JP3352175B2 - 接合孔の面取り方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイプに形成された接
合孔の面取り方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、図５に示すような車載用クーラ
などの小型の熱交換器３０が知られており、この熱交換
器３０は、２本の平行なアルミ製ヘッダパイプ３１に多
数本のアルミ製熱交換パイプ３２を接合して構成されて
いる。

【０００３】このような熱交換器３０は、断面円形のヘ
ッダパイプ３１の一側に長方形もしくは長円形の接合孔
３１ａを形成し、その接合孔３１ａに適合する断面形状
の熱交換パイプ３２の両端部を接合孔３１ａに嵌合した
後、加熱してヘッダパイプ３１および熱交換パイプ３２
との嵌合部にロー材を溶融させ、両者をロー付けするこ
とで製造される。

【０００４】ところで、出願人は、ヘッダパイプ３１に
パンチによるプレス加工で簡単に接合孔３１ａを形成す
ることのできるプレス装置を提案している。

【０００５】まず、このプレス装置１０を図６および図
７に基づいて説明する。

【０００６】このプレス装置１０は、固定台１１と、こ
の固定台１１に対しパンチ１６を昇降させる可動台１２
から構成されている。固定台１１は、基台１３と、この
基台１３上に固定されたダイ１４からなり、ダイ１４の
上面には、ヘッダパイプ３１を水平に支持できるように
断面半円状の凹部１４ａが形成されている。

【０００７】また、可動台１２は、ホルダー１５と、こ
のホルダー１５に取り付けられた複数枚のパンチ１６
と、ホルダー１５を通して嵌挿された連結ボルト１７に
連結された加圧パッド１８からなり、この加圧パッド１
８の下面には、ヘッダパイプ３１を保持する断面半円状
の凹部１８ａが形成されている。

【０００８】一方、ホルダー１５と加圧パッド１８間に
はスプリング１９が配設されており、通常加圧パッド１
８を下方に向けて付勢している。そして、後述する穴開
け加工時において、加圧パッド１８の凹部１８ａがヘッ
ダパイプ３１に接触すると、スプリング１９を圧縮して
ヘッダパイプ３１を保持するようにしている。

【０００９】なお、パンチ１６は、詳細には図示しない
が、パンチスペーサ２０に形成されたパンチ保持部に嵌
め込まれてホルダー１５に取り付けられている。そし
て、パンチ１６を保持したパンチスペーサ２０を複数枚
重ねた後、これらのパンチスペーサ２０をノックピン２
１で連結することにより、複数枚のパンチ１６をダイ１
４の凹部１４ａの形成方向（図６の紙面に直交する方
向）に適宜の間隔をおいて並設している。

【００１０】ところで、パンチ１６は、図８に示すよう
に、正面から見た場合、中央部の下端は左右側端部の下
端よりも下方に突出され、中央部および左右側端部がそ
れぞれ下方に向けてＶ字状に形成され、さらに、中央部
から左右側端部にかけてそれぞれ上方に凸の円弧が形成
されている。また、側面から見た場合、左右端部（図８
の上面および下面であって、正面より見た場合の正面お
よび背面）の下端が下方に向けてＶ字状に形成され、そ
の間には凹溝が形成されている。

【００１１】この結果、パンチ１６の下端面において、
正面側および背面側の中央部および左右側端部にそれぞ
れ頂点１６ａ，１６ｂが形成され、正面側および背面側
において、中央部の頂点１６ａと左右側端部の頂点１６
ｂとをそれぞれ結んで稜線１６ｃが形成され、さらに、
正面側および背面側における中央部の頂点１６ａ，１６
ａ間を結んで稜線１６ｄが形成され、正面側および背面
側における左右側端部の頂点１６ｂ，１６ｂ間を結んで
稜線１６ｅがそれぞれ形成されている。そして、稜線１
６ｃ，１６ｃ間には、一方の側端部から中央部を経て他
方の側端部にかけて谷１６ｆが形成されている。したが
って、頂点１６ａ，１６ｂは錐状の刃となり、稜線１６
ｃ，１６ｄおよび１６ｅはナイフエッジ状の刃となって
いる。

【００１２】さらに、パンチ１６の正面および背面には
傾斜部１６ｚが形成されており、穴開け加工時におい
て、この傾斜部１６ｚによってヘッダパイプ３１の、接
合孔３１ａの軸線方向に対向する一対の内面側頂部近傍
の周壁をそれぞれ押圧するようになっている。このた
め、接合孔３１ａの頂部近傍の周壁をやや平らに潰して
陥没部３１ｂ（図９（ｂ）参照）を形成するようにして
いる。

【００１３】このように形成したパンチ１６を用いて穴
開け加工を行う場合は、パンチ１６を取り付けたホルダ
ー１５をヘッダパイプ３１に向けて下降させれば、ダイ
１４の凹部１４ａに支持されたヘッダパイプ３１を加圧
パッド１８の凹部１８ａが押圧し、ヘッダパイプ３１を
動かないように保持する。そして、ヘッダパイプ３１の
周壁にパンチ１６の中央部下端に形成された錐状の刃１
６ａが突き刺さり、この錐状の刃１６ａから左右側端部
にかけて円弧形状に形成されたナイフエッジ状の刃１６
ｃ，１６ｃによって徐々に周壁が剪断される。そして、
錐状の刃１６ａ，１６ａ間に形成されたナイフエッジ状
の刃１６ｄによって左右に分断される結果、ヘッダパイ
プ３１の円周壁にＨ字状の破断が生起される。

【００１４】なおも、ホルダー１５の下降を継続する
と、ヘッダパイプ３１に接触している加圧パッド１８が
ホルダー１５との間でスプリング１９を圧縮してパンチ
１６をさらに下降させる結果、ナイフエッジ状の刃１６
ｃによる破断が連続して進行する。そして、左右側端部
に形成された錐状の刃１６ｂがヘッダパイプ３１の周壁
に突き刺さり、この錐状の刃１６ｂ，１６ｂ間に形成さ
れたナイフエッジ状の刃１６ｅによって周壁の一部、す
なわち、左右の切り屑３１ｘ，３１ｘが剪断され、ヘッ
ダパイプ３１内に切り落とされる（図９（ａ）参照）。
また、接合孔３１ａの形成時、接合孔３１ａの頂部近傍
の周壁は傾斜部１６ｚによって押圧される結果、やや平
らに潰されて陥没部３１ｂが形成される（図９（ｂ）参
照）。

【００１５】以下、このような穴開け作業をヘッダパイ
プ３１をその軸線方向に設定距離ずつ移動させて行うこ
とにより、ヘッダパイプ３１に所定間隔をおいて多数の
接合孔３１ａを形成することができる。

【００１６】このようにしてヘッダパイプ３１に形成さ
れた接合孔３１ａに熱交換パイプ３２の両端部を嵌合し
て熱交換器３０を組立てた後、この熱交換器３０を炉に
入れて加熱し、ヘッダパイプ３１および熱交換パイプ３
２の接合部にロー材を溶融させることにより、両者をロ
ー付することができる。この際、接合孔３１ａの頂部近
傍の周壁に形成された陥没部３１ｂにロー材が貯留さ
れ、その流出を阻止するようになっている。

【００１７】なお、ヘッダパイプ３１の接合孔３１ａ
を、熱交換パイプ３２の形状、例えば、断面長円形状に
合わせて形成するには、パンチ１６の断面形状も長円形
に形成すればよい。この場合、パンチ１６の左右両側端
部は、パンチ１６の板厚を直径とする円柱と、稜線１６
ｃを円周面の一部とする円柱が相貫することになり、側
面より見て相貫線として下方に凸の放物線が形成され
る。したがって、左右側端部における頂点は錐状には突
出せず、稜線１６ｃに連続する稜線が形成されることに
なる。

【００１８】

【本発明が解決しようとする課題】ところで、接合孔３
１ａの形成時、パンチ１６の傾斜部１６ｚでヘッダパイ
プ３１の、接合孔３１ａの軸線方向に対向する一対の内
面側頂部近傍の周壁をそれぞれ押圧して陥没部３１ｂを
合わせて形成することにより、図９（ｂ）において符号
ｐで示すように、ヘッダパイプ３１の、接合孔３１ａの
軸線方向に対向する一対の内面の内周面側が互いに離隔
するように押し広げられ、この結果、熱交換パイプ３２
を接合孔３１ａに嵌合した場合、熱交換パイプ３２の外
周面が接合孔３１ａの内面と線接触することになり、こ
の状態でロー材を溶融させた場合、ロー付け面積が小さ
く、両者の接合強度が弱いという問題があった。

【００１９】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、パイプの接合孔に他のパイプを嵌合してロ
ー付けする際、ロー材の流失を抑える面取りをその接合
孔に別工程で形成することのできる接合孔の面取り方法
およびその装置を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の接合孔の面取り
方法は、軸線方向に設定間隔をおいて複数個の接合孔を
形成したパイプを保持し、刃物の刃先を接合孔に向け
て、かつ、パイプの外周面に略接するように、パイプの
軸線を含む垂直面と直交する方向に移動させることによ
り、パイプにおける接合孔の軸線方向に対向する一対の
内面と外周面とが交差する辺の頂部近傍を切除して面取
りを形成することを特徴とするものである。

【００２１】また、本発明の接合孔の面取り装置は、パ
イプの支持部を形成した固定台と、この固定台に対し昇
降自在であって、パイプの保持部を形成した可動台と、
１個もしくは複数個の刃物を備え、固定台および可動台
を介して保持されたパイプの軸線を含む垂直面と直交す
る方向に進退自在な切削具からなり、この刃物の刃先を
パイプの接合孔に対向させるとともに、パイプの外周面
に略接するように配置したことを特徴とするものであ
る。

【００２２】

【作用】軸線方向に設定間隔をおいて複数個の接合孔を
形成したパイプを固定台と可動台との間で保持し、刃物
の刃先をその接合孔に向けて、かつ、パイプの外周面に
略接するように、パイプの軸線を含む垂直面と直交する
方向に移動させ、パイプにおける接合孔の軸線方向に対
向する一対の内面と外周面とが交差する辺の頂部近傍を
切除して面取りを形成する。

【００２３】この結果、接合孔に他のパイプを面接触し
た状態で嵌合させることができ、しかも、パイプにおけ
る接合孔の軸線方向に対向する一対の内面と外周面とが
交差する辺の頂部近傍に形成した面取りによってロー材
の流出を抑えることができ、両者を確実にロー付けする
ことができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２５】図１には、ヘッダパイプ３１に形成された
接合孔３１ａに面取りを形成する面取り装置１が記載さ
れており、この面取り装置１は、切削具２と、この切削
具２の駆動装置３と、切削具２を水平方向に案内するガ
イド４から構成されている。

【００２６】切削具２は刃先５ａを形成した複数個の刃
物５を備えており、この刃先５ａは、側面から見てくさ
び状に形成されるとともに、その正面から見て直角二等
辺三角形に形成されている。そして、各刃先５ａは、後
述する固定台１１と可動台１２によってヘッダパイプ３
１を保持した際、各接合孔３１ａにそれぞれ対向するよ
うにそれらの間隔が設定されている他、ヘッダパイプ３
１の外周面に略接するように、具体的には、その周壁の
頂部を一部切除するように配置されている。また、切削
具２には、ローラ６が回転自在に軸支されている他、ス
プリング７が連結され、このスプリング７の付勢力によ
り、後述する駆動装置３のカム８にローラ６が常時当接
するように牽引している。

【００２７】一方、駆動装置３は、傾斜したカム面８ａ
を有するカム８と、このカム８を上下方向に昇降させる
図示しないシリンダなどのアクチュエータからなり、こ
のカム８のカム面８ａには、前述した切削具２のローラ
６がスプリング７の付勢力によって常時当接している。
そして、駆動装置３のアクチュエータを作動させること
により、カム面７ａを介してローラ５、すなわち、切削
具２を後述するガイド４に沿って移動させることができ
る。

【００２８】また、ガイド４は、断面コ字状に形成され
た一対の案内部材９，９からなり、切削具２の前後を挾
持するように配置されている。そして、その内面には図
示しないリニアベアリングが設けられており、前述した
切削具２を駆動装置３によって進退させる際、切削具２
をヘッダパイプ３１の軸線を含む垂直面と直交する方向
に案内している。

【００２９】なお、ヘッダパイプ３１を保持するため、
図３に示す固縛装置４０が設けられている。この固縛装
置４０は、先に説明したプレス装置１０において、パン
チ１６と、そのパンチ１６のパンチスペーサ２０および
ノックピン２１を除いた構造と一致している。すなわ
ち、固縛装置４０は、固定台１１と、この固定台１１に
対し昇降自在な可動台１２からなり、そのうち、固定台
１１は、基台１３と、この基台１３上に固定され、上面
にヘッダパイプ３１を水平に支持する断面半円状の凹部
１４ａを形成したダイ１４から構成されている。また、
可動台１２は、ホルダー１５と、このホルダー１５を通
して嵌挿された連結ボルト１７に連結され、下面にヘッ
ダパイプ３１を保持する断面半円状の凹部１８ａを形成
した加圧パッド１８と、ホルダー１５と加圧パッド１８
間に配設されたスプリング１９から構成されている。

【００３０】この固縛装置４０は、後述する面取り加工
時において、可動台１２を固定台１１に対し下降させる
ことにより、加圧パッド１８の凹部１８ａがヘッダパイ
プ３１に接触してスプリング１９を圧縮し、固定台１１
のダイ１４との間でヘッダパイプ３１を保持するように
なっている。

【００３１】次に、面取り装置１の作動について説明す
ると、まず、前述したプレス装置１０によってヘッダパ
イプ３１に接合孔３１ａを形成する。この際、傾斜部１
６ｚが設けられていないパンチ１６を使用することによ
り、陥没部３１ｂを形成することなくヘッダパイプ３１
の周壁の一部が剪断されて接合孔３１ａが形成される。
そして、ヘッダパイプ３１に接合孔３１ａが形成される
と、そのヘッダパイプ３１を固縛装置４０の固定台１１
のダイ１４に位置決めして配置した後、可動台１２を下
降させ、その軸線方向の両端部を固定する。

【００３２】次いで、駆動装置３のカム７を下降させる
と、そのカム面７ａに切削具２のローラ５が追従し、切
削具２をスプリング７の付勢力に抗してガイド２の案内
部材９，９に沿って前進させる。切削具９が前進する
と、その刃物５の刃先５ａは、ヘッダパイプ３１の、接
合孔３１ａの軸線方向に対向する一対の内面と外周面と
が交差する辺の頂部近傍を切除して面取り３１ｃを形成
することになる。この後、駆動装置３のカム７を上昇さ
せれば、スプリング７の付勢力によって切削具２が後退
し、作業位置に復帰する。

【００３３】以下、ヘッダパイプ３１をその軸線方向に
設定距離ずつ移動させてこのような面取り加工を行うこ
とにより、ヘッダパイプ３１の、接合孔３１ａの軸線方
向に対向する一対の内面と外周面とが交差する辺の頂部
近傍に面取り３１ｃを順次形成することができる。

【００３４】このような面取り加工を施したヘッダパイ
プ３１の接合孔３１ａに熱交換パイプ３２を嵌合してロ
ー付けした場合、図４に示すように、熱交換パイプ３２
の外周面がヘッダパイプ３１の接合孔３１ａの内面と面
接触し、しかも、面取り３１ｃによってロー材の流出を
抑えることができ、両者を確実にロー付けすることがで
きる。

【００３５】なお、本実施例においては、切削具２を昇
降するカム７を利用して進退させたが、このような駆動
方式に限定するものではなく、直接切削具を移動させる
ようにしてもよい。また、切削具２に設けた刃物５の個
数は、接合孔との関係で任意に設定することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、軸線方向に設定間隔をおいて複数個の接合孔を形成
したパイプを保持し、刃物の刃先を接合孔に向けて、か
つ、パイプの外周面に略接するように、パイプの軸線を
含む垂直面と直交する方向に移動させることにより、パ
イプにおける接合孔の軸線方向に対向する一対の内面と
外周面とが交差する辺の頂部近傍を切除して面取りを簡
単に形成することができる。

【００３７】また、請求項２記載の発明によれば、パイ
プの支持部を形成した固定台と、この固定台に対し昇降
自在であって、パイプの保持部を形成した可動台と、１
個もしくは複数個の刃物を備え、固定台および可動台を
介して保持されたパイプの軸線を含む垂直面と直交する
方向に進退自在な切削具から面取り装置を構成し、この
刃物の刃先をパイプの接合孔に対向させるとともに、パ
イプの外周面に略接するように配置した簡単な構成で、
パイプの接合孔に面取りを確実に形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面取り装置を示す斜視図である。

【図２】接合孔に形成された面取りと刃物の刃先との関
係を示す端面図である。

【図３】ヘッダパイプの固縛装置を示す断面図である。

【図４】ヘッダパイプと熱交換パイプをロー付けした状
態を示す断面図である。

【図５】熱交換器の斜視図である。

【図６】接合孔を形成するプレス装置の断面図である。

【図７】図６のプレス装置による穴開け加工時の断面図
である。

【図８】図６のプレス装置に取り付けられたパンチを一
部省略して示す斜視図である。

【図９】図６のプレス装置による接合孔の穴開け加工を
説明する断面図である。

【符号の簡単な説明】

１ 面取り装置 ２ 切削具 ３ 駆動装置 ４ ガイド ５ 刃物 ５ａ 刃先 ３０ 熱交換器 ３１ ヘッダパイプ ３１ａ 接合孔 ３１ｃ 面取り ３２ 熱交換パイプ ４０ 固縛装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線方向に設定間隔をおいて複数個の接
   合孔を形成したパイプを保持し、刃物の刃先を接合孔に
   向けて、かつ、パイプの外周面に略接するように、パイ
   プの軸線を含む垂直面と直交する方向に移動させること
   により、パイプにおける接合孔の軸線方向に対向する一
   対の内面と外周面とが交差する辺の頂部近傍を切除して
   面取りを形成することを特徴とする接合孔の面取り方
   法。
2. 【請求項２】 パイプの支持部を形成した固定台と、こ
   の固定台に対し昇降自在であって、パイプの保持部を形
   成した可動台と、１個もしくは複数個の刃物を備え、固
   定台および可動台を介して保持されたパイプの軸線を含
   む垂直面と直交する方向に進退自在な切削具からなり、
   この刃物の刃先をパイプの接合孔に対向させるととも
   に、パイプの外周面に略接するように配置したことを特
   徴とする接合孔の面取り装置。