JPH0154123B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属管の内面に凹凸あるいはラセ
ン状の溝を付与するようにした金属管の内面加工
装置に関する。

例えば、熱交換器に使用される金属管（銅管、
アルミニウム管等）には、熱伝達性を向上させる
ために、外面だけでなく内面にも凹凸あるいはラ
セン状の溝等が形成されたものがある。

ところで従来、金属管の内面に凹凸あるいはラ
セン状の溝を形成する場合には、例えば引き抜き
によつて金属管をその軸線方向に送りながら、金
属管の内部に外部から挿入されたプラグに、金属
管を介して外面圧延用部材であるダイスを圧接さ
せることにより行われていた。しかし、このよう
な加工方法にあつては、金属管がフローする際、
金属管とダイスとの管に極めて大きな摩擦抵抗力
が生じ、このため引き抜きを相当強い力で行わな
ければならなかつた。従つて、例えばより大きな
加工を加えたりあるいは加工速度を上げたりする
場合には、それに応じてより強い力で金属管を引
き抜かなければならないが、このようにすると金
属管が破損するおそれがあり、従つてある限度に
おいて、より大きな加工を加えたりあるいは加工
速度を上げたりすることはできなかつた。また、
前記プラグはマンドレルを介して金属管の外部に
支持されているため、所定長以上の金属管の加工
をすることができないという欠点があつた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
金属管を破損することなく加工度を大きくした
り、加工速度を上げて生産性を上げたりすること
ができ、また長尺品でも加工することができる金
属管の内面加工装置を提供することを目的とする
ものである。

以下、この発明の一実施例について第１図およ
び第２図を参照して説明する。この装置は金属管
１を圧延する金属管引抜機２と、この金属管引抜
機２の後段に配置され、かつ金属管引抜機２によ
つて加工された金属管１の内面に所定の形状を付
与する金属管内面加工機３と、この金属管内面加
工機３の後段に配置され、かつ金属管１をその軸
線方向に移送させる金属管移送機構（図示せず、
従来例の引き抜きに相当する）とからなつてい
る。

まず、金属管引抜機２について説明する。２１
はダイスで、枠体（図示せず）に固定的に取り付
けられている。このダイス２１の中央には金属管
１が貫通配置される。また、金属管１の内部でダ
イス２１と対応する位置には、引抜用プラグ２２
が浮遊的に配置されている。

次に、金属管内面加工機３について説明する。

３１は中空円筒状の圧延ロール支持体で、枠体
（図示せず）に回転自在に支持されているととも
に、駆動機構（図示せず）により第２図中矢印方
向に回転されるようになされている。この圧延ロ
ール支持体３１の中心には金属管１が貫通配置さ
れる。また、圧延ロール支持体３１の内方で金属
管１の外側には、圧延ロール支持体３１の内周面
と離間して金属管１の軸線に対して所定角度傾斜
され、かつ金属管１に圧接されるようになされた
複数の例えば３個の圧延ロール３２がアーム３３
を介してそれぞれ回転自在に軸支されている。一
方、金属管１の内部で圧延ロール３２と対応する
位置には、内面加工用プラグ３４が浮遊的に配置
されている。この内面加工プラグ３４は前記引抜
用プラグ２２にロツド３５を介して回転自在に連
結されている。また、内面加工用プラグ３４の外
面には所定の形状例えばラセン溝が形成されてい
る。

次に、上記構成の金属管の内面加工装置を用い
て金属管の加工を行う場合について説明する。ま
ず、被加工材である金属管１内に引抜用プラグ２
２と内面加工用プラグ３４、および両者を連結す
るロツド３５を所定の方向に向けて挿入する。次
いで、この金属管１がダイス２１の中央部に設け
られた加工孔２１ａ内を貫通し、さらに圧延ロー
ル支持体３１の中心も貫通するように配置させ、
その後この金属管１の一端を金属管移送機構（図
示せず）に把持させる。次いで、圧延ロール支持
体３１を回転させ、さらに金属管移送機構（図示
せず）を駆動状態にし、これにより金属管１を第
１図中左方向から右方向に移送させて金属管１の
内面加工を開始させる。

金属管１は、まず金属管引抜機２内を通過する
際、ダイス２１および引抜用プラグ２２によつて
所定の管径、管厚に圧延され、次いで金属管内面
加工機３内を通過する際、内面にラセン溝が形成
される。ところで、金属管内面加工機３が駆動状
態にあるとき、圧延ロール支持体３１は駆動機構
（図示せず）により回転されており、これにより
各圧延ロール３２は金属管１を中心してそれぞれ
公転し、かつ金属管１の外面に強く圧接されてい
るのでその軸線を中心に自転する。すると、各圧
延ロール３２が金属管１の軸線に対してそれぞれ
所定角度傾斜されているので圧延ロール３２が金
属管１に圧接して回転する際、双方の間に生じる
摩擦力の軸線方向の成分が金属管１を移送させる
推力となり、これにより金属管１は移送される方
向に力を受ける。またこれと同時に、圧延ロール
３２が金属管１の外面に強く圧せられるので、金
属管１の内面は内面加工用プラグ３４に圧接され
てラセン溝が形成される。またこのとき、内面加
工用プラグ３４は金属管１との摩擦力によつて金
属管１が移送される方向の力を受けるが、ロツド
３５を介して引抜用プラグ２２に連結されている
ため、常に圧延ロール３２に対応する位置に正確
に保持される。

前述したように、圧延ロール３２の回転には金
属管１が移送される方向の成分が含まれており、
従来では金属管１の移送を阻止する方向に作用し
ていた摩擦力が、逆に金属管１を積極的に移送さ
せる方向に作用し、これにより金属管１の加工速
度を上げることがでかきる。また、圧延ロール３
２が金属管１に付与する力は、金属管１の外面に
垂直に作用して金属管１を圧延する押圧力と、こ
の押圧力に直交する方向に生じる摩擦力に対向す
る力とに分けられるが、圧延ロール３２が金属管
１に対して傾斜されていることから、摩擦力が極
めて小さくなり、したがつてこの摩擦力に対向す
る力も極めて小さくなる。この結果、圧延ロール
３２が金属管１に付与する力は従来例に比して減
少するが、金属管１を圧延する押圧力は変化しな
いため、金属管１の加工度は変わらない。

また、摩擦力が小さくなることから金属管１に
加わる引張力は減少し、その差分だけ内面加工用
プラグ３４の溝の深さを増して金属管１の加工度
を上げても金属管１を破損することはない。

なお、加工速度をさらに上げたりまた加工度を
より大きくしたい場合には、引抜用プラグ２２が
ダイス２１に対応する位置から抜け出ない範囲内
で、これらのプラグ２２およびダイス２１の大き
さを調節して、金属管１が移送される際の摩擦抵
抗力をより小さくなるようにすればよい。また、
圧延ロール３２が金属管１に圧接して回転する際
に、双方の間に生じる摩擦力の一部によつて金属
管１は圧延ロール３２が回転する方向にねじり力
を受けるが、金属管引抜機２で金属管１は圧延さ
れるとともに回り止めもなされているから、金属
管１のねじれは生じない。

また、内面加工用プラグ３４は、金属管１との
摩擦力によつてその軸線を中心に回転力を受ける
が、ロツド３５に対して回転自在になされている
ので、その回転力に応じて回転され、従つて金属
管１の内面に付与されるラセン溝を変形させるこ
とはない。

なお、従来技術として、圧延ロール支持体の内
周面に圧延ロールを転動させ、摩擦力によつて圧
延ロール支持体の駆動力を圧延ロールに伝達す
る、金属管の内面加工装置が知られている。この
ような加工装置においては、圧延ロール支持体の
内周面と圧延ロールとの摩擦力と、圧延ロールと
金属管との摩擦力とのバランスをとることによつ
て、圧延ロールが公転するとともに、自転するわ
けであるが、金属管の移送速度の変動が許容範囲
以上になると、圧延ロールに過負荷が作用し、圧
延ロールと圧延ロール支持体の内周面の摩擦力
と、圧延ロールと金属管の摩擦力とのバランスが
くずれてしまう。このバランスがくずれてしまう
と、圧延ロールが金属管をガジつたり、ひいては
圧延ロールが金属管をロツク状態とするなどの問
題が生じる。このとき圧延ロールは、単に摩擦力
で駆動されているだけなので、圧延ロールがロツ
ク状態になると、すべりを生じて圧延ロール支持
体が空転してしまい、その結果、ラインを止めて
圧延ロールのロツク状態を解除するなどの復旧作
業を行わなければならず、生産性が低下してしま
うという問題がある。

しかし、上記実施例のように、圧延ロール３２
が圧延ロール支持体３１の内周面と離間して回転
自在に圧延ロール支持体３１に軸支されている
と、圧延ロール３２に過負荷が作用した場合でも
圧延ロール３２によるガジリの問題は生じるが、
圧延ロール３２はロツク状態にはならない。とい
うのは、圧延ロール３２は、摩擦力によつて駆動
されるわけではなく、圧延ロール支持体３１によ
つて強制的に公転させられるので、ガジリが起き
てもガジリによる駆動阻止力よりも大きな駆動力
を圧延ロール支持体３１から圧延ロール３２に加
えることによつて圧延ロール３２を公転させるこ
とができる。したがつて、上記実施例の場合に
は、ラインを停止させることなく、そのまま加工
工程を続行させることができ、しかも従来のよう
なロツク解除といつた復旧作業も必要ではなく、
その結果、生産性を向上させることができるだけ
でなく、ラインの無人化をよりいつそう進めるこ
とができ、ひいてはいつそうのコストダウンを図
ることができる。

また、上記従来の技術においては、摩擦力によ
つて駆動力を伝達するために、圧延ロール支持体
を高速回転させればさせるほど、圧延ロール支持
体の回転に、金属管を塑性変形させていた圧延ロ
ールの回転が追随できなくなつて圧延ロール支持
体の内周面と圧延ロールとの間にスリツプが発生
する。そうすると、スリツプが発生した分だけ駆
動力の伝達効率が低下し、けつきよく圧延ロール
支持体をいくら高速回転させても、圧延ロールを
高速回転させることはできずどうしても高速化の
限界がある。さらには、スリツプすると圧延ロー
ル支持体の内周面と圧延ロールとの間に擦過摩擦
による大きな摩擦熱が発生し、圧延ロール支持体
や圧延ロールの劣化を早めることになり、この点
でも高速化に適しているとはいえない。

これに対して、上記実施例では、従来技術のよ
うに、摩擦力によつて圧延ロール支持体３１の駆
動力を圧延ロール３２に伝達するわけではないの
で、圧延ロール支持体３１の内周面と圧延ロール
３２との間ではスリツプが生じることはない。こ
のことは、スリツプに基づく駆動力の伝達ロスが
ないことを意味している。したがつて、圧延ロー
ル支持体３１の回転を高速化しても、圧延ロール
３２は圧延ロール支持体３１の回転に追随するこ
とができ、より高速化に適している。さらには、
上記実施例では、圧延ロール支持体３１と圧延ロ
ール３２との間での摩擦熱の発生はないので、高
速化に適していると言えるとともに、圧延ロール
支持体３１や圧延ロール３２の寿命を延ばすこと
ができる。

なお、上記実施例では圧延ロール３２を単なる
円柱状にしているが、これに限られることなく、
例えばつづみ状にしてもよい。このようにすれ
ば、金属管１に接する面積が広くなり、良好な圧
延を行うことができる。

また、上記実施例では、圧延ロール３２を回転
自在に支持させているだけであるが、例えば駆動
源を用いて強制的に圧延ロール３２を自転させる
構成にすれば、金属管１に対する圧延ロール３２
の回転速度を増すことができ、従つて加工速度を
より一層上げることができる。

以上説明したように、この発明による金属管の
内面加工装置によれば、圧延ロールが金属管の軸
線に対して傾斜されて配置されかつ内面加工用プ
ラグが金属管の内部で支持された構成であるか
ら、圧延ロールの回転に、金属管が移送される方
向の成分が含まれ、金属管と圧延ロールとの摩擦
力を低減させることができ、従つて加工度を大き
くすることができ、また加工速度を上げて生産性
を上げることができ、さらに長尺品でも加工する
ことができる等の効果を有する。

また、圧延ロールは圧延ロール支持体の内周面
と離間して圧延ロール支持体に軸支され、圧延ロ
ール支持体によつて強制的に駆動されるので、金
属管の移送速度に変動が起こつて圧延ロールに過
負荷がかかつた場合でも、圧延ロールはロツク状
態になることなく公転することが可能であるか
ら、ラインを停止してロツク状態を解除するとい
つた復旧作業をしなくてもよく、生産性が向上す
るだけでなく、コストダウンを図ることができ
る。

さらには、圧延ロール支持体の内周面と圧延ロ
ールとの間でスリツプに基づく駆動力の伝達ロス
がなくしかもこれらの間に摩擦熱の発生もないの
で、加工速度の高速化に適しているだけでなく、
圧延ロールや圧延ロール支持体の寿命を延ばすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による金属管の内面加工装置
の一実施例を示す概略縦断正面図、第２図は第１
図の−線に沿う概略縦断側面図である。 １……金属管、２……金属管引抜機、３……金
属管内面加工機、２１……ダイス、２２……引抜
用プラグ、３１……圧延ロール支持体、３２……
圧延ロール、３４……内面加工用プラグ、３５…
…ロツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属管１を引抜する金属管引抜機２と、該金
   属管引抜機２の後段に配置され該金属管引抜機２
   によつて加工された前記金属管１の内面に所定の
   形状を付与する金属管内面加工機３と、該金属管
   内面加工機３の後段に配置され前記金属管１を該
   金属管１の軸線方向に移送させる金属管移送機構
   とを具備し、前記金属管引抜機２は、前記金属管
   １の外面に圧接するダイス２１と、前記金属管１
   の内部で前記ダイス２１と対応する位置に浮遊さ
   れる引抜用プラグ２２とからなり、前記金属管内
   面加工機３は、回転自在に支持されかつ内部に金
   属管１を貫通配置した中空状の圧延ロール支持体
   ３１と、この圧延ロール支持体３１内に圧延ロー
   ル支持体３１の内周面と離間して回転自在に圧延
   ロール支持体３１に軸支されるとともに金属管１
   の軸線に対して傾斜角を有して配置されかつ金属
   管１の外周を圧接する複数の圧延ロール３２と、
   前記金属管１の内部で前記複数の圧延ロール３２
   と対応する位置に浮遊される内面加工用プラグ３
   ４とからなり、前記引抜用プラグ２２と前記内面
   加工用プラグ３４とはロツド３５によつて回転自
   在に連結されてなることを特徴とする金属管の内
   面加工装置。