상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 가지고 있다.
본 발명의 방법은:
금속제 박판에 횡단면이 원형인 원형 용기부를 형성하는 단계;
횡단면이 계란형이고, 소정의 높이, 소정의 장축 및 소정의 단축을 가지고 있는 계란형 용기부로 원형 용기부를 복수회 드로잉 가공하는 단계; 및
칼라부착 관통구멍을 형성하기 위해서 계란형 용기부에 관통구멍을 천공하는 단계를 포함한다.
이 방법에 의하면, 최초에 형성된 원형 용기부는 원형 횡단면을 가지고 있기 때문에, 횡단면이 원형인 원형 드로잉 다이와 횡단면이 원형인 원형 드로잉 펀치에 의해 형성될 수 있다. 원형 다이 및 펀치를 채용함으로써, 열교환기용 핀의 제조 비용이 감소될 수 있다.
이 방법에 있어서, 드로잉 가공단계에서, 계란형 용기부의 장축의 단축에 대한 비가 점진적으로 증가될 수 있다.
이 경우에, 원하는 계란형 용기부가 쉽게 형성될 수 있다. 또, 장축의 정점 근방에 형성되기 쉬운 불균일한 두께, 크랙, 주름 등의 문제가 해결될 수 있다.
이 방법에 있어서, 각각의 드로잉 가공 단계에서, 계란형 용기부의 단축의 감소가 장축의 감소보다 클 수 있다.
이 경우에도 역시, 원하는 계란형 용기부가 쉽게 형성될 수 있고, 불균일한 두께, 크랙, 주름 등의 문제가 해결될 수 있다.
이 방법에 있어서, 각각의 드로잉 가공 단계에서, 계란형 용기부의 단축의 양 정점에서의 드로잉률이 장축의 양 정점에서의 드로잉률과 동일할 수 있다.
이 경우에도 역시, 원하는 계란형 용기부가 쉽게 형성될 수 있고, 불균일한 두께, 크랙, 주름 등의 문제가 더욱 해결될 수 있다.
한편, 본 발명의 금형은:
상부 베이스;
상부 베이스쪽을 향하는 방향 및 상부 베이스쪽으로부터 멀어지는 방향으로 상대적으로 이동하는 하부 베이스;
원형 횡단면을 가지고 있고, 베이스 중의 하나에 구비되는 원형 드로잉 다이;
원형 횡단면을 가지고 있고, 베이스 중의 다른 하나에 구비되고, 금속제 박판에 원형 용기부를 형성하기 위해서 원형 드로잉 다이에 삽입될 수 있는 원형 드로잉 펀치;
계란형 횡단면을 가지고 있고, 베이스 중의 하나에 구비되는 복수의 계란형 드로잉 다이;
계란형 횡단면을 가지고 있고, 베이스 중의 다른 하나에 구비되고, 원형 용 기부의 폭을 감소시키고 원형 용기부를 소정의 높이를 갖는 계란형 용기부로 형성하기 위해서 대응 계란형 드로잉 다이에 삽입될 수 있는 복수의 계란형 드로잉 펀치; 및
계란형 용기부를 계란형 칼라부착 관통구멍으로 형성하기 위해서 베이스 중의 하나에 구비되는 피어싱 펀치를 포함하고,
계란형 드로잉 다이 및 계란형 드로잉 펀치는, 계란형 용기부를 형성하는 단계가 진행함에 따라, 계란형 용기부의 장축 및 단축을 감소시키도록 배열된다.
이 구성에 의하면, 최초로 형성되는 원형 용기부는 원형 횡단면을 가지고 있고, 원형 드로잉 다이 및 원형 드로잉 펀치에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 열교환기용 핀의 제조 비용이 감소될 수 있다.
이 금형에 있어서, 계란형 드로잉 다이 및 계란형 드로잉 펀치는, 계란형 용기부를 형성하는 단계가 진행함에 따라, 계란형 용기부의 장축의 단축에 대한 비를 점진적으로 증가시키도록 배열될 수 있다.
이 경우에, 원하는 계란형 용기부가 쉽게 형성될 수 있다. 또, 장축의 정점 근방에 형성되기 쉬운 불균일한 두께, 크랙, 주름 등의 문제가 해결될 수 있다.
이 금형에 있어서, 계란형 드로잉 다이 및 계란형 드로잉 펀치는, 계란형 용기부의 단축의 감소가 장축의 감소보다 크게 되도록 설계될 수 있다.
이 경우에도 역시, 원하는 계란형 용기부가 쉽게 형성될 수 있고, 불균일한 두께, 크랙, 주름 등의 문제가 해결될 수 있다.
이 금형에 있어서, 계란형 드로잉 다이 및 계란형 드로잉 펀치는, 계란형 용기부의 단축의 양 정점에서의 드로잉률이 장축의 양 정점에서의 드로잉률과 동일하게 되도록 설계될 수 있다.
이 경우에도 역시, 원하는 계란형 용기부가 쉽게 형성될 수 있고, 불균일한 두께, 크랙, 주름 등의 문제가 더욱 해결될 수 있다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명된다.
(실시예)
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 방법에 의해 제조된 열교환기용 핀(20)의 사시도이다.
열교환기용 핀(20)은, 예를 들면 알루미늄제의 금속제 박판(21), 및 복수의 계란형 칼라부착 관통구멍(22)을 포함하고, 관통구멍(22)의 각각은 계란형 횡단면을 가지고 있는 계란형 칼라(24)를 가지고 있다. 각각의 칼라부착 관통구멍(22)에는, 횡단면이 계란형인 계란형 열교환기용 튜브(도시하지 않음)가 삽입된다.
각각의 칼라(24)의 상단은 외측으로 절곡되어 플랜지(26)를 형성한다. 복수의 열교환기용 핀(20)이 적층되어 열교환기를 형성할 때, 하측에 위치하는 열교환기용 핀(20)의 플랜지(26)는 상측에 위치하는 열교환기용 핀(20)을 접촉하여 지지한다.
칼라부착 관통구멍(22)이 단계적으로 형성되는 금속제 박판(21)의 평면도인 도 2를 참조하여 열교환기용 핀(20)의 제조방법을 설명한다.
도 2에 있어서, 금속제 박판(21)은 우측으로 이송되어 단계적으로 칼라부착 관통구멍(22)을 형성한다. 모든 칼라부착 관통구멍(22)이 금속제 박판(21)에 형성되었을 때, 도 1에 도시된 열교환기용 핀(20)을 형성하기 위해서 금속제 박판(21)은 관통구멍(22) 열을 따라 절단된다.
본 실시예의 방법의 특징은, 최초에 금속제 박판(21)에는, 원형 횡단면을 각각 가지고 있는 원형 용기부(30)를 형성하고, 원형 용기부(30)를 계란형 용기부로 점진적으로 형성하는 것이다.
본 실시예의 방법에 있어서는, 원형 용기부(30)를 형성하는 단계를 포함하여 4단계의 드로잉 가공 단계가 실시된다. 도 2에 있어서, 열교환기용 핀 제조용 금형이 각각의 단계에 대하여 2세트의 다이와 펀치를 가지고 있고, 이들은 이송 방향으로 배열되어 있기 때문에, 각각의 단계는 금속제 박판(21)이 이송됨에 따라 2회 실시된다.
먼저, 제 1 드로잉 가공 단계 "A"에서, 원형 횡단면을 가지고 있는 용기부(30)가 금속제 박판(21)에 형성된다.
다음에, 제 2 드로잉 가공 단계 "B"에서, 원형 용기부(30)는 계란형 용기부(32)로 형성되고, 이들 각각은 약간 계란형 횡단면을 가지고 있다. 계란형 단면은 장축 및 단축을 가지고 있다.
제 3 드로잉 가공 단계 "C"에서, 계란형 단면의 크기가 작아 진다. 계란형 용기부(32)의 장축 및 단축은 약간 짧아져서 계란형 용기부(34)를 형성한다. 각각의 계란형 용기부(34)에 있어서, 단축의 길이 감소는 장축의 길이 감소보다 크다. 즉, RLa>RLb(도 3 참조)이다.
제 4 또는 최종 드로잉 가공 단계 "D"에서, 계란형 단면의 크기가 더욱 작아 진다. 계란형 용기부(34)의 장축 및 단축은 더욱 짧아져서 계란형 용기부(36)를 형성한다. 마찬가지로, 각각의 계란형 용기부(36)에 있어서, 단축의 길이 감소는 장축 길이의 감소보다 크다(RLa>RLb). 드로잉 가공 단계는 종료한다.
소정의 높이 및 형상을 갖는 계란형 용기부(36)가 형성된 후, 피어싱 단계 "E"가 실시된다. 즉, 계란형 용기부(36)의 상면에 관통구멍이 각각 천공된다. 또, 계란형 용기부(36)의 내면은 버링 가공된다. 관통구멍을 천공하고 버링 가공함으로써, 소정의 높이를 갖는 칼라부착 관통구멍(22)이 형성될 수 있다.
피어싱 단계 "E" 후에, 플레어 단계(도시되지 않음)에서 칼라부착 관통구멍(22)은 외측으로 절곡되어 플랜지(26)를 형성한다.
각각의 단계 "B" 내지 "D"에 있어서, 용기부(32 및 34)의 계란 형상은 계란형 용기부(36)의 계란 형상과 유사하지 않다. 즉, 단축의 길이 감소는 장축의 길이 감소보다 크다(RLa>RLb). 또, 각각의 단계 "B" 내지 "D"에 있어서, 각각의 계란형 용기부의 단축의 양 정점에서의 드로잉률이 장축의 양 정점에서의 드로잉률과 동일하다. "드로잉률"이란 용어는, 종래기술에서 설명된 용어와 동일하다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 드로잉 가공에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 도 3은 용기부의 설명도로서, 비교를 위해 용기부(30, 32, 34 및 36)의 평면도가 동심상에 도시되어 있고; 도 4는 도 3에 도시된 Y-Y 선에 따른 단면도이고; 그리고 도 5는 도 3에 도시된 X-X 선에 따른 단면도이다. 도 4 및 도 5에 있어서, 용기부(30, 32, 34 및 36)의 높이는 동일하지만, 실제 높이는 드로잉 가공 단계가 진행함에 따라 약간 다르다.
원형 용기부(30)가 드로잉 가공되어 계란형 용기부(32)로 형성될 때, 단축의 감소는 "a1"이고, 장축의 감소는 "b1"(a1>b1)이다. 따라서, 용기부(30)의 원형 단면은 계란형 단면으로 형성된다.
계란형 용기부(32)가 드로잉 가공되어 계란형 용기부(34)로 형성될 때, 단축의 감소는 "a2"이고 장축의 감소는 "b2"(a2>b2)이다.
계란형 용기부(34)가 드로잉 가공되어 계란형 용기부(36)로 형성될 때, 단축의 감소는 "a3"이고 장축의 감소는 "b3"(a3>b3)이다.
본 실시예에 있어서, 용기부(32 및 34)의 계란 형상은 원하는 계란형 용기부(36)의 계란 형상과 유사하지 않고; 단축의 길이 감소가 장축의 길이 감소보다 크고(RLa>RLb); 드로잉 가공 단계 "B" 내지 "D"에서 단축에 대한 장축의 비가 점진적으로 증가하고; 그리고 각각의 드로잉 가공 단계 "B" 내지 "D"에서, 각각의 계란형 용기부의 단축의 양 정점에서의 드로잉률이 장축의 양 정점에서의 드로잉률과 동일하다. 따라서, 종래의 방법에 있어서의 문제점이 해결될 수 있다.
용기부(32 또는 34)의 계란 형상이 원하는 용기부(36)에 대하여 유사하게 드로잉 가공되면, 장축의 정점에서의 드로잉률이 작기 때문에 그 부분에서 파손되기 쉽다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 단축의 길이 감소가 장축의 길이 감소보다 크고(RLa>RLb), 각각의 계란형 용기부의 단축의 양 정점에서의 드로잉률이 장축의 양단에서의 드로잉률과 동일하기 때문에, 전체 용기부는 균일하게 또한 부드럽게 드로잉 가공될 수 있다.
본 발명의 일실시예의 열교환기용 핀 제조용 금형이 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 열교환기용 핀 제조용 금형(40)에 있어서, 본 발명의 방법의 드로잉 가공 단계를 실시하기 위해서 금속제 박판(도시하지 않음)은 금형(40) 내에서 우측으로 이송된다. 즉, 원추대 형상의 용기부가 금속제 박판에 형성되고, 소정의 높이 및 크기를 갖는 칼라부착 관통구멍을 형성하기 위해서 금형(40) 내에서 이들은 복수의 드로잉 가공 단계 "A" 내지 "D"에서 드로잉 가공된다. 또, 관통구멍의 천공 및 내면의 버링 가공이 실시되는 피어싱 단계 "E"와, 칼라의 상단에 플랜지를 형성하는 플레어 단계 "F"가 금형(40) 내에서 실시된다.
도 6에서는, 금속제 박판을 절단하여 열교환기용 핀을 형성하는 수단은 도시되어 있지 않다.
금형(40)은 상부 베이스 홀더(42) 및 하부 베이스 홀더(44)를 포함한다. 베이스 홀더(42 및 44) 중의 적어도 하나는 다른 하나쪽을 향하는 방향 및 다른 하나쪽으로부터 멀어지는 방향으로 수직으로 이동된다. 상부 베이스 홀더(42) 및 하부 베이스 홀더(44)에는 상부 베이스(45) 및 하부 베이스(46)가 각각 구비되어 있고, 베이스(45 및 46)는 서로 대향하고 있다.
베이스(45 및 46)에는 각각의 단계 "A 내지 "F"에 대한 다이, 펀치 및 공구가 구비되어 있다.
드로잉 가공 단계 "A"에 대해서는, 원형 횡단면을 가지고 있는 원형 드로잉 펀치(50)가 하부 베이스(46)에 구비되고; 원형 횡단면을 가지고 있는 원형 드로잉 다이(52)는 상부 베이스(45)에 구비된다. 베이스(45 및 46)가 폐쇄될 때, 금속제 박판(21)에 원형 용기부(30)를 형성하기 위해서 원형 드로잉 펀치(50)는 원형 드로잉 다이(52) 내에 삽입된다.
드로잉 가공 단계 "B"에 대해서는, 계란형 횡단면을 가지고 있는 계란형 드로잉 펀치(54)가 하부 베이스(46)에 구비되고; 계란형 횡단면을 가지고 있는 계란형 드로잉 다이(56)는 상부 베이스(45)에 구비된다. 베이스(45 및 46)가 폐쇄될 때, 원형 용기부(30)의 폭을 감소시키기 위해서 계란형 드로잉 펀치(54)는 계란형 드로잉 다이(56) 내에 삽입되고, 원형 용기부(30)를 계란형 용기부(32)로 형성하고 그 높이가 높아지게 한다.
드로잉 가공 단계 "C"에 대해서는, 계란형 횡단면을 가지고 있는 계란형 드로잉 펀치(58)가 하부 베이스(46)에 구비되고; 계란형 횡단면을 가지고 있는 계란형 드로잉 다이(60)는 상부 베이스(45)에 구비된다. 베이스(45 및 46)가 폐쇄될 때, 계란형 용기부(32)의 폭을 감소시키기 위해서 계란형 드로잉 펀치(58)는 계란형 드로잉 다이(60) 내에 삽입되고, 계란형 용기부(32)를 계란형 용기부(34)로 형성하고 그 높이가 높아지게 한다.
드로잉 가공 단계 "D"에 대해서는, 계란형 횡단면을 가지고 있는 계란형 드로잉 펀치(62)가 하부 베이스(46)에 구비되고; 계란형 횡단면을 가지고 있는 계란형 드로잉 다이(64)는 상부 베이스(45)에 구비된다. 베이스(45 및 46)가 폐쇄될 때, 계란형 용기부(34)의 폭을 감소시키기 위해서 계란형 드로잉 펀치(62)는 계란 형 드로잉 다이(64) 내에 삽입되고, 계란형 용기부(34)를 소정의 높이를 갖는 원하는 계란형 용기부(36)로 형성한다.
계란형 드로잉 다이(56, 60 및 64) 및 계란형 드로잉 펀치(54, 58 및 62)는, 드로잉 가공 단계 "B" 내지 "D"를 진행함에 따라, 계란형 용기부의 장축 및 단축을 감소시키도록 배열된다.
계란형 드로잉 펀치(54)의 장축 및 단축은 원형 드로잉 펀치(50)의 직경보다 짧다. 특히, 단축의 감소 길이가 장축의 감소 길이보다 크다.
계란형 드로잉 펀치(54) 뿐만 아니라 계란형 드로잉 다이(56)에서도, 단축의 감소 길이가 장축의 감소 길이보다 크다.
계란형 드로잉 펀치(58)의 장축 및 단축은 계란형 드로잉 펀치(54)의 장축 및 단축보다 짧지만, 계란형 드로잉 펀치(58)의 횡단면은 계란형 드로잉 펀치(54)의 횡단면과 유사하지 않다. 단축의 감소 길이는 장축의 감소 길이보다 크다.
계란형 드로잉 다이(60)에서도, 계란형 드로잉 다이(56)에 관해서는 단축의 감소 길이가 장축의 감소 길이보다 크다.
계란형 드로잉 펀치(62)의 장축 및 단축은 계란형 드로잉 펀치(58)의 장축 및 단축보다 짧지만, 계란형 드로잉 펀치(62)의 횡단면은 계란형 드로잉 펀치(58)의 횡단면과 유사하지 않다. 단축의 감소 길이는 장축의 감소 길이보다 크다.
계란형 드로잉 다이(64)에서도, 계란형 드로잉 다이(60)에 관해서는 단축의 감소 길이가 장축의 감소 길이보다 크다.
계란형 드로잉 펀치(58) 및 계란형 드로잉 다이(60)의 장축 "L3"의 단축 "L4"에 대한 비는 계란형 드로잉 펀치(54) 및 계란형 드로잉 다이(56)의 장축 "L1"의 단축 "L2"에 대한 비보다 크다(L3:L4 > L1:L2). 또, 계란형 드로잉 펀치(62) 및 계란형 드로잉 다이(64)의 장축 "L5"의 단축 "L6"에 대한 비는 계란형 드로잉 펀치(58) 및 계란형 드로잉 다이(60)의 장축 "L3"의 단축 "L4"에 대한 비보다 크다(L5:L6 > L3:L4).
피어싱 단계 "E"를 위해서, 계란형 용기부(36)의 상면에 관통구멍을 천공하기 위한 피어싱 펀치(66)가 상부 베이스(45)에 구비된다.
하부 베이스(46)에는 버링 가공 펀치(68)가 구비된다. 버링 가공 펀치(68)는 계란형 용기부(36)의 내면을 버링 가공하기 위해서 계란형 용기부(36) 내에 삽입된다. 계란형 용기부(36)의 내면을 버링 가공함으로써, 칼라(24)가 형성된다.
플레어 단계 "F"를 위해서, 칼라(24)의 상단을 외측으로 절곡하기 위한 플레러 펀치(70)가 상부 베이스(45)에 구비된다. 칼라(24)의 상단을 외측으로 절곡함으로써, 플랜지(26)가 형성될 수 있다.
본 발명의 금형(40)에 있어서, 각각의 드로잉 가공 단계 "A" 내지 "D"는 한번 실시되지만, 각각의 드로잉 가공 단계는 도 2에 도시된 실시예와 같이 2회 실시될 수도 있다. 이 경우에는, 각각의 드로잉 가공 단계에 대하여 2세트의 드로잉 다이 및 드로잉 펀치가 박판(21)의 이송 방향에 연속하여 설치되고, 베이스(45 및 46)의 개방 후의 박판(21)의 이송 피치가 길어진다.
상기 실시예에 있어서는, 원형 용기부(30)를 형성하기 위한 드로잉 가공 단계 "A"를 포함하여 4단계의 드로잉 가공 단계 "A" 내지 "D"가 원하는 계란형 용기 부(36)를 형성하기 위해서 실시된다. 그러나, 드로잉 가공 단계의 수는 4단계로 한정되는 것은 아니고, 원형 용기부를 형성하기 위한 단계를 포함하는 드로잉 가공 단계의 수는 3단계 또는 5단계 이상일 수도 있다.
본 발명은 발명의 사상 또는 본질적인 특징을 일탈하지 않는 범위 내에서 다른 형태로 실시될 수도 있다. 따라서, 본 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 생각해야 하고, 본 발명의 기술적 사상은 상세한 설명 외에 특허청구범위에 나타나 있고 이들과 균등한 것들도 특허청구범위에 포함되어 있다고 간주된다.