(57)【要約】【課題】伝熱管の間隔が狭い場合に適用できるとともに、伝熱管を掴持する力のバラツキを抑えて、精度のよい拡管をスムーズに行うことが可能な伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法を提供する。【解決手段】伝熱管拡管装置（１）の伝熱管固定装置（１０３）は、掴持部（３７ａ）と移動部（３２）とを有する。掴持部（３７ａ）は、伝熱フィン（２０２）に挿通された状態の伝熱管（２０３）の軸方向の一端部（２０３ａ）を掴持する。移動部（３２）は、伝熱管（２０３）の軸方向に移動することによって掴持部（３７ａ）の周囲を覆う第１状態と掴持部（３７ａ）の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる。そして、移動部（３２）が第１状態にある状態で、伝熱管（２０３）を拡管することで、掴持部（３７ａ）が伝熱管（２０３）を軸方向に動かないように固定するとともに、伝熱フィン（２０２）と伝熱管（２０３）とを固定する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン（２０２）の挿通孔（２０２ａ）に挿通された状態の複数の伝熱管（２０３）の軸方向の一端部（２０３ａ）を掴持する掴持部（３７ａ）と、前記伝熱管の軸方向に移動することによって前記掴持部の周囲を覆う第１状態と前記掴持部の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる移動部（３２）と、を有する伝熱管固定装置（１０３）と、
前記伝熱管の軸方向の一端部側から前記伝熱管内に挿入されるマンドレル（５１）を有するマンドレル装置（１０５）と、
を備え、
前記移動部が前記第１状態にある状態で、前記マンドレルを前記伝熱管内に挿入して前記伝熱管を拡管することで、前記掴持部が前記伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、前記伝熱フィンと前記伝熱管とを固定する、
伝熱管拡管装置（１）。
【請求項２】
前記移動部（３２）は、１つ以上あり、
前記各移動部は、２つ以上の前記掴持部（３７ａ）に対応している、
請求項１に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項３】
前記掴持部（３７ａ）は、前記移動部（３２）が前記第１状態になる際に、前記掴持部の内面が前記伝熱管（２０３）の軸方向に平行になる、
請求項１又は２に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項４】
前記掴持部（３７ａ）は、前記移動部（３２）が前記第２状態にある状態で、放射状に開くように形成されている、
請求項３に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項５】
前記掴持部（３７ａ）の内面は、平滑面である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項６】
前記掴持部（３７ａ）の内面は、凹凸面である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項７】
前記掴持部（３７ａ）の先端側には、先広がりのテーパが形成されている、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項８】
前記掴持部（３７ａ）の基端側の外面には、前記移動部（３２）が前記第２状態から前記第１状態に切り換わる際に、前記移動部を案内するテーパが形成されている、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項９】
所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン（２０２）の挿通孔（２０２ａ）に挿通された状態の複数の伝熱管（２０３）の軸方向の一端部（２０３ａ）に掴持部（３７ａ）を配置し、
前記伝熱管の軸方向に移動することによって前記掴持部の周囲を覆う第１状態と前記掴持部の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる移動部（３２）を前記第２状態から第１状態にし、
前記伝熱管の軸方向の一端部側からマンドレル（５１）を前記伝熱管内に挿入して前記伝熱管を拡管することで、前記掴持部が前記伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、前記伝熱フィンと前記伝熱管とを固定する、
伝熱管拡管方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法、特に、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管を拡管する伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１（特開２０１１−１６１５１５号公報）に示すような所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管を拡管する伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法がある。この伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法では、まず、伝熱管の軸方向の一端部に放射状に開いた掴持部（伝熱管の外面に当接する部分）を有する管当接部材を配置し、この状態で伝熱管の軸方向の一端部側から掴持部に対応する位置までマンドレルを伝熱管内に挿入して、伝熱管の一部を拡管する。次に、放射状に開いた掴持部を閉じるように、管当接部材に外挿されたガイド筒を伝熱管の軸方向の一端部側から掴持部の手前まで移動させて、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定する。その後、マンドレルを伝熱管内にさらに挿入して、伝熱管の残りの部分を拡管する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法では、管当接部材及びガイド筒によって伝熱管を軸方向に動かないように固定することができるため、伝熱管の間隔が狭い場合にも適用することができる。
【０００４】
しかし、上記従来の伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法では、ガイド筒が掴持部の手前までしか移動しないため、掴持部によって伝熱管を掴持する力にバラツキが発生しやすく、精度のよい拡管を行うことができないおそれがある。また、伝熱管を掴持する力自体もあまり大きくできないため、伝熱管の軸方向の一端部のうち掴持部によって掴持される部分の軸方向長さが長くなってしまう。また、拡管工程がガイド筒の移動工程を挟んで２段階に分かれることになるため、拡管をスムーズに行うことができない。また、このとき、伝熱管の本数と同じ個数のガイド筒の移動が必要になるが、伝熱管の間隔が非常に狭い場合や伝熱管の間隔が等間隔ではない不等ピッチの場合には、このような複数のガイド筒を各伝熱管に対応して設けることが難しい。
【０００５】
本発明の課題は、伝熱管の間隔が狭い場合に適用できるとともに、伝熱管を掴持する力のバラツキを抑えて、精度のよい拡管をスムーズに行うことが可能な伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の観点にかかる伝熱管拡管装置は、伝熱管固定装置とマンドレル装置とを有している。伝熱管固定装置は、掴持部と移動部とを有している。掴持部は、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管の軸方向の一端部を掴持する。移動部は、伝熱管の軸方向に移動することによって掴持部の周囲を覆う第１状態と掴持部の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる。マンドレル装置は、伝熱管の軸方向の一端部側から伝熱管内に挿入されるマンドレルを有する。そして、ここでは、移動部が第１状態にある状態で、マンドレルを伝熱管内に挿入して伝熱管を拡管することで、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、伝熱フィンと伝熱管とを固定する。
【０００７】
ここでは、上記のように、移動部が掴持部の周囲を覆った第１状態の状態でマンドレルによる拡管が行われる。このため、伝熱管の外面が掴持部の内面に当接し、そして、掴持部の外面が移動部の内面に当接することになる。すなわち、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定する際に、移動部が伝熱管の一端部を掴持する掴持部に重なった状態になる。これにより、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力のバラツキが抑えられ、精度のよい拡管を行うことができる。また、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力自体も大きくすることができるため、伝熱管の軸方向の一端部のうち掴持部によって掴持される部分の軸方向長さを短くすることが可能になり、熱交換器のコンパクト化にも寄与することができる。しかも、ここでは、移動部を伝熱管の軸方向に移動させるだけで掴持部の周囲を覆う第１状態に切り換えることができるため、伝熱管の間隔が狭い場合にも適用することができる。さらに、ここでは、従来のガイド筒の移動工程を伴う拡管とは異なり、伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、拡管工程を一気に行うことができるため、拡管をスムーズに行うことができる。
【０００８】
第２の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１の観点にかかる伝熱管拡管装置において、移動部が１つ以上あり、各移動部が２つ以上の掴持部に対応している。
【０００９】
従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では、伝熱管の本数と同じ個数のガイド筒の移動が必要になるが、ここでは、移動部を第１状態に切り換える個数を少なくしつ、伝熱管の固定を行うことができる。これにより、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では対応が困難な伝熱管の間隔が非常に狭い場合や伝熱管の間隔が等間隔ではない不等ピッチの場合にも対応可能になり、種々の仕様の熱交換器の拡管を行うことができる。
【００１０】
第３の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１又は第２の観点にかかる伝熱管拡管装置において、掴持部が、移動部が第１状態になる際に、掴持部の内面が伝熱管の軸方向に平行になる。
【００１１】
ここでは、移動部が第１状態に切り換えられた状態において、掴持部の内径を所定の寸法にすることができる。これにより、伝熱管の拡管時に伝熱管の外面を掴持部の内面に確実に当接させることができる。
【００１２】
第４の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第３の観点にかかる伝熱管拡管装置において、掴持部が、移動部が第２状態にある状態で、放射状に開くように形成されている。
【００１３】
ここでは、伝熱管を拡管して掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに伝熱フィンと伝熱管とを固定した後に、移動部を第１状態から第２状態に切り換えることによって、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除することができる。また、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除した後に、掴持部の内面と伝熱管の外面との間の隙間を利用して、伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を行うことができる。
【００１４】
第５の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の内面が平滑面である。
【００１５】
ここでは、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管後の肉厚を均等に保つことができる。
【００１６】
第６の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の内面が凹凸面である。
【００１７】
ここでは、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管時の管肉の逃げ代を確保することができる。
【００１８】
第７の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第６の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の先端側には、先広がりのテーパが形成されている。
【００１９】
ここでは、伝熱管の一端部に掴持部を配置する際に、伝熱管の一端部を掴持部にスムーズに案内することができる。
【００２０】
第８の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第７の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の基端側の外面には、移動部が第２状態から第１状態に切り換わる際に、移動部を案内するテーパが形成されている。
【００２１】
ここでは、移動部を第２状態から第１状態に切り換える動作をスムーズに行うことができる。
【００２２】
第９の観点にかかる伝熱管拡管方法は、まず、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管の軸方向の一端部に掴持部を配置する。次に、伝熱管の軸方向に移動することによって掴持部の周囲を覆う第１状態と掴持部の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる移動部を第２状態から第１状態にする。そして、伝熱管の軸方向の一端部側からマンドレルを伝熱管内に挿入して伝熱管を拡管することで、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、伝熱フィンと伝熱管とを固定する。
【００２３】
ここでは、上記のように、移動部が掴持部の周囲を覆った第１状態の状態でマンドレルによる拡管が行われる。このため、伝熱管の外面が掴持部の内面に当接し、そして、掴持部の外面が移動部の内面に当接することになる。すなわち、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定する際に、移動部が伝熱管の一端部を掴持する掴持部に重なった状態になる。これにより、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力のバラツキが抑えられ、精度のよい拡管を行うことができる。また、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力自体も大きくすることができるため、伝熱管の軸方向の一端部のうち掴持部によって掴持される部分の軸方向長さを短くすることが可能になり、熱交換器のコンパクト化にも寄与することができる。しかも、ここでは、移動部を伝熱管の軸方向に移動させるだけで掴持部の周囲を覆う第１状態に切り換えることができるため、伝熱管の間隔が狭い場合にも適用することができる。さらに、ここでは、従来のガイド筒の移動工程を伴う拡管とは異なり、伝熱管を軸方向に動かないように固定しながら、拡管工程を一気に行うことができるため、拡管をスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２５】
第１の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管の間隔が狭い場合に適用できるとともに、伝熱管を掴持する力のバラツキを抑えて、精度のよい拡管をスムーズに行うことが可能になる。
【００２６】
第２の観点にかかる伝熱管拡管装置では、移動部を第１状態に切り換える個数を少なくしつ、伝熱管の固定を行うことができる。
【００２７】
第３の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管の拡管時に伝熱管の外面を掴持部の内面に確実に当接させることができる。
【００２８】
第４の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管を拡管して掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに伝熱フィンと伝熱管とを固定した後に、移動部を第１状態から第２状態に切り換えることによって、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除することができる。また、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除した後に、掴持部の内面と伝熱管の外面との間の隙間を利用して、伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を行うことができる。
【００２９】
第５の観点にかかる伝熱管拡管装置では、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管後の肉厚を均等に保つことができる。
【００３０】
第６の観点にかかる伝熱管拡管装置では、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管時の管肉の逃げ代を確保することができる。
【００３１】
第７の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管の一端部に掴持部を配置する際に、伝熱管の一端部を掴持部にスムーズに案内することができる。
【００３２】
第８の観点にかかる伝熱管拡管装置では、移動部を第２状態から第１状態に切り換える動作をスムーズに行うことができる。
【００３３】
第９の観点にかかる伝熱管拡管方法では、伝熱管の間隔が狭い場合に適用できるとともに、伝熱管を掴持する力のバラツキを抑えて、精度のよい拡管をスムーズに行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる伝熱管拡管装置の概略構成図である。
【図２】伝熱管拡管装置の動作（熱交換器を伝熱管拡管装置にセットした状態）を示す図である。
【図３】コレットチャックの外観図（掴持部が開いた状態）である。
【図４】コレットチャックの断面図（掴持部が開いた状態）である。
【図５】図３のＡ矢視図である。
【図６】伝熱管拡管装置の動作（コレットチャック内に伝熱管の軸方向の一端部を挿入した状態）を示す図である。
【図７】伝熱管拡管装置の動作（コレット開閉用スライド板を第１状態に切り換えてコレットチャックの掴持部を閉じた状態）を示す図である。
【図８】図７のＢ矢視図（掴持部及びコレット開閉用スライド板のみ）である。
【図９】コレットチャックの外観図（掴持部が閉じた状態）である。
【図１０】コレットチャックの断面図（掴持部が閉じた状態）である。
【図１１】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の軸方向の一端部まで拡管した状態）を示す図である。
【図１２】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の軸方向の他端部まで拡管した状態）を示す図である。
【図１３】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の拡管後にガイドプレートを伝熱管の軸方向に移動させてコレットチャックの掴持部を開いた状態）を示す図である。
【図１４】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の拡管後に伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を開始する直前の状態）を示す図である。
【図１５】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を行った状態）を示す図である。
【図１６】変形例にかかるコレットチャックの断面図（掴持部が開いた状態）である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明にかかる伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法の具体例は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００３６】
（１）伝熱管拡管装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる伝熱管拡管装置１の概略構成図である。
【００３７】
伝熱管拡管装置１は、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン２０２の挿通孔２０２ａ（図２参照）に挿通された状態の複数の伝熱管２０３を拡管するための装置、すなわち、フィンチューブ型の熱交換器２０１を構成する伝熱管２０３を拡管するための装置である。伝熱管拡管装置１は、ここでは、主として、ベース１０１と、ワーククランプ装置１０２と、伝熱管クランプ装置１０３、１０４と、マンドレル装置１０５と、フレア装置１０６と、制御装置１０７とを有している。
【００３８】
ベース１０１は、各種装置１０２〜１０６等が設けられる台である。
【００３９】
ワーククランプ装置１０２は、伝熱管２０３の軸心が所定方向（ここでは、上下方向）を向いた状態で熱交換器２０１を保持する装置である。ワーククランプ装置１０２は、主として、ガイドポスト２１と、ワーク受け２２とを有している。ガイドポスト２１は、熱交換器２０１の両側に配置されており、伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）に沿って延びる部材である。ワーク受け２２は、熱交換器２０１を周囲から保持する部材であり、ガイドポスト２１に支持されている。
【００４０】
伝熱管固定装置としての第１伝熱管クランプ装置１０３は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）を軸方向に動かないように固定するための装置である第１伝熱管クランプ装置１０３は、ワーク受け２２に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に配置されている。尚、第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造については、後述するものとする。
【００４１】
第２伝熱管クランプ装置１０４は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）を軸方向に動かないように固定するための装置である。第２伝熱管クランプ装置１０４は、ワーククランプ装置１０２に対して伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ側（ここでは、下側）に配置されている。第２伝熱管クランプ装置１０４は、主として、レシーバ４１と、クランプピン４２と、第２固定用駆動装置としてのクランプピン用シリンダ４３とを有している。レシーバ４１は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがワーク受け２２から離れる方向（ここでは、下側）に動かないように受ける部材である。ここで、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがＵ字形状（図示せず）に形成されている場合には、レシーバ４１には、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂの外形に合う凹み部（図示せず）が形成されている。そして、このレシーバ４１の凹み部によって伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂが受けられることになる。クランプピン４２は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがワーク受け２２に近づく方向（ここでは、上側）に動かないように受ける部材である。ここで、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがＵ字形状（図示せず）に形成されている場合には、クランプピン４２は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂをレシーバ４１の凹み部とは逆側（ここでは、上側）を受ける柱状部材である。クランプピン用シリンダ４３は、クランプピン４２を伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂを受ける位置に移動させるための駆動機構であり、ここでは、レシーバ４１の周囲に配置されている。
【００４２】
マンドレル装置１０５は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側から他端部２０３ｂに向けて伝熱管２０３を拡管するための装置である。マンドレル装置１０５は、ワーク受け２２に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に配置されている。マンドレル装置１０５は、主として、マンドレル５１と、拡管用駆動装置としての拡管用サーボモータ５２とを有している。マンドレル５１は、伝熱管２０３の軸方向の一端部（ここでは、上端部）側から伝熱管２０３内に挿入される部材であり、複数の伝熱管２０３のそれぞれに対応して設けられている。マンドレル５１は、主として、マンドレルロッド５１ａと、拡管ヘッド５１ｂとを有している。マンドレルロッド５１ａは、拡管前の伝熱管２０３内に挿入可能な細長い棒状部材であり、その一端部（ここでは、上端部）がマンドレル加圧枠５３に連結されており、その他端部（ここでは、下端部）が伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）延びている。拡管ヘッド５１ｂは、マンドレルロッド５１ａの他端部（ここでは、下端部）に設けられた楕円球形状の部分である。拡管用サーボモータ５２は、複数のマンドレル５１が連結されたマンドレル加圧枠５３を伝熱管２０３の軸方向に移動させるための駆動機構であり、ここでは、マンドレル加圧枠５３の上側に配置されている。マンドレル加圧枠５３の伝熱管２０３側（ここでは、下側）には、複数の中間板５４及び案内枠５５が配置されている。中間板５４及び案内枠５５には、複数のマンドレル５１に対応する位置にマンドレル５１を挿通させる挿通孔（図示せず）が形成されている。また、マンドレル加圧枠５３と中間板５４との間、中間板５４と中間板５４との間、及び、中間板５４と案内枠５５との間は、ロッド５６によって連結されている。そして、拡管用サーボモータ５２を駆動することによってマンドレル加圧枠５３を伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）移動させると、複数のマンドレル５１もまとめて移動する。これにより、拡管ヘッド５１ｂが伝熱管２０３内に挿入されて、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）側から他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）に向かって伝熱管２０３の拡管が行われる。このとき、中間板５４は、マンドレル加圧枠５３の移動とともに移動し、案内枠５５まで到達することになる。
【００４３】
フレア装置１０６は、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａにフレア加工を行うための装置である。フレア装置１０６は、ワーク受け２２に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に配置されている。フレア装置１０６は、主として、フレア治具６１と、フレア用駆動装置としてのフレア加工用サーボモータ６２とを有している。フレア治具６１は、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａに挿入されることによって略テーパ形状に拡管させるための部材であり、複数の伝熱管２０３のそれぞれに対応して設けられている。フレア治具６１は、マンドレルロッド５１ａが挿通可能な中心孔が形成された筒状部材であり、その一端部（ここでは、上端部）がフレア加圧枠６３に連結されており、その他端部（ここでは、下端部）が略テーパ形状の外面を有する部分になっている。フレア加工用サーボモータ６２は、複数のフレア治具６１が連結されたフレア加圧枠６３を伝熱管２０３の軸方向に移動させるための駆動機構であり、ここでは、フレア加圧枠６３の上側に配置されている。そして、フレア加工用サーボモータ６２を駆動することによってフレア加圧枠６３を拡管後の伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）移動させると、複数のフレア治具６１もまとめて移動する。これにより、フレア治具６１の略テーパ形状の外面を有する部分が拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ内に挿入されて、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのフレア加工が行われる。
【００４４】
制御装置１０７は、各種装置１０２〜１０６の制御動作を行うための装置であり、ベース１０１又は伝熱管拡管装置１から離れた場所に設けられている。そして、後述の伝熱管拡管装置１の動作は、制御装置１０７によって行われる。
【００４５】
（２）伝熱管固定装置の詳細構造及び伝熱管拡管装置の動作
次に、伝熱管固定装置としての第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造、及び、伝熱管拡管装置１の動作について、図１〜図１５を用いて説明する。ここで、図２、図６〜図８及び図１１〜図１５は、伝熱管拡管装置１の動作を示す図である。図３〜図５、図９及び図１０は、第１伝熱管クランプ装置１０３を構成するコレットチャック３１を示す図である。
【００４６】
−第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造−
伝熱管固定装置としての第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造について説明する。第１伝熱管クランプ装置１０３は、主として、掴持部３７ａを有する複数のコレットチャック３１と、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２と、移動部駆動装置としてのコレット開閉用シリンダ３３とを有している。
【００４７】
コレットチャック３１は、伝熱管２０３の拡管時に伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを掴持するための部材であり、複数の伝熱管２０３のそれぞれに対応して設けられている。コレットチャック３１は、筒状部材であり、その一端部（ここでは、上端部）がクランプ本体３４に連結される固定部３５になっており、その他端部（ここでは、下端部）が放射状に複数（ここでは、４つ）のスリット３６が形成されるとともに、固定部３５から伝熱管２０３の軸方向他端部２０３ｂ側に向かって遠ざかるにつれて（ここでは、下側に向かうにつれて）スリット３６の隙間が大きくなることで拡径するように放射状に開いた放射状部３７になっている。放射状部３７には、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン２０２の挿通孔２０２ａに挿通された状態の複数の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを掴持する掴持部３７ａが形成されている。また、クランプ本体３４は、シリンダやサーボモータ等の駆動装置からなるクランプ本体駆動装置（図示せず）によって伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）に移動可能になっている。このため、クランプ本体３４を伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）に移動させると、複数のコレットチャック３１やコレット開閉用スライド板３２も伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）にまとめて移動するようになっている。
【００４８】
コレット開閉用スライド板３２は、クランプ本体３４の伝熱管２０３側（ここでは、下側）に配置された板状部材であり、複数の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのそれぞれに対応する位置にマンドレル５１及び伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを挿通させるガイド孔３２ａが形成されている。コレット開閉用スライド板３２は、複数のコレットチャック３１が固定されたクランプ本体３４に対して伝熱管２０３の軸方向に移動可能に連結されている。そして、コレット開閉用スライド板３２の伝熱管２０３の軸方向への移動によって、コレットチャック３１の掴持部３７ａの周囲を覆う第１状態と、コレットチャック３１の掴持部３７ａの周囲を覆わない第２状態とに切り換えることが可能になっている。第１状態は、コレット開閉用スライド板３２がクランプ本体３４に対して伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ側（ここでは、下側）に離れるように移動して、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆う位置まで移動（ここでは、下降）した状態である。第２状態は、コレット開閉用スライド板３２がクランプ本体３４に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に近づくように移動して、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆わない位置まで移動（ここでは、上昇）した状態である。
【００４９】
ここで、コレット開閉用スライド板３２が第２状態にある場合には、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆っていないため、上記のように、コレットチャック３１のスリット３６の隙間が大きくなり、コレットチャック３１の放射状部３７、すなわち、掴持部３７ａが放射状に開いた状態になっている。このとき、コレット開閉用スライド板３２のガイド孔３２ａは、放射状部３７のうち掴持部３７ａよりも固定部３５側（ここでは、上側）の放射接続部３７ｂを挿通するが、掴持部３７ａを挿通しない位置にある。
【００５０】
一方、コレット開閉用スライド板３２が第１状態にある場合には、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆っているため、コレットチャック３１のスリット３６の隙間が小さくなり、コレットチャック３１の放射状部３７、すなわち、掴持部３７ａが閉じた状態になっている。このとき、コレット開閉用スライド板３２のガイド孔３２ａは、放射状部３７の放射状接続部３７ｂを挿通して、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ側の掴持部３７ａの周囲を覆う位置まで達している。ここでは、コレット開閉用スライド板３２が掴持部３７ａの周囲を軸方向全体にわたって覆っている。ここで、コレットチャック３１の放射状部３７が閉じた状態とは、コレット開閉用スライド板３２が第２状態から第１状態になる際に、掴持部３７ａの内面が伝熱管２０３の軸方向に平行になる状態である。ここでは、放射状に開いてガイド孔３２ａの内径ｄ１よりも大きな外径ｄ２になっていた掴持部３７ａの周囲がコレット開閉用スライド板３２のガイド孔３２ａに挿入されて覆われることによって、掴持部３７ａの外径ｄ２がガイド孔３２ａの内径ｄ１まで縮小される。このとき、掴持部３７ａは、伝熱管２０３の軸方向に平行な外面を有する円筒形状の状態になり、コレットチャック３１のスリット３６の隙間は、ほぼゼロになる。また、ガイド孔３２ａも伝熱管２０３の軸方向に平行な内面を有しているため、掴持部３７ａの外面全体が、ガイド孔３２ａの内面に当接した状態になる。また、コレット開閉用スライド板３２が第１状態にある場合において、掴持部３７ａ内には、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを掴持するためのクランプ孔３７ｃが形成される。そして、クランプ孔３７ｃの内径ｄ３は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを挿通させることができるように、拡管前の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりも大きくなっている。しかも、クランプ孔３７ｃの内径ｄ３は、拡管時に伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが軸方向に動かないように固定することができるように、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりもわずかに小さくなっている。尚、ここでは、掴持部３７ａの内面は、平滑面である。また、掴持部３７ａの先端側（ここでは、下端側）には、先広がりのテーパ状の内面を有する第１案内部３７ｄが形成されている。
【００５１】
また、掴持部３７ａとともに放射状部３７を形成する放射接続部３７ｂは、掴持部３７ａよりも肉厚が小さい部分である。放射接続部３７ｂと掴持部３７ａとの軸方向間、すなわち、掴持部３７ａの基端側には、放射状接続部３７ｂの外面から掴持部３７ａの外面に向かって広がるテーパ状の外面を有する第２案内部３７ｅが形成されている。
【００５２】
コレット開閉用シリンダ３３は、コレット開閉用スライド板３２を伝熱管２０３の軸方向に移動させるための駆動機構であり、ここでは、クランプ本体３４の上側に配置されている。そして、コレット開閉用シリンダ３３を駆動することによってコレット開閉用スライド板３２を第２状態から第１状態に移動（ここでは、下降）させると、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａが放射状に開いた状態から閉じた状態になる。また、コレット開閉用シリンダ３３を駆動することによってコレット開閉用スライド板３２を第１状態から第２状態に移動（ここでは、上昇）させると、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａが閉じた状態から放射状に開いた状態になる。尚、ここでは、１つのコレット開閉用シリンダ３３が、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａに対応しているため、コレット開閉用シリンダ３３の状態の切り換え時に、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａがまとめて開閉されることになる。
【００５３】
−伝熱管拡管装置の動作−
伝熱管拡管装置１の動作について説明する。
【００５４】
まず、図２に示すように、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン２０２の挿通孔２０２ａに複数の伝熱管２０３が挿通された状態に仮組みされた熱交換器２０１を伝熱管拡管装置１にセットする。ここでは、熱交換器２０１は、ワーククランプ装置１０２によって伝熱管２０３の軸心が所定方向（ここでは、上下方向）を向いた状態で保持される。また、熱交換器２０１は、第２伝熱管クランプ装置１０４によって伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）が軸方向に動かないように固定される（図１参照）。
【００５５】
このとき、第１伝熱管クランプ装置１０３のクランプ本体３４は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａから離れた位置（ここでは、上側）にある。このため、コレットチャック３１の掴持部３７ａは、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを外挿する位置にはない（ここでは、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａよりも上側の位置にある）。また、第１伝熱管クランプ装置１０３のコレット開閉用スライド板３２も第２状態にあるため、コレットチャック３１の掴持部３７ａは、コレット開閉用スライド板３２によって放射状に開いた状態になっている。
【００５６】
次に、図６に示すように、第１伝熱管クランプ装置１０３のクランプ本体３４を伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａに近づく方向（ここでは、下側）に移動させる。これにより、コレットチャック３１の掴持部３７ａが、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを外挿する位置に配置される。
【００５７】
このとき、掴持部３７ａの先端側（ここでは、下端側）に形成された第１案内部３７ｄのテーパ状の内面によって、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが掴持部３７ａ内にスムーズに案内される。
【００５８】
また、ここでは、コレットチャック３１の先端（ここでは、コレットチャック３１の第１案内部３７ｄの下端）が熱交換器２０１の管板２０４に当接する位置までクランプ本体３４を移動させる。これにより、コレットチャック３１に対する伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外挿長さ、すなわち、熱交換器２０１の有効長が決定される。
【００５９】
次に、図７及び図８に示すように、第１伝熱管クランプ装置１０３のコレット開閉用スライド板３２を第１状態に切り換えてコレットチャック３１の掴持部３７ａを閉じた状態にする。これにより、コレット開閉用スライド板３２が掴持部３７ａの周囲を覆い、掴持部３７ａのクランプ孔３７ｃの内径ｄ３が、拡管時に伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが軸方向に動かないように固定することができる大きさになる。
【００６０】
このとき、放射接続部３７ｂと掴持部３７ａとの軸方向間、すなわち、掴持部３７ａの基端側に形成された第２案内部３７ｅのテーパ状の外面によって、コレット開閉用スライド板３２が第２状態から第１状態にスムーズに案内される。
【００６１】
次に、図１１及び図１２に示すように、マンドレル装置１０５のマンドレル５１を伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）移動させることで、拡管ヘッド５１ｂを伝熱管２０３内に挿入して、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）側から他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）に向かって伝熱管２０３の拡管を行う。これにより、掴持部３７ａが伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定されるとともに、伝熱フィン２０２と伝熱管２０３とが固定される
このとき、図１１に示すように、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａまで拡管すると、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの管外径が大きくなり、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面に伝熱管２０３の肉が押しつけられて内張りがなされることになる。これにより、掴持部３７ａが伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが掴持部３７ａの内面に固着され、伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定することができる。そして、その後、伝熱管２０３の軸方向両端が軸方向に動かないように固定された状態で、図１２に示すように、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂに向かって拡管を継続して行うことができる。
【００６２】
次に、図１３に示すように、第１伝熱管クランプ装置１０３のコレット開閉用スライド板３２を第２状態に切り換えてコレットチャック３１の掴持部３７ａを放射状に開いた状態にする。これにより、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）の固定が解かれる。
【００６３】
このとき、放射接続部３７ｂと掴持部３７ａとの軸方向間、すなわち、掴持部３７ａの基端側に形成された第２案内部３７ｅのテーパ状の外面によって、コレット開閉用スライド板３２が第１状態から第２状態にスムーズに案内される。
【００６４】
次に、図１４及び図１５に示すように、フレア装置１０６のフレア治具６１を拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａに向かって（ここでは、下側に）移動させることで、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａにフレア加工を行う。
【００６５】
このとき、上記のコレットチャック３１の掴持部３７ａを放射状に開いた状態にする動作によって、コレットチャック３１の放射状部３７と拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａとの間に隙間が確保されている。これにより、コレットチャック３１の掴持部３７ａに伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを外挿したままの状態で、伝熱管２０３のフレア加工を行うことができる。しかも、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのうちコレットチャック３１の掴持部３７ａによって軸方向に動かないように固定されていた部分にフレア加工を行うことができる。
【００６６】
（３）伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法の特徴
本実施形態の伝熱管拡管装置１及び伝熱管拡管方法には、以下のような特徴がある。
【００６７】
＜Ａ＞
ここでは、上記のように、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２がコレットチャック３１の掴持部３７ａの周囲を覆った第１状態の状態でマンドレル５１による拡管が行われる。このため、伝熱管２０３の外面が掴持部３７ａの内面に当接し、そして、掴持部３７ａの外面がコレット開閉用スライド板３２の内面に当接することになる。すなわち、掴持部３７ａが伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定する際に、コレット開閉用スライド板３２が伝熱管２０３の一端部２０３ａを掴持する掴持部３７ａに重なった状態になる。これにより、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部３７ａによって伝熱管２０３を掴持する力のバラツキが抑えられ、精度のよい拡管を行うことができる。また、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部３７ａによって伝熱管２０３を掴持する力自体も大きくすることができる。このため、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのうち掴持部３７ａによって掴持される部分の軸方向長さを短くすること、ひいては、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの軸方向長さを短くすることが可能になる。そして、これにより、熱交換器２０１のコンパクト化にも寄与することができる。しかも、ここでは、コレット開閉用スライド板３２を伝熱管２０３の軸方向に移動させるだけで掴持部３７ａの周囲を覆う第１状態に切り換えることができるため、伝熱管２０３の間隔が狭い場合にも適用することができる。さらに、ここでは、従来のガイド筒の移動工程を伴う拡管とは異なり、伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定するとともに、拡管工程を一気に行うことができるため、拡管をスムーズに行うことができる。
【００６８】
＜Ｂ＞
また、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では、伝熱管の本数と同じ個数のガイド筒の移動が必要になる。これに対して、ここでは、上記のように、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が１つあり、このコレット開閉用スライド板３２が複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａのすべてに対応している。これにより、１つのコレット開閉用スライド板３２を第１状態に切り換えるだけで、複数の掴持部３７ａのすべてで伝熱管２０３の固定を行うことができる。これにより、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では対応が困難な伝熱管２０３の間隔が非常に狭い場合や伝熱管２０３の間隔が等間隔ではない不等ピッチの場合にも対応可能になり、種々の仕様の熱交換器２０１の拡管を行うことができる。
【００６９】
尚、ここでは、コレット開閉用スライド板３２が１つだけであったが、これに限定されるものではない。ここでは図示しないが、例えば、コレット開閉用スライド板３２が２つ以上あり、各コレット開閉用スライド板３２に対して複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａが対応する構成であってもよい。この場合であっても、コレット開閉用スライド板３２を第１状態に切り換える個数を少なくしつ、伝熱管２０３の固定を行うことができる。
【００７０】
＜Ｃ＞
また、ここでは、上記のように、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が第１状態になる際に、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面が伝熱管２０３の軸方向に平行になる。これにより、コレット開閉用スライド板３２が第１状態に切り換えられた状態において、掴持部３７ａの内径ｄ３を所定の寸法、すなわち、拡管前の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりも大きく、かつ、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりもわずかに小さい寸法にすることができる。これにより、伝熱管２０３の拡管時に伝熱管２０３の外面を掴持部３７ａの内面に確実に当接させることができる。
【００７１】
＜Ｄ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａが、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が第２状態にある状態で、放射状に開くように形成されている。これにより、伝熱管２０３を拡管して掴持部３７ａが伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定するとともに伝熱フィン２０２と伝熱管２０３とを固定した後に、コレット開閉用スライド板３２を第１状態から第２状態に切り換えることによって、掴持部３７ａが伝熱管２０３を固定した状態を解除することができる。また、掴持部３７ａが伝熱管２０３を固定した状態を解除した後に、掴持部３７ａの内面と伝熱管２０３の外面との間の隙間を利用して、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａにフレア加工を行うことができる。
【００７２】
＜Ｅ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面が平滑面である。これにより、掴持部３７ａに掴持される伝熱管２０３の一端部２０３ａにおいて、拡管後の肉厚を均等に保つことができる。
【００７３】
＜Ｆ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａの先端側には、先広がりのテーパ（ここでは、第１案内部３７ｄのテーパ状の内面）が形成されている。これにより、伝熱管２０３の一端部２０３ａに掴持部３７ａを配置する際に、伝熱管２０３の一端部２０３ａを掴持部３７ａにスムーズに案内することができる。
【００７４】
＜Ｇ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａの基端側の外面には、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が第２状態から第１状態に切り換わる際に、コレット開閉用スライド板３２を案内するテーパ（ここでは、第２案内部３７ｅのテーパ状の外面）が形成されている。これにより、コレット開閉用スライド板３２を第２状態から第１状態に切り換える動作をスムーズに行うことができる。
【００７５】
（４）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面が平滑面であったが（図４参照）、例えば、図１６に示すように、凹凸面であってもよい。この場合には、掴持部３７ａに掴持される伝熱管２０３の一端部２０３ａにおいて、拡管時の管肉の逃げ代を確保することができる。
【００７６】
＜Ｂ＞
また、上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、各種装置の駆動装置がサーボモータやシリンダであったが、これに限定されるものではない。
【００７７】
＜Ｃ＞
また、上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、伝熱管２０３の軸方向が上下方向を向く縦型の構成であったが（図１参照）、これに限定されるものではなく、伝熱管２０３の軸方向が横方向を向く横型の構成であってもよい。
【００７８】
＜Ｄ＞
また、上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、拡管のための装置１０２〜１０５だけでなく、フレア加工を行うためのフレア装置１０６も有する構成であったが（図１、図１４及び図１５参照）、これに限定されるものではなく、拡管のための装置１０２〜１０５だけであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管を拡管する伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法に対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１        伝熱管拡管装置
３２      コレット開閉用スライド板（移動部）
３７ａ    掴持部
５１      マンドレル
１０３    第１伝熱管クランプ装置（伝熱管固定装置）
１０５    マンドレル装置
２０２    伝熱フィン
２０２ａ  挿通孔
２０３    伝熱管
２０３ａ  軸方向の一端部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８１】
【特許文献１】特開２０１１−１６１５１５号公報
【図１】
2015009257.tif 000003
【図２】
2015009257.tif 000004
【図３】
2015009257.tif 000005
【図４】
2015009257.tif 000006
【図５】
2015009257.tif 000007
【図６】
2015009257.tif 000008
【図７】
2015009257.tif 000009
【図８】
2015009257.tif 000010
【図９】
2015009257.tif 000011
【図１０】
2015009257.tif 000012
【図１１】
2015009257.tif 000013
【図１２】
2015009257.tif 000014
【図１３】
2015009257.tif 000015
【図１４】
2015009257.tif 000016
【図１５】
2015009257.tif 000017
【図１６】
2015009257.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月22日(2014.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン（２０２）の挿通孔（２０２ａ）に挿通された状態の複数の伝熱管（２０３）の軸方向の一端部（２０３ａ）を掴持する掴持部（３７ａ）と、前記伝熱管の軸方向に移動することによって前記掴持部の周囲を覆う第１状態と前記掴持部の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる移動部（３２）と、を有する伝熱管固定装置（１０３）と、
前記伝熱管の軸方向の一端部側から前記伝熱管内に挿入されるマンドレル（５１）を有するマンドレル装置（１０５）と、
を備え、
前記移動部は、ガイド孔（３２ａ）が形成された板状部材であり、
前記第１状態は、前記ガイド孔の内面が前記掴持部の周囲を覆う位置まで移動する状態であり、前記第２状態は、前記ガイド孔の内面が前記掴持部の周囲を覆わない位置まで移動する状態であり、
前記移動部が前記第１状態にある状態で、前記マンドレルを前記伝熱管内に挿入して前記伝熱管を拡管することで、前記掴持部が前記伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、前記伝熱フィンと前記伝熱管とを固定する、
伝熱管拡管装置（１）。
【請求項２】
前記移動部（３２）は、１つ以上あり、
前記各移動部は、２つ以上の前記掴持部（３７ａ）に対応している、
請求項１に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項３】
前記掴持部（３７ａ）は、前記移動部（３２）が前記第１状態になる際に、前記掴持部の内面が前記伝熱管（２０３）の軸方向に平行になる、
請求項１又は２に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項４】
前記掴持部（３７ａ）は、前記移動部（３２）が前記第２状態にある状態で、放射状に開くように形成されている、
請求項３に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項５】
前記掴持部（３７ａ）の内面は、平滑面である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項６】
前記掴持部（３７ａ）の内面は、凹凸面である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項７】
前記掴持部（３７ａ）の先端側には、先広がりのテーパが形成されている、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項８】
前記掴持部（３７ａ）の基端側の外面には、前記移動部（３２）が前記第２状態から前記第１状態に切り換わる際に、前記移動部を案内するテーパが形成されている、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の伝熱管拡管装置（１）。
【請求項９】
所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン（２０２）の挿通孔（２０２ａ）に挿通された状態の複数の伝熱管（２０３）の軸方向の一端部（２０３ａ）に掴持部（３７ａ）を配置し、
ガイド孔（３２ａ）が形成された板状部材であって前記伝熱管の軸方向に移動することによって前記ガイド孔の内面が前記掴持部の周囲を覆う位置まで移動する第１状態と前記ガイド孔の内面が前記掴持部の周囲を覆わない位置まで移動する第２状態とが切り換わる移動部（３２）を前記第２状態から前記第１状態にし、
前記伝熱管の軸方向の一端部側からマンドレル（５１）を前記伝熱管内に挿入して前記伝熱管を拡管することで、前記掴持部が前記伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、前記伝熱フィンと前記伝熱管とを固定する、
伝熱管拡管方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法、特に、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管を拡管する伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１（特開２０１１−１６１５１５号公報）に示すような所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管を拡管する伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法がある。この伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法では、まず、伝熱管の軸方向の一端部に放射状に開いた掴持部（伝熱管の外面に当接する部分）を有する管当接部材を配置し、この状態で伝熱管の軸方向の一端部側から掴持部に対応する位置までマンドレルを伝熱管内に挿入して、伝熱管の一部を拡管する。次に、放射状に開いた掴持部を閉じるように、管当接部材に外挿されたガイド筒を伝熱管の軸方向の一端部側から掴持部の手前まで移動させて、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定する。その後、マンドレルを伝熱管内にさらに挿入して、伝熱管の残りの部分を拡管する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法では、管当接部材及びガイド筒によって伝熱管を軸方向に動かないように固定することができるため、伝熱管の間隔が狭い場合にも適用することができる。
【０００４】
しかし、上記従来の伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法では、ガイド筒が掴持部の手前までしか移動しないため、掴持部によって伝熱管を掴持する力にバラツキが発生しやすく、精度のよい拡管を行うことができないおそれがある。また、伝熱管を掴持する力自体もあまり大きくできないため、伝熱管の軸方向の一端部のうち掴持部によって掴持される部分の軸方向長さが長くなってしまう。また、拡管工程がガイド筒の移動工程を挟んで２段階に分かれることになるため、拡管をスムーズに行うことができない。また、このとき、伝熱管の本数と同じ個数のガイド筒の移動が必要になるが、伝熱管の間隔が非常に狭い場合や伝熱管の間隔が等間隔ではない不等ピッチの場合には、このような複数のガイド筒を各伝熱管に対応して設けることが難しい。
【０００５】
本発明の課題は、伝熱管の間隔が狭い場合に適用できるとともに、伝熱管を掴持する力のバラツキを抑えて、精度のよい拡管をスムーズに行うことが可能な伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の観点にかかる伝熱管拡管装置は、伝熱管固定装置とマンドレル装置とを有している。伝熱管固定装置は、掴持部と移動部とを有している。掴持部は、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管の軸方向の一端部を掴持する。移動部は、伝熱管の軸方向に移動することによって掴持部の周囲を覆う第１状態と掴持部の周囲を覆わない第２状態とが切り換わる。マンドレル装置は、伝熱管の軸方向の一端部側から伝熱管内に挿入されるマンドレルを有する。そして、ここでは、移動部は、ガイド孔が形成された板状部材であり、第１状態は、ガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆う位置まで移動する状態であり、第２状態は、ガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆わない位置まで移動する状態であり、移動部が第１状態にある状態で、マンドレルを伝熱管内に挿入して伝熱管を拡管することで、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、伝熱フィンと伝熱管とを固定する。
【０００７】
ここでは、上記のように、板状部材である移動部に形成されたガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆った第１状態の状態でマンドレルによる拡管が行われる。このため、伝熱管の外面が掴持部の内面に当接し、そして、掴持部の外面が移動部のガイド孔の内面に当接することになる。すなわち、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定する際に、移動部のガイド孔の内面が伝熱管の一端部を掴持する掴持部に重なった状態になる。これにより、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力のバラツキが抑えられ、精度のよい拡管を行うことができる。また、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力自体も大きくすることができるため、伝熱管の軸方向の一端部のうち掴持部によって掴持される部分の軸方向長さを短くすることが可能になり、熱交換器のコンパクト化にも寄与することができる。しかも、ここでは、移動部を伝熱管の軸方向に移動させるだけで移動部に形成されたガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆う第１状態に切り換えることができるため、伝熱管の間隔が狭い場合にも適用することができる。さらに、ここでは、従来のガイド筒の移動工程を伴う拡管とは異なり、伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、拡管工程を一気に行うことができるため、拡管をスムーズに行うことができる。
【０００８】
第２の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１の観点にかかる伝熱管拡管装置において、移動部が１つ以上あり、各移動部が２つ以上の掴持部に対応している。
【０００９】
従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では、伝熱管の本数と同じ個数のガイド筒の移動が必要になるが、ここでは、移動部を第１状態に切り換える個数を少なくしつ、伝熱管の固定を行うことができる。これにより、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では対応が困難な伝熱管の間隔が非常に狭い場合や伝熱管の間隔が等間隔ではない不等ピッチの場合にも対応可能になり、種々の仕様の熱交換器の拡管を行うことができる。
【００１０】
第３の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１又は第２の観点にかかる伝熱管拡管装置において、掴持部が、移動部が第１状態になる際に、掴持部の内面が伝熱管の軸方向に平行になる。
【００１１】
ここでは、移動部が第１状態に切り換えられた状態において、掴持部の内径を所定の寸法にすることができる。これにより、伝熱管の拡管時に伝熱管の外面を掴持部の内面に確実に当接させることができる。
【００１２】
第４の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第３の観点にかかる伝熱管拡管装置において、掴持部が、移動部が第２状態にある状態で、放射状に開くように形成されている。
【００１３】
ここでは、伝熱管を拡管して掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに伝熱フィンと伝熱管とを固定した後に、移動部を第１状態から第２状態に切り換えることによって、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除することができる。また、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除した後に、掴持部の内面と伝熱管の外面との間の隙間を利用して、伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を行うことができる。
【００１４】
第５の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の内面が平滑面である。
【００１５】
ここでは、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管後の肉厚を均等に保つことができる。
【００１６】
第６の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の内面が凹凸面である。
【００１７】
ここでは、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管時の管肉の逃げ代を確保することができる。
【００１８】
第７の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第６の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の先端側には、先広がりのテーパが形成されている。
【００１９】
ここでは、伝熱管の一端部に掴持部を配置する際に、伝熱管の一端部を掴持部にスムーズに案内することができる。
【００２０】
第８の観点にかかる伝熱管拡管装置は、第１〜第７の観点のいずれかにかかる伝熱管拡管装置において、掴持部の基端側の外面には、移動部が第２状態から第１状態に切り換わる際に、移動部を案内するテーパが形成されている。
【００２１】
ここでは、移動部を第２状態から第１状態に切り換える動作をスムーズに行うことができる。
【００２２】
第９の観点にかかる伝熱管拡管方法は、まず、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管の軸方向の一端部に掴持部を配置する。次に、ガイド孔が形成された板状部材であって伝熱管の軸方向に移動することによってガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆う位置まで移動する第１状態とガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆わない位置まで移動する第２状態とが切り換わる移動部を第２状態から第１状態にする。そして、伝熱管の軸方向の一端部側からマンドレルを伝熱管内に挿入して伝熱管を拡管することで、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに、伝熱フィンと伝熱管とを固定する。
【００２３】
ここでは、上記のように、板状部材である移動部に形成されたガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆った第１状態の状態でマンドレルによる拡管が行われる。このため、伝熱管の外面が掴持部の内面に当接し、そして、掴持部の外面が移動部のガイド孔の内面に当接することになる。すなわち、掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定する際に、移動部のガイド孔の内面が伝熱管の一端部を掴持する掴持部に重なった状態になる。これにより、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力のバラツキが抑えられ、精度のよい拡管を行うことができる。また、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部によって伝熱管を掴持する力自体も大きくすることができるため、伝熱管の軸方向の一端部のうち掴持部によって掴持される部分の軸方向長さを短くすることが可能になり、熱交換器のコンパクト化にも寄与することができる。しかも、ここでは、移動部を伝熱管の軸方向に移動させるだけで移動部に形成されたガイド孔の内面が掴持部の周囲を覆う第１状態に切り換えることができるため、伝熱管の間隔が狭い場合にも適用することができる。さらに、ここでは、従来のガイド筒の移動工程を伴う拡管とは異なり、伝熱管を軸方向に動かないように固定しながら、拡管工程を一気に行うことができるため、拡管をスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２５】
第１の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管の間隔が狭い場合に適用できるとともに、伝熱管を掴持する力のバラツキを抑えて、精度のよい拡管をスムーズに行うことが可能になる。
【００２６】
第２の観点にかかる伝熱管拡管装置では、移動部を第１状態に切り換える個数を少なくしつ、伝熱管の固定を行うことができる。
【００２７】
第３の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管の拡管時に伝熱管の外面を掴持部の内面に確実に当接させることができる。
【００２８】
第４の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管を拡管して掴持部が伝熱管を軸方向に動かないように固定するとともに伝熱フィンと伝熱管とを固定した後に、移動部を第１状態から第２状態に切り換えることによって、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除することができる。また、掴持部が伝熱管を固定した状態を解除した後に、掴持部の内面と伝熱管の外面との間の隙間を利用して、伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を行うことができる。
【００２９】
第５の観点にかかる伝熱管拡管装置では、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管後の肉厚を均等に保つことができる。
【００３０】
第６の観点にかかる伝熱管拡管装置では、掴持部に掴持される伝熱管の一端部において、拡管時の管肉の逃げ代を確保することができる。
【００３１】
第７の観点にかかる伝熱管拡管装置では、伝熱管の一端部に掴持部を配置する際に、伝熱管の一端部を掴持部にスムーズに案内することができる。
【００３２】
第８の観点にかかる伝熱管拡管装置では、移動部を第２状態から第１状態に切り換える動作をスムーズに行うことができる。
【００３３】
第９の観点にかかる伝熱管拡管方法では、伝熱管の間隔が狭い場合に適用できるとともに、伝熱管を掴持する力のバラツキを抑えて、精度のよい拡管をスムーズに行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる伝熱管拡管装置の概略構成図である。
【図２】伝熱管拡管装置の動作（熱交換器を伝熱管拡管装置にセットした状態）を示す図である。
【図３】コレットチャックの外観図（掴持部が開いた状態）である。
【図４】コレットチャックの断面図（掴持部が開いた状態）である。
【図５】図３のＡ矢視図である。
【図６】伝熱管拡管装置の動作（コレットチャック内に伝熱管の軸方向の一端部を挿入した状態）を示す図である。
【図７】伝熱管拡管装置の動作（コレット開閉用スライド板を第１状態に切り換えてコレットチャックの掴持部を閉じた状態）を示す図である。
【図８】図７のＢ矢視図（掴持部及びコレット開閉用スライド板のみ）である。
【図９】コレットチャックの外観図（掴持部が閉じた状態）である。
【図１０】コレットチャックの断面図（掴持部が閉じた状態）である。
【図１１】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の軸方向の一端部まで拡管した状態）を示す図である。
【図１２】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の軸方向の他端部まで拡管した状態）を示す図である。
【図１３】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の拡管後にガイドプレートを伝熱管の軸方向に移動させてコレットチャックの掴持部を開いた状態）を示す図である。
【図１４】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の拡管後に伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を開始する直前の状態）を示す図である。
【図１５】伝熱管拡管装置の動作（伝熱管の軸方向の一端部にフレア加工を行った状態）を示す図である。
【図１６】変形例にかかるコレットチャックの断面図（掴持部が開いた状態）である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明にかかる伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法の具体例は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００３６】
（１）伝熱管拡管装置の全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる伝熱管拡管装置１の概略構成図である。
【００３７】
伝熱管拡管装置１は、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン２０２の挿通孔２０２ａ（図２参照）に挿通された状態の複数の伝熱管２０３を拡管するための装置、すなわち、フィンチューブ型の熱交換器２０１を構成する伝熱管２０３を拡管するための装置である。伝熱管拡管装置１は、ここでは、主として、ベース１０１と、ワーククランプ装置１０２と、伝熱管クランプ装置１０３、１０４と、マンドレル装置１０５と、フレア装置１０６と、制御装置１０７とを有している。
【００３８】
ベース１０１は、各種装置１０２〜１０６等が設けられる台である。
【００３９】
ワーククランプ装置１０２は、伝熱管２０３の軸心が所定方向（ここでは、上下方向）を向いた状態で熱交換器２０１を保持する装置である。ワーククランプ装置１０２は、主として、ガイドポスト２１と、ワーク受け２２とを有している。ガイドポスト２１は、熱交換器２０１の両側に配置されており、伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）に沿って延びる部材である。ワーク受け２２は、熱交換器２０１を周囲から保持する部材であり、ガイドポスト２１に支持されている。
【００４０】
伝熱管固定装置としての第１伝熱管クランプ装置１０３は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）を軸方向に動かないように固定するための装置である第１伝熱管クランプ装置１０３は、ワーク受け２２に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に配置されている。尚、第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造については、後述するものとする。
【００４１】
第２伝熱管クランプ装置１０４は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）を軸方向に動かないように固定するための装置である。第２伝熱管クランプ装置１０４は、ワーククランプ装置１０２に対して伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ側（ここでは、下側）に配置されている。第２伝熱管クランプ装置１０４は、主として、レシーバ４１と、クランプピン４２と、第２固定用駆動装置としてのクランプピン用シリンダ４３とを有している。レシーバ４１は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがワーク受け２２から離れる方向（ここでは、下側）に動かないように受ける部材である。ここで、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがＵ字形状（図示せず）に形成されている場合には、レシーバ４１には、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂの外形に合う凹み部（図示せず）が形成されている。そして、このレシーバ４１の凹み部によって伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂが受けられることになる。クランプピン４２は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがワーク受け２２に近づく方向（ここでは、上側）に動かないように受ける部材である。ここで、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂがＵ字形状（図示せず）に形成されている場合には、クランプピン４２は、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂをレシーバ４１の凹み部とは逆側（ここでは、上側）を受ける柱状部材である。クランプピン用シリンダ４３は、クランプピン４２を伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂを受ける位置に移動させるための駆動機構であり、ここでは、レシーバ４１の周囲に配置されている。
【００４２】
マンドレル装置１０５は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側から他端部２０３ｂに向けて伝熱管２０３を拡管するための装置である。マンドレル装置１０５は、ワーク受け２２に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に配置されている。マンドレル装置１０５は、主として、マンドレル５１と、拡管用駆動装置としての拡管用サーボモータ５２とを有している。マンドレル５１は、伝熱管２０３の軸方向の一端部（ここでは、上端部）側から伝熱管２０３内に挿入される部材であり、複数の伝熱管２０３のそれぞれに対応して設けられている。マンドレル５１は、主として、マンドレルロッド５１ａと、拡管ヘッド５１ｂとを有している。マンドレルロッド５１ａは、拡管前の伝熱管２０３内に挿入可能な細長い棒状部材であり、その一端部（ここでは、上端部）がマンドレル加圧枠５３に連結されており、その他端部（ここでは、下端部）が伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）延びている。拡管ヘッド５１ｂは、マンドレルロッド５１ａの他端部（ここでは、下端部）に設けられた楕円球形状の部分である。拡管用サーボモータ５２は、複数のマンドレル５１が連結されたマンドレル加圧枠５３を伝熱管２０３の軸方向に移動させるための駆動機構であり、ここでは、マンドレル加圧枠５３の上側に配置されている。マンドレル加圧枠５３の伝熱管２０３側（ここでは、下側）には、複数の中間板５４及び案内枠５５が配置されている。中間板５４及び案内枠５５には、複数のマンドレル５１に対応する位置にマンドレル５１を挿通させる挿通孔（図示せず）が形成されている。また、マンドレル加圧枠５３と中間板５４との間、中間板５４と中間板５４との間、及び、中間板５４と案内枠５５との間は、ロッド５６によって連結されている。そして、拡管用サーボモータ５２を駆動することによってマンドレル加圧枠５３を伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）移動させると、複数のマンドレル５１もまとめて移動する。これにより、拡管ヘッド５１ｂが伝熱管２０３内に挿入されて、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）側から他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）に向かって伝熱管２０３の拡管が行われる。このとき、中間板５４は、マンドレル加圧枠５３の移動とともに移動し、案内枠５５まで到達することになる。
【００４３】
フレア装置１０６は、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａにフレア加工を行うための装置である。フレア装置１０６は、ワーク受け２２に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に配置されている。フレア装置１０６は、主として、フレア治具６１と、フレア用駆動装置としてのフレア加工用サーボモータ６２とを有している。フレア治具６１は、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａに挿入されることによって略テーパ形状に拡管させるための部材であり、複数の伝熱管２０３のそれぞれに対応して設けられている。フレア治具６１は、マンドレルロッド５１ａが挿通可能な中心孔が形成された筒状部材であり、その一端部（ここでは、上端部）がフレア加圧枠６３に連結されており、その他端部（ここでは、下端部）が略テーパ形状の外面を有する部分になっている。フレア加工用サーボモータ６２は、複数のフレア治具６１が連結されたフレア加圧枠６３を伝熱管２０３の軸方向に移動させるための駆動機構であり、ここでは、フレア加圧枠６３の上側に配置されている。そして、フレア加工用サーボモータ６２を駆動することによってフレア加圧枠６３を拡管後の伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）移動させると、複数のフレア治具６１もまとめて移動する。これにより、フレア治具６１の略テーパ形状の外面を有する部分が拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ内に挿入されて、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのフレア加工が行われる。
【００４４】
制御装置１０７は、各種装置１０２〜１０６の制御動作を行うための装置であり、ベース１０１又は伝熱管拡管装置１から離れた場所に設けられている。そして、後述の伝熱管拡管装置１の動作は、制御装置１０７によって行われる。
【００４５】
（２）伝熱管固定装置の詳細構造及び伝熱管拡管装置の動作
次に、伝熱管固定装置としての第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造、及び、伝熱管拡管装置１の動作について、図１〜図１５を用いて説明する。ここで、図２、図６〜図８及び図１１〜図１５は、伝熱管拡管装置１の動作を示す図である。図３〜図５、図９及び図１０は、第１伝熱管クランプ装置１０３を構成するコレットチャック３１を示す図である。
【００４６】
−第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造−
伝熱管固定装置としての第１伝熱管クランプ装置１０３の詳細構造について説明する。第１伝熱管クランプ装置１０３は、主として、掴持部３７ａを有する複数のコレットチャック３１と、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２と、移動部駆動装置としてのコレット開閉用シリンダ３３とを有している。
【００４７】
コレットチャック３１は、伝熱管２０３の拡管時に伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを掴持するための部材であり、複数の伝熱管２０３のそれぞれに対応して設けられている。コレットチャック３１は、筒状部材であり、その一端部（ここでは、上端部）がクランプ本体３４に連結される固定部３５になっており、その他端部（ここでは、下端部）が放射状に複数（ここでは、４つ）のスリット３６が形成されるとともに、固定部３５から伝熱管２０３の軸方向他端部２０３ｂ側に向かって遠ざかるにつれて（ここでは、下側に向かうにつれて）スリット３６の隙間が大きくなることで拡径するように放射状に開いた放射状部３７になっている。放射状部３７には、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン２０２の挿通孔２０２ａに挿通された状態の複数の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを掴持する掴持部３７ａが形成されている。また、クランプ本体３４は、シリンダやサーボモータ等の駆動装置からなるクランプ本体駆動装置（図示せず）によって伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）に移動可能になっている。このため、クランプ本体３４を伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）に移動させると、複数のコレットチャック３１やコレット開閉用スライド板３２も伝熱管２０３の軸方向（ここでは、上下方向）にまとめて移動するようになっている。
【００４８】
コレット開閉用スライド板３２は、クランプ本体３４の伝熱管２０３側（ここでは、下側）に配置された板状部材であり、複数の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのそれぞれに対応する位置にマンドレル５１及び伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを挿通させるガイド孔３２ａが形成されている。コレット開閉用スライド板３２は、複数のコレットチャック３１が固定されたクランプ本体３４に対して伝熱管２０３の軸方向に移動可能に連結されている。そして、コレット開閉用スライド板３２の伝熱管２０３の軸方向への移動によって、コレットチャック３１の掴持部３７ａの周囲を覆う第１状態と、コレットチャック３１の掴持部３７ａの周囲を覆わない第２状態とに切り換えることが可能になっている。第１状態は、コレット開閉用スライド板３２がクランプ本体３４に対して伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ側（ここでは、下側）に離れるように移動して、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆う位置まで移動（ここでは、下降）した状態である。第２状態は、コレット開閉用スライド板３２がクランプ本体３４に対して伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ側（ここでは、上側）に近づくように移動して、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆わない位置まで移動（ここでは、上昇）した状態である。
【００４９】
ここで、コレット開閉用スライド板３２が第２状態にある場合には、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆っていないため、上記のように、コレットチャック３１のスリット３６の隙間が大きくなり、コレットチャック３１の放射状部３７、すなわち、掴持部３７ａが放射状に開いた状態になっている。このとき、コレット開閉用スライド板３２のガイド孔３２ａは、放射状部３７のうち掴持部３７ａよりも固定部３５側（ここでは、上側）の放射接続部３７ｂを挿通するが、掴持部３７ａを挿通しない位置にある。
【００５０】
一方、コレット開閉用スライド板３２が第１状態にある場合には、ガイド孔３２ａの内面が掴持部３７ａの周囲を覆っているため、コレットチャック３１のスリット３６の隙間が小さくなり、コレットチャック３１の放射状部３７、すなわち、掴持部３７ａが閉じた状態になっている。このとき、コレット開閉用スライド板３２のガイド孔３２ａは、放射状部３７の放射状接続部３７ｂを挿通して、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ側の掴持部３７ａの周囲を覆う位置まで達している。ここでは、コレット開閉用スライド板３２が掴持部３７ａの周囲を軸方向全体にわたって覆っている。ここで、コレットチャック３１の放射状部３７が閉じた状態とは、コレット開閉用スライド板３２が第２状態から第１状態になる際に、掴持部３７ａの内面が伝熱管２０３の軸方向に平行になる状態である。ここでは、放射状に開いてガイド孔３２ａの内径ｄ１よりも大きな外径ｄ２になっていた掴持部３７ａの周囲がコレット開閉用スライド板３２のガイド孔３２ａに挿入されて覆われることによって、掴持部３７ａの外径ｄ２がガイド孔３２ａの内径ｄ１まで縮小される。このとき、掴持部３７ａは、伝熱管２０３の軸方向に平行な外面を有する円筒形状の状態になり、コレットチャック３１のスリット３６の隙間は、ほぼゼロになる。また、ガイド孔３２ａも伝熱管２０３の軸方向に平行な内面を有しているため、掴持部３７ａの外面全体が、ガイド孔３２ａの内面に当接した状態になる。また、コレット開閉用スライド板３２が第１状態にある場合において、掴持部３７ａ内には、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを掴持するためのクランプ孔３７ｃが形成される。そして、クランプ孔３７ｃの内径ｄ３は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを挿通させることができるように、拡管前の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりも大きくなっている。しかも、クランプ孔３７ｃの内径ｄ３は、拡管時に伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが軸方向に動かないように固定することができるように、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりもわずかに小さくなっている。尚、ここでは、掴持部３７ａの内面は、平滑面である。また、掴持部３７ａの先端側（ここでは、下端側）には、先広がりのテーパ状の内面を有する第１案内部３７ｄが形成されている。
【００５１】
また、掴持部３７ａとともに放射状部３７を形成する放射接続部３７ｂは、掴持部３７ａよりも肉厚が小さい部分である。放射接続部３７ｂと掴持部３７ａとの軸方向間、すなわち、掴持部３７ａの基端側には、放射状接続部３７ｂの外面から掴持部３７ａの外面に向かって広がるテーパ状の外面を有する第２案内部３７ｅが形成されている。
【００５２】
コレット開閉用シリンダ３３は、コレット開閉用スライド板３２を伝熱管２０３の軸方向に移動させるための駆動機構であり、ここでは、クランプ本体３４の上側に配置されている。そして、コレット開閉用シリンダ３３を駆動することによってコレット開閉用スライド板３２を第２状態から第１状態に移動（ここでは、下降）させると、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａが放射状に開いた状態から閉じた状態になる。また、コレット開閉用シリンダ３３を駆動することによってコレット開閉用スライド板３２を第１状態から第２状態に移動（ここでは、上昇）させると、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａが閉じた状態から放射状に開いた状態になる。尚、ここでは、１つのコレット開閉用シリンダ３３が、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａに対応しているため、コレット開閉用シリンダ３３の状態の切り換え時に、複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａがまとめて開閉されることになる。
【００５３】
−伝熱管拡管装置の動作−
伝熱管拡管装置１の動作について説明する。
【００５４】
まず、図２に示すように、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィン２０２の挿通孔２０２ａに複数の伝熱管２０３が挿通された状態に仮組みされた熱交換器２０１を伝熱管拡管装置１にセットする。ここでは、熱交換器２０１は、ワーククランプ装置１０２によって伝熱管２０３の軸心が所定方向（ここでは、上下方向）を向いた状態で保持される。また、熱交換器２０１は、第２伝熱管クランプ装置１０４によって伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）が軸方向に動かないように固定される（図１参照）。
【００５５】
このとき、第１伝熱管クランプ装置１０３のクランプ本体３４は、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａから離れた位置（ここでは、上側）にある。このため、コレットチャック３１の掴持部３７ａは、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを外挿する位置にはない（ここでは、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａよりも上側の位置にある）。また、第１伝熱管クランプ装置１０３のコレット開閉用スライド板３２も第２状態にあるため、コレットチャック３１の掴持部３７ａは、コレット開閉用スライド板３２によって放射状に開いた状態になっている。
【００５６】
次に、図６に示すように、第１伝熱管クランプ装置１０３のクランプ本体３４を伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａに近づく方向（ここでは、下側）に移動させる。これにより、コレットチャック３１の掴持部３７ａが、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを外挿する位置に配置される。
【００５７】
このとき、掴持部３７ａの先端側（ここでは、下端側）に形成された第１案内部３７ｄのテーパ状の内面によって、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが掴持部３７ａ内にスムーズに案内される。
【００５８】
また、ここでは、コレットチャック３１の先端（ここでは、コレットチャック３１の第１案内部３７ｄの下端）が熱交換器２０１の管板２０４に当接する位置までクランプ本体３４を移動させる。これにより、コレットチャック３１に対する伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外挿長さ、すなわち、熱交換器２０１の有効長が決定される。
【００５９】
次に、図７及び図８に示すように、第１伝熱管クランプ装置１０３のコレット開閉用スライド板３２を第１状態に切り換えてコレットチャック３１の掴持部３７ａを閉じた状態にする。これにより、コレット開閉用スライド板３２が掴持部３７ａの周囲を覆い、掴持部３７ａのクランプ孔３７ｃの内径ｄ３が、拡管時に伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが軸方向に動かないように固定することができる大きさになる。
【００６０】
このとき、放射接続部３７ｂと掴持部３７ａとの軸方向間、すなわち、掴持部３７ａの基端側に形成された第２案内部３７ｅのテーパ状の外面によって、コレット開閉用スライド板３２が第２状態から第１状態にスムーズに案内される。
【００６１】
次に、図１１及び図１２に示すように、マンドレル装置１０５のマンドレル５１を伝熱管２０３に向かって（ここでは、下側に）移動させることで、拡管ヘッド５１ｂを伝熱管２０３内に挿入して、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）側から他端部２０３ｂ（ここでは、下端部）に向かって伝熱管２０３の拡管を行う。これにより、掴持部３７ａが伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定されるとともに、伝熱フィン２０２と伝熱管２０３とが固定される。
【００６２】
このとき、図１１に示すように、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａまで拡管すると、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの管外径が大きくなり、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面に伝熱管２０３の肉が押しつけられて内張りがなされることになる。これにより、掴持部３７ａが伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａが掴持部３７ａの内面に固着され、伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定することができる。そして、その後、伝熱管２０３の軸方向両端が軸方向に動かないように固定された状態で、図１２に示すように、伝熱管２０３の軸方向の他端部２０３ｂに向かって拡管を継続して行うことができる。
【００６３】
次に、図１３に示すように、第１伝熱管クランプ装置１０３のコレット開閉用スライド板３２を第２状態に切り換えてコレットチャック３１の掴持部３７ａを放射状に開いた状態にする。これにより、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａ（ここでは、上端部）の固定が解かれる。
【００６４】
このとき、放射接続部３７ｂと掴持部３７ａとの軸方向間、すなわち、掴持部３７ａの基端側に形成された第２案内部３７ｅのテーパ状の外面によって、コレット開閉用スライド板３２が第１状態から第２状態にスムーズに案内される。
【００６５】
次に、図１４及び図１５に示すように、フレア装置１０６のフレア治具６１を拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａに向かって（ここでは、下側に）移動させることで、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａにフレア加工を行う。
【００６６】
このとき、上記のコレットチャック３１の掴持部３７ａを放射状に開いた状態にする動作によって、コレットチャック３１の放射状部３７と拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａとの間に隙間が確保されている。これにより、コレットチャック３１の掴持部３７ａに伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａを外挿したままの状態で、伝熱管２０３のフレア加工を行うことができる。しかも、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのうちコレットチャック３１の掴持部３７ａによって軸方向に動かないように固定されていた部分にフレア加工を行うことができる。
【００６７】
（３）伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法の特徴
本実施形態の伝熱管拡管装置１及び伝熱管拡管方法には、以下のような特徴がある。
【００６８】
＜Ａ＞
ここでは、上記のように、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２がコレットチャック３１の掴持部３７ａの周囲を覆った第１状態の状態でマンドレル５１による拡管が行われる。このため、伝熱管２０３の外面が掴持部３７ａの内面に当接し、そして、掴持部３７ａの外面がコレット開閉用スライド板３２の内面に当接することになる。すなわち、掴持部３７ａが伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定する際に、コレット開閉用スライド板３２が伝熱管２０３の一端部２０３ａを掴持する掴持部３７ａに重なった状態になる。これにより、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部３７ａによって伝熱管２０３を掴持する力のバラツキが抑えられ、精度のよい拡管を行うことができる。また、ここでは、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定に比べて、掴持部３７ａによって伝熱管２０３を掴持する力自体も大きくすることができる。このため、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａのうち掴持部３７ａによって掴持される部分の軸方向長さを短くすること、ひいては、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの軸方向長さを短くすることが可能になる。そして、これにより、熱交換器２０１のコンパクト化にも寄与することができる。しかも、ここでは、コレット開閉用スライド板３２を伝熱管２０３の軸方向に移動させるだけで掴持部３７ａの周囲を覆う第１状態に切り換えることができるため、伝熱管２０３の間隔が狭い場合にも適用することができる。さらに、ここでは、従来のガイド筒の移動工程を伴う拡管とは異なり、伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定するとともに、拡管工程を一気に行うことができるため、拡管をスムーズに行うことができる。
【００６９】
＜Ｂ＞
また、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では、伝熱管の本数と同じ個数のガイド筒の移動が必要になる。これに対して、ここでは、上記のように、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が１つあり、このコレット開閉用スライド板３２が複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａのすべてに対応している。これにより、１つのコレット開閉用スライド板３２を第１状態に切り換えるだけで、複数の掴持部３７ａのすべてで伝熱管２０３の固定を行うことができる。これにより、従来の管当接部材及びガイド筒による伝熱管の固定では対応が困難な伝熱管２０３の間隔が非常に狭い場合や伝熱管２０３の間隔が等間隔ではない不等ピッチの場合にも対応可能になり、種々の仕様の熱交換器２０１の拡管を行うことができる。
【００７０】
尚、ここでは、コレット開閉用スライド板３２が１つだけであったが、これに限定されるものではない。ここでは図示しないが、例えば、コレット開閉用スライド板３２が２つ以上あり、各コレット開閉用スライド板３２に対して複数のコレットチャック３１の掴持部３７ａが対応する構成であってもよい。この場合であっても、コレット開閉用スライド板３２を第１状態に切り換える個数を少なくしつ、伝熱管２０３の固定を行うことができる。
【００７１】
＜Ｃ＞
また、ここでは、上記のように、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が第１状態になる際に、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面が伝熱管２０３の軸方向に平行になる。これにより、コレット開閉用スライド板３２が第１状態に切り換えられた状態において、掴持部３７ａの内径ｄ３を所定の寸法、すなわち、拡管前の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりも大きく、かつ、拡管後の伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａの外径よりもわずかに小さい寸法にすることができる。これにより、伝熱管２０３の拡管時に伝熱管２０３の外面を掴持部３７ａの内面に確実に当接させることができる。
【００７２】
＜Ｄ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａが、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が第２状態にある状態で、放射状に開くように形成されている。これにより、伝熱管２０３を拡管して掴持部３７ａが伝熱管２０３を軸方向に動かないように固定するとともに伝熱フィン２０２と伝熱管２０３とを固定した後に、コレット開閉用スライド板３２を第１状態から第２状態に切り換えることによって、掴持部３７ａが伝熱管２０３を固定した状態を解除することができる。また、掴持部３７ａが伝熱管２０３を固定した状態を解除した後に、掴持部３７ａの内面と伝熱管２０３の外面との間の隙間を利用して、伝熱管２０３の軸方向の一端部２０３ａにフレア加工を行うことができる。
【００７３】
＜Ｅ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面が平滑面である。これにより、掴持部３７ａに掴持される伝熱管２０３の一端部２０３ａにおいて、拡管後の肉厚を均等に保つことができる。
【００７４】
＜Ｆ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａの先端側には、先広がりのテーパ（ここでは、第１案内部３７ｄのテーパ状の内面）が形成されている。これにより、伝熱管２０３の一端部２０３ａに掴持部３７ａを配置する際に、伝熱管２０３の一端部２０３ａを掴持部３７ａにスムーズに案内することができる。
【００７５】
＜Ｇ＞
また、ここでは、上記のように、コレットチャック３１の掴持部３７ａの基端側の外面には、移動部としてのコレット開閉用スライド板３２が第２状態から第１状態に切り換わる際に、コレット開閉用スライド板３２を案内するテーパ（ここでは、第２案内部３７ｅのテーパ状の外面）が形成されている。これにより、コレット開閉用スライド板３２を第２状態から第１状態に切り換える動作をスムーズに行うことができる。
【００７６】
（４）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、コレットチャック３１の掴持部３７ａの内面が平滑面であったが（図４参照）、例えば、図１６に示すように、凹凸面であってもよい。この場合には、掴持部３７ａに掴持される伝熱管２０３の一端部２０３ａにおいて、拡管時の管肉の逃げ代を確保することができる。
【００７７】
＜Ｂ＞
また、上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、各種装置の駆動装置がサーボモータやシリンダであったが、これに限定されるものではない。
【００７８】
＜Ｃ＞
また、上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、伝熱管２０３の軸方向が上下方向を向く縦型の構成であったが（図１参照）、これに限定されるものではなく、伝熱管２０３の軸方向が横方向を向く横型の構成であってもよい。
【００７９】
＜Ｄ＞
また、上記実施形態の伝熱管拡管装置１においては、拡管のための装置１０２〜１０５だけでなく、フレア加工を行うためのフレア装置１０６も有する構成であったが（図１、図１４及び図１５参照）、これに限定されるものではなく、拡管のための装置１０２〜１０５だけであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、所定間隔を空けて積層された複数の伝熱フィンの挿通孔に挿通された状態の複数の伝熱管を拡管する伝熱管拡管装置及び伝熱管拡管方法に対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１        伝熱管拡管装置
３２      コレット開閉用スライド板（移動部）
３７ａ    掴持部
５１      マンドレル
１０３    第１伝熱管クランプ装置（伝熱管固定装置）
１０５    マンドレル装置
２０２    伝熱フィン
２０２ａ  挿通孔
２０３    伝熱管
２０３ａ  軸方向の一端部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開２０１１−１６１５１５号公報