内面螺旋溝付管の製造方法および製造装置
【課題】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。
【解決手段】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１１を、送りフィーダ２１を用いて送り出しながら、管材１１の外径と略同寸法の内径のガイド孔２４（管材１１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２３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直管状に抜き取ることにより、管材１１に捻りを加える抜取り工程とを有する。
【解決手段】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１１を、送りフィーダ２１を用いて送り出しながら、管材１１の外径と略同寸法の内径のガイド孔２４（管材１１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２３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直管状に抜き取ることにより、管材１１に捻りを加える抜取り工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２４０１０８号公報
【特許文献２】特許第３４８９３５９号公報
【特許文献３】特開平６−１９０４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る内面螺旋溝付管の製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】内面に直線溝が形成された管材を説明する図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側断面図である。
【図３】内面螺旋溝付管を示す側断面図である。
【図４】コイルばね形成手段を説明する図であり、図１に示すＺ矢視図である。
【図５】内面螺旋溝付管の製造工程を説明する模式図である。
【図６】内面螺旋溝付管の製造工程を説明するフローチャートである。
【図７】扁平率を説明する図である。
【図８】捻り周期を説明する図である。
【図９】捻れ角の算出方法を説明する図である。
【図１０】コイルばね状の管材の巻き径と捻れ角との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【実施例】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【符号の説明】
【００２８】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２４０１０８号公報
【特許文献２】特許第３４８９３５９号公報
【特許文献３】特開平６−１９０４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る内面螺旋溝付管の製造装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】内面に直線溝が形成された管材を説明する図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側断面図である。
【図３】内面螺旋溝付管を示す側断面図である。
【図４】コイルばね形成手段を説明する図であり、図１に示すＺ矢視図である。
【図５】内面螺旋溝付管の製造工程を説明する模式図である。
【図６】内面螺旋溝付管の製造工程を説明するフローチャートである。
【図７】扁平率を説明する図である。
【図８】捻り周期を説明する図である。
【図９】捻れ角の算出方法を説明する図である。
【図１０】コイルばね状の管材の巻き径と捻れ角との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【実施例】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【符号の説明】
【００２８】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項２】
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ことを特徴とする請求項１記載の内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項３】
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ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項４】
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ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項５】
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内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項６】
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請求項５記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項７】
前記ガイド溝は、半円以下の円弧長さに設けられていることを特徴とする請求項６記載の面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項８】
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することを特徴とする請求項６から７のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項９】
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ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項１０】
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ことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項１】
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内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項２】
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ことを特徴とする請求項１記載の内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項３】
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ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項４】
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ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。
【請求項５】
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内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項６】
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請求項５記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項７】
前記ガイド溝は、半円以下の円弧長さに設けられていることを特徴とする請求項６記載の面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項８】
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することを特徴とする請求項６から７のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項９】
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ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【請求項１０】
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ことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１１６０５（Ｐ２０１３−１１１６０５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９４９７（Ｐ２０１１−２５９４９７）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００１７６７０７）三菱アルミニウム株式会社 (446)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００１７６７０７）三菱アルミニウム株式会社 (446)
【Ｆターム（参考）】
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