JPH11342418A - 多重巻管の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多重巻成形工程を簡素化し、成形作業能率の
向上と設備コストの低減をはかる。 【解決手段】 エッジ部をベベリング成形した金属帯材
を板状から一重巻成形するダイスまたはフォーミングロ
ールと、該一重巻成形体を縮径しながら多重巻チューブ
形状に成形するダイスまたは絞りロールなどと、該多重
巻チューブの壁間を緊締するロールまたはロールと芯金
とから構成され、一重巻成形用ロールまたはダイスと管
体縮径用ロールまたはダイス、および壁間緊締用ダイス
またはロールと芯金は同一ラインに配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め少なくとも一
表面にろう材をめっきされた金属帯材（フープ材）を用
いて、各壁間をろう付けすることにより形成された多重
巻管を成形する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属帯材から二重巻管、三重巻管、四重
巻管などの多重巻管を成形する方法としては、金属帯材
を巻き込んで多重巻管を成形する方法が一般的である。
この方法を採用した従来の多重巻管の成形方法として
は、例えば多数段の成形用ロールにて内周側より順次ロ
ール成形するバンディ方式がある。このバンディ方式
は、多重巻管に成形される金属帯材の送り方向に、該金
属帯材の案内ロールと、金属帯材を板状から多重巻に成
形する多数の造管または成形ロールと、整形、仕上をす
る整形ロールが順次配置され、金属帯材の案内ロール側
に配置したスイマ付きロッド（芯金）とから構成された
成形装置により、金属帯材を多重巻管に成形する方式で
ある。

【０００３】すなわち、この方式は、エッジ部をベベリ
ング成形した金属帯材が案内ロールにより多数の成形ロ
ールに導入され、成形ロール工程で金属帯材のまだ解放
している両エッジ部より挿入しているスイマ付きロッド
の周面に沿って金属帯材が多数の成形ロールによって巻
込まれながら多重巻チューブ形状に成形され、しかる
後、整形ロールによりその多重巻チューブの壁間が緊締
されて整形、仕上が施されるようになっている。

【０００４】一方、米国特許第２，９９８，０４７号公
報には、金属材のフープを長手方向に移動しながら、該
フープの長手方向の半分を相対方向に交差してほぼ対象
関係で巻回し、結果として約７２０度にわたりフープ材
をラップする際に、それぞれ長手方向の半分が約３６０
度にわたりラップするようにして多重巻管に成形する方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、バンディ方式
を採用した従来の多重巻管の成形方法は、管内周側より
順次ロール成形して多重巻成形する方法であるため、多
数の造管または成形ロールを必要とし、巻数が少ない二
重巻管を成形する場合であっても、その成形工程は大小
約２０組程度の多段の成形ロールで構成されているた
め、装置全体が極めて長尺ないし大型化するのみなら
ず、成形の最初に材料を全成形ロール群を通過させるの
に多くの手間と時間を要するという欠点がある。また、
ロールの摩耗度合は各段のロールによって異なるため、
全成形ロールの摩耗度合の管理は極めて面倒であり、さ
らに各ロールスタンドにおける成形ロールの締付力の調
整も難しいという欠点がある。また、米国特許の管製造
法に関しても、上記バンディ方式と同様、フープ材を長
手方向に移動させながらローラにて巻回しかつラップさ
せて多重巻壁を形成する方法であるため、装置全体が長
尺ないし大型化するという欠点がある。

【０００６】本発明は、このような従来技術の欠点を解
消するためになされたもので、多重巻成形工程を簡素化
することによって、成形作業能率の向上、成形ロール管
理の簡素化、およびロール締付力調整作業の簡易迅速化
をはかる多重巻管の成形装置を提供しようとするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、多重巻成形工
程を簡素化する手段として、従来の多段式の成形ロール
方式に替えて、レデューシングロール、絞りダイス、ロ
ーラーダイスなどの絞り方式により多重巻管に成形する
方法を採用したものである。すなわち、本発明に係る多
重巻管の成形装置は、エッジ部をベベリング成形した金
属帯材を板状から、外壁となるエッジと内側に巻込まれ
たエッジの突合せ部に少なくとも板厚以上の段差を有す
るラップ部が形成されるように一重巻成形するためのロ
ーラーダイス、フォーミングロールおよび／またはテー
パ孔付きダイスと、前記一重巻成形された管体を縮径し
ながら多重巻チューブ形状に成形するためのロールまた
はテーパ孔付きダイスと、前記多重巻チューブの壁間を
緊締するためのダイスまたはロールと芯金の組合わせ
と、からなり、前記一重巻成形用ロールまたはテーパ孔
付きダイスと管体縮径用ロールまたはテーパ孔付きダイ
スダイス、および壁間緊締用ダイスまたはロールと芯金
の組合わせを同一ラインに配置して構成したもの、また
はエッジ部をベベリング成形した金属帯材を板状から外
壁となるエッジと内側に巻込まれたエッジの突合せ部に
少なくとも板厚以上の段差を有するラップ部が形成され
るように一重巻成形するためのテーパ孔付きダイスと、
前記一重巻成形された管体を縮径しながら多重巻チュー
ブ形状に成形するためのテーパ孔付きダイスと、前記多
重巻チューブの壁間を緊締するためのロールおよび芯金
と、からなり、前記一重巻成形用テーパ孔付きダイスと
管体縮径用テーパ孔付きダイス、および壁間緊締用ロー
ルおよび芯金を同一ラインに配置して構成したもの、ま
たはエッジ部をベベリング成形した金属帯材を板状から
外壁となるエッジと内側に巻込まれたエッジの突合せ部
に少なくとも板厚以上の段差を有するラップ部が形成さ
れるように一重巻成形するとともに、一重巻成形された
管体を縮径しながら多重巻チューブ形状に成形するため
の一体型テーパ孔付きダイスと、前記多重巻チューブの
壁間を緊締するためのロールおよび芯金と、からなり、
前記多重巻成形用テーパ孔付きダイスと壁間緊締用ロー
ルおよび芯金を同一ラインに配置して構成したものであ
る。

【０００８】本発明装置によると、ローラーダイス、フ
ォーミングロールおよび／またはテーパ孔付きダイスに
より、エッジ部をベベリング成形した金属帯材が外壁と
なるエッジと内側に巻込まれたエッジの突合せ部に少な
くとも板厚以上の段差を有するラップ部が形成されるよ
うに円形に一重巻される。続いて、この一重巻管体がサ
イジングロール、絞りロールまたはテーパ孔付きダイス
により絞られながら縮径され多重巻チューブ形状に成形
される。そして、最終的に整形ロール、絞りダイス、あ
るいはサイジングロールと芯金の組合わせにより多重巻
チューブの壁間が密着するように緊締することにより、
多重巻管が形成される。

【０００９】なお、特開平７−３９９３２号公報には、
入側から出側にいくにしたがって直径を小さくするテー
パを付した部分を入側に有する断面円形の貫通孔が穿設
されたテーパ孔付きダイスを用いて平板状の金属帯（フ
ープ材）を一挙に管状（一重巻管）に成形する方法が開
示されているが、この方法では、フープの両側端縁が摩
耗したり、潰れたりする他、フープ材の幅方向に急激な
応力がかかるなどの欠点があり、本発明の対象とする多
重巻管の成形には適用できない。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の一実施形態を図
１〜図４に基づいて説明する。なお、ここでは二重巻管
の成形を例にとり説明する。図１は本発明に係る多重巻
管成形装置の装置構成例を示す概略図、図２は同上装置
により二重巻管を成形する場合の各工程における金属帯
材の断面形状および管体の断面形状を示す縦断面図で、
（ａ）は図１ａ部の金属帯材を一部省略して示す縦断面
図、（ｂ）は図１ｂ部の金属帯材の形状を示す縦断面
図、（ｃ）は図１ｃ部の一重巻管体を示す縦断面図、
（ｄ）は図１ｄ部の二重巻管成形途中の管体を示す縦断
面図、（ｅ）は図１ｅ部の二重巻管成形途中の管体を示
す縦断面図、（ｆ）は図１ｆ部の二重巻管成形途中の管
体を示す縦断面図、（ｇ）は図１ｇ部の仕上段階におけ
る二重巻管を示す縦断面図、図３は図１の第１工程にお
ける成形方法を例示したもので、（ａ）はローラーダイ
スによる方式、（ｂ）は固定ダイスによる方式、（ｃ）
はローラーダイスと固定ダイスによる方式、（ｄ）はフ
ォーミングロールによる方式、（ｅ）はフォーミングロ
ールとローラーダイスあるいは小幅のプレスロールによ
る方式をそれぞれ示す。図４は図１の第２工程における
他の成形方法を例示したもので、（ａ）は回転絞りダイ
スによる方式（サイジング）、（ｂ）はレデューシング
ロールによる方式、（ｃ）はフォーミングロールによる
方式をそれぞれ示す。

【００１１】図１において、１は多重巻管の成形時に各
壁間をろう付けするためのろう材が好ましくは両面にめ
っきされた金属帯材、２はベベリングロール、３−１、
３−２は一重巻管成形ロール、４は二重巻管成形用テー
パ孔付き絞りダイス、５は二重巻管整形ロール、６は芯
金である。図２において、１１は一重巻管、１２、１２
−１は二重巻管である。図３において、１３はローラー
ダイス、１４は固定ダイス、１５はフォーミングロール
である。図４において、１６はサイジングロール、１
７、１８は絞りロールである。

【００１２】ベベリングロール２は、二重巻管の内周面
および外周面に段差が生じないようにするために金属帯
材１のエッジ部を所定の角度で斜めに成形するための加
工用ロールである。二重巻管成形用絞りダイス４は、入
側から出側にいくにしたがって直径を小さくするテーパ
を付した断面円形の貫通孔４−１が穿設されているダイ
スである。

【００１３】つぎに、上記装置による二重巻管の成形工
程について説明する。案内ロールなど（図示せず）によ
り案内されて送給される金属帯材１は、まず図１の第１
工程においてベベリングロール２によりエッジ部がベベ
リング成形される。続いて、同工程の一重巻管成形ロー
ル３−１により半円状に成形され（図２ｂ部参照）、次
の一重巻管成形ロール３−２により、外壁となるエッジ
と内側に巻込まれたエッジの突合せ部に少なくとも板厚
以上の段差を有するラップ部が形成された一重巻管に成
形される。なお、金属帯材１を半円状に成形する方法と
しては、ロールによる方法などを用いる。

【００１４】一重巻管成形ロール３−１により半円状に
成形された金属帯材を外壁となるエッジと内側に巻込ま
れたエッジの突合せ部に少なくとも板厚以上の段差を有
するラップ部が形成された一重巻管に成形する方法とし
ては、上下一対の成形ロール３−２により成形する方法
に替えて、図３に示す各種方法を採用することもでき
る。例えば、図３（ａ）に示すごとく、半円状に成形さ
れた金属帯材１を複数のローラーダイス１３により円形
に成形する方法や、同（ｂ）に示すごとく、内周面に板
厚以上の段差部１４−１を設けた固定ダイス１４による
方法、または同（ｃ）に示すごとく、ローラーダイス１
３と固定ダイス１４との組合せによる方法、あるいは同
（ｄ）に示すごとく、孔型の一部に板厚以上の段差部１
５−１を設けた上下一対のフォーミングロール１５によ
る方法、または同（ｅ）に示すごとく、ローラーダイス
１３と段差部１５−１を設けたフォーミングロール１５
あるいは内側に巻込まれたエッジを形成するよう一方の
エッジを押圧する小幅のプレスロール１５−２との組合
せによる方法などを用いることができる。

【００１５】上記一重巻管１１は、次の第２工程におい
て二重巻管成形用絞りダイス４により二重巻チューブ形
状に成形される。すなわち、二重巻管成形用絞りダイス
４は前記したごとく、入側から出側にいくにしたがって
直径を小さくするテーパを付した断面円形の貫通孔４−
１が穿設された構造となっているので、このダイスに前
記一重巻管１１を通すことによって該一重巻管１１は徐
々に縮径されて二重壁に成形されていき、ダイス出口部
では完全な二重壁を有するチューブ１２に成形される。

【００１６】一重巻管を二重巻チューブに成形するため
の縮径方法としては、上記絞りダイス４による方法に替
えて、図４に示す各種方法を採用することもできる。す
なわち、図４（ａ）に示すごとく、例えば４ロールタイ
プのサイジングロール１６により縮径する方法（サイジ
ング）、同（ｂ）に示すごとく、垂直、水平交互に配置
した絞りロール１７により縮径する方法（レデューシン
グ）、同（ｃ）に示すごとく、入側から出側にいくにし
たがってロール間隔を狭めた複数組のロール１８で構成
したフォーミングロールにより縮径する方法などを用い
ることができる。なお、フォーミングロールとしては、
ストレートロールあるいはつづみ形ロールなどで構成し
たものを用いることができる。

【００１７】このようにして完全な二重壁チューブ形状
に成形されたチューブ１２−１は、最終段階の第３工程
において整形ロール５とスイマ６−１付き芯金６により
二重壁部分を密着されて、整形、仕上が施される。すな
わち、一対の整形ロール５において二重壁チューブ１２
−１は内側をスイマ６−１で支持されつつ内外から緊締
されることにより壁間が密着されタイトな状態に仕上げ
られて完全な二重管１２となる。

【００１８】この最終段階の第３工程における整形、仕
上手段としては、整形ロール５とスイマ６−１付き芯金
６による方法に替えて、第２工程で用いる絞りダイス、
サイジングロールなどで行うことも可能である。また、
第２工程出口で絞りダイスやサイジングロールなどで壁
間を密着させることも可能で、この場合は第３工程を省
略でき、あるいは第２工程の出口で同時にスイマー６−
１付き芯金６を利かせることにより第３工程を兼ねるこ
ともできる。

【００１９】本発明装置の成形ラインの構成について
は、ここに例示した第１工程の一重巻管の成形方法、第
２工程の多重巻管の成形方法および第３工程の整形、仕
上手段を、その成形する多重巻管の種類や寸法（径、肉
厚など）、材質などに応じて適当に組合せて構成すれば
よい。

【００２０】例えば、図５、図６に示すごとく、図１の
第１工程から第２工程までを長尺の二重巻管成形用テー
パ孔付き絞りダイス２４で構成することも可能である。
すなわち、この成形装置の場合は、ベベリングロール２
によりエッジ部がベベリング成形された金属帯材１がダ
イス２４のほぼ中間部分（矢印ａの部分）で、外壁とな
るエッジと内側に巻込まれたエッジの突合せ部に少なく
とも板厚以上の段差を有するラップが形成された一重巻
管に成形される（図６ａ参照）。したがって、ダイス２
４には内周面に板厚以上の段差部が設けられている（図
３ｂ参照）。続いて、この一重巻管は、さらに出側にい
くにしたがって徐々に縮径されるにつれてラップしてい
き、該ダイス２４の矢印ｂの部分で管の約半分が二重壁
に成形される（図６ｂ参照）。そして、ダイス出口部
（矢印ｃの部分）では完全な二重壁を有するチューブ１
２−１に成形されると同時に、スイマー６−１付き芯金
６により二重壁部分を密着されて整形され、次の整形ロ
ール５にてタイトな状態に仕上げられる。

【００２１】さらに、図１の第１工程を成形ロールとテ
ーパ孔付き絞りダイスで構成した成形装置、第１工程を
テーパ孔付き絞りダイスのみで構成した成形装置とする
こともできる。前者の成形装置の場合は、ベベリングロ
ール２によりベベリング成形された金属帯材が成形ロー
ルと絞りダイスにより一重巻管に成形された後、第２工
程の絞りダイス４により二重巻管に成形され、最終的に
スイマー６−１付き芯金６により二重壁部分を密着整形
されて、次の整形ロール５にてタイトな状態に仕上げら
れる。また、後者の成形装置の場合は、ベベリングロー
ルによりベベリング成形された金属帯材が直接絞りダイ
スにより一重巻管に成形された後、第２工程の絞りダイ
スにより二重巻管に成形され、最終段のスイマー６−１
付き芯金６および整形ロール５にてタイトな状態に仕上
げられる。

【００２２】なおここでは、二重巻管の成形を例にとり
説明したが、本発明は二重巻管のみならず図７（ａ）の
ような三重巻管２２、同図（ｂ）のような四重巻管３２
などの成形にも同様に適用できることはいうまでもな
い。

【００２３】このように壁間が密着して成形された多重
巻管はその後加熱炉、高周波加熱装置、抵抗加熱装置な
どによって加熱して金属帯材の好ましくは両面にめっき
されたろう材を溶融させ、各壁間をろう付けして製品と
しての多重巻管が完成する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明装置は、金
属帯材を巻き込んで多重巻管を成形する手段に、絞りダ
イス、ローラーダイス、レデューシングロールなどの絞
り方式を採用したことにより、多数段の成形用ロールに
より内周側より順次ロール成形する従来のバンディ方式
や、多数段の成形用ロールにより直接フープ材を管状に
成形するとともに当該管体を縮径しながら多重巻管に成
形する方式に比べ成形機を大幅に小型化でき、設備コス
トを低減できるのみならず、成形ロール数の削減により
成形作業の簡易迅速化もはかられ、さらにロール管理も
容易となるという効果を有し、さらに、本発明装置の場
合は、平板状のフープ材を絞りダイスにより徐々に円弧
状に曲げ成形しつつ巻回していくので、フープ材の側端
縁が摩耗したり、潰れるようなことがない上、フープ材
の幅方向に急激な応力がかかることも皆無であるなど、
多重巻管の製造に多大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多重巻管成形装置の装置構成例を
示す概略図である。

【図２】同上装置により二重巻管を成形する場合の各工
程における金属帯材の断面形状および管体の断面形状を
示す縦断面図で、（ａ）は図１ａ部の金属帯材を一部省
略して示す縦断面図、（ｂ）は図１ｂ部の金属帯材の形
状を示す縦断面図、（ｃ）は図１ｃ部の一重巻管体を示
す縦断面図、（ｄ）は図１ｄ部の二重巻管成形途中の管
体を示す縦断面図、（ｅ）は図１ｅ部の二重巻管成形途
中の管体を示す縦断面図、（ｆ）は図１ｆ部の二重巻管
成形途中の管体を示す縦断面図、（ｇ）は図１ｇ部の仕
上段階における二重巻管を示す縦断面図である。

【図３】図１の第１工程における成形方法を例示したも
ので、（ａ）はローラーダイスによる方式、（ｂ）は固
定ダイスによる方式、（ｃ）はローラーダイスと固定ダ
イスによる方式、（ｄ）はフォーミングロールによる方
式、（ｅ）はフォーミングロールとローラーダイスによ
る方式をそれぞれ示す概略図である。

【図４】図１の第２工程における他の成形方法を例示し
たもので、（ａ）は回転絞りダイスによる方式（サイジ
ング）、（ｂ）はレデューシングロールによる方式、
（ｃ）はフォーミングロールによる方式をそれぞれ示す
概略図である。

【図５】本発明の他の実施例装置の要部を示す概略図で
ある。

【図６】同上装置により二重巻管を成形する場合の絞り
ダイスの各位置におけるフープ材の各断面形状を示す縦
断面図で、（ａ）は図５ａ部の一重巻管体の縦断面図、
（ｂ）は図５ｂ部の一部二重壁形成管体の縦断面図、
（ｃ）は図５ｃ部の二重巻管体の縦断面図である。

【図７】本発明装置によって製造可能な多重巻管を例示
したもので、（ａ）は三重巻管を示す概略図、（ｂ）は
四重巻管を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 金属帯材 ２ ベベリングロール ３−１、３−２ 一重巻管成形ロール ４ 二重巻管成形用絞りダイス ５ 二重巻管整形ロール ６ 芯金 １１ 一重巻管 １２、１２−１ 二重巻管 １３ ローラーダイス １４、２４ 固定ダイス １５ フォーミングロール １６ サイジングロール １７、１８ 絞りロール ２２ 三重巻管 ３２ 四重巻管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エッジ部をベベリング成形した金属帯材
   を板状から外壁となるエッジと内側に巻込まれたエッジ
   の突合せ部に少なくとも板厚以上の段差を有するラップ
   部が形成されるように一重巻成形するためのローラーダ
   イス、フォーミングロールまたはテーパ孔付きダイスの
   うち少なくとも１つと、前記一重巻成形された管体を縮
   径しながら多重巻チューブ形状に成形するためのロール
   またはテーパ孔付きダイスと、前記多重巻チューブの壁
   間を緊締するためのダイスまたはロールと芯金と、から
   なり、前記一重巻成形用ロールまたはダイスと管体縮径
   用ロールまたはダイス、および壁間緊締用ダイスまたは
   ロールと芯金を同一ラインに配置して構成したことを特
   徴とする多重巻管の成形装置。
2. 【請求項２】 エッジ部をベベリング成形した金属帯材
   を板状から外壁となるエッジと内側に巻込まれたエッジ
   の突合せ部に少なくとも板厚以上の段差を有するラップ
   部が形成されるように一重巻成形するためのテーパ孔付
   きダイスと、前記一重巻成形された管体を縮径しながら
   多重巻チューブ形状に成形するためのテーパ孔付きダイ
   スと、前記多重巻チューブの壁間を緊締するためのダイ
   スとロールおよび芯金と、からなり、前記一重巻成形用
   テーパ孔付きダイスと管体縮径用テーパ孔付きダイス、
   および壁間緊締用ダイスまたはロールおよび芯金を同一
   ラインに配置して構成したことを特徴とする多重巻管の
   成形装置。
3. 【請求項３】 エッジ部をベベリング成形した金属帯材
   を板状から外壁となるエッジと内側に巻込まれたエッジ
   の突合せ部に少なくとも板厚以上の段差を有するラップ
   部が形成されるように一重巻成形するとともに、一重巻
   成形された管体を縮径しながら多重巻チューブ形状に成
   形するための一体型テーパ孔付きダイスと、前記多重巻
   チューブの壁間を緊締するためのダイスまたはロールお
   よび芯金と、からなり、前記多重巻成形用テーパ孔付き
   ダイスと壁間緊締用ダイスまたはロールおよび芯金を同
   一ラインに配置して構成したことを特徴とする多重巻管
   の成形装置。