JPH0481232A - 熱交換器用フィンの製造金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱交換器用フィンの製造金型に関し、しごき加
工と圧縮加工とを併用することができる熱交換器用フィ
ンの製造金型に関する。

（従来の技術） ラジェター等の自動車用熱交換器或いＪｊ：ルームクー
ラー等の家庭用熱交換器の熱交換部に使用されている熱
交換器用フィンは、方形のアルミニウム薄板等の金属製
プレートに複数個の所定の高さのカラー付透孔を置設し
て構成されている。

かかるフィンによって形成される熱交換部は、フィンの
複数枚が各フィンのカラー付透孔の各々を合致させて重
合され、これらの透孔にわたって銅等の熱伝導度の高い
金属から成る導管が挿入されて一体化されている。

この様な熱交換器用フィンの製造方法としては、特公昭
４９−１０３８０８号公報等において提案されている、
下記に示す工程から成る第７図に示す方法が採用されて
いる。

第７図に示す方法においては、先ず、金属製プレート体
１００に穿設加工及び突出加工（バーリング加工）を行
ない、突出片１０２によって周縁が囲まれる穿設孔１０
１を形成する「（ａ）の工程］。

次いで、穿設孔１０１の開孔径を拡大しつつ突出片１０
２をしごき、所定の高さのカラー１０４とするしごき加
工（以下、アイアニング加工と称することがある）を行
なう［（ｂ）（ｃ）の工程］９第７図においては、アイ
アニング加工を二段階で行なっており、各段階で使用さ
れるポンチ及びダイスの径は異なるものである。

この様にして得られる所定高さのカラー１０４は、その
先端部が折り曲げられて鍔１０５が形成される［（ｄ）
の工程］。

かかる製造」１程のアイアニング加工は、第８図に示ず
ポンチとダイスとが使用される。

第８図において、金属製プレート１００をダイス１１０
とストリッパープｌ、−ト１１２とによって挟持して穿
設孔１０１をダイス１１０の中空部内に挿入する［第８
図（ａ）］。

次いで、穿設孔１０１の下方から上昇し・穿設孔１０２
を拡径しつつダイス１１０の中空部内に進入するポンチ
１１４によって、突出片１０２をしごき、所定高さのカ
ラー１０３を形成する［第８図（ｂ）］。

かかる突出片１０２のしごきは、ポンチ１１４がダイス
１１０内に進入したとき、ポンチ１１４の先端部に形成
されている角部１１６と前記角部１１６に対向するダイ
ス１１０の内壁面との間で行われる。

従って、角部１１６はポンチ１１４のしごき部であり、
以下、しごき部と称することがある。

ところで、第８図に示ずポンチとダイスとを用いるアイ
アニング加工においては、加工油を使用しつつ加工を行
うことが必要であり、通常、前記加工油として不揮発性
加工油が採用される。

この様にアイアニング加工の加工油として、不揮発性加
工油を使用すると、得られる熱交換器用フィン（以下、
フィンと称することがある）に不揮発性加工油が４１着
するため、従来、フレオン（商凛）を使用しフィンに（
＝Ｉ着する不揮発性加工油を除去する洗浄が施されてい
る。

しかし、最近の地球環境保全を目的とするフレオンガス
の使用規制のため、フレオンを溶媒として使用できなく
なりつつある。

このため、本発明者等は、フレオンを使用することなく
フィンを製造すべく、揮発性加工油を使用してアイアニ
ング加工することを試みた。

（発明が解決しようとする課題） 前述した様に、アイアニング加工の際に、揮発性加工油
を使用することによって、得られるフィンのフレオンに
よる洗浄を不要にできる９しかしながら、揮発性加工油
を使用してアイアニング加工すると、不揮発性加工油を
使用した場合に比較して、しごきによって金属製プレー
トを伸長できる割合を示すしごき率が低下するため、得
られるカラーイー１透孔のカラーの最高高さも低下する
ことが判明した。

特に、最近においては、薄く且つ高硬度の金属製プレー
トを用いてフィンを形成することも多くなりつつあり、
揮発性加工油の使用と相俟ってしごき率が著しく低下す
るため、所定の高さのカラ付透孔の形成が困難となるこ
とがある。

また、最近は、熱交換器の熱交換性能を向上すべく、親
水剤から成る親水性コートがアルミニウム等の金属板の
両面に形成されている親水性金属プレートが使用されつ
つある。

この親水性金属プレートに第８図に示すダイスとポンチ
とによって、通常採用されているしごき率でアイアニン
グ加工を施ずと、しごき面となるカラーの内側面の親水
性コートが剥離することがあることも判明した。

かかる親水性コートが剥離したカラー付透孔から成るフ
ィンを用いた熱交換器は、当初予定していた熱交換性能
を発揮できないことがある。

この様な親水性コートの剥離は、低しごき率でアイアニ
ング加工を施すことによって防止できる。

そこで、本発明の目的は、低しごき率のアイアニング加
工を施しても所定の高さのカラー付透孔が容易に得られ
る熱交換器用フィンの製造金型を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、先ず、第８図に示す従来のポンチとダイ
スとを用いてアイアニング加工を行う場合を観察したと
ころ、第８図（ｂ）の如く、しごき部である角部１１Ｇ
がカラー１０３の先端よりも」ニガに位置する場合には
、最早しごきによってカラー１０３を高くすることがで
きないことを知った。

このため、本発明者等は、ポンチのしごき部に因るしご
きと、ポンチの外壁面とダイスの内壁面との圧縮に因る
展延とを併用することによって、低しごき半丁のアイア
ニング加工でも所定高さのカラー付透孔が形成できるこ
とを見い出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、金属製プレートに穿設された穿設孔の
周縁に突出加工によって形成される突出片を、先端部に
しごき部が形成されているポンチとダイスとでしごき加
工し、所定高さのカラーに形成する熱交換器用フィンの
製造金型において、該ポンチがダイスの中空部内に進入
し、ポンチ先端部のしごき部がポンチの内壁面とダイス
の内壁面との間に挟まれている突出片の先端を越えたと
き、互いに対向するポンチの外壁面及びダイスの内壁面
が突出片と接触している領域内に、両壁面間の距離が最
小距離となる部分が存在し、且つ前記部分の距離がポン
チのダイス中への進入に伴い次第に短縮されて両壁面間
に挟まれている突出片が展延されるように、少なくとも
ポンチの外壁面がテーパ面に形成されていることを特徴
とする熱交換器用フィンの製造金型にある。

（作用） 本発明の金型においては、ポンチがダイスの中空部内に
進入すると、先ず、ポンチの外壁面とダイスの内壁面と
の間に挟まれている突出片をポンチ先端部のしごき部と
対応するダイスの内壁面とによってしごき、突出片を伸
長する。

更に、ポンチのしごき部が突出片の先端を越えたとき、
突出片はダイスの内壁面とポンチの外壁面とによって展
延され、その高さを高くすることができる。

つまり、互いに対向し且つ突出片と接触している領域内
のダイスの内壁面及びポンチの外壁面のうち、少なくと
もポンチの内壁面がテーパ面に形成されている。

このため、突出片と接触している両壁面間において、両
壁面間の距離が最短距離となる部分が存在し、前記部分
の距離がポンチのダイス中への進入に伴い短縮される。

従って、ポンチのしごき部が突出片の先端を越えていて
も、ポンチの進入に伴い両壁面によって突出片は圧縮さ
れ展延されるのである。

この様に、本発明によれば、しごき加工と圧縮加工とを
併用することができるため、しごき加工における突出片
の伸長の減少を圧縮加工によって補うことができ、低し
ごき半丁でのしごき加工を施しても所定高さのカラー付
透孔を得ることができるのである。

（実施例） 本発明を図面によって更に詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。

第１図（ａ）に示す様に、本実施例においては、ダイス
２１０とストリッパープレー１−２１２とによって金属
製プレート１００が挟持され、ダイス２１０の中空部内
に穿設孔１０１を囲む突出片１０２が挿入されている。

穿設孔１０１の下方には、ストリッパープレート２１２
の孔中にポンチ３１４が上下動自在に挿入されている。

このポンチ３１４は、その外壁面において、先端部に形
成されている第１テーパ面３２２に連続して第２テーパ
面３１８が形成されているものである。

かかる第２テーパ面３１８の傾斜角θは３０分〜４度で
あり、第１テーパ面３２２よりも小角である。

本実施例においては、ポンチ３１４が進入するダイス２
１４の中空部の内壁面にも、第１テーパ面２２４と第２
テーパ面２２０との二つのテーパ面が形成されている。

第１テーパ面２２４はダイス２１０の入口部に形成され
、第２テ〜パ面２２０は第１テーパ面２２４に連続して
形成されている。

この第２テーパ面２２０の傾斜角θ′はポンチ３１４の
第２テーパ面３１８の傾斜角θと等しく３０分〜４度で
あり、第１テーパ面２２４よりも小角である。

かかるポンチ３１４の第１テーパ面３２２及びダイス２
１０の第１テーパ面２２４は、ポンチ３１４或いは突出
片１０２の案内を行うなめに形成されているものである
。

この様に突出片１０２が挿入されているダイス２１０の
中空部中にポンチ３１４を進入させると、穿設孔１０１
の径を拡径しつつ、ポンチ３１４の第１テパ面３２２と
第２テーパ面３１８との境界である角部３１６によって
、角部３１Ｇに対向するダイス２１０の内壁面との間で
突出片１０２をしごき・伸長する。

この角部３１Ｇはしごき部であり、ポンチ３１６のダイ
ス２１０中への進入と共に移動するため、第１図（ｂ）
に示ず様に、角部３１６は突出片１０２の先端を越える
ようになる。

この場合には、最早角部３１６によって突出片１０２を
しごき・伸長させることはできない。

この点、本実施例においては、ポンチ３１４の角部３１
６が突出片１０２の上端よりも上方に位置する場合であ
っても、ダイス２１０の第２テーパ面２２０とポンチ３
１４の第２テーパ面３１８との最短距離が、ポンチ３１
４のダイス２１０中への進入と共に短縮されるため、第
２テーパ面２２０．３１８に挟まれている突出片１０２
を前記テーパ面によって圧縮し展延することができる。

このことを第２図を用いて説明する。

第２図は、角部３１６が突出片１０２の上端よりも上方
に位置するポンチ３１４をポンチ３１４′の位置にダイ
ス２１０中を上昇さぜな場合を示す。

本実施例における第２テーパ面２２０．３１８は、その
傾斜角θ、θ′が共に等しいために平行である。このた
め、両テーパ面間の最短距離は、両テパ面に垂直となる
直線距離である。

ここで、ポンチ３１４における第２テーパ面２２０とダ
イス２１０における第２テーパ面３１８との間の最短距
離をｔｌ、突出片１０２の高さをり、とすると、ポンチ
３１４をポンチ３１４′の位置まで移動しなとき、両テ
ーパ面は平行状態を維持しつつ両テパ面間の最短距離は
ｔ２に短縮される。

このため、両テーパ面間に挟まれている突出片１０２は
、ポンチ３１４の移動に伴い両テーパ面によって圧縮さ
れて展延され、突出片の厚さがｔｌからし２と薄くなる
と共に、高さもり、からｈ２と高くなる。

この様に第１〜２図に示ず本実施例のポンチ３１４とダ
イス２１０とによれば、ポンチ３１４のしごき部である
角部３１６が突出片１０２の上端面を越えている場合で
あっても、ポンチ３１４のダイス２１０中への進入によ
って突出片１０２に圧縮成形を施すことができ、突出片
１０２を伸長することができる。

かかる圧縮成形においては、突出片１０２の両面に対す
るしごきが少ないため、親水性金属プレトを使用する場
合であっても、親水性コートのしごきに因る剥離を防止
することができる。

また、ダイス２１０中に進入するポンチ３１４の進入量
を調整することによって、金属製プレート１００の厚さ
を一定に保ちつつ突出片１０２の高さを容易に調整をす
ることができる。

この点、第８図に示す従来の金型においては、金属製プ
レート１００の厚さを一定に保ちつつ突出片１０２の高
さを調整するためには、ダイス１１０の内径及びポンチ
１１４の外径を変更して調整しなければならず、ダイス
１１０及びポンチ１１４の交換を必要とする。

ところで、第１〜２図に示ずダイス２１０とポンチ３１
４とにおいて、第１テーパ面２２４，３２２に続く第２
テーパ面２２０，３１８の傾斜角θ、θ′が等しいが、
第２テーパ面２２０，３１８の各傾斜角θ、θ′が互い
に異なるの角度であってもよい。

また、ダイス２１０の第２テーパ面２２０が、第３図に
示ず様に、垂直面であってもよい。

第３図において、ポンチの角部３１６が突出片１０２の
上端を越えたとき、突出片１０２と接触している両壁面
間の距離が最短距離となる部分は、ダイス４１０の入口
部に在る第１テーパ面４２４と垂直面４２４との境界と
なる角部４２８の位置である。

ここで、ポンチ３１４の位置にあるとき、両壁面間の最
短距離、即ち角部４２８と角部４２８に対向するポンチ
３１６の第２テーパ面３１８との間の距離をｔ、とする
。

この場合、ポンチ３１４をポンチ３１４′の位置にまで
ダイス４１０中に進入させると、前記最短距離は１．か
らｔ２まで短縮されるため、両壁面間に挟まれている突
出片１０２は圧縮され展延することができるのである。

これに対して、第４図に示ず如く、ポンチの先端部に在
る第１テーパ面５２２に続く面が垂直面５２６であると
き、ダイス２１０に第１テーパ面２２４と第２テーパ面
２２０とが形成されていても、ポンチ５１４の第１テー
パ面５２２と垂直面５゛２６との角部５１６が突出片１
０２の先端を越えた場合、最早突出片１０２の伸長を図
ることはできない。

つまり、第４図に示ずダイス２１０とポンチ５１４との
間の最短距離は、ポンチ先端部に在る角部５１６と角部
５１６に対応するダイス２１０の内壁面との間のＶ巨離
である。

従って、第４図に示ずダイス２１０とポンチ５１４とに
おいて、角部５１６が突出片１０２の先端を越えた場合
には、ポンチ５１４をポンチ５１４′の位置に移動させ
ても、最早突出片１０２と接触する領域の両壁面間の距
離は短縮されず、突出片１０２に両壁面に因る展延を施
すことができないのである９以上、述べてきた第１〜３
図に示ず本実施例のダイスとポンチとから構成される金
型は、バーリング加工に使用する専用金型等と第７図に
示す工程順に直列に並べて使用してもよいが、第５図に
示す金型中に組入れて用いることが好適である。

第５図に示す金型は、上型を構成する上型基台Ｘに筒状
のアイアニングブツシュ２が垂直下向きに固定されてお
り、このアイアニングブツシュ２内には、先端部よりも
後端部の内径が大径である段付中空部が形成されている
。

このアイアニングブツシュ２の先端部は、アイアニング
加工の際に使用されるダイスであり、その中空部の内壁
面には、第１〜３図に示ず第１テパ面２２４と傾斜角θ
′が３０分の第２テーパ面とが形成されている。

尚、先端部の中空部の主たる部分の内径は、形成するカ
ラー付透孔のカラーの外径と等しい。

この様なアイアニングブッシュ２先端部の中空部に、外
周面が前記中空部の内壁面に摺接しつつ」１下方向に移
動可能で且つ上端にフランジ５有する筒状のノックアウ
トブツシュ３挿入されている。

前記フランジ５は、アイアニングブツシュ２の先端部の
中空部よりも大径の内径に形成されている後端部の中空
部壁面に沿って上下動する。

また、ノックアウトブツシュ３は、その内壁面が上型基
台Ｘに垂直下向きに固定されている棒状のピアスポンチ
１の先端部外周面と摺接して上下方向に移動可能である
。

かかるピアスポンチ１は、切歯部１２を含む先端部の外
径が形成されるカラー付透孔よりも小径である。

但し、切歯部１２の外径は前記先端部の外径よりも、カ
ラー付透孔を形成するプレートの板厚の約５〜１０％程
小径である。これはプレートに小孔を穿設する際に発生
ずるパリを防止ぜんとするためである。

更に、ノックアウトブツシュ３のフランジ５の上面、ア
イアニングブツシュ２の壁面、及びピアスポンチ１の外
周面によって囲まれている空間部は、導管９から圧縮空
気が供給されて一定の圧力に保たれている圧縮空気室４
である。この圧縮空気室４はノックアウトブツシュ３を
下方に常に付勢し、下死点でアイアニングブツシュ２の
先端よりも下方にノックアウトブツシュ３の先端を位置
するようにしている。

この様な上型において、上型基台Ｘはプレス装置（図示
せず）によって上下方向に移動可能に設けられている。

かかる上型に対する下型には、固定下型基台Ｙに筒状の
アイアニングポンチ６が垂直上向きに固定されている。

かかるアイアニングポンチ６は、第１〜３図に示すポン
チ３１４であり、その外周面には、第１テパ面３２２（
第５図において、１３のテーパ面に相当）と傾斜角θが
３０分〜４度の第２テーパ面３１８が形成されている。

かかるアイアニングポンチ６の先端部の中空部８は、そ
の下方に位置する中空部１１の内径よりも小径の内径を
有し、且つ上型基台Ｘが降下するとき、ピアスポンチ１
の先端部が外周面を中空部８の内壁面と摺接しつつ降下
する。

この様なアイアニングポンチ６は、スプリング等の付勢
部材（図示せず）によって上方向に付勢されている付勢
台７に遊嵌され、アイアニングポンチ６のテーパ状先端
が付勢台７の上面に突出している９ 尚、第５図において、第１〜３図に示すポンチ及びダイ
スの第２テーパ面は、傾斜角θ、θ′が３０分〜４度と
小角であるために図示しなかっな。

かかる第５図に示す金型を用いてカラー付透孔を成形す
る際の動作を第５図及び第６図を用いて説明する９ 先ず、第６図（Ａ）に示ず様に、金属製プレト１０をア
イアニングポンチ６に対して略直角になる様に置き、上
型基台Ｘをプレス装置等（図示せず）によって降下させ
る。

この際に、ノックアウトブツシュ３は圧縮空気室４に導
管９を介して供給される圧縮空気によって下方向に付勢
されており、ノックアウトブツシュ３のフランジ５が圧
縮空気室４の最下位置に位置する。

かかる状態に在るノックアウトブツシュ３は、その先端
面が金属製プレート１０を介してアイアニングポンチ６
の先端面と当接し、小孔を穿設する部分の金属板状体を
圧縮空気室４の圧力によって固定する［第６図（Ａ）］
。

この様にアイアニングポンチ６の先端面と当接したノッ
クアウトブツシュ３は、」二型基台Ｘと共に降下せず一
定の位置で停止状態となる。

一方、ノックアウトブツシュ３のフランジ５は圧縮空気
室４内の圧力に抗して上型基台Ｘの降下と共に圧縮空気
室４の上方に移動することができるため、上型基台Ｘは
ノックアウトブツシュ３の停止状態を保ちつつピアスポ
ンチ１及びアイアニングブツシュ２と共に降下する。

このため、ピアスポンチ１はアイアニングポンチＧをダ
イスとして小孔を穿設することができる。

更に、アイアニングブツシュ２の先端面が金属製プレー
１〜１０を付勢台７の」二面に押し付け、穿設されてい
る小孔をアイアニングポンチ６のテーパ面１３によって
バーリングして小孔の周縁に突出部を形成する。この時
、ノックアウトブツシュ３の先端面とアイアニングポン
チ６の先端面とが直接当接するし第６図くＢ）］。

引続き、」二型基台Ｘは、アイアニングブツシュ２の金
属製プレート１０及び付勢台７を押し下げつつ降下し、
アイアニングブツシュ２の内壁面とアイアニングポンチ
６の先端部外周面とでバーリングによって形成された突
出部を、第１図（ｂ）及び第２〜３図に示す様に、しご
き加工と圧縮加工とを施して所定の高さのカラーを形成
する。

この際に、ピアスポンチ１が上型基台Ｘと共に降下し、
ピアスポンチ１の先端部はその外周面がアイアニングポ
ンチ６の先端部内壁面と摺接しつつ降下する［第６図（
Ｃ）］。

かかるピアスポンチ１の先端部は、アイアニングポンチ
６の先端部を内側から支承し、アイアニング加工時にア
イアニングポンチ６に加えられる外力に因るアイアニン
グポンチ６の外径の縮径を防止しているのである。

次いで、所定の高さのカラーが得られたとき、上型基台
Ｘの降下が停止し、上型基台Ｘは上昇するようになる。

上型基台Ｘの上昇の開始と共にピアスポンチ１及びアイ
アニングブツシュ２は上昇する。

一方、ノックアウトブツシュ３はフランジ５が圧縮空気
室４の最下位置に達するまでアイアニングポンチ６の先
端面に当接した状態を保ち、アイアニングブツシュ２の
下端面に付着して上昇する金属製プレート１０を分離す
る［第６図（Ｄ）］。

かかるノックアウトブツシュ３は、上型基台Ｘが上昇し
てフランジ５が圧縮空気室４の最下位置に達した後、上
型基台Ｘと共に所定の位置まで上昇する。

この様にして得られるカラー付透孔に、カラの高さを更
に高くずべく、更にアイアニング加工を施してもよく、
所定の高さのカラーが得られた後、必要に応じてカラー
の先端を折り曲げて鍔１０５を形成する［第７１１（ｄ
）の工程］。

かかる第５〜６図の金型においては、ノックアウトブツ
シュ３が圧縮空気の圧力によって付勢されているが、ス
プリング等の付勢部材であってもよい。

また、ピアスポンチ１の中央部に空気孔を設け、前記空
気孔から空気を吹き出して加工中に発生ずる金属粉や熱
を除去しつつ加工を行なってもよい。

（発明の効果〉 本発明によれば、低しごき率でも所定の高さのカラー付
透孔を得ることができ、加工後に特別な洗浄を必要とし
ない揮発性加工油及び／又は親水性コートが両面に形成
され熱交換性能に優れている親水性金属製プレートの工
業的使用を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図に示ずアイアニング金型の作用を説明するための説明
図、第３図は他の実施例の作用を説明するための説明図
、第４図は比較例の作用を説明するための説明図、第１
〜３図に示すアイアニング金型を使用した熱交換器用フ
ィンの製造金型の一例を示す断面図、第６図は第５図に
示す製造金型の動作を説明する説明図、第７図は熱交換
器用フィンの製造工程を説明する工程図、及び第８図は
従来のアイアニング金型の断面図を各々示す９ 図において、 １００・・・金属製プレート、１０１　　・・・穿設孔
、１０２・・・突出片、１１０，２１０，４１０　、　
、　、ダイス、２２０・・・ダイスの第２テーパ面、 ２２４・・・ダイスの第１テーパ面、 １１４、３１４．５１４・、・ポンチ、１１６、３１６
．５１０・・・ポンチの角部（しごき部）、３１８・・
・ポンチの第２テーパ面、 ３２２・・・ポンチの第１テーパ面 θ、θ′　・・・第２テーパ面の傾斜角。 第 図 第 図 （ａ） （ｂ） 手続補正書 平成 ３年 ３月２１日 平成０２年 特許願第１９１１１８２号 ２、発明の名称 熱交換器用フィンの製造金型 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．金属製プレートに穿設された穿設孔の周縁に突出加
   工によって形成される突出片を、先端部にしごき部が形
   成されているポンチとダイスとでしごき加工し、所定高
   さのカラーに形成する熱交換器用フィンの製造金型にお
   いて、 該ポンチがダイスの中空部内に進入し、ポ ンチ先端部のしごき部がポンチの内壁面とダイスの内壁
   面との間に挟まれている突出片の先端を越えたとき、 互いに対向するポンチの外壁面及びダイス の内壁面が突出片と接触している領域内に、両壁面間の
   距離が最小距離となる部分が存在し、 且つ前記部分の距離がポンチのダイス中へ の進入に伴い次第に短縮されて両壁面間に挟まれている
   突出片が展延されるように、 少なくともポンチの外壁面がテーパ面に形 成されていることを特徴とする熱交換器用フィンの製造
   金型。