JPH0571325B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は内側に溝付けした管の製造に関し、詳
しくは、管を冷間引抜きし軸方向か或は螺旋方向
に狭幅に離間された浅い連続溝を管の内側表面に
形成する為の方法及びその為の装置に関する。

既知の方法は、別の目的の為に管の内側表面に
溝付けするべく使用されてきた。そうした方法に
は、加工、ブローチング、インフオーミング、押
出し及び引抜き技術が含まれる。

様々な溝付け技術が特許開示されている。例え
ば米国特許第2392797には、管に付けるべきそれ
とは反対の表面形状を有するマンドレルを含むダ
イ及びマンドレル配列構成を使用して、特に銃身
の内側管状表面に旋条（rifling）し、フルーチン
グ（fluting）し、リツジング（ridging）する為
の技術が記載される。ダイは管がダイを通して移
動するに従い、ダイ及び管の相対的な軸方向移動
により管をマンドレル上に押付ける。

米国特許第2852835号には、管をサイジングす
ると同時に管の内側表面上に螺旋状の突起を形成
する為に、静止ダイ及び協動する回転自在の旋条
用マンドレルによつて形成される環状部を通し金
属製の管を引抜く装置が記載される。ダイは、テ
ーパ付けされた切頭円錐形上の導入部分と、それ
に続く、管の外径を所望の最終外径へと徐々に減
縮する為の筒状部分とを含む。旋条用マンドレル
の一部分上への管の内側表面の初期接触と、テー
パ付けされたダイの導入部分への管の外側表面の
接触とは同時に起こる。従つて、管の内側表面の
離間された部分は旋条用マンドレルの溝内部へと
半径方向に強制的に押しやられ、同時に外径が減
縮される。この米国特許には、こうした技術が旋
条されたアルミニユウム銃身その他の製造の為に
有益であることは記載されるが、特定の溝寸法形
状の形式に関するとの記載は無い。

前記米国特許に類似の技術は、米国特許第
3830087号、第3289451号、第3088494号、第
3292408号、第3487673号、第3744290号、第
4161112号、第4373366号に示される。例えば同第
3865184号、第3753364には水平方向に配置された
ヒートパイプだけでなく、そのヒートパイプを作
成する為の方法及び装置が教示される。前記米国
特許第3865184号は、ヒートパイプ装置そのもの
を主に志向するものであり、所望される全く特別
の構造が詳細に説明される。前記米国特許第
3753364号には、ヒートパイプの内側表面に毛細
溝を提供する為の方法及び装置を主に志向してい
る。記載された方法及び装置は、管の壁表面から
金属を切削し、最大の毛細管作用を生じさせる為
の狭幅の開口を有する溝を提供させるべく、切削
した金属を隆起しそして折重ねて螺旋形状の毛細
溝を形成する為の手段を提供させるものである。
切削用工具は、平坦表面及び筒状表面の交差部分
によつて形成される湾曲した平坦縁を有する。そ
れによつて創出される溝は、頂部から溝底部が
0.3556mm（0.014インチ）、そして間隔が0.1778mm
（0.007インチ）であり、溝の開口部は最適の毛細
管作用を提供する為に溝幅よりも狭い。同一寸法
の別々の環状溝の使用も又、記載される。管の内
側表面に溝付けするこのような方法は切削工具を
使用する切削の一種であり、冷間引抜きプロセス
ではない。

管シエルの内側表面の為の金属がマンドレルの
溝内部へと半径方向に強制的に押しやられる場合
は、金属は半径方向に溝を充填するのではなく、
溝の長手方向に沿つて引伸ばされる傾向がある。
この問題は、溝の深さが増大するに従い、溝の間
隔が減少するに従い、引抜き速度が増大するに従
い、そして固い金属加工物の場合に助長される。

実際上、既知の方法で、スチールの如き硬質金
属に、例えば深さが0.508mm（0.020インチ）、溝
の間隔が1.016mm（0.040インチ）の連続した浅い
溝を形成し得るものとして例示されたものはな
い。詳しくは、既知の方法で、硬質金属から成る
管に管の長手方向に沿つて均一に螺旋を描く連続
した浅い溝を急速に形成し得るものは無い。そう
した溝は、管からの熱伝達が管の延長された表面
に依存して増大され、それが熱サイフオン形式の
ヒートポンプに使用された場合に“汲み上げ”を
最適化し得ることから、コンデンサから凝縮物を
蒸発器に搬送する為に毛細溝を使用するヒートパ
イプに対し特定の用途を有する。

〔発明の概要〕

本発明の、内側に溝付けした管を形成する為に
管シエルを冷間引抜きする改良方法には、連続引
抜きに於て先ず、管の内径部分を、ダイ内部及び
筒状のマンドレル周囲で、それがもつと大きい直
径の溝付け用マンドレル部分の導入端と接触する
以前に減縮し、管の内径をマンドレルの溝底部の
位置でマンドレルの溝部分の直径よりも大きくな
い寸法形状とし、次で前記溝付け用マンドレル部
分の導入端を減縮された管の内径部分と接触させ
て溝を形成する段階が含まれる。

細長い管シエルを冷間引抜きし、内側表面に長
手方向に伸延する複数の溝を有する冷間仕上され
た管とする為の装置が提供される。該装置では、
ダイランドが筒状の穿孔に外接し、一般に切頭円
錐形状の接近領域が、テーパ付けされた導入部分
と外接して穿孔との継続部分を形成する。穿孔内
部にはマンドレルがダイ表面から離間して同心的
に配置され、引抜かれる管シエルがそこを挿通さ
れる環状の間隙を形成する。本発明に従えば、マ
ンドレルは、筒状の穿孔内部に同心的に配置され
た実質的に筒状の溝付けプラグと、該プラグの最
小直径よりも小さい寸法の直径を有する筒状の支
承部分と、そして、一般に切頭円錐形状の支承部
分にして、筒状の支承部分を溝付けプラグに相互
連結させる筒状の支承部分と、を含み、筒状の支
承部分はテーパ付けされた導入部分と筒状の穿孔
との間に配置される。

〔実施例の説明〕

第１図には中空の管シエル１０が、斯界に周知
の如き引抜き手段（図示せず）によつて従来通り
のダイ１１を通して右側から左側へと矢印方向に
引抜かれる状態が例示されている。管シエル１０
は、ダイ１１を通して引抜かれる以前は実質的に
円滑な内側及び外側表面を有している。

〔発明の背景〕

ダイ１１は、一般に切頭円錐形状の接近領域１
２内部にテーパ付けされた導入部分と、筒状のダ
イランド１３内部に筒状の穿孔と、そして、逆面
取りされた領域１４内部に形成された拡開部分と
を具備する。導入部分及び拡開部分はダイ１１の
前後面に連続穿孔を形成する。

好ましくはタングステンカーバイドの如き硬質
或は硬質表面材質から成る内側のマンドレル２０
が穿孔内部に同軸的に且つダイ表面からは離間し
て挿通され、管シエル１０の減縮及び溝付けを効
果的なものとする為の、管シエル１０がそこを通
る環状の拘束空間が図示の如く形成される。マン
ドレル２０は３つの加工セグメント、即ち複数の
螺旋或は軸方向の溝２２が形成された加工表面を
有する溝付けプラグ２１と、一般に切頭円錐形状
の支承部分２３と、筒状の支承部分２４と、から
成立つ。一般に切頭円錐形状の支承部分２３は大
径端部が溝付けプラグ２１に結合され、小径端部
が筒状の支承部分２４に結合される。筒状の支承
部分２４の、一般に切頭円錐形状の支承部分２３
とは反対側の端部は、より大径の筒状のロツド２
５に結合される。

マンドレル２０はダイ１１内部に於て、筒状の
支承部分２４が、一般に切頭円錐形状の接近領域
１２内側から筒状のダイランド１３内側へとダイ
開口を同軸方向に伸延するようにして配向され、
前記接近領域１２及び筒状のダイランド１３の表
面はそこに集中する状態で配設される。

管シエル１１がダイを通して引抜かれるに従い
管シエル１０の外側表面は先ず、一般に切頭円錐
形状の接近領域１２に接触する。それによつて一
般に切頭円錐形状の接近領域１２の表面が、小径
のマンドレル部分に沿つて、即ち筒状の支承部分
２４の位置で管シエル１０を減縮する。

第１図に示される様に、管シエル１０の外側表
面の直径の減縮は、溝付けが成される以前に管シ
エル１０の筒状の支承部分２４を取巻く部分から
開始される。

第１図に示される様に、管シエル１０の内側直
径は、溝付けプラグ２１の溝２２の底部の位置に
でのマンドレルの直径と等しいか或はそれ以下に
減縮される。この配置構成は、管内側の金属が溝
２２を充填するのではなく、より安易に長手方向
に伸長するという問題を解決する。これにより実
際上は管シエル内側表面は溝付けブラシ２１の溝
２２内へと付勢されるのではなく、溝付けプラグ
２１の突起或はランドによる溝付けが成される。

管シエル１０の減縮された内側表面は、マンド
レル２０の一般に切頭円錐形状の支承部分２３と
接触して拡開され、溝付けプラグ２１の溝２２内
へと導入される。溝付けプラグ２１の溝付け表面
の突起或はランドは、減縮された管シエルの内側
表面の長手方向運動を、円周方向に離間した複数
の合間部分に於て遅延させ、それによつて内側壁
表面材料をして溝付けプラグ２１の表面の溝２２
内部へと軸方向に流動せしめ、管の内側表面を長
手方向に伸延する複数の溝を形成させる。

マンドレル２０は、管シエル１０の内側表面上
に螺旋状の溝を形成する為にそれがもし所望され
るならば、回転可能である。

管シエル１０の内側直径を、それが導入部分
（一般に切頭円錐形状の支承部分２３）と接触す
るする以前に、内径がマンドレルの溝２２の底部
のそれよりも大きくない寸法に減縮することが重
要であることが分かつた。もしそうしないと、管
の材料は溝２２を半径方向に充填せず寧ろ、長手
方向に伸長される。

溝付け用プラグ２１の平坦表面に対しての一般
に切頭円錐形状の導入或は支承部分２３は、十分
な管材料が溝２２の長手方向に供給されることを
保証する為に必要である。マンドレルの溝付けプ
ラグ２１の溝の仕上げは、材料流動を適切なもの
とする為に比較的円滑でなくてはならない。荒す
ぎる場合は管シエル１０に配置された導入部頂部
が歪み且つ裂開せしめられる。約7.62×10^-7セン
チメートル（３マイクロインチ）の表面仕上が効
果的であることが示され、約7.62×10^-6センチメ
ートル（30マイクロインチ）以上に良好な仕上が
必要であることが見込まれる。

溝付け期間中は、外径を更に少くとも約９％減
縮し管壁の肉厚を更に少くとも20％減少させるの
が好ましい。こうした最小限度の減縮は、管材料
を、ランドを越えてではなく溝２２内部に流動せ
しめる為に十分な軸方向力を生じさせる為に必要
である。管シエル１０は、材料の延性が適切な流
動を生じさせるに十分であるよう、冷間引抜きに
先立つて焼純するべきである。

第２図では、第１図の具体例と類似の部品が類
似の参照番号が百番台で示される。第２図の具体
例は、接近領域１１２並びに支承部分１２３がや
はり切頭円錐形ではあるが、それが図示の如く湾
曲凸形状或は凹型（図示せず）である点にで第１
図のそれと異なる。

本発明は、特別の溝付けマンドレル、標準的な
管引抜き機、そして引抜きの為の管を準備する為
の通常の装備を使用して、毎分約10.2メートル
（34フイート）以上の引抜き率で溝付けした管を
提供する能力を示した。種々の螺旋寸法を溝に形
成し得るが、約22.86センチメートル（９インチ）
から約50.8センチメートル（20インチ）の導入螺
旋が約2.54センチメートル（１インチ）当り24か
ら約35の細かさで満足すべき状態で形成された。

【図面の簡単な説明】

第１図は引抜きされる管を本発明に従うダイ及
びマンドレルとの関連に於て示す部分断面図であ
る。第２図は本発明の別態様のダイ及びマンドレ
ルを示す第１図と類似の部分断面図である。尚、
図中主な部分の名称は以下の通りである。 １０……管シエル、１１……ダイ、１３……筒
状のダイランド、２０……マンドレル、２１……
溝付けプラグ、２３……一般に切頭円錐形状の支
承部分、２４……筒状の支承部分、２５……筒状
のロツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細長の管シエルを単一の連続した引抜き通路
   内で冷間引き抜きし、長手方向に伸延する複数の
   溝を内側表面に有する冷間仕上された管を形成す
   る為の方法であつて、 ａ 管シエルを冷間引抜に先立つて焼純する段階
   と、 ｂ 管シエルの長手方向に沿つて均一に螺旋溝付
   けせしめるための、自由回転するマンドレル及
   び３マイクロインチ（約7.62×10^-7センチ）の
   溝表面仕上げを有する螺旋溝付けしたプラグを
   用意する段階と、 ｃ 前記管シエルをマンドレルに沿つて長手方向
   に引抜きそれにより管の内側表面の直径を、そ
   こに形成するべき溝の最小直径以下に減少させ
   るために減径する段階と、 ｄ 前記管シエルを前記プラグに沿つて長手方向
   に引抜きそれにより管シエルの前記減径された
   内側表面を強制的に拡開させそして管シエルの
   前記減径された内側表面の一部分の長手方向移
   動を、円周方向に離間した複数の間隔部分で遅
   延させて溝を形成する段階と、 ｅ 前記段階ｄ）による溝形成と同時に、管シエ
   ルの外径を少なくとも９％減径させ且つ管シエ
   ルの内側表面の、減径されたと同一の部分に沿
   つて管シエルの壁厚を少なくとも20％減少させ
   る段階と を包含する、前記細長の管シエルを単一の連続し
   た引抜き通路内で冷間引き抜きし、長手方向に伸
   延する複数の溝を内側表面に有する冷間仕上され
   た管を形成する為の方法。