JP2023150594A - 熱交換器の製造装置、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡便な機構により伝熱管の脱落を抑制できる熱交換器の製造装置を提供する。【解決手段】熱交換器の製造装置は、昇降運動により、保持した扁平管（20）をフィン（30）の上方からフィン溝部（33）に挿入する挿入ヘッド（73）と、挿入ヘッド（73）に保持された扁平管（20）を下支えする支持部（80）とを備える。【選択図】図１３

Description

本開示は、熱交換器の製造装置、及びその製造方法に関するものである。

特許文献１には、扁平に形成された伝熱管を伝熱フィンに挿入する熱交換器の組立装置が開示されている。組立装置は、伝熱フィンの各スロットに複数の伝熱管を挿入する伝熱管挿入手段を備える。

伝熱管挿入手段は、昇降運動する伝熱管把持手段を備える。伝熱管把持手段は、伝熱管を把持したまま、下方に配置された伝熱フィンまで下降する。伝熱管把持手段は、伝熱管の側面を弾性体により把持する押圧部材を有し、把持された伝熱管が落下することを抑制している。

特開２０２０－１６９７３４号公報

このような伝熱管把持手段では、複数の伝熱管を押圧して把持する押圧部材と、該押圧部材の押圧を制御する制御装置を設ける必要がある。このような押圧部材と熱交換器の製造装置より簡便に伝熱管の落下を抑制する機構を有する伝熱管把持手段が求められる。

本開示の目的は、比較的簡便な機構により扁平管の脱落を抑制できる熱交換器の製造装置を提供することにある。

本開示の第１の態様は、扁平管（20）と、細長の板状に形成され、且つ、長手方向に直交する向きに切り欠いたフィン溝部（33）を有するフィン（30）とを備えた熱交換器（10）の製造装置であって、昇降運動により、保持した前記扁平管（20）を前記フィン（30）の上方から前記フィン溝部（33）に挿入する挿入ヘッド（73）と、前記挿入ヘッド（73）に保持された前記扁平管（20）を下支えする支持部（80）とを備える製造装置である。

第１の態様では、支持部（80）は、扁平管（20）を下支えするだけなので挿入ヘッド（73）に保持された扁平管（20）の脱落を簡便に抑制できる。上記特許文献１の伝熱管把持手段では、扁平管（20）の板面を押圧子で押圧するため扁平管（20）が変形するおそれがあるところ、本開示の支持部（80）は扁平管（20）の下端を触れるので、扁平管（20）の変形を抑制できる。

本開示の第２の態様は、第１の態様において、
前記フィン（30）は、長手方向に直交する向きに複数配列され、
前記支持部（80）は、
配列された複数の前記フィン（30）の上に前記扁平管（20）が配置された状態を上方から見たときに、
前記扁平管（20）のうち、複数の前記フィン（30）の配列方向の両端に配置される２つの前記フィン（30）よりも外側にある部分を下支えする。

第２の態様では、支持部（80）が扁平管（20）のうち両端にあるフィン（30）よりも外側にある部分を下支えすることで、支持部（80）が挿入ヘッド（73）による扁平管（20）の挿入を干渉してしまうことを抑制できる。

本開示の第３の態様は、第１または第２の態様において、
前記支持部（80）は、前記扁平管（20）に接する第１動作と、前記扁平管（20）から離れる第２動作とを行う。

第３の態様では、支持部（80）は、第１動作により扁平管（20）を下支えできる。支持部（80）は、扁平管（20）のフィン溝部（33）への挿入後に第２動作により扁平管（20）から離れることができる。

本開示の第４の態様は、扁平管（20）と、細長の板状に形成され、且つ、長手方向に直交する向きに切り欠いたフィン溝部（33）を有するフィン（30）とを備えた熱交換器（10）の製造方法であって、
挿入ヘッド（73）が前記扁平管（20）を保持する工程と、
前記挿入ヘッド（73）に保持された前記扁平管（20）を下支えする工程と、
前記挿入ヘッド（73）の昇降運動により、前記フィン（30）の上方から前記扁平管（20）を前記フィン溝部（33）に挿入する工程とを含む
熱交換器の製造方法である。

図１は、実施形態にかかる熱交換器を備える空気調和機の構成を示す配管系統図である。 図２は、熱交換器の概略斜視図である。 図３は、図２のIII-III矢視断面を示す熱交換器の断面図である。 図４は、実施形態にかかる伝熱管の概略斜視図である。 図５は、実施形態にかかるフィンの要部を拡大した正面図である。 図６は、実施形態にかかる製造装置の概略構成を示す正面図である。 図７は、フィントレイ内にフィンが配置された状態を示す斜視図である。 図８は、実施形態にかかる伝熱管挿入部の概略構成を示す正面図である。 図９は、伝熱管挿入部の概略構成を示す側面図である。 図１０は、伝熱管挿入部の概略構成を示す上面図である。 図１１は、制御部と機器との関係を示すブロック図である。 図１２は、フィンと伝熱管とを組み立てるフローを示すフローチャートである。 図１３は、伝熱管挿入部が伝熱管を支持するときの伝熱管支持部の動作を示す図である。 図１４は、伝熱管挿入部が伝熱管をフィンに挿入するときの伝熱管支持部の動作を示す図である。 図１５は、伝熱管支持部が伝熱管を支持したときの状態を模式的に示した上面図である。 図１６は、変形例にかかる伝熱管挿入部の概略構成を示す正面図である。 図１７は、伝熱管挿入部の概略構成を示す側面図である。 図１８は、製造装置によるフィンと伝熱管とを組み立てるフローを示すフローチャートである。 図１９は、伝熱管支持部の動作を示す図である。 図２０は、その他の実施形態にかかる伝熱管が伝熱管支持部に支持された状態を示す図１５に相当する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、以下に説明する各実施形態、変形例、その他の例等の各構成は、本発明を実施可能な範囲において、組み合わせたり、一部を置換したりできる。

（１）空気調和機
空気調和機（110）は、室内空間を空調する。具体的に、図１に示すように、空気調和機（110）は、室外ユニット（111）および室内ユニット（112）を備える。室外ユニット（111）および室内ユニット（112）は、互いに液連絡配管（113）およびガス連絡配管（114）により接続される。このことで、空気調和機（110）では冷媒回路（120）が形成される。

室外ユニット（111）は、圧縮機（121）、室外熱交換器（123）および膨張弁（124）を有する。圧縮機（121）は、ガス連絡配管（114）から吸入した冷媒を圧縮して、液連絡配管（113）へ吐出する。室外熱交換器（123）は、室外空気と冷媒とを熱交換させる。膨張弁（124）は、液連絡配管（113）の冷媒を減圧する。室内ユニット（112）は、室内熱交換器（125）を有する。室内熱交換器（125）は、室外空気と冷媒とを熱交換させる。

（２）熱交換器
室外熱交換器（123）及び室内熱交換器（125）は、本開示の熱交換器（10）である。以下では、室外熱交換器（123）および室内熱交換器（125）を総称して熱交換器（10）を呼ぶ。

図２及び図３に示すように、本実施形態の熱交換器（10）は、第１ヘッダ集合管（16）と、一つの第２ヘッダ集合管（17）と、多数の伝熱管（20）と、多数のフィン（30）とを備える。第１ヘッダ集合管（16）、第２ヘッダ集合管（17）、伝熱管（20）、及びフィン（30）は、何れもアルミニウム合金製の部材である。

（２－１）ヘッダ集合管
図３に示すように、第１ヘッダ集合管（16）および第２ヘッダ集合管（17）は、中空の四角柱に形成される。第１ヘッダ集合管（16）および第２ヘッダ集合管（17）の長手方向の一側面には、複数の孔が形成される。この複数の孔は、複数の伝熱管（20）の端部が挿入する孔である。

第１ヘッダ集合管（16）には、複数の熱交換器（10）の一端が、第２ヘッダ集合管（17）には、複数の熱交換器（10）の他端が挿入される。

（２－２）伝熱管
図４に示すように、伝熱管（20）は、その一端から他端へ向かう伸長方向と直交する断面が、角の丸い長方形状となっている。伝熱管（20）は、厚さＨＴよりも幅ＷＴが長い扁平な形状に形成される。伝熱管（20）は、本開示の扁平管（20）である。以下の説明において、厚さ方向および幅方向は、それぞれ伝熱管（20）の上記断面における方向をいう。

伝熱管（20）には、隔壁（22）によって仕切られた複数の流路（21）が形成される。伝熱管（20）において、複数の流路（21）は、伝熱管（20）の伸長方向に沿って互いに平行に延び、それぞれが伝熱管（20）の両端面に開口する。また、伝熱管（20）において、複数の流路（21）は、伝熱管（20）の幅方向に一列に並んでいる。

伝熱管（20）は、フィン（30）に形成された各フィン溝部（33）に挿入されている。フィン溝部（33）に挿入された伝熱管（20）は、伸長方向が概ね水平方向となり、且つそれぞれの幅方向に沿う板面（F）が互いに向かい合う姿勢で配置される。複数の伝熱管（20）は、互いに一定の間隔をおいて一列に並んで配置される。

各伝熱管（20）は、その一端部が第１ヘッダ集合管（16）に挿入され、その他端部が第２ヘッダ集合管（17）に挿入される。各ヘッダ集合管（16,17）は、ロウ材を用いた接合であるロウ付けによって、伝熱管（20）に固定される。

（２－３）フィン
図５に示すように、フィン（30）は細長の板状部材である。フィン（30）は、概ね長方形に形成される。フィン（30）は、平板状の素材にプレス加工等を施すことによって形成される。以下では、フィン（30）の長辺方向を左右方向、短辺方向（幅方向）を上下方向として説明する場合がある。

フィン（30）は、複数のフィン溝部（33）を有する。フィン溝部（33）は、フィン（30）の長辺の一方に形成される。複数のフィン溝部（33）は、一定の間隔を空けてフィン（30）に設けられる。各フィン溝部（33）は、フィン（30）の長手方向に直交する向きに切り欠くように形成される。フィン溝部（33）は、フィン（30）の長辺から幅方向に切り欠くように形成される。フィン溝部（33）の開放端（34）から底面（35）までの長さは、伝熱管（20）の幅方向の長さに等しい。

フィン溝部（33）は、左右対称に形成される。フィン溝部（33）は、第１溝部（33a）および第２溝部（33b）を有する。第１溝部（33a）および第２溝部（33b）は、フィン溝部（33）の開放端（34）から底面（35）に向かって連続して形成される。

第１溝部（33a）の開放端（34）はフィン溝部（33）の開放端（34）である。第１溝部（33a）の下端は第２溝部（33b）の上端と一致する。第１溝部（33a）は、その上端から下端に向かって溝幅が徐々に狭くなるようにテーパ状に形成される。このことで、伝熱管（20）をフィン溝部（33）に挿入する際、伝熱管（20）の端部が第１溝部（33a）に当接し、第１溝部（33a）が該伝熱管（20）を第２溝部（33b）へガイドする。

第２溝部（33b）は、フィン溝部（33）の開放端（34）の溝幅よりも狭く形成される。第２溝部（33b）の溝幅は一定に形成される。第２溝部（33b）の溝幅は、伝熱管（20）の厚さ方向の長さよりもやや小さい。このように締め代を設けることで、伝熱管（20）は、第２溝部（33b）に隙間なく嵌合できる。第２溝部（33b）の底面（35）は、フィン溝部（33）の底面（35）である。第２溝部（33b）の底面（35）は、伝熱管（20）と隙間なく接することができるように、Ｕ字状に形成される。

フィン（30）は、フィンタブ（図示省略）を有する。フィンタブは、フィン（30）の一部を切り起こすように形成される。フィンタブは、フィン（30）の長手方向に所定の間隔を空けて配置される。複数のフィン（30）は、それぞれのフィン（30）が板厚方向に向かい合うように配置される。フィンタブが隣り合うフィン（30）に接することで、隣り合うフィン（30）とフィン（30）との間隔が一定に保たれる。

（３）熱交換器の製造装置
図６に示すように、本実施形態の製造装置（40）は、熱交換器（10）を組み立てる組み立て装置である。製造装置（40）は、フィン（30）のフィン溝部（33）に伝熱管（20）を挿入する。

本例の製造装置（40）は、基台（41）、フィン搬送部（50）、伝熱管搬送部（60）および伝熱管挿入部（70）を有する。伝熱管搬送部（60）、フィン搬送部（50）および伝熱管挿入部（70）は、基台（41）上面に並んで配置される。製造装置（40）を正面視して、伝熱管搬送部（60）は、伝熱管挿入部（70）の左側に、フィン搬送部（50）は、伝熱管挿入部（70）の右側に配置される。以下の説明において、「右」「左」「上」および「下」は、製造装置（40）を正面から見た場合の方向を指す。

（３－１）フィン搬送部
フィン搬送部（50）は、フィン（30）を伝熱管挿入部（70）に搬送する。本実施形態のフィン搬送部（50）は、第１搬送機構（52）とフィントレイ（51）とを有する。

第１搬送機構（52）は、ボールねじである。第１搬送機構（52）は、第１ねじ軸（53）と第１ナット部（54）とを有する。第１ねじ軸（53）は、基台（41）の右端から後述する受け渡し位置（P）まで伸びる。第１ねじ軸（53）は、図示しない所定のモータにより駆動され回転する。第１ねじ軸（53）には、第１ナット部（54）が螺合されている。

第１ナット部（54）は、第１ねじ軸（53）の回転により左右方向に移動する。第１ナット部（54）は、フィントレイ（51）の下面を固定している。フィントレイ（51）は、第１ナット部（54）の移動に伴って、第１ねじ軸（53）上を左右に移動する。

フィントレイ（51）の内部には、複数のフィン（30）が載置される（図７参照）。フィン（30）を載せたフィントレイ（51）は、右方から左方へ移動する。フィントレイ（51）内の複数のフィン（30）は、各フィン（30）のフィン溝部（33）の開放端が上を向いた状態で、左右方向に隣り合うように配列される。このとき、フィン（30）の並び方向からみて、各フィン（30）の対応するフィン溝部（33）が一致するように配列される。このように左右方向に一列に並んだフィン溝部（33）をフィン溝列（N）と呼ぶ。フィン溝列（N）の列数は、フィン溝部（33）の数と同数である。

（３－２）伝熱管搬送部
伝熱管搬送部（60）は、伝熱管（20）を伝熱管挿入部（70）に搬送する。本実施形態の伝熱管搬送部（60）は、第２搬送機構（62）と伝熱管トレイ（61）とを有する。

第２搬送機構（62）は、第１搬送機構（52）と同じボールねじである。第２搬送機構（62）は、第２ねじ軸（63）と第２ナット部（64）とを有する。第２ねじ軸（63）は、基台（41）の左端から後述する受け渡し位置（P）まで伸びる。第２ねじ軸（63）は、図示しない所定のモータにより駆動され、回転する。第２ねじ軸（63）には、第２ナット部（64）が螺合されている。

第２ナット部（64）は第２ねじ軸（63）の回転により、左右方向に移動する。第２ナット部（64）は、伝熱管トレイ（61）の下面を固定している。伝熱管トレイ（61）は、第２ナット部（64）の移動に伴って、第２ねじ軸（63）上を左右に移動する。

伝熱管トレイ（61）の内部には、複数のフィン（30）が載置される。伝熱管（20）を載せた伝熱管トレイ（61）は、左方から右方へ移動する。伝熱管トレイ（61）内の複数の伝熱管（20）は、前後方向に隣り合うように配置される。隣り合う伝熱管（20）は、伝熱管（20）の幅方向に沿う板面（F）が互いに向かい合っている。

（３－３）伝熱管挿入部
伝熱管挿入部（70）は、受け渡し位置（P）で伝熱管トレイ（61）から伝熱管（20）を受け取り、受け渡し位置（P）に移動したフィントレイ（51）の複数のフィン（30）の各フィン溝部（33）に伝熱管（20）を挿入する。

伝熱管挿入部（70）は、フレーム（71）、第１シリンダ（72）、挿入ヘッド（73）および伝熱管支持部（80）を有する。

フレーム（71）は、上下方向に伸びる４つの支柱（74）と、１つのヘッドフレーム（75）とを有する。支柱（74）は、伝熱管挿入部（70）を上からみて、伝熱管挿入部（70）の四隅のそれぞれに配置される。ヘッドフレーム（75）は、４つの支柱（74）の各上端を接続するように設けられる。

第１シリンダ（72）は、ヘッドフレーム（75）の中央に固定される。第１シリンダ（72）は、第１シリンダチューブ（72a）と第１ピストンロッド（72b）とを有している。第１シリンダ（72）は、例えば油圧シリンダである。第１シリンダチューブ（72a）内の油圧を調節することで、第１ピストンロッド（72b）は上下方向に伸縮する。

挿入ヘッド（73）は、第１ピストンロッド（72b）の下端に固定される。第１ピストンロッド（72b）の伸縮により、挿入ヘッド(73）は上下運動する。挿入ヘッド（73）は、概ね直方体に形成される。挿入ヘッド（73）の下面には複数の凹溝（76）が設けられる。凹溝（76）は、伝熱管（20）の上側部分が挿入される部分である。各凹溝は、左右方向に伸びる。複数の凹溝（76）は前後方向に並ぶ。隣り合う凹溝（76）の間隔は、隣り合う伝熱管（20）の間隔と同じである（図９および図１０参照）。

（３－４）伝熱管支持部
伝熱管支持部（80）は、挿入ヘッド（73）に把持された伝熱管（20）を保持する部材である。伝熱管支持部（80）は、挿入ヘッド（73）の左右両側から伝熱管（20）を下支えするように構成される。伝熱管支持部（80）は、挿入ヘッド（73）に設けられており、挿入ヘッド（73）と共に昇降運動する。伝熱管支持部（80）は、受け渡し位置（P）において挿入ヘッド（73）に保持された伝熱管（20）を下支えする。伝熱管支持部（80）は、伝熱管（20）を下支えしたまま挿入ヘッド（73）と共に上昇および下降する。伝熱管支持部（80）は、本開示の支持部（80）の一例である。

図８～図１０に示すように、伝熱管支持部（80）は、第１機構（80a）と第２機構（80b）とを有する。第１機構（80a）は挿入ヘッド（73）の左端に、第２機構（80b）は挿入ヘッド（73）の右端に設けられる。第１機構（80a）および第２機構（80b）は、左右対称の動作をする。第１機構（80a）および第２機構（80b）の構成部材は同一であり、かつ、左右対象に配置される。以下では、第１機構（80a）について説明し、第２機構（80b）の説明を省略する。

第１機構（80a）は、左右方向に往復運動する上部アーム部（81）と、上下方向に往復運動する下部アーム部（82）とを有する。

上部アーム部（81）は、第１上部アーム（81a）、第２上部アーム（81b）および中間アーム（81c）を有する。第１上部アーム（81a）は、挿入ヘッド（73）上面左端の前寄りと後ろ寄りとに配置される一対のアームである。第１上部アーム（81a）のそれぞれは左右に伸びる。各第１上部アーム（81a）は、挿入ヘッド（73）の上面に設けられる第１ガイドレール（83）に摺動可能に接続される。第１ガイドレール（83）は、左右方向に伸びる。

第２上部アーム（81b）は、各第１上部アーム（81a）の左端から下方に伸びる一対のアームである。第２上部アーム（81b）のそれぞれには、上下方向に伸びる第２ガイドレール（84）が設けられる。

第１機構（80a）は、第２シリンダ（85）および第３シリンダ（86）を有する。第２シリンダ（85）は、第２シリンダチューブ（85a）および第２ピストンロッド（85b）を有する。第２シリンダチューブ（85a）は、挿入ヘッド（73）上面の左端における前後端の中央寄りに配置される。第２ピストンロッド（85b）は、左右方向に伸縮する。第２ピストンロッド（85b）の先端には、中間アーム（81c）の上端が接続される。中間アーム（81c）は、２つの第２上部アーム（81b）の中間に配置され、上下方向に伸びる。

第３シリンダ（86）は、第３シリンダチューブ（86a）および第３ピストンロッド（86b）を有する。第３シリンダチューブ（86a）は、中間アーム（81c）の下端に設けられる。第３ピストンロッド（86b）は、上下方向に伸縮する。第３ピストンロッド（86b）の下端には、後述する第２下部アーム（82b）が接続される。

下部アーム部（82）は、第１下部アーム（82a）と第２下部アーム（82b）とを有する。第１下部アーム（82a）は、上下方向に伸びる一対のアームである。第１下部アーム（82a）は、第２上部アーム（81b）の第２ガイドレール（84）と摺動可能に接続する。

第２下部アーム（82b）は、前後方向に伸びる板状の部材である。第２下部アーム（82b）は、その上面において伝熱管（20）の端部を支持する。第２下部アーム（82b）は、その前端および下端のそれぞれにおいて、第１下部アーム（82a）の下端に固定される。第２下部アーム（82b）の中央には、第２ピストンロッド（85b）の先端が固定される。

第１機構（80a）および第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）は、第１動作および第２動作を行う。第１動作では、第２下部アーム（82b）が伝熱管（20）に接する動作である。第２動作では、第２下部アーム（82b）は伝熱管（20）から離れる動作である。第１動作および第２動作の詳細は後述する。

（３－５）制御部
図１１に示すように、製造装置（40）は、制御部（100）を有する。制御部（100）は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウェアを格納するメモリデバイスとを有する。制御部（100）は、製造装置（40）の各種の機器の動作を制御する。

（４）熱交換器の製造方法
本実施形態の熱交換器（10）の製造方法は、挿入ヘッド（73）が伝熱管（20）を保持する工程と、挿入ヘッド（73）に保持された伝熱管（20）を下支えする工程と、挿入ヘッド（73）の昇降運動により、フィン（30）の上方から伝熱管（20）をフィン溝部（33）に挿入する工程とを含む。以下、図１２～図１５を参照しながら具体的に説明する。図１３および図１４中の直線矢印は、各部位の移動する向きを示す。

ステップS11では、制御部（100）は、第２搬送機構（62）を動作させる。第２搬送機構（62）の動作により、複数の伝熱管（20）を載せた伝熱管トレイ（61）は、右方へ移動し受け渡し位置（P）に配置される。

ステップS12では、制御部（100）は、第２ピストンロッド（85b）を伸張させるように第２シリンダ（85）を制御する。このことで、第１機構（80a）の上部アーム部（81）および下部アーム部（82）は左方に移動する。第２機構（80b）の上部アーム部（81）および下部アーム部（82）は右方に移動する（図１３（Ａ））。

ステップS13では、制御部（100）は、第１ピストンロッド（72b）を伸張させるように第１シリンダ（72）を制御する。このことで、挿入ヘッド（73）は下降し、伝熱管（20）の上側部分が各凹溝（76）に挿入される（図１３（Ｂ））。このとき、第１機構（80a）の第２下部アーム（82b）の右端と伝熱管（20）の左端との間には十分な隙間があるため、挿入ヘッド（73）の下降時に該第２下部アーム（82b）が伝熱管（20）に接触しない。同様に、第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）の左端と伝熱管（20）の右端との間には十分な隙間があるため、挿入ヘッド（73）の下降時に該第２下部アーム（82b）が伝熱管（20）に接触しない。

ステップS14では、制御部（100）は、第２ピストンロッド（85b）を収縮させるように第２シリンダ（85）を制御する。このことで、第１機構（80a）の上部アーム部（81）および下部アーム部（82）は右方に移動し、第２機構（80b）の上部アーム部（81）および下部アーム部（82）は左方に移動する。第１機構（80a）および第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）のそれぞれは、伝熱管（20）における外側部分の真下に位置する（図１３（Ｃ））。本実施形態の外側部分は、伝熱管（20）の両端である。伝熱管（20）の「外側部分」について詳細は後述する。

ステップS15では、制御部（100）は、第３ピストンロッド（86b）を収縮させるように第３シリンダ（86）を制御する。このことで、第１機構（80a）および第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）は上昇して、伝熱管（20）の両端に接する（図１３（Ｄ））。具体的に、第１機構（80a）の第２下部アーム（82b）は、伝熱管（20）の左端の下面に接する。第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）は、伝熱管（20）の右端の下面に接する。このように、両第２下部アーム（82b，82b）は、複数の伝熱管（20）の外側部分を下支えする。本実施形態の伝熱管支持部（80）の第１動作は、ステップS12～S15の動作である。

ステップS16では、制御部（100）は、第１ピストンロッド（72b）を収縮させるように第１シリンダ（72）を制御する。このことで、挿入ヘッド（73）および伝熱管支持部（80）は、複数の伝熱管（20）を保持しながら上昇する（図１３（Ｅ））。このとき、複数の伝熱管（20）は、その両端においてが２つの第２下部アーム（82b）に下支えされているため、伝熱管（20）の脱落を抑制できる。

ステップS17では、制御部（100）は、伝熱管トレイ（61）を受け渡し位置（P）から左方へ移動させるように第２搬送機構（62）を制御する。

ステップS18では、制御部（100）は、第１搬送機構（52）を動作させる。第１搬送機構（52）の動作により、複数のフィン（30）を載せたフィントレイ（51）は、左方へ移動し、受け渡し位置（P）に配置される。このとき、複数の伝熱管（20）を保持した挿入ヘッド（73）の真下に、複数のフィン（30）が配置される（図１４（Ａ））。

ステップS19では、制御部（100）は、第１ピストンロッド（72b）を伸長させるように、第１シリンダ（72）を制御する。このことで、伝熱管支持部（80）は、伝熱管（20）を保持したまま、挿入ヘッド（73）と共に下降する。伝熱管（20）の真下には、対応するフィン溝列（N）が位置するため、挿入ヘッド（73）が下降を継続することで、各伝熱管（20）は、フィン溝列（N）のそれぞれに挿入される。（図１４（Ｂ））
このとき、伝熱管（20）における外側部分は、複数の伝熱管（20）が配列されたフィン（30）の上に配置された状態を上から見たときに、伝熱管（20）のうち、複数のフィン（30）の配列方向の両端に配置される２つのフィン（30）よりも外側にある（図１５参照）。第２下部アーム（82b）は、この外側部分の下端に接しているため、挿入ヘッド（73）が下降しても、第２下部アーム（82b）がフィン（30）に接触しない。このように、第２下部アーム（82b）がフィン（30）に干渉されることなく、伝熱管（20）をフィン溝部（33）に挿入できる。

ステップS20では、制御部（100）は、第３ピストンロッド（86b）が伸長するように第３シリンダ（86）を制御する。このことで、第１機構（80a）および第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）は下降し、伝熱管（20）の両側下面から離れる（図１４（Ｃ））。

ステップS21では、制御部（100）は、第２ピストンロッド（85b）が伸長するように第２シリンダ（85）を制御する。このことで、第１機構（80a）の第２下部アーム（82b）は左方へ移動し、第２下部アーム（82b）の右端が、伝熱管（20）の左端よりも右方に配置される。第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）は右方へ移動し、第２下部アーム（82b）の左端は、伝熱管（20）の右端よりも右方に配置される（図１４（Ｄ））。本実施形態の伝熱管支持部（80）の第２動作は、ステップS20～S21の動作である。

ステップS22では、制御部（100）は、第１ピストンロッド（72b）が収縮するように第１シリンダ（72）を制御する。このことで、挿入ヘッド（73）および伝熱管支持部（80）は上昇する（図１４（Ｅ））。その後、伝熱管（20）およびフィン（30）は次の工程に移送される。

ステップS23では、制御部（100）は、フィントレイ（51）を受け渡し位置（P）から右方へ移動させるように第１搬送機構（52）を制御する。

（５）特徴
（５－１）特徴１
本実施形態の熱交換器の製造装置（40）は、昇降運動により、保持した伝熱管（20）をフィン（30）の上方からフィン溝部（33）に挿入する挿入ヘッド（73）と、挿入ヘッド（73）に保持された伝熱管（20）を下支えする伝熱管支持部（80）とを備える。

本実施形態によると、伝熱管支持部（80）により伝熱管（20）が下支えされるため、挿入ヘッド（73）から伝熱管（20）が脱落することを抑制できる。また、伝熱管支持部（80）は、伝熱管（20）の下辺に当接しているだけであるため、伝熱管（20）を簡便に挿入ヘッド（73）に保持できる。加えて、伝熱管（20）に余分な力が加わることが抑制され、伝熱管（20）の変形や破損を抑制できる。

（５－２）特徴２
本実施形態の熱交換器（10）の製造装置（40）では、伝熱管支持部（80）は、配列された複数のフィン（30）上方に伝熱管（20）が配置された状態を上から見たときに、伝熱管（20）のうち、複数のフィン（30）の配列方向の両端に配置される２つのフィン（30）よりも外側にある部分を下支えする。

本実施形態によると、伝熱管（20）を保持した挿入ヘッド（73）がフィン溝部（33）に挿入するために下降したとき、挿入ヘッド（73）を上方からみると第２下部アーム（82b）は、伝熱管（20）の両端を下支えする。伝熱管（20）の両端は、フィン（30）の配列方向の両端に配置される２つのフィン（30）よりも外側にある外側部分である。そのため、挿入ヘッド（73）が下降しても第２下部アーム（82b）はフィン（30）に接触しない。このように、第２下部アーム（82b）がフィン（30）に干渉されることなく、伝熱管（20）をフィン溝部（33）に挿入できる。

（５－３）特徴３
本実施形態の熱交換器（10）の製造装置（40）では、第２下部アーム（82b）は、伝熱管（20）に接する第１動作と、伝熱管（20）から離れる第２動作とを行う。

本実施形態によると、第１動作により第２下部アーム（82b）は挿入ヘッド（73）に伝熱管（20）を保持し、第２動作により第２下部アーム（82b）は、フィン溝部（33）に挿入した伝熱管（20）から離れることができる。第１動作と第２動作とを交互に繰り返すことで、フィン（30）および伝熱管（20）の組み立てを連続して行うことができる。

（６）変形例
上記実施形態は、以下の変形例としてもよい。以下では、実施形態と異なる点について説明する。

本例の製造装置（40）では、伝熱管支持部（80）が上記実施形態の製造装置（40）のそれと異なる。以下、具体的に説明する。

図１６および図１７に示すように、本例の伝熱管支持部（80）の第１機構（80a）および第２機構（80b）のそれぞれは、モータ（91）、軸受部（92）、シャフト（93）および把持アーム（94）を有する。第１機構（80a）および第２機構（80b）は、左右対称の動作をする。第１機構（80a）および第２機構（80b）の構成部材は同一であり、かつ、左右対象に配置される。以下では、第１機構（80a）について説明し、第２機構（80b）の説明を省略する。

モータ（91）は、挿入ヘッド（73）の左側面の中央かつ上部に配置される。モータ（91）には、挿入ヘッド（73）の前端から後端に亘って伸びるシャフト（93）が接続される。シャフト（93）は、挿入ヘッド（73）の左側面の前端と後端にそれぞれ固定される軸受部（92）により軸受けされる。シャフト（93）はモータ（91）の駆動により、シャフト軸を中心に回転する。モータ（91）は制御部（100）により制御される。

把持アーム（94）は、伝熱管（20）を把持する。把持アーム（94）は、Ｌ字に形成される。具体的に、把持アーム（94）は、シャフト（93）から下方に向かって伸びる一対の第１アーム（94a）と、第１アーム（94a）の下端から挿入ヘッド（73）側に水平に伸びる第２アーム（94b）とを有する。一対の第１アーム（94a）の一方は、シャフト（93）の前端に、他方のシャフト（93）の後端に設けられる。以下では、挿入ヘッド（73）を正面に見て、把持アーム（94）が、挿入ヘッド（73）から遠ざかる方向に回転する方向を開方向と呼び、挿入ヘッド（73）に近づく方向に回転する方向を閉方向と呼ぶ。把持アーム（94）は、シャフト（93）の回転により、垂直方向に対して所定の角度開いた第１状態（図１６の破線）と、第２状態（図１６の実線）とに変化する。本例の伝熱管支持部（80）の第１動作は、第１状態から第２状態への動作をいい、第２動作は、第２状態から第１状態への動作をいう。

次に本例の製造装置（40）の動作について、図１８および図１９を参照しながら説明する。以下の説明において、伝熱管（20）の「左端」および「右端」は、上記実施形態の外側部分と同一である。伝熱管（20）の左端および右端を総称して両端と呼ぶ場合がある。また、図１９中の矢印は各部位の移動する向きを示す。

ステップS31は、上記実施形態のステップS11と同じであるため説明を省略する。

ステップS32では、制御部（100）は、第１機構（80a）および第２機構（80b）の把持アーム（94）が開方向に回動するようにモータ（91）を制御する。このことで、把持アーム（94）は、第２状態となる（図１９（Ａ））。

ステップS33では、制御部（100）は、第１ピストンロッド（72b）を伸張させるように第１シリンダ（72）を制御する。このことで、挿入ヘッド（73）は下降し、各凹溝（76）に伝熱管（20）の上部分が挿入される。このとき、第１機構（80a）の第２アーム（94b）の右端と伝熱管（20）の左端との間には十分な隙間があるため、第２下部アーム（82b）が、伝熱管（20）に接触しない。同様に、第２機構（80b）の第２アーム（94b）の左端と伝熱管（20）の右端との間には十分な隙間があるため、第２アーム（94b）が、伝熱管（20）に接触しない。

ステップS34では、制御部（100）は、第１機構（80a）および第２機構（80b）の把持アーム（94）が閉方向に回動するようにモータ（91）を制御する。このことで、把持アーム（94）は第１状態から第２状態に変化する。具体的に、第１機構の第２アーム（94b）は、伝熱管（20）の下方から伝熱管（20）の左端に向かって円弧を描くように回動し、伝熱管（20）の左端の下面に当接する。同様に、第２機構の第２アーム（94b）は、伝熱管（20）の下方から伝熱管（20）の右端に向かって円弧を描くように回動し、伝熱管（20）の右端の下面に当接する（図１９（Ｂ））。

ステップS35～S38は、上記実施形態のステップS16～S19と同じであるため説明を省略する。

ステップS39では、制御部（100）は、把持アーム（94）が開放方向に回動するようにモータ（91）を制御する。このことで、把持アーム（94）は第２状態から第１状態に変化する。具体的に、第１機構（80a）の第２アーム（94b）は、伝熱管（20）の左端の下面から離れるように、円弧を描いて伝熱管（20）の斜め下へ移動する。同様に、第２機構（80b）の第２アーム（94b）は、伝熱管（20）の右端の下面から離れるように、円弧を描いて伝熱管（20）の斜め下へ移動する。このとき、第１機構（80a）の第２アーム（94b）の右端は、伝熱管（20）の左端よりも左側にあり、第２機構（80b）の第２アーム（94b）の左端は、伝熱管（20）の右端よりも右側にある（図１９（Ｃ））。

ステップS40～S41は、上記実施形態のステップS22～S23と同じであるため、説明を省略する。

本例の伝熱管支持部（80）も、挿入ヘッド（73）からの伝熱管（20）の脱落を抑制すると共に、挿入ヘッド（73）に挿入された伝熱管（20）の変形や破損を抑制できる。

（７）その他の実施形態
図２０に示すように上記実施形態および上記変形例の製造装置（40）は、Ｕ字状伝熱管（20）に対しても適用できる。Ｕ字状伝熱管（20）は、１本の伝熱管（20）が中央の折り返し部（20a）を起点に折り返されることで形成される。Ｕ字状伝熱管（20）は、伝熱管トレイ（61）の一端側に伝熱管（20）の左端および右端が位置し、他端側に伝熱管（20）の折り返し部（20a）が位置する。このＵ字状伝熱管（20）の場合、上記実施形態および上記変形例の「外側部分」は、Ｕ字状伝熱管（20）の両端および折り返し部（20a）である。具体的には、上記実施形態の伝熱管支持部（80）では、ステップS15において、第１機構（80a）の第２下部アーム（82b）はＵ字状伝熱管（20）の折り返し部（20a）の下面に接し、第２機構（80b）の第２下部アーム（82b）はＵ字状伝熱管（20）の両端の下面に接する。ステップS18において、Ｕ字状伝熱管（20）が伝熱管支持部（80）に支持された状態で挿入ヘッド（73）が下降するとき、挿入ヘッド（73）を上方からみて、Ｕ字状伝熱管（20）の折り返し部（20a）および両端は「外側部分」であるため、フィン（30）に干渉されることなくＵ字状伝熱管（20）をフィン溝部（33）に挿入できる。

以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第１」、「第２」、…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。

以上説明したように、本開示は、熱交換器の製造装置、及びその製造方法について有用である。

１０ 熱交換器
２０ 伝熱管（扁平管）
３０ フィン
３３ フィン溝部
７３ 挿入ヘッド
８０ 伝熱管支持部（支持部）

Claims (4)

1. 扁平管（20）と、細長の板状に形成され、且つ、長手方向に直交する向きに切り欠いたフィン溝部（33）を有するフィン（30）とを備えた熱交換器（10）の製造装置であって、
   昇降運動により、保持した前記扁平管（20）を前記フィン（30）の上方から前記フィン溝部（33）に挿入する挿入ヘッド（73）と、
   前記挿入ヘッド（73）に保持された前記扁平管（20）を下支えする支持部（80）とを備える製造装置。
2. 前記フィン（30）は、長手方向に直交する向きに複数配列され、
   前記支持部（80）は、
   配列された複数の前記フィン（30）の上に前記扁平管（20）が配置された状態を上方から見たときに、
   前記扁平管（20）のうち、複数の前記フィン（30）の配列方向の両端に配置される２つの前記フィン（30）よりも外側にある部分を下支えする
   請求項１に記載の製造装置。
3. 前記支持部（80）は、前記扁平管（20）に接する第１動作と、前記扁平管（20）から離れる第２動作とを行う
   請求項１または２に記載の製造装置。
4. 扁平管（20）と、細長の板状に形成され、且つ、長手方向に直交する向きに切り欠いたフィン溝部（33）を有するフィン（30）とを備えた熱交換器（10）の製造方法であって、
   挿入ヘッド（73）が前記扁平管（20）を保持する工程と、
   前記挿入ヘッド（73）に保持された前記扁平管（20）を下支えする工程と、
   前記挿入ヘッド（73）の昇降運動により、前記フィン（30）の上方から前記扁平管（20）を前記フィン溝部（33）に挿入する工程とを含む
   熱交換器の製造方法。