JP3304757B2 - 多重内面溝付管の製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多重内面溝付管の
製造方法及びその装置に関し、特に、同一内面に複数の
異なる溝を持つ多重内面溝付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
にした内面溝付管となっている。

【０００４】図３に従来の内面二重溝付管の製造装置の
一例を示す。前記製造装置は、複数個のロールあるいは
球２３を管軸と直交方向で金属管１の外周面を遊星状に
回転させて前記金属管１を外周面で径方向に押し込み縮
管する同一軸線上の２つの縮管手段１６、１７と、前記
金属管１の内部にフローティングプラグ２を係止する係
止手段１０と、前記フローティングプラグ２に連結棒３
で連結された１次溝付プラグ４を前記金属管１内に回転
自在の状態で挿入し前記縮管手段１６によって縮管する
ことにより前記金属管１の内部に１次溝１１を加工する
第１溝加工手段と、更に前記１次溝付プラグ４の後方に
前記連結棒３で連結された２次溝付プラグ２４を１次溝
付金属管１２内に回転自在の状態で挿入し前記縮管手段
１７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１３を加工する第２溝加工手段により二重
溝付管を製造する装置である。

【０００５】即ち、前記製造装置の縮管手段である転造
工具１６、１７を二段に配置し、それぞれの転造工具１
６、１７の相当位置にフローティングプラグ２に連結さ
れた溝加工手段である溝付プラグ４、２４を配し、金属
管１内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の位置で遊星
状に回転する１次転造工具１６（球２３）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１１が形成され、次に、同様の工程で２次転造工
具１７と２次溝付プラグ２４によって２次溝１３が形成
され、然るに、金属管１内に連続的に二重溝１１、１３
が形成されることとなる。

【０００６】このようにして、前記製造装置によって伝
熱性能の高い内面二重溝付管が製造されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
内面二重溝付管の製造装置によれば、金属管１の外周面
を回転する転造工具１６、１７と金属管１内にフローテ
ィングプラグ２に連結棒３で連結された溝付プラグ４、
２４から成る転造工具セットが二段になっているため、
金属管に対する抵抗が大きく、大きな引き抜き力が必要
となり金属管が破断し易いこととなる。更に、転造工具
セット（転造工具と溝付プラグの対）が二段になってい
ると、装置の構造が複雑であり、故に２つの転造工具セ
ットの調整が困難でまた時間もかかっていた。更にま
た、より伝熱性能の高い内面溝付管を製造するために、
金属管内面の溝を三重以上にする場合には装置改良が必
要となり、また、３つ以上の転造工具セットの調整が非
常に困難を極め、更に引き抜き力も増し金属管の破断の
危険性が大きくなる。更にまた、金属管１４内面の溝の
形状が溝付プラグ４、２４の溝５、２５の形状で固定さ
れるため、溝の形状に自在性を欠くこととなり、より伝
熱性能の高い内面溝付管を製造することが困難なものと
なっている。

【０００８】従って、本発明の目的は、溝加工手段と金
属管の接触面積を小さくすることによって金属管に対す
る抵抗を減少させ、引き抜き力を小さくし金属管の破断
を防止する多重内面溝付管の製造方法及びその装置を提
供することである。

【０００９】本発明の他の目的は、縮管手段と溝加工手
段の調整を短時間で簡単にできる多重内面溝付管の製造
方法及びその装置を提供することである。

【００１０】更に、本発明の他の目的は、装置改良を伴
わずに簡単に金属管内面の溝を三重以上にし、また溝の
形状を自在に変化することができる多重内面溝付管の製
造方法及びその装置を提供することである。

【００１１】

【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、内壁面に多重溝を有した多重内面
溝付管の製造方法において、金属管の内部に突起付きプ
ラグが連結された溝付プラグを挿入して前記金属管を前
記溝付プラグ側から突起付きプラグ側へ移動させ、前記
溝付プラグが位置する部位で該部位を通過する前記金属
管の外周に転造圧を印加して前記金属管の内壁面にフィ
ンを形成し、前記突起付きプラグが位置する部位で前記
金属管の外周からの圧力が無い状態で前記突起付プラグ
により前記フィンの一部を削り取ることを特徴とする多
重内面溝付管の製造方法を提供する。

【００１２】また、前記目的を実現するため、内壁面に
多重溝を有した多重内面溝付管の製造装置において、金
属管をその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転造圧印加手段と、前記金
属管の前記転造圧が印加される位置の内部に設けられ、
前記金属管の内壁面に接触して前記内壁面にフィンを形
成する溝付プラグと、前記溝付プラグに連結され前記フ
ィンが形成された前記金属管の内部の前記金属管の外周
に圧力が印加されない位置に設けられ、前記フィンに接
触して前記フィンの一部を削り取る突起付プラグを有す
ることを特徴とする多重内面溝付管の製造装置を提供す
る。

【００１３】

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

【００１４】図１は本発明の一実施の形態を示す。この
装置は縮管手段、第１溝加工手段、及び第２溝加工手段
を備えた溝加工装置と、フローティングプラグ２と、連
結棒３と、引抜ダイス１０と、仕上げダイス１５から成
っている。

【００１５】フローティングプラグ２は、金属管１を引
抜ダイス１０に通すことにより、前記引抜ダイス１０の
位置で金属管１の内部に係止する。

【００１６】また、溝加工装置の縮管手段である遊星状
に回転する複数の球２３は外力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
るようになっている。

【００１７】また、第１溝加工手段である外周に微細な
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。

【００１８】更に、第２溝加工手段である外周に複数の
突起部７を有する突起付きプラグ６は、前記連結棒３を
介して前記溝付プラグ４の後方に取り付けられている。

【００１９】また、前記溝付プラグ４と前記突起付きプ
ラグ６の間に摩擦の小さいスラストベアリング８やメタ
ル軸受け等を設置して、前記溝付プラグ４と前記突起付
きプラグ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。

【００２０】前記フローティングプラグ２、前記連結棒
３、前記溝付プラグ４、及び前記突起付きプラグ６によ
ってプラグユニット２０が構成されている。かかるプラ
グユニット２０は、フローティングプラグ２が引抜ダイ
ス１０と係合することにより溝付プラグ４を所定の位置
（複数の球２３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を前記溝
付プラグ４の後方であって所定の位置に保持できるよう
になっている。

【００２１】従って、金属管１内にプラグユニット２０
を挿入した状態で前記金属管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２３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１１と、それに対応したフィン１８
が形成され１次溝付管１２が形成される。

【００２２】更に、突起付きプラグ６は複数の突起部７
を有し、突起付きプラグ６の突起部７の頂点までの径
は、１次溝付管１２内のフィン１８（凸部）の内径より
も大きく且つ１次溝付管１２内の１次溝１１（凹部）の
径より小さくなっている。然るに、１次溝付管１２を図
１の矢印Ａ方向に移動させることによって、突起付きプ
ラグ６の突起部７は、１次溝付管１２のフィン１８の部
分を断続的に突起部７の頂点で削ることとなり、１次溝
付管１２の内面に突起付きプラグ６の形状に対応した２
次溝１３が形成され、内面に溝１１及び溝１３を有する
内面溝付管９が形成される。

【００２３】更に、内面溝付管９は、仕上げダイス１５
により所定の外径寸法に縮径され、多重内面溝付管２１
が形成される。

【００２４】以上のような多重内面溝付管の製造装置の
構成により、特に、第２溝加工部分を複数の突起部７を
有する突起付きプラグ６にしたことにより、第１溝加工
手段で形成されたフィン１８部分を突起部７の頂点で削
ることとなり、１次溝付管１２と第２溝加工手段の接触
面積が小さくなることから抵抗が減少し、引き抜き力が
小さくなり金属管の破断を防ぐことができるようになっ
た。また、かかる構成により、縮管手段から独立して第
２溝加工手段を配置することができるようになったた
め、金属管に対する引張り力も更に軽減でき金属管の破
断の防止も更に向上することとなった。更にまた、縮管
手段と溝加工手段の調整が短時間で簡単にできるように
なった。

【００２５】以上、本発明の一実施の形態を示したが、
突起付きプラグの突起部の頂点までの径が、１次溝付管
内のフィン（凸部）の内径よりも大きく且つ１次溝付管
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、突起部７の数、形状（例えば、半球
状、山型状等）、及び突起高さはいかようであってもよ
い。また、突起付きプラグ上の突起部は、同一円周上に
ある必要はなく、複数列に配置してもよい。更に、突起
付きプラグは複数であってもよく、複数の突起付きプラ
グを製造装置の改良を伴わずに第２溝加工手段に配する
ことができ、簡単に金属管内面の溝を三重以上にし、ま
た溝の形状を自在に変化することができる。

【００２６】更に、第２溝加工手段に図２のようなフィ
ン状の突起１９を持った傘歯車状のプラグ２２を突起付
きプラグ６に替えて用いることができる。この場合に
も、前述の径の条件を満たす限り、フィン状突起１９の
数、形状、及び突起高さはいかようであってもよい。ま
た、傘歯車状プラグ２２は複数であってもよく、突起付
きプラグ６と組み合わせることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明の多重内面溝付
管の製造方法及びその装置によれば、第２溝加工手段を
突起状にしたため、１次溝付管のフィン部分を点で削る
又は潰すこととなり、金属内面と溝加工手段の接触面積
が小さくなることから金属管に対する抵抗が減少し、引
き抜き力が小さくなり金属管の破断を防ぐことができる
ようになった。また、縮管手段から独立して第２溝加工
手段を配置することができるようになり、縮管手段と溝
加工手段の調整が短時間で簡単にできるようになった。
更に、第２溝加工手段の形状や構成の自由度が増し、製
造装置の改良を伴わずに、簡単に金属管内面の溝を三重
以上にし、また溝の形状を自在に変化することができる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多重内面溝付管の製造装置の一実
施の形態を示す概略図。

【図２】突起付きプラグの変形例を示す図。

【図３】従来の多重内面溝付管の製造装置の一例を示す
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 突起付きプラグ ７ 突起部 ８ スラストベアリング ９ 内面溝付管 １０ 引抜ダイス １１ １次溝 １２ １次溝付管 １３ ２次溝 １４ 従来の内面溝付管 １５ 仕上げダイス １６ 転造工具 １７ 転造工具 １８ フィン １９ フィン状突起 ２０ プラグユニット ２１ 多重内面溝付管 ２２ 傘歯車状プラグ ２３ 球 ２４ 溝付プラグ ２５ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｄ (56)参考文献 特開 昭62−182595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−255795（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−140321（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−71615（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 1/00 - 19/00 B21C 37/20 B21D 53/06 B21H 3/00 F28F 1/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内壁面に多重溝を有した多重内面溝付管の
   製造方法において、金属管の内部に突起付きプラグが連結された溝付プラグ
   を挿入して前記 金属管を前記溝付プラグ側から突起付き
   プラグ側へ移動させ、前記溝付プラグが位置する部位で該部位を通過する前記
   金属管の外周に転造圧を印加して前記金属管の 内壁面に
   フィンを形成し、前記突起付きプラグが位置する部位で 前記金属管の外周
   からの圧力が無い状態で前記突起付きプラグにより前記
   フィンの一部を削り取ることを特徴とする多重内面溝付
   管の製造方法。
2. 【請求項２】内壁面に多重溝を有した多重内面溝付管の
   製造装置において、 金属管をその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転造圧印加手段
   と、 前記金属管の前記転造圧が印加される位置の内部に設け
   られ、前記金属管の内壁面に接触して前記内壁面にフィ
   ンを形成する溝付プラグと、前記溝付プラグに連結され 前記フィンが形成された前記
   金属管の内部の前記金属管の外周に圧力が印加されない
   位置に設けられ、前記フィンに接触して前記フィンの一
   部を削り取る突起付きプラグを有することを特徴とする
   多重内面溝付管の製造装置。