JPWO2018179084A1 - フィンスタック装置及び積層フィンの製造方法 - Google Patents

Abstract

フィンスタック装置は、水平方向に搬送された後、カットされて落下するフィンに形成されたスタック穴に挿入されるスタックピンを備えている。スタックピンは、スタック穴の内周面に沿う外形形状を有する本体部を備え、本体部は、搬送方向に直交し且つスタックピンの軸方向に延びる平面で構成された逃がし面を有するものである。

Description

本発明は、スタックピンを備えたフィンスタック装置に関するものである。

従来より、熱交換器用のフィンを製造するフィン製造装置に用いられるフィンスタック装置は、台座と、台座を貫通して立設したスタックピンと、スタックピンを上下動させる機構とを有する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のフィンスタック装置では、プレス機からフィンスタック装置にフィンが水平姿勢で搬送されてくると、スタックピンを上方に移動させて、フィンに形成されたスタック穴に挿入し、その後、フィンを製品幅にカットしている。カットされたフィンは、スタックピンに案内されて台座上に落下し、その後、スタックピンを下方に移動させる。そして、プレス機から次のフィンが搬送されてくると、再びスタックピンを上方に移動させるといった動作を繰り返し、台座上にフィンを積層保持している。

特開２０１４−７３５１０号公報

特許文献１のフィンスタック装置では、スタックピンを上下動させているが、スタックピンの位置を固定とし、製品幅にカットしたフィンを、スタックピンに向けて自重で落下させてフィンを積層保持するフィンスタック装置もある。この種のフィンスタック装置では、例えばフィンが低剛性であったり、長尺であったりした場合、スタックピンによって位置決めされたフィンが、スタックピンに案内されて落下する途中で水平姿勢から変形することがある。フィンが変形すると、落下途中でスタックピンに引っ掛かるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、スタックピンでフィンを位置決めしつつも、落下途中でフィンがスタックピンに引っ掛かることを防止することが可能なフィンスタック装置を得ることを目的とする。

本発明に係るフィンスタック装置は、水平方向に搬送された後、カットされて落下するフィンに形成されたスタック穴に挿入されるスタックピンを備えたフィンスタック装置であって、スタックピンは、スタック穴の内周面に沿う外形形状を有する本体部を備え、本体部は、搬送方向に直交し且つスタックピンの軸方向に延びる平面で構成された逃がし面を有するものである。

本発明によれば、スタックピンを、スタック穴の内周面に沿う外形形状を有する本体部を備えた構成とすることで、フィンの位置決めを可能としつつ、本体部に逃がし面を設けることで、落下途中でフィンがスタックピンに引っ掛かることを防止することが可能である。

本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置の概略の全体構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のワークである円管用のフィンであって、スタック穴が千鳥状に並んで搬送されるフィンの平面図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のワークである円管用のフィンであって、スタック穴が搬送方向及び搬送方向に直交する方向に揃って並んで搬送されるフィンの平面図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のワークである円管用のフィンであって、搬送方向に並んで搬送されるフィンの平面図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のワークである扁平管用のフィンであって、搬送方向に直交する方向に並んで搬送されるフィンの平面図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のワークである扁平管用のフィンであって、搬送方向に並んで搬送されるフィンの平面図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置の装置動作時の部分拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のスタックピンの斜視図である。 図８のスタックピンを示す図である。 図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 比較例のスタックピンにアーチ状に変形したフィンが引っ掛かっている状態を示す図である。 比較例のスタックピンに斜めに傾いたフィンが引っ掛かっている状態を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置の動作の流れを示すフローチャートである。 比較例のスタックピンに長尺のフィンが引っ掛かっている状態を示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置の概略の全体構成を示す正面図である。
フィンスタック装置の本体１は、サクションプレート２を備えている。サクションプレート２は、その上方に位置するブロア５が動作してサクションＢＯＸ４内部が負圧状態になることで、サクションプレート２の下面側に吸着力を作用させるものである。ブロア５による吸い上げ力は、サクションＢＯＸ４によってサクションプレート２の下面全体に渡って作用する。また、サクションＢＯＸ４には大気開放するためのダンパー３が設けられており、ダンパー３を開くことで吸着力が解除されるようになっている。

プレス機６で所定のプレス加工が施されたフィン７は、図示しない送り装置によってサクションプレート２の下方側に、水平姿勢で所定の長さ、水平方向に送り出される。サクションプレート２の下面には、フィン７の外形形状に合わせて搬送方向（図１の右方向）に延びる溝が形成されており、この溝にフィン７がはまり込んで位置決めされた状態で吸着搬送される。

サクションプレート２の下方には台車８が配置されており、台車８の上面には複数のスタックピン９が立設している。そして、プレス機６から所定の長さ、送り出されたフィン７は、カットオフ部１２により製品幅（搬送方向の長さ）に切断され、それと同時にダンパー３が開かれて吸着力が解除されることで、落下する。

ここで、プレス機６からフィンスタック装置に搬送され、プレス機６で製品外形に切断されたフィン７について説明する。図２〜図４は、本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のワークである円管用のフィンの平面図である。図５及び図６は、本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のワークである扁平管用のフィンの平面図である。図２〜図６において矢印はフィンの搬送方向を示している。以下、まず、円管用のフィンについて説明し、続いて扁平管用のフィンについて説明する。

図２〜図４に示した円管用のフィン７には、円管が挿入される複数の穴１４が形成されており、複数の穴１４のうち一部の穴が、スタックピン９が挿入されるスタック穴１４となる。図２〜図４には、フィン７が、搬送方向に直交する方向に複数並んだ状態を示している。なお、プレス機６からフィンスタック装置に送り出されたフィン７は、既に搬送方向に直交する方向に分割されている。なお、図２では穴１４が千鳥状に並んだ状態、図３では穴１４が搬送方向及び搬送方向に直交する方向に揃って並んだ状態となっている。図４は、穴１４が搬送方向及び搬送方向に直交する方向に揃って並んだ状態であるのは図３と同様であるが、搬送方向に対する各フィン７の配列方向が図２及び図３と異なり、各フィン７が搬送方向に並んだ状態となっている。

また、図５及び図６には、扁平管が挿入される複数の切欠き１６が形成されている。なお、図５には複数のフィン７が搬送方向に直交する方向に並んだ状態を示しており、図６には複数のフィン７が搬送方向に並んだ状態を示している。また、図５及び図６に示したフィン７には、切欠き１６とは別に、スタックピン９が挿入されるスタック穴１４が形成されている。

プレス機６からフィンスタック装置へと送られてくるフィン７は、図２〜図６に示したように、円管用でもよいし、扁平管用でもよいし、またフィン７の配列方向も任意である。また、フィン７には、穴１４の周縁から垂直に立ち上がった環状のフィンカラー（図示せず）が形成されている。

図１の説明に戻る。また、図７は、本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置の装置動作時の部分拡大図である。
サクションプレート２に吸着保持されたフィン７は、ダンパー３が開かれることにより落下する。この際、図７に示すように、フィン７は、スタック穴１４にスタックピン９が挿入して図７の矢印に示すように下方に案内されて落下する。フィン７がスタックピン９に案内されて落下する途中には図１に示すようにエレベータ１３が設置されており、フィン７はエレベータ１３上に着地する。

プレス機６からは、１サイクル毎にフィン７が間欠的に繰り返し送り出されてカットオフ部１２でカットされることで、エレベータ１３には複数のフィン７が積層される。そして、規定の枚数が積層された後、エレベータ１３は所定位置まで下降する。以上の動作が繰り返し行われる。

そして、本実施の形態１は、スタックピン９の形状に特徴がある。以下、スタックピン９の形状について説明する。

図８は、本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置のスタックピンの斜視図である。図９は、図８のスタックピンを示す図で、（ａ）は搬送方向に直交する方向から見た正面図、（ｂ）は搬送方向から見た側面図、（ｃ）は平面図である。図１０は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
スタックピン９は、上方側の先端部９Ａと、先端部９Ａの下方に設けられた本体部９Ｂとを有している。先端部９Ａは円柱状の小径部９ａと、小径部９ａから先端に向かうに連れて縮径された縮径部９ｂとを有している。本体部９Ｂは、小径部９ａよりも大径で且つスタック穴１４の内周面に沿う外形形状を有する概ね円柱状の大径部９ｃと、大径部９ｃと小径部９ａとを繋ぐ連結部９ｄとを有している。なお、スタック穴１４の内周面に沿う円柱状とは、スタック穴１４の内径よりも僅かに小径の円柱状ともいえる。

大径部９ｃは、更に詳しくは、搬送方向に直交する方向に対向し、スタックピン９の軸方向に延びる一対の円弧面１０を有している。一対の円弧面１０は、小径部９ａよりも大径で且つスタック穴１４の内径に沿う円（図１０において点線で示した円）に対応した円弧面となっており、後述するが位置決め部として機能する。

また、本体部９Ｂの外面のうち、搬送方向に互いに対向する外面は、搬送方向に直交し且つスタックピン９の軸方向に延びる一対の平面１１となっている。一対の平面１１は、円１５の内側に位置しており、本体部９Ｂは、いわば、フィン７との引っ掛かりが生じる部分を切り欠いた形状となっている。そして、一対の平面１１は、フィン７がスタックピン９に案内されて落下する際に引っ掛かるのを避けるための逃がし面として機能する。以下、一対の平面１１を一対の逃がし面１１という。一対の逃がし面１１は、本体部９Ｂにおいてフィン７がスタックピン９に案内されて落下する落下範囲全体に設けられていることが望ましい。

また、一対の逃がし面１１間の搬送方向の間隔Ｗ１は先端部９Ａの小径部９ａの直径Ｗ０と略同様である。そして、逃がし面１１の搬送方向に直交する方向の幅Ｗ２は、スタック穴１４の直径よりも若干小さくなっている。

次に、以上のように構成されたスタックピン９の作用を説明する。なお、スタックピン９の作用をより明確に説明するため、比較例として後述の図１１及び図１２に示すスタックピン２０と比較して説明する。

比較例のスタックピン２０は、本実施の形態１のスタックピン９において逃がし面１１が設けられておらず、大径部２０ａが完全な円柱状に構成されている点がスタックピン９と異なる。このように構成された比較例のスタックピン２０では、落下してくるフィン７と以下に説明するような引っ掛かりが生じる。

図１１は、比較例のスタックピンにアーチ状に変形したフィンが引っ掛かっている状態を示す図である。図１２は、比較例のスタックピンに斜めに傾いたフィンが引っ掛かっている状態を示す図である。
低剛性のフィン７の場合、フィン７がスタックピン２０に案内されてを落下中、図１１に示すように搬送方向の中心部が下向きに凸のアーチ状に変形しながら落下することがある。この場合、フィン７の変形によってスタック穴１４が傾斜することでスタックピン２０に引っ掛かり、引っ掛かったフィン７の変形によりスタックピン２０が図１１に示すように内側に引っ張られて倒れ、スタックピン２０の先端位置が元の正常位置からズレる。

また、図１２に示すように、フィン７が水平姿勢ではなく傾斜姿勢でスタックピン２０に案内されて落下することがある。この場合もフィン７がスタックピン２０に引っ掛かり、隣接するスタックピン２０同士が同じ方向に傾き、この場合も、スタックピン２０の先端位置が元の正常位置からズレる。

このように、スタックピン２０の先端位置が正常位置からズレると、次に落下してくるフィン７のスタック穴１４との位置が合わず、スタックミスを起こす。

次に、本実施の形態１のスタックピン９を用いた場合のフィン落下時の挙動について図７及び図８を参照して説明する。
本実施の形態１のスタックピン９は、一対の逃がし面１１を設けたことによって大径部９ｃの搬送方向の長さが比較例のスタックピン２０よりも短くなっており、また、一対の逃がし面１１はフィン７の落下方向に平坦な平面で構成している。このため、図１１のようにフィン７がアーチ状に変形しても、逃がし面１１によってスタックピン９に引っ掛からずに落下させることができる。また、図１１のようにフィン７が傾斜姿勢で落下しても、逃がし面１１によってスタックピン９に引っ掛からずに落下させることができる。よって、フィン７をスタックピン９の途中で引っかけることなく積層することができる。

また、スタックピン９の大径部９ｃの一対の円弧面１０は、スタック穴１４の内周面に沿う円弧面となっているため、大径部９ｃがスタック穴１４に位置することで、一対の円弧面１０が位置決め部として機能する。その結果、フィン７の位置ズレを生じさせることなく整列した状態で積層することができる。

図１３は、本発明の実施の形態１に係るフィンスタック装置の動作の流れを示すフローチャートである。以下、図１３を参照して熱交換器用フィンスタック装置の動作について説明する。
まずブロア５が吸い上げを開始する（ステップＳ１）。次にプレス機６が起動し（ステップＳ２）、プレス加工が行われた後、フィン７が送り出される（ステップＳ３）。送り出されたフィン７は、サクションプレート２の下面に吸着され、吸着された状態で所定の長さ搬送される（ステップＳ４）。そして、所定の長さ送り出されると、カットオフ部１２により切断される（ステップＳ５）。そのカットとほぼ同時にサクションプレート２が鉛直方向に下降する（ステップＳ６）。下降直後にダンパー３が開き、サクションＢＯＸ４内が大気開放されることでサクションＢＯＸ４内部が復圧され、サクションプレート２上に発生していた吸着力が解除される（ステップＳ７）。吸着力の解除によりフィン７は落下し（ステップＳ８）、一方でサクションプレート２は上昇する（ステップＳ９）。

フィン７は落下する際、図２に示すスタック穴１４にスタックピン９が挿入されて下方に案内される（ステップＳ１０）。ここで、フィン７がスタックピン９に沿って落下する途中に変形しても、上述したようにスタックピン９に引っ掛かることなく落下し、スタックピン９の上部側に位置したエレベータ１３に着地する（ステップＳ１１）。よって、スタックピン９の先端位置が正常位置からズレることがなく、次に落下してくるフィン７のスタックミスを回避できる。

以上のステップＳ１〜ステップＳ１１の処理が繰り返され、エレベータ１３にフィン７が順次積層される。またこのとき、エレベータ１３上に積層されたフィン７の最上面の高さ位置を図示しないセンサにより検知しており（ステップＳ１２）、この高さ位置が一定の位置に保たれるようにエレベータ１３が下降する（ステップＳ１３）。この動作を繰り返し、スタックが進行する。

以上のように、本実施の形態１によれば、スタックピン９に一対の逃がし面１１を設けているため、フィン７がスタックピン９に沿って落下する途中で引っ掛かることを防止できる。このため、順次落下してくるフィン７を滞りなく整列性良く積層できる。

なお、本実施の形態１では、逃がし面１１を一対備えた構成としたが、少なくとも一つあれば、フィン７の引っ掛かり防止に効果がある。なお、逃がし面１１を一つとした場合、大径部９ｃのその他の面は一対の円弧面１０を繋いだ円弧面で構成すればよい。この場合も同様にフィン７の位置決め効果も得ることができる。

逃がし面１１は、本体部９Ｂにおいてフィン７がスタックピン９に案内されて落下する落下範囲全体に設けられているので、仮に一部範囲に設けた場合に比べて安定して引っ掛かりを防止できる。

先端部９Ａは円柱状であり、先端部９Ａの直径Ｗ０が一対の逃がし面１１間の搬送方向の距離と同じであるので、先端部９Ａと本体部９Ｂとのつなぎ目においても、フィン７が引っ掛かることなく落下させることができる。

また、一対の逃がし面１１のそれぞれの搬送方向に直交する方向の幅は、一対の逃がし面１１の前記搬送方向の距離よりも大きい。このため、搬送方向に直交する円弧面１０でフィン７を位置決めしつつ、逃がし面１１でフィン７が引っ掛かることなく落下することができる。

図１４は、比較例のスタックピンに長尺のフィンが引っ掛かっている状態を示す図である。
図１４には、長手方向の長さが長い長尺のフィン７ａを示している。フィン７ａは長尺になると剛性が低くなるため、比較例のスタックピン２０の場合、スタックピン２０に沿って落下中により図１４に示すように変形しやすいため、引っ掛かりやすくなる。

このように剛性がより低いフィン７ａの場合、本実施の形態１では、フィン７ａの長さが増加した分だけ、一つのフィン７ａあたりのスタックピン９の数を増加させる。これにより、フィン７ａの変形及び撓みを抑えることができる。その結果、スタックミスを防止できる。ここで、スタックピン９は、上述のように逃がし面１１を設けたスタックピン９を使用することで、あらゆる長さ及び剛性のフィンに対応が可能である。

また、フィンの厚みが薄い場合も剛性が低くなるが、この場合もスタックピン９の数を増やすことでフィン７ａの変形及び撓みを抑え、スタックミスを防止できる。なお、図１４では、長手方向が搬送方向であるフィンを示したが、長手方向が搬送方向に直交する方向のフィンの場合も同様に、一つのフィンあたりのスタックピン９の数を増やすようにすればよい。

１ 本体、２ サクションプレート、３ ダンパー、４ サクションＢＯＸ、５ ブロア、６ プレス機、７ フィン、７ａ フィン、８ 台車、９ スタックピン、９Ａ 先端部、９Ｂ 本体部、９ａ 小径部、９ｂ 縮径部、９ｃ 大径部、９ｄ 連結部、１０ 円弧面、１１ 逃がし面、１２ カットオフ部、１３ エレベータ、１４ スタック穴、１５ 円、１６ 切欠き、２０ スタックピン、２０ａ 大径部。

本発明は、スタックピンを備えたフィンスタック装置及び積層フィンの製造方法に関するものである。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、スタックピンでフィンを位置決めしつつも、落下途中でフィンがスタックピンに引っ掛かることを防止することが可能なフィンスタック装置及び積層フィンの製造方法を得ることを目的とする。

Claims (5)

1. 水平方向に搬送された後、カットされて落下するフィンに形成されたスタック穴に挿入されるスタックピンを備えたフィンスタック装置であって、
   前記スタックピンは、前記スタック穴の内周面に沿う外形形状を有する本体部を備え、
   前記本体部は、搬送方向に直交し且つ前記スタックピンの軸方向に延びる平面で構成された逃がし面を有するフィンスタック装置。
2. 前記逃がし面は、前記本体部において前記フィンが前記スタックピンに案内されて落下する落下範囲全体に設けられている請求項１記載のフィンスタック装置。
3. 前記スタックピンは、前記逃がし面を前記搬送方向に対向して一対備えている請求項１又は請求項２記載のフィンスタック装置。
4. 前記スタックピンは、前記本体部の上方に円柱状の先端部を有し、前記先端部の直径が前記一対の逃がし面間の前記搬送方向の距離と同じである請求項３記載のフィンスタック装置。
5. 前記一対の逃がし面のそれぞれの前記搬送方向に直交する方向の幅は、前記一対の逃がし面の前記搬送方向の距離よりも大きい請求項３又は請求項４記載のフィンスタック装置。

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