JPS6036326B2 - 金属管の内外面加工装置 - Google Patents

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、外面だ
けでなく内面にも凹凸あるし、はラセン状の溝等が形成
されてものがある。

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って金属管
の轍線方向に送りを与えながら、かつ金属管の内部にプ
ラグを挿入し、そしてこのプラグに金属管を介してダイ
スを圧接させることにより行なわれていた。

しかし、このような加工方法にあっては、金属管がフロ
ーする際、金属管とダイスとの間に極めて大きな摩擦抵
抗が生じ、このため引き抜きを相当強い力で行なわなけ
ればならなかった。従って、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、
従っ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った。ま
た、金属管の内面に例えばラセン状の溝を付与する場合
には、ダイスを回転させなければならないが、このよう
にすると金属管とダイスとの間に生じる摩擦力によって
金属管にねじれが生じ良好な加工ができないという欠点
があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、外部から
引き抜き等の力を作用させることなく金属管をフローさ
せることにより、金属管を破損することなく加工度を大
きくしたり、加工遠怒を上げて生産性を上げたりするこ
とができ、さらに金属管にねじれが生じないようにする
ことができる金属管の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図ないし第３図
を参照して説明する。

図中１は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Ａ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１の中心には被加工材である
金属管２が貫通配置される。また、圧延ロール支持体１
の内方で金属管２の外側には、金属管２の軸線に対して
所定角度傾斜され、かつ金属管２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３がアーム４を介
してそれぞれ回転自在に支持されている。一方、金属管
２の内部で圧延ロール３と対応する位置には、プラグ５
がマンドレル６により回転自在に支持されている。この
プラグ５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。また、圧延ロ−ル支持体１に近接してその後
段には金属管２の鞠線に直交する軸７，８を中心にして
、駆動機構（図示せず）によりそれぞれ矢印Ｂ，Ｃ方向
に回転されるガイドロール９，１０が、金属管１の上面
と下面とにそれぞれ圧婆され、金属管１を扱持するよう
にして配置されている。また、ガイドロール９，１０の
金属管２に接触する面には硬質ウレタンゴム層が添着さ
れ、さらにこの硬質ウレタンゴム層の表面には金属管２
の鞠線に沿う溝９ａ，１０ａがそれぞれ設けられている
。次に、上軌構成の金属管の内外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、内部にプラグ５が挿入された金属管２を圧延ロー
ル支持体１の中心つまり３個の圧延ロール３の中心に挿
入する。そして、圧延ロール支持体１が駆動機構（図示
せず）により回転されることにより、各圧延ロール３は
金属管２を中心にしてそれぞれ公転し、かつ金属管２の
外面に強く圧接されているので、その軸線を中心にして
自転する。すると、各圧延ロール３が金属管２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３が金属管２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２を前進させる推力
となり、これにより外部から引き抜き等の力を作用させ
ることなく金属管２を第１図中左方向かう右方向に移送
させることができる。またこれと同時に、金属管２は外
面が圧延ロール３に圧せられるので、そ内面がプラグ５
に圧接され、これにより金属管２の内面にはラセン溝が
形成される。このとき、金属管２はその周りを公転する
圧延ロール３によって外周が周方向に順次圧延されるた
め、各圧延ロール３間を通り抜けた部分が百振り連動の
ように振れることがある。この点、この加工装置におい
ては、圧延ロール３の後段にガイドロール９，１０を配
置し、これらガイドロール９，１０‘こよって金属管２
を荻持させるようにしているから、金属管２が振れるの
を防止することができる。しかも、この場合には、ガイ
ドロール９，１０を圧延ロール３に近接させて配置して
いるから金属管２が振動するのを防止することができる
。すなわち、ガイドロール９，１０を圧延ロール３から
遠く離間させた場合には、ガイドロール９，１０と圧延
ロール３との間に存する金属管２は、それ自身の弾性に
より比較的自由に動き得る。このため、金属管２は、大
きな首振り運動を阻止されるものの４・さな振幅をもっ
て振動し、この振動によって金属管２の内外面が悪化し
てしまう。そこで、この発明においてはガイドロール９
，１０を圧延ロールに近接させて配置しているのである
。なお、ガイドロール９，１０を駆動すれば、金属管２
はガイドロール９，１０によって前進する方向の力を受
けてより一層スムーズに前進する。

前述したように、圧延ロール３の回転には金属管２が前
進する方向の成分が含まれており、従来では金属管２の
前進を阻止する方向に作用していた摩擦力は減少するば
かりか逆に金属管２を積極的に前進させる方向に作用し
、またガイドロール９，１０の回転も金属管２を前進さ
せる方向に作用する。従って、外部からの力は不要にな
り、このため加工度を大きくしても金属管２を破損する
ことがなく、また加工速度を上げることができる。しか
も、圧延ロール３を金属管２の周りに公転させているか
ら、金属管２を回転させ必要がなく、したがって最尺の
金属管を加工することができる。また、圧延ロール３が
金属管２に圧接して回転する際に、双方の間に生じる摩
擦力の一部によって、金属管２は圧延ロール３が回転す
る方向にねじり力を受けるが、前記したよに従来に比し
て摩擦力が減少されること、およびガイドロール９，１
０の把持力とによって金属管２がねじれるのを防止する
ことができる。第４図はこの発明による他の実施例を示
す。

この実施例においては、上記金属管の内外面加工工程の
前段に、回転体例えばボール２１を金属管２の外面に圧
接させながら金属管２の回りを公転させるとともに、引
抜用プラグ２２を金属管２の内部でボール２１に対応す
る位置に浮遊的に配置させ、そしてプラグ５と引抜用プ
ラグ２２とをロッド２３によって回転自在に連結させた
構成である。なお、上記横成の加工装置において金属管
２を加工する場合には、次のよにして行う。まず、金属
管２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２２の一端からプラグ５
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２２の外径より若
干小さくする。次に、ロッド２３の各端部に連結された
プラグ２２，５を所定の方向に向けて金属管２内にその
先端から挿入する。その後、プラグ５より先方に位置す
る金属管２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５，２２は、金属管２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２の加工の準備が完了する。次に、金属管
２の加工を行うには、まず、口付け部をボール２１，２
１間を通して３つの圧延ロール３間に差し込む。その後
、圧延ロール３を公転させ、金属管２を前進させる。こ
の金属管２の前進に伴なつてプラグ５，２２が金属管２
に形成された凹部によって前進させられ、所定の位置に
達すると停止する。すなわち、プラグ２２の先端部がボ
ール２１，２１間に達すると、プラグ２２はボール２１
，２１によって金属管２の後方（第４図の左方向）へ向
かうような力を受ける。このとき、プラグ５は３つの圧
延ロール３間に達しており、前進する金属管２との間に
作用する摩擦力によって金属管２の前方（第４図の右方
向）へ向かうような力を受ける。この２つの力が釣りあ
つたところでプラグ５，２２が停止するのである。そし
て、プラグ５，２２が所定の位置に達して停止すると、
ボ−ル２１によって金属管２の圧延（縦径）が行われる
。ボール２１によって圧延された金属管２は、その後、
内面がプラグ５によって、外面が圧延ロール３によって
それぞれ加工される。そして、加工が進み、金属管２の
後端がボール２１，２１間を通り抜けると、ボール２１
，２１によるプラグ２２に対する押圧力が作用しなくな
るため、プラグ５，２２が金属管２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２２がボール２１に当
綾するまでのわずかな距離であり、その前進によってプ
ラグ５が３つの圧延ロール３間を通り抜けることはない
。したがって、金属管２の後端が圧延ロール３とプラグ
５との間を通り抜けるまで金属管２の内外面に加工が施
されるのは勿論である。金属管２の後端が３つの圧延ロ
ール３間を通り抜けると、プラグ５，２２およびロッド
２３は金属管２から抜け出る。なお、第４図の状態で加
工を停止してもよく、この場合には、金属管２を切断し
てプラグ５，２２およびロッド２３を取り出す。このよ
うにすれば、金属管２の長さはマンドレル６の長さによ
って制限を受けることなく長尺であっても加工でき、ま
た内外面加工の前に精度の高い圧延が行えることから、
金属管２の前進状態も極めて良好になる。また、圧延ロ
ール３とボール２１とのの回転方向を逆にすることによ
って金属管２に対するねじれもより一層防止することが
できる。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×肉厚・・・・・・１２◇×０．
５側ボールの数および外径・・・・・・８ケ、７０８ケ
のボールに接する内接円径…・・・１００プラグ２２の
外径・・・・・・１０．１０圧延ロールの外径・・・・
・・３５０ ３つの圧延ロールに接する内接円径・…・・９．５５？
プラグ５の外径・・・・・・９０プラグ５に形成された
溝の数、深さ および角度 ・・・・・・６５ ０．２肋、
１４０ロッドの外径×長さ…・・・８で×１５比ゅ圧延
ロールの公転回転数・・・・・・１００比ｐｍ上記のよ
うにして金属管を加工したところ、加工速度は、１０ｍ
／ｍｉｎであり、加工後の外径が９．５側で肉厚０．５
肌の金属管を製造することができた。

なお、上記各実施例では、ガイドロール９，１０を回転
駆動させているが、駆動せずに回転自在に支持させただ
けでもよい。

また、上記実施例では圧延ロール３を単なる円筒状にし
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２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、圧延ロール３
の外面に所定の形状を形成することにより、金属管２の
外面にも所定の形状を付与することができる。さらに、
上記各実施例では圧延ロール３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３を自転させる構成にすれば、金属管２に対する
圧延ロール３の回転速度を増すことができ、従って加工
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外面加
工装置によれば、金属管の麹線に対して傾斜角を有する
複数の圧延ロールが金属管の回りを公転しながら自転し
て金属管の内面に所定の形状を付与し、かつ複数のガイ
ドロールが回転しながら金属管を支持する構成であるか
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、従って外部の引き抜き等の力が不要に
なり、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、さらに金属管のねじれも防
止することができる。

また、金属管と圧延ロールとの間の摩擦力を減少させる
ことができるから、マンドレルに加わる引張力が低減し
、この結果複列の内外面加工が可能になり、例えばラセ
ン溝を交叉させたものや、あるいは金属管の函線に平行
な溝とラセン溝の複合したものも製造することができる
。しかも、圧延ロールを公転させているから金属管を回
転させる必要がなく、したがって長尺の金属管を加工す
ることがでかる。

さらに、圧延ロールに近接させてその後段に配置したガ
イドロールによって金属管を挟持させるようにしている
から、金属管が振れたり、振動したりするのを防止する
ことができ、これによって金属管の加工をより一層スム
ーズに行うことができる。ま、前記複数のガイドロール
の内、少なくとも１個を強制的に回転駆動させたりすれ
ば、金属管の前進はよりスムーズになり、従って加工度
をより大きく、また加工速度をより上げてより生産性を
上げ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の内外面加工装置の一実
施例を示す概略縦断正面図、第２図は第１図のローＤ線
に沿う概略縦断側面図、第３図は第１図のｍ−ｍ線に沿
う概略縦断側面図、第４図はこの発明の他の実施例を示
す概略縦断正面図である。 １・・・・・・圧延ロール支持体、２・・・…金属管、
３・・・・・・圧延ロール、５・・・…プラグ、６・・
・・・・マンドレル、７，８……軸、９，１０……ガイ
ドロール、２３……ロツド。 第４図 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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
   管を中心にして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位置させら
   れて前記金属管の内面に所定の形状を付与するプラグと
   、前記金属管の軸線に直交する複数の軸にそれぞれ回転
   自在に支持されるとともに前記圧延ロールに近接してそ
   の後段に配置されかつ全体として前記金属管を挾持する
   複数のガイドロールとからなるこを特徴とする金属管の
   内外面加工装置。 ２ 前記複数のガイドロールのうち少なくとも１個を駆
   動機構により強制的に回転させてなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の金属管の内外加工装置。