CN103857975A - 热交换器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种热交换器及其制造方法，该热交换器在中心部的周缘处配置增强用的支承框构件，支承框构件(10)包括：舌片状的平板端部(11)，其设置成在长度方向(LD)上距端缘规定长度(Lt)，并被插入到设置于贮管的收容孔中，所述贮管配置于中心部的侧部附近；侧壁设置部(13)，其在与中心轴线(CL)垂直的宽度方向(WD)上从平板端部的左右侧端位置分别以相同宽度(Wt)扩宽，且具有左、右侧壁(14a、14b)，该左、右侧壁通过将沿着轴线(CL)延伸的左、右扩宽部弯起而形成；中间部(12)，其位于平板端部(11)与侧壁设置部(13)之间，在对左、右扩宽部进行弯曲加工之前具有俯视观察呈基于平板端部与侧壁设置部的宽度差而使宽度逐渐变化的等腰梯形的形状，且在弯曲加工后一部分发生变形而弯起时，形成从平板端部与左、右侧壁连续的三角状侧壁(15)的结构，平板端部(11)、侧壁设置部(13)及中间部(12)的外形宽度形成为恒定。

Description

热交换器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种在车用空调装置中使用的热交换器及其制造方法。更详细来说，涉及配置有对中心部(日文：コア部)进行增强的支承框构件的热交换器。

背景技术

作为与车用空调装置的制冷剂回路连接的热交换器，已知有例如冷凝器及蒸发器等。这种热交换器被装载在作为移动体的车辆上，因此，需要预先形成为即使在像例如车辆急起步或急停止时等这样受到很强外力，也不会发生破损等的牢固的构造体。因此，以往采用在作为热交换器的主体部的中心部的周缘部设置长条的增强用的支承框构件(也称作“侧板”等)的结构。

作为上述支承框构件，多数情况下采用例如以下这样的支承框构件，即在加工前进行将平板状且长条的构件的左右两侧弯起等加工来形成侧壁，并制成横截面为大致コ字状的沟道型(专利文献1、专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-248783号公报

专利文献2：日本特开2003-94135号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

另外，在现有的支承框构件中，采用如下结构：对于在其长度方向上的端部(距端缘规定长度的部分)，形成为不设置侧壁的舌片状的平板端部，且将其插入配置于中心部的侧部附近的贮管的收容孔并进行固定(参照专利文献1的图1、图2、专利文献2的图2)。

但是，若考虑实际装载于车辆上的热交换器，则有时伴随着车辆的移动而会对上述平板端部施加很强的外力。因此，例如专利文献1的图1所示的仅将长方形状的侧壁呈直角地立设于长方形状的底板部的左右两侧这样简单的形状，存在应力集中在侧壁与平板端部的边界(平板端部的根部分)等处而发生断裂的可能性。

与此相对的是，专利文献2中公开的支承框构件由于形成为从侧壁至平板端部之间倾斜的三角状的侧壁，因此，认为上述所说的应力集中会稍微得到缓和。但是，即使是这样的形状，平板端部的构件宽度也比设置侧壁的部分窄，依然存在应力集中在侧壁与平板端部的边界(平板端部的根部分)等处而发生断裂的可能性。

本发明基于上述的现有技术问题而作，其目的在于，提供一种具有不需要担心应力集中等的、耐久性优异的支承框构件而具有可靠性的热交换器，此外，还提供一种热交换器的高效的制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

可通过具有以下特征的本发明来实现上述目的，即，一种热交换器，将长条的增强用的支承框构件配置在板状且大致呈矩形形状的中心部的周缘处，其特征是，上述支承框构件包含：舌片状的平板端部，该平板端部设置成在长度方向上距端缘规定长度，并被插入在配置于贮管的收容孔中，上述贮管配置于上述中心部的侧部附近；侧壁设置部，该侧壁设置部在与中心轴线垂直的宽度方向上从上述平板端部的左右侧端位置分别以相同宽度扩宽，且具有左、右侧壁，该左、右侧壁通过将沿着上述轴线延伸的左、右扩宽部弯起而形成；中间部，该中间部位于上述平板端部和上述侧壁设置部之间，其在对左、右扩宽部进行弯曲加工之前具有俯视观察呈基于上述平板端部与上述侧壁设置部的宽度差而使宽度逐渐变化的等腰梯形的形状，且在上述弯曲加工后一部分变形而弯起时，形成从上述平板端部与上述左、右侧壁连续的三角状侧壁的结构，上述平板端部、上述侧壁设置部及上述中间部的外形宽度形成为恒定。

另外，也可以通过具有以下特征的本发明来实现上述目的，即，一种热交换器的制造方法，该热交换器包括配置在板状且大致呈矩形形状的中心部的周缘处的、长条且横截面形状为大致コ字状的增强用的支承框构件，其特征是，包括：准备长条构件的工序，上述长条构件在加工前的俯视观察形成为包括如下区域的形状，即，包括：形成为第一宽度的第一区域；形成为比上述第一宽度宽且从中心轴线以相同宽度扩宽的第二宽度的第二区域；及在上述第一区域与上述第二区域之间，基于宽度差而使宽度逐渐变化的等腰梯形形状的第三区域；以及冲压工序，在该冲压工序中，使用长条的支承夹具和挤压夹具来形成支承框构件，其中，上述支承夹具呈直线状地设有恒定宽度及深度的槽部，上述挤压夹具的横截面形状为大致方形状且为长条状，其由头部和主体躯干部构成，上述头部是对载置在上述支承夹具上的上述长条构件的上述第一区域进行按压的部分，且形成为正好与上述槽部嵌合的宽度，上述主体躯干部形成为在左右同样地比上述头部窄，在上述冲压工序中，在利用上述挤压夹具对载置于上述支承夹具上的上述长条构件进行挤压时，一边利用上述头部以使上述长条构件的上述第一区域不发生变形的方式进行挤压，一边利用上述主体躯干部将上述长条构件的上述第二区域及上述第三区域以模仿上述槽部的外形形状且横截面形状呈大致コ字状的方式进行折弯，从而形成外形宽度恒定的支承框构件。

此外，优选的是，上述挤压夹具在上述头部与上述主体躯干部之间包括使宽度基于宽度差逐渐变化的锥部，在长度方向上，上述第三区域形成得比上述锥部长，在上述冲压工序中，使上述第三区域的靠上述第一区域一侧的前端部与上述锥部相对应地形成支承框构件。

发明效果

根据本发明，支承框构件的外形宽度形成为恒定，而形成应力不容易集中的形状，来使耐久性提高，且为对抗外力更强的结构，因此，能够提高采用这种支承框构件的热交换器的可靠性。

此外，根据本发明，能够简单且高效地制造具有外形宽度恒定且耐久性优异的支承框构件的热交换器。

此外，根据本发明，通过使用包括在头部与主体躯干部之间具有使宽度基于宽度差逐渐变化的锥部的挤压夹具，从而使长条构件的第三区域扭转变形，藉此，能够可靠地形成从平板端部与左、右侧壁连续的侧壁。

附图说明

图1是表示作为本发明一实施方式的热交换器的冷凝器的外观的立体图。

图2A是将热交换器所采用的支承框构件的左端部放大后的俯视图。

图2B是将热交换器所采用的支承框构件的左端部放大后的侧视图。

图3A是表示将长条构件载置于支承夹具的状态的俯视图。

图3B是挤压夹具的俯视图。

图3C是表示将长条构件载置于支承夹具上，然后将挤压夹具载置于长条构件上的状态的俯视图。

图4是示意表示使用支承夹具和挤压夹具，对作为材料的长条构件进行冲压加工，来获得支承框构件的一连串工序的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明一实施方式的热交换器进行说明。此外，在此，以热交换器为车用空调装置的冷凝器的情况为例进行说明。

图1表示作为热交换器的冷凝器1的外观的立体图。例如，冷凝器1组装在构成未图示的车用空调装置的制冷循环的制冷剂回路中，在该空调装置运转时起到对制冷剂进行冷却的散热器的作用。

本发明是以在对中心部进行增强的支承框构件上具有新型的结构这点为其特征的热交换器。此外，热交换器应具有的基本结构也可以是以往一般的结构。因此，以下，对冷凝器1的结构进行简单说明，而对该冷凝器1所采用的新型的支承框构件的结构进行详细说明。另外，多数情况下在这种支承框构件上固定有作为安装到车辆的安装构件的支架等，该支架等起到作为中心部的增强结构及安装到车辆的安装结构的作用。

如图1所示，冷凝器1的中心部100在中央形成得很大，其中，上述中心部100是将供制冷剂(即介质)流通的管道110与波纹型等的翅片120交替层叠而成的。这种中心部100由于配置有多个管道110，因此，利用制冷剂和在管道间流通的空气来进行热交换。各管道110的端部与第一贮管131、第二贮管132、及第三贮管133连接，在第一贮管131上设有制冷剂的入口部134，在第三贮管133上设有制冷剂的出口部135。各贮管131～133为其上下端部被封闭的中空的管状体。此外，符号137为过冷(日文：サブコ一ル)贮管。

此外，从图中可知，中心部100的大致外形为板状的矩形形状，在其上下端(周缘)配置有作为增强构件的支承框构件10。支承框构件10在支承框构件10的两侧端被各贮管131～133支承。

上述冷凝器1在配置于中心部100的上下端的支承框构件10形成为新型的形状。以下，对支承框构件10进行说明。另外，图1所示的冷凝器1在上下端(周缘)分别配置支承框构件10，在该支承框构件10上固定有例如作为安装到车辆侧的安装构件的安装支架140，其被用于冷凝器1对车辆侧的组装。支承框构件10中的构造在上下均相同，因此，在此对上侧的支承框构件10进行说明。

如图1所示，支承框构件10为横截面形状呈大致コ字状地延伸的长条构件，以上方侧开放的姿势设置。更具体来说，支承框构件10是以朝上的姿势配置的沟道型的构件，背面(下表面)被固定于中心部100的上端(周缘的一部分)侧，以起到支承框架结构体的作用。

图2是将上述支承框构件10的左端部侧放大后的图，图2A是俯视图，图2B是侧视图。另外，支承框构件10的右端部侧也为同样的结构。

图2A、图2B表示支承框构件10的左端侧的一部分，其整体为长条状，横截面形状为コ字形状的沟道型。为了插入到配置于中心部附近的贮管(参照图1、符号131～133)上设置的收容孔中，使前端部为舌片状的平板端部11。此外，利用形成有侧壁高度逐渐变化的三角状侧壁15的中间部12，使支承框构件10的右侧(中央部侧)成为具有左、右侧壁14a、14b的侧壁设置部13。

上述平板端部11设置在长度方向LD上距端缘11e规定长度Lt的范围内，其平面形状为大致矩形(长方形)的舌片状，以便如上所述插入到设于贮管的收容孔中，但根据需要，例如也可以将前端部侧的宽度形成为比基端部侧的宽度稍窄。

此外，侧壁设置部13以在与中心轴线CL垂直的宽度方向WD上，从上述平板端部11的左右侧端位置分别以相同宽度扩宽的部分为左、右侧壁。即，将宽度方向WD上的平板端部11的宽度设为Lw，在与侧壁设置部13相应的区域中，使与平板端部11的宽度Lw相比，左右同样地以宽度Wt的程度扩宽的扩宽部沿中心轴线CL延伸，并将扩宽部弯起，藉此来形成左、右侧壁14a、14b。由于图2A、图2B示出的是将扩宽部设为左、右侧壁14a、14b后，因此，侧壁的高度大致与扩宽的宽度Wt相对应。

此外，支承框构件10为在上述平板端部11与上述侧壁设置部13之间设有中间部12的结构。该中间部12在对左、右扩宽部进行弯曲加工之前，基于上述平板端部11与上述侧壁设置部13的宽度差而使宽度逐渐变化，从而俯视观察呈等腰梯形的形状。藉此，在弯曲加工后一部分(具体来说为宽度逐渐变化的部分)发生变形并弯起，从而形成从上述平板端部11与上述左、右侧壁14a、14b连续的三角状侧壁15。

此外，作为特征性的结构，上述平板端部11、侧壁设置部13及中间部12的外形宽度(在宽度方向WD上的长度)形成为恒定。这一点从图2A中可知，但在该支承框构件10中，其宽度方向WD上的宽度尺寸Lw为恒定。

另外，在上述说明中，为了使支承框构件10的形状特征更明确，分开对平板端部11、侧壁设置部13及中间部12各部分进行说明，但实际的支承框构件10是使用规定的夹具(一对模具)对一个长条构件(后述的长条构件20)进行冲压加工而制造出的一体的构件。后面对支承框构件10的制造方法进行详细说明。

上述这样的形状的支承框构件10在被插入贮管中的舌片状的平板端部11与具有左、右侧壁14a、14b的侧壁设置部13之间，设有形状逐渐变化的中间部12，作为整体来说，因平板端部11和侧壁设置部13，而使外形宽度(宽度方向WD上的长度)为恒定，因此，成为不用担心应力集中带来的破坏、而使耐久性得到提高的形状，并且成为对抗外力更强的结构。藉此，其结果是，具有这种支承框构件的热交换器也成为耐久性优异、可靠性高的装置。

以下，参照图3A～3C及图4，进一步对适合制造图2A、图2B所示的结构的支承框构件10的制造方法进行说明。

此外，在以下说明的支承框构件的制造方法中，准备构成为在第一区域与第二区域之间设定第三区域的形状的长条构件20，并将其载置于支承夹具(支承模具)30上，并通过进行使用挤压夹具(挤压模具)40从上方对其挤压的冲压加工，来获得支承框构件10。

图3A～3C示出的是上述长条构件20、支承夹具30及挤压夹具40，图3A是表示将长条构件20载置于支承夹具30上的规定位置处的状态的俯视图，图3B是挤压夹具40的俯视图，此外，图3C是表示将长条构件20载置于支承夹具30上的规定位置处，然后将按压夹具40载置于长条构件20上的规定位置处的状态的俯视图。

另外，图4是示意表示使用支承夹具30和挤压夹具40对作为材料的长条构件20进行冲压加工，来获得支承框构件的一连串工序的图。即，与图3A～3C同样地，图4也示出了长条构件20、支承夹具30及挤压夹具40，图4是以能够确认从长条构件20获得支承框构件的工序的方式连续地表示的图。

图4(a)表示将挤压夹具40配置在处于支承夹具30上的规定位置处的长条构件20的上方的加工前的状态，图4(b)表示与长条构件20上抵接并进行冲压之前的状态。此外，图4(b)中，在下部示出了从夹具端部沿长度方向观察的主视图。该图4(b)所示的状态与图3C的俯视图所示的状态相对应。

图4(c)表示进行将挤压夹具40压下来使长条构件20变形为顺着夹具的形状的冲压的形态，图4(d)表示在冲压后将挤压夹具40提起而在支承夹具30的槽部31内完成目标的支承框构件10的状态。此外，图4(d)中，在下部也示出了从夹具端部沿长度方向观察的主视图。

另外，参照图3A～3C进行说明，长条构件20形成为包括如下区域的形状，即，包括：形成为第一宽度的第一区域21；形成为宽度比上述第一宽度宽、且从中心轴线以相同宽度扩宽的第二宽度的第二区域22；以及在上述第一区域21与上述第二区域22之间，基于宽度差而使宽度逐渐变化的等腰梯形形状的第三区域23。

另一方面，支承夹具30为供长条构件20载置的长条，其横截面的外形为方形，在其中央部沿长度方向以一定宽度及深度呈直线状地设置有槽部31。

另外，挤压夹具40的横断形状为方形状且为长条，其包括头部41和主体躯干部42，其中，上述头部41为对载置于支承夹具30上的上述长条构件20的第一区域21进行挤压的部分，其形成为正好与上述槽部31嵌合的宽度，上述主体躯干部42相较于上述头部41在左右同样地窄幅地形成，作为优选的结构，在上述头部41与主体躯干部42之间设置有使它们的宽度差逐渐变化的锥部43。另外，如图3C所示，在将长条构件20的板厚(尺寸)设为“t”时，主体躯干部42形成为左右两侧分别比头部41的宽度窄与板厚“t”相对应的尺寸量。

藉此，以使用挤压夹具40的头部41对载置于支承夹具30上的长条构件20的第一区域21进行挤压的方式设置，并使用挤压夹具40的主体躯干部42从上方将长条构件20的其它部分向支承夹具30的槽部31内挤压时，长条构件20被冲压加工成模仿槽部31的外形形状，从而能够得到外形宽度恒定的支承框构件10。

即，对包括上述第一区域21、扩宽的第二区域22及在这些区域之间基于宽度差使宽度逐渐变化的、呈等腰梯形形状的第三区域23的长条构件20进行冲压加工，从而能够制造截面呈コ字状的支承框构件10。在此，第一区域21与平板端部11相对应，第二区域22与侧壁设置部13相对应，第三区域23与具有三角状侧壁15的中间部12相对应。

在上述的制造工序中，靠近从挤压夹具的头部41挤入比该头部41细的、朝主体躯干部42变化的部分与槽部31之间的、第一区域21与第三区域23的边界处的部分发生扭转变形，与该扭转变形的部分连续的部分逐渐被压弯，从而第三区域23的扩宽部分形成为三角状侧壁15。此时，支承框构件10的中间部12的、靠平板端部11一侧的附近如上所述发生扭转变形，但由于比挤压夹具的头部41细的主体躯干部42对第三区域23的剩余部分及第二区域22进行挤压，因此，发生扭转变形以后的部分能顺着槽部31的内壁而形成横截面呈コ字状的结构体。

若换个方式对上述工序进行说明，则前端侧的第一区域21被正好与槽部31嵌合的头部41挤压，而成为板状端部11。第二区域22整体和第三区域23的大部分被比槽部31的宽度窄的主体躯干部42挤压，而成形为外形宽度与板状端部11相同的Lw的コ字状形状。

此外，在宽度从头部41到主体躯干部42发生变化的部分处，由于在第三区域23，特别是靠第一区域21一侧的前端部的部分发生扭转变形，因此，该部分也与其它部分同样地形成，从而在整体上能够可靠地形成相同宽度的支承框构件10。在图2A、图2B中，为了进行参考，对发生扭转变形而形成的部分特意标注阴影线HT。

此外，挤压夹具40在头部41与主体躯干部42之间具有锥部43。此外，在长度方向上，第三区域23形成得比锥部43长，并使上述第三区域23的、靠第一区域21一侧的前端部与锥部相对应，来进行上述冲压加工。藉此，能够稳定且可靠地形成上述扭转部，来形成外形平整的支承框构件10。

如上所述，根据本发明，在插入到设于贮管的收容孔内的舌片状的平板端部11和具有左、右侧壁14a、14b的侧壁设置部13之间设有形状逐渐变化的中间部12，在整体上，因平板端部11和侧壁设置部13而使外形宽度(宽度方向WD上的长度)为恒定，因此，将支承框构件10形成为应力不容易集中的形状来提高耐久性，并且能形成为对抗外力更强的结构。藉此，其结果是，采用这种支承框构件10的热交换器能够提供耐久性优异且可靠性高的热交换器。特别是，通过如上所述使用规定形状的长条构件及夹具的冲压加工，能够简单且高效地制造出具有这种外形宽度恒定的支承框构件的热交换器。

本发明不受上述的实施方式限制，能够进行各种变形。

在上述实施例中，在图1中示出了在左右两侧有贮管(贮管131～133)这种类型的冷凝器的情况。贮管的配置形态不局限于此，也能将本发明同样地适用于贮管上下配置且支承框构件位于左右这样类型的冷凝器。另外，本发明不局限于冷凝器，也可以适用于车用空调装置的蒸发器。

(符号说明)

1 冷凝器(热交换器)

10 支承框构件

11 平板端部

12 中间部

13 侧壁设置部

14a、14b 左、右侧壁

15 三角状侧壁

20 长条构件

21 第一区域

22 第二区域

23 第三区域

30 支承夹具

31 槽部

40 挤压夹具

41 头部

42 主体躯干部

43 锥部

100 中心部

CL 中心轴线

LD 长度方向

WD 宽度方向

Lt 平板端部在长度方向上的长度

Lw 支承框构件的宽度

Wt 扩宽后的宽度

Claims (3)

1.一种热交换器，将长条的增强用的支承框构件配置在板状且大致呈矩形形状的中心部的周缘处，其特征在于，

所述支承框构件包括：

舌片状的平板端部，该平板端部设置成在长度方向上距端缘规定长度，并被插入到设置于贮管的收容孔中，所述贮管配置于所述中心部的侧部附近；

侧壁设置部，该侧壁设置部在与中心轴线垂直的宽度方向上从所述平板端部的左右侧端位置分别以相同宽度扩宽，且具有左、右侧壁，该左、右侧壁通过将沿着所述轴线延伸的左、右扩宽部弯起而形成；

中间部，该中间部位于所述平板端部与所述侧壁设置部之间，其在对左、右扩宽部进行弯曲加工之前具有俯视观察呈基于所述平板端部与所述侧壁设置部的宽度差而使宽度逐渐变化的等腰梯形的形状，且在所述弯曲加工后一部分发生变形而弯起时，形成从所述平板端部与所述左、右侧壁连续的三角状侧壁的结构，

所述平板端部、所述侧壁设置部及所述中间部的外形宽度形成为一定。

2.一种热交换器的制造方法，该热交换器包括配置在板状且大致呈矩形形状的中心部的周缘处的、长条且横截面形状为大致コ字状的增强用的支承框构件，其特征在于，包括：

准备长条构件的工序，其中，所述长条构件在加工前的俯视观察形成为包括如下区域的形状，即，包括：形成为第一宽度的第一区域；形成为比所述第一宽度宽且从中心轴线以相同宽度扩宽的第二宽度的第二区域；及在所述第一区域与所述第二区域之间，基于宽度差而使宽度逐渐变化的等腰梯形形状的第三区域；以及

冲压工序，在该冲压工序中，使用长条的支承夹具和挤压夹具来形成支承框构件，其中，所述支承夹具呈直线状地设有恒定宽度及深度的槽部，所述挤压夹具的横截面形状为大致方形状且为长条状，其由头部和主体躯干部构成，所述头部是对载置在所述支承夹具上的所述长条构件的所述第一区域进行按压的部分，且形成为正好与所述槽部嵌合的宽度，所述主体躯干部形成为在左右同样地比所述头部窄，

在所述冲压工序中，在利用所述挤压夹具对载置在所述支承夹具上的所述长条构件进行挤压时，一边利用所述头部以使所述长条构件的所述第一区域不发生变形的方式进行挤压，一边利用所述主体躯干部将所述长条构件的所述第二区域及所述第三区域以模仿所述槽部的外形形状且横截面形状呈大致コ字状的方式进行折弯，从而形成外形宽度恒定的支承框构件。

3.如权利要求2所述的热交换器的制造方法，其特征在于，

所述挤压夹具在所述头部与所述主体躯干部之间包括使宽度基于宽度差逐渐变化的锥部，

在长度方向上，所述第三区域形成得比所述锥部长，

在所述冲压工序中，使所述第三区域的靠所述第一区域一侧的前端部与所述锥部相对应地形成支承框构件。

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