JP5104882B2 - 偏平チューブ製造装置 - Google Patents
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Description
かかる偏平チューブでは、長手方向の両端縁部を互いに小さい曲率で、向き合うように湾曲させつつ、材料の長手中心軸に沿って、折り曲げて、双方の曲率の両端縁部を重ね合わせるように係合させて、断面チューブ状にロール成形するようにしている。
一般にロール成形法は材料の座屈変形・そりを防止するため、多数のロールスタンドに専用ロールを設置して、徐々に成形を行う。このため、多数の駆動伝達装置が必要になり、設備複雑化とロール段取り時間大という問題があった。
これに対し、駆動伝達装置を削除し、汎用性のある固定シューをおいて成形して、設備簡素化を図る方法がある。
その際、成形不具合(そり、座屈)などの要因となる加工材料の成形時の伸びを抑えるために、所定形状に成形する工具に、一方から加工材料を送って、形状工具を他方から引き抜くことで通過させ、徐々に曲げて加工していく引抜き加工法を採用している。
従って、工具を用いて、上述の特許文献1〜3のような連続ロール成形手法を採用するためには、引抜き荷重を低下させて引張ロールで材料引きが可能となるようにしなければならない。
また、多種生産が必要な生産拠点では、製品寸法規格毎に、専用のスタンドおよびそれに設置される専用ロールを追加設置しておく必要があった。
このため、段取り時間が長引くか、または、製品サイズの異なるスタンドの追加設置のため、設備が大型化するという問題があった。
本発明は、以上のような背景から提案されたものであって、引抜き荷重の低下を可能とするために予備曲げ加工を行い、工具を改良して材料の座屈等、成形不良となる要因をなくして連続ロール成形を可能とし、しかも段取り時間短縮と設備大型化を抑制することが可能な、特には、車両用のラジエータや温水式暖房装置等の熱交換器におけるチューブを製造することができる、偏平チューブ製造装置を提供することを目的とする。
これにより、加工材料(M)を長手方向中心軸に沿って、予め予備曲げ加工を施すようにしたので、その後の曲げ成形の角度曲げを低荷重化して引き抜き荷重を低減化することができ、材料の座屈等、成形不良となる要因をなくして、高精度に、且つ連続的に所望形状の曲げ加工品を得ることができる。
工具(3)を通過する際、加工材料(M)は、移送方向に沿う、受具(32)上のガイド凹部(32g)に、加工材料(M)の予備加工条溝(Md)がもたらされる。
この際、成形シュー(33)が受具(32)上のガイド凹部(32g)に向かって加工材料(M)を押圧しつつ、反発力による浮き上がりを阻止する一方、受具(32)に沿って、加工材料(M)が進行するうちに、間隔が漸次狭まる複数列設した、各対をなす形状成形部材(34)間を通過して、徐々に折り曲げられていき、加工材料(M)の長手両側縁部を、徐々に近接させるように曲げ加工を施すことができる。
これにより、加工材料(M)を長手方向中心軸に沿って、予め予備曲げ加工を施すようにしたので、その後の曲げ成形の角度曲げを低荷重化して引き抜き荷重を低減化することができ、材料の座屈等、成形不良となる要因をなくして、高精度に、且つ連続的に所望形状の曲げ加工品を得ることができる。
これにより、加工材料(M)を材料送り部(2)のローラ対(21)を通過させることで、加工材料(M)の長手方向中心軸に沿って、予め予備曲げ加工が施され、下流側の工具(3)によつて、所望の曲げ加工が達成される。
これにより、加工製品の寸法に対応して、形状成形部材(34)の間隔を変えるだけで、異なる加工製品を得ることができる。
この偏平チューブ製造装置100では曲げ加工を実行する加工対象として、容易に塑性変形する、板厚の薄い金属帯状体を用いている。
かかる金属帯状体としては、少なくとも可撓性、塑性変形性および展性に富む、比較的軽比重の適宜な素材を想定している(例えば、アルミ等の軽金属金属板等)。
ここでは、製造される製品対象としては、例えば車両用エンジンの車両用のラジエータや温水式暖房装置等の熱交換器において用いられる、熱交換用の流体を流通させる管としての偏平チューブを想定している。
そして工具101に送り込まれた加工材料Mは、工具101の下流側に配置した引張ローラ部103により工具101から引抜くことで、長手中心軸を中心に徐々に折り曲げ加工を施し、さらに引張ローラ部103の下流側に送出ローラ部104を配置して、加工製品としての偏平チューブTを送り出す構成としている。
加工台座105は、上面に、加工材料Mの移送方向に受け入れ側から引き抜き側に向かって、幅寸法が漸次小さくなると共に、傾斜角度が増大するV字成形溝106を有している。かかるV字成形溝106の最低部は、移送方向中心軸に沿っており、加工材料Mの移送時には、移送中心軸に向かって、加工材料Mを上方から押し込むシュー107を有している。
加工材料Mを加工台座105を通過させる際、移送中心軸に向かって、上方からシュー107を下降させて加工材料Mを加工台座105に押し込むようにする。
かかる引張ローラ部103を通過した場合は、引張ローラ部103には矯正手段が設けられていないので、図6bで示すように、曲げ中心近傍側面には、内側に若干凹んだ形状にならざるを得ない。
従って、引張ローラ部103の引張力のみで、連続曲げ加工を実現するのには、加工材料Mを曲げ加工させつつ通過させる通過抵抗、すなわち引き抜き荷重を低下させる必要がある。
かかる引き抜き荷重を低下させるには、加工材料Mを、本発明が提案しているように、工具の手前で、予め予備曲げ加工を施すことが有効である。
従って、この偏平チューブ製造装置100では、加工寸法の異なる製品に対応させることができず、製品寸法規格毎に、専用のスタンドおよびそれに設置される専用ロールを追加設置しておく必要があり、このため、段取り時間が長引くか、または、製品サイズの異なるスタンドの追加設置のため、設備が大型化するという問題が生じることとなる。
また、これら送りローラ対21は、加工材料Mの予備曲げ加工を徐々に行うために、互いに接触して反対回りに回転する上下ローラ21o、21uは、互いの接触面に、送り込まれる加工材料Mが通過することで、長手中心軸方向と、両側縁部とに対応する部分を凹凸状に噛合う予備曲げ加工手段22として形成している。かかる予備曲げ加工手段22は、最終的に、工具3の直前の送りローラ対21において、互いの接触面に、長手中心軸方向に予備加工条溝Mdを付与する凹凸部22aと、両側縁部にロー付けエリアであるR付与部22bとなるように形成している。このように加工材料Mの予備曲げ加工を徐々に進行させることで、加工材料Mの復元力に抗して塑性変形を促し、予備曲げ加工を達成し、所定の予備加工条溝Md、R部Meを確保している。
工具3は、台座31に固定され、加工材料Mの移送方向に延在する受具32を有している。受具32は、材料送り部2の下流側において、加工材料Mを、予備加工条溝Mdを介して受ける。なお、図3では、台座31を省略している。
この場合、受具32には、材料送り部2によって送り出された加工材料Mの長手中心軸方向の予備加工条溝Mdを受け入れるガイド凹部32gを設けている(図3参照)。
また、工具3は、受具32上のガイド凹部32gに向かって、搬送された加工材料Mを押圧して反発力による浮き上がりを阻止し、曲げ加工を促進する成形シュー33を備えている。
そして、工具3には、受具32を支持する台座31の両側に、加工材料Mの移送方向に沿って直交し、互いに対向するように対をなす形状成形ローラ部材34を配置すると共に、下流側に向かって互いに対向する間隔が漸次、狭まるように、複数の対をなす形状成形ローラ部材34を列設している。
このように配置されるローラ部材間の間隔は、図示しない所定の機構により、曲げ加工される製品に応じて調節可能としている。さらには、形状成形ローラ部材34は、異なる径のものが用意されており、同様に曲げ加工される製品に応じて異なる径のものに交換可能としている。
当初、ロール状に巻かれた、帯状の加工材料Mは、先端部を適宜な引張手段で引張ローラ部4側に引き出しつつ、材料送り部2における送りローラ対21を、所定の動力源、動力機構により、回転駆動することで、上下ローラ21o、21u間に挟み込まれた加工材料Mを、工具3側に送り込むことができる。
かかる状態で、工具3にもたらされると、台座31に固定された受具32は、加工材料Mを、予備加工条溝Mdを介してガイド凹部32gにおいて受けることができる。
しかしながら、受具32上のガイド凹部32gに向かって、成形シュー33が下降し、搬送された加工材料Mを押圧するので、加工材料Mの浮き上がりを阻止することができ、曲げ加工が良好に進行する。
加工材料Mが引張ローラ部4におけるローラ部材41o、41uの圧接面の挟み凹凸部42を通過する際、挟み凸部42aの先端近傍側部の矯正凸部43によって、予備曲げ加工によって生じた加工歪みを矯正して除去することができる(図4参照)。
なお、工具3における形状成形ローラ部材34は、加工製品の寸法に対応して、形状成形ローラ部材34の間隔を変えることができるので、加工寸法の異なる製品を得ることができるので、段取り時間短縮と設備大型化を抑制することができる。
また、形状成形ローラ部材34は、径寸法の異なるローラ部材を入れ換え可能に配置する構成としたので、径寸法の異なるローラ部材を入れ換えるだけで、加工寸法の異なる製品を容易に得ることができる。
2 材料送り部
21 ローラ対
21o 上ローラ
21u 下ローラ
22 予備曲げ加工手段
22a 凹凸部
22b R付与部
3 工具
31 台座
32 受具
32g ガイド凹部
33 成形シュー
34 形状成形ローラ部材
4 引張ローラ部
41o、41u ローラ部材
42 挟み凹凸部
42a 挟み凸部
43 矯正凸部
5 送出ローラ部
51 ローラ対
100 偏平チューブ製造装置
101 材料送り部
102 工具
103 引張ローラ部
103o、103u ローラ部材
104 送出ローラ部
105 加工台座
106 V字成形溝
107 シュー
108 挟み凹凸部
M 加工材料
Md 予備加工条溝
Me R部
Mc 凹み部
T 偏平チューブ
Claims (4)
- ロール状に巻かれた、帯状の加工材料(M)を送り出す材料送り部(2)と、
前記材料送り部(2)から送り出された前記加工材料(M)に曲げ加工を施す工具(3)と、
前記工具(3)から前記加工材料(M)を引き抜くことで、前記工具(3)において前記加工材料(M)を徐々に引き抜き曲げ加工を施すと共に、前記引き抜き曲げ加工がなされた前記加工材料(M)を引き出しつつ、仕上げ矯正を施す引張ローラ部(4)と、
前記引張ローラ部(4)から加工製品としての偏平チューブ(T)を送り出す、送出ローラ部(5)と、
を備えていて、
前記工具(3)は、前記材料送り部(2)の下流側において、
前記材料送り部(2)によって送り出された加工材料(M)の長手中心軸方向の予備加工条溝(Md)を受け入れるガイド凹部(32g)を有する受具(32)と、
前記受具(32)上の前記ガイド凹部(32g)に向かって前記加工材料(M)を押圧して反発力による浮き上がりを阻止し、曲げ加工を促進する成形シュー(33)と、
前記加工材料(M)の移送方向に直交する方向に互いに対向するように一対ずつ、下流側に向かって互いに対向する間隔が漸次、狭まるように複数列設した、形状成形部材(34)と、
を備えており、
前記工具(3)の上流側の前記材料送り部(2)に、前記加工材料(M)に対し、長手方向中心軸に沿って、予め予備曲げ加工によって予備加工条溝(Md)を施す、予備曲げ加工手段を備えたことを特徴とする偏平チューブ製造装置。 - ロール状に巻かれた、帯状の加工材料(M)を送り出す材料送り部(2)と、
前記材料送り部(2)から送り出された前記加工材料(M)に曲げ加工を施す工具(3)と、
前記工具(3)から前記加工材料(M)を引き抜くことで、前記工具(3)において前記加工材料(M)を徐々に引き抜き曲げ加工を施すと共に、前記引き抜き曲げ加工がなされた前記加工材料(M)を引き出しつつ、仕上げ矯正を施す引張ローラ部(4)と、
前記引張ローラ部(4)から加工製品としての偏平チューブ(T)を送り出す、送出ローラ部(5)と、
を備えていて、
前記仕上げ矯正を施す引張ローラ部(4)は、前記加工材料(M)における予備曲げ加工によって生じた加工歪みを除去するための矯正凹凸部(42)を有しており、
前記工具(3)の上流側の前記材料送り部(2)に、前記加工材料(M)に対し、長手方向中心軸に沿って、予め予備曲げ加工によって予備加工条溝(Md)を施す、予備曲げ加工手段を備えたことを特徴とする偏平チューブ製造装置。 - 前記予備曲げ加工手段は、前記材料送り部(2)を構成するローラ対(21)であることを特徴とする請求項1又は2に記載の偏平チューブ製造装置。
- 前記形状成形部材(34)は、前記加工材料(M)の移送方向に直交する方向に互いに対向する間隔を調節可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の偏平チューブ製造装置。
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