JP2000102820A - 中心軸に対して断面凹凸状に褶曲した管壁を有する異形管の製造方法 - Google Patents
中心軸に対して断面凹凸状に褶曲した管壁を有する異形管の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 中心軸に対して、断面凹凸状に湾曲させ
た管壁を有する異形管の製造法の提供。 【解決手段】 同一形状の断面角形または波形を長手方
向に複数形成した板材の長手方向端面を接合して管軸に
直角な断面が凹凸である管体とし、該管体をダイスおよ
び／または成形ロールにより前記管内側への各凸部先端
間の距離を縮小することにより、管軸方向に直角な断面
が襞状に湾曲した管壁を形成する。 【効果】 異形管製造は容易に実施することが可能
であり、工具の摩耗等も少なく、仕上がり寸法精度も高
い。
た管壁を有する異形管の製造法の提供。 【解決手段】 同一形状の断面角形または波形を長手方
向に複数形成した板材の長手方向端面を接合して管軸に
直角な断面が凹凸である管体とし、該管体をダイスおよ
び／または成形ロールにより前記管内側への各凸部先端
間の距離を縮小することにより、管軸方向に直角な断面
が襞状に湾曲した管壁を形成する。 【効果】 異形管製造は容易に実施することが可能
であり、工具の摩耗等も少なく、仕上がり寸法精度も高
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異形管の製造方
法、とくに、管軸方向に直角な断面が褶曲した管壁を有
する異形管の経済的な製造方法に関する。
法、とくに、管軸方向に直角な断面が褶曲した管壁を有
する異形管の経済的な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、褶曲した管壁をもつ断面異形管の
製造は、例えば熱交換器用パイプとしてすでに実用化さ
れている（例えば特開平４−２５８３１９号公報、特開
平５−７９６５号公報、特開平６−１５３５４号公報、
特開平７−２４５２１号公報、特開平７−２４５２２号
公報参照）。そしてこれらの製品は、それ相当の効果を
あげている。
製造は、例えば熱交換器用パイプとしてすでに実用化さ
れている（例えば特開平４−２５８３１９号公報、特開
平５−７９６５号公報、特開平６−１５３５４号公報、
特開平７−２４５２１号公報、特開平７−２４５２２号
公報参照）。そしてこれらの製品は、それ相当の効果を
あげている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の形式の異形管においては、必ずしも満足で
きる特性を得られてはいないのが現状であり、その製造
課程において、さらに改善が望まれていた。
ような従来の形式の異形管においては、必ずしも満足で
きる特性を得られてはいないのが現状であり、その製造
課程において、さらに改善が望まれていた。
【０００４】本発明は、前記従来技術における問題点を
解決し、製造が容易であり、しかも強度が高く、優れた
熱交換特性を有する異形管の製造方法を提供することを
目的としている。
解決し、製造が容易であり、しかも強度が高く、優れた
熱交換特性を有する異形管の製造方法を提供することを
目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、異形管を形成
するための素材として、管形成前の板（帯）材に凹凸加
工を施して後に管に成形すること、または溝付きダイス
および溝付き浮遊プラグを使用して、金属管を引き抜き
加工することが効果的であること、ならびに、前記異形
管を縮径すれば熱交換特性がよくなることを知見し、本
発明を完成するに至った。
め、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、異形管を形成
するための素材として、管形成前の板（帯）材に凹凸加
工を施して後に管に成形すること、または溝付きダイス
および溝付き浮遊プラグを使用して、金属管を引き抜き
加工することが効果的であること、ならびに、前記異形
管を縮径すれば熱交換特性がよくなることを知見し、本
発明を完成するに至った。
【０００６】前記の知見に基づいてなされた本発明は、
同一形状の断面星形または波形を長手方向に複数形成し
た板材の長手方向端面を接合して管軸に直角な断面が凹
凸である管体とし、該管体をダイスおよび／または成形
ロールにより前記管内側への各凸部先端間の距離を縮小
することにより、管軸方向に直角な断面が襞状に湾曲し
た管壁に形成することを特徴とする異形管の製造方法を
要旨としている。
同一形状の断面星形または波形を長手方向に複数形成し
た板材の長手方向端面を接合して管軸に直角な断面が凹
凸である管体とし、該管体をダイスおよび／または成形
ロールにより前記管内側への各凸部先端間の距離を縮小
することにより、管軸方向に直角な断面が襞状に湾曲し
た管壁に形成することを特徴とする異形管の製造方法を
要旨としている。
【０００７】また本発明は、溝付きダイスおよび溝付き
浮遊プラグを使用し、金属管を引き抜き加工して、管軸
方向に軸直角断面が同一形状を持つ複数の凹凸を形成
し、引き続き前記異形管を引抜き加工して管内側への凸
部先端間の距離を縮小することにより、管軸方向に直角
な断面が襞状に湾曲した管壁を形成することを特徴とす
る異形管の製造方法を要旨とするものである。
浮遊プラグを使用し、金属管を引き抜き加工して、管軸
方向に軸直角断面が同一形状を持つ複数の凹凸を形成
し、引き続き前記異形管を引抜き加工して管内側への凸
部先端間の距離を縮小することにより、管軸方向に直角
な断面が襞状に湾曲した管壁を形成することを特徴とす
る異形管の製造方法を要旨とするものである。
【０００８】さらに本発明は、連続する長尺の帯材を使
用することにより、長尺の異形管を製造することもその
要旨であり、表面にめっき層を形成した管材または板材
を使用し、異形管製管後に加熱処理してめっき層をリフ
ローさせることもその要旨である。
用することにより、長尺の異形管を製造することもその
要旨であり、表面にめっき層を形成した管材または板材
を使用し、異形管製管後に加熱処理してめっき層をリフ
ローさせることもその要旨である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の構成と作用を説明する。
本発明においては、管の異形部分を形成するための素材
として、図１（ａ）に示すように、同一形状の断面波形
２を、図２に示すような成形ロールによって長手方向に
複数形成した板材１の長手方向端面４，５を接合して、
図１（ｂ）のような管軸に直角な断面が凹凸である異形
管体６とする。図２の成形ロールは組合せロールであ
り、管素材に形成する断面形状の凸形ロール要素３の交
換により、管素材に対して波形、角形任意の凹凸を形成
可能である。
本発明においては、管の異形部分を形成するための素材
として、図１（ａ）に示すように、同一形状の断面波形
２を、図２に示すような成形ロールによって長手方向に
複数形成した板材１の長手方向端面４，５を接合して、
図１（ｂ）のような管軸に直角な断面が凹凸である異形
管体６とする。図２の成形ロールは組合せロールであ
り、管素材に形成する断面形状の凸形ロール要素３の交
換により、管素材に対して波形、角形任意の凹凸を形成
可能である。
【００１０】次に、前記管体６をダイスおよび／または
成形ロールによりその凹部先端間の距離を縮小すると、
前記角形あるいは波形は、図３（ｂ）の７に示すように
なって、管内断面積に対して大きい管壁面積の異形管と
なる。
成形ロールによりその凹部先端間の距離を縮小すると、
前記角形あるいは波形は、図３（ｂ）の７に示すように
なって、管内断面積に対して大きい管壁面積の異形管と
なる。
【００１１】溝付きダイスと溝付き浮遊プラグを組合せ
使用する本発明異形管の製造方法においては、図６及び
図７に示す溝付きダイス１６と溝付き浮遊プラグ１７を
使用する。素管として、所望の異形管の形状に応じて、
所定の肉厚、管径の金属管を選定する。素材管に浮遊プ
ラグを使用してダイス引きすると管は減肉されて薄くな
るため、目的とする異形管の肉厚よりも厚い素管を選定
する。
使用する本発明異形管の製造方法においては、図６及び
図７に示す溝付きダイス１６と溝付き浮遊プラグ１７を
使用する。素管として、所望の異形管の形状に応じて、
所定の肉厚、管径の金属管を選定する。素材管に浮遊プ
ラグを使用してダイス引きすると管は減肉されて薄くな
るため、目的とする異形管の肉厚よりも厚い素管を選定
する。
【００１２】本発明では、素管（インナーパイプ）の製
造を長尺の帯板により実施することにより、任意長さの
異形管を製造することが可能である。図４のように長尺
のインナーパイプ１１（長尺の帯板から連続して図２の
ロールによる凹凸形成と、図１の異形管製造工程を組合
わせて製造されつつあるインナーパイプでもよい。）に
対して長尺の帯板１２ａを使用し、インナーパイプを包
み込むように溶接トーチ１３により溶接して形成したア
ウターパイプ１２をダイス１４により縮径する製造工程
を組み合わせることにより、図５に示すような任意長さ
の２重管構造の異形管を製造することが可能である。
造を長尺の帯板により実施することにより、任意長さの
異形管を製造することが可能である。図４のように長尺
のインナーパイプ１１（長尺の帯板から連続して図２の
ロールによる凹凸形成と、図１の異形管製造工程を組合
わせて製造されつつあるインナーパイプでもよい。）に
対して長尺の帯板１２ａを使用し、インナーパイプを包
み込むように溶接トーチ１３により溶接して形成したア
ウターパイプ１２をダイス１４により縮径する製造工程
を組み合わせることにより、図５に示すような任意長さ
の２重管構造の異形管を製造することが可能である。
【００１３】また本発明では定尺管のほか、歩留まりよ
く、長尺の異形管を安価に製造するため、素管として、
コイル状に捲かれたコイル管、いわゆるＰＩＣ（ＰＩＰ
ＥＩＮ ＣＯＩＬ）を捲き戻ししながら連続的に引抜き
加工を行なう。
く、長尺の異形管を安価に製造するため、素管として、
コイル状に捲かれたコイル管、いわゆるＰＩＣ（ＰＩＰ
ＥＩＮ ＣＯＩＬ）を捲き戻ししながら連続的に引抜き
加工を行なう。
【００１４】浮遊プラグ１７又は１８を使用したダイス
１６または１９による管引抜きは、素管の先端から管内
に溝付きプラグを挿入し、素管２０の先端を細径に絞
り、この細径部分を溝付きダイスの孔に通して引き抜き
を開始する。浮遊プラグ引きはダイスとプラグとのセッ
ティングが固定ではないため、引き抜き時にプラグは自
動セッティングとなり、ダイス及びプラグを引抜きする
形状に合わせたセッティングが不要となるため作業時間
を短縮することができる。
１６または１９による管引抜きは、素管の先端から管内
に溝付きプラグを挿入し、素管２０の先端を細径に絞
り、この細径部分を溝付きダイスの孔に通して引き抜き
を開始する。浮遊プラグ引きはダイスとプラグとのセッ
ティングが固定ではないため、引き抜き時にプラグは自
動セッティングとなり、ダイス及びプラグを引抜きする
形状に合わせたセッティングが不要となるため作業時間
を短縮することができる。
【００１５】浮遊プラグ引きを開始すると、図７の溝付
きプラグ１７は図６の溝付きダイス１６の孔１６ａに素
管２０によって引き込まれて自動セッティングされ、浮
遊した状態となり、溝付きダイス１６と溝付きプラグ１
７との間に、管軸直角方向に凹凸状の間隙部が形成さ
れ、この間隙部を通過した素管２０は異形管６に成形さ
れる。浮遊プラグ引きにより引抜き加工を行なえば、１
回の引抜きで金属管の外周部は溝付きダイスの溝孔表面
と略同一の形状及び大きさとなり、内周部は溝付きプラ
グの表面形状と略同一の形状及び大きさとなる。次に、
前記の異形管体６をダイスおよび／または成形ロールに
よりその凹部先端間の距離を縮小すると、前記角形ある
いは波形は、図３（ｂ）の７に示すようになって、管内
断面積に対して大きい管壁面積の異形管６となる。
きプラグ１７は図６の溝付きダイス１６の孔１６ａに素
管２０によって引き込まれて自動セッティングされ、浮
遊した状態となり、溝付きダイス１６と溝付きプラグ１
７との間に、管軸直角方向に凹凸状の間隙部が形成さ
れ、この間隙部を通過した素管２０は異形管６に成形さ
れる。浮遊プラグ引きにより引抜き加工を行なえば、１
回の引抜きで金属管の外周部は溝付きダイスの溝孔表面
と略同一の形状及び大きさとなり、内周部は溝付きプラ
グの表面形状と略同一の形状及び大きさとなる。次に、
前記の異形管体６をダイスおよび／または成形ロールに
よりその凹部先端間の距離を縮小すると、前記角形ある
いは波形は、図３（ｂ）の７に示すようになって、管内
断面積に対して大きい管壁面積の異形管６となる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるから、異形管の褶曲の形状寸法と数は、素管素材の
板材の幅と形成される凹凸の形と数、あるいは使用する
ダイスの溝数と組み合わせる浮遊プラグによって決まる
ものであるため異形管製造は容易に実施することが可能
であり、工具の摩耗等も少なく、仕上がり寸法精度も高
いという優れた効果が奏され、産業上極めて有用であ
る。
いるから、異形管の褶曲の形状寸法と数は、素管素材の
板材の幅と形成される凹凸の形と数、あるいは使用する
ダイスの溝数と組み合わせる浮遊プラグによって決まる
ものであるため異形管製造は容易に実施することが可能
であり、工具の摩耗等も少なく、仕上がり寸法精度も高
いという優れた効果が奏され、産業上極めて有用であ
る。
【００１７】
【実施例】本発明を実施例により具体的に説明するが、
これによって本発明が限定されることはない。 実施例１ 幅４７ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの帯材（材質ＳＰＣＣ）に
対して、幅方向断面が高低３ｍｍの波形４個を、波形ロ
ールにより形成したものの側縁を抵抗溶接して最大径１
２ｍｍの異形管状体とし、この管状体を穴径１０ｍｍの
ダイスから順次小径のダイスへ通して縮径し、最終的に
直径８．５ｍｍの異形管が得られた。
これによって本発明が限定されることはない。 実施例１ 幅４７ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの帯材（材質ＳＰＣＣ）に
対して、幅方向断面が高低３ｍｍの波形４個を、波形ロ
ールにより形成したものの側縁を抵抗溶接して最大径１
２ｍｍの異形管状体とし、この管状体を穴径１０ｍｍの
ダイスから順次小径のダイスへ通して縮径し、最終的に
直径８．５ｍｍの異形管が得られた。
【００１８】実施例２ 実施例１の帯板に厚さ５μｍの銅めっきを施した後、実
施例１と同様の条件で異形管を形成した。この多孔管に
不活性雰囲気中１１３０℃で１５分間の加熱処理を施
し、銅めっき層のリフローを行なった。
施例１と同様の条件で異形管を形成した。この多孔管に
不活性雰囲気中１１３０℃で１５分間の加熱処理を施
し、銅めっき層のリフローを行なった。
【００１９】実施例３ 実施例１と同じ条件で帯材から形成した管状体をインナ
ーパイプとして、同じ材質でこの管状体の外径より大き
い内径が９．５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアウターパイプ
に挿入し、これを穴径９．５ｍｍのダイスのダイス孔へ
通して縮径し、最終的に直径９．５ｍｍの外管付き異形
管が得られた。
ーパイプとして、同じ材質でこの管状体の外径より大き
い内径が９．５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアウターパイプ
に挿入し、これを穴径９．５ｍｍのダイスのダイス孔へ
通して縮径し、最終的に直径９．５ｍｍの外管付き異形
管が得られた。
【００２０】実施例４ 実施例２と同じような銅めっきを施して形成した異形管
をインナーパイプとして、実施例３と同様にアウターパ
イプに挿入し、ダイスにより順次縮径して２重異形管を
製造した。この外管付き異形管に実施例２と同じ熱処理
を施したものは、内外管相互が完全に気密であった。
をインナーパイプとして、実施例３と同様にアウターパ
イプに挿入し、ダイスにより順次縮径して２重異形管を
製造した。この外管付き異形管に実施例２と同じ熱処理
を施したものは、内外管相互が完全に気密であった。
【００２１】実施例５ 外径２１．７ｍｍ、肉厚０．８ｍｍの丸管内に、溝高さ
４ｍｍ、溝数６個の浮遊プラグを挿入し、先端を細径に
絞り、溝深さ４ｍｍ、孔径１４ｍｍのダイスに通し、引
抜き速度１５ｍｍ／分で引抜きを実施した。得られた異
形管は肉厚が０．６ｍｍ、凹凸の幅が３ｍｍの異形管が
形成された。
４ｍｍ、溝数６個の浮遊プラグを挿入し、先端を細径に
絞り、溝深さ４ｍｍ、孔径１４ｍｍのダイスに通し、引
抜き速度１５ｍｍ／分で引抜きを実施した。得られた異
形管は肉厚が０．６ｍｍ、凹凸の幅が３ｍｍの異形管が
形成された。
【００２２】実施例６ 実施例５で形成された異形管の表面に銅めっきを施し、
実施例４と同様にアウターパイプに挿入し、ダイスによ
り順次縮径して２重異形管を製造した。この２重異形管
に実施例２と同じ熱処理を施したものは、内外管相互が
完全に気密であった。
実施例４と同様にアウターパイプに挿入し、ダイスによ
り順次縮径して２重異形管を製造した。この２重異形管
に実施例２と同じ熱処理を施したものは、内外管相互が
完全に気密であった。
【図１】 本発明により形成される素材の断面図であ
る。
る。
【図２】 管素材形成用成形ロールの側面図である。
【図３】 成形ロール引き抜きによる素材管から異形管
への移行状態を示す断面図である。
への移行状態を示す断面図である。
【図４】 長尺の複合異形管を製造する工程図である。
【図５】 複合異形管を示す断面図である。
【図６】 溝付きダイスの孔面と軸方向断面形状図であ
る。
る。
【図７】 溝付きプラグの軸方向面と、軸方向断面形状
図である。
図である。
【図８】 浮遊プラグを使用した管引抜きの説明図であ
る。
る。
【図９】 溝付き浮遊プラグを使用した異形管引抜きの
説明図である。
説明図である。
【図１０】４溝異形管の断面図である。
【図１１】５溝異形管の断面図である。
１ 板材 ２ 波形 ３ 凸形ロール要素 ４，５ 接合端面 ６ 異形管 ７ 内側凸部 ８ 溝部 １１ インナーパイプ １２ａ 帯板 １２ アウターパイプ １３ 溶接トーチ １４，１９ ダイス １５ インナーパイプ頂部 １６ 溝付きダイス １６ａ 溝付きダイスの溝 １７ 溝付き浮遊プラグ １７ａ 溝付き浮遊プラグの突起部 １８ 浮遊プラグ ２０ 素材管 ２１ 引き抜き管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 駒井 達也 神奈川県小田原市成田1028番地 株式会社 西山製作所内 Ｆターム(参考） 4E063 AA01 BB08 DA20 MA30 4E096 EA02 EA18 FA06 HA02
Claims (16)
- 【請求項１】 同一形状の断面角形または波形を長手方
向に複数形成した板材の長手方向端面を接合して管軸に
直角な断面が凹凸である管体とし、該管体をダイスおよ
び／または成形ロールにより前記管内側への各凸部先端
間の距離を縮小することにより、管軸方向に直角な断面
が襞状に湾曲した管壁を形成することを特徴とする異形
管の製造方法。 - 【請求項２】 異なる形状の断面星形または波形である
請求項１記載の異形管の製造方法。 - 【請求項３】 管の中心軸に直角な内面断面積Ｓが、褶
曲前の管の内面断面積Ｓ0との間に、ａ・Ｓ＜Ｓ0、ａ＞
１０の条件を満足する請求項１または２記載の異形管の
製造方法。 - 【請求項４】 凸部端から凹部端まで平行な襞であり、
その長さが襞幅の２〜１０倍である請求項１、２または
３記載の異形管の製造方法。 - 【請求項５】 素材が連続する長尺の帯材である請求項
１ないし４のいずれかに記載の異形管の製造方法。 - 【請求項６】 板材の長手方向端面接合が電気抵抗溶
接、アーク溶接、ガス溶接、加熱鍛接のいずれかで行な
われる請求項１ないし５のいずれかに記載の異形管の製
造方法。 - 【請求項７】 異形管の管内側への各凸部先端間の距離
を縮小するにあたり、捻り加工を同時に行なう請求項１
ないし６のいずれかに記載の異形管の製造方法。 - 【請求項８】 金属管の長手方向表面に、直線状または
螺旋状に凹凸を形成した異形管を、その外径より大きい
内径を有する管体内に挿入して、この両者を同時にダイ
スおよび／または成形ロールによりその直径を縮小する
請求項１ないし７のいずれかに記載の異形管の製造方
法。 - 【請求項９】 表面にめっき層を形成した管材または板
材を使用し、製管後に加熱処理してめっき層をリフロー
させる請求項１ないし８のいずれかに記載の異形管の製
造方法。 - 【請求項１０】 溝付きダイスおよび溝付き浮遊プラグ
を使用し、金属管を引き抜き加工して、管軸方向に軸直
角断面が同一形状を持つ複数の凹凸を形成し、引き続き
前記異形管を引抜き加工して管内側への凸部先端間の距
離を縮小することにより、管軸方向に直角な断面が襞状
に湾曲した管壁を形成することを特徴とする異形管の製
造方法。 - 【請求項１１】 異なる形状の断面角形または波形であ
る請求項１０記載の異形管の製造方法。 - 【請求項１２】 管の中心軸に直角な内面断面積Ｓが、
褶曲前の管の内面断面積Ｓ0との間に、ａ・Ｓ＜Ｓ0、ａ
＞１０の条件を満足する請求項１０または１１記載の異
形管の製造方法。 - 【請求項１３】 凸部端から凹部端まで平行な襞であ
り、その長さが襞幅の２〜１０倍である請求項１０、１
１または１２記載の異形管の製造方法。 - 【請求項１４】 異形管の引抜きに際し、捻りを加えな
がら引抜きする請求項１０ないし１３のいずれかに記載
の異形管の製造方法。 - 【請求項１５】 金属管の長手方向表面に、ダイスと浮
遊プラグにより、直線状または螺旋状に凹凸を形成した
のち、該管体をその外径より大きい内径を有する管体内
に挿入して、この両者を同時にダイスおよび／または成
形ロールによりその直径を縮小する請求項１０ないし１
４のいずれかに記載の異形管の製造方法。 - 【請求項１６】 素管がコイル状に捲かれた長尺の金属
管である請求項１０ないし１５のいずれかに記載の異形
管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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