(57)【要約】【課題】ハイドロフォーミング加工に由来する加工不良の発生を低減できる冷媒分配器を提供する。【解決手段】両端が開口した管状部材で構成され、外部に突出し開口部を有する第１の凸部５と、外部に突出し開口部を有さない第２の凸部３とを備える。管状部材の両端を結ぶ管状部材の中心線を管軸２０とし、第１の凸部５と第２の凸部３は、管軸２０に対して反対側の面に形成されている。第２の凸部３の突出長さは、管状部材の肉厚の１倍以上、３倍以下であるのが好ましい。【選択図】図１
2016085000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した管状部材で構成され、
外部に突出し開口部を有する第１の凸部と、
外部に突出し開口部を有さない第２の凸部と、を備え、
前記管状部材の前記両端を結ぶ前記管状部材の中心線を管軸とし、
前記第１の凸部と前記第２の凸部は、前記管軸に対して反対側の面に形成されている、
ことを特徴とする冷媒分配器。
【請求項２】
前記第１の凸部と前記第２の凸部は、前記管軸に対して対称な位置に形成されている、請求項１に記載の冷媒分配器。
【請求項３】
前記第２の凸部の突出長さは、前記管状部材の肉厚の１倍以上、３倍以下である、請求項１に記載の冷媒分配器。
【請求項４】
管状部材が収容される収容部と、
前記収容部に接続する第１の空間と、
前記収容部に接続し、前記収容部を挟んで前記第１の空間に対向する位置に設けられた第２の空間と、
前記第１の空間に配置され前記第１の空間内を移動する第１の可動部材と、
前記第２の空間に配置され前記第２の空間内を移動する第２の可動部材と、
を備える金型を用い、
ハイドロフォーミング加工又は液圧バルジ加工にて、前記金型の前記収容部に収容した管状部材に対し、前記第１の空間と前記第１の可動部材によって第１の凸部を、前記第２の空間と前記第２の可動部材によって第２の凸部を、それぞれ形成する、
ことを特徴とする冷媒分配器の製造方法。
【請求項５】
前記ハイドロフォーミング加工又は前記液圧バルジ加工にて、前記第２の可動部材の前記第２の空間内の移動距離は、前記収容部に収容された前記管状部材の肉厚の１倍以上、３倍以下である、請求項４に記載の冷媒分配器の製造方法。
【請求項６】
管状部材が収容される収容部と、
前記収容部に接続する第１の空間と、
前記収容部に接続し、前記収容部を挟んで前記第１の空間に対向する位置に設けられた第２の空間と、
前記第１の空間に配置され前記第１の空間内を移動する第１の可動部材と、
前記第２の空間に配置され前記第２の空間内を移動する第２の可動部材と、を備え、
前記管状部材のハイドロフォーミング加工又は液圧バルジ加工に用いられる、
ことを特徴とする金型。
【請求項７】
前記第２の可動部材の前記第２の空間内の移動距離は、前記収容部に収容される前記管状部材の肉厚の１倍以上、３倍以下である、請求項６に記載の金型。
【請求項８】
請求項１に記載の冷媒分配器を備えることを特徴とする空気調和機。
【請求項９】
熱交換器を備える室外機を備え、前記熱交換器の高さ方向の上部と下部の少なくとも一方に請求項１に記載の冷媒分配器を備えることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に用いられる冷媒分配器、冷媒分配器の製造方法、及び冷媒分配器の製造に用いられる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の世界的な省エネルギーに対する要求により、冷凍空調技術の向上、特に熱交換効率の向上が求められている。冷凍空調技術では、各々の部品要素、例えば、圧縮機、冷凍サイクル、熱交換器及び送風機のそれぞれで、技術革新と性能向上が要求されている。冷凍サイクルにおいては、冷媒を熱交換器へ適正に分配することで、熱交換器の熱交換効率を改善させ、省エネルギー化に貢献できることがよく知られている。
【０００３】
冷凍空調技術において、熱交換器内での冷媒の分配性能の向上は重要であり、中でも、冷媒の分配の安定化は重要な課題である。冷媒を分配する冷媒分配器として、空気調和機には、一般的に、１つの冷媒導入部に対して２つの冷媒導出部を持つ管状の冷媒分配器が利用される。このような冷媒分配器は、おおまかに２つの種類があり、その形状からＵ字型とＹ字型に区分される。
【０００４】
Ｕ字型の冷媒分配器は、冷媒導入部の延伸方向と冷媒導出部の延伸方向とが概垂直になっており、冷媒を導入方向とは異なる方向に分岐させるものである。Ｙ字型の冷媒分配器は、冷媒導入部の延伸方向と冷媒導出部の延伸方向とが同じであり、冷媒を導入方向と同じ方向に分岐させるものである。冷媒導入部から導入された冷媒の分岐部に、冷媒導入部の中心軸から偏位する位置に突出部を設けることで、２つの冷媒導出部から導出する冷媒の流量に差を設けることが可能である。上記の通常の冷媒分配器の派生型として、冷媒導入部が２つの冷媒導出部に対して等距離に配置されない偏芯型の冷媒分配器もしばしば用いられる。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載されているような冷媒分配器は、冷凍空調の業界ではしばしば用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５４３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の冷媒分配器を製作する方法には、２通りある。１つは、直管に対して、ハイドロフォーミング加工又は液圧バルジ加工を施して冷媒導入部となる凸部を形成してから、曲げ加工を行い、凸部の先端部の切除と成形を行って冷媒分配器とする方法である。もう１つは、直管に曲げ加工を施し、曲げた管にハイドロフォーミング加工又は液圧バルジ加工を行って冷媒導入部となる凸部を形成し、凸部の先端部の切除と成形を行って冷媒分配器とする方法である。以下では、ハイドロフォーミング加工と液圧バルジ加工とを総称してハイドロフォーミング加工と呼ぶ。
【０００８】
直管にハイドロフォーミング加工を行ってから曲げ加工を行う方法には、直管に対する処理の工程が多いために自動化がしやすいというメリットがある。さらに、ハイドロフォーミング加工では材料の両端部を対向方向から加圧することが理想であるので、直管にハイドロフォーミング加工を行うこの方法には、理想条件に近い状態でハイドロフォーミング加工を行えるというメリットもある。この方法のデメリットとしては、上述の偏芯型の冷媒分配器の製作には設備の調整を要する場合が多いということが挙げられる。
【０００９】
直管に曲げ加工を行ってからハイドロフォーミング加工（いわゆる、曲げ管ハイドロフォーミング加工）を行う方法には、上述のＵ字型やＹ字型といった通常の冷媒分配器の製作と偏芯型の冷媒分配器の製作とを、同じ設備で比較的少ない段取り替えで行えるというメリットがある。曲げ管ハイドロフォーミング加工のデメリットとしては、管を曲げた後にハイドロフォーミング加工を行うので理想状態での加工とならず、後述する加工不良への対応の選択肢が狭いことなど、若干の検討が必要であることが挙げられる。
【００１０】
以上説明したように上記の２つの加工方法には一長一短があるが、内部に圧力を加えて管軸（管の両端部を結ぶ管の中心線）に沿って管を押し込むハイドロフォーミング加工により管に凸部を形成するという本質には、差異がない。また、冷媒分配器には、曲げ加工を行わない直管型のものもあり、この冷媒分配器もハイドロフォーミング加工により管に凸部を形成する。
【００１１】
実際のハイドロフォーミング加工に際して、適正な内部圧力と管軸方向への管材料（ハイドロフォーミング加工前の管）の押し込み量との関係を検討すると、加工初期では適正な加工範囲が狭いことが判明している。すなわち、従来の冷媒分配器の製造方法では、加工初期には、加工不良の原因となる要素が多く存在し、結果的に成形不良を引き起こすことがある。代表的な加工不良として、肉割れ不良がある。肉割れ不良は、管に凸部を形成する際に、管の表面のうち、凸部の管軸に対して反対側の面（凸部に対向する位置）に、材料割れを生じてしまう現象である。特に、凸部の管軸に対して対称な位置に材料割れが生じる。この肉割れ不良の原因としては、先に述べた加工初期における材料のばらつき（例えば、硬度のばらつき）、加工設備の圧力上昇のばらつき、及び金型と管材料との摩擦の変化などが挙げられる。
【００１２】
ハイドロフォーミング加工での加工不良の発生を低減し、歩留まりを向上させるためには、このような肉割れ不良の発生を低減することが必要である。本発明は、ハイドロフォーミング加工に由来する加工不良の発生を低減できる冷媒分配器を提供することを目的とする。さらに、本発明は、この冷媒分配器の製造方法と、この冷媒分配器の製造に用いられる金型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】
【００１３】
本発明による冷媒分配器は、次のような特徴を備える。両端が開口した管状部材で構成され、外部に突出し開口部を有する第１の凸部と、外部に突出し開口部を有さない第２の凸部とを備え、前記管状部材の前記両端を結ぶ前記管状部材の中心線を管軸とし、前記第１の凸部と前記第２の凸部は、前記管軸に対して反対側の面に形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ハイドロフォーミング加工に由来する加工不良の発生を低減できる冷媒分配器を提供することができる。さらに、本発明によれば、この冷媒分配器の製造方法と、この冷媒分配器の製造に用いられる金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例による直管型の冷媒分配器の断面図。
【図２】冷媒分配器を製造するときのハイドロフォーミング加工の、代表的な加工曲線を示す図。
【図３】本発明の実施例によるＹ字型の冷媒分配器の断面図。
【図４】本発明の実施例による金型の構成を示す図。
【図５】成形不良になった従来の冷媒分配器の断面図。
【図６】空気調和機の室外機の、代表的な冷凍サイクルの構成を示す図。
【図７】空気調和機の室内機の、代表的な冷凍サイクルの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明による冷媒分配器は、主に空気調和機に用いられ、冷媒分配器の製作において標準加工法であるハイドロフォーミング加工により製造される。本発明による冷媒分配器は、両端が開口した管状部材で構成され、外部に向かって突出し開口部を有する凸部（第１の凸部）と、外部に向かって突出し開口部を有さない小凸部（第２の凸部）とを備え、管状部材の両端を結ぶ管状部材の中心線を管軸とすると、凸部と小凸部は、管軸に対して反対側の面に形成されている。凸部と小凸部は、管軸に対して対称な位置に形成されているとさらに好ましい。
【００１７】
本発明による冷媒分配器の製造工程において、管状部材（以下、「管」又は「管材料」と称する）に対して、冷媒導入部となる凸部を管の表面に形成すると同時に、この凸部の管軸に対して反対の位置（凸部に対向する位置）の管の表面に小凸部を形成する。ハイドロフォーミング加工の金型は、凸部を形成するために第１の空間と第１の空間内を移動する第１の可動部材とを備え、小凸部を形成するために第２の空間と第２の空間内を移動する第２の可動部材とを備える。ハイドロフォーミング加工を行うために管の内部に圧力を加えて管の両端部を押し込むと、これらの可動部材が移動して、管軸に対して反対側の面に凸部と小凸部とが形成される。
【００１８】
これらの可動部材は、例えば板状部材で構成され、規定の圧力で開放されるレギュレータ（圧力調整器）又は規定の弾性力を持つバネにより移動が制御される。レギュレータを開放する規定の圧力や、バネの持つ規定の弾性力（バネ定数）は、ハイドロフォーミング加工の加工条件と管の素材やサイズとに応じて定めることができる。
【００１９】
本発明のポイントは、冷媒分配器の製造方法において、部品機能上不可欠な冷媒導入部となる凸部をハイドロフォーミング加工により管に形成するとともに、この凸部の管軸に対して反対側の面に、管の外部に向かって突出する小凸部を形成することである。本発明によれば、ハイドロフォーミング加工に由来する成形不良（加工不良）の代表である肉割れ不良の発生を、大幅に低減することが可能である。
【００２０】
ここで、従来の冷媒分配器の製造方法において、冷媒導入部となる凸部を形成する方法について説明する。管材料をハイドロフォーミング加工の金型に設置し、型締めし、管材料の内部を加工油で満たす。金型の内部には、冷媒導入部となる凸部を形成できるような空間が設けられ、この空間内には可動部材が設けられている。加工油により管材料の内部から空気が押し出された後、管材料の両端部を押し込むと同時に内部の加工油を加圧すると、管材料の変形が始まる。このとき、管材料の押し込みと内圧の上昇による材料変位が上述の空間に集中し、可動部材が移動し、可動部材が移動してできた空間（非拘束空間）に材料変位が誘導され、凸部が形成される。この凸部の先端部を切除して凸部に開口部を設けることで、管に冷媒導入部が形成される。なお、管材料の両端部は、冷媒導出部となる。
【００２１】
一方で、管材料の硬度や長さのばらつき、金型へのコンタミネーションの付着による金型と管材料との摩擦抵抗の変化、及び可動部材を移動させる機構（レギュレータ又はバネ）の反応動作範囲や応答速度のばらつきなどに起因されて、ハイドロフォーミング加工では、一定の割合で成形不良が発生する。成形不良の態様には、過大圧力の印加による管材料の破断と、座屈とシワによる管材料の肉割れ不良とがある。管材料の破断による成形不良には、最大圧力を適正値に設定するという比較的容易な対策が取れる。しかし、座屈とシワによる管材料の肉割れ不良は、対策が難しい成形不良である。
【００２２】
肉割れ不良とは、冷媒導入部となる凸部の管軸に対して反対の位置（特に、凸部の管軸に対して対称な位置）に、割れやシワが生じてしまうものである。肉割れ不良は、管材料の押し込み量に対してこの凸部を形成する管材料の伸びが不足し、結果的に材料の変位量が過剰となり、この凸部の管軸に対して反対の位置に材料が集中してしまうことで生じる。
【００２３】
図２は、冷媒分配器を製造するときのハイドロフォーミング加工の、代表的な加工曲線を示す図であり、横軸に管材料の押し込みストロークをとり、縦軸に管材料の内圧をとっている。図２には、好ましい加工曲線と、管材料が破断する破断領域と、管材料が座屈する座屈領域と、管材料にシワが生じるシワ領域とを示している。図２に示すように、管の押し込みストローク量と内圧との関係が適正でないと、加工曲線は、破断領域、座屈領域、又はシワ領域に入ってしまう。このため、適正な加工範囲は、これらの領域を避けるようにして定められる。しかし、押し込みストローク量が５ｍｍ以下の加工初期では、適正な加工範囲の領域と座屈領域とが近接しており、座屈を防ぐ根本的な対策が難しい。押し込みストローク量と内圧との関係はパラメータにより制御されるが、設備によっては調整可能なパラメータ以外のパラメータによる設定が必要となる可能性もあるので、座屈による成形不良を回避する難易度は、破断によるものよりもはるかに高い。
【００２４】
本発明では、冷媒分配器を製造するハイドロフォーミング加工において、冷媒導入部となる凸部の管軸に対して反対の位置に、管の外部に向かって突出する小凸部を形成することで、成形不良の代表である肉割れ不良の発生を、大幅に低減することができる。この小凸部は、過剰となる材料の変位量を吸収するのみならず、材料の割れ方向と逆方向に材料の応力を発生させる。このため、小凸部を形成することで、管材料は、割れやシワの進行方向に対して強固になり、割れやシワに対して耐性を増すことが可能になる。なお、小凸部は、冷媒導入部となる凸部と異なり、開口部を備えない。
【００２５】
このような小凸部を管に形成するために、ハイドロフォーミングの金型には、冷媒導入部となる凸部を形成するための空間の管軸に対して反対の位置に、小凸部を形成するための空間が設けられる。
【００２６】
小凸部の高さ（突出長さ）は、管の肉厚の１倍以上、３倍以下であるのが好ましい。小凸部の高さが管の肉厚の１倍より小さいと、管の割れやシワの発生を抑制する効果を得るのが困難である。小凸部の高さが管の肉厚の３倍より大きいと、ハイドロフォーミング加工において、冷媒導入部となる凸部を形成しにくくなる。小凸部の幅（管の表面に沿う方向の大きさ）は、凸部の幅と同程度であるのが好ましい。
【００２７】
また、管に小凸部を設ける効果は、前述の曲げ管ハイドロフォーミング加工を行って冷媒分配器を製作する方法において、特に顕著である。これは、曲げ管ハイドロフォーミング加工では、理想状態でのハイドロフォーミング加工を行えず、既述した加工不良への対応の選択肢が狭いためである。
【００２８】
以下、本発明の実施例による冷媒分配器、その製造方法、及びその製造に用いられる金型を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２９】
初めに、図６と図７を用いて、本発明による冷媒分配器１を用いた冷凍サイクルの代表的な構成を説明する。空気調和機は、室外熱交換器４１を備える室外機と、室内熱交換器４８を備える室内機とを備える。一例として、図６には、暖房運転時の空気調和機の室外機の冷凍サイクルの構成を示し、図７には、暖房運転時の空気調和機の室内機の冷凍サイクルの構成を示す。
【００３０】
図６に示す圧縮機４０から吐出された高温ガス冷媒は、図７に示す冷媒分配器１で分配され、室内熱交換器４８に流入する。高温ガス冷媒は、熱交換効率の向上のために冷媒分配器１で分配されつつ室内熱交換器４８で熱交換した後、気液混合状態で室外機に還流する。室外機に還流した高温ガス冷媒は、図６に示す電動膨張弁４４にて圧力が調整され、冷媒分配器１で分配され、室外熱交換器４１に流入する。室外熱交換器４１にてガス化した冷媒は、流路切替器４２を経由して圧縮機４０に戻される。この他、冷凍サイクルには、冷媒の均質化や静音化とコンタミネーションからの機器の保護の目的で、サイレンサ４３やストレーナ４５が室外機に配置される（図６）。また、除湿効率の向上の目的で、冷媒絞り弁４７などが室内機に配置される（図７）。
【００３１】
なお、本発明による冷媒分配器１は、室外機と室内機のそれぞれに、１個または複数個が使用される。一例として、図６には室外機に１個の本発明による冷媒分配器１が使用されている例を示し、図７には室内機に４個の本発明による冷媒分配器１が使用されている例を示している。図６に示した室外熱交換器４１は、冷媒を分配する箇所を３箇所備えるが、そのうち１箇所に本発明による冷媒分配器１が使用される。他の２箇所には、低コストであり、プレス加工で製造され、ハイドロフォーミング加工で製造される冷媒分配器より大きい一般的な冷媒分配器が使用される。
【００３２】
本発明による冷媒分配器１は、この一般的な冷媒分配器より小さい省スペースな冷媒分配器なので、設置する空間が小さくてこの一般的な冷媒分配器が設置できない場所にも設置することができ、特に室内熱交換器４８に多用される。室外熱交換器４１には、他の部品との干渉を避けるため、特に高さ方向の上部と下部の少なくとも一方に本発明による省スペースな冷媒分配器１を使用することが多い。室外熱交換器４１の高さ方向の中央部には、冷媒分配器の設置について比較的自由度があるため、上記の一般的な冷媒分配器が使用されることが多い。他にも、本発明による冷媒分配器１は、分流比率を工夫する必要がある箇所に用いられる。
【００３３】
また、図７に示した４個の冷媒分配器１は同じ構造であるが、そのうち１つは、室内熱交換器４８に直接取り付けられるため、図７では他の３つの冷媒分配器１と異なる形状で描いている。
【００３４】
図１は、本発明の実施例による冷媒分配器１の断面図である。図１には、一例として、直管型の冷媒分配器１を示している。冷媒分配器１を構成する管の両端部は、開口しており、冷媒導出部２である。冷媒分配器１を構成する管には、先端に開口部を持つ凸部が形成され、この凸部は冷媒導入部５である。冷媒は、冷媒導入部５より冷媒分配器１に流入し、冷媒分配部４で２つの冷媒導出部２に分かれて冷媒分配器１から流出することで、熱交換器へ分配される。管の両端部を結ぶ管の中心線は、管軸２０である。
【００３５】
図１に示すように、冷媒分配器１は、凸部である冷媒導入部５の管軸２０に対して反対側の面に、管の外部に向かって突出する小凸部３が形成されている。小凸部３は、冷媒導入部５の、管軸２０に対して対称な位置に形成されていると好ましい。上述したように、小凸部３により、ハイドロフォーミング加工時において割れやシワの発生を抑制し、加工不良の発生を低減することができる。なお、上述したように、小凸部３の高さ（突出長さ）ｈは、管の肉厚の１倍以上、３倍以下であるのが好ましい。
【００３６】
図１には、直管型の冷媒分配器１を示した。曲げ加工を行って製造された冷媒分配器（例えば、Ｕ字型やＹ字型の冷媒分配器）でも、直管型の冷媒分配器１と同様に、冷媒導入部５の管軸２０に対して反対側の面に小凸部３を形成する。以下では、一例として、Ｙ字型の冷媒分配器を示す。
【００３７】
図３は、本発明の実施例によるＹ字型の冷媒分配器１の断面図である。Ｙ字型の冷媒分配器１は、冷媒導入部５の延伸方向と２つの冷媒導出部２の延伸方向とが同じである。冷媒分配器１は、直管に曲げ加工を行って作製された曲げ管に対してハイドロフォーミング加工を行って製造され、冷媒導入部５の管軸２０に対して反対側の面に小凸部３が形成されている。小凸部３により、ハイドロフォーミング加工時において割れやシワの発生を抑制し、加工不良の発生を低減することができる。
【００３８】
図５は、成形不良になった従来の冷媒分配器３１の断面図である。図５には、一例として、Ｙ字型の冷媒分配器３１を示している。図１、３に示した冷媒分配器１と同様に、冷媒は、冷媒導入部５より冷媒分配器３１に流入し、冷媒分配部４で２つの冷媒導出部２に分かれて冷媒分配器３１から流出する。
【００３９】
従来の冷媒分配器３１は、前述したように、ハイドロフォーミング加工によって一定の割合で、冷媒導入部５の管軸２０に対して反対側の面に肉割れ部１４やシワが形成され、成形不良が発生する。肉割れ部１４は、肉割れが冷媒分配器３１の内部に向かう方向に進行することで形成される。このような肉割れ部１４やシワは、冷媒分配器３１の冷媒の分配性能に悪影響を及ぼす。このため、従来の冷媒分配器３１の製造方法では、加工不良が多く発生し、歩留まりが悪いという課題がある。
【００４０】
本実施例の冷媒分配器１では、図１、３に示したように、冷媒導入部５の管軸２０に対して反対側の面に小凸部３が形成されているので、ハイドロフォーミング加工での肉割れ部１４やシワの形成を防止することができ、加工不良の発生を低減して歩留まりを向上させることができる。
【実施例２】
【００４１】
本発明の実施例による、冷媒分配器の製造方法と冷媒分配器の製造に用いられる金型とを説明する。本実施例では、一例として、Ｙ字型の冷媒分配器について説明する。また、この冷媒分配器は、直管に曲げ加工を行って作製された曲げ管に対してハイドロフォーミング加工を行って製造されるものとする。
【００４２】
冷媒分配器を製造するときのハイドロフォーミング加工では、図２の加工曲線に示した破断領域、座屈領域、及びシワ領域を避けるように、管の押し込みストローク量と内圧とを制御する必要があり、ハイドロフォーミング加工を制御するパラメータの管理が重要である。特に、押し込みストローク量が５ｍｍ以下の加工初期では、管材料が座屈して肉割れ不良となる座屈領域と適正な加工範囲の領域とが近接している。従って、加工初期では、管材料のばらつきや加工設備の挙動のばらつきが、加工不良に直結する。このため、従来の冷媒分配器の製造方法では、加工不良が多く発生し、歩留まりが悪くなっていた。
【００４３】
本発明による冷媒分配器は、上述したように、このような課題を解決できる。以下では、本発明の実施例による、冷媒分配器の製造に用いられる金型と、この金型を用いた冷媒分配器の製造方法とを説明する。
【００４４】
図４は、本発明の実施例による金型２５の構成を示す図である。図４には、一例として、曲げ管に対してハイドロフォーミング加工を行って製造されるＹ字型の冷媒分配器を製造するのに用いられる、代表的な金型の構成を示す。なお、図４では、一対の両押さえ拘束金型のうち一方のみを表示しており、金型に収容された管材料６に冷媒導入部５となる凸部と小凸部３とが形成されている状態を示している。
【００４５】
本実施例による金型２５は、管材料６が収容される収容部２４を有する拘束金型７、収容部２４に接続する第１の空間２２、収容部２４に接続する第２の空間２３、第１の空間２２に配置され第１の空間２２の内部を移動する第１の可動部材１０、及び第２の空間２３に配置され第２の空間２３の内部を移動する第２の可動部材１５を備える。第２の空間２３は、収容部２４を挟んで（収容部２４に管材料６を収容したときの管材料６を挟んで）第１の空間２２と対向する位置に設けられている。第１の空間２２と第１の可動部材１０は、冷媒導入部５となる凸部を形成し、第２の空間２３と第２の可動部材１５は、小凸部３を形成する。
【００４６】
本実施例では、第１の可動部材１０は、第１の空間２２の内部を移動可能な板状部材で構成され、レギュレータ９に接続されて移動が制御される。レギュレータ９は、管材料６に充填された加工油の圧力が予め定めた値になると開放され、第１の可動部材１０を予め定めた設定位置にまで、管材料６の外部に向かう方向に移動させる。第１の空間２２のうち、第１の可動部材１０が移動して形成された第１の非拘束空間１１に管材料６の変位が誘導され、管材料６に凸部が形成される。
【００４７】
また、本実施例では、第２の可動部材１５は、第２の空間２３の内部を移動可能な板状部材で構成され、第２の空間２３の内部に配置されたバネ１２に接続されて移動が制御される。バネ１２は、弾性力で第２の可動部材１５を管材料６の表面に押し付けているが、管材料６に充填された加工油の圧力が予め定めた値になると、第２の可動部材１５を管材料６の外部に向かう方向に移動させる。第２の空間２３のうち、第２の可動部材１５が移動して形成された第２の非拘束空間１３に管材料６の変位が誘導され、管材料６に小凸部３が形成される。
【００４８】
第１の空間２２と第２の空間２３は、収容部２４を挟んで互いに対向する位置（収容部２４に管材料６を収容したときの管材料６を挟んで互いに対向する位置）に設けられているので、凸部と小凸部３は、管材料６の表面の互いに対向する位置（管軸に対して反対側の面）に形成される。
【００４９】
小凸部３の高さは、管材料６の肉厚の１倍以上、３倍以下であるのが好ましいので、第２の可動部材１５の第２の空間２３内の移動距離は、管材料６の肉厚の１倍以上、３倍以下とするのが好ましい。従って、第２の空間２３の長さや、バネ１２の長さや弾性力（バネ定数）は、第２の可動部材１５の移動距離が管材料６の肉厚の１倍以上、３倍以下となるように予め定めるのが好ましい。
【００５０】
なお、拘束金型７の収容部２４に固定された管材料６にハイドロフォーミング加工を行う際には、冷媒導出部となる管材料６の両端部が、押し込み軸８によって押し込まれる。
【００５１】
次に、金型２５を用いた冷媒分配器の製造方法を説明する。
【００５２】
冷媒分配器の製造に用いられる管材料６は、拘束金型７の収容部２４に収容され、プレス加工の原理で型閉じされて拘束される。管材料６は、主として銅材から構成され、場合によりアルミニウム材も利用される。
【００５３】
管材料６の拘束後、管材料６の両端部に押し込み軸８を押し付け、加工油を管材料６の内部に充填して、管材料６の内部から空気を抜く。この状態から押し込み軸８を押し込み、同時に、充填された加工油の圧力を制御することで、管材料６の表面を変位させ、ハイドロフォーミング加工を実行する。
【００５４】
管材料６に充填された加工油の圧力が予め定めた値になると、レギュレータ９は、第１の可動部材１０を予め定めた設定位置まで移動させ、金型２５の第１の空間２２に第１の非拘束空間１１を形成する。ハイドロフォーミング加工では、圧力が与えられた状態で金型２５に第１の非拘束空間１１が形成されると、管材料６の変位は、第１の非拘束空間１１に誘導される。このようにして、冷媒導入部となる凸部は、管材料６に形成される。ここまでは、一般的なハイドロフォーミング加工を用いた冷媒分配器の製造方法と同様の製造方法である。
【００５５】
本実施例による冷媒分配器の製造方法では、金型２５が第２の空間２３と第２の可動部材１５を備えているので、管材料６には、凸部の管軸に対して反対側の面に、管材料６の外部に向かって突出する小凸部３が形成される。管材料６に充填された加工油の圧力が予め定めた値になると、第２の可動部材１５は、バネ１２の弾性力に抗して移動し、金型２５の第２の空間２３に第２の非拘束空間１３を形成する。金型２５に第２の非拘束空間１３が形成されると、管材料６の変位は、第２の非拘束空間１３にも誘導される。このようにして、小凸部３は、凸部が管材料６に形成されるのと同時に、管材料６に形成される。
【００５６】
管材料６の成形不良は、図５に示したように、冷媒導入部５となる凸部を形成する管材料６の変位に、凸部の管軸に対して反対の位置の管材料６が過度に追従してしまうことによって生じると判明している。本発明による製造方法では、凸部の管軸に対して反対の位置において、管材料６の変位を肉割れの進行方向と逆方向（管材料６の外部に向かう方向）に与えることで、従来では成形不良が発生した加工条件でも肉割れやシワのない良品が製造可能である。
【００５７】
本実施例による冷媒分配器の製造方法では、小凸部３を形成するための機構として、バネ１２と、例えば板状部材で構成された第２の可動部材１５とを用いるので、簡易な構成と低コストで、ハイドロフォーミング加工での肉割れやシワの発生を防止することができ、加工不良の発生を低減して歩留まりを向上させることができる。
【００５８】
第２の可動部材１５は、実施例２ではバネ１２によって移動が制御されるが、この態様に限らず、例えば、第１の可動部材１０と同様にレギュレータによって移動が制御されてもよい。また、実施例２では、Ｙ字型の冷媒分配器の製造方法と、この製造に用いられる金型とを説明したが、直管型やＵ字型の冷媒分配器についても、拘束金型７の収容部２４を挟んで（収容部２４に管材料６を収容したときの管材料６を挟んで）第１の空間２２と対向する位置に第２の空間２３を備える金型を用いることで、管材料６の表面の互いに対向する位置（管軸に対して反対側の面）に、凸部と小凸部３とを形成することができる。また、実施例２では、曲げ管に対してハイドロフォーミング加工を行う例を説明したが、直管に対してハイドロフォーミング加工を行う場合にも本発明は適用できる。この場合には、押し込み軸８を２つ用い、管材料６の両端部を対向方向から加圧する点が、実施例２と異なる。
【００５９】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１…冷媒分配器、２…冷媒導出部、３…小凸部、４…冷媒分配部、５…冷媒導入部、６…管材料、７…拘束金型、８…押し込み軸、９…レギュレータ、１０…第１の可動部材、１１…第１の非拘束空間、１２…バネ、１３…第２の非拘束空間、１４…肉割れ部、１５…第２の可動部材、２０…管軸、２２…第１の空間、２３…第２の空間、２４…収容部、２５…金型、３１…従来の冷媒分配器、４０…圧縮機、４１…室外熱交換器、４２…流路切替器、４３…サイレンサ、４４…電動膨張弁、４５…ストレーナ、４７…冷媒絞り弁、４８…室内熱交換器。
【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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