JP2005028485A - 管加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管加工機を所定の位置に保持することが可能で、作業者の向上が図れ、且つ精度の高い加工が可能な熱交換器の管加工装置を提供する。
【解決手段】管加工装置に設けた管加工刃１を所定の位置に保持する保持装置１９を管加工刃１の先方に設けると共に、この保持装置１９を、加工する細管１６に挿入可能で、且つ径方向に伸縮する筒状体１１と、この筒状体１１を径方向に伸縮させる楔型のコレット体９と、このコレット体９の筒状体１１への出し入れを調整する調節ツマミ４とより構成し、調節ツマミ４により筒状体１１の径を変化させ、保持装置１９を細管１６に保持させるようにした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管加工装置に係わり、特に熱交換器の管と管板との接合部における管加工に用いられる加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平６―２６２４１５号
【特許文献２】特開平５−６９２１２号公報
【特許文献３】特開平１１−１３８４０３号公報
【特許文献４】特開平８−２２９７９９号公報
一般に、腹水器や加熱機などの熱交換器には、多数の管が並列に配置され、これらの管群の端部は管板に設けられている孔にそれぞれ嵌挿すると同時に管が拡げられ、つまり、拡管され内部の冷媒が漏れないように加工されているのが普通である。
【０００３】
通常、腹水器や熱交換器の管材としては、機械的性質も大で耐食性にも優れたチタン材が用いられる。また、熱交換率を高めるために、肉厚０．５ｍｍ以下の薄肉の伝熱管が使用される。また、この種の熱交換器は、細管と細管の間隔の数ｍｍと非常に狭い。更に、これらの細管の加工を現地で行う場合、作業場所が非常に狭いため、大型の機械は使用できず、通常は携帯用の加工機で作業することになる。
【０００４】
従来、この管を加工する際の加工機としては、携帯用のドリル加工機が良く知られ、最も多く採用されている。この場合、このドリル加工機を用いて熱交換器のような細い管の拡管或いは削り加工に対し平行に加工することは、作業者の力の加減が非常に難しく永年の経験が必要であり、時には工具の傾いた状態で切削を行いこの細管を破損してしまう場合を生ずる。
【０００５】
これら加工機の位置決め、或いは方向決めを確実に行うには、今までに種々の
策が試みられている。例えば、
【特許文献１】のように、誘導定規を工具本体に取付けて加工するようにしたものがある。即ち、このものは、携帯用の電動ドリルを保持して、上下，左右の位置決めとビットの進入深さを決定する。これに際し、被加工材固定用の締付け固定治具を平板状被加工材の側面加工用と平面加工用の２種類用意して、これらを基台に着脱自在に交換できるように取付けるようにした構成したものである。
【０００６】
しかし、締付け固定治具では、工具を固定できるような挟む場所が必要で、例えば復水器や熱交換器等で用いる場合には挟む箇所が無く不向きである。
【０００７】
また、最近になり、「
【特許文献２】」，及び「
【特許文献３】」，「
【特許文献４】」に開示されているように、比較的実用的な加工機が考えられる。このものは、携帯用ドリル自動機の加工補助装置或いは管端加工機であり、小型軽量で細管に平行に加工することができるようにしたものである。
【０００８】
この携帯用ドリル自動機に装着されるドリルの先端は、ワークを向き合わせるワーク押え部材を設けている。その押え部材又は上記ドリル自動機のスピンドルの一方を他方に向かって接近離反させる移動機構を備えている。この移動機構の移動によりパンタグライダ状に組まれた複数の支持部材を管内壁に押圧させ、加工機を管内に保持、即ち、位置決めするようにしたものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような移動機構を備えた管に加工機を保持させる装置であると、管加工機の操作が容易となり、また加工のための芯出し作業は容易となる。しかし、この加工機では、パンタグラフ状のアームや軸支部で変形を生じ易く、管加工の作業時に芯がふらつく恐れがある。また管加工機の支持が不安定で加工作業性及び精度の良い加工が望めない嫌いがある。
【００１０】
本発明の目的は、管加工機を所定の位置に保持することが可能で、作業性の向上が図れ、且つ精度の高い加工が可能な管加工装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の保持装置は、加工する管に挿入可能で、且つ径方向に伸縮する筒状体と、該筒状体を径方向に伸縮させる楔型のコレット体と、該コレット体の筒状体への出し入れを調整する調節ツマミとより構成し、この調節ツマミを調整し、コレット体を筒状体内で移動し、筒状体の径を変化させ、保持装置を管に保持させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１及び図２にはその管加工装置及び加工時における周辺部品が示されている。１５が管板、１６が熱交換器の管（以下細管と云う）であり、細管１６を管板１５内に挿入する。２０が管加工装置である細管用の管加工機である。
【００１３】
尚、この実施例では加工刃の駆動源としてエアモータ式のものを例に挙げて説明するが、必ずしもエアモータ式に限定されるべきものではなく、電動式のものであっても何ら差し支えない。
【００１４】
管加工機２０は、主として管加工刃である切削刃１と、この切削刃１を駆動する駆動装置例えばエアモータ１８と、切削刃１を所定の位置に保持する保持装置１９とを備えている。保持装置１９は、細管１６に挿入可能で、且つ径方向に伸縮する筒状体であるコレットケ１１と、コレットケ１１を径方向に伸縮させる楔型のコレット体であるコレットボディ９と、コレットボディ９のコレットケ１１への出し入れを調整する調節ツマミ４とを備えている。
【００１５】
本発明の管加工機２０は、特に、復水器や熱交換器に備え付けられている細管１６の加工に用いられるもので、細管１６の内径に合せて可変径コレット３及び切削刃１を選定し交換することができる。この図における管加工機は、復水器或いは熱交換器も管板１５に装着されている細管１６の端面切削加工に用いられている場合である。
【００１６】
本発明の管加工機２０は、細管１６の加工に適しているが、細管１６と云ってもある程度径が大きいものとは、下記に示す移動軸１２の外径の切削刃１に動力を伝達する回転軸が取付けることができる程度の大きさである。更に、管加工機２０は、切削刃１と隣接して送り量調節ストッパ６を備えている。
【００１７】
可変形コレット３は、コレットボディ９，ホルダ１０，コレットケ１１，内装されているばね等の総称である。ストッパ６は、第２間隔調節プレート８と第１間隔調節プレート７を介し、本体に固定されているストッパ６には、予めネジが切ってあり、長さを調節することが出来る。可変径コレット３を復水器や熱交換器の内部細管に挿入し、後方の可変径コレット３の外径調節ツマミ４を調節して、可変径コレット３の外径を大きくすることで、可変径コレット３と細管１６を固定、即ち、管加工機を保持することが出来る。
【００１８】
図３はその保持状態を拡大して示したもので、この保持により、以前は軸芯を出すのに経験と切削刃の回転による反力に勝る腕力を必要としていた。しかし、本発明では、可変径コレット３の中心と細管１６の中心とが一致する芯出ができるようにするため、固定した時点で芯出し完了となる。このため容易に軸芯を出すことが可能となる。また、可変径コレット３が細管１６の内側に周面全体で固定されているので、切削刃１の回転による反力を充分可変径コレット３で吸収できる。
【００１９】
切削刃１の送り量については、以前は目測で加工をおこなっていたため、送り量がまちまちであった。しかし、図４のように回転軸１８Ａにウォーム５Ａ及びウォームホィール５Ｂを介して送り量調節ハンドル５で操作するため、容易に希望の送り量で加工が出来る。
【００２０】
次に管加工機２０のエアモータ１８、保持装置１９等の動作について図４ないし図６により説明する。
【００２１】
細管加工機本体２０Ａ内に設けた軸受部２０Ｂに回転軸１８Ａを回転自在に装着する。回転軸１８Ａも先端には切削刃１が取付けられている。回転軸１８Ａの途中には第１傘歯車１８Ｂと第２傘歯車１８Ｃとが係合し、第２傘歯車１８Ｃにはエアモータ主軸１８Ｄを取り付け、エアモータ主軸１８Ｄにはエアモータ１８を取付けている。
【００２２】
管加工機本体２０Ａ内に矢印方向の高圧空気１８Ｘを吹き込むと、エアモータ１８が回転するのに応じて、第２傘歯車１８Ｃ及び第１傘歯車１８Ｂと回転軸１８Ａとが回転することにより、切削刃１も回転する。回転軸１８Ａには取付けたウォーム５Ａにウォームホィール５Ｂを係合し、ウォームホィール５Ｂに回転主軸５Ｃを取り付け、回転主軸５Ｃに送り量調節ハンドル５を取付けている。
【００２３】
送り量調節ハンドル５を回転すると、それに応じてウォームホィール５Ｂの回転がウォーム５Ａに伝達されて、ウォーム５Ａが水平方向に移動する。従って、回転軸１８Ａを水平方向に移動させることができるので、前述の効果を達成することができる。
【００２４】
保持装置１９は調節ツマミ４にねじ付き移動軸１２を取付けられている。移動軸１２はねじ付き軸受部１２Ａ及び回転軸１８Ａ内と切削刃１内を貫通し、先端に図３，図５及び図６に示すように移動軸１２のねじ部１２Ｘとねじ付き軸受部１２のねじ部１２Ｙとにより、移動軸１２を水平方向に移動させることができる。
【００２５】
移動軸１２の他方端側に保持装置１９を取付けるには、コレットボディ９に筒状体であるコレットケ１１を挿入する。このコレットボディ９を挿入した移動軸１２の他方端側に固定ボルト１３を装着し、該固定ボルト１３を締め付けて図していない移動軸１２に設けたストッパと固定ボルト１３との間の移動軸１２に保持装置１９つまり可変コレット３を固定する。
【００２６】
次に、可変コレット３の構成及び動作を図５及び図６により説明する。
【００２７】
図５及び図６は、本発明の可変コレット３の詳細図で、図５が可変形コレット３と細管１６の内径が開の状態である。また図６が可変形コレット３と細管１６の内径が閉の状態である。
【００２８】
図５の状態で細管１６に取付けた後、図１で説明した外径調節ツマミ４を締めると、移動軸１２及び固定ボルト１３を切削刃１側に移動し、可変コレット３がコレットボディ９内を移動する。この時、コレットボディ９はコレットケ１１に対し楔形状となっているため、図６の矢印で示すようにコレットケ１１は外径方向に押され、つまり拡管される。以上により、可変形コレット３は細管１６の内壁に充分保持することができる。
【００２９】
この保持により、以前は軸芯を出すのに経験と切削刃の回転による反力に勝る腕力を必要としていたが、可変径コレット３の中心と細管１６の中心とが一致する芯出しを行い、固定した時点で芯出し完了となり、容易に軸芯を出すことが可能となる。芯出しができる理由は、楔型のコレット体であるコレットボディ９とコレットケ１１である筒状体との互いに対向する対向面の各々に、細管１６の軸芯０と可変径コレット３の軸芯０とが略一致するような傾斜面１１Ａ，３Ａを備えているからである。
【００３０】
そして、傾斜面１１Ａと傾斜面３Ａとが接触すると、細管１６の軸芯０と可変径コレット３の軸芯０とが略一致する。また、可変径コレット３が細管１６の内側に周面全体で固定されているので、切削刃１の回転による反力を充分可変径コレット３で吸収できる。
【００３１】
図７〜図１１は、本発明の他の実施例である。２本の細管１６を管加工機２０に使用する場合である。細管１６にリーマ加工やドリル加工を行うためのものである。用途は図１、図２の発明とほとんど変らないが、用いる細管径が小さいため可変形コレット３と切削刃１を同軸上に取付ける事が出来ない場合に適している。即ち、復水器や熱交換器の多数の細管は等間隔に並んでいる事を利用して、切削刃１と可変径コレット３を独立した装備となっている。
【００３２】
この場合、可変径コレット３が１軸では細管１６の芯出しが困難であるため、可変径コレット３を２軸にし、この２軸の可変径コレット３の各々に対向する切削刃１を可変径コレット３の下側に２軸に対向して配置し、位置決めを可能としている。
【００３３】
図４ないし図６と同様に可変形コレッ３の外径を外径調節ツマミ４で調節し、切削刃１の送り量を送り調節ハンドル５で調節する。調節ハンドル５は縦型に取付けることも可能である。第１及び第２間隔調節プレート７、８により切削刃１とそれぞれの可変径コレット３との間隔を調節することが可能である。このため、復水器や熱交換器の型式が変化して、細管の間隔が変化しても充分に対応できるよう工夫した。
【００３４】
図９は図７を上側から見た図であり、可変径コレット３を２軸に配置している。図１０は図９の１軸側の可変径コレット３を細管１６に保持すると共に、細管１６の下側の切削刃１を細管１６に送る送り状態を示すもので、切削刃１が動作していない。また可変径コレット３及び切削刃１に隣接し可変径コレット３及び切削刃１を配置している。この状態で図１１は切削刃１が送られた細管１６内に挿入された状態である。切削刃１の駆動においては本体ケース下部、エアー吸気口２よりコンプレッサのチューブを接続し、圧縮空気によりエアモータ１８を駆動させ、傘歯車１８Ｂ，１８Ｃにより回転軸１８Ａを介し切削刃１に伝達する。
【００３５】
図１０及び図１１は、切削刃１の送り方法を説明したものである。可変径コレット３を細管１６に固定し、切削刃１と細管１６の芯出しを行う。この状態で送りハンドル５を回転させると、ねじを介し、ねじ付きの移動軸１２が前後する。このとき、可変径コレット３は細管１６に固定されている為、管加工機本体２０が移動する状態となる。それに伴い、切削刃１も本体に取付けられている為、加工及び送りが可能となる。
【００３６】
図１２及び図１３は、図１、図２と同様に切削刃１と可変径コレット３が同軸上になったものである。主に、細管径が大きいものに対する内面加工について用い、ドリル加工、リーマ加工を行う。
【００３７】
以上、説明してきたように、本発明の細管用の管加工機であると、次の利点がある。
（１）．経験に左右されていた芯出しも、可変径コレット３を用いる事により細管１６の内径に据え付ける作業が非常に容易になった。
（２）．切削時に回転力の反動が人体に直接作用していたが、径方向に伸縮可能な円筒状体のものが、くさび型コレット９によって細管内周面に固定されているため、切削刃の回転反力を充分阻止する事ができる。
（３）．送り量についても、経験に頼っていたが、送りねじを介しハンドルを回すことにより、切削刃を送るため、今までのような労力を必要としない。また、ストッパがあるため、削りすぎるのを防ぎ、容易に送ることができる。
（４）．固定した状態で切削刃１を送るため、細管１６に対し傾いた状態で加工し、細管を破損する恐れもなくなる。
（５）．可変径コレット３及び切削刃１の基本径も取替え可能に形成されているため、応用性を高められる。
（６）．更に、細い細管を加工する場合でも、図７〜図１１に示されているように、
可変径コレット３と切削刃１を別々にする事により切削刃の径を縮小することを可能にした。
（７）．可変径コレットを２本とする事により、細管１６との平行度が高められる。
（８）．切削刃と切削刃と平行な２本の可変形コレットの間隔は調整可能となっているため、サイズの異なる復水器や熱交換機の細管間隔に柔軟に対応可能である。
【００３８】
これらの効果により、従来の作業に比べ作業者の負担を軽減することができ、作業時間も従来の半分以下に短縮する事が可能となるのである。
【００３９】
尚、前述の実施例では熱交換器について述べたが、熱交換器以外の他の管内に本発明の保持装置を挿入しても使用できることは云うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、管加工機を所定の位置に保持することが可能になり、作業の向上が図れ、且つ精度の高い加工が可能な管加工装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である管加工装置を示す部分断面を有する側面図。
【図２】図１を右側から見た時の平面図。
【図３】図１の管加工装置の要部詳細を示す部分側断面図。
【図４】図１の管加工装置の動作を説明する概略機構の断面図。
【図５】図１の可変径コレットにおける開く状態を示す部分側断面図。
【図６】図１の可変径コレットにおける閉じる状態を示す部分側断面図。
【図７】本発明の他の実施例として示した細管加工装置の側面図。
【図８】図７を右側から見た時の平面図。
【図９】図７の細管加工装置を上側から見た時の平面図。
【図１０】図７の細管加工装置における作業工程順を示す側面図。
【図１１】図７の細管加工装置における作業工程順を示す側面図。
【図１２】本発明の他の実施例として示した細管加工装置の側面図。
【図１３】図１２の細管加工装置における作業工程順を示す側断面図。
【符号の説明】
１…切削刃、２…エアー吸気口、３…可変径コレット、３Ａ…傾斜面、４…外径調節ツマミ、５…送りハンドル、６…送り調節ストッパ、７…第１間隔調節プレート、８…第２間隔調節プレート、９…コレットボディ、１０…ホルダ、１１…コレットケ、１１Ａ…傾斜面、１２…移動軸、１３…固定ボルト、１５…管板、１６…細管、１９…保持装置、２０…管加工機。

Claims (4)

1. 管板の穴の嵌挿保持される管の拡管加工或いは脱着加工する管加工装置であって、該管加工装置が、管加工刃と、該管加工刃を駆動する駆動装置と、前記管加工刃を所定の位置に保持する保持装置とを備えている管加工装置において、
   前記保持装置を前記管加工刃の先方に設けると共に、この保持装置を、加工する管に挿入可能で、且つ径方向に伸縮する筒状体と、該筒状体を径方向に伸縮させる楔型のコレット体と、該コレット体の筒状体への出し入れを調整する調節ツマミとより構成し、前記調節ツマミを調整し、前記コレット体を前記筒状体内で移動し、前記筒状体の径を変化させ、前記保持装置を管に保持させるようにしたことを特徴とする管加工装置。
2. 管板の穴の嵌挿保持される管の拡管加工或いは脱着加工する管加工装置であって、該管加工装置が、管加工刃と、該管加工刃を駆動する駆動装置と、前記管加工刃を所定の位置に保持する保持装置とを備えている管加工装置において、
   前記保持装置を、前記管加工刃に隣接して設けられ、且つ管加工刃の軸と平行に配置されている保持軸に設けると共に、この保持装置を加工する管に挿入可能で、且つ径方向に伸縮する筒状体と、該筒状体を径方向に伸縮させる楔型のコレット体と、該コレット体の筒状体への出し入れを調整する調節ツマミとより構成し、前記調節ツマミを調整し、前記コレット体を前記筒状体内で移動し、前記筒状体の径を変化させ、前記保持装置を管に保持させるようにしたことを特徴とする管加工装置。
3. 前記楔型のコレット体を、管の長手方向に移動調整可能に形成すると共に、このコレット体の移動操作を行うハンドルを前記保持装置の後部に設けるようにした請求項１又は２記載の管加工装置。
4. 前記コレット体と前記筒状体との互いに対向する対向面の各々に、前記管の軸芯と前記保持装置の軸芯とが略一致するような傾斜面を備えているようにした請求項１又は２記載の管加工装置。

Images