JPS601490A - チユ−ブ自動挿入装置用直進挿入ヘツド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ューブを自動的に挿入する
ためのチューブ自動挿入装置における直進挿入ヘッド装
置に関する。

チューブの自動挿入装置としては、先に特願昭５７−２
８４８６６号で提案されたものがあるが、この場合チュ
ーブの自重によるたわみのためにチューブ先端が管板や
邪魔板などの壁にあたってしまう問題を解決するために
、チューブ先端が穴に挿入されずに壁にあたったときは
、テーブルを一旦後退させ、駆動回転子によりチューブ
を回転して反転させ、チューブのたわみを解消している
が、装置が複雑であった。

本発明は、簡単な構成で、チューブ先端の自重によるた
わみを解消し、チューブの挿入を容易ｌこした直進挿入
ヘッ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、チューブ挿入方
向下手側より、上下移動可能で、下面にチューブ支持ロ
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
チューブ押込装置と、第１のチューブ検出装置と、上下
移動可能で、上方よリチーーブを押すチューブ先端逆面
げロールを装着された矯正用フレームを有するチューブ
矯正装置と、チューブ駆動装置と、第２のチューブ検出
装置をこの順序で設けた構成にしたもので；チューブ押
込装置と、チューブ支持ロールの間でチューブ矯正装置
の逆向げロールにより、チューブの自重によるたわみに
相当する量だけの逆向げを事前にチューブに与え、その
後はチューブ押込装置の押込フレームをチューブ支持ロ
ールに嵌着させてチューブ後端を該押込フレームで押し
きるだけでチュ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（Ｇ）　（６）’およ
び（７）　（７）’がチューブ挿入方向と「１角にてか
つ下部フレーム（１）の下駆動軸（６）　（Ｇどと上部
フレーム（２）の上−動軸（７）　（７）’は」二下方
向に対向するように設けられ、それぞれ奇数個、例えば
７個のチューブ挿入用の下駆動Ｖロール（８−１）〜（
８−７）、（８’−１）〜（８’−７）および上部動■
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、かつ上部
動■ロール（９−１）〜（９−７）、（９’−１）〜（
９’−７）は内輪と外輪の間に弾性体θＱが介在された
構造で、外輪は駆動＃ｌ　（７）　（７）’に刻して若
干の変位可能に構成されている。また各駆動Ｖローノ１
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（Ｇ）　
（６）’および（７）　（７）’に固定され、その左右
の駆動■ロール（８−１）〜（ｓ−ｓ）、（８−５）〜
（ｓ−７）、（８’−１）〜（８’−８’）　、　（８
’−５）〜（８’−７）および（９−１）〜（９−８）
　、　（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ロールのピッチ間隔
が可変になっている。このことについては彼達する。（
ロ）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。

＠は駆動Ｖロール（８’−１）〜（８’−７）　、　（
９’−１）〜（９’−７）のチューブ挿入方向下手側に
設けられたチューブ押込装置で、チューブ挿入方向下手
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（至）と該押込フレームＱ葎を昇降駆動する押
込フレーム昇降用油圧シリンダａ→からなり、前記押′
　込フレームθ４の下面には前記２本の支柱（４）の間
に挿入チューブを支持するように配設されたチューブ支
持ロールＯＱに嵌着する四部αＱが形成され、押込フレ
ーム（至）が下降してその凹部α１がチューブ支持ロー
ルαυに嵌着した状態では、前記押込フレーム（２）は
挿入チューブの移動経路中に介入するようになっており
、押込フレームＱ３によるチューブの押込みが可能とな
る。

α力は駆動Ｖロール（８’−１）〜（８’−７）　、　
（９’−１）〜（９’−７）とチューブ押込装置（６）
の間に設けられたチューブ矯正装置で、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（至）と該矯
正用フレームＱ樽の下面に設けられたチューブ先端逆面
げロールαりと該逆向げロールθ場のチューブ矯正位置
を規制するストッパー（１）と前記矯正用フレーム（ト
）を昇降駆動する矯正用フレーム昇降用油圧シリンダ＠
からなっている。すなわち、前記ストッパー（ホ）は前
記矯正用フレーム（ト）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（イ）を有し、ストッパ
ー出退用油圧シリンダ（２）によりベルクランクｃつを
介して主柱（４ど側に出退せしめられる。前記ストッパ
ー翰が前進状態で前記矯正用フレーム［相］が下降して
該ストッパー翰と係合した時は、上下駆動Ｖロール（９
′−１）〜（９’−７）　、　（８’−１）〜（８’−
７）と支持ロール０！１とで２点支持された挿入チュー
ブを上方から押すこととなり、挿入チューブの先端は上
方に逆向げされ、チューブ挿入時のチューブ先端の自重
による垂れ下りが矯正される。前記ストッパー（１）が
後退状態で前記矯正用フレーム（至）がストッパー（ホ
）と係合せずに下降した時は、前記矯正用フレーム（至
）は挿入チュ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（至）によるチューブの押込みが可能と
なる。

に）は駆動Ｖロール（８’−１）〜（８’−７）　、　
（９’−１）〜（９’−７）とチューブ押込装置（２）
の間に配置された第１のチューブ検出装置で、供給装置
（図示せず）から供給された７本の挿入チューブ先端が
下駆動■ロール（８’−１）〜（８’−７）上を通って
押込フレーム０：ｊの後縁に達し、上下駆動Ｖロール（
９−１）〜検出する。（ホ）は駆動Ｖロール（８７１）
〜（８−７）、（９−１）〜（９−７）のチューブ抑入
方向上手側に設置された第２のチューブ検出装置で、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ューブが通過
し終った時に挿入動作が終りに近づいたことを検出する
。

に）は上下駆動Ｖロール（９−１）〜（９−７）、　（
９’−１）〜（９’−７）、（８−ｉ）〜（８−７）、
（８’−１）〜（８’−７）を回転駆動させるための駆
動用油、モータで、駆動用クラッチ（ト）を介して平歯
車（ト）に連結され、さらにスプロケット＜３０．チェ
ノ０υ、スプロケツトζぐ、平歯車■を介して下駆動軸
（６）に固定の平歯車■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（ハ）、アイドル平歯車に）。

もう一方の下駆動軸（６′）に固定の平歯車（ロ）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１ｉ１　（６’）に固定のスパイラルギヤ（
２）に噛合する下スパイラルギヤに）を介して下編軸（
ト）に連結され、該下編軸（至）にギヤカップリングθ
ηで連結される上編軸に）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に）は下駆動軸（
１）に固定のスパイラルギヤ（図示せず）を介して該下
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
の上部動軸（７）を同期回転する。（財）は平歯−車（
至）に連結されたロータリエンコーダで、挿入チューブ
の移動距離や、チューブの挿入速度が計測される。

第５図は例えば下駆動■ロールのピンチ替え装置を示す
。中央駆動Ｖロール（８−４）、（８’二〇は前述のよ
うに駆動軸（６）　（６）’に固定されており、その左
右の駆動■ロールの内、駆動軸（６）における右側の駆
動■ロール（８−８）〜（８−１）に注目して説明する
。

１５区動Ｖロール（８−８）は駆動軸（６）に外嵌する
第１スリーブ（へ）の中央駆動■ロール（８−４）側の
一端に固定され、該第１スリーブに）の他端内面は例え
ば右ねじのねじ部θ呻を有して駆ｔｂ軸（６）に螺合す
るとともに該第１スリーブθ参の他端外面にピッチギヤ
ーカが設けられている。さらに外側の駆動Ｖロール（８
−２）は前記第１スリーブに）に外嵌する第２スリーブ
（ト）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（財）の他端内面は左ねじのねじ部θ呻
を有して第１スリーブ■に螺合するとともに、該第２ス
リーブＩＩの他端外面にピッチギヤ曽が設けられている
。さらに最外側の駆動■ロール（８−１）は第２スリー
ブ（財）に外嵌する第３スリーブ（２）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ｂａを
有し、ピッチギヤーが設けられている。これらスリーブ
θ０１１）の相対回転により、−動Ｖロール間のピッチ
は可変になっている。缶ａはスリーブθＧ（ハ）翰）の
相対回転を阻止するための固定ビンで、これらスリーブ
帽Ｉ刀を貫通し、駆動軸（６）に固定される。左側の駆
動Ｖロール（ｓ−５）　（ｓ−６）　（ａ−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■ロール（
８’−８）〜（ｓ’−ｉ　）　、　（ｓ’−５）〜（８
’−７）についても同様である。

−、はピッチ替え用軸で、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（ｓ−ａ）〜（ｓ−ｉ）に注目し
て説明する。各スリーブ帽１υのピッチギヤ（ロ）ｆ４
（へ）に対応する位置にこれに噛合するピッチ可変ギヤ
（イ）ａη（財）を有し、中央のピッチ可変ギヤ←ηは
ピッチ替え用軸−に固定されるとともに、左右のピッチ
可変ギヤ（へ）■は第１および第２のクララチー−を介
してピッチ替え用軸−に連結されている。

また、駆動軸（６）の他端にはピッチ替え用軸部■！、
す用の平歯車幅１）が固定され、これに噛合するように
ピッチ替え用軸−に設けられた平歯車−は第３のクラッ
チ−を介してピッチ替え用軸−に連結されている。

第１図に示す（財）はピッチ替え用のサーボモータで、
ピッチ替え用クラッチ州、減速機−を介して平歯車−に
連結され、該平歯車前は駆動用油圧モータに）に連結さ
れた平歯車に）に噛合している。従って、ピッチ替え時
は、ピッチ替え用クラッチ（（至）をＯＮ、駆動用クラ
ッチ（財）をＯＦＦ、第１〜第３クラツチーーーをそれ
ぞれＯＮにし、各駆動軸（６）（６’）の固定ビン（財
）を抜き、サーボモーターを駆動すると、低速回転する
駆動軸（６）から平歯車囮）（（至）を介してピッチ替
え用軸−が低速回転し、つれて回転するピッチ可変ギヤ
（（１）圀−によりピッチギヤ６１国を介してスリーブ
■（埒い旧よ相対回転し、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。この時のピッチ調整はピッチギヤ＜Ｉ’
ｈ　＜４イ騰、ピッチ可変ギヤ（イ）６η−のギヤ歯数
と各スリーブ１１ηのねしピッ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対の各上邦動■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１ふ動Ｖロール規制用のブラケット（６８−
１）〜（６８−７）が介装され、各ブラケット（６ｇ−
１）〜（６８−７）の上下左右に設けられた４個の小車
輪Ｖ（９）は上部動Ｖロール（９−１）〜（９−７）、
　（９’−１）〜（９′−７）の斜め上方および斜め下
方位置で該上部動Ｖロール（９−１）〜（９−７）、（
９’−１）〜（９’−７）のＶ溝にはまり込み、チュー
ブ挿入方向前後のＶロールを保持する状態になっている
。該ブラケット（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、ブラヶソ１−　（６８−１）〜（６
８−７）は上動し、ブラケット（６８−１）〜（６８−
７）に設けられた下側の小車輪−により、それがはまり
込んでいる前後の上部動Ｖロール（９−１）〜（９−７
）、　（９’−ｉ　）〜（９’−７）の外輪を弾性体Ｑ
［）に抗して斜め上方に持ち上げ、該外輪を挿入チュー
ブから離すことができる。また、ピッチ替え時には、上
部動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−でガイドさ
れ、前記ブラケット（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（ｓ−ｉ）〜（８−７）、（８
’−１）〜（８’−７）間には上部動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ット（７１
−１）〜（７１−７）が介装され、各ブラケット（７１
−１）〜（７１−７）に設けられた小車輪ｆｆ２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、チューブ挿入方
向前後のＶロールを保持する状態になっている。さらに
下駆動Ｖロール規制用のブラケット（７１−１）〜（７
１−７）には、チューブ走行速度検出装置（７樽が設け
られており、ここで検出されたチューブの挿入速度はロ
ータリエンコーダθ→で計測されるチューブの基準挿入
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、これを検出したチューブ走行速度検出装置（
２）に対応する４「ト人チューブが何らかの原因で挿入
不能になっていると判断して、該挿入チューブに対応す
る上部動Ｖロール規制用のブラケット（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、該ブラケット（６８−１）〜（
６８−７）に対応する上部動Ｖロール（９−１）〜（９
−７）、　（９’−１）〜（９’−７）の外輪と挿入不
良チューブとの接触圧を除き、挿入不良チューブの駆動
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オ）けて説明する。

（１）　チューブ受入前 駆動用油圧モータ（イ）を停止して上下駆動軸（７）　
（’７）’（６）（υ′の回転を停止し、油圧シリンダ
（７０−１）〜（７０−７）を作動して上部動Ｖロール
（９−１）〜（９−７）。

（９’−１）〜（９’−７）を上昇位置にし、チューブ
矯正装置ａηの矯正用／フレーム０綽を上昇位置にして
がっストッパー（１）を脱位置にし、さらにチューブ押
込装置（６）の押込フレーム（ト）を下降位置にしてチ
ューブ支持ロール（ト）に嵌着させる。また、駆動用ク
ラッチ（ハ）、ピッチ替え用クラッチ−９第１〜第８ク
ラツチイ特−暁をＯＦＦにしておく。

（２）　チューブ受入れ チューブ供給装置（図示せず）より供給される７本のチ
ューブは、第１のチューブ検出装置に）で検出されると
ともに、その管先端は押込フレームＱ３の後縁で揃えら
れる。前記第１のチューブ検出装置（ハ）が７本のチュ
ーブを検出した信号により上部動妙ロール（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）との間でチューブを挾持する。この時上部
動Ｖロール（９−１）〜（９−７）、（９’−１）〜（
９’−７）の弾性体ＱＯによりチューブは損偏されるこ
となく、確実な接触圧が得られる。さらに、押込フレー
ム（２）を上昇位置にする。

（３）　チューブ逆面げ 駆動用クラッチに）をＯＮ　シ、駆動用油圧モータ（２
）を駆動し、上下駆動Ｖロールを回転させる。チューブ
が一定量前進したことをロータリエンコーダ■で検出し
て油圧モータ（財）を停止する。この時チユーブは上下
駆動Ｖロールとチューブ支持ロール（Ｌ９で支持されて
いる。次に、チューブ矯正装置Ｑ？）のストッパー（ホ
）を入位置にして矯正用フレーム（至）を下げ、上下駆
動Ｖロールとチューブ支持ロールＱＱ間のチューブを逆
曲げロール（ト）で押し、油圧モータに）を回転させて
チューブを一定量だけ送り、これをロータリエンコーダ
■で検出して油圧モータに）を停止する。次に、矯正用
フレームＣＩ’？）を上昇位置にしてストッパー（ホ）
を脱位置にする。

（４）　チューブ挿入 油圧モータ（ロ）を回転し、チューブの管板への挿入を
行なう。この時上下駆動Ｖロールは上部動■ロールの弾
性体（１０によりチュ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）　チューブの押込み チューブの後端が第２のチューブ検出装置（ホ）を外れ
ると、油圧モータに）を停止し、上部動Ｖロールを上昇
させ、テーブル（３）を後進させ、チューブ矯正装置（
ロ）がチューブ後端よりチューブ挿入方向上手側に来た
時に、矯正用フレーム（ト）を下降位置にするとともに
テーブル（３）を前進させ、チューブ後端を矯正用フレ
ーム（至）の前縁で押してチューブを管仮に押込む。次
に、テーブル（３）を再び後進させ、チューブ押込装置
（２）がチューブ後端よりチューブ挿入方向上手側に来
た時に１．、チューブ押込装置＠の押込フレーム０３を
下降位置にするとともに、テーブル（３）を再び前進さ
せ、チューブを押しきる。

そして押込フレーム０葎、矯正用フレーム（ト）を上昇
位置にしてチューブ挿入を終了する。

次に、チューブ挿入時に挿入不能なチューブが出た場合
の動作について説明する。基準となるチューブ挿入速度
はロータリエンコーダθψで計測すれ、個々のチューブ
の実際の挿入速度は下駆動Ｖロール規制用のブラケット
（７１−１）〜（７１−７）のチューブ走行速度検出装
置（至）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、個々のブラケット
（６８−１）〜（６８−７）が持ち上げられて上部動Ｖ
ロール（９−１）〜（９−７）　、　（９’−１）〜（
９’−７）に強制的な力が加わり、上下１駆動Ｖロール
の間隔が拡がり、チューブの保持力が減じ、下駆動Ｖロ
ール（ｓ−ｔ）〜（８−７）、（８’−１）〜（８’−
７７）とチューブはスリップし、チューブの挿入は止め
られる。

なお、上記動作では、チューブ矯正装置０乃のにδ圧用
フレーム（ト）をチューブ押込みに使用したが、矯正用
フレーム０印によらずに、チューブ押込装置（２）の押
込フレーム（６）によってのみチューブの押込み動作１
行なわせるようにしてもよい。

以上本発明によれば、チューブのたわみ量に相当する量
だけ、チューブ先端に逆曲げを与えておくので、チュー
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
単にチュ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ューブ先端を揃えることができる
ので、複数個のチューブの逆曲げ、押込みを能率よ〈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ロールのピッチ替え装置の詳
細断面図、第６図は駆動ロールの個別駆動前ピッチ替え
の機描を説明するための断面図である。 （１ン・・・下部フレーム、（２）・・・上部フレーム
、（３）・・・テーブル、（４）・・・支柱、　（Ｇ）
（６）’・・・下駆動軸、　（７）（７）’・・・下駆
動軸、（ｓ−１）〜（８−７）、（８’−１）〜（８’
−７）・・・下駆動■ロール、（９−１）〜（９−７）
、（≦］’−１）〜（９’−７）・・・上１１［ＩＶロ
ール！　（’Ｉ・・・弾性体、＠・・・チューブ押込装
Ｈ，ｃ、＋・・・押込フレーム、　（ｌｒｉｌ・・・チ
ューブ支持ロール。 αη・・・チューブ矯正装置、０印・・・矯正用フレー
ム、０５つ・・・チューブ先端逆面げロール、翰・・・
ストッパー。 （ハ）（２）・・・第１および第２のチューブ検出装置
、（イ）・・・駆動用油圧モータ、（６８−１）〜（６
８−７）　、　（７１−１）〜（７１−７）・・・駆動
Ｖロール規制用ブラケット、−（イ）・パ・小車輪、ヴ
３）・・・チューブ走行速度検出装置代理人　森　本　
義　弘

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ューブを自動的に挿入するため
   のチューブ自動挿入装置の直進挿入ヘッド装置であって
   、チューブ挿入方向下手側より、上下移動可能で、下面
   にチュ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ューブ押込装置と、第１のチューブ
   検出装置と、上下移動可能で、上方よりチューブを押す
   チューブ先端逆回げロールを装着された矯正用フレーム
   を有するチューブ矯正装置と、チューブ駆動装置と、第
   ２のチューブ検出装置をこの順次で設けたことを特徴と
   するチューブ自動挿入装置用直進挿入ヘッド装置。