JPH1099913A - 金属管内外面加工装置 - Google Patents

金属管内外面加工装置

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JPH1099913A
JPH1099913A JP20055897A JP20055897A JPH1099913A JP H1099913 A JPH1099913 A JP H1099913A JP 20055897 A JP20055897 A JP 20055897A JP 20055897 A JP20055897 A JP 20055897A JP H1099913 A JPH1099913 A JP H1099913A
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mandrel
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rotating body
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豊 斎藤
Shoichi Yoshiki
尚一 吉木
Tsuneo Haba
恒夫 羽場
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンドレルの回転不良を防止して、加工不良
を防ぎ、加工精度の向上が図れる金属管内外面加工装置
を提供する。 【解決手段】 金属管をその軸方向に移動させて、先
ず、金属管の外周面をダイとフローティングプラグ30
により縮径した後に、金属管の外周面を金属管内に挿入
されたマンドレル38に押圧することにより、金属管の
内周面に螺旋溝を形成する加工装置において、フローテ
ィングプラグ30は大径部32および大径部32の後方
に同軸に形成されたロッド部36を備えており、このロ
ッド部36の後端には、マンドレル38および同極が互
いに向かい合うような筒状の一対の磁石42,44が順
次配置され、さらに、一対の磁石42,44およびマン
ドレル38を貫通してロッド部36にねじ込まれたボル
ト48により、マンドレル38および一対の磁石42,
44はロッド部36に相対回転自在に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属管の内面ある
いは内外面に所望の加工を施すための金属管内外面加工
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、熱交換器等に使用される金属製
伝熱管においては、熱交換効率を向上させる目的で、金
属管の内面(あるいは外面)に螺旋状の溝などを形成する
ことがある。
【0003】このように金属管の内外面に螺旋溝等を形
成する場合、従来では一般に転造装置を用い、金属管を
回転させつつその外面あるいは内面に加工する方法が採
られていたが、この加工方法では、金属管を回転させる
制約から長尺品の加工ができないという欠点があった。
【0004】そこでこの問題を解決するため、最近で
は、以下のような構成からなる加工装置が開発されてい
る。 後方に引かれる金属管を絞り加工するための引抜孔
を有するダイス、 このダイスの後方において、金属管の外周面沿って
配列され、金属管の外周面に沿って転動可能とされた複
数のボール、 これらボールが収納される円環状の収納空間を有
し、各ボールを金属管の外周面に圧接させるとともに、
各ボールの後端に当接して後方への移動を阻止する支持
体、 この支持体を金属管の軸線を中心として回転させ、
これにより各回転体を金属管の外周面に沿って転がす駆
動体、 前記ダイスの引抜孔と対応する位置で、金属管の内
部に支持されたフローティングプラグ、 このフローティングプラグの後端に回転自在に連結
され、前記各ボールと対応する位置で、金属管の内部に
支持されたマンドレル。
【0005】この装置では、例えば金属管の内面に螺旋
溝を形成する場合、前記マンドレルの外周面に螺旋溝を
形成しておく。そして、駆動体を回転させるとともに、
金属管を後方に引き抜くことにより、まずダイスにより
金属管を所定径まで絞り、次いで、金属管の外周を圧縮
しつつ転がるボールによって金属管の内面をマンドレル
の外周面に圧接し、金属管の内面に螺旋溝を転造する。
【0006】この装置によれば、金属管を回転させるこ
となしに、金属管の内面あるいは外面に螺旋溝等を形成
することができ、長尺品の加工が容易である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の加工装
置ではしばしば転造不良が生じる問題があり、部分的に
螺旋溝等の形成が不完全になったり、金属管の肉厚が不
均一になる、あるいは金属管の表面に傷が付いて美観を
損ねる等の支障が生じることがある。この問題は、特に
金属管の引き抜き速度を高めた場合に顕著であり、加工
能率および生産性を高めるうえで大きな障害になってい
た。
【0008】本発明者らはこの問題を詳細に検討し、そ
の原因は金属管の外周面におけるボールの滑りによるも
のであることを見出だした。このような滑りが生じる
と、ボールの表面と金属管とが摩擦し、金属管が十分に
圧縮されず転造不良が生じ、また金属管の表面にも傷を
付けるのである。
【0009】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、上記ボール等の回転体の滑りを防止し、加工不良や
金属管の外観不良を防ぎ、加工速度の向上が図れる金属
管内外面加工装置を提供することを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の金属管内外面加工装置は、後方に引かれる
金属管を絞り加工するための引抜孔を有するダイスと、
このダイスの後方において、前記金属管の外周面に沿っ
て円環状に配列された複数の回転体と、これら円環状に
配置された複数の回転体の外側に各回転体を前記外周面
に沿って周方向に転動可能に支持するように配置されか
つ前記金属管の軸線を中心として回転駆動されて、各回
転体を前記金属管の外周面に圧接させるとともに、各回
転体を金属管の外周面に沿って転がす外側支持体と、前
記ダイスの引抜孔と対応する位置で、前記金属管の内部
に支持されたフローティングプラグと、このフローティ
ングプラグの後端に回転自在に連結され各回転体と対応
する位置で、金属管の内部に支持されたマンドレルとを
具備する金属管内外面加工装置において、前記フローテ
ィングプラグの後端部には、後方につば部を有する軸部
材が同軸に突出しており、該軸部材には、円筒状の前記
マンドレルが挿通状態で支持されるとともに、該マンド
レルと前記つば部との間に、それぞれの同極が前記マン
ドレルの軸方向に向かい合うように筒状の一対の磁石が
相対回転自在に配置されていることを特徴とするもので
ある。また、前記フローティングプラグの前端面側か
ら、前記金属管の内周面と前記マンドレルとの間に潤滑
油を供給するための連通溝を備えていることを特徴とす
る。
【0011】上記構成の金属管内外面加工装置の作用と
しては、回転体の後方に配置された後側支持体が軸受手
段により回転自在とされているため、回転体が金属管の
外周面を転がるのにつれて、後側支持体も金属管の軸線
回りに回転する。
【0012】これにより、各回転体と後側支持体との摩
擦に起因する、各回転体の金属管外周面に対する転がり
抵抗の増大が防止でき、金属管の外周面に沿っての回転
体の滑りが防げる。したがって、滑りによる金属管の加
工不良や外観不良を防ぎ、その分、加工速度を向上する
ことが可能である。
【0013】
【発明の実施の形態】図1および図2は、本発明に係わ
る金属管内外面加工装置の一実施形態を示す構成図およ
び正面図である。なお、以下の説明では、図1における
左側を前方、右側を後方と称する。
【0014】図中符号1は軸線に沿って挿通孔1Aが形
成された駆動軸(駆動体)で、軸受手段(図示略)によって
軸線回りに回転可能かつ軸線方向移動不能に支持される
とともに、駆動機構(図示略)により軸線回りに回転され
るようになっている。
【0015】駆動軸1の前端には、円筒状の取付部材2
が複数のボルト4で同軸に固定されている。この取付部
材2の前端面には、いずれも円環状をなす後支持枠6、
外側リング8および前支持枠10が、複数のボルト12
および14により相互に固定されるとともに、取付部材
2に対し同軸に固定されている。
【0016】後支持枠6の内側には、円環状の押さえリ
ング16により、円環状のスラスト軸受(軸受手段)18
の一端が同軸に固定されている。このスラスト軸受18
の前端側には後側リング20が同軸に固定され、この後
側リング20の前面に当接して複数の球形をなす転造ボ
ール(回転体)22が環状に並んで配置されている。
【0017】外側リング8の内周には超硬合金製リング
(外側支持体)8Aが固定され、この超硬合金製リング8
Aにより前記各転造ボール22が外周から押さえ込まれ
ている。
【0018】さらに前支持枠10の内周部には、円環状
の前側リング24が同軸にはめ込まれ、この前側リング
24の内周には、前方に向けて開口径が広がるテーパ面
24Aが形成されている。また前側リング24の後面に
より、各転造ボール22が前方から押さえられている。
【0019】これにより、転造ボール22は、各リング
8A,20,24の中心孔に挿通される金属管Pの外周
面を圧迫変形させつつ、金属管Pの外面に沿って周方向
に転がるようになっている。その際、転造ボール22を
支える後側リング20は、スラスト軸受18に支持され
ているため、転造ボール22の公転につれてそれ自体も
回転する。
【0020】前支持枠10の前方には、給油ノズル26
が配置され、その噴射方向が前支持枠10の中心孔の内
部に向けられている。さらにこの給油ノズル26の前方
には駆動軸1に対して垂直にダイス28が配置され、駆
動軸1の軸線と対応する箇所に、前方に向けて拡径する
テーパ孔28Aが形成されている。そしてこのテーパ孔
28Aを通して金属管Pを後方に引き抜くことにより、
金属管Pは所定の外径まで縮径されるようになってい
る。
【0021】一方、金属管Pの内部には、ダイス28と
対応する位置に前端を合わせてフローティングプラグ3
0が挿入されている。このフローティングプラグ30
は、図3および図4に示すように、前端の大径部32、
後方に向け漸次細くなるテーパ部34、後端の細いロッ
ド部36が同軸に形成されたもので、前記テーパ部34
が、ダイス28により縮径されている金属管Pの内面に
当接し、常にダイス28内に保持される。
【0022】テーパ部34の内部には、大径部32の前
端面からロッド部36の外周面に通じる連通孔34Aが
形成されている。また、大径部32の前端面には連通孔
34Aを通る溝34Aが形成されている。ロッド部36
の後端には、円筒状のマンドレル38、一対の磁石4
2,44およびスラスト軸受46が順に同軸に配置さ
れ、これらの中心を貫通するボルト48によりそれぞれ
回転自在にロッド部36に取り付けられている。
【0023】マンドレル38の外周面には、金属管Pの
内面に螺旋溝Mを転造するための螺旋状の溝40が形成
されている。
【0024】磁石42,44はNd−Fe−B等の希土類
磁石で、互いに磁力線が逆向きとされ、軸方向に反発し
あって若干の間隔が空き、通常は各磁石42,44が相
対回転自在となって、スラスト軸受46の負荷を低減す
るようになっている。
【0025】上記構成からなる金属管内外面加工装置を
使用するには、まずダイス28、各転造ボール22の中
央、および駆動軸1を通して金属管Pを配置した後、駆
動機構により駆動軸1を回転する。また給油ノズル26
から潤滑油を金属管Pに吹き付ける。
【0026】この状態で金属管Pを後方に引き抜くと、
金属管Pはまずダイス28およびフローティングプラグ
30により絞られて所定外径に縮径されたうえ、さらに
金属管Pは外周を転がる複数の転造ボール22により圧
縮され、マンドレル38の螺旋溝40に圧接されて、内
面に螺旋溝Mが転造される。
【0027】その際、転造ボール22を支える後側リン
グ20は、スラスト軸受18により回転自在に支持され
ているため、転造ボール22が金属管Pの外周面に沿っ
て転がるのに合わせて、それ自体も回転する。これによ
り、後側リング20に相当するボール支持面が固定され
ていた従来品に比して、転造ボール22の転がり抵抗が
小さくなり、金属管Pの外周面における転造ボール22
の滑りを防止し、滑りによる転造不良を防いで加工精度
向上が図れる。
【0028】また、金属管P内に供給される潤滑油が、
フローティングプラグ30の連通溝32Aおよび連通孔
34Aを通じてマンドレル38に供給されるので、マン
ドレル38による転造およびマンドレル38の回転が円
滑に行なわれる利点も有する。
【0029】なお、本発明は上記各実施例のみに限られ
るものではなく、例えば、転造ボール22の代わりに、
ローラ状の回転体を用いた構成も可能である。この場合
には、これら回転体の外周面に溝や凹凸を形成しておく
ことにより、金属管Pの内周面だけでなく外周面にも、
あるいは外周面のみにも溝形成その他の加工を施すこと
ができる。
【0030】また、各部の形状は図示の例に限定される
ものではなく、必要に応じて適宜変更してよいし、他の
機構を付加してもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる金
属管内外面加工装置によれば、回転体の後方に配置され
た後側支持体が軸受手段により回転自在とされているた
め、回転体が金属管の外周面に沿って周方向へ転がるの
につれて、後側支持体も金属管の軸線回りに回転する。
【0032】この作用により、各回転体と後側支持体の
摩擦に起因する、各回転体の金属管外周面に対する転が
り抵抗の増大が防止でき、金属管の外周面で回転体が滑
ることが防げる。したがって、回転体の滑りによる金属
管の加工不良や摩擦傷等の外観不良が防止できるうえ、
その分、加工速度が向上でき、生産性向上が図れる利点
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる金属管内外面加工装置の一実
施形態を示す縦断面図である。
【図2】 同装置の正面図である。
【図3】 同装置のフローティングプラグおよびマンド
レルを示す一部破断した側面図である。
【図4】 同フローティングプラグおよびマンドレルを
示す正面図である。
【符号の説明】
1 駆動軸 1A 挿通孔 2 取付部材 6 後支持枠 8 外側リング 8A 超硬合金製リング(外側支持体) 10 前支持枠 18 スラスト軸受(軸受手段) 20 後側リング(後側支持体) 22 転造ボール(回転体) 24 前側リング 26 給油ノズル 28 第1のダイス(縮径機構) 30 フローティングプラグ 38 マンドレル 40 螺旋溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F28F 1/40 F28F 1/40 D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 後方に引かれる金属管を絞り加工するた
    めの引抜孔を有するダイスと、このダイスの後方におい
    て、前記金属管の外周面に沿って円環状に配列された複
    数の回転体と、これら円環状に配置された複数の回転体
    の外側に各回転体を前記外周面に沿って周方向に転動可
    能に支持するように配置されかつ前記金属管の軸線を中
    心として回転駆動されて、各回転体を前記金属管の外周
    面に圧接させるとともに、各回転体を金属管の外周面に
    沿って転がす外側支持体と、前記ダイスの引抜孔と対応
    する位置で、前記金属管の内部に支持されたフローティ
    ングプラグと、このフローティングプラグの後端に回転
    自在に連結され各回転体と対応する位置で、金属管の内
    部に支持されたマンドレルとを具備する金属管内外面加
    工装置において、 前記フローティングプラグの後端部には、後方につば部
    を有する軸部材が同軸に突出しており、該軸部材には、
    円筒状の前記マンドレルが挿通状態で支持されるととも
    に、該マンドレルと前記つば部との間に、それぞれの同
    極が前記マンドレルの軸方向に向かい合うように筒状の
    一対の磁石が相対回転自在に配置されていることを特徴
    とする金属管内外面加工装置。
  2. 【請求項2】 後方に引かれる金属管を絞り加工するた
    めの引抜孔を有するダイスと、このダイスの後方におい
    て、前記金属管の外周面に沿って円環状に配列された複
    数の回転体と、これら円環状に配置された複数の回転体
    の外側に各回転体を前記外周面に沿って周方向に転動可
    能に支持するように配置されかつ前記金属管の軸線を中
    心として回転駆動されて、各回転体を前記金属管の外周
    面に圧接させるとともに、各回転体を金属管の外周面に
    沿って転がす外側支持体と、前記ダイスの引抜孔と対応
    する位置で、前記金属管の内部に支持されたフローティ
    ングプラグと、このフローティングプラグの後端に回転
    自在に連結され各回転体と対応する位置で、金属管の内
    部に支持されたマンドレルとを具備する金属管内外面加
    工装置において、 前記フローティングプラグの前端面側から、前記金属管
    の内周面と前記マンドレルとの間に潤滑油を供給するた
    めの連通孔を備えていることを特徴とする金属管内外面
    加工装置。
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