JP5004979B2

JP5004979B2 - フィンスタック装置

Info

Publication number: JP5004979B2
Application number: JP2009038459A
Authority: JP
Inventors: 洵一小野; 隆広園田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: JP2010188506A

Description

本発明は、熱交換器用のフィンをスタックするフィンスタック装置に関するものである。

従来のフィンスタック装置は、熱交換器用フィンのスタック中に発生するスタックピンの倒れ対策として、スタッキング雇と称する箱型のものにフィン押さえ板を固定し、積層されたフィンの側面を支える構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−２１６８２４号公報（第２−３頁、第１図）

スタックとは、プレス機から搬送されてきたフィンをスタックピンと称するピンで刺すように受け止めてフィンを積層させることを言う。このスタック中にスタックピンが傾くと、スタックピンは、落下するフィンの穴を拾えないスタックミスという現象を起こすことがある。そのため、スタックピンの傾き防止対策としてフィン押さえ板を設けているが、従来のフィン押さえ板は、箱型のスタッキング雇に固定されているため、同じサイズのスタッキング雇を使用したまま、フィン押さえ板と積層したフィンの側面とのクリアランス調整ができないため、スタックピンの傾き矯正の際に必要なフィン押さえ板の押さえ具合の微調整と、その他に、積層するフィンの列数及び段数の変化への対応ができなかった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、積層されたフィンによりスタックピンが傾かないようにするフィンスタック装置を得るものである。

また、第２の目的は、スタックピンの傾き矯正の際に必要なフィン押さえ板の押さえ具合を微調整できるフィンスタック装置を得るものである。

また、第３の目的は、積層フィンの列数及び段数の変化に対応することができるフィン押さえを備えたフィンスタック装置を得るものである。

本発明に係るフィンスタック装置は、昇降板と、昇降板を貫通して設けられた複数のスタックピンと、搬送方向に対して直交する方向を列方向として各列に複数の穴を有し、搬送されてプレス機によりカットされたときに落下し、複数の穴のうち所定の穴にスタックピンが挿入され、昇降板に積層されるフィンと、フィンの列方向に互いに対向して配置され、それぞれ先端部にフィン押さえ板を有する第１及び第２の駆動部と、フィンの搬送方向に互いに対向して配置され、それぞれ先端部にフィン押さえ板を有する第３及び第４の駆動部とを備え、フィンの積層高さが所定の高さに達したときに昇降板を下降させ、これを繰り返すうちに昇降板が所定位置まで下降したとき、第１及び第２の駆動部を駆動してフィン押さえ板を前進させ、次いで、第３及び第４の駆動部を駆動してフィン押さえ板を前進させ、積層されたフィンの各側面を押さえるようにしたものである。

本発明においては、昇降板が所定位置まで下降したとき、第１及び第２の駆動部を駆動してフィン押さえ板を前進させ、次いで、第３及び第４の駆動部を駆動してフィン押さえ板を前進させ、積層されたフィンの各側面を押さえるようにしたので、スタックピンの倒れが発生する前に積層フィンの各側面を押さえることができ、このため、スタックピンの倒れによって生じるスタックミスを未然に防ぐことができる。

本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置を示す側面図である。実施の形態１に係るフィンスタック装置を上方から見て示す平面図である。サクションユニットにより搬送されるフィンを示す平面図である。積層されたフィンの倒れ方向を示す平面図である。サクションユニットのサクションプレートに貼り付いたフィンを示す斜視図である。実施の形態１のフィンスタック装置の制御を示すブロック図である。実施の形態１における制御盤の動作を示すフローチャートである。積層されたフィンの各側面を押さえた状態を示す平面図である。本発明の実施の形態２に係るフィンスタック装置のテーパ付きフィン押さえ板を示す正面図及び側面図である。本発明の実施の形態３に係るフィンスタック装置を上方から見て示す平面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置を示す側面図、図２は実施の形態１に係るフィンスタック装置を上方から見て示す平面図、図３はサクションユニットにより搬送されるフィンを示す平面図、図４は積層されたフィンの倒れ方向を示す平面図、図５はサクションユニットのサクションプレートに貼り付いたフィンを示す斜視図である。
これらの図において、フィンスタック装置本体６には、フィン押さえ用支柱５が取り付けられており、そのフィン押さえ用支柱５には、ベースユニット８側に延びるロッドレスシリンダー１３が取り付けられている。このロッドレスシリンダー１３には、上方から見てコの字状のアーム１４が摺動可能に取り付けられている。また、ロッドレスシリンダー１３の先端側には、アーム１４の停止位置を検知するためのオートスイッチが設けられている。

このアーム１４の両端には、熱交換器用のフィン４の段方向（図３参照）に直交する方向に長軸を取った長穴９１ａ、９１ｂを有する列方向位置調整部材９ａ、９ｂが取り付けられている。アーム１４の中央部とプレス機７には、フィン４の列方向（図３参照）に直交する方向に長軸を取った長穴１１１ａ、１１１ｂを有する段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂが取り付けられている。これら位置調整部材９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂは、四辺形に形成された板状のもので、各長穴９１ａ、９１ｂ、１１１ａ、１１１ｂを通ってアーム１４にねじ込まれたボルトによって固定されている。

また、列方向位置調整部材９ａ、９ｂには、第１及び第２の駆動部である列方向シリンダー１５ａ、１５ｂが取り付けられており、段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂには、第３及び第４の駆動部である段方向シリンダー１６ａ、１６ｂが取り付けられている。列方向シリンダー１５ａ、１５ｂのロッド先端部には、互いに対向する列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂが設けられており、段方向シリンダー１６ａ、１６ｂのロッド先端部には、互いに対向する段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂが設けられている。また、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂと段方向シリンダー１６ａ、１６ｂには、列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂと段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂの停止位置を検知するためのオートスイッチがそれぞれ設けられている。その停止位置は、積層されたフィン４の各側面にそれぞれの押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂが接触したときの位置である。

前述した熱交換器用のフィン４は、極めて薄い例えばアルミ薄板からなり、図３に示すように、列方向に所定間隔で区切られている。このフィン４には、段方向に複数の穴１９が設けられている。このように構成されたフィン４が積層されていった場合、積層フィン４の重みも増加するが、必ずしも全てのフィン４が後述するスタックピン３の軸方向に沿って綺麗に積層されるわけではない。これは、各フィン４の重量によるモーメントバランスが均等に取れないからである。例えば図４に示すように、フィン４の列方向においては、積層フィン４の中央付近の列は隣り合うフィン同士でモーメントが相殺され、また、フィン４の両側付近の列では積層フィン４の内側方向では隣り合うフィン４によりモーメントが相殺されるが、フィンの両端では外側方向にフィン４の重量によるモーメントが働くため、スタックピン３が積層フィン４の外側方向に向かって傾く。

そこで、本実施の形態では、スタックピン３が倒れる前に、列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂと段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂによって積層フィン４の各側面を押さえるようにしている。それぞれの押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの押さえる高さはスタックピン３の長さの半分より上の位置になるように、列方向シリンダー１５と段方向シリンダー１６とがそれぞれ配置されている。スタックピン３の長さの半分より上にしているのは、スタックピン３の長さの約半分程の高さまでフィン４が積層されてもスタックピン３が傾かないからである。

前述したスタックピン３は、フィンスタッカー装置本体６に設けられたベースユニット８にフィン４の列方向に２列設けられている。各列のスタックピン３は、昇降板２１を昇降可能に貫通し、フィン４の穴１９に挿入されるように配置されている。昇降板２１は、スタックが行われる前、スタックピン３の上部に位置している。スタックピン３の上方に位置するサクションユニット１は、下部にフィン４の列数と段数に応じた大きさのサクションプレート２が設けられ、サクションユニット１の吸引によりサクションプレート２にフィン４を貼り付け、その状態のまま図１、図５に示すように搬送されてくる。この位置までフィン４を搬送した場合、スタックピン３の先端とサクションプレート２の隙間は数mm程度である。このサクションユニット１は、プレス機７によってフィン４が所定の長さにカットされたときに、吸い込み動作を停止してサクションプレート２からフィン４が離れ下方に落ちる。

光電センサー２４は、サクションプレート２の側方に配置され、昇降板２１上に落下するフィン４の積層高さが所定の高さ（ワーク検知領域）に達したときにオン信号を出力する。この光電センサー２４は、積層フィン４がスタックピン３から溢れる直前の状態を検知させるために設けられている。近接センサー２３は、ベースユニット８の側面から上方に延びる近接センサー支柱２２に取り付けられ、下降する昇降板２１を検知したときにオン信号を出力する。この近接センサー２３は、積層フィン４の各側面を列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂと段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂで押さえるタイミングを検知するために設けられている。

次に、光電センサー２４及び近接センサー２３の検知に応じてフィンスタック装置本体６を制御する制御盤の動作について図６〜図８を参照しながら説明する。図６は実施の形態１のフィンスタック装置の制御を示すブロック図、図７は実施の形態１における制御盤の動作を示すフローチャート、図８は積層されたフィンの各側面を押さえた状態を示す平面図である。
本装置の運転開始により、サクションユニット１によってサクションプレート２に貼り付けられたフィン４がプレス機７にて所定の長さにカットされると、フィン４は、サクションプレート２から離れ、複数の穴１９のうちスタックピン３と対向する穴１９にそのスタックピン３が挿入し、その状態で昇降板２１の上面に落下する。

一方、制御盤２５は、光電センサー２４からのオン信号が連続入力されているかどうかを判定する（Ｓ１）。光電センサー２４は、フィン４が落下する度に一瞬のオン信号を出力しており、この一瞬のオン信号と区別するためである。制御盤２５は、光電センサー２４からのオン信号が連続入力でないと判定したとき待機し、オン信号の連続入力を検知したときは、昇降板２１を所定距離下降させる（Ｓ２）。光電センサー２４がオン信号を連続的に出力している場合は、昇降板２１に積層されているフィン４がスタックピン３から溢れる直前の状態である。

制御盤２５は、昇降板２１を下降させた際に、近接センサーからのオン信号が入力されたかどうかを判定し（Ｓ３）、その信号が入力されていないときは、Ｓ１に戻って前述した動作を繰り返す。また、近接センサー２３からのオン信号を検知したときは所定位置まで下降したと判定してアーム１４を前進させる（Ｓ４）。近接センサー２３がオン信号を出力するタイミングは、下降している昇降板２１の上面が各フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの下辺よりも低い位置（所定位置）に達したときである。

制御盤２５は、アーム１４を前進させた際に、ロッドレスシリンダー１３の先端側に設置されたオートスイッチを介してアーム１４が停止位置まで前進したかどうかを判定し（Ｓ５）、アーム１４の停止位置を検知していないときは、Ｓ４に戻ってアーム１４の前進を維持する。また、オートスイッチを介してアーム１４の停止位置を検知したときは、アーム１４の前進を停止させると共に、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂを前進させる（Ｓ６）。列方向シリンダー１５ａ、１５ｂを先に前進させているのは、前述したように、積層されたフィン４によってスタックピン３が列方向に傾くからであり、これを防止するためである。

制御盤２５は、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂを前進させた際に、オートスイッチを介して列方向シリンダー１５ａ、１５ｂの停止位置を検知したかどうかを判定し（Ｓ７）、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂの停止位置を検知していないときは、Ｓ６に戻って列方向シリンダー１５ａ、１５ｂの前進を維持する。また、オートスイッチを介して列方向シリンダー１５ａ、１５ｂの停止位置を検知したときは、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂの前進を停止させると共に、段方向シリンダー１６ａ、１６ｂを前進させる（Ｓ８）。列方向シリンダー１５ａ、１５ｂが停止位置で停止したときは、列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂが積層フィン４の列方向の側面を押さえている状態である。

制御盤２５は、段方向シリンダー１６ａ、１６ｂを前進させた際に、オートスイッチを介して段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの停止位置を検知したかどうかを判定し（Ｓ９）、段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの停止位置を検知していないときは、Ｓ８に戻って段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの前進を維持する。一方、オートスイッチを介して段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの停止位置を検知したときは、段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの前進を停止させ、前述した一連の動作を終了する。段方向シリンダー１６ａ、１６ｂが停止位置で停止したときは、段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂが積層フィン４の段方向の側面を押さえている状態である。

以上の動作によって、図８に示すように、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂの列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂが積層フィン４の列方向の側面を押さえ、段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂが積層フィン４の段方向の側面を押さえる。

それぞれのフィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂが作動したにもかかわらず、スタックピン３の倒れが発生した場合は、フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの機械調整が適切でないときなので、列方向位置調整部材９ａ、９ｂと段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂを長穴９１ａ、９１ｂ、１１１ａ、１１１ｂの寸法範囲内で移動させて、各フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂと積層フィン４の各側面とのクリアランスの調整を行い、それぞれのフィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの最適な位置を決定する。この最適な位置は、スタックピン３の倒れが発生する前の積層フィン４の各側面とそれぞれのフィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂとのクリアランスがゼロで、かつそのフィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂが積層フィン４の各側面に丁度触れる位置である。

以上のように実施の形態１によれば、近接センサー２３からのオン信号を検知したときに、先ず、列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂで積層フィン４の列方向の側面を押さえ、次いで、段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂで積層フィン４の段方向の側面を押さえるようにしたので、スタックピン３の倒れが発生する前に積層フィン４の各側面を押さえることができ、このため、スタックピン３の倒れによって生じるスタックミスを未然に防ぐことができる。また、列方向位置調整部材９ａ、９ｂと段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂによる列方向シリンダー１５ａ、１５ｂと段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの位置調整を行うことができるので、スタックピン３の倒れに対してそれぞれのフィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの前進位置を最適な場所に設定でき、スタックミスを未然に防ぐことができ、歩留まり向上を図ることが可能になる。

また、スタックピン３の倒れる前に列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂと段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂとで積層フィン４の各側面を押さえるようにしているので、スタックピン３が曲がるということがなくなり、このため、本装置の長期使用が可能になる。

なお、実施の形態１では、それぞれのフィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂと積層フィン４の各側面との間にクリアランスが生じた場合、列方向位置調整部材９ａ、９ｂと段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂを長穴９１ａ、９１ｂ、１１１ａ、１１１ｂの寸法範囲内で移動させて、各フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂと積層フィン４の各側面とのクリアランスの調整を行うようにしたが、列方向位置調整部材９ａ、９ｂの長穴９１ａ、９１ｂの長さをさらに長くし、段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂの列方向に平行な方向の幅を変えることで積層フィン４の列数の変化への対応が、また、段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂの長穴１１１ａ、１１１ｂの長さをさらに長くし、列方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂの積層フィン４の段方向に平行な方向の幅を変えることで積層するフィン４の段数の変化への対応が可能になる。

実施の形態２．
以上の実施の形態１では、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂの列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂと段方向シリンダー１６ａ、１６ｂの段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂをそれぞれ平らな板として説明したが、実施の形態２は、図８に示すように、フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの上辺に、積層されたフィンの側面に対して外方に傾斜するテーパー部１７を設けたものである。

実施の形態２においては、フィンスタック装置自体の構成と動作は、実施の形態１と同様であり、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂにテーパー部１７を有する列方向フィン押さえ板１０ａ、１０ｂを、また、段方向シリンダー１６ａ、１６ｂに前記と同様のテーパー部１７を有する段方向フィン押さえ板１２ａ、１２ｂをそれぞれ付け替えて使用する。

このように、各フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂにテーパー部１７を設けることで、落下してくるフィン４が各フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの上部のエッジに引っかからないようになり、フィン４を滑らかに落下させることができる。

実施の形態３．
実施の形態３は、図１０に示すように、列方向位置調整部材９ａ、９ｂに、その調整部材９ａ、９ｂに固定された角度調整用軸１８を中心として回動可能な列方向シリンダー１５ａ、１５ｂを取り付け、また、段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂに、その調整部材９ａ、９ｂに固定された角度調整用軸１８を中心として回転可能な段方向シリンダー１６ａ、１６ｂを取り付けたものである。

この構成により、図９に示す矢印のように、列方向シリンダー１５ａ、１５ｂと段方向シリンダー１６ａ、１６ｂをそれぞれ、角度調整用軸１８を中心として積層フィン４の各側面に対し角度を調整できる。この調整により、フィン押さえ板のフィン４の列方向に直交する方向の角度を調整することが可能になる。

実施の形態３においては、それぞれの列方向位置調整部材９ａ、９ｂと段方向位置調整部材１１ａ、１１ｂを長穴９１ａ、９１ｂ、１１１ａ、１１１ｂの寸法範囲内で移動させて、各フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂと積層フィン４の各側面とのクリアランスの調整を行うことができる上に、各フィン押さえ板１０ａ、１０ｂ、１２ａ、１２ｂの角度を角度調整用軸１８で調整することができる。このため、よりスタック性が向上するという効果がある。

１サクションユニット、２サクションプレート、３スタックピン、４フィン、５フィン押さえ用支柱、６フィンスタック装置本体、７プレス機、８ベースユニット、９ａ，９ｂ列方向位置調整部材、９１ａ、９１ｂ長穴、１０ａ，１０ｂ列方向フィン押さえ板、１１ａ，１１ｂ段方向位置調整部材、１１１ａ、１１１ｂ長穴、１２ａ，１２ｂ段方向フィン押さえ板、１３ロッドレスシリンダー、１４アーム、１５ａ，１５ｂ列方向シリンダー、１６ａ，１６ｂ段方向シリンダー、１７テーパ付きフィン押さえ板、１８角度調整用軸、１９穴、２１昇降板、２２近接センサー支柱、２３近接センサー、２４光電センサー、２５制御盤。

Claims

昇降板と、
該昇降板を貫通して設けられた複数のスタックピンと、
搬送方向に対して直交する方向を列方向として各列に複数の穴を有し、搬送されてプレス機によりカットされたときに落下し、前記複数の穴のうち所定の穴に前記スタックピンが挿入され、前記昇降板に積層されるフィンと、
該フィンの列方向に互いに対向して配置され、それぞれ先端部にフィン押さえ板を有する第１及び第２の駆動部と、
前記フィンの搬送方向に互いに対向して配置され、それぞれ先端部にフィン押さえ板を有する第３及び第４の駆動部とを備え、
前記フィンの積層高さが所定の高さに達したときに前記昇降板を下降させ、これを繰り返すうちに当該昇降板が所定位置まで下降したとき、前記第１及び第２の駆動部を駆動してフィン押さえ板を前進させ、次いで、前記第３及び第４の駆動部を駆動してフィン押さえ板を前進させ、積層されたフィンの各側面を押さえるようにしたことを特徴とするフィンスタック装置。
前記所定位置は、前記昇降板の上面が前記フィン押さえ板より低い位置まで下降したときであることを特徴とする請求項１記載のフィンスタック装置。
前記第１及び第２の駆動部と前記第３及び第４の駆動部とが個々に取り付けられ、前記フィン押さえ板の前進方向を長軸とする複数の長穴をそれぞれ有し、この複数の長穴の寸法内で前記フィン押さえ板の位置を調整するための４つの位置調整部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のフィンスタック装置。
前記フィン押さえ板は、四辺形に形成され、その上辺に、積層されたフィンの側面に対して外方に傾斜するテーパー部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のフィンスタック装置。
前記４つの位置調整部材にそれぞれ前記第１及び第２の駆動部と前記第３及び第４の駆動部を回動可能に設け、前記フィン押さえ板の前記フィンの列方向に直交する方向の角度を調整することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のフィンスタック装置。