JPWO2018087925A1 - ヘアピン状の熱交換チューブ整列装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで図示されている挿入装置5は、積層フィン10を上下方向に積層させておき、ヘアピン状の熱交換チューブ20を上方から下降させて積層フィン10に挿入させる。
ロッド6に吊り下げられたヘアピン状の熱交換チューブ20は、挿入装置5の整列装置7に搬送される。整列装置7は、挿入位置側に向かって上面が下方に傾斜する傾斜板8を有している。傾斜板8の上面には、ヘアピン状の熱交換チューブ20の中央の曲げ部21が配置されており、ヘアピン状の熱交換チューブ20はその自重によって自動的に挿入位置側へ向けてスライド移動するようになっている。
傾斜板8の最下部に位置しているヘアピン状の熱交換チューブ20は、把持装置4によって、曲げ部21を把持されて積層フィン10に挿入される。
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。
挿入位置側に向かって上面が下方に傾斜する傾斜部を有しており、該傾斜部にヘアピン状の熱交換チューブの曲げ部が架けられてヘアピン状の熱交換チューブが上下方向に向くようにように配置される配置板が、積層フィンの透孔のピッチの2倍の間隔をあけて配置された正規ピッチ整列部と、該正規ピッチ整列部の各配置板に配置されるヘアピン状の熱交換チューブが同じ位置で隣り合わないように、配置板ごとに傾斜方向の上流側と下流側とで異なる位置において前記ヘアピン状の熱交換チューブの曲げ部の下流側に当接して、ヘアピン状の熱交換チューブを停止させる複数のストッパーを有するストッパー装置と、該ストッパー装置によって停止しているヘアピン状の熱交換チューブの脚部の上流側に当接するローラを有し、ヘアピン状の熱交換チューブの脚部の外側側面に当接する複数の外ガイド板と、該外ガイド板を水平方向に移動させる水平移動装置と、前記外ガイド板を上下方向に移動させる上下動装置と、前記水平移動装置を作動させて前記外ガイド板を挿入位置側に所定距離移動させ、その後前記上下動装置を作動させて前記外ガイド板を所定距離上昇させることによって、ヘアピン状の熱交換チューブを水平方向に方向を転換させる制御部と、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、正規ピッチで上下方向に延びて整列しているヘアピン状の熱交換チューブに対して、外ガイド板が脚部の広がりを抑えつつ、外ガイド板が水平方向に移動することで、脚部の上流側に当接したローラによって、脚部の下端部が挿入側を向くように持ち上げられる。このとき、曲げ部がストッパーに当接することで曲げ部が回転中心となってヘアピン状の熱交換チューブが回転し、最終的に外ガイド板を上下動装置が上昇させてヘアピン状の熱交換チューブを水平方向に方向転換することができる。
この構成によれば、ヘアピン状の熱交換チューブは脚部の外側は外ガイド板によってガイドされ、脚部の内側は内ガイドによってガイドされるので、脚部の幅を正確に維持することができる。
この構成によれば、水平方向を向いたヘアピン状の熱交換チューブの下面はローラが当接し、上面は上面ガイドが当接するので水平を正確に維持することができる。
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。
本実施形態の整列装置は、ヘアピン状の熱交換チューブ20を整列させる整列部30と、整列部30で整列したヘアピン状の熱交換チューブ20を水平方向に向けるように方向転換する方向転換部90とを備えている。
整列部30は、積層フィンの透孔のピッチに合わせたピッチでヘアピン状の熱交換チューブ20を整列させる。そして方向転換部90は、整列されたヘアピン状の熱交換チューブ20を水平方向に向けるとともに、広がっている脚部22の幅を透孔のピッチに合わせる。
図3に配置板による整列部の側面図を示し、図4に整列部の概略平面図を示す。
整列部30は、幅方向に並ぶ複数の配置板32を備えている。配置板32は、その上面が挿入装置側に向けて下降する傾斜部32aとして構成されている。なお、以下の説明において、傾斜部32aにおいて低くなっている側すなわち挿入装置側を下流側、高くなっている側すなわちベンダー側を上流側ということもある。
すなわち、正規ピッチ整列部36においては、広ピッチ整列部34の配置板32の2倍の数の配置板32が水平方向に並んで配置されている。
可動広ピッチ整列部38は、複数の配置板32を同時に水平方向に移動可能に設けられている。可動広ピッチ整列部38は、例えばボールねじとモータの組み合わせ、又はエアシリンダーなどの直動装置39を採用して複数の配置板32を水平方向に移動させることができる。
固定広ピッチ整列部33の傾斜部32aにヘアピン状の熱交換チューブ20を配置した場合、何らかのストッパー(後述する)が存在しないと、ヘアピン状の熱交換チューブ20は、固定広ピッチ整列部33から正規ピッチ整列部36まで自重によって滑り落ちて移動する。
図4に示す実施形態では、紙面最下部に位置する配置板32を1、その上に位置する配置板を2、というように配置板32に順番に符号を振っている。奇数の符号が振られた各配置板は、偶数の符号が振られた各配置板よりも挿入装置側へ長くなるように突出している。
第2ストッパー42は、正規ピッチ整列部36の偶数列の配置板32の下流側端部に位置するように設けられており、偶数列の配置板32に配置されたヘアピン状の熱交換チューブ20を停止させる。
シリンダー装置45は、第1ストッパー40及び第2ストッパー42の上方において、ロッド46を下方に向けて配置されている。シリンダー装置45のロッド46の下端部には、第1ストッパー40及び第2ストッパー42の双方の上端部が取り付けられた基部43が設けられている。
このような構成により、シリンダー装置45が作動すると、第1ストッパー40及び第2ストッパー42は同時に上下動する。
第5ストッパー44の上方には、シリンダー装置47がロッド48を下方に向けて配置されている。ロッド48の下端部に第5ストッパー44の上端部が取り付けられている。
シリンダー装置47が作動することによって、第5ストッパー44が上下動する。
第4ストッパー50の上方には、シリンダー装置51がロッド52を下方に向けて配置されている。ロッド52の下端部に第4ストッパー50の上端部が取り付けられている。
シリンダー装置51が作動することによって、第4ストッパー50が上下動する。
固定広ピッチ整列部33では、各配置板32における複数のヘアピン状の熱交換チューブ20から1つずつ下流側に送り出すための機構が必要になる。
このため、固定広ピッチ整列部33には、第3ストッパー54と、セパレータ57とが設けられている。
そして、最下流に位置するヘアピン状の熱交換チューブ20の上流側には、セパレータ57が配置されている。セパレータ57は、第3ストッパー54の上流側において、各配置板32において複数配置されたヘアピン状の熱交換チューブ20のうち下流側の先頭に位置するヘアピン状の熱交換チューブ20と、その後方に並ぶヘアピン状の熱交換チューブ20との間に進入して、後方に並ぶヘアピン状の熱交換チューブ20をその位置で停止させることができる。
シリンダー装置55が作動することによって、第3ストッパー54が上下動する。
シリンダー装置58が作動することによって、セパレータ57が上下動する。
第3〜第4ストッパー54,50は、図5に示すように、各配置板32の上部が進入可能なスリット部60が固定広ピッチ整列部33及び可動広ピッチ整列部38の配置板32の数だけ形成された板状の部材で構成されている。第3〜第4ストッパー54,50は、それぞれの位置においてヘアピン状の熱交換チューブ20を支持する場合には、各スリット部60内に配置板32が進入するまで下降することで、それぞれの位置においてヘアピン状の熱交換チューブ20の移動を停止することができる。
第5ストッパー44は、図6に示すように、各配置板32の上部が進入可能なスリット部60が正規ピッチ整列部36の配置板32の数だけ形成された板状の部材で構成されている。すなわち、第5ストッパー44のスリット部の数は、第3〜第4ストッパーのスリット部60の数の2倍の数となっている。
第5ストッパー44は、各スリット部60内に配置板32が進入するまで下降することで、奇数列の配置板32に移動してきたヘアピン状の熱交換チューブ20及び偶数列の配置板32に移動してきたヘアピン状の熱交換チューブ20の移動を停止することができる。
第1ストッパー40及び第2ストッパー42はともに、基部43の下面に下方に延びるように取り付けられた、円柱状の部材である。
このように構成することで、後述するように、方向転換部90によってヘアピン状の熱交換チューブ20の方向を変える際に、曲げ部21を第1ストッパー40又は第2ストッパー42に引っ掛けて水平方向に向きを転換することを容易に行うことができる。
すると奇数列の配置板32を移動してきたヘアピン状の熱交換チューブ20の曲げ部21の下流側端面に第1ストッパー40が当接し、配置板32を移動してきたヘアピン状の熱交換チューブ20が停止する。
偶数列の配置板32を移動してきたヘアピン状の熱交換チューブ20の曲げ部21の下流側端面に第2ストッパー42が当接し、配置板32を移動してきたヘアピン状の熱交換チューブ20が停止する。
振れ止めストッパー74は、奇数列の配置板32を下降してきて第1ストッパー40によって停止させられた際のヘアピン状の熱交換チューブ20の振れを停止させるべく、ヘアピン状の熱交換チューブ20の下端部に当接する。
上下動装置76及び直動装置78ともに、エアシリンダー等のシリンダー装置を採用することができる。
まず、正規ピッチ整列部36の奇数列の配置板32にヘアピン状の熱交換チューブ20を配置する工程について説明する。
各第1〜第5ストッパー40,42,54,50,44は下降している状態であるとし、この状態で固定広ピッチ整列部33の各配置板32には、ベンダーによって成形されたヘアピン状の熱交換チューブ20が送られてくる。
固定広ピッチ整列部33に送られてくる複数のヘアピン状の熱交換チューブ20は、第3ストッパー54によって、下流側に移動しないようその位置に保持される。
制御部70は、第3ストッパー54を上昇させたのち、すぐに第3ストッパー54を下降させる。そして制御部70は、シリンダー装置58を作動させてセパレータ57を上昇させ、セパレータ57によって停止していたヘアピン状の熱交換チューブ20が自重により移動して第3ストッパー54に当接して停止する。
図4に示すように、可動広ピッチ整列部38の各配置板32が、正規ピッチ整列部36の奇数列の配置板32の位置と一致しているとき、制御部70がシリンダー装置51を作動させて第4ストッパー50を上昇させると、可動広ピッチ整列部38に配置されていたヘアピン状の熱交換チューブ20は、自重により正規ピッチ整列部36の奇数列の配置板32に移動する。
制御部70は、第4ストッパー50を上昇させてヘアピン状の熱交換チューブ20を移動させたのち、シリンダー装置51を作動させて第4ストッパー50を下降させる。
次に、制御部70は、シリンダー装置47を作動させて第5ストッパー44を上昇させる。すると、第5ストッパー44によって停止していたヘアピン状の熱交換チューブ20が自重により奇数列の配置板32の下流側先端部まで移動し、第1ストッパー40に当接して停止する。
なお、制御部70は、第5ストッパー44を上昇させてヘアピン状の熱交換チューブ20を移動させたのち、シリンダー装置47を作動させて第5ストッパー44を下降させる。
制御部70は、セパレータ57を下降させ、固定広ピッチ整列部33の最下流側のヘアピン状の熱交換チューブ20と、最下流側から2番目のヘアピン状の熱交換チューブ20との間に進入させる。これにより、最下流に位置するヘアピン状の熱交換チューブ20を、それより上流側のヘアピン状の熱交換チューブ20から分離する。
制御部70は、第3ストッパー54を上昇させたのち、すぐに第3ストッパー54を下降させる。そして制御部70は、シリンダー装置58を作動させてセパレータ57を上昇させ、セパレータ57によって停止していたヘアピン状の熱交換チューブ20が自重により移動して第3ストッパー54に当接して停止する。
次に、図8に示すように、制御部70は、直動装置39を作動させ、可動広ピッチ整列部38の配置板32が正規ピッチ整列部36の配置板32の偶数列と一直線になる位置にまで可動広ピッチ整列部38を移動させる。
制御部70は、第4ストッパー50を上昇させてヘアピン状の熱交換チューブ20を移動させたのち、シリンダー装置51を作動させて第4ストッパー50を下降させる。
次に、制御部70は、シリンダー装置47を作動させて第5ストッパー44を上昇させる。すると、第5ストッパー44によって停止していたヘアピン状の熱交換チューブ20が自重により偶数列の配置板32の下流側先端部まで移動し、第2ストッパー42に当接して停止する。
なお、制御部70は、第5ストッパー44を上昇させてヘアピン状の熱交換チューブ20を移動させたのち、シリンダー装置47を作動させて第5ストッパー44を下降させる。
図9Aでは、ヘアピン状の熱交換チューブ20が正規ピッチ整列部36の奇数列の配置板32に配置されている場合、制御部70が第5ストッパー44を上昇させて、ヘアピン状の熱交換チューブ20を下降させるところを示す。
そして、図9Dでは、制御部70が上下動装置76を作動させて、偶数列の配置板32におけるヘアピン状の熱交換チューブ20の下部に当接可能な位置まで振れ止めストッパー74を上昇させる。
次に、方向転換部90の構成について、図10に基づいて説明する。
方向転換部90は、1つの配置板32に対して上方から下降して1つのヘアピン状の熱交換チューブ20の2本の脚部22の上流側に当接するローラ92をそれぞれ有する外ガイド板94と、外ガイド板94よりも下流側に配置され、ヘアピン状の熱交換チューブ20が水平方向に向きが転換されたときに2本の脚部22の間に進入するように下方に向けて突出する棒状の内ガイド96と、内ガイド96の上端部に設けられてヘアピン状の熱交換チューブ20が水平方向に向きが転換されたときのヘアピン状の熱交換チューブ20の2本の脚部22の上面に当接する上面ガイド98と、を備えている。上面ガイド98の上部は、上下方向に延びるロッド99の下端部に連結されており、ロッド99の上端部は基部100に取り付けられている。
基部100が上下動することにより、内ガイド96、上面ガイド98及び外ガイド板94は一体となって上下動する。
外ガイド板94は、配置板32の間に進入可能な厚さを有する板状の部材であって、各配置板32の間と、最も外側の配置板(1の配置板と、12の配置板)の外側とに配置される。
つまり、1枚の外ガイド板94によって奇数側のヘアピン状の熱交換チューブ20の脚部22のいずれかと、偶数側のヘアピン状の熱交換チューブ20の脚部22のいずれかとに当接する。
また、12の配置板32の外側に配置される外ガイド板94には、12の配置板32に配置されたヘアピン状の熱交換チューブ20の一方の脚部に当接するローラ92bのみが設けられている。
つまり、各外ガイド板94の配置板32に向かう面が、各脚部22に当接することで脚部22を外側から適正間隔に抑えつけている。このためヘアピン状の熱交換チューブ20は、各脚部22の広がりを抑えて適正な間隔に維持できる。
なお、図12に示す動作は図9に示した動作の続きである。すなわち、図9Fに示したように、奇数列の配置板32にヘアピン状の熱交換チューブ20が配置されたのち、偶数列のヘアピン状の熱交換チューブ20が配置され、その後振れ止めストッパー74が奇数列の配置板32のヘアピン状の熱交換チューブ20と、偶数列の配置板32のヘアピン状の熱交換チューブ20から離れた後に、方向転換部90が動作する。
方向転換部90の下降は、各ローラ92がヘアピン状の熱交換チューブ20の上端部から、ヘアピン状の熱交換チューブ20の上下方向の長さの1/3程度のところで停止する。
このとき、ヘアピン状の熱交換チューブ20の曲げ部21は、第1ストッパー40内に引っかかる状態となり、曲げ部21を中心としてヘアピン状の熱交換チューブ20の下端部が徐々に挿入装置側に持ち上げられるように動作する。
このとき、ヘアピン状の熱交換チューブ20の曲げ部21は、第2ストッパー42内に引っかかる状態となり、曲げ部21を中心としてヘアピン状の熱交換チューブ20の下端部が徐々に挿入装置側に回動するように動作する。
このとき、ヘアピン状の熱交換チューブ20の各脚部22の上面に上面ガイド98が当接しており、またヘアピン状の熱交換チューブ20の下面にはローラ92a、92bが当接しているため、水平方向を向いたヘアピン状の熱交換チューブ20の上下方向のガイドが確実になされる。
そして、ヘアピン状の熱交換チューブ20の外側側面には外ガイド板94が当接し、内側側面には内ガイド96が当接するため、水平方向を向いたヘアピン状の熱交換チューブ20の横方向(水平方向)のガイドが確実になされる。
ガイド装置110は、正規ピッチで水平方向に整列した複数のヘアピン状の熱交換チューブ20を保持し、挿入側へ移動する。
Claims (3)
- 熱交換器用の積層フィンの透孔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、
挿入位置側に向かって上面が下方に傾斜する傾斜部を有しており、該傾斜部にヘアピン状の熱交換チューブの曲げ部が架けられてヘアピン状の熱交換チューブが上下方向に向くようにように配置される配置板が、積層フィンの透孔のピッチの2倍の間隔をあけて配置された正規ピッチ整列部と、
該正規ピッチ整列部の各配置板に配置されるヘアピン状の熱交換チューブが同じ位置で隣り合わないように、配置板ごとに傾斜方向の上流側と下流側とで異なる位置において前記ヘアピン状の熱交換チューブの曲げ部の下流側に当接して、ヘアピン状の熱交換チューブを停止させる複数のストッパーを有するストッパー装置と、
該ストッパー装置によって停止しているヘアピン状の熱交換チューブの脚部の上流側に当接するローラを有し、ヘアピン状の熱交換チューブの脚部の外側側面に当接する複数の外ガイド板と、
該外ガイド板を水平方向に移動させる水平移動装置と、
前記外ガイド板を上下方向に移動させる上下動装置と、
前記水平移動装置を作動させて前記外ガイド板を挿入位置側に所定距離移動させ、その後前記上下動装置を作動させて前記外ガイド板を所定距離上昇させることによって、ヘアピン状の熱交換チューブを水平方向に方向を転換させる制御部と、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。 - 前記外ガイド板と一体に水平移動及び上下動可能であって、前記外ガイド板よりも下流側において前記ヘアピン状の熱交換チューブの脚部の間に進入可能な内ガイドを備え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。
- 前記外ガイド板と一体に水平移動及び上下動可能であって、前記外ガイド板よりも下流側において、水平方向に方向が転換されたヘアピン状の熱交換チューブの脚部の上面に当接する上面ガイドを備えることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のヘアピン状の熱交換チューブ整列装置。
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