JPH055565B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は内面溝付管を高品質で効率よく製造す
るための装置に関するものである。

「発明の課題」 上記のような内面溝付管の従来の製造装置は、
例えば第６図示（特開昭54−37059号参照）のと
おりであり、アプローチ面１２０とベアリング面
１７０とを有する固定ダイス１５０と、アプロー
チ面１２０及びベアリング面１７０に平行のアプ
ローチ面１１０及びベアリング面１７１を有する
フローテイングプラグ１６０との間で原管１９０
に縮径加工を施した後、フローテイングプラグ１
６０の後部に軸１１１によつて連結された回動自
在の溝付プラグ１２２と、溝付プラグ１２２の周
りで回転する圧迫装置１８０の先端部に設けた突
起１２３によつて縮径された管１９０を圧迫し、
その内面を溝付プラグ１２２の溝１２１に押圧し
て溝加工を施すようにしたものである。

このため、固定ダイス１５０のアプローチ面１
２０による抵抗力とベアリング面１７０、１７１
により抵抗力が生じ、大きな抽伸力をかけなけれ
ば管を伸縮できない。従つて小径材や薄肉材の加
工ができず、複雑な形状の溝や深さの大きい溝を
付与することができないという不具合があつた。

更に、この方法は、大きい原管を“縮径”加工
しつつ縮径加工された菅の内面に螺旋状の連続溝
を形成するようになしているが、しかしこの様な
方法では、縮径加工による抵抗力と溝加工にる抵
抗力とが重合（Superpose）され、極めて高い抽
伸力を要する為に発熱が大きく、この点でも薄肉
材の加工や深い内面溝を形成することができない
という不具合があつた。

また、第６図示の従来技術は、圧迫装置１８０
を高速回転（例えば、1.5〜２万rpm）させて生
産性向上をはかろうとしても、第７図示のような
溝付プラグ１２２と管材との一部浮離現象や管肉
の突出現象が発生し、この為に管内面に正確な溝
付加工ができない。また突出部の管内壁面の一部
が長粉状にちぎれて管内に散存化する、いわゆる
チビリ欠陥がおこるなど品質面での不具合をも招
いていた。

第７図、第８図は第６図におけるＡ−Ａ矢視断
面図で、例えば第７図に示した装置は、圧迫装置
がF₁〜F₃の３個のボールやローラで構成されて
いる場合であり、これら圧迫装置F₁〜F₃が高速
で管１９０に対して溝付プラグ１２２のまわりを
押圧力Ｐをかけながら回転している。このように
従来の縮径溝付の場合は、圧迫装置F₁〜F₃と溝
付プラグ１２２間で管径を絞りながら管肉を溝付
プラグ１２２の溝１２１に食い込ませて溝付加工
するが、高速回転になればなるほど、溝付プラグ
１２２と圧迫装置F₁〜F₃との間の相対速度差が
大となり、圧下部の管肉にマサツ力によつて生じ
る引張力P₁が生じ、これは回転速度に比例して
大きくなる。ボールやローラよりなる圧迫装置
F₁とF₂との中間の管肉はこの為に圧縮を受けて
溝付プラグ１２２からついには浮上して空間Ｓを
形成する。

このような状況下では、溝付プラグ１２２にせ
つかく規則的な溝１２１を刻設していても、溝１
２１の深さ、形状についての均一性が低下する。
また管１９０の突出部Ｎの内側の表面の肉がとも
すると、巻き込まれて、押し込み欠陥などが発生
し易くなる。

つまり、第７図に示した圧迫装置では、管１９
０の囲りに圧迫用のボールやローラが３個と少な
いから、管の突出部Ｎが大きく出やすい。この点
第８図のような、８個のロールF₄〜F₁₁を有する
装置ではロールとロールとの間の管１９０の突出
N₄〜N₁₁は小さくてすむが、逆に管外周にロール
F₄〜F₁₁が接する面積が第７図の圧迫装置の場合
よりも大となる為に、もし同じ回転数の場合は第
８図に示した圧迫装置の方が回転摩擦力による発
熱が大となる。この為、油切れによる焼きつき欠
陥等が発生しやすくなる。

つまり、縮径溝付けの場合、圧迫装置のボール
やローラの数が少ないと浮離現象など品質面で不
充分であり、他方圧迫装置のローラやボールの数
を増加させて管１９０を溝付プラグ１２２に密着
させると、潤滑面等の問題で高速で圧迫装置を回
転できないという問題を生じる。

従つて本発明の目的は溝付加工中の管外に設け
る圧迫装置であるローラやボール等の数を少なく
し、且つその回転数を上げても菅の突出や浮離現
象を生じず、製品の品質が向上し、更に低い抽押
力で管を製造し得て管切れや発熱の問題も生じな
い伝熱管の加工装置を提供することである。

「発明の構成」 上記目的を達成するために本発明が採用する主
たる手段は、その要旨とするところが、金属管内
面に多数の溝を形成する装置であつて、管外から
管を圧迫するダイスと、上記ダイスに対応した管
内にあつて該ダイスと協働して管肉を圧迫するフ
ローテイングプラグと、上記フローテイングプラ
グの後方側に連接棒を介して回転自在に取り付け
られ、外表面に多数の溝又は突起を有する溝付プ
ラグと、外管にあつて上記溝付プラグの外表面の
溝又は突起に管を強圧して管内面に連続溝を形成
する圧迫装置とを具備してなる内面溝付管の加工
装置において、上記圧迫装置と上記溝付プラグと
の間を通過する管に拡径加工を施すように該溝付
プラグの外径を上記フローテイングプラグのベア
リング部の外径よりも大径となした点である内面
溝付管の加工装置である。

「実施例」 次に本発明を具体化した実施例につき説明し、
本発明の理解に供する。ここに第１図は本発明の
第１の実施例に係る内面溝付菅の加工装置の縦断
面図、第２図は第１図におけるａ−ａ矢視断面
図、第３図は第１図示の装置の寸法関係を示す縦
断面図、第４図，第５図は本発明の第２，第３の
実施例に係る加工装置の縦断面図である。

（第１の実施例） 第１図において原管A₁は矢印Ｘの方向へ図示
せぬ牽引装置による牽引されており、円形ダイス
装置Ｂと管内のフローテイングプラグＣは各々の
テーパ状アプローチ部B₁，C₁及びベアリング部
B₂，C₂とが協働して連続通過する原管A₁を内外
から圧迫し原管A₁を縮径減肉加工する。この場
合、この部分での摩擦力を軽減する為に、円形ダ
イス装置Ｂを回転方式としてもよいし、原管A₁
の材質によつては固定式でも溝わない。またフロ
ーテイングプラグＣとの管内面との間には薄い潤
滑油膜が存在し、縮径減肉加工下での焼付欠陥の
防止に有効に作用している。この潤滑油膜は原管
A₁内に予め封入された潤滑剤P₀が薄く引き伸ば
されるためである。なお潤滑効果を一層大たらし
める為に図示しないが、フローテイングプラグＣ
外面又は内部に数条の管軸方向の溝又は孔を設
け、潤滑油がここを通過して、次の溝付加工部に
円滑に供給されるようにしてもよい。円形ダイス
装置Ｂの内面及びフローテイングプラグＣの外面
は精密加工又は表面処理等が施されて、滑らかに
仕上げられている。

上記フローテイングプラグＣの後方側（菅の抽
伸方向下流側）に連続棒Ｄを介して内面溝付加工
用の溝付プラグＥが、フローテイングプラグＣと
は独立して回転自在に連結されている。縮径後の
管A₂の通過に伴い、溝付プラグＥには管軸方向
の引張力が作用するが、溝付プラグＥ後部にこの
軸方向の引張力を支える為のスラストベアリング
Ｒが設けられ、これより溝付プラグＥが定位置で
回転できるように連接棒Ｄにより軸支されてい
る。

上記溝付プラグＥの外面には、規則的に並んだ
複数の溝又は突起Ｍが、既ね管軸に対して斜めに
傾斜した角度で刻設されている。

通過する管A₂の肉が、この溝Ｍの凹部に管外
の圧迫装置Ｆの押圧により埋没されて、管内面に
溝の山部を形成し、一方凸部が同様に内面溝の谷
部を形成する。

第３図に示すように溝付プラグＥの外径d₂は溝
形成前の管A₂の内径d₁よりやや大きくなつてい
る。溝付プラグＥの前端部から溝付部にかけては
滑らかなアール状又は末広がり状のアプローチ部
E₂が形成されており、このアプローチ部E₂が通
過する管A₂を内側から連続的にスムーズに拡径
する。

拡径され、その内径部が溝付プラグＥ外面に密
着した管A₂を溝Ｍ上の管外から圧迫装置Ｆが管
軸まわりに回転しつつ、図示せぬ油圧機構等の手
段により管肉を押圧する。

この時、管肉は拡径作用により芯金としての溝
付プラグＥ外面に密着しているので、圧迫装置Ｆ
が高速回転しても、管肉表面の一部（特に転圧装
置Ｆが圧下してない部分）が溝付プラグＥから離
上する、いわゆる浮上現象（第７図）が発生する
ことはなく、正確な溝付加工ができる。これは管
A₂の内面が平滑（ベアー状）である為に拡径溝
付がスムーズに正確にできるのである。

なお、圧迫装置Ｆは図示せぬ接離機構により、
加工中は管外面に接しているが、溝付加工を施さ
ない時は、同機構により管からはなされている。
又、圧迫装置Ｆは遊星回転ボール又はロール等適
切な手段が用いられる。

溝付プラグＥは、その溝Ｍが管軸に対し、傾斜
角を持つために圧迫装置Ｆで管肉を介して圧迫さ
れつつ管財A₂が引き抜かれるにしたがつて、管
中で回転し、管内に連続螺旋溝を形成する。

溝Ｍがプラグ軸に平行（ストレート）の場合に
は管軸に平行な溝が形成される。この場合、溝付
プラグを回転させる必要がないので、連接棒Ｄに
固定しておいてもよい。

管A₂は内径はフローテイングプラグＣのベア
リング部C₂の外径d₁と同寸法であるが、溝付プラ
グの溝Ｍの外径d₂よりも小さい関係にあるので、
前記のように溝付プラグＥの前部のアプローチ部
E₂で拡径される。この部分ではアプローチ部E₂
が管A₂を拡径しながら、管内で回転するので、
管A₂の内面が、アプローチ部E₂の外面に密着し
つつ溝部Ｍに送られ、溝部Ｍでの管外からの押圧
による溝付加工が正確にできる。

従来技術では、第６図にように、まさにこの部
分が縮径溝付加工であつた為に前記のような品質
面での不具合が生じていた。

本発明では上記のように拡径溝付としたので、
これら品質問題が一挙に解決された。

この部分の拡径率は管の材質、調質や寸法、肉
圧、溝深さの等の諸条件を経験的に考慮して決定
されるが、僅かでよい。

例えば一例として0.5〜10％程度でよい。10％
を超すと、この部分での拡径抵抗が大きくなり、
引抜速度が低下する。

0.5％以下だと、管A₂の内面のアプローチ部E₂
への密着性が小さくなり、極めて高速回転下では
浮離現象が発生しやすくなる。

第１図に示すように内面溝を形成された管A₃
は引き抜かれつつ把持装置Ｇの中を通過する。

把持装置Ｇは、前段の溝付加工で、圧迫装置Ｆ
が高速回転すればするほど管がねじれ現象をおこ
す傾向にあるが、これを出側で支え（把持）る。
菅のねじれを矯正するために把持装置Ｇを圧迫装
置Ｆとは反対方向に回転させるこうとも有効であ
る。把持装置Ｇは図示例ではスキーズロール等の
回転ロールを採用している。

この場合、把持装置Ｇは図示しない動力手段
（例えばモータ等）により、抽伸力P₂と同方向の
送り力を発生するように積極駆動されている。

第２図は第１図中ａ−ａ線における断面図で、
２（ツイン）ロールG₂，G₂による溝付管A₃の把
持の例を示している。

ロールの狭圧面（G₁）の形状は溝付管A₃のサ
イズ、外周形状と同一につくられており、管外面
とロール狭圧面G₁とが密着して摩擦力を生じ、
この摩擦力が管A₃のねじれを防止し、かつ管A₃
を抽伸引抜方向に送り込む力を発生させるのであ
る。

上記のような把持装置Ｇは例えば固定ダイス装
置でもよい。固定ダイス中を通過させる時は、若
干の空引抽伸となるので管外表面の平滑化をもた
らすが、逆にこの部分で引抜力に抗する抵抗力が
発生し、小径，薄肉管の溝付加工以外なら有効で
ある。小径，薄肉管の溝付加工用としては前記回
転ロールがよい。回転ロールG₂，G₂は図示せぬ
接離機構により管A₃に対して接離する。２個又
は３ケ以上のロールの組合せにより管外面を把持
する内孔が構成されており、この中を管A₃が通
過する。把持装置Ｇは、管の通過に従つて回転す
る従動系（フオローアー）でもよいし、上記のよ
うに菅の引抜力を軽減する方向に駆動する駆動系
（ドライバー）でもよい。

（第２の実施例） 本発明は交差する溝を穿つた内面溝付菅の製造
装置にも適用可能である。第４図は交差する２方
向の溝が共に管軸に対して傾斜している例であ
る。

この実施例の場合、第１図に示す装置と較べる
と、前記溝付プラグE₁（以下第１の溝付プラグE₁
と記す）の後方に更に第２の溝付プラグE₂が連
接棒ＤにスラストベアリグR₂により回転自在に
支承されており、この第２の溝付プラグE₂に対
応する管外に管を第２の溝付プラグE₂に押圧す
る圧迫装置F₂（以下第２の圧迫装置F₂）が設けら
れ、上記第１及び第２の溝付プラグE₁とE₂の溝
M₁とM₂の傾斜方向が管軸に対して逆で、共に管
軸に対して傾斜している点が異なる。

通過する管A₂の肉がこの溝M₁，M₂の凹部に管
外の圧迫装置F₁，F₂の圧迫により埋没されて、
管内面に溝の山部を形成し、一方凸部が同様に内
面溝の谷部を形成する。

第１の溝付プラグE₁の外径（d₂）は前記のよう
に溝形成前の管A₂の内径（d₁）よりやや大きく
なつている。

第２の溝付プラグE₂の外径（d₃）は第１の溝付
プラグE₁の外径（d₂）よりも小さい。

これは管A₃の内面には既に一方向の傾斜の溝
４０が形成され、凹凸状となつている為に、この
部分では、第１段目と同様な内面からの均一な拡
径且つ密着化が難しいからである。

従つてd₂＞d₃とし、第２段目では縮径溝付加工
を行う。

第２段目の圧迫装置F₂は、F₁と同様の図示せ
ぬ油圧機構弁等により、管外面から管肉を押圧し
つつ、管軸まわりを回転する。

圧迫装置F₁，F₂は同方向回転でもよいし、菅
のねじれを是正するために互いに反対方向の回転
としてもよい。

溝付プラグE₁，E₂は、フローテイングプラグ
Ｃに回転自在に連接棒Ｄを介して連結されてお
り、溝付プラグE₁，E₂の溝M₁，M₂の各々の傾向
斜角が軸管に対して逆となつているので、圧迫装
置F₁，F₂が同方向に回転しようと、逆方向に回
転しようと、E₁，E₂は管内で互いに逆方向に回
転する。

交差溝を形成された管A₄は引き抜かれつつ把
持装置Ｇの中を通過する。

把持装置Ｇは、前段の溝付加工で、圧迫装置
F₁，F₂が高速回転すればする程、管がねじれ現
象を起こす傾向にあるが、これを出側で支え（把
持）る。

（第３の実施例） 第５図示は第４図の実施例とほぼ同様である
が、第１の溝付プラグをストレート溝付とし、第
２の段目を傾斜（スパイラル）溝付として、結果
的に非対称型交差溝付管を得るように溝付プラグ
E₁₁，E₂₁の外面の溝M₁₁，M₂₁を配したものであ
る。

「発明の効果」 本発明は以上述べた如く、金属管内面に多数の
溝を形成する装置であつて、管外から管を圧迫す
るダイスと、上記ダイスに対応した管内にあつて
該ダイスと協働して管肉を圧迫するフローテイン
グプラグと、上記フローテイングプラグの後方側
に連接棒を介して回転自在に取り付けられ、外表
面に多数の溝又は突起を有する溝付プラグと、外
管にあつて上記溝付プラグの外表面の溝又は突起
に管を強圧して管内面に連続溝を形成する圧迫装
置とを具備してなる内面溝付管の加工装置におい
て、上記圧迫装置と上記溝付プラグとの間を通過
する管に拡径加工を施すように該溝付プラグの外
径を上記フローテイングプラグのベアリング部の
外径よりも大径となしたことを特徴とする内面溝
付管の加工装置であるから、内面溝付管を製造す
るに際し、拡径溝付としているので、溝形状や管
寸法など高精度な溝付けが可能であり、また浮離
現象等がなくなるので、高品質な溝付管が得られ
るなどの生産性、品質面すぐれた内面溝付管の製
造装置を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る内面溝付
管の加工装置の縦断面図、第２図は第１図におけ
るａ−ａ矢視断面図、第３図は第１図示の装置の
寸法関係を示す縦断面図、第４図，第５図は本発
明の第２，第３の実施例に係る加工装置の縦断面
図、第６図は従来の内面溝付管の加工装置の側断
面図、第７図，第８図はそれぞれ第６図における
Ａ−Ａ矢視断面図である。 符号の説明、Ａ……原管、Ｂ……ダイス、Ｃ…
…フローテイングプラグ、Ｄ……連接棒、Ｅ，
E₁，E₂，E₁₁，E₂₁……溝付プラグ、Ｆ，F₁，F₂
……圧迫装置、Ｇ……把持装置、Ｍ，M₁，M₂，
M₁₁，M₂₁……溝又は突起、E₂，E₁₀……アプロ
ーチ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属管内面に多数の溝を形成する装置であつ
   て、管外から管を圧迫するダイスと、上記ダイス
   に対応した管内にあつて該ダイスと協働して管肉
   を圧迫するフローテイングプラグと、上記フロー
   テイングプラグの後方側に連接棒を介して回転自
   在に取り付けられ、外表面に多数の溝又は突起を
   有する溝付プラグと、外管にあつて上記溝付プラ
   グの外表面の溝又は突起に管を強圧して管内面に
   連続溝を形成する圧迫装置とを具備してなる内面
   溝付管の加工装置において、 上記圧迫装置と上記溝付プラグとの間を通過す
   る管に拡径加工を施すように該溝付プラグの外径
   を上記フローテイングプラグのベアリング部の外
   径よりも大径となしたことを特徴とする内面溝付
   菅の加工装置。