２０）を所定の治具（一対の金型）を用いプレス加工で製造される一体の部材である。支持枠部材１０の製造方法については、後に詳述する。
【００２２】
上記のような形状の支持枠部材１０は、タンクに差し込まれる舌片状の平板端部１１と、左・右側壁１４ａ、１４ｂを有する側壁設置部１３との間に、形状が徐々に変化する中間部１２が設けてあり、全体として平板端部１１と側壁設置部１３とで外形幅（幅方向ＷＤでの長さ）が一定になるようにしているので、応力集中による破壊の心配がない耐久性を向上させた形状となっており、外力に対してより強い構造となっている。よって、このような支持枠部材を備えた熱交換器も結果として耐久性に優れた信頼性の高い装置となる。
【００２３】
以下では、図２に示した構造の支持枠部材１０を製造するのに好適な製造方法を、更に、図３および図４を参照して説明する。
なお、以下で説明する支持枠部材の製造方法は、第１エリアと第２エリアとの間に第３エリアを設定した形状に構成した長尺部材２０を準備して受け冶具（受け金型）３０上に載置し、これを押込み治具（押し金型）４０で上から押し込むプレス加工を実行することで支持枠部材１０を得るものである。
【００２４】
図３は、上記長尺部材２０、受け冶具３０、そして押込み治具４０について示し、図３（ａ）は受け冶具３０上の所定位置に長尺部材２０を載置した状態を示した平面図、図３（ｂ）は押込み治具４０の平面図、そして図３（ｃ）は受け冶具３０上の所定位置に長尺部材２０を載置し、更に長尺部材２０上の所定位置に押込み治具４０を載置した状態を示した平面図である。
【００２５】
また図４は、受け冶具３０と押込み治具４０を用いて、材料となる長尺部材２０をプレス加工して支持枠部材を得る一連の工程を模式的に示した図である。すなわち、図３と同様に、図４も長尺部材２０、受け冶具３０、そして押込み治具４０について示しており、図４は長尺部材２０から支持枠部材を得る工程が確認できるように連続的に示した図となっている。
図４（ａ）は受け冶具３０上の所定位置にある長尺部材２０の上方に押込み治具４０を配置している加工前、図４（ｂ）は長尺部材２０上に当接してプレスする直前の状態をそれぞれ示している。なお、図４（ｂ）では下段に治具端部から長手方向へ見た正面図を示している。この図４（ｂ）に示す状態は、図３（ｃ）の平面図に示す状態に対応している。
図４（ｃ）は押込み治具４０を押下げて長尺部材２０を治具に沿った形状に変形させるプレスを実行した様子を示し、図４（ｄ）はプレス後、押込み治具４０を引き上げて受け冶具３０の溝部３１内にて目的の支持枠部材１０が完成した状態を示している。なお、図４（ｄ）でも下段に治具端部から長手方向へ見た正面図を示している。
【００２６】
さて、図３を参照して説明すると、長尺部材２０は第１幅に形成した第１エリア２１、上記第１幅より幅広であり、且つ、中心軸線から同幅に拡幅してある第２幅に形成した第２エリア２２、および上記第１エリア２１と上記第２エリア２２との間で幅員差に基づき幅を徐々に変化させ等脚台形形状となる第３エリア２３を含んだ形状に形成してある。
【００２７】
一方、受け冶具３０は、長尺部材２０が載置される長尺で、横断面の外形が角形状であり、その中央部には長手方向に沿って、一定の幅および深さで直線状に溝部３１が設けてある。
また、押込み治具４０は横断形状が角形状で長尺であり、受け冶具３０上に載置した上記長尺部材２０の第１エリア２１を押す部分であって上記溝部３１にちょうど嵌合する幅に形成してあるヘッド部４１と、上記ヘッド部４１よりも左右同様に幅狭に形成した本体胴部４２とを備え、好ましい構造として、上記ヘッド部４１と本体胴部４２との間にはこれらの幅員差を徐々に変化させたテーパ部４３が設けてある。なお、図３（ｃ）で示すように、長尺部材２０の板厚（寸法）を「ｔ」としたとき、本体胴部４２はヘッド部４１の幅より左右両側それぞれが板厚「ｔ」に対応する寸法分、幅狭に形成してある。
【００２８】
よって、受け冶具３０上に載置した長尺部材２０の第１エリア２１を押込み治具４０のヘッド部４１で押込むようにセットし、押込み治具４０の本体胴部４２で長尺部材２０の他の部分を受け冶具３０の溝部３１内に上から押込むと、長尺部材２０が溝部３１に倣った外形形状にプレス加工されて、外形幅が一定である支持枠部材１０を得ることができる。
すなわち、上記第１エリア２１、拡幅してある第２エリア２２、そしてそのエリア間で幅員差に基づき幅を徐々に変化させ等脚台形形状となる第３エリア２３を含む長尺部材２０がプレス加工されて断面コ字状の支持枠部材１０を製造できる。ここに、第１エリア２１は平板端部１１、第２エリア２２は側壁設置部１３、第３エリア２３は三角状側壁１５を有する中間部１２それぞれに対応することになる。
【００２９】
上述した製造工程では、押込み治具のヘッド部４１から、これより細い本体胴部４２に変化する部分と溝部３１との間に押し込まれた第１エリア２１と第３エリア２３との境界に近い部分が捻じれ変形し、これに続く部分が徐々に押し曲げられて、第３エリア２３の拡幅部分が三角状側壁１５に形成される。この際、支持枠部材１０における中間部１２の平板端部１１側の近傍は上記のように捻じれ変形するが、それ以後の部分は押込み治具のヘッド部４１よりも細い本体胴部４２が第３エリア２３の残り部分及び第２エリア２２を押し込むので、溝部３１の内壁に沿って横断面コ字状の構造体を形成できる。
【００３０】
上記工程を換言して説明すると、先端側の第１エリア２１は溝部３１にちょうど嵌合するヘッド部４１で押込まれて板状端部１１となる。第２エリア２２の全体と第３エリア２３の大部分は溝部３１の幅よりも狭い本体胴部４２で押込まれて、外形幅が板状端部１１と同じＬｗのコ字状形状に成形される。
そして、ヘッド部４１から本体胴部４２で幅が変化する部分では、第３エリア２３で特に第１エリア２１側の先端部の部分が捻じれ変形するので、この部分も他と同様に形成でき、全体として同幅の支持枠部材１０を確実に形成できる。図２では、捻じれ変形して形成される部分を、参考のため特にハッチＨＴを付してある。
【００３１】
また、押込み治具４０はヘッド部４１と本体胴部４２との間にテーパ部４３を備えている。そして、長手方向で、第３エリア２３がテーパ部４３よりも長く形成され、上記第３エリア２３の第１エリア２１側の先端部をテーパ部に対応させて上記プレス工程を実行している。これにより、前述した捻じれ部を安定、確実に形成して外形が整った支持枠部材１０を形成できる。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、タンクに設けた受孔に挿入される舌片状の平板端部１１と、左・右側壁１４ａ、１４ｂを有する側壁設置部１３との間に形状が徐々に変化する中間部１２が設けてあり、全体として平板端部１１と側壁設置部１３とで外形幅（幅方向ＷＤでの長さ）が一定になるようにしているので、支持枠部材１０を応力集中し難い形状として耐久性を向上させ、外力に対してより強い構造にできる。よって、このような支持枠部材１０を採用する熱交換器は結果として耐久性に優れ、信頼性の高い熱交換器を提供できる。特に、このように外形幅が一定な支持枠部材を備える熱交換器は、前述したように所定形状の長尺部材および治具を用いたプレス加工で、簡易に効率よく製造できる。
【００３３】
本発明は、上述の実施形態に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
前述した実施例では左右両サイドにタンク（タンク１３１〜１３３）のあるタイプのコンデンサの場合を図１で例示した。タンクの配置形態はこれに限らず、タンクが上下に配置され、支持枠部材が左右にあるタイプのコンデンサにも本発明を同様に適用できる。また、本発明はコンデンサに限らず車両用空調装置のエバポレータにも適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１                    コンデンサ（熱交換器）
１０                  支持枠部材
１１                  平板端部
１２                  中間部
１３                  側壁設置部
１４ａ、１４ｂ        左・右側壁
１５                  三角状側壁
２０                  長尺部材
２１                  第１エリア
２２                  第２エリア
２３                  第３エリア
３０                  受け治具
３１                  溝部
４０                  押込み治具
４１                  ヘッド部
４２                  本体胴部
４３                  テーパ部
１００                コア部
ＣＬ                  中心軸線
ＬＤ                  長手方向
ＷＤ                  幅方向
Ｌｔ                  平板端部の長手方向での長さ
Ｌｗ                  支持枠部材の幅
Ｗｔ                  拡幅した幅
【図１】
0005661578.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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