(57)【要約】【課題】熱交換器におけるパッキンねじれ検出装置を提供する。【解決手段】２次元形状計測センサ（４０）と、該２次元形状計測センサ（４０）又は前記コアプレート（１５）のいずれか一方を、前記コアプレート（１５）の長手方向に相対的に移動させる駆動機構(５０)と、前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度を演算する演算部とを具備するパッキンねじれ検出装置において、前記２次元形状計測センサ（４０）が、前記コアプレート（１５）の長手方向に、前記かしめ爪（３）の所定ピッチ毎に、前記コアプレート（１５）、及び、前記パッキン（１７）の断面を計測して、前記演算部が、前記断面の計測情報に基づいて、所定ピッチ毎に、前記コアプレート（１５）の傾き角度を差し引いた前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度（θ）を算出して、所定の閾値と比較して良否判定を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
かしめ爪（３）が外周に形成されたコアプレート（１５）内に、パッキン（１７）が配置された場合に、前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度を検出するパッキンねじれ検出装置であって、該パッキンねじれ検出装置は、
２次元形状計測センサ（４０）と、
該２次元形状計測センサ（４０）又は前記コアプレート（１５）のいずれか一方を、前記コアプレート（１５）の長手方向に相対的に移動させる駆動機構(５０)と、
前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度を演算する演算部と
を具備するパッキンねじれ検出装置において、
前記２次元形状計測センサ（４０）が、前記コアプレート（１５）の長手方向に、前記かしめ爪（３）の所定ピッチ毎に、前記コアプレート（１５）、及び、前記パッキン（１７）の断面を計測して、
前記演算部が、前記断面の計測情報に基づいて、前記所定ピッチ毎に、前記コアプレート（１５）の傾き角度を差し引いた前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度（θ）を算出して、所定の閾値と比較して良否判定を行うパッキンねじれ検出装置。
【請求項２】
前記コアプレート（１５）の傾き角度、及び、前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度（θ）を、かしめ爪（３）の中央で算出することを特徴とする請求項１に記載のパッキンねじれ検出装置。
【請求項３】
前記コアプレート（１５）を静止させて、前記駆動機構(５０)が、前記２次元形状計測センサ（４０）を、前記コアプレート（１５）の長手方向に移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のパッキンねじれ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッキンねじれ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、特許文献１に例示された熱交換器３０の構成を示す分解斜視図である。
特許文献１に示された熱交換器３０を一例として説明すると、熱交換流体が通過するチューブと、チューブの間を通過する空気との熱交換を促進させるフィンとを交互に積層して、熱交換流体と空気とが熱交換するコア部３１を形成している。このコア部３１のチューブの両端部（図１の斜視図における上部と下部）には、上側コアプレート（コアプレート）１５Ａと下側コアプレート（コアプレート）１５Ｂの二つのコアプレート１５が設けられている。このコアプレート１５には、シール用のパッキン１７が組み込まれる。さらに、それぞれのコアプレート１５には、上側タンク（タンク）１６Ａと下側タンク（タンク）１６Ｂの二つのタンク）１６が、パッキン１７を挟んだ状態で組み合わされる。その際、コアプレート１５とタンク１６とを結合させるため、コアプレートに形成した突片（かしめ爪）を折り曲げてタンクをかしめ固定する。
このような熱交換器において、パッキンとしてゴム等の弾性材を用いているので、コアプレートとタンク本体とを締結する際に、パッキン部材が弾性変形して捩れ、あるいは、位置ズレが発生する場合がある。この場合、タンクのシール面とコアプレートのシール面との間に微少隙間が生じるので、タンク内空間から流体が洩れる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑み、熱交換器におけるパッキンねじれ検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、かしめ爪（３）が外周に形成されたコアプレート（１５）内に、パッキン（１７）が配置された場合に、前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度を検出するパッキンねじれ検出装置であって、該パッキンねじれ検出装置は、２次元形状計測センサ（４０）と、該２次元形状計測センサ（４０）又は前記コアプレート（１５）のいずれか一方を、前記コアプレート（１５）の長手方向に相対的に移動させる駆動機構(５０)と、前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度を演算する演算部とを具備するパッキンねじれ検出装置において、前記２次元形状計測センサ（４０）が、前記コアプレート（１５）の長手方向に、前記かしめ爪（３）の所定ピッチ毎に、前記コアプレート（１５）、及び、前記パッキン（１７）の断面を計測して、前記演算部が、前記断面の計測情報に基づいて、前記所定ピッチ毎に、前記コアプレート（１５）の傾き角度を差し引いた前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度（θ）を算出して、所定の閾値と比較して良否判定を行うパッキンねじれ検出装置である。
【０００６】
これにより、熱交換器のコアプレートとタンクを、パッキンを介して結合する前に、パッキンのねじれの状態を検出することができ、パッキンがねじれた状態で爪をかしめた場合の不良を、自動的に判別して排除することができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記コアプレート（１５）の傾き角度、及び、前記パッキン（１７）のシール面の傾き角度（θ）を、かしめ爪（３）の中央で算出することを特徴とする。これにより、パッキン１７とコアプレート１５の傾き角度について、同時に計測することができる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記コアプレート（１５）を静止させて、前記駆動機構(５０)が、前記２次元形状計測センサ（４０）を、前記コアプレート（１５）の長手方向に移動させることを特徴とする。これにより、前記コアプレート（１５）内に配置された前記パッキン（１７）のシール面の傾きを、静止した状態で検出するので、正確に検出することが出来る。
【０００９】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術の熱交換器の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるコアプレート１５を示す写真図である。
【図３】コアプレート１５のシール面に対して、パッキン１７のシール面が、θ傾いている状態を示す図である。
【図４】本発明の基礎となった比較技術を示す概要図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す概要図である。
【図６】コアプレート１５とパッキン１７の断面を示す概要図である。
【図７】パッキン１７のシール面の検出を説明する説明図である。
【図８】コアプレート１５とパッキン１７のシール面の傾きの検出を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態のパッキンねじれ検出装置を説明する。従来技術や、一実施態様の変形態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の一実施形態が、本発明の基礎となった比較技術に対しても同一構成の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図２は、本発明の一実施形態におけるコアプレート１５を示す写真図である。１７は、パッキンを示し、３はかしめ爪であり、４は、かしめ爪３とかしめ爪３の間の谷を示す。コアプレート１５の外周にかしめ爪３が形成されている。かしめ爪３とかしめ爪３との間のピッチはｐである。一例として、かしめ爪３の幅が６ｍｍ程度、谷４が３ｍｍ程度、ピッチｐ＝９ｍｍ程度として、以下に説明する。
【００１２】
図３は、コアプレート１５のシール面に対して、パッキン１７のシール面が、θ傾いている状態を示す図である。
図４は、本発明の基礎となった比較技術を示す概要図である。この比較技術では、パッキンねじれチェック方法として、視覚装置２１（２台のカメラ）とレーザ発光装置２２とを被計測対象物に対して測定方向に移動させるユニット２０で構成していた。レーザで被計測対象物を照射しそのレーザ光を視覚装置２１で検出後、２値化して良否判別を行っていた。この場合、視覚による良否判別はできるものの、ねじれの状態までの検出は困難であり、上からの投射では断面形状の測定が困難であった。
【００１３】
これに対して、本発明の一実施形態は次のようなものである。図５は、本発明の一実施形態を示す概要図である。本発明の一実施形態では、２次元形状計測センサ４０を、被測定対象物であるコアプレート１５の長手方向（矢印方向）に、駆動機構としてのローダ５０（図示せず）により移動させる。ここで、コアプレート１５の長手方向（矢印方向）をＺ軸とし、コアプレート１５の幅方向をＸ軸とし、コアプレートの設置平面に対して高さ方向をＹ軸とする。本発明の一実施形態では、２次元形状計測センサ４０を、コアプレート１５の長手方向（矢印方向）に移動させたが、２次元形状計測センサ４０を固定して、コアプレート１５の方を移動させても良い。この場合は、駆動機構はコアプレート１５の搬送装置などを指す。
【００１４】
２次元形状計測センサ４０は、Ｘ軸方向に２台設置して、コアプレート１５の幅方向の両側にあるパッキンを計測する。２次元形状計測センサ４０は、レーザビームをＸ軸方向にスキャンさせて（図５の三角形）、Ｙ軸方向の高さ情報を基準位置から測長して記憶する。
図６は、コアプレート１５とパッキン１７の断面を示す概要図である。２次元形状計測センサ４０は、両側のかしめ爪の高さｙ４、ｙ１４、コアプレート１５の幅方向の両側にあるパッキンの高さを計測する。これにより、Ｚ軸方向にわたって、コアプレート１５とパッキン１７の断面の計測情報を得ることが出来る。
【００１５】
２次元形状計測センサ４０を被計測対象物に対し移動させながら、各かしめ爪３中央で被計測対象物の断面を計測し、後述するように、その測定値をシーケンサにて演算し判定する。このとき、２次元形状計測センサ４０を移動させているローダ５０の位置を常時監視し、かしめ爪中央の位置に到着したら、２次元形状計測センサ４０にタイミングを出力し測定する。かしめ爪中央の位置は、２次元形状計測センサ４０が谷４からかしめ爪３に高さが変わったＺ軸位置を検出すればよい。そして、かしめ爪の寸法の半分の位置（コアプレート製品情報を利用）に、２次元形状計測センサ４０が移動した時点で、被計測対象物の断面を計測する。本実施形態では、かしめ爪中央のポイントで計測したが、かしめ爪の谷で計測しても良い。しかしながら、かしめ爪中央のポイントで計測した方が、パッキン１７とコアプレート１５の傾き角度について同時に計測できる。
【００１６】
２次元形状計測センサ４０が、コアプレート１５の長手方向の所定ピッチ毎に、コアプレート１５、及び、コアプレート１５内に配置されたパッキン１７の断面を計測する点について、演算部が行う処理について説明する。
【００１７】
Ｘ軸方向に２次元形状計測センサ４０がスキャンして、形状全体を検出しても良いが、ここでは処理スピードアップのため、爪３の検出とパッキン１５のシール面の検出を行う一実施形態について述べる。
爪３の検出は、コアプレート１５の製品情報を利用して、Ｙ軸方向の爪３の存在する範囲において、２次元形状計測センサ４０が谷４からかしめ爪３に高さが変わったＺ軸位置を検出すればよい。かしめ爪の寸法の半分の位置に、２次元形状計測センサ４０が移動した時点でコアプレート１５の両側の爪３の高さ（ｘ４、ｙ４）、（ｘ１４、ｙ１４）を検出する。ｘ１４−ｘ４はコアプレート１５の幅Ｌを表している。
【００１８】
次に、パッキン１７のシール面の検出について述べる。
図７は、パッキン１７のシール面の検出を説明する説明図である。図７に示すように、パッキン１７が入るコアプレート１５の枠の中央に、角度測定ウィンドウＷを設定する。角度測定ウィンドウＷの幅ａは、コアプレート１５の枠の中央に角度測定ウィンドウＷを設定した場合に、角度測定ウィンドウＷのＸ軸方向全てに亘ってパッキン１７のシール面が必ず存在するように設定する。一例として、ａ＝０．８ｍｍ程度に設定する。
角度測定ウィンドウＷ内で、２次元形状計測センサ４０により得られた、ピーク位置及びボトム位置の２点を取出し、それらの座標位置（ｘ１１、ｙ１１）、（ｘ１２、ｙ１２）の計測情報（図７はコアプレート１５の右側、この場合を右側パッキンという）を演算部が記憶する。同様にして、コアプレート１５の右側（この場合を左側パッキンという）についても、角度測定ウィンドウＷを設定して、ピーク位置及びボトム位置の２点を取出し、それらの座標位置（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）の計測情報を得る。パッキン１７のシール面のＹ軸位置が、単調減少、単調増加の場合は、ピーク位置及びボトム位置は、角度測定ウィンドウＷの左右境界上に現れる。
【００１９】
図８は、コアプレート１５とパッキン１７のシール面の傾きの検出を説明する説明図である。図６、７のＹ軸の正方向を、図８では逆にとって第１象限で表示してある。
以上の２次元形状計測センサ４０から得られた断面の計測情報を用いて、演算部は以下の処理をして、両側のかしめ爪３上端の距離を求めて、その距離の差分値とコアプレート幅Ｌより傾き角を算出する。（ｘ１４−ｘ４が正の場合はＬで置き換えられる。）
ピーク位置及びボトム位置の２点を取出し（それらのどちらがピークかボトムかを決めることなく）、それらの座標位置をＸ軸正方向に沿って順に、（ｘ１、ｙ１）及び（ｘ２、ｙ２）、（ｘ１２、ｙ１２）及び（ｘ１１、ｙ１１）とする。
【００２０】
コアプレート傾き角度＝ＡＲＣＴＡＮ［（ｙ１４−ｙ４）／（ｘ１４−ｘ４）］
左側パッキン傾き角度＝ＡＲＣＴＡＮ［（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）］
右側パッキン傾き角度＝ＡＲＣＴＡＮ［（ｙ１１−ｙ１２）／（ｘ１１−ｘ１２）］
【００２１】
コアプレート１５に対するパッキン１７の傾き角度θは以下のようにして求められる。
左側パッキン傾き角度θ＝ＡＲＣＴＡＮ［（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）］
−ＡＲＣＴＡＮ［（ｙ１４−ｙ４）／（ｘ１４−ｘ４）］
右側パッキン傾き角度θ＝ＡＲＣＴＡＮ［（ｙ１１−ｙ１２）／（ｘ１１−ｘ１２）］                          −ＡＲＣＴＡＮ［（ｙ１４−ｙ４）／（ｘ１４−ｘ４）］
【００２２】
なお、左側パッキンについて、ピーク位置の座標位置を（ｘ１１、ｙ１１）と定め、ボトム位置の座標位置を（ｘ１２、ｙ１２）と定めて取出す場合は、上記式において符号をそれに相応させる必要がある。（左側パッキンについても同様である。）
【００２３】
一例として５ピッチの場合、ｎ番目のピッチでのパッキン傾き角度θ、ｎ＋５番目のパッキン傾き角度θと、順に閾値αと比較して、１箇所でもそれより大きい場合を不良として、排出する。この場合は５ピッチ毎であったが、任意の整数ピッチ毎でも良い。
【００２４】
閾値αの値としては、パッキンを１周ひねった状態で、かしめ爪３の所定ピッチで測定した時の値を目安とすると良い。製品寸法、ピッチｐの間隔にもよるが、一例として５ピッチの場合で１５〜２３°程度の値となる。
【００２５】
このようにして、２次元形状計測センサ４０を２台並べて、ローダ５０のモータを駆動させ、パッキン１７の上空８０ｍｍ程度の位置にて８００ｍｍ／Ｓ程度の速度で移動させる。移動中の所定位置毎（定ピッチ）にてパッキン１７の断面図を測定する。数値を制御装置に送り、演算部にてパッキン状態を検出しねじれているか否かを、所定の閾値αにて良否判定をさせる。
【符号の説明】
【００２６】
３    かしめ爪
４    谷
１５    コアプレート
１６    タンク
１７    パッキン
３０    熱交換器
３１    コア部
４０    ２次元形状計測センサ
５０    駆動機構、ローダ
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図２】
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