JPH0112931Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱交換器や海水淡水化装置等に設けら
れた管板、邪魔板などの多数の穴にチユーブを挿
入するためのチユーブ挿入装置における駆動ロー
ル自動ピツチ替え装置に関する。

熱交換器における複数のチユーブ挿入穴の位置
は、邪魔板の正面図において、第１図ａに示すよ
うな正三角形配列の正列配列のもの、第１図ｂに
示すような正四角形配列の錯列配列のものがあ
り、さらに、チユーブ挿入用穴径およびそのピツ
チもインチ系列、ミリ系列のものがあり、その種
類は数10種にもなる。

このため、チユーブ挿入装置の挿入用の駆動ロ
ールのピツチ替えとして、ロール自身を交換する
ロール交換方式、あるいはスペーサを替えること
でロール間ピツチを替えるスペーサ方式がとられ
ている。しかし、ロール交換方式のものは交換用
ロールを多数もたなければならないという欠点が
あり、またスペーサ方式のものはその調整に多大
な時間を費やすという欠点があつた。

これらの欠点を少しでもカバーするためにロー
ル方換方式、スペーサ方式とも例えば上側駆動ロ
ールをゴムロールにして交換部品点数を少くする
などして改善されてきたが、上側がゴムロールの
場合、ピツチ替え時の交換部品は少なくするとい
う長所があるが、管挿入時に何らかの原因でチユ
ーブ挿入が一部停止した場合、ゴムとチユーブが
こすれ、摩擦熱でゴムロールに焼付き欠損が生
じ、再使用が不可能となる欠点を有していた。

本考案は、駆動ロールのピツチ替えを駆動軸を
利用して自動的に行なえるようにした駆動ロール
自動ピツチ替え装置を提供することを目的とする
ものである。

本考案は上記目的を達成するために複数個の駆
動ロールのうち、中央の駆動ロールを駆動軸に固
定し、左右のそれぞれの駆動ロールを駆動軸の左
右で該駆動軸に外嵌して取付けた多重スリーブの
各スリーブの一端に固定し、前記多重スリーブの
各スリーブの他端を駆動軸または内側のスリーブ
にそれぞれの対応面に設けられたねじを介して結
合するとともに、前記多重スリーブの各スリーブ
の他端外面にピツチギヤを設け、前記ピツチギヤ
に噛合しかつ前記ピツチギヤとのギヤ比がそれぞ
れ異なるピツチ可変ギヤを設け、前記ピツチ可変
ギヤを駆動するピツチ替え用軸をギヤ機構および
クラツチを介して前記駆動軸に連動連結し、かつ
前記ねじを駆動軸の左右において互いに逆ねじに
構成し、前記駆動軸および多重スリーブのそれぞ
れに駆動軸心からの径が同一となる平歯車を設
け、該平歯車の歯に係脱して多重スリーブを駆動
軸と一体回転可能にするピツチ固定用アイドルギ
ヤを設けたものであり、前記ピツチ固定用アイド
ルギヤを平歯車に対して離脱させ、クラツチを入
れて駆動軸を回転させることにより、左右の駆動
ロールを中央の駆動ロールに対して接近または離
間させることができ、しかも前記ピツチ固定用ア
イドルギヤの平歯車に対する係脱は例えばシリン
ダ装置などを介して簡単に行なうことができ、駆
動ロールの自動ピツチ替えを駆動軸を利用して簡
単に行なうことができる。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。第２図〜第５図において、装置本体は下部
フレーム１と上部フレーム２からなり前後進、上
下移動および左右移動可能なテーブル３に搭載さ
れている。上部フレーム２は下部フレーム１に立
設された４本の支柱４に案内されて上下移動可能
に構成されており、４個のフレーム昇降用油圧シ
リンダ５により昇降駆動される。下部フレーム１
および上部フレーム２にはそれぞれ２本の駆動軸
６，６′および７，７′がチユーブ挿入方向と直角
にてかつ下部フレーム１の下駆動軸６，６′と上
部フレーム２の上駆動軸７，７′は上下方向に対
向するように設けられ、それぞれ奇数個、例えば
７個のチユーブ挿入用の下駆動Ｖロール８−１〜
８−７，８′−１〜８′−７および上駆動Ｖロール
９−１〜９−７，９′−１〜９′−７を回転駆動す
るように構成されており、かつ上駆動Ｖロール９
−１〜９−７，９′−１〜９′−７は内輪と外輪の
間に弾性体１０が介在された構造で、外輪は駆動
軸７，７′に対して若干の変位可能に構成されて
いる。また、各駆動Ｖロールの内、中央駆動Ｖロ
ール８−４，８′−４および９−４，９′−４はそ
れぞれ駆動軸６，６′および７，７′に固定され、
その左右の駆動Ｖロール８−１〜８−３，８−５
〜８−７，８′−１〜８′−３，８′−５〜８′７お
よび９−１〜９−３，９−５〜９−７，９′−１
〜９′−３，９′−５〜９′−７は前記中央駆動Ｖ
ロール８−４，８′−４および９−４，９′−４に
対して移動可能に構成され、各駆動Ｖロールのピ
ツチ間隔が可変になつている。このことについて
は後述する。１１は下駆動軸６，６′に固定され
た中央下駆動Ｖロール８−４，８′−４のみを支
承するように下部フレーム１に設けられたロール
受である。

１２は駆動Ｖロール８′−１〜８′−７，９′−
１〜９′−７のチユーブ挿入方向下手側に設けら
れたチユーブ押込装置で、チユーブ挿入方向下手
側の２本の支柱４に案内されて上下移動可能な押
込フレーム１３と該押込フレーム１３を昇降駆動
する押込フレーム昇降用油圧シリンダ１４からな
り、前記押込フレーム１３の下面には前記２本の
支柱４の間に挿入チユーブを支持するように配設
されたチユーブ支持ロール１５に嵌着する凹部１
６が形成され、押込フレーム１３が下降してその
凹部１６がチユーブ支持ロール１５に嵌着した状
態では、前記押込フレーム１３は挿入チユーブの
移動経路中に介入するようになつており、押込フ
レーム１３の後縁および前縁により、チユーブの
先端揃えおよび押込みが可能となる。

１７は駆動Ｖロール８′−１〜８′−７，９′−
１〜９′−７とチユーブ押込装置１２の間に設け
られたチユーブ矯正装置で、下部フレーム１に立
設された別の２本の支柱４′に案内されて上下移
動可能に構成された矯正用フレーム１８と該矯正
用フレーム１８の下面に設けられたチユーブ先端
逆曲げロール１９と該逆曲げロール１９のチユー
ブ矯正位置を規制するストツパー２０と前記矯正
用フレーム１８を昇降駆動する矯正用フレーム昇
降用油圧シリンダ２１からなつている。すなわ
ち、前記ストツパー２０は前記矯正用フレーム１
８を案内する２本の支柱４′に対向して設けられ、
その支柱４′との対向面には該支柱４′に嵌着する
凹部２２を有し、ストツパー出退用油圧シリンダ
２３によりベルクランク２４を介して支柱４′側
に出退せしめられる。前記ストツパー２０が前進
状態で前記矯正用フレーム１８が下降して該スト
ツパー２０と係合した時は、上下駆動Ｖロール
９′−１〜９′−７，８′−１〜８′−７と支持ロー
ル１５とで２点支持された挿入チユーブを上方か
ら押すこととなり、挿入チユーブの先端は上方に
逆曲げされ、チユーブ挿入時のチユーブ先端の自
重による垂れ下りが矯正される。前記ストツパー
２０が後退状態で前記矯正用フレーム１８がスト
ツパー２０と係合せずに下降した時は、前記矯正
用フレーム１８は挿入チユーブの移動経路中に介
入するようになり、矯正用フレーム１８によるチ
ユーブの押込みが可能となる。

２５は駆動Ｖロール８′−１〜８′−７，９′−
１〜９′−７とチユーブ押込装置１２の間に配置
された第１のチユーブ検出装置で、供給装置（図
示せず）から供給された７本の挿入チユーブ先端
が下駆動Ｖロール８′−１〜８′−７上を通つて押
込フレーム１３の後縁に達し、上下駆動Ｖロール
９−１〜９−７，９′−１〜９′−７，８−１〜８
−７，８′−１〜８′−７を駆動して押込みを開始
してよいことを検出する。２６は駆動Ｖロール８
−１〜８−７，９−１〜９−７のチユーブ挿入方
向上手側に設置された第２のチユーブ検出装置
で、上下駆動Ｖロール９−１〜９−７，９′−１
〜９′−７，８−１〜８−７，８′−１〜８′−７
により挿入されるチユーブが通過し終つた時に挿
入動作が終りに近づいたことを検出する。

２７は上下駆動Ｖロール９−１〜９−７，９′
−１〜９′−７，８−１〜８−７，８′−１〜８′
−７を回転駆動させるための駆動用油圧モータ
で、駆動用クラツチ２８を介して平歯車２９に連
結され、さらにスプロケツト３０、チエン３１、
スプロケツト３２、平歯車３３を介して下駆動軸
６に固定の平歯車３４に連結されて該下駆動軸６
を回転するとともに、さらに下駆動軸６に固定の
平歯車３５、アイドル平歯車３６、もう一方の下
駆動軸６′に固定の平歯車３７に連結されて、該
下駆動軸６′を同期回転する。また、前記下駆動
軸６′に固定のスパイラルギヤ３８に噛合する下
スパイラルギヤ３９を介して下縦軸４０に連結さ
れ、該下縦軸４０にギヤカツプリング４１で連結
される上縦軸４２を介して上スパイラルギヤ４３
に連結され、該上スパイラルギヤ４３は上駆動軸
７′に固定のスパイラルギヤ（図示せず）を介し
て該上駆動軸７′を同期回転するとともに、さら
に前述と同様に適当の平歯車、アイドル平歯車を
介してもう一方の上駆動軸７を同期回転する。４
４は平歯車３３に連結されたロータリエンコーダ
で、挿入チユーブの移動距離や、チユーブの挿入
速度が計測される。

第６図は例えば下駆動Ｖロールのピツチ替え装
置を示す。中央駆動Ｖロール８−４，８′−４は
前述のように駆動軸６，６′に固定されており、
その左右の駆動Ｖロールの内、駆動軸６における
右側の駆動Ｖロール８−３〜８−１に注目して説
明する。駆動Ｖロール８−３は駆動軸６に外嵌す
る第１スリーブ４５の中央駆動Ｖロール８−４側
の一端に固定され、該第１スリーブ４５の他端内
面は例えば右ねじのねじ部４６を有して駆動軸６
に螺合するとともに、該第１スリーブ４５の他端
外面にピツチギヤ４７が設けられている。さらに
外側の駆動Ｖロール８−２は前記第１スリーブ４
５に外嵌する第２スリーブ４８の駆動Ｖロール８
−４側の一端に固定され、該第２スリーブ４８の
他端内面は左ねじのねじ部４９を有して第１スリ
ーブ４５に螺合するとともに、該第２スリーブ４
８の他端外面にピツチギヤ５０が設けられてい
る。さらに最外側の駆動Ｖロール８−１は第２ス
リーブ４８に外嵌する第３スリーブ５１の駆動Ｖ
ロール８−４側の一端に固定され、左ねじのねじ
部５２を有し、ピツチギヤ５３が設けられてい
る。これらスリーブ４５，４８，５１の相対回転
により、駆動Ｖロール間のピツチは可変になつて
いる。左側の駆動Ｖロール８−５，８−６，８−
７についても同様であり、ねじ部が逆に左ねじと
右ねじであることだけが相違する。また、もう一
方の下駆動Ｖロール８′−３〜８′−１，８′−５
〜８′−７についても同様である。

５５はピツチ替え用軸で、駆動軸６，６′に平
行に配設され、前述と同様中央駆動Ｖロール８−
４の右側の駆動Ｖロール８−３〜８−１に注目し
て説明する。各スリーブ４５，４８，５１のピツ
チギヤ４７，５０，５３に対応する位置にこれに
噛合するピツチ可変ギヤ５６，５７，５８を有
し、中央のピツチ可変ギヤ５７はピツチ替え用軸
５５に固定されるとともに、左右のピツチ可変ギ
ヤ５６，５８は第１および第２のクラツチ５９，
６０を介してピツチ替え用軸５５に連結されてい
る。また、駆動軸６の他端にはピツチ替え用軸駆
動用の平歯車６１が固定され、これに噛合するよ
うにピツチ替え用軸５５に設けられた平歯車６２
は第３のクラツチ６３を介してピツチ替え用軸５
５に連結されている。

第７図はスリーブの相対回転を阻止してピツチ
を固定するための機構の模式図を示す。９０，９
１，９２は駆動軸６の右側において、スリーブ４
５，４８，５１に固定された平歯車で、駆動軸心
からの径が駆動軸６に固定された平歯車の径と同
じ大きさに構成されている。駆動軸６の左側にお
ける平歯車９３，９４，９５も同じである。９
６，９７は駆動軸６の右側の平歯車群９０〜９２
と左側の平歯車群９３〜９５に対応して設けられ
たピツチ固定用アイドルギヤで、シリンダ９８，
９９により出退して平歯車群９０〜９２および９
３〜９５の歯に係脱自在に構成され、ピツチ固定
用アイドルギヤ９６と９７が平歯車群９０〜９２
と９３〜９５に係合した時はスリーブ４５，４
８，５１は駆動軸６と一体的に回転することとな
り、駆動Ｖロール８−１〜８−３，８−５〜８−
７のピツチは固定される。ピツチ固定用アイドル
ギヤ９６，９７が離脱した時はスリーブ４５，４
８，５１は各別に駆動され、ピツチ替えが可能で
ある。

第１図に示す６４はピツチ替え用のサーボモー
タで、ピツチ替え用クラツチ６５、減速機６６を
介して平歯車６７に連結され、該平歯車６７は駆
動用油圧モータ２７に連結された平歯車２９に噛
合している。従つて、ピツチ替え時は、ピツチ替
え用クラツチ６５をON、駆動用クラツチ２８を
OFF、第１〜第３クラツチ５９，６０，６３を
それぞれONにし、ピツチ固定用アイドルギヤ９
６，９７を各平歯車９０〜９２，９３〜９５から
離脱させ、サーボモータ６４を駆動すると、低速
回転する駆動軸６から平歯車６１，６２を介して
ピツチ替え用軸５５が低速回転し、つれて回転す
るピツチ可変ギヤ５６，５７，５８によりピツチ
ギヤ４７，５０，５３を介してスリーブ４５，４
８，５１は相対回転し、軸方向に移動する。この
動作は駆動軸６′の左右の各スリーブについても
同様である。この時のピツチ調整はピツチギヤ４
７，５０，５３、ピツチ可変ギヤ５６，５７，５
８のギヤ歯数と各スリーブ４５，４８，５１のね
じピツチとの関係で調整でき、全駆動Ｖロールを
等間隔で近づくかあるいは遠ざかるようにするこ
とができる。

いま、平歯車６１と６２のギヤ比をｉ、ピツチ
可変ギヤ５６とピツチギヤ４７のギヤ比をi₁、ピ
ツチ可変ギヤ５７とピツチギヤ５０のギヤ比を
i₂、ピツチ可変ギヤ５８とピツチギヤ５３のギヤ
比をi₃とし、ねじ部４６，４９，５２のねじピツ
チをそれぞれP₁，P₂，P₃とし、 ｉ＝３／２，i₁＝１／２，i₂＝１，i₃＝３／２， P₁＝−２，P₂＝P₃＝４ の条件でのピツチ変更を考えてみる。駆動軸６が
ｎ回転したときの駆動Ｖロール８−４と８−３の
ピツチの増減△δは △δ_4-3＝（ｎ−i₁／ｉｎ）P₁ ＝ｎ（１−２／３×１／２）（−２）＝−４／３
ｎ 駆動Ｖロール８−３と８−２のピツチの減増△δ
は △δ_3-2＝ｎ／ｉ（i₁−i₂）P₂ ＝ｎ×２／３（１／２−１）×４＝−４／３ｎ 駆動ロール８−２と８−１のピツチの増減△δは △δ_2-1＝ｎ／ｉ（i₂−i₃）P₃ ＝ｎ×２／３（１−３／２）×４＝−４／３ｎ となり、各駆動Ｖロール間のピツチは４／３ｎmmだ け狭くなる。

１対の各上駆動Ｖロール９−１〜９−７，９′
−１〜９′−７間には、第８図に示すように７個
の駆動Ｖロール規制用のブラケツト６８−１〜６
８−７が介装され、各ブラケツト６８−１〜６８
−７の上下左右に設けられた４個の小車輪６９は
上駆動Ｖロール９−１〜９−７，９′−１〜９′−
７の斜め上方および斜め下方位置で該上駆動Ｖロ
ール９−１〜９−７，９′−１〜９′−７のＶ溝に
はまり込み、チユーブ挿入方向前後のＶロールを
保持する状態になつている。該ブラケツト６８−
１〜６８−７の中央上部は各別に油圧シリンダ７
０−１〜７０−７に連結されており、該油圧シリ
ンダ７０−１〜７０−７の作動により、ブラケツ
ト６８−１〜６８−７は上動し、ブラケツト６８
−１〜６８−７に設けられた下側の小車輪６９に
より、それがはまり込んでいる前後の上駆動Ｖロ
ール９−１〜９−７，９′−１〜９′−７の外輪を
弾性体１０に抗して斜め上方に持ち上げ、該外輪
を挿入チユーブから離すことができる。また、ピ
ツチ替え時には、上駆動Ｖロール９−１〜９−
７，９′−１〜９′−７のＶ溝にはまり込んだ小車
輪６９でガイドされ、前記ブラケツト６８−１〜
６８−７はそれに連結された油圧シリンダ７０−
１〜７０−７とともにＶロールの移動に追従する
ことができる。

１対の各下駆動Ｖロール８−１〜８−７，８′
−１〜８′−７間には上駆動Ｖロールの場合と同
様に７個の下駆動Ｖロール規制用のブラケツト７
１−１〜７１−７が介装され、各ブラケツト７１
−１〜７１−７に設けられた小車輪７２は同様に
下駆動Ｖロール８−１〜８−７，８′−１〜８′−
７のＶ溝にはまり込み、チユーブ挿入方向前後の
Ｖロールを保持する状態になつている。さらに、
下駆動Ｖロール規制用のブラケツト７１−１〜７
１−７には、チユーブ走行速度検出装置７３が設
けられており、ここで検出されたチユーブの挿入
速度はロータリエンコーダ４４で計測されるチユ
ーブの基準挿入速度と比較され、実際の挿入速度
が基準挿入速度より低いときは、これを検出した
チユーブ走行速度検出装置７３に対応する挿入チ
ユーブが何らかの原因で挿入不能になつていると
判断して、該挿入チユーブに対応する上駆動Ｖロ
ール規制用のブラケツト６８−１〜６８−７を油
圧シリンダ７０−１〜７０−７の作動により持ち
上げ、該ブラケツト６８−１〜６８−７に対応す
る上駆動Ｖロール９−１〜９−７，９′−１〜
９′−７の外輪と挿入不良チユーブとの接触圧を
除き、挿入不良チユーブの駆動Ｖロール８−１〜
８−７，８′−１〜８′−７，９−１〜９−７，
９′−１〜９′−７による強制押込みを解除する。

以上本考案によれば、ピツチ固定用アイドルギ
ヤを平歯車に対して離脱させ、クラツチを入れて
駆動軸を回転させることにより、左右の駆動ロー
ルを中央の駆動ロールに対して接近または離間し
て自動ピツチ替えを実施できるものであり、しか
も、ピツチ固定用アイドルギヤの平歯車に対する
係脱は例えばシリンダ装置などを介して簡単に遠
隔操作が可能であり、従つてスリーブを固定ピン
やクランプナツトを使用して固定するような最終
的セツト状態で人手が必要となる場合と比較し
て、完全にオートメーシヨン化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはチユーブ挿入穴の配列を示す
図、第２図は本考案の一実施例を示す平面図、第
３図は側面図、第４図は正面図、第５図は第２図
のＡ−Ａ矢視図、第６図はピツチ替機構を示す断
面図、第７図は要部を説明する模式図、第８図は
駆動ロールの個別駆動兼ピツチ替えの機構を説明
するための断面図である。 １……下部フレーム、２……上部フレーム、３
……テーブル、４……支柱、６，６′……下駆動
軸、７，７′……上駆動軸、８−１〜８−７，
８′−１〜８′−７……下駆動Ｖロール、９−１〜
９−７，９′−１〜９′−７……上駆動Ｖロール、
１０……弾性体、２７……駆動用油圧モータ、４
５，４８，５１……スリーブ、４６，４９，５２
……ねじ部、４７，５０，５３……ピツチギヤ、
５６〜５８……ピツチ可変ギヤ、５９，６０，６
３，６５……クラツチ、６２……平歯車、６４…
…ピツチ替え用サーボモータ、９０〜９５……ピ
ツチ固定用平歯車、９６，９７……ピツチ固定用
アイドルギヤ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱交換器や海水淡水化装置等に設けられた管
   板、邪魔板などの多数の穴にチユーブを挿入する
   ためのチユーブ挿入装置における駆動ロール自動
   ピツチ替え装置であつて、複数個の駆動ロールの
   うち、中央の駆動ロールを駆動軸に固定し、左右
   のそれぞれの駆動ロールを駆動軸の左右で該駆動
   軸に外嵌して取付けた多重スリーブの各スリーブ
   の一端に固定し、前記多重スリーブの各スリーブ
   の他端を駆動軸または内側のスリーブにそれぞれ
   の対応面に設けられたねじを介して結合するとと
   もに、前記多重スリーブの各スリーブの他端外面
   にピツチギヤを設け、前記ピツチギヤに噛合しか
   つ前記ピツチギヤとのギヤ比がそれぞれ異なるピ
   ツチ可変ギヤを設け、前記ピツチ可変ギヤを駆動
   するピツチ替え用軸をギヤ機構およびクラツチを
   介して前記駆動軸に連動連結し、かつ前記ねじを
   駆動軸の左右において互いに逆ねじに構成し、前
   記駆動軸および多重スリーブのそれぞれに駆動軸
   心からの径が同一となる平歯車を設け、該平歯車
   の歯に係脱して多重スリーブを駆動軸と一体回転
   可能にするピツチ固定用アイドルギヤを設けたこ
   とを特徴とするチユーブ挿入装置用駆動ロール自
   動ピツチ替え装置。