JPH0474087B2 - - Google Patents

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、被加工管を転造ヘツドにて第一の絞り
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、転造ヘツドの下流側
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
て、その分、径の小さなものを採用することが必
要となつて、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つた事
情があつた。 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、内面に所定形状の
溝が形成された被加工管を空引き抽伸する場合に
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つた不具合があ
つた。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被加工管を薄肉
に形成すると、生産能率が上がらず、また被加工
管の破断を招く等といつ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、被加工管を所定
の絞り率で縮管可能と為し、もつて伝熱性能の大
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
にあつては、内面に所定形状の溝が形成されてな
る被加工管の送り方向の上流側から下流側に向か
つて、第一のキヤプスタンドラム、絞りダイスお
よび第二のキヤプスタンドラムを順に配置して、
抽伸機構を構成し、被加工管を前記第一のキヤプ
スタンドラムで順次巻き取るようにすると共に、
該第一のキヤプスタンドラムにおける巻付量が一
定となるように、該第一のキヤプスタンドラムか
ら前記被加工管を繰り出して、かかる第一のキヤ
プスタンドラムから繰り出させた被加工管を前記
絞りダイスに通過させた後、前記第二のキヤプス
タンドラムで巻き取るようにして、前記第二のキ
ヤプスタンドラムの巻取作用に基づく引張力の作
用下に、前記第一のキヤプスタンドラムにて後方
張力を作用させた状態で、該第一のキヤプスタン
ドラムから繰り出される被加工管を前記絞りダイ
スで抽伸して、所定の絞り率で縮管せしめるよう
にしたのである。 （具体的構成・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、本発明手法を適
用した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、ここでは、溝付け加工と抽伸加工を同一ライ
ンで行ない得るように製造システムが組まれてい
る。即ち、それらの図に示されているように、本
発明手法に従つ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を送り方向の上流
側から下流側に向かつて順に配置された転造ヘツ
ド４、第一の絞りダイス６、第一のキヤプスタン
ドラム８、第二の絞りダイス１０および第二のキ
ヤプスタンドラム１２を含んで構成される。 ここで、転造ヘツド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によつて被加工管２の内面
に所定の螺旋溝、すなわち螺旋状のフイン１６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、転造ヘツド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
あつて、それら転造ヘツド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ヤプスタンド
ラム８による被加工管２の巻取作用によつて行な
われることとなる。 また、かかる第一のキヤプスタンドラム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するためのもの
であつて、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ヤプ
スタンドラム１２による被加工管２の巻取作用に
よつ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、転造ヘツド４および第一の絞りダイス６に
通した被加工管２を、第一のキヤプスタンドラム
８に所定回数、例えば５、６回巻き付けて、その
キヤプスタンドラム８の回転によつて被加工管２
を巻き取るようにした後、第二の絞りダイス１０
に通して第二のキヤプスタンドラム１２に巻き付
け、第一のキヤプスタンドラム８から繰り出され
る被加工管２をその第二のキヤプスタンドラム１
２で巻き取るようにし、その後、その第二のキヤ
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、第一のキヤプスタ
ンドラム８の回転による巻取作用によつて被加工
管２に引張力を作用させて、転造ヘツド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、第二のキヤプスタンドラム１
２の回転による巻取作用によつて被加工管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、それらキヤプス
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つて、両キヤプスタンドラム
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。即ち、ここで
は、第一のキヤプスタンドラム８、第二の絞りダ
イス１０および第二のキヤプスタンドラム１２に
よつて、本発明に従う抽伸機構が構成されている
のである。 このようにして内面溝付管を製造すれば、第一
のキヤプスタンドラム８の巻取作用により、被加
工管２を転造ヘツド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（フイン１６）を従来と同様にし
て形成できると共に、その転造ヘツド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
つて第二の絞り率で従来と同様にして抽伸加工す
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１０によつ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。 このように、本発明手法に従えば、転造ヘツド
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１０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）の大径化を図つて、被加
工管２の転造速度を向上させ、もつて最終製品た
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、本実施例の製造システムでは、前述のよ
うに、転造ヘツド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、内面溝付管製造シ
ステムを大幅に簡略化できるといつた利点もある
のである。 なお、本実施例では、被加工管２として、転造
ヘツド４と溝付プラグ１４により溝付けが為され
る、所謂シームレス管を採用したが、この他、片
面に溝付け加工を施した板材を曲成し、衝き合わ
せられた両端部を溶接してなる、所謂内面溝付溶
接管等に本発明を適用することも勿論可能であ
り、また被加工管に形成される溝形状について
も、螺旋状の他、直線溝等も採用し得る。 更には、本実施例では、第一のキヤプスタンド
ラム８の下流側に、絞りダイス１０とキヤプスタ
ンドラム１２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
つているだけであるが、第一のキヤプスタンドラ
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つ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） ボールによつて被加工管２を転造加工するボー
ル押圧型の転造ヘツド４と、Ｗ型の絞りダイス
６，１０を用いて、第１図に示す如き内面溝付管
製造システムを構成した。そして、かかる内面溝
付管製造システムにおいて、第二の絞りダイス１
０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7.94mmで、管肉厚：tfは0.31mmで
あつた。 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にお
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：tfの増肉量を
単なる空引き抽伸の場合（後方張力／破断力＝０
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
従う内面溝付管の製造手法により、管肉厚：tf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イン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
10％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0.1〜0.3程度の範囲において、フイン高さの
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
イ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認識されるのである。 一方、外径：D₀が11.9mm、管肉厚：ｔが0.36mm
の円管を被加工管２の原管として、前述のように
して構成した内面溝付管製造システムを用いて、
頂角が56°、高さが0.15mmのフイン１６を18°のリ
ード角をもつて管内面に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〜での被加工管
２の送り速度、外径および管肉厚（ｔ，tf）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、0.1mm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。

【表】

【表】 （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、溝付け加工されてなる被加工管を、管肉
厚（溝底部の底肉厚）の厚肉化を良好に抑制しつ
つ、所定の絞り率で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つた効果
が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１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１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
手法に従つ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、同じく、
フイ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：転造ヘツド、６：第一の絞
りダイス、８：第一のキヤプスタンドラム、１
０：第二の絞りダイス、１２：第二のキヤプスタ
ンドラム、１４：溝付プラグ、１６：フイン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内面に所定形状の溝が形成されてなる被加工
   管の送り方向の上流側から下流側に向かつて、第
   一のキヤプスタンドラム、絞りダイスおよび第二
   のキヤプスタンドラムを順に配置して、抽伸機構
   を構成し、被加工管を前記第一のキヤプスタンド
   ラムで順次巻き取るようにすると共に、該第一の
   キヤプスタンドラムにおける巻付量が一定となる
   ように、該第一のキヤプスタンドラムから前記被
   加工管を繰り出して、かかる第一のキヤプスタン
   ドラムから繰り出させた被加工管を前記絞りダイ
   スに通過させた後、前記第二のキヤプスタンドラ
   ムで巻き取るようにして、 前記第二のキヤプスタンドラムの巻取作用に基
   づく引張力の作用下に、前記第一のキヤプスタン
   ドラムにて後方張力を作用させた状態で、該第一
   のキヤプスタンドラムから繰り出される被加工管
   を前記絞りダイスで抽伸して、所定の絞り率で縮
   管せしめることを特徴とする内面溝付管の製造方
   法。