JP2012232337A - コルゲートフィン製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既に加工済みのリブの変形を防止できるコルゲートフィン製造装置を提供する。
【解決手段】板状体３１から複数のリブ１２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３４と、下型３４に対して接離動可能な上型３２と、下型３４に設けられ、複数の凹部５３を有するダイ３７と、上型３２と下型３４との型閉じによって、ダイ３７の凹部５３に進入してリブを形成する加工パンチ４１と、加工パンチ４１よりも板状体の搬送方向下流側に配置され、既に加工済のリブ１２内に進入して板状体３１の位置決めを行うパイロットパンチ４０と、ダイの一部として、パイロットパンチ４０とともに加工済のリブ１２を保持するパイロット凹部５５が上面に形成されていて、且つ上下動可能に設けられているパイロットダイ３６とを具備し、パイロットダイ３６の下部には、パイロットダイ３６を上方に付勢する付勢手段７２が設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、金属製の板状体に形成されるリブが所定間隔おきに複数個立設されて成るコルゲートフィンを成形するコルゲートフィン製造装置に関する。

図９にコルゲートフィンの一例を示す。なお、ここで図示しているコルゲートフィンは、一例として板状体に対してリブが垂直方向に立設される平板フィンである。
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。

このようなコルゲートフィン１０を製造する製造装置として、特許文献１に示すような装置が従来より知られている。このコルゲートフィン製造装置は、１回の型閉じにおいて、複数のパンチが順次下降して複数のリブを順次形成するものである。
図１０に示すように、コルゲートフィン製造装置には、上方に複数のパンチ１３、１３・・が板状体９の搬送方向に沿って配置されている。各パンチ１３は、押圧突起（又はローラ）１４の駆動により、搬送方向下流側から順次下降していく。各パンチ１３の下方には、パンチ１３との噛み合いによって板状体９にリブを形成するためのダイ１６が設けられている。

複数のパンチ１３のうち、搬送方向下流側にはパイロットパンチ１３ａが位置している。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１３よりも先行して下降し、下型のダイ１６とともに、先の型閉じですでに形成されているリブ１２ａに進入して板状体９の位置決めを行う。
ダイ１６には、複数の凹部が形成されている。板状体９の搬送方向下流側の凹部は、パイロットパンチ１３ａが進入するパイロット凹部１６ａである。パイロット凹部１６ａの搬送方向上流側には、加工パンチ（パイロットパンチよりも上流側に位置してリブを加工するためのパンチ）１３が進入してリブを加工するための加工凹部１６ｂが形成されている。

パイロットパンチ１３ａによる位置決め部分の拡大図を図１１に示す。
パイロットパンチ１３ａは、他のパンチ１３よりも先行して下降し、先の型閉じですでに形成されたリブ１２ａ内に進入し、板状体９の位置決めを行っている。

特開２００６−２６３８１５号公報

図１１に示したように、パイロットパンチ１３ａがパイロット凹部１６ａ内のリブ１２ａ内に進入し、板状体９を位置決めしたとき、リブ１２ａの底面とパイロット凹部１６ａの内底面との間には板状体９の厚さよりも狭い程度の隙間ｘが形成されるよう設定されている。隙間ｘを形成する理由は、パンチ１３の下降距離を変更可能とすることで、加工するリブ１２の成形高さが調整できるようにしたためである。

しかし、このような隙間ｘを形成したことにより、パイロットパンチ１３ａにより位置決め後、加工用のパンチ１３が板状体９にリブ１２を加工するときに、パイロットパンチ１３ａによって加工済みのリブ１２が確実には保持されておらず、加工済みのリブ１２が加工されている側に引き込まれてしまい、既に加工済みのリブ１２が変形してしまうという課題があった。

板状体が加工されている側に引き込まれてしまうという問題は、板状体の素材によっても程度は異なるが、アルミニウムよりもステンレスを用いた板状体の方がこの問題が顕著に表れる。
近年では、コルゲートフィンにステンレスを採用するケースも増えており、特に加工済のリブの変形防止という課題の解決が強く望まれている。

そこで本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、既に加工済みのリブの変形を防止できるコルゲートフィン製造装置を提供することにある。

本発明にかかるコルゲートフィン製造装置によれば、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、複数の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する加工パンチと、該加工パンチよりも板状体の搬送方向下流側に配置され、既に加工済のリブ内に進入して板状体の位置決めを行うパイロットパンチと、前記ダイの一部として、前記パイロットパンチとともに加工済のリブを保持するパイロット凹部が上面に形成されていて、且つ上下動可能に設けられているパイロットダイとを具備し、該パイロットダイの下部には、パイロットダイを上方に付勢する付勢手段が設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、パイロットダイが上方に付勢されているため、パイロットパンチが下降してきたときに、パイロット凹部とパイロットパンチとが加工済のリブを隙間無く挟み込んで保持することができる。このため、加工パンチによって加工中のリブに加工済のリブの肉（板状体）が引き込まれそうになっても、引き込まれないようにすることができ、加工済のリブの変形を防止することができる。

本発明によれば、パイロットパンチによる位置決め時において加工済のリブの変形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側面図である。 図１のコルゲートフィン製造装置において順次パンチを下降させていくところを示す側面図である。 図１のコルゲートフィン製造装置において全てのパンチを下降させてリブの成形が完了したところを示す側面図である。 コルゲートフィン製造装置の正面図である。 図４のコルゲートフィン製造装置において全てのパンチを下降させてリブの成形が完了したところを示す正面図である。 パンチとダイの側面図である。 図６におけるパイロットパンチとパイロットダイの拡大図である。 複数のパンチの形状を説明する説明図である。 コルゲートフィンの外観構成を示す説明図である。 従来のパンチとダイの側面図である。 図１０におけるパイロットパンチとパイロットダイの拡大図である。

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。
なお、本実施形態におけるコルゲートフィン製造装置は、一例として、複数のパンチが順次下降することによって、上型と下型の１回の型閉じにおいて複数のリブが同時に形成可能な製造装置であるとする。
ただし、本発明としては、複数のリブを１回の型閉じで形成する装置に限定するものではなく、１回の型閉じで１つのリブを形成する装置であってもよい。

図１はコルゲートフィンの製造装置の全体構成を示す側面図であり、図２および図３は図１において複数のパンチを駆動させていったところを示している。
また、図４、図５は図１〜図３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、アルミニウム、ステンレス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。

製造装置３０は、下型３４と、下型３４に対して接離動可能に設けられた上型３２とを備えている。
下型３４は、基台３５上に固定されたダイ３７と、複数の加工パンチ４１と、複数の加工パンチ４１よりも板状体の搬送方向下流側に加工パンチ４１と並んで配置されたパイロットパンチ４０と、パイロットパンチ４０及び複数の加工パンチ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。

パイロットパンチ４０及び複数の加工パンチ４１は、板状体３１の搬送方向Ａの下流側から上流側に向かって（矢印Ｂ方向）、順次ダイ３７に向けて下降する。パイロットパンチ４０及び複数の加工パンチ４１を順次下降させるための構成については図４、図５に記載されているがその説明は後述する。

次に、図６〜図７に基づいて、下型および上型の構成について説明する。
ダイ３７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。ダイ３７の凹部５３内に、加工パンチ４１の下端の凸部４１ａが進入して板状体を曲げ加工し、ダイ３７の凸部がリブ１２の山部分を成形する。

ダイ３７の複数の凹部５３は、板状体３１の搬送方向Ａに沿って形成されている。この複数の凹部５３よりも、板状体３１の搬送方向Ａの最下流側に存在する凹部５５が、すでに形成されたリブ１２を進入させて板状体３１の位置決めを行うためのパイロット凹部５５である。そして、パイロット凹部５５以外の凹部５３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５３である。この加工凹部５３内に、各加工パンチ４１の下端の凸部４１ａが、板状体３１の搬送方向Ａの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１２が順次形成されていく。

パイロット凹部５５は、ダイ３７とは別体に設けられたパイロットダイ３６の上面に形成されている。パイロットダイ３６は基台３５の内部に収納された付勢手段であるスプリング７２に取り付けられている。したがって、パイロットダイ３６はスプリング７２によって常時上方に向けて突出するように付勢されている。

パイロットダイ３６のパイロット凹部５５の上方にはパイロットパンチ４０の凸部４０ａが配置されている。上型３２の動作によって、パイロットパンチ４０が下降すると、パイロットパンチ４０の凸部４０ａは、加工済のリブ１２内に進入し、その下方に配置されているパイロットダイ３６のパイロット凹部５５との間で、加工済のリブ１２を挟み込んで保持する。
パイロットパンチ４０が下降して加工済のリブ１２ごとパイロットダイ３６を押動すると、パイロットダイ３６はスプリング７２の付勢力に抗して下降する。このとき、パイロットダイ３６は上方に付勢されているので、加工済のリブ１２とパイロット凹部５５との間における隙間がなく、加工済のリブ１２を確実に保持することができる。

次に、複数のパンチ（以下、パイロットパンチについても単にパンチと称する場合がある）を１回の型閉じ動作で順次下降させるための構成について、図４、図５及び図８に基づいて詳細に説明する。
各パンチ４０、４１は、板状体３１の搬送方向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。
各パンチ４０、４１幅方向Ｃの両端部は、下型３４の基台３５に取り付けるための取付部４５として形成されており、基台３５に設けられているパンチ支持部３８との間で上方に向けて付勢する付勢手段４４を介して取り付けられている。本実施形態の付勢手段４４としては、上下方向に圧縮可能なばねが複数本用いられている。

各パンチ４０、４１の上面には、パンチ４０、４１を駆動させるための押圧カムブロック４２の下面に形成されている押圧突起４９が当接する被押圧突起４６が形成されている。この被押圧突起４６は、側壁４７がテーパ状に形成されており、押圧突起４９が乗り上げやすくなっている。また、本実施形態の例では、被押圧突起４６は、１つのパンチ４０、４１で幅方向Ｃに沿って４箇所に形成されている。

各パンチ４０、４１は、板状体３１に曲げ加工を施す順番に被押圧突起４６の上面の幅が幅広になるように形成されている（図８参照）。
本実施形態では、板状体３１の搬送方向Ａの下流側から図２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の搬送方向Ａの先頭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、搬送方向Ａの上流側に向かうにしたがって、パンチ４０、４１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。

これを図４、図５に基づいて説明すると、複数のパンチ４０、４１（ここでは８個のパンチ）のうち、最初にパイロットダイ３６方向へ下降するパイロットパンチ４０については、被押圧突起４６のテーパ状の側壁４７が、押圧カムブロック４２の押圧突起４９にもっとも近い位置（位置ａ１）に形成されており、次にダイ３７方向へ下降する加工パンチの被押圧突起４６のテーパ状の側壁４７が、押圧カムブロック４２の押圧突起４９に次に近い位置（位置ａ２）に形成されている。

そして、ダイ３６，３７方向へ下降する順番に、パンチ４０、４１のテーパ状の側壁４７の位置が徐々に押圧カムブロック４２の押圧突起４９から遠ざかり、最後にダイ３７方向へ下降する加工パンチ４１の被押圧突起４６のテーパ状の側壁４７が押圧カムブロック４２の押圧突起４９から最も離れた位置（位置ａ８）に形成されている。

押圧カムブロック４２は、各パンチ４０、４１の上方において各パンチ４０、４１の上面に常時当接する位置に配置されている。すなわち、上型３２と下型３４との型開き時においては押圧カムブロック４２の押圧突起４９は、被押圧突起４６以外の部位に当接しており、型閉じ中には各パンチ４０、４１の被押圧突起４６の少なくともいずれかに当接している。
押圧カムブロック４２は、パンチ４０、４１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。

本実施形態においては、２個の押圧カムブロック４２，４２は、上型３２と下型３４との型開き時には各パンチ４０、４１の幅方向Ｃのほぼ中心に位置しており（図４の状態）、上型３２と下型３４との型閉じ時には、それぞれが離間する方向、すなわちそれぞれパンチ４０、４１の幅方向Ｃに向けて移動する（図５の状態）。

各押圧カムブロック４２，４２の下面には下方に向けて突出する押圧突起４９がそれぞれ２箇所に形成されている。押圧突起４９は下方に向けて徐々に幅狭となるような逆テーパ状に形成されており、上型３２と下型３４の型開き時には、各パンチ４０、４１の上面の被押圧突起４６に当接しない位置にある（図４の状態）。そして、上型３２と下型３４との型閉じ時には、各押圧カムブロック４２，４２は、パンチ４０、４１の幅方向Ｃに移動し、各押圧突起４９は、各パンチ４０、４１のうち最も幅広の被押圧突起４６のテーパ状の側壁４７に乗り上げていき、各パンチ４０、４１を幅広の被押圧突起４６を有するものから付勢手段４４の付勢力に抗して順に下方に押し下げていく（図５の状態）。

上型３２に設けられたカムプレート３９は、各押圧カムブロック４２に設けられたベアリング５０を収納するカム溝５２が形成されている。
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４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。

なお、各押圧カムブロックの押圧突起としては、回転体を設けた構成であってもよい。回転体としては、板状体３１の搬送方向Ａに沿って長尺な円柱状のローラや、球状のころを採用することができる。
さらに、本発明としては、型閉じ時に互いに離間する方向に移動する２個の押圧カムブロックでなくてもよく、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。

以上本発明につき好適な実施形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。

３０ コルゲートフィン製造装置
３１ 板状体
３２ 上型
３４ 下型
３５ 基台
３６ パイロットダイ
３７ ダイ
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
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
５３ 加工凹部
５５ パイロット凹部
７２ スプリング

Claims (1)

1. 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、複数の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する加工パンチと、
   該加工パンチよりも板状体の搬送方向下流側に配置され、既に加工済のリブ内に進入して板状体の位置決めを行うパイロットパンチと、
   前記ダイの一部として、前記パイロットパンチとともに加工済のリブを保持するパイロット凹部が上面に形成されていて、且つ上下動可能に設けられているパイロットダイとを具備し、
   該パイロットダイの下部には、パイロットダイを上方に付勢する付勢手段が設けられていることを特徴とするコルゲートフィン製造装置。

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