JPS59209430A - 螺旋溝付管の製造方法 - 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】 この発明は、伝熱管等の金属管の内面に螺旋状の溝を形
成する為の方法であり、特に生産性の向−ト、及び深溝
の形成等を企図したＩｌ！ｌｌｌ旋溝付管の製溝付管に
関するものである。

一般に、内面溝付管をＮ造する場合には、外径の大きい
素管を抽伸して縮径、絞り加工しつつ、絞り加工された
管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、この様な方法では絞り加工による抵抗力と溝加工に
よる抵抗力とが重合され、極めて高い抽伸力を要する為
に発熱が大きく、また厚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欠点があった。

これはかかる内面溝付管の製造工程においては、縮径溝
付加工に於ける抵抗力と内面溝加工に於ける抵抗力とが
上記したように重合され、一般の縮径のみを目的とする
抽伸加工等と比べて著しく大きな抵抗力が生じる為で、
虫に従来よりある抽伸技術等を絹合わせただけでは抵抗
力の低下を図ることができず、抽伸力の最も低下する最
適の糾合わせを探す必要がある。

例えば、第１図に示したのはアプローチ面１゜０とベア
リング面１０１とを有する固定のダイス１０２と、１−
記アプローチ面１００及びヘアリング面１０１に平行の
アプローチ面１０３及びヘアリング面１０４を有するフ
ロルティングプラグ１０５との間で管に縮径加工を施し
た後、フローティングプラグ１０５の後部に軸１０６に
よって回転自在に連結された溝付きプラグ１０７と、該
溝（＝Ｊきプラグ１０７の周りで回転しつつその内１条
部に設６Ｊた不連続の突起１０８によって縮径された管
を圧迫し、その内面を溝付きプラグ１０７の外周の螺旋
溝に押圧して溝加工を施す如くなしたものである。

この場合、ダイス１０２のアプローチ面１００及びフロ
ーティングプラグ１０５側のアプローチ面１０３による
抵抗力と、ベアリング面１０１及び１０４による抵抗力
とによって大きな抽伸力をカー＆−１なり、Ｉれば管を
抽伸出来ないと共に、不連続突起１０８を管の外面に擦
り（ｔ　＆Ｊて管の圧迫を行って溝加工をなすものであ
るから、不連続突起１０８と管外周との摩擦力が大きく
、その為固定のダイス１０２及びフローティングプラグ
１０５による大きな抽伸力の上に更に不連続突起１０８
による抵抗力が加重される為、抽伸力が更に大きくなり
、厚肉材の加工ができず複雑な形状や深い凹凸を有する
溝加工を為すことが出来ない。

又、発熱の為に安定して長尺材を加工出来ないという欠
点もある。

更に、従来の螺旋溝付管の製造装置にあっては、上記の
ように外周面に螺旋状の溝や突起を形成した溝付きプラ
グ１０７を用い、これに管を圧接してその内面に螺旋溝
を刻設するものであるために、管軸方向の抽伸力として
は溝に平行な加こ［力と溝に直角な摩擦力の合成された
ものが必要となり、管軸に平行な所謂ストレート溝を刻
設する場合と比較すると大きい抽伸力を要することとな
り、深溝加工や薄肉材の加工が困難となり、又発熱も著
しい。

しかし螺旋溝付管はストレー１−溝イ」管と比べて伝熱
性能が良好で、上記のような不゛都合のない螺旋溝付管
の製造方法の開発が望まれる。

本発明は上述のような点に鑑みてなされたもので、その
要旨とする処が金属管の内面に螺旋状の溝を形成する方
法において、金属管の内面に管軸に平行なストレート溝
を形成する工程と、上記ストレート溝付管を加熱して軟
化させる工程と、更に軟化したストレート溝付管を管軸
のまわりに捻回しつつ巻き取る工程とを有してなる点に
ある螺旋溝付管の製造方法、及び上記方法においてスト
レート溝付管の軟化工程と捻回巻取り工程との間に捻回
域を規制する工程を介在させた点を要旨とする螺旋溝付
管の製造方法を提供するものである続いて第２図以下の
添付図面を参照して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２図は本発明の
一実施例に係る製造方法の実施に直接使用することので
きる螺旋溝イ１管の製造装置全体の工程図、第３図は捻
回域規制手段の一例を示す側断面図、第４図（ａ）及び
（１））は、それぞれストレート溝付管及び螺旋溝イ１
管の内部構造を示す側断面図、第５図及び第６図はそれ
ぞれ同実施例に用いることのできる捻回域規制手段の変
形例を示す側面図である。

第２図において、長尺金属管１は、フローティングプラ
グ２と、そのまわりのダイス３との間でしごかれて抽伸
（減肉縮径）加工を受りる。ダイス３は固定式でもまた
管軸のまわりに回転する回転スピニング式テモよい。

上記フローティングプラグ２の後方（矢印４で示す抽伸
方向）には、該フローティングプラグ２に連結棒７によ
って取り付けられた溝付きプラグ５が設けられており、
該溝付きプラグ５の外表面には管軸に平行な方向の溝又
は突起６が刻設され溝付きプラグ５は、金属管１内で回
転しうるように軸受８及び９を介して連結棒７に取り付
けられており、軸受８及び９はいずれが一方のみであっ
てもよく、要するにフローティングプラグ２に対して溝
付きプラグ５が回転可能であればよい。

上記溝付きプラグ５の外周に対向°して圧迫装置１０が
設けられ、圧迫装置１ｏは管Ｉを矢印Ｐで示す如く、溝
付きプラグ５の外周に圧接させ、管１の内面に管軸に平
行なストレート溝を刻設さけ・る圧迫素子１１を有して
構成されている。

圧迫素子１１は固定のダイス、回転ダイス、その他回転
自在のボールやローラ等の転圧装置等によって構成する
ことができ、図示ゼぬ油圧手段等によって任意のタイミ
ングで開閉し得るように構成する。

ダイス３を出た管１′の外径りは、ストレート溝をイ１
与されたス１−レート溝付管１２の外径ｄ。

よりもやや大きく、］−記圧迫装置１０は管１′に若干
の縮径を生じさせる。

ト記ストレート溝付管１２には第４図（ａ）に示す如く
、その内面に管軸に平行な直線状のス１−レート溝Ｉ３
が多数管軸方向に連続して刻設される。

続いて溝付き加工されたストレート溝付管１２ば、例え
ば中周波又は低周波等による誘導加熱装Ｐ？（軟化装置
）１４内に引導され、ここで急速加熱をうけ軟化する。

加熱速度や加熱温度、加熱時間等の条件ばストレート溝
付管１２の走行速度、直径、肉厚、所望軟化率（軟化前
後の管の硬度の比率）等により予め設定された範囲内で
適宜設定される。つまりストレート溝付管１２が硬質状
態（＋４材）にあるのを軟化しｔハーフ硬質（Ｖ２Ｈ材
）にする、あるいはハーフ硬質管を軟化してクォーター
硬質管（ＡＨ材）にする、など各種の状況に応じて最適
条件が採用される。

軟化されたストレート溝付管５４は、その後冷却手段（
図示せず）により常温又は温間（５０℃〜２００℃）に
冷却され、あるいは軟化温度があまり高くない場合はそ
のままの状態で（特に冷却をうりぬまま）、捻回域規制
手段１５＆こ導入される。

捻回域規制手段１５は、その後の捻回巻取りで捻回中の
管１６が巻取装Ｗ１７の巻取軸１８の周りに捻回されつ
つ順次巻回されていく過程で管１６の捻りが捻回域規制
手段１５よりも軟化装置１４の方向へ伝播するのを規制
する役目を持つ。

第３図は捻回域規制手段の一例としてダイス１９を採用
したものを示し、軟化されたストレート溝付管１２′の
径ｄ、がダイス６中で空引き抽伸をうりてｆＪ　ｄ　、
に縮径（ｄｌ＞ｄ２＞されている状況を示す。この場合
は大きな加工率をかけて硬度を向干させるのが目的でな
く、溝付加工された管外面の微小凹凸の修正（平滑化）
と、後記の捻回巻取による管Ｉ６の旋回がダイス１９よ
り前の簀１２′に及ばぬように管を固持しつつ捻回域の
範囲を規制することを主目的としている。ダイス１９は
固定ユニッＩ・２０にテーパ状に把持されており、作業
中は固定状態にある。

ダイス１９の後半部ば、旋回する管１６が傷つかぬよ・
うに、また旋回が円滑に行われるように特に平滑に仕１
−げられ、且つ、出口方向にテーパ状に開１”］　して
いるリリース面２１を形成している。

ダイスＩ９での管の加工率は２〜３０％が望ましい。ま
た、捻回中の管１６の旋回半角αは５〜６０度の範囲が
理想的である。

第５図はダイス６のかわりにフリクションロール２２を
用いた他の一例である。軟化されたストレート溝付管１
６はフリクションロール２２の周囲に１〜１０回巻回さ
れて、次の捻回巻取工程へ引導される。巻回された管と
フリクションロール２２の表面との間の圧締力（摩擦力
）を利用して軟化中の簀１６のテンション制御が行われ
る。従ってこの場合はフリクションロール２２はモータ
（図示せず）等により駆動されるが、回転数等の条件は
簀１６のテンション状況を検出した結果を参考にして、
制御系でコントロールされる。

フリクションロール２２を前記のように駆動系とする時
はその役目は上記テンション制御と捻回域（Ｉ−の範囲
）の規制とが主である。ロールを従動系とすることも勿
論可能で、この場合は主目的は捻回域りの規制だけとな
る。

第６図は他の一例で、フリクションロール２２とダイス
１９′とを組合せた場合である。フリクションロール２
２は駆動系でも従動系でも構わないが、ダイス１９′は
この場合、管１６に抽伸加工を施さず、管１６の径ｄ、
よりやや大きい穴径を有している。

従ってクイズ１９′は捻回中の管の旋回の大きさの影響
をフリクションロール２２での巻回に及はさぬよう機能
している。

尚、もし管５６の表面に相当の平滑性が要求される場合
は、ダイス６ば前記第３図の場合のように管にダイス６
中で多少の抽伸加工率を与える構造（穴径）としても構
わない。

第２図にもどり、捻回域規制手段１５を出た管は、そこ
から巻取装置１７の巻取軸１８までの間（捻回域）で捻
回加工をうける。

管１６の旋回は、管１６を巻取軸１８の軸方向に沿って
順次コイル状に巻きつけていくことにより巻取軸１８　
Ｉ＝での巻き付は位置が軸方向に往復移動すること、及
び、巻取装置１７自体が基台（ヘ−ス）２４に連接棒２
５を介して取り付けられており、連接棒２５と巻取装置
１７とが一体的に固定されており、ベース１に対して連
接棒２５及びこれと一体の巻取装置１７が予め設定され
た回転速度で回転駆動される構造になっていることによ
り先住する。巻取軸１８ばモータ等の駆動系２゜６によ
り回転駆動される。

巻取装置１７の旋回及びこれに伴・う溝付管１６の旋回
により溝付管１６がその管軸のまわりに捻回加工される
が、そのねじれ角度の大きさは、主として巻取軸１８に
よる巻取速度■１と連接棒２５の回転に基く管の回転周
速度■２とを適宜組合せることで選択される。

また、管１６の調質（硬さ）の程度により、若干のスプ
リングバックが起り、事後管をルーズコイル化した場合
に若干ねじれ角に変化がおころごとがあるが、これは予
め実験により把握することが充分可能で、硬質に近い管
を処理する場合は、このようなスプリングバック率が見
込んだ捻回条件（捻回速度など）を設定すれば問題ない
。

完全軟質に近い管はどスプリングバックは考慮しなくて
よい。

例えは、第１表はその一例で、巻取軸１８に巻取られた
状態では、０度（軟質）；１度（ｌ／４Ｈ管）だけ多く
捩れ角を有しておればルーズ化した時に、管は所望の捩
れ角を有することになる。

第１図に示した従来の螺旋溝付管の製造方法の場合、溝
付加工と螺旋化を同時に行うものであるから、γ（材料
の変形抵抗が多大となり、高速で抽伸すると、薄肉管は
ど断管する危険が増大する。

この点本発明では溝加工は、ストレートの溝付のみであ
るから管が順次、溝付プラグ５における溝加工が極めて
スムースに行われる。

即ち溝加工時の大きな抵抗がないので、この溝付部分で
の高速加工が可能となる。

次の急速加熱も管が極めて大径でない限り、現状使用さ
れている低周波誘導式急速加熱装置の能力で、管走行ス
ピードに充分対応できるので問題はない。

捻回域規制手段１５での、管走行速度に悪影響する要因
は特になく、所望の速度で螺旋溝付管が製造可能である
ので製造速度の高速化が可能である。

巻取装置１７は、従来の通富抽伸で用いられている周知
の装置を用いることが可能で、性能的に特に問題はない
。

本発明は以上述べた如く、金属管の内面に螺旋状の溝を
形成する方法において、金属管の内面に管軸に平行なス
トレート溝を形成する工程と、ト記ストレート溝付管を
加熱して軟化させる工程と、更に軟化したストレー１−
溝付管を管軸のまわりに捻回しつつ巻き取る工程とを有
してなることを特徴とする螺旋溝付管の製造方法である
から、従来の螺旋溝付管の製造方法のように、螺旋溝又
は、突起を外周に有する溝付きプラグで一挙に螺旋溝を
刻設するものではなく、まずストレート溝を形成した後
、管全体を管軸のまわりに旋回させるものであるから、
溝加工の抵抗が小さく、薄肉管についても容易に溝加工
でき、同じ理由から、深溝の加工や高速加工が可能とな
り、発熱の問題も解消されるものである。

またス１−レート溝付管の軟化工程と捻回巻取工程との
間に捻回域規制手段を設けた場合には、管の捻回による
影響が前工程に及ぶことなく、溝付加−］二が安定して
行われるものである。。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の螺旋溝付管の製造方法に使用する装置の
側断面図、第２図は本発明の一実施例に係る製造方法の
実施に直接使用することのできる製造装置全体の工程図
、第３図は捻回域規制手段の一例を示ず側断面図、第４
図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれストレー１〜溝付管及
び螺旋溝付管の内部構造を示ず側断面図、第５図及び第
６図はそれぞれ同実施例に用いることのできる捻回＠規
制手段の変形例を示す側面図である。 （符号の説明） １・・・金属管　　　　２・・・フローティングプラグ
３・・・ダイス　　　　５・・・溝イ」きプラグ６・・
・溝又は突起　１０・・・圧迫装置１２．１２’・・・
ストレー１へ溝付管１３・・・ストレー１・溝 １４・・・軟化装置　　１５・・・捻回域規制装置１６
・・・螺旋溝付管　１７・・・巻取装置。 出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人　　弁理士　本庄武男 第３図 第４図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第５図 ２２ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属管の内面に螺旋状の溝を形成する方法において
   、金属管の内面に管軸に平行なストレー１〜溝を形成す
   る工程と、ト記ストレー１〜溝付管を加熱して軟化させ
   る工程と、更に軟化したストレート溝付管を管軸のまわ
   りに捻回しつつ巻き取る工程とを有してなることを特徴
   とする！！Ｉ旋溝旋管付管造方法。 ２、金属管の内面に螺旋状の溝を形成する方法において
   、金属管の内面に管軸に平行なストレート溝を形成する
   工程と、上記ストレート溝付管を加熱して軟化させる工
   程と、更に軟化したストレーｌ−溝イ］管を捻回規制手
   段を通過させた後に管軸のまわりに捻回しつつ巻き取る
   工程とを有してなることを特徴とする螺旋溝付管の製造
   方法。