特許 6555812 内面螺旋溝付管の製造方法および内面螺旋溝付管の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6555812

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】内面螺旋溝付管の製造方法および内面螺旋溝付管の製造装置

(51)【国際特許分類】

   B21C 1/14 20060101AFI20190729BHJP

   F28F 1/40 20060101ALI20190729BHJP

   F28D 1/047 20060101ALI20190729BHJP

   B21D 53/06 20060101ALI20190729BHJP

   B21C 23/10 20060101ALN20190729BHJP

【ＦＩ】

   B21C1/14 Z

   F28F1/40 D

   F28D1/047 B

   B21D53/06 G

   !B21C23/10

【請求項の数】15

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-159846(P2015-159846)

(22)【出願日】2015年8月13日

(65)【公開番号】特開2017-35726(P2017-35726A)

(43)【公開日】2017年2月16日

【審査請求日】2018年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000176707

【氏名又は名称】三菱アルミニウム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(72)【発明者】

【氏名】中浦 祐典

(72)【発明者】

【氏名】波照間 勇樹

【審査官】 坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１６６０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２４０１０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｃ １／１４，１／２２，２３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向を引抜き方向とする２つ以上の引抜きダイスを有する第１の引抜きダイス部と、
前記第１の方向と反対の第２の方向を引抜き方向とする１つ以上の引抜きダイスを有する第２の引抜きダイス部と、
前記第１の引抜きダイス部と前記第２の引抜きダイス部の間において管材の管路を前記第１の方向から前記第２の方向に反転させるとともに前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部のうち何れか一方の周りを回転する公転フライヤと、を用いて、 内面に長さ方向に沿う複数の直線溝が形成された直線溝付管を前記第１の引抜きダイス部に通過させ更に前記公転フライヤに巻き掛け公転回転させることで縮径するとともに捻りを付与し内面螺旋溝付きの中間捻り管を形成する第１の捻り引抜き工程と、
前記公転フライヤとともに回転する前記中間捻り管を前記第２の引抜きダイス部に通過させ縮径するとともに捻りを付与し前記中間捻り管の内面螺旋溝より捻り角の大きい内面螺旋溝を備えた内面螺旋溝付管を形成する第２の捻り引抜き工程と、を有する、内面螺旋溝付管の製造方法。

【請求項2】

前記第２の引抜きダイス部が、２つ以上の引抜きダイスを有する、請求項１に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。

【請求項3】

それぞれの前記引抜きダイスによる縮径率を２％〜４０％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】

前記公転フライヤの前段および後段にそれぞれ前記公転フライヤと同期回転する公転キャプスタンを設けて前記管材を巻き掛ける、請求項１〜３の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。

【請求項5】

前記第１の引抜きダイス部の前段および前記第２の引抜きダイス部の後段にガイドキャプスタンを設けて前記管材を巻き掛ける、請求項１〜４の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。

【請求項6】

前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部の後段に巻き掛け方向に駆動回転するキャプスタンを設け、前記管材に前方張力を付与する、請求項１〜５の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。

【請求項7】

前記第１の捻り引抜き工程の前工程として、巻き出しボビンから前記直線溝付管を巻き出す工程を有し、前記巻き出しボビンの巻き出し方向の回転を規制するブレーキ部により前記直線溝付管に後方張力を付加する、請求項１〜６の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。

【請求項8】

前記第２の捻り引抜き工程を経て形成された前記内面螺旋溝付管に熱処理を施した後に、再び前記第１の捻り引抜き工程および前記第２の捻り引抜き工程を行い、更に大きな捻り角を付与する、請求項１〜７の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造方法。

【請求項9】

一方が巻き出しボビンであり他方が巻き取りボビンであり一方から他方に管材を搬送する第１のボビンおよび第２のボビンと、
前記第１のボビンの軸を支持する浮き枠と、
前記浮き枠を軸受を介して支持し前記浮き枠内のボビンの軸と直交する方向に回転する回転シャフトと、
前記第１のボビンと前記第２のボビンの間で前記管材の管路を反転させとともに前記回転シャフトに支持されて前記浮き枠の周りを回転する公転フライヤと、
前記管材の管路において前記公転フライヤの前段および後段にそれぞれ位置し互いに引抜き方向が反対である第１の引抜きダイス部および第２の引抜きダイス部と、を備え、
前記第１の引抜きダイス部は、縦列に配列された２つ以上の引抜きダイスを有し、
前記巻き出しボビンから巻き出される前記管材が内面に長さ方向に沿う直線溝が形成された直線溝付管であり、前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部において前記管材を縮径するとともに前記公転フライヤの回転に伴う捻りを付与し内面螺旋溝付管を形成する、内面螺旋溝付管の製造装置。

【請求項10】

前記第２の引抜きダイス部は、縦列に配列された２つ以上の引抜きダイスを有する、請求項９に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。

【請求項11】

それぞれの前記引抜きダイスによる縮径率を２％〜４０％とする、請求項９又は１０に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。

【請求項12】

前記公転フライヤの前段および後段に前記回転シャフトに支持されて前記公転フライヤと同期回転する公転キャプスタンを備える、請求項９〜１１の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。

【請求項13】

前記第１の引抜きダイス部の前段に前記浮き枠に支持され前記管材が巻き掛けられる第１のガイドキャプスタンを備え、
前記第２の引抜きダイス部の後段に前記管材が巻き掛けられる第２のガイドキャプスタンを備える、請求項９〜１２の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。

【請求項14】

前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部の後段に巻き掛け方向に駆動回転するキャプスタンを備え、前記キャプスタンが前記管材に前方張力を付与する、請求項９〜１３の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。

【請求項15】

前記巻き出しボビンの巻き出し方向の回転を規制するブレーキ部を備え、前記ブレーキ部により前記直線溝付管に後方張力を付加する、請求項９〜１４の何れか一項に記載の内面螺旋溝付管の製造装置。

【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の製造方法および製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エアコンや給湯器用などのフィンチューブタイプの熱交換器には、アルミニウムフィン材に冷媒を通すための伝熱管が設けられている。伝熱管は、冷媒との熱交換効率を高めるために内面に連続した螺旋溝が設けられた内面螺旋溝付管が主流となっている。
従来、伝熱管には主に銅合金が使用されてきた。しかしながら、軽量化、低コスト化およびリサイクル性改善への要求からアルミニウム合金からなる伝熱管の開発の要求が高まっている。

【0003】

銅合金からなる内面螺旋溝付管（伝熱管）の製造方法として、管の内面に捻り溝を転造する溝転造法が知られている。しかしながら、アルミニウム合金からなる伝熱管では、耐圧性を高めるため底肉厚を厚くする必要があり、溝転造法での製造が困難であった。また、溝転造では溝プラグと管内面の摩擦によりアルミ滓が発生し、その除去に苦慮するといった問題もあった。このため、アルミニウム合金からなる内面螺旋溝付管を製造するには、溝転造法に代わる新たな製造方法が求められていた。

【0004】

特許文献１には、巻き取りドラムと巻き戻しドラムのうち何れか一方をクレードルで支持し、ドラム間で搬送される管材に一方のドラムの周りを回転するフライヤによって捻りを付与するアルミニウム合金製の内面螺旋溝付管の製造装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６２−２４０１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の内面螺旋溝付管の製造装置では、フライヤの回転に伴い管材に捻り応力のみを付与するために、管材に座屈が生じやすい。このため、特許文献１に記載の内面螺旋溝付管の製造装置では、１０°以下の小さな捻りしか付与できないという問題があった。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大きな捻り角を付与するとともに大量生産が可能な内面螺旋溝付管の製造方法および内面螺旋溝付管の製造装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の内面螺旋溝付管の製造方法は、第１の方向を引抜き方向とする２つ以上の引抜きダイスを有する第１の引抜きダイス部と、前記第１の方向と反対の第２の方向を引抜き方向とする１つ以上の引抜きダイスを有する第２の引抜きダイス部と、前記第１の引抜きダイス部と前記第２の引抜きダイス部の間において管材の管路を前記第１の方向から前記第２の方向に反転させるとともに前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部のうち何れか一方の周りを回転する公転フライヤと、を用いて、内面に長さ方向に沿う複数の直線溝が形成された直線溝付管を前記第１の引抜きダイス部に通過させ更に前記公転フライヤに巻き掛け公転回転させることで縮径するとともに捻りを付与し内面螺旋溝付きの中間捻り管を形成する第１の捻り引抜き工程と、前記公転フライヤとともに回転する前記中間捻り管を前記第２の引抜きダイス部に通過させ縮径するとともに捻りを付与し前記中間捻り管の内面螺旋溝より捻り角の大きい内面螺旋溝を備えた内面螺旋溝付管を形成する第２の捻り引抜き工程と、を有する。

【0009】

また、上述の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記第２の引抜きダイス部が、２つ以上の引抜きダイスからなっていてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造方法において、それぞれの前記引抜きダイスによる縮径率を２％〜４０％としてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記公転フライヤの前段および後段にそれぞれ前記公転フライヤと同期回転する公転キャプスタンを設けて前記管材を巻き掛けてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記第１の引抜きダイス部の前段および前記第２の引抜きダイス部の後段にガイドキャプスタンを設けて前記管材を巻き掛けてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部の後段に巻き掛け方向に駆動回転するキャプスタンを設け、前記管材に前方張力を付与してもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記第１の捻り引抜き工程の前工程として、巻き出しボビンから前記直線溝付管を巻き出す工程を有し、前記巻き出しボビンの巻き出し方向の回転を規制するブレーキ部により前記直線溝付管に後方張力を付加してもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造方法において、前記第２の捻り引抜き工程を経て形成された前記内面螺旋溝付管に熱処理を施した後に、再び前記第１の捻り引抜き工程および前記第２の捻り引抜き工程を行い、更に大きな捻り角を付与してもよい。

【0010】

本発明の内面螺旋溝付管の製造装置は、一方が巻き出しボビンであり他方が巻き取りボビンであり一方から他方に管材を搬送する第１のボビンおよび第２のボビンと、前記第１のボビンの軸を支持する浮き枠と、前記浮き枠を軸受を介して支持し前記浮き枠内のボビンの軸と直交する方向に回転する回転シャフトと、前記第１のボビンと前記第２のボビンの間で前記管材の管路を反転させとともに前記回転シャフトに支持されて前記浮き枠の周りを回転する公転フライヤと、前記管材の管路において前記公転フライヤの前段および後段にそれぞれ位置し互いに引抜き方向が反対である第１の引抜きダイス部および第２の引抜きダイス部と、を備え、前記第１の引抜きダイス部は、縦列に配列された２つ以上の引抜きダイスを有し、前記巻き出しボビンから巻き出される前記管材が内面に長さ方向に沿う直線溝が形成された直線溝付管であり、前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部において前記管材を縮径するとともに前記公転フライヤの回転に伴う捻りを付与し内面螺旋溝付管を形成する。

【0011】

また、上述の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記第２の引抜きダイス部は、縦列に配列された２つ以上の引抜きダイスを有していてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造装置において、それぞれの前記引抜きダイスによる縮径率を２％〜４０％としてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記公転フライヤの前段および後段に前記回転シャフトに支持されて前記公転フライヤと同期回転する公転キャプスタンを備えていてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記第１の引抜きダイス部の前段に前記浮き枠に支持され前記管材が巻き掛けられる第１のガイドキャプスタンを備え、前記第２の引抜きダイス部の後段に前記管材が巻き掛けられる第２のガイドキャプスタンを備えていてもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記第１の引抜きダイス部および前記第２の引抜きダイス部の後段に巻き掛け方向に駆動回転するキャプスタンを備え、前記キャプスタンが前記管材に前方張力を付与してもよい。
また、上述の内面螺旋溝付管の製造装置において、前記巻き出しボビンの巻き出し方向の回転を規制するブレーキ部を備え、前記ブレーキ部により前記直線溝付管に後方張力を付加してもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の製造方法によれば、捻りを付与すると同時に引抜きダイス部により縮径を行う複合加工により内面螺旋溝付管を製造する。このため、管材には、捻りによるせん断応力と引抜による引張応力とが同時に付与され、降伏条件一定のもと、これら複合応力下においては、単純に捻り加工のみを行う場合と比較して小さいせん断応力で捻りが可能になるため、管材の座屈応力に達する前に、管材に大きな捻りを付与できる。
また、本発明の製造方法においては、引抜き方向が互いに異なる第１の引抜きダイス部と第２の引抜きダイス部との間で管材を公転キャプスタンにより公転回転させる。これにより、第１の引抜きダイス部における第１の捻り引抜き工程と、第２の引抜きダイス部における第２の捻り引抜き工程との、捻り方向を一致させて、連続して２回の捻りを付与できる。また、管材の管路の始端および終端を回転させる必要がないため、管路の始端において管材を供給する巻き出しボビンと、管路の終端において管材を回収する巻き取りボビンと、を設けた場合において、ボビンを回転する必要がない。したがって、回転速度を高めることが容易であり、ラインの高速化が可能である。
加えて、本発明の製造方法によれば、第１の引抜きダイス部が複数の引抜きダイスを有するためにそれぞれの引抜きダイスにより縮径しながら多段階に捻りを付与する。これにより、各段階での捻れ角を積み上げて、座屈を生じることとなく大きな捻れ角を付与することができる。
すなわち、本発明の製造方法によれば、大きな捻り角を付与した内面螺旋溝付管を大量生産できる。また、本発明の製造装置によれば、大きな捻り角を付与した内面螺旋溝付管を大量生産できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】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】図１における矢印II方向から見た浮き枠の平面図である。

【図3】第１の引抜きダイス部の断面模式図である。

【図4】内面に直線溝が形成された直線溝付管を示し、図４（ａ）が正面図であり、図４（ｂ）が縦断面図である。

【図5】内面に螺旋溝が形成された内面螺旋溝付管を示す縦断面図である。

【図6】引抜き時の縮径率と限界捻り角との関係を示すグラフ。

【図7】図１の製造装置に採用可能な変形例の第２の引抜きダイス部の断面模式図である。

【図8】内面螺旋溝付管を備えた熱交換器の一例を示し、図８（ａ）は側面図であり、図８（ｂ）は斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る内面螺旋溝付管の製造装置とそれを用いた内面螺旋溝付管の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。

【0015】

本明細書において、捻りを付与する前の管材を「直線溝付管」と呼ぶ。また、捻りを付与した後の管材を「内面螺旋溝付管」と呼ぶ。また、直線溝付管から内面螺旋溝付管に至る過程において、内面螺旋溝付管と比較して半分程度の捻りが付与された中間形成品を中間捻り管と呼ぶ。更に、本明細書の「管材」とは、直線溝付管、中間捻り管および内面螺旋溝付管の上位概念であり、製造工程の段階を問わず、加工対象となる管を意味する。
本明細書において、「前段」および「後段」とは、管材の加工順序に沿った前後関係（すなわち、上流および下流）を意味し、装置内の各部位の配置を意味するものではない。管材は内面螺旋溝付管の製造装置において、前段（上流）側から後段（下流）側に搬送される。前段に配置される部位は、必ずしも前方に配置されるとは限らず、後段に配置される部位は、必ずしも後方に配置されるとは限らない。

【0016】

＜＜製造装置＞＞
図１は内面螺旋溝付管の製造装置Ａを示す正面図である。
本実施形態の内面螺旋溝付管の製造装置Ａは、図４（ａ）、（ｂ）に示す直線溝付管５Ｂに２回の捻りを付与し、図５に示す内面螺旋溝付管５Ｒを製造する装置である。図４に示す様に直線溝付管５Ｂには、内面に長さ方向に沿う複数の直線溝５ａが形成されている。また、図５に示す様に、直線溝付管５Ｂに捻りを付与した内面螺旋溝付管５Ｒには、直線溝５ａに由来する螺旋溝５ｃが形成されている。
直線溝付管５Ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。また、直線溝付管５Ｂは、押出成形により製造された押出材であり、後述する巻き出しボビン１１にコイル状に巻き付けられている。

【0017】

製造装置Ａは、公転機構３０と、浮き枠３４と、巻き出しボビン（第１のボビン）１１と、第１のガイドキャプスタン１８と、第１の引抜きダイス部１と、第１の公転キャプスタン２１と、公転フライヤ２３と、第２の公転キャプスタン２２と、第２の引抜きダイス部２と、第２のガイドキャプスタン６１と、巻き取りボビン（第２のボビン）７１と、を備える。
以下、各部の詳細について詳細に説明する。

【0018】

＜公転機構＞
公転機構３０は、前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂを含む回転シャフト３５と、駆動部３９と、前方スタンド３７Ａと、後方スタンド３７Ｂと、を有している。
公転機構３０は、回転シャフト３５並びに、回転シャフト３５に固定された第１の公転キャプスタン２１、第２の公転キャプスタン２２および公転フライヤ２３を回転させる。また、公転機構３０は、回転シャフト３５と同軸上に位置し回転シャフト３５に支持される浮き枠３４の静止状態を維持する。これにより、浮き枠３４に支持された巻き出しボビン１１、第１のガイドキャプスタン１８および第１の引抜きダイス部１の静止状態を維持する。

【0019】

前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂは、ともに内部が中空の円筒形状を有する。前方シャフト３５Ａと後方シャフト３５Ｂは、ともに公転回転中心軸Ｃ（第１引抜ダイスのパスライン）を中心軸とする同軸上に配置されている。前方シャフト３５Ａは、前方スタンド３７Ａに軸受３６を介し回転自在に支持され、前方スタンド３７Ａから後方（後方スタンド３７Ｂ側）に向かって延びている。同様に、後方シャフト３５Ｂは、後方スタンド３７Ｂに軸受を介し回転自在に支持され、後方スタンド３７Ｂから前方（前方スタンド３７Ａ側）に向かって延びている。前方シャフト３５Ａと後方シャフト３５Ｂとの間には、浮き枠３４が架け渡されている。

【0020】

駆動部３９は、駆動モータ３９ｃと直動シャフト３９ｆとベルト３９ａ、３９ｄ、プーリ３９ｂ、３９ｅとを有している。駆動部３９は、前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂを回転させる。
駆動モータ３９ｃは、直動シャフト３９ｆを回転させる。直動シャフト３９ｆは、前方スタンド３７Ａおよび後方スタンド３７Ｂの下部において前後方向に延びている。
前方シャフト３５Ａの前方の端部３５Ａｂは、前方スタンド３７Ａを貫通した先端にプーリ３９ｂが取り付けられている。プーリ３９ｂは、ベルト３９ａを介し直動シャフト３９ｆと連動する。同様に、後方シャフト３５Ｂの後方の端部３５Ｂｂは、後方スタンド３７Ｂを貫通した先端にプーリ３９ｅが取り付けられ、ベルト３９ｄを介し直動シャフト３９ｆと連動する。これにより、前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂは、公転回転中心軸Ｃを中心に同期回転する。

【0021】

回転シャフト３５（前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂ）には、第１の公転キャプスタン２１、第２の公転キャプスタン２２および公転フライヤ２３が固定されている。回転シャフト３５が回転することで、回転シャフト３５に固定されたこれらの部材は、公転回転中心軸Ｃを中心に公転回転する。

【0022】

＜浮き枠＞
浮き枠３４は、回転シャフト３５の前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂの互いに向かい合う端部３５Ａａ、３５Ｂａに軸受３４ａを介し支持されている。また、浮き枠３４は、巻き出しボビン１１、第１のガイドキャプスタン１８および第１の引抜きダイス部１を支持する。

【0023】

図２は、図１における矢印II方向から見た浮き枠３４の平面図である。図１、図２に示すように、浮き枠３４は、上下に開口する箱形状を有する。浮き枠３４は、前後に対向する前方壁３４ｂおよび後方壁３４ｃと、左右に対向するとともに前後方向に延びる一対の支持壁３４ｄと、を有する。

【0024】

前方壁３４ｂおよび後方壁３４ｃには貫通孔が設けられ、それぞれ前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂの端部３５Ａａ、３５Ｂａが挿入されている。端部３５Ａａ、３５Ｂａと前方壁３４ｂおよび後方壁３４ｃの貫通孔との間には、軸受３４ａが介在する。これにより、浮き枠３４には、回転シャフト３５（前方シャフト３５Ａおよび後方シャフト３５Ｂ）の回転が伝達され難い。浮き枠３４は、回転シャフト３５が回転状態にあっても地面Ｇに対する静止状態を保つ。なお、公転回転中心軸Ｃに対し浮き枠３４の重心を偏らせる錘を設けて浮き枠３４の静止状態を安定させてもよい。

【0025】

図２に示すように、一対の支持壁３４ｄは、巻き出しボビン１１、第１のガイドキャプスタン１８および第１の引抜きダイス部１を左右方向（図２紙面中の上下方向）両側に配置されている。一対の支持壁３４ｄは、巻き出しボビン１１を保持するボビン支持シャフト１２および第１のガイドキャプスタン１８の回転軸Ｊ１８を回転可能に支持する。また、支持壁３４ｄは、図示略のダイス支持体を介し第１の引抜きダイス部１を支持する。

【0026】

＜巻き出しボビン＞
巻き出しボビン１１には、直線溝５ａが形成された直線溝付管５Ｂ（図４参照）が巻き付けられている。巻き出しボビン１１は、直線溝付管５Ｂを巻き出して後段に供給する。巻き出しボビン１１は、ボビン支持シャフト１２に着脱可能に取り付けられている。

【0027】

図２に示すように、ボビン支持シャフト１２は、回転シャフト３５と直交する方向に延びている。また、ボビン支持シャフト１２は、浮き枠３４に自転回転可能に支持されている。なお、ここで自転回転とは、ボビン支持シャフト１２自身の中心軸を中心として回転することを意味する。ボビン支持シャフト１２は、巻き出しボビン１１を保持し、巻き出しボビン１１の供給方向に自転回転することで、巻き出しボビン１１の管材５の繰り出しを補助する。

【0028】

巻き出しボビン１１は、巻き付けられた直線溝付管５Ｂを全て供給した際に取り外され、他の巻き出しボビンに交換される。取り外された空の巻き出しボビン１１は、直線溝付管５Ｂを形成する押出装置に取り付けられ、再び直線溝付管５Ｂが巻き付けられる。巻き出しボビン１１は、浮き枠３４に支持され公転回転しない。したがって、巻き出しボビン１１に直線溝付管５Ｂが乱巻されていても支障なく供給を行うことができ、巻き直しを行うことなく使用できる。また、巻き出しボビン１１の重量により製造装置Ａにおいて管材５に捻りを付与するための公転回転の回転数は制限されない。したがって、巻き出しボビン１１に長尺の管材５が巻き付けることができる。これにより、長尺の管材５に対して、捻りを付与することができ、製造効率を高めることができる。

【0029】

ボビン支持シャフト１２には、ブレーキ部１５が設けられている。ブレーキ部１５は、浮き枠３４に対するボビン支持シャフト１２の自転回転に制動力を与える。すなわち、ブレーキ部１５は、巻き出しボビン１１の巻き出し方向の回転を規制する。ブレーキ部１５による制動力により、巻き出し方向に搬送される管材５には、後方張力が付加される。ブレーキ部１５としては、例えば、制動力としてのトルク調節が可能なパウダーブレーキ又はバンドブレーキを採用できる。

【0030】

＜第１のガイドキャプスタン＞
第１のガイドキャプスタン１８は、円盤形状を有している。第１のガイドキャプスタン１８には、巻き出しボビン１１から繰り出された管材５が１周巻き掛けられる。第１のガイドキャプスタン１８の外周の接線方向は、公転回転中心軸Ｃと一致する。第１のガイドキャプスタン１８は、管材５を第１の方向Ｄ１に沿って公転回転中心軸Ｃ上に誘導する。第１のガイドキャプスタン１８は、自転回転自在に浮き枠３４に支持されている。また第１のガイドキャプスタン１８の外周には、自転回転自在のガイドローラ１８ｂが並んで配置されている。本実施形態の第１のガイドキャプスタン１８は、自身が自転回転するとともにガイドローラ１８ｂが転動するが、何れか一方が回転すれば、管材５をスムーズに搬送できる。なお、図２において、ガイドローラ１８ｂの図示は省略されている。

【0031】

図２に示すように、第１のガイドキャプスタン１８と巻き出しボビン１１との間には、管路誘導部１８ａが設けられている。管路誘導部１８ａは、例えば管材５を囲むように配置された複数のガイドローラである。管路誘導部１８ａは、巻き出しボビン１１から供給される管材５を第１のガイドキャプスタン１８に誘導する。

【0032】

なお、第１のガイドキャプスタン１８に代えて、巻き出しボビン１１と第１の引抜きダイス部１との間にトラバース機能を有する誘導管を設けてもよい。誘導管を設ける場合には、巻き出しボビン１１と第１の引抜きダイス部１との距離を短くすることができ、工場内のスペースを有効活用できる。

【0033】

＜第１の引抜きダイス部＞
図３は、第１の引抜きダイス部１の断面模式図である。図３に示すように、第１の引抜きダイス部１は、第１ダイス（第１の引抜きダイス）１Ａと、第２ダイス（第２の引抜きダイス）１Ｂと、第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂを収容して保持するダイスボックス１Ｘと、を有している。

【0034】

ダイスボックス１Ｘは、第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂを収容する筒部１Ｘａを有する。筒部１Ｘａの前後の開口部には、それぞれ前方端部壁１Ｘｂおよび後方端部壁１Ｘｃが設けられている。また、筒部１Ｘａの内部には、受け部１Ｘｄが設けられている。端部壁１Ｘｂ、１Ｘｃおよび受け部１Ｘｄには、それぞれ管材５を通過させる孔が設けられている。後方端部壁１Ｘｃは、第２ダイス１Ｂの後面を支持して第２ダイス１Ｂを通過する管材５の引抜き荷重を受ける。受け部１Ｘｄは、第１ダイス１Ａの後面を支持して第１ダイス１Ａを通過する管材５の引抜き荷重を受ける。

【0035】

第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂは、管材５の搬送方向（第１の方向Ｄ１）に沿って縦列に配列されている。管材５の搬送方向に対し第１ダイス１Ａが前段に、第２ダイス１Ｂが後段に配置されている。第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂは、それぞれ管材５の外径を減少させる空引きを行う。第１ダイス１Ａは、管材５（直線溝付管５Ｂ）を挿通させるダイス孔１Ａａを有している。第２ダイス１Ｂは、第１ダイス１Ａを通過した管材５を挿通させるダイス孔１Ｂａを有している。第１ダイス１Ａのダイス孔１Ａａと第２ダイス１Ｂのダイス孔１Ｂａの中心は、互いに一致している。また、第１ダイス１Ａのダイス孔１Ａａは、第２ダイス１Ｂのダイス孔１Ｂａより、直径が大きい。

【0036】

図３に示すように、第１ダイス１Ａの入口部と第２ダイス１Ｂの入口部との間の長さＬ１の領域が、第１ダイス１Ａの加工域（第１の加工域）とされる。また、第２ダイス１Ｂの入口部と第１の公転キャプスタン２１との間の長さＬ２の領域が、第２ダイス１Ｂによる加工域（第２の加工域）とされる。なお、第１の引抜きダイス部１の前段には、第１のガイドキャプスタン１８が設けられており管材５の回転が規制されている。すなわち、管材５は、第１の引抜きダイス部１の前段で、捻り方向の変形が拘束されている。これにより、管材５は、第１の引抜きダイス部１の前段で捻りが付与されず、第１の公転キャプスタン２１との間（第１の加工域と第２の加工域）のみで捻りが付与される。すなわち、第１の引抜きダイス部１による捻り引抜き工程（第１の捻り引抜き工程）において、管材５に捻りが付与される領域（加工域）は、第１の引抜きダイス部１と第１の公転キャプスタン２１との間に制限されている。

【0037】

図１に示すように、第１の引抜きダイス部１は、浮き枠３４に固定されている。第１の引抜きダイス部１は、第１の方向Ｄ１を引抜き方向とする。第１の引抜きダイス部１の中心は、回転シャフト３５の公転回転中心軸Ｃと一致する。また、第１の方向Ｄ１は、公転回転中心軸Ｃと平行である。
第１の引抜きダイス部１には、浮き枠３４に固定された潤滑油供給装置９Ａにより潤滑油が供給される。これにより第１の引抜きダイス部１における引抜力を軽減できる。
第１の引抜きダイス部１を通過した管材５は、浮き枠３４の前方壁３４ｂに設けられた貫通孔を介して、前方シャフト３５Ａの内部に導入される。

【0038】

＜第１の公転キャプスタン＞
第１の公転キャプスタン２１は、円盤形状を有している。第１の公転キャプスタン２１は、中空の前方シャフト３５Ａの内外を径方向に貫通する横孔３５Ａｃに配置されている。第１の公転キャプスタン２１は、円盤の中心を回転軸Ｊ２１として、回転シャフト３５（前方シャフト３５Ａ）の外周部に固定された支持体２１ａに自転回転が自在な状態で支持されている。

【0039】

第１の公転キャプスタン２１は、外周の接線の１つが公転回転中心軸Ｃと略一致する。第１の公転キャプスタン２１には、公転回転中心軸Ｃ上の第１の方向Ｄ１に搬送される管材５が一周以上、巻き掛けられる。第１の公転キャプスタン２１は、管材５を巻き掛けて前方シャフト３５Ａの内部から外部に引き出して公転フライヤ２３に誘導する。

【0040】

第１の公転キャプスタン２１は、公転回転中心軸Ｃの周りを前方シャフト３５Ａとともに公転回転する。公転回転中心軸Ｃは、第１の公転キャプスタン２１の自転回転の回転軸Ｊ２１と直交する方向に延びている。管材５は、第１の公転キャプスタン２１と第１の引抜きダイス部１との間で捻りが付与される。これにより、管材５は、直線溝付管５Ｂから中間捻り管５Ｃとなる。

【0041】

第１の公転キャプスタン２１とともに、前方シャフト３５Ａには駆動モータ２０が設けられている。駆動モータ２０は、第１の公転キャプスタン２１を管材５の巻き掛け方向（搬送方向）に駆動回転する。これにより、第１の公転キャプスタン２１は、管材５に第１の引抜きダイス部１を通過するための前方張力を付与する。

【0042】

第１の公転キャプスタン２１および駆動モータ２０は、前方シャフト３５Ａの公転回転中心軸Ｃに重心が位置するように公転回転中心軸Ｃに対して互いに対称の位置に配置されることが好ましい。これにより、前方シャフト３５Ａの回転のバランスを安定させることができる。なお、第１の公転キャプスタン２１と駆動モータ２０の重量差が大きい場合は、錘を設けて重心を安定させてもよい。

【0043】

＜公転フライヤ＞
公転フライヤ２３は、第１の引抜きダイス部１と第２の引抜きダイス部２との間で、管材５の管路を反転させる。公転フライヤ２３は、第１の引抜きダイス部１の引抜き方向である第１の方向Ｄ１に搬送される管材５を反転させ、搬送方向を第２の引抜きダイス部２の引抜き方向である第２の方向Ｄ２に向ける。より具体的には、公転フライヤ２３は、第１の公転キャプスタン２１から第２の公転キャプスタン２２に管材５を誘導する。

【0044】

公転フライヤ２３は、複数のガイドローラ２３ａとガイドローラ２３ａを支持するガイドローラ支持体（図示略）とを有する。ここでは、煩雑さを解消するためガイドローラ支持体の図示を省略するが、ガイドローラ支持体は、回転シャフト３５に支持されている。ガイドローラ２３ａは、公転回転中心軸Ｃに対し外側に湾曲する弓形状を形成して並んでいる。ガイドローラ２３ａ自身が転動して管材５をスムーズに搬送する。公転フライヤ２３は、公転回転中心軸Ｃを中心として、浮き枠３４並びに浮き枠３４内に支持された第１の引抜きダイス部１および巻き出しボビン１１の周りを回転する。

【0045】

公転フライヤ２３の一端は、公転回転中心軸Ｃに対し第１の公転キャプスタン２１の外側に位置している。また、公転フライヤ２３の他端は、中空の後方シャフト３５Ｂの内外を径方向に貫通する横孔３５Ｂｃを通過して後方シャフト３５Ｂの内部に延びている。公転フライヤ２３は、第１の公転キャプスタン２１に巻き掛けられて外側に繰り出された管材５を後方シャフト３５Ｂ側に誘導する。また、公転フライヤ２３は、管材５を後方シャフト３５Ｂの内部において、第２の方向Ｄ２に沿って公転回転中心軸Ｃ上に繰り出す。

【0046】

なお、本実施形態の公転フライヤ２３は、ガイドローラ２３ａにより管材５を搬送するものであるとして説明した。しかしながら公転フライヤ２３を、弓状に形成した帯板から形成して、管材５を帯板の一面を滑動させて搬送してもよい。
また、図１において、管材５がガイドローラ２３ａの外側を通過する場合を例示した。しかしながら、公転フライヤ２３の回転速度が速い場合には、管材５が遠心力により公転フライヤから脱線するおそれがある。このような場合は、管材５の外側に更にガイドローラ２３ａを設けることが好ましい。
公転フライヤ２３と同等の重量を有し前方シャフト３５Ａから後方シャフト３５Ｂに延びて公転フライヤ２３と同期回転するダミーフライヤを複数設けてもよい。これにより、回転シャフト３５の回転を安定させることができる。

【0047】

＜第２の公転キャプスタン＞
第２の公転キャプスタン２２は、第１の公転キャプスタン２１と同様に、円盤形状を有する。第２の公転キャプスタン２２は、後方シャフト３５Ｂの端部３５Ｂｂの先端に設けられた支持体２２ａに自転回転が自在な状態で支持されている。また、第２の公転キャプスタン２２の外周には、自転回転自在のガイドローラ２２ｃが並んで配置されている。本実施形態の第２の公転キャプスタン２２は、自身が自転回転するとともにガイドローラ２２ｃが転動するが、何れか一方が回転すれば、管材５をスムーズに搬送できる。

【0048】

第２の公転キャプスタン２２は、外周の接線の１つが公転回転中心軸Ｃと略一致する。第２の公転キャプスタン２２には、公転回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に搬送される管材５が一周以上、巻き掛けられる。第２の公転キャプスタン２２は、巻き掛けられた管材を公転回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に繰り出す。

【0049】

第２の公転キャプスタン２２は、公転回転中心軸Ｃの周りを後方シャフト３５Ｂとともに公転回転する。公転回転中心軸Ｃは、第２の公転キャプスタン２２の自転回転の回転軸Ｊ２２と直交する方向に延びている。第２の公転キャプスタン２２から繰り出された管材５は、第２の引抜きダイス部２において縮径される。第２の引抜きダイス部２は、地面Ｇに対し静止しているため、第２の公転キャプスタン２２と第２の引抜きダイス部２との間で、管材５に捻りを付与できる。これにより、管材５は、中間捻り管５Ｃから内面螺旋溝付管５Ｒとなる。

【0050】

第２の公転キャプスタン２２を支持する支持体２２ａは、公転回転中心軸Ｃに対し第２の公転キャプスタン２２と対称の位置に錘２２ｂを支持する。錘２２ｂは、後方シャフト３５Ｂの回転のバランスを安定させる。

【0051】

＜第２の引抜きダイス部＞
第２の引抜きダイス部２は、１つ以上の引抜きダイスを有する。本実施形態において、第２の引抜きダイス部２の引抜きダイスは、１つであるとする。第２の引抜きダイス部２は、第２の公転キャプスタン２２の後段に配置される。第２の引抜きダイス部２は、反対の第２の方向Ｄ２を引抜き方向とする。第２の方向Ｄ２は、公転回転中心軸Ｃと平行な方向である。第２の方向Ｄ２は、第１の引抜きダイス部１の引抜き方向である第１の方向Ｄ１と反対である。管材５は、第２の方向Ｄ２に沿って第２の引抜きダイス部２を通過する。第２の引抜きダイス部２は、第２の引抜きダイス部２は、地面Ｇに対して静止している。第２の引抜きダイス部２の中心は、回転シャフト３５の公転回転中心軸Ｃと一致する。

【0052】

第２の引抜きダイス部２は、例えば図示略のダイス支持体を介して架台６２に支持されている。また、第２の引抜きダイス部２には、架台６２に取り付けられた潤滑油供給装置９Ｂにより潤滑油が供給される。これにより第２の引抜きダイス部２における引抜力を軽減できる。
第２の引抜きダイス部２における縮径および捻り付与により、管材５は、中間捻り管５Ｃから内面螺旋溝付管５Ｒとなる。

【0053】

＜第２のガイドキャプスタン＞
第２のガイドキャプスタン６１は、円盤形状を有している。第２のガイドキャプスタン６１の外周の接線方向は、公転回転中心軸Ｃと一致する。第２のガイドキャプスタン６１には、公転回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に搬送される管材５が一周以上、巻き掛けられる。

【0054】

第２のガイドキャプスタン６１は、回転軸Ｊ６１を中心に架台６２に回転可能に支持されている。また、第２のガイドキャプスタン６１の回転軸Ｊ６１は、駆動モータ６３と駆動ベルト等を介し接続されている。第２のガイドキャプスタン６１は、駆動モータ６３により、管材５の巻き掛け方向（搬送方向）に駆動回転する。なお、駆動モータ６３は、トルク制御可能なトルクモータを用いることが好ましい。

【0055】

第２のガイドキャプスタン６１が駆動することによって管材５には、前方張力が付与される。これにより管材５は、第２の引抜きダイス部２における加工に必要な引抜き応力が付与され前方に搬送される。

【0056】

＜巻き取りボビン＞
巻き取りボビン７１は、管材５の管路の終端に設けられ、管材５を回収する。巻き取りボビン７１の前段には、誘導部７２が設けられている。誘導部７２は、トラバース機能を有し管材５を巻き取りボビン７１に整列巻きさせる。

【0057】

巻き取りボビン７１は、ボビン支持シャフト７３に着脱可能に取り付けられている。ボビン支持シャフト７３は、架台７５に支持され、駆動モータ７４に駆動ベルト等を介し接続されている。巻き取りボビン７１は、駆動モータ７４により駆動回転され、管材５を弛ませることなく巻き取る。巻き取りボビン７１は、管材５が十分に巻き付けられた場合に取り外され、他の巻き取りボビン７１に付け替えられる。

【0058】

＜＜内面螺旋溝付管の製造方法＞＞
上述した内面螺旋溝付管の製造装置Ａを用いて、内面螺旋溝付管５Ｒを製造する方法について説明する。

【0059】

まず、予備工程について説明する。
押出成形により、図４に示すように、内面に長さ方向に沿う複数の直線溝５ａが周方向に間隔をおいて形成された直線溝付管５Ｂを作製し（直線溝付管押出工程）する。更に、直線溝付管５Ｂを巻き出しボビン１１にコイル状に巻き付ける。更に、巻き出しボビン１１を製造装置Ａの浮き枠３４にセットする。また、巻き出しボビン１１から管材５（直線溝付管５Ｂ）を繰り出して、予め直線溝付管５Ｂの管路をセットする。具体的には、管材５を、第１のガイドキャプスタン１８、第１の引抜きダイス部１、第１の公転キャプスタン２１、公転フライヤ２３、第２の公転キャプスタン２２、第２の引抜きダイス部２、第２のガイドキャプスタン６１、巻き取りボビン７１の順に、通過させて、セットする。
以上の予備工程が終わった後に、内面螺旋溝付管５Ｒの製造を開始する。

【0060】

内面螺旋溝付管５Ｒの製造工程において、管材の搬送経路に沿って説明する。
まず、巻き出しボビン１１から管材５を順次繰り出していく。
次に、巻き出しボビン１１から繰り出された管材５を、第１のガイドキャプスタン１８に巻き掛ける。第１のガイドキャプスタン１８は、管材５を公転回転中心軸Ｃ上に位置する第１の引抜きダイス部１のダイス孔に誘導する（第１の誘導工程）。

【0061】

次に、管材５を第１の引抜きダイス部１に通過させる。更に、第１の引抜きダイス部１の後段で管材５を第１の公転キャプスタン２１に巻き掛けて前記回転軸の周りを回転させる。これにより、管材５を縮径するとともに捻りを付与する（第１の捻り引抜き工程）。

【0062】

図３に示すように、第１の引抜きダイス部１は、第１ダイス１Ａと第２ダイス１Ｂとを有している。管材５は、第１ダイス１Ａを通過した後に第２ダイス１Ｂを通過する。管材５は、第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂにおいてそれぞれ縮径されながら捻りが付与される。

【0063】

管材５は、第１の引抜きダイス部１の第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂに通された後に、公転回転する第１の公転キャプスタン２１に巻き掛けられる。これにより、管材５（直線溝付管５Ｂ）の内面の直線溝５ａ（図４参照）に捻りが付与され内面に螺旋溝５ｃが形成される。

【0064】

管材５に対する捻りの付与は、管材５の搬送方向（第１の方向Ｄ１）に沿って、第１ダイス１Ａの入口部から第２ダイス１Ｂの入口部までの第１の段階と、第２ダイス１Ｂから第１の公転キャプスタン２１までの第２の段階と、により行われる。捻り付与の第１の段階は、長さＬ１の第１の加工域で行われる。第１段階において管材５は、第１ダイス１Ａにより縮径されるとともに捻りを付与される。同様に、捻り付与の第２の段階は、長さＬ２の第２の加工域で行われる。第２段階において、管材５は、第２ダイス１Ｂにおいて、縮径されるとともに捻りを付与される。
第１の捻り引抜き工程の第１段階および第２段階を経て直線溝付管５Ｂは、中間捻り管５Ｃとなる。中間捻り管５Ｃは、内面螺旋溝付管５Ｒの製造工程における中間段階の管材であり、内面螺旋溝付管５Ｒの螺旋溝５ｃより浅い捻り角の螺旋溝が形成された状態である。

【0065】

第１の捻り引抜き工程の第１段階および第２段階において、管材５には、捻りが付与されると同時に引抜きダイス部による縮径が行われる。すなわち、管材５は、捻りと縮径との同時加工による複合応力が付与させる。複合応力下においては、捻り加工のみを行う場合と比較して管材５の降伏応力が小さくなり、管材５の座屈応力に達する前に、管材５に大きな捻りを付与できる。これにより、管材５の座屈の発生を抑制しつつ大きな捻りを付与できる。

【0066】

一般的に、管材に捻りを付与する際の加工域が長くなるほど座屈応力は小さくなり、その結果、わずかな捻りにおいても座屈を生じやすくなる。即ち、加工域の長さと限界捻れ角（座屈を生じないで捻れる最大捻れ角）には相関関係があり、加工域を短くすることで、大きな捻れ角を付与しても座屈が生じにくい。
捻り付与の第１段階における第１の加工域の長さＬ１は、第１ダイス１Ａと第２ダイス１Ｂとの距離を調整することで容易に短く設定できる。第１の加工域の長さＬ１を短くすることで第１の段階での座屈を容易に抑制できる。より具体的には、第１ダイス１Ａと第２ダイス１Ｂの距離は、５０ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、本実施形態において第１の引抜きダイス部１は、２つの引抜きダイス（第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂ）を有するが、第１の引抜きダイス部１は、３つ以上の引抜きダイスを有していても良い。このような場合であっても、同様の理由から、互いに隣り合う引抜きダイス同士の距離は、５０ｍｍ以下とすることが好ましい。
一方で、捻り付与の第２段階における第２の加工域の長さＬ２は、第２ダイス１Ｂと第１の公転キャプスタン２１との干渉を防止するための所定の長さを必要とする。すなわち、干渉を回避するために第２の加工域の長さＬ２を十分に確保する必要があり、長さＬ２を短くすることが困難な場合がある。しかしながら、捻り付与の第２の段階は、第１の段階で既に捻りが付与され加工硬化により強度が高まった管材５に対し更に捻りを付与するものである。このため、第２の段階では、加工域の長さＬを十分に確保しても座屈が生じにくい。このように、本実施形態によれば、加工域を短くすることが難しい捻り付与の工程（第２の段階）を行う前に予め捻りを付与することで、管材５に加工硬化を生じさせて座屈発生を抑制できる。
捻り加工に伴う座屈の生じやすさは、捻り加工時に管材５に付与されるせん断応力と相関関係がある。捻り加工時のせん断応力は、捻り角と相関関係があるため、捻り角を大きくするに伴い、管材に付与されるせん断応力が大きくなり座屈が生じやすくなる。本実施形態の製造方法によれば、第１段階と第２段階とに分けて管材５に捻り角を付与するため、１度に大きな捻り角を付与する場合と比較して、各段階において管材に付与されるせん断応力を小さくすることができる。これにより座屈の発生を抑制できる。

【0067】

第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂによる管材５の縮径率は、それぞれ２％以上とすることが好ましい。なお縮径率は、（引抜き前の管材の外径−引抜き後の管材の外径）／引抜き前の管材の外径の百分率により求められる。
図６は、引抜き時の限界捻り角と縮径率の関係を調べた予備実験の結果を示すグラフである。図６に示すように、限界捻り角と縮径率の間には相関が認められ、引抜き時の縮径率を大きくするにつれて限界捻り角が大きくなる傾向が認められる。すなわち、縮径率が小さ過ぎる場合は引抜きによる効果が乏しく、大きな捻り角を得ることが難しいので、２％以上とするのが好ましい。なお、同様の理由から縮径率を５％以上とすることがより好ましい。
一方で、第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂによる管材５の縮径率が大きくなり過ぎると加工限界で破断を生じ易くなるので、それぞれ４０％以下とするのが好ましい。

【0068】

第１の捻り引抜き工程において、管材５には第１の公転キャプスタン２１を駆動する駆動モータ２０により、前方張力が付与される。また、同時に管材５には巻き出しボビン１１のブレーキ部１５により後方張力が付与される。このため、管材５に適度な張力を付与することが可能となり、管材５に座屈・破断を生じさせることなく安定した捻り角を付与できる。

【0069】

次に、公転フライヤ２３に管材５を巻き掛けて、管材５の搬送方向を公転回転中心軸Ｃ上の第２の方向Ｄ２に向ける。更に、第２の公転キャプスタン２２に管材５を巻き掛けて、管材５を第２の引抜きダイス部２に導入する（第２の誘導工程）。これにより、管材５の搬送方向は、第１の方向Ｄ１から第２の方向Ｄ２に反転し、第２の引抜きダイス部２の中心に合わせられる。公転フライヤ２３は、浮き枠３４の周りを公転回転中心軸Ｃを中心として回転する。なお、第１の公転キャプスタン２１、公転フライヤ２３および第２の公転キャプスタン２２は、公転回転中心軸Ｃを中心として同期回転する。したがって、第１の公転キャプスタン２１から第２の公転キャプスタン２２の間で、管材５は相対的に回転せず捻りが付与されない。

【0070】

次に、第２の公転キャプスタン２２とともに回転する管材５を第２の引抜きダイス部２に通過させる。これにより、管材５を縮径するとともに捻りを付与し、螺旋溝５ｃの捻り角を更に大きくする（第２の捻り引抜き工程）。第２の捻り引抜き工程により中間捻り管５Ｃは、内面螺旋溝付管５Ｒとなる。

【0071】

第２の捻り引抜き工程において、管材５には第２のガイドキャプスタン６１を駆動する駆動モータ６３により、前方張力が付与される。駆動モータ６３としては、トルク制御可能なトルクモータを用いた場合、第２のガイドキャプスタン６１は、管材５に付与する前方張力を調整できる。第２のガイドキャプスタン６１により前方張力を調整することで、第２の捻り引抜き工程において管材５に適度な張力を付与することが可能となる。これにより、管材５に座屈・破断を生じさせることなく安定した捻り角を付与できる。

【0072】

管材５は、公転回転する第２の公転キャプスタン２２に巻き掛けられた後に第２の引抜きダイス部２を通過する。管材５は、第２の引抜きダイス部２により縮径されるとともに、第２の公転キャプスタン２２により管材５に捻りを付与される。これにより、管材５の内面の螺旋溝５ｃに更に大きな捻りが付与され、螺旋溝５ｃの捻り角が大きくなる。第２の捻り引抜き工程により中間捻り管５Ｃは、内面螺旋溝付管５Ｒとなる。

【0073】

第２の引抜きダイス部２の前段では、第２の公転キャプスタン２２に管材５が巻き掛けられている。第２の引抜きダイス部２の後段では、第２のガイドキャプスタン６１が設けられ管材５の回転が規制されている。すなわち、管材５は第２の引抜きダイス部２の前後で、捻り方向の変形が拘束されており、第２の公転キャプスタン２２と第２のガイドキャプスタン６１との間で、管材５に捻りが付与される。すなわち、第２の捻り引抜き工程において、管材５に捻りが付与される領域（加工域）は、第２の公転キャプスタン２２と第２の引抜きダイス部２との間に制限される。上述したように、加工域を短くすることで、大きな捻り角を付与しても座屈が生じにくい。第２のガイドキャプスタン６１を設けることで、第２の引抜きダイス部２の後段で捻りが付与されることがなく、加工域を短く設定できる。

【0074】

なお、本実施形態において、第２の公転キャプスタン２２は、後方スタンド３７Ｂの後方（第２の引抜きダイス部２側）に設けられているが、第２の公転キャプスタン２２は、前方スタンド３７Ａと後方スタンド３７Ｂとの間に位置していてもよい。しかしながら、第２の公転キャプスタン２２を、後方スタンド３７Ｂに対し後方に配置して第２の引抜きダイス部２に近づけることで、第２の捻り引抜き工程における加工域を短くすることができる。これにより、座屈の発生をより効果的に抑制できる。

【0075】

第２の捻り引抜き工程において、第１の捻り引抜き工程と同様に、捻りと縮径とが行われて、管材５には複合応力が付与させる。これにより、管材５の座屈応力に達する前に、管材に座屈の発生を抑制しつつ大きな捻りを付与できる。

【0076】

第２の引抜きダイス部２に設けられる引抜きダイスによる管材５の縮径率は、第２の引抜きダイス部２の第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂと同様に、２％以上（より好ましくは５％以上）４０％以下とすることが好ましい。
なお、第１の引抜きダイス部１において、大きな縮径（例えば縮径率３０％以上の縮径）を行うと管材５が加工硬化するために、第２の引抜きダイス部２での大きな縮径を行うことが困難になる。したがって、第１の引抜きダイス部１の縮径率と第２の引抜きダイス部２の縮径率との合計は、４％以上５０％以下とすることが好ましい。

【0077】

次に、管材５は、巻き取りボビン７１に巻き付けられ回収される。巻き取りボビン７１は、駆動モータ７４により、管材５の搬送速度と同期して回転することで、管材５を弛みなく巻き取ることができる。
以上の工程を経て、製造装置Ａを用いて、図５に示す内面螺旋溝付管５Ｒを製造することができる。

【0078】

本実施形態の製造方法は、上述の工程を経て形成された内面螺旋溝付管５Ｒに対して、再び第１の捻り引抜き工程および第２の捻り引抜き工程を行い、更に大きな捻り角を付与してもよい。この場合には、上述の工程を経た内面螺旋溝付管５Ｒに対して熱処理（焼きなまし）を行い、Ｏ材化する。更に巻き出しボビン１１に巻き付けて、この巻き出しボビン１１を適当な縮径率を有する第１の引抜きダイス部および第２の引抜きダイス部を有する製造装置Ａに取り付ける。更に、製造装置Ａにより上述の工程と同様の工程（第１の捻り引抜き工程および第２の捻り引抜き工程）を経ることで、更に大きな捻り角を付与した内面螺旋溝付管を製造できる。

【0079】

本実施形態の製造方法によれば、特許文献１に示す従来の製造方法と比較して、捻りと同時に縮径を行っているため、出発材と最終製品の外径および断面積が異なる。また、管材に捻りと縮径の複合応力を付与する為に、捻り加工に必要なせん断応力を低減させることが可能となり、管材５の座屈応力に達する前に、管材５に大きな捻りを付与できる。なお、特許文献１に示す製造装置では、図６における縮径率０％の５°程度の捻りを２回行うため１０°程度の捻り角の付与が限界であると考えられる。

【0080】

本実施形態の製造方法によれば、直線溝付管５Ｂに対して捻りを付与するとともに、縮径を行うため、座屈発生を抑制しつつ大きな捻り角を付与できる。なお、本実施形態において、最終品である内面螺旋溝付管５Ｒの外径に対し、素材となる直線溝付管５Ｂの外径は１．１倍以上である。

【0081】

本実施形態の製造方法によれば、第１の引抜きダイス部１と第２の引抜きダイス部２との間で第１の公転キャプスタン２１により、管材５に捻りを付与している。更に、第１の引抜きダイス部１と第２の引抜きダイス部２との引抜き方向が反転している。これにより、第１の捻り引抜き工程と、第２の捻り引抜き工程における、捻り方向を一致させて、管材５に捻りを付与できる。また、管材５の管路の始端である巻き出しボビン１１と管路の終端である巻き取りボビン７１を回転させる必要がない。ラインの速度は、回転速度に依存するため、重量物である巻き出しボビン１１又は巻き取りボビン７１を回転させない本実施形態の製造方法では、回転速度を容易に高めることができる。すなわち、本実施形態によれば容易にラインを高速化できる。
更に、本実施形態において、巻き出しボビン１１を回転させることがないため、巻き出しボビン１１に長尺の直線溝付管５Ｂ（管材５）を巻き付けることができる。このため、本実施形態の製造方法によれば、巻き出しボビン１１を付け替えることがなく、一気通貫で長尺の管材５に捻りを付与することができる。すなわち、本実施形態によれば内面螺旋溝付管５Ｒの大量生産が容易となる。

【0082】

本実施形態の製造方法は、第１の捻り引抜き工程と第２の捻り引抜き工程を経て管材５に捻りを付与するものである。このため、それぞれの捻り引抜き工程で付与する捻り角を積み上げて大きな捻り角を付与することができる。
更に、第１の捻り引抜き工程においては、複数の引抜きダイス（第１ダイス１Ａおよび第２ダイス１Ｂ）により縮径しながら多段階に捻りを付与している。したがって、各段階での捻れ角を積み上げて大きな捻れ角を付与することができる。なお、上述したように、第１の引抜きダイス部１は、３つ以上の引抜きダイスを有していても良い。第１の引抜きダイス部の引抜きダイスの数を増加させることで、それぞれの引抜きダイスにおいて、付与される捻れ角を小さくしても、積算された捻れ角を大きくすることができる。すなわち、座屈の発生を十分に抑制しつつ、全体として大きな捻れ角を付与することができる。

【0083】

本実施形態の製造方法によれば、第１の捻り引抜き工程および前記第２の捻り引抜き工程において、管材５に前方張力と後方張力が付与される。前方張力は、第２のガイドキャプスタン６１により管材５に付与され、後方張力は、巻き出しボビン１１を制動するブレーキ部１５によって管材５に付与される。これにより、加工対象の管材５に適切な張力を安定して付与することができる。管材５の管路に弛みが無く、直線溝付管５Ｂが芯ずれせずに引抜きダイス部に入るため、管材５に座屈・破断を生じさせることなく安定した捻り角を付与できる。

【0084】

本実施形態において、第１の引抜きダイス部１および第２の引抜きダイス部２に設けられる引抜きダイスのダイス孔の中心は、公転回転中心軸Ｃ上に位置している。これにより、ダイス孔を通過する管材５をダイス孔に対して直線的に配置できるため、管材５を均一に縮径して、捻り付与時の座屈を抑制できる。なお、第１の引抜きダイス部１および第２の引抜きダイス部２において、管材５が正常に縮径できる範囲であれば、公転回転中心軸Ｃに対するダイス孔の位置ズレは許容される。

【0085】

なお、本実施形態において、巻き出しボビン１１が浮き枠３４に支持され、巻き取りボビン７１が地面Ｇに設置されているものとして説明した。しかしながら、巻き出しボビン１１と巻き取りボビン７１のうち何れが浮き枠３４に支持されていてもよい。すなわち、図１において、巻き出しボビン１１と巻き取りボビン７１とを入れ替えて配置してもよい。この場合には、管材５の搬送経路が反転する。また、第１の引抜きダイス部１および第２の引抜きダイス部２が入れ替えて配置されるとともに、搬送方向に沿ってそれぞれの引抜きダイス部１、２の引抜き方向を反転させて配置する。更に、引抜きダイス部１、２の前後に位置するキャプスタンにおいて、引抜きダイス部の後段に位置するキャプスタンを管材の巻き掛け方向（搬送方向）に駆動させ、引抜きダイス部における引抜力に抗する前方張力を与える。

【0086】

また、本実施形態において、第２の引抜きダイス部２は、１つの引抜きダイスを有するものとして説明した。しかしながら、第２の引抜きダイス部は、２つ以上の引抜きダイスを有していても良い。図７は、本実施形態に採用可能な変形例の第２の引抜きダイス部１０２の断面模式図である。図７に示すように、変形例の第２の引抜きダイス部１０２は、第１の引抜きダイス部１（図３参照）と同様に第１ダイス（第１の引抜きダイス）１０２Ａと、第２ダイス（第２の引抜きダイス）１０２Ｂと、ダイスボックス１０２Ｘと、を有している。第１ダイス１０２Ａと第２ダイス１０２Ｂとは、管材５の搬送方向（第２の方向Ｄ２）に沿って縦列に配列されている。ダイスボックス１０２Ｘは、第１の引抜きダイス部１（図３参照）と同様の構成を有し、第１ダイス１０２Ａおよび第２ダイス１０２Ｂを収容して保持する。管材５の搬送方向に対し第１ダイス１０２Ａが前段に、第２ダイス１０２Ｂが後段に配置されている。第１ダイス１０２Ａと第２ダイス１０２Ｂとのダイス孔の中心は、互いに一致している。また、第１ダイス１０２Ａのダイス孔は、第２ダイス１０２Ｂのダイス孔より、直径が大きい。
第２の引抜きダイス部１０２に複数の引抜きダイス（第１ダイス１０２Ａおよび第２ダイス１０２Ｂ）を設け、第２の捻り引抜き工程において、縮径しながら多段階に捻りを付与できる。これにより、第１の捻り引抜き工程のみならず、第２の捻り引抜き工程においても、捻れ角を積み上げ大きな捻れ角を付与した内面螺旋溝付管５Ｒを製造できる。なお、第１の引抜きダイス部１と同様に、第２の引抜きダイス部１０２は、３つ以上の引抜きダイスを有していても良い。

【0087】

＜＜熱交換器＞＞
図８は、本発明に係る内面螺旋溝付管を備えた熱交換器８０の一例を示す概略図であり、冷媒を通過させるチューブとして内面螺旋溝付管８１（内面螺旋溝付管５Ｒ）を蛇行させて設け、この内面螺旋溝付管８１の周囲に複数のアルミニウム合金製のフィン材８２を平行に配設した構造である。内面螺旋溝付管８１は、平行に配設したフィン材８２を貫通するように設けた複数の透孔を通過するように設けられている。
図８に示す熱交換器８０の構造において内面螺旋溝付管８１は、フィン材８２を直線状に貫通する複数のＵ字状の主管８１Ａと、隣接する主管８１Ａの隣り合う端部開口同士をＵ字形のエルボ管８１Ｂで図８（ｂ）に示すように接続してなる。また、フィン材８２を貫通している内面螺旋溝付管８１の一方の端部側に冷媒の入口部８６が形成され、内面螺旋溝付管８１の他方の端部側に冷媒の出口部８７が形成されることで図８に示す熱交換器８０が構成されている。

【0088】

図８に示す熱交換器８０は、フィン材８２のそれぞれに形成した透孔を貫通するように内面螺旋溝付管８１を設け、フィン材８２の透孔に挿通後、拡管プラグにより内面螺旋溝付管８１の外径を押し広げて内面螺旋溝付管８１とフィン材８２を機械的に一体化することで組み立てられている。
図８に示す熱交換器８０に内面螺旋溝付管８１を適用することで、熱交換効率の良好な熱交換器８０を提供できる。
また、例えば、内面螺旋溝付管５Ｒの外径が１０ｍｍ以下と小さく、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる内面螺旋溝付管５Ｒを用いて熱交換器８０を構成すると、小型高性能であり、リサイクル時にフィン材８２と内面螺旋溝付管８１の分離が不要であって、リサイクル性に優れた熱交換器を提供できる。

【0089】

以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

【符号の説明】

【0090】

１…第１の引抜きダイス部、１Ａ、１０２Ａ…第１ダイス（第１の引抜きダイス）、１Ｂ、１０２Ｂ…第２ダイス（第２の引抜きダイス）、１Ｘ、１０２Ｘ…ダイスボックス、２、１０２…第２の引抜きダイス部、５…管材、５Ｂ…直線溝付管、５Ｃ…中間捻り管、５Ｒ、８１…内面螺旋溝付管、１１…巻き出しボビン（第１のボビン）、１２、７３…ボビン支持シャフト（ボビンの軸）、１５…ブレーキ部、１８…第１のガイドキャプスタン、２０、３９ｃ、６３、７４…駆動モータ、２１…第１の公転キャプスタン、２２…第２の公転キャプスタン、２３…公転フライヤ、３０…公転機構、３４…浮き枠、３４ａ、３６…軸受、３５…回転シャフト、３５Ａ…前方シャフト、３５Ｂ…後方シャフト、３７Ａ…前方スタンド、３７Ｂ…後方スタンド、３９…駆動部、６１…第２のガイドキャプスタン、７１…巻き取りボビン（第２のボビン）、８０…熱交換器、８２…フィン材、Ａ…製造装置、Ｃ…公転回転中心軸、Ｄ１…第１の方向、Ｄ２…第２の方向、Ｇ…地面、Ｊ１８、Ｊ２１、Ｊ２２、Ｊ６１…回転軸、Ｌ１…第１の加工域、Ｌ２…第２の加工域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】