JPS595048B2 - 一方向性ヒ−トパイプ用素管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一方向性ヒートパイプ用素管の製造方法に関す
るものである。

従来、ヒートパイプ用素管には内壁面に軸方向と平行で
、かつ一方向にその数とその高さとを減少するフィンを
有する内フイン付管が広く用いられている。

上記内フイン付管の製作ζこは、一般的に転造、引抜、
切削等の加工方法が行なわれている。

しかしながら、上記各加工方法では、工数が多いばかり
でなく、軸方向にフィン形状の異なるものを作製するた
めに、切削工程あるいは管の溶接工程が必要であり、工
程が一層繁雑であるという欠点を有していた。

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、従来
のような繁雑な工程を要することがなく、フィン形状が
均質で、しかもシームレスで軸方向にフィン形状の異な
る内フイン付管を静水圧押出しで行なうようにした一方
向性ヒートパイプ用素管の製造方法を提供しようとする
ものである。

つぎに、本発明を実施例である図面にしたがって説明す
る。

第１図から第７図は本発明の方法に適用する一方向性ヒ
ートパイプ用素管の製造装置の要部を示し、１はビレッ
ト容器で、その中実軸線方向にはシリンダ２が設けられ
、シリンダ２の先端にはダイス３が着脱可能に嵌挿され
、支持金具４によって適正な所要位置に安定的に保持さ
れるよう（こなっている。

上記ビレット容器１の後方には圧力発生器５が上記ビレ
ット容器１と同一軸線上に設けられ、圧力発生器５の中
実軸方向にはシリンダ６が設けられ、シリンダ６の後端
部にはステム７が摺動可能−こ嵌挿されている。

上記ビレット容器１と圧力発生器５との間には、中間連
結部８が設けられ、その中実軸線方向には給液孔９が設
けられている。

中間連結部８の前端と後端とには挿入部１０．１１が設
けられ、前端の挿入部１０は上記ビレット容器１のシリ
ンダ２後端部に、後端の挿入部１１は圧力発生器５のシ
リンダ６前端部に摺動可能にそれぞれ嵌挿されている。

上記中間連結部８の前端挿入部１０の先端には、給液孔
１３を有するマンドレルホルダ１２が螺着され、マンド
レルホルダ１２には、後端に大径部１５を有し、先端に
製品の内径を決定するサイジング部１６を有するマンド
レル１４がスプリング１７を介して軸方向に移動可能に
装着されている。

上記マンドレル１４の先端サイジング部１６の後方には
、第３図に示すように、テーパ形状の初期シール部１８
が設けられ、その先端には成形部１９が設けられ、成形
部１９の先端にはテーパ部２０と小径部２１が設けられ
ている。

同、この小径部２１は別段設けなくとも本発明の効果に
は影響がない。

上記成形部１９は先端部より後端部の外径が若干大きく
あるいは両者が同一寸法に成形され、成形部１９の外表
面には、第４図に示すごとく、長い溝２２と短い溝２３
が上記テーパ部２０の端面から後方へ、かつマンドレル
１４の軸線と平行で、しかも一定間隔をおいて交互に配
設されている。

上記谷溝２２．２３の深さは、第５図、第６・、第７図
に示すように、成形部１９の先端部から後端部の方向へ
順次浅くなり、中間部から後方では長い溝２２のみが設
けられ、溝の数も半減され、マンドレル１４の軸心から
谷溝２２．２３の底部までの距離は成形部１９の後方ま
たは中間より先端部の方が小さくなっている。

なお、２４は耐圧シールで、２５はビレットである。

つぎに、上記構成からなる一方向性ヒートパイプ用素管
の製造装置の作動を説明する。

まず、第１図の中央から左側に示すように、予めビレッ
ト容器１の先端から支持金具４を撤去してダイス３を前
方へ抜取り、ビレット容器１のシリンダ２の後端部に、
先端にマンドレルホルダ１２によってスプリング１７を
介してマンドレル１４の大径部１５を装着した中間連結
部８の前側挿入部１０を上記シリンダ２内にマンドレル
１４とともに嵌挿し、上記挿入部１０の段部１０ａとシ
リンダ２の後端面との間に所定の間隙２６を設ける一方
、中間連結部８の後側挿入部１１を圧力発生器５のシリ
ンダ６の前端に嵌合し、上記挿入部１１の段部１１ａと
圧力発生器５の前端面とを接触させる。

ついで、第１図の中央から右側に示すように、ビレット
容器１のシリンダ２の内部に、予め先端部２５ａの外面
と内面とを円錐形状に成形された中空ビレット２５をそ
の後端より挿入したのち、ビレット２５の先端部２５ａ
外面にダイス３を接触させ、スプリング１Ｔの撥力に抗
して支持金具４によりダイス３をシリンダ２の所定作動
位置に嵌合させる。

このとき、マンドレル１４は、前進位置から後退して軸
方向に固定されない状態となるとともに、マンドレル１
４の初期シール部１８がビレット２５の先端部２５＆内
面に面接触する。

上記のごとく、ビレット２５の先端部２５ａの内外面に
マンドレル１４およびダイス３がそれぞれ接触している
ので、初期シールが確実に行なわれる。

そして、圧力発生器５のシリンダ６内に適宜な圧力媒体
２７を導入する。

いま、ステム７を前進させると、圧力発生器５のシリン
ダ６内の圧力媒体２７は加圧され、シリンダ６から中間
連結部８に設けられた給液孔９を経てマンドレルホルダ
１２内に流入し、その圧力によりマンドレル１４の後端
大径部１５を押圧して前進させ、第２図の中央から左側
に示すように、マンドレル１４の先端サイジング部１６
でビレット２５の先端部２５ａ内面を変形させて、成形
部１９の第１の設定位置をダイス３に対応させる。

一方、加圧された圧力媒体２７はマンドレルホルダ１２
に設けられた給液孔１３を経てビレット容器１のシリン
ダ２内に流入する。

連続的なステム７の前進によって、圧力媒体２７が所定
押出圧力まで昇圧されると、圧力媒体２７の抑圧によっ
てビレット２５はダイス３とマンドレル１４の先端成形
部１９との間を通って押出され、第８図に示すように、
内壁面に多数のフィン２９を有するパイプ２８（製品）
に成形される。

押出されたパイプ２８の長さが所定の長さになった時点
で、ステム７の前進を止めることなく、図示しない適宜
な移動手段によって中間連結部８を間隙２６だけ前進さ
せ、中間連結部８の前側段部１０ａをビレット容器１の
後端面に接触させる。

このとき、上記パイプ２８長さの検出は、図示しない適
宜な検知手段によって直接パイプ２８長さを検知、ある
いはステム７の変位を検知して行なう。

上記中間連結部８の前進ｔこともなってマンドレル１４
は前進し、成形部１９の第２の設定位置が上記同様、ダ
イス３と対応した位置に固定され、成形部１９の第２の
設定位置とダイス３とによって、第９図に示すように、
内壁面に上記第１の設定位置で押出された製品よりその
数が半減し、高さも低くなったフィン２９を有するパイ
プ２８が連続して成形される。

上記マンドレル１４の前進においては、中間連結部８の
先端にマンドレル１４がマンドレルホルダ１２でスフリ
ング１７を介して軸方向へ移動可能に保持されているの
で、マンドレル１４Ｇこ軸方向の圧縮力が作用せず、座
屈等のトラブルを発生することがない。

押出されたパイプ２８の長さが所定長さになると、ステ
ム７の前進を停止させ、ついでステム７を後退させるこ
とによって圧力媒体２７を除圧し、押出成形は終了する
。

つぎζこ、上記装置を用いて発明者が実験した結果は下
記の通りであった。

実験例 １ 外径３８φ、内径２２φの鋼素管から室温で、外径２０
φ、最内径１６，４φ、フィン高さ０．６ ｍｍ、フィ
ン中０．５ｍｍ、フィン数５４の断面形状を有する内フ
イン付管を２ｒｒＬ押出したのち、さらに連続してマン
ドレルを前進させ、フィン高さＱ、 ３ ｍｍ。

フィン中０．５ ｍｍ、フィン数２７の断面形状を有す
る内フイン付管を０．５ ｍ押出したところ、押出圧力
１１，２００〜１２，０００ゆ／−で健全な上記両断面
形状を有する内フイン付管を押出すことができた（第１
０図参照）。

実験例 ２ 上記実験例１と同様の鋼素管から、上記同様、室温で外
径２０φ、最内径１６．４φ、フィン高さ０．６關、フ
ィン中０．５ ｍｒｎ、フィン数５４の断面形状を有す
る内フイン付管を２ｒｒＬ押出したのち、一旦圧力媒体
２７を降圧し、２０φ６０°ダイスを２１φ９０°ダイ
スに交換し、そのダイス面に潤滑剤（ＭｏＳ２）を塗布
し、マンドレルを４６５龍前進させて再び圧力媒体２７
を昇圧し、外径２１．５φ、最内径１６．４φ、フィン
高さ０．３ｍ−フィン中０．５ ｍｍ、フィン数２７の
断面形状を有する内フイン付管を０．５ｍ押出した。

この場合、前者の押出圧力は１１，２００ｋｇ／ｃｈｉ
で、後者の押出圧力は、開始圧力が１３，０００ｋｇ／
ａａで、定常圧力が１１．７００ｋｇ／ｃｍｔであって
、健全な直伸性、フィン形状等を有する内フイン付管を
押出すことができた（第１１図参照）。

実験例 ３ 上記実験例２と同様にして圧力媒体２７を降圧したのち
、ダイスを交換せずにそのまま上記同様、マンドレルを
４．５ ｍｍ前進させ、再び圧力媒体２７を昇圧して押
出しすると、開始圧力が１４，０００ｋｇ／ｃ！１に達
し、製品は急激ｌこ飛出し、製品の外観は曲り損傷をう
け、フィン形状は破断して不連続となり健全な内フイン
付管を得ることができなかった（第１２図参照）。

上記実験例１に示すように、本装置を用いれば、シンプ
ルな管体から１回の昇圧押出しで、方向性を有するヒー
トパイプ用素管を容易に成形できることが確認されｔも 上記マンドレル１４の成形部１９の先端部（第１の設定
位置）では、２種類の溝２２．２３の深さがほぼ同一で
、成形部１９の中央部（第２の設定位置）では、長い溝
２２のみで、前者より溝数が半数になり、上記先端部と
中央部との中間部分は、ヒートパイプのフィン形状の変
化部に相当し、ヒートパイプの作動流体の圧力損失を軽
減するために、中間部分で短い溝２３がなめらかに消滅
するようになっている。

第１３図から第１５図は第２実施例を示し、３０は高圧
容器で、上記第１実施例におけるビレット容器１と圧力
発生器５とを一体に構成したものである。

高圧容器３０の後端部ｌこはステム３１が摺動可能に嵌
挿され、ステム３１の中央部にはプランジャ３２が貫通
して摺動可能に嵌挿され、上記ステム３１とプランジャ
３２とは別個に移動するようになっている。

プランジャ３２の突出した先端部には締付金具３４．３
５からなるマンドレルホルダ３３が螺着さし、マンドレ
ルホルダ３３にはマンドレル１４の大径部１５がスプリ
ング１７を介して軸方向へ移動可能に装着されている。

上記構成の装置ζこおいて、プランジャ３２によってマ
ンドレル１４の成形部１９の先端部（第１の設定位置）
を、第１３図の中央から左側に示すように、ダイス３と
対向させ、ステム３１の前進によって所定長さパイプ２
８を押出したのち、さらに連続してステム３１を前進さ
せるとともに、上記プランジャ３２を所定距離だけ前進
させて上記成形部１９の中央部（第２の設定位置）を、
第１３図の中央から右側に示すように、ダイス３と対向
させる。

なお、第１図および第２図と同じ部分には同一符号を付
し説明を省略する。

上記第２実施例ではプランジャ３２の先端にマンドレル
１４を装着するのに、締付金具３４，３５からなるマン
ドレルホルダ３３を用いたものを示したがこれに限定す
るものでなく、第１４図に示すごとく、プランジャ３２
に取付金具３６を螺着し、その先端凹部（こマンドレル
１４の大径部１５をスプリング１７を介して嵌挿し、上
記取付金具３６の先端に抜止金具３７を螺着するように
してもよく、また、第１５図に示すごとく、プランジャ
３２の先端に凹部３８を設け、該凹部３８に上記マンド
レル１４の大径部１５を嵌挿したのち、上記凹部３８の
先端に抜止金具３７を螺着するようにしてもよいことは
勿論である。

また、上記第１実施例では、マンドレル１４の先端成形
部１９に長い溝２２と短い溝２３とが軸線と平行で、交
互に配設されたものを示したがこれに限定するものでな
く、第１６図に示すごとく、長い溝２２，２２の間に２
本の短い溝２３を配設し、成形部１９の断面形状を先端
部では第１７図に、中央部では第１９図に、先端部と中
央部との中間部分では第１８図にそれぞれに示すごとく
形成してもよいことは勿論である。

以上の説明から明らかなように本発明は、移動可能に設
けられた中間連結部またはプランジャの先端に、マンド
レルホルダによって後端に大径部を有し、先端に製品の
内径を決定するサイジング部を有するマンドレルの後端
大径部をつかんで、スプリングを介して軸方向へ移動可
能に支持するとともに、押出し途中に上記中間連結部あ
るいはプランジャを前進させることによってマンドレル
を前進させるようにしたため、マンドレルに軸方向の圧
縮応力を付加しないので、マンドレルの座屈を生ずるこ
とがなく連続して押出しを行なうことができる。

上記マンドレルの先端サイジング部に、先端部から後方
へ向かいその数、深さが減少する軸方向と平行な溝を多
数設け、上記のごとく押出し途中にマンドレルを前進さ
せてサイジング部の位置を先端部から後方ｒこ変位する
ようにしたため、従来のごとく多数の工数と溶接工程等
を要せず、一度の昇圧で先端部に比して後端部のフィン
高さ、数が減少するようなフィン形状の異なる一方向性
ヒートパイプ用素管を連続して押出し加工を行なうこと
ができる。

スプリングの撥力によってマンドレルの先端初期シール
部をビレットの先端内部に接触させるとともに、ダイス
にビレットの先端外面を接触させるようにしたため、静
水圧押出しにおける初期シールを死金に行なうことがで
きる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図は本発明にかかる方法を適用した装置
の第１実施・例を示す図面で、第１図、第２図は断面図
、第３図は第１図におけるマンドレルの先端サイジング
部の拡大側面図、第４図は第３図の一部拡大側面図、第
５図は第４図の■−■線、第６図は第４図のＶｌ−Ｖｌ
線、第７図は第４図の■−■線断面図、第８図、第９図
は押出された内フイン付管体の断面図、第１０図から第
１２図は発明者が実験した押出し加工における圧力と時
間との関係を示す図面、第１３図から第１５図は本発明
にかかる方法を適用した装置の第２実施例を示す図面で
、第１３図は断面図、第１４図、第１５図は第１３図に
おけるプランジャの先端にマンドレルを装着するマンド
レルホルダの変形例を示す断面図、第１６図は第４図の
変形例を示す側面図、第１７図は第１６図のＸ■−Ｘ■
線、第１８図は第１６図のＸ■−Ｘ■線、第１９図は第
１６図のＸ■−Ｘ■線断面図である。 １・・・・・・ビレット容器、２，６・・・・・・シリ
ンダ、３・・・・・・ダイス、５・・・・・・圧力発生
器、Ｔ、３１・・・・・・ステム、８・・・・・・中間
連結部、１２，３３・・・・・・マンドレルホルダ、１
４・・・・・・マンドレル、１５・・・・・・大径部、
１６・・・・・・サイジング部、１７・・・・・・スプ
リング、１８・・・・・・初期シール部、１９・・・・
・・成形部、２２・・・・・・長イ溝、２３・・・・・
・短い溝、２５・・・・・・ビレット、２６・・・・・
・間隙、２７・・・・・・圧力媒体、２８・・・・・・
パイプ、２９・・・・・・フィン、３０・・・・・・高
圧容器、３２・・・・・・プランジャ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 後端に大径部を有し、先端に製品の内径を決定する
   とともに、先端部から後方に向かい、その数、深さが減
   少する軸方向と平行な溝を多数有するサイジング部と、
   その後方にテーパ部からなる初期シール部とを有するマ
   ンドレルを、それ自体軸方向へ移動可能に設けられたマ
   ンドレル移動用プランジャの先端部にマンドレルホルダ
   によってマンドレルの大径部をつかんで、マンドレルが
   マンドレル移動用プランジャに対して軸方向へ移動しう
   る状態に支持し、上記初期シール部と対応する先端内面
   を有するビレットをシリンダ内に位置させて静水圧で押
   出し、押出し途中にマンドレル移動用プランジャを前進
   させることによって、マンドレルを前進させてサイジン
   グ部の位置を先端部から後方にずらし、先端部（こ比し
   て後端部におけるフィンの高さ、数が減少する内フイン
   付管状体を静水圧押出しすることを特徴とする一方向性
   ヒートパイプ用素管の製造方法。