(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の熱交換器コアの仮組立装置にあっては、以下の問題がある。
すなわち、ガイド機構は、単にアウターフィンを隣接するチューブ間に隙間を確保するだけのものであって、アウターフィンがチューブ間に配置された後は、チューブとアウターフィンが規定の大きさのコアとなるように幅方向および搬送方向(幅方向に対し垂直方向)へ押圧される時に、チューブとアウターフィンが移動できるようにガイド機構のフィンガー部材が弾性変形可能である構成にしているだけであり、ガイド機構には、このような押圧を受けた状態ではチューブ間のピッチを正確に維持する機能を持たせていない。この結果、その後にチューブの端部をタンクのタンクプレートの孔に挿入してこれらを結合しようとすると、チューブの端部の位置とタンクプレートの取り付け孔との位置がずれ、チューブの端部がタンクプレートをかじってこれらの間で結合不良が生じることがある。この場合、それらの結合箇所のロー付けも不良となり、気密が保たれなくなるといった不具合が生じることがある。
【0005】
本発明は、上記不具合に鑑みなされたもので、その目的はチューブとアウターフィンを交互に配置した状態でこれらを幅方向および搬送方向へ押圧してチューブの端部にタンクプレートを結合する時にも、チューブのピッチが正確に維持できるようにした熱交換器コアの仮組立装置およびその仮組立方法を提供することにある。
【0006】
この目的のため本発明の請求項1の熱交換器コアの仮組立装置は、
内部を冷却媒体が流れる複数のチューブが並列配置されてこれらの両端部がタンクのタンクプレートにそれぞれ連結された熱交換器コアの仮組立装置であって、
チューブこれらを挟むように最外側からレインフォースを配置した熱交換器コア配列組を載置するセット台と、
チューブをこれらの端部面が幅方向に揃うようにチューブの端部を押圧するコア均し機構と、
隣接する前記チューブ間に挿入可能であり、かつ、熱交換器コアの高さ方向に独立して変位可能な複数の整列ブロックと、
チューブを前記高さ方向に押圧可能な第1の押圧機構と、
チューブの端部にタンクプレートを結合させるタンクプレート結合機構と、
を備え、
整列ブロックは、隣接するチューブ間に挿入される整列ブロックの高さ方向の長さを、仮組立が終了した熱交換器コアで設定されるチューブピッチに等しくなるように設定
するとともに、高さ方向と幅方向とに互いに独立して変位可能とした、
ことを特徴とする。
なお、ここで、上記幅方向、高さ方向は、熱交換器コアが車両に取りつけられたときの方向を表すものとする。
【0007】
本発明の請求項2に記載の熱交換器コアの仮組立装置は、上記請求項1に記載の装置にあって、
整列ブロックが、互いに連結されている、
ことを特徴とする。
【0008】
本発明の請求項3に記載の熱交換器コアの仮組立装置は、上記請求項1又は2に記載の装置にあって、
整列ブロックは、挿通孔が形成され、これらの挿通孔に挿通した屈曲可能なリンクで連結されている、
ことを特徴とする。
【0009】
本発明の請求項4に記載の熱交換器コアの仮組立装置は、上記請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置にあって、
熱交換器コアが、隣接するチューブ間に配置されてチューブ内を流れる冷却媒体と該チューブの外側を流れる空気との間で熱交換を行うアウターフィンを有し、アウターフィンとチューブとが交互に複数積層された熱交換器コアであり、
整列ブロックが、
この整列ブロックを幅方向へ押圧可能な第2の押圧機構で押圧されたとき、アウターフィンの両端部にそれぞれ当接してアウターフィンの端部面の位置を揃えるように設定された幅方向長さを有する、
ことを特徴とする。
【0010】
本発明の請求項5に記載の熱交換器コアの仮組立方法は、
内部を冷却媒体が流れる複数のチューブが並列配置されてこれらの両端部がタンクのタンクプレートにそれぞれ連結され
るとともに、隣接するチューブ間に配置されてこれらのチューブ内を流れる冷却媒体と該チューブの外側を流れる空気との間で熱交換を行うアウターフィンを有し、これらのアウターフィンとチューブとが交互に複数積層された熱交換器コアの仮組立装置の仮組立方法であって、
セット台にチューブこれらを挟むように最外側からレインフォースを配置した熱交換器コア配列組を載置し、
チューブの端部面が幅方向に揃うようにチューブの端部を熱交換器コアの幅方向に押圧し、
熱交換器コアの高さ方向
と幅方向とに互いに独立して変位可能な複数の整列ブロックを、隣接するチューブ間に、チューブピッチ方向の隙間を許容して、挿入し、
整列ブロックの前記チューブ間への挿入後、整列ブロックをアウターフィンの両端部にそれぞれ当接してこれら両端部を幅方向へ押圧してアウターフィンの端部面の位置を揃えるようにし、
チューブを高さ方向に押圧して、チューブと整列ブロック間のチューブピッチ方向の隙間を無くすようにした、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の請求項1の熱交換器コアの仮組立装置にあっては、複数の整列ブロックを隣接するチューブ間にこれらの両端側からそれぞれ挿入した後、コア均し機構にてチューブの端面を押圧してこれらの長手方向(熱交換器コアの幅方向)面を揃えた状態で、第1の押圧機構で熱交換器コアの高さ方向へ押圧すると、隣接したチューブ間に挿入された整列ブロックの搬送方向の長さがチューブピッチに設定されており、しかも整列ブロック同士が独立して高さ方向に変位可能なので、チューブピッチを容易かつ確実に確保できることとなる。
したがって、チューブピッチが正確に維持調整されたチューブの端部とタンクプレートとを正しい位置に位置合わせした状態で、これらを良好に結合させることができる。この結果、タンクプレートとチューブの端部との結合時に端部がタンクプレートをかじってこれら間の結合不良が生じることでロー付けも不良となって気密が保たれなくなるといった従来の不具合を解消することができる。
また、タンクプレートをチューブの両端側から同時にこれらの両端部に連結することが可能となるので、組付工数の短縮を図ることも可能となる。
また、整列ブロックが幅方向へ移動可能でありアウターフィンの両端部の幅方向位置を揃えることが可能となる。
【0013】
本発明の請求項2の熱交換器コアの仮組立装置にあっては、整列ブロックが互いに連結されているので、整列ブロックがばらけるのを防止することができるようになる。
【0014】
本発明の請求項3の熱交換器コアの仮組立装置にあっては、整列ブロックの挿通孔に屈曲可能なリンクで連結しているので、整列ブロックがばらけるのを防止しながら、簡単な構成で整列ブロックのチューブの長手方向および搬送方向への変位を可能とすることができる。
【0015】
本発明の請求項4の熱交換器コアの仮組立装置にあっては、隣接するチューブ間にアウターフィンが配置された熱交換器コアにおいて、整列ブロックが幅方向へ移動可能で、かつアウターフィンに当接して第2の押圧機構で押圧されるときそれらの設定幅によりアウターフィンの両端部の幅方向位置を揃えることができる。
【0016】
本発明の請求項5の熱交換器コアの仮組立方法にあっては、チューブピッチを容易かつ確実に確保できることとなる。
したがって、チューブピッチが正確に維持調整されたチューブの端部とタンクプレートとを正しい位置に位置合わせした状態で、これらを良好に結合させることができる。この結果、タンクプレートとチューブの端部との結合時に端部がタンクプレートをかじってこれら間の結合不良が生じることでロー付けも不良となって気密が保たれなくなるといった従来の不具合を解消することができる。
また、タンクプレートをチューブの両端側から同時にこれらの両端部に連結することが可能となるので、組付工数の短縮を図ることも可能となる。
この場合、アウターフィンの両端部の幅方向位置を容易かつ確実に揃えることができる。
【実施例1】
【0020】
この実施例1では、ラジエータコア(熱交換器コア)の製造過程において、
図1に示すように、内部を冷却水が流れる複数のチューブ1と、これらチューブ1を介して冷却水の熱をこの外側を流れる空気に放熱させる複数のアウターフィン2と、が交互に複数積層された状態で、チューブ1の両端部がラジエータタンクのタンクプレート19にそれぞれ連結された状態に仮組み立てを行う場合に利用する熱交換器コアの仮組立装置について説明する。
【0021】
なお、熱交換器コアを構成する全ての構成部品はアルミ製であり、各構成部品における接合部同士の少なくとも一方にはロー材から成るクラッド層が形成され、この仮組み立てした熱交換器コアは、次工程で熱処理炉へ搬送されてここで熱処理されて一体に結合される。
【0022】
まず、実施例1の熱交換器コアの仮組立装置の全体構成を説明する。
図1に示すように、本実施例の熱交換器コアの仮組装置には、チューブ供給装置4とアウターフィン供給装置5とレインフォース供給装置6とでチューブ1とアウターフィン2を交互に積層配置し、これらを挟むように最外側にレインフォース3を配置した未接合の熱交換器コア配置組が供給される。仮組装置は、コア均し機構7と、整列ブロック8と、第1の押圧機構9と、第2の押圧機構10と、タンクプレート結合機構11と、セット台14を有する。
【0023】
チューブ供給装置4は、チューブ1の搬送方向へ間隔を有して整列するようにチューブ1を供給する搬送装置であり、たとえば、従来から良く知られているベルトコンベア等を用いる。
【0024】
アウターフィン供給装置5は、チューブ1より長さが短いアウターフィン2を順にチューブ供給装置3に向けて搬送する搬送装置であり、たとえば、従来から良く知られている搬送ウォーム(例えば、WO 2004/085111 A1に記載のもの)等を用いる。なお、アウターフィン供給装置5で搬送されて来たアウターフィン2は、チューブ供給装置4により順に搬送されてくるチューブ1の間に移動・配置されていくが、このアウターフィン2を移動・配置する機構(たとえば、吸着ハンド付きロボットや排出機構など)もよく知られているので、具体的な説明や図面は省略する。
【0025】
レインフォース供給装置6は、交互に配置したチューブ1とアウターフィン2が搬送されている搬送コンベアに向けてレインフォース3を搬送する搬送装置であり、たとえば、従来から良く知られているベルトコンベア等を用いる。なお、搬送されて来たレインフォース3は、図示しない移動・配置機構でチューブ1の間にアウターフィン2が配置された熱交換器コア1個分の、最外側にあるチューブ1の外側へそれぞれ移動・配置される。なお、レインフォース供給装置6で搬送されて来たレインフォース3は、搬送されてくるチューブ1とアウターフィン2の積層構造の両外側に移動・配置されていくが、このレインフォース3を移動・配置する機構(たとえば、吸着ハンド付きロボットなど)もよく知られているので、具体的な説明や図面は省略する。
【0026】
コア均し機構7は、チューブ1とアウターフィン2が交互に配置されてレインフォース3、3で挟まれ図示しない基台に載置された熱交換器コアの幅方向(熱交換器コアが車両に搭載されたときの方向で、
図1中で左右方向)両側から、それぞれ熱交換器コアのチューブ1に向けて押圧可能な押圧部7a、7aを有する。この押圧部7a、7aは、チューブ1側面がフラットになっていて、上下方向(熱交換器コアが車両に搭載されたときの方向で、
図1の紙面に垂直な方向で熱交換器コアの厚さ方向)、およびチューブ1やアウターフィン2の長手方向(熱交換器コアの幅方向)へそれぞれ変位可能である。これらの変位は、油圧あるいは電気モータ等を利用して行う。押圧部7a、7aが下方変位したときには、これらが熱交換器コアの全チューブの端部に当接可能な高さに位置するようになり、上方変位したときは他の機構による作業の邪魔をしない位置にあるように設定してある。
【0027】
整列ブロック8と第1の押圧機構9とは、チューブピッチ整合機構を構成する。整列ブロック8は、複数個が熱交換器コアの高さ方向(
図1中で上下方向)に並べられて、それぞれ独立して熱交換器コアの幅方向および熱交換器コアの高さ方向に変位可能にして
図2に示すリンク81で連結されている。整列ブロック8の詳細構造は、後で詳細に説明する。
【0028】
第1の押圧機構9は、交互に配置したチューブ1とアウターフィン2を、熱交換器コアの高さ方向両側押圧する機構であり、レインフォース3の最外面をそれぞれ押圧する押圧部9a、9aを有する。これら押圧部9a、9aは、油圧あるいは電機モータ等を利用する駆動部9bにて熱交換器コアの高さ方向へ移動するように駆動される。なお、押圧部9a、9aは一方を固定し他方を移動させるようにしてある。
【0029】
第2の押圧機構10は、整列ブロック8の熱交換器コアとは反対側の面から熱交換器コアに向けて整列ブロック8の先端部をアウターフィン2の端部に向けて押圧押圧する、フラットな面を持つ押圧部10a、10aを熱交換器コアの幅方向両側に有する。これらの押圧部10a、10aは、駆動部10bにより熱交換器コアの幅方向および上下方向(熱交換器コアの厚さ方向)へ駆動可能とされる。これらの駆動は、油圧あるいは電気モータ等で駆動する。
整列ブロック6が上昇したとき、これらがアウターインナフィン2の端部を押圧押圧可能な高さに位置し、整列ブロック6が下昇したとき、整列ブロック6が他の機構による作業を邪魔しない位置にあるようにしてある。
【0030】
タンクプレート結合機構11は、左右のタンクプレート12の内部空間側面をチューブ1に向けてこの軸心方向(熱交換器コアの幅方向)へ押圧するフラットな押圧部11aを有する。この押圧部11aは、油圧あるいは電機モータ等で駆動されて移動する。
【0031】
ここで、整列ブロック8の詳細構成について説明する。整列ブロック8は、
図2に示すように、爪部8aとこの下方に一体に設けられたブロック部8bとを有する。爪部8aはアウターフィン2を挟む隣接したチューブ1間に、仮組立装置の下方側から挿入可能な大きさとされている。したがって、爪部8aの先端の幅(熱交換器コアの高さ方向に相当)が曲線にて先細に形成されて爪部8aの本体部分の幅Hより狭くされてチューブ1間に挿入し易い形状とされている。
【0032】
爪部7aの本体部分の幅Hは、完成した熱交換器コアのチューブピッチに等しい長さに形成されている。ただし、後述する仮押圧時に爪部8aがチューブ1間に挿入可能とするため、この仮押圧時におけるチューブ1間の隙間以上の幅であってはならない。
熱交換器の仮組立のため、レインフォース3を両側押圧したとき、チューブ1間に存在してそのチューブ1との隙間を詰めるように移動し、チューブ1間がチューブピッチに等しい間隔となるように規制するものである。したがって、熱交換器コアの両側にそれぞれチューブ1間のアウターフィン2に等しい数だけ設けられている。
【0033】
また、整列ブロック8のブロック部8bには、熱交換器コアの高さ方向に沿って連通孔8cが形成されて、ここに上下左右に屈曲可能なリンク13が貫通するようにして、上記高さ方向および幅方向へ独立して移動可能な整列ブロック8がばらけないように、また、所定範囲内にあるように規制している。なお、整列ブロック8の爪部8aがチューブ1間に挿入されたとき、ブロック部8bはチューブ1の下方にあって第2の押圧機構10により押圧されるようになっている。整列ブロック8が第2の押圧機構10により押圧されたとき、爪部8aがアウターフィン2の端部面に当接してこれらを押圧し、アウターフィン2の幅方向位置が揃うような長さに、爪部8aが、熱交換器コアの幅方向の長さを有するように設定してある。
【0034】
セット台14は、熱交換器コアに対応するように配置されたチューブ1、アウターフィン2、レインフォース3を未接合で配置した熱交換器コア配置組を載置するものである。
【0035】
次に、実施例1の熱交換器コアの仮組立装置の作用につき、説明する。
チューブ供給装置4から順に搬送供給されたチューブ1の間に、アウターフィン供給装置5から搬送供給されてきたアウターフィン2が挿入され、チューブ1とアウターフィン2が交互に複数積層される。そして、レインフォース供給装置6から供給されたレインフォース3が、積層されたチューブ1とアウターフィン2の最外側にあるチューブの外側に、これらを挟むようにそれぞれ配置される。こうして、チューブ1、アウターフィン3、レインフォース3は、互いにまだ接合されていないものの、熱交換器コアと同じ配置で並べられた熱交換器コア配置組を構成する。
【0036】
上記のようにチューブ1、アウターフィン3、レインフォース3配置した、未接合の熱交換器コア配列組は、セット台14に載置され、これらの両側面に左右のタンクの一部を形成するタンクプレート12が、以下のようにして左右同時に取りつけられる。
【0037】
すなわち、まず、第1の押圧機構9を作動してその一方の押圧部9aを他方の押圧部9aに向けて移動させ、熱交換器コア配列組を
図3(イ)に示すように、仮押圧する。ここで、仮押圧とは、タンクプレート12を取りつける状態の熱交換器コア配列組の高さ(
図1中の上下方向長さ)より若干高くなる高さまで押圧することを意味する。この仮押圧時では、
図3(イ)で明らかなように、チューブ1およびアウターフィン2の端部の幅方向位置は不揃いの状態である。また、その押圧代は、これらのチューブ1およびアウターフィン2が無理することなく幅方向に移動できる程度に設定される。
【0038】
次いで、チューブピッチ整合機構により整列ブロック8を上昇(
図1の紙面に垂直方向手前側)させて、その爪部8aを、
図2(イ)および
図3(イ)に示すように、隣接するチューブ1間にそれぞれ1個ずつ挿入する。
このとき、
図2(イ)に示すように、熱交換器コア配置組は仮押圧の状態なので、チューブ1と爪部8aとの間には隙間が生じている。
【0039】
次いで、上記状態でコア均し機構7を作動させて左右の押圧部7a、7aを熱交換器コア配置組の両サイドまで下降させて、これらを幅方向へ移動させて、
図3(ロ)に示すように、チューブ1の端部の幅方向位置を揃える。
【0040】
次いで、チューブピッチ整合機構の第2の押圧機構10による押圧力を、整列ブロック8のブロック部8bに作用させて両側の整列ブロック8間の距離を縮める。このとき、
図3(ハ)に示すように、整列ブロック8の爪部8aがアウターフィン2の両端部を押して押圧し、アウターフィン2の左右端面を揃える。
【0041】
次いで、第1の押圧機構9を作動して、この押圧部9a、9aをさらに進めることにより熱交換器コア配置組をその高さ方向に本押圧する。この本押圧により、整列ブロックの爪部8aとこれを挟むチューブ1との隙間がなくなり、
図2(ロ)の状態となる。このとき、爪部8aの幅Hは、規定のチューブピッチに設定されているので、各チューブ1は規定チューブピッチで整列されることになる。
【0042】
次いで、タンクプレート12を熱交換器コア配置組の両サイドへ供給して位置決めし、タンクプレート結合機構11により左右のタンクプレート12をチューブ1の両端部に向けて整列ブロック8に当たるまで同時に押圧移動させる。この移動時にあっては、チューブ1すべてが整列ブロック8の爪部8aにより規定チューブピッチに合わせて規制されているので、チューブの両端部は左右のタンクプレート12の取付孔12aへかじりもなくスムーズに挿入される。この結果、
図3(ニ)に示すように、アウターフィン2と整列ブロック8の爪部8aとタンクプレート12との間には隙間がなくなるとともに、熱交換機コア配置組に左右のタンクプレート12が組み付くことになる。
【0043】
次いで、整列ブロック8を下降させてこれらをチューブ1間から抜くが、このとき、アウターフィン2は自身の弾性力によりこれらの長手方向へ伸び、両端部が左右のタンクプレート12にそれぞれ当接するようになる。また、コア均し機構7の押圧部7aも上昇して熱交換器コアから外し、第1の押圧機構9も押圧部9aを元の位置に戻す。
そうして、タンクプレート12が組み付けられた熱交換器コア配置組は、仮組立装置から取り出されて、次工程へと進む。
【0044】
次工程では、左右のタンクプレート12に外側のタンクプレート等を組み合わせて接合箇所にクラッド材(ロー材)を置き、加熱炉で加熱処理して接合箇所をロー付けし、熱交換器コアを得る。
【0045】
以上のように、実施例1の熱交換器の仮組立装置およびその仮組立方法にあっては、以下の効果を得ることができる。
(1) 実施例1の熱交換器の仮組立装置および仮組立方法そのにあっては、独立した複数の整列ブロック8が隣接するチューブ1、1間にそれぞれ挿入されて、熱交換器コアの高さ方向に押圧されることで、チューブ1を規定のチューブピッチに合わせて整列できる。
この結果、タンクプレート12とチューブ1の端部との結合時に、チューブ1の端部がタンクプレート12をかじってタンクプレート12の結合不良が生じ、ロー付けも不良となって気密が保たれなくなるといった従来の不具合を解消することができる。
また、タンクプレート12をチューブ1の両端側から同時にこれらの両端部に連結することが可能となったので、組付工数の短縮を図ることができる。
【0046】
(2) また、複数の整列ブロッ8が互いにリンク13で連結されているので、整列ブロック8が独立して変位できるようにしても、これらがばらけることがなく、その組み付け作業等を簡単にすることができるようになる
【0047】
(3) また、複数の整列ブロック8を、ブロック部8bに形成された挿通孔8cに挿通した屈曲可能なリンク13で連結しているので、整列ブロック8のチューブ1の変位が簡単な構成で可能となる。
【0048】
以上、本発明を上記各実施例に基づき説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。
【0049】
たとえば、実施例では、熱交換器コアとしてラジエータコアを仮組みする場合を例にとったが、コンデンサコアの仮組みや、ラジエータコアとコンデンサコアとが近接して一体に仮組みする場合等にも本発明を適用することができる。
【0050】
実施例1の熱交換器コアの仮組立装置およびその仮組立方法にあっては、隣接するチューブ1間に整列ブロック8を1個だけ介在させるようにしたが、複数個介在させるようにしても良い。
【0051】
また、コア均し機構7では、この押圧部7aを一端下げた後、チューブ1の端部に向けて移動させるようにしたが、押圧部7aのチューブ1の端部側の面を、下から上に向かうにしたがって厚みが大きくなるような斜面にすれば、押圧部7aを下降していくだけでチューブ1の端部の幅方向揃えができるようになる。
【0052】
なお、上記実施例では、アウターフィンを有する熱交換器コアにつき、説明したが、アウターフィンレスの熱交換器コアに本発明を適用することが可能である。この場合、第2の押圧機構10は不要であり、かつ、整列ブロック8も熱交換器の高さ方向にのみ独立して変位可能であればよく、熱交換器コアの幅方向には変位可能とする必要はない。