JP4795322B2 - 内面溝付管の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、冷凍機や空調機等の熱交換器用の伝熱管として用いられる内面溝付管の製造装置及び製造方法に関する。

近年では、熱交換器の小型化、高効率化の要求に対応させるため、内面に形成された溝を深くし、溝のねじれ角（リード角）を大きくし、或いは、管の肉厚を薄くした内面溝付管を製造することにより、熱交換器の性能を向上させている。

しかし、前記内面溝付管は、このように溝を深くし、溝のねじれ角を大きく形成することにより、管の引抜き時に例えば、ダイスや溝付プラグとの塑性変形抵抗、及び、摩擦抵抗により管が破断することがあった。

このため、例えば、下記特許文献１において、引抜きダイスを通じた金属管を、補助引抜装置を用いて引張りながら引抜く「内面溝付管の製造方法」が開示されている。

特開平１１−７１１号公報

特許文献１に開示の補助引抜装置は、引抜きダイスを通過した金属管を、例えば、一対のベルトで挟みながら移動速度の１．０倍以上となる予め設定した速度で移動させることにより、前記補助引抜装置よりも下流側の引抜力を低減させる。

しかし、補助引抜装置は、予め、実験的、経験的に測定した所定の荷重比と速度比を用いて設定されるが、実際に引抜きを行っている際に測定した荷重をもとに速度を制御するわけではないため、必ずしも適切な力で引抜きを補助しているとは限らない。

しかも、引抜き時は、管に対する全体の引抜力の変動幅は大きいため、この変動幅に対応させて引抜力を補助することができず、加工中の管の破断を完全に防止することができなかった。

殊に、加工開始段階や加工終了段階の加工速度が大きく変動し易い領域における引抜き速度の変動は大きく、管の破断や折れが発生し易かった。

そこで本発明は、熱伝導性能の優れた内面溝の構成を有した内面溝管における生産性の改善にあり、溝が深く、ねじれ角の大きい溝を有する内面溝付管であっても、生産性を向上して製造することのできるの内面溝付管の製造装置及び製造方法の提供を目的とする。

請求項１における内面溝付管の製造装置は、素管を抽伸方向へ抽伸する抽伸手段を備えるとともに、該抽伸手段の下流側に素管を引抜方向へ引抜く引抜手段を備え、上記抽伸手段を、上流側から下流側へ沿って、素管を引抜いて縮径させる縮径手段と、上記引抜手段による内面溝付管の引抜きを補助する補助引抜手段と、素管内面に多数の溝を形成する溝加工手段とを備えて構成した内面溝付管の製造装置であって、上記抽伸手段による素管の抽伸方向と、上記引抜手段による素管の引抜方向とが傾斜した傾斜状態で上記溝加工手段を支持する支持手段を備え、上記支持手段の上流側部分を回動部により固定台に対して回動自在に取り付け、上記支持手段の上記固定台に対する傾斜角度に応じて、上記溝加工手段の管の抽伸方向に対して略直角方向に作用する荷重を測定する荷重測定手段を、上記上記支持手段の下流側に備え、上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記引抜手段と上記補助引抜手段とにおける少なくともいずれか一方を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

本発明の内面溝付管の製造装置によれば、内面溝付管の製造時に、上記荷重測定手段が測定した荷重測定信号に基づいて内面溝付管の引抜きを上記制御手段により制御することができる。よって、内面溝付管を適切な引抜力に保つことができ、引抜力（引張力）の変動による管の破断を回避して内面溝付管を製造することができる。

なお、本発明の内面溝付管の製造装置は、内面溝付管の引抜力の値を、厳密に認識することができなくても、当該引抜力と、該引抜力が作用したときに荷重測定手段にかかる荷重とが所定の関連性を示すため、制御手段により荷重測定信号を基に適切に制御することができる。

上記抽伸手段による素管の抽伸方向と、上記引抜手段による素管の引抜方向とが傾斜した傾斜状態とは、管を引抜くことにより、管が折れたり管外面に傷が付いたりするなど、管の品質に悪影響を及ぼさない例えば、０．５度から５度の範囲の角度での傾斜状態を示す。

上記荷重測定手段は、例えば、ロードセルなど荷重を測定できる手段で構成することができる。
上記荷重測定手段が測定する荷重は、例えば、圧縮荷重、引張り荷重、モーメント荷重を挙げることができる。

また、上述したように上記支持手段の上流側部分を回動部により固定台に対して回動自在に取り付けることにより、該回動部を、下流側に備えた上記引抜手段から遠ざけることができる。

このため、記溝加工手段と上記引抜手段とにおける管の各引抜方向を僅かに傾けただけでも荷重測定手段に荷重が加わり易くなり、管に負荷をかけずに内面溝付管の引抜力の変化を上記荷重測定手段の荷重測定信号に確実に反映させて、内面溝付管の引抜き状態の変化を正確に認識して適切な引抜力に調節することができる。

そして上記荷重測定手段を、上記支持手段の下流側に備えることにより、該荷重測定手段は、内面溝付管を引抜く引抜手段の近傍において、上記支持手段の上記固定台に対する傾斜角度に応じて、上記溝加工手段の管の抽伸方向に対して略直角方向に作用する荷重を測定することができる。

また、上記補助引抜手段は、例えば、素管を軸方向に対して両側から挟む一対の無端状部材（ループ状部材）を備えて構成することができ、管を挟んだ状態でベルト、キャタピラなどの無端状部材を回転させることにより、管の引抜手段による引抜きを補助することができる。

上記内面溝付管は、例えば、銅、アルミニウム、又は、それらの合金等など熱伝導性に優れた金属で形成することができる。
上記転動体は、例えば、ボール、又は、ローラによって構成することができ、さらに、ボールとローラとを併用して構成することもできる。

請求項２における内面溝付管の製造装置は、上記抽伸手段を上記支持手段により支持し、上記引抜手段を上記支持手段とは独立して上記固定台に備え、上記荷重測定手段を、上記固定台と上記支持手段との間に作用する管の引抜き力に対応する上記荷重を測定可能に上記固定台に備えたことを特徴とする。

上記構成により、上記溝加工手段だけでなく上記縮径手段、及び、上記補助引抜手段を含めた上記抽伸手段を、上記支持手段により支持することとなり、上記抽伸手段が上記支持手段とともに一体に回動するため、上記抽伸手段を通過する過程に亘って、素管を余計な負荷がかかることがなく抽伸することができる。
なお、上記抽伸手段には、整径などといった素管の仕上げ加工を行う仕上げ手段を備えることもでき、さらに、上記仕上げ手段を支持手段により支持可能に構成してもよい。

請求項３における内面溝付管の製造装置は、上記制御手段を、上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記引抜手段の引抜き速度を制御可能に構成したことを特徴とする。

上記構成により、引抜力が強すぎて内面溝付管が破断したり、引抜力が弱すぎて内面溝付管が不用意に弛緩してしまうことがないよう、上記引抜手段により内面溝付管を適切な引抜き速度で引き抜くことができる。

請求項４における内面溝付管の製造装置は、上記制御手段を、上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記補助引抜手段の引抜き速度を制御可能に構成したことを特徴とする。

上記構成により、上記補助引抜手段は、該補助引抜手段と引抜手段との間で内面溝付管が過度に引張りすぎて破断したり、不用意に弛緩したりすることなく、適切な引抜力で引抜手段の引抜きを補助することができる。

請求項５における内面溝付管の製造装置は、上記補助引抜手段には、素管を押圧する押圧手段を備え、上記制御手段を、上記荷重測定手段により測定した荷重測定情報に基づいて、上記補助引抜手段の押圧力を制御可能に構成したことを特徴とする。

このように、上記補助引抜手段によって素管の引抜き速度ではなく押圧力を制御しても、上記引抜手段による内面溝付管の引抜きを適切に補助することができる。

さらにまた、素管の引抜き速度とともに、上記補助引抜手段の押圧力を同時に制御することもでき、上記引抜手段による内面溝付管の引抜きをより一層、適切に補助することができる。

上記押圧手段は、上記無端状部材、或いは、該無端状部材に取り付け可能なパッドなどの部材で素管を押圧可能に構成することができる。
請求項６における内面溝付管の製造方法は、抽伸手段により素管を抽伸方向へ抽伸する抽伸工程と、上記抽伸手段の下流側で引抜手段により素管を引抜方向へ引抜く引抜工程とを行い、上記抽伸工程では、縮径手段により上流側から下流側へ沿って、素管を引抜いて縮径させる縮径工程と、上記引抜手段による内面溝付管の引抜きを補助引抜手段により補助する補助引抜工程と、溝加工手段により素管内面に多数の溝を形成する溝加工工程を行う内面溝付管の製造方法であって、
上記抽伸手段による素管の抽伸方向と、上記引抜手段による素管の引抜方向とが傾斜した傾斜状態で上記溝加工手段を支持するとともに、上流側部分を回動部により固定台に対して回動自在に取り付けた支持手段の上記固定台に対する傾斜角度に応じて、上記溝加工手段の管の抽伸方向に対して略直角方向に作用する荷重を荷重測定手段により測定する荷重測定工程と、上記荷重測定手段が測定した荷重測定信号に基づいて、上記引抜手段と上記補助引抜手段とにおける少なくともいずれか一方を制御する制御工程を行うことを特徴とする。

本発明の内面溝付管の製造方法によれば、内面溝付管の製造時に、上記荷重測定工程において測定した荷重測定信号に基づいて上記制御工程において上記引抜手段による管の引抜きを制御することができる。よって、引抜工程において引抜力の変動による内面溝付管が破断することを回避して内面溝付管を製造することができる。

また、上記制御工程では、例えば、上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記引抜手段の引抜き速度を制御することができる。

さらに、上記制御工程では、上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記補助引抜手段の引抜き速度を制御することもできる。

上記補助引抜工程では、上記制御手段により、上記荷重測定手段により測定した荷重測定情報に基づいて、例えば、上記補助引抜手段の押圧力を制御することができる。

本発明は、熱伝導性能の優れた内面溝の構成を有した内面溝管における生産性を改善することができ、溝が深く、ねじれ角の大きい溝を有する内面溝付管であっても、生産性を向上して製造することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態における内面溝付管１１の製造装置１２は、図１に示すように構成している。
なお、図１は、第１実施形態における内面溝付管１１の製造装置１２の説明図である。

第１実施形態における内面溝付管１１の製造装置１２は、銅製の素管１１ａを抽伸方向（図１中、Ｘ１方向）へ抽伸する抽伸装置１８を備えるとともに、該抽伸装置１８の下流側に素管１１ａを引抜方向（図１中、Ｘ２方向）へ引抜く引抜装置１６を備えている。

上記抽伸装置１８は、抽伸方向の上流側から下流側へ沿って、順に縮径装置１３、補助引抜装置１７、溝加工装置１４、仕上げ加工装置１５を配設し、これら装置により素管１１ａを連続加工して内面溝付管１１を製造している。

ここで抽伸装置１８、すなわち、縮径装置１３、溝加工装置１４、補助引抜装置１７、及び、仕上げ加工装置１５の構成について簡単に説明する。

上記縮径装置１３は、通過する素管１１ａを縮径するための円筒状のダイス２２を構成している。上記ダイス２２は、上流側へ向けて末広がり状に開口したダイス孔２２ａを有し、該ダイス孔２２ａの縮径部分の内径は、１０．９ｍｍで構成している。

また、上記縮径装置１３は、素管１１ａの内側にフローティングプラグ２３を備えている。該フローティングプラグ２３は、素管１１ａを介して上記ダイス２２と係合可能に軸方向の一部の外周面を円錐状に形成している。これにより、フローティングプラグ２３は、上記ダイス２２部分において回動自在に係合される。

また、上記溝加工装置１４は、素管１１ｃ内側において、外周に複数の螺旋状溝が形成された溝付プラグ２４を備えている。

溝付プラグ２４は、外径１０．０ｍｍ、溝数５０、溝深さ０．２５ｍｍ、溝頂角１５度、ねじれ角５０度で構成している。

上記溝付プラグ２４と上記フローティングプラグ２３とは、それぞれ独立して回動自在に連結棒２５を介して連結されている。さらに、上記溝加工装置１４には、複数のボール２６を備え、該複数のボール２６は、素管１１ｃの外側において該素管１１ｃを押圧しながら管軸回りに回転自在に配設されている。

上記溝加工装置１４は、溝付プラグ２４が素管１１ｃの内周面に当接し、素管１１ｃが回転しながら引抜方向へ引っ張られるとともに複数のボール２６による押圧により、素管１１ｃ内周面に多数の平行な螺旋状をした螺旋状溝を形成することができる。

また、上記仕上げ加工装置１５では、整径ダイス２７を備え、該整径ダイス２７のダイス孔２７ａを内面溝付管１１ｄが通過することにより、例えば、上記溝加工装置１４におけるボール２６の押圧により生じた管表面の歪み等を滑らかに整径する加工を行っている。

上記補助引抜装置１７は、引抜装置１６による引抜きを補助している。すなわち、上記溝加工装置１４による溝加工は、素管１１ｃを引抜く際の抵抗となるため、この溝加工により引抜きの負荷が大きくなるが、補助引抜装置１７により素管１１ｃにかかる上記引抜き負荷を分散させることができる。

上記補助引抜装置１７は、素管１１ｂに対して上下各側、或いは、左右各側に配置された一対のベルト４２ａ，４２ｂを備えている。各ベルト４２ａ，４２ｂは、ループ状に形成され、モータＭ２の回転駆動により回転可能にプーリー４３に張架されている。ベルト４２ａ，４２ｂは、外周面に、その長さ方向に沿って複数のパッド４４を連設したキャタピラ式に構成している。なお、各パッド４４は、樹脂製であり、連設方向の長さを１５ｍｍで形成している。

上記プーリー４３の回転により上記ベルト４２ａ，４２ｂとともに、複数のパッド４４が回転すると、ベルト４２ａ，４２ｂの周方向に連なった複数のパッド４４が順に、引抜方向へ直線状に並んで移動する。これにより、一対のベルト４２ａ，４２ｂにより素管１１ｂを両側から挟みながら引抜いている。

上記補助引抜装置１７における一対のベルト４２ａ，４２ｂは、十分な引抜力を得ることと素管１１ｂの変形を防止するといった観点からパッド４４による素管１１ｂの押し付け力が例えば、０．３ＭＰａの所望の押し付け力に保たれるよう素管１１ｂに対して各側に備えている。

上記パッド４４は、図２に示すように複数のパッド４４の連設方向に対して直角方向の切断断面が円弧状となるパッド溝４４ａを有し、該パッド溝４４ａは、縮径装置１３により縮径後の素管１１ｂの外面に接触可能な曲率半径Ｒ（＝９．３５ｍｍ）、所定のパッド溝４４ａの深さＨで形成している。
なお、図２は、パッド４４の連設方向に対して直角方向に切断したパッド４４の断面図である。

また、上記補助引抜装置１７の上流側には、図示しないが素管１１ｂの外表面に付着した油膜や異物を除去するためのワイパーを備えてもよい。

また、上述した抽伸装置１８の構成、すなわち、縮径装置１３、溝加工装置１４、仕上げ加工装置１５、及び、補助引抜装置１７は、ボックス３２に収容された状態で支持台３３により支持されている。この支持台３３は、縮径装置１３よりも上流側において、回動部３４により固定台Ｚに回動自在に取り付けられている。

一方、支持台３３の下流側端部側における固定台Ｚには、支持台３３から受ける荷重ｆを測定可能なロードセル３５を設けている。

また、上記引抜装置１６は、巻取りドラム３６、及び、巻取り用のモータＭ１を備え、該モータＭ１の回転駆動により内面溝付管１１を引張りながら巻取りドラム３６に巻き付けている。

また、第１実施形態の内面溝付管１１の製造装置１２には、上記引抜装置１６、並びに、上記補助引抜装置１７における各引抜力Ｆ１，Ｆ２を制御するための制御装置４５を設けている。
上記制御装置４５は、図示しないが信号の解析処理および演算処理を実行するための演算機（ＣＰＵ）、及び、必要な制御プログラムを格納するためのハードディスクを備えて構成し、その他にも、ロードセル３５により測定した荷重測定信号を一時格納するためのメモリ、制御パラメータを入力するキーボードなどの入力手段、モニタなどの表示手段を適宜、備えることができる。

上記制御装置４５は、ロードセル３５により測定した荷重測定信号ｆｉｎが入力され、該荷重測定信号ｆｉｎをもとに制御プログラムに従って、引抜装置１６、及び、補助引抜装置１７の各モータＭ１，Ｍ２を駆動させる所望の駆動力信号Ｔｏｕｔを出力する制御を行う。

第１実施形態における内面溝付管１１の製造方法は、図３に示すように、抽伸装置１８により素管１１ａを抽伸方向へ抽伸する抽伸工程Ｓ６と、上記抽伸装置１８の下流側で引抜装置１６により素管１１ａを引抜方向へ引抜く引抜工程Ｓ５とを行う。
上記抽伸工程Ｓ６では、縮径装置１８により上流側から下流側へ沿って、素管１１ａを引抜いて縮径させる縮径工程Ｓ１と、上記引抜装置１６による内面溝付管１１の引抜きを補助引抜装置１７により補助する補助引抜工程Ｓ２と、溝加工装置１４により素管１１ｃ内面に多数の溝を形成する溝加工工程Ｓ３と、溝加工工程Ｓ３後の素管１１ｄを整径する仕上げ加工工程Ｓ４とを行う。

また、図示しないが内面溝付管１１を製造する間、適宜、荷重測定工程、制御工程を行っている。

すなわち、荷重測定工程では、上記支持台３３の上記固定台Ｚに対する傾斜角度に応じて、上記溝加工装置１４の管１１ｄの抽伸方向に対して略直角方向に作用する荷重をロードセル３５により測定し、制御工程では、上記ロードセル３５が測定した荷重測定信号ｆｉｎに基づいて、上記引抜装置１６と上記補助引抜装置１７との制御を行っている。

以下では、上述した内面溝付管１１の製造装置１２の制御方法について図４（ａ），（ｂ），（ｃ）、及び、図５を用いて説明する。
なお、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、いずれも引抜装置１６により内面溝付管１１を引抜く様子を示しているが、それぞれ引抜力Ｆ１が適切な状態、弱い状態、強い状態を模式的に示した説明図である。
図５は、内面溝付管１１の製造装置１２を制御するための制御方法、すなわち、上記荷重測定工程、及び、上記制御工程で行われる手順を説明するフローチャートを示している。
第１実施形態における内面溝付管１１の製造には、外径が１４．０ｍｍで肉厚が０．４ｍｍの素管１１ａを用いている。

まず、ロードセル３５にかかる目標荷重ｆ０を設定する（図５中、ｎ１）。
上記目標荷重ｆ０は、図４（ａ）に示すように、引抜装置１６により内面溝付管１１を引抜く引抜力Ｆ１が適切な強さであるときのロードセル３５にかかる荷重であり、この状態のとき、上記支持台３３は、上記抽伸装置１８による管の抽伸方向Ｘ１と上記引抜装置１６による管の引抜方向Ｘ２とが傾斜した傾斜状態となる姿勢、すなわち、固定台Ｚに対して反時計回りに僅かに（Δθ１）傾いた姿勢となる。

なお、引抜装置１６が引抜く引抜力Ｆ１とロードセル３５にかかる荷重ｆとは、所定の相関関係を示す。よって、この相関関係をもとに、或いは、この相関関係が具体的に定式化され明確化されていなくても実験的、経験的にロードセル３５にかかる荷重ｆに基づいて引抜装置１６による内面溝付管１１の引抜力Ｆ１を認識することができる。

また、目標荷重ｆ０は、一定の範囲を有するよう目標荷重の最小置（最小目標荷重値ｆ０ｍｉｎ）、目標荷重の最大置（最大目標荷重値ｆ０ｍａｘ）を設定することができ、第１実施形態では、最小目標荷重値ｆ０ｍｉｎを１８００Ｎ、最大目標荷重値ｆ０ｍａｘを２２００Ｎに設定している。

ロードセル３５の測定値ｆが最小目標荷重値ｆ０ｍｉｎよりも小さい場合（図５中ｎ２）、図４（ｂ）に示すように引抜装置１６の引抜力Ｆ１が所望の引抜力よりも小さく、補助引抜装置１７の引抜力Ｆ２が所望の引抜力よりも大きいことを示し、この場合、素管１１ｃ，１１ｄが弛み、複数の螺旋溝を所望のピッチごとに形成することができないおそれが生じる。
なお、図４（ｂ）に示すように、上記支持台３３は、上記抽伸装置１８による管の抽伸方向Ｘ１と上記引抜装置１６による管の引抜方向Ｘ２とが図４（ａ）よりも傾いた姿勢、すなわち、固定台Ｚに対して図４（ａ）よりも反時計回りに僅かに（Δθ２だけ）傾いた姿勢となる。

よって、制御装置４５では、ロードセル３５により測定した荷重測定信号ｆｉｎをもとにして、演算機が演算を行い、引抜装置１６、及び、補助引抜装置１７の各モータＭ１，Ｍ２に対して所望の駆動で駆動させるための駆動力信号Ｔｏｕｔを出力する。

具体的には、制御装置４５により、ロードセル３５の測定荷重値ｆが最小目標荷重値ｆ０ｍｉｎよりも大きな値となるまで引抜装置１６のモータＭ１の駆動力、すなわち引抜力Ｆ１を強めるとともに、補助引抜装置１７のモータＭ２の駆動力、すなわち引抜力Ｆ２を弱める制御が行われる（図５中ｎ３，ｎ４）。
逆に、ロードセル３５の測定値ｆが最大目標荷重値ｆ０ｍａｘよりも大きい場合（図５中ｎ５）、図４（ｃ）に示すように、引抜装置１６の引抜力Ｆ１が所望の引抜力よりも大きく、補助引抜装置１７の引抜力Ｆ２が所望の引抜力よりも小さいことを示し、この場合、素管の破断につながるおそれがある。
なお、図４（ｃ）に示すように、上記支持台３３は、上記抽伸装置１８による管の抽伸方向Ｘ１と上記引抜装置１６による管の引抜方向Ｘ２とが図４（ａ）よりも傾斜が緩く（傾斜角度が大きく）なる姿勢、すなわち、固定台に対して図４（ａ）よりも時計回りに僅かに（Δθ１だけ）傾いた姿勢となる。

よって、制御装置４５では、ロードセル３５により測定した荷重測定信号ｆｉｎをもとに、演算機が演算を行い、引抜装置１６、補助引抜装置１７に対して所望の駆動力信号Ｔｏｕｔを出力する。

具体的には、制御装置４５により、ロードセル３５の測定荷重値ｆが最大目標荷重値ｆ０ｍａｘよりも小さな値となるまで引抜装置１６のモータＭ１の駆動力、すなわち引抜力Ｆ１を弱めるとともに、補助引抜装置１７のモータＭ２の駆動力、すなわち引抜力Ｆ２を強める制御が行われる（図５中ｎ６，ｎ７）。
上述した制御方法を、内面溝付管１１の製造装置１２により巻取りを完了するまでの間、行うことにより（図５中ｎ８）、加工長さ４０００ｍにおいて内面溝付管１１に破断が生じることなく、安定した内面溝形状を有する上記内面溝付管１１を製造することができた。

上述したように第１実施形態における内面溝付管１１の製造装置１２は、図１に示すように、素管１１ａを抽伸方向Ｘ１へ抽伸する抽伸装置１８を備えるとともに、該抽伸装置１８の下流側に素管１１ａを引抜方向Ｘ２へ引抜く引抜装置１６を備え、上記抽伸装置１８を、上流側から下流側へ沿って、素管１１ａを引抜いて縮径させる縮径装置１３と、上記引抜装置１６による内面溝付管１１の引抜きを補助する補助引抜装置１７と、素管１１ｃ内面に多数の溝を形成する溝加工装置１４と、素管１１ｄに対して仕上げ加工を行う仕上げ加工装置１５を備えて構成している。
また、上記抽伸装置１８による素管１１ａの抽伸方向Ｘ１と、上記引抜装置１６による素管１１ａの引抜方向Ｘ２とが傾斜した傾斜状態で上記抽伸装置１８を支持する支持台３３を備えている。
さらに、上記支持台３３の上流側部分を回動部３４により固定台Ｚに対して回動自在に取り付け、上記支持台３３の上記固定台Ｚに対する傾斜角度に応じて、上記溝加工装置１４の管の抽伸方向Ｘ１に対して略直角方向に作用する荷重ｆを測定するロードセル３５を、上記支持台３３の下流側に備えている。
さらにまた、上記ロードセル３５により測定した荷重測定信号ｆｉｎに基づいて、上記引抜装置１６と上記補助引抜装置１７との双方を制御する制御装置４５を設けている。

上記構成により、第１実施形態における内面溝付管１１の製造装置１２は、製造時に、内面溝付管１１の引抜装置１６による引張り状態を、ロードセル３５にかかる荷重ｆを直接、測定し、該荷重測定信号ｆｉｎをもとに引抜装置１６、及び、補助引抜装置１７により内面溝付管１１を引張る引抜力Ｆ１，Ｆ２を適切な大きさに保ちながら内面溝付管１１を製造することができる。

よって、引抜力Ｆ１，Ｆ２の変動による管の破断を回避することができ、殊に、引抜き速度の変動が大きい加工開始段階や加工終了段階の加工速度が大きく変動し易い領域においても、破断や折れが発生することなく管を引抜くことができる。

従って、溝が深く、ねじれ角の大きい溝を有する熱伝導性能の優れた内面溝の構成を有した内面溝付管１１であっても、生産性を向上して製造することのできる。

さらに、第１実施形態の内面溝付管１１の製造装置１２は、上記縮径装置１３よりも上流側部分に、支持台３３を回動部３４により固定台Ｚに対して回動自在に取り付け、上記ロードセル３５を、上記溝加工装置１４よりも下流側部分に設けている。

上記構成により、ロードセル３５は、内面溝付管１１を引張って引抜く引抜装置１６の近傍において支持台３３にかかる荷重ｆを受けることができるとともに、回動部３４を、内面溝付管１１を引張って引抜く引抜装置１６から遠ざけることができ、これにより支持台３３が固定台Ｚに対して０．５度から５度程度の範囲といった僅かな角度で傾いただけでも内面溝付管１１の引抜力Ｆ１の変化をロードセル３５によって確実に測定することができる。しかも、このような測定を行うにも関らず、抽伸方向Ｘ１と引抜方向Ｘ２とを略一致させることができるため、内面溝付管１１に引抜き方向以外の不要な力が作用することなしに引抜くことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態における内面溝付管１１の製造装置５２について図６を用いて説明する。
なお、図６は、要部を拡大して示した第２実施形態における内面溝付管１１の製造装置５２の構成を模式的に示した構成説明図であり、第２実施形態における内面溝付管１１の製造装置５２の構成のうち、第１実施形態における内面溝付管１１の製造装置１２と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

第２実施形態における内面溝付管１１の製造装置５２は、上記補助引抜装置１７を支持する第２支持台５３を備え、該第２支持台５３の上流側部分を、第２回動部５４により支持台３３に回動自在に取り付けられている。

さらに、支持台３３における上記第２支持台５３における下流側部分には、第２支持台５３から受ける荷重ｆ’を測定可能な第２ロードセル５５を設けている。

上記構成により、上記補助引抜装置１７による内面溝付管１１の引抜いたとき、この引抜きに起因して主に第２ロードセル５５に荷重ｆ’がかかるため、この第２ロードセル５５により測定した荷重測定信号をもとにして上記補助引抜装置１７により内面溝付管１１を引抜く引抜力Ｆ２を制御することができる。

そして、上記引抜装置１６により内面溝付管１１を引抜く引抜力Ｆ１は、ロードセル３５により測定した荷重測定信号、或いは、該ロードセル３５と第２ロードセル５５のそれぞれで測定した荷重測定信号をもとにして上記引抜装置１６により内面溝付管１１を引抜く引抜力Ｆ１を制御することができる。

このように、主として引抜装置１６により内面溝付管１１と補助引抜装置１７とにより内面溝付管１１を引抜く引抜力Ｆ１，Ｆ２のそれぞれ強さを認識して個別に制御することができるため、内面溝付管１１の引抜力をより一層、適切な大きさに保ちながら内面溝付管１１を製造することができる。

本発明における内面溝付管１１の製造装置は、その他にも、様々な実施形態で構成することができる。
例えば、制御装置４５は、上述したように内面溝付管１１の引抜力を制御するのみに限らず、引抜き速度、或いは、引抜き加速度などの他の制御パラメータを制御可能に構成してもよい。

具体的には、図示しないが、引抜き速度を制御する場合の一例として、制御装置４５は、引抜装置１６により内面溝付管１１を引抜く速度が４０ｍ／ｍｉｎの一定速度に保たれるよう、引抜装置１６、及び、補助引抜装置１７の各引抜き力をロードセル３５の測定荷重信号に基づいて、制御することができる。

また、目標荷重ｆ０は、上述したように一定の範囲を有するよう設定するに限らず、例えば、２０００Ｎなど一定値で設定してもよい。

さらにまた、補助引抜装置１７は、上述したように一対のベルト４２ａ，４２ｂを回転駆動させるモータＭ２を制御することにより該補助引抜装置１７による引抜力Ｆ２を変更する構成に限らず、他の構成を採ることもできる。
例えば、図７に示した内面溝付管１１の製造装置５２のように、一対のベルト４２ａ，４２ｂのそれぞれを管の側、或いは、管と離間する側へ直動自在に構成し、このベルト４２ａ，４２ｂを直動駆動させるモータＭ３を制御することによりベルト４２ａ，４２ｂによる管の挟み込み力に応じて該補助引抜装置１７による引抜力Ｆ２を変更する構成であってもよい。

上記構成により、ベルト４２ａ，４２ｂの回転駆動力と、押圧力の双方を制御することができるため、上記補助引抜装置１７による内面溝付管１１の引抜き力Ｆ２を、より一層、厳密に調節することができる。

また、さらに他の実施形態として内面溝付管１１の製造装置は、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように構成してもよい。
すなわち、本実施形態の内面溝付管１１の製造装置は、図８（ａ）に示すように、引抜装置１６により内面溝付管１１を適切な引抜力Ｆ１で引抜いているとき、上記抽伸装置１８による管の抽伸方向Ｘ１と上記引抜装置１６による管の引抜方向Ｘ２とが上述と同様に傾斜した傾斜状態であるが、この状態において素管１１ａ，１１ｂ，１１ｃの抽伸方向Ｘ１が固定台Ｚに対して平行となるよう支持台３３、及び、引抜装置１６を設けている。
なお、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、いずれも他の実施形態における内面溝付管１１の製造装置の説明図を示し、それぞれ図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に対応させて引抜力Ｆ１が適切な状態、弱い状態、強い状態を模式的に示した説明図である。
する図である。

上記構成により、縮径装置１３よりもさらに上流側においても、素管１１ａを傾けないで引抜くことができるため、抽伸方向以外の方向へ負荷をかけずに素管１１ａを引抜くことができるといった効果を有する。

また、上述の実施形態と、この発明の構成との対応において、この実施形態の
抽伸装置１８は、この発明の抽伸装手段に対応し、以下同様に、
縮径装置１３は、縮径手段に対応し、
溝加工装置１４は、溝加工手段に対応し、
引抜装置１６は、引抜手段に対応し、
支持台３３、又は、第２支持台５３は、支持手段に対応し、
ロードセル３５、又は、第２ロードセル５５は、荷重測定手段に対応し、
回動部３４、又は、第２回動部５４は、回動部に対応し、
制御装置４５は、制御手段に対応し、
補助引抜装置１７は、補助引抜手段に対応する。

第１実施形態の内面溝付管の製造装置を示す断面図。 第１実施形態におけるパッドを示す断面図。 第１実施形態の内面溝付管の製造工程の説明図。 第１実施形態の内面溝付管の製造装置の作用を説明する説明図。 第１実施形態の内面溝付管の製造装置の制御方法を示すフローチャート。 第２実施形態の内面溝付管の製造装置を模式的に示した説明図。 他の実施形態の内面溝付管の製造装置を示す断面図。 さらに他の実施形態の内面溝付管の製造装置を模式的に示した説明図。

符号の説明

１１…内面溝付管
１２，５２…内面溝付管の製造装置
１３…縮径装置
１４…溝加工装置
１５…仕上げ加工装置
１６…引抜装置
１７…補助引抜装置
１８…抽伸装置
３３…支持台
３４…回動部
３５…ロードセル
４４…パッド
４５…制御装置
５３…第２支持台
５４…第２回動部
５５…ロードセル

Claims (6)

1. 素管を抽伸方向へ抽伸する抽伸手段を備えるとともに、該抽伸手段の下流側に素管を引抜方向へ引抜く引抜手段を備え、
   上記抽伸手段を、上流側から下流側へ沿って、素管を引抜いて縮径させる縮径手段と、上記引抜手段による内面溝付管の引抜きを補助する補助引抜手段と、素管内面に多数の溝を形成する溝加工手段とを備えて構成した内面溝付管の製造装置であって、
   上記抽伸手段による素管の抽伸方向と、上記引抜手段による素管の引抜方向とが傾斜した傾斜状態で上記溝加工手段を支持する支持手段を備え、
   上記支持手段の上流側部分を回動部により固定台に対して回動自在に取り付け、
   上記支持手段の上記固定台に対する傾斜角度に応じて、上記溝加工手段の管の抽伸方向に対して略直角方向に作用する荷重を測定する荷重測定手段を、上記上記支持手段の下流側に備え、
   上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記引抜手段と上記補助引抜手段とにおける少なくともいずれか一方を制御する制御手段を設けた
   内面溝付管の製造装置。
2. 上記抽伸手段を上記支持手段により支持し、
   上記引抜手段を上記支持手段とは独立して上記固定台に備え、
   上記荷重測定手段を、上記固定台と上記支持手段との間に作用する管の引抜き力に対応する上記荷重を測定可能に上記固定台に備えた
   請求項１に記載の内面溝付管の製造装置。
3. 上記制御手段を、上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記引抜手段の引抜き速度を制御可能に構成した
   請求項１、又は、請求項２に記載の内面溝付管の製造装置。
4. 上記制御手段を、上記荷重測定手段により測定した荷重測定信号に基づいて、上記補助引抜手段の引抜き速度を制御可能に構成した
   請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の内面溝付管の製造装置。
5. 上記補助引抜手段には、素管を押圧する押圧手段を備え、
   上記制御手段を、上記荷重測定手段により測定した荷重測定情報に基づいて、上記補助引抜手段の押圧力を制御可能に構成した
   請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の内面溝付管の製造装置。
6. 抽伸手段により素管を抽伸方向へ抽伸する抽伸工程と、上記抽伸手段の下流側で引抜手段により素管を引抜方向へ引抜く引抜工程とを行い、
   上記抽伸工程では、縮径手段により上流側から下流側へ沿って、素管を引抜いて縮径させる縮径工程と、上記引抜手段による内面溝付管の引抜きを補助引抜手段により補助する補助引抜工程と、溝加工手段により素管内面に多数の溝を形成する溝加工工程を行う内面溝付管の製造方法であって、
   上記抽伸手段による素管の抽伸方向と、上記引抜手段による素管の引抜方向とが傾斜した傾斜状態で上記溝加工手段を支持するとともに、上流側部分を回動部により固定台に対して回動自在に取り付けた支持手段の上記固定台に対する傾斜角度に応じて、上記溝加工手段の管の抽伸方向に対して略直角方向に作用する荷重を荷重測定手段により測定する荷重測定工程と、
   上記荷重測定手段が測定した荷重測定信号に基づいて、上記引抜手段と上記補助引抜手段とにおける少なくともいずれか一方を制御する制御工程を行うことを特徴とする
   内面溝付管の製造方法。

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