JP2590568B2 - Metal tube inner and outer surface processing equipment - Google Patents
Metal tube inner and outer surface processing equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、金属管の内面および外面を所望の形状に加
工する金属管内外面加工装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal pipe inner / outer surface processing apparatus for processing an inner surface and an outer surface of a metal tube into a desired shape.
[従来の技術] 例えば、熱交換器に使用される金属管(銅管、アルミ
ニウム管等)には、熱伝達性を向上させるために、内面
および外面にフィン、螺旋状の溝、突起等が形成された
ものがある。[Prior Art] For example, metal tubes (copper tubes, aluminum tubes, etc.) used in heat exchangers have fins, spiral grooves, projections, etc. on the inner and outer surfaces to improve heat transfer. Some are formed.
ところで、従来、このような形状に金属管を加工する
場合には、転造加工等によって、金属管の内外面に所定
の形状を付与する方法がとられている。By the way, conventionally, when a metal pipe is processed into such a shape, a method of giving a predetermined shape to the inner and outer surfaces of the metal pipe by rolling or the like has been adopted.
しかし、転造加工方法にあっては、たとえば螺旋状の
溝を転造する場合、金属管を回転させなければならず、
そのため長尺品の加工ができないという欠点があった
が、近年、金属管の外面に圧接しながら、該金属管の軸
心を中心にして公転する複数の回転体を備えた加工機が
開発され、この加工機によって金属管を回転せずに溝等
の加工が可能になってきている。However, in the rolling method, for example, when rolling a spiral groove, the metal tube must be rotated,
For this reason, there was a drawback that long products could not be processed. However, recently, a processing machine having a plurality of rotating bodies that revolve around the axis of the metal pipe while being pressed against the outer surface of the metal pipe has been developed. It has become possible to process grooves and the like without rotating the metal pipe by using this processing machine.
[発明が解決しようとする課題] ところが、上記加工機を用いた場合、回転体の公転中
心と金属管の軸心とが加工中に多少ずれるため、この心
ずれに起因して振動が発生する。この振動は、回転体を
高速で公転させればさせるほど急激に増大して、回転体
を公転駆動する駆動軸のベアリングに大きな負荷の変動
が作用し、該ベアリングの寿命を著しく低下させること
になる。また、上記振動が増大すると、金属管に対する
回転体の面圧が大きく変化し、この際、面圧が著しく高
くなったときの油切れにより金属管に凝着が生じること
がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, when the above-described processing machine is used, the center of revolution of the rotating body and the axis of the metal pipe are slightly displaced during the processing, and vibration is generated due to the misalignment. . This vibration increases rapidly as the rotating body revolves at a high speed, and a large load fluctuation acts on the bearing of the drive shaft that drives the rotating body to revolve, thereby significantly reducing the life of the bearing. Become. When the vibration increases, the surface pressure of the rotating body against the metal tube changes greatly. At this time, when the surface pressure becomes extremely high, the metal tube may adhere to the metal tube due to oil shortage.
このため、回転体の公転速度としては、所定の公転速
度以上にすることができず、転造能率の上限が制限され
ていた。For this reason, the revolution speed of the rotating body cannot be higher than a predetermined revolution speed, and the upper limit of the rolling efficiency has been limited.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、加
工時の回転体の公転中心と金属管の軸心とのずれの影響
を少なくして、該回転体をより高速で公転させることの
できる金属管内外面加工装置を提供することを目的とし
ている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and reduces the influence of the displacement between the center of revolution of a rotating body and the axis of a metal pipe during processing, and enables the rotating body to revolve at a higher speed. It is an object of the present invention to provide a metal pipe inner / outer surface processing apparatus that can perform the processing.
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するため、金属管を縮径す
る縮径装置と、該縮径装置の後段に配置され該縮径装置
によって加工された前記金属管の内外面にさらに所定の
形状を付与する金属管内外面加工機とを具備し、前記縮
径装置は、前記金属管の外面に圧接するダイスと、前記
金属管の内部で前記ダイスに対応する位置に浮遊するフ
ローティングプラグとからなり、前記金属管内外面加工
機は、前記金属管の外面に圧接される複数の回転体と、
該複数の回転体をそれぞれ前記金属管を中心にして公転
させる駆動機構と、前記フローティングプラグに回転自
在に連結され前記金属管内の内部の前記複数の回転体に
対応する位置に浮遊するマンドレルとからなり、前記駆
動機構は、磁気軸受で回転自在に支持され前記複数の回
転体を公転駆動する駆動軸を備えており、この駆動軸は
内部に前記金属管を挿通可能なように円筒状に形成さ
れ、その軸心が前記回転体の公転中心に一致されている
ものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a diameter reducing device for reducing the diameter of a metal tube, and the metal arranged downstream of the diameter reducing device and processed by the diameter reducing device. A metal pipe inner / outer surface processing machine for further imparting a predetermined shape to the inner and outer surfaces of the tube, wherein the diameter reducing device corresponds to a die pressed against the outer surface of the metal tube and the die inside the metal tube. A floating plug floating at a position, wherein the metal pipe inner and outer surface processing machine includes a plurality of rotating bodies pressed against the outer surface of the metal pipe,
A drive mechanism for revolving the plurality of rotating bodies around the metal pipe, and a mandrel rotatably connected to the floating plug and floating at a position corresponding to the plurality of rotating bodies inside the metal pipe. The drive mechanism is provided with a drive shaft rotatably supported by a magnetic bearing and revolvingly driving the plurality of rotating bodies. The drive shaft is formed in a cylindrical shape so that the metal tube can be inserted therein. The axis of the shaft coincides with the center of revolution of the rotating body.
[作用] 本発明においては、駆動軸が磁気軸受の磁気力によっ
て浮遊した状態で支持されているため、回転体の公転中
心と金属管の軸心とがずれても、その心ずれ量だけ該駆
動軸が変位して、該ずれ量を吸収する。このため、心ず
れに伴う振動が抑えられ、回転体を高速で公転すること
が可能になる。[Operation] In the present invention, since the drive shaft is supported in a floating state by the magnetic force of the magnetic bearing, even if the center of revolution of the rotating body and the axis of the metal tube are misaligned, the amount of misalignment is the same. The drive shaft is displaced to absorb the displacement. For this reason, vibration accompanying misalignment is suppressed, and the rotating body can revolve at high speed.
[実施例] 以下、第1図ないし第4図を参照して本発明の一実施
例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.
第1図において、1は銅管(金属管)であり、2は銅
管1を縮径する縮径装置である。In FIG. 1, 1 is a copper tube (metal tube), and 2 is a diameter reducing device for reducing the diameter of the copper tube 1.
縮径装置2は、第3図に示すように、銅管1に圧接す
るテーパ穴3aを有するダイス3と、このダイス3のテー
パ穴3aに対応する位置の銅管1内に浮遊するフローティ
ングプラグ4とを備えたものである。このフローティン
グプラグ4は、第4図(a)、(b)に示すように、大
径部5とこの大径部5より小径のロッド部6とがテーパ
部7を介して同軸上に一体に形成されたものである。そ
して、このプラグ4には、大径部5の端面軸心部からロ
ッド部6の外周面に通じる連通孔8が形成され、大径部
5の端面には連通孔8と該大径部5の外周面に通じる連
通溝5aが形成されている。また、上記プラグ4のロッド
部6の先端には、該ロッド部6に対して同軸にマンドレ
ル10が設けられている。As shown in FIG. 3, the diameter reducing device 2 includes a die 3 having a tapered hole 3a pressed against the copper tube 1, and a floating plug floating in the copper tube 1 at a position corresponding to the tapered hole 3a of the die 3. 4 is provided. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the floating plug 4 has a large diameter portion 5 and a rod portion 6 having a smaller diameter than the large diameter portion 5 which are coaxially integrated via a tapered portion 7. It was formed. A communication hole 8 is formed in the plug 4 from the axial center of the end surface of the large diameter portion 5 to the outer peripheral surface of the rod portion 6. The communication hole 8 and the large diameter portion 5 are formed in the end surface of the large diameter portion 5. A communication groove 5a is formed to communicate with the outer peripheral surface of. A mandrel 10 is provided at the tip of the rod 6 of the plug 4 coaxially with the rod 6.
マンドレル10は、円筒状に形成されたものであり、そ
の外周面には螺旋状の溝10aが形成されている。このマ
ンドレル10は、ロッド部6の先端面から軸心に螺合され
た支軸11によって回転自在に支持され、この支軸11に設
けられた軸受部材12によって軸方向の位置が規制されて
いる。すなわち、軸受部材12は、支軸11の先端の鍔部11
aと該マンドレル10の端面との間の該支軸11に回転自在
に嵌合された磁石13、13およびベアリングBeによって構
成されており、これらの磁石13、13の軸方向の反発力に
よって、前記マンドレル10の先端方向(第3図において
右方向)の力を受けて、ベアリングBeへの負荷を軽減す
るようになっている。また、各磁石13は、Nd−Fe−B等
の希土類磁石によって形成されている。The mandrel 10 is formed in a cylindrical shape, and has a spiral groove 10a formed on an outer peripheral surface thereof. The mandrel 10 is rotatably supported by a support shaft 11 screwed to the shaft center from the distal end surface of the rod portion 6, and its axial position is regulated by a bearing member 12 provided on the support shaft 11. . That is, the bearing member 12 is
a and a bearing Be rotatably fitted to the support shaft 11 between the a and the end face of the mandrel 10.The magnets 13 and 13 are formed by an axial repulsive force. By receiving a force in the direction of the tip of the mandrel 10 (rightward in FIG. 3), the load on the bearing Be is reduced. Each magnet 13 is formed of a rare earth magnet such as Nd-Fe-B.
上記マンドレル10に対応する位置には、第1図、第3
図に示すように、金属管内外面加工機20が設けられてい
る。The position corresponding to the mandrel 10 is shown in FIGS.
As shown in the figure, a metal pipe inner / outer surface processing machine 20 is provided.
金属管内外面加工機20は、上記マンドレル10を構成要
素の一つとして含み、該マンドレル10と共同して、銅管
1の内面に螺旋状の溝を形成するものである。以下、金
属管内外面加工機20について説明する。The metal tube inner / outer surface processing machine 20 includes the above-mentioned mandrel 10 as one of the constituent elements, and forms a spiral groove on the inner surface of the copper tube 1 in cooperation with the mandrel 10. Hereinafter, the metal pipe inner / outer surface processing machine 20 will be described.
第1図、第3図において、21は銅管1をマンドレル10
に圧接する転造ボール(回転体)であり、22は転造ボー
ル21の半径方向の力を保持する径方向保持部材である。In FIG. 1 and FIG. 3, reference numeral 21 denotes the copper tube 1 and the mandrel 10.
And 22 is a radial holding member for holding the radial force of the rolled ball 21.
転造ボール21は、径方向保持部材22内に複数配置され
ており、径方向保持部材22は、第1の枠体23および第2
の枠体24によって挾持されている。A plurality of rolled balls 21 are arranged in a radial holding member 22, and the radial holding member 22 includes a first frame 23 and a second
Frame 24.
また、径方向保持部材22は、超硬合金で形成された内
リング25と、この内リング25をバックアップする外リン
グ26とにより構成されたものである。The radial holding member 22 includes an inner ring 25 made of a hard metal and an outer ring 26 that backs up the inner ring 25.
第1の枠体23および第2の枠体24には、それらの同軸
位置に前記径方向保持部材22の外周に嵌合して該径方向
保持部材22を保持するための大径凹部23aおよび大径凹
部24aが形成されているとともに、これらの大径凹部23a
および大径凹部24aの内側に、該大径凹部23aおよび大径
凹部24aと同軸の小径凹部23bおよび24bが形成されてい
る。そして、小径凹部23bおよび小径凹部24bには、転造
ボール21の軸方向の位置を規制する第1の軸方向保持部
材27および第2の軸方向保持部材28がそれぞれ設けられ
ている。これらの軸方向保持部材27、28は環状に形成さ
れていて、その内径が前記縮径装置2で縮径された銅管
1の外径より十分大きく形成されている。また、第1の
枠体23には、小径凹部23bの内側に、第1の軸方向保持
部材27の内周面に連続する径の貫通孔23cが形成されて
おり、この貫通孔23cの前記縮径装置2側が該縮径装置
2に向かってテーパ状に拡径する拡径面23dとなってい
る。一方、第2の枠体24の小径凹部24bの内側には、該
小径凹部24bに同軸に貫通孔24cが形成され、この貫通孔
24cには転造ボール24で転造された銅管1の外周面を整
える整形ダイス29が嵌合されている。そして、この整形
ダイス29は、後述する当板65によって軸方向後段側(図
中右側)への移動が規制されている。The first frame 23 and the second frame 24 have a large-diameter recess 23a for holding the radial holding member 22 by fitting the outer periphery of the radial holding member 22 at the same coaxial position. A large-diameter recess 24a is formed, and these large-diameter recesses 23a are formed.
Inside the large-diameter recess 24a are formed small-diameter recesses 23b and 24b coaxial with the large-diameter recess 23a and the large-diameter recess 24a. The small-diameter concave portion 23b and the small-diameter concave portion 24b are provided with a first axial holding member 27 and a second axial holding member 28 for regulating the axial position of the rolled ball 21, respectively. The axial holding members 27 and 28 are formed in an annular shape, and have an inner diameter sufficiently larger than the outer diameter of the copper tube 1 reduced in diameter by the diameter reducing device 2. In the first frame member 23, a through hole 23c having a diameter that is continuous with the inner peripheral surface of the first axial holding member 27 is formed inside the small-diameter concave portion 23b. The diameter reducing device 2 side is a diameter increasing surface 23d that expands in a tapered shape toward the diameter reducing device 2. On the other hand, inside the small diameter recess 24b of the second frame 24, a through hole 24c is formed coaxially with the small diameter recess 24b.
A shaping die 29 for adjusting the outer peripheral surface of the copper tube 1 rolled by the rolled ball 24 is fitted to 24c. The movement of the shaping dice 29 toward the rear side in the axial direction (the right side in the drawing) is restricted by a contact plate 65 described later.
上記金属管内外面加工機20は、ホルダー30を介して電
動モータ(駆動機構)40の駆動軸41に軸心が一致された
状態で連結されている。The metal pipe inner / outer surface processing machine 20 is connected via a holder 30 to a drive shaft 41 of an electric motor (drive mechanism) 40 in a state where the axes thereof are aligned.
ホルダー30は、外周面がテーパ状に形成された筒状の
スリーブ31と、このスリーブ31の外周面に合致する形状
のテーパ状に内周面を有し、外周面に雄ねじ32aが形成
された保持用雄ねじ部材32と、この保持用雄ねじ部材32
に螺合して、スリーブ32を該保持用雄ねじ部材32の内方
に移動させ、その際に該スリーブ32の内径を収縮させ、
これにより第1の枠体23および第2の枠体24をスリーブ
31を介して保持用雄ねじ部材32に固定するナット33と、
保持用雄ねじ部材32を駆動軸41に連結する連結部材34と
を備えたものである。そして、連結部材34は、円板状に
形成されていて、外周部に等間隔に設けられたボルト35
によって保持用雄ねじ部材32の端面に連結され、その中
心には駆動軸41に連結するためのテーパ状の連結内面34
aが形成されたものである。The holder 30 has a cylindrical sleeve 31 having an outer peripheral surface formed into a tapered shape, and an inner peripheral surface having a tapered shape conforming to the outer peripheral surface of the sleeve 31, and an external thread 32a is formed on the outer peripheral surface. Male screw member 32 for holding, and male screw member 32 for holding
To move the sleeve 32 inward of the male screw member 32 for holding, thereby reducing the inner diameter of the sleeve 32,
As a result, the first frame 23 and the second frame 24 are sleeved.
A nut 33 for fixing to the holding male screw member 32 via 31;
And a connecting member 34 for connecting the holding male screw member 32 to the drive shaft 41. The connecting member 34 is formed in a disk shape and has bolts 35 provided at equal intervals on the outer peripheral portion.
Is connected to the end face of the male screw member 32 for holding, and the center thereof has a tapered connection inner surface 34 for connection to the drive shaft 41.
a is formed.
駆動軸41は、その先端部に前記連結部材34の連結内面
34aに合致する形状のテーパ状の連結外面41aを有してお
り、この連結外面41aの先端側の外周には雄ねじ41bが形
成されていて、この雄ねじ41bに螺合する止めねじ42に
よって、前記連結部材34を連結外面41aに固定するよう
になっている。また、この駆動軸41は、その連結外面41
aにキー43が設けられていて、連結部材34の回り止めが
なされているとともに、その軸心に、前記銅管1を挿通
するための挿通孔41cが形成されたものである。The drive shaft 41 has a connection inner surface of the connection member 34 at the distal end thereof.
It has a tapered connecting outer surface 41a having a shape that matches 34a, and a male screw 41b is formed on the outer periphery of the distal end side of the connecting outer surface 41a. The connecting member 34 is fixed to the connecting outer surface 41a. Further, the drive shaft 41 has a connection outer surface 41.
A key 43 is provided on a, the rotation of the connecting member 34 is prevented, and an insertion hole 41c for inserting the copper tube 1 is formed in the axis of the key 43.
また、電動モータ40は、上記駆動軸41、止めねじ42お
よびキー43を含む構成になっていて、外形を形成する円
筒状のハウジング44と、このハウジング44の軸線方向の
中央部内側に設けられた回転駆動用ステータ45と、この
回転駆動用ステータ45に対応する位置の駆動軸41の外周
面に設けられた回転駆動用ロータ46とを備えたものであ
る。また、駆動軸41は、回転駆動用ステータ46の軸線方
向の前側に位置する第1のラジアル磁気軸受47、該回転
駆動用ステータ46の軸線方向の後側に位置する第2のラ
ジアル磁気軸受48および該第2のラジアル磁気軸受48の
後側に位置するスラスト磁気軸受49によって、前記ハウ
ジング44に回転自在に保持されている。第1および第2
のラジアル磁気軸受47、48は、駆動軸41の外周面に設け
られた円筒状のラジアル軸受用永久磁石50と、このラジ
アル軸受用永久磁石50に対応する位置のハウジングの内
面に固定され、該ラジアル軸受用永久磁石50に対して反
発力を発生する方向の磁気を発生するラジアル軸受用電
磁石51とを備えたものである。一方、スラスト磁気軸受
49は、駆動軸41の外周面に設けられた円板状のスラスト
軸受用永久磁石52と、このスラスト軸受用永久磁石52の
板面を挟む位置に固定部材53を介してハウジング44に固
定され、該スラスト軸受用永久磁石53に対して軸線方向
の反発力を発生するスラスト軸受用電磁石54とを備えた
ものである。また、ハウジング44の前端の前カバー55に
は、第1の防塵機構56が設けられ、該ハウジング44の後
端の後カバー57には第2の防塵機構58が設けられてい
る。The electric motor 40 includes the drive shaft 41, the set screw 42, and the key 43, and is provided inside a cylindrical housing 44 forming an outer shape and a central portion of the housing 44 in the axial direction. And a rotary drive rotor 46 provided on the outer peripheral surface of the drive shaft 41 at a position corresponding to the rotary drive stator 45. The drive shaft 41 includes a first radial magnetic bearing 47 located on the front side in the axial direction of the rotary drive stator 46, and a second radial magnetic bearing 48 located on the rear side in the axial direction of the rotary drive stator 46. Further, a thrust magnetic bearing 49 located on the rear side of the second radial magnetic bearing 48 rotatably holds the housing 44. First and second
The radial magnetic bearings 47 and 48 are fixed to a cylindrical radial bearing permanent magnet 50 provided on the outer peripheral surface of the drive shaft 41 and an inner surface of the housing at a position corresponding to the radial bearing permanent magnet 50. A radial bearing electromagnet 51 that generates magnetism in a direction that generates a repulsive force with respect to the radial bearing permanent magnet 50 is provided. Meanwhile, thrust magnetic bearing
49 is a disk-shaped thrust bearing permanent magnet 52 provided on the outer peripheral surface of the drive shaft 41, and is fixed to the housing 44 via a fixing member 53 at a position sandwiching the plate surface of the thrust bearing permanent magnet 52. And a thrust bearing electromagnet 54 for generating a repulsive force in the axial direction with respect to the thrust bearing permanent magnet 53. A first dustproof mechanism 56 is provided on a front cover 55 at the front end of the housing 44, and a second dustproof mechanism 58 is provided on a rear cover 57 of the rear end of the housing 44.
第1の防塵機構56は、第2図に示すように、前カバー
55から突出した駆動軸に41に嵌合して固定され、外周面
に環状のリブ59aが複数(この図においては二つ)形成
された雄リング59と、この雄リング59の外周位置に配置
され、前記雄リング59のリブ59aに対応する位置に、該
リブ59aが嵌まる形状の環状の溝60aが形成された雌リン
グ60と、この雌リング60をボルト61で前カバー55に固定
する固定用リング62とを備えたものである。As shown in FIG. 2, the first dustproof mechanism 56 includes a front cover.
A male ring 59 having a plurality of (two in this figure) annular ribs 59a formed on the outer peripheral surface and fitted to and fixed to the drive shaft 41 protruding from 55, and arranged at an outer peripheral position of the male ring 59 Then, a female ring 60 having an annular groove 60a formed so as to fit the rib 59a at a position corresponding to the rib 59a of the male ring 59, and the female ring 60 is fixed to the front cover 55 with bolts 61. A fixing ring 62 is provided.
また、第2の防塵機構58は、第1図に示すように、駆
動軸41の後端部外周に嵌合する貫通孔63aが形成された
円板体63を有するものであり、この円板体63には、その
貫通孔63aに環状の溝63bが複数形成されている。Further, as shown in FIG. 1, the second dustproof mechanism 58 has a disk body 63 in which a through hole 63a that fits around the rear end of the drive shaft 41 is formed. The body 63 has a plurality of annular grooves 63b formed in the through holes 63a.
また、図において、44aはハウジング44内に冷却気体
を供給するための孔、64は転造ボール21部に潤滑油を供
給するノズル、65は金属管内外面加工機20のホルダー30
内に入る量を規制する当板である。In the drawing, reference numeral 44a denotes a hole for supplying a cooling gas into the housing 44, 64 denotes a nozzle for supplying lubricating oil to the rolled ball 21 portion, and 65 denotes a holder 30 of the metal pipe inner and outer surface processing machine 20.
This is the plate that regulates the amount that enters.
上記のように構成された金属管内外面加工装置におい
ては、駆動軸41が回転すると、この駆動軸41によって、
金属管内外面加工機20が回転する。この際、フローティ
ングプラグ4が挿入された銅管1をダイス3のテーパ穴
3aおよび金属管内外面加工機20の軸心に通して、後段方
向(第1図中右方向)に引っ張ると、フローティングプ
ラグ4のテーパ部7がダイス3のテーパ穴3aに保持され
て、該フローティングプラグ4の位置が定まり、マンド
レル10に対応する銅管1の外周で転造ボール21が公転す
るようになる。このため、ダイス3およびフローティン
グプラグ4によって銅管1が縮径され、さらに転造ボー
ル21によって銅管1がマンドレル10の外周面に圧接さ
れ、これにより銅管1の内周面に螺旋状の溝が形成され
る。そして、さらに後段に位置する成形ダイス39によっ
て、銅管1の外周面が奇麗に整えられる。In the metal tube inner and outer surface processing apparatus configured as described above, when the drive shaft 41 rotates, by the drive shaft 41,
The metal pipe inner / outer surface processing machine 20 rotates. At this time, the copper tube 1 into which the floating plug 4 is inserted is inserted into the tapered hole of the die 3.
3a and the axial center of the metal pipe inner / outer surface processing machine 20 and pulling in the subsequent direction (rightward in FIG. 1), the tapered portion 7 of the floating plug 4 is held by the tapered hole 3a of the die 3 and The position of the plug 4 is determined, and the rolled ball 21 revolves around the outer periphery of the copper tube 1 corresponding to the mandrel 10. For this reason, the diameter of the copper tube 1 is reduced by the die 3 and the floating plug 4, and the copper tube 1 is pressed against the outer peripheral surface of the mandrel 10 by the rolled balls 21, whereby the inner peripheral surface of the copper tube 1 has a spiral shape. A groove is formed. Then, the outer peripheral surface of the copper tube 1 is neatly prepared by the forming die 39 located at the subsequent stage.
この際、銅管1を後段側に引っ張る力によって、マン
ドレル10、および駆動軸41が後段側に押し付けられるこ
とになる。この時、マンドレル10に加わる軸方向の力
は、軸受部材12の磁石13、13の反発力によって、非接触
で保持される。このため、マンドレル10は、高回転かつ
大負荷の状態での使用が可能である。同様にして、駆動
軸41も、第1のラジアル磁気軸受47、第2のラジアル磁
気軸受48およびスラスト磁気軸受49によって非接触で回
転支持されているから、高回転かつ大負荷の状態での使
用が可能になる。At this time, the mandrel 10 and the drive shaft 41 are pressed to the rear stage side by the force pulling the copper tube 1 to the rear stage side. At this time, the axial force applied to the mandrel 10 is held in a non-contact manner by the repulsive force of the magnets 13 of the bearing member 12. For this reason, the mandrel 10 can be used under a high rotation and a large load. Similarly, the drive shaft 41 is rotatably supported in a non-contact manner by the first radial magnetic bearing 47, the second radial magnetic bearing 48, and the thrust magnetic bearing 49. Becomes possible.
また、転造過程で銅管1の軸心と金属管内外面加工機
20の軸心とが変化した場合には駆動軸41に半径方向の力
が作用するが、その際には、ラジアル磁気軸受47、48の
エアーギャップの範囲内で駆動軸41がずれ、金属管内外
面加工機20の軸心が自動的に銅管1の軸心に一致するよ
うに作用するので、心ずれによる振動が抑えられる。こ
のため、金属管内外面加工機20の高速での回転が可能に
なる。Also, in the rolling process, the shaft center of the copper tube 1 and the metal tube inner and outer surface processing machine
When the axis of the shaft 20 changes, a radial force acts on the drive shaft 41.In this case, the drive shaft 41 is displaced within the air gap of the radial magnetic bearings 47 and 48, and the inside of the metal pipe is displaced. Since the axis of the outer surface processing machine 20 automatically acts so as to coincide with the axis of the copper tube 1, vibration due to misalignment is suppressed. Therefore, the metal tube inner / outer surface processing machine 20 can be rotated at a high speed.
したがって、上記のように構成された金属管内外面加
工装置によれば、駆動軸41を第1のラジアル磁気軸受4
7、第2のラジアム磁気軸受48およびスラスト磁気軸受4
9によって、保持しているので、軸受部に摩耗による損
耗がなく、該駆動軸41を高回転かつ高負荷で半永久的に
回転することができる。また、マンドレル10について
も、磁石13、13の反発力を用いて軸方向の力を非接触で
受けているので、高速、高負荷に耐えることができる。
さらに、駆動軸41に、金属管内外面加工機20と銅管1と
の軸心を合わせる作用があるから、振動を低減すること
ができる。したがって、金属管内外面加工機20を従来よ
り高速で回転することができるという顕著な作用効果を
奏する。Therefore, according to the metal tube inner / outer surface machining apparatus configured as described above, the drive shaft 41 is connected to the first radial magnetic bearing 4.
7. Second radial magnetic bearing 48 and thrust magnetic bearing 4
Due to the holding, the drive shaft 41 can be semi-permanently rotated at a high speed and a high load without being worn by the bearing. In addition, the mandrel 10 can withstand high-speed and high-load because the axial force is received in a non-contact manner by using the repulsive force of the magnets 13 and 13.
Further, since the drive shaft 41 has the function of aligning the axes of the metal tube inner / outer surface processing machine 20 and the copper tube 1, vibration can be reduced. Therefore, there is a remarkable effect that the metal tube inner / outer surface processing machine 20 can be rotated at a higher speed than before.
また、銅管1内に供給されていた潤滑油がフローティ
ングプラグ4の連通溝5aおよび連通孔8を通してマンド
レル10に供給されるので、マンドレル10による転造およ
び該マンドレルの10の回転が円滑に行なわれるようにな
る。したがって、この点からも、金属管内外面加工機20
を高速で回転することができる。Further, since the lubricating oil supplied in the copper pipe 1 is supplied to the mandrel 10 through the communication groove 5a and the communication hole 8 of the floating plug 4, the rolling by the mandrel 10 and the rotation of the mandrel 10 are performed smoothly. Will be able to Therefore, from this point, the metal pipe inner and outer surface
Can rotate at high speed.
さらに、孔44aからハウジング44内に供給された冷却
気体(例えば空気)は、駆動軸41の外周面部を通って第
1の防塵機構56の環状のリブ59aおよび溝60aを通り、ま
たは第2の防塵機構58の貫通孔63aと駆動軸41との隙間
を通って外部へ放出され、その際にハウジング44内の各
部を冷却することができる。したがって、この点から
も、駆動軸41を高負荷で回転することができる。Further, the cooling gas (for example, air) supplied into the housing 44 from the hole 44a passes through the outer peripheral surface of the drive shaft 41, passes through the annular rib 59a and the groove 60a of the first dustproof mechanism 56, or the second gas. The dust is discharged to the outside through the gap between the through hole 63a of the dustproof mechanism 58 and the drive shaft 41, and at this time, each part in the housing 44 can be cooled. Therefore, also from this point, the drive shaft 41 can be rotated with a high load.
さらにまた、第1の枠体23の貫通孔23cの縮径装置2
側が該縮径装置2に向かってテーパ状に拡径する拡径面
23dとなっているので、銅管1の後段側への移動によ
り、潤滑油が吸い込まれるようになり、転造ボール21の
潤滑が促進される。Furthermore, the diameter reducing device 2 of the through hole 23c of the first frame 23
A diameter increasing surface whose side is tapered toward the diameter reducing device 2.
Since it is 23d, the lubricating oil is sucked by the movement of the copper tube 1 to the subsequent stage, and the lubrication of the rolled ball 21 is promoted.
なお、上記実施例においては、縮径装置2のダイス3
として、テーパ穴3aによって銅管1を縮径するものを示
したが、このダイスは、転造ボール等の回転体によって
銅管を縮径するように構成するものであってもよい。こ
の場合、ダイスとしての回転体を磁気軸受により支持さ
れた駆動軸で公転駆動するように構成してもよいことは
いうまでもない。In the above embodiment, the die 3 of the diameter reducing device 2 was used.
Although the diameter of the copper tube 1 is reduced by the tapered hole 3a, this die may be configured to reduce the diameter of the copper tube by a rotating body such as a rolling ball. In this case, it goes without saying that the rotating body as a die may be configured to revolve around the drive shaft supported by the magnetic bearing.
また、回転体として転造ボールを設けた例を示した
が、この回転体はローラ状に形成したものでもよく、こ
の場合にはローラの外周面に形成した溝や凹凸によっ
て、金属管の外周面にも加工することができる。Although an example in which rolled balls are provided as a rotating body has been described, the rotating body may be formed in the shape of a roller. In this case, the outer periphery of the metal pipe is formed by grooves or irregularities formed on the outer peripheral surface of the roller. It can also be processed on the surface.
ての回転体を磁気軸受により支持された駆動軸で公転
駆動するように構成してもよいことはいうまでもない。Needless to say, all of the rotating bodies may be configured to be revolved by a drive shaft supported by magnetic bearings.
また、回転体として転造ボールを設けた例を示した
が、この回転体はローラ状に形成したものでもよく、こ
の場合にはローラの外周面に形成した溝や凹凸によっ
て、金属管の外周面にも加工することができる。Although an example in which rolled balls are provided as a rotating body has been described, the rotating body may be formed in the shape of a roller. In this case, the outer periphery of the metal pipe is formed by grooves or irregularities formed on the outer peripheral surface of the roller. It can also be processed on the surface.
[実験例] 金属管内外面加工装置による転造速度について実験を
行ったのでその結果を下記に示す。[Experimental Example] An experiment was performed on the rolling speed by the metal tube inner and outer surface processing apparatus, and the results are shown below.
実験条件 (イ)転造前の銅管の寸法 外径……12.2mm 厚さ……0.43mm (ロ)転造後の銅管の寸法 外径……9.60mm 厚さ……0.30mm ただし、内面に螺旋状の溝を成形 (ハ)従来例の金属管内外面加工装置は、駆動軸をアン
ギュラベアリングで回転支持している。Experimental conditions (A) Dimensions of copper tube before rolling Outer diameter: 12.2 mm Thickness: 0.43 mm (B) Dimensions of copper tube after rolling Outer diameter: 9.60 mm Thickness: 0.30 mm Forming a spiral groove on the inner surface (c) In the conventional metal tube inner / outer surface processing apparatus, the drive shaft is rotatably supported by an angular bearing.
実験結果 上記の表に示すように、この実施例の金属管内外面加
工装置は、従来のものに比べて約2倍の速度で銅管を転
造することが可能になった。Experimental result As shown in the above table, the metal tube inner / outer surface machining apparatus of this embodiment can roll a copper tube at a speed about twice as fast as that of the conventional one.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、駆動軸を磁気
軸受により非接触で支持しているから、回転体の公転中
心と金属管の軸心とがずれても、磁気軸受のエアーギャ
ップの範囲内で駆動軸が変位して、回転体の公転中心が
金属管の軸心に一致するようになる。このため、上記心
ずれに伴う振動を抑えることができ、また、従来のギヤ
列に起因する機械損失がなくなるため、従来より回転体
を高速で公転させることができ、金属管を転造する能率
を向上させることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the drive shaft is supported by the magnetic bearing in a non-contact manner, even if the center of revolution of the rotating body and the axis of the metal tube are displaced, the magnetic force is maintained. The drive shaft is displaced within the range of the air gap of the bearing, so that the revolution center of the rotating body coincides with the axis of the metal tube. For this reason, the vibration caused by the misalignment can be suppressed, and the mechanical loss caused by the conventional gear train is eliminated, so that the rotating body can revolve at a higher speed than before, and the efficiency of rolling the metal pipe can be improved. Can be improved.
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第1図は金属管内外面加工装置の断面図、第2図は
第1の防塵機構の要部拡大断面図、第3図はダイスおよ
び金属管内外面加工機の断面図、第4図(a)はフロー
ティングプラグおよびマンドレルの正面図、第4図
(b)は同フローティングプラグおよびマンドレルの左
側面図である。 1……銅管(金属管)、2……縮径装置、 3……ダイス、4……フローティングプラグ、 10……マンドレル、 20……金属管内外面加工機、 21……転造ボール(回転体)、 40……電動モータ(駆動機構)、41……駆動軸、 41c……挿通孔、 47……第1のラジアル磁気軸受、 48……第2のラジアル磁気軸受、 49……スラスト磁気軸受。1 to 4 are views showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a metal pipe inner and outer surface processing apparatus, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of a first dustproof mechanism, FIG. 3 is a cross-sectional view of a die and a metal pipe inner and outer surface processing machine, FIG. 4 (a) is a front view of a floating plug and a mandrel, and FIG. 4 (b) is a left side view of the floating plug and a mandrel. 1 ... copper pipe (metal pipe), 2 ... diameter reduction device, 3 ... die, 4 ... floating plug, 10 ... mandrel, 20 ... metal pipe inner and outer surface processing machine, 21 ... rolled ball (rotation) ), 40 ... electric motor (drive mechanism), 41 ... drive shaft, 41 c ... insertion hole, 47 ... first radial magnetic bearing, 48 ... second radial magnetic bearing, 49 ... thrust magnetism bearing.
Claims (1)
の後段に配置され該縮径装置によって加工された前記金
属管の内外面にさらに所定の形状を付与する金属管内外
面加工機とを具備し、前記縮径装置は、前記金属管の外
面に圧接するダイスと、前記金属管の内部で前記ダイス
に対応する位置に浮遊するフローティングプラグとから
なり、前記金属管内外面加工機は、前記金属管の外面に
圧接される複数の回転体と、該複数の回転体をそれぞれ
前記金属管を中心にして公転させる駆動機構と、前記フ
ローティングプラグに回転自在に連結され前記金属管内
の前記複数の回転体に対応する位置に浮遊するマンドレ
ルとからなり、前記駆動機構は、磁気軸受で回転自在に
支持され前記複数の回転体を公転駆動する駆動軸を備え
ており、この駆動軸は内部に前記金属管を挿通可能なよ
うに円筒状に形成され、その軸心が前記回転体の公転中
心に一致されていることを特徴とする金属管内外面加工
装置。1. A diameter reducing device for reducing the diameter of a metal tube, and an inner and outer surface of a metal tube which is disposed at a subsequent stage of the diameter reducing device and further imparts a predetermined shape to the inner and outer surfaces of the metal tube processed by the diameter reducing device. A processing machine, wherein the diameter reducing device comprises a die pressed against the outer surface of the metal tube, and a floating plug floating at a position corresponding to the die inside the metal tube, and the inside and outside surface processing of the metal tube is performed. The machine includes a plurality of rotating bodies pressed against the outer surface of the metal pipe, a driving mechanism for revolving the plurality of rotating bodies around the metal pipe, and a rotating mechanism rotatably connected to the floating plug. And a mandrel floating at a position corresponding to the plurality of rotating bodies.The driving mechanism includes a drive shaft rotatably supported by a magnetic bearing and revolvingly driving the plurality of rotating bodies. Are forming the metal tube in the interior can be inserted as cylindrical, metal tube outer surface processing apparatus characterized by its axis is coincident to the center of revolution of the rotating body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1223995A JP2590568B2 (en) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | Metal tube inner and outer surface processing equipment |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0386314A JPH0386314A (en) | 1991-04-11 |
JP2590568B2 true JP2590568B2 (en) | 1997-03-12 |
Family
ID=16806937
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1223995A Expired - Lifetime JP2590568B2 (en) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | Metal tube inner and outer surface processing equipment |
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Cited By (1)
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1989
- 1989-08-30 JP JP1223995A patent/JP2590568B2/en not_active Expired - Lifetime
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