JPH02117728A - 外面２条ひれ付管の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外周面略対向位置に管軸方向の２条のひれを
有する管をローラ抽伸で製造する外面２条ひれ付管の製
造装置に関する。

〔従来の技術〕

熱交換器の伝熱管等として利用されるこの種の外面ひれ
付管は、押し出しやリングダイスを用いた抽伸で製造さ
れることが多い。しかるに、これらの方法は低能率であ
る。例えばリングダイスを用いた抽伸による方法は大き
な加工力を必要とし、１パス当りの加工量も大きくとれ
ないことから、通常必要とするひれ高さを確保するには
最小でも２パスの加工が要求され、製造能率を低下させ
る。

そこで考えられるのがローラによる抽伸であり、ローラ
抽伸による外面２条ひれ付管の製造方法が本出願人より
特願昭６３−１８６４８７号にて出願されている。この
方法を第２図および第４図にて説明する。

抽伸機構１においては、被加工管３のパスセンター周囲
にパスセンターに対して直角な回転軸１２をもつ４個の
非対称孔型ローラ１１が周設されている。孔型ローラ１
１で画成される孔型の中心はパスセンターに一致する。

孔型ローラ１１の隣接する一方のローラフランジ間の間
隙は可及的に零、他方のローラフランジ間の間隙は所定
の間隙となるように設定されている。前記孔型の中心に
はロッド１６に支持された内面規制工具１５が位置して
いる。

管内側より内面規制工具１５にて規制された状態で前記
被加工管３をグリップ４で抽伸方向に懇切し、前記孔型
内に挿通させて求心方向に加圧減肉することにより、減
肉された肉の一部が前記所定間隙に設定したローラフラ
ンジ間に膨出し、被加工管の外周面対向２位置に管軸方
向へ延在する２条のひれが形成される。

〔発明が解決しようとする課題］ この方法によれば、内外面真円の素管を用いてひれ出し
加工ができるので、押出製管によってひれ付素管を作り
それを抽伸加工するよりも素管コストが安くなる。そし
て、第４図に示されるように、抽伸機構ｌにおいて全て
の孔型ローラの回転中心がパスセンターに直角な同一平
面上に位置している場合は、健全な抽伸が行われる。

しかしながら、例えばローラ軸を支えるベアリング部の
がたが、各ローラ間で異なるような場合、第５図に示す
ようにローラの中心がΔだけ互いにずれることがある。

この欅な状況が発生すれば、管軸に直角な面で加工部分
を見た場合、ローラ形状あるいは材料の加工程度が周方
向での対称性を欠くことになる。対称性が破られると、
その結果として、抽伸後に抽伸力を除荷された管に第６
図に示すような曲がりが発生する。

このような曲がりが発生すると、抽伸後の管を例えば精
整などの次工程へ搬送する場合、例えばローラーコンベ
アーによる搬送を行う場合であれば、その搬送が困難と
なり、またクレーンによる搬送にしても曲がったものを
吊り上げ搬送するのは困難となる。特にひれ付管は１０
ｍあるいは２０ｍ等の長尺のものが多く、搬送の困難さ
は非常に増大する。のみならず、曲がりがあると最後製
品として出荷することはできないため、抽伸から出荷ま
での間に曲がり矯正の工程を挿入しなければならず、製
造費用の増大を招来する。

このような曲がりは、ローラ等の工具側に問題がある場
合だけでなく、素材偏肉が原因で材料側の対称性が保た
れない場合にも発生する。

本発明は工具側、材料側のいずれに原因がある場合にも
、抽伸完了後の外面２条ひれ付管に高度の真直性を付与
できる外面２条ひれ付管の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〕

本発明の製造装置は、被加工管のパスセンター周囲に周
設された複数個の孔型ローラと、該孔型ロールで画成さ
れる孔型内に配設された内面規制工具とで前記被加工管
を抽伸して、前記孔型ローラの対向するローラフランジ
間に管材を膨出させることにより前記被加工管の外周面
略対向位置に管軸方向へ延在する２条のひれを形成せし
める抽伸機構と、該抽伸機構の出側に前記パスセンター
に沿って少なくとも２段に配設され、抽伸機構より進出
する外面２条ひれ付管に対して２条のひれを含む平面に
直角な方向に各スタンドで異なる側から強制変位を加え
る矯正機構とを備えている。

〔作　　用〕

本発明が対象とする外面２条ひれ付管、すなわち外周面
略対向位置に２条のひれが延在する外面２条ひれ付管に
おいては、曲がりは２条のひれを含む平面に対して直角
方向に生しる。

本発明の製造装置においては、複数個の孔型ローラと内
面規制工具とを含む抽伸機構から進出する上記外面２条
ひれ付管に対して、抽伸機構出側に設けた複数スタンド
の矯正機構により、抽伸力が付加されている状態で２条
のひれを含む平面に直角な方向で曲げおよび曲げもどし
力Ｕ工が加えられるので、抽伸により曲がりが生じても
、抽伸力が除去された時点では高度の真直性が付与され
る。

（実施例） 第１図は本発明の製造装置の概念図である。

本発明の製造装置は、抽伸機構ｌとその出側に設けた複
数スタンドの矯正機構２ａ、２ｂとを有している。

抽伸機構１においては、第２図に示されるように、４個
の孔型ローラ１１が被加工管３のパスセンターに対して
直角な平面上に回転軸１２を位置させた状態で周設され
ている。

孔型ローラ１１は非対称であり、即ち孔型ローラ１１に
おいては、その回転軸１２と直交しパスセンターを通る
線１３（ロール中心１３という）からロール肩部１４ま
での距１１ｉ１Ｗ＋　−ＷｔがＷｌ〉Ｗ！になる関係に
保たれ、その結果として相互に隣接する一方のローラフ
ランジ間の間隙Ｇ、が可及的に零に近い値に設定され、
他方のローラフランジ間の間隙Ｇ２が所定の間隙、即ち
Ｇｚ＞Ｇ＋なる関係に設定される。

孔型ローラｌｌで画成される孔型は、被加工管３の加工
後の外径に一致する直径をもち、その中心をパスセンタ
ーに一致させている。

該孔型内には内面規制工具としてのプラグ１５が、その
中心軸をパスセンターに一致させ、且つ孔型との間に所
定の間隙をあけて挿入されている。

該プラグ１５は第１図に示されるように、材料入側より
ロンド１６にて支持されている。

矯正機構２ａ、２ｂは、第１図の例では抽伸機構１の出
側に２スタンドに設けられている。抽伸機構ｌからは、
外面２条ひれ付管がひれを両側に張り出した状態で進出
して来る。１スタンド目の矯正機ｔｌ１２ａは抽伸機構
ｌの中心から距離２１の位置にあって、抽伸機構１から
進出する外面２条ひれ付管に正規の抽伸位置から下方に
６１だけ強制変位を加えるようになっている。２スタン
ド目の矯正機構２ｂは抽伸機構ｌの中心から距＃１８＜
＞ｉｔ　）の位置にあって、上記外面２条ひれ付管に正
規の抽伸位置から上方にδ２だけ強制変位を加えるよう
になっている。矯正機構２ａ、２ｂの具体的構造の例を
２スタンド目の矯正機構２ｂについて第３図に示す。

該矯正機構においては、パスセンターの下方両側に２本
の支柱２１が垂直に設けられている。支柱２１の上端に
はパスセンターに直角な水平軸２２にてローラ２３が回
転可能に取付けられている。

ローラ２３は、抽伸機構１より進出する外面２条ひれ付
管３０の両側ひれ部３１をその下面側より上方に抽圧す
るようになっている。この押圧により外面２条ひれ付管
３１が正規の抽伸位置に対して上方へ押し込まれる量は
δ２である。また、支柱２１は油圧シリンダー（図示せ
ず）に結合され、不使用時は油圧シリンダーのロンドが
縮退して外面２条ひれ付管３０の移動を妨げないように
なっている。

該矯正機構のようにひれ部３１で矯正変位を加えるもの
は、ひれ部の活用により外面２条ひれ付管３０の丸管部
の外面圧壊が防止できる利点を有するが、丸管部が若干
偏平になることを許容される管であれば、丸管部等に薄
型を加えることも可能である。

ｌスタンド目の矯正機構２８については、２スタンド目
の矯正機構２ｂと同じ機構をもち２ｂの上下対称構造と
すればよい。

第１図〜第３図の製造装置において、抽伸機構１にセッ
トされた被加工管３の口絞り部３２をグリップ４で抽伸
方向に引くと、抽伸機構１においては、被加工管３が管
内側より内面規制工具１５にて規制されるとともに孔型
ロール１１内を孔型ロール１１にて求心方向に加圧減肉
されながら通過する。これにより、減肉された肉の一部
がロールフランジ間の間隙Ｃ，，Ｃ，へ膨出して両側に
夫々ｈ＋、ｈｚの高さのひれ部３１が生じる。この場合
、Ｃ１の値は可及的に零に近い値に保たれるので結局ｈ
２の高さの２条のひれ付管ができる。

被加工管３に減肉を生じさせる関係から、孔型ロールｉ
ｔで画成される孔型と内面規制工具１５との間隙は、被
加工管３の加工前の肉厚より小さいことが必要である。

矯正機構２ａ、２ｂにおいては、次のような動作となる
。

抽伸開始時はグリップ４が支障なく通過できる位置まで
矯正機構２ａ、２ｂのローラ２３は退避している。すな
わち矯正機構２ａのローラ２３は十分上方に、矯正機構
２ｂのローラ２３は十分下方に退避している。抽伸が始
まり被加工管３の口絞り部３２が抽伸機構ｌのローラ中
心から１．以上移動した時点で、先ず矯正機構２８のロ
ーラ２３が進出し、管をδ、だけ下方に押さえ込む、抽
伸が更に進み口絞り部３２が抽伸機構ｌのローラ中心か
ら２２以上移動した時点で、矯正機構２ｂのローラ２３
が進出し、管を６１の拘束がない場合の管位置からδ、
の距離だけ上方へ押さえ込む。

それ以後、抽伸中の管に夫々δ３．δ３の強制変位が付
与される。抽伸完了時点では矯正機構２ａ、２ｂのロー
ラ２３は元の位置まで退避し、次の管の抽伸に備える。

かくして、抽伸機構ｌにてひれを付与された外面２条ひ
れ付管は、抽伸力を付与された状態で２条のひれを含む
平面に直角な方向に曲げおよび曲げ戻しされる。その結
果、抽伸機構１において外面２条ひれ付管に２条ひれを
含む平面に直角な方向に曲げが生じても、曲がりと同方
向および逆方向に繰り返し曲げが加えられるので、抽伸
力が除去された時点では曲がりは殆ど解消される。

１、、、ｌ、の大きさについては、余り短かすぎると強
制変位を与えるのに大きな力を要するため、適当に長い
方が良い、具体的な数値としては、抽伸された管のひれ
以外の部分の外径をｄとすると、１１≧３ｄ＝　　Ｃｌ
１ｘ　　ｌ＋）≧３ｄ程度が望ましい、上限値について
は先端と後端の矯正域にががらない部分の曲がりをどの
程度まで許容するかにより決定されるが、１０ｄ≧Ｌ、
１０ｄ≧（１゜−Ｉｌｒ）程度に抑えるのが実際的であ
る。もちろんこの下限値、上限値も所要抽伸力、許容さ
れる曲り量によって適宜変更されるもので、必ずしも絶
対的なものではない。

δ１．δ８の値については、ｉ！＋−１ｔが決定された
後に与えられるが、これを付与したがために抽伸出側の
管に働く応力が降伏応力を超えないことが必須条件とな
る（超えると材料破断が生じる）、更にδ１．δ８の大
小関係については抽伸出側はど滑らかな矯正を行い、自
然な形で真直に抽伸するために１６，１〉１δ２１とす
るのカ望ましい。

矯正機構のスタンド数が２を超える場合も上記条件に準
じ、１０ｄ≧（Ｉｌｒ　　ｊ！ｔ−＋　）≧３ｄ、１６
＋−＋ｌ＞ｌδ、１が好ましい条件となる。

本発明の製造装置で実際に外面２条ひれ付管を製造した
時の結果を矯正機構を備えない場合と比較して次に説明
する。

素管は外径５０舗×内径２６■×肉厚１２■の炭素鋼丸
管とし、内面規制工具は外径２２■φのプラグとした。

製造された外面２条ひれ付管は両側にひれを有し、外径
は３８ａｍ、肉厚８閣、ひれ高さ４閤、ひれ厚は８閣で
ある。油滑は内外面油潤滑とした。

矯正機構を有しない場合は抽伸後の管の曲がりはひれ幅
方向に対して直角に管長１ｍ当り１０閣に及んだ。

本発明の製造装置で矯正機構を２スタンドに設けた場合
、具体的には抽伸機構のロール中心から２００ａｗｓ間
隔で２スタンドに矯正機構を設け、１スタンド目の矯正
機構における下方への押込量δ１−２閣、２スタンド目
の矯正機構における上方への押込量δｔｗｌ閤とした場
合は、上記曲がりは３１１１１に減少した。

なお、本実験は２スタンドの矯正ロールを用いて行なっ
たため１０ｍ５の曲がりが３１１ＩＩとなったが、設備
的にスタンド数を多く　（２段より多く）することによ
り可及的にＯａｍ、即ち曲がりなし管とすることは可能
である。

ちなみに、矯正機構を４スタンドに設けた場合、具体的
には抽伸機構のロール中心から２００ｍｍ間隔で４スタ
ンドに矯正機構を設け、押込量を１スタンド目から順番
に２ｍｍ、１．５ｍ、１ｍ、０．５ｍｍとした場合は、
上記曲がりは更に減少して２ｍｍになった。押込方向は
１スタンド目、３スタンド目が下方、２スタンド目、４
スタンド目が上方で、いずれも２条のひれを含む平面に
対して直角である。

実施例は４０−ルを用いた抽伸の場合について述べたが
、本技術はそれ以上あるいはそれ以下のロール数で行な
う抽伸、例えば２０−ルでの抽伸に用いても何ら支障は
ない。

〔発明の効果〕 本発明の外面２条ひれ付置の製造装置は、孔型ロールと
内面規制工具との組合せによる抽伸機構にて被加工管に
減肉加工を加え、これによりひれ高さの大きい２条のひ
れ付管ｌパスで製造するとともに、抽伸機構におけるロ
ーラずれや素材偏肉が原因で周方向で対称な抽伸が行わ
れない場合にも、これに起因する曲がりを可及的に抑止
する。

したがって、本発明の製造装置は真直性の優れた外面２
条ひれ付置を曲がり矯正工程をはさむことなく経済性よ
く製造して、製造コスト低減と曲がりにともなう搬送上
の問題の解決に大きな効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造装置の概念図、第２図は抽伸機構
を例示する正面図、第３図は矯正機構を例示する正面図
、第４図および第５図は本発明の基礎となる製造装置の
概念図、第６図は曲がりを示す斜視図である。 図中、ｌ：抽伸機構、ｌｌ：孔型ローラ、１５：内面規
制工具、２：矯正機構、３：被加工管。 第 図 ｂ ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被加工管のパスセンター周囲に周設された複数個の
   孔型ローラと、該孔型ロールで画成される孔型内に配設
   された内面規制工具とで前記被加工管を抽伸して、前記
   孔型ローラの対向するローラフランジ間に管材を膨出さ
   せることにより前記被加工管の外周面略対向位置に管軸
   方向へ延在する２条のひれを形成せしめる抽伸機構と、 該抽伸機構の出側に前記パスセンターに沿って少なくと
   も２スタンドに配設され、抽伸機構より進出する外面２
   条ひれ付管に対して２条のひれを含む平面に直角な方向
   に各スタンドで異なる側から強制変位を加える矯正機構
   とを備えることを特徴とする外面２条ひれ付管の製造装
   置。