(57)【要約】【課題】    作業スペースに制限されることなく、拡管作業を可能とするチューブエキスパンダを提供する。【解決手段】フレーム（10）及び回転軸（20）を、それぞれ複数のフレーム部（12）と複数の回転軸部（24）とに分割可能に構成する。そして、拡管作業を行う伝熱管内で、各フレーム部（12）をフレーム継手部（50）によって継ぎ足すと同時に、各回転軸部（24）を回転軸継手部（60）によって継ぎ足しながら伝熱管内にチューブエキスパンダ（1）を挿入する。【選択図】  図１
2006043762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略筒状のフレームと、該フレームの内部を貫通する回転軸と、該フレームの先端部外周に保持されて上記回転軸の回転に伴って所定の公転半径で公転するローラとを備え、拡管加工を行うチューブエキスパンダであって、
上記フレームは、軸方向に所定の間隔で分割される複数のフレーム部で構成され、
上記フレーム部は、隣接する各フレーム部を互いに接続するフレーム継手部を備え、
上記回転軸は、軸方向に所定の間隔で分割される複数の回転軸部で構成され、
上記回転軸部は、隣接する各回転軸部を互いに接続する回転軸継手部を備えているチューブエキスパンダ。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブエキスパンダにおいて、
フレームは、回転軸と共に同方向に回転するように構成され、
フレーム継手部は、隣接するフレーム部のうち一方のフレーム部の端部に形成される雄ネジ部と、該雄ネジ部と螺合するように他方のフレーム部の端部に形成される雌ネジ部とで構成され、上記雄ネジ部及び雌ネジ部は、拡管加工時の回転軸の回転に伴うフレームの回転によって両ネジ部が締め付けられるように構成されているチューブエキスパンダ。
【請求項３】
請求項２に記載のチューブエキスパンダにおいて、
フレーム継手部には、雄ネジ部と雌ネジ部との間に挟まれて締結されるロックナットが設けられているチューブエキスパンダ。
【請求項４】
請求項１に記載のチューブエキスパンダにおいて、
フレーム継手部は、隣接するフレーム部のうち一方のフレーム部の端部に形成される凸部と、他方のフレーム部の端部に形成されて上記凸部と嵌合することにより両フレーム部の相対回転を禁止する凹部と、該凸部及び該凹部の嵌合状態を保持する保持部材とを備えているチューブエキスパンダ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１に記載のチューブエキスパンダにおいて、
回転軸継手部は、隣接する回転軸部のうち一方の回転軸部の先端に形成される凸部と、他方の回転軸部の先端に形成されて上記凸部と嵌合することにより両フレーム部の相対回転を禁止する凹部と、該凸部及び該凹部の嵌合状態を保持する保持部材とを備えているチューブエキスパンダ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１に記載のチューブエキスパンダにおいて、
フレームの後端部の外周側に配置されて該フレームを回転可能に保持するフレーム支持部と、該フレーム支持部に対する上記フレームの軸方向における相対位置を調整する位置調整機構を備えているチューブエキスパンダ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１に記載のチューブエキスパンダにおいて、
フレームは、軸方向長さが異なる複数種のフレーム部の組み合わせにより構成され、
回転軸は、軸方向長さが異なる複数種の回転軸部の組み合わせにより構成されるチューブエキスパンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器などの伝熱管に挿入されて該伝熱管の内径をローラによって拡大するチューブエキスパンダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば熱交換器などの管板に伝熱管を圧着する拡管作業工具としてチューブエキスパンダが知られている。
【０００３】
例えばチューブエキスパンダ（80）は、図９に示すように、略筒状のフレーム（81）と、該フレーム（81）の先端部近傍に保持されて所定の公転半径で公転するローラ（82）と、フレームの内部を貫通する回転軸（マンドレル）（83）とを備えている。上記フレーム（81）には、上記ローラ（82）を保持するローラ溝（84）が形成されている。そして、ローラ（82）は、ローラ溝（84）に保持されるとともにマンドレル（83）の外周面と接触している。また、マンドレル（83）は、軸方向後側（図７の右側）に向かってその円形断面が拡大したテーパ形状部（83a）を備えている。さらに、フレーム（81）の後端部外周には、フレーム（81）を回転可能に保持するフレーム支持部（85）が設けられている。以上のようなチューブエキスパンダ（80）の構成において、例えば管板に伝熱管を固定する作業は以下の手順で行われる。
【０００４】
まず、複数の円孔が加工された管板に伝熱管を挿入する。次に、この伝熱管内にチューブエキスパンダ（80）のフレーム（81）を挿入し、拡管する伝熱管部分にローラ（82）が位置するよう調節する。その後、マンドレル（83）を回転させながらフレーム（81）の先端方向に押し込むと、マンドレル（83）の外周面と接触するローラ（82）の公転半径がテーパ形状部（83a）によって拡大される。この状態でマンドレル（83）を更に回転させると、ローラ（82）は拡大された公転半径で公転し、ローラ（82）と接触する伝熱管部分の内径が拡大される。以上のようにして、内径が拡大された伝熱管部分と、この伝熱管部分に接する管板とが圧着固定される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−５１２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のチューブエキスパンダを用いて拡管作業を行う場合、上記フレーム（81）及びマンドレル（83）を伝熱管に挿入するためにある程度の作業スペースを要する。このため、作業環境によっては、所定の拡管作業を行うことが困難であった。
【０００６】
具体的に、例えば熱交換器室に設置された熱交換器の拡管作業を行う場合、この熱交換器室には、熱交換器の内部流体を入口と出口に区別する仕切板が設けられていることがある。そして、このような作業環境では、仕切板が邪魔となり所定の拡管作業を行うことができなくなる。そこでこの場合、いったん仕切板を切断し、拡管作業を行うスペースを確保した後、所定の拡管作業を行い、作業終了後に仕切板を溶接して復旧する必要があった。すなわち、熱交換器の拡管作業を室内で行う場合には、室内の壁やその他の既設構造物が邪魔となり、所定の拡管作業を行うことが困難となっていた。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、作業スペースに制限されることなく、拡管作業を可能とするチューブエキスパンダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、チューブエキスパンダのフレーム及びマンドレル（回転軸）を分割可能な構造としたものである。
【０００９】
具体的に、第１の発明は、略筒状のフレームと、該フレームの内部を貫通する回転軸と、該フレームの先端部外周に保持されて上記回転軸の回転に伴って所定の公転半径で公転するローラとを備え、拡管加工を行うチューブエキスパンダを前提としている。そして、このチューブエキスパンダは、上記フレームが軸方向に所定の間隔で分割される複数のフレーム部で構成され、上記フレーム部は隣接する各フレーム部を互いに接続するフレーム継手部を備え、上記回転軸は軸方向に所定の間隔で分割される複数の回転軸部で構成され、上記回転軸部が隣接する各回転軸部を互いに接続する回転軸継手部を備えているものである。ここで、チューブエキスパンダの全長は、比較的長いタイプのものであってもよいし、比較的短いタイプのものであってもよい。すなわち、本発明のチューブエキスパンダは、拡管作業対象となる伝熱管の長さや用途に応じて如何なる全長のものとしてもよい。
【００１０】
上記第１の発明では、拡管を行う伝熱管内にフレームを挿入し、拡大したい伝熱管部分にローラを位置させ、回転軸の回転によってローラを伝熱管内径より大きな公転半径で公転させることにより、所定の拡管作業が行われる。
【００１１】
ここで、本発明では、ローラが保持されるフレームと、フレーム内に挿入される回転軸との双方を分割可能に構成している。そして、フレームを構成する各フレーム部には、隣接するフレーム部を互いに接続可能なフレーム継手部を設ける一方、回転軸を構成する各回転軸部には、隣接する回転軸部を互いに接続可能な回転軸継手部を設けるようにしている。よって、各フレーム部及び各回転軸部を、それぞれの継手部によって継ぎ足しながら伝熱管内に挿入することができる。すなわち、従来のチューブエキスパンダを伝熱管内に挿入する際には、少なくともこのチューブエキスパンダの軸方向における全長分の作業スペースが必要であったのに対し、本発明のチューブエキスパンダにおいては、少なくとも各フレーム部又は各回転軸部の軸方向における全長分の作業スペースがあればよいので、このチューブエキスパンダの拡管作業に要する作業スペースを狭くできる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明のチューブエキスパンダにおいて、フレームは、回転軸と共に同方向に回転するように構成され、フレーム継手部は、隣接するフレーム部のうち一方のフレーム部の端部に形成される雄ネジ部と、該雄ネジ部と螺合するように他方のフレーム部の端部に形成される雌ネジ部とで構成され、上記雄ネジ部及び雌ネジ部は、拡管加工時の回転軸の回転に伴うフレームの回転によって両ネジ部が締め付けられるように構成されているものである。
【００１３】
上記第２の発明では、一方のフレーム部に設けられた雄ネジ部と、他方のフレーム部に設けられた雌ネジ部とが締結されることで、隣接するフレーム部が接続される。ここで本発明では、回転軸の回転に伴ってフレームが回転すると、各フレーム部に設けられる雄ネジ部及び雌ネジ部とが締結される。このため、拡管加工時においてフレームが回転する際、上記雄ネジ部と雌ネジ部との締結が緩んでしまうことを確実に抑制できる。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明のチューブエキスパンダにおいて、フレーム継手部には、雄ネジ部と雌ネジ部との間に挟まれて締結されるロックナットが設けられているものである。
【００１５】
上記第３の発明では、フレーム継手部において、雄ネジ部と雌ネジ部との間にロックナットが挟まれた状態で両ネジ部が締結される。すなわち、フレーム継手部がいわゆるダブルナット構造によって構成される。
【００１６】
第４の発明は、第１の発明のチューブエキスパンダにおいて、フレーム継手部が、隣接するフレーム部のうち一方のフレーム部の端部に形成される凸部と、他方のフレーム部の端部に形成されて上記凸部と嵌合することにより両フレーム部の相対回転を禁止する凹部と、該凸部及び該凹部の嵌合状態を保持する保持部材とを備えているものである。
【００１７】
上記第４の発明では、フレーム継手部において、一方のフレーム部に設けられた凸部と、他方のフレーム部に設けられた凹部とが嵌合し、さらに保持部材がこの嵌合状態を保持することで、隣接するフレーム部が互いに連結して接続される。
【００１８】
第５の発明は、第１から第４のいずれか１のチューブエキスパンダにおいて、回転軸継手部が、隣接する回転軸部のうち一方の回転軸部の先端に形成される凸部と、他方の回転軸部の先端に形成されて上記凸部と嵌合することにより両フレーム部の相対回転を禁止する凹部と、該凸部及び該凹部の嵌合状態を保持する保持部材とを備えているものである。
【００１９】
上記第５の発明では、回転軸継手部において、一方の回転軸部に設けられた凸部と、他方の回転軸部に設けられた凹部とが嵌合し、さらに保持部材がこの嵌合状態を保持することで、隣接する回転軸部が互いに連結して接続される。
【００２０】
第６の発明は、第１から第５のいずれか１の発明のチューブエキスパンダにおいて、フレームの後端部の外周側に配置されて該フレームを回転可能に保持するフレーム支持部と、該フレーム支持部に対する上記フレームの軸方向における相対位置を調整する位置調整機構とを備えているものである。
【００２１】
上記第６の発明では、位置調整機構によってフレームとフレーム支持部との相対位置を調整することで、実質的にフレーム支持部とローラとの相対位置を調整できる。このようにすると、フレーム支持部を基準位置として伝熱管内のローラの位置を調整しながら拡管作業を行うことができる。
【００２２】
第７の発明は、フレームが軸方向長さが異なる複数種のフレーム部の組み合わせにより構成され、回転軸は軸方向長さが異なる複数種の回転軸部の組み合わせで構成されるものである。
【００２３】
上記第７の発明では、フレームの分割体であるフレーム部が、互いに寸法の異なる複数のタイプで構成される。このため、異なるタイプのフレーム部の組み合わせパターンによりフレーム全体の全長の長さを任意の長さに調整することができる。同様にして、回転軸の分割体である回転軸部が、互いに寸法の異なる複数のタイプで構成される。このため、異なるタイプの回転軸部の組み合わせパターンによりフレーム部全体の全長の長さを任意の長さに調整することができる。したがって、本発明のフレーム部と回転軸部を色々なパターンで組み合わせることにより、例えば複数のフレーム部及び回転軸部が全く同じ寸法である場合と比較して、チューブエキスパンダの全長をより細かい範囲で調整することができる。
【発明の効果】
【００２４】
上記第１の発明によれば、フレーム及び回転軸を複数に分割可能に構成している。したがって、拡管作業を行うためのスペースが十分確保できない場合には、フレーム及び回転軸をそれぞれ分割し、分割された各フレーム部及び各回転軸部を継ぎ足しながら伝熱管内に挿入していくことができる。すなわち、狭い作業スペースにおいてもチューブエキスパンダを伝熱管内に挿入することができ、所定の拡管作業を行うことができる。
【００２５】
また、各フレーム部及び各回転軸部の接続本数を変えることで、チューブエキスパンダの軸方向長さを調整することができる。したがって、チューブエキスパンダを目的や作業環境に応じて適当な長さとすることができ、拡管作業の効率の向上を図ることができる。      
【００２６】
特に、拡管したい部位が伝熱管より奥深くに位置する場合にも、複数のフレーム及び回転軸を多数連結することで、伝熱管における奥深い位置（例えば２ｍ〜10ｍ）においても所定の拡管作業を行うことができる。
【００２７】
さらに、フレーム及び回転軸を複数に分割することで、チューブエキスパンダの持ち運びや保管も容易に行うことができる。特に、比較的全長が長いタイプのチューブエキスパンダでは、この効果が顕著となる。
【００２８】
また、従来のチューブエキスパンダであれば、回転軸及びフレームを一体的に加工、製造することが必要となるのに対し、本発明では、これらの分割体を加工、製造すれば良い。したがって、製造装置の規模や製造に要するスペースを縮小することができる。特に、比較的全長が長いタイプのチューブエキスパンダでは、この効果が顕著となる。
【００２９】
上記第２の発明によれば、フレーム継手部を一方のフレーム部に設けられる雄ネジ部と他方のフレーム部に設けられる雌ネジ部とで構成している。そして、拡管加工時において回転軸の回転に伴ってフレームが回転する際、両ネジ部が締め付けられるようにしている。よって、拡管加工時に上記雄ネジ部と雌ネジ部との締結が緩んでしまうことを確実に抑制できる。したがって、両ネジ部の緩みによってチューブエキスパンダの拡管加工精度が損なわれてしまうことを防止できる。
【００３０】
上記第３の発明によれば、フレーム継手部が雄ネジ部と雌ネジ部と更に両ネジ部に挟まれるロックナットで構成され、隣接するフレーム部をいわゆるダブルナット構造で接続している。したがって、両ネジ部の緩みによってチューブエキスパンダの拡管加工精度が損なわれてしまうことを一層確実に防止できる。
【００３１】
上記第４の発明によれば、フレーム継手部が凸部と凹部と更に凹凸部の嵌合状態を保持する保持部材とで構成される。したがって、隣接するフレーム部の接続を確実かつ容易に行うことができる。
【００３２】
上記第５の発明によれば、回転軸継手部が凸部、凹部、及びこれら凹凸部の嵌合状態を保持する保持部材で構成される。したがって、隣接する回転軸部の接続を確実かつ容易に行うことができる。
【００３３】
上記第６の発明によれば、位置調整機構によってフレーム支持部とローラとの相対位置を調整できるようにしている。よって、フレーム支持部を基準位置として伝熱管内のローラ位置を調整することができる。したがって、拡管作業の精度及び効率の向上を図ることができる。
【００３４】
上記第７の発明によれば、寸法の異なる複数種のフレーム部と、寸法の異なる複数種の回転軸部とを所定のパターンで組み合わせてチューブエキスパンダを構成することによって、チューブエキスパンダの全長を任意の適当な長さに調整することができる。よって、伝熱管内のローラの位置を一層細かく調整することができ、拡管作業の精度及び効率の向上を一層図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
《発明の実施形態１》
実施形態１に係るチューブエキスパンダ（1）は、熱交換器の構成部品である管板に伝熱管を圧着するための拡管作業工具として用いられるものである。なお、このチューブエキスパンダ（1）は、比較的全長が長いタイプのチューブエキスパンダである。
【００３７】
図１に示すように、チューブエキスパンダ（1）は、略円筒状のフレーム（10）と、フレーム（10）の内部を貫通するマンドレル（回転軸）（20）と、フレーム（10）の先端部（図１の左端部）外周に保持されるローラ（30）と、フレーム（10）の後端部外周に設けられるフレーム支持部（40）とを備えている。
【００３８】
上記マンドレル（20）は、フレーム（10）の内部で回転することによりローラ（30）を所定の公転半径で公転させるものである。マンドレル（20）の先端部には、袋ナット（21）が設けられている。一方、マンドレル（20）の後端部には、角型シャンク（22）が設けられている。そして、マンドレル（20）は、この角形シャンク（22）を介して図示しない電動モータと連結され、該電動モータによって回転駆動される。
【００３９】
また、マンドレル（20）の先端部寄りの部位には、先端から後端に向かってその円形断面が拡大されるテーパ形状部（23）が形成されている。一方、マンドレル（20）においてテーパ形状部（23）よりも後方の部位は、その円形断面が軸方向に向かって同じ形状となる円柱状に形成されている。マンドレル（20）は、その軸方向の全長がフレーム（10）の全長よりも長く構成されている。そして、マンドレル（20）は、フレーム（10）の内部において軸方向に所定範囲で進退可能に構成されている。
【００４０】
上記ローラ（30）は、マンドレル（20）の回転に伴って所定の公転半径で公転することにより伝熱管の内径を拡大させるためのものである。このローラ（30）は、フレーム（10）の先端部外周に貫通形成されたローラ溝（11）に保持されており、マンドレル（20）におけるテーパ形状部（23）の外周面と一部が接している。
【００４１】
上記ローラ溝（11）は、ローラ（30）が嵌合可能な楕円状ないし角柱状に形成されており、ローラ（30）が嵌合した状態において、径方向に隙間が形成されるようになっている。また、ローラ溝（11）における最も外側寄りの部位は、その溝幅がローラ（30）の径よりも小さくなっている。よって、ローラ（30）は、フレーム（10）の径方向において上記隙間分だけ可動な状態でローラ溝（11）に保持されている（図示省略）。
【００４２】
以上のようにして、ローラ（30）は、回転するマンドレル（20）の外周面と摺接しながらマンドレル（20）の回転方向に所定の公転半径で公転するように構成されている。ここで、軸方向に進退可能なマンドレル（20）を例えば後方寄りに位置させた状態（例えば図１の状態）では、ローラ（30）の近傍に位置するテーパ形状部（23）の円形断面が小さくなるため、ローラ（30）がマンドレル（20）の軸心側に移動する。このため、ローラ（30）の公転半径も小さくなる。一方、例えばマンドレル（20）を先方寄りに位置させた状態（例えば図２の状態）では、ローラ（30）の近傍に位置するテーパ形状部（23）の円形断面が大きくなるため、ローラ（30）が径方向外側に移動する。このため、ローラ（30）の公転半径が大きくなる。このように、ローラ（30）は、マンドレル（20）の進退位置によって、その公転半径が調整可能に構成されている。
【００４３】
上記フレーム支持部（40）は、フレーム（10）の後端部を回転可能に支持するスラストベアリング（41）と、該スラストベアリング（41）を外周側より保持するハウジング（42）とを備えている。また、スラストベアリング（41）の後側には、スクリューナット（43）が設けられている。
【００４４】
上記スクリューナット（43）は、その後側より装着されるスナップリング（44）と上記スラストベアリング（41）とによって狭持され、軸方向への進退が禁止されている。また、スクリューナット（43）は、フレーム（10）の後端部外周に形成されたネジによってフレーム（10）と締結されており、フレーム（10）と共に回転可能に構成されている。
【００４５】
さらに、スクリューナット（43）は、フレーム（10）への締め付け位置によって、該スクリューナット（43）とフレーム（10）との軸方向における相対位置を調整できるように構成されている。すなわち、スクリューナット（43）は、フレーム支持部（40）とフレーム（10）との軸方向における相対位置を調整する位置調整機構として機能し、これによって、伝熱管内に挿入されるローラ（30）の位置が調整可能となる。なお、スクリューナット（43）には、フレーム（10）との相対位置を調整した後に、この位置関係を保持する止めネジ（45）が設けられている。
【００４６】
また、本発明の特徴として、上記フレーム（10）及び上記マンドレル（20）は、それぞれ軸方向に所定の間隔で分割可能に構成されている。
【００４７】
上記フレーム（10）は、軸方向に所定の間隔で分割される複数のフレーム部（12）を備えている。このフレーム部（12）は、最も先端寄りに位置し、上記ローラ（30）が保持される先端フレーム部（12a）と、最も後端寄りに位置し、上記フレーム支持部（40）によって保持される後端フレーム部（12c）と、上記先端フレーム部（12a）と上記後端フレーム部（12c）との間に位置する複数の中間フレーム部（12b）とで構成されている。そして、各フレーム部（12）には、隣接する各フレーム部（12,12）を互いに接続するフレーム継手部（50）が設けられている。
【００４８】
上記フレーム継手部（50）は、図３（フレーム継手部の拡大断面図）に示すように、雄ネジ部（51）と、該雄ネジ部（51）に螺合する雌ネジ部（52）とで構成されている。
【００４９】
具体的に、雄ネジ部（51）は図３(Ａ)に示すように、隣接するフレーム部（12,12）のうち一方（先方寄り）のフレーム部（12）の後端部に形成されている。なお、雄ネジ部（51）の近傍におけるフレーム部（12）の外周には、両ネジ部（51,52）の締結用のスパナ止め（53）が形成されている。
【００５０】
一方、雌ネジ部（52）は図３(Ｂ)に示すように、隣接するフレーム部（12,12）のうち他方（後方寄り）のフレーム部（12）の前端部に形成されている。なお、雌ネジ部（52）の近傍におけるフレーム部（12）の外周には、上述と同様にして、両ネジ部（51,52）の締結用のスパナ止め（53）が形成されている。そして、図３(Ｃ)に示すように、スパナなどの工具によって両ネジ部（52）が締結されることで、隣接するフレーム部（12,12）が互いに接続される。
【００５１】
また、上記雄ネジ部（51）及び雌ネジ部（52）は、マンドレル（20）の回転によって両ネジ部（51,52）が締め付けられるように構成されている。より具体的に説明すると、本実施形態では、マンドレル（20）が、先端方向を視た状態で右回りに回転するように構成されており、ローラ（30）も同様にして右回りに公転する。さらに、上記ローラ（30）を保持する先端フレーム部（12a）には、この右回りの回転力が作用し、先端フレーム部（12a）が右回りに回転する。ここで、先端フレーム部（12a）の雄ネジ部（51）は、先端方向を視た状態で右回り方向が締め付け方向となっている。換言すると、先端フレーム部（12a）における雄ネジ部（51）及び雌ネジ部（52）は、いわゆる左ネジとなっている。同様にして、中間フレーム部（12b）、後端フレーム部（12c）における各フレーム継手部（50）の雄ネジ部（51）及び雌ネジ部（52）も左ネジとなっている。よって、マンドレル（20）が回転すると、両ネジ部（51,52）には、該両ネジ部（51,52）を互いに締め付ける力が作用する。
【００５２】
一方、上記マンドレル（20）は、軸方向に所定の間隔で分割される複数の回転軸部（24）を備えている。回転軸部（24）は、最も先端寄りに位置し、上記テーパ形状部（23）が形成される先端回転軸部（24a）と、最も後端寄りに位置し、上記角形シャンク（22）が設けられる後端回転軸部（24c）と、上記先端回転軸部（24a）と上記後端回転軸部（24c）との間に位置する複数の中間回転軸部（24b）とで構成されている。そして、各回転軸部（12）には、隣接する各回転軸部（24,24）を互いに接続する回転軸継手部（60）が設けられている。
【００５３】
上記回転軸継手部（60）は、図４（回転軸継手部の拡大断面図）に示すように、凸部（61）と、該凸部（61）に嵌合する凹部（62）と、上記凸部（61）及び凹部（62）の嵌合状態を保持するピン（保持部材）(63）とを備えている。
【００５４】
具体的に、凸部（61）は図４(Ａ)に示すように、隣接する回転軸部（24,24）のうち一方（先方寄り）の回転軸部（24）の後端部に形成されている。この凸部（61）は、その径方向断面が六角形状に形成されている。また、凸部（61）には、上記ピン（63）が係合する凸部側ピン溝（64）が径方向に貫通形成されている。
【００５５】
一方、凹部（62）は図４(Ｂ)に示すように、隣接する回転軸部（24,24）のうち他方（後方寄り）の回転軸部（24）の前端部に形成されている。この凹部（62）には、上記六角形状の凸部（61）が嵌合する六角溝（65）が形成されている。また、凹部（62）には、上記凸部（61）と同様にして、上記ピン（63）が係合する凹部側ピン溝（66）が径方向に貫通形成されている。そして、図４(Ｃ)に示すように、上記凸部（61）及び凹部（62）が嵌合された状態で、凸部側ピン溝（64）と凹部側ピン溝（66）との双方に跨ってピン（63）が係止されることでこの嵌合状態が保持されて、隣接する回転軸部（24,24）が互いに接続される。
【００５６】
−拡管動作−
次に、本実施形態のチューブエキスパンダ（1）を使用した拡管作業時の動作について説明する。
【００５７】
熱交換器の伝熱管内にフレーム（10）及びマンドレル（20）を挿入する際には、図１に示すようにマンドレル（20）を後方寄りに位置させる。その結果、ローラ（30）の近傍に位置するテーパ形状部（23）の円形断面が小さくなり、ローラ（30）がマンドレル（20）の軸心側に移動する。
【００５８】
次に、フレーム（10）及びマンドレル（20）を伝熱管内に挿入するとともに、拡管したい伝熱管部分にローラ（30）の位置を合わせるようにする。この際には、フレーム支持部（40）のハウジング（42）の先端分を熱交換器の管板に当接させて、このフレーム支持部（40）を基準位置とする。そして、位置調整機構であるスクリューナット（43）の締め付け位置を調整することで、基準位置となるフレーム支持部（40）とローラ（30）との軸方向における相対位置を調整する。そして、ローラ（30）を拡管したい所定の伝熱管部分に位置させる。この際、スクリューナット（43）の止めネジ（45）を締め付けることで、この位置関係が保持される。
【００５９】
以上のようにしてローラ（30）を所定の伝熱管部分に位置させた後、ハウジング（42）を上記熱交換器の管板に押し付けながら、電気モータでマンドレル（20）を回転駆動する。同時に、マンドレル（20）をフレーム（10）内において先方にスライドさせる。その結果、図２に示すように、ローラ（30）の近傍に位置するテーパ形状部（23）の円形断面が大きくなり、ローラ（30）が径方向外側に移動する。そして、ローラ（30）は、図１の状態よりも公転半径が大きくなった状態で伝熱管内を公転する。その結果、ローラ（30）が公転する伝熱管部分の内径が拡大される。以上のような手順で拡管作業を行うことで、伝熱管と管板との圧着が行われる。
【００６０】
また、このような拡管作業においてフレーム（10）を伝熱管内に挿入するための作業スペースが十分確保できない場合には、フレーム（10）及びマンドレル（20）をそれぞれ分割し、伝熱管内で各フレーム部（12）及び各回転軸部（24）を継ぎ足して行くことで、所定の拡管作業を行う。
【００６１】
具体的に、図３に示すフレーム（10）のフレーム継手部（50）においては、雄ネジ部（51）と雌ネジ部（52）との締結を解除し、フレーム（10）を複数のフレーム部（12）に分割する。一方、図４に示すマンドレル（20）の回転軸継手部（60）においては、ピン（63）を凸部側ピン溝（64）及び凹部側ピン溝（66）から取り外し、凸部（61）と凹部（62）との嵌合状態を解除する。そして、マンドレル（20）を複数の回転軸部（24）に分割する。
【００６２】
フレーム（10）及びマンドレル（20）の分割作業が終わると、次に各フレーム部（12）及び各回転軸部（24）の継ぎ足し作業を行う。まず、先端フレーム部（12a）と、該先端フレーム部（12a）に挿入された状態の先端回転軸部（24a）とを伝熱管内に挿入する。その後、先端回転軸部（24a）に必要本数の中間回転軸部（24b）を継ぎ足していくと同時に、先端フレーム部（12a）に必要本数の中間フレーム部（12b）を継ぎ足していく。次に、最も後側の中間回転軸部（24b）に後端回転軸部（24c）を継ぎ足すと同時に、最も後側の中間フレーム部（12b）に後端フレーム部（12c）を継ぎ足すことで、所定の全長を有するチューブエキスパンダ（1）が伝熱管内に挿入される。
【００６３】
この状態で所定の拡管作業が行われ、チューブエキスパンダ（1）を伝熱管内から取り出す際には、上述の継ぎ足し作業手順と逆の手順によってフレーム（10）とマンドレル（20）との分解を行いながら各フレーム部（12）及び各回転軸部（24）を伝熱管から引き出す。
【００６４】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、以下の効果が発揮される。
【００６５】
上記実施形態１では、フレーム（10）及びマンドレル（20）を複数に分割できるようにしている。このため、狭い作業スペースにおいても、各フレーム部（12）及び各回転軸部（24）を継ぎ足しながら伝熱管内に挿入して所定の拡管作業を行うことができる。
【００６６】
また、各フレーム部（12）及び各回転軸部（24）を必要本数だけ接続することで、チューブエキスパンダ（1）の軸方向長さを調整することができる。よって、チューブエキスパンダ（1）の長さを目的や作業環境に応じて適当な長さに調整でき、拡管作業の効率の向上を図ることができる。さらに、フレーム（10）及びマンドレル（20）を複数に分割することで、チューブエキスパンダ（1）の持ち運びや保管も容易に行うことができる。
【００６７】
また、上記実施形態１では、フレーム継手部（50）の雄ネジ（51）と雌ネジ（52）とが、マンドレル（20）の回転によって締め付けられるように構成されている。このため、マンドレル（20）の回転により両ネジ部（51,52）の締め付けが緩んでしまうことを確実に抑止できる。したがって、例えば両ネジ部（51,52）の緩みによってチューブエキスパンダ（1）の拡管加工精度が損なわれてしまうことを防止できる。
【００６８】
さらに、上記実施形態では、フレーム支持部（40）を基準位置として伝熱管内のローラ（30）の位置を位置調整機構であるスクリューナット（44）で調整できるようにしている。したがって、拡管加工精度及び作業効率を一層向上させることができる。
【００６９】
−実施形態１の変形例１−
次に、上記実施形態１に係るチューブエキスパンダの第１の変形例について説明する。この変形例１のチューブエキスパンダは、図５に示すように、上記実施形態１とフレーム継手部（50）の構造が異なるのものである。具体的に、変形例１のフレーム継手部（50）において、雄ネジ部（51）と雌ネジ部（52）との間には、図５(Ａ)に示すようなロックナット（54）が設けられる。このロックナット（54）は雄ネジ部（51）の外周に螺合するように構成されている。そして、隣接するフレーム部（12,12）は、図５(Ｂ)に示すように、雄ネジ部（51）と雌ネジ部（52）とがロックナット（54）を挟んで締結されることで接続される。
【００７０】
この変形例１では、フレーム継手部（50）において、いわゆるダブルナット構造によって各フレーム部（12）を接続するようにしている。したがって、フレーム継手部（50）における締結が緩んでしまうことを確実に抑制でき、各フレーム部（12）の接続状態をより確かなものとできる。
【００７１】
−実施形態１の変形例２−
次に、上記実施形態１に係るチューブエキスパンダの第２の変形例について説明する。この変形例２のチューブエキスパンダは、図６に示すように、上記実施形態１及び変形例１とフレーム継手部（50）の構造が異なるものである。具体的に、変形例２のフレーム継手部（50）においては、上記実施形態１の雄ネジ部（51）の代わりに凹部（62）が形成されている一方、上記実施形態１の雌ネジ部（52）の代わりに凸部（61）が形成されている。
【００７２】
上記凹部（62）には、図６(Ａ)、及び図６(Ｂ)（図６(Ａ)を後方から視た図）に示すように、その後端から先端側に向かって４本の角型溝（67）が形成されている。また、上記凹部（62）の後端部において上記角型溝（67）が形成されていない部位には、外周方向に突出する第１突出部（68a）が形成されている。一方、上記凸部（61）には、図６(Ｃ)、及び図６(Ｄ)（図６(Ｃ)を前方から視た図）に示すように、その先端に向かって突出して上記４本の角型溝（67）と嵌合する４本の角型凸部（69）が形成されている。また、これら角型凸部（69）の先端部には、外周方向に突出する第２突出部（68b）がそれぞれ形成されている。
【００７３】
さらに、フレーム継手部（50）は、図６(Ｅ)に示すように、その径方向断面がＣ型形状のリング（70）を備えている。このリング（70）は、図６(Ｆ)に示すように、上記凸部（61）と上記凹部（62）とが嵌合した状態で、第１突出部（68a）と第２突出部（68b）との間に形成される空間に填り込むように構成されており、上記凸部（61）と上記凹部（62）の嵌合状態を保持する保持部材として機能する。以上のようにして、凸部（61）、凹部（62）、及びリング（70）が互いに嵌合することで、隣接するフレーム部（12,12）が互いに接続される。
【００７４】
この変形例２においては、凸部（61）と凹部（62）とを嵌合させることによって隣接するフレーム部（12,12）を容易に接続することができる。また、上記凸部（61）と上記凹部（62）との嵌合状態を保持するリング（70）を設けることによって、両フレーム部（12,12）の接続状態をより確実に保持することができる。
【００７５】
《発明の実施形態２》
次に、実施形態２のチューブエキスパンダについて説明する。実施形態２のチューブエキスパンダは、上記実施形態１とフレーム（10）及びマンドレル（20）の構成が異なるものである。以下に、実施形態１と異なる点について説明する。
【００７６】
図７に示すように、実施形態２のチューブエキスパンダでは、フレーム（10）が、軸方向長さが異なる複数種のフレーム部（12）で構成されている。具体的に、この例では、フレーム部（12）が、先端フレーム部（12a）と、異なる寸法の３種類の中間フレーム部（12b,12c,12d）と、後端フレーム部（12e）とで構成されている。一方、回転軸部（24）は、先端回転軸部（24a）と、異なる寸法の３種類の中間回転軸部（24b,24c,24d）と、後端回転軸部（24e）とで構成されている。なお、上記複数のフレーム部（12）と回転軸部（24）とは、互いに対応する長さであることが好ましい。
【００７７】
−実施形態２の効果−
上記実施形態２においても、フレーム（10）及びマンドレル（20）を複数に分割できるようにしているため、狭い作業スペースにおいても、各フレーム部（12）及び各回転軸部（24）を継ぎ足しながら伝熱管内に挿入して所定の拡管作業を行うことができる。また、各フレーム部（12）及び各回転軸部（24）を必要本数だけ接続することで、チューブエキスパンダ（1）の軸方向長さを調整することができる。
【００７８】
ここで、本実施形態では、フレーム（10）及びマンドレル（20）を異なる寸法の複数種の分割体（フレーム部（12b,12c,12d）及び回転軸部（24b,24c,24d））で構成している。このため、これらの分割体を所定のパターンで組み合わせることで、チューブエキスパンダ（1）の軸方向長さをより細かい範囲で調整することができる。なお、本実施形態では、３種類の中間フレーム部（12b,12c,12d）及び３種類の中間回転軸部（24b,24c,24d）をそれぞれ１つずつ設けているが、より多種類の寸法の分割体を設けるようにしてもよいし、同じ種類の分割体を複数設けるようにしてもよいのは無論のことである。
【００７９】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００８０】
上記実施形態では、比較的長い全長のチューブエキスパンダにおいて、フレーム（10）及びマンドレル（20）を複数に分割可能に構成している。しかしながら、例えば図８に示すように、比較的短い全長のチューブエキスパンダにおいて、フレーム（10）及びマンドレル（20）を分割可能に構成してもよい。この場合には、フレーム部（12）及び回転軸部（24）の軸方向長さが、比較的短いタイプとなる。この形態においても、程度の差はあるものの、比較的長いタイプのチューブエキスパンダと実質的には同様の効果を得ることができる。したがって、チューブエキスパンダの寸法や、フレーム部（12）や回転軸部（24）の分割本数などは、上記実施形態に限られるものでなく、如何なるものであってもよい。
【００８１】
上記実施形態では、フレーム（10）の分割体であるフレーム部（12）を先端フレーム部（12a）、複数の中間フレーム部（12b）、及び後端フレーム部（12c）によって構成している。しかしながら、これらのフレーム部（12）を先端フレーム部（12a）と後端フレーム部（12b）とだけで構成してもよいし、上記中間フレーム部（12b）が一本だけであってもよい。また、同様にして、マンドレル（20）の分割体である回転軸部（24）を先端回転軸部（24a）と後端回転軸部（24c）とだけで構成してもよいし、上記中間回転軸部（24b）が一本だけであってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、フレーム（10）に一つのローラ（30）を設けるようにしている。しかしながら、チューブエキスパンダを適用する伝熱管の内径などに応じてフレーム（10）に２つ以上のローラ（30）を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施形態に係るチューブエキスパンダの全体構成を示す断面図である。
【図２】チューブエキスパンダの拡管作業時における全体構成を示す断面図である。
【図３】フレーム継手部の拡大断面図である。
【図４】回転軸継手部の拡大断面図である。
【図５】変形例１に係るチューブエキスパンダのフレーム継手部の拡大断面図である。
【図６】変形例２に係るチューブエキスパンダのフレーム継手部の拡大断面図である。
【図７】実施形態２に係るチューブエキスパンダの全体構成を示す断面図である。
【図８】その他の実施形態に係るチューブエキスパンダの全体構成を示す断面図である。
【図９】従来のチューブエキスパンダの全体の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
(1)    チューブエキスパンダ
(10)   フレーム
(12)   フレーム部
(20)   回転軸（マンドレル）
(24）  回転軸部
(30)   ローラ
(40)   フレーム支持部
(50)   フレーム継手部
(51)   雄ネジ部
(52)   雌ネジ部
(60)   回転軸継手部
(61)   凸部
(62)   凹部
(63)   保持部材（ピン）
【図１】
2006043762.tif 000003
【図２】
2006043762.tif 000004
【図３】
2006043762.tif 000005
【図４】
2006043762.tif 000006
【図５】
2006043762.tif 000007
【図６】
2006043762.tif 000008
【図７】
2006043762.tif 000009
【図８】
2006043762.tif 000010
【図９】
2006043762.tif 000011