JPS5886923A - 内面溝付き管の連続的製造法 - 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】 この発明は内面に＃１１を付けた溝付き管の製造方法に
係り、特に引抜き加工手法によってその内面にヌバイフ
ル状、直線状等の溝を形成する方法に関するものである
。

従来工り、熱交換器用の伝熱管等においては、伝熱効果
全高めるための手段として、その外周にフィンを形成す
ることが行なわｎている。こｎに対し、伝熱管等の内面
に溝を形成することも同様の目的のために効果があり、
特にスパイフル状の溝は管内移送流体を管内壁に沿って
螺旋状に進行せじめイまたこれによって乱流を惹起させ
ることから、伝熱効果が高めらｆ′Ｌることが認めら扛
ている。

この工うな溝付き管は、従来、転造、スピニング、スウ
エージング等の方法により成形さｎるのが一般的である
が、これらの方法はいずｎもその加工速度が低く、生産
性をあげることが困難であるという欠点を有している。

また、七ルらの方法とは別個に・、局面に多数の直線状
の溝が設けら几た芯棒（マンドレル）を管材の内側に挿
入する一方、その外側に回転ロールを、その軸心が該管
材の軸心と直交するように。

即ちロー／Ｌ／６回転方向が管材の軸心と平行となるよ
うに配置し、そしてこの回転ロールを管材と芯棒に対し
相対的に移動を生ずる状態でこれを外側から上記芯棒に
押し付けることにより、該管材を圧延せしめ、その過程
で管材の内面に溝を形成する方法が提示さｎている（特
開昭５８−５４５６６）が、この方法は、＃ｌｌ！深さ
の比較的深いものが得らｎるものの、ロールと芯棒との
相対移動なくその工うな深い溝深さを確保するためには
、圧延にエリ材料のみを移動させる必要があるところか
ら、一度で大きい加圧はできず、複数回の繰り返し圧延
操作を施す必要が生じ、また単に１回の加工ではロール
と芯棒との相対移動が必要であり、芯棒の長さ分だけし
か加工することが出来ないため、長尺物の加工、連続加
工ができないという問題があり、また前記生産性の問題
も依然として解決さｎていなかったのである。しかも、
同方法においては、加工後、形成された溝付き管と溝付
きの芯棒とが−み合った状態となるので、加工後におい
て芯棒を溝付き管から抜き出す面倒な作業を必蚤とする
他、特にスパイラル状の溝を成形する場合には芯、棒の
引抜きが著しく困難となって、実質上同形状の溝を成形
することが出来ないなど、棹４改良すべき点を有してい
るのである。

一方、かかる溝付き管を連続的に製造しうる手法として
、従来からパイプ等の加工法として周知の引抜き加工法
を利用した内向溝付き管の製造法が提案さｎるに至った
。この方法は、金属管の引抜き加工に際して該金属管内
に存在せしめらｎるプラグとして、管内面に所望の溝が
成形さ扛得るように、所定の型溝が付さ庇た溝付きプラ
グを用い、引抜き操作によって管内向が該プラグに押し
付けらｎることに工り、該プラグの型溝に対応した溝を
管内面に成形しようとするものであり、こ扛に工り内面
溝付き管が、元管製造と同じ設備にて容易に、且つ連続
的に製造し得るようになったのである。

ところが、このような引抜き加工法を利用した内１ｍ＃
１付き管の製造手法にあっては、そｎがあくまでも引抜
き操作である以上、加工さｎるべき金属管の断面形状と
同様な円形断面の引抜き孔を有する固定さｎた引抜きダ
イスが用いらｎることは当然であり、そｎ故に該金属管
と該固定引抜きダイス（引抜き孔内周面）との相対的連
敗が大柴なり、従って引抜き操作時に生じる摩擦抵抗も
大きくなるため、自ずと引抜き力を萬める必要があった
のである。しかしながら、かかる引抜き力を過度に大き
くすると、管の破断全惹起することとなるところから、
該引抜き力の上昇にも限度があるのであり、こ扛が加工
速度に大きな制約を加えているのである。また、かかる
摩擦抵抗は、引抜きダイスによる金属管の引抜き加工の
程度、換言すｎば減面率に大きな制約を与え、溝付きプ
ラグへの管内面への押付は力を制限しているのであり、
こ扛が、引抜き加工法では溝深さの深い内面溝付き管を
得ることが困難である最大の理由となっていたのである
。

ここにおいて、本発明は、このような事情を背景にして
、溝深さの深い溝を容易に成形し得るとともに、長尺物
の加工、連続的な加工、更にはスパイラル状の溝加工等
、いずｎも容易に為し得。

且つ生産性の高い内面溝付き管の連続的製造方法を提供
すること金目的として為されたものである。

以下、本発明の実施例ケ、その好適な実施装置とともに
、図Ｉｌｌに基ついて具体的に説明する。

先ず、第１図において、１０は、アプローチ部１２、ベ
アリング部１４及びレリーフ部１１ｊ有する、管材１８
に対して所定の引抜き加工を施すための通常の支持ダイ
スであり、図示しないホルダによって位置固定に保持さ
ｎている。そして、この支持ダイス１０の開口部には、
管材１８の内側に挿入さｆて浮遊状態に保持さ扛る支持
プラグ２０が配置さｎており、この支持プラグ２０には
ショルダ一部２２及び前記ダイス１０に各々対応するア
プローチ部２４．ベアリング部２６が備えら几て、管材
１８の引抜き加工時、その内面が所足す法に仕上げら詐
るようになっている。また、該支持プラグ２０の後方所
定位置には溝付きプラグ２８が配置さｎるとともに、こ
の溝付きプラグ２８は連結ロッド８０及び該ロッド８０
先端部に設けらｆＬ７ｃベアリング８２を介して支持プ
ラグ２０に自由回転可能に支持さｎている。更に、かか
る溝付きプラグ２８の外周部には、その軸心方向に沿っ
て多数の溝が所定ピッチ、Ｆ？Ｔ定リード角で形成さｎ
、支持ダイスｌＯ及び支持プラグ２０により引抜き加工
さｌｔ″Ｌ九管材１８が、この位置において溝加工さｎ
る工うになっている。

そして、かかる溝付きプラグ２８に対向するように上下
両側に位置して、一対の回転ロー１ｖ８４゜８４がその
軸心を管材１８の軸心と直交させるようにして、即ちそ
の回転方向が管材１８の進行方向と一致する工うにして
配置さ扛ている。また、そｎらロール８４．８４の外周
面には、第２図に示される工うに、支持ダイス１０によ
る引抜き加工によって形成さｎ＊小径管８６の外周面と
略同様な曲率半径の凹面孔型ロール面８８．８８が雫成
さｎており、且つそれら一対のロー１ｖｉｆｉ８８゜８
８は小径部８６の外周ｌ１ｉｉヲはぼ全周に亘って包み
込むような大きさで選定されている。ロール８４．８４
は、引抜き操作によって管材１８の進行方向と同じ方向
に自由回転せしめら詐ると共に、図示しない部下装置に
連結されて上下方向に移動可能とされてその退避位置（
両者が上下方向に離ｎｆｃ位置）にＰいて該管材會そｎ
らの間に容易に挿入させ、また相接近した作用位置に２
いて該管材１８を圧縮し得るようにさ扛ている。

次に、上記装置！ｉ１に用いて管壁１８に溝成形加工を
施す手順について３明する。

管材１８の右端を図示しない引抜き装置で把持してこｎ
を右方へと引ｉると、同管材１８は先ず支持ダイスｌＯ
内を引き抜かれてここで管径が減縮さ几１次いでローＪ
ｖＢ４．８４の間に挿入される。このとき管材１８の高
側に挿入さ庇た支持プラグ２０は、管材１８の移動に伴
って支持ダイス−１０へと至り、そして同支持ダイス１
０内において位置固定に保持さｎる。従って、これに連
結され友溝付きプラグ２８は、一対の回転ロール８４゜
８４の間に自動的に位置決めされるが、この段階では一
対のロール８４．８４は未だ非作用位置に退避させらｎ
ており、管材１８はロー／ｌ／８４．８４の抵抗を受け
ることなくスムーズにロール８４゜８４の間に挿入され
る。管材１８がロール８４゜８４の間に挿入さｎると同
時に、ロール８４．８４が圧下装置によりその作用位置
へと移動させら扛、以て管材１８にその外側から圧縮す
ることにより、ロール自身も回転する。

回転するロール８４’、８４によって圧縮された管材１
８はその内面を溝付きプラグ２８へと押し付けら几、こ
の状態で引き続き右方へと進行させらｎるとその内口に
溝付きプラグ２８の溝形状が連続的に転写されて、同溝
付きプラグ２８の溝に対応したスパイフル状の溝８１が
成形さｎることとなるのである。このとき、溝付きプラ
グ２８には溝成形に伴なう回転分力が作用するが、溝付
きプラグ２８はベアリング８２によって支持プラグ２０
とは別個に回転し得るようにさｎているから、同グラグ
２８と管材１８内面との間に大きな摩擦力が発生するこ
とはないのである。筐た。管材１Ｂ外面とロール８４．
８４との間に？いては、ロール８４．８４は管材１８の
進行方・向に管材と等速度で回転してこｎｋ送り出す作
用を為しているために、両者の間のすベシが小さく摩擦
力はほとんど発生せず、前記溝付きプラグ２８の自由な
回転と相俟って管材１８に対する円滑な溝加工を可能と
しているのである。工り具体的に言えば、前述したよう
に、圧縮手段として従来の如き固定引抜きダイスを用い
る場合には、管材と圧縮手段（引抜゛きダイス）との間
に集中的に且つ大きなすべりによる摩擦力が生じるため
、減面率を大きくしたり、引抜き力を大きくし友りする
場合には管材１８の破断を招くｐそれがあるのであるが
、上記方法に従えば、そのようなことがなく、そｎ故管
材１Ｂに対する圧縮力を大きくしてその内面に深い溝を
成形することが可能である他、その引抜き速度を速めて
加工速度ラメげることも可能となるのである。

因みに、こ牡ら溝深さ、加工速度は、圧縮手段として上
記引抜きダイスを用いた場合には、夫々０．０２〜Ｑ、
Ｑ５＋ｎ（溝深さ）、１５〜８０へ（加工速度）でめっ
たのが、上記方法で溝成形することによって０．１０〜
０．１５ｍ（溝深さ）、１００５努（加工速度）にまで
向上せしめられることが。

本発明者らの実験の一つの結果として確認さｎている。

なお、上記手法に２いて、管材１８に引抜き加工？施す
際、支持ダイス１０及び支持プラク°２０と管材１８と
の間に多少の摩擦力が発生、するが。

こ扛らは専ら溝付きプラグ２Ｂ’ｅ支持することを主目
的として設けらｎているものであって減面率は小さく設
定さｎてＰす、従ってこれらの部分において大きな摩擦
力は発生しないから、支持ダイス１０．支持プラグ２０
が引張り速度＋’！ｆ−＃げることに対して障害となる
ことはないのである。

ところで、上記回転ロー／Ｉ／ａａ、−ｓａは、自由回
転状態で設けられているが、こｎに代えて同ロール８４
．８４を駆動装置により積極的に回転せしめて管材１８
に送り力を付与するように構成しておくことも可能であ
り、この場合においては管材１Ｂとロー／Ｉ／８４．８
４との間に生ずる摩擦力を逆に引き抜、き力に付与でき
更に大きい効果を生ぜしめる。・ このように、上記の方法は加工速度が速く、且つ深い溝
を形成し得るという優ｒｕｍ利点金有しているのである
が、かかる溝成形方法は、この他に長尺物の連続的な成
形加工が可能であるという優肛た特長を有している。前
述したように、溝成形方法として、外周面に溝を設けた
芯棒を管材の内側に挿入し、その外側をロールで押圧す
ることによって管材を圧延し、その過程で管材内向に溝
を付ける方法がすでに提示さｎているが、この方法〜 は芯棒の長さによって加工可能な長さが制限さ扛、従っ
て連続的な加工ができないことの他、長尺物の加工、ヌ
バイラル状の溝成形が困難であるなどの点に２いて問題
會有するのであるが、上記本発明に従う方法にあっては
、溝付きプラグ２８、支持プラグ２０を回転可能に且づ
浮遊状態で配置し。

管材１８がこの溝付きプラグを通過する際、同プラグに
よってその内面に溝を成形するものであるために、管材
の連続的加工、長尺物の加工が可能となって生産性の向
上に著しくを与し得る他、ヌバイラル状の溝も極めて容
易に成形され得るのである。

また、本発明に従って管内面に形成さｎる溝は。

ロー／ｌ／８４．８４に１って圧縮力が加えらｎる方向
（第２図中矢印Ｐ、Ｐで示さｎる方向）において深く、
その他の方向にｐいては若干浅くなるのが避けら扛ない
のであるが、第８図に示さｎるように、ロール向４０を
備えた２対のロー／Ｌ’４２を上下及び左右（管材１８
の進行方向に対して）に配置して、管材１８を四方から
圧縮するようにすｎば、管材内口の溝形状、深さをより
均一に加工することができる。

さらに、このような方法を用いても尚隣接するロールの
間に位置する部位の溝深さが浅くなる場合には、第４図
に示さｎる工うに、ロール４４゜４４逼４６．４６ｉ４
Ｂ、４Ｂを管材１８の進行方向に沿って相異なつ究位置
に設けるとともに、これらを互に異なった角度に配置し
、管材１８の外面のすべてがいずｎかのロールで圧縮さ
ｎるようにすれば良い。但し、この場合、複数（本例で
は８個）の溝付きプラグ５Ｇ、５２．６４を各ロー１ｖ
４４，４４，４６，４６．４８．４８に対向して配置す
ることが必要である。なお、これら溝付きプラグ５０　
、５２　、５４は連結ロッド５６゜５８により互に連結
さｎるが、こｎらは谷溝の位相が調整さｔた状態で一体
的に・、或いは各々独立に自ｊ由按（回）転するＬう、
にさｎる。

この工うＫ、複数対のロール會相異なった位置に配置し
て、溝成形加工を複数の段階に分けて行なう場合、に・
は、ロール同士の干渉が避けら扛るから、各ロールのロ
ール面６０，６０ｉ６２，６２；　６４．６４”ｉｊ−
巾広く取り得て、管材１８の表面Ｋｌロールでオーバラ
ップして押圧することも可能であり、そｎ故管材１８を
その円周方向に沿って万遍なく圧、縮し得て、溝形状、
溝深さがより均一となるように、成形することが可能と
なる。

以上、本発明を二、三の実施例、について説明したが、
そｎらはあくまでも本発明の一つの態様であり１本発明
にはその趣旨を逸脱しない範囲：において種々なる変更
が可能である。

例えば、溝付きプラグの溝形状を管材の軸心方向に平行
な溝として、その内面に互に平行な多数の直線状の＃を
形成するようにすること、或いは溝の傾斜方向が互に反
対な一対の溝付きプラグを管材の進行方向２個所に配置
してその内面に谷溝が互に交叉する格子状の溝を設け、
又は溝深さの異なった溝付きプラグを同じく管材の進行
方向の複数個所に設けて、害深さを段階的に漸次深くす
ること、或いはその他、凹曲面状のロール向の表向に複
数の小さな溝を設けることによって管材の内面のみなら
ずその外向にも溝を形成するようにすることなど、必要
に応じ九適宜なる変更が可能である。

以上詳記したように、本発明に係る内面溝付き管の連続
的製造方法は、加工されるべき管内に所定の溝付きプラ
グを存在せしめつつ引抜き加工することにより、連続的
に所定の内面溝付き管を製造するにあ九り、該加工さｎ
るべき管の外・表面に沿う孔型ロール面を有するロール
ヲ鉄管の周りに複数個設け、該複数個のロールにて該加
工さｎるべき管を圧縮せしめて前記溝付きプラグに押し
付けつつ、鉄管を連続的に引き抜くことにより、該管内
面に所定の溝が形成１れる工うにしたことを特徴とする
ものである。

かかる製造性に従えば、溝深さの深い溝を備えた濤付き
管が容易に且つ連続的に製造さｎるとともに、その生産
性も高く、また長尺の管材に対して直線状、スパイラル
状等の各種の溝が連続的に成形さｎ得るなど、種４の優
ｎた効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を好適に実施し得る装置の一例を示す断
囲説明図、第２図は第１図におけるｌ−■断面図、第８
図は本発明を実施し得る装置の他の例を示すロール部正
面説明図、第４図は本発明を実施し得る装置としての更
に他の例を示す側面図である。 １８：管材 ２８．５０．５２，５４：＃付きプラグ８１：スパイラ
ル溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工さｆＬるべき管内に所定の溝付きプラグを存在せし
   めつつ引抜き加工することにエリ、連続的に所定の内＠
   溝付き管を製造するにあたり、該加工さｎるべき管の外
   表面に沿う孔型ロール面を有するロー／Ｌ／を鉄管の周
   りに複数個設け、蟲複数個のロールにて該加工さ扛るべ
   き管を圧縮せしめて前記溝付きプラグに押し付けつつ、
   鉄管を連続的に引き抜くことにエリ、該管内向に所定の
   溝が形成さｎる工うにしたことを特徴とする内面溝付き
   管の連続的製造法。