JP2019089084A - 管挿入装置及び管挿入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱フィンと伝熱管との接合性を高めるとともに、伝熱管挿入時の放熱フィンの変形を抑制できる管挿入装置及び管挿入方法を提供する。【解決手段】管挿入装置１は、放熱フィン６の切り欠き部に伝熱管５を挿入する挿入部７０と、複数の放熱フィン６を載置可能なフィンテーブル４０と、を備える。また、フィンテーブル４０は、放熱フィン６の切り欠き部の縁部に立設されたカラーを、隣接する放熱フィン６に当接させ、放熱フィン６同士が密着した状態で積層された放熱フィン６の外形を規制するフィンガイドブロック４２を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、管挿入装置及び管挿入方法に関する。

空気調和機、冷凍機等に用いられる熱交換器として、平板状の放熱フィンを取り付けた伝熱管に熱媒体を流通させて熱交換を行うフィンチューブ型熱交換器が知られている。フィンチューブ型熱交換器では、複数の伝熱管に複数の放熱フィンを接合し、放熱効率を高めている。このようなフィンチューブ型熱交換器において、伝熱管に放熱フィンを取り付ける方法として、伝熱管を挿入するための切り欠き部を有する放熱フィンを積層し、積層された放熱フィンの切り欠き部に、伝熱管を挿入する方法が開発されている（例えば、特許文献１）。

特開平２−１６９１７７号公報

特許文献１に記載の熱交換器の製造方法では、放熱フィンの切り欠き部と伝熱管との隙間を小さくして、放熱フィンと伝熱管との接合性を高めているため、放熱フィンに伝熱管を挿入する際、強い摩擦抵抗が生じ、放熱フィンが屈曲する等、変形する場合がある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、伝熱管挿入時の放熱フィンの変形を抑制できる管挿入装置及び管挿入方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明に係る管挿入装置は、放熱フィンの切り欠き部に伝熱管を挿入する挿入部と、複数の放熱フィンを載置可能なフィンテーブルと、を備える。また、フィンテーブルは、放熱フィンの切り欠き部の縁部に立設されたカラーを、隣接する放熱フィンに当接させ、放熱フィン同士が密着した状態で積層された放熱フィンの外形を規制するガイド部を有する。

本発明によれば、放熱フィンの切り欠き部に立設されたカラーが隣接する放熱フィンに当接し、放熱フィン同士を密着した状態で積層させるガイド部を備えるため、伝熱管挿入時の放熱フィンの剛性を高め、放熱フィンの変形を抑制することが可能である。

本発明の実施の形態１に係る伝熱管の斜視図 （Ａ）は実施の形態１に係る放熱フィンの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’線で切断した放熱フィンの断面図 実施の形態１に係る管挿入装置の正面図 実施の形態１に係る管挿入装置の側面図 実施の形態１に係る管位置決めブロック及び伝熱管の平面図 （Ａ）は実施の形態１に係るフィンガイドブロックの斜視図、（Ｂ）は実施の形態１に係るフィンガイドブロックの正面図 実施の形態１に係る伝熱管を把持した把持ガイド及び挿入ヘッドの側面図 実施の形態１に係る伝熱管挿入の流れを示すフローチャート 実施の形態１に係る伝熱管挿入前の放熱フィン、伝熱管、把持ガイド及び挿入ヘッドの側面図 実施の形態１に係る伝熱管挿入時の放熱フィン、伝熱管、把持ガイド及び挿入ヘッドの側面図 本発明の実施の形態２に係る管挿入装置の正面図 実施の形態２に係る伝熱管挿入の流れを示すフローチャート 実施の形態２に係る伝熱管挿入時の挿入部の正面図 実施の形態２に係る伝熱管挿入完了時の挿入部の正面図 本発明の実施の形態３に係る管挿入装置の正面図 実施の形態３に係る伝熱管挿入の流れを示すフローチャート 実施の形態３に係る伝熱管挿入時の挿入部の正面図 実施の形態３に係る伝熱管挿入完了時の挿入部の正面図 本発明の実施の形態４に係る管挿入装置の正面図 実施の形態４に係る伝熱管挿入の流れを示すフローチャート 実施の形態４に係る伝熱管挿入前の挿入部の正面図 実施の形態４に係る伝熱管挿入時の挿入部の正面図 実施の形態４に係る伝熱管挿入完了時の挿入部の正面図

以下、図を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る管挿入装置及び管挿入方法について説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態に係る管挿入装置１は、フィンチューブ型熱交換器に用いられる放熱フィンに伝熱管を挿入する組み立て装置である。本実施の形態で用いる伝熱管５は、図１に示すように、円弧状の短辺と平面状の長辺を備える断面扁平形状の配管部材であり、内部に形成された流通孔５ａに熱媒体を流通させる。

また、本実施の形態で用いる放熱フィン６は、図２（Ａ）に示すように、伝熱管５が挿入される切り欠き部６ａを備える。放熱フィン６は、図２（Ｂ）に示すように、切り欠き部６ａの縁部から立設されたカラー６ｂが形成されている。カラー６ｂは、切り欠き部６ａの縁部に間欠的に形成されている。

図３、図４に示すように、管挿入装置１は、装置の基台であるベースフレーム１１、伝熱管５がセットされる管テーブル２０、管テーブル２０を搬送する管搬送部３０、放熱フィン６がセットされるフィンテーブル４０、フィンテーブル４０を搬送するフィン搬送部５０、伝熱管５を把持する把持ガイド６０、フィンテーブル４０にセットされた放熱フィン６に伝熱管５を挿入する挿入部７０、管挿入装置１全体の動作を制御する制御部１８を備える。

ベースフレーム１１は、管テーブル２０、フィンテーブル４０、挿入部７０等を設置するための管挿入装置１の基台である。

管テーブル２０は、ベースフレーム１１に設置され、放熱フィン６に挿入される複数の伝熱管５がセットされるテーブルである。また、管テーブル２０は、セットされた伝熱管５を管セット位置から組み立て位置まで移動する。

組み立て位置は、放熱フィン６に伝熱管５を挿入する位置であり、図３に示すように、管挿入装置１の中央部の位置である。管セット位置は、作業者が管テーブル２０に伝熱管５をセットする位置である。管テーブル２０は、管セット位置と組み立て位置とを結ぶ方向、すなわち図３の紙面左右方向に移動する。また、以下の説明では、重力方向である図３の紙面上下方向を装置上下方向という。

管テーブル２０は、図３に示すように、管テーブル２０の基台であるベース２１、管テーブル２０にセットされる伝熱管５を位置決めする管位置決めブロック２２、伝熱管５同士の間隔を調整するノックピン２３を備える。

管位置決めブロック２２は、伝熱管５の一方の長手方向端部を当接させて位置決めする矩形板状の部材であり、平板状のベース２１の上面部に固定されている。伝熱管５は、図５に示すように、Ｕ字状に形成されている。作業者は、伝熱管５のＵ字状端部を管位置決めブロック２２に当接させて、ベース２１上にセットする。また、管テーブル２０は、ベース２１上面に配置されたノックピン２３を備える。ノックピン２３の径は、把持ガイド６０のスリット６０ａの間隔と同じに設定されている。これにより、複数のＵ字状の伝熱管５は、スリット６０ａと同じ間隔でセットされる。

管搬送部３０は、図３に示すように、管テーブル２０を搬送するリニアガイド３１、サーボモータ３２及びボールねじ３３を備える。

リニアガイド３１は、ベースフレーム１１に固定されている。また、リニアガイド３１のスライド部３１ａは、ベース２１の下部に固定され、管位置決めブロック２２の移動を案内する。より具体的には、リニアガイド３１は、作業者によって伝熱管５が載置される管セット位置と、放熱フィン６に伝熱管５を挿入する組み立て位置との間で、管テーブル２０の移動を案内する。

サーボモータ３２は、ボールねじ３３を回転駆動する。ボールねじ３３は、ボールねじ３３の回転によってスライド部３１ａを移動させる。これにより、スライド部３１ａに固定された管テーブル２０が搬送される。

フィンテーブル４０は、ベースフレーム１１に設置され、複数の放熱フィン６がセットされるとともに、セットされた放熱フィン６をフィンセット位置から組み立て位置まで移動する。

組み立て位置は、放熱フィン６に伝熱管５を挿入する位置であり、上述した管テーブル２０の組み立て位置と同じ位置である。フィンセット位置は、作業者がフィンテーブル４０に放熱フィン６をセットする位置であり、組み立て位置を挟んで、管セット位置と対向する位置である。したがって、フィンテーブル４０は、管テーブル２０の移動方向の同一軸状を移動する。

フィンテーブル４０は、図３に示すように、フィンテーブル４０の基台であるベース４１、セットされる放熱フィン６をガイドするガイド部であるフィンガイドブロック４２を備える。

フィンガイドブロック４２は、平板状のベース４１の上面部に固定された矩形枠状の部材である。図６（Ａ）に示すように、放熱フィン６は、枠状のフィンガイドブロック４２の内側にセットされる。また、放熱フィン６は、伝熱管５が挿入される切り欠き部６ａの開口を上方向とする向きで、フィンガイドブロック４２内に載置される。

本実施の形態に係る放熱フィン６は、図２に示すように、切り欠き部６ａの縁部に立設されたカラー６ｂを備えている。放熱フィン６は、図６（Ｂ）に示すように、カラー６ｂの先端部が隣り合う放熱フィン６に当接した状態で積層され、フィンガイドブロック４２にセットされる。

矩形枠状であるフィンガイドブロック４２内側の一方の辺は、放熱フィン６の長手方向長さと同等の長さに設定されている。また、フィンガイドブロック４２内側の他方の辺は、予め設定された枚数の放熱フィン６を積層した積層方向の長さと同等に設定されている。したがって、放熱フィン６は、互いにがたつきなく、密着した状態でフィンガイドブロック４２にガイドされ、フィンテーブル４０上にセットされる。

フィン搬送部５０は、図３に示すように、フィンテーブル４０を搬送するリニアガイド５１、サーボモータ５２及びボールねじ５３を備える。

リニアガイド５１は、ベースフレーム１１に固定されている。また、リニアガイド５１のスライド部５１ａは、ベース４１の下部に固定され、フィンテーブル４０の移動を案内する。より具体的には、リニアガイド５１は、作業者によって放熱フィン６が載置されるフィンセット位置と、放熱フィン６に伝熱管５を挿入する組み立て位置との間で、フィンテーブル４０の移動を案内する。

サーボモータ５２は、ボールねじ５３を回転駆動する。ボールねじ５３は、ボールねじ５３の回転によってスライド部５１ａを移動させる。これにより、スライド部５１ａに固定されたフィンテーブル４０が搬送される。

把持ガイド６０は、組み立て位置に搬送された伝熱管５を把持し、伝熱管５を放熱フィン６の切り欠き部６ａに対して位置決めする。把持ガイド６０は、図７に示すように、複数の伝熱管５がそれぞれ入り込むスリット６０ａ、スリット６０ａ内に挿入された伝熱管５を把持、位置決めするボールプランジャ６０ｂを備える。

把持ガイド６０は、図３に示すように、管挿入装置１の中央上部に配置されている。把持ガイド６０のスリット６０ａは、図４の管挿入装置１の側面図に示すように、管テーブル２０及びフィンテーブル４０の移動方向と直交する管挿入装置１の奥行き方向に、間隔を空けて形成されている。スリット６０ａの間隔は、管テーブル２０に載置される伝熱管５の間隔に合わせて設定されている。

把持ガイド６０は、放熱フィン６に挿入される前の伝熱管５を一時的に保持する。具体的には、伝熱管５を載置した管テーブル２０が、管挿入装置１の中央部の組み立て位置に移動された後、組み立て位置上部に配置されている把持ガイド６０が、管テーブル２０へ下降する。これにより、管テーブル２０に載置されている伝熱管５は、伝熱管５と同じ間隔で形成されたスリット６０ａに挿入される。

また、図７に示すように、ボールプランジャ６０ｂは、ボールプランジャ６０ｂ内のばね力によって、各スリット６０ａの一方の内側面から他方の内側面へ、伝熱管５を押圧する。把持ガイド６０は、フィンテーブル４０に載置された放熱フィン６の切り欠き部６ａと、スリット６０ａ内で押圧された伝熱管５とが対向する位置に配置されている。したがって、スリット６０ａに挿入された伝熱管５は、フィンガイドブロック４２上の放熱フィン６の切り欠き部６ａに対して位置決めされる。

把持ガイド６０は、図３、図４に示すように、管挿入装置１の中央上部に配置されたガイドフレーム１３に固定されている。ガイドフレーム１３は、四隅部のスライドシャフト１４に摺動可能に取り付けられるとともに、中央部２箇所のスライドシャフト１５に取り付けられている。

スライドシャフト１５の下部には、パワージャッキ１７が接続されている。また、それぞれのパワージャッキ１７は、サーボモータ１６に接続されており、サーボモータ１６によって駆動される。これにより、把持ガイド６０は、サーボモータ１６の動作によって、装置上下方向に移動される。

挿入部７０は、把持ガイド６０に把持されている伝熱管５を、組み立て位置に搬送された放熱フィン６へ挿入する。挿入部７０は、図３に示すように、伝熱管５を押圧する挿入ヘッド７１、挿入ヘッド７１を駆動するサーボモータ７３、パワージャッキ７４、スライドシャフト７２を備える。

挿入ヘッド７１は、図７に示すように、把持ガイド６０に把持される伝熱管５と同じ間隔で配置された押し出し部７１ａを備える。押し出し部７１ａは、平板状であり、把持ガイド６０に把持されている伝熱管５を押し出す。また、押し出し部７１ａの伝熱管５に当接する先端面は、円弧状凹部となっており、伝熱管５の円弧状端部に面接触する。これにより、伝熱管５の押し出し時に、伝熱管５が受ける荷重を分散させ、伝熱管５に生じるへこみ、傷等の不具合を抑制することができる。

図３に示すように、挿入ヘッド７１は、管挿入装置１の中央上部に配置されたスライドシャフト７２の下端部に接続されている。スライドシャフト７２は、ヘッドフレーム１２に固定されたパワージャッキ７４に接続されている。また、パワージャッキ７４は、サーボモータ７３に接続されており、サーボモータ７３によって駆動される。挿入ヘッド７１は、サーボモータ７３の動作によって、装置上下方向に移動される。

制御部１８は、ＣＰＵ、メモリ、外部記憶装置、入出力Ｉ／Ｏ等を備え、管挿入装置１全体の動作を制御する。具体的には、予め外部記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、制御部１８は、サーボモータ１６、７３等を動作させるモータドライバに制御信号を送って制御する。

続いて、管挿入装置１を用いた、伝熱管５の放熱フィン６への挿入方法について、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。

動作開始前の管挿入装置１では、管テーブル２０は管セット位置、フィンテーブル４０は、フィンセット位置にある。また、挿入部７０及び把持ガイド６０は、管挿入装置１の中央上部の初期位置にある。

管挿入装置１が動作を開始すると、制御部１８は、サーボモータ３２を駆動する。サーボモータ３２の駆動により、ボールねじ３３が回転し、管テーブル２０に固定されたスライド部３１ａが移動する。これにより、伝熱管５を載置した管テーブル２０が管セット位置から組み立て位置へ搬送される（ステップＳ１０１）。

管テーブル２０が組み立て位置へ移動した後、制御部１８は、サーボモータ１６を駆動する。把持ガイド６０は、サーボモータ１６によって初期位置から下降を開始する。把持ガイド６０が、管テーブル２０上の伝熱管５の位置まで下降すると、伝熱管５は、把持ガイド６０のスリット６０ａへと挿入される。また、スリット６０ａに挿入された伝熱管５は、ボールプランジャ６０ｂに押圧されて、把持ガイド６０に把持される（ステップＳ１０２）。伝熱管５の把持が完了した後、把持ガイド６０は、初期位置まで上昇する（ステップＳ１０３）。また、制御部１８は、サーボモータ３２を駆動させ、管テーブル２０を管セット位置に戻す（ステップＳ１０４）。

続いて、制御部１８は、サーボモータ５２を駆動し、フィンテーブル４０をフィンセット位置から組み立て位置へと移動させる（ステップＳ１０５）。フィンテーブル４０が組み立て位置に移動した後、制御部１８は、サーボモータ１６及びサーボモータ７３を駆動し、把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１を下降させる（ステップＳ１０６）。把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１は、図９に示すように、把持ガイド６０に把持されている伝熱管５の下端部と放熱フィン６の上端部との間に隙間を保った準備位置で停止される。

把持ガイド６０と挿入ヘッド７１とが準備位置で停止した後、サーボモータ７３がさらに駆動される。これにより、図１０に示すように、挿入ヘッド７１の押し出し部７１ａは、伝熱管５を把持ガイド６０から押し出し、組み立て位置にある放熱フィン６の切り欠き部６ａに挿入する（ステップＳ１０７）。制御部１８は、伝熱管５が切り欠き部６ａの終端部まで挿入された位置で、挿入ヘッド７１の下降を停止させる。

上述の通り、伝熱管５は、放熱フィン６の切り欠き部６ａに対向する位置で位置決めされており、その関係を維持しつつ挿入されるので、挿入時の不要な摩擦抵抗を低減することができる。

放熱フィン６の切り欠き部６ａの幅は、伝熱管５との接合性を高めるため、伝熱管５の幅に合わせて設定されている。したがって、伝熱管５が放熱フィン６の切り欠き部６ａに挿入される時、伝熱管５と放熱フィン６との間に摩擦抵抗が生じる。本実施の形態では、隣り合う放熱フィン６同士が、カラー６ｂで互いに当接した状態で、フィンガイドブロック４２に載置されている。これにより、放熱フィン６の剛性を高め、伝熱管５挿入時の放熱フィン６の変形を抑制できる。

放熱フィン６への伝熱管５の挿入完了後、制御部１８は、挿入ヘッド７１及び把持ガイド６０を初期位置へ上昇させ（ステップＳ１０８）、フィンテーブル４０をフィンセット位置へ移動させる（ステップＳ１０９）。その後、作業者は、伝熱管５が挿入された放熱フィン６を装置から取り出す。

以上説明したように、本実施の形態に係る管挿入装置１は、複数の放熱フィン６を互いに当接させ、載置される放熱フィン６同士を密着した状態で積層し、伝熱管５を切り欠き部６ａに挿入する。したがって、伝熱管５を挿入する際の放熱フィン６の剛性を高めることができる。これにより、伝熱管５挿入時の摩擦抵抗で生じる応力によって、放熱フィン６が変形することを抑制できる。

本実施の形態では、管位置決めブロック２２は、伝熱管５の一方の長手方向端部を当接させて位置決めすることとしたがこれに限られない。例えば、伝熱管５の長手方向両側に管位置決めブロック２２を配置することとしてもよい。これにより、伝熱管５をより確実に位置決めすることができる。

また、本実施の形態では、挿入部７０をサーボモータ７３によって駆動することとしたがこれに限られない。例えば、挿入部７０を手動で動作させることとしてもよい。これにより、挿入部７０の構造を簡素にすることができる。

また、本実施の形態に係る放熱フィン６は、切り欠き部６ａの縁部に、間欠的にカラー６ｂを備えることとしたが、これに限られず、縁部全体にカラー６ｂを備えることとしてもよい。これにより、密着した放熱フィン６の剛性を高め、伝熱管５の挿入時の放熱フィン６の変形を抑制できる。

（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２に係る管挿入装置２について説明する。上記実施の形態１では、放熱フィン６に伝熱管５を垂直に挿入していたが、挿入時の伝熱管５と放熱フィン６との角度は任意であり、特に限定されない。但し、伝熱管５を挿入する際の摩擦抵抗を低減するためには、伝熱管５を放熱フィン６の積層方向に対して傾斜させて挿入することが望ましい。伝熱管５を放熱フィン６の積層方向に対して傾斜させる手法の例について、説明する。

本実施の形態に係る管挿入装置２では、図１１に示すように、挿入部７０が複数の挿入ヘッド７１１〜７１４及び各挿入ヘッドの駆動部を備える点で、実施の形態１と異なる。その他の構成は実施の形態１と同様であるので、同じ符号を付す。

本実施の形態に係る挿入部７０は、伝熱管５を押圧する挿入ヘッド７１１〜７１４、挿入ヘッド７１１〜７１４を駆動するサーボモータ７３１〜７３４、パワージャッキ７４１〜７４４、スライドシャフト７２１〜７２４を備える。

挿入ヘッド７１１〜７１４は、実施の形態１に係る挿入ヘッド７１を４つに分割した構成である。また、各挿入ヘッド７１１〜７１４は、独立動作可能に構成されている。

図１１に示すように、挿入ヘッド７１１は、管挿入装置２の中央上部に配置されたスライドシャフト７２１の下端部に接続されている。挿入ヘッド７１１は、伝熱管５の長手方向の一方の端部を押圧する。スライドシャフト７２１は、ヘッドフレーム１２に固定されたパワージャッキ７４１に接続されている。また、パワージャッキ７４１は、サーボモータ７３１に接続されている。挿入ヘッド７１１は、サーボモータ７３１の動作によって、管挿入装置２の上下方向に移動される。

挿入ヘッド７１２〜７１４は、挿入ヘッド７１１と並んで配置されており、挿入ヘッド７１１〜７１４で、実施の形態１に係る挿入ヘッド７１と同様に、伝熱管５全体を押圧する。

また、挿入ヘッド７１２〜７１４は、挿入ヘッド７１１と同様に、それぞれスライドシャフト７２２〜７２４、パワージャッキ７４２〜７４４、サーボモータ７３２〜７３４を備える。これにより、本実施の形態に係る挿入ヘッド７１１〜７１４を独立して管挿入装置２の上下方向に動作させることができる。

続いて、本実施の形態に係る管挿入装置２を用いた、伝熱管５の放熱フィン６への挿入方法について、図１２のフローチャートを参照しつつ説明する。

管テーブル２０上にセットされた伝熱管５を把持ガイド６０に把持させ、放熱フィン６を載置したフィンテーブル４０を組み立て位置に移動させるまでの管挿入装置２の動作は、実施の形態１と同様である。

フィンテーブル４０が組み立て位置に搬送された後、制御部１８は、サーボモータ１６、サーボモータ７３１〜７３４を駆動し、把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１１〜７１４を下降させる（ステップＳ２０１）。把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１１〜７１４は、図１１に示すように、伝熱管５の下端部と放熱フィン６の上端部との間に隙間を保った準備位置で停止される。

把持ガイド６０と挿入ヘッド７１１〜７１４とが準備位置で停止した後、制御部１８は、サーボモータ７３１〜７３４をさらに駆動し、挿入ヘッド７１１〜７１４の下降が開始される。

具体的には、まず、サーボモータ７３１が駆動され、挿入ヘッド７１１の下降が開始される（ステップＳ２０２）。挿入ヘッド７１１の下降開始から予め定められた時間Ｔの経過後、サーボモータ７３２が駆動され、挿入ヘッド７１２の下降が開始される（ステップＳ２０３）。さらに、挿入ヘッド７１２の下降開始から時間Ｔの経過後、サーボモータ７３３が駆動され、挿入ヘッド７１３の下降が開始される（ステップＳ２０４）。

上述のように、挿入ヘッド７１１から順次下降させることにより、伝熱管５は、放熱フィン６の積層方向に対して傾斜された状態で、切り欠き部６ａに挿入される。

図１３に示すように、挿入ヘッド７１１が挿入完了位置に達すると、制御部１８は、サーボモータ７３１を停止し、挿入ヘッド７１１の下降は停止される（ステップＳ２０５）。

続いて、挿入ヘッド７１３の下降開始から時間Ｔの経過後、サーボモータ７３４が駆動され、挿入ヘッド７１４の下降が開始される（ステップＳ２０６）。

挿入ヘッド７１２が挿入完了位置に達すると、サーボモータ７３２は停止し、挿入ヘッド７１２の下降は停止される（ステップＳ２０７）。さらに、挿入ヘッド７１３が挿入完了位置に達すると、挿入ヘッド７１３の下降は停止される（ステップＳ２０８）。図１４に示すように、挿入ヘッド７１４が挿入完了位置に達すると、挿入ヘッド７１４の下降は停止される（ステップＳ２０９）。

全ての挿入ヘッド７１１〜７１４が停止され、伝熱管５の放熱フィン６への挿入が完了した後、制御部１８は、サーボモータ１６、サーボモータ７３１〜７３４を駆動し、把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１１〜７１４を初期位置に上昇させる（ステップＳ２１０）。

その後、制御部１８は、フィンテーブル４０をフィンセット位置へ移動させる。そして、作業者は、伝熱管５が挿入された放熱フィン６を装置から取り出す。

以上説明したように、本実施の形態に係る管挿入装置２の挿入部７０は、放熱フィン６の積層方向に対して、伝熱管５を傾斜させた状態で挿入する。言い換えれば、管挿入装置２では、放熱フィン６の切り欠き部６ａ側端面に対して伝熱管５を傾斜させて挿入する。これにより、伝熱管５と放熱フィン６との摩擦抵抗によって生じる応力は、放熱フィン６の主面の面方向だけでなく、主面に垂直な方向、すなわち、管挿入装置２の水平方向へも発生し、分散される。また、主面に垂直な方向の応力は、放熱フィン６のカラー６ｂの先端部を押し広げようとするため、伝熱管５が切り欠き部６ａに挿入されやすくなり、放熱フィン６の変形を抑制することができる。

また、挿入ヘッド７１１〜７１４の下降開始間隔である時間Ｔを調整することによって、伝熱管５の傾斜角度を調節することができる。これにより、放熱フィン６にかかる応力の方向を調整することができる。本実施の形態では、挿入ヘッド７１４の下降開始前に、挿入ヘッド７１１の下降を停止することとしたが、時間Ｔの調整によって、挿入ヘッド７１２〜７１４の下降開始と、挿入ヘッド７１１〜７１３の下降停止の順序は変化する。例えば、挿入ヘッド７１４の下降開始後に、挿入ヘッド７１１〜７１４を順次停止させてもよい。

また、本実施の形態では、挿入ヘッド７１１〜７１４の下降開始タイミングをずらすことによって、伝熱管５を放熱フィン６に対して傾斜させることとしたがこれに限られない。例えば、サーボモータ７３１〜７３４の出力を調整することにより、挿入ヘッド７１１〜７１４の下降速度を変化させ、伝熱管５を傾斜させることとしてもよい。

（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３に係る管挿入装置３について説明する。実施の形態２では、複数の挿入ヘッド７１１〜７１４によって伝熱管５を傾斜させたが、伝熱管５を傾斜させる手法はこれに限られず、任意である。実施の形態２と異なる伝熱管５を傾斜させる手法について説明する。

本実施の形態に係る管挿入装置３では、挿入部７０の挿入ヘッド７１がシリンダ７６、７７を介してスライドシャフト７２と接続されている点で、実施の形態１と異なる。その他の構成は実施の形態１と同様であるので、同じ符号を付す。

図１５に示すように、本実施の形態に係る挿入ヘッド７１は、スライドシャフト７２の下端部に接続された天板７５に、シリンダ７６、７７を介して接続されている。具体的には、スライドシャフト７２の下端部に、天板７５が接続されている。天板７５下面の伝熱管５長手方向の両端部に、回転軸７８、７９が取り付けられている。回転軸７８、７９は、それぞれシリンダ７６、７７の一方の端部と接続されている。また、シリンダ７６、７７の他方の端部は、挿入ヘッド７１の上面部に取り付けられた回転軸８０、８１にそれぞれ接続されている。シリンダ７６、７７は、図示しない駆動部によって、独立して伸縮可能である。

続いて、本実施の形態に係る管挿入装置３を用いた、伝熱管５の放熱フィン６への挿入方法について図１６のフローチャートを参照しつつ説明する。

管テーブル２０上にセットされた伝熱管５を把持ガイド６０に把持させ、放熱フィン６を載置したフィンテーブル４０を組み立て位置に移動させるまでの管挿入装置３の動作は、実施の形態１と同様である。

フィンテーブル４０が組み立て位置に移動した後、制御部１８は、サーボモータ１６、サーボモータ７３を駆動し、把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１を下降させる（ステップＳ３０１）。把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１は、図１５に示すように、伝熱管５の下端部と放熱フィン６の上端部との間に隙間を保った準備位置で停止される。

把持ガイド６０と挿入ヘッド７１とが準備位置で停止した後、制御部１８は、シリンダ７６を伸長させ、挿入ヘッド７１の下降を開始する（ステップＳ３０２）。図１７に示すように、シリンダ７６の伸長により、伝熱管５は、放熱フィン６の積層方向に対して傾斜した状態で、切り欠き部６ａへ挿入される。シリンダ７６が停止位置に達すると、シリンダ７６の伸長を停止させる（ステップＳ３０３）。

続いて、シリンダ７７が伸長される（ステップＳ３０４）。これにより、伝熱管５の傾斜は小さくなりながら、伝熱管５のシリンダ７７側が放熱フィン６の切り欠き部６ａへ挿入される。図１８に示すように、シリンダ７７が停止位置に達すると、シリンダ７７の伸長は停止される（ステップＳ３０５）。

シリンダ７６、７７が停止され、伝熱管５の放熱フィン６への挿入が完了した後、シリンダ７６、７７は縮小され、挿入ヘッド７１を上昇させる（ステップＳ３０６）。シリンダ７６、７７の縮小が完了した後、把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１は、サーボモータ１６、サーボモータ７３によって、初期位置へ上昇する（ステップＳ３０７）。

以上説明したように、本実施の形態に係る管挿入装置３は、シリンダ７６、７７によって、放熱フィン６の積層方向に対して伝熱管５を傾斜させて挿入する。これにより、伝熱管５と放熱フィン６との摩擦抵抗によって生じる応力は、放熱フィン６の主面の面方向だけでなく、主面に垂直な方向、すなわち、管挿入装置３の水平方向へも発生し、分散される。また、主面に垂直な方向の応力は、放熱フィン６のカラー６ｂの先端部を押し広げようとするため、伝熱管５が切り欠き部６ａに挿入されやすくなり、放熱フィン６の変形を抑制することができる。

また、シリンダ７６とシリンダ７７との伸長開始の時間間隔を調整することにより、放熱フィン６に対する伝熱管５の傾斜角度を調整することができる。

本実施の形態では、シリンダ７６、７７の２つのシリンダで挿入ヘッド７１を傾斜させることとしたが、これに限られない。例えば、一方をシリンダ７６、他方を伸縮しないリンクとしてもよい。具体的には、シリンダ７６を伸長させて挿入ヘッド７１を傾斜させ、伝熱管５の挿入を開始する。その後、シリンダ７６を縮小させつつ挿入ヘッド７１を下降させる。これにより、挿入部７０の構造を簡素化しつつ、伝熱管５を放熱フィン６の積層方向に対して傾斜させることができる。

（実施の形態４）
続いて、本発明の実施の形態４に係る管挿入装置４について説明する。実施の形態２及び実施の形態３では、放熱フィン６に対して、伝熱管５を傾斜させることとしたが、これに限定されず、放熱フィン６を伝熱管５に対して傾斜させてもよい。また、伝熱管５と放熱フィン６の両方を傾斜させてもよい。以下、放熱フィン６を傾斜させる手法について説明する。

本実施の形態に係る管挿入装置４では、フィンテーブル４０が、クランクスライダ機構４４、４５を備える点で、実施の形態１と異なる。その他の構成は実施の形態１と同様であるので、同じ符号を付す。

図１９に示すように、本実施の形態に係るフィンテーブル４０は、ベース４１とフィンガイドブロック４２との間に、角度調整部であるクランクスライダ機構４４、４５を備える。クランクスライダ機構４４、４５は、ベース４１の左右方向、すなわち伝熱管５の長手方向の両端部にそれぞれ配置されている。

クランクスライダ機構４４は、サーボモータ４４１、サーボモータ４４１の動力を伝えるボールねじ４４２、クランクスライダ機構４４を構成する摺動部４４３、リンク４４４、４４５、回転軸４４６を備える。

図１９に示すように、ベース４１の上面に、サーボモータ４４１とサーボモータ４４１に接続されたボールねじ４４２が取り付けられている。ボールねじ４４２は、ベース４１に固定された摺動部４４３に接続されており、リンク４４４の一方の端部を摺動部４４３内で上下方向に摺動させる。また、リンク４４５の一方の端部は、摺動部４４３の上端部と回転可能に接続されている。

リンク４４４の他方の端部及びリンク４４５の他方の端部は、フィンガイドブロック４２の下面に取り付けられた回転軸４４６に回転可能に接続されている。これにより、サーボモータ４４１を駆動させて、回転軸４４６を上下させ、フィンガイドブロック４２及びフィンガイドブロック４２に載置された放熱フィン６を傾斜させることができる。

クランクスライダ機構４５は、図１９に示すように、サーボモータ４５１、サーボモータ４５１の動力を伝えるボールねじ４５２、クランクスライダ機構４５を構成する摺動部４５３、リンク４５４、４５５、回転軸４５６を備えており、クランクスライダ機構４４と同様に構成されている。これにより、サーボモータ４５１を駆動させて、回転軸４５６を上下させ、フィンガイドブロック４２及びフィンガイドブロック４２に載置された放熱フィン６を傾斜させることができる。

クランクスライダ機構４４、４５は、上述のように構成され、角度調整部として、フィンテーブル４０上の放熱フィン６の積層方向を、伝熱管５に対して傾斜させる。

続いて、本実施の形態に係る管挿入装置４を用いた、伝熱管５の放熱フィン６への挿入方法について図２０のフローチャートを参照しつつ説明する。

管テーブル２０上にセットされた伝熱管５を把持ガイド６０に把持させ、放熱フィン６を載置したフィンテーブル４０を組み立て位置に移動させるまでの管挿入装置４の動作は、実施の形態１と同様である。

フィンテーブル４０が組み立て位置に搬送された後、制御部１８は、サーボモータ１６、サーボモータ７３の駆動し、把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１を下降させる（ステップＳ４０１）。把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１は、図１９に示すように、伝熱管５の下端部と放熱フィン６の上端部との間に隙間を保った準備位置で停止される。

把持ガイド６０と挿入ヘッド７１とが準備位置で停止した後、制御部１８は、サーボモータ４４１を駆動し（ステップＳ４０２）、摺動部４４３に接続されたリンク４４４が上昇を開始する（ステップＳ４０３）。これにより、フィンガイドブロック４２及びフィンガイドブロック４２に載置された放熱フィン６は、回転軸４５６を中心に回転し、把持ガイド６０及び伝熱管５に対して傾斜する。図２１に示すように、放熱フィン６の傾斜角が、予め定められた傾斜角に達した時点で、リンク４４４の上昇は停止される（ステップＳ４０４）。

続いて、制御部１８は、サーボモータ７３を駆動し、挿入ヘッド７１の下降を開始させる（ステップＳ４０５）。これにより、伝熱管５が放熱フィン６の切り欠き部６ａに挿入される。

続いて、サーボモータ４５１が駆動され、摺動部４５３に接続されたリンク４５４が上昇を開始する（ステップＳ４０６）。

図２２に示すように、挿入ヘッド７１が下降完了位置に達すると、制御部１８は、サーボモータ７３を停止し、挿入ヘッド７１の下降を停止させる（ステップＳ４０７）。

続いて、図２３に示すように、摺動部４５３に接続されたリンク４５４が、停止位置に達し、放熱フィン６が伝熱管５に対して平行な状態になると、リンク４５４の上昇は停止される（ステップＳ４０８）。

リンク４４４、４５４が停止され、伝熱管５の放熱フィン６への挿入が完了した後、把持ガイド６０及び挿入ヘッド７１は、サーボモータ１６、サーボモータ７３によって、初期位置に上昇する（ステップＳ４０９）。

続いて、摺動部４５３に接続されたリンク４５４を下降させ（ステップＳ４１０）、摺動部４４３に接続されたリンク４４４を下降させる（ステップＳ４１１）。その後、ベース４１及びフィンガイドブロック４２をセット位置に移動させ、伝熱管５挿入後の放熱フィン６を管挿入装置４から取り出す。

以上説明したように、本実施の形態に係る管挿入装置４は、クランクスライダ機構４４、４５によって、放熱フィン６の切り欠き部６ａ側端面に対して伝熱管５を傾斜させて挿入する。これにより、伝熱管５と放熱フィン６との摩擦抵抗によって生じる応力は、放熱フィン６の主面の面方向だけでなく、主面に垂直な方向、すなわち、管挿入装置４の水平方向へも発生し、分散される。また、主面に垂直な方向の応力は、放熱フィン６のカラー６ｂの先端部を押し広げようとするため、伝熱管５が切り欠き部６ａに挿入されやすくなり、放熱フィン６の変形を抑制することができる。

また、フィンテーブル４０にクランクスライダ機構４４、４５を備えるため、挿入ヘッド７１の構成を簡素にしながら、伝熱管５を傾斜させた状態で放熱フィン６に挿入することができる。

本実施の形態では、クランクスライダ機構４４、４５によって、フィンガイドブロック４２及び放熱フィン６を傾斜させることとしたが、これに限られない。角度調整部は、フィンガイドブロック４２を傾斜させることができる機構であればよく、例えば、単純なスライダであってもよい。

また、本実施の形態では、クランクスライダ機構４４とクランクスライダ機構４５の２つを用いることとしたが、これに限られない。例えば、一方をクランクスライダ機構とし、他方を単純なスライダとしてもよい。

１，２，３，４ 管挿入装置、５ 伝熱管、５ａ 流通孔、６ 放熱フィン、６ａ 切り欠き部、６ｂ カラー、１１ ベースフレーム、１２ ヘッドフレーム、１３ ガイドフレーム、１４，１５ スライドシャフト、１６ サーボモータ、１７ パワージャッキ、１８ 制御部、２０ 管テーブル、２１ ベース、２２ 管位置決めブロック、２３ ノックピン、３０ 管搬送部、３１，５１ リニアガイド、３１ａ，５１ａ スライド部、３２，５２ サーボモータ、３３，５３ ボールねじ、４０ フィンテーブル、４１ ベース、４２ フィンガイドブロック、４４，４５ クランクスライダ機構、４４１，４５１ サーボモータ、４４２，４５２ ボールねじ、４４３，４５３ 摺動部、４４４，４４５，４５４，４５５ リンク、４４６，４５６ 回転軸、５０ フィン搬送部、６０ 把持ガイド、６０ａ スリット、６０ｂ ボールプランジャ、７０ 挿入部、７１，７１１，７１２，７１３，７１４ 挿入ヘッド、７１ａ 押し出し部、７２，７２１，７２２，７２３，７２４ スライドシャフト、７３，７３１，７３２，７３３，７３４ サーボモータ、７４，７４１，７４２，７４３，７４４ パワージャッキ、７５ 天板、７６，７７ シリンダ、７８，７９，８０，８１ 回転軸

Claims (6)

1. 放熱フィンの切り欠き部に伝熱管を挿入する挿入部と、
   複数の前記放熱フィンを載置可能なフィンテーブルと、を備え、
   前記フィンテーブルは、
   前記放熱フィンの切り欠き部の縁部に立設されたカラーを、隣接する前記放熱フィンに当接させ、前記放熱フィン同士が密着した状態で積層された前記放熱フィンの外形を規制するガイド部を有する、
   管挿入装置。
2. 前記ガイド部は、
   前記放熱フィンの積層方向の長さ及び前記放熱フィンの長手方向の長さを規制する、
   請求項１に記載の管挿入装置。
3. 前記挿入部は、
   前記放熱フィンの積層方向に対して、前記伝熱管を傾斜させた状態で挿入する挿入ヘッドを備える、
   請求項１又は２に記載の管挿入装置。
4. 前記フィンテーブルは、
   前記放熱フィンの積層方向を、前記伝熱管に対して傾斜させる角度調整部を備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の管挿入装置。
5. 放熱フィンの切り欠き部の縁部に立設されたカラーを、隣接する前記放熱フィンに当接させ、前記放熱フィン同士を密着した状態で積層するフィン積層工程と、
   前記フィン積層工程で積層された前記放熱フィンの切り欠き部に、伝熱管を挿入する挿入工程と、を含む、
   管挿入方法。
6. 前記放熱フィンの積層方向に対して、挿入前の前記伝熱管を傾斜させる傾斜工程を含む、
   請求項５に記載の管挿入方法。

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