(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５である銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交するように転接させると共に、外面に溝が形成された溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記ロールに対応する位置に配置し、前記銅又は銅合金管を引き抜くと共に前記ロールにより前記銅又は銅合金管を前記溝付プラグに押圧し、前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に溝を形成することにより製造されたことを特徴とする内面溝付管。
【請求項２】
耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５である銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交するように転接させると共に、外面に溝が形成された溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記ロールに対応する位置に配置し、前記銅又は銅合金管を引き抜くと共に前記ロールにより前記銅又は銅合金管を前記溝付プラグに押圧することにより前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に溝を形成することを特徴とする内面溝付管の製造方法。
【請求項３】
前記溝が形成された銅又は銅合金管を縮径する工程を有することを特徴とする請求項２に記載の内面溝付管の製造方法。
【請求項４】
耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５である銅又は銅合金管を引抜くことによりこの銅又は銅合金管の管外に配置された保持ダイス及び管内に配置され前記保持ダイスに係合させた保持プラグにより前記銅又は銅合金管を順次縮径加工する工程と、前記縮径後の銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組の第１のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交するように転接させると共に前記保持プラグに第１の連結軸を介して相対的に回転可能に連結され外面に溝が形成された第１の溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記第１のロールに対応する位置に配置し、前記第１のロールにより前記銅又は銅合金管を前記第１の溝付プラグに向けて押圧することにより前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に第１の溝を形成する工程と、前記第１の溝形成後の銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組の第２のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交し且つ前記第１のロールの回転軸からずれるように転接させると共に前記第１の溝付プラグに第２の連結軸を介して相対的に回転可能に連結され外面に溝が形成された第２の溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記第２のロールに対応する位置に配置し、前記第２のロールにより前記銅又は銅合金管を前記第２の溝付プラグに向けて押圧することにより前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に第２の溝を形成する工程と、を有することを特徴とする内面溝付管の製造方法。
【請求項５】
前記第１の溝が形成された銅又は銅合金管を縮径する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の内面溝付管の製造方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の溝が形成された銅又は銅合金管を縮径する工程を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の内面溝付管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアコンディショナ等に使用される伝熱管として好適な内面溝付管及びその製造方法に関し、特に、ロール圧延によって形成されるシームレス内面溝付管及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内面溝付管は、家庭用及び業務用エアコンディショナ等に使用される空冷式熱交換器に組み込まれる伝熱管として使用されている。内面溝付管には、転造加工により製造されるシームレス内面溝付管及び高周波誘導溶接等により製造される溶接内面溝付管の２種類がある。このうち、生産性において、シームレス内面溝付管は溶接内面溝付管よりも優れている。この理由は、溶接内面溝付管は溶解後の鋳塊を一旦板材に成形し、この板材に溝ロールにより溝加工を施し、その後ロールフォーミングにより前記板材を円弧状に丸め、ＴＩＧ溶接又は高周波溶接により管に成形することにより製造するのに対し、シームレス内面溝付管は溶解後の鋳塊から直接管を成形し、この管に溝加工を施すことにより製造するため、シームレス内面溝付管は溶接内面溝付管よりも製造に要する工程数が少ないからである。また、溶接内面溝付管は、その製造工程において溶接不良が発生すると、内部を流通する冷媒のもれを生じるという問題点もある。更に、溶接内面溝付管は、その溶接時に発生した溶接スパッタが管内に取り込まれると、この溶接内面溝付管がエアコンディショナ等の熱交換器に組み込まれたときに、溶接スパッタがコンプレッサ等に損傷を与えるという問題点もある。
【０００３】
一方、シームレス内面溝付管の製造方法には、ボール転造による製造方法とロール圧延による製造方法がある。ボール転造による内面溝付管の製造方法（以下、ボール転造法という）を以下に説明する。転造による溝の成形性を良好にするために、素材には、光輝焼鈍又はインダクションヒターによる焼鈍により調質された焼鈍材（Ｏ材）からなる素管を使用する。この素管の内部に、外面に溝が形成された溝付プラグを挿入すると共に、前記素管の外面に転接して遊星回転する転造ボールを前記溝付プラグに対応する位置に配置する。そして、この転造ボールにより前記素管を前記溝付プラグに向けて押圧すると共に、前記素管を抽伸することにより、溝付プラグは管軸を中心に回転し、前記素管の内面全体に前記溝付プラグの溝が転写され、溝が形成される。
【０００４】
しかしながら、ボール転造法は、素材として軟質な焼鈍材を使用するため、素材に大きな引抜力を印加すると、加工中に破断が生じてしまうため、加工速度を速くできないという問題点もある。一般に、ボール転造法における加工速度は５０乃至７０ｍ／分程度である。このため、ボール転造法により製造される内面溝付管は、生産性に限度があり、製造コストを低減することが難しい。なお、素材として焼鈍を行っていない圧延材（Ｈ材）を使用すると、素材が硬いため、溝付プラグの溝の中に流入せず、０．０２乃至０．０３ｍｍ程度の低いフィンしか形成できず、より高いフィンを形成しようとすると、素材の変形能が小さいため素材が破断する。
【０００５】
これらの問題点を解決する手段として、ロール圧延によるシームレス内面溝付管の製造方法が提案されている。ロール圧延によるシームレス内面溝付管の製造方法（以下、ロール圧延法という）を以下に説明する。素管の内部に、外面に溝が形成された溝付プラグを挿入すると共に、前記素管の外面に転接して回転する１組のロールを前記溝付プラグに対応する位置に配置する。このロールの回転軸は前記素管の管軸に直交する方向とする。また、ロールの形状はロール中央部の直径がロール端部の直径よりも小さいつづみ形とし、このロールの回転軸を含む断面の形状が前記素管の管軸直交断面における外面形状に略整合するようにする。そして、このロールにより前記素管を前記溝付プラグに向けて押圧すると共に、前記素管を抽伸することにより、溝付プラグは管軸を中心に回転し、前記素管の内面に前記溝付プラグの溝が転写され、溝が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。ロール圧延法においては、素管はロール圧延により抽伸方向に伸びるため、ロールが外接する位置で素管の破断が起こりやすい。このため、従来のロール圧延法は、素管として軟質材を使用することが多く、このため操業が不安定になりやすいため、現時点では実用化されていない。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ロール圧延法により破断を生じることなく歩留よく製造することができる内面溝付管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内面溝付管は、耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５である銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交するように転接させると共に、外面に溝が形成された溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記ロールに対応する位置に配置し、前記銅又は銅合金管を引き抜くと共に前記ロールにより前記銅又は銅合金管を前記溝付プラグに押圧し、前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に溝を形成することにより製造されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、耐力及び（耐力／引張強さ）比が前記範囲を満たす素管を使用することにより、ロールが外接する部分において素管が過剰に伸びることを防止すると共に、良好な加工性を確保し、素管が破断することを防止すると共に、大きな引抜力を印加して加工速度を高めることができる。これにより、生産性がよく製造コストが低い内面溝付管を得ることができる。なお、耐力とは０．２％耐力である。
【００１０】
本発明に係る内面溝付管の製造方法は、耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５である銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交するように転接させると共に、外面に溝が形成された溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記ロールに対応する位置に配置し、前記銅又は銅合金管を引き抜くと共に前記ロールにより前記銅又は銅合金管を前記溝付プラグに押圧することにより前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に溝を形成することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る他の内面溝付管の製造方法は、耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５である銅又は銅合金管を引抜くことによりこの銅又は銅合金管の管外に配置された保持ダイス及び管内に配置され前記保持ダイスに係合させた保持プラグにより前記銅又は銅合金管を順次縮径加工する工程と、前記縮径後の銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組の第１のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交するように転接させると共に前記保持プラグに第１の連結軸を介して相対的に回転可能に連結され外面に溝が形成された第１の溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記第１のロールに対応する位置に配置し、前記第１のロールにより前記銅又は銅合金管を前記第１の溝付プラグに向けて押圧することにより前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に第１の溝を形成する工程と、前記第１の溝形成後の銅又は銅合金管の外面に少なくとも１組の第２のつづみ形のロールをその回転軸が前記銅又は銅合金管の管軸方向に直交し且つ前記第１のロールの回転軸からずれるように転接させると共に前記第１の溝付プラグに第２の連結軸を介して相対的に回転可能に連結され外面に溝が形成された第２の溝付プラグを前記銅又は銅合金管内における前記第２のロールに対応する位置に配置し、前記第２のロールにより前記銅又は銅合金管を前記第２の溝付プラグに向けて押圧することにより前記銅又は銅合金管の内面における管周方向の少なくとも一部に第２の溝を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
これにより、管内面の全面に溝を形成することが容易になる。また、管内面に相互に異なる種類の溝を形成することもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本実施例に係る内面溝付管の構成を示す管軸直交断面図である。本実施例に係る内面溝付管１４は、銅又は銅合金から形成されており、例えば、ＯＦＣ（Oxygen Free Copper：無酸素銅）等の純銅、又はりん脱酸銅により形成されている。純銅としては例えば、ＪＩＳＨ３３００に記載されている合金Ｃ１０２０が使用され、りん脱酸銅としては例えば、ＪＩＳＨ３３００に記載されている合金Ｃ１２２０が使用される。また、銅（Ｃｕ）にＰ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒからなる群より選択された１種又は２種以上の金属を例えば０．０１乃至３．０質量％添加した銅合金を使用してもよい。
【００１４】
図１に示すように、内面溝付管１４の内面には、例えば４箇所の溝付帯が形成されている。即ち、管周方向に分かれた８ヶ所の領域、即ち、内面溝付管１４の内面には、２ヶ所の領域２１、２ヶ所の領域２２及び４箇所の領域２３が形成されており、領域２１乃至２３は管軸方向に沿って延びている。２ヶ所の領域２１は管周方向において相互に対向する位置に設けられており、２ヶ所の領域２２は夫々領域２１間において相互に対向するように設けられている。内面溝付管１４の管軸直交断面において、領域２１の管周方向の中心を結ぶ線と領域２２の管周方向の中心を結ぶ線とは、内面溝付管１４の管軸において直交している。また、４ヶ所の領域２３は、夫々領域２１と領域２２との間に設けられている。
【００１５】
領域２１においては溝１２が形成されており、領域２２においては溝１３が形成されており、領域２３においては溝が形成されていない。なお、本実施例においては、溝１２及び１３は管軸方向に平行に延びており、溝の深さ、ピッチ及び溝の形状は相互に等しくなっている。溝１２及び１３のリード角は、例えば１８°以下であり、管軸直交断面において、最も高いフィンの高さは例えば０．０５乃至０．１８ｍｍであり、底肉厚は例えば０．１乃至０．４ｍｍである。なお、本実施例においては、領域２３に溝が形成されていない例を示したが、領域２３には溝１２又は１３が形成されていてもよく、又は、溝１２及び１３の双方が形成されて交差溝付帯となっていてもよい。また、溝付帯の数は４に限らず、１又は複数であってもよい。
【００１６】
次に、本実施例に係る内面溝付管の製造方法について説明する。図２は本実施例に係る内面溝付管の製造装置の構成を示す断面図である。図２に示すように、本実施例の製造装置においては、銅又は銅合金からなる管１の外面に接するようにダイス２が設けられ、ダイス２から見て管１の抽伸方向には２個のロール３が管１を挟んで対向するように設けられている。ロール３は軸方向中央部の外径が軸方向端部の外径よりも小さいつづみ形であり、その回転軸が管１の管軸方向に直交するように管１に転接しており、２個のロール３の回転軸は相互に平行になっている。ロール３の抽伸方向出側（下流側）には管１の外面に接するようにダイス４が設けられている。また、ダイス４の抽伸方向出側には２個のロール５が管１を挟んで対抗するように設けられている。ロール５は軸方向中央部の外径が軸方向端部の外径よりも小さいつづみ形であり、その回転軸が管１の管軸方向に直交するように管１に転接しており、２個のロール５の回転軸は相互に平行である。なお、図２においては、ロール５の回転軸はロール３の回転軸に対して直交するように描かれているが、実際には管１はロール３による圧延により捩れるため、この捩れの量に応じてロール５の位置を調節する必要がある。従って、ロール５の回転軸はロール３の回転軸に対して必ずしも直交するとは限らない。また、ロール５の出側にはダイス６が管１の外面に接するように設けられている。
【００１７】
一方、図２に示すように、管１の内部には、プラグ７がダイス２に係合するように配置されている。プラグ７は、管１の抽伸方向上流側に配置された円柱部７ａ及び円柱部７ａの抽伸方向下流側（出側）に連結された円錐台形部７ｂから構成されている。円柱部７ａの外径はダイス２を通過する前の管１の内径よりもわずかに小さく設定されている。また、円錐台形部７ｂの外径は、円柱部７ａに連結されている側においては円柱部７ａの外径と等しく、抽伸方向出側に向かうにつれて連続的に減少している。プラグ７においては、円錐台形部７ｂがダイス２に係合している。プラグ７の抽伸方向出側には、プラグ軸８が連結されている。
【００１８】
プラグ軸８の抽伸方向出側には溝付プラグ９がプラグ軸８に対して回転可能に連結されている。溝付プラグ９はプラグ軸８によってプラグ７から一定の距離だけ隔てられており、この結果、溝付プラグ９は管１の内部におけるロール３に整合する位置に配置され、ロール３と共に管１の内面の少なくとも一部に溝を形成する。なお、溝付プラグ９の外径は、この部分における管１の内径よりもわずかに小さい値に設定されている。また、溝付プラグ９の外面には溝９ａが形成されている。溝９ａは管１の管軸方向に対して一定のねじれ角（リード角）をもって傾斜している。
【００１９】
プラグ軸１０の抽伸方向出側には溝付プラグ１１がプラグ軸１０に対して回転可能に連結されている。溝付プラグ１１はプラグ軸１０によって溝付プラグ９から一定の距離だけ隔てられている。これにより、溝付プラグ１１は管１の内部におけるロール５に整合する位置に配置されている。溝付プラグ１１はロール５と共に管１の内面の少なくとも一部に溝を形成するものである。溝付プラグ１１の外径は、この部分における管１の内径よりもわずかに小さい値に設定されている。溝付プラグ１１の外面には溝１１ａが形成されている。
【００２０】
上述のように、本実施例の製造装置においては、プラグ７、プラグ軸８、溝付プラグ９、プラグ軸１０及び溝付プラグ１１がこの順に１列に連結され、溝プラグセットを構成している。この溝プラグセットは管１内に配置され、プラグ７がダイス２に係合することにより、一定の位置に配置されている。
【００２１】
次に、本実施例に係るシームレス内面溝付管の製造方法について説明する。先ず、図２に示す管１を作製する。前述の銅又は銅合金をビレット鋳造し、７５０乃至９００℃の温度に１分乃至１時間保持した後、７５０乃至９００℃の温度で熱間押出を行う。押出後、直ちに水冷する。このとき、７００乃至３００℃の温度範囲における冷却速度は１．５℃／秒以上とする。なお、この水冷を行わず、押出後の材料を徐冷してもよいが、傷の発生を防止し、材料の結晶粒径を揃えるためには、水冷することが好ましい。
【００２２】
次に、冷却後の材料を圧延し、抽伸して管１を作製する。このとき、前記圧延及び抽伸の加工率を調節することにより、管１の機械的性質を所定の範囲に制御する。管１は焼鈍されていない材料（Ｈ材）により形成されており、管１の耐力は２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比は０．６５乃至０．９５である。また、内面溝付管１４を形成する銅又は銅合金の結晶粒径は、ＪＩＳＨ０５０１に記載の切断法により測定した値で、例えば１０μｍ以下であることが好ましい。表１に管１の機械的性質の一例を示す。また、表１には、比較として、ボール転造法及び従来のロール圧延法において素管として使用される焼鈍材の機械的性質も示す。なお、表１に示す機械的性質は、ＪＩＳＺ２２０１に記載されている１１号試験片を作製し、ＪＩＳＺ２２４１に記載されている測定方法によって測定する。また、表１に示す括弧内の値は、焼鈍材の機械的性質の一般的な範囲である。
【００２３】
【表１】
0003794341.tif 000002
【００２４】
このような管１を図２に示す製造装置に装入する。これにより、先ず、管１がダイス２及びプラグ７により縮径される。このとき、管１の管軸直交断面形状は略真円形であり、内面に溝は形成されていない。次に、管１の外面が１対のロール３により溝付プラグ９に向けて押圧される。これにより、管１の内面の一部に溝付プラグ９の溝９ａが転写され、管１の内面の一部に溝１２が形成される。このとき、ロール３の押付量を調整することにより、溝１２の深さ及び形成領域の面積を制御することができる。この加工により、管１の断面形状はロール３により押圧された方向に扁平化する。
【００２５】
次に、ダイス４により管１にサイジング加工を施す。これにより、管１の管軸直交断面における形状は、略真円形になる。次に、１対のロール５が管１の外面を溝付プラグ１１に向けて押圧する。この結果、管１の内面の一部に溝付プラグ１１の溝１１ａが転写され、溝１３が形成される。このとき、ロール５の押付量を調整することにより、溝１３の深さ及び形成領域の面積を制御することができる。次に、管１をダイス６により縮径加工する。その後、焼鈍を行う。これにより、図１に示すような内面溝付管１４が形成される。なお、本実施例において、管１の材料として焼鈍材（Ｏ材）を使用すると、管１の引張強さが弱くなり、容易に伸びが生じる。このため、管１の肉厚が薄くなり破断を生じやすくなる。
【００２６】
以下、本発明の各構成要件における数値限定理由について説明する。
【００２７】
溝形成前の銅又は銅合金管の耐力：２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２
溝形成前の管の耐力が２００Ｎ／ｍｍ２未満であると、ロールが転接する部分において管が伸びやすくなり、肉厚が過剰に薄くなり、破断を生じやすい。一方、前記耐力が５００Ｎ／ｍｍ２より大きいと、管が伸びにくく、材料が溝付プラグの溝に流入しにくいため、溝成形性が低下する。このため、目標とする形状の溝を成形するために、ロールの押付力及び管の引抜力を増大させざるを得なくなり、この結果、かえって管の破断が生じ易くなる。従って、溝形成前の銅又は銅合金管の耐力は２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２とする。なお、管がりん脱酸銅からなる場合は、溝形成前の素管の耐力が３８０Ｎ／ｍｍ２以下であることがより好ましい。
【００２８】
溝形成前の銅又は銅合金管の（耐力／引張強さ）比：０．６５乃至０．９５
溝形成前の管の（耐力／引張強さ）比が０．６５未満であると、ロールが転接する部分において管が伸びやすくなり、肉厚が過剰に薄くなり、破断を生じやすい。一方、前記比が０．９５より大きいと、管が伸びにくく、材料が溝付プラグの溝に流入しにくいため、溝成形性が低下する。このため、目標とする形状の溝を成形するために、ロールの押付力及び管の引抜力を増大させざるを得なくなり、この結果、かえって管の破断が生じ易くなる。従って、溝形成前の銅又は銅合金管の（耐力／引張強さ）比は０．６５乃至０．９５とする。
【００２９】
本実施例においては、溝形成前の素管として、焼鈍を施していないＨ材であり、その耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５である銅又は銅合金管を使用するため、ロール圧延法によりシームレス内面溝付管を製造する際に、管が破断することを防止できる。また、大きな引抜力を印加することができるため、加工速度を大きくすることができ、例えば加工速度を２００乃至３００ｍ／分とすることができる。この結果、内面溝付管の製造において、焼鈍コストを削減でき、歩留が向上し、生産性が向上する。このため、本実施例によれば、製造コストが低い内面溝付管を製造することができる。
【００３０】
また、本実施例においては、管を２組のロールにより圧延しているため、各ロールの押付量を調整することにより、容易に管の内面全面に溝を形成することができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。先ず、内面溝付管を形成する材料として、（Ｃｕ−０．５質量％Ｓｎ−０．０３質量％Ｐ）の組成を持つ銅合金（以下、合金Ａという）と、（Ｃｕ−０．８質量％Ｓｎ−０．９質量％Ｚｎ−０．０２質量％Ｐ）の組成を持つ銅合金（以下、合金Ｂという）と、ＪＩＳＨ３３００のＣ１２２０に規定されている銅合金であってＰを０．０２５質量％含有する合金（以下、合金Ｃという）を用意した。
【００３２】
次に、この合金を素材として、前述の方法により内面溝付管を製造した。即ち、合金Ａ、Ｂ、Ｃをビレット鋳造し、７５０乃至９００℃の温度に１分乃至１時間保持した後、７５０乃至９００℃の温度で熱間押出を行い、その後水冷した。このとき、７００乃至３００℃の温度範囲における冷却速度は１．５℃／秒以上とした。次に、冷却後の材料を圧延し、抽伸して、素管を作製した。このとき、一部の素管については焼鈍を行い、他の素管については焼鈍を行わなかった。素管の外径は１０ｍｍとし、肉厚は０．３３ｍｍとした。この素管の機械的性質を表５に示す。なお、機械的性質の測定方法は前述のとおりである。
【００３３】
次に、この素管を図２に示す製造装置を使用して、前述の方法によりロール転造し、縮径すると共に内面に溝を形成した。この内面溝付管の形状の目標値を表２に示す。また、このときの加工速度を表５に示す。この加工中に一部の管は破断し、加工を行うことができなかった。その後、縮径及び溝形成後の管をＬＷＣに巻取り、不活性ガス雰囲気にて焼鈍し、整直し、所定の長さに切断した。これにより、内面溝付管を製造した。なお、比較のため、ボール転造法によっても、内面溝付管を製造した。
【００３４】
【表２】
0003794341.tif 000003
【００３５】
次に、製造できた内面溝付管に２１ｍｍのピッチでヘアピン曲げ加工を施し、ヘアピン管を作製した。次に、相互に平行に配列されたアルミフィンの孔に前記ヘアピン管を挿入した。そして、アルミフィンとヘアピン管との間の密着性を高めるために、ヘアピン管内にヘアピン管の管内最小内径より少し大きいソロバン玉状の拡管ブレットを挿入し、ヘアピン管の内径を押し広げて拡管した。次に、ヘアピン管の開口端にＵベンド管をろう付けにより連結し、所定の配管経路を形成した。これにより、熱交換器を作製した。この熱交換器の条件を表３に示す。
【００３６】
【表３】
0003794341.tif 000004
【００３７】
次に、これらの熱交換器の伝熱性能を測定した。伝熱性能の測定条件を表４に示す。伝熱性能の測定結果は、ボール転造法により作製したシームレス内面溝付管を組み込んだ熱交換器（表５のＮｏ．９参照）の伝熱性能を１として、相対値で表示した。この伝熱性能は、蒸発性能及び凝縮性能の平均値である。各内面溝付管を形成する合金の種類、溝形成前の素管に対する焼鈍の有無、機械的性質、溝形成加工における形成方法、加工速度、加工の可否及び熱交換器に組み込んだ際の伝熱性能を表５に示す。なお、表５において「形成方法」とは、管内面に溝を形成する方法を示し、「ロール」とは図２に示すようなロール圧延による転造法を示し、「ボール」とは従来の転造ボールによる転造法を示す。また、「加工可否」において、加工途中で破断しなかった場合は「○」とし、加工途中で破断した場合は「×」とし、破断した場合は、加工開始端から破断部分までの長さを「破断部分」の欄に示した。
【００３８】
【表４】
0003794341.tif 000005
【００３９】
【表５】
0003794341.tif 000006
【００４０】
表５に示すＮｏ．１、３、５、６、７は本発明の実施例である。実施例Ｎｏ．１、３、５、６、７は、溝成形前の素管の耐力が２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２であり、（耐力／引張強さ）比が０．６５乃至０．９５であるため、ロール圧延法により管内面に溝を形成しても破断することなく、２００ｍ／分以上の高い加工速度で加工することができた。また、熱交換器に組み込んだ際の伝熱性能も、ボール転造法により製造した従来の内面溝付管よりも優れていた。
【００４１】
これに対して、表５に示すＮｏ．２、４、８、９は比較例である。比較例Ｎｏ．２は、溝成形前の素管に対して焼鈍を行い、素管の耐力が１９０Ｎ／ｍｍ２と低かったため、ロール転造による溝成形加工開始後２００ｍの位置で、管が破断した。比較例Ｎｏ．４は、溝成形前の素管の（耐力／引張強さ）比が０．９８と高かったため、ロール転造による溝成形加工開始後３００ｍの位置で、管が破断した。比較例Ｎｏ．８は、溝成形前の素管に対して焼鈍を行い、素管の耐力が９７Ｎ／ｍｍ２と低く、（耐力／引張強さ）比が０．３７と低かったため、加工速度を８０ｍ／分と低速にしてロール転造を行っても、加工開始後１００ｍの位置で、管が破断した。比較例Ｎｏ．９は、ボール転造法により内面溝付管を製造した例である。ボール転造法により内面溝を形成するためには、素管として焼鈍材を使用し、加工速度を６０ｍ／分と低速にせざるを得なかった。このため、生産性が劣っていた。また、本発明の実施例と比較して、熱交換器の伝熱性能が劣っていた。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、溝成形前の素管の耐力を２００乃至５００Ｎ／ｍｍ２とし、（耐力／引張強さ）比を０．６５乃至０．９５とすることにより、ロール圧延法により破断を生じることなく歩留よく製造できる内面溝付管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る内面溝付管の構成を示す管軸直交断面図である。
【図２】本実施例に係る内面溝付管の製造装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１；管
２、４、６；ダイス
３、５；ロール
７；プラグ
８、１０；プラグ軸
９、１１；溝付プラグ
９ａ、１１ａ；溝
１２、１３；溝
１４；内面溝付管
２１、２２、２３；領域
【図１】
0003794341.tif 000007
【図２】
0003794341.tif 000008