JP2012030284A - 熱交換器の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィンの変形や、フィンピッチの乱れ等が生じることがなく、しかも安価な製造コストで且つ迅速に製造することができる熱交換器の製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】装着すべきフィンに対して相対的に、チューブ１をその長さ方向に所定速度で連続的に若しくは所定ピッチで間歇的に移動させてフィンを装着する熱交換器の製造方法、及びフィン保持部１２１に保持したフィンのチューブ挿入溝をチューブ１に嵌合させてフィンをチューブ１の外周面に装着し、且つ、チューブ１とフィン保持部１２１との相対的移動に対応してフィンの装着を順次行うことにより複数枚のフィンをチューブ１の外周面に所定間隔で装着するようにした熱交換器の製造装置である。
【選択図】図４

Description

この発明は、内部に冷媒等の流体を流通させるチューブの外周面に板状の複数枚のフィンを装着するようにした熱交換器の製造方法および製造装置に関するものである。

周知のように、空気調和機等に用いられる熱交換器は、断面が扁平状に形成され内部に冷媒等の流体を流通させる冷媒管としてのチューブと、このチューブの外周面に装着された複数枚の板状の熱交換用のフィンとを備える。このような熱交換器は、通常、フィンアンドチューブ式熱交換器と称されるが、以下の説明では、単に、熱交換器と称する。従来、熱交換器の製造方法としては、挿通孔が設けられた複数枚の板状の熱交換用フィンを適宜間隔を介して積層して後、断面が偏平状のチューブを前記チューブの挿通孔内に挿入する方法が用いられる（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平１０−８９８７０号公報 実開平５−９０１７３号公報

前述の従来の熱交換器の製造方法および製造設備にあっては、あらかじめ複数枚の板状のフィンを所定ピッチ確保して配列し、フィンに設けられた挿通孔に断面が偏平状に形成されたチューブを挿入するようにしているが、複数枚のフィンを所定ピッチ確保して配列する必要があり、そのために製造時間が増大する。また、チューブをフィンの挿通孔に挿入するときにフィンに加えられる力によりフィンが変形しあるいは配列した複数枚のフィンピッチが乱れ、通風抵抗が増大し熱交換器の性能低下を招く。

そこで、前述のフィンの変形とフィンのピッチの乱れを防止するために、フィン相互間にスペーサー治具を使用する必要があるが、この場合、熱交換器の機種によっては、熱交換器１枚に使用するフィンの枚数が異なること等によりフィンピッチが同一でない場合がある。従って、異なるフィンピッチの熱交換器を製造するために、部品数が増大し、製造の段取り替え時間が増大し、更には、異なるフィンピッチに対応するためのスペーサー治具の維持コスト等が膨大になってしまうという課題があった。

この発明は、前述のような従来の熱交換器の製造方法および製造装置に於ける課題を解決するためになされたものであり、フィンの変形や、フィンピッチの乱れ等が生じることがなく、しかも安価な製造コストで且つ迅速に製造することができる熱交換器の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

この発明による熱交換器の製造方法は、内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、前記移動する前記チューブの外周面に、前記装着すべき複数枚のフィンを所定の時間間隔を介して順次装着することを特徴とする。

又、この発明による熱交換器の製造方法は、内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、前記装着すべきフィンを保持したフィン保持部を移動させることにより、前記フィン保持部により保持された前記フィンを、前記移動する前記チューブの外周面に所定の時間間隔を介して順次装着し、前記装着された前記フィンを、前記順次装着される毎に、その装着された前記チューブの外周面上の位置にフィン装着維持部により維持することを特徴とする。

更に、この発明による熱交換器の製造方法は、内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に前記所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、前記チューブが前記間歇的に移動する間の停止時毎に、前記装着すべき複数枚のフィンを前記チューブの外周面に順次装着することを特徴とする。

又、この発明による熱交換器の製造方法は、内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に前記所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、前記装着すべきフィンを保持したフィン保持部を移動させることにより、前記フィン保持部により保持された前記フィンを、前記移動する前記チューブの外周面に所定の時間間隔を介して順次装着し、前記装着された前記フィンを、前記順次装着される毎に、その装着された前記チューブの外周面上の位置にフィン装着維持部により維持することを特徴とする。

又、この発明による熱交換器の製造装置は、内部に流体を流通させるチューブと、チューブ挿入溝を前記チューブの外周面に嵌合させて前記チューブに装着されるフィンとを備えた熱交換器の製造装置であって、前記チューブに装着すべきフィンを保持し得るフィン保持部と、前記フィンが装着されるべき前記チューブを保持し得るチューブ保持部と、前記フィン保持部と前記チューブ保持部とを、前記保持したチューブの長さ方向に相対的に移動させる駆動部とを備え、前記フィン保持部は、前記フィンを保持してそのチューブ挿入溝を前記チューブに嵌合させることにより前記フィンを前記チューブの外周面に装着し、且つ、前記移動に対応して前記装着を順次行うことにより複数枚のフィンを前記チューブの外周面に所定間隔で装着することを特徴とする。

更に、この発明による熱交換器の製造装置は、内部に流体を流通させるチューブと、チューブ挿入溝を前記チューブの外周面に嵌合させて前記チューブに装着されるフィンとを備えた熱交換器の製造装置であって、前記チューブに装着すべきフィンを保持し得るフィン保持部と、前記フィンが装着されるべき前記チューブを保持し得るチューブ保持部と、前記フィン保持部と前記チューブ保持部とを、前記保持したチューブの長さ方向に相対的に移動させる駆動部と、前記チューブの外周面に装着された前記フィンを、その装着された前記チューブの外周面上の位置に維持するフィン装着維持部とを備え、前記フィン保持部は、前記フィンを保持してそのチューブ挿入溝を前記チューブに嵌合させることにより前記フィンを前記チューブの外周面に装着し、且つ、前記移動に対応して前記装着を順次行うことにより複数枚のフィンを前記チューブの外周面に所定間隔で装着するように構成され、前記フィン装着維持部は、前記フィン保持部による前記フィンの装着に同期して、前記フィンが前記チューブの外周面に順次装着される毎に、前記装着されたフィンを、その装着された前記チューブの外周面上の位置に維持するように構成されていることを特徴とする。

この発明による熱交換器の製造方法によれば、装着すべきフィンに対して相対的に、チューブをその長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、前記移動するチューブの外周面に前記装着すべきフィンを所定の時間間隔で装着するようにしたので、フィンの変形や、フィンピッチの乱れ等が生じることがなく、しかも安価な製造コストで且つ迅速に熱交換器製造することができる。

又、この発明による熱交換器の製造方法によれば、装着すべきフィンに対して相対的に、チューブをその長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、前記装着すべきフィンを保持したフィン保持部を移動させることにより、前記フィン保持部により保持された前記フィンを、前記移動する前記チューブの外周面に所定の時間間隔を介して順次装着し、前記装着された前記フィンを、前記順次装着される毎に、その装着された前記チューブの外周面上の位置にフィン装着維持部により維持するようにしたので、フィンの装着位置が安定し、フィンの変形若しくはフィンピッチの乱れを防止することができ、しかも安価な製造コストで且つ迅速に熱交換器製造することができる。

又、この発明による熱交換器の製造方法によれば、装着すべきフィンに対して相対的に、チューブをその長さ方向に所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、前記チューブが前記間歇的に移動する間の停止時に、前記装着すべきフィンを前記チューブの外周面に装着するようにしたので、フィンの変形や、フィンピッチの乱れ等が生じることがなく、しかも安価な製造コストで且つ迅速に熱交換器製造することができる。

更に、この発明による熱交換器の製造方法によれば、装着すべきフィンに対して相対的に、チューブをその長さ方向に前記所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、前記装着すべきフィンを保持したフィン保持部を移動させることにより、前記フィン保持部により保持された前記フィンを、前記移動する前記チューブの外周面に所定の時間間隔を介して順次装着し、前記装着された前記フィンを、前記順次装着される毎に、その装着された前記チューブの外周面上の位置にフィン装着維持部により維持するようにしたので、フィンの装着位置が安定し、フィンの変形若しくはフィンピッチの乱れを防止することができ、しかも安価な製造コストで且つ迅速に熱交換器製造することができる。

又、この発明による熱交換器の製造装置によれば、チューブに装着すべきフィンを保持し得るフィン保持部と、前記フィンが装着されるべき前記チューブを保持し得るチューブ保持部と、前記フィン保持部と前記チューブ保持部とを、前記保持したチューブの長さ方向に相対的に移動させる駆動部とを備え、前記フィン保持部は、前記フィンを保持してそのチューブ挿入溝を前記チューブに嵌合させることにより前記フィンを前記チューブの外周面に装着し、且つ、前記移動に対応して前記装着を順次行うことにより複数枚のフィンを前記チューブの外周面に所定間隔で装着するようにしたので、フィンの変形や、フィンピッチの乱れ等が生じることがなく、しかも安価な製造コストで確実且つ迅速に熱交換器製造することができる。

更に、この発明による熱交換器の製造装置によれば、チューブに装着すべきフィンを保持し得るフィン保持部と、前記フィンが装着されるべき前記チューブを保持し得るチューブ保持部と、前記フィン保持部と前記チューブ保持部とを、前記保持したチューブの長さ方向に相対的に移動させる駆動部と、前記チューブの外周面に装着された前記フィンを、その装着された前記チューブの外周面上の位置に維持するフィン装着維持部とを備え、前記フィン保持部は、前記フィンを保持してそのチューブ挿入溝を前記チューブに嵌合させることにより前記フィンを前記チューブの外周面に装着し、且つ、前記移動に対応して前記装着を順次行うことにより複数枚のフィンを前記チューブの外周面に所定間隔で装着するように構成され、前記フィン装着維持部は、前記フィン保持部による前記フィンの装着
に同期して、前記フィンが前記チューブの外周面に順次装着される毎に、前記装着されたフィンを、その装着された前記チューブの外周面上の位置に維持するように構成されているので、フィンの装着位置が安定し、フィンの変形若しくはフィンピッチの乱れを防止することができ、しかも安価な製造コストで且つ迅速に熱交換器製造することができる。

この発明の製造方法および製造装置により製造される偏平状のチューブを用いた熱交換器を示す斜視図である。 この発明の熱交換器の製造方法および製造装置により製造される熱交換器に於けるフィンを示す平面図である。 この発明の実施の形態１による熱交換器の製造方法および製造装置を示す概念図である。 この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の具体的構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置に於けるロータリージョイントの説明図である。

この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の動作を説明する説明図である。 この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の動作を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による熱交換器の製造方法および製造装置の一部分を示す説明図である。

この発明の実施の形態４による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。 この発明の実施の形態５による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。 この発明の実施の形態７による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。 この発明の実施の形態７による熱交換器の製造方法および製造装置を示す概念図である。 この発明の実施の形態７による熱交換器の製造装置の動作を示す説明図である。

この発明の実施の形態８による熱交換器の製造方法及び製造装置により製造される熱交換器に於ける、プレス加工中のフィン材料を示す正面図である。 この発明の実施の形態８による熱交換器の製造装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態８による熱交換器の製造装置の動作を説明する説明図である。 この発明の実施の形態９による熱交換器の製造方法および製造装置を示す構成図である。

図１は、この発明の製造方法および製造装置により製造される断面が偏平状に形成されたチューブを用いた熱交換器を示す斜視図である。図１に於いて、熱交換器１００は、フィンアンドチューブ式の熱交換器であって、チューブ１とフィン２とから成り、チューブ１はフィン２に設けられたチューブ挿入溝２１に挿入され、互いに接合している。フィン２は、平板状であって一定の間隔で平行に多数積層されている。断面が扁平状に形成されたチューブ１は、複数本並列に配置され、夫々の内部には水や冷媒等の流体が流される。

図２は、この発明の熱交換器の製造方法および製造装置により製造される熱交換器に於けるフィンを示す平面図である。図２に示すように、フィン２には所定の間隔でほぼＵ字状のチューブ挿入溝２１が形成されており、このチューブ挿入溝２１を介して夫々に区画された面２２０には夫々スリット２２、２３が形成されている。そして、フィン２の同一表面側には、夫々のチューブ挿入溝２１の縁部に沿ってチューブ１とフィン２とを密着させて接合するためのフィンカラー（図示せず）が垂直に立ち上がるように形成されている。スリット２２、２３とフィンカラーは、フィン２の表面に対し同一方向に突出している。

一方、チューブ１は、前述したように内部に冷媒等の流体が流されるが、断面を扁平形状とすることで、通風抵抗を増大させることなく冷媒等の流体の量を多くすることができ、それにより、小型化した場合であっても十分な熱交換器としての性能を得ることができる。

フィン２は、並置された複数のチューブ１に跨って配置され、夫々のチューブ挿入溝２１内にチューブ１が個々に挿入されることにより、複数のチューブ１の外周面に装着される。図１に示すように、同一形状に形成された複数枚のフィン２が所定の間隔を介して複数のチューブ１の外周面に装着される。フィン２の枚数は、空気調和機に用いられる熱交換器では、一般的に数百枚以上である。以上のように構成された熱交換器は、夫々のチューブ１内に流れる流体が気化することにより、チューブ１及び複数枚のフィン２を介して大気から蒸発熱を奪うことにより大気が冷却される。

前述のフィン２を形成するためのフィン材料としては、一般的に厚さ「０．１」〜「０．７」［ｍｍ］程度のフープ状にリールに巻かれたアルミ薄板、若しくはシート状に形成されたフィン材料が用いられる。フィン２は、フープ状、若しくはシート状のフィン材料から、順送プレス装置を用いて所定形状に成形した多数のフィンを順次切り離すことにより、１枚毎に形成される。なお、フィン２は、順送プレス装置以外の装置により、１枚毎に形成されていてもよい。

実施の形態１．
次に、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造方法および製造装置について説明する。図３は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造方法および製造装置を示す概念図である。図３に於いて、ドラム１２２は、軸心Ｘの周りに矢印Ａの方向、即ち図３に於いて時計方向に所定速度で回転する。このドラ１２２の周縁部には、ドラム１２２の周方向に所定間隔を介して設置された８個のフィン保持部１２１が設けられている。

夫々のフィン保持部１２１は、ドラム１２２の回転に伴って軸１２６の軸心を中心として円運動を行なうが、垂直方向の最上部に達したときに、１枚のフィン２を受け取って保持し、垂直方向の最下部に達したときに、その保持していたフィン２をチューブ１の外周面に装着する。

フィン保持部１２１によるフィン２の保持は、後述するように、例えば、空気の吸入を
利用してフィン２を吸着する、所謂、真空吸着により行なわれる。フィン保持部１２１は、後述するカムフォロア１２４に連結されている。

なお、図３に於ける夫々のフィン保持部１２１のドラム１２２に対する起立角度は、模式的に示したものである。

チューブ１は、その断面の長径方向が垂直となるようにして保持されており、所定の速度で矢印Ｂ方向に移動する。なお、チューブ１を固定しておいて、ドラム１２２を矢印Ｂとは逆の方向に移動させるようにしてもよい。

前述したように、ドラム１２２は矢印Ａの方向に所定速度で回転しており、８個のフィン保持部１２１は、ドラム１２２の［１／８］回転毎、即ち、所定の時間間隔で、順次、図３に示すドラム１２２の最下部の位置に達して、矢印Ｂの方向に所定速度で移動しているチューブ１の外周面にフィン２を装着する。従って、フィン保持部１２１によりチューブ１の外周面に順次装着されるフィン２相互の間隔は、常に一定の間隔が保たれることになる。

この発明の実施の形態１による熱交換器の製造方法によれば、チューブ１のＢ方向への移動速度の変更若しくはドラム１２２の回転速度の変更、またはその双方の変更により、フィン２相互の間隔を任意に設定することができる。

図４は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の具体的構成を示す説明図である。尚、図４では説明の便宜上、前述の図３に示す８個のフィン保持部１２１のうち１個のみを示しているが、他の７個のフィン保持部１２１は、夫々図４に示すフィン保持部１２１と同一構成である。

図４に於いて、間隔を介して配置された一対のドラム１２２は、その中心部が一対の支持部１７４に回動自在に支持された軸１２６に固定されており、軸１２６の回転に伴って回転する。実施の形態１では、軸１２６及びドラム１２２は、図４の右方向からみて時計方向に回転する。軸１２６は、カップリング１２７を介してモータ１２８に連結されており、モータ１２８により駆動されて所定速度で回転する。

フィン保持部１２１は、その回動軸１２９が一対のドラム１２２の夫々に、ベアリングを介して回動自在に支持されている。一対のカムフォロア１２４は、夫々のドラム１２２の外側に位置し、フィン保持部１２１の回動軸１２９の端部に夫々連結板１２４１を介して連結されている。同一形状に形成された一対のカム部材１２３は、夫々のドラム１２２の外側に配置され、夫々支持部１７４により固定されており常時静止している。

ドラム１２２の回転に伴ってフィン保持部１２１がほぼ垂直方向の最下部に到達したとき、カムフォロア１２４は、カム部材１２３の周面に設けられている後述する隆起面に接触し、その後、ドラム１２２の回転に伴ってその隆起面により押圧されて連結板１２４１を介してフィン保持部１２１を回動軸１２９を中心として図４の右方向からみて反時計方向に所定の角度まで回動させる。

ねじりバネ１２５は、一端がドラム１２２に固定され、他端がフィン保持部１２１に固定されており、フィン保持部１２１を図４の右方向からみて常時時計方向に付勢する。従って、カムフォロア１２４は、ねじりバネ１２５の付勢力によりカム部材１２３の隆起面に押圧され、ドラム１２２が所定角度回転する間、その隆起面の周面を転動することになる。

カム部材１２３とカムフォロア１２４を用いることにより、フィン保持部１２１が後述するようにチューブ１に挿入したフィン２をかわす動きを行うタイミングのばらつきが小さくなるため、よりフィンピッチが揃った高性能な熱交換器を得ることが出来る。

ロータリージョイント１５６は、後述する真空ポンプに接続された配管１５５１とフィン保持部１２１に接続された配管１５５２とからなる真空経路の接続若しくは遮断を、ドラム１２２の回転角度に対応して制御する。

図５は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図であり、モータ１２８、カップリング１２７、ドラム１２２、フィン保持部１２１、カム部材１２３、カムフォロア１２４、ねじりバネ１２５のみを図４から抜き出し、これ等の各部分の相互関係が分かり易くなるようにしたものである。

次に、前述のロータリージョイント１５６の構成について説明する。図６は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置に於けるロータリージョイントの説明図で、（ａ）はロータリージョイントの軸方向の断面を示す説明図、（ｂ）は後述する第１の仕切板の平面を示す説明図、（ｃ）は後述する第２の仕切板の平面を示す説明図である。

図６の（ａ）に於いて、ロータリージョイント１５６の固定部１６３は、前述の支持部１７４に直接又は間接的に固定され、断面がほぼコ字状に形成され、中心部に設けられた貫通穴１６３１と垂直方向の下部に設けられた貫通穴１６３２を備えている。モータ１２８により駆動される軸１２６の端部は、固定部１６３の貫通穴１６３１に挿入されている。また、貫通穴１６３３は、真空ポンプに接続された配管１５５１にジョイント１５５３を介して接続されている。封止部材１６３２は、固定部１６３の貫通穴１６３１の内周面と軸１２６の外周面との間に挿入され、固定部１６３の内部と外部とを気密に封止している。

第１の仕切板１６４は、その外周面が固定部１６３の内周面に固定され、軸１２６を貫通させる貫通穴１６４１が中央部に設けられている。封止部材１６４２は、第１の仕切板１６４の貫通穴１６４１の内周面と軸１２６の外周面との間に挿入され、固定部１６３の内部と外部とを気密に封止している。図６の（ｂ）に示すように、第１の仕切板１６４は、その外周縁部の近傍に円弧状に延びる貫通長穴１６４３が形成されている。この貫通長穴１６４３は、第１の仕切板１６４の垂直方向最下部の位置からほぼ２５０度の角度範囲で反時計方向に延びている。

回転部１６１は、軸１２６に固定されており、軸１２６と共に回転する。この固定部１６１の中央部側に設けられた貫通穴１６１１は、フィン保持部１２１に接続された配管１５５２にジョイント１５５４を介して接続されている。

第２の仕切板１６２は、回転部１６１に固定されており、軸１２６及び回転部１６１と一体となって回転する。この第２の仕切板１６２は、図６の（ｃ）に示すように、中央部近傍から外周縁部近傍に延びる８個の貫通長穴１６２１を備えている。これらの貫通長穴１６２１は、等間隔に放射状に形成されており、夫々の設置位置は前述の図３に示す８個のフィン保持部１２１の設置位置に対応している。この第２の仕切板１６２の一方の表面は、第１の仕切板１６４の一方の表面に当接しており、第２の仕切板１６２が回転することによりそれらの表面同士が気密を保ちながら摺動する。第２の仕切板１６２は、固定部１６３の内周面および第１の仕切板１６４との摩擦緩衝のために樹脂により形成されている。

第２の仕切板１６２に設けられている貫通長穴１６２１と第１の仕切板１６４の円弧状
の貫通長穴１６４３とが少なくとも一部分で重なり合う位置にあるとき、真空ポンプに接続された配管１５５１は、ジョイント１５５３、固定部１６３の内部、第１の仕切板１６４の貫通長穴１６４３、第２の仕切板１６２の貫通長穴１６２１、及びジョイント１５５４を介して、フィン保持部１２１に接続された配管１５５２に接続される。

一方、第２の仕切板１６２に設けられている貫通長穴１６２１と第１の仕切板１６４の円弧状の貫通長穴１６４３とが全く重なり合わない位置にあるとき、配管１５５１と配管１５５２とは第１の仕切板１６４により遮断される。

ドラム１２２が回転すると、配管１５５２と第２の仕切板１６２の貫通長穴１６２１は円周方向に移動するが、第１の仕切板１６４の貫通長穴１６４３は移動しない。従ってこれ等の貫通長穴の位置はずれていき、ある位相区間では貫通長穴１６２１と貫通長穴１６４３は遮断される。フィン把持部１２１がフィン挿入位置に達したときに真空経路が遮断されるよう貫通長穴１６４３の位置を設定することで、チューブ１へのフィン挿入後にフィン２が吸着力によってフィン装着位置がずれることを防ぐ。

図７は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図であり、真空ポンプ１５７から配管１５５１、１５５２を介してフィン保持部１２１に至る真空経路を示している。フィン保持部１２１は、等間隔に形成された８個の溝部としてのＵ字溝１５１と、夫々のＵ字溝１５１の間でフィン保持部１２１の一方の表面に開口する７個の吸着穴１５４と、フィン保持部１２１の内部に形成され前述の夫々の吸着穴１５４とジョイント１５５５とに連通する内部通路１５２とを備えている。

前述したように、ロータリージョイント１５６の第１に仕切板１６４の貫通長穴１６４３と第２の仕切板１６２に貫通長穴１６２１とが重なり合う位置にあるときは、真空ポンプ１５７の動作により、配管１５５１、ジョイント１５５３、ロータリージョイント１５６、配管１５５２、ジョイント１５５５、およびフィン保持部１２１の内部通路１５２を介して夫々の吸着穴１５４から空気が真空ポンプ１５７に吸引される。

フィン２は、フィン保持部１２１の吸着穴１５４から空気が吸着されることによりフィン保持部１２１に保持され、前述のようにロータリージョイント１５６により配管１５５１と配管１５５２との接続が遮断されて吸着穴１５４から空気が吸引されなくなったときには、フィン保持部１２１による保持から解放される。

フィン２は、その８個のチューブ挿入溝２１がフィン保持部１２１のＵ字溝１５１に重なり合うようにして、フィン保持部１２１に保持される。Ｕ字溝１５１の幅寸法は、フィン２のチューブ挿入溝２１の幅寸法よりわずかに大きい寸法に形成されているので、フィン２がチューブ１に挿入されたときに、フィン保持部１２１の内壁がフィン２のチューブ挿入溝２１の周縁部に形成されているフィンカラーをチューブ１の外周面から離れないよう拘束する。

次に、図４に示すチューブ保持用のステージ部１４０について説明する。図４に於いて、第１の支持部材１７４１は、固定された一対のリニアガイド１４１上に移動自在に載置されている。第２の支持部材１７４２は、４個のエアシリンダ１４４を介して第1の支持部材１７４１上に支持されている。この第２の支持部材１７４２の上面には、複数のチューブ１が、その長さ方向がリニアガイド１４１の延びる方向と一致するように載置される。また、これ等のチューブ１は、その断面の長径が垂直方向に一致するように載置される。

ボールねじ１４２は、モータ１４３の出力軸に連結されており、モータにより駆動され
て所定方向に所定速度で回動する。第1の支持部材１７４１は、ナット部材１４２１を介
してボールねじ１４２に連結されており、ボールねじ１４２の所定方向への回転により図の右方向から見て左方向に所定速度で移動する。前述のエアシリンダ１４４は、第２の支持部材１７４２の垂直方向の高さを調節する。図８は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図であり、図４からステージ部１４０を抜き出して示したものである。

図４では、ステージ部１４０に於ける第２の支持部材１７４２の高さは、垂直方向の最下部に位置したフィン保持部１２１のＵ字溝１５１内にチューブ１が挿入されない高さとして示しているが、熱交換器の製造装置の動作時には、ステージ部１４の第２の支持部材１７４２の高さは、エアシリンダ１４４により、チューブ１がフィン保持部１２１のＵ字溝内に挿入される高さに設定される。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による熱交換器の製造方装置に於いて、次にその動作を説明する。図９は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の動作を説明する説明図であり、（ａ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着する直前の状態、（ｂ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着したときの状態、（ｃ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着した直後の状態、（ｄ）は（ｃ）の状態から更に時間が経過したときの状態、を夫々示している。なお、図９は、説明の便宜上、８個のフィン保持部１２のうちの１個のみを図示してその動作状態を示している。

フィン保持部１２１がドラム１２２の垂直方向の最上部の位置しているときは、前述したように、そのフィン保持部１２１に対応する第２の仕切板１６２の貫通長穴１６２１は第１の仕切板１６４の貫通長穴１６４３に重なり合う状態にあるので、配管１５５１と配管１５５２とは接続状態にあり、そのフィン保持部１２１の吸着穴１５４は空気を吸入している。

フィン供給部（図示せず）から供給された１枚のフィン２は、そのドラム１２２の最上部ンの位置にあるフィン保持部１２１に供給され、フィン２のチューブ挿入溝２１がフィン保持部のＵ字溝１５１に重ね合わされた状態で、フィン２がフィン保持部１２１に吸着されて保持される。ドラムの回転に伴って、８個のフィン保持部１２１は所定の時間間隔を於いて順次ドラム１２２の最上部に達し、順次、１枚ずつのフィン２が供給されてこれを保持し、ドラム１２２の回転に伴って、時計方向の円運動により図９の（ａ）に示す位置に到達する。

フィン２を保持したフィン保持部１２１が図９の（ａ）に示す位置に達すると、チューブ１の一部分が、フィン保持部１２に保持されているフィン２のチューブ挿入溝２１、およびフィン保持部１２１のＵ字溝１５１内に嵌合された状態となる。このとき、フィン保持部１２１のカムフォロア１２４は、カム部材１２３の平坦面１２３１に接触若しくは非接触の位置にあるが、ドラム１２２の周面に対して直立した状態にある。

次に、ドラム１２２の回転に伴ってフィン保持部１２１が図９の（ｂ）の位置に達すると、フィン保持部１２のカムフォロア１２４はカム部材１２３の隆起面１２３２に到達すると共に、フィン保持部１２に保持されているフィン２はその幅方向がほぼ垂直方向と一致する状態となり、そのチューブ挿入溝２１内にチューブ１が完全に嵌合された状態となり、フィン２はチューブ１の外周面に装着される。

このとき、ロータリージョイント１５６の第２の仕切板１６２の貫通長穴１６２１は第１の仕切板１６４の貫通長穴１６４３に対して図６の（ｂ）に示すように一部が重なり合う状態となっており、配管１５５１と配管１５５２とは接続されているが、その状態から
ドラム１２２が更に時計方向に回動することにより、その貫通長穴１６２１が貫通長穴１６４３に重なり合わない状態となり、配管１５５１と配管１５５２との接続は遮断され、そのフィン保持部１２１はフィン２の保持を終了する。

図９の（ｂ）の状態から更にドラム１２２が時計方向に回転すると、フィン保持部１２１は、そのカムフォロア１２４がカム部材１２３の隆起面１２３２に接触して押し上げられ、フィン保持部１２１は、その回動軸１２９を中心として反時計方向に回動することにより、図９の（ｃ）に示すようにチューブ１の外周面に装着されたフィン２から離反する。

更にドラム１２２が回転して、フィン保持部１２１が図９の（ｄ）に示す位置に至ると、フィン保持部１２１は、更にチューブ１に装着されているフィン２から離反するようになり、その後、ドラム１２２の回転に伴ってドラム１２２の頂部に向かって移動することとなる。そして、再びドラム１２２の頂部に至ると、再びフィン供給部により新たなフィン２が供給されてこれを保持する。

図１０は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造装置の動作を示す説明図であり、カム部材１２３とカムフォロア１２４によるフィン保持部１２１の装置軸方向から見た動作曲線を示す。カムフォロア１２４がドラム１２２の回転に伴い矢印Ａ方向にカム部材１２３の周面をなぞると、カム部材１２３の周面の曲線に従ってフィン保持部１２１のドラム１２２に対する角度が、図示のように１２１ａ→１２１ｂ→１２１ｃへと変化する。カム部材１２３の半径を逐次変化させることで、チューブ１に挿入したフィン２をかわすようにフィン保持部１２１を動作させることが可能である。

前述した図３に示すように、ドラム１２２にはこの実施の形態１では８個のフィン保持部１２１を備えており、夫々のフィン保持部１２１が前述の図９により述べた動作を順次行う。一方、ステージ１４０は、前述したようにモータ１４３により駆動されて矢印Ｂの方向に所定速度で移動する。その結果、フィン２がチューブ１の外周面に所定の間隔で順次連続的に高速で装着され、図１に示す熱交換器が製造される。

以上述べたように、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造方法及び製造装置によれば、装着すべきフィンに対してチューブをその長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、移動するチューブの外周面に装着すべきフィンを所定の時間間隔で装着するようにしたので、チューブにフィンを一枚ずつ所定の位置に挿入できるため、スペーサー治具を用いず所望のピッチでフィン変形、ピッチ乱れのない熱交換器を製造できる。

また、ステージ移動量を変化させることで、様々なフィンピッチに対応した熱交換器を容易に製造することができる。フィンと冷媒管の密着度を向上することが出来る。

さらに、フィン保持部がフィンを挿入した後、動作方向を変えずにフィンをかわすことが可能であり、熱交換器の製造装置を簡易な構成で実現することができる。

また、フィン保持部が、フィンを真空吸着によって把持し、真空経路中の仕切り板によってフィン挿入位置で真空吸着が止まりフィンを離すことができ、フィン挿入後にフィン保持部が装着されたフィンをかわすとき、吸着力で挿入後のフィン位置が動き、フィンピッチが乱れることを避けることができる。

実施の形態２．
前述の実施の形態１による熱交換器の製造方法および製造装置では、装着すべきフィンに対してチューブをその長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、移動するチューブの外
周面に装着すべきフィンを所定の時間間隔で装着するようにしたが、実施の形態２による熱交換器の製造方法および製造装置では、装着すべきフィンに対してチューブをその長さ方向に所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、チューブが間歇的に移動する間の停止時に、装着すべきフィンをチューブの外周面に装着するようにしたものである。この実施の形態２による熱交換器の製造装置の構成は、前記間歇的に移動する点以外は前述の実施の形態１による熱交換器の製造装置と同様である。

実施の形態２による熱交換器の製造方法および製造装置は、図１に示す熱交換器１００を製造する際に、ドラム１２２を図３、図９、図１０に於ける時計方向に回転させ、フィン保持部１２１をドラム１２２の垂直方向の上方へ移動させ、その位置に於いて真空吸着によりフィン２を保持する。次に、ステージ１４０を動かし、１枚目のフィンの挿入位置へチューブ１を移動する。

その後、ドラム１２２を１回転させ、フィン２をチューブ１の外周面に挿入する。同時に、所定のフィンピッチの値だけステージを移動させる。１枚目のフィン２の挿入を行っている間に、後続のフィン保持部１２１に２枚目のフィン２を供給し、再びドラムを回転させてフィン保持部１２１を挿入位置へ移動し、同時にステージをフィンピッチ分だけ移動する。以降、この工程を所定数のフィン枚数が入るまで繰り返す。

この発明の実施の形態２による熱交換器の製造方法および製造装置によれば、装着すべきフィンに対してチューブをその長さ方向に所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、チューブが間歇的に移動する間の停止時に、装着すべきフィンをチューブの外周面に装着するようにしたので、従来と比較してフィン２を位置ずれや変形を起こさずにチューブ１に挿入を行えるため、フィンピッチが揃い、フィンカラーのチューブ１に対する密着性が良い高性能な熱交換器を得ることが出来る。また、ステージ１４０の水平移動距離を変化させることで様々なフィンピッチの熱交換器を製作可能である。

実施の形態３．
前述の実施の形態１及び２による熱交換器の製造装置では、チューブを載置したステージを移動させるようにしたが、この発明の実施の形態３では、ステージを固定とし、フィン保持部を支持するドラム側を移動させるようにしたものである。

図１１は、この発明の実施の形態３による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。図１１に於いて、一対の支持部１７４１は、モータ１２８、カップリング、ドラム１２２、フィン保持部１２１、カム部材１２３、カムフォロア１２４等を支持しており、エアシリンダ１４４１を介して一対のリニアガイド１４１１に載置されている。この支持部１７４１は、図示していないモータにより、リニアガイド１４１１上を所定の速度で連続的に、若しくは間歇的に移動する。一方、チューブ１を載置するテーブル１４０は、固定されており、移動しないように構成される。その他の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。

以上のようの構成された実施の形態３による熱交換器の製造装置は、前述の実施の形態１、または実施の形態２による熱交換器の製造方法を用いて動作することができる。

この発明の実施の形態３による熱交換器の製造装置によれば、チューブにフィンを一枚ずつ所定の位置に挿入できるため、スペーサー治具を用いず所望のピッチでフィン変形、ピッチ乱れのない熱交換器を製造できる。

実施の形態４．
図１２は、この発明の実施の形態４による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図で
ある。実施の形態４では、前述のカム部材１２３とカムフォロア１２４を用いる代わりに、サーボモータ１７１によりフィン保持部１２１を回動させるようにしたものである。その他の構成は前述の実施の形態１乃至３の何れかと同様である。

この発明による実施の形態４による熱交換器の製造装置によれば、フィン保持部１２１が後述するようにチューブ１に挿入したフィン２をかわす動きを行うタイミングを、サーボモータ１７１の制御により任意に調整することができ、且つ、サーボモータ１７１の動作によりフィンピッチが揃った高性能な熱交換器を得ることが出来る。

実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図である。図１３に示すように、配管１５５１と配管１５５２との接続若しくは遮断を行う機構は、前述のように第１の仕切板及び第２に仕切板を用いるのではなく、配管１５５２の一部に電磁弁１７２を設置し、センサ１７３によりフィン保持部１２１がチューブへの挿入位置に達したことを感知して、電磁弁１７２に電気信号を送ることで、配管１５５１と配管１５５２とからなる真空経路の開閉を行うようにしたものである。その他の構成は、実施の形態１乃至４の何れかと同様である。

この発明の実施の形態５による熱交換器の製造装置によれば、フィン保持部１２１によるフィンの吸着開始と吸着解除のタイミングを容易に微調整することができるので、装置の調整を行いやすい効果がある。

実施の形態６．
この発明の実施の形態６による熱交換器の製造装置は、フィンの保持を、真空吸着により行うのではなく、真空ポンプに代えてエア元栓を用い、フィン保持部に於ける吸着穴から空気を噴出させ、ベルヌーイ効果を発生させてフィンを把持するようにしたものである。この構成によれば、高価な真空ポンプを用いずにフィンの保持が可能である。

実施の形態７．
前述したように、従来の空気調和機の熱交換器を製造方法および装置にあっては、熱交換器を組み立てる方法として、予め複数枚のフィンを適宜間隔に配列し、フィンに設けられた挿通孔に扁平状のチューブを挿入している。しかしこの方法では、フィンピッチを確保して配列するために製造時間が増大し、又、フィンをチューブに挿入するとき、フィンが変形し、或いはフィンピッチが乱れてフィンを介して流れる冷却風の通風抵抗が増大し、熱交換器の性能低下を招く場合がある。

前記フィン変形とピッチ乱れを防止するためにスペーサ治具を使用すると、１個の熱交換器に使用するフィン枚数と、異なるフィンピッチに対応するために、部品数の増加、製造のための段取り替え時間の増加、治具の維持コストの膨大化等を生じるという問題点もあった。更に、フィンをチューブへ挿入すると、フィンがフィン挿入治具へ密着してしまい、チューブへの挿入位置からずれる等の恐れがあり、その結果、フィンとチューブの位置決め精度の低下による熱交換器の性能低下、および熱交換器の外観の悪化を生ずる等の問題があった。

そこで、この発明の実施の形態７による熱交換器の製造方法および製造装置は、前述のような問題点を解決するためになされたものであり、断面が扁平状に形成されたチューブ等を用いた熱交換器の製造工程に於いて、チューブへ挿入したフィンを押さえることにより、フィンの位置ずれを抑制するようにし、フィンの変形とピッチ乱れを抑制し通風抵抗を減少し熱交換器の性能を向上させ、且つ熱交換器の外観の悪化を抑制することを目的としてなされたものである。

以下、この発明の実施の形態７による熱交換器の製造方法および製造装置について説明する。この発明の製造方法および製造装置により製造される熱交換器は、断面が偏平状に形成されたチューブを用いたフィンアンドチューブ式の熱交換器であって、その構成は、前述の図１に示した構成と同一であり、又、その熱交換器に用いられるフィンは、前述の図２に示す構成と同一である。

図１４は、この発明の実施の形態７による熱交換器の製造装置の一部分を示す説明図であり、この発明の実施の形態７による熱交換器の製造方法及び製造装置の要部のみを示している。図１４に於いて、前述の実施の形態１に於ける図３乃至図５と同一または相当部分には、夫々同一符号を付してある。

図１４に於いて、チューブ保持用のステージ部の第２の支持部材１７４２の上面には、複数のチューブ１が、その長さ方向がリニアガイド（図４に於ける１４１参照）の延びる方向と一致するように載置される。また、これ等のチューブ１は、その断面の長径が垂直方向に一致するように載置される。第２の支持部材１７４２には、複数のチューブ１を載置する位置に対応して、貫通孔１７００が形成されている。

チューブ保持用のステージ部の第２の支持部材１７４２の裏面側には、フィン装着維持部２００が配置されている。フィン装着維持部４００の先端部には、第２の支持部材１７４２の貫通孔１７００を貫通し得る複数のフィン押圧突起４０１が所定の間隔を介して配列されている。これ等のフィン押圧突起２０１は、フィン装着維持部４００が後述するように、複数のチューブ１に跨って装着されたフィンを押圧して装着されたフィンがチューブ１の装着位置からずれるのを防止する。その他の構成は、前述の実施の形態１と同様である。

図１５は、この発明の実施の形態７による熱交換器の製造方法および製造装置を示す概念図である。図１５に示すように、フィン２を把持しチューブ１へ挿入するためのフィン保持部１２１と、フィン保持部１２１を円軌道に沿って動かすドラム１２２とを備える。この実施の形態７では、ドラム１２２に６個のフィン保持部１２１が設けられている。尚、図示していないその他の構成は、前述の図１４に於ける第２の保持部材１７４２、フィン装着維持部４００以外については、図３乃至図５と同様である。

フィン装着維持部４００は、軸２１１により回動自在に支持されており、フィン押圧突起４０１と反対側の端部に、カムフォロア４１０が装着されている。このカムフォロア４１０は、フィン装着維持部駆動用カム３００の周面を摺動するように構成されている。フィン装着維持部駆動用カム３００は、図示していない駆動装置により、後述するように、フィン保持部１２１の回動と同期して回動される。

図１６は、この発明の実施の形態７による熱交換器の製造装置の動作を示す説明図であり、（ａ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着する直前の状態、（ｂ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着したときの状態、（ｃ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着した直後の状態、（ｄ）は（ｃ）の状態から更に時間が経過したときの状態、を夫々示している。なお、図１６は、説明の便宜上、６個のフィン保持部１２のうちの１個のみを図示してその動作状態を示している。

図１６に於いて、フィン供給部（図示せず）から供給された１枚のフィン２は、そのフィン保持部１２１に供給され、前述したようにフィンのチューブ挿入溝がフィン保持部のＵ字溝に重ね合わされた状態で、フィン２がフィン保持部１２１に吸着されて保持される。ドラムの回転に伴って、６個のフィン保持部１２１は所定の時間間隔を於いて順次１枚ずつのフィン２が供給されてこれを保持し、ドラム１２２の回転に伴って、時計方向の円運動により図１６の（ａ）に示す位置に到達する。

フィン２を保持したフィン保持部１２１が図１６の（ａ）に示す位置に達すると、チューブ１の一部分が、フィン保持部１２に保持されているフィン２のチューブ挿入溝、およびフィン保持部１２１のＵ字溝内に嵌合された状態となる。このとき、フィン保持部１２１のカムフォロア１２４は、カム部材１２３の平坦面１２３１に接触若しくは非接触の位置にあるが、ドラム１２２の周面に対して直立した状態にある。又、このとき、フィン装着維持部４００は、チューブ１から外れた位置にある。

次に、ドラム１２２の回転に伴ってフィン保持部１２１が図１６の（ｂ）の位置に達すると、フィン保持部１２のカムフォロア１２４はカム部材１２３の隆起面に到達すると共に、フィン保持部１２に保持されているフィン２はその幅方向がほぼ垂直方向と一致する状態となり、そのチューブ挿入溝内にチューブ１が完全に嵌合された状態となり、フィン２はチューブ１の外周面に装着される。このとき、同時にフィン装着維持部４００のカムフォロア４１０は、フィン装着維持部駆動用カム３００の隆起面に押し上げられていた位置から平坦面に戻り、その結果、フィン装着維持部４００は軸２１１を中心として図１６の反時計方向に回動し、フィン押圧突起４０１が、チューブ１に装着されたばかりのフィン２を、図の右方から押圧し、フィン２をチューブ１の外周面上の装着位置に維持する。

図１６の（ｂ）の状態から更にドラム１２２が時計方向に回転すると、フィン保持部１２１は、そのカムフォロア１２４がカム部材１２３の隆起面に接触して押し上げられ、フィン保持部１２１は、その回動軸を中心として反時計方向に回動することにより、図１６の（ｃ）に示すようにチューブ１の外周面に装着されたフィン２から離反する。このとき、フィン装着維持部４００は、チューブ１に装着されたフィン２を押圧したままである。

更にドラム１２２が回転して、フィン保持部１２１が図９の（ｄ）に示す位置に至ると、フィン保持部１２１は、更にチューブ１に装着されているフィン２から離反するようになり、その後、ドラム１２２の回転に伴ってドラム１２２の頂部に向かって移動することとなる。そして、再びドラム１２２の頂部に至ると、再びフィン供給部により新たなフィン２が供給されてこれを保持する。この時、フィン装着維持部４００は、そのカムフォロア４１０がフィン装着維持部駆動用カム３００の隆起面に押し上げられて、時計方向に回動し、装着されているフィン２及びチューブ１から離反する。

以上述べたように、この発明の実施の形態７による熱交換器の製造方法及び製造装置によれば、フィン保持部１２１によりフィン２をチューブ１へ装着した後、フィン保持部１２１がチューブ１から回避する（図１６の（ｃ）に示す状態）ことによる、フィン２の位置ずれを抑制し、フィン２の変形およびフィンピッチの乱れを抑制し、通風抵抗を減少し、熱交換器の性能を向上し、フィン挿入位置の外観の体裁悪化を抑制した熱交換器を製造することができる。また、後工程に於いてフィンの位置ずれ修正作業がなくなり、生産タクトタイムを短縮することができる。

実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８による熱交換器の製造方法および製造装置について説明する。図１７は、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造方法及び製造装置により製造される熱交換器に於ける、プレス加工中のフィン材料を示す正面図である。図１７に示すフィン材料２０は、フープ状にリール（図示せず）に巻かれたアルミ薄板の先端部分を示している。フィン材料２０は、図１７に於いて左側へ所定のピッチで間歇的に移動し、順送プレス装置（図示せず）に順次供給される。

順送プレス装置は、最初のステップＳ１に於いて供給されたフィン材料２０の長さ方向の両側端部近傍に、先ずパイロット穴２０１、２０２を打ち抜き、次のステップＳ２に於いて、フィン材料２０に切起し部２２、２３を形成する。次にステップＳ３に於いて、一対のチューブ挿入溝形成用貫通穴２１１、２１２を形成し、ステップＳ４に於いてこれ等のチューブ挿入溝形成用貫通穴２１１、２１２に跨るチューブ挿入溝形成用スリット２１３を形成する。

次に、ステップＳ５に於いて、チューブ挿入溝形成用スリット２１３からフィン材料２０をフィン材料２０の平面に対してほぼ直角に切起すことにより、一対のチューブ挿入溝形成用貫通穴２１１と２１３とを一体にしたチューブ挿入溝形成用長穴２１４を形成する。次に、ステップＳ６に於いて、チューブ挿入溝形成用長穴２１４の図に於ける右側端部に連結する幅方向スリット２４をフィン材料２０に形成する。

フープ状若しくはシート状のフィン材料２０は、前述のステップＳ１からステップＳ６までを全面に施し、未完成状態にある複数のフィンを相互に連結したままの状態で保管される。そして、チューブ１の外周面に図１に示すようにフィン２を装着させる段階で、前述の保管されているフープ状若しくはシート状のフィン材料２０から、ステップＳ７によりフィンを１枚毎に切り離しながら、後述するようにして切り離したフィン２をチューブ１の外周面に順次装着する。

前述のステップＳ７では、フィン材料２０の最先端部の端縁から幅方向スリット２４に至る長さ方向スリット２５を形成することにより、フィン２を１枚毎にフィン材料２０から切り離す。

従来の熱交換器の製造方法によれば、順送プレス装置の最終工程でステップＳ７により長さ方向スリット２５を形成することによりフィンを一枚毎に順次切断し、この切断した複数枚のフィンを一旦保管し、次工程であるチューブ挿入工程にその保管したフィンを移送するようにしていたが、この発明の実施の形態１による熱交換器の製造方法では、最終の切断工程であるステップＳ７を実施せず、最終工程の一歩手前であるステップＳ６まで完了した一定長さに切断したシート状若しくはフープ状にリールに巻き取ったフィン材料を保管し、チューブ挿入工程に移送するものである。

なお、前述の説明では、図３に示すようにフィン材料２０の幅方向にはフィン一枚を配置した場合を示しているが、フィン材料２０の幅方向長さを大きくして、フィン材料２０の幅方向に複数枚のフィンを配置して同時に加工するようにしても良い。

また、図１７に示すステップＳ１乃至Ｓ６は、個々に実施する代わりにそれらのうち複数のステップを同時に実施しても良く、さらに、フィンをフィン材料から切り離す最終ステップＳ７は、他のステップと同時に実施するようにしても良い。

図１８は、この発明の実施の形態８による熱交換器の製造装置を示す概略構成図である。図１８に於いて、フィン材料搬送部を構成するフィン材料送り機構９は、前述のように順送プレス装置により例えばステップＳ６まで完了して未完成状態にある複数のフィンが形成されているフィン材料２０を、矢印Ａの方向に所定の速度、若しくは所定のピッチで間歇的に搬送させる。フィン切り離し部を構成する切断機構１０は、搬送されているフィン材料２０からフィン２を１枚毎に切り離す。このフィン２の切り離しは、例えば前述の図３に示すステップＳ７を実施することにより行なわれる。

フィン２が切り離されたフィン材料２０は、図３に示すパイロット穴２０１、２０２を備えた両側端部のみが残ることになるが、そのパイロット穴２０１、２０２を備えた両側
端部を用いて、フィン材料送り機構９により搬送される。

フィン装着部１００は、軸心Ｘの周りに矢印Ｂの方向、即ち時計方向に所定速度で回転するドラム１１と、このドラム１１の周縁部に、ドラム１１の周方向に所定間隔を介して設置された８個のフィン挿入板１２とを備える。これ等のフィン挿入板１２は、フィン保持部を構成し、夫々ドラム１１の周面の内側に回動自在に設置された回動軸（図示せず）により支持されており、後述するように、ドラム１１の最頂部に達したときに、切断機構１０によりフィン材料２０から切り離された１枚のフィン２を保持し、ドラム１１の最下部に達したときに、保持していたフィン２をチューブ１の外周面に装着する。フィン挿入板１２によるフィン２の保持は、例えば空気の吸入を利用してフィン２を吸着することにより行なわれる。また、フィン挿入板１２には、後述するカム板１１０の周面を転動するカムフォロア１２１が設けられている。

夫々のフィン挿入板１２は、後述する図５に示すように、ドラム１１の回転に伴って、回動軸１２１が回動することにより、ドラム１１に対して所定の回動角度となるように駆動される。

チューブ保持部を構成するテーブル１３は、断面が扁平状に形成されたチューブ１を、その断面の長径方向が垂直となるようにして保持したまま、矢印Ｃ方向に所定のピッチで間歇的に移動する。テーブル１３は、図示していないサーボモータ等により駆動されて移動する。この実施の形態１ではテーブル１３が間歇的に移動するピッチは、前述の複数のフィン２が設置される間隔に等しく設定されている。また、この実施の形態１では、テーブル１３は、前述のようにして保持したチューブ１を８本所定の間隔を介して保持している。また、テーブル１３を移動させる代わりにフィン装着部１００を移動させるようにしても良い。

図１９は、この発明の実施の形態８による熱交換器の製造装置の動作を説明する説明図であり、（ａ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着する直前の状態、（ｂ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着したときの状態、（ｃ）はフィン２をチューブ１の外周面に装着した直後の状態、（ｄ）は（ｃ）の状態から更に時間が経過したときの状態、を夫々示している。なお、図１９は、説明の便宜上、８個のフィン挿入板１２のうちの１個のみを図示してその動作状態を示している。

図１９に示すように、ドラム１１の最頂部の位置で１枚のフィン２を保持したフィン挿入板１２は、フィン２を保持しながらドラム１１の回転と共に移動して図１９の（ａ）に示す位置に達すると、チューブ１の一部分が、フィン挿入板１２に保持されているフィン２のチューブ挿入溝２１内に挿入された状態となる。このとき、フィン挿入板１２のカムフォロア１２１は、カム板１１０の平坦面１１０ａに接触した位置にある。

次に、ドラム１１が回転してフィン挿入板１２が図１９の（ｂ）の位置に達すると、フィン挿入板１２の回動軸１２１はカム板１１０の隆起面１１０ｂに到達すると共に、フィン挿入板１２に保持されているフィン２は垂直の状態となり、フィン挿入溝２１内にチューブ１が完全に挿入された状態となる。このとき、チューブ１の外周面へのフィン２の装着が完了し、フィン挿入板１２はフィン２の保持を終了する。

図１９の（ｂ）の状態から更にドラム１１が時計方向に回転すると、フィン挿入板１２は、そのカムフォロア１２１がカム板１１０の隆起面１１０ｂに接触して押し上げられ、回動軸を中心として反時計方向に回動されることにより、図１９の（ｃ）に示すようにチューブ１の外周面に装着されたフィン２から離反する。図１９の（ｄ）に至ると、フィン挿入板１２は更に装着されているフィン２から離反するようになり、その後、ドラム１１の回転に伴ってドラム１１の頂部に向かって移動することとなる。そして、再びドラム１１の頂部に至ると、図１８により前述したように切断機構１０により切断されたフィン２を新たに保持し、以降、図１９の（ａ）乃至（ｄ）の動作を繰り返す。

図１８に示すように、ドラム１１にはこの実施の形態１では８個のフィン挿入板１２を備えており、夫々のフィン挿入板１２が前述の図１９により述べた動作を順次行う。従って、テーブル１３は、チューブ１を矢印Ｃの方向に、夫々のフィン挿入板１２が順次ドラム１１の最下部に達するタイミングに合わせて、間歇的にフィン設置間隔分だけ移動される。その結果、フィン２がチューブ１の外周面に所定の間隔で順次連続的に高速で装着され、図１に示す熱交換器が製造される。

なお、フィン挿入板１２の回転角度は、前述のカム板１１０の形状に基づいて任意の所望の角度とすることができる。

以上述べたように、この発明の実施の形態８による熱交換器の製造方法及び製造装置によれば、シート若しくはフープ状のフィン材料からフィンを一枚ずつ切り離しながら順次チューブに挿入することにより、チューブにフィンを一枚ずつ所定の位置に挿入できるため、スペーサー治具を用いず所望のピッチでフィン変形、ピッチ乱れのない熱交換器を製造できる。また、フィンをシート若しくはフープの状態で保管できる為、取扱いミスによるフィンの変形、散乱を防止でき、より高性能で品質の安定した熱交換器を歩留まり良く製造することが出来る。

実施の形態９．
図２０は、この発明の実施の形態９による熱交換器の製造方法および製造装置を示す構成図である。図２０に於いて、リールに巻かれたフィン材料２００は、アルミ薄板により構成され、順送プレス装置５００に所定速度で連続的に若しくは間歇的に送給される。順送プレス装置５００は、送給されたフィン材料２００に実施の形態１で説明したのと同様に、複数のステップを経て順次フィン形成する。なお、乾燥装置は場合によっては省略しても良い。

フィン材料２００に形成されたフィンは、フィン材料２００に連結されたままの状態で乾燥装置６００により適度に乾燥され、フィン挿入装置７００に送給される。フィン挿入装置７００は、実施の形態１に於ける図４に示した構成と同様に構成されており、フィン材料２００から一枚ずつフィンを切り離しながら、その切り離したフィンをチューブの外周面に順次装着し、図１に示す熱交換器を製造する。

このように、実施の形態９による熱交換器の製造方法および製造装置は、実施の形態８の場合のように順送プレスで加工されたフィンをシート状もしくはフープ状の状態で保管するのではなく、フィンを形成していないフィン材料から順送プレス装置によりフィンを順次形成し、乾燥装置によりそのフィン材料を乾燥させ、さらにその乾燥を終えたフィン材料からフィン挿入装置によりフィンを切り離しながらチューブの外周面に装着するようにしたものである。

以上述べたこの発明の実施の形態９による熱交換器の製造方法及び製造装置によれば、工程間の仕掛がなくなるので、少なくともフィンの一部分を形成したフィン材料を補完する保管スペースを必要としなくなるだけなく、生産リードタイムを短縮することが可能となる。また、取り扱いミスによるフィンの変形、散乱をさらに抑制できる。

１００ 熱交換器 １ チューブ
２ フィン ２１ チューブ挿入溝
２２、２３ スリット １２１ フィン保持部
１２２ ドラム １２３ カム部材
１２４ カムフォロア １７４、１７４１ 支持部
１２６ 軸 １２７ カップリング
１２８、１４３ モータ １２４１ 連結板
１２９ フィン保持部の回動軸 １２５ ねじりバネ
１５６ ロータリージョイント １５５１、１５５２ 配管
１６４ 第１の仕切板 １６２ 第２の仕切板
１６２１、１６４３ 貫通長穴 １５１ Ｕ字溝
１５５２、１５５３、１５５５ ジョイント
１５４ 吸着穴 １５２ 内部通路
１５７ 真空ポンプ １４０ ステージ部
１４１ リニアガイド １７４１ 第１の支持部材
１７４２ 第２の支持部材 １４４ エアシリンダ
１４２ ボールねじ １２８、１４３ モータ
１２３２ 隆起面 １７１ サーボモータ
１７２ 電磁弁 １７３ センサ
４００ フィン装着維持部 ４０１ フィン押圧突起
１７００ 貫通孔 ４１０ カムフォロア
３００ フィン装着維持部駆動用カム
２０、２００ フィン材料 ２０１、２０２ パイロット穴
２２、２３ 切起し部
２２０ チューブ挿入溝により区画されたフィンの面
２１１、２１２ チューブ挿入溝形成用貫通穴
２１３ チューブ挿入溝形成用スリット
２１４ チューブ挿入溝形成用長穴 ２４ 幅方向スリット
２５ 長さ方向スリット ５００ 順送プレス装置
６００ 乾燥装置 ７００ フィン挿入装置

Claims (22)

1. 内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、
   前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、
   前記移動する前記チューブの外周面に、前記装着すべき複数枚のフィンを所定の時間間隔を介して順次装着する、
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、
   前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に所定速度で連続的に移動させ、
   前記装着すべきフィンを保持したフィン保持部を移動させることにより、前記フィン保持部により保持された前記フィンを、前記移動する前記チューブの外周面に所定の時間間隔を介して順次装着し、
   前記装着された前記フィンを、前記順次装着される毎に、その装着された前記チューブの外周面上の位置にフィン装着維持部により維持する、
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
3. 内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、
   前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に前記所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、
   前記チューブが前記間歇的に移動する間の停止時毎に、前記装着すべき複数枚のフィンを前記チューブの外周面に順次装着する、
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
4. 内部に流体を流通させるチューブの外周面に複数枚のフィンを前記チューブの長さ方向に所定間隔を介して装着するようにした熱交換器の製造方法であって、
   前記装着すべきフィンに対して相対的に、前記チューブを前記チューブの長さ方向に前記所定の間隔に対応したピッチで間歇的に移動させ、
   前記装着すべきフィンを保持したフィン保持部を移動させることにより、前記フィン保持部により保持された前記フィンを、前記移動する前記チューブの外周面に所定の時間間隔を介して順次装着し、
   前記装着された前記フィンを、前記順次装着される毎に、その装着された前記チューブの外周面上の位置にフィン装着維持部により維持する、
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
5. 前記チューブは、その幅方向に所定間隔を介して複数本並置され、
   前記フィンは、１枚毎に前記複数本のチューブに跨って前記並置された夫々のチューブの外周面に装着される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造方法。
6. 前記フィンは、少なくとも一部に前記フィンの少なくとも一部分が形成されたフィン材料から、前記フィンを切り離しながら、前記切り離したフィンを前記チューブの外周面に順次装着される、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造方法。
7. 前記フィンを形成するためのフィン材料に、前記フィンの少なくとも一部分を形成する第１の工程と、
   前記フィン材料から前記フィンを切り離す第２の工程と、
   前記切り離されたフィンを前記チューブの外周面に装着する第３の工程と、
   を備え、
   少なくとも前記第２の工程と前記第３の工程とは工程連結されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の熱交換器の製造方法。
8. 前記第１の工程は、前記第２の工程に工程連結されていることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器の製造方法。
9. 前記第１の工程と前記第２の工程は、順送プレス装置により行なわれることを特徴とする請求項７又は８に記載の熱交換器の製造方法。
10. 前記フィン材料は、シート状若しくはフープ状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造方法。
11. 前記フィンは、その側端部から内側に延びる溝部を備え、
    前記溝部を前記チューブの外周面に嵌合させることにより、前記フィンを前記チューブの外周面に装着させることを特徴とする請求項１乃至１０のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造方法。
12. 内部に流体を流通させるチューブと、チューブ挿入溝を前記チューブの外周面に嵌合させて前記チューブに装着されるフィンとを備えた熱交換器の製造装置であって、
    前記チューブに装着すべきフィンを保持し得るフィン保持部と、
    前記フィンが装着されるべき前記チューブを保持し得るチューブ保持部と、
    前記フィン保持部と前記チューブ保持部とを、前記保持したチューブの長さ方向に相対的に移動させる駆動部と、
    を備え、
    前記フィン保持部は、前記フィンを保持してそのチューブ挿入溝を前記チューブに嵌合させることにより前記フィンを前記チューブの外周面に装着し、且つ、前記移動に対応して前記装着を順次行うことにより複数枚のフィンを前記チューブの外周面に所定間隔で装着する、
    ことを特徴とする熱交換器の製造装置。
13. 前記装着された前記フィンを、前記順次装着される毎に、その装着された前記チューブの外周面上の位置に維持するフィン装着維持部を備えた、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の熱交換器の製造装置。
14. 内部に流体を流通させるチューブと、チューブ挿入溝を前記チューブの外周面に嵌合させて前記チューブに装着されるフィンとを備えた熱交換器の製造装置であって、
    前記チューブに装着すべきフィンを保持し得るフィン保持部と、
    前記フィンが装着されるべき前記チューブを保持し得るチューブ保持部と、
    前記フィン保持部と前記チューブ保持部とを、前記保持したチューブの長さ方向に相対的に移動させる駆動部と、
    前記チューブの外周面に装着された前記フィンを、その装着された前記チューブの外周面上の位置に維持するフィン装着維持部とを備え、
    前記フィン保持部は、前記フィンを保持してそのチューブ挿入溝を前記チューブに嵌合させることにより前記フィンを前記チューブの外周面に装着し、且つ、前記移動に対応して前記装着を順次行うことにより複数枚のフィンを前記チューブの外周面に所定間隔で装
    着するように構成され、
    前記フィン装着維持部は、前記フィン保持部による前記フィンの装着に同期して、前記フィンが前記チューブの外周面に順次装着される毎に、前記装着されたフィンを、その装着された前記チューブの外周面上の位置に維持するように構成されている、
    ことを特徴とする熱交換器の製造装置。
15. 前記フィン保持部は、前記チューブの幅寸法より大きな幅寸法を有する溝部を備え、前記溝部に前記フィンのチューブ挿入溝を重ね合わせた状態で１枚の前記フィンを保持し、前記溝部と前記チューブ挿入溝とを前記チューブ嵌合させて前記フィンを前記チューブの外周面に装着して後、前記フィンの保持を解除して前記装着したフィンから離反する、
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。
16. 前記フィン保持部は、複数個設けられている、
    ことを特徴とする請求項１２乃至１５のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。
17. 軸心の周りに回転可能に構成され、前記フィン保持部を回動可能に支持するドラムと、
    カム部材と、
    前記フィン保持部に連結され、前記ドラムの所定回転位置に於いて前記カム部材の所定部位に当接して前記フィン保持部を回動させるカムフォロアと、
    を備え、
    前記カムフォロアにより前記フィン保持部を回動させることにより、前記チューブに装着された前記フィンから前記フィン保持部を離反させるようにしたことを特徴とする請求項１２乃至１６のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。
18. 軸心の周りに回転可能に構成され、前記フィン保持部を回動可能に支持するドラムと、
    前記フィン保持部に連結され、前記ドラムの所定回転位置に於いて前記フィン保持部を回動させるサーボモータと、
    を備え、
    前記サーボモータにより前記フィン保持部を回動させることにより、前記チューブに装着された前記フィンから前記フィン保持部を離反させるようにしたことを特徴とする請求項１２乃至１６のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。
19. 前記フィン保持部は、前記フィンを真空吸着により保持するように構成され、
    前記真空吸着を行なう経路の途中に設けられ、前記経路を開閉し得る仕切板を備えた、ことを特徴とする請求項１２乃至１８のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。
20. 前記フィン保持部は、前記フィンを真空吸着により保持するように構成され、
    前記真空吸着を行なう経路の開閉を制御し得る電磁弁を備えた、
    ことを特徴とする請求項１２乃至１８のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。
21. 前記フィン保持部は、前記フィンをベルヌーイ効果によって保持することを特徴とする請求項１２乃至１７のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。
22. 少なくとも一部に前記フィンの少なくとも一部分が形成されたフィン材料を連続的に搬送させるフィン材料搬送部と、
    前記フィン材料から前記フィンを切り離すフィン切り離し部と、
    を備え、
    前記フィン保持部は、前記フィン切り離し部により切り離されたフィンを保持するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１２乃至１９のうちの何れか一項に記載の熱交換器の製造装置。

Images