专利名称：三向管及其制造方法和采用它的空调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及降低流过构成空调器的制冷循环管路的气体制冷剂或者液体制冷剂的流动阻力和在空调器的工作期间流动制冷剂所产生的噪音。特别是，本发明涉及例如用于将制冷剂流分支成两个支流或者将支流合并成一个主流的三向管，三向管的制造方法和采用三向管的空调器。
作为一个通常已知的空调器的制冷循环，一个构成制冷循环的连接一个管子和另外两个管子的三向管的安装结构的实例示于JP-A-5-164348的附
图1中。
这样的三向管用于含有制冷剂的制冷循环中，制冷剂以适当的量密封在其内，根据使用情况而将制冷剂分支以便循环。
已知惯用三向管如下制成。一种方法包括在一个直管的中途钻孔，利用铜焊将另外一个管子连接在孔处，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压力下填充例如加热的铅的塑性流体材料，并且使直管塑性变形，以便制成为一个三向管，如附图的图7-图17所示。在这些方法中，利用如图7-17所示的成形过程的后一方法一般来说是实际可行的，因为其加工步骤较少。
更具体来说，在图7-17中，标号11是一个直管，标号12是例如铅之类的具有高度塑性流动性能物质的塑性流体材料，标号13是挤压模具，标号14是三向管。
在一个单独的步骤中(未示出)，塑性流体材料12被填充在有适当尺寸并示于图7的直管11的内部空间11a中，如图8所示。然后，包括塑性流体材料12的的直管11被放置在挤压模具13中，模具13能够使直管部分11通过挤压而变形，如图9所示。挤压模具13具有分开的结构，并包括一个，如图10所示，与直管11的外径11b相匹配以便容纳它的直的部分13a，相对于直的部分13a成直角延伸的挤压部分13b和布置在直的部分13a的两侧用于从相反的方向挤压管子端面11c的挤压头13c。
在将直管11置于挤压模具13中之后，在塑性流体材料12填充在管子11中的情况下，如图11所示，挤压头13c前进，以便同时沿着相反的方向，如空箭头所示，通过端面11c压缩直管11。该压缩作用在挤压直管部分11的同时，迫使塑性流体材料12流入与挤压方向成直角的挤压部分13b中，如图11所示。结果，一个挤压部分14a通过塑性变形形成在直管11的部分上，从而制成一个三向管14。
带有需要尺寸的挤压部分14a的三向管14被转入包括加热的不同步骤(未示出)，此时，在三向管中的例如铅之类的塑性流体材料被清除。在此之后，如图12所示，挤压部分14a的一个端部被切割而敞开。然后三向管14可有选择地予以弯曲，例如按照前视图13A和侧视图13B所示。这使三向管作为使制冷剂流分支的制冷剂循环管路的一个主要部分而可以与其它管路连接。
然而形成三向管的上述惯用方法有下列问题。在利用中头13c挤压管子端面11c的一系列压缩和挤压过程中，如图11和12所示，在直管11的与挤压部分14a对置的一侧的部位产生一个弯曲部分14b。另外，当塑性流体材料12被迫流入挤压部分14a时，如箭头所示，由于在塑性流体材料12和管子的内表面之间引起的摩擦力的作用而在三向管的直的部分产生一个突体14c。当三向管14被用作空调器的制冷循环管路的一部分时，如图14所示，突体14c可能使按照需要应当是层流的气体的或者液体的制冷剂流改变为紊流，如箭头所示。这会导致由于制冷剂流动阻力的增加而性能恶化的问题和由于制冷剂流过三向管的很大的声音而引起噪音的问题。
突体14c的尺寸与在塑性流体材料12和管子的内表面之间的摩擦力的量关系很大。例如，采用铅作为塑性流体材料12时，摩擦力的大小根据铅的加热程度而变。换句话说，将有这种趋势，即如果铅被充分加热，则突体14c的端部不尖，而如果铅不被加热，则突体14a的端部将很大程度地变尖。
为了克服上述问题，JP-A-1-255792公开了一种方法，其意欲通过在挤压模具13的内表面上在与相对于挤压方向成直角延伸的挤压部分14a对置的部位形成一个凹槽和将在成形过程中引起的管子的直部分的皱折吸收在该凹槽部分中(见图15)而防止管子内表面向内凸起。
采用上述的方法，由于在轴线方向施加在管子上的作用力而引起的管子的直部分的皱折可以在某种程度上由凹槽吸收，但是该凹槽不能充分吸收由于管子的压缩必然在与挤压部分对置的部位出现的管子壁厚的增加。
这样的管子壁厚的增加不能由凹槽吸收会使管子的内表面向挤压部分隆起，这会大大减小管子的内径并增加制冷剂在那里的流动阻力。另外，因为管子壁厚的增加不能被充分吸收和管子的内径被减小，所以在诸如铅之类的塑性流体材料和管子内表面之间的摩擦力便增加了。已经证实，虽然由于摩擦而产生的突体由于凹槽的存在而在某种程度上减小了，但是仍然以一定量存在的突体使得不能充分地消除在使用时制冷剂流过管子时的声音。
因此，要求克服在空调器中存在的上述问题。为此，迄今为止，三向管14都要在弯曲之前进行机械切割加工，如图16和17所示，以便清除突体14c，从而得到一个光滑的内表面。
利用钻头15或者扩孔钻(未示出)进行机械切割加工，如图16所示。然而，该惯用的方法要求在图16所示的机械切割加工过程中产生的毛刺通过如图17所示的从相反的一侧再次实施机械切割加工而予以清除，并且还要从相反的方向重复机械切割加工几次，以便完全清除毛刺，并且还要求通过目视监测来检查是否仍然存在毛刺或者碎屑。另外，还要求确认管壁是否由于钻头的弯曲变形而变薄。这样的相当麻烦的运作导致制造成本增加，可靠性降低。
因此，上述的借助钻头或者扩孔钻来清除管子内的突体的惯用方法有使制造成本增加，恶化性能和降低可靠性的问题，因为其产生毛刺或者碎屑，并且管壁由于钻头弯曲变形而产生的过多切削而可能变薄。换句话说，清除在挤压过程中产生的突体的惯用方法在克服上述问题方面不能令人满意。
因此，本发明的一个目的是克服本领域技术中的上述问题并提供一种在费用，性能和可靠性方面改善并且可以有效制造的三向管。
为达到上述目的，根据本发明，按照已知的惯用方法进行的机械切割方法由不需要诸如清除毛刺和清除碎屑的附加作业的成形方法所代替。
更具体来说，三向管的加工这样来完成，将冲压头插入通过在挤压过程中形成的三向管的挤压部分的开孔，借助中头挤压在挤压过程中产生的突体，以便清除该突体。因此不再需要清除突体和毛刺的切割加工，并且可以以低成本提供具有稳定性能和高度可靠性的三向管。
图1是一个竖向剖视图，示出在本发明的成形加工之前三向管构形的一个实例；图2是一个透视图，示出用于挤压在三向管上产生的突体的模具结构的一个实例；图3是沿着图2的II-II线所取的剖视图；图4是沿着图2的第一单向转动部分向所见视图；图5是一个剖视图，示出挤压在管子的内表面上的突体以便消除它的方法的一个实例；图6是一个剖视图，用于解释冷却剂流流过本实施例的三向管的情况；图7是一个透视图，示出在成为三向管的挤压过程之前一个直管的实例；
图8是一个剖视图，示出在挤压成为三向管之前直管充以塑性流体材料的状态；图9是一个包括一个竖向截面的透视图，示出制造三向管的惯用方法的一个实例；图10是沿着图9的X-X线所取的剖视图；图11是一个剖视图，示出三向管成形方法的一个实例；图12是一个侧视剖视图，示出切割三向管的挤压部分的端部的一个步骤；图13示出所制造的三向管的三个分支端部的状态，其中图13A是前视图，而图13B是侧视图；图14是一个剖视图，用于解释在挤压过程之后冷却剂流流过三向管的情况的一个实例；图15是一个剖视图，示出在惯用挤压模具内设置一个凹槽的结构的一个实例；图16是一个剖视图，示出利用机械切割方法消除三向管上产生的突体的已知惯用方法的一个步骤；图17是一个剖视图，示出利用机械切割方法消除三向管上产生的突体的已知惯用方法随后的一个步骤。
本发明的一个实施例示于图1-6中。
在之下附图中，标号1是一个三向管，标号2是一个成形模具，标号3是一个挤压头。
示于图1中的三向管1具有一个挤压部分1a，该部分1a是由与已知惯用挤压方法相同的方法形成的。具体来说，挤压部分1a是当塑性流体材料填充直管内部时(见图11，其中详细示出了挤压过程)挤压直管的两个端面而形成的。因此突体1b存在在三向管的与挤压部分1a对置的一侧的内表面上。
图2-5示出了本发明的消除突体1b的方法。
图1示出的三向管1被放置在其形状与管子的外表面的构形一致，设置在分开结构的成形模具中并适合改造突体的一个沟槽部分中，如图2所示。挤压头3然后插入三向管1中，如图2，3所示。这里，挤压头3的顶部3a具有与三向管的内表面一致的圆形，如图4所示(图4是沿着图3的箭头B的方向所见的视图)。另外，如图3所示，一个凹槽部分2a形成在成形模具2的面向挤压头3的顶部3a位置上的沟槽中。
在图2-4所示的实施例中，所示的成形模具2是一个水平方向分开的模具组件。成形模具也可以利用竖向分开的模具组件来加以改变。
图5示出了在三向管1的内表面上的突体1b在各个部件处于如图2-4所示的各个位置的综合情况下通过在挤压头3上施加压力，如空箭头所示，而被挤压的状态。该挤压工作能够使在三向管1的内表面上的突体1b被推入成形模具2的凹槽部分2a中，使得三向管1的内表面变平，即有光滑的圆形形状。
根据该实施例，在三向管的内表面上的突体仅仅由简单的挤压过程即可以消除，而代替了惯用的切割方法。因此，制造时间大大减少，既不产生碎屑，也不产生毛刺，目视检查是否在管子内仍然存在任何外界杂质的步骤可以予以消除。当本实施例的三向管在按照需要利用与现有技术一样的技术弯曲以后被利用来作为空调器中的制冷循环管路的一部分时，气体制冷剂或者液体制冷剂容许以层流的方式静静地流过管子，如图6中的箭头所示。这可以防止可能恶化性能的流动阻力的增加，并抑制由于制冷剂的紊流而产生的令人讨厌的声音的产生。
因此，采用本发明的三向管可以为使用者提供满足生产成本低，性能高，可靠性高的空调器。
因此，根据本发明，因为在三向管的内表面上的突体通过成形(挤压)过程而不用惯用切割方法来消除，所以诸如消除毛刺和清除碎屑之类的附加作业就不再需要了。具体来说，因为三向管是通过将挤压头穿过借助利用加热的塑性流体材料的挤压过程而形成的三向管的挤压部分的一个孔并利用冲头挤压在挤压过程中产生的突体以便消除突体而完成的，所以，不再需要清除突体的切割过程和清除毛刺的过程，并且具有稳定性能和高可靠性的三向管可以以低成本提供。另外，当三向管被用来作为空调器的制冷循环的管路的一部分时，气体制冷剂或者流体制冷剂容许以层流的方式静静地流过管予。这可以防止可能恶化性能的流动阻力的增加并可以抑制由于制冷剂流的紊流而产生的令人讨厌的声音的产生。因此可以将满足生产成本低，性能高和可靠性高的空调器提供给使用者。
权利要求
1.一种制造通过在一个直管中充以塑性流体材料而形成的三向管的方法，将所述管子置于能够挤压所述管子的一部分的成形模具中，同时挤压所述管子的两端和填充在所述管子中的所述塑性流体材料，使所述管子的一部分沿着与所述管子的轴线成直角的方向变形成一个挤压部分，从所述管子上清除所述塑性流体材料，切割所述挤压部分的一个端部使其敞开，所述方法包括下列步骤通过利用其顶部成形为与所述管子的内表面的构形一致的半圆形截面的冲头和带有与所述管子的外表面的构形一致的沟槽部分和在所述沟槽部分的面向所述冲头的顶部的部分处的凹槽的模具来挤压由于所述管子的塑性变形和在所述管子和所述塑性流体材料之间的摩擦力而在成形管子的与所述挤压部分对置的位置上的内表面上产生的突体，和将所述管子的与所述挤压部分对置的内表面部分形成线性的形式即光滑弯曲的形式，同时所述管子的与所述管子的内表面的所述部分相对应部分的外表面向外凸起。
2.一种三向管，它通过下列步骤形成，在一个直管中充以塑性流体材料，将所述管子置于能够挤压所述管子的一部分的成形模具中，基本上同时挤压所述管子的两端和填充在所述管子中的所述塑性流体材料，使所述管子的一部分沿着与所述管子的轴线成直角的方向变形成一个挤压部分，从所述管子中清除所述塑性流体材料，切割所述挤压部分的一个端部使其敞开，其中由于所述管子的塑性变形和在所述管子和所述塑性流体材料之间的摩擦力而在成形管子的与所述挤压部分对置的位置上的内表面上产生的突体被挤压而使所述管子的与所述挤压部分对置的内表面形成基本上是平的，而所述管子的与所述管子的内表面的所述部分相对应部分的外表面向外凸起。
3.如权利要求2所述的三向管，其特征在于，所述突体利用中头和模具来挤压，所述冲头有成形为与所述管子的内表面的构形一致的半圆形截面的顶部，所述模具有与所述管子的外表面的构形一致的沟槽部分和有在所述沟槽部分的面向所述冲头的顶部的部分处的凹槽。
4.一种空调器，其中，利用三向管来连接构成制冷循环的主要部件的蒸发器或者冷凝器的管子，其中所述三向管通过下列步骤形成在一个直管中充以塑性流体材料，将所述管子置于能够挤压所述管子的一部分的成形模具中，基本上同时地挤压所述管子的两端和被填充在所述管子中的所述塑性流体材料，使所述管子的一部分沿着与所述管子的轴线成直角的方向变形成一个挤压部分，从所述管子中清除所述塑性流体材料，切割所述挤压部分的一个端部使其敞开，和由于所述管子的塑性变形和在所述管子和所述塑性流体材料之间的摩擦力而在成形管子的与所述挤压部分对置的位置上的内表面上产生的突体被挤压而使所述管子的与所述挤压部分对置的内表面上形成为线性形式或者光滑弯曲形式的部分，而所述管子的与所述管子的内表面的所述部分相对应部分的外表面向外凸起。
5.如权利要求4所述的空调器，其特征在于，在所述三向管中的所述突体利用冲头和模具来挤压，所述中头有成形为与所述管子的内表面的构形一致的半圆形截面的顶部，所述模具有与所述管子的外表面的构形一致的沟槽部分和有在所述沟槽部分的面向所述冲头的顶部的部分处的凹槽。
全文摘要
一种三向管，它用作空调器中的热交换器的一个部件并且具有将制冷剂流分支成两个部分或者将制冷剂流结合成一个部分的功能。为了防止空调器性能的恶化和防止由于在制冷剂流过三向管时受到限制的流动通道而引起的制冷剂流的紊流而产生的令人讨厌的声音的产生，将在管子的成型过程中在管子的内表面上由于弯曲等而产生的突体以有效的方式清除。为此，突体利用在与管子中的突体对置位置形成有凹槽的模具和有适当圆形顶部的冲头来冲压。
文档编号F25B41/00GK1167890SQ9711076
公开日1997年12月17日 申请日期1997年4月18日 优先权日1996年4月18日
发明者阿部信雄, 古川勇雄 申请人:株式会社日立制作所