JPH06312361A

JPH06312361A - 金属管の外面研磨方法および形状矯正装置

Info

Publication number: JPH06312361A
Application number: JP5101589A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Hayashi; 照彦林
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1993-04-27
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】素材である金属パイプの曲がりや真円度の影
響を抑制することで軽研磨作業による化粧管の製造を安
定化し、高い生産性と高品質を提供する。【構成】肉厚が０．３mm〜１．５mmの金属パイプの外
表面を研磨する際に、予めパイプ内にパイプ形状矯正マ
ンドレルを装着し、且つ管内面全周に押し付けることに
よりパイプの真円度および長手方向の曲がりを矯正し、
次いでパイプ形状矯正マンドレルを装着したまま、形状
が矯正された状態のパイプを研磨することを特徴とする
方法および装置。【効果】１パス仕上げの高能率な研磨にて、高品質な
金属製化粧管の製造が可能となり、建築関係を中心とし
て今後益々需要の増加が予想される金属製化粧管の分野
における工業的価値は絶大である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属管の外面を研磨す
る方法および金属管の外面を研磨する際に、金属管を形
状矯正するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属管の外面研磨方法としては、例えば
図４に示すようにサンドペーパーやバフ等の研磨材料で
形成された研磨ホイール１６を直列状に複数配設して研
磨ラインを構成し、これら回転ホイール１６を高速で回
転させるとともに、金属パイプ１７をガイドロール１９
およびスキュー角を付与した搬送ロール１８によって回
転させながら矢印方向へ送って研磨する方法が採用され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、金属管のう
ち例えば手すり、エクステリア関係等に使用されるステ
ンレス鋼管等の化粧管は、装飾性が主な機能であるため
に管外面の仕上がりには高い完成度が要求される。従っ
て、金属管に疵や凹み等の欠陥が存在している場合は、
これらを完全に除去することは当然であるが、金属管に
曲がりが生じていたり真円度が損なわれている場合は、
管外面全周を残さず研磨する必要があるため、欠陥が存
在していない部分も研磨しなければならない。その結
果、金属管に部分的な肉厚差を生じ、また研磨能率が低
下する。

【０００４】従来、金属管の曲がりや真円度不良等の形
状矯正方法は、矯正ロールによる冷間矯正を行っている
が、金属管にスパイラルマーク等の表面欠陥が発生し、
また研磨工程に要求される高精度の形状矯正ができなか
った。また、金属管の製造工程において、応力除去を目
的とした熱処理を省略している場合は、金属管の周方向
や長手方向に成形や溶接による応力が残留しているため
に、この残留応力がその後の研磨工程での肉厚減少や入
熱によって解放されて応力のバランスが崩れ、管長手方
向の曲がりが再現し、また真円度が損なわれる場合があ
る。

【０００５】このように金属管を、研磨工程で要求され
る高精度に、形状矯正することは困難であり、また金属
管の曲がりや真円度不良は研磨工程においても生じると
いう問題があった。本発明は、金属管の外面を研磨する
際の、金属管の曲がりや真円度不良に起因して生じる金
属管の部分的な肉厚差および研磨能率の低下を防止する
ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の金属管の研磨方法は、肉厚が０．３mm〜１．５mmの
金属管の外表面を研磨する際に、予め該金属管内に形状
矯正装置を挿入して該金属管の真円度不良および長手方
向の曲がりを矯正した後に、前記形状矯正装置を挿入し
た状態で金属管の外面を研磨することを特徴とする。

【０００７】また金属管の形状矯正装置は、軸に交互に
嵌合され且つ該軸に抜け止めされた複数の張出し装置お
よびバネからなり、該張出し装置は軸に嵌合された一対
のリング状部材と、一端が一対のリング状部材の周方向
等分複数箇所に軸着され他端が前記軸の方向の稜線をも
った円弧状部材に軸着された複数対のリンクと、前記一
対のリング状部材間の軸に嵌合されたバネとによって構
成されており、前記軸は少なくとも一端に回転駆動部材
が螺合されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】形状矯正装置を金属管内に挿入し、該形状矯正
装置の円弧状部材を金属管の内面全周に押し付けること
で、金属管の曲がりや真円度不良が改善される。加えて
形状矯正した金属管内に形状矯正装置を挿入した状態で
金属管の外面を研磨することで、研磨中における金属管
の変形を防止し、金属管外面の均一な研磨が可能となり
管肉厚が一様に減少するために、残留応力解放による曲
がりの発生が抑制される。この結果、研磨精度が飛躍的
に向上し、１パス仕上げの高能率な研磨にて、研磨代が
少なく且つ曲がりの少ない化粧管等を確実に製造でき
る。また本発明の形状矯正装置を用いることで、金属管
にスパイラルマーク等の欠陥が生じることなく矯正が可
能である。また、例えば０．３mm以下の極薄肉管材を研
磨する場合、金属管の強度不足から、研磨の圧力によっ
て金属管が大きく凹む場合があるが、本発明の方法によ
れば金属管を凹ませることなく研磨することが可能であ
る。さらに、金属管に曲がりや真円度不良が存在する
と、高速回転によって金属管が振動して研磨圧力が変動
するために、研磨中に各研磨ホイールの位置調整を行う
必要があるが、本発明によれば、このような調整が不要
であるから研磨能率が向上し且つ研磨の自動化が可能に
なる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して以下に説明
する。図１は、金属管の形状矯正装置１の縦断面図を示
し、図２は図１のＡ−Ａ視断面図を示している。軸２に
は張出し装置３と皿状のバネ４とが交互に嵌合されてい
る。張出し装置３は、軸２に嵌合された一対のリング状
部材５，５と、一端が一対のリング状部材５，５の周方
向等分複数箇所に軸着され、他端が軸２の方向の稜線を
もった円弧状部材６（図では８個）に軸着された複数対
のリンク７と、一対のリング状部材５，５の間の軸２に
嵌合されたコイル状のバネ８とによって構成されてい
る。軸２の両端部には、ねじ９（一端側は図示しない）
が設けられており、各ねじ９に回転駆動部材１０，１１
が螺合されている。回転駆動部材１０，１１にはハンド
ル挿入孔１２，１３が設けられており、各ハンドル挿入
孔１２，１３には回転駆動用のハンドル１４，１５が挿
入されている。皿状のバネ４はコイル状のバネ８よりも
反発力が大である。

【００１０】次に金属管の形状矯正方法および外面研磨
方法について説明する。先ず、図１に示すように金属管
の形状矯正装置１を金属管１７に挿入する。このとき回
転駆動部材１０，１１が金属管１７の端部からはみ出し
ている。次に、回転駆動部材１０，１１は一方または双
方を回転させてもよいが、本実施例では一方を回転止め
し、他方を回転させる。このためハンドル１４を回転止
めしておき、ハンドル１５を回して回転駆動部材１１を
管内に押し込む。なお回転駆動部材１１の回転は油圧等
の動力を用いてもよい。

【００１１】回転駆動部材１１が管内に押し込まれる
と、この力が、一対のリング状部材５，５、コイル状の
バネ８および皿状のバネ４を介して隣合う張出し装置３
へと次々と伝達され、全ての皿状のバネ４に圧縮力が加
わる。回転駆動部材１１をさらに押し込むと、コイル状
のバネ８よりも皿状のバネ４の反発力が大きいために、
一対のリンク７，７がコイル状のバネ８の反発力に打ち
勝って立ち上がる。これによって８個の円弧状部材６が
張り出されて金属管１７の内面に接触し押し付けられる
と皿状のバネ４が収縮を開始する。回転駆動部材１１
を、さらに管内に押し込むと、円弧状部材６が金属管１
７の内面に強く押し付けられるために、金属管１７の形
状が矯正される。なお、回転駆動部材１０は軸２に螺合
しないで固着して設けてもよい。

【００１２】円弧状部材６を管内面に押し付ける圧力Ｐ
は、回転駆動部材１１の押し込み量によって調整する
が、圧力Ｐは次式で示すように金属管が塑性変形しない
範囲に設定する。Ｐ＜（２・ｔ／ｄ）・σ Ｐ：円弧状部材の張り出し圧力 σ：金属管の降伏応力ｔ：金属管の肉厚ｄ：金属管の内径

【００１３】本発明の方法が対象とする金属管は肉厚が
０．１５〜１．５mmであり、この程度の肉厚であれば本
発明の装置によって、真円度不良および長手方向の曲が
りを十分に矯正することができる。

【００１４】金属管１７の形状を矯正した後は、回転駆
動用のハンドル１５を取り外し、形状矯正装置１を管内
に挿入したままの状態で、金属管１７を図３に示す研磨
ラインに供給し管外面を研磨する。金属管１７はパイプ
搬送ロール１８およびガイドロール１９によって矢印の
方向へ搬送されるとともに高速回転しながら外面が研磨
ホイール１６によって研磨される。このとき、図２に示
すように円弧状部材６が軸２の軸芯を中心とした点対称
となるように配設されているので金属管は横振れを生じ
ない。また、回転駆動部材１１の押し込みによって、皿
状のバネ４は圧縮された状態にあり、蓄えられたエネル
ギーによって円弧状部材６が管内面を強く押し付けてい
るために、金属管１７は高速回転して振動しても研磨中
において曲がりや真円度が改善された状態を維持する。
この結果、管外面は均一に研磨されるので管の肉厚が一
様に減少する。このために、研磨代が少なくてすみ研磨
精度が飛躍的に向上し、さらには残留応力解放による曲
がりは発生しない。

【００１５】研磨終了後は、図１に示す回転駆動部材１
１に再びハンドル１５を取り付けて、回転駆動部材１１
を逆回転させると、コイル状のバネ８の反発力によって
円弧状部材６が管内面から離れるので、形状矯正装置１
を管から取り出す。

【００１６】なお、リング状部材５に取り付けられる円
弧状部材６の個数は、形状矯正時に金属管の横断面形状
が角張らないようにするために、８個以上が好ましい。
またコイル状のバネ８および皿状のバネ４の形状は、こ
れに限定されない。要するに、一対のリング状部材６，
６間に設けられるバネよりも張出し装置３，３間に設け
られるバネの方が反発力が大きければ、バネの形状は制
限されない。

【００１７】

【発明の効果】本発明の形状矯正装置を用いることで、
金属管にスパイラルマーク等の欠陥が生じることなく矯
正が可能であるから歩留りが低下しない。本発明による
効果を従来法と比較して表１に示した。本発明の方法に
よれば、金属管を形状矯正した状態で研磨することで、
従来と比べて均一な研磨が可能となり、研磨代が少なく
てすむ。また研磨代が少なくてすむために、１パス仕上
げで高能率な研磨ができる。また研磨後の管に残留応力
等による曲がりが生じない。さらに研磨圧力の調整回数
が少なくてすむ。この結果、建築関係を中心として今後
益々需要の増加が予想される金属製化粧管等を高能率、
かつ高品質で製造することができる。

【００１８】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属管の形状矯正装置を示す縦断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ視断面図である。

【図３】本発明の金属管の研磨方法を説明する平面図で
ある。

【図４】金属管の外面を研磨する一般的な方法を説明す
る図である。

【符号の説明】

１金属管の形状矯正装置２軸３張出し装置４皿状のバネ５リング状部材６円弧状部材７リンク８コイル状のバネ９軸のねじ１０，１１回転駆動部材１２，１３ハンドル挿入孔１４，１５ハンドル１６研磨ホイール１７金属管１８搬送ホイール１９ガイドロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】肉厚が０．１５mm〜１．５mmの金属パイ
プの外面を研磨する際に、予め該金属管内に形状矯正装
置を挿入して該金属管の真円度不良および長手方向の曲
がりを矯正した後に、前記形状矯正装置を挿入した状態
で金属管の外面を研磨することを特徴とする金属管の研
磨方法。
【請求項２】軸（２）に交互に嵌合され且つ軸（２）
に抜け止めされた複数の張出し装置（３）およびバネ
（４）とからなり、張出し装置（３）は軸（２）に嵌合
された一対のリング状部材（５）と、一端が一対のリン
グ状部材（５）の周方向等分複数箇所に軸着され他端が
軸（２）の方向の稜線をもった円弧状部材（６）に軸着
された複数対のリンク（７）と、一対のリング状部材
（５）の間の軸（２）に嵌合されたバネ（８）とによっ
て構成されており、軸（２）は少なくとも一端に回転駆
動部材（１０）が螺合されていることを特徴とする金属
管の形状矯正装置。