JP3768715B2

JP3768715B2 - 熱交換器の製造方法及びその装置

Info

Publication number: JP3768715B2
Application number: JP05162599A
Authority: JP
Inventors: 謙治戸倉
Original assignee: Kyoshin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kyoshin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JP2000301271A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数重合された放熱フィンの夫々の貫通孔に挿通されたヘアピン管又は直管を拡管し放熱フィンと一体形成させる場合であっても、拡管されるヘアピン管又は直管の全長を拡管前と略同等にとどめることが出来るだけでなく、フレア加工をも同じ工程上で効率よく行うことが出来る熱交換器の製造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、この種拡管されるヘアピン管の全長を、拡管前と略同等にとどめることが出来る熱交換器の製造方法としては、特開昭63−188433号公報所載のものがある。
【０００３】
即ち、上記公報所載のものは、図９（イ）に示すように、所定間隔をおいて重合された多数の放熱フィン６に、多数本のヘアピン管７を挿通して形成された熱交換器５の該ヘアピン管７の管口部7bから拡管用のマンドレル２を圧入してヘアピン管７と放熱フィン６とを固定する方法に於いて、前記ヘアピン管７のヘアピン部7cを前記管口部7bへの移動がないフック体10により固定し、この状態でヘアピン管７の管口部7bより拡管用のマンドレル２を圧入し、一方端側の放熱フィン６よりも管口部7b側を拡管させた段階で、この拡管部分7dを、同図（ロ）のように、前記ヘアピン部7cへの移動がないクランプ８の透孔９内に固定し、以後のヘアピン管７への拡管用のマンドレル２の圧入を、クランプ体８によるヘアピン管７の固定部分をヘアピン部7c側へ移動なく拘束し、且つフック体10によるヘアピン管７の固定部分を管口部7bへ移動することなく拘束した状態で行う方法である。
【０００４】
上記方法によれば、ヘアピン管７における放熱フィン６よりも管口部7b側のヘアピン管７がクランプ体８の透孔９内に固定され、この固定部分をヘアピン部7c側へ移動なく拘束した後は、拡管用マンドレル２の圧入を介しての拡管時に、ヘアピン管７は収縮しようとするが、フック体10によってヘアピン部7cも拘束されてなることから、拡管時におけるヘアピン管７の収縮はヘアピン管７の肉厚が減少することで吸収されることとなり、よってその結果、拡管後の管の全長の縮みを最少限に止めることが出来るというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法による熱交換器の製造方法に於いては、以下の様な問題点があった。
【０００６】
即ち、上記方法は、図９（ロ）に示すように、ヘアピン管７の管口部7bをクランプ８の透孔９内に固定すると共に、ヘアピン管７のヘアピン部7cをフック体10によって拘束するものであることから、例えば、放熱フィン６に千鳥状で挿通されるヘアピン管７の列数が３列、４列と複数列となった場合には、内部側に位置するヘアピン管７は上記のようなクランプ８で固定することが不可能となる。
【０００７】
尚、同図（ハ）のように、クランプ８の透孔９の直径を絞り機構によって機械的に変化させることで、上記問題は一応解決する場合もあるが、夫々のヘアピン管７の間隔が極めて狭くなった場合には、絞り機構を組み込むのに必要なスペースの問題が障害となり、よって絞り機構を採用した場合であっても限度が生じることになる。
【０００８】
更に、拡管を行う熱交換器５のヘアピン管７の管径が熱交換器５の仕様の種類によって変った場合には、もはやクランプ８の透孔９では確実なヘアピン管７の管口部7b側の固定を行うことが出来ないという種々の重大な問題が生じるだけでなく、例え、何らかの解決手段により前記の如く挿通されたヘアピン管又は直管の全長を拡管前と略同等にとどめて拡管することが出来た場合であっても、１次拡管がなされた管口部に、最良な２、３次拡管（フレア加工）を同工程上で施すことが極めて難しいという技術上の重大な問題も生じていた。
【０００９】
即ち、本発明は、熱交換器の放熱フィンに千鳥状で挿通される各ヘアピン管が互いの間隔を接近させるべく３列、４列等の複数列となった場合であっても、確実に、且つ強固に内部側に位置するヘアピン管を外部側に位置するヘアピン管と同様に保持することが出来るだけでなく、又拡管を行う熱交換器のヘアピン管の管径が熱交換器の仕様の種類によって変った場合であっても、確実且つ強固にヘアピン管の管口部側を保持することが出来ると共に、煩雑なフレア加工をも同工程上で放熱フィンに挿通された管に施すことが出来るという極めて優れた熱交換器の製造方法及びその装置を提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
しかして、本発明は上記種々の課題を解決するために全く新しい熱交換器の製造方法及びその装置を発明し、以下の手段を講じたものである。
【００１１】
即ち、本発明は、放熱フィン６に挿通された管の管口部7bから拡管用マンドレル２を所定の寸法で圧入して所定長の拡管部7dを形成した後、該拡管部7dの周面部7eを、前記管口部(7b)に対向して管口部(7b)側へと進出する掴持体(3) の管の長手方向と交差する方向で放射状に拡縮自在な複数の管当接部材(3f)で掴持して保持した後、前記拡管用マンドレル２を前進させて管を拡管し、その後前記管口部 (7b) にフレアポンチ (10) を圧入してフレア加工を施した後、前記掴持体 (3) の管当接部材 (3f) が、管口部 (7b) から離反するフレアポンチ (10) を介して夫々の管当接部材 (3f) 間の隙間 (3a) を強制的に拡げて拡管部 (7d) を開放して熱交換器を製造するものである。
【００１２】
よって、例えば、熱交換器の放熱フィン６に挿通される各ヘアピン管７や直管7iが互いの間隔を極めて接近させるべく千鳥状に３列、４列等の複数列を形成すべく所定のパターンを構成してなる場合であっても、管口部7b方向から進出する複数の掴持体３により確実且つ強固に内部側に位置する管をも外部側に位置する管と同様に保持することが出来るだけでなく、拡管を行う熱交換器５のヘアピン管７や直管7iの管径が熱交換器５の仕様の種類によって変った場合であっても、管口部7b方向から進出する該掴持体３の放射状に拡縮自在な複数の管当接部材3f間に生じる隙間を調整することにより、確実且つ強固に管の管口部7b側を保持することが可能になると共に、掴持体３内に設けられたフレアポンチ10によって同工程上で管口部7bに所定のフレア加工が施された熱交換器を効率よく製造することが出来るという利点を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜第一実施形態＞
以下、本発明における熱交換器の製造方法に用いられる製造装置の第一実施形態を図面に従って説明する。
【００１４】
図１に於いて、１は熱交換器の製造装置を示し、1aは基台1b上に設けられた装置本体を示す。
【００１５】
1cは前記基台1b上に立設された熱交換器５の載置台を示し、該熱交換器５には複数重合された放熱フィン６に、所定長のヘアピン管７が載置台1cの面に沿った方向で複数本１列（図示せず）に挿通されてなり、しかも前記載置台1cの上方には、前記熱交換器５を該載置台1cとの間で押圧固定するための押圧プレート11が昇降自在に設けられている。
【００１６】
２は前記装置本体1a上に略水平状態で、且つ前記各ヘアピン管７の夫々の管口部7bに対向して出退（往復動）自在に設けられた拡管用マンドレルを示し、該拡管用マンドレル２には、図２に示す様に、外周に該拡管用マンドレル２の先端方向に向かって上向きの傾斜面3bが形成され、且つ前記ヘアピン管７の長手方向と交差する方向に放射状で拡縮自在な複数の管当接部材3fを有すると共に、シリンダー（図示せず）を介して往復動自在な第１プレート体3hに螺着部９を介して設けられた掴持体３が往復動自在に外嵌されてなり、しかも該掴持体３にはシリンダー（図示せず）を介して往復動自在な第２プレート体3dに螺着部８を介して設けられた掴持体摺動手段の一つである掴持体ガイド筒3cが摺動自在に外嵌されている。
尚、上記の如くヘアピン管７の長手方向と交差する方向に放射状で拡縮自在な複数の管当接部材3fの先端内周部には、拡管用マンドレル２の軸芯方向に突出した凸部13が形成されている。
【００１７】
尚、上記掴持体３の管当接部材3fの夫々は、拡管用マンドレル２の長手方向に沿って該マンドレル２の外周を包囲すべく、例えば４枚以上設けられ、しかも夫々の管当接部材3fの間には、前記掴持体ガイド筒3cが前進することで、該掴持体ガイド筒3cの内周面が摺動する前記上向きの傾斜面3bを介して管当接部材3fの夫々が軸芯方向（放射状）に収縮する際に必要な所定量の隙間3aが形成されてなり、しかも前記複数の管当接部材3fを有する掴持体３は熱交換器５に挿通された各ヘアピン管７の管口部7bと対向すべく前記載置台1cの面に沿った方向に複数（図示せず）設けられている。
【００１８】
４は前記基台1b上に設けられ、且つ前記熱交換器５の放熱フィン６に挿通されたヘアピン管７のヘアピン部7cを挾持すべく回動自在に軸支された一対の挾持体4aと、該挾持体4aを駆動される駆動シリンダー4eと、該駆動シリンダー4e及び一対の挾持体4aを備えたベース台4dと、該ベース台4dを前記載置台1cに対向してスライド自在とするガイドレール12と、前記ベース台4dを往復動自在とする往復シリンダー4fとから構成された挟持体移動装置を示すと共に、前記一対の挾持体4aは、熱交換器５の放熱フィン６に挿通された各ヘアピン管７のヘアピン部7cと対向すべく前記載置台1cの面に沿った方向に複数列（図示せず）設けられている。
【００１９】
又、図２において、10は前記掴持体３内に収納されたフレアポンチを示し、係るフレアポンチ10は前記ヘアピン管７の管口部7b方向の一端側に２次拡管又は２、３次拡管用のフレア加工部10c を有すると共に、他端側をシリンダを介して往復動するフレアプレート（図示せず）に設けられたロッド体に螺着されたフレアポンチ本体10a を有してなり、しかも該フレアポンチ本体10a の一端側の外周部と前記各管当接部材3fの内面には、フレアポンチ本体10a が管口部7bから離反する方向で掴持体３の奥部側へと所定の距離で移動した際、夫々の管当接部材3f間の隙間3aを強制的に拡げながら夫々の管当接部材3fを強制的に放射状に拡げる（矢印Ａ）べく対向して設けられた膨出傾斜部10d , 3gが設けられている。
【００２０】
尚、上記各管当接部材3fの内面に設けられた膨出傾斜部3gは、拡管用マンドレル２の長手方向に沿って所定の距離を有して前後に逆方向に傾斜した一対の傾斜面からなり、しかも前方側（熱交換器側）に位置する傾斜面は、フレアポンチ本体10a が掴持体３の奥部側から管口部7b方向へ前進した際、係るフレアポンチ本体10a のフレア加工部10c が摺動することで、夫々の管当接部材3f間の隙間3aを強制的に拡げながら夫々の管当接部材3fを強制的に放射状に拡げる（矢印Ａ）機能をも有してなるものである。
【００２１】
本発明の第一実施形態における熱交換器の製造装置は以上の構成からなるが、次にかかる装置を用いて熱交換器のヘアピン管に拡管用のマンドレルを圧入する場合について説明する。
【００２２】
先ず、図１に示す様に、上記載置台1cに熱交換器５を載置し、その後上方に位置する押圧プレート11を下降させて、前記熱交換器５を載置台1cとの間で押圧固定（矢印Ｂ）する。
【００２３】
次に、前記熱交換器５のヘアピン管７のヘアピン部7cを、挟持体移動装置４の往復シリンダー4fを作動させてベース台4dをガイドレール12に沿って前進（図示せず）させると共に、駆動シリンダー4eを駆動させて一対の挾持体4aにより、図６（イ）に示す様に、各ヘアピン管７のヘアピン部7cを夫々挟持するが、この時該各一対の挾持体4aの対向する内面部には前記ヘアピン部7cを強固に、且つ密着して挟持可能な様に、ヘアピン部7cの曲がり形状に対応した平面視略舌片状の凹状部4gが対向して設けられている。
【００２４】
次に、図３（イ）に示すように、前記掴持体３をヘアピン管７の管口部7b側へと前進（矢印Ｃ）させると共に、該掴持体３の管当接部材3fの先端を熱交換器５のエンドプレート5aに当接させ、その後更に掴持体３を前進させてヘアピン管７のエンドプレート5aからのヘアピン管７の突出長（矢印Ｄ）を任意の寸法に設定する。
【００２５】
即ち、掴持体３の管当接部材3fを、一般的な拡管装置の大半に具備されているストリッパーとして機能させることが出来、よって係る掴持体３を有した熱交換器の製造装置１によれば、ストリッパーのみならずストリッパーを備えるストリッパープレートも排除して熱交換器の製造装置の製造コストを低減することが出来る利点がある。
【００２６】
尚、上記の如く掴持体３をヘアピン管７の管口部7b側へと前進させて、該掴持体３の管当接部材3fの先端を熱交換器５のエンドプレート5aに当接させるべく夫々の管当接部材3fをエンドプレート5aから突出するヘアピン管７の端部に外嵌する際、例えば、フレアポンチ本体10a を掴持体３の奥部側から管口部7b方向へと所定の距離移動（図示せず）させたり、又フレアポンチ本体10a の周部を管当接部材3fが通過（図示せず）する際において、夫々の膨出傾斜部10d , 3g又は膨出傾斜部3gとフレア加工部10c の夫々を摺動させることにより夫々の管当接部材3f間の隙間3aを強制的に拡げつつ管当接部材3fの夫々を強制的に放射状に拡げる（図示せず）ことも可能である。
【００２７】
よって、管当接部材3f間の隙間3aが強制的に拡げられることによって掴持体３の各管当接部材3fによるヘアピン管７の端部への外嵌工程を容易ならしめんとする利点がある。
【００２８】
次に、同図（ロ）に示すように、拡管用マンドレル２を前進（矢印Ｅ）させてヘアピン管７の管口部7bから所定の寸法で圧入しヘアピン管７の端部側を拡管（矢印Ｆ）することで所定長の拡管部7dをヘアピン管７の端部に形成する。
【００２９】
尚、前記拡管用マンドレル２の圧入を介して形成される所定長の拡管部7dは、エンドプレート5a及び所定数の放熱フィン６の夫々をヘアピン管７の端部に固着させることが出来る深さ寸法を有してなるものである。
【００３０】
その後、図４（イ）に示すように、シリンダー（図示せず）を介して往復動自在な第２プレート体3dをヘアピン管７側へと移動（矢印Ｇ）させることで該第２プレート体3dに設けられ、且つ掴持体３の各管当接部材3fに外嵌された掴持体ガイド筒3cを拡管用マンドレル２の前進方向と同方向に前進させると、掴持体ガイド筒3cは前記各管当接部材3fに設けられた上向きの傾斜面3bを摺動しつつ押圧し該各管当接部材3fの夫々を拡管用マンドレル２の軸芯方向（放射状）に収縮させることとなり、その結果として各管当接部材3fはエンドプレート5aから突出したヘアピン管７の拡管部7dの周面部7eを、各管当接部材3f間に形成された隙間3aの夫々を放熱フィン６に挿通された管の管径、即ち所定寸法に拡管された拡管部7dの径にあわせて調整しつつ拡管部7dの周面部7eを掴持（矢印Ｈ）して保持することになる。
【００３１】
尚、上記の如く拡管部7dの周面部7eを各管当接部材3fによって掴持する際、係る各管当接部材3fの先端内周部には、拡管用マンドレル２の軸芯方向に突出した凸部13が形成されていることから、該凸部が周面部7eに食い込むこととなり、その結果、拡管部7dをより確実に且つ極めて強固に掴持して保持することが出来る利点がある。
【００３２】
その後、上記状態で再度前記拡管用マンドレル２をヘアピン管７のヘアピン部7c（図示せず）側へと前進（矢印Ｉ）させることにより、拡管後におけるヘアピン管７の全長の縮みを極めて微量にとどめることが出来る利点があるが、前記ヘアピン部7cを挟持してなる挟持体4aを有した挟持体移動装置４（図示せず）を、拡管用マンドレル２の前進方向と同方向に若干移動（後退）させて拡管中のヘアピン管７全体に引張力を付した場合には、拡管時におけるヘアピン管７の収縮のみならず管当接部材3f及び挟持体4aからのヘアピン管７の若干の滑りをも考慮したうえでの拡管後のヘアピン管７の全長を拡管前と略同寸法にとどめた熱交換器を製造することが出来る利点がある。
【００３３】
次に、同図（ロ）のように、拡管用マンドレル２がヘアピン管７のヘアピン部7c近傍（図示せず）まで圧入（矢印Ｊ）されて所定の拡管工程が終了した時点でシリンダー（図示せず）を介して往復動自在な第２プレート体3dをヘアピン管７と離間する方向へと移動（矢印Ｋ）させると該第２プレート体3dに設けられた掴持体ガイド筒3cも掴持体３の各管当接部材3fの上向き傾斜面3bから後退することとなり、その結果、拡管部7dを管当接部材3fを介しての保持状態から開放することになる。
【００３４】
その後、同図（ハ）に示すように、管当接部材3fの保持状態から開放されたヘアピン管７の管口部7bに、掴持体３内に設けられたフレアポンチ10を前進させて圧入（矢印Ｌ）することにより、管口部7bにフレア加工7jを施すことが出来る。
【００３５】
次に、図５（イ）に示すように、フレアポンチ10を管口部7bから離反する方向で掴持体３の奥部側へと所定の距離で移動（矢印Ｍ）させることにより、フレアポンチ本体10a の一端側の外周部と前記各管当接部材3fの内面に設けられた膨出傾斜部10d , 3gの夫々を介して管当接部材3f間の隙間3aを強制的に拡げつつ各管当接部材3fを強制的に放射状に拡げる（矢印Ｎ）こととなる。
【００３６】
よって、各管当接部材3fが強制的に放射状に拡げられることにより、フレア加工7jが施された拡管部7dの周面部7eから、夫々の管当接部材3fをフレア加工7j部位に接触させることなく極めて容易に離反させることが可能となり、その後、同図（ロ）のように、第１プレート体3h、第２プレート体3d、フレアポンチ10及び拡管用マンドレル２の夫々をヘアピン管７の管口部7bから離反する方向に移動（矢印Ｏ）させることで、管口部7bにフレア加工7jが施されたヘアピン管７を具備した熱交換器５をヘアピン管７の拡管工程と同工程で製造することが出来るのである。
【００３７】
従って、熱交換器５の放熱フィン６に、ヘアピン管７を千鳥状（図示せず）に挿通する場合において、千鳥状に挿通される各ヘアピン管７が互いの間隔（挿通ピッチ）を極めて接近させるべく３列や４列の複数列に挿通された場合であっても、確実に、且つ強固に熱交換器５の内部側に位置するヘアピン管７を外部側に位置するヘアピン管７と同様にヘアピン管７の管口部7b方向から進出する複数の管当接部材3fを有した掴持体３の夫々で個々に確実に掴持して保持することが出来る。
【００３８】
よって、拡管を行う熱交換器５のヘアピン管７の管径が、例えば熱交換器５の仕様の種類によって変更された場合であっても、ヘアピン管７の拡管部7dの周面部7eを、掴持体３の管当接部材3f間の隙間3aの夫々を放熱フィン６に挿通された管の管径にあわせて調整することで前記周面部7eを強固に掴持して保持することから、管径の大小を夫々の管当接部材3f間に生じてなる隙間3aを介して自動的に調整して確実に、且つ強固にヘアピン管７の管口部7b側を保持することが出来、よって、拡管後におけるヘアピン管７の全長の縮みを極めて微量にとどめることが出来るという利点を有するばかりか、掴持体３内に設けられたフレアポンチ10によって同工程上で管口部7bに所定のフレア加工が施された熱交換器を効率よく製造することが出来るという利点を有するのである。
【００３９】
更に、ヘアピン部7cも、従来のように、該ヘアピン部7cの内周と略同一の円弧形状に合った形状のフック体に交換しなければならないといった煩わしさも一切必要なく確実に、しかも変形させることなく挟持体4aに設けられた舌片状の凹状部4gで対向して密着状態で挟持して保持することが出来るために、拡管に使用するヘアピン管７の全長やヘアピン管７の外径が熱交換器５の仕様によって変更された場合であっても装置自体に手を加える必要なく所望の拡管を熱交換器に施すことが出来る利点を有するばかりか、前記ヘアピン部7cを挟持してなる挟持体4aを有した挟持体移動装置４（図示せず）を、拡管用マンドレル２の前進方向と同方向に若干移動（後退）させて拡管中のヘアピン管７全体に引張力を付した場合には、拡管時におけるヘアピン管７の収縮のみならず管当接部材3f及び挟持体4aからのヘアピン管７の若干の滑りをも考慮したうえでの拡管後のヘアピン管７の全長を拡管前と略同寸法にとどめた熱交換器を製造することが出来る大きな利点がある。
【００４０】
＜第二実施形態＞
尚、上記実施形態において、挟持体移動装置の挟持体の対向する内周面の夫々には、舌片状の凹状部が設けられてなるが、例えば、図６（ロ）に示す様に、挟持体の対向する内周面の夫々に挟持したヘアピン部7cの滑りを防止する滑り防止手段として凹凸状の表面処理4bが施されていてもよく、又同図（ハ）に示す様に、ヘアピン部7cの外周円弧面から該ヘアピン部7cの内方向に所定の寸法で円弧状のオーバーハング部4cを設けてもよく、又ゴム体が挟持体の対向する内周面に貼付（図示せず）されていてもよく、要は挟持体に滑り防止手段を設けることより強固にヘアピン部7cを拘束することが出来る利点がある。
【００４１】
更に、上記実施形態において、掴持体３の各管当接部材3fの先端内周部には、拡管用マンドレル２の軸芯方向に突出した凸部が形成されていることから、該凸部が周面部7eに食い込むこととなり、その結果、拡管部7dをより確実に且つ極めて強固に掴持して保持することで拡管時に於ける管口部7bの基準位置、即ちエンドプレート5aからの管の突出長を極めて正確且つ確実に設定することが可能となりより高い精度を有した拡管作業を行うことが出来る利点がある。
【００４２】
＜第三実施形態＞
更に、上記実施形態において、熱交換器５にはヘアピン管７が挿通されてなるが、必ずしもヘアピン管７に限定されず、例えば、図７（イ）に示すように、熱交換器５に一定の長さを有した直管7iが挿通されると共に、該直管7iの一端側7hを、少なくとも一対の挟持体4aで挟持して保持し、その後前記同様に一端側7hと反する他端側の管口部7bから拡管用マンドレル２を所定寸法で圧入（図示せず）して所定長の拡管部7dを形成し、その後該拡管部7dの周面部7eを管口部7b側から進出する拡縮自在な複数の管当接部材3fを有した掴持体３によって夫々の管当接部材3f間の隙間3aを調整しつつ掴持して保持すると共に、その後前記拡管用マンドレル２を前記一端側7hへと前進させて直管7iを拡管し熱交換器５を製造してもよい。
【００４３】
従って、この場合には、拡管を行う熱交換器５にヘアピン部7cが突出していない場合であっても、確実に、且つ強固に直管7iの一端側7hを挟持体4aで挟持して保持することが出来るだけでなく、拡管を行う熱交換器５の直管7iの管径が熱交換器５の仕様の種類によって変った場合であっても、管径の大小を夫々の管当接部材3f間の隙間3aを自動的に調整して確実に、且つ強固に保持することが出来る利点があるが、前記挟持体4aの対向する内周面の夫々に、同図（ロ）に示す様な凹凸状の表面処理4b等の滑り防止手段が設けられていてもよく、この場合には、更に強固に直管7iの一端側7hを保持することが出来る利点がある。
【００４４】
更に、上記実施形態にかかる熱交換器の製造方法は、放熱フィン６に挿通された管の管口部7bから拡管用マンドレル２を所定の寸法で圧入して所定長の拡管部7dを形成した後、該拡管部7dの周面部7eを、前記管口部7bに対向して管口部7b側へと進出する掴持体３の管の長手方向と交差する方向で放射状に拡縮自在な複数の管当接部材3fで掴持して保持した後、前記拡管用マンドレル２を前進させて管を拡管し、その後前記拡管部7dを管当接部材3fの固定から開放させた後、前記管口部7bにフレアポンチ10を圧入してフレア加工を施し熱交換器を製造するものであるが、必ずしも上記手順に限るものではなく、例えば，拡管用マンドレル２を介して形成された拡管部7dを複数の管当接部材3fで掴持して保持した後、前記拡管用マンドレル２を前進させて管を拡管し、その後前記管口部7bにフレアポンチ10を圧入してフレア加工を施した後、前記拡管部7dを管当接部材3fから開放させて熱交換器を製造する手順であってもよい。
【００４５】
更に、拡管部7dの周面部7eを複数の管当接部材3fで掴持して保持した後、前記管口部7bにフレアポンチ10を圧入してフレア加工を施し、その後前記拡管用マンドレル２を前進させて管を拡管し、その後前記拡管部7dを管当接部材3fの固定から開放して熱交換器を製造してもよく、又、拡管部7dの周面部7eを複数の管当接部材3fで掴持して保持した後、前記拡管用マンドレル２を前進させての拡管時に、前記管口部7bにフレアポンチ10を圧入してフレア加工を施し、その後拡管終了後に前記拡管部7dを管当接部材3fの固定から開放して熱交換器を製造してもよい。
【００４６】
従って、上記何れの手順であっても拡管を行う熱交換器５に用いられる管の管径が、例えば熱交換器５の仕様の種類によって変更された場合であっても、管の拡管部7dの周面部7eを、掴持体３の管当接部材3f間の隙間3aの夫々を放熱フィン６に挿通された管の管径にあわせて調整することで周面部7eを強固に掴持して保持することから、管径の大小を夫々の管当接部材3f間に生じてなる隙間3aを介して自動的に調整して確実に、且つ強固に管の管口部7b側を保持することが出来、よって、拡管後における管７の全長の縮みを極めて微量にとどめることが出来るという利点を有するばかりか、掴持体３内に設けられたフレアポンチ10によって同工程上で管口部7bに所定のフレア加工が施された管を具備する熱交換器を効率よく製造することが出来るという利点を有するのである。
【００４７】
尚、上記実施形態において、複数の管当接部材3fを放射状に拡縮する際には、掴持体３に外嵌された掴持体ガイド筒3cを掴持体摺動手段として用いたが、必ずしもこれに限るものではなく、例えば、掴持体摺動手段が熱交換器の製造装置に設けられた往復動プレート体（図示せず）に設けられた穿孔部であってもよく、この場合には、往復動プレート体の穿孔部が掴持体３に外嵌（穿孔部内に掴持体３が挿通した状態）されて往復動することにより、穿孔部内周面が管当接部材3fを摺動することで複数の管当接部材3fを放射状に拡縮することが出来る。
よって、この場合には掴持体ガイド筒3cそのものを削減して製造コスト及び製造工程を低減することが出来る利点がある。
【００４８】
更に、上記実施形態において、掴持体３は往復動自在な第１プレート体3hに設けられ、且つ前記掴持体摺動手段の一つである掴持体ガイド筒3cが前記第１プレート体3hと管との間に位置する第２プレート体3dに設けられているが、例えば、横型、竪型を問わず、現在使用されている各種の熱交換器の製造装置に、上記構成からなる第１プレート体3hと第２プレート体3dとを一つのユニットとして組み込む構成であってもよく、この場合には、現在使用中の各種熱交換器の製造装置に予め具備されているフレアポンチ（図示せず）や拡管用マンドレル（図示せず）を利用しつつ、僅かな改造費や手間のみで上記種々の利点を備えた熱交換器の製造装置に仕様変更することが出来る利点がある。
【００４９】
尚、上記の如く現在使用中の各種熱交換器の製造装置に第１プレート体3hと第２プレート体3dとを一つのユニットとして組み込む場合に限らず、例えば、図８に示すように、各種の熱交換器の製造装置（図８は竪型の熱交換器の製造装置を示す）に通常取付けられ、且つ熱交換器５のエンドプレート5aから突出する管７の突出長を設定するためのストリッパー14a を有したストリッパープレート14を前記第１プレート体として用いることも可能である。
【００５０】
即ち、上記のように、ストリッパープレート14を前記第１プレート体として用いる場合には、ストリッパープレート14に設けられたストリッパー14a の全てを前記掴持体に入れ替える（図示せず）だけでよい。
【００５１】
よって、上記の如くストリッパープレート14（第１プレート体）に設けられたストリッパー14a の全てを前記掴持体に入れ替え、その後、第１プレート体として往復動自在なストリッパープレート14とエンドプレート5aから突出する管７との間に掴持体摺動手段を備えた第２プレート体3dを配置（図示せず）することにより、現在使用中の各種熱交換器の製造装置を極めて低コストで且つ容易に仕様変更することが出来るという大きな利点がある。
【００５２】
更に、熱交換器の製造装置も必ずしも横型装置である必要はなく、竪型装置であってもよく、更に複数の管当接部材を有した掴持体や挾持体の数量、配列及び配設箇所等も決して限定されないのは言うまでもない。
【００５３】
【発明の効果】
叙上の様に、本発明における熱交換器の製造方法を実施するための製造装置は、放熱フィンに挿通されたヘアピン管のヘアピン部又は放熱フィンに挿通された直管の一端側を保持する保持手段と、該保持手段を介して保持されたヘアピン管の管口部又は一端側が保持された直管の他端側の管口部に対向して出退自在に設けられた拡管用マンドレルと、該拡管用マンドレルが前記管口部から所定の寸法で圧入されて所定長の拡管部を形成した際に、該拡管部の周面部を掴持する拡縮自在な複数の管当接部材を有して拡管用マンドレルに外嵌された掴持体と、前記拡管部にフレア加工を施すためのフレアポンチを前記掴持体内に備えた構成にしてなるものである。
【００５４】
従って、熱交換器の放熱フィンに千鳥状で挿通される各ヘアピン管が互いの間隔を接近させるべく３列、４列等の複数列となった場合であっても、確実に、且つ強固に内部側に位置するヘアピン管を外部側に位置するヘアピン管と同様に保持することが出来るだけでなく、又拡管を行う熱交換器のヘアピン管の管径が熱交換器の仕様の種類によって変更された場合であっても、確実且つ強固にヘアピン管の管口部側を保持することが出来ると共に、煩雑なフレア加工をも同工程上で放熱フィンに挿通された管に施すことが出来るという極めて優れた熱交換器の製造方法及びその装置を提供することが出来るという格別な効果を有するに至った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器の製造方法を実施するための熱交換器の製造装置の正面図。
【図２】本発明の熱交換器の製造装置に用いられる掴持体とフレアポンチ及びその近傍の要部拡大断面図。
【図３】掴持体の動作状体を示し、（イ），（ロ）は要部拡大断面図。
【図４】掴持体及びフレアポンチの動作状体を示し、（イ），（ロ），（ハ）は要部拡大断面図。
【図５】掴持体の動作状体を示し、（イ），（ロ）は要部拡大断面図。
【図６】本発明の熱交換器の製造装置に用いられる挟持体を示し、（イ）は要部拡大正面図、（ロ），（ハ）は要部拡大一部断面図。
【図７】本発明の熱交換器の製造装置に用いられる挟持体を示し、（イ）は要部拡大正面図、（ロ）は要部拡大一部断面図。
【図８】従来の熱交換器の製造装置と熱交換器の一部切欠要部拡大図。
【図９】従来の熱交換器の製造装置を示し、（イ）は拡管時の拡大正面図、（ロ）はクランプの斜視図、（ハ）はクランプの他の実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…熱交換器の製造装置
1a…製造装置本体
２…拡管用マンドレル
３…掴持体
3f…管当接部材
４…挟持体移送装置
５…熱交換器
６…放熱フィン
７…ヘアピン管

Claims

放熱フィン(6) に挿通された管の管口部(7b)から拡管用マンドレル(2) を所定の寸法で圧入して所定長の拡管部(7d)を形成した後、該拡管部(7d)の周面部(7e)を、前記管口部(7b)に対向して管口部(7b)側へと進出する掴持体(3) の管の長手方向と交差する方向で放射状に拡縮自在な複数の管当接部材(3f)で掴持して保持した後、前記拡管用マンドレル(2) を前進させて管を拡管し、その後前記管口部(7b)にフレアポンチ(10)を圧入してフレア加工を施した後、前記掴持体 (3) の管当接部材 (3f) が、管口部 (7b) から離反するフレアポンチ (10) を介して夫々の管当接部材 (3f) 間の隙間 (3a) を強制的に拡げて拡管部 (7d) を開放して熱交換器を製造することを特徴とする熱交換器の製造方法。
放熱フィン(6) に挿通された管の管口部(7b)から拡管用マンドレル(2) を所定の寸法で圧入して所定長の拡管部(7d)を形成した後、該拡管部(7d)の周面部(7e)を、前記管口部(7b)に対向して管口部(7b)側へと進出する掴持体(3) の管の長手方向と交差する方向で放射状に拡縮自在な複数の管当接部材(3f)で掴持して保持した後、前記管口部(7b)にフレアポンチ(10)を圧入してフレア加工を施し、その後前記拡管用マンドレル(2) を前進させて管を拡管し、その後前記掴持体 (3) の管当接部材 (3f) が、管口部 (7b) から離反するフレアポンチ (10) を介して夫々の管当接部材 (3f) 間の隙間 (3a) を強制的に拡げて拡管部 (7d) を開放して熱交換器を製造することを特徴とする熱交換器の製造方法。
放熱フィン(6) に挿通された管の管口部(7b)から拡管用マンドレル(2) を所定の寸法で圧入して所定長の拡管部(7d)を形成した後、該拡管部(7d)の周面部(7e)を、前記管口部(7b)に対向して管口部(7b)側へと進出する掴持体(3) の管の長手方向と交差する方向で放射状に拡縮自在な複数の管当接部材(3f)で掴持して保持した後、前記拡管用マンドレル(2) を前進させての拡管時に、前記管口部(7b)にフレアポンチ(10)を圧入してフレア加工を施し、その後拡管終了後に前記掴持体 (3) の管当接部材 (3f) が、管口部 (7b) から離反するフレアポンチ (10) を介して夫々の管当接部材 (3f) 間の隙間 (3a) を強制的に拡げて拡管部 (7d) を開放して熱交換器を製造することを特徴とする熱交換器の製造方法。
前記掴持体(3) の管当接部材(3f)が、各管当接部材(3f)間に生じる隙間(3a)の夫々を放熱フィン(6) に挿通された管の管径にあわせて調整することにより拡管部(7d)の周面部(7e)を掴持して保持することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の熱交換器の製造方法。
前記複数の管当接部材(3f)が、掴持体(3) に外嵌された掴持体ガイド筒(3c)の往復動により放射状に拡縮することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の熱交換器の製造方法。
前記拡管部(7d)が形成される前に、掴持体(3) が管の管口部(7b)側へと移動して管当接部材(3f)の先端を熱交換器(5) のエンドプレート(5a)に当接しつつ前進することにより、管のエンドプレート(5a)からの突出長を設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の熱交換器の製造方法。
前記掴持体(3) を各種熱交換機の製造装置に設けられたストリッパープレート(14)のストリッパー(14a) と入れ替えて用いることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の熱交換器の製造方法。
放熱フィン (6) に挿通されたヘアピン管 (7) のヘアピン部 (7c) 又は放熱フィン (6) に挿通された直管 (7i) の一端側 (7h) を保持する保持手段と、該保持手段を介して保持されたヘアピン管 (7) の管口部 (7b) 又は一端側 (7h) が保持された直管 (7i) の他端側の管口部 (7b) に対向して出退自在に設けられた拡管用マンドレル (2) と、該拡管用マンドレル (2) が前記管口部 (7b) から所定の寸法で圧入されて所定長の拡管部 (7d) を形成した際に、該拡管部 (7d) の周面部 (7e) を掴持する拡縮自在な複数の管当接部材 (3f) を有して拡管用マンドレル (2) に外嵌された掴持体 (3) と、前記拡管部 (7d) にフレア加工を施すためのフレアポンチ (10) を前記掴持体 (3) 内に備え、且つ該掴持体 (3) の管当接部材 (3f) が、管口部 (7b) から離反するフレアポンチ (10) を介して夫々の管当接部材 (3f) 間の隙間 (3a) を強制的に拡げて拡管部 (7d) を開放する構成にしてなることを特徴とする熱交換器の製造装置。
放熱フィン(6) に挿通されたヘアピン管(7) のヘアピン部(7c)又は放熱フィン(6) に挿通された直管(7i)の一端側(7h)を保持する保持手段と、該保持手段を介して保持されたヘアピン管(7) の管口部(7b)又は一端側(7h)が保持された直管(7i)の他端側の管口部(7b)に対向して出退自在に設けられた拡管用マンドレル(2) と、該拡管用マンドレル(2) が前記管口部(7b)から所定の寸法で圧入されて所定長の拡管部(7d)を形成した際に、該拡管部(7d)の周面部(7e)を掴持する拡縮自在な複数の管当接部材(3f)を有して拡管用マンドレル(2) に外嵌された掴持体(3) と、前記拡管部(7d)にフレア加工を施すためのフレアポンチ(10)を前記掴持体(3) 内に備え、且つ前記複数の管当接部材 (3f) が、掴持体 (3) に外嵌された掴持体摺動手段の往復動により放射状に拡縮するように構成し、更に、前記掴持体 (3) が往復動自在な第１プレート体 (3h) に設けられ、且つ前記掴持体摺動手段が前記第１プレート体 (3h) と管との間に位置する第２プレート体 (3d) に設けられて各種熱交換器の製造装置に組込み可能なユニットを形成することを特徴とする熱交換器の製造装置。
前記掴持体(3) の管当接部材(3f)が、夫々の管当接部材(3f)間の隙間(3a)の夫々を放熱フィン(6) に挿通された管の管径にあわせて調整することにより前記周面部(7e)を掴持して保持する構成にしてなることを特徴とする請求項８又は９記載の熱交換器の製造装置。
前記複数の管当接部材(3f)が、掴持体(3) に外嵌された掴持体摺動手段の往復動により放射状に拡縮する構成にしてなることを特徴とする請求項８記載の熱交換器の製造装置。
前記掴持体摺動手段が、掴持体(3) に外嵌されるべくプレート体に設けられた掴持体ガイド筒(3c)又はプレート体の穿孔部からなることを特徴とする請求項１１記載の熱交換器の製造装置。
前記管当接部材(3f)の先端が熱交換器(5) のエンドプレート(5a)に当接することにより、管のエンドプレート(5a)からの突出長を設定可能な構成にしてなることを特徴とする請求項８乃至１２の何れかに記載の熱交換器の製造装置。
前記第１プレート体(3h)が各種熱交換器の製造装置のストリッパープレートであり、且つ前記掴持体(3) がストリッパープレートに設けられたストリッパー(14a) と入れ替え可能な構成にしてなることを特徴とする請求項９記載の熱交換器の製造装置。