JP2007100970A - 膨張器の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】つかみ代を形成する必要がなく、材料ロスが少なく、しかも棒状部材の正確な位置決めが可能な膨張器の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】棒状部材１３と、管状部材１２とを備えた膨張器１１の製造方法である。棒状部材１３と管状部材１２との対向面には、細流路が形成されている。この製造方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備えている。第１工程は、位置決め手段４、５によって棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することにより、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３を位置決めする。第２工程は、押出し手段３によって、管状部材１２を棒状部材１３とともにダイス２へ押し出す。第３工程は、管状部材１２をダイス２に通し、管状部材１２を棒状部材１３に嵌合させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、膨張器の製造方法および製造装置に関する。

従来より、特許文献１に記載されるような管状部材と棒状部材とを組み合わせた膨張器がある。この膨張器では、棒状部材の外周面に螺旋状の溝が形成され、管状部材が棒状部材の外周面に密に嵌合されている。螺旋状の溝の外側を管状部材の内周面が覆うことにより、冷媒が通る細流路が形成されている。
特開平１０―３３２２２８号公報

管状部材の内部に棒状部材を固定する方法として、一般的に、図５に示されるように、螺旋状の溝が形成された棒状部材１３が挿入された管状部材１２を、管状部材１２の外径よりも小さいダイス２１の孔を通す方法が用いられている。この方法では、管状部材１２をクランプ２２で引き抜くときに管状部材１２の先端をクランプ２２でつかむために、管状部材１２の先端をつぶしてダイスの孔よりも小さいつかみ代１５を形成する必要がある。

つかみ代は、引抜き加工後に切断されて廃棄される部分である。上記の引抜き加工は、管状部材の長さが長い場合には、有効であるが、数十ｍｍ〜数百ｍｍ程度の比較的短い管状部材の場合、引き抜く時の管状部材の全体の長さと比較してつかみ代の割合が大きくなるので、材料ロスが多くなる。
また、管状部材をクランプで引き抜くときに、棒状部材を管状部材の内部で所定の位置に正確に位置決めするのが困難である。

本発明の課題は、つかみ代を形成する必要がなく、材料ロスが少なく、しかも棒状部材の正確な位置決めが可能な膨張器の製造方法および製造装置を提供することにある。

第１発明の膨張器の製造方法は、棒状部材と、管状部材とを備えた膨張器の製造方法である。棒状部材と管状部材との対向面には、細流路が形成されている。この製造方法は、
第１工程と、第２工程と、第３工程とを備えている。第１工程は、位置決め手段によって棒状部材を管状部材の軸方向に押圧することにより、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を位置決めする。第２工程は、押出し手段によって、管状部材を棒状部材とともにダイスへ押し出す。第３工程は、管状部材をダイスに通し、管状部材を棒状部材に嵌合させる。

ここでは、位置決め手段によって棒状部材を管状部材の軸方向に押圧することにより、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を正確に位置決めすることが可能である。
また、押出し手段によって、管状部材を棒状部材とともにダイスへ押し出し、管状部材を棒状部材に嵌合させるので、従来の製法におけるダイス引き抜きの際に必要なつかみ代を形成する工程を削減することが可能である。また、つかみ代による材料ロスを解消することも可能である。

第２発明の膨張器の製造方法は、第１発明の製造方法であって、位置決め手段は、第１位置決めピンを有している。第１位置決めピンは、押出し手段と棒状部材との間に配置されている。
ここでは、位置決め手段が押出し手段と棒状部材との間に配置された第１位置決めピンを有しているので、押出し手段の方から棒状部材を管状部材の軸方向に押圧することにより、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を正確に位置決めすることが可能である。

第３発明の膨張器の製造方法は、第２発明の製造方法であって、位置決め手段は、第２位置決めピンをさらに有している。第２位置決めピンは、棒状部材における押出し手段と反対側に配置されている。
ここでは、位置決め手段が棒状部材における押出し手段と反対側に配置された第２位置決めピンをさらに有しているので、第１位置決めピンによって、押出し手段の方から棒状部材を管状部材の軸方向に押圧するだけでなく、第２位置決めピンによって押出し手段と反対側から棒状部材を管状部材の軸方向に押圧することが可能である。したがって、棒状部材を両側から押圧することによって、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材をより正確に位置決めすることが可能である。

第４発明の膨張器の製造方法は、第３発明の製造方法であって、第１位置決めピンと第２位置決めピンは、互いに連動して管状部材の軸方向へ移動することが可能である。
ここでは、第１位置決めピンと第２位置決めピンが互いに連動して管状部材の軸方向へ移動するので、第２工程において押出し手段によって管状部材を棒状部材とともにダイスへ押し出している間も、互いに連動して移動する第１位置決めピンと第２位置決めピンによって、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材をより正確に位置決めすることが可能である。

第５発明の膨張器の製造方法は、第１発明の製造方法であって、第２工程において、第１外周支持手段によって、管状部材を外周から支持しながら、管状部材をダイスへ押し出す。
ここでは、第２工程において押出し手段によって管状部材を棒状部材とともにダイスへ押し出すときに、第１外周支持手段によって、管状部材を外周から支持しながら、管状部材をダイスへ押し出すので、管状部材の座屈を防止することが可能である。

第６発明の膨張器の製造方法は、第１発明の製造方法であって、第３工程ののちに行われる工程であって、ダイスの下流側に設置された第２外周支持手段によって、管状部材を外周から支持しながら、管状部材をダイスから取り出す第４工程をさらに備えている。
ここでは、ダイスの下流側に設置された第２外周支持手段によって、棒状部材に嵌合された管状部材を外周から支持しながら、管状部材をダイスから取り出すので、管状部材の曲がりを防止することが可能である。

第７発明の膨張器の製造方法は、第１発明の製造方法であって、押出し手段は、少なくとも管状部材に接触する部分の外径が管状部材の外径よりも小さくなるように形成されている。
ここでは、押出し手段が少なくとも管状部材に接触する部分の外径が管状部材の外径よりも小さくなるように形成されているので、押出し手段がダイスと干渉せずにダイスを通過することが可能である。

第８発明の膨張器の製造装置は、棒状部材と、管状部材とを備え、棒状部材と管状部材との対向面に細流路が形成されている膨張器の製造装置である。この製造装置は、位置決め手段と、押出し手段と、ダイスとを備えている。位置決め手段は、棒状部材を管状部材の軸方向に押圧することにより、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を位置決めする。押出し手段は、管状部材を棒状部材とともに押し出す。ダイスは、押出し手段によって押し出された管状部材を棒状部材の外周面に嵌合させる。

ここでは、位置決め手段によって棒状部材を管状部材の軸方向に押圧することにより、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を正確に位置決めすることが可能である。
また、押出し手段によって、管状部材を棒状部材とともにダイスへ押し出し、管状部材を棒状部材に嵌合させるので、従来の製法におけるダイス引き抜きの際に必要なつかみ代を形成する工程を削減することが可能である。また、つかみ代による材料ロスを解消することも可能である。

第１発明によれば、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を正確に位置決めすることができる。しかも、ダイス引き抜きの際に必要なつかみ代を形成する工程を削減することができ、つかみ代による材料ロスを解消することもできる。
第２発明によれば、押出し手段の方から棒状部材を押圧することによって、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を正確に位置決めすることができる。

第３発明によれば、棒状部材を両側から押圧することによって、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材をより正確に位置決めすることができる。
第４発明によれば、互いに連動して移動する第１位置決めピンと第２位置決めピンによって、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材をより正確に位置決めすることができる。

第５発明によれば、管状部材をダイスに押し出すときにおける管状部材の座屈を防止することができる。
第６発明によれば、管状部材をダイスから取り出すときにおける管状部材の曲がりを防止することができる。
第７発明によれば、押出し手段がダイスと干渉せずにダイスを通過することができる。

第８発明によれば、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を正確に位置決めすることができる。しかも、ダイス引き抜きの際に必要なつかみ代を形成する工程を削減することができ、つかみ代による材料ロスを解消することもできる。

〔実施形態〕
＜膨張器１１の構成＞
本発明の製法で製造される膨張器１１を図３および図４に示す。この膨張器１１は、空気調和機などに用いられるいわゆるネジ型のキャピラリであり、通過する冷媒等の流体を膨張させて圧力を降下させるものである。膨張器１１は、管状部材１２と、棒状部材１３とを備えている。

管状部材１２は、銅などの金属によって製造された円筒管である。管状部材１２は、かしめ加工などによって、棒状部材１３の外周面に嵌合している。
棒状部材１３は、真鍮などの金属あるいは樹脂によって製造された丸棒である。棒状部材１３の外周面１４は、図４に示されるように、螺旋状の山部分１４ａと、螺旋状の溝１４ｂとを有する。すなわち、棒状部材１３は、その外周面１４に螺旋状の溝１４ｂが形成されている。螺旋状の溝１４ｂの外側を管状部材１２の内周面が覆うことにより、冷媒が通る細流路Ｃが形成されている。

＜膨張器１１の製造装置１の構成＞
膨張器１１の製造装置１は、図１に示されるように、位置決め手段である第１位置決めピン４および第２位置決めピン５と、押出し手段である押出しシャフト３と、ダイス２と、第１外周支持部材６と、第２外周支持部材７とを備えている。
第１位置決めピン４は、押出しシャフト３と棒状部材１３との間に配置されている。第１位置決めピン４は、押出しシャフト３の方から棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することにより、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３を位置決めする。

第２位置決めピン５は、棒状部材１３における押出しシャフト３と反対側に配置されている。第２位置決めピン５は、押出しシャフト３と反対側から棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することにより、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３を位置決めする。
第１位置決めピン４と第２位置決めピン５は、連動機構８によって、互いに連動することが可能である。したがって、第１位置決めピン４と第２位置決めピン５は、互いに連動して管状部材の軸方向へ移動することが可能である。また、本実施形態では、押出しシャフト３も、連動機構８によって、第１位置決めピン４と第２位置決めピン５とともに連動することが可能である。

押出しシャフト３は、管状部材１２の後方側端部１２ａに接触している。押出しシャフト３は、管状部材１２を棒状部材１３とともにダイス２の方へ押し出す。押出しシャフト３は、押出しシャフト３における管状部材１２に接触する部分３ａの外径Ｄ１が管状部材１２の外径Ｄ２よりも小さく、かつ管状部材１２の内径Ｄ３よりも大きくなるように形成されている。押出しシャフト３は、図示しない油圧シリンダ等の往復駆動手段によって管状部材１２の軸方向に沿って往復移動することが可能である。

ダイス２は、ダイス孔２ａを有している。ダイス孔２ａは、ダイス２の下流側（図１における左側）へ進むにしたがって、小さくなるようなテーパ形状を有している。したがって、管状部材１２をダイス孔２ａに通すことによって、押出しシャフト３によって押し出された管状部材１２は、ダイス２のダイス孔２ａの内周面に押圧されることにより、棒状部材１３の外周面に嵌合される。

第１外周支持部材６は、ダイス２よって加工される前の管状部材１２の外径Ｄ２よりもわずかに大きい内径Ｄ４を有する円筒状の部材である。第１外周支持部材６は、ダイス２の上流側（図１における右側）に配置されている。第１外周支持部材６は、管状部材１２の座屈を防止するために、管状部材１２を外周から支持することが可能である。
第２外周支持部材７は、ダイス２によって加工された後の管状部材１２の外径Ｄ５（図２参照）よりもわずかに大きい内径Ｄ６を有する円筒状の部材である。第２外周支持部材７は、ダイス２の下流側（図１における左側）に配置されている。第２外周支持部材７は、管状部材１２の曲がりを防止するために、管状部材１２を外周から支持することが可能である。

＜膨張器１１の製造方法＞
まず、管状部材１２は、あらかじめ、所定の長さ、例えば、数十ｍｍ〜数百ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ〜２００ｍｍ、さらに好ましくは１５０ｍｍ程度の長さに切断される。
そして、図１に示されるように、第１工程において、第１位置決めピン４および第２位置決めピン５によって棒状部材１３の両側から棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することにより、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３を位置決めする。
ついで、図１〜２に示されるように、第２工程において、第１外周支持部材６によって管状部材１２を外周から支持しながら、押出しシャフト３によって、管状部材１２を棒状部材１３とともにダイス２へ押し出す。このとき、第１位置決めピン４と第２位置決めピン５は、棒状部材１３を両側から押圧しながら、連動機構８によって、互いに連動して管状部材１２の軸方向へ移動する。

ついで、図２に示されるように、第３工程において、管状部材１２をダイス２に通し、管状部材１２を棒状部材１３に嵌合させる。
そののち、図２に示されるように、第４工程において、ダイス２の下流側に設置された第２外周支持部材７によって、管状部材１２を外周から支持しながら、管状部材１２をダイス２から取り出す。

＜特徴＞
（１）
上記の実施形態の膨張器１１の製造方法では、第１位置決めピン４および第２位置決めピン５によって棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することにより、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３を正確に位置決めすることが可能である。

また、押出しシャフト３によって、管状部材１２を棒状部材１３とともにダイス２へ押し出し、管状部材１２を棒状部材１３に嵌合させるので、従来の製法におけるダイス２の引き抜きの際に必要なつかみ代を形成する工程を削減することが可能である。また、つかみ代による材料ロスを解消することも可能である。例えば、従来では、１５０ｍｍの長さを有する管状部材のために、２０ｍｍ〜３０ｍｍの長さを有するつかみ代が必要であったため、１１〜１６％の材料ロスがあったが、本実施形態の製法では、つかみ代が不要なので、大幅に材料ロスを解消することが可能である。

（２）
上記の実施形態では、位置決め手段として押出しシャフト３と棒状部材１３との間に配置された第１位置決めピン４を有しているので、押出しシャフト３の方から棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することにより、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３を正確に位置決めすることが可能である。

（３）
上記の実施形態では、位置決め手段として棒状部材１３における押出しシャフト３と反対側に配置された第２位置決めピン５をさらに有しているので、第１位置決めピン４によって押出しシャフト３の方から棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧するだけでなく、第２位置決めピン５によって押出しシャフト３と反対側から棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することが可能である。したがって、棒状部材１３を両側から押圧することによって、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３をより正確に位置決めすることが可能である。

（４）
上記の実施形態では、第１位置決めピン４と第２位置決めピン５が互いに連動して管状部材１２の軸方向へ移動するので、第２工程において押出しシャフト３によって管状部材１２を棒状部材１３とともにダイス２へ押し出している間も、互いに連動して移動する第１位置決めピン４と第２位置決めピン５によって、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３をより正確に位置決めすることが可能である。

（５）
上記の実施形態では、第２工程において押出しシャフト３によって管状部材１２を棒状部材１３とともにダイス２へ押し出すときに、第１外周支持部材６によって、管状部材１２を外周から支持しながら、管状部材１２をダイス２へ押し出すので、管状部材１２の座屈を防止することが可能である。

（６）
上記の実施形態では、ダイス２の下流側に設置された第２外周支持部材７によって、棒状部材１３に嵌合された管状部材１２を外周から支持しながら、管状部材１２をダイス２から取り出すので、管状部材１２の曲がりを防止することが可能である。
（７）
上記の実施形態では、押出しシャフト３の外径Ｄ１が管状部材１２の外径Ｄ２よりも小さくなるように形成されているので、押出しシャフト３がダイス２と干渉せずにダイス２を通過することが可能である。

（８）
上記の実施形態の製造装置１は、位置決め手段として第１位置決めピン４および第２位置決めピン５を備えているので、第１位置決めピン４および第２位置決めピン５によって棒状部材１３を管状部材１２の軸方向に押圧することにより、管状部材１２の内部における所定の位置に棒状部材１３を正確に位置決めすることが可能である。

また、製造装置１は、押出し手段として押出しシャフト３を備えているので、押出しシャフト３によって、管状部材１２を棒状部材１３とともにダイス２へ押し出し、管状部材１２を棒状部材１３に嵌合させることが可能である。したがって、従来の製法におけるダイス２引き抜きの際に必要なつかみ代を形成する工程を削減することが可能である。また、つかみ代による材料ロスを解消することも可能である。

＜変形例＞
（Ａ）
上記の実施形態では、外周面に螺旋状の溝を有する棒状部材１３と、管状部材１２とを備えた膨張器１１の製造方法を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、棒状部材と、管状部材とを備え、棒状部材と管状部材との対向面に細流路が形成されている膨張器であれば製造することが可能である。変形例として、棒状部材と、内周面に螺旋状の溝を有する管状部材とを備えた膨張器であっても、上記実施形態の製造方法を用いて製造することが可能である。この場合も、第１位置決めピン４および第２位置決めピン５によって棒状部材を管状部材の軸方向に押圧することにより、管状部材の内部における所定の位置に棒状部材を正確に位置決めすることが可能である。また、押出しシャフト３によって、管状部材を棒状部材とともにダイス２へ押し出し、管状部材を棒状部材に嵌合させるので、従来の製法におけるダイス２引き抜きの際に必要なつかみ代を形成する工程を削減することが可能である。また、つかみ代による材料ロスを解消することも可能である。

（Ｂ）
上記の実施形態では、押出しシャフト３は、その全長にわたって、押出しシャフト３の外径Ｄ１が管状部材１２の外径Ｄ２よりも小さくなるように、形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、押出しシャフト３の少なくとも管状部材１２に接触する部分の外径が管状部材１２の外径Ｄ２よりも小さくなるように形成されていれば、押出しシャフト３がダイス２と干渉せずにダイス２を通過することが可能である。

本発明は、棒状部材と、管状部材とを備え、棒状部材と管状部材との対向面に細流路が形成されている膨張器の製造方法、およびその膨張器の製造装置に適用される。

本発明の実施形態に係る膨張器の製造装置であって、管状部材を押し出す前の状態を示す構成図。 図１の製造装置における管状部材を押し出した後の状態を示す構成図。 本発明の製造方法によって製造された膨張器の構成図。 図３の膨張器の拡大正面図。 一般的なダイスを用いた絞り加工を示すダイスおよびクランプの構成図。

符号の説明

１ 製造装置
２ ダイス
３ 押出しシャフト
４ 第１位置決めピン
５ 第２位置決めピン
６ 第１外周支持部材
７ 第２外周支持部材
１１ 膨張器
１２ 管状部材
１３ 棒状部材

Claims (8)

1. 棒状部材（１３）と、管状部材（１２）とを備え、前記棒状部材（１３）と管状部材（１２）との対向面に細流路が形成されている膨張器（１１）の製造方法であって、
   位置決め手段（４、５）によって前記棒状部材（１３）を前記管状部材（１２）の軸方向に押圧することにより、前記管状部材（１２）の内部における所定の位置に前記棒状部材（１３）を位置決めする第１工程と、
   押出し手段（３）によって、前記管状部材（１２）を前記棒状部材（１３）とともにダイス（２）へ押し出す第２工程と、
   前記管状部材（１２）を前記ダイス（２）に通し、前記管状部材（１２）を前記棒状部材（１３）に嵌合させる第３工程と、
   を備えた、
   膨張器（１１）の製造方法。
2. 前記位置決め手段は、前記押出し手段（３）と前記棒状部材（１３）との間に配置された第１位置決めピン（４）を有している、
   請求項１に記載の膨張器（１１）の製造方法。
3. 前記位置決め手段は、前記棒状部材（１３）における前記押出し手段（３）と反対側に配置された第２位置決めピン（５）をさらに有している、
   請求項２に記載の膨張器（１１）の製造方法。
4. 前記第１位置決めピン（４）と前記第２位置決めピン（５）は、互いに連動して前記管状部材（１２）の軸方向へ移動することが可能である、
   請求項３に記載の膨張器（１１）の製造方法。
5. 前記第２工程において、第１外周支持手段（６）によって、前記管状部材（１２）を外周から支持しながら、前記管状部材（１２）を前記ダイス（２）へ押し出す、
   請求項１に記載の膨張器（１１）の製造方法。
6. 前記第３工程ののちに行われる工程であって、前記ダイス（２）の下流側に設置された第２外周支持手段（７）によって、前記管状部材（１２）を外周から支持しながら、前記管状部材（１２）を前記ダイス（２）から取り出す第４工程をさらに備えている。
   請求項１に記載の膨張器（１１）の製造方法。
7. 前記押出し手段（３）は、少なくとも前記管状部材（１２）に接触する部分の外径が前記管状部材（１２）の外径よりも小さくなるように形成されている、
   請求項１に記載の膨張器（１１）の製造方法。
8. 棒状部材（１３）と、管状部材（１２）とを備え、前記棒状部材（１３）と管状部材（１２）との対向面に細流路が形成されている膨張器（１１）の製造装置（１）であって、
   前記棒状部材（１３）を前記管状部材（１２）の軸方向に押圧することにより、前記管状部材（１２）の内部における所定の位置に前記棒状部材（１３）を位置決めする位置決め手段（４、５）と、
   前記管状部材（１２）を前記棒状部材（１３）とともに押し出す押出し手段（３）と、
   前記押出し手段（３）によって押し出された前記管状部材（１２）を前記棒状部材（１３）の外周面に嵌合させるダイス（２）と、
   を備えている、
   膨張器（１１）の製造装置（１）。

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