JP2019100679A - 拡管性及び熱特性に優れる伝熱管と熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は十分な熱伝達性を有し、更に拡管などの加工性に優れる伝熱管及びそれを備えた熱交換器の提供を目的とする。【解決手段】本発明の伝熱管は、押出素管の捻り加工材である伝熱管であって、管本体の内周面に周方向に沿って並び長さ方向に沿って螺旋状に形成された複数のフィンを有し、前記内周面に沿って形成された複数のフィンの内、一部のフィンが、その先端幅を底幅より大きくした逆テーパーフィンであって、他のフィンが、その先端幅を底幅より小さくした順テーパーフィンであることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本願発明は、拡管性及び熱特性に優れる伝熱管と熱交換器に関する。

従来、フィンアンドチューブタイプ熱交換器の伝熱管には、銅合金からなるものが用いられてきたが、銅資源の枯渇や銅地金価格の高騰、リサイクル性の面から、軽量かつ安価でリサイクル性に優れるアルミニウム製の伝熱管が使用され始めている。
銅合金またはアルミニウム合金を使用した伝熱管では、その熱特性を高めるために内面に螺旋溝を有した伝熱管が提案されている。内面の溝を螺旋化することで管内周の面積を増大させることができるとともに、毛細管現象でぬれ性が向上することで、冷媒を巻き上げ、熱伝達に寄与する円周長の増大を図ることができる。
また、一般に空調機や冷凍機のフィンアンドチューブタイプ熱交換器では、等ピッチで並べられた放熱板の孔にヘアピン曲げした伝熱管を挿通し、拡管プラグで伝熱管を拡管することで、放熱板と伝熱管を接合している。そして、隣接するヘアピン管の管端に予め曲げ加工を施したＵ型のベンド管を嵌合し、ろう付けすることにより熱交換器が組み立てられる。

特開２００８−２６７７７９号公報

しかしながら、銅合金からなる伝熱管で採用していた内面の溝形状を、そのままアルミニウム合金からなる伝熱管に用いると、アルミニウム合金は銅に比べてその強度が劣ることから、冷媒による耐圧を維持するために伝熱管の底肉厚を厚くする必要がある。そのため、アルミニウム合金からなる内面溝付の伝熱管を製造する場合、従来の製造方法では微細な溝加工が困難であって、得られる内面溝形状の自由度が低いといった問題があった。
また、伝熱管の加工中に発生する表面傷の問題があり、例えば、伝熱管のヘアピン曲げ加工時に曲げ部分を起点に割れが発生しやすいなどの問題があった。

そこで、本発明の目的は、十分な熱伝達性を有し、更に拡管などの加工性に優れる伝熱管及びそれを備えた熱交換器の提供を目的とする。また、本発明の目的は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる伝熱管であっても十分な熱伝達性を有し、拡管などの加工性に優れる伝熱管及びそれを備えた熱交換器の提供を目的とする。

本願発明の伝熱管は、押出素管の捻り加工材である伝熱管であって、管本体の内周面に周方向に沿って並び長さ方向に沿って螺旋状に形成された複数のフィンを有し、前記内周面に沿って形成された複数のフィンの内、一部のフィンが、その先端幅を底幅より大きくした逆テーパーフィンであって、他のフィンが、その先端幅を底幅より小さくした順テーパーフィンであることを特徴とする。

本発明の伝熱管において、前記逆テーパーフィンと前記順テーパーフィンが前記内周面の周方向に沿って交互に配置された構成を採用できる。
本発明の伝熱管において、前記内周面の周方向に沿って複数のフィンが配列され、配列されたフィンのうち、前記逆テーパーフィンと前記順テーパーフィンのどちらか一方が他のフィンに対し複数個おきに配置された構成を採用できる。

本発明の伝熱管において、前記管本体の長さ方向に沿う前記逆テーパーフィンのリード角と前記管本体の長さ方向に沿う前記順テーパーフィンのリード角が５゜〜４５℃の範囲とされた構成を採用できる。
本発明の伝熱管において、前記逆テーパーフィンを構成する２つの側壁のなすフィン頂角が０゜より大きく、３０゜以下である構成を採用できる。。
本発明の伝熱管において、アルミニウム又はアルミニウム合金から伝熱管が構成されることが好ましい。
本発明の熱交換器は、先のいずれかに記載された伝熱管を備えたことを特徴とする。

本願発明によれば、内部に螺旋状の逆テーパーフィンと順テーパーフィンを有し、流路長がリード角に応じて長くなるため、熱交換性能に優れる伝熱管を提供できる。また、逆テーパーフィンを複数有し、順テーパーフィンのみの伝熱管に比べて冷媒と接触するフィンの表面積を拡大しているため、熱交換性能に優れた伝熱管を提供できる。
また、本願発明によれば、逆テーパーフィンを複数備えているので、熱交換器に組み込む場合の拡管時にフィン潰れを発生する確率が低くなり、円周方向で均等に拡管できるので、熱交換器を構成した場合の接合性に優れ、円周方向で均等なフィン間冷媒の流れを確保でき、冷媒排出性の低下を生じない伝熱管を提供できる。

実施形態の熱交換器の一例を示す正面図である。 実施形態の熱交換器の一例を示す部分斜視図である。 第１実施形態の伝熱管の横断面図である。 図３に示す伝熱管の部分拡大図である。 第１実施形態の伝熱管の縦断面図である。 第１実施形態の伝熱管の側面図であり、ダイスマークを模式的に示す図である。 伝熱管の製造方法に用いる素管（直線溝付管）の縦断面図である。 伝熱管の製造方法に用いる素管（直線溝付管）の斜視図である。 伝熱管の製造方法において捻り引き抜き工程を行う製造装置の第１の例を示す側面図である。 図９に示す製造装置において矢印Ｘ方向から見た浮き枠部分の平面図である。 第２実施形態の伝熱管の部分拡大断面図である。 伝熱管の製造方法において捻り引き抜き工程を行う製造装置の第２の例を示す側面図である。 同第２実施形態の製造装置を示す平面図である。 同第２実施形態の製造装置において巻き出し側キャプスタンに対し素管を巻き付けて巻き出した状態を示す平面図である。 （ａ）はダイスマークの一例を示す画像であり、（ｂ）は係るダイスマークの深さの測定結果を示すグラフである。 （ａ）はダイスマークの他の例を示す画像であり、（ｂ）は係るダイスマークの深さの測定結果を示すグラフである。 実施例において用いた拡管治具を示す側面図である。 実施例において用いた保持治具と当該保持治具を用いた拡管試験の手順を示し、（ａ）は支持台とこれに固定された第１保持部材を示す斜視図、（ｂ）は第１保持部材と第２保持部材を重ね合わせて固定した状態を示す斜視図、（ｃ）は第１保持部材と第２保持部材の間に形成された孔に伝熱管を挿入した状態を示す斜視図、（ｄ）は伝熱管に拡管具を挿入した状態を示す斜視図である。 実施例において用いた凝縮試験を行う伝熱特性評価装置である。 実施例において用いた蒸発試験を行う伝熱特性評価装置である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、便宜上特徴となる部分を拡大して強調表示している場合があり、各図に示す構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

図１および図２は、本発明に係る第１実施形態の伝熱管を備えた熱交換器の一例を示す概略図である。
この例の熱交換器６０は、冷媒を通過させるチューブとして伝熱管６１を蛇行させて設け、この伝熱管６１の周囲に複数のアルミニウム製の放熱板６２を平行に配設した構造である。伝熱管６１は、平行に配設した個々の放熱板６２を貫通するように設けた複数の挿通孔を通過して蛇行するように設けられている。

熱交換器６０において伝熱管６１は、放熱板６２を直線状に貫通する複数のＵ字状の主管６１Ａと、隣接する主管６１Ａの隣り合う端部開口同士をＵ字形のエルボ管６１Ｂで接続してなる。Ｕ字状の主管６１Ａおよびエルボ管６１Ｂは、後段に説明する伝熱管１０をＵ字状に屈曲し形成されている。また、放熱板６２を蛇行状態で貫通している伝熱管６１の一方の端部側に冷媒の入口部６７ａが形成され、伝熱管６１の他方の端部側に冷媒の出口部６７ｂが形成されることで熱交換器６０が構成されている。
この構成の熱交換器６０は、主管６１Ａより若干径の小さな後述の伝熱管１０を放熱板６２の挿通孔に通し、伝熱管１０を拡管して主管６１Ａを構成し、主管６１Ａと放熱板６２とを機械的に結合し組み立てられている。

［伝熱管］
次に、上述の熱交換器６０に適用されている拡管前の伝熱管１０について具体的に説明する。
図３は、第１実施形態の伝熱管１０の横断面図であり、図４は図３に示す伝熱管１０の一部分を拡大した図である。図５は伝熱管１０の縦断面図、図６は伝熱管１０の側面図であり、伝熱管１０の外周面１０ａに形成されているダイスマークＤＭを模式的に示す図である。

本実施形態の伝熱管１０は、押出素管の捻り加工材である。伝熱管１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるものを用いることができる。伝熱管１０にアルミニウム合金を用いる場合は、そのアルミニウム合金に特に制限はなく、ＪＩＳで規定される１０５０、１１００、１２００等の純アルミニウム系、あるいは、これらにＭｎを添加した３００３に代表される３０００系のアルミニウム合金等を適用できる。また、これら以外にＪＩＳに規定されている５０００系〜７０００系のアルミニウム合金のいずれかを用いて伝熱管１０を構成しても良い。
また、伝熱管１０はＪＩＳ規定のアルミニウム合金以外のアルミニウム合金から形成されていても良く、銅系合金あるいはステンレス鋼などの鉄系合金から形成されていてもよい。この実施形態ではアルミニウム又はアルミニウム合金からなる伝熱管１０を例として説明するが、本発明で目的とする伝熱管は引抜きダイスにより引抜きが可能な材料であれば適用可能であるので、銅系合金あるいは鉄系合金など、他の合金からなる管を用いて本発明に適用しても良いのは勿論である。

図３に示す伝熱管１０は、横断面の外形状が円形の管本体１０Ａからなる。管本体１０Ａの外周面１０ａの直径は、例えば、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。管本体１０Ａの内周面１０ｂには、長さ方向に沿って螺旋状に形成された複数のフィン３が設けられている。また、管本体１０Ａの内周方向に隣接するフィン３の間には、螺旋溝４が形成されている。

管本体１０Ａの内周面１０ｂに螺旋状のフィン３を形成することにより、伝熱管１０とその内部を流れる冷媒との熱交換効率を高めることができる。螺旋状のフィン３を備えた伝熱管１０は、押出加工により長さ方向に直線状に延びるフィンを形成した図７に示す後述の素管１０Ｂに引き抜きながら捻りを付与することで形成できる。

本実施形態において、フィン３は、管本体１０Ａの内周方向に例えば２０個〜６０個程度設けられている。フィン３の高さ（すなわち半径方向の寸法）は、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度である。また、伝熱管１０の平均底肉厚β（すなわち、螺旋溝４の底部に対応する管本体１０Ａの厚さの平均値）は、０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下程度である。

図４に拡大して示すように、フィン３は、内周側に位置する先端部３ａと、外周側に位置する底部３ｂと、先端部３ａと底部３ｂの間に位置する一対の側壁部３ｃとからなる。底部３ｂは、管本体１０Ａの内周面３ｂに位置し、内周面３ｂと連続されている。側壁部３ｃは、径方向に沿って直線的に延在されている。

図４に示す構造の伝熱管１０において、管本体１０Ａの内周面の円周方向に設けられている複数のフィン３のうち、一部はその先端部３ａの幅すなわち先端幅ｄ２をその底部３ｂの幅すなわち底幅ｄ１より大きくした逆テーパーフィン３Ａである。また、残りの他のフィン３は、その先端部３ａの幅すなわち先端幅ｄ２をその底部３ｂの幅すなわち底幅ｄ１より小さくした順テーパーフィン３Ｂである。図４に示す構造では管本体１０Ａの内周面の円周方向に２つの逆テーパーフィン３Ａと１つの順テーパーフィン３Ｂが交互に順序に設けられている。
したがって、逆テーパーフィン３Ａ同士の間に位置する螺旋溝４Ａは、径方向内側を向く開口４ｂが底側と比較して狭くなっている。逆テーパーフィン３Ａの先端幅ｄ２を底幅ｄ１より大きくすることで、伝熱管１０の内周面における表面積を大きくすることができ、伝熱管１０の熱特性を向上できる。
また、逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂとの間に位置する螺旋溝４Ｂは図４の例では径方向内側を向く開口４ｂが底側と同じ幅とされている。
上述のフィン３の形状によれば、乱流効果の促進、冷媒の膜厚の抑制等により、高い蒸発熱伝達率および高い凝縮熱伝達率を得ることを期待できる。

本実施形態において、フィン３Ａ、３Ｂの底部３ｂの弧長が０．１３ｍｍ以上であることが好ましい。フィン３Ａ、３Ｂの底部３ｂの弧長を０．１３ｍｍ未満とすると、フィン３Ａ、フィン３Ｂの安定性が低下する結果として、伝熱管１０の内部に拡管プラグ（拡管治具）を挿入して伝熱管１０を拡管する工程において、フィン３Ａ、３Ｂに倒れが生じやすくなる。フィン３Ａ、３Ｂの底部３ｂの弧長を０．１３ｍｍ以上とすることで、フィン３の倒れを十分に抑制できる。

本実施形態の逆テーパーフィン３Ａにおいて、一対の側壁部３ｃは、先端側から底側に向かうに従い互いに接近する。したがって、本実施形態において、これら一対の側壁部３ｃ同士の角度、すなわち逆テーパーフィン３Ａのフィン頂角γは、順テーパーフィン３Ｂのフィン頂角と比較すると反対側に傾斜する負の角度となる。

逆テーパーフィン３Ａのフィン頂角γは、０°よりも大きく、３０°以下とすることが好ましい。
逆テーパーフィン３Ａのフィン頂角γを０°より大きくすることで、伝熱管１０の表面積増大による熱交換効率の向上効果を得ることができる。
また、逆テーパーフィン３Ａのフィン頂角γが３０°を超えると、伝熱管１０の内部に拡管プラグを挿入して伝熱管１０を拡管する工程において、逆テーパーフィン３Ａに倒れが生じやすくなる。フィン頂角γを３０°以下とすることで、逆テーパーフィン３Ａの倒れを十分に抑制できる。さらに、フィン頂角γが、３０°よりも大きくなると、溝４の径方向内側の開口４ｂが狭くなりすぎて、溝４内に冷媒が入りづらくなってしまい、熱伝達性が悪化する虞がある。加えて、冷媒の圧力損失が大きくなってしまうという問題がある。逆テーパーフィン３Ａのフィン頂角γを３０°以下とすることで溝４の開口４ｂを十分に大きくして、冷媒への熱伝達性を高めるとともに、冷媒の流れをスムーズにすることができる。

本実施形態の伝熱管１０は、上述したように逆テーパーフィン３Ａの先端幅ｄ２が底幅ｄ１より大きくされていることに伴い、内周の表面積が大きくなっている。また、逆テーパーフィン３Ａを設けた上に順テーパーフィン３Ｂを設けることによって、伝熱管の内周の表面積を大きくしている。伝熱管１０の内周における周方向に沿う表面長さを濡れ縁長さ（Ｅ）と呼ぶ。濡れ縁長さ（Ｅ）と伝熱管１０の長手方向の長さとの積が、伝熱管１０の内周の表面積となる。

従来は銅系、アルミニウム合金系の伝熱管ともに溝転造法と呼ばれる製造方法で、螺旋状の溝が形成されていた。溝転造法は、管内面の溝付プラグに管外周から転造ボールで管を押付け、溝付プラグの谷部に塑性流動で溝を形成する製造方法である。そのため、全ての溝部はフィンの頂点側（管中心側）の間口が底部側より大きくなっていた。
一方、本実施形態の伝熱管１０では、後段において説明するように、押出し素管に捻りを付与して螺旋状の逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂおよびそれらの間の螺旋溝４Ａ、４Ｂを形成するため、溝転造法では不可能であった逆テーパーフィン３Ａおよび開口間口の小さな螺旋溝４Ａの形状を形成できるようになった。その結果、熱伝達性に大きな影響を及ぼす濡れ縁長さの割合を従来の伝熱管よりも大きくすることが可能となり、熱交換性能に優れるとともに、拡管性にも優れた伝熱管１０を提供できる。

本実施形態において、濡れ縁長さ（Ｅ）と外周長（Ｄ）の比［Ｅ／Ｄ］が、１．３以上、３．０以下であることが好ましい。濡れ縁長さ（Ｅ）と外周長（Ｄ）の比［Ｅ／Ｄ］を１．３以上とすることで、伝熱管１０の内部を通過する冷媒との熱交換効率を高めることができる。一方で、濡れ縁長さ（Ｅ）と外周長（Ｄ）の比［Ｅ／Ｄ］を３．０以下とすることで、伝熱管１０の内周形状の複雑化による冷媒の圧力損失が過大となることを抑制できる。

また、本実施形態において、濡れ縁長さのうちフィン３Ａ、３Ｂの間に位置する溝４の底部４ａの占める長さ（Ｆ）と濡れ縁長さ（Ｅ）の比［Ｆ／Ｅ］が、０．１５以上、０．６５以下であることが好ましい。
底部４ａの占める長さ（Ｆ）と濡れ縁長さ（Ｅ）の比［Ｆ／Ｅ］が、０．１５未満では熱特性への効果が小さい。一方で、底部４ａの占める長さ（Ｆ）と濡れ縁長さ（Ｅ）の比［Ｆ／Ｅ］が、０．６５を超えるとフィン３Ａ、３Ｂの底部３ｂが短すぎるために、フィン３Ａ、３Ｂの安定性が低下し、拡管工程におけるフィン３Ａ、３Ｂの倒れが顕著となりやすい。すなわち、底部４ａの占める長さ（Ｆ）と濡れ縁長さ（Ｅ）の比［Ｆ／Ｅ］を０．１５以上、０．６５以下とすることにより、熱特性を向上させると共に拡管工程におけるフィン３Ａ、３Ｂの倒れを十分に抑制できる。

本実施形態において、螺旋状に形成されたフィン３Ａ、３Ｂのリード角θ１（捻り角）は、５°以上４５°以下である。リード角θ１を、５°以上とすることで、フィン３Ａ、３Ｂを螺旋状にすることによる熱特性向上効果を十分に奏することができる。また、フィン３Ａ、３Ｂのリード角θ１を４５°以下とすることで、製造工程におけるフィン３Ａ、３Ｂの倒れを十分に抑制できる。さらに、フィン３のリード角θ１を４５°を超える値とすると、冷媒の圧力損失が過大となる虞がある。リード角θ１を４５°以下とすることで、冷媒の流れをスムーズとすることができる。

リード角θ１は、例えば、図５に示すように伝熱管１０の一部を排除して伝熱管１０を側面視した場合、フィン３Ａあるいはフィン３Ｂが描く螺旋を観察し、その直線部分を抽出して伝熱管１０の中心軸線との交差角として把握されるが、正確には以下に説明するように把握することができる。
まず、捻りを付与する前の図７に示す素管１０Ｂを定盤に搭載し、ハイトゲージを用いて、素管１０Ｂの外周面に長さ方向に延びる直線状の罫書き線を形成する。
次いで、後述の捻り引抜き加工を付与し素管１０Ｂから伝熱管１０を製造する。伝熱管１０の罫書き線は、螺旋状となる。
次いで、螺旋状となった罫書き線のピッチｐと、伝熱管１０の円周長さａから以下の式を用いてリード角θ１を求めることができる。
θ１＝ｔａｎ−１（ａ／ｐ）

図６に示すように、伝熱管１０において管本体１０Ａの外周面１０ａには、螺旋状のダイスマークＤＭが形成されている。ダイスマークＤＭは、押出加工により成形された部材の周面に押出方向に沿って形成される線状の凹部である。ダイスマークＤＭは、押出金型やベアリング面の傷等の影響により形成される。本実施形態の伝熱管１０は、後述する如く押出加工により製造した図７に示す素管１０Ｂに引き抜きながら捻りを加えることで製造されている。このため、押出加工により線状に形成されたダイスマークＤＭは、捻りの付与とともに螺旋状となる。
なお、図６に示すダイスマークＤＭは、分かり易さのために１本のダイスマークＤＭのみを連続的に形成しているように図示している。実際のダイスマークは、後述する図１５（ａ）および図１６（ａ）に写真として示すように、長さ方向に沿って間欠的に複数形成されている。また、伝熱管１０の外周面の周方向に沿って複数のダイスマークＤＭが螺旋状かつ並行に延在されている。
なお、本願明細書においてダイスマークという用語は、押出工程により形成された凹部のみならず、係る凹部を有する素管に捻りを付与した後の伝熱管の凹部についても用いる。捻りが付与された後の管材の凹部は、厳密にはダイスマークに起因する凹部である。しかしながら、本明細書において分かり易さのため、これらを含む概念をダイスマークと呼ぶ。

捻りが付与された後のダイスマークＤＭの最大深さは、例えば３５μｍ以下である。上述したように、伝熱管１０は、熱交換器６０（図１、図２参照）として使用される際に、ヘアピン状に屈曲される曲げ加工が施される。このような曲げ加工において、ダイスマークＤＭは、伝熱管１０の破損の起点となり易い。本実施形態によれば、ダイスマークＤＭの最大深さを３５μｍ以下とすることによって、伝熱管１０の強度を高め、曲げ加工などの追加加工に対して破損し難い伝熱管１０を提供できる。

ダイスマーク深さ計測方法について説明する。
ダイスマーク深さ計測は、例えば、株式会社キーエンス製走査型レーザー顕微鏡（ＶＫ−Ｘ１００／Ｘ２００）を用いて表面形状の測定を行うことができる。また、計測解析では、解析アプリケーション（ＶＫ−Ｈ１ＸＡ）を用いてダイスマーク深さを計測できる。
まず、走査型レーザー顕微鏡（ＶＫ−Ｘ１００／Ｘ２００）のステージに試料を置き、観察倍率５０倍のもと、フォーカスを合わせた後に、観察高さ上下限範囲１００μｍとして、０．５μｍピッチで表面形状の測定を行う。

次に、解析アプリケーション（ＶＫ−Ｈ１ＸＡ）を用いて得られた画像上のダイスマーク深さを計測する。計測前の前処理として、管表面の円弧を平坦にする傾き補正を行うことが好ましい。
前処理を行った表面形状から、管円周方向に平行になるように直線を３点引き、得られた粗さ曲線から、最大谷深さ（Ｒｖ）、最大高さ（Ｒｚ）を求め、ダイスマーク深さの計測では、最大断面高さ（Ｒｔ）として計測を行う。
解析アプリケーションでは「表面粗さの定義」（ＪＩＳＢ０６０１：２００１）に基づいて、ＪＩＳＢ０６０１−２００１およびＪＩＳ ０６０１−１９９４で定義されている粗さパラメータで表面粗さ解析を実施する。
図１５（ｂ）に、図１５（ａ）のダイスマークＤＭの深さ測定結果を示す。同様に、図１６（ｂ）に、図１６（ａ）のダイスマークＤＭの深さ測定結果を示す。なお、図１５および図１６に例示するダイスマークＤＭを有する伝熱管は、本実施形態の伝熱管１０の一例である。

図５に示すように、フィン３（３Ａ、３Ｂ）と螺旋溝４（４Ａ、４Ｂ）はリード角θ１の螺旋状に形成されている。一方で、図６に示すように、ダイスマークＤＭは、リード角θ２の螺旋状に形成されている。αを内周長とし、βを底肉厚としたとき、フィン３のリード角θ１とダイスマークＤＭのリード角θ２は、以下の関係を満たす。
ｔａｎθ２＝｛（α＋２πβ）ｔａｎθ１｝／α

上記式によれば、ダイスマークＤＭのリード角θ２は、上記の式から、フィン３のリード角θ１より僅かに大きくなる。これは、フィン３のリード角θ１およびダイスマークＤＭのリード角θ２の基準となる面が管本体１０Ａの外周面と内周面であり、管本体１０Ａの肉厚差に起因して異なっていることに由来する。
伝熱管１０の外周面１０ａにおける螺旋状のダイスマークＤＭのリード角θ２は、螺旋状のフィン３のリード角θ１より、例えば１．０°以上大きい。

また、本実施形態によれば、伝熱管１０の内周面１０ｂに長さ方向に沿って螺旋状に形成された複数の逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂが設けられている。内周面１０ｂに螺旋状の逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂを形成することにより、伝熱管１０とその内部を流れる冷媒液との熱交換効率を高めることができる。
螺旋状の逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂを備えた伝熱管１０は、後述するように押出加工により長さ方向に直線状に延びるフィンを形成した素管１０Ｂに引き抜きながら捻りを付与することで形成できる。これにより、ダイスマークＤＭを伸長させてダイスマークＤＭを十分に浅くすることで強度に優れ、ヘアピン曲げ加工時などに破損し難い伝熱管１０を提供することができる。

［製造方法］
以下、本願発明に係る伝熱管１０の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。伝熱管１０の製造方法は、押出成形工程と捻り引抜き工程をこの順で含む。

＜押出成形工程＞
まず、押出成形工程について説明する。
図７は、押出成形工程により成形された素管（直線溝付管）１０Ｂの縦断面図であり、図８は、素管１０Ｂの斜視図である。
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるビレットを押出成形することにより、図８に示すように、内面に長さ方向に沿う複数の直線溝が周方向に間隔をおいて形成された素管１０Ｂを製造（直線溝付管押出工程）する。
押出成型工程により成形された素管１０Ｂには、外周面に長さ方向に沿って直線的に延びるダイスマークＤＭが形成され、素管１０Ｂの内周面の円周方向には長さ方向に沿って直線的に延びる２つの逆テーパーフィン１０Ｃと１つの順テーパーフィン１０Ｄが交互に順次形成されている。また、２つの逆テーパーフィン１０Ｃの間には開口間口の狭い直線溝１０Ｅが形成され、逆テーパーフィン１０Ｃと順テーパーフィン１０Ｄの間には底部幅と同じ幅の開口間口を有する直線溝１０Ｆが形成されている。

＜捻り引抜き工程、空引き工程＞
次に、捻り引抜き工程および空引き工程について説明する。
捻り引抜き工程は、引抜きを行いながら上述の素管１０Ｂに捻りを付与することで、螺旋状のダイスマークＤＭ、逆テーパーフィン３Ａ、順テーパーフィン３Ｂおよび螺旋溝４Ａ、４Ｂを得る工程である。
また、空引き工程は、捻りを付与することなく管材に対して引抜きを行い管材の外形を整える工程である。

なお、本明細書において、捻りを付与する前の管材（すなわち上述の素管１０Ｂ）を「直線溝付管」と記載することがある。また、捻りを付与した後の管材（すなわち上述の伝熱管１０）を「内面螺旋溝付管」と記載することがある。また、直線溝付管から内面螺旋溝付管に至る過程において、内面螺旋溝付管と比較して半分程度の捻りが付与された中間形成品を「中間捻り管」と記載する。更に、本明細書の「管材」とは、直線溝付管、中間捻り管および内面螺旋溝付管の上位概念であり、製造工程の段階を問わず、加工対象となる管を意味する。
本明細書において、「前段」および「後段」とは、管材の加工順序に沿った前後関係（すなわち、上流および下流）を意味し、装置内の各部位の配置を意味するものではない。
管材は内面螺旋溝付管の製造装置において、前段（上流）側から後段（下流）側に搬送される。前段に配置される部位は、必ずしも前方に配置されるとは限らず、後段に配置される部位は、必ずしも後方に配置されるとは限らない。

＜捻り引抜き工程および空引き工程を行う製造装置＞
図９は、素管１０Ｂに２回の捻り引抜き加工を付与して伝熱管１０を製造する製造装置Ａを示す側面図である。まず、製造装置Ａについて説明した後に、製造装置Ａを用いた捻り引抜き工程および空引き工程について説明する。

製造装置Ａは、公転機構３０と、浮き枠３４と、巻き出しボビン（第１のボビン）１１と、第１のガイドキャプスタン１８と、第１の引抜きダイス１と、第１の公転キャプスタン２１と、公転フライヤ２３と、第２の公転キャプスタン２２と、第２の引抜きダイス２と、第２のガイドキャプスタン６１と、巻き取りボビン（第２のボビン）７１と、を備える。以下、各部の詳細について説明する。

（公転機構）
公転機構３０は、前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂを含む回転シャフト３５と、駆動部３９と、前方スタンド３７Ａと、後方スタンド３７Ｂと、を有している。
公転機構３０は、回転シャフト３５並びに、回転シャフト３５に固定された第１の公転キャプスタン２１、第２の公転キャプスタン２２および公転フライヤ２３を回転させる。
また、公転機構３０は、回転シャフト３５と同軸上に位置し回転シャフト３５に支持される浮き枠３４の静止状態を維持する。これにより、浮き枠３４に支持された巻き出しボビン１１、第１のガイドキャプスタン１８および第１の引抜きダイス１の静止状態を維持する。

前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂは、ともに内部が中空の円筒形状を有する。前方シャフト３５Ａと後方シャフト３５Ｂは、ともに公転回転中心軸Ｃ（第１引抜ダイスのパスライン）を中心軸とする同軸上に配置されている。前方シャフト３５Ａは、前方スタンド３７Ａにベアリング式の軸受３６を介し回転自在に支持され、前方スタンド３７Ａから後方（後方スタンド３７Ｂ側）に向かって延在されている。同様に、後方シャフト３５Ｂは、後方スタンド３７Ｂに軸受を介し回転自在に支持され、後方スタンド３７Ｂから前方（前方スタンド３７Ａ側）に向かって延在されている。前方シャフト３５Ａと後方シャフト３５Ｂとの間には、浮き枠３４が架け渡されている。

駆動部３９は、駆動モータ３９ｃと直動シャフト３９ｆとベルト３９ａ、３９ｄ、プーリ３９ｂ、３９ｅとを有している。駆動部３９は、前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂを回転させる。
駆動モータ３９ｃは、直動シャフト３９ｆを回転させる。直動シャフト３９ｆは、前方スタンド３７Ａおよび後方スタンド３７Ｂの下部において前後方向に延在されている。
前方シャフト３５Ａの前方の端部３５Ａｂは、前方スタンド３７Ａを貫通した先端にプーリ３９ｂが取り付けられている。プーリ３９ｂは、ベルト３９ａを介し直動シャフト３９ｆと連動する。同様に、後方シャフト３５Ｂの後方の端部３５Ｂｂは、後方スタンド３７Ｂを貫通した先端にプーリ３９ｅが取り付けられ、ベルト３９ｄを介し直動シャフト３９ｆと連動する。これにより、前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂは、公転回転中心軸Ｃを中心に同期回転する。

回転シャフト３５（前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂ）には、第１の公転キャプスタン２１、第２の公転キャプスタン２２および公転フライヤ２３が固定されている。回転シャフト３５が回転することで、回転シャフト３５に固定されたこれらの部材は、公転回転中心軸Ｃを中心に公転回転する。

（浮き枠）
浮き枠３４は、回転シャフト３５の前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂの互いに向かい合う端部３５Ａａ、３５Ｂａに軸受３４ａを介し支持されている。また、浮き枠３４は、巻き出しボビン１１、第１のガイドキャプスタン１８および第１の引抜きダイス１を支持する。

図１０は、図９における矢印Ｘ方向から見た浮き枠３４の平面図である。図９、図１０に示すように、浮き枠３４は、上下に開口する箱形状を有する。浮き枠３４は、前後に対向する前方壁３４ｂおよび後方壁３４ｃと、左右に対向するとともに前後方向に延びる一対の支持壁３４ｄと、を有する。

前方壁３４ｂおよび後方壁３４ｃには貫通孔が設けられ、それぞれ前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂの端部３５Ａａ、３５Ｂａが挿通されている。端部３５Ａａ、３５Ｂａと前方壁３４ｂおよび後方壁３４ｃの貫通孔との間には、軸受３４ａが介在されている。これにより、浮き枠３４には、回転シャフト３５（前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂ）の回転が伝達され難い。浮き枠３４は、回転シャフト３５が回転状態にあっても地面Ｇに対する静止状態を保つことができる。なお、公転回転中心軸Ｃに対し浮き枠３４の重心を偏らせる錘を設けて浮き枠３４の静止状態を安定させてもよい。

図１０に示すように、一対の支持壁３４ｄは、巻き出しボビン１１、第１のガイドキャプスタン１８および第１の引抜きダイス１を左右方向（図９紙面中の上下方向）両側に配置されている。一対の支持壁３４ｄは、巻き出しボビン１１を保持するボビン支持シャフト１２および第１のガイドキャプスタン１８の回転軸Ｊ１８を回転可能に支持する。また、支持壁３４ｄは、図示略のダイス支持体を介し第１の引抜きダイス１を支持する。

（巻き出しボビン）
巻き出しボビン１１には、素管１０Ｂ（図７参照）が巻き付けられている。巻き出しボビン１１は、素管１０を巻き出して後段に供給する。
巻き出しボビン１１は、ボビン支持シャフト１２に着脱可能に取り付けられている。

図１０に示すように、ボビン支持シャフト１２は、回転シャフト３５と直交する方向に延びている。また、ボビン支持シャフト１２は、浮き枠３４に自転回転可能に支持されている。なお、ここで自転回転とは、ボビン支持シャフト１２自身の中心軸を中心として回転することを意味する。ボビン支持シャフト１２は、巻き出しボビン１１を保持し、巻き出しボビン１１の供給方向に自転回転することで、巻き出しボビン１１からの素管１０Ｂの繰り出しを補助する。

巻き出しボビン１１は、巻き付けられた素管１０Ｂを全て供給した際に取り外され、他の巻き出しボビンに交換される。取り外された空の巻き出しボビン１１は、素管１０Ｂを形成する押出装置に取り付けられ、再び素管１０Ｂが巻き付けられる。巻き出しボビン１１は、浮き枠３４に支持され公転回転しない。したがって、巻き出しボビン１１に素管１０Ｂが乱巻されていても支障なく供給を行うことができ、巻き直しを行うことなく使用できる。また、巻き出しボビン１１の重量により製造装置Ａにおいて素管１０Ｂに捻りを付与するための公転回転の回転数は制限されない。したがって、巻き出しボビン１１に長尺の素管１０Ｂが巻き付けることができる。これにより、長尺の素管１０Ｂに対して、捻りを付与することができ、製造効率を高めることができる。

ボビン支持シャフト１２には、ブレーキ部１５が設けられている。ブレーキ部１５は、浮き枠３４に対するボビン支持シャフト１２の自転回転に制動力を与える。すなわち、ブレーキ部１５は、巻き出しボビン１１の巻き出し方向の回転を規制する。ブレーキ部１５による制動力により、巻き出し方向に搬送される素管１０Ｂには、後方張力が付加される。ブレーキ部１５としては、例えば、制動力としてのトルク調節が可能なパウダーブレーキ又はバンドブレーキを採用できる。

（第１のガイドキャプスタン）
第１のガイドキャプスタン１８は、円盤形状を有している。第１のガイドキャプスタン１８には、巻き出しボビン１１から繰り出された素管１０Ｂが１周巻き掛けられる。第１のガイドキャプスタン１８の外周の接線方向は、公転回転中心軸Ｃと一致する。第１のガイドキャプスタン１８は、素管１０Ｂを第１の方向Ｄ１に沿って公転回転中心軸Ｃ上に誘導する。

第１のガイドキャプスタン１８は、自転回転自在に浮き枠３４に支持されている。また第１のガイドキャプスタン１８の外周には、自転回転自在のガイドローラ１８ｂが並んで配置されている。本実施形態の第１のガイドキャプスタン１８は、複数のガイドローラ１８ｂが個々に回転するが、複数のガイドローラ１８ｂが回転すれば、素管１０Ｂをスムーズに搬送できる。なお、図１０において、ガイドローラ１８ｂの図示は省略されている。
図１０に示すように、第１のガイドキャプスタン１８と巻き出しボビン１１との間には、管路誘導部１８ａが設けられている。管路誘導部１８ａは、例えば素管１０Ｂを囲むように配置された複数のガイドローラである。管路誘導部１８ａは、巻き出しボビン１１から供給される素管１０Ｂを第１のガイドキャプスタン１８に誘導する。

なお、第１のガイドキャプスタン１８に代えて、巻き出しボビン１１と第１の引抜きダイス１との間にトラバース機能を有する誘導管を設けてもよい。誘導管を設ける場合には、巻き出しボビン１１と第１の引抜きダイス１との距離を短くすることができ、工場内のスペースを有効活用できる。

（第１の引抜きダイス）
第１の引抜きダイス１は、素管１０Ｂ（管材５）を縮径する。第１の引抜きダイス１は、浮き枠３４に固定されている。第１の引抜きダイス１は、第１の方向Ｄ１を引抜き方向とする。第１の引抜きダイス１の中心は、回転シャフト３５の公転回転中心軸Ｃと一致する。また、第１の方向Ｄ１は、公転回転中心軸Ｃと平行である。
第１の引抜きダイス１には、浮き枠３４に固定された潤滑油供給装置９Ａにより潤滑油が供給される。これにより第１の引抜きダイス１における引抜力を軽減できる。
第１の引抜きダイス１を通過した管材５は、浮き枠３４の前方壁３４ｂに設けられた貫通孔を介して、前方シャフト３５Ａの内部に導入される。

（第１の公転キャプスタン）
第１の公転キャプスタン２１は、円盤形状を有している。第１の公転キャプスタン２１は、中空の前方シャフト３５Ａの内外を径方向に貫通する横孔３５Ａｃに配置されている。第１の公転キャプスタン２１は、円盤の中心を回転軸Ｊ２１として、回転シャフト３５（前方シャフト３５Ａ）の外周部に固定された支持体２１ａに支持されている。

第１の公転キャプスタン２１は、外周の接線の１つが公転回転中心軸Ｃと一致する。
第１の公転キャプスタン２１には、公転回転中心軸Ｃ上の第１の方向Ｄ１に搬送される管材５が一周以上、巻き掛けられる。第１の公転キャプスタン２１は、管材５を巻き掛けて前方シャフト３５Ａの内部から外部に引き出して公転フライヤ２３に誘導する。

第１の公転キャプスタン２１は、公転回転中心軸Ｃの周りを前方シャフト３５Ａとともに公転回転する。公転回転中心軸Ｃは、第１の公転キャプスタン２１の自転回転の回転軸Ｊ２１と直交する方向に延びている。管材は、第１の公転キャプスタン２１と第１の引抜きダイス１との間で捻りが付与される。この１回目の引き抜き捻り加工により、管材は、素管１０Ｂから中間捻り管１０Ｃに加工される。

第１の公転キャプスタン２１とともに、前方シャフト３５Ａには駆動モータ２０が設けられている。駆動モータ２０は、第１の公転キャプスタン２１を管材５の巻き掛け方向（搬送方向）に駆動回転する。これにより、第１の公転キャプスタン２１は、管材５に第１の引抜きダイス１を通過するための前方張力を付与する。

第１の公転キャプスタン２１および駆動モータ２０は、前方シャフト３５Ａの公転回転中心軸Ｃに重心が位置するように公転回転中心軸Ｃに対して互いに対称の位置に配置されることが好ましい。これにより、前方シャフト３５Ａの回転のバランスを安定させることができる。なお、第１の公転キャプスタン２１と駆動モータ２０の重量差が大きい場合は、錘を設けて重心を安定させてもよい。

（公転フライヤ）
公転フライヤ２３は、第１の引抜きダイス１と第２の引抜きダイス２との間で、管材５の管路を反転させる。公転フライヤ２３は、第１の引抜きダイス１の引抜き方向である第１の方向Ｄ１に搬送される管材５を反転させ、搬送方向を第２の引抜きダイス２の引抜き方向である第２の方向Ｄ２に向ける。より具体的には、公転フライヤ２３は、第１の公転キャプスタン２１から第２の公転キャプスタン２２に管材５を誘導する。

公転フライヤ２３は、複数のガイドローラ２３ａとガイドローラ２３ａを支持するガイドローラ支持体（図示略）とを有する。ここでは、煩雑さを解消するためガイドローラ支持体の図示を省略するが、ガイドローラ支持体は、回転シャフト３５に支持されている。ただし、フライヤの構造についてガイドローラは必須ではなく、単に管が通過するための板状の構造で、それに通過させるためのリングを取り付けた形状のものでも良い。このリングは板形状の部材に設けられても良い。このリングの一部はこの板形状の部材の一部で構成されてもよい。板形状の部材はガイドローラ支持体と同様に回転シャフト３５に支持されてもよい。
ガイドローラ２３ａは、公転回転中心軸Ｃに対し外側に湾曲する弓形状を形成して並列されている。ガイドローラ２３ａ自身が転動して管材５をスムーズに搬送する。公転フライヤ２３は、公転回転中心軸Ｃを中心として、浮き枠３４並びに浮き枠３４内に支持された第１の引抜きダイス１および巻き出しボビン１１の周りを回転する。

公転フライヤ２３の一端は、公転回転中心軸Ｃに対し第１の公転キャプスタン２１の外側に位置している。また、公転フライヤ２３の他端は、中空の後方シャフト３５Ｂの内外を径方向に貫通する横孔３５Ｂｃを通過して後方シャフト３５Ｂの内部側に延在されている。公転フライヤ２３は、第１の公転キャプスタン２１に巻き掛けられて外側に繰り出された管材５を後方シャフト３５Ｂ側に誘導する。また、公転フライヤ２３は、管材５を後方シャフト３５Ｂの内部において、第２の方向Ｄ２に沿って公転回転中心軸Ｃ上に繰り出す。

なお、本実施形態の公転フライヤ２３は、ガイドローラ２３ａにより管材５を搬送する構成であると説明した。しかしながら公転フライヤ２３を、弓状に形成した帯板から形成し、管材５を帯板の一面を滑動させて搬送してもよい。図９において、管材５がガイドローラ２３ａの外側を通過する場合を例示した。
しかしながら、公転フライヤ２３の回転速度が速い場合には、管材５が遠心力により公転フライヤから脱線するおそれがある。このような場合は、管材５の外側に更にガイドローラ２３ａを設けることが好ましい。
公転フライヤ２３と同等の重量を有し前方シャフト３５Ａから後方シャフト３５Ｂに延びて公転フライヤ２３と同期回転するダミーフライヤを複数設けてもよい。これにより、回転シャフト３５の回転を安定させることができる。

（第２の公転キャプスタン）
第２の公転キャプスタン２２は、第１の公転キャプスタン２１と同様に、円盤形状を有する。第２の公転キャプスタン２２は、後方シャフト３５Ｂの端部３５Ｂｂの先端に設けられた支持体２２ａに自転回転が自在な状態で支持されている。また、第２の公転キャプスタン２２の外周には、自転回転自在のガイドローラ２２ｃが並んで配置されている。本実施形態の第２の公転キャプスタン２２は、複数のガイドローラ２２ｃが個々に回転するが、この回転により管材５をスムーズに搬送できる。

第２の公転キャプスタン２２は、外周の接線の１つが回転中心軸Ｃと一致する。
第２の公転キャプスタン２２には、回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に搬送される管材５が一周以上、巻き掛けられる。第２の公転キャプスタン２２は、巻き掛けられた管材を回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に繰り出す。

第２の公転キャプスタン２２は、回転中心軸Ｃの周りを後方シャフト３５Ｂとともに回転する。回転中心軸Ｃは、第２の公転キャプスタン２２の回転軸Ｊ２２と直交する方向に延在されている。第２の公転キャプスタン２２から繰り出された管材５は、第２の引抜きダイス２において縮径される。第２の引抜きダイス２は、地面Ｇに対し静止しているため、第２の公転キャプスタン２２と第２の引抜きダイス２との間で、管材５に捻りを付与できる。この２回目の引き抜き捻り加工により、管材５は、中間捻り管１０Ｃから伝熱管１０に加工される。

第２の公転キャプスタン２２を支持する支持体２２ａは、回転中心軸Ｃに対し第２の公転キャプスタン２２と対称の位置に錘２２ｂを支持する。錘２２ｂは、後方シャフト３５Ｂの回転のバランスを安定させる。

（第２の引抜きダイス）
第２の引抜きダイス２は、第２の公転キャプスタン２２の後段に配置される。第２の引抜きダイス２は、反対の第２の方向Ｄ２を引抜き方向とする。第２の方向Ｄ２は、回転中心軸Ｃと平行な方向である。第２の方向Ｄ２は、第１の引抜きダイス１の引抜き方向である第１の方向Ｄ１と反対である。管材５は、第２の方向Ｄ２に沿って第２の引抜きダイス２を通過する。第２の引抜きダイス２は、地面Ｇに対して静止している。第２の引抜きダイス２の中心は、回転シャフト３５の回転中心軸Ｃと一致する。

第２の引抜きダイス２は、例えば図示略のダイス支持体を介して架台６２に支持されている。また、第２の引抜きダイス２には、架台６２に取り付けられた潤滑油供給装置９Ｂにより潤滑油が供給される。これにより第２の引抜きダイス２における引抜力を軽減できる。

（第２のガイドキャプスタン）
第２のガイドキャプスタン６１は、円盤形状を有している。第２のガイドキャプスタン６１の外周の接線方向は、公転回転中心軸Ｃと一致する。第２のガイドキャプスタン６１には、公転回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に搬送される管材５が一周以上、巻き掛けられる。

第２のガイドキャプスタン６１は、回転軸Ｊ６１を中心に架台６２に回転可能に支持されている。また、第２のガイドキャプスタン６１の回転軸Ｊ６１は、駆動モータ６３と駆動ベルト等を介し接続されている。第２のガイドキャプスタン６１は、駆動モータ６３により、伝熱管１０の巻き掛け方向（搬送方向）に駆動回転する。なお、駆動モータ６３は、トルク制御可能なトルクモータを用いることが好ましい。

第２のガイドキャプスタン６１が駆動することによって管材５には、前方張力が付与される。これにより管材５は、第２の引抜きダイス２における加工に必要な引抜き応力が付与され前方に搬送される。

（巻き取りボビン）
巻き取りボビン７１は、伝熱管１０の管路の終端に設けられ、伝熱管１０を回収する。巻き取りボビン７１の前段には、プーリー７２が設けられている。巻き取りボビン７１あるいはプーリー７２は、トラバース機能を有し伝熱管１０を巻き取りボビン７１に整列巻きあるいはランダムな重ね巻きの状態で巻き取ることができる。

巻き取りボビン７１は、ボビン支持シャフト７３に着脱可能に取り付けられている。ボビン支持シャフト７３は、架台７５に支持され、駆動モータ７４に駆動ベルト等を介し接続されている。巻き取りボビン７１は、駆動モータ７４により駆動回転され、管材５を弛ませることなく巻き取る。巻き取りボビン７１は、伝熱管１０が十分に巻き付けられた場合に取り外され、他の巻き取りボビン７１に付け替えられる。

＜捻り引抜き工程＞
上述した製造装置Ａを用いて、伝熱管１０を製造する方法について説明する。
まず、予備工程として、素管１０Ｂを巻き出しボビン１１にコイル状に巻き付ける。更に、巻き出しボビン１１を製造装置Ａの浮き枠３４にセットする。また、巻き出しボビン１１から素管１０Ｂ（管材５）を繰り出して、予め素管１０Ｂの管路にセットする。具体的には、管材５を、第１のガイドキャプスタン１８、第１の引抜きダイス１、第１の公転キャプスタン２１、公転フライヤ２３、第２の公転キャプスタン２２、第２の引抜きダイス２、第２のガイドキャプスタン６１、巻き取りボビン７１の順に、通過させて、セットする。

伝熱管１０の製造工程において、管材の搬送経路に沿って説明する。
まず、巻き出しボビン１１から素管１０Ｂ（管材５）を順次繰り出していく。
次に、巻き出しボビン１１から繰り出された素管１０Ｂを、第１のガイドキャプスタン１８に巻き掛ける。第１のガイドキャプスタン１８は、素管１０Ｂを回転中心軸Ｃ上に位置する第１の引抜きダイス１のダイス孔に誘導する（第１の誘導工程）。

次に、素管１０Ｂを第１の引抜きダイス１に通過させる。更に、第１の引抜きダイス１の後段で管材５を第１の公転キャプスタン２１に巻き掛けて前記回転軸の周りを回転させる。これにより、管材５を縮径するとともに捻りを付与する（第１の捻り引抜き工程）。

第１の捻り引抜き工程において、管材５には第１の公転キャプスタン２１を駆動する駆動モータ２０により、前方張力が付与される。また、同時に管材５には巻き出しボビン１１のブレーキ部１５により後方張力が付与される。このため、管材５に適度な張力を付与することが可能となり、管材５に座屈・破断を生じさせることなく安定したリード角を付与できる。

管材５は、第１の引抜きダイス１に通された後に、回転する第１の公転キャプスタン２１に巻き掛けられる。管材５は、第１の引抜きダイス１により引抜きされるとともに、第１の公転キャプスタン２１により捻りが付与される。これにより、管材５（素管１０Ｂ）の内部の直線状の逆テーパーフィンと順テーパーフィンと螺旋溝に捻りが付与される。
第１の捻り引抜き工程により素管１０Ｂは、中間捻り管１０Ｃとなる。中間捻り管１０Ｃは、伝熱管１０の製造工程における中間段階の管材であり、伝熱管１０の逆テーパーフィン３Ａ、順テーパーフィン３Ｂ、螺旋溝４Ａ、４Ｂより浅いリード角の逆テーパーフィン、順テーパーフィン、螺旋溝が形成された状態である。

第１の捻り引抜き工程において、管材５（素管１０Ｂ）には、捻りが付与されると同時に引抜きダイスによる引抜きが行われる。すなわち、管材５は、捻りと引抜きとの同時加工による複合応力が付与される。複合応力下においては、捻り加工のみを行う場合と比較して管材５のせん断応力が小さくなり、管材５の座屈応力に達する前に、管材５に大きな捻りを付与できる。これにより、管材５の座屈の発生を抑制しつつ大きな捻りを付与できる。

第１の引抜きダイス１の前段には、第１のガイドキャプスタン１８が設けられており管材５の回転が規制されている。すなわち、管材５は、第１の引抜きダイス１の前段で、捻り方向の変形が拘束されている。管材５には、第１の引抜きダイス１と第１の公転キャプスタン２１との間で捻りが付与される。すなわち、第１の捻り引抜き工程において、管材５に捻りが付与される領域（加工域）は、第１の引抜きダイス１と第１の公転キャプスタン２１との間に制限される。
加工域の長さと、限界リード角（座屈を生じないで捻ることができる最大リード角）の関係には、相関関係があり、加工域を短くすることで、大きなリード角を付与しても座屈が生じにくい。第１のガイドキャプスタン１８を設けることで、第１の引抜きダイス１の前段で捻りが付与されることがなく、加工域を短く設定できる。また、第１の引抜きダイス１と第１の公転キャプスタン２１との距離を近づけることで加工域を短く設定し、座屈を生じさせずに管材５に大きな捻りを付与できる。

第１の引抜きダイス１による管材５の縮径率は、２％以上とすることが好ましい。限界リード角（限界捻り角）と縮径率の間には相関が認められ、引抜き時の縮径率を大きくするにつれて限界リード角が大きくなる傾向が認められる。すなわち、縮径率が小さ過ぎる場合は引抜きによる効果が乏しく、大きなリード角を得ることが難しいので、２％以上とするのが好ましい。なお、同様の理由から縮径率を５％以上とすることがより好ましい。
一方で、縮径率が大きくなり過ぎると加工限界で破断を生じ易くなるので、４０％以下とするのが好ましい。

次に、公転フライヤ２３に管材５（中間捻り管１０Ｃ）を巻き掛けて、管材５の搬送方向を回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に向ける。更に、第２の公転キャプスタン２２に管材５を巻き掛けて、管材５を第２の引抜きダイス２に導入する（第２の誘導工程）。これにより、管材５の搬送方向は、第１の方向Ｄ１から第２の方向Ｄ２に反転し、第２の引抜きダイス２の中心に合わせられる。公転フライヤ２３は、浮き枠３４の周りを公転回転中心軸Ｃを中心として回転する。なお、第１の公転キャプスタン２１、公転フライヤ２３および第２の公転キャプスタン２２は、回転中心軸Ｃを中心として同期回転する。したがって、第１の公転キャプスタン２１から第２の公転キャプスタン２２の間で、管材５は相対的に回転せず捻りが付与されない。

次に、第２の公転キャプスタン２２とともに回転する管材５を第２の引抜きダイス２に通過させる。これにより、管材５を縮径するとともに捻りを付与し、管材５のリード角を更に大きくする（第２の捻り引抜き工程）。この第２の捻り引抜き工程により中間捻り管１０Ｃは、伝熱管１０となる。

第２の捻り引抜き工程において、管材５には第２のガイドキャプスタン６１を駆動する駆動モータ６３により、前方張力が付与される。駆動モータ６３としては、トルク制御可能なトルクモータを用いた場合、第２のガイドキャプスタン６１は、管材５に付与する前方張力を調整できる。第２のガイドキャプスタン６１により前方張力を調整することで、第２の捻り引抜き工程において管材５に適度な張力を付与することが可能となる。これにより、管材５に座屈・破断を生じさせることなく安定したリード角を付与できる。

管材５は、公転回転する第２の公転キャプスタン２２に巻き掛けられた後に第２の引抜きダイス２を通過する。管材５は、第２の引抜きダイス２により縮径されるとともに、第２の公転キャプスタン２２により管材５に捻りが付与される。これにより、管材５の流路管に更に大きな捻りが付与され、管材５のリード角が大きくなる。第２の捻り引抜き工程により中間捻り管１０Ｃは、伝熱管１０となる。ここで目的のリード角を有する逆テーパーフィン３Ａ、順テーパーフィン３Ｂ、螺旋溝４Ａ、４Ｂ、ダイスマークＤＭを備えた伝熱管１０を得ることができる。

第２の引抜きダイス２の前段では、第２の公転キャプスタン２２に管材５が巻き掛けられている。第２の引抜きダイス２の後段では、第２のガイドキャプスタン６１が設けられ管材５の回転が規制されている。すなわち、管材５は第２の引抜きダイス２の前後で、捻り方向の変形が拘束されており、第２の公転キャプスタン２２と第２のガイドキャプスタン６１との間で、管材５に捻りが付与される。すなわち、第２の捻り引抜き工程において、管材５に捻りが付与される領域（加工域）は、第２の公転キャプスタン２２と第２の引抜きダイス２との間に制限される。上述したように、加工域を短くすることで、大きなリード角を付与しても座屈が生じにくい。第２のガイドキャプスタン６１を設けることで、第２の引抜きダイス２の後段で捻りが付与されることがなく、加工域を短く設定できる。

なお、本実施形態において、第２の公転キャプスタン２２は、後方スタンド３７Ｂの後方（第２の引抜きダイス２側）に設けられているが、第２の公転キャプスタン２２は、前方スタンド３７Ａと後方スタンド３７Ｂとの間に位置していてもよい。しかしながら、第２の公転キャプスタン２２を、後方スタンド３７Ｂに対し後方に配置して第２の引抜きダイス２に近づけることで、第２の捻り引抜き工程における加工域を短くすることができる。これにより、座屈の発生をより効果的に抑制できる。

第２の捻り引抜き工程において、第１の捻り引抜き工程と同様に、捻りと引抜きとが行われて、管材５には複合応力が付与される。これにより、管材５の座屈応力に達する前に、管材に座屈の発生を抑制しつつ大きな捻りを付与できる。

第２の引抜きダイス２による管材５の縮径率は、第１の捻り引抜き工程と同様に、２％以上（より好ましくは５％以上）４０％以下とすることが好ましい。
なお、第１の引抜きダイス１において、大きな縮径（例えば縮径率３０％以上の縮径）を行うと管材５が加工硬化するために、第２の引抜きダイス２での大きな縮径を行うことが困難になる。したがって、第１の引抜きダイス１の縮径率と第２の引抜きダイス２の縮径率との合計は、４％以上５０％以下とすることが好ましい。
第１および第２の捻り引抜き工程では、合計で５°以上の捻りが付与される。捻り引抜き工程において、引抜きとともに５°以上の捻りを付与することでダイスマークＤＭが十分に伸張される。これにより、ダイスマークＤＭの深さを３５μｍ以下とすることが可能となり、割れやしわの発生なくヘアピン曲げできる伝熱管１０を製造できる。
本実施形態の捻り引抜き工程によれば押出成形工程において外管９のダイスマークＤＭが螺旋状となる。これにより、内圧の上昇に対して亀裂が生じにくいダイスマークＤＭを形成することができる。

＜空引き工程＞
次に、管材５を仕上げ引抜きダイス７０に通過させる（仕上げ引抜き工程）。伝熱管１０は、仕上げ引抜きダイス７０を通過することで、表面が整形されるとともに底肉厚の偏肉が低減される。また、伝熱管１０に若干のつぶれ等の変形が生じていた場合でも、この仕上げ引抜き工程を経ることにより、その変形も修正して、所定の真円度の伝熱管１０とすることができる。なお、仕上げ引抜きダイス７０の引抜き荷重に対して管材５を搬送させる力は、巻き取りボビン７１に設けられた駆動モータ７４により付与される。
また、捻り引抜き工程（第１の捻り引抜き工程および第２の捻り引抜き工程）の後段において空引き工程を行うことで、表面性状および形状が安定した伝熱管１０を製造できる。
なお、図９では記載を略しているが、架台６２と架台７５の間には仕上げ引抜きダイス７０を支持するための図示略の架台が立設されている。この架台には仕上げ引抜きダイス７０に潤滑油を供給するための図示略の供給ノズルと油タンクが設けられている。

＜回収工程＞
次に、管材５は、巻き取りボビン７１に巻き付けられ回収される。巻き取りボビン７１は、駆動モータ７４により、管材５の搬送速度と同期して回転することで、管材５を弛みなく巻き取ることができる。
以上の工程を経ることにより、製造装置Ａを用いて、逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂと螺旋溝４Ａ、４ＢとダイスマークＤＭを備えた伝熱管１０を製造することができる。

＜熱処理工程＞
次に、熱処理工程について説明する。
熱処理工程は、捻り引抜き工程の後に４００℃以上の高温で４ｈ以上行われる。熱処理工程は、伝熱管１０に焼きなまし処理を施す熱処理工程である。熱処理工程を行うことによって、アルミ材料の歪みを除去し、内部応力を除去できる。

本実施形態の製造方法によれば、素管１０Ｂに直接的に捻りを付与することで、逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂと螺旋溝４Ａ、４ＢとダイスマークＤＭを同時に螺旋状にすることが可能となる。これにより、フィン３Ａ、４Ａ、螺旋溝４Ａ、４Ｂを螺旋状にすることと、ダイスマークＤＭを螺旋状に形成することによる熱交換効率の向上、耐圧性の向上の効果を同時に達成する伝熱管１０を製造できる。

本実施形態の捻り引抜き工程は、上述の工程を経て形成された伝熱管１０に対して、再び第１の捻り引抜き工程および第２の捻り引抜き工程を行い、更に大きなリード角を付与してもよい。この場合には、上述の工程を経た伝熱管１０に対して熱処理（焼きなまし）を行う。更に巻き出しボビン１１に巻き付けて、この巻き出しボビン１１を適当な縮径率を有する第１の引抜きダイスおよび第２の引抜きダイスを有する製造装置Ａに取り付ける。更に、製造装置Ａにより上述の工程と同様の工程（第１の捻り引抜き工程および第２の捻り引抜き工程）を経ることで、更に大きなリード角を付与した伝熱管を製造できる。

本実施形態の製造装置Ａによる捻り引抜き工程によれば、捻りと同時に引抜きを行っているため、出発材と最終製品の外径および断面積が異なる。また、管材５に捻りと縮径の複合応力を付与する為に、捻り加工に必要なせん断応力を低減させることが可能となり、管材５の座屈応力に達する前に、管材５に大きな捻りを付与できる。
したがって、リード角θ１の大きなフィン３Ａ、３Ｂ、螺旋溝４Ａ、４Ｂを有する伝熱管１０を、座屈を生じさせることなく製造することができる。伝熱管１０は、そのリード角θ１を大きくすることで熱交換効率を高めることができる。また、伝熱管１０は、肉厚を薄くすることで、軽量化するとともに材料費を低減して安価とすることができる。すなわち、本実施形態によれば、軽量、安価かつ熱交換効率の高い伝熱管１０を製造できる。

本実施形態の捻り引抜き工程によれば、第１の引抜きダイス１と第２の引抜きダイス２との間で第１の公転キャプスタン２１により、管材５に捻りを付与している。更に、第１の引抜きダイス１と第２の引抜きダイス２との引抜き方向が反転している。これにより、第１の捻り引抜き工程と、第２の捻り引抜き工程における、捻り方向を一致させて、管材５に捻りを付与できる。また、管材５の管路の始端である巻き出しボビン１１と管路の終端である巻き取りボビン７１を公転回転させる必要がない。ラインの速度は、回転速度に依存するため、重量物である巻き出しボビン１１又は巻き取りボビン７１を回転させない本実施形態の捻り引抜き工程では、回転速度を容易に高めることができる。すなわち、本実施形態によれば容易にライン速度を高速化できる。
更に、本実施形態において、巻き出しボビン１１を公転回転させることがないため、巻き出しボビン１１に長尺の素管１０Ｂ（管材５）を巻き付けることができる。このため、本実施形態の捻り引抜き工程によれば、巻き出しボビン１１を付け替えることがなく、一気通貫で長尺の管材５に捻りを付与することができる。すなわち、本実施形態によれば伝熱管１０の大量生産が容易となる。

本実施形態の捻り引抜き工程は、少なくとも１回以上の捻り引抜き工程を経て管材５に捻りを付与するものである。このため、各段階の捻り引抜き工程で付与するリード角を積み上げて大きなリード角を付与することができる。

本実施形態の捻り引抜き工程によれば、第１の捻り引抜き工程および前記第２の捻り引抜き工程において、管材５に前方張力と後方張力が付与される。前方張力は、第２のガイドキャプスタン６１により管材５に付与され、後方張力は、巻き出しボビン１１を制動するブレーキ部１５によって管材５に付与される。これにより、加工対象の管材５に適切な張力を安定して付与することができる。管材５の管路に弛みが無く、直管状の流路素管７Ａが芯ずれせずに引抜きダイスに入るため、管材５に座屈・破断を生じさせることなく安定したリード角を付与できる。

本実施形態において、第１の引抜きダイス１および第２の引抜きダイス２ダイス孔の中心は、回転中心軸Ｃ上に位置している。これにより、ダイス孔を通過する管材５をダイス孔に対して直線的に配置できるため、管材５を均一に縮径して、捻り付与時の座屈を抑制できる。なお、第１の引抜きダイス１および第２の引抜きダイス２において、管材５が正常に縮径できる範囲であれば、回転中心軸Ｃに対するダイス孔の位置ズレは許容される。

なお、本実施形態において、巻き出しボビン１１が浮き枠３４に支持され、巻き取りボビン７１が地面Ｇに設置されているものとして説明した。しかしながら、巻き出しボビン１１と巻き取りボビン７１のうち何れが浮き枠３４に支持されていてもよい。すなわち、図９において、巻き出しボビン１１と巻き取りボビン７１とを入れ替えて配置してもよい。この場合には、管材５の搬送経路が反転する。また、第１の引抜きダイス１および第２の引抜きダイス２を入れ替えて配置するとともに、搬送方向に沿ってそれぞれの引抜きダイス１、２の引抜き方向を反転させて配置する。更に、引抜きダイス１、２の前後に位置するキャプスタンにおいて、引抜きダイスの後段に位置するキャプスタンを管材の巻き掛け方向（搬送方向）に駆動させ、引抜きダイスにおける引抜力に抗する前方張力を与える。
以上の説明の捻り引抜き工程により、図７に示す素管１０Ｂから図３〜図５に示す構成の伝熱管１０を製造することができる。

＜製造方法のまとめ＞
押出で製造する伝熱管１０には、長手方向に伸びる凹状のダイスマークが発生しており、その深さは４０μｍ以下であるが局部的に５０μｍ近い深さのマークもあり、本発明者の経験的にその深さは５０μｍ以下である。伝熱管１０に対して、捻り引抜き工程と空引き工程とを行なうことで、管は縮径・伸長されるとともに、外周面の凹状のダイスマークＤＭが浅くなる。
更に、複合加工で捻りを付与するため、その螺旋角とともに伸長の程度が増加し、より効果的に凹状のダイスマークＤＭを浅くでき、適切な条件で加工することで、管外周の凹部の深さは３５μｍ以下に制御可能となる。すなわち、本実施形態の捻り引抜き工程によれば、複数回の捻りおよび引抜きを繰り返す。これにより、押出成形工程で形成されたダイスマークＤＭを複数回に亘って伸長させて浅くすることができ、結果として強度が高い伝熱管１０を製造できる。

図１１は本発明に係る伝熱管の第２実施形態の部分拡大断面構造を示すもので、この第２実施形態の伝熱管５０は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる管本体５０Ａからなるが、管本体５０Ａの内周側に円周方向に沿って逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂが１つずつ交互に設けられている。
図１１に示す伝熱管５０は、横断面の外形状が円形の管本体５０Ａからなる。管本体５０Ａの外周面５０ａの直径は、第１実施形態の伝熱管１０と同様に、例えば、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。管本体５０Ａの内周面５０ｂには、長さ方向に沿って螺旋状に形成された逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂが交互に設けられている。また、管本体５０Ａの内周方向に隣接する逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂの間には、螺旋溝４Ｃが形成されている。

第２実施形態の伝熱管５０において、逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂが交互に形成されているため、それらの間に形成されている螺旋溝４Ｃは溝の底部幅と溝の開口部幅がほぼ等しい形状とされている。
第２実施形態の伝熱管５０においても、第１実施形態の伝熱管１０と同等の作用効果が得られる。
例えば、逆テーパーフィン３Ａを設けていることで拡管性に優れ、逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂを設けていることで優れた熱交換効率が得られる。

第１実施形態の伝熱管１０の説明と第２実施形態の伝熱管５０の説明から明らかなように、伝熱管においてその内周円方向に形成される逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂの設置順序は、順テーパーフィン３Ｂを１つあるいは複数設置し、逆テーパーフィン３Ａを複数設置する交互配置であっても良いし、逆テーパーフィン３Ａを１つあるいは複数配置し、順テーパーフィン３Ｂを複数配置する交互配置であっても良い。
あるいは、逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂを任意の数毎に交互配置する構造を採用しても良い。
フィン３の全数に対し、逆テーパーフィン３Ａと順テーパーフィン３Ｂを配置する割合は目的の伝熱管に要求される拡管性や熱特性に合わせて適宜変更することができる。

「第２の製造装置」
図１２、図１３は伝熱管１０、５０を製造するために用いる第２の製造装置Ｂを示すもので、図１２は製造装置Ｂの全体構造の側面を示し、図１３は製造装置Ｂの全体構造の平面を示す。
この製造装置Ｂは、図７、図８に示す素管１０Ｂを図１２に示すようにコイル状に巻き取った状態に保持する巻き出し側キャプスタン８０と、この巻き出し側キャプスタン８０から巻き出される素管１０Ｂを巻き出し側キャプスタン８０とともに回転する回転手段８１を備えている。また、製造装置Ｂは、巻き出し側キャプスタン８０から送り出された素管１０Ｂを通す引抜きダイス８２と、引抜きダイス８２を通って捻り加工と引抜き加工がなされた伝熱管１０を巻き付けながら送り出す引抜き側キャプスタン８３を備えている。

巻き出し側キャプスタン８０は、図１２に示すように離間して前後に立設された鋼材からなる支柱部材８５、８６の上端部に取り付けられた軸受け部８７に軸回りに回転自在に水平に支持された中空軸部８８に支持されている。なお、この中空軸部８８の長さ方向の延長線に沿って巻き出し側キャプスタン８０とダイス８２と引き抜き側キャプスタン８３が順次配置され、素管１０Ｂが中空軸部８８、巻き出し側キャプスタン８０、引抜きダイス８２、引き抜き側キャプスタン８３の順に移動されて加工される。このため、以下の説明において素管１０Ｂの移動方向に沿って上流側を前段側、下流側を後段側と適宜呼称しつつ説明する。

中空軸部８８は支柱部材８５の上端部と支柱部材８６の上端部にそれぞれ設けられている軸受け部材８５ａ、８６ａに支持されて水平に設けられ、その一端８８ａを支柱部材８５の上端部から上流側外部に突出させ、その他端８８ｂを支柱部材８６の上端部から下流側外部に突出させて水平に、かつ、軸回りに回転自在に支持されている。中空軸部８８の他端側に中空軸部８８に対し斜め方向に隣接して延在する一対の第１支持フレーム９０が設けられ、その先端部９０ａによって巻き出し側キャプスタン８０の円盤部８０ａの中心軸が回転自在に支持されている。
中空軸部８８の他端側には中空軸部８８に対し斜め方向に延在するように第２支持フレーム９１が設けられ、第２支持フレーム９１の先端側に延設された延長フレーム９２に錘体９３が取り付けられている。第１支持フレーム９０と第２支持フレーム９１は中空軸部８８の他端８８ｂに対しＶ字型に配置されるように接続され、中空軸部８８の軸回りの回転によって第１支持フレーム９０と第２支持フレーム９２はＶ字型に支持されたまま回転される。

巻き出し側キャプスタン８０の円盤部８０ａはその中心部から若干ずれた位置を第１フレーム９０、９０の先端部９０ａによって支持されている。また、中空軸部８８の中心軸の延長線を巻き出し側キャプスタン８０の外周縁の接線と近似するように巻き出し側キャプスタン８０が第１フレーム９０によって支持されている。このため、中空軸部８８の回転に伴い巻き出し側キャプスタン８０が旋回すると、中空軸部８８の中心軸の延長線の周囲を周回するように巻き出し側キャプスタン８０が回転する。また、同様に中空軸部８８の回転に伴い錘体９３も中空軸部８８の中心軸の延長線の周囲を周回するように回転する。
巻き出し側キャプスタン８０において、円盤部８０ａの外周縁に沿って素管１０Ｂを巻き付けることができるように構成されている。

例えば、図１２に示すように巻き出し側キャプスタン８０が最も下方位置になるように中空軸部８８を回転させた場合、巻き出し側キャプスタン８０の最上部の若干上方を中空軸部８８の中心軸の延長線が通過する。あるいは、巻き出し側キャプスタン８０が最も上方位置になるように中空軸部８８を回転させた場合、巻き出し側キャプスタン８０の最下部の若干下方を中心軸部８８の中心軸部の延長線が通過する。
中空軸部８８の一端８８ａ側の開口部には素管１０Ｂを挿入可能な大きさの入口部８８ｃが形成され、中空軸部８８の他端８８ｂ側の開口部には先の素管１０Ｂを引き出し可能な出口部８８ｄが形成されている。

このため、中空軸部８８の内部を通過させた素管１０Ｂを巻き出し側キャプスタン８０の外周の接線に沿うように導入して巻き出し側キャプスタン８０の外周に巻き掛けることができるとともに、巻き出し側キャプスタン８０の外周に例えば１周分巻き付けた素管１０Ｂを巻き出し側キャプスタン８０の外周から巻き出して引抜きダイス８２側に導出することができる。
この巻き出し側キャプスタン８０に対する素管１０Ｂの巻き付け状態と巻き出し状態の一例を図１４に簡略的に示しておく。図１４においてＣ０は巻き出し側キャプスタン８０に巻き付けられる前段側の素管１０Ｂの軸心を示し、Ｃ１は巻き出し側キャプスタン８０から巻き出された素管１０Ｂの軸心を示している。

中空軸部８８の他端側にはＶ字型に第１のフレーム９０と第２のフレーム９１が延出され、それらの先端側に巻き出し側キャプスタン８０と錘体９３が取り付けられているが、錘体９３と巻き出し側キャプスタン８０の重量および取付位置は、それらが回転した場合に、重量バランスの均衡がとれる位置とされている。即ち、中空軸部８８の回転により錘体９３と巻き出し側キャプスタン８０が旋回した場合、両者の回転モーメントのバランスが均衡し、両者の回転に伴う振動が可能な限り小さくなるように巻き出し側キャプスタン８０と錘体９３のそれぞれの重量と取付位置が調整されている。

支柱部材８５の上部と支柱部材８６の上部の間に支持板９５が架設され、支持板９５に駆動モーター９６が取り付けられ、駆動モーター９６の出力軸９６ａに無端ベルトなどの動力伝達装置９７が接続されている。この動力伝達装置９７はその上方に位置する中空軸部８８の一端側に接続されていて、駆動モーター９６の出力軸９６ａの回転により中空軸部８８を回転駆動することができる。
この駆動モーター９６と動力伝達装置９７と中空軸部８８により巻き出し側キャプスタン８０と錘体９３を一体に回転させる構成であり、駆動モーター９６と動力伝達装置９７と中空軸部８８により、巻き出し側キャプスタン８０を回転駆動する回転手段８１が構成されている。

中空軸部８８の出口部８８ｄに対し下流側に巻き出し側キャプスタン８０が設けられているが、その更に下流側に引抜きダイス８２が支柱部材９８に支持されて設けられている。引抜きダイス８２の設置位置は、図１２に示すように中空軸部８８の出口部８８ｄと同等高さにダイス孔が配置され、中空軸部８８の出口部８８ｄと引抜きダイス８２との中間位置に巻き出し側キャプスタン８０の外周縁がパスラインに一致するよう配置されている。引抜きダイス８２はこの例では支柱部材９８の上端部に中空の支持架台９９を介し取り付けられている。また、支持架台９９の上方には引抜きダイス８２のダイス孔に潤滑油を供給するためのタンク１００とフレキシブル供給管１０１が設置されている。

引抜きダイス８２は、素管１０Ｂを挿通させるダイス孔を有しており、素管１０Ｂの外径を減少させる空引きを行う。引抜きダイス８２における縮径率はアルミニウム又はアルミニウム合金からなる素管１０Ｂの場合、５〜４５％程度に設定される。縮径率が小さ過ぎる場合は引抜きによる効果が乏しく、大きなリード角を得ることが難しいので、５％以上とするのが好ましい。一方、縮径率が大きくなり過ぎると加工限界で素管１０Ｂに破断を生じ易くなるので、４５％以下とするのが好ましい。
また、素管１０Ｂがダイス孔を通過する際、巻き出し側キャプスタン８０が回転されるので、素管１０Ｂは引抜きダイス８２のダイス孔によって縮径されると同時に捻りが付与される。このため、素管１０Ｂは捻りが付加されて図３〜図６に示す伝熱管１０に加工される。

引抜きダイス８２の下流側に支柱部材９８に支持されて引抜き側キャプスタン８３が設けられ、引き抜き側キャプスタン８３は支柱部材９８に支持された水平軸１０５を介し鉛直向きに設置され、回転自在に支持されている。引き抜き側キャプスタン８３の最上部は引抜きダイス８２のダイス孔の位置と同等高さに設置され、その外周面に沿って引抜きダイス８２で加工された伝熱管１０が巻き付けられるようになっている。
支柱部材９８において引き抜き側キャプスタン８３を取り付けた側と反対側に回転駆動用の駆動モーター１０６の出力軸１０６ａが水平軸１０５に直接連結するように設置され、駆動モーター１０６によって引き抜き側キャプスタン８３を回転駆動できる。

「第２の製造装置による製造方法」
次に、以上説明のように構成された製造装置Ｂを用いて、伝熱管１０を製造する方法の一例について説明する。
予め、図７に示す素管１０Ｂを用意する（複合素管準備工程）。
図１２〜図１４に示す製造装置Ｂに対し素管１０Ｂを供給するには、素管１０Ｂの先端側を中空軸部８８の入口部８８ｃから中空軸部８８に挿通し、中空軸部８８の出口部８８ｄから素管１０Ｂを引き出し、巻き出し側キャプスタン８０の外周に沿って図１２に示すように１周分巻き付ける。この素管１０Ｂを巻き出し側キャプスタン８０から接線方向に水平に巻き出して引抜きダイス８２のダイス孔に挿通し、引抜きダイス８２のダイス孔を通過させた素管１０Ｂを引き抜き側キャプスタン８３に１周分以上巻き付け、引き抜き側キャプスタン８３の下流側にまで素管１０Ｂを引き出す。これらの操作は伝熱管１０の製造開始前の準備段階の作業となる。

この準備作業の後、素管１０Ｂの先端側と後端側に図１３に示すようにそれぞれ筒型の拘束具１０８を被せ、拘束具１０８の周壁に複数形成されているねじ孔に蝶ネジ１０８ａを螺合して素管１０Ｂの先端側と後端側を拘束する。次に、図１３に示すように素管１０Ｂの先端側の拘束具１０８に張力調整用のコイルバネを備えたばねばかり型の張力調整具１０９を接続し、複合素管の後端側の拘束具１０８に張力調整用のコイルバネを備えたばねばかり型の張力調整具１１０を接続する。

この状態から素管１０Ｂの加工を開始する。加工開始とともに順次、素管１０Ｂを一定の速度で移動させて中空軸部８８を通過させ、巻き出し側キャプスタン８０に巻き付ける（巻き出し工程）。素管１０Ｂを引抜きダイス８２に通すための引抜き力は駆動モーター１０６により回転させる引き抜き側キャプスタン８３の回転力により与えられる。
巻き出し側キャプスタン８０から巻き出した素管１０Ｂに引抜きダイス８２を通過させて引き抜き側キャプスタン８３に巻き付け、引き抜き側キャプスタン８３から一定の速度で巻き出す。これらの動作を開始すると同時に中空軸部８８を駆動モーター９６により所定速度で回転させ、巻き出し側キャプスタン８０と錘体９３を回転駆動する（捻り引抜き工程）。

また、張力調整具１０９、１１０の張力を監視しながら、素管１０Ｂが巻き出し側キャプスタン８０に巻き付けられる場合の後方張力を一定になるように調整する。
更に、引き抜き側キャプスタン８０から素管１０Ｂが引き出される場合の前方張力を一定になるように調整する。
前方張力の安定的な付加のためには、張力調整具１０９の下流側に巻き取りローラーやウインチ装置などの引張り装置を配置し、一定の速度で張力調整具１０９を牽引できるように調整することが好ましい。また、後方張力の安定的な付加のためには、張力調整具１１０の上流側に巻き出しローラーなどの巻き出し装置を配置し、一定の速度で張力調整具１１０を繰り出しできるように調整することが好ましい。
あるいは、張力調整具１０９、１１０を略してこれらの位置に巻き出し用のローラーと巻取用のローラーを配置し、これらのローラーにブレーキ機構や速度調整機構を内蔵し、引抜きダイス８２より下流側の素管１０Ｂの先端側に所望の前方張力を付加し、引抜きダイス８２より上流側の素管１０Ｂの後端側に所望の後方張力を付加できるように構成することが大量生産を行う上では好ましい。

引抜きダイス８２を中心として下流側の素管１０Ｂに適切な後方張力を付加しつつ上流側の素管１０Ｂに適切な後方張力を付加しながら巻き出し側キャプスタン８０から引抜きダイス８２のダイス孔に素管１０Ｂを通過させると同時に、巻き出し側キャプスタン８０を回転させることで引抜きダイスのダイス孔を通過する素管１０Ｂに引抜きと捻りを同時に作用させる。
通常、３〜２０ｍｍ程度、あるいは３〜１２ｍｍ程度などの外径のアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる薄肉の素管に対し、捻りのみを作用させると容易に座屈するか破断する。この製造装置Ｂでは捻りの作用と同時に引抜きを作用させて捻りによる座屈・破断を抑制しながら引き抜くので、上述のサイズの細径のアルミニウム又はアルミニウム合金製の素管１０Ｂであっても、座屈・破断させることなく捻りを付加できる。

図１２に示すように巻き出し側キャプスタン８０の頂上位置と引抜きダイス８２のダイス孔において素管１０Ｂの接触位置との間の長さＬの領域が素管１０Ｂの捻り加工領域とされる。製造装置Ｂにあってはこの捻り加工領域の長さＬを極力短くしているので、大きなリード角を素管１０Ｂに与えても、素管１０Ｂに破断を生じることなく５゜〜８０゜程度までの捻りを付与することができる。

素管１０Ｂは巻き出し側キャプスタン８０に１周分巻き付けられることにより、図１４に示すように巻き始め側の軸心Ｃ０から巻き出し側キャプスタン８０の外周に沿って若干ずれた軸心Ｃ１に沿って送り出される。
引抜きダイス８２のダイス孔を素管１０Ｂが通過する場合、素管１０Ｂの中心とダイス孔の中心の位置合わせを行い、素管１０Ｂに余計な応力が作用しないようにするためには、巻き出し側キャプスタン８０から巻き出された側の軸心Ｃ１を回転中心として軸心Ｃ１の周回りに巻き出し側キャプスタン８０が回転するように、中空軸部８８の位置関係と第１支持フレーム９０の位置関係と巻き出し側キャプスタン８０の位置関係を合わせることが好ましい。
素管１０Ｂの中心とダイス孔の中心の位置合わせを行っていることにより、ダイス孔を通過する素管１０Ｂに大きな捻りを付与し、リード角の大きな加工を施しても素管１０Ｂを座屈・破断させることなく捻り加工できる。

なお、巻き出し側キャプスタン８０を回転させるための回転中心は中空軸部８８の軸心と一致するが、この軸心は引抜きダイス８２のダイス孔の中心と位置合わせされ、この軸心に沿って素管１０Ｂの中心が移動する必要がある。このため、巻き出し側キャプスタン８０に巻き掛けられる前の素管１０Ｂは前記軸心から若干ずれた位置にあって回転する。このため、巻き出し側キャプスタン８０に巻き付けられる前の素管１０Ｂは中空軸部８８の内部において偏心回転することとなるが、中空軸部８８の内径はこの偏心回転を吸収するだけの値に設定されているので、素管１０Ｂの回転に支障はない。

以上説明した捻り引抜き加工を行うことで引抜きダイス８２を通過する素管１０Ｂに大きな捻りを付与することができる結果、素管１０Ｂを螺旋状に捻り、捻り流路を有する図３〜図６に示す伝熱管１０を製造することができる。
なお、先に説明した製造装置Ａを用いて捻り引抜き加工を施す場合と同様に２回に分けて捻り引抜き加工を施すには製造装置Ｂに素管１０Ｂを２回通して捻り引抜き加工を施すと良い。その場合、１回目の捻り引抜き加工で用いる引抜きダイスのダイス孔のサイズと縮径率、２回目の捻り引抜き加工で用いる引抜きダイスのダイス孔のサイズと縮径率を適宜変更し、２回の捻り引抜き工程で最終的に得るべきリード角になるように調整することが好ましい。

ここまで、図７、図８に示す構造の素管１０Ｂを用い、製造装置Ａ、Ｂを適宜用いて図３〜図６に示す螺旋構造のフィン３Ａ、３Ｂおよび螺旋溝４Ａ、４Ｂを備えた伝熱管１０を製造できることについて先に説明した。
しかし、素管１０Ｂを用いて捻り引抜き加工を施す場合、本願出願人が先に特許出願している特開２０１６−２２５０５号公報の図１に記載の製造装置を用いて捻り引抜き加工を施しても良い。
この製造装置は、複合素管をコイル状に保持したドラムから巻き出して巻き出し側キャプスタンに巻き付けつつ、ドラム及び巻き出し側キャプスタンをドラムの巻軸と直交する軸心に沿って回転させることができる装置である。そして、巻き出し側キャプスタンから複合素管を軸心回りに回転させながら巻き出す素管送り出し工程と、巻き出された複合素管を引抜きダイスに通して縮径しながら引抜いた後に引抜き側キャプスタンに巻き付けることができる装置である。
この特開２０１６−２２５０５号公報に記載されている製造装置を用いて先の実施形態に記載した素管１０Ｂに捻り引抜き加工を施すことで、図３〜図６に示す構造の伝熱管１０を製造しても良い。

ＪＩＳＡ３００３系アルミニウム合金からなる素管を押出し、内面に逆テーパーフィンと順テーパーフィンと直溝を有した押出素管を製造した。
次に、その素管に図９、図１０に示す製造装置を用いて捻り引抜き加工（引抜＋捻り）を施して伝熱管（内面螺旋溝付管）を製造した。この伝熱管は、外径Ｄが７．００ｍｍ、フィン底幅の弧長Ｗが０．１３ｍｍ、０．１５ｍｍ、フィンの条数が４５、フィンの高さＨが０．２５ｍｍ、逆テーパーフィンのフィン頂角αが−５〜−２５°の範囲でそれらの値を種々に変量し、底肉厚ｔは０．５０ｍｍとした。実施例の伝熱管の逆テーパーフィンの形状は、図４に示すように先端幅が底幅より大きい形状であり、伝熱管の内周方向に２つの逆テーパーフィンと１つの順テーパーフィンが、交互に配置された構造となっている。

「比較例の伝熱管」
比較例として、底幅が先端幅より大きい順テーパーフィンのみを有する伝熱管（内面螺旋溝付管）を用意した。比較例の伝熱管も、実施例の伝熱管と同様に、フィンは螺旋状に形成されている。また、比較例の伝熱管の各寸法は、上述の実施例の伝熱管の各寸法と同じとした。
また、伝熱管におけるリード角の影響を確認するために、一部の比較例においては、実施例と同じ形状の伝熱管のリード角を０°、１０°と変量し、同じ試験を行った。

「測定」
得られた実施例および比較例の伝熱管について、管内面の溝およびフィンの形状、伝熱特性、ヘアピン曲げ加工性、拡管後のプラグの焼き付きの有無を調べた。前記溝形状は、伝熱管（長さ３００ｍｍ）を縦に２分割して管内面のフィンの高さ、底肉厚、底幅の弧長、等を測定して調べた。

「伝熱特性」
伝熱特性は、図１９、図２０に示す従来公知の伝熱性能評価装置を用いて、管内熱伝達率（管内凝縮および管内蒸発）を測定して調べた。図１９は、凝縮試験を行う伝熱特性評価装置であり、図２０は、蒸発試験を行う伝熱特性評価装置である。
各試験装置において、冷媒質量速度は２５０ｋｇ／ｍ^２・ｓとした。その他の試験条件は、管内の凝縮側について、冷媒の平均飽和温度を４５℃、冷媒入口過熱度を２０℃、冷媒出口過冷却度５℃、管入口圧力を２．６３ＭＰａに設定し、管内の蒸発側について、冷媒の平均飽和温度を５℃、冷媒入口乾き度０．２、冷媒出口過熱度を７℃、管出口圧力を０．８６ＭＰａに設定し、測定に使用した伝熱管長さ４ｍ、冷媒Ｒ３２を用いて評価を行なった。基準には外径７．００ｍｍで、底肉厚０．２５ｍｍ、フィン高さ０．１７ｍｍ、フィン頂角２５°、条数５５条、リード角１０°の従来の銅製内面溝付伝熱管について管内熱伝達率を上記と同じ方法で測定した。管内熱伝達率は各伝熱管３本について測定し、その平均値をその伝熱管の管内熱伝達率とした。

「拡管試験」
図１７に、拡管試験で使用した拡管プラグ１１３Ａおよびロッド１１３を備えた拡管具１１４を示す。また、図１８に、拡管試験において用いた管保持具１３０を示す。
拡管具１１４はハンドルＨの先端側にロッド１１３を有し、その先端に拡管プラグ１１３Ａが形成されている。管保持具１３０は、上面側にスライド溝１３４ａを有した円盤状の支持台１３４と、この支持台１３４のスライド溝１３４ａに装着されるブロック状の第１保持部１３１と第２保持部１３２を有する。第１保持部１３１と第２保持部１３２はこれらの側面に形成されたねじ孔に螺合される固定ボルト１３２ａによって互いを沿わせた状態で一体化できるように構成されている。また、第１保持部１３１と第２保持部１３２の側面中央側にはそれぞれ丸溝１３１Ａ、１３２Ａが形成されている。

まず、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１保持部１３１と第２保持部１３２を起立させて重ね合わせてスライド溝１３４ａの上に固定する。これにより、第１保持部１３１と第２保持部１３２の境界部に丸溝１３１Ａ、１３２Ａを重ねることによって孔１３３が形成される。
次に図１８（ｃ）に示すように、孔１３３にサンプルの伝熱管Ｊを挿入する。なお、孔１３３の内径は、伝熱管Ｊの外径よりも十分に大きく形成されており、上方から容易に挿入することができ、挿入する伝熱管Ｊの長さは１２５ｍｍである。
次に図１８（ｄ）に示すように、図１７の拡管プラグ１１３Ａを取り付けたロッド１１３を挿入することで、伝熱管Ｊを拡管する。最後に、固定ボルト１３２ａを取り外し、第１保持部１３１と第２保持部１３２を開くことで、拡管された伝熱管Ｊを取り出すことができる。これを２００本連続して実施し、その後の拡管プラグの焼き付きの有無を確認した。焼き付きが生じたものは×、拡管時焼き付きは生じないものの拡管抵抗が増大したものは△、焼き付きが生じなかったものは○とした。

なお、今回の拡管試験において用いる拡管プラグ１１３Ａの最外径部の直径は、外径Ｄ７．００ｍｍでは５．９ｍｍであり、超硬合金からなる拡管プラグを用いた。また、拡管プラグ１１３Ａの挿入速度は、２８５ｍｍ／ｍｉｎとした。

（ヘアピン曲げに対する強度測定）
各サンプルの伝熱管を、外径７．０ｍｍのものは曲率半径（Ｒ＝１５）でヘアピン状に１８０°曲げる、曲げ加工を行った。各条件ｎ＝２０で評価し、１つでも伝熱管の外周面に座屈が観察されたものを×とし、座屈はしないが曲げ部分に変形が大きいものを△、座屈と変形が観察されなかったものを〇とした。

表１、表２に実施例および比較例の各寸法および試験結果を示す。
なお、表１、表２において、「リード角」は、フィン３のリード角θ１を意味する。表１、表２において、頂角は、フィン頂角γを意味する。表１、表２において、「底肉厚弧長／濡れ縁長さ」とは、底部４ａの占める長さ（Ｆ）と濡れ縁長さ（Ｅ）の比［Ｆ／Ｅ］を意味する。表１、表２において、「濡れ縁長さ／外周長」は、濡れ縁長さ（Ｅ）と外周長（Ｄ）の比［Ｅ／Ｄ］を意味する。

表１に示す結果から、実施例１〜６の伝熱管は、比較例１〜５の伝熱管と比較して、いずれも熱特性および拡管時の焼き付き性に優れていることがわかる。
表１、表２に示す結果から、実施例１〜６の伝熱管は、比較例１〜５の伝熱管と比較して、いずれも円周方向に均等な拡管が可能であった。
比較例１〜比較例５の試料は、逆テーパーフィンを設けていない試料であるが、拡管時焼き付きが発生し、比較例２の試料のようにフィン３のリード角が０゜の試料は拡管時に焼付が発生した上に、ヘアピン曲げ試験において座屈を生じた。
表２に示す実施例７、８は熱特性は若干低下するが焼き付きやヘアピン曲げ時に座屈を生じていない例である。

表２に示す実施例９の試料は、逆テーパーフィン数が５個の例であり、逆テーパーフィン数が少ないため、拡管時焼き付きを生じ、実施例１２、１３の試料は逆テーパーフィン数が４０個、４２個であり、多すぎるため、へピン曲げの際に変形を生じた。
なお、条数４５なので、実施例９の逆テーパフィン割合において５／４５＝１１％が拡管時の抵抗が増大した試料（△）である。実施例１２の逆テーパーフィン割合において４０／４５＝８８.８％はヘアピン曲げ結果が△の試料である。実施例１３の逆テーパーフィン割合４２／４５＝９３.３％がヘアピン曲げ結果が△の試料である。

これらの対比から、逆テーパーフィン数の割合は条数の１２％〜８７％の範囲が好ましく、その範囲から外れると拡管抵抗が増大し、ヘアピン曲げ時の抵抗が増大し、熱抵抗も若干低下することがわかる。
また、各実施例の試料は逆テーパーフィンの数、フィン頂角が適切であり、伝熱性および拡管時の焼き付き性にも優れていることがわかる。

以上、本願発明の様々な実施形態と実施例を説明したが、各実施形態、実施例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本願発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本願発明は先の実施形態および実施例によって限定されることはない。

Ａ、Ｂ…製造装置、３…フィン、３Ａ…逆テーパーフィン、３ａ…先端部、３Ｂ…順テーパーフィン、３ｂ…底部、３ｃ…側壁部、４、４Ａ、４Ｂ…螺旋溝、４ａ…底部、５…管材、１０…伝熱管、１０Ａ…管本体、１０ａ…外周面、１０ｂ…内周面、１０Ｃ…中間捻り管、６０…熱交換器、６１…伝熱管、６１Ａ…主管、６１Ｂ…エルボ管、６２…放熱板、ｄ１…底幅、ｄ２…先端幅、θ１、θ２…捻り角、ＤＭ…ダイスマーク。

本発明の伝熱管において、前記管本体の長さ方向に沿う前記逆テーパーフィンのリード角と前記管本体の長さ方向に沿う前記順テーパーフィンのリード角が５゜〜４５°の範囲とされた構成を採用できる。
本発明の伝熱管において、前記逆テーパーフィンを構成する２つの側壁のなすフィン頂角が０゜より大きく、３０゜以下である構成を採用できる。

Claims (7)

1. 押出素管の捻り加工材である伝熱管であって、
   管本体の内周面に周方向に沿って並び長さ方向に沿って螺旋状に形成された複数のフィンを有し、前記内周面に沿って形成された複数のフィンの内、一部のフィンが、その先端幅を底幅より大きくした逆テーパーフィンであって、他のフィンが、その先端幅を底幅より小さくした順テーパーフィンであることを特徴とする伝熱管。
2. 前記逆テーパーフィンと前記順テーパーフィンが前記内周面の周方向に沿って交互に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の伝熱管。
3. 前記内周面の周方向に沿って複数のフィンが配列され、配列されたフィンのうち、前記逆テーパーフィンと前記順テーパーフィンのどちらか一方が他のフィンに対し複数個おきに配置されたことを特徴とする請求項１に記載の伝熱管。
4. 前記管本体の長さ方向に沿う前記逆テーパーフィンのリード角と前記管本体の長さ方向に沿う前記順テーパーフィンのリード角が５゜〜４５℃の範囲とされたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の伝熱管。
5. 前記逆テーパーフィンを構成する２つの側壁のなすフィン頂角が０゜より大きく、３０゜以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の伝熱管。
6. アルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の伝熱管。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された伝熱管を備えたことを特徴とする熱交換器。