JPS6411376B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱交換器の管端加工装置に係り、特
に、前加工寸法、材質のバラツキによる収縮量の
差が生じても、高精度で、しかもフレア部の割
れ、巻込み等のない高品質な加工を行う装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来の熱交換器は、銅、アルミニユーム等の熱
伝導の良い材質のヘアピン状の管１１を、フイン
と呼ばれるこれも銅又はアルミニユーム製の短冊
状の薄板１０を積み重ねた孔１２に通し、拡管に
より固着した構造となつている。

第３図は、熱交換器の部分断面を示し、ヘアピ
ン状の管１１がフイン１０の孔に通され、拡管に
より固着された状態を示している。管１１内の通
路は、入口２から出口３まで通じなければならな
いため管端はベンドパイプ１３で接続される。こ
のため、ヘアピン状の管１１の管端は、フインと
拡管により固定された後、フレア加工されベンド
パイプ１３を差込み、ろう付けする構造となつて
いる。

また、管端のフレア加工形状は、ろう付け強度
を確保し、しかも、ろう付け作業を容易にするた
め、寸法精度が厳しく要求されている。

ところが、従来の管端フレア加工は、ヘアピン
状の管と短冊状薄板を積み重ねたフインを固着す
るための拡管加工を行う機械にフレア加工装置を
組込み、拡管とフレアの両方の加工を行つてい
た。そして、該フレア加工は、先端が円錐形状の
工具を前記拡管加工を行うための駆動手段とは別
の油圧シリンダなどで単純に押し付けることによ
り行つていた。この拡管、フレア加工を行う機械
の全体図を第４図により説明する。拡管ヘツド１
４に取り付けられたマンドレル１５の先端に球状
のブリツト１６が固定してある。該マンドレル１
５は、長く、自重及び推力によりたわむため、サ
ポート１７により支えたわみを防止している。フ
レアヘツド１８は、機械の中央部にあり、前記マ
ンドレル１５が貫通していて更に同芯にフレア工
具１９が固定され、ピストン、大径シリンダから
構成されるフレアヘツド用油圧駆動手段２０で動
作するようになつている。加工物であるフイン１
０と管１１が仮組された熱交換器１はテーブル２
１上に置かれ、レシーバ２２、サイドブロツク２
３で位置決めされ、上部より押え板２４を介して
クランプシリンダ２５で押えられる。次にこの装
置を運転するために起動ボタンを押すと拡管ヘツ
ド１４とフレアヘツド１８が同時に前進しやがて
ブリツド１６が管１１内に押込まれて拡管を行う
が、前記フレアヘツド１８は低油圧力となつてお
り推力を極力少なくしてあるため、フレア工具１
９の先端が管１１に接した所で前進できなくな
り、拡管による管の収縮分だけ前進するようにな
る。一方、マンドレル１５は前進を続けて第５図
に示すようにブリツト１６が管１１の最前端まで
前進し、最後のフインの拡管を終了した時点で、
フレアヘツド用油圧駆動手段２０の油圧が高圧に
切換えられフレアヘツド１８を前進させて多軸同
時にフレア加工を行う。ところで第６図に示す通
りフイン１０を管１１に固着させるための拡管加
工は管の内径より若干大きい、球状のブリツト１
６を押しこむことにより行うため、拡管前の管の
長さ２６に比較して拡管後の管の長さ２７は短か
くなり、この差２８を収縮量と呼んでいる。この
収縮量は拡管代、管内部の潤滑状況等により異な
り、従来の設備で拡管、フレア加工を行つた場合
第７図に示す如く、管の全長がそれぞれ異り、従
つて、フレアの成形も成形正状１１ａ、成形不充
分１１ｂ，１１ｃ、成形過状１１ｄ、成形不可１
１ｅ，１１ｆとまちまちとなり、フレア寸法を規
定値に収めることができないばかりでなく第８図
のｂ，ｃにも示すように、フレア先端部の割れ３
０、及び巻込み３１不良が発生しており、精度
的、品質的に問題があつた。

なお、管の収縮は拡管する管の全長に渡つて起
るが拡管加工は全数多軸同時加工を行うため、フ
インはずれながら等間隔に固着されていくので管
とフインの接合がこわれることはない。

このため寸法精度が高く、しかもフレア加工不
良のない高品質な加工を行うためには、拡管時は
管の切断長さあるいは拡管による長さの差が個々
に異つても、常にフレア工具１９の先端がフレア
工具１９毎に管端に接するようにしなければなら
ないが、従来機においては、複数のフレア工具は
個々に移動量を制御せずにフレアヘツドで全部の
フレア工具を一緒に同じ量だけ移動するものであ
るから、フレア工具先端の管端への接触が同じ様
にならない。

また、これらに関連するものに実開昭52−
34839号、特開昭57−56122号、実開昭57−76934
号などがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は管端の不揃いに対する配慮がさ
れておらず、熱交換器の管端のフレア加工を多軸
同時加工で行う場合、管切断時の寸法のバラツキ
や拡管時に管が収縮したときこれにフレア工具を
正確に追従させることができなかつた。そのため
に、フレア加工時に各々の管端の長さが異ること
から、フレア形状を所定の寸法にすることができ
ず、しかもフレア部の割れ、巻込み等の不良が多
く発生していた。

本発明の目的は熱交換器の管端の長さにバラツ
キがあつて不揃となつてもフレア部の割れ、巻込
み等の不良のない所定のフレア形状を形成するこ
とができる熱交換器の加工装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、重合せた多数枚の
フインの透孔へそれぞれに管を挿入した後、該複
数の管を拡管して前記フインと密着固定させる先
端にブリツトを有する複数の長Ｒのマンドレル
と、該マンドレルと同心に設けた前記管の端をフ
レア加工する複数のフレア工具と、該複数のフレ
ア工具を取付けベツド上を前記管軸方向に移動可
能なフレアヘツドと、フレアヘツド駆動手段およ
びマンドレル駆動手段と、を備えた熱交換器の加
工装置において、前記複数のフレア工具を、前記
フレアヘツドの移動とは別に独立して移動させる
フレア工具用油圧駆動手段と、前記それぞれのフ
レア工具の受圧部に設けた油圧室と、該それぞれ
の油圧室を連通する油通路と、該フレア工具用油
圧駆動手段の出力圧油を前記それぞれのフレア工
具の油圧室へ導びく油圧通路と、を設けることに
より、達成される。

〔作用〕

拡管およびフレア加工に入る前の管端の不揃い
に対してフレア工具ガイド部の先端はどの管端も
一様に接触するように油圧ポンプで昇圧した押圧
力で押し付けられている。

次に、マンドレルが進行してマンドレルの先端
のブリツトが管端から管内に押し込まれ拡管を始
めると、それに追従して直ちにフレア工具の先端
のガイド部が油圧力により管内に進入する。

該押圧力はフレア加工するための押圧力ではな
く、マンドレルが拡管を終了するまでの間管端を
支え、管とフレア工具が離れない程度の低い圧力
である。そして、拡管が終了した後油圧ポンプ回
路を遮断し、各油圧室内の圧力が低い圧力に維持
され互に油通路を通して連通するような状態にし
てからフレアヘツド油圧駆動手段により更に大き
い圧力油をフレアヘツド全体にかけ、複数のフレ
ア工具を同時に進行させて管端のフレア加工を行
う。このフレア加工時は各油圧室を油通路により
連通しているから均一な押圧力が得られる。

したがつて、管端の不揃いがあつても個々の管
端の長さに応じてフレア工具が移動し追従してガ
イド部の先端を管端に接触させているから、どの
管端も一様に割れ、巻込み等のないフレア形状に
加工することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。図において従来のものと同一部分は同一の符
号で表わし、その説明を省略してある。

３３は改良されたフレアヘツドで、図では３本
のフレア工具３２を移動可能に挿入できるシリン
ダ孔３３ａを横一列に配列して設けている。そし
て、前記フレア工具３２はピストンを兼ねてお
り、前記シリンダ孔３３ａに挿入したとき油圧室
３４を形成するようにフレア工具３２の後部（図
において右側）の径を細くしてある。４３ａはピ
ストン部（大径部）に設けたＯリング、４３ｂは
小径部に設けたＯリングで油圧室３４内の油洩れ
を防止している。３５はクリツプでフレア工具３
２の拡け防止のために設けられている。また、前
記フレア工具３２の先端部はガイド部３２ａと２
次拡管部３２ｂおよびフレア成形部３２ｃから構
成されており、これらの部分は従来のものと同一
である。

３６は油通路で各油圧室３４を連通している。
該油通路は６は外部配管によつても良い。３７は
油ポンプでその吐出側は配管により圧油絞り弁３
８を介して減圧弁３９に接続されている。該減圧
弁３９は管１１の端とフレア工具３２のガイド部
３２ａの先端が拡管加工に入る前に接触できれば
良い程度の、管１１に無理な力が加わらない小さ
な圧力に設定される。４０は低圧圧力調整弁で前
記減圧弁３９の吐出側配管に接続されている。４
１は開閉弁で該減圧弁３９と低圧圧力調整弁４０
を入口側に配し前記フレアヘツド３３に設けた各
油圧室３４に連通する油圧通路４４に接続されて
いる。該油圧通路４４は先ず１つの油圧室３４に
連通される。

次に他の各油圧室３４は前記油通路３６により
順次連通される。

４２は高圧圧力調整弁でフレアヘツド３３をフ
レアヘツド用油圧駆動手段２０により大きな圧力
で押圧している過程で、異常高圧力が発生したと
き、加工物、工具等の破損防止のために設けられ
ている。このようにフレア工具用油圧駆動手段５
０は、上記した油圧ポンプ３７、圧油絞り弁３
８、減圧弁３９、低圧、高圧の圧力調整弁４０，
４２および切換弁４１から構成されている。Ｔは
油タンク、Ｍは油ポンプ用モータである。４７は
フレアヘツド３３の後端面を示している。

次にその作用を説明する。

第４図に示すように重合せた多数枚のフイン１
０の透孔に管１１を挿入して加工装置１にセツト
した後、フレア工具用油圧駆動手段５０、フレア
ヘツド用油圧駆動手段２０および拡管ヘツド用油
圧駆動手段（図示せず）を作動させ、フレアヘツ
ド３３および拡管ヘツド１４をベツド６０，７０
をガイドとして管端に向つて移動させる。このと
き、フレアヘツド用油圧駆動手段２０の油圧力は
フレアヘツド３３を移動させるにいたる低い圧力
で充分であるから、低圧力が供給されるように油
圧回路が切換えられている。

このようにして前記各フレア工具３２はマンド
レル１５の進行に追従して進行し、管端の不揃い
分だけ各フレア工具３２のガイド部３２ａの先端
が管端に接触するまで移動する。やがてマンドレ
ル１５のブリツト１６が管１１内に押込まれ一部
拡管されるとその拡管部に直ちにフレア工具３２
のガイド部３２ａが挿入され、更に管の収縮量に
応じてフレア工具３２が移動する。

該フレア工具３２の移動は、油圧ポンプ３７で
昇圧した圧力油により行われる。すなわち、油ポ
ンプ３７により昇圧した圧力油を配管により絞り
弁３８を通して減圧弁３９に送り低圧圧力調整弁
４０の調圧と併用して適正な油圧にしてから開閉
弁４１を介して油圧室３４内に圧送される。各油
圧室３４は油通路３６で連通されているから各油
圧室３４は同じ圧力に維持され、各ピストンの受
圧面４５に作用する圧力は等しくなつている。

第１図に示す状態はマンドレル１５が進行して
拡管が一部行われ、その直後にガイド部３２ａが
押込まれた拡管途中の状態を示しており、フレア
工具３２はこの位置にとどまり拡管した管端を支
えるような状態となつている。次に拡管が終了
（第４図参照）すると、開閉弁４１は閉じるよう
に制御されて油圧回路を遮断し各油圧室３４内に
は圧力油が充満した状態に維持される。この状態
を維持し、次にフレアヘツド用油圧駆動手段２０
を制御して低い圧力から高い圧力が発生するよう
に切換え、大きな力でフレアヘツド３３全体を押
圧し移動させる。そうすると、各フレア工具３２
は進行して２次拡管部３２ｂに続いてフレア成形
部３２ｃの部分まで管内に押込まれフレア加工
（第４図参照）が行われる。フレア加工中密閉さ
れた油圧室３４内の圧力が異常に上昇すれば高圧
圧力調整弁４２が開き油を排出して圧力を下げ
る。

つまり、フレアヘツド用油圧駆動手段２０では
フレアヘツド３３を移動させてフレア工具全体を
管端に接近させ、フレア工具用油圧駆動手段５０
では管端の不揃い分を吸収するように各フレア工
具毎に移動調整がされる。したがつて、管端に不
揃いがあつても全て完全にフレア成形ができ、第
７図、第８図ｂ，ｃに示したような不良加工とな
ることはない。

そして、拡管、フレア加工が終了すれば、次の
製品の加工をするための動作に移るために、各油
圧回路は解除され元の状態に戻り待機するように
制御される。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成したから、管端の不
揃いがあつてもそれぞれのフレア工具の移動によ
りフレア加工するための適正な位置にフレア工具
を位置させることができるから、全ての管端のフ
レア成形が割れ、巻込み等の不良を発生させるこ
となく加工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフレア工具の平面断面図及び
油圧回路図、第２図ａは従来の多数のフイン重合
せたフイン群の斜視図、ｂは管の斜視図、第３図
は、従来の熱交換器の断面図、第４図は、従来の
熱交換器の拡管、フレア加工機の外観斜視図、第
５図は、従来機による拡管、フレア加工完了状態
の断面図、第６図は、従来の拡管による管の収縮
状態の説明図、第７図は、従来の管長の個々の長
さの差によるフレア加工後の状態図、第８図は、
従来の拡管時のフレア工具先端の接触状態の差に
よるフレア加工状態図である。 １０……フイン、１１……管、１２……フイン
の孔、１３……ベンドパイプ、１４……拡管ヘツ
ド、１５……マンドレル、１６……ブリツド、１
７……サポート、１８……フレアヘツド、１９…
…フレア工具、２０……フレアヘツド用油圧駆動
手段、２１……テーブル、２２……レシーバ、２
３……サイドブロツク、２４……押え板、２５…
…クランプシリンダ、２６……拡管前管長、２７
……拡管後管長、２８……収縮量、２９……全
長、３０……管端フレア部ワレ、３１……管端フ
レア部巻込み、３２……フレア工具、３３……フ
レアヘツド、３３ａ……シリンダ孔、３４……油
圧室、３５……クリツプ、３６……油通路、３７
……油圧ポンプ、３８……絞り弁、３９……減圧
弁、４０……低圧圧力調整弁、４１……開閉弁、
４２……高圧圧力調整弁、４３……Ｏリング、４
４……油圧通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重合せた多数枚のフインの透孔それぞれに管
   を挿入した後、該複数の管を拡管して前記フイン
   と密着固定させる先端にブリツトを有する複数の
   長尺のマンドレルと、該マンドレルと同心に設け
   た前記管の端をフレア加工する複数のフレア工具
   と、該複数のフレア工具を取付けベツド上を前記
   管軸方向に移動可能なフレアヘツドと、フレアヘ
   ツド用油圧駆動手段およびマンドレル用油圧駆動
   手段と、を備えた熱交換器の加工装置において、
   前記複数のフレア工具を、前記フレアヘツドの移
   動とは別に独立して移動させるフレア工具用油圧
   駆動手段５０と、前記それぞれのフレア工具の受
   圧部に設けた油圧部３４と、該それぞれの油圧室
   を連通する油通路３６と、該フレア工具用油圧駆
   動手段の出力圧油を前記それぞれのフレア工具の
   油圧室へ導びく油圧通路４４と、を設けたことを
   特徴とする熱交換器の加工装置。