(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のワークの水平に延びる鍔部端縁に起立するフランジ部の内方に、他方のワークの水平に延びる鍔部を対応させて上下に積み重ねた一対のワークに対し、一方のワークのフランジ部を他方のワークの鍔部を挟み込んで内方に折り返し、該折り返し部にかしめ加工を施してワーク同士を一体に連結するかしめ加工装置であって、前記一対のワークを上下に積み上げて載置するワーク載置部と、該ワーク載置部に向かって進退自在の台座部と、上下方向に移動自在であって上方に付勢され、下方に移動する際に、前記台座部を進出させるカム部材と、前記台座部に設けられ、該台座部の進出により前記ワークのフランジ部に向かって進出して該フランジ部を下方から当接支持する支持部を備えた下型と、前記台座部に設けられて下型の上方に昇降自在に設けられ、該台座部の進出により該下型との間に前記ワークのフランジ部を押入して前記折り返し部を形成する成形部を備えた上型と、該上型を前記下型の上方に所定間隔を存して上方向に付勢する付勢手段と、前記カム部材を押圧した後、連続して前記上型をその付勢に対抗して押圧し、上型を下型上の前記折り返し部に圧接してかしめ加工を施す押圧手段とを備えることを特徴とするかしめ加工装置。
【請求項２】
水平に延びる鍔部が上下端に形成され、該上端の鍔部の端縁に起立するフランジ部が形成された複数のワークを、互いに鍔部同士を重合して複数の重合部を形成して積み上げ、各重合部において、上下に隣接する下方のワークのフランジ部を上方のワークの鍔部を挟み込んで内方に折り返し、該折り返し部にかしめ加工を施して複数のワークを一体に連結するかしめ加工装置であって、複数のワークを積み上げて載置するワーク載置部と、該ワーク載置部に向かって進退自在の台座部と、上下方向に移動自在であって上方に付勢され、下方に移動する際に前記台座部を進出させるカム部材と、前記台座部に設けられ、該台座部の進出により前記ワークのフランジ部に向かって進出して各フランジ部を下方から当接支持する支持部を備えた複数の下型と、前記台座部に設けられて各下型に向かって昇降自在であり、該台座部の進出により各下型との間に各フランジ部を押入して前記折り返し部を形成する成形部を備えた複数の上型と、各下型を貫通して各上型を連結して各上型の昇降動を同期させる連結部材と、該連結部材を介して各上型を各下型の上方に所定間隔を存して上方向に付勢する付勢手段と、前記カム部材を押圧した後、連続して各上型をその付勢に対抗して押圧し、各上型を各下型上の折り返し部に圧接してかしめ加工を施す押圧手段とを備えることを特徴とするかしめ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のワークをかしめ加工により連結するかしめ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、温風ヒータ等の熱交換器は、全体として大径部と小径部とを交互に備えており、これは、両端に大径の開口が形成され、胴部が小径に形成されたワークである複数の円筒部材を積み上げて一体に連結することにより形成される。
【０００３】
各円筒部材の大径部の周縁には径方向に水平に延出する鍔部が形成されており、一方の鍔部にはその端縁から起立するフランジ部が形成されている。複数の円筒部材を連結するときには、互いに隣り合う円筒部材において一方の円筒部材のフランジ部を、他方の円筒部材の鍔部を挟み込んで内方に折り返し、該折り返し部にかしめ加工を施す。また、各円筒部材間に、薄板状の金属鋼板よりなる整流板が設けられる場合があり、この場合には、該整流板は互いに重合された鍔部の間に挟み込まれて前記かしめ加工によって固定される。
【０００４】
従来、この種のかしめ加工は、整流板を介して各鍔部同士を重合させた複数の円筒部材を一体にその軸方向に回転させつつ、各フランジ部の一部に押圧治具を圧接して各フランジ部を折り返すと共にかしめる装置により行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のような装置によるかしめ加工においては、未だ一体に連結されていない複数の円筒部材が一体に回転され、その回転中に、各フランジ部の一部に押圧治具が圧接されることによって、フランジ部は円筒部材の回転中に徐々に折り返されるので、加工時間が比較的長くかかり、製造効率が低い不都合がある。
【０００６】
また、押圧治具をフランジ部に圧接した状態で円筒部材を回転させる場合、各円筒部材同士や前記整流板に位置ずれが生じ、精度が低くなる不都合がある。
【０００７】
かかる不都合を解消して、本発明は、各ワーク同士の位置ずれ等を防止して精度の高いかしめ加工を施すことができ、また、迅速にかしめ加工を施すことができて製造効率を向上させることができるかしめ加工装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、一方のワークの水平に延びる鍔部端縁に起立するフランジ部の内方に、他方のワークの水平に延びる鍔部を対応させて上下に積み重ねた一対のワークに対し、一方のワークのフランジ部を他方のワークの鍔部を挟み込んで内方に折り返し、該折り返し部にかしめ加工を施してワーク同士を一体に連結するかしめ加工装置であって、前記一対のワークを上下に積み上げて載置するワーク載置部と、該ワーク載置部に向かって進退自在の台座部と、上下方向に移動自在であって上方に付勢され、下方に移動する際に、前記台座部を進出させるカム部材と、前記台座部に設けられ、該台座部の進出により前記ワークのフランジ部に向かって進出して該フランジ部を下方から当接支持する支持部を備えた下型と、前記台座部に設けられて下型の上方に昇降自在に設けられ、該台座部の進出により該下型との間に前記ワークのフランジ部を押入して前記折り返し部を形成する成形部を備えた上型と、該上型を前記下型の上方に所定間隔を存して上方向に付勢する付勢手段と、前記カム部材を押圧した後、連続して前記上型をその付勢に対抗して押圧し、上型を下型上の前記折り返し部に圧接してかしめ加工を施す押圧手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明のかしめ加工装置によれば、先ず、前記ワーク載置部に前記一対のワークを積み上げて載置する。このとき、一方のワークのフランジ部に他方のワークの鍔部が対応して当接している。次いで、前記押圧手段が前記カム部材を押圧する。これにより、前記台座部が前進し、下型と上型とがワークのフランジ部に圧接される。そして、下型の支持部と上型の成形部との間にフランジ部が圧入され、該フランジ部が他方のワークの鍔部を挟み込んで内方に折り返される。続いて、前記押圧手段は更に上型を押圧する。これにより、上型は下型に接近し、下型の支持部と上型の成形部との間で折り返し成形された折り返し部が圧接されかしめ加工が施される。
【００１０】
このように、本発明によれば前記押圧手段による一回の押圧動作で、台座部の前進及び上型と下型との圧接が行われる。これにより、折り返し部の成形及びかしめ加工を連続して迅速に行うことができ、製造効率を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明は、水平に延びる鍔部が上下端に形成され、該上端の鍔部の端縁に起立するフランジ部が形成された複数のワークを、互いに鍔部同士を重合して複数の重合部を形成して積み上げ、各重合部において、上下に隣接する下方のワークのフランジ部を上方のワークの鍔部を挟み込んで内方に折り返し、該折り返し部にかしめ加工を施して複数のワークを一体に連結するかしめ加工装置であって、複数のワークを積み上げて載置するワーク載置部と、該ワーク載置部に向かって進退自在の台座部と、上下方向に移動自在であって上方に付勢され、下方に移動する際に前記台座部を進出させるカム部材と、前記台座部に設けられ、該台座部の進出により前記ワークのフランジ部に向かって進出して各フランジ部を下方から当接支持する支持部を備えた複数の下型と、前記台座部に設けられて各下型に向かって昇降自在であり、該台座部の進出により各下型との間に各フランジ部を押入して前記折り返し部を形成する成形部を備えた複数の上型と、各下型を貫通して各上型を連結して各上型の昇降動を同期させる連結部材と、該連結部材を介して各上型を各下型の上方に所定間隔を存して上方向に付勢する付勢手段と、前記カム部材を押圧した後、連続して各上型をその付勢に対抗して押圧し、各上型を各下型上の折り返し部に圧接してかしめ加工を施す押圧手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によるときには、複数のワークを積み上げてワーク載置部に載置する。このとき、ワーク載置部には、上下に隣接するワークの鍔部同士が重合された重合部が複数形成された状態で複数のワークが載置されている。下型及び上型は、各重合部に対応して、それぞれ複数設けられている。
【００１５】
そして先ず、前記押圧手段が前記カム部材を押圧し、前記台座部を前進させる。該台座部の前進により、各下型と各上型とがワークの複数のフランジ部に圧接される。そして、各下型の支持部とそれに対応する各上型の成形部との間にそれぞれのフランジ部が圧入されて折り返される。続いて、前記押圧手段は更に最上部に位置する上型を押圧する。これにより、全ての上型は、連結部材を介して一体的に各下型に接近するように同時に移動され、各下型の支持部とそれに対応する各上型の成形部との間で折り返し成形された各折り返し部が圧接され、同時に複数の折り返し部にかしめ加工が施される。
【００１６】
このように、本発明によれば前記押圧手段による一回の押圧動作で、複数の前記重合部に折り返し部の成形及びかしめ加工を同時に迅速に行うことができ、製造効率を向上させることができる。また、このとき、各上型は連結部材によって一体的に移動可能とされているので、際上部に位置する上型に付与された前記押圧手段による押圧力を、全ての上型に均等にかけることができ、精度の高いかしめ加工を同時に複数箇所に施すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のかしめ加工装置を一部縦断面視して示す説明的側面図、図２は図１の一部を取り除いた説明的平面図、図３はワークの積み上げ構成を示す断面説明図、図４及び図５は本実施形態のかしめ加工装置の作動説明図、図６はかしめ加工工程を示す説明図である。
【００１９】
本実施形態のかしめ加工装置１は、図１に示すように、円筒状の複数のワークを積み重ねてなる筒状体２にかしめ加工を施すものである。該筒状体２は、温風ヒータ等に用いる熱交換器を形成するものであり、図示するように、下端の流入管３と上端の流出管４との間に、複数の大径部５と複数の小径部６とが交互に設けられた円筒形状を有している。本実施形態のかしめ加工装置１は、詳しくは後述するように、各大径部５（図１示で６箇所）の周縁に形成されているフランジ部７を折り返し、かしめ加工を施す。
【００２０】
図１において、８は押圧手段であるプレス装置の昇降ブロック、９は該昇降ブロック８の下方位置にワークを積み重ねてなる筒状体２を載置するワーク載置部、１０はワーク載置部９の左右両側に設けられた一対の金型ユニット、１１は該金型ユニット１０を一体に搭載して機台１２上を摺動自在であり互いに離接自在の一対の台座部、１３は金型ユニット１２の背後に設けられ該金型ユニット１２と共に前記台座部１１に一体に設けられた水平動作カム部材、１４は該水平動作カム部材１３に対応して上下方向に移動する上下作動カム部材である。図１及び図２に示すように、金型ユニット１０、台座部１１、水平動作カム部材１３、及び上下作動カム部材１４は、ワーク載置部９を介して左右対称に設けられている。以下の説明において特に断りの無い場合は全て左右共通の構成である。
【００２１】
前記ワーク載置部９に載置される筒状体２は、図３に一部を分解して示すように、ワークの一つである流入管３を最下部に位置させ、該流入管３上に、他のワークである複数の円筒部材１５を金属製円盤状の板材（熱交換器の整流板１６）を介して積み上げ、図１に示すように、最上部に他のワークである流出管４を載置することによって形成されている。図３に示すように、流入管３は、上端部に大径部５ａを備え、該大径部５ａの周縁には直径方向に延出する鍔部１７と、該鍔部１７の周縁から起立するフランジ部７とが形成されている。円筒部材１５は中央部に小径部６が形成されておりその上端部に第１の大径部５ａが、下端部に第２の大径部５ｂが形成されている。更に、両大径部５ａ，５ｂの周縁には直径方向に延出する鍔部１７，１７が形成されており、第１の大径部５ａの鍔部１７の周縁にはフランジ部７が形成されている。流出管４は、図３において図示を省略するが、下端部に前記円筒部材１５の第２の大径部５ｂと同様な鍔部を備える大径部が形成されている。そして、流入管３の鍔部１７に、整流板１６を介して一円筒部材１５の第２の大径部５ｂの鍔部１７を重合させる。その上に更に、他の複数（本実施形態では５個）の円筒部材１５を各鍔部１７同士を整流板１６を介して重合させて順次積み上げ、最上部の円筒部材１５上に整流板１６を介して流出管４を載置する。これによって、該筒状体２には、図１に破断して示すように、複数（本実施形態では６箇所）の重合部１８が形成される。各重合部１８の周縁にはフランジ部７が露出し、各フランジ部７の内側には、各鍔部１７と各整流板１６の周縁部が収容される。
【００２２】
前記金型ユニット１０は、図１に示すように、筒状体２の重合部１８に対応して複数（本実施形態では６個）の下型１９と、各下型１９に対応して下型１９と同じ数の上型２０とを備えている。下型１９は、前記台座部１１の進出により前記筒状体２の重合部１８のフランジ部７に向かって進出して該フランジ部７を下方から支持する支持部２１を備えている。該支持部２１は、図２に示すように、前記筒状体２が平面視円形状であるので、その重合部１８の外周の一部に対応する平面視円弧形状に形成されている。各下型１９は、互いに所定の間隔を存してその基端部が支持ブロック２２に一体に固定されている。
【００２３】
上型２０は、下型１９の上方に所定の間隙を存して上下方向に移動自在に設けられ、前記台座部１１の進出により下型１９の支持部２１との間に前記筒状体２のフランジ部７を押入する成形部２３を備えている。該成形部２３は、前記下型１９の支持部２１と同様に平面視円弧形状に形成されている。各上型２０は、その基端が前記支持ブロック２２内に挿着された案内ロッド２４に摺動自在に貫通され、上下方向に移動自在の状態で該支持ブロック２２に支持されている。更に、各上型２０は、各下型１９に上下方向に移動自在に貫装された円柱ピン状の複数の連結部材２５によって連結されている。なお、各連結部材２５は、上下に一対の両上型２０にその上下端を当接してそれらを連結状態とする。また、最下部に位置する上型２０は、その下方に位置する下型１９に形成された貫通孔に収容された付勢手段であるバネ部材２６により上方に付勢されている。該バネ部材２６による付勢力は、前記連結部材２５を介して全ての上型２０に付与され、これによって、各上型２０は、下型１９の上方に間隙を存した状態に維持される。また、本実施形態において、各上型２０及び各下型１９による筒状体２の重合部１８のかしめ加工範囲は、該重合部１８の中心角１００°に対応する円弧形状とされている。なお、かしめ加工範囲は、各上型２０の成形部２３及び各下型１９の支持部２１の円弧形状によって定められるので、この円弧形状を変更することでかしめ加工範囲を適宜変更することができる。本実施形態の場合には、重合部１８の全周に最も効率良くかしめ加工を施すことができる一例として、前記円弧形状を重合部１８の中心角１００°に対応させたものを示している。
【００２４】
図１に示すように、前記水平動作カム部材１３は、前記支持ブロック２２の後端に固定され、前記台座部１１上にあって金型ユニット１０と一体に進退自在とされている。該水平動作カム部材１３は、下方に傾斜する複数の傾斜部２８を備えている。該水平動作カム部材１３の後方位置には、該水平動作カム部材１３に対応する上下動作カム部材１４が上下方向に移動自在に設けられている。該上下動作カム部材１４は、前記機台１２に起立して設けられた案内ブロック２７に沿って上下に摺動することができ、水平動作カム部材１３に対向する側には、水平動作カム部材１３の傾斜部２８に一致する複数の傾斜部２９を備えている。該上下動作カム部材１４は機台１２に設けられたバネ部材３０によって上方に付勢されており、該付勢に対向して下方に移動されたとき、水平動作カム部材１３及び前記台座部１１を介して金型ユニット１０を前進させるようになっている。また、金型ユニット１０には、その後方に延出するロッド部材３１が上下動作カム部材１４を案内する案内ブロック２７を貫通して設けられており、金型ユニット１０は、該ロッド部材３１の後端部に設けられたバネ部材３２によって、後退方向に付勢されている。
【００２５】
前記昇降ブロック８は、図１に示すように、上下動作カム部材１４の上端を押圧する第１押圧部３３と、金型ユニット１０の最上部に位置する上型２０の上面を押圧する第２押圧部３４とを備えている。該昇降ブロック８は図示しないプレス装置の一部に設けられて、下降することによって、上下動作カム部材１４及び上型２０を押圧する。更に、第１押圧部３３は、第２押圧部３４に先立って上下動作カム部材１４を押圧し、第２押圧部３４は、上下動作カム部材１４による水平動作カム部材１３の移動が完了したとき、上型２０を押圧する。これにより、昇降ブロック８の１ストロークの下降のうち、前半で上下動作カム部材１４が押圧され、後半に上型２０が押圧される。なお、第２押圧部３４は、金型ユニット１０が前進した位置の上型２０の直上位置に設けられていることは言うまでもない。
【００２６】
次に、上記の構成によるかしめ加工装置１の作動を図１及び図２を参照しながら図４、図５、及び図６に基づいて説明する。図４及び図５においては、装置の作動のみを明確に示すために筒状体２が図示されていない。そのため、図４及び図５示の装置の作動に対応する筒状体２の状態は図６に一部を示す。また、図４及び図５においては、一方の金型ユニット１０（図１中右側のみ）の作動を示すが、他方の金型ユニット１０も図４及び図５に図示した金型ユニット１０に同期してそれと同様に作動する。
【００２７】
まず、図１に示すように、互い対向する金型ユニット１０の間のワーク載置部９に筒状体２を載置する。これにより、図６（ａ）に示すように、各重合部１８のフランジ部７が各上型２０及び各下型１９に対向する。
【００２８】
そして、前記プレス装置を駆動して昇降ブロック８を下降させる。これにより、図４に示すように、昇降ブロック８の第１押圧部３３が、上下動作カム部材１４を押圧し、水平動作カム部材１３を介して金型ユニット１０を筒状体２に向かって進出させる。この進出により、図６（ｂ）に示すように、筒状体２の重合部１８のフランジ部７が下型１９の支持部２１と上型２０の成形部２３との間に押入されて折り返され、該重合部１８にフランジ部７の折り返し部４０が形成される。
【００２９】
続いて、昇降ブロック８を更に下降させると、図５に示すように、昇降ブロック８の第２押圧部３４が、金型ユニット１０の最上部に位置する上型２０を押圧する。各上型２０は、連結部材２５を介して連結状態にあるので、最上部に位置する上型２０に付与された押圧力はその下方に位置する全ての上型２０に均一に付与される。これにより、最下部に位置する上型２０の下方において上方に付勢しているバネ部材２６が弾発的に収縮し、図６（ｃ）に示すように、各上型２０の成形部２３と各下型１９の支持部２１とが接近し、その間の折り返し部４０が圧接されてかしめ部４１が形成される。
【００３０】
その後、昇降ブロック８を上昇させることで、各バネ部材２６，３０，３２が開放されてそれらの付勢によって、上型２０が上昇し、上下動作カム部材１４が上方に移動し、金型ユニット１０が後退して筒状体２から離反する。
【００３１】
これにより、各重合部１８の中心角１００°に対応する部分（実施装置は左右対称に金型ユニット１０を備えるので計２００°に対応する部分）にかしめ部４１が形成され、このとき、各重合部１８は図１に示すように、両側の金型ユニット１０により対向する側にかしめ部４１が形成される。その後、筒状体２をその上下方向を軸として９０°回転させ、かしめ加工が施されていない側の重合部１８を各金型ユニット１０に対向させる。そして、上記の作業を繰り返すことによって、筒状体２の全ての重合部１８の全周にかしめ部４１が形成される。
【００３２】
このように、本発明のかしめ加工装置１によれば、回転させつつ成形する場合に比して極めて迅速なかしめ加工が行えるだけでなく、筒状体２の位置ずれもなく精度の高いかしめ加工を施すことができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、極めて少ない押圧回数で筒状体２の複数の重合部１８の全てにかしめ加工を施す装置構成を示したが、前記上型２０及び下型１９の数を筒状体２の重合部１８の数（或いは、かしめ加工を施す部位の数）に適宜対応させることができる。例えば、図示しないが、上記筒状体２の重合部１８と同様な構成の単一の重合部を備える筒状体であるとき、前記それぞれの金型ユニット１０において、一組の上型２０及び下型１９を設ければよい。これにより、前記昇降ブロック８の１回の下降で折り返し部４０とかしめ部４１とを形成することができる効果を維持して、更に、前記連結部材２５が不要となるので装置構成が簡単となる。
【００３４】
また、本実施形態においては、平面視円形の筒状体２の重合部１８に円弧状にかしめ加工を施すために、上型２０の成形部２３及び下型１９の支持部２１の形状を円弧形状としたが、この形状も、かしめ加工部位の形状に応じて容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のかしめ加工装置を一部縦断面視して示す説明的側面図。
【図２】図１の一部を取り除いた説明的平面図。
【図３】ワークの積み上げ構成を示す断面説明図。
【図４】本実施形態のかしめ加工装置の作動説明図。
【図５】図４に続くかしめ加工装置の作動説明図。
【図６】かしめ加工工程を示す説明図。
【符号の説明】
１…かしめ加工装置、２…筒状体（ワーク）、７…フランジ部、８…昇降ブロック（押圧手段）、９…ワーク載置部、１１…台座部、１３…水平動作カム部材（カム部材）、１４…上下動作カム部材（カム部材）、１７…鍔部、１８…重合部、１９…下型、２０…上型、２１…支持部、２３…成形部、２６…バネ部材（付勢手段）、２５…連結部材、４０…折り返し部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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