JP2007175757A

JP2007175757A - Method and apparatus for press-forming fin structure

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Publication number: JP2007175757A
Application number: JP2005379970A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Hashimoto; 康明橋本; Tadahiro Goto; 忠弘後藤
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP4974525B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a press forming means by which a corrugated fin structure the cross-sectional shape of which is approximately rectangular and which has a waviness in the longitudinal direction is obtained by a simple operation. <P>SOLUTION: By using the first, second and third corrugated blades as an upper die which is a male die in a pair of male and female dies of a press forming apparatus and the first, second and third die grooves as a lower die which is a female die corresponding to the male die, press-forming with the first, second and third corrugated blades and the first, second and third die grooves is applied to a raw material composed of a metallic sheet which is fed progressively through a feed mechanism. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、薄肉金属製板材によって形成される折板材からなるフィン構造体のプレス成形方法並びに該フィン構造体のプレス成形装置に係り、詳しくは例えば複数の偏平伝熱管を組込んだ多管式熱交換器型ＥＧＲガス冷却装置等において、上記偏平伝熱管に内装され、該伝熱管内を通流する流体に乱流や渦流を生起させ、該流体からの伝熱性能を向上させるためのフィン構造体として、好適に用いられる断面形状が略矩形の波型であって、長手方向に所定のピッチ間隔を以ってうねりが形成された湾曲曲面を有する、金属薄板製の溝付き折板材からなるフィン構造体のプレス成形方法とそのプレス成形装置に関する。 The present invention relates to a fin structure press-forming method and a press-forming apparatus for a fin structure made of a folded plate formed of a thin metal plate, and more specifically, for example, a multi-tube type incorporating a plurality of flat heat transfer tubes. In a heat exchanger type EGR gas cooling device or the like, a fin is provided in the flat heat transfer tube, and causes turbulent flow and vortex flow in the fluid flowing through the heat transfer tube to improve heat transfer performance from the fluid. As a structure, it is a corrugated folded plate material made of a thin metal plate having a curved surface in which a wavy shape having a substantially rectangular cross-sectional shape and having a undulation formed at a predetermined pitch interval in the longitudinal direction. The present invention relates to a press forming method and a press forming apparatus for a fin structure.

従来、この種の薄板波型溝付き折板材からなり、比較的に溝が浅い構造のフィン構造体の成形方法として、ロール加工方法がある。この方法は、一般的に金属製薄板材からなるワークに対して、上下交互に複数の山面と谷面が設けられた一対ないしは複数のロールにより、ワークを同時にまたは中央部より徐々に成形して断面形状が略矩形の波型を形成し、いわゆるチャンネル形状の折板材からなるフィン構造体を成形する方法であり、具体的には、図６に示すように円周面に仕上がり寸法に応じた山部４０−１と谷部４０−２とを交互に、かつ所定本数形成した第１成形用ローラ３１と、該第１成形用ローラ３１の山部４０−１および谷部４０−２に嵌合可能に対応して、その円周面に所定本数の山部４１−１と谷部４１−２とを交互に、かつ所定本数形成した第２成形用ローラ３２とによって基本的に構成されるプレス成形装置３０を用い、上記第１、第２成形用ローラ３１、３２の回転に伴って、両者間を強制移動する金属製薄板材３４からなるワークを押圧することにより、長手方向に交互に複数の山面３５−１と谷面３５−２とが形成された、断面形状が略矩形の波型を有するチャンネル形状の折板材３５を得る方法である（例えば、特許文献１参照）。
特許第３４０５９９７号公報（第１〜７頁、図１〜１２） Conventionally, there is a roll processing method as a method for forming a fin structure having such a structure having a thin corrugated folded plate material and having a relatively shallow groove. This method generally forms a workpiece at the same time or gradually from the center with a pair or a plurality of rolls provided with a plurality of crests and troughs alternately on the top and bottom of a workpiece generally made of a thin metal plate. This is a method of forming a corrugated cross-sectional corrugated corrugated fin structure made of a so-called channel-shaped folded plate material. Specifically, as shown in FIG. The first molding roller 31 in which a predetermined number of crests 40-1 and troughs 40-2 are alternately formed, and the crests 40-1 and troughs 40-2 of the first molding roller 31 Correspondingly to the fitting, it is basically constituted by a second molding roller 32 in which a predetermined number of crests 41-1 and troughs 41-2 are alternately formed on the circumferential surface. Using the press molding apparatus 30, the first and second molding rows A plurality of crest surfaces 35-1 and trough surfaces 35-2 are alternately formed in the longitudinal direction by pressing a workpiece made of a thin metal plate material 34 that is forcibly moved between the two along with rotation of 31 and 32. This is a method for obtaining a channel-shaped folded plate member 35 having a corrugated shape with a substantially rectangular cross section (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3405997 (pages 1-7, FIGS. 1-12)

しかしながら、上記したロール加工方法によるフィン構造体の成形方法においては、ロール加工されてチャンネル形状の折板材となる成形前の被加工部材（金属薄板）が上下のローラ間を引き抜く力（または押し出す力）とロールの駆動力とのバランスによりチャンネル形状の折板材に成形されるため、被加工部材の内側と外側に生じる圧縮と引張りによる応力に起因する歪みや曲がりを修正するのに、上下のローラ間を引き抜く力（または押し出す力）とロールの駆動力のバランスを常にコントロールする制御が必要であること、また、チャンネル形状の折板材の種類に応じて専用の多段ローラを作製する必要があること、さらには成形溝数を多くする場合や該溝の深さを深くする必要がある場合には、多段ロールにより中央部より順次段階を追って矩形に近付けていかなければ成形が困難であり、コストアップを余儀なくされること、等の問題があった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、従来のロールによる成形方法に替えて、上下一対の凹凸金型によるプレス成形方法とその成形装置を提供しようとするものである。 However, in the method of forming a fin structure by the roll processing method described above, the force (or the force to push out) between the upper and lower rollers of the workpiece (metal thin plate) before being formed into a channel-shaped folded plate material that has been rolled. ) And the roll driving force, the upper and lower rollers are used to correct distortion and bending caused by stress caused by compression and tension generated on the inside and outside of the workpiece. It is necessary to always control the balance between the pulling force (or pushing force) and the driving force of the roll, and it is necessary to create a dedicated multi-stage roller according to the type of channel-shaped folded plate material. Furthermore, when the number of forming grooves is increased or when it is necessary to increase the depth of the grooves, the multi-stage roll is used to sequentially step from the center. Chasing are difficult molding unless we close the rectangular, it is forced to cost, there problems such that.
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a press molding method using a pair of upper and lower concavo-convex dies and a molding apparatus therefor, instead of the conventional molding method using rolls.

本発明は、上記課題を解決するため、プレス成形装置に３種の波型ブレードと、同じく３種の型溝を装着するという独自の手法に加え、素材である金属製薄板に対して１工程３作動の成形加工を順次に、かつ繰り返して施すことにより、断面形状が略矩形の波型を有すると共に、長手方向に３次元的に湾曲曲面を有する折板材からなるフィン構造体を、一連の操作によって容易に得ることができるプレス成形方法とその成形装置を提供するものであり、その要旨は、断面形状が略矩形の波形であり、長手方向に所定のピッチ幅を以ってうねりが形成された湾曲曲面を有する、金属薄板製折板材からなるフィン構造体のプレス成形方法において、プレス成形装置の雄雌一対の金型における雄である上型として第１波型ブレード、第２波型ブレードおよび第３波型ブレードを、対応する雌である下型として第１型溝、第２型溝および第３型溝をそれぞれ装着し、送り機構を介して順送りされる金属製薄板からなる素材に対して、上記第１、第２、第３波型ブレードと、第１、第２、第３型溝によるプレス成形を行うことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has one process for a metal thin plate as a material, in addition to a unique technique of mounting three types of corrugated blades and three types of mold grooves in a press forming apparatus. By sequentially and repeatedly performing the three-operation molding process, a series of fin structures made of a folded plate material having a corrugated cross-sectional shape and a three-dimensionally curved curved surface in the longitudinal direction are obtained. The present invention provides a press molding method that can be easily obtained by an operation and a molding apparatus thereof, the gist of which is a waveform having a substantially rectangular cross-sectional shape, and undulation is formed with a predetermined pitch width in the longitudinal direction. In the press forming method of a fin structure having a curved curved surface and made of a metal sheet folded plate material, a first wave blade and a second wave mold are used as upper molds which are males in a pair of male and female dies of a press molding apparatus. Bray And a third corrugated blade as a corresponding lower female die, each of which has a first die groove, a second die groove and a third die groove, and is made of a metal thin plate that is fed forward through a feed mechanism. On the other hand, the first, second and third wave type blades and the first, second and third mold grooves are press-molded.

また、本発明によるフィン構造体のプレス成形方法は、前記１工程３作動によるプレス成形における第１作動が、上記第１波形ブレードと第１型溝の嵌合による、素材に対する引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１の加工と、略Ｓ字形状曲面加工の予備成形であり、第２作動が第２波型ブレードと第２型溝の嵌合による、前記予備成形角Ｒ１に対する中間仕上げ角Ｒ２の加工と、前記略Ｓ字形状曲面加工に対する予備成形角Ｒ１の加工であり、第３作動が第３波型ブレードと第３型溝の嵌合による、前記中間仕上げ角Ｒ２と予備成形角Ｒ１に対する仕上げ角Ｒ３の加工であり、それぞれ１工程毎に素材が順送りされて成形加工が施されることを特徴とするものである。 Further, in the press forming method of the fin structure according to the present invention, the first operation in the press forming by the one step 3 operation is a pulling back angle 3 to the material by fitting the first corrugated blade and the first die groove. An intermediate finishing angle with respect to the pre-forming angle R1 is the pre-forming of the pre-forming angle R1 in 1c and the pre-forming of the substantially S-shaped curved surface processing, and the second operation is the fitting of the second wave type blade and the second die groove. R2 processing and pre-forming angle R1 processing with respect to the substantially S-shaped curved surface processing, the third operation is the intermediate finishing angle R2 and the pre-forming angle by fitting the third wave blade and the third mold groove This is processing of the finishing angle R3 with respect to R1, and is characterized in that the material is sequentially fed for each process and is subjected to forming processing.

さらに、本発明によるフィン構造体のプレス成形方法は、前記第１波型ブレードによる第１型溝内への素材の引き込み長さＬ１は、第１型溝の引き込み奥角３−１ｃから曲げ開始点Ａ３−１ｄまでの長さに相当し、第２型溝の凹部角３−２ａから凸部角３−２ｄまでの長さＬ、並びに第３型溝における３−３ａから３−３ｄまでの最終仕上がり溝角稜長さＬとの比が、Ｌ＝Ｌ１であることを特徴とするものである。 Furthermore, in the press forming method of the fin structure according to the present invention, the drawing length L1 of the material into the first mold groove by the first corrugated blade starts to bend from the pulling back angle 3-1c of the first mold groove. It corresponds to the length from the point A3-1d, the length L from the recess angle 3-2a to the projection angle 3-2d of the second mold groove, and from 3-3a to 3-3d in the third mold groove The ratio with the final finished groove angle ridge length L is L = L1.

本発明によるフィン構造体のプレス成形方法はまた、前記第１波型ブレードと第１型溝とによる予備成形において、引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１、第２波型ブレードと第２型溝による予備成形角Ｒ１並びに中間仕上げ角Ｒ２に対する、第３波型ブレードと第３型溝とによって形成される仕上がり角Ｒ３との比が、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３であることを特徴とするものである。 The press-forming method of the fin structure according to the present invention also includes a preforming angle R1 at a pulling back angle 3-1c, a second corrugating blade and a second corrugating member in the preforming by the first corrugated blade and the first mold groove. The ratio of the finish angle R3 formed by the third wave type blade and the third mold groove to the preforming angle R1 and the intermediate finishing angle R2 by the mold groove is R1> R2> R3 It is.

本発明によるフィン構造体のプレス成形方法はさらに、前記断面形状が略矩形の金属薄板製折板材における波形の波幅Ｈが３〜５ｍｍ、波の高さＤが２〜７ｍｍであり、該波幅Ｈに対する波の高さＤの比が、Ｄ／Ｈ＝０．５〜１．７の範囲であり、長手方向に形成されるうねりのピッチＰは最小１０ｍｍが可能で、該うねりの幅Ｗは、前記波幅Ｈに対してＷ≧Ｈ×１．０であることを特徴とするものである。 In the press forming method of the fin structure according to the present invention, the wave width H of the corrugated metal plate is approximately 3 to 5 mm and the wave height D is 2 to 7 mm. The ratio of the wave height D to the range is D / H = 0.5 to 1.7, and the pitch P of the undulation formed in the longitudinal direction can be a minimum of 10 mm, and the width W of the undulation is W ≧ H × 1.0 with respect to the wave width H.

また、本発明によるフィン構造体のプレス成形方法において、前記金属製薄板からなる素材がＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレススチールからなり、その板厚が０．０５〜０．３ｍｍであることを好ましい態様とするものである。 Further, in the press forming method of the fin structure according to the present invention, the material made of the metal thin plate is made of austenitic stainless steel such as SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L, and the plate thickness is 0.05 to 0.3 mm. It is a preferred embodiment.

本発明によるフィン構造体のプレス成形装置によれば、プレス成形装置の雄雌一対の金型における雄である上型として第１波型ブレード、第２波型ブレードおよび第３波型ブレードを、対応する雌である下型として第１型溝、第２型溝および第３型溝がそれぞれ装着され、送り機構を介して順送りする金属薄板製の素材に対して、上記第１、第２、第３波型ブレードと、第１、第２、第３型溝によるプレス成形を、１工程３作動により順次にかつ繰返して行うことにより、断面形状が略矩形の波形であり、長手方向に所定のピッチ幅を以ってうねりが形成された湾曲曲面を有する、金属薄板製折板材からなるフィン構造体に、成形加工することを特徴的構成要件とするフィン構造体のプレス成形装置を要旨とするものである。 According to the press forming apparatus of the fin structure according to the present invention, the first wave type blade, the second wave type blade, and the third wave type blade are used as upper molds that are male in a pair of male and female dies of the press forming apparatus. The first mold groove, the second mold groove, and the third mold groove are mounted as lower molds corresponding to the female, respectively, and the first, second, By performing press molding by the third wave type blade and the first, second and third mold grooves sequentially and repeatedly by one step 3 operation, the cross-sectional shape is a substantially rectangular waveform, and predetermined in the longitudinal direction. A fin structure press-forming apparatus characterized by forming a fin structure made of a metal sheet folded plate material having a curved surface in which undulation is formed with a pitch width of To do.

また、本発明によるフィン構造体のプレス成形装置は、前記１工程３作動によるプレス成形における第１作動が、上記第１波形ブレードと第１型溝の嵌合による、素材に対する引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１の加工と、略Ｓ字形状曲面加工の予備成形であり、第２作動が第２波型ブレードと第２型溝の嵌合による、前記予備成形角Ｒ１に対する中間仕上げ角Ｒ２の加工と、前記略Ｓ字形状曲面加工に対する予備成形角Ｒ１の加工であり、第３作動が第３波型ブレードと第３型溝の嵌合による、前記予備成形角Ｒ１と中間仕上げ角Ｒ２に対する仕上げ角Ｒ３の加工であり、それぞれ１工程毎に素材が順送りされて成形加工が施されることを特徴とするものである。 Further, in the press forming apparatus for a fin structure according to the present invention, the first operation in the press forming by the first step 3 operation is a pulling back angle 3 to the material by fitting the first corrugated blade and the first mold groove. An intermediate finishing angle with respect to the pre-forming angle R1 is the pre-forming of the pre-forming angle R1 in 1c and the pre-forming of the substantially S-shaped curved surface processing, and the second operation is the fitting of the second wave type blade and the second die groove. R2 processing and pre-forming angle R1 processing with respect to the substantially S-shaped curved surface processing, the pre-forming angle R1 and the intermediate finish angle by the third operation by fitting the third wave type blade and the third mold groove This is a process of finishing angle R3 with respect to R2, and is characterized in that the material is fed forward for each process and subjected to a forming process.

さらに、本発明によるフィン構造体のプレス成形装置は、前記第１波型ブレードによる第１型溝内への素材の引き込み長さＬ１は、第１型溝の引き込み奥角３−１ｃから曲げ開始点３−１ｄまでの長さに相当し、第２型溝の凹部角３−２ａから凸部角３−２ｄまでの長さＬ、並びに第３型溝における凹部角３−３ａから凸部角３−３ｄまでの最終仕上がり溝角稜長さＬとの比が、Ｌ＝Ｌ１であることを特徴とするものである。 Furthermore, in the press forming apparatus for the fin structure according to the present invention, the drawing length L1 of the material into the first mold groove by the first wave-shaped blade starts bending from the pull-in depth 3-1c of the first mold groove. It corresponds to the length up to the point 3-1d, the length L from the recess angle 3-2a of the second mold groove to the projection angle 3-2d, and the recess angle 3-3a to the projection angle of the third mold groove The ratio with the final finished groove corner ridge length L up to 3-3d is L = L1.

本発明によるフィン構造体のプレス成形装置はまた、前記第１波型ブレードと第１型溝とによる予備成形において、引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１、第２波型ブレードと第２型溝による予備成形角Ｒ１並びに中間仕上げ角Ｒ２に対する、第３波型ブレードと第３型溝とによって形成される仕上がり角Ｒ３との比が、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３であって、それぞれＲ１≧４Ｒ３（ただし、Ｒ３が２ｍｍ以下の場合）、Ｒ２≧２Ｒ３であることを特徴とするものである。 The press-forming apparatus for a fin structure according to the present invention also includes a pre-forming angle R1 at a retraction back angle 3-1c, a second wave-shaped blade, and a second in the pre-forming by the first wave-shaped blade and the first mold groove. The ratio of the finish angle R3 formed by the third wave type blade and the third mold groove to the preforming angle R1 and the intermediate finishing angle R2 by the mold groove is R1> R2> R3, and R1 ≧ 4R3, respectively. (However, when R3 is 2 mm or less), R2 ≧ 2R3.

本発明によるフィン構造体のプレス成形装置はさらに、前記断面形状が略矩形の折板材における波形の波幅Ｈが３〜５ｍｍ、波の高さＤが２〜７ｍｍであり、該波幅Ｈに対する波の高さＤの比が、Ｄ／Ｈ＝０．５〜１．７の範囲であり、長手方向に形成されるうねりのピッチＰは最小１０ｍｍが可能で、該うねりの幅Ｗは、前記波幅Ｈに対してＷ≧Ｈ×１．０であることを特徴とするものである。 The fin structure press-molding apparatus according to the present invention further has a corrugated wave width H of 3 to 5 mm and a wave height D of 2 to 7 mm in the folded plate member having a substantially rectangular cross-sectional shape. The ratio of the height D is in the range of D / H = 0.5 to 1.7, and the pitch P of the undulation formed in the longitudinal direction can be a minimum of 10 mm, and the width W of the undulation is the wave width H In contrast, W ≧ H × 1.0.

本発明に係る上記フィン構造体のプレス成形方法によれば、断面形状が略矩形の波型であって、長手方向に所定のピッチ幅を以ってうねりが形成された湾曲曲面を有する、金属薄板製折板材からなるフィン構造体を１工程のダイストロークで、容易にかつ優れた精度を以って製造することができる。より具体的には素材としての例えば、その板厚が０．０５ｍｍ以上で０．３ｍｍ未満の金属性薄板材にプレス成形を順次にかつ繰返して施すことにより、断面形状が略矩形の波型が複数本形成され、同時に長手方向に所定のピッチ幅を以って、複数のうねりが形成されたチャンネル構造の折板材が形成され、該折板材には座屈現象は勿論のこと、皺やへこみ等の変形が殆ど見られ無い、円滑な曲面形状が得られるため、特段の仕上げ工程などを要さず、そのままＥＧＲガス冷却装置などに内装されるフィン構造体として提供することができる。即ち本発明によるフィン構造体のプレス成形方法によれば、従来一般的に実施されてきた２段階工法、具体的には被加工部材である薄肉金属製板材に対するロール加工などによるチャンネル構造の折板材の形成と、得られた折板材の直線状中空部分への曲げ加工とを省略し、断面形状が略矩形の波型とによるプレス成形と、長手方向の曲げ加工とによって完了するものであり、省略される工程によってその製造コストを大幅に削減することができる。また、本発明によるフィン構造体のプレス成形方法によれば、断面形状が略矩形の波型と長手方向のうねりとが同時に形成されるが、その波幅Ｈに対する波の高さＤの比を、Ｄ／Ｈ＝０．５〜１．７とし、長手方向のうねりの幅Ｗは、該波幅Ｈに対してＷ≧Ｈ×１．０とすることを可能としたが、かかる加工手段は従来の技術水準のおいては通常不可能とされてきたものであり、このことによりフィン構造体としての優れた性能が期待できる。 According to the press forming method of the fin structure according to the present invention, a metal having a corrugated cross-sectional shape and a curved curved surface in which undulation is formed with a predetermined pitch width in the longitudinal direction. A fin structure made of a thin plate-made folded plate material can be manufactured easily and with excellent accuracy by a single-step die stroke. More specifically, for example, a corrugated shape having a substantially rectangular cross-section is obtained by sequentially and repeatedly performing press molding on a metallic thin plate material having a thickness of 0.05 mm or more and less than 0.3 mm. A folded plate material having a channel structure in which a plurality of undulations are formed at the same time with a predetermined pitch width in the longitudinal direction is formed, and the folded plate material has not only a buckling phenomenon but also wrinkles and dents. Since a smooth curved surface shape with almost no deformation such as the above can be obtained, a special finishing process or the like is not required, and it can be provided as a fin structure incorporated in an EGR gas cooling device or the like as it is. That is, according to the press forming method of the fin structure according to the present invention, the folded plate material of the channel structure by the two-stage construction method that has been generally practiced, specifically, roll processing or the like on the thin metal plate material to be processed. And the bending process to the linear hollow portion of the obtained folded plate material is omitted, and is completed by press molding with a wave shape having a substantially rectangular cross-sectional shape, and bending in the longitudinal direction, The manufacturing cost can be greatly reduced by the omitted process. Further, according to the press forming method of the fin structure according to the present invention, a wave shape having a substantially rectangular cross section and a waviness in the longitudinal direction are simultaneously formed, and the ratio of the wave height D to the wave width H is set as follows: D / H = 0.5 to 1.7, and the width W of the waviness in the longitudinal direction can be set to be W ≧ H × 1.0 with respect to the wave width H. It has been considered impossible in the technical level, and it can be expected to have excellent performance as a fin structure.

一方、本発明によるフィン構造体のプレス成形装置は、雄雌一対の上下の金型に雄である上型として第１、第２、第３波型ブレードよりなるブレード型と、対応する雌である下型として第１、第２、第３型溝を有する溝型とを装着し、別体もしくは一体として設けられる送り機構を介して導入される金属製薄板からなる素材に対し、第１組のブレードによる予備成形、第２組のブレードによる中間仕上げ成形、第３組のブレードによる仕上げ成形が実施され、その後それぞれの上型が下型を離れて上昇すると、成形素材は下型から離脱して１ステップ前の下型へ順送りして装入され、前記と同様の成形加工が繰返される構造となっている。本発明における上記３組の金型は、予め成形されるフィン構造体の設計上の寸法、形状に合わせて形成されることは勿論であるが、波型の数については素材の全幅と成形動作を調整することによって、容易に変更することが可能である。従って従来のロール成形のようにその都度上下のロールを装着しなおすという必要はなくなる。このように本発明によるフィン構造体のプレス成形装置によれば、極めて簡略な構造であるにも拘らず、薄肉金属製板材を素材とする折板材のプレス成形を容易とし、併せて曲げ方向に対して縦の平面を有するそれらの折板材においても、圧縮や引張り応力によってもたらされる歪が起因となる座屈現象や皺、へこみ等の変形が殆ど見られない、平滑な曲面形状を有する仕上がり面が、極めて簡略な操作によって得られるために、例えばＥＧＲガス冷却装置等に内装されるコルゲート状のプレートフィンなどとして、好適に採用することができるフィン構造体を、精度良くかつ安価に提供することができる。 On the other hand, a press forming apparatus for a fin structure according to the present invention includes a pair of male and female upper and lower molds as upper molds that are male and blade molds composed of first, second, and third wave blades, and corresponding females. A first die set is attached to a material made of a thin metal plate that is installed through a feed mechanism provided separately or integrally as a lower die with a groove die having first, second, and third die grooves. Pre-molding with the second blade, intermediate finish molding with the second set of blades, and finish molding with the third set of blades are carried out. After that, when each upper mold rises off the lower mold, the molding material separates from the lower mold. Thus, the structure is such that it is sequentially fed to the lower mold one step before and the molding process similar to the above is repeated. Of course, the above three sets of molds in the present invention are formed in accordance with the design dimensions and shape of the fin structure to be molded in advance. It can be easily changed by adjusting. Therefore, it is not necessary to reattach the upper and lower rolls each time as in conventional roll forming. As described above, according to the press forming apparatus for a fin structure according to the present invention, it is easy to press form a folded plate material made of a thin metal plate material in spite of an extremely simple structure, and in the bending direction. On the other hand, even in those folded plate materials having a vertical plane, the finished surface has a smooth curved surface that hardly undergoes deformation such as buckling phenomenon or wrinkles or dents caused by strain caused by compression or tensile stress. However, since it is obtained by an extremely simple operation, for example, a fin structure that can be suitably used as a corrugated plate fin installed in an EGR gas cooling device or the like is provided with high accuracy and low cost. Can do.

以下、本発明の実施の形態について添付した図面に基づいて更に詳細に説明する。
図１は本発明に係る一実施例によってプレス成形されたフィン構造体の斜視図、図２は本発明における一実施例によるフィン構造体のプレス成形方法を説明するための要部側面図であり、（ａ）は上型であるブレード型が同時に下降を開始した第１ステップの状態を示し、（ｂ）は第２、第３波型ブレードが第２第３型溝に嵌合着底した第１ステップの状態を示し、（ｃ）は第３波型ブレードが第３型溝に嵌合した第１ステップの状態を示すそれぞれ要部側面図、図３は上記実施例における第１〜第３ステップが完了した状態を詳細かつ模式的に示す要部拡大側面図、図４は本発明に係るプレス成形装置と金属製薄板からなる素材の状態を模式的に示す要部側面図、図５は本発明に係るプレス成形装置に装着される一実施例による第１〜第３ステップ間の下型である溝型と素材が成形されていく過程を示す要部斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a fin structure press-molded according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of a main part for explaining a press-molding method of the fin structure according to an embodiment of the present invention. (A) shows the state of the first step in which the upper die has started to descend at the same time, and (b) shows that the second and third wave blades are fitted and bottomed in the second and third groove. The state of a 1st step is shown, (c) is each principal part side view which shows the state of the 1st step which the 3rd wave type blade fitted to the 3rd type groove | channel, FIG. 3 is the 1st-1st in the said Example. FIG. 4 is an enlarged side view of a main part schematically showing a state in which three steps are completed, and FIG. 4 is a side view of an essential part schematically showing a state of a material composed of a press forming apparatus and a metal thin plate according to the present invention. Is a first to third embodiment according to an embodiment mounted in the press molding apparatus according to the present invention. It is a partial perspective view showing a process of the trench and the material is a lower mold will be shaped between steps.

本発明に係るフィン構造体は、その一例を図１に示すごとく、山面５−１および谷面５−２が連続して成形された断面形状が略矩形の波型を有しかつ長手方向に３次元的に湾曲曲面５−３を有する薄板金属製折板材からなる。図１中、Ｈは波幅、Ｄは波の高さ、Ｗは長手方向に形成されるうねりの幅、Ｐはうねりのピッチである。 As shown in FIG. 1, the fin structure according to the present invention has a wave shape having a substantially rectangular cross-sectional shape in which a crest surface 5-1 and a trough surface 5-2 are continuously formed, and in the longitudinal direction. It is made of a sheet metal folded plate material having a curved surface 5-3 in three dimensions. In FIG. 1, H is the wave width, D is the wave height, W is the width of the waviness formed in the longitudinal direction, and P is the wave pitch.

本発明に係るプレス成形装置は、図２〜図４に示すように、上型であるブレード型２として第１波型ブレード２−１、第２波型ブレード２−２、第３波型ブレード２−３と、下型である溝型３として、第１型溝３−１、第２型溝３−２、第３型溝３−３を備え、下型としては予めフィン構造体の上記設計上の仕上がり寸法に応じて同一幅ｗの３種類の型溝３−１、３−２、３−３が形成された金型が、それぞれ雄である上型の波型ブレード２−１、２−２、２−３に対応して型溝を有した溝型３を構成し、プレス成形装置１に一体として固定されている。
上記の上型および下型において、上型の第１波型ブレード２−１と下型の第１型溝３−１は、送り機構（図示を省略）によって導入された素材４に対し、第１作動による予備的な成形を実施するものであり、第１波型ブレード２−１の素材入側壁面は、図２、図４に示すように、分岐点２−１ａを境に上側が垂直の壁面２−１ｃ、分岐点２−１ａから下面までが緩やかな凸状の曲面２−１ｄとなし、第１型溝３−１は図３に拡大して示すように曲げ開始点３−１ｄから分岐点３−１ａまでが前記第１波型ブレード２−１の凸状の曲面２−１ｂと対応する緩やかな凸状の曲面３−１ｅ、分岐点３−１ａから底面までが垂直の壁面３−１ｆとなし、上型と下型が重なると凸状の曲面２−１ｄ、３−１ｅとで略Ｓ字曲面が形成されるように構成され、さらに第１型溝３−１の奥側の壁面と底面が交わる部分は、当初の素材４の先端が引き込まれる引き込み奥角３−１ｃとなり、同様ゆるやかな曲面としての予備成形角Ｒ１が形成されるように構成されている。また、隣接する第２型溝３−２は、前記第１型溝３−１における第１作動によって予備成形された素材４に対し、第２作動による中間仕上げ成形を行うものであり、両側の壁面と底面とが交わる部分のうち手前側の角３−２ｂにおいては、前記第１作動で緩やかに略Ｓ字曲面に予備成形されたＲ１部分に対してやや緩やかな曲面としての予備成形角Ｒ２を形成し、奥側の角３−２ａにおいては前記第１作動で予備成形角Ｒ３を施された部分を保持し、さらに隣接する第３型溝３−３においては、本発明による１工程３作動の最終仕上げ成形を行うものであり、両側の壁面と底面とが交わる部分であるそれぞれの角３−３ａおよび３−３ｂには、それぞれ設計上の仕上がり角に応じた曲面としてのＲ３が形成されるようになっている。ここで本発明における上記最終仕上がり角Ｒ３を、効率的にかつ精度良く成形加工する上で、仕上がり角Ｒ３に対する予備成形角Ｒ１もしくは中間仕上げ角Ｒ２の関係が、Ｒ１＞２〜５×Ｒ２であることが好ましい。
前記の各型溝の断面形状は上記の通りであるが、長手方向にも所定のうねり幅Ｗとピッチ幅Ｐとを以ってうねりが形成されるが、その全長並びに前記うねり幅Ｗおよびピッチ幅Ｐは、設計上の寸法形状に応じてそれぞれ同一に形成される。 As shown in FIGS. 2 to 4, the press molding apparatus according to the present invention includes a first wave type blade 2-1, a second wave type blade 2-2, and a third wave type blade as the blade mold 2 that is an upper mold. 2-3, and a groove mold 3 which is a lower mold, includes a first mold groove 3-1, a second mold groove 3-2, and a third mold groove 3-3. The upper mold corrugated blade 2-1, in which the molds in which the three types of mold grooves 3-1, 3-2 and 3-3 having the same width w are formed according to the design finished dimensions are male, respectively. A groove mold 3 having mold grooves corresponding to 2-2 and 2-3 is formed and fixed to the press molding apparatus 1 as a unit.
In the upper mold and the lower mold described above, the upper first wave-type blade 2-1 and the lower first mold groove 3-1 are formed with respect to the material 4 introduced by a feed mechanism (not shown). Preliminary molding is performed by one operation, and the material entering side wall surface of the first wave type blade 2-1 is vertical on the upper side of the branch point 2-1a as shown in FIGS. The wall surface 2-1c and the branch point 2-1a to the lower surface form a gently convex curved surface 2-1d, and the first mold groove 3-1 has a bending start point 3-1d as shown in an enlarged view in FIG. To the branch point 3-1a is a gently convex curved surface 3-1e corresponding to the convex curved surface 2-1b of the first corrugated blade 2-1, and the wall surface from the branch point 3-1a to the bottom surface is vertical. When the upper mold and the lower mold overlap with each other, a substantially S-shaped curved surface is formed by the convex curved surfaces 2-1d and 3-1e. Furthermore, the portion where the inner wall surface and the bottom surface of the first mold groove 3-1 intersect with each other is a drawing back angle 3-1c into which the leading end of the original material 4 is drawn, and a preforming angle R1 as a gentle curved surface is formed similarly. It is comprised so that. Further, the adjacent second mold groove 3-2 performs intermediate finish molding by the second operation on the material 4 preformed by the first operation in the first mold groove 3-1, At the front side corner 3-2b of the portion where the wall surface and the bottom surface intersect, a pre-formed angle R2 as a slightly gentle curved surface with respect to the R1 portion gently pre-formed into a substantially S-shaped curved surface in the first operation. In the back corner 3-2a, the portion subjected to the preforming angle R3 in the first operation is held, and in the adjacent third mold groove 3-3, one step 3 according to the present invention is performed. R3 is formed as a curved surface corresponding to the designed finish angle at each of the corners 3-3a and 3-3b where the final finishing molding of the operation is performed and the wall surface and the bottom surface of both sides intersect. It has come to be. Here, in forming the final finished angle R3 in the present invention efficiently and accurately, the relationship between the preformed angle R1 or the intermediate finish angle R2 with respect to the finished angle R3 is R1> 2 to 5 × R2. It is preferable.
The cross-sectional shape of each of the mold grooves is as described above, and undulation is also formed in the longitudinal direction with a predetermined undulation width W and pitch width P. The overall length and the undulation width W and pitch are also defined. The width P is formed to be the same depending on the dimension and shape in the design.

上記の各波型ブレードは、実質的に各型溝の寸法形状に対応して形成されることは言うまでもないが、第２型溝３−２および第３型溝３−３に対応する、第２波型ブレード２−２および第３波型ブレード２−３は、本実施例においては一体として形成され、予備成形用の第１波型ブレード２−１のみが独自に昇降可能に設けられている。このような構造のプレス成形装置１において、側面から送り込まれた上記素材４は、当初その先端部を第１型溝３−１の奥側壁面を越える位置にまで導入セットされ、同時に図２（ａ）に示すように第１、第２、第３波型ブレード２−１、２−２、２−３が下降を開始し、図２（ｂ）に示すように先ず第２、第３波型ブレード２−２、２−３が、第２、第３型溝３−２、３−３に嵌合して着底し、次いで第１波型ブレード２−１が素材４を押圧しながら下降して、図２（ｃ）に示すように第１型溝３−１内に嵌合して着底することにより第１工程の第１作動が完了する。この第１作動により図３に示すように素材４に対する引き込み奥角３−１ｃに対する緩やかな曲面Ｒ１と、曲げ開始点３−１ｄから底面までの略Ｓ字形状の予備成形が施されるが、この際、第１型溝３−１の分岐点３−１ａから底面までの間には、図３に示すような空隙３−１ｂが形成され、また、前記引き込み奥角３−１ｃから曲げ開始点３−１ｄまでの略Ｓ字形の距離Ｌ１は、第２作動における中間仕上げ角３−２ａを基点として、曲げの終点３−２ｄまでの中間仕上がり角Ｌと、第３作動における最終仕上げ角３−３ａを基点として、曲げの終点３−３ｄまでの最終仕上がり角稜距離Ｌとほぼ等しいことが、素材４の引き込みをスムースに行うためと、各作動における成形加工に際して素材４に対する負担を軽減しながら修正加工を施す上で望ましい。 Needless to say, each of the above-described corrugated blades is formed substantially corresponding to the size and shape of each of the mold grooves, but the second mold groove 3-2 and the third mold groove 3-3, The two-wave type blade 2-2 and the third wave-type blade 2-3 are integrally formed in this embodiment, and only the first wave-type blade 2-1 for preforming is provided so that it can be raised and lowered independently. Yes. In the press molding apparatus 1 having such a structure, the material 4 fed from the side surface is initially introduced and set to a position where the front end portion thereof exceeds the back side wall surface of the first mold groove 3-1. As shown in a), the first, second, and third wave blades 2-1, 2-2, and 2-3 start to descend, and first, as shown in FIG. 2B, the second and third waves. The mold blades 2-2 and 2-3 are fitted into the second and third mold grooves 3-2 and 3-3 and then settled down, and then the first wave blade 2-1 presses the material 4 The first operation of the first step is completed by descending and fitting into the first mold groove 3-1 and bottoming as shown in FIG. 2 (c). By this first operation, as shown in FIG. 3, a gentle curved surface R1 with respect to the pulling back angle 3-1c with respect to the material 4 and a substantially S-shaped preform from the bending start point 3-1d to the bottom surface are performed. At this time, a gap 3-1b as shown in FIG. 3 is formed between the branch point 3-1a and the bottom surface of the first mold groove 3-1, and bending starts from the retraction back angle 3-1c. The substantially L-shaped distance L1 up to the point 3-1d is based on the intermediate finishing angle 3-2a in the second operation, the intermediate finishing angle L up to the bending end point 3-2d, and the final finishing angle 3 in the third operation. -3a as a base point, the final finished angle ridge distance L to the bending end point 3-3d is almost equal to reduce the burden on the material 4 during the forming process in each operation, and to smoothly pull in the material 4. While making corrections Desirable above.

第１作動終了と同時に全ての波型ブレードは一端上昇して、型溝を離れるが、同時に送り機構（図示を省略）が作動して素材４を型溝から離脱させ、緩やかな曲面Ｒ１と略Ｓ字形状に予備成形された素材４が、第２型溝３−２に嵌め込まれるようにして順送りされ、次いで全ての波型ブレードが下降し、先ず第２、第３波型ブレード２−２、２−３が対応する第２、第３型溝３−２、３−３に嵌合着底して、第２波型ブレード２−２と第２型溝３−２による中間仕上げ加工が実施され、遅れて下降した第１波型ブレード２−１が第１型溝３−１内への素材４の引き込みと、上記と同様の予備成形を実施して第２作動が完了する。第２作動完了後再び全ての波型ブレードが上昇して、素材４がそれぞれ次の型溝に順送りされ、第３型溝３−３に送り込まれてセットされた素材４に対し、第３波型ブレード２−３による仕上げの成形加工が施される第３作動完了までの、１工程３作動の操作が繰返されることにより、一つのプレス成形装置による波型のフィン構造体が、効率良くかつ高い精度を以ってプレス成形される。 Simultaneously with the end of the first operation, all the corrugated blades rise one end and leave the mold groove, but at the same time, a feed mechanism (not shown) operates to separate the material 4 from the mold groove, which is roughly a gentle curved surface R1. The material 4 preformed in an S shape is fed forward so as to be fitted into the second mold groove 3-2, and then all the corrugated blades descend, and first, the second and third corrugated blades 2-2. 2-3 is fitted into the second and third mold grooves 3-2 and 3-3, 3-3, and intermediate finishing is performed by the second wave blade 2-2 and the second mold groove 3-2. The first wave type blade 2-1 that has been implemented and descended with a delay pulls the material 4 into the first mold groove 3-1 and performs the same preforming as described above, thereby completing the second operation. After completion of the second operation, all the corrugated blades are raised again, and the material 4 is sequentially fed to the next die groove, and fed to the third die groove 3-3 to set the material 4 to the third wave. By repeating the operation of the one-step three-operation until the completion of the third operation in which the finish forming process is performed by the mold blade 2-3, the corrugated fin structure by one press-forming device is efficiently and Press-molded with high accuracy.

上記フィン構造体のプレス成形方法を、図５に示す工程説明図に基づいてステップごとに段階的に説明すると、（ａ）は工程開始を表す第１作動第１ステップ１−（１）であり、金属製薄板からなる素材４の先端部は、送り機構（図示せず）によって第２型溝３−２の手前側壁面上にまで導入セットされ、（ｂ）においては第１作動の第２ステップ１−（２）が示され、第１型溝３−１内での緩やかな曲面Ｒ１と略Ｓ字形状などの予備成形が行われて第１作動が完了し、（ｃ）では第２作動の第１ステップ２−（１）に入り、予備成形された素材４が第２型溝３−２に導入され、同時に第１型溝３−１上には未加工の素材４が供給されるが、（ｄ）の第２作動第２ステップ２−（２）においては、第２型溝３−２内への第２波型ブレード２−２の嵌合着底による、第２作動の中間仕上げ成形、即ち予備成形角Ｒ１に対する中間成形角Ｒ２の形成と、略Ｓ字形状曲面に対する予備成形角Ｒ１の形成とが優先して実施され、次いで第１波型ブレード２−１による第１作動の第２ステップ、即ち素材４の引き込みと予備成形が繰返され、（ｅ）の第３作動第１ステップ３−（１）においては、中間仕上げ成形された素材４が第３型溝３−３に、予備成形された素材４は第２型溝３−２へそれぞれ導入され、同時に第１型溝３−１上には未加工の素材４が供給され、（ｆ）の第３作動第２ステップ３−（２）において、第２、第３波型ブレード２−２、２−３が優先的に下降して、第３型溝３−３内においては第３作動の仕上げ成形が、第２型溝３−２内では第２作動の中間仕上げ成形が繰返され、その後第１波型ブレード２−１が下降して、素材４の引き込みと第１型溝３−１内での前記予備成形を繰り返すことにより、１工程３作動による１連の操作が実施される。 When the press molding method of the fin structure is described step by step based on the process explanatory diagram shown in FIG. 5, (a) is a first operation first step 1- (1) representing a process start. The leading end portion of the material 4 made of a thin metal plate is introduced and set to the front side wall surface of the second groove 3-2 by a feed mechanism (not shown), and in FIG. Step 1- (2) is shown, and the first operation is completed by performing preliminary molding such as a gently curved surface R1 and a substantially S-shape in the first mold groove 3-1, and in FIG. In the first step 2- (1) of operation, the preformed material 4 is introduced into the second mold groove 3-2, and at the same time, the raw material 4 is supplied onto the first mold groove 3-1. However, in the second operation second step 2- (2) of (d), the second wave blade 2-into the second mold groove 3-2. The intermediate finish forming of the second operation by the fitting bottom of, that is, the formation of the intermediate forming angle R2 with respect to the pre-forming angle R1 and the formation of the pre-forming angle R1 with respect to the substantially S-shaped curved surface are performed with priority. The second step of the first operation by the first wave type blade 2-1, that is, the drawing of the material 4 and the preliminary forming are repeated, and in the third operation first step 3- (1) of (e), intermediate finish forming is performed. The formed material 4 is introduced into the third mold groove 3-3, and the preformed material 4 is introduced into the second mold groove 3-2. At the same time, an unprocessed material 4 is placed on the first mold groove 3-1. In the third operation second step 3- (2) of (f), the second and third wave type blades 2-2, 2-3 are preferentially lowered to form the third type groove 3-3. The third operation finish molding is repeated inside, and the second operation intermediate finish molding is repeated within the second mold groove 3-2. After that, the first wave type blade 2-1 descends and repeats the drawing of the material 4 and the preforming in the first mold groove 3-1, thereby carrying out a series of operations by one step 3 operation. Is done.

フィン構造体の薄板金属製素材４として、板厚０．１ｍｍのＳＵＳ３１６オーステナイト系ステンレススチール製の薄板を採用し、上記図１〜図４に示す本発明のプレス成形装置により、図１に示すような山面５−１および谷面５−２がそれぞれ４個成形された折板を成形して、１工程３作動によるプレス成形を実施して波幅Ｈが４ｍｍ、波の高さＤが５ｍｍ、長手方向に形成されるうねりの幅Ｗが６．５ｍｍ、うねりのピッチＰが２５ｍｍの波型のフィン構造体をプレス成形した。その結果、本実施例により得られたフィン構造体は、プレス成形中において最も忌避される座屈現象は全く発生せず、断面形状略矩形の波型における折り曲げ部分などは円滑な曲面が維持され、長手方向に形成されるうねりの状態も、殆ど修正加工を必要としない程度に平滑な仕上がり面が形成されており、そのままの状態で本発明の目的であるでコルゲート状のプレートフィンとして十分に使用可能であることが確認された。 As the thin metal plate material 4 of the fin structure, a thin plate made of SUS316 austenitic stainless steel having a thickness of 0.1 mm is adopted, and the press molding apparatus of the present invention shown in FIGS. Forming a folded plate in which four crest surfaces 5-1 and four trough surfaces 5-2 are formed, and performing press molding by one step 3 operation, the wave width H is 4 mm, the wave height D is 5 mm, A corrugated fin structure having a waviness width W of 6.5 mm and a waviness pitch P of 25 mm formed in the longitudinal direction was press-molded. As a result, the fin structure obtained by this example does not generate any buckling phenomenon that is most avoided during press molding, and a smooth curved surface is maintained at the bent portion of the corrugated shape having a substantially rectangular cross section. The undulating state formed in the longitudinal direction has a smooth finished surface to such an extent that almost no correction is required, and it is sufficient as a corrugated plate fin as it is for the purpose of the present invention. It was confirmed that it was usable.

波型フィンの長手方向に形成されるうねりのピッチが１５ｍｍなるように設計変更し、それに応じて上下の金型を取り替えた以外は実施例１と同一のプレス成形装置を使用し、実施例１と同一の金属製薄板からなる素材４を用いて、実質的に実施例１と同様の１工程３作動によるプレス成形を実施した。プレス成形加工終了後の得られた折板材は、座屈や皺などの圧縮変形は殆ど観察されず、修正加工を全く要さずに所期の目的であるフィン構造体として提供し得ることが確認された。
［比較例１］ Example 1 was used except that the design was changed so that the undulation pitch formed in the longitudinal direction of the corrugated fin was 15 mm, and the upper and lower molds were changed accordingly. Using the material 4 made of the same thin metal plate, press forming was performed by one step and three operations substantially the same as in Example 1. The folded sheet material obtained after the press forming process can be provided as a fin structure which is the intended purpose without requiring any deformation process, and almost no compressive deformation such as buckling and wrinkles is observed. confirmed.
[Comparative Example 1]

実施例１と同一のプレス成形装置並びに同一の素材４を用意し、該素材４の先端部が第３型溝３−３上を越える位置にまで導入して、第１、第２、第３波型ブレード２−１、２−２、２−３を同時に下降させ、それぞれ対応する型溝内に嵌合着底せしめて、１工程１作動によるプレス成形を実施した。その結果、第１型溝３−１と第１波型ブレード２−１における予備成形を除き、第２型溝３−２と第２波型ブレード２−２における中間成形においても、多数の皺や座屈が発生し、第３型溝３−３と第３波型ブレード２−３における仕上げ成形においては、皺や座屈に加えて複数の断裂が見られ、所期の目的であるフィン構造体とするためには、殆ど修正不可能な状態であることが確認された。 The same press molding apparatus and the same raw material 4 as Example 1 are prepared, and the leading end of the raw material 4 is introduced to a position exceeding the third die groove 3-3, and the first, second and third The corrugated blades 2-1, 2-2, and 2-3 were lowered at the same time, fitted and settled in the corresponding mold grooves, respectively, and press molding was performed by one-step one-operation. As a result, a large number of wrinkles are also obtained in the intermediate molding in the second mold groove 3-2 and the second wave type blade 2-2 except for the preliminary molding in the first mold groove 3-1 and the first wave type blade 2-1. In the finish forming in the third groove 3-3 and the third wave blade 2-3, a plurality of tears are seen in addition to wrinkles and buckling. In order to make a structure, it was confirmed that it was almost uncorrectable.

上記実施例並びに比較例からも明らかなように、本発明におけるフィン構造体のプレス成形方法は、一つのプレス成形装置による１工程３作動の操作を、順次にかつ繰返して実施することにより、所期の目的を達成することが可能となるものであり、しかも従来は多段的な加工手順を経ずには殆ど不可能とされてきた、長手方向のうねりのピッチを最小で１０ｍｍまでを可能としている。なお、本発明における金属素材として、上記実施例においてはＳＵＳ３１６オーステナイト系ステンレススチールの板材を採用しているが、これ以外のステンレススチール、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレススチールが好ましく採用し得ることは勿論、同等の機械的強度を有し、耐熱性や耐食性並びに一定の加工性を有するものであれば、その他の金属製素材であっても差し支えは無い。本発明における金属性素材の板厚は０．０５〜０．３ｍｍと規定されるが、板厚が０．０５ｍｍ未満の場合にはフィン構造体としての強度に不安があり、０．３ｍｍを超えると加工性に問題が生ずると同時に、伝熱管等に内装された場合に相対的に重量が増えて、装置の軽量化という課題に適合できなくなる。 As is clear from the examples and comparative examples described above, the method for press-molding the fin structure according to the present invention is performed by sequentially and repeatedly performing the operation of one step and three operations by one press-forming device. The purpose of the period can be achieved, and the pitch of the waviness in the longitudinal direction has been made possible to a minimum of 10 mm, which has heretofore been almost impossible without going through multi-step processing procedures. Yes. As the metal material in the present invention, a SUS316 austenitic stainless steel plate is used in the above embodiment, but other stainless steels such as austenitic stainless steel such as SUS304, SUS304L, and SUS316L are preferably used. Of course, other metal materials can be used as long as they have equivalent mechanical strength, heat resistance, corrosion resistance, and certain workability. The plate thickness of the metallic material in the present invention is defined as 0.05 to 0.3 mm, but if the plate thickness is less than 0.05 mm, there is anxiety about the strength as the fin structure, and it exceeds 0.3 mm. At the same time, a problem arises in workability and, at the same time, the weight increases relatively when installed in a heat transfer tube or the like, making it impossible to meet the problem of reducing the weight of the apparatus.

本発明による上記プレス成形において、１工程３作動の操作を１山づつ順次に実施しているが、例えば、第１波型ブレードと第１型溝とを２列づつ配置するなど、予め装着する金型をそれぞれ複数づつ配置して、順次にかつ繰返して１工程３作動の操作を多段的に実施することも可能である。 In the press molding according to the present invention, the operation of one step and three operations is carried out one by one in sequence. For example, the first wave type blades and the first mold grooves are arranged in two rows in advance. It is also possible to arrange a plurality of molds, and to perform the operation of the one-step and three-step operation in multiple stages sequentially and repeatedly.

上記各実施例によって詳述したように、本発明に係るフィン構造体のプレス成形方法およびプレス成形装置によれば、一つのプレス成形装置を用いた１工程３作動という極めて簡略な一連の操作によって、金属性薄板を素材とする断面形状が略矩形の波型であり、長手方向に所定のピッチ幅を以って複数のうねりを有すると共に、円滑な曲げ加工面を有する薄肉折板材からなるフィン構造体を得ることができる。得られた該フィン構造体は、例えばＥＧＲガス冷却装置に内装されるコルゲート状のプレートフィンを初め、様々な用途のフィン構造体として比較的低価格で提供することが可能となり、当該の技術分野において幅広い用途が期待される。 As described in detail in the above embodiments, according to the press forming method and press forming apparatus for the fin structure according to the present invention, a very simple series of operations of one step and three operations using one press forming apparatus is performed. A fin made of a thin folded plate material having a plurality of undulations with a predetermined pitch width in the longitudinal direction and having a smooth bending surface, and having a substantially rectangular corrugated shape made of a metallic thin plate A structure can be obtained. The obtained fin structure can be provided at a relatively low cost as a fin structure for various uses, such as corrugated plate fins installed in an EGR gas cooling device. Is expected to have a wide range of applications.

本発明係る一実施例によってプレス成形されたフィン構造体の斜視図である。It is a perspective view of the fin structure press-molded by one example concerning the present invention. 本発明における一実施例によるフィン構造体のプレス成形方法を説明するための要部側面図であり、（ａ）は上型が同時に下降を開始した第１ステップの状態を示し、（ｂ）は第２、第３波型ブレードが第２第３型溝に嵌合着底した第１ステップの状態を示し、（ｃ）は第３波型ブレードが第３型溝に嵌合した第１ステップの状態を示すそれぞれ要部側面図である。It is a principal part side view for demonstrating the press molding method of the fin structure by one Example in this invention, (a) shows the state of the 1st step where the upper mold | type started the descent | fall simultaneously, (b) is The state of the 1st step which the 2nd and 3rd wave type blade fitted and settled in the 2nd 3rd type groove was shown, and (c) is the 1st step where the 3rd wave type blade fitted in the 3rd type groove It is a principal part side view which shows the state of each. 上記実施例における第１〜第３ステップが完了した状態を詳細かつ模式的に示す要部拡大側面図である。It is a principal part expanded side view which shows the state which the 1st-3rd step in the said Example was completed in detail and typically. 本発明に係るプレス成形装置と金属製薄板からなる素材の状態を模式的に示す要部側面図である。It is a principal part side view which shows typically the state of the raw material which consists of the press molding apparatus which concerns on this invention, and a metal thin plate. 本発明に係るプレス成形装置に装着される一実施例による第１〜第３ステップ間の、下型と素材が成形される過程を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the process in which the lower mold | type and a raw material are shape | molded between the 1st-3rd steps by one Example with which the press molding apparatus which concerns on this invention is mounted | worn. 従来の折板材のプレス成形装置およびプレス成形方法を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the conventional press molding apparatus and press molding method of folded plate material.

符号の説明Explanation of symbols

１プレス成形装置
１−１スプリング
１−２、１−３、１−４ボルト
２ブレード型
２−１第１波型ブレード
２−２第２波型ブレード
２−３第３波型ブレード
３溝型
３−１第１型溝
２−１ａ、３−１ａ分岐点
２−１ｃ、３−１ｆ垂直壁面
２−１ｄ、３−１ｅ曲面
３−１ｂ空隙
３−１ｃ引き込み奥角
３−１ｄ曲げ開始点
３−２第２型溝
３−２ｂ中間仕上げ角Ｒ２
３−２ｄ曲げ加工終点
３−３第３型溝
３−３ａ仕上げ角Ｒ３
３−３ｂ仕上げ角Ｒ３
４素材
５波型フィン
５−１山面
５−２谷面

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Press molding apparatus 1-1 Spring 1-2, 1-3, 1-4 bolt 2 Blade type 2-1 1st wave type blade 2-2 2nd wave type blade 2-3 2-3 3rd wave type blade 3 Groove type 3-1 First mold groove 2-1a, 3-1a Branch point 2-1c, 3-1f Vertical wall surface 2-1d, 3-1e Curved surface 3-1b Air gap 3-1c Retraction back angle 3-1d Bending start point 3 -2 Second mold groove 3-2b Intermediate finishing angle R2
3-2d Bending end point 3-3 Third mold groove 3-3a Finishing angle R3
3-3b Finishing angle R3
4 Material 5 Wave type fin 5-1 Mountain surface 5-2 Valley surface

Claims

断面形状が略矩形の波形であり、長手方向に所定のピッチ幅を以ってうねりが形成された湾曲曲面を有する、金属薄板製折板材からなるフィン構造体のプレス成形方法において、プレス成形装置の雄雌一対の金型における雄である上型として第１波型ブレード、第２波型ブレードおよび第３波型ブレードを、対応する雌である下型として第１型溝、第２型溝および第３型溝をそれぞれ装着し、送り機構を介して順送りされる金属製薄板からなる素材に対して、上記第１、第２、第３波型ブレードと、第１、第２、第３型溝によるプレス成形を行うことを特徴とするフィン構造体のプレス成形方法。 In a press forming method of a fin structure made of a metal sheet folded plate material having a curved surface in which the cross-sectional shape is a substantially rectangular waveform and a undulation is formed with a predetermined pitch width in the longitudinal direction. In the pair of male and female dies, the first wave type blade, the second wave type blade and the third wave type blade are used as the upper mold which is the male, and the first mold groove and the second mold groove are used as the corresponding lower mold. The first, second, and third wave blades and the first, second, and third blades, respectively, are attached to a material made of a thin metal plate that is fitted with a third groove and sequentially fed through a feed mechanism. A press forming method of a fin structure, wherein press forming is performed by a mold groove.

前記１工程３作動によるプレス成形における第１作動が、上記第１波形ブレードと第１型溝の嵌合による、素材に対する引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１の加工と、略Ｓ字形状曲面加工の予備成形であり、第２作動が第２波型ブレードと第２型溝の嵌合による、前記予備成形角Ｒ１に対する中間仕上げ角Ｒ２の加工と、前記略Ｓ字形状曲面加工に対する予備成形角Ｒ１の加工であり、第３作動が第３波型ブレードと第３型溝の嵌合による、前記中間仕上げ角Ｒ２と予備成形角Ｒ１に対する仕上げ角Ｒ３の加工であり、それぞれ１工程毎に素材が順送りされて成形加工が施されることを特徴とする請求項１に記載のフィン構造体のプレス成形方法。 The first operation in the press forming by the one-step three operation is the processing of the pre-forming angle R1 at the drawing back angle 3-1c with respect to the material by the fitting of the first corrugated blade and the first mold groove, and the substantially S-shape. Preliminary molding for curved surface processing, the second operation is processing of intermediate finishing angle R2 with respect to the preliminary molding angle R1 by fitting the second wave type blade and the second mold groove, and preliminary processing for the substantially S-shaped curved surface processing. The processing of the forming angle R1, and the third operation is processing of the finishing angle R3 with respect to the intermediate finishing angle R2 and the pre-forming angle R1 by fitting the third wave type blade and the third mold groove, and each processing is performed for each step. 2. The method for press-molding a fin structure according to claim 1, wherein the material is sequentially fed to the substrate and subjected to a forming process.

前記第１波型ブレードによる第１型溝内への素材の引き込み長さＬ１は、第１型溝の引き込み奥角３−１ｃから曲げ開始点３−１ｄまでの長さに相当し、第２型溝の凹部角３−２ａから凸部角３−２ｄまでの長さＬ、並びに第３型溝における３−３ａから３−３ｄまでの最終仕上がり溝角稜長さＬとの比が、Ｌ＝Ｌ１であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィン構造体のプレス成形方法。 The pull-in length L1 of the material into the first mold groove by the first wave blade corresponds to the length from the pull-in depth 3-1c of the first mold groove to the bending start point 3-1d. The ratio of the length L from the concave corner 3-2a to the convex corner 3-2d of the mold groove and the final finished groove corner ridge length L from 3-3a to 3-3d in the third mold groove is L The method for press-molding a fin structure according to claim 1 or 2, wherein = L1.

前記第１波型ブレードと第１型溝とによる予備成形において、引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１、第２波型ブレードと第２型溝による予備成形角Ｒ１並びに中間仕上げ角Ｒ２に対する、第３波型ブレードと第３型溝とによって形成される仕上がり角Ｒ３との比が、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフィン構造体のプレス成形方法。 In the pre-forming by the first corrugated blade and the first die groove, the pre-forming angle R1 at the pulling back angle 3-1c, the pre-forming angle R1 by the second corrugated blade and the second die groove, and the intermediate finishing angle R2. The fin according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of a finish angle R3 formed by the third wave blade and the third groove is R1> R2> R3. A method of pressing a structure.

前記断面形状が略矩形の金属薄板製折板材における波形の波幅Ｈが３〜５ｍｍ、波の高さＤが２〜７ｍｍであり、該波幅Ｈに対する波の高さＤの比が、Ｄ／Ｈ＝０．５〜１．７の範囲であり、長手方向に形成されるうねりのピッチＰは最小１０ｍｍが可能で、該うねりの幅Ｗは、前記波幅Ｈに対してＷ≧Ｈ×１．０であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィン構造体のプレス成形方法。 In the folded metal sheet material having a substantially rectangular cross section, the wave width H of the wave is 3 to 5 mm, the wave height D is 2 to 7 mm, and the ratio of the wave height D to the wave width H is D / H. In the range of 0.5 to 1.7, the pitch P of the undulation formed in the longitudinal direction can be a minimum of 10 mm, and the width W of the swell is W ≧ H × 1.0 with respect to the wave width H. The method for press-molding a fin structure according to any one of claims 1 to 4, wherein:

前記金属薄板製折板材の素材がＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ等のオーステナイト系ステンレススチールからなり、その板厚が０．０５〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフィン構造体のプレス成形方法。 The material of the folded sheet metal plate material is made of austenitic stainless steel such as SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L, etc., and the thickness thereof is 0.05 to 0.3 mm. A method for press-molding a fin structure according to claim 1.

プレス成形装置の雄雌一対の金型における雄である上型として第１波型ブレード、第２波型ブレードおよび第３波型ブレードを、対応する雌である下型として第１型溝、第２型溝および第３型溝がそれぞれ装着され、送り機構を介して順送りする金属薄板製の素材に対して、上記第１、第２、第３波型ブレードと、第１、第２、第３型溝によるプレス成形を、１工程３作動により順次にかつ繰返して行うことにより、断面形状が略矩形の波形であり、長手方向に所定のピッチ幅を以ってうねりが形成された湾曲曲面を有する、金属薄板製折板材からなるフィン構造体に、成形加工することを特徴とするフィン構造体のプレス成形装置。 The first wave-type blade, the second wave-type blade, and the third wave-type blade are used as upper molds that are males in a pair of male and female dies in the press molding apparatus, and the first mold groove and second mold are used as lower molds that are corresponding females. The first, second, and third corrugated blades, the first, second, and third types of blades are respectively mounted on the second and third mold grooves, and are sequentially fed through the feed mechanism. Curved curved surface in which the cross-sectional shape is a substantially rectangular waveform and undulation is formed with a predetermined pitch width in the longitudinal direction by performing press molding with a three-type groove sequentially and repeatedly by one step 3 operation A fin structure press-molding apparatus, wherein the fin structure body is made of a metal thin plate folded plate material.

前記１工程３作動によるプレス成形における第１作動が、上記第１波形ブレードと第１型溝の嵌合による、素材に対する引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１の加工と、略Ｓ字形状曲面加工の予備成形であり、第２作動が第２波型ブレードと第２型溝の嵌合による、前記予備成形角Ｒ１に対する中間仕上げ角Ｒ２の加工と、前記略Ｓ字形状曲面加工に対する予備成形角Ｒ１の加工であり、第３作動が第３波型ブレードと第３型溝の嵌合による、前記予備成形角Ｒ１と中間仕上げ角Ｒ２に対する仕上げ角Ｒ３の加工であり、それぞれ１工程毎に素材が順送りされて成形加工が施されることを特徴とする請求項７に記載のフィン構造体のプレス成形装置。 The first operation in the press forming by the one-step three operation is the processing of the pre-forming angle R1 at the drawing back angle 3-1c with respect to the material by the fitting of the first corrugated blade and the first mold groove, and the substantially S-shape. Preliminary molding for curved surface processing, the second operation is processing of intermediate finishing angle R2 with respect to the preliminary molding angle R1 by fitting the second wave type blade and the second mold groove, and preliminary processing for the substantially S-shaped curved surface processing. The forming angle R1 is processed, and the third operation is processing of the finishing angle R3 with respect to the pre-forming angle R1 and the intermediate finishing angle R2 by fitting the third wave type blade and the third die groove, and each of them is performed for each step. 8. The press forming apparatus for a fin structure according to claim 7, wherein the raw material is sequentially fed to and subjected to a forming process.

前記第１波型ブレードによる第１型溝内への素材の引き込み長さＬ１は、第１型溝の引き込み奥角３−１ｃから曲げ開始点３−１ｄまでの長さに相当し、第２型溝の凹部角３−２ａから凸部角３−２ｄまでの長さＬ、並びに第３型溝における凹部角３−３ａから凸部角３−３ｄまでの最終仕上がり溝角稜長さＬとの比が、Ｌ＝Ｌ１であることを特徴とする請求項７または８に記載のフィン構造体のプレス成形装置。 The pull-in length L1 of the material into the first mold groove by the first wave blade corresponds to the length from the pull-in depth 3-1c of the first mold groove to the bending start point 3-1d. A length L from the concave corner 3-2a to the convex corner 3-2d of the mold groove, and a final finished groove corner ridge length L from the concave corner 3-3a to the convex corner 3-3d in the third mold groove; The fin structure press-forming apparatus according to claim 7 or 8, wherein the ratio of L is L = L1.

前記第１波型ブレードと第１型溝とによる予備成形において、引き込み奥角３−１ｃにおける予備成形角Ｒ１、第２波型ブレードと第２型溝による予備成形角Ｒ１並びに中間仕上げ角Ｒ２に対する、第３波型ブレードと第３型溝とによって形成される仕上がり角Ｒ３との比が、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３であって、それぞれＲ１≧４Ｒ３（ただし、Ｒ３が２ｍｍ以下の場合）、Ｒ２≧２Ｒ３であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のフィン構造体のプレス成形装置。 In the pre-forming by the first corrugated blade and the first die groove, the pre-forming angle R1 at the pulling back angle 3-1c, the pre-forming angle R1 by the second corrugated blade and the second die groove, and the intermediate finishing angle R2. The ratio of the finishing angle R3 formed by the third wave type blade and the third type groove is R1> R2> R3, and R1 ≧ 4R3 (where R3 is 2 mm or less), R2 ≧ The press forming apparatus for a fin structure according to any one of claims 7 to 9, wherein the press forming apparatus is 2R3.

前記断面形状が略矩形の折板材における波形の波幅Ｈが３〜５ｍｍ、波の高さＤが２〜７ｍｍであり、該波幅Ｈに対する波の高さＤの比が、Ｄ／Ｈ＝０．５〜１．７の範囲であり、長手方向に形成されるうねりのピッチＰは最小１０ｍｍが可能で、該うねりの幅Ｗは、前記波幅Ｈに対してＷ≧Ｈ×１．０であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のフィン構造体のプレス成形装置。

In the folded plate material having a substantially rectangular cross-sectional shape, the wave width H of the waveform is 3 to 5 mm, the wave height D is 2 to 7 mm, and the ratio of the wave height D to the wave width H is D / H = 0. The pitch P of the undulation formed in the longitudinal direction can be a minimum of 10 mm, and the width W of the undulation is W ≧ H × 1.0 with respect to the wave width H. The press forming apparatus for a fin structure according to any one of claims 7 to 10.