JP6473515B2

JP6473515B2 - ヘアピン状の熱交換チューブ整列装置

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Description

本発明は、積層されたフィンに挿入されるヘアピン状の熱交換チューブを、挿入装置へ送る前に整列させる整列装置に関する。

図２４に示すように、クーラー等の熱交換器は、透孔１１が形成されたフィン９を複数枚積層してなる積層フィン１０の透孔１１に、熱媒体を流通させる熱交換用パイプが挿入されて構成される。熱交換用パイプとしては、銅管を中央部においてＵ字状に曲げて形成したヘアピン状の熱交換チューブ２０が用いられる。

ヘアピン状の熱交換チューブ２０はパイプ曲げ装置であるベンダーから排出され、中央で曲げられた箇所である曲げ部２１をロッドに掛け、ヘアピン状の熱交換チューブ挿入装置へ移送される。
図２５には、ヘアピン状の熱交換チューブ挿入装置５の背面側に挿入前のヘアピン状の熱交換チューブ２０をロッド６にかけて貯留させているところを示す（特許文献１の図５参照）。

特許第３３１５１５１号公報

従来は、成形されたヘアピン状の熱交換チューブは、曲げ部においてロッドに掛けてヘアピン状の熱交換チューブ挿入装置へ移送されていた。しかし、単に曲げ部で掛けられた状態では、そのまま積層フィンへ送り込もうとしても、透孔への位置合わせが困難である。
すなわち、ヘアピン状の熱交換チューブは、それぞれの脚部が広がっていたり、捻じれている場合があり、透孔のピッチと同じ幅になっていないことが多い。そして、ヘアピン状の熱交換チューブの曲げ部を透孔のピッチと同じとなるように揃えたとしても、脚部が広がっていれば隣接する脚部と重なってしまう。

特に、ヘアピン状の熱交換チューブを水平面上に配置し、ヘアピン状の熱交換チューブを水平方向に移動させるか又は積層フィンを水平方向に移動させて積層フィンにヘアピン状の熱交換チューブを挿入するヘアピン状の熱交換チューブ挿入装置の場合においては、曲げ部をロッドに掛けた状態からヘアピン状の熱交換チューブ挿入装置に搬送するまでに、ヘアピン状の熱交換チューブの向きを変更し、且つ透孔に対する位置決めなどを行って整列させる必要がある。

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、ベンダーからヘアピン状の熱交換チューブ挿入装置に至る間でヘアピン状の熱交換チューブを整列させることができる整列装置を提供することにある。

本発明にかかるヘアピン状の熱交換チューブ整列装置によれば、熱交換器用の積層フィンに挿入するヘアピン状の熱交換チューブを整列させる整列装置であって、ヘアピン状の熱交換チューブを製造するヘアピン状の熱交換チューブベンダーから、水平方向に送り込まれる複数本のヘアピン状の熱交換チューブを、各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部が互いに上下方向に向くようにした状態で収納する溝部を有する複数のヘアピン状の熱交換チューブ受け部と、各前記溝部に収納された各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部のうち、下方に位置する脚部を中心にヘアピン状の熱交換チューブを回転させ、各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部がそれぞれ水平面内に位置した状態にさせる複数の位置決め部と、該位置決め部によって位置決めされたヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部の幅が、挿入すべき積層フィンの透孔の間隔と一致するように２本の脚部の両側を挟み込む複数のガイド部と、を具備す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、各ヘアピン状の熱交換チューブは下方に位置する脚部を中心に回転して位置決めされ、各脚部を水平方向に向けた状態で整列させることができる。

また、隣接するヘアピン状の熱交換チューブ間の幅を、挿入する透孔の幅と一致させるように、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの配列方向に各前記ガイド部を移動させるガイド部移動装置を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、各ヘアピン状の熱交換チューブ間の間隔を透孔の間隔と一致させるので、この状態で積層フィンへ挿入ができるように整列可能である。

また、隣接するヘアピン状の熱交換チューブの間の幅を、挿入する透孔の幅と一致させるように、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの配列方向に各前記位置決め部を移動させる位置決め部移動装置を具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、各ヘアピン状の熱交換チューブ間の間隔を透孔の間隔と一致させるので、この状態で積層フィンへ挿入ができるように整列可能である。

また、前記ガイド部移動装置は、各前記ガイド部の各々を連結して、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの間隔を同時に同じ幅となるように移動させるリンク機構を有することを特徴としてもよい。

また、前記位置決め部移動装置は、各前記位置決め部の各々を連結して、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの間隔を同時に同じ幅となるように移動させるリンク機構を有することを特徴としてもよい。

また、前記ヘアピン状の熱交換チューブ受け部の前記溝部を構成する２枚の側壁のうち一方の側壁は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブの上端よりも上方に突出しており、且つヘアピン状の熱交換チューブの上端よりも上方に突出した部位は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブの上端を覆う方向に傾斜して形成されており、前記位置決め部と前記ヘアピン状の熱交換チューブ受け部とは相対的に接離動可能となるように、前記位置決め部と前記ヘアピン状の熱交換チューブ受け部の少なくともいずれか一方には、上下動装置が設けられ、前記位置決め部は、前記溝部に収納されているヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部のうち下方に位置する一方の脚部を収納する位置決め溝が設けられ、前記上下動装置の動作によって、前記位置決め溝が前記溝部に収納されている前記一方の脚部を上方に押圧し、他方の脚部が前記一方の側壁の傾斜した部位に当接することによって前記一方の脚部を中心に各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部が水平方向に向くようにヘアピン状の熱交換チューブが回転することを特徴としてもよい。
この構成によれば、ヘアピン状の熱交換チューブの下方に位置する脚部を中心に位置決めする動作を容易に行うことができる。

本発明のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置によれば、ベンダーからヘアピン状の熱交換チューブ挿入装置に至る間でヘアピン状の熱交換チューブを整列させることができる。

ヘアピン状の熱交換チューブの平面図である。第１の実施形態のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置を構成する第１整列装置の位置決め動作前の側面図である。図２に示す第１整列装置の正面図である。図２に示す第１整列装置の平面図である。ヘアピン状の熱交換チューブの位置決め動作の開始後の説明図である。ヘアピン状の熱交換チューブの位置決め動作中の説明図である。ヘアピン状の熱交換チューブの位置決め動作終了後の説明図である。第１整列装置のヘアピン状の熱交換チューブの位置決め動作終了後の側面図である。図８に示す第１整列装置の正面図である。図８に示す第１整列装置の平面図である。移送装置動作前の状態を示す説明図である。移送装置による移送動作中を示す説明図である。ヘアピン状の熱交換チューブ整列装置を構成する第２整列装置のピッチ調整前の平面図である。図１３に示す第２整列装置の背面図である。第２整列装置のピッチ調整後の平面図である。図１５に示す第２整列装置の背面図である。第２の実施形態のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置を構成する第１整列装置の平面図である。図１７のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置の正面図である。ヘアピン状の熱交換チューブ受け部と位置決め部の正面図である。第２の実施形態のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置の側面図である。図２０に示すヘアピン状の熱交換チューブ整列装置の位置決め動作終了後の側面図である。第２整列装置の平面図である。図２２に示す第２整列装置の背面図である。ヘアピン状の熱交換チューブの積層フィンへの挿入を示す説明図である。従来のヘアピン状の熱交換チューブを挿入装置で挿入する前の状態を示す説明図である。

以下、本実施形態に係るヘアピン状の熱交換チューブ整列装置（以下、単に整列装置と称する）を図面に基づいて説明する。
まず、図１にヘアピン状の熱交換チューブの平面図を示す。
ヘアピン状の熱交換チューブ２０は銅管等の熱伝導性の高い材質の金属管であり、中央の曲げ部２１においてＵ字状に曲げたものである。
ヘアピン状の熱交換チューブ２０は、ベンダー（図示せず）によって、Ｕ字状に曲げたものであるため、その弾性力によって脚部２２が広がっていることが多く、また曲がりや捻じれも発生していることがある。そこで、ベンダーから積層フィンへの挿入装置に移送される前に、本実施形態のような整列装置によって整列することが必要となる。

（第１の実施形態）
本実施形態の整列装置は、第１整列装置４０と、第２整列装置５０によって構成されている。
第１整列装置の側面図を図２に示し、正面図を図３に示す。
第１整列装置４０は、ベンダー（図示せず）によって製造されて放出されるヘアピン状の熱交換チューブ２０を受け取る位置に配置されており、ヘアピン状の熱交換チューブ２０を受け取るヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２を有している。ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２つの脚部２２が上下方向に向いた形で収納する溝部４４が形成されている。ベンダーは、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２つの脚部を上下方向に向いた形になるように管を折り曲げるので、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２は、２つの脚部２２が上下方向に向いた形で収納するのである。

溝部４４は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の左右両側を挟む２枚の側壁を有しており、一方の側壁４４ａは収納されるヘアピン状の熱交換チューブ２０の上端よりも上方に突出している。そして、一方の側壁４４ａのヘアピン状の熱交換チューブ２０の上端よりも上方に突出している部位４５は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブ２０の上端を覆う方向に傾斜して形成されている。
他方の側壁４４ｂの上端部は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブ２０の高さ方向に対して中央よりも高い位置に形成されており、ヘアピン状の熱交換チューブ２０が倒れないようにしている。

溝部４４に収納されたヘアピン状の熱交換チューブ２０の先端である曲げ部２１が当接する位置にストッパー４１が設けられている。ベンダーから放出されたヘアピン状の熱交換チューブ２０は、放出方向の先端の曲げ部２１がストッパー４１に当接し、移動が停止する。そして、ストッパー４１によって、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１の位置を揃えることができる。

溝部４４は、正面から見て（ベンダーから見て）水平方向に沿って複数配置されている。溝部４４の配置数は、ベンダーから払い出されるヘアピン状の熱交換チューブ２０の数に合わせるとよい。
また、溝部４４を有するヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２は、側面から見てヘアピン状の熱交換チューブ２０の軸線方向に沿って２か所に設けられている。ただし、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２の数は２か所に限定するものではない。

上述したヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２及びストッパー４１は、基板５３上に配置されている。基板５３の下方には後述する位置決め部４８が設けられている。

第１整列装置４０には、各溝部４４に収納された各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２本の脚部２２のうち、下方に位置する脚部２２を中心に回転させて位置決めする位置決め部４８が、基板５３の下方に配置されている。

位置決め部４８全体は、正面から見て板状のプレートであり、このプレートの上端部にはヘアピン状の熱交換チューブ２０の下方の脚部２２を収納可能な位置決め溝４７が形成されている。
また、プレートの上端部において、隣り合う位置決め溝４７と位置決め溝４７との間は、回転させたヘアピン状の熱交換チューブ２０の回転中心ではない側の脚部２２（溝部４４に収納されていたときに上方に位置していた脚部）を載置するための水平面である配置面５６が形成されている。

そして、この位置決め部４８と、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２とを相対的に接離動させる接離動機構が設けられている。本実施形態における接離動機構としては、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２を上下動させる上下動機構５２を採用している。上下動機構５２は、電動アクチュエータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等を採用することができる。
基板５３に対して上下動機構５２のロッド５４は、上下方向に沿って取り付けられている。上下動機構５２が駆動することによって、基板５３が上下動し、位置決め部４８に対してヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２が接離動する。

位置決め部４８は、側面から見てヘアピン状の熱交換チューブ２０の軸線方向に沿って３か所に設けられている。ただし、位置決め部４８の数は３か所に限定するものではない。
また、基板５３には、位置決め部４８が配置されている位置に、位置決め部４８を通過できるように貫通穴５９が形成されている。このため基板５３が下降していくと、貫通穴５９から位置決め部４８が突出できる。

次に、図５〜図７に示したヘアピン状の熱交換チューブの位置決め動作の説明図、及び図８〜１０に示したヘアピン状の熱交換チューブを位置決めした後の第１整列装置の側面図、正面図、平面図に基づいて、位置決め動作を説明する。

上下動機構５２を駆動して基板５３を下降させると、基板５３の貫通穴５９から位置決め部４８が突出する。そして、位置決め部４８の位置決め溝４７に、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の下側に位置する脚部２２が進入する。
さらに基板５３の下降を続けると、位置決め溝４７によってヘアピン状の熱交換チューブ２０の下側の脚部２２が上方に押圧され、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の上側に位置する脚部２２が、一方の側壁４４ａの傾斜している部位４５に当接する。ヘアピン状の熱交換チューブ２０の上側に位置する脚部２２は、傾斜している部位４５の傾斜面に沿って傾斜方向に移動する。すなわち、ヘアピン状の熱交換チューブ２０は位置決め溝４７内に位置する下側の脚部２２を中心にして、正面視すると反時計回りに回転する。

下側の脚部２２を中心にして回転するヘアピン状の熱交換チューブ２０は、上側の脚部２２が、側壁４４ａの傾斜している部位４５を離れ、そのまま自重で回転して、最終的に水平面となっている配置面５６に配置される。ヘアピン状の熱交換チューブ２０が水平に配置された後も、位置決め部４８の位置決め溝４７は、下方に配置されていた脚部２２をそのまま収納しており、この位置決め溝４７に収納された脚部２２を中心にヘアピン状の熱交換チューブ２０が位置決めされる。

次に、第１整列装置４０から、位置決めされた複数のヘアピン状の熱交換チューブを第２整列装置５０に移送する移送方法について、図１１〜図１２に基づいて説明する。
また本実施形態では、第２整列装置５０は、第１整列装置４０において位置決めされたヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１側に配置されているものとする。

第１整列装置４０において位置決めされた複数のヘアピン状の熱交換チューブ２０は、移送装置６０によって、第２整列装置５０に移送される。
移送装置６０は、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１近傍内に上方から進入する複数の送りピン６２と、複数の送りピン６２を連結するように水平方向に延びる連結部６４とを有している。この移送装置６０は、図示しない直動装置によって水平方向に移動可能である。直動装置としては、電動アクチュエータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等を採用することができる。

また、移送装置６０を上下動させる上下動機構も設けられているが、図示していない。上下動機構としては、直動装置と同様に電動アクチュエータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等を採用することができる。

続いて、移送動作について説明する。
各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の位置決め動作が終了すると、移送装置６０の上下動機構が動作して、移送装置６０が下降し、送りピン６２がヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２と脚部２２との間に進入する。
次に、直動装置が動作して、移送装置６０を第２整列装置５０方向に水平面内で移動させる。このとき、各送りピン６２は、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１の内側に当接して各ヘアピン状の熱交換チューブ２０を牽引する。

また、第１整列装置４０の、第２整列装置５０側の端部、すなわちストッパー４１の上部には、移送される各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の上下両面をガイドする押さえ部６６が設けられている。押さえ部６６は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の配置面５６と同一平面に形成された下面部６７と、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の上面に当接する上面部６８とを有している。また、送りピン６２が上面部６８を通過できるように、上面部６８には切り欠き部６９が形成されている。

移送装置６０によって牽引された各ヘアピン状の熱交換チューブ２０は、押さえ部６６の下面部６７と上面部６８の間に進入し、上下方向を押さえられながら第２整列装置５０へ移送される。これにより、ヘアピン状の熱交換チューブ２０は上下方向へのねじれを押さえ込まれて移送される。

次に、図１３〜図１４に基づいて第２整列装置５０について説明する。
第２整列装置５０は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２本の脚部２２の幅を、挿入対象の透孔の幅と一致させるように２本の脚部の両側を挟み込む、ガイド部７０が１つのヘアピン状の熱交換チューブ２０に対して複数設けられている。本実施形態では、１つのヘアピン状の熱交換チューブ２０に対して、軸線方向に沿って４つのガイド部７０が設けられている。ガイド部７０は、進入してくるヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２の両側を挟み込み、挿入対象となる積層フィンの透孔の幅とヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２どうしの間隔をそろえている。
また、図１３では、横方向に７本のヘアピン状の熱交換チューブが整列する例を示しているので、横方向に７列のガイド部７０が配置される。

各ガイド部７０は、上方が開口したＣ字状に形成されており、移送装置６０の送りピン６２が、ガイド部７０の開口部分を通過してヘアピン状の熱交換チューブ２０をガイド部７０内に進入させる。
なお、隣り合うヘアピン状の熱交換チューブ２０を保持するガイド部７０どうしの間隔を、挿入対象の透孔の幅と一致するよう、横方向に7列配置されている各ガイド部７０を、列間の距離を縮めるように、列単位で横方向に移動させる機構が設けられている。

各ガイド部７０を列単位で横方向に移動させる機構について説明する。
図１３及び図１４に示すように、平面視及び背面視（背面とは、移送装置６０による移送方向先頭面）したときに、列ごとのガイド部７０のうちいずれかの列は、固定ブロック７１によって、基台７９に固定されている。なお、本実施形態では、図１３及び図１４における右端のガイド部７０の列を、固定ブロック７１により基台７９に固定している。つまり、ガイド部７０の下端部とガイド部７０の下方に位置する基台７９との間を固定ブロック７１で連結している。また、１つの列に複数設けられているガイド部７０は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の軸線方向に延びる１つの固定ブロック７１に固定されている。

列ごとのガイド部７０における、右端以外のガイド部７０の下端部には、可動ブロック７２が取り付けられている。可動ブロック７２は、各列に１つずつ設けられ、各列の複数のガイド部７０を１つの可動ブロックに固定している。

基台７９の上面右端には、上方に突出する右側壁７８ａが設けられており、基台７９の上面左端には、上方に突出する左側壁７８ｂが設けられている。
右側壁７８ａと左側壁７８ｂの間には、横方向に沿って延びるガイドシャフト８８が複数本配置されている。

固定ブロック７１及び複数の可動ブロック７２には、それぞれにガイドシャフト８８を貫通する貫通穴が形成されている（図示せず）。貫通穴の径は、可動ブロック７２が横方向に自在に移動できるよう、ガイドシャフト８８の径に対して若干大きく形成されている。
このガイドシャフト８８によって可動ブロック７２が基台７９の上面から離れた位置で保持されるとともに、横方向に移動できる。

可動ブロック７２は、リンク機構７４及び直動装置７６によって横方向に移動可能である。
本実施形態のリンク機構７４は、横方向に伸縮する伸縮リンク機構であり、右端の固定ブロック７１にリンク機構７４の右端部７４ａが取り付けられ、左端の可動ブロック７２にリンク機構７４の左端部７４ｂが取り付けられている。
リンク機構７４は、菱型のリンク７５が横方向に複数連結した形状を有しており、リンク７５の枢軸部７７が互いに伸縮するような構成となっている。このリンク機構７４の枢軸部７７が各可動ブロック７２に取り付けられている。

また、基台７９の下方には直動装置７６が配置されている。本実施形態の直動装置７６としては、ボールネジ８０とサーボモータ８２を採用しているが、電動アクチュエータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等を採用してもよい。
ボールネジ８０にはピッチ調整ブロック８３が固定されている。そして、このピッチ調整ブロック８３は、左端の可動ブロック７２に固定されている。サーボモータ８２が駆動してボールネジ８０を横方向に移動させることで、ピッチ調整ブロック８３を介して左端の可動ブロック７２が横方向に移動することができる。

なお基台７９には、ピッチ調整ブロック８３が基台７９の下方から上方に突出し、横方向に移動できるような開口部８６が形成されている。開口部８６から突出したピッチ調整ブロック８３は、左端列の可動ブロック７２の中央部に取り付けられている。

図１５及び図１６に、ヘアピン状の熱交換チューブ２０どうしの間隔を縮めてフィンに形成された透孔のピッチに合わせたところを示している。
サーボモータ８２を駆動してボールネジ８０を介し、ピッチ調整ブロック８３はリンク機構７４を縮める方向に移動する。すると、ピッチ調整ブロック８３に取り付けられている左端の可動ブロック７２が固定ブロック７１方向に移動する。すなわち、リンク機構７４の複数の枢軸部７７に取り付けられている各可動ブロック７２は、互いの距離を縮めながら固定ブロック７１方向に移動する。そして、固定ブロック７１の位置、すなわち右端のヘアピン状の熱交換チューブ２０の位置を基準として、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０を透孔のピッチに合わせた間隔に複数のヘアピン状の熱交換チューブ２０を整列させることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１整列装置４０内で、複数の位置決め部４８を移動させて隣り合うヘアピン状の熱交換チューブ２０どうしの間隔を挿入する積層フィンの透孔の間隔と一致させる、位置決め部移動装置を設けている点で、第１の実施形態と異なっている。

図１７は、第１整列装置の平面図、図１８は、第１整列装置の正面図である。図１９は、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部及び位置決め部の正面図である。図２０は、第１整列装置及び第２整列装置を含めた側面図であってヘアピン状の熱交換チューブの位置決め前の状態であり、図２１は、第１整列装置及び第２整列装置を含めた側面図であってヘアピン状の熱交換チューブの位置決め後の状態である。

第１整列装置４０は、ベンダー（図示せず）によって製造されて放出される複数のヘアピン状の熱交換チューブ２０を受け取る位置に配置されており、ヘアピン状の熱交換チューブ２０を受け取る複数のヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２を有している。各ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２つの脚部２２が上下方向に向いた形で収納する溝部４４が形成されている。ベンダーは、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２つの脚部を上下方向に向いた形になるように管を折り曲げるので、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２は、２つの脚部２２が上下方向に向いた形で収納するのである。

溝部４４に収納されたヘアピン状の熱交換チューブ２０の先端である曲げ部２１が当接する位置には、ストッパー４１が設けられている。ベンダーから放出されたヘアピン状の熱交換チューブ２０は、放出方向の先端の曲げ部２１がストッパー４１に当接し、移動が停止する。そして、ストッパー４１によって、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１の位置を揃えることができる。

なお、ストッパー４１の上下方向の長さはできるだけ短くすることが好ましい。本実施形態では、第１整列装置４０内で位置決めしたヘアピン状の熱交換チューブ２０を水平方向に移動させて各ヘアピン状の熱交換チューブ２０間のピッチをそろえるので、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１がストッパー４１に当接したままヘアピン状の熱交換チューブ２０を水平方向に移動させるとは曲げ部２１に大きな負担がかかる。
そこで、ストッパー４１の上下方向の長さを短くすることで、後述する上下動台９２が下降したときにヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１が、ストッパー４１が存在しない位置に配置することができ、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１がストッパー４１に当接したままヘアピン状の熱交換チューブ２０を水平方向に移動してしまうことを防止できる。

また、溝部４４は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の左右両側を挟む２枚の側壁を有しており、一方の側壁４４ａは収納されるヘアピン状の熱交換チューブ２０の上端よりも上方に突出している。そして、一方の側壁４４ａのヘアピン状の熱交換チューブ２０の上端よりも上方に突出している部位４５は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブ２０の上端を覆う方向に傾斜して形成されている。
他方の側壁４４ｂの上端部は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブ２０の高さ方向に対して中央よりも高い位置に形成されており、ヘアピン状の熱交換チューブ２０が倒れないようにしている。

本実施形態の各ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の軸線方向に沿って延びる板状部材９０に一方の側壁４４ａを取り付けて構成されている。したがって、板状部材９０と一方の側壁と４４ａとの間が、溝部４４として機能している。
なお、本実施形態では、１つの板状部材９０に対して、２か所に一方の側壁４４ａを取り付けているが、１つのヘアピン状の熱交換チューブ２０に対する溝部４４の数は、これに限定するものではない。

ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２を構成する板状部材９０は、第１整列装置４０内で上下動する上下動台９２に組み込まれている。
上下動台９２は、複数のヘアピン状の熱交換チューブ２０の整列方向に沿って延びる下部バー９４と、下部バー９４の上面から上方に延びる支持部９５と、支持部９５の上端に配置されヘアピン状の熱交換チューブ２０の整列方向に沿って延びる中間プレート９７と、中間プレート９７の上面であってヘアピン状の熱交換チューブ２０の整列方向の両端部において上方に向けて突出する固定ガイド９９とを有している。

固定ガイド９９の間には、ヘアピン状の熱交換チューブの整列方向に沿って延びるガイドシャフト１００が複数本設けられている。
各ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２の板状部材９０には、ガイドシャフト１００を貫通する貫通穴（図示せず）が形成されており、板状部材９０はガイドシャフト１００によって支持される。

また、下部バー９４の幅方向両端部は、それぞれ上下方向に延びる、複数のボールネジ９６に接続されている。ボールネジ９６は、図示しないモータが接続されて駆動する。

上下動台９２には、各溝部４４に収納された各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２本の脚部２２のうち、下方に位置する脚部２２を中心に回転させて位置決めする位置決め部４８が、複数設けられている。

位置決め部４８は、溝部４４内のヘアピン状の熱交換チューブ２０の下方の脚部２２を収納可能な位置決め溝４７及び回転させたヘアピン状の熱交換チューブ２０の回転中心ではない側の脚部２２（溝部４４に収納されていたときに上方に位置していた脚部）を載置するための水平面である配置面５６と、が形成されたプレート部１０４を有している。

また、プレート部１０４には、位置決め部４８が位置決め部移動装置（後述する）によって移動したときに、移動方向上流側の隣の位置決め部４８に配置されているヘアピン状の熱交換チューブ２０の側面及び上面を保持してヘアピン状の熱交換チューブ２０の広がりを防止するヘアピン状の熱交換チューブ保持部１３０が形成されている。ヘアピン状の熱交換チューブ保持部１３０は、位置決め部移動装置による移動方向上流側に向けて突出する突起状に形成されている。

なお、本実施形態ではヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２は、整列方向に７つ設けられているが、図１８の左端のヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２にはヘアピン状の熱交換チューブ２０を配置しないようにしている。理由は、位置決め部移動装置（後述する）によってヘアピン状の熱交換チューブ２０間のピッチを調整する際に、図１８の左端のヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２にヘアピン状の熱交換チューブ２０が配置されても、このヘアピン状の熱交換チューブ２０の側面及び上面を保持してヘアピン状の熱交換チューブ２０の広がりやねじれを押さえ込むヘアピン状の熱交換チューブ保持部１３０が隣に設けられていないためである。

プレート部１０４の下面には、下方に向けて延びるローラ支持シャフト１０６が設けられている。ローラ支持シャフト１０６は、中間プレート９７に形成された貫通穴１０７を通して中間プレート９７と下部バー９４の中間位置にまで延びている。
ローラ支持シャフト１０６の下端部には、ローラ１０８と、ローラ１０８をローラ支持シャフト１０６に取り付けているローラ取付部１０９とが設けられている。

ローラ取付部１０９は、ローラ支持シャフト１０６よりも大径である。ローラ取付部１０９の上面と、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２の板状部材９０の下端面との間にはスプリング１１０が配置されている。スプリング１１０は、ローラ支持シャフト１０６の軸として、ローラ支持シャフト１０６の周囲に配置される。

第１整列装置４０の底板１１１には、底板１１１から所定の高さにおいて位置決め部４８のローラ１０８を受ける、ローラ受け部１１２が設けられている。ローラ受け部１１２は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の整列方向に延びる板状の部材であり、その上面は水平方向にフラットな形状となっている。

続いて、隣接するヘアピン状の熱交換チューブ２０どうしの間隔を挿入対象の積層フィンの透孔の間隔に合わせるため、位置決め部４８を移動させる位置決め部移動装置について説明する。
ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２の各板状部材９０における、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の軸線方向に沿った両端部のそれぞれにはリンク機構７４が設けられている。

本実施形態のリンク機構７４は、横方向に伸縮する伸縮リンク機構である。図１８における左端の板状部材９０は、中間プレート９７の上面に固定されている。図１８における左端以外の他の板状部材９０は、ガイドシャフト１００に支持されてガイドシャフト１００に沿ってヘアピン状の熱交換チューブの整列方向に移動可能である。

中間プレート９７に固定された左端の板状部材９０にリンク機構７４の左端部７４ｂが取り付けられ、ガイドシャフト１００に沿って移動可能な右端の板状部材９０にリンク機構７４の右端部７４ａが取り付けられている。
リンク機構７４は、菱型のリンク７５が横方向に複数連結した形状を有しており、リンク７５の枢軸部７７が互いに伸縮するような構成となっている。このリンク機構７４の枢軸部７７が各板状部材９０に取り付けられている。

また、中間プレート９７の下方には直動装置７６が配置されている。本実施形態の直動装置７６としては、ボールネジとサーボモータ、電動アクチュエータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等を採用することができる。
直動装置７６のロッド１１３の先端部には、ピッチ調整ブロック８３が固定されている。ピッチ調整ブロック８３は、右端の板状部材９０に固定されている。直動装置７６が駆動してロッド１１３を横方向に移動させることで、ピッチ調整ブロック８３を介して右端の板状部材９０が横方向に移動することができる。

次に、第２整列装置５０の構成について説明する。図２２は第２整列装置の平面図、図２３は第２整列装置の背面図である。
第２整列装置５０は、第１整列装置４０の背面側（ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１側）に設けられている。
第２整列装置５０は、第１整列装置４０で整列してヘアピン状の熱交換チューブ間のピッチ調整がされた複数のヘアピン状の熱交換チューブ２０を第２整列装置５０へ移送する移送装置６０と、移送装置６０によって移送された各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の２本の脚部２２の幅を、挿入対象の透孔の幅と一致させるように２本の脚部の両側を挟み込むガイド部７０とが設けられている。

移送装置６０は、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１近傍内に下方から進入する複数の送りピン６２と、複数の送りピン６２を連結するように水平方向に延びる連結部６４とを有している。この移送装置６０は、直動装置によって水平方向に移動可能である。本実施形態では、ボールネジ１２５及びモータ１３３を採用しているが、直動装置としては、電動アクチュエータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等を採用することができる。

また、移送装置６０を上下動させる上下動装置１２６も設けられている。上下動装置１２６としては、直動装置と同様に電動アクチュエータ、エアシリンダー、油圧シリンダー等を採用することができる。上下動装置１２６は、連結部６４の幅方向両端部付近の２か所に設けられている。
上下動装置１２６は、基台部１２８の上面に配置されている。また基台部１２８の下面にはガイドレール１２９が設けられている。
直動装置が駆動することによって、ガイドレール１２９に沿って上下動装置１２６を含めた移送装置６０が、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の軸線方向に沿って移動することができる。

ガイド部７０は、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の整列方向に沿って延びる基部１２０と、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の形状に基部１２０を穿設して形成した収納部１２２とを有している。収納部１２２は、正面視すると長円形状であり、下方に向けて開口してが切りかかれている切り欠き部１２７が形成されている。切り欠き部１２７は送りピン６２が進入可能な大きさであって、移送装置６０による移送動作において、送りピン６２がガイド部７０を通過できるようにするために設けられている。
本実施形態では、このようなガイド部７０がヘアピン状の熱交換チューブ２０の軸線方向に沿って4か所に設けられている。

次に、本実施形態における第１整列装置４０及び第２整列装置５０における整列動作を説明する。
ベンダーからヘアピン状の熱交換チューブ２０が払い出され、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２の溝部４４にヘアピン状の熱交換チューブ２０が収納された後、図示しないモータを駆動させてボールネジ９６を回転させ、上下動台９２を下降させる。

上下動台９２が下降して、位置決め部４８の下端に設けたローラ１０８がローラ受け部１１２に当接すると、位置決め部４８の下降はここで停止するが、上下動台９２全体はさらに下へ下降する。上下動台９２がさらに下降することで、スプリング１１０が圧縮され、下降するヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２に対して相対的に位置決め部４８が上方に突出することになる。
すなわち、位置決め部４８のプレート部１０４に形成された位置決め溝４７に、溝部４４に収納されているヘアピン状の熱交換チューブ２０の下側に位置する脚部２２が進入する。

さらに、ヘアピン状の熱交換チューブ受け部４２が下降することで、位置決め溝４７によってヘアピン状の熱交換チューブ２０の下側の脚部２２が上方に押圧され、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の上側に位置する脚部２２が、一方の側壁４４ａの傾斜している部位４５に当接する。ヘアピン状の熱交換チューブ２０の上側に位置する脚部２２は、傾斜している部位４５の傾斜面に沿って傾斜方向に移動する。すなわち、ヘアピン状の熱交換チューブ２０は位置決め溝４７内に位置する下側の脚部２２を中心にして、正面視すると反時計回りに回転する。

上下動台９２の下降が終了し、ヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２が配置面５６上で水平面に位置した後、直動装置７６を駆動させて各位置決め部４８を整列方向に移動させる。このとき、各位置決め部４８の下端に設けられているローラ１０８がローラ受け部１１２の上を回転することで、各位置決め部４８のスムーズな移動が可能である。

直動装置７６の駆動により、ピッチ調整ブロック８３はリンク機構７４を縮める方向に移動する。すなわち、リンク機構７４の複数の枢軸部７７に取り付けられている各位置決め部４８は、互いの距離を縮めながら左端（図１８）の固定された位置決め部４８方向に移動する。そして、固定された位置決め部４８の位置、すなわち左端のヘアピン状の熱交換チューブ２０の位置を基準として、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０を透孔のピッチに合わせた間隔に複数のヘアピン状の熱交換チューブ２０を整列させることができる。

位置決め部４８どうしの距離が縮まることによって、ヘアピン状の熱交換チューブ保持部１３０が、移動方向上流側のヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２のうち、位置決め溝４７に収納されていない脚部２２に当接する。具体的には、プレート部１０４の移動方向上流側側面が、隣のプレート部１０４に配置されたヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２の側面に当接し、移動方向上流側に突出している突起状の部分の下面が、隣のプレート部１０４に配置されたヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２の上面に当接する。これにより、透孔のピッチに合わせてヘアピン状の熱交換チューブ２０を整列させると同時にヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２の広がりや、捻じれを押さえ込むことができる。

第１整列装置４０における整列動作の終了とともに、第２整列装置５０の上下動装置１２６が移送装置６０を上昇させる。上下動装置１２６の動作によって複数の送りピン６２が、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の脚部２２と脚部２２との間に進入する。

続いて、直動装置を構成するモータ１３３が駆動してボールネジ１２５を動作させ、移送装置６０を第２整列装置５０内部に水平面内で移動させる。このとき、各送りピン６２は、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０の曲げ部２１の内側に当接して各ヘアピン状の熱交換チューブ２０を牽引する。

移送装置６０によって牽引された複数のヘアピン状の熱交換チューブ２０は、それぞれガイド部７０の収納部１２２内に収納され、広がりや捻じれを押さえ込み、各ヘアピン状の熱交換チューブ２０を透孔のピッチに合わせた間隔に整列する。

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。

Claims

熱交換器用の積層フィンに挿入するヘアピン状の熱交換チューブを整列させる整列装置であって、
ヘアピン状の熱交換チューブを製造するヘアピン状の熱交換チューブベンダーから、水平方向に送り込まれる複数本のヘアピン状の熱交換チューブを、各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部が互いに上下方向に向くようにした状態で収納する溝部を有する複数のヘアピン状の熱交換チューブ受け部と、
各前記溝部に収納された各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部のうち、下方に位置する脚部を中心にヘアピン状の熱交換チューブを回転させ、各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部がそれぞれ水平面内に位置した状態にさせる複数の位置決め部と、
該位置決め部によって位置決めされたヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部の幅が、挿入すべき積層フィンの透孔の間隔と一致するように２本の脚部の両側を挟み込む複数のガイド部と、を具備することを特徴とするヘアピン状の熱交換チューブ整列装置。
隣接するヘアピン状の熱交換チューブ間の幅を、挿入する透孔の幅と一致させるように、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの配列方向に各前記ガイド部を移動させるガイド部移動装置を具備することを特徴とする請求項１記載のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置。
隣接するヘアピン状の熱交換チューブの間の幅を、挿入する透孔の幅と一致させるように、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの配列方向に各前記位置決め部を移動させる位置決め部移動装置を具備することを特徴とする請求項１記載のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置。
前記ガイド部移動装置は、
各前記ガイド部の各々を連結して、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの間隔を同時に同じ幅となるように移動させるリンク機構を有することを特徴とする請求項２記載のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置。
前記位置決め部移動装置は、
各前記位置決め部の各々を連結して、各前記ヘアピン状の熱交換チューブの間隔を同時に同じ幅となるように移動させるリンク機構を有することを特徴とする請求項３記載のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置。
前記ヘアピン状の熱交換チューブ受け部の各前記溝部を構成する２枚の側壁のうち一方の側壁は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブの上端よりも上方に突出しており、且つヘアピン状の熱交換チューブの上端よりも上方に突出した部位は、収納されるヘアピン状の熱交換チューブの上端を覆う方向に傾斜して形成されており、
前記位置決め部と前記ヘアピン状の熱交換チューブ受け部とは相対的に接離動可能となるように、前記位置決め部と前記ヘアピン状の熱交換チューブ受け部の少なくともいずれか一方には、上下動装置が設けられ、
前記位置決め部は、前記溝部に収納されているヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部のうち下方に位置する一方の脚部を収納する位置決め溝が設けられ、
前記上下動装置の動作によって、前記位置決め溝が前記溝部に収納されている前記一方の脚部を上方に押圧し、他方の脚部が前記一方の側壁の傾斜した部位に当接することによって前記一方の脚部を中心に各ヘアピン状の熱交換チューブの２本の脚部が水平方向に向くようにヘアピン状の熱交換チューブが回転す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項記載のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置。