JP5794901B2 - Manufacturing method and manufacturing apparatus of internally spiral grooved tube - Google Patents
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Description
本発明は、熱交換器の伝熱管に用いられる内面螺旋溝付管を連続的に製造する方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a method and a manufacturing apparatus for continuously manufacturing an internally spiral grooved tube used for a heat transfer tube of a heat exchanger.
エアコン用熱交換器などでは、アルミニウムフィン材に冷媒を通すために伝熱管を挿入し、熱交換を行っている。近年の空調機等の開発においては、省エネに伴うユニット性能の向上、あるいは作動媒体であるHCFC22の代替化などの要請により、その構成要素の一つである伝熱管も更なる高性能化が求められている。現在は内面に連続した螺旋溝を設けた内面溝付管が主流となっており、熱交換効率の向上が図られている。
内面溝付管の製法として、製造ライン上で巻取り方向を軸に、その管の円周方向に回転ダイスを用いて捻りを加えながら引き抜く方法(特許文献1及び特許文献2)や、高速回転するボールベアリングで管を管内溝付きプラグに押付け、管の内面に捻れ溝を転造しながら引抜く溝転造法(特許文献3)が採用されてきた。
In heat exchangers for air conditioners and the like, heat exchange is performed by inserting a heat transfer tube in order to pass the refrigerant through the aluminum fin material. In recent developments of air conditioners and the like, heat transfer tubes, which are one of the components, are required to have higher performance in response to demands such as improvement of unit performance accompanying energy saving or replacement of the working medium HCFC22. It has been. At present, an inner grooved tube having a spiral groove continuous on the inner surface is mainly used, and the heat exchange efficiency is improved.
As a method of manufacturing an internally grooved tube, a method of pulling out while twisting with a rotating die in the circumferential direction of the tube around the winding direction on the production line (Patent Document 1 and Patent Document 2), or high-speed rotation A groove rolling method (Patent Document 3) has been adopted in which a tube is pressed against a grooved plug with a ball bearing and pulled out while rolling a twisted groove on the inner surface of the tube.
しかしながら、特許文献1及び特許文献2では、回転ダイスの部分で、ダイスと試料との間で試料が滑ってしまい、回転を制御しても一定の捻れ角を生じさせることが難しく、長手方向での捻れ角のバラツキが大きい。
また、特許文献3では、管の内側に溝付きプラグを入れて、その内壁に転造を行うが、捻れ角を大きくした場合に、プラグと内壁との摩擦により変形抵抗が増加し、試料引抜き時に試料が破断しやすく、高さの高いフィンの転造も困難である等の問題がある。さらに、径の細い管への対応が難しくなっている。
However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the sample slips between the die and the sample at the portion of the rotating die, and it is difficult to generate a constant twist angle even if the rotation is controlled. There is a large variation in the twist angle.
In Patent Document 3, a grooved plug is inserted inside the tube and the inner wall is rolled. However, when the twist angle is increased, the deformation resistance increases due to friction between the plug and the inner wall, and the sample is pulled out. At times, there are problems such that the sample is easily broken and it is difficult to roll a fin having a high height. Furthermore, it is difficult to cope with a tube having a small diameter.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、寸法精度が高く、且つフィン高さの高い内面螺旋溝付管が得られるとともに、細管に対応でき、捻れ角の大きい内面螺旋溝を形成することが可能な生産性に優れる内面螺旋溝付管の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an internal spiral groove tube with high dimensional accuracy and high fin height can be obtained, and an internal spiral groove having a large twist angle can be used for a narrow tube. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus for an internally spiral grooved tube that can be formed and has excellent productivity.
本発明の内面螺旋溝付管の製造方法は、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管材を、送りフィーダを用いて送り出しながら、該管材の外径と略同寸法の内径の少なくとも半円状断面のガイド溝を有し、且つ螺旋の一部を構成するように円弧状に設けられたガイドレールに挿入することにより、コイルばね状に形成するコイルばね形成工程と、そのコイルばね状に形成された管材のコイル軸線の延長線に沿って一定の張力を負荷しながら直管状に抜き取ることにより、該管材に捻りを加える抜取り工程とを有することを特徴とする。 The method for manufacturing an internally spiral grooved tube according to the present invention is a method in which a pipe material in which a plurality of linear grooves along the length direction are formed on the inner surface at intervals in the circumferential direction is fed out using a feed feeder. It has a guide groove of at least a semicircular cross section with an inner diameter of approximately the same size as the diameter, and is formed into a coil spring shape by being inserted into a guide rail provided in an arc shape so as to constitute a part of a spiral. A coil spring forming step and a pulling step of twisting the pipe material by pulling it into a straight tube while applying a constant tension along an extension of the coil axis of the pipe material formed in the shape of the coil spring. It is characterized by.
本発明によれば、螺旋の一部を構成するように円弧状に設けられたガイドレールによってコイルばね状に形成された管材を、そのコイル軸線の延長線に沿って張力を加えながら抜き取ることで、管材に一定の捻りを生じさせることが可能である。また、管材をガイドレールに送り込むことによりコイルばね状に成形しているので、管材が潰れ難く、その後の直管状の抜き取り時にくびれ等の欠陥が生じ難い。
管材が1周分捻れたときの長手方向の長さを、ここでは捻り周期と記すが、捻り周期の制御は、コイルばね状に形成された管材の巻き径(コイル径)と、その送りピッチに依存する。すなわち、管材を一定の送りピッチでコイルばね状に形成した場合は、管材の巻き径が小さくなるにつれて、抜き取り時に形成されるスパイラル状に流動した管材の径が小さくなり、その結果、捻り周期が短くなる。そして、管材の捻れ角は、捻り周期が短くなるとともに大きくなる。
また、本発明による製造方法では、管材の捻れ形成のため、主流である溝転造法のように、特に内部にプラグ等を入れて機械的に加工を行う必要がないため、予め、捻り前の押出時に管材の内壁に深い溝を形成しておくことで、そのまま寸法精度の高い内面溝が形成された細い内面螺旋状溝付管を得ることができる。
According to the present invention, the pipe material formed in the coil spring shape by the guide rail provided in the arc shape so as to constitute a part of the spiral is extracted while applying tension along the extension line of the coil axis. It is possible to cause a certain twist in the tube material. Further, since the tube material is formed into a coil spring shape by feeding it into the guide rail, the tube material is not easily crushed, and defects such as constriction are less likely to occur when the straight tube is subsequently extracted.
The length in the longitudinal direction when the tube is twisted by one turn is described here as the twist cycle. The twist cycle is controlled by the winding diameter (coil diameter) of the tube formed in a coil spring shape and its feed pitch. Depends on. That is, when the tubular material is formed in a coil spring shape at a constant feed pitch, the diameter of the spirally flowing tubular material formed at the time of extraction becomes smaller as the winding diameter of the tubular material becomes smaller. Shorter. The twist angle of the tube material increases as the twist cycle becomes shorter.
Further, in the manufacturing method according to the present invention, it is not necessary to insert a plug or the like inside and mechanically process it in advance, unlike the mainstream groove rolling method, because the tube material is twisted. By forming a deep groove on the inner wall of the pipe material during extrusion, a thin inner surface spiral grooved tube having an inner surface groove with high dimensional accuracy can be obtained as it is.
本発明の内面螺旋溝付管の製造方法は、前記コイルばね形成工程と前記抜取り工程とを交互に複数回繰り返して行われる。
コイルばね形成工程と抜取り工程とを交互に複数回繰り返すことにより、管材の内面に捻れ角の大きい螺旋溝を有する内面螺旋溝付管を容易に製造することができる。
また、コイルばね形成工程と抜取り工程とを繰り返すだけなので、製造方法が比較的シンプルであり、それらの送り速度および抜取り速度に応じて製造速度を速くすることが可能となり、生産性に優れている。
The manufacturing method of the inner surface spiral grooved pipe of the present invention is performed by alternately repeating the coil spring forming step and the extraction step a plurality of times.
By repeatedly repeating the coil spring forming step and the extraction step a plurality of times, it is possible to easily manufacture an inner surface spiral grooved tube having a spiral groove having a large twist angle on the inner surface of the tube material.
Moreover, since only the coil spring forming process and the sampling process are repeated, the manufacturing method is relatively simple, and the manufacturing speed can be increased according to the feeding speed and the sampling speed, and the productivity is excellent. .
本発明の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記抜取り工程は、前記コイル軸線の延長線に沿って送り出された複数巻分の前記コイルばね状の管材をチャッキングし、該コイル軸線の延長線に沿って引き延ばすチャッキング工程の後に張力を負荷して直管状に形成するとよい。
コイルばね状の管材を予めある程度引き延ばしておくことで、スムーズに張力を負荷することができる。
In the method of manufacturing an internally spiral grooved tube according to the present invention, the extracting step includes chucking the coil spring-like tube material for a plurality of turns sent along the extension line of the coil axis line, and extending the coil axis line. It is preferable to form a straight tube by applying a tension after the chucking process of extending along the line.
By stretching the coil spring-shaped tube material to some extent in advance, it is possible to load the tension smoothly.
また、ガイドレールのガイド溝は、半円以下の円弧長さに設けられているとよい。
このようなガイド溝を有するガイドレールを用いて管材をコイルばね状に形成することで、管材を扁平または座屈させることなく、管材の巻き径を小径にして形成することができる。
また、ガイドレールの材質は、特に限定されるものではないが、例えばMCナイロンのような潤滑性の高い素材を用いた場合には、無潤滑で製造できるため適している。
なお、管材をコイルばね状に形成するには、単純に円柱状のロールに巻き取ることによっても可能であるが、その場合、管材とロールが接する部分に応力が集中して管材が座屈しやすい。その結果、管材の巻き径を小径化するには限界がある。
しかし、上記のガイドレールを用いた場合には、ロールに巻き取る場合と比べて、管材の巻き径を2/3まで縮径化することが可能であり、1回のコイルばね形成工程と抜取り工程の実施において形成される管材の捻れ角を1.5倍に高めることができる。
Moreover, the guide groove of the guide rail is good to be provided in the circular arc length below a semicircle.
By using the guide rail having such a guide groove to form the tube material in a coil spring shape, the tube material can be formed with a small diameter without flattening or buckling the tube material.
The material of the guide rail is not particularly limited. For example, when a material with high lubricity such as MC nylon is used, it is suitable because it can be manufactured without lubrication.
In order to form the tube material in a coil spring shape, it is possible to simply wind it around a cylindrical roll. However, in this case, the stress is concentrated on the portion where the tube material and the roll are in contact, and the tube material is likely to buckle. . As a result, there is a limit to reducing the winding diameter of the pipe material.
However, when the above-described guide rail is used, it is possible to reduce the diameter of the tube material to 2/3 as compared with the case where it is wound around a roll. It is possible to increase the twist angle of the pipe material formed in the implementation of the process by 1.5 times.
本発明の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記抜取り工程後に、管材の断面形状を矯正する中空孔を有する引抜きダイスによる少なくとも1回の引抜き工程と、矯正後の管材を加熱する熱処理工程とを有するとよい。
コイルばね形成工程と抜取り工程とを繰り返すことで、管材の捻れ角は加算され大きくなっていくが、これら工程を複数回繰り返すと、わずかにその管材の断面形状が扁平に潰される。これは、管材を送り出す際に、送りフィーダの上下ロール間に管材を挟む等して送り出すことから、その管材の断面形状が徐々に扁平に潰されるためである。断面形状の扁平率が大きくなった管材は、コイルばね形成の際に、一部に応力が集中しやすく、その結果、座屈を生じやすくなる傾向にある。一端、座屈を生じると、その後の抜取りによる捻り加工の際、その部分にネッキングを生じ、管材の長手方向に均一に捻りを加えられなくなる。なお、ここで言う、ネッキングとは局部的に屈曲したようによじれが発生してしまうことを示す。そのため、工程を一定回数繰り返す毎に引抜き工程を行うことで、扁平した管材の真円度を回復させ、座屈が生じることを防止することができる。また、真円度の矯正後の管材を加熱することで、ひずみを除去することができ、繰り返し抜取り加工ができる。
In the method for manufacturing an internally spiral grooved tube of the present invention, after the drawing step, at least one drawing step with a drawing die having a hollow hole for correcting the cross-sectional shape of the tube material, and a heat treatment step for heating the tube material after correction. It is good to have.
By repeating the coil spring forming step and the extraction step, the twist angle of the tube material is increased and increased, but when these steps are repeated a plurality of times, the cross-sectional shape of the tube material is slightly flattened. This is because the pipe material is sent out by sandwiching the pipe material between the upper and lower rolls of the feed feeder, so that the cross-sectional shape of the pipe material is gradually flattened. In the pipe material having a large cross-sectional flatness, stress is likely to be concentrated on a part when forming the coil spring, and as a result, it tends to be easily buckled. When buckling occurs at one end, necking occurs at that portion during subsequent twisting, and twisting cannot be applied uniformly in the longitudinal direction of the tube material. Note that the necking referred to here indicates that kinking occurs as if bent locally. Therefore, by performing the drawing process every time the process is repeated a certain number of times, the roundness of the flat tube material can be recovered and buckling can be prevented. In addition, by heating the tube after straightening of roundness, strain can be removed and repeated sampling can be performed.
本発明の内面螺旋溝付管の製造装置は、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管材を送り出しながらコイルばね状に形成するコイルばね形成手段と、そのコイルばね状に形成された管材のコイル軸線の延長線に沿って一定の張力を負荷しながら該コイルばね状の管材を直管状に抜き取る抜取り手段とを備えることを特徴とする。
本発明の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記コイルばね形成手段は、前記管材を送り出す送りフィーダと、前記管材の外径と略同寸法の内径の少なくとも半円状断面のガイド溝を有し、且つ螺旋の一部を構成するように円弧状に設けられたガイドレールとを備えており、前記管材を、前記送りフィーダを用いて前記ガイド溝に挿入することにより、該管材をコイルばね状に形成することを特徴とする。
また、前記ガイドレールのガイド溝は、半円以下の円弧長さに設けられているとよい。
本発明の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記管材の断面形状を矯正する引抜き手段と、矯正後の管材を加熱する熱処理手段とを有しているとよい。
本発明の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記抜取り手段は、前記コイル軸線の延長線に沿って間隔をおいて配置された少なくとも二対のピンチロールにより前記管材を挟持し、一定の張力を負荷しながら直管状に抜き取る構成とされているとよい。
本発明の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記抜取り手段には、前記コイルばね形成手段により送り出された複数巻分の前記コイルばね状の管材をチャッキングし、前記コイル軸線の延長線に沿って引き延ばすストレッチャーが設けられているとよい。
The apparatus for manufacturing an internally spiral grooved pipe according to the present invention comprises a coil spring forming means for forming a coil spring shape while feeding out a pipe material in which a plurality of linear grooves along the length direction are formed on the inner surface at intervals in the circumferential direction. And a pulling means for pulling out the coil spring-like tube material into a straight tube while applying a constant tension along the extension line of the coil axis of the tube material formed in the coil spring shape.
In the inner spiral grooved pipe manufacturing apparatus of the present invention, the coil spring forming means has a feed feeder for feeding the pipe material, and a guide groove having at least a semicircular cross section having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the pipe material. And a guide rail provided in an arc shape so as to constitute a part of a spiral, and the tube material is inserted into the guide groove using the feed feeder, whereby the tube material is coiled. It is formed in the shape.
In addition, the guide groove of the guide rail may be provided with an arc length equal to or less than a semicircle.
In the manufacturing apparatus of the inner surface spiral grooved pipe of the present invention, it is preferable to have a drawing means for correcting the cross-sectional shape of the tube material and a heat treatment means for heating the tube material after correction.
In the manufacturing apparatus for an inner surface spiral grooved tube of the present invention, the extraction means sandwiches the tube material by at least two pairs of pinch rolls arranged at intervals along an extension line of the coil axis, and has a constant tension. It is good to be the structure pulled out to a straight tube shape while loading.
In the inner spiral grooved pipe manufacturing apparatus of the present invention, the extraction means chucks the coil spring-shaped pipe material for a plurality of turns sent out by the coil spring forming means, and extends to the extension line of the coil axis. It is good to have a stretcher that stretches along.
本発明によれば、寸法精度が高く、且つフィン高さの高い内面螺旋溝付管が得られるととともに、細管(細径化)に対応でき、捻れ角の大きい内面螺旋溝を形成することが可能な生産性に優れる内面螺旋溝付管を製造することができる。 According to the present invention, an internal spiral grooved tube with high dimensional accuracy and a high fin height can be obtained, and an internal spiral groove with a large twist angle can be formed that can cope with a narrow tube (thinning). An internally spiral grooved tube with excellent productivity can be produced.
以下、本発明に係る内面螺旋溝付管の製造装置を用いた内面螺旋溝付管の製造方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。
本実施形態の内面螺旋溝付管の製造装置100は、内面に長さ方向に沿う複数の直線溝11aが周方向に間隔をおいて形成された管材11(図2参照)に、一定の捻りを生じさせ、内面に螺旋溝を有する内面螺旋溝付管11R(図3)を製造する装置である。
製造装置100は、図1又は図5に示すように、内面に直線溝11aによりフィン11bが形成された管材11を送り出しながらコイルばね状に形成するコイルばね形成手段20と、そのコイルばね状に形成された管材11のコイル軸線26の延長線に沿って一定の張力を負荷しながら管材11を直管状に抜き取る抜取り手段30と、管材11の断面形状を矯正する引抜き手段40と、矯正後の管材11を加熱する熱処理手段50とを有している。
Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method of an inner spiral grooved tube using an inner spiral grooved tube manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The inner spiral grooved
As shown in FIG. 1 or FIG. 5, the
コイルばね形成手段20は、図1及び図4に示すように、管材11を送り出す送りフィーダ21と、円柱状のガイドロール22と、ガイドロール22の円周形状に沿って配置され、管材11の外径と略同寸法の内径に設けられたガイド孔24(本発明でいう、ガイド溝)を有するガイドレール23とを備えている。
送りフィーダ21は、間隔をおいて配置された二対の上下ロール25により構成されており、直管状の管材11を、上下ロール25で挟持してガイドレール23内に挿入するものである。
また、ガイドレール23及びそのガイド孔24は、ガイドロール22の外周面に沿う螺旋の一部を構成するように円弧状に設けられており、その円弧形状は、半円以下の長さに形成されている。なお、管材11は、送りフィーダ21を用いてガイドレール23のガイド孔24内に送り込まれ、一定の周期を有するコイルばね状の管材に加工される。
As shown in FIGS. 1 and 4, the coil
The
Further, the
抜取り手段30には、コイルばね形成手段20のガイドロール22上から、コイル軸線26の延長線に沿って送り出された複数巻分のコイルばね状の管材11をチャッキングし、そのコイル軸線26の延長線に沿って引き延ばすストレッチャー31が設けられている。また、コイル軸線26の延長線に沿って間隔をおいて配置された二対のピンチロール32が設けられており、ストレッチャー31で引き延ばされた管材11を、これらピンチロール32の間で挟持し、一定の張力を負荷しながら直管状に抜き取る。
また、引抜き手段40は、中空孔を有する引抜きダイスに管材を通して引抜くことにより、管材の断面形状を矯正する構成とされている。熱処理手段50は、真円度の矯正後の管材の中間焼鈍を行う。
The extraction means 30 is chucked with a plurality of turns of the coil spring-
Further, the drawing means 40 is configured to correct the cross-sectional shape of the pipe material by drawing the pipe material through a drawing die having a hollow hole. The heat treatment means 50 performs the intermediate annealing of the pipe material after the roundness is corrected.
次に、このように構成した製造装置100を用いて、内面螺旋溝付管を製造する方法について説明する。
内面に直線溝が形成された管材11を、送りフィーダ21により送り出しながらガイドレール23のガイド孔24に挿入する。ガイドレール23に挿入された管材11は、ガイドレール23のガイド孔24を通過することにより螺旋状に形成され、ガイドロール22の表面に沿って、そのガイドロール22の一端側から他端側に向けてコイル軸線26に沿って案内され、同一径のコイルばね状となるように送り出される。このとき、ガイドロール22の他端側(図1では上側)から解放された管材11は、コイルばね状に形成されている。
次に、ガイドロール22上から解放されたコイルばね状の管材11の複数巻分の一部を、ストレッチャー31でチャッキングし、コイル軸線26の延長線に沿って予備的な矯正を加える。直管状に近い状態まで矯正された管材は、二対のピンチロール32間を通過し、これらピンチロール32間で0.3kN以上の張力を負荷されながら、直管状に形成される。
なお、ストレッチャー31はコイルばね状の管材11に予備矯正を加えた後、図1に二点鎖線で示すように元の位置に移動し、順次送り出されてくるコイルばね状の管材の端部をチャッキングし、予備矯正を繰り返し行う。
Next, a method of manufacturing the inner spiral grooved tube using the
The
Next, a part of a plurality of turns of the coil spring-
The
このようにして直管状に形成された管材11の内面には、その管材11の巻き径と、送りピッチにより定まる捻れ角を有する螺旋溝が形成される。この捻れ角は、管材の巻き径を小さくする程大きくなり、また送りピッチを小さくする程大きくなる。捻れ角は、管材の巻き径の大きさに依存するため、径の小さいガイド孔のガイドレールを使用すれば、一度に大きな捻れ角を生じさせることが可能であるが、管材の材質によっては、小径のガイド孔を通して送り出すことが難しい。この場合、径の大きいガイド孔を有するガイドレールにより、大径の巻き径の管材を形成し、コイルばね形成工程と抜取り工程とを複数回繰り返すことにより管材への捻れを加算して、大きい捻れ角を有する管材を得ることができる。
A spiral groove having a twist angle determined by the winding diameter of the
また、より捻れ角の大きい内面螺旋溝付管を製造する際には、例えば、図6のフローチャートに示すように、コイルばね形成工程および抜取り工程を一定回数繰り返す毎に、引抜き工程および熱処理工程を行う。
図6のフローチャートでは、S101〜S103に示すように、コイルばね形成工程と抜取り工程との組合せからなる工程を3回繰り返した後、引抜き工程(S104)と熱処理工程(S105)を挟み、合計8回のコイルばね形成工程と抜取り工程とが行われる(S101〜S112)。そして、コイルばね形成工程と抜取り工程とを繰り返す毎に、管材11には一定の捻りが加算され、捻れ角を徐々に大きくしていくことができる。
Further, when manufacturing the inner spiral grooved tube having a larger twist angle, for example, as shown in the flowchart of FIG. 6, the drawing process and the heat treatment process are performed every time the coil spring forming process and the extracting process are repeated a certain number of times. Do.
In the flowchart of FIG. 6, as shown in S101 to S103, a process consisting of a combination of a coil spring forming process and a sampling process is repeated three times, and then a drawing process (S104) and a heat treatment process (S105) are sandwiched, for a total of 8 A coil spring forming step and a sampling step are performed (S101 to S112). Each time the coil spring forming step and the extraction step are repeated, a certain twist is added to the
コイルばね形成工程と抜取り工程とを複数回繰り返すと、管材11を送り出す際に、送りフィーダ21の上下ロール25間で挟持されることから、図7に示すように、その管材の断面形状が徐々に扁平に潰される。断面形状の扁平率が大きくなった管材は、ガイドレール23からコイルばね状に送り出される際に座屈を生じることがあり、その座屈を生じた管材に抜取り工程を行うと、座屈した部分で局所的に折れ曲がり(ネッキング)、管材全体に均一な捻れ角が形成された管材を得ることができない。そのため、コイルばね形成工程と抜取り工程とを繰り返す中で、少なくとも1回の引抜き工程と、矯正後の管材を加熱する熱処理工程とを行うことが好ましい。
If the coil spring forming step and the extracting step are repeated a plurality of times, when the
引抜き工程は、引抜き手段40により引抜きダイスの中空孔に管材を通して引抜くことにより行われ、1回の引抜き工程は、管材の扁平率が120%以内のうちに、もとの管材の径に対し5%以上の縮小が図れるように行う。そして、熱処理工程により、真円度の矯正後の管材を加熱し、ひずみを除去する。熱処理工程は、例えば前述と同様の熱処理が行われ、矯正された管材に200〜350℃で0.5〜4時間の中間焼鈍を行う。
このように、コイルばね形成工程と抜取り工程とを繰り返して、管材の扁平率が大きくなった場合には、引抜き工程により真円度を回復させ、座屈が生じることを防止することができる。抜取り工程後に、管材の断面形状を矯正する少なくとも1回の引抜き工程を設けることで、管材の潰れを抑制し、コイルばね形成工程と抜取り工程とを複数回工程を繰り返すことが可能となり、管材の捻れ角を大きくすることができる。
なお、扁平率とは、管材の最小径Yに対する最大径Xの比率をいう。
The drawing process is performed by drawing the pipe material through the hollow hole of the drawing die by the drawing means 40. One drawing process is performed with respect to the diameter of the original pipe material within 120% of the flatness of the pipe material. It is performed so that reduction of 5% or more can be achieved. And the pipe material after roundness correction is heated by a heat treatment process, and distortion is removed. In the heat treatment step, for example, the same heat treatment as described above is performed, and the straightened pipe material is subjected to intermediate annealing at 200 to 350 ° C. for 0.5 to 4 hours.
As described above, when the flatness of the tube material is increased by repeating the coil spring forming step and the drawing step, the roundness can be recovered by the drawing step and the occurrence of buckling can be prevented. By providing at least one drawing process to correct the cross-sectional shape of the tube material after the extraction process, it is possible to suppress the collapse of the tube material, and to repeat the coil spring formation process and the extraction process multiple times. The twist angle can be increased.
In addition, flatness means the ratio of the maximum diameter X with respect to the minimum diameter Y of a pipe material.
本実施形態の内面螺旋溝付管の製造方法によれば、送りフィーダで管材を送り出しながらガイドレールによりコイルばね状に形成するとともに、同一径のコイルばね状に形成された管材を、そのコイル軸線の延長線に沿って張力を加えながら抜き取ることで、管材に一定の捻りを生じさせることができる。また、管材をガイドレールに送り込むことによりコイルばね状に成形しているので、管材が潰れ難く、その後の直管状の抜き取り時にくびれ等の欠陥が生じ難い。
また、管材の捻れ形成のため、特に内部にプラグ等を入れて機械的に加工を行う必要がないため、予め、捻り前の押出時に管材の内壁に深い溝を形成しておくことで、そのまま寸法精度の高い内面溝が形成された細い内面螺旋状溝付管を得ることができる。さらに、このようなコイルばね形成工程と抜取り工程を複数回繰り返すことにより、捻れ角の大きい、例えば20°以上の捻れ角を有し、生産性に優れる内面螺旋溝付管を製造することができる。
なお、本実施形態においては、ガイドレールのガイド溝を、孔状のガイド孔として形成したが、ガイド溝は、少なくとも半円状断面の凹溝に形成されていればよく、その凹溝の底部を螺旋の外周線に沿うようにして設けることで、ガイド孔を形成した場合と同様に、コイルばね状の管材を容易に形成することができる。
According to the manufacturing method of the inner surface spiral grooved tube of the present embodiment, the tube material is formed in a coil spring shape by the guide rail while feeding the tube material with the feed feeder, and the tube material formed in the coil spring shape of the same diameter is formed with the coil axis line. By pulling out while applying tension along the extension line, it is possible to cause a certain twist in the tube material. Further, since the tube material is formed into a coil spring shape by feeding it into the guide rail, the tube material is not easily crushed, and defects such as constriction are less likely to occur when the straight tube is subsequently extracted.
In addition, since it is not necessary to insert a plug or the like inside the tube material to form a twist, it is possible to form a deep groove in the inner wall of the tube material in advance during extrusion before twisting. It is possible to obtain a thin inner spiral grooved tube formed with an inner groove with high dimensional accuracy. Furthermore, by repeating the coil spring forming step and the extracting step a plurality of times, it is possible to manufacture an internally spiral grooved tube having a high twist angle, for example, a twist angle of 20 ° or more and excellent productivity. .
In this embodiment, the guide groove of the guide rail is formed as a hole-shaped guide hole. However, the guide groove only needs to be formed as a concave groove having a semicircular cross section, and the bottom of the concave groove. Is provided so as to be along the outer peripheral line of the spiral, so that a coil spring-like tube material can be easily formed as in the case where the guide hole is formed.
外径10mm、内径9mm、内面に直線溝が形成された3003アルミニウム合金管材を用いて内面螺旋溝付管の製造を行った。
管材は、内面の直線溝の数は45個(8°/1山)で、これら直線溝により形成されるフィンの高さが0.28mmに形成されたものを用いた。この管材を用いて、図4に示すガイドレール(ガイド孔)の円弧半径Rを10mm〜380mmの範囲で変量し、コイルばね状の管材の送りピッチを15mmで形成した後に、その管材のコイル軸線方向に抜取りを行った。円弧半径Rは、ガイド孔の横断面において、円の中心を通る螺旋状の円弧の曲率半径を示す。
また、抜取りは、ガイドロールから3巻分送り出されたコイルばね状の管材の下側端部をストレッチャーにより矯正を加えた後、ある程度、直管状に伸ばした後に、管材を二対のピンチロール間で1〜2kNの張力を負荷しながら直管状に矯正した。また、管材の外周面には、予め、その長手方向に沿って直線状のマーキングを行い、図8に示すように、マーキングラインLが1周分捻れた時の長手方向の長さ(捻り周期B)を計測した。捻れ角θは、図9に示すように、管材の内周の長さAと捻り周期Bとにより算出した。図10に、以上のように実施して得られたコイルばね状の管材の巻き径と捻れ角との関係を示す。
図10に示すように、例えば、φ160mmの巻取り径では、1回に約3°の捻れ角を生じさせることができる。巻き径が小さくなるにつれて捻れ角は増加し、巻き径に応じた捻れ角を有する内面螺旋溝付管の製造が可能である。また、製造された各内面螺旋溝付管について、管の長手方向に切り開いて内面に形成された螺旋溝の周期を確認したところ、内面の螺旋溝の周期と、マーキングラインの捻り周期Bとは一致していた。
An internally spiral grooved tube was manufactured using a 3003 aluminum alloy tube material having an outer diameter of 10 mm, an inner diameter of 9 mm, and a linear groove formed on the inner surface.
As the tube material, the number of linear grooves on the inner surface was 45 (8 ° / 1 mountain), and fins formed by these linear grooves had a height of 0.28 mm. Using this tube material, the arc radius R of the guide rail (guide hole) shown in FIG. 4 is varied in the range of 10 mm to 380 mm, and the feed pitch of the coil spring-like tube material is formed at 15 mm. Extracted in the direction. The arc radius R indicates the radius of curvature of a spiral arc passing through the center of the circle in the cross section of the guide hole.
In addition, after extracting the coil spring-like tube material that has been delivered three turns from the guide roll, the lower end of the tube material is straightened by a stretcher and then stretched into a straight tube to some extent. The tube was straightened while applying a tension of 1 to 2 kN. Further, on the outer peripheral surface of the pipe material, linear marking is performed in advance along the longitudinal direction, and as shown in FIG. 8, the length in the longitudinal direction when the marking line L is twisted by one turn (twisting cycle). B) was measured. As shown in FIG. 9, the twist angle θ was calculated from the inner circumference length A and the twist cycle B of the pipe material. FIG. 10 shows the relationship between the winding diameter and the twist angle of the coil spring-like tube material obtained as described above.
As shown in FIG. 10, for example, with a winding diameter of φ160 mm, a twist angle of about 3 ° can be generated at one time. As the winding diameter decreases, the twist angle increases, and it is possible to manufacture an internally spiral grooved tube having a twist angle corresponding to the winding diameter. Further, for each manufactured inner surface spiral grooved tube, when the period of the spiral groove formed on the inner surface by cutting in the longitudinal direction of the tube was confirmed, the period of the inner surface spiral groove and the twisting period B of the marking line are It was consistent.
次に、上記の管材と円弧半径Rが60mmのガイドレールを用いて、コイルばね形成工程と抜取り工程とを5回繰り返すことにより内面螺旋溝付管の製造を行った。
先ず、ガイドレールにより送りピッチ15mmでコイルばね状に形成した後に抜取りを行い、これらコイルばね形成工程と抜取り工程とを3回ずつ繰り返した後に、φ8mmの中空孔を有する引抜きダイスで引抜きし、扁平率114%まで潰れた管材を再び扁平率102%の真円に回復させた(引抜き工程)。その後、350℃で4時間の中間焼鈍を行い(熱処理工程)、再度、円弧半径Rが60mmのガイドレールにより送りピッチ12mmでコイルばね状の管材を形成した。そして、コイルばね形成工程と抜取り工程とを2回ずつ行った後、φ7mmの中空孔の引抜きダイスで引抜きを行い、最終的に捻れ角20°の内面螺旋溝付管を製造した。
管材の送り速度および抜取り速度は40m/minとした。また、抜取り工程は、ガイドロール上から送り出された3巻分のコイルばね状の管材の下側端部をストレッチャーにより矯正を加え、ある程度、直管状に伸ばした後、二対のピンチロール間で1〜2kNの張力を負荷しながら直管状に矯正した。
Next, using the above tube material and a guide rail with an arc radius R of 60 mm, the coil spring forming step and the extraction step were repeated five times to produce an internally spiral grooved tube.
First, a coil spring is formed at a feed pitch of 15 mm by a guide rail, and then the coil spring is formed, and the coil spring forming process and the extracting process are repeated three times each, and then extracted with a drawing die having a φ8 mm hollow hole. The pipe material crushed to a rate of 114% was restored again to a perfect circle with a flatness rate of 102% (drawing step). Thereafter, intermediate annealing was performed at 350 ° C. for 4 hours (heat treatment step), and a coil spring-shaped tube material was formed again at a feed pitch of 12 mm using a guide rail having an arc radius R of 60 mm. And after performing the coil spring formation process and the extraction process twice, it pulled out with the drawing die of the hollow hole of (phi) 7mm, and finally manufactured the pipe | tube with an internal spiral groove with a twist angle of 20 degrees.
The feed rate and the withdrawal rate of the tube material were 40 m / min. Also, in the extraction process, the lower end of the coil spring-shaped tube material for three turns fed from above the guide roll is corrected with a stretcher and stretched to a certain extent to a straight tube, and then between two pairs of pinch rolls. The straight tube was corrected while applying a tension of 1 to 2 kN.
コイルばね形成工程と抜取り工程とを3回ずつ繰り返す毎に、引抜き工程を行うことで、扁平した管材の真円度を回復させ、また、真円度の矯正後の管材を加熱することで、ひずみを除去することができる。これにより、さらに繰り返してコイルばね形成工程と抜取り工程とを実施することができ、最終的に捻れ角20°の内面螺旋溝付管を製造することができた。 Every time the coil spring formation process and the extraction process are repeated three times, the roundness of the flattened tube material is recovered by performing the drawing process, and the tube material after correcting the roundness is heated, Strain can be removed. As a result, the coil spring forming step and the extraction step could be further repeated, and an internally spiral grooved tube having a twist angle of 20 ° could be finally produced.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
100 内面螺旋溝付管の製造装置
11 管材
11a 直線溝
11b フィン
11R 内面螺旋溝付管
20 コイルばね形成手段
21 送りフィーダ
22 ガイドロール
23 ガイドレール
24 ガイド孔(ガイド溝)
25 上下ロール
26 コイル軸線
30 抜取り手段
31 ストレッチャー
32 ピンチロール
40 引抜き手段
50 熱処理手段
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