JP2007237273A

JP2007237273A - 絞りローラ

Info

Publication number: JP2007237273A
Application number: JP2006065854A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kojima; 宏小島; Yoshiaki Takada; 佳昭高田
Original assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】別途送り目を消去するための設備を設けることなく、テーパ鋼管加工において製品表面に送り目の発生することのない絞りローラを提供すること。
【解決手段】素材Ｗの外周に絞り加工を施す絞りローラＲであって、素材Ｗに当接するローラ部分１０に、異なる曲率半径の加圧ローラ部分Ｋａと成形ローラ部分Ｓｅとを連ねた絞りローラＲにおいて、成形ローラ部分Ｓｅの加圧ローラ部分に連続する部分を直線部ｎとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒形素材の外周面に絞り加工を施す絞りローラに関し、特にテーパ鋼管の製造に際して用いる、加工後の製品表面に発生する凹凸を小さくすることのできる絞りローラに関する。

従来の絞りローラを用いた装置のうち、長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に製造するテーパ鋼管加工機の概略を図４に示す。
このテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機１は、長尺のパイプ素材Ｗをテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工するもので、架体４上に載置するテンション側回転機構台２と、架体５上に載置する駆動側回転機構台３と、両架体４、５間に配設する絞り加工装置Ｓと加熱装置Ｈとからなり、テンション側回転機構台２及び駆動側回転機構台３には、それぞれ駆動手段２ａ、３ａを配設し、架体４、５上を軸方向に移行可能に構成する。駆動手段２ａ、３ａの構成は、特に限定されるものではないが、サーボモータや油圧モータ等によって回転するピニオンを、両架体４、５上に敷設したラックに噛み合わせてテンション側回転機構台２、駆動側回転機構台３を移行させるように構成することが好ましい。

駆動側回転機構台３には、軸回転手段３ｂを配設し、パイプ素材Ｗを回転駆動させる。テンション側回転機構台２には、同期駆動制御機構（図示せず）によって回動手段を設けてもよいが、ベアリングなどによって回動自在に支持し、単に従動するように構成することが好ましい。

上記構成のテーパ鋼管加工機１を用いて行うテーパ鋼管の製造方法は、まず、パイプ素材Ｗのパイプ成形終端側を、ローダ機構（図示省略）や人手によって駆動側回転機構台３の把持装置７に取り付ける。そして、駆動手段３ａによって駆動側回転機構台３をテンション側回転機構台２に移動させ、テンション側回転機構台２側でパイプ素材Ｗのパイプ成形始端側を把持したとき、駆動側回転機構台３の駆動手段３ａを停止し、軸回転手段３ｂによって高速にパイプ素材Ｗを回転させるとともに、テンション側回転機構台２の駆動手段２ａによって図示左側に引張力を付与し、鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始する。

テンション側回転機構台２を駆動手段２ａにより移行することによって、パイプ素材Ｗを順次移送する際に、絞りローラＲによって加工されるパイプ素材Ｗに対して引張力を付与することができる。本発明者らの実験によると、パイプ素材の両端に駆動手段２ａによるＡ方向（図４（ｂ）参照）の引張力を約２０ｔ、駆動手段３ａによる引止力（Ｂ方向の引張力（図４（ｂ）参照））を約５ｔ付加させて絞り加工を行うことによって長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に加熱雰囲気下で塑性加工する際に、１回の操作で良好な塑性加工を行うことができる。
尚、引張力や引止力は、パイプサイズや肉厚等の変更に対応して付加力が変わることはいうまでもない。

駆動側回転機構台３の先端に配設した把持装置７が加熱装置Ｈを通過し、絞り加工装置ＳのローラＲによって、把持装置７に把持されたパイプ素材Ｗの把持装置７近傍まで絞り加工がなされたとき絞り加工は終了し（図４（ｂ）参照）、テーパ鋼管が製作される。

しかし、このテーパ鋼管加工機１による絞り加工の際に用いる絞りローラＲは、素材に当接するローラ２０の当接部分は、図５に示すように、大径の曲率半径ｒ５（半径は約２００ｍｍ）からなり、パイプ素材Ｗを縮管していく加圧ローラ部分Ｋａと、小径の曲率半径ｒ４（半径は約３０ｍｍ）からなり、テーパ部分を成形していく成形ローラ部分Ｓｅとにわかれ、成形ローラ部分Ｓｅはローラ２０の頂点部分（加工時の頂点）となる。
このため、図６に示すように、成形ローラ部分Ｓｅの曲率半径ｒ４の曲線形状が送り目として製品表面に送り量（送りピッチ）ｍ毎に螺旋状に残り、この送り目が残ると、テーパ加工終了後のメッキ工程で、メッキ処理を施した際に送り目が強く目立ってしまうといった問題があった。

そのため、図７に示すように、絞り加工装置Ｓの絞りローラＲによって絞られたパイプ素材Ｗに対して、その表面に残る螺旋状の送り目を押圧消去するための押圧ローラＰを複数配設する方法も採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、この方法では、絞り加工装置Ｓの他に、押圧ローラＰを配設する設備が必要になるとともに、テーパ加工当初は、絞り加工装置Ｓとテンション側回転機構台２との間に隙間が少なく押圧ローラＰは軸芯６から離間した場所に位置する必要があり、テーパ加工が一定に進んだ後に図７に示す位置に来るように、軸芯６と直交する方向に移動させるための機構が必要となり、コストが嵩むといった問題があった。
特開２００２−２９２４３３号

本発明は、上記従来の絞りローラの有する問題点に鑑み、別途送り目を消去するための設備を設けることなく、テーパ鋼管加工において製品表面に送り目の発生することのない絞りローラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の絞りローラは、素材の外周に絞り加工を施す絞りローラであって、素材に当接するローラ部分に、異なる曲率半径の加圧ローラ部分と成形ローラ部分とを連ねた絞りローラにおいて、成形ローラ部分の加圧ローラ部分に連続する部分を直線部としたことを特徴とする。

この場合において、直線部の幅を、素材の１回転当たりの送り量以上とすることができる。

本発明の絞りローラによれば、成形ローラ部分の加圧ローラ部分に連続する部分を直線部としたから、成形ローラ部分の曲率半径の曲線形状が製品表面に残ることのない絞りローラを提供することができる。

また、直線部の幅を、素材の１回転当たりの送り量（送りピッチ）以上の長さとすることによって、確実に、送り目を製品の表面に残すことのない絞りローラを提供することができる。

以下、本発明の絞りローラの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、従来例と同様のテーパ鋼管製造用のテーパ鋼管加工機に、本発明の絞りローラを用いた例を示す。尚、従来の絞りローラと同様の構造については同一の符号、一連の符号を付し説明を省略する。

この絞りローラＲのパイプ素材Ｗに当接するローラ１０は、ブラケット１４に回動自在に配設した主軸１３に固定し、パイプ素材Ｗの外周面に当接し、パイプ素材Ｗを塑性加工することによってテーパ鋼管加工を施すようにしている。

そして、このローラ１０のパイプ素材Ｗとの当接部分は、大径の曲率半径ｒ２（半径は約２００ｍｍ）で、パイプ素材Ｗを縮管していく加圧ローラ部分Ｋａと、小径の曲率半径ｒ１（半径は約２０ｍｍ）で、テーパ部分を成形していく成形ローラ部分Ｓｅとが連なって形成されるもので、成形ローラ部分Ｓｅのうち、加圧ローラ部分Ｋａに連続する部分が絞りローラ１０の頂点部分（加工時の頂点）となり、この部分を直線部ｎとなるようにしている。加圧ローラ部分Ｋａの成形ローラ部分Ｓｅ近傍は中径の曲率半径ｒ３（半径は約３０ｍｍ）とされている。

この直線部ｎの幅Ｌは、素材Ｗの１回転当たりの送り量、例えば素材回転１回転当たりでの送り距離が３ｍｍの場合は３ｍｍ以上の長さとなるように形成することが好ましく、素材Ｗとの当接角度αは加工するテーパ鋼管の角度（送り量が１回転３ｍｍで、絞りローラＲの送り込み量が０．０３ｍｍであれば１／１００）と等しくなるように形成する。

これにより、素材Ｗの送り量ｍのピッチで製品表面に螺旋状に現れる送り目を、成形ローラ部分Ｓｅの直線部ｎによって押し潰すことができ、加工が完了したテーパ鋼管表面には送り目の出ない良好な製品を製作することができ、次工程のメッキ工程が完了した最終製品も見栄えのよい意匠的にも優れた製品の加工を行うことができる。

以上、本発明の絞りローラについて、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

以上、本発明の絞りローラは、成形ローラ部分に直線部を設けることによって、製品表面に送り目を生じさせることがないという特性を有していることから、新規の設備でテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機に用いることができる他、例えば、既存のテーパ鋼管加工機においても絞りローラを取り替えることによって用いることができる。

本発明の絞りローラの一部断面の正面図である。（ａ）は、図１のＸ部分の詳細図を、（ｂ）は、（ａ）のＹ部分の詳細図である。本発明の絞りローラによって加工したテーパ鋼管の表面を示す一部切り欠きの概略正面図である。テーパ鋼管の製造方法の概略図である。従来の絞りローラの一部断面の正面図である。従来の絞りローラで加工したテーパ鋼管の表面を示し。（ａ）は、一部切り欠きの概略正面図、（ｂ）は、（ａ）のＺ部拡大正面図である。テーパ鋼管加工機に押さえローラを配設した、従来のテーパ鋼管加工機の概略平面図である。

符号の説明

１０絞りローラ
Ｋａ加圧ローラ部分
Ｓｅ成形ローラ部分
ｎ直線部
ｍ送り量

Claims

素材の外周に絞り加工を施す絞りローラであって、素材に当接するローラ部分に、異なる曲率半径の加圧ローラ部分と成形ローラ部分とを連ねた絞りローラにおいて、成形ローラ部分の加圧ローラ部分に連続する部分を直線部としたことを特徴とする絞りローラ。
直線部の幅を、素材の１回転当たりの送り量以上としたことを特徴とする請求項１記載の絞りローラ。