JPH0615371A - チューブ直延伸ヘアピン曲げ装置 - Google Patents

チューブ直延伸ヘアピン曲げ装置

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JPH0615371A
JPH0615371A JP4348042A JP34804292A JPH0615371A JP H0615371 A JPH0615371 A JP H0615371A JP 4348042 A JP4348042 A JP 4348042A JP 34804292 A JP34804292 A JP 34804292A JP H0615371 A JPH0615371 A JP H0615371A
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    • Y10T29/00—Metal working
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    • Y10T29/53113—Heat exchanger
    • Y10T29/53122—Heat exchanger including deforming means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層フィンへの組み付けを適切化するために
直線的で略平行な脚を有するヘアピンチューブを製造で
きるチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置の提供。 【構成】 チューブ曲げ機構12での曲げに先立って、チ
ューブ直延伸機構11においてフィードクランプ86でチュ
ーブT を取り込む際にダイ38で外径寸法調整し、ホール
ドクランプ66とフィードクランプ86とでチューブT を直
延伸する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チューブの外径寸法の
調整、直線的な延伸、ないしＵ字形の曲げという一連の
加工を連続的に行えるチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置
に関し、熱交換器コイルに用いられるヘアピンチューブ
の製造などに利用できる。
【０００２】
【背景技術】従来より、熱交換器コイルにおいては、熱
媒体を通す流体回路を形成するために、Ｕ字形チューブ
（例えば図12に示すようなヘアピンチューブT ）が利用
されている。すなわち、フィンチューブ式の熱交換器の
製造にあたっては、スタンププレスのスタッカロッドに
複数の薄板状のフィンを積み上げてゆき、積層されたフ
ィンスタックをスタッカロッドから組み合わせ作業台に
移し、ここで各フィンの孔に予めＵ字形に形成しておい
たヘアピンチューブT を挿入し、互いに嵌合固定するこ
とで組み立てられている。
【０００３】ここで、ヘアピンチューブT は、連続した
チューブを所定長さに切断し、かつ中間でＵ字形に折り
曲げてヘアピン状とすることで製造される。これらの加
工を行うにあたり、曲げ加工時や切断時にチューブが潰
れないように専用の加工装置が利用されている。例え
ば、回動式のベンドヘッド等でチューブを引き延ばしな
がら曲げることにより、チューブを潰すことなく所定角
度のヘアピン曲げ加工が行えるようなチューブ曲げ装置
が開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したヘ
アピンチューブT の脚は、しばしば外径が変化していた
り、断面形状が楕円になっており、全長にわたって完全
に直線的なものではなかった。このため、前述した熱交
換器コイルの組立てにあたって、ヘアピンチューブTの
脚をフィン孔に挿入する作業の際に、チューブ径の大幅
な変化が原因で、フィン孔内周とヘアピンチューブ外周
とのクリアランスが変化し、各々の接続のための嵌合状
態を調整することが難しいという問題があった。特に、
孔内周と脚外周との間のクリアランスが大幅に減少した
場合には、孔に脚を挿通できなくなり、組み立て自体が
困難になることがあった。
【０００５】本発明の目的は、直線的で略平行な脚を有
するヘアピンチューブを製造でき、フィンスタックへの
組み付けが適切に行えるように、チューブの曲げ加工の
際にチューブの直線矯正が可能なチューブ直延伸ヘアピ
ン曲げ装置を提供することである。本発明の他の目的
は、チューブの外周を真円状にでき、かつチューブの曲
げ加工の前に直線矯正が行えるチューブ外径調整装置を
有する、前述したチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置を提
供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、前述した外径調整や
直線矯正およびＵ字形曲げ加工を、複数のチューブに対
して同時に行える、前述したチューブ直延伸ヘアピン曲
げ装置を提供することである。本発明の他の目的は、装
置初期設定後に作業者による監視や操作が殆どあるいは
全く無い状態で、ヘアピンチューブの製造を自動的に行
える、前述したチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置を提供
することである。本発明の他の目的は、ヘアピンチュー
ブの脚の長さが装置の初期設定において調整できる、前
述したチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置を提供すること
である。本発明の他の目的は、堅固で保守が容易かつ操
作性がよい、前述したチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、フ
レームと、このフレームに沿って直線的に延長配置され
かつ連続したチューブを長手方向に案内可能で両端にチ
ューブ入口およびチューブ出口を有する軌道と、前記フ
レームの前記チューブ出口近傍に固定的に設置されかつ
前記チューブをクランプ可能な第一クランプ手段を有す
る第一チューブ保持手段と、前記フレームに前記第一チ
ューブ保持手段近傍の第一位置と前記チューブ入口近傍
の第二位置との間で移動可能に設置されかつ前記チュー
ブをクランプ可能な第二クランプ手段を有する第二チュ
ーブ保持手段と、前記第二チューブ保持手段の移動経路
上に設置されて前記第二チューブ保持手段を前記第一位
置と第二位置との間の第三位置で停止可能、かつ前記第
二位置と第三位置との間を前記軌道に沿って進退可能、
かつ前記第二チューブ保持手段の前記第三位置から第二
位置までの最終的な移動を制御する停止手段と、前記チ
ューブ出口および前記第一チューブ保持手段の近傍に前
記軌道と同軸配置されたチューブ切断手段と、前記チュ
ーブ切断手段の前記第一チューブ保持手段から離れた側
の近傍に前記軌道と同軸配置されたチューブ曲げ手段
と、制御手段とを設ける。
【０００８】そして、制御手段の制御のもとで、前記第
一クランプ手段で前記チューブを第一チューブ保持手段
にクランプさせ、同時に前記第二チューブ保持手段を解
除した状態で前記第二位置に向けて移動させて前記第三
位置にある前記停止手段と接触させ、第二チューブ保持
手段が前記第三位置にある状態で前記第二クランプ手段
をクランプさせ、前記停止手段の移動により前記第二チ
ューブ保持手段を前記第三位置から第二位置へと移動さ
せて前記チューブを直線的に延伸し、前記第二チューブ
保持手段が前記第二位置に達したら前記第二クランプ手
段を一旦解除して再度クランプするとともに、前記第一
クランプ手段を解除し、前記第二チューブ保持手段を前
記第一位置へ移動させ、これにより前記チューブを前記
軌道から送り出して前記チューブ曲げ手段に送り込み、
ここで前記チューブ切断手段で切断するとともに前記チ
ューブ曲げ手段で前記チューブを曲げ、これらの動作を
繰り返させる。これにより、前記チューブの曲げに先立
って、前記チューブを直線的に延伸させることが可能と
なり、脚が直線的に延びたヘアピンチューブを製造する
ことが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１ないし図４には、本発明に基づくチューブ
直延伸ヘアピン曲げ装置10が示されている。本実施例の
チューブ直延伸ヘアピン曲げ装置10は、同レベルで図面
左右に連続配置されたチューブ直延伸機構11と、チュー
ブ曲げ機構12とを含んでいる。
【００１０】これらのチューブ直延伸機構11およびチュ
ーブ曲げ機構12は、適宜共通の支持台13または水平床面
上に固定設置される。以下の説明において、「前方」、
「上流」、「後方」、「下流」の用語は、チューブ直延
伸ヘアピン曲げ装置10におけるチューブT の延びる方向
および送り方向を示し、「後方」および「上流」は図１
〜図４における左であり、「前方」および「下流」は図
１〜図４における右である。
【００１１】先ず、図１および図３には、チューブ直延
伸ヘアピン曲げ装置10の前半のチューブ直延伸機構11が
示されている。チューブ直延伸機構11は、支持台13の上
面に立つ複数の脚16を持つテーブル状フレーム14を備え
ている。なお、支持台13が使用されず、かつフレーム14
が載置される床が水平でない場合、テーブル状フレーム
14の水平状態を維持および垂直調整を行うために、既存
の構成による駆動調節機構17が設けられる。
【００１２】テーブル状フレーム14は、脚16で支持され
るフレーム部材18を含むとともに、その上面に上向きの
マウント面19を有している。フレーム部材18の下側に
は、脚16を連結する既存の構成によるブレース構造21が
設けられ、フレーム部材18のマウント面19は水平に安定
維持されている。
【００１３】マウント面19上には、複数のガイド22が設
けられている。ガイド22は、長手方向軸心が、好ましく
はマウント面19に対して軸方向に沿うとともに平行とな
っている。ガイド22上にはキャリッジ23が設けられてお
り、このキャリッジ23はガイド22によって図１に示され
るように図面左右方向に移動可能に支持されている。
【００１４】図１に示されるように、マウント面19上に
は第一駆動手段である流体シリンダー組立品24が設けら
れている。シリンダー組立品24は、キャリッジ23の下側
に接続された図示しないピストンロッドを備え、キャリ
ッジ23を図面の左右方向に強制的に駆動可能である。
【００１５】本実施例において、キャリッジ23はプラッ
トフォーム26（図３参照）を有し、このプラットフォー
ム26の一端（入口端27）には一対のチューブガイドロー
ラ28が設けられている。なお、各ローラー28は、横に並
べられた複数（ここでは６本）のチューブに対応して設
けられている。
【００１６】チューブガイドローラ28は、支持ブラケッ
ト29により同一軸線上の軸31で回転可能に支持され、こ
の支持ブラケット29は各々が既存の手段によってプラッ
トホーム26の上面に確実に固定されている。プラットホ
ーム26の上面には、概略図示された一対の軌道32,33 が
設けられている。軌道32,33 は、互いに並行に延長さ
れ、かつ互いに対称である。以下の説明において、軌道
32,33 の構成要素のうち、同じ部分については同じ符号
を用いる。
【００１７】各軌道32,33 は、互いに所定間隔で並行配
置された一対のレール34および36を含んでいる。各レー
ル34,36 は、好ましくはプラットホーム26の長手方向軸
線37に沿って水平両端に等間隔で設けられるとともに、
ガイド22の長手方向軸線に対して平行に置かれている。
このため、ガイド22で案内されるキャリッジ23は、軌道
32,33 の長手方向軸線37と平行な方向に移動可能であ
る。更に、図３に示されているように、入口端27におけ
るチューブガイドローラ28は、長手方向軸線37の中央に
合わせて配置されている。
【００１８】各軌道32,33 の入口端27近傍には、既存の
構成によるチューブ外径寸法調整用ダイ38が設けられて
いる。チューブの寸法調整用ダイ38は、図示しないコイ
ルから延出された連続チューブを内部に挿通可能であ
り、通過したチューブの外径を正確かつ選択的に調整さ
れた外径に減少させるようになっている。本実施例にお
いて、寸法取りを行うダイは、各々に長手方向中心37に
対して平行な動きとなるようにガイドロッド40へ移動可
能に支持されている。
【００１９】各軌道32,33 のチューブ外径寸法調整用ダ
イ38の右側には、停止機構39が配置されている。停止機
構39は、軌道32,33 に沿って任意の位置に設定可能であ
り、設定された任意位置で各軌道32,33 への位置決めを
行う適宜な固定構造を備えている。より具体的には、図
９および図10に示すように、各停止機構39は、複数のね
じ42によって、各レール34および36へ固定される横架板
41を備えている。
【００２０】図９において特徴的に示されているよう
に、ねじ42はジョウ43に止められており、ジョウ43はレ
ール34,36 上で横方向に延びる肩部46の下側に延出する
縁部44を備えている。従って、スクリュー42が締め込ま
れると、ジョウ43が持ち上げられ、縁部44が肩部46をク
ランプして、各軌道32,33 に対して停止機構39が確実に
固定化されるようになっている。
【００２１】横架板41には、ガイド手段として一対のロ
ッド47（図10参照）が設置され、各ロッド47はブッシュ
48に挿通されて長手方向軸線37と平行に進退自在であ
る。各ロッド47の一端には、スクリュー51により板部材
49が固定されている。板部材49は、横架板41に対するロ
ッド47の進退移動に応じて横架板41の側面54とその端部
53で係合する調整スクリュー52を備えている。
【００２２】端部53および側面54の間隔X は、ロッド47
が移動範囲の一端にある時に、板部材49の内部に切られ
たねじ穴に対してスクリュー52がねじ込まれることによ
り調整される。なお、調整後に、板部材49に対してスク
リュー52をロックするために、ナット56が設けられてい
る。各ロッド47の他端には、スクリュー58によって板状
の当接部材57が固定されている。図10に示されているよ
うに、当接部材57は、横架板41の板部材49とは反対側の
側面にある。
【００２３】横架板41には、第三駆動手段として開口部
62内にシリンダー61を有するパワーシリンダ組立品59が
設けられている。パワーシリンダ組立品59は進退自在な
ロッド62を備え、このロッド62はスクリュー62A によっ
て当接部材57に確実に固定されている。よって、パワー
シリンダ組立品59が適切に作動すると、当接部材57は、
図10に示されるように実線で示された位置と破断線で示
された位置との間で進退自在に移動する。
【００２４】次に、停止機構39について詳細に説明す
る。図９および図10に示されているように、レール34,3
6 の対向する表面には、一対の直線ガイド軌道63,64 が
ねじ等の任意の手段でそれぞれ固定されている。よっ
て、本実施例において、停止機構39は、ガイド軌道63,6
4 の一端で位置規制されるが、ヘアピンT の脚の必要長
さに応じてガイド軌道63,64 に沿った任意の位置に位置
決め可能である。
【００２５】図３に最良の状態で示されているように、
テーブル上面23には、各軌道32,33上の停止機構39と反
対側のガイド軌道63,64 の端部に、第一チューブ保持手
段であるホールドクランプ66が設けられている。図５お
よび図６において、各ホールドクランプ66はベース板67
を備え、その上には左右および前後にそれぞれ一対の直
立板78,79,68,69 が載置されている。前後の直立板68,6
9 は、それぞれ長手方向軸線37と平行であって、かつチ
ューブT を内部で受ける開口71,72 に対して位置合わせ
されている。
【００２６】前後の直立板68,69 の間には、第一クラン
プ手段として一対のクランプブロック73,74 が設けられ
ている。各クランプブロック74は、直立している前後お
よび左右の直立板68,69,78,79で構成される区画内に交
換および着脱自在に設けられている。各クランプブロッ
ク73は、対応するクランプブロック74に対して垂直に移
動可能に設けられている。
【００２７】各クランプブロック73,74 は、それぞれ対
向する位置に複数の半円溝を有し、図６に示すようにク
ランプブロック73がクランプブロック74と係合した状態
では、各半円溝により円形開口76が形成され、この円形
開口76は直立板68,69 の間にその開口71,72 と同軸で延
びるようになっている。図５に示されているように、ク
ランプブロック73,74 は、それぞれが円形開口76を形成
するように互いに接合される複数の構成要素から構成さ
れてもよい。
【００２８】各クランプブロック73は、共通のブロック
77に嵌め込まれ、図５に示すように前後左右の直立板7
8,79,68,69 の間を垂直に移動可能である。ホールドク
ランプ66の上面板82には、各クランプブロック73に対し
て必要量の力を均一に掛けるために、一対のパワーシリ
ンダ組立品81が設けられている。各パワーシリンダ組立
品81は、図示されていない適切な手段により共通ブロッ
ク77に取り付けられた往復動自在なピストンロッド83
（図５参照）を有し、共通ブロック77の往復動を可能と
している。
【００２９】クランプブロック73,74 は、図５および図
６で示されているような係合状態では、円形開口76内で
効果的にチューブT をクランプし、チューブT の軸方向
移動を防止するようになっている。クランプブロック73
を図５に示す破線位置まで移動することで、チューブT
の係合が解除され、チューブT はホールドクランプ66に
対して相対移動が可能である。なお、必要に応じて、共
通ブロック77を介して各クランプブロック73に対するピ
ストンロッド83による均一な圧力を確保する目的で、均
圧部材84を共通ブロック77と個別の各クランプブロック
73との間に設けてもよい。
【００３０】クランプブロック73がクランプブロック74
から離れても、チューブT がクランプブロック74に固定
されたままとなり、チューブT がホールドクランプ66に
固定されたままとなることもある。このようなチューブ
T とクランプブロック74との係合解除を確実に行うため
に、ホールドクランプ66には図６に概略を示すような突
出機構106 が設けられている。
【００３１】突出機構106 は直立板68に固定されてお
り、通常はチューブT から離れた状態にある進退自在な
突出ピン107 を備えている。突出ピン107 は、進出した
際にクランプブロック74に引っかかったチューブTを突
出し、クランプブロック74との係合からチューブT を取
外すようになっている。なお、個別の突出機構に限ら
ず、必要に応じてホールドクランプ66の各開口76に横並
び状態で受けられたチューブT に同時に係合するような
多数のピンを上部に有する横方向に延びる板を設け、単
一の突出機構としても良い。
【００３２】図１および図３に示すように、停止機構39
とホールドクランプ66との中間には第二チューブ保持手
段であるフィードクランプ86が設けられている。フィー
ドクランプ86は、多くの点で、ホールドクランプ66に近
似している。具体的には、フィードクランプ86は、図８
のみに示すベース板87と、前後および左右に各一対の直
立板88,89,96,97 とを備えている。各直立板88,89 は、
互いに間隔をおいて水平方向に同軸配置された複数の開
口部91および92を有し、各々はホールドクランプ66の直
立板68,69 における開口部71,72 と同一軸線上に配置さ
れている。
【００３３】図７に示されているように、直立板88,89,
96,97 間の区画には、第二クランプ手段として一対のク
ランプブロック93,94 が設けられている。各クランプブ
ロック93,94 は、各々が図７および図８の状態にある時
に円形開口98を構成する半円溝を有している。クランプ
ブロック93は、図７に示す実線位置と破線位置との間で
垂直に移動可能とされている。各クランプブロック93に
は、必要に応じて均圧部材101 を介して、各々に当接す
る共通ブロック99が設けられている。
【００３４】フィードクランプ86の上面板103 には、一
対のパワーシリンダ組立品102 が載置され、その進退自
在な二連ピストンロッド104 が適切な手段により共通ブ
ロック99に接続されている。ピストンロッド104 による
共通ブロック99への二重加圧、および均圧部材101を介
しての加圧により、直立板88,89 の間の各クランプブロ
ック93に対して、その長手方向に沿って均等な加圧が確
保されている。
【００３５】各フィードクランプ86には、図７に示され
るように、水平に対向配置された一対のローラベアリン
グガイド116,117 が設けられている。ローラベアリング
ガイド116,117 はガイド軌道63,64 に係合され、図２に
示すようにフィードクランプ86がホールドクランプ66の
近傍の位置（第一位置）から、停止機構39の図10に実線
で示された状態の当接部材57と係合する位置（第二位
置）まで、ガイド軌道63,64 に沿って長手方向に移動可
能である。
【００３６】各フィードクランプ86には、進退可能なピ
ストンロッド121 を介して第二駆動手段であるパワーシ
リンダ組立品118 が接続され、このパワーシリンダ組立
品118 によりフィードクランプ86は、停止機構39の図10
に破線で示された状態の当接部材57と係合する中間位置
（第三位置）を含む、前記位置間にわたって駆動される
ようになっている。なお、停止機構39において当接部材
57を駆動するパワーシリンダ組立品59の駆動力は、パワ
ーシリンダ組立品118 で駆動されるフィードクランプ86
の移動を止めるのに十分なものとされている。ただし、
パワーシリンダ組立品59が停止すれば、パワーシリンダ
組立品118 の力は、当接部材57を図10の破線の状態から
実線の状態へと移動させるのに十分なものである。
【００３７】本実施例において、フィードクランプ86に
は、６本の横並びのチューブT が開口部98を通して延び
るように装着されている。ここで、チューブT の内一本
だけを更に押し込む必要がある場合や、新しくコイルか
らチューブをチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置10に送り
込む必要がある場合、装置10内に既に在るチューブT を
動かさずに、フィードクランプ86をホールドクランプ66
と停止機構39との間で前後に動かす必要がある。言い替
えれば、フィードクランプ86は、特定のチューブT のみ
をクランプし、かつ他のチューブT をクランプしないよ
うにする必要がある。このため、図８に示すように、ク
ランプブロック94の下には移動可能な板108が設けら
れ、この板108 は図中矢印109 の方向に移動可能であ
る。
【００３８】板108の一端には、大きくされた頭部111
を有するスクリュー110 が螺合されている。板108 と大
きな頭部111 の肩部との間には、クランプブロック93と
係合するクランプブロック94および板108 を下げるよう
に、板108 を左に動かすための図示しない工具や機構等
を設けてもよい。板108 の下面には、下向き凸状のパッ
ド112 が形成され、対向するベース板87の上面にはパッ
ド112 に対応した凹状の窪み113 および凸状のリブ114
が交互に形成されており、パッド112 がリブ114 に乗っ
た状態では板108 は高い状態（図８の実線の状態）とな
るが、パッド112 が窪み113 内に収まった状態では板10
8は低い状態（図８の破線の状態）となる。
【００３９】クランプブロック93,94 は、板108 が図８
の実線状態の時にチューブT をクランプするように設定
されている。ここで、特定のチューブT に対応する板10
8 を、図８の実線状態からパッド112 が窪み113 内に収
まるように左方へ移動させれば、この板108 が低い状態
となってその上面に支持されるクランプブロック94も図
８の実線位置から下方へ下がる。
【００４０】この状態でパワーシリンダ組立品102 によ
りクランプブロック93を下げると、特定のチューブT に
ついてはクランプブロック94が下がっているためクラン
プは行われず、クランプブロック94が実線位置のまま移
動されなかった他のチューブT のみがフィードクランプ
86のクランプブロック93,94 間でクランプされる。
【００４１】従って、フィードクランプ86の移動は、特
定のチューブT に対しては無効となり、フィードクラン
プ86は他のチューブT のみ移動させることになる。チュ
ーブ直延伸ヘアピン曲げ装置10が連続運転状態にあると
き、板108 は図８の実線位置まで右方に後退され、パッ
ド112 がリブ114 に乗って高い状態となり、その上のク
ランプブロック94をクランプ可能状態に戻す。
【００４２】ホールドクランプ66のフィードクランプ86
とは反対側は、ホールドクランプ66から送り出されるチ
ューブT の出口端125 となっている。ホールドクランプ
66の近傍の下流側には、既存の構成によるチューブ切断
機構123 が設けられている。チューブ切断機構123 とし
ては、本発明と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第
3,568,488 号または同3.692.219 号の何れかに開示され
た形式のもの等が利用できる。その詳細については各々
を参照すればよいので、ここでは説明を省略する。
【００４３】本実施例において、図１および図３に示さ
れるように、チューブ切断機構123のホールドクランプ6
6と反対側には、キャリッジ23のプラットフォーム26の
対向側面に、一対のブラケット124 および126 が設けら
れている。ブラケット124,126 には、光学検出回路を構
成する一対の光学装置127,128 が所定間隔で支持されて
おり、これらは各々の間の光路129 に沿って移動可能で
ある。
【００４４】光路129 は、チューブT の長手方向軸線と
ホールドクランプ66内の同軸配置された孔71,72 の長手
方向軸線とを含む面内に設けられている。このため、チ
ューブT が光学装置127,128 間にある状態では、各々の
間に光が通過せず光学素子がブロックされ、後述するチ
ューブ曲げ操作が行われる。そして、光路129 に沿って
光学装置127,128 間に光が照射されると、これが以下に
述べるチューブ曲げ動作を行う信号となる。
【００４５】以上のようなチューブ直延伸機構11に対
し、図２および図４にはチューブ曲げ機構12が示されて
いる。チューブ曲げ機構12はテーブル状フレーム131 を
備え、このテーブル状フレーム131 はベース133 および
上方に面するマウント面136 を有するフレーム部材134
と、その間を延びる複数の脚132 を備えている。プラッ
トフォーム13上には一対のガイドレール137,138 が設け
られ、各々は上述した長手方向軸線37と略平行に延ばさ
れている。フレーム131 は、四つのレールと係合する車
輪139 により、レール137,138 に沿って移動するように
支持されている。
【００４６】フレーム131 とチューブ直延伸機構11との
間にはスクリュー141 が設けられている。スクリュー14
1 は、ベースフレーム133 に載置されたモータ142 によ
り回転されるとともに、チューブ直延伸機構11のフレー
ム14に固定されたナット143 に螺合されている。
【００４７】チューブ直延伸機構11のフレーム14は、プ
ラットフォーム13に対して固定的なので、スクリュー14
1 の回転は、フレーム131 をレール137,138 に沿ってチ
ューブ直延伸機構11のフレーム14に対して移動するよう
になっている。スクリュー141 は、セットアップ中にの
み回転され、フレーム131 をフレーム14から所定位置に
初期設定するようになっている。
【００４８】フレーム131 の載置面136 には、米国特許
第3,692,219号に示されるような既存の構成のチューブ
延伸装置146 が載置されている。チューブ延伸装置146
は載置面136 上にベース部147 を備え、ベース部147
は、軸151 を中心にしてベンドヘッド149 を回動支持す
る軸支持部148 を有している。軸151 は、図示しない一
対のギアを介して長手方向に移動可能なラック152 と噛
合され、このラック152 の歯は前述のギアと噛合して軸
151 を回転させるとともに、図２に示す矢印153 の方向
にベンドヘッド149 を移動させる。
【００４９】パワーシリンダ154 は進退自在なピストン
ロッド156 を備え、このピストンロッド156 は進退自在
なラック152 に接続されており、ラック152 をギアに対
して長手方向に移動させる。なお、他の既存の駆動機
構、例えばオハイオ州のグリーンビルにある××××株
式会社（××××××××× Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ）の××××××××××部 （×××××××××
××××Ｄｉｖｉｓｉｏｎ） により製造されている×
××××ユニット （××××× ｕｎｉｔ） を用い
ることも可能である。
【００５０】ベンドヘッドクランプ157 は、ベンドヘッ
ド149 に載置された既存の構成によるものであり、ここ
では詳述を省略する。なお、ベンドヘッドクランプ157
は、ホールドクランプ66に近似しており、チューブ直延
伸機構11から送り出される各チューブT の長手方向軸線
と同軸上で横並びに配置された複数の孔を備えている。
ベンドヘッドクランプ157 は、チューブT が、チューブ
直延伸装置11から適切な長さ送り出されてチューブ曲げ
装置146 へ入り、既存の方法でベンドヘッドクランプ15
7 の孔へ挿入された際に、このチューブT をしっかりと
固定する。
【００５１】チューブ曲げ装置146 は、チューブT を所
定角度に曲げるように操作可能であり、ヘアピンの脚に
残る反発力を補償して脚を略平行に加工する。脚の最終
延伸がこのように行われることで、フィンスタック内に
チューブを手動で挿入する作業が容易になる。例えば、
ヘアピンの最終延伸が約１〜３°のかなり急な角度にな
るため、このチューブT の脚を手で握ってもう一方の脚
を捩じることにより、積層されたフィンスタックのスタ
ンプで開けられた孔にヘアピンの脚を合わせることがで
き、従って組立て作業者にとっての利便性を高められる
ことになる。
【００５２】チューブ直延伸機構11とチューブ曲げ機構
12の操作順の同調は、キャビネット158 内の制御回路で
制御される。この制御回路は、チューブ直延伸機構11側
およびチューブ曲げ機構12側にそれぞれ制御盤159 を有
し、各々はチューブ直延伸機構11およびチューブ曲げ機
構12の両方の全ての機能を手動制御できるように設けら
れている。この制御回路としては、既存の回路構成や方
式等が採用でき、所望の制御を行えるように適宜構成す
ればよい。ここでは、特定な回路を開示する替わりに、
図11のフローチャートに、チューブ直延伸ヘアピン曲げ
装置10により図12に示すヘアピンチューブT を製造する
ための全操作工程の各手順を示す。
【００５３】制御回路は、各手順の操作を順次適切に行
うために、チューブ直延伸およびチューブ曲げ装置10に
は、各種のスイッチを備えている。具体的には、ホール
ドクランプ66には圧力スイッチ171 が設けられ、そのパ
ワーシリンダ組立品81に加えられる圧力が一対のクラン
プ装置73,74 間でチューブを完全にクランプするのに十
分か否かを検出できるようになっている。同様に、フィ
ードクランプ86には圧力スイッチ172 が設けられ、その
パワーシリンダ組立品102 に加えられる圧力がフィード
クランプ86内でチューブT を有効にクランプするのに十
分か否かを検出するようになっている。
【００５４】軌道32,33 には前進減速近接スイッチ174
が設けられ、フィードクランプ86が前進状態（図３の右
方へ移動）の際にフィードクランプ86の存在を検出する
と、その減速を指示する信号が出力される。前進減速ス
イッチ174 の下流側には前進停止近接スイッチ176 が設
けられ、シリンダ118 が伸長限度（第一位置）に達した
ことが確実に検出されるようになっている。
【００５５】フレーム18に対するキャリッジ23の移動を
監視するために、一対の近接スイッチ177A,177B が設け
られている（図１参照）。スイッチ177Aは、キャリッジ
23が図１の左方に移動し、チューブ切断機構123がチュ
ーブ曲げ機構12から離れたこと（第五位置）を検出す
る。スイッチ177Bは、キャリッジ23が図１の右方に移動
し、チューブ切断機構123がチューブ曲げ機構12に近接
したこと（第四位置）を検出する。各近接スイッチ177
A,177B がそのような動きを検出すると、適切な切り替
え信号が出力される。
【００５６】軌道32,33 には後退減速スイッチ178 が設
けられ、フィードクランプ86が後退（図３の左方へ移
動）する際の移動は、後退減速スイッチ178 で検出され
るまで概して高速である。後退減速スイッチ178 の上流
側には後退停止近接スイッチ175 が設けられ、フィード
クランプ86が図10の破線位置の当接部材57（第三位置）
まで後退したことが検出される。
【００５７】ここで、フィードクランプ86の後退時に後
退停止近接スイッチ175 が検出状態になると、一連の信
号が送り出され、フィードクランプ86がクランプ状態と
され、当接部材57を保持していたパワーシリンダ59の加
圧が緩められる。これにより、フィードクランプ86は、
チューブT をクランプした状態で、当接部材57を押し戻
しながら高圧で更に後退し、これによりチューブT の直
延伸が行われる。この直延伸の終了を検知するために、
横架板41には延伸完了近接スイッチ173が設けられ、当
接部材57が図10の実線位置（第二位置）に達したことが
検出されるようになっている。この延伸完了近接スイッ
チ173 が作動すると、フィードクランプ86によるチュー
ブT のクランプが緩められるようになっている。
【００５８】チューブ曲げ機構12には図２に示すベンド
リターンスイッチ179 が設けられ、ベンドヘッド149
は、最終的には、図２に示す初期位置に戻った後で、チ
ューブ曲げ機構12にまだ曲げられていないチューブT を
移動できるようにしている。他のスイッチを他の機能を
達成するために設けてもよいが、前述したスイッチ構成
により、以下に詳細に述べるチューブ直延伸ヘアピン曲
げ装置10の一連の動作が容易に行える。
【００５９】このような本実施例における動作は当業者
には既に明らかであるが、以下に詳細に説明する。図11
には、本実施例のチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置10に
おいて制御回路の制御のもとで実行される一連の動作手
順が示されており、これらによりチューブを直延伸する
作業、チューブを所定長さに切断する作業、このチュー
ブをその中央で曲げて図12に示すようなＵ字形に加工す
る作業が連続して行われる。
【００６０】ここで、本実施例では、運転に先立つ初期
設定として、次のような設定調整を行う。先ず、モータ
142 を作動させてナット143 に対してスクリュー141 を
回転させ、チューブ直延伸機構11とチューブ曲げ機構12
との初期間隔を調整する。次に、停止機構39の位置を調
整してクランプ86のストロークを設定し、チューブ直延
伸機構11の出口から送り出されるチューブT の長さ、お
よびチューブ曲げ機構12に送り込まれるチューブ長さを
設定する。これらの初期設定を適切に調整したなら、図
11に示すフローに基づく自動動作が行えるようになる。
【００６１】始めに、図３のようにフィードクランプ86
が停止機構39に近接した状態（第三位置）でフィードク
ランプ86を閉じ、フィードクランプ86の圧力がチューブ
T をクランプするのに十分であることを圧力スイッチ17
2 で確認する（フィードクランプ86のクランプ）。ま
た、ホールドクランプ66を開き、突出ピン107 でチュー
ブT を突き出し、ホールドクランプ66の下側のクランプ
ブロック74からチューブT を取り出す（ホールドクラン
プ66の解除）。これらにより、フィードクランプ86が前
進動作を行うための準備が全て整う (処理S1) 。
【００６２】次いで、パワーシリンダ組立品24によりキ
ャリッジ23が駆動され、キャリッジ23はチューブ曲げ機
構12の方（図１の右方）へスイッチ177Bが作動するまで
前進する（第四位置）。同時に、パワーシリンダ組立品
118 によりフィードクランプ86が高圧で前進駆動され
る。
【００６３】これらにより、図３のチューブ入口端27の
左に位置するコイルチューブからチューブが引き取ら
れ、チューブT はチューブ外径寸法調整用ダイ38を通し
て強く引っ張られ、外周形状が所定直径の真円となるよ
うに成形される。また、フィードクランプ86の前進によ
りその前側のチューブT （先に外周成形されている）も
送り出され、このチューブT はホールドクランプ66を通
してチューブ曲げ機構12へと送り出される。さらに、フ
ィードクランプ86が前進したならば、停止シリンダ59に
より当接部材57が駆動され、当接部材57は図10の破線位
置（第三位置）まで前進し、延伸完了近接スイッチ173
が開かれる（処理S2) 。
【００６４】フィードクランプ86が前進を続け、前進減
速スイッチ174 に検出されるとフィードクランプ86は減
速され、前進近接スイッチ176 に検出されるまで低速で
更に前進する。パワーシリンダ組立品118 内の残留圧力
により、各々はフルストロークの状態（第一位置）まで
伸長する（処理S3) 。この後、所定時間の経過を待っ
て、ホールドクランプ66が閉じられるとともに、チュー
ブ曲げ機構12のベンドヘッドクランプ157 が閉じられ、
チューブT のフィードクランプ86の前側の部分が両者の
間にクランプされる（処理S4) 。
【００６５】クランプ圧力スイッチ171 により、ホール
ドクランプ66の圧力がチューブT のクランプに十分であ
ることが検出されると、フィードクランプ86が解除され
るとともに、切断機構123 が起動されてカッタの回転が
開始され、この回転は所定時間かけて増速される（処理
S5) 。
【００６６】切断機構123 のカッタがチューブT を切断
可能な回転状態に達する間に、パワーシリンダ組立品24
によりキャリッジ23が後向き (図１の左向き) に加圧さ
れ、ホールドクランプ66とベンドヘッドクランプ157 と
の間にクランプされているチューブT に張力が付与され
る。この張力がチューブT に加えられた状態で、切断機
構123 はチューブT を切断する（処理S6) 。この切断
は、チューブT に張力が加えられていることで、スムー
ズに行われ、切断端部がギザギザになるようなことはな
い。
【００６７】チューブT が切断されると、直ちにキャリ
ッジ23はパワーシリンダ組立品24の加圧により後退しチ
ューブ曲げ機構12から離れる。そして、光路129 が開通
され、光学装置127,128 の間で光が検出される。この検
出により、チューブ曲げ機構12によるチューブ曲げ動作
が行われるとともに、切断機構123 の停止、フィードク
ランプ86の復帰、スイッチ177Aによるキャリッジ23の完
全復帰確認（第五位置）が同時に行われる（処理S7) 。
すなわち、チューブ曲げ機構12において、パワーシリン
ダ組立品154 は、ベンドヘッドクランプ157 を図２の矢
印153 方向へ軸151 を中心に回動させ、チューブT を曲
げて図12に示すＵ字状に加工する。
【００６８】一方、フィードクランプ86は停止機構39の
方へ後退する。この後退の際、フィードクランプ86はク
ランプ解除状態であり、チューブT はチューブ外径寸法
調整用ダイ38およびホールドクランプ66間に固定された
ままである。フィードクランプ86が後退を続け、後退減
速スイッチ178 に検出されるとパワーシリンダ組立品11
8 が低圧低速に切り替えられ、フィードクランプ86は減
速された状態で後退を続ける。そして、後退近接スイッ
チ175 により、フィードクランプ86が停止機構39の前進
位置（図10の破線状態) にある当接部材57に当接したこ
と（第三位置）が検出されると、フィードクランプ86は
後退を停止されるとともに、閉じられてチューブT をク
ランプする（処理S8) 。
【００６９】クランプ圧力スイッチ172 により、フィー
ドクランプ86の圧力がチューブT をクランプするのに十
分であると検出されると、パワーシリンダ組立品118 は
高圧に切り替えられ、同時に停止シリンダ59は加圧を緩
められる。これにより、フィードクランプ86が高圧で先
の停止位置より更に後退し、ホールドクランプ66とフィ
ードクランプ86との間にクランプされたチューブT が効
果的に直延伸される。この直延伸は、延伸完了近接スイ
ッチ173 が当接部材57の存在を検出する（第二位置）ま
で続けられる（処理S9) 。
【００７０】この直延伸の間、チューブT をクランプす
るフィードクランプ86が後退（図３の左方へ移動）する
ため、チューブ外径寸法調整用ダイ38にあるチューブT
はチューブ供給側に戻ろうとする。しかし、チューブ外
径寸法調整用ダイ38はガイドバー40に進退自在に支持さ
れ、図10の当接部材57の破線位置とその実線位置との間
の短い距離を移動可能であるので、フィードクランプ86
によりチューブT が後向きに移動されてもこれに伴って
チューブ外径寸法調整用ダイ38も左方向に移動するた
め、チューブT がチューブ外径寸法調整用ダイ38内を逆
に通過することはない。パワーシリンダ組立品118 は、
再度前進動作を行うまで、後退動作モードで圧力を維持
されている。
【００７１】所定時間経過後に、フィードクランプ86に
よるクランプは解除される。ホールドクランプ66とフィ
ードクランプ86との間のチューブT に付与されていた張
力はこの時点で解除される。この張力解除は、チューブ
T のホールドクランプ66でクランプされた位置や、チュ
ーブ切断機構12におけるチューブT の長さに影響するこ
とはない。つまり、フィードクランプ86の解除により、
チューブ供給側のチューブT の端部は僅かに前進する
が、この移動は急速であり、チューブ外径寸法調整用ダ
イ38がガイドロッド40に沿って移動することで吸収され
るため、チューブT に過大な応力が生じることはない
（処理S10)。
【００７２】この後、チューブ曲げ機構12が次のチュー
ブT を受け入れられる状態となってベンドリターンスイ
ッチ179 が作動するまでは、更に待ち時間が必要とな
る。しかし、ベンドリターンスイッチ179 が既に動作し
ていたならば、すぐにチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置
10は再度運転できる状態となる。これらの処理S1から処
理S10 までを順次繰り返すことにより、図12に示すよう
なヘアピン状のチューブT が連続的に製造される。
【００７３】このような本実施例によれば、チューブ曲
げ機構12によるチューブT の曲げ加工に先立って、チュ
ーブ直延伸機構11でチューブT の延伸が行えるため、脚
が直線的なヘアピンチューブを製造することができる。
また、チューブT の取込みにあたってチューブ外径寸法
調整用ダイ38でチューブT の外径を調整するようにした
ため、製造されたヘアピンチューブをフィン孔に挿入す
る作業や、各々の嵌合接続状態の調整を容易にすること
ができる。
【００７４】さらに、本実施例のチューブ直延伸ヘアピ
ン曲げ装置10は、各スイッチを含む制御手段によって一
連の工程を自動実行することができ、作業効率を向上す
ることができる。また、本実施例のチューブ直延伸ヘア
ピン曲げ装置10は、複数のチューブT に対して同時加工
を行うことができ、作業効率を向上することができる。
【００７５】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、構成部材の再構成を含む装置各部の変形お
よび改良は、本発明の範囲に含まれる。例えば、駆動用
の各種のシリンダはモータ等に置き換えてもよいし、ス
イッチ等は電磁式や光学式等、適宜な形式を選択すれば
よい。さらに、制御回路は専用のハードウェアによるも
のや、マイクロコンピュータ上にソフトウェア的に実現
されるものであってもよく、要するに前述した手順に沿
った制御を実行できるものであればよい。
【００７６】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
チューブの曲げ加工の際にチューブの直線矯正を行うこ
とができ、直線的で略平行な脚を有するヘアピンチュー
ブを製造することができ、フィンスタックへの組み付け
が適切に行えるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の前半のチューブ直延伸機構
の側面図である。
【図２】前記実施例の後半のチューブ曲げ機構の側面図
である。
【図３】前記図１のチューブ直延伸機構の上面図であ
る。
【図４】前記図２のチューブ曲げ機構の上面図である。
【図５】前記図１および図６の３−３線に沿った断面図
である。
【図６】前記図５の４−４線に沿った断面図である。
【図７】前記図１および図８の５−５線に沿った断面図
である。
【図８】前記図７の６−６線に沿った断面図である。
【図９】前記図１の７−７線に沿った断面図である。
【図10】前記図９の一部破断上面図である。
【図11】前記実施例の制御手段による動作手順のフロー
チャートである。
【図12】本発明の装置で製造されるヘアピンチューブの
正面図である。
【符号の説明】
10 チューブ直延伸ヘアピン曲げ装置 11 チューブ直延伸機構 12 チューブ曲げ機構 14,131 メインフレームであるテーブル 18 第二フレームであるフレーム部材 22 支持手段であるガイド 23 キャリッジ 24 第一駆動手段である流体シリンダー組立品 32,33 軌道 38 チューブ外径寸法調整用ダイ 39 停止機構 47,48 ガイド手段であるロッドおよびブッシュ 57 当接部材 59 第三駆動手段であるパワーシリンダ組立品 66 第一チューブ保持手段であるホールドクランプ 73,74 第一クランプ手段であるクランプブロック 86 第二チューブ保持手段であるフィードクランプ 93,94 第二クランプ手段であるクランプブロック 118 第二駆動手段であるパワーシリンダ組立品 157 第三チューブ保持手段であるベンドヘッドクランプ 171 〜179 制御手段のスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２１Ｄ 53/06 Ａ 7047−4Ｅ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレームと、このフレームに沿って直線
    的に延長配置されかつ連続したチューブを長手方向に案
    内可能で両端にチューブ入口およびチューブ出口を有す
    る軌道と、 前記フレームの前記チューブ出口近傍に固定的に設置さ
    れかつ前記チューブをクランプ可能な第一クランプ手段
    を有する第一チューブ保持手段と、 前記フレームに前記第一チューブ保持手段近傍の第一位
    置と前記チューブ入口近傍の第二位置との間で移動可能
    に設置されかつ前記チューブをクランプ可能な第二クラ
    ンプ手段を有する第二チューブ保持手段と、 前記第二チューブ保持手段の移動経路上に設置されて前
    記第二チューブ保持手段を前記第一位置と第二位置との
    間の第三位置で停止可能、かつ前記第二位置と第三位置
    との間を前記軌道に沿って進退可能、かつ前記第二チュ
    ーブ保持手段の前記第三位置から第二位置までの最終的
    な移動を制御する停止手段と、 前記チューブ出口および前記第一チューブ保持手段の近
    傍に前記軌道と同軸配置されたチューブ切断手段と、 前記チューブ切断手段の前記第一チューブ保持手段から
    離れた側の近傍に前記軌道と同軸配置されたチューブ曲
    げ手段と、 制御手段とを有し、 この制御手段は、前記第一クランプ手段で前記チューブ
    を第一チューブ保持手段にクランプさせ、同時に前記第
    二チューブ保持手段を解除した状態で前記第二位置に向
    けて移動させて前記第三位置にある前記停止手段と接触
    させ、 第二チューブ保持手段が前記第三位置にある状態で前記
    第二クランプ手段をクランプさせ、 前記停止手段の移動により前記第二チューブ保持手段を
    前記第三位置から第二位置へと移動させて前記チューブ
    を直線的に延伸し、 前記第二チューブ保持手段が前記第二位置に達したら前
    記第二クランプ手段を一旦解除して再度クランプすると
    ともに、前記第一クランプ手段を解除し、前記第二チュ
    ーブ保持手段を前記第一位置へ移動させ、これにより前
    記チューブを前記軌道から送り出して前記チューブ曲げ
    手段に送り込み、ここで前記チューブ切断手段で切断す
    るとともに前記チューブ曲げ手段で前記チューブを曲
    げ、これらの動作を繰り返させる、ことを特徴とするチ
    ューブ直延伸ヘアピン曲げ装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載したチューブ直延伸ヘア
    ピン曲げ装置において、前記フレームは、メインフレー
    ムと、前記軌道、前記第一および第二のチューブ保持手
    段、前記停止手段、前記チューブ切断手段、前記チュー
    ブ曲げ手段を支持するキャリッジと、前記キャリッジを
    前記メインフレーム上で前記軌道と平行に進退自在に支
    持する支持手段とを有し、前記フレームには前記キャリ
    ッジを進退移動させる進退自在な第一駆動手段が設けら
    れていることを特徴とするチューブ直延伸ヘアピン曲げ
    装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載したチュ
    ーブ直延伸ヘアピン曲げ装置において、前記第二チュー
    ブ保持手段は、前記軌道に沿った前記第二チューブ保持
    手段の前記移動を行う進退自在な第二駆動手段を有する
    ことを特徴とするチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置。
  4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までの何れかに記
    載したチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置において、前記
    停止手段は、当接部材および前記当接部材を前記第二お
    よび第三位置の間で進退自在に案内するガイド手段を有
    し、前記当接部材を前記第二位置および第三位置の間で
    進退駆動する進退自在な第三駆動手段が設けられている
    ことを特徴とするチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置。
  5. 【請求項５】 請求項２に記載したチューブ直延伸ヘア
    ピン曲げ装置において、前記フレームは、前記メインフ
    レームとは別体の第二フレームを有し、前記キャリッジ
    は、前記第二フレームから第四位置に向けて進退自在、
    かつ前記第二フレームから第五位置へと進退自在である
    ことを特徴とするチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載したチューブ直延伸ヘア
    ピン曲げ装置において、前記キャリッジが先ず進退自在
    な前記第一駆動手段により前記第四位置へ付勢され、前
    記チューブ曲げ手段は解除自在な第三クランプ手段を有
    する第三チューブ保持手段を含み、 前記制御手段は、前記第三クランプ手段により前記チュ
    ーブを前記第三チューブ保持手段に確実にクランプさ
    せ、前記第一クランプ手段に前記チューブを確実にクラ
    ンプさせるとともに、前記第一駆動手段で前記キャッリ
    ッジを前記第五位置に向けて付勢して前記第一および第
    三チューブ保持手段間のチューブに張力を与え、前記チ
    ューブ切断手段で前記チューブを切断させ、前記チュー
    ブに掛かる張力によりチューブをきれいに切断し、前記
    キャリッジ手段をチューブの切断後に前記第五位置まで
    到達させることを特徴とするチューブ直延伸ヘアピン曲
    げ装置。
  7. 【請求項７】 請求項１から請求項６までの何れかに記
    載したチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置において、前記
    制御手段は、チューブの切断された部材間の差を検知す
    る検知手段を有し、この検知手段で検知した前記差に応
    じて前記チューブ曲げ手段にチューブの曲げを行わせる
    ことを特徴とするチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置。
  8. 【請求項８】 請求項１から請求項７までの何れかに記
    載したチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置において、前記
    軌道上に前記チューブの外径を正確な外径に変更するた
    めのチューブ外径寸法調整用ダイを有することを特徴と
    するチューブ直延伸ヘアピン曲げ装置。
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