(57)【要約】【課題】口拡治具の小型化を図ると共に、口拡治具の段取りを不要としてサイズの異なる熱交換部のチューブ口拡を可能とするチューブ口拡方法およびその装置を提供する。【解決手段】複数積層されるチューブ１１の長手方向の両端部１１ａにタンク接続用のプレート１４が組み付けされる熱交換部１０に対して、一対の口拡治具１１１、１１２によって両端部１１ａを口拡するチューブ口拡方法であって、一対の口拡治具１１１、１１２のチューブ積層方向寸法を、対象とする熱交換部のうち、最大となる熱交換部のチューブ積層方向寸法よりも予め小さく設定しておき、一対の口拡治具１１１、１１２によって、両端部１１ａを同時に口拡すると共に、未口拡部が発生する場合に、その未口拡部側に対して同時口拡を繰返す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数積層されるチューブ（１１）の長手方向の両端部（１１ａ）にタンク接続用のプレート（１４）が組み付けされる熱交換部（１０）に対して、一対の口拡治具（１１１、１１２）によって前記両端部（１１ａ）を口拡するチューブ口拡方法であって、
一対の前記口拡治具（１１１、１１２）のチューブ積層方向寸法を、対象とする熱交換部のうち、最大となる熱交換部のチューブ積層方向寸法よりも予め小さく設定しておき、
一対の前記口拡治具（１１１、１１２）によって、前記両端部（１１ａ）を同時に口拡すると共に、未口拡部が発生する場合に、その未口拡部側に対して前記同時口拡を繰返すことを特徴とするチューブ口拡方法。
【請求項２】
前記同時口拡を行う際に、前記熱交換部（１０）をチューブ積層方向に所定の圧力で圧縮保持することを特徴とする請求項１に記載のチューブ口拡方法。
【請求項３】
前記未口拡部側に対して前記同時口拡を繰返す際に、前記熱交換部（１０）を移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチューブ口拡方法。
【請求項４】
複数積層されるチューブ（１１）の長手方向の両端部（１１ａ）にタンク接続用のプレート（１４）が組み付けされる熱交換部（１０）に対して、前記両端部（１１ａ）を口拡する一対の口拡治具（１１１、１１２）を備えるチューブ口拡装置において、
一対の前記口拡治具（１１１、１１２）のチューブ積層方向寸法は、対象とする熱交換部のうち、最大となる熱交換部のチューブ積層方向寸法よりも小さく設定されており、
一対の前記口拡治具（１１１、１１２）は、前記両端部（１１ａ）を同時に口拡すると共に、未口拡部が発生する場合に、その未口拡部側に対して相対的に移動して、前記同時口拡を繰返すように形成されたことを特徴とするチューブ口拡装置。
【請求項５】
前記熱交換部（１０）をチューブ積層方向に所定の圧力で圧縮保持する保持部（１２０）を有することを特徴とする請求項４に記載のチューブ口拡装置。
【請求項６】
前記熱交換部（１０）をチューブ積層方向に搬送する搬送部（１３０）を有し、
前記搬送部（１３０）によって前記熱交換部（１０）が搬送されることで、一対の前記口拡治具（１１１、１１２）と前記未口拡部側との相対的移動が行われることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のチューブ口拡装置。
【請求項７】
前記プレート（１４）を前記両端部（１１ａ）に組付けるプレート組付け部を有することを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１つに記載のチューブ口拡装置。
【請求項８】
一対の前記口拡治具（１１１、１１２）に加えて、異なる仕様のチューブに対して前記同時口拡、および前記同時口拡の繰返しを可能とする他の口拡治具を有することを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１つに記載のチューブ口拡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器の熱交換部において、タンク側のプレートに挿通される複数のチューブの端部を口拡するためのチューブ口拡方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器における熱交換部のチューブ端部を口拡するチューブ口拡装置として、図２に示すようなものがある。このチューブ口拡装置１００Ａは、種々のサイズの熱交換部１０を生産する上で最大となる熱交換部寸法（チューブ１１およびフィン１２の積層寸法）に合わせた一対の口拡治具１１１Ａ、１１２Ａを備えている。尚、口拡治具１１１Ａ、１１２Ａには、チューブ１１と同一ピッチで配列されて着脱可能となる口拡ピン１１３が設けられている。
【０００３】
チューブ端部の口拡にあたっては、チューブ１１とフィン１２とを交互に積層すると共に、積層方向の両最外部にサイドプレート１３を配設して、一方のタンク側のプレート１４ａをチューブ１１に打ち込み、そのチューブ１１の端部を一方の口拡治具１１１Ａを用いて全数同時に口拡する。その後に、他方のタンク側のプレート１４ｂをチューブ１１に打ち込み、そのチューブ１１の端部を他方の口拡治具１１２Ａを用いて全数同時に口拡している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のチューブ口拡装置１００Ａにおいては、最大寸法となる熱交換部に合わせた口拡治具１１１Ａ、１１２Ａを準備するようにしているので、寸法の小さい熱交換部に対して口拡を行う時には、不要となる部分を伴い、設備費の高いものとなっていた。
【０００５】
また、最大寸法となる熱交換部に対して、それよりも寸法の小さい熱交換部のチューブ口拡を行う際には、タンク側のプレート１４ａ、１４ｂの外周縁立て部、あるいは、タンク側のプレート１４ａ、１４ｂに貫通接合される場合のサイドプレート１３の突出部に口拡ピン１１３が干渉してしまうため、熱交換部１０の寸法に応じて上記干渉部位となる口拡ピン１１３を取外して対応するといった、段取り作業が必要となり、生産性向上のネックとなっていた。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、口拡治具の小型化を図ると共に、口拡治具の段取りを不要としてサイズの異なる熱交換部のチューブ口拡を可能とするチューブ口拡方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。尚、以下の請求項１〜請求項３に記載の発明は、チューブ口拡方法に関するものであり、請求項４〜請求項８に記載の発明は、上記チューブ口拡方法を実現するためのチューブ口拡装置に関するものである。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、複数積層されるチューブ（１１）の長手方向の両端部（１１ａ）にタンク接続用のプレート（１４）が組み付けされる熱交換部（１０）に対して、一対の口拡治具（１１１、１１２）によって両端部（１１ａ）を口拡するチューブ口拡方法であって、一対の口拡治具（１１１、１１２）のチューブ積層方向寸法を、対象とする熱交換部のうち、最大となる熱交換部のチューブ積層方向寸法よりも予め小さく設定しておき、一対の口拡治具（１１１、１１２）によって、両端部（１１ａ）を同時に口拡すると共に、未口拡部が発生する場合に、その未口拡部側に対して同時口拡を繰返すことを特徴としている。
【０００９】
これにより、口拡治具（１１１、１１２）の小型化が可能となる。そして、小型の口拡治具（１１１、１１２）を用いて繰返しを含めて口拡を行うことで、寸法の小さい熱交換部から最大寸法の熱交換部まで、すべての熱交換部（１０）に対して口拡が可能となるので、口拡治具（１１１、１１２）の段取りを不要として、生産性の向上を図ることができる。即ち、種々の寸法を有する熱交換部（１０）をランダムに流動して生産することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、同時口拡を行う際に、熱交換部（１０）をチューブ積層方向に所定の圧力で圧縮保持することを特徴としている。
【００１１】
これにより、口拡する際のチューブ（１１）の位置ずれを防止して、寸法精度の高い口拡を実施することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、未口拡部側に対して同時口拡を繰返す際に、熱交換部（１０）を移動させることを特徴としている。
【００１３】
熱交換部（１０）の移動は、前工程から後工程に熱交換部（１０）を搬送する通常の搬送機構を活用することで、容易に対応が可能である。よって、口拡治具（１１１、１１２）をチューブ積層方向へ移動させるための機構を不要とすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、複数積層されるチューブ（１１）の長手方向の両端部（１１ａ）にタンク接続用のプレート（１４）が組み付けされる熱交換部（１０）に対して、両端部（１１ａ）を口拡する一対の口拡治具（１１１、１１２）を備えるチューブ口拡装置において、一対の口拡治具（１１１、１１２）のチューブ積層方向寸法は、対象とする熱交換部のうち、最大となる熱交換部のチューブ積層方向寸法よりも小さく設定されており、一対の口拡治具（１１１、１１２）は、両端部（１１ａ）を同時に口拡すると共に、未口拡部が発生する場合に、その未口拡部側に対して相対的に移動して、同時口拡を繰返すように形成されたことを特徴としている。
【００１５】
これにより、口拡治具（１１１、１１２）の小型化が可能となり、設備費を抑えることができる。そして、小型の口拡治具（１１１、１１２）を用いて繰返しを含めて口拡を行うことで、寸法の小さい熱交換部から最大寸法の熱交換部まで、すべての熱交換部（１０）に対して口拡が可能となるので、口拡治具（１１１、１１２）の段取りを不要として、生産性の向上を図ることができる。即ち、種々の寸法を有する熱交換部（１０）をランダムに流動して生産することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、熱交換部（１０）をチューブ積層方向に所定の圧力で圧縮保持する保持部（１２０）を有することを特徴としている。
【００１７】
これにより、口拡に至るまで、および口拡時のチューブ（１１）の位置ずれを防止して、寸法精度の高い口拡を実施することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、熱交換部（１０）をチューブ積層方向に搬送する搬送部（１３０）を有し、搬送部（１３０）によって熱交換部（１０）が搬送されることで、一対の口拡治具（１１１、１１２）と未口拡部側との相対的移動が行われることを特徴としている。
【００１９】
これにより、前工程から後工程に熱交換部（１０）を搬送する通常の搬送機構を活用して、容易に搬送部（１３０）を形成することができ、その分、チューブ口拡装置（１００）として、口拡治具（１１１、１１２）をチューブ積層方向へ移動させるための機構を不要とすることができるので、更に設備費を抑えることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、プレート（１４）を両端部（１１ａ）に組付けるプレート組付け部を有することを特徴としている。
【００２１】
チューブ口拡を行う口拡工程の前工程で、プレート（１４）を含めた熱交換部（１０）の組み付けを行うと、所定のサイクルタイムをオーバーするよな場合であれば、プレート（１４）の組み付けを口拡工程に組み入れることで、前後工程におけるサイクルタイムのバランスを調整できる。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、一対の口拡治具（１１１、１１２）に加えて、異なる仕様のチューブに対して同時口拡、および同時口拡の繰返しを可能とする他の口拡治具を有することを特徴としている。
【００２３】
これにより、チューブ仕様の異なる熱交換部に対する口拡治具の段取りを不要として、生産することができる。
【００２４】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、本実施形態におけるチューブ口拡装置１００について、図１を用いて説明する。
【００２６】
まず、チューブ口拡装置１００で扱う熱交換器の熱交換部１０について、簡単に説明する。ここでの熱交換器は、車両用エンジンへ吸入される吸気を冷却するインタークーラとしている。このインタークーラの熱交換部（以下、コア部）１０は、内部を流通する吸気と外部空気（外気）との間で熱交換する部位であり、チューブ１１、フィン１２、サイドプレート１３、コアプレート１４を有している。これら各部材１１〜１４は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から形成されている。
【００２７】
チューブ１１は長手方向に直交する断面が扁平状に形成された扁平管部材であり、また、フィン１２は薄肉帯板材からローラ加工によって波形に形成された放熱部材である。サイドプレート１３は長手方向に直交する断面がコの字状に形成された補強部材であり、コアプレート１４は外周に縁立て部が形成されると共に、チューブ１１の長手方向の端部（以下、チューブ端部）１１ａに対応する位置にチューブ孔が穿設されたタンク接続用の板部材である。
【００２８】
上記チューブ１１とフィン１２とが交互に複数積層され、積層された両最外方のフィン１２の更に外方にサイドプレート１３が配設されると共に、コアプレート１４のチューブ孔にチューブ端部１１ａが挿通されて、コア部１０の組立て体として形成される。
【００２９】
通常、コア部１０は、チューブ本数、チューブ長手方向の長さ、フィンピッチ等に所定の水準を設けて、それぞれの体格、フィンピッチに応じて冷却性能に差を持たせることで、排気量等の異なる各種車両エンジンに対応可能となるように設定される。例えば、チューブ本数は、最小９本から段階的に増加されて最大３９本までのコア部１０が設定される。以下、コア部１０のチューブ積層方向寸法に対応する寸法をコアサイズと呼ぶことにする。
【００３０】
本チューブ口拡装置１００は、上記コア部１０の組立て体のチューブ端部１１ａを口拡することで、チューブ１１とコアプレート１４のチューブ孔との密着性を高めて、この後の工程で実施されるコア部１０の一体ろう付けにおけるチューブ１１とコアプレート１４とのろう付け性を向上させるものである。
【００３１】
チューブ口拡装置１００は、一対の口拡治具１１１、１１２、コア保持部１２０、搬送部１３０、プレート組付け部（図示省略）等を有して形成されている。
【００３２】
口拡治具１１１、１１２は、それぞれのコアプレート１４に対向するように配置され、チューブ積層方向に延びる細長のブロック状の治具であり、チューブ端部１１ａに向けて突出するくさび状の口拡部１１１ａ、１１２ａを複数有している。口拡治具１１１、１１２のチューブ積層方向長さは、ここでは、最小となるコア部１０（チューブ本数９本）のコアサイズに対応するようにしている。そして、各口拡部１１１ａ、１１１２ａは、それぞれ９個ずつ設けられたものとしている。
【００３３】
口拡治具１１１、１１２は、図示しないサーボ機構等の駆動手段によって、チューブ長手方向に摺動するようになっている。即ち、口拡治具１１１、１１２は、コアプレート１４に対して所定距離離れた位置を基準位置として（図１の状態）、この基準位置からコアプレート１４側に向けて、口拡部１１１ａ、１１２ａが各チューブ端部１１ａ内に所定量入り込むまで移動して、その後に再び基準位置に戻るようになっている。
【００３４】
コア保持部１２０は、コア部１０をチューブ積層方向に所定の圧力で圧縮保持するものであり、基盤１２３に第１アーム部１２１、および第２アーム部１２２等が設けられて形成されている。
【００３５】
基盤１２３は、コア部１０に対応するように形成された細長の平板部材であり、長辺方向（チューブ積層方向）寸法が最大コアサイズよりも所定量大きく設定され、また短辺方向（チューブ長手方向寸法）がコア部１０に略等しく設定されている。
【００３６】
第１アーム部１２１は、２本の角柱状部材から成り、一方の先端側に押え部１２１ａが設けられ、他方の先端部が基盤１２３の一端側に固定されている。押え部１２１ａは、角柱状部材から成り、２本の第１アーム部１２１に対して直交するように接続されており、コア部１０のサイドプレート１３のコの字状断面内に挿入可能となっている。
【００３７】
第２アーム部１２２は、上記第１アーム部１２１と同様に、２本の角柱状部材から成り、一方の先端側に押え部１２２ａが設けられ、他方の先端部が基盤１２３の他端側に設けられたスクリューシャフト１２２ｂに接続されている。押え部１２２ａは、上記押え部１２１ａと同様に、角柱状部材から成り、２本の第２アーム部１２２に対して直交するように接続されており、コア部１０のサイドプレート１３のコの字状断面内に挿入可能となっている。
【００３８】
スクリューシャフト１２２ｂは、その軸方向が基盤１２３の長辺方向を向くように配設され、基盤１２３対して回転可能となるように支持されると共に、サーボモータ１２２ｃによって回転駆動されるようになっている。第２アーム部１２２の他方の先端部には、基盤１２３の長辺方向に雌ねじ部が貫通するように形成されており、この雌ねじ部に上記スクリューシャフト１２２ｂが螺合して挿通されている。よって、第２アーム部１２２は、スクリューシャフト１２２ｂの回転駆動（例えば正方向回転）に伴って、コア部１０側に移動して、押え部１２１ａと押え部１２２ａとによって両サイドプレート１３を挟み込み、コア部１０を所定の圧力で圧縮保持する。尚、スクリューシャフト１２２ｂが逆方向に回転駆動されると、第２アーム部１２２は、反コア部側に移動して、コア部１０の圧縮保持を解除する。
【００３９】
搬送部１３０は、上記コア保持部１２０によって保持されるコア部１０を前工程側から後工程側に搬送すると共に、チューブ口拡を実施する際に、両口拡治具１１１、１１２の長手方向寸法に相当する量を順送りする機能を有している。搬送部１３０は、基盤１２３に固定されたブロック１３１とスクリューシャフト１３２とを有している。
【００４０】
ブロック１３１は、基盤１２３の略中央に固定されており、基盤１２３の長辺方向に雌ねじ部が貫通するように形成されている。そして、この雌ねじ部にスクリューシャフト１３２が螺合して挿通されている。スクリューシャフト１３２は、図示しないサーボモータによって回転駆動され、この回転駆動によりブロック１３１がスクリューシャフト１３２の軸方向に移動する。即ち、このブロック１３１に固定されたコア搬送部１２０、およびコア部１０が移動する。スクリューシャフト１３２の回転駆動を断続することで、コア部１０の順送りを可能としている。
【００４１】
次に、上記構成に基づくチューブ口拡装置１００の作動について説明する。
【００４２】
まず、チューブ口拡の前工程として、コア組立て機によるコア組み立て工程があり、ここで、チューブ１１、フィン１２、サイドプレート１３が組付けされる。この組立て体は、コア保持部１２０の押え部１２１ａ、１２２ａによって、両サイドプレート１３部でチューブ積層方向に所定の圧力で圧縮保持されて、チューブ口拡装置１００に搬送される。
【００４３】
チューブ口拡装置１００においては、図示しないプレート組付け部によって、コアプレート１４が両チューブ端部１１ａに打ち込まれて、完全なコア部１０の組立て体となる。
【００４４】
そして、コア保持部１２０で保持されたまま搬送部１３０によって、コア部１０のチューブ積層方向の一端側が第１、第２口拡治具１１１、１１２（基準位置）に対応するように位置決めされて、両口拡治具１１１、１１２によるチューブ口拡が行われる。即ち、両口拡治具１１１、１１２は、それぞれ対向するコアプレート１４側に共に移動し、口拡部１１１ａ、１１２ａの数（ここでは９つ）に対応する分のチューブ１１の口拡を同時に行う。そして、両口拡治具１１１、１１２は、基準位置側に戻り、それに合わせて、コア部１０が搬送部１３０によって、図１中の矢印の方向に（未口拡部が両口拡治具１１１、１１２と対向するように）移動される。この時の移動量は、今口拡されたチューブ１１の本数に相当する分となる。
【００４５】
そして、上記と同様にチューブ口拡、コア部１０の搬送（順送り）が繰返されて、未口拡部が順次口拡されて、全数のチューブ口拡が完了される。そして、チューブ口拡の完了したコア部１０は、搬送部１３０によって、後工程に搬送される。
【００４６】
以上のように、本実施形態のチューブ口拡装置１００では、口拡治具１１１、１１２のチューブ積層方向寸法を、対象とするコア部１０の最大コアサイズよりも小さく設定している。ここでは最小コアサイズに合わせて設定している。そして、一対の口拡治具１１１、１１２によって両チューブ端部１１ａを同時に口拡すると共に、未口拡部側に対して順次、同時口拡を繰返すようしているので、両口拡治具１１１、１１２の小型化が可能となり、設備費を抑えることができる。そして、小型の両口拡治具１１１、１１２を用いて繰返しを含めて口拡を行うことで、寸法の小さいコア部１０から最大寸法のコア部１０まで、すべてのコア部１０に対して口拡が可能となるので、両口拡治具１１１、１１２の段取りを不要として、生産性の向上を図ることができる。即ち、種々の寸法を有するコア部１０をランダムに流動して生産することができる。
【００４７】
また、コア部１０はコア保持部１２０によってチューブ積層方向に所定の圧力で圧縮保持されたまま、チューブ口拡が行われるようにしているので、前工程からチューブ口拡に至るまで、およびチューブ口拡時のチューブ１１の位置ずれを防止して、寸法精度の高い口拡を実施することができる。
【００４８】
また、一回目のチューブ口拡の後に未口拡部に対する２回目以降のチューブ口拡をする際に、両口拡治具１１１、１１２に対してコア部１０側を搬送部１３０によって搬送することで相対的な移動を行うようにしている。これにより、前工程から後工程にコア部１０を搬送する通常の搬送機構を活用して、容易に搬送部１３０を形成することができ、その分、チューブ口拡装置１００として、両口拡治具１１１、１１２をチューブ積層方向へ移動させるための機構を不要とすることができるので、更に設備費を抑えることができる。
【００４９】
尚、ここではチューブ口拡装置１００内にプレート組付け部を設けて、コアプレート１４を組付けするようにしている。チューブ口拡を行う口拡工程の前工程で、コアプレート１４を含めたコア部１０の組み付けを行うと、所定のサイクルタイムをオーバーするような場合であれば、コアプレート１４の組み付けを口拡工程に組み入れることで、前後工程におけるサイクルタイムのバランスを調整できる。逆に、前工程におけるサイクルタイムに問題が無ければ、前工程でコアプレート１４まで組付けして、その組立て体をチューブ口拡装置１００でチューブ口拡のみ行うようにしても良い。
【００５０】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、チューブ１１の断面形状が１種類の仕様から成るコア部１０を想定した場合について説明したが、両口拡治具１１１、１１２を小型に設定できることから、他の仕様のチューブ、例えば扁平状断面の長辺方向寸法の異なるチューブを用いたコア部に対してチューブ口拡を可能とする口拡治具（他の口拡治具）を両口拡治具１１１、１１２に併設するように設けても良い。これにより、チューブ仕様の異なるコア部に対する口拡治具の段取りを不要として、生産することができる。
【００５１】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、順次チューブ口拡を繰返す際に、コア部１０側を搬送部１３０によって順送りして対応したが、これに限らず、コア部１０側を停止させておき、両口拡治具１１１、１１２側をチューブ積層方向に順送りするようにしても良い。
【００５２】
また、順次チューブ口拡を繰返す際に、コア部１０のチューブ本数によっては、両口拡治具１１１、１１２の口拡部１１１ａ、１１２ａの数の倍数とならない場合は、前の段階ですでに口拡されたチューブに対して、次の段階でもう一度口拡部１１１ａ、１１２ａが挿入されるようにしても良い。この場合は、すでに口拡されたチューブ端部１１ａに口拡部１１１ａ、１１２ａが挿入されるのみとなり、事実上の不具合は無く、種々異なるコアサイズのコア部１０へのチューブ口拡が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態にけるチューブ口拡装置を示す斜視図である。
【図２】従来技術におけるチューブ口拡装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  コア部（熱交換部）
１１  チューブ
１１ａ  端部
１４  コアプレート（タンク接続用のプレート）
１００  チューブ口拡装置
１１１  第１口拡治具（口拡治具）
１１２  第２口拡治具（口拡治具）
１２０  コア保持部（保持部）
１３０  搬送部
【図１】
2007301620.tif 000003
【図２】
2007301620.tif 000004