JP6671742B1 - 熱交換器用フィン製造用金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上型ダイセットの動作とは別個に動作する特殊打ち抜き用のパンチを、高速動作が可能であって、振動の影響を小さくすることができるように設ける。【解決手段】金属製の薄板４１に対して熱交換器用フィンを形成するためのパンチ３３が設けられ、第１駆動装置５０によって上下動する上型ダイセット３２と、パンチ３３と対になっているダイ３６が設けられた下型ダイセット３４と、上型ダイセット３２と一体に上下動しつつ、上型ダイセット３２の下降動作の複数回に１回だけ金属製の薄板４１を打ち抜くように第２駆動装置６６によって駆動する特殊打ち抜きパンチ６０と、下型ダイセット３４において特殊打ち抜きパンチ６０と対向する位置に設けられた特殊打ち抜きダイ６２と、を具備する。【選択図】図４

Description

本発明は、熱交換器用フィンを製造する金型装置に関する。

クーラー等の熱交換器は、透孔が形成された熱交換器用フィンを複数枚積層してなる積層フィンの透孔に、熱媒体を流通させる熱交換用パイプが挿入されて構成される。
熱交換器用フィンは、通常、金型装置におけるプレス加工によって成形されている。

例えば、特許文献１では、アルミニウム等の金属製の薄板に対して打ち抜き加工を施す金型装置を示している。
金型装置は、上下動する上型ダイセットと、下型ダイセットとを備えている。上型ダイセットは金属製の薄板の上方に配置され、下型ダイセットは金属製の薄板の下方に配置されている。
上型ダイセットには、金属製の薄板に対して打ち抜き加工を施すパンチが設けられ、下型ダイセットにはパンチが進入するダイが設けられている。
金型装置には、金属製の薄板が間欠的に供給され、金属製の薄板にプレス加工を施す。

金型装置によって熱交換器用フィンを製造する場合、熱交換チューブを挿入する透孔などの他に、積層時において使用する箇所などで金型装置のプレスタイミングとは異なるタイミングでの特殊打ち抜きが必要となる場合がある。
このような場合、金型装置は透孔を形成するためのプレスタイミングで上下動するが、特殊打ち抜きに対しては、透孔を形成するためのプレスタイミング複数回のうち1回だけ動作して特殊打ち抜きを実行する。

このような特殊打ち抜きを実行するための金型装置が特許文献１（特許第６１１２２４２号公報）に開示されている。
特許文献１記載の金型装置では、上型ダイセットの動作と別個に駆動する特殊打ち抜き用のパンチを設けている。
特殊打ち抜き用のパンチは上型ダイセットとは別個に設けた小上型ダイセットに設けており、小上型ダイセットを上下動させて特殊打ち抜きパンチを駆動させるようにしている。

特許第６１１２２４２号公報

特許文献１では、特殊打ち抜きパンチを駆動させる際に、小上型ダイセットを上下動させているが、小上型ダイセットが大型化しつつある現状では、重量のある小上型ダイセットを上型ダイセットとは別個に駆動させることが困難になってきている。このため、小上型ダイセットだけを駆動するための駆動装置を大型化せざるを得ず、装置全体が大型化してしまうという課題がある。
また、上型ダイセットの動作が高速化している現状において、小上型ダイセットの上下動も高速化せざるを得ない。しかし、上記のように大型化した小上型ダイセットを高速で動作させることは困難であり、そして小上型ダイセットを上型ダイセットとは別個に動作するようにすると振動が発生してしまうおそれもある。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、特殊打ち抜きパンチを設けた金型装置において、高速動作が可能であって、振動の影響を小さくすることができる金型装置を提供することにある。

本発明にかかる熱交換器用フィン製造用金型装置によれば、熱交換器用フィンを製造するための金型装置において、金属製の薄板に対して熱交換器用フィンを形成するためのパンチが設けられ、第1駆動装置によって上下動する上型ダイセットと、前記パンチと対になっているダイが設けられた下型ダイセットと、前記上型ダイセットと一体に上下動しつつ、前記上型ダイセットの下降動作の複数回に１回だけ金属製の薄板を打ち抜くように第２駆動装置によって駆動する特殊打ち抜きパンチと、前記下型ダイセットにおいて、前記特殊打ち抜きパンチと対向する位置に設けられた特殊打ち抜きダイと、を具備することを特徴としている。
この構成を採用することによって、特殊打ち抜きパンチは上型ダイセットと一体に上下動しつつ、上型ダイセットの下降動作の複数回に１回だけ金属製の薄板を打ち抜くように第２駆動装置によって駆動するので、装置の小型化を図ることができ、特殊打ち抜きパンチの駆動の高速化に寄与し、また振動の影響を少なくすることができる。

また、前記特殊打ち抜きパンチが設けられ、前記上型ダイセットの一部に固定されて前記上型ダイセットとともに上下動する小上型ダイセットを具備することを特徴としてもよい。
この構成によれば、特殊打ち抜きパンチを上型ダイセットに固定された小上型ダイセットに設けたので、特殊打ち抜きパンチの精度を出しやすくなるとともに、メンテナンスを容易に行うことができる。

また、前記第２駆動装置は、前記小上型ダイセットに設けられ、前記上型ダイセット及び前記小上型ダイセットと一体に上下動することを特徴としてもよい。
この構成によれば、第２駆動装置を金型装置の外側に配置するようなことがなく、コンパクトな構成とすることができる。

また、前記第２駆動装置は、前記特殊打ち抜きパンチの上面に凹凸状に形成された第1カム部と、前記特殊打ち抜きパンチの上方に配置され、前記第1カム部と噛み合うように凹凸状に形成され、水平方向に移動可能な第２カム部と、前記第２カム部を水平方向に移動させて、前記第１カム部の凸部を前記第２カム部の凸部によって押圧することにより前記特殊打ち抜きパンチを駆動させる直動装置と、前記特殊打ち抜きパンチを上方に付勢する付勢手段と、を有することを特徴としてもよい。
この構成によれば、特殊打ち抜きパンチの上面に対して第２カム部が水平移動して第1カム部の凸部を付勢手段の付勢力に抗して押圧することで、特殊打ち抜きパンチを下降させることができる。また、第1カム部の凸部が第２カム部の凸部から離れたときは付勢手段の付勢力によって特殊打ち抜きパンチは上昇する。

また、前記第２カム部には、前記第１カム部に当接するカムフォロアが設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、カムフォロアが特殊打ち抜きパンチの第１カム部に当接することで、カム動作をスムーズに行うことができる。

また、前記第２カム部が前記第１カム部を押圧していないときには、前記カムフォロアが前記第１カム部の凹部から凸部へ向かう傾斜面に接触しており、前記第１カム部と前記第２カム部との間に隙間が生じることを特徴としてもよい。
この構成によれば、カムフォロアが第1カム部に対して１点での線接触で接触できるため、両カム部の摩耗や破損を防止し、且つスムーズなカム動作を行うことができる。

本発明の熱交換器用フィン製造用金型装置によれば、特殊打ち抜きパンチの駆動に際して、高速動作が可能であって、振動の影響を小さくすることができる。

熱交換器用フィン製造装置の全体構成を示す説明図である。 小上型ダイセットの平面図である。 小下型ダイセットの平面図である。 熱交換器用フィン製造用金型装置の側面図である。 特殊打ち抜きパンチが上昇しているときの第２駆動装置の拡大図である。 特殊打ち抜きパンチが下降途中の第２駆動装置の拡大図である。 特殊打ち抜きパンチが下降したときの第２駆動装置の拡大図である。 第１カム部と第２カム部が噛み合っているときのカムフォロアの接触点を示す説明図である。

以下、本実施形態に係る熱交換器用フィン製造用金型装置（以下、単に金型装置と称する場合がある）を図面に基づいて説明する。
熱交換器用フィンの製造装置の全体構成を図１に示す。
アルミニウム等の未加工の金属製の薄板４１は、アンコイラー４０にコイル状に巻回されている。アンコイラー４０から引き出された薄板４１は、ループコントローラ４２内に挿入され、間欠送りされる薄板４１のばたつきがループコントローラ４２によって抑えられる。

ループコントローラ４２の下流側には、ＮＣフィーダ４４が設けられている。ＮＣフィーダ４４は、薄板４１の上面と下面とに接触する２つのローラから構成されており、２つのローラが回転駆動することにより、薄板４１を互いに挟み込んで薄板４１を間欠送りする。

ＮＣフィーダ４４の下流側には、金型装置３０が設けられている。金型装置３０は、内部に上型ダイセット３２と下型ダイセット３４を備えており、上型ダイセット３２が下型ダイセット３４に対して上下動して薄板４１にプレス加工を施す。

上型ダイセット３２には、薄板４１に対して透孔や切り欠きを形成するための複数のパンチ３３が設けられており、下型ダイセット３４には上型ダイセット３２のパンチ３３が進入する複数のダイ３６が設けられている。

上型ダイセット３２の駆動は第1駆動装置５０によって行われる。第１駆動装置としてはモータ５２と、モータ５２の回転駆動を上下方向の駆動に変換するクランクシャフト５４とを有しており、クランクシャフト５４が上型ダイセット３２に接続されている。
モータ５２の回転駆動力がクランクシャフト５４によって上下動駆動力に変換されて、クランクシャフト５４が上型ダイセット３２を所定のタイミングで上下動させる。

金型装置３０の下流側には、金型装置３０によって形成された透孔又は切り欠きに対して進入する送りピン５５を有する搬送装置５６が設けられている。搬送装置５６は、ＮＣフィーダ４４と同期して、金型装置３０の上型ダイセット３２と下型ダイセット３４が型開きの間に薄板４１を間欠送りするように動作する。

なお、搬送装置５６の下流側には、薄板４１を幅狭の金属帯状体に形成するため搬送方向と平行な複数の列に切断する列間スリット装置、金属帯状体を所定長さに切断するカットオフ装置、カットオフ装置によって切断されて形成された熱交換器用フィンを集積するスタッカがここでは詳細な説明は省略する。

また、熱交換器用フィンにおいて、熱交換チューブを挿入する透孔や切り欠き以外に、積層時において使用する箇所などで透孔や切り欠きの形成間隔とは異なる間隔で形成される打ち抜き箇所が必要なことがある。以下、このような打ち抜きを特殊打ち抜きと称する。
本実施形態では、金型装置３０の上型ダイセット３２内に特殊打ち抜きパンチ６０を設け、下型ダイセット３４の特殊打ち抜きパンチ６０と対向する位置に特殊打ち抜きダイ６２を設けている。

上型ダイセット３２の一部に、特殊打ち抜きパンチ６０を設けた小上型ダイセット６４を設けている。小上型ダイセット６４は、上型ダイセット３２に固定されており、上型ダイセット３２と一体に上下動する。
特殊打ち抜きパンチ６０は、上型ダイセット３２の複数回の型閉じ動作のうち１回だけ動作する第２駆動装置６６（後述する）によって駆動する。この第２駆動装置６６は、小上型ダイセット６４に配置される。

図２に小上型ダイセットの平面図の一部を示し、図３に小上型ダイセットに対向する位置の小下型ダイセットの平面図の一部を示す。
また、図４に小上型ダイセットを含む金型装置を、薄板の搬送方向側面から見た断面図（側面図）を示す。

小上型ダイセット６４は上型ダイセット３２の一部に固定されて設けられており、上型ダイセット３２の上下動動作とともに上下動する。
小上型ダイセット６４には、特殊打ち抜きパンチ６０が金属製の薄板４１の搬送方向と直交する方向に沿って複数設けられている。本実施形態では、幅方向に隣り合う特殊打ち抜きパンチ６０が、隣どうしで搬送方向の位置が異なるよう、互い違いに配置されている。

下型ダイセット３４における小上型ダイセット６４の特殊打ち抜きパンチ６０と対向する位置には、特殊打ち抜きダイ６２が設けられている。なお、本実施形態では、下型ダイセット３４の一部に特殊打ち抜きダイ６２が設けられた小下型ダイセット３５が設けられている。
特殊打ち抜きダイ６２に特殊打ち抜きパンチ６０が進入することによって薄板４１が打ち抜き加工される。

特殊打ち抜きパンチ６０の上面は、金属製の薄板４１の搬送方向に沿って凹凸が形成された第１カム部７０が形成されている。打ち抜きパンチ６０は、小上型ダイセット６４のパンチ保持部７１に形成された貫通穴７４から下方に向けて突出している。
特殊打ち抜きパンチ６０の上部は、上面が第１カム部７０として形成されているとともに、貫通穴７４よりも大径のフランジ部７５として形成されている。

パンチ保持部７１には、特殊打ち抜きパンチ６０のフランジ部７５の下面に当接して特殊打ち抜きパンチ６０を上方に付勢する付勢部材７７が設けられている。付勢部材７７は、スプリングによってフランジ部７５を押し上げる方向に付勢し、特殊打ち抜きパンチ６０が駆動していない状態のときは特殊打ち抜きパンチ６０を上昇させている。
また、特殊打ち抜きパンチ６０が駆動して下降する場合、フランジ部７５は付勢部材７７の付勢力に抗して下降する。

第１カム部７０の上方には、第１カム部７０と噛み合うように下方に向けて凹凸が形成された第２カム部７２が設けられている。
第２カム部７２は、水平面内で搬送方向に沿って移動可能に設けられている。第２カム部７２には直動装置７８が設けられており、直動装置７８によって第２カム部７２は水平面内で搬送方向に沿って往復動する。

また、図２に示したように、直動装置７８は具体的にはエアシリンダーであり、エアの吸排によってロッド８０を駆動する。ロッド８０の先端部には、１又は複数の第２カム部７２に接続される接続部材８２が設けられており、1つのエアシリンダー７８が１又は複数（図２の例では３つ）の第２カム部７２を往復動させる。

次に、特殊打ち抜きパンチ６０の駆動動作について詳細に説明する。
図５に特殊打ち抜きパンチが上昇した位置にある状態、図６に特殊打ち抜きパンチの動作中、図７に特殊打ち抜きパンチが動作して下降した位置にある状態を示す。また図８に特殊打ち抜きパンチが上昇しているときのカムフォロア近傍の拡大図を示す。

特殊打ち抜きパンチ６０の第１カム部７０は、水平面を有する凹部８８と、凹部８８よりも上方に形成されて先端に水平面を有する凸部９０と、凹部８８と凸部９０とを結ぶ傾斜面９２がそれぞれ複数形成されている。

第２カム部７２は、第１カム部７０の凹凸が形成された面と対向するよう、下面に凹凸が形成されて、第１カム部７０と噛み合うような形状である。第２カム部７２は、下方に向けて突出して先端に水平面を有する凸部９４と、水平面を有し上方に向けて凹む凹部９６と、凸部９４と凹部９６とを結ぶ傾斜面９８がそれぞれ複数形成されている。
また、第２カム部７２の凸部９４から傾斜面９８にかかる位置にはカムフォロア１００が設けられている。カムフォロア１００は第１カム部７０に当接し、第２カム部７２の移動方向に対してフリー回転するよう設けられている。

図５に示すように、特殊打ち抜きパンチ６０が上昇しているときはエアシリンダー７８のロッド８０が縮んでおり、第１カム部７０の凹部８８に第２カム部７２の凸部９４が進入し、第１カム部７０の凸部９０が第２カム部７２の凹部９６に進入するような位置に、第２カム部７２が位置している。
なお、図５〜図７では、付勢部材７７（図４）は省略して図示しているが、図５の状態では付勢部材７７がフランジ部７５を押し上げていることにより、特殊打ち抜きパンチ６０が上昇している。

図６に示すように、エアシリンダー７８のロッド８０が接続部材８２を押動することによって、第２カム部７２が移動開始する。
第１カム部７０の傾斜面９２は第２カム部７２の進行方向に沿って上向きになるよう形成されており、カムフォロア１００が傾斜面９２を転動し、カムフォロア１００が第１カム部７０の傾斜面９２を徐々に押し下げていく。すると、特殊打ち抜きパンチ６０が徐々に下降する。

図７には、特殊打ち抜きパンチ６０が下死点に達したところを示している。エアシリンダー７８のロッド８０が接続部材８２を介して第２カム部７２を押動していくと、第２カム部７２のカムフォロア１００が、第1カム部７０の傾斜面９２から凸部９０へ移動して第２カム部７２が特殊打ち抜きパンチ６０を完全に押し下げる。このように第１カム部７０の凸部９０と第２カム部７２の凸部９４に下死点が決まり、この位置で特殊打ち抜きパンチ６０は、特殊打ち抜きダイ６２とともに、金属製の薄板４１を打ち抜く。

その後、エアシリンダー７８の動作はロッド８０を縮める方向に動作する。すると、第２カム部７２のカムフォロア１００が、第１カム部７０の凸部９０から傾斜面９２を経て凹部８８の位置に戻る。
すると、特殊打ち抜きパンチ６０のフランジ部７５が付勢部材７７によって押し上げられ、特殊打ち抜きパンチ６０が上昇する。

なお、図８に示すように、第２カム部７２が第１カム部７０を押圧していないときには、カムフォロア１００は、第１カム部７０の傾斜面９２の一点に線接触するようにする。このとき第２カム部７２のカムフォロア１００以外の箇所は、第１カム部７０とは接触しない。
したがって、第１カム部７０と第２カム部７２との間には隙間が生じており、第２カム部７２のスムーズな移動を図ることができる。また、両カム部の摩耗や破損を防止することができる。

なお、第２カム部７２を往復動させる駆動源としてはエアシリンダーに限定するものではなく、油圧シリンダー、リニアアクチュエータ等を採用することができる。

また、上述した実施形態では、特殊打ち抜きパンチを小上型ダイセットに設けた例について説明したが、小上型ダイセットが無く、特殊打ち抜きパンチが上型ダイセットに設けられていてもよい。さらに第２駆動装置が小上型ダイセットに設けられていなくてもよい。

以上本発明につき好適な実施形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。

３０ 金型装置
３２ 上型ダイセット
３３ パンチ
３４ 下型ダイセット
３５ 小下型ダイセット
３６ ダイ
４０ アンコイラー
４１ 薄板
４２ ループコントローラ
４４ ＮＣフィーダ
５０ 第1駆動装置
５２ モータ
５４ クランクシャフト
５５ 送りピン
５６ 搬送装置
６０ 特殊打ち抜きパンチ
６２ 特殊打ち抜きダイ
６４ 小上型ダイセット
６６ 第２駆動装置
７０ 第１カム部
７１ パンチ保持部
７２ 第２カム部
７４ 貫通穴
７５ フランジ部
７７ 付勢部材
７８ 直動装置（エアシリンダー）
８０ ロッド
８２ 接続部材
８８ 凹部
９０ 凸部
９２ 傾斜面
９４ 凸部
９６ 凹部
９８ 傾斜面
１００ カムフォロア

Claims (6)

1. 熱交換器用フィンを製造するための金型装置において、
   金属製の薄板に対して熱交換器用フィンを形成するためのパンチが設けられ、第1駆動装置によって上下動する上型ダイセットと、
   前記パンチと対になっているダイが設けられた下型ダイセットと、
   前記上型ダイセットと一体に上下動しつつ、前記上型ダイセットの下降動作の複数回に１回だけ金属製の薄板を打ち抜くように第２駆動装置によって駆動する特殊打ち抜きパンチと、
   前記下型ダイセットにおいて、前記特殊打ち抜きパンチと対向する位置に設けられた特殊打ち抜きダイと、を具備することを特徴とする熱交換器用フィン製造用金型装置。
2. 前記特殊打ち抜きパンチが設けられ、前記上型ダイセットの一部に固定されて前記上型ダイセットとともに上下動する小上型ダイセットを具備することを特徴とする請求項１記載の熱交換器用フィン製造用金型装置。
3. 前記第２駆動装置は、前記小上型ダイセットに設けられ、前記上型ダイセット及び前記小上型ダイセットと一体に上下動することを特徴とする請求項２記載の熱交換器用フィン製造用金型装置。
4. 前記第２駆動装置は、
   前記特殊打ち抜きパンチの上面に凹凸状に形成された第1カム部と、
   前記特殊打ち抜きパンチの上方に配置され、前記第1カム部と噛み合うように凹凸状に形成され、水平方向に移動可能な第２カム部と、
   前記第２カム部を水平方向に移動させて、前記第１カム部の凸部を前記第２カム部の凸部によって押圧することにより前記特殊打ち抜きパンチを駆動させる直動装置と、
   前記特殊打ち抜きパンチを上方に付勢する付勢手段と、を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載の熱交換器用フィン製造用金型装置。
5. 前記第２カム部には、前記第１カム部に当接するカムフォロアが設けられていることを特徴とする請求項４記載の熱交換器用フィン製造用金型装置。
6. 前記第２カム部が前記第１カム部を押圧していないときには、前記カムフォロアが前記第１カム部の凹部から凸部へ向かう傾斜面に接触しており、前記第１カム部と前記第２カム部との間に隙間が生じることを特徴とする請求項５記載の熱交換器用フィン製造用金型装置。

Images