JPH0357510A - 内面溝付管の製造方法 - 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】 （技術分野） 本発明は内面溝付管の製造方法に係り、特に内面溝付管
の生産性を向上させるための技術に関するものである。

（背景技術） 内面に所定の溝が形成された伝熱管としての内面溝付管
は、一般に、溝付プラグを内部に挿入した状態で、被加
工管を転造ヘッドにて第一の絞り率（縮管率）で転造加
工して、被加工管の内面に所定の溝を形成せしめた後、
転造ヘッドの下流側に配した絞りダイスにてかかる転造
加工した被加工管を第二の絞り率で抽伸加工して製造さ
れている。

しかし、このような従来の内面溝付管の製造手法では、
被加工管の絞り率が必ずしも充分とは言い難く、そのた
めに、転造加工する被加工管としで、その分、径の小さ
なものを採用することが必要となって、被加工管の転造
速度、ひいては内面溝付管の生産速度が小さく制限され
るといった事情があった。

一方、このような不具合を解消するために、上記第二の
絞り率で抽伸加工した被加工管を更に所定の絞り率で空
引き抽伸して、被加工管の絞り率を向上させ、その分、
転造加工する被加工管を大径化して、内面溝付管の生産
性の向上を図ることが考えられている。ところが、この
場合には、被加工管の管肉厚（溝底部の底肉厚）が大幅
に増肉するため、最終製品としての内面溝付管の伝熱性
能の大幅な低下を招くといった不具合があった。

なお、このような不具合を回避するために、溝形成時に
増肉分を見込んで薄肉転造すると、生産能率が上がらず
、また被加工管の破断を招く等といった問題を生じるの
である。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、このような事情を背景として
為されたものであり、その解決すべき課題とするところ
は、被加工管の管肉厚（底肉厚）の大幅な厚肉化を招く
ことなく、被加工管を第三の絞り率で縮管可能と為し、
もって伝熱性能の大幅な低下を招くことなく、内面溝付
管の生産性を良好に向上させることのできる内面溝付管
の製造手法を提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、被加工管の送り方向の上流側から下流側に向かって
、転造ヘッド、第一の絞りダイス、第一のキャプスタン
ドラム、第二の絞りダイスおよび第二のキャプスタンド
ラムを順に配置し、被加工管を前記転造ヘッドおよび第
一の絞りダイスに通過させた後、前記第一のキャプスタ
ンドラムで巻き取るようにすると共に、該第一のキャプ
スタンドラムにおける巻付量が一定となるように、該第
一のキャプスタンドラムから前記被加工管を繰り出して
、かかる第一のキャプスタンドラムから繰り出さセ“た
被加工管を前記第二の絞りダイスに通過させた後、前記
第二のキャプスタンドラムで巻き取るようにして、前記
第一のキャプスタンドラムの巻取作用に基づく引張力の
作用下に前記被加工管を前記転造ヘッドで転造して、該
被加工管を第一の絞り率で縮管セしめると共に、溝付プ
ラグを用いてその管内面に所定の溝を形成した後、該溝
を形成した被加工管を前記第一の絞りダイスで抽伸して
、第二の絞り率で縮管させ、更に前記第二のキャプスタ
ンドラムの巻取作用に基づく引張力の作用下に、前記第
一のキャプスタンドラムにて後方張力を作用させた状態
で、該第一のキャプスタンドラムから繰り出される被加
工管を前記第二の絞りダイスで抽伸して、第三の絞り率
で縮管せしめるようにしたのである。

（具体的構或・作用） 以下、図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する。

先ず、第１図および第２図は、本発明手法に従って内面
溝付管を製造する内面溝付管製造システムの具体的な一
例を概略的に示すものであるが、それらの図に示されて
いるように、本発明手法に従って内面溝付管を製造する
内面溝付管製造システムは、被加工管２の送り方向の上
流側から下流側番こ向かって順に配置された転造ヘンド
４、第一の絞りダイス６、第一のキャプスタンドラム８
、第二の絞りダイス１０および第二のキャプスタンドラ
ム１２を含んで構威される。

ここで、転造ヘッド４は、ボールやローラを被加工管２
の外面に押し付けて、被加工管２を所定の第一の絞り率
で転造し、被加工管２の内部に挿入した溝付プラグ１４
によって被加工管２の内面に所定の螺旋溝、すなわち螺
旋状のフィンＩ６を形成するためのものであり、また第
一の絞りダイス６は、転造ヘッド４で転造加工された被
加工管２を所定の第二の絞り率で抽伸するためのもので
あって、それら転造ヘッド４における転造加工および第
一の絞りダイス６における抽伸加工は、それらの下流側
に設けられた第一のキャプスタンドラム８による被加工
管２の巻取作用によって行なわれることとなる。

また、かかる第一のキャプスタンドラム８の下流側に設
けられた第二の絞りダイス１０は、第一の絞りダイス６
で抽伸加工された被加工管２を所定の第三の絞り率で更
に抽伸加工ずるためのものであって、その第二の絞りダ
イス１０における抽伸加工は、その下流側に設けられた
第二のキャプスタンドラムｌ２による被加工管２の巻取
作用によって行なわれることとなる。

ところで、内面が円滑な被加工管２の原管からこのよう
な製造システムで内面溝付管を製造するには、転造ヘッ
ド４および第一の絞りダイス６に通した被加工管２を、
第一のキャプスタンドラム８に所定回数、例えば５．６
回巻き付けて、そのキャプスタンドラム８の回転によっ
て被加工管２を巻き取るようにした後、第二の絞りダイ
ス１０に通して第二のキャプスタンドラム１２に巻き付
け、第一のキャプスタンドラム８から繰り出される被加
工管２をその第二のキャプスタンドラム１２で巻き取る
ようにし、その後、その第二のキャプスタンドラム１２
から繰り出して検査工程等に送り出すようにする。そし
て、第一のキャプスタンドラム８の回転による巻取作用
によって被加工管２に引張力を作用させて、転造ヘッド
４および第一の絞りダイス６で被加工管２を転造および
抽伸加工すると共に、第二のキャプスタンドラム】２の
回転による巻取作用によって被加工管２に引張力を作用
させて、被加工管２を第二の絞りダイス１０で抽伸加工
させ、同時に、それらキャプスタンドラム８，１２の相
対回転速度を調整して、第二の絞りダイス１０で抽伸加
工される被加工管２の部位に対して所定の後方張力を作
用させるようにする。なお、第１図中、１８は、被加工
管２の反り具合の変位を検出してこの後方張力を測定す
る張力測定器であって、両キャプスタンドラム８，１２
の相対回転速度は、通常、このような張力測定器１８で
測定された後方張力の測定結果に基づいて調整されるこ
ととなる。

このようにして内面溝付管を製造すれば、第一のキャプ
スタンドラム８の巻取作用により、被加工管２を転造ヘ
ッド４にて第一の絞り率で転造加工して、その被加工管
２の内面に溝付プラグ１４で所定の螺旋溝（フィン１６
）を従来と同様にして形戒できると共に、その転造ヘッ
ド４で転造加工された被加工管２を、第一の絞りダイス
６によって第二の絞り率で従来と同様にして抽伸カロエ
することができるのであり、また、その第一の絞りダイ
ス６で抽伸加工された被加工管２を第二の絞りダイス１
０によって第三の絞り率で更に抽伸加工して、更に縮管
させることができるのであり、その際、被加工管２に作
用させた後方張力に基づいて、被加工管２の管肉が管径
方向に塑性流動することを良好に抑制して、被加工管２
の管肉厚（螺旋溝の底肉厚）の増肉化を良好に抑制する
ことができるのである。

９ このように、本発明手法に従えば、転造ヘッド４にて第
一の絞り率で縮管した後、第一の絞りダイス６にて第二
の絞り率で縮管した被加工管２を、第二の絞りダイス１
０にて、管肉厚の厚肉化を良好に抑制しつつ、第三の絞
り率で更に縮管して、内面溝付管を製造できるのであり
、それ故、伝熱性能の大幅な低下を招くことなく、転造
加工時の被加工管２（原管）の大径化を図って、被加工
管２の転造速度を向上させ、もって最終製品たる内面溝
付管の生産性の向上を図ることができるのである。

また、本発明手法に従えば、前述のように、転造ヘッド
４による転造加工および第一の絞りダイス６による第一
の抽伸加工と、第二の絞りダイス１０による第二の抽伸
加工とを、同一ライン中で行うことができるため、それ
らを別ラインで行うような場合に比べて、内面｝Ｍ付管
製造システムを大幅に簡略化できるといった利点もある
のである。

なお、ここでは、第一のキャプスタンドラム８の下流側
に、絞りダイス（１０）とキャブスクン１０ ドラム（Ｉ２）からなる抽伸機構が単に一組設けられて
、被加工管２が三段階で縮管されるようになっているだ
けであるが、第一のキャプスタンドラム８の下流側に上
例のような抽伸機構を二組以上設けて、被加工管２を四
段階以上の段階で縮管するようにしてもよい。

以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
本発明の実施例を示すが、本発明がかかる実施例の記載
によって何等の制限をも受けるものではなく、本発明が
、その趣旨を逸脱しない範囲内において、他の態様にお
いても実施され得ることが理解されるべきである。

（実施例） ボールによって被加工管２を転造加工するボール押圧型
の転造ヘンド４と、Ｗ型の絞りダイス６１０を用いて、
第１図に示す如き内面溝付管製造システムを構威した。

そして、かかる内面ｉＭ４・ｊ管製造システムにおいて
、第二の絞りダイス１０での絞り率（第三の絞り率）を
１２％，２０％，２５％で変化させると共に、被加工管
２の破断力に対する後方張力の比率（＝後方張力／破断
力）をそれぞれの破断条件まで変化させて内面溝付管を
製造し、その際の第二の絞りダイス１０での抽伸加工前
後の被加工管２の管肉厚（螺旋溝の底肉厚）：ｔｆの変
化量を測定した。その測定結果を第３図に示す。

なお、第二の絞りダイス１０での抽伸加工前（第一の絞
りダイス６での抽伸加工後）の被加工管２の管外径は７
．　９　４　ｍｍで、管肉厚：ｔｆは０．　３　１　ｍ
ｍであった。

かかる第３図の測定結果から、第二の絞りダイス１０で
の絞り率を１０％前後に設定した場合番こおいて、後方
張力／破断力が０．１〜０、６程度の比較的広い範囲で
、被加工管２の管肉厚：Ｌｆの増肉量を単なる空引き抽
伸の場合（後方張力／破断力一〇の場合）の略１／２程
度以下（０．００５ｍｍ程度以下）に抑制できることが
認められるのであり、また第二の絞りダイス１０での絞
り率を２０％前後に設定した場合においても、後方張力
／破断力が０．　１〜０．３程度の範囲において、被加
工管２の１１ 管肉厚：ｔｆの増肉量を単なる空引き抽伸の場合の略１
／２程度以下（０．０１ｍｍ程度以下）に抑制できるこ
とが認められるのである。そして、このことから、本発
明に従う内而溝付管の製造手法により、管肉厚：ｔｒの
厚肉化による伝熱性能の低下を極めて良好に抑制しつつ
、被加工管２の絞り率を大幅に向上して、内面溝付管の
生産性を大幅に向上できることが認識されるのである。

また、第４図は、上述のようにして抽伸加工された被加
工管２の抽伸加工前後のフィン１６の高さの変化量を測
定した結果を示すものであるが、その図から、第二の絞
りダイス１０での絞り率がＩＯ％前後と比較的小さな場
合には勿論、２０％前後と比較的大きな場合においても
、後方張力／破断力のＯ．　１〜０．　３程度の範囲に
おいて、フィン高さの減少量を充分小さく抑制できるこ
とが認められるのであり、このことから、発明手法によ
れば、フィン高さの減少による伝熱性能の低下もが充分
良好に抑制されることがｌ’２　ｆｉ６されるのである
。

一方、外径＝Ｄｏが１　１．　９　ｎ＋＋ｎ、管肉厚：
Ｌが０．１３ Ｉ２ ３６ｍｍの円管を被加工管２の原管として、前述のよう
にして構或した内面溝付管製造システムを用いて、頂角
が５６゜、高さが０．　１　５　ｍｍのフイン１６を１
８゜のリード角をもって管内面に６０条形成してなる、
管外径が７ｍｍで、管肉厚：ｔｆが０．２７ｍｍの内面
溝付管を製造した。その際の第二の絞りダイス１０から
の被加工管（内面溝付管）２の引抜き速度を測定したと
ころ、その引抜き速度は４８ｍ／分となり、それと同様
の内面溝付管を従来手法で製造する場合の引抜き速度（
４０ｍ／分程度）に比べて、その生産性を約２０％向上
できることが認められた。

なお、第１図に示す各領域Ｉ〜■での被加工管２の送り
速度、外径および管肉厚（５ｕ）は、それぞれ、下記第
１表に示す通りであり、第二の絞りダイス１０での抽伸
加工による管肉厚：ｔｆの増肉量は、０，１胴に抑制さ
れていることが認められた。また、各加工位置における
絞り率（第一〜第三の絞り率）は、下記第２表の通りで
ある。

１４ 第一」一一麦 （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明手法に従えば、
第一の絞り率で転造加工された後、第一の絞り率で抽伸
加工された被加工管を、管肉厚（溝底部の底肉ｖ−）の
厚肉化を良奸に抑制しつつ、■５ 第三の絞り率で更に抽伸加工して縮管させることができ
るのであり、それ故、管肉厚の厚肉化による伝熱性能の
大幅な低下を招くことなく、内面溝付管の生産性を良好
に向上させ得るといった効果が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、本発明手法の実施に用いて好適な内面溝付管
の製造システムの一例を概略的に示す説明図であり、第
２図は、第ｌ図のシステムをより具象化して示す説明図
である。第３図は、本発明手法に従って製造される内面
溝付管の第二の絞りダイスでの抽伸加工前後の管肉厚の
変化量の測定結果例を示すグラフであり、第４図は、同
しく、フィン高さの変化量の測定結果例を示すグラフで
ある。 ２：被加工管　　　　　４：転造ヘッド６：第一の絞り
ダイス ８：第一のキャプスタンドラム １０：第二の絞りダイス １２：第二のキャプスタンドラム １６ ｌ４ ：溝付プラグ １６：フィン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被加工管の送り方向の上流側から下流側に向かって、転
   造ヘッド、第一の絞りダイス、第一のキャプスタンドラ
   ム、第二の絞りダイスおよび第二のキャプスタンドラム
   を順に配置し、被加工管を前記転造ヘッドおよび第一の
   絞りダイスに通過させた後、前記第一のキャプスタンド
   ラムで巻き取るようにすると共に、該第一のキャプスタ
   ンドラムにおける巻付量が一定となるように、該第一の
   キャプスタンドラムから前記被加工管を繰り出して、か
   かる第一のキャプスタンドラムから繰り出させた被加工
   管を前記第二の絞りダイスに通過させた後、前記第二の
   キャプスタンドラムで巻き取るようにして、 前記第一のキャプスタンドラムの巻取作用に基づく引張
   力の作用下に前記被加工管を前記転造ヘッドで転造して
   、該被加工管を第一の絞り率で縮管せしめると共に、溝
   付プラグを用いてその管内面に所定の溝を形成した後、
   該溝を形成した被加工管を前記第一の絞りダイスで抽伸
   して、第二の絞り率で縮管させ、更に前記第二のキャプ
   スタンドラムの巻取作用に基づく引張力の作用下に、前
   記第一のキャプスタンドラムにて後方張力を作用させた
   状態で、該第一のキャプスタンドラムから繰り出される
   被加工管を前記第二の絞りダイスで抽伸して、第三の絞
   り率で縮管せしめることを特徴とする内面溝付管の製造
   方法。