KR20200139661A - 열교환 튜브 삽입 장치 - Google Patents

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Abstract

열교환 튜브를 적층 핀의 투공에 확실하게 삽입시키기 위해, 적층 핀을 투공의 위치에 기초하여 정렬시키기 위한 열교환 튜브 삽입 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 해결 수단으로서 적층 상태를 유지시킨 상태에서 적층 핀(10)을 유지시키는 적층 핀 유지부(20)와, 적층 핀(10)의 적층 방향에서의 일방측의 끝면에 개구하는 투공(12)으로부터 적층 핀(10)의 적층 방향으로 삽입되고, 타방측의 끝면에 개구하는 투공(12)으로부터 삽입되는 열교환 튜브(T)의 선단부를 맞닿게 하는 복수의 안내봉(30)과, 복수의 안내봉(30)을 적층 핀 유지부(20)에 유지된 적층 핀(10)의 투공(12)에 삽입시키는 안내봉 이동부(40)를 구비하고, 복수의 안내봉(30)은 외경 치수의 차이에 따라 복수 종류 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 튜브 삽입 장치(100)이다.

Description

열교환 튜브 삽입 장치
본 발명은 열교환 튜브 삽입 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 열교환기에 사용되는 적층 핀(stacked fins)의 각각의 핀에 형성된 투공(透孔)의 위치에 열교환 튜브를 삽입하기 위한 열교환 튜브 삽입 장치에 관한 것이다.
도 24에 도시하는 바와 같이, 쿨러 등의 열교환기는 투공(12)이 형성된 핀(11)을 복수매 적층하여 이루어지는 적층 핀(10)에서 투공(12)에 열 매체를 유통시키는 열교환 튜브(T)가 삽입됨으로써 구성되어 있다. 이러한 열교환 튜브(T)로서는 구리관을 중앙부에서 U자 모양으로 구부려 형성한 헤어핀 형상의 것이 사용된다. 적층 핀(10)의 투공(12)에 열교환 튜브(T)를 삽입시키기 위한 열교환 튜브의 삽입 장치로서는 특허문헌 1(국제공개 번호 WO2017/061004)이나 특허문헌 2(일본 특개평9-108760호)에 개시되어 있는 것과 같은 구성의 것이 알려져 있다.
열교환 튜브를 적층 핀의 투공에 삽입시키기 위해서는, 적층 핀의 적층 방향으로 핀에 형성되어 있는 모든 투공의 위치가 일치하고 있지 않으면 안된다. 그래서, 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이, 적층 핀의 투공에 열교환 튜브를 삽입하기 전에 열교환 튜브의 안내봉을 투공에 삽입통과시킴으로써 적층 핀을 구성하는 개개의 핀을 적층 방향에서 투공의 위치에 기초하여 정렬시키고 있다.
국제공개 번호 WO2017/061004 일본 특개평9-108760호 공보
적층 핀을 정렬시키기 위해서는 투공의 직경 치수와 거의 동일 치수의 외경 치수를 갖는 안내봉을 투공으로부터 적층 핀의 적층 방향으로 꽂아 넣도록 삽입시키는 구성을 생각할 수 있다. 그러나 이러한 안내봉을 사용한 경우, 안내봉과 투공과의 마찰에 의해 안내봉을 적층 핀의 적층 방향으로 관통시킬 수 없는 경우가 있다. 이에 대하여 외경 치수가 투공의 직경 치수에 대해 대폭 작은 안내봉을 사용하면, 적층 핀으로의 안내봉의 삽입 자체는 용이하게 되지만 적층 핀을 확실하게 정렬시킬 수 없어, 열교환 튜브의 삽입이 곤란하게 된다고 하는 과제를 가지고 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 그 목적으로 하는 바는, 열교환 튜브를 적층 핀의 각각의 핀에 형성된 투공의 위치에서 정렬시킴으로써, 투공으로의 열교환 튜브의 삽입을 확실하고 또한 용이하게 행할 수 있는 열교환 튜브 삽입 장치를 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명은 열교환기에 사용되는 적층 핀의 각각의 핀에 형성된 복수의 투공의 위치에 열교환 튜브를 삽입하기 위한 열교환 튜브 삽입 장치로서, 적층 상태를 유지시킨 상태에서 상기 적층 핀을 유지시키는 적층 핀 유지부와, 상기 적층 핀의 적층 방향에서의 일방측의 끝면에 개구하는 상기 투공으로부터 상기 적층 핀의 적층 방향으로 삽입되고, 타방측의 끝면에 개구하는 상기 투공으로부터 삽입되는 상기 열교환 튜브의 선단이 맞닿아지는 복수의 안내봉과, 상기 복수의 안내봉을 상기 적층 핀 유지부로 유지된 상기 적층 핀의 상기 투공에 삽입시키는 안내봉 이동부를 구비하고, 상기 복수의 안내봉은 외경 치수의 차이에 따라 복수 종류 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이것에 의해, 열교환 튜브를 적층 핀의 각각의 핀에 형성된 투공에 삽입시키기 전에, 투공의 위치에서 안내봉을 적층 핀의 적층 방향으로 관통시킬 수 있어, 적층 핀을 투공의 위치에서 적층 방향으로 확실하게 정렬시키는 것이 가능하게 된다. 그리고, 열교환 튜브의 선단부를 적층 핀의 적층 방향으로 관통한 안내봉의 선단에 맞닿게 한 상태에서 안내봉을 적층 핀으로부터 뽑는 것만으로, 열교환 튜브를 적층 핀의 투공 부분에 용이하고 또한 확실하게 삽입시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 안내봉은 외경 치수가 상기 투공에 삽입되는 열교환 튜브의 외경 치수보다도 큰 직경 치수임과 아울러 상기 투공의 직경 치수보다도 작은 직경 치수로 형성된 제1 안내봉과, 상기 외경 치수가 상기 열교환 튜브의 외경 치수의 98 내지 102%의 치수 범위이며 또한 상기 제1 안내봉보다도 작은 직경 치수로 형성된 제2 안내봉을 가지고 있는 것이 바람직하다.
이것으로, 적층 핀을 적층 핀의 적층 방향으로 확실하고 또한 효율적으로 정렬시킬 수 있는 열교환 튜브 삽입 장치를 저렴하게 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 복수의 안내봉은 상기 투공으로의 삽입측의 선단 부분에 있어서의 캡부의 외경 치수가 복수 종류 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이것으로, 안내봉에 부착하는 캡부의 외경 치수만을 변경하면 되기 때문에, 캡부 이외의 부분의 구성을 공통화할 수 있다.
본 발명의 열교환 튜브 삽입 장치에 의하면, 안내봉을 적층 핀의 각각의 핀에 형성된 투공에 관통시킴으로써 적층 핀을 투공 위치에 기초하여 미리 정렬시킬 수 있다. 그리고, 안내봉의 선단부에 열교환 튜브를 맞닿게 한 상태에서 안내봉을 적층 핀의 투공으로부터 뽑기 동작을 하면, 열교환 튜브를 적층 핀의 투공에 용이하고 또한 확실하게 삽입시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에서의 열교환 튜브 삽입 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 실시형태에서의 적층 핀의 사시도이다.
도 3은 적층 핀에 있어서의 일부의 투공에 제1 안내봉을 삽입한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 4는 적층 핀에 있어서의 다른 투공에 제2 안내봉을 삽입한 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 5는 열교환 튜브의 삽입 상태를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 6은 제2 실시형태에서의 안내봉의 적층 핀에 있어서의 투공으로의 삽입 순서를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 7은 제2 실시형태에서의 안내봉의 적층 핀에 있어서의 투공으로의 삽입 순서를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 8은 제2 실시형태에서의 안내봉의 적층 핀에 있어서의 투공으로의 삽입 순서를 나타내는 주요부 단면도이다.
도 9는 제3 실시형태에서의 안내봉 이동부와 적층 핀 반송부의 개략 평면도이다.
도 10은 도 9에 대응하는 개략 정면도이다.
도 11은 제3 실시형태에서의 적층 핀으로의 안내봉의 삽입 공정을 나타내는 개략 정면도이다.
도 12는 도 11에 이어지는 개략 정면도이다.
도 13는 도 12에 이어지는 개략 정면도이다.
도 14는 도 13에 이어지는 개략 정면도이다.
도 15는 도 14에 이어지는 개략 정면도이다.
도 16은 도 15에 이어지는 개략 정면도이다.
도 17은 도 16에 이어지는 개략 정면도이다.
도 18은 제3 실시형태에서의 안내봉 이동부와 열교환 튜브 삽입부의 개략 평면도 및 도면 중의 A화살방향도이다.
도 19는 도 18에 대응하는 개략 정면도이다.
도 20은 제3 실시형태에서의 적층 핀으로의 열교환 튜브의 삽입 공정을 나타내는 개략 정면도이다.
도 21은 도 20에 이어지는 개략 정면도이다.
도 22는 도 21에 이어지는 개략 정면도이다.
도 23은 도 22에 이어지는 개략 정면도이다.
도 24는 종래기술에 있어서의 적층 핀과 열교환 튜브의 사시도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
(제1 실시형태)
도 1은 본 실시형태에서의 열교환 튜브 삽입 장치의 개략 구성도이다. 본 실시형태에서의 열교환 튜브 삽입 장치(100)는 적층 핀(10)을 유지시키는 적층 핀 유지부(20)와, 적층 핀(10)의 투공(12)에 삽입되는 복수의 안내봉(30)과, 복수의 안내봉(30)을 이동시키는 안내봉 이동부(40)와, 동작 제어부(50)를 구비하고 있다.
본 실시형태에서의 적층 핀(10)과 열교환 튜브(T)의 사시도를 도 2에 도시한다. 본 실시형태에서의 적층 핀(10)은 복수매의 판 형상의 핀(11)이 판 두께 방향으로 적층된 것이다. 핀(11)에는 복수의 투공(12)이 복수단에 걸쳐 지그재그 형상(투공(12)의 위치가 이웃하는 열 또는 행에서 엇갈려 있는 상태)으로 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 화살표(X) 방향을 열 방향, 화살표(Y) 방향을 행 방향으로 하고 있다. 또한, 헤어핀 형상의 열교환 튜브(T)는 구리관 등의 열전도성이 높은 재질의 금속관이며, 길이 방향의 중앙 부분의 외곡부(B)에서 U자 모양으로 구부려져 있다.
적층 핀 유지부(20)는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 적층 핀(10)의 적층 상태를 유지시키면서 적층 핀(10)을 유지시키는 것이다. 이러한 적층 핀 유지부(20)로서는 스택 장치(도시 생략)로부터 스택 핀(도시 생략)과 함께 적층 핀(10)을 꺼낸 적층 핀(10)을 적층 방향에서의 양단부로부터 맞닿는 맞닿음판(22)과, 대향하는 맞닿음판(22, 22)끼리를 적층 핀(10)의 적층 방향(도 1 내의 화살표(A)의 방향)으로 접리 운동시키는 맞닿음판 구동부(24)로 이루어지는 클램퍼 구조 등을 사용할 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 적층 핀(10)을 맞닿음판(22)에 의해 적층 방향으로 클램프한 후, 스택 핀이 뽑아진 상태를 도시하고 있지만, 적층 핀(10)으로부터 스택 핀을 뽑지 않는 상태로 해 둘 수도 있다. 맞닿음판 구동부(24)의 동작은 동작 제어부(50)에 의해 제어되고 있다.
또한, 본 실시형태에서의 적층 핀 유지부(20)의 맞닿음판(22)은 L자형으로 형성되어 있고, 제1 내측 끝가장자리(22A)가 적층 핀(10)의 투공(12) 형성면의 일부에 맞닿고, 제2 내측 끝가장자리(22B)가 적층 핀(10)의 측면과 소요 간격을 둔 상태로 되어 있다. 이러한 맞닿음판(22)에 의하면, 적층 핀(10)의 적층 상태를 유지시키면서도, 각각의 핀(11)의 평면 위치를 적층 핀(10)의 적층 방향 직교 방향으로 이동시킬 수 있는 점에서 유리하다. 또, 적층 핀 유지부(20)의 구성은 본 실시형태에서 제시한 구성에 한정되는 것은 아니다.
복수의 안내봉(30)은 적층 핀 유지부(20)에 의해 유지된 적층 핀(10)의 적층 방향에서의 일방측의 끝면에 개구하는 투공(12)으로부터 적층 핀(10)의 적층 방향으로 삽입되는 것이다. 본 실시형태에서의 복수의 안내봉(30)은 최대 외경 치수가 각각 다른 제1 안내봉(30A)과 제2 안내봉(30B)을 가지고 있다. 제1 안내봉(30A)의 최대 외경 치수는 열교환 튜브(T)의 외경 치수보다도 큰 직경 치수임과 아울러 투공(12)의 직경 치수보다도 작은 직경 치수의 외경 치수로 형성되어 있다. 이에 대해 제2 안내봉(30B)의 최대 외경 치수는 열교환 튜브(T)의 외경 치수와 대략 동일한 직경 치수로 형성되어 있다. 또, 본 실시형태에서의 제2 안내봉(30B)의 최대 외경 치수는 열교환 튜브(T)의 98 내지 102%의 치수 범위이며, 또한, 제1 안내봉(30A)의 최대 외경 치수보다도 작은 직경 치수로 하고 있다.
제1 안내봉(30A)과 제2 안내봉(30B)은, 도 3과 도 4에 도시하는 바와 같이, 로드부(30Ar(30Br))와 캡부(30Ac(30Bc))를 갖고, 로드부(30Ar(30Br))의 선단에 캡부(30Ac(30Bc))가 착탈 가능한 구성을 채용할 수도 있다. 이 경우, 캡부(30Ac)의 최대 외경 치수를 열교환 튜브(T)의 외경 치수보다도 큰 직경 치수임과 아울러 투공(12)의 직경 치수보다도 작은 직경 치수의 외경 치수로 형성하고, 캡부(30Bc)의 최대 외경 치수를 열교환 튜브(T)의 외경 치수와 대략 동일한 외경 치수로 형성하면 된다. 이것에 의해, 제1 안내봉(30A)의 로드부(30Ar)와 제2 안내봉(30B)의 로드부(30Br)는 외경 치수를 열교환 튜브(T)의 외경 치수 이하로 한 동일 직경 치수로 공통화할 수도 있다. 게다가, 제1 안내봉(30A)의 투공(12)으로의 삽입시의 마찰저항도 저감시킬 수 있는 점에서 유리하다. 이상과 같이 안내봉(30)은 최대 외경 치수가 다른 복수 종류 설치되어 있는 것이 중요하다.
안내봉 이동부(40)는 적층 핀(10)의 적층 방향에서 적층 핀(10)의 외부 위치로부터 복수의 안내봉(30)을 적층 핀(10)에 삽입 및 뽑기(도 1 중의 화살표(B) 방향으로 삽입 및 뽑기)하기 위한 구성이다. 이러한 안내봉 이동부(40)로서는 유체 실린더 등으로 대표되는 직동 장치가 적합하게 사용된다. 본 실시형태에서의 안내봉 이동부(40)는, 동작 제어부(50)에 의해, 제1 안내봉(30A)과 제2 안내봉(30B)을 상이한 타이밍에 적층 핀(10)의 투공(12)에 삽입하거나 뽑도록 동작이 제어되고 있다.
본 실시형태에서의 동작 제어부(50)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 적층 핀 유지부(20)에 유지된 적층 핀(10)의 적층 방향에서의 일방측의 끝면에 개구하고 있는 복수의 투공(12)의 일부에 제1 안내봉(30A)을 삽입하도록 안내봉 이동부(40)를 동작시킨다. 계속해서 동작 제어부(50)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 다른 나머지의 투공(12)에 제2 안내봉(30B)을 삽입시키도록 안내봉 이동부(40)를 동작시킨다. 이때, 제1 안내봉(30A)은 이웃하는 복수개의 투공(12)에 대하여 1개의 투공(12)에 삽입시키면 되고, 본 실시형태에서는 4개의 투공(12)당 1개의 제1 안내봉(30A)을 삽입시키도록 안내봉 이동부(40)를 동작시키고 있다.
이와 같이 외경 치수가 투공(12)의 직경 치수보다도 약간 작은 제1 안내봉(30A)을 선행시켜 투공(12)의 일부에 삽입시킴으로써, 모든 제2 안내봉(30B)을 확실하게 투공(12)으로부터 적층 핀(10)의 적층 방향으로 삽입시킬 수 있다. 이것에 의해, 제1 안내봉(30A)에 의해 투공(12)을 변형시키지 않고 투공(12)의 위치에 기초하여 적층 핀(10)을 적층 핀(10)의 적층 방향으로 확실하게 정렬시킬 수 있다. 또한, 이것과는 반대로, 제1 안내봉(30A)에 선행시켜 제1 안내봉(30A)의 외경 치수보다도 약간 작은 직경의 외경 치수로 형성된 제2 안내봉(30B)을 투공(12)에 삽입시켜도 된다. 이것에 의해 투공(12)으로의 복수의 안내봉(30)의 삽입 처리를 더욱 원활하게 행할 수 있는 점에서 유리하다.
본 실시형태에서는, 적층 핀(10)으로부터 스택 핀을 뽑은 상태로 하여 안내봉(30)을 투공(12)에 삽입했지만, 도 3의 파선으로 나타내는 바와 같이, 스택 핀(SP)이 삽입통과되어 있는 상태의 적층 핀(10)의 투공(12)에 복수의 안내봉(30)을 삽입할 수도 있다. 스택 핀(SP)이 삽입되어 있는 투공(12)에 대해서는, 제1 안내봉(30A)을 적층 핀(10)의 투공(12)에 삽입시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 안내봉(30A)의 선단부를 스택 핀(SP)의 선단부에 맞대고, 제1 안내봉(30A)과 스택 핀(SP)의 맞댐 상태를 유지시키면서 투공(12)에 대한 스택 핀(SP)의 뽑기와 제1 안내봉(30A)의 삽입을 동시에 행할 수 있다. 이와 같이 적층 핀(10)의 투공(12)에 스택 핀(SP)이 삽입통과되어 있음으로써, 어느 정도의 정렬도가 유지된 상태에서 적층 핀(10)에 제1 안내봉(30A) 또는 제2 안내봉(30B)을 삽입할 수 있는 점에서도 유리하다.
또한, 적층 핀(10)의 투공(12)에 스택 핀(SP)이 삽입되어 있는 경우에 있어서, 도 3에 도시하는 상태를 거치지 않고, 도 4에 도시하는 상태로 할 수도 있다. 구체적으로는, 스택 핀(SP)이 삽입되어 있는 투공(12)에 대해서는 스택 핀(SP)의 선단에 제1 안내봉(30A)의 선단을 맞닿게 한다. 그리고, 다른 투공(12)에는 제2 안내봉(30B)의 선단을 꽂아 넣는다. 이후, 투공(12)으로부터의 스택 핀(SP)의 뽑기 처리 및 제1 안내봉(30A)의 삽입 처리와, 투공(12)으로의 제2 안내봉(30B)의 삽입 처리를 각각 동시에 행할 수도 있다.
동작 제어부(50)는 적층 핀 유지부(20)와 안내봉 이동부(40)의 동작을 각각 제어하는 것이며, 열교환 튜브 삽입 장치(100)에 전기적으로 접속된 도시하지 않은 pc의 CPU와 기억부에 미리 기억되어 있는 제어 프로그램에 의해 구성할 수 있다. 열교환 튜브 삽입 장치(100)에 있어서의 동작 제어부(50)는 도시하지 않은 열교환 코어 제조 장치의 동작 제어부와 구성을 공통되게 할 수도 있다.
이렇게 하여 적층 핀(10)에 있어서의 각각의 핀(11)의 위치를 투공(12)의 위치에 기초하여 정렬시킨 후, 동작 제어부(50)는 열교환 튜브(T)를 투공(12)에 삽입시키는 동작을 실행한다. 구체적으로는 다음과 같이 하여 열교환 튜브(T)를 투공(12)에 삽입통과시키고 있다.
동작 제어부(50)는 도시하지 않은 열교환 튜브 삽입부에 적층 핀(10)의 타방측의 끝면에 개구하는 투공(12)으로부터 돌출해 있는 제1 안내봉(30A) 및 제2 안내봉(30B)의 각각의 캡부(30Ac, 30Bc)에 열교환 튜브(T)의 선단을 맞닿게 한다(도 5 참조). 동작 제어부(50)는 열교환 튜브(T)의 선단을 캡부(30Ac, 30Bc)에 맞닿게 한 상태를 유지시키면서, 안내봉 이동부(40)에 제1 안내봉(30A) 및 제2 안내봉(30B)을 적층 핀(10)의 투공(12)으로부터 도 5 내의 화살표 방향으로 뽑게 한다. 이것에 의해 제1 안내봉(30A) 및 제2 안내봉(30B)의 투공(12)으로부터의 뽑기와 투공(12)으로의 열교환 튜브(T)의 삽입 작업을 동시에 행할 수 있다. 이렇게 하여 적층 핀(10)이 열교환 튜브(T)를 삽입하여 이루어지는 열교환기를 얻을 수 있다.
(제2 실시형태)
본 실시형태에서는, 제1 실시형태에서의 복수의 안내봉(30)의 구성에 더하여, 최대 외경 치수가 제1 안내봉(30A)의 외경 치수와 제2 안내봉(30B)의 외경 치수의 중간 치수로 형성된 제3 안내봉(30C)을 가지고 있는 점이 특징이다. 제3 안내봉(30C)의 구성은 앞의 실시형태와 마찬가지로, 로드부(30Cr)와 로드부(30Cr)에 착탈 가능한 캡부(30Cc)로 구성되어 있다. 이 밖의 구성에 대해서는 제1 실시형태와 공통되고 있기 때문에, 동일한 부호를 사용하여 도시하는 등에 의해 여기에서의 상세한 설명은 생략했다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서의 동작 제어부(50)는 안내봉 이동부(40)에, 적층 핀 유지부(20)에 유지된 적층 핀(10)의 적층 방향에서의 일방측의 끝면에 개구하고 있는 복수의 투공(12)의 일부에 제3 안내봉(30C)을 삽입시킨다. 계속해서 도 7에 도시하는 바와 같이, 동작 제어부(50)는 안내봉 이동부(40)에, 다른 투공(12)의 일부(스택 핀이 삽입통과되어 있는 투공(12)인 것이 바람직함)에 제1 안내봉(30A)을 삽입시킨다. 그리고 도 8에 도시하는 바와 같이, 동작 제어부(50)는 안내봉 이동부(40)에, 나머지의 투공(12)에 제2 안내봉(30B)을 삽입시킨다.
이때, 동작 제어부(50)는 최초에 투공(12)에 삽입되는 제3 안내봉(30C)을, 이웃하는 복수개의 투공(12)에 대하여 1개의 투공(12)에 삽입시키면 되고, 본 실시형태에서는 4개의 투공(12)당 1개의 제3 안내봉(30C)을 삽입시키고 있다. 또한, 본 실시형태에서의 동작 제어부(50)는 제1 안내봉(30A)을 제3 안내봉(30C)이 삽입된 투공(12)에 의해 구분된 3개의 투공(12)의 중앙 위치의 투공(12)에 삽입시키고 있다. 그리고 동작 제어부(50)는 제2 안내봉(30B)을 나머지의 투공(12)에 삽입시키고 있다.
이와 같이 동작 제어부(50)는 최대 외경 치수가 가장 큰 제1 안내봉(30A)의 삽입에 선행시켜 제1 안내봉(30A)과 제2 안내봉(30B)의 중간의 최대 외경 굵기의 제3 안내봉(30C)을 투공(12)의 일부에 삽입시키고 있다. 이것에 의해, 제3 안내봉(30C)의 투공(12)으로의 삽입통과를 원활하게 행할 수 있다. 또한, 투공(12)의 직경 치수에 대한 제3 안내봉(30C)의 최대 외경 치수가 적당한 크기(제1 안내봉(30A)과 제2 안내봉(30B)의 중간의 최대 외경 치수)로 형성되어 있으므로, 적층 핀(10)의 사전 정렬이 이루어져, 제1 안내봉(30A)을 투공(12)에 삽입시킬 때의 마찰력을 작게 할 수도 있다. 이것에 의해, 안내봉 이동부(40) 및 열교환 튜브 삽입부의 출력을 저하시킬 수 있음과 아울러 투공(12)의 변형을 최소한으로 억제하는 것이 가능하게 되는 점에서 유리하다.
이와 같이 적층 핀(10)을 적층 방향으로 정렬시킨 후, 제1 실시형태와 동일하게 하여 열교환 튜브 삽입부 및 안내봉 이동부(40)에 의해 열교환 튜브(T)의 선단부를 안내봉(30)에 맞닿게 한 상태를 유지시키면서 안내봉(30)을 투공(12)으로부터 뽑는 것만으로 열교환 튜브(T)를 투공(12)에 삽입시킬 수 있다.
(제3 실시형태)
본 실시형태에서는, 안내봉 이동부(40)에 접리 운동하는 적층 핀 반송부(60)에 스택 핀(SP)이 삽입된 상태의 적층 핀(10)을 반송시키고, 스택 핀(SP)이 삽입통과된 상태의 적층 핀(10)에 복수의 안내봉(30)을 삽입시키는 형태에 대해 설명한다. 복수의 안내봉(30)은 적어도 2종류의 직경 치수로 형성되어 있는 것은 앞의 실시형태와 동일하다. 본 실시형태에서는 설명을 간략하게 하기 위해 복수의 안내봉(30)이라 하기로 한다. 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서의 안내봉 이동부(40)는 베이스부(41)와, 안내봉 직동 기구(42)와, 안내봉 지지체(44)와, 적층 핀 받이부(46)와, 적층 핀 누름부(48)를 가지고 있다. 안내봉 이동부(40)는 동작 제어부(50)에 의해 동작이 제어되고 있다. 본 실시형태의 다른 구성에 대해서는 제1 실시형태와 공통되고 있기 때문에, 제1 실시형태와 동일한 부호를 사용하여 도시하는 등에 의해 여기에서의 상세한 설명은 생략했다.
베이스부(41)는 평면시 형상이 장방형을 이루는 판체로 형성되어 있다. 베이스부(41)의 단부에는 안내봉 직동 기구로서의 유체 실린더(42)가 배열설치되어 있다. 유체 실린더(42)의 출력축에는 이동측 안내봉 지지체(44A)가 부착되어 있어 유체 실린더(42)의 출력축의 신축 동작에 동기하여 이동한다. 베이스부(41)의 길이 방향 중간 위치에는 고정측 안내봉 지지체(44B)가 세워 설치되어 있다. 이와 같이 본 실시형태에서의 안내봉 지지체(44)는 이동측 안내봉 지지체(44A)와 고정측 안내봉 지지체(44B)에 의해 구성되어 있다. 복수의 안내봉(30)은 제1 단부가 이동측 안내봉 지지체(44A)에 연결되고, 복수의 안내봉(30)의 축선 방향이 수평하게 되도록 고정측 안내봉 지지체(44B)에 지지(삽입통과)된 캔틸레버 상태로 왕복운동 가능하게 설치되어 있다.
적층 핀 받이부(46)는 복수의 안내봉(30)의 축선 방향(왕복 운동 방향)으로 뻗어 설치되어 있다. 적층 핀 받이부(46)는 긴 선 형상체로 형성되고, 복수의 안내봉(30)의 축선 방향에 평행한 배열로 소요 간격을 두고 복수 개소에 배열 설치되어 있다. 적층 핀 받이부(46)에 재치된 적층 핀(10)은 투공(12)의 위치가 복수의 안내봉(30)의 높이 위치에 위치 맞추어져 있다.
베이스부(41)의 안내봉 직동 기구(42)와 대향하는 평면 위치에는 적층 핀 누름부(48)가 배열 설치되어 있다. 본 실시형태에서의 적층 핀 누름부(48)는 핀용 유체 실린더(48A)와 핀용 유체 실린더(48A)의 축의 선단에 부착되고, 도면 중의 상하 방향으로 신축 가능한 스토퍼체(48B)를 가지고 있다. 핀용 유체 실린더(48A)는 유체 실린더(42)의 출력축의 신축 방향과 동일한 방향으로 신축한다.
적층 핀 반송부(60)는 베이스부(62)의 길이 방향 양단부에 적층 핀(10)에 삽입통과되어 있는 스택 핀(SP)을 파지하는 스택 핀 파지부(64)를 가지고 있다. 베이스부(62)는 평면시 형상이 장방형을 이루는 판체로 형성되어 있다. 스택 핀 파지부(64)는 스택 핀(SP)의 파지 상태와 비파지 상태가 전환 가능함과 아울러, 베이스부(62)에 대하여 상하 방향으로 접리 운동 가능하게 설치되어 있다. 적층 핀 반송부(60)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 적어도 도 10 내의 화살표(X) 방향 및 도 11 내의 화살표(Z) 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고, 안내봉 이동부(40)에 대하여 접리 운동한다. 적층 핀 반송부(60)는 동작 제어부(50)에 의해 동작이 제어되고 있다.
계속해서 본 실시형태에서의 적층 핀(10)에 대한 복수의 안내봉(30)의 삽입 방법에 대해 설명한다. 적층 핀 반송부(60)는 도시하지 않은 스택 장치로부터 스택 핀(SP)이 삽입통과된 상태의 적층 핀(10)을 받는다. 구체적으로는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 적층 핀(10)의 적층 방향 양단부로부터 돌출해 있는 스택 핀(SP)을 스택 핀 파지부(64)가 파지하고, 스택 장치로부터 적층 핀(10)을 스택 핀(SP)과 함께 받는다.
적층 핀 반송부(60)는, 동작 제어부(50)의 지시에 의해, 도 10의 화살표(X) 방향으로 이동한 후, 도 11의 화살표(Z) 방향으로 이동(동시에 이동해도 됨)하고, 적층 핀(10)을 적층 핀 받이부(46)에 재치한다. 적층 핀(10)이 적층 핀 받이부(46)에 재치되면, 스토퍼체(48B)가 도 11 중의 화살표 방향으로 신장(상승)하고, 적층 핀(10)의 적층 방향의 일방의 단부의 측방 위치에 대기시킨다. 다음에 적층 핀 반송부(60)는, 동작 제어부(50)의 지시에 의해, 도 12의 화살표(X) 방향으로 이동하고 스택 핀(SP)의 선단부를 복수의 안내봉(30)의 선단부에 맞댄 상태, 및, 투공(12)의 위치에 복수의 안내봉(30)을 위치맞춤한(선단부를 꽂아 넣은) 상태로 한다. 스택 핀(SP)의 선단부와 복수의 안내봉(30)의 선단부를 맞닿게 한 후, 도 13에 도시하는 바와 같이, 동작 제어부(50)의 지시에 의해 복수의 안내봉(30)측의 스택 핀 파지부(64)가 스택 핀(SP)의 파지를 해제함과 아울러 스택 핀(SP)으로부터 떨어지도록 화살표 방향으로 상승한다.
다음에 적층 핀 누름부(48)는 동작 제어부(50)의 지시에 의해 핀용 유체 실린더(48A)를 도 14 중의 화살표 방향(안내봉 이동부(40)측)으로 수축(단축)시킨다. 이것에 의해, 도 14에 도시하는 바와 같이, 스토퍼체(48B)에 의해 적층 핀(10)을 안내봉(30)측으로 밀어붙이듯이 이동시킨다. 계속해서 유체 실린더(42)와 적층 핀 반송부(60)는, 동작 제어부(50)의 지시에 의해, 도 15에 도시하는 화살표(X) 방향으로 복수의 안내봉(30)과 스택 핀(SP)을 동기시킨 상태로 이동시킨다. 이렇게 하여 적층 핀(10)의 투공(12)에 대한 복수의 안내봉(30)의 삽입과 스택 핀(SP)의 뽑기 동작이 동시에 행해진다.
스택 핀(SP)이 적층 핀(10)으로부터 완전히 뽑아진 후, 도 16에 도시하는 바와 같이, 스택 핀(SP)으로부터 퇴피해 있던 스택 핀 파지부(64)가 화살표 방향으로 이동(하강)하여 스택 핀(SP)에 접근함과 아울러 스택 핀(SP)을 파지한다. 이 후, 동작 제어부(50)의 지시에 의해 적층 핀 반송부(60)는 안내봉 이동부(40)로부터 떨어진다(도 17).
본 실시형태에 의하면, 스택 핀(SP)이 투공(12)에 삽입통과된 상태의 적층 핀(10)에 대하여 복수의 안내봉(30)을 투공(12)에 삽입통과하고 있으므로, 복수의 안내봉(30)을 삽입하기 전이어도 적층 핀(10)은 정렬된 상태로 되어 있다. 이것에 의해, 복수의 안내봉(30)의 적층 핀(10)의 투공(12)으로의 삽입 처리를 원활하게 행할 수 있어, 복수의 안내봉(30)을 동시에 적층 핀(10)의 투공(12)에 삽입시킬 수 있는 점에서 유리하다.
도 18은 본 실시형태에서의 안내봉 이동부(40)와 열교환 튜브 삽입부(70)의 평면도 및 도면 중의 A화살방향도이다. 도 19는 도 18의 정면도이다. 열교환 튜브 삽입부(70)는 복수의 안내봉(30)을 삽입시킨 적층 핀(10)의 투공(12)에 열교환 튜브(T)를 삽입하기 위한 것이다. 본 실시형태에서의 열교환 튜브 삽입부(70)는 베이스부(72)와 열교환 튜브 유지부(74)와 열교환 튜브(T)를 적층 핀(10)의 투공(12)에 삽입하기 위한 삽입 구동부(76)를 가지고 있다. 열교환 튜브 삽입부(70)는 안내봉 이동부(40)에 대하여 접리 운동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 열교환 튜브 삽입부(70)는 동작 제어부(50)에 의해 동작이 제어되고 있다.
베이스부(72)는 평면시 형상이 장방형을 이루는 판체로 형성되어 있다. 열교환 튜브 유지부(74)는 안내봉 이동부(40)측에 세워 설치된 고정측 유지부(74A)와 안내봉(30)의 축선 방향으로 접리 운동 가능한 이동측 유지부(74B)를 가지고 있다. 고정측 유지부(74A)에는, 열교환 튜브(T)를 삽입통과시키기 위한 제1 관통구멍(74Aa)과 적층 핀 받이부(46)를 삽입통과시키기 위한 제2 관통구멍(74Ab)이 뚫어 설치되어 있다. 이것들에 의해 안내봉 이동부(40)에 열교환 튜브 삽입부(70)를 접리 운동시켜도, 열교환 튜브(T)나 적층 핀 받이부(46)가 고정측 유지부(74A)를 간섭하지 않는다. 이동측 유지부(74B)는 베이스부(72)의 상면에 세워 설치된 가이드체(78)를 따라 이동 가능하게 설치되어 있다.
열교환 튜브 삽입부(70)는 동작 제어부(50)의 지시에 의해, 도 20에 도시하는 바와 같이, 안내봉 이동부(40)에 동일한 높이 위치로부터 접근하여, 열교환 튜브(T)의 선단부를 복수의 안내봉(30)의 선단부에 맞댄 상태로 한다. 그리고 유체 실린더(42) 및 삽입 구동부(76)는 동작 제어부(50)의 지시에 의해, 복수의 안내봉(30)과 열교환 튜브(T)가 맞닿은 상태를 유지시키면서 도 21의 화살표(X) 방향으로 동기한 상태로 이동한다. 이렇게 하여 적층 핀(10)에 대하여 투공(12)으로부터의 복수의 안내봉(30)의 뽑기 처리와 열교환 튜브(T)의 삽입 처리가 동시에 행해진다.
또한, 도 22에 도시하는 바와 같이, 적층 핀(10)으로부터의 복수의 안내봉(30)의 뽑기 처리와 열교환 튜브(T)의 삽입 처리의 완료 후, 열교환 튜브 삽입부(70)는 동작 제어부(50)의 지시에 의해, 도 23에 도시하는 바와 같이, 안내봉 이동부(40)로부터 떨어지는 방향으로 이동한다. 이렇게 하여 적층 핀(10)의 투공(12)에 열교환 튜브(T)를 삽입한 상태로 할 수 있다. 열교환 튜브(T)가 삽입된 적층 핀(10)은 도시하지 않은 매니퓰레이터 등에 의해 안내봉 이동부(40)로부터 꺼내진다.
이상 본 발명에 대해 적합한 실시형태를 들어 여러 가지로 설명했지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위 내에서 많은 개변을 시행할 수 있는 것은 물론이다. 예를 들면, 제1 실시형태에서는 4개의 투공(12)당 1개의 제1 안내봉(30A)을 삽입하고, 그 후, 다른 나머지의 투공(12)에 제2 안내봉(30B)을 삽입하는 형태에 대하여 설명했지만, 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 제1 안내봉(30A)의 외경 치수에 따라 제1 안내봉(30A)을 삽입할 투공(12)의 수는 적당히 변경할 수 있다.
또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 복수의 안내봉(30)은 2종류(제1 안내봉(30A)과 제2 안내봉(30B)) 또는 3종류(제1 안내봉(30A)와 제2 안내봉(30B)과 제3 안내봉(30C))의 외경 치수로 구성되어 있지만, 복수의 안내봉(30)은 4종류 이상의 외경 치수로 구성하는 것도 가능하다.
더욱이, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 제1 안내봉(30A), 제2 안내봉(30B), 제3 안내봉(30C)은 모두 로드부(30Ar, 30Br, 30Cr)에 캡부(30Ac, 30Bc, 30Cc)를 착탈 가능하게 한 형태로 하고 있지만, 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 이상의 실시형태에서 설명한 형상의 제1 안내봉(30A), 제2 안내봉(30B), 제3 안내봉(30C)을 소위 원피스형으로 형성해도 된다. 게다가, 최대 외경 치수가 각각 다른 단순한 원통형의 봉체에 의해 제1 안내봉(30A), 제2 안내봉(30B), 제3 안내봉(30C)을 형성할 수도 있다.
또한, 적층 핀(10)으로의 열교환 튜브(T)의 삽입은 복수회로 나누어 행할 수도 있다. 이것에 의해 투공(12)과 열교환 튜브(T)와의 마찰이 적어지기 때문에, 투공(12)으로의 열교환 튜브(T)의 삽입이 용이하게 됨과 아울러 투공(12)의 파손을 방지할 수도 있는 점에서 유리하다.
또한, 제3 실시형태에서는, 안내봉 이동부(40)에 대해 동일한 높이 위치로부터 열교환 튜브 삽입부(70)를 접리 운동시키고 있지만, 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 열교환 튜브 삽입부(70)는 적층 핀 반송부(60)와 마찬가지로 안내봉 이동부(40)에 대하여 평면 방향 및 높이 방향(소위 3차원 방향)으로 접리 운동 가능해도 된다.
또한, 본 발명은 이상의 실시형태 및 명세서 중에서의 각 변형예를 적당히 조합시킨 형태를 채용하는 것도 가능하다.

Claims (3)

  1. 열교환기에 사용되는 적층 핀의 각각의 핀에 형성된 복수의 투공의 위치에 열교환 튜브를 삽입하기 위한 열교환 튜브 삽입 장치로서,
    적층 상태를 유지시킨 상태에서 상기 적층 핀을 유지시키는 적층 핀 유지부와,
    상기 적층 핀의 적층 방향에서의 일방측의 끝면에 개구하는 상기 투공으로부터 상기 적층 핀의 적층 방향으로 삽입되고, 타방측의 끝면에 개구하는 상기 투공으로부터 삽입되는 상기 열교환 튜브의 선단이 맞닿아지는 복수의 안내봉과,
    상기 복수의 안내봉을 상기 적층 핀 유지부로 유지된 상기 적층 핀의 상기 투공에 삽입시키는 안내봉 이동부를 구비하고,
    상기 복수의 안내봉은 외경 치수의 차이에 따라 복수 종류 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 튜브 삽입 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 안내봉은
    외경 치수가 상기 투공에 삽입되는 열교환 튜브의 외경 치수보다도 큰 직경 치수임과 아울러 상기 투공의 직경 치수보다도 작은 직경 치수로 형성된 제1 안내봉과,
    상기 외경 치수가 상기 열교환 튜브의 외경 치수의 98 내지 102%의 치수 범위이며 또한 상기 제1 안내봉보다도 작은 직경 치수로 형성된 제2 안내봉을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 열교환 튜브 삽입 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 안내봉은 상기 투공으로의 삽입측의 선단 부분에서의 캡부의 외경 치수가 복수 종류 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환 튜브 삽입 장치.
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