JPH0123215B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明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自
動的に挿入するためのチユーブ自動挿入装置にお
ける直進挿入ヘツド装置に関する。

チユーブの自動挿入装置としては、先に特願昭
57−234366号（特開昭59−125229号公報）で提案
されたものがあるが、この場合チユーブの自重に
よるたわみのためにチユーブ先端が管板や邪魔板
などの壁にあたつてしまう問題を解決するため
に、チユーブ先端が穴に挿入されずに壁のあたつ
たときは、テーブルを一旦後退させ、駆動回転子
によりチユーブを回転して反転させ、チユーブの
たわみを解消しているが、装置が複雑であつた。

本発明は、簡単な構成で、チユーブ先端の自重
によるたわみを解消し、チユーブの挿入を容易に
した直進挿入ヘツド装置を提供することを目的と
するものである。

本発明は、上記目的を達成するために、チユー
ブ挿入方向下手側より、上下移動可能で、下面に
チユーブ支持ロールに嵌着する凹部を検成された
押込フレームを有するチユーブ押込装置と、第１
のチユーブ検出装置と、上下移動可能で、上方よ
りチユーブを押すチユーブ先端逆曲げロールを装
着された矯正用フレームを有するチユーブ矯正装
置と、チユーブ駆動装置と、第２のチユーブ検出
装置をこの順序で設けた構成にしたもので、チユ
ーブ駆動装置と、チユーブ支持ロールの間でチユ
ーブ矯正装置の逆曲げロールにより、チユーブの
自重によるたわみに相当する量だけの逆曲げを事
前にチユーブに与え、その後はチユーブ押込装置
の押込チユーブをチユーブ支持ロールに嵌着させ
てチユーブ後端を該押込フレームで押しきるだけ
でチユーブの挿入を容易に行なえるものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図〜第４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、それぞれ寄数個、例ば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′は固定された
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が検出され、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によるチユーブの押込が可能となる。

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５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４５
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４８
の他端外面にピツチギヤ５０が設けられている。
まらに最外側の駆動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５
２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。５４はスリーブ４５，４８，５１の相対回転
を阻止するための固定ピンで、これらスリーブ４
５，４８，５１を貫通し、駆動軸６に固定され
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、各駆動軸６，６′の固定ピン
５４を抜き、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，
４８，５１は相対回転し、軸方向に移動する。こ
の動作は駆動軸６，６′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４７，５０，５３、ピツチ可変ギヤ５６，５
７，５８のギヤ歯数と各スリーブ４５，４８，５
１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。

１対の各上駆動Ｖロール９−１〜９−７，９′
−１〜９′−７間には、第６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〜
６８−７が介装され、各ブラケツト６８−１〜６
８−７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７０−１〜７０−７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７
０−１〜７０−７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７１−１〜７１
−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。

次にその動作を作動項目別にわけて説明する。

(1) チユーブ受入前 駆動用油圧モータ２７を停止して上下駆動軸
７，７′，６，６′の回転を停止し、油圧シリン
ダ７０−１〜７０−７を作動して上駆動Ｖロー
ル９−１〜９−７，９′−１〜９′−７を上昇位
置にし、チユーブ矯正装置１７の矯正用フレー
ム８を上昇位置にしてかつストツパー２０を脱
位置にし、さらにチユーブ押込装置１２の押込
フレーム１３を下降位置にしてチユーブ支持ロ
ール１５に嵌着させる。また、駆動用クラツチ
２８、ピツチ替え用クラツチ６５、第１〜第３
クラツチ５９，６０，６３をOFFにしておく。

(2) チユーブ受入れ チユーブ供給装置（図示せず）より供給され
る７本のチユーブは、第１のチユーブ検出装置
２５で検出されるとともに、その管先端は押込
フレーム１３の後縁で揃えられる。前記第１の
チユーブ検出装置２５が７本のチユーブを検出
した信号により上駆動Ｖロール９−１〜９−
７，９′−１〜９′−７が下降し、下駆動Ｖロー
ル８−１〜８−７，８′−１〜８′−７との間で
チユーブを挾持する。この時上駆動Ｖロール９
−１〜９−７，９′−１〜９′−７の弾性体１０
によりチユーブは損傷されることなく、確実な
接触圧が得られる。さらに、押込フレーム１３
を上昇位置にする。

(3) チユーブ逆曲げ 駆動用クラツチ２８をONし、駆動用油圧モ
ータ２７を駆動し、上下駆動Ｖロールを回転さ
せる。チユーブが一定量前進したことをロータ
リエンコーダ４４で検出して油圧モータ２７を
停止する。この時チユーブは上下駆動Ｖロール
とチユーブ支持ロール１５で支持されている。
次に、チユーブ矯正装置１７のストツパー２０
を入位置にして矯正用フレーム１８を下げ、上
下駆動Ｖロールとチユーブ支持ロール１５間の
チユーブを逆曲げロール１８で押し、油圧モー
タ２７を回転させてチユーブを一定量だけ送
り、これをロータリエンコーダ４４で検出して
油圧モータ２７を停止する。次に、矯正用フレ
ーム１９を上昇位置にしてストツパー２０を脱
位置にする。

(4) チユーブ挿入 油圧モータ２７を回転し、チユーブの管板へ
の挿入を行なう。この時上下駆動Ｖロールは上
駆動Ｖロールの弾性体１０によりチユーブと好
適な接触圧を得ており、確実な挿入動作が実施
される。

(5) チユーブの押込み チユーブの後端が第２のチユーブ検出装置２
６を外れると、油圧モータ２７を停止し、上駆
動Ｖロールを上昇させ、テーブル３を後進さ
せ、チユーブ矯正装置１７がチユーブ後端より
チユーブ挿入方向上手側に来た時に、矯正用フ
レーム１８を下降位置にするとともにテーブル
３を前進させ、チユーブ、後端を矯正用フレー
ム１８の前縁で押してチユーブを管板に押込
む。次に、テーブル３を再び後進させ、チユー
ブ押込装置１２がチユーブ後端よりチユーブ挿
入方向上手側に来た時に、チユーブ押込装置１
２の押込フレーム１３を下降位置にするととも
に、テーブル３を再び前進させ、チユーブを押
しきる。そして押込フレーム１３、矯正用フレ
ーム１８を上昇位置にしてチユーブ挿入を終了
する。

次に、チユーブ挿入時に挿入不能なチユーブが
出た場合の動作について説明する。基準となるチ
ユーブ挿入速度はロータリエンコーダ４４で計測
され、個々のチユーブの実際の挿入速度は下駆動
Ｖロール規制用のブラケツト７１−１〜７１−７
のチユーブ走行速度検出装置７３で計測されてお
り、基準速度と実際の挿入速度との間に一定値以
上の差がでた時に、個々のブラケツト６８−１〜
６８−７が持ち上げられて上駆動Ｖロール９−１
〜９−７，９′−１〜９′−７に強制的な力が加わ
り、上下駆動Ｖロールの間隔が拡がり、チユーブ
の保持力が減じ、下駆動Ｖロール８−１〜８−
７，８′−１〜８′−７とチユーブはスリツプし、
チユーブの挿入は止められる。

なお、上記動作では、チユーブ矯正装置１７の
矯正用フレーム１８をチユーブ押込みに使用した
が、矯正用フレーム１８によらずに、チユーブ押
込装置１２の押込フレーム１３によつてのみチユ
ーブの押込み動作を行なわせるようにしてもよ
い。

以上本発明によれば、チユーブのたわみ量に相
当する量だけ、チユーブ先端に逆曲げを与えてお
くので、チユーブ押込装置の押込フレームの前縁
により押込むだけで簡単にチユーブ挿入を実施で
きる。また、押込フレームの後縁で移動して来る
チユーブ先端を揃えることができるので、複数個
のチユーブの逆曲げ、押込みを態率よく実施でき
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は平面
図、第２図は側面図、第３図は正面図、第４図は
第１図のＡ−Ａ矢視図、第５図は駆動Ｖロールの
ピツチ替え装置の詳細断面図、第６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、１２……チユーブ押込装置、１
３……押込フレーム、１５……チユーブ支持ロー
ル、１７……チユーブ矯正装置、１８……矯正用
フレーム、１９……チユーブ先端逆曲げロール、
２０……ストツパー、２５，２６……第１および
第２のチユーブ検出装置、２７……駆動用油圧モ
ータ、６８−１〜６８−７，７１−１〜７１−７
……駆動Ｖロール規制用ブラケツト、６９，７２
……小車輪、７３……チユーブ走行速度検出装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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自動的に
   挿入するためのチユーブ自動挿入装置の直進挿入
   ヘツド装置であつて、チユーブ挿入方向下手側よ
   り、上下移動可能で、下面にチユーブ支持ロール
   に嵌着する凹部を形成された押込フレームを有す
   るチユーブ押込装置と、第１のチユーブ検出装置
   と、上下移動可能で、上方よりチユーブを押すチ
   ユーブ先端逆曲げロールを装着された矯正用フレ
   ームを有するチユーブ矯正装置と、チユーブ駆動
   装置と、第２のチユーブ検出装置をこの順次で設
   けたことを特徴とするチユーブ自動挿入装置用直
   進挿入ヘツド装置。