JP2011167735A - コルゲートフィン製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コルゲートフィン製造装置30において、下型34に設けられ凹部を有するダイ36と、ダイ36の凹部に進入してリブ12を形成し、ダイ36の凹部に進入中においてはダイ36の凹部の外部に存在する板状体31のリブ未加工部分には接触しないか又は接触しても引き込みに対して抵抗とはならない加工パンチ41と、ダイ36においてリブの未加工部分が載置される載置部37と、リブ12の形成中は板状体31のリブ12の未加工部分に接触しないか又は接触しても引き込みに対して抵抗とはならず、リブ12の形成完了後に板状体31のリブの未加工部分を押し下げ、載置部37との間でリブの未加工部分をプレスしてフラットに形成するフラットパンチ43とを備える。
【選択図】図1
Description
コルゲートフィン10はアルミニウム等から成る金属製の板状体9に、複数の連続したリブ12が形成されているものであって、主に自動車のラジエータ、エアコン、EGR等の熱交換器に用いられている。
板状体9の送り方向下流側には、パイロットパンチ13aが、上型にバネ等の付勢手段によって下方に付勢されて配置されている。パイロットパンチ13aは、型閉じ動作が開始されると、他のパンチよりも先行して下降し、下型のダイとともに、先の型閉じですでに形成されているリブに進入して板状体の位置決めを行う。
加工パンチ13bの上流側側面には、板状体9のリブの未加工部分を上方から押圧するための押圧部15が形成されている。
この加工凹部16aの上流側には、加工パンチ13bの押圧部15によって押圧された板状体9のリブ未加工部分の下面が載置される、上面がフラットの載置部17が形成されている。
従来の加工パンチ13bの構造では、リブ12が形成完了すると同時に、押圧部15が未加工部分をダイ16の載置部17に押圧してフラットにする構造となっているので、まだリブ12を成形中であっても押圧部15はたわんだ未加工部分を押し下げていく。
このため、未加工部分が十分に引き込まれないことによる、リブの薄肉化及び破断が生じる可能性があるという課題がある。
この構成を採用することによって、加工パンチとダイがリブを加工している間は、リブの未加工部分が抵抗なく加工パンチとダイの間に引き込まれる。そして、フラットパンチは、リブの形成完了後に初めてリブの未加工部分に対して抵抗がでるように押圧して、フラットな形状にするよう動作する。このため、リブ形成中は、リブの未加工部分は加工パンチとダイの間に十分に引き込まれるのでリブの薄肉化や破断を防止することができる。
この構成によれば、上型と下型の1回の型閉じで複数のリブを形成可能とした装置において、最後部の加工パンチとダイの最後部の凹部がリブを加工している間は、リブの未加工部分が抵抗なく加工パンチとダイの間に引き込まれる。そして、フラットパンチは、最後部リブの形成完了後に初めてリブの未加工部分に対して抵抗がでるように押圧して、フラットな形状にするよう動作する。このため、リブ形成中は、リブの未加工部分は加工パンチとダイの間に十分に引き込まれるのでリブの薄肉化や破断を防止することができる。また、各加工パンチが順次リブを加工している際にも、各加工パンチ間における引き込みに対して、抵抗なく板状体を供給できるので、リブの薄肉化や破断を防止することができる。
本発明に係るコルゲートフィン製造装置の好適な実施の形態を以下に説明する。
図1は、コルゲートフィン製造装置の上型部分に設けられるパンチと、下型部分に設けられるダイを側面からみたところを示している。図2は、図1におけるパンチの動作を説明した図面を示している。なお、ここでは上型の駆動手段等の構成については省略している。
なお、本実施形態のコルゲートフィン製造装置は、上型と下型の1回の型閉じにおいて、1つのリブを形成するタイプのものである。
そして、2つの凹部のうち、板状体31の送り方向Aの上流側に位置する凹部が、加工パンチ41とともにリブを形成するための加工凹部36bである。この加工凹部36b内に、後述する加工パンチ41の下端の凸部41aが進入して板状体31を曲げ加工する。
パイロット凹部36aの送り方向上流側の壁面と、加工凹部36bの送り方向下流側の壁面は、上方に突出してリブ内に進入可能な形状を有する凸部36dが構成している。凸部36dは、後述するパイロットパンチ40と加工パンチ41との間に進入する。
本実施形態では、載置部37の高さは、ダイ36の各凸部36c,36dの高さと同一の高さとなっている。このため、リブの未加工部分は、形成されるリブの山部分の頂点と同じ高さの位置に形成される。
パイロットパンチ40は、加工パンチ41よりも先に下降していき、先に形成されているリブ12をパイロット凹部36aとともに挟み込み、板状体31の位置決めを行う。
加工パンチ41は、加工凹部36bに進入可能な形状を有する凸部41aを、その下端部に有している。
パイロットパンチ40とパイロット凹部36aによって位置決めされた板状体31を、加工パンチ41の凸部41aと加工凹部36bとで挟み込むことによってリブ12が形成される。
また本実施形態では、加工パンチ41の下流側の端面41bは、凸部41aを含めてほぼフラットな垂直面として形成されている。この端面41bは、パイロットパンチ40の上流側端面に当接して互いに摺動可能となっている。
この凹み41fの上端部は、加工パンチ41が下降して加工凹部36b内に進入してリブを加工中においても、板状体31のリブの未加工部分には接触しないような上方の位置に形成されている。すなわち、本発明では、この加工パンチ41における凸部41aの上流側の凹み41fが、従来よりも上方に広く形成されている。
例えば、リブの未加工部分が接触していても、板状体31がスムーズに抵抗なく引き込まれるようであればリブの薄肉化や破断は防止できる。この場合、リブの未加工部分が加工パンチ41に接触していても、加工パンチ41の接触部分が、板状体31に対して抵抗が極めて小さいような形状または表面の摩擦係数を考慮した表面形状となっていればよい。
フラットパンチ43は、下面43aがダイ36の最置部37と平行に形成されたものであって、フラットパンチ43と載置部37との間に挟み込まれた板状体31は、フラット形状に形成される。
また、フラットパンチ43の下面43aの位置は、加工パンチ41の凸部41aとダイ36の加工凹部36bによるリブの形成中は板状体31のリブの未加工部分に接触しないような位置に配置されている。そして、リブの形成完了後にダイ36の載置部37方向に移動開始する。移動開始したフラットパンチ43は、板状体31のリブの未加工部分を押し下げ、載置部37との間で板状体31のリブの未加工部分をプレスしてフラットに形成する。
図2の(a)に示すように、まず、パイロットパンチ40が下降して先に形成されているリブ12内に進入し、板状体31の位置決めを行う。次いで、加工パンチ41が下降して板状体31を加工凹部36bとの間に挟み込んでリブを形成する。このリブ形成中のときには、フラットパンチ43及び加工パンチ41のいずれもが、板状体31のリブの未加工部分には接触しないような位置及び形状となっている。リブ形成中には、リブ未加工部分はいずれの箇所にも接触しないので、リブ成形時に伴う板状体31の引き込みに対しても、板状体31は抵抗なく加工パンチ41とダイ36の加工凹部36bとの間に引き込まれる。したがって、十分な肉厚を有するリブの成形が可能である。
このとき、フラットパンチ43は、板状体31のリブ未加工部分を押し下げていってもすでにリブの成形が完了しているので、リブ成形時に伴う板状体31の引き込みはない。
フラットパンチ43は、加工パンチ41の凸部41aの下端部が、ダイ36の加工凹部36bの内底面に当接したときに、基部54がフラットパンチ43の上端部を押圧させて加工するように、フラットパンチ43の上端部の位置が基部54に対して位置決めされている。
例えば、リブの未加工部分が接触していても、板状体31がスムーズに抵抗なく引き込まれるようであればリブの薄肉化や破断は防止できる。この場合、リブの未加工部分がフラットパンチ43に接触していても、フラットパンチ43の接触部分が、板状体31に対して抵抗が極めて小さい形状または表面の摩擦係数を考慮した表面形状となっていればよい。
上述してきた実施形態は、上型と下型における1回の型閉じ動作で1つのリブを形成するコルゲートフィン製造装置であったが、以下に説明する第2の実施形態では、上型と下型における1回の型閉じ動作で、複数のリブを形成可能なコルゲートフィン製造装置である。
なお、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
また、図6、図7は図3〜図5を正面からみたところを示している。
コルゲートフィンの製造装置30(以下、単に製造装置と称する場合がある)は、銅やアルミニウムといった金属の薄い板状体31に、プレスによって曲げ加工を施し、複数のリブ12が形成されたコルゲートフィン10を成形する装置である。
下型34は、基台35上に固定されたダイ36と、パイロットパンチ40と、複数の加工パンチ41,41・・と、フラットパンチ43と、複数の加工パンチ41,41・・の上方に配置された2個の押圧カムブロック42とを有している。上型32は、上下動するカムプレート39と、図示しない駆動手段とを有している。駆動手段は、カムプレート39を上下方向に駆動させるためのものであり、例えば上下方向に駆動する油圧シリンダ等が用いられる。
まず、下型34の構成について詳細に説明する。
ダイ36は、基台35の上面に固定されており、成形するコルゲートフィンのリブの形状に合わせて複数の凹凸を有している。図8では、例として4つの凹部と4つの凸部が形成されている形態を示している。ダイ36の凹部内に、後述するパンチ41の下端の凸部41aが進入して板状体を曲げ加工し、ダイ36の凸部がリブ12の山部分を成形する。
そして、複数の凹部のうち、パイロット凹部36a以外の凹部が、加工パンチ41とともにリブを形成するための加工凹部36bである。この加工凹部36b内に、後述する各加工パンチ41の下端の凸部41aが、板状体31の送り方向下流側から上流側に向かって順次進入して板状体31を曲げ加工し、複数のリブが順次形成されていく。
ダイ36の複数の凸部のうち、送り方向の最下流側に位置する凸部36c以外の凸部36dは、それぞれ後述する加工パンチ41の間に進入する。
本実施形態では、載置部37の高さは、ダイ36の凸部36c,36dの高さと同一の高さとなっている。このため、リブ未加工部分は、形成されるリブの山部分の頂点と同じ高さの位置に形成される。
複数のパンチのうち、板状体31の送り方向Aの最下流側のパンチがパイロットパンチ40である。パイロットパンチ40は、パイロット凹部36aに進入可能な形状を有する凸部40aを、その下端部に有している。パイロットパンチ40の凸部40aは、パイロットパンチ40に対して板状体31の送り方向Aの幅のほぼ中央に配置されている。パイロットパンチ40の送り方向Aの下流側の端面40cは、フラットな垂直面として形成されている。そして、この端面40cよりも上流側に凸部40aが形成されているため、端面40cと凸部40aの下流側の端面との間には側面視したときには凹み40dが生じている。上型と下型との型閉じ時には、凹み40dに上述したダイ36の凸部36cが進入する。
パイロットパンチ40は、加工パンチ41よりも先に下降していき、先に形成されているリブ12をパイロット凹部36aとともに挟み込み、板状体31の位置決めを行う。
各加工パンチ41は、加工凹部36bに進入可能な形状を有する凸部41aを、その下端部に有している。
パイロットパンチ40とパイロット凹部36aによって位置決めされた板状体31を、加工パンチ41の凸部41aと加工凹部36bとで順次挟み込むことによって複数のリブ12が順次形成される。
この凹み41fの上端部は、該当する加工凹部36b内に進入してリブを加工したのち、次工程の加工パンチ41が該当する加工凹部36b内に進入してリブを加工中においても、板状体31のリブの未加工部分には接触しないような上方の位置に形成されている。すなわち、本実施形態では、この加工パンチ41における凸部41aの上流側の凹み41fが、従来よりも上方に広く形成されている。これにより、リブ加工中において、板状体31の引き込みに対して加工パンチ41が抵抗となることがない。
上述した実施形態と同様に、例えば、リブの未加工部分が接触していても、板状体31がスムーズに抵抗なく引き込まれるようであればリブの薄肉化や破断は防止できる。この場合、リブの未加工部分が加工パンチ41に接触していても、加工パンチ41の接触部分が、板状体31に対して抵抗が極めて小さいような形状または表面の摩擦係数を考慮した表面形状となっていればよい。
フラットパンチ43は、下面43aがダイ36の載置部37と平行に形成されたものであって、フラットパンチ43と載置部37との間に挟み込まれた板状体31は、フラット形状に形成される。
また、フラットパンチ43の下面43aの位置は、最後部加工パンチ41とダイ36の加工凹部36bによるリブの形成中は板状体31のリブの未加工部分に接触しないような位置に配置されている。そして、リブの形成完了後にダイ36の載置部37方向に移動開始する。移動開始するとフラットパンチ43は、板状体31のリブの未加工部分を押し下げ、載置部37との間で板状体31のリブの未加工部分をプレスしてフラットに形成する。
例えば、リブの未加工部分が接触していても、板状体31がスムーズに抵抗なく引き込まれるようであればリブの薄肉化や破断は防止できる。この場合、リブの未加工部分がフラットパンチ43に接触していても、フラットパンチ43の接触部分が、板状体31に対して抵抗が極めて小さいような形状または表面の摩擦係数を考慮した表面形状となっていればよい。
図9の(a)に示すように、まずパイロットパンチ40が下降して、前回の型閉じで既に形成されているリブ12内に進入し、板状体31の位置決めを行う。
続いて図9の(b)に示すように、複数の加工パンチ41は送り方向の下流側から順次下降して、順次リブが形成されていく。フラットパンチ43は、最後部加工パンチ41によって最後部のリブ12が形成完了してから動作が開始されるように設けられている。動作開始前のフラットパンチ43は、リブ未加工の板状体31に接触しないような位置に配置されている。具体的には、板状体31がたわんだ場合に想定される板状体31の最上方位置31hよりも、フラットパンチ43の下面43aが、さらに上方に位置するように設けられている。
リブ形成中には、リブの未加工部分はいずれの箇所にも接触しないので、リブ成形時に伴う板状体31の引き込みに対しても、板状体31は抵抗なく加工パンチ41とダイ36の間に引き込まれる。したがって、十分な肉厚を有するリブの成形が可能である。
このとき、フラットパンチ43は、板状体31のリブ未加工部分を押し下げていってもすでに全てのリブの成形が完了しているので、リブ成形時に伴う板状体31の引き込みはない。
各パンチ40、41、43(パイロットパンチ、加工パンチ及びフラットパンチを含む)は、板状体31の送り方向Aに直交する方向(以下、パンチの幅方向と称する)Cに沿って幅広に形成されている。
本実施形態では、板状体31の送り方向Aの下流側から図4の矢印B方向に向けて順次リブを形成している。このため、板状体31の送り方向Aの下流側に位置するパイロットパンチ40の被押圧突起46の上面が最も幅広であり、送り方向Aの上流側に向かうにしたがって、パンチ40、41、43の被押圧突起46の上面が幅狭になるように形成されている。
具体的には、複数のパンチのうち、フラットパンチ43の上面に形成されている被押圧突起46の上面が最も幅狭となっている。
なお、フラットパンチ43は、最後部加工パンチ41によって最後部のリブ12が形成完了してから動作が開始されるように設けられているので、フラットパンチ43の被押圧突起の側面47の形成位置は、最後部加工パンチ41が完全に下降してから動作するような位置に形成されている。
押圧カムブロック42は、パンチ40、41、43の幅方向Cの中心を境にして2個設けられており、それぞれパンチ40、41、43の幅方向Cに沿って移動可能である。かかる押圧カムブロック42の移動は、後述する上型32のカムプレート39によって動作が規制される。
カム溝52は、カムプレート39の下降に伴って押圧カムブロック42をパンチ40、41、43の幅方向Cに移動させるような形状に形成されている。つまり、カム溝52は、ベアリング50が徐々にパンチ40、41、43の幅方向Cに移動するように斜めに形成されている。
具体的に、図6に示す押圧カムブロック42のうち、右側に位置する押圧カムブロック42を矢印D方向に移動させるために対応するカム溝52は右斜め上方に向かうように形成されており、左側に位置する押圧カムブロック42を矢印E方向に移動させるために対応するカム溝52は左斜め上方に向かうように形成されている。
上型32と下型34とが型開きの状態において、図示しない搬送装置が、板状体31をダイ36とパンチ40、41、43との間に搬送する。
そして、型閉じ動作が開始され、上型32が下型34に向けて下降していくと、カムプレート39も下降する。カムプレート39のカム溝52に沿って押圧カムブロック42のベアリング50が移動させられ、押圧カムブロック42が水平方向に移動する。
すると、それぞれの押圧カムブロック42の下面に設けられた押圧突起49が、複数のパンチ40、41、43のうち、最初に下降すべきパイロットパンチ40の被押圧突起46の上面に乗り上げるようにしてパイロットパンチ40を下方に向けて押し下げる(図11〜図14参照)。
下降する加工パンチ41は、板状体31をダイ36との間で曲げ加工を施す。複数の加工パンチ41は、板状体31の送り方向Aの先頭から順次下降するので、板状体31に順次リブを形成していく。
その後、駆動手段が駆動して上型32は上昇を開始する。
上型32の上昇によってカムプレート39も上昇し、それに伴い、各押圧カムブロック42のベアリング50がカム溝52に沿って徐々に各パンチ40、41,43の幅方向Cの中心方向に移動させられる。
しかし、2個の押圧カムブロックの移動はこのような方向に移動するものに限定されない。すなわち、型開き時においては2個の押圧カムブロックがパンチの幅方向の両端に位置しており、型閉じ時に互いに接近する方向に移動することにより、各パンチを順次下降させていくような構造であってもよい。
31 板状体
32 上型
32 押圧カムブロック
34 下型
35 基台
36 ダイ
37 載置部
38 パンチ支持部
39 カムプレート
40 パイロットパンチ
41 加工パンチ
42 押圧カムブロック
43 フラットパンチ
44 付勢手段
45 取付部
46 被押圧突起
47 側壁
49 押圧突起
50 ベアリング
52 カム溝
54 基部
56 パンチホルダ
Claims (2)
- 金属製の板状体から複数のリブを有するコルゲートフィンを形成するための製造装置において、
下型と、
下型に対して接離動可能な上型と、
下型に設けられ、凹部を有するダイと、
上型と下型との型閉じによって、ダイの凹部に進入してリブを形成し、且つダイの凹部に進入中においてはダイの凹部の外部に存在する板状体のリブ未加工部分には接触しない形状又は接触してもリブ形成時の引き込みに対して抵抗とはならない形状を有する加工パンチと、
前記ダイにおいて、凹部よりも板状体の送り方向上流側に形成され、板状体のリブの未加工部分が載置される載置部と、
前記加工パンチよりも板状体の送り方向上流側に、前記加工パンチと前記ダイの凹部によるリブの形成中は板状体のリブの未加工部分に接触しないような位置又は接触してもリブ形成時の引き込みに対して抵抗とはならない形状に設けられ、リブの形成完了後に前記ダイの載置部方向に移動して板状体のリブの未加工部分を押し下げ、前記載置部との間でリブの未加工部分をプレスしてフラットに形成するフラットパンチと、を備えることを特徴とするコルゲートフィン製造装置。 - 前記ダイにはリブを形成するための凹部が複数設けられ、
上型と下型の1回の型閉じにおいて順次ダイ方向に移動可能な複数の加工パンチが設けられ、
前記載置部は、前記ダイにおいて最後に形成される最後部リブを形成する最後部凹部よりも、板状体の送り方向上流側に設けられ、
各前記加工パンチは、次工程の加工パンチがダイの凹部に進入中においてはダイの凹部の外部に存在する板状体のリブ未加工部分には接触しない形状又は接触してもリブ形成時の引き込みに対して抵抗とはならない形状に設けられ、
前記フラットパンチは、最後部リブを形成する最後部の加工パンチよりも、板状体の送り方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項1記載のコルゲートフィン製造装置。
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