JP2011529790A - 一定の長さに管の外形を加工する方法 - Google Patents

Abstract

一定の長さＬの管２の外形を加工する方法において、それぞれの共平面及び管２に対する回転軸６の横方向の平行軸を有する少なくとも一対４のローラ５の間に管２を挿入した後に、ローラ５を管２上に移動させ、段階的に管２に圧接し、同時に前後に軸方向に移動させる。

Description

本発明は、一定の長さの管、特に、連続工程終了後の不明確な長さの管を裁断して金属管を得る外形加工方法に関する。

一定の長さ及び断面の金属管を外形加工するために、さまざまな方法が、管のもともとの断面を例えば円形、正方形、矩形、丸い突出部を含む形状、星形の断面に加工するために用いられてきた。

最も一般的な方法のうちの１つは、管の一定の進行方向に整列配置される多くの成形ダイスを通って管を供給するものである。成形ダイスは、管のための通路を定めるために配置される多くのローラからなる。

連続した通路の断面は互いに異なり、管の進行方向においてますます管の最終的な横断面に近付く。その結果、管が進行方向に進むにつれ、管はその本来のものから所望の最終的な断面まで段階的に変形される。

上記方法は、かなり良好な断面を外形加工できるものの生産品を深刻に損なういくつかの欠点がある。

第１の欠点は、管がダイスのローラの間に挿入されるときに管の先端部が異常に変形することにある。その結果、先端部を外形加工工程終了後に取り除かれなければならず、このことは、設備及び無駄に関して追加費用という結果をもたらす。

上記方法の他の欠点は、成形ダイスが一定の管サイズ及び一定の最終断面のために設計されるという事実から、異なる初期形状及び／又は異なる最終断面のために、全て又はいくつかのダイスを変更しなければならず、製造要求に対する追加的なコストが発生したり、高コストな設備が要求されたりすることである。

管がより大きくなるにつれて明らかにさらに悪化する後者の欠点を除去するために、全てのダイス又は最初の粗いダイスと最終的な最終ダイスとの間に介在する少なくとも全てのダイスを管の軸線の回りに一定の範囲の中で半径方向に互いに逆方向に可動な多対のローラに置き換える、異なる方法が提案されている。

サイズ及び管の形状にかなり適応できることによってより順応性があるものの、管の先端の異常な変形に関連する上記第１の欠点を解決することができない。

さらに、この方法を実行するために用いるシステムには、管の段階的な幾何学的に正確な変形を成し遂げることを必要とするために多数対のローラが必要となるという比較的大きな欠点がある。

本発明の目的は、安価で実行するのが容易で、同時に上述した欠点を除去することのできる、一定長さの管の外形を加工する方法を提供することにある。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲に記載の、一定の長さの管の外形を加工する方法が設けられる。

本発明による管を一定の長さに外形加工する方法を実行するための好ましい実施形態の装置の動作を示す概略斜視図である。 図１に示す装置の変形例の動作を示す概略斜視図である。 図１に示す装置の変形例の動作を示す概略斜視図である。 図１に示す装置の変形例の動作を示す概略斜視図である。 図１に示す装置の変形例の動作を示す概略斜視図である。 図１に示す装置の変形例の動作を示す概略斜視図である。 図６に示す装置の拡大横断面図である。 図１の変形例の横断面を示す図７相当図である。 図１の変形例の横断面を示す図７相当図である。

本発明の多くの非限定的な実施形態について図面を用いて例示する。

図１の符号１は、一定の長さＬの管２に外形加工するための装置の全体を示す。

例示として、図１の管２は、縦軸３と同軸のもともとの円形断面を有し、外形加工の方法によって、実質的に正方形の断面に変わる。

装置１は、軸３に沿って長さＬよりも短い管２の一部に等間隔に設置される複数対４の向かい合うローラ５を備える。

各対４のローラ５は、同一のものよりなり、軸３の対向側に位置付けされ、軸３に対して横方向となる（交差する）同一平面上の互いに平行な軸６を中心に回転し、各々円筒状加工物表面を有し、その表面長さは、少なくとも所望の最終的な正方形の断面の側面と等しい長さである。

ローラ５の各対４は、軸３に対して９０°の角度だけ互いにずれた位置に配置される。すなわち、各対４のローラ５の加工物表面は、それぞれ隣接する対４の加工物表面が対向する管２の部分に９０度の角度で対向する。

各対４のローラ５は、開位置と閉位置との間で段階的に移動するために、互いに放射状に（半径方向に）軸３に関して調節可能にそれぞれの支持体（図示せず）に装着されている。開位置では、それぞれの加工物表面は、管２の初期直径以上の中心からの距離ｄだけ離れて配置される。閉位置では、ローラ５のそれぞれの加工物表面間の距離ｄは、所望の正方形の断面の側方長さに等しい。

ローラ５は、電子中央コントロール・ユニット（図示せず）によって制御される、例えば、周知の設計及び動作であるため詳細には記載しない、周知の機械的ジャッキ、周知の油圧シリンダ、その他の類似の作動システムにより定義し得る作動装置（図示せず）によって放射状に移動する。

対４のローラ５は、それぞれの軸６の回りにいずれの方向へも回転するために、可逆の電気的な又は油圧のモータ（図示せず）によって動力を供給される。変形例において、いくつかのローラ５は動力を供給され、いくつかは空転する。

実際の使用において、外形加工方法の開始時に、各対４のローラ５は、全体として管２の最初の円形断面よりも広い直通通路を定めるために開位置にセットされる。

次いで、管２は、実質的に管の軸３が軸６に対して横方向となるように、そして、管の円筒状側壁８がローラ５の加工物表面から実質的に等距離となるように、ローラ５との間に位置決めされる。

一旦管２が位置決めされると、各対４のローラ５は、軸３に関して放射状に（半径方向に）管２まで移動し、それぞれの軸６の周りに逆方向に回転する。

ローラ５は、側壁８に到達すると、壁８を圧縮して変形させ始め、同時に、接触点で、ローラ５の回転方向と同じ方向に軸方向に管２を圧縮する。管２の引きずられる終端が、管２の進行方向の後部の対４に着くと、管２が反対方向に軸方向に移動するように、ローラ５の回転は反転される。

管２が上記の通りに前後に動くと、全ての対４のローラ５は、同時に段階的に側壁８を圧縮し、ローラ５の圧縮動作と管の軸方向移動との合同の作用により、側壁８の段階的な均等な変形が生じる。

ローラ５が閉位置に到達すると、全体として対４により定義される通路の断面が管２の所望の最終的な横断面に合致し、管２の全体は等しく変形されて外形加工が終了する。

この時点で管２はローラ５から取り外され、次いで、次の管２を受け容れるために開位置にリセットされるようにすればよい。あるいは、管２が取り外される前にローラ５を開位置に手動でリセットしてもよい。

管２の初期位置は、これに全く限定されず、上述した実施例において、管２は対４の中心部に位置決めされる必要はないことを指摘しておく。例えば、管２がまず最初に位置決めされるときに終端部分の対４に対向するようにすれば、管２の最初の軸方向移動は、ローラ５による変形が管２の全部の長さに沿って「分配される」ように修正するだけでよい。

これに関連し、従来の外形加工方法と異なって、上述した方法は、ローラ５の回転と対４の放射状の開閉移動を適切に制御するように中央コントロール・ユニット（図示せず）をプログラムすることによって、いかなる長さ、長さＬ以下、又は、管２の２つ以上の非隣接の管２の一部を外形加工することができるという長所があることも指摘しなければならない。どのケースでも、ローラ５は、管２が外形加工工程終了後にローラ５から取り外される前に開位置に戻さなければならない。

上記の方法は、図１の装置１に示すローラ５の数及び装置に限定されないことを指摘しておく。

例えば、図２の変化例では、装置１は、図１に記載の対４に加えて、それぞれの端にある対４が２つの成形ダイス７を含み、この成形ダイス７は、軸３に同軸の通路Ａを形成するために２つの対向位置に配置された４つの同一共平面を有するローラ５を含む。

図３及び図４の変形例において、装置１は、軸３に沿って整列配置された複数の成形ダイス７又は１つのダイス７を備える。

装置１の用途を最大限に広げるために、ダイス７は、ローラ５がさまざまな閉位置を想定できて各々が所望の最終的な断面の一定のサイズに対応する、いわゆる「万能」ダイスであるのが望ましい。対４についても、各ダイス７のローラ５は、支持部（図示せず）に取り付けられ、軸３に対して放射状に（半径方向に）調節可能であるのが望ましい。

図５の変化例において、装置１は、一対４のローラ５を含む。この解決手段は、単純でコンパクトで安価であるという主な効果があるが、管２の全部の外面に作用するために、選択的にローラ５の加工物表面に対向している側壁８の隣接する部分を位置決めするため、１つのステージと次のステージとの間に軸３の周りに管２を回転させるステージを設けて外形加工することが要求される。

ローラ５及び／又はダイス７の形状に関係なく、すなわち所望の最終的な断面形状に関わらず、図１の装置１に示される方法が適用されることも強調されなければならない。

例えば、図７及び図９に示すように、適切に成形されたローラ５を軸３の周りに適度にずれた位置に配置して使用することにより、さまざまなタイプの最終的な丸い突出部のある断面を得ることができる。

最後に、図６は、周知の従来法を用いることでは行えない、螺旋形の丸い突出部のある断面を有する管２を得る、上記方法の変形例を示す。

この場合、ローラ５は、管２の軸３に対して傾斜するそれぞれの軸６を有し、そのことで、管２が軸方向の前後運動と同時に、そして遅れずに前後に回転する。

この点について、変形例でローラ５の全てがアイドル（自由回転）であり、そして、電子中央コントロール・ユニット（図示せず）によって制御される１つ以上の外部作動装置（図示せず）によって、管２が軸方向に移動し、前後に回転可能であってもよい点に注意することは重要である。

この問題の解決手段は、国際公開第２００８/０２２６２６号パンフレットで提案され、これは、間隔を空けて設けた一対のローラ間に、ローラによる半径方向の侵入を許容するために加熱した管を供給し、次いで一対のローラ間を管の最終的な直径以下に距離を設定して管の中間部分において閉じる。管は、上述した管の中間部分を変形させるためにローラ間を往復運動される。管の最終形状は、ローラ間の隙間を階段状に調整することで得られる。
上記解決手段では、いずれの隙間の調整段階でもローラにより管に加えられる半径方向の荷重は、静的な半径方向荷重であるので、管の円形が崩れないようにするには、管を加熱すべきでない、ということが主な原因の多くの欠点を被る。更に、管を軸方向に移動させ始めるための軸方向の力が高いので、ローラの反転の安定性が常に危うくなる。

Claims (15)

1. 一定の長さ（Ｌ）で縦軸（３）及び該縦軸（３）に実質的に同軸の側壁（８）を有する管（２）の外形を加工する方法において、
   それぞれの回転軸（６）を有する少なくとも一対（４）の向かい合うローラ（５）を、ゆるく管（２）を支持する通路（Ａ）を決定するために配置する工程と、
   上記管の縦軸（３）が実質的に上記回転軸（６）の横方向になるように、上記通路（Ａ）内に管（２）を挿入する工程と、
   上記側壁（８）と接触するように上記縦軸（３）に関して放射状に上記ローラ（５）を移動させて上記側壁（８）に圧接し、段階的に上記ローラ（５）を該側壁（８）に押しつける工程と、
   前後に上記管（２）を軸方向に移動させる工程とを含む
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   上記ローラ（５）の放射状の動きと、上記管（２）の軸方向の進退動とを同時に行う
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、
   上記管（２）を前後にその縦軸（３）の回りに回転させる更なるステップを含み、
   螺旋形の動きをもたらすために、上記回動運動と上記軸方向移動とを結合させる
   ことを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法において、
   上記回動運動は、同時かつ早めに上記軸方向の進退動に合わせて行われる
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法において、
   複数対（４）のローラ（５）が、上記管（２）の縦軸（３）の周りに一定の角度で互いにずれた位置に配置され、
   全ての上記対（４）において、上記ローラ（５）に同じ放射状の運動を与える
   ことを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、
   少なくとも２つの対（４）のローラ（５）を成形ダイス（７）を定めるために配置する
   ことを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つに記載の方法において、
   上記ローラ（５）に動力を供給し、
   上記管（２）を上記ローラ（５）によって軸方向に移動させ、
   上記ローラ（５）の回転を反転することによって前後に軸方向に移動させる
   ことを特徴とする方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法において、
   上記通路（Ａ）を整え直すために放射状に上記管（２）から上記ローラ（５）を引き離し、
   少なくとも部分的に上記通路（Ａ）から上記外形を加工された管（２）を取り除く更なるステップを含む
   ことを特徴とする方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の方法において、
   上記軸方向の進退動の距離は、上記管（２）の長さ（Ｌ）よりも短く、上記管（２）の一定の部分を含む
   ことを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    上記一定の部分は、中心部である
    ことを特徴とする方法。
11. 請求項９又は１０に記載の方法において、
    上記一定の部分には、連続する少なくとも２つの別々の下位の部分が設けられている
    ことを特徴とする方法。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の方法において、
    上記管（２）の軸方向移動及び上記ローラ（５）の放射状の動きが電子的に制御される
    ことを特徴とする方法。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の方法を実行する
    ことを特徴とする外形加工装置。
14. 上記請求項１〜１２のいずれか１つの方法を使用して外形加工された
    ことを特徴とする外形加工管。
15. 請求項１４に記載の方法において、
    請求項３に記載の方法を使用して螺旋形の表面溝が形成された
    ことを特徴とする外形加工管。

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