JPH054166B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はクロスフインコイルの伝熱管に拡管処
理を施して、伝熱管をフインに固着させるクロス
フインコイル用拡管機に係り、特に拡管処理の際
にクロスフインコイルを拡管機の所定位置に固定
させるためのクランプ装置に関する。

〔従来の技術〕

クロスフインコイルは、第４図に示されるよう
に、多数枚のフインＦ，Ｆ……に対し、その長手
方向ｙに多数本、巾方向に１〜３本の伝熱管Ｔ，
Ｔ……を串差しに挿通させた構造を採り、ｙ方向
の伝熱管本数は段、ｚ方向の伝熱管本数は列で通
常表わされる。図中、ｘは伝熱管Ｔの軸方向を表
わしている。

従来より、このようなクロスフインコイルは、
その伝熱管Ｔ，Ｔ……に一斉にマンドレル１０，
１０……を挿入し、伝熱管Ｔ，Ｔ……を同時拡管
してフインＦ，Ｆ……に固着させることにより製
作される。このような拡管に使用される拡管機に
は縦型と横型の２種類があるが、いずれの拡管機
の場合も基本構成は共通である。

クロスフインコイルを拡管機で拡管処理するに
あつたつては、拡管中にクロスフインコイルが動
くことのないように、拡管機の所定位置にクロス
フインコイルをクランプ装置の保持枠により四周
から拘束する必要がある。また、最近の傾向とし
てクロスフインコイルの機種多様化が進み、１基
の拡管機で段数の異なるコイルを処理することが
多い。

１基の拡管機で段数の異なるクロスフインコイ
ルを処理する場合、クランプ装置においてはコイ
ルの段数に応じて段方向ｙの挟み巾を変えなけれ
ばならない。従来、この作業は保持枠を組み替え
ボルトを締め直すことにより行われていたが、能
率が悪く生産性を低下させる問題があつた。そこ
で、この組み替え作業の自動化を図つたクランプ
装置が特開昭60−27428号公報により提案されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このクランプ装置は段方向ｙの挟み
巾を変えるのに油圧を利用する。油圧でクロスフ
インコイルを固定する場合、コイルに保持枠が圧
接した段階で油圧を停止する。いわゆるフイード
バツク制御が採用されるので、コイルはどうして
も必要以上に強く拘束され、その結果としてフイ
ンが段方向ｙの両端でしばしば折れ曲がる。

すなわち、クロスフインコイルの拡管処理にお
いては、拡管中のコイルのがたつきを防ぐため
に、コイルを保持枠にて四周から拘束する必要が
あるが、拡管にともなう力を受けるのは、この保
持枠ではなく、コイルを伝熱管軸方向ｘの底部か
ら支える受け部材である。クロスフインコイルの
伝熱管は、拡管処理により管軸方向の縮みを生じ
るので、コイルが四周から強く拘束されている場
合には、逆に伝熱管の縮みにともなうフインの移
動が阻害されることになり、フインの端部に折れ
曲がりを生じる。この折れ曲がりは、寸法が長く
たわみを生じやすい段方向ｙの端部で顕著であ
る。

以上のことから、保持枠は理想的にはクロスフ
インコイルのがたつきのみを防ぎ、コイルに力を
かけないようにすることが求められるのである。

また、伝熱管の段数が変化した場合、応々にし
てクロスフインコイルの伝熱管軸方向ｘの長さも
変わる。保持枠は処理対象となるコイルの最大長
さに合せて寸法を設定しており、これよりも長さ
の短いコイルを処理する場合には、拡管処理の障
害にはならないよう、保持枠の不必要部分を退避
させることが必要とされる。

更にまた、保持枠の組み替えにおいては、作業
能率を高める意味から、その動作の迅速なことも
重要である。

本発明は、これらの要求を全て満足させるクラ
ンプ装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は横型の拡管機に使用される本発明クラ
ンプ装置を例示した斜視図であり、クロスフイン
コイル２１は横に寝かされた状態でクランプ装置
にセツトされる。

第１図により本発明クランプ装置の特徴点を説
明すると、クロスフインコイル２１を列方向ｚの
両側からクランプする手段の一方が、伝熱管軸方
向ｘで複数に分割された保持プレート１０２，１
０２……で構成される。保持プレート１０２は列
方向ｚに可動で、それぞれ専用の駆動機構１０１
を備えている。

クロスフインコイル２１を段方向ｙの両側から
クランプする手段は、各保持プレート１０２の段
方向ｙの両側にそれぞれ段方向ｙに可動に設けら
れた保持ブロツク１０６，１０６……および１０
６′，１０６′……からなる。両側の保持ブロツク
群はそれぞれ連結体１０３および１０３′により
伝熱管軸方向ｘで連結されており、連結体１０３
および１０３′は、その一方に順ねじで、他方に
逆ねじでそれぞれ螺合する段方向ｙのスクリユウ
１０７の回転により、段方向ｙで接離移動するよ
うになつている。１０８はスクリユウ１０７の回
転駆動モータである。

なお保持ブロツク１０６，１０６……および１
０６′，１０６′……は一方の群を固定部材で置き
かえてもよい。保持ブロツク１０６′，１０６′…
…を固定部材で置きかえた場合、可動側の保持ブ
ロツク１０６，１０６……に設けられる連結体１
０３にのみスクリユウ１０７を螺合させる。

〔作用〕

第１図のクランプ装置によると、先ずクロスフ
インコイル２１の伝熱管軸方向ｘの長さに応じて
駆動機構１０１，１０１……を選択的に動作させ
ることにより、必要な保持プレート１０２のみが
一斉に押し出され、クロスフインコイル２１を列
方向ｚで瞬時に拘束する一方、不必要な保持プレ
ートは元の退避位置に残つて、拡管処理の妨げに
なるのを回避する。

次に、回転駆動モータ１０８の作動により、保
持ブロツク１０６，１０６……および１０６′，
１０６′……が両側から一斉にクロスフインコイ
ル２１に接近し、クロスフインコイル２１を段方
向ｙで支承する。回転駆動モータ１０８は回転角
乃至回転数のフイードフオアード制御によりコイ
ルの段方向ｙの巾に応じて保持ブロツク１０６，
１０６……の高精度な位置決めが行えるので、ク
ロスフインコイル２１を段方向ｙで必要以上に拘
束することがなく、後の拡管処理においてフイン
に曲がりを生じさせることがない。

また、回転駆動モータ１０８の作動により保持
ブロツク１０６，１０６……および１０６′，１
０６′……の全てが一斉に移動するが、各保持ブ
ロツク１０６は保持プレート１０２にそれぞれ独
立的にガイドされているので、保持を必要としな
い保持プレート１０２のところでは、保持ブロツ
ク１０６，１０６′が保持プレート１０２と同様
退避位置に残されることになるので、拡管処理の
妨げになることがない。

〔実施例〕

以下、図面に掲げる実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図示された拡管機は横型のクロ
スフインコイル製作用拡管機である。

先ず、拡管機の全体構成を第２図の平面図およ
び第３図の側面図により説明すると、ベース１上
のマンドレル挿入方向後方端部に固定枠２が固設
され、中間部に立設された固定柱３，３との間に
左右各１本のガイドバー４，４が水平にかけ渡さ
れている。

マンドレル支持枠５は、拡管後、管端部にフレ
ア加工を施す関係から、ガイドバー４，４に前後
方向可動に支持され、かつ左右各１本の水平スク
リユウ６，６が、マンドレル支持枠５に内蔵され
るモータ（図示せず）により回転して、水平スク
リユウ６に螺合するブロツク７を前後進させるよ
うに構成されている。

マンドレル支持枠５と固定枠２との間には移動
枠８がガイドバー４，４に前後方向可動に支持さ
れ、固定枠２の後面に固着された拡管シリンダー
９のロツド先端が移動枠８に枢着されて、移動枠
８を前後に駆動するようになつている。前記水平
スクリユウ６は、この移動枠８を貫通し、先端が
固定枠２に前後方向可動に軸支されている。

マンドレル支持枠５と移動枠８との間には複数
枚の中間板１２がガイドロツド４，４に前後方向
可動に支持されており、マンドレル支持枠５と中
間板１２との間、各中間板１２，１２……間およ
び中間板１２と移動枠８との間は、それぞれ連結
桿１３により拡縮可能に連結されている。

マンドレル支持枠５の前方には、前方枠１４が
ガイドロツド４，４に前後方向可動に支持されて
いる。この前方枠１４は主にフレア加工を行うた
めのもので、前面にストリツパー１５と、マンド
レル１０に対応する数のフレアポンチとを備え、
全体が、ベース１に固着されたシリンダー１７に
より前後進するようになつている。なお、フレア
ポンチはマンドレル支持枠５に連結連動する。

マンドレル１０，１０……は、処理の対象とな
るクロスフインコイルのなかで、最大規模のもの
に合せて段数、列数が設定されており、個々のマ
ンドレル１０はそれぞれ中間板１２，マンドレル
支持枠５、前方枠１４および前方枠１４に設けた
フレアポンチを貫通し、先端に拡管ヘツド１８
（第４図）を備えている。

ベース１上のマンドレル１０，１０……前方に
はクランプ装置１９が設けられ、その架台２０上
で拡管処理前のクロスフインコイル２１をその伝
熱管がマンドレル１０，１０……の延長線上に位
置するように上方と両側からクランプする。２２
はクロスフインコイル２１の受台で、スクリユウ
２３により前後進するように構成されている。

以上が拡管機の全体構成である。

次に、上記クランプ装置１９を第１図により更
に詳しく説明する。

第１図によると、架台２０上の図示されていな
い枠体に複数の駆動機構１０１，１０１……（油
圧シリンダー）がロツドを下方に向けてマンドレ
ル軸方向Ｘ（伝熱管軸方向ｘに一致）に配列され
ている。各シリンダー１０１のロツド先端には、
クロスフインコイル２１の列方向ｚのクランプを
司る保持プレート１０２が固設されている。保持
プレート１０２は細長の平面形状を有し、その長
手方向をマンドレル段方向Ｙ（伝熱管段方向ｙに
一致）に一致させて、マンドレル軸方向Ｘに複数
配列された形となつている。

架台２０上の図示されていない枠体には又、左
右各１本の連結体１０３，１０３′がマンドレル
段方向Ｙに可動に設けられている。連結体１０３
および１０３′には、マンドレル軸方向Ｘに所定
間隔で垂直にロツド１０４，１０４……および１
０４′，１０４′……が垂直方向、すなわちマンド
レル列方向Ｚ（伝熱管列方向ｚに一致）に可動に
取り付けらている。垂直ロツド１０４，１０４′
は上部に下方への抜けを防ぐためのストツパー１
０５を備えており、下端にはクロスフインコイル
２１の段方向ｙのクランプを司る保持ブロツク１
０６，１０６′が固着されている。

保持ブロツク１０６，１０６′は左右両側でマ
ンドレル軸方向Ｘに複数並列された形となつてい
て、左右一組が前記保持プレート１０２の両端部
に保持プレート１０２をガイドとしてマンドレル
段方向Ｙに移動するように設けられている。

回転軸をマンドレル段方向Ｙに一致させたスク
リユウ１０７は、連結体１０３，１０３′の各中
央部に一方の連結体１０３に対して左ねじで、他
方の連結体１０３′に対しては右ねじで螺合し、
前記枠体に固設した回転駆動モータ１０８（サー
ボモータ）により回転するようになつている。

連結体１０３，１０３′に対するスクリユウ１
０７の螺合形態は、上述のように逆ねじを採る
が、更に、一方の連結体１０３に対しては角ねじ
を、他方の連結体１０３′に対してはボールねじ
を採用するのが良い。

連結体１０３，１０３′の一方に角ねじを、他
方にボールねじを採用すると、スクリユウ１０７
の回転駆動力が効果的に軽減され、かつ連結体１
０３，１０３′に離反方向の力が加わつたときに
スクリユウ１０７を回転させることがない。

両方の角ねじにすると、スクリユウ１０７の回
転駆動力が大きくなり、回転駆動モータ１０８へ
の負担が大となる。逆に、両方をボールねじにす
ると、連結体１０３，１０３′に離反方向の力が
加わつたときにスクリユウ１０７を回転させ、拡
管の途中でクロスフインコイル２１の拘束を不確
実にする危険がある。

第１図に示されたクランプ装置の動作を次に説
明する。

先ず、クロスフインコイル２１をセツトする前
に回転駆動モータ１０８を作動させて左右の保持
ブロツク１０６，１０６′の間隔を最大限に広げ
ておく。また、油圧シリンダー１０１，１０１…
…はロツドを縮退させ、全ての保持プレート１０
２および保持ブロツク１０６，１０６′を上限位
置に退避させておく。

次に、この状態で架台２０上の左右中央位置に
拡管前のクロスフインコイル２１を伝熱管がマン
ドレル軸に一致する姿勢で置く。

架台２０上にクロスフインコイル２１が置かれ
ると、先ず、クロスフインコイル２１の伝熱管軸
方向ｘの長さに応じ、必要な保持プレート１０２
のみを油圧シリンダー１０１の作動により降下さ
せる。

これにより、クロスフインコイル２１は、降下
された保持プレート１０２と架台２０との間で列
方向ｚを固定される。不必要な保持プレート１０
２は上限位置にそのまま残される。

次に、回転駆動モータ１０８を作動し、スクリ
ユウ１０７を回転させる。このとき、スクリユウ
１０７の回転方向を一方の連結体１０３が内側へ
移動する方向に定めておけば、スクリユウ１０７
は他方の連結体１０３′に対しては逆ねじで螺合
しているので、他方の連結体１０３′も内側へ移
動する。

つまり、回転駆動モータ１０８の作動により左
右の連結体１０３，１０３′が内側へ同時に移動
し、これにより左右の保持ブロツク１０６，１０
６′が間隔を縮める。縮小された後のブロツク間
隔は、クロスフインコイル２１に段方向ｙの不必
要な力を加えない配慮から、クロスフインコイル
２１の段方向ｙの巾と同一か、これよりも僅かに
大き目に設定する。回転駆動モータ１０８による
ブロツク間隔の調整は、クロスフインコイル２１
の巾に合せたフイードフオアード制御が可能で、
上述したような厳密な間隔調整を可能にする。

なお、回転駆動モータ１０８の作動により、保
持プレート１０２を必要としないところにおいて
も保持ブロツク１０６が内側へ移動して来る。し
かし、不必要な保持プレート１０２は上限位置に
そのまま残され、保持ブロツク１０６はこの保持
プレート１０２にガイドされる構成になつている
ので、内側へ移動して来ても上方の退避位置にあ
るので拡管の妨げになることはない。

以上の如き手順でクロスフインコイル２１のセ
ツトが終了し、引続き拡管作業に移る。

拡管作業を第２図および第３図を参照して簡単
に説明すると、移動枠８を後退限に位置させた状
態でクロスフインコイル２１のセツトが終了する
と、先ず、拡管シリンダー９を駆動し、そのロツ
ドを伸長させる。

これにより、移動枠８が前進し、マンドレル１
０がクロスフインコイル２１の伝熱管内に挿入さ
れ、伝熱管を拡管してフインに固着させる。

このとき、クロスフインコイル２１は架台２０
と保持プレート１０２とで列方向ｚが拘束され、
保持ブロツク１０６，１０６′とで段方向ｙが拘
束され、全体としてがたつきを生じることがない
上に、段方向ｙの力を受けていないので、伝熱管
の縮少にともなつてフインが偏位し、フインに曲
りを生じることがない。

なお、クロスフインコイル２１は列方向ｚで油
圧シリンダー１０１による位置決めがなされてい
るが、これがフインに曲りを生じさせる原因にな
らないのは、フインが列方向ｚで曲りを生じにく
い上に、各保持プレート１０２の中央部に近接セ
ンサー１０９を埋め込み、その信号で油圧シリン
ダー１０１を制御し、保持プレート１０２がフイ
ンに当たる寸前の極力油圧シリンダー１０１を停
止させるようにしているからである。

拡管が終了すると、移動枠８がブロツク７，７
に衝突し、水平スクリユウ６，６を前進させて、
マンドレル支持枠５を前方へ僅かに移動させる。

これによりマンドレル支持枠５に連結されるフ
レアポンチが、拡管を終えた伝熱管の管端に挿入
され、フレア加工が行われる。

フレア加工が終了すると、前方枠１４を前進さ
せその前面に備わるストリツパー１５をクロスフ
インコイル２１の管板に当接させた状態で移動枠
８を後退させ、クロスフインコイル２１からマン
ドレル１０を抜き取る。

マンドレル１０が抜き取られると、前方枠１４
を後退させ、クランプ装置１９からクロスフイン
コイル２１を取り外し、次のクロスフインコイル
２１のセツトに備える。

このクロスフインコイル２１の取り外しは、第
１図のクランプ装置において、回転駆動モータ１
０８を逆回転させ、左右の保持ブロツク１０６，
１０６′を両側に離反させた後、油圧シリンダー
１０１のロツドを縮退させ、下降させていた保持
プレート１０２を上限位置まで上昇させることに
より行われる。

本実施例では、保持ブロツク１０６，１０６′
を左右両側とも可動としたが、前述したように、
一方を固定部材に置き換えることも可能である。
保持ブロツク１０６，１０６′の左右両側を可動
にした場合は、片側を可動した場合に比べて保持
ブロツク１０６，１０６′の移動ストロークが半
分になり、クロスフインコイル２１の段方向ｙの
クランプに要する時間が半減される。

また、クロスフインコイル２１の列方向ｚのク
ランプは、本実施例では一方のみ保持プレート１
０２にし、他方を固定架台２０で代用している
が、架台２０を昇降可能としたり、架台２０に代
えて保持プレート１０２を設けたりすることも可
能である。

更にまた、本実施例は横型の拡管機についての
例ではあるが、本発明のクランプ装置は縦型の拡
管機に適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明のクラ
ンプ装置はクロスフインコイル２１の段方向ｙの
クランプをモータ１０８の回転角乃至回転数制御
によりフイードフオアード制御で高精度に行い得
るので、クランプされたクロスフインコイル２１
に段方向ｙの不必要な力がかからず、クロスフイ
ンコイル２１を段方向ｙで必要以上に拘束するこ
とがないので、伝熱管に縮みが生じても縮み方向
にフインが偏位し、フインに折れ曲りを発生させ
ることがなく、製品の品質向上に大きな効果を発
揮する。

更に、段方向ｙのクランプを司る保持ブロツク
１０６，１０６′は連結体１０３，１０３′にて連
結され、全てが同時に駆動されるので、段方向ｙ
のクランプに時間がかからず、また列方向ｚのク
ランプについても駆動機構１０１が同時作動さ
れ、必要な保持プレート１０２を一斉に短時間で
動作させるので、全体として極めて短時間でクラ
ンプを行うことができ、作業能率を著しく向上さ
せる。

また、保持ブロツク１０６，１０６′が相互に
連結されているので、相互のブロツク間に偏位が
生じず、段方向ｙのクランプ精度を一層高めるこ
とになる。

更にまた、伝熱管軸方向ｘに複数分割して配設
された保持プレート１０２を選択的に作動させる
ことにより、クロスフインコイル２１の伝熱管軸
方向ｘの長さが変化した場合に不要な保持プレー
ト１０２を簡単に退避させることができ、また保
持プレート１０２に連係して保持ブロツク１０
６，１０６′が自動的に退避するので、拡管に際
して保持プレート１０２および保持ブロツク１０
６，１０６′が邪魔になることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係る拡管機の構成を
例示したもので、第１図は拡管機のクランプ装置
を詳示する斜視図、第２図および第３図は拡管機
の全体構造を示す平面図および側面図である。ま
た、第４図はクロスフインコイルを示す斜視図で
ある。 図中、１９……クランプ装置、２０……架台、
１０１……駆動機構（油圧シリンダー）、１０２
……保持プレート、１０３，１０３′……連結体、
１０４，１０４′……垂直ロツド、１０５……ス
トリツパー、１０６，１０６′……保持ブロツク、
１０７……スクリユウ、１０８……回転駆動モー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クロスフインコイル２１をその伝熱管がマン
   ドレル１０，１０……の軸線上に位置するよう段
   方向ｙおよび列方向ｚでクランプするクロスフイ
   ンコイル用拡管機のクランプ装置において、クロ
   スフインコイル２１を列方向ｚの両側からクラン
   プする手段の一方が、伝熱管軸方向ｘで複数に分
   割されそれぞれが列方向ｚに可動に設けられた保
   持プレート１０２，１０２……と、各保持プレー
   ト１０２，１０２……の駆動機構１０１，１０１
   ……とからなり、クロスフインコイル２１を段方
   向ｙの両側からクランプする手段は一方が固定
   で、他方が保持プレート１０２，１０２……にそ
   れぞれ段方向ｙに可動に設けられた保持ブロツク
   １０６，１０６……と、保持ブロツク１０６，１
   ０６……を伝熱管軸方向ｘで連結する連結体１０
   ３と、連結体１０３に螺合する段方向ｙのスクリ
   ユウ１０７と、スクリユウ１０７の回転駆動モー
   タ１０８とからなることを特徴とする拡管機のク
   ランプ装置。 ２ クロスフインコイル２１をその伝熱管がマン
   ドレル１０，１０……の軸線上に位置するよう段
   方向ｙおよび列方向ｚでクランプするクロスフイ
   ンコイル用拡管機のクランプ装置において、クロ
   スフインコイル２１を列方向ｚの両側からクラン
   プする手段の一方が、伝熱管軸方向ｘで複数に分
   割されそれぞれが段方向ｚに可動に設けられた保
   持プレート１０２，１０２……と、各保持プレー
   ト１０２，１０２……の駆動機構１０１，１０１
   ……とからなり、クロスフインコイル２１を段方
   向ｙの両側からクランプする手段は、保持プレー
   ト１０２，１０２……の段方向ｙの両側にそれぞ
   れ段方向ｙに可動に設けられた保持ブロツク１０
   ６，１０６……および１０６′，１０６′……と、
   保持ブロツク１０６，１０６……および１０６′，
   １０６′……をそれぞれ伝熱管軸方向ｘで連結す
   る連結体１０３および１０３′と、段方向ｙに回
   転軸を一致させ連結体１０３および１０３′のう
   ち一方に対し順ねじ、他方に対し逆ねじで螺合す
   るスクリユウ１０７と、スクリユウ１０７の回転
   駆動モータ１０８とからなることを特徴とする拡
   管機のクランプ装置。