JP3743330B2 - 内面溝付管の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内面に複数の溝が螺旋状に形成された内面溝付管の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機や冷凍機などの熱交換器には、管内に相変化する冷媒を流動させ、その冷媒と管外の流体とを熱交換させることにより冷媒に蒸発または凝縮を生じさせる伝熱管が用いられる。この伝熱管としては、例えばルームエアコンの熱交換器では、管内での冷媒の蒸発や凝縮による熱伝導を促進するために、内面に螺旋状の連続した複数の溝が形成された内面溝付管が知られている。
【０００３】
そこ内面溝付管は、例えば特開平５−００７９２０号公報、特開平５−３２９５２９公報、特開平６−０１５３４５号公報等に記述されているように、金属管内に溝付プラグを入れ、その溝付プラグが位置する金属管の外周面を押圧することで金属管の内面に多数の螺旋状の溝を形成する方法によって製造される。
【０００４】
図２に従来の加工法を示す。外周面に複数の溝５が形成された溝付プラグ４は回転自由な状態で連結棒３を介してフローティングプラグ２と接続した状態で金属管１の内部に配置されている。この金属管１を引抜きダイス９を通して引き抜くことでフローティングプラグ２は金属管を介して引抜きダイス９の位置で止まり、それに伴って溝付プラグ４も引抜き方向での位置が固定される。この状態において、溝付きプラグ４の位置での金属管１の外周面を所定半径の軌道を公転する押圧手段６、例えば複数のボールまたはロールで圧迫することで、金属管１の内面は溝付プラグ４に押圧され、溝付プラグ４の溝５に応じたフィンによって隔てられた溝８が形成される。その後、仕上げダイス７を通して所定の外径に仕上げることで内面に複数の螺旋状の溝８が形成された内面溝付管が製造される。
【０００５】
金属管１の内面に形成された螺旋状の溝８は管軸との間に所定のリード角をなすことになるが、内面の溝８にリード角をつけると、金属管内で液化した冷媒が溝８に沿って流れたときに環状流となり、管内の壁面に付着した液膜が薄くなるので、この内面溝付管を伝熱管に使用した熱交換器の伝熱特性の向上に寄与する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
内面の溝８のリード角が大きくなると凝縮性能が向上することは既知の事項である。しかし、従来の加工方法で内面溝のリード角を大きくするためには、溝付プラグ４の溝５と軸線とのなす角度βをそれだけ大きくしなければならないため、加工上はそれだけ金属管１を引き抜く荷重が増加することになり、断管に至るなどの問題もあり、リード角の大きな内面溝付管の生産性が阻害されているのが実情である。
【０００７】
したがって、本発明の目的はリード角の大きな内面溝付管を容易に製造することのできる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明ではリード角の大きな内面溝付管の製造を容易にすることを特徴としている。
【０００９】
所定外径の内面溝付管に仕上げるため、溝付プラグの部分で管内に溝を形成した後、引続き仕上げダイスを通して縮径することが行われるが、この時、内面溝付管は仕上げダイス部で軸方向に伸ばされると共に、溝を画定するフィンの影響でリード角が小さくなる方向にねじれ（より戻りと称する。）を生じる。本発明ではフローティングプラグを引き留める引抜きダイスを溝付プラグの回転方向と同方向に回転させることで前述のより戻りを拘束し、リード角の減少を抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態を示す。
【００１１】
加工方法の基本的な部分は従来方法と差がない。即ち、溝付プラグ４とフローティングプラグ２が回転自由な状態で連結棒３を介して接続され、金属管１の管内に配置されている。そして、引抜きダイス９を通して金属管１を引き抜くことでフローティングプラグ２が金属管１を介して引抜きダイス９の位置で引き留められ、それにより溝付プラグ４は引抜き方向の位置が固定される。しかして位置の定まった溝付プラグ４の部分において金属管１の外周面を公転する押圧手段６としての複数のボールで順次押圧することで、そこを通過する金属管の内面に溝付プラグ４の溝５に応じた螺旋状のフィンが形成され、そのフィンによって画定された螺旋状の溝８を有する内面溝付管が成形される。内面溝付管は引続き仕上げダイス７を通して所定の外径に仕上げられる。
【００１２】
この一連の加工において、本発明ではフローティングプラグ２を引き留める引抜きダイス９を溝付プラグ５の回転方向と同方向に回転させる。この引抜きダイス９の回転方法は問わないが、本形態では、ダイス受け１０と引抜きダイス９の間にスラストベアリング１１を配置すると共に、引抜きダイス９にパイプ１２をつけたダイス回転治具１３が接続してある。パイプ１２にはプーリー１５が設置してあり、図示しない他の駆動装置よりＶベルト１４でプーリー１５を回転させることで引抜きダイス９が回転できる装置構成となっている。
【００１３】
このような方式の装置で引抜きダイス９を溝付プラグ4の回転方向と同方向に強制的に回転させて内面溝付加工を行った場合、内面に溝８が形成された金属管が仕上げダイス７を通過するに伴っては生じるより戻りが拘束されて溝８のリード角の減少が抑えられ、引抜きダイスを回転させない場合に比べ、内面溝のリード角の大きな内面溝付管を得ることができる。
【００１４】
因みに、図１に示す装置で、軸線とのなす角度βが３９°の溝５を有する溝付プラグ４、金属管１として銅管を用い、溝付プラグ４が押圧手段としての複数のスチールボールを収納した加工リング（図示せず）の回転方向とは逆方向に回転する方式で内面溝加工を行った。最終段の引抜き速度を５ｍ／分で一定、前記加工リングの回転数を３，０００ｒｐｍで一定とし、引抜きダイス９を前記加工リングの回転方向とは逆方向に、その回転数を前記加工リングの回転数に対して０〜０．２３まで変化させたて回転させたときの銅管内面に形成された溝のリード角の変化量を測定した。その結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
表１において、リード角の変化量は、引抜きダイス９が回転しない場合のリード角に対して増減した角度を示している。
【００１７】
表１に示すように、内面溝のリード角は引抜きダイス９を固定した場合に比べ、溝付プラグ４と同一方向に引抜きダイス９を回転させることで大きくなる。
即ち、同じ溝付プラグ４を用いても引抜きダイス９を固定した場合に比べてリード角の大きな内面溝付管の加工が可能となることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フローティングプラグを引き留める引抜きダイスを、溝付プラグの回転方向と同方向に回転させることで、溝付きプラグにおける溝の軸線に対する角度を変えることなく内面溝のリード角が大きな内面溝付管を加工性の低下を招くことなく容易に製造することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内面溝付管の製造方法の実施形態を示す概略図。
【図２】従来の内面溝付管の製造方法を示す概略図。
【図３】溝付プラグの平面概略図。
【符号の説明】
１ 金属管
２ フローティングプラグ
３ 連結棒（タイロッド）
４ 溝付きプラグ
５、８ 溝
６ 押圧手段
７ 仕上げダイス
９ 引抜きダイス
１０ ダイス受け
１１ スラストベアリング
１２ パイプ
１３ 回転治具
１４ Ｖベルト
１５ プーリー

Claims (3)

1. 金属管内にフローティングプラグと、該フローティングプラグと連結棒を介して接続された溝付プラグとを配し、前記金属管を引抜きダイスを通すことで前記フローティングプラグを引抜きダイス部に留め、前記溝付プラグのある位置でそこを通過する金属管を押圧手段により溝付プラグ上に圧迫することにより前記金属管の内面に複数の溝を形成した後、引続き前記金属管を仕上げダイスに通して所定の外径に仕上げる内面溝付管の製造方法において、前記フローティングプラグを引き留める引抜きダイスを、前記金属管を引き抜くことで回転する溝付プラグの回転方向と同方向に回転させることを特徴とする内面溝付管の製造方法。
2. 前記溝付プラグが前記押圧手段の回転方向とは逆の方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の内面溝付管の製造方法。
3. 前記引抜きダイスを前記押圧手段の回転速度以上の速度で回転させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内面溝付管の製造方法。

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