JPS63183733A - 拡管機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の管のそれぞれにマンドレルを一斉に挿入
して拡管を行う拡管ｉに関し、史に詳しくは管の本数が
変っても、その変化に迅速に対応できる拡管機に関する
。

このような拡管機は、例えば熱交換器の一種であるクロ
スフィンコイルの製作に使用して、作業の合理化、製作
コストの低減を図る。

以下、クロスフィンコイル製作用の拡管機について述べ
る。

〔従来の技術〕

クロスフィンコイルは、第９図に示されるように、多数
枚のフィンＦ、Ｆ・・・に対し、その長手方向ｙに多数
本、中方向２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、２方向の伝熱管本数は列で通常表わされ
る。

従来より、このようなりロスフィンコイルは、その伝熱
管Ｔ、Ｔ・・・に−斉にマンドレル１０．１０・・・を
挿入し、伝熱管Ｔ、Ｔ・・・を同時拡管してフィン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。

第７図および第８図により、この基本構成を説明すると
、ベースｌの上のマンドレル挿入方向前方にマンドレル
支持枠５が、後方に固定枠２がそれぞれ設けられる。マ
ンドレル支持枠５と固定枠２との間には左右−組のガイ
ドバー４．４が架設され、これに移動枠８が摺動可能に
取付けられる。

マンドレル１０はクロスフィンコイル伝熱管の段数、列
数に応じてガイドバー４．４間に多数本並列され、その
基端を移動枠８が支え中間部がマンドレル支持枠５を貫
通し先端に拡管ヘッド１８（第９図）を備える。マンド
レル１０の前方にはワーク固定手段１９が設けられ、こ
れに加工対象物であるクロスフィンコイル２１がマンド
レル１０の延長線上に伝熱管を位置させた姿勢で支承さ
れる。そして、固定枠２に固設した拡管シリンダー９に
より移動枠８を前進させることにより、マンドレル１０
が伝熱管に一斉に挿入され、拡管が行われる０図中、Ｘ
はマンドレル軸方向、Ｙはマンドレル段方向、２はマン
ドレル列方向を表している。

ところで、このような拡管機にあっては、１店で段数の
異なる複数機種のクロスフィンコイル２１を処理するの
が通例である。マンドレル１０は複数機種のなかの最大
規模のものに対応できる段数が準備されていて、これよ
りも小規模のクロスフィンコイル２１を処理する場合は
、不必要なマンドレル１０を取り外し、必要時には再び
取り付けることでマンドレル１０の段数を変更するよう
にしている。

ところが、このマンドレル１０の段替え作業は手数がか
かり、作業能率を低下させる大きな要因になっている。

このため、マンドレル１０の基端支承部にパターンプレ
ートを差し込み、拡管中にパターンプレートに備わる逃
げ穴より不必要なマンドレル１０を後方に逃がし、必要
なマンドレル１０のみをパターンプレートで支承して移
動枠８とともに前進させるようにした拡管機が特開昭６
０−３９２７号により提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この拡管機にあっては、クロスフィンコイルの機種（段
数）に応じたパターンプレートさえ準備しておけば、確
かにその差し替えにより機種変更に応じることができる
が、実際にはパターンプレートが大形で重く、その差し
替え時間がかかり、コイル入れ替え時間内にプレート差
し替えを完了することは困難であり、マンドレル段替え
により作業時間の延長を余儀なくされる。

また、処理機構に応じたパターンプレートを保有してお
かなければならないことから、差し替え機構が大掛かり
となり、処理機種が多い場合はパターンプレートの保有
が困難となる。

特に、最近はクロスフィンコイルの機種多様化が進み、
１基の拡管機に要求される処理機種は著しく増加してお
り、上述したようなパターンプレート方式の拡管機では
、この機種多様化の傾向に作業能率の面からも、また機
構面からも対応が困難な状況である。

本発明は、斯かる状況に鑑みなされたもので、加工対象
物の入れ替え時間内にマンドレル段替えを確実に完了す
ることができ、かつ加工対象機種が増加しても段替え機
構を大型化する必要のない拡管機を提供するものである
。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明拡管機の要部であるマンドレル段替え機構を実施
例図面第１図〜第３図により説明する。

第１図は前示第７図のＡ−Ａ線断面矢視図で正面図、第
２図は第１図のＢ−Ｂ線断面矢視図で平面図、第３図は
第１図のＣ−Ｃ線断面矢視図で側面図であり、いずれの
図面も移動枠８が後退限に位置している状態を示してい
る。

第１図〜第３図によると、移動枠８におけるマンドレル
１０の基端支承部として、マンドレル段方向Ｙに複数分
割されたパターンピース１０３゜１０３・・・を備え、
パターンピース１０３に対応するマンドレル１０は移動
枠８に対して軸方向Ｘに移動可能に設けられている。パ
ターンピース１０３の設けられていないマンドレル１０
については、その基端が移動枠８に固着されている。

個々のパターンピース１０３は、マンドレル段方向Ｙと
直角方向に移動可能で移動方向に２つの停止位置をもち
、移動のための独立の駆動機構１０６を備える。パター
ンピース１０３は又、第５図に詳示されるように、対応
するマンドレルを挿通させるための逃げ穴１０８を有し
、第１の停止位置（図イ）においては対応するマンドレ
ル１０の基端を支承し、第２の停止位置（図口）におい
ては対応するマンドレル１０を上記逃げ穴１０８より後
方に通過させるようになっている。

〔作　用〕

このようなマンドレル段替え機構において、全てのパタ
ーンピース１０３を第１の停止位置に固定して、移動枠
８を前進させれば、パターンピース１０３の設けられて
いるところにあってはこのパターンピース１０３により
マンドレル１０の基端が支承されるので、全てのマンド
レル１０が移動枠８とともに前進を行う。

これに対し、パターンピース１０３の全部または一部を
第２の停止位置に固定して、移動枠８の前進を行うなら
ば、第２の停止上位置に固定されたパターンピース１０
３のところでその逃げ穴１０８よりマンドレル１０が後
方に退出し、パターンピース１０３のみが前進してマン
ドレル１０の前進は行われないことになる。つまり、パ
ターンピース１０３の停止位置の切り換えにより、マン
ドレルＩＯが段方向で選択的に前進し、マンドレル１０
の段替え゛が実行されるのである。

このマンドレル段替えは、上述したとおり、パターンピ
ース１０３の停止位置の切り換えにより簡単に実行され
、パターンプレートを差し替えるような手間を必要とし
ないばかりでなく、段替えのバリエーションが広っても
パターンピース１０３を細分化すればよく、全体的な装
置規模は実質的に変わらない。

〔実施例〕

以下、図面に掲げる実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。図示された拡管機は横型のクロスフィンコイル
製作用拡管機である。

先ず、拡管機の全体構造を第７図の平面図および第８図
の側面図により説明すると、ベースｌ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本の水平スクリュウ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、水平スクリュウ６に螺合するブロック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のロッド先端が移動
枠８に枢着されて、移動枠８を前後に駆動するようにな
っている。前記水平スクリニウ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
。

移動枠８にはガイドロッド４．４間に並列されたマンド
レル１０．１０・・・の後端が段替え機構ｌｌを介して
取り付けられるが、段替え機構１１については別図面に
より後で詳しく説明する。

マンドレル支持枠５と移動枠８との間には掬数枚の中間
板１２がガイドロッド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、それぞれ連結稈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
ッド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
トリッパー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ｌに固着されたシリ
ンダー１７により前後進するようになっている。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
スフィンコイルのなかで、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
管ヘッド１８（第９図）を備えている。

ベース１上のマンドレルｉｏ、ｔｏ・・・前方にはワー
ク固定手段１９が設けられ、その架設台２０上で拡管処
理前のクロスフィンコイル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
両側とからクランプする。２２はクロスフィンコイル２
１の受台で、スクリエウ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造である。

次に、マンドレル段替え機構１１を第１図〜３図により
詳述する。

この図示例では、第１図に示されるように、２６本のマ
ンドレルｔｏ、ｔｏ・・・が２列１３段に千鳥状に並列
されている。各マンドレルの番号を第２図に符し、以下
、この番号を基にして説明を行う。

第１図〜第３図によると、固定枠２の前方に庇板１００
がステー１０１により取り付けられている。一方、移動
枠８の前面には面板１０２が取り付けられ、移動枠８と
面板１０２との間にはパターンピース１０３がマンドレ
ル段方向Ｙに配列されている。具体的に言うと、この例
では左右両側の各４段、すなわちＩＩｋＬ１〜８および
ｍ１９〜２６のマンドレル１０に対して、１段（２本）
に１枚の割合でパターンピース１０３が設けられている
。

そして、パターンピース１０３の設けられたマンドレル
１０については、マンドレル１０が面板１０２を軸方向
可動に貫通し、かつ基端のストッパー１０４にて前方へ
の抜けが防止されている。

一方、パターンピース１０３の設けられていない中央部
のマンドレル１０、すなわち隘９〜１８のマンドレル１
０については、基端が面板１０２に固着されたものとな
っている。

中央部のマンドレル１０を固定したのは、処理対象とな
るクロスフィンコイルのうちの最小規模のものが、この
固定マンドレル１０で処理でき、中央部分での段替えを
必要としないからである。

個々のパターンピース１０３は、第３図に示されるよう
に、移動枠８と面板１０２との間にあってそれぞれ独立
にマンドレル列方向Ｚに移動するよう設けられ、下端に
押し上げ用のスプリング１０５を備え、上方には駆動機
構として固定枠２の庇板１００に設けられたエアシリン
ダー１０６が位置し、そのロンド１Ｇ？によりパターン
ピース１０３を前記スプリング１０５に抗して下方に強
制的に押し下げるようになっている。そして、パターン
ピース１０３の押し下げられた位置が第１の停止位置で
あり、スプリング１０５により上方に押し上げられた位
置が第２の停止位置である。

第３図はパターンピース１０３の押し下げられた第１の
停止位置の状態を表わし、パターンピース１０３の押し
上げられた第２の停止位置の状態は第４図に示されてい
る。

なお、１０１は固定枠２の庇板１０Ｏに取り付けた近接
スイッチで、パターンピース１０３の上端に取り付けた
磁性体片１０３′の接近、離反を検知し、パターンピー
ス１０３の停止位置を識別するためのものである。

個々のパターンピース１０３は又、第５図（イ）（ロ）
に明示されるように、押し下げられた第１の停止位置（
図イ）において、マンドレル１０．１０基端の当り面を
なし、押し上げられた第２の停止位置（開口）において
、２つの逃げ穴１０８．１０８がマンドレル軸と交差し
、逃げ穴１０８，１０８よりマンドレル１０．１０を後
方へ退出させるようにしである。また、パターンピース
１０３の移動ストロークに等しい間隔で上下２つのピン
穴１０９．１０９が設けられ、これには後述するロック
ビンが嵌合する。

移動枠８および面板１０２の中央部には、第２図および
第３図に示されているように、左右１組の水平ロッド１
１０が前後方向可動に貫通し、その後端をノックプレー
ト１１１で連結している。

ノックプレート１１１は、移動枠８との間にスプリング
１１２を有し、固定枠２に固設されたシリンダー１１３
で２本の水平ロッド１１０．１１０をスプリング１１２
に抗して前方へ押し出すように構成されている。１１４
は水平ロッド１１０を案内するために水平ロッド１１０
と面板１０２との間に介在させたブソシェである。

水平ロッド１１０．１１０の先端には、面板１０２の前
方に位置し前板１０２にほぼ匹敵する長さのロックプレ
ート１１５が結合されている。このロックプレート１１
５は、後面にパターンピース１０３に対応するロックピ
ン１１６を存し、通常の状態でスプリング１１２により
面板１０２に圧接してロックビン１１６をパターンピー
ス１０３のピン穴１０９（第５図）に嵌合させ、シリン
ダー１１３の駆動によりロックプレート１１５が面板１
０２から離反しロックビン１１６がピン穴１０９（第５
図）から抜けることにより、パターンピース１０３の上
下方向の移動を許容するよう構成されている。

固定枠２には又、第３図に示されているように、整列シ
リンダー１１７が取り付けられ、そのロッド先端には緩
衝体としてのスプリング１１Ｂ、１１８を介して２本の
整列ロッド１１９，１１９がマンドレル１０．１０後方
に同軸に取り付けられている。これは移動枠８が後退限
にあるときに、整列ロッド１１９，１１９を前進させて
マンドレルｉｏ、ｔｏの後端不揃いを解消する機構で、
パターンピース１０３のそれぞれに対応して設けられて
いる。なお、第１図および第２図においては、図示の都
合上、このａ構が省略されている。

以上の如く構成された拡管機の動作を次に説明する。

先ず、第１図〜第５図によりマンドレル段替え動作を説
明すると、マンドレル１０．１０は、前述したように、
処理対象となるクロスフィンコイルのなかで最大規模の
ものに合せて列数、段数が設定され、この例では２列、
１３段に定められている。

そこで、今、この拡管機で伝熱管が２列、９段に配列さ
れたクロスフィンコイルを処理する場合を説明すると、
先ず、移動枠８が後退限にある状態でロック開閉用のシ
リンダー１１３を作動させ口、ドを伸長させる。

これにより２木の水平ロッド１１０．１１０が前進し、
ロックプレート１１５を面板１０２の前方へ離反させ、
ロックビン１１６がピン穴１０９から抜け、全てのパタ
ーンピース１０３の上下動が許容される状態となる。

次に、両側各４枚のパターンピース１０３のうち、内側
の各２枚に対して、駆動機構としてのエアシリンダー１
０６を駆動する。

エアシリンダー１０６の駆動により、パターンピース１
０３がスプリング１０５に抗して下降し、第１の停止位
置に位置する。エアシリンダー１０５の駆動されなかっ
た両側各２枚のパターンピース１０３については、スプ
リング１０５により第２の停止位置を維持する。

次いで、この状態からロック開閉用のシリンダー１１３
を再駆動しロッドを縮退させる。

これによりロックプレー）１１５がスプリング１１２に
より後退し元の位置に戻ることにより、第１の停止Ｆ位
置（下降位置）にある内側各２枚のパターンピース１０
３に対してはロックビン１１６が上側のピン穴１０９に
嵌入し、第２の停止位置（上昇位置）にある両側各２枚
のパターンピース１０３に対しては下側のピン穴１０９
に嵌入して、各パターンピース１０３をそれぞれの停止
Ｆ位置に同定する。

パターンピース１０３が固定されると、エアシリンダー
１１３を再作動させロッドを元の位置まで縮退させる。

第１図はこの状態を示している。

以上でマンドレル１０．１０・・・の段替えが終了し、
引き続き拡管動作に移る。

拡管動作を第７図および第８図を参照して説明すると、
先ず、伝熱管が２列、９段に配列されたクロスフィンコ
イルがワーク固定手段１９により左右対称位置に伝熱管
をマンドレル軸線上に位置させた状態で固定される。ま
た、移動枠８は後退限にセットされ、前方枠１４はシリ
ンダー１７の作動により前進してストリッパー１５をコ
イルの管仮に接触させる。

次に、この状態から拡管シリンダー９を駆動し、そのロ
ッドを伸長させる。

これにより、移動枠８が前進するが、両側各４本のマン
ドレル１０、すなわち階１〜４及び１ｌｈ２３〜２６の
マンドレル１０については、対応するパターンピース１
０３が第２の停止位置にあることからパターンピース１
０３の逃げ穴１０８，１０８より後方へ退出し、パター
ンピース１０３のみが前進してマンドレル１０の前進は
ない。

マンドレル１０の前進が行われるのは、パターンピース
１０３が第１の停止位置に固定されている階５〜８およ
びＮ１１９〜２２のマンドレルと、その間の１１ｍ９〜
１８のマンドレルである。

隔５〜８および１ｌｈ１９〜２２のマンドレル１０につ
いては、パターンピース１０３が第１の停止位置に固定
されていることから、パターンピース１０３がマンドレ
ル１０の基端を前方へ押し、移動枠８の前進とともに前
方へ進出する。−９〜１８のマンドレル１０ついては、
後端が面板１０２に固着されていることから、移動枠８
とともに前進する。

以上のようにして、中央９段分のマンドレル１０のみが
前進し、クロスフィンコイルの伝熱管に挿入されて伝熱
管の拡管を行う。

拡管が終了すると、移動枠８がブロック７．７に衝突し
、水平スクリュウ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。

これによりアンドレル支持枠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、拡管シリンダー９がロッドを
縮退させて移動枠８を後退させる。これにより、前進し
たマンドレル１０は後退を行い、元の位置に戻る。

この後退のとき、前進を行わなかったマンドレル１０が
パターンピース１０３あるいは中間板１２との摩擦によ
り後方へ引かれ、後退を終了した段階で後端がパターン
ピース１０３より後方へ突出することがある。マンドレ
ル１０の後端がパターンピース１０３に係ると、パター
ンピース１０３が移動しないので、前進を行わなかった
マンドレル１０に対しては、次の段替えに先だって整列
シリンダー１１７を駆動し、整列ロッド１１９゜１１９
を前進させて、マンドレル１０を前方へ押し込んでおく
のである。

マンドレル１０が元の位置まで後退すると、マンドレル
支持枠５および前方枠１４が元の位置に戻り、ワーク固
定手段１９からクロスフィンコイル２１を取り外して一
連の動作が全て終了する。

本実施例では、マンドレル１０が２　列１３　段ニ配列
されているが、この配列に限定されないことは勿論であ
る。

また、パターンピース１０３は、マンドレル段方向Ｙの
両端部分に配設したが、マンドレル段方向Ｙの全体に配
設してもよく、また、１段に１枚のパターンピース１０
３を設けるだけでなく、２段あるいは３段以上のマンド
レル１０に１枚の割合でパターンピース１０３を設ける
ことも可能である。

更にまた、本実施例ではマンドレル１０の段替えのみが
実施されているが、本発明は段替えとともに列替えを行
うことが可能である。

第６図（イ）〜（ハ）は段替えと列替えの双方が可能な
パターンピース１０３の形状とその動作を例示したもの
である。

パターンピース１０３における逃げ穴１０８の形状およ
び配列を図示のようにしておけば、図（イ）に示す第１
の停止位置、すなわち最も下の停止位置にあっては３列
のマンドレル１０の全てが前進を行い、図（ロ）に示す
第２の停止位置、すなわち中間の停止位置にあっては下
２列のマンドレル１０の前進が行われ、図（ハ）に示す
第３の停止位置、すなわち最も上の停止位置にあっては
３列のいずれにおいてもマンドレル１０の前進は行われ
ない。

また、第６図において、逃げ穴１０Ｂを下の２つに限定
し、図（イ）に示す第１の停止位置と図（ハ）に示す第
３の停止位置とを用いるようにすれば、列替えのみも行
うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の拡管機は、マ
ンドレル段方向に複数分割して設けられたパターンピー
スの停止位置の切り換えによりマンドレルの段替えを行
うもので、パターンピースの切り換えを各ピースに専用
の駆動機構にて同時に行い得るので、段替えの時間が短
く、加工対象物の入れ替え時間内に段替えを完了させる
ことができる。したがって、段替えにともなって作業時
間を延長させるといったことがなく、作業能率を大巾に
向上させる。

また、加工対象機種が増加してもパターンピースの細分
化によって対処でき、段替え機構の全体規模を増大させ
る必要がないので、機種の多様化にも十分対応できるも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明を実施した拡管機の−。 例についてその構造を示すもので、第１図〜第４図はマ
ンドレル段替え機構を示す断面図、第５図および第６図
はパターンピースを示す正面図、第７図および第８図は
拡管機の全体構造を示す正面図および脩面図である。ま
た、第９図はクロスフィンコイルを示す斜視図である。 図中、８：移動枠、１０：マンドレル、ｌｌ：マンドレ
ル段替え機構、１０３：パターンピース、１０６：駆動
機構、１０８：逃げ穴、Ｘ：マンドレル軸方向、Ｙ：マ
ンドレル段方向、Ｚ：マンドレル列方向。 第　　９　Ｒ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数段に並列されたマンドレル（１０），（１０
   ）・・・をその基端を移動枠（８）で支え、移動枠（８
   ）の前進により複数の管に一斉に挿入して拡管を行う拡
   管機であって、移動枠（８）におけるマンドレル基端支
   承部材としてマンドレル（１０）の段方向（Ｙ）に複数
   分割されたパターンピース（１０３），（１０３）・・
   ・を備え、パターンピース（１０３），（１０３）・・
   ・に対応するマンドレル（１０）が移動枠（８）に対し
   軸方向（Ｘ）に可動に設けられる一方、個々のパターン
   ピース（１０３）はマンドレル（１０）の軸方向（Ｘ）
   と直角方向に移動可能で移動方向に少なくとも２つの停
   止位置を持つとともに、移動のための独立の駆動機構（
   １０６）を持ち、かつ第１の停止位置においてマンドレ
   ル基端に対する当り面をなし、２番目以降の停止位置に
   おいてパターンピース（１０３）に対応するマンドレル
   （１０）の全部または一部を挿通させる逃げ穴（１０８
   ）を有することを特徴とする拡管機。