JPH0199712A - 内面溝付管の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は熱交換器等の伝熱管に使用される内面溝付管
の製造装置に関する。

（従来の技術及びその問題点） フレオン等の冷媒を蒸発又は凝縮させて熱交換させる空
調機用伝熱管の管内周壁に多数の突条、凹溝等を軸方向
ないしは螺旋状に形成し、伝熱特性の向上を図った内面
溝付管が知られている。これらの内面溝付管の製造方法
としては種々のものが提案されているが、転造加工によ
り製造する方法としては第８図に示すものが、例えば、
実公昭６２−２２２４６号公報により知られている。こ
の方法は、金属管ａの外周を圧迫する複数個の遊星ロー
ラｂを備える２組の縮管ヘッドＣ，Ｃを対向させて直列
に配置し、マンドレルｄの先端部に回転自在に保持され
る長手の溝付プラグｅを前記２組の縮管ヘッドＣ，Ｃの
各遊星ロールｂに相対する部位の金属管ａの内側に挿入
し、各縮管ヘッドＣを互いに逆方向に回転させながら金
属管内面に複数の溝ないし突起を形成するもので、縮管
ヘッドｃ、ｃを互いに逆方向に回転させることにより転
造加工時における管の涙しり力を相殺してより深い溝加
工を可能にしている。

しかしながら、２組の縮管ヘッドｃ、ｃを配置してこれ
らを個別に駆動するようにすると、構成が複雑で大掛か
りになり、設備費用が多大になり、延いては内面溝付管
の加工コストの上昇につながり好ましくない、又、１個
の溝付プラグｅで２組の縮管ヘッドＣを用いることは、
上述した通り溝加工で加工できる溝深さを深くすること
ができる長所があるものの、２１Ｊｆｉの縮管ヘッドＣ
の芯出しが難しい上に、溝付加工された管材と溝付プラ
グｅの接触面積が大きくなり管引抜時の摩擦抵抗を増大
させて加工速度を上げることが出来ないという問題があ
る。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもので
、転造加工における管の涙しり力を減少させ、内面溝加
工速度の上昇が図れ、しかも、構成が簡単で大掛かりな
装置を必要とせず、従って製造設備費が安価で管の加工
コストの上昇を招くことのない、特に、熱媒体を蒸発さ
せるための伝熱管に好適な内面溝付管の製造装置を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明の内面溝付管の製造
装置は、金属管を引き抜く抽伸ダイス、及び引き抜かれ
る金属管の外周を遊星回転してその外周壁を押圧する複
数の転造ロールを有する前段回転ヘッドと、少なくとも
、引き抜かれる金属管の外周を遊星回転してその外周壁
を押圧する複数の転造ロールを有する後段回転ヘッドと
を金属管引抜方向に同軸上に直列に配設してこれらをハ
ウジング内に組み込み、ヘッド回転駆動装置により前記
前段及び後段の回転ヘッドの回転を同期させ、且つ、互
いに逆方向に一体回転させると共に、前記前段回転ヘッ
ドの抽伸ダイスに相対する金属管内に浮きプラグを挿入
し、該浮きプラグの後部に、前記前段回転ヘッドの転造
ロールに相対する金属管内に回転自在に配設され、引き
抜かれる金属管の内周壁面に多数の突条を形成する溝加
工プラグと、前記後段回転ヘッドの転造ロールに相対す
る金属管内に配設され、前記溝加工プラグにより形成さ
れた突条の頂部を圧潰する平滑プラグとをロンドを介し
て順次連結したことを特徴とする。

（作用） 前段回転ヘッドと後段回転ヘッドが同じハウジング内に
組み込まれ、金属管引抜方向に直列に且つ同軸上に配設
されるために、前段回転ヘッドの抽伸ダイス、転造ロー
ル、及び後段回転ヘッドの少なくとも転造ロールは互い
に芯ずれが生じ難い。

そして、前段回転ヘッド及び後段回転ヘッドがヘッド回
転駆動装置により同期して且つ互いに逆方向に一体に回
転するので金属管の転造加工時に生じる捩じり力が互い
に相殺され、上述の芯ずれが生じ難いことと相俟って各
ヘッドの高速回転が可能になる。又、浮きプラグの後部
にロンドを介して溝加工プラグと平滑プラグとが順次連
結されていることにより、１回の引抜転造加工で金属管
内周面に多数の突条を形成する工程と、この突条の頂部
を圧潰する工程が同時に行われる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明に係る内面溝付管の製造装置の概略構成
を示し、割り型ケーシング１の内部に２組の回転へラド
２，４が組み込まれており、これらの回転へラド２，４
はヘッド回転駆動装置３により同期して互いに逆方向に
一体回転して、素管（金属管）５を引抜加工しながらそ
の内周壁に転造による溝加工が行われる。

より具体的には、回転ヘッド２．４は金属管５の引抜方
向に同軸上に直列に配置され、これらは後述する駆動軸
３０の軸線に関して略対称形状に構成されている。即ち
、前段の回転へラド２は引抜ダイス（抽伸ダイス）２１
と、３個の転造ロール２２と、これらを支持する環状の
へラドボディ２０とから構成される。ヘッドボディ２０
にはその前側面（金属管５の挿入側の側面）２０ａから
後側面２０ｄに向かって軸方向に所定の深さで、且つ、
溝底２０ｂが半径方向に後側面２０ｄに向かう程溝深さ
が浅くなるように傾斜する断面矩形の溝２００（第２図
参照）が周方向３箇所均等位置に穿設されており、これ
らの各溝２０ｃの夫々に転造ロール２２を軸支するロー
ルホルダ２２ａ及び後述するベアリング１０を支持する
分割ブロック２３が順次嵌装され、これらのロールホル
ダ２２ａ及び分割ブロック２３はへラドボディ２０の前
側面２０ａに螺着されるリング状のリテーナ２４により
脱落が防止される。

ｋＪロール２２はロールホルダ２２ａに支軸及びベアリ
ングを介して回転自在に軸支されており、各転造ロール
２２の中心はこの転造ロール２２により後述する突条が
転造される金属管５の中心軸上に中心を持つ同一円周上
にあるように芯出し調整される。この各転造ロール２２
の芯出しは溝２０Ｃとロールホルダ２２ａの各側壁間に
シム等を介在させ、ロールホルダ２２ａを、傾斜する溝
底２０ｂを金属管５の軸方向に前後に移動させて調整さ
れる。

抽伸ダイス２１は転造ロール２２の前方（金属管５の挿
入側）に、ベアリング１０及び前述の分割ブロック２３
を介し、前記芯出しされた転造ロール２２と芯合わせさ
れてヘッドボディ２０に支持され、金属管５の通過に伴
って回転しないように固定されている。

ヘッドボディ２０の後側面２０ｄの周縁には後述するピ
ニョンギア３０ａ、３１ａと噛合するはすばフェースギ
ア２０ｅが形成されている。そして、ヘッドボディ２０
の外周面はベアリング１２．１２を介してハウジング１
の円筒内周面に回転自在に支持され、前記前側面２Ｏａ
側はハウジング１のエンドプレートｌａと前記リテーナ
２４間にスラストベアリング１３を介在させて支持され
ている。

後段の回転ヘッド４は、引抜ダイス（抽伸ダイス）４１
と、３個の転造ロール４２と、これらを支持する環状の
へラドボディ４０とから構成され、これらの各構成要素
は転造ロール４２のロール形状、抽伸ダイス４１のダイ
ス形状を除き前段の回転へラド２の対応する構成要素と
後述する駆動軸３０の中心軸に関して対称位置に配置さ
れ、且つ、対称形状を有している。

ヘッドボディ４０にはその後側面（金属管５の引抜側の
側面）４０ａから前側面（前段の回転ヘッド２例の側面
）４０ｄに向かって軸方向に所定の深さで、且つ、溝底
４０ｂが半径方向に前側面４０ｄに向かう程溝深さが浅
くなるように傾斜する断面矩形の溝４０ｃが周方向３箇
所均等位置に穿設されており、これらの各溝４０ｃの夫
々に転造ロール４２を軸支するロールホルダ４２ａ及び
後述するベアリング１５を支持する分割ブロック４３が
順次嵌装され、これらのロールホルダ４２ａ及び分割ブ
ロック４３はへラドボディ４０の後側面４０ａに螺着さ
れるリング状のリテーナ４４により脱落が防止される。

転造ロール４２はロールホルダ４２ａに支軸及びベアリ
ングを介して回転自在に軸支されており、各転造ロール
４２の中心が金属管５の中心軸上に中心を持つ同一円周
上にあるように芯出し調整され、この各転造ロール４２
の芯出しは溝４０ｃとロールホルダ４２ａの各側壁間に
シム等を介在させ、ロールホルダ４２ａを、傾斜する溝
底４０ｂを金属管５の軸方向に前後に移動させて調整さ
れ抽伸ダイス４１は転造ロール４２の後方（金属管５の
引抜側）に、ベアリング１５及び前述の分割ブロック４
３を介し、前記芯出しされた転造ロール４２と芯合わせ
されてヘッドボディ４０に支持され、金属管５の通過時
に回転しないように固定されている。

ヘッドボディ４０の前側面４０ｄの周縁には後述するビ
ニョンギア３０ａ、３１ａと噛合するはすばフェースギ
ア４０ｅが形成されている。そして、ヘッドボディ４０
の外周面はベアリング１６．１６を介して、前段の回転
へラド２のヘッドボディ２０が支持されるハウジング１
の同一円筒内周面に回転自在に支持され、前記後側面４
０ａ側はハウジング１のエンドプレート１ｂと前記リテ
ーナ４４間にスラストベアリング１７を介在させて支持
されている。

斯くして、前段回転ヘッド２と後段回転へラド４とは夫
々フェースギア２０ｅが形成される後側面２０ｄと、フ
ェースギア４０ｅが形成される前側面４０ｄを互いに対
向させ、引抜・転造加工される金属管５の中心軸上に直
列に配置される。

前記ヘッド回転駆動装置３は、互いに対向するようにハ
ンジング１に回転自在に夫々軸支される駆動軸３０とア
イドラ軸３１とからなり、駆動軸３０のハウジング１か
ら外方に延びる軸端側は図示しない駆動モータにベルト
等の動力伝達手段を介して接続され、ハンジング１内側
軸端には前述のピニオンギア３０ａが固設され、前述し
た通りこのピニオンギア３０ａはへラドボディ２０及び
４０に形成され、互いに対向するフェースギア２０ｅ。

４０ｅに噛合している。一方、アイドラ軸３１のハンジ
ング１内側軸端には前述のピニオンギア（アイドラギア
）３１ａが固設され、前述した通りこのピニオンギア３
１ａもヘッドボディ２０及び４０に形成されたフェース
ギア２０ｅ、４０ｅに噛合している。

引抜・転造加工される金属管５内には、前段回転ヘッド
２の抽伸ダイス２１に相対する位置に浮きプラグ５０が
挿入され、この浮きプラグ５０の後端には引抜方向に延
びるロッド（連結棒）５３が接続され、該ロッド５３の
前段回転ヘッド２の転造ロール２２に相対する位置には
所定の外径を有する円筒状の満願ニブラグ５１が回転自
在に取り付けられ、後段回転ヘッド４の転造ロール４２
に相対する位置には満願ニブラグ５１より僅かに小径の
円筒状の平滑プラグ５２が固設されている。

尚、満願ニブラグ５１の外周面には金属管５の内周壁に
後述する多数の突条を形成させるための溝が刻設されて
いる。

尚、第１図中符号８は、金属管５の外周面、特に、転造
ロール２２及び４２の転造面を潤滑する潤滑油供給装置
であり、金属管５の外周に環状に取り巻くパイプに多数
のノズルが、転造ロール２２及び４２の転造面に向けて
植設され、該ノズルから潤滑油が噴射供給される。

次に、このように構成される製造装置の作用を説明する
。

前記駆動モータにより駆動軸３０が回転駆動されると、
ピニオンギア３０ａに噛合する前段及び後段回転ヘッド
２．４は互いに逆方向に同期して金属管５の廻りを回転
駆動される。転造ロール２２及び４２は、金属管５が転
造ロール２２及び４２を通過する転造加工時に金属管５
の外周壁を押圧しながら夫々逆方向に遊星回転すること
になる。

この転造ロール２２は金属管５の内周壁面に溝付加工を
施す際の工具となり、そのロール面は第３図に示すよう
に断面円弧形状（Ｒ形状）、ないしはテーバ付Ｒ形状に
成形され、金属管５を縮径しながら溝付加工を行う際の
転圧力を軽減すると共に後述する満願ニブラグ５１への
材料の流れ込みを容易する。一方、転造ロール４２のロ
ール面は第４図に示すように角部が８面取りされるもの
の、円筒形状の実質的にフラットな形状をしており、そ
の外径は転造ロール２２のそれより僅かに大きく、後述
するように転造ロール２２により形成された突条の頂部
を圧潰しながら金属管５を縮径させると共に、金属管５
の外表面を平滑に仕上げる。

このとき、転造ロール４２は転造ロール２２と逆回転す
ることにより、転造ロール２２による溝付加工時に生じ
る捩じれ力と反対方向の捩じれ力を発生させ、これらの
涙じれ力が互いに打ち消しあって金属管５の捩じり応力
を緩和し、金属管５の破断が防止される。又、フラット
な形状を有する転造ロール４２は金属管５の管振れを防
止する。

更に、転造ロール４２による管材への押圧力は比較的小
さく、上述の捩じれ力の緩和、及び前段回転へラド２及
び後段回転ヘッド４が駆動軸３０の軸線に関して対称形
状に構成されていることと相俟って抽伸速度を従来の装
置に比較して著しく上昇させることが出来る。

溝付加工を行うには、先ず、事前に金属管５内に潤滑油
を注入しておき、ロッド５３で一体に連結された浮きプ
ラグ５０、満願ニブラグ５１及び平滑プラグ５２を金属
管５内に装入した後、金属管５の管端部を所要の長さ（
例えば、約５００ｍｍ）口付けし、この管端部を抽伸ダ
イス２１、転造ロール２２，４２、及び抽伸ダイス４１
を順次連通させ、図示しない巻取ドラム、により巻き取
らせなから抽伸が開始される。この抽伸の開始と同時に
前述した駆動モータを作動させ、駆動軸３０を高速回転
させて２個の回転へラド２及び４を互いに逆方向に回転
させる。

金属管５内に装入された浮きプラグ５０は抽伸開始が間
もなく抽伸ダイス２１と相対する所定位置に移動して位
置決めされ、これに伴い満願ニブラグ５１及び平滑プラ
グ５２も夫々転造ロール２２及び４２の相対する所定位
置に位置決めされることになる。斯（して、金属管５は
、浮きプラグ５０及び抽伸ダイス２１により縮径された
後、満願ニブラグ５１及び転造ロール２２により第５図
の実線及び第６図の破線で示すように管内壁に多数の突
条５ａが形成される。この突条５ａの頂部は平滑プラグ
５２及び転造ロール４２により、第６図に実線で示すよ
うに圧潰されて、溝部に断面袋状の空隙を形成すると共
に、満願ニブラグ５１及び転造ロール２２による溝加工
で生じた管外表面の凹凸を平滑状態に仕上げる。このよ
うに、溝部に空隙を形成させることによりに冷媒を沸騰
蒸発させるに適した形状が実現される。

抽伸ダイス４１は抽伸ダイス２１と転造ロール２２．４
２間での芯出しを行うと共に、僅かに金属管５を縮径さ
せることにより外表面を平滑に仕上げ、更に、潤滑油供
給装置８から噴出供給された潤滑油が装置外に漏洩する
ことを防止すると共に、引抜・転造される金属管５の管
振れを防止している。

上述の実施例で溝加工される突条５ａの形状、ピッチ、
管軸に対する傾き等は満願ニブラグ５１の外表面に刻設
される溝ないしは突起を所要の形状に形成することによ
り種々に変更可能であり、例えば、ロッド５３に対する
満願ニブラグ５１の回転を拘束し、満願ニブラグ５１の
外表面に軸方向に直線状に延びる多数の溝を形成してお
けば金属管内周壁には管軸に並行な突条が多数形成され
ることになる。

又、平滑プラグ５２をロッド５３に対して回転自在に軸
支して、満願ニブラグ５１及び転造ロール２２により形
成させた突条を圧潰させると、第７図に示すように、突
条の頂部が一方向に圧潰され、溝部に断面逆り状の空隙
を形成させた内面溝付管５°の製造も可能である。

更に、後段の回転ヘッド４に組み込んだ抽伸ダイス４１
は場合によってはこれを省略してもよく、その場合、金
属管５の管振れの防止、芯出し、外表面の仕上げ等は平
滑プラグ５２及び転造ロール４２がこれを受は持つこと
になる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の内面溝付管の製造装置に依
れば、抽伸ダイス及び転造ロールを有する前段回転ヘッ
ド及び少なくとも転造ロールを有する後段回転ヘッドを
一つのハウジングに組み込み、これらをヘッド回転駆動
装置により同期させ、且つ、互いに逆方向に一体回転さ
せることにより、回転体のバランスがとり易く、又、各
ヘッドの抽伸ダイス、転造ロールの芯出しが容易になる
と共に管振れが防止でき、更に、溝加工による捩じり力
を軽減させることが出来るために加工速度を上げること
が出来る。又、製造装置を複雑化することなくコンパク
トに構成させることができ、設備費が掛からず内面溝付
管を安価に製造することが出来る。更に、浮きプラグの
後部に、金属管の内周壁面に多数の突条を形成する溝加
工プラグと、溝加工プラグにより形成された突条の頂部
を圧潰する平滑プラグとをロッドを介して順次連結した
ので、溝部に断面が袋状、逆り状等の空隙を形成させ、
冷媒等の沸騰蒸発に好適な内面溝付管を一度の引抜・転
造加工により製造することが出来る第１図は、本発明に
係る内面溝付管の製造装置の構成図、第２図は、第１図
の■−■線に沿う要部断面図、第３図は、第１図に示す
転造ロール２２の部分断面図、第４図は、第１図に示す
転造ロール４２の部分断面図、第５図は転造により溝加
工された金属管５の内周壁を示す部分断面図、第６図は
金属管５の内周壁に形成される溝形状を示す第５図のＶ
ｌ−Ｖｌ線に沿う断面図、第７図は金属管の内周壁に形
成される、別の態様の溝形状を示す第６図に類似の断面
図、第８図は従来の内面溝付管の製造装置の構成図であ
る。

１・・・ハウジング、２・・・前段回転ヘッド、３・・
・ヘッド回転駆動装置、４・・・後段回転ヘッド、５・
・・金属管、２１・・・抽伸ダイス、２２・・・転造ロ
ール、３０・・・駆動軸、３０ａ・・・ピニョンギア、
４１・・・抽伸ダイス、４２・・・転造ロール、５０・
・・浮きプラグ、５１・・・溝加工プラグ、５２・・・
平滑プラグ、５３・・・ロッド（連結棒）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属管を引き抜く抽伸ダイス、及び引き抜かれる
   金属管の外周を遊星回転してその外周壁を押圧する複数
   の転造ロールを有する前段回転ヘッドと、少なくとも、
   引き抜かれる金属管の外周を遊星回転してその外周壁を
   押圧する複数の転造ロールを有する後段回転ヘッドとを
   金属管引抜方向に同軸上に直列に配設してこれらをハウ
   ジング内に組み込み、ヘッド回転駆動装置により前記前
   段及び後段の回転ヘッドの回転を同期させ、且つ、互い
   に逆方向に一体回転させると共に、前記前段回転ヘッド
   の抽伸ダイスに相対する金属管内に浮きプラグを挿入し
   、該浮きプラグの後部に、前記前段回転ヘッドの転造ロ
   ールに相対する金属管内に回転自在に配設され、引き抜
   かれる金属管の内周壁面に多数の突条を形成する溝加工
   プラグと、前記後段回転ヘッドの転造ロールに相対する
   金属管内に配設され、前記溝加工プラグにより形成され
   た突条の頂部を圧潰する平滑プラグとをロッドを介して
   順次連結したことを特徴とする内面溝付管の製造装置。
2. （２）前記後段回転ヘッドは抽伸ダイスを有し、前記前
   段回転ヘッドと該後段回転ヘッドは各前記抽伸ダイス及
   び転造ロールを互いに対称位置に配設されて成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内面溝付管の製
   造装置。
3. （３）前記前段回転ヘッドの転造ロールは、Ｒ面又はテ
   ーパ付Ｒ面形状に成形したロール面を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の内面溝付
   管の製造装置。
4. （４）前記後段回転ヘッドの転造ロールは、実質的にフ
   ラット面形状に成形したロール面を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の内面溝付管
   の製造装置。