專利名稱：三向管及其制造方法和采用它的空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降低流過(guò)構(gòu)成空調(diào)器的制冷循環(huán)管路的氣體制冷劑或者液體制冷劑的流動(dòng)阻力和在空調(diào)器的工作期間流動(dòng)制冷劑所產(chǎn)生的噪音。特別是，本發(fā)明涉及例如用于將制冷劑流分支成兩個(gè)支流或者將支流合并成一個(gè)主流的三向管，三向管的制造方法和采用三向管的空調(diào)器。
作為一個(gè)通常已知的空調(diào)器的制冷循環(huán)，一個(gè)構(gòu)成制冷循環(huán)的連接一個(gè)管子和另外兩個(gè)管子的三向管的安裝結(jié)構(gòu)的實(shí)例示于JP-A-5-164348的附

圖1中。
這樣的三向管用于含有制冷劑的制冷循環(huán)中，制冷劑以適當(dāng)?shù)牧棵芊庠谄鋬?nèi)，根據(jù)使用情況而將制冷劑分支以便循環(huán)。
已知慣用三向管如下制成。一種方法包括在一個(gè)直管的中途鉆孔，利用銅焊將另外一個(gè)管子連接在孔處，如在JP-A-4-145291和JP-A-4-145292中所述。另外的方法包括在直管中在壓力下填充例如加熱的鉛的塑性流體材料，并且使直管塑性變形，以便制成為一個(gè)三向管，如附圖的圖7-圖17所示。在這些方法中，利用如圖7-17所示的成形過(guò)程的后一方法一般來(lái)說(shuō)是實(shí)際可行的，因?yàn)槠浼庸げ襟E較少。
更具體來(lái)說(shuō)，在圖7-17中，標(biāo)號(hào)11是一個(gè)直管，標(biāo)號(hào)12是例如鉛之類的具有高度塑性流動(dòng)性能物質(zhì)的塑性流體材料，標(biāo)號(hào)13是擠壓模具，標(biāo)號(hào)14是三向管。
在一個(gè)單獨(dú)的步驟中(未示出)，塑性流體材料12被填充在有適當(dāng)尺寸并示于圖7的直管11的內(nèi)部空間11a中，如圖8所示。然后，包括塑性流體材料12的的直管11被放置在擠壓模具13中，模具13能夠使直管部分11通過(guò)擠壓而變形，如圖9所示。擠壓模具13具有分開的結(jié)構(gòu)，并包括一個(gè)，如圖10所示，與直管11的外徑11b相匹配以便容納它的直的部分13a，相對(duì)于直的部分13a成直角延伸的擠壓部分13b和布置在直的部分13a的兩側(cè)用于從相反的方向擠壓管子端面11c的擠壓頭13c。
在將直管11置于擠壓模具13中之后，在塑性流體材料12填充在管子11中的情況下，如圖11所示，擠壓頭13c前進(jìn)，以便同時(shí)沿著相反的方向，如空箭頭所示，通過(guò)端面11c壓縮直管11。該壓縮作用在擠壓直管部分11的同時(shí)，迫使塑性流體材料12流入與擠壓方向成直角的擠壓部分13b中，如圖11所示。結(jié)果，一個(gè)擠壓部分14a通過(guò)塑性變形形成在直管11的部分上，從而制成一個(gè)三向管14。
帶有需要尺寸的擠壓部分14a的三向管14被轉(zhuǎn)入包括加熱的不同步驟(未示出)，此時(shí)，在三向管中的例如鉛之類的塑性流體材料被清除。在此之后，如圖12所示，擠壓部分14a的一個(gè)端部被切割而敞開。然后三向管14可有選擇地予以彎曲，例如按照前視圖13A和側(cè)視圖13B所示。這使三向管作為使制冷劑流分支的制冷劑循環(huán)管路的一個(gè)主要部分而可以與其它管路連接。
然而形成三向管的上述慣用方法有下列問(wèn)題。在利用中頭13c擠壓管子端面11c的一系列壓縮和擠壓過(guò)程中，如圖11和12所示，在直管11的與擠壓部分14a對(duì)置的一側(cè)的部位產(chǎn)生一個(gè)彎曲部分14b。另外，當(dāng)塑性流體材料12被迫流入擠壓部分14a時(shí)，如箭頭所示，由于在塑性流體材料12和管子的內(nèi)表面之間引起的摩擦力的作用而在三向管的直的部分產(chǎn)生一個(gè)突體14c。當(dāng)三向管14被用作空調(diào)器的制冷循環(huán)管路的一部分時(shí)，如圖14所示，突體14c可能使按照需要應(yīng)當(dāng)是層流的氣體的或者液體的制冷劑流改變?yōu)槲闪?，如箭頭所示。這會(huì)導(dǎo)致由于制冷劑流動(dòng)阻力的增加而性能惡化的問(wèn)題和由于制冷劑流過(guò)三向管的很大的聲音而引起噪音的問(wèn)題。
突體14c的尺寸與在塑性流體材料12和管子的內(nèi)表面之間的摩擦力的量關(guān)系很大。例如，采用鉛作為塑性流體材料12時(shí)，摩擦力的大小根據(jù)鉛的加熱程度而變。換句話說(shuō)，將有這種趨勢(shì)，即如果鉛被充分加熱，則突體14c的端部不尖，而如果鉛不被加熱，則突體14a的端部將很大程度地變尖。
為了克服上述問(wèn)題，JP-A-1-255792公開了一種方法，其意欲通過(guò)在擠壓模具13的內(nèi)表面上在與相對(duì)于擠壓方向成直角延伸的擠壓部分14a對(duì)置的部位形成一個(gè)凹槽和將在成形過(guò)程中引起的管子的直部分的皺折吸收在該凹槽部分中(見圖15)而防止管子內(nèi)表面向內(nèi)凸起。
采用上述的方法，由于在軸線方向施加在管子上的作用力而引起的管子的直部分的皺折可以在某種程度上由凹槽吸收，但是該凹槽不能充分吸收由于管子的壓縮必然在與擠壓部分對(duì)置的部位出現(xiàn)的管子壁厚的增加。
這樣的管子壁厚的增加不能由凹槽吸收會(huì)使管子的內(nèi)表面向擠壓部分隆起，這會(huì)大大減小管子的內(nèi)徑并增加制冷劑在那里的流動(dòng)阻力。另外，因?yàn)楣茏颖诤竦脑黾硬荒鼙怀浞治蘸凸茏拥膬?nèi)徑被減小，所以在諸如鉛之類的塑性流體材料和管子內(nèi)表面之間的摩擦力便增加了。已經(jīng)證實(shí)，雖然由于摩擦而產(chǎn)生的突體由于凹槽的存在而在某種程度上減小了，但是仍然以一定量存在的突體使得不能充分地消除在使用時(shí)制冷劑流過(guò)管子時(shí)的聲音。
因此，要求克服在空調(diào)器中存在的上述問(wèn)題。為此，迄今為止，三向管14都要在彎曲之前進(jìn)行機(jī)械切割加工，如圖16和17所示，以便清除突體14c，從而得到一個(gè)光滑的內(nèi)表面。
利用鉆頭15或者擴(kuò)孔鉆(未示出)進(jìn)行機(jī)械切割加工，如圖16所示。然而，該慣用的方法要求在圖16所示的機(jī)械切割加工過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺通過(guò)如圖17所示的從相反的一側(cè)再次實(shí)施機(jī)械切割加工而予以清除，并且還要從相反的方向重復(fù)機(jī)械切割加工幾次，以便完全清除毛刺，并且還要求通過(guò)目視監(jiān)測(cè)來(lái)檢查是否仍然存在毛刺或者碎屑。另外，還要求確認(rèn)管壁是否由于鉆頭的彎曲變形而變薄。這樣的相當(dāng)麻煩的運(yùn)作導(dǎo)致制造成本增加，可靠性降低。
因此，上述的借助鉆頭或者擴(kuò)孔鉆來(lái)清除管子內(nèi)的突體的慣用方法有使制造成本增加，惡化性能和降低可靠性的問(wèn)題，因?yàn)槠洚a(chǎn)生毛刺或者碎屑，并且管壁由于鉆頭彎曲變形而產(chǎn)生的過(guò)多切削而可能變薄。換句話說(shuō)，清除在擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的突體的慣用方法在克服上述問(wèn)題方面不能令人滿意。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是克服本領(lǐng)域技術(shù)中的上述問(wèn)題并提供一種在費(fèi)用，性能和可靠性方面改善并且可以有效制造的三向管。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，按照已知的慣用方法進(jìn)行的機(jī)械切割方法由不需要諸如清除毛刺和清除碎屑的附加作業(yè)的成形方法所代替。
更具體來(lái)說(shuō)，三向管的加工這樣來(lái)完成，將沖壓頭插入通過(guò)在擠壓過(guò)程中形成的三向管的擠壓部分的開孔，借助中頭擠壓在擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的突體，以便清除該突體。因此不再需要清除突體和毛刺的切割加工，并且可以以低成本提供具有穩(wěn)定性能和高度可靠性的三向管。
圖1是一個(gè)豎向剖視圖，示出在本發(fā)明的成形加工之前三向管構(gòu)形的一個(gè)實(shí)例；圖2是一個(gè)透視圖，示出用于擠壓在三向管上產(chǎn)生的突體的模具結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例；圖3是沿著圖2的II-II線所取的剖視圖；圖4是沿著圖2的第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)部分向所見視圖；圖5是一個(gè)剖視圖，示出擠壓在管子的內(nèi)表面上的突體以便消除它的方法的一個(gè)實(shí)例；圖6是一個(gè)剖視圖，用于解釋冷卻劑流流過(guò)本實(shí)施例的三向管的情況；圖7是一個(gè)透視圖，示出在成為三向管的擠壓過(guò)程之前一個(gè)直管的實(shí)例；
圖8是一個(gè)剖視圖，示出在擠壓成為三向管之前直管充以塑性流體材料的狀態(tài)；圖9是一個(gè)包括一個(gè)豎向截面的透視圖，示出制造三向管的慣用方法的一個(gè)實(shí)例；圖10是沿著圖9的X-X線所取的剖視圖；圖11是一個(gè)剖視圖，示出三向管成形方法的一個(gè)實(shí)例；圖12是一個(gè)側(cè)視剖視圖，示出切割三向管的擠壓部分的端部的一個(gè)步驟；圖13示出所制造的三向管的三個(gè)分支端部的狀態(tài)，其中圖13A是前視圖，而圖13B是側(cè)視圖；圖14是一個(gè)剖視圖，用于解釋在擠壓過(guò)程之后冷卻劑流流過(guò)三向管的情況的一個(gè)實(shí)例；圖15是一個(gè)剖視圖，示出在慣用擠壓模具內(nèi)設(shè)置一個(gè)凹槽的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例；圖16是一個(gè)剖視圖，示出利用機(jī)械切割方法消除三向管上產(chǎn)生的突體的已知慣用方法的一個(gè)步驟；圖17是一個(gè)剖視圖，示出利用機(jī)械切割方法消除三向管上產(chǎn)生的突體的已知慣用方法隨后的一個(gè)步驟。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示于圖1-6中。
在之下附圖中，標(biāo)號(hào)1是一個(gè)三向管，標(biāo)號(hào)2是一個(gè)成形模具，標(biāo)號(hào)3是一個(gè)擠壓頭。
示于圖1中的三向管1具有一個(gè)擠壓部分1a，該部分1a是由與已知慣用擠壓方法相同的方法形成的。具體來(lái)說(shuō)，擠壓部分1a是當(dāng)塑性流體材料填充直管內(nèi)部時(shí)(見圖11，其中詳細(xì)示出了擠壓過(guò)程)擠壓直管的兩個(gè)端面而形成的。因此突體1b存在在三向管的與擠壓部分1a對(duì)置的一側(cè)的內(nèi)表面上。
圖2-5示出了本發(fā)明的消除突體1b的方法。
圖1示出的三向管1被放置在其形狀與管子的外表面的構(gòu)形一致，設(shè)置在分開結(jié)構(gòu)的成形模具中并適合改造突體的一個(gè)溝槽部分中，如圖2所示。擠壓頭3然后插入三向管1中，如圖2，3所示。這里，擠壓頭3的頂部3a具有與三向管的內(nèi)表面一致的圓形，如圖4所示(圖4是沿著圖3的箭頭B的方向所見的視圖)。另外，如圖3所示，一個(gè)凹槽部分2a形成在成形模具2的面向擠壓頭3的頂部3a位置上的溝槽中。
在圖2-4所示的實(shí)施例中，所示的成形模具2是一個(gè)水平方向分開的模具組件。成形模具也可以利用豎向分開的模具組件來(lái)加以改變。
圖5示出了在三向管1的內(nèi)表面上的突體1b在各個(gè)部件處于如圖2-4所示的各個(gè)位置的綜合情況下通過(guò)在擠壓頭3上施加壓力，如空箭頭所示，而被擠壓的狀態(tài)。該擠壓工作能夠使在三向管1的內(nèi)表面上的突體1b被推入成形模具2的凹槽部分2a中，使得三向管1的內(nèi)表面變平，即有光滑的圓形形狀。
根據(jù)該實(shí)施例，在三向管的內(nèi)表面上的突體僅僅由簡(jiǎn)單的擠壓過(guò)程即可以消除，而代替了慣用的切割方法。因此，制造時(shí)間大大減少，既不產(chǎn)生碎屑，也不產(chǎn)生毛刺，目視檢查是否在管子內(nèi)仍然存在任何外界雜質(zhì)的步驟可以予以消除。當(dāng)本實(shí)施例的三向管在按照需要利用與現(xiàn)有技術(shù)一樣的技術(shù)彎曲以后被利用來(lái)作為空調(diào)器中的制冷循環(huán)管路的一部分時(shí)，氣體制冷劑或者液體制冷劑容許以層流的方式靜靜地流過(guò)管子，如圖6中的箭頭所示。這可以防止可能惡化性能的流動(dòng)阻力的增加，并抑制由于制冷劑的紊流而產(chǎn)生的令人討厭的聲音的產(chǎn)生。
因此，采用本發(fā)明的三向管可以為使用者提供滿足生產(chǎn)成本低，性能高，可靠性高的空調(diào)器。
因此，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樵谌蚬艿膬?nèi)表面上的突體通過(guò)成形(擠壓)過(guò)程而不用慣用切割方法來(lái)消除，所以諸如消除毛刺和清除碎屑之類的附加作業(yè)就不再需要了。具體來(lái)說(shuō)，因?yàn)槿蚬苁峭ㄟ^(guò)將擠壓頭穿過(guò)借助利用加熱的塑性流體材料的擠壓過(guò)程而形成的三向管的擠壓部分的一個(gè)孔并利用沖頭擠壓在擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的突體以便消除突體而完成的，所以，不再需要清除突體的切割過(guò)程和清除毛刺的過(guò)程，并且具有穩(wěn)定性能和高可靠性的三向管可以以低成本提供。另外，當(dāng)三向管被用來(lái)作為空調(diào)器的制冷循環(huán)的管路的一部分時(shí)，氣體制冷劑或者流體制冷劑容許以層流的方式靜靜地流過(guò)管予。這可以防止可能惡化性能的流動(dòng)阻力的增加并可以抑制由于制冷劑流的紊流而產(chǎn)生的令人討厭的聲音的產(chǎn)生。因此可以將滿足生產(chǎn)成本低，性能高和可靠性高的空調(diào)器提供給使用者。
權(quán)利要求
1.一種制造通過(guò)在一個(gè)直管中充以塑性流體材料而形成的三向管的方法，將所述管子置于能夠擠壓所述管子的一部分的成形模具中，同時(shí)擠壓所述管子的兩端和填充在所述管子中的所述塑性流體材料，使所述管子的一部分沿著與所述管子的軸線成直角的方向變形成一個(gè)擠壓部分，從所述管子上清除所述塑性流體材料，切割所述擠壓部分的一個(gè)端部使其敞開，所述方法包括下列步驟通過(guò)利用其頂部成形為與所述管子的內(nèi)表面的構(gòu)形一致的半圓形截面的沖頭和帶有與所述管子的外表面的構(gòu)形一致的溝槽部分和在所述溝槽部分的面向所述沖頭的頂部的部分處的凹槽的模具來(lái)擠壓由于所述管子的塑性變形和在所述管子和所述塑性流體材料之間的摩擦力而在成形管子的與所述擠壓部分對(duì)置的位置上的內(nèi)表面上產(chǎn)生的突體，和將所述管子的與所述擠壓部分對(duì)置的內(nèi)表面部分形成線性的形式即光滑彎曲的形式，同時(shí)所述管子的與所述管子的內(nèi)表面的所述部分相對(duì)應(yīng)部分的外表面向外凸起。
2.一種三向管，它通過(guò)下列步驟形成，在一個(gè)直管中充以塑性流體材料，將所述管子置于能夠擠壓所述管子的一部分的成形模具中，基本上同時(shí)擠壓所述管子的兩端和填充在所述管子中的所述塑性流體材料，使所述管子的一部分沿著與所述管子的軸線成直角的方向變形成一個(gè)擠壓部分，從所述管子中清除所述塑性流體材料，切割所述擠壓部分的一個(gè)端部使其敞開，其中由于所述管子的塑性變形和在所述管子和所述塑性流體材料之間的摩擦力而在成形管子的與所述擠壓部分對(duì)置的位置上的內(nèi)表面上產(chǎn)生的突體被擠壓而使所述管子的與所述擠壓部分對(duì)置的內(nèi)表面形成基本上是平的，而所述管子的與所述管子的內(nèi)表面的所述部分相對(duì)應(yīng)部分的外表面向外凸起。
3.如權(quán)利要求2所述的三向管，其特征在于，所述突體利用中頭和模具來(lái)擠壓，所述沖頭有成形為與所述管子的內(nèi)表面的構(gòu)形一致的半圓形截面的頂部，所述模具有與所述管子的外表面的構(gòu)形一致的溝槽部分和有在所述溝槽部分的面向所述沖頭的頂部的部分處的凹槽。
4.一種空調(diào)器，其中，利用三向管來(lái)連接構(gòu)成制冷循環(huán)的主要部件的蒸發(fā)器或者冷凝器的管子，其中所述三向管通過(guò)下列步驟形成在一個(gè)直管中充以塑性流體材料，將所述管子置于能夠擠壓所述管子的一部分的成形模具中，基本上同時(shí)地?cái)D壓所述管子的兩端和被填充在所述管子中的所述塑性流體材料，使所述管子的一部分沿著與所述管子的軸線成直角的方向變形成一個(gè)擠壓部分，從所述管子中清除所述塑性流體材料，切割所述擠壓部分的一個(gè)端部使其敞開，和由于所述管子的塑性變形和在所述管子和所述塑性流體材料之間的摩擦力而在成形管子的與所述擠壓部分對(duì)置的位置上的內(nèi)表面上產(chǎn)生的突體被擠壓而使所述管子的與所述擠壓部分對(duì)置的內(nèi)表面上形成為線性形式或者光滑彎曲形式的部分，而所述管子的與所述管子的內(nèi)表面的所述部分相對(duì)應(yīng)部分的外表面向外凸起。
5.如權(quán)利要求4所述的空調(diào)器，其特征在于，在所述三向管中的所述突體利用沖頭和模具來(lái)擠壓，所述中頭有成形為與所述管子的內(nèi)表面的構(gòu)形一致的半圓形截面的頂部，所述模具有與所述管子的外表面的構(gòu)形一致的溝槽部分和有在所述溝槽部分的面向所述沖頭的頂部的部分處的凹槽。
全文摘要
一種三向管，它用作空調(diào)器中的熱交換器的一個(gè)部件并且具有將制冷劑流分支成兩個(gè)部分或者將制冷劑流結(jié)合成一個(gè)部分的功能。為了防止空調(diào)器性能的惡化和防止由于在制冷劑流過(guò)三向管時(shí)受到限制的流動(dòng)通道而引起的制冷劑流的紊流而產(chǎn)生的令人討厭的聲音的產(chǎn)生，將在管子的成型過(guò)程中在管子的內(nèi)表面上由于彎曲等而產(chǎn)生的突體以有效的方式清除。為此，突體利用在與管子中的突體對(duì)置位置形成有凹槽的模具和有適當(dāng)圓形頂部的沖頭來(lái)沖壓。
文檔編號(hào)F25B41/00GK1167890SQ9711076
公開日1997年12月17日 申請(qǐng)日期1997年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月18日
發(fā)明者阿部信雄, 古川勇雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所