(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に送給され、内部に流路が複数形成された長尺の扁平チューブを所定長さに切断する切断方法において、
前記扁平チューブの両側に、刃先が両テーパとなっている一対のローラカッタを配置し、送給される前記扁平チューブに沿って相対速度零で追従させるとともに、前記一対のローラカッタを横切らせて切断する際、少なくとも一方のローラカッタの刃先が前記扁平チューブの扁平面間の寸法の１／２以上の位置を通過するようにしたことを特徴とする扁平チューブの切断方法。
【請求項２】
長尺の扁平チューブを連続的に送給する送給路と、前記送給路に沿って往復移動可能なスライダと、該スライダに前記送給路の両側に該送給路と平行なカッタ軸を軸支し、該カッタ軸にそれぞれアームを設けるとともに、該アームの先端にそれぞれ刃先が両テーパとなっているローラカッタを配置し、前記それぞれのローラカッタが前記扁平チューブを横切る際、少なくとも一方のローラカッタの刃先が扁平面間の寸法の１／２以上の位置を通過するようにしたカッタ装置と、前記扁平チューブを所定長さに切断する切断位置の近傍で、送給される前記扁平チューブに対し前記スライダを相対速度零で追従させる追従駆動機構と、前記切断位置で前記各ローラカッタが前記扁平チューブを横切るように、前記追従駆動機構に連動して前記カッタ軸の回転を制御する回転制御機構とを備えたことを特徴とする扁平チューブの切断装置。
【請求項３】
前記送給路には、前記扁平チューブに摩擦接触して回転するコンタクトローラと、該コンタクトローラと連動して送給速度に比例した数のパルスを発生するパルス発生器とを配置したことを特徴とする請求項２記載の扁平チューブの切断装置。
【請求項４】
前記カッタ軸を軸支する軸受は、前記ローラカッタの刃先と扁平チューブとの対応間隔を調整できるように、前記スライダに調整移動可能に配設されたことを特徴とする請求項２又は３記載の扁平チューブの切断装置。
【請求項５】
前記カッタ装置のアームは、前記カッタ軸の径方向に移動可能に支持されるとともに、該カッタ軸の軸受に固定した内接式確動カムのカム面を転動するカムフォロアを設けて、該カッタ軸が回転して前記扁平チューブを前記ローラカッタの刃先が横切る際、該扁平チューブの扁平面に沿って直線状に通過するようにしたことを特徴とする請求項２乃至請求項４記載の扁平チューブの切断装置。
【請求項６】
前記追従駆動機構は、前記扁平チューブの送給速度に関連して回転するサーボモータにより駆動され、前記スライダと連結ロッドで連結して構成したスライダクランク機構であるとともに、該スライダの往復移動速度を調整できる調整機構を有することを特徴とする請求項２乃至請求項５記載の扁平チューブの切断装置。
【請求項７】
前記回転制御機構は、前記追従駆動機構のクランクの回転に連動する歯車変速機構であることを特徴とする請求項２乃至請求項６記載の扁平チューブの切断装置。
【請求項８】
前記カッタ軸は、前記回転制御機構との軸連結部にスプラインを形成したことを特徴とする請求項２乃至請求項７記載の扁平チューブの切断装置。
【請求項９】
前記カッタ装置の切断位置の前後に、前記扁平チューブと略同形のガイド孔を形成した切断ガイドを配置するとともに、該切断ガイドを前記スライダ上に配設したことを特徴とする請求項２乃至請求項８記載の扁平チューブの切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、連続して送給される長尺の扁平チューブを所定長さに切断する切断方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
図１（ａ），（ｂ）に示すような多数の区画２により冷媒の流路３を形成した長尺の扁平チューブ１を、所定長さに切断して熱交換器のチューブを製造する方法が、米国特許公報第５１３３４９２号及び特公平３−５６８０８号公報に開示されている。
米国特許公報第５１３３４９２号に示される方法は、扁平チューブの両扁平面に対して、その壁の厚さ以下の切り込み溝を設けるとともに、切り込み溝に直交する方向に材料の降伏点を超える大きさの引っ張り力を作用させ、繋がっている残りの部分を分断するものである。
また、特公平３−５６８０８号公報に開示される熱交換器のチューブの製造方法は、扁平チューブの両扁平面の壁にディスクカッタを横切らせて溝を形成し、該溝を基点として先端方を揺動させて、該溝部分で破断させるものである。
そして、上記各従来技術においては、扁平チューブを分断若しくは破断して、分断面や破断面に切り屑、バリ等が発生しないようにして、冷媒の各流路面積を９５％以上確保するようにしている。
しかしながら、上記各従来技術はいずれも溝の切り込み工程と分断若しくは破断工程の２工程を必要とするので、１本当たりに要する切断時間が長く生産性が低いという問題点がある。
特公昭４−７８４０７号公報に開示される高速切断機の切断装置は、固定刃を構成する雌刃に形成した開口に沿って、切断刃の刃先端部を直線的に移動させ、前記開口に挿通された被切断材を切断するものである。
しかしながら、上記装置は固定刃に対して切断刃を摺接させて、円形断面の被切断材を引き切るものであるため、内部に流路が複数形成された扁平チューブの切断には適切ではないという問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、熱交換器におけるチューブの各流路における冷媒の流路面積が５０％以上確保できれば、熱交換器の性能に対して著しい影響を及ぼさないという点に着目して、生産性の高い扁平チューブの切断方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１記載の扁平チューブの切断方法は、連続的に送給され、内部に流路が複数形成された長尺の扁平チューブを所定長さに切断する切断方法において、前記扁平チューブの両側に、刃先が両テーパとなっている一対のローラカッタを配置し、送給される前記扁平チューブに沿って相対速度零で追従させるとともに、前記一対のローラカッタを横切らせて切断する際、少なくとも一方ローラカッタの刃先が前記扁平チューブの扁平面間の寸法の１／２以上の位置を通過するようにしたことを特徴とする。
【０００５】
上記目的を達成するための請求項２記載の扁平チューブの切断装置は、長尺の扁平チューブを連続的に送給する送給路と、前記送給路に沿って往復移動可能なスライダと、該スライダに前記送給路の両側に該送給路と平行なカッタ軸を軸支し、該カッタ軸にそれぞれアームを設けるとともに、該アームの先端にそれぞれ刃先が両テーパとなっているローラカッタを配置し、前記それぞれのローラカッタが前記扁平チューブを横切る際、少なくとも一方のローラカッタの刃先が扁平面間の寸法の１／２以上の位置を通過するようにしたカッタ装置と、前記扁平チューブを所定長さに切断する切断位置の近傍で、送給される前記扁平チューブに対し前記スライダを相対速度零で追従させる追従駆動機構と、前記切断位置で前記各ローラカッタが前記扁平チューブを横切るように、前記追従駆動機構に連動して前記カッタ軸の回転を制御する回転制御機構とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記目的を達成するための請求項３記載の発明は、請求項２記載の扁平チューブの切断装置において、前記送給路には、前記扁平チューブに摩擦接触して回転するコンタクトローラと、該コンタクトローラと連動して送給速度に比例した数のパルスを発生するパルス発生器とを配置したことを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するための請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の扁平チューブの切断装置において、前記カッタ軸を軸支する軸受は、前記ローラカッタの刃先と扁平チューブとの対応間隔を調整できるように、前記スライダに調整移動可能に配設されたことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するための請求項５記載の発明は、請求項２乃至請求項４記載の扁平チューブの切断装置において、前記カッタ装置のアームは、前記カッタ軸の径方向に移動可能に支持されるとともに、該カッタ軸の軸受に固定した内接式確動カムのカム面を転動するカムフォロアを設けて、該カッタ軸が回転して前記扁平チューブを前記ローラカッタの刃先が横切る際、該扁平チューブの扁平面に沿って直線状に通過するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するための請求項６記載の発明は、請求項２乃至請求項５記載の扁平チューブの切断装置において、前記追従駆動機構は、前記扁平チューブの送給速度に関連して回転するサーボモータにより駆動され、前記スライダと連結ロッドで連結して構成したスライダクランク機構であるとともに、該スライダの往復移動速度を調整できる調整機構を有することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するための請求項７記載の発明は、請求項２乃至請求項６記載の扁平チューブの切断装置において、前記回転制御機構は、前記追従駆動機構のクランクの回転に連動する歯車変速機構であることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するための請求項８記載の発明は、請求項２乃至請求項７記載の扁平チューブの切断装置において、前記カッタ軸は、前記回転制御機構との軸連結部にスプラインを形成したことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するための請求項９記載の発明は、請求項２乃至請求項８記載の扁平チューブの切断装置において、前記カッタ装置の切断位置の前後に、前記扁平チューブと略同形のガイド孔を形成した切断ガイドを配置するとともに、該切断ガイドを前記スライダ上に配設したことを特徴とする。
【００１３】
【作用及び発明の効果】
請求項１記載の本発明の扁平チューブの切断方法によれば、送給される扁平チューブに沿って相対速度零で追従するとともに、該扁平チューブを横切って切断する一対のローラカッタの少なくとも一方の刃先が、扁平面間の寸法の１／２以上の位置を通過する。従って、相対速度零で追従する一対のローラカッタを横切らせることにより扁平チューブを所定長さに切断でき、切断時間を短縮して生産性を高めることができる効果がある。
【００１４】
請求項２記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、送給機構により送給路上を送給される扁平チューブに対して、該送給路に沿って往復移動可能なスライダに配設したカッタ装置が、追従駆動機構により切断位置の近傍で相対速度零で追従する。そして、該追従駆動機構に連動する回転制御機構が、前記送給路の両側に該送給路に平行に設けたカッタ装置のカッタ軸の回転を制御し、該カッタ軸に設けたアームを旋回して切断位置で、ローラカッタを横切らせて扁平チューブを切断する。このとき、扁平チューブを横切って切断する一対のローラカッタの少なくとも一方の刃先が、扁平面間の寸法の１／２以上の位置を通過する。このように、前記追従駆動機構と回転制御機構とを連動させて、扁平チューブを切断するようにしたから、上記請求項１記載の切断方法を効果的に実施できる装置を提供できる。
【００１５】
請求項３記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、送給路には扁平チューブに摩擦接触して回転するコンタクトローラと、該コンタクトローラと連動して送給速度に比例したパルスを発生するパルス発生器とを配置したから、扁平チューブの送給速度に基づいて、追従駆動機構及び回転制御機構を制御できる効果がある。
【００１６】
請求項４記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、カッタ軸を軸支する軸受は、ローラカッタの刃先と扁平チューブとの対応間隔を調整できるように、スライダに調整移動可能に配設されているから、扁平チューブの切断に対し刃先を最適な位置に調節して効率的に切断することができる。
【００１７】
請求項５記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、カッタ装置のアームは、カッタ軸の径方向に移動可能に支持され、該カッタ軸の軸受に固定した内接式確動カムのカム面を転動するカムフォロアにより、カッタ軸が回転して扁平チューブをローラカッタの刃先が横切る際、該扁平チューブの扁平面に沿って直線状に通過するようにしたから、扁平チューブを最短距離で切断できるとともにその切断面が良好になる。
【００１８】
請求項６記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、追従駆動機構が扁平チューブの送給速度に関連して回転するサーボモータにより駆動され、スライダと連結ロッドで連結して構成したスライダクランク機構であるとともに、該スライダの往復移動速度を調整できる調整機構を有するから、切断位置の近傍において扁平チューブとカッタ装置の相対速度を零に制御することが容易にできる。
【００１９】
請求項７記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、回転制御機構は追従駆動機構のクランクの回転に連動する歯車変速機構であるから、カッタ装置のローラカッタを切断位置で確実かつ正確に横切らせて扁平チューブを切断できる。
【００２０】
請求項８記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、カッタ装置のカッタ軸は、回転制御機構との軸連結部にスプラインを形成したから、往復移動するスライダに設けたカッタ装置への動力伝達を簡単な機構により行うことができる。
【００２１】
請求項９記載の本発明の扁平チューブの切断装置によれば、カッタ装置の切断位置の前後に、扁平チューブと略同形のガイド孔を形成した切断ガイドを配置するとともに、該切断ガイドをスライダ上に配設したから、扁平チューブが横振れすることなく確実に保持された状態で切断でき、切断面を良好にできる。
【００２２】
【実施例】
本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する。図２は扁平チューブ１の切断装置の全体構成を表す正面図、図３は同平面図、図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。切断装置１１の正面フレーム１１ａには、追従駆動機構を構成するクランク機構１２、スライダ１３、該スライダ１３に載置されたカッタ装置１４及び回転制御機構を構成し、前記クランク機構１２と連動する歯車変速機構１５が配設されている。また、扁平チューブ１の送給路１６は、左右両端及び略中央に配置した支持アーム１６ａにより、切断装置１１の正面から手前側に間隔を置いて水平に支持されている。そして、送給路１６は、カッタ装置１４と干渉しないように、スライダ１３のストロークに相当する長さ分取り除かれている。
【００２３】
前記図１（ａ），（ｂ）に示すような多数の区画２により冷媒の流路３と、両外側に扁平面４を形成した長尺の扁平チューブ１は、図示略の歪み取り装置を経て連続的に送給され、切断装置１１の正面に設けた送給路１６に付設したコンタクトローラ１７に摩擦接触して、該コンタクトローラ１７を空転することなく回転させる。コンタクトローラ１７の回転に連動して扁平チューブ１の送給速度に比例した数のパルスを発生するパルス発生器１８が設けられている。パルス発生器１８が発生するパルス信号は、制御ユニット１９に入力される。制御ユニット１９からは、クランク機構１２を回転駆動するサーボモータ２０に対する駆動信号が出力される。
【００２４】
クランク機構１２は、切断装置１１の裏面に配置されたサーボモータ２０の出力軸２１に直結されたクランク軸１２ａ、該クランク軸１２ａに固着されたクランク１２ｂ及び該クランク１２ｂに調節ネジ１２ｃにより偏心量調節可能に取り付けたクランクピン１２ｄから構成されている。クランクピン１２ｄには、連結ロッド２２が枢着されスライダ１３と連結されている。スライダ１３は正面フレーム１１ａに配設した左右のスタンド２３，２３に水平に差し渡した上下一対のガイドポスト２４，２４により、前記送給路１６に沿って滑動自在に支持されている。該スライダ１３の往復動のストロークは、クランクピン１２ｄの偏心量により定まり、その移動速度はクランク１２ｂの回転速度及びクランクピン１２ｄの偏心量により定まる。そして、サーボモータ２０の回転数を制御して、スライダ１３が連結ロッド２２に押されて移動する往行程の所定区間において、送給される扁平チューブ１に対するスライダ１３の相対速度が零となるようにする。
【００２５】
上記スライダ１３には、同一構成の軸受装置２５，２５が設けられている。軸受装置２５に回転自在に支承されるカッタ軸２６は、前記送給路１６の略真上と真下で平行に配置されている。また、カッタ軸２６の軸間の対応間隔は、軸受装置２５の位置をスライダ１３に設けた調整ネジ２７を操作することにより個別に調整できる。軸受装置２５から送給方向の手前側に突出するカム軸２６の前端部には、先端にローラカッタ２８を取り付けたアーム２９が、ガイド３０により径方向に移動可能に取り付けられている。カッタ軸２６に対するアーム２９の取り付け角度は、スライダ１３が連結ロッド２２に押されて移動する往行程において、送給される扁平チューブ１とスライダ１３の相対速度が零となっている間に、回転するカッタ軸２６に取り付けたアーム２９の先端のローラカッタ２８が、扁平チューブ１を横切るように設定する。
【００２６】
さらに、アーム２９には軸受装置２５に設けた内接式確動カム３１のカム面３１ａを転動する２個のカムフォロア３２が、カッタ軸２６の中心を挟んで対称状に設けられている。カム面３１ａには、２個のカムフォロア３２が同時に対応して、アーム２９を径方向へ移動させる凸状のカム面３１ｂと凹状のカム面３１ｃが設けられている。凸状のカム面３１ｂは、送給路１６を挟んで対向する位置に配置されている。また、スライダ１３には、上記ローラカッタ２８が通過する扁平チューブ１の切断位置の前後に、該扁平チューブ１の断面形状と同一のガイド孔３３ａを設けた切断ガイド３３が立設されている。
【００２７】
前記カム軸２６の後端部は、スプライン２６ａが形成され、前記歯車変速機構１５の軸受部３４にスプライン嵌合されている。歯車変速機構１５の傘歯車３５は、図示しない連動機構により前記クランク軸１２ａと連動して回転する傘歯車３６と噛合している。傘歯車３６の軸３７の後端には、伝動歯車３８が設けられ、カム軸２６の後端に設けた従動歯車３９に噛合する。そして、該従動歯車３９に噛合する中間歯車４０を介して下側のカム軸２６の後端に設けた従動歯車４１を回転させる。
【００２８】
上記実施例の作動を以下に説明する。送給路１６上を送給される扁平チューブ１と摩擦接触するコンタクトローラ１７が回転し、扁平チューブ１の送給速度に比例した数のパルスがパルス発生器１８から制御ユニット１９に入力される。そして、制御ユニット１９の駆動信号によりサーボモータ２０が扁平チューブ１の送給速度に対応した回転数で回転する。サーボモータ２０により、クランク機構１２、該クランク機構１２に連動して歯車変速機構１５が駆動される。
【００２９】
クランク機構１２の連結ロッド２２で連結されるスライダ１３は、クランクピン１２ｄの偏心量に基づいて設定される所定のストロークで、ガイドポスト２４，２４上を往復動する。この間、変速歯車機構１５の伝動歯車３８に噛合する従動歯車３９，４１が回転し、該従動歯車３９，４１の軸受部３３とスプライン嵌合するカッタ軸２６が回転される。そして、スライダ１３が連結ロッド２２に押されて移動する往行程において、送給される扁平チューブ１とスライダ１３の相対速度が零となっている間に、カッタ軸２６に取り付けたアーム２９の先端のローラカッタ２８が、扁平チューブ１を横切る。
【００３０】
この場合、図５に示すように内接式確動カム３１のカム面３１ａに形成した凸状のカム面３１ｂと凹状のカム面３１ｃを、アーム２９に設けられた２個のカムフォロア３２が転動する。従って、２個のカムフォロア３２がそれぞれカム面３１ｂ，３１ｃを転動して通過する間（カム軸２６の回転角度（α）の間）は、アーム２９がガイド３０に案内されて径方向に退き、ローラカッタ２８の刃先を一点鎖線で示すように直線状に移動させる。扁平チューブ１はローラカッタ２８が横切る切断位置の前後に立設された切断ガイド３３のガイド孔３３ａに挿通されて案内されている。従って、ローラカッタ２８が扁平チューブ１の扁平面４と平行に直線状に横切っても、扁平チューブ１が横振れすることがなく、良好な切断面で切断することができる。
【００３１】
図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ），（ｂ）は、ローラカッタ２８による扁平チューブ１の切断態様を示したものである。図６（ａ）の場合は、刃先の対応間隔（クリアランス）を０．００〜０．０２ｍｍにするとともに、いずれか一方の刃先は、扁平チューブ１の扁平面４間の寸法の１／２以上の位置を通過させて切断するようにしたものである。図６（ｂ）の場合は、図７（ｂ）に示すように一方のローラカッタ２８の刃先と他方のローラカッタ２８の位置を送給方向で異ならせ、刃先を０．０１〜０．１ｍｍオーバラップさせるとともに、両方の刃先を扁平チューブ１の扁平面４間の寸法の１／２以上の位置を通過させて切断するようにしたものである。また、図６（ｃ）の場合は、刃先を０．０１〜０．１ｍｍオーバラップさせるため、カム軸２６に対するアーム２９の取り付け角に位相差βを付与したものである。図６（ａ）〜（ｃ）いずれの場合も、ローラカッタ２８を一回横切らせるだけで、扁平チューブ１を切断することができた。
【００３２】
上記した本実施例の扁平チューブの切断装置１１は、制御ユニット１９の駆動信号によりサーボモータ２０が扁平チューブ１の送給速度に対応した回転数で回転され、さらにサーボモータ２０により、クランク機構１２及び該クランク機構１２に連動する歯車変速機構１５が駆動されるから、高速運転が可能となり扁平チューブ１の送給速度を１５０ｍ／分とした場合でも０．２秒間隔で切断でき、従来の切断装置に比して切断速度を約１０倍程度の高速化できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】扁平チューブの断面図である。
【図２】切断装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】切断装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】ローラカッタの切断時の作動を示した説明図である。
【図６】扁平チューブの切断態様を示した説明図である。
【図７】扁平チューブの切断態様を示した断面図である。
【符号の説明】
１  扁平チューブ
３  流路
４  扁平面
１１  切断装置
１２  クランク機構（追従駆動機構）
１３  スライダ
１４  カッタ装置
１５  歯車変速機構（回転制御機構）
１６  送給路
１７  コンタクトローラ
１８  パルス発生器
２６  カッタ軸
２６ａ  スプライン
２８  ローラカッタ
３１  内接式確動カム
３１ａ  カム面
３２  カムフォロア
３３  切断ガイド
３３ａ  ガイド孔
【図１】
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【図２】
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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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