JP4349949B2 - コルゲートフィンの圧下装置 - Google Patents

Description

この発明は、連続してコルゲート成形されるコルゲートフィンに対して局部的に薄肉部を形成するコルゲートフィンの圧下装置に関する。

コルゲートフィン（以下、適宜にフィンという）は、アルミ等の板材を波形に成形した冷却用部材であり、車両等に搭載されるラジエータや空調装置の熱交換器に使用されている。

図６は、一般的なコルゲートフィンの製造工程を示す全体構成図である。ロール２から繰り出される帯状の板材１は、その上下方向に配置された成形ロール３Ａ，３Ｂ間を通過することにより屈曲した頂部６ａが交互に形成され（コルゲート成形）、送り出しロール４Ａ，４Ｂによってピッチ詰め工程に送り出される。次いで、ピッチ詰め工程でピッチ詰めロール５とコルゲート成形により形成された頂部を接触させることにより抵抗を与えて長さ方向に圧縮して所定のフィンピッチとする。その後、切断装置７の位置まで送って所定の長さで切断することにより、所定長さのフィン６が出来上がる。

従来の切断装置としては、移動切断刃にリンク部材の一端を連結するとともに、このリンク部材の他端を駆動モータで回転される回転部材に連結して、前記駆動モータにより回転部材を同一方向に連続的に回転することにより、移動切断刃を往復動させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、並設したウォームを回転することによりフィン材を搬送して、フィン材が所定の山数分だけ搬送されたところで両ウォームを停止するとともに、可動刃によりフィン材を切断するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−３０９６２０号公報 特開平５−２３９１２号公報

従来の切断装置においては、切断刃を往復動させるため機構やウォームを回転させるための機構が必要となるために装置構造が複雑になり、とくにコルゲートフィンを２列以上の多列成型するような場合には、ある程度の設置スペースが必要となる。またコルゲートフィンの流れを止めることなく切断するためには、複雑な機構を備えた装置が必要になる。

この発明の目的は、切断装置を用いることなしにフィンの切断を可能とするコルゲートフィンの圧下装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、直径方向に移動自在に支持された圧下ブロックを有する圧下ブロック保持ロールと、この圧下ブロック保持ロールと対向配置された圧下ロールとを備え、前記圧下ブロック保持ロールと圧下ロールとの間を通過するコルゲートフィンに薄肉部を形成するコルゲートフィンの圧下装置であって、前記圧下ブロック保持ロールは前記圧下ブロックを直径方向に移動自在に支持する保持ロールと、前記圧下ブロックと係合するカム状の溝が形成されて前記圧下ブロックを前記圧下ロール側に押し出す溝カムと、前記圧下ブロック保持ロール及び前記溝カムを同軸で支持する保持ロール駆動軸とを備え、前記圧下ロールは前記コルゲートフィンの各頂部と係合する複数の山部が円周方向に沿って形成されるとともに、この山部を挟んで両側に形成された一対の突き当てロールを備え、前記保持ロールに支持された前記圧下ブロックを前記溝カムにより前記圧下ロール側に押し出すことにより、前記圧下ブロックと前記圧下ロールの山部とを前記コルゲートフィンを挟んで互いに圧接して、前記圧下ロールの山部と係合した前記コルゲートフィンの頂部に薄肉部を形成し、前記圧下ロールに形成された前記山部の上面と前記突き当てロールとの間に前記上面が低くなるように段差を設け、所定の圧下位置において前記溝カムの凸部により前記圧下ブロックが前記圧下ロール側に押し出されたときに、前記圧下ブロックの底面両側部と前記圧下ロールの突き当てロールとが当接し、前記圧下ブロックの底面中央部と前記圧下ロールの山部との間に前記段差分の隙間が形成されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記保持ロールを回転駆動することにより、前記圧下ブロックを前記溝カムの溝に沿って回動させ、所定の圧下位置において前記溝カムに形成された凸部により前記圧下ブロックを前記圧下ロール側に押し出して、前記圧下ブロックと前記圧下ロールの山部とを前記コルゲートフィンを挟んで互いに圧接することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、前記圧下ブロックの底面中央部と前記圧下ロールの山部とを前記コルゲートフィンを挟んで互いに圧接したときに、前記段差の隙間が前記コルゲートフィンの頂部に形成する薄肉部の肉厚となることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は３において、前記段差の隙間を前記コルゲートフィンの肉厚に対し10〜50％の範囲とすることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１又は３において、前記段差の隙間を0.01mm〜0.03mmとすることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５において、前記圧下ロールに形成された歯数をｎ山、前記コルゲートフィンの切断山数をｍ山としたときに、前記圧下ロールが（ｍ／ｎ）×３６０°回転する間に前記圧下ブロックを３６０°回転させることにより、前記コルゲートフィンのｎ山目に薄肉部を形成することを特徴とする。

本発明においては、圧下ブロックと圧下ロールの山部との間でコルゲートフィンの頂部を圧接して薄肉部を形成するようにしたため、後段のピッチ詰め工程でコルゲートフィンが長さ方向に圧縮されたときに、前記薄肉部が破断してコルゲートフィンが切断される。したがって、切断刃を備えた切断装置を用いることなしにコルゲートフィンを切断することが可能となる。

また本発明によれば、切断刃を往復動させるため機構やウォームを回転させるための機構が不要となるために装置構造が簡単であり、コルゲートフィンを２列以上の多列成型するような場合でも、ラインから大きくはみ出すような設置スペースは不要となる。さらに、コルゲートフィンは後段のピッチ詰め工程で自然に切断されるため、成形ラインの流れを止めることなく切断するための複雑な機構も不要となる。したがって、設備の簡素化を図ることができる。

以下、本発明に係わるコルゲートフィン圧下装置の実施例について説明する。

以下、本実施例に係わるコルゲートフィン圧下装置について説明する。本実施例に示すコルゲートフィン圧下装置１０は、図６に示す送り出しロール４Ａ，４Ｂの手前（成形ロール３Ａ，３Ｂと送り出しロール４Ａ，４Ｂとの間）に配置されるものである。

図１は、本実施例に係わるコルゲートフィン圧下装置１０の全体構成図。図２は、駆動部を含めたコルゲートフィン圧下装置１０の側面図。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。

コルゲートフィン圧下装置１０は、図１に示すように、圧下ブロック保持ロール１１と、圧下ロール１２とから構成されている。

圧下ブロック保持ロール１１は、圧下ブロック１０１と、この圧下ブロック１０１を直径方向に移動自在に支持する一対の保持ロール１０２，１０３と、圧下ブロック１０１と連結された回転駒１１６と係合する溝１０４ａが形成された溝カム１０４と、保持ロール１０２，１０３及び溝カム１０４を同軸で支持する保持ロール駆動軸１０５とを備えて構成されている。また、図示していないが、コルゲートフィンはガイド部材によりライン上の所定位置を搬送されるように構成されている。

圧下ロール１２は、図示しないコルゲートフィンの各頂部と係合する複数の山部１２１が円周方向に沿って形成されるとともに、この山部１２１を挟んで両側に突き当てロール１２２，１２３が形成されている。これら各部は圧下ロール駆動軸１２４で同軸に連結支持されている。本実施例における圧下ロール１２は、山部１２１と突き当てロール１２２，１２３とを一体化した構造（一体成形品）となっているが、それぞれ別部品として製作した部品を接合したものであってもよい。

次に、圧下ブロック保持ロール１１と圧下ロール１２のそれぞれの駆動機構について、図２を参照しながら説明する。

圧下ブロック保持ロール１１を回転駆動する駆動部２０は、歯車２１，２２及びサーボモータ２３（図示しない電源回路等を含む）を備えて構成されている。歯車２１は、保持ロール１０３と連結されるとともに、この保持ロール１０３とともに保持ロール駆動軸１０５に対して回動自在となるように同軸で支持されている。また歯車２１は歯車２２を介してサーボモータ２３と連結されている。サーボモータ２３の回転は歯車２１，２２を介して保持ロール１０３に伝達され、圧下ブロック１０１とともに保持ロール１０２，１０３を回転駆動する。

圧下ロール１２は、前工程の成形ロール３Ａ，３Ｂ（図６）と図示しないベルト（又はチェーン）等により連結されており、成形ロール３Ａ，３Ｂと同じ回転速度で同期回転するように構成されている。

圧下ブロック保持ロール１１と圧下ロール１２は、それぞれ独立して駆動される。圧下ブロック保持ロール１１は、圧下ロール１２の回転角度に合わせて所定のタイミングで駆動される。なお、各ロールの回転角度とコルゲートフィンの切断山数との関係については後述する。

次に、圧下ブロック保持ロール１１の構成を図１，図３とともに詳細に説明する。このうち、図３では構造を分かりやすくするため、断面のハッチングを省略している。

保持ロール１０２，１０３には、圧下ブロック１０１を直径方向に移動させるための長孔１０２ａ，１０３ａが形成されている。また圧下ブロック１０１の両側面には軸１１１，１１２が設けられ、保持ロール１０２，１０３の長孔１０２ａ，１０３ａとそれぞれ係合している。

圧下ブロック１０１は、軸１１１，１１２が保持ロール１０２，１０３の長孔１０２ａ，１０３ａとそれぞれ係合して、保持ロール１０２，１０３間に支持されるとともに、圧下ブロック１０１の軸１１１，１１２が保持ロール１０２，１０３の長孔１０２ａ，１０３ａ内を移動するように構成されている。

また、圧下ブロック１０１は、圧下ロール１２の突き当てロール１２２，１２３と当接する底面１１３が断面略Ｕ字形状に形成されるとともに、上部１１４は側面略Ｌ字形状に形成されている。この側面略Ｌ字形状に形成された上部１１４には軸１１５が設けられ、その先端には溝カム１０４の溝１０４ａと係合する回転駒１１６が取り付けられている。この回転駒１１６は、圧下ブロック１０１本体又は軸１１５のいずれかに対して回動自在となるように支持されている。

溝カム１０４は、保持ロール駆動軸１０５と同軸で連結支持されている。この保持ロール駆動軸１０５は図示しない支持装置に固定支持され、圧下ブロック保持ロール１１の回転と連動して回転しないように構成されている。

また、溝カム１０４には、回転駒１１６と係合するカム状の溝１０４ａが形成されている。この溝１０４ａには、圧下ロール１２側に突出した凸部１０４ｂが設けられている。この溝１０４ａと係合する回転駒１１６は、保持ロール１０２，１０３の回転とともに溝１０４ａに沿って溝カム１０４内を回動する。そして、溝１０４ａの凸部１０４ｂに達したときに、圧下ブロック１０１が圧下ロール１２側に押し出されるように構成されている。すなわち、図３に示すように、圧下ブロック１０１の回転駒１１６が回動して溝１０４ａの凸部１０４ｂに達すると、回転駒１１６は溝１０４ａの凸部１０４ｂにより下方に押され、この回転駒１１６と連動する圧下ブロック１０１が圧下ロール１２側に押し出される。このため、圧下位置Ａにおいて、圧下ブロック１０１の底面１１３がコルゲートフィン６を挟んで圧下ロール１２の山部１２１と互いに圧接される。

次に、圧下ブロック１０１と圧下ロール１２とのクリアランスについて説明する。図４は、図３の矢視Ｂに対応する圧下位置Ａの部分拡大図である。

図４に示すように、圧下ロール１２に形成された山部１２１の上面１２１ａと、突き当てロール１２２，１２３との間には、山部１２１の上面１２１ａが低くなるように段差ｇが設けられている。

これによると、圧下位置Ａで圧下ロール１２側に押し出された圧下ブロック１０１は、底面１１３の両側部１１３ａ（以下、底面両側部１１３ａという）と圧下ロール１２の突き当てロール１２２，１２３とが当接し、また底面１１３の中央部１１３ｂ（以下、底面中央部１１３ｂ）と圧下ロール１２の山部１２１との間には段差ｇ分の隙間が形成される。したがって、圧下ブロック１０１と圧下ロール１２との間をコルゲートフィン６が搬送されると、圧下ロール１２の山部１２１と係合したコルゲートフィン６の頂部６ａ（図４の破線部分に相当する）は、圧下位置Ａにおいて段差ｇの隙間と同じ肉厚となるまで圧縮され、頂部６ａには段差ｇと同じ肉厚の薄肉部が形成される。このように、圧下ブロック１０１と圧下ロール１０１との間に段差ｇの隙間を設けることにより、板材を完全に切断することなく、必要最小限の肉厚を残して材料を圧下することができる。

圧下ブロック１０１により形成される薄肉部６ｂの肉厚は0.01mm〜0.03mmとすることが望ましく、元の板厚に対する薄肉部６ｂの肉厚の割合としては、およそ１０〜５０％とすることが望ましい（ただし、同じ板厚でも使用する材料により異なる）。この様な肉厚とすることにより、後段のピッチ詰め工程（４Ａ，４Ｂ）においてフィンを確実に破断させることができる。

次に、上記のように構成されたコルゲートフィン圧下装置１０の動作について説明する。

図３において、圧下ブロック保持ロール１１を反時計回りに、また圧下ロール１２を時計回りにそれぞれ回転駆動しながら、成形ロール３Ａ，３Ｂ（図６）でコルゲート成形されたコルゲートフィン６を、圧下ブロック保持ロール１１と圧下ロール１２との間に搬送する。

コルゲートフィン６の各頂部６ａは、圧下ロール１２の山部１２１と係合しながら、圧下ロール１２の回転とともに矢印方向の下流側に搬送される。一方、圧下ブロック保持ロール１１の保持ロール１０２，１０３が回転すると、圧下ブロック１０１の回転駒１１６は溝１０４ａに沿って溝カム１０４内を回動する。そして、圧下ブロック１０１が溝１０４ａの凸部１０４ｂに達すると、回転駒１１６は溝１０４ａの凸部１０４ｂにより下方に押され、この回転駒１１６と連動する圧下ブロック１０１は圧下ロール１２側に押し出される。これによって、圧下位置Ａでは、圧下ブロック１０１の底面１１３がコルゲートフィン６を挟んで圧下ロール１２の山部１２１と互いに圧接されることになる。そして、圧下ロール１２の山部１２１と係合したコルゲートフィン６の頂部６ａは、圧下位置Ａにおいて図４に示した段差ｇの隙間と同じ肉厚となるまで圧縮され、頂部６ａには段差ｇと同じ肉厚の薄肉部が形成される。図５は、コルゲートフィン６の側面図である。圧下ブロック１０１により圧下された頂部６ａの裏側には、断面略Ｖ字形状の薄肉部６ｂが形成されている。

さらに、薄肉部６ｂが形成されたコルゲートフィン６がピッチ詰めロール５（図６）に達すると、コルゲートフィン６は長さ方向に圧縮されるため、薄肉部６ｂの部分が破断して、コルゲートフィン６は切断されることになる。

以上説明したように、本実施例に係わるコルゲートフィン圧下装置１０によれば、コルゲートフィン６の所定箇所に薄肉部６ａを形成し、ピッチ詰め工程において薄肉部６ａを破断させるようにしたので、切断刃を備えた切断装置を用いることなしにコルゲートフィン６を切断することが可能となる。

また、本実施例のコルゲートフィン圧下装置１０では、切断刃を往復動させるため機構やウォームを回転させるための機構が不要となるために装置構造が簡単であり、コルゲートフィンを２列以上の多列成型するような場合でも、ラインから大きくはみ出すような設置スペースは不要となる。さらに、コルゲートフィンは送り出しロール４Ａ，４Ｂの位置で自然に切断されるため、成形ラインの流れを止めることなく切断するための複雑な機構も不要となる。以上のことから、設備の簡素化を図ることができる。

次に、各ロールの回転数とコルゲートフィンの切断山数について説明する。

図３において、圧下ロール１２の歯数をｎ山、コルゲートフィン６の切断山数をｍ山とすると、圧下ロール１２が（ｍ／ｎ）×３６０°（度）回転したときにコルゲートフィン６はｍ山送り出される。よって、圧下ロール１２が（ｍ／ｎ）×３６０°回転する間に圧下ブロック１０１が３６０°回転すれば、コルゲートフィン６のｎ山目に薄肉部６ｂを形成することができる。

圧下ロール１２の回転角度１度あたりの圧下ブロック１０１の回転角度θは、
θ＝３６０／（ｍ／ｎ）×３６０ …（１）
で求められる。上記式（１）に切断山数ｍ及び圧下ロール１２の歯数ｎの値を代入することにより、圧下ロール１２の回転角度１度あたりの圧下ブロック１０１の回転角度を算出することができるため、コルゲートフィンの切断山数ｍと圧下ロール１２の歯数ｎに応じて圧下ロール１２と圧下ブロック１０１の回転数の比率を変化させることにより、さまざまな山数のコルゲートフィンに対応させることができる。

例えば、圧下ロール１２の歯数を３６山、コルゲートフィン６の切断山数を１３６山とすると、この場合は圧下ロールが１３６０°回転したときにコルゲートフィン６は１３６山送り出されるため、圧下ロール１２が１３６０°回転する間に圧下ブロック１０１を１周（３６０°）させれば、コルゲートフィン６の１３６山目に薄肉部６ｂを形成することができる。

実施例に係わるコルゲートフィン圧下装置の全体構成図。 駆動部を含めたコルゲートフィン圧下装置の側面図。 図２のＡ−Ａ断面図。 図３の矢視Ｂに対応する圧下位置Ａの部分拡大図。 薄肉部が形成されたコルゲートフィンの側面図。 一般的なコルゲートフィンの製造工程を示す全体構成図。

符号の説明

３Ａ，３Ｂ…成形ロール
４Ａ，４Ｂ…送り出しロール
５…ピッチ詰めロール
６…コルゲートフィン
６ａ…頂部
６ｂ…薄肉部
１０…コルゲートフィン圧下装置
１１…圧下ブロック保持ロール
１２…圧下ロール
１０１…圧下ブロック
１０２，１０３…保持ロール
１０２ａ，１０３ａ…長孔
１０４…溝カム
１０４ａ…溝
１０４ｂ…凸部
１１３…底面
１１３ａ…底面両側部
１１３ｂ…底面中央部
１１６…回転駒
１２１…山部
１２２，１２３…突き当てロール

Claims (6)

1. 直径方向に移動自在に支持された圧下ブロック（１０１）を有する圧下ブロック保持ロール（１１）と、この圧下ブロック保持ロール（１１）と対向配置された圧下ロール（１２）とを備え、前記圧下ブロック保持ロール（１１）と圧下ロール（１２）との間を通過するコルゲートフィン（６）に薄肉部（６ｂ）を形成するコルゲートフィンの圧下装置（１０）であって、
   前記圧下ブロック保持ロール（１１）は、
   前記圧下ブロック（１０１）を直径方向に移動自在に支持する保持ロール（１０２，１０３）と、前記圧下ブロック（１０１）と係合するカム状の溝（１０４ａ）が形成されて前記圧下ブロック（１０１）を前記圧下ロール（１２）側に押し出す溝カム（１０４）と、前記圧下ブロック保持ロール（１１）及び前記溝カム（１０４）を同軸で支持する保持ロール駆動軸（１０５）とを備え、
   前記圧下ロール（１２）は、前記コルゲートフィン（６）の各頂部（６ａ）と係合する複数の山部（１２１）が円周方向に沿って形成されるとともに、この山部（１２１）を挟んで両側に形成された一対の突き当てロール（１２２，１２３）を備え、
   前記保持ロール（１０２，１０３）に支持された前記圧下ブロック（１０１）を前記溝カム（１０４）により前記圧下ロール（１２）側に押し出すことにより、前記圧下ブロック（１０１）と前記圧下ロール（１２）の山部（１２１）とを前記コルゲートフィン（６）を挟んで互いに圧接して、前記圧下ロール（１２）の山部（１２１）と係合した前記コルゲートフィン（６）の頂部（６ａ）に薄肉部（６ｂ）を形成し、前記圧下ロール（１２）に形成された前記山部（１２１）の上面（１２１ａ）と前記突き当てロール（１２２，１２３）との間に前記上面（１２１ａ）が低くなるように段差（ｇ）を設け、所定の圧下位置（Ａ）において前記溝カム（１０４）の凸部（１０４ｂ）により前記圧下ブロック（１０１）が前記圧下ロール（１２）側に押し出されたときに、前記圧下ブロック（１０１）の底面両側部（１１３ａ）と前記圧下ロール（１２）の突き当てロール（１２２，１２３）とが当接し、前記圧下ブロック（１０１）の底面中央部（１１３ｂ）と前記圧下ロール（１２）の山部（１２１）との間に前記段差（ｇ）分の隙間が形成されることを特徴とするコルゲートフィンの圧下装置。
2. 前記保持ロール（１０２，１０３）を回転駆動することにより、前記圧下ブロック（１０１）を前記溝カム（１０４）の溝（１０４ａ）に沿って回動させ、所定の圧下位置（Ａ）において前記溝カム（１０４）に形成された凸部（１０４ｂ）により前記圧下ブロック（１０１）を前記圧下ロール（１２）側に押し出して、前記圧下ブロック（１０１）と前記圧下ロール（１２）の山部（１２１）とを前記コルゲートフィン（６）を挟んで互いに圧接することを特徴とする請求項１に記載のコルゲートフィンの圧下装置。
3. 前記圧下ブロック（１０１）の底面中央部（１１３ｂ）と前記圧下ロール（１２）の山部（１２１）とを前記コルゲートフィン（６）を挟んで互いに圧接したときに、前記段差（ｇ）の隙間が前記コルゲートフィン（６）の頂部（６ａ）に形成する薄肉部（６ｂ）の肉厚となることを特徴とする請求項１に記載のコルゲートフィンの圧下装置。
4. 前記段差（ｇ）の隙間を前記コルゲートフィン（６）の肉厚に対し10〜50％の範囲とすることを特徴とする請求項１又は３のいずれか一項に記載のコルゲートフィンの圧下装置。
5. 前記段差（ｇ）の隙間を0.01mm〜0.03mmとすることを特徴とする請求項１又は３のいずれか一項に記載のコルゲートフィンの圧下装置。
6. 前記圧下ロール（１２）に形成された歯数をｎ山、前記コルゲートフィン（６）の切断山数をｍ山としたときに、前記圧下ロール（１２）が（ｍ／ｎ）×３６０°回転する間に前記圧下ブロック（１０１）を３６０°回転させることにより、前記コルゲートフィン（６）のｎ山目に前記薄肉部（６ｂ）を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のコルゲートフィンの圧下装置。

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