JP2003080331A - 拡管工具及び拡管方法 - Google Patents

拡管工具及び拡管方法

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JP2003080331A
JP2003080331A JP2001272064A JP2001272064A JP2003080331A JP 2003080331 A JP2003080331 A JP 2003080331A JP 2001272064 A JP2001272064 A JP 2001272064A JP 2001272064 A JP2001272064 A JP 2001272064A JP 2003080331 A JP2003080331 A JP 2003080331A
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tube
pipe
hollow
tool
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Chikara Saeki
主税 佐伯
Nobuaki Hinako
伸明 日名子
Taku Osada
卓 長田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油を使用しない状態でも、割れや座屈な
どを起こすことなく円滑に拡管し得る拡管工具を提供す
るものである。 【解決手段】 回転駆動装置に着脱自在に取付けられ、
拡管中子2と係止部4を所望間隔おいて具える拡管マン
ドレル1と、前記拡管中子2が内部に回転自在に挿入さ
れると共に一端が前記係止部4に係止されてなる中空拡
管具3とを具えて構成され、前記拡管中子2が拡管マン
ドレル1の回転中心に対して非対称な形状で固定されて
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡管工具及び拡管
方法に関し、特には、エアコン、クーラ等に使用される
熱交換器の伝熱管を拡管する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エアコン等に用いられる熱交換器
は、図5に示すように、アルミニウムの薄板で作られた
放熱フィン31を多数枚積み重ね、伝熱管(通常、銅
管)32をフィン31の穴33に挿し嵌め、この後、拡
管工程で伝熱管32を1次拡管しフィン31の穴33の
カラー部34と伝熱管32とを密着させることにより製
造される。この時の拡管の方法は、図6に示すように、
伝熱管32の内径より僅かに大きい拡管具35を具える
拡管マンドレル36を伝熱管32の中へ押し込んで、伝
熱管32を機械的に拡管させる方法が一般的である。そ
して更に、前記の如く1次拡管が施された伝熱管32の
管口37には、通常それぞれ拡管された各伝熱管32を
所定のパターンで連結するための略U字状の連結管を鑞
付によって取付けるための2次拡管としてのフレア加工
を施すのが一般的である。(特開平9−206861号
公報参照)
【0003】なお、上記拡管の際には、伝熱管内に潤滑
油が残留すると熱交換器として利用する際に冷媒の流動
・熱交換の妨げとなるため、通常潤滑油を使用すること
はない。
【0004】一方、近年、伝熱管は、使用機器乃至機材
のコンパクト化により、一層のコンパクト化が要求され
ている。例えば、エアコン等の熱交換器用の伝熱管で
は、外径が6〜8mmの極小径の管が主流となってお
り、今後フロン規制に沿った新冷媒への切り替えによ
り、益々小径薄肉化される傾向にある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な小径薄肉化傾向により、上述した伝熱管の拡管時、特
に拡管率の大きくなるフレア加工時に伝熱管が均一肉厚
かつ真円断面形状に拡管できず、最悪の場合、伝熱管に
割れや座屈が発生するという問題が生じていた。
【0006】本発明は、上記の問題点を解消するために
なしたものであって、その目的は、潤滑油を使用しない
状態でも、割れや座屈などを起こすことなく円滑に拡管
し得る拡管工具及び拡管方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明(請求項1)に係る拡管工具は、回転駆動
装置に着脱自在に取付けられ、拡管中子と係止部を所望
間隔おいて具える拡管マンドレルと、前記拡管中子が内
部に回転自在に挿入されると共に一端が前記係止部に係
止されてなる中空拡管具とを具えて構成され、前記拡管
中子が拡管マンドレルの回転中心に対して非対称な形状
で固定されてなるものである。
【0008】そして、上記請求項1の拡管工具において
は、拡管中子が、拡管マンドレルの軸心方向断面が台形
に、横断面が楕円形に形成された中実体であるととも
に、台形の上辺が係止部側に向けて拡管マンドレルに一
体的に設けられてなるものであってもよい(請求項
2)。
【0009】また、上記請求項1又は2の拡管工具にお
いては、係止部が、拡管マンドレルに一体的に設けられ
たフランジであってもよい(請求項3)。
【0010】また、上記請求項1又は2又は3の拡管工
具においては、中空拡管具が、中空円錐台と中空円錐台
又は円筒とが円錐台の底面側で一体に形成された中空体
からなるものであってもよい(請求項4)。
【0011】また更に、本発明(請求項5)に係る拡管
方法は、上記請求項1乃至4のいずれかに記載の拡管工
具を用いて、伝熱管内に拡管マンドレルを回転させなが
ら中空拡管具を押し込むものである。このとき、中空拡
管具と拡管中子との間に潤滑油を介在させて拡管を行う
ようにしてもよい。
【0012】上記本発明では、拡管の際、伝熱管内に拡
管マンドレルを回転させながら中空拡管具を押し込むの
で、中空拡管具が拡管中子の回転に伴って伝熱管に沿っ
て押圧位置を変えながら伝熱管の拡管を行うため、中空
拡管具の内側と拡管中子との間では拡管中子の回転方向
に滑りを生じるものの、伝熱管と中空拡管具との間では
回転方向に滑りを生じることがない。これにより、潤滑
油を使用することなく、また割れや座屈などを起こすこ
となく円滑に伝熱管の拡管ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明に係る拡管工具の説
明図であって、aは一部を断面で示す正面図、bはaの
X−X矢視図である。図において、1は拡管マンドレ
ル、2は拡管中子、3は中空拡管具である。
【0014】拡管マンドレル1は、図示省略する回転駆
動装置に着脱自在に取付けられている。その拡管マンド
レル1の先端には、中空拡管具3を保持するための係止
部となるフランジ4が一体的に形成され、そのフランジ
4と僅かに間隔を開けて拡管中子2が固定されている。
【0015】拡管中子2は、横断面が楕円で、拡管マン
ドレル1の軸方向断面が台形(長円側の勾配が異なる台
形)からなり、楕円面に貫通して拡管マンドレル1に装
着する貫通孔5が開けられている。この貫通孔5はその
中心線(拡管マンドレル1の回転中心でもある)6が中
空拡管具3の中心線7と角度gをもって偏心状態に開け
られている。従って、この貫通孔5に拡管マンドレル1
を挿入し、拡管中子2を拡管マンドレル1に装着固定し
た場合に、拡管中子2が拡管マンドレル1の回転中心に
対して非対称な形状で固定されるため一端側に突出部8
が形成される。
【0016】中空拡管具3は、円錐台形部9とこの円錐
台形部9の底面側に延在するスカート部10とが一体的
に形成された中空材で構成されている。前記円錐台形部
9は、そのテーパ角度が上記拡管中子2の突出部8の勾
配の倍の角度で形成されるとともに、上面側の中空孔1
1の内径は拡管マンドレル1の外径より僅かに大きく形
成されている。また、スカート部10は、その開放端1
2が先細りの円錐台形で、そのテーパ角度が上記角度g
の倍の角度(2h)に形成されている。
【0017】上記構成の拡管工具では、次に示す要領で
例えば伝熱管の管端部の拡管が行われる。まず、中空拡
管具3のスカート部10側から拡管マンドレル1を挿入
し、上面側中空孔11をフランジ4に係止させ、この状
態の拡管マンドレル1を回転駆動装置(図示せず)に取
付ける。次いで、拡管マンドレル1を回転させながらフ
ランジ4側から伝熱管13の管端部14内へゆっくりと
押し込む。この押し込みにより、中空拡管具3が、拡管
中子2の突出部8の回転に伴って伝熱管13に沿って押
圧位置を変えながら伝熱管13の拡管を行う。言い換え
れば、拡管中子2の突出部8は中空拡管具3の内側を回
転しながら押圧し、突出部8により押圧された中空拡管
具3の外表面は、伝熱管13の内面と面接触するため回
転することなく伝熱管13の管壁を外方に押し広げて拡
管することができる。従って、潤滑油を使用する必要が
なく、また割れや座屈などを起こすことなく円滑に伝熱
管13の拡管ができる。
【0018】因みに、上記図1に示す拡管工具を用い
て、以下のような条件による伝熱管の拡管加工が例示で
きる。 (1)伝熱管条件 材質:銅、外径:7.0mm、肉厚:0.3mm (2)拡管工具の寸法a〜h(図1に併記) a:8.0mm、b:3.0mm、c:2.0mm、
d:4.0mm、e:6.0mm、f:4.5mm、g
=h:29° (3)拡管条件 押し込み速度:0.75m/分、回転速度:180rp
【0019】上記条件による伝熱管の拡管加工では、潤
滑油を使用せずに、また割れや座屈などを起こすことな
く最大外径で9.5mmまで拡管することができた。
【0020】図2は、本発明に係る拡管工具の別の実施
形態の一部を断面で示す正面図である。この図に示す拡
管工具は、拡管マンドレル1の先端部に伝熱管15の全
体拡管を行う拡管部Aと、後端部に伝熱管15の管端部
16の拡管を行う拡管部Bとを具え、伝熱管15の全体
拡管と管端部16の拡管とを同時に拡管する形式の拡管
工具であって、拡管部Aと拡管部Bに具える拡管中子
2、中空拡管具3及びフランジ4は大きさに相違はある
ものの、それらの形状は実質的に上記図1に示す拡管工
具の形状と同構成のものである。従って、個々の説明は
割愛する。なお、図2において、符号17はフィンを示
す。
【0021】上記構成の拡管工具では、次の要領で伝熱
管の全体拡管と管端部の拡管が行われる。すなわち、ま
ず、拡管マンドレル1の拡管部Aと拡管部Bとに中空拡
管具3を挿入して上面側中空孔11をフランジ4に係止
させ、この状態の拡管マンドレル1を回転駆動装置(図
示せず)に取付ける。次いで、拡管マンドレル1を回転
させながら拡管部Aを伝熱管15内へゆっくりと押し込
み、全体拡管を行うとともに、その最終拡管時に拡管部
Bを伝熱管15の管端部16内へゆっくりと押し込み、
管端部16の拡管を行う。このような押し込みによって
も、上記図1で説明したと同様の拡管作用を得て、中空
拡管具3が、拡管中子2の突出部8の回転に伴って伝熱
管15に沿って押圧位置を変えながら伝熱管15の拡管
を行うことができる。従って、潤滑油を使用する必要が
なく、また割れや座屈などを起こすことなく円滑に伝熱
管13の拡管ができる。
【0022】因みに、上記図2に示す拡管工具を用い
て、以下のような条件による伝熱管の拡管加工が例示で
きる。 (1)伝熱管条件 材質:銅、外径:7.0mm、肉厚:0.3mm (2)フィン条件 材質:アルミ合金、板厚:0.5mm、フィンの孔径:
7.10mm (3)拡管工具の寸法a〜h(図1に併記) 拡管部Aについて、a:6.05mm、b:2.5m
m、c:2.0mm、d:4.0mm、e:4.5m
m、f:4.0mm、g=h:15° 拡管部Bについて、a:8.0mm、b:3.0mm、
c:2.0mm、d:4.0mm、e:6.0mm、
f:4.5mm、g=h:29° (4)拡管条件 押し込み速度:0.75m/分、回転速度:180rp
【0023】上記条件による伝熱管の拡管加工では、潤
滑油を使用せずに、また割れや座屈などを起こすことな
く、外径7.10mmの全体拡管と最大外径で9.5m
mまでの管端部16の拡管を行うことができた。
【0024】なお、上記例では、拡管中子2として突出
部8を有する円錐台形状のものを例に説明したが、本発
明はこの例に限定されるものではなく、例えば、図3に
示すように、拡管マンドレル1の側面に穴18を設け、
当該穴18に背面に形成した突起19を嵌め入れて半球
状の突出部20、半円錐台形状の突出部21などを設け
てもよく、要は拡管マンドレルの側面に中空拡管具3の
内面を押圧し得る構造の突出部が設けられてあればよ
い。
【0025】また、本発明では、中空拡管具3として上
記図1、2に示す形状の他に図4に断面で示す形状の中
空拡管具も使用することができ、要は上記拡管中子と組
合せて拡管が円滑にし得る形状であればよい。また、係
止部についてもフランジ4の他に拡管マンドレル1の外
周面に部分的に突起を設けて中空拡管具3の中空孔11
側を係止してもよいし、またフランジ4自体が円板ある
いはリング状に形成され、円板の場合には拡管マンドレ
ル1の先端面に、リング状の場合には挿入して外周面に
固着してもよい。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
潤滑油を使用することなく、また割れや座屈などを起こ
すことなく円滑に管の拡管ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る拡管工具の説明図であって、aは
一部を断面で示す正面図、bはaのX−X矢視図であ
る。
【図2】本発明に係る拡管工具の別の実施形態の一部を
断面で示す正面図である。
【図3】本発明に係る拡管中子の別の形態例を示す断面
説明図であって、aは半球状タイプ、bはaのY−Y断
面図、cは半円錐台形状タイプ、dはcのZ−Z断面図
である。
【図4】本発明に係る中空拡管具の別の形態例を示す断
面説明図であって、aは円錐台にスカート部を有するタ
イプ、bは直方体にスカート部を有するタイプ、cは提
灯タイプである。
【図5】熱交換器の説明図であって、aは全体図、bは
要部拡大図である。
【図6】従来の拡管装置による拡管の説明図である。
【符号の説明】
1:拡管マンドレル 2:拡管中子
3:中空拡管具 4:フランジ 5:貫通孔
6:貫通孔の中心線 7:楕円面の中心線 8:突出部
9:円錐台形部 10:スカート部 11:中空孔 1
2:開放端 13,15:伝熱管 14,16:管端部 1
7:フィン 18:穴 19:突起 2
0,21:突出部 A,B:拡管部
フロントページの続き (72)発明者 長田 卓 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動装置に着脱自在に取付けられ、
    拡管中子と係止部を所望間隔おいて具える拡管マンドレ
    ルと、前記拡管中子が内部に回転自在に挿入されると共
    に一端が前記係止部に係止されてなる中空拡管具とを具
    えて構成され、前記拡管中子が拡管マンドレルの回転中
    心に対して非対称な形状で固定されてなることを特徴と
    する拡管工具。
  2. 【請求項2】 拡管中子が、拡管マンドレルの軸心方向
    断面が台形に、横断面が楕円形に形成された中実体であ
    るとともに、台形の上辺が係止部側に向けて拡管マンド
    レルに一体的に設けられてなる請求項1に記載の拡管工
    具。
  3. 【請求項3】 係止部が、拡管マンドレルに一体的に設
    けられたフランジである請求項1又は2に記載の拡管工
    具。
  4. 【請求項4】 中空拡管具が、中空円錐台と中空円錐台
    又は円筒とが円錐台の底面側で一体に形成された中空体
    からなる請求項1乃至3のいずれかに記載の拡管工具。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の拡管
    工具を用いて、伝熱管内に拡管マンドレルを回転させな
    がら中空拡管具を押し込むことを特徴とする拡管方法。
  6. 【請求項6】 中空拡管具と拡管中子との間に潤滑油を
    介在させて拡管を行う請求項5に記載の拡管方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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