JP4833577B2 - 内面溝付管の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
[1]素管1aの引抜き方向に沿って、内部にフローティングプラグ4と当該フローティングプラグ4へ回転自在に連結された溝付プラグ5とを挿入した素管1aを、前記フローティングダイス2と前記加工ヘッド3の内部に順に通して、巻取り駆動装置を用いずに前記素管1aを移動させて、前記フローティングダイス2とフローティングプラグ4とにより縮径し、前記溝付プラグ5の位置で前記加工ヘッド3の内部で中間成形ダイス通過後の管1dの外周に接触するように配置され、当該加工ヘッド3の回転に伴い自転及び公転する複数のボール6により中間成形ダイス通過後の管1dを溝付プラグ5に押圧して当該管1dの内面に多数の微細な内面溝10を形成する装置であって、フローティングプラグ4と溝付プラグ5の間に、前記フローティングプラグ4の先に素管1aの引抜き方向に沿ってワイパー9、引抜き装置8、中間整形ダイス11を設けたことを特徴とする内面溝付管の製造装置。
[2][1]記載の装置を用いた内面溝付管の製造方法であって、素管1aの引抜き時におけるフローティングダイス2に負荷される荷重Fの最大値と最小値の差が500N以下であることを特徴とする内面溝付管の製造方法。
[3][1]または[2]記載の装置を用いた内面溝付管の製造方法であって、フローティングダイス2に取り付けられたロードセル21により、フローティングダイス2に負荷される荷重Fを検出し、素管1aを引き抜きながら前記荷重Fの経時的変化を電気信号に変換して制御部へ入力し、前記制御部は前記荷重Fの経時的変化を抑制するように引抜き装置8に信号を送信し、前記引抜き装置8の前記制御部が前記信号により回転トルクを制御しつつ前記引抜き装置8のプーリ81に動力を伝達することを特徴とする内面溝付管の製造方法。
[4][1]または[2]装置を用いた内面溝付管の製造方法であって、フローティングダイス2に取り付けられたロードセル21により、フローティングダイス2に負荷される荷重Fを検出し、素管1aを引き抜きながら前記荷重Fの経時的変化を電気信号に変換して制御部へ入力し、前記制御部は前記荷重Fの経時的変化を抑制するように引抜き装置8に信号を送信し、前記引抜き装置8の前記制御部が前記信号により前記引抜き装置8のプーリ81、82に押し付け力を伝達することを特徴とする内面溝付管の製造方法。
[5]前記引抜き装置8のパッド83のパッド溝84の曲率半径Rと、フローティングダイス通過後の管1bの外径Dbとの比K1が0.5〜0.5025であり、締め付け比K2が0.98〜1.0であることを特徴とする、[2]乃至[4]のいずれか一項に記載の内面溝付管の製造方法。
[6]前記中間整形ダイス11の外径縮径率K3が0.001〜0.1であることを特徴とする[2]乃至[5]のいずれか一項に記載の内面溝付管の製造方法。
ベルト80の外周面にはパッド83が取り付けられており、引抜き装置8はパッド83をフローティングダイス通過後の管1bを両側から押し付けて挟み付け、ベルト80を回転させることにより、引抜き装置8通過後の管1cを引抜いている。
1.0を超えると必要な引抜き力が得られない。また締め付け比K2を1.0に設定したパッドを使用すると工具の加工公差によって安定して引抜けないことがある。好ましくは0.990〜0.999である。
表1に本発明製造装置で加工した内面溝付管1の実験結果を示した。実験は、内面溝付管1を3000m加工し、さらに拡管によりアルミフィンに密着させた。実験に使用した溝付プラグ5は外径10.0mm、溝数50、溝深さ0.25mm、溝頂角15度、ねじれ角50度である。素管1aの外径は14.0mmで肉厚は0.40mm、フローティングダイス2の外径は10.9mmとした。引抜き装置8の負荷調整はパッド83の押し付け力を設定して調整した。
パッド83の形状に関して引抜き時の滑り出し荷重Fb及び溝付け加工性の実験を行った。実験は図3のように表2のパット溝84を有するパッド83を2枚一組でフローティングダイス通過後の管1bを1000N〜10000Nの挟み込み荷重Faで挟み付けた後、フローティングダイス通過後の管1bをチャック96で固定し矢印Fbの方向に引抜き、フローティングダイス通過後の管1bが滑り出す時の滑り出し荷重Fbを測定した。本発明例1の滑り出し荷重Fbを100として比較表記した。ここで滑り出し荷重Fbとは使用するパッドの限界引抜き力であり、この数値が高いほど滑りが発生せずに安定して引き抜けることになる。溝付け加工性の評価は図1の引抜き装置8に取り付けるパッド83を順次取り替えて行い、内面フィン寸法の確認を行った。問題無いものは○で示した。表2に実験結果を示す。
扁平が大きい管では中間整形ダイス部で管が座屈してしまい溝付け加工ができなかった。
中間整形ダイス11の外径縮径率K3を変化させて、溝付加工性と管内の残油量の確認を行った。その他の条件は実施例1と同様とした。溝付加工性は良好を◎、問題無い場合を○、不良(管破断)を×と示した。管内残油量は良好を◎、不良を×と示した。表3に結果を示す。
1a 素管
1b フローティングダイス通過後の管
1c 引抜き装置8通過後の管
1d 中間成形ダイス通過後の管
10 内面溝
2 フローティングダイス
21 ロードセル
3 加工ヘッド
31 ストッパ
32 ベアリング
4 フローティングプラグ
5 溝付プラグ
50 溝
51 プラグロッド
6 ボール
7 整形ダイス
8 引抜き装置
80 ベルト
81 プーリ
82 プーリ
83 パッド
84 パッド溝
9 ワイパー
95 ロードセル
96 チャック
11 中間整形ダイス
L1 引抜き方向
L2 回転方向
R 曲率半径
H パッド深さ
Db フローティングダイス通過後の管1bの外径
Dd 中間整形ダイス11の外径
Fa 挟み込み荷重
Fb 滑り出し荷重
Claims (6)
- 素管(1a)の引抜き方向に沿って、内部にフローティングプラグ(4)と当該フローティングプラグ(4)へ回転自在に連結された溝付プラグ(5)とを挿入した素管(1a)を、前記フローティングダイス(2)と前記加工ヘッド(3)の内部に順に通して、巻取り駆動装置を用いずに前記素管(1a)を移動させて、前記フローティングダイス(2)とフローティングプラグ(4)とにより縮径し、前記溝付プラグ(5)の位置で前記加工ヘッド(3)の内部で中間成形ダイス通過後の管(1d)の外周に接触するように配置され、当該加工ヘッド(3)の回転に伴い自転及び公転する複数のボール(6)により中間成形ダイス通過後の管(1d)を溝付プラグ(5)に押圧して当該管(1d)の内面に多数の微細な内面溝(10)を形成する装置であって、フローティングプラグ(4)と溝付プラグ(5)の間に、前記フローティングプラグ(4)の先に素管(1a)の引抜き方向に沿ってワイパー(9)、引抜き装置(8)、中間整形ダイス(11)を設けたことを特徴とする内面溝付管の製造装置。
- 請求項1記載の装置を用いた内面溝付管の製造方法であって、素管(1a)の引抜き時におけるフローティングダイス(2)に負荷される荷重Fの最大値と最小値の差が500N以下であることを特徴とする内面溝付管の製造方法。
- 請求項1または2記載の装置を用いた内面溝付管の製造方法であって、フローティングダイス2に取り付けられたロードセル(21)により、フローティングダイス(2)に負荷される荷重Fを検出し、素管(1a)を引き抜きながら前記荷重Fの経時的変化を電気信号に変換して制御部へ入力し、前記制御部は前記荷重Fの経時的変化を抑制するように引抜き装置(8)に信号を送信し、前記引抜き装置(8)の前記制御部が前記信号により回転トルクを制御しつつ前記引抜き装置(8)のプーリ(81)に動力を伝達することを特徴とする内面溝付管の製造方法。
- 請求項1または2記載の装置を用いた内面溝付管の製造方法であって、フローティングダイス(2)に取り付けられたロードセル(21)により、フローティングダイス(2)に負荷される荷重Fを検出し、素管(1a)を引き抜きながら前記荷重Fの経時的変化を電気信号に変換して制御部へ入力し、前記制御部は前記荷重Fの経時的変化を抑制するように引抜き装置(8)に信号を送信し、前記引抜き装置(8)の前記制御部が前記信号により前記引抜き装置(8)のプーリ(81)、(82)に押し付け力を伝達することを特徴とする内面溝付管の製造方法。
- 前記引抜き装置(8)のパッド(83)のパッド溝(84)の曲率半径Rと、フローティングダイス通過後の管(1b)の外径(Db)との比K1が0.5〜0.5025であり、締め付け比K2が0.98〜1.0であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の内面溝付管の製造方法。
- 前記中間整形ダイス(11)の外径縮径率K3が0.001〜0.1であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載の内面溝付管の製造方法。
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