JPS5997724A - 内面溝付管の製造方法及びその装置 - 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】 本発明は伝熱管等の金属管の内面に軸方向又は螺旋状の
溝牽形成する為の方法及びその装置に係り、特に抽伸力
の低下を図り生産性を向上させて複雑な形状や深い溝を
形成することのできる内面溝付管の製造方法及びその装
置に関するものである。

一般に管内面に軸方向（管軸に平行な方向）の、又は螺
旋状の溝を有する金属管（以下内面溝付管という）を製
造する場合には、外径の大きい素付性を抽伸して縮径、
絞り加工しつつ、絞り加工された管の内面に軸方向又は
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、また厚内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、単に従来よりある抽伸技
術等を組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組合わせを探す必要
がある。

例えば第１図に示したように回転自在の溝付きプラグ１
に管２の内面をタップ３によって矢印ａの方向に衝撃的
に圧迫し、管の内面に溝付きプラグｌの突起４によって
溝を形成する方法に於いては、管２の進行によってプラ
グ１を保持する力は生じず、従っ゛ζプラグ１をフロー
ティングプラグとすることができないので長尺材の加工
が出来ず、生産性が悪く、小径薄肉材の加工が出来ない
等の難点がある。またタップ３の往復運動を用いるから
、加工速度が遅い。

また、第２図に示した例では、固定のダイス５とフロー
ティングプラグ６との間で縮径加工を施しつつフローテ
ィングプラグ６の後端に回転自在に取り付けた溝付きプ
ラグ８と固定のダイス、５のヘアリング部７との間で管
２を挟み込んで管の内面に′ａ９を施すように成してい
るが、この場合、固定のダイス５のベアリング部７と溝
付きプラグ８との間に管を挟み込んで溝加工を行うので
、ベアリング部７に於ける低抗力が極めて大きく、固□
定ダイス５のアプローチ面１０による絞り加工の抵抗力
と重合されて極めて大きな抽伸力Ｆ掛けないと縮径加工
を行うことが出来ず、その為発熱によって長尺材を安定
して加工することができないという難点があった。

一方、第３図に示したのは、アプローチ面１０とベアリ
ング面７′とを有する固定のダイス５と、上記アブ口」
チ面１０及びベアリング面７′に平行。アワ。註やヨ１
゜・及び、ア１，７グ面７・・を有するフローティング
プラグ６“との間で縮径加工を施した後、フローティン
グプラグ６１の後部に軸１１によって連結された□回転
自在の溝付きプラグ１２と該溝付きプ与グ１２の周りで
回転しつつその内径部に設けた不連袂の突起１３によ□
って縮径された管を圧迫し、名の内面を溝付きプラグ１
２に押圧して溝加工を施す如く成したものである。この
場合、第２図に示した例と同様にダイス５のアプローチ
面１０による抵抗力と□ベアリング面７゛、７″による
抵抗力に＝に一’ｙで大きな抽伸力をかけなければ管を
抽伸出来ないと共に□、不連続突起１３を管の外面に擦
り付けて管の圧□迫を行って溝加工をなｉものであるか
ら、不連続突起１３と管外周との摩擦力が大きく、その
為固定のダイス５及びフローティングプラグ６ｇによる
大きな抽伸力の上社更に不連続突起１３による抵抗□当
が加重される為、抽伸力が更に大ざくなり、厚肉材の加
工が出来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。

更に他□の例として第４図や第５図に示す様にベアリン
グ面７″、７″とアプローチ面１０，１０１を有する固
定のダイス５とフローティングプラグ６°との間で管２
を抽伸しつつ回転ボール１４や回転ローラ１５を固定ダ
イス５によって縮径された管に□圧接し、フローティン
グプラグ６′の後端に連結されん回転自在の溝付きプラ
グ１２に管を押し□当て、管内径め溝加工を施す様に成
□したものがあるが、これら何れの場合にも第３図に余
した例と同様にアプローチ面１０．１０′とベアリング
面７１．７″による（取分はヘアリング面による）縮径
加工時の抵抗力が大きく、これらが重合されル為め□、
厚肉材の加工や深い凹凸を形成することが□出来表いと
共に、固定のダイス５と溝付きプラグ１２との間の距離
が離れている為、固定のダイス５と回転□ローラ１５な
どとの間で薄肉材の場合、管に捩れ等が発生し加工安定
性が悪いという欠点がある。

従って本発明ば縮径加工時と内面溝加工時の両論工時に
於ける抵抗力を最低限にし得る様な製造方法を採用して
上記した様な従来の内面溝付管の製造方法に内在する欠
点や難点を悉く解消せんとなすものであり、フローティ
ングプラグとしてアプローチ面だけでベアリング面の無
いプラグを採用し、且つフローティングプラグに対向す
るダイスを回転させて抽伸力の低下を図る様に為した点
を要旨とする内面溝付管の製造方法及びその装置を提供
するものである。

続いて第６図以下の添付図面を参照して本発明を具体化
した実施例につき詳細に説明する。ここに第６図及び第
７図は本発明の一実施例である内面溝付管の製造方法の
実施に直接使用することのできる抽伸機構の二つの具体
例を示す側断面図である。

まず第６図に示した抽伸機構に於いては、回転ダイス２
０は機台２１に軸受２２．によって回転自在に支持され
たホルダ２３の内径部に固定されており、素材管２は該
回転ダイス２０で縮径化された後、縮径後の管２“とし
て力Ｆの抽伸力で力Ｆの方向に引き出される。回転ダイ
ス２０によって加工される素材管２内にはアプローチ面
２４のみを有しヘアリング面を有しないフローティング
プラグ２５が装着されている。従ってフローティングプ
ラグ２５のアプローチ面２４ば、回転ダイス２０のアプ
ローチ面２６と平行であり、この場合アプローチ面２４
の後端に当たる最小径ｄは縮径された管２′の縮径直後
の内径りより小さく決定されている。フローティングプ
ラグ２５はその中心軸上に軸２７を貫通状に有しており
、軸２７の後部には軸２７の後端の軸頭部２８と前記フ
ローティングプラグ２５の後端面２９との間にスラスト
軸受３０を介して溝付きプラグ３１が回転自在に軸支さ
れている。軸２７の先端部にはスラスト軸受３０のスペ
ア用のスラスト軸受３０’をナツト３２によって取り付
けておく。前記回転ダイス２０を有するホルダ２３の前
面には中空状のボス部３３が固着されており、該ボス部
３３の外周に設けたプーリ３４に巻き掛けた図示せぬベ
ルトによってボス部３３が回転ダイス２０とともに軸受
２２に支承されつつ回転する。　。

ボス部３３の前端面ば、回転ダイス２０のでブローチ面
へ９潤滑油の流入を容易とする為にテーパ面となず。ホ
ルダ２３の後面には、複数のブラケット３５が放射状に
！定されており、該ブラケット３５の先端に取り付けた
支軸３６には、該支軸３６を中心に揺動自在のスイング
アーム３７が夫々取り付けられている。スイングアーム
３７は、その前端部に転接ローラ３８を有すると共に、
その後端部に取付位置のｍ整を自在とした重錘３９を夫
々有している。スイングアーム３７が回転して揺動し、
その遠心力により重錘３９が外方向に移動した時、転接
ローラ３８が溝付きプラグ３１との間に縮径された管２
Ｉを把持する。溝付きプラグ３１の外周面には軸方向の
又は螺旋状の突起が形成されており、上記転接ローラ３
８の押し付けにより管２゛が溝付きプラグ３１に押し付
けられてその内面に突起に沿った方向の溝が形成される
。

ボス部３３の前端を譚う様に固定されたカバー４０はボ
ス部３３からオーバーフローする潤滑油を回収する為の
もので、潤滑油はカバー４０の前々゛に設けたＷＡ滑油
供給装置４１から素材管２の外周に供給される。

尚、図に示した様にフローティングプラグ２５と竺付き
プラグ３１とは近接して取り付けることが望ましい。ま
たフローティングプラグの前後に図に示した様な溝付き
プラグを夫々スラスト軸受を介して設け、一方の溝付き
プ？グが損傷した場合にフローティングプラグの向きを
変えてそのまま反対側のフローティングプラグを使用す
ることができる様に為すことも可能である。

上記した抽伸機構を用いて管の内面溝を加工する為には
回転ダイス２０を高速回転させつつ管内部にフローティ
ングプラグ２５を装着した状態で管を抽伸力Ｆの方向に
抽伸し、回−転ダイス２０のベアリング面のみで管の外
径を規制しつつ縮径絞り加工を行い、回転ダイス２０を
出た直後でフローティングプラグ２５の後端に取り付け
た溝付きプラグ３１の外周面に形成した軸方向又は螺旋
状の突起に縮径された管２１の内面を圧接して溝付きプ
ラグの外周突起に沿った溝を管内面に付与しつつ管を矢
印Ｆの方向に抽伸することにより抽伸後の管内面に溝を
形成するものである。管２°の溝付きプラグ３１への圧
接は回転ダイス２０の回転により重錘３９に遠心力が作
用して重錘３９が開く方向にスイングアーム３７が支軸
３６を中心に回動しスイングアーム先端に設けた転接ロ
ーラ３８が管２゛の外周に押し付けられつつ転動し、管
２“を内側の溝付きプラグ３１の外周に圧迫することに
よって達成される。上記抽伸溝加工の際に縮径化される
管は、フローティングプラグ２５にベアリング部が無く
フローティングプラグ２５のベアリング部と、回転ダイ
ス２０との間での引抜き抵抗力が生じないごとから抽伸
力Ｆが著しく低下し、しかも溝加工時には転接ローラ３
８が転動しつつ管２ｇを内側へ圧迫する為、転接ローラ
３８と管２“との間の摩擦力が著しく低下し、抽伸力Ｆ
が極めて低い値に設定される。かかる転接ローラ３８の
圧迫力を調整するには、回転ダイス２０の回転数や重錘
３９．の重さ、さらには重錘３９のスイングアーム上で
の取り付は位置、転接ローラ３８と支軸３６の距離を調
整する。また、管内面の部分的な箇所に内面溝を付与し
ない方が良い場合には、上記抽伸操作中にダイス２０の
回転を停止させ、転接ローラ３８による圧迫力を解除さ
せれば、所々溝の無い溝付管を製造することが可能であ
る・また・溝付きプラグの突起が蝮竺状である場合、回
転ダイス２０の回転方向は抽伸時の溝付きプラグ３１が
回転する方向に対して対向する方向にすれば材料の捩れ
が生じにくい。更に回転ダイス２０と転接ローラ３８の
間の距離を出来るだけ短くする事により両者間の捩れが
出にくくなり、薄肉材の加工が容易となる。更にまた、
ボス部３３ば回転ダイス２０が高速で回転する為、回転
ダイス２０への潤滑油の供給が風圧で勢げられるのを防
止し、潤滑油がこのボス部３３と管との間に急激に引き
込まれる際に生ずる圧力によ本発明に用いる抽伸機構は
上記した第６図のものに限らず、例えば第７図に示した
様な転接ボール４２を転接ローラ３８の代わりに用いる
ことによって達成することも可能である。この場合、回
転ダイス２０“の後端には突出部４２が形成され、該突
出部４２とネジ部４３１において螺着し合うホルダ４３
の内面のテーパ部４４と前記突出部４２の内面□のテー
パ部４５との間に転接ボール４２を挟着し、転接ボール
４２が縮径化された管２“の外径に圧接されて転動する
ことにより管２“が圧迫され、そめ内面に溝付きプラグ
３１によって溝が形成されるものである。４６はホルダ
４３の突起４２に対する相対回転を防止して□、両者の
離脱を防止する為の係合片である。従ってこの機構では
転接ボール４２の圧迫力を運転沖に自動的に調整するこ
とはできないが、回転ダイス２０’と共に回転するホル
ダ２３′の後端に取り付けた支軸３６゛を中心として揺
動自在のスイングアーム３７“を支軸３６“に取り付け
、その後端に重錘３９“を取り付番ノると共に、その前
端部４７をボルダ４３の背面に当接させ、回転ダイス２
０”の回転に伴う重錘３９′の遠心力によってスイング
アーム３７′の先端４７でホルダ４３を前方に押ず様に
ずれば回転ダイス２０１の回転数に応じてテーバ面４２
．４５の楔作用を利用して転接ボール４２の圧迫力を自
動的に調整することが可能である。この場谷、突起４２
とホルダ４３　との係合部は摺動自在となし、例えばス
プライン嵌合等によって係合させておくことが望ましい
。

本発明は以上述べた如く、管内面に軸方向又は螺旋状の
溝を形成した内面溝付管の製造方法において、回転ダイ
スと、ヘアリング面を有しないフローティングプラグと
の間に管を通して回転ダイスのアプローチ面、ベアリン
グ面及びフローティングプラグのアプローチ面によって
省に縮径加工を施し、続いて管外周面に軸方向又は螺旋
状の複数の突起を有する溝イ」プラグに管の内面を圧接
して上記溝（＝Ｊプラグの外周突起に沿った溝を管内面
にイ電ｊ与しつつ管を連続的に抽伸することを特徴とす
る内面溝（ｑ管の製造方法及び、管内面に軸方向又は螺
旋状の溝を形成した内面溝イ」管を製造する装置におい
て、機台に回転自在に支承された回転ダイスと、上記回
転ダイスに引き込まれる管の内側に装着され、そのアプ
ローチ面と回転ダイスとの間で管に縮径加工を施すベア
リング面を有しないフローティングプラグと、上記フロ
ーティングプラグに取り付けＴ軸にスラスト軸受を介し
て回転自在に取りイ」けられ、た溝付きプラグであって
、その外周に軸方向まだは螺旋状の複数の突起を有する
溝付きプラグと、上記回転ダイスの後部に取り付けられ
、回転ダイスによる縮径加工後の管の外周に転接しつつ
回転し管を圧迫して管の内面を上記溝付プラグの外周に
圧接する転接圧迫装置とを有してなることを特徴とする
内面溝付管の製造装置であるから、従来の内面溝付管の
製造工程に於ける様な外径規制用のダイスと内径規制用
のプラグのベアリング部に於ける引き抜き摩擦抵抗が皆
無となり、必要な抽伸力が一挙に低下すると共に、ダイ
ス側を回転させ、且つ溝加工用のダイスを管の外周に沿
って転動するローラやボール等の抵抗力が極めて低いも
のを採用したので縮径加工と溝加工とで重合される抵抗
力が著しく低下し、その分厚肉材の加工や捩れの生じや
すい薄肉材の加工にも高い生産性の下に適用可能で、し
かも溝の形状を複雑化したり、または深くすることも容
易で工程中の発熱の心配も無く、長尺材の内面溝加工に
極めて有利な方法及びその装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は従来の内面溝付管の製造工程を示ず
抽伸機構の側断面図、第６図及び第７図は本発明の一実
施例である内面溝付管の製造方法の実施に直接使用する
抽伸機構の二つの□具体例を示す側断面図である。 （符号の説明） ２・・・管　　　　　　　　９・・・溝２０．２０　　
’・・・回転ダイス　２４・・・アプローチ面２５・・
・フローティングプラグ ２７・・・軸　　　　　　　３０スラスト軸受３１・・
・溝伺きプラグ　　３８．４’２・・・転接圧迫装置出
願人　　株式会社　神戸製鋼所 代理人　　弁理士　　本庄　武男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管内面に軸方向又は螺旋状の溝を形成した内面溝付
   管の製造方法において、回転ダイスと、ベアリング面を
   有しないフローティングプラグとの間に管を通して回転
   ダイス♀アプローチ面、ベアリング面及びフローティン
   グプラグのアプローチ面によって、管に縮径加工を施し
   、続いて管外１司面に軸方向又は螺旋状の複弊の突起を
   有する褥付プラグに管の内面を圧接して上記溝付プラグ
   の外周突起に沿った溝を管内面に付与しつつ管を連続。 的に抽伸することを特徴とする内面溝付管の製造方法。 ２、管内面に軸方向又は螺旋状の溝を形成した内面溝付
   管を製造する装置において、機台に回転自在に支承され
   た回転ダイスと、上記回転ダイスに引き込まれる管の内
   側に装着され、そのアプローチ面と回転ダイスとの間で
   管に縮径加工を施すベアリング面を有しないフローティ
   ングプラグと、上記フローティングプラグに取り付けた
   軸にスラスｉ・軸受を介して回転自在に取り付けられた
   溝付きプラク１であって、その外周に軸方向または螺旋
   状の複数の突起を有する溝付きプラグと、上記回転ダイ
   スの後部に取り付けられ、回転ダイスによる縮径加工後
   の管の外周に転接しつつ回転し管を圧迫して管の内面を
   上記溝付プラグの外周に圧接する転接圧迫装置とを有し
   てなることを特徴とする内面溝付管の製造装置。