WO2019142609A1

WO2019142609A1 - 熱交換器の製造装置及び熱交換器の製造方法

Info

Publication number: WO2019142609A1
Application number: PCT/JP2018/047356
Authority: WO
Inventors: 加藤　貴士; 和義高山
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-07-25
Also published as: JP6851509B2; JPWO2019142609A1

Abstract

熱交換器の製造装置（２００）は、フィンを保持するフィン保持部（６）と、フィン保持部（６）を旋回させる旋回機構（７、８、１５、１５ａ、１６）と、扁平チューブ（１）をフィンの長手方向にスライドさせるスライド機構（１３，１４）と、を備える。フィンは、幅方向に対して傾斜した溝部を有する。スライド機構（１３，１４）は、旋回機構（７、８、１５、１５ａ、１６）のフィン保持部（６）を旋回させる旋回動作と同期して、扁平チューブ（１）を、溝部が幅方向へ傾斜する距離だけスライドさせる。

Description

熱交換器の製造装置及び熱交換器の製造方法

　本発明は、熱交換器の製造装置及び熱交換器の製造方法に関する。

　空気調和機には、冷媒が通過するチューブにフィンが取り付けられた熱交換器を備えるものがある。この熱交換器は、フィンアンドチューブ式熱交換器と呼ばれる。フィンアンドチューブ式熱交換器は、フィンのＵ字溝を、扁平形状のチューブに順次嵌合させることにより製造される。例えば、特許文献１には、複数のフィンをチューブに順次装着するフィンアンドチューブ式熱交換器の製造装置と製造方法が開示されている。

　特許文献１に開示された製造装置と製造方法は、チューブを固定した状態で、フィンを相対運動させながら、そのフィンのＵ字溝にチューブを挿入することにより、フィンをチューブに装着する。

特開２０１３－５９８４７号公報

　近時、排水性能及び熱交換性能の向上という観点から、扁平チューブの断面長手方向がフィンの幅方向に対して傾斜して配置された構造を有するフィンアンドチューブ式熱交換器が普及している。

　特許文献１に開示された製造装置と製造方法は、扁平チューブの断面長手方向、即ち、Ｕ字溝の軸方向がフィンの幅方向に平行であることを前提とする構造となっている。このため、特許文献１に記載の製造装置を、チューブが傾斜した構造のフィンアンドチューブ式熱交換器の製造に使用すると、扁平チューブと傾斜したＵ字溝の側辺とが衝突してしまう。その結果、特許文献１に記載の製造装置では、扁平チューブをＵ字溝に挿入できない。

　本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、チューブの断面長手方向がフィンの幅方向と角度をもって交差する構造の熱交換器を製造可能な製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

　上記目的を達成すべく、本発明の熱交換器の製造装置は、フィンを保持するフィン保持部と、フィン保持部を旋回させる旋回機構と、扁平チューブをフィンの長手方向にスライドさせるスライド機構と、を備える。フィンは、幅方向に対して傾斜した溝部を有する。スライド機構は、旋回機構のフィン保持部を旋回させる旋回動作と同期して、扁平チューブを、溝部が幅方向へ傾斜する距離だけスライドさせる。

　本発明によれば、スライド機構が、旋回機構のフィン保持部を旋回させる旋回動作と同期して、扁平チューブを、溝部が幅方向へ傾斜する距離だけスライドさせる。このため、フィンに形成された溝部がフィンの幅方向に角度をもって交差する形状であっても、適切に扁平チューブを溝部に挿入できる。これにより、チューブの断面長手方向がフィンの幅方向と角度をもって交差する構造の熱交換器を製造することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る製造装置及び製造方法で製造する熱交換器の斜視図本発明の実施の形態１に係る製造装置及び製造方法で製造する熱交換器の要部を示す斜視図本発明の実施の形態１に係る製造装置及び製造方法で製造する熱交換器が備えるフィンの要部を示す斜視図本発明の実施の形態１に係る製造装置及び製造方法で製造する熱交換器が備えるフィンの要部を示す正面図本発明の実施の形態１に係る製造装置及び製造方法で製造する熱交換器が備えるフィンのフィンカラーを示す断面図本発明の実施の形態１に係る熱交換器の製造装置の概略図本発明の実施の形態１に係る熱交換器の製造装置が備えるフィン保持部がドラムの奥上側にあるときの、フィン保持部の概略図図７Ａに示すフィン保持部がドラムの前方及び下方に移動したときの、フィン保持部の概略図図７Ｂに示すフィン保持部がフィンの取り付け位置まで移動したときの、フィン保持部の概略図本発明の実施の形態１に係る熱交換器の製造装置が備えるベースがホーム位置にあるときの、フィンと扁平チューブの概略図図８Ａに示すベースがホーム位置から右方に移動したときの、フィンと扁平チューブの概略図図８Ｂに示すベースがフィンの取り付け位置まで移動したときの、フィンと扁平チューブの概略図本発明の実施の形態２に係る熱交換器の製造装置の要部を示す概略図本発明の実施の形態３に係る熱交換器の製造装置の要部を示す概略図本発明の実施の形態４に係る熱交換器の製造装置の要部を示す概略図

（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態に係る熱交換器の製造装置及びその製造方法を説明する。
　まず、実施の形態１に係る熱交換器の製造装置及びその製造方法で製造される熱交換器について説明する。

　図１に示すように、製造対象のフィンアンドチューブ式熱交換器１００は、複数の扁平チューブ１と、複数の扁平チューブ１に装着された複数のフィン５とを備える。
　なお、以下、図では、理解を容易にするため、扁平チューブ１の配列方向をＸ軸方向、扁平チューブ１の延在方向、即ち、奥行き方向をＺ軸方向、Ｘ軸方向とＺ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とするＸＹＺ直交座標を設定し、これを適宜参照する。

　図１及び図２に示すように、各扁平チューブ１は、断面が扁平なチューブで構成され、内部に冷媒が流通する流路が形成されている。複数の扁平チューブ１は、一定のピッチで互いに平行に配置されている。なお、冷媒の流路を形成するため、複数の扁平チューブ１は、フィン５を組付けた後に、端部にヘアピン形状の配管がろう付けされる。そして、扁平チューブ１は、隣接する扁平チューブ１と接続される。

　一方、図３及び図４に示すように、各フィン５は、例えば、アルミニウム等の伝熱性の金属から形成され、長方形の薄板状に形成されている。各フィン５には、扁平チューブ１を挿入するためのＵ字溝３が形成される。各Ｕ字溝３は、扁平チューブ１の断面形状に合致する形状を有する。Ｕ字溝３は、扁平チューブ１のピッチと同一のピッチで、且つ、扁平チューブ１と同数形成されている。Ｕ字溝３は、溝部の一例である。Ｕ字溝３の開口端部は、扁平チューブ１の挿入を容易とするため、図４に示すように面取りされている。面取り角度φは、例えば、１０°以上３０°以下とされる。このようにすることで、開口端部は、扁平チューブ１の挿入時に、扁平チューブ１を誘い込む役割をする。

　Ｕ字溝３の周辺部には、立ち上がる形状に形成されたカラー４が形成されている。図５に示すように、Ｕ字溝３の幅Ｗ２は、扁平チューブ１の幅Ｗ３よりわずかに大きく、カラー４の先端部の幅は、扁平チューブ１に嵌合するため、扁平チューブ１の幅よりもわずかに小さい幅Ｗ１に形成されている。カラー４は、熱交換器１００の完成段階では、扁平チューブ１にろう付けされる。

　また、図２～図４に示すように、フィン５のＵ字溝３の間には、外周面の一部にスリットが形成された凸部２が形成されている。凸部２は、フィン５の熱交換性を向上するために形成され、形状及びサイズは任意である。また、凸部２は、フィン５に配置されなくても良い。

　図１、図２に示すように、扁平チューブ１の断面の長手方向は、フィン５の幅方向に対して傾斜している。このため、図３及び図４に示すように、フィン５のＵ字溝３の長軸も、フィン５の幅方向に対して傾斜している。図４に示すように、この傾斜角をθとする。ここで傾斜角θは、フィン５の幅方向に直交する直線に対するＵ字溝３の長軸の角度である。傾斜角θは、例えば、１０°～４５°である。図４に示すように、Ｕ字溝３の＋Ｘ軸方向への傾斜量、すなわち、Ｕ字溝３がフィン５の幅方向へ傾斜する距離はΔｘである。

　次に、上記構成を有する熱交換器１００を製造する製造装置２００について説明する。

　図６に示すように、熱交換器の製造装置２００は、フィン５を保持するフィン保持部６と、フィン保持部６を回転する回転駆動部８と、処理対象の扁平チューブ１がセットされるベース１１と、ベース１１をＸ軸方向に移動するためのボールネジ１３とボールネジ用回転駆動部１４と、回転駆動部８とボールネジ用回転駆動部１４の同期を取って制御する制御部１８と、を備える。ボールネジ１３とボールネジ用回転駆動部１４とは、扁平チューブをスライド駆動するスライド機構の一例である。

　なお、図１から図３では、熱交換器１００が８つの扁平チューブ１を備える例を示しているが、図６では、図面を見やすくするため、扁平チューブ１の数が５である熱交換器１００を製造するものとする。

　フィン保持部６は、凸部２とＵ字溝３とが形成されたフィン５を保持する装置である。
　フィン５は、シート状もしくはフープ状につながったフィン材を、前工程で切断することで得られる。フィン保持部６は、フィン５を保持するために、真空吸着装置、電磁マグネット等を内包している。真空吸着装置は、フィン５を真空吸着で保持し、電磁マグネットは、フィン５を電磁力で保持する。

　回転駆動部８は、モータで構成される。回転駆動部８は、旋回中心軸７を回転させる。旋回中心軸７には、一対のドラム１５と一対のカム９が固定されている。これにより、回転駆動部８は、ドラム１５とカム９を回転させる。

　ドラム１５は、それぞれ円板状に形成され、旋回中心軸７に固定されている。ドラム１５には、貫通孔１５ａが形成されている。貫通孔１５ａには支持軸１６が回動自在に貫通している。支持軸１６にはフィン保持部６が固定されている。

　支持軸１６の両端部には、カム９に接触するカムフォロアブロック１０が取り付けられている。カムフォロアブロック１０は、カム９に押しつけられている。カム９に対するカムフォロアブロック１０の姿勢により、支持軸１６が回動し、これにより、フィン保持部６の旋回中心軸７に対する姿勢が定まる。

　具体的に説明すると、回転駆動部８の駆動により、旋回中心軸７が回転する。これにより、旋回中心軸７に固定されているドラム１５も回転する。ドラム１５の回転に伴って支持軸１６とフィン保持部６が旋回中心軸７を中心に回転する。さらに、カムフォロアブロック１０がカム９に接触しつつ摺動する。これにより、フィン保持部６が、図７Ａ－図７Ｃに示すように動作する。なお、図面を見やすくするため、図７Ａ－図７Ｃでは、フィン５とフィン保持部６とが離間し、且つ、それらが厚い形状に記載されている。

　詳細には、フィン保持部６は、旋回中心軸７の回転に伴って旋回し、図７Ａに示すように、奥上側から扁平チューブ１に徐々に近接する。続いて、フィン保持部６は、さらに、前方及び下方に移動し、図７Ｂに示すように、保持しているフィン５のＵ字溝３に扁平チューブ１の上部を嵌合させる。さらに、フィン保持部６はフィン５を前方且つ下方に移動させる。続いて、フィン保持部６は、図７Ｃに示すフィン５を、その取り付け位置まで搬送する。この取り付け位置は、フィン保持部６がフィン５の搬送を終了し、フィン５を解放する位置に相当する。

　フィン５が、扁平チューブ１のフィン５の取り付け位置且つ製造装置２００のフィン取り付け位置に達すると、フィン保持部６は、フィン５を解放し、カム９とカムフォロアブロック１０の作用により、扁平チューブ１の上から退避する。一方、フィン５は、扁平チューブ１がＵ字溝３に嵌合し且つカラー４が扁平チューブ１を狭持することにより、扁平チューブ１の取り付け位置に維持される。

　続いて、次のフィン５がフィン保持部６にセットされる。また、扁平チューブ１上の次のフィン５の取り付け位置を、製造装置２００の図７Ｃに示す取り付け位置に一致させるため、ベース１１が一定距離、即ち、フィン５の配列ピッチ分だけ、－Ｚ軸方向に移動する。

　このような動作を繰り返すことにより、製造装置２００では、扁平チューブ１を一定距離ずつ手前側に引きながら、フィン５を１枚１枚扁平チューブ１に装着する。ただし、Ｕ字溝３がフィン５の幅方向に対して傾斜しているため、以上の単純な動作だけでは、Ｕ字溝３に扁平チューブ１を挿入することができない。

　なお、旋回中心軸７、回転駆動部８、ドラム１５、貫通孔１５ａ及び支持軸１６は、フィン保持部を旋回して、フィンの溝部を扁平チューブの外周部に嵌合させて装着するための旋回機構或いは搬送機構の一例である。

　図６に示すベース１１は、フィン５を装着するため、扁平チューブ１を保持する平板状のステージである。ベース１１の上面には、位置決めブロック１２が配設されている。位置決めブロック１２は、扁平チューブ１を、フィン５に形成されたＵ字溝３と同一間隔で、且つ、同一傾斜で保持する。

　位置決めブロック１２は、上述のように、扁平チューブ１を一定ピッチで且つ傾斜角θでセットするためのものである。なお、図６では位置決めブロック１２がベース１１の上面において扁平チューブ１の間に配置されている。但し、製造装置２００では、位置決めブロック１２の代わりにベース１１に扁平チューブ１が入り込む形状の溝を加工し、その溝に扁平チューブ１を配置したり、位置決めピンを用いて扁平チューブ１をベース１１に配列したりする等、他の手段を用いて扁平チューブ１をベース１１に配列・配置してもよい。また、製造装置２００では、扁平チューブ１を等間隔でセットできれば、他の手段を採用しても問題ない。なお、ベース１１と位置決めブロック１２とは、配列機構の一例である。

　ボールネジ１３及びボールネジ用回転駆動部１４は、互いに連結されてベース１１の下部に取り付けられており、ベース１１をフィン保持部６の旋回中心軸７の中心軸方向、即ち、±Ｘ軸方向に移動させる。即ち、ボールネジ用回転駆動部１４は、ボールネジ１３を回転させることにより、図８Ａ－図８Ｃに模式的に示すように、扁平チューブ１をフィン５のＵ字溝３に無理無く挿入するために、フィン５の下降に合わせてベース１１を＋Ｘ軸方向に移動させる。図６に戻って、ボールネジ用回転駆動部１４は、制御部１８によって駆動される。

　制御部１８は、ボールネジ用回転駆動部１４を駆動してベース１１の移動を制御する。また、制御部１８は、回転駆動部８を駆動して旋回中心軸７の回転を制御する。詳細には、制御部１８は、ボールネジ用回転駆動部１４を制御することにより、フィン保持部６に保持されたフィン５の下端がベース１１上の扁平チューブ１の上端に達するまでは、ベース１１を移動量０の、図８Ａに示すホーム位置Ｐに位置させる。制御部１８は、図６に示す回転駆動部８を制御することにより、旋回中心軸７を回転させ、フィン保持部６が保持するフィン５を下降させながら手前側に移動させる。制御部１８は、図７Ｂ及び図８Ａに示す、扁平チューブ１の上端が下降中のフィン５の下端に達した状態になると、ボールネジ用回転駆動部１４を制御することにより、ボールネジ１３を回転させ、ベース１１を徐々に右方に移動させる。これにより、制御部１８は、図８Ｂに示すように、フィン５のＵ字溝３に扁平チューブ１を挿入していく。制御部１８は、さらにベース１１を移動させることにより、図７Ｃ及び図８Ｃに示すように、フィン５が取り付け位置に到達した時点で、Ｕ字溝３の上端の位置と扁平チューブ１の上端の位置とを一致させる。ここで、ベース１１の＋Ｘ軸方向の総移動量、すなわち、ホーム位置Ｐからの総移動量は、Ｕ字溝３のＸ軸方向の傾斜による長さに等しいΔＸである。

　制御部１８は、その後、ボールネジ用回転駆動部１４を制御することにより、ボールネジ１３を逆回転させて、ベース１１を、図８Ａに示すホーム位置Ｐに復帰させる。

　次に、上記構成を有する製造装置２００を用いた、熱交換器１００の製造方法について説明する。
　まず、製造装置２００を動作させる前に準備作業を行う。詳細には、最初に、ベース１１上に、位置決めブロック１２を配置する。続いて、位置決めブロック１２により、扁平チューブ１を、Ｕ字溝３の間隔と同一間隔で、且つ、傾斜角θだけ傾斜した状態にして、ベース１１に固定する。

　次に、製造装置２００を動作させる。制御部１８は、図示せぬ移動機構を駆動して、ベース１１の位置をＺ軸方向に調整する。これにより、制御部１８は、扁平チューブ１の最初のフィン５の取り付け位置を、製造装置２００の図７Ｃに示す取り付け位置に一致させる。

　次に、制御部１８は、凸部２とＵ字溝３が形成された個片のフィン５をフィン保持部６にセットする。次いで、制御部１８は、回転駆動部８を動作させ、フィン保持部６を、図７Ａに示すように、旋回中心軸７を回転中心として旋回させる。制御部１８は、フィン保持部６の、その旋回動作を続行させる。

　フィン保持部６の旋回動作が続行されると、図７Ｂ、図８Ａに示すように、フィン保持部６に保持されたフィン５の下端がベース１１にセットされた扁平チューブ１の＋Ｚ軸方向の端に達する。制御部１８は、フィン５の下端がこの位置に達した段階でボールネジ用回転駆動部１４の駆動を開始する。換言すると、制御部１８は、フィン保持部６の回転角が基準角度となったときに、ボールネジ用回転駆動部１４に、ボールネジ１３の回転を開始させて、ベース１１を＋Ｘ軸方向へスライドさせ始める。なお、ベース１１のスライド速度は、フィン保持部６に保持されているフィン５の下降速度に同期する予め設定された速度である。

　制御部１８が回転駆動部８とボールネジ用回転駆動部１４に上述した動作をさせることにより、徐々に扁平チューブ１がフィン５のＵ字溝３に挿入される。その結果、フィン５が図７Ｃに示す取り付け位置に到達し、且つ、扁平チューブ１が図８Ｃに示すように、フィン５のＵ字溝３に適正に挿入される。制御部１８は、扁平チューブ１がフィン５のＵ字溝３に適正に挿入されると、フィン保持部６のフィン５を保持する保持力を開放させる。これにより、フィン５はフィン保持部６から解放され、扁平チューブ１に組みつけられる。フィン５は、扁平チューブ１とＵ字溝３が嵌合すること及びカラー４が扁平チューブ１を狭持することにより、扁平チューブ１の取り付け位置に保持される。

　次に、制御部１８は、ボールネジ用回転駆動部１４を逆回転させ、ベース１１をホーム位置Ｐに戻す。また、制御部１８は、図示せぬ移動機構の駆動により、ベース１１を－Ｚ軸方向に移動させる。これにより、制御部１８は、扁平チューブ１の２枚目のフィン５の取り付け位置を、図７Ｃに示す製造装置２００の取り付け位置に合わせる。

　その後、制御部１８は、２枚目のフィン５について、上述と同様の動作を行い、予定枚数のフィン５を扁平チューブ１に取り付けるまで同様の動作を繰り返す。

　なお、ボールネジ用回転駆動部１４による、ベース１１の移動の速度は、フィン５のＸ－Ｙ平面上の移動速度に対応する。制御部１８は、回転駆動部８の回転速度に基づいて、フィン５のＸ－Ｙ平面上の移動速度を求めておき、その移動速度に対応する速度でベース１１を移動させる。或いは、制御部１８は、センサを用いて、フィン保持部６のＸ－Ｙ平面上の移動速度を実測し、実測値に基づいて、ボールネジ用回転駆動部１４の回転速度を制御してもよい。

　以上説明したように、製造装置２００は、フィン５のＹ軸方向の動作にあわせて、扁平チューブ１をＸ軸方向に移動させる。このため、製造装置２００では、フィン５に形成されているＵ字溝３が傾斜しているにもかかわらず、扁平チューブ１をＵ字溝３に効率的に挿入することができる。

（実施の形態２）
　実施の形態１に係る製造装置２００は、ベース１１をＸ軸方向にスライドするためのスライド機構として、ボールネジ１３とボールネジ用回転駆動部１４とを備えている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、フィン５の－Ｙ軸方向への動作に合わせてベース１１を＋Ｘ軸方向にスライドできるならば、スライド機構の具体的構成は任意である。例えば、実施の形態２に係る製造装置２１０は、上述したスライド機構として、カム機構を備える。

　製造装置２１０は、図９に示すように、ベース１１が取り付けられたカム機構を備えている。そのカム機構は、カム２１と、カム２１を回転させるカム機構用回転駆動部２２と、カム２１に接触するカムフォロアブロック２３と、を備える。

　カム２１は、外周部に他の部分よりも突出した部分が形成された、いわゆる円板カムで構成されている。カム２１は、モータで構成されるカム機構用回転駆動部２２により回転される。ベース１１の一端部にはカムフォロアブロック２３が配置されている。カムフォロアブロック２３は、カム２１に向けて付勢されており、カムフォロアブロック２３はカム２１に接触している。カム機構用回転駆動部２２がカム２１を回転させると、カムフォロアブロック２３は、カム２１に摺動して、±Ｘ軸方向に移動する。カムフォロアブロック２３の移動に伴って、ベース１１も±Ｘ軸方向に移動する。カム２１は、取り付け対象のフィン５の－Ｙ軸方向への移動に同期して、ベース１１が＋Ｘ軸方向に移動する形状に形成されている。

　実施の形態１では、ベース１１をＸ軸方向にスライド移動させるため、ボールネジ用回転駆動部１４がボールネジ１３の回転を停止させてスライド端でベース１１を停止させ、且つボールネジ１３を逆回転させてベース１１を逆方向に移動させる必要がある。このため、ボールネジ用回転駆動部１４は、加減速を繰り返し、かつボールネジ１３の回転方向を正回転と逆回転に繰り返して変更する。

　これに対して、実施の形態２に係る製造装置２１０は、カム機構であるカム２１を備えている。カム機構用回転駆動部２２が、一方向に一定速度で回転し続けることで、ベース１１がスライド動作を行う。製造装置２１０では、カム機構用回転駆動部２２にボールネジ１３、ベース１１などの慣性モーメントが加わらないため、カム機構用回転駆動部２２の負荷をボールネジ用回転駆動部１４よりも小さくすることができる。また、製造装置２１０では、カム機構用回転駆動部２２を、フィン保持部６を旋回させる回転駆動部８にギア、ラックオピニオンなどで連結することにより、フィン保持部６の動作とベース１１の動作とを容易に同期できる。

　このような構成によれば、ベース１１をスライドさせるために必要なカム機構用回転駆動部２２の負荷を低減できる。その結果、製造装置２１０では、カム機構用回転駆動部２２を小さくすることができる。例えば、カム機構用回転駆動部２２がモータであれば、モータ容量を小さくすることができ、かつ、ベース１１のスライド動作を容易に高速化することができる。また、製造装置２１０では、ボールネジ１３を用いず、カム機構を用いるため、機械装置構成部品を縮小化できる。その結果、製造装置２１０では、機械構成部品の縮小化によって装置設置面積を縮小できる。また、装置の動作の高速化によって生産性を向上させることができる。

（実施の形態３）
　実施の形態３に係る製造装置２２０は、上述したスライド機構として、リンク機構３１を備えている。リンク機構３１は、図１０に示すように、ベース１１に取り付けられている。

　詳細には、リンク機構３１は、モータで構成されるリンク機構用回転駆動部３２と、リンク機構用回転駆動部３２によって回転される回転ブロック３３と、回転ブロック３３とベース１１の一端部を連結するリンク部３４と、を有している。回転ブロック３３は、円板状に形成され、リンク部３４は、棒状に形成されている。そして、リンク部３４の一端は、円板状に形成された回転ブロック３３に接続され、リンク部３４の他端は、ベース１１の端部に接続されている。リンク部３４の一端は、回転ブロック３３がリンク機構用回転駆動部３２によって回転すると、円運動をする。一方、リンク部３４の他端は、ベース１１が図示せぬガイド機構によってＸ軸方向にガイドされるため、Ｘ軸方向に往復運動をする。これにより、ベース１１がスライド動作をする。

　製造装置２２０では、リンク機構用回転駆動部３２が一方向に一定回転し続けることで、ベース１１がスライド動作をする。製造装置２２０では、リンク機構用回転駆動部３２にボールネジ１３、ベース１１などの慣性モーメントが加わらないため、リンク機構用回転駆動部３２の負荷をボールネジ用回転駆動部１４よりも小さくすることができる。また、製造装置２２０では、リンク機構用回転駆動部３２を、フィン保持部６を旋回させる回転駆動部８にギア、ラックオピニオンなどで連結することにより、ベース１１の動作をフィン保持部６の動作に容易に同期させることができる。また、製造装置２２０では、回転ブロック３３とベース１１を連結するリンク部３４の長さを変えることでベース１１のスライド量を容易に変更できる。

　このような構成によれば、ベース１１をスライドさせるために必要なリンク機構用回転駆動部３２の負荷を低減できる。このため、製造装置２２０では、リンク機構用回転駆動部３２を小さくすることができる。たとえば、リンク機構用回転駆動部３２がモータであれば、モータ容量の小型化、ベース１１のスライド動作の高速化、及びベース１１のスライド量の変更を容易に実現できる。また、製造装置２２０では、ボールネジ１３を用いないため、実施の形態２と同様に、装置設置面積を縮小することができ、生産性を向上させることができる。

（実施の形態４）
　実施の形態４に係る製造装置２３０は、上述したスライド機構として、波型カム機構を備えている。その波型カム機構は、図１１に示すように、ドラム１５に取り付けられた端面カム３５と、端面カム３５にベース１１を押し付けるバネ３６と、を備えている。

　端面カム３５は、＋Ｘ側に波型端面を有する。ベース１１は、上述したように、フィン５のＵ字溝３に扁平チューブ１を嵌合させるため、上述したΔＸの距離だけ＋Ｘ軸方向に移動し、その後、次のフィン５を嵌合させるため、フィン５の配列ピッチだけ－Ｘ軸方向に移動する。そして、ベース１１は、これらの移動を繰り返す。このため、端面カム３５の波型端面は、ベース１１をΔＸの距離だけ移動させるための凸部と、ベース１１をフィン５の配列ピッチだけ移動させるための凹部とが端面カム３５の周方向に周期的に形成された形状を有する。そして、波型端面には、ベース１１の－Ｘ端部が接触している。

　一方、バネ３６は、自然長よりも圧縮された状態で、ベース１１の＋Ｘ端に接続されている。これにより、バネ３６は、ベース１１を－Ｘ方向に付勢し、ベース１１を端面カム３５の波型端面に押し付けている。なお、バネ３６は、弾性部材の一例である。弾性部材の他の例はゴムである。

　端面カム３５は、旋回中心軸７に固定されている。端面カム３５は、回転駆動部８によって旋回中心軸７が回転することにより、回転する。端面カム３５が回転すると、ベース１１の－Ｘ端部が接触している部分で、波型端面の波型形状が変化する。ベース１１の－Ｘ端部は、その波型の形状に沿って摺動する。その結果、ベース１１がスライド移動する。

　実施の形態４に係る製造装置２３０は、端面カム３５と、ベース１１を端面カム３５に押し付けるバネ３６と、を備えている。端面カム３５は、ドラム１５と同じく、図６に示す回転駆動部８が旋回中心軸７を回転することにより、回転する。これにより、端面カム３５は、ベース１１をスライド動作させる。旋回中心軸７の回転は、フィン保持部６も旋回させる。このため、図１１に示す製造装置２３０では、旋回中心軸７を回転することにより、ベース１１のスライドとフィン保持部６の旋回を正確に同期させることができる。また、製造装置２３０では、回転駆動部８の他に別の回転駆動部を設ける必要がない。その結果、製造装置２３０では、回転駆動部を複数設ける必要がなく、部品の集約化ができる。さらに、製造装置２３０では、実施の形態２及び３と同様に、回転駆動部８に、ボールネジ１３、ベース１１などの慣性モーメントが加わらないので、回転駆動部８の負荷を小さくすることができる。

　このような構成によれば、フィン保持部６の旋回とベース１１のスライドが、旋回中心軸７によって行われるので、その速度によらずフィン保持部６とベース１１の動作を同期させることができる。また、製造装置２３０では、実施の形態２及び３と同様に、回転駆動部８がモータである場合にその容量を小さくできる、また、装置設置面積を縮小することができ、生産性を向上させることができる。

　なお、製造装置２３０では、ベース１１の－Ｘ端部が端面カム３５に直接接触しているが、ベース１１の－Ｘ端部に、摺動を容易にするため、摺動部が設けられてもよい。すなわち、ベース１１の－Ｘ端部は、他の部材を介して間接的に端面カム３５に接触してもよい。例えば、ベース１１の－Ｘ端部に、端面カム３５に従動するＸＹ断面視で円形状のローラーが設けられてもよい。また、－Ｘ側がＸＹ断面視で半円状のブロックが設けられてもよい。

　以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態１－４では、フィン５を、旋回中心軸７を中心に旋回させることにより、そのフィン５を－Ｙ軸方向に搬送して扁平チューブ１に装着する。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、フィン５を－Ｙ軸方向に搬送する機構自体は任意である。例えば、フィン５をＸ－Ｙ面上でリニアに－Ｙ軸方向に搬送することにより、扁平チューブ１にフィン５を装着する機構を採用してもよい。この場合、そのフィン５を装着する機構は、フィン５の－Ｙ軸方向への移動に同期して、フィン５をＵ字溝３の傾斜方向、即ち、－Ｘ軸方向にスライドするとよい。

　また、実施の形態１－４では、扁平チューブ１及びＵ字溝３が図面右方向に傾斜している例を示している。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、Ｕ字溝３がフィン５の幅方向に対して傾斜していればよい。従って、Ｕ字溝３は図面左方向に傾斜していてもよい。この場合、製造装置２００、２１０、２２０、２３０では、フィン５の－Ｙ方向への搬送に同期して、ベース１１を－Ｘ方向にスライドさせるとよい。なお、この場合、扁平チューブ１もＵ字溝３と同様に図面左方向に傾斜することとなる。

　また、実施の形態１－４では、ベース１１をフィン５に形成されたＵ字溝３の傾斜方向に移動する例を示しているが、製造装置２００、２１０、２２０、２３０では、ベース１１を固定し、フィン５を－Ｙ軸方向に移動しつつ－Ｘ軸方向に移動させてもよい。即ち、本発明では、フィン保持部６がベース１１に対して相対的に移動して、扁平チューブ１の断面の長軸方向とフィン５のＵ字溝３の軸とが一致する状態で、扁平チューブ１をＵ字溝３に挿入できるならば、ベース１１とフィン保持部６による扁平チューブ１とフィン５の個々の動作は任意である。

　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１月１９日に出願された、日本国特許出願特願２０１８－６９９８号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１８－６９９８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　扁平チューブ、２　凸部、３　Ｕ字溝、４　フィンカラー、５　フィン、６　フィン保持部、７　旋回中心軸、８　回転駆動部、９　カム、１０　カムフォロアブロック、１１　ベース、１２　位置決めブロック、１３　ボールネジ、１４　ボールネジ用回転駆動部、１５　ドラム、１５ａ　貫通孔、１６　支持軸、１８　制御部、２１　カム、２２　カム機構用回転駆動部、２３　カムフォロアブロック、３１　リンク機構、３２　リンク機構用回転駆動部、３３　回転ブロック、３４　リンク部、３５　端面カム、３６　バネ、１００　熱交換器、２００，２１０，２２０，２３０　製造装置、Ｐ　ホーム位置、Ｗ１－Ｗ３　幅、θ　傾斜角、φ　面取り角度。

Claims

　フィンを保持するフィン保持部と、
　該フィン保持部を旋回させる旋回機構と、
　扁平チューブを前記フィンの長手方向にスライドさせるスライド機構と、
　を備え、
　前記フィンは、幅方向に対して傾斜した溝部を有し、
　前記スライド機構は、前記旋回機構の前記フィン保持部を旋回させる旋回動作と同期して、前記扁平チューブを、前記溝部が前記幅方向へ傾斜する距離だけスライドさせる、熱交換器の製造装置。
　前記扁平チューブを前記フィンの前記長手方向に直交する方向に向けて配列する配列機構を備え、
　前記スライド機構は、前記配列機構に配列された前記扁平チューブを、その配列方向にスライドさせる請求項１に記載の熱交換器の製造装置。
　前記スライド機構は、ボールネジを含む請求項１に記載の熱交換器の製造装置。
　前記スライド機構は、前記配列機構に取り付けたカム機構である請求項２に記載の熱交換器の製造装置。
　前記スライド機構は、前記配列機構に取り付けたリンク機構である請求項２に記載の熱交換器の製造装置。
　前記スライド機構は、前記旋回機構に取り付けた端面カムと、前記配列機構を前記端面カムに押し付ける弾性部材と、を有する請求項２に記載の熱交換器の製造装置。
　複数の扁平チューブを予め配置するとともに、幅方向に対して傾斜した溝部を有するフィンを搬送して、前記溝部を前記扁平チューブに嵌合させて、前記フィンを前記扁平チューブに挿入して熱交換器を製造する方法であって、
　前記複数の扁平チューブを前記溝部が前記幅方向へ傾斜する距離だけ配列方向に相対的にスライドさせる、熱交換器の製造方法。