JP2003053421A - 内面溝付管の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡便な構造でもって、管内面に、管軸
方向に複数の異なる溝パターンを持つ内面溝を形成し得
るとともに、溝変化がより大きく、冷媒の乱流をより活
発化させ得る内面溝付管の加工方法を提供する。 【解決手段】 転圧ボールにより素管の内面を溝付プラ
グに押圧することにより素管の内面に溝付プラグの溝形
状を転写する内面溝付管の加工方法において、溝付プラ
グとして、管軸方向にリード角、溝深さ、溝幅、溝数な
どの溝形状が異なる複数の溝パターンを持つ溝付プラグ
或いはリード角、溝深さ、溝幅、溝数などの溝形状が連
続的に変化した溝付プラグを用いるとともに、溝付プラ
グ又は転圧ボールを管軸方向に連続的に或いは間欠的に
往復運動させながら管内面に溝加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管内面に溝が形成
された内面溝付管の加工方法に関し、具体的には家庭用
及び業務用エアコン等の空冷式熱交換器に使用される内
面溝付伝熱管の加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空冷式熱交換器の凝縮器及び蒸発器に
は、管内面に螺旋状の溝を形成して熱伝達効率を向上さ
せた内面溝付管が使用されている。図２０は、従来の内
面溝付管の加工装置を示す管中心軸（以下管軸と称す）
方向の模式的断面図である。この図２０を参照して従来
の内面溝付管の加工装置と加工方法について説明する。

【０００３】素管１８の内部にはフローティングプラグ
１２が挿入されている。このフローティングプラグ１２
は、管供給側（図面において左側が供給側、右側が引抜
き側となる。）の外径が素管１８の内径よりやや小さ
く、管引抜き側の外径は管供給側のものよりも小さい略
円錐台形である。このフローティングプラグ１２と対応
する位置の素管１８の外面には、フローティングプラグ
１２と共に素管１８を縮径加工する保持ダイス１１が配
置されている。

【０００４】また、フローティングプラグ１２には連結
軸１４を介して略円柱形の溝付プラグ１３が連結されて
いる。この溝付プラグ１３の外周面には素管１８の内周
面に形成すべき形状の溝が加工されている。更に、この
溝付プラグ１３は連結軸１４を軸として自在に回転する
ことができる。そして、この溝付プラグ１３に対応する
位置の素管１８の外面には、複数個の転圧ボール１５が
管周方向に並んで配設されている。この転圧ボール１５
は加工リング３１に収容されて相互に適長間隔をおいて
配置されており、この加工リング３１により転圧ボール
１５は管軸方向における所定位置に保持される。

【０００５】上記加工リング３１はモータ１９の駆動軸
３２に接続されている。モータ１９は円筒状の駆動軸３
２と、この駆動軸３２を磁場により回転させるコイル３
３とを有し、コイル３３に給電することにより駆動軸３
２が回転駆動され、加工リング３１を管軸と同軸上で回
転駆動する。この加工リング３１の回転により、転圧ボ
ール１５は管軸を中心として管周方向に回転する。な
お、モータ１９の中心を素管１８が通過する。また、転
圧ボール１５の管引抜き方向下流側には、内面にフィン
を形成された素管１８の外径を所定の寸法に縮管加工す
る仕上げダイス１７が素管１８に接して設けられてい
る。

【０００６】上記のように構成された内面溝付管の加工
装置を用いた従来の加工方法は以下のとおりである。フ
ローティングプラグ１２は素管１８の先端内に挿入され
その位置を機械的又は磁気的な手段により保持されてい
る。そして、この状態から素管１８の先端が保持ダイス
１１を通し仕上げダイス１７へと供給され、またフロー
ティングプラグ１２の保持が開放される。この後、素管
１８の引抜き開始の移動に伴ってフローティングプラグ
１２が保持ダイス１１と対応する位置まで移動する。そ
してこの後の引抜きにより、素管１８はフローティング
プラグ１２及び保持ダイス１１により縮管加工され、更
に後続する転圧ボール１５により縮管されると共に、こ
の転圧ボール１５による圧下力を受けて素管１８の内部
に配置されている溝付プラグ１３に押圧される。

【０００７】上記溝付プラグ１３は連結軸１４を介して
フローティングプラグ１２に連結されており、フローテ
ィングプラグ１２は素管１８の引抜きによる摩擦力と、
保持ダイス１１からの抗力とにより保持ダイス１１と対
応する位置に静止しているので、溝付プラグ１３も転圧
ボール１５と対応する位置に止まっている。従って、転
圧ボール１５を素管１８の外周面に転接して円周方向に
回転駆動すると、溝付プラグ１３との共働作用により、
素管１８の内周面に溝付プラグ１３の外周面に形成され
ている溝形状が転写されてフィン１６が形成される。こ
のとき、溝付プラグ１３は素管１８を引抜くことによ
り、溝付プラグ１３の周面に刻まれた溝により回転す
る。また、その内面にフィン１６を形成された素管１８
は仕上げダイス１７により縮管加工され、所望の外径を
有する内面溝付管が製造される。

【０００８】ところで近年、冷凍機やルームエアコンな
どの空調機用熱交換器に使用される伝熱管には、伝熱性
能を高めるため、上述したような内面に微細な多数の螺
旋状の溝を形成した伝熱管が使用されている。一方、伝
熱管内に流通させる冷媒として従来使用されていたフレ
オンＲ２２，Ｒ２１などは、地球のオゾン層を破壊する
ので全廃される方向に推移しており、オゾン層を破壊し
ないフレオンＲ３２，Ｒ１３４ａ，Ｒ１２５などの代替
品に代りつつある。特に、これらの冷媒を混合した「Ｒ
３２／Ｒ１３４ａ／Ｒ１２５」や、「Ｒ３２／Ｒ１２
５」などの混合冷媒は、従来のフレオンＲ２２などに近
い特性を有し、しかも不燃性であるため代替品として高
く評価されている。

【０００９】しかしながら、上記「Ｒ３２／Ｒ１３４ａ
／Ｒ１２５」や、「Ｒ３２／Ｒ１２５」などの混合冷媒
は、非共沸冷媒であって、液化開始温度（露点）と気化
開始温度（沸点）が異なるため、蒸発又は凝縮する際
に、液相側に高沸点成分が濃縮するとともに、気相側に
低沸点成分が濃縮する。そして、この濃度差が拡散抵抗
や熱抵抗を生じさせ、蒸発又は凝縮の際における熱伝達
率を低下させる。そこで、前述のような冷媒の伝熱性能
を維持あるいは向上させるために、特開平１０−２１１
５３７号公報、特開平１０−２３８９８４号公報には異
なるリード角の内面溝を持つ伝熱管が提案されている。

【００１０】また、上記特開平１０−２３８９８４号公
報に記載されているように、金属製の帯板を造管溶接し
て製造されるいわゆるシーム管も伝熱管として使用可能
であって、同公報に説明されているように、この造管溶
接による方法では、帯板の内面側に溝模様を形成してお
き、後に造管溶接することによって内面溝付管が得られ
る。この場合、周方向に複数種類のパターンを有する溝
模様を、金属管の内面に形成することができる。例え
ば、金属管内面に軸方向に沿った複数本の仮想境界線を
設定し、その仮想境界線に対して対称となるように、方
向が異なる斜めの溝模様を交互に配設することもでき
る。すなわち、仮想境界線を挟んで交わる斜めの溝によ
り、恰も松葉のような形状を有する溝模様（以下、松葉
溝という）を形成することができる。

【００１１】また、同公報に説明されているように、伝
熱管に松葉溝を形成した場合、溝に沿って流動する冷媒
が仮想境界線上で衝突するようになり、良好に熱交換効
率を向上させることができる。更に、近年、フロンガス
の代替冷媒を使用することが種々の熱交換器で検討され
ている。これに伴って、前記のような特殊な溝模様を形
成した内面溝付管を伝熱管として使用し、熱交換器の熱
交換効率を向上させる要請も高まっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記造管溶
接によって製造された内面溝付管には、同公報に指摘さ
れているように、全長に渡って溶接部が形成されてお
り、この溶接部では冷媒漏れが発生する可能性が他の部
分に比べて高いため、信頼性・耐久性が若干低下する、
といった問題が懸念される。

【００１３】一方、上記特開平１０−２１１５３７号公
報には、次の如き構成の伝熱管の製造方法が提案されて
いる。すなわち、第１の溝付きプラグと、第１の溝付き
プラグとは軸心に対するリード角、溝形状、溝ピッチ又
は溝寸法のいずれか一つ以上を異にする溝を外周に有す
る第２の溝付きプラグとを、金属管へ所定の間隔でかつ
回転自在に挿入する工程と、前記金属管を一定方向へ引
抜きながら、前記第１の溝付きプラグの回りに適数の第
１段加工ボールを遊星回転させつつ、この第１段加工ボ
ールにより前記金属管を第１の溝付きプラグへ押圧し、
当該金属管の内面に前記第１段加工ボールによって押圧
されていない所定幅の螺旋状平滑部を残して、管軸方向
に不連続な多数の小さい所定長さの第１種の溝を螺旋状
に形成し、次いで、前記第２の溝付きプラグの回りに適
数の第２段加工ボールを遊星回転させつつ、この第２段
加工ボールにより前記金属管を第２の溝付きプラグへ押
圧し、当該金属管内面の前記螺旋状平滑部へ管軸方向に
不連続な多数の小さい所定長さの第２種の溝を形成する
工程とを含む、伝熱管の製造方法である。

【００１４】しかしながら、上記提案の製造方法では、
溶接部が無く、溶接部での冷媒漏れの懸念のない伝熱管
が製造し得るものの、金属管の内面に所定幅の螺旋状平
滑部を残して管軸方向に不連続な多数の小さい所定長さ
の第１種の溝を螺旋状に形成した後に、前記残した螺旋
状平滑部へ管軸方向に不連続な多数の小さい所定長さの
第２種の溝を形成するものであるため、螺旋状平滑部を
残しそこに第２種の溝パターンを形成するためには引抜
速度とボール回転数を精度良く制御する必要があり、仮
に引抜速度とボール回転数の比率（引抜速度／ボール回
転数）が第１種の溝パターンの管軸方向長さを超えるよ
うな場合には螺旋状平滑部は残らず第２種の溝パターン
が第１種の溝パターンに重なって形成されることにな
り、また制御によっては、第１種の溝パターンと第２種
の溝パターンが幅方向の何れか一端あるいは両端で重な
って形成されたり、又は何れか一端あるいは両端に平滑
部が残ったままとなることが懸念される。

【００１５】特開平１０−２３８９８４号公報には、金
属管内に溝付プラグを挿入し、上記金属管を軸方向に移
動させつつ、アウターレースの内周面で回転軌道を決め
られた複数のボールを上記金属管の外周面に接触させな
がら遊星回転させる転造方式により、上記金属管を縮径
すると共に上記金属管の内面に溝を形成する内面溝付管
の製造方法において、上記アウターレースの内周面を、
回転中心からの半径が周方向に沿って滑らかに変化する
曲面とし、上記ボールから上記金属管の外周面に加わる
押圧量を所定値に調整して上記転造方式により溝を形成
し、該溝の形成工程の前または後に、上記溝付プラグ外
周のパターンと、上記アウターレースの回転位相または
内周面の形状とを共に異ならせて、上記転造方式による
他の溝の形成を行うことにより、管内面周方向に異なる
複数の溝パターンを、管全長にわたって螺旋状に成形す
る、内面溝付管の製造方法が提案されている。

【００１６】しかしながら、上記特開平１０−２３８９
８４号公報に提案の製造方法では、管体の全周に渡って
接合部をどこにも有さず、管体内面の溝模様が周方向に
複数種類のパターンを有する内面溝付管を容易に製造し
得るものの、引抜方向の前後で２回の溝加工を行うた
め、従来技術の様に１回の溝加工を行う場合に比べてア
ウターレースを含む溝加工装置の引抜方向長さが大きく
なる。そのため、装置偏芯や振動を防止して、管の肉厚
変動の少ない溝付管を成形するためには、従来技術の様
に１回の溝加工を行う場合に比べてより大きな装置剛性
が必要となる。また一方、転圧ボールは断面で楕円に構
成されたアウターレースの内周面を高速で転動するた
め、溝加工の際の回転運動時に金属管の径方向に往復運
動し、また素管への押圧量も変動しているため、加工装
置や溝プラグの振動を引き起こしやすく、振動を防止す
るためさらに剛性が必要になる。

【００１７】本発明は、上述の如き技術背景をもとにな
したものであって、その目的は、比較的簡便な構造でも
って、管内面に、管軸方向に複数の異なる溝パターンを
持つ内面溝、あるいは連続的に変化した溝パターンを持
つ内面溝を形成し得るとともに、溝変化がより大きく、
冷媒の乱流をより活発化させ得る内面溝付管の加工方法
を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明（請求項１）に係る内面溝付管の加工方法
は、素管内にフローティングプラグとこのフローティン
グプラグに連結軸を介して相対的に回転可能に連結され
た溝付プラグとを挿入し、その素管を保持ダイス及び複
数個の転圧ボールによって順次縮径加工すると共に、フ
ローティングプラグを保持ダイスに係合させることによ
り溝付プラグを転圧ボールの配設位置に位置させ、転圧
ボールにより素管の内面を溝付プラグに押圧することに
より素管の内面に溝付プラグの溝形状を転写する内面溝
付管の加工方法において、溝付プラグとして、管軸方向
にリード角、溝深さ、溝幅、溝数などの溝形状が異なる
複数の溝パターンを持つ溝付プラグ或いはリード角、溝
深さ、溝幅、溝数などの溝形状が連続的に変化した溝付
プラグを用いるとともに、溝付プラグ又は転圧ボールを
管軸方向に連続的に或いは間欠的に往復運動させながら
管内面に溝加工を行うものである。

【００１９】上記の構成では、溝付プラグ又は転圧ボー
ルを素管の管軸方向に往復運動させることにより、内面
溝加工が行われる溝プラグ表面の位置が変化する。ここ
で、溝付プラグは管軸方向に異なる溝パターンを持って
いるため、成形される内面溝は管軸方向に複数の異なる
溝パターンを持つ内面溝、あるいは、連続的に変化した
溝パターンを持つ内面溝が形成できる。また、溝付プラ
グ又は転圧ボールの往復運動の周期を制御することによ
り、溝パターンの管軸方向長さを自由に制御することが
できる。更に、内面溝加工が行われる溝プラグ表面の位
置を変化させる時以外は、転圧ボールや回転駆動等の加
工装置の構成は従来技術に図示して説明した装置構成と
基本的に変りはなく、振動を必要以上に発生させること
なく比較的簡便な構成でもって内面溝の加工ができる。

【００２０】また、上記の目的を達成するために、本発
明（請求項２）に係る内面溝付管の加工方法は、素管内
にフローティングプラグとこのフローティングプラグに
連結軸を介して相対的に回転可能に連結された溝付プラ
グとを挿入し、その素管を保持ダイス及び複数個の転圧
ボールによって順次縮径加工すると共に、フローティン
グプラグを保持ダイスに係合させることにより溝付プラ
グを転圧ボールの配設位置に位置させ、転圧ボールによ
り素管の内面を溝付プラグに押圧することにより素管の
内面に溝付プラグの溝形状を転写する内面溝付管の加工
方法において、溝付プラグとして、管軸方向にリード
角、溝深さ、溝幅、溝数などの溝形状が異なる複数の溝
パターンを持つ溝付プラグ或いはリード角、溝深さ、溝
幅、溝数などの溝形状が連続的に変化した溝付プラグを
用いるとともに、溝付プラグの溝パターンの境界位置
で、転圧ボールを管軸と交差角度θで交差する中心軸を
中心に回転駆動することにより管内面に溝加工を行うも
のである。そして、この場合、交差角度θは１〜２０度
であることが望ましい（請求項３）。

【００２１】上記の構成では、溝付プラグの溝パターン
の境界位置で、転圧ボールを管軸と交差角度θで交差す
る中心軸を中心に回転駆動することにより管内面に溝加
工を行うので、溝加工中の転圧ボールの回転軌道は溝付
プラグの管軸方向の異なる表面を連続的に通過し、その
際、溝付プラグ表面は管軸方向に異なる溝パターンを持
っているので、管内面周方向に異なる複数の溝パターン
を、管全長にわたって螺旋状に形成することができる。
また、その時の交差角度θが大きすぎると、溝付プラグ
と転圧ボールの隙間が周方向で変動することによる振動
の発生や、隙間の狭い側での加工過剰による素管の破断
等が発生する。そのため、交差角度θの範囲としては、
１〜２０度程度とすることが好ましい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に係る内面溝付管の
加工方法（請求項１）を実施するための装置の一例を示
す概略断面図である。図において、８は素管、９はモー
タである。

【００２３】素管８の内部にはフローティングプラグ２
が挿入されている。このフローティングプラグ２は、管
供給側（図面において左側が供給側、右側が引抜き側と
なる。）の外径が素管８の内径よりやや小さく、管引抜
き側の外径は管供給側のものよりも小さい略円錐台形で
ある。このフローティングプラグ２と対応する位置の素
管８の外面には、フローティングプラグ２と共に素管８
を縮径加工する保持ダイス１が配置されている。

【００２４】また、フローティングプラグ２には連結軸
４を介して略円柱形の溝付プラグ３が連結されている。
この溝付プラグ３の外周面には素管８の内周面に形成す
べき形状の溝が加工されており、本例では図２に示すよ
うに、中央部を境として前後に溝形状が異なる溝パター
ン３Ａ，３Ｂが形成されている。更に、この溝付プラグ
３は連結軸４を軸として自在に回転することができる。
そして、この溝付プラグ３に対応する位置の素管８の外
面には、複数個の転圧ボール５が管周方向に並んで配設
されている。この転圧ボール５は加工リング２１に収容
されて相互に適長間隔をおいて配置されており、この加
工リング２１により転圧ボール５は管軸方向における所
定位置に保持される。

【００２５】上記加工リング２１はモータ９の駆動軸２
２に接続されている。モータ９は円筒状の駆動軸２２
と、この駆動軸２２を磁場により回転させるコイル２３
とを有する一方、図示省略する架台に設けられた往復駆
動手段１０により管軸方向に往復駆動され、この往復駆
動により転圧ボール５は加工リング２１と共に溝付プラ
グ３の溝パターン３Ａ，３Ｂの何れかの外周の所定位置
に往復移動可能に保持される。また前記コイル２３に給
電することにより駆動軸２２が回転駆動され、加工リン
グ２１を管軸と同軸上で回転駆動する。この加工リング
２１の回転により、転圧ボール５は管軸を中心として管
周方向に回転する。なお、モータ９の中心を素管８が通
過する。また、転圧ボール５の管引抜き方向下流側に
は、内面にフィンを形成された素管８の外径を所定の寸
法に縮管加工する仕上げダイス７が素管８に接して設け
られている。

【００２６】上記構成の内面溝付管の加工装置を用いた
加工方法は以下の通りである。フローティングプラグ２
は素管８の先端内に挿入されその位置を機械的又は磁気
的な手段により保持されている。そして、この状態から
素管８の先端が保持ダイス１を通し仕上げダイス７へと
供給され、またフローティングプラグ２の保持が開放さ
れる。この後、素管８の引抜き開始の移動に伴ってフロ
ーティングプラグ２が保持ダイス１と対応する位置まで
移動する。そしてこの後の引抜きにより、素管８はフロ
ーティングプラグ２及び保持ダイス１により縮管加工さ
れ、更に後続する転圧ボール５により縮管されると共
に、この転圧ボール５による圧下力を受けて素管８の内
部に配置されている溝付プラグ３に押圧される。

【００２７】上記溝付プラグ３は連結軸４を介してフロ
ーティングプラグ２に連結されており、フローティング
プラグ２は素管８の引抜きによる摩擦力と、保持ダイス
１からの抗力とにより保持ダイス１と対応する位置に静
止しているので、溝付プラグ３も転圧ボール５と対応す
る位置に止まっている。一方、転圧ボール５は、往復駆
動手段１０により管軸方向に往復駆動され加工リング２
１と共に溝付プラグ３の溝パターン３Ａ，３Ｂの何れか
の外周の所定位置に往復移動可能に保持されている。

【００２８】従って、転圧ボール５を溝付プラグ３の溝
パターン３Ａの所定位置に保持すると共に素管８の外周
面に転接して円周方向に回転駆動すると、溝付プラグ３
との共働作用により、素管８の内周面に溝付プラグ３の
外周面に形成されている溝パターン３Ａの溝形状が転写
されてフィン６Ａが形成され、次いで、転圧ボール５を
移動して溝付プラグ３の溝パターン３Ｂの所定位置に保
持すると共に素管８の外周面に転接して円周方向に回転
駆動すると、溝付プラグ３との共働作用により、素管８
の内周面に溝付プラグ３の外周面に形成されている溝パ
ターン３Ｂの溝形状が転写されてフィン６Ｂが形成され
る。この後、転圧ボール５の往復移動を繰り返すこと
で、図３に示すように、素管８の内面にフィン６Ａ，６
Ｂを交互に形成する。前記回転駆動時、溝付プラグ３は
素管８を引抜くことにより、溝付プラグ３の周面に刻ま
れた溝により回転する。また、内面にフィン６Ａ，６Ｂ
を交互に形成された素管８は仕上げダイス７により縮管
加工され、所望の外径を有する内面溝付管が製造され
る。

【００２９】なお、上記例では、溝付プラグ３の外周面
に形成した溝パターンは前後に２つの溝パターンを松葉
状に形成した場合を例としたが、図４に示すようにリー
ド角を異にして連続した溝パターンとしてもよいし、図
５に示すように中央部に平滑部を残しその前後に２つの
溝パターンを松葉状に形成したものでもよいし、図６に
示すように４つの溝パターンを連続して形成したもので
もよい。

【００３０】また、上記例では、溝付プラグ３を位置固
定し、転圧ボール５側を管軸方向に往復移動させる例を
説明したが、図７に示すように、転圧ボール５を位置固
定し、保持ダイス１を収容保持している図示省略するダ
イホルダを管軸方向に往復移動可能に設けることで、溝
付プラグ３側を管軸方向に往復移動させるように構成し
てもよい。この場合の溝付プラグ３の移動例を図８乃至
１０に示す。図８の移動例は第１と第２の溝パターンを
管軸方向に等間隔で成形する場合の例、図９の移動例は
第１の溝パターンを第２の溝パターンより管軸方向に長
い間隔で成形する場合の例、図１０の移動例は溝付プラ
グ３に形成した第１〜第４の４つの溝パターンを成形す
る場合の例である。

【００３１】因みに、以下のような条件による内面溝付
加工が例示できる。 （１）素管条件 材質：銅 寸法：外径８．０ｍｍ、管肉厚０．３ｍｍ （２）溝付プラグ３の条件（図１１の３つの溝パターン
の場合） 溝パターンＡ：外径７．２ｍｍ、溝数５０、リード角１
５°、長さ７ｍｍ 溝パターンＢ：外径７．２ｍｍ、溝数５０、リード角５
°、長さ２ｍｍ 溝パターンＣ：外径７．２ｍｍ、溝数５０、リード角−
１５°、長さ７ｍｍ なお、溝パターンＡと溝パターンＣのリード角は向きが
逆になる。 （３）加工条件 引抜速度：５０ｍ／分 転圧ボール回転速度：２００００ｒ．ｐ．ｍ． ボール個数：４個

【００３２】上記条件において、図１１に示す溝付プラ
グ３の軸方向中央部を初期転圧ボール位置（転圧ボール
の往復移動基準位置）とし、素管を４００ｍｍ引抜いた
後より転圧ボール位置の移動を図１２に示すように行う
と同時に溝加工を行った。その結果、図１３に示すよう
に、管軸方向に連続して交互に内面溝形状が変化した内
面溝付管が得られた。なお、図１２の縦軸における符号
１の位置は溝パターンＣと溝パターンＢの境界位置、符
号−１の位置は溝パターンＢと溝パターンＡの境界位置
をそれぞれ示す。

【００３３】図１４は、本発明に係る内面溝付管の加工
方法（請求項２）を説明するための内面溝加工部の断面
説明図である。この図に示す内面溝加工部を除く装置全
体のの基本構成は、上記図１に示す内面溝付管の加工装
置と同じ構成である。

【００３４】上記図１に示す内面溝付管の加工装置にお
ける内面溝加工部は、転圧ボール５を収容した加工リン
グ２１と、円筒状の駆動軸２２を磁場により回転させる
コイル２３を有するモータ９と、溝パターン３Ａ，３Ｂ
が形成された溝付プラグ３とを有し、素管８内の溝付プ
ラグ３を位置固定し、素管８の外周側の加工リング２１
とモータ９を管軸方向に往復移動可能とする構成とした
が、本例における内面溝加工部は、素管８内の溝付プラ
グ３は同様に位置固定にするとともに、素管８の外周側
の加工リング２１とモータ９を位置固定にすると同時
に、転圧ボール５の回転軌道の中心軸２４が、溝付プラ
グ３の溝パターン３Ａと３Ｂの境において管軸２５と交
叉角θで交叉するように加工リング２１とモータ９を保
持する構成としたものである。

【００３５】上記構成の内面溝付管の加工装置を用いた
加工方法では、転圧ボール５の回転軌道は管軸方向から
見た場合、楕円軌道となっており、これにより楕円の短
径側に当たる図における上側に回転してくる転圧ボール
５は素管８の内面を溝付プラグ３の溝パターン３Ａに押
圧して溝パターン３Ａを転写して形成し、図における下
側に回転してくる転圧ボール５は素管８の内面を溝付プ
ラグ３の溝パターン３Ｂに押圧して溝パターン３Ｂを転
写して形成する。一方、楕円の長径側に当たる図におけ
る中央部の長径は素管８の外径より大きく構成されてい
るので、素管８の内面を溝付プラグ３に押圧することが
無い。

【００３６】上記のようにして形成された素管８の内面
の溝形状は、図１５に示す通りであって、溝パターン３
Ａの溝形状と溝パターン３Ｂの溝形状が等幅で隣合って
螺旋状に転写された溝形状となる。

【００３７】なお、上記例において、転圧ボール５の交
叉位置を図１６に示すように溝パターンＢ寄りに位置す
ると、図１７に示すように、溝パターンＡの転写された
溝形状幅は狭く、また溝パターンＢの転写された溝形状
幅は広く形成でき、転圧ボール５の交叉位置を溝付プラ
グ３の溝パターンＡとＢをまたぐ適宜の位置に固定する
ことで溝形状幅の適宜の組み合わせの内面溝付管が製造
できる。また、溝付プラグ３として、上記図４乃至図６
に示したものも使用することは可能である。

【００３８】因みに、以下のような条件による内面溝付
加工が例示できる。 （１）素管条件 材質：銅 寸法：外径８．０ｍｍ、管肉厚０．３ｍｍ （２）溝付プラグ３の条件（図１８の２つの溝パターン
の場合） 溝パターンＡ：外径７．２ｍｍ、溝数５０、リード角１
５°、長さ８ｍｍ 溝パターンＢ：外径７．２ｍｍ、溝数５０、リード角−
１５°、長さ８ｍｍ なお、溝パターンＡと溝パターンＢのリード角は向きが
逆になる。 （３）加工条件 引抜速度：５０ｍ／分 転圧ボール回転速度：２００００ｒ．ｐ．ｍ． ボール個数：４個 交叉角度θ：１５°

【００３９】上記条件によって形成された素管８の内面
溝形状を図１９に示す。溝パターンＡと溝パターンＢの
溝形状が同じ幅で螺旋状に転写形成されている。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る内面
溝付管の加工方法によれば、比較的簡便な構造でもっ
て、管内面に、管軸方向に複数の異なる溝パターンを持
つ内面溝、あるいは連続的に変化した溝パターンを持つ
内面溝を転写形成できるとともに、転写形成された溝
は、溝変化が大きく、冷媒の乱流をより活発化させ得
る。また、選択し得る溝パターンも従来に比して自由度
が増える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内面溝付管の加工方法を実施する
ための装置の一例を示す概略断面図である。

【図２】本発明に係る内面溝付管の加工方法に使用され
る溝付プラグの正面図である。

【図３】本発明に係る内面溝付管の加工方法により形成
された素管内面の溝形状の説明図であって、ａは溝幅を
変えた場合、ｂは溝幅を等しくした場合の図である。

【図４】本発明に係る内面溝付管の加工方法に使用され
る別の実施形態の溝付プラグの正面図である。

【図５】本発明に係る内面溝付管の加工方法に使用され
る別の実施形態の溝付プラグの正面図である。

【図６】本発明に係る内面溝付管の加工方法に使用され
る別の実施形態の溝付プラグの正面図である。

【図７】本発明に係る内面溝付管の加工方法を実施する
ための、別の実施形態の装置の一例を示す概略断面図で
ある。

【図８】図７に示す装置による内面溝付管の加工方法に
適用される溝付プラグの移動パターンの説明図である。

【図９】図７に示す装置による内面溝付管の加工方法に
適用される、別の実施形態の溝付プラグの移動パターン
の説明図である。

【図１０】図７に示す装置による内面溝付管の加工方法
に適用される、別の実施形態の溝付プラグの移動パター
ンの説明図である。

【図１１】本発明に係る内面溝付管の加工方法に使用さ
れる別の実施形態の溝付プラグの正面図である。

【図１２】図７に示す装置による内面溝付管の加工方法
に図１１の溝付プラグを適用して加工する際の溝付プラ
グの移動パターンの説明図である。

【図１３】図７に示す装置による内面溝付管の加工方法
に図１１の溝付プラグを適用して加工した場合の素管内
面の溝形状の説明図である。

【図１４】本発明に係る内面溝付管の加工方法を説明す
るための内面溝加工部の断面説明図である。

【図１５】図１４に示す装置による内面溝付管の加工方
法により形成された素管内面の溝形状の説明図である。

【図１６】本発明に係る内面溝付管の加工方法を説明す
るための、別の実施形態の内面溝加工部の断面説明図で
ある。

【図１７】図１６に示す装置による内面溝付管の加工方
法により形成された素管内面の溝形状の説明図である。

【図１８】図１４に示す装置による内面溝付管の加工方
法に適用する溝付プラグの正面図である。

【図１９】図１４に示す装置による内面溝付管の加工方
法に図１８の溝付プラグを適用して加工した場合の素管
内面の溝形状の説明図である。

【図２０】従来の内面溝付管の加工装置を示す管中心軸
方向の模式的断面図である。

【符号の説明】

１：保持ダイス ２：フローティングプラグ ３：溝付プラグ ３Ａ，３Ｂ：溝パターン
４：連結軸 ５：転圧ボール ６Ａ，６Ｂ：フィン
７：仕上げダイス ８：素管 ９：モータ １
０：往復駆動手段 ２１：加工リング ２２：駆動軸 ２
３：コイル ２４：中心軸 ２５：管軸
θ：交叉角度 Ａ，Ｂ，Ｃ：溝パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素管内にフローティングプラグとこのフ
   ローティングプラグに連結軸を介して相対的に回転可能
   に連結された溝付プラグとを挿入し、その素管を保持ダ
   イス及び複数個の転圧ボールによって順次縮径加工する
   と共に、フローティングプラグを保持ダイスに係合させ
   ることにより溝付プラグを転圧ボールの配設位置に位置
   させ、転圧ボールにより素管の内面を溝付プラグに押圧
   することにより素管の内面に溝付プラグの溝形状を転写
   する内面溝付管の加工方法において、溝付プラグとし
   て、管軸方向にリード角、溝深さ、溝幅、溝数などの溝
   形状が異なる複数の溝パターンを持つ溝付プラグ或いは
   リード角、溝深さ、溝幅、溝数などの溝形状が連続的に
   変化した溝付プラグを用いるとともに、溝付プラグ又は
   転圧ボールを管軸方向に連続的に或いは間欠的に往復運
   動させながら管内面に溝加工を行うことを特徴とする内
   面溝付管の加工方法。
2. 【請求項２】 素管内にフローティングプラグとこのフ
   ローティングプラグに連結軸を介して相対的に回転可能
   に連結された溝付プラグとを挿入し、その素管を保持ダ
   イス及び複数個の転圧ボールによって順次縮径加工する
   と共に、フローティングプラグを保持ダイスに係合させ
   ることにより溝付プラグを転圧ボールの配設位置に位置
   させ、転圧ボールにより素管の内面を溝付プラグに押圧
   することにより素管の内面に溝付プラグの溝形状を転写
   する内面溝付管の加工方法において、溝付プラグとし
   て、管軸方向にリード角、溝深さ、溝幅、溝数などの溝
   形状が異なる複数の溝パターンを持つ溝付プラグ或いは
   リード角、溝深さ、溝幅、溝数などの溝形状が連続的に
   変化した溝付プラグを用いるとともに、溝付プラグの溝
   パターンの境界位置で、転圧ボールを管軸と交差角度θ
   で交差する中心軸を中心に回転駆動することにより管内
   面に溝加工を行うことを特徴とする内面溝付管の加工方
   法。
3. 【請求項３】交差角度θが１〜２０度である請求項２に
   記載の内面溝付管の加工方法。