JP2020146771A - Cooling body processing jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軟質金属からなり裏面に複数の冷却フィンを有する冷却体の表面を高精度に切削加工できる冷却体の加工治具に関するものである。 The present invention relates to a cooling body processing jig capable of cutting the front surface of a cooling body made of soft metal and having a plurality of cooling fins on the back surface with high accuracy.
従来から、電動式車両には電力変換を行うためにコンバータやインバータが多数使用されている。これらのコンバータやインバータは、変換回路を構成する半導体素子の温度上昇がほぼ均一になるように、全体を冷却してやる必要があり、例えば、特許文献１に示されるように、裏面に複数の冷却フィンを有する冷却体が使用されている。 Conventionally, many converters and inverters have been used in electric vehicles to perform electric power conversion. These converters and inverters need to be cooled as a whole so that the temperature rise of the semiconductor elements constituting the conversion circuit becomes substantially uniform. For example, as shown in Patent Document 1, a plurality of cooling fins are provided on the back surface. A cooling body having the above is used.
この冷却体は、加工性、軽量性および熱伝導率の高い材質が要求されており、一般的にはアルミニウムのような軟質金属が広く用いられている。また、冷却体としては、裏面に複数の冷却フィンを形成した一次製品を成形後に、次の切削加工工程において表面に穿孔処理や切削処理等を施して最終製品としている。 This cooling body is required to be made of a material having high workability, light weight and thermal conductivity, and a soft metal such as aluminum is generally widely used. Further, as the cooling body, after molding a primary product in which a plurality of cooling fins are formed on the back surface, the front surface is subjected to a drilling process, a cutting process, or the like in the next cutting process to obtain a final product.
しかしながら、一次製品は裏面に複数の冷却フィンを有しているため、切削加工工程においてしっかりと固定することが難しく、切削加工を施すと被加工品がバタついて高精度に切削加工することができず不良品の発生率が高くなるという問題があった。一方、職人が一個ずつ手作業で切削加工したのでは生産性に劣るうえ生産コストも高くなるという問題があった。 However, since the primary product has multiple cooling fins on the back surface, it is difficult to firmly fix it in the cutting process, and when cutting is performed, the work piece flutters and can be cut with high accuracy. There was a problem that the incidence of defective products was high. On the other hand, if the craftsmen manually cut one by one, there is a problem that the productivity is inferior and the production cost is high.
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、軟質金属からなり裏面に複数の冷却フィンを有する冷却体の表面を高精度に切削加工することができ、また、マシニングセンタと組み合わせて寸法精度の高い製品を短時間かつ低コストで量産することができる冷却体の加工治具を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can cut the surface of a cooling body made of soft metal and having a plurality of cooling fins on the back surface with high precision, and also has dimensions in combination with a machining center. An object of the present invention is to provide a cooling body processing jig capable of mass-producing highly accurate products in a short time and at low cost.
上記課題を解決するためになされた本発明の冷却体の加工治具は、裏面に複数の冷却フィンを有する冷却体の表面を切削加工するための冷却体の加工治具であって、
治具本体の上面には冷却体を上向きで所定位置にセットする載置面を設けるとともに、この載置面の下部には前記冷却フィンを受け入れ可能で、かつ負圧に設定可能な空洞室を設け、
この空洞室には前記冷却フィンに上向きに弾発した状態で当接し、かつ自在に昇降動する裏アテ板と、この裏アテ板の高さを調整した後に、この位置に裏アテ板を固定する固定手段を設けたことを特徴とするものであり、これを請求項１に係る発明とする。
The cooling body processing jig of the present invention made to solve the above problems is a cooling body processing jig for cutting the front surface of a cooling body having a plurality of cooling fins on the back surface.
A mounting surface for setting the cooling body at a predetermined position is provided on the upper surface of the jig body, and a cavity chamber capable of receiving the cooling fins and being set to a negative pressure is provided below the mounting surface. Provide,
The back plate is in contact with the cooling fins in an upwardly elastic state and freely moves up and down, and the back plate is fixed at this position after adjusting the height of the back plate. It is characterized in that the fixing means is provided, and this is the invention according to claim 1.
好ましい実施形態によれば、前記載置面には、冷却体を基準面に沿わせて固定する押さえ金具が取り付けてあるものが好ましく、これを請求項２に係る発明とする。 According to a preferred embodiment, the above-mentioned mounting surface is preferably provided with a holding metal fitting for fixing the cooling body along the reference surface, and this is the invention according to claim 2.
また、好ましい実施形態によれば、前記空洞室には、室内を負圧にする真空ポンプが連結してあるものが好ましく、これを請求項３に係る発明とする。 Further, according to a preferred embodiment, it is preferable that the hollow chamber is connected to a vacuum pump that creates a negative pressure in the chamber, and this is the invention according to claim 3.
その他の好ましい実施形態によれば、前記固定手段は、裏アテ板の裏面から下方に垂設した垂直軸と、この垂直軸をプラス圧の作用で押圧固定するストッパー部材と、このストッパー部材に圧縮空気を供給するコンプレッサで構成されているものが好ましく、これを請求項４に係る発明とする。 According to another preferred embodiment, the fixing means compresses the vertical axis vertically hung downward from the back surface of the back plate, the stopper member that presses and fixes the vertical axis by the action of positive pressure, and the stopper member. A compressor that supplies air is preferable, and this is the invention according to claim 4.
請求項１に係る発明では、裏面に複数の冷却フィンを有する冷却体の表面を切削加工するための冷却体の加工治具であって、治具本体の上面には冷却体を上向きで所定位置にセットする載置面を設けるとともに、この載置面の下部には前記冷却フィンを受け入れ可能で、かつ負圧に設定可能な空洞室を設け、この空洞室には前記冷却フィンに上向きに弾発した状態で当接し、かつ自在に昇降動する裏アテ板と、この裏アテ板の高さを調整した後に、この位置に裏アテ板を固定する固定手段を設けたものとしたので、冷却体は載置面の所定位置に正確にセットされたうえ、更には、冷却フィンが裏アテ板で支持された状態となるため、切削加工を施した場合に被加工品がバタつくことがなく、高精度に切削加工することができる。 The invention according to claim 1 is a processing jig for a cooling body for cutting the surface of a cooling body having a plurality of cooling fins on the back surface, and the cooling body is placed at a predetermined position on the upper surface of the jig body with the cooling body facing upward. In addition to providing a mounting surface to be set in, a cavity chamber that can accept the cooling fins and can be set to a negative pressure is provided in the lower part of the mounting surface, and the cooling fins are impacted upward in this cavity chamber. A back plate that comes into contact with the back plate and moves up and down freely, and a fixing means for fixing the back plate at this position after adjusting the height of the back plate are provided for cooling. The body is accurately set in place on the mounting surface, and the cooling fins are supported by the back plate, so the product to be machined does not flutter when cut. , Can be machined with high precision.
また、請求項２に係る発明では、前記載置面には、冷却体を基準面に沿わせて固定する押さえ金具が取り付けてあるものとしたので、冷却体を簡単かつ正確に所定位置へセットすることができる。 Further, in the invention according to claim 2, since it is assumed that the pressing metal fitting for fixing the cooling body along the reference surface is attached to the above-described mounting surface, the cooling body is set in a predetermined position easily and accurately. can do.
また、請求項３に係る発明では、前記空洞室には、室内を負圧にする真空ポンプが連結してあるものとしたので、バキューム力により治具本体の上面に冷却体を単に載置するだけでなく、しっかりと固定することができ高精度に切削加工することができる。 Further, in the invention according to claim 3, since it is assumed that a vacuum pump that creates a negative pressure in the cavity is connected to the cavity chamber, a cooling body is simply placed on the upper surface of the jig body by a vacuum force. Not only that, it can be firmly fixed and can be machined with high precision.
また、請求項４に係る発明では、前記固定手段は、裏アテ板の裏面から下方に垂設した垂直軸と、この垂直軸をプラス圧の作用で押圧固定するストッパー部材と、このストッパー部材に圧縮空気を供給するコンプレッサで構成されているものとしたので、裏アテ板の高さを正確に調整した後、その位置をストッパー部材の加圧作用によって確実に保持した状態で加工するため、高精度に切削加工することができる。 Further, in the invention according to claim 4, the fixing means is attached to a vertical axis vertically hung downward from the back surface of the back plate, a stopper member for pressing and fixing the vertical axis by the action of positive pressure, and the stopper member. Since it is composed of a compressor that supplies compressed air, after adjusting the height of the back plate accurately, it is processed in a state where the position is securely held by the pressurizing action of the stopper member, so it is high. It can be cut with high precision.
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明に係る加工治具の一例を示す概略断面図、図２はその斜視図である。また、図３は本発明の加工治具で切削加工して得られた冷却体２１の斜視図、図４は切削加工を施す前の冷却体２１の一次製品を示す斜視図である。前記冷却体２１は、裏面に複数の冷却フィン２２を有しており、また表面には取り付け用の孔２３やコンバータ等の載置用の凹部２４が切削加工により形成されている。
なお、冷却体２１の一次製品は切削加工が施されておらず、表面が平板状態のものであり、本発明の加工治具は、この一次製品にマシニングセンタにより前記孔２３や凹部２４等を高精度に切削加工するためのものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be shown with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a processing jig according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof. Further, FIG. 3 is a perspective view of the cooling body 21 obtained by cutting with the processing jig of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view showing a primary product of the cooling body 21 before cutting. The cooling body 21 has a plurality of cooling fins 22 on the back surface, and a mounting hole 23 and a recess 24 for mounting a converter or the like are formed on the front surface by cutting.
The primary product of the cooling body 21 is not machined and has a flat surface, and the processing jig of the present invention has the holes 23, recesses 24, etc. raised in the primary product by a machining center. It is for cutting with high precision.
図１〜図２に示されるように、治具本体１の上面には一次製品の冷却体２１を上向きで所定位置にセットするための載置面２が設けられている。この載置面２は、凹み段差部となっており、冷却体２１の側面を基準面２ａに合わせて位置設定した後、押さえ金具２ｂで締め付けて冷却体２１を所定位置にセットするように構成されている。図示のものでは、前記基準面２ａは冷却体２１の一つの角を含んだ２辺を位置合わせするように設けられており、前記基準面２ａに押し当てた状態で他片部を２個の押さえ金具２ｂでネジ締めして固定する構造となっている。これにより、治具本体１の上面の所定位置に冷却体２１を正しくセットすることができる。
なお、前記基準面２ａや押さえ金具２ｂの個数、設定位置等はこれに限定されるものではなく、任意に設定できることは勿論である。
As shown in FIGS. 1 and 2, a mounting surface 2 for setting the cooling body 21 of the primary product at a predetermined position is provided on the upper surface of the jig main body 1. The mounting surface 2 is a recessed stepped portion, and is configured so that the side surface of the cooling body 21 is positioned according to the reference surface 2a and then tightened with the holding metal fitting 2b to set the cooling body 21 at a predetermined position. Has been done. In the figure, the reference surface 2a is provided so as to align two sides including one corner of the cooling body 21, and two other pieces are pressed against the reference surface 2a. The structure is such that it is fixed by screwing with the holding metal fitting 2b. As a result, the cooling body 21 can be correctly set at a predetermined position on the upper surface of the jig body 1.
The reference surface 2a, the number of holding metal fittings 2b, the set position, and the like are not limited to these, and of course, they can be set arbitrarily.
前記載置面２の下部には、冷却体２１の裏面にある冷却フィン２２を受け入れ可能な空洞室３が設けられている。この空洞室３は、冷却体２１の板状周縁部を載置面２にセットした際に、裏面に突設された冷却フィン２２が治具本体１に当たらないようにすることを目的としている。更には、前記空洞室３は、セットした冷却体２１が次工程でマシニングセンタにより切削加工する際に、被加工物である冷却体２１が所定位置に正確かつバタつきを発生しないように固定することを目的としており、以下のように構成されている。 A cavity 3 capable of receiving the cooling fins 22 on the back surface of the cooling body 21 is provided below the mounting surface 2 described above. The purpose of the cavity 3 is to prevent the cooling fins 22 projecting from the back surface from hitting the jig body 1 when the plate-shaped peripheral edge of the cooling body 21 is set on the mounting surface 2. .. Further, when the set cooling body 21 is cut by the machining center in the next step, the cavity 3 is fixed so that the cooling body 21 as a work piece is accurately positioned at a predetermined position and does not flutter. The purpose is to configure as follows.
前記空洞室３は、負圧に設定可能となっている。即ち、内部を負圧に設定することにより、被加工物である冷却体２１を空洞室３側へバキューム吸引して載置面２にしっかりと固定するのである。なお、前記冷却体２１と載置面２との間にはＯリング４が介在されており、エア漏れが生じないように構成されている。
また、図示のものでは、空洞室３に真空ポンプ５が連結してあり室内を負圧にする構造となっているが、内部を負圧に設定できるものであれば手段は問わない。
The cavity 3 can be set to a negative pressure. That is, by setting the inside to a negative pressure, the cooling body 21 which is a work piece is vacuum-sucked to the cavity chamber 3 side and firmly fixed to the mounting surface 2. An O-ring 4 is interposed between the cooling body 21 and the mounting surface 2 so that air leakage does not occur.
Further, in the illustrated one, the vacuum pump 5 is connected to the cavity 3 to create a negative pressure in the chamber, but any means may be used as long as the inside can be set to a negative pressure.
また、前記空洞室３には、前記冷却フィン２２に上向きに弾発した状態で当接し、かつ自在に昇降動する裏アテ板６が設けられている。この裏アテ板６は、前記冷却フィン２２の下端に当接して冷却体２１を下面から支持するものであり、裏面中央から下方に垂設した垂直軸７を有している。なお、垂直軸７の下方部はサポート部材８内に挿入されている。また、前記垂直軸７の上部（裏アテ板６の下面とサポート部材８の上面の間）にはコイルバネ９が装着してあり、弾発力により裏アテ板６が常に上向きに付勢された状態となっている。 Further, the cavity chamber 3 is provided with a back cover plate 6 that abuts on the cooling fins 22 in an upwardly elastic state and moves up and down freely. The back plate 6 abuts on the lower end of the cooling fin 22 to support the cooling body 21 from the lower surface, and has a vertical axis 7 vertically hung downward from the center of the back surface. The lower portion of the vertical axis 7 is inserted into the support member 8. Further, a coil spring 9 is attached to the upper portion of the vertical shaft 7 (between the lower surface of the back plate 6 and the upper surface of the support member 8), and the back plate 6 is always urged upward by the elastic force. It is in a state.
上記の構成とすることで、軟質金属からなる冷却体２１は、空洞室３側へバキューム吸引した際に中央部が下向きの円弧状に変形される場合があるが、前記裏アテ板６が上向きに弾発しているため、冷却体２１は裏アテ板６に沿って常に水平状の板形状を保持できることとなる。また、冷却フィン２２が裏アテ板６で常に支持された状態となるため、切削加工を施した場合に被加工品の加工面がバタつくことも防止できることとなる。 With the above configuration, the cooling body 21 made of soft metal may be deformed into an arc shape with its central portion facing downward when vacuum sucked toward the cavity chamber 3, but the back plate 6 faces upward. Since it is elastic, the cooling body 21 can always maintain a horizontal plate shape along the back plate 6. Further, since the cooling fins 22 are always supported by the back plate 6, it is possible to prevent the machined surface of the work piece from fluttering when cutting is performed.
更には、前記裏アテ板６の高さを調整した後に、この位置に裏アテ板６を固定するための固定手段が設けられている。即ち、次の切削加工工程では被加工品の加工面を固定しておく必要があり、単に、裏アテ板６を当接させただけの状態では弾発力に反して裏アテ板６が動く可能性が高い。そこで、前記裏アテ板６の高さを調整した後には、この位置に裏アテ板６を固定する固定手段が必要となる。 Further, after adjusting the height of the back cover plate 6, a fixing means for fixing the back cover plate 6 at this position is provided. That is, in the next cutting process, it is necessary to fix the machined surface of the work piece, and the back plate 6 moves against the elastic force when the back plate 6 is simply brought into contact with the back plate 6. Probability is high. Therefore, after adjusting the height of the back cover plate 6, a fixing means for fixing the back cover plate 6 at this position is required.
前記固定手段は、図示のものでは、裏アテ板６の裏面から下方に垂設した垂直軸７と、この垂直軸７をプラス圧の作用で押圧固定するストッパー部材１０（例えば、圧縮空気の供給により膨張する袋状のもの）と、このストッパー部材１０に圧縮空気を供給するコンプレッサ１１で構成されている。なお、ストッパー部材１０とコンプレッサ１１とは、供給管１２によって連結されている。 In the figure, the fixing means is a vertical shaft 7 vertically hung downward from the back surface of the back plate 6, and a stopper member 10 (for example, a supply of compressed air) for pressing and fixing the vertical shaft 7 by the action of positive pressure. It is composed of a bag-shaped one that expands by the air) and a compressor 11 that supplies compressed air to the stopper member 10. The stopper member 10 and the compressor 11 are connected by a supply pipe 12.
前記垂直軸７の下方部とストッパー部材１０とは、サポート部材８の内部に密閉状態にセットされており、コンプレッサ１１の作動によって圧縮空気が供給されると、ストッパー部材１０が膨張して垂直軸７を押圧固定し、その位置を確実に保持する構造となっている。このように、前記固定手段はストッパー部材１０によって垂直軸７を固定する状態と、昇降動自在にする状態を任意に切り替えることができるものであり、同様の処理ができるものであれば、図示の構造に限られない。 The lower portion of the vertical shaft 7 and the stopper member 10 are set in a sealed state inside the support member 8, and when compressed air is supplied by the operation of the compressor 11, the stopper member 10 expands and the vertical shaft 7 is pressed and fixed, and the position is securely held. As described above, the fixing means can arbitrarily switch between a state in which the vertical shaft 7 is fixed by the stopper member 10 and a state in which the vertical shaft 7 can be moved up and down, and if the same processing can be performed, it is shown in the figure. Not limited to the structure.
次に、本発明の加工治具の操作手順について説明する。
先ず、被加工品である冷却体２１の方向を確認した後、この冷却体２１の側面を治具本体１の上面の基準面２ａに合わせて位置設定する。この状態で、真空ポンプ５を作動させて空洞室３内を負圧とし、冷却体２１を空洞室３側へバキューム吸引して載置面２にしっかりと固定する。更に、冷却体２１の縁部を押さえ金具２ｂで締め付けて冷却体２１を所定位置に固定する。
Next, the operation procedure of the processing jig of the present invention will be described.
First, after confirming the direction of the cooling body 21 to be processed, the position of the side surface of the cooling body 21 is set so as to be aligned with the reference surface 2a on the upper surface of the jig body 1. In this state, the vacuum pump 5 is operated to make the inside of the cavity 3 a negative pressure, and the cooling body 21 is vacuum-sucked to the cavity 3 side and firmly fixed to the mounting surface 2. Further, the edge portion of the cooling body 21 is tightened with the holding metal fitting 2b to fix the cooling body 21 at a predetermined position.
前記冷却体２１は、薄い軟質金属からなり変形しやすいため、負圧の吸引力によって空洞室３側へ弧状に変形させられる。しかし、空洞室３にある裏アテ板６が冷却フィン２２に上向きに弾発した状態で当接しているため、冷却体２１は裏アテ板６に押されて徐々に上昇し、最終的には裏アテ板６に沿って水平状の板形状に自動調整される。 Since the cooling body 21 is made of a thin soft metal and is easily deformed, it is deformed in an arc shape toward the cavity chamber 3 side by a suction force of negative pressure. However, since the back plate 6 in the cavity 3 is in contact with the cooling fins 22 in an upwardly elastic state, the cooling body 21 is pushed by the back plate 6 and gradually rises, and finally, It is automatically adjusted to a horizontal plate shape along the back plate 6.
この状態でコンプレッサ１１を作動して、加圧力によりストッパー部材１０を作用させ垂直軸７を固定する。この結果、被加工品である冷却体２１は、治具本体１の載置面２の所定位置に正確にセットされ、しかも裏面側は裏アテ板６が上向きに弾発した状態で当接して支持固定されることとなる。 In this state, the compressor 11 is operated, and the stopper member 10 is actuated by the pressing force to fix the vertical shaft 7. As a result, the cooling body 21 to be processed is accurately set at a predetermined position on the mounting surface 2 of the jig body 1, and the back surface side is in contact with the back surface plate 6 in a state of being elastic upward. It will be supported and fixed.
この後、マシニングセンタにより切削加工が施され、加工終了後に治具本体１の加圧と負圧が開放されて製品が取り出されるが、本発明の加工治具の場合は、被加工品である冷却体２１が載置面２の所定位置に正確にセットされたうえ、更には、冷却フィン２２が裏アテ板６で支持された状態となるため、切削加工を施した場合に被加工品がバタつくことがなく、高精度に切削加工することができる。しかも、マシニングセンタとの組み合わせにより短時間かつ低コストで加工処理を行うことができる。 After that, cutting is performed by the machining center, and after the processing is completed, the pressurization and negative pressure of the jig body 1 are released and the product is taken out. In the case of the processing jig of the present invention, the product to be processed is cooled. Since the body 21 is accurately set at a predetermined position on the mounting surface 2 and the cooling fins 22 are supported by the back plate 6, the workpiece is fluttered when it is cut. It can be machined with high precision without sticking. Moreover, the machining process can be performed in a short time and at low cost by combining with a machining center.
なお、以上の説明は、アルミニウムのような軟質金属からなる冷却体の場合について行ったが、その他、裏面に凹凸がある合成樹脂からなる軟質部材の切削加工にも適用することができるものである。 The above description has been given for a cooling body made of a soft metal such as aluminum, but it can also be applied to cutting of a soft member made of a synthetic resin having irregularities on the back surface. ..
１ 治具本体
２ 載置面
２ａ 基準面
２ｂ 押さえ金具
３ 空洞室
４ Ｏリング
５ 真空ポンプ
６ 裏アテ板
７ 垂直軸
８ サポート部材
９ コイルバネ
１０ ストッパー部材
１１ コンプレッサ
１２ 供給管
２１ 冷却体
２２ 冷却フィン
２３ 孔
２４ 凹部
1 Jig body 2 Mounting surface 2a Reference surface 2b Holding bracket 3 Cavity chamber 4 O-ring 5 Vacuum pump 6 Back plate 7 Vertical axis 8 Support member 9 Coil spring 10 Stopper member 11 Compressor 12 Supply pipe 21 Cooling body 22 Cooling fin 23 Hole 24 recess
Claims (4)
治具本体の上面には冷却体を上向きで所定位置にセットする載置面を設けるとともに、この載置面の下部には前記冷却フィンを受け入れ可能で、かつ負圧に設定可能な空洞室を設け、
この空洞室には前記冷却フィンに上向きに弾発した状態で当接し、かつ自在に昇降動する裏アテ板と、この裏アテ板の高さを調整した後に、この位置に裏アテ板を固定する固定手段を設けたことを特徴とする冷却体の加工治具。 A cooling body processing jig for cutting the front surface of a cooling body having a plurality of cooling fins on the back surface.
A mounting surface for setting the cooling body at a predetermined position is provided on the upper surface of the jig body, and a cavity chamber capable of receiving the cooling fins and being set to a negative pressure is provided below the mounting surface. Provide,
The back plate is in contact with the cooling fins in an upwardly elastic state and freely moves up and down, and the back plate is fixed at this position after adjusting the height of the back plate. A processing jig for a cooling body, characterized in that a fixing means is provided.
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| JP7191324B2 (en) | 2022-12-19 |
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