JP6980099B2 - フィン製造装置及びフィン製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、フィン製造装置及びフィン製造方法に関する。

熱交換器は、流体の流路となるチューブと、そのチューブに連結され、熱交換の効率を向上させる複数のフィンと、を有する。チューブの断面形状は、目的に応じて決定される。またフィンは、金属の薄板を加工して製作される。

特許文献１には、帯状のフィンを製造するためのフィン製造装置が開示されている。特許文献１に記載のフィン製造装置は、プレス装置と、列間スリット装置と、カットオフ装置と、ガイドとを備える。プレス装置は、金属薄板に扁平チューブ挿通用の切り欠き部をプレス成形する。列間スリット装置は、切り欠き部が形成された金属薄板にスリットを形成することにより、金属薄板を短手方向に、すなわち列方向に複数本整列してなる帯状体を形成する。カットオフ装置は、各帯状体を一定の長さに切断する。ガイドは、列間スリット装置とカットオフ装置の間に配置される。ガイドは、列間スリット装置により形成された帯状体を互いに離間した状態でカットオフ装置に供給する。

また、特許文献２には、台形状のフィンを製造するためのフィン製造装置が開示されている。特許文献２に記載のフィン製造装置は、長尺の金属薄板に、長手方向に対して傾斜して台形状のフィンの脚部となる一対の切り込み線を形成する切り込み形成装置と、一対の切り込み線の端部と端部をつなぐ切断線を形成して台形状のフィンの上辺部又は下辺部を形成するカットオフ装置と、を備えている。これにより、特許文献２に記載の製造装置は、長尺の金属薄板から台形状のフィンを切り取る。

特開２０１４−４６３２９号公報 特開２０１６−１９８７７７号公報

熱交換器は、多数のフィンを備えることがある。そのフィンを大量に製造するため、フィン製造装置を使用して、金属薄板に、金属薄板の短手方向に整列した複数の帯状体を形成し、形成された複数の帯状体をさらに加工して複数のフィンを製造することが考えられる。

特許文献１に記載のフィン製造装置の場合、列間スリット装置によって形成された帯状体が長尺形状で、その帯状体の幅が相対的に狭い。その結果、帯状体の剛性が低い。また、帯状体は、扁平用チューブが挿通される開口部がフィンの側辺に開口している場合、櫛歯構造となり、搬送時に引っかかりやすい。このため、ガイドが搬送している間に、帯状体の湾曲又は反りが起こり易く、ガイドでの送りミスも発生し易い。その結果、カットオフ装置が、帯状体を一定の長さに切断する際に、帯状体の長さがばらつき易い。このような理由から、特許文献１に開示された製造装置は、高品質のフィンの製造が困難である。

一方、特許文献２に記載のフィンの製造装置の場合、切り込み形成装置が台形状のフィンの脚部となる一対の切り込み線を形成するため、金属薄板に、短手方向に整列した複数の帯状体を形成することが難しい。その結果、複数の帯状体から複数のフィンを製造する自体が難しい。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、金属薄板に複数の帯状体を形成し、その複数の帯状体からフィンを製造する場合に、送りミスが発生しにくく、高品質のフィンを製造することができるフィン製造装置及びフィン製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るフィン製造装置は、熱交換器用のフィンを製造するフィン製造装置であって、複数の開口部が形成された熱伝導性の板体に、長手方向に延在し、かつ長手方向に配列する複数のスリットを形成すると共に、長手方向に隣り合うスリット同士の間に未切断部を残すことにより、短手方向に部分的に連結された複数の帯状体を形成するスリット装置と、スリット装置によりスリットが形成された板体を長手方向に搬送する搬送装置と、搬送装置によって搬送された板体の、長手方向に隣り合うスリット同士の間に残された未切断部を長手方向へ切断することにより、未切断部によって短手方向へ相互に連結されている帯状体を分離すると共に、帯状体を一定の長さに切断することにより、フィンを形成し、形成されたフィンをスタックするスタック部と、を備える。スリット装置は、各帯状体上の各フィン形成予定領域内の予め定められた位置に未切断部を形成する。

本発明によれば、搬送状態では、帯状体が板体の短手方向に部分的に連結された状態にある。このため、帯状体を単体で搬送する場合に比して、剛性が高く、湾曲や反りや捻りが起きにくい。このため、安定した状態で搬送でき、搬送ミスも起きにくい。ひいては、高い品質のフィンを製造することができる。

本発明の実施の形態１に係る製造装置によって製造されるフィンを備える熱交換器を例示する斜視図 本発明の実施の形態１に係るフィン製造装置の全体図 本発明の実施の形態１に係るフィン製造装置が備える順送りプレス装置によってプレス加工された金属帯状体と金属薄板上面図 本発明の実施の形態１に係るフィン製造装置のガイドの上面図 本発明の実施の形態１に係るフィン製造装置が備える切断装置の斜視図 本発明の実施の形態２に係るフィン製造装置が備える切断装置の斜視図 本発明の実施の形態３に係るフィン製造装置が備える切断装置の斜視図 本発明の実施の形態４に係るフィン製造装置が備える切断装置の斜視図 本発明の実施の形態１〜３に係るフィン製造装置により製造される過程にある金属帯状体の上面図

以下、本発明の実施の形態に係る熱交換器用のフィン製造装置及びフィン製造方法について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
最初に、本実施の形態に係る、熱交換器用のフィン製造装置及びフィン製造方法によって製造されたフィン１０２を備える熱交換器１００について説明する。

熱交換器１００は、図１に示すように、積層された複数のフィン１０２と、複数のフィン１０２を積層方向に貫通する扁平チューブ１０１と、を備える。

扁平チューブ１０１の断面は、長丸形状、すなわち同一直径の２つの円を接線で結んだ形状である。扁平チューブ１０１の内部には、流体の流路が形成されている。

フィン１０２は、直方体状の薄板から形成される。図１に示すように、フィン１０２は、一定の間隔を持って積層されている。それぞれのフィン１０２には、複数の切り欠き部１０４が形成されており、切り欠き部１０４には、扁平チューブ１０１が挿入されている。切り欠き部１０４の形状は、扁平チューブ１０１の断面形状の外形に対応したＵ字溝形状である。そのＵ字溝の直線部には切り起こしが形成されている。

フィン１０２には、薄板を切り起こすことにより形成された、複数の切り起こしスリット１０５が形成されている。切り起こしスリット１０５は、フィン１０２の短手方向、すなわち熱交換器１００に対する気体の流通方向に開口を有する。この切り起こしスリット１０５は、フィン１０２の表面の温度境界層を分断及び更新する。これにより、切り起こしスリット１０５は、複数のフィン１０２の間を流れる気体と、フィン１０２との熱交換効率を向上させる。

また、フィン１０２の長辺部近傍には、開口部１０３が形成されている。この開口部１０３は、薄板を切り起こして形成されている。開口部１０３が備える切り起こし部が、隣接するフィン１０２に当接する状態で、フィン１０２は積層されている。

上記構成の熱交換器１００は、間隔を空けて積層したフィン１０２の、それぞれの切り欠き部１０４に、扁平チューブ１０１を挿入して、扁平チューブ１０１とフィン１０２をろう付けして製作される。熱交換器１００は、扁平チューブ１０１に流した流体の熱をフィン１０２に伝達し、その熱を、積層したフィン１０２の間を通り抜ける気体との間で交換する。

次に、フィン１０２を製造するフィン製造装置１とフィン製造方法について説明する。
図２に示すように、フィン製造装置１は、帯状の金属薄板１０をプレス加工して複数の金属帯状体１５０を作製する順送りプレス部２と、順送りプレス部２から搬送された金属帯状体１５０を貯留する緩衝部３と、金属板１５０を切断してフィン１０２を形成し、フィン１０２を積層して保持するスタック部４と、を備える。順送りプレス部２、緩衝部３及びスタック部４は、金属薄板１０が搬送される搬送方向に、順送りプレス部２、緩衝部３、スタック部４の順序で、配置されている。

まず、順送りプレス部２について説明する。順送りプレス部２は、アルミニウムや鉄鋼等の金属薄板１０を順送りプレス加工する装置である。

順送りプレス部２は、フィンの材料である金属薄板１０を供給するＮＣ（numerical control）フィーダ５０と、金属薄板１０を順送りしてプレス加工することにより、金属帯状体１５０を形成する順送りプレス装置５１と、を備える。

ＮＣフィーダ５０は、順送りプレス部２の、金属薄板１０の搬送方向上流側に配置されている。ＮＣフィーダ５０は、金属薄板１０を順送りプレス装置５１に間欠送りする。詳細には、ＮＣフィーダ５０は、金属薄板１０の上面と下面とを把持した移動体が、把持動作、送り移動、解放動作及び戻り移動の各動作を繰り返すことで、金属薄板１０を間欠送りする。

順送りプレス装置５１は、供給された金属薄板１０を金属帯状体１５０に加工するための装置と搬送装置を備える。詳細には、順送りプレス装置５１は、金属薄板１０をプレス加工して２列分の金属帯状体１５０にする金型装置５２と、２列分の金属帯状体１５０を切断してそれぞれの金属帯状体１５０にすると共に、金属帯状体１５０を製品幅の帯状体１５０ａにするための切断線１０７ａ、１０７ｂを部分的に形成する第１の列間スリット装置５３と、金属帯状体１５０を搬送する送り装置５４と、を備える。

なお、製品幅とは、フィン１０２の短手方向を幅、長手方向を長さとしたときの、フィン１０２の幅のことである。後述する製品長さとは、そのときの、フィン１０２の長さのことである。

金型装置５２は、金属薄板１０を、図３に示すように２列分の金属帯状体１５０にプレス加工する金型を備える。金型装置５２は、金型によって、フィン１０２の側面を櫛の歯状にする切り欠き部１０４を向かい合わせた状態で２つのフィン１０２が幅方向に連結した形状を有する金属帯状体１５０を作製する。ここで、幅方向とは、上面視で図３に示す搬送方向に直交する方向のことであり、長手方向に向かって金属薄板１０が搬送されることから、金属薄板１０の短手方向のことである。金型装置５２によってプレス加工された金属薄板１０は、図２に示すように、第１の列間スリット装置５３に送られる。

第１の列間スリット装置５３は、金属薄板１０に、スリット、即ち、切断線１０７ａ、１０７ｂを形成する。詳細には、第１の列間スリット装置５３は、切断線１０７ａを、金属薄板１０から２つの金属帯状体１５０を分離するために形成する。また、第１の列間スリット装置５３は、切断線１０７ｂを、２つの製品幅の帯状体１５０ａ、即ち、完成したフィン１０２と同一の幅の製品幅の帯状体１５０ａに加工するために形成する。第１の列間スリット装置５３は、切断線１０７ｂを、金属帯状体１５０の幅方向中央に形成して金属帯状体１５０を幅方向に２列の帯形状に分離する。第１の列間スリット装置５３は、金属帯状体１５０が完全に２列に分離してしまうことを防ぐため、部分的に切断線１０７ｂを形成せず、未切断部１０８を設ける。

ここで、第１の列間スリット装置５３は、金属帯状体１５０の加工が進んで製品幅の帯状体１５０ａが作製された段階で、その製品幅の帯状体１５０ａ上の最終的にフィン１０２が形成される各領域の搬送方向最下流側の位置に、未切断部１０８を形成する。なお、製品幅の帯状体１５０ａ上の最終的にフィン１０２が形成される各領域のことを、以下、フィン形成予定領域という。
また、第１の列間スリット装置５３は、金属帯状体１５０の両側を凹凸のない滑らかな直線状に切断する。切断された金属帯状体１５０は、図２に示す送り装置５４によって下流へ搬送される。

送り装置５４は、図２に示すように、金属薄板１０に形成された、図３に示すパイロット穴１０６に挿入可能な送りピン５５を備える。送り装置５４は、送りピン５５をパイロット穴１０６に挿入して、金属帯状体１５０を順送りする。送り装置５４が金属帯状体１５０を送る動作は、金型装置５２が金属帯状体１５０に加工する動作と第１の列間スリット装置５３が金属薄板１０に切断線１０７ａ及び１０７ｂを形成する動作に連動している。これにより、第１の列間スリット装置５３は、金属帯状体１５０のフィン形成予定領域内にある、搬送方向最下流側の位置に未切断部１０８を形成することができる。送り装置５４は、送りピン５５で金属帯状体１５０を下流側へ送る。これにより、第１の列間スリット装置５３によって加工された金属帯状体１５０は、緩衝部３へ供給される。

次に、緩衝部３について説明する。緩衝部３は、金属帯状体１５０を貯めて順送りプレス部２とスタック部４との間で、金属帯状体１５０の供給、排出を調整する装置である。

緩衝部３は、順送りプレス装置５１の下流側に配されている。緩衝部３は、金属帯状体１５０の幅方向の位置を規制するガイド５６と、金属帯状体１５０を貯留する中間バッファ部５７と、金属帯状体１５０を搬送する送りローラ５８と、を備える。

ガイド５６は、第１の列間スリット装置５３で２つに分離された金属帯状体１５０同士が接触することを防ぐために、図４に示すように、それぞれの金属帯状体１５０の両側に位置する壁を備える。ガイド５６が備える壁の内面は滑らかに形成されている。一方、金属帯状体１５０の両側辺も滑らかな直線状に形成されている。これにより、ガイド５６は、金属帯状体１５０に干渉しにくく、引っかかりにくい。その結果、ガイド５６では、搬送ミスが起こりにくい。

中間バッファ部５７は、図２に示すように、金属帯状体１５０を自重によって弛ませる部分である。これにより、中間バッファ部５７は、順送りプレス部２とスタック部４との間に金属帯状体１５０を貯蔵する。中間バッファ部５７は、貯蔵した金属帯状体１５０を送りローラ５８へ供給する。

送りローラ５８は、ローラの周方向に配列された送りピン６５を備える。送りローラ５８は、送りピン６５を、金属帯状体１５０に形成された穴、例えば長穴１０４ｃに挿入して、さらに回転する。これにより、送りローラ５８は、金属帯状体１５０を搬送する。送りローラ５８は、金属帯状体１５０を、下流側に配されたスタック部４に供給する。

次に、スタック部４について説明する。スタック部４は、金属帯状体１５０からフィン１０２を形成すると共に積層する装置である。

スタック部４は、金属帯状体１５０を製品幅の帯状体１５０ａにするための図示しない切断線を部分的に形成する第２の列間スリット装置５９と、製品幅の帯状体１５０ａを一定の長さに切り揃えてフィン１０２を形成するカットオフ装置６０と、フィン１０２を積層して保持するスタック装置６１と、金属帯状体１５０を搬送する送り装置６２と、金属帯状体１５０を製品幅の帯状体１５０ａに切断する切断装置６６と、を備える。

第２の列間スリット装置５９は、図３に示す金属帯状体１５０の未切断部１０８に、切断線１０７ｂに連続する図示しない切断線を形成する。ただし、第２の列間スリット装置５９は、金属帯状体１５０のうち、フィン形成予定領域の最も搬送方向下流にある未切断部１０８には、切断線を形成しない。

図２に戻って、カットオフ装置６０は、第２の列間スリット装置５９の下流側に配され、第２の列間スリット装置５９によって切断線が形成された金属帯状体１５０を、フィン１０２の製品長さに切断する。

一方、スタック装置６１は、製造されたフィン１０２を積層して保持する装置である。スタック装置６１は、カットオフ装置６０及び切断装置６６で製造中の金属帯状体１５０を吸着して搬送すると共に、製造されたフィン１０２を吸着して搬送し、さらにフィン１０２をスタックする、図示せぬ吸着搬送機構と、吸着搬送機構によってスタックされたフィン１０２を保持するスタック棒６４と、を有する。

吸着搬送機構は、加工中の金属帯状体１５０の上面を吸着して保持する。そして、吸着搬送機構は、金属帯状体１５０が切断されてフィン１０２が製造されると、フィン１０２を吸着したまま、スタック棒６４の上まで移動し、その移動先で吸着を解除する。吸着搬送機構は、吸着解除後、元の位置に戻り、再度金属帯状体１５０を吸着する。吸着搬送機構は、この動作を繰り返すことにより、フィン１０２をスタックする。

スタック棒６４は、吸着搬送機構によってフィン１０２の切り欠き部１０４又は開口部１０３に挿入される。スタック棒６４には、吸着搬送機構が上記動作を繰り返すことにより、複数のフィン１０２の切り欠き部１０４又は開口部１０３が通される。吸着搬送機構には、送り装置６２によって金属帯状体１５０が供給される。

送り装置６２は、搬送方向上流又は下流に移動可能な送りピン６３を備える。送りピン６３は、金属帯状体１５０が有する穴、例えば長穴１０４ｃに挿入可能な外径を有する。また、図５に示すように、送りピン６３は、ベース６５ｂに配置されている。送りピン６３は、ベース６５ｂの上面から突出する位置と内部に没した位置とを取り得る。ベース６５ｂの上面には、金属帯状体１５０が載置される。ここで、ベース６５ｂは、送り機構６５ａに連結されている。送り機構６５ａは、例えばボール螺子機構で構成される。ベース６５ｂは、送り機構６５ａによって金属帯状体１５０の搬送方向下流側及び上流側に移動する。

送り装置６２は、送りピン６３が没した状態で、ベース６５ｂを上流側に移動させる。そして、図２に示すカットオフ装置６０のカットオフ位置よりも上流側の位置で送りピン６３を突出させる。これにより、送り装置６２は、金属帯状体１５０の長穴１０４ｃに挿入する。送り装置６２は、さらに図５に示すベース６５ｂを下流側に移動させることにより、金属帯状体１５０を下流側に搬送する。その結果、カットオフ装置６０の切断刃よりも上流側で待機する金属帯状体１５０が下流側に搬送される。送り装置６２は、金属帯状体１５０をスタック装置６１に搬送し、搬送された金属帯状体１５０は、スタック装置６１の図示しない吸着搬送機構に吸着される。

なお、ベース６５ｂの移動速度及び送りピン６３の出没のタイミングは、図２に示す送りピン６５が金属帯状体１５０を送る速度及びタイミングと同期する。

切断装置６６は、吸着搬送機構に吸着され搬送された金属帯状体１５０の、搬送方向最下流側の未切断部１０８を切断して製品幅の帯状体１５０ａに分離する。切断装置６６は、図５に示すように、金属帯状体１５０の下流側端部にある未切断部１０８を切断する上刃６９及び下刃７０と、上刃６９及び下刃７０をそれぞれ鉛直方向へ移動させる駆動機構７１及び７２と、駆動機構７１及び７２を保持するベース６７と、ベース６７を金属帯状体１５０の搬送方向に移動させる駆動機構６８と、を備える。

上刃６９及び下刃７０は、駆動機構６８によってベース６７が移動することにより、退避位置と金属帯状体１５０の未切断部１０８の位置とに移動する。また、上刃６９及び下刃７０は、駆動機構６８によって金属帯状体１５０の上記未切断部１０８の位置に移動し、さらに駆動機構７１及び７２によって鉛直方向に移動することにより、金属帯状体１５０の上記未切断部１０８の位置で未切断部１０８を切断する。上刃６９及び下刃７０は、切断後、駆動機構６８によって元の退避位置へ戻る。

なお、金属薄板１０は、請求の範囲に記載の板体の例であり、ガイド５６は、請求の範囲に記載のガイド部の例である。送りローラ５８及び送り装置６２は、請求の範囲に記載の搬送装置の例であり、第２の列間スリット装置５９は、請求の範囲に記載の第２のスリット装置の例である。スタック装置６１が有する吸着搬送機構は、請求の範囲に記載の吸着部の例であり、スタック部４は、請求の範囲に記載の処理位置の例である。また、幅方向は、請求の範囲に記載の短手方向の例である。

次に、フィン製造装置１でフィン１０２を製造する工程を説明する。

ＮＣフィーダ５０は、順送りプレス部２に、金属薄板１０を間欠的に送る。順送りプレス部２では、順送りプレス装置５１に設けられた送り装置５４が、金型装置５２によって金属薄板１０に形成されたパイロット穴１０６に送りピン５５を挿入する。さらに、送り装置５４は、ＮＣフィーダ５０と同期して送りピン５５を移動させて、金属薄板１０を間欠送りする。

また、順送りプレス部２では、金型装置５２が、間欠送りされる金属薄板１０に、図３に示す開口部１０３、穴１０４ａ、切れ込み１０４ｂ、長穴１０４ｃ、切り起こしスリット１０５及びパイロット穴１０６、を形成する。

より具体的には、金型装置５２は、最初のプレス加工の工程において、複数の穴１０４ａを形成する。穴１０４ａは、後に切り欠き部１０４の端部となる。次に、金型装置５２は、切れ込み１０４ｂを形成する。このとき、金型装置５２は、切れ込み１０４ｂによって、穴１０４ａ同士を連結する。次に、金型装置５２は、長穴１０４ｃを形成するために、切れ込み１０４ｂ近傍を切り起こす。次に、金型装置５２は、切り起こしスリット１０５と、切り起こし部を伴う開口部１０３を形成する。

続いて、第１の列間スリット装置５３は、金型装置５２によってプレス加工された金属薄板１０に、切断線１０７ａ及び１０７ｂを形成する。切断線１０７ａは、金属薄板１０を２列の金属帯状体１５０に切断するためのものであり、切断線１０７ｂは、金属帯状体１５０を２列の製品幅の帯状体１５０ａに切断するためのものである。ただし、第１の列間スリット装置５３は、切断線１０７ｂを、金属帯状体１５０の長さ方向に不連続に複数個形成する。詳細には、第１の列間スリット装置５３は、例えば、図３に示すように、切断線１０７ｂを３回形成し、未切断部１０８を１回設ける。これにより、金属帯状体１５０の長手方向、すなわち搬送方向かつ、切断線１０７ｂと切断線１０７ｂとの間に部分的に切断されていない未切断部１０８を設ける。また、第１の列間スリット装置５３は、金属帯状体１５０の各フィン形成予定領域の搬送方向最下流側の位置に、必ず、未切断部１０８を形成する。

順送りプレス装置５１による加工の後、金属薄板１０は２列の金属帯状体１５０となって、順送りプレス部２から緩衝部３へ送られる。緩衝部３では、ガイド５６が備える壁が、２列の金属帯状体１５０がお互いに接触することが無い状態で、金属帯状体１５０を案内する。

このとき、金属帯状体１５０では、前述の通り２列の製品幅の帯状体１５０ａが幅方向に対向している。それら製品幅の帯状体１５０ａの幅方向中央では、切り欠き部１０４が連結している。その結果、金属帯状体１５０の幅方向端部には切り欠きが存在しない。このため、金属帯状体１５０の端部がガイド５６の壁に接触しても、滑らかに搬送される。その結果、ガイド５６では、送り不良が発生しない。

その後、金属帯状体１５０は、自重によって弛み、中間バッファ部５７を形成する。金属帯状体１５０には、製品幅の帯状体１５０ａが幅方向に対称に配置されている。このため、金属帯状体１５０の重心は、自重によって弛んでも、幅方向中心にある。その結果、金属帯状体１５０は幅方向に傾くことは無い。これにより、中間バッファ部５７では、金属帯状体１５０の送り不良の発生が防止される。

中間バッファ部５７を経由した金属帯状体１５０は、金属帯状体１５０に形成された穴、例えば長穴１０４ｃに、送りローラ５８の送りピン６５が挿入されて、スタック部４へ搬送される。このとき、送りローラ５８は、スタック部４が備える送り装置６２と同期して動作する。

なお中間バッファ部５７は、ＮＣフィーダ５０及び送り装置５４が金属帯状体１５０を送るタイミングと、送りローラ５８及び送り装置６２が送るタイミングとのずれを吸収する。さらに、中間バッファ部５７は、ＮＣフィーダ５０及び送り装置５４の送り量と送りローラ５８及び送り装置６２の送り量とのずれを吸収する。これにより、金属帯状体１５０の送り不良の発生が防止される。

次に、金属帯状体１５０は、スタック部４に搬送される。ここでは、フィン１０２が製造され、そのフィン１０２がスタック棒６４にスタックされた直後である段階を説明する。この段階では、カットオフ装置６０によって金属帯状体１５０下流側が切断された状態にある。金属帯状体１５０の全体はカットオフ装置６０より上流側に位置する。

この状態で、送り装置６２は、送りピン６３を突出させ、その送りピン６３を長穴１０４ｃに挿入させる。続いて、送り装置６２は、送り機構６５ａを駆動して、送りピン６３を下流側に移動させる。これにより、送り装置６２は、金属帯状体１５０を搬送する。そのとき、送りローラ５８の回転と送りピン６３の移動は同期している。金属帯状体１５０の搬送量は、フィン１０２の製品長さと等しい。

金属帯状体１５０の搬送途中に、第２の列間スリット装置５９が、未切断部１０８に図示しない切断線を形成する。ただし、第２の列間スリット装置５９は、金属帯状体１５０の送り方向端部にある未切断部１０８に切断線を形成しない。

一方、金属帯状体１５０は、第２の列間スリット装置５９によって切断されると、スタック装置６１に搬送される。スタック装置６１では、吸着機構が金属帯状体１５０を吸着保持する。金属帯状体１５０が吸着保持されると、送りピン６３が、金属帯状体１５０から下降して離脱する。送りピン６３は、離脱すると、次サイクルの加工のため、カットオフ装置６０の刃よりも上流側へ移動する。

切断装置６６は、金属帯状体１５０の搬送方向下流側の、スタック装置６１及び送り装置６２が干渉しない退避位置に退避している。切断装置６６は、送りピン６３がカットオフ装置６０の刃よりも上流側へ移動すると、金属帯状体１５０の下流側端部の未切断部１０８を切断する位置に移動して、最下流側の未切断部１０８を切断する。切断後、切断装置６６は退避位置に移動する。

切断装置６６の切断動作と並行して、或いは切断装置６６が退避位置に移動した後、カットオフ装置６０は、金属帯状体１５０を製品長さに切断して、フィン１０２を形成する。スタック装置６１の吸着搬送機構は、吸着保持しているフィン１０２をスタック棒６４の位置まで搬送する。その位置で、スタック装置６１は、吸着搬送機構を解放することにより、フィン１０２をスタックさせる。また、フィン１０２の切り欠き部１０４又は開口部１０３にスタック棒６４を通す。その後、スタック装置６１は、吸着搬送機構を元の位置に復帰させる。

この実施の形態によれば、フィン製造装置１は、複数の製品幅の帯状体１５０ａが幅方向に部分的に繋がれた状態の金属帯状体１５０を搬送し、金属帯状体１５０をスタック直前に製品幅に切断してフィン１０２を製造する。このため、フィン製造装置１では、湾曲や反りや捻りが起きにくい剛性の高い金属帯状体を形成したままで、金属帯状体１５０を搬送することが可能になる。このため、フィン製造装置１では、安定した状態で金属帯状体１５０を移送でき、スタック動作の信頼性が向上する。また、フィン製造装置１では、第２の列間スリット装置５９が順送りプレス装置５１及びスタック装置６１の外部に設けられている。これにより、第２の列間スリット装置５９は、金属帯状体１５０の送り動作と連携動作することが可能である。その結果、フィン製造装置１では、順送りプレス装置５１の負荷を低減させ、スタック動作の時間短縮による生産性の向上が可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１とは、スタック部４が備えるスタック装置６１及び切断装置６６が異なる。

本実施の形態のスタック装置１６１は、図６に示すように、金属帯状体１５０を吸着した時に、最下流側の未切断部１０８にあたる位置に、未切断部１０８を切断するための上刃７３を備える。さらに、スタック装置１６１は、金属帯状体１５０を吸着する位置に、金属帯状体１５０の幅方向を位置決めする内壁７７を備える。

切断装置１６６は、未切断部１０８を切断するための下刃７０と、下刃７０を鉛直方向に移動させる駆動機構７２と、駆動機構７２を保持するベース６７と、ベース６７を金属帯状体１５０の搬送方向へ移動させる駆動機構６８と、を備える。

この構成において、切断装置１６６は、待機位置から、スタック装置１６１に吸着保持された金属帯状体１５０の下へ移動する。そのとき、下刃７０は、未切断部１０８の下に配置される。その後、切断装置１６６は、駆動機構７２を作動させて、上刃７３と下刃７０で未切断部１０８を切断する。これにより、金属帯状体１５０は、製品幅の帯状体１５０ａになる。

実施の形態２によれば、実施の形態１の切断装置６６と異なり、上刃の駆動機構が不要となるので、部品数を少なくすることが可能となる。また、実施の形態２では、金属帯状体１５０の、幅方向位置が、内壁７７によって規制されている。このため、フィン１０２の幅方向の切断位置の精度が向上して、フィン１０２の製造不良が減少する効果もある。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１とは、スタック部４が備える送り装置６２及び切断装置６６が異なる。

切断装置２６６は、図７に示すように、金属帯状体１５０の最下流側の未切断部１０８を切断する回転刃７４と、回転刃７４の中心を貫通して連結された回転軸７５と、回転軸７５を回転可能に支持する支持部材７６を有する。

送り装置６２では、送りピン６３によって、金属帯状体１５０が、スタック装置６１へ搬送される。その搬送の完了前に、金属帯状体１５０の下流側端部の未切断部１０８が、回転可能に保持された回転刃７４に当接する。そして、送り装置６２が、その搬送を継続することで回転刃７４が回転しながら未切断部１０８を切断する。回転刃７４は、金属帯状体１５０と接触することで受動的に回転する構成でもよく、或いは、アクチュエータによって、積極的に回転する構成にすることも可能である。

回転刃７４が未切断部１０８を切断するとき、送り装置６２の、送りピン６３を保持するベース６５ｂの上面が、回転刃７４と干渉するおそれがある。そこで、ベース６５ｂの上面には、凹形状が形成されている。これにより、ベース６５ｂでは、回転刃７４との干渉が回避されている。

また、切断装置２６６では、回転刃７４の位置を固定して、金属帯状体１５０を移動して切断する方法ではなく、実施の形態１のように、金属帯状体１５０の位置を固定しても良い。その場合、切断装置２６６では、回転刃７４を上流側に移動して金属帯状体１５０を切断する方法を採用しても良い。

実施の形態３によれば、回転刃７４を鉛直方向に駆動する機構が不要となる。その結果、実施の形態３では、実施の形態２よりもさらに部品点数を少なくすることが可能となる。

（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１とは、スタック部４が備える切断装置６６が異なる。

第２の列間スリット装置５９は、図示しないが、金属帯状体１５０に設けられた未切断部１０８に、ミシン目の形状の切断線を形成する。

これに対して、分離装置３６６は、図８に示すように、金属帯状体１５０の未切断部１０８の両側それぞれを把持する一対の把持部８０と、一対の把持部８０を互いに引き離す方向に移動させて、金属帯状体１５０のうちの一方の列部分を他方の列部分から分離する駆動機構８２と、を有する。

把持部８０それぞれは、一対の鈎状の挟み部を備え、それら挟み部は、駆動機構８１によって開閉する。把持部８０それぞれは、一対の挟み部が閉じて金属帯状体１５０を挟み込むことにより、金属帯状体１５０を把持する。また、把持部８０それぞれは、一対の挟み部が開くことで、金属帯状体１５０の把持を解除する。

一方、駆動機構８２は、把持部８０それぞれを金属帯状体１５０の短手方向に移動させる。詳細には、駆動機構８２は、一対の把持部８０を、未切断部１０８を挟んで対向する位置に移動させる。駆動機構８２は、把持部８０が金属帯状体１５０を把持すると、一対の把持部８０を、互いに離れる方向に移動させる。これにより、駆動機構８２は、金属帯状体１５０のうちの一方の列部分を他方の列部分から分離する。駆動機構８２は、一方の列部分を他方の列部分から分離し、その後、把持部８０が金属帯状体１５０の把持を解除すると、一対の把持部８０を、未切断部１０８を挟んで対向する位置に戻す。

送り装置６２は、第２の列間スリット装置５９が未切断部１０８に、図示しないミシン目状の切断線を形成すると、そのミシン目状の切断線が形成された金属帯状体１５０を搬送する。一方、分離装置３６６は、一対の把持部８０を、ミシン目状の切断線を挟んで対向する位置に移動させる。金属帯状体１５０の搬送が完了すると、分離装置３６６は、一対の挟み部を閉方向８３に移動させることにより、把持部８０に金属帯状体１５０を把持させる。このとき、把持部８０それぞれは、金属帯状体１５０の列部分それぞれを把持する。

続いて、分離装置３６６は、駆動機構８２に、把持部８０それぞれを分離方向８４に移動させる。これにより、把持部８０それぞれは、金属帯状体１５０の幅方向に向かって互いに離れる方向に移動する。その結果、２列分の金属帯状体１５０のうちの一方の列部分が他方の列部分から引き離される。これにより、金属帯状体１５０は、２つのフィン１０２に分離する。

実施の形態４によれば、分離装置３６６が上刃６９、７３、下刃７０、回転刃７４等の刃を使用しないで、未切断部１０８を分離するので、刃の摩耗による切断不良が発生しない。また、実施の形態４では、摩耗した刃を交換する必要がなく、刃の交換によるコストが発生しない。その結果、フィン製造装置１のランニングコストが抑制できる。

また、実施の形態１〜３では、上刃６９、７３、下刃７０、回転刃７４等の刃で金属帯状体１５０を切断するときに、金属帯状体１５０の切断、刃物の摩耗での金属粉が発生する。これに対して、実施の形態４では、２列分の金属帯状体１５０のうち一方の列部分を他方の列部分から引き離すことによりフィン１０２に分離する。このため、実施の形態４では、切断、刃の摩耗による金属粉が発生しない。その結果、金属粉が製造されたフィン１０２に製品異物として入り込みにくい。

なお、実施の形態４では、第２の列間スリット装置５９が、未切断部１０８にミシン目の形状の切断線を形成しているが、第２の列間スリット装置５９は、未切断部１０８に、金属薄板１０の厚み方向に未切断領域がある切断線を形成してもよい。その場合、厚み方向の未切断領域は、金属薄板１０の厚みによるが、例えば、金属薄板１０の厚みの半分であってもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は例として掲示したものであり、発明の範囲は、実施の形態によって限定されない。

例えば、未切断部１０８の形状、配置、数は、上記実施の形態に限定されず、任意である。即ち、上記実施の形態では、各フィン形成予定領域の最下流側に未切断部１０８を形成する例を示しているが、他の位置に未切断部１０８を残してもかまわない。ただし、切断のしやすさからは、各フィン形成予定領域の最下流側に配置することが望ましい。

なお、フィン１０２の構造は、製造する熱交換器１００の構造により変化する。従って、フィン製造装置１は、フィン１０２の必要に応じて、金型装置５２を別のものに変更することで、図９に示すように、金属薄板１０を、フィンの間にパイロット穴１０９を有する、金属帯状体１５１に加工することも可能である。また、図示しないが、フィン製造装置１は、長穴１０４ｃを、長手方向が送り方向に対して傾斜した角度を有する形状に加工することも可能である。

なお、送りローラ５８、送り装置６２及び切断装置６６が備える駆動機構は、例えばモータやモータ及びボール螺子を組み合わせた機構にして、ＮＣ制御（numerical control）が可能である構成にしておくことも可能である。そうすることで、フィン製造装置１は、製造する製品の長さが変更となっても対応が可能となる。またそれぞれの駆動装置の動作速度及び動作タイミングの調整が可能となる。

また、上記実施の形態では、２つの帯状体を未切断部１０８で部分的に接合する例を示しているが、他の実施の形態では、３つ以上の帯状体を、幅方向に隣接する帯状体同士が部分的に連結される形状に未切断部１０８を形成してもよい。また、上記実施の形態では、フィンをアルミニウムや鉄鋼等の金属から形成する例を示しているが、フィン１０２の材料は、炭素材料のような熱伝導性の高い材料であれば特に限定されるものではない。

個々のフィン１０２の構造は、実施の形態に限定されず、任意である。例えば、切り欠き部１０４は、図１に示すように、フィン１０２の側辺に開口していなくてもよい。

上記実施の形態では、流体が流れるチューブとして、扁平チューブを例示しているが、流体が流れることができれば、チューブの断面形状は任意である。例えば、チューブの断面形状は、円でも、楕円でも、多角形でもよい。

第１の列間スリット装置５３と第２の列間スリット装置５９の切断手法は任意である。第１の列間スリット装置５３と第２の列間スリット装置５９は、プレス、刃物、レーザなどを使用して切断する構成でもよく、任意の切断機構を使用できる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本出願は、２０１８年４月１０日に出願された、日本国特許出願特願２０１８−７５５２７号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１８−７５５２７号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

１ フィン製造装置、２ 順送りプレス部、３ 緩衝部、４ スタック部、１０ 金属薄板、５０ ＮＣフィーダ、５１ 順送りプレス装置、５２ 金型装置、５３ 第１の列間スリット装置、５４ 送り装置、５５ 送りピン、５６ ガイド、５７ 中間バッファ部、５８ 送りローラ、５９ 第２の列間スリット装置、６０ カットオフ装置、６１ スタック装置、６２ 送り装置、６３ 送りピン、６４ スタック棒、６５ 送りピン、６５ａ 送り機構、６５ｂ ベース、６６ 切断装置、６７ ベース、６８ 駆動機構、６９ 上刃、７０ 下刃、７１ 駆動機構、７２ 駆動機構、７３ 上刃、７４ 回転刃、７５ 回転軸、７６ 支持部材、７７ 内壁、８０ 把持部、８１ 駆動機構、８２ 駆動機構、８３ 閉方向、８４ 分離方向、１００ 熱交換器、１０１ 扁平チューブ、１０２ フィン、１０３ 開口部、１０４ 切り欠き部、１０４ａ 穴、１０４ｂ 切れ込み、１０４ｃ 長穴、１０５ 切り起こしスリット、１０６ パイロット穴、１０７ａ 切断線、１０７ｂ 切断線、１０８ 未切断部、１０９ パイロット穴、１５０ 金属帯状体、１５０ａ 製品幅の帯状体、１５１ 金属帯状体、１６１ スタック装置、１６６ 切断装置、２６６ 切断装置、３６６ 分離装置。

Claims (12)

1. 熱交換器用のフィンを製造するフィン製造装置であって、
   複数の開口部が形成された熱伝導性の板体に、長手方向に延在し、かつ長手方向に配列する複数のスリットを形成すると共に、長手方向に隣り合う前記スリット同士の間に未切断部を残すことにより、短手方向に部分的に連結された複数の帯状体を形成するスリット装置と、
   前記スリット装置によりスリットが形成された板体を長手方向に搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置によって搬送された前記板体の、長手方向に隣り合う前記スリット同士の間に残された前記未切断部を長手方向へ切断することにより、前記未切断部によって短手方向へ相互に連結されている前記帯状体を分離すると共に、前記帯状体を一定の長さに切断することにより、フィンを形成し、形成された前記フィンをスタックするスタック部と、
   を備え、
   前記スリット装置は、各帯状体上の各フィン形成予定領域内の予め定められた位置に前記未切断部を形成する、
   フィン製造装置。
2. 前記スタック部は、前記帯状体を切断する上刃及び下刃を備える切断装置を備える、
   請求項１に記載のフィン製造装置。
3. 前記スタック部は、スタック装置を備え、
   上刃を前記スタック装置が備える、
   請求項１に記載のフィン製造装置。
4. 前記スタック部は、回転する切断刃を備える切断装置を備える、
   請求項１に記載のフィン製造装置。
5. 前記スタック部は、前記複数の帯状体それぞれを把持する複数の把持部及び、前記複数の把持部を前記短手方向に移動させる駆動部を有し、前記複数の把持部に複数の帯状体それぞれを把持させ、かつ前記駆動部に前記複数の把持部を前記短手方向に移動させることにより、前記複数の帯状体から一つの帯状体を分離する分離装置を備える、
   請求項１に記載のフィン製造装置。
6. 前記スリット装置は、板体の前記複数の帯状体を形成する予定領域に、向かい合わせに形成された櫛の歯状の部分を形成する金型装置を備え、
   前記搬送装置は、前記短手方向に部分的に連結された状態で前記複数の帯状体をガイドして搬送するガイド部を備える、
   請求項１から５の何れか１項に記載のフィン製造装置。
7. 前記スリット装置は、前記各フィン形成予定領域に、複数の前記未切断部を形成し、
   前記スタック部は、複数の前記未切断部のうち、前記各フィン形成予定領域の搬送方向最下流側にある前記未切断部以外の前記未切断部にスリットを形成する第２のスリット装置を備える、
   請求項１から６の何れか１項に記載のフィン製造装置。
8. 前記スタック部は、前記帯状体を保持する吸着部を備え、
   前記スタック部は、前記吸着部が前記帯状体を保持した状態で切断する、
   請求項１から７の何れか１項に記載のフィン製造装置。
9. 熱交換器用のフィンを製造するフィン製造方法であって、
   長手方向に延在し、かつ長手方向に配列する複数のスリットが形成された複数の帯状体であって、前記複数のスリットのうちの長手方向に隣り合うスリット同士の間に、かつ各フィン形成予定領域に未切断部を残すことにより、短手方向に部分的に連結された状態の複数の帯状体を処理位置まで搬送する搬送ステップと、
   前記処理位置において、長手方向に隣り合う前記スリット同士の間に残された前記未切断部を長手方向へ切断することにより前記未切断部によって短手方向へ相互に連結されている前記帯状体を分離すると共に、前記帯状体を予め定められた長さに切断することによりフィンを形成するフィン形成ステップと、
   形成した前記フィンをスタックするスタックステップと、
   を備える、
   フィン製造方法。
10. 前記搬送ステップの前に、前記複数の帯状体を自重によってたわませ、前記複数の帯状体をバッファするバッファステップを備える、
    請求項９に記載のフィン製造方法。
11. 前記搬送ステップでは、前記複数の帯状体を吸着することにより、前記複数の帯状体を保持し、保持した前記複数の帯状体を前記処理位置まで搬送し、
    前記フィン形成ステップでは、前記複数の帯状体を保持した状態のまま、前記処理位置で搬送した前記複数の帯状体を切断して前記フィンを形成し、
    前記スタックステップでは、形成した前記フィンを前記処理位置よりも下流に搬送し、搬送した下流の特定の位置で前記フィンの吸着を解除することにより、前記フィンを解放して前記フィンをスタックする、
    請求項９又は１０に記載のフィン製造方法。
12. 請求項９から１１の何れか１項に記載のフィン製造方法によって製造されたフィンをチューブに取り付け、ろう付けする組み立て工程を備える熱交換器の製造方法。

Images