JP3279477B2 - 内面溝付管の製造装置 - 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、内面溝付管の製造
装置に関し、特に、転造圧を印加しながら引抜力を増加
しないで金属管内面に二重の溝を形成する内面溝付管の
製造装置に関する。

【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４に従来の内面溝付管の製造装置の一形
態である内面二重溝付管の製造装置を示す。前記製造装
置は、複数個の球８、９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
方向に押し込むことによって転造圧を印加し縮管する同
一軸線上の２つの転造圧印加手段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転造圧印加手段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６を１次
溝付金属管１２内に回転自在の状態で挿入し前記転造圧
印加手段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
より内面二重溝付管を製造する装置である。

【０００５】即ち、前記製造装置の転造圧印加手段であ
る転造工具１６、１７を二段に配置し、それぞれの転造
工具１６、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、６を配し、
金属管１内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８）により転造
圧を印加され縮管されて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６によって
２次溝１３が形成され、然るに、金属管１内面に連続的
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から成る転造工具セ
ット（例えば、転造工具１６と溝付プラグ４の対）によ
る転造圧によって、金属管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金属管が破
断し易いこととなる。更に、より伝熱性能の高い内面溝
付管を製造するために、金属管内面の溝を二重以上にす
る場合には、２以上の転造工具セットが必要となり、更
に金属管に対する引張り力が増し、引き抜き力も増すこ
ととなり金属管の破断の危険性が大きくなる。更に、図
４に示すようにかかる転造工具セットが二段になってい
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初期調整
や速度変更等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。また、かかる金
属管の破断を防ぐために溝付プラグ４、６の溝５、７の
形状を制限せざるをえず（例えば、溝５、７を浅くす
る、溝５、７の数を減らす等）、このため溝５、７の形
状の自在性に欠け、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。更に、転造工具
セットの数が増すと転造圧による金属管と転造工具との
摩擦熱も増し、かかる摩擦熱に対する冷却も困難なもの
となっている。

【０００８】従って、本発明の目的は、転造圧を小さく
でき、複数の転造圧印加手段の調整が容易で、金属管と
転造圧印加手段との摩擦熱に対する冷却を容易に行なう
ことができる内面溝付管の製造装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
実現するため、複数の球体と該球体を支持する複数のロ
ール状回転体とから成る２組の転造圧印加手段を、２の
溝加工手段の位置に夫々配した装置構造としている。

【００１０】この場合、前記転造圧印加手段は、前記球
体を支持する各組のロール状回転体が間に小摩擦部材で
あるスラストベアリングを介して連結されて１の回転体
で支持され、前記複数の転造圧印加手段に対応する溝加
工手段が各々独立して回転できるようになっている。

【００１１】また、各組の前記転造圧印加手段における
ロール状回転体は、金属管の移動方向に見て後方の組の
ものの外径が前方の組のものの外径より大きく構成され
ていることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の内面溝付管の製造装
置を詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の実施の一形態を示す。この
装置は第１転造圧印加手段、第２転造圧印加手段、第１
溝加工手段、第２溝加工手段、スペーサ２６、補強リン
グ（回転体）２４、及び回転ヘッド２７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１８から成っている。

【００１４】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。

【００１５】また、溝加工装置の第１転造圧印加手段で
ある複数のバックアップロール２１に支持された金属管
１の外周方向及び引き抜き方向に自由に回転する複数の
球８は、前記バックアップロール２１に押圧されて金属
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。

【００１６】また、溝加工装置の第２転造圧印加手段で
ある外径が第１転造圧印加手段のバックアップロール２
１の外径より大きなバックアップロール２２に支持され
た金属管１２の外周方向及び引き抜き方向に自由に回転
する複数の球９は、同様に前記バックアップロール２２
に押圧されて金属管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なっている。

【００１７】更に、前記各々のバックアップロール２
１、２２は、シャフト２５によって前記補強リング２４
及び回転ヘッド２７に連結されている。ここで、前記バ
ックアップロール２１と２２の間、バックアップロール
２１、２２と前記補強リング２４の間には夫々摩擦力を
小さくするためのスラストベアリング１９が設置されて
いる。

【００１８】また、前記球８及び９は、同じ大きさのも
のが用いられ、ペーサ２６によって設置位置が定めら
れ、互いに接触しないように保たれている。

【００１９】ここで、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。

【００２０】更に、第２溝加工手段である外周に微細な
複数の溝７が形成された前記溝付プラグ４より外径の小
さい溝付プラグ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。

【００２１】前記溝付プラグ４と前記溝付プラグ６の間
に摩擦の小さいスラストベアリング１９やメタル軸受け
等を設置して、前記溝付プラグ４と前記溝付プラグ６が
独立して回転することができるように取り付けられてい
る。

【００２２】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、前記溝付プラグ６、及び前記ス
ラストベアリング１９によってプラグユニット２８が構
成されている。かかるプラグユニット２８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８が設置されてい
る位置にある金属管１の内部）に保持できるようになっ
ており、また同様に溝付プラグ６を前記溝付プラグ４の
後方であって所定の位置（複数の球９が設置されている
位置にある金属管１２の内部）に保持できるようになっ
ている。

【００２３】ここで、図２に金属管１の外周面に設置さ
れた複数の球８とバックアップロール２１の配置例の概
略を示すが、第２の転造圧印加手段側でも同様の配置と
なる。図２で示すように、相隣り合う２つのバックアッ
プロール２１によって１つの球８が支持される。ここで
は、球８とバックアップロール２１の数が其々４個のも
のを例示したが、４個に限るものではなく３個以上であ
ればよい。

【００２４】図１において、前記複数の球８及び球９
は、前記回転ヘッド２７と前記補強リング２４から成る
回転体が回転することによって前記複数のバックアップ
ロール２１及び２２を介して、同時に回転することとな
る。

【００２５】従って、金属管１内にプラグユニット２８
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の位置で自在に回転する複数の球８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とフィン１５が形成され１次溝付管
１２が形成される。

【００２６】また、前記溝付プラグ６の外径は、前記１
次溝付管１２内のフィン１５（凸部）の内径よりも小さ
くなっている。然るに、前記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、前記１次溝付管１
２は溝付プラグ６の位置で前記球８と同時に自在に回転
する複数の球９により転造圧を印加されて溝付プラグ６
に押し付けられ、溝付プラグ６の溝７は、前記１次溝付
管１２の前記フィン１５の部分を断続的に削ることとな
り、前記１次溝付管１２の内面に前記溝付プラグ６の溝
７の形状に対応した２次溝１３が形成され、内面に溝１
１及び溝１３を有する２次溝付管１４が形成される。

【００２７】更に、２次溝付管１４は、仕上げダイス１
８により所定の外径寸法に縮径され、内面溝付管２３が
形成される。

【００２８】以上のような内面溝付管の製造装置の構成
により、特に、転造圧印加手段の複数の球８、９をバッ
クアップロール２１、２２で支持したことにより、転造
圧が小さくなることから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するこ
とができるようになった。

【００２９】更に、複数の転造圧印加手段が同一の回転
体内に配することにより、前記複数の転造圧印加手段の
調整を短時間で簡単にできるようになり、また、転造圧
による金属管と転造圧印加手段との摩擦熱に対する冷却
を容易に行なうことができるようになった。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明の内面溝付管の
製造装置によれば、転造圧を小さくでき、前記複数の転
造圧印加手段の調整を短時間で簡単にできると共に、金
属管と転造圧印加手段との摩擦熱に対する冷却を容易に
行なうことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製造装置の実施の一形態を示す概
略図。

【図２】本発明による製造装置の実施の一形態における
転造部の断面を示す説明図。

【図３】従来の内面溝付管の製造装置の一形態を示す概
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 溝付プラグ ７ 溝 ８ 球 ９ 球 １０ 引抜ダイス １１ １次溝 １２ １次溝付管 １３ ２次溝 １４ ２次溝付管 １５ フィン １６ 転造工具 １７ 転造工具 １８ 仕上げダイス １９ スラストベアリング ２０ バックアップロール ２１ バックアップロール ２２ バックアップロール ２３ 内面溝付管 ２４ 補強リング ２５ シャフト ２６ スペーサ ２７ 回転ヘッド ２８ プラグユニット

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 大谷 忠男 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電 線株式会社 システムマテリアル研究所 内 (56)参考文献 特開 平７−60334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−36016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−15015（ＪＰ，Ａ) (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】内壁面に溝を有した内面溝付管の製造装置
   において、 金属管を管軸方向に移動する移動手段と、 複数の球体及び前記複数の球体を支持する複数のロール
   状回転体とから成り前記複数の球体が前記金属管の外周
   に接触して転造圧を印加する少なくとも２組の転造圧印
   加手段と、 前記転造圧印加手段の位置の前記金属管の内部に設けら
   れ前記金属管の内壁面に接触して前記内壁面に溝を形成
   する少なくとも２の溝加工手段とを有し、 前記転造圧印加手段は各組のロール状回転体が間にスラ
   ストベアリングを介して連結され１つの回転体で支持さ
   れていることを特徴とする内面溝付管の製造装置。
2. 【請求項２】前記転造圧印加手段の球体は同じ大きさを
   持ち、前記転造圧印加手段の各組のロール状回転体は後
   方の組のものの外径が前方の組のものの外径より大きい
   ことを特徴とする請求項１記載の内面溝付管の製造装
   置。