JPS6056413A - 内面溝付管の製造方法 - 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】 本発明は内面構付管の製造方法に係り、特に、開口縁部
の巾が底部の１〕より狭い溝を有する内面溝付管の製造
方法に関する。

溝付管、特に内面溝付管の多くは、熱交換器の伝熱管と
して使用されるが、その用途からして熱交換を効率よく
行なう形状のものが要求される。

そのため、溝の数を多くすること、構の深さを深くする
こと等により内表面の面積を広くし、前記の要求を満た
すべく改善は、従来から行なわれている。また最近は、
例えばボイラの空気予熱器用として使用されるヒートパ
イプの如く、夫々の溝内部において気化と液化をくり返
１２行なう目的に使用されることも多い。この場合、溝
部夫々における熱交換効率をよくすると共に汲み上げ力
を増加させるために溝開口縁部の巾を、溝底部のｒｌＪ
よシも狭くした内面溝付管を用いることが有効である。

以上の如く使用される内面溝付管の製造方法としては、
機械加工による方法、熱間押し出し法、および冷間引抜
法が知られている。しかし、機械加工による方法は長尺
管の製造に適用することが困難であり、また熱間押し出
し法は必要な寸法精度を得ることができないという問題
点がある。従って寸法精度の良い長尺溝付管を製造する
には、一般に冷間引抜法が採用されている。この方法は
、予め内面に溝加工が施された素管、又は溝加工が施さ
れていない素管を、ダイスとプラグを用いて縮径減肉加
工しながら内面に所要形状の溝を形成するのであるが、
いずれの素管がら製造するにしても、溝付管の溝部形状
に対応する所定形状の突出部を有するプラグを用いて引
抜加工し、前記突出部に沿わせて、所要寸法形状の溝を
有する内面溝付管を得るものである。

ところが、前述の如き開口縁部の巾が底部の巾より狭い
溝を有する内面溝付管を冷間引抜法で製造する場合、溝
加工が施されていない素管を引抜加工により直接製造す
ることは不可能である。すなわちこの場合、ダイスと、
内面溝付管の溝部形状に対応する突出部を有するプラグ
、換言すれば突出部の先端部のｒｌ】が基部の巾より広
いプラグを用いて縮径減肉加工し、前記プラグの突出部
が素管の内面に押し込まれて溝を形成することになるの
であるが、巾の広い先端部から押し込まれるため、形成
された溝の巾はその開口縁部と底部においてほぼ等しく
なり、プラグの突出部の形状に対応する形状の溝を得る
ことはできない。

また、開口縁部の巾が底部の１］より広い溝を予め加工
した素管を、ダイスと前記のプラグを用いて縮径減肉加
工する方法は、管本体部と溝部の加工度の調整が非常に
困難であり、ダイスとプラグの間隙全体に材料が充満さ
れずに寸法不良が発生し易いのに加え、部分的に強加工
となり焼付が生じ易く実質上満足すべき製品を得ること
ができないという問題がある。

更に、前記素管を、ダイスと溝部形状に対応する突出部
を有しないプラグを用いてＭｔ’４減肉加工することも
考えられるが、この場合には、本発明者等の実験によれ
ば、得られた内面溝付管の溝部形状が単に素管の溝部形
状に相似して小さくなるだけで、溝開口綾部の巾を底部
の巾より狭くすることができないという問題がある。

本発明は、前述の問題点を解決するために成されたもの
で、その特徴とするところは、開口縁部の巾が底部の巾
よシも狭い溝を内面局方向に複数条設けた内面溝付管を
製造するにあた凱開口縁部の巾が底部の巾よシ広い溝を
有する素管を、アプローチ部の両角（２α）が下記の条
件を満足するプラグを用いて中拡げ加工する内面溝付管
の製造方法である。

但し　ａ：素管の溝開口縁部の巾（ｒｔｒｍ　）ｂ：素
管の溝底部の巾（ｗｎ　） −ｄ Ｒｄ　＝　−Ｘ　１００　：内径加工率（％）ｄ：素管
の内径（閘） ｄ：内面溝付管の内径（ＩｌｌＩＩ＋）以下、本発明に
ついて添付図面に基づき詳説する。第１図は、本発明方
法により内面溝付管を製造する方法を説明する縦断面図
である。同図において、内面溝付管（２）は、素管（１
）の矢印（５）方向への移動を拘束した状態でプラグ（
３）を装着したプラグ保持枠（４）を矢印（５）方向へ
移動させるか、又はプラグ保持枠（４）を固定してプラ
グ（３）の矢印（６）方向への移動を拘束した状態で素
管（１）を矢印（６）方向へ移動させるととにより中拡
げ加工されて得られるのであるが、ここで用いる素管（
１）は第２図の如き形状である。すなわち、素管（１）
の内面には複数の溝（ＩＩ）が予め加工されておシ、こ
の溝ａυは、溝開口縁部の巾（ａ）が溝底部の巾（ｂ）
より広く形成されている。

この様な形状の溝＋ｉｌｌを有する素管（１）は、機械
加工による方法、熱間押し出し法、および冷間引抜法等
の周知の方法で容易に得ることができる。一方中拡げ加
工に用いるプラグ（３）は、第３図に示す如く、得るべ
き製品の内面溝付管の内径（ｄ）Ｋ対応する外径（Ｄ）
を有する断面円形のベアリング部（２）と、両角（２α
）を有する円錐台形のアプローチ部Ｇυから構成されて
おシ、通常の管の中拡げ加工に用いるプラグと同様に容
易に得ることができる。

中拡げ加工にあたって、プラグ（３）は、アプローチ部
（３Ｂの素管内径（ｄ）に相当する位置を素管（１）の
内面に接触させた後、前記アプローチ部（３１）のテー
パ面に素管（１）の内面を沿わせて拡径し、その後ベア
リング部（至）により内面溝付管（２）の内径（ｄ）を
決定し、第４図に示す如き形状の内面溝付管（２）に加
工する。

この中拡げ加工途上において、溝（Ｉｌｌが変形する過
程について更に詳説する。プラグ（３）は、中拡げ加工
中において、素管（１）の内面の円周方向に溝（１１）
と交互に形成された山（１２）の頂部（１２１）のみに
接触し、溝底部（１１１）及び溝側部（１１２）には接
触しない。従って加工が進行すると、山０２）は素管（
１）の外面方向に押しつぶされ同時に頂部（１２１）か
ら両側の溝方向に拡がり始める。加工が更に進行すると
、前記の山０２）の拡がりは、頂部（１２１）から溝側
部（１１２）に順次及ぶのであるが、拡がる巾は頂部（
１２１）において最も多く、溝側部（１１２）では頂部
（１２１）からの距離に対応して少なくなる。従って頂
部（１２１）に与える加工度を適宜設定することにより
山（２）の拡が秒は任意に得ることができ、溝開口縁部
の巾を溝底部の巾より狭くすることが可能である。

ところで、一般に、管の中拡げ加工において、加工され
た管の寸法は、素管の寸法とプラグの寸法により決定さ
れ、しかも、プラグのアプローチ部の両角が大きいほど
内表面の加工度が肉厚内部の加工度よシ大きくなること
は周知である。内面溝付管の中拡げ加工においても、前
記の如き関係は当然存在するのであるが、通常の管と異
なり内面に溝が形成されていること、および溝自体の寸
法が種々異なることにより、素管の寸法およびプラグの
寸法と、中拡げ加工された内面構付管の寸法との関係は
複雑である。

しかし、前述の内面溝付管の中拡げ加工途上において、
山＜１２）がその両側の溝［１１）方向へ拡がる過程に
注目し、詳則に検討した結果、下記の関係を得ることが
できた。すなわち、素管（１）の内径をｄｗｎ溝開口縁
部の巾をａ＋＋Ｉ＋１１．溝底部の［ＩＪをｂ問、中拡
げ加工された内面溝付管の内径をｄ鶏溝開口縁部の１ｊ
＋をａｌｌｌ＋溝底部の巾をｂｗｎ、内径加工率を１に
ｄ−プラグ（３）のアプローチ部（３１）の両角（２α
）は、ことが判明した。上式は、本発明者等の実験結果
から、内径加工率（Ｒｄ）とプラグ（３）のアプローチ
部（３１）の両角（２α）との関係を示す第５図に基づ
き数式化したものであり、両角（２α）の最小角度を示
している。

一方、両角（２α）を大さくするすなど内表面の加工度
が大きくなることは前述したとおりであるが、あまり大
きくするとプラグ（３）と素管（１）の内面との間にお
いて焼付が発生し、プラグ（３）の外面および加工され
た内面構付管（２）の内面（２２）が損傷するのである
が、その限界は前記実験結果より９０°であることが判
明した。

従って、プラグ（３）のアプローチ部（３１１の両角（
２α）を下記の式により得られる角度範囲にすることに
より、焼付が発生することなく、ｂ／ａ＞１なる溝（２
］）を有する内面溝付管（２）を得ることができる。

尚前記第５図について附言すると、同図は素管（１）の
溝巾比ｂ／　ａが０．６５の溝０１）が内面に４４条形
成されたＪＩＳ−８ＴＢ３５からなる素管（１）を、内
径加工率（Ｒｄ）とプラグ（３）のアプローチ部（３１
）の両角（２α）を種々組み合わせて中拡げ加工し、得
られた内面溝付管（２）の溝巾比ｂ　／　ａ　に対する
（Ｒｄ）と（２α）の関係を示す線図である。

尚第１図〜第５図は、本発明の方法を管の軸心に対して
平行な溝を有する内面溝付管の製造に適用したものでち
るが、螺線状の溝を有する内面溝付管の製造に適用する
ことも可能である。

以上の如く本発明は、従来の製造方法では非常に困離で
あったＤＩＭ口縁部の巾が底部の１Ｊより狭い溝を有す
る内面溝付管を製造するにあたり、周知の方法で容易に
得られる溝付管を素管とし、特殊な装置を用いることな
く、寸だ複雑な形状のプラグを用いることなく、中拡げ
加工を行なうことによって製造することができ、畏尺溝
付管であっても容易に刺通することができる有益な発明
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は内面溝付管の中拡げ加工を説明する縦断面図、
第２図は本発明方法で用いる素管の一部横断面図、第３
図はプラグの側面図、第４図は中拡げ加工された内面溝
付管の一部横ｆｔＪｒ面図、第５図は内面溝付管の溝巾
比ｂ／ａ［対する内径加工率（Ｒｄ）とプラグアプロー
チ部の両角（２α）との関係を示す線図である。 １・・・・素管、２・・・・内面溝付着、３・・・・プ
ラグ、４・・・・プラグ保持桿。 出願人　住友金属工業株式会社 代理人　押　１）　良　久−′１ 第１図 第２図 第３図 互 ！ 第４図 第５図 乙 〜 Ｒｄ（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 開口縁部の巾が底部の巾よシも狭い溝を内面局方向に複
   数条設けた内面溝付管を製造するにあたり、開口縁部の
   １１］が底部の巾より広い溝を有する素管を、アプロー
   チ部の両角（２α）が下記の条件を満足するプラグを用
   いて中拡げ加工するととを特徴とする内面溝付管の製造
   方法。 但し　ａ：素管の溝開口縁部の巾（ｍ）ｂ；素管の溝底
   部の巾（＋＋ＩＩ＋＋）ｄ’−ｄ Ｒｄ　＝　、Ｘ　１００　：内径加工率（％）ｄ：素管
   の内径（調） ｄ：内面溝付管の内径（ｍｍ　）