JPS58116936A - 熱交換パイプの内面溝加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換パイプ内面に・シイプ軸方向に平行また
は平行に近い軸方向に対して若干のねじれ角を持った多
数のＵ型、■型またはそれに類似の形状をした細溝をパ
イプに部分的に転造によって形成させる方法に関するも
のである。

従来パイプの内面に多数の細溝を加工する場合、円筒状
のマンドレルに溝の形状をした突起を設け、このマンド
レルをボートホールダイスのマンドレルとして溝を形成
させていた。またス・２イラルにねじれた溝を作る場合
は、マンドレルの溝をねじり押出されたパイプに回転運
動を辱えてｂた。

しかしこの方法においては、突起の間隔を細かくするこ
とが加工上困離であり、また温度の高いダイス部に設け
るため加工時における突起先端部の摩耗がけげしいばか
りでなく、溝の面と突起の焼きつきなどがあり量産性に
欠けた。

しかし内面に多数の細溝を形成したパイプは、・（イブ
内を液体が通過する熱交換器に用いる場合は、良好な性
能を有し熱交換器の省資源、省エネルギーなどの面で効
果が大きいため、特に開発が急がれて込る。

一方生産性の高いパイプ内面への細溝加工に関しては、
円筒状のホルダーに多数の転動輪を増付けた転造用工具
を用いて、この工具をパイプ内に圧入通過させる転造を
利用した細溝加工法が提案されている。転造による細溝
加工は、一般に転動輪の押込み深さが板厚の２０％以下
であると十分可能であるが、パイプ肉厚が薄くて転動輪
の押込み深さが板厚の２０％以上のような場合は、溝加
工時にパイプが変形しこれに伴なって所望の溝深さが加
工できなくなる。

本発明は上記転造方式による加工の欠点を改良し、内面
に多数の細溝を有するパイプを経済的に生産するために
なされたものである。

本発明は従来の転造による溝付加工において、適宜・ぐ
イブ外径を円筒状カラーでパイプを部分的に拘束し、パ
イプの内面に多数の細溝を経済的かつ安定した品質で加
工を行なうためになされたものであり、薄肉パイプの加
工に特に有利なものである。

本発明を第１図および第２図に示す一実施例で説明する
と、転造を利用して細溝加工する場合、円筒状のホルダ
ー２にＵ形、Ｖ形またけそれに類似の溝形状と同形状を
した踏み面を持つ転動輪３を、溝数と同数凹円筒軸方向
に対してｌθ°内外のねじれ角をもち投影図上でけ転動
輪のふ・のおのの溝転造位置が、溝の所要形状ピッチと
一致するよう取付けた転造用工具１を用いて、この工具
をパイプ内に圧入通過させて加工するが、転動輪の押込
み深さが板厚の２０％以上になると溝加■力はパイプの
変形抵抗より大きく々す、パイプは溝加工前の外径より
拡がったり転動輪の配列によってはパイプ断面がいびつ
に変形し走りする。

このパイプの変形により所望の溝深さが得られなかった
り、溝深さにばらつきが生じる等の欠陥が生じるため、
これを防止するにはパイプ外径よりθ〜０．２　ｍ８度
大きｈ内径の円節状カラー５でパイプ外径を拘束し、溝
付は加工を行なうとよい。

しかしこのように全長にわたって溝付は加工したパイプ
を１曲げ部分７で曲げ加工してＵ字／Ｃイブ１２を形成
し、例えば多数の板状フィン１１と複数本のＵ字パイプ
１２および継ぎ・ｓイブ１５を組合せた第２図で示すク
ロスフィン形熱交換器に使用する場合には、溝部の肉厚
減少に伴なって０字パイプの曲げ部１３およびろう付部
１４等のフィン１１から露出している部分の耐圧強度の
低下が生じるため、この改善が望まれる。

したがって０字パイプの曲げ部１３およびろう付部１４
等には、むしろ溝が加工してない方が良く、またこの部
分はパイプ外側にフィンがないため溝付けによる性能向
上は期待できないＯ この点に鑑み、本発明の如く・（イブ９の曲げ部分７お
よびろう行部分８に相当する部分を、円節状カラー５で
拘束せずに溝付は加工を行なうと、この部分のパイプは
溝加工時に変形し、殆んど溝の成形ができない。

このようにすると部分的な溝付加工ができるが。

・ζイブの曲げ部分７およびろう行部分８を予め溝深さ
分だけ拡管したパイプを用いて、同様に溝付は加工を行
なうこともできる。

このように部分的に溝加工したパイプを、曲げ部分７で
Ｕ字形に曲げ加工した後、多数のフィンと組合せ製作し
たクロスフィン形熱交換器は、０字パイプの曲げ部１３
ふ・よびろう付部］４の耐圧強度の低下が防止できる。

次に転造用工具の転動輪配列に関し、第３図および第４
図の一実施例について説明する。

内径８．８　ｔｔｔｍのパイプ内壁に９０°の角度をも
ったＶ字形の０．０８ｍｍの深さを持つ溝を６０本０．
５　ｍｍピッチで加工する場合、従来１列目の転動輪は
円周上を４等分して４個取付け、２列目の転動輪け１列
目と０．５　ｒａｎピッチずれた位置に４個取付け、順
次１５列の０．５咽ずつずれた列を設けることにより１
円径の６０等分である０、　５　ｒＩｍピッチの転造用
工具を製作していた。

本発明の転動輪配列は第３図の如く、捷ず１列目の転動
輪２０け、円周上を４等分して４蘭取付け、２列目の転
動輪２１は１列目を２等分する位置すなわち１列目と４
５°ずれた位置に４個取付ける。

次に３列目の転動輪２２１１−ｔ１１列目２列目を２等
分する位置、４列目の転動輪２３け３列目と同様１列目
と２列目を２等分する位置で、１列目に対し２２５°ず
れた位置に４個取付け、順次１５列を設ける。

ここで各列の４＠の転動輪は、互いに、９００ずれた位
置にある。

この様な転動輪配列を考慮すると、従来の欠点であるす
でに成形された溝に隣りの転動輪が脱線し、゛　所望の
溝本数が加工できない問題が解決できる。

更に第４図の如く小内径のパイプに溝を加工する転造用
工具は、転動輪の加工上の制限から一円周上に一個の転
動輪しか設けることができない。

転動輪の取付位置は第３図で述べた如く、角度を順次２
等分する位置に取付ければよいが、パイプに転造用工具
が良好にくいつき易くするためには、１列目は転動輪と
対称の位置に突起１６を設ける必要があり、この突起が
転動輪の加工力を受ける。

上記突起１６のホルダー面からの高さけ、転動輪のホル
ダー面からの高さと溝深さの差にはソ等しい。

この突起を転動輪配列の２〜３列目まで設けるとさらに
良く、転造用工具のパイプへのくいつきが安定し、所望
の溝本数、溝形状の加工が確保できる。

以上のように本発明はパイプの内面にパイプの中心軸方
向に平行、または平行に近い軸方向に対して１０°内外
のねじれ角を持った多数のＵ形、Ｖ形またけそれに類似
の形状をした細溝を転造によって多数形成させる場合に
、円筒状のホルダーに溝数と同数の溝形状と同形状をし
た踏み面を持つ転動輪を各転動輪の間隔が充分取れ、か
つ円節軸方向の投影図上でけ転動輪のおのおのの位置が
溝の所要形状ピッチと一致してｂる様な転造用工具を用
いて、パイプの外径とほぼ同寸法の円筒状カラーで適宜
パイプを部分的に拘束乙、転造用工具をパイプ内に圧入
通過させ、必要に応じて部分的に溝加工を行なえる様に
したものである。

また転造用工具の転動輪配列において、円筒軸方向の投
影図上での転動輪の取付位置は角度を順次２等分する位
置に取付けて行くこと、さらに一円周上に一個の転動輪
の取付けしか出来ない場合、数列目１でけ転動輪と対称
の位置に突起を設けることにより安定した溝、付は加工
ができる０本発明は量産性を得ることができた非常に効
果の大きい加工方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の加工方法を示す説明図、第２図はクロ
スフィン形熱交換器の外観図、第３図は転動輪の配列を
示す説明図、第４図は他の転動輪の配列を示す説明図で
ある。 ｌ・・・転造用工具、２・・・ホルダー、３・・・転動
輪、４・・・ロッド、５・・・円筒状カラー、７・・・
曲げ部分、８・・・ろう術部分、９・・・パイプ、１０
・・・クロスフィン形熱交換器、１１・・・板状フィン
、１２・・・０字パイプ、１３・・・曲げ部、１４・・
・ろう術部、１５・・・継ぎパイプ、１６・・・突起、
２０・・・１列目の転動輪、２１・・・２列目の転動輪
、２２・・・３列目の転動輪。 ２３・・・４列目の転動輪。 ｔＦｊ　　　　　　　　　　　　　　　　　７茅、３　
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　円筒状のホルダーに溝形状と同形状をした踏み面
   を持つ転動輪を、溝数と同数個円筒軸方向の投影図上で
   け転動輪のおのおのの溝転造部の位置が、溝の所要形状
   ピッチと一致するよう取付けた転造用工具を用いて、パ
   イプの内面に多数の細溝を加工する際、パイプ外径とほ
   ぼ同寸法の内径の円筒状カラーで適宜ペイプを部分的２
   　転造用工具の一円周上に並ぶ数岡の転動輪が円周軸方
   向に複数列ある転動輪配列において。 円筒軸方向の投影図上でのｎ列目の転動輪の取付位置け
   、１列目から（ｎ−１）列目までの任意の２列の転動輪
   取付位置を順次２等分するようにした転造用工具。 ３、　転造用工具の一円周上に一個の転動輪が円周軸方
   向に複数列ある転動輪配列において、数列目までの転動
   輪には一円周上で上記転動輪と対称の位置に突起をおの
   おの設けた転造用工具。