热交换器用散热片的制造方法及其模具装置.pdf

一种热交换器用散热片的制造方法，在对朝金属薄板(12)的一面侧突出的、具有指定高度的筒状凸部(20)进行冲孔、翻边，形成穿插热交换管的套管部(10)，在该金属薄板(12)的一面侧，开设比所述筒状凸部(20)的开口径更大直径的开口部，且形成突出部(16a)朝金属薄板(12)的另一面侧突出的凹部(16)，然后为形成将凹部(16)的突出部(16a)向金属薄板(12)的一面侧突出的筒状凸部(20)，而将比凹部(16)的开口径更小的直径的突出冲头(18)的前端部，从凹部(16)的突出部(16a)前端的外周面一侧朝金属薄板(20)一面侧突出，而不压坏在突出部(16a)的局部形成的松弛部，能以比以往技术缩短的工序形成平滑的筒状凸部。

1、  一种热交换器用散热片的制造方法，其特征在于，在对朝金属薄板的一面侧突出的、具有指定高度的筒状凸部进行冲孔、翻边，形成穿插热交换管的套管部，制造热交换器用散热片时，
在该金属薄板的一面侧，开设比所述筒状凸部的开口径更大直径的开口部，而且形成突出部朝所述金属薄板的另一面侧凸出的凹部，然后，
为形成将所述凹部的突出部向所述金属薄板的一面侧凸出的筒状凸部，而将比所述凹部的开口径更小的直径的突出冲头的前端部，从所述突出部前端的外周面一侧，朝所述金属薄板的一面侧突出，而不压坏在所述突出部的局部形成的松弛部。

2、  如权利要求1记载的热交换器用散热片的制造方法，其特征在于，在将突出冲头前端部，从形成凹部的突出部的前端的外周面一侧，朝金属薄板的一面侧突出的时候，将容纳上述突出部的、比所述筒状凸部内径更大的直径的容纳凹部的底面凸出的所述突出突出冲头的前端部，插入到比所述容纳凹部的开口径更小的直径的冲模的内侧。

3、  如权利要求1记载的热交换器用散热片的制造方法，其特征在于，凹部的突出部形成为圆顶状突出部。

4、  如权利要求1记载的热交换器用散热片的制造方法，其特征在于，采用外径等于最终所要形成的筒状凸部的内径、而且前端面形成为平坦面的突出冲头做为突出冲头，将所述筒状凸部的底面形成为平坦面。

5、  一种热交换器用散热片的模具装置，对朝所定方向送入的金属薄板的朝一面侧突出指定高度的筒状凸部进行冲孔、翻边，形成穿插热交换管的套管部模具，其特征在于，
在构成该模具装置的上模中，在所述金属薄板的送入方向设置有：在所述金属薄板的一面侧开设比所述筒状凸部的开口径更大直径的开口部、而且形成突出部朝所述金属薄板的另一面侧凸出的凹部的凹部用冲头；以及形成比所述凹部的开口部更小内径的冲模，
在与所述上模抵接或脱离的下模中，设置有：供所述凹部用冲头的前端部插入的插入孔；在与设于所述上模的冲模相对的位置上、容纳在所述金属薄板上形成的凹部的突出部的容纳凹部；从容纳在所述容纳凹部内的突出部的前端的外周面一侧、朝所述金属薄板的一面侧突出、前端部插在所述冲模的内侧的突出冲头。

6、  如权利要求5记载的热交换器用散热片的模具装置，其特征在于：在上模中，设置有上模坯板压紧器，它被施力部件朝下模方向施力，形成的供凹部用冲头的前端部穿插的贯通孔，
在所述下模中，设置有第1下模升降板和第2下模升降板，
第1下模升降板，它在与所述上模坯板压紧器相对的位置，被设置成被比所述上模坯板压紧器的施力部件的施力更小的施力部件朝上模方向施力，形成供凹部用冲头的前端部插入的插入孔，
第2下模升降板，在与设于所述上模的冲模对应的下模位置上，被施力部件朝所述上模方向施力，且形成有：容纳用所述上模的凹部用冲头在金属薄板上形成的凹部的突出部的容纳凹部；以及贯通孔，该贯通孔在所述容纳凹部的底面开口，从容纳于所述容纳凹部的所述突出部前端的外周面一侧朝所述金属薄板的一面侧方向突出，供贯通插入可插在所述上模的冲模内侧的突出冲头的前端部。

7、  如权利要求5记载的热交换器用散热片的模具装置，其特征在于：凹部用冲头是前端面形成圆顶状的凹部用冲头。

8、  如权利要求5记载的热交换器用散热片的模具装置，其特征在于，突出冲头是其外径等于最终所形成的筒状凸部的内径、且前端面形成为平坦面的突出冲头。

热交换器用散热片的制造方法及其模具装置
发明领域
本发明涉及热交换器用散热片的制造方法及其模具装置，更详细来说，本发明涉及对朝金属薄板的一面侧凸出的指定高度的筒状凸部进行冲孔、内缘翻边，形成供穿插热交换管的套管部，从而制造热交换器用散热片的热交换器用散热片制造方法及其模具装置。
现有技术
家庭及汽车制冷机等使用的热交换器，一般都是在热交换管上层叠多张热交换器用散热片做成的。关于这种热交换器用散热片，例如在日本专利特开平9-271874号公报中有所记载。
此公报记载的热交换器用散热片如图7所示。图7所示热交换器用散热片A，是在长方形金属薄板11的一面侧，垂直开设了供穿插热交换管的许多套管部10，10…的部件。
这种热交换器用散热片A，通常都是用冲压加工成型的。其外观如图8A和图8B所示。图8A和图8B是表示将软质铝等金属薄板12，按箭头B方向供给金属模，对套管部10进行深冲加工成型的示意图，其平面图示于图8A，纵纵剖视图示于图8B。
如果将金属薄板12按箭头B方向顺次供给模具，则首先形成凸状部1，然后，对凸状部1进行第一步深冲加工，形成减径的凸状部2，再对凸状部2进行第二步深冲加工，形成减径的凸状部3。对上述凸状部3，以比第一步和第二步更小的减径率，再次进行深冲加工，形成凸状部4，与此同时，将上模的下端面压接到载于下模上端面的金属薄板12面上，进行压平或压槽等成型处理。
其次，对筒状凸部4进行冲孔、翻边，再根据需要进行变薄拉深(ironing)加工，形成筒状部5之后，在筒状部5的前端部形成翻边部(锷部)，从而形成套管部10。
然后，在指定处切断形成了许多套管部10的金属薄板12，做成长方形热交换器用的散热片A。
发明内容
如图8A和图8B所示，通过进行多步深冲加工，形成指定高度的筒状凸部，采用壁薄的金属薄板12，也可以形成指定高度的筒状凸部。
但是，要对金属薄板12进行如图8A和图8B所示的多步深冲加工，其模具装置大型化。为此，驱动大型模具装置的冲压装置冲压装置也大型化，既要确保厂内有足够的设置面积，还需要有驱动大型冲压装置的电机等的高功率动力源。
因此，一般要求缩短热交换器用散热片的制造工序，并将模具装置小型化。
另外，在图8A和图8B所示多步深冲加工的过程中，在减径率大的凸状部2、3近旁的金属薄板12上，往往出现图9A所示的环状变形部f和图9B所示的皱纹状变形部g。出现了这种变形部f、g的部分往往被加工硬化，无法顺利地进行后续加工，最终得到的套管部10，不仅高度低，而且外观难看。
特别是，为适应金属薄板12薄壁化的要求，曾试验过对薄壁金属薄板12进行深冲加工，形成套管部10，结果得知，在进行深冲加工的凸状部近旁的金属薄板12上，比以往更容易出现变形部f、g。
因此，本发明的课题就在于提供一种以比以往缩短的工序工序，能形成平滑的筒状凸部的热交换器用散热片的制造方法及其模具装置。
本发明者对解决上述课题所需的、在金属薄板一面侧形成指定高度筒状凸部的工序缩短化进行了探讨，结果发现，在金属薄板的一面侧，开设一个比形成的筒状凸部大的口径的开口部、而且形成突出部朝金属薄板的另一面侧凸出的凹部，然后，通过利用外径与最终要形成的筒状凸部的内径相等的突出冲头，将该凹部的突出部从凹部的突出部前端的外周面侧，朝金属薄板的一面侧突出，突出部就可以在金属薄板的一面侧，得到皱纹状和环状变形部少的、平滑的、指定高度的筒状凸部，以至得到本发明。
也就是说，本发明是一种热交换器用散热片的制造方法，其特征在于，在对向金属薄板一面侧凸出的指定高度的筒状凸部进行冲孔、翻边，形成供穿插热交换管的套管部，制造热交换器用散热片的时候，在该金属薄板的一面侧，开设一个比所述筒状凸部的口径更大的开口部，而且在所述金属薄板的另一面侧，形成有突出部凸出的凹部之后，为了形成将所述凹部地突出部，向所述金属薄板一面侧凸出的筒状凸部，用比所述凹部的开口径更小的突出冲头前端部，从所述凹部的突出部前端的外周面一侧，朝所述金属薄板的一面侧冲压，而不压坏在所述凹部突出部的局部形成的松弛部。
另外，本发明也是一种热交换器用散热片的模具装置，在对向送往所定方向的金属薄板一面侧凸出的指定高度的筒状凸部进行冲孔、翻边，形成供穿插热交换管的套管部，其特征在于，模具，在构成该模具装置的上模中，在所述金属薄板的送入方向，设置有凹部用冲头和冲模，所述凹部用冲头是通过在所述金属薄板的一面侧，开设一个比所述筒状凸部口径更大的开口部，且形成突出部朝所述金属薄板的另一面侧凸出的凹部，所述冲模是按比所述凹部的开口部的口径更小的内径做成的，在与所述上模压接或脱离的下模中，设置有：穿插所述凹部用冲头前端部的插孔；在与设于所述上模的冲模相对位置上、容纳有在所述金属薄板上形成的凹部之突出部的容纳凹部；从容纳在所述容纳凹部内的凹部的突出部前端的外周面侧向所述金属薄板的一面侧方向突出、，在所述冲模的内侧插入了前端部的突出冲头。
在本发明中，把突出冲头的前端部从凹部的突出部前端的外周面一侧，朝金属薄板的一面侧方向冲压的时候，通过把容纳所述凹部的突出部的、从比所述筒状凸部的内径更大直径的容纳凹部的底面突出的所述冲头的前端部，插入到比所述容纳凹部的开口径更小直径的冲模内侧，将凹部的突出部，用突出冲头朝金属薄板的一面侧冲压的时候，在突出部的局部形成的松弛部，不会被上模和下模挤坏，很容易形成筒状凸部。
另外，在构成模具装置的上模中，设置有上模坯板压紧器，它被施力部件朝下模方向施力，形成供凹部用冲头前端部穿插的贯通孔，在所述下模中，设置有第1下模升降板和第2下模升降板，第1下模升降板，它在与所述上模坯板压紧器相对的位置，被设置成被比所述上模坯板压紧器的施力部件的施力更小的施力部件朝上模方向施力，形成供凹部用冲头前端部插入的插入孔，第2下模升降板，在与设于所述上模的冲模对应的下模位置上，被施力部件朝所述上模方向施力，其形成有：容纳用所述上模的凹部用冲头在金属薄板上形成的凹部的突出部的容纳凹部；在所述容纳凹部的底面开口、从容纳于所述容纳凹部的所述凹部的突出部的前端的外周面一侧、朝所述金属薄板的一面侧方向突出、形成供插于所述上模冲模内侧的突出冲头的前端部穿插的贯通孔，通过以上设置，很容易从已形成的凹部拔出凹部用冲头，以及从已形成的筒状凸部拔出突出冲头，而且使金属薄板的送入也变得很容易。
另外，通过在圆顶状突出部形成凹部的突出部，可以很容易在金属薄板上形成凹部。作为形成该凹部的凹部用冲头，可以采用前端面做成圆顶状的凹部用冲头。
通过使用外径等于最终要形成的筒状凸部的内径，而且前端面做成平坦面的突出冲头作为突出冲头，在平坦面形成所述筒状凸部的底面，可以从金属薄板上形成的凹部，直接形成最终要形成的筒状凸部。
依照本发明，可以从金属薄板上形成的凹部，直接形成最终要形成的最终筒状凸部，或者形成接近于最终筒状凸部的筒状凸部。因此可以省略或者减少以往的多步深冲加工，实现模具装置的小型化。
另外，把突出冲头的前端部，从凹部的突出部前端的外周面一侧，向金属薄板的一面侧方向冲压，形成筒状凸部的时候，因为能不挤坏在凹部的突出部的局部形成的松弛部的情况下形成筒状凸部，所以可以形成皱纹状和环状变形部少的平滑的筒状凸部。
图1是说明本发明涉及的热交换器用散热片制造方法之一例的说明图，图2是说明本发明涉及的热交换器用散热片制造模具之一例用的局部剖视图，图3是说明图1所示上模30和下模50合模状态用的局部剖视图，图4A-图4D是说明用图2所示热交换器用散热片的制造模具对金属薄板12进行冲压加工状态的说明图，图5A-图5F是说明使金属薄板12的另一面侧形成的凹部16，朝金属薄板12的一面侧突出的状态的说明图，图6是说明本发明涉及的热交换器用散热片的制造方法之另一例用的说明图，图7是说明热交换器用散热片的立体图，图8A及图8B是说明以往热交换器用散热片制造方法的说明图，图9A及图9B是说明用以往热交换器用散热片制造方法制得的筒状凸部等的变形情况的立体图。
以下通过图1来说明本发明涉及的热交换器用散热片制造方法的一个例子。图1是表示将软质铝等金属薄板12，按箭头X方向供给到冲压模具内，形成套管部10的过程的纵剖视图。
如果将金属薄板12按箭头X方向，顺次供给到模具内，首先，通过前端面做成圆顶状的凹部用冲头14，在金属薄板12的一面侧开设一个开口部，而且在金属薄板12的另一面侧，形成一个有突出部16a凸出的凹部16。该突出部16a，是仿照凹部用冲头14前端面形状的圆顶状突出部。
其次，将比凹部16的开口径小的突出冲头18的前端部，从凹部16的突出部16a的前端外周面一侧，向金属薄板的一面侧突出，在金属薄板12的一面侧形成筒状凸部20。该筒状凸部20的内径，等于突出冲头18的外径。因此，通过使用外径等于最终要形成的筒状凸部20内径的突出冲头18，可以从凹部16开始，一步形成最终要形成的指定高度的筒状凸部20。
形成的筒状凸部20，在对其底面进行冲孔、翻边，并进一步根据需要进行变薄拉深，形成筒状部22之后，在筒状部22的前端部形成翻边部，从而形成套管部10。
在图1所示工序之中，在金属薄板12上形成凹部16的工序和从凹部16突出部16a的前端外周面一侧，朝金属薄板12的一面侧方向突出，形成筒状凸部20的工序，可以由图2所示的模具装置进行。
在图2所示的模具装置中，上模30相对于下模50升降，对载置于上模30和下模50之间的金属薄板12进行冲压加工。
该上模30，由上模本体34、上模坯板压紧器35和冲模板41所构成，其中，上模本体34由上模冲模组(die set)32和上模冲头夹具33组成。该上模坯板压紧器35和冲模板41，设置在金属薄板12的送入方向。
上模坯板压紧器35，通过被设于上模本体34的脱模螺栓36支承的螺栓37，装配在上模本体34上。该脱模螺栓36，受作为施力部件的弹簧38向下模50方向施加的作用力，在上模本体34和上模坯板压紧器35之间，形成规定间隔。
在上模坯板压紧器35上形成的贯通孔39，穿插后端部装在上模本体34上的凹部用冲头14的前端部。该凹部用冲头14离上模本体34的凸出长度，通过设于上模本体34上的、作为施力部件的高度调整器40来调整。
与上模坯板压紧器35并列设置的冲模板41，固定在上模本体34上，形成冲模42。
在该冲模板41中，装有被弹簧43对下模50的方向施力的断路销(killerpin)44。
当上模坯板压紧器35受压后，其内面与上模本体34抵接时，上模坯板压紧器35的表面和冲模板41的表面，调整在同一平面上。
在下模50中，由下模本体54、第1下模升降板55和第2下模升降板56所构成，其中，下模本体54由下模冲模组(die set)52和下模冲头夹具53组成。该第1下模升降板55和第2下模升降板56，设置在金属薄板12的送入方向。
第1下模升降板55，设置在与上模坯板压紧器35相对的位置，受到设于下模本体54的作为施力部件的弹簧57的向上模30方向的作用力。为此，与下模本体54之间，形成规间隔。该弹簧57的施力一般调整到比将上模坯板压紧器35朝下模本体54方向施力的弹簧38的施力小。
在该第1下模升降板55上，开设有穿插装于上模30内的凹部用冲头14前端部用的插入孔58。
第2下模升降板56，设于与上模30之冲模板41对应位置上，受到设于下模本体54的作为施力部件的弹簧59向上模30方向的作用力。为此，在和下模本体54之间，形成规定间隔。
在该第2下模升降板56上形成的贯通孔60内，穿插设于下模本体54的突出冲头18的前端部。该突出冲头18的前端部，插在上模30的冲模42内。该突出冲头18离下模本体54的凸出长度，通过设于下模本体54的作为施力部件的高度调整器62来调整。
另外，第1下模升降板55和第2下模升降板56，是载置金属薄板12的载置面，两者的表面一般调整在同一平面上。
在图2所示上模冲模组32和下模冲模组52的金属薄板12的送入口，设有上模入口部件46和下模入口部件63，在上模入口部件46中，设有销47。该销47，受上模冲模组32形成气室48内的气压，从上模入口部件46凸出规定长度。
另一方面，下模入口部件63的上面，是载置金属薄板12的载置面，载置在下模入口部件63的上面的金属薄板12，用毛毡(felt)66压紧。该毛毡66用覆盖部件65覆盖。
图2所示的上模30下降到与下模50合模的状态示于图3。合模时，装在上模入口部件46的销47之前端，与设于下模50的覆盖部件65的上面抵接，通过销47，把气室48内的气压，传递到覆盖部件65，以给定力夹持金属薄板12。
另外，当上模30的上模坯板压紧器35，与下模50的第1下模升降板55抵接时，因为对上模坯板压紧器35施力的弹簧38的施力，比对第1下模升降板55施力的弹簧57的施力要大，所以首先，把第1下模升降板55朝下模本体54按压后，然后，上模坯板压紧器35才被朝上模本体34推压，凹部用冲头14的前端部插入到第1下模升降板55的插孔58内。
该状态示于图4A和图4B中。图4A是上模坯板压紧器35从载置金属薄板12的第1下模升降板55脱离的状态，图4B是上模坯板压紧器35被上模本体34推压，凹部用冲头14的前端部插入在第1下模升降板55的插入孔58内，在金属薄板12的另一侧面，形成突出部16a凸出的凹部16。
与上模坯板压紧器35相邻设置的冲模板41，通过上模30下降，断路销44的前端抵接在第2下模升降板56，以给定力把第2下模升降板56向下模本体54推压，使装在下模50内的突出冲头18的前端部插入冲模板41的压模42中。
该状态示于图4C和图4D中。如图4A所示，在第2下模升降板56中，形成容纳图4A和图4B中金属薄板12形成的凹部16的容纳凹部64。容纳凹部64的底面开设有突出冲头18穿插的贯通孔60。在容纳该金属薄板12上形成的凹部16于容纳凹部64的第2下模升降板56中，如图4C所示，与上模30的冲模板41接近。其次，第2下模升降板56被推压至下模本体52，如图4D所示，通过突出冲头18的前端部穿过容纳凹部64，插入到冲模板41的冲模42内，可以形成指定高度的筒状凸部20。
另外，如图4C和图4D所示，前端面形成平坦面的突出冲头，很适合于做突出冲头18。
如图4D所示，将突出冲头18的前端面插入冲模板41的冲模42时，凹部16的突出部16a的变化过程示于图5。
首先，凹部用冲头14，从容纳于第2下模升降板56的容纳凹部64的突出部16a的前端部外周面接近[图5A]，突出部16a的前端面，抵接于凹部16的突出部16a的前端外周面，将突出部16a向金属薄板12的一面侧方向推压[图5B]。
另外，如果突出冲头18的前端面，将突出部16a向金属薄板的一个面方向突出，就会在突出部16a的中途出现弯曲的松弛部68[图5C和图5D]。
因为如图4C和图4D所示的容纳凹部64的开口径，比冲模板41的冲模42的开口径大，所以该松弛部68在容纳凹部64内形成。
因此，松弛部68不会被冲模板41和第2下模升降板56压坏或受限制，所以如果继续用突出冲头18的前端面，将突出部16a朝金属薄板12的一面侧突出，则会被凸出的突出冲头18拉拽而松弛部68渐渐缩小[图5E]，最终消失，可以形成指定高度的平滑的筒状凸部20。
按照图1所示的热交换器用散热片的制造方法，与图8A和图8B所示的以往热交换器用散热片的制造方法相比，可以减少工序数。
为此，制造图1所示热交换器用散热片的热交换器用散热片的制造模具，可减少制造工序的同时，实现小型化。
另外，按照以上所述的热交换器用散热片的制造方法，虽然可以从金属薄板12上形成的凹部16，一步制造出最终要形成的指定高度的筒状凸部，但如图6所示，也可对金属薄板12所形成的凹部16形成的筒状凸部19，进行减径，形成指定高度的筒状凸部20。
按照本发明，能以比以往更加缩短的工序，形成平滑的筒状凸部，所以可望实现热交换器用散热片的模具装置小型化。其结果，能使制造热交换器用散热片的时候，实现节能，而且可望降低热交换器用散热片的制造成本。