JP2005153001A - タンクへのチューブ挿入孔の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 押し出し形のタンクの外形寸法を矯正しつつ、正確な位置にチューブ挿入孔を穿設するようにすること。
【解決手段】 熱交換媒体通路を有するチューブと、このチューブと交互に介在のフィンと、前記チューブの一方又は双方に配されたタンクとで少なくとも構成の熱交換器において、前記タンクを押し出し成形後に、該タンクを外形寸法矯正金型内に収納する。それからタンク内に液体を注入して高い圧力を加えて型を矯正する。型の矯正と同時に上型内のパンチをタンク方向に動かして、タンクの一面にチューブ挿入孔を穿設する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、熱交換器に用いられるタンクにあって、このタンクに形成されるチューブ挿入孔の形成方法に関する。

熱交換器特に冷却用熱交換器として、内部に冷媒が流れる冷媒通路を有するチューブと、このチューブと交互に介在のフィンと、前記チューブの一方又は双方に配されたタンクとで構成されている。このような構成の熱交換器のタンクは、特許文献１に示すように、押し出し成形されて製造されている。
特開２００１−２８９５３５

タンクの押し出し成形は、コストを低減させる目的から採用される方向で検討されているが、押し出し加工では断面寸法にバラツキが大きく、ただちに使用することができない。即ち、２次加工を施さないと、両端開口と蓋との嵌合や、チューブ挿入孔とチューブとの嵌合を成立させるのが困難であった。 そこで、２次加工を施すことになるが、これでは、かえってコスト高となってしまい問題であった。

また、タンクは中空構造であるから、チューブ挿入孔の形成をプレス加工により行うと、穿設時に応力を受けてタンクが変形することや、挿入孔が変形することにもなり、これが原因でチューブの挿入が出来にくかった。さらには、タンクは、穿設時に治具に固定するが、その固定用の下型に断面寸法のバラツキから挿入が困難ともなっていた。

公知例として特許文献２では、つぶれやすいチューブ内に液体状態変化材料を充填し、状態変化材料を冷凍した上で、穿設する例が開示されている。しかしながら、冷凍させる工程を必要とすることから、装置が大型化し、且つ冷凍装置を用いることからコスト高となっていた。
特表２０００−５０５７３０

熱交換器に用いられるタンクは、前述のごとく、押し出し成形で製造されるために、断面寸法のバラツキは、製造装置の改良では解決し得ないし、また、このタンクに穿設されるチューブ挿入孔もまた、タンクの寸法のバラツキや内部中空構造から、形成位置や大きさに変形を生じさせていたが前述の特許文献２に示す技術では前述した問題点を有していた。

そこで、この発明は、タンクの外形寸法の矯正を図ると共に、その際に同時にチューブ挿入孔を形成するようにして、押し出しタンクの持つ断面寸法を矯正しつつ、正確な位置にチューブ挿入孔を穿設するようにしたことにある。

上記課題を達成するため、この発明に係るタンクへのチューブ挿入孔の形成方法は、内部に熱交換媒体通路を有するチューブと、このチューブと交互に介在のフィンと、前記チューブの一方又は双方に配されたタンクとで少なくとも構成の熱交換器において、前記タンクの押し出し成形後に、該タンクを外形寸法矯正金型内に収納し、タンク内に液体を注入して高い圧力を加えて外形寸法を矯正すると共に、上型内のパンチをタンク方向に動かして、タンクの一面にチューブ挿入孔を穿設するようにしたことにある（請求項１）。

これにより、押し出し成形のタンクを外形寸法矯正金型内に収納し、タンク内に液体を注入して高い圧力を加えて、外形寸法が矯正される。それから、液体で押圧されて外形寸法が矯正されたままの状態が液体の圧力で保持されているから、パンチによる穿設時にもタンクを変形させることなく、正確にチューブ挿入孔の加工ができる。

また、外形寸法矯正金型は、前記外形寸法矯正金型は、収納されるタンクの端面に当接する押圧部材を有し、この押圧部材は移動手段で移動自在に設けられ、該押圧部材の背後に液圧受圧面が形成されて液圧が供給されると共に、この液圧を押圧部材に形成の液圧通路を介して前記タンクの内部に供給するようにしたことにある（請求項２）。それから、前記押圧部材の液圧受圧面と先端当接面とは面積差を有する（請求項３）。これにより、押圧部材は移動手段で動かされるが、液圧作動時は、押圧部材は、面積差から所望の液圧で押圧されると共に、液体は、液圧通路を介して高い圧力がタンク内に導かれる構造となっている。

さらに、外形寸法矯正金型を外形寸法矯正金型を構成する上型内には、タンクの一面に形成のチューブ挿入孔を穿設するパンチが摺動自在に配したことにある（請求項４）。したがって、型の矯正をしながら、上型内のパンチを動かせば、チューブ挿入孔が同時に形成を可能とすることができる。

さらにまた、前記したパンチは、そのタンク側の先端が、タンク外形形状に添った形としたことにある（請求項５）。これにより、パンチのタンクの穿設時に、その先端が時間差なく当接し切ることができ、タンク内の液体の流出による圧力変動に対処できる。また、パンチは、その先端より少し後退した位置で、傾斜を持つことにある（請求項５）。これより、斜面がチューブ挿入孔に面取り加工も同時に形成することができる。

請求項１の発明によれば、断面寸法のバラツキを持つ押し出し成形のタンクを外形寸法矯正金型内に収納し、タンク内に高い圧力を加えて外形寸法を矯正する状態の継続時にパンチによる穿設が行われるために、タンクを変形させることもなく、正確にチューブ挿入孔の加工ができる。

また、請求項２，３にあっては、外形寸法矯正金型内に配されたタンク内に、それを押圧する押圧部材の液圧通路を介して液体が確実に供給される。さらに、請求項４にあっては、パンチが上型内に配されているから、型の矯正とチューブ挿入孔の加工が同時にできる利点を有する。

請求項５，６にあっては、パンチの持つ先端形状がタンク外形形状に添った形から、穿設時にその先端が時間差なく当接し、タンク内の液体の流出による圧力変動を受けることがない。また、先端より後退した位置に傾斜を有することから、チューブ挿入孔の面取りも同時加工ができる。

以下、この発明の実施例を図面をもとに説明する。

図１はこの発明のタンクが用いられている熱交換器１の正面図が示され、該熱交換器１は、内部に冷媒などの熱交換媒体通路を有するチューブ２と、このチューブ２と交互に介在のフィン３と、前記チューブ２の両端に配されたタンク４とより構成され、前記上方のタンク４に設けられたコネクタ５を介して冷媒が流入し、流出されている。

タンク４は、図２の平面図で示すように、一面にチューブ挿入孔６が多数穿設されている。このタンク４は中心長手方向に区画壁７を有する中空体で、図３に示すように、２つの室８を有しており、公知の押し出し成形にて製造されている。押し出し成形によるタンク４は、断面寸法にバラツキが有り、このバラツキは避け得ないものである。

そこで、この発明では、図４，図５に示すような、外形寸法矯正金型１０を用いてタンク４に矯正を行っている。この外形寸法矯正金型１０は、下型１１と、一対の側方型１２，１２と上型１３と、内部に収納されるタンク４をその端面方向から押圧する押圧部材１４とから成り、内部にタンク４が収納される。

前記下型１１の上方に、一対の側方型１２，１２が配され、これにて下型上にタンクの収納空間１６が形成されている。前記側方型１２の一方は、図示しない移動手段により矢印のように、タンク４の収納及び取り出し時に左右動かされる。なお、側方型にもタンク４の型を矯正するために形状が適宜に形成されている。

前記上型１３は、前記した側方型１２上に載置するように矢印のように上下動され、この下面にもタンク４の型を矯正するための形状が適宜に形成されている。また、この上型１３内には、熱交換器１のチューブ２の本数と同数の下記するパンチ１９が摺動自在に配されている。このパンチ１９は、図５の矢印に示す方向に動かされる。

前記押圧部材１４は、金型１０内に収納のタンク４の一方の端面を押圧するもので、先端の当接面２３と基部側の液圧が加わるピストン２５の液圧受圧面２４とを有し、この液圧受圧面２４側にハウジング２６より成る圧力室２７が構成されている。この液圧受圧面２４の径が前記当接面２３の径よりも大きく、面積差を持たされている。また、押圧部材１４の軸方向に液圧通路３０を有し、前記タンク収納空間１６と前記圧力室２７とを連通している。

前記した圧力室２７には、管路２８を介して液圧ポンプ２９と連通され、該液圧ポンプ２９の稼働により、液体が供給される。その液体は圧力室２７に至り、押圧部材１４を押圧しながら、液圧通路３０からタンク収納空間１６に供給される。この液体の圧力は８０ＭＰａ程である。なお、前記した押圧部材１４は、移動手段となるシリンダ３３にて動かされ、タンク４のタンク収納空間１６内にセット時に使用される。タンクの型の矯正は下記するように前述の液圧ポンプ２９の稼働により行われる。

タンク４の型の矯正は、まずシリンダ３３を動かして、タンク収納空間１６内にタンク４を収納する。その際、側方型１２も適宜に動かされる。そして、その後上型１３を下降させ、外形寸法矯正金型１０をセットする。その後に、液圧ポンプ２９を稼働させ、液圧を圧力室２７に供給すると共に、液圧通路３０を介してタンク収納空間１６即ちタンク４内に至る。そして、タンク４内面から８０ＰＭａ程の圧力を加えて、型を矯正する。その際に押圧部材１４も圧力室により減圧された力にてタンクの端面を押圧している。

それから、パンチ１９をタンク方向に動かすと、先端がタンク４に当接され、該タンク４にチューブ挿入孔６が穿設される。この穿設工程時にも、タンクは内面から大きな圧力が加えられており、このために、パンチによる穿設工程時でもタンクに変形を与えることなしにチューブ挿入孔６が形成できるものである。

パンチ１９は、図６に示すように、その先端は、タンク４の外形形状に添って形成され、また、先端から少し後退した位置に傾斜１９ａを有している。したがって、このパンチ１９による穿設工程は、先端の全体がタンク４の外形に接してから同時に切り込まれ、液体の漏れによる不都合を回避できる。また、傾斜１９ａにより、チューブ挿入孔６に面取り６ａが形成される。

この発明のタンクが用いられている熱交換器の正面図である。 同上タンクの拡大平面図である。 同上のタンクの一方の端面の端面図である。 タンクへのチューブ挿入孔の形成するための外形寸法矯正金型の構成図である。 同上の外形寸法矯正金型の断面図である。 パンチの先端形状と、それによりタンクに穿設されたチューブ挿入孔を示す拡大説明図である。

符号の説明

１ 熱交換器
２ チューブ
３ フィン
４ タンク
６ チューブ挿入孔
７ 区画壁
１０ 外形寸法矯正金型
１１ 下型
１２ 側方型
１３ 上型
１４ 押圧部材
１６ タンク収納空間
２３ 当接面
２４ 液圧受圧面
２７ 圧力室
２９ 液圧ポンプ
３０ 液圧通路
３３ シリンダ

Claims (6)

1. 内部に熱交換媒体通路を有するチューブと、このチューブと交互に介在のフィンと、前記チューブの一方又は双方に配されたタンクとで少なくとも構成の熱交換器において、
   前記タンクの押し出し成形後に、該タンクを外形寸法矯正金型内に収納し、タンク内に液体を注入して高い圧力を加えて外形寸法を矯正すると共に、上型内のパンチをタンク方向に動かして、タンクの一面にチューブ挿入孔を穿設するようにしたことを特徴とするタンクへのチューブ挿入孔の形成方法。
2. 前記外形寸法矯正金型は、収納されるタンクの端面に当接する押圧部材を有し、この押圧部材は移動手段で移動自在に設けられ、該押圧部材の背後に液圧受圧面が形成されて液圧が供給されると共に、この液圧を押圧部材に形成の液圧通路を介して前記タンクの内部に供給するようにしたことを特徴とする請求項１記載のタンクへのチューブ挿入孔の形成方法。
3. 前記押圧部材の液圧受圧面と先端当接面とは面積差を有することを特徴とする請求項２記載のタンクへのチューブ挿入孔の形成方法。
4. 外形寸法矯正金型を構成する上型内には、タンクの一面に形成のチューブ挿入孔を穿設するパンチが摺動自在に配したことを特徴とする請求項１記載のタンクへのチューブ挿入孔の形成方法。
5. 前記パンチは、そのタンク側の先端が、タンク外形形状に添った形としたことを特徴とする請求項１又は４記載のタンクへのチューブ挿入孔の形成方法。
6. 前記パンチは、その先端より少し後退した位置で、傾斜を持つことを特徴とする請求項４又は５記載のタンクへのチューブ挿入孔の形成方法。

Images