JPH074635B2 - 管棒のとげ付け加工装置及びとげ付き管棒の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は管又は棒（以下管棒と呼ぶ）の外面にとげ付け
加工を行う装置およびこれを用いたとげ付き管棒の製造
法に関するものである。

（従来の技術） とげ付き管棒は従来は丸歯状工具すなわちローレットを
押し付けて管棒を回転するいわゆるナーリング加工か、
あるいは旋盤とシェーバで切削する切削加工によって製
造されていた。またいわゆるフィン付け加工を行った
後、縦溝加工を行うか、あるいは縦溝加工を行った後フ
ィン付け加工を行って製造した。

（発明が解決しようとする課題） 従来の工作機械により切削する場合には１条ずつ溝加工
を行うため加工能率が悪く、又材料が切削屑として失わ
れた。一方、丸歯状工具を用いる装置では、その工具の
支持構造が悪く、高さの低いフィンしか加工できなかっ
た。又これを切削加工と組み合わせても高さの低いとげ
しか加工できず、加工能率の改善と材料の切削屑量の多
少の改善は見込まれるもののまだ不十分であり、抜本的
改善が望まれていた。

本発明の装置は従来切削でしか造れなかったような高さ
の高いとげ付き管棒を製造する設備を提供することを第
１の目的とする。また高いとげを一体的に付けたとげ付
き管棒を提供することを第２の目的とする。さらに本発
明はとげの頭部が平であり、搬送設備や手を損傷せず、
熱交換効率が高く、また複合材料とする場合には結合力
の強い管棒を提供することを第３の目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成したものであり、その要旨
は、 １ロール胴部に円刃状突起とこれと方向を異にする歯車
歯状突起を有する３本以上の同寸法の樽型ロールを円刃
状突起の位置を揃えて配設し、これらのロール胴部を円
刃状突起及び歯車歯状突起よりも外側の位置において環
状回転体の内面で支承して環状回転体がパスセンターラ
インから等距離になるように保ち、環状回転体の前後に
ロール姿勢保持装置を設けてロール回転軸をパスセンタ
ーラインの回りに同方向に捻り傾斜させ圧延パスを形成
し、入側のロール胴部によって管棒を把持して管棒に回
転と前進を与え、続いて各々のロールの円刃状突起部と
歯車歯状突起部で管棒に雄ねじ状に溝を切り込み、かつ
ねじ山を切り刻み、形成された管棒のとげ頭部を出側の
ロール胴部によって押しつぶすようにした管棒のとげ付
け加工装置。

２ロール胴部に円刃状突起とこれと方向を異にする歯車
歯状突起を有する３本以上の同寸法の樽型ロールの円刃
状突起の位置を揃え、これらのロール胴部を円刃状突起
及び歯車歯状突起よりも外側に設けられた環状回転体の
内面で支承して環状回転体がパスセンターラインから等
距離になるように保ち、環状回転体の前後に設けられた
ロール姿勢保持装置によってロール回転軸をパスセンタ
ーラインの回りに同方向に捻り傾斜させ圧延パスを形成
し、入側のロール胴部によって管棒を把持して管棒に回
転と前進を与え、続いて各々のロールの円刃状突起部と
歯車歯状突起部によって管棒に雄ねじ状に溝を切り込
み、かつねじ山を切り刻み、形成された管棒のとげ頭部
を出側のロール胴部で押しつぶすとげ付き管棒の製造
法。

である。

（実施例及び作用） 本発明の管棒のとげ付き加工装置は次のように構成す
る。すなわち第１図および第２図の実施例装置に示すよ
うに、本発明の装置はロール胴部１に円刃状突起2Aとこ
れと方向を異にする歯車歯状突起2B又は2C又は2Bと2Cと
を有する３本以上の同寸法の樽型ロールを円刃状突起の
位置をパスセンターライン３に平行に近い方向に揃えて
配置し、これらのロール胴部を円刃状突起2A及び歯車歯
状突起2B,2Cよりも外側の位置において環状回転体の内
面で支承して、環状回転体を回転し、環状回転体がパス
センターライン３から等距離になるように保ち、ロール
回転軸４をパスセンターライン３の回りに同方向に捻っ
て角度αだけ傾斜させ、少なくとも円刃状突起2Aよりも
入側においてロール胴部の間隔を管棒の外径よりも小さ
くして管棒を把持し、この管棒把持部においてロールに
対し相対的に管棒に回転と前進を与え、続いて各々のロ
ールの円刃状突起2Aと歯車歯状突起部2B,2Cで管棒に雄
ねじ状に溝を切り込み、かつ雄ねじの山を切り刻み、形
成された管棒のとげ頭部を出側のロール胴部で押しつぶ
すようにした管棒のとげ付き加工装置である。この場合
にとげ条数はロールの数に一致する。ロールに対して相
対的に管棒に回転と前進を与える装置としては、以下の
ようなものがあり、何れの装置も本発明に含まれる。す
なわち 管棒の回転を拘束し、かつ姿勢保持装置８を回転さ
せて全てロールを駆動させる場合で、第１図、第２図に
おいて、ロール姿勢保持装置８によりロール組の姿勢を
一定に保ったまま環状回転体６とロール姿勢保持装置８
とを回転させ、全てのロールに回転を与える。あるい
は、環状回転体６の内面７とロール胴部１とが滑るよう
にし、ロール姿勢保持装置８を回転させ、全てのロール
に回転を与える（この場合には、環状回転体６は回転し
てもしなくてもよい。）その際回転するのは、ロール姿
勢保持装置８とロールで、ロールは管棒９の回りを回転
する。

管棒の回転を拘束せず、かつロール姿勢保持装置８
を回転させずに全てのロールを駆動させる場合で、第１
図及び第２図において、環状回転体６の内面７とロール
胴部１とが殆ど滑らないようにし、ロール姿勢保持装置
８によりロール組の姿勢を一定に保ったまま環状回転体
６を回転させ、全てのロールに回転を与える。その際回
転するのは、環状回転体６とロールと管棒９であるが、
ロール姿勢保持装置８は回転しないため、ロールが管棒
９の回りを回転することはない。

本発明の装置を用いてとげを成形するとほぼ同時にその
頭部を押しつぶし、かつ、その頭部先端が円柱面上にそ
ろうような平とげ付き管棒を製造するには次のようにす
る。すなわち第１図および第２図に示すように、本発明
の装置はロール胴部１に円刃状突起2Aとこれと方向を異
にする歯車歯状突起2B又は2C又は2Bと2Cとを有する３本
以上の同寸法の樽型ロールの円刃状突起の位置をパスセ
ンターライン３に平行に近い方向に揃え、これらのロー
ル胴部を円刃状突起2A及び歯車歯状突起2B、2Cよりも外
側に設けられた環状回転体の内面で支承して、環状回転
体を回転し、環状回転体がパスセンターライン３から等
距離になるように保ち、ロール回転軸４をパスセンター
ライン３の回りに同方向に捻って角度αだけ傾斜させ、
少なくとも円刃状突起2Aよりも入側においてロール胴部
の間隔を管棒の外径よりも小さくして管棒を把持し、こ
の管棒把持部においてロールに対し相対的に管棒に回転
と前進を与え、続いて各々のロールの円刃状突起2Aと歯
車歯状突起部2B、2Cで管棒に雄ねじ状に溝を切り込み、
雄ねじの山を切り刻み、形成された管棒のとげ頭部を出
側のロール胴部で押しつぶす管棒のとげ付き加工法であ
る。この場合にとげは、円刃状突起により形成されたフ
ィンの履歴を残し、フィンのあった位置に規則正しく並
んでいて、そのスパイラルの条数はロールの数に一致す
る。

本発明の装置には圧延前の管棒内にマンドレルまたはプ
ラグを挿入する装置や、圧延中に管棒の進行と共にマン
ドレルまたはプラグを推進する装置や、圧延後の管棒か
らマンドレルまたはプラグを抜き取る装置を装備するこ
とが望ましい。

円刃状突起2Aを複数とする場合には、ロール間隔Ｄ、ロ
ール傾斜角α、丸刃状突起間隔Ａ、ロール数Ｎ、飛び越
し計数ｎとの間に次の関係式を満足することが望まし
い。

Ａ＝ｋπDnsin α/N （１） ただしｋは補正係数で0.8ないし1.2の範囲の値を経験に
基づいて決める。補正係数はロールと管棒間のすべり
や、ロールや管棒の形状を近似的に表現し、かつ実際の
作業のばらつきを考慮するために必要である。ｎが１の
場合には管棒が隣接するロールまで進む間に、ねじが１
山進むことを意味し、ｎが２の場合にはねじが２山進
む。ｎが１の場合は製品のねじの条数はN,nが1/2の場合
はねじの条数は2Nとなることを意味する。ここでｎは１
ないし10の整数又はその逆数である。ｎの上限はねじ山
の乱れによって決めたもので、技術改善によって拡大で
きるものである。

上記のように構成された本発明の装置によって、入側ロ
ールの胴部５において３本以上のロールにより管棒を挟
圧しながら、管棒に回転と前進を与えることができる。
ロールの本数を２本とした場合は管棒が中心に安定せ
ず、とげの形状がいびつになるので、ロールを３本以上
にする必要がある。第１図および第２図に示すように、
本発明の装置はロール胴部１に円刃状突起２を有する３
本以上の同寸法樽型ロールの円刃状突起位置を揃えるこ
とで、少なくとも最初の丸刃状突起で成形した部分は等
間隔のねじになる。すべてのねじ山を等間隔にするには
円刃状突起を複数とし、前述の（１）式を満足させれば
良い。

本発明の装置は第１図および第２図に示すように構成す
ることによって、ロールにかかる荷重を直接環状回転体
で支承するので、機械の剛性が高く、小さなロールで大
きな加工を管棒に与えることができる。

次に実施例について述べる。

Ｄが78（mm）、αが４°、Ａが4.0（mm）、Ｎが４、ｎ
が１、円刃山のパス寸法が66（mm）、円刃谷のパス寸法
が86（mm）、円刃直後の歯車歯状突起高さが５（mm）、
ロール出側の平坦部のロール間隔が74（mm）、入側のア
ルミ管の寸法が外径80（mm）、肉厚10（mm）、管の内部
に挿入したマンドレルの直径が58（mm）の場合に本発明
の加工装置によってアルミ管の外面に、とげ状のねじ山
間隔4.0（mm）、とげ高さ４（mm）の頭部がつぶれて滑
らかになったスパイラルに並ぶ４条のとげが成形でき
た。

（発明の効果） 本発明の装置は従来切削でしか造れなかったような高さ
の高いとげ付き管棒を有利に製造することができる。す
なわち本発明の装置により従来切削でしか造れなかった
ような高さの高いとげ付き管棒を製造することができ、
また高いとげを一体的に付けたとげ付き管棒を提供する
ことができる。さらに本発明はとげの頭部が平であり、
搬送設備や手を損傷せず、熱交換効率が高く、また複合
材料とする場合には結合力の強い管棒を提供することが
できる。またとげ付き管棒を１工程で製造できるので生
産能率が良く、塑性加工により成形するので切削屑は発
生せず、材料の損失は小さい等の顕著な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明実施例装置及び方法の説明図
であって、第１図は本発明の基本概念を示す装置の構成
図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面における円刃状突起部
の横断面図である。 １…ロール胴部、2A…円刃状突起部 2B,2C…歯車歯状突起 ３…パスセンターライン ４…ロール回転軸、５…入側のロール胴部 ６…環状回転体、７…環状回転体の内面 ８…ロール姿勢保持装置 ９…管棒、10…マンドレル Ａ…丸刃状突起間隔、Ｄ…ロール間隔 α…ロール傾斜角、β…ロール開き角 Ｎ…ロール数、ｎ…飛び越し係数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロール胴部に円刃状突起とこれと方向を異
   にする歯車歯状突起を有する３本以上の同寸法の樽型ロ
   ールを円刃状突起の位置を揃えて配設し、これらのロー
   ル胴部を円刃状突起及び歯車歯状突起よりも外側の位置
   において環状回転体の内面で支承して環状回転体がパス
   センターラインから等距離になるように保ち、環状回転
   体の前後にロール姿勢保持装置を設けてロール回転軸を
   パスセンターラインの回りに同方向に捻り傾斜させ圧延
   パスを形成し、入側のロール胴部によって管棒を把持し
   て管棒に回転と前進を与え、続いて各々のロールの円刃
   状突起部と歯車歯状突起部で管棒に雄ねじ状に溝を切り
   込み、かつねじ山を切り刻み、形成された管棒のとげ頭
   部を出側のロール胴部によって押しつぶすようにした管
   棒のとげ付け加工装置。
2. 【請求項２】ロール胴部に円刃状突起とこれと方向を異
   にする歯車歯状突起を有する３本以上の同寸法の樽型ロ
   ールの円刃状突起の位置を揃え、これらのロール胴部を
   円刃状突起及び歯車歯状突起よりも外側に設けられた環
   状回転体の内面で支承して環状回転体がパスセンターラ
   インから等距離になるように保ち、環状回転体の前後に
   設けられたロール姿勢保持装置によってロール回転軸を
   パスセンターラインの回りに同方向に捻り傾斜させ圧延
   パスを形成し、入側のロール胴部によって管棒を把持し
   て管棒に回転と前進を与え、続いて各々のロールの円刃
   状突起部と歯車歯状突起部によって管棒に雄ねじ状に溝
   を切り込み、かつねじ山を切り刻み、形成された管棒の
   とげ頭部を出側のロール胴部で押しつぶすとげ付き管棒
   の製造法。