JPS6239855Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は伝熱管等の金属管の内面に軸方向又は
螺旋状の溝を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
素材管を抽伸して縮径、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つた。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深
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の内面をタツプ３によつて矢印ａ
の方向へ衝撃的に圧迫し、管の内面に溝付きプラ
グ１の突起４によつて溝を形成する方法に於いて
は、管２の進行によつてプラグ１を保持する力は
生じず、従つてプラグ１をフローテイングプラグ
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。またタツプ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
とフローテイングプラグ６との間で縮径加工を施
しつつフローテイングプラグ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
ベアリング部７との間で管２を挟み込んで管の内
面に溝９を施す様に成しているが、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に於ける抵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、その為発熱によつ
て長尺材を安定して加工することができないとい
う難点があつた。

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、上記アプローチ面１０及びベアリング面７′
に平行のアプローチ面１０′及びベアリング面
７″を有するフローテイングプラグ６′との間で縮
径加工を施した後、フローテイングプラグ６′の
後部に軸１１によつて連結された回転自在の溝付
きプラグ１２と該溝付きプラグ１２の周りで回転
しつつその内径部に設けた不連続の突起１３に依
つて縮径された管を圧迫し、その内面を溝付きプ
ラグ１２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″による抵抗力によつて大きな抽伸
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
つて溝加工をなすものであるから、不連続突起１
３と管外周との摩擦力が大きくその為固定のダイ
ス５及びフローテイングプラグ６′による大きな
抽伸力の上に更に不連続突起１３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１０，１０′
を有する固定のダイス５とフローテイングプラグ
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に依つて縮径され
た管に圧接し、フローテイングプラグ６′の後端
に連結された回転自在の溝付きプラグ１２に管を
押し当て、管内径の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図に示した
例と同様にアプローチ面１０，１０′とベアリン
グ面７′，７″による（取分けベアリング面によ
る）縮径加工時の抵抗力が大きく、これらが重合
される為め、厚肉材の加工や深い凹凸溝を形成す
ることが出来ないと共に、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。

又、上記第２図乃至第５図に示したいずれの装
置においても、プラグ８又は１２に管２を押し付
ける力を変化させることは容易でなく、この押付
力を部分的に解除して所々内面溝の無い部分を設
けたい場合には、適用することができない。この
ような部分的に内面溝のない管は、ボイラ、熱交
換器等に用いる屈曲した水管などの場合に重要
で、水管を屈曲させる場合、屈曲部に内面溝があ
るとそこから亀裂を生じ、屈曲加工が困難であ
る。また、特に高温雰囲気下で使用する場合に
は、屈曲部で早期に腐食が進行する不都合が考え
られ、予め屈曲させる部分にのみ溝加工を除くよ
うにすることで、上記の様な不都合を除去するこ
とが可能である。

従つて本考案は縮径加工時と内面溝加工時の両
加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すると
共に、上記のような要望に沿わんとなすものであ
り、フローテイ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
ローテイ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すと共に、抽伸中に
フローテイングプラグへの管の押付力を変化させ
うるようになした点を要旨とする内面溝付管の製
造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考案
を具体化した実施例につき詳細に説明する。ここ
に第６図は本考案の一実施例である内面溝付管の
製造装置を示す側断面図である。

第６図に於いて、回転ダイス２０は機台２１に
軸受２２によつて回転自在に支持されたホルダ２
３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に依つて加工される素材管２内に
はアプローチ面２４のみを有しベアリング面を有
しないフローテイングプラグ２５が装着されてい
る。従つてフローテイングプラグ２５のアプロー
チ面２４は、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Ｄより小さく決定されている。フローテイ
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と前記フローテイングプラグ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２
７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によつて取り付け
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つてボス部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の前端面は、回転ダイス２０のアプ
ローチ面への潤滑油の流入を容易とする為にテー
パ面となす。また回転ダイス２０又はホルダ２３
にボス部３３の内部空間３３′と、後記する転接
ローラ３８側の空間３８′とを連通させる油通路
２０′を穿設しておく。ホルダ２３の後面には、
複数のブラケツト３５が放射状に固定されてお
り、該ブラケツト３５の先端に取り付けた支軸３
６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を回
転自在に有すると共にその後端部に取付位置の調
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′を把持し、管を溝付きプラグ３１の外周面に
押し付ける。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３８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つ
た方向の溝が形成される。

ボス部３３の前端を覆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の前方
に設けた潤滑油供給装置４１から管の外周に供給
される。

尚、図に示した様にフローテイングプラグ２５
と溝付きプラグ３１とは近接して取り付けること
が望ましく、またフローテイ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、一方の溝付きプラグが損傷した場
合にフローテイングプラグの向きを変えてそのま
ま反対側のフローテイングプラグを使用すること
ができる様にな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
部にフローテイングプラグ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２′の外径を規制しつつ縮
径絞り加工を行う。こうして回転ダイス２０を出
た直後でフローテイングプラグ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２′の内面を
圧接して溝付きプラグの外周突起に沿つた溝を管
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
の外周に圧接することによつて達成される。上記
抽伸溝加工の際に縮径化される管は、フローテイ
ングプラグ２５にベアリング部が無くフローテイ
ングプラグ２５のベアリング部と、回転ダイス２
０との間での引抜き抵抗力が生じないことから抽
伸力Ｆが著しく低下し、しかも溝加工時には転接
ローラ３８が転動しつつ管２′を内側へ押し付け
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の押圧力を調整する
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
り付け位置、転接ローラ３８と支軸３６の距離を
調整する。特に回転ダイスの回転数を変化させる
ことにより、抽伸途中において押圧力を変化させ
ることができる。従つて、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による押圧力を解除させれば、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螺旋状である場合、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は回転ダ
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妨げられるのを防止し、
潤滑油がこのボス部３３と管との間の空間３３′
に急激に引き込まれる際に生ずる圧力により潤滑
性を高めることができる。空間３３′に引き込ま
れた潤滑油はアプローチ面２６と管外周との間の
潤滑を行うと共に、油通路２０′を通つて空間３
８′に供給され転接ローラ３８部の潤滑及び冷却
を行う。

本考案は以上述べた如く、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
ローテイングプラグと、上記フローテイングプラ
グに取り付けた軸にスラスト軸受を介して回転自
在に取り付けられた溝付きプラグであつて、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ローラと、前記
回転ダイスを保持するホルダに揺動自在に取り付
けられ、一端に前記転接ローラを回転自在に有す
ると共に、他端に重錘を有し、回転ダイスの回転
数に応じて重錘に発生する遠心力によつて転接ロ
ーラを縮径後の管の外周に押圧する押圧力制御機
構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つ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である。また、伸付力制
御機構の採用により、抽伸加工途中において転接
ローラの管外面への押付力を変化又は解除しうる
ので、内面溝の深さ等を任意に、且つ連続的に変
化させたり、部分的に内面溝の無い内面溝付管を
簡単に製造することができるものである。

【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
程を示す抽伸機構の側断面図、第６図は本考案の
一実施例である内面溝付管の製造装置の側断面図
である。 符号の説明、２……管、９……溝、２０，２
０′……回転ダイス、２４……アプローチ面、２
５……フローテイングプラグ、２７……軸、３０
……スラスト軸受、３１……溝付きプラグ、３７
……スイングアーム、３８，４２……転接圧迫装
置、３９……重錘。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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イングプラグと、上
   記フローテイングプラグに取り付けた軸にスラス
   ト軸受を介して回転自在に取り付けられた溝付き
   プラグであつて、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
   る転接ローラと、前記回転ダイスを保持するホル
   ダに揺動自在に取り付けられ、一端に前記転接ロ
   ーラを回転自在に有すると共に、他端に重錘を有
   し、回転ダイスの回転数に応じて重錘に発生する
   遠心力によつて転接ローラを縮径後の管の外周に
   押圧する押圧力制御機構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。