JP5128515B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method for internally grooved tube - Google Patents
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Description
この発明は、冷凍機や空調機等の熱交換器用の伝熱管に使用される内面溝付管の製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing an internally grooved tube used for a heat transfer tube for a heat exchanger such as a refrigerator or an air conditioner.
エアコンや給湯器の熱交換器に用いられる伝熱管は、熱交換性能の要求から、内面に溝のついた銅管が用いられることが多い。
近年は特に、熱交換器の軽量化や金属の省資源化のために、伝熱管用の内面溝付管は、より薄いものが求められている。
A heat transfer tube used for a heat exchanger of an air conditioner or a water heater is often a copper tube with a groove on the inner surface because of the requirement for heat exchange performance.
In recent years, in particular, thinner inner-surface grooved tubes for heat transfer tubes have been demanded in order to reduce the weight of heat exchangers and save metal resources.
このような内面溝付管を製造するための内面溝付管の製造装置及び製造方法は、特許文献1,2に開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose a manufacturing apparatus and a manufacturing method of an internally grooved tube for manufacturing such an internally grooved tube.
特許文献1の内面溝付管の製造装置は、素管を縮径するために縮径ダイスとフローティングプラグとを備えるとともに、素管の引抜き方向下流側に素管内面に多数の溝を形成する溝付プラグと押圧用工具を備えている。さらに前記縮径ダイスと前記加工ヘッドとの間には、加工途中における素管の破断を防止するため、素管の引抜き方向に沿って、ワイパー、引抜き装置(中間引抜き部)、中間整形ダイスを備えた構成である。 The apparatus for manufacturing an internally grooved tube of Patent Document 1 includes a diameter reducing die and a floating plug for reducing the diameter of the element tube, and forms a large number of grooves on the inner surface of the element tube on the downstream side in the drawing direction of the element tube. A grooved plug and a pressing tool are provided. Further, a wiper, a drawing device (intermediate drawing portion), and an intermediate shaping die are provided between the reduced diameter die and the machining head along the drawing direction of the blank tube in order to prevent breakage of the blank tube during the machining. This is a configuration provided.
特許文献2の内面溝付管の製造装置も同様に、素管を縮径するために縮径加工部と、素管の引抜き方向下流側に素管内面に多数の溝を形成する溝加工部と、加工済みの内面溝付管を巻き取る巻取りドラムを兼ねた引抜き手段を備えている。さらに、前記引抜き手段を補助する補助引抜き装置(中間引抜き部)と、前記引抜き手段や補助引抜き装置の引き抜き力を目標範囲に収まるよう制御する制御手段を備えた構成である。 Similarly, the manufacturing apparatus of the inner surface grooved pipe of Patent Document 2 also reduces the diameter of the element pipe, and the groove processing part forms a large number of grooves on the inner surface of the element pipe on the downstream side in the drawing direction of the element pipe. And a drawing means that also serves as a take-up drum for winding up the processed inner grooved tube. Furthermore, it is a structure provided with the auxiliary | assistant extraction apparatus (intermediate extraction part) which assists the said extraction means, and the control means which controls the extraction force of the said extraction means and an auxiliary extraction apparatus so that it may be settled in a target range.
特許文献1,2に開示の内面溝付管の製造装置によれば、中間引抜き部によって加工時の引抜き荷重を低減させ、加工中における管の破断の抑制を図ることができる。 According to the inner grooved pipe manufacturing apparatus disclosed in Patent Documents 1 and 2, the intermediate pulling portion can reduce the drawing load during processing and suppress breakage of the pipe during processing.
しかし、引張り荷重全体を低減することができても、引張り荷重に変動が発生した場合、このような荷重変動に対して十分に対応した加工を行うことができなかった。 However, even if the entire tensile load can be reduced, if the tensile load fluctuates, it has not been possible to perform processing sufficiently corresponding to such a load fluctuation.
例えば、特許文献1に開示の製造装置では、中間引抜き部に備え、素管に接触されるパッドが素管に対して滑ることを防止するためにワイパーを設けたり、パッドの溝形状を規定する対策が施されているが、それでも荷重変動は起こりうる。 For example, in the manufacturing apparatus disclosed in Patent Document 1, a wiper is provided to prevent the pad that comes into contact with the element pipe from sliding against the element pipe, or the groove shape of the pad is defined in the intermediate extraction unit. Although measures have been taken, load fluctuations can still occur.
一方、特許文献2に開示の製造装置では、制御手段により引抜き手段や補助引抜き装置の引抜き力を目標範囲内に収めるように制御を行っている。しかし、制御しきれない瞬間的な荷重変動は起こりうる。 On the other hand, in the manufacturing apparatus disclosed in Patent Document 2, control is performed so that the pulling force of the pulling means and the auxiliary pulling apparatus falls within the target range. However, instantaneous load fluctuations that cannot be controlled can occur.
このように加工中に荷重が変動すると、管内面に形成される溝の形状が変化したり、加工の際に素管が破断してしまうという問題があった。 Thus, when the load fluctuates during processing, there is a problem that the shape of the groove formed on the inner surface of the tube changes, or the raw tube breaks during processing.
そこで本発明では、引張り荷重の低減と安定を図ることで、長い管でも破断せずに管全長に亘って内面形状が安定した加工を実現し、優れた伝熱性能を有した内面溝付管を構成することができる内面溝付管の製造装置及び製造方法の提供を目的とする。 Therefore, in the present invention, by reducing and stabilizing the tensile load, it is possible to realize processing with a stable inner surface shape over the entire length of the tube without breaking even a long tube, and an internally grooved tube having excellent heat transfer performance. It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method for an internally grooved tube.
本発明は、素管の引抜き方向に沿って、素管を縮径させる縮径加工部と、素管内面に多数の溝を形成する溝加工部を備えるとともに、前記縮径加工部と前記溝加工部との間に前記縮径加工部で縮径した素管を引抜く中間引抜き部を備え、前記縮径加工部を、縮径ダイスと、素管内に配置され、前記縮径ダイスとともに素管を縮径するフローティングプラグとで構成し、前記溝加工部を、素管内において前記フローティングプラグと回動自在に連結され、外周に複数の溝が形成された溝付プラグと、素管の外側において該素管を前記溝付プラグの側へ押圧しながら管軸回りに公転自在に配置された押圧用工具とで構成した内面溝付管の製造装置であって、前記素管の外径Do(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)により、RD={(Do−D2)/Do}×100(%)であらわされる素管の縮径率RD(%)を、前記縮径加工部においてRD≦30に設定し、前記フローティングプラグの外径D1(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)を、D1−D2≧0.1となるよう設定したことを特徴とする。 The present invention includes a diameter reducing portion that reduces the diameter of the raw tube along the drawing direction of the raw tube, and a groove processing portion that forms a large number of grooves on the inner surface of the raw tube, and the diameter reducing portion and the groove An intermediate drawing portion for drawing the raw pipe reduced in diameter by the reduced diameter processed portion is provided between the processed portion, and the reduced diameter processed portion is disposed in the reduced diameter die and the raw pipe, and the raw diameter together with the reduced diameter die And a grooved plug having a plurality of grooves formed on the outer periphery thereof, and a grooved plug formed by a floating plug for reducing a diameter of the tube, the groove processing portion being rotatably connected to the floating plug in the element tube, and an outer side of the element tube And a pressing tool arranged to revolve around the pipe axis while pressing the element pipe toward the grooved plug side, and an outer diameter D of the element pipe the o (mm), the diameter D 2 (mm) of the diameter die, R D = {( o -D 2) / D o} radial contraction rate of mother tube represented by × 100 (%) R D (percent), is set to R D ≦ 30 in the diametral reduction part, the outer diameter of the floating plug D 1 (mm) and the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die are set to satisfy D 1 −D 2 ≧ 0.1.
また、本発明は、素管が引抜き方向へ進む過程で、素管を縮径させる縮径加工工程と、素管内面に多数の溝を形成する溝加工工程を行い、前記縮径加工工程と前記溝加工工程とを行なう間、前記縮径加工工程で縮径した素管を引抜く中間引抜き工程を行い、前記縮径加工工程を、縮径ダイスと、素管内に配置され、前記縮径ダイスとともに素管を縮径するフローティングプラグとで行い、前記溝加工工程を、素管内において前記フローティングプラグと回動自在に連結され、外周に複数の溝が形成された溝付プラグと、素管の外側において該素管を前記溝付プラグの側へ押圧しながら管軸回りに公転自在に配置された押圧用工具とで行なう内面溝付管の製造方法であって、前記素管の外径Do(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)により、RD={(Do−D2)/Do}×100(%)であらわされる素管の縮径率RD(%)を、RD≦30に設定し、前記フローティングプラグの外径D1(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)を、D1−D2≧0.1となるよう設定することを特徴とする。 Further, the present invention performs a diameter reducing process for reducing the diameter of the element pipe and a groove forming process for forming a plurality of grooves on the inner surface of the element pipe in the process of moving the element pipe in the drawing direction, While performing the grooving step, an intermediate drawing step of pulling out the raw pipe reduced in the diameter reduction processing step is performed, and the diameter reduction processing step is arranged in the diameter reducing die and the raw pipe, and the diameter reduction is performed. A grooved plug having a plurality of grooves formed on the outer periphery thereof, wherein the groove processing step is pivotally connected to the floating plug in the element pipe, and the element pipe And a pressing tool arranged to revolve around the tube axis while pressing the raw tube toward the grooved plug side, the inner grooved tube manufacturing method, D o (mm), the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die Therefore, the diameter reduction ratio R D (%) of the raw tube expressed by R D = {(D o −D 2 ) / D o } × 100 (%) is set to R D ≦ 30, and the floating plug The outer diameter D 1 (mm) and the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die are set to satisfy D 1 −D 2 ≧ 0.1.
前記内面溝付管の製造装置及び製造方法のように、素管の縮径率を、前記縮径加工部において30%以下に設定することで、前記縮径加工部で縮径後に素管が微振動するいわゆるビビリ現象が抑えられ、前記中間引抜き部で引抜き荷重を補助する荷重補助を安定させることができる。
詳しくは、素管の縮径率が30%より大きくなると、素管と前記縮径ダイスの接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなるため、前記縮径ダイスでの加工荷重が大きくなり、素管の外径が前記縮径ダイスの出口の径よりも細くなる引き細りが発生する。
As in the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the inner surface grooved pipe, by setting the diameter reduction rate of the raw pipe to 30% or less in the diameter reduction processing section, the base pipe is reduced in diameter after the diameter reduction processing section. The so-called chatter phenomenon that slightly vibrates is suppressed, and the load assist that assists the pull-out load at the intermediate pull-out portion can be stabilized.
Specifically, if the diameter reduction ratio of the blank pipe is greater than 30%, the contact area between the blank pipe and the diameter reduction die increases, and the frictional resistance increases, so the processing load on the diameter reduction die increases, The thinning of the outer diameter of the tube is smaller than the diameter of the outlet of the reduced diameter die.
さらに引き細りにより素管と前記縮径ダイスとの接触が安定せず、ビビリ現象が発生し易くなり、肉厚減少も生じる。ビビリ現象による振動は前記中間引抜き部まで伝わり、また引き細りで素管外径が細くなるので、前記中間引抜き部において素管を押さえるために備えたパッドの素管に対する押え力が不安定になり、その結果、前記中間引抜き部での荷重補助が不安定になる。 Further, due to the thinning, the contact between the raw tube and the reduced diameter die is not stable, the chatter phenomenon is likely to occur, and the thickness is reduced. Vibration due to chattering phenomenon is transmitted to the intermediate pull-out part, and the outer diameter of the pipe becomes thin by pulling, so the pressing force against the base pipe of the pad provided to hold the pipe in the intermediate pull-out part becomes unstable. As a result, load assistance at the intermediate drawing portion becomes unstable.
よって、加工時にこのような不具合が生じないよう、本発明では、素管の縮径率を、前記縮径加工部において30%以下に設定している。 Therefore, in the present invention, the diameter reduction rate of the raw pipe is set to 30% or less in the diameter reduction processed portion so that such a problem does not occur during processing.
さらに、前記フローティングプラグの外径D1(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)を、D1−D2≧0.1となるよう設定することにより、より効果的にビビリ現象の発生を抑えることができる。
詳述すると、前記フローティングプラグと前記縮径ダイスの径の差(D1−D2)が0.1mm以下であると、前記フローティングプラグと前記縮径ダイスがオーバーラップする面積が小さくなる。
Furthermore, the chatter phenomenon is more effectively achieved by setting the outer diameter D 1 (mm) of the floating plug and the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die so that D 1 −D 2 ≧ 0.1. Can be suppressed.
More specifically, when the difference in diameter (D 1 -D 2 ) between the floating plug and the reduced diameter die is 0.1 mm or less, the area where the floating plug and the reduced diameter die overlap is reduced.
このように、前記フローティングプラグと前記縮径ダイスとがオーバーラップする面積が小さくなることで、この間に素管が引き込まれる際、前記フローティングプラグの角部、詳しくは、前記フローティングプラグの外周面における上流側の非テーパ面と下流側のテーパ面との境界部分に、管内面が強く当たることで、前記フローティングプラグでの負荷が過大になるので、さらに、引き細り、ビビリ現象による振動、肉厚減少、中間引き抜き機での荷重補助不安定が発生し易くなる。 Thus, the area where the floating plug and the reduced diameter die overlap is reduced, so that when the blank tube is pulled in between, the corner of the floating plug, more specifically, the outer peripheral surface of the floating plug Since the inner surface of the pipe strongly hits the boundary between the upstream non-tapered surface and the downstream tapered surface, the load on the floating plug becomes excessive. Reduction, load assist instability in the intermediate drawing machine is likely to occur.
よって、加工時にこのような不具合が生じないよう、本発明では、D1−D2≧0.1となるよう設定している。 Therefore, in the present invention, D 1 −D 2 ≧ 0.1 is set so that such a problem does not occur during processing.
またこの発明の態様として、前記押圧用工具の公転方向を、前記溝付プラグの回転方向と逆向き(以下、「逆方向」とする。)に設定し、前記押圧用工具の加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.7の範囲になるよう設定することができる。 As an aspect of the present invention, the revolution direction of the pressing tool is set to be opposite to the rotation direction of the grooved plug (hereinafter referred to as “reverse direction”), and the processing pitch P of the pressing tool ( mm) can be set in a range of 0.2 ≦ P ≦ 0.7.
前記構成により、加工精度が高い溝を有した内面溝付管を、安定して製造できるようになる。
Pを0.2mmより小さくすると、前記中間引抜き部による荷重補助を大きくしても、経験上、素管内面に溝が形成され難くなることが確認されているからである。一方、0.7mmよりも大きくすると、引張り荷重が安定せず、変動が大きくなるからである。
With this configuration, it is possible to stably manufacture an internally grooved tube having a groove with high processing accuracy.
This is because, when P is smaller than 0.2 mm, it has been confirmed from experience that it is difficult to form a groove on the inner surface of the raw tube even if the load assistance by the intermediate drawing portion is increased. On the other hand, if it is larger than 0.7 mm, the tensile load is not stable and the fluctuation becomes large.
なお、前記中間引抜き部による荷重補助をより安定させ、溝の加工精度を高くするには、前記押圧用工具の公転方向を、逆方向に設定し、加工ピッチPを、P≧0.2を満たす範囲で小さく設定する方がよい。
詳しくは、内面溝付管の生産性よりも溝の加工精度がより高くなる加工を優先させる場合には、加工ピッチPを、0.2≦P≦0.7の範囲の中でも、例えば、0.2≦P≦0.4に設定することがよい。
In addition, in order to further stabilize the load assistance by the intermediate drawing portion and increase the groove machining accuracy, the revolution direction of the pressing tool is set in the reverse direction, and the machining pitch P is set to P ≧ 0.2. It is better to set it as small as possible.
In detail, when giving priority to the processing in which the processing accuracy of the groove is higher than the productivity of the internally grooved tube, the processing pitch P is within the range of 0.2 ≦ P ≦ 0.7, for example, 0 .2 ≦ P ≦ 0.4 is preferable.
一方、内面溝付管の生産性を高めるためには、前記押圧用工具の公転方向を、逆方向に設定し、加工ピッチPを、P≦0.7を満たす範囲で大きく設定する方がよい。
詳しくは、溝の加工精度がより高くなる加工よりも内面溝付管の生産性を優先させる場合には、加工ピッチPを、0.2≦P≦0.7の範囲の中でも、例えば、0.4≦P≦0.7に設定するのがよい。
On the other hand, in order to increase the productivity of the internally grooved tube, it is better to set the revolution direction of the pressing tool in the reverse direction and to set the machining pitch P large in a range satisfying P ≦ 0.7. .
Specifically, in the case where the productivity of the internally grooved tube is given priority over the processing with higher groove processing accuracy, the processing pitch P is set within the range of 0.2 ≦ P ≦ 0.7, for example, 0 It is better to set 4 ≦ P ≦ 0.7.
またこの発明の態様として、前記押圧用工具の公転方向を、前記溝付プラグの回転方向と同じ向き(以下、「正方向」とする。)に設定し、前記押圧用工具の加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.4の範囲になるよう設定することができる。 As an aspect of the present invention, the revolution direction of the pressing tool is set to the same direction as the rotation direction of the grooved plug (hereinafter referred to as “positive direction”), and the processing pitch P of the pressing tool ( mm) can be set in a range of 0.2 ≦ P ≦ 0.4.
前記構成のように、前記押圧用工具の公転方向が、正方向の場合でも、加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.4の範囲になるよう設定することで、内面フィンの裾部にエグレが生じず、溝深さが深くて加工精度が高いものを得ることができる。 Even if the revolving direction of the pressing tool is the positive direction as in the above configuration, the inner surface fin is set by setting the machining pitch P (mm) to be in the range of 0.2 ≦ P ≦ 0.4. In this case, the hems of the slabs do not have any glazing, and the groove depth is deep and the machining accuracy is high.
詳しくは、管内面に深い溝を有する内面溝付管を製造するためには、前記押圧用工具の公転方向が、正方向であることが望ましいが、正方向の場合、管内面において溝と溝との間に形成されるフィンの裾部にエグレとよばれる材料の未充填部分が生じ易くなる。さらに、加工ピッチPが大きくなるほどエグレが発生し易くなる。 Specifically, in order to manufacture an internally grooved tube having a deep groove on the tube inner surface, it is desirable that the revolving direction of the pressing tool is a positive direction. An unfilled portion of a material called “egre” is likely to occur at the bottom of the fin formed between the two. Further, the greater the processing pitch P is, the easier it is to generate the egress.
このため、深い溝を形成しつつ、エグレを防ぐためには、前記押圧用工具の公転方向が正方向で、且つ、0.2≦P≦0.4であるのが望ましい。 For this reason, in order to prevent aggression while forming a deep groove, it is desirable that the revolution direction of the pressing tool is a positive direction and 0.2 ≦ P ≦ 0.4.
なお、一般に、素管が薄肉になるほど、フィンを形成し難く、破断し易くなり、加工が困難になるが、本発明は、薄肉な素管も含めて素管の肉厚に関係なく適用可能であるため、素管が薄肉になるほど、本発明の製造条件がさらに有効になる。 In general, the thinner the pipe, the harder it is to form the fins, and the easier it is to break. However, the present invention can be applied regardless of the thickness of the pipe, including thin pipes. Therefore, the thinner the pipe is, the more effective the production conditions of the present invention.
また、本発明によって、長い管全長に亘って内面形状も安定し、破断せずに加工できるようになるので、素管の長さに関係なく適用可能となり、歩留まりと生産性を向上させることができる。 In addition, according to the present invention, the shape of the inner surface is stable over the entire length of the long tube and can be processed without breaking, so that it can be applied regardless of the length of the raw tube, and the yield and productivity can be improved. it can.
本発明では、引張り荷重の低減と安定を図ることで、長い管でも破断せずに管全長に亘って内面形状が安定した加工が可能となり、優れた伝熱性能を有した内面溝付管を構成することができる内面溝付管の製造装置及び製造方法を提供することができる。 In the present invention, by reducing and stabilizing the tensile load, it is possible to process a stable inner surface shape over the entire length of the tube without breaking even a long tube, and an internally grooved tube having excellent heat transfer performance can be obtained. An apparatus and a method for manufacturing an internally grooved tube that can be configured can be provided.
この発明の一実施形態を、以下図面を用いて説明する。
なお、図1は、本実施形態における内面溝付管の製造装置12の説明図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, FIG. 1 is explanatory drawing of the
本実施形態における内面溝付管の製造装置12は、図1に示すように、素管11aの引抜き方向Xに沿って、素管11aを縮径させる縮径加工部13と、素管11a内面に多数の溝を形成する溝加工部14を備えるとともに、前記縮径加工部13と前記溝加工部14との間に前記縮径加工部13で縮径した素管11aを引抜く中間引抜き部17を備えている。
As shown in FIG. 1, the inner grooved
前記縮径加工部13は、縮径ダイス22と、素管11a内に配置され、前記縮径ダイス22とともに素管11aを縮径するフローティングプラグ23とで構成している。
The reduced
前記溝加工部14は、素管11a内において連結棒25を介して前記フローティングプラグ23と回動自在に連結され、外周に複数の溝が形成された溝付プラグ24と、素管11aの外側において該素管11aを前記溝付プラグ24の側へ押圧しながら管軸回りに公転自在に配設された複数の加工ボール26とで構成している。
The grooved
前記製造装置12、及び、該製造装置12を用いた内面溝付管11の製造方法では、図2に示すように、前記素管11aの外径Do(mm)、前記縮径ダイス22の径D2(mm)により、RD={(Do−D2)/Do}×100(%)であらわされる素管11aの縮径率RDを、前記縮径加工部13において30%以下に設定している。
In the
さらに、前記フローティングプラグ23の外径D1(mm)、前記縮径ダイス22の径D2(mm)を、D1−D2≧0.1となるよう設定している。
Furthermore, the outer diameter D 1 (mm) of the floating
さらにまた、前記加工ボール26の公転方向を、逆方向に設定し、前記加工ボール26の加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.7の範囲になるよう設定している。
Furthermore, the revolution direction of the processed
または、前記加工ボール26の公転方向を、正方向に設定した場合には、加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.4の範囲になるよう設定している。
Alternatively, when the revolution direction of the processed
以下、本実施形態における内面溝付管の製造装置12について詳述する。
前記製造装置12は、引抜方向Xの上流側から下流側へ沿って、縮径加工部13、中間引抜き部17、溝加工部14、整形ダイス15、引抜き部16を構成している。
Hereinafter, the
The
さらに、前記製造装置12は、固定台50に対して引抜方向へ移動可能に、縮径部13、中間引抜装置17、及び、溝加工部14を支持する可動台33と、該可動台33の前記固定台50に対する移動に応じて作用する荷重Fを検出するロードセル28と、該ロードセル28により検出した前記荷重Fに基づいて、中間引抜き部17、及び、引抜き部16を制御する制御装置45とで構成している。
Further, the
前記縮径加工部13は、上述したように縮径ダイス22とフローティングプラグ23とで構成している。
前記縮径ダイス22は、引抜き方向Xへ連通した連通孔22aを有した筒状に構成し、連通孔22aは、引抜き方向Xの上流側部分(入口側)を下流側部分(出口側)に対して上流側へ向けて末広がり状に開口した形状で構成している。
As described above, the
The diameter-reducing
前記フローティングプラグ23は、円柱状に構成し、下流側部分の外周をテーパ状に構成している。
The floating
なお、図2に示すように、フローティングプラグ23の外径をD1(mm)、縮径ダイス22の出口側の内径をD2(mm)に設定している。
As shown in FIG. 2, the outer diameter of the floating
前記溝加工部14は、溝付プラグ24と複数の加工ボール26と、加工ボール26を外周側から保持する加工ヘッド27とで構成している。
The
前記加工ヘッド27は、断面半円状の加工ボール保持溝27aが形成されている。
複数の加工ボール26は、前記加工ボール保持溝27aによって素管11aの表面を押圧しながら公転可自在に保持されている。複数の加工ボール26は、前記加工ボール保持溝27aによって正方向、或いは、逆方向のいずれの方向にも素管11aの表面を押圧しながら公転速度を変更可能に保持されている。
The
The plurality of processed
前記整形ダイス15は、内面溝付管11が通過することにより、例えば、前記溝加工部14における加工ボール26の押圧により生じた管表面の歪み等を滑らかに整形する加工を行う。
The shaping die 15 performs a process of smoothly shaping, for example, distortion of the pipe surface caused by pressing of the
前記引抜き部16は、加工済みの内面溝付管11を巻き取る巻取りドラム36を兼ね備え、巻取りドラム36を駆動するモータM1を備え、該モータM1の回転駆動により内面溝付管11を引張りながら巻取りドラム36に巻き付けている。
The drawing
前記中間引抜き部17は、縮径部13と溝加工部14との間で、素管11aを引抜き方向Xへ引き抜くことで引抜装置16による引抜きを補助している。すなわち、前記溝加工部14による溝加工は、素管11aを引抜く際の抵抗となり、この溝加工の際の引抜きの負荷が大きくなるが、中間引抜き部17により素管11aにかかる前記引抜き負荷を分散させることができる。
The
前記中間引抜き部17は、素管11aに対して上下各側、或いは、左右各側に配置された一対のベルト42a,42aを備えている。各ベルト42a,42aは、ループ状(無端状)に形成され、モータM2の回転駆動により回転可能にプーリー43に張架されている。ベルト42a,42aは、外周面に、その長さ方向に沿って複数のパッド44を連設している。
The
前記パッド44には、図示しないが、縮径部13により縮径後の素管11aの外面との接触部分に、複数のパッド44の連設方向に対する切断面が円弧状となるパッド溝を形成している。
Although not shown, the
前記中間引抜き部17は、モータM3の駆動によりパッド44を素管11a表面に押し付け可能に構成している。
なお、前記中間引抜き部17の上流側には、素管11aの外表面に付着した油膜や異物を除去するためのワイパー51を設け、下流側には、中間整形ダイス52を設けている。
The
A
前記ワイパー51は、素管11aの外表面に付着した油膜や異物も除去するために設けられ、素管11aを通過させるため、該素管11aの外径よりも一回り小さい径の貫通穴が中央部に形成された例えば、ゴム製の筒状体である。
なお、ワイパー51を設置しない場合、油膜や異物により、中間引抜き部17で滑りが生じてしまい、素管1cの引抜きが安定せず、また断面形状が安定しないため、溝の寸法がばらつくという問題が生じてしまう。
The
In addition, when the
中間整形ダイス52は、前記中間引抜き部17で扁平した素管11aの断面形状を真円に近い形状に戻すために設けられ、前記素管11aの形状に応じて、フローティングダイス22の径と同じか小さなダイス径で構成している。
なお、前記中間整形ダイス52は金属、セラミック等の金属素管11aの材質より硬質なものからなる。好ましくは超硬合金製である。
The intermediate shaping die 52 is provided to return the cross-sectional shape of the
The intermediate shaping die 52 is made of a material harder than the material of the
前記可動台33は、固定台50に対して引抜方向、或いは、その逆方向に平行移動可能なように複数の車輪33aを介して固定台50に設置され、上述した縮径部13、溝加工部14、仕上げ加工部15、中間引抜装置17、ワイパー51、及び、中間整形ダイス52を、ボックス32に収容した状態で設置している。
The movable table 33 is installed on the fixed table 50 via a plurality of
ロードセル28は、固定台50上であって可動台33における引抜方向の下流側端部分に、素管11aの引抜き力に応じて可動台33から受ける荷重Fを検出可能に設けている。
The
前記制御部45は、ロードセル28により検出した荷重Fを電気信号化した荷重検出信号Sinが入力され、制御プログラムに従って、引抜き部16、及び、中間引抜き部17の各モータM1,M2,M3の駆動を制御する制御信号Soutを出力する。
The
さらに、前記制御部45は、図示しないが信号の解析処理および演算処理を実行するための演算機(CPU)、必要な制御プログラムを格納するためのハードディスク、及び、前記荷重検出信号Sinを一時格納するためのメモリを備え、その他にも、制御パラメータを入力するキーボードなどの入力手段、モニタなどの表示手段を適宜、備えることができる。
Further, although not shown, the
前記制御部45は、中間引抜き部17のモータM3の駆動を制御することにより、中間引抜き部17のパッド44による素管11aに対する押し付け力を制御する。
パッド44を素管11aに対して適切な押し付け力で押し付けることによって、パッド44と素管11aの間のスリップを低減させ、荷重Fの変動が小さくなるようにする。
The
By pressing the
荷重Fの変動が大きくなると、長手方向での溝形状にばらつきが生じ、長手方向での溝の深さがばらつくと、一定の伝熱性能を確保できなくなることや、熱交換器のアルミフィンへの拡管組み込み時に拡管の度合いにばらつきが生じるため、部分的に拡管不足となり、アルミフィンとの密着不足による熱交換器性能の低下を起こすからである。 When the fluctuation of the load F becomes large, the shape of the groove in the longitudinal direction varies, and if the depth of the groove in the longitudinal direction varies, a certain heat transfer performance cannot be secured, and the aluminum fin of the heat exchanger This is because there is a variation in the degree of tube expansion when the tube is installed, and therefore the tube expansion is partially insufficient, resulting in a decrease in heat exchanger performance due to insufficient adhesion with the aluminum fins.
なお、荷重Fの変動を小さくするためには、中間引抜き部17でのベルト42a,42aの回転を制御してもよい。その際、前記制御部45は、プーリ43の回転トルクに限らず、回転速度や加速度など他の制御パラメータを制御する構成であってもよい。
In order to reduce the fluctuation of the load F, the rotation of the
続いて、上述した内面溝付管の製造装置12を用いた内面溝付管11の製造方法は、素管11aが引抜き方向Xへ進む過程で、素管11aを縮径させる縮径加工工程と、素管11a内面に多数の溝を形成する溝加工工程を行い、前記縮径加工工程と前記溝加工工程とを行なう間、前記縮径加工工程で縮径した素管11aを引抜く中間引抜き工程を行う。
Then, the manufacturing method of the inner surface grooved
前記縮径加工工程では、縮径ダイス22と、素管11a内に配置され、前記縮径ダイス22とともに素管11aを縮径するフローティングプラグ23とで行う。
前記溝加工工程では、素管11a内において連結棒25を介して前記フローティングプラグ23と回動自在に連結され、外周に複数の溝が形成された溝付プラグ24と、素管11aの外側において該素管11aを前記溝付プラグ24の側へ押圧しながら管軸回りに公転自在に配設された複数の加工ボール26とで行なう。
The diameter reduction process is performed by a
In the groove machining step, a
前記製造装置12、及び、製造方法は、以下のような作用効果を奏することができる。
前記製造装置12、及び、前記製造方法は、上述したように、前記素管11aの外径Do(mm)、前記縮径ダイス22の径D2(mm)により、RD={(Do−D2)/Do}×100(%)であらわされる素管11aの縮径率RDを、前記縮径加工部13において30%以下に設定している。
The said
As described above, the
このため、前記縮径加工部13で縮径後に素管11aが微振動するいわゆるビビリ現象が抑えられ、前記中間引抜き部17で引抜き荷重を補助する荷重補助を安定させることができる。
For this reason, the so-called chatter phenomenon in which the
前記製造装置12、及び、前記製造方法は、上述したように、前記フローティングプラグ23の外径D1(mm)、前記縮径ダイス22の径D2(mm)を、D1−D2≧0.1となるよう設定している。
As described above, in the
このため、より効果的にビビリ現象の発生を抑えることができ、縮径加工工程の際に引き細り、肉厚減少を防ぐことができる。 For this reason, generation | occurrence | production of a chatter phenomenon can be suppressed more effectively and it can be thinned in the diameter reduction process and can prevent thickness reduction.
前記製造装置12、及び、前記製造方法は、上述したように、加工ボール26の公転方向を、逆方向に設定した場合、加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.7の範囲になるよう設定している。
As described above, in the
このため、溝の加工精度が高い溝付き管を、安定して製造することができる。 For this reason, it is possible to stably manufacture a grooved tube with high groove processing accuracy.
または、前記製造装置12、及び、前記製造方法は、上述したように、加工ボール26の公転方向を、正方向に設定した場合、加工ボール26の加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.4の範囲になるよう設定している。
Alternatively, as described above, in the
これにより、内面フィンの裾部にエグレが生じず、溝深さが深くて加工精度が高いものを得ることができる。 As a result, there is no aggression at the skirt portion of the inner fin, and a groove having a deep groove depth and high processing accuracy can be obtained.
続いて、前記製造装置12、及び、前記製造方法の有効性を検証するために素管11aを内面溝付管11に加工する加工実験を行なった。
実施例1では、縮径加工部13での素管11aの縮径率RD、実施例2では、フローティングプラグ23と縮径ダイス22の噛み合せ(D1−D2)、実施例3では、加工ボール26の加工ピッチP、実施例4では、溝付プラグ24の溝深さとねじれ角、実施例5では、加工ボール26の公転回転数、実施例6では、加工ボール26の個数を、それぞれパラメータとして変化させ、加工の出来栄えを評価した。
Subsequently, in order to verify the effectiveness of the
In Example 1, the diameter reduction rate R D of the
以下、実施例1〜6のそれぞれについて詳述する。 Hereinafter, each of Examples 1 to 6 will be described in detail.
(実施例1)
実施例1では、縮径加工部13での素管11aの縮径率RDを変化させることにより加工に及ぼす影響を調べる溝付け加工実験を行なった。
Example 1
In Example 1, it was subjected to grooving experiment to investigate the effect on the processing by changing the radial contraction rate R D of the
本加工実験では、本発明例1〜3、比較例1,2ごとに加工条件を設定して素管11aを加工し、内面溝付管11を作成した。
In this machining experiment, machining conditions were set for each of Invention Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 to machine the
本発明例1〜3、比較例1,2では、素管11aの肉厚(To)、縮径ダイス22の径(D2)、フローティングプラグ23の外径(D1)、溝付プラグ24の外径、溝数、ねじれ角、溝深さ、溝頂角、加工ボール26の数、公転回転数、加工ピッチについては、表1に示すとおり共通の条件で加工を行なった。
In Invention Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the wall thickness (T o ) of the
表2に示すように、本発明例1〜3では、いずれも縮径率RDが30%以下になる設定の下で、比較例1,2では、縮径率RDが30%より大きくなる設定の下で加工を行なった。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 3 of the present invention, in each of Comparative Examples 1 and 2, the diameter reduction ratio RD is larger than 30% under the setting that the diameter reduction ratio RD is 30% or less. Processing was performed under the following settings.
加工結果は、溝付加工後に素管11a内面に形成される溝の長手方向での溝深さのばらつきによって評価した。
また、長手方向での溝深さのばらつき具合と、縮径加工部13に設置したロードセル28により縮径加工時に検出される荷重Fの安定の度合いとは、密接に関連している。このため、荷重変動が生じると、素管11aの内面に形成される溝形状(特に溝深さ)に影響し、荷重変動の大きさは、そのまま溝の長手方向での溝深さのばらつきの大きさとなって現れる。
The processing result was evaluated by the variation in the groove depth in the longitudinal direction of the groove formed on the inner surface of the
Further, the variation in the groove depth in the longitudinal direction and the degree of stability of the load F detected during the diameter reduction processing by the
このため、素管11aの内面に形成される溝の長手方向での溝深さのばらつきを評価することにより、縮径加工時に検出される荷重Fの安定の度合いについても評価することができる。
For this reason, the degree of stability of the load F detected at the time of diameter reduction can be evaluated by evaluating the variation in the groove depth in the longitudinal direction of the groove formed on the inner surface of the
加工結果は、荷重の安定具合を示す長手方向での溝深さのばらつきが0〜0.020mmである場合を「◎」とし、0.021〜0.050mmである場合を「○」とし、0.051mm以上である場合を「×」として評価した。 The processing result is “◎” when the variation in the groove depth in the longitudinal direction indicating the stability of the load is 0 to 0.020 mm, and “◯” when 0.021 to 0.050 mm. The case of 0.051 mm or more was evaluated as “x”.
本発明例1〜3、比較例1,2の各条件で行なった加工結果を表2に示す。 Table 2 shows the results of processing performed under the conditions of Invention Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
詳しくは、縮径率RDが30%より大きくなると、比較例1,2のように、溝の長手方向での溝深さのばらつきが大きくなった。 Specifically, when the diameter reduction ratio RD is greater than 30%, as in Comparative Examples 1 and 2, the variation in groove depth in the longitudinal direction of the groove increases.
素管11aの縮径率RDが30%より大きくなると、図6(a)に示すように、素管11aと前記縮径ダイス22Aの接触面積Aが大きくなって摩擦抵抗が大きくなる。そうすると、前記縮径ダイス22Aでの加工荷重が大きくなり、素管11aの外径Dfが前記縮径ダイス22Aの出口の径D2よりも細くなる引き細りが発生してしまう(図6(a)の領域Z1の拡大図参照)。
When radial contraction rate R D of the
さらに引き細りにより素管11aと前記縮径ダイス22Aとの接触が安定せず、ビビリ現象が発生し易くなり、肉厚減少も生じる。
Further, due to the thinning, the contact between the
このように、縮径加工部13通過後の素管11aの外径Dfが縮径ダイス22Aの径D2よりも小さくなる「引き細り」や「肉厚減少」の度合いが大きくなり、中間引抜き部17での荷重補助が不安定になった。また管が微振動するビビリ現象も発生し、それに伴って、荷重の瞬時的な変動が大きくなった。
このため、比較例1,2で溝の長手方向での溝深さのばらつきが大きくなった結果に現れたものと考えられる。
Thus, the degree of outer diameter D f of the
For this reason, it is thought that it appeared in the result of the variation of the groove depth in the longitudinal direction of the groove increased in Comparative Examples 1 and 2.
比較例1,2のように長手方向で溝深さのばらついた内面溝付管11では、伝熱性能が低下する。また、熱交換器のアルミフィンへの拡管組み込み時に拡管の度合いにばらつきが生じるため、部分的に拡管不足となり、アルミフィンとの密着不足による熱交換器性能の低下を起こす。
In the inner surface grooved
さらに荷重の変動が大きい場合、加工中に破断を起こす時もあるので荷重の変動は小さい方が望ましい。 Furthermore, if the load fluctuation is large, it may break during processing, so it is desirable that the load fluctuation be small.
これに対して、表2の結果のとおり、縮径加工部13での縮径率RDが30%以下であれば、本発明例1〜3のように長手方向での溝深さのばらつきが小さくなった。これにより、荷重Fの安定がよく、特に、縮径率RDが小さいほど荷重Fの安定がよくなることを実証できた。
In contrast, as the results in Table 2, if radial contraction rate R D is less than 30% at the
具体的には、本発明例1〜3では、図3に示すように、縮径率RDが30%以下、D1−D2≧0.1の場合、縮径加工後の素管11aの外径Dfは、縮径ダイス22の径D2と略同じになり、縮径加工後の素管11aの肉厚Tfは、素管11aの肉厚Toと同じか若干増えるという加工を実現できた。
Specifically, in Invention Examples 1 to 3, as shown in FIG. 3, when the diameter reduction ratio RD is 30% or less and D 1 −D 2 ≧ 0.1, the
(実施例2)
実施例2では、縮径加工部13でのフローティングプラグ23と縮径ダイス22の噛み合わせ(D1−D2)を変化させることにより加工に及ぼす影響を調べる溝付け加工実験を行なった。
本加工実験では、本発明例4〜8、比較例3の各条件ごとに素管11aを加工し、内面溝付管11を作成した。
(Example 2)
In Example 2, a grooving experiment was conducted to examine the influence on the machining by changing the meshing (D 1 -D 2 ) of the floating
In this processing experiment, the
本加工実験では、本発明例4〜8、比較例3の各加工条件において、表3に示すように、一定の縮径ダイス22のダイス径D2に対してフローティングプラグ23の外径D1を変化させ、フローティングプラグ23と縮径ダイス22の噛み合わせ(D1−D2)の度合いを変化させることで加工を行なった。
In this machining experiment, the outer diameter D 1 of the floating plug 23 with respect to the die diameter D 2 of the constant diameter-reduced
本発明例4〜8では、いずれも(D1−D2)が0.1以上の設定の下で、比較例3では、(D1−D2)が0.1より小さくなる設定の下で加工を行なった。 In Examples 4 to 8 of the invention, (D 1 -D 2 ) is all set under 0.1 or more, and in Comparative Example 3, (D 1 -D 2 ) is set under 0.1. Was processed.
本発明例4〜8、比較例3の各加工条件で行なった加工の結果を表3に示す。
なお、本発明例4〜8、比較例3では、素管11aの外径Doを9.53mm、内径を8.93mmの共通した寸法の素管11aを用い、それ以外の条件についても、表1に示すように共通の条件で加工を行なった。また、加工結果は、実施例1と同様に、溝付け加工後に形成される溝の長手方向での溝深さのばらつき具合をもとに「◎」、「○」、「×」で評価した。
Table 3 shows the results of machining performed under the machining conditions of Invention Examples 4 to 8 and Comparative Example 3.
The present invention examples 4-8, Comparative Example 3, 9.53 mm outer diameter D o of the
このように(D1−D2)が0.1より小さい場合、比較例1のように縮径加工部13Aでの荷重が不安定になった。
Thus, when (D 1 -D 2 ) is smaller than 0.1, the load at the reduced diameter processed
詳しくは、フローティングプラグ23Aと縮径ダイス22Aの噛み合わせ(D1−D2)が0.10mmより小さくなると、図6(b)の領域Z3の拡大図に示すように、フローティングプラグ23Aの角部C付近のみが素管11aの内面に接触することになり、引抜き方向Xにかかる荷重を角部C付近のみで受けることになる。
Specifically, when the engagement (D1-D2) of the floating
通常、縮径の際には、素管11aの肉厚は減肉させず、逆に0.01mm以内で増肉することもあるのに対して、(D1−D2)が0.1より小さい場合、素管11aの肉厚を減肉をさせながら縮径することになり、負荷が過大にかかり過ぎて図6(b)の領域Z2の拡大図に示すように、管外径の引き細りが発生する。
Normally, when the diameter is, the thickness of the
フローティングプラグ23Aと縮径ダイス22Aの噛み合わせ(D1−D2)が小さくなるほど荷重の瞬時的な変動が大きくなり、特に、(D1−D2)が0.10mmより小さくなると管が微振動するビビリ現象も発生し、それに伴って荷重の瞬時的な変動がさらに大きくなり、引き細りの程度も変動する。
これによって、縮径加工部13Aで素管11aが破断することもあった。
The smaller the engagement (D 1 -D 2 ) between the floating
As a result, the
この状態で中間引抜き部17を備えた場合、該中間引抜き部17でのパッド44と素管11aとの接触面積が変動して接触面積を十分確保できず、中間引抜き部17での荷重補助が不安定になる。また、中間引抜き部17を備えた場合、パッド44の接触個数が変化したり、パッド44の素管11aに対する接触と開放の繰り返しによる振動が影響し、中間引抜き部17を備えていない従来の加工方法に比べ、かえって荷重の瞬時的な変動が大きくなる。
When the
これに対して、(D1−D2)が0.1以上であれば、本発明例4〜8のように、縮径加工部13での荷重の安定性がよく、特に、本発明例4〜6の加工結果より(D1−D2)が大きいほど、図3に示すように安定な荷重の下での加工を行なうことができることを実証できた。
On the other hand, if (D 1 -D 2 ) is 0.1 or more, the stability of the load at the diameter-reduced
(実施例3)
実施例3では、加工ピッチPを変化させることにより加工に及ぼす影響を調べる溝付け加工実験を行なった。
本加工実験では、表4に示す本発明例9〜32の各条件のように、加工ボール26の公転方向が正方向、逆方向それぞれの場合について加工ピッチPを変化させる加工条件で内面溝付管11の加工を行なった。
(Example 3)
In Example 3, a grooving experiment was conducted to examine the effect on machining by changing the machining pitch P.
In this machining experiment, as in the conditions of Invention Examples 9 to 32 shown in Table 4, the inner groove is formed under the machining conditions in which the machining pitch P is changed in each of the case where the revolution direction of the
本発明例9〜32は、いずれも縮径率RDが30%以下となる本発明の条件を満たす加工条件の下で内面溝付管11の加工を行なったものであり、表4中、太枠で囲んだ本発明例11〜18、発明例23〜25は、本発明例の中でも特に好適な加工条件で内面溝付管11の加工を行なったものである。
Inventive Examples 9 to 32 were all processed on the internally grooved
詳しくは、本発明例11〜18では、加工ボール26の公転方向を逆方向に設定し、加工ピッチP(mm)が0.2mm以上、0.7mm以下の設定の下で加工を行い、本発明例23〜25では、加工ボール26の公転方向を正方向に設定し、加工ピッチP(mm)が0.2mm以上、0.4mm以下になる設定の下で加工を行なった。
Specifically, in Invention Examples 11 to 18, the revolution direction of the processed
一方、本発明例9,10,19,20では、加工ボール26の公転方向を逆方向に設定し、加工ピッチP(mm)が0.2mmより小さく、或いは0.7mmより大きくなる設定の下で加工を行なった。本発明例21,22,26〜32では、いずれも加工ボール26の公転方向を正方向に設定し、加工ピッチP(mm)が0.2mmより小さく、或いは0.4mmより大きくなる設定の下で加工を行なった。
On the other hand, in Examples 9, 10, 19, and 20 of the present invention, the revolution direction of the processed
また、本発明例9〜32では、素管11a外径を9.53mm、内径を8.93mmの共通した素管11aを用い、それ以外の条件についても、表1に示すように共通の条件で加工を行なった。
Further, in Examples 9 to 32 of the present invention, a
ここで、加工ピッチP(mm)とは、素管11aの外周を、該外周に配置した加工ボール26の個数で等分配した角度分だけ加工ボール26が素管11a回りを公転する間に素管11aが引抜き方向Xへ進む距離を示す。
詳しくは、実施例3では、素管11aの外周に加工ボール26を4個配置しているため、図4に示すように、加工ボール26が素管11a外周を90度回転する間に素管11aが引抜き方向Xへ進む移動距離Pを加工ピッチPとしている。
Here, the processing pitch P (mm) means that the
Specifically, in the third embodiment, since four processed
なお、図4は、溝加工部14付近を一部省略して模式的に示した加工ピッチPを説明する説明図である。また、図4中の仮想線で示したLa,Ld,Lbは、それぞれ素管11a外周に配置された4個の加工ボール26のうち、図4中に現される3個の加工ボール26a,26d,26bが素管11aを押圧した軌跡を示す。さらにまた、図4では、前記加工ボール26の公転方向が、逆方向(前記溝付プラグ24の回転方向と逆向き)の場合を示している。なお、加工ボール26が正方向である場合は、加工ボール26の軌跡La,Lb,Ldは、図4中、右下がりとなる。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the processing pitch P schematically shown by omitting part of the vicinity of the
加工結果は、溝付け加工後に素管11a内面に形成される「溝の形成」(管肉の未充填の有無)と「溝の加工精度」(エグレの発生状況)によって評価した。
The processing results were evaluated by “groove formation” (whether or not filled with tube flesh) formed on the inner surface of the
ここで、「エグレ」とは、図5に示すように、溝加工部14において、内面フィン100の裾部においてフィン100を厚み方向に切り欠いたような形状の材料の未充填部分101を示す。
Here, as shown in FIG. 5, the “egre” indicates an
「溝の形成」は、溝付プラグ24の溝全体に肉が充填されたもの(所定の深さの溝が形成されたもの)を「○」とし、未充填があったもの(所定の深さの溝が形成されなかったもの)を「△」、或いは「×」として評価した。「△」は、未充填があったが、実用上、使用できる範囲内のものである。さらに、「溝の加工精度」は、エグレがない、またはエグレ深さHeがフィン裾幅の10%以内であるものを「◎」とし、エグレ深さHeがフィン裾幅の30%以内であるものを「○」とし、30%以上であるものを「△」、或いは「×」として評価した。「△」は、エグレ深さHeがフィン裾幅の30%以上であったが、実用上、使用できる範囲内のものである。
“Groove formation” is defined as “◯” when the whole groove of the
本発明例9〜32の各条件ごとに行なった加工の結果を表4に示す。 Table 4 shows the results of processing performed for each of the conditions of Invention Examples 9 to 32.
詳しくは、表4に示すとおり、「溝の形成」について、本発明例9,10,21,22では「△」であるのに対して、本発明例11〜20,23〜32では「○」となった。この結果より、加工ボール26の公転方向に関らず、加工ピッチPを0.20mm以上にすると、内面の溝を所定の深さまで形成することができることが実証された。
Specifically, as shown in Table 4, “groove formation” is “Δ” in Invention Examples 9, 10, 21, and 22, whereas “O” in Invention Examples 11 to 20, 23 to 32. " From this result, it was proved that the groove on the inner surface can be formed to a predetermined depth when the processing pitch P is 0.20 mm or more regardless of the revolution direction of the
また、「溝の加工精度」について、本発明例20では、「△」であるのに対して、本発明例9〜18では「◎」或いは「○」となった。この結果より、加工ボール26の公転方向が逆方向の場合において加工ピッチPが0.70mm以下であれば、内面フィンの裾部に特にエグレが生じ難いことが実証された。
In addition, “groove processing accuracy” was “Δ” in Invention Example 20, but “」 ”or“ ◯ ”in Invention Examples 9-18. From this result, it was proved that, when the revolving direction of the processed
さらにまた、「溝の加工精度」について、本発明例26〜32では、「△」であるのに対して、本発明例21〜25では「○」、或いは「◎」となり、この結果より、加工ボール26の公転方向が正方向の場合において加工ピッチPが0.40mm以下であれば、内面フィンの裾部に特にエグレが生じ難いことが実証された。
Furthermore, regarding the “groove processing accuracy”, in Examples 26 to 32 of the present invention, “△”, whereas in Examples 21 to 25 of the present invention, “◯” or “◎”. From this result, In the case where the revolution direction of the processed
このようにエグレの深さがフィン裾幅の30%以内であれば、後加工で行なう熱交換器のアルミフィンへの拡管組み込み時に内面フィンの倒れが発生するおそれがなく、好ましい。 Thus, if the depth of the angle is within 30% of the fin hem width, it is preferable that there is no possibility that the inner fin will collapse when the heat exchanger is assembled into the aluminum fin of the heat exchanger to be post-processed.
以上より、本発明例11〜18、発明例23〜25は、「溝の形成」、「溝の加工精度」の観点で、本発明例の中でも特に好適な加工条件で内面溝付管11の加工が可能であることを実証することができた。
As described above, the inventive examples 11 to 18 and the inventive examples 23 to 25 are those of the inner
詳しくは、加工ボール26の公転方向を、逆方向に設定し、加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.7の範囲になるよう設定した場合、或いは、加工ボール26の公転方向を、正方向に設定し、加工ピッチP(mm)を、0.2≦P≦0.4の範囲になるよう設定することを特徴とする本発明の有効性を実証できた。
Specifically, when the revolution direction of the processed
(実施例4)
実施例4では、溝加工工程において溝付プラグ24の溝深さとねじれ角を変えたときの加工に及ぼす影響を調べる溝付け加工実験を行なった。
本加工実験では、加工ボール26の公転方向が、正方向、逆方向のそれぞれの場合について、加工ボール26の加工ピッチPを、0.20mm、0.40mm、0.60mmのそれぞれの場合に変更させて行なった。
また、本加工実験で行う加工では、素管11aの外径Doがφ9.53mmである共通の寸法の素管11aを用い、縮径ダイス径D2、フローティングプラグ外径D1、溝付プラグ24の外径、溝数、溝頂角、加工ボール26の数、公転速度については、実施例1と同様に表1に示す共通の条件で行なった。
Example 4
In Example 4, a grooving experiment was conducted to examine the effect of changing the groove depth and twist angle of the
In this machining experiment, the machining pitch P of the
Further, in the processing performed in this processing experiment, using a
加工結果は、表5〜7に示すとおりである。
なお、表6,7は、それぞれ加工ボール26の公転方向が正方向、逆方向の場合における溝付プラグ24の溝深さとねじれ角、加工ボール26の加工ピッチPを変化させて行った実験結果を示す。
The processing results are as shown in Tables 5-7.
Tables 6 and 7 show the results of experiments conducted by changing the groove depth and twist angle of the
さらに、表5は、表6、7における加工条件、及び、その加工結果の一部を抽出した実験結果を示す。 Further, Table 5 shows the processing conditions in Tables 6 and 7 and the experimental results obtained by extracting a part of the processing results.
なお、加工結果は、実施例3と同様に、「溝の形成」、「溝の加工精度」について検証し、これら全ての要素が「○」または「◎」のものを「○」、いずれかが「×」となったものを「×」、いずれかに「×」を含まずに、「△」を含むものを「△」として総合的に評価した。 As in Example 3, the machining results were verified for “groove formation” and “groove machining accuracy”, and all of these elements were “O” or “◎”. Was evaluated as “x”, and “x” was not included in any of them, and “Δ” was included in one of them.
なお、表5〜表7に示すように、実施例4での加工実験においても、いずれも縮径率RDが30%以下となる本発明の条件を満たす加工条件の下で内面溝付管11の加工を行なったものであるため、「×」のものはなかった。 As shown in Tables 5 to 7, also in the processing experiment in Example 4, the inner surface grooved tube under the processing conditions satisfying the conditions of the present invention in which the diameter reduction ratio RD is 30% or less. There was no "x" because it was processed 11.
表5に示すように、溝付プラグ24の溝深さが0.22mmという0.20mmよりも深く、且つ、ねじれ角が60度という55度よりも大きな場合でも、加工ボール26の公転方向が正方向で、且つ、加工ピッチが0.20mm〜0.40mmの範囲内であれば、加工結果は「○」となり、加工可能であった(表5中の※1の欄参照)。
As shown in Table 5, even when the groove depth of the
この結果より、溝付プラグ24の溝が深く、ねじれ角が大きい加工が困難な場合でも、加工ボール26の公転方向が正方向であり、且つ、加工ピッチPが大きくなりすぎない0.2mm〜0.4mmであれば、加工可能であることを実証できた。
From this result, even when the groove of the
一方、表5に示すように、溝付プラグ24の溝深さが0.18mmや0.15mmという0.20mmがよりも小さく、且つ、ねじれ角が50度という55度よりも小さい場合でも、加工ボール26の公転方向が逆方向であれば、加工ピッチPの設定に関らず加工結果は全て「○」となり、加工可能であった(表5中の※2の欄参照)。
On the other hand, as shown in Table 5, even when the groove depth of the
この結果より、溝付プラグ24の溝深さが小さく、ねじれ角が小さい場合には、同じ加工ピッチPでは、加工ボール26の公転方向が逆方向の方が、正方向の場合と比較すると、フィン内面にエグレは発生し難く、発生しても小さいので、加工ピッチPを例えば0.6mmという大きく設定することができることを実証することができた。
From this result, when the groove depth of the
一般に加工ピッチPが大きいほど加工速度が速くなり、生産性が向上するので、加工ボール26の公転方向が逆方向で加工可能な場合は、加工ボール26の公転方向を逆方向で加工するのが好ましい。
In general, the larger the processing pitch P, the higher the processing speed and the productivity. Therefore, when the revolving direction of the processed
(実施例5)
実施例5では、加工ボール26の公転回転数R(rpm)が加工に及ぼす影響を調べる溝付け加工実験を行なった。
ここで、一般に、内面溝付管11の加工時の引抜き速度をV(m/min)、加工ボール26の公転回転数をR(rpm)、加工ボール26の加工ピッチをP(mm)、加工ボール26の配置数をC(個)とした場合、引抜き速度をV(m/min)は、V=R×P×C/1000…式(1)であらわすことができる。この式(1)より、公転速度をR(rpm)を変えても、それに応じて引抜き速度をV(m/min)を変えることで加工ピッチP(mm)を一定に保つことができることがわかる。
(Example 5)
In Example 5, a grooving experiment was conducted to examine the influence of the revolution speed R (rpm) of the
Here, generally, the drawing speed at the time of machining the inner
そこで本加工実験では、式(1)に基づき、加工ボール26の公転回転数を10000rpm、30000rpm、40000rpmの各場合について、加工ボール26の加工ピッチが一定になるよう引抜き速度をVを設定して実施例3および実施例4と同様の加工実験を行った。
Therefore, in this machining experiment, the drawing speed V is set so that the machining pitch of the
この結果、加工ボール26の公転回転数を変えても、加工ピッチPが同じであれば、実施例3および実施例4と同じ結果であった。
As a result, even if the revolution speed of the processed
結局、加工ピッチPが所定範囲に保てれば、加工ボール26の公転回転数の違いに関らず、同様の評価結果を得ることができることが実証できる。加工ボール26の公転回転数は、加工ボール26等の加工工具の寿命等を考慮し適宜選択すればよい。
After all, if the processing pitch P can be maintained within a predetermined range, it can be demonstrated that the same evaluation result can be obtained regardless of the difference in the revolution speed of the
(実施例6)
実施例6では、加工ボール26の配置数C(個)の影響を調べる溝付け加工実験を行なった。
ここで、式(1)の関係より、加工ボール26の配置数C(個)を変えても、それに応じて引抜き速度をV(m/min)や公転回転数R(rpm)を変えることで加工ピッチP(mm)を一定に保つことができる。
(Example 6)
In Example 6, a grooving experiment was conducted to examine the influence of the number C (pieces) of
Here, from the relationship of the formula (1), even if the arrangement number C (pieces) of the processed
そこで実施例6では、加工ボール26の配置数Cが3個と5個の各場合について、式(1)の関係に基づき、加工ピッチP(mm)を一定に保つように、引抜き速度をV(m/min)や公転速度をR(rpm)をそれぞれ設定して実施例3、実施例4および実施例5と同様の加工実験を行った。
Therefore, in Example 6, in each of the cases where the number C of the processed
この結果、加工ボール26の公転回転数を変えても、加工ピッチPが同じであれば、実施例3、実施例4および実施例5と同じ結果であった。
As a result, even if the revolution speed of the processed
結局、加工ピッチPが所定範囲に保てれば、加工ボール26の配置数C(個)の違いに関らず、同様の評価結果を得ることができることを実証できた。加工ボール26の配置数は加工する内面溝付管11により適宜選択すればよい。
Eventually, if the processing pitch P can be kept within a predetermined range, it has been proved that the same evaluation result can be obtained regardless of the difference in the number C (number) of
上述した実施形態と、この発明の構成との対応において、
加工ボール26は、押圧用工具に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In the correspondence between the embodiment described above and the configuration of the present invention,
The
The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
例えば、押圧用工具は、加工ボール26に限らず、ローラーなど、素管11aを押圧できれば、他の工具を用いてもよい。
さらにまた、素管11aは、銅、アルミニウム、又は、それらの合金等など熱伝導性に優れた材料で形成することができる。
For example, the pressing tool is not limited to the processed
Furthermore, the
11…内面溝付管
11a…素管
12…内面溝付管の製造装置
13…縮径加工部
14…溝加工部
17…中間引抜き部
22…縮径ダイス
23…フローティングプラグ
24…溝付プラグ
26…加工ボール
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記縮径加工部を、縮径ダイスと、素管内に配置され、前記縮径ダイスとともに素管を縮径するフローティングプラグとで構成し、
前記溝加工部を、素管内において前記フローティングプラグと回動自在に連結され、外周に複数の溝が形成された溝付プラグと、素管の外側において該素管を前記溝付プラグの側へ押圧しながら管軸回りに公転自在に配置された押圧用工具とで構成した内面溝付管の製造装置であって、
前記素管の外径Do(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)により、
RD={(Do−D2)/Do}×100(%)
であらわされる素管の縮径率RD(%)を、前記縮径加工部において
RD≦30
に設定し、
前記フローティングプラグの外径D1(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)を、
D1−D2≧0.1
となるよう設定した
内面溝付管の製造装置。 A diameter reducing portion for reducing the diameter of the raw tube along a drawing direction of the raw tube, and a groove processing portion for forming a plurality of grooves on the inner surface of the raw tube, and the diameter reducing portion and the groove processing portion are provided. In the middle, provided with an intermediate extraction part for extracting the raw pipe reduced in diameter at the reduced diameter processing part,
The diameter-reduced portion is composed of a diameter-reduced die and a floating plug that is arranged in the element pipe and that reduces the diameter of the element pipe together with the diameter-reduced die,
The grooved portion is rotatably connected to the floating plug in the raw tube, and a grooved plug having a plurality of grooves formed on the outer periphery thereof, and the raw tube is disposed on the outer side of the raw tube toward the grooved plug. An inner grooved pipe manufacturing apparatus configured with a pressing tool arranged to revolve around a pipe axis while pressing,
By the outer diameter D o (mm) of the raw tube and the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die,
R D = {(D o −D 2 ) / D o } × 100 (%)
The diameter reduction ratio R D (%) of the element pipe expressed by the following formula is obtained: R D ≦ 30 in the diameter reduction processed portion
Set to
The outer diameter D 1 (mm) of the floating plug and the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die are as follows:
D 1 -D 2 ≧ 0.1
Manufacturing equipment for internally grooved tubes set to be
前記押圧用工具の加工ピッチP(mm)を、
0.2≦P≦0.7
の範囲になるよう設定した
請求項1に記載の内面溝付管の製造装置。 The revolution direction of the pressing tool is set to be opposite to the rotation direction of the grooved plug,
The processing pitch P (mm) of the pressing tool is
0.2 ≦ P ≦ 0.7
The apparatus for manufacturing an internally grooved tube according to claim 1, which is set so as to fall within the range.
前記押圧用工具の加工ピッチP(mm)を、
0.2≦P≦0.4
の範囲になるよう設定した
請求項1に記載の内面溝付管の製造装置。 The revolution direction of the pressing tool is set to the same direction as the rotation direction of the grooved plug,
The processing pitch P (mm) of the pressing tool is
0.2 ≦ P ≦ 0.4
The apparatus for manufacturing an internally grooved tube according to claim 1, which is set so as to fall within the range.
前記縮径加工工程を、縮径ダイスと、素管内に配置され、前記縮径ダイスとともに素管を縮径するフローティングプラグとで行い、
前記溝加工工程を、素管内において前記フローティングプラグと回動自在に連結され、外周に複数の溝が形成された溝付プラグと、素管の外側において該素管を前記溝付プラグの側へ押圧しながら管軸回りに公転自在に配置された押圧用工具とで行なう内面溝付管の製造方法であって、
前記素管の外径Do(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)により、
RD={(Do−D2)/Do}×100(%)
であらわされる素管の縮径率RD(%)を、
RD≦30に設定し、
前記フローティングプラグの外径D1(mm)、前記縮径ダイスの径D2(mm)を、
D1−D2≧0.1
となるよう設定する
内面溝付管の製造方法。 In the process of moving the pipe in the drawing direction, a diameter reducing process for reducing the diameter of the pipe, and a groove forming process for forming a plurality of grooves on the inner surface of the pipe, the diameter reducing process and the groove processing process are performed. While performing, an intermediate drawing process is performed to pull out the raw pipe reduced in diameter in the diameter reducing process,
The diameter reduction processing step is performed with a diameter reduction die and a floating plug that is arranged in the element pipe and reduces the diameter of the element pipe together with the diameter reduction die,
In the groove processing step, a grooved plug that is rotatably connected to the floating plug in the raw tube and has a plurality of grooves formed on the outer periphery thereof, and the raw tube on the outer side of the raw tube toward the grooved plug. A method for manufacturing an internally grooved tube with a pressing tool arranged to revolve around a tube axis while pressing,
By the outer diameter D o (mm) of the raw tube and the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die,
R D = {(D o −D 2 ) / D o } × 100 (%)
The diameter reduction ratio R D (%) of the elemental tube expressed by
Set R D ≦ 30,
The outer diameter D 1 (mm) of the floating plug and the diameter D 2 (mm) of the reduced diameter die are as follows:
D 1 -D 2 ≧ 0.1
The manufacturing method of an internally grooved tube set to be
前記押圧用工具の加工ピッチP(mm)を、
0.2≦P≦0.7
の範囲になるよう設定する
請求項4に記載の内面溝付管の製造方法。 The revolution direction of the pressing tool is set to be opposite to the rotation direction of the grooved plug,
The processing pitch P (mm) of the pressing tool is
0.2 ≦ P ≦ 0.7
The method for manufacturing an internally grooved tube according to claim 4, wherein the inner grooved tube is set so as to fall within the range.
前記押圧用工具の加工ピッチP(mm)を、
0.2≦P≦0.4
の範囲になるよう設定する
請求項4に記載の内面溝付管の製造方法。 The revolution direction of the pressing tool is set to the same direction as the rotation direction of the grooved plug,
The processing pitch P (mm) of the pressing tool is
0.2 ≦ P ≦ 0.4
The method for manufacturing an internally grooved tube according to claim 4, wherein the inner grooved tube is set so as to fall within the range.
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