JPS6012131B2

JPS6012131B2 - 金属管内外面加工装置

Info

Publication number: JPS6012131B2
Application number: JP55185176A
Authority: JP
Inventors: 敏郎木村; 豊斎藤
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1980-12-29
Publication date: 1985-03-30
Also published as: JPS57112910A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、金属管の内面および外面に所望の形状を付
与する金属管内外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（鋼管、アルミニ
ウム管等）には、熱伝達性を向上させるために、内面お
よび外面にフィン、溝、突起等が形成されたものがある
。ところで従来、このような形状の金属管に加工する場
合には、押出加工、引抜き加工、転造加工等によって金
属管の内外面に所定の形状に付与する方法がとられてい
た。

押出加工方法および引抜き加工方法にあっては、熱伝達
性が向上するようなシャープな形状の溝あるいは突起等
を得ることは難かしく、また引抜きにおいては比較的大
きな引抜きが必要となることから、それによって金属管
が破損しやすく高速加工ができないという欠点があった
。一方、転造加工方法にあっては、金属管を回転させな
ければならず、そのため長尺品の加工ができないという
欠点があった。また、転造ロールを回転させるタイプの
引抜機にあっても前記従釆例と同様に引抜力が過大とな
るため加工速度を上げることができなく、またこの製造
方法にあっては、金属管に大きなねじり力が働くために
金属管の表面状態が悪化し極端な場合、麓断によるゥロ
コ状模様が発生するという欠点があった。この発明は上
記事情に鑑みてなされたもので、押し出したり引抜いた
りすることなく、金属管の内外面にシャープな形状の溝
あるいは突起等を付与することができ、しかも長尺品で
あっても加工することができる金属管内外面加工装置を
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を予め所定の管径・管厚に圧延加工
する球ダーィス引抜装置２と、この後段に配置され、球
ダイス引抜装置２によって加工された金属管１の内面お
よび外面にさらに所定の形状を付与する金属管内外面加
工機３とからなっている。まず「球ダイス引抜装置２に
ついて説明する。

２１は枠体で、その内側にはベアリング２２，２２を介
してボール支持体２３が回転自在に支持されている。

ボール支持体２３の一側にはベルト車２４が固定的に取
り付けられており、これにより駆動源（図示せず）から
の回転力がベルト２５を介してボール支持体２３に伝達
される。また、ボール支持体２３の中心には金属管１が
貫通配置される。また、ボール支持体２３の内側には複
数のボール２６がそれぞれ回転自在にかつ金属管１の外
面に圧接するように配置されている。そして、ボール２
６は金属管１を縮管するだけでなく金属管１が図中左方
向から右方向へ前進するのを許容する。また、金属管１
の内部でボール２６と対応する位置には、傾斜面２７ａ
を有するプラグ２７が浮遊的に配置されている。このプ
ラグ２九ま、その外径が各ボール２６の最も内側に位置
する点に接する内接円径よりも若干大径になされており
、したがって各ボール２６の間を通過し得ないようにな
っている。次に、金属管内外面加工機３について説明す
る。

３１は枠体で、その内側にはベアリング３２，３２を介
して圧延ロール支持体３３が回転自在に支持されている
。

圧延ロール支持体３３の−側にはベルト車３４が固定的
に取り付けられており、これにより他の駆動源（図示せ
ず）からの回転力がベルト３５を介して圧延ロール支持
体３３に伝達される。また、圧延ロール支持体３３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３３の内側で金属管１の外方には、金属管１の軸線
に対して傾斜角８を有して配置されもかつ金属管１に圧
接するようになされた複数の例えば３個の圧延ロール３
６がベアリング３７，３７を介してそれぞれ回転自在に
支持されている。これらの圧延ロール３６には図中左方
向から右方向に傾斜部３６ａ、加工部３６ｂおよび傾斜
部３６ｃがそれぞれ形成されている。そして、圧延ロー
ル３６はその傾斜部３６ａによって金属管１とスムーズ
に接触するとともに金属管１の外面の一部に所定の形状
（例えば平滑な面）を付与する。また、圧延ロール３６
はその加工部３６ｂによって金属管１の外面の全周に所
定の形状（例えば平滑な面）を付与するとともに必要な
らば磨管も行い得る。一方、金属管１の内部で圧延ロー
ル３６と対応する位置にはマンドレル３８が浮遊的に配
置されている。

また、このマンドレル３８は前記プラグ２７にロッド３
９を介して回転自在に連結されている。マンドレル３８
の外面には所定の形状が形成されており「圧延ロール３
６の加工部３６ｂとの間で金属管１を圧延する際、金属
管１の内面に所定の形状（例えばスパイラル溝）を付与
する。前記圧延ロール３６の一端にはそれぞれ歯車４０
が一体的に取り付けられている。これらの歯車４０はそ
れぞれ内歯歯車４１に噛合されている。この内歯歯車４
１は前記枠体３１にベアリング４２を介して回転自在に
支持されている。また、内歯歯車４１の一側にはベルト
車４３が固定的に取り付けられており、これによりさら
に他の駆動源（図示せず）からの回転力がベルト４４を
介して内歯歯車４１に伝達され、さらに圧延ロール３６
に伝達される。次に、上記構成の金属管内外面加工装置
を用いて加工を行う場合について説明する。

まずへ金属管１の先端から所定距離後方へ向かった外周
部の周方向にほぼ１８０ｏ離間した２箇所を内側へ向か
って凹ませる。この凹部の形成箇所は、プラグ２７の一
端からマンドレル３８の池端までの距離より若干後方へ
向かった箇所とする。また、２つの凹部間の距離は、プ
ラグ２７の外径より若干小さくする。次に、プラグ２７
、マンドレル３８およびこれらの両者を連結するロッド
３９を所定の方向に向けて金属管１内へその先端から挿
入する。その後、マンドレル３８により先方に位置する
金属管１の先端部に周知のスェージャーによって口付け
を施す。この結果、プラグ２７およびマンドレル３８は
、金属管１内で凹部と口付け部との間に位置することに
なる。このようにして金属管１の加工の準備が完了する
。次に、金属管１の加工を行うには、まず口付け部をボ
ール２６，２６間を通して圧延ロール３６，３６，３６
間に差し込む。

その後、ボール支持体２３および圧延ロール支持体３３
を回転させる。圧延ロール支持体３３の回転に伴なつて
、圧延ロ−ル３６が金属管１に圧接した状態で金属管１
の回りを公転するとともに自転する。このとき、圧延ロ
ール３６が金属管１に対して煩斜しているので、圧延ロ
ール３６と金属管１との間に作用する摩擦力によって金
属管１が前進する。この金属管１の前進に伴なつてプラ
グ２７およびマンドレル３８が金属管１に形成された凹
部によって前進させられ、所定の位置に対すると停止す
る。すなわち、プラグ２７の傾斜部２７ａがボール２６
，２６間に達すると、プラグ２７はボール２６，２６に
よって金属管１の後方（第２図の左方向）へ向かうよう
な力を受ける。このとき「マンドレル３８は圧延ロール
３６，３６，３６間に達しており、前進する金属管１と
の間に作用する摩擦力によって金属管１の前方（第２図
の右方向）へ向かうような力を受ける。この２つの力が
釣り合ったところでプラグ２７およびマンドレル３８が
停止するのである。そして、プラグ２７およびマンドレ
ル３８が所定の位置に達して停止すると、ボール２６に
よってプラグ２７の傾斜部２７ａに沿って金属管１の圧
延（縮径）が行なわれる。ボール２６によって圧延され
た金属管１は、その後、内面がマンドレル３８によって
、外面が圧延ロール３６によってそれぞれ加工される。
そして、加工が進み、金属管１の後端がボール２６，２
６間を通り抜けると、ボール２６，２６によるプラグ２
７に対する押圧力が作用しなくなるため、プラグ２７が
金属管１の前進に伴なつて前進する。しかし、その前進
距離はプラグ２７がボール２６，２６に当援するまでの
わずかな距離であり「その前進によってマンドレル３８
が圧延ロール３６，３６，３６の間を通り抜けることは
ない。したがって、金属管１の後端が圧延ロール３６と
マンドレル３８との間を通り抜けるまで金属管１の内外
面に加工が施されるのは勿論である。金属管１の後端が
３つの圧延ロール３６間を通り抜けると、プラグ２７お
よびマンドレル３８は金属管１から抜け出る。なの、第
２図の状態で加工を停止してもよく、この場合には金属
管１を切断してプラグ２７およびマンドレル３８を取り
出す。またさらに、マンドレル３８は金属管１との摩擦
力によってその麹線を中心に回転力を受けるが、ロッド
３９に対して回転自在になされており「その回転力に応
じて回転されるので、金属官１の内面に付与された溝を
変形させることはない。金属管１は球ダイス引抜装置２
によって加工される際にも、また金属管内外面加工機３
によって加工される際にも、それぞれねじり力を受ける
が、金属管１に対するボール２６および圧延ロール３６
の回転を逆にすることで金属管１に作用するねじり力を
相殺させることができ、金属管１の内外面に所定の形状
を忠実に付与することと、製造速度の増加とが可能にな
る。

また、各ベルト車３４，４３をそれぞれ逆回転させれば
、圧延ロール３６は金属管１に対して極めて大きな相対
速度を持つことになり、この結果高速加工が可能になる
。次に、上記構成の加工装置を用いて金属管の内面にラ
セン状の溝を実際に形成した際のデータを紹介すること
によって、この発明をより一層明らかにする。

加工前の金属管の外径×内厚・・・・・・１２０×０．
５側ボールの数および外径・・・・・・８ケ、７◇８ケ
のボールに接する内接円径・・・・・・１００プラグの
外径・…・・１１でロッドの外径×長さ…・・・８少×
１５仇肋圧延ロールの外径……３５０３つの圧延。

ールに接する内接円径・・・・・・９．５５◇マンドレ
ルの外径・・・・・・９．２◇マンドレルに形成された
溝の数、深さおよび角度，．，，．，３００，１５肋、
１５０ボールの公転回転数…・・・１００仇ｐｍ圧延ロ
ールの公転回転数・・・・・・１０００仇ｐｍ圧延ロー
ルの自転回転数・・・・・・２６６比ｐｍ上記のように
して、金属管を加工したところ、外座１０めで肉厚が０
．４肋の金属管が得られた。

加速速度は１０の′ｍｉｎであった。また、製造後の金
属管内面には、良好な状態の溝が形成されていた。なお
、上記実施例では金属管１の管径および管厚を所定の値
に加工する際に、金属管１の外面に圧延する都村として
ボール２６を用いたがこれに限られることなく、例えば
ニードル状の部材を用いてもよい。

なお、ニードル状の部材を用いる際には、例えば圧延ロ
ール３６と同様に金属管１に対して額斜して配置させる
のが望ましい。また、上記実施例では圧延ロール３６を
強制的に自転させる機構を設けた構成であるが、この機
構は必ずしも必要としない。以上説明したように「こ
の発明による金属管内外面加工装置によれば、金属管の
回転ダイス引抜装置と、この回転ダイス引抜装置の後段
に配置され金属管の内外面にさらに所定の形状を付与す
る金属管内外面加工機とを具備し、前記金属管内外面加
工機内の圧延ロールが金属管の鞄線に対して傾斜されて
配置され「また前記回転ダイス引抜装置内のプラグと
前記金属管内外面加工機内のマンドレルとがロッドもこ
よって連結された構成であるから、圧延ロールの回転力
の一部によって金属管を前進させることができ、従って
押し出したり引き抜いたりすることなく「金属管の内外
面にシャ−プな形状の溝あるいは突起等を付与すること
ができ、しかも最尺品であっても加工することができる
等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による金属管内外面加工装置の一実施
例を示す概略断面図、第２図は第軍図のＤ−Ｄ線に沿う
要部の断面図である。尊……金属管、２……球ダイス引抜装置、３……金属管
内外面加工機「２貫，３１…・・・枠体、２３……ボ
ール支持体〜２４，３４，４３……ベルト車、２６…
…ボールへ２７……プラグ、３３……圧延ロール支持
体ｔ３６……圧延ロール、３８……マンドレル「３９
……ロッド、４０……歯車「４１……内歯歯車。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

１金属管を圧延する回転ダイス引抜装置と、該回転ダ
イス引抜装置の後段に配置され該回転ダイス引抜装置に
よって加工された前記金属管の内外面にさらに所定の形
状を付与する金属管内外面加工機とを具備し、前記回転
ダイス引抜装置は、前記金属管の外面に圧接される複数
の回転体と、該複数の回転体をそれぞれ前記金属管を中
心に公転させる駆動機構と、前記金属管の内部で前記複
数の回転体と対応する位置に浮遊されるプラグとからな
り、前記金属管内外面加工機は、前記金属管の外方に該
金属管の軸線に対して傾斜角を有して回転自在に配置さ
れかつ該金属管に圧接される複数の圧延ロールと、該複
数の圧延ロールをそれぞれ前記金属管を中心に公転させ
る駆動機構と、前記金属管の内部で前記複数の圧延ロー
ルと対応する位置に浮遊されるマンドレルとからなり、
かつ前記プラグと前記マンドレルとはロツドによって連
結されていることを特徴とする金属管内外面加工装置。