JPH09314271A - マニホルドの孔部を形成するための戻し押出し加工法 - Google Patents

マニホルドの孔部を形成するための戻し押出し加工法

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JPH09314271A
JPH09314271A JP8332396A JP33239696A JPH09314271A JP H09314271 A JPH09314271 A JP H09314271A JP 8332396 A JP8332396 A JP 8332396A JP 33239696 A JP33239696 A JP 33239696A JP H09314271 A JPH09314271 A JP H09314271A
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manifold
wall
die
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die half
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JP8332396A
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Jeffrey L Insalaco
ジェフリー・エル・インサラコ
William M Johnson
ウィリアム・エム・ジョンソン
David M Halbig
デイヴィッド・エム・ホルビッグ
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Norsk Hydro ASA
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/28—Making tube fittings for connecting pipes, e.g. U-pieces
    • B21C37/29—Making branched pieces, e.g. T-pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 仕上がった孔部を造るのに最少数の加工工程
しか必要とせず、最小荷重しか生じないように閉じたダ
イ腔所内での形成作業により、孔部寸法の一様性を高
め、孔部を形成する局部集積された素材に流動を生じさ
せ、ダイ摩耗を低減するマニホルドの孔部の加工方法を
提供する。 【解決手段】 熱交換器のマニホルド（１４）に孔部
（１２）を形成するために、立上がり管（２４）は、孔
部を更に仕上げる後続の機械加工工程が必要で無くなる
ようにマニホルドの周囲素材から一回の作業で戻し押出
しされる。一般にマニホルドの局部集積された部分を戻
し押出し成形するように一対のダイ半分体（１８ａ，１
８ｂ）の間でマニホルドを鍛造するものである。マニホ
ルドがダイ腔所内に留まっている間に、押出された部分
を更に戻し押出しするようにパンチ（２０）を強制移動
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の空調シス
テム等に使用されるタイプのような熱交換器に関する。
特に、この発明は、孔部を更に仕上げる後続の機械加工
工程が不必要なようにマニホルドの周囲材から仕上がっ
た管が戻し押出しされる熱交換器のマニホルドに孔部を
形成する改良された押出し加工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器は、空調システムに使用する凝
縮器や蒸発器、またエンジン冷却剤を冷やすラジエター
や車内環境制御用ヒータコアとして自動車工業で使用さ
れている。周囲と熱交換器内を流れる流体との間の熱伝
達に利用される面積量を効率的に最大にする為に、熱交
換器の設計は、一般に多数のチューブが大表面積のフィ
ンと熱連絡されているチューブ・フィン型となってい
る。フィンは流体から周囲へ熱を運び、熱交換器の能力
を高めている。例えば、空調装置として自動車工業で使
用されている熱交換器は、凝縮器の外表面上を強制移動
する空気に冷却剤から熱を伝えることで気化冷却剤を凝
縮する働きをしているものである。
【０００３】自動車工業で使用されている熱交換器の一
つのタイプは、一対のマニホルド間でそれに連結されて
平行流構造を成している幾つかの平行チューブから構成
されている。マニホルドは、それに形成されたチューブ
用孔部によりチューブと流体連通している貯蔵器を形成
している。一方又は両方のマニホルドは、冷却剤が通っ
て熱交換器を出入りする一つ以上の入口孔と出口孔を有
している。従来より、このようなマニホルドは、マニホ
ルドの周壁に形成された立上がり管が開口の形を取るこ
とができ、それら各孔部にチューブを半田付けしたり、
鑞付けすることで構成されてきた。最後に、チューブが
挿入される開口を有したパネルの形又は隣接した複数対
のチューブ間に配置されるセンターの形で設けられてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】チューブ用孔部を形成
する方法は、最少の材料を使用して初期の用途に対して
充分な強度の連結を達成すべく孔部を正確に形成する為
に、かなりの数の加工工程をしばしば必然的に必要とし
ている。従来技術で公知の或る一つのタイプのチューブ
用孔部は、基本的にマニホルド周壁の開口から構成され
ている。そのような開口の形状では、一回のパンチング
作業で形成されるものであるが、この孔部形状の欠点
は、最少量の素材が孔部に組立てられるチューブとの結
合に利用されるにすぎない点である。この欠点は、も
し、チューブの組立を容易にするために、面取りが開口
部に設けられている場合には、より悪くなる。従来技術
で使用された第２タイプのチューブ用孔部の形状は、チ
ューブとの結合に実質的により多い素材を与える立上が
り管かカラーを設けることでそれら欠点を克服してい
る。しかしながら、立上がり管の形成は、マニホルドに
簡単な開口を形成する場合に比べてより困難なものであ
り、依然としてより多くの加工作業を必然的に必要とす
る。
【０００５】そのような方法の一つは、本発明の出願人
に与えられたところの、クロウセン（Ｃｌａｕｓｅｎ）
氏に与えられた米国特許第４，６６３，８１２号に開示
されている。クロウセン氏は、マニホルドに細長い突出
部を形成し、引き続いて逆インパクトの押出し成形加工
してチューブ状立上がり管を形成するための中実な立上
がり管を造ってから、更に成形又は機械加工が施すこと
を教示している。クロウセン氏の教えは、大幅に簡略化
された立上がり管形成法を与えてくれたが更にその加工
法を簡単にするのが望ましい。マニホルドが一つのダイ
腔部内に在る間にマニホルドの厚い周壁から直接立上が
り管を鍛造する手法が知られているが、そのような手法
は、接合する雄型形状と雌型形状が過度の摩耗を受け易
い形状のダイの使用を必要としている。
【０００６】そのような一つの方法は、マニホルド上で
一対のダイ半分体を閉じることで、オーバサイズのマニ
ホルドに立上がり管を鍛造形成するのを開示しているワ
ゴナ（Ｗａｇｇｏｎｅｒ）氏に付与された米国特許第
５，３３７，４７７号によって教示されている。第１の
ダイ半分体は、第２のダイ半分体のチャンネル内に位置
決めされたコア周りに立上がり管が同時に押出し成形さ
れるように、第２のダイ半分体によって形成された腔所
内に素材を流し込むパンチとしての形状をとっている。
立上がり管がダイ半分体を閉じる工程で完全に形成され
るので、パンチとしての働きをするダイ半分体は、双方
が閉じられると嵌合するダイ半分体によって形成される
腔所内に充分に突入して適切な素材流動を起こすもので
なければならない。密接接合するパンチと腔所を必要と
したり、その結果ダイ閉鎖中に高負荷が生じることで、
パンチが腔所に入って次にマニホルドに係合するに従っ
て接合ダイ面の摩耗を、特にパンチの縁の摩耗が大幅に
進行する。更に、パンチは、素材を第２ダイのチャンネ
ルに向かって腔所を通して流すので、周壁厚さを不均一
にして立上がり管を形成しつつコアの側部負荷を発生し
がちである。
【０００７】上記から、熱交換器上にチューブ用孔部を
形成する上で使用される加工法に更に改良を加えるのが
望ましいと思われる。特に、改良することでチューブ用
孔部を形成するのに必要な加工工程数を最小限にするの
が好ましく、更にチューブ用孔部の組立連結強度を高め
る孔部を造り出さなければならない。
【０００８】この発明の目的は、仕上がった孔部を造る
のに最少数の加工工程しか必要としない熱交換器マニホ
ルドにチューブ用孔部を形成する方法を提供するもので
ある。この発明の別の目的は、チューブに結合する孔部
で使用される素材量を巧みに導入して熱交換器と孔部間
の連結強度を高める方法を提供するものである。この発
明の更に別の目的は、ダイ半分体の閉鎖中に最小荷重し
か生じないように閉じたダイ腔所内での形成作業を伴う
方法を提供するものである。この発明の更に別の目的
は、孔部寸法の一様性を高めるように、孔部を形成する
局部集積された素材に表面で流動を生じさせる戻し押出
し作業を必然的に伴う方法を提供するものである。この
発明の更に別の目的は、ダイ摩耗を低減する形成方法を
実施するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の好適な実施例
に従って、上記目的や他の目的及び効果が次のように達
成される。本発明に依ると、孔部を形成して更に仕上げ
る後続の機械加工を必要としないように、マニホルドの
周囲の素材から立上がり管を戻し押出しする熱交換器マ
ニホルド上に孔部を形成する方法が提供されている。本
発明は、熱交換器のチューブと孔部との組立を促進する
一方、更にチューブと孔部の連結強度を高めるように各
立上がり管に内室を形成することが出来る。
【００１０】この発明の方法は、一般に、マニホルドの
第１領域に第１壁をまたマニホルドの反対側の第２領域
に第２壁を形成するようにマニホルド内に流路を形成し
たマニホルドを提供する工程を有している。そのマニホ
ルドは、次に、腔所がマニホルドの第２壁に密に適合で
きる第１ダイ半分体内に位置決めされる。次いで、第２
ダイ半分体が、そこで立上がり管用腔所内に第１壁の一
部分を戻し押出してマニホルドに高くなった部分を形成
するように、第１ダイ半分体と接合されれる。好ましく
は、ただ局部集積された素材の流動のみがマニホルドの
第１壁で生じるように、第１ダイの腔所がマニホルドの
第２壁に十分に適合されて第２壁での素材流動を回避す
る。その後、マニホルドがダイ腔所内に留まっている
間、高くなっている部分を戻し押出しするように、パン
チがマニホルド方向に向けて、立上がり管用腔所を通っ
て高くなっている部分内に強制的に押し込まれる。この
工程で、パンチの方向と反対方向に高くなった部分を流
動させ、パンチによって管腔を形成し且つ外面を腔所で
形成した立上がり管を造っている。更に、立上がり管と
チューブの組立を容易にするために、面取りが立上がり
管用内腔に形成される。パンチ作業を正確に行うこと
で、立上がり管を正確に寸法取りしたり、面取りを正確
に形成するのに更なる機械加工や仕上げを必要としない
立上がり管を造り出す。
【００１１】上記から、この発明の方法は、熱交換器の
マニホルドにチューブ用孔部を形成する簡略化された加
工法を提供するものであることが判る。特に、全ての基
本的な形成工程をただ一つのダイ腔所内の一鍛造ケ所で
行い、仕上がり孔部を造るのに最小数の加工工程しか必
要とされない。仕上げられた孔部は、熱交換器のチュー
ブに係合し結合するのに利用される素材量を増大して孔
部とチューブ間の連結強度を高める立上がり管を設ける
ように形成される。重要なことは、孔部形成の主要な作
業がダイの閉鎖中に行われて、これで孔部を形成するた
めのパンチとしてダイ半分体の一方を使用すると言う従
来技術の要請事項を回避している点である。そのように
して、ダイ半分体の閉鎖中は最小限の負荷だけでよく、
ダイは摩耗をより受けにくくなる形状となっている。更
に、ダイ半分体とパンチとは、好ましくは、寸法の一様
性と孔部の一体性を高めるように立上がり管を形成する
局部集積された素材の流動のみを表面で起こす形状とな
っている点である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の他の目的及び効果は、次
の詳細な説明からより良くわかるであろう。また本発明
の上記や他の効果は、添付図との関連付けられた次の説
明からより明白になろう。図１から図６には、熱交換器
のマニホルド１４上にチューブ用孔部１２（図３から図
６）を形成する本発明の第１実施形態に係る方法が説明
されている。ただ２つの孔部１２が図１から図６の横断
面図で図解されているが、幾つかの孔部１２でも、図２
Ｂの横断面で示唆されているように、本発明に従ってマ
ニホルド１４の長手に沿って同時に形成され得るもので
ある。これらの図から明らかなように、孔部１２は、各
々それらを更に形成し、仕上げる後続の機械加工工程が
不必要になるように、マニホルド１４の周囲の素材から
２工程作業で戻し押出しされる立上がり管２４を含んだ
形状で与えられている。図示のように、図示マニホルド
１４は、一般に熱交換器のチューブ（図示省略）間での
流路が定められると冷媒が流れるように一対の流路１５
を備えたタイプである。マニホルド１４は、好ましく
は、他の合金も使用されるが適当なアルミ合金から形成
され、また本発明の技術的範囲はどの特定の合金に限定
されるものではない。更に、図１から図６に図示されて
いるマニホルド１４は、本発明を実施する上で特に適し
ているが、図７から図１０に図示されている本発明の実
施形態から明らかなように、図示の形状に関しては多く
のバリエーションが予見される。
【００１３】図１は、腔所１３がマニホルド１４の下面
と両側面に密に合わさった下方のダイ半分体１８ｂにマ
ニホルド１４が位置決めされている第１加工工程を説明
している。好ましくは、局部集積された素材の流動がマ
ニホルド１４の露出上面３０で起こり得るように、マニ
ホルド１４のこの領域での素材流動を無くするために、
下方のダイ半分体１８ｂの腔所１３は、マニホルド１４
の下面と両側面に密着状態で接合されたものとなってい
る。マニホルド１４の上面３０は、安定した変形可能な
面を成し、マニホルド１４の反対位置の下面におけるも
のよりも、より厚い壁厚を有するように平坦状態で図示
されている。上面３０はより厚い壁厚となることで、引
き続いて立上がり管２４を形成する素材を提供する。一
対のパンチ２０が対応した対の内腔１６に収容された状
態で示されている接合用の上部ダイ半分体１８ａが図１
にも示されている。パンチ２０は、マニホルド１４の上
面３０を変形させるのに充分な力でパンチ２０を選択的
に作動させることが出来る適当な手段によって作動され
る。下方向に伸びた平坦なリム３２が上部ダイ半分体１
８ａの下面に設けられており、下部ダイ半分体１８ｂに
よって形成された腔所１３内に収容される寸法となって
いる。リム３２は、各対の内腔１６を取り囲み、かつ図
２Ａで示されているように腔所１３内に若干だけ突入す
る寸法となっている。
【００１４】図２Ａ及び２Ｂは、マニホルド上面の一部
２２を上部ダイ半分体１８ａの内腔１６内に戻し押出し
成形するように上部ダイ半分体１８ａが下部ダイ半分体
１８ｂと嵌合される孔部形成加工の第２工程を説明して
いる。この工程で、マンドレル１７が通路１５の変形や
潰れを防ぐために各通路１５内に位置決めされる。上部
及び下部のダイ半分体１８ａ、１８ｂのリム３２と腔所
１３は、各々、マニホルド１４の平坦な上面３０のみか
らの素材が内腔１６内に邪魔されること無しに流入する
ように形成されている。図２Ａに示すように、リム３２
は、下部ダイ半分体１８ｂに形成されたダイ腔所１３内
に収容され、上部ダイ半分体１８ａの内腔１６内に上面
３０の中央領域を戻し押出し成形するようにマニホルド
１４の上面３０に係合する。図２Ｂに示すように、上部
ダイ半分体１８ａは、更に、マニホルド１４の上面３０
から内腔１６内への金属流動を促進する突出部３６を隣
接対の内腔１６間に有している。リム３２との組合せ
で、突出部３６は上部ダイ半分体１８ａが上面３０から
局部的に素材を集められるようにし、この素材をマニホ
ルド１４の他の場所の素材に対する影響を最小限におさ
えて管腔１６内に押出し成形する。反対に、下部ダイ半
分体１８ｂは、基本的に押出し成形の作業中にマニホル
ド１４の残りの部分の収容部としての働きをする。
【００１５】ダイ半分体１８ａ、１８ｂを閉じても立上
がり管２４を形成せず、ただ押出された部分２２のみを
形成するだけである。それはそれとして、パンチ２０は
押出し成形中は橈わまない。更に、下部ダイ半分体１８
ｂは、戻し押出し成形加工が上方で実施される静止台と
しての働きをするだけで、戻し押出し成形装置とその加
工を大幅に簡便化する。特に、上部及び下部の嵌合面
は、腔所１３中へ素材を流動させることができる突出雄
形面の特長を必要としておらず、従ってダイ閉鎖中及び
押し出された部分２２の押出し成形中には摩耗を更に受
けにくい。マニホルド１４の上面３０が押し出された部
分２２の押出し成形前には平坦になっており且つ立上が
り管２４を取り囲んだ領域で平坦状態となっているの
で、ダイ半分体１８ａ、１８ｂの嵌合面の摩耗は更に低
減され、結果的に、リム３２が基本的に素材流のバリヤ
としての役目をし、マニホルド１４を特に変形させるこ
とは要求されていない。
【００１６】図３は、パンチ２０が、各管腔１６を通っ
て押出された部分２２内へと下に向かって作動され、更
に部分２２を戻し押出し成形してチューブ状の立上がり
管２４を形成すると共に、一方で各形成された立上がり
管２４の底に薄い壁２６を残すようにする次の工程を図
解している。この作業は、ダイ半分体１８ａ、１８ｂが
高圧下で閉じている間に実施される。図３から明らかな
ように、立上がり管２４内の内腔がパンチ２０によって
形成され且つ立上がり管２４の外面が内腔１６によって
形成されるように、パンチ２０の方向と反対方向に押出
された部分２２は流動する。このパンチング作業を正確
に行うことで、更なる機械加工や仕上げ加工を必要とし
ないようにし、マニホルド１４に組合わされるチューブ
と嵌合するように正確に寸法取りされ且つ形成される立
上がり管２４を造り出す。加工の正確性と適合性は、従
来技術で教示された静止コアに対抗するべく、移動パン
チ２０の使用の結果として特に高められていることが判
り、また立上がり管２４の高さを変えるためにパンチ２
０の移動距離を容易に調節する能力も高められているこ
とが判る。
【００１７】次に、パンチ２０は引き込められ、マニホ
ルド１４がパンチ２０と係合した状態でダイ半分体１８
ａ、１８ｂは、図４に示されているように分離される。
その後、剥がし工具２８がマニホルド１４と上部ダイ半
分体１８ａの間に差し込まれ、マニホルド１４は図５に
示されているようにパンチ２０から剥がされる。図６
は、立上がり管２４とマニホルド１４との間の薄い壁２
６が孔明け工具２８で孔明けされる最終加工工程を図解
している。この工程は、孔明け工具２８を備えた別の上
部ダイ半分体１８ｃと嵌合された同じ下部ダイ半分体１
８ｂを使って実施される。この作業のために、マンドレ
ル１７は、図示のように通路１５から取り外され、孔あ
け工具２８’がマニホルド１４の壁２６に完全に穴明け
出来る。
【００１８】上記より、上記方法が熱交換器のマニホル
ド１４にチューブ用孔部１２を形成する簡単で且つ耐久
性のある加工法を提供するものであることが判る。特
に、最少数の加工工程しか仕上がり孔部１２の形成に必
要とされず、基本的な形成工程は全て単一のダイ腔所１
３内の一鍛造ケ所で行われる。仕上がり孔部１２は、引
き続きマニホルド１４と組立られる熱交換器チューブに
係合して結合するのに使用される素材量を増し、孔部１
２とチューブ間の連結強度を高める立上がり管２４を設
けるように形成される。重要なことには、孔部１２を形
成する基本作業は、ダイの閉鎖中に実施され、結果的に
ダイ半分体１８ａ、１８ｂの閉鎖中は最少の負荷しかか
からず、摩耗の受けにくい形状のダイを使えるようにし
ている点である。更に、戻し押出し作業は、立上がり管
２４の形成の局部集積された素材を面３０で流動させる
だけであり、孔部１２の一様性が高められる。
【００１９】図７から図１０は、面取り１３６が戻し押
出し成形された立上がり管１２４に形成され、熱交換器
マニホルド１１４とチューブとの組立てを容易にする本
発明の第２実施例を説明している。戻し押出し加工は、
一般に第１実施例のものと同じであるが、図１から図６
に示されているマニホルド１４と外観が異なったマニホ
ルド１１４で図示されている。第１実施例のように、こ
の実施例の第１工程は、腔所１１３がマニホルド１１４
の下半分に密接状態で接合されている下部ダイ半分体１
１８ｂにマニホルド１１４を位置決めしている。好まし
くは、腔所１１３はマニホルド１１４の下半分に充分に
適合して、マニホルド１１４のこの領域における素材流
動を無くし、結果的に局部集積された素材の流動がマニ
ホルド１１４の露出された上半分１３０で起こるように
している。マニホルド１１４の上半分１３０は、立上が
り管１２４を引き続き形成することになる付加素材を用
意する為にマニホルド１１４の下半分のものよりも厚い
壁厚を有するのが好ましい。マンドレル１１７ａは、立
上がり管１２４をマニホルド１１４の上半分１３０から
形成する後続の加工中に、通路１１５が変形したり潰れ
たりするのを防ぐ為にマニホルド１１４に形成された通
路１１５に位置決めされている。更に、内腔１１６に収
容された状態でパンチ１２０が示されている嵌合用上部
のダイ半分体１１８ａが図示されている。
【００２０】図８は、高くなった部分１２２を上部ダイ
半分体１１８ａの内腔１１６内に戻し押出しするように
上部ダイ半分体１１８ａが下部ダイ半分体１１８ｂと接
合する戻し押出し加工の第２工程を説明している。上部
及び下部のダイ半分体１１８ａ、１１８ｂは、マニホル
ド１１４の上半分１３０からのみ素材が内腔１１６内に
邪魔されずに流入するように形成されている。第１実施
例のように、ダイ半分体１１８ａ、１１８ｂを閉じるこ
とで立上がり管１２４を形成するのではなく、高くなっ
た部分１２２だけを形成するもので、その結果ダイ半分
体１１８ａ、１１８ｂのいずれも従来技術で必要とされ
た程度までマニホルド１１４を変形させるパンチとして
の働きをする面特性を備えることが必要とされている。
注目すべきは、第１実施例のリム３２のような雄型面の
特徴が、ダイ半分体１１８ａ、１１８ｂの接合面からは
完全に無くなっており、これによって、さもなければ摩
耗を起こし易いエッジや角を完全に無くしている点であ
る。
【００２１】図９と図１０は、パンチ１２０が、高くな
った部分１２２の周囲領域を戻し押出し成形して立上が
り管１２４を形成し、同時に立上がり管１２４のマニホ
ルド周壁の残りの中央領域１２６を除去して孔部開口１
３２を形成するように内腔１１６を通って高くなった部
分１２２内へと下方向に作動される次の工程を図解して
いる。この作業は、高くなった部分１２２が形成される
時（図８）に使用されるものと異なったマンドレル１１
７ｂで実施され、その結果窪み１３４がパンチ１２０の
端部を受け入れる為にマニホルド１１４上の各々の高く
なった部分１２２の下に設けられることになる。代わり
に元のマンドレル１１７ａも使用されるが、高くなった
部分１２２とそれに形成された窪み１３４とが整合する
ように長手方向に指標付けされている。パンチ１２０
は、次に引き込まれ、ダイ半分体１１８ａ、１１８ｂは
分離されて（図示省略）、マニホルド１１４がダイ半分
体１１８ａ、１１８ｂから取り外されるようになる。
【００２２】図１０から明らかなように、マニホルド１
１４の孔部開口１３２を取り囲んだカラーの外観を呈す
るように立上がり管１２４は、図１から図６の立上がり
管２４よりも遥かに小さくなっている。更に、立上がり
管１２４は、それで形成された開口１３２内にチューブ
を容易に組み込めるようにする面取り１３６を備えるよ
うに形成される。重要なことには、面取り１３６は、立
上がり管１２４にのみ形成され、従って熱交換器の組立
て中に開口１３２内に挿入される熱交換器用チューブの
外面に内面が結合する必要がある開口１３２の上方に形
成される。かくして、マニホルド１１４に面取り１３６
が存在することで、すぐ近くで立上がり管１２４の限界
を画成する領域ではマニホルドの半径方向の壁厚は減ら
ない。結果的に、面取り１３６はマニホルドとチューブ
の連結を弱めることは無く、むしろマニホルド１１４と
チューブの組立てをより容易にする。
【００２３】面取り１３６と孔部開口１３２の幾何学形
状は、パンチ１２０によって限定され、一方、立上がり
管１２４の外側は上部ダイ半分体１１８ａの腔所１１６
によて限定されている。図１から図６に示されているよ
うに、図７から図１０に説明されているパンチング作業
の精度は、立上がり管１２４と室１３６とが更なる機械
加工や仕上げを必要としないが、マニホルド１１４は、
組み立てられるチューブと嵌合するように正確に寸法取
りされ且つ形成されるようになっている。図１０に示さ
れているように、マニホルド１１４の元の壁厚よりも厚
い壁厚を有する立上がり管１２４が造られることが予見
されるが、立上がり管１２４はマニホルド１１４の元の
壁厚よりも薄い壁厚を有している。更に、立上がり管１
２４は、マニホルド１１４の壁厚よりも短い距離だけマ
ニホルド１１４の外面上方に突出して図示されている。
かくして、最少の素材だけが、立上がり管１２４の形成
の為に戻し押出しされなければならないが、立上がり管
１２４の上述のような長所は今まで通り達成されてい
る。
【００２４】上記より、本発明の第２実施形態の戻し押
出し成形加工は、第１実施形態で述べたのと同様な基本
的な長所を提供してくれることが理解される。即ち、孔
部は、熱交換器チューブに係合して結合するのに使用さ
れる素材量を増やしてマニホルド１１４とチューブ間の
結合強度を高める立上がり管１２４を備えるように形成
され、全ての基本的な形成工程がただ一のダイ腔所１１
３内で行われ、形状が摩耗しにくく成っているダイを使
用出来るようにする為にダイ半分体１１８ａ、１１８ｂ
の閉鎖中は最少加荷重が行われるだけである。
【００２５】我々の発明を好適な実施形態によって説明
して来たが、他の形も当業者によって採用され得ること
は明らかである。例えば、加工工程は変更され、上記の
ものとは別の素材やマニホルド形成が、広範囲の用途に
適した熱交換器を造る為に採用される。従って、我々の
発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定
されるものである。排他的な財産権又は権利が請求され
ている本発明の実施形態は、特許請求の範囲で定義され
ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るマニホルドに熱交換
器のチューブ用孔部を形成する加工工程を示す断面図で
ある。
【図２】（Ａ）は第１および第２ダイ半分体の接合状態
を示す断面図である。（Ｂ）はマニホルドの第１壁の高
くなった部分を示す断面図である。
【図３】パンチが高くなった部分を流動させた状態を示
す断面図である。
【図４】第１および第２ダイ半分体が離された状態を示
す断面図である。
【図５】第２ダイ半分体から加工された立ち上がり管を
取り外すところを示す断面図である。
【図６】立ち上がり管の管腔と流路の境界にある第３壁
に穴明けするところを示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施例に係るマニホルドに熱交換
器のチューブ用孔部を形成する工程を示す断面図であ
る。
【図８】マニホルドの壁の高くなった部分を示す断面図
である。
【図９】マニホルドの壁に面取りした孔部開口を形成す
る状態を示す断面図である。
【図１０】マニホルドの孔部開口に形成された面取りを
示す断面図である。
【符号の説明】
１２ チューブ用孔部 １３，１６，１１３，１１６ 腔所 １４，１１４ マニホルド １８ａ，１１８ａ 第２ダイ半分体 １８ｂ，１１８ｂ 第１ダイ半分体 ２０，１２０ パンチ ２２，１２２ 高くなった部分 ２４，１２４ 立ち上がり管 ２６，１２６ 第３壁（薄い壁） ２８，２８’ 工具 ３０ 平坦な上面 ３２ リム １３２ 孔部開口 １３６ 面取り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591237869 0240 ＯＳＬＯ，ＮＯＲＷＡＹ (72)発明者 デイヴィッド・エム・ホルビッグ アメリカ合衆国、ミシシッピー州、ブラン ドン、ブリンマー・ドライブ 310

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マニホルドの第１領域の第１壁と反対側
    のマニホルドの第２領域の第２壁により形成された流路
    を内部に有するマニホルドを提供する工程と；マニホル
    ドの第２壁に適合する第１ダイ半分体のダイ腔所内に、
    マニホルドを位置決めする工程と；第１壁の一部分を第
    ２ダイ半分体の腔所内に戻し押出しし、その第１壁の一
    部分がマニホルドに高くなった部分を形成するように、
    第１ダイ半分体を第２ダイ半分体に接合させる工程と；
    さらに、高くなった部分を戻し押出しするように、第２
    ダイ半分体の腔所を通してマニホルドの方向へ向け、パ
    ンチを高くなった部分内に強制移動させ、それによっ
    て、管腔がパンチによって形成され、また外面が第２ダ
    イ半分体の腔所によって形成された立上がり管を形成す
    るように、高くなった部分をパンチの方向と反対の方向
    に流動させるためにパンチを強制移動させる工程と；第
    ２ダイ半分体からマニホルドを取り外す工程とからなる
    ことを特徴とするマニホルドの孔部を形成するための方
    法。
  2. 【請求項２】 第１壁が第２壁よりも厚いところの請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 第１ダイ半分体が、第２ダイ半分体に接
    合する工程とパンチを強制移動させる工程とにおいて、
    第２壁で素材流動が起きないようにマニホルドの第２壁
    に適合しているところの請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 パンチを強制移動させる工程により、立
    上がり管の管腔とマニホルド流路との間に形成された第
    ３壁に、開口を形成するための穴明け工程を含むところ
    の請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 第１壁が、マニホルドに平坦な外側表面
    領域を形成しているところの請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 第２ダイ半分体が、接合する工程の際に
    は、ダイ腔所内に収容される平坦面を有し、この平坦面
    が、第１壁の中央領域を第２ダイ半分体の腔所内に戻し
    押出しするように、接合する工程ではマニホルドの第１
    壁と接合しているところの請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 第２ダイ半分体が、隣接する対の腔所間
    にあるマニホルドの第１壁の一部を、第２ダイ半分体の
    腔所内に戻し押出しするところの請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 パンチを強制移動させる工程が、立上が
    り管に面取りを形成するところの請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 二つの流路を内部に形成したマニホルド
    であって、その各流路の一側に平坦な外面を形成する第
    １壁と、他側に弧状外面を形成する第２壁とを有するマ
    ニホルドを提供する工程と；第１ダイ半分体のダイ腔所
    内にマニホルドの弧状外面を適合させて、マニホルドを
    位置決めする工程と；第１壁の一部分を第２ダイ半分体
    の対応腔所内に戻し押出しするために、第１壁の一部分
    でマニホルド上に押し出された部分を形成するように、
    第１ダイ半分体を第２ダイ半分体に接合させる工程と；
    押し出された部分を戻し押出しするように、各腔所を通
    してマニホルドの方向に向け、押し出された部分内にパ
    ンチを強制移動させ、それによって、パンチがパンチの
    方向と反対の方向に押し出された部分を流動させ、押し
    出された部分が、内腔を対応するパンチによって形成さ
    れ、且つ外面を対応する腔所によって形成された立上が
    り管を形成するところのパンチを強制移動させる工程
    と；第１と第２のダイ半分体を分離する工程と；第２ダ
    イ半分体からマニホルドを取り外す工程とからなること
    を特徴とする熱交換器マニホルドの孔部を形成する方
    法。
  10. 【請求項１０】 第１壁が第２壁よりも厚いところの請
    求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 第１ダイ半分体が、第２ダイ半分体に
    接合する工程とパンチを強制移動させる工程において、
    第１壁において局部集積された素材に流動を起こすよう
    にマニホルドの第２壁に適合しているところの請求項９
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】 パンチを強制移動させる工程により形
    成された、立上がり管の管腔とマニホルドの流路の間に
    第３壁に、内腔と通路との間に開口を形成するように第
    ３壁に穴明けする工程を含むところの請求項９記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 第２ダイ半分体が、接合する工程中ダ
    イ腔所内に収容される平坦面を有し、この平坦面が、マ
    ニホルドの平坦な外面の中央領域を第２ダイ半分体の腔
    所内に戻し押出し成形するように、接合する工程中にマ
    ニホルドの平坦外面と接合するところの請求項９記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】 第２ダイ半分体が、隣接した対の腔所
    間におけるマニホルドの平坦な外側表面の一部を第２ダ
    イ半分体の腔所内に戻し押出し成形するところの請求項
    ９記載の方法。
  15. 【請求項１５】 強制移動させる工程が、立上がり管に
    面取りを形成するところの請求項９記載の方法。
  16. 【請求項１６】 流路を内部に形成したマニホルドを用
    意するもので、その通路がマニホルドの第１領域に第１
    壁を、マニホルドの反対側の第２領域に第２壁を形成
    し、第１壁が第２壁よりも厚くなっている工程と；第１
    ダイ半分体のダイ腔所内にマニホルドを位置決めするも
    ので、ダイ腔所がマニホルドの第２壁に合さる工程と；
    第１壁の一部分を第２ダイ半分体の腔所内に戻し押出し
    成形するように第２ダイ半分体を第１ダイ半分体に嵌合
    させるもので、第１壁のその一部分がマニホルド上に高
    くなった部分を形成する工程と；高くなった部分を戻し
    押出しするように、腔所を通してマニホルドの方向に向
    け、高くなった部分にパンチを強制移動させ、それによ
    って、管腔が形成され、かつ第２ダイ半分体の腔所によ
    って外面が形成された立上がり管を形成するように、高
    くなった部分をパンチの方向と反対の方向に流動させ、
    更に高くなった部分の限界を画成する領域において第１
    壁の厚さを薄くしないように、パンチにより立上がり管
    に対して限定された面取りを形成する工程とからなるこ
    とを特徴とする熱交換器のマニホルドに戻し押出しされ
    た面取りされた孔部を形成する方法。
  17. 【請求項１７】 ダイ腔所が、接合する工程と強制移動
    させる工程とで第２壁ではなくて第１壁において局部集
    積された素材を流動させるように、マニホルドの第２壁
    に適合されているところの請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 強制移動させる工程が、マニホルドの
    流路と立上がり管の管腔との間に同時に開口を形成する
    ところの請求項１６記載の方法。
  19. 【請求項１９】 強制移動させる工程が、立上がり管に
    第１壁の壁厚より薄い壁厚を持たせるところの請求項１
    ６記載の方法。
  20. 【請求項２０】 強制移動させる工程が、第１壁の壁厚
    より大きくない距離だけ第１壁から立上がり管を突出さ
    せるところの請求項１６記載の方法。
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