JPH10272519A - ディンプル管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉厚が偏らないでほぼ均一なディンプルを形
成し、ディンプル管を高い生産性をもって製造する。 【解決手段】 被加工管Ａの中空部内に外表面にディン
プル加工用の凹状部（凹溝４２ａ）が形成されたマンド
レル４２を挿入し、外表面にディンプル加工用の凸状部
（ボール５７ａ）が形成された複数のロール５７を被加
工管の周方向に互いに接しないように位置させ、各ロー
ルの外周面が被加工管に接し被加工管のほぼ軸線方向に
移動するように各ロールを回転駆動しつつ、被加工管の
軸線と交差する方向にロールを移動してマンドレルに対
応した被加工管の部分に押圧しつつ、ロールと被加工管
とを軸線方向に相対移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管の外面または内
面に窪み又は突起（以下、これらをディンプルとい
う。）が形成されたいわゆるディンプル管（例えば、吸
収冷凍機、吸収ヒートポンプ等の吸収冷凍サイクルに用
いられる伝熱管等）の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】伝熱管の伝熱性能を向上させる目的で、
管外面では窪みとなっており管内面では突起となった多
数のディンプルを伝熱管に形成するものがある（特開平
６−３０７７８８号公報）。

【０００３】このような伝熱管の製造方法としては、図
３に示すように、被加工管１の中空部に、外周面に軸方
向に平行溝２ａが多数形成された棒状のマンドレル２を
挿入し、周方向に多数の突起３ａ，４ａ，５ａが形成さ
れた３個のディスク３，４，５を回転させながらマンド
レル２に対応する被加工管１の外周面に押圧する方法が
ある。

【０００４】また、他の製造方法としては、図５に示す
ように、板材６を送りロール７により送り、外周面の多
数の突起８ａが形成されたロール８と外周面の多数の溝
９ａが形成されたロール９との間を通して板材６を凹凸
板１０とし、この凹凸板１０を造管機１１により環状に
成形し接合部を溶接してディンプル管１２を製造する方
法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す従来の伝熱管の製造方法では、被加工管１の肉厚や
送り速度に応じてディスク３，４，５とマンドレルとの
クリアランスや相互位置関係を微妙に調整しなければ、
図４（ａ）に示すような均一な肉厚をもったディンプル
を形成することができない。したがって、この調整が不
完全であると、平行溝２ａと突起３ａ，４ａ，５ａとの
噛み合い関係に不具合が生じ、図４（ｂ）に示すよう
に、薄肉部１ａと厚肉部１ｂが形成される。極端な場合
には薄肉部１ａの肉厚が設計上の最小限界値よりも小さ
くなってしまうという不良が発生する。

【０００６】一方、ディスク３，４，５の外周面の回転
方向が被加工管１の移動方向とほぼ直交するようになっ
ているので、加工速度を上げることに限界があり、生産
性に劣る。

【０００７】図５に示す従来の伝熱管の製造方法では、
図３に示すものの不具合点はかなり解消することができ
るが、伝熱管を吸収冷凍機に使用した場合、吸収液とし
て用いられる臭化リチウム水溶液は強い腐食性をもって
いるので、溶接部に腐食が発生するおそれがあり、信頼
性に欠ける。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、肉厚が偏らないでほぼ均一なディンプルを形成する
ことができ、しかも、ディンプル管を高い生産性をもっ
て製造することができるディンプル管の製造方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のディンプル管の
製造方法は、被加工管の中空部内に外表面にディンプル
加工用の凹状部又は凸状部が形成されたマンドレルを挿
入し、外表面にディンプル加工用の凸状部又は凹状部が
形成された複数のロールを前記被加工管の周方向に沿っ
て互いに接しないように位置させ、前記各ロールの外周
面が前記被加工管に接し被加工管のほぼ軸線方向に移動
するように前記各ロールを回転駆動しつつ、前記被加工
管の軸線方向と交差する方向に前記ロールを移動して前
記マンドレルに対応した被加工管の部分に押圧しつつ、
前記ロールと被加工管とを軸線方向に相対移動させるこ
とを特徴とする。

【００１０】前記複数のロールの他に、外表面にディン
プル加工用の凸状部又は凹状部が形成された複数の他の
ロールを前記被加工管の周方向に沿って互いに接しない
ように位置させ、前記他の各ロールの外周面が前記被加
工管に接し被加工管のほぼ軸線方向に移動するように前
記他の各ロールを回転駆動しつつ、前記被加工管の軸線
と交差する方向に前記他のロールを移動して前記マンド
レルに対応した被加工管の部分であって前記複数のロー
ルにより形成されるディンプルと干渉しない部分に押圧
するようにしてもよい。

【００１１】前記複数のロール又は複数の他のロールを
前記被加工管に対して押圧および退避させてディンプル
の加工部と未加工部とを交互に連続して形成するように
してもよい。

【００１２】なお、上記ディンプル管の製造方法を実施
するための装置の一例としては、被加工管の中空部に挿
入されるマンドレルと、前記被加工管内のマンドレルに
対応して設けられ前記被加工管の外周面に回転しながら
押圧されるロールと、前記被加工管を軸線方向に移動さ
せる駆動装置とを備え、前記マンドレルの外周面又はロ
ールの外周面の少なくとも一方にディンプル成形用の凹
状部又は凸状部が形成されてなるディンプル管の製造装
置であって、前記ロールは、複数個から形成され、該各
ロールは前記被加工管の周方向に沿って相互に接触しな
いように所定の間隔を保って配置されるとともに、前記
被加工管に対して近接又は離間方向に移動可能に支持さ
れ、前記各ロールには、その外周面が前記被加工管に接
し被加工管のほぼ軸線方向に移動するように回転させる
回転駆動機構に接続されていることが好ましい。

【００１３】また、前記複数個のロールを１組とし、前
記被加工管の長さに沿って複数組のロールが配置され、
これら各組のロールの前記被加工管の軸線方向を中心と
した位相が各組ごとに互いにずらすことが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態のデ
ィンプル管の製造方法を説明する。

【００１５】本製造方法は、次の工程から構成される。
すなわち、被加工管Ａの中空部内に外表面にディンプル
加工用の凹状部である凹溝４２ａが形成されたマンドレ
ル４２を挿入する。外表面にディンプル加工用の凸状部
である複数のボール５７ａが設けられた複数のロール５
７を被加工管の周方向に沿って互いに接しないように位
置させる。各ロール５７の外周面が被加工管Ａに接し被
加工管Ａのほぼ軸線方向に移動するように各ロール５７
を回転駆動する。被加工管Ａの軸線方向と交差する方向
に各ロール５７を移動してマンドレル４２に対応した被
加工管Ａの部分に押圧する。これと同時に被加工管Ａを
軸線方向に移動させる。

【００１６】さらに具体的には、図２に示すように、被
加工管Ａの先端部をプレス装置により縮径し、被加工管
Ａの中空部内にプラグ４０を挿入する。そして、被加工
管Ａの先端部を引抜ダイス３０のダイス穴３１ａを通し
てチャック２１により掴み、牽引装置２０により軸線方
向に牽引する。これにより、プラグ４０のフロティング
プラグ４４がダイス穴４４ａ内に位置し、被加工管Ａが
引抜ダイス３０により引き抜かれて外径が縮径される。

【００１７】ある程度の長さが引き抜かれたら、被加工
管Ａをベルトフィーダ２１およびディンプル成形装置５
０を通し、さらに引き抜く。ディンプル成形装置５０で
は、図１に示すように、シャフト５６が回転駆動機構に
より回転させられるとともに、ロッド５８、５９がシャ
フト５６の軸線方向と直交する方向に移動させられ、被
加工管Ａの周方向に４個配置されたロール５７が被加工
管Ａに向けて移動させられて被加工管Ａの外周面に押圧
される。これにより、被加工管Ａがプラグ４０のマンド
レル４２とロール５７との間で挟まれて、凹溝４２ａと
ボール５７ａとにより外周面が凹で内表面が凸のディン
プルが形成される。

【００１８】この際、マンドレル４２の凹溝４２ａに対
応してロール５７のボール５７ａが配置されており、ロ
ール５７が被加工管Ａに押圧されディンプルが形成され
る際に、被加工管Ａの内面に突出したディンプルがマン
ドレル４２の凹溝４２ａ内に嵌まり込む。これにより、
マンドレル４２の凹溝４２ａがロール５７のボール５７
ａの位置と多少ずれていても、各ロール５７の押圧によ
りマンドレル４２が自動的に調芯されて、ボール５７ａ
が凹溝４２ａ内に確実に嵌まり込み、肉厚がほぼ均一な
ディンプルが形成される。

【００１９】各ロール５７が相互に接触しないように所
定の間隔を保って位置させられているので、各ロッド５
８、５９を外部から操作することにより軸受５４、５５
に支持されたシャフト５６を互いに独立に移動させ、こ
れにより各ロール５７を被加工管Ａに対して近接あるい
は離間させることができる。これにより、ロール５７の
被加工管Ａへの押圧量が調整でき、例えばディンプル加
工度合いを微妙に調整することができ被加工管Ａの材料
等に対応した加工ができる。

【００２０】また、被加工管Ａの引き抜きを行っている
際に、各ロール５７を被加工管Ａに押圧および退避を繰
り返してもよい。これにより、被加工管Ａに、ディンプ
ルが加工された部分と、ディンプルが加工されていない
部分とが軸線方向に断続して形成される。

【００２１】各ロール５７はその外周面が被加工管Ａに
接し被加工管Ａのほぼ軸線方向に移動するように回転さ
せられ、被加工管Ａを高速で引き抜いた場合にも、被加
工管Ａの移動に追従してディンプルが確実にかつ精度良
く形成される。したがって、ディンプル管の製造の生産
性を飛躍的に高めることができる。

【００２２】各ロール５７が引き抜き方向に沿って複数
段にわたって設けられ、前段の各ロール５７により形成
されたディンプルと干渉しない部分を、後段の各ロール
５７により押圧するようにすれば、一回の引き抜きによ
り被加工管Ａの全周にわたってディンプルが形成され
る。

【００２３】本実施の一形態のディンプル管の製造方法
では凹状部である凹溝４２ａを形成したマンドレル４２
と、凸状部であるボール５７ａを設けたロール５７とを
用いてディンプルを形成するようにしているが、外周面
の凸状部を形成したマンドレルと、外周面に凹状部を形
成したロールを用いてディンプルを形成するようにして
もよい。

【００２４】なお、上記ディンプル管の製造方法を実施
するための装置としては各種の構造のものを使用するこ
とができるが、当該製造方法の理解を容易にするため
に、以下にその一具体例である装置について説明する。
図２に示すように、被加工管Ａを引き抜く牽引装置２０
と、被加工管Ａの径を絞るダイス３０と、被加工管Ａの
中空部に挿入されるプラグ４０と、被加工管Ａの内外表
面にディンプルを形成するディンプル形成装置５０とを
備えて概略構成される。牽引装置２０は、被加工管Ａの
端部をチャック２１により掴み被加工管Ａを図中水平方
向に牽引移動させるもので、たとえば、油圧シリンダ等
を牽引動力としたものである。なお、本実施の形態で
は、被加工管Ａを牽引方向に送るベルトフィーダ２１が
設けられている。このベルトフィーダ２１は被加工管Ａ
をディンプル形成装置５０に円滑に供給することを補助
するために設けられたものである。引抜ダイス３０は、
引き抜き方向の上流側に設けられており、被加工管Ａを
縮径するものである。この引抜ダイス３０はダイス穴３
１ａが形成された超硬合金製のダイス本体３１と、この
ダイス本体３１を支持するダイス箱３２とから構成され
ている。プラグ４０は、被加工管Ａ内に挿入されるもの
であり、ディンプル形成装置５０に対応した位置に配置
されるマンドレル４２と、このマンドレル４２に一体に
連結されたタイロッド４３と、このタイロッド４３に一
体に連結されたフロティングプラグ４４とを備えてい
る。マンドレル４２には、外周面に軸線方向に凹溝４２
ａが多数形成されている。フローティングプラグ４４
は、ダイス本体３１のダイス穴３１に対応した円錐テー
パ部４４ａと、この円錐テーパ部４４ａに連設された円
柱部４４ｂとを備えている。

【００２５】ディンプル成形装置５０は、図２に示すよ
うに、基台（図示せず）に固定された複数の平板状のプ
レート５１が被加工管Ａの引き抜き方向に沿って複数段
にわたって配置される。各プレート５１には、図１に示
すように、平面視ほぼ方形の窓部５２が貫通して形成さ
れている。窓部５２は４個形成されている。４個の窓部
５２はプレート５１の中央部で相互に連通して連通部５
３が形成されている。この連通部５３もプレート５１を
貫通して形成されている。連通部５３の中央部にはディ
ンプル加工を施す被加工管Ａがプレート５１板面に直交
するように挿入されるようになっている。前記プレート
５１の窓部５２には軸受５４、５５が取り付けられてお
り、これら軸受５４、５５には、シャフト５６が回転自
在に支持されている。シャフト５６の先端部には、被加
工管Ａに押圧されるロール５７が固定されている。シャ
フト５６には、例えば電動モータ、油圧モータからなる
回転駆動機構（図示せず）が接続されている。回転駆動
機構により、各窓部５２に設けられた各シャフト５６は
同期して回転させられるようになっている。各ロール５
７は被加工管Ａの外表面に接触するようになっており、
相互に接触しないように、被加工管Ａの軸線方向を中心
として相互角度が９０゜となるように配置されている。
また、各ロール５７は、半径１ｍｍの多数のボール５７
ａを円周方向に２ｍｍピッチに２列配置してある。各軸
受５４、５５は、シャフト５７と直交する方向に移動で
きるようになっており、各軸受５４、５５に連結された
ロッド５８、５９をシャフト５６と直交する方向に駆動
することにより、各軸受５４、５５がシャフト５７とと
もに当該方向に移動できるようになっている。前記各プ
レート５１に配置されたロール５７は、前段のプレート
５１に設けられたロール５７で加工されたディンプルと
干渉しない位置にディンプルを形成するために、被加工
管Ａの軸線方向を中心とした位相が各段（各組）ごとに
互いにずらしてある。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディンプ
ル管の製造方法では、肉厚が偏らないでほぼ均一なディ
ンプルを形成することができ、しかも、ディンプル管を
高い生産性をもって製造することができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のディンプル管の製造方
法に使用する装置を示す図である。

【図２】本発明の実施の一形態のディンプル管の製造方
法に使用する装置を示す全体構成図である。

【図３】従来の伝熱管の製造方法にかかる装置を示す図
である。

【図４】従来の伝熱管の一部を示す断面図である。

【図５】従来の伝熱管の製造方法にかかる装置を示す図
である。

【符号の説明】

２０ 牽引装置 ４２ マンドレル ４２ａ 凹溝（凹状部） ５７ ロール ５７ａ ボール（凸状部） Ａ 被加工管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工管の中空部内に外表面にディンプ
   ル加工用の凹状部又は凸状部が形成されたマンドレルを
   挿入し、外表面にディンプル加工用の凸状部又は凹状部
   が形成された複数のロールを前記被加工管の周方向に沿
   って互いに接しないように位置させ、前記各ロールの外
   周面が前記被加工管に接し被加工管のほぼ軸線方向に移
   動するように前記各ロールを回転駆動しつつ、前記被加
   工管の軸線方向と交差する方向に前記ロールを移動して
   前記マンドレルに対応した被加工管の部分に押圧しつ
   つ、前記ロールと被加工管とを軸線方向に相対移動させ
   ることを特徴とするディンプル管の製造方法。
2. 【請求項２】 前記複数のロールの他に、外表面にディ
   ンプル加工用の凸状部又は凹状部が形成された複数の他
   のロールを前記被加工管の周方向に沿って互いに接しな
   いように位置させ、前記他の各ロールの外周面が前記被
   加工管に接し被加工管のほぼ軸線方向に移動するように
   前記他の各ロールを回転駆動しつつ、前記被加工管の軸
   線方向と交差する方向に前記他のロールを移動して前記
   マンドレルに対応した被加工管の部分であって前記複数
   のロールにより形成されるディンプルと干渉しない部分
   を押圧する請求項１記載のディンプル管の製造方法。
3. 【請求項３】 前記複数のロール又は複数の他のロール
   を前記被加工管に対して押圧および退避させてディンプ
   ルの加工部と未加工部とを交互に連続して形成する請求
   項１または２記載のディンプル管の製造方法。