WO2002072294A1 - Dispositif et procede de formage a la presse - Google Patents

Description

明 細 書 プレス成形方法およびプレス成形装置

発明の分野

本発明は、 長手方向に供給される帯状のワークに多数の溝を所定ピッチで順次 プレス加工して波形の製品を成形するためのプレス成形方法と、 そのプレス成形 方法を実施する際に好適に使用可能なプレス成形装置とに関する。

背景技術

米国特許第 4 2 9 5 6 8 9号明細書には、 一対の歯車間に帯状の金属板を嚙み 込ませることにより、 フオイル式流体軸受の波板状のフォイルをプレス成形する ものが記載されている。 また日本特開平 7— 8 8 5 6 4号公報には、 金属板の長 手方向中央に下型中央コマおよび上型中央コマで第 1溝をプレス成形し、 その溝 を前記下型中央コマおよび上型中央コマで保持した状態で、 その両側に 2組の下 型端コマおよび上型端コマで更に一対の第 2溝をプレス成形することにより、 前 記金属板を波形に成形して屈曲させるものが記載されている。

ところで、 上記米国特許第 4 2 9 5 6 8 9号明細書に記載されたものは、 歯車 を交換するだけで種々の形状の波板をプレス成形することができるが、 必要とす る波板の形状に合わせて歯車を製作する必要があるためにコストが嵩む問題があ り、 しかも金属板のスプリングバックが発生し易く、 歯車の嚙み合わせのみで波 形状を出すために波板の寸法精度が低く、 歯車における個々の歯の加工精度によ り成形される波形の寸法精度がばらつく問題がある。

また上記日本特開平 7— 8 8 5 6 4号公報に記載されたものは、 金属板の長手 方向中央に下型中央コマおよび上型中央コマで第 1溝をプレス加工する際には、 その両側の部分が第 1溝内に送り込まれるが、 第 1溝の両側に下型端コマおよび 上型端コマで第 2溝をプレス加工する際には、 下型中央コマおよび上型中央コマ に保持された第 1溝側の部分は第 2溝内に送り込まれることがないため、 金属板 の中央と両側とでスプリングバック量が一定とならず、 連続した波板を成形する と加工精度が低下する問題がある。

発明の開示 本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、 帯状のワークから波板を高精度 でプレス加工することが可能なプレス成形方法と、 そのプレス成形方法を実施す る際に好適に使用可能なプレス成形装置とを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、 本発明の第 1の特徴によれば、 長手方向に供給さ れる帯状のワークに多数の溝を所定ピッチで順次プレス加工して波形の製品を成 形するためのプレス成形方法において、 位置決め部でワークの溝を加圧して保持 する第 1工程と、 位置決め部でワークを保持したまま該位置決め部をプレスし、 該位置決め部に隣接するプレス加工部でワークに溝をプレス加工する第 2の工程 と、 ワークを前記所定ピッチだけ供給してプレス加工部でプレス加工された溝を 位置決め部に移動させる第 3工程とを繰り返し行うことを特徴とするプレス成形 方法が提案される。

上記構成によれば、 第 2工程においてプレス加工部でワークに溝をプレス加工 する際に、 前回の第 2工程においてプレス加工された溝を位置決め部に保持して 位置決めし、 プレス加工するので、 ワークの位置ずれを防止してプレス加工部で のプレス加工を精度良く行うことができる。 更に第 2工程でプレス加工されたヮ —クを位置決め部で再度プレスすることになるため、 スプリングバックにより発 生した該ワークの歪みをとり、 プレス成形の精度を高めることができる。 そして プレス加工部でプレス加工された溝は、 次回の第 2工程においてプレス加工部で ワークに新たな溝をプレス加工する際に、 位置決め部に保持されて位置決めに使 用されるので、 連続してプレス加工される全ての溝の加工基準が同じになり、 一 定のピッチを有する精度の高い波形の製品を成形することができる。

また本発明の第 2の特徴によれば、 上記第 1の特徴に加えて、 位置決め部の作 動ストロークがプレス加工部の作動ストロークよりも小さいことを特徴とするプ レス成形方法が提案される。

上記構成によれば、 位置決め部の作動ストロークがプレス加工部の作動スト口 —クよりも小さいので、 位置決め部によるワークの保持 （第 1工程） をプレス加 ェ部によるプレス加工 （第 2工程） に先立って行わせることができ、 ワークを位 置決め部に確実に保持した状態で溝のプレス加工を行うことができる。

また本発明の第 3の特徴によれば、 上記第 1の特徴に加えて、 位置決め部およ びプレス加工部の下方に、 プレス加工を終えて弧状に湾曲したワークが進入可能 な空洞部を設けたことを特徴とするプレス成形方法が提案される。

上記構成によれば、 位置決め部およびプレス加工部の下方に空洞部を設けたの で、 プレス加工を終えて弧状に湾曲したワークを空洞部に進入させることで、 加 ェ済のワークが他部材と干渉して変形するのを防止することができる。

また本発明の第 4の特徴によれば、 プレス歯ホルダーに形成した凹部に楔部材 を用いてプレス歯を着脱自在に固定したプレス型を備えたプレス成形装置であつ て、 プレス歯および楔部材はプレス加工方向に平行な分割面において摺動自在に 当接し、 楔部材はプレス歯ホルダ一に向かって幅狭になるようにプレス加工方向 に対して鋭角 αで傾斜する第 1傾斜面を備え、 この第 1傾斜面において該凹部の 第 1内壁面に摺動自在に当接し、 プレス歯はプレス歯ホルダーに向かって幅広に なるようにプレス加工方向に対して鋭角 3で傾斜した第 2傾斜面を備え、 この第 2傾斜面において該凹部の第 2内壁面に摺動自在に当接し、 楔部材にプレス歯ホ ルダ一に向かう荷重 F 1を加えて付勢することにより、 楔部材の第 1傾斜面が凹 部の第 1内壁面から受ける分割面と直交する方向の反力 F Xで楔部材をプレス歯 に向けて押圧し、 禊部材に押圧されたプレス歯の第 2傾斜面が凹部の第 2内壁面 から受けるプレス加工方向の反力 F yでプレス歯を凹部の底壁面に向けて付勢す ることにより、 プレス歯をプレス歯ホルダーの凹部に固定することを特徴とする プレス成形装置が提案される。

上記構成によれば、 楔部材にプレス歯ホルダーに向かう荷重 F 1を加えて付勢 すると、 楔部材の第 1傾斜面がプレス歯ホルダーの凹部の第 1内壁面から受ける 分割面と直交する方向の反力 F xが楔部材をプレス歯に向けて押圧するので、 楔 部材に押圧されたプレス歯の第 2傾斜面が凹部の第 2内壁面から受けるプレス加 ェ方向の反力 F yでプレス歯を凹部の底壁面に向けて付勢し、 プレス歯をプレス 歯ホルダーの凹部に強固に固定することができる。 しかも楔部材およびプレス歯 がプレス歯ホルダーの凹部に密着するのでプレス型の剛性が高められるだけでな く、 プレス歯の位置が一定して加工精度が高められる。 更に楔部材に加える荷重 F 1を解除するだけで、 楔部材からプレス歯に加わる反力 F xを消滅させて該プ レス歯をプレス歯ホルダ一に対して容易に着脱することができる。 また本発明の第 5の特徴によれば、 上記第 4の特徴に加えて、 前記プレス型の プレス歯と他のプレス型のプレス歯とがプレス加工方向に平行な摺動面において 摺動自在に当接し、 楔部材を付勢する荷重 F 1と、 楔部材の第 1傾斜面が凹部の 第 1内壁面から受ける反力 F Xと、 プレス歯の第 2傾斜面が凹部の第 2内壁面か ら受ける反力 F yと、 プレス荷重 F pと、 前記他のプレス型により拘束されたヮ —クからプレス歯が受ける分割面と直交する方向の荷重 f Xと、 プレス歯および 楔部材と凹部の底壁面との間の摩擦係数//との間に、

f x < ( F p + F y ) + F χ

が成立するように前記鋭角 αおよび前記鋭角 /3を決定したことを特徴とするプレ ス成形装置が提案される。

上記構成によれば、 プレス型のプレス歯を他のプレス型のプレス歯に押し付け ようとする荷重 ( F p + F y ) + F xが、 離反させようとする荷重 f Xよりも 大きくなるため、 両者のプレス歯が離れて加工精度が低下するのを確実に防止す ることができる。

また本発明の第 6の特徴によれば、 上記第 4または第 5の特徴に加えて、 0! =

0であることを特徴とするプレス成形装置が提案される。

上記構成によれば、 楔部材の第 1傾斜面の傾斜角である鋭角 αと、 プレス歯の 第 2傾斜面の傾斜角である鋭角 3とを等しく設定したので、 楔部材およびプレス 歯の製作が容易になつて加工精度も向上する。

また本発明の第 7の特徴によれば、 上記第 4または第 5の特徵に加えて、 α≥ βであることを特徴とするプレス成形装置が提案される。

上記構成によれば、 プレス歯が受けるプレス加工方向の反力 F yが小さくなつ て該プレス歯の固定力が減少するが、 強度を確保するために必要なプレス歯の全 幅を小さくすることができる。

また本発明の第 8の特徴によれば、 上記第 4または第 5の特徵に加えて、 ひく i3であることを特徴とするプレス成形装置が提案される。

上記構成によれば、 強度を確保するために必要なプレス歯の全幅が大きくなる が、 プレス歯が受けるプレス加工方向の反力 F yが大きくなつて該プレス歯の固 定カを増加させることができる。 尚、 実施例の下型ダイ 2 4、 第 1上型パンチ 3 3および第 2上型パンチ 3 4は 本発明のプレス型に対応する。

図面の簡単な説明

図 1〜図 1 0は本発明の第 1実施例を示すもので、 図 1はプレス成形装置の全 体側面図、 図 2は図 1の 2— 2線断面図、 図 3は図 1の 3— 3線断面図、 図 4は 図 1の 4— 4線断面図、 図 5は図 2の 5— 5線断面図、 図 6は図 5に対応する作 用説明図、 図 7は図 5に対応する作用説明図、 図 8は図 7の 8部拡大図、 図 9は 完成したプレス製品の湾曲状態を示す図、 図 1 0は傾斜角 a , ]3の作用を説明す る模式図である。

図 1 1 Aは、 傾斜角 α， /3を異ならせた本発明の第 2実施例を示す図である。 図 1 1 Bは、 傾斜角 3を異ならせた本発明の第 3実施例を示す図である。 図 1 2および図 1 3は本発明の第 4実施例を示すもので、 図 1 2は熱交換器の 斜視図、 図 1 3は図 1 2の 1 3— 1 3線拡大断面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の第 1実施例を図 1〜図 1 0に基づいて説明する。

図 1〜図 5に示すように、 本実施例のプレス成形装置はフオイル式流体軸受の フオイルとして用いられる波板を帯状の素材からプレス加工するためのものであ る。 プレス成形装置は、 固定されたロアプレート 1 1と、 この口アブレ一ト 1 1 の上方に配置されて図示せぬラムに接続されて昇降するアッパープレート 1 2と を備える。 口アブレ一ト 1 1は下側のロアプレートアウター 1 3の上面にロアプ レ一トインナ一 1 4を重ねてポルト 1 5…で結合したもので、 ロアプレートイン ナー 1 4の四隅に 4本のガイドロッド 1 6…が立設される。 アツパ一プレート 1 2は上側のアッパープレートアウター 1 7の下面にアッパープレートインナー 1 8を重ねてポルト 1 9…で結合したもので、 アツパ一プレートインナー 1 8の四 隅に固定された 4本のスライドガイド 2 0…に前記 4本のガイドロッド 1 6…の 上部が摺動自在に嵌合する。 ガイドロッド 1 6…の外周に嵌合するスプリング 2 1…が、 スライドガイド 2 0…の下端に固定したばね座 2 2…とロアプレートイ ンナー 1 4の上面に形成したばね座 1 4 a…との間に配置されており、 これらス プリング 2 1…の弾発力でアッパープレート 1 2は上向きに付勢される。 ロアプレートインナー 1 4の上面に、 ノックピン 2 3， 2 3で位置決めされた 下型ダイ 2 4がボルト 2 5…で固定される。 下型ダイ 2 4はプレス歯ホルダ一 2 6と、 このプレス歯ホルダ一 2 6の凹部 2 6 aに支持されたプレス歯 2 7と、 前 記凹部 2 6 aに支持されてポルト 2 8 , 2 8で固定された楔部材 2 9と、 プレス 歯ホルダー 2 6の上面にポルト 3 0， 3 0で固定されたワークガイド 3 1， 3 1 とを備える。 素材としてのワーク Wは厚さが約 0 . 1 mmの帯状の金属板であり 、 その左右両側縁がヮ一クガイド 3 1， 3 1に案内されて、 ローラ等の図示せぬ 自動供給装置で図 1の右側から左側に 1ピッチ P (図 8参照） ずつ間欠的に供給 される。 図 2および図 5に最も良く示されるように、 プレス歯ホルダ一 2 6の内 部には、 ワーク Wの供給方向に貫通する空洞部 3 2が形成される。

アッパープレート 1 2の下面には、 前記下型ダイ 2 4と協働してワーク Wをプ レス加工する第 1上型パンチ 3 3および第 2上型パンチ 3 4が設けられる。 第 1 上型パンチ 3 3はプレス歯ホルダ一 3 5と、 このプレス歯ホルダー 3 5の凹部 3 5 aに支持されたプレス歯 3 6と、 前記凹部 3 5 aに支持されてポルト 3 7 , 3 7で固定された楔部材 3 8とを備える。 第 2上型パンチ 3 4はプレス歯ホルダ一 3 9と、 このプレス歯ホルダー 3 9の凹部 3 9 aに支持されたプレス歯 4 0と、 前記凹部 3 9 aに支持されてポルト 4 1 , 4 1で固定された楔部材 4 2とを備え る。

第 2上型パンチ 3 4のプレス歯ホルダー 3 9の上面に形成されたフランジ 3 9 b , 3 9 b (図 2参照） は、 アツパ一プレートインナ一 1 8の下面にノックピン 4 3， 4 3で位置決めされてポルト 4 4， 4 4で固定される。 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯ホルダ一 3 9は第 1上型パンチ 3 3側に延びる左右一対のガイド壁 3 9 c , 3 9 c (図 4参照） を備えており、 両ガイド壁 3 9 c , 3 9 cの先端に ガイド板 4 5がポルト 4 6…で固定される。 そして第 1上型パンチ 3 3のプレス 歯ホルダー 3 5は、 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯ホルダ一 3 9の本体部と、 該 プレス歯ホルダ一 3 9の左右一対のガイド壁 3 9 c， 3 9 cと、 ガイド板 4 5と に案内されて、 第 2上型パンチ 3 4に対して相対的に昇降可能である。

アッパープレートインナー 1 8の下面に形成した凹部 1 8 aにボルト 4 7 , 4 7でばね座 4 8， 4 8が固定されており、 このばね座 4 8 , 4 8に上端を支持さ れたスプリング 4 9， 4 9の下端が、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯ホルダ一 3 5の上面に当接することにより、 第 1上型パンチ 3 3は下向きに付勢される。 こ のとき、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯ホルダ一 3 5の上面に設けたフランジ 3 5 b , 3 5 bが前記ガイド壁 3 9 c， 3 9 cの上面の段部 3 9 d , 3 9 d (図 2 参照） に当接することにより、 第 1上型パンチ 3 3の下限位置が規制される。 図 9において、 ワーク Wの供給方向 （図中左右方向） を X軸方向とし、 アツパ —プレート 1 2が昇降するプレス加工方向 （図中上下方向） を y軸方向とする。 下型ダイ 2 4のプレス歯ホルダ一 2 6の凹部 2 6 aは第 1内壁面 A 1、 底壁面 A 2、 第 2内壁面 A 3および底壁面 A 4を備える。 底壁面 A 2および底壁面 A 4は X軸と平行であり、 第 1内壁面 A 1および第 2内壁面 A 3は y軸に対してそれぞ れ鋭角ひ， ]3を成している。 実施例では、 a = i3 = l 5 ° である。 楔部材 2 9は 第 1傾斜面 B l、 外壁面 B 2および分割面 B 3を備えており、 プレス歯 2 7は分 割面 C l、 第 1外壁面 C 2、 第 2傾斜面 C 3および第 2外壁面 C 4を備えている 。 y軸と平行な楔部材 2 9の分割面 B 3およびプレス歯 2 7の分割面 C 1は相互 に摺動自在に当接し、 楔部材 2 9の第 1傾斜面 B 1は凹部 2 6 aの第 1内壁面 A 1に搢動自在に当接し、 プレス歯 2 7の第 2傾斜面 C 3は凹部 2 6 aの第 2内壁 面 A 3に摺動自在に当接し、 プレス歯 2 7の第 2外壁面 C 4は凹部 2 6 aの底壁 面 A 4に当接する。 そしてプレス歯 4 0の第 1外壁面 C 2と凹部 2 6 aの底壁面 A 2との間、 および楔部材 2 9の外壁面 B 2と凹部 2 6 aの底壁面 A 2との間に は僅かな隙間が形成されるとともに、 ポルト 2 8 , 2 8と楔部材 2 9のポルト孔 との間にも僅かな隙間が形成される。

第 1上型パンチ 3 3のプレス歯ホルダ一 3 5の凹部 3 5 aにプレス歯 3 6およ び楔部材 3 8を固定する構造と、 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯ホルダ一 3 9の 凹部 3 9 aにプレス歯 4 0および楔部材 4 2を固定する構造とは、 上述した下型 ダイ 2 4にプレス歯 2 7および楔部材 2 9を固定する構造と同一である。 図 9に おいて、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯ホルダ一 3 5の凹部 3 5 a、 プレス歯 3 6および楔部材 3 8の各面と、 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯ホルダー 3 9の凹 部 3 9 a、 プレス歯 4 0および楔部材 4 2の各面とには、 下型ダイ 2 4のプレス 歯ホルダー 2 6の凹部 2 6 a、 プレス歯 2 7および楔部材 2 9の対応する各面の 符号と同じ符号 A 1〜A 4 , B 1〜B 3 , C 1〜C 4が付してある。 また鋭角 α ， 3の大きさも、 下型ダイ 2 4、 第 1上型パンチ 3 3および第 2上型パンチ 3 4 の全てについて同一である。 尚、 本実施例では、 3個の楔部材 2 9 , 3 8 , 4 2 に互換性のある同一部材が使用されている。

加工基準ライン L上において、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯ホルダー 3 5の 摺動面 A 5と、 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯ホルダ一 3 9の摺動面 A 5とが摺 動自在に当接し、 かつ両プレス歯 3 6 , 4 0の摺動面 C 5， C 5が摺動自在に当 接する。 そして図 8に示すように、 加工基準ライン Lを挟んでワーク Wの供給方 向前下流において、 下型ダイ 2 4のプレス歯 2 7に第 1凹部 2 7 aが成形される とともに、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯 3 6に前記第 1凹部 2 7 aと協働する 第 1凸部 3 6 aが形成され、 また加工基準ライン Lを挟んでワーク Wの供給方向 上流側において、 下型ダイ 2 4のプレス歯 2 7に第 2凹部 2 7 bが形成されると ともに、 第 2上型パンチ 3 .4のプレス歯 4 0に前記第 2凹部 2 7 bと協働する第 2凸部 4 0 aが形成される。 そして第 1凹部 2 7 aおよび第 1凸部 3 6 aにより 位置決め部 5 0が構成され、 第 2凹部 2 7 bおよび第 2凸部 4 0 aによりプレス 加工部 5 1が構成される。

次に、 上記構成を備えた本発明の実施例の作用を、 主として図 5〜図 8を参照 しながら説明する。

素材としてのワーク Wを図 5の右側から供給し、 その先端が下型ダイ 2 4の上 面に重なる位置に停止させる。 この状態から図示せぬラムを駆動してアッパープ レート 1 2を下降させると、 第 1上型パンチ 3 3および第 2上型パンチ 3 4がー 体に下降を開始する。 第 1上型パンチ 3 3は第 2上型パンチ 3 4よりも低い位置 にあるため、 図 6に示すように、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯 3 6の第 1凸部 3 6 aが最初にワーク Wに当接し、 下型ダイ 2 4のプレス歯 2 7の第 1凹部 2 7 aと協働してワークに溝 g (図 8参照） をプレス加工する。 このとき、 第 1上型 パンチ 3 3はスプリング 4 9 , 4 9を圧縮しながら下降し、 スプリング 4 9 , 4 9の弹発力である 5 0 k gの荷重でワーク Wを保持する。 以上が本発明の第 1ェ 程となるが、 加工開始後の最初の第 1工程のみ、 上述したように第 1凸部 3 6 a および第 1凹部 2 7 aよりなる位置決め部 5 0はワーク Wをプレス加工し、 2回 目以降の第 1工程では位置決め部 5 0は後述する第 2工程でプレス加工された溝 gを保持し、 それに続く第 2工程でワーク Wをプレス加工することとなる。

ラムを駆動してアツパ一プレート 1 2を更に下降させると、 下型ダイ 2 4によ り下降を拘束された第 1上型パンチ 3 3に対して、 第 2上型パンチ 3 4が相対的 に下降し、 図 7に示すように、 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯 4 0の第 2凸部 4 0 aと下型ダイ 2 4のプレス歯 2 7の第 2凹部 2 7 bとで構成されるプレス加工 部 5 1と、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯 3 6の第 2凸部 3 6 aと下型ダイ 2 4 のプレス歯 2 7の第 1凹部 2 7 aとで構成される位置決め部 5 0とが、 1 t o n のプレス荷重でワーク Wに溝 gをプレス加工する。 その際に、 位置決め部 5 0が ワーク Wを保持して移動不能に位置決めしながらプレス成形しているので、 プレ ス加工部 5 1は加工基準ライン Lを基準として溝 gを精密にプレス加工すること ができる。 その後に、 ラムを駆動してアッパープレート 1 2を元の位置に上昇さ せ、 第 2工程を終了する。

続く第 3工程において、 ワーク Wを図 8に示す 1ピッチ P分だけ供給し、 プレ ス加工部 5 1でプレス加工した溝 gを位置決め部 5 0まで移動させる。 この状態 で第 1工程に戻ってアッパープレート 1 2を下降させると、 先ず位置決め部 5 0 が既に第 2工程で加工済の溝 gを保持して位置決めし、 続く第 2工程でプレス加 ェ部 5 1および位置決め部 5 0が、 それぞれワーク Wに新たな溝 gと前回の第 2 工程で加工済の溝 gとをプレス加工する。 而して、 上記第 1工程〜第 3工程を繰 り返すことにより、 ワーク Wに一定ピッチ Pの溝 gを連続的にプレス加工して波 形の製品を成形することができる。 このように、 プレス加工部 5 1でワーク Wに 溝 gをプレス加工するとき、 その下流側の溝 gが位置決め部 5 0で保持されて位 置決めしながらプレス成形されており、 しかもプレス加工部 5 1におけるプレス 加工は毎回同じ条件で実行され、 プレス加工部 5 1でワーク Wにプレス加工され た溝 gのスプリングバックによる歪みを取り除くことができるため、 一定ピッチ Pを有する寸法精度の高い製品を得ることができる。

但し、 加工開始後の最初の第 1工程で位置決め部 5 0によりプレス加工された 最初の溝 gだけは、 2番目以降の溝 gと異なる手順で加工されているため （プレ ス加工部 5 1による第 2工程を経ていないため）、 2番目以降の溝 gと異なる寸 法精度となっている可能性があるが、 この最初の溝 gを製品として使用しなけれ ば特に支障はない。

図 9に示すように、 位置決め部 5 0から送り出された波板状の製品は、 プレス 加工の影響と重力の影響とにより下向きに弧状に湾曲した形状となるが、 前記湾 曲した製品を下型ダイ 2 4に形成した空洞部 3 2内に進入させることにより、 そ の製品が他部材と干渉して変形するのを防止することができる。

下型ダイ 2 4のプレス歯 2 7、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯 3 6および第 2 上型パンチ 3 4のプレス歯 4 0の着脱は、 同じ手順で簡単に行うことが可能であ る。 図 9を参照しながら、 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯 4 0を例にとって説明 すると、 ポルト 4 1， 4 1で楔部材 4 2をプレス歯ホルダ一 3 9に対して上向き に締め付けると、 ポルト 4 1， 4 1と楔部材 4 2のポルト孔との間に若干の隙間 が存在することから、 楔部材 4 2の第 1傾斜面 B 1がプレス歯ホルダー 3 9の凹 部 3 9 aの第 1内壁面 A 1から受ける左向きの荷重によりプレス歯 4 0に向けて 付勢される。

すると、 分割面 C l， B 3を介して伝達される荷重でプレス歯 4 0の第 2傾斜 面 C 3がプレス歯ホルダ一 3 9の第 2内壁面 A 3に押し付けられるため、 その反 力でプレス歯 4 0は上向きに付勢され、 プレス歯 4 0の第 2外壁面 C 4がプレス 歯ホルダー 3 9の底壁面 A 4に押し付けられて強固に固定され、 第 1外壁面 C 2 と底壁面 A 2との間に若干の隙間が形成される。 このとき、 楔部材 4 2の上方へ の移動を妨げないように、 楔部材 4 2の外壁面 B 2とプレス歯ホルダ一 3 9の底 壁面 A 2との間に若干の隙間が形成される。 プレス歯 4 0の第 2外壁面 C 4とプ レス歯ホルダー 3 9の底壁面 A 4とにより強固に固定された範囲内にプレス加工 部 5 1が配置されるため、 成形荷重がワーク Wに確実に伝わり、 溝 gのプレス成 形精度を高めることができる。

プレス歯 4 0を取り外すには、 ポルト 4 1， 4 1を緩めて楔部材 4 2を僅かに 下降させれば良い。 禊部材 4 2の下降により該楔部材 4 2は第 1傾斜面 B 1を第 1内壁面 A 1に案内されて右方向に移動するため、 プレス歯 4 0も右方向に移動 可能となって第 2傾斜面 C 3および第 2内壁面 A 3間の面圧が失われ、 プレス歯 4 0を図 9の紙面に垂直方向に抜き取ることが可能となる。 このように楔部材 4 2を用いてプレス歯 4 0の着脱を行うので、 簡単な操作でプレス歯 4 0の着脱を 可能にしながら、 プレス歯 4 0をプレス歯ホルダー 3 9の凹部 3 9 aに強固に固 定することができるばかりでなく、 プレス歯 4 0が着脱毎に同じ位置に来るよう に再現性を持たせて固定することができる。 しかも楔部材 4 2およびプレス歯 4 0がプレス歯ホルダー 3 9の凹部 3 9 aに密着するので第 2上型パンチ 3 4の剛 性が高められるだけでなく、 プレス歯 4 0の位置が一定して加工精度が高められ る。

次に、 楔部材 2 9， 3 8 , 4 2の第 1傾斜面 B 1の傾斜角 α;およびプレス歯 2 7 , 3 6 , 4 0の第 2傾斜面 C 3の傾斜角 /3の作用を、 第 2上型パンチ 3 4を例 にとつて考察する。 図 1 0において使用される記号の意味が以下に示される。

F 1 ；ポルト 4 1 , 4 1が楔部材 4 2を上向きに付勢する荷重

F x ；荷重 F 1により第 1傾斜面 B 1が第 1内壁面 A 1から受ける反力の X軸 方向 （図中左右方向） の成分

F y ；荷重 F Xにより第 2傾斜面 C 3が第 2内壁面 A 3から受ける反力の y軸 方向 （図中上下方向） の成分

f X ； プレス歯 4 0の第 2凸部 4 0 aがワーク Wおよび下型ダイ 2 4から受け る X軸方向 （図中左右方向） の荷重

F p ；第 2上型パンチ 3 4を下向きに駆動するプレス荷重

II ；底壁面 A 4と第 2外壁面 C 4との間の最大静摩擦係数

前記第 2工程において第 2上型パンチ 3 4が下降してプレス加工部 5 1がヮ一 ク Wに溝 gをプレス加工する際に、 その加工精度を維持するには、 第 1上型パン チ 3 3のプレス歯 3 6の摺動面 C 5に対して第 2上型パンチ 3 4のプレス歯 4 0 の摺動面 C 5が密着状態を保つことが必要である。 このとき、 既に下型ダイ 2 4 と係合状態にある第 1上型パンチ 3 3は左右方向に拘束されているが、 下降しな がらワーク Wに溝 gをプレス加工する第 2上型パンチ 3 4のプレス歯 4 0は、 ヮ ーク Wおよび下型ダイ 2 4から右方向 （第 1上型パンチ 3 3から離反する方向） の荷重 f Xを受けることになる。 一方、 第 2上型パンチ 3 4のプレス歯 4 0は、 ポルト 4 1， 4 1による荷重 F 1とプレス荷重 F pとに起因する左方向 （第 1上 型パンチ 3 3に接近する方向） の荷重 ( F p + F y ) + F xを受け、 この左方 向の荷重 (Fp + Fy) + Fxが前記右方向; f xよりも大きければ、 つまり f Xぐ [i (Fp + Fy) +F x

が成立すれば、 第 1上型パンチ 33のプレス歯 36の摺動面 C 5に対して第 2上 型パンチ 34のプレス歯 40の摺動面 C 5が密着状態を保つことができる。

上式の右辺第 2項の Fxは、 荷重 F 1により第 1傾斜面 B 1が第 1内壁面 A 1 から受ける反力の左向きの成分であって、 その大きさは傾斜角 αが小さいほど大 きくなる。 上式の右辺第 1項の (Fp + Fy) は、 プレス歯 40がプレス歯ホ ルダ一 39から受ける左向きの摩擦力であって、 プレス荷重である Fpは一定値 であるのに対し、 荷重 F 1に起因して第 2傾斜面 C 3が第 2内壁面 A 3から受け る反力の上向きの成分である Fyは、 傾斜角 が大きいほど大きくなる。 従って 、 2つの傾斜角 a, iSを上式を満たすように設定することで、 第 1上型パンチ 3 3のプレス歯 36の摺動面 C 5に対して第 2上型パンチ 34のプレス歯 40の摺 動面 C 5が密着状態を保つことができる。

αの余角を α' (=90° — a) とし、 ]3の余角を jS' (=90° 一 β) とし たとき、 Fx = F l X t an o;' となり、 余角 が大きいほど、 つまり傾斜角 が小さいほど荷重 F Xが大きくなる。 荷重 F Xが大きくなると荷重 F yも大き くなり、 従って右向きの荷重 f Xに対抗する左向きの荷重 (F + Fy) +F Xも大きくなつて好ましいが、 その反面として、 楔部材 42を緩めてもプレス歯 ホルダー 39からプレス歯 40が抜け難くなるという問題がある。 そこで本実施 例では、 傾斜角《を 15° に設定し、 製作の容易さや加工精度の観点から傾斜角 βも同じく 15 ° に設定している。

さて、 y軸方向の荷重 Fyは、 Fy = F l X ( t a η α ' / t a η β ' ) で与 えられ、 本実施例の如く α' = β ' であれば Fx = Fyとなる。 それに対して、 第 2実施例である図 1 1 Aに示すように、 α' ≤]3 ' (つまり οί≥ ) に設定す れば、 Fy≤F Xとなって Fyが減少し、 右向きの荷重 f Xに対抗する左向きの 荷重 (F + Fy) +Fxが減少してしまう。 しかしながら、 プレス歯 40の 強度上必要な最小幅 w 1を確保するための該プレス歯 40の全幅 w 2を小さくで きるという利点がある。 以上のことから、 a≥i3の仕様は、 プレス歯 40をプレ ス歯 36から離反させようとする右向きの荷重 f Xが小さい場合に好適である。 また第 3実施例である図 1 I Bに示すように、 α ' > β ' (つまり α < ]3 ) に 設定すれば、 F y > F xとなって F yが増加し、 右向きの荷重 f xに対抗する左 向きの荷重 i ( F p + F y ) + F xを増加させることができる。 しかしながら、 プレス歯 4 0の強度上必要な最小幅 w 1を確保するための該プレス歯 4 0の全幅 w 2が大きくなるという欠点が発生してしまう。 以上のことから、 αく |3の仕様 は、 プレス歯 4 0をプレス歯 3 6から離反させようとする右向きの荷重 f Xが大 きい場合に好適である。

次に、 図 1 2および図 1 3に基づいて本発明の第 4実施例を説明する。

上述した第 1実施例のプレス成形装置は、 フォイル式流体軸受のフオイルとし て用いられる波板を帯状の素材からプレス加工するためのものであるが、 そのプ レス成形装置を、 熱交換器の波状に屈曲した伝熱板のプレス加工に対しても適用 することができる。 以下、 波状に屈曲した伝熱板を備えた熱交換器の構造を説明 する。

熱交換器 6 1は、 断面 U字状の本体ケーシング 6 2と、 本体ケーシング 6 2の 上面開口部を覆うカバープレート 6 3と、 本体ケーシング 6 2の両端開口部を覆 う一対のエンドプレート 6 4 , 6 4とを備えて概略直方体状に形成されており、 その内部に第 1実施例で説明したプレス成形装置で帯状の金属板からプレス成形 したヮ一ク Wとしての伝熱板 6 5が収納される。 伝熱板 6 5の両側部は本体ケ一 シング 6 2およびカバープレート 6 3間に挟まれて固定される。

伝熱板 6 5は谷部 6 5 a…および山部 6 5 b…が連続する形状を有しており、 谷部 6 5 a…を本体ケーシング 6 2の上面に固定し、 山部 6 5 b…をカバ一プレ ート 6 3の下面に固定することで、 高温流体が流れる高温流体通路 6 6…と低温 流体が流れる低温流体通路 6 7…とが伝熱板 6 5を挟んで交互に形成される。 力パープレート 6 3の一端側および他端側に、 高温流体通路 6 6…に連通する 長溝状の高温流体入口ポート 6 3 aおよび高温流体出口ポート 6 3 bが形成され 、 また本体ケーシング 6 2の他端側および一端側に、 低温流体通路 6 7…に連通 する長溝状の低温流体入口ポート 6 2 aおよび低温流体出口ポート 6 2 bが形成 される。

而して、 高温流体通路 6 6…を流れる高温流体と低温流体通路 6 7…を流れる 低温流体とは伝熱板 6 5を介して相互に熱交換する。 このとき、 高温流体入口ポ —ト 6 3 aおよび低温流体出口ポート 6 2 bは熱交換器 6 1の表裏の対応する位 置に設けられており、 また高温流体出口ポート 6 3 bおよび低温流体入口ポート 6 2 aは熱交換器 6 1の表裏の対応する位置に設けられているため、 高温流体と 低温流体とは相互に逆方向に流れていわゆるカウンターフロー状態になり、 高温 流体通路 6 6…および低温流体通路 6 7…の全域に亘つて高温流体と低温流体と の温度差を大きく保って熱交換効率を高めることができる。

一般に、 熱交換器 6 1では一定の空間内に伝熱板 6 5を高密度で配置するほど 熱交換効率が高まるため、 伝熱板 6 5の谷部 6 5 a…および山部 6 5 b…の曲げ 半径が小さくなり、 スプリングパックの影響で正確な波状にプレス成形すること が困難となる。 また伝熱板 6 5の谷部 6 5 a…および山部 6 5 b…間の距離が不 均一になると、 谷部 6 5 a…および山部 6 5 b…を本体ケ一シング 6 2および力 バープレート 6 3に接続する部分に隙間が発生して高温流体と低温流体とが混じ り合ってしまう可能性がある。 しかしながら、 本発明のプレス成形装置によって 成形した伝熱板 6 5は極めて正確な寸法を有するため、 上述した不具合の発生を 確実に回避することができる。

以上、 本発明の実施例を詳述したが、 本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種 々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、 実施例ではフオイル式流体軸受のフオイルとして用いられる波板や熱 交換器の伝熱板として用いられる波板を帯状の素材からプレス加工するためのプ レス成形装置を例示したが、 本発明は他の任意の用途のプレス成形方法およびプ レス成形装置に適用することができる。

産業上の利用可能性

以上のように、 本発明に係るプレス成形方法およびプレス成形装置は、 帯状の 素材から波板を精密な形状でプレス加工する際に効果的に用いることが可能であ る。

Claims

請求の範囲

1. 長手方向に供給される帯状のワーク （W) に多数の溝 （g) を所定ピッチ （ P) で順次プレス加工して波形の製品を成形するためのプレス成形方法において 位置決め部 （50) でワーク （W) の溝 （g) を加圧して保持する第 1工程と 位置決め部 （50) でヮ一ク （W) を保持したまま該位置決め部 （50) をプ レスし、 該位置決め部 （50) に隣接するプレス加工部 （51) でワーク （W) に溝 （g) をプレス加工する第 2の工程と、

ワーク （W) を前記所定ピッチ （P) だけ供給してプレス加工部 （5 1) でプ レス加工された溝 （g) を位置決め部 （50) に移動させる第 3工程と、 を繰り返し行うことを特徴とするプレス成形方法。

2. 位置決め部 （50) の作動ストロークがプレス加工部 （51) の作動スト口 ークよりも小さいことを特徴とする、 請求項 1に記載のプレス成形方法。

3. 位置決め部 （50) およびプレス加工部 （51) の下方に、 プレス加工を終 えて弧状に湾曲したワーク （W) が進入可能な空洞部 （32) を設けたことを特 徵とする、 請求項 1に記載のプレス成形方法。

4. プレス歯ホルダー （26, 35, 39) に形成した凹部 （26 a, 35 a, 39 a) に楔部材 （29, 38, 42) を用いてプレス歯 （27, 36， 40) を着脱自在に固定したプレス型 （24， 33, 34) を備えたプレス成形装置で あって、

プレス歯 （27， 36, 40) および楔部材 （29， 38， 42) はプレス加 ェ方向に平行な分割面 （C I, B 3) において摺動自在に当接し、

楔部材 （29， 38, 42) はプレス歯ホルダー （26， 35， 39) に向か つて幅狭になるようにプレス加工方向に対して鋭角 aで傾斜する第 1傾斜面 （ B 1) を備え、 この第 1傾斜面 （B 1) において該凹部 （26 a, 35 a, 39 a ) の第 1内壁面 （A1) に摺動自在に当接し、

プレス歯 （27, 36, 40) はプレス歯ホルダ一 （26, 35， 39) に向 かつて幅広になるようにプレス加工方向に対して鋭角 ;3で傾斜した第 2傾斜面 （ C 3) を備え、 この第 2傾斜面 （C 3) において該凹部 （26 a， 35 a, 39 a) の第 2内壁面 （A3) に摺動自在に当接し、

楔部材 （29, 38, 42) にプレス歯ホルダ一 （26, 35, 39) に向か う荷重 F 1を加えて付勢することにより、 楔部材 （29， 38, 42) の第 1傾 斜面 （B 1) が凹部 （26 a, 35 a， 39 a) の第 1内壁面 （A1) から受け る分割面 （C l， B 3) と直交する方向の反力 Fxで楔部材 （29, 38， 42 ) をプレス歯 （27, 36， 40) に向けて押圧し、 楔部材 （29, 38， 42 ) に押圧されたプレス歯 （27， 36， 40) の第 2傾斜面 （C 3) が凹部 （2 6 a, 35 a, 39 a ) の第 2内壁面 （A 3 ) から受けるプレス加工方向の反力 Fyでプレス歯 （27, 36， 40) を凹部 （26 a， 35 a, 39 a) の底壁 面 （A4) に向けて付勢することにより、 プレス歯 （27, 36， 40) をプレ ス歯ホルダー （26， 35， 39) の凹部 （26 a， 35 a， 39 a) に固定す ることを特徴とするプレス成形装置。

5. 前記プレス型 （34) のプレス歯 （40) と他のプレス型 （33) のプレス 歯 （36) とがプレス加工方向に平行な摺動面 （C 5) において摺動自在に当接 し、

楔部材 （42) を付勢する荷重 F 1と、 楔部材 （42) の第 1傾斜面 （B 1) が凹部 （39 a) の第 1内壁面 （A1) から受ける反力 Fxと、 プレス歯 （40 ) の第 2傾斜面 （C 3) が凹部 （39 a) の第 2内壁面 （A3) から受ける反力

Fyと、 プレス荷重 Fpと、 前記他のプレス型 （33) により拘束されたワーク (W) からプレス歯 （40) が受ける分割面 （C l， B 3) と直交する方向の荷 重 ί Xと、 プレス歯 （40) および楔部材 （42) と凹部 （39 a) の底壁面 （

A4) との間の摩擦係数 との間に、

f χ< (F p + Fy) +F x

が成立するように前記鋭角 αおよび前記鋭角 |3を決定したことを特徴とする、 請 求項 4に記載のプレス成形装置。

6. であることを特徴とする、 請求項 4または請求項 5に記載のプレス成

7. a≥jSであることを特徴とする、 請求項 4または請求項 5に記載のプレス成

8. a<iSであることを特徴とする、 請求項 4または請求項 5に記載のプレス成