JPH09314266A - 内面溝付金属管の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 金属管の破断を防止し、加工プラグの増加を
防止し、加工プラグの管理労力や製作コストの削減を図
ることができる内面多重溝付金属管の製造方法及びその
装置を提供する。 【解決手段】 金属管１内にプラグユニット２６を挿入
した状態で管をＡの方向へ移動させることによって、管
は溝付プラグ４の位置で遊星状に回転する複数の球１０
により縮管されて溝付プラグに押し付けられ、管の内面
に連続的に１次溝２０とフィン２２が形成され１次溝付
金属管１２が形成される。次いで複数の球２４により縮
管されて１次溝付縮管２５となる。更に移動させること
によって、突起付プラグ６の突起部７により、フィンの
部分を断続的に削ることとなり、管の内面に２次溝２１
が形成され、内面二重溝付金属管１３が形成される。更
に、仕上ダイス１１により所定の外径寸法に縮径され、
内面二重溝付金属管２３が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内面溝付金属管の
製造方法及びその装置に関し、特に、同一内面に複数の
異なる溝を持つ管の製造方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、熱交換器用伝熱管として銅あ
るいは銅合金の裸管等が使用されている。また、最近に
おいては、かかる熱交換器用伝熱管として、フロン等の
相変化する流体に対しても高い伝熱性能を有する内面溝
付金属管が多用されるようになっている。

【０００３】かかる熱交換器用伝熱管は、伝熱性能向上
のため内面に微細な螺旋溝を有した内面溝付金属管とな
っており、また、最近、伝熱性能向上のために内面溝を
二重にした内面溝付金属管となっている。

【０００４】図２に従来の内面溝付金属管の製造装置の
一形態である内面二重溝付金属管の製造装置を示す。こ
の製造装置は、管軸と直交方向で金属管１の外周面を遊
星状に回転して前記金属管１に外周面で径方向に転造圧
を印加して前記金属管１を縮管する複数個の球１０と、
金属管１の内部にフローティングプラグ２を係止する引
抜ダイス９と、フローティングプラグ２に連結棒３で連
結され、金属管１内に回転自在の状態で挿入されて球１
０によって縮管された金属管１の内部に１次溝２０及び
フィン２２を加工する溝５を有する溝付プラグ４と、溝
付プラグ４の後方に連結棒３にダブルナット８を設置し
て連結され、１次溝付金属管１２内に回転自在の状態で
挿入され１次溝付金属管１２を下流方向（矢印Ａの方
向）に引き抜くことにより１次溝付金属管１２の内部に
２次溝２１を加工する突起部７を有する突起付プラグ６
と、内面に二重溝を形成された金属管１３を所定の外径
を有する内面二重溝付金属管２３に仕上げる仕上げダイ
ス１１を有する。

【０００５】即ち、金属管１を図２の左から右（矢印Ａ
の方向）へ移動させることによって、金属管１は溝付プ
ラグ４の位置で遊星状に回転する複数の球１０により縮
管されて溝付プラグ４に押し付けられ、金属管１の内面
に連続的に１次溝２０とフィン２２が形成され１次溝付
金属管１２が形成される。次に、突起付プラグ６の突起
部７の頂点までの径は、１次溝付金属管１２内のフィン
２２（凸部）の内径よりも大きく且つ１次溝付金属管１
２内の１次溝２０（凹部）の径より小さくなっているた
め、１次溝付金属管１２を図２の矢印Ａ方向に移動させ
ることによって、突起付プラグ６の突起部７は、１次溝
付金属管１２のフィン２２の部分を断続的に削る又は潰
すこととなり、１次溝付金属管１２の内面に突起付きプ
ラグ６の形状に対応した２次溝２１が形成され、内面に
溝２０及び溝２１を有する内面二重溝付金属管１３が形
成される。更に、内面二重溝付金属管１３は、仕上ダイ
ス１１により所定の外径寸法に縮径され、内面二重溝付
金属管２３が形成されることとなる。

【０００６】また、図３に従来の内面二重溝付金属管の
製造装置の別の実施の形態を示す。この製造装置は、金
属管１を外周面で径方向に押し込んで縮管する２つの転
造工具３０、３１と、金属管１の内部にフローティング
プラグ２を係止する引抜ダイス９と、フローティングプ
ラグ２に連結棒３で連結され、金属管１内に回転自在の
状態で挿入されて転造工具３０によって縮管された金属
管１の内部に１次溝２０及びフィン２２を加工する溝５
を有する１次溝付プラグ４と、１次溝付プラグ４の後方
に連結棒３で連結され、１次溝付金属管１２内に回転自
在の状態で挿入され転造工具３１によって縮管すること
により１次溝付金属管１２の内部に２次溝２９を加工す
る溝２８を有する２次溝付プラグ２７を有する。

【０００７】即ち、かかる製造装置は、転造工具３０、
３１を二段に配置し、それぞれの転造工具３０、３１の
相当位置にフローティングプラグ２に連結された溝付プ
ラグ４、２７を配し、金属管１内面に連続して二重溝付
加工を行なっていた。従って、金属管１を左から右（矢
印Ａ方向）へ移動させることにより、金属管１は、１次
溝付プラグ４の位置で１次転造工具３０により縮管され
て１次溝付プラグ４に押し付けられ、内面に連続的に１
次溝２０及びフィン２２が形成され、次に、同様の工程
で２次転造工具３１と２次溝付プラグ２７によって２次
溝２９が形成され、然るに、内面に溝２０及び溝２９を
有する内面二重溝付金属管３２が形成されることとな
る。

【０００８】このようにして、前記従来の製造装置によ
って伝熱性能の高い内面二重溝付金属管が製造されてい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示したような従来の内面二重溝付金属管の製造装置によ
れば、突起付プラグ６の位置にある１次溝付金属管１２
の径が球１０の転造半径によって既に決められているた
め、突起付プラグ６によって２次溝２１を形成するにあ
たり、２次溝２１の深さを変える場合、それぞれの２次
溝２１の深さに応じた外径が僅かしか違わない多種類の
突起付プラグが必要となり、然るに、かかる溝の深さに
合わせた多くの種類の加工プラグの製作やそれらの管理
が必要となり、これに係わるコストも増大するという問
題があった。

【００１０】また、図３に示したような従来の内面二重
溝付金属管の製造装置によれば、１次溝付金属管１２の
外周面を回転する転造工具３１と溝付プラグ２７によっ
て１次溝付金属管１２に対して大きな引張り力が生じ、
よって大きな引き抜き力が必要となり、また、溝付プラ
グ２７によって加工される部分の１次溝付金属管１２の
肉厚が減少するため、金属管が破断し易くなるという問
題があった。

【００１１】従って、本発明の目的は、転造圧印加部分
と加工プラグとを独立させることによって、金属管に対
する引張り力を減少させ引き抜き力を小さくし金属管の
破断を防止し、且つ、加工プラグの位置にある金属管の
径を自由に調節できるようにして、加工プラグを変えず
に金属管内面の溝の深さを調節することができ、加工プ
ラグの増加を防止し、加工プラグの管理労力や製作コス
トの削減を図ることのできる内面多重溝付金属管の製造
方法及びその装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上に述べた
目的を実現するため、金属管を管軸方向に移動させ、１
次溝の形成位置の後段において金属管の内壁面に接触す
る第１加工プラグを挿入して内壁面に１次溝を形成し、
１次溝が形成された１次溝付金属管に転造圧を印加する
ことによって１次溝付金属管を縮管し、縮管された１次
溝付金属管の内壁面に接触する第２の加工プラグを挿入
して２次溝を形成する内面溝付金属管の製造方法を提供
する。

【００１３】また、前記目的を実現するため、金属管の
外周に転造圧を印加する第１転造圧印加手段と、金属管
の転造圧が印加されている位置の内部に設けられ、内壁
面に接触して内壁面に１次溝を有した１次溝付金属管を
形成する第１溝加工手段と、第１溝加工手段の後段にお
いて１次溝付金属管の外周に転造圧を印加して１次溝付
金属管を縮管する第２転造圧印加手段と、縮管された１
次溝付金属管の内部に設けられ、縮管された１次溝付金
属管の内壁面に接触して２次溝を有した多重溝付金属管
を形成する第２の溝加工手段とを有することを特徴とす
る内面溝付金属管の製造装置を提供する。

【００１４】即ち、本発明の内面溝付金属管の製造装置
は、第２溝加工手段の前に第２転造圧印加手段を設け、
第２転造圧印加手段の転造圧を調節できるようにしたこ
とによって、金属管に対する引張り力を減少させ引き抜
き力を小さくし金属管の破断を防止し、且つ、第２溝加
工手段の位置にある金属管の径を自由に調節できるよう
にして、溝加工手段である加工プラグを変えずに金属管
内面の溝の深さを調節することができ、加工プラグの増
加を防止し、加工プラグの管理労力や製作コストの削減
をすることができるようにしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の内面溝付金属管の製
造方法及びその装置を詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の実施の一形態を示す。この
装置は加工リング１４、１５、シム１６、及び球１０を
備えた第１転造圧印加部と、溝５を有する溝付プラグ４
と、加工リング１７、１８、シム１９、及び球２４を備
えた第２転造圧印加部と、突起部７を有する突起付プラ
グ６と、フローティングプラグ２と、連結棒３と、引抜
ダイス９と、仕上ダイス１１から成っている。

【００１７】しかして、フローティングプラグ２は、金
属管１を引抜ダイス９に通すことにより、引抜ダイス９
の位置で金属管１の内部に係止する。

【００１８】また、第１転造圧印加部の遊星状に回転す
る複数の球１０は、加工リング１４、１５によって押圧
されて金属管１の外周面に接触し、その内接円径が所定
の寸法となるように金属管１に転造圧を印加するように
なっている。また、かかる転造圧はシム１６の厚さを変
えることによって調節できるようになっている。

【００１９】また、外周に微細な複数の溝５が形成され
た溝付プラグ４は、連結棒３を介してフローティングプ
ラグ２に回転自在に取り付けられている。

【００２０】更に、外周に複数の突起部７を有する突起
付プラグ６は、連結棒３を介して溝付プラグ４の後方に
取り付けられている。

【００２１】また、溝付プラグ４と突起付プラグ６の間
にダブルナット８や摩擦の小さいスラストベアリングや
メタル軸受け等を設置して、溝付プラグ４と突起付プラ
グ６が独立して回転することができるように取り付ける
ことができる。

【００２２】また、溝付プラグ４と突起付プラグ６の間
の１次溝付金属管１２の外周に位置する第２転造圧印加
部の遊星状に回転する複数の球２４は、加工リング１
７、１８によって押圧されて１次溝付金属管１２の外周
面に接触し、その内接円径が所定の寸法となるように１
次溝付金属管１２に転造圧を印加するようになってい
る。また、かかる転造圧はシム１９の厚さを変えること
によって調節できるようになっている。

【００２３】フローティングプラグ２、連結棒３、溝付
プラグ４、ダブルナット８、及び突起付きプラグ６によ
ってプラグユニット２６が構成されている。かかるプラ
グユニット２６は、フローティングプラグ２が引抜ダイ
ス９と系合することにより溝付プラグ４を所定の位置
（複数の球１０が設置されている位置）に保持できるよ
うになっており、また同様に突起付きプラグ６を溝付プ
ラグ４の後方であって所定の位置（複数の球２４が設置
されている位置の後方）に保持できるようになってい
る。

【００２４】従って、金属管１内にプラグユニット２６
を挿入した状態で金属管１を図１の左から右（矢印Ａの
方向）へ移動させることによって、金属管１は溝付プラ
グ４の位置で遊星状に回転する複数の球１０により縮管
されて溝付プラグ４に押し付けられ、金属管１の内面に
連続的に１次溝２０とフィン２２が形成され１次溝付金
属管１２が形成される。

【００２５】次に、１次溝付金属管は、溝付プラグ４と
突起付プラグ６との間の位置で遊星状に回転する複数の
球２４により所定の内径に縮管され１次溝付縮管２５と
なる。

【００２６】複数の球２４の後方に位置する突起付プラ
グ６は、複数の突起部７を有し、突起付プラグ６の突起
部７の頂点までの径は、１次溝付縮管２５内のフィン２
２（凸部）の内径よりも大きく且つ１次溝付縮管２５内
の１次溝２０（凹部）の径より小さくなっている。然る
に、１次溝付縮管２５を図１の矢印Ａ方向に移動させる
ことによって、突起付プラグ６の突起部７は、１次溝付
縮管２５のフィン２２の部分を断続的に点で削る又は潰
すこととなり、１次溝付縮管２５の内面に突起付プラグ
６の突起部７の形状に対応した２次溝２１が形成され、
内面に溝２０及び溝２１を有する内面二重溝付金属管１
３が形成される。

【００２７】更に、内面二重溝付金属管１３は、仕上ダ
イス１１により所定の外径寸法に縮径され、内面二重溝
付金属管２３が形成される。

【００２８】以上のような内面溝付金属管の製造装置の
構成により、特に、第２転造圧印加部を溝付プラグ４と
突起付プラグ６との間に設けたので、少数の加工プラグ
で多種類の溝の深さを加工することができるようになっ
た。

【００２９】以上、本発明の一実施例を示したが、突起
付きプラグの突起部の頂点までの径が、１次溝付縮管の
フィン（凸部）の内径よりも大きく且つ１次溝付縮管内
の１次溝（凹部）の径より小さくなっているという条件
を満たす限り、第２転造圧印加部によって１次溝付金属
管の内径を自由に縮管することができ、更に、突起部７
の数、形状、及び突起高さはいかようであってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明の内面溝付金属
管の製造方法及びその装置によれば、突起付プラグの前
に第２転造圧印加部を設け、第２転造圧印加部の転造圧
を調節できるようにしたので、金属管に対する引張り力
を減少させ引き抜き力を小さくし金属管の破断を防止
し、且つ、突起付プラグの位置にある金属管の径を自由
に調節できるようにして、突起付プラグを変えずに金属
管内面の溝の深さを調節することができ、突起付プラグ
や溝付プラグ等の加工プラグの増加を防止し、加工プラ
グの管理労力や製作コストの削減をすることができるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内面溝付金属管の製造装置の実施
の一形態を示す概略図

【図２】従来の内面溝付金属管の製造装置の実施の一形
態を示す概略図

【図３】従来の内面溝付金属管の製造装置の実施の一形
態を示す概略図

【符号の説明】

１ 金属管 ２ フローティングプラグ ３ 連結棒 ４ 溝付プラグ ５ 溝 ６ 突起付プラグ ７ 突起部 ８ ダブルナット ９ 引抜ダイス １０ 球 １１ 仕上ダイス １２ １次溝付金属管 １３ 内面二重溝付金属管 １４ 加工リング １５ 加工リング １６ シム １７ 加工リング １８ 加工リング １９ シム ２０ １次溝 ２１ ２次溝 ２２ フィン ２３ 内面二重溝付金属管 ２４ 球 ２５ １次溝付縮管 ２６ プラグユニット ２７ 溝付プラグ ２８ 溝 ２９ ２次溝 ３０ 転造工具 ３１ 転造工具 ３２ 内面二重溝付金属管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内壁面に溝を有した内面溝付金属管の製造
   方法において、 金属管を管軸方向に移動させ、 前記金属管の内部に前記内壁面に接触する第１の加工プ
   ラグを挿入して前記内壁面に１次溝を形成し、 前記１次溝の形成位置の後段において、前記１次溝が形
   成された１次溝付金属管に転造圧を印加することによっ
   て前記１次溝付金属管を縮管し、 前記縮管された１次溝付金属管の内部に前記縮管された
   １次溝付金属管の内壁面に接触する第２の加工プラグを
   挿入して２次溝を形成することを特徴とする内面溝付金
   属管の製造方法。
2. 【請求項２】前記転造圧の印加が、前記転造圧の調整に
   よって前記１次溝付金属管の縮管される径を変化させる
   ことを特徴とする請求項１記載の内面溝付金属管の製造
   方法。
3. 【請求項３】内壁面に溝を有した内面溝付金属管の製造
   装置において、 金属管を管軸方向に移動させる移動手段と、 前記金属管の外周に転造圧を印加する第１の転造圧印加
   手段と、 前記金属管の前記転造圧が印加されている位置の内部に
   設けられ、前記内壁面に接触して前記内壁面に１次溝を
   有した１次溝付金属管を形成する第１の溝加工手段と、 前記第１の溝加工手段の後段において、前記１次溝付金
   属管の外周に転造圧を印加して前記１次溝付金属管を縮
   管する第２の転造圧印加手段と、 前記縮管された１次溝付金属管の内部に設けられ、前記
   縮管された１次溝付金属管の内壁面に接触して２次溝を
   有した多重溝付金属管を形成する第２の溝加工手段とを
   有することを特徴とする内面溝付金属管の製造装置。
4. 【請求項４】前記第２の転造圧印加手段が、転造圧の調
   節機能を有することを特徴とする請求項３記載の内面溝
   付金属管の製造装置。