JPH01228613A - 外面ひれ付き管の製造方法 - 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〕 本発明は外周面に３本以上の管軸に平行なひれを有する
管を予加工なしに１バスで製造できる外面ひれ付き管の
製造に関する。

〔従来の技術〕

熱交換器の伝熱管等として利用されるこの種の外面ひれ
付き管は、押し出しやダイスを用いた抽伸で製造される
ことが多い。しかるに、これらの方法は低能率である。

例えばダイス抽伸による方法は大きな加工力を必要とし
、１パス当りの加工量も大きくとれないことから、通常
必要とするひれ高さを確保するには最小でも２バスの加
工が要求され、製造能率を低下させる。そこで考えられ
るのがロールによる加工である。

ロールによる外面ひれ付き管の製造方法としては、特開
昭５７−１４２７１５号公報に示される方法と、特開昭
６０−１７０５２５号公報に示される方法とが公知であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

０１１者の方法は第５図に示されるように被加工管のパ
スセンター周囲に所定の間隙をおいて周設した３個以上
のロール３’、３’・・・で被加工管ｌの圧下加工を行
う。ロール圧下によりロール間の間隙部分でひれ５が形
成される。しかし、この方法は被加工管ｌに対し内面規
制工具を用いてないため、被加工管ｌの加工前と加工後
で実質的な肉厚変化はなく、ひれ５は図示のように管外
面側へつままれたような形状となり、孔型ロールを用い
たとしてもひれ５には折れ込み６′が生じ、これにとも
ないひれ５の管内面側に引け６が生じるのを避けられな
い、管内面に折れ込み６′や引け６が生じると、伝熱管
として内部に水を通して使用した場合、この部分に水あ
か等が溜り、熱伝達が阻害されると共に腐食が生じるこ
とがある。また、この方法ではロール３′のフランジ対
応部及びひれ５の頂部が曲げ加工を受けるため、局部的
に薄肉となり強度低下を招く。

後者の方法は外周面周方向に凹凸を形成した転勤ロール
で被加工管を管周方向に圧延し、被加工管外周面にひれ
を付与するが、被加工管の回転を必要とし、管回転装置
が必要になる等、装置規模の増大を招く。また、この方
法は内外面にひれを形成することを前従としており、外
面のみにひれを形成する場合は管内面の寸法精度が不安
定となる。更に、細かなピッチのひれしか形成できない
制約もある。

本発明は斯かる状況に鑑み、３本以上の比較的間隙の大
きいひれを有する伝熱管に適した外面ひれ付き管を被加
工管の回転なしに、しかも管内面に折れ込みや引けを生
じることなく１回の加工で能率よく製造できる方法を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはこの目的を達成するために、第１図に示さ
れるように被加工管ｌのパスセンターＯ周囲にパスセン
ター〇に対して直角な回転軸２を持つ３個以上の孔型ロ
ール３，３・・・を所定の間隙Ｇをおいて周設し、被加
工管ｌを内面から内面規制工具４で規制しながら、前記
孔型ロール３．３・・・で求心方向に加圧し管軸方向に
移動させる方法を立案した。

３個以上の孔型ロール３，３・・・で被加工管１を外面
側から求心方向に加圧する一方、被加工管ｌを内面側で
内面規制工具４により規制すれば、被加工管１は減肉さ
れ、減肉された肉の一部が隣接する孔型ロール３，３・
・・のフランジ間Ｇからメタルフローにより膨出し、被
加工管ｌの外周面に管本体に対して完全一体の折れ込み
のないひれ５が管軸方向に形成され、その結果、引け６
は防止されることが期待できる。

ところが、実際にはこの方法では引け６を完全に防止で
きないことが本発明者らの調査から判明した。本発明者
らの調査によると、３個以上の孔型ロール３，３・・・
と内面規制工具４とで被加工管ｌに減肉を生じさせる場
合にあっても、隣接するロールフランジ７．７の荷重作
用線り、Ｌの交点Ｐ（ロールフランジの直径方向延長線
の交点）の位置によっては引け６が生じ、この引け６を
防ぐために前記交点Ｐが、内面規制工具４の外周面から
加工後の管の肉厚を分だけ内側へ入った臨界点Ｐ０より
外側に位置する必要のあることが判明した。

本発明の外面ひれ付き管製造方法は斯かる知見に基づき
開発されたもので、３個以上の孔型ロール３，３・・・
と内面規制工具４とで被加工管ｌに減肉を生じさせて管
軸方向のひれ５を形成する際に、前記交点Ｐを前記臨界
点Ｐ０より外側に位置させるものである。

〔作　　用〕

第１図は３個の孔型ロール３，３．３と内面規制工具４
とで被加工管ｌに減肉を生じさせて管軸方向のひれを形
成する場合の、前記交点Ｐの位置変化に基づくひれ５の
形成状況変化を図示したものである。

第１図に示されたＣａ　ｓ　ｅＡは前記交点Ｐが内面規
制工具４の外周面外側に位置する場合、Ｃａ５ｅＢは前
記交点Ｐが内面規制工具４の外周面上に位置する場合、
Ｃａ　ｓ　ｅｃは前記交点Ｐが内面規制工具４の外周面
内側に位置する場合をそれぞれ示している。

Ｃａ５ｅＡでは前記交点Ｐが被加工管ｌの材料内部に存
在することから、隣設するロールフランジの荷重（白抜
矢印で示す）の合力である被加工管１の中心方向への力
が前記交点Ｐに作用し、引け６を発生させないｍ　Ｃａ
　ｓ　ｅ　Ｂはこの引け６を発生させない理論的な限界
を示す状態である。

これらに対し、Ｃａ５ｅＣでは引け６を抑圧する合力が
被加工管ｌの材料内に発生しないため、理論的には引け
６を発生させる。しかし実際上は、被加工管ｌは周方向
で一体であるため、強制的に変形させられる部分の開方
向周辺部分でも、強制的に変形させられる部分に追従し
て変形が生じる。

このため前記交点Ｐが内面規制・工具４の外周面内側に
あっても外周面からの距離がある程度までの間であれば
引け６は防止される。この引け６を防止できる外周面か
らの限界距離は、材料の変形能にもよるが、通常は被加
工管１の加工後の肉厚ｔであることが本発明者らの調査
から明らかとなった。

よって、本発明の方法において前記交点Ｐは前記臨界点
Ｐ０より外側に位置させるものとする。

第２図は前記交点Ｐが内面規制工具４の外周面外側にあ
るにもかかわらず引け６がｌｔじる場合を示している。

第２図に示されたＣａｓθＤは波加工１’Ｆ１に肉厚圧
下がともなわない場合、すなわち孔型ロール３．３．３
で被加工管ｌの闇方向絞りのみを行う場合である。この
場合は前記交点Ｐが被加工管ｌの材料内に位置しないこ
とから、不可避的に引け６を発生させる０本発明の方法
は被加工管ｌに減肉を生じさせるので、Ｃａ５ｅＤの如
き状況は生じない。

Ｃａ５ｅＥは外径圧下の程度が梅端に大きい場合である
。外径圧下の程度が極端に大きいと、Ｉ＋５１方向に誘
発される材料流れよりも軸方向伸びが勝り、ひれ５の部
分はロール直下の材料軸方向伸びに追従して伸びる。こ
のような状態では前記交点Ｐが内面規制工具４の外周面
外側にあっても、前記交点Ｐに働く力は引け６の発生を
防止することができない０本発明者らの調査によると、
被加工管Ｉの加工後の外径が加工前の内径より小さくな
る場合は、前記交点Ｐが前記臨界点Ｐ０より外側にあっ
ても引け６は防止できない０本発明の方法が有効なのは
、被加工管ｌの加工後の外径が加工前の内径より大きい
加工度の場合である。

第３図は孔型ロール３が２個の場合を示している。この
場合は被加工管１の周方向のメタルフローによってひれ
５は生じるが、前記交点Ｐが被加工管ｌの本体材料内に
位置するものの、前記交点Ｐに被加工管ｌの中心方向へ
の合力は発生せず、ひけ６が生じる。したがって、本発
明の方法は３個以上の孔型ロール３，３・・・を使用す
る場合に限定される。

〔実施例〕 本発明の方法を実施するにあたっては、孔型ロール３．
３・・・は被加工管ｌのパスセンターに対して直角な同
一平面上に回転軸２を位置させた状態で周設される。

孔型ロール３，３・・・の内接円は被加工管ｌの加工後
の外径に一致する直径をもち、ロールフランジ間の間隙
Ｇは形成しようとするひれ５の厚みに一致する。

また、被加工管ｌに減肉を生じさせる関係から、前記内
接円と内面規制工具との間隙は、被加工管ｌの加工前の
肉厚より小さいことが必要である。

ただし、前記内接円の直径は被加工管ｌの加工０６の内
径より大きいことが必要である。これは前述したとおり
、被加工管ｌの加工後の外径が加工前の内径より小さく
なるような極端な外径圧下を加えると、引け６を発生さ
せるからである。

孔型ロール３．３・・・はｌパスに１段配設されていて
も複数段配設されていてもよい。

パス数は１パスを基本とするが、難加工材料、ひれ高さ
を大きくする場合等は、複数パスを実施してもよい。

孔型ロール３，３・・・はまた、駆動されても駆動され
なくてもよい。駆動の場合は圧延加工となり、非駆動の
場合は抽伸のように外部から管送通力を付加する必要が
ある。

本発明の方法によると、ひれ５の先端が自由表面である
ことから丸みをおびる。ひれ５を断面角形に仕上げる必
要のあるときは、ひれ５を形成後、ダイスによる抽伸等
で仕上げ加工を行えばよい。

また内面規制工具４の外周面に周方向の凹凸を形成して
もよく、この場合は内外面ひれ付き管の１！！！造が可
能になる６ 第４図に示す非駆動の孔型ロール４個をロールフランジ
間の間隙１０．０ｍ麿、内接円直径７０−１の条件で周
設し、これと外径５１ｆｉの内面規制工具（プラグ）と
の間に外径８６龍、内径５４龍、肉厚１６ｍ５の炭素鋼
管を内外面潤滑で挿通させることにより、鋼管外周面に
管軸方向の４本のひれを形成した。

このようにして鋼管５本に各４本のひれを形成した結果
、加工中のロール反力によりロールが開き母管部外径は
７０．５ａｍになったが、ひれ部においては８２．ｌ〜
８２．９　＊＊＊の外径が得られ、山高さ５．８〜６，
２鳳−を確保でき、内面側に引けは発生しなかった。前
記交点Ｐの位置はプラグ外周面から６．２５Ｗａｆｌ側
であった。

〔発明の効果〕

本発明の外面ひれ付き管の製造方法は、孔型ロールと内
面規制工具との組合せにより被加工管に減肉加工を加え
、これにより山高さの大きいひれを１バスで形成すると
ともに、減肉加工による場合に問題となるひれ部の内面
引けを防止する。更に、被加工管に回転を要求しないの
で、装置規模が小さく、内面形状も良好なものが得られ
る。したがって、本発明の方法は高品質な外面ひれ付き
管を経済性よく製造して製造コスト低減に大きな効果を
発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は孔型ロールと内面規制工具とで外面ひ
れ付き管を製造する場合のロール位置によるひれ形成状
況の変化を示す模式図、第４図は本発明の実施例で使用
した孔型ロールの形状および寸法を示すロール正面図、
第５図は従来の内面規制工具を使用しない場合のひれ形
成状況を示す模式図である。 図中、ｌ：被加工管、２：回転軸、３：孔型ロール、４
；内面規制工具、５：ひれ、６：引け。 第１図 ａｓｅＣ 第　２　１”＜Ｊ ａｓｅＥ 第　　３　図 竿　５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被加工管のパスセンター周囲にパスセンターに対し
   て直角な回転軸を持つ３個以上の孔型ロールを所定の間
   隙をおいて周設し、管内側より内面規制工具にて規制さ
   れた前記被加工管が前記孔型ロール内を孔型ロールにて
   求心方向に加圧減肉されながら通過し、減肉された肉の
   一部が孔型ロールのフランジ間に膨出して被加工管の外
   周に管軸方向のひれを形成せしめるに際し、隣接するロ
   ールフランジの荷重作用線交点Ｐを内面規制工具外周面
   から加工後の管の肉厚分だけ内側へ入った臨界点Ｐ＿０
   より外側に位置させることを特徴とする外面ひれ付き管
   の製造方法。