JPWO2017138064A1

JPWO2017138064A1 - フィンスタック装置

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Publication number: JPWO2017138064A1
Application number: JP2017566250A
Authority: JP
Inventors: 典隆坂口; 洵一小野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: EP3231550A4; CN108602164B; US10507511B2; EP3231550B1; JP6567096B2; CN108602164A; US20180326471A1; EP3231550A1; WO2017138064A1

Abstract

平板上に形成された複数の穴を有するフィンをスタックするフィンスタック装置において、フィンの穴に挿入される複数のスタックピンと、スタックピンの上方に設けられ、穿孔された複数の穴によりフィンを吸着するサクションプレートと、サクションプレート上のフィンの平面部が移動するスライド領域に設けられたローラとを備える。

Description

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

フィンスタックとは、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。フィンスタックの概要を説明すると、複数の穴が穿孔されたサクションプレート上をプレス機から送り出されたフィンが吸着されながら移動し、移動後にサクションプレートが上下動する。サクションプレートの上下動と共にプレス機の出口付近に設けられたカッタによりフィンがカットされ、フィンが落下する。落下したフィンをスタックピンと称する先端が針形状の棒で刺すように受け止め、順次積層させる。従来のフィンスタック装置は、複数の穴が穿孔された吸着する板によってフィンの移動を行っている（例えば、特許文献１参照）。

実開平４−１７３３３号公報

特許文献１のフィンスタック装置ではサクションプレートがフィンを吸着し、フィンが移動する際にフィンが途中で折れ曲がる座屈という現象を起こすことがある。サクションプレート上をフィンが移動する時には、サクションプレートとフィンの相互間で摩擦力が発生する。フィンはプレス機からの押し出す力により移動するため、プレート上の摩擦力が生じている部分はそれ以上進むことができず駆動点と摩擦力の作用点の間でフィンが折れ曲がる場合がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、サクションプレート上でフィンが移動する際に座屈を起こさずにフィンが移動することができるフィンスタック装置を提供することを目的としている。

本発明に係るフィンスタック装置は、平板上に形成された複数の穴を有するフィンをスタックするフィンスタック装置において、フィンの穴に挿入される複数のスタックピンと、スタックピンの上方に設けられ、穿孔された複数の穴によりフィンを吸着するサクションプレートと、サクションプレート上のフィンの平面部が移動するスライド領域に設けられたローラとを備えるものである。

本発明に係るフィンスタック装置によれば、フィンの平面部が移動しスライドする領域にローラを搭載した構成にしたため、サクションプレート上を移動中のフィンとサクションプレートとの摩擦力を低減することができるので、座屈を起こさずにフィンを移動することができる。

本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置の正面図である。本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置のローラの斜視図である。本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置のフィンの上面図である。本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置への、プレス機によるフィン搬送機構を示す図である。本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置への、プレス機によるフィン搬送機構を示す図である。本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置の動作時の部分正面図である。本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置の動作時の部分拡大斜視図である。本発明の実施の形態２におけるフィンスタック装置の上面図である。本発明の実施の形態２におけるフィンスタック装置のフィンのプレス機による搬送速度とローラによる回転速度の関係を示す図である。本発明の実施の形態３におけるフィンスタック装置のフィンのプレス機による搬送速度とローラによる回転速度の関係を示す図である。本発明の実施の形態４におけるフィンスタック装置のローラの接触面に追加する溝の例を示す図である。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置の正面図である。フィンスタック装置１は、フィン積層ユニット２０と、フィン積層ユニット２０の上方（Ｚ軸）に配置されるサクションユニット１０とを有する。フィン積層ユニット２０は、台座２１と、エレベータ２２と、エレベータ２２を貫通し、針形状の先端をＺ軸上方に向けて台座２１に設置されている複数のスタックピン２３とを備える。サクションユニット１０は、サクションプレート１２と、ローラ１３と、サクションプレート１２の上部に配置されるサクションボックス１４と、サクションボックス１４の上部に配置されるブロワ１５とを備える。

サクションプレート１２は、フィン３０を吸着するために複数の穴が穿孔されている。さらに、サクションプレート１２は、ローラ１３をフィン３０と接触させるための複数の穴を有している。サクションボックス１４は、サクションプレート１２の上部に配置され、サクションボックス１４の上部に配置されたブロワ１５による吸い上げをサクションプレート１２の全体に渡り作用させる。エレベータ２２はスタックピン２３の上部に位置しており、落下したフィン３０は順次積層される。このとき、積層されたフィン３１の最上面を図示しないセンサにより検知しており、この面が一定の位置に保たれるようにエレベータ２２が下降する。

図２は、本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置のローラの斜視図である。ローラ１３は、円筒部４０と円筒部４０の側面に設けられたフランジ部４１とを備える。フィン３０の平面部がサクションプレート１２上を移動しスライドする領域で接触面４２が接触するように、ローラ１３は設置されている。そのため、ローラ１３は、サクションプレート１２の穴からフランジ部４１の一部を露出させる。ローラ１３の素材は、フィン３０と同一素材であることが望ましく、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金などが挙げられる。ローラ１３とフィン３０の素材が同一であるためにフィン３０の表面にフィン３０と異なる物質が付着することを防ぐことができる。しかしながら、ローラ１３の素材は、長期使用に耐え得る耐摩耗性やフィン３０との接触性、あるいは接触面への溝形成の工作容易性などの観点を考慮し、フィン３０とは異なる材質であってもよく、また必ずしも単一の素材から形成されなくてもよい。

図３は、本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置のフィンの上面図である。図３に示すフィン３０のように、プレス機２から搬送されてくるフィン３０は進行方向（Ｘ方向）に平行な方向に区切られている。また、フィン３０は所定の間隔で進行方向（Ｘ方向）に沿ってスタック穴３２を有している。そして、フィン３０はフィン３０の両縁（Ｙ方向）とスタック穴３２との間に平面部３３を有している。

次に図１〜図３を参照して動作について説明する。まず、ブロワ１５により吸い上げを開始する。ブロワ１５による吸い上げが、サクションボックス１４によりサクションプレート１２の全体に渡り作用する。次に、プレス機２が起動し、プレス機２からフィン３０が送り出される。

図４及び図５は、本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置への、プレス機によるフィン搬送機構を示す図である。プレス機内部の部分拡大図であり、細部は省略している。サクションプレート１２上におけるフィン３０の移動はプレス機２の押し出す力によりなされている。

ここで、フィン３０の移動時の速度変化について説明する。プレス機２によるフィン３０の送り出しは、カムを用いたリンク機構によりなされている。図４は、プレス機２の内部のリンク機構を拡大したものを示し、図５は図４のカム５１が回転した後を示すものである。プレス機２によるフィン３０の搬送は、図４の状態と図５の状態とを繰り返すことによってなされる。そのため、フィン搬送部５０が往復運動を行う毎にフィン３０は加速と減速を繰り返すことになる。プレス機２のカム５１が１サイクル動作する度に、フィン３０は加速、減速を繰り返し移動する。

図６は、本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置の動作時の部分正面図である。図７は、本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置の動作時の部分拡大斜視図である。なお、図７ではサクションプレート１２を省略している。プレス機２から送り出されたフィン３０は、サクションプレート１２の下面に吸着した状態で進行方向に移動する。このときローラ１３のフランジ部４１が、図７に示すようにフランジ部４１の側面である接触面４２でフィン３０の平面部３３と接する。

フィン３０はローラ１３によりサクションプレート１２の吸着面上を安定して移動し、所定の長さまで送り出されたフィン３０はカットオフ部３によりカットされる。それとほぼ同時にブロワ１５の吸い込み動作が停止し、直後にサクションプレート１２が鉛直方向に上下動する。その後フィン３０は落下し、図３に示すスタック穴３２がスタックピン２３に刺さるように案内され、エレベータ２２に着地する。エレベータ２２はスタックピン２３の上部に位置しており、落下したフィン３０は順次積層される。このとき、積層されたフィン３１の最上面を図示しないセンサにより検知しており、この面が一定の位置に保たれるようにエレベータ２２が下降する。この動作を繰り返し、スタックが進行する。

なお、図３においてフィン３０の長さがＸ方向へ増加した場合、サクションプレート１２と移動中のフィン３０の間に生じる摩擦力が増加するが、フィン３０の長さが増加した分だけ順次ローラ１３の搭載数を増加させることで、あらゆるフィン３０の長さに対応が可能である。列方向のフィン３０の増加に対しても同様に対応が可能である。

以上のように、フィンスタック装置の動作中はローラ１３が回転し、サクションプレート１２とフィン３０との摩擦を低減できるため、移動中のフィン３０の座屈を防ぐことができ、ミスなくスタックを行うことができる。従来のフィンスタック装置では、フィン３０が移動中に座屈する場合があり、フィンスタック装置の動作中にスタック穴３２にスタックピン２３が入らない、または移動中にフィン３０がスタックピン２３に衝突するなどの不具合が生じる場合があった。しかし、本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置では、ローラ１３を回転させることで、そのような現象を防ぐことができる。

［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２におけるフィンスタック装置の上面図である。なお、図８では、サクションボックス１４及びブロワ１５を省略している。図８の上面図に示すようにローラ１３にはモータ１６が連結されており、このモータ１６を駆動源としてローラ１３が回転する。さらに、モータ１６は、モータ制御部１７により回転数を制御されている。モータ制御部１７の位置は任意であり、図１の位置に限定されるものではない。本発明の実施の形態１におけるフィンスタック装置では、ローラ１３が、接触するフィン３０の移動に合わせて自由に回転するものであるが、モータ１６を用いてローラ１３を常時一定に回転させてスタックを行うものを本発明の実施の形態２として説明する。なお、フィンスタック装置１の他の構成は図１〜７と同一である。

まず、モータ１６の駆動によりローラ１３が回転する。それと同時にブロワ１５が吸い上げを開始する。ブロワ１５による吸い上げが、サクションボックス１４によりサクションプレート１２の全体に渡り作用する。次に、プレス機２が起動し、プレス機２からフィン３０が送り出される。

モータ制御部１７は、フィン３０を移動する際、ローラ１３がフィン３０のプレス機２による移動速度の最大値と同等の速度で常時回転するようモータ１６を制御する。モータ１６は、図６及び図７に示すローラ回転方向４４にローラ１３を回転させ、ローラ１３は、フィン進行方向Ｘ１に向けてフィン３０に推進力を伝える。

図９は、本発明の実施の形態２におけるフィンスタック装置のフィンのプレス機による搬送速度とローラによる回転速度の関係を示す図である。ローラ１３によるフィン３０の移動速度が、プレス機２による搬送速度より遅い場合、ローラ１３の接触面４２がフィン移動の抵抗となり座屈が発生する懸念がある。従って、プレス機２によるフィン３０の搬送速度がどのような場合でもローラ１３の移動効果を得られるようにする必要がある。そのため、本発明の実施の形態２では図９に示す様に、フィン３０のプレス機２での搬送速度に対するローラ１３による回転速度を、プレス機２による搬送速度の最大値を基準として一定速度で制御している。以上の制御方法により、フィン３０のローラ１３による十分な移動効果が得られる。

以上のように、フィンスタック装置の動作中はローラ１３を常時一定の回転数で回転させるようにし、プレス機２によるフィン３０の移動を常時行っているため、移動中のフィン３０の座屈を防ぐことができ、ミスなくスタックを行うことができる。従来のフィンスタック装置では、フィン３０が移動中に座屈する場合があり、フィンスタック装置の動作中にスタック穴３２にスタックピン２３が入らない、または移動中にフィン３０がスタックピン２３に衝突するなどの不具合が生じる場合があった。しかし、本発明の実施の形態２におけるフィンスタック装置では、ローラ１３を常時回転させることで、そのような現象を防ぐことができる。

［実施の形態３］
本発明の実施の形態２におけるフィンスタック装置では、ローラ１３の回転速度は常時一定にした状態でスタックを行うものであるが、スタック最中にローラ１３の回転速度を変化させてスタックを行うものを本発明の実施の形態３として説明する。フィンスタック装置１自体の構成と動作は本発明の実施の形態２と変わらず、モータ制御部１７を用いたモータ１６の回転数の制御方法だけを変えて使用する。

本発明の実施の形態２では図９に示す様に、フィン３０のプレス機２での搬送速度に対するローラ１３による回転速度を、プレス機２による搬送速度の最大値を基準として一定速度で制御している。しかし、プレス機２による搬送速度が最大のとき以外はプレス機２による搬送速度とローラ１３による回転速度に差異が生じる。この状態でも十分な移動効果は得られるが、移動速度の差異が原因でローラ１３の接触面４２が摩耗するなど、何らかの不具合が生じる懸念がある。従ってプレス機２による搬送速度とローラ１３による回転速度が近いほど不具合が生じる可能性も減少し、ローラ１３による移動効果がより安定した状態で得られると推測される。

図１０は、本発明の実施の形態３におけるフィンスタック装置のフィンのプレス機による搬送速度とローラによる回転速度の関係を示す図である。モータ１６を制御して、図１０のように、フィン３０のプレス機２による搬送速度の変化に合わせてモータ１６の回転数を変化させ、ローラ１３の回転速度を変化させることで、フィン３０の移動をより安定した状態で行うことが可能となる。例えば、センサー（図示せず）を用いてフィン３０の移動速度にあわせてモータ１６の回転数の制御を行ってもよい。或いは、あらかじめプレス機２による搬送速度の変化をデータ化しておき、係るデータをモータ１６の回転数の制御に利用してもよい。また、サクションプレート１２におけるフィンの平面部が移動するスライド領域に配列された複数のローラ１３が、フィンの移動方向に向けてローラ１３の回転速度が速くなるようにあらかじめ設定されていてもよい。

以上のように、フィンスタック装置の動作中はフィン３０のプレス機２による搬送速度の変化に合わせてモータ１６の回転数を変化させ、ローラ１３の回転速度を変化させるようにし、フィン３０の移動をより安定させることができる。安定したフィン３０の移動により、移動中のフィン３０の座屈を防ぐことができ、ミスなくスタックを行うことができる。

［実施の形態４］
図１１は、本発明の実施の形態４におけるフィンスタック装置のローラの接触面に追加する溝の例を示す図である。本発明の実施の形態１〜３では、ローラ１３の接触面４２は平面であるが、ローラ１３の接触面４２に溝４３を追加した場合を本発明の実施の形態４として説明する。フィンスタック装置自体の構成と動作は変わらず、ローラ１３の接触面４２だけを変えて使用する。

フィンスタック装置１のローラ１３は、接触面４２とフィン３０の接触面との摩擦力によりサクションプレート上を移動中のフィン３０にフィン進行方向Ｘ１への推進力を与えている。ローラ１３の接触面４２に溝４３を追加し、フィン３０の接触面との摩擦力を大きくすることでフィン３０により大きな推進力を与えることができる。例えば、図１１に示す様にローラ１３の接触面４２にＹ軸に対して斜めに傾きを有する等間隔な溝４３を設ける。

ローラ１３の接触面４２に凹凸形状ができるため、ローラ１３とフィン３０の間に生じる摩擦力が増大すると推測され、ローラ１３がフィン３０を的確に捉えることができる。従って、フィン３０のプレス機による搬送に対するローラ１３による移動効果が増大するため、さらにスタック性を向上させることができる。

なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。例えば、本発明の実施の形態では、ローラは円筒部分の側面にフランジ部を備えているが、円筒部分のみの円筒形状であってもよい。また、本発明の実施の形態４のＹ軸に対して斜めに傾きを有する等間隔な溝は、Ｙ軸に対して平行であってもよい。

１フィンスタック装置、２プレス機、３カットオフ部、１０サクションユニット、１２サクションプレート、１３ローラ、１４サクションボックス、１５ブロワ、１６モータ、１７モータ制御部、２０フィン積層ユニット、２１台座、２２エレベータ、２３スタックピン、３０フィン、３１積層されたフィン、３２スタック穴、３３平面部、４０円筒部、４１フランジ部、４２接触面、４３溝、４４ローラ回転方向、５０フィン搬送部、５１カム。

Claims

平板上に形成された複数の穴を有するフィンをスタックするフィンスタック装置において、
フィンの穴に挿入される複数のスタックピンと、
前記スタックピンの上方に設けられ、穿孔された複数の穴によりフィンを吸着するサクションプレートと、
前記サクションプレート上のフィンの平面部が移動するスライド領域に設けられたローラと、を備えるフィンスタック装置。
前記ローラは、フィンと同一材質である請求項１に記載のフィンスタック装置。
前記ローラは、側面が前記フィンと接するフランジ部を備える請求項１又は２に記載のフィンスタック装置。
前記ローラは、前記側面に溝を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィンスタック装置。
前記ローラに連結されたモータを更に備える請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィンスタック装置。
前記モータの回転数を制御することにより前記ローラの回転速度を変えるモータ制御部を更に備える請求項５に記載のフィンスタック装置。
前記ローラの回転速度が、プレス機から送り出されたフィンの搬送速度に基づき決定される請求項６に記載のフィンスタック装置。
前記ローラが前記スライド領域に配列されて複数設けられており、前記複数のローラは、それぞれ回転速度が異なり、フィンの移動方向に回転速度が速くなる請求項５〜７のいずれか１項に記載のフィンスタック装置。