专利名称：扩管装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扩管装置(tubeexpanding apparatus)。
背景技术：
当制造例如家用空调(domestic air conditioner)中使用的热交换器时，使用扩 管装置来对贯穿散热片层(fin layer)的热交换管进行扩管，从而使散热片和热交换管成 为一体，其中，散热片层内层叠有多个散热片。利用这种类型的扩管装置，当热交换管被扩管时，在一些情况下会出现所谓的“粘 连”现象(“avec"phenomenon)即由于热交换管在长度方向上收缩，而使散热片彼此贴紧。为了防止该“粘连现象”，作为一个示例，下述的专利文献1提议了一种扩管装置， 该扩管装置使用图8所示的夹具装置夹持热交换管的从散热片层突出的突出部，并使热交 换管被扩管，以使热交换管和散热片成为一体。利用配备有图8所示的夹具装置的扩管装置，热交换管104的突出部插入外周面 被夹紧套管109挤压的夹具套筒106的夹持部106a内，该热交换管104的突出部穿过层叠 有散热片100、100的散热片层102并且从散热片层102的一侧突出。将由弹性构件(spring member)等形成从而具有弹性的筒状内套筒108插入热交换管104的突出部中。将安装于心轴110的前端的扩管头(tube expanding billet) 112插入热交换管 104的突出部中，从而使热交换管104的突出部经由内套筒108而被扩管。热交换管104的 以这种方式被扩管的扩管后的突出部的外周面被夹具套筒106的夹持部106a的内壁面夹 持。之后，扩管后的突出部保持仍然被夹具套筒106的夹持部106a夹持的状态，并且 热交换管104的仍未被扩管的部分被扩管头112扩管，从而使热交换管104和散热片100 成为一体。专利文献1 日本特开H09-99334号公报
发明内容
发明要解决的问题根据配备有图8所示的夹具装置的扩管装置，能够防止当热交换管被扩管时，由 于热交换管在长度方向上收缩所引起的散热片彼此贴紧的“粘连现象”。然而，利用图8所示的夹具装置，在扩管头112已经穿过热交换管104的突出部之 后，由弹性构件等形成从而具有弹性的筒状内套筒108将恢复到其初始的厚度。这意味着热交换管104的扩管后的突出部的内壁面将被释放，导致了热交换管 104的扩管后的突出部的直径由于弹性回复而缩小的风险。另外，由于热交换管104的扩管后的突出部的外周面受到夹具套筒106的夹持部 106a所施加的挤压力，存在热交换管104的扩管后的突出部变形的风险。当热交换管104的扩管后的突出部的直径缩小或者该突出部发生变形时，夹具套筒106和内套筒108夹持热交换管104的扩管后的突出部的力下降。另外，由于插入热交换管104的突出部内的内套筒108反复与扩管头112直接接触，所以存在内套筒108被局部地磨损的风险。当磨损发生时，内套筒108的破损碎片会落 入已被扩管过的一个热交换管104中。由于极难发现和去除这些碎片，所生产的热交换器 被当作不良品。为此，本发明的目的是提供一种扩管装置，该扩管装置能够解决配备有夹具装置 的传统扩管装置的问题，即存在夹持扩管后的热交换管的扩管后的突出部的力下降的风险 的问题，并且本发明的扩管装置包括能够可靠地夹持扩管后的热交换管的扩管后的突出部 的夹具装置。用于解决问题的方案作为解决上述问题所作的充分研究的结果，本发明人发现通过在夹具套筒的夹 持部内进行扩管，并且将支撑扩管后的突出部的内壁面的引导部插入热交换管的由夹持部 所夹持的扩管后的突出部，可以防止热交换管的扩管后的突出部发生变形，例如由于夹具 套筒的夹持部的挤压力而引起的变形。为了解决上述问题，本发明的一个方面是一种扩管装置，该扩管装置使插入到热 交换管中的扩管头的最大直径部的外周面与热交换管的内壁面直接接触，以对热交换管进 行扩管，由此使热交换管和热交换管所贯穿的散热片层的散热片成为一体，其中，散热片层 通过层叠多个散热片而成，该扩管装置配备有夹具装置，该夹具装置包括夹具套筒，其具 有夹持部，该夹持部用于夹持热交换管的从散热片层的一侧突出并且已经被扩管头扩管过 的扩管后的突出部的外周面，其中，夹持部的直径能够被作用于夹持部的外周面的挤压力 减小；以及夹紧套管，其以能够在两个方向中的一个方向上沿夹具套筒的外周面滑动的方 式设置，该两个方向为使夹具套筒的夹持部被挤压从而夹持热交换管的扩管后的突出部 的方向；以及使夹具套筒的夹持部的挤压被释放从而停止对扩管后的突出部的夹持的方 向；其中，扩管装置还配备有插入单元，热交换管的突出部在夹具套筒的直径被夹紧套管 减小的夹持部内被扩管，在热交换管的已经被扩管过的扩管后的突出部被夹具套筒的夹持 部夹持的状态下，插入单元通过将扩管头插入到热交换管的还未被扩管的部分中，来对热 交换管进行扩管并且由此使散热片和热交换管成为一体；和喇叭口形冲头，其以能沿心轴 移动的方式设置并且具有形成于其前端部的喇叭口形形成部，在完成扩管头对热交换管的 扩管的状态下，在夹具套筒的夹持部的夹持已经被释放之后，喇叭口形形成部在热交换管 的扩管后的突出部形成喇叭口形部，其中，喇叭口形冲头还具有引导部，该引导部被形成为 比喇叭口形形成部靠近喇叭口形冲头的前端，该引导部具有与扩管头的最大外径相同的直 径并且被插入到热交换管的在夹具套筒的夹持部内的扩管后的突出部中，从而支撑扩管后 的突出部的内壁面。发明的效果设置于传统扩管装置中的夹具装置如下动作。在夹具套筒的直径已被夹紧套管减 小的夹持部内，热交换管的扩管后的突出部被扩管头扩管，使扩管后的突出部被夹具套筒 的夹持部夹持。然而，当扩管头已经穿过时，扩管后的突出部的内壁被释放。这意味着热交换管的扩管后的突出部的直径可能由于弹性回复而缩小，并且/或 者扩管后的突出部可能由于夹具套筒的夹持部所施加的挤压力而产生变形。
然而，根据本发明的扩管装置中使用的夹具装置如下动作。在夹具套筒的直径 已被夹紧套管减小的夹持部内，热交换管的扩管后的突出部被扩管头扩管，使扩管后的突 出部被夹具套筒的夹持部夹持。然而，在扩管头穿过之后，形成于喇叭口形冲头(flare punch)的前端部并且具有与扩管头的最大外径相同的直径的引导部被插入扩管后的突出 部中。这意味着热交换管的扩管头已经穿过的扩管后的突出部的内壁面被喇叭口形冲 头的引导部支撑，这使得能够防止由于弹性回复所引起的直径缩小和由于夹具套筒的夹持 部所施加的挤压力所产生的变形。另外，由于通过使扩管头的最大直径部的外周面与热交换管的内壁面直接接触来 对热交换管进行扩管，没有如传统的扩管装置中那样的与扩管头接触的插入组件，因此消 除了该插入组件的碎片落入热交换管内的风险。
图1是示出根据本发明的扩管装置的一个示例的正视图；图2是图1所示的扩管装置中使用的夹具装置的局部剖视图；图3A和图3B是图1所示的扩管装置中使用的喇叭口形冲头的正视图和局部剖视 图；图4是用于说明使用图1所示的扩管装置开始热交换管的扩管之前的状态的示意 图；图5A和图5B是用于说明使用图1所示的扩管装置进行热交换管的扩管的过程中 的状态的示意图；图6的(a)和图6的(b)是用于说明使用图1所示的扩管装置进行热交换管的扩 管的过程中的状态的示意图；图7A和图7B是用于说明使用图1所示的扩管装置完成热交换管的扩管之前和完 成热交换管的扩管时的状态的示意图；图8是用于说明传统扩管装置中使用的夹具装置的局部剖视图。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的扩管装置的一个示例。图1所示的扩管装置包括加 压板12，其以能够被作为驱动部件的汽缸装置10升降的方式设置；喇叭口形平台(flare platform) 16，其通过悬挂构件(suspending member) 14、14悬挂于加压板12 ；分离装置平 台(stripper platform) 22，其通过悬挂构件20悬挂于喇叭口形平台16 ；以及设置在分离 装置平台22下方的平衡器18、18，该平衡器18、18与被降低的分离装置平台22接触并将分 离装置平台22支撑在预设位置，分离装置平台22与通过驱动汽缸装置10被降低的加压板 12—起被降低。第一可动板24被以能够由汽缸装置26上下移动的方式设置于分离装置平台22 的下表面。此外，第二可动板28被以能够由汽缸装置30上下移动的方式设置于第一可动 板24。另外，与降低的加压板12接触的接触平台19被设置于从喇叭口形平台16向上延伸的螺杆17、17。如图2所示，扩 管头32被安装到心轴34的前端，心轴34的后端部被安装到加压 板12。喇叭口形冲头36被以能够沿心轴34上下移动的方式安装到心轴34。如图3A和 图3B所示，喇叭口形冲头36是具有沿其中心轴线形成的通孔38的中空体。如图3A所示， 前端安装有扩管头32的心轴34被插入到通孔38中。外径与扩管头32的最大外径W相同的引导部42被形成于喇叭口形冲头36的前 端部。在引导部42的后方，在二次扩管部44和主体40之间形成锥形喇叭口形形成部46， 其中，二次扩管部44的直径大于引导部42的直径，主体40的直径大于二次扩管部44的直径。如图2所示，喇叭口形管座(flare socket)48的后端部被固定到喇叭口形平台 16，喇叭口形管座48的前端面与喇叭口形冲头36的后端面接触。这意味着喇叭口形平台 16的压力经由喇叭口形管座48被传递到喇叭口形冲头36。值得注意的是，通过将喇叭口形冲头36的引导部42的长度设定为大致地等于二 次扩管部44的长度，可以便于进行位置调整，比如下面所述的对热交换管的倾斜的调整。夹具套筒50被设置于喇叭口形冲头36的外周面，夹具套筒50以与喇叭口形冲头 36的主体40的外周面和喇叭口形管座48的外周面滑动接触的方式升降。夹具套筒50的 后端部被固定到第一可动板24。夹具套筒50还具有形成于其前端部的夹持部50a。通过沿夹持部50a的长度方向形成多个狭缝51a、51a，在夹持部50a形成多个分割 片(section) 50b、50b。由分割片50b、50b构成的夹持部50a以夹持部50a的内径朝向夹持 部50a的前端逐渐变大的方式形成为锥形。在与夹持部50a的中心轴线垂直的方向上，在分割片50b的内壁面形成多个环状 通道50c、50c，以使夹持部50a能够可靠地夹持热交换管的突出部。夹紧套管52被设置于夹具套筒50的外周面，夹紧套管52以与夹具套筒50的外 周面滑动接触的方式被升降。夹紧套管52的后端部被固定到第二可动板28。当夹紧套管 52被降低时，夹具套筒50的锥形夹持部50a的直径减小，使夹持部50a能够夹持热交换管 的已被插入夹持部50a中的突出部。值得注意的是，通过分别驱动汽缸装置26和汽缸装置30能够分别地升降夹具套 筒50和夹紧套管52。当使用图1所示的配备有图2和图3所示的夹具装置的扩管装置进行热交换管的 扩管时，其中已插入多个U形热交换管的散热片层(fin layer)被设置在第一可动板24和 第二可动板28的下方。已设置散热片层的该状态如图4所示。热交换管54的直管部分的前端部(以下有时称为“突出部56”)从图4所示的散 热片层53的一侧突出，热交换管54的发夹形部分(hairpin-shaped part)从散热片层53 的另一侧突出。扩管头32和夹具套筒50的夹持部50a被定位在热交换管54的从散热片层53的 一侧突出的突出部56的上方。如图4所示，夹具套筒50的夹持部50a被形成为锥形夹持部，使得当夹紧套管52 被升高时，挤压夹持部50a的力被释放。
当驱动汽缸装置10并使加压板12降低时，喇叭口形平台16和分离装置平台22 将随加压板12的降低一起被降低。当分离装置平台22与平衡器18、18接触时，加压板12 的降低被停止，汽缸装置26、30被驱动，从而使第一可动板24和第二可动板28降低。如图5A所示，通过降低第一可动板24和第二可动板28，使夹具套筒50和夹紧套 管52降低，并使热交换管54的还未被扩管的突出部56插入到夹具套筒50的直径已被夹 紧套管52减小的夹持部50a内。值得注意的是，当夹具套筒50和夹紧套管52已经被降低时，夹具套筒50和夹紧 套管52的端面将压散热片层53的端面，并调整热交换管54的突出部56的突出长度。如图5A所示，在将热交换管54的还未被扩管的突出部56插入到夹具套筒50的直 径已被夹紧套管52减小的夹持部50a之后，驱动汽缸装置10并使加压板12降低，直到喇 叭口形平台16与已被降低并且与平衡器18、18接触后停止的分离装置平台22接触为止。如图5B所示，当喇叭口形平台16与分离装置平台22接触时，扩管头32被插入到 热交换管54的突出部56中，并且突出部56被扩管从而成为扩管后的突出部56a。扩管后 的突出部56a的外周面被压到夹具套筒50的夹持部50a的内壁面上并通过夹持部50a的 挤压力而被夹持。另外，如图5B所示，由于喇叭口形平台16的降低，喇叭口形冲头36的引导部42 经由喇叭口形管座48被加压，从而插入到扩管后的突出部56a内。喇叭口形冲头36的引导部42被形成为具有与二次扩管部44相同的长度。通过 将引导部42插入热交换管54的扩管后的突出部56a，即使当热交换管54被以一定的角度 插入散热片层53时，也能够调整热交换管54的位置使其变成竖直。之后，当驱动汽缸装置10并使加压板12降低时，在喇叭口形平台16和分离装置 平台22被平衡器18、18停止在预定位置的状态下，如图6的(a)所示，扩管头32前移进入 热交换管54的还未被扩管的部分以进行一次扩管，并且使热交换管54和散热片层53的散 热片成为一体。当进行一次扩管时，喇叭口形冲头36的引导部42被插入热交换管54的扩管后的 突出部56a以支撑扩管后的突出部56a的内壁面。这意味着能够防止扩管头32已经穿过 的扩管后的突出部56a的直径由于弹性回复而变小，还能够防止扩管后的突出部56a由于 夹具套筒50的夹持部50a的挤压力而发生变形。因此，能够使用夹具套筒50的夹持部50a的挤压力可靠地夹持热交换管54的扩 管后的突出部56a，并且能够防止在一次扩管过程中由于热交换管54在长度方向上的收缩 而导致散热片变成彼此贴紧的“粘连现象”。当加压板12已经被降低并且与接触平台19接触时，热交换管54的扩管完成。停 止驱动汽缸装置10以停止加压板12的降低，并且驱动汽缸装置26、30以升高第一可动板 24和第二可动板28。当第一可动板24和第二可动板28被升高时，如图6的(b)所示，释放夹紧套管52 对热交换管54的扩管后的突出部56a的夹紧，并且夹具套筒50和夹紧套管52被升高，从 而使热交换管54的扩管后的突出部56a暴露出。接着，当驱动汽缸装置10并向下压与接触平台19、19接触的加压板12时，反抗平 衡器18、18的向上的压力而向下压喇叭口形平台16的力经由接触平台19和螺杆17、17被传递，导致喇叭口形平台16被降低。如图7A所示，由于降低了喇叭口形平台16，喇叭口形 冲头36的前端部被压入扩管后的突出部56。由于喇叭口形冲头36的前端部被压入扩管 后的突出部56内，喇叭口形冲头36的二次扩管部44能够形成直径比扩管后的突出部56a 的直径大的大直径部56b，并且喇叭口形冲头36的喇叭口形形成部46能够在大直径部56b 的前端部形成喇叭口形部56c。 之后，如图7B所示，驱动汽缸装置10并且通过使加压板12升高到预定位置，也使分离装置平台22和喇叭口形平台16升高到预定位置，从而使形成于热交换管54的前端部 的喇叭口形部56c等暴露出。在该状态下，能够移离散热片已经与扩管后的热交换管54成 为一体的散热片层53。
权利要求
一种扩管装置，所述扩管装置使插入到热交换管中的扩管头的最大直径部的外周面与所述热交换管的内壁面直接接触，以对所述热交换管进行扩管，由此使所述热交换管和所述热交换管贯穿的散热片层的散热片成为一体，其中，所述散热片层通过层叠多个散热片而成，所述扩管装置包括心轴，其具有安装到其前端的扩管头；夹具装置，其包括夹具套筒，其具有夹持部，该夹持部用于夹持所述热交换管的从所述散热片层的一侧突出并且已经被所述扩管头扩管过的扩管后的突出部的外周面，其中，所述夹持部的直径能够被作用于所述夹持部的外周面的挤压力减小；以及夹紧套管，其以能够在两个方向中的一个方向上沿所述夹具套筒的外周面滑动的方式设置，该两个方向为使所述夹具套筒的所述夹持部被挤压从而夹持所述热交换管的扩管后的突出部的方向；以及使所述夹具套筒的所述夹持部的挤压被释放从而停止对所述扩管后的突出部的夹持的方向；其中，所述扩管装置还包括插入部件，所述热交换管的突出部在所述夹具套筒的直径被所述夹紧套管减小的夹持部内被扩管，在所述热交换管的已经被扩管过的扩管后的突出部被所述夹具套筒的所述夹持部夹持的状态下，所述插入部件通过将所述扩管头插入到所述热交换管的还未被扩管的部分中，来对所述热交换管进行扩管并且使所述散热片和所述热交换管成为一体；和喇叭口形冲头，其以能沿所述心轴移动的方式设置并且具有形成于其前端部的喇叭口形形成部，在完成所述扩管头对所述热交换管的扩管的状态下，在所述夹具套筒的所述夹持部的夹持已经被释放之后，所述喇叭口形形成部在所述热交换管的所述扩管后的突出部形成喇叭口形部，其中，所述喇叭口形冲头还具有引导部，该引导部被形成为比所述喇叭口形形成部靠近所述喇叭口形冲头的前端，所述引导部具有与所述扩管头的最大外径相同的直径并且被插入到所述热交换管的在所述夹具套筒的所述夹持部内的所述扩管后的突出部中，从而支撑所述扩管后的突出部的内壁面。
2.根据权利要求1所述的扩管装置，其特征在于，当所述喇叭口形冲头的所述引导部已经被插入到所述热交换管的所述扩管后的突出 部中时，所述热交换管的位置被调整，使得所述热交换管的中心轴线与所述喇叭口形冲头 的中心轴线一致。
3.根据权利要求1所述的扩管装置，其特征在于，在所述喇叭口形冲头的所述喇叭口形形成部和所述引导部之间形成进行二次扩管的 二次扩管部，所述热交换管的已经经受由所述扩管头进行的一次扩管的所述扩管后的突出 部能够被所述二次扩管部进一步扩管。
4.根据权利要求2所述的扩管装置，其特征在于，在所述喇叭口形冲头的所述喇叭口形形成部和所述引导部之间形成进行二次扩管的 二次扩管部，所述热交换管的已经经受由所述扩管头进行的一次扩管的所述扩管后的突出 部能够被所述二次扩管部进一步扩管。
5.根据权利要求1所述的扩管装置，其特征在于，形成于所述夹具套筒的前端部的所述夹持部形成为锥形夹持部，所述锥形夹持部通过 沿所述夹持部的长度方向形成多个狭缝而被形成为多个分割片，并且所述锥形夹持部的内 径在所述夹紧套管已经被滑动以释放所述夹持部的挤压的情况下朝所述夹持部的前端逐 渐增大。
6.根据权利要求2所述的扩管装置，其特征在于，形成于所述夹具套筒的前端部的所述夹持部形成为锥形夹持部，所述锥形夹持部通过 沿所述夹持部的长度方向形成多个狭缝而被形成为多个分割片，并且所述锥形夹持部的内 径在所述夹紧套管已经被滑动以释放所述夹持部的挤压的情况下朝所述夹持部的前端逐 渐增大。
7.根据权利要求3所述的扩管装置，其特征在于，形成于所述夹具套筒的前端部的所述夹持部形成为锥形夹持部，所述锥形夹持部通过 沿所述夹持部的长度方向形成多个狭缝而被形成为多个分割片，并且所述锥形夹持部的内 径在所述夹紧套管已经被滑动以释放所述夹持部的挤压的情况下朝所述夹持部的前端逐 渐增大。
8.根据权利要求4所述的扩管装置，其特征在于，形成于所述夹具套筒的前端部的所述夹持部形成为锥形夹持部，所述锥形夹持部通过 沿所述夹持部的长度方向形成多个狭缝而被形成为多个分割片，并且所述锥形夹持部的内 径在所述夹紧套管已经被滑动以释放所述夹持部的挤压的情况下朝所述夹持部的前端逐 渐增大。
全文摘要
一种扩管装置。在热交换管的已经在夹具套筒的直径被夹紧套管减小的夹持部内被扩管过的扩管后的突出部被夹持部夹持的状态下，将扩管头插入热交换管的还未被扩管的部分以进行扩管。与此同时，形成于喇叭口形冲头上并且具有与扩管头的最大外径相同的直径的引导部被插入热交换管的由夹持部夹持的扩管后的突出部内。
文档编号B21D39/20GK101862793SQ20101014975
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月16日
发明者马场芳广 申请人:日高精机株式会社