JPH0230337A - 管押広げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 血皿勿宜且 本発明は板フィン熱交換器に係り、−層詳細には、フィ
ンパックのなかのヘアピン管のベル部分形成及び押広げ
のための装置に係る。

板フィン熱交換器は例えばトラック、船舶及び鉄道用の
空気調和システム及び冷凍システムにしばしば使用され
ている。これらの板フィンは典型的に、いわゆるヘアピ
ン管又はＵ字形管をフィン板の管板のスタックの整列さ
せられた孔のなかへ、Ｕ字形に曲げられた部分が一方の
管板の一つの側面から外へ延びている状態に、レースす
ることにより形成されている。管の開いた端は他方の管
板から外へ延びている。典型的に銅である管の壁は次い
でフィンカラー及び管板の金属と接触する状態に半径方
向に押広げられる。これは良好な熱的接触及び機械的支
持を確立する。ヘアピン管開端は管の押広げの前もし゛
くは後にベル部分を形成され、また戻りベンドが、ユニ
ットの流路を閉じるべく、ベル部分を形成された端のな
かへはんだ付は又はろう付けされる。

ヘアピン管は押広げ、すなわち圧縮押広げとして知られ
ているプロセスの間、Ｕ字形ベンドの側面から支持され
得るが、このような技術は、管を曲げる傾向があるため
、また管の開端と管板との間のオフセット距離を確立す
るのに不確かさを招き得るため、好ましくない、圧縮押
広げ技術は米国特許第４．２２８，５７３号明細書に記
載されている。

引張押広げ技術は押広げに先立ってヘアピン管にベル部
分を形成することと、次いで押広げロッドが各ヘアピン
管の二つの脚のなかへ駆動される間に管をそれらのベル
部分を形成された端により支持することとを含んでいる
。管は、管板が押広げの間にヘアピン管を支持するよう
に、組み合わされている管仮に直接に当接してベル部分
を形成され得るし、さもなければベル部分は管板の上の
成る確立された離隔距離に形成され得る。後者の場合に
は、ベル部分を形成された端は押広げの間に締付はジョ
ー又は類似の装置のなかに支持され得る。フィンパック
熱交換器のなかのヘアピン管のベル部分形成及び押広げ
のための一つの技術は米国特許第４，５８４．７６５号
明細書に記載されている。

現在まで、板フィン熱交換器のヘアピン管の引張押広げ
を許し、またベル部分形成及び押広げが単一のステーシ
ョンで行われる装置は提案されていない。また、ヘアピ
ン管のベル部分を形成された端が組み合わされている管
板から有限の距離だけずらされることを許すヘアピン管
押広げ装置は提案されていない。管板フランジがヘアピ
ン管の開端を越えて延びている場合にヘアピン管のベル
部分形成及び押広げを許す装置は提案されていない。

八日の　・　゛ 従って、本発明の目的は、従来の技術の欠点を回避しつ
つ、フィンパック熱交換器のなかの管にベル部分を形成
することとである。

本発明の他の目的は、単一のステーションに於いてヘア
ピン熱交換器管にフレアーを有するベル部分を形成しか
つ押広げるための技術を提供することである。

本発明の別の目的は、フィンパンクユニットのヘアピン
管をヘアピン管ごとに次々と押広げるべく適当なプログ
ラムにはり制御され得るベル部分形成及び押広げ装置を
提供することである。

本発明のさらに別の目的は、熱交換器管の引張押広げの
ための装置であって、熱交換器管板の前向きの端フラン
ジと順応することができ、またベル部分が管板のすぐ上
に位置しないように必要な離隔距離を与えることができ
、またベル部分形成及び押広げが単一のワークステーシ
ョンに於いて同時に行われる装置を提供することである
。

本発明の一つの局面によれば、ベル部分形成及び押広げ
装置がフィンパック熱交換器の制約された空間内で働く
ように構成されている。

フレームが、孔明きフィン板のスタックを通じてレース
されているＵ字形管又はヘアピン管から成るフィンパッ
クを保持するための支えの近くに取付けられている。ヘ
アピン管の開端がフレームと向かい合っている。フレー
ムは、それぞれのヘアピン管端を掴み又は放すべく互い
に近接又は離隔する方向に揺動するベル部分形成ジョー
フィンガーの少なくとも一つの対を揺動可能に支持する
。

これらのジョーフィンガーはベル形状への管端の押広げ
を許す輪郭表面を有する。ここで定義されるように、ベ
ル形状はフレアー状に広がった開端を有する。フレー゛
ム上に担持されているベル部分形成装置が、閉じ合わさ
れたベル部分形成ジョーフィンガーの間で組み合わされ
た管のなかへ挿入される。ベル部分形成装置は、管端に
ベル及びフレア一部分を形成するべく、輪郭表面のなか
へ半径方向に外方に管端を強制する。

フレームは、少なくとも二つの列のなかのヘアピン管の
隣接する脚の先にベル部分を形成された端を押さえ付け
るべく揺動する押広げジョーフィンガーの少なくとも二
つ、好ましくは四つの対をも担持している。これらのフ
ィンガーはフィンパックのなかへ引張押広げのために組
み合わされたヘアピン管を締付けるべく適当に閉じられ
また開かれる。

押広げロッドが押広げジョーフィンガーの対の各々と組
み合わされており、またフレーム上に担持されている。

これらのロッドは、フィン板及び管板と接触する状態へ
半径方向に外方に管脚を強制するべく、組み合わされた
ヘアピン管脚のなかへ組み合わされた押広げジョーフィ
ンガーの間で駆動される。

所与のヘアピン管が上記のように押広げられた後に、フ
レームはそのベル部分形成及び押広げ機構と共に、次の
隣接する管にベル部分を形成し、かつベル部分を形成さ
れたヘアピン管脚の他の対を押広げるため、フィンパッ
クに対して横方向にステップ運動をさせられる。

押広げロッドは選択的に作動し、また、所与のヘアピン
管の両脚が同時に押広げられるように、又は二つの隣接
する平行なヘアピン管が同時に押広げられるように、任
意のヘアピン管パターンに対してプログラムされ得る。

ベル部分形成及び押広げ装置は管板の長さにわたり一度
に一つの管端を列方向にステップ運動し、また次いで次
の列にステップ運動し、またその列を通過し得る。装置
は各管板のいずれかの側に広いフランジを有し得る典型
的な蒸発器及び凝縮器コイルの制約された空間内で働く
。

本発明の上記及び他の多くの目的、特徴及び利点は、添
付図面を参照して好ましい実施例を詳細に説明するなか
で一層よく理解されよう。

しい　　　の　　な 先ず第１図〜第３図を参照すると、熱交換器管の開端１
２、すなわち板フィン形式熱交換器１４のヘアピン管の
脚にベル部分を形成しかつ押広げるための管押広げ１０
が示されている。熱交換器１４のなかには、管Ｆｉ１８
が組立体を所定の位置に保持するように、多数のヘアピ
ン又はＵ字形管が整列させられたフィン板１６のスタッ
クのなかヘレースされている。ここで、管板はヘアピン
管の開端１２を越えて延びている一対のフランジ２０を
有する。装置は、−度に二つのヘアピン管端１２にフレ
アー状のベル部分２２を形成するべく、また二つ又は四
つの隣接する管脚を押広げるべく、すなわち−度に一つ
又は二つのヘアピン管を押広げるべく構成されている。

例えば移動体用のいくつかの熱交換器コイルでは、管の
自由端１２は管板１８と戻りベンド（図示せず）がはん
だ付は又はロー付けされるベル部分２２との間にオフセ
ント又は離隔距離が設けられている。

これらの熱交換器では、管板フランジ２０は前を向いて
いてよく、特殊設計のｉ！ｉ撃式ベル部分形成装置を必
要とする。ここに、米国特許第４．５８４．７６５号の
ベル部分形成装置を使用することは不可能である。ベル
部分２２は管板１８から離隔していなければならず、ま
た押広げ中にグリフパーにより保持されていなければな
らず、単に管板によってのみ支持されていてはならない
。また、空間的な制約があるので、単一のステーション
に於いて管端１２のベル部分形成及び押広げを行うこと
、またフィンパックユニットのハンドリング及びトラン
スファを最小化することが望ましい。

本装置は、管板１８を横断し、また−度に二つの管端に
ベル部分を形成するべ（、フレーム又はキャリフジ上に
取付けられている重畳されたベル部分形成装置２４．２
４を含んでいる。また、四管押広げ装置２８が、ベル部
分形成装置２４を追従し、かつ一つ又は二つの単一のヘ
アピンに対応する適当な管端を押広げるべくキャリッジ
上に取付けられている。

ベル部分形成装置２４の各々は、ピボットビン３２上を
一緒に揺動する一対のグリッパ−フィンガー３０を含ん
でいる。フィンガー３０は管板フランジ２０の下に達し
、横方向に開く　（第１図）。

二つの管しか一度にベル部分を形成されず、またこれら
は異なる列のなかにあるので、フィンガーが開くための
十分な側方間隙が存在する。これらのベル部分形成ジョ
ーフィンガーは滑らかな管を締付けるべくかなりの力で
締付けられなければならず、従ってそれらの長さに起因
する曲がりを防止する厚みよりも厚（作られている。フ
ィンガー３０の雌雄結合面は、それに向かって管端１２
の金属が、ベル部分２２を形成するべく押広げられる輪
郭表面により与えられている。

ベル部分形成ジョーフィンガー３０は、ベル部分２２を
形成するべくベル部分形成工具３４がフィンガーの間を
進んでいる間、管端１２を掴む。

ここで、ベル部分形成工具は、戻りベンドを受は入れる
のに十分に管端１２を外方に押広げるべく管端１２に入
るピンチビユレットと、ベルフレア一部分を形成するべ
く管端に入るフレア一部分形成カラーとを含んでいる二
段装置であってよい。

この形式の衝撃式ベル部分形成工具は米国特許出願第　
　　　　　号明細書に一層詳細に説明されテイル、ヘル
部分２２が形成された後、ベル部分形成工具３４は引き
抜かれ、またフィンガー３０は開かれる。

ベル部分形成工程が行われると同時に、四管押広げ装置
２８が引張押広げ工程を進行する。押広げ装置２８は二
つの列の各々のなかに向かい合う押広げジョーフィンガ
ー３６の二つの対を含んでいる。これらのフィンガー３
６はキャリッジ２６の上にピボントピン３８により取付
けられており、また各列は向かい合う雌雄結合面上に形
成された輪郭キャビティ４０を有する。ベル部分２２は
予め定められた離隔距離４２だけ管板から離されており
、また押広げジョーフィンガー３６と組み合わされた押
広げロッド４４がフィンガー３６の間のベル部分を形成
された管端１２に入る。この例では押広げジョーフィン
ガー３６は十分な側面間隙を得るために薄い。これらの
フィンガー３６に対して必要とされる締付は力は、ベル
部分に与えられる押広げ力への反力が主として軸線方向
であり、またフィンガーがベル部分のフレア一部分を掴
んでいるので、比較的低い、これらのベル部分形成フィ
ンガー３６は管板フランジ２０の下に達し、側方に開く
。ヘアピン管は、ヘアピンの向きに従って押広げロッド
４４を選択しかつ進めることにより押広げられる。ロッ
ド４４は、各ヘアピン管の脚をフィンカラー及び管板と
熱的及び機械的に接触する状態に駆動するべく、各ヘア
ピン管の脚の長さを通過する。従って、ロッド４４はフ
ィンガー３６を通って引きｔ友かれ、またフィンガー３
６が開かれる。ディスプレーサ−機構４Ｇ（ここにはブ
ロックで示されている）がキャリフジ２６を少し引き戻
し、またそれを次の管端１２の位置へ側方にステップ運
動させる。その後にキャリッジがフィンパックユニット
に向かって進み、またベル部分形成及び押広げジョーフ
ィンガー３０及び３６が、それぞれ次のベル部分を形成
されていない管端１２及びベル部分を形成された管端１
２を掴むべく、管板フランジ２０の下に達する。

ベル部分形成及び押広げ工程は全列を横切って繰り返さ
れる。本装置は各列を横切って進み、また次いでディス
プレーサ−４６が本装置を次の隣接する列にもたらす。

もしベル部分２２を管板１８のすぐ上に置くこと、すな
わち離隔距離を零にすることが望まれるならば、ベル部
分形成ジョーフィンガー３０に対するグリッパ−輪郭表
面はそれに応じて設計され得る。その時、もし押広げ中
に管板１８により直接に管を支持することが望まれるな
らば、フィンガー３６は省略され、又は単に押広げ中は
不作動状態にされ得る。

押広げジョーフィンガー３６は第２図中に、（単に図解
の目的で）フィンガー３６の上側の二つの対が閉じられ
ており、下側の二つの対が開いている状態で、他の二つ
の対の上に重畳されている二つの対として示されている
。実際の実施例では、フィンガー３６の全ては、ベル部
分形成ジョーフィンガー３０と同じく、−緒に開閉する
。

本発明の実際の実施例は第４図〜第７図に一層詳細に示
されている。

この実施例では支持フレーム５０　（第４図及び第５図
中には破線で、また第６図中には実線で示されている）
が、ピボットピン５４により取付けられているベル部分
形成グリッパ−フィンガー５２と、組み合わされたピボ
ットピン５４により取付けられている押広げグリフパー
フィンガー５６とを支持している。ベル部分形成及び押
広げ機構に隣接して、開端を本装置に向けて置かれた複
数個のＵ字形管又はヘアピン管６０から形成された加工
片、すなわち部分的に形成された板フィン熱交ＰＡ器５
８が取付けられている。

板フィン熱交換器は管板６６の間にサンドイッチ状に挟
まれたフィン板６４のスタックから形成さている。Ｕ字
形管又はヘアピン管６０はフィン板及び管板のなかのフ
ィンカラーを通してレースされている。ベル部分６８は
隣接する管板６６から予め定められた離隔又はオフセッ
ト距離に管端６２に形成されている。ベル部分６８は一
つのヘアピン管を他のヘアピン管に接続する戻りベンド
を受は入れる雌部材としての役割をし、また戻りベンド
の挿入の際、ろ−付けの際及び押広げ中に管を掴む際に
好都合なフレアー状先端を有する。

第６図中に示されているように、支持フレーム５０は横
断下板７２とそれに端部材７Ｇにより結合された上板７
４とから成っている。上板７４はベル部分形成及び押広
げグリッパ−フィンガー５２．５６の交換のために容易
に取り外される。マウント７８が端部材７６に置かれて
おり、またフィンパック熱交換器５８に対して近接する
方向にも離隔する方向にも水平及び垂直にフレームを動
かすため端部材７６をディスプレーサ−機構（図示せず
）に結合する。また第６図中に示されているようにスペ
ーサー８０がベル部分形成グリフパーフィンガー５２の
重畳された対の間と押広げグリッパ−フィンガー５６の
対の間とに設けられている。第６図中に示されている構
成では、フィンガーは間隔比、すなわち管端６２の列の
間の垂直間隔と相続く管端６２の間の列のなかの水平間
隔との比に整合するようにセットされている。この例で
は、比は０．８６６に定められている。しかし、スペー
サー８０は異なる間隔比に整合するべく破線で示されて
いる位置、すなわちフィンガー５２及び５６の下側の組
の下に動かされ得る。

フィンガー５２及び５６を閉じるためのカム配置が第４
図、第５図及び第７図中に示されている。

カム駆動機８２がヘアピン管の軸線方向に、すなわち図
面で見て上下に動く。この板８２の上に、管１ｆｉ６６
に向かって延びている。複数個のカムパー８４が取付け
られている。これらのパー８４の各々はそれらの遠位端
に一つ又はそれ以上のローラー軸受８６を担持している
。ローラー軸受８Ｇは、ベル部分形成グリッパ−フィン
ガー５２の外側表面に沿って、また押広げグリフパーフ
ィンガー５６の外側表面に沿って形成されたカムウェイ
８８　（第７図参照）のなかに乗っている。カム駆動板
８２、カムパー８４及びローラー軸受８６は、ｆｆ１５
図中に示されているように、遠位に駆動される時に、組
み合わされた管端６２の上に閉じられたフィンガー５２
及び５６を締付け、また、第４図中に示されているよう
に、遠位に駆動される時に、フィンガー５２及び５６を
開くべく締付けを解除する。この実施例では、フィンガ
ー５２及び５６を開くように強制するべ（それらに）＜
イアスカを与えるばね９０が設けられている。またフィ
ンガー５２及び５６のカムウェイの各々は、ローラー軸
受が完全に後方に動かされる時にローラー軸受の作用に
よりフィンガーを開くように強制するべく湾曲した近位
端９２を有する。

また第４図及び第５図中に示されているように、押広げ
ジョーフィンガー５６の内側の一つを通って延びている
多数の押し棒又は結合ピン９４が設けられている。これ
らは、カム駆動器及びカムローラーが外側フィンガー５
６の上を閉じる時にフィンガー５６の二つの対の内借１
の一つに閉じる力を与えるべく、隣接する対のなかの対
応する押広げジョーフィンガーを結合する。すなわち、
これらの結合ピン９４の一つは二つの対の対応する左側
フィンガーを結合し、他の結合ピン９４は二つの対の右
側フィンガーを結合する。押広げジョーフィンガー５６
のために利用可能な限られたジオメトリのなかで、カム
ローラー軸受８６は所与の列の四つの押広げフィンガー
の外側の一つにのみ作用し得る。これらの結合ピン９４
の使用は、これらのジョーが、はとんど追加的ハードウ
ェアを必要とせずに、確実に開閉することを許す。

また第４図中に示されているように、ベル部分形成装置
９６は、内側ロッドの遠位端に取付けられているピンチ
ビユレット９８と、外側ロッド１０２の遠位端に取付け
られているベル部分形成カラー１００とを含んでいる。

内側及び外側ロッドは前方にピンチビユレット９８及び
カラー１００を順次に強制するため駆動器１０４及び１
０６により動かされる。この場合、駆動画板１０８によ
り外側ロッド１０２に結合されている一対のベル部分形
成カラー駆動器１０６が設けられている。

第５図中に示されているように、ベル部分形成グリッパ
−フィンガー５２がカム駆動画板及びカムローラー軸受
８６により締め合わされる時、管端は管端６２のなかへ
のピンチビユレット９８の挿入により押広げられる。次
いでベル部分のフレアー状の端部分が前方への外側駆動
器及びベル部分形成カラー１００の突込みにより形成さ
れる。その後に、ベル部分形成装置９６が後退され、ま
たベル部分形成グリッパ−フィンガーが開かれる。

この実施例では、押広げグリッパ−フィンガー５６のそ
れぞれの対の各々に対して一組の押広げロッド１１０が
設けられている。第５図中に示されているように、これ
らのロッドの各々はその遠位端に押広げビユレット１１
２を担持している。

これらの押広げロッド１１０の選択されたものがヘアピ
ン管を通して前方に駆動され、他方に於いて、第５図中
に示されているように、フィンガー５６は、管６０を軸
線方向に運動しないように拘束するべく、閉じられた状
態に保たれる。

また第５図中に示されているように、ベル部分形成及び
押広げ工程に先立って予め定められた離隔距離に近似的
に管端を予めセットするべく、ベル部分を形成されてい
ないヘアピン管６０の外側の端を押すヘアピンセッター
１１４が設けられている。セッター１１４は、ベル部分
形成工程の直前に次の管端を予めセットするべく、次の
管端に作用する。

特定の実施例を例としての説明してきたが、本装置の他
の多くの形態が本発明の原理に従って構成され得ること
は明らかであろう。例えば、ベル部分形成及び押広げは
管の単一の列に沿っても、同時に三つ又はそれ以上の列
に沿っても行われ得る。またベル部分形成及び押広げグ
リッパ−フィンガー６２及び６６は、異なる直径及び異
なる材料のヘアピン管に順応するように他の適当なグリ
ッパ−フィンガーにより置換され得る。

本発明の装置は予めプログラムされ得るし、また適当な
時点で正しい押広げロッドを駆動するように各ヘアピン
管に対応する管端を同定するべ（計算機により制御され
得る。

以上に於ては本発明を特定の好ましい実施例について説
明してきたが、本発明はこれらの実施例に附定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例によるベル部分形成及び押広げ
装置の概要頂面図、第２図は第１図の掴みジョーフィン
ガーの作用を示す概要正面図、第３図は第１図の装置の
概要側面図、第４図はベル部分形成及び押広げのための
閲み装置を開いた位置で示す本発明の実施例の詳細頂面
図、第５図はベル部分形成及び押広げのための掴み装置
を閉じた位置で示す本発明の実施例の詳細頂面図、第６
図は第５図の線６−６に沿う正面断面図、第７図は第６
図の線７−７に沿う側面断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 二つの管板の間にサンドイッチ状に挟まれたフィン板の
   スタックから成るフィンパックのなかの整列させられた
   開口を通過する複数個のヘアピン管が設けられており、
   前記ヘアピン管が平行な脚の対を、脚の開端が管板の一
   つを越えて延びておりまた列をなして位置している状態
   にして、接合するＵ字形ベンドを含んでいる板フィン熱
   交換器ユニットのなかへ管を押広げるための管押広げ装
   置に於いて、 フレームと、 管の開端が前記フレームと向かい合う状態にして前記フ
   ィンパックを支持する手段と、 前記ヘアピン管の組み合わされた端の上を押さえ付ける
   べく前記フレーム上に揺動可能に取付けられており、ベ
   ル形状への前記管端の押広げを許す輪郭表面を有するベ
   ル部分形成ジョーフィンガーの少なくとも一つの対と、 ベル部分形成工程の間に前記管端の上に閉じられるよう
   に前記ベル部分形成ジョーフィンガーを強制するための
   手段と、 ベル部分形成工程が実行された後に開くように前記ベル
   部分形成ジョーフィンガーを強制するための手段と、 前記フレーム上に担持されており、また、管端にベル部
   分を形成するべく管を外方に前記輪郭のなかへ強制する
   ため、前記ベル部分形成ジョーフィンガーが閉じられて
   いる時に、前記ベル部分形成ジョーフィンガーの間の組
   み合わされた管端のなかへ挿入可能であるベル部分形成
   手段と、前記ヘアピン管の隣接する脚のベル部分を形成
   された端の上を押さえ付けるべく前記フレーム上に揺動
   可能に取付けられている押広げジョーフィンガーの複数
   個の対と、 組み合わされているベル部分を形成された管端の上に、
   押広げ工程の間にこれらの管端を掴むべく、前記押広げ
   ジョーフィンガーを閉じるための手段と、 前記押広げ工程の後に開くように前記押広げジョーフィ
   ンガーを強制するための手段と、 各々前記押広げジョーフィンガーの対の一つと組み合わ
   されており、前記フレーム上に担持されており、また、
   フィン板及び管板と接触する状態へ半径方向に外方に管
   脚を強制するべく、組み合わされた管脚のなかへ組み合
   わされた押広げジョーフィンガーの間で駆動可能である
   複数個の押広げロッドと、 隣接する管にベル部分を形成し、かつベル部分を形成さ
   れた管脚の少なくとも一つの他の対を押広げるため前記
   フィンパックに対して横方向に前記フレーム及び前記ベ
   ル部分形成及び押広げジョーフィンガーをステップ運動
   させるための手段とを含んでいることを特徴とする管押
   広げ装置。