JP5313109B2 - Fin collar mold equipment - Google Patents
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Description
この発明は、冷媒と空気等、2つの流体間で熱交換を行うフィンチューブ型熱交換器に用いられるフィンを成形するためのフィンカラー成形金型装置に関するものである。 The present invention relates to a fin collar mold apparatus for molding fins used in a fin tube type heat exchanger that performs heat exchange between two fluids such as refrigerant and air.
従来の熱交換器用のフィンを成形するためのフィンカラー成形金型装置として、フィンカラーの内面からリフレアパンチの外形状を倣わせることによりカーリングするようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。 As a conventional fin collar molding die device for molding fins for heat exchangers, there is one that curls by following the outer shape of the reflier punch from the inner surface of the fin collar (see, for example, Patent Document 1). ).
上記のような従来のフィンカラー成形金型装置においては、フィンカラーの内面からリフレアパンチの外形状を倣わせる方式なので、プレスの下死点に近づきリフレアパンチのカーリング加工の完了間際ではフィンカラーを構成する部分の材料の変形抵抗が必然的に増大した場合に、リフレアパンチの外周から離れ、倣わなくなると言う問題があった。その結果、フィンカラーの形状を目的の形状にすることが困難で、さらに、フィンカラーを形成する部分が塑性域に達しない部分があるので、リフレアパンチが上昇して内面からの拘束が解除されるとスプリングバックを生じるので、形状精度を向上させることも困難であった。 In the conventional fin collar molding die apparatus as described above, since the outer shape of the refractor punch is copied from the inner surface of the fin collar, the fin collar approaches the bottom dead center of the press and the curling process of the reflier punch is almost completed. When the deformation resistance of the material of the portion constituting the inevitably increases, there is a problem that it is separated from the outer periphery of the reflare punch and is not copied. As a result, it is difficult to change the shape of the fin collar to the desired shape, and there are parts where the fin collar is formed that does not reach the plastic region, so the reflier punch rises and the restraint from the inner surface is released. Then, since a spring back is generated, it is difficult to improve the shape accuracy.
この発明は、上記のような従来技術の課題を解消するためになされたものであり、フィンカラーを目的の形状に加工することが容易で、しかも形状精度を向上させることができるフィンカラー成形金型装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and it is easy to process a fin collar into a desired shape and can improve the shape accuracy. The purpose is to obtain a mold device.
この発明に係るフィンカラー成形金型装置は、プレス機械のスライドに対して固定され、該プレス機械の固定部に固定された被加工物であるフィンに設けられたフィンカラーを形成すべき筒状部の内周面を拘束するリフレアパンチと、このリフレアパンチのまわりを囲むように分割配置されそれぞれ径方向内側に上記筒状部の外周面を押える押え部が突出された径方向に進退可能な複数の爪を有する押え部材と、上記リフレアパンチに連動して上記押え部材の爪を上記筒状部の中心部方向に移動させる押え部材移動機構とを備え、上記押え部材移動機構に、上記爪を上記筒状部の中心部方向へ移動させるタイミングを調節するタイミング調節手段を備えたものであって、上記タイミング調節手段は、上記スライドが上死点にあるときの上記押えピンと上記移動リングの間隔を調整する間隔調節部材からなるものである。 A fin collar molding die apparatus according to the present invention is a cylindrical shape that is fixed to a slide of a press machine and is to form a fin collar provided on a fin that is a workpiece fixed to a fixing portion of the press machine. The reflare punch that constrains the inner peripheral surface of the part and the reflare punch that is divided so as to surround the reflare punch and can be advanced and retreated in the radial direction in which the presser part that presses the outer peripheral surface of the cylindrical part protrudes radially inward. A presser member having a plurality of pawls, and a presser member moving mechanism that moves the pawls of the presser member in the direction of the center of the cylindrical portion in conjunction with the reflier punch, and the presser member moving mechanism includes the pawls Timing adjustment means for adjusting the timing of moving the cylinder in the direction of the center of the cylindrical portion, wherein the timing adjustment means is the push button when the slide is at top dead center. It is made of the interval adjusting member for adjusting the pin and spacing of the moving ring.
この発明においては、リフレアパンチに連動して、被加工物であるフィンに設けられたフィンカラーを形成すべき筒状部の外側から押え部を押し付けるようにしたので、フィンカラーの形状を容易に目的の形状に加工することができ、しかもフィンカラーの形状精度が向上されるという効果が得られる。 In this invention, the presser part is pressed from the outside of the cylindrical part to be formed with the fin collar provided on the fin, which is the workpiece, in conjunction with the flared punch. It can be processed into a desired shape, and the effect that the shape accuracy of the fin collar is improved is obtained.
実施の形態1.
以下本発明の実施の形態1によるフィンカラー成形金型装置について図1〜図5を参照して説明する。なお、各図を通じて同一符号は同一または相当部分を示すものとする。
本発明の成形金型装置を適用するためには、前工程で、アルミニウムなどの金属の薄板からなるフィンの所定部に貫通孔を開け、該貫通孔の周縁部をプレス成型により起して、図2中に示すような筒状部1aが形成された予備成型品のフィン1を用意する必要がある。そのようなフィン1は、例えば上記特許文献1の図14〜図18などに示されるような既存の慣用的な技術を用いることで容易に得ることができるので、ここではその具体的な加工方法についての説明を省略する。
Hereinafter, a fin collar mold apparatus according to
In order to apply the molding die device of the present invention, in the previous step, a through hole is formed in a predetermined portion of a fin made of a thin metal plate such as aluminum, and the peripheral portion of the through hole is caused by press molding, It is necessary to prepare a
軸O方向の中央部分が円柱状のリフレアパンチ2は、図1(a)、図1(b)に示すように、先端部側(図の下方側)の直径が中央部分よりも細く形成された個所に、被加工物であるフィンのフィンカラーを形成すべき筒状部1a(図2)の内周面、特に軸O方向の中央部を拘束する第1の成形面2aと、この第1の成形面2aに連なって図の上方側に設けられ、筒状部1aの先端部を径方向外側にカーリングさせるR(曲面)状の第2の成形面2bを有している。なお、第1の成形面2aは軸O方向に直線状か、または中央部が若干凹んだ曲面状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
そして、このリフレアパンチ2の外周部を囲むように押え部材(アール押えチャック)3が配設されている。図5に示すように押え部材3は、リフレアパンチ2の外周面に摺接して該リフレアパンチ2に対し同軸に相対移動可能な円筒部3aと、この円筒部3aの被加工物側(図の下側)端部を根元とし、その根元部で周方向に等角度に3分割されそれぞれ軸方向に伸びて末広状に径方向に広げられ、その先端部の径方向内側に上記筒状部1aの外周面を押える断面円弧状の押え部3bが突出された複数の爪3cを有し、さらに上端部にはフランジ状の基部3dが形成されている。
A presser member (R presser chuck) 3 is disposed so as to surround the outer peripheral part of the flared
爪3cは円筒部3aに対してフリーの状態では径方向外側に広がっており、外側から中心方向への外力が加えられたときに中心部方向にばね弾性により変位することで、押え部3bが径方向に進退可能となっている。なお、上記押え部3bは、この実施の形態1では、図1に示すようにそれぞれ得られるフィンカラー10の軸方向中央部を中心にフィンカラー10の基部10b及び先端部のカーリング部10aに跨る外周部の形状を転写した形状に形成されており、爪3cが閉じきった際に被加工物であるフィン1の筒状部1a外周面を押える。上記爪3cを所定のタイミングで中心部方向に変位させるための手段として、押え部材移動機構4が押え部材3の外周部に設けられている。
The
該押え部材移動機構4は、押え部材3を構成している円筒部3aの外周面に摺接して該円筒部3aに対して同軸に相対移動可能な円筒状で図の上端にフランジ部41aが設けられた移動リング41と、移動リング41の周りを包囲するように設けられ、該移動リング41の軸方向への移動を可能に保持する保持部材42と、後述するプレス機械のスライド63の下降動作による上記リフレアパンチ2の下死点方向への移動に連動して所定のタイミングで移動リング41を爪3cの弾性力に抗して該爪3cの外周部に移動させる押えピン43と、スライド63が上死点に戻るときに移動リング41を元の位置に戻すための、フランジ部41aと保持部材42の間に介装された圧縮ばねからなる弾性部材44と、移動リング41の上方への移動を制限する移動リングフタ45などを用いて構成されている。
The pressing
図2はフィンカラー成形金型の上死点位置での状態を示しており、フィン1を固定するダイス51は、プレス機械の固定部であるベッド52に対して、ボルスタ53を介して固定される。ダイス51の上面部には、上記保持部材42を含むブロック部分が下降してきたときに、保持部材42の下端面42aに当接して保持部材42が図の下方向へ移動するのを規制する所定長に形成された複数のシャフト54が突設されている。
FIG. 2 shows a state at the top dead center position of the fin collar molding die. A
リフレアパンチ2はプレート(X)61とプレート(U)62とでプレス機械の昇降動作されるスライド63に対して固定される。押えピン43はプレート(X)61とプレート(Y)64とで固定されており、プレスのスライド63が下降するにしたがいそれに同期して下降する。プレート(L)66は、プレート(Y)64に対して、繋ぎシャフト65を介して図の上下方向に相対移動可能に連結されている。上死点においてはプレート(Y)64とプレート(L)66の間に所定の空隙Gが形成されている。
The
プレート(L)66にはリフレアパンチ2と押え部材3が同軸上で貫通する孔66aが設けられると共に、押えピン43を自由に挿通し得る孔66bが別に設けられ、さらに保持部材42が固定されている。保持部材42にはリフレアパンチ2と押え部材3と移動リング41が同軸上で貫通する孔42bが設けられている。なお、押えピン43を除く押え部材移動機構4と、上記押え部材3とは、プレート(L)66に固定され、さらに繋ぎシャフト65を介してプレート(Y)64に係合されている。
The plate (L) 66 is provided with a
次に、上記のように構成された実施の形態1の動作について説明する。先ず、予備成型されたフィン1は図2に示すようにフィンカラーを形成すべき筒状部1aの突出方向を図の上方に向けてダイス51の挿通孔51aにフィン1の筒状部1aの中心が合致するように固定される。次に、プレス機械のスライド63を下降させると、連動して下降する保持部材42の下端面42aがシャフト54に当たり、該保持部材42を含むブロック及びプレート(L)66が、それ以上下方へ移動することが制限される。このとき、図3に示すように押え部材3の爪3cの下端部がフィン1の上面に対して僅かな隙間を介した程度の位置に保持される。
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 2, the
さらにプレスのスライド63が下降すると、プレート(Y)64とプレート(L)66の間の空隙Gが小さくなる一方、リフレアパンチ2の先端部がフィン1の筒状部1a内に侵入し始めると同時に、押えピン43が弾性部材44の押し上げ力に抗して移動リング41を下方に押し下げ始める。そして、図4に示すスライド63が下死点に達した状態に至る過程において、リフレアパンチ2の下降によりフィン1の筒状部1aの先端部分がリフレアパンチ2の第2の成形面2bによってカーリングされ、リフレア部10aが形成されると同時に、移動リング41の下降によって押え部材3の爪3cが中心方向に閉じられ、中心側に突出された押え部3bが筒状部1aの外周面を押える。なお、図4において、スライド63は図示省略している。
When the
このように、筒状部1aの軸方向中央部分をリフレアパンチ2の第1の成形面2aと爪3cの先端部の押え部3bとで挟むことにより、筒状部1aの軸方向中央部分がリフレアパンチ2の第1の成形面2aに押えつけられて、第1の成形面2aの形状を忠実に倣い成形されたフィンカラー10が得られる。なお、図4に示すようにスライド63が下死点に至った時点では、プレート(Y)64とプレート(L)66の間の空隙Gは消滅する。また、移動リング41は押え部材3の外周を摺動しながら下方に押し下げられ、下死点に達したときに爪3cを閉じきる。
As described above, the axial central portion of the cylindrical portion 1a is sandwiched between the
上記のように実施の形態1によれば、フィンカラー10を形成すべき筒状部1aの内面をリフレアパンチ2が拘束し、外面からは押え部材3の爪3cの先端に設けた押え部3bが拘束するため、フィンカラー10の特に中央部が確実に塑性変形されることで、フィンカラーの形状を容易に目的の形状に加工することができる。このため、フィンカラー10の形状精度が向上し、バラツキを少なくできるという効果が得られる。
As described above, according to the first embodiment, the inner surface of the cylindrical portion 1a where the
上記のようにフィンカラー10の形状精度が向上すると、熱交換器を構成する際に、冷媒を通流する銅やアルミニウムなどのパイプの外周面とフィンカラー10との接触面積を十分に大きくすることが可能となり、バラツキも少なくできるので熱交換器の性能を向上させることができる。そのため、同一効率では熱交換器を小型化することもでき、同一サイズではエネルギー効率が向上するので省エネルギーを図ることができる。
When the shape accuracy of the
なお、上記した説明ではフィン1に加工するフィンカラー10が1か所の場合について示したが、通例、1枚のフィンにはフィンカラーを形成すべき多数の貫通孔(筒状部)が所定間隔で1列または複数列に設けられ、それに対応してリフレアパンチ2なども所定間隔で複数並設され、一度のプレスで同時に複数のフィンカラーを加工できるように構成される。
In the above description, the case where there is one
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2に係るフィンカラー成形金型装置について、図6に示す上死点での要部断面図を参照して説明する。この実施の形態2は、爪3cを筒状部1aの中心部方向へ移動するときのタイミングを調節するタイミング調節手段として、移動リングフタ45と押えピン43の間に、図に示すように、ドーナツ形の円板状の間隔調節部材46を介装したものである。なお、間隔調節部材46は厚さの薄いものを複数枚用意しておき、押え部材移動機構4の組み立て時に、押え部材3の爪3cを閉じるタイミングに応じて介挿する枚数を変化させればよい。厚さを厚くするほど上記タイミングが早くなる。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Next, a fin collar mold apparatus according to
上記のように構成された実施の形態2においては、移動リング41の軸方向の位置が、予め間隔調節部材46によって、爪3cを閉じる方向に移動しているので、押え部材3の爪3cを閉じるタイミングを早めることができる。このため、材料の機械的性質のバラツキ、工具精度のバラツキや外気温の変動によるプレス機械の下死点の変動などによる個々のフィンカラー10の形状のバラツキを均一化させるための調整が容易となる。また、筒状部1aの先端がカーリングされる過程で、該先端部と押え部材3の押え部3bが干渉して、得られるフィンカラー10が変形したり、破損したりする不具合を防止できる。
In the second embodiment configured as described above, the position of the moving
なお、上記説明ではタイミング調節手段として円板状の間隔調節部材46を用いた例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、フランジ部41aに、押えピン43と同軸のねじ穴(図示省略)を螺設し、そのねじ穴に図の下側から調節ボルト(図示省略)をねじ込んで押えピン43を調節ボルトの先端で押し付けることにより、移動リング41を予め下方向に進めておくことができる。なお、その場合、弾性部材44と干渉しない位置を選び、保持部材42の下側からドライバーを差し込む穴を開けておくことで、組み立て後でも調節可能にできる。
In the above description, the example in which the disc-shaped
その他、押えピン43の先端部に調整ねじを組み込んでおき、押えピン43自体の長さを可変式にするなど、種々の変形や変更が可能である。また、上記のように爪3cを閉じるタイミング調節手段を、調節ボルトや調整ねじによって行うように構成した場合は、予め調節範囲の中心付近が基準となるように設定することで、上記タイミングを早めることのみならず、同一の構成でタイミングを遅らせるようにすることも容易である。
In addition, various modifications and changes can be made, for example, by incorporating an adjustment screw at the tip of the
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3に係るフィンカラー成形金型装置について、図7に示す
下死点での要部断面図を参照して説明する。この実施の形態3は、外気温の変動などによりプレス機械の下死点が下降した場合に、押え部材3の先端の爪3cがダイス51に接触して破損するのを防止するために、図に示すように、プレス機械のベッド52上のボルスタ53とダイス51の間に弾性部材55を設置したものである。なお、弾性部材55としては、例えばコイルばね、板ばね、あるいはゴム材料などを単独あるいは適宜組み合わせて用いることができる。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Next, a fin collar molding die apparatus according to
上記のように構成された実施の形態3においては、温度などによってプレスの下死点位置が変動し、通常よりもさらに鉛直方向に下降した場合には、弾性部材55が縮み、ダイス51が被加工物であるフィン1と共に下降する。このような構成によれば、プレスの下死点が変動し、下死点の位置が通常位置より下がってもダイス51が下死点の変動分に応じて下方に移動するので、押え部材3の先端の爪3cがダイス51上のフィン1に接触して過大な力が作用するのを回避できる。このため、爪3cの先端の押え部3bの破損を防止でき、フィンカラー10を要求形状通りに成形することができるようになると共にプレスの故障も防止できる。
In the third embodiment configured as described above, when the bottom dead center position of the press fluctuates depending on the temperature or the like and further descends in the vertical direction than usual, the
実施の形態4.
次に、この発明の実施の形態4に係るフィンカラー成形金型装置について、その要部である押え部材の押え部を拡大して示す図8の断面図を参照して説明する。図において、爪3cの内周側に突出された押え部3bには、得られるフィンカラーの先端部のカーリング形状を形成する先端アール押え部3b1と、得られるフィンカラーの根元部の形状を形成する根元アール押え部3b2が設けられている。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Next, a fin collar mold apparatus according to
上記のように構成された実施の形態4においては、成形時に得られる図1に示すフィンカラー10の内面をリフレアパンチ2が拘束し、外面からは図8に示す押え部材3の複数の爪3cの各先端に設けた先端アール押え部3b1と、根元アール押え部3b2を有する押え部3bが拘束するため、フィンカラー10を構成する軸方向の中央部と、根元側の基部10bと、先端部のアール(曲面)を含むリフレア部10aの全ての領域を容易に塑性変形させることができるようになる。このため、フィンカラー10の形状精度が一層向上され、バラツキも抑えることができる。
In the fourth embodiment configured as described above, the
実施の形態5.
次に、この発明の実施の形態5に係るフィンカラー成形金型装置について、その要部である押え部材を拡大して示す図9の断面図を参照して説明する。図において、押え部材3の爪3cの外周面Sは、該爪3cの先端部側(図の下方側)から根元側に向けてテーパー状に肉薄となるように形成されている。なお、図9は図示されていない押え部材移動機構4(図2)によって爪3cが閉じられた状態を示している。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fin collar molding die apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to a cross-sectional view of FIG. In the figure, the outer peripheral surface S of the
上記のように構成された実施の形態5においては、図2に示す移動リング41が下降したときに、初期の段階では爪3cの上部の外周面Sが削られているため、移動リング41の内周面が爪3cの外周面Sと当接しないため、爪3cが閉じるタイミングが遅くなる。実施の形態2で説明したタイミング調節手段の他の形態に相当している。一方、爪3cの外周面Sが図の下方側ほどテーパー状に外径が大きくなることにより、閉じるときのスピードは速くなる。このため、リフレアパンチ2により筒状部1aの先端部をカーリングし始めると同時か、その直後にはフィンカラー10となるべき筒状部1aの外周を押えることとなるので、フィンカラー10を要求形状通りに成形できると共に、フィンカラー10のリフレア部10aがリフレアパンチ2と押え部材3との間で引っ掛かり、破壊されるのを防止できる利点がある。
In the fifth embodiment configured as described above, when the moving
なお、上記実施の形態1〜5では、押え部材3として、リフレアパンチ2の外周部に摺接して該リフレアパンチ2に対し同軸に相対移動可能な円筒部3aと、この円筒部3aの被加工物側端部を根元とし、その根元部で周方向に等角度に3分割されそれぞれ軸方向に伸びて末広状に径方向に広げられ、その先端部の径方向内側に上記筒状部1aの外周面を押える押え部3bが突出された複数の爪3cを有するものについて説明したが、爪3cの分割数はもとより、押え部材3の形状や構成も図示のものに限定されるものではない。
In the first to fifth embodiments, as the
要するに、リフレアパンチ2の成形面のまわりを囲むように分割配置されてそれぞれ径方向に進退可能で、径方向内側に筒状部1aの外周面を押える押え部が突出されたものであれば差し支えない。なお、押え部材の構成を変えた場合には、その変更に応じて押え部材移動機構を、リフレアパンチに連動してプレス機械の1ストロークで該押え部材を筒状部の中心部方向に移動させるように構成すればよい。その他、実施の形態1〜5の発明を適宜組み合わせることができるなど、この発明の範囲内で種々の変形や変更が可能であることは言うまでもない。
In short, as long as it is divided and arranged so as to surround the molding surface of the
1 フィン、 1a 筒状部、 10 フィンカラー、 10a リフレア部、 10b 基部、 2 リフレアパンチ、 2a 第1の成形面、 2b 第2の成形面、 3 押え部材、 3a 円筒部、 3b 押え部、 3b1 先端アール押え部、 3b2 根元アール押え部、 3c 爪、 3d 基部、 4 押え部材移動機構、 41 移動リング、 41a フランジ部、 42 保持部材、 42b 孔、 43 押えピン、 44 弾性部材、 45 移動リングフタ、 46 間隔調節部材(タイミング調節手段)、 51 ダイス、 52 ベッド、 53 ボルスタ、 54 シャフト、 55 弾性部材、 61 プレート(X)、 62 プレート(U)、 63 スライド、 64 プレート(Y)、 65 繋ぎシャフト、 66 プレート(L)、 66a 孔、 66b 孔、 G 空隙、 S 外周面。
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