JP4588267B2 - Internal grooved tube processing method - Google Patents

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Description

【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32と、この駆動軸32を磁場により回転させるコイル33とを有し、コイル33に給電することにより駆動軸32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「R32/R134a/R125」や、「R32/R125」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10−211537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10−238984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22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,6B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15°、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3A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15°、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 10:往復駆動手段
21:加工リング 22:駆動軸 23:コイル
24:中心軸 25:管軸 θ:交叉角度
A,B,C:溝パターン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for processing an internally grooved tube in which a groove is formed on the tube inner surface, and more specifically, a method for processing an internally grooved heat transfer tube used in an air-cooled heat exchanger such as a domestic or commercial air conditioner. It is about.
[0002]
[Prior art]
In the condenser and the evaporator of the air-cooled heat exchanger, an internally grooved tube in which a spiral groove is formed on the tube inner surface to improve heat transfer efficiency is used. FIG. 20 is a schematic cross-sectional view in the direction of the tube center axis (hereinafter referred to as the tube axis) showing a conventional processing apparatus for internally grooved tubes. With reference to this FIG. 20, the conventional processing apparatus and processing method of an internally grooved pipe will be described.
[0003]
A floating plug 12 is inserted into the raw tube 18. This floating plug 12 has an outer diameter on the tube supply side (the left side in the drawing is the supply side and the right side is the extraction side) slightly smaller than the inner diameter of the raw tube 18, and the outer diameter on the tube extraction side is that of the tube supply side. It is a smaller truncated cone shape. A holding die 11 for reducing the diameter of the pipe 18 together with the floating plug 12 is disposed on the outer surface of the pipe 18 at a position corresponding to the floating plug 12.
[0004]
A substantially cylindrical grooved plug 13 is connected to the floating plug 12 via a connecting shaft 14. A groove having a shape to be formed on the inner peripheral surface of the raw tube 18 is processed on the outer peripheral surface of the grooved plug 13. Further, the grooved plug 13 can freely rotate about the connecting shaft 14. A plurality of rolling balls 15 are arranged in the pipe circumferential direction on the outer surface of the raw pipe 18 at a position corresponding to the grooved plug 13. The rolling balls 15 are accommodated in the processing ring 31 and arranged at an appropriate distance from each other. The processing balls 31 hold the rolling balls 15 at predetermined positions in the tube axis direction.
[0005]
The processing ring 31 is connected to the drive shaft 32 of the motor 19. The motor 19 has a cylindrical drive shaft 32 and a coil 33 that rotates the drive shaft 32 by a magnetic field. By supplying power to the coil 33, the drive shaft 32 is rotationally driven, and the machining ring 31 is coaxial with the tube axis. Rotate on top. By the rotation of the processing ring 31, the rolling ball 15 rotates in the pipe circumferential direction around the pipe axis. Note that the raw tube 18 passes through the center of the motor 19. Further, on the downstream side of the rolling ball 15 in the tube drawing direction, a finishing die 17 for reducing the outer diameter of the raw tube 18 having fins formed on the inner surface to a predetermined dimension is provided in contact with the raw tube 18. Yes.
[0006]
A conventional processing method using the processing device for an internally grooved tube configured as described above is as follows. The floating plug 12 is inserted into the tip of the raw tube 18 and the position thereof is held by mechanical or magnetic means. From this state, the tip of the raw tube 18 is supplied to the finishing die 17 through the holding die 11 and the holding of the floating plug 12 is released. Thereafter, the floating plug 12 moves to a position corresponding to the holding die 11 as the raw tube 18 starts moving. Then, the tube 18 is contracted by the floating plug 12 and the holding die 11 by the subsequent drawing, and further contracted by the subsequent rolling ball 15, and receives the rolling force by the rolling ball 15 to receive the element. The grooved plug 13 disposed inside the tube 18 is pressed.
[0007]
The grooved plug 13 is connected to the floating plug 12 via a connecting shaft 14, and the floating plug 12 corresponds to the holding die 11 due to the frictional force caused by pulling out the raw tube 18 and the drag from the holding die 11. Therefore, the grooved plug 13 also stops at a position corresponding to the rolling ball 15. Therefore, when the rolling ball 15 is in rolling contact with the outer peripheral surface of the raw tube 18 and rotationally driven in the circumferential direction, the outer periphery of the grooved plug 13 is formed on the inner peripheral surface of the raw tube 18 by the cooperative action with the grooved plug 13. The fins 16 are formed by transferring the groove shape formed on the surface. At this time, the grooved plug 13 is rotated by a groove carved in the peripheral surface of the grooved plug 13 by pulling out the raw tube 18. In addition, the raw tube 18 having the fins 16 formed on the inner surface thereof is subjected to contraction processing by a finishing die 17 to produce an inner grooved tube having a desired outer diameter.
[0008]
By the way, in recent years, heat transfer tubes used in heat exchangers for air conditioners such as refrigerators and room air conditioners have a large number of fine spiral grooves formed on the inner surface as described above in order to improve heat transfer performance. Heat tubes are used. On the other hand, Freon R22, R21 and the like that have been conventionally used as refrigerants to be circulated in the heat transfer tubes are in the direction of being totally abolished because they destroy the ozone layer of the earth. Freons R32, R134a, which do not destroy the ozone layer, It is replacing alternatives such as R125. In particular, mixed refrigerants such as “R32 / R134a / R125” and “R32 / R125” mixed with these refrigerants have characteristics close to those of conventional Freon R22, etc., and are nonflammable, so they are highly suitable as alternatives. It is evaluated.
[0009]
However, since the mixed refrigerants such as “R32 / R134a / R125” and “R32 / R125” are non-azeotropic refrigerants and have different liquefaction start temperature (dew point) and vaporization start temperature (boiling point), evaporation or When condensing, high-boiling components concentrate on the liquid phase side and low-boiling components concentrate on the gas phase side. This difference in density causes diffusion resistance and thermal resistance, and reduces the heat transfer coefficient during evaporation or condensation. Therefore, in order to maintain or improve the heat transfer performance of the refrigerant as described above, JP-A-10-211537 and JP-A-10-238984 propose heat transfer tubes having inner grooves with different lead angles. Yes.
[0010]
Further, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-238984, a so-called seam pipe manufactured by pipe welding a metal strip can also be used as a heat transfer pipe, and is described in the same publication. As described above, in this method by tube-forming welding, a groove pattern is formed on the inner surface side of the band plate, and an inner-grooved tube is obtained by performing tube-forming welding later. In this case, a groove pattern having a plurality of types of patterns in the circumferential direction can be formed on the inner surface of the metal tube. For example, a plurality of virtual boundary lines along the axial direction can be set on the inner surface of the metal tube, and oblique groove patterns with different directions can be alternately arranged so as to be symmetric with respect to the virtual boundary line. . That is, a groove pattern having a shape like a pine needle (hereinafter referred to as a pine needle groove) can be formed by oblique grooves that intersect with each other across a virtual boundary line.
[0011]
Further, as described in the publication, when a pine needle groove is formed in the heat transfer tube, the refrigerant flowing along the groove collides on the virtual boundary line, which can improve the heat exchange efficiency satisfactorily. it can. Furthermore, in recent years, use of alternative refrigerants for CFCs has been studied in various heat exchangers. In connection with this, the request | requirement which uses the inner surface grooved tube in which the above special groove patterns were formed as a heat exchanger tube, and improves the heat exchange efficiency of a heat exchanger is also increasing.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, as pointed out in the above publication, a welded part is formed over the entire length of the internally grooved pipe manufactured by the above pipe making welding, and refrigerant leakage may occur in this welded part. However, since it is higher than other parts, there is a concern that the reliability and durability are slightly lowered.
[0013]
On the other hand, JP-A-10-211537 proposes a method for manufacturing a heat transfer tube having the following configuration. That is, the second grooved plug and the first grooved plug have a groove on the outer periphery that has a different lead angle, groove shape, groove pitch, or groove dimension with respect to the axis. A step of inserting a grooved plug into the metal tube at a predetermined interval and rotatably, and an appropriate number of first-stage processed balls around the first grooved plug while pulling out the metal tube in a certain direction. The metal tube is pressed against the first grooved plug by the first-stage processed ball while rotating the planets, and the inner surface of the metal tube is not pressed by the first-stage processed ball with a predetermined width of the spiral smooth A plurality of small first length grooves of a predetermined length that are discontinuous in the tube axis direction are formed in a spiral shape, and then an appropriate number of second-stage processes are made around the second grooved plug. While the ball is rotating on a planetary plane, Pressing the tube against the second grooved plug and forming a plurality of small second-type grooves of a predetermined length that are discontinuous in the tube axis direction on the spiral smooth portion of the inner surface of the metal tube, It is a manufacturing method of a heat exchanger tube.
[0014]
However, in the above proposed manufacturing method, although there is no welded portion and a heat transfer tube without fear of refrigerant leakage at the welded portion can be manufactured, a spiral smooth portion having a predetermined width is left on the inner surface of the metal tube, and the tube axis direction After the first type grooves having a plurality of small predetermined lengths that are discontinuous are formed in a spiral shape, the second type of the second type having a plurality of small predetermined lengths that are discontinuous in the tube axis direction to the remaining spiral smooth portion. Since the groove is formed, it is necessary to accurately control the drawing speed and the number of revolutions of the ball in order to leave the spiral smooth portion and form the second kind of groove pattern there. When the ratio of the numbers (drawing speed / ball rotation speed) exceeds the tube axis length of the first type groove pattern, the spiral smooth portion does not remain and the second type groove pattern is the first type groove. It will be formed overlapping the pattern, and depending on the control, the first type Or groove pattern and the second type of groove pattern is formed to overlap with either one or both ends in the width direction, or the smooth portion either one or both ends can remain remained a concern.
[0015]
In Japanese Patent Laid-Open No. 10-238984, a grooved plug is inserted into a metal tube, and a plurality of balls whose rotational trajectories are determined on the inner peripheral surface of the outer race while moving the metal tube in the axial direction are attached to the metal tube. In the manufacturing method of an inner surface grooved tube in which the diameter of the metal tube is reduced and a groove is formed in the inner surface of the metal tube by a rolling method in which the planetary rotation is performed while being in contact with the outer surface of the tube, the inner surface of the outer race A curved surface whose radius from the center of rotation changes smoothly along the circumferential direction, and adjusts the pressing amount applied from the ball to the outer peripheral surface of the metal tube to a predetermined value to form a groove by the rolling method, Before or after the step of forming the groove, the grooved plug outer peripheral pattern is different from the outer race rotational phase or inner peripheral surface shape to form another groove by the rolling method. By A plurality of groove patterns different inner surface circumferential direction is formed into a spiral across the tubes overall length, the production method of the inner grooved tube has been proposed.
[0016]
However, in the manufacturing method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-238984, there is no joint anywhere on the entire circumference of the tube, and the groove pattern on the inner surface of the tube has a plurality of types of patterns in the circumferential direction. Although the inner grooved tube can be easily manufactured, since the groove processing is performed twice before and after the drawing direction, the groove processing apparatus including the outer race is compared with the case of performing the single groove processing as in the prior art. The length in the drawing direction increases. Therefore, in order to prevent the device eccentricity and vibration, and to form a grooved tube with less fluctuation in the wall thickness of the tube, the device rigidity is larger than when the groove is processed once as in the prior art. Necessary. On the other hand, since the rolling ball rolls at high speed on the inner peripheral surface of the outer race, which has an elliptical cross section, it reciprocates in the radial direction of the metal tube during the rotary motion during grooving, and returns to the base tube. Since the amount of pressing also fluctuates, it is easy to cause vibration of the processing device and the groove plug, and further rigidity is required to prevent vibration.
[0017]
The present invention is based on the technical background as described above, and the object thereof is an inner surface groove having a relatively simple structure and having a plurality of different groove patterns in the tube axis direction on the tube inner surface, Alternatively, the present invention provides a method for processing an internally grooved tube that can form an internally grooved groove having a continuously changed groove pattern, and that allows for greater groove change and more active turbulent refrigerant flow.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for processing an internally grooved pipe according to the present invention (Claim 1) is connected to a floating plug in a raw pipe and to the floating plug so as to be relatively rotatable via a connecting shaft. The grooved plug is inserted into the grooved plug, the diameter of the base tube is successively reduced by a holding die and a plurality of rolling balls, and the floating plug is engaged with the holding die so that the grooved plug is disposed on the rolling ball. As a grooved plug in a processing method of an inner surface grooved tube in which the grooved shape of the grooved plug is transferred to the inner surface of the elemental tube by pressing the inner surface of the elemental tube against the grooved plug with a rolling ball. , Grooved plugs with multiple groove patterns with different groove shapes such as lead angle, groove depth, groove width, number of grooves in the tube axis direction or groove shapes such as lead angle, groove depth, groove width, number of grooves, etc. Continuously changing With use of the grooved plug, and performs grooving the inner surface while continuously or intermittently reciprocated grooved plug or compacting ball tube axis direction.
[0019]
In the above configuration, by reciprocating the grooved plug or the rolling ball in the tube axis direction of the raw tube, the position of the groove plug surface where the inner surface groove processing is performed is changed. Here, since the grooved plug has a different groove pattern in the tube axis direction, the formed inner surface groove has an inner surface groove having a plurality of different groove patterns in the tube axis direction, or a groove pattern that is continuously changed. An internal groove can be formed. Further, the length of the groove pattern in the tube axis direction can be freely controlled by controlling the period of the reciprocating motion of the grooved plug or the rolling ball. Further, except for changing the position of the groove plug surface where the inner surface groove processing is performed, the configuration of the processing device such as the rolling ball and the rotational drive is basically the same as the device configuration illustrated and described in the prior art. The inner surface groove can be processed with a relatively simple configuration without generating vibration more than necessary.
[0020]
In order to achieve the above object, a method for processing an internally grooved tube according to the present invention (Claim 2) is capable of relatively rotating in a raw tube via a floating plug and a connecting shaft connected to the floating plug. The grooved plug is inserted into the connected grooved plug, and the base tube is sequentially reduced in diameter by a holding die and a plurality of rolling balls, and the floating plug is engaged with the holding die to roll the grooved plug into the rolling ball. In the processing method of an internally grooved tube, the grooved plug shape is transferred to the inner surface of the raw tube by pressing the inner surface of the raw tube against the grooved plug with a rolling ball. As a plug, a grooved plug having a plurality of groove patterns with different groove shapes such as lead angle, groove depth, groove width, and number of grooves in the tube axis direction or grooves such as lead angle, groove depth, groove width, number of grooves, etc. Shape is continuous The inner surface of the pipe is grooved by rotating the rolling ball around the central axis that intersects the pipe axis at the crossing angle θ at the boundary position of the groove pattern of the grooved plug. Is. In this case, the crossing angle θ is preferably 1 to 20 degrees.
[0021]
In the above configuration, the inner surface of the tube is grooved by rotating the rolling ball around the central axis intersecting the tube axis at the intersection angle θ at the boundary position of the groove pattern of the grooved plug. The rolling ball of the inside of the rolling ball continuously passes through different surfaces of the grooved plug in the tube axis direction. At this time, the grooved plug surface has a different groove pattern in the tube axis direction. A plurality of groove patterns having different directions can be formed in a spiral shape over the entire length of the tube. If the crossing angle θ is too large at that time, the gap between the grooved plug and the rolling ball fluctuates in the circumferential direction, and vibration occurs due to excessive machining on the narrow gap side. To do. Therefore, the range of the intersection angle θ is preferably about 1 to 20 degrees.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus for carrying out the inner grooved tube processing method (claim 1) according to the present invention. In the figure, 8 is an elementary tube, and 9 is a motor.
[0023]
A floating plug 2 is inserted into the base tube 8. This floating plug 2 has an outer diameter on the tube supply side (the left side in the drawing is the supply side and the right side is the extraction side) slightly smaller than the inner diameter of the raw tube 8, and the outer diameter on the tube extraction side is that of the tube supply side. It is a smaller truncated cone shape. A holding die 1 for reducing the diameter of the pipe 8 together with the floating plug 2 is arranged on the outer surface of the pipe 8 at a position corresponding to the floating plug 2.
[0024]
A substantially cylindrical grooved plug 3 is connected to the floating plug 2 via a connecting shaft 4. A groove having a shape to be formed on the inner peripheral surface of the raw tube 8 is machined on the outer peripheral surface of the grooved plug 3, and in this example, as shown in FIG. Different groove patterns 3A and 3B are formed. Further, the grooved plug 3 can freely rotate about the connecting shaft 4. A plurality of rolling balls 5 are arranged side by side in the pipe circumferential direction on the outer surface of the raw pipe 8 at a position corresponding to the grooved plug 3. The rolling balls 5 are accommodated in the processing ring 21 and are arranged at an appropriate distance from each other, and the rolling balls 5 are held at predetermined positions in the tube axis direction by the processing ring 21.
[0025]
The processing ring 21 is connected to the drive shaft 22 of the motor 9. The motor 9 has a cylindrical drive shaft 22 and a coil 23 that rotates the drive shaft 22 by a magnetic field, and is reciprocated in the tube axis direction by reciprocating drive means 10 provided on a gantry (not shown). By driving, the rolling ball 5 is held so as to be reciprocally movable at a predetermined position on the outer periphery of one of the groove patterns 3A and 3B of the grooved plug 3 together with the processing ring 21. Further, by supplying power to the coil 23, the drive shaft 22 is rotationally driven, and the machining ring 21 is rotationally driven coaxially with the tube axis. By the rotation of the processing ring 21, the rolling ball 5 rotates in the pipe circumferential direction around the pipe axis. Note that the raw tube 8 passes through the center of the motor 9. Further, on the downstream side of the rolling ball 5 in the tube drawing direction, a finishing die 7 for reducing the outer diameter of the raw tube 8 having fins formed on the inner surface to a predetermined size is provided in contact with the raw tube 8. Yes.
[0026]
The processing method using the internal grooved tube processing apparatus having the above-described configuration is as follows. The floating plug 2 is inserted into the tip of the raw tube 8 and its position is held by mechanical or magnetic means. From this state, the tip of the raw tube 8 is supplied to the finishing die 7 through the holding die 1 and the holding of the floating plug 2 is released. Thereafter, the floating plug 2 moves to a position corresponding to the holding die 1 as the raw tube 8 starts moving. Then, the tube 8 is contracted by the floating plug 2 and the holding die 1 by the subsequent drawing, and further contracted by the subsequent rolling ball 5, and receives the rolling force by the rolling ball 5 to receive the element. The grooved plug 3 disposed inside the tube 8 is pressed.
[0027]
The grooved plug 3 is connected to the floating plug 2 through a connecting shaft 4, and the floating plug 2 corresponds to the holding die 1 due to the frictional force caused by pulling out the raw tube 8 and the drag from the holding die 1. Therefore, the grooved plug 3 also stops at a position corresponding to the rolling ball 5. On the other hand, the rolling ball 5 is reciprocally driven in the tube axis direction by the reciprocating drive means 10 and is held so as to be reciprocally movable at a predetermined position on the outer periphery of the groove pattern 3A, 3B of the grooved plug 3 together with the processing ring 21. Yes.
[0028]
Therefore, when the rolling ball 5 is held at a predetermined position of the groove pattern 3A of the grooved plug 3 and is brought into rolling contact with the outer peripheral surface of the base tube 8 and rotated in the circumferential direction, the cooperating action with the grooved plug 3 is caused. The groove shape of the groove pattern 3A formed on the outer peripheral surface of the grooved plug 3 is transferred to the inner peripheral surface of the raw tube 8 to form the fin 6A, and then the rolling ball 5 is moved to move the grooved plug. 3 is held at a predetermined position of the groove pattern 3B and is rotationally driven in rolling contact with the outer peripheral surface of the raw tube 8 to rotate in the circumferential direction, a groove is formed on the inner peripheral surface of the raw tube 8 by the cooperative action with the grooved plug 3. The groove shape of the groove pattern 3B formed on the outer peripheral surface of the attached plug 3 is transferred to form the fin 6B. Thereafter, by repeatedly reciprocating the rolling ball 5, fins 6A and 6B are alternately formed on the inner surface of the raw tube 8 as shown in FIG. At the time of the rotational drive, the grooved plug 3 is rotated by a groove carved in the peripheral surface of the grooved plug 3 by pulling out the raw tube 8. The base tube 8 having the fins 6A and 6B alternately formed on the inner surface is subjected to contraction processing by a finishing die 7 to produce an inner grooved tube having a desired outer diameter.
[0029]
In the above example, the groove pattern formed on the outer peripheral surface of the grooved plug 3 is an example in which two groove patterns are formed in a pine needle shape at the front and rear, but the lead angle is different as shown in FIG. A continuous groove pattern may be used, or a flat portion may be formed in a pine needle shape before and after the smooth portion at the center portion as shown in FIG. 5, or four groove patterns may be formed as shown in FIG. May be formed continuously.
[0030]
In the above example, the grooved plug 3 is fixed in position, and the rolling ball 5 side is reciprocated in the tube axis direction. However, as shown in FIG. 7, the rolling ball 5 is fixed in position, A die holder (not shown) that accommodates and holds the holding die 1 may be reciprocally moved in the tube axis direction so that the grooved plug 3 side is reciprocated in the tube axis direction. Examples of movement of the grooved plug 3 in this case are shown in FIGS. 8 is an example in which the first and second groove patterns are formed at equal intervals in the tube axis direction, and the movement example in FIG. 9 is the first groove pattern in the tube axis direction from the second groove pattern. The example in the case of forming at a long interval, the movement example in FIG. 10 is an example in the case of forming the first to fourth groove patterns formed on the grooved plug 3.
[0031]
Incidentally, inner surface grooving can be exemplified under the following conditions.
(1) Raw tube conditions
Material: Copper
Dimensions: Outer diameter 8.0mm, tube thickness 0.3mm
(2) Conditions for grooved plug 3 (in the case of the three groove patterns in FIG. 11)
Groove pattern A: outer diameter 7.2 mm, number of grooves 50, lead angle 15 °, length 7 mm
Groove pattern B: outer diameter 7.2 mm, number of grooves 50, lead angle 5 °, length 2 mm
Groove pattern C: outer diameter 7.2 mm, number of grooves 50, lead angle -15 °, length 7 mm
The lead angles of the groove pattern A and the groove pattern C are reversed.
(3) Processing conditions
Drawing speed: 50m / min
Rolling ball rotation speed: 20000 r. p. m.
Number of balls: 4
[0032]
Under the above conditions, the axially central portion of the grooved plug 3 shown in FIG. 11 is set as the initial rolling ball position (reciprocating reference position of the rolling ball), and the rolling ball position is moved after the base tube is pulled out 400 mm. At the same time as shown in FIG. 12, grooving was performed. As a result, as shown in FIG. 13, an internally grooved tube whose internal groove shape was alternately changed continuously in the tube axis direction was obtained. In addition, the position of the code | symbol 1 in the vertical axis | shaft of FIG. 12 shows the boundary position of the groove pattern C and the groove pattern B, and the position of the code | symbol -1 shows the boundary position of the groove pattern B and the groove pattern A, respectively.
[0033]
FIG. 14 is a cross-sectional explanatory view of an inner surface groove machining portion for explaining a method for machining an internally grooved tube according to the present invention (Claim 2). The basic configuration of the entire apparatus excluding the internal groove processing portion shown in this figure is the same as that of the internal grooved tube processing apparatus shown in FIG.
[0034]
The inner groove processing portion in the inner grooved tube processing apparatus shown in FIG. 1 includes a processing ring 21 that accommodates the rolling ball 5, a motor 9 having a coil 23 that rotates a cylindrical drive shaft 22 by a magnetic field, A grooved plug 3 in which groove patterns 3A and 3B are formed, the grooved plug 3 in the raw pipe 8 is fixed in position, and the processing ring 21 and the motor 9 on the outer peripheral side of the raw pipe 8 are moved in the pipe axis direction. Although the inner groove processing portion in this example is configured to be reciprocally movable, the grooved plug 3 in the raw tube 8 is similarly fixed in position, and the processing ring 21 on the outer peripheral side of the raw tube 8 and the motor 9 are also fixed. Is fixed in position, and at the same time, the processing ring 21 and the motor are arranged such that the central axis 24 of the rotating track of the rolling ball 5 intersects the tube axis 25 at the crossing angle θ at the boundary between the groove patterns 3A and 3B of the grooved plug 3. 9 is held.
[0035]
In the processing method using the internal grooved tube processing apparatus having the above-described configuration, the rotation track of the rolling ball 5 is an elliptical track when viewed from the tube axis direction, and this corresponds to the short axis side of the ellipse. The rolling ball 5 that rotates upward is formed by pressing the inner surface of the base tube 8 against the groove pattern 3A of the grooved plug 3 to transfer the groove pattern 3A, and the rolling pressure that rotates downward in the figure. The ball 5 is formed by pressing the inner surface of the base tube 8 against the groove pattern 3B of the grooved plug 3 to transfer the groove pattern 3B. On the other hand, since the major axis of the central portion in the drawing corresponding to the major axis side of the ellipse is configured to be larger than the outer diameter of the element tube 8, the inner surface of the element tube 8 is not pressed against the grooved plug 3.
[0036]
The groove shape of the inner surface of the raw tube 8 formed as described above is as shown in FIG. 15, and the groove shape of the groove pattern 3A and the groove shape of the groove pattern 3B are spirally adjacent to each other with the same width. The transferred groove shape is obtained.
[0037]
In the above example, when the crossing position of the rolling ball 5 is positioned near the groove pattern B as shown in FIG. 16, the groove shape width to which the groove pattern A is transferred is narrow as shown in FIG. The groove shape width to which the pattern B is transferred can be formed wide, and by fixing the crossing position of the rolling ball 5 at an appropriate position across the groove patterns A and B of the grooved plug 3, an appropriate combination of the groove shape widths can be obtained. An internally grooved tube can be manufactured. Further, as the grooved plug 3, the one shown in FIGS. 4 to 6 can be used.
[0038]
Incidentally, inner surface grooving can be exemplified under the following conditions.
(1) Raw tube conditions
Material: Copper
Dimensions: Outer diameter 8.0mm, tube thickness 0.3mm
(2) Conditions for grooved plug 3 (in the case of two groove patterns in FIG. 18)
Groove pattern A: outer diameter 7.2 mm, number of grooves 50, lead angle 15 °, length 8 mm
Groove pattern B: outer diameter 7.2 mm, number of grooves 50, lead angle -15 °, length 8 mm
The lead angles of the groove pattern A and the groove pattern B are reversed.
(3) Processing conditions
Drawing speed: 50m / min
Rolling ball rotation speed: 20000 r. p. m.
Number of balls: 4
Crossing angle θ: 15 °
[0039]
FIG. 19 shows the inner surface groove shape of the raw tube 8 formed under the above conditions. The groove shapes of the groove pattern A and the groove pattern B are spirally transferred with the same width.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for processing an internally grooved tube according to the present invention, an inner surface groove having a plurality of different groove patterns in the tube axial direction or a continuous groove on the inner surface of the tube with a relatively simple structure. It is possible to transfer and form the inner surface groove having the groove pattern changed to the above, and the groove formed by the transfer has a large groove change and can activate the turbulent flow of the refrigerant more. Further, the groove pattern that can be selected also has a higher degree of freedom than the conventional one.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus for carrying out a method for processing an internally grooved tube according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of a grooved plug used in the method for processing an internally grooved tube according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are explanatory views of the groove shape of the inner surface of the raw tube formed by the processing method of the inner surface grooved pipe according to the present invention, where a is when the groove width is changed, and b is when the groove width is made equal. FIG.
FIG. 4 is a front view of another embodiment of the grooved plug used in the method for processing an internally grooved tube according to the present invention.
FIG. 5 is a front view of another embodiment of the grooved plug used in the method for processing an internally grooved tube according to the present invention.
FIG. 6 is a front view of another embodiment of the grooved plug used in the method of processing an internally grooved tube according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of an apparatus according to another embodiment for carrying out the method for processing an internally grooved tube according to the present invention.
8 is an explanatory diagram of a grooved plug movement pattern applied to the method of processing an internally grooved tube by the apparatus shown in FIG.
9 is an explanatory diagram of a movement pattern of a grooved plug according to another embodiment, which is applied to the method of processing an internally grooved tube by the apparatus shown in FIG.
10 is an explanatory view of a movement pattern of a grooved plug according to another embodiment, which is applied to the method of processing an internally grooved tube by the apparatus shown in FIG. 7;
FIG. 11 is a front view of another embodiment of the grooved plug used in the method for processing an internally grooved tube according to the present invention.
12 is an explanatory view of a movement pattern of the grooved plug when the grooved plug of FIG. 11 is applied to the method of processing the internally grooved tube by the apparatus shown in FIG. 7;
13 is an explanatory view of the groove shape of the inner surface of the raw tube when the grooved plug of FIG. 11 is applied to the method of processing the internally grooved tube by the apparatus shown in FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional explanatory view of an internal groove processing portion for explaining a method of processing an internal groove tube according to the present invention.
15 is an explanatory view of the groove shape of the inner surface of the raw tube formed by the processing method of the inner surface grooved tube by the apparatus shown in FIG. 14;
FIG. 16 is a cross-sectional explanatory view of an inner surface groove machining portion of another embodiment for explaining a method of machining an inner surface grooved tube according to the present invention.
17 is an explanatory view of the groove shape of the inner surface of the raw tube formed by the processing method of the inner grooved tube by the apparatus shown in FIG.
18 is a front view of a grooved plug applied to the method of processing an internally grooved tube by the apparatus shown in FIG.
19 is an explanatory view of the groove shape on the inner surface of the raw tube when the grooved plug of FIG. 18 is applied to the method of processing the internally grooved tube by the apparatus shown in FIG.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view in the tube central axis direction showing a conventional processing apparatus for internally grooved tubes.
[Explanation of symbols]
1: Holding die 2: Floating plug
3: Plug with groove 3A, 3B: Groove pattern 4: Connection shaft
5: Rolling ball 6A, 6B: Fin 7: Finishing die
8: Elementary tube 9: Motor 10: Reciprocating drive means
21: Processing ring 22: Drive shaft 23: Coil
24: Center axis 25: Pipe axis θ: Crossing angle
A, B, C: Groove pattern

Claims (3)

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。A floating plug and a grooved plug that is rotatably connected to the floating plug via a connecting shaft are inserted into the raw pipe, and the raw pipe is sequentially reduced in diameter by a holding die and a plurality of rolling balls. At the same time, the grooved plug is positioned at the arrangement position of the rolling ball by engaging the floating plug with the holding die, and the inner surface of the blank tube is pressed against the grooved plug by the rolling ball. In the processing method of an internally grooved tube that transfers the groove shape of the grooved plug, as the grooved plug, a plurality of groove patterns having different groove shapes such as lead angle, groove depth, groove width, and number of grooves in the tube axis direction Grooved plugs or grooved plugs whose groove shape such as lead angle, groove depth, groove width, number of grooves, etc. are continuously changed, and grooved plugs or rolling balls are continuously used in the tube axis direction. Some Method of processing an inner grooved tube, characterized in that to perform a groove on the tube surface while intermittently reciprocated. 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。A floating plug and a grooved plug that is rotatably connected to the floating plug via a connecting shaft are inserted into the raw pipe, and the raw pipe is sequentially reduced in diameter by a holding die and a plurality of rolling balls. At the same time, the grooved plug is positioned at the arrangement position of the rolling ball by engaging the floating plug with the holding die, and the inner surface of the blank tube is pressed against the grooved plug by the rolling ball. In the processing method of an internally grooved tube that transfers the groove shape of the grooved plug, as the grooved plug, a plurality of groove patterns having different groove shapes such as lead angle, groove depth, groove width, and number of grooves in the tube axis direction Or a grooved plug whose groove shape such as lead angle, groove depth, groove width, and number of grooves is continuously changed, and a rolling ball at the boundary of the groove pattern of the grooved plug. Method of processing an inner grooved tube and performing groove on the tube surface by the rotary drive about a central axis which intersects with the tube axis intersection angle theta. 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。The method for processing an internally grooved tube according to claim 2, wherein the intersection angle θ is 1 to 20 degrees.
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