(57)【要約】【課題】筒体に差込穴を簡単かつ確実に形成できること。【解決手段】加工工具１０は、穴形成刃１１とガイド形成刃１２とを備える。穴形成刃１１は先端の尖頭部１１ａから板幅に沿い円弧状に凹みながら拡形された円弧部１１ｂが形成され、ヘッダに加工工具１０が前進したとき、尖頭部１１ａがヘッダの周壁に当たって突き抜け、これに続き円弧部１１ｂがヘッダの周壁を突き抜けて挿入口が形成され、ガイド形成刃１２は穴形成刃１１の円弧部１１ｂの基部に穴形成刃１１の周囲に膨出させた形状をなし、穴形成刃１１に続いてヘッダに前進し、その周壁を押圧して面圧加工し、挿入口の周囲にガイド部を形成する。【選択図】　図１
2004009082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体に対し、チューブを挿入する挿入口と、該挿入口の周壁に設けられ、かつ前記挿入口にチューブを導き入れるガイド部とによりチューブ差込穴を形成する薄板状の加工工具であって、
先端部に設けられ、前記挿入口を形成する穴形成刃と、穴加工刃より基部側に設けられ、前記ガイド部を形成するガイド形成刃とを備えることを特徴とするチューブ差込穴の加工工具。
【請求項２】
請求項１記載のチューブ差込穴の加工工具において、
前記穴形成刃は、先端に板幅の中心部で鋭利に尖って形成された尖頭部を備えると共に、その尖頭部を中心として、板幅に沿い円弧状に拡形された円弧部とを備えることを特徴とするチューブ差込穴の加工工具。
【請求項３】
請求項１又は２記載のチューブ差込穴の加工工具において、
前記穴形成刃は、前記穴形成刃の基部に、該穴形成刃の周囲を外方に膨出させて形成していることを特徴とするチューブ差込穴の加工工具。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のチューブ差込穴の加工工具において、
前記穴形成刃は、筒体の外径と略対応する大きさに形成されていることを特徴とするチューブ差込穴の加工工具。
【請求項５】
筒体に、該筒体の内部と連絡するチューブの一端を挿入する挿入口と、筒体の口の周囲に、チューブの一端を挿入口に導き入れるガイド部とを形成する加工方法において、
前記筒体に対して前記挿入口を形成した後に、該挿入口の周囲に前記ガイド部を面圧加工して形成することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、筒体にチューブを差し込むための差込穴を形成する加工装置と、その加工方法とに係り、特に、車両用冷却装置に備えられているヘッダを加工するのに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カーエアコンのような車両用冷却装置は、冷媒を熱交換させて冷却するために熱交換器が備えられている。図５はそのような熱交換器１を示している。同図に示す熱交換器１は、いわゆるマルチフロータイプのものであって、互いに対向する一対のヘッダ２と、それら一対のヘッダ２間に複数配設された扁平状のチューブ３とを備えている。
【０００３】
そして、一方のヘッダ２の上部側に入口２ａから冷媒が流入すると、その冷媒が矢印Ａのように上段側のチューブ３を流通して他方のヘッダ２に至り、そこでヘッダ２によって向きが変えられて中段側のチューブ３を流通して一方のヘッダ２の下部に至り、該ヘッダ２によって向きが変えられた後、下段側のチューブ３を流通して他方のヘッダ２の下部に至り、該ヘッダの出口２ｂより排出される流通経路となっている。
【０００４】
従って、双方のヘッダ２には、複数のチューブ３を接続するため、図６に示すように、各チューブ３を挿入する挿入口４ａと、この挿入口４ａにチューブ３を導き入れるガイド部４ｂからなる差込穴４が設けられ、該差込穴４に図７のようにチューブ３がそれぞれ差し込まれると共に、その周囲がろう付けされることで固定されている。この差込穴４は、一本のヘッダ２に対し、およそ３０〜４０個が軸方向に沿って設けられている。
【０００５】
差込穴４をヘッダ２に形成するには、これらヘッダがアルミニウム（若しくはその合金）を引き抜き加工や押し出し加工によって形成された後、そのヘッダ２に図８（ａ）のように芯金５を挿通すると共に、その状態でヘッダ２を金型６にセットした後、該ヘッダ２に同図（ｂ）のように加工工具７を押し付けて面押し加工することにより、形成しようとしている挿入口４ａの周辺に図６のようなガイド部４ｂが形成される。芯金５は、上芯金５ａと下芯金５ｂとの二分割で構成され、金型６も上型と下型とで構成されている。
【０００６】
そして、ガイド部４ｂが形成されると、ヘッダ２から芯金５を抜き取った後、ヘッダ２に向かって加工工具７を下降させることでヘッダ２のガイド部４ｂの中央に挿入口４ａが形成され、これによって差込穴４が構成されるようになっている。つまり、ヘッダ２に設けられる差込穴４は、ガイド部４ｂの形成工程と、挿入口４ａの形成工程との二工程によって形成されている。
なお、図５において、符号８はチューブ３内の冷媒と熱交換するため、空気側の伝熱面積を増大させるという目的で、チューブ３の間に設けられたコルゲートフィン、９はヘッダ２を上下に仕切るための仕切部材である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の熱交換器においては、ヘッダ２にチューブ３を差し込むための差込穴４を形成するとき、ガイド部４ｂの形成工程と、挿入口４ａの形成工程との二工程によって行っているので、加工工具７をのみならず芯金５をも必要とし、それだけ金型構造が複雑となる問題があった。しかも、ガイド部４ｂの形成工程で芯金５をそれぞれのヘッダ２に挿通しても、挿入口４ａの形成工程に際してヘッダ２から抜きとらなければならないので、時間及び労力がかかり、加工費がかさんでコスト高を招く問題があった。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、差込穴を簡単かつ確実に形成することができるチューブ差込穴の加工工具及び加工方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、筒体に対し、チューブを挿入する挿入口と、該挿入口の周壁に設けられ、かつ前記挿入口にチューブを導き入れるガイド部とによりチューブ差し込み穴を形成する薄板状の加工工具であって、先端部に設けられ、前記挿入口を形成する穴形成刃と、穴加工刃より基部側に設けられ、前記ガイド部を形成するガイド形成刃とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る加工工具によれば、筒体に向かって前進すると、穴形成刃によって挿入口を形成すると共に、その挿入口の周囲にガイド形成刃によってガイド部を形成するので、挿入口とガイド部とからなる差し込み口を一度に確実に形成することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のチューブ差込穴の加工工具において、前記穴形成刃は、先端に板幅の中心部で鋭利に尖って形成された尖頭部を備えると共に、その尖頭部を中心として、板幅に沿い円弧状に拡形された円弧部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る加工工具によれば、筒体に向かって前進されると、尖頭部が挿入口の中心部に相当する部分に先に突き当たった後、そこから円弧部が筒体に挿入口に相当する分だけ打ち抜くことができ、従って、回転しなくともドリル加工に類似した形態で穴明け加工を行うことで、挿入口の形成を確実にかつ良好に行うことができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のチューブ差込穴の加工工具において、前記穴形成刃は、前記穴形成刃の基部に、該穴形成刃の周囲を外方に膨出させて形成していることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る加工工具によれば、ガイド形成刃が、加工工具の穴形成刃の基部にその周囲を外方に膨出させて形成されているので、穴形成刃が先に挿入口を形成したとき、これに続いて挿入口の周壁にガイド部を確実に形成することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れか一項に記載のチューブ差込穴の加工工具において、前記穴形成刃は、筒体の外径と略対応する大きさに形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る加工工具によれば、穴形成刃は、筒体の外径と略対応する大きさに形成されているので、挿入口の周壁を確実に面圧加工することでバリを除去できると共にガイド部を確実に形成することができ、ガイド部の形成を良好に行うことができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、筒体に、該筒体の内部と連絡するチューブの一端を挿入する挿入口と、筒体の口の周囲に、チューブの一端を挿入口に導き入れるガイド部とを形成する加工方法において、前記筒体に対して前記挿入口を形成した後に、該挿入口の周囲に前記ガイド部を面圧加工して形成することを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る加工方法によれば、筒体に挿入口を形成した後に、該挿入口の周囲にガイド部を面圧加工して形成するので、挿入口の周囲にガイド部を確実に、かつ良好に形成できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１から図４はこの発明の一実施の形態に係るチューブ差込穴の加工工具を示す図であって、図１（ａ）〜（ｃ）は加工工具を示す三面図、図２は図１の要部示す斜視図、図３は熱交換器のヘッダに差込穴の挿入口を形成する説明用断面図、図４は熱交換器のヘッダに差込穴のガイド部を形成する説明用斜視図である。
図１及び図２に示す実施形態の加工工具１０は、カーエアコン等のような車両用冷却装置の熱交換器に備えられた筒体としてのヘッダ２に、チューブ３を挿入できるように加工するものであって、ヘッダ２に向かって打ち抜き加工することにより、挿入口４ａとガイド部４ｂとからなる差込穴４を一回の工程で形成するようになっている。なお、アルミニウム（若しくはその合金）からなるヘッダ２及びその周壁に設けられる差込穴４は、図１及び図２には図示していないが、従来例と同様であり、図５〜図８を参照する。
【００２０】
そして、この加工工具１０は、図１及び図２に示すように、全体的に薄板状に形成されたプレス加工装置のパンチからなっており、差込穴４の挿入口４ａを形成する穴形成刃１１と、ガイド部４ｂを形成するガイド形成刃１２とを備えている。
【００２１】
穴形成刃１１は、先端に板幅の中心部で鋭利に尖っている尖頭部１１ａが形成されると共に、その尖頭部１１ａからこれを中心として板幅に沿い円弧状に凹みながら拡形された円弧部１１ｂが形成されている。
そして、加工時、ヘッダ２に向かって加工工具１０が前進したとき、まず、図３に示すように尖頭部１１ａがヘッダ２の周壁に当たって突き抜けると共に、その尖頭部１１ａに続いて円弧部１１ｂがヘッダ２の周壁を突き抜けることにより、ヘッダ２の所定位置に、チューブ３を挿入するための挿入口４ａが形成されるようになっている。
【００２２】
一方、ガイド形成刃１２は、図１及び図２に示すように、穴形成刃１１の円弧部１１ｂの基部に微小な円弧をもって外方に断面積を漸増して穴形成刃１１の周囲に膨出させた形状をなしており、加工時、図４に示すように穴形成刃１１に続いてヘッダ２に前進すると、ヘッダ２の周壁を押圧して面圧加工することにより、挿入口４の周囲にガイド部４ｂを形成するようになっている。
【００２３】
そのため、ガイド形成刃１２は、穴形成刃１１がヘッダ２の周壁を突き抜けて挿入口４ａを形成した時点で、その挿入口４ａの周囲を面圧加工してヘッダ２の外側から内方に傾斜するガイド部４ｂをできるようになっていて、その先端部１２ａである穴形成刃１１の基部の半径Ｒが、図１（ｂ）のようにヘッダ２の半径と略対応する大きさに形成されている。
このガイド形成刃１２は、図１のように適宜の長さでそのまま加工工具１０の基部方向に延長形成されると共に、段差部１３を介して工具本体１４に一体に形成されている。
なお、図３及び図４において、図６〜図８と同一部分には同一符号を付している。
【００２４】
この実施形態の加工工具１０は、上記の構成であるので、次に、ヘッダに差込穴４を加工する方法について以下に説明する。
まず、加工に際しては、加工工具１０をプレス加工装置に図８に示す加工工具としてセットする一方、押し出し加工や引き抜き加工等によって形成されたヘッダ２を金型６にセットしておく。そして、この状態にあるとき、加工工具１０を図３に示す矢印のようにヘッダ２に向かって前進させることで、加工工具１０がヘッダに差込穴を打ち抜いて形成することとなる。
【００２５】
つまり、加工工具１０がヘッダに向かって前進すると、まず、穴形成刃１１の尖頭部１１ａがヘッダの周壁において、設けられるべき差込穴の中心部に食い込んで突き抜けると共に、その尖頭部１１ａに続いて円弧部１１ｂがヘッダ２の周壁を突き抜けることにより、ヘッダ２の所定位置に、チューブ３を挿入するための挿入口４ａが形成された後、加工工具１０が更に図４に示すように前進すると、ガイド形成刃１２がヘッダ２の周壁を押圧して面圧加工することにより、挿入口４ａの周囲にガイド部４ｂが形成される。
【００２６】
即ち、加工工具１０がヘッダに向かって前進すると、挿入口４ａを形成すると共に、その挿入口４ａの周囲にガイド部４ｂとを一度に形成できるので、ヘッダ２に対し、挿入口４ａとガイド部４ｂとからなる差し込み口４を一工程で確実に形成することができる。
【００２７】
従って、この加工方法によれば、ヘッダに対し一工程で差し込み口４を形成できるので、二工程で差し込み口４を形成する従来例に比較すると、芯金等をヘッダにいちいち挿通させることが不要になるばかりでなく、金型構造を簡素化することができ、しかも加工工数を減らすことができるので、それだけ時間及び労力を低減することができる。
【００２８】
また、加工工具１０の穴形成刃１１がヘッダを先に打ち抜いて挿入口４ａを形成すると、その周辺にバリが発生するが、穴形成刃１１に続いてガイド形成刃１２が挿入口４ａの周囲を面圧加工することでガイド部４ｂを形成するので、挿入口４ａの周囲に発生するバリを取り除くことができ、従って、バリなどのない、良好な差込穴４を一工程で確実に形成することができる。
【００２９】
そして、この実施形態の加工工具１０は、挿入口を形成する穴形成刃１１が先端部に設けられると共に、穴形成刃１１の基部にガイド部を形成するガイド形成刃１２が設けられているので、ヘッダに向かって一度打ち抜き加工することで、挿入口４ａに続いてガイド部４ｂを形成することができ、金型構造の簡素化及び加工工数の削減並びに時間、労力の低減を図ることができ、上記加工方法を的確に実施することができる。
【００３０】
また、加工工具１０の穴形成刃１１は、先端に板幅の中心部で鋭利に尖っている尖頭部１１ａが形成されると共に、その尖頭部１１ａからこれを中心として板幅に沿いながら円弧状に拡形された円弧部１１ｂが形成されているので、ヘッダ２に向かって前進されると、尖頭部１１ａが挿入口４ｂの中心部に相当する部分に先に突き当たった後、そこから円弧部１１ｂがヘッダに挿入口４ｂに相当する分だけ打ち抜くことができ、従って、回転しなくともドリルに類似した形態で穴明け加工を行うことで、挿入口４ｂの形成を確実にかつ良好に行うことができる。
【００３１】
更に、ガイド形成刃１２は、加工工具１０の穴形成刃１１の基部に、その周囲を外方に膨出させて形成されているので、穴形成刃１１が先に挿入口を形成したとき、これに続いて挿入口４ａの周壁にガイド部４ｂを確実に形成することができる。
しかも、ガイド形成刃１２は、穴形成刃は、筒体の外径と略対応する大きさに形成されているので、挿入口の周壁を確実に面圧加工することでバリを除去できると共にガイド部を確実に形成することができ、ガイド部の形成を良好に行うことができる。
【００３２】
なお、図示実施形態では、エアコン等のような車両用冷却装置の熱交換器のヘッダに適用した例を示したが、筒体に差込穴を形成する他のものにも適用することができ、図示例に限定されるものではない。また、ヘッダとしてアルミニウム（若しくはその合金）で形成された例を示したが、比較的軟質でかつ軽量な金属のものにも適用できるのは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、穴形成刃によって挿入口を形成すると共に、その挿入口の周囲にガイド形成刃によってガイド部を形成するように構成したので、筒体を一度打ち抜き加工することで金型構造の簡素化及び加工工数の削減並びに時間、労力の低減を図ることができる結果、コストダウンを図ることができる効果が得られる。
【００３４】
請求項２に係る発明によれば、ドリル加工に類似した形態で穴明け加工を行うことで、挿入口の形成を確実にかつ良好に行うことができる効果が得られる。
【００３５】
請求項３に係る発明によれば、穴形成刃が先に筒体に挿入口を形成したとき、これに続いてガイド形成刃が挿入口の周壁にガイド部を確実に形成することができる効果が得られる。
【００３６】
請求項４に係る発明によれば、ガイド形成刃が挿入口の周壁を確実に面圧加工することで、バリを除去できると共にガイド部を確実に形成することができ、ガイド部の形成を良好に行うことができる効果が得られる。
【００３７】
請求項５に係る発明によれば、筒体に挿入口を形成した後に、該挿入口の周囲にガイド部を面圧加工して形成するので、挿入口の周囲にガイド部を確実にかつ良好に形成できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るチューブ差込穴の加工工具を示す図であって、（ａ）は加工工具を先端から見た正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。
【図２】図１の要部示す斜視図である。
【図３】熱交換器のヘッダに差込穴の挿入口を形成する説明用断面図である。
【図４】同じく熱交換器のヘッダに差込穴のガイド部を形成する説明用斜視図である。
【図５】車両用冷却装置の熱交換器を示す全体斜視図である。
【図６】図５のヘッダに形成された差込穴を示す正面図である。
【図７】図５のヘッダとこれに接続されるチューブとの関係を示す説明用斜視図である。
【図８】（ａ）ヘッダを金型にセットした状態を示す説明図、（ｂ）はヘッダに差込穴のガイド部を形成するときの従来例を示す説明図、（ｃ）はヘッダに差込穴の挿入口を形成するときの従来例である。
【符号の説明】
１　　熱交換器
２　　ヘッダ
３　　チューブ
４　　差込穴
４ａ　　挿入口
４ｂ　　ガイド部
１０　　加工工具
１１　　穴形成刃
１１ａ　　尖頭部
１１ｂ　　円弧部
１２　　ガイド形成刃
１２ａ　　先端部
１３　　段差部
１４　　工具本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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