JPH02182316A - 金属管の内面溝付加工方法 - 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、空調機や冷凍機の熱交換器用の伝熱管として
使用される銅、アルミニウム等の金属管の内面溝付加工
方法に関する。 （従来の技術解決しようとする課！ｉり近年、空調機、
冷凍機等の熱交換器用の伝熱管には銅、アルミニウム等
からなる金属管で内面溝付のものが使用されており、こ
の種の金属管としては種々の形状の内面溝を形成したも
のが求められている。 カミる内面溝付管の製造方法としては、従来、特開昭５
４−３７０５９号、同５５−１０３２１５号等に開示さ
れているように、加工金属管を縮少しながら内面に溝を
形成する、いわゆる縮管式溝付加工方式の１つとして転
圧引抜加工方法がある。 この縮管転圧方式は、第１５図に示すように、チャック
で金属管２１の先端を把持して引抜きながら、穴ダイス
２２とフローティングプラグ２３とで金属管２１を外部
から押圧して縮径し１次いで金属管２１の外周に配置し
た転造ロール又は転造ボール２４により、予め管内に装
着しである溝付プラグ２５に金属管２１の内面を押付け
、管内面に溝２６を形成するものである。 しかし、か）る方法は、公転する転造ロール又は転造ボ
ール２４を溝付プラグ２５が位置する部位の金属管２１
に押圧することで該金属管２１の内外径を縮径させるこ
とにより溝付加工するものであるため、金属管２１の引
抜速度が大きいと、金属管２１が転造ロール又は転造ボ
ールによる抑圧部を通過した直後に、この部分に圧縮反
力が作用し、これにより浮離現象が生じて金属管２１が
いびつになり易い。この結果、溝付加工時に先に形成さ
れた金属管の溝が次の転造ロール又は転造ボールで溝付
プラグに圧迫される際、上記金属管と溝付プラグの溝ピ
ッチがミスマツチング（割出不良）を起こし、金属管２
１に内部欠陥が発生するおそれが多い。 更には、溝付プラグ２５の外径よりも大きな内径の金属
管２１を転造ロール又は転造ボール２４で縮径且つ転圧
して、溝付プラグ２５の溝部に押し込んで溝付加工を行
うため、強度の加工が加えられ、その結果、溝付プラグ
の溝部及び溝山部において、メタルフローが不均一とな
り、被加工材の溝の斜面、底部に欠陥（フィン疵、溝底
疵）を生じ易いといった問題があった。このため、伝熱
管として使用した時に耐圧強度の低下、振動疲労強度の
低下、金属粉の発生、ロウ付欠陥に伴う冷媒のスローリ
ークの発生等の問題があった。 このような縮管式による販圧引抜加工方法の不都合を解
消するべく、第１３図に示すように金属管を拡径しなが
ら内面に溝付加工する、いわゆる拡管転圧方式が提案さ
れた（特願昭６２−１６９５７１号）。 この拡管転圧方式は、第１ダイス２とフローティングプ
ラグ３とで金属管１を縮径した後、この金属管の内径よ
りも大きい外径の溝付プラグ４で金属管を拡管しながら
金属管内面に溝付加工する方式である。なお、図中、１
は加工される焼鈍済の銅又は銅合金等の金属管、２は出
口穴径固定式の第１ダイス、３はベアリング部を有しな
いフローティングプラグ、４はこのフローティングプラ
グ３にタイロッド５及びスラストベアリングにて回転自
在に連結された溝付プラグであり、該溝付プラグ４に対
応する個所の金属管外面には、自転しながら公転する転
造部材（転造ボール又は転造ローラ）６が配置されてい
て、この転造部材６は保持リング７で支持されている。 また転造部材６の後方には整径ダイス８が配置されてい
る。 しかし、この拡管転圧方式では、前記縮管転圧方式の場
合よりもフィン疵、溝底欠陥とも大幅に減少できるが、
溝斜面の欠陥（フィン疵）は往々にして発生するという
問題があった。 本発明は、上記拡管転圧方式に関する従来技術の欠点を
解消するためになされたものであって。 金属管の寸法並びに内面溝の形状寸法の如何に関係なく
、特に溝底及び溝斜面の欠陥の発生がなく。 高品質の内面溝付管を製造し得る方法を提供することを
目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者は、従来の方式が前
記欠点をもたらす原因を究明すると共にその解決策を見
い出すべく鋭意研究を重ねた。 まず、従来の縮管転圧方式と拡管転圧方式における溝付
加工時の溝形成メカニズムとしてメタルフローに着目し
、拡管転圧方式においても前述の欠陥が発生する原因の
解明に努めた。 その結果、縮管転圧方式の場合には、第１図に示すよう
に、溝付プラグは図中の矢印方向（反時計回り）に回転
し、転造ボールは図中の矢印方向（紙面に略直角で右方
向）に自転しながら公転している状態で、金属管を転造
ボールで縮径しながら溝付プラグに圧迫して溝が形成さ
れる。その際、金属管のメタルは図中の矢印の如く溝付
プラグの溝底に向かって巻き込まれるように流れるため
。 メタルフロー同志がぶつかり合い、その部分が未圧着部
となって溝側面に残在し、内面溝の斜面に欠陥（フィン
欠陥）が発生する。また金属管のメタルは転造ボールで
強制的に管径が縮径されるため、管内面側のメタルがシ
ワ状に変形し、次いでこれが転造ボールで溝付プラグの
溝山部に圧迫されて、内面溝底部に溝底流となって現わ
れる。このシワ状欠陥は縮径度合が大きいほど、つまり
、管に作用する圧縮応力が大きいほど顕著となる。 因みに、第２図の顕微鏡写真からも明らかなように、同
図（ａ）に示すようにかなり深いフィン疵が発生し、同
図（ｂ）に示すように溝底流が発生しており、メタルフ
ローの状態とそれらの欠陥の関係を実証している。 一方、拡管転圧方式の場合は、溝付プラグ及び転造ボー
ルは縮管転圧方式の場合と同様に回転乃至公転している
状態であるが、金属管を溝付プラグアプローチ部から拡
管する位置構成にした場合、溝付プラグアプローチ部で
拡管すると同時に転造ボールに押し付けて溝形成する、
すなわち、金属管にフープ力をきかせながら圧迫するた
め、第３図に示すように、金属管のメタルは均一なメタ
ルフローとなって溝付プラグの溝部に押し込まれ、その
結果、溝斜面にはメタルの巻込みによる未圧着部（フィ
ン欠陥）の発生がなく、しかも内面溝底部にシワ状欠陥
の発生もない、特に前記フープ力によって生じる金属管
内部の引張反力が大きくなるほど、つまり、圧縮応力が
大きくなる（拡管率が大）はど、金属管は溝付プラグに
密着しながら溝付加工が行われるので、その効果が顕著
である。 因みに、第４図の顕微鏡写真からも明らかなように、メ
タルフローが均一であり、同図（Ｃ）に示すようにフィ
ン疵がなく、また（ｄ）に示すように溝底流もないこと
が実証される。 以上の試験結果から、フィン疵、シワ状の溝底流等の欠
陥の発生を防止するためには、拡管転圧方式において溝
付プラグと転造ボールとの相対位置関係が重要であるこ
とを知見し、更にその位置関係が適切となる条件につい
て実験研究を重ね、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明に係る金属管の内面溝付加工方法は、
引抜ダイスとフローティングプラグとで金属管を縮径し
、次いで保持リングにより支持される転造部材と溝付プ
ラグとで前記金属管内面に拡径溝付加工し、更に整径ダ
イスにより該金属管を整径して連続的に拡管転圧引抜加
工する金属管の内面溝付加工方法において、前記溝付プ
ラグとして前方にアプローチ部を有する溝付プラグを用
い、これら溝付プラグと転造部材とで共働して前記金属
管内面に拡径溝付加工するに際し、金属管内径部が溝付
プラグアプローチ部に接触する部位から、前記転造部材
とで圧迫しつつ内面溝付加工することを特徴とするもの
である。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 前述の如く、本発明は、いわゆる拡管転圧方式において
溝付プラグと転造部材（転造ボール、転造ロール等）と
の相対位置関係を規制することを特徴とする内面溝付加
工方式である。 拡管転圧方式において金属管に内面溝付加工を行うには
、第１３図を参照して説明すると、まず。 金属管１内にその管端よりフローティングプラグ３及び
これに連結した溝付プラグ４を挿入し、金属管１に口付
は部分を形成した後、第１ダイス２゜拡管転圧部、整径
ダイス８に順次通して引き抜かれるが、本発明は、かす
る加工工程において、拡管転圧部での溝付プラグと転造
部材とが特定の位置関係になるように構成することを骨
子とするものである。 すなわち、溝付プラグとして前方にアプローチ部を有す
る溝付プラグを用いるが、この溝付プラグと転造部材と
で共働して金属管内面に拡径溝付加工するに際し、金属
管内径部が溝付プラグアプローチ部に接触する部位から
、転造部材とで圧迫拡径しつつ内面溝付加工を行うので
ある。 以下、この構成について図面を参照しつつ説明する。な
お、便宜上、転造部材としては転造ボールである場合に
ついて説明する。 第５図及び第６図は、内面溝付加工状態を示したもので
あり、第５図はアプローチ部の一部に溝がある溝付プラ
グを用いた場合、第６図は太径・厚肉溝付管用としてア
プローチ部全域に溝（アプローチ溝）がある溝付プラグ
を用いた場合を示している。これは、第１４図に示すよ
うに、太径・厚肉材で溝の予備成形量を大きく取る場合
、第５図に示した溝付プラグを用いると、金属管内径が
溝付プラグ４の入口アプローチ部の溝が形成されていな
い部分１０に材料が当たることになる。特に、ある捻れ
角度を持った溝付管を製造する場合においては、溝付プ
ラグ４にかかる軸方向負荷を回転力に変換することがで
きなくなる。そのため。 プラグ回転不良を起こし、材料が抜けずに破断してしま
う。このため、アプローチ部に溝を設けることによって
、軸方向負荷を回転力に変換し、この問題を解決する溝
付プラグである。 なお、各図中、１は金属管であり５４は前方にアプロー
チ部を備えていると共にアプローチ部終点から平行部が
形成されている溝付プラグであり、６は転造ボールであ
る。 ここで、転造ボール６の芯を０、この転造ボールが金属
管外周部と接触［Ｊ始する点をＡ、転造ボール芯Ｏの垂
線とボール面との交点をＢとし、点Ａと溝付プラグアプ
ローチ部終点口との間で金属管外周部と転造ボールが接
触する接触長さの水平成分（Ｘ成分）をΔｋ、溝付プラ
グアプローチ部終点口と点Ｂ（転造ボール芯Ｏの垂線と
ボール面との交点）との間の該接触長さの水平成分（Ｘ
成分）をΔΩとする。また、金属管内径部が溝付プラグ
と接触する点をイ、溝付プラグアプローチ部溝底形成開
始点をＣとし、点イと点口との間の接触垂直成分（Ｘ成
分）を（イロ）ｙ１点Ｃと点口との垂直成分（Ｘ成分）
を（Ｃロ）ｙとする。なお、第５図及び第６図において
、Ｐは溝ピッチを表わしている。 欠陥のない内面溝を形成するためには、転造ボールが金
属管外周部と接する点Ａが溝付プラグのアプローチ部に
位置するようにし、これにより、金属管内径部が上記Ａ
点に対応するアプローチ部位から溝付プラグと転造ボー
ルとによる金属管の圧迫が開始される。すなわち、 イｘ＜Ａｘ＜口Ｘ を満足させる。勿論、転造ボール芯０が溝付プラグのア
プローチ部終点近傍の平行部にあるので、口ｘ（Ｂｘを
満足することになる。 また、金属管内径部が溝付プラグと接触する点イと、溝
付プラグアプローチ部開始点Ｃとの関係は、 ０．５≦（イロ）ｙ／（Ｃロ）ｙ≦１．０を満足するの
が好ましく、より好ましくは０．７≦（イロ）ｙ／ＣＣ
口）ｙ≦１．０である。 また、転造ボールと金属管が溝付プラグのアプローチ部
及び平行部で接触する各々の接触水平成分Δｋ、Δｋの
比率は、 Δｋ／ΔＣ≧１ を満足するのが好ましい。 以上の各条件の根拠は次のとおりである。 本発明者が実験結果についてΔｋ／Δｌと拡管率（Δｅ
／Δｈ）の関係をまとめたところ、第７図に示す関係が
得られた。図中、Ｘ印は深さ１／１００ｍｒ１１以上の
フィン疵、溝底法が成る場合、Ｏ印はそれらの疵深さが
５／１０００ｍ１１以上１７１００ｍｍ以下（ａｉｖｌ
ｌｔＩｔ２００倍テｉｌ別テキル限ｍ（ｈ深さ）の場合
、Ｏ印は疵無しの場合を表わしており、両者の間に好ま
しい範囲（１）があり、実用範囲（１）があることがわ
かる。なお、ここで拡管率（Δｅ／Δｈ）とは第１２図
に示すように定義されるものであり、Δｅ／Δｈ＝（イ
ロ）ｙ／（Ｃロ）ｙに相当する。 更に、Δｋ／Δｌ＝１／３、Δｅ／Δｈ＝０゜７の条件
で追加試験を行った結果、良好な結果が得られた。 これらより、より好ましい条件は Δｋ／Δａ≧７／３ ０．７≦（イロ）ｙ／ＣＣ口）ｙ≦１．０であることが
判明した。 このように拡管率によって欠陥の発生度合が変わるのは
以下の理由によるものと考えられる。 拡管率が小さい場合は、金属管内部の引張反力が小さく
なり、転造ボールと金属管の接触点に関係なく、メタル
フロー及び金属管内部の応力状態が縮管転圧方式に近く
なるため、フィン疵、溝底法が発生し易くなる。また、
この場合、金属管の肉厚が十分とれないため、完全な形
状のフィンの形成が困難となる。 反面、拡管率が大きい場合には、金属管内部の引張反力
が十分大きくなるため、金属管は溝付プラグに密着しな
がら溝付加工が行われる。しかし、転造ボールと金属管
外周部の接触点Ａが点口に近くなると（第５図参照）、
金属管は溝付プラグのアプローチ部で溝形成が殆ど行わ
れず、単に拡径するのみとなり、平行部で大部分溝付加
工される。 この場合、縮管転圧方式に近い状態で溝付加工がされる
ため、軽微だがフィン部のメタルフローに巻込み現象が
生じると共に溝底にも軽いシワ状欠陥が生成し、フィン
疵、溝底法が発生し易くなる。 一方、転造ボールと金属管外周部の接触点Ａが点イに近
くなると（第５図参照）、このアプローチ部で金属管の
拡径と同時に十分な溝形成が行われるため、フィン部の
メタルフローが均一となり、がっ、溝底にもシワ状欠陥
が生成しなくなるため、良好な溝形成がなされる。 更に、拡管率が上記の中間の場合は、金属管内部の引張
反力も中間的な程度となり、また前述の結果から、転造
ボールと金属管外周部の接触点Ａが点イに近い方が良好
な溝付加工が行われることが容易に想定できる。 溝付プラグとしては、溝を有することは勿論のこと、少
なくともアプローチ部を有する形状であれば特に制限さ
れない。 例えば、第８図に示すようにアプローチ部の一部に溝が
設けられている形状、第９図に示すようにアプローチ部
全域に溝が設けられている形状のものが代表的であり、
これらは平行部を有している。アプローチ部の角度、す
なわちアプローチ半角Ｏは５〜１３°の範囲が望ましい
。θが５８未満ではアプローチ部が長くなり、金属管と
の摩擦抵抗が増え、また１３°を超えるとアプローチ面
圧が高くなり、その結果、引抜抵抗が増加し、転造ボー
ルで金属管を転圧しても軸方向にメタルが流れ、十分な
溝出しができなくなると共に底肉厚が簿くなる６ 一方、平行部を有していない溝付プ、ラグも使用でき、
例えば、第１０図に示すように第１段のテーパと第２段
のテーパが適当な曲率Ｒで連続している・２段テーパプ
ラグも可能である。 すなわち、拡管転圧方式は、縮管転圧方式に比較し、引
抜抵抗が増し拡管時減肉する応力状態となるため、溝出
しが困難となる。この問題点の解決方法として、通常は
加工前の管肉を縮管転圧方式より若干厚くする方法又は
第９図に示す溝付プラグを使用して加工前の管肉を十分
厚くする方法が採られる。更に、欠陥のない良好な品質
の溝付管を得るためには、転造ボールと溝付プラグの相
対位置をΔｋ／Δｌ≧１、好ましくはΔｋ／Δｌ≧７７
３となるようにしなければならないことは前述のとおり
である。 以上の諸条件を緩和し、作業性を改善するには転造ボー
ルと金属管との接触長さを長くしてやれば良い。 すなわち、この対策としては、具体的には、第１０図に
示すように、第８図及び第９図に示したアプローチ溝付
プラグの平行部に０．２〜１″の角度θ２を付けること
により、転造ボールのセンター後方でのボールと金属管
の接触長さを大きくとれるほか、拡管状態を維持するこ
とができるため、拡管率（Δｅ／Δｈ）＝ｏ、ｓ、Δｋ
／Δｌ＝１のような境界条件下でも拡管転圧方式のメリ
ットを十分に発揮して良好な品質の内面溝付管の加工が
可能となる。更に、この溝付プラグを使用することによ
り、転圧ヘッドの回転数を上げることなく、引抜速度を
増すことができ、生産性の向上が図れる。 なお、このような２段テーバプラグの第１テーパのアプ
ローチ半角θ□は５〜１３°の範囲が望ましい、勿論、
３段以上の複数段テーバプラグも可能である。第１テー
パが第８図及び第９図に示した溝付プラグのアプローチ
部に相当する。 以上の種々の形状の溝付プラグ４において、溝乃至突起
の形状寸法については、山形、三角形、台形等々の各種
断面形状のもの、ＰＵ溝から深溝に至る種々の深さのも
の、一方向螺旋溝や２方向に交叉する螺旋構成いはスト
レート溝等々のもので、これらを適宜組合わせたものが
可能であり、要するに各用途分野で設計上要求される種
々の形状のものを成形することが可能である。勿論、２
方向に交叉する螺旋溝を形成するには、一対の溝付プラ
グを用いて各方向の螺旋溝を順次形成すればよい。 一方、上記説明では、転造部材として転造ボールの場合
について説明したが、転造ローラの場合には、ローラ端
部の曲率中心が転造ボール芯に相当するので、同様に適
用可能である。 なお、本発明の実施に用いる装置としては、第１３図に
示した装置を利用すればよいが、これのみに限定されず
、いわゆる拡管転圧方式に用いられる他の装置構成のも
のも可能である。 例えば、第１３図に示した装置の場合、２は出口穴径固
定式の第１ダイス、３はベアリング部を有しないフロー
ティングプラグであるが、これらについては図示の構成
に限定されるものではない。 すなわち、第１ダイス２を出口穴径可変式にしてもよく
１回転式にしてもよい、また、フローティングプラグ３
を図示の如くベアリング部を有しないプラグとした場合
は、第１ダイス２との共働により縮径される際、金属管
が引き細る状態になるので、第１ダイス２を出口穴径固
定式にした時に溝付プラグの挿入が容易となる。しかし
、第１ダイス２を出口式可変式にした場合には、フロー
ティングプラグ３としてベアリング部を設けたものを使
用しても、第１ダイスの出口穴を拡張することにより溝
付プラグの挿入が容易にできる。 第１ダイス２が出口穴径固定式の場合、第１ダイス２の
出口穴径が溝付プラグ４の外径よりも大きいので、溝付
プラグ４は第１ダイス２をスムーズに通過する。第１ダ
イス２の出口穴径は、（（溝付プラグ４の外径）＋（被
加工金属管肉厚）×２）と同等か乃至は僅かに大きくな
るように設計するのが溝付プラグの挿入を容易にするう
えでは好ましいが、より大きな拡管率を得る場合には、
第１ダイスでの溝付プラグ通しが可能な範囲で第１ダイ
ス穴径を小さくすることもできる。 また、溝付プラグ４を所定位置に保持する手段としてベ
アリング部を有しないフローティングプラグ３と第１ダ
イスを用い、金属管１の引抜加工において減肉負荷が殆
ど生じない空引きに近い状態となるように、第１ダイス
のアプローチ全角０ＳＯ−フローティングプラグのアプ
ローチ全角θＦＰを適宜設計し、好ましくは１５〜４０
°で且つθＳＤ≧θＦＰとなるように設計して引抜負荷
を最少となし、該金属管の加工硬化を極力小さくしてそ
の加工性の低下を防止することもできる。 加工開始後は、第１３図に示した状態になるが、フロー
ティングプラグ３としてベアリング部を有しないプラグ
を用いた場合は、該フローティングプラグ３と第１ダイ
ス２とが共働することにより、該金属管は第１ダイス出
口穴を通過するとその肉厚が減少することなく該第１ダ
イス出口穴の内径よりも小さな外径に引細る引抜加工が
行われる。 この引細り量は、第１ダイス２及びフローティングプラ
グ３の角度（アプローチ全角θＳＤ、θＦＰ）を調整す
ることによって変化させることができ、第１ダイス２の
出口通過後の該金属管内径部分が溝付プラグ４の外周部
分からその溝深さの５０％以上の範囲、すなわち、６８
７６６２５０％で溝付プラグアプローチ部分で接触する
ように引細るようにするのが好ましい。 第１ダイス２の出口通過後の該金属管内径部分が溝付プ
ラグ４の溝深さの５０％未満の引細り量で接触すると溝
付プラグ４による溝の予備成形効果が得られなくなると
共に、溝付プラグ部での転造部材６による転圧加工によ
る被加工管の半径方向の歪量の方が前記の予備成形溝深
さよりも大となり、被加工管と溝付プラグ４との浮離現
象が生じて内面欠陥の発生を招き易くなるため、好まし
くない。 かくして、前記の加工性を維持し金属管内に溝付プラグ
４が所定位置にて保持され、同時に該金属管はこの溝付
プラグ４でもって拡管されつつ連続的に転圧部に導入さ
れ、転造部材６により転圧加工が加えられながら溝成形
が行われる。 最後に、溝付加工された金属管を整径ダイス８に通して
整径し、所定の寸法の内面溝付金属管が得られる。整径
ダイスとしては固定ダイス、回転ロール等々、適当なも
のを使用すれば足り、固定式又は回転式のいずれにして
もよい。

【以下余白】

次に本発明の一実施例を示す。 Ｇ実施例） 第１３゛図に示す装置（但し、溝付プラグ４と転造ボー
ル６の位置関係は第５図の構成にしたもの）を用いて、
焼鈍済のリン脱酸銅製の金属素管から外径９．５２＋＋
＋ｍ、肉厚０．３６ｍｍ、溝数６０、リード角１８°の
台形溝付管を製造した。 まず、加工される金属管１にその管端より潤滑油等を注
入すると共に、タイロッド５で回転可能に連結されたア
プローチ全角２８°のフローティングプラグ３及び外径
１０．２０ｔｓ、溝深さ０．２０ａ＋ｍ、溝数６０の台
形溝を有するアプローチ半角９．５′の溝付プラグ４を
挿入した。 次いで、前記管端を先付加工して目部分を形成した後、
この口付部分をアプローチ全角２８．５°で出口穴内定
式（１０，９６ｎｕｓ）の第１ダイス２゜拡管転圧部、
整径ダイス８に順次通し、引抜装置（図示せず）にクラ
ンプして溝付加工の準備作業を完了した。なお１本作業
は転造ボール６の回転を停止して行った。 準備作業の完了後、転造ボール６を公転させ、引抜装置
を駆動させて、第１表に示す加工条件で金属管１の引抜
を開始した。 なお、同表中、細管率は第１１図に示す要領でＩ　　Ｄ
ＰＯ／Ｄｉと定義し、拡管率は第１２図に示す要領でΔ
ｅ／Δｈと定義した。また、フィン疵及び溝底節は、ｎ
数＝１００につき顕微鏡（Ｘ２００）ＩＩＪ＊により判
定し、５／１０００鳳醜以上の深さのものが発生した割
合を発生率で表わし、１／１００鳳鳳以上の深さのもの
が発生した割合を０内に不良率で表わした。 同表より明らかなように、縮管転圧方式の場合。 フィン疵が数多く発生し、その不良率が非常に大きく、
また溝底節も発生している。 一方、拡管転圧方式の場合では、拡管率が小さいときは
、Δｋ／Δｎの比率によらず、フィン疵や溝底節の発生
傾向が大きい、拡管率が中程度の場合は、Δｋ／Δｆｉ
＝２／８と小さいと拡管率が小さい場合に略同様の結果
が得られるが、Δｋ／Δβ＝５１５．８／２と大きくす
るとフィン疵や溝底症の発生は認められるものの、その
発生率は大幅に低減される。更に、拡管率が大の場合は
、Δｋ／Δｌ＝２／８と小さいとフィン疵や溝底症の発
生率の低減効果は得られ、Δｋ／Δｌ＝５１５．２／８
と大きくすると低減効果が顕著に現れ、皆無にすること
ができる。また、拡管率が中太の場合にはいずれの疵も
発生しない。 なお、形成された内面溝を顕微鏡ＷＡ察した結果、縮管
転圧方式の場合には第２図（ａ）に示すようにフィン疵
、溝底症が発生しており、溝底症は（ｂ）に示すように
シワ状に多数発生している。一方、拡管転圧方式の場合
には、第１表中の加工条件欄のＡの場合は第４図（ａ）
、Ｃの場合は同図（ｂ）に示すように、軽微なフィン疵
が認められるが、Ｈの場合は同図（ｃ）に示すようにフ
ィン疵がなく、また同図（ｄ）に示すように溝底症の発
生もない。 ［以下余白］ （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、いわゆる拡管転
圧方式において溝付プラグと転造部材の相対位置を特定
の関係に規制して内面溝付加工を行う構成にしたので、
特にフィン疵、溝底節等の欠陥の発生を顕著に低減でき
、皆無にすることも可能であり、高品質の内面溝付管を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は縮管転圧方式による溝付加工状態におけるフィ
ン形成メカニズム概念を説明する図、第２図は縮管転圧
方式で得られた内面溝付管の溝部の金属組織を示す顕微
鏡写真で、（ａ）は断面（Ｘ　２００）を示し、（ｂ）
は溝形成開始部の平面（Ｘ３８）を示しており。 第３図は拡管転圧方式による溝付加工状態におけるフィ
ン形成メカニズム概念を説明する図、第４図は拡管転圧
方式で得られた内面溝付管の溝部の金属組織を示す顕微
鏡写真で、（ａ）〜（Ｃ）は断面を示し、（ｄ）は溝形
成開始部の平面（Ｘ３８）を示しており、 第５図及び第６図は本発明による拡管転圧方式での内面
溝付加工状態を示す断面説明図であり。 第５図はアプローチ部の一部に溝がある形状の溝付プラ
グを用いた場合を示し、第６図はアプローチ部全域に溝
を有する形状の溝付プラグを用いた場合を示しており、 第７図は本発明による拡管転圧方式における拡管率（Δ
ｅ／Δｈ）と、転造ボール及び溝付プラグの相対位置に
よる欠陥発生状態を示す図、第８図〜第１０図は溝付プ
ラグの形状を示す図、第８図（ａ）、第９図（ａ）及び
第１０図は縦断面図であり５第８図（ｂ）及び第９図（
ｂ）はそれぞれ第８図（ａ）及び第９図（ａ）のＸ方向
からみた断面図であり、第１１図は縮管転圧方式の場合
の縮管率（１−Ｄ　Ｐａ　／　Ｄ　ｉ　）を説明する図
、第１２図は拡管転圧方式の場合の拡管率（Δｅ／Δｈ
）を説明する図。 第１３図は従来の拡管転圧方式における内面溝加工状態
及び装置を示す図、 第１４図は第１３図に示す従来の拡管転圧方式により厚
肉材を転造した場合に生じる溝付プラグの回転不良現象
を示す説明図。 第１５図は縮管転圧方式における内面溝加工状態及び装
置を示す図である。 １・・・金属管、２・・・第１ダイス、３・・・フロー
ティングプラグ、４・・・溝付プラグ、５・・・タイロ
ッド、６・・・転造部材（転造ボール又は転造ローラ）
、７・・・保持リング、８・・・整径ダイス、９・・・
溝形成部、１０・・・溝が形成されていない溝付プラグ
部分、■・・・未充満部、■・・・未圧着欠陥（フィン
疵）、■・・・シワ状欠陥、■・・・溝底節。 特許出願人　　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　　中　　村　　　尚 第１図 ホ゛−ル云軒乃匈 第３図 ボール公平！１方伺 アラ２°“［Ｄやね方伺 第 図 第 図 第 図 ／昼 第 ］０ 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）引抜ダイスとフローティングプラグとで金属管を
   縮径し、次いで保持リングにより支持される転造部材と
   溝付プラグとで前記金属管内面に拡径溝付加工し、更に
   整径ダイスにより該金属管を整径して連続的に拡管転圧
   引抜加工する金属管の内面溝付加工方法において、前記
   溝付プラグとして前方にアプローチ部を有する溝付プラ
   グを用い、これら溝付プラグと転造部材とで共働して前
   記金属管内面に拡径溝付加工するに際し、金属管内径部
   が溝付プラグアプローチ部に接触する部位から、前記転
   造部材とで圧迫しつつ内面溝付加工することを特徴とす
   る金属管の内面溝付加工方法。 （２）転造部材が転造ボールであり、転造ボール芯が溝
   付プラグのアプローチ部終点近傍の平行部に位置するよ
   うに配置する請求項１に記載の方法。 （３）金属管内径部と溝付プラグの接触点と、溝付プラ
   グアプローチ部終点との間に、金属管外径部と転造ボー
   ルが接触するように溝付プラグと転造ボールの相対位置
   を規制する請求項１又は２のいずれかに記載の方法。 （４）金属管外径部と転造ボールとが接触開始する点と
   溝付プラグアプローチ部終点との間で金属管外周部と転
   造ボールが接触する接触長さの水平成分をΔｋとし、溝
   付プラグアプローチ部終点と転造ボール芯の垂線との間
   の該接触長さの水平成分をΔｌとするとき、ΔｋとΔｌ
   の比率が次式Δｋ／Δｌ≧１ を満足するように溝付プラグと転造ボールの相対位置を
   規制する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 （５）金属管内径部が溝付プラグと接触する点イと溝付
   プラグアプローチ部終点ロとの間の接触垂直成分を（イ
   ロ）ｙとし、溝付プラグのアプローチ部溝底形成開始点
   Ｃとアプローチ部終点ロの垂直成分を（Ｃロ）ｙとする
   とき、次式 ０．５≦（イロ）ｙ／（Ｃロ）ｙ≦１．０ を満足するように溝付プラグと転造ボールの相対位置を
   規制する請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 （６）溝付プラグのアプローチ部のアプローチ半角は５
   〜１３゜とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 （７）溝付プラグが平行部を有しない複数段テーパ型の
   ものである場合、第１段のテーパ部をアプローチ部とし
   、アプローチ半角は５〜１３゜とする請求項１、３〜５
   のいずれかに記載の方法。