JP2007010199A - 多孔管及び多孔管の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 量産に適し、管路間の熱交換に優れ、且つ配管を設置するために必要な空間が小さくて済む多孔管を提供する。
【解決手段】 単一の管路を有する管体１０ａ，１０ｂを複数有し、これら管体１０ａ，１０ｂが長手方向に沿って連続して熱伝達可能に接合する接合部１１によって一体に形成された多孔管１に対して、端部１ａの接合部１１を切断して、各管体１０ａ，１０ｂに分岐し、各管体１０ａ，１０ｂの先端部分に接続部１２を形成しつつ、接合部１１によって各管体１０ａ，１０ｂが接合された部位１３の外形断面形状を円形に成形し、当該円形断面形状部分の所定の位置で所定の形状に屈曲する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、管路となる複数の孔を有する多孔管と多孔管の製造方法に関する。

従来の多孔管としては、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１の配管分岐構造は、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、所定間隔をおいて並列し、互いに異なる温度の流体が流通する一対の管１０１，１０２と、これら一対の管１０１，１０２を接続する金属帯状体１０３で、これら帯状体１０３と一対の管１０１，１０２は引抜き加工により一体に形成されている。一対の管１０１，１０２を帯状体１０３と共に一体に形成することにより、量産に適し、両管間の熱伝導が良好な熱交換である。
特公昭３６−２３４４６号公報

しかしながら、熱交換は帯状体に限られてしまうため、熱交換可能な熱量に限度があるとともに、車両用空調装置の場合、限られた狭い空間に配管を配索しなければならないが、上記熱交換管を冷媒が流通するための配管に適用した場合、一対の管１０１，１０２が並列する方向への曲げ加工が困難であるうえに、一対の管１０１，１０２が並列する方向の寸法が大きくなるため、配管を設置するために大きな空間が必要であるという問題がある。

そこで、本発明は、管路間の熱交換に優れた熱交換器を提供することを目的とするとともに、且つ配管を設置するために必要な空間が小さくて済む多孔管、および多孔管の製造方法を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、単一の管路を有する管体を複数有し、これら管体が長手方向に沿って連続して熱伝達可能に接合する接合部によって一体に形成された多孔管であって、端部の前記接合部が切断されて、各管体に分割され、各管体の先端部分に接続部が形成され、
該接合部によって各管体が接合された部位の外形断面形状が円形に成形された円形断面形状部分を備えたことを特徴とする多孔管である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の多孔管において、前記円形断面形状部分の所定の位置で所定の形状に屈曲されたことを特徴とする多孔管である。

請求項３の発明は、請求項１、または請求項２に記載の多孔管において、前記各管体の各管路を仕切る境界壁を形成するように前記接合部が配置されたことを特徴とする多孔管である。

請求項４の発明は、単一の管路を有する管体を複数有し、これら管体が長手方向に沿って連続して熱伝達可能に接合する接合部によって一体に形成された多孔管の製造方法であって、端部の前記接合部を切断し、各管体に分割する工程と、該接合部によって各管体が接合された部位の外形断面形状を円形に成形する工程と、各管体の先端部分に接続部を形成する工程とを備えたことを特徴とする多孔管の製造方法である。

請求項５の発明は、請求項４に記載の多孔管の製造方法において、前記円形断面形状部分の所定の位置で所定の形状に屈曲する工程を備えたことを特徴とする多孔管の製造方法である。

各管体が一体に接合された状態で外形断面形状が円形に成形されたことにより、管体間の熱交換に優れ、且つ配管を設置するために必要な空間を小さくすることができる。また、各管体の各管路を仕切る境界壁を形成するように接合部が配置されるため、しごき加工を施す際に、境界壁部分が大きく内側に歪むことを防止しつつ、外形断面形状を円形に成形することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の多孔管を示す全体図、図２は加工前の断面略８字形状の多孔管を示す斜視図、図３は刃具を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図、（ｄ）は斜視図、図４は刃具を用いて多孔管の端部を分割する様子を示した図、図５はしごき加工を施す様子を示した図、図６は成形型と左右クランプを示し、（ａ）は多孔管を挟み込んだ状態での側方断面図、（ｂ）はしごき加工前の正面図、（ｃ）はしごき加工後の正面図、図７はパイプベンダーによる曲げ加工の様子を示した図、図８は曲げクランプによる曲げ加工の様子を示した図、図９はスプール加工の様子を示した断面図、図１０はしごき加工後の多孔管に曲げ加工を施した様子を示し、（ａ）は水平方向に管体を並列させた状態での曲げ加工を示した図、（ｂ）は垂直方向に管体を並列させた状態での曲げ加工を示した図である。

本実施形態の多孔管１は、アルミ材などの熱伝導に優れた素材で形成され、図１に示すように、単一の管路を有する管体１０ａ，１０ｂを２本有し、これら管体１０ａ，１０ｂが長手方向に沿って連続して熱伝達可能に接合する接合部１１によって、一体に形成された多孔管１である。端部１ａの接合部１１は、長手方向に沿って切断され、各管体１０ａ，１０ｂに分割されている。各管体１０ａ，１０ｂの先端部分には、接続部１２が形成されており、それぞれに配管（図示せず）が接続され、管体１０ａ，１０ｂ内を冷媒などの流体が流通する。接合部１１によって各管体１０ａ，１０ｂが接合された部位１３の外形断面形状が円形に成形され、当該円形断面形状部分の所定の部位が所定の形状に屈曲されている。

本実施形態の多孔管１の製造方法を説明する。まず、図２に示すように、断面略８字形状に成形する。断面略８字形状に成形する方法として、２本の管体１０ａ，１０ｂをロウ付けなどで接着する方法、押出し成形によって直接断面略８字形状に成形する方法などがある。

次に、図３に示すような、刃具３０を用いて端部１ａの接合部１１を切断し、各管体１０ａ，１０ｂに分割する。刃具３０は、円柱状の部材で、先端部分に誘導溝部３１と刃部３２が形成されている。

誘導溝部３１は、円弧状の曲面を有する溝で、これら曲面の曲率半径は、対応する各管体１０ａ，１０ｂの半径と一致するように形成されている。また、各誘導溝部３１は、互いの円弧状の溝が隣合い、接するように配置されている。刃部３２は、各誘導溝部３１が接する部位とその周辺に形成されている。

図４に示すように、刃部３２が多孔管１の接合部１１に対向するように、多孔管１を固定治具４０に固定し、刃具３０を多孔管１の長手方向に沿って押込み、接合部１１を切断する。このとき、接合部１１を切断された各管体１０ａ，１０ｂは、誘導溝部３１に沿って、別々に押し広げられ、二又に分割される。また、誘導溝部３１が各管体１０ａ，１０ｂの外形形状と一致するため、刃具３０がずれることなく、刃部３２が接合部１１のみを切断するとともに、管体１０ａ，１０ｂが押し広げられる際に変形することを防止している。なお、刃部３２の傾斜角と誘導溝部３１の面荒さを調整することで、接合部１１を切断する際に必要となる力を小さくし、管体１０ａ，１０ｂの変形をさらに防止することができる。

次に、図５に示すように、成形型４１を用いて、多孔管１の接合部１１によって各管体１０ａ，１０ｂが接合された部位１３にしごき加工を施し、外形断面形状を円形に成形する。多孔管１は、各管体１０ａ，１０ｂに分割された端部が上下クランプ４２によって後述する左右方向に垂直な上下方向に対してずれないように固定され、各管体１０ａ，１０ｂに分割された部分の元の部位が左右クランプ４３によって左右方向にずれないように固定される。

上下クランプ４２は、上下方向に分割し、対応する各管体１０ａ，１０ｂの半径と同じ曲率半径を備えた円弧状の保持溝４２ａが設けられている。

左右クランプ４３は、各管体１０ａ，１０ｂが並列する方向である左右方向に分割し、保持成形溝４４が設けられている。この保持成形溝４４は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、多孔管１の端部側が配置される４４ａが、成形前の略８字形状の部位が収まる形状に形成され、もう一方の開口端４４ｂは、成形後の円形断面形状の部位が収まる形状に形成されている。そして、左右クランプ４３で多孔管１を固定しつつ、円形断面形状に成形する。なお、本実施形態（管体１０ａ，１０ｂが２本）で各管体１０ａ，１０ｂが同一直径ｒの場合、しごき加工後の円形断面形状の直径をＲとすると、Ｒ＝２πｒ／（２＋π）とすることで、しごき加工を施す際に、余分に管路内に管壁が張出すことなく成形することができる。

成形型４１は、左右クランプ４３と同様の形状を備えている。この成形型４１で多孔管１を円形断面形状に成形しながら挟み込み、さらに成形型４１を多孔管１の長手方向にスライドさせてしごき加工を施し、円形断面形状に成形する。

次に、各管体１０ａ，１０ｂの端部に接続部１２を形成する。接続部１２を形成する際に、まず、図７、図８に示すように、分割された各管体１０ａ，１０ｂの端部の所定の位置に曲げ加工を施し、図９に示すように、スプール加工（パイプ端末加工）を施す。

固定治具４０ａに分割された管体１０ａ，１０ｂの端部を固定し、パイプベンダー４５で管体１０ａ，１０ｂを所定の向きに、所定の角度曲げる。なお、図７に示す本実施形態では、携帯型の所謂ハンドベンダーであるが、据置型の大型パイプベンダーを用いても良い。

また、図８に示すように、曲げクランプ４６を用いた成形によって所定の形状に成形することもできる。この場合、まず、各管体１０ａ，１０ｂの間に固定型４７を配置した状態で多孔管１と固定型４７を固定する。次に、各管体１０ａ，１０ｂを狭持しつつ、移動型４８ａ，４８ｂをスライドさせて所定の形状に成形する。このとき、固定型４７、および移動型４８ａ，４８ｂに各管体１０ａ，１０ｂが局部的に当たり、管体１０ａ，１０ｂに傷を付ける場合があるため、固定型４７、および移動型４８ａ，４８ｂにＲ部４９を設けることで、傷の発生を防止している。

管体１０ａ，１０ｂの端末にスプール加工を施す際に、図９に示すように、まず、多孔管１を固定治具４０ｂに固定し、管体１０ａ，１０ｂの端部に移動型５０を固定する。次に、各管体１０ａ，１０ｂに開口端にパンチ５１を差込み、管体１０ａ，１０ｂの長手方向に沿ってパンチ５１をプレスする。この際、移動型５０とパンチ５１との合わせ面に管体１０ａ，１０ｂの端部形状となる型が形成され、プレス時に管体１０ａ，１０ｂの一部が型に入り込み、管体１０ａ，１０ｂの端末が所定の形状に成形される。

端末の加工を終えた多孔管１は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、管体１０ａ，１０ｂの端末が、一端側を水平方向に並列させ、他端側を垂直方向に並列させるというように、所定の方向を向くように、ねじり加工を施したり、パイプベンダー（図示せず）、および曲げクランプ（図示せず）等を用いて所定の形状に曲げ加工を施す。

以上のように、本実施形態では、各管体が一体に接合された状態で外形断面形状が円形に成形されたことにより、管体間の熱交換に優れ、且つ配管を設置するために必要な空間を小さくすることができる。さらに、外形円管のため曲げ加工も容易にできる。

また、多孔管１の各管体１０ａ，１０ｂが、一体に形成されている接合部１１を各管体１０ａ，１０ｂの境界壁となるようしごき加工を施すため、境界壁部分が大きく内側に歪むことを防止しつつ、外形断面形状を円形に成形することができる。

本実施形態では、しごき加工を施す際に、成形型４１をスライドさせて外形断面形状を円形に成形したが、成形型４１を固定し、成形型４１を固定し、多孔管１をスライドさせても同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施形態では、各管体１０ａ，１０ｂの端末を処理した後にねじり加工を施して、多孔管１を所定の形状に成形したが、しごき加工を施す前の断面略８字形状の状態でねじり加工を施すことも可能であり、この場合には、多孔管１を固定する作業が容易になり、ねじり加工を簡素化することができる。

当該円形断面形状部分の所定の位置を所定の形状に屈曲する工程とを備えたことを特徴とする多孔管の製造方法。

なお、断面略円形に成形した後、各管体１０ａ，１０ｂの間の隙間部分にロウ材を入れることで、さらに各管体１０ａ，１０ｂ間の熱伝達を向上することも可能である。

本実施形態では、２つの管体１０ａ，１０ｂが同一半径の場合について説明したが、それぞれが異なる半径の管体でも同様の作用効果を得ることができる。この場合、芯金は小径側を略楕円形形状とし、大径側を略三日月形状とすることも可能である。

本実施形態の多孔管を示す全体図である。 加工前の断面略８字形状の多孔管を示す斜視図である。 刃具を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図、（ｄ）は斜視図である。 刃具を用いて多孔管の端部を分割する様子を示した図である。 しごき加工を施す様子を示した図である。 成形型と左右クランプを示し、（ａ）は多孔管を挟み込んだ状態での側方断面図、（ｂ）はしごき加工前の正面図、（ｃ）はしごき加工後の正面図である。 パイプベンダーによる曲げ加工の様子を示した図である。 曲げクランプによる曲げ加工の様子を示した図である。 スプール加工の様子を示した断面図である。 しごき加工後の多孔管に曲げ加工を施した様子を示し、（ａ）は水平方向に管体を並列させた状態での曲げ加工を示した図、（ｂ）は垂直方向に管体を並列させた状態での曲げ加工を示した図である。 従来例の多孔管を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１…多孔管
１ａ…端部
１０ａ，１０ｂ…管体
１１…接合部
１２…接続部
１３…接合された部位

Claims (5)

1. 単一の管路を有する管体（１０ａ，１０ｂ）を複数有し、これら管体（１０ａ，１０ｂ）が長手方向に沿って連続して熱伝達可能に接合する接合部（１１）によって一体に形成された多孔管（１）であって、
   端部（１ａ）の前記接合部（１１）が切断されて、各管体（１０ａ，１０ｂ）に分割され、
   各管体（１０ａ，１０ｂ）の先端部分に接続部（１２）が形成され、
   該接合部（１１）によって各管体（１０ａ，１０ｂ）が接合された部位（１３）の外形断面形状が円形に成形された円形断面形状部分を備えたことを特徴とする多孔管。
2. 請求項１に記載の多孔管において、
   前記円形断面形状部分の所定の位置で所定の形状に屈曲されたことを特徴とする多孔管。
3. 請求項１、または請求項２に記載の多孔管において、
   前記各管体（１０，１０ｂ）の各管路を仕切る境界壁を形成するように前記接合部（１１）が配置されたことを特徴とする多孔管。
4. 単一の管路を有する管体（１０ａ，１０ｂ）を複数有し、これら管体（１０ａ，１０ｂ）が長手方向に沿って連続して熱伝達可能に接合する接合部（１１）によって一体に形成された多孔管（１）の製造方法であって、
   端部（１ａ）の前記接合部（１１）を切断し、各管体（１０ａ，１０ｂ）に分割する工程と、
   該接合部（１１）によって各管体（１０ａ，１０ｂ）が接合された部位（１３）の外形断面形状を円形に成形する工程と、
   各管体（１０ａ，１０ｂ）の先端部分に接続部（１２）を形成する工程とを備えたことを特徴とする多孔管の製造方法。
5. 請求項４に記載の多孔管の製造方法において、前記円形断面形状部分の所定の位置で所定の形状に屈曲する工程を備えたことを特徴とする多孔管の製造方法。
   

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