JP2002001425A - 内面溝付伝熱管の製造装置およびフィン転造ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板条材にフィンを転造する過程でのフィ
ン転造ロールの欠けを防止し、フィン転造ロールの寿命
を延長する。 【解決手段】 この内面溝付伝熱管の製造装置は、金属
製の板条材Ｔを挟んで圧延することによりＷ字型のフィ
ン２を転造するフィン転造ロール２４および受けロール
２６と、フィン２が形成された板条材を、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３２、３４、３６とを具備する。フィン転造ロール２
４は、外周面にフィン転造溝２５が形成され互いに同軸
に配置される複数の分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅを具備
し、これら分割ロールは相互に拡散接合されている。

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
管の製造装置およびフィン転造ロールに関するものであ
る。

【０００２ 】

【従来の技術】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１０は、ジグザグ形状のフィン２を形
成した内面溝付伝熱管１の一例を示す一部展開した平面
図である。この内面溝付伝熱管１は、図１１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を有するフィン転造ロール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 】ところで、前記のようにジグザグ形状の
転造溝１２を単一のロールの外周面に高精度で形成する
ことは一般に困難であるため、通常は、フィン転造ロー
ル１０のフィン転造溝を形成する領域を、フィン２の屈
折点に沿って分割することにより複数（この場合は４
つ）の分割ロール１０Ｂ〜１０Ｅに分け、これら分割ロ
ール１０Ｂ〜１０Ｅの外周面にそれぞれ単純な螺旋溝を
形成している。そして、これら分割ロール１０Ｂ〜１０
Ｅを一対のサイドロール１０Ａで挟み、さらにこれらサ
イドロールを締結機構により圧迫し、全てのロール１０
Ａ〜１０Ｅを回転軸に固定していた。

【０００５ 】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近は内面
溝付伝熱管の生産効率を高めるためにライン速度を高め
ることが要求されている。また、内面溝付伝熱管による
熱交換効率を高めるために、従来よりも背の高いフィン
を形成することが求められ始めている。このようにライ
ン速度を高めたり、背の高いフィンを転造しようとした
りすると、分割ロール１０Ｂ〜１０Ｅの境において、フ
ィン転造溝の末端が破損しやすく、フィン転造ロール１
０の寿命が短いという問題があった。フィン転造ロール
１０は高価な部品であるから、その寿命が短いと内面溝
付伝熱管の生産コストを押し上げる。

【０００６ 】この問題は特に、フィン転造ロール１０
の回転に伴って板条材上で個々のフィン２が最後に形成
される領域Ａ（すなわち、板条材の走行方向上流側に向
けて尖るフィン１２の屈折部）と対向する領域Ｂにおい
て顕著だった。この理由は以下のように説明できる。す
なわち、前記のようなフィン転造ロール１０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１
２がロール周方向に対し斜めに形成されているため、フ
ィン転造ロール１０の回転に伴って、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。

【０００７ 】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１１中の矢印Ｙで示すように、
フィン転造溝１２に沿って金属材料が寄せ集められ、フ
ィン転造終了領域Ａで溝への充填圧力が最高となる。こ
の結果、領域Ｂでは各フィン転造溝１２の末端に過大な
力が繰り返しかかり、フィン転造溝１２の間の隔壁が破
損しやすい。また、分割ロール１０Ｂと１０Ｃの境、お
よび分割ロール１０Ｄと１０Ｅの境の僅かな隙間に金属
材料が繰り返し侵入することにより、これらの境で溝形
状の劣化が生じ、ロール寿命が短くなるのである。

【０００８ 】さらに、フィン転造終了領域Ａでは、溝
への金属材料の充填圧力が最高となるため、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、フ
ィン転造溝１２からフィン２が抜け出る際に、フィン２
とフィン転造溝１２のエッジとが干渉しやすい。その結
果、前記領域Ａに対応するロール外周の領域Ｂにおい
て、フィン転造溝１２のエッジが早く損傷するという問
題もあり、いっそう寿命を短くしていた。

【０００９ 】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、金属板条材にフィンを転造する過程でフィン転造ロ
ールの欠けが生じにくく、フィン転造ロールの寿命を延
長できる内面溝付伝熱管の製造装置、および寿命が長い
フィン転造ロールを提供することを課題としている。

【００１０ 】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の内面溝付伝熱管の製造装置は、金属製の板
条材を挟んで圧延することにより前記板条材の一面にフ
ィンを転造するフィン転造ロールおよび受けロールと、
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は、外周面にフィン転造溝
が形成され互いに同軸に配置される複数の分割ロールを
具備し、これら分割ロールは相互に拡散接合されている
ことを特徴とする。

【００１１ 】前記フィン転造ロールの前段に、前記板
条材を圧延してその厚さを部分的に調整するための厚さ
調整機構を設けてもよい。この厚さ調整機構は、前記フ
ィン転造ロールが前記板条材上に個々のフィンを最後に
形成する拡散接合面近傍領域において、前記板条材の厚
さを相対的に小さくする機能を有する。

【００１２ 】一方、本発明のフィン転造ロールは、外
周面にフィン転造溝が形成され互いに同軸に配置された
複数の分割ロールを具備し、これら分割ロールは相互に
拡散接合されていることを特徴とする。

【００１３ 】隣接する分割ロールは、それらに形成さ
れている前記フィン転造溝の角度が互いに異なっていて
もよい。また、前記フィン転造ロールの両側には、表面
が平滑なサイドロールがそれぞれ同軸に配置され、これ
らサイドロールは外径の異なる他のサイドロールと交換
可能とされていてもよい。

【００１４ 】さらに、前記フィン転造ロールおよび／
または前記受けロールの外径は、前記フィン転造ロール
の回転に伴って板条材上で個々のフィンが最後に形成さ
れる領域と対向する拡散接合面近傍領域において、相対
的に縮径されていてもよい。

【００１５ 】

【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。

【００１６ 】［第１実施形態］図１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１１と同様に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、本発明はＶ字型のフィンや、５回屈折する「VVV」
型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。

【００１７ 】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２
４により、Ｗ字型のフィン２および溝４、並びに平坦な
両側縁部６（図１１参照）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。

【００１８ 】フィン転造ロール２４は、図２に示すよ
うに、同軸に配置された互いに同径の円環状をなす分割
ロール２４Ｂ〜２４Ｅと、これら分割ロール２４Ｂ〜２
４Ｅの両側に同軸に固定された一対の円環状のサイドロ
ール２４Ａとからなり、図３に示すように、ロール軸２
７に対して同軸に固定されている。

【００１９ 】ロール軸２７の一端側の外周面には、円
環状のフランジ部２９が一体的に形成され、他端側の外
周面には雄ねじ部３３が形成されている。フランジ部２
９と雄ねじ部３３との間の外周面２７Ａに、サイドロー
ル２４Ａ、一体的に接合された分割ロール２４Ｂ〜２４
Ｅ、サイドロール２４Ａが順に通され、ナット３１を雄
ねじ部３３に螺合することにより、ロール２４Ａ〜２４
Ｅがロール軸２７に固定されている。ロール２４Ａ〜２
４Ｅの常温での内径を外周面２７Ａの外径よりも僅かに
小さくしておき、ロール２４Ａ〜２４Ｅを高温に加熱し
た上で外周面２７Ａに焼き填めし、がたつきをさらに防
止してもよい。

【００２０ 】分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅの外周面に
は、図２に示すように、全面に亘って螺旋状のフィン転
造溝２５が一定のピッチで平行に多数形成されている。
隣り合う分割ロール同士のフィン転造溝２５は、これら
分割ロールの接合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字型をなすフ
ィン２および溝４が一定ピッチで多数形成されるように
なっている。

【００２１ 】この実施形態の特徴は、分割ロール２４
Ｂ〜２４Ｅが相互に拡散接合されていることにある。す
なわち、分割ロール２４Ｂと２４Ｃ、２４Ｃと２４Ｄ、
２４Ｄと２４Ｅの当接面が拡散接合されている。従来の
分割型ロールで各分割ロール同士を拡散接合することは
通常あり得ない。なぜなら、拡散接合を行わなくても分
割ロール群を機械的に両側から圧迫して固定すれば、通
常の用途では転造の際に支障が起きない上、分割ロール
を相互に接合すると、損傷の生じた分割ロールを個別に
交換することが不可能になるからである。

【００２２ 】本発明者らも当初、締結機構により各分
割ロールを強く圧迫固定する手段を試みていたが、機械
的な締結力をいくら高めても、各分割ロールの境界部に
欠損が生じることを十分に防止することができないこと
を見いだし、研究の結果、本発明に至った。分割ロール
２４Ｂ〜２４Ｅを相互に拡散接合すると、個々の分割ロ
ールの交換が不可能になるが、フィン転造ロール２４の
寿命そのものが延びるため、分割ロールの交換ができな
いことは問題ではない。

【００２３ 】拡散接合を行うには、各分割ロール２４
Ｂ〜２４Ｅのフィン転造溝２５の位置を揃えたうえ、こ
れらを治具を用いて相互に加圧して密着させ、全体を真
空加熱炉に入れてロール材料の再結晶温度付近まで加熱
する。これにより、分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅの当接面
において原子の拡散が生じて、各分割ロール２４Ｂ〜２
４Ｅが相互に接合される。拡散接合を採用することによ
り、超硬合金のような高融点材料で形成されている分割
ロール２４Ｂ〜２４Ｅの接合も容易に行える。また、拡
散接合によれば、接合面の変形が極めて少ないうえ、ロ
ウ材のような介在物も存在しないため、拡散接合を行わ
ない場合に比較して形状精度も低下しない。

【００２４ 】このように分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅを
拡散接合することにより、各分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅ
の端面は全面に亘って強固に接合され、フィン転造溝２
５の屈折部において突き合わされた溝隔壁（フィン転造
溝２５同士の間の突条部分）の端面同士までもが一体的
に連結される。よって、転造のライン速度を高めた場
合、および／または材料流れによりフィン転造溝２５の
屈折部に過大な圧力がかかった場合にも、屈折部で突き
合わされた溝隔壁の末端が欠損しにくく、フィン転造ロ
ール２４の寿命を延長することができる。

【００２５ 】また、この実施形態では、各サイドロー
ル２４Ａは分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅに対して拡散接合
されていないので、サイドロール２４Ａの交換が容易で
ある。サイドロール２４Ａは板条材Ｔの両側縁に一定幅
のフィン無し部分６をそれぞれ形成する作用を有し、こ
れらフィン無し部分６の幅や厚さは電縫溶接に多大な影
響を与える。したがって、板条材Ｔの材質や厚さ等が変
更された場合には、フィン無し部分６の幅や厚さを調整
するためにサイドロール２４Ａの寸法や形状を変更する
必要が生じるが、本実施形態であれば、その変更が容易
に行える。予め、サイドロール２４Ａは寸法の異なるも
のを数種類用意しておくことが望ましい。

【００２６ 】なお、分割ロール２４Ｂ、２４Ｅの外周
面には、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、分割ロール２４Ｂ、２４Ｅの転造溝２
５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、板条材Ｔに形成されるフィン２の高
さが、溶接部に近づくにつれ減少するように調整されて
いてもよい。さらに、サイドロール２４Ａ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。

【００２７ 】フィン転造溝２５がロール周方向に対し
てなす角度は、伝熱管Ｐに求められる特性に応じて決定
される値であり、本発明では限定されないが、一般的な
内面溝付伝熱管では５〜２５゜程度であることが好まし
い。フィン転造溝２５の深さも限定されないが、一般的
には０．１〜０．３ｍｍ程度とされる。フィン２が高け
れば高いほど転造圧下量は大きくなるので、板条材の材
料流れが顕著になる傾向があり、その分、本発明の効果
が発揮されやすくなる。フィン転造溝２５の断面形状は
限定されず、断面三角形状（先端は丸みを帯びていても
尖っていてもよい）であってもよいし、台形状または半
円状をなしていてもよい。

【００２８ 】フィン転造ロール２４および受けロール
２６により転造加工された板条材Ｔは、図１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。

【００２９ 】ビードが切削された伝熱管Ｐは冷却槽４
０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。

【００３０ 】内面溝付伝熱管Ｐの寸法は本発明では限
定されないが、一般的な伝熱管での数値を例示すると、
その外径は３〜１５ｍｍ程度であり、溝４内における管
壁の厚さは０．１５〜０．５ｍｍ程度である。内面溝付
伝熱管Ｐの材質は限定されず、銅、銅合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、鋼などさまざまな材質が使用可
能であるが、好ましくは銅または銅合金が採用され、そ
の中でも特に、りん脱酸銅（例えばＪＩＳ１２２０合
金）や、無酸素銅などが好適である。

【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、分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅを拡散接合す
ることにより、各分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅの端面は全
面に亘って強固に接合され、フィン転造溝２５の屈折部
において突き合わされた各溝隔壁の端面同士までもが一
体的に連結される。よって、転造のライン速度を高めた
場合、背の高いフィンを転造する場合、および／または
材料流れによりフィン転造溝２５の屈折部に過大な圧力
がかかった場合にも、屈折部で突き合わされた溝隔壁の
末端が欠損しにくく、フィン転造ロールの寿命を延長す
ることができる。

【００３２ 】[第２実施形態]図４は本発明の第２実施
形態の内面溝付伝熱管の製造装置に使用されるフィン転
造ロール２４を示している。この実施形態は、分割ロー
ル２４Ｂ〜２４Ｅが相互に拡散接合されている点で第１
実施形態と共通であるが、分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅの
外周面の径が一定ではなく、分割ロール２４Ｂと分割ロ
ール２４Ｃとの合わせ面の近傍、および分割ロール２４
Ｄと分割ロール２４Ｅとの合わせ面の近傍において、各
分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅの外径が相対的に縮小されて
いる点が異なる。したがって、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。

【００３３ 】分割ロール２４Ｂと分割ロール２４Ｃと
の合わせ面、および分割ロール２４Ｄと分割ロール２４
Ｅ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１１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と分割ロール２４Ｂとの
合わせ面の近傍、分割ロール２４Ｃと分割ロール２４Ｄ
との合わせ面の近傍、並びにに分割ロール２４Ｅとサイ
ドロール２４Ａとの合わせ面の近傍において、各分割ロ
ール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
４６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１１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Ｗ１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、分割ロー
ル２４Ｂと分割ロール２４Ｃとの合わせ面、および分割
ロール２４Ｄと分割ロール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Ｗ１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５〜１０％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Ｗ１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Ｗ１が分割ロール２つ分の幅に等しくされて
いてもよい。この場合には、各分割ロールの外周面が全
面に亘って傾斜することになる。

【００３７ 】この実施形態においては、フィン転造ロ
ール２４により図５に示すようなフィン２、溝４、およ
びフィン無し部分６が形成される。この転造過程におい
て、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２
５に沿って流れるが、フィン転造ロール２４の外周面の
フィン転造終了側部分には凹部４６が形成され、その分
加工量が小さいため、これら部分で材料流れが吸収さ
れ、フィン転造溝２５の奥まで過剰の金属材料が侵入す
ることが防止できる。したがって、凹部４６と対応する
領域でフィン２の高さが過剰に大きくなることはないか
ら、

【００３８ 】フィン転造ロール２４の凹部４６と対応
する箇所には、板条材Ｔの表面に、図５に示すように僅
かな凸部５０が形成されてもよいが、その突出量は、転
造前の板条材Ｔの厚さの７５％以下であることが望まし
い。あまり大きいとこの部分が堅くなってロールフォー
ミングが困難になるからである。

【００３９ 】その他の構成は第１実施形態と同様でよ
い。この第２実施形態によれば、フィン転造ロール２４
によりフィン２および溝４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
たとしても、フィン転造ロール２４の外周面のフィン転
造終了側部分に形成された凹部４６によって材料流れを
吸収でき、フィン転造溝２５の奥まで過剰の金属材料が
侵入することが防止できる。したがって、凹部４６と対
応する領域でフィン２の背が過剰に高くなることがな
く、フィン２とフィン転造溝２５のエッジとの干渉を防
止でき、エッジの損傷を抑制して、分割ロール２４Ｂ〜
２４Ｅを拡散接合したことと相乗して、フィン転造ロー
ル２４の使用寿命をいっそう延長することが可能であ
る。

【００４０ 】［第３実施形態］次に、図６は本発明の
第３実施形態におけるフィン転造ロール２４および受け
ロール２６を示している。他の部分は第１実施形態と同
様であるから説明を省略する。

【００４１ 】この実施形態では、フィン転造ロール２
４に凹部４６が形成されていない代わりに、受けロール
２６の外周面に、分割ロール２４Ｂと分割ロール２４Ｃ
との合わせ面、および分割ロール２４Ｄと分割ロール２
４Ｅとの合わせ面にそれぞれ対向する位置で、２つの凹
部５２が全周に亘って形成されている。凹部５２の幅Ｗ
２および深さＤ２は、第２実施形態の凹部４６と同様に
設定されている。

【００４２ 】このような実施形態によれば、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の一部が凹部５２内へ弾性変形して逃げる
ため、凹部５２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５２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、図７に示すように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。したがって、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、分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅを拡
散接合したことと相乗して、フィン転造ロール２４の使
用寿命をいっそう延長することが可能である。

【００４３ 】［第４実施形態］次に、図８は本発明の
第４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２６の形状を
変更する代わりに、図２および図３に示したフィン転造
工程の前段、すなわち、図１における押さえロール２２
とフィン転造ロール２４との間に、図８に示す板条材Ｔ
の圧延機構を設け、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。

【００４４ 】この実施形態の圧延機構は、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、分割ロール２４Ｂと分割
ロール２４Ｃとの合わせ面、および分割ロール２４Ｄと
分割ロール２４Ｅとの合わせ面に対応した位置に、それ
ぞれ緩やかな突条部５６が形成されている。これら突条
部５６の幅Ｗ３および高さＤ３は限定されないが、第２
実施形態における凹部４６の幅Ｗ１および深さＤ１とそ
れぞれ同様に設定されていればよい。

【００４５ 】この実施形態では、図１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（図１には記載無し）
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。

【００４６ 】次に、表面に凹溝５８が形成された板条
材Ｔを、図２および図３に示したフィン転造ロール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Ｗ型フィン２、溝４およびフィン無し部分６（図
１１参照）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。
したがって、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、分割
ロール２４Ｂ〜２４Ｅを拡散接合したことと相乗して、
フィン転造ロール２４の使用寿命をいっそう延長するこ
とが可能である。

【００４７ 】また、本発明の他の実施形態において
は、図９に示すように、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。

【００４８ 】複数の実施形態を説明したが、本発明は
上記実施形態のみに限定されるものではなく、各実施形
態の特徴点を適宜組み合わせてもよい。例えば、フィン
転造ロール２４に凹部４６を形成すると同時に、受けロ
ール２６にも凹部５２を形成してもよいし、さらに、板
条材厚さ調整機構を組み合わせてもよい。また、サイド
ロール２４Ａは必要であれば分割ロール２４Ｂ〜２４Ｅ
と一体的に拡散接合してもよい。

【００４９ 】

【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およびフィン転造ロールでは、分
割ロールを相互に拡散接合することにより、各分割ロー
ルの端面は全面に亘って強固に接合され、フィン転造溝
の屈折部において突き合わされた各溝隔壁の端面同士ま
でもが一体的に連結される。よって、転造のライン速度
を高めた場合、背の高いフィンを転造する場合、および
／または材料流れによりフィン転造溝の屈折部に過大な
圧力がかかった場合にも、屈折部で突き合わされた溝隔
壁の末端が欠損しにくく、フィン転造ロールの寿命を延
長することができる。

【００５０ 】また、フィン転造ロールの両側に、表面
が平滑なサイドロールがそれぞれ同軸に配置され、これ
らサイドロールは外径の異なる他のサイドロールと交換
可能とされている場合には、溶接条件の変更に容易に対
応できる。

【００５１ 】また、フィン転造ロールおよび／または
前記受けロールの外径が、材料流れの末端となる位置に
おいて相対的に縮径されている場合には、材料の偏りに
起因してフィンが過剰に高くなる現象が防止できる。し
たがって、フィンとフィン転造溝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、分割ロールを
相互に拡散接合した効果と相乗して、フィン転造ロール
の使用寿命をいっそう延長することが可能である。

【００５２ 】さらに、フィン転造ロールの前段に、板
条材を圧延してその厚さを部分的に調整するための厚さ
調整機構を設け、材料流れの末端となる位置において板
条材を薄くするようにした場合には、材料の偏りに起因
してフィンが過剰に高くなる現象が防止できる。したが
って、フィンとフィン転造溝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、分割ロールを相互
に拡散接合した効果と相乗して、フィン転造ロールの使
用寿命をいっそう延長す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製造装置の第
１実施形態を示す側面図である。

【図２】 同製造装置のフィン転造ロール近傍を示す正
面図である。

【図３】 同製造装置のフィン転造ロールの断面図であ
る。

【図４】 第２実施形態のフィン転造ロール近傍を示す
正面図である。

【図５】 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６】 第３実施形態のフィン転造ロール近傍を示す
正面図である。

【図７】 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８】 第４実施形態の板条材厚さ調整機構を示す正
面図である。

【図９】 板条材厚さ調整機構の変形例を示す正面図で
ある。

【図１０】 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１１】 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 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 分割ロール ２５ フィン転造溝 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） ４６，５２ 凹部 ５４ 溝付けロール ６０ 受けロール ５６ 突条部 ５８ 凹溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｆ２８Ｆ 1/40 Ｅ Ｄ (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 Ｆターム(参考） 4E002 AD10 BB09 CB09 4E028 CA02 CA13 HA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の板条材を挟んで圧延することに
   より前記板条材の一面にフィンを転造するフィン転造ロ
   ールおよび受けロールと、 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は、外周面にフィン転造溝が形成
   され互いに同軸に配置される複数の分割ロールを具備
   し、これら分割ロールは相互に拡散接合されていること
   を特徴とする内面溝付伝熱管の製造装置。
2. 【請求項２】 隣接する分割ロールは、それらに形成さ
   れている前記フィン転造溝とロール周方向とのなす角度
   が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の内面溝
   付伝熱管の製造装置。
3. 【請求項３】 前記フィン転造ロールの両側には、表面
   が平滑なサイドロールがそれぞれ同軸に配置され、これ
   らサイドロールは外径の異なる他のサイドロールと交換
   可能とされていることを特徴とする請求項１または２記
   載の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および／または前
   記受けロールの外径は、前記フィン転造ロールの回転に
   伴って板条材上で個々のフィンが最後に形成される領域
   と対向する拡散接合面近傍領域において、相対的に縮径
   されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
   記載の内面溝付伝熱管の製造装置。
5. 【請求項５】 前記フィン転造ロールの前段に、前記板
   条材を圧延してその厚さを部分的に調整するための厚さ
   調整機構を具備し、この厚さ調整機構は、前記フィン転
   造ロールが前記板条材上に個々のフィンを最後に形成す
   る拡散接合面近傍領域において、前記板条材の厚さを相
   対的に小さくする機能を有することを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の内面溝付伝熱管の製造装置。
6. 【請求項６】 外周面にフィン転造溝が形成され、互い
   に同軸に配置された複数の分割ロールを具備し、これら
   分割ロールは相互に拡散接合されていることを特徴とす
   るフィン転造ロール。