JP5154327B2

JP5154327B2 - 波形放熱板の製造装置

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Publication number: JP5154327B2
Application number: JP2008196569A
Authority: JP
Inventors: 宏平有坂; 和佳駒谷
Original assignee: ATS,INC.; Daihen Corp
Current assignee: ATS,INC.; Daihen Corp
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: JP2010029923A

Description

本発明は、油入電気機器の波形放熱部付きタンクに用いる波形放熱板を製造する方法及び該製造方法を実施するために用いる製造装置に関するものである。

油入変圧器等の油入電気機器のタンクとして、波形放熱板を用いてタンクの側壁部を構成した波形放熱部付きタンクが広く用いられている。図１０に示したように、波形放熱板１は、山部ｍと谷部ｖとが交互に並ぶように金属板に波付け加工を施して、図１１に示すように、各山部ｍの内側の空所を油道ｏｐとしたものである。各山部ｍの幅方向の両端には金属板同士の突き合わせ部ｊが形成され、この突き合わせ部が溶接されて油道が閉鎖される。波形放熱部付きタンクは放熱表面積が大きく、しかも内部に絶縁油を入れた場合に油道抵抗が小さいため、大きな冷却効果を発揮する。

波形放熱板を製造する方法として、特許文献１や特許文献２に示された方法が知られている。特許文献１に示された方法では、加工すべき金属板の長手方向に移動自在な２つの可動クランプと、両可動クランプの間で可動クランプの移動方向と直角な方向に変位する山部成形用ブレードとを用い、金属板を長手方向に間隔を隔てた２カ所でこれら２つの可動クランプによりクランプして、両可動クランプを互いに接近させる方向に移動させるとともに、両可動クランプの間に配置した山部成形用ブレードで金属板を２つの可動クランプの間に押し出すことにより、金属板を山形に成形する。

特許文献２に示された製造方法においては、固定フレームに固定されて帯状の金属板をクランプする固定クランプと、固定クランプから離れる方向と固定クランプに接近する方向とに直線移動可能に支持されて固定クランプから金属板の長手方向に離れた位置で金属板をクランプする可動クランプとを備えて、固定クランプ及び可動クランプがそれぞれ金属板の表面側で可動クランプの移動方向に相対する固定側及び可動側の山部成形面を有しているクランプ装置と、減速比が１／２の減速機構を介して可動クランプの直線変位が伝達されて第１及び第２の山部成形面の間を２分する位置に配置された状態を保って可動クランプの移動方向と同じ方向に移動させられるとともにブレード駆動機構により可動クランプの移動方向に対して直角な方向に変位させられる山部成形用ブレードとを備えた製造装置を用いる。この製造装置を用いて波形放熱板を製造する際には、クランプ装置で金属板をクランプした後、可動クランプを山部成形用ブレードとともに固定クランプ側に移動させつつ山部成形用ブレードを金属板の裏面側から表面側に（固定側及び可動側の山部成形面の間に向けて）変位させることにより金属板を両山部成形面の間に押し出して山形に折り曲げていき、山形に折り曲げられた金属板が両山部成形面により山部成形用ブレードに対して押圧されて金属板に永久歪みが生じさせられた状態になる最終移動位置まで可動クランプを移動させて金属板を山形に成形する。

従来の波形放熱板の製造方法においては、可動クランプをその全ストロークに亘って、油圧シリンダにより駆動していた。
特開昭５３−８２０号公報特開平４−１２３８２６号公報

上記のように、従来の波形放熱板の製造方法においては、可動クランプをその全ストロークに亘って、油圧シリンダにより駆動していた。しかし、油圧シリンダを用いた場合には、作動油の温度により動作速度や位置決め精度にばらつきが生じるため、従来は、始動時に作動油の温度を安定させるために長時間の暖機運転が必要になり、製造開始前の準備に要する時間が長くなって、製造能率が低下するという問題があった。また従来の方法では、可動クランプの位置決め精度が安定しないままの状態で波付け加工が行われて、製品の寸法精度にばらつきが生じることがあったため、後で手直しが必要になることが多く、加工に要する正味時間が長くなって、製造コストが高くなるという問題があった。

可動クランプを駆動する機構として、油圧シリンダに代えて、高精度で位置制御が可能なモータを駆動源としたものを用いることが考えられるが、モータを駆動源とした駆動機構で、波付け加工の最終工程で金属板に永久ひずみを与えるために必要な加圧力を得るためには、非常に大きなモータが必要になり、不経済である。

本発明の目的は、製造開始前に長時間暖機運転を行うことなく、金属板の波付け加工を高い寸法精度で能率よく行うことができるようにした波形放熱板の製造方法を実施するために用いる製造装置を提供することにある。

請求項１に記載された発明は、固定フレームに対して固定されて帯状の金属板をクランプする固定クランプと、固定クランプから離れる方向と固定クランプに接近する方向とに直線移動可能に支持されて固定クランプから金属板の長手方向に離れた位置で金属板をクランプする可動クランプとを備えて、固定クランプ及び可動クランプがそれぞれ金属板の表面側で可動クランプの移動方向に相対する固定側及び可動側の山部成形面を有しているクランプ装置と、可動クランプに減速比が１／２の減速機構を介して連結されて可動クランプの移動速度の１／２の速度で可動クランプの移動方向と同じ方向に移動させられる可動フレームと、固定側及び可動側の山部成形面の間を２等分する位置で可動フレームに支持されて可動クランプの移動方向に対して直角な方向に沿ってクランプ装置によりクランプされた成形前の金属板の裏面に先端が接近または接した状態になる退避位置と両山部成形面の間に進入した状態になる前進位置との間をブレード駆動機構により駆動されて変位させられる山部成形用ブレードとを備え、金属板をクランプしたクランプ装置の可動クランプを山部成形用ブレードとともに固定クランプ側に移動させつつ山部成形用ブレードを前進位置に向けて変位させることにより山部成形用ブレードで金属板を両山部成形面の間に押し出して山形に折り曲げ、両山部成形面が山形に折り曲げられた金属板を山部成形用ブレードに対して押圧した状態になる最終移動位置まで可動クランプを移動させて金属板を山形に成形する過程を繰り返すことにより金属板に波付けして波形放熱板を製造する波形放熱板の製造装置に係るものである。

本発明においては、高精度で位置制御が可能なモータを駆動源とした駆動機構を用いて、可動クランプを最終移動位置の手前の定位置まで移動させて金属板を折り曲げた後、油圧シリンダを駆動源とした駆動機構により可動クランプに大きな加圧力を与えて、該可動クランプを定位置から最終移動位置まで一気に移動させ、これにより、金属板に十分な加圧力を与えて永久ひずみを与える。

そのため、本発明においては、金属板を山形に成形する過程での可動クランプの最終移動位置の手前の位置であって、金属板が折り曲げられて山部成形用ブレードに接した状態になるときの可動クランプの位置が、該可動クランプの駆動切り換え位置として設定される。そして、本発明においては、前記クランプ装置が、可動クランプを間にして固定クランプに相対するように配置されて、可動クランプとの間に相対的な直線変位が許容された状態で、可動クランプと同方向に直線移動し得るように支持された可動クランプベースと、前記固定フレームに固定されたモータと、前記金属板の幅方向に向いた前記可動クランプベースの幅方向の両端及び可動クランプの幅方向の両端をそれぞれゆるく貫通して前記可動クランプの移動方向に伸びるように設けられて、前記固定フレームに回転自在に支持された１対のボールネジと、前記１対のボールネジにそれぞれ取り付けられたタイミングプーリと前記モータの回転軸に取り付けられたタイミングプーリとこれらのタイミングプーリに掛け渡されたタイミングチェーンとを有して前記モータの回転を前記１対のボールネジに伝達する動力伝達機構と、前記可動クランクベースの幅方向の両端に固定されて前記１対のボールネジがそれぞれ螺合された一対のナットとを有し、前記モータの回転を前記ボールネジとナットとにより直線変位に変換して前記可動クランプベースに伝達することにより、前記可動クランプを前記可動クランプベースと共に直線移動させる可動クランプ駆動機構と、前記一対のボールネジの間に配置されて、ピストンロッドを可動クランプ側に向けた状態で可動クランプベースに取り付けられ、ピストンロッドが可動クランプに連結された複数の油圧シリンダと、金属板を波形に成形する過程で可動クランプ駆動機構により可動クランプが駆動切り換え位置まで移動したときに可動クランプベースをロックするロック機構とを備えていて、金属板を山形に成形する過程で可動クランプを駆動切り換え位置に到達させるまでの間は可動クランプ駆動機構により可動クランプを固定クランプ側に移動させ、可動クランプが駆動切り換え位置に達してロック機構が可動クランプベースをロックした後は、油圧シリンダにより可動クランプを最終移動位置まで変位させるように構成されている。

上記のように、モータの回転を直線変位に変換して可動クランプに伝達する可動クランプ駆動機構により可動クランプを最終移動位置の手前の定位置である駆動切り換え位置まで移動させるようにすると、可動クランプを最終移動位置の手前の定位置まで正確に移動させて、該定位置に正確に位置決めすることができる。従って、駆動切り換え位置を最終移動位置にできるだけ近い位置に設定しておくことにより、金属板を山形に成形する加工を精度よく行わせることができる。

また上記のように構成すると、可動クランプを駆動切り換え位置から最終移動位置まで移動させる際には、油圧シリンダにより可動クランプに十分大きな加圧力を与えることができるため、金属板に永久ひずみを与えるための塑性加工を支障なく行うことができる。駆動切り換え位置から最終移動位置までの距離は、最終的に金属板に永久ひずみを与えるために必要な僅かな距離(例えば10mm）でよいので、駆動切り換え位置から最終移動位置までの移動を油圧シリンダにより行わせても、得られる波形放熱板の寸法精度が低下することはない。

従って上記の装置によれば、金属板を山形に成形する加工を高精度で行うことができ、また最終的に金属板に十分な加圧力を与えて山形に成形された部分に永久ひずみを与えることができる。

請求項２に記載された発明では、上記減速機構が、可動クランプの移動方向に伸びるように設けられて固定フレームに対して固定された第１のラックと、第１のラックと同じ方向に伸びるようにして可動クランプに固定されて第１のラックに対向配置された第２のラックと、可動フレームに回転自在に支持されて第１のラック及び第２のラックに噛み合わされたピニオンギアとを備えている。

請求項３に記載された発明では、上記ブレード駆動機構が、油圧シリンダを駆動源として山部成形用ブレードを変位させるように構成されている。

本発明によれば、金属板を山形に成形する過程での可動クランプの最終移動位置の手前の位置に駆動切り換え位置を設定して、モータの回転を直線変位に変換して可動クランプに伝達する可動クランプ駆動機構により可動クランプを最終移動位置の手前の定位置である駆動切り換え位置まで移動させるようにしたので、可動クランプを最終移動位置の手前の定位置まで正確に移動させて、該定位置に正確に位置決めすることができる。従って、駆動切り換え位置を最終移動位置にできるだけ近い位置に設定しておくことにより、金属板を山形に成形する加工を精度よく行わせることができる。

また本発明によれば、可動クランプを駆動切り換え位置から最終移動位置まで移動させる際には、油圧シリンダにより可動クランプに十分大きな加圧力を与えることができるため、金属板に永久ひずみを与えるための塑性加工を支障なく行うことができる。駆動切り換え位置から最終移動位置までの距離は、最終的に金属板に永久ひずみを与えるために必要な僅かな変位量だけあればよいので、駆動切り換え位置から最終移動位置までの移動を油圧シリンダにより行わせても、得られる波形放熱板の寸法精度が低下することはない。

従って本発明によれば、金属板を山形に成形する加工を高精度で行うことができ、また最終的に金属板に十分な加圧力を与えて山形に成形された部分に永久ひずみを与えることができる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１ないし図４は本発明の実施形態で用いる波形放熱板の製造装置の構成を示したもので、図１は同装置の要部の構成を概略的に示した正面図、図２は同製造装置の平面図、図３は図１のIII−III線断面図、図４は図１のIV−IV線断面図である。図１においては、装置の全体的な構成を分かりやすくするために、各部を支持するフレーム等の図示が省略されている。

図１ないし図４において、１０は放熱板の加工を行う工場の床、１１は床１０の上に固定された設置ベース、１２は設置ベース１１の上に固定されたベースフレームである。床１０には、後記する山部成形用ブレードとその駆動機構を収容するためのスペースとして用いられる竪穴１０ａが設けられている。１３はベースフレーム１２に取り付けられた固定フレーム１４に固定されて、加工すべき帯状の金属板１５をクランプする固定クランプ、１６はベースフレーム１２に固定されたフレーム４２(図２参照）に直線移動自在に支持されて、固定クランプ１３から離れる方向と固定クランプ１３に接近する方向とに水平方向に沿って直線移動する可動クランプである。固定クランプ１３及び可動クランプ１６にはそれぞれ、加工すべき帯状の金属板１５の表面側で該金属板の長手方向に相対する固定側山部成形面１８及び可動側山部成形面１９が設けられている。

図１、図２及び図４において、２０は可動クランプ１６と固定クランプ１３との間に配置された山部成形用ブレードである。山部成形用ブレード２０は、金属板１５に山部を成形する際に該山部の内側に挿入されて、山部の内側に形成される空所の形を決定する（山部の内面を成形する）板状の型である。山部成形用ブレード２０は、減速比が１／２の減速機構２１(図４参照）を介して可動クランプ１６の直線変位が伝達されて、固定側及び可動側の山部成形面１８及び１９の間を２分する位置に配置された状態を保ちつつ可動クランプ１６の移動方向と同じ方向に移動させられる。山部成形用ブレード２０はまた、可動クランプ１６の移動方向と同じ方向に移動する過程で、ブレード駆動機構２２により、可動クランプ１６の移動方向に対して直角な方向に変位させられる。

また図１において、２３は鋼板等の帯状の金属板１５を製造装置に供給する金属板供給装置、２４は製造装置の出口側に設けられたシヤーである。

上記の構成要素は、水平方向に沿って、装置の入口(加工すべき金属板１５の入口）側から出口(波付け加工がされた金属板の出口）側に、金属板供給装置２３、可動クランプ１６、山形成形用ブレード２０、固定クランプ１３及びシヤー２４の順に一列に並べて配置されている。
以下各部の構成を詳細に説明する。

〈固定クランプ〉
固定クランプ１３は、固定フレーム１４に固定されたクランプ台３０(図１参照）と、金属板の幅方向に相対するようにして固定フレーム１４に対して固定された１対のフレーム３１，３１の間に配置されて、フレーム３１，３１に上下動自在に支持された矩形状のクランプ板３２と、クランプ板３２を上下方向に駆動する複数(図示の例では３個）の油圧シリンダ３４とを備えている。

クランプ板３２は、その主たる板面を垂直方向に向け、かつその幅方向を装置の幅方向(金属板１５の幅方向）に向けた状態で配置されて、その幅方向の両端が、ガイドロッド３５ａと、ガイドロッド３５ａにスライド自在に嵌合したスライダ３５ｂとからなるリニアガイド機構３５（図３、図４参照）を介してフレーム３１，３１に上下動自在に支持されている。

クランプ板３２を駆動する複数のシリンダ３４は、クランプ板３２の幅方向に間隔をあけて並べて配置されて、フレーム３１，３１の上部に固定された支持フレーム３６に、それぞれのピストンロッドを下方に向けた状態で取り付けられ、各油圧シリンダ３４のピストンロッドがクランプ板３２の上端に連結されている。クランプ板３２は、油圧シリンダ３４により駆動されて、その下端とクランプ台３０の上面との間に金属板１５を挟んでクランプした状態になるクランプ位置と、クランプ台３０の上方に退避して金属板１５をアンクランプした状態になるアンクランプ位置との間を変位させられる。

固定クランプ１３のクランプ板３２の可動クランプ１６側の面には、固定側山部成形面１８を有する板状の固定金型３８(図３、図４参照）が、その成形面(固定側山部成形面）１８を可動クランプ１６側に向けて取り付けられている。固定金型３８は、クランプ板３２に設けられた位置決め凹部内に嵌合されることにより位置決めされて、多数のボルト３９によりクランプ板３２に固定されている。固定金型３８の成形面１８には、図１１に示した山部ｍの幅方向の両端の突き合わせ部ｊを成形するための帯板状の成形型１８ａ，１８ａが取り付けられている。成形型１８ａ，１８ａは、成形すべき突き合わせ部ｊ，ｊの位置に合わせて平行に配置されている。

〈可動クランプ〉
可動クランプ１６を支持するため、装置の幅方向(加工すべき金属板の幅方向）の両端にそれぞれフレーム４２，４２が配置され、これらのフレームの下端がベースフレーム１２に固定されている。フレーム４２，４２の上端に、装置の長手方向（加工すべき金属板の長手方向）に沿って互いに平行に伸びるように配置されたアングル材からなる一対のガイド部材４３，４３が固定されている。ガイド部材４３，４３の垂直板部４３ａ，４３ａの相対する面にそれぞれ装置の長手方向に伸びる一対のガイドレール４４，４４が固定され、これらのガイドレール４４，４４の間に、可動クランプベース４５が配置されている。

可動クランプベース４５は、加工すべき金属板１５の幅寸法よりも十分に大きい幅寸法を有して装置の長手方向（金属板１５の長手方向）に相対するように配置された一対の長方形の端板４５ａ，４５ａ（図２参照）と、これらの端板の幅方向の両端間を結合する一対の側板４５ｂ，４５ｂと、端板４５ａ，４５ａ間を連結する適宜の枚数の補強板４５ｃ，４５ｃ，…と、底板４５ｄ（図３参照）とにより、全体がほぼ直方体状を呈するように構成されている。可動クランプベース４５の幅方向の両端の側板４５ｂ，４５ｂにはそれぞれスライダ４６，４６（図３参照）が固定され、これらのスライダがガイドレール４４，４４に噛み合わされて、可動クランプベース４５が、固定クランプ１３に接近する方向と、固定クランプ１３から離間する方向とに直線移動し得るように支持されている。

フレーム４３，４３の間にはまた、可動クランプベース４５と固定クランプ１３との間に位置させて、可動クランプ１６が配置されている。図３に示されているように、可動クランプ１６は、加工すべき金属板１５の幅寸法よりも十分に大きい幅寸法を有して装置の長手方向（金属板１５の長手方向）に相対するように配置された一対の長方形の端板４７，４７と、これらの端板の幅方向の両端間を結合する一対の側板４８，４８と、端板４７，４７間を連結する適宜の枚数の補強板４９，４９，…と、底板５０とにより、全体がほぼ直方体状を呈するように構成された可動クランプ本体５１と、可動クランプ本体５１の下部に取り付けられたクランプ部材５２（図１参照）と、クランプ部材５２を駆動する油圧シリンダ５３とからなっている。

図２に示されているように、可動クランプ本体５１の幅方向の両端の側板４８，４８にそれぞれスライダ５５，５５が固定され、これらのスライダがガイドレール４４，４４に噛み合わされることにより、可動クランプ１６が、可動クランプベース４５と固定クランプ１３との間で、固定クランプ１３に接近する方向と、固定クランプ１３から離間する方向とに直線移動し得るように支持されている。可動クランプ本体５１の固定クランプ側の端板４７の固定クランプに対向する面には、可動側山部成形面１９を有する金型が取り付けられている。可動側山部成形面１９には、山部の幅方向の両端の突き合わせ部ｊ，ｊを成形するための帯板状の型１９ａ，１９ａが固定されている。

可動クランプ本体５１の底板５０の下面には、装置の長手方向に伸びる支持板５６（図１参照）が固定され、この支持板５６の固定クランプ１３側の端部にピン５７を介してクランプ部材５２が回動可能に支持されている。クランプ部材５２を駆動する油圧シリンダ５３は、支持板５６の固定クランプと反対側の端部にピン５８により回動可能に支持され、油圧シリンダ５３のピストンロッド５３ａがクランプ部材５２にピン５９を介して回動可能に結合されている。

図示の例では、加工すべき金属板１５が、後記する金属板供給装置２３から可動クランプベース４５の下面に沿わせて可動クランプ１６側に導かれて、可動クランプ本体５１の下面とクランプ部材５２との間を通過した後、固定クランプ１３のクランプ台３０とクランプ板３２との間に導かれる。可動クランプベース４５の下方及び可動クランプ本体５１の下方の位置には、金属板供給装置２３から供給される金属板１５を載せて可動クランプ本体５１とクランプ部材５２との間の隙間に案内するためのガイド板（図示せず。）が配置されている。

図示の可動クランプ１６においては、油圧シリンダ５３のピストンロッド５３ａが後退しているときに、クランプ部材５２の肩部５２ａと可動クランプ本体５２の底部との間に隙間が形成されて、可動クランプ１６がアンクランプ状態になり、金属板１５が自由に移動し得る状態に置かれる。これに対し、油圧シリンダ５３のピストンロッド５３ａが伸長した状態にあるときには、クランプ部材５２の肩部５２ａが可動クランプ本体５２の底部に接近して金属板１５を可動クランプ本体５２の底部に押しつけるため、可動クランプ１６がクランプ状態になり、金属板１５がクランプされた状態に置かれる。

可動クランプベース４５には複数（図示の例では４個）の油圧シリンダ６０が、それぞれのピストンロッド６０ａを可動クランプ１６側に向けて取り付けられ、これらの油圧シリンダのピストンロッド６０ａが、可動クランプ本体５１の可動クランプベース側の端板４７に連結されている。

上記のように、可動クランプベース４５と可動クランプ１６とが油圧シリンダ６０を介して相互に機械的に連結されているため、可動クランプベース４５を固定クランプ１３に接近する方向と、固定クランプ１３から離間する方向とに直線移動させるように駆動することにより、可動クランプベース４５と可動クランプ１６とを同方向に直線移動させることができる。また油圧シリンダ６０を駆動することにより、可動クランプ１６を可動クランプベース４５に対して相対的に、固定クランプ１３に接近する方向と、固定クランプ１３から離間する方向とに直線移動させることができる。

可動クランプベース４５及び可動クランプ１６を固定クランプ１３に接近する方向と、固定クランプ１３から離間する方向とに直線移動させるため、モータを駆動源とした可動クランプ駆動機構６１が設けられている。図示の可動クランプ駆動機構６１は、可動クランクベース４５の下方に配置されて装置のフレームに固定されたサーボモータ６２と、可動クランクベース４５の幅方向の両端にそれぞれ配置されて軸受け６３，６３により、可動クランプ１６の移動方向に伸びるようにして、装置のフレームに支持された一対のボールネジ６４，６４と、モータ６２の回転を各ボールネジ６４に伝達する動力伝達機構６５と、可動クランクベース４５の一方の端板４５ａの幅方向の両端に固定されてボールネジ６４，６４が螺合されたナット６６，６６とを備えている。

各動力伝達機構６５は、モータ６２の回転軸６２ａに取り付けられたタイミングプーリ６７と、各ボールネジ６４の端部に取り付けられたタイミングプーリ６８と、タイミングプーリ６７と各タイミングプーリ６８との間に配置された中継用の歯付きプーリ６９及び歯付きテンションプーリ７０と、これらのプーリに掛け渡されたタイミングチェーン７１とからなっている。

図示の例では、可動クランクベース４５の一方の（可動クランプ１６と反対側の）端板４５ａの幅方向の両端にそれぞれナット６６，６６が取り付けられ、これらのナットにボールネジ６４，６４が螺合されている。ボールネジ６４，６４は、可動クランプベース４５の他方の（可動クランプ１６側の）端板４５ａに設けられた貫通孔と、可動クランプ１６の可動クランプ本体５１の端板４７，４７に設けられた貫通孔とを緩く貫通した状態で設けられ、ボールネジ６４，６４の回転に伴って可動クランプベース４５が固定クランプ１３に接近する方向と、固定クランプ１３から離間する方向とに直線移動させられるようになっている。

本発明においては、可動クランプ１６の最終移動位置（金属板の各山形部の成形を完了する位置）の手前の位置に、可動クランプ１６の駆動をモータ６２による駆動から油圧シリンダ６０による駆動に切り換える駆動切り換え位置Ｐ２（図７参照）を設定しておく。可動クランプ１６を最終移動位置に向けて移動させる過程では、モータ６２の回転を直線変位に変換する可動クランプ駆動機構６１により可動クランプベース４５を駆動して、可動クランプ１６を初期位置Ｐ１（図５参照）から駆動切り換え位置Ｐ２まで移動させ、可動クランプの駆動切り換え位置Ｐ２から最終移動位置までの移動を油圧シリンダ６０により行わせる。

本実施形態において、油圧シリンダ６０により可動クランプ１６を可動クランプベース４５に対して駆動する際には、可動クランプベース４５を動かないようにロックしておく必要がある。そのため、可動クランプベース４５の幅方向の両端の側板４５ｂ，４５ｂに複数の溝を有する可動側ロック部材７２（図２参照）が固定され、可動側ロック部材７２の溝に係合する歯部を有する固定側ロック部材７３がフレーム４３側に取り付けられている。固定側ロック部材７３は、フレーム４３に固定された油圧シリンダ７４のピストンロッドの先端に取り付けられている。

固定側ロック部材７３は、油圧シリンダ７４により駆動されて、その歯部が可動側ロック部材７２の溝に係合して可動クランプベース４５をロックした状態になるロック位置と、その歯部が可動側ロック部材７２の溝から外れて可動クランプベース４５のロックを解除した状態になるアンロック位置との間を変位させられる。可動クランプ１６が駆動切り換え位置Ｐ２に達した時に可動側ロック部材７２と固定側ロック部材７３とが整合して係合し得る状態になるように、可動側ロック部材７２と固定側ロック部材７３との間の位置関係が設定されている。可動側ロック部材７２と固定側ロック部材７３と油圧シリンダ７４とにより、金属板１５を波形に成形する過程で可動クランプ駆動機構６１により可動クランプ１６が駆動切り換え位置まで移動させられたときに可動クランプベース４５をロックするロック機構が構成されている。

〈山部成形用ブレード〉
前述のように、山部成形用ブレード２０は、金属板１５に山部を成形する際に該山部の内側に挿入されて、山部の内面を成形する板状の型であり、山部成形用ブレード２０の幅寸法は、山部ｍの突き合わせ部ｊを除いた部分の幅寸法に等しく設定されている。山部成形用ブレード２０を支持するため、可動クランプ１６の幅方向の両端側に可動フレーム７５，７５が配置され、これらの可動フレームは、リニアガイド機構７６，７６により、ベースフレーム１２に対して、可動クランプ１６の移動方向と同方向に移動自在に支持されている。

また可動クランプ１６の変位を１／２の減速比で減速して可動フレーム７５．７５に伝達するため、可動クランプの移動方向に伸びるように設けられて上下方向に対向配置された第１のラック７７及び第２のラック７８と、これらのラックに噛み合わされたピニオンギア７９とからなる減速機構２１が、可動クランプ１６と可動フレーム７５，７５との間に設けられている。

第１のラック７７は、可動クランプ１６の移動方向に伸びるように配置されて、その歯部を上方に向けて装置の固定フレーム（図示の例ではベースフレーム１２）に対して固定されている。また第２のラック７８は、第１のラック７７の上方を該第１のラックと同方向に伸びるように配置されて、その歯部を下に向けた状態で、可動クランプ本体５１の底部に固定された支持板５６に固定されている。第１のラック７７及び第２のラック７８に噛み合わされたピニオンギア７９は可動フレーム７５の端部に回転自在に支持され、可動クランプ本体５１の変位に伴って第２のラック７８が変位した際に、該第２のラック７８の変位（可動クランプの変位）がピニオンギア７９を介して、１／２の減速比で減速されて可動フレーム７５に伝達されるようになっている。

可動フレーム７５，７５には、リニアガイド機構８５（図４参照）を介してスライダ８６が上下動自在に支持され、このスライダ８６の上端に、幅方向を装置の幅方向に向け、板面を垂直方向に向けた山部成形用ブレード２０の下端が固定されている。山部成形用ブレード２０は、固定側山部成形面１８と可動側山部成形面１９との間を２等分する位置に位置させた状態で、スライダ８６に取り付けられている。

可動フレーム７５，７５の下端寄りの部分に固定された支持板８８に、装置の幅方向に間隔を開けて配置された１対の流体圧シリンダ８９，８９が、それぞれのピストンロッドを上方に向けた状態で取り付けられ、これらのシリンダのピストンロッド８９ａ，８９ａがスライダ８６に連結されている。流体圧シリンダ８９としては、油圧シリンダを用いても良く、エアシリンダを用いても良い。本実施形態では、作動流体の管理を簡単にするため、流体圧シリンダ８９としても油圧シリンダを用いている。

スライダ８６と、流体圧シリンダ８９，８９とにより、山部成形用ブレード２０を可動クランプ１６が直線移動する方向と直角な方向に移動させるブレード駆動機構２２が構成されている。

山部成形用ブレード２０は、固定側山部成形面１８と可動側山部成形面１９との間を２等分する位置に配置されて、可動クランプ１６の変位が１／２の減速比で伝達されて可動クランプ１６と同方向に移動させられる。そのため、山部成形用ブレード２０は、可動クランプ１６が固定クランプ１３側に直線移動する過程で、固定側山部成形面１８と可動側山部成形面１９との間を２等分する位置に配置された状態を保って、可動クランプ１６と同方向に直線移動させられる。

〈金属板供給装置〉
金属板供給装置２３は、金属板１５が巻回されたロールから金属板１５を巻き戻す図示しないアンコイラと、巻き戻された金属板１５を載せて可動クランプ側に案内する多数のローラを備えたローラコンベア９０と、図示しないモータにより回転駆動される駆動ローラ９１及びシリンダ９２により付勢されて金属板１５を駆動ローラ９１に押しつける加圧ローラ９３を備えた金属板送給装置９４とにより構成されている。金属板送給装置９４により送給される金属板１５は、可動クランプ１６の本体５１とクランプ部材５２との間を通して固定クランプ１３のクランプ板３２とクランプ台３０との間に供給される。

〈シヤー〉
装置の出口側に配置されたシヤー２４は、フレーム３１の上部に固定されたシリンダ９５により駆動されて下方に変位させられる可動刃９６と、フレーム１４に固定された固定刃９７とにより構成されている。シヤー２４は、所定数の山部が形成された加工済みの金属板が装置の外部に搬出された後に、該加工済みの金属板を、後続の未加工の金属板から切り離す。可動刃９６は、クランプ台３０との間に、金属板に形成された山部の通過を可能にするための隙間を生じさせる位置まで上昇させられるように設けられている。

〈動作説明）
上記の製造装置を用いて金属板１５に山部ｍと谷部ｖとを交互に形成する波付け加工を施す際には、先ず図５に示したように、可動クランプ１６を固定クランプ１３から離れた初期位置（加工開始位置）Ｐ１に位置させた状態で、金属板供給装置２３により金属板１５を可動クランプ１６側に送給して、金属板１５の始端部の所定長さの部分を可動クランプ１６から固定クランプ１３側に突出させた状態にする。この状態で、可動クランプ１６により金属板１５の始端部の手前の位置をクランプし、該可動クランプ１６を固定クランプ１３側に移動させて、金属板１５の始端部を固定クランプ１３のクランプ板３２とクランプ台３０との間に供給する。ここで固定クランプ１３のクランプ板３２を下降させて、クランプ板３２とクランプ台３０との間に金属板１５の始端部をクランプする。その後、可動クランプ１６をアンクランプ状態にして初期位置Ｐ１に後退させ、該初期位置で可動クランプ１６をクランプ状態にして、固定クランプ１３から離れた位置で金属板１５をクランプする。

次いで図５に示したように、山部成形用ブレード２０の先端を金属板１５の裏面に接触させた状態（または近接した状態）にし、サーボモータ６２を回転させて可動クランプベース４５を駆動することにより、可動クランプ１６を固定クランプ１３側に移動させると同時に、シリンダ８９により山部成形用ブレード２０を固定側山部成形面１８と可動側山部成形面１９との間に向けて上方に駆動することにより、図６に示すように金属板１５を上方に押圧して、固定側及び可動側の山部成形面１８及び１９の間に押し出し、金属板１５を山形に折り曲げ成形していく。

図７に示すように、可動クランプ１６が最終移動位置の手前に設定された駆動切り換え位置Ｐ２まで移動したときに、モータ６２を停止させて、可動クランプ１６を駆動切り換え位置に停止させる。モータ６２の回転は、フィードバック制御により正確に制御することができるため、可動クランプ１６の駆動切り換え位置までの移動は毎回正確に行わせることができる。可動クランプ１６を駆動切り換え位置に正確に停止させるため、可動クランプ１６の位置を検出する位置センサを設けて、該位置センサにより検出される可動クランプ１６の位置を目標位置に一致させるようにモータ６２を制御することが好ましい。

図７においては、便宜上、可動クランプ１６の山部成形面１９と固定クランプ１３の山部成形面１８が山形に成形された金属板を介して山部成形用ブレード２０に当接した状態になる位置よりも手前の位置に駆動切り換え位置Ｐ２を設定しているように図示されているが、山部ｍの折り曲げ成形を正確に行わせるため、駆動切り換え位置Ｐ２は、金属板１５が折り曲げられて山部成形用ブレードに接した状態になるときの(金属板を山形に折り曲げる加工が終了したときの）可動クランプ１６の位置付近に設定しておくのが好ましい。

金属板１５を折り曲げて山形に成形していく過程では、それほど大きな力は必要としないため、可動クランプ１６の初期位置Ｐ１から駆動切り換え位置Ｐ2までの移動を比較的小形のモータ６２を駆動源とする駆動機構６１により行わせても、何等支障を来さない。

図７に示すように、可動クランプ１６が駆動切り換え位置Ｐ２に達して停止した後、ロック機構を構成する固定側ロック部材７３の歯部と可動側ロック部材７２の溝とを係合させて、可動クランプベース４５を動かないようにロックする。次いで油圧シリンダ６０を駆動して、図８に示すように可動クランプ１６を可動クランプベース４５に対して相対的に固定クランプ１３側に移動させ、これにより、可動クランプ１６を最終移動位置まで一気に移動させる。このとき、油圧シリンダ６０による強い加圧力により、金属板１５を塑性変形させ、金属板に永久歪みを生じさせて、山部ｍの成形を完了する。

上記のように、可動クランプ１６を駆動切り換え位置から最終移動位置まで移動させる際には、油圧シリンダ６０により可動クランプ１６に十分大きな加圧力を与えることができるため、金属板１５に永久ひずみを与えるための塑性加工を支障なく行うことができる。駆動切り換え位置Ｐ２から最終移動位置までの距離は、最終的に金属板に永久ひずみを与えるために必要な僅かな変位量(例えば10mm）だけあればよいので、駆動切り換え位置から最終移動位置までの移動を油圧シリンダにより行わせても、得られる波形放熱板の寸法精度が低下することはない。

次いで、図９に示すように、油圧シリンダ６０のピストンロッド６０ａを後退させて可動クランプ１６を成形された山部ｍから引き離し、シリンダ８９のピストンロッドを下降させて山部成形用ブレード２０を成形された山部ｍから引き抜く。その後可動クランプ１６をアンクランプ状態にして、該可動クランプ１６を可動クランプベース４５とともに初期位置に後退させる。次いで固定クランプ１３のシリンダ３４のピストンロッドを上昇させて固定クランプ１３のクランプ板３２を成形された山部ｍよりも上方の位置に設定されたアンクランプ位置まで上昇させる。これにより、成形された山部ｍがクランプ板３２の下方を通過するのを許容する。この状態で、可動クランプ１６を山部ｍの１ピッチ相当分だけ固定クランプ１３側に移動させて、先に成形された一つの山部ｍをクランプ板３２の下を通してシヤー２４側に１ピッチ分移動させた後、クランプ板３２を下降させて、次の山部の成形に備えて、クランプ板３２により金属板１５の谷部ｖに相当する部分をクランプ台３０に対してクランプする。この状態で、可動クランプ１６を固定クランプ１３側に移動させるとともに山部成形用ブレード２０を可動側山部成形面１９と固定側山部成形面１８との間に向けて上昇させて、金属板５に次の山部ｍを形成する過程を行う。

以下前記と同様の過程を行わせることにより、金属板に一連の山部ｍを形成していく。金属板１５に必要個数の山部ｍ，ｍ，…が形成された後、可動クランプ１６をアンクランプ状態にし、山部成形用ブレード２０を下方に退避させたままの状態で、可動クランプ１６を初期位置Ｐ１まで後退させる。次いで固定クランプ１３をアンクランプ状態にして、可動クランプ１６を固定クランプ１３側に前進させることにより、金属板１５の必要個数の山部が形成された部分をシヤー２４の上刃９６の下を通過させて装置の外部に移動させる。金属板１５の必要個数の山部が形成された部分が装置の外部に搬出された後、シヤー２４により、必要個数の山部が形成された部分に続く部分で金属板１５を切断して、図１０に示すような波形放熱板１を得る。その後、可動クランプ１６を固定クランプ１３から離れる側に移動させるとともに、金属板送給装置９４により金属板１５を所定長さだけ逆送させて、固定クランプ１３のクランプ板３２とクランプ台３０との間に次の波形放熱板１を構成する金属板１５の始端部を位置させ、この始端部を固定クランプ１３によりクランプする。以後前記と同様の過程を繰り返して次の波形放熱板１を形成する工程を行う。

上記の実施形態では、可動クランプベース４５と可動クランプ１６とを可動クランプの移動方向に並べて、それぞれを固定クランプ１３から離れる方向及び固定クランプ１３に接近する方向に移動し得るように支持し、可動クランプベース４５と可動クランプ１６との間を油圧シリンダ６０を介して連結している。しかし、本発明は、可動クランクベース４５及び可動クランプ１６を上記の実施形態のように並べて配置する場合に限定されない。例えば、可動クランプベース４５をガイドレールにより装置の固定フレームに対して移動自在に支持すると共に、該可動クランプベース４５にリニアガイド機構を介して可動クランプ本体５１を支持して、可動クランプ本体５１と可動クランプベース４５との間を油圧シリンダ６０により連結した構造とすることもできる。

本発明の一実施形態で用いる波形放熱板の製造装置の構成を概略的に示した正面図である。図１に示した製造装置の平面図である。図１のIII−III線断面図である。図１のIV−IV線断面図である。本発明の一実施形態に係わる製造装置の動作を説明するために、同製造装置の動作の一過程における要部の状態を示した動作説明図である。本実施形態に係わる製造装置の動作の他の過程における要部の状態を示した動作説明図である。本実施形態に係わる製造装置の動作の更に他の過程における要部の状態を示した動作説明図である。本実施形態に係わる製造装置の動作の更に他の過程における要部の状態を示した動作説明図である。本実施形態に係わる製造装置の動作の更に他の過程における要部の状態を示した動作説明図である。本発明の方法により製造する波形放熱板の一例を示した斜視図である。図１０に示した波形放熱板の山部の断面図である。

１３固定クランプ
１５金属板
１６可動クランプ
１８固定側山部成形面
１９可動側山部成形面
２０山部成形用ブレード
２１減速機構
２２ブレード駆動機構
２３金属板供給装置
２４シヤー
４５可動クランプベース
５１可動クランプ本体
６０油圧シリンダ
６１可動クランプ駆動機構
６２サーボモータ
６４ボールネジ
６５動力伝達機構
６８タイミングプーリ
７１タイミングチェーン
７５可動フレーム
７７第１のラック
７８第２のラック
７９ピニオンギア

Claims

固定フレームに対して固定されて帯状の金属板をクランプする固定クランプと、前記固定クランプから離れる方向と前記固定クランプに接近する方向とに直線移動可能に支持されて前記固定クランプから前記金属板の長手方向に離れた位置で前記金属板をクランプする可動クランプとを備えて、前記固定クランプ及び可動クランプがそれぞれ前記金属板の表面側で前記可動クランプの移動方向に相対する固定側及び可動側の山部成形面を有しているクランプ装置と、前記可動クランプに減速比が１／２の減速機構を介して連結されて前記可動クランプの移動速度の１／２の速度で前記可動クランプの移動方向と同じ方向に移動させられる可動フレームと、前記固定側及び可動側の山部成形面の間を２等分する位置で前記可動フレームに支持されて前記可動クランプの移動方向に対して直角な方向に沿って前記クランプ装置によりクランプされた成形前の金属板の裏面に先端が接近または接した状態になる退避位置と前記両山部成形面の間に進入した状態になる前進位置との間をブレード駆動機構により駆動されて変位させられる山部成形用ブレードとを備え、前記金属板をクランプしたクランプ装置の前記可動クランプを前記山部成形用ブレードとともに固定クランプ側に移動させつつ前記山部成形用ブレードを前記前進位置に向けて変位させることにより前記山部成形用ブレードで前記金属板を両山部成形面の間に押し出して山形に折り曲げ、両山部成形面が山形に折り曲げられた金属板を前記山部成形用ブレードに対して押圧した状態になる最終移動位置まで前記可動クランプを移動させて前記金属板を山形に成形する過程を繰り返すことにより前記金属板に波付けして波形放熱板を製造する波形放熱板の製造装置であって、
前記金属板を山形に成形する過程での前記可動クランプの最終移動位置の手前の位置であって、前記金属板が折り曲げられて前記山部成形用ブレードに接した状態になるときの前記可動クランプの位置が、該可動クランプの駆動切り換え位置として設定され、
前記クランプ装置は、
前記可動クランプを間にして前記固定クランプに相対するように配置されて、前記可動クランプとの間に相対的な直線変位が許容された状態で、前記可動クランプと同方向に直線移動し得るように支持された可動クランプベースと、
前記固定フレームに固定されたモータと、前記金属板の幅方向に向いた前記可動クランプベースの幅方向の両端及び可動クランプの幅方向の両端をそれぞれゆるく貫通して前記可動クランプの移動方向に伸びるように設けられて、前記固定フレームに回転自在に支持された１対のボールネジと、前記１対のボールネジにそれぞれ取り付けられたタイミングプーリと前記モータの回転軸に取り付けられたタイミングプーリとこれらのタイミングプーリに掛け渡されたタイミングチェーンとを有して前記モータの回転を前記１対のボールネジに伝達する動力伝達機構と、前記可動クランクベースの幅方向の両端に固定されて前記１対のボールネジがそれぞれ螺合された一対のナットとを有し、前記モータの回転を前記ボールネジとナットとにより直線変位に変換して前記可動クランプベースに伝達することにより、前記可動クランプを前記可動クランプベースと共に直線移動させる可動クランプ駆動機構と、
前記一対のボールネジの間に配置されて、ピストンロッドを前記可動クランプ側に向けた状態で前記可動クランプベースに取り付けられ、前記ピストンロッドが前記可動クランプに連結された複数の油圧シリンダと、
前記金属板を波形に成形する過程で前記可動クランプ駆動機構により前記可動クランプが前記駆動切り換え位置まで移動したときに前記可動クランプベースをロックするロック機構と、
を具備し、
前記金属板を山形に成形する過程で前記可動クランプを前記駆動切り換え位置に到達させるまでの間は前記可動クランプ駆動機構により前記可動クランプを前記固定クランプ側に移動させ、前記可動クランプが前記駆動切り換え位置に達して前記ロック機構が前記可動クランプベースをロックした後は、前記油圧シリンダにより前記可動クランプを前記最終移動位置まで変位させるように構成されている波形放熱板の製造装置。
前記減速機構は、前記可動クランプの移動方向に伸びるように設けられて前記固定フレームに対して固定された第１のラックと、前記第１のラックと同方向に伸びるようにして前記可動クランプに固定されて前記第１のラックに対向配置された第２のラックと、前記可動フレームに回転自在に支持されて前記第１のラック及び第２のラックに噛み合わされたピニオンギアとを備えている請求項１に記載の波形放熱板の製造装置。
前記ブレード駆動機構は、流体圧シリンダを駆動源として前記山部成形用ブレードを変位させるように構成されている請求項１又は２に記載の波形放熱板の製造装置。