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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025018905
(43)【公開日】2025-02-06
(54)【発明の名称】拡管治具及び拡管方法
(51)【国際特許分類】
B21D 53/08 20060101AFI20250130BHJP
B21D 39/20 20060101ALI20250130BHJP
【ＦＩ】
B21D53/08 J
B21D39/20 B
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024045194
(22)【出願日】2024-03-21
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-09-17
(31)【優先権主張番号】P 2023122683
(32)【優先日】2023-07-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】523286314
【氏名又は名称】株式会社ＢＡＢＡエンジニアリング
(74)【代理人】
【識別番号】110002251
【氏名又は名称】弁理士法人眞久特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】馬場 芳広
(57)【要約】
【課題】位置調整された熱交換チューブの先端部を確実に把持して拡管でき、拡管終了の拡管ビレットの抜き出しが簡単な拡管治具を提供する。
【解決手段】拡管治具１０は、拡管ビレット１８ａ付きマンドレル１８ｂに外挿した筒状体２０ａの先端部の複数の把持片２０ｂが弓状に反り、把持片２０ｂ間のスリット２１が長穴２０ｅと幅狭の開口部２０ｆから先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部２０ｇであるチャックスリーブ２０と、チャックスリーブ２０のスリット２１全体を縮幅して把持片２０ｂの各々を筒状に拘束し又は解除方向に摺動するスライドスリーブ２２とを有し、先端部１４ａが挿入された把持片２０ｂがスライドスリーブ２２により筒状に拘束されることにより、位置調整された熱交換チューブ１４に拡管ビレット１８ａが挿入されて拡管されたとき把持片２０ｂの各内壁面の凸条２０ｈの先端部のみが拡管部分の内径を縮径せずに外周面に食い込み把持する。
【選択図】図１
【解決手段】拡管治具１０は、拡管ビレット１８ａ付きマンドレル１８ｂに外挿した筒状体２０ａの先端部の複数の把持片２０ｂが弓状に反り、把持片２０ｂ間のスリット２１が長穴２０ｅと幅狭の開口部２０ｆから先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部２０ｇであるチャックスリーブ２０と、チャックスリーブ２０のスリット２１全体を縮幅して把持片２０ｂの各々を筒状に拘束し又は解除方向に摺動するスライドスリーブ２２とを有し、先端部１４ａが挿入された把持片２０ｂがスライドスリーブ２２により筒状に拘束されることにより、位置調整された熱交換チューブ１４に拡管ビレット１８ａが挿入されて拡管されたとき把持片２０ｂの各内壁面の凸条２０ｈの先端部のみが拡管部分の内径を縮径せずに外周面に食い込み把持する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数枚の放熱フィンが積層されたフィン層を貫通して、前記フィン層から先端部及び後端部が突出する熱交換チューブを、その長手方向の収縮を防止できるように前記先端部及び前記後端部を把持して拡管し、前記放熱フィンの各々と一体化する拡管治具であって、
前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部から挿入されて、前記熱交換チューブを拡管する拡管ビレットが先端に接続され、後端が前記拡管ビレットを前記熱交換チューブに挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段に接続されているマンドレルと、
前記マンドレルに摺動自在に外挿された筒状体であって、前記熱交換チューブの先端部が挿入される前記筒状体の先端部が分割されて形成された複数の把持片は、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っており、前記把持片間のスリットが前記筒状体の後端側の周面に開口する内壁が曲面の穴部と前記穴部の横幅よりも幅狭の開口部から前記筒状体の先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部とから成り、且つ前記把持片の内壁面の各々から前記筒状体の内方に突出する凸部が形成されているチャックスリーブと、
前記チャックスリーブの外周面に沿って摺動自在に外挿され、前記チャックスリーブの前記把持片間の前記スリットの全体を縮幅して前記把持片の各々を筒状に拘束するように、前記把持片の各々を前記バネ力に抗して締め付ける方向に摺動し、又は前記拘束を解除する方向に摺動するスライドスリーブとを具備し、
前記凸部の前記把持片の内壁面からの突出長が、前記熱交換チューブの前記先端部が挿入された前記チャックスリーブの前記把持片の各々が前記スライドスリーブにより筒状に拘束されて、前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整された前記熱交換チューブの前記先端部に前記拡管ビレットが挿入されて拡管された拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の各先端部が食い込み、前記熱交換チューブの前記拡管部分を把持する把持部が形成されたとき、前記把持片の前記凸部を除く各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成される突出長であることを特徴とする拡管治具。
前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部から挿入されて、前記熱交換チューブを拡管する拡管ビレットが先端に接続され、後端が前記拡管ビレットを前記熱交換チューブに挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段に接続されているマンドレルと、
前記マンドレルに摺動自在に外挿された筒状体であって、前記熱交換チューブの先端部が挿入される前記筒状体の先端部が分割されて形成された複数の把持片は、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っており、前記把持片間のスリットが前記筒状体の後端側の周面に開口する内壁が曲面の穴部と前記穴部の横幅よりも幅狭の開口部から前記筒状体の先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部とから成り、且つ前記把持片の内壁面の各々から前記筒状体の内方に突出する凸部が形成されているチャックスリーブと、
前記チャックスリーブの外周面に沿って摺動自在に外挿され、前記チャックスリーブの前記把持片間の前記スリットの全体を縮幅して前記把持片の各々を筒状に拘束するように、前記把持片の各々を前記バネ力に抗して締め付ける方向に摺動し、又は前記拘束を解除する方向に摺動するスライドスリーブとを具備し、
前記凸部の前記把持片の内壁面からの突出長が、前記熱交換チューブの前記先端部が挿入された前記チャックスリーブの前記把持片の各々が前記スライドスリーブにより筒状に拘束されて、前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整された前記熱交換チューブの前記先端部に前記拡管ビレットが挿入されて拡管された拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の各先端部が食い込み、前記熱交換チューブの前記拡管部分を把持する把持部が形成されたとき、前記把持片の前記凸部を除く各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成される突出長であることを特徴とする拡管治具。
【請求項2】
前記チャックスリーブの前記スリットを構成する前記穴部が長穴部であって、前記長穴部の先端部に形成された前記扇状スリット部の開口部が前記長穴部の横幅よりも幅狭であり、前記把持部の拘束が解除されているとき、前記長穴部の横幅が前記開口部方向に徐々に拡幅されていることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項3】
前記チャックスリーブの前記把持片の前記凸部が形成された部分が、その外面方向に前記筒状部の他部よりも肉厚の肉厚部に形成されており、前記肉厚部の後端に傾斜面が接続され、前記傾斜面及び前記肉厚部を含む全体が、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っていることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項4】
前記チャックスリーブの前記把持片の各内壁面に形成された凸部が凸条であり、前記スライドスリーブにより前記把持片の各々が筒状に拘束されたとき、前記凸条から成る環状凸条が形成されることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項5】
前記環状凸条が複数本形成されていることを特徴とする請求項４に記載の拡管治具。
【請求項6】
前記スライドスリーブには、その途中の表面に開口された内壁面が曲面の孔部と、前記孔部に形成された開口から先端方向に、前記孔部よりも幅狭の幅狭スリット部とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項7】
複数枚のフィンが積層されたフィン層を貫通し、先端部及び後端部が前記フィン層から突出する熱交換チューブを、その長手方向の収縮を防止できるように前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部を請求項１に記載の拡管治具を用いて把持して拡管し前記フィンの各々と一体化する熱交換チューブの拡管方法であって、
前記拡管治具を構成する前記チャックスリーブの先端部を形成する複数の前記把持片内に前記熱交換チューブの先端部を挿入し、
前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片のバネ力に抗して前記把持片の上面側にスライドし、前記スリットの全体を縮幅して筒状に拘束し、前記熱交換チューブを前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整した後、
前記拡管ビレットを前記熱交換チューブの先端部に挿入して拡管した拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の先端部を食い込ませ、前記把持片の前記凸部を除いた各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成された把持部を形成し、
引き続き、前記拡管ビレットを停止することなく前記先端部を前記把持部で把持した前記熱交換チューブの拡管を、前記熱交換チューブの後端部側方向に続行することを特徴とする熱交換チューブの拡管方法。
前記拡管治具を構成する前記チャックスリーブの先端部を形成する複数の前記把持片内に前記熱交換チューブの先端部を挿入し、
前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片のバネ力に抗して前記把持片の上面側にスライドし、前記スリットの全体を縮幅して筒状に拘束し、前記熱交換チューブを前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整した後、
前記拡管ビレットを前記熱交換チューブの先端部に挿入して拡管した拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の先端部を食い込ませ、前記把持片の前記凸部を除いた各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成された把持部を形成し、
引き続き、前記拡管ビレットを停止することなく前記先端部を前記把持部で把持した前記熱交換チューブの拡管を、前記熱交換チューブの後端部側方向に続行することを特徴とする熱交換チューブの拡管方法。
【請求項8】
前記熱交換チューブの拡管が完了した後、前記把持部で把持された状態の拡管した前記熱交換チューブから前記拡管ビレットを引き抜き、
次いで、前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片の上面側からスライドし、複数の前記把持片を筒状とする拘束状態を解除して、前記把持片の各々が有するバネ力により前記筒状体の外側方向に弓状に反らせることにより、前記凸部の先端部が前記拡管部分の外周面に食い込んで形成された前記把持部による把持を解除することを特徴とする請求項７に記載の熱交換チューブの拡管方法。
次いで、前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片の上面側からスライドし、複数の前記把持片を筒状とする拘束状態を解除して、前記把持片の各々が有するバネ力により前記筒状体の外側方向に弓状に反らせることにより、前記凸部の先端部が前記拡管部分の外周面に食い込んで形成された前記把持部による把持を解除することを特徴とする請求項７に記載の熱交換チューブの拡管方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱交換チューブの拡管に用いられる拡管治具及び拡管方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
家庭用のルームクーラー等に使用されている熱交換器を製造する際に、複数枚の放熱フィンが積層されたフィン層を貫通する銅製の熱交換チューブを拡管して、放熱フィンと熱交換チューブとを一体化する拡管治具が用いられている。拡管治具を用いた熱交換チューブの拡管の際に、拡管に伴って発生する熱交換チューブの長手方向の収縮に因るフィン同士が密着するアベック現象が発生することがある。
最近では、省エネルギー等のために熱交換器の熱特性の向上と熱交換器の軽量化を図るべく、銅製の熱交換チューブの薄肉化が要請されている。薄肉化された銅製の熱交換チューブに拡管を施すと、通常厚の熱交換チューブを拡管した場合に比較して、長手方向の収縮が大きくなる。また、熱交換器の軽量化には、銅製の熱交換チューブに代えて、アルミニウム製の熱交換チューブを用いたい。しかし、アルミニウムは銅よりも熱伝導率が低いことから、アルミニウム製の熱交換チューブの熱特性を向上すべく、更なる薄肉化が要請されている。
最近では、省エネルギー等のために熱交換器の熱特性の向上と熱交換器の軽量化を図るべく、銅製の熱交換チューブの薄肉化が要請されている。薄肉化された銅製の熱交換チューブに拡管を施すと、通常厚の熱交換チューブを拡管した場合に比較して、長手方向の収縮が大きくなる。また、熱交換器の軽量化には、銅製の熱交換チューブに代えて、アルミニウム製の熱交換チューブを用いたい。しかし、アルミニウムは銅よりも熱伝導率が低いことから、アルミニウム製の熱交換チューブの熱特性を向上すべく、更なる薄肉化が要請されている。
【0003】
このように薄肉化された熱交換チューブの拡管の際に、拡管による熱交換チューブの収縮は、フィン層の最上プレートから突出している熱交換チューブの上端部及び最下プレートから突出している熱交換チューブの下端部を把持して拡管を施すことで防止可能であるが、熱交換チューブの下端部は拡管が施されない部分であるからレシバー等の把持治具により簡単に把持できる。しかし、拡管が施される熱交換チューブの先端部を把持して拡管を施すことは困難である。このような熱交換チューブの先端部を把持して拡管を施すことができる拡管治具が下記特許文献１に提案されている。
【0004】
特許文献１には、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管の軸方向の一端部を掴持する掴持部と、前記伝熱管の軸方向に移動することによって前記掴持部の周囲を覆う第１状態と前記掴持部の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる移動部と、を有する伝熱管固定装置と前記伝熱管の軸方向の一端部側から前記伝熱管内に挿入されるマンドレルを有するマンドレル装置と、を備え、前記移動部は、ガイド孔が形成された板状部材であり、前記第１状態は、前記ガイド孔の内面が前記掴持部の周囲を覆う位置まで移動する状態であり、前記第２状態は、前記ガイド孔の内面が前記掴持部の周囲を覆わない位置まで移動する状態であり、前記移動部が前記第１状態にある状態で、前記マンドレルを前記伝熱管内に挿入して前記伝熱管を拡管することで、前記掴持部が前記伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、前記伝熱フィンと前記伝熱管とを固定する伝熱管拡管装置が提案されている。この把持部が設けられた部材は、筒状体の先端部が分割されて形成された複数の掴持片が、その途中で筒状体の外方に放射状に湾曲され、掴持片間に先端方向に徐々に拡幅された扇状スリットが先端面に開口されているコレットチャックであって、把持片が把持部である。
【0005】
この伝熱管拡管装置によれば、一枚の板状部材により多数の伝熱管（熱交換チューブという）の先端部を同時に掴持して拡管を実施できる。しかし、ルームクーラー等は、近年、多品種少量生産に移行しており、その熱交換器のフィン層に挿通される熱交換チューブの配列や配置密度等も頻繁に変更されている。このような熱交換チューブの配列や配置密度等が変更される都度、変更される熱交換チューブの配列や密度等に適合する板状部材に変更しなければならず煩雑な交換作業を要する。
特許文献１で提案された一枚の板状部材により多数の熱交換チューブの先端部を同時に掴持して拡管を施す拡管治具に対して、熱交換器に用いられる熱交換チューブ毎に先端部を掴持して拡管を実施できる拡管治具が下記特許文献２及び下記特許文献３に提案されている。
特許文献１で提案された一枚の板状部材により多数の熱交換チューブの先端部を同時に掴持して拡管を施す拡管治具に対して、熱交換器に用いられる熱交換チューブ毎に先端部を掴持して拡管を実施できる拡管治具が下記特許文献２及び下記特許文献３に提案されている。
【0006】
特許文献２に提案された拡管治具の一例の概略図を図９に示す。図９に示す拡管治具１００が拡管する対象は、複数枚の所定高さのカラー付き透孔が形成された放熱フィン１０２が積層されたフィン層内のカラー付き透孔に挿通され、先端部１０４ａがフィン層の最上プレート１０６から突出している熱交換チューブ１０４である。
尚、フィン層の最下プレートから突出している熱交換チューブ１０４の下端部は、レシバー等の把持治具（図示せず）により把持されている。
尚、フィン層の最下プレートから突出している熱交換チューブ１０４の下端部は、レシバー等の把持治具（図示せず）により把持されている。
【0007】
この拡管治具１００は、熱交換チューブ１０４を拡管して放熱フィン１０２の各々と一体化する拡管ビレット１０８ａが先端に装着され、後端が拡管ビレット１０８ａを熱交換チューブ１０４に挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段（図示せず）に接続されているマンドレル１０８ｂとを具備する拡管マンドレル１０８と、拡管マンドレル１０８に摺動自在に外挿された筒状体１１２ａであって、筒状体１１２ａの先端部が分割されて形成された複数の掴持片１１２ｂが、その途中で筒状体１１２ａの外方に放射状に湾曲され、掴持片１１２ｂ，１１２ｂの間に形成されたスリット１１２ｃは、その筒状体１１２ａの後端側に所定長の細幅スリット部１１２を残留させつつ、先端方向に徐々に拡幅された扇状スリット部に形成され、掴持片１１２ｂの内壁面に形成された筒状体１１２ａの内方に突出する突出部１１２ｄに対応する部分の外面が傾斜面１１２ｅに形成されている掴持体１１２と、掴持体１１２の長手方向に摺動可能に外挿された筒体１１４とで構成されている。
【0008】
図９に示す拡管治具１００を用いた熱交換チューブ１０４を拡管する拡管方法は、図１０（ａ）に示す最上プレート１０６から突出する熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａの上方に位置する掴持体１１２を、図１０（ｂ）に示すように、その先端面が最上プレート１０６に当接するように降下し、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａを掴持体１１２の複数の掴持片１１２ｂで囲む。次いで、図１０（ｃ）に示すように拡管マンドレル１０８を降下して熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａを含む部分を拡管ビレット１０８ａにより拡管して拡管部１０４ｂとし、拡管マンドレル１０８の降下を停止する。拡管された拡管部１０４ｂと最上プレート１０６とは一体化される。更に、図１０（ｄ）に示すように、筒体１１４を掴持体１１２に沿って降下し、その先端部が掴持体１１２の傾斜面１１２ｅに乗り上げて、スリット１１２ｃの扇状スリット部を残留していた細幅スリット部と略同一幅に減幅する。その際に、掴持片１１２ｂの内壁面の突出部１１２ｄにより、拡管部１０４ｂを押圧して縮径したかしめ部１０４ｃを形成する。突出部１１２ｄとかしめ部１０４ｃとは、拡管マンドレル１０８の降下を再開して熱交換チューブ１０４のフィン層から突出する下端部に至るまで熱交換チューブ１０４を拡管する際に、熱交換チューブ１０４の把持部となり、熱交換チューブ１０４の下端部を把持するレシバー等の把持治具と共に熱交換チューブ１０４の拡管による収縮を防止できる。
【0009】
特許文献３に提案された拡管治具の一例の概略図を図１１（ａ）に示す。図１１（ａ）の拡管治具２００が拡管する対象は、特許文献２の拡管治具１００と同様に、複数枚の所定高さのカラー付き透孔が形成された放熱フィン２０２が積層されたフィン層内のカラー付き透孔に挿通され、先端部２０４ａがフィン層の最上プレート２０６から突出している熱交換チューブ２０４である。このフィン層の最下プレートから突出している熱交換チューブ２０４の下端部は、レシバー等の把持治具（図示せず）により把持されている。
【0010】
拡管治具２００は、フィン層を貫通し最上プレート２０６から突出している熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａから挿入した、拡管ビレット２０８ａの最大外径となる外周面と熱交換チューブ２０４の内壁面とを直接接触して、熱交換チューブ２０４を拡管し放熱フィン２０２と一体化するものである。この拡管治具２００は、締め付け力によって縮径可能であって、先端部の内壁面２１２ｄが他部の内壁面よりも内方に張り出して厚肉部２１２ｂに形成されているチャックスリーブ２１２ａと、チャックスリーブ２１２ａを締め付ける方向又は締め付けを開放する方向に、チャックスリーブ２１２ａの外周面に沿って摺動可能に設けられたクランプブッシュ２１４とを備え、チャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂの内壁面には、凹溝２１２ｃが形成されている。更に、チャックスリーブ２１２ａ内には、拡管された熱交換チューブ２０４の拡管部の先端部内に挿入されるガイド部２１６ａが先端部に形成され、中途部に拡管部の先端部を更に拡管してフレア部を形成するフレア形成部が中途部に形成されたフレアポンチ２１６が、拡管ビレット２０８ａが先端に装着されたマンドレル２０８ｂに沿って上下方向に摺動可能に装着されている。
【0011】
図１１（ａ）に示す拡管治具２００を用いて、図１１（ｂ）に示すように熱交換チューブ２０４を拡管する際には、先ず、後端部が把持治具（図示せず）により把持された熱交換チューブ２０４がフィン層を貫通してから突出する先端部２０４ａを、チャックスリーブ２１２ａの先端部に形成された厚肉部２１２ｂ内に挿入し、クランプブッシュ２１４を降下して、厚肉部２１２ｂを含むチャックスリーブ２１２ａを締め付ける。このとき、チャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂも縮径されて、熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａを拡管ビレット２０８ａとの軸芯が一致する方向に位置調整される。この際の熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａはチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂで把持されておらず、チャックスリーブ２１２ａの先端面で最上プレート２０６を押圧することにより、最上プレート２０６から突出する熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａの長さを調整可能である。
次いで、拡管ビレット２０８ａを熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａに挿入して拡管し、拡管部２０４ｂの外周面をチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂの内壁面２１２ｄに押し付けて生じる把持力により把持した後、拡管ビレット２０８ａの熱交換チューブ２０４への挿入を一旦停止し、拡管部２０４ｂ内にフレアポンチ２１６のガイド部２１６ａを挿入する。このガイド部２１６ａの挿入により、拡管ビレット２０８ａの通過後に、拡管部２０４ｂのスプリングバック現象による縮径に起因して発生する把持力の低下を防止する。
更に、拡管ビレット２０８ａを熱交換チューブ２０４の後端部側の方向への挿入を再開して拡管し、熱交換チューブ２０４と放熱フィン２０２とを一体化する。
その後、熱交換チューブ２０４の拡管が終了した後、クランプブッシュ２１４を上昇してチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂよる熱交換チューブの拡管部２０４ｂの把持を解除し、更に、チャックスリーブ２１２ａを上昇してから、フレアポンチ２１６をマンドレル２０８ｂに沿って降下して拡管部２０４ｂの先端部にフレア部を形成した後、拡管ビレット２０８ａを拡管された熱交換チューブ２０４から引き抜く。
次いで、拡管ビレット２０８ａを熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａに挿入して拡管し、拡管部２０４ｂの外周面をチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂの内壁面２１２ｄに押し付けて生じる把持力により把持した後、拡管ビレット２０８ａの熱交換チューブ２０４への挿入を一旦停止し、拡管部２０４ｂ内にフレアポンチ２１６のガイド部２１６ａを挿入する。このガイド部２１６ａの挿入により、拡管ビレット２０８ａの通過後に、拡管部２０４ｂのスプリングバック現象による縮径に起因して発生する把持力の低下を防止する。
更に、拡管ビレット２０８ａを熱交換チューブ２０４の後端部側の方向への挿入を再開して拡管し、熱交換チューブ２０４と放熱フィン２０２とを一体化する。
その後、熱交換チューブ２０４の拡管が終了した後、クランプブッシュ２１４を上昇してチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂよる熱交換チューブの拡管部２０４ｂの把持を解除し、更に、チャックスリーブ２１２ａを上昇してから、フレアポンチ２１６をマンドレル２０８ｂに沿って降下して拡管部２０４ｂの先端部にフレア部を形成した後、拡管ビレット２０８ａを拡管された熱交換チューブ２０４から引き抜く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特許第５６９６７４５号公報
【特許文献2】特許第５８７０４１８号公報
【特許文献3】特開２０１０－２４７１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
前述した特許文献２の拡管治具１００によれば、熱交換チューブ１０４毎にその先端部を把持して、熱交換チューブ１０４の拡管を実施でき、拡管による熱交換チューブ１０４の収縮を可及的に防止できる。更に、拡管治具１００は、熱交換チューブ１０４毎に設けられているので、フィン層に挿通される熱交換チューブ１０４の配列や配置密度等の変更に対し、変更された熱交換チューブ１０４毎に対応できるので、熱交換チューブ１０４の配列や配置密度等が頻繁に変更されても迅速に対応できる。
しかし、拡管治具１００は、図１０（ｃ）に示すように、フィン層の最上プレート１０６等に未固定の熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａに、拡管マンドレル１０８を降下して拡管ビレット１０８ａを挿入し拡管している。フィン層の最上プレート１０６等に未固定の熱交換チューブ１０４は、最上プレート１０６から突出する先端部１０４ａが傾斜状態となっていることがある。このように傾斜状態の熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａと拡管マンドレル１０８との軸芯は不一致であり、拡管マンドレル１０８を降下して、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａに拡管ビレット１０８ａを挿入すると、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａが座屈するおそれがある。例え、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａと拡管マンドレル１０８との軸芯が一致していたとしても、未固定状態で熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａを拡管すると、先端部１０４ａに収縮が発生する。
また、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａを拡管する拡管ビレット１０８ａが所定位置に到達したときに拡管マンドレル１０８の降下を一旦停止して、掴持体１１２を降下して拡管部１０４ｂにかしめ部１０４ｃを形成した後、拡管マンドレル１０８の降下を再開して拡管ビレット１０８ａによる拡管を再開する。このように拡管ビレット１０８ａが熱交換チューブ１０４を拡管している際に、拡管マンドレル１０８の降下の停止・再開を拡管ビレット１０８ａが所定位置に到達したとき実施できるように、拡管マンドレル１０８の駆動手段を制御することは複雑な制御手段を必要とする。更に、熱交換チューブ１０４の拡管が終了して拡管ビレット１０８ａを抜き出す際に、加工硬化が生じているかしめ部１０４ｃを拡管ビレット１０８ａで再拡管することを要し、熱交換チューブ１０４の後端部を把持するレシバー等の把持手段に過大な負荷を掛けることになり、レシバー等の把持手段及び／又は熱交換チューブ１０４の後端部が損傷されるおそれもある。
しかし、拡管治具１００は、図１０（ｃ）に示すように、フィン層の最上プレート１０６等に未固定の熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａに、拡管マンドレル１０８を降下して拡管ビレット１０８ａを挿入し拡管している。フィン層の最上プレート１０６等に未固定の熱交換チューブ１０４は、最上プレート１０６から突出する先端部１０４ａが傾斜状態となっていることがある。このように傾斜状態の熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａと拡管マンドレル１０８との軸芯は不一致であり、拡管マンドレル１０８を降下して、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａに拡管ビレット１０８ａを挿入すると、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａが座屈するおそれがある。例え、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａと拡管マンドレル１０８との軸芯が一致していたとしても、未固定状態で熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａを拡管すると、先端部１０４ａに収縮が発生する。
また、熱交換チューブ１０４の先端部１０４ａを拡管する拡管ビレット１０８ａが所定位置に到達したときに拡管マンドレル１０８の降下を一旦停止して、掴持体１１２を降下して拡管部１０４ｂにかしめ部１０４ｃを形成した後、拡管マンドレル１０８の降下を再開して拡管ビレット１０８ａによる拡管を再開する。このように拡管ビレット１０８ａが熱交換チューブ１０４を拡管している際に、拡管マンドレル１０８の降下の停止・再開を拡管ビレット１０８ａが所定位置に到達したとき実施できるように、拡管マンドレル１０８の駆動手段を制御することは複雑な制御手段を必要とする。更に、熱交換チューブ１０４の拡管が終了して拡管ビレット１０８ａを抜き出す際に、加工硬化が生じているかしめ部１０４ｃを拡管ビレット１０８ａで再拡管することを要し、熱交換チューブ１０４の後端部を把持するレシバー等の把持手段に過大な負荷を掛けることになり、レシバー等の把持手段及び／又は熱交換チューブ１０４の後端部が損傷されるおそれもある。
【0014】
また、拡管治具１００の掴持体１１２に形成されたスリット１１２ｃは、所定長の細幅スリット部を残留させつつ、先端方向に徐々に拡幅された扇状スリット部を形成したものである。このスリット１１２ｃは、扇状スリット部のみの拡縮が予定されているものである。細幅スリット部も拡縮すると、拡縮応力が細幅スリット部の後端部１１５に集中し、後端部１１５に亀裂が発生するおそれがあるからである。このようなスリット１１２ｃが形成された掴持体１１２を有する拡管治具１００を用いた場合、熱交換チューブ１０４の拡管部１０４ｂの外径のバラツキを可及的に小さくすることを要する。しかし、熱交換チューブ１０４の拡管部１０４ｂには、熱交換チューブ１０４自体の外径等のバラツキに加え拡管でのバラツキも加えられており、このようにバラツキが積層された拡管部１０４ｂを掴持体１１２の複数の掴持片１１２ｂにより扇状スリット部が拡縮して把持する際に、扇状スリット部に続く細幅スリット部も拡縮することがあり、細幅スリット部の後端部１１５に拡縮応力が集中し破損するおそれがある。このことは特許文献１の伝熱管拡管装置に把持部が形成された部材として用いられている、扇状スリットが先端面に開口されているコレットチャックも同様である。
【0015】
特許文献３の拡管治具２００によれば、拡管ビレット２０８ａを熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａに挿入する際に、チャックスリーブ２１２ａによって熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａが拡管ビレット２０８ａとの軸芯が一致する方向に位置調整されているから、特許文献２の拡管治具１００のように、傾斜状態となっている熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａに拡管ビレット２０８ａを挿入する事態を防止できる。また、拡管終了した熱交換チューブの内壁面は滑面であるから、拡管された熱交換チューブから拡管ビレット２０８ａを簡単に引き抜くことができる。
【0016】
拡管治具２００でも、拡管治具１００と同様に、熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａを拡管したとき、拡管ビレット２０８ａの熱交換チューブ２０３内の挿入を一旦停止して、拡管部２０４ｂ内にフレアポンチ２１６のガイド部２１６ａを挿入した後、拡管ビレット２０８ａの挿入を再開している。このように拡管ビレット２０８ａが熱交換チューブ１０４を拡管している際に、拡管マンドレル２０８の降下の停止・再開を拡管ビレット２０８ａが所定位置に到達したとき実施できるように、拡管マンドレル２０８の駆動手段を制御することは複雑な制御手段を必要とする。
また、拡管治具２００は、熱交換チューブ２０４の拡管部２０４ｂのチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂによる把持は、後述するように、拡管ビレット２０８ａの外周面とチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂの内壁面２１２ｄとが最小間隙となったとき、拡管ビレット２０８ａの外周面が拡管部２０４ｂの外周面をチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに押し付けて生じる把持力によるものである。つまり、拡管ビレット２０８ａによる熱交換チューブ２０４の拡管は、拡管ビレット２０８ａの進行に伴って管肉を減肉させつつ内径を拡大する操作であって、拡管ビレット２０８ａの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙に、管厚が減肉された管厚の拡管部２０４ｂであっても、所定厚さの管厚であれば、拡管ビレット２０８ａから所定の押圧力で拡管部２０４ｂがチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに押し付けられて所定の把持力が発揮される。このようにチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄは、拡管ビレット２０８ａから押圧されるから、拡管ビレット２０８ａの押圧力に対抗できる強度を有していることが必要である。また、拡管を施す「熱交換チューブ２０４には、通常、管厚及び／又は外径のバラツキを有しており、管厚が薄く及び／又は外径が小径の方向にシフトした拡管ビレット２０４の拡管では、拡管ビレット２０８ａとチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙に至った、拡管されて減肉された拡管部２０４ｂの管厚が所定厚さ未満となって、拡管部２０４ｂの把持力が急激に低下するおそれがある。このため、拡管治具２００の熱交換チューブ２０４の管厚及び／又は外径のバラツキに対応できる範囲は狭い。
ところで、チャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに形成された凹溝２１２ｃは、後述するように、管厚が厚く及び／又は外径が大径の方向にシフトした拡管ビレット２０４の拡管の際に、拡管ビレット２０８ａの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙で生じた拡管部２０４ｂの管肉余りの逃げ代であって、チャックスリーブ２１２ａの破損や拡管された熱交換チューブの変形を防止するためのものである。従って、拡管ビレット２０８ａとチャックスリーブ２１２ａとの最小間隙で管肉余りが生じないような管肉厚さ及び／又は外径の熱交換チューブ２０４の拡管では、凹溝２１２ｃは元の空間が保存されており、拡管部２０４ｂの把持力は拡管ビレット２０８ａによるチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに対する押圧力のみで生じている。
また、拡管治具２００は、熱交換チューブ２０４の拡管部２０４ｂのチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂによる把持は、後述するように、拡管ビレット２０８ａの外周面とチャックスリーブ２１２ａの厚肉部２１２ｂの内壁面２１２ｄとが最小間隙となったとき、拡管ビレット２０８ａの外周面が拡管部２０４ｂの外周面をチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに押し付けて生じる把持力によるものである。つまり、拡管ビレット２０８ａによる熱交換チューブ２０４の拡管は、拡管ビレット２０８ａの進行に伴って管肉を減肉させつつ内径を拡大する操作であって、拡管ビレット２０８ａの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙に、管厚が減肉された管厚の拡管部２０４ｂであっても、所定厚さの管厚であれば、拡管ビレット２０８ａから所定の押圧力で拡管部２０４ｂがチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに押し付けられて所定の把持力が発揮される。このようにチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄは、拡管ビレット２０８ａから押圧されるから、拡管ビレット２０８ａの押圧力に対抗できる強度を有していることが必要である。また、拡管を施す「熱交換チューブ２０４には、通常、管厚及び／又は外径のバラツキを有しており、管厚が薄く及び／又は外径が小径の方向にシフトした拡管ビレット２０４の拡管では、拡管ビレット２０８ａとチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙に至った、拡管されて減肉された拡管部２０４ｂの管厚が所定厚さ未満となって、拡管部２０４ｂの把持力が急激に低下するおそれがある。このため、拡管治具２００の熱交換チューブ２０４の管厚及び／又は外径のバラツキに対応できる範囲は狭い。
ところで、チャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに形成された凹溝２１２ｃは、後述するように、管厚が厚く及び／又は外径が大径の方向にシフトした拡管ビレット２０４の拡管の際に、拡管ビレット２０８ａの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙で生じた拡管部２０４ｂの管肉余りの逃げ代であって、チャックスリーブ２１２ａの破損や拡管された熱交換チューブの変形を防止するためのものである。従って、拡管ビレット２０８ａとチャックスリーブ２１２ａとの最小間隙で管肉余りが生じないような管肉厚さ及び／又は外径の熱交換チューブ２０４の拡管では、凹溝２１２ｃは元の空間が保存されており、拡管部２０４ｂの把持力は拡管ビレット２０８ａによるチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに対する押圧力のみで生じている。
【0017】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、スリットが形成されたチャックスリーブを有する拡管治具を用い、フィン層の最上プレート等に未拡管の熱交換チューブの先端部が傾斜状態となっていても、拡管ビレットの軸芯と一致する方向に熱交換チューブの先端部を位置調整して拡管でき、拡管の際に、拡管ビレットの熱交換チューブへの挿入を一旦停止することなく連続挿入して拡管を終了でき、拡管が終了した拡管ビレットを熱交換チューブから抜き出す際に、熱交換チューブの後端部を把持する把持手段及び熱交換チューブの後端部を損傷することなく簡単に抜き出すことが可能であること、管肉厚さ及び／又は外径のバラツキを有する熱交換チューブの先端部をチャックスリーブで簡単に且つ確実に把持できること、及びチャックスリーブのスリットの拡縮に伴う応力を分散できる拡管治具及び拡管方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
前記の目的を達成するためになされた拡管治具は、複数枚の放熱フィンが積層されたフィン層を貫通して、前記フィン層から先端部及び後端部が突出する熱交換チューブを、その長手方向の収縮を防止できるように前記先端部及び前記後端部を把持して拡管し、前記放熱フィンの各々と一体化する拡管治具であって、前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部から挿入されて、前記熱交換チューブを拡管する拡管ビレットが先端に接続され、後端が前記拡管ビレットを前記熱交換チューブに挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段に接続されているマンドレルと、前記マンドレルに摺動自在に外挿された筒状体であって、前記熱交換チューブの先端部が挿入される前記筒状体の先端部が分割されて形成された複数の把持片は、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っており、前記把持片間のスリットが前記筒状体の後端側の周面に開口する内壁が曲面の穴部と前記穴部の横幅よりも幅狭の開口部から前記筒状体の先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部とから成り、且つ前記把持片の内壁面の各々から前記筒状体の内方に突出する凸部が形成されているチャックスリーブと、前記チャックスリーブの外周面に沿って摺動自在に外挿され、前記チャックスリーブの前記把持片間の前記スリットの全体を縮幅して前記把持片の各々を筒状に拘束するように、前記把持片の各々を前記バネ力に抗して締め付ける方向に摺動し、又は前記拘束を解除する方向に摺動するスライドスリーブとを具備し、前記凸部の前記把持片の内壁面からの突出長が、前記熱交換チューブの前記先端部が挿入された前記チャックスリーブの前記把持片の各々が前記スライドスリーブにより筒状に拘束されて、前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整された前記熱交換チューブの前記先端部に前記拡管ビレットが挿入されて拡管された拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の各先端部が食い込み、前記熱交換チューブの前記拡管部分を把持する把持部が形成されたとき、前記把持片の前記凸部を除く各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成される突出長であることを特徴とするものである。
【0019】
前記チャックスリーブの前記スリットを構成する前記穴部が長穴部であって、前記長穴部の先端部に形成された前記扇状スリット部の開口部が前記長穴部の横幅よりも幅狭であり、前記把持部の拘束が解除されているとき、前記長穴部の横幅が前記開口部方向に徐々に拡幅されていることにより、スリットの拡縮による応力を長孔部の曲面状の内壁面で十分に分散でき好ましい。
【0020】
前記チャックスリーブの前記把持片の前記凸部が形成された部分が、その外面方向に前記筒状部の他部よりも肉厚の肉厚部に形成されており、前記肉厚部の後端に傾斜面が接続され、前記傾斜面及び前記肉厚部を含む全体が、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っていることにより、スライドスリーブが肉厚部に乗り上げたとき、把持片の各々を強力に筒状に拘束でき好ましい。
【0021】
前記チャックスリーブの前記把持片の各内壁面に形成された凸部が凸条であり、前記スライドスリーブにより前記把持片の各々が筒状に集合されたとき、前記凸条から成る環状凸条が形成されることにより、熱交換チューブの先端部の拡管部分の外周面に環状凸条の先端が環状に食い込み把持を確実とすることができ好ましい。
【0022】
前記環状凸条が複数本形成されていることにより、熱交換チューブの先端部の拡管部分の外周面に複数本の環状凸条の先端が食い込み把持を更に確実とすることができ好ましい。
【0023】
前記スライドスリーブには、その途中の表面に開口された内壁面が曲面の孔部と、前記孔部に形成された開口から先端方向に、前記孔部よりも幅狭の幅狭スリット部とが形成されていることにより、熱交換チューブの外径等のバラツキ等により、過剰な応力がチャックスリーブや拡管ビレットに加えられたとき、スライドスリーブの幅狭のスリットが拡幅して吸収でき好ましい。
【0024】
前記の目的を達成するためになされた拡管方法は、複数枚のフィンが積層されたフィン層を貫通し、先端部及び後端部が前記フィン層から突出する熱交換チューブを、その長手方向の収縮を防止できるように前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部を請求項１に記載の拡管治具を用いて把持して拡管し前記フィンの各々と一体化する熱交換チューブの拡管方法であって、前記拡管治具を構成する前記チャックスリーブの先端部を形成する複数の前記把持片内に前記熱交換チューブの先端部を挿入し、前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片のバネ力に抗して前記把持片の上面側にスライドし、前記スリットの全体を縮幅して筒状に拘束し、前記熱交換チューブを前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整した後、前記拡管ビレットを前記熱交換チューブの先端部に挿入して拡管した拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の先端部を食い込ませ、前記把持片の前記凸部を除いた各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成された把持部を形成し、引き続き、前記拡管ビレットを停止することなく前記先端部を前記把持部で把持した前記熱交換チューブの拡管を、前記熱交換チューブの後端部側方向に続行することを特徴とするものである。
【0025】
前記熱交換チューブの拡管が完了した後、前記把持部で把持された状態の拡管した前記熱交換チューブから前記拡管ビレットを引き抜き、次いで、前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片の上面側からスライドし、複数の前記把持片を筒状とする拘束状態を解除して、前記把持片の各々が有するバネ力により前記筒状体の外側方向に弓状に反らせることにより、前記凸部の先端部が前記拡管部分の外周面に食い込んで形成された前記把持部による把持を簡単に解除できる。
【発明の効果】
【0026】
本発明に係る拡管治具によれば、未拡管の熱交換チューブの先端部を拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整された状態で拡管を施すことができ、熱交換チューブの先端部の座屈等の発生を防止できる。
また、熱交換チューブの拡管部の内径を減径することなく外周面にチャックスリーブの凸部の先端部のみが食い込んで把持部が形成されるから、拡管ビレットを一旦停止することなく連続して熱交換チューブを拡管でき、且つ拡管が終了して拡管ビレットの熱交換チューブからの抜き出しを、熱交換チューブの後端部を把持する把持手段及び熱交換チューブの後端部を損傷することなく簡単に行うことができる。
この把持部内には、チャックスリーブの凸部を除いた内壁面と拡管部の外周面との間に隙間が形成されており、未拡管の熱交換チューブの管肉厚さ及び／又は外径にバラツキがあっても、熱交換チューブの拡管部の外周面へのチャックスリーブの凸部の先端部の食い込み幅で対応できるから、熱交換チューブの管肉厚さ及び／又は外径のバラツキに対して簡単に対応できる。
このようにチャックスリーブの凸部を除いた内壁面が熱交換チューブの拡管部の外周面と直接接触しておらず、拡管ビレットの押圧力を熱交換チューブの拡管部の外周面を介して受けないから、チャックスリーブの厚肉化等の堅固化対策を不要にでき、チャックスリーブの軽量化を図ることができる。
更に、スライドスリーブによりチャックスリーブの把持片を筒状に拘束したり、拘束を解除したりしたとき、チャックスリーブの把持片間に形成されたスリットの拡縮に伴うスリットの後端部に加わる拡縮応力を分散でき、スリットの後端部への拡縮応力集中による亀裂等の発生を防止できる。
また、熱交換チューブの拡管部の内径を減径することなく外周面にチャックスリーブの凸部の先端部のみが食い込んで把持部が形成されるから、拡管ビレットを一旦停止することなく連続して熱交換チューブを拡管でき、且つ拡管が終了して拡管ビレットの熱交換チューブからの抜き出しを、熱交換チューブの後端部を把持する把持手段及び熱交換チューブの後端部を損傷することなく簡単に行うことができる。
この把持部内には、チャックスリーブの凸部を除いた内壁面と拡管部の外周面との間に隙間が形成されており、未拡管の熱交換チューブの管肉厚さ及び／又は外径にバラツキがあっても、熱交換チューブの拡管部の外周面へのチャックスリーブの凸部の先端部の食い込み幅で対応できるから、熱交換チューブの管肉厚さ及び／又は外径のバラツキに対して簡単に対応できる。
このようにチャックスリーブの凸部を除いた内壁面が熱交換チューブの拡管部の外周面と直接接触しておらず、拡管ビレットの押圧力を熱交換チューブの拡管部の外周面を介して受けないから、チャックスリーブの厚肉化等の堅固化対策を不要にでき、チャックスリーブの軽量化を図ることができる。
更に、スライドスリーブによりチャックスリーブの把持片を筒状に拘束したり、拘束を解除したりしたとき、チャックスリーブの把持片間に形成されたスリットの拡縮に伴うスリットの後端部に加わる拡縮応力を分散でき、スリットの後端部への拡縮応力集中による亀裂等の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明を適用する拡管治具の一例を説明するための部分断面図である。
【図4】図１に示す拡管治具のチャックスリーブの先端部内に挿入された未拡管の熱交換チューブの先端部が傾斜状態であって、先端部の軸芯が拡管ビレットの軸芯と一致してないとき、熱交換チューブの先端部が位置調整されることを説明する部分断面図である。
【図6】熱交換チューブの先端部を含む部分を拡管ビレットにより拡管された状態を説明する部分断面図である。
【図7】拡管熱交換チューブの先端部にフレア部を形成した状態を説明する部分断面図である。
【図8】本発明を適用するスライドスリーブの他の例を説明する部分正面図である。
【図9】従来の拡管治具を説明する部分断面図である。
【図11】従来の拡管治具を説明する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【0029】
本発明を適用する拡管治具の一例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示す拡管治具１０は熱交換チューブの拡管のみを専用に行う拡管機に装着されるものである。この拡管治具１０が拡管する対象は、複数枚の所定高さのカラー付き透孔が形成された放熱フィン１２が積層されたフィン層１７内のカラー付き透孔に挿通され、先端部１４ａがフィン層１７の最上プレート１６から突出している熱交換チューブ１４である。熱交換チューブ１４は、通常、直管又はヘアピン管が用いられており、直管の場合、下端部がフィン層１７の最下プレートから突出し、ヘアピン管の場合、Ｕ字状部がフィン層の最下プレートから突出している。フィン層１７の最下プレートから突出している突出部はレシバー等の把持治具（図示せず）により把持されている。
【0030】
拡管治具１０は、熱交換チューブ１４の先端から挿入されて熱交換チューブ１４を拡管して放熱フィン１２の各々と一体化する拡管ビレット１８ａが先端に装着され、後端が拡管ビレット１８ａを熱交換チューブ１４に挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段（図示せず）に接続されているマンドレル１８ｂとを有する拡管マンドレル１８と、拡管マンドレル１８に摺動自在に外挿されるチャックスリーブ２０と、チャックスリーブ２０に摺動自在に外挿されたスライドスリーブ２２とから構成される。図１（ｂ）にチャックスリーブ２０の拡大部分断面図を示す。チャックスリーブ２０は、拡管マンドレル１８のマンドレル１８ｂに摺動自在に外挿された筒状体２０ａであって、筒状体２０ａの先端部が等分に分割されて複数の把持片２０ｂに形成されている。把持片２０ｂは、その先端側に筒状体２０ａの外側に膨出して他部よりも肉厚に形成された肉厚部２０ｃが形成され、把持片２０ｂの本体側と肉厚部２０ｃとの間は傾斜面２０ｄに形成されている。把持片２０ｂは、肉厚部２０ｃ及び傾斜面２０ｄを含めて、その有するバネ力により筒状体２０ａの外側面方向に弓状に反っている。把持片２０ｂのバネ力は、後述するように把持片２０ｂの加熱処理によって得られたものである。
【0031】
筒状体２０ａの外側面方向に弓状に反っている把持片２０ｂ，２０ｂの間には、筒状体２０ａの中途の周面に、筒状体２０ａの長手方向に開口する内壁が曲面の長穴部２０ｅと、長穴部２０ｅの先端部に形成され、長穴部２０ｅの横幅よりも幅狭の開口部２０ｆと、開口部２０ｆから筒状体２０ａの先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部２０ｇとから成るスリット２１が形成されている。長穴部２０ｅも、その横幅が開口部２０ｆ方向に徐々に拡大されているが、開口部２０ｆで横幅が幅狭になっている。更に、把持片２０ｂの肉厚部２０ｃに対応する各内壁面２０ｃｉには、筒状体２０ａの内方に突出する複数の凸条２０ｈが形成されている。この凸条２０ｈは、図１（ｂ）の部分拡大断面図に示すように、その横断面形状が基部から先端方向に徐々に幅狭となる台形状又は三角形状であって、凸条２０ｈの内壁面２０ｃｉからの高さは０．５～０．８ｍｍとすることが好ましい。
【0032】
このようなチャックスリーブ２０には、その外周面沿って摺動自在にスライドスリーブ２２が外挿されている。スライドスリーブ２２を下方にスライドし、チャックスリーブ２０の把持片２０ｂの各バネ力に抗して、図１（ｃ）に示すように、チャックスリーブ２０の把持片２０ｂの各々の肉厚部２０ｃに乗り上げたとき、長穴部２０ｅ、開口部２０ｆ及びを含む扇状スリット部２０ｇから成るスリット２１の全体を縮幅して把持片２０ｂの各々を筒状に拘束するように締め付ける。把持片２０ｂの各々が筒状に拘束されたとき、長穴部２０ｅが縮幅されて横幅が一定の長穴スリット部２３ａとなり、開口部２０ｆ及び扇状スリット部２０ｇも減幅されて長穴スリット部２３ａの横幅よりも幅狭の細幅開口部２３ｂと同一幅の細幅スリット部２３ｃとなる。長穴スリット部２３ａ及び細幅開口部２３ｂと同一幅の細幅スリット部２３ｃはスリット２３を構成する。また、把持片２０ｂの各内壁面に形成されている複数の凸条２０ｈは、複数の環状凸条２０Ｈを形成する。この環状凸条２０Ｈの横断面形状も基部から先端方向に徐々に幅狭となる台形状又は三角形状である。
【0033】
図１（ｃ）に示すように把持片２０ｂの各々を筒状に拘束していたスライドスリーブ２２を、図１（ｂ）に示すように上方にスライドしたとき、把持片２０ｂの各々が筒状に拘束されている状態が解除され、図１（ｂ）に示すように、把持片２０ｂの各々は、その有するバネ力により筒状体２０ａの外側面方向に反り、図１（ｃ）に示すスリット２３を構成する長穴スリット部２３ａ、細幅開口部２３ｂ及び細幅スリット部２３ｃの各々は拡幅され、図１（ｂ）に示す横幅が開口部２０ｆ方向に徐々に拡大された長穴部２０ｅ、細幅開口部２３ｂよりも拡幅された開口部２０ｆ、及び細幅スリット部２３ｃは開口部２０ｆから筒状体２０ａの先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部２０ｇとなり、スリット２１を構成する。
【0034】
チャックスリーブ２０の把持片２０ｂの間のスリット２１が、スライドスリーブ２２による把持片２０ｂが筒状に拘束されたとき、図１(ｃ)に示す長穴スリット部２３ａ、細幅開口部２３ｂ及び細幅スリット部２３ｃとから成る状態となり、この拘束が解除されたとき、図１（ｂ）に示す長穴部２０ｅ、開口部２０ｆ及び扇状スリット部２０ｇから成る状態となる。このように、把持片２０ｂの間に形成されたスリット２１の全体が、把持片２０ｂが筒状に拘束された状態と拘束が解除された状態とで拡縮されることから、スリット２１の全体の拡縮に伴う拡縮応力は長穴部２０ｅ（長穴スリット部２３ａ）の後端に加わるが、拡縮応力は長穴部２０ｅ（長穴スリット部２３ａ）の後端の曲面状の内壁により分散され、扇状スリットのみが形成された特許文献１のコレットチャックや特許文献２の掴持体のように応力集中による亀裂が発生するおそれを解消できる。
このような図１に示す拡管治具１０のチャックスリーブ２０は、研削加工によって作製でき、研削加工によって形成した把持片２０ｂに加熱処理を施すことによってバネ性が付加され、自身のバネ力により把持片２０ｂを筒状体２０ａの外方に反らすことができる。このバネ力は長穴スリット部２３ａが形成されていることにより大きくできる。
このような図１に示す拡管治具１０のチャックスリーブ２０は、研削加工によって作製でき、研削加工によって形成した把持片２０ｂに加熱処理を施すことによってバネ性が付加され、自身のバネ力により把持片２０ｂを筒状体２０ａの外方に反らすことができる。このバネ力は長穴スリット部２３ａが形成されていることにより大きくできる。
【0035】
図１に示す拡管治具１０を用い、複数枚の所定高さのカラー付き透孔が形成された放熱フィン１２が積層されたフィン層１７内にカラー付き透孔で形成された透孔に挿通され、先端部１４ａがフィン層１７の最上プレート１６から突出している熱交換チューブ１４に拡管を施す。先ず、図２（ａ）に示すように、チャックスリーブ２０の把持片２０ｂ内に熱交換チューブ１４の先端部１４ａを挿入した把持片２０ｂの先端面をフィン層１７の最上プレート１６に当接して、熱交換チューブ１４の先端部１４ａの所定長を最上プレート１６から突出する。フィン層１７内のカラー付き透孔に挿通された熱交換チューブ１４は、図２（ｂ）に示すように最上プレート１６及び放熱フィン１２と一体化されておらず、最上プレート１６からの熱交換チューブ１４の先端部１４ａが所定長突出されていない場合があるからである。
【0036】
次いで、図３（ａ）に示すように、スライドスリーブ２２をチャックスリーブ２０の弓状に反っている把持片２０ｂの各々のバネ力に抗して傾斜面２０ｄを通過して肉厚部２０ｃ上に摺動して把持片２０ｂの各々を筒状に拘束する。筒状に拘束された把持片２０ｂの間のスリット２１は全体が縮幅され、扇状スリット部２０ｇは細幅スリット部２３ｃとなり、把持片２０ｂの各内壁面に形成されていた凸条２０ｈは、図３（ｂ）に示すように環状凸条２０Ｈを形成する。複数の環状凸条２０Ｈは、熱交換チューブ１４の先端部１４ａの先端近傍に位置し、熱交換チューブ１４の先端部１４ａと拡管ビレット１８ａとの軸芯が一致していると、環状凸条２０Ｈの先端は、図３（ｂ）に示すように先端部１４ａの外周面に近接している。
【0037】
ところで、図２に示すように、チャックスリーブ２０の把持片２０ｂ内に熱交換チューブ１４の先端部１４ａを挿入したとき、熱交換チューブ１４はフィン層１７の最上プレート１６及び放熱フィン１２に固定されておらず、図４（ａ）に示すように把持片２０ｂ内に挿入された熱交換チューブ１４の先端部１４ａが傾斜状態となっており、先端部１４ａと拡管ビレット１８ａとの軸芯が不一致状態となっていることがある。このような状態で拡管ビレット１８ａを熱交換チューブ１４の先端部１４ａに挿入すると、先端部１４ａが座屈するおそれがある。この点、図１に示す拡管治具１０によれば、図４（ｂ）に示すように、スライドスリーブ２２によりチャックスリーブ２０の把持片２０ｂを筒状に拘束することにより、傾斜状態の先端部１４ａを拡管ビレット１８ａの軸芯と一致する方向に位置調整できる。
【0038】
このように熱交換チューブ１４の先端部１４ａと拡管ビレット１８ａとの軸芯が一致した状態で図５に示すように拡管ビレット１８ａを先端部１４ａに挿入して拡管を開始する。拡管開始直後の拡管部１４ｂは、その部分拡大図である図６に示すように、拡管部１４ｂの外周面がフィン層１７を形成する最上プレート１６の透孔及び放熱フィン１２のカラー付き透孔の内壁面に押し付けられて一体化される。更に、熱交換チューブ１４の拡管部１４ｂの先端部では、その部分拡大断面図に示すように、把持片２０ｂの肉厚部２０ｃに対応する各内壁面２０ｃｉに形成された複数の環状凸条２０Ｈの先端部が、拡管部１４ｂの内径を縮径することなく拡管部１４ｂの外周面に食い込んで把持部を形成している。このようにチャックスリーブ２０の把持片２０ｂは、その環状凸条２０Ｈの先端部が拡管部１４ｂの外周面に食い込んでいるのみであり、肉厚部２０ｃの環状凸条２０Ｈを除く内壁面２０ｃｉは拡管部１４ｂの外周面と接触しておらず、内壁面２０ｃｉと拡管部１４ｂの外周面との間には空間部２０ｋが形成されている。最先端の環状凸条２０Ｈの先端部が食い込んでいる箇所と拡管部１４ｂの先端との間の距離Ｌは、２～３ｍｍ程度とすることが好ましい。また、環状凸条２０Ｈの先端部の食い込み幅ｔは０．０１ｍｍ以上、０．０５～０．０７ｍｍ程度となるように調整することが好ましい。環状凸条２０Ｈの先端部の食い込み幅ｔが０．０１ｍｍ未満の場合、拡管ビレット１８ａが通過した後に生じる拡管部１４ｂのスプリングバック現象による縮径により不十分となる傾向があり、食い込み幅ｔが０．０７ｍｍを超える場合、拡管ビレット１８ａの先端部１４ａ内への挿入圧力が急激に高くなる傾向がある。この把持部は、熱交換チューブ１４の先端部１４ａに挿入した拡管ビレット１８ａを一旦停止することなく連続して熱交換チューブ１４を拡管する最中で形成でき、拡管による熱交換チューブ１４の収縮を防止できる。
【0039】
図６に示すようにチャックスリーブ２０の把持片２０ｂは、その内壁面２０ｃｉが拡管部１４ｂの外周面と接触しておらず、内壁面２０ｃｉと拡管部１４ｂの外周面との間には空間部２０ｋが形成されている。このため、拡管に付す熱交換チューブ１４の管肉厚さ及び／又は外径のバラツキがあっても、環状凸条２０Ｈの先端部の食い込み幅ｔが増減することにより簡単に対応できる。例えば、熱交換チューブ１４の管肉厚さ及び／又は外径がバラツキの中央値よりも厚い方向及び／又は大径の方向にバラついたとしても、図６の部分拡大図に示すように、環状凸条２０Ｈの先端部の食い込み幅ｔがｔ′と増加することにより対応できる。一方、熱交換チューブ１４の管肉厚さ及び／又は外径がバラツキの中央値よりも薄い方向及び／又は小径の方向にバラついたとしても、環状凸条２０Ｈの先端部食い込み幅ｔが減少することにより対応できる。
【0040】
拡管ビレット１８ａがフィン層１７の最下プレートから突出している熱交換チューブ１４の下端突出部に到達したとき、拡管ビレット１８ａによる拡管は終了する。このように図１～図６に示す拡管治具１０によれば、拡管ビレット１８ａを一旦停止することなく連続して熱交換チューブ１４を拡管できる。更に、拡管を終了した拡管ビレット１８ａを拡管した熱交換チューブ１４から抜き出す際に、熱交換チューブ１４の把持部の内径は縮径されておらず拡管ビレット１８ａをスムーズに抜き出すことができ、拡管ビレット１８ａ及び熱交換チューブ１４の下端部を把持するレシバー等の把持治具に過度の負荷を掛けることもない。このため、拡管ビレット１８ａを拡管した熱交換チューブ１４から抜き出す際に、熱交換チューブ１４の下端部を把持するレシバー等の把持治具に過度の負荷を掛けることにより発生する、レシバー等の把持治具及び／又は熱交換チューブ１４の下端部が損傷するおそれも解消できる。
その後、スライドスリーブ２２をスライドしてチャックスリーブ２０の把持片２０ｂを筒状とする拘束を解除すると、把持片２０ｂは有するバネ力により筒状体２０ａの外方に弓状に反り、環状凸条２０Ｈの先端の拡管部１４ｂの外周面への食い込みが外れ、拡管治具１０をフィン層１７から上方に移動できる。
その後、スライドスリーブ２２をスライドしてチャックスリーブ２０の把持片２０ｂを筒状とする拘束を解除すると、把持片２０ｂは有するバネ力により筒状体２０ａの外方に弓状に反り、環状凸条２０Ｈの先端の拡管部１４ｂの外周面への食い込みが外れ、拡管治具１０をフィン層１７から上方に移動できる。
【0041】
拡管が終了して拡管熱交換チューブと一体化されたフィン層１７は、拡管機から取り出されて、フレア部形成装置により、図７に示すように拡管熱交換チューブ１５のフィン層１７の最上プレート１６から突出する拡管熱交換チューブ１５の先端部にフレア部１５ａを形成する。フレア部１５ａには、他の拡管熱交換チューブ１５と連結される連結チューブ３０の端部が挿入されてロウ付け３１がなされる。このフレア部１５ａのロウ付け３１の箇所に対応する外周面には、チャックスリーブ２０の把持片２０ｂに形成された環状凸条２０Ｈの先端部の食い込み溝２４が形成されているが、ロウ付け３１により補強されており、食い込み溝２４によってフレア部１５ａの強度が低下することはない。
【0042】
近年の多品種少量生産されるルームクーラー等の熱交換器の生産においては、拡管機の部品交換を可及的に少なくして生産効率を向上することが望まれており、拡管治具においても、若干の管径又は管肉の異なる熱交換チューブの拡管にも対応できるものが求められている。
図１～図７に示す拡管治具１０により管径又は管肉の異なる熱交換チューブを把持して拡管する際に、図５及び図６に示すように、管径又は管肉の異なる熱交換チューブの先端部が挿入されたチャックスリーブ２０の把持片２０ｂを筒状に拘束するとき、スライドスリーブ２２に過剰な力が作用しスライドスリーブ２２が変形するおそれがある。このようなおそれは、図８に示すようにチャックスリーブ２０の中途部に開口された、内壁面が曲面の孔部としての丸孔２２ａと、丸孔２２ａに形成された開口部から先端方向に、丸孔２２ａ幅狭の幅狭スリット部２２ｂを形成することにより、チャックスリーブ２０にバネ性を付加することにより解消できる。図８に示すチャックスリーブ２０を用いた拡管治具は、管肉厚さ及び／又は外径のバラツキが大きな熱交換チューブの拡管にも用いることができる。
図１～図７に示す拡管治具１０により管径又は管肉の異なる熱交換チューブを把持して拡管する際に、図５及び図６に示すように、管径又は管肉の異なる熱交換チューブの先端部が挿入されたチャックスリーブ２０の把持片２０ｂを筒状に拘束するとき、スライドスリーブ２２に過剰な力が作用しスライドスリーブ２２が変形するおそれがある。このようなおそれは、図８に示すようにチャックスリーブ２０の中途部に開口された、内壁面が曲面の孔部としての丸孔２２ａと、丸孔２２ａに形成された開口部から先端方向に、丸孔２２ａ幅狭の幅狭スリット部２２ｂを形成することにより、チャックスリーブ２０にバネ性を付加することにより解消できる。図８に示すチャックスリーブ２０を用いた拡管治具は、管肉厚さ及び／又は外径のバラツキが大きな熱交換チューブの拡管にも用いることができる。
【0043】
図１～図７では、熱交換チューブ１４の拡管部１４ｂに複数の環状凸条２０Ｈを形成していたが、１本の環状凸条２０Ｈでもよい。或いは、チャックスリーブ２０の把持片２０ｂの各内壁面に１個又は複数個の突起を形成し、突起先端が拡管部１４ｂの外周面に食い込むようにしてもよい。また、拡管熱交換チューブ１５のフレア部１５ａは、拡管機と別のフレア部形成装置で形成していたが、熱交換チューブ１４を拡管する拡管機にフレアポンチを設けて、拡管が終了した拡管熱交換チューブ１５の先端部にフレア部１５ａを形成してもよい。
更に、図１～図７に示す拡管治具は、縦型フィン層に挿入された熱交換チューブの拡管に用いられているが、横型フィン層に挿入された熱交換チューブの拡管に用いてもよい。
更に、図１～図７に示す拡管治具は、縦型フィン層に挿入された熱交換チューブの拡管に用いられているが、横型フィン層に挿入された熱交換チューブの拡管に用いてもよい。
【0044】
ところで、図１に示す把持片２０ｂの肉厚部２０ｃに対応する内壁面に複数の環状凸条２０Ｈが形成されたチャックスリーブ２０に代えて、図１１に示す拡管治具２００を構成する、厚肉部２１２ｂの内壁面２１２ｄに凹溝２１２ｃが形成されたチャックスリーブ２１２ａを用いた場合の熱交換チューブ２０４の拡管について図１２を用いて説明する。図１２に示す拡管ビレット２０８ａ及びチャックスリーブ２１２ａでは、通常、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒとなる外周面とチャックスリーブ２１２ａの肉厚部２１２ｂの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄが、拡管に付される熱交換チューブ２０４の管肉厚さ及び／又は外径のバラツキの中心値に基づいて調整されている。
【0045】
図１２（ａ）は、管肉厚さ及び／又は外径がバラツキの中心値近傍の熱交換チューブ２０４の拡管をする場合である。図１２（ａ1）に示すようにチャックスリーブ２１２ａ内に挿入され、肉厚部２１２ｂの内壁面２１２ｄに外周面が近接する熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａに、図１２（ａ2）に示すように挿入された拡管ビレット２０８ａの進行に伴って、先端部２０４ａは管肉厚さを減肉させつつ内径が拡大されるが、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒの外周面で押圧される前は、拡管部２０４ｂの外周面はチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに当接しない。更に、拡管ビレット２０８ａの挿入が進行して、図１２（ａ３）の部分断面拡大図に示すように、拡管ビレット２０８ａが、その最大外径Ｒの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄに至ったとき、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒの外周面により、拡管部２０４ｂの外周面がチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに当接して所定の押圧力で押圧されて把持される。このとき、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄが拡管されて減肉された拡管部２０４ｂの管肉厚と略等しくなり、拡管部２０４ｂには管肉余りは生ぜず、凹溝２１２ｃの空間はそのまま保持される。
ここで、バラツキの中央値から管肉厚さが薄く及び／又は外径が小径となる方向にシフトした熱交換チューブ２０４を拡管では、拡管ビレット２０８ａが、その最大外径Ｒの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄに至ったとき、拡管部２０４ｂの肉厚が所定肉厚よりも減肉される場合がある。このような場合、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒの外周面による、拡管部２０４ｂの外周面を介してチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄを押圧する押圧力が低下し把持力が低下するおそれがある。従って、図１に示すチャックスリーブ２０に代えて、図１１に示す厚肉部２１２ｂの内壁面２１２ｄに凹溝２１２ｃが形成されたチャックスリーブ２１２ａを採用した場合、バラツキの中央値から管肉厚さが薄く及び／又は外径が小径となる方向にシフトした熱交換チューブに対して対応できる範囲は狭い。
ここで、バラツキの中央値から管肉厚さが薄く及び／又は外径が小径となる方向にシフトした熱交換チューブ２０４を拡管では、拡管ビレット２０８ａが、その最大外径Ｒの外周面とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄに至ったとき、拡管部２０４ｂの肉厚が所定肉厚よりも減肉される場合がある。このような場合、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒの外周面による、拡管部２０４ｂの外周面を介してチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄを押圧する押圧力が低下し把持力が低下するおそれがある。従って、図１に示すチャックスリーブ２０に代えて、図１１に示す厚肉部２１２ｂの内壁面２１２ｄに凹溝２１２ｃが形成されたチャックスリーブ２１２ａを採用した場合、バラツキの中央値から管肉厚さが薄く及び／又は外径が小径となる方向にシフトした熱交換チューブに対して対応できる範囲は狭い。
【0046】
一方、バラツキの中央値よりも管肉厚さが厚い熱交換チューブ２０４の拡管をする場合を図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ1）に示すようにチャックスリーブ２１２ａ内に挿入された熱交換チューブ２０４の先端部２０４ａに挿入された拡管ビレット２０８ａは、図１２（ｂ2）に示すように先端部２０４ａの管肉厚さを減肉させつつ内径を拡大する。拡管された拡管部２０４ｂの外周面は、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒの外周面がチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄに至る前に、チャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに当接して押圧されつつ更に最小間隙Ｄに向かって減肉される。減肉された管肉は、拡管ビレット２０８ａの先端側であって、熱交換チューブ２０４とチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの間に管肉余り２０４ｃが生じる。この管肉余り２０４ｃを放置して拡管を続行すると、チャックスリーブ２１２ａに過大な押圧力が掛かって破損されるおそれ及び／又はチャックスリーブ２１２ａの下端面近傍で熱交換チューブ２０４を変形させるおそれがある。このため、図１２（ｂ3）及びその部分断面拡大図に示すように管肉余り２０４ｃを凹溝２１２ｃ内に逃がし、チャックスリーブ２１２ａに過大な押圧力が加えられること及び熱交換チューブ２０４の変形を防止している。
【0047】
図１２（ｂ3）に示すように管肉余り２０４ｃを凹溝２１２ｃ内に逃がしたとき、拡管部２０４ｂの外周面に突起部が形成され、チャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに対する押圧力と相俟って拡管部２０４ｂの引張に対して確実に把持できる。このため、バラツキの中心値の中央値よりも管肉厚さが薄く及び／又は外径が小径となる方向にシフトした熱交換チューブ２０４の拡管でも、図１２（ｂ3）に示すように管肉余り２０４ｃを凹溝２１２ｃ内に逃がして拡管部２０４ｂの外周面に突起部を形成することが、拡管部２０４ｂの引張に対する把持に有効ではないかとも考えられる。
しかしながら、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒとチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄを、バラツキの中央値よりも管肉厚さが薄く及び／又は外径が小径となる方向にシフトした熱交換チューブ２０４の拡管でも、管肉余り２０４ｃが生じるように調整した場合、バラツキの中央値よりも管肉厚さが厚く及び／又は外径が大径となる方向にシフトした熱交換チューブ２０４を拡管すると、最小間隙Ｄの近傍では過大な管肉余り２０４ｃが生じるため、チャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに過大な管肉余り２０４ｃが生じる。このような過大な管肉余り２０４ｃの逃げ代として大形の凹溝２１２ｃを形成すると、チャックスリーブ２１２ａの強度が低下するから、強度を保持すべくチャックスリーブ２１２ａ及びクランプブッシュ２１４を厚肉化することを要し、拡管治具が大型化・重量化するおそれがある。
しかしながら、拡管ビレット２０８ａの最大外径Ｒとチャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄとの最小間隙Ｄを、バラツキの中央値よりも管肉厚さが薄く及び／又は外径が小径となる方向にシフトした熱交換チューブ２０４の拡管でも、管肉余り２０４ｃが生じるように調整した場合、バラツキの中央値よりも管肉厚さが厚く及び／又は外径が大径となる方向にシフトした熱交換チューブ２０４を拡管すると、最小間隙Ｄの近傍では過大な管肉余り２０４ｃが生じるため、チャックスリーブ２１２ａの内壁面２１２ｄに過大な管肉余り２０４ｃが生じる。このような過大な管肉余り２０４ｃの逃げ代として大形の凹溝２１２ｃを形成すると、チャックスリーブ２１２ａの強度が低下するから、強度を保持すべくチャックスリーブ２１２ａ及びクランプブッシュ２１４を厚肉化することを要し、拡管治具が大型化・重量化するおそれがある。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明の拡管治具は、家庭用のルームクーラー等に使用されている熱交換器の製造に用いることができる。
【符号の説明】
【0049】
１０，１００，２００：拡管治具、１２，１０２，２０２：放熱フィン、１４，１０４，２０４：熱交換チューブ、１４ａ，１０４ａ，２０４ａ：先端部、１４ｂ，１０４ｂ，２０４ｂ：拡管部、１５：拡管熱交換チューブ、１５ａ：フレア部、１６、１０６，２０６：最上プレート、１７：フィン層、１８，１０８：拡管マンドレル、１８ａ，１０８ａ，２０８ａ：拡管ビレット、１８ｂ，１０８ｂ、２０８ｂ：マンドレル、２０：チャックスリーブ、２０ｈ：凸条、２０Ｈ：環状凸条、２０ａ，１１２ａ：筒状体、２０ｂ：把持片、２０ｃ：肉厚部、２０ｃｉ：内壁面、２０ｄ：傾斜面、２０ｅ：長穴部、２０ｆ：開口部、２０ｇ：扇状スリット部、２０ｋ：空間部、２１，２３，１１２ｃ：スリット、２２：スライドスリーブ、２２ａ：丸孔、２２ｂ：幅狭スリット部、２３ａ：長穴スリット部、２３ｂ：細幅開口部、２３ｃ：細幅スリット部、２４：食い込み溝、３０：連結チューブ、３１：ロウ付け、１０４ｃ：かしめ部、１１２：掴持体、１１２ｂ：掴持片、１１２ｄ：突出部、１１２ｅ：傾斜面、１１４：筒体、１１５：スリット１１２ｃを構成する細幅スリット部の後端部、２０４ｃ：肉余り、２１２ａ：チャックスリーブ、２１２ｂ：厚肉部、２１２ｃ：凹溝、２１２ｄ：厚肉部２１２ｂの内壁面、２１４：クランプブッシュ、２１６：フレアポンチ、ｔ、ｔ′：食い込み幅、Ｄ：最小間隙、Ｌ：距離，Ｒ：最大外径
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-21
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数枚の放熱フィンが積層されたフィン層を貫通して、前記フィン層から先端部及び後端部が突出する熱交換チューブを、その長手方向の収縮を防止できるように前記先端部及び前記後端部を把持して拡管し、前記放熱フィンの各々と一体化する拡管治具であって、
前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部から挿入されて、前記熱交換チューブを拡管する拡管ビレットが先端に接続され、後端が前記拡管ビレットを前記熱交換チューブに挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段に接続されているマンドレルと、
前記マンドレルに摺動自在に外挿された筒状体であって、前記熱交換チューブの先端部が挿入される前記筒状体の先端部が分割されて形成された複数の把持片は、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っており、前記把持片間のスリットが前記筒状体の後端側の周面に開口する内壁が曲面の穴部と前記穴部の横幅よりも幅狭の開口部から前記筒状体の先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部とから成り、且つ前記把持片の内壁面の各々から前記筒状体の内方に突出する凸部が形成されているチャックスリーブと、
前記チャックスリーブの外周面に沿って摺動自在に外挿され、前記チャックスリーブの前記把持片間の前記スリットの全体を縮幅して前記把持片の各々を筒状に拘束するように、前記把持片の各々を前記バネ力に抗して締め付ける方向に摺動し、又は前記拘束を解除する方向に摺動するスライドスリーブとを具備し、
前記凸部の前記把持片の内壁面からの突出長が、前記熱交換チューブの前記先端部が挿入された前記チャックスリーブの前記把持片の各々が前記スライドスリーブにより筒状に拘束されて、前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整された前記熱交換チューブの前記先端部に前記拡管ビレットが挿入されて拡管された拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の各先端部が食い込み、前記熱交換チューブの前記拡管部分を把持する把持部が形成されたとき、前記把持片の前記凸部を除く各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成される突出長であり、
前記スライドスリーブには、その途中の表面に開口された内壁面が曲面の孔部と、前記孔部に形成された開口から先端方向に、前記孔部よりも幅狭の幅狭スリット部とが形成されていることを特徴とする拡管治具。
前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部から挿入されて、前記熱交換チューブを拡管する拡管ビレットが先端に接続され、後端が前記拡管ビレットを前記熱交換チューブに挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段に接続されているマンドレルと、
前記マンドレルに摺動自在に外挿された筒状体であって、前記熱交換チューブの先端部が挿入される前記筒状体の先端部が分割されて形成された複数の把持片は、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っており、前記把持片間のスリットが前記筒状体の後端側の周面に開口する内壁が曲面の穴部と前記穴部の横幅よりも幅狭の開口部から前記筒状体の先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部とから成り、且つ前記把持片の内壁面の各々から前記筒状体の内方に突出する凸部が形成されているチャックスリーブと、
前記チャックスリーブの外周面に沿って摺動自在に外挿され、前記チャックスリーブの前記把持片間の前記スリットの全体を縮幅して前記把持片の各々を筒状に拘束するように、前記把持片の各々を前記バネ力に抗して締め付ける方向に摺動し、又は前記拘束を解除する方向に摺動するスライドスリーブとを具備し、
前記凸部の前記把持片の内壁面からの突出長が、前記熱交換チューブの前記先端部が挿入された前記チャックスリーブの前記把持片の各々が前記スライドスリーブにより筒状に拘束されて、前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整された前記熱交換チューブの前記先端部に前記拡管ビレットが挿入されて拡管された拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の各先端部が食い込み、前記熱交換チューブの前記拡管部分を把持する把持部が形成されたとき、前記把持片の前記凸部を除く各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成される突出長であり、
前記スライドスリーブには、その途中の表面に開口された内壁面が曲面の孔部と、前記孔部に形成された開口から先端方向に、前記孔部よりも幅狭の幅狭スリット部とが形成されていることを特徴とする拡管治具。
【請求項2】
前記チャックスリーブの前記スリットを構成する前記穴部が長穴部であって、前記長穴部の先端部に形成された前記扇状スリット部の開口部が前記長穴部の横幅よりも幅狭であり、前記把持部の拘束が解除されているとき、前記長穴部の横幅が前記開口部方向に徐々に拡幅されていることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項3】
前記チャックスリーブの前記把持片の前記凸部が形成された部分が、その外面方向に前記筒状部の他部よりも肉厚の肉厚部に形成されており、前記肉厚部の後端に傾斜面が接続され、前記傾斜面及び前記肉厚部を含む全体が、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っていることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項4】
前記チャックスリーブの前記把持片の各内壁面に形成された凸部が凸条であり、前記スライドスリーブにより前記把持片の各々が筒状に拘束されたとき、前記凸条から成る環状凸条が形成されることを特徴とする請求項１に記載の拡管治具。
【請求項5】
前記環状凸条が複数本形成されていることを特徴とする請求項４に記載の拡管治具。
【請求項6】
複数枚のフィンが積層されたフィン層を貫通し、先端部及び後端部が前記フィン層から突出する熱交換チューブを、その長手方向の収縮を防止できるように前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部を請求項１に記載の拡管治具を用いて把持して拡管し前記フィンの各々と一体化する熱交換チューブの拡管方法であって、
前記拡管治具を構成する前記チャックスリーブの先端部を形成する複数の前記把持片内に前記熱交換チューブの先端部を挿入し、
前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片のバネ力に抗して前記把持片の上面側にスライドし、前記スリットの全体を縮幅して筒状に拘束し、前記熱交換チューブを前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整した後、
前記拡管ビレットを前記熱交換チューブの先端部に挿入して拡管した拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の先端部を食い込ませ、前記把持片の前記凸部を除いた各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成された把持部を形成し、
引き続き、前記拡管ビレットを停止することなく前記先端部を前記把持部で把持した前記熱交換チューブの拡管を、前記熱交換チューブの後端部側方向に続行することを特徴とする熱交換チューブの拡管方法。
前記拡管治具を構成する前記チャックスリーブの先端部を形成する複数の前記把持片内に前記熱交換チューブの先端部を挿入し、
前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片のバネ力に抗して前記把持片の上面側にスライドし、前記スリットの全体を縮幅して筒状に拘束し、前記熱交換チューブを前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整した後、
前記拡管ビレットを前記熱交換チューブの先端部に挿入して拡管した拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の先端部を食い込ませ、前記把持片の前記凸部を除いた各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成された把持部を形成し、
引き続き、前記拡管ビレットを停止することなく前記先端部を前記把持部で把持した前記熱交換チューブの拡管を、前記熱交換チューブの後端部側方向に続行することを特徴とする熱交換チューブの拡管方法。
【請求項7】
前記熱交換チューブの拡管が完了した後、前記把持部で把持された状態の拡管した前記熱交換チューブから前記拡管ビレットを引き抜き、
次いで、前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片の上面側からスライドし、複数の前記把持片を筒状とする拘束状態を解除して、前記把持片の各々が有するバネ力により前記筒状体の外側方向に弓状に反らせることにより、前記凸部の先端部が前記拡管部分の外周面に食い込んで形成された前記把持部による把持を解除することを特徴とする請求項６に記載の熱交換チューブの拡管方法。
次いで、前記スライドスリーブを前記チャックスリーブの複数の前記把持片の上面側からスライドし、複数の前記把持片を筒状とする拘束状態を解除して、前記把持片の各々が有するバネ力により前記筒状体の外側方向に弓状に反らせることにより、前記凸部の先端部が前記拡管部分の外周面に食い込んで形成された前記把持部による把持を解除することを特徴とする請求項６に記載の熱交換チューブの拡管方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0018】
前記の目的を達成するためになされた拡管治具は、複数枚の放熱フィンが積層されたフィン層を貫通して、前記フィン層から先端部及び後端部が突出する熱交換チューブを、その長手方向の収縮を防止できるように前記先端部及び前記後端部を把持して拡管し、前記放熱フィンの各々と一体化する拡管治具であって、前記後端部が把持された前記熱交換チューブの先端部から挿入されて、前記熱交換チューブを拡管する拡管ビレットが先端に接続され、後端が前記拡管ビレットを前記熱交換チューブに挿脱する方向に移動可能に設けられた圧入手段に接続されているマンドレルと、前記マンドレルに摺動自在に外挿された筒状体であって、前記熱交換チューブの先端部が挿入される前記筒状体の先端部が分割されて形成された複数の把持片は、その有するバネ力により前記筒状体の外側面方向に弓状に反っており、前記把持片間のスリットが前記筒状体の後端側の周面に開口する内壁が曲面の穴部と前記穴部の横幅よりも幅狭の開口部から前記筒状体の先端方向に徐々に拡幅する扇状スリット部とから成り、且つ前記把持片の内壁面の各々から前記筒状体の内方に突出する凸部が形成されているチャックスリーブと、前記チャックスリーブの外周面に沿って摺動自在に外挿され、前記チャックスリーブの前記把持片間の前記スリットの全体を縮幅して前記把持片の各々を筒状に拘束するように、前記把持片の各々を前記バネ力に抗して締め付ける方向に摺動し、又は前記拘束を解除する方向に摺動するスライドスリーブとを具備し、前記凸部の前記把持片の内壁面からの突出長が、前記熱交換チューブの前記先端部が挿入された前記チャックスリーブの前記把持片の各々が前記スライドスリーブにより筒状に拘束されて、前記拡管ビレットとの軸芯が一致する方向に位置調整された前記熱交換チューブの前記先端部に前記拡管ビレットが挿入されて拡管された拡管部分の外周面に、前記拡管部分の内径を縮径することなく前記凸部の各先端部が食い込み、前記熱交換チューブの前記拡管部分を把持する把持部が形成されたとき、前記把持片の前記凸部を除く各内壁面と前記拡管部分の外周面との間に空間部が形成される突出長であり、前記スライドスリーブには、その途中の表面に開口された内壁面が曲面の孔部と、前記孔部に形成された開口から先端方向に、前記孔部よりも幅狭の幅狭スリット部とが形成されていることを特徴とするものである。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0042】
近年の多品種少量生産されるルームクーラー等の熱交換器の生産においては、拡管機の部品交換を可及的に少なくして生産効率を向上することが望まれており、拡管治具においても、若干の管径又は管肉の異なる熱交換チューブの拡管にも対応できるものが求められている。
図１～図７に示す拡管治具１０により管径又は管肉の異なる熱交換チューブを把持して拡管する際に、図５及び図６に示すように、管径又は管肉の異なる熱交換チューブの先端部が挿入されたチャックスリーブ２０の把持片２０ｂを筒状に拘束するとき、スライドスリーブ２２に過剰な力が作用しスライドスリーブ２２が変形するおそれがある。このようなおそれは、図８に示すようにチャックスリーブ２０の中途部に開口された、内壁面が曲面の孔部としての丸孔２２ａと、丸孔２２ａに形成された開口部から先端方向に、丸孔２２ａよりも幅狭の幅狭スリット部２２ｂを形成することにより、チャックスリーブ２０にバネ性を付加することにより解消できる。図８に示すチャックスリーブ２０を用いた拡管治具は、管肉厚さ及び／又は外径のバラツキが大きな熱交換チューブの拡管にも用いることができる。
図１～図７に示す拡管治具１０により管径又は管肉の異なる熱交換チューブを把持して拡管する際に、図５及び図６に示すように、管径又は管肉の異なる熱交換チューブの先端部が挿入されたチャックスリーブ２０の把持片２０ｂを筒状に拘束するとき、スライドスリーブ２２に過剰な力が作用しスライドスリーブ２２が変形するおそれがある。このようなおそれは、図８に示すようにチャックスリーブ２０の中途部に開口された、内壁面が曲面の孔部としての丸孔２２ａと、丸孔２２ａに形成された開口部から先端方向に、丸孔２２ａよりも幅狭の幅狭スリット部２２ｂを形成することにより、チャックスリーブ２０にバネ性を付加することにより解消できる。図８に示すチャックスリーブ２０を用いた拡管治具は、管肉厚さ及び／又は外径のバラツキが大きな熱交換チューブの拡管にも用いることができる。