KR930011518B1

KR930011518B1 - 열교환기용 핀의 제조금형 및 그 금형을 사용한 열교환기용 핀의 제조장치

Info

Publication number: KR930011518B1
Application number: KR1019910012394A
Authority: KR
Inventors: 도시끼 미야자와; 마사히데 사까구찌; 히데끼 오까베
Original assignee: 히다까 세이끼 가부시끼가이샤; 히다까 쇼오따로오
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1991-07-19
Publication date: 1993-12-10
Also published as: KR920002247A; US5159826A

Abstract

내용 없음.

Description

열교환기용 핀의 제조금형 및 그 금형을 사용한 열교환기용 핀의 제조장치

제1도는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 금형의 단면도.

제2도는 제1도에 도시한 금형의 동작을 설명하기 위한 설명도.

제3도는 제1도 내지 제2도에 도시한 금형의 동작을 설명하기 위한 설명도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 금형의 동작을 설명하기 위한 설명도.

제5도는 다른실시예를 도시하는 설명도.

제6도는 비교예를 도시하는 단면도.

제7도는 제1도 내지 제5도에 도시하는 금형을 사용한 열교환기용 핀의 제조장치의 일부를 도시하는 단면도.

제8도는 제7도에 도시하는 제조장치의 동작을 설명하는 설명도.

제9도는 열교환기용 핀의 제조공정을 설명하는 공정도.

제10도는 종래의 아이어닝 금형을 도시하는 단면도.

본 발명은 열교환기용 핀(fin)의 제조금형 및 그 금형을 사용한 열교환기용 핀의 제조장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 금속제 핀에 뚫어설치한 구멍의 둘레를 돌출가공해서 형성된 돌출부를 펀치와 다이스로 프레스 가공하고 소정의 높이의 칼라로 형성하는 열교환기용 핀의 제조금형 및 그 금형을 사용한 열교환기핀의 제조장치에 관한 것이다.

라디에이터등의 자동차용 열교환기 혹은 룸쿨러등의 가정용 열교환기를 구성하는 열교환부에는, 사각형의 알루미늄 박판등의 금속제 판에 복수개의 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍이 점설(点設)되어 있는 열교환핀이 사용되고 있다.

그러한 핀에 의해 구성되는 열교환부는 핀의 복수개의 핀이 각핀의 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 각각을 합치시켜서 겹치고, 이것들의 뚫어설치한 구멍에 걸쳐서 구리와 같은 열전도도가 높은 금속으로된 도판이 끼워져서 일체화되어 있다.

이와같은 열교환기용의 핀의 제조방법으로는 일본국 특공소 49-103808호 공보등에서 제안되어 있으며 아래에 기재된 공정의 제9도에 도시한 방법이 채용되어 있다.

제9도에 도시하는 방법에 있어서는, 우선, 금속제 판체(100)에 뚫어설치하는 가공 및 돌출가공(burring 가공)을 행하고, 돌출부(102)에 의해서 둘레가 에워싸여지는 뚫어설치한 구멍(101)을 형성한다(제9a도의 공정).

계속해서, 뚫어설치한 구멍(101)의 트인구멍의 지름을 확대하면서 돌출부(102)를 훑어, 소정의 높이의 칼라(104)로 만드는 훑기가공(이하 아이어닝 가공이라고 칭한다)을 한다(제9b도, 제9c도의 공정).

제9도에 있어서는 아이어닝가공을 2단계로 행하고 있고, 각 단계에서 사용되는 펀치 및 다이스의 지름은 다른 것이다.

이와같이 해서 얻어지는 소정의 높이의 칼라(104)는 그 선단부가 구부러져서 칼라(105)가 형성된다(제9d도의 공정).

그러한 제조공정의 아이어닝 가공에는, 제10도에 도시하는 펀치의 다이스가 사용된다.

제10도에 있어서, 금속제 판(100)을 다이스(110)와 스트리퍼(stripper)판(112)에 의해서 끼워잡고 돌출부(102)를 다이스(110)의 중공부내로 삽입한다(제10a도).

다음에 훑어설치한 구멍(101)의 아래로부터 상승하여 천설구멍(101)의 지름을 확대시키면서 다이스(110)의 중공부 속으로 진입하는 펀치(114)에 의해서 돌출부(102)를 뚫어서 소정의 높이의 칼라(103)를 형성한다(제10도 (B)). 그러한 돌출부(102)의 훑음은 펀치(114)가 다이스(110)안으로 진입했을때 펀치(114)의 선단부에 형성되어 있는 각부(角部)(116)와 상기 각부(116)에 대향하는 다이스(110)의 내벽면과의 사이에서 행해진다.

따라서 각부(116)는 펀치(114)의 훑음부이며 이하 훑음부라 칭하는 수가 있다.

그런데 제10도에 도시하는 펀치와 다이스를 사용하는 아이어닝가공에 있어서는 가공유를 사용하면서 가공을 할 필요가 있고 통상 상기 가공유로는 불휘발성 가공유가 채용된다.

이와같이 아이어닝가공의 가공유로서 불휘발성 가공류를 사용하면, 열교환기용의 핀(이하 핀이라 칭하는 수가 있다)에 불휘발성 가공유가 부착되므로 종래에는 프레온을 사용해서 핀에 부착된 불휘발성 가공유를 제거하는 세척이 행해지고 있다.

그러나 최근의 지구환경보건을 목적으로 한 프레온가스의 사용규제때문에 프레온을 용매로 사용할 수 없게 되어가고 있다.

이때문에 본 발명자등은 프레온을 사용하는 일없이 핀을 제조하기 위해 휘발성 가공유를 사용해서 아이어닝가공하는 것을 시험했다.

전술한 바와같이 아이어닝가공할 때에 휘발성가공유를 사용함으로써 핀의 프레온에 의한 세척을 불필요하게 한다.

그러나 휘발성 가공유를 사용해서 아이어닝가공을 하면, 불휘발성 가공유를 사용한 경우와 비교해서 훑음에 의해 금속제 핀을 신장할 수 있는 비율을 나타내는 훑음율이 저하되므로, 얻어지는 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 칼라의 최고높이도 저하되는 것이 판명되었다.

특히 최근에, 얇으며 또 고경도의 금속제 판을 사용해서 핀을 형성하는 일이 많아져서, 휘발성 가공유의 사용과 더불어 훑음율이 현저하게 저하되므로 높은 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 형성이 곤란하게 되는 일이 있다.

또 최근에는 열교환기의 열교환성능을 향상하기 위해 친수성(親水性)코팅이 알루미늄 등의 금속판의 양면에 형성되어 있는 친수성 금속판이 사용되어가고 있다.

이 친수성 금속판에 제10도에 도시한 다이스와 펀치에 의해서 통상 채용되고 있는 훑음율로 아이어닝가공을 행하면 훑음면이 되는 칼라의 내측면의 친수성 코팅이 박리되는 수가 있는 것도 판명되었다.

그런 친수성 코팅이 박리된 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍으로 된 핀을 사용한 열교환기는 당초 예정하고 있던 열교환성능을 발휘할 수 없는 수가 있다.

이와같은 친수성 코팅의 박리는, 실질적인 훑음가공을 시행하지 않고 돌출부(102)를 늘이든가 또는 친수성 코팅의 박리가 일어나지 않을 정도의 낮은 훑음율로 훑으면서 돌출부(102)를 전연(展延)할 수가 있으면 방지할 수 있다.

본 발명의 목적은, 실질적인 훑음가공을 행하지 않고 또는 낮은 훑음율로 훑는 가공을 하면서 돌출부를 전연하여 소정의 높이의 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍이 용이하게 얻어지는 열교환기 핀의 제조금형 및 그 금형을 사용한 열교환기용 핀의 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명자는 제10도에 도시하는 종래의 펀치와 다이스를 사용해서 아이어닝가공을 행할 경우를 관찰한 결과 칼라(103)를 높게 하기 위해서 각부(116)만을 이용하고 있는 것에 불과한 것을 알았다.

그래서 본 발명자는 펀치의 외벽면과 다이스의 내벽면과의 압축에 근거한 전연을 이용할 수 있다면 실질적인 훑음가공을 하지 않고 돌출부를 전연하여 높은 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍을 형성할 수 있는 것으로 사고하여 예의검토한 결과 본 발명에 도달했다.

즉 본 발명은 금속제 판에 뚫어설치한 구멍의 둘레언저리에 돌출가공에 의해 셩성된 돌출부를 펀치와 다이스로 소정의 높이의 칼라로 형성하는 열교환용 핀의 제조금형에 있어서, 그 펀치가 다이스의 중공(中空)부 속으로 진입하여 펀치의 선단부가 펀치의 외주면과 다이스의 내벽면과의 사이에 끼워져 있는 돌출부의 선단을 넣을때, 서로가 대향하는 펀치의 외주면 및 다이스의 내벽면이 돌출부에 접촉되어 있는 부분의 거리가 펀치의 다이스 중공부내로의 진입에 따라 점차로 단축되어서, 양측면사이에 끼워져 있는 돌출부가 전연되도록, 펀치의 외주면과 다이스의 중공부의 내벽면은 동일방향으로 경사진 테이퍼면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환용 핀의 제조금형에 있다.

또 금속제 판에 뚫어설치한 구멍의 둘레언저리에 돌출가공에 의해 형성된 돌출부를 펀치와 다이스에 의해서 소정의 높이의 칼라로 형성하는 윗틀과 밑틀로 된 열교환기용의 핀의 제조장치에 있어서, 상기 윗틀은 상하이동이 가능한 윗틀대와, 윗틀대에 수직 아래쪽에 고정되어 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 칼라의 외경과 같은 내경의 중공부가 선단부에 형성되어 있는 통형상의 다이스와, 상기 다이스내의 중공부의 내벽면에 외주면이 미끄럼 접합하여 상하방향으로 이동이 가능하도록 유지되어 또 최하위치에서 다이스의 선단보다도 아래에 선단이 위치하도록 아래방향으로 가압되는 형상의 녹아웃푸시와, 녹아웃부시의 중공부의 내벽면에 외주면이 미끄럼 접합하여 윗틀대와 함께 상하방향으로 이동이 가능하며 또 뚫어설치한 구멍의 트인구멍의 지름 보다도 작은 지름의 선단부를 가지고 있는 봉형상(棒狀)의 피아스 펀치를 구비하고 있으며, 한편, 상기 밑틀은 고정밑틀대와, 상기 윗틀의 다이스와 대향해서 고정밑틀대에 수직으로 상향 고정되어 외경이 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 트인구멍과 같은 통형상이며 선단부 외주면이 앞이 가는 테이퍼형상이며 윗틀이 하강했을때 다이스안으로 진입하고 또 피아스펀치가 내부로 미끄러져 들어가는 펀치와, 펀치가 테이퍼 형상의 선단을 윗면으로 돌출하도록 헐겁게 끼워지고 또 가압부재에 의해서 윗쪽으로 가압되고 있는 가압대를 구비하고 있으며, 상기 펀치 및 다이스로 이루어진 금형은, 펀치가 다이스의 중공부 속으로 진입하여 펀치선단부가 펀치의 외주면과 다이스의 내벽면과의 사이에 끼워져 있는 돌출부의 선단을 넘어섰을때, 서로가 대향하는 펀치의 오목면 및 다이스의 내벽면이 돌출부에 접촉하고 있는 부분의 거리가 펀치의 다이스 중공부내로 진입에 따라 점차로 단축되어서, 양측면 사이에 끼워져 있는 돌출부가 전연되도록, 펀치의 외주면과 다이스 중공부의 내벽면은 동일방향으로 경사진 테이퍼면으로 형성되어 있는 열교환기용의 핀의 제조금형인 열교환기용 핀의 제조장치이다.

그래서 종래의 금형에 있어서는 펀치선단부의 훑음부만으로 돌출부를 훑어서 신장시키고 있으므로, 훑음부가 돌출부의 선단을 넘은후에는 다시 펀치선단부가 다이스 중공부의 속을 진입했다고 해도, 이미, 돌출부를 신장하여 높게 할 수는 없다.

이것에 대해서 본 발명에 있어서는, 다이스의 중공부내로 진입한 펀치의 선단부가 펀치의 외주면과 다이스의 내벽면과의 사이에 끼워져 있는 돌출부의 선단을 넣은후에도 펀치의 선단부가 다이스 중공부속으로 진입하므로 돌출부가 펀치의 외주면과, 대응하는 다이스의 내벽면과의 사이에 끼워져서 압축되고 전연되고 그 높이를 높게할 수 있다.

이때문에 본 발명의 금형에 의하면 펀치의 선단부에서의 훑음가공을 실질적으로 시행하지 않도록 돌출부를 압축하고 전연하여 소망의 높이로 할 수가 있다.

그 결과 훑음가공만으로 돌출부의 신장을 행하고 있던 종래의 금형에 있어서 휘발성 가공유의 채용에 따른 훑음율의 저하등의 불이익을 해소하고, 가공후에 특별한 세척을 필요로 하지 않는 휘발성가공유의 채용, 얇고 또 고경도의 금속성판의 채용, 및 친수성 코팅이 양면에 형성되어 열교환성능이 뛰어난 친수성 금속제판 등의 공업적 사용을 가능하게 할 수 있다.

또 본 발명의 제조장치에 의하면 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍을 하나의 공정으로 형성할 수 있으므로, 가공의 정밀도 및 가공효율을 향상시킬 수 있다.

[실시예]

본 발명의 실시예를 도면에 의해 상세하게 설명하겠다.

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시하는 단면도이며, 다이스(210)와 스트리퍼판(212)에 의해서 금속제판(100)이 끼워져 있다. 다이스(210)의 중공부 속에는 뚫어설치한 구멍(101)을 둘러싼 돌출부(102)가, 그 외벽면이, 다이스(210)의 중공부의 내벽면 근방에 위치하도록 삽입되어 있다.

또한 뚫어설치한 구멍(101)의 아래에는 펀치(314)가 스트리퍼판(212)의 구멍속으로 상하이동이 자유롭게 끼워져 있다.

이 펀치(314)는 그 외벽면에 있어서 선단부에 형성되어 있는 제1테이퍼면(322)에 연속해서 제2테이퍼면(318)이 형성되어 있는 것이다.

그런 제2테이퍼면(318)의 경사각(θ1)은 1°내지 4°(특히 1° 내지 3° 및 특히 1.5° 내지 2°가 바람직하다)이며, 제1테이퍼면(322)보다도 작은 각이다.

이때문에 제2테이퍼면(318)을 형성하는 제2테이퍼부의 선단의 지름(d) (제1테이퍼면(322)을 형성하는 제1테이퍼부의 후단의 지름)과, 돌출부(102)가 끼워넣어졌을때 돌출부(102)가 존재하는 범위내에 있는 다이스(210)의 중공부의 최소의 내경(D)과 돌출부의 판의 두께(t)는 아래의 ①식을 만족한다.

또, 상기 제2테이퍼부의 후단의 지름(ø)은, 제2테이퍼부의 선단의 지름(d)보다도 지름이 크며, 또 아래의 ②식을 만족하는 것이다.

본 실시예에 있어서는 그러한 펀치(314)가 진입하는 다이스(210)의 중공부의 내벽면에도 제1테이퍼면(224)과 제2테이퍼면(220)과의 두개의 테이퍼면이 형성되어 있다.

제1테이퍼면(224)은 다이스(210)의 입구부에 형성되어 있고, 제2테이퍼면(220)은 제1테이퍼면(224)에 연속해서 형성되어 있다.

이 제2테이퍼면(220)의 경사각(θ2)은 펀치(314)의 제2테이퍼면(318)의 경사각(θ1)과 같이 1°내지 4°(특히 1° 내지 3° 및 특히 1.5° 내지 2°가 바람직하다)이며, 제1테이퍼면(224)보다도 작은 각이다.

그러한 펀치(314)의 제1테이퍼면(322) 및 다이스 (210)의 제1테이퍼면(224)은 펀치(314) 또는 돌출부(102)를 안내하기 위해서 형성되어 있는 것이다.

제1도와 같이, 돌출부(102)가 끼워넣어져 있는 다이스 중공부에 펀치(314)의 선단부를 진입시키면, 펀치(314)의 제2테이퍼부의 선단의 지름(d)이 ①식을 만족시키므로, 제1테이퍼면(322)과 제2테이퍼면(318)과의 경계인 각부(316)는 다이스(210)의 내벽면과의 사이에서 돌출부(102)에 실질적인 훑음가공을 하는 일없이 돌출부(102)의 상단 윗쪽으로 돌출한다.

본 실시예에서 사용하는 펀치(314)의 선단의 지름(d)이 ①식을 만족하며 또 돌출부(102)의 최소내경보다도 지름이 작으므로, 펀치(314)의 외벽면과 돌출부(102)의 내벽면은 제2a도에 도시하는 것과 같이, 각부(316)의 아래쪽의 제2테이퍼면(318)의 도중에 있어서 처음으로 맞닿는다.

본 실시예에 있어서는 제2테이퍼부의 후단의 지름(ø)이 ②식을 만족하므로, 제2a도에 도시하는 상태로부터 다시 펀치(314)를 다이스(210)의 중공부 속으로 진입시킴으로써 제2b도에 도시하는 것과 같이, 다이스(210)의 제2테이퍼면(220)과 펀치(314)의 제2테이퍼면(318)과의 거리를 전면에 걸쳐서 펀치(314)가 다이스(210)속으로 진입함에 따라 돌출부(102)의 판의 두께(t) 이하로 단축할 수 있다.

이때문에 제2테이퍼면(220,318)에 끼워져 있는 돌출부(102)는, 상기 테이퍼면(210, 318)에 의해서 압축되고 전연되는 것이다.

이것을 제3도를 인용해서 설명한다.

제3도는 각부(316)가 돌출부(102)의 상단보다도 윗쪽에 위치하는 펀치(314)를 314a의 위치로 상승시킨 경우를 도시한다.

본 실시예에 있어서 제2테이퍼면(220,318)은 경사각(θ1, θ2)이 다같이 같으므로 평행이다. 이때문에 양테이퍼면간의 최단거리는. 양테이퍼면에 수직으로 되는 직선거리이다.

여기서, 펀치(314)에 있는 제2테이퍼면(318)과 다이스(210)에 있는 제2테이퍼면(220)과의 사이의 최단거리를 t1, 돌출부(102)의 높이를 h1이라 하면, 펀치(314)를 펀치(314a)의 위치까지 이동시켰을때, 양테이퍼면은 평행상태를 유지하면서 양테이퍼면간의 최단거리가 t1으로부터 t2로 단축된다.

이때문에 양테이퍼면 사이에 끼워져 있는 돌출부(102)는, 펀치(314)의 이동에 따라 양테이퍼면에 의해서 압축되어 전연되고, 돌출부의 두께가 t1으로부터 t2로 얇게 됨과 함께 높이도 h1으로부터 h2로 높게 된다.

이와같이 제1도 내지 제3도에 도시하는 본 실시예의 펀치(314)와 다이스(210)에 의하면, 펀치(314)가 다이스(210)속으로 진입함에 따라 돌출부(102)에 압축성형만을 실시해서 돌출부(102)를 신장시킬 수 있다.

그러한 압축성형에 있어서는 돌출부(102)의 양면에 훑음가공에 의한 친수성 코팅의 박리를 방지할 수 있다.

이점에 대하여, 종래의 금형에 있어서는 친수성 금속판에 다이스와 펀치에 의해서 통상 채용되어 있는 훑음율로 아이어닝가공을 실시하면 훑음면이 되는 칼라의 안쪽면의 친수성 코팅이 박리되는 일이 있었다. 그러한 친수성 코팅이 박리된 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍으로 이루어진 핀을 사용한 열교환기는, 당초 예정하고 있던 열교환성능을 발휘할 수 없는 일이 있다.

또 다이스(210)속으로 진입하는 펀치(314)의 진입량을 조정함으로써 금속제 판(100)의 두께를 일정하게 유지하면서 돌출부(102)의 높이를 쉽게 조정할수 있다.

이점에 대하여, 종래의 금형에 있어서는 금속제 판의 두께를 일정하게 유지하면서 돌출부의 높이를 조정하기 위하여,다이스의 내경 및 펀치의 외경을 변경해서 조정하지 않으면 안되고 다이스 및 펀치의 교환을 필요로 한다.

이와같은 제1도 내지 제3도에 도시하는 금형에 있어서 펀치(314)의 제2테이퍼부의 선단의 지름(d)은 돌출부(102)의 최소의 내경보다도 작은 지름이나, ①식을 만족하는 한 제2테이퍼부의 선단의 지름(d)은 상기 최소내경보다도 큰 지름이라도 좋다.

이경우, 펀치(314)의 선단부를 다이스(210)의 중공부에 진입시키면, 뚫어설치한 구멍(101)의 내경의 지름을 넓히면서 돌출부(102)에 실질적인 훑음가공을 시공하는 일없이 돌출부(102)를 다이스(210)의 중공부의 벽면에 밀어붙여서 돌출부(102)를 늘일 수 있다.

또다시 펀치(314)의 제2테이퍼부의 선단의 지름(d)이 ①식의 범위를 약간 넣어서 (D-d)/2＜t의 범위내에서 큰 지름으로 되고, 선단의 지름(d)보다도 큰지름의 후단의 지름(ø)이 ②식을 만족할 경우, 즉 훑음가공과 병용해서 압축성형이 행해질 경우에도 돌출부(102)를 적절하게 전연할 수 있다. 이경우의 실시예를 아래에 설명하겠다.

제4a도에 도시하는 것과 같이, 다이스(210)와 스트리퍼판(212)에 의해서 금속제판(100)이 끼워져있고, 다이스(210)의 중공부속으로 뚫어설치한 구멍(10)을 둘러싼 돌출부(102)가 삽입되어 있다. 뚫어설치한 구멍(101)의 아래에는 스트리퍼판(212)의 구멍속으로 펀치(314)가 상하이동이 자유롭게 끼워져 있다.

이 펀치(314)는 그 외벽면에 있어서, 선단부에 형성되어 있는 제1테이퍼면(322)에 연속해서 제2의 테이퍼면(318)이 형성되어 있다. 그러한 제2테이퍼면(318)의 경사각(θ1)은 30'∼4°이며, 제1테이퍼면(322)보다도 작은각이다.

본 실시예에 있어서는 펀치(314)가 진입하는 다이스(210)의 중공부의 내벽면에도 제1테이퍼면(224)과 제2테이퍼면(220)의 두개의 테이퍼면이 형성되어 있다.

제1테이퍼면(224)은 다이스(210)의 입구부에 형성되고 제2테이퍼면(220)은 제1테이퍼면(224)에 연속되어 형성되어 있다.

이 제2테이퍼면(220)의 경사각(θ2)은 펀치(314)의 제2테이퍼면(318)의 경사각(θ1)과 같으며 30'∼4°이며, 제1테이퍼면(224)보다도 작은 각이다. 그러한 펀치(314)의 제1테이퍼면(322) 및 다이스 (210)의 제1테이퍼면(224)은 펀치(314) 또는 돌출부(102)의 안내를 하기 위해 형성되어 있는 것이다.

이와같이 돌출부(102)가 삽입되어 있는 다이스(210)의 중공부속으로 펀치(314)를 진입시키면, 뚫어설치한 구멍(101)의 지름을 넓히면서 펀치(314)의 제1테이퍼면(322)과 제2테이퍼면(318)과의 경계인 각부(318)에 의해서, 각부(316)에 대향하는 다이스(210)의 내벽면과의 사이에서 돌출부(102)를 훑어·신장한다. 이 각부(316)는 훑음부이며, 펀치(316)의 다이스(210)속으로 진입함과 함께 이동하므로, 제4b도에 도시하는 것과 같이, 각부(316)는 돌출부(102)의 선단을 넘어서도록 된다. 이경우에는 각부(316)로 돌출부(102)를 훑어·신장할 수는 없다.

이점에 대하여 본 실시예에 있어서는 펀치(314)의 각부(316)가 돌출부(102)의 상단보다도 윗쪽에 위치하는 경우라 해도 다이스(210)의 제2테이퍼면(220)과 펀치(314)의 제2테이퍼면(318)과의 최단거리가 펀치(314)의 다이스(210)속으로 진입하는 것과 함께 단축되므로 제2테이퍼면(220,318)에 끼워져 있는 돌출부(102)를 상기 테이퍼면으로 압축하고 전연할 수가 있다.

이것을 제3도를 이용해서 설명한다.

제3도는 각부9316)가 돌출부(102)의 상단보다도 윗쪽에 위치하는 펀치(314)를 314a의 위치에 상승시킨 경우를 도시하고 있다.

본 실시예에 있어서 제2테이퍼면(220,318)은 그 경사각(θ1,θ2)이 다함께 같으므로 평행이다. 이때문에, 양 테이퍼면간의 최단거리는 양테이퍼면에 수직으로 되는 직선거리이다.

여기서 펀치(314)에 있어서의 제2테이퍼면(318)과 다이스(210)에 있어서의 제2테이퍼면(220)과의 사이의 최단거리는 t1, 돌출부(102)의 높이를 h1으로 하면, 펀치(314)를 펀치(314a)의 위치까지 이동했을 때, 양 테이퍼는 평행상태를 유지하면서 양테이퍼면면간의 최단거리는 t2로 단축된다.

이때문에 양테이퍼면 사이에 끼워져 있는 돌출부(102)는 펀치의 이동에 따라 양테이퍼면에 의해서 압축되어 전연되고 돌출부(102)의 두께가 t1으로부터 t2로 얇게됨과 함께 높이도 h1으로부터 h2로 높아진다.

이와같이 제4도에 도시하는 본 실시예의 펀치(314)와 다이스(210)에 의하면 펀치(314)의 훑음부인 각부(316)가 돌출부(102)의 상단면을 넘는 경우라해도, 펀치(314)의 다이스(210)속으로의 진입에 의해 돌출부(102)를 신장시킬 수 있다.

그런 압축성형에 있어서는 돌출부(102)의 양면에 대한 훑음이 적으므로, 친수성 금속판을 사용하는 경우라 해도, 친수성 코팅의 훑음에 의한 박리를 방지할 수가 있다. 또 제1 내지 제4도에 도시한 금형에 있어서, 전연가공을 끝낸 돌출부(102)를 강제적으로 다이스(210)의 중공부 속으로부터 밀어내기 때문에 제5도에 도시하는 것과 같이, 펀치(314)의 상부에 녹아웃(300)을 마련해도 좋다. 이 녹아웃(300)은 펀치(314)에 의해서 밀어올려져서 전연가공의 종료후에 다이스(210)의 중공부의 내벽면을 따라 하강하는 것이다.

그러한 녹아웃(300) 및 펀치(314)에는 가공유가 분무상태로 혼합되어 있는 공기에 의해서 돌출부(102)에 가공유를 공급하기 위한 가공유 공급로(302,304)가 뚫어설치되어 있다.

이것들 가공유 공급로(302,304)는 어느 한쪽이 뚫어설치되어 있는 것도 좋고 가공유의 공급은 전연가공이 시행되고 있는 사이에도 좋다.

물론 제1도 내지 제5도에 도시하는 금형에 있어서는 가공유 공급로를 펀치(314)에 뚫어설치할 수 있다.

또 본 실시예의 금형에 있어서는 가공유로서 불휘발성 가공유 및 휘발성가공유를 함께 사용할 수가 있으나 얻어지는 편에 부착된 가공한 가공유를 제거하기 위한 프레온 세척을 필요로 하지 않는 휘발성가공유를 사용하는 것이 바람직하다. 이런 것은 휘발성 가공유를 사용한 경우라 해도 압축에 의한 전연에 높은 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍을 형성할 수 있기 때문이다.

이점에 대하여 종래의 금형에 있어서는 휘발성가공유를 사용해서 훑음가공을 하면 불휘발성 가공유를 사용한 경우에 비교해서 훑음에 의해 금속제 판을 신장시킬 수 있는 비율을 나타내는 훑음율이 저하되는 것에 의해 얻어지는 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 칼라의 최고의 높이도 저하되므로, 휘발성가공유를 사용할 수가 없었다.

그런데 제1도 내지 제5도에 도시한 다이스(210)와 펀치(314)에 있어서 제1테이퍼면(224,322)에 연속하는 제2테이퍼면(220.318)의 경사각(θ1,θ2)은 서로가 다른 각도라 해도 좋다.

이것에 대해서, 제6도에 도시하는 바와같이 펀치(514)의 선단부에 있는 제1테이퍼면(522)에 연속되는 면이 수직면(526)일때 다이스(210)에 제1테이퍼면(224)과 제2테이퍼면(220)이 형성되어 있다해도 펀치(514)의 제1테이퍼면(522)과 수직면(526)과의 각부(516)가 돌출부(102)의 선단을 넘을 경우 이미 돌출부(102)를 압축해서 전연을 피할 수는 없다.

즉 제6도에 도시한 다이스(210)와 펀치(514)와의 사이의 최단거리는 펀치선단부에 있는 각부(516)와 각부(516)에 대응하는 다이스(210)의 내벽면과의 사이의 거리이기 때문이다.

따라서 제6도에 도시한 다이스(210)와 펀치(514)에 있어서 각부(516)가 돌출부(102)의 선단을 넘을 경우에는 펀치(514)를 514a의 위치로 이동시켜도 이미 돌출부(102)와 접촉하는 영역의 양벽면간의 거리는 단축되지는 않고, 돌출부(102)에 양벽면의 압축에 의한 전연을 가할 수가 없다.

이상 기술한 제1도 내지 제5도에 도시한 본 실시예의 다이스와 펀치로 구성되는 금형은 버어링(burring)가공에 사용하는 전용금형등과 함께 제9도에 도시하는 공정순으로 직렬로 늘어놓고 사용해도 좋으나, 제7도에 도시하는 장치중에 짜넣어서 사용하는 것이 좋다.

제7도에 도시한 장치는 윗틀을 구성하는 윗틀대(X)에 통형상의 부시(2)가 수직 하향으로 고정되어 있고, 이 부시(2)내에는 선단부보다도 후단부의 내경이 큰지름의 턱이 있는 중공부가 형성되어 있다.

이 부시(2)의 선단부는 전연가공할때에 사용되는 다이스이며, 그 중공부의 내벽면에는 제1도 내지 제5도에 도시한 제1테이퍼면(224)과 경사각(θ2)이 2도인 제2테이퍼면(220)이 형성되어 있다. 또 선단부의 중공부의 주원부분의 내경은, 형성된 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 칼라의 외경과 같다. 이와같이 부시(2)의 선단부의 중공부에는 외주면이 상기 중공부의 내벽면에 미끄럼 접촉하면서 상하방향으로 이동이 가능하며 또 상단에 플랜지(5)를 가진 통형상의 녹아웃부시(3)가 끼워져 있다.

상기 플랜지(5)는 부시(2)의 선단부의 중공부보다도 큰 지름의 내경으로 형성되어 있는 후단부의 중공부 벽면을 따라서 상하이동한다.

또 녹아웃부시(3)는 그 내벽면이 윗틀대(X)에 수직하향으로 고정되어 있는 봉형상의 피아스펀치(1)의 선단부외주면과 미끄럼 접합하여 상하방향으로 이동이 가능하다.

그런 피아스펀치(1)는 절치부(切齒部) (12)를 포함한 선단부의 외경이 형성되는 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍보다도 지름이 작다.

그러나 절치부(12)의 외경은 상기 선단부의 외경보다도, 칼라가 있는 뚫어 설치한 구멍을 형성하는 판의 두께의 약5∼10% 정도 지름이 작다. 이것은 판에 뚫어설치하는 구멍을 뚫을때 발생하는 버얼(burr)을 방지하고자 함에 있다.

또한 녹아웃부시(3)의 플랜지(5)의 상면, 부시(2)의 벽면 및 파아스펀치(1)의 외주면에 이해서 둘러싸인 공간부는, 도관(9)으로부터 압축공기가 공급되어서 일정한 압력으로 유지되고 있는 압축 공기실(4)이다. 이 압축공기실(4)의 공기압은 녹아웃부시(3)를 아래로 항상 가압하고, 녹아웃부시(3)의 최하위치에 있어서 부시(2)의 선단보다도 아래로 녹아웃부시(3)의 선단을 위치하도록 되어 있다.

이와같은 윗틀에 있어서 윗틀대(X)는 프레스장치(도시하지 않음)에 의해서 상하방향으로 이동이 가능하도록 설치되어 있다.

이러한 윗틀에 대한 밑틀에는 고정밑틀대(Y)에 통형상의 펀치(6)이 수직방향으로 고정되어 있다.

이 펀치(6)는 제1도 내지 제5도에 도시한 펀치(314)에 상당하며 그 외주면에는 제1테이퍼면(322) (제7도에 있어서 (13)의 테이퍼면에 상당)과 경사각이 2°인 제2테이퍼면(318)이 형성되어 있다.

이러한 펀치(6)의 선단부의 중공부(8)는 그 아래에 위치하는 중공부(11)의 내경보다도 작은 지름의 내경을 가지고 있고, 또 윗틀대(X)가 하강할때 피아스펀치(1)의 선단부가 외주면을 중공부(8)의 내벽면과 미끄럼 접합하면서 하강한다.

이와같은 펀치(6)는 스프링등의 가압부재(도시하지 않음)에 의해서 윗방향으로 가압되고 있는 가압대(7)에 헐겁게 끼워져서 펀치(6)의 테이퍼형상의 선단이 가압대(7)의 윗면에 돌출되어있다.

또 제7도에 있어서 제1도 내지 제5도에 도시하는 펀치 및 다이스의 제2테이퍼면은 경사각(θ1,θ2)이 2°작은 각이므로 도시하지 않았다.

이러한 제7도에 도시된 장치를 이용해서 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍을 형성할 때의 동작을 제8도에 사용해서 설명하겠다.

우선, 제8a도에 도시하는 것과 같이 금속제 판(10)을 펀치(6)에 대하여 대략 직각이 되도록 놓고, 윗틀대(X)를 프레스장치등(도시하지 않음)에 의해 하강시킨다.

이때에 녹아웃부시(3)는 압축공기실(4)에 도관(9)을 통하여 공급되는 압축공기에 의해서 아래방향으로 가압되고 있으며 녹아웃부시(3)의 플랜지(5)가 압축공기실(4)의 최하위에 위치한다.

이러한 상태에 있는 녹아웃부시(3) 그 선단면이 금속제 판(10)을 통하여 펀치(6)의 선단면과 맞닿고, 뚫어설치하는 구멍을 뚫는 부분의 금속판(10)을 압축공기실(4)의 압력에 의해서 고정한다(제8도(A)).

이와같이 펀치(6)의 선단면과 맞닿은 녹아웃부시(3)는 윗틀대(X)와 함께 하강치 않으며 일정한 위치에서 정지상태로 된다. 한편 녹아웃부시(3)의 플랜지(5)는 압축공기(4)내의 압력에 반항해서 윗틀대(X)이 하강과 함께 압축공기실(4)의 윗쪽으로 이동할 수가 있으므로, 윗틀대(X)는 녹아웃부시(3)의 정지상태를 유지하면서 피아스펀치(1) 및 부시(2)와 함께 하강한다.

이때문에 피아스펀치(1)는 펀치(6)를 다이스로 해서 뚫어설치하는 구멍을 뚫을 수가 있다.

또한 부시(2)의 선단면이 금속제 판(10)을 가압대(7)의 윗면에 밀어붙여서 뚫어져있는 구멍을 펀치(6)의 테이퍼면(13)에 의해 버어링해서 뚫어설치한 구멍의 둘레언저리에 돌출부를 형성한다. 이때, 녹아웃부시(3)의 선단면과 펀치(6)의 선단면이 직접 맞닿는다(제8b도).

계속해서 윗틀대(X)는 금속제 판(10) 및 가압대(7)를 밀어 내리면서 하강하여 부시(2)의 내벽면과 펀치(6)의 선단부 외주면으로 버어링에 의해 형성된 돌출부(102)를 제2b도 및 제3도에 도시하는 것과 같이 전연가공을 행하여 소정의 높이의 칼라를 형성한다.

이때에 피아스펀치(1)가 윗틀대(X)와 함께 하강하고 피아스펀치(1)의 선단부는 그 외주면이 펀치(6)의 선단부내벽면과 미끄럼접합하면서 하강한다(제8c도).

이러한 피아스펀치(1)의 선단부는 펀치(6)의 선단부를 안쪽으로부터 안내하고, 전연가공시에 펀치(6)에 가해지는 외력에 의한 펀치(6)의 외경의 지름이 줄어드는 것을 방지하고 있는 것이다.

계속해서 소정의 높이의 칼라가 얻어졌을때 윗틀대(X)의 하강이 정지하고 윗틀대(X)는 상승하게 된다.

윗틀대(X)의 상승의 개시와 함께 피아스펀치(1) 및 부시(2)는 상승한다. 한편 녹아웃부시(3)는 플랜지(5)가 압축공기실(4)의 최하위치에 도달할때까지 펀치(6)의 선단면에 맞닿는 상태를 유지하여 펀치(6)를 상대적으로 밑으로 눌러서 부시(2)로부터 금속제 판(10)을 분리한다(제8d도).

그러한 녹아웃부시(3)는 윗틀대(X)가 상승해서 플랜지(5)가 압축공기실(4)의 최하위치에 도달한 후, 윗틀대(X)와 함께 소정의 위치까지 상승한다. 이와같이 해서 얻어지는 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍에 칼라의 높이를 더욱 높게하기 위해 다시 또 전연가공을 행해도 좋으며 소정의 높이의 칼라가 얻어진 후 필요에 따라 칼라의 선단을 구부려서 칼라(105)를 형성한다(제9도(DD)공정).

그러한 제7도 내지 제8도의 장치에 있어서는 녹아웃부시(3)가 압축공기의 압력에 의해 가압되고 있으나 스프링등의 가압부재라해도 좋다.

또 피아스펀치(1)의 중앙부에 공기구멍을 설치해서 상기 공기구멍으로부터 공기를 뿜어내서 가공중에 발생하는 금속가루나 열을 제거하면서 가공을 해도 좋다.

본 발명은 그 정신 또는 주요 특징으로부터 벗어나는 일없이, 다른 여러형태로 실시할 수가 있다. 그때문에 상기의 실시예는 여러점에서 간단한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 안된다.

본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 표시하는 것으로서 명세서 본문에는 하등의 구속되지 않는다. 또한 특허청구의 범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위내의 것이다.

Claims

금속제 판(100)에 뚫어설치한 구멍(101)의 둘레언저리에 돌출가공에 의해 형성된 돌출부(102)를 펀치(314)와 다이스(210)에 의해서 소정높이의 칼라로 형성하는 열교환용 핀의 제조금형에 있어서, 펀치(314)가 다이스(210)의 중공부 속으로 진입하여 펀치선단부가 펀치(314)의 외주면과 다이스(210)의 내벽면과의 사이에 끼워져 있는 뚫어설치한 구멍(101)의 돌출부(102)의 선단을 넘을때, 서로가 마주보며 상기 돌출부(102)를 끼워넣은 펀치(314)의 외주면과 다이스(210)의 내벽면과의 거리가 펀치(314)의 다이스(210) 중공부내로 진입에 따라 점차로 단축되어, 양면간에 끼워져 있는 돌출부(102)가 전연되도록, 펀치(314)의 외주면과 다이스(210) 중공부의 내벽면은 동일방향으로 경사진 테이퍼면(318,220)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형
제1항에 있어서, 상기 펀치(14)가 상기 다이스(210)의 중공부내로 진입했을때, 펀치(314)의 외주면에 대향하는 다이스(210)의 중공부 내벽면은 상기 펀치의 테이퍼면(318)에 대응하는 테이퍼면(220)으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
제2항에 있어서, 다이스(210) 내벽의 테이퍼(220)면 및 펀치(314) 외주면의 테이펀면(318)의 각도는 30분부터 4도인 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
제2항에 있어서, 다이스(210) 내벽의 테이퍼(220)면 및 펀치(314) 외주면의 테이펀면(318)의 각도는 1도부터 3도인 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
제1항에 있어서, 다이스(210)의 중공부에 진입하는 펀치(314)의 선단부는 단방향으로 점차적으로 직경이 작아지는 테이퍼부(318)로 형성되어 있으며, 상기 테이퍼부(318)의 선단의 지름(d)과, 금속제 판(100)의 돌출부(102)가 다이스(210) 중공부에 끼워넣어졌을때 돌출부(102)가 존재하는 범위내에 있는 다이스(210)의 중공부의 최소의 내경(D)과 돌출부의 판의 두께(t)는 아래의 ①식을 만족하고,

또한 펀치(314)의 선단부가 다이스(210)의 중공부에 진입했을때, 상기 테이퍼부(318)의 외벽면과 디이스(210) 내벽면이 돌출부(102)와 접촉하는 영역내의 양벽면의 전면, 혹은 상기 양벽면의 적어도 일부분에 있어서, 양벽면간의 거리가 펀치(314)의 다이스(210)속으로의 진입에 따라서 상기 돌출부(102)의 판의 두께(t) 이하로 단축되도록 테이퍼부(318)의 후단의 지름(ø)과, 상기 최소내경(D)과, 돌출부(102)의 판의 두께(t)는 (D-ø)/2＜t…②을 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
제1항에 있어서, 다이스(210)의 중공부에 진입하는 펀치(314)의 선단부는 선단방향으로 점차적으로 직경이 작아지는 테이퍼부(318)로 형성되어 있으며, 상기 테이퍼부(318)의 선단의 지름(d)과, 금속제 판(100)의 돌출부(102)가 다이스(210) 중공부에 삽입되었을때 돌출부(102)가 존재하는 범위내에 있는 다이스(210) 중공부의 최소의 내경(D)과, 돌출부(102)의 판의 두께(t)는 아래의 ①식의 범위내에 있으며,

또한 펀치(314)의 선단부가 다이스(210)의 중공부에 진입했을때, 상기 테이퍼부(318)의 외벽면과 디이스(210) 내벽면이 돌출부(102)와 접촉하는 영역내의 양벽면의 전면 또는 상기 양벽면의 적어도 일부분에 있어서, 양벽면간의 거리가 펀치(314)의 다이스(210)속으로의 진입에 따라서 상기 돌출부(102)의 판의 두께(t) 이하로 단축되도록 테이퍼부(318)의 후단의 지름(ø)과, 상기 최소의 내경(D)과, 돌출부(102)의 판의 두께(t)는 (D-ø)/2＜t…②을 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
제1항에 있어서, 펀치(314)의 선단에는 펀치(314)를 다이스(210) 중공부에 진입하기 쉽게하기 위하여 상기 테이퍼부(318)보다 각이 넓은 펀치 진입용 테이퍼부(322)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
제2항에 있어서, 다이스(210) 중공부의 입구에는 상기 테이퍼부(220)보다 각이 넓은 펀치안내용 테이퍼부(224)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
제1항에 있어서, 펀치(314)를 다이스(210)의 중공부로부터 강제적으로 밀어내기 위한 녹아웃(300)이 배열 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형
제9항에 있어서, 펀치(314), 녹아웃(300)의 한쪽 또는 양쪽에는 가공공급유 구멍(302,304)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형.
금속제 판(100)에 뚫어설치한 구멍(101)의 둘레언저리에 돌출가공에 의해서 형성된 돌출부를 펀치와 다이스로 의해 소정높이의 칼라로 형성하는 윗틀과 밑틀로 이루어진 열교환용 핀의 제조장치에 있어서, 상기 윗틀은 상하이동이 가능한 윗틀대(X)와, 윗틀대(X)에 수직아래로 고정되어, 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 칼라의 외경과 같은 내경의 중공부가 선단부에 형성되어 있는 통형상의 다이스(2)와, 상기 다이스(2)내의 중공부의 내벽면에 외주면이 미끄럼접합하여 상하방향으로 이동이 가능하도록 유지되고, 또한 최하위치에서 다이스(2)의 선단보다도 아래로 선단이 위치하도록 아래방향으로 가압되어지고 있는 통형상의 녹아웃 부시(3)와, 녹아웃 부시(3)의 중공부의 내벽면으로 외주면이 미끄럼접합하여 윗틀대(X)와 함께 상하의 방향으로 이동이 가능하며 또 뚫어설치한 구멍의 트인구멍의 지름보다도 지름이 작은 선단부를 가지고 있는 봉형상의 피아스 펀치(1)를 구비하고 있으며, 또 한편 상기 밑틀은, 고정밑틀대(Y)와, 상기 윗틀의 다이스와 대향해서 고정밑틀대(Y)에 수직상향으로 고정되어, 외경이 칼라가 있는 뚫어설치한 구멍의 트인구멍의 지름과 같은 통형상이며, 선단부 외주면이 끝이 가는 테이퍼형상이며, 윗틀이 하강했을때 다이스(2)내로 진입하고 또한 피아스 펀치(1)가 내부로 미끄러져 들어가는 펀치(6)와, 펀치(6)가 테이퍼형상의 선단을 윗면으로 돌출하도록 헐겁게 끼워지고, 또한 가압부재에 의해 윗쪽으로 가압되고 있는 가압대(7)를 구비하고 있으며, 상기 펀치(6) 및 다이스(2)로 이루어진 금형은, 펀치(6)가 다이스(2)의 중공부내로 진입하여 펀치(6)의 선단부가 펀치(6)의 외주면과 다이스(2)의 내벽면과의 사이에 끼워져 있는 돌출부의 선단을 넘을때, 서로가 대향하는 펀치(6)의 외주면 및 다이스(2)의 내벽면이 돌출부에 접촉하고 있는 부분의 거리가 펀치(6)의 다이스(2) 중공부속으로의 진입에 따라 점차로 단축되어서 양측면 사이에 끼워져 있는 돌출부가 전연하도록, 펀치(6)의 외주면과 다이스(2) 중공부의 내벽면은 동일방향으로 경사진 테이퍼면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조금형인 열교환기용 핀의 제조장치.
제11항에 있어서, 녹아웃부시(3)를 압축공기에 의해 아래로 가압하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀의 제조장치.