JP5295290B2 - 扁平チューブ用フィンの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、扁平チューブを用いた熱交換器用のフィンの製造装置に関する。

従来のクーラー等の熱交換器は、熱交換チューブを挿入する透孔が複数個穿設された熱交換器用フィンが複数枚積層されて構成されているものが一般的である。
かかる熱交換器用フィンは、図５に示す熱交換器用フィンの製造装置によって製造される。
熱交換器用フィンの製造装置には、アルミニウム等の金属製の薄板１０がコイル状に巻かれたアンコイラー１２が設けられている。アンコイラー１２からピンチロール１４を経て引き出された薄板１０は、オイル付与装置１６に挿入され、加工用オイルをその表面に付着され、プレス装置１８内に設けられた金型装置２０に供給される。

金型装置２０は、内部に上下動可能な上型ダイセット２２と、静止状態にある下型ダイセット２４とが設けられている。この金型装置２０によって、透孔の周囲に所定高さのカラーが形成された複数個のカラー付き透孔（図示せず）が所定の方向に所定の間隔で形成される。
以下、金属製の薄板に透孔等が加工されたものを、金属帯状体１１と称する。金属帯状体１１は、所定方向に所定距離移送された後、カッター２６によって所定長さに切断される。所定長さに切断された製品（熱交換器用フィン）は、スタッカ２８に収容される。スタッカ２８は、鉛直方向に立設された複数のピン２７を有しており、透孔内にピン２７を挿入させて製造された熱交換器用フィンを積層している。

特開平５−１９２７２８号公報

従来の熱交換器用フィンは、金属帯状体に熱交換チューブが挿入される複数の透孔を穿設されたものであった。
しかしながら現在、多穴の扁平チューブを用いた熱交換器が開発されてきている。この扁平チューブを用いた熱交換器用フィン（以下、扁平チューブ用フィンと称する場合がある）を図６（ａ）、（ｂ）に示す。

扁平チューブ用フィン３０は、扁平チューブ３２が挿入される切り欠き部３４が複数箇所に形成されており、切り欠き部３４と切り欠き部３４との間は、ルーバー３５が形成された板状部３６が形成されている。
切り欠き部３４は、フィン３０の幅方向の一方側からのみ形成されている。したがって、切り欠き部３４と切り欠き部３４との間の複数の板状部３６は、長手方向に沿って伸びる連結部３８によって連結されている。

ところで、このような扁平チューブ用フィンを従来の熱交換器用フィン製造装置によって製造しようとすると、以下のような問題が生じていた。
従来の熱交換器用フィンは、複数の透孔が穿設されており、製造されたフィンは、透孔を貫通するようなピン２７が配置されたスタッカ２８に積層させている。ところが、上記の扁平チューブ用フィンにおいては、透孔が形成されているわけではないので、積層させる際にピンを挿入して整列させることができない。また、扁平チューブ用フィンは、幅方向に対称な形状をしていないので、幅方向の重量バランスが偏っており、単に積層させようとしても積層がうまくいかないおそれが考えられる。
そこで、扁平チューブ用フィンを製造する際には、どのように積層させて収納するかという点に課題があった。

そこで本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、透孔が形成されていない扁平チューブ用フィンを確実に製造可能とする製造装置を提供することにある。

本発明にかかる扁平チューブ用フィンの製造装置によれば、幅方向の一方側から他方側に向けて、熱交換用の扁平チューブを挿入させる切り欠き部が形成されてなる扁平チューブ用フィンを製造する製造装置において、未加工の金属製の薄板に切り欠き部を形成して金属帯状体とする金型装置が設けられたプレス装置と、切り欠き部が形成されてなる金属帯状体を所定幅に切断し、幅方向に複数本整列してなる製品幅の金属帯状体を形成する列間スリット装置と、列間スリット装置によって形成された複数本の製品幅の金属帯状体のそれぞれを、所定長さに切断するカットオフ装置とを具備し、カットオフ装置によって所定長さに切断されて形成された左右の重量バランスが異なっている扁平チューブ用フィンを安定して積層させるために、上面が開口し、上面以外は壁部で囲まれた箱状のマガジンが、切断装置の下流側に幅方向に複数整列して配置されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、製造された扁平チューブ用フィンを積層させるために、幅方向に複数並んだマガジンを用いることができる。マガジンは箱状であって、上面以外は壁部で囲まれている。このため、扁平チューブ用フィンのようにピンを挿入できる透孔がなく、且つ左右の重量バランスが偏っている場合であっても、壁部に囲まれているマガジン内には安定して積層することが可能となり、製造が容易且つ確実に行われる。

また、前記カットオフ装置には、幅方向に複数本整列してなる製品幅の金属帯状体のそれぞれが、互いに所定間隔をあけて進入するように設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、製造された各扁平チューブ用フィンを各マガジンに確実に収納させることができる。すなわち、各マガジンは箱状に形成されているのでそれぞれ壁部の厚さが存在するが、幅方向に複数のマガジンを隣接させて配置した場合に、各壁部の厚さ分だけマガジンの収納部分は幅方向に離れたところに存在することとなる。しかしながら、列間スリット装置で金属製薄板を幅方向に複数切断して、その後のカットオフ装置において切断後の各扁平チューブ用フィン同士の間の隙間が十分にあいていないと、各マガジンの収納部分の位置と各扁平チューブ用フィンの位置がずれてしまい、マガジンへ扁平チューブ用フィンを確実に収納することができない。そこで、この構成を採用することで、カットオフ装置には幅方向に所定間隔をあけて金属帯状体を進入させることにより、マガジンの収納部分に合わせた位置で扁平チューブ用フィンを形成することができる。

さらに、前記カットオフ装置内には、前記金型装置と前記列間スリット装置によって形成された金属帯状体を移送方向へ送り出す送り装置が設けられ、前記金型装置と前記列間スリット装置によって形成された金属帯状体の移送方向下流側先端部を把持し、移送方向に金属帯状体を牽引するシャトルフィーダ装置が設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、カットオフ装置から送り出された金属帯状体をマガジンへ収納させる際に、マガジンの上方へ確実に搬送させることができる。

さらに、前記カットオフ装置は、送り装置が前記シャトルフィーダ装置の牽引動作の開始と同時又は前記シャトルフィーダ装置の牽引動作の開始時よりも早い時点において、金属帯状体の送り動作を開始し、前記シャトルフィーダ装置の牽引動作完了後に金属帯状体を所定長さに切断する切断装置が設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、シャトルフィーダ装置による牽引動作と同時又はそれよりも早くカットオフ装置から金属帯状体が送り出されるように動作するので、シャトルフィーダ装置による無理な牽引動作が無く、金属帯状体が確実に送り出される。

なお、前記マガジンの上方に配置され、前記シャトルフィーダ装置により牽引された金属帯状体の上面を牽引動作終了後に吸着保持し、シャトルフィーダ装置が金属帯状体の把持を解除した後、前記カットオフ装置により所定長さに切断されて形成された扁平チューブ用フィンを吸着保持しつつマガジンの上面開口部近傍に下降し、扁平チューブ用フィンの吸着保持を解除することによって、扁平チューブ用フィンをマガジン内に落下収納させるサクション装置が設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、マガジン内への扁平チューブ用フィンの収納を確実に行うことができる。

また、前記金型装置によって形成される金属帯状体は、２つの製品が互いの切り欠き部の開口側が隣接するように対峙して配置されていることを特徴としてもよい。
これによれば、金型装置の左右の荷重バランスが良くなる。

本発明によれば、透孔が形成されていない扁平チューブ用フィンの製造を確実に行うことができる。

本発明に係る扁平チューブ用フィンの製造装置の概略の全体構成を示す側面図である。 図１の金型装置によって加工された金属帯状体の平面図である。 製造された扁平チューブ用フィンを積層して収納させる部位の説明図である。 マガジンの斜視図である。 従来の熱交換器用フィンの製造装置の概略の全体構成を示す側面図である。 （ａ）扁平チューブ用フィンの平面図である。（ｂ）扁平チューブ用フィンの側面図である。

本発明に係る扁平チューブ用フィンの製造装置の全体構成を図１に示す。
アルミニウム等の未加工の金属製の薄板４１は、アンコイラー４０にコイル状に巻回されている。アンコイラー４０から引き出された薄板４１は、ループコントローラ４２内に挿入され、間欠送りされる薄板４１のばたつきがループコントローラ４２によって抑えられる。

ループコントローラ４２の下流側には、ＮＣフィーダ４４が設けられている。ＮＣフィーダ４４は、薄板４１の上面と下面とに接触する２つのローラから構成されており、２つのローラが回転駆動することにより、薄板４１を互いに挟み込んで薄板４１を間欠送りする。
ＮＣフィーダ４４の下流側には、金型装置４６が内部に配置されたプレス装置４８が設けられている。プレス装置４８において、薄板４１が金型装置４６によって所定の形状の金属帯状体４９に形成される。

ここで形成される金属帯状体４９を図２に示す。
図２に示す金属帯状体４９は、搬送方向Ａに直交する幅方向に４つの製品が並んで形成されている。
金属帯状体４９の各製品については、図６を参照して説明するが、扁平チューブ３２が挿入される切り欠き部３４が複数箇所に形成されており、切り欠き部３４と切り欠き部３４との間は、ルーバー３５が形成された板状部３６が形成されている。また、ルーバー３５の幅方向の両端部側には、金属製の薄板が切り起こされて形成された開口部３７が形成されている。１つのルーバー３５に対する２つの開口部３７，３７のうち、一方側の開口部３７は、板状部３６の先端部側に形成されている。

切り欠き部３４は、フィン３０の幅方向の一方側からのみ形成されている。したがって、切り欠き部３４と切り欠き部３４との間の複数の板状部３６は、長手方向に沿って伸びる連結部３８によって連結されている。
上記の１つのルーバー３５に対する２つの開口部３７，３７のうち、他方側の開口部３７は、この連結部３８上に形成されている。

図２の金属帯状体４９は、２つの製品が、互いの切り欠き部３４の開口側が隣接するように対峙して配置されている組が、２組形成されている。すなわち、２つの製品の切り欠き部３４の開口側が対峙して配置された組が、互いの連結部３８同士が隣接するように配置されている。
このように、４つの製品を相対するように配置することによって、金型の左右の荷重バランスが良くなる。

なお、図２のような金属帯状体と異なり、複数の製品の切り欠き部３４の開口側が全て一方方向に向いて配置させてしまうと、各製品を切り離す列間スリット装置５２（後述する）によって各製品間を切り離す際に、切り欠き部３４とそうでない部位との間で、切断位置のずれによる切断片（ヒゲ：切断不良）が生じてしまう可能性が高い。したがって、複数の製品の切り欠き部３４の開口側が全て一方方向に向いて配置させる場合には、切り欠き部３４の開口部の境目ではなく、連結部３８部分に進入した位置まで切り欠き部３４の開口部分を若干広げ、切断させる必要が出てくる。しかし、この場合だと断面に段差が生じてしまうし、また金型の左右の荷重バランスが悪くなる。したがって、図２に示したような配置で複数の製品を製造することが好ましい。

製造装置の全体構成の説明に戻る。
プレス装置４８内の金型装置４６で形成された金属帯状体４９は、プレス装置４８の下流側に設けられている送り装置５０によって間欠的に搬送方向に送られる。送り装置５０の送りタイミングは、ＮＣフィーダ４４と連動して動作するように設けられており、安定した間欠送りを可能とする。

送り装置５０は、水平方向に移動可能な往復動ユニット５１が、初期位置と移送位置との間を往復動して金属帯状体４９を牽引する。往復動ユニット５１の上面には、送りピン５５が上方に突出して配置されており、送りピン５５が金属帯状体４９に形成された切り欠き部３４又は開口部３７内に下方から進入し、送りピン５５が牽引することで金属帯状体４９は移送位置まで移動する。

送り装置５０の下流側には、列間スリット装置５２が設けられている。列間スリット装置５２は、金属帯状体４９の上面側に配置された上刃５３と、金属帯状体４９の下面側に配置された下刃５４とを有する。列間スリット装置５２は、プレス装置４８の上下動動作を利用して動作するように設けるとよい。
上刃５３及び下刃５４は、金属帯状体４９の搬送方向に長尺に形成されており、間欠送りされる金属帯状体４９を、噛み合わせた上刃５３と下刃５４とで切断し、搬送方向に長い帯状の製品（以下、製品幅の金属帯状体と称する場合がある）を製造する。

列間スリット装置５２によって製品幅に切断された、複数本の製品幅の金属帯状体４９は、カットオフ装置６０内に送り込まれる。
なお、カットオフ装置６０に送り込まれる前に、複数本の製品幅の金属帯状体４９は、隣り合う製品幅の金属帯状体４９同士の間を所定間隔（後述するマガジンの板厚にもよるが、５〜１０ｍｍ程度）あけるように配置される。また、カットオフ装置６０に送り込まれる前には、複数本の製品幅の金属帯状体４９は、カットオフ装置６０による１回の送り長さよりも長い長さを一時的に溜めるため、下方に撓ませるようにしている。

カットオフ装置６０内には、搬送方向に各製品幅の金属帯状体４９を間欠的に搬送する送り装置６２が設けられている。送り装置６２の構造としては、プレス装置４８の下流側に設けられている送り装置５０の構造よりも、１回の送り長さが長くすることができるような構成となっている。
送り装置６２は、水平方向に移動可能な搬送ユニット６４が、所定距離移動することにより製品幅の金属帯状体４９をプレス装置４８側から牽引し、カットオフ装置６０の下流側に押し出す。搬送ユニット６４の上面には、製品幅の金属帯状体４９の数だけ水平方向に並んだ複数列の送りピン６５が列状に上方に突出して配置されている。送りピン６５が各製品幅の金属帯状体４９に形成された切り欠き部３４又は開口部３７内に下方から進入し、送りピン６５が牽引することで各製品幅の金属帯状体４９は移送位置まで移動する。

送り装置６２の下流側には、切断装置６６が設けられている。
切断装置６６は、各製品幅の金属帯状体４９を所定長さに切断することにより、最終的な扁平チューブ用フィン３０を作成する。切断装置６６は、各製品幅の金属帯状体４９の上面側に配置された上刃６８と、各製品幅の金属帯状体４９の下面側に配置された下刃６９とを有する。
上刃６８と下刃６９とが型閉じすることによって、各製品幅の金属帯状体４９が搬送方向に沿って所定長さに切断され、扁平チューブ用フィン３０が製造される。

カットオフ装置６０の下流側の構成については図３に更に詳細に示す。
カットオフ装置６０の下流側には、金型装置４６と列間スリット装置５２によって製造された金属帯状体４９を牽引してカットオフ装置６０から引き出すシャトルフィーダ装置７０が設けられている。
シャトルフィーダ装置７０は、引き出し方向に沿って伸びる長尺なガイドレール７１と、ガイドレール７１に沿って移動するベース部７２と、ベース部７２上に設けられて金属帯状体４９の端部を把持するクランプ部７４とを備えている。

ベース部７２は、リニアモータ又はリニアアクチュエータにより直線方向に往復動するように設けられている。
また、クランプ部７４は、金属帯状体４９の端部を上下方向で挟み込むように、上下に配置された２本の爪部７４ａ，７４ｂを有している。２本の爪部７４ａ，７４ｂは、自在に開閉可能となるように設けられている。
シャトルフィーダ装置７０には、ベース部７２を直線方向に移動させるように制御し、またクランプ部７４の開閉動作を制御可能な制御部７５が設けられている。

シャトルフィーダ装置７０の制御部７５は、カットオフ装置６０内部の送り装置６２と連動してベース部７２の直進動作及びクランプ部７４のクランプ動作を実行する。
具体的には、カットオフ装置６０の送り装置６２は、シャトルフィーダ装置７０の牽引動作の開始と同時又はシャトルフィーダ装置７０の牽引動作の開始時よりも早い時点において送り動作を開始するように動作する。すなわちシャトルフィーダ装置７０側からの制御では、送り装置６２の送り動作の開始と同時又は送り装置６２の送り動作開始よりも遅く牽引動作を開始するように動作するのである。
これによれば、シャトルフィーダ装置７０による無理な牽引動作が無く、金属帯状体４９が確実に送り出されることができる。

図４にマガジンの斜視図を示す。
カットオフ装置６０の下流側であって、シャトルフィーダ装置７０の下方には、製造された扁平チューブ用フィン３０を収納するマガジン７６が、幅方向（搬送方向に対して直交する方向）に複数形成される扁平チューブ用フィン３０の数だけ配置されている。
各マガジン７６は、上面が開口した箱状（直方体形状）をしており、その幅及び長さは、各扁平チューブ用フィン３０の幅及び長さに合わせた大きさとなっている。

また、各マガジン７６は、それぞれ所定の厚さの壁部７７で囲まれているので、隣接するマガジン７６の開口した収納部同士は、壁部７７の厚さ×２の距離だけ離れていることとなる。したがって、少なくともカットオフ装置６０から引き出された金属帯状体４９同士は幅方向に少なくともマガジン７６の壁部７７の厚さ×２の距離だけ間隔をあけていると、扁平チューブ用フィン３０を確実にマガジン７６に収納できる。このため、本実施形態では、上述したように、カットオフ装置６０に、切断前の複数の製品幅の金属帯状体４９同士を所定間隔あけて進入させるようにしている。

また、マガジン７６の上方には、サクション装置８０が設けられている。サクション装置８０は、シャトルフィーダ装置７０により牽引された金属帯状体４９の上面を吸着保持し、切断装置６６によって所定長さに切断して扁平チューブ用フィン３０とした後にマガジン７６の上面まで下降してから吸引保持を解除して扁平チューブ用フィン３０をマガジン７６内に落下、収納させる機能を有している。
サクション装置８０としては、内部に吸引ポンプ（図示せず）が設けられ、吸引ポンプによる吸引力によって金属帯状体４９の上面を保持し、吸引ポンプによる吸引を停止することによって、扁平チューブ用フィン３０の吸引保持が解除されて扁平チューブ用フィン３０を落下させることができる。このとき、サクション装置８０に、サクション装置８０側からマガジン７６に扁平チューブ用フィン３０を押し込む補助機構（図示せず）を設けると、さらに確実にマガジン７６への収納が可能となる。

また、サクション装置８０は、上下動可能に設けられており、その上下動動作及び吸引動作は、シャトルフィーダ装置７０の牽引動作及びクランプ動作と連動して行われる。
まず、シャトルフィーダ装置７０のクランプ部７４が、金属帯状体４９を把持してマガジン７６の開口部の上方へ牽引する。この位置でサクション装置８０は金属帯状体４９の上面まで下降して吸引動作を開始する。サクション装置８０の吸引動作開始と同時に、シャトルフィーダ装置７０ではクランプ部７４の把持動作を解除する。すると金属帯状体４９はサクション装置８０に吸引保持され、一方では切断装置６６が動作して金属帯状体４９を所定長さに切断し、扁平チューブ用フィン３０として形成される。

そして、サクション装置８０は、扁平チューブ用フィン３０を吸引保持したまま、マガジン７６の上面開口部近傍まで下降する。そして、マガジン７６の上面開口部近傍まで下降したサクション装置８０は、吸引力を解除して、保持していた扁平チューブ用フィン３０をマガジン７６内に落下させる。そして、サクション装置８０は上昇して元のシャトルフィーダ装置７０よりも上方に位置し、シャトルフィーダ装置７０が新たな金属帯状体４９を牽引してくるのを待つ。

なお、マガジン７６の下方又は壁部７７の側方には、収納された扁平チューブ用フィン３０の姿勢をマガジン７６内で水平に保つための支持装置（図示せず）を設け、支持位置を扁平チューブ用フィン３０の積層高さに合わせて下降させ、扁平チューブ用フィン３０の落下距離を必要最小限に保つようにしている。

なお、上述した実施形態では、未加工の金属製の薄板４１には、幅方向に４つの扁平チューブ用フィン３０を並列して製造するようにしていた。したがって、製造後の扁平チューブ用フィン３０を積層して収納するマガジン７６は、幅方向に４つ隣接して設けるようにしていた。
しかしながら、本発明としては、幅方向に４つの扁平チューブ用フィン３０を並列して製造することに限定するものではなく、例えば５つ以上の扁平チューブ用フィン３０を並列して製造するように設け、マガジン７６も５つ以上設けてもよい。ただし、金型の左右バランスを維持するためには、なるべく偶数個の扁平チューブ用フィン３０を１枚の薄板の幅方向内に配置し、切り欠き部３４同士が向かい合うような組を設けることが好ましい。

以上本発明につき好適な実施形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。

３０ 扁平チューブ用フィン
３２ 扁平チューブ
３４ 切り欠き部
３５ ルーバー
３６ 板状部
３７ 開口部
３８ 連結部
４０ アンコイラー
４１ 薄板
４２ ループコントローラ
４４ ＮＣフィーダ
４６ 金型装置
４８ プレス装置
４９ 金属帯状体
５０ 送り装置
５１ 往復動ユニット
５２ 列間スリット装置
５３ 上刃
５４ 下刃
５５ 送りピン
６０ カットオフ装置
６２ 送り装置
６４ 搬送ユニット
６５ 送りピン
６６ 切断装置
６８ 上刃
６９ 下刃
７０ シャトルフィーダ装置
７１ ガイドレール
７２ ベース部
７４ クランプ部
７４ａ，７４ｂ 爪部
７５ 制御部
７６ マガジン
７７ 壁部
８０ サクション装置

Claims (6)

1. 幅方向の一方側から他方側に向けて、熱交換用の扁平チューブを挿入させる切り欠き部が形成されてなる扁平チューブ用フィンを製造する製造装置において、
   未加工の金属製の薄板に切り欠き部を形成して金属帯状体とする金型装置が設けられたプレス装置と、
   切り欠き部が形成されてなる金属帯状体を所定幅に切断し、幅方向に複数本整列してなる製品幅の金属帯状体を形成する列間スリット装置と、
   列間スリット装置によって形成された複数本の製品幅の金属帯状体のそれぞれを、所定長さに切断するカットオフ装置とを具備し、
   カットオフ装置によって所定長さに切断されて形成された左右の重量バランスが異なっている扁平チューブ用フィンを安定して積層させるために、上面が開口し、上面以外は壁部で囲まれた箱状のマガジンが、切断装置の下流側に幅方向に複数整列して配置されていることを特徴とする扁平チューブ用フィンの製造装置。
2. 前記カットオフ装置には、幅方向に複数本整列してなる製品幅の金属帯状体のそれぞれが、互いに所定間隔をあけて進入するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の扁平チューブ用フィンの製造装置。
3. 前記カットオフ装置内には、前記金型装置と前記列間スリット装置によって形成された金属帯状体を移送方向へ送り出す送り装置が設けられ、
   前記金型装置と前記列間スリット装置によって形成された金属帯状体の移送方向下流側先端部を把持し、移送方向に金属帯状体を牽引するシャトルフィーダ装置が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の扁平チューブ用フィンの製造装置。
4. 前記カットオフ装置は、送り装置が前記シャトルフィーダ装置の牽引動作の開始と同時又は前記シャトルフィーダ装置の牽引動作の開始時よりも早い時点において、金属帯状体の送り動作を開始し、
   前記シャトルフィーダ装置の牽引動作完了後に金属帯状体を所定長さに切断する切断装置が設けられていることを特徴とする請求項３記載の扁平チューブ用フィンの製造装置。
5. 前記マガジンの上方に配置され、前記シャトルフィーダ装置により牽引された金属帯状体の上面を牽引動作終了後に吸着保持し、シャトルフィーダ装置が金属帯状体の把持を解除した後、前記カットオフ装置により所定長さに切断されて形成された扁平チューブ用フィンを吸着保持しつつマガジンの上面開口部近傍に下降し、扁平チューブ用フィンの吸着保持を解除することによって、扁平チューブ用フィンをマガジン内に落下収納させるサクション装置が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の扁平チューブ用フィンの製造装置。
6. 前記金型装置によって形成される金属帯状体は、２つの製品が互いの切り欠き部の開口側が隣接するように対峙して配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項記載の扁平チューブ用フィンの製造装置。

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