JP5179129B2

JP5179129B2 - 波型加工装置

Info

Publication number: JP5179129B2
Application number: JP2007247253A
Authority: JP
Inventors: 健太船元; 雅人大塚; 茂森川
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2009078276A

Description

本発明は、平板に複数の波型を成形し熱交換器等に用いられる波型加工品を製作する波型加工装置に関し、特に、出側押さえ板の下部に設けられたリストライク体と、波型の成形の際に平板の位置決めに用いられる位置決め部とで、先行して成形された波型を上下同時にリストライクすることで、波型の山高さのばらつきを抑えるとともに、工程数増大によるコスト増大及び生産性悪化を回避する新規な改良に関するものである。

従来用いられていたこの種の波型加工装置としては、下記特許文献１に示されている装置が用いられており、この装置は図１０及び図１１に示すように構成されている。図１０は従来の波型加工装置を示す構成図であり、図１１は図１０の雄型１０が降下された際の要部を拡大して示す構成図である。図において、雄型１０の下面には、雄型突起部１１、入側押さえ板１２Ａ、及び出側押さえ板１２Ｂが取り付けられている。各押さえ板１２Ａ，１２Ｂは、圧縮バネ１３を介して前記雄型１０に接続されている。前記雄型１０に対向して配置された雌型２０の上面には、前記雄型１０の上下動に応じて開閉自在な第１及び第２金型部材２１，２２と、前記雄型１０及び雌型２０間に供給された平板３０を持ち上げる製品リフター２５とが設けられている。第１及び第２金型部材２１，２２は、互いに接触した際に金型２３を形成する（図１１参照）。第１及び第２金型部材２１，２２には、これら第１及び第２金型部材２１，２２が前記金型２３を形成した際に金型溝２４を形成する第１及び第２切欠き部２４ａ，２４ｂが設けられている。また、第１金型部材２１には、前記第１切欠き部２４ａに連続して形成された第１位置決め突起２６ａと、この第１位置決め突起２６ａの隣に形成された第２位置決め突起２６ｂと、これら第１及び第２位置決め突起２６ａ，２６ｂ間に形成された位置決め溝２６ｃとからなる位置決め部２６が設けられている。

次に、従来の波型加工装置の動作について説明する。前記雄型１０が降下すると、前記平板３０が前記各押さえ板１２Ａ，１２Ｂによって押圧されて、前記平板３０の位置決めが行われる。その次に、前記雄型１０がさらに降下し、前記第１及び第２金型部材２１，２２が接近しながら、前記雄型１０とともに降下する前記雄型突起部１１と前記第１及び第２金型部材２１，２２とで前記平板３０が押し曲げられる。最終的に、前記金型２３に形成される前記金型溝２４に前記雄型突起部１１が挿入されることで波型が成形される。次に、この波型の成形後に、前記雄型１０が上昇し、前記雄型突起部１１が波型成形品から離脱されながら、前記第１及び第２金型部材２１，２２が互いに離反される。その後、前記製品リフター２５によって前記平板３０が持ち上げられるとともに、図示しない平板送り機によって前記平板３０が１ピッチ分送られる。
次に、先行して成形された波型が前記位置決め溝２６ｃに挿入され、前記雄型１０が再降下されるとともに前記平板３０が前記各押さえ板１２Ａ，１２Ｂによって再押圧されて、前記平板３０の位置決めが行われる。その後に、前記雄型１０がさらに降下し、前記第１及び第２金型部材２１，２２が接近しながら、前記雄型１０とともに降下された前記雄型突起部１１と前記第１及び第２金型部材２１，２２とで前記平板３０が押し曲げられ、前記金型２３に形成された前記金型溝２４に前記雄型突起部１１が位置することで、次の波型が成形される。この動作を繰り返すことにより連続的に波型が成形され、前記平板３０から、熱交換器等に用いられる波型加工品が製作される。

特開平９−１５５４６１号公報

上記のような従来の波型加工装置では、前記雄型突起部１１と前記金型溝２４とによって波型を形成するので、波型上側は第１位置決め突起２６ａに沿って曲がるだけで所望の形状にならない。このため、波型の上下形状にばらつきが生じてしまい、波型の山高さにばらつきが生じてしまう。波型の山高さにばらつきが生じると、波型加工品と固定基材との間の隙間が大きくなり、両者の溶接やロウ付けなどの接合が困難になる。また、波型の山高さの矯正を別工程で行うと、工程数の増大によりコスト高になり生産性も悪くなる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、波型の山高さのばらつきを抑えることができ、工程数増大によるコスト増大及び生産性悪化を回避できる波型加工装置を提供することである。

本発明に係る波型加工装置は、雄型突起部とこの雄型突起部の両側に配置された入側及び出側押さえ板とが雄型に設けられ、前記雄型の上下動に応じて開閉自在な第１及び第２金型部材が雌型に設けられ、これら第１及び第２金型部材が互いに接触し金型を形成した際に金型溝を形成する第１及び第２切欠き部が前記第１及び第２金型部材に設けられ、前記第１切欠き部に連続して形成された第１位置決め突起と、この第１位置決め突起の隣に形成された第２位置決め突起と、これら第１及び第２位置決め突起間に形成された位置決め溝とからなる位置決め部が前記第１金型部材に設けられ、前記雄型とともに降下された前記雄型突起部が前記金型溝に挿入されることで前記雄型突起部と前記金型との間に供給された平板に波型が成形されるとともに、前記波型の成形の際に、前記平板が前記各押さえ板によって押圧されて、先行して成形された波型が前記位置決め溝に位置することで前記平板の位置決めが行われる波型加工装置において、第１リストライク突起と、前記第１リストライク突起よりも短い第２リストライク突起と、第１及び第２リストライク突起と、これら第１及び第２リストライク突起間に形成されたリストライク溝とからなるリストライク体が前記出側押さえ板の下部に前記平板の送り方向に沿って変位可能に設けられ、前記雄型が降下された際に、前記第１リストライク突起が前記位置決め溝に挿入されるとともに前記リストライク溝に前記第２位置決め突起が挿入されることで、先行して成形された前記波型が上下同時にリストライクされる。

本発明の波型加工装置によれば、出側押さえ板の下部に平板の送り方向に沿って変位可能に設けられたリストライク体と、波型の成形の際に平板の位置決めに用いられる位置決め部とで、先行して成形された波型を上下同時にリストライクするので、波型の山高さのばらつきを抑えることができ、工程数増大によるコスト増大及び生産性悪化を回避できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による波型加工装置を示す構成図であり、図２は図１のリストライク体１４の周辺を拡大して示す斜視図であり、図３は図１のリストライク体１４と位置決め部２６とを拡大して示す構成図である。なお、従来の波型加工装置と同一又は同等部分については同一符号を付しその説明は省略する。図２に示すように、出側押さえ板１２Ｂの下部には、平板３０の送り方向Ｘに沿って延在する格納溝１２０が設けられている。この格納溝１２０内には、基台１５ａと一対のバネ１５ｂとから構成される案内体１５が格納されており、この案内体１５は、例えば図示しないキー及びキー溝等によって、前記送り方向Ｘに沿って摺動自在に前記出側押さえ板１２Ｂの下部に取り付けられている。

前記基台１５ａの下部には、下方に延出する長さが互いに異なる第１及び第２リストライク突起１４ａ，１４ｂと、これら第１及び第２リストライク突起１４ａ，１４ｂ間に形成されたリストライク溝１４ｃとから構成されたリストライク体１４が固定されている。前記リストライク溝１４ｃの最も深い位置は前記出側押さえ板１２Ｂの下面１２１と揃えられている。

前記基台１５ａ及び前記リストライク体１４は、位置決め部２６（図１参照）に対向するように配置されている。つまり、雄型１０が降下された際に、前記第１リストライク突起１４ａが位置決め溝２６ｃ（図３参照）に挿入されるとともに前記リストライク溝１４ｃに第２位置決め突起２６ｂ（図３参照）が挿入されるように構成されている。これら各突起１４ａ，２６ｂが各溝２６ｃ，１４ｃに挿入されると、前記基台１５ａ及び前記リストライク体１４は第１金型部材２１に連動して移動される。なお、前記バネ１５ｂの他端は前記格納溝１２０の端部１２０ａに固定されており、前記基台１５ａは前記バネ１５ｂによって一方向に常に付勢されている。すなわち、このバネ１５ｂによって前記リストライク体１４の前記送り方向Ｘに沿う原点復帰が行われる。

次に、図４〜図７を参照しながら、この実施の形態による波型加工装置の動作について説明する。まず図４に示すように、製品リフター２５が降下することで、先行して成形された波型が前記位置決め溝２６ｃに挿入される。その次に図５に示すように、前記平板３０が前記各押さえ板１２Ａ，１２Ｂによって押圧されて前記平板３０の位置決めが行われるとともに、前記第１リストライク突起１４ａが位置決め溝２６ｃに挿入され、前記リストライク溝１４ｃに前記第２位置決め突起２６ｂが挿入される。すなわち、前記平板３０の位置決めと同時に、先行して成形された波型が上下同時にリストライクされる。その次に図６に示すように、前記雄型１０がさらに降下し、前記第１及び第２金型部材２１，２２が接近しながら、前記雄型突起部１１と前記第１及び第２金型部材２１，２２とで前記平板３０が押し曲げられる。このとき、第１金型部材２１の移動に連動して、前記基台１５ａ（図２参照）及びリストライク体１４が前記送り方向Ｘと逆向きに移動する。そして最終的に前記金型２３に形成された前記金型溝２４に前記雄型突起部１１が挿入されることで、次の波型が成形される。その次に図７に示すように、前記雄型１０が上昇し、前記雄型突起部１１が波型成形品から離脱されながら、前記第１及び第２金型部材２１，２２が互いに離反され、前記バネ１５ｂ（図２参照）によって前記リストライク体１４の前記送り方向Ｘに沿う原点復帰が行われる。

次に、リストライク体１４及び位置決め部２６によるリストライクの作用について説明する。図８はリストライクが行われる前の図１の平板３０に成形された波型を示す説明図であり、図９はリストライクが行われた後の図１の平板３０に成形された波型を示す説明図である。従来装置のようにリストライクを行わない場合には、波型の上側は拘束されずに第１位置決め突起２６ａに沿って曲がるだけである。加工中の波型の曲げ部の内側では圧縮応力、外側では引張応力が発生しており、金型を板から離した後には図８に示すように曲げの内側で引張応力Ｐ１が残留するとともに、外側で圧縮応力Ｐ２が残留する。このため、スプリングバックが起こり、曲げＲと開き角度が大きくなる。

これに対して、この実施の形態の装置のようにリストライクを行うと、波型の曲げ部内側を強圧することにより、内側の材料が周方向に伸ばされる。このため、加工後には図９に示すように、曲げ部の内側において弾性変形の回復による周方向の縮みにより、スプリングゴーが誘発される。結果として、開き角度と曲げ部の曲げ半径Ｒが小さくなる。

次に、より具体的な実施例を挙げる。供試材として、圧延方向に対して平行なＬ方向について下記の表１に示すような機械的特性を有し、寸法は幅１２５ｍｍ、板厚０．４ｍｍのフェライト系ステンレスの平板３０を用いて、前記Ｌ方向を長手方向とする波型加工品を製造した。また、前記雄型突起部１１の先端半径Ｒを０．４ｍｍとするとともに、前記雄型突起部１１のテーパ角度を９°とし、前記金型溝２４の深さを３８ｍｍとした。前記第１リストライク突起１４ａ及び前記第２位置決め突起２６ｂの先端半径ＲであるＲｐ１，Ｒｐ２は０．４ｍｍとし、テーパ角度θ１，θ２は９°とした。前記リストライク溝１４ｃ及び位置決め溝２６ｃの深さは３８ｍｍとし、溝のＲ（Ｒｄ１，Ｒｄ２）は０．８ｍｍとした。

この加工条件で波型を成形しながらリストライクを行い２０山成形し、測定値を平均したところ、波型の上下の外側半径Ｒは０．６５ｍｍであった。また、波型の開き角度は上下ともに２〜３°の範囲にあり、ばらつきが小さかった。山高さのばらつきは０．０３〜０．１ｍｍの範囲に収まっていた。

これに対して、従来装置のようにリストライクを行わなかった場合の加工品を測定し平均した結果、波型下部の外側半径Ｒは０．６５ｍｍであったのに対し、上部の外側半径Ｒは０．８〜１．０ｍｍであった。また、このときの波型の開き角度は、下部が２〜４°の範囲であったのに対し上部は２〜９°の範囲であり、ばらつきが大きかった。また、山高さのばらつきは０．１７〜０．２５ｍｍの範囲であった。

このような波型加工装置では、出側押さえ板１２Ｂの下部に平板３０の送り方向Ｘに沿って変位可能に設けられたリストライク体１４と、波型の成形の際に平板３０の位置決めに用いられる位置決め部２６とで、先行して成形された波型を上下同時にリストライクするので、波型の山高さのばらつきを抑えることができ、工程数増大によるコスト増大及び生産性悪化を回避できる。また、このリストライクによって、波型の縦壁同士の間隔をより狭めることができ、熱交換器の効率を向上できる。

本発明の実施の形態１による波型加工装置を示す構成図である。図１のリストライク体の周辺を拡大して示す斜視図である。図１のリストライク体と位置決め部とを拡大して示す構成図である。図１の製品リフターが降下した状態を示す説明図である。図４の平板に先行して成形された波型がリストライクされた状態を示す説明図である。図５の平板に新たな波型が成形される状態を示す説明図である。図６のリストライク体が原点復帰された状態を示す説明図である。リストライクが行われる前の図１の平板に設けられた波型を示す説明図である。リストライクが行われた後の図１の平板に設けられた波型を示す説明図である。従来の波型加工装置を示す構成図である。図１０の雄型が降下された際の要部を拡大して示す構成図である。

符号の説明

１０雄型、１１雄型突起部、１２Ａ入側押さえ板、１２Ｂ出側押さえ板、１３圧縮バネ、１４リストライク体、１４ａ，１４ｂ第１及び第２リストライク突起、１４ｃリストライク溝、１５案内体、１５ａ基台、１５ｂバネ、２０雌型、２１，２２第１及び第２金型部材、２３金型、２４金型溝、２４ａ，２４ｂ第１及び第２切り欠き部、２５製品リフター、２６位置決め部、２６ａ，２６ｂ第１及び第２位置決め突起、２６ｃ位置決め溝、３０平板。

Claims

雄型突起部（１１）とこの雄型突起部（１１）の両側に配置された入側及び出側押さえ板（１２Ａ，１２Ｂ）とが雄型（１０）に設けられ、前記雄型（１０）の上下動に応じて開閉自在な第１及び第２金型部材（２１，２２）が雌型（２０）に設けられ、これら第１及び第２金型部材（２１，２２）が互いに接触し金型（２３）を形成した際に金型溝（２４）を形成する第１及び第２切欠き部（２４ａ，２４ｂ）が前記第１及び第２金型部材（２１，２２）に設けられ、前記第１切欠き部（２４ａ）に連続して形成された第１位置決め突起（２６ａ）と、この第１位置決め突起（２６ａ）の隣に形成された第２位置決め突起（２６ｂ）と、これら第１及び第２位置決め突起（２６ａ，２６ｂ）間に形成された位置決め溝（２６ｃ）とからなる位置決め部（２６）が前記第１金型部材（２１）に設けられ、前記雄型（１０）とともに降下された前記雄型突起部（１１）が前記金型溝（２４）に挿入されることで前記雄型突起部（１１）と前記金型（２３）との間に供給された平板（３０）に波型が成形されるとともに、前記波型の成形の際に、前記平板（３０）が前記各押さえ板（１２Ａ，１２Ｂ）によって押圧されて、先行して成形された波型が前記位置決め溝（２６ｃ）に位置することで前記平板（３０）の位置決めが行われる波型加工装置において、
第１リストライク突起（１４ａ）と、前記第１リストライク突起（１４ａ）よりも短い第２リストライク突起（１４ｂ）と、これら第１及び第２リストライク突起（１４ａ，１４ｂ）間に形成されたリストライク溝（１４ｃ）とからなるリストライク体（１４）が前記出側押さえ板（１２Ｂ）の下部に前記平板（３０）の送り方向（Ｘ）に沿って変位可能に設けられ、
前記雄型（１０）が降下された際に、前記第１リストライク突起（１４ａ）が前記位置決め溝（２６ｃ）に挿入されるとともに前記リストライク溝（１４ｃ）に前記第２位置決め突起（２６ｂ）が挿入されることで、先行して成形された前記波型が上下同時にリストライクされることを特徴とする波型加工装置。