JP2001147088A - 内面溝付伝熱管およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板条材に斜めのフィンを転造する過程
で、材料流れに起因する転造ロールのフィン転造溝とフ
ィンとの干渉を抑制し、転造ロールの寿命を延長する。 【解決手段】 この装置は、金属製の板条材Ｔの一面
に、傾斜して延びる多数のフィン２を転造するためのフ
ィン転造ロール２４と、フィン２が形成された板条材Ｔ
を、フィン２が内周側に位置するように、管状に成形す
るための複数のフォーミングロール３０と、管状に成形
された板条材Ｔの両端縁を溶接するための溶接機構３
４，３６とを具備する。フィン転造ロール２４の外周面
には多数のフィン転造溝２５が形成され、フィン転造ロ
ール２４の軸線に対し垂直な断面で見てフィン転造溝２
５のロール回転方向前方側の側壁面２５Ａとロール外周
面に対する法線とがなす角度αｒは、ロール回転方向後
方側の側壁面２５Ｂとロール外周面に対する法線とがな
す角度βｒよりも大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属管の内面に熱
交換効率を高めるためのフィンを形成した内面溝付伝熱
管およびその製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の内面溝付伝熱管は、空調装置や
冷蔵庫等の熱交換器において蒸発管または凝縮管として
主に使用されるもので、最近では、内面のほぼ全面に亙
って螺旋状やジグザグ形状のフィンを形成した伝熱管が
製品化されている。

【０００３】図１１は、例としてジグザグ形状のフィン
２を形成した内面溝付伝熱管１を示す部分展開図であ
る。この内面溝付伝熱管１は、図１２に示すように、金
属板条材Ｔの両側縁６を除いた部分の表面に、外周面に
転造溝１２を有する転造ロール１０を用いて、ジクザグ
形状（Ｗ字状）のフィン２および溝４を形成し、このフ
ィン形成面を内側にして板条材Ｔを管状に丸め、突き合
わせた両側縁６を溶接することにより製造されている。

【０００４】一方、図１３は、内面に螺旋状のフィンを
有する内面溝付伝熱管の製造工程を示すものである。こ
の場合は、螺旋状の転造溝１２を有する転造ロール１４
を使用し、金属板条材Ｔの両側縁６を除いた部分の表面
に、板条材長手方向に対して一定角度傾斜したフィン２
および溝４を形成したのち、このフィン形成面を内側に
して板条材Ｔを管状に丸め、突き合わせた両側縁６を溶
接する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
内面溝付伝熱管の製造方法では、フィン２を形成するた
めの転造ロール１０，１４の転造溝１２の特定箇所のエ
ッジに欠けや損耗が生じやすく、転造ロールの寿命が短
いという問題があった。

【０００６】本発明者らは、この現象を詳細に検討し、
次のような知見を得た。すなわち、前記のような転造ロ
ール１０，１４によって板条材Ｔにフィン２を転造する
過程では、個々の転造溝１２がロール周方向に対し斜め
に形成されているため、転造ロール１０，１４の回転に
伴って、個々のフィン２が板条材Ｔ上でその一部から他
の部分へ向けて漸次形成される。この時、個々のフィン
の転造開始点から転造終了点へ向けて、図１２および図
１３中の矢印Ｙで示すように、転造溝１２に沿って金属
材料の流れが生じ、フィン転造終了点に金属材料が寄せ
集められ、フィン転造溝１２の奥深くまで金属材料が食
い込む。

【０００７】その結果、フィン転造終了部分（各図中領
域Ａ）では、転造開始部分に比べてフィン２が必要以上
に高くなってしまい、転造溝１２からフィン２が抜け出
る際に、フィン２と転造溝１２のエッジが干渉し、前記
領域Ａに対応するロール外周の領域Ｂにおいて、転造溝
１２のエッジが早く損傷してしまうのである。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、金属板条材に斜めのフィンを転造する過程で、材料
流れに起因する転造ロールのフィン転造溝とフィンとの
干渉を抑制し、転造ロールの寿命を延長できる内面溝付
伝熱管およびその製造装置を提供することを課題として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る内面溝付伝熱管は、金属管の内周面
に、この内周面から突出し前記板条材の長手方向に対し
て傾斜して延びるフィンが多数形成され、これらフィン
の一方の側壁面と前記内周面に対する法線とがなす角度
は、他方の側壁面と前記内周面に対する法線とがなす角
度とは異なっていることを特徴とする。

【００１０】一方、本発明に係る内面溝付伝熱管の製造
装置は、金属製の板条材の一面に、前記板条材の長手方
向に対して傾斜して延びる多数のフィンを転造するため
のフィン転造ロールと、前記フィンが形成された板条材
を、前記フィンが内周側に位置するように、管状に成形
するための複数のフォーミングロールと、管状に成形さ
れた前記板条材の両端縁を加熱したうえ突き合わせて溶
接するための溶接機構とを具備し、前記フィン転造ロー
ルの外周面には、転造すべきフィンと対応する多数のフ
ィン転造溝が形成されており、これらフィン転造溝のロ
ール回転方向前方側の側壁面と前記外周面に対する法線
とがなす角度は、ロール回転方向後方側の側壁面と前記
外周面に対する法線とがなす角度よりも大きいことを特
徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
内面溝付伝熱管の部分展開図である。この内面溝付伝熱
管１は、限定はされないが一般に銅，銅合金，アルミニ
ウム，アルミニウム合金等の金属で形成され、その内周
面には、周方向にジグザグに延びるフィン２が互いに平
行に多数形成され、これらフィン２同士の間は溝４とさ
れている。

【００１２】この実施形態のフィン２は、管軸回りの周
方向９０゜毎に屈折しているため、図１のように展開し
た状態において、個々のフィン２は「Ｗ」形状をなして
いる。ただし、本発明はこの形状に限定されず、フィン
２は管内面を周回する単純な螺旋状であってもよいし、
周方向１８０゜毎に屈折する「Ｖ」形状としてもよい
し、周方向６０゜毎に屈折する「ＶＶＶ」形状としても
よいし、周方向４５゜、３６゜または３０゜毎に屈折す
る各形状としてもよい。管内周面を一周する間のフィン
屈折回数は偶数の方が好ましいが、場合によっては奇数
であってもよい。さらには、フィン２の屈折間隔は周方
向において不均等であってもよい。

【００１３】この実施形態における特徴は、図２に示す
ように、金属管軸線に対し垂直な断面で見て、フィン２
の一方の側壁面２Ａと管内周面に対する法線とがなす角
度αｆが、他方の側壁面２Ｂと管内周面に対する法線と
がなす角度βｆと異なっていることにある。すなわち、
フィン２の両側壁面２Ａ，２Ｂの傾斜角度が、フィン２
の全長に亘って互いに異なっている。角度αｆは３〜７
０゜、角度βｆは０〜４５゜であり、しかも角度αｆは
角度βｆよりも３゜以上大きいことが好ましい。フィン
２の両側壁面が上記のような角度差を有していると、後
述するように、フィン２を転造する際のフィン転造ロー
ルの損傷を低減することが可能である。

【００１４】また、フィン２の長手方向に対して垂直な
断面で見た場合には、フィン２の一方の側壁面２Ａと管
内周面に対する法線とがなす角度αは３〜２０°、他方
の側壁面２Ｂと管内周面に対する法線とがなす角度βは
０〜１５°であり、しかも角度αは角度βよりも１゜以
上大きいことが好ましい。

【００１５】また、フィン２の両側壁面が上記のような
角度差を有していると、角度差がない場合に比べて、次
のような効果も奏する。図３は、図１中のIII−III線
（管軸方向）に沿った断面を示している。この図に示す
ように、切り立った側壁面２Ｂ側から矢印Ｙ１に沿って
熱媒が流される場合、フィン２を乗り越えた熱媒は緩や
かな側壁面２Ａに沿って滑らかに下降し、この側壁面２
Ａの下端において境界層が管内面から剥がれることが少
ないので、圧力損失が小さい。これに対し、緩やかな側
壁面２Ａ側から熱媒が流される場合、矢印Ｙ２に沿って
フィン２を乗り越えた熱媒は、切り立った側壁面２Ｂに
沿って滑らかに下降せず、この側壁面２Ｂの下端付近で
境界層が管内面から剥がれて、死水域Ｄが生じやすく、
圧力損失が大きい。したがって、本実施形態の内面溝付
伝熱管を使用するには、矢印Ｙ１方向に熱媒を流すこと
が好ましく、このような向きで流した場合には、フィン
の両側壁面の傾斜角が等しい従来品よりも、両側壁面２
Ａ，２Ｂのなす頭頂角γが同じである限り、圧力損失を
低下することが可能である。

【００１６】さらに、本実施形態は次のような効果も有
する。この種の伝熱管を空調装置に組み込む場合、伝熱
管の外径よりも僅かに大きい穴が開けられている放熱板
に伝熱管を挿通し、この伝熱管内に拡管プラグを圧入す
ることにより、伝熱管を拡径して放熱板に固定している
が、本実施形態の内面溝付伝熱管では、緩やかな側壁面
２Ａ側から拡管プラグを圧入することにより、フィンの
両側壁面の傾斜角が等しい従来品を同じ拡管プラグで拡
管する場合よりも、拡管プラグが通過した後のスプリン
グバックが少なく、放熱板固定効果を高めることが可能
である。これは、緩やかな斜面である側壁面２Ａに沿っ
て拡管プラグが滑ることにより、管内面に対し外方へ向
かう力を効果的に伝達できるためと思われる。

【００１７】フィン２の断面形状は、三角形状、頂角が
丸く面取りされた三角形状、台形状、または面取りされ
た台形状などいかなる形状であってもよい。

【００１８】フィン２の直線部分と管軸とがなす傾斜角
度Ｓは限定はされないが、一般には５〜２０゜であるこ
とが望ましい。傾斜角度Ｓが２０゜を越えるとフィン２
が流れを遮る効果が大きく圧力損失が大きくなる。ま
た、傾斜角度Ｓが５゜未満であると、フィン２が流れに
対して平行に近くなり、フィン２によって熱媒液体を攪
拌する効果が低減する。ただし、内面溝付伝熱管の外径
が７ｍｍ以下である場合には、傾斜角度Ｓは５〜１５゜
と小さいことが望ましい。内面溝付伝熱管の外径が７ｍ
ｍ以下の場合には、傾斜角度が小さくないと圧力損失が
大きくなるからである。

【００１９】溝４の内底面からのフィン２の高さＨ（図
２参照）は、本発明では限定されないが、好ましくは
０．１０〜０．５０ｍｍ、さらに好ましくは０．１５〜
０．２５ｍｍとされる。フィン２が低すぎると熱媒液体
をかき上げる効果が小さくなり、フィン２が高すぎると
圧力損失が増大するからである。フィン２の高さＨは、
図１に示すように、一部のフィン屈曲点の近傍領域Ａに
おいて、他の部分よりも相対的に高くされていてもよ
い。具体的には、他の部分のフィン平均高さの１０５％
以下であることが望ましい。

【００２０】フィン２の底幅Ｗ１（フィン長手方向と直
交する方向での幅／図２参照）も限定されないが、好ま
しくは０．０５〜０．５０ｍｍ、さらに好ましくは０．
１０〜０．２５ｍｍとされる。フィン２の高さＨと底幅
Ｗ１との比Ｈ／Ｗ１は０．３〜３．０程度であると好ま
しい。この範囲であれば、熱媒液体をかき上げる効果と
圧力損失とのバランスが良好になる。

【００２１】フィン２同士の間の溝４の幅Ｗ２（フィン
長手方向と直交する方向での幅／図２参照）も限定され
ないが、好ましくは０．１〜１ｍｍ、さらに好ましくは
０．２〜０．５ｍｍとされる。この範囲であると、熱媒
液体をかき上げる効果と圧力損失とのバランスが良好に
なる。

【００２２】次に図４は、本発明に係る内面溝付伝熱管
の製造装置の第１実施形態を示す側面図である。この実
施形態は、図１に示すようにＷ字型のフィンを有する内
面溝付伝熱管を形成するためのものであるが、前述した
ような他の形状のフィンを有する内面溝付伝熱管の製造
にも同様に適用することができる。

【００２３】図中符号２０は、一定幅かつ一定厚の金属
製板条材Ｔを連続的に繰り出すアンコイラであり、繰り
出された板条材Ｔは一対の押さえロール２２を経て、対
向して配置されたフィン転造ロール２４および受けロー
ル２６の間を通される。そして、フィン転造ロール２４
により、図１に示すような状態で、Ｗ字型のフィン２お
よび溝４、並びに平坦な両側縁部６が板条材Ｔの表面に
形成される一方、板条材Ｔの裏面は平滑のままに保たれ
る。

【００２４】フィン転造ロール２４は、図５に示すよう
に、同軸に並べて配置された同径のロール本体２４Ｂ〜
２４Ｅと、これらロール本体２４Ｂ〜２４Ｅの両側に同
軸に固定された略同径の一対のサイドロール２４Ａとを
具備する。ロール本体２４Ｂ〜２４Ｅの外周面には、そ
れらの全面に亘って、螺旋状のフィン転造溝２５が同じ
ピッチで平行に多数形成されている。隣り合うロール本
体同士のフィン転造溝２５は、これらロール本体の合わ
せ面を境として、面対称にされており、これにより、板
条材Ｔを転造加工すると、Ｗ字型のフィン２および溝４
が一定ピッチで多数形成できるようになっている。

【００２５】この実施形態の特徴は、図７に示すよう
に、フィン転造ロール２４の軸線に対し垂直な断面で見
た場合に、フィン転造溝２５のロール回転方向前方側の
側壁面２５Ａとロール外周面に対する法線とがなす角度
αｒは、ロール回転方向後方側の側壁面２５Ｂとロール
外周面に対する法線とがなす角度βｒよりも大きいこと
にある。限定はされないが、角度αｒは３〜７０゜であ
ることが好ましく、さらに好ましくは８〜３２゜であ
る。また、角度βｒは０〜４５゜であることが好まし
く、さらに好ましくは１２〜３６゜である。角度αｒは
角度βｒよりも３゜以上大きいことが望ましく、さらに
好ましくは５゜以上である。このような範囲であれば、
フィン２を転造する際のフィン転造ロール２４の損傷を
低減する効果が高い。

【００２６】フィン転造ロール２４の周方向に対するフ
ィン転造溝２５の傾斜角度は、前述したフィン２の傾斜
角度Ｓに準じる。フィン転造溝２５の深さは、図７に示
すように、形成すべきフィン２の高さＨよりも若干大き
くなるように設定されている。

【００２７】なお、ロール本体２４Ｂ、２４Ｅの外周面
にはさらに、サイドロール２４Ａの近傍において、サイ
ドロール２４Ａ側へ向けて外径が漸次縮小する円錐面が
形成されていてもよい。この場合、転造後の溝４内にお
ける板条材Ｔの厚さ（底厚）は、板条材Ｔの両側縁部に
向けて漸次増大するように形成される。この場合さら
に、同じ部分において、ロール本体２４Ｂ、２４Ｅの転
造溝２５の深さが、サイドロール２４Ａ側へ向けて漸次
減少するように形成され、これにより、板条材Ｔに形成
されるフィン２の高さは、溶接部に近づくにつれ減少す
るようになっていてもよい。さらに、サイドロール２４
Ａの外周面は、軸方向外側へ向けて外径が縮小するテー
パ面とされていてもよく、これにより、フィン無し部分
６での板条材肉厚が溝４内での板条材肉厚よりも大きく
なるように設定されていてもよい。これらの場合には、
いずれも溶接部近傍の強度を高めることが可能となる。

【００２８】このようなフィン転造ロール２４によって
板条材Ｔの転造加工を行うと、溝４を形成するために圧
下された材料が、フィン転造開始側からフィン転造終了
側へ向けてフィン転造溝２５に沿って流れ、フィン転造
終了点に金属材料が寄せ集められ、フィン転造終了部分
（図１中領域Ａ）では他の部分に比べてフィン２が高く
なったとしても、フィン転造溝２５のロール回転方向前
方側の側壁面２５Ａは、ロール回転方向後方側の側壁面
２５Ｂよりも角度が緩やかなので、フィン２の相対的に
高くなった部分がフィン転造溝２５から抜け出る際に、
フィン２とフィン転造溝２５のエッジが干渉しにくく、
領域Ａに対応する部分において、フィン転造溝２５のエ
ッジが早く損傷してしまう現象が防止できる。

【００２９】フィン転造ロール２４および受けロール２
６により転造加工された板条材Ｔは、図４に示すよう
に、一対のロール２８を経て、複数対配列されたフォー
ミングロール３０を通して徐々に管状に丸められ、ロー
リングセパレータ３２により突き合わせるべき両端縁間
の間隙量が一定に保たれたうえ、誘導加熱コイル３４に
通されて両側縁部が加熱される。管状に成形され加熱さ
れた板条材Ｔは、一対のスクイズロール３６を通され、
両側方から押されることにより加熱された両側縁部が突
き合わされ、溶接される。こうして溶接された伝熱管Ｐ
の外周面には、はみ出した溶融材料によりビードが形成
されるので、このビードを切削するためのビードカッタ
３８が設けられている。

【００３０】ビードが切削された伝熱管Ｐは冷却槽４０
を通されて強制冷却されたうえ、複数対配列されたサイ
ジングロール４２を通され、所定の外径までに縮径され
る。さらに、縮径された伝熱管Ｐは、ラフコイラ４４で
巻き取られるようになっている。

【００３１】上記構成からなる内面溝付伝熱管の製造装
置によれば、フィン転造溝２５のロール回転方向前方側
の側壁面２５Ａは、ロール回転方向後方側の側壁面２５
Ｂよりも角度が緩やかなので、フィン２が細く高いもの
であっても、フィン２がフィン転造溝２５から抜け出る
際に、フィン２とフィン転造溝２５のエッジが干渉しに
くい。

【００３２】したがって、フィン転造ロール２４により
フィン２を転造する際に、溝４を形成するために圧下さ
れた材料が、フィン転造開始側からフィン転造終了側へ
向けてフィン転造溝２５に沿って流れ、フィン転造終了
点に金属材料が寄せ集められ、フィン転造終了部分（図
１，６中領域Ａ）では他の部分に比べてフィン２が高く
なったとしても、この相対的に高くなったフィン２の一
部がフィン転造溝２５から抜け出る際に、フィン２とフ
ィン転造溝２５のエッジが干渉しにくく、領域Ａに対応
する部分において、フィン転造溝２５のエッジが早く損
傷してしまう現象が防止できる。

【００３３】［第２実施形態］次に、図８は、本発明に
係る製造装置の第２実施形態を示している。この実施形
態の特徴点は、フィン転造ロール２４を構成するロール
本体２４Ｂ〜２４Ｅの外周面の径が一定ではなく、ロー
ル本体２４Ｂとロール本体２４Ｃとの合わせ面の近傍、
およびロール本体２４Ｄとロール本体２４Ｅとの合わせ
面の近傍において、各ロール本体２４Ｂ〜２４Ｅの外径
が相対的に縮小されており、これによって、フィン転造
ロール２４の外周面には、２つの凹部４６が全周に亘っ
て形成されている点にある。ロール本体２４Ｂとロール
本体２４Ｃとの合わせ面、およびロール本体２４Ｄとロ
ール本体２４Ｅとの合わせ面は、フィン転造ロール２４
によって板条材Ｔにフィン２を転造する際に、個々のフ
ィン２が最後に形成される箇所に該当し、これら合わせ
面に向けて材料流れが発生する。すなわち、これら合わ
せ面の近傍は、図１２でいえば、フィン転造終了側の領
域Ａに該当する。

【００３４】なお、フィン転造ロール２４の軸線の向き
を逆にした場合には、各Ｗ字型フィン２の両端部および
中央部へ向けて材料流れが生じることになるが、その場
合には、サイドロール２４Ａとロール本体２４Ｂとの合
わせ面の近傍、ロール本体２４Ｃとロール本体２４Ｄと
の合わせ面の近傍、並びににロール本体２４Ｅとサイド
ロール２４Ａとの合わせ面の近傍において、各ロール本
体２４Ｂ〜２４Ｅの外径が相対的に縮小され、これによ
って、フィン転造ロール２４の外周面に、３つの凹部４
６が形成されるべきである。ただし、各Ｗ字型フィン２
の両端部および中央部へ向けて材料流れが生じる向きで
転造を行った場合には、板条材Ｔの両側縁部に材料流れ
に起因する変形が生じやすく、後の溶接に支障を来すお
それがあるので、図１２に示す向き、すなわち、板条材
Ｔの両側縁部へ向けて材料流れが発生しない向きで転造
を行う方が好ましい。これはフィン２をＷ字状ではな
く、Ｖ字状に形成する場合や、５回屈折した「VVV」状
に形成する場合も同様である。

【００３５】凹部４６の断面形状は図示のように広いＶ
字状であってもよいし、丸みを帯びた形状であってもよ
い。凹部４６の幅Ｗ３および深さＤ１は、フィン転造ロ
ール２４によりフィン２の転造を行う際に、ロール本体
２４Ｂとロール本体２４Ｃとの合わせ面、およびロール
本体２４Ｄとロール本体２４Ｅとの合わせ面へ向けて発
生した材料流れを、これら凹部４６内で吸収できるよう
に、かつ、前記合わせ面に対応する領域で、フィン２が
局部的に高くならないように設定されるべきである。

【００３６】この条件を満たす凹部４６の幅Ｗ３および
深さＤ１は限定されないが、一般的な内面溝付伝熱管の
場合、深さＤ１は板条材Ｔの厚さの３〜２０％であるこ
とが好ましく、より好ましくは５〜１５％程度とされ
る。凹部４６の深さＤ１が小さすぎると、フィン転造終
了側の領域でフィン２が高くなる現象を防止できず、フ
ィン転造ロール２４の寿命が短くなる。逆に、凹部４６
の深さＤ１が大きすぎると、対応する部分でフィン２が
低くなりすぎ、熱交換性能に影響が生じる。また、凹部
４６の幅Ｗ３は、板条材Ｔの幅の３％以上であることが
好ましい。あまり小さいと、フィン転造終了側の領域で
フィン２が高くなる現象を防止する効果が低下する。凹
部４６の幅Ｗ３がロール本体２つ分の幅に等しくされて
いてもよい。この場合には、各ロール本体の外周面が全
面に亘って傾斜することになる。他の構成は、いずれも
第１実施形態と同様でよい。

【００３７】このような第２実施形態によれば、板条材
の長手方向に傾斜したフィン２を転造する際に、フィン
転造開始側からフィン転造終了側へ向けて材料流れが生
じたとしても、フィン転造終了部分に対応して形成され
た凹部４６により材料流れを吸収することができ、フィ
ンが局部的に高くなる現象を抑制できる。よって、フィ
ン転造溝２５の側壁面２５Ａが側壁面２５Ｂよりも角度
が緩やかにされ、フィン２とフィン転造溝２５とのエッ
ジが干渉しにくい効果と相まって、領域Ａに対応する部
分でフィン転造溝２５のエッジが早く損傷してしまう現
象がいっそう効果的に防止できる。

【００３８】なお、この実施形態によって転造加工され
た板条材Ｔの表面には、図９に示すように、凹部４６と
相補的な僅かな凸部５０が形成されてもよい。

【００３９】また、上記実施形態では、フィン転造ロー
ル２４に凹部４６が形成されていたが、その代わりに、
受けロール２６の外周面に、ロール本体２４Ｂとロール
本体２４Ｃとの合わせ面、およびロール本体２４Ｄとロ
ール本体２４Ｅとの合わせ面にそれぞれ対向する位置
で、２つの凹部が全周に亘って形成されていてもよい。

【００４０】このような変形例によれば、フィン転造ロ
ール２４によってフィン２および溝４を転造する際に、
板条材Ｔの一部が受けロール２６の凹部内へ弾性変形し
て逃げるため、凹部と対向する部分での加工量が相対的
に低下する。したがって、溝４を形成する際に圧下され
た材料が、フィン転造開始側からフィン転造終了側へ向
けて流れたとしても、凹部によって材料流れを吸収で
き、これらの領域でフィン２が過剰に高くなることが防
止されるからである。

【００４１】［第３実施形態］次に、図１０は本発明の
製造装置の第３実施形態の要部を示している。この実施
形態では、フィン転造ロール２４あるいは受けロール２
６を変形させる代わりに、フィン転造工程の前段に板条
材Ｔを圧延する機構を設け、板条材Ｔの厚さを調整する
ようにしたことを特徴とする。他の構成は第１実施形態
と同様でよい。

【００４２】この実施形態の圧延機構は、図１０に示す
ように、対向配置された溝付けロール５４と受けロール
６０を具備したものであり、受けロール６０の外周面は
平坦である一方、溝付けロール５４の外周面には、ロー
ル本体２４Ｂとロール本体２４Ｃとの合わせ面、および
ロール本体２４Ｄとロール本体２４Ｅとの合わせ面に対
応した位置に、それぞれ低い突条部５６が形成されてい
る。これら突条部５６の幅Ｗ４および高さＤ２は限定さ
れないが、第３実施形態における凹部４６の幅Ｗ３およ
び深さＤ１とそれぞれ同様に設定されていればよい。

【００４３】この実施形態では、図４に示すように、板
条材Ｔをアンコイラ２０から連続的に繰り出し、繰り出
された板条材Ｔを一対の押さえロール２２を経て、溝付
けロール５４と受けロール６０（いずれも図１には示さ
れていない）の間を通す。すると、突条部５６に圧下さ
れて板条材Ｔの表面には一対の浅い凹溝５８が形成され
る。

【００４４】次に、表面に凹溝５８が形成された板条材
Ｔを、フィン転造ロール２４と受けロール２６との間に
通し、フィン転造ロール２４により図８に示すようなフ
ィン２、溝４およびフィン無し部分６を形成する。この
時、フィン転造終了点の近傍では、板条材Ｔに予め凹溝
５８が形成されており、凹溝５８と対向する部分での加
工量が相対的に低下するため、フィン転造ロール２４に
より圧下された材料が、フィン転造開始側からフィン転
造終了側へ向けて流れたとしても、凹溝５８によって材
料流れを吸収でき、これらの領域でフィン２が過剰に高
くなることが防止され、高さがほぼ均一なフィン２を転
造することが可能となる。

【００４５】よって、フィン転造溝２５の側壁面２５Ａ
が側壁面２５Ｂよりも角度が緩やかにされたことにより
フィン２とフィン転造溝２５とのエッジが干渉しにくい
効果と相まって、フィン２とフィン転造溝２５のエッジ
との干渉が減り、干渉によるエッジの損傷が防止でき、
フィン転造ロール２４の使用寿命を延長することが可能
である。なお、突条部５６の幅を板条材Ｔの幅の半分程
度にまで拡大してもよい。

【００４６】なお、第２〜第３実施形態のように、加工
率を局部的に抑制してフィン２の高さ不均一を緩和する
技術は、螺旋溝を有する内面溝付伝熱管を製造する装置
にも同様に応用可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る内面
溝付伝熱管の製造装置によれば、フィン転造溝のロール
回転方向前方側の側壁面が、ロール回転方向後方側の側
壁面よりも角度が緩やかなので、フィンがフィン転造溝
から抜け出る際に、フィンとフィン転造溝が干渉しにく
い。したがって、フィン転造ロールによりフィン２を造
する際に、溝を形成するために圧下された材料が、フィ
ン転造開始側からフィン転造終了側へ向けてフィン転造
溝に沿って流れ、フィン転造終了部分で局部的に高くな
ったとしても、この相対的に高くなった部分がフィン転
造溝から抜け出る際に両者が干渉しにくく、フィン転造
溝のエッジが早く損傷してしまう現象が防止でき、これ
により、フィン転造ロールの寿命を延ばすことが可能で
ある。

【００４８】また、本発明に係る内面溝付伝熱管では、
フィンの両側壁面が角度差を有しているため、切り立っ
た側壁面側から熱媒を流すことにより、フィンの両側壁
面の傾斜角が互いに等しい従来品よりも、圧力損失を抑
えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る内面溝付伝熱管の一実施形態を
示す側面図である。

【図２】 図１中のII-II線断面図である。

【図３】 図１中のIII-III線断面図である。

【図４】 本発明に係る内面溝付伝熱管の製造装置の第
１実施形態を示す側面図である。

【図５】 同製造装置のフィン転造ロール近傍を示す部
分正面図である。

【図６】 同製造装置によって転造加工された板条材の
断面拡大図である。

【図７】 フィン転造ロールによる転造加工過程の断面
拡大図である。

【図８】 第２実施形態のフィン転造ロール近傍を示す
部分正面図である。

【図９】 同製造装置によって転造加工された板条材の
断面拡大図である。

【図１０】 第３実施形態の板条材厚さ調整機構を示す
部分正面図である。

【図１１】 内面溝付伝熱管の一例を示す一部展開した
平面図である。

【図１２】 従来の問題点を示す板条材の転造加工工程
の平面図である。

【図１３】 従来の問題点を示す板条材の転造加工工程
の平面図である。

【符号の説明】

１，Ｐ 内面溝付伝熱管 ２ フィン ２Ａ，２Ｂ フィンの側壁面 ４ 溝 ６ 両側縁部（フィン無し部分） ２４ フィン転造ロール ２４Ａ サイドロール ２４Ｂ〜２４Ｅ ロール本体 ２５ フィン転造溝 ２５Ａ ロール回転方向前方側の側壁面 ２５Ｂ ロール回転方向後方側の側壁面 ２６ 受けロール ３０ フォーミングロール ３４ 誘導加熱コイル（溶接機構の一部） ３６ スクイズロール（溶接機構の一部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古内 哲哉 福島県会津若松市扇町128の７ 三菱伸銅 株式会社若松製作所内 (72)発明者 ▲すくも▼田 俊▲緑▼ 福島県会津若松市扇町128の７ 三菱伸銅 株式会社若松製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管の内周面に、この内周面から突出
   し前記板条材の長手方向に対して傾斜して延びるフィン
   が多数形成され、これらフィンの一方の側壁面と前記内
   周面に対する法線とがなす角度は、他方の側壁面と前記
   内周面に対する法線とがなす角度とは異なっていること
   を特徴とする内面溝付伝熱管。
2. 【請求項２】 前記金属管の軸線に対し垂直な断面で見
   て前記フィンの一方の側壁面と前記内周面に対する法線
   とがなす角度αｆは３〜７０゜であり、前記軸線に対し
   垂直な断面で見て他方の側壁面と前記内周面に対する法
   線とがなす角度βｆは０〜４５゜であり、角度αｆは角
   度βｆよりも３゜以上大きいことを特徴とする請求項１
   記載の内面溝付伝熱管。
3. 【請求項３】 金属製の板条材の一面に、前記板条材の
   長手方向に対して傾斜して延びる多数のフィンを転造す
   るためのフィン転造ロールと、 前記フィンが形成された板条材を、前記フィンが内周側
   に位置するように、管状に成形するための複数のフォー
   ミングロールと、 管状に成形された前記板条材の両端縁を加熱したうえ突
   き合わせて溶接するための溶接機構とを具備し、 前記フィン転造ロールの外周面には、転造すべきフィン
   と対応する多数のフィン転造溝が形成されており、これ
   らフィン転造溝のロール回転方向前方側の側壁面と前記
   外周面に対する法線とがなす角度は、ロール回転方向後
   方側の側壁面と前記外周面に対する法線とがなす角度よ
   りも大きいことを特徴とする内面溝付伝熱管の製造装
   置。
4. 【請求項４】 前記フィン転造ロールの軸線に対し垂直
   な断面で見て前記フィン転造溝のロール回転方向前方側
   の側壁面と前記外周面に対する法線とがなす角度αｒは
   ３〜７０゜であり、前記フィン軸線に対し垂直な断面で
   見てロール回転方向後方側の側壁面と前記外周面に対す
   る法線とがなす角度βｒは０〜４５゜であり、角度αｒ
   は角度βｒよりも３゜以上大きいことを特徴とする請求
   項３記載の内面溝付伝熱管の製造装置。