JP4948073B2 - 内面溝付管の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
[1]素管の引抜き方向に沿って、フローティングダイスと、内部に前記素管の外表面を押圧する押圧用工具が前記素管の内径方向に移動するように設けられている加工ヘッドを順に設置し、内部にフローティングプラグと当該フローティングプラグへ回転自在に連結された溝付プラグとを挿入した前記素管を、前記フローティングダイスと前記加工ヘッドに通して引抜きながら、前記フローティングダイスと前記フローティングプラグとにより縮径し、前記溝付プラグの位置で、前記加工ヘッドの内へ前記素管の外周に接触するように配置され当該加工ヘッドの回転に伴い回転する複数の前記押圧用工具により前記フローティングダイスと前記フローティングプラグとにより縮径された素管を前記溝付プラグに押圧して当該素管の内面に多数の微細な溝を形成する装置であって、前記素管の引抜き方向に沿って、前記フローティングプラグの下流側に前記縮径された素管を引抜く引抜き装置を設け、前記フローティングプラグと前記引抜き装置との間にワイパーを設け、前記引抜き装置と前記溝付プラグとの間に中間整形ダイスを設け、前記フローティングダイスに取り付けられたロードセルにより、前記フローティングダイスに負荷される荷重Fを検出し、前記素管を引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前記引抜き装置に信号を送信し、前記引抜き装置が前記信号により、当該引抜き装置のプーリの回転トルクを制御しつつ当該プーリに動力を伝達する、あるいは、当該引抜き装置のプーリ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。
[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、前記素管の引抜き方向に沿って前記溝付プラグの下流側に設けられた巻取り装置に負荷される荷重FLを検出し、前記素管を引抜きながら前記荷重FL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FLの経時的変化を抑制するように前記引抜き装置に信号を送信することにより、引抜き速度と前記引抜き装置のパッドの挟み付け荷重を制御することを特徴とする内面溝付管の製造方法。
[3]前記引抜き装置のパッドのパッド溝の曲率半径Rと、前記フローティングダイスと前記フローティングプラグとにより縮径された素管の外径Dbとの関係を、K1=R/(Db/2)としたとき、K1の値は1.0以上1.05以下であり、前記パッドにより素管を締め付ける際の締め付け比K2を、パッド深さHを用いてK2={2πR−4(R−H)}/(πDb)としたとき、K2の値は0.98以上1.0未満であることを特徴とする、[1]または[2]に記載の内面溝付管の製造方法。
[4]前記中間整形ダイスにおける外径縮径率は、前記中間整形ダイスの内径Ddを用いて、K3=(Db−Dd)/Dbとしたとき、K3の値は0.001以上0.1以下であることを特徴とする、[1]乃至[3]のうちいずれかに記載の内面溝付管の製造方法。
前記ボール保持溝31の断面形状は、前記半円状の他、図7(イ)に示すような左右対称の三角形状、図7(ロ)に示すような左右非対称の三角形状など、ボール6の自転及び公転を阻害せず、かつボール6を素管1dの内径方向に移動させる形状であれば任意である。
図1及び図7(イ)、(ロ)に示した加工ヘッド3は、素管1dの周囲に容易に配設できるように、引抜き方向(L1方向)に2分割されている。ボール6の押込み(内径方向移動)深さは2分割体3a、3b間に挟むスペーサ32の厚みを変えることで容易に調整できる。スペーサ32の厚みが厚いほどボールの押込み深さは浅くなる。分割体3a、3bは連結部材(図示せず)により一体に保持される。
ベルト80の外周面にはパッド83が取り付けられており、パッド83を素管1cに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素管1cを引抜いている。
図1に示した本発明の一実施形態である製造装置で加工した内面溝付管1の実験結果を表1に示した。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の負荷調整はまずパッド83の押し付け力を設定し、内面溝付管1の巻取り駆動装置(図示せず)の負荷を軽減させる場合は引抜き装置8の引抜き速度を内面溝付管1の巻取り駆動装置(図示せず)の引抜き速度より早めで同調させ、逆に内面溝付管1の巻取り駆動装置(図示せず)の負荷を増加させる場合は引抜き装置8の引抜き速度を内面溝付管1の巻取り駆動装置(図示せず)の引抜き速度よりも遅く設定して同調させることにより行った。前記巻取り駆動装置は整形ダイス7の後に配置される。溝付加工実験は内面溝付管の加工長さ3000mを上限として実施した。次いで拡管によりアルミフィン(放熱フィン)に密着させた。それらの加工実験における内面溝付管1の総肉厚(管の外側から内面フィンの頂点までの高さ)のばらつきと加工実験の状況を評価した。結果を表1に示す。
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枚一組で素管1bを1000N〜10000Nの挟み込み荷重Faで挟み付けた後、素管1bをチャック96で固定し矢印Fbの方向に引抜き、素管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。
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 素管
1c 素管
1d 素管
10 溝
2 フローティングダイス
21 ロードセル
3 加工ヘッド
3a、3b 加工ヘッドの分割体
31 加工ヘッドのボール保持溝
32 押込み深さ調整用スペーサ
33 押圧ローラー
34 押圧ローラーの収納ケース
35 押圧ローラーの回転軸
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 素管1bの外径
Dd 中間整形ダイス11の内径
Fa 挟み込み荷重
Fb 滑り出し荷重
F フローティングダイス2に負荷される荷重
FL 巻取り装置に負荷される荷重(内面溝付管1にかかる負荷)
Claims (4)
- 素管の引抜き方向に沿って、フローティングダイスと、内部に前記素管の外表面を押圧する押圧用工具が前記素管の内径方向に移動するように設けられている加工ヘッドを順に設置し、
内部にフローティングプラグと当該フローティングプラグへ回転自在に連結された溝付プラグとを挿入した前記素管を、前記フローティングダイスと前記加工ヘッドに通して引抜きながら、前記フローティングダイスと前記フローティングプラグとにより縮径し、
前記溝付プラグの位置で、前記加工ヘッドの内へ前記素管の外周に接触するように配置され当該加工ヘッドの回転に伴い回転する複数の前記押圧用工具により前記フローティングダイスと前記フローティングプラグとにより縮径された素管を前記溝付プラグに押圧して当該素管の内面に多数の微細な溝を形成する装置であって、
前記素管の引抜き方向に沿って、前記フローティングプラグの下流側に前記縮径された素管を引抜く引抜き装置を設け、
前記フローティングプラグと前記引抜き装置との間にワイパーを設け、
前記引抜き装置と前記溝付プラグとの間に中間整形ダイスを設け、
前記フローティングダイスに取り付けられたロードセルにより、前記フローティングダイスに負荷される荷重Fを検出し、
前記素管を引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前記引抜き装置に信号を送信し、
前記引抜き装置が前記信号により、
当該引抜き装置のプーリの回転トルクを制御しつつ当該プーリに動力を伝達する、あるいは、当該引抜き装置のプーリ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。 - 請求項1に記載の内面溝付管の製造方法であって、
前記素管の引抜き方向に沿って前記溝付プラグの下流側に設けられた巻取り装置に負荷される荷重FLを検出し、
前記素管を引抜きながら前記荷重FL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FLの経時的変化を抑制するように前記引抜き装置に信号を送信することにより、引抜き速度と前記引抜き装置のパッドの挟み付け荷重を制御することを特徴とする
内面溝付管の製造方法。 - 前記引抜き装置のパッドのパッド溝の曲率半径Rと、前記フローティングダイスと前記フローティングプラグとにより縮径された素管の外径Dbとの関係を、K1=R/(Db/2)としたとき、K1の値は1.0以上1.05以下であり、前記パッドにより素管を締め付ける際の締め付け比K2を、パッド深さHを用いてK2={2πR−4(R−H)}/(πDb)としたとき、K2の値は0.98以上1.0未満であることを特徴とする
請求項1または2に記載の内面溝付管の製造方法。 - 前記中間整形ダイスにおける外径縮径率は、前記中間整形ダイスの内径Ddを用いて、
K3=(Db−Dd)/Dbとしたとき、
K3の値は0.001以上0.1以下であることを特徴とする
請求項1乃至3のうちいずれかに記載の内面溝付管の製造方法。
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