JP4461454B2 - Cold reduction press forming method of metal tube and metal tube formed thereby - Google Patents
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この発明は、金属管の冷間縮径プレス成形方法及びこれにより成形した金属管に関する。 The present invention relates to a cold reduction press forming method of a metal tube and a metal tube formed thereby.
従来、金属管の冷間縮径プレス成形方法としては、以下のようなものが提案されていた。
一つは、原管を断面楕円形に塑性変形させ、この楕円管に潤滑処理を施した後、相合して真円形となるようにそれぞれ半円形の加圧成形面を有する２個の加圧ダイスを用い、両ダイスの名半円形加圧成形面の各分割面側が楕円管の短軸方向の両周側面を挟むように位置させ、両ダイスを介して楕円管をその長軸方向に加圧して減径する方法である（特開昭５３−７８９７１号）。
他の一つは、原管を断面楕円形に塑性変形させ、この楕円管に潤滑処理を施した後、長半円形の加圧成形面を有する半割りダイスと、半円形の加圧成形面を有する半割りダイスとの両者を用い、前記楕円管の短軸方向の両周側面を、長半円形の半割りダイスと半円形の半割りダイス、又は長半円形の半割りダイス同士及び半円形の半割りダイス同士によって挟むように位置させ、両ダイスを介して楕円管をその長軸方向に加圧して減径する方法である（特開昭５３−７８９７２号）。
しかし、これらの方法は、実用化されるまでには至っていない。
One is that the original tube is plastically deformed into an elliptical cross section, and after the lubricating treatment is applied to the elliptical tube, two pressurizing surfaces each having a semicircular pressure forming surface so as to be combined into a perfect circle Using the dies, position each split surface of the nominal semi-circular pressure forming surface of both dies so that they sandwich both sides of the elliptical tube in the short axis direction, and add the elliptical tube in the major axis direction through both dies. This is a method of reducing the diameter by pressing (Japanese Patent Laid-Open No. 53-78971).
The other is that the original pipe is plastically deformed into an elliptical cross section, and after the elliptical pipe is lubricated, a half die having a long semicircular pressure forming surface and a semicircular pressure forming surface are provided. Both sides of the elliptical tube in the short-axis direction are formed on both sides of the semi-circular die and the semi-circular half die, or between the long and half-circular half-dies. This is a method of reducing the diameter by placing an elliptical tube in the major axis direction through both dies so as to be sandwiched between circular dies (Japanese Patent Laid-Open No. 53-78972).
However, these methods have not yet been put into practical use.
前述した特開昭５３−７８９７１号、特開昭５３−７８９７２号などに記載されている方法では、噛み出しなどが起こりやすく、縮径成形される金属管の材質・大きさ・肉厚が限定されていた。また、前述した方法で、１５％程度の大きな縮径率の縮径をおこなおうとすると、必ず噛み出しをする。或いは、真円が得られにくかった。
また、上述したような従来法では、テーパー管・２重管等は噛み出しなどが起こったり、充分な密着された製品が出来なかった。In the methods described in JP-A-53-78971, JP-A-53-78972, etc., biting is likely to occur, and the material, size, and thickness of the metal tube to be reduced in diameter are limited. It had been. In addition, if the diameter is reduced by a large diameter reduction ratio of about 15% by the above-described method, the biting is always performed. Or it was hard to get a perfect circle.
Further, in the conventional method as described above, the tapered tube, the double tube, etc. are bitten out or a product with sufficient adhesion cannot be obtained.
本発明は、金属管を冷間でプレス加工することによって縮径成形を行うにあたって、より確実、かつ美しく冷間縮径プレス成形を行うことができ、しかも、この冷間縮径プレス成形をより金型移動距離即ちシリンダーや油圧ジャッキ等のストロークを短くすることが出来る（予成形で方形状のような断面多角形状するので、縮径成形のためのプレス工程でのシリンダー動作距離が短くて済む）ので小型の設備、或いは、対象の管が大きい或いは、小さくても（対象の管が小さい時のみの生産では小さい機械で出来る）同一の機械設備により、金型を交換することのみにより（簡素な装置で）行うことのできる金属管の冷間縮径プレス成形方法及びこれによって成形された管を提案することを目的としている。 The present invention can perform cold-reduction press molding more reliably and beautifully when performing cold-reduction molding by cold-pressing a metal tube. The moving distance of the mold, that is, the stroke of the cylinder or hydraulic jack, etc. can be shortened. (Because pre-molding forms a polygonal cross section like a square, the cylinder operating distance in the pressing process for diameter reduction can be shortened. ) So small equipment, or even if the target pipe is large or small (can be produced with a small machine only when the target pipe is small), only by exchanging the mold with the same mechanical equipment (simple It is an object of the present invention to propose a method for cold reduction press forming of a metal tube and a tube formed thereby.
前記課題を解決するため、この出願が提案する発明は以下の通りである。
請求項１の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外周長を前記原管の外周長より減少させる縮径工程が行われることを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２の発明は、縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項１又は２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項６の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項５記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項７の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項５又は６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項９の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１０の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１１の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の金属管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１２の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１１又は１２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１４の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項１３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１５の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項１３又は１４記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１６の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状であって、該原管の一方の端から他方の端に向かう長手方向の連続する各横断面における各角部のＲが該原管の一方の端から他方の端に向かうに従って次第に変化している多角形状になるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外周長を前記原管の外周長より減少させる縮径工程を行ってテーパー状の管を成形することを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１７の発明は、縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項１６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項１６又は１７記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項１９の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２０の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２１の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項２０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２２の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項２０又は２１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２４の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２５の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項１６乃至２２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２６の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の金属管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の金属管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項１８記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２７の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた金属管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項２６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われることを特徴とする請求項２６又は２７記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項２９の発明は、型材の外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に当該型材外周面の凹凸部に対応した凸凹部が形成されることを特徴とした請求項２８記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３０の発明は、型材は割り型であって、該割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが該割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、該割り型の外周径の大きさが調整されるものであることを特徴とする請求項２８又は２９記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３１の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形ロールを用いて行われることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３２の発明は、予成形工程に用いられる予成形ロールは複数の予成形ロールから構成されていることを特徴とする請求項３１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３３の発明は、予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、該予成形を受ける金属製のパイプからなる原管が、該予成形ロールに対して移動することを特徴とする請求項３２記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３４の発明は、予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該金属パイプが、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける該金属パイプの該予成形ロールに対する移動が行われることを特徴とする請求項３３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３５の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形金型を用いたプレス成形であることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３６の発明は、予成形金型は凸湾する曲率を有する予成形成形金型であることを特徴とする請求項３５記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３７の発明は、予成形工程に用いられる予成形金型は複数の予成形金型から構成されていることを特徴とする請求項３５又は３６記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３８の発明は、予成形工程と、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程とが交互に繰り返して行われることを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項３９の発明は、予成形工程が一回又は複数回行われた後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が一回又は複数回行われることを特徴とする請求項１乃至３７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４０の発明は、大径の金属製のパイプからなる外管の中に内管を挿入し、外管の断面形状を多角形状に成形しつつ、当該外管の内周と前記内管の外周との間に当接部が形成されるように予成形した後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形により、外管の断面形状を前記予成形後の多角形状とは異なる断面形状へと再成形しつつ、外管の外周長を減少させる縮径工程を行うと共に、前記内管が挿入されていた部分を内外二重の管に形成することを特徴とする金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４１の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が開始される際に、外管の中に挿入されている内管の先端が存在する位置又はその近傍の外管を、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する前記成形金型の頂点部でプレスした後、縮径工程が開始されることを特徴とする請求項４０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４２の発明は、縮径工程で採用される前記プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、複数の成形金型からなることを特徴とする請求項４０又は４１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４３の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、凸湾の曲率が異なる部分を有することを特徴とする請求項４０乃至４２のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４４の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型は、それぞれその表面に凹凸部を備えており、該成形金型により縮径成形を受けた外管の所定の位置の外周表面に、成形金型の表面に備えられている前記凹凸部に対応した凸部、凹部が形成されることを特徴とする請求項４０乃至４３のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４５の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管は軸方向に移動できないように固定されていることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４６の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管は軸方向に移動可能なように支持されていることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４７の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間、前記予成形後の外管を軸方向で後方側に移動させることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４８の発明は、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が行われる間において、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分で成形が行われる間のみ前記予成形後の外管を軸方向で後方側に移動させ、当該成形金型の前記凸湾の曲率が異なる部分以外の部分で成形が行われる間は、前記予成形後の外管が軸方向に移動できないよう支持することを特徴とする請求項４３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項４９の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形ロールを用いて行われることを特徴とする請求項４０乃至４８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５０の発明は、予成形工程に用いられる予成形ロールは複数の予成形ロールから構成されていることを特徴とする請求項４９記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５１の発明は、予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、該予成形を受ける金属製のパイプからなる原管が、該予成形ロールに対して移動することを特徴とする請求項５０記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５２の発明は、該予成形工程に用いられる複数の該予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該金属パイプが、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける該金属パイプの該予成形ロールに対する移動が行われることを特徴とする請求項５１記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５３の発明は、金属製のパイプからなる原管を断面形状が多角形状になるように成形する予成形は予成形金型を用いたプレス成形であることを特徴とする請求項４０乃至４８のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５４の発明は、予成形金型は凸湾する曲率を有する予成形成形金型であることを特徴とする請求項５３記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５５の発明は、予成形工程に用いられる予成形金型は複数の予成形金型から構成されていることを特徴とする請求項５３又は５４記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５６の発明は、予成形工程と、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程とが交互に繰り返して行われることを特徴とする請求項４０乃至５５のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５７の発明は、予成形工程が一回又は複数回行われた後、プレス成形する方向に向けて凸湾する曲率を有する成形金型を用いたプレス成形による縮径工程が一回又は複数回行われることを特徴とする請求項４０乃至５５のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法である。
請求項５８の発明は、請求項１乃至５７のいずれか一項記載の金属管の冷間縮径プレス成形方法により成形した金属管である。
前記の縮径成形工程のプレス成形に用いられる成形金型を、それぞれ、複数の金型から構成されているものとすると、縮径による管のかみ出し、キズ等の発生を防ぐことができる。
また、１つの予成形工程において金属管の横断面１ａを方形状に予成形する場合、図１（ａ）図示のように２個の予成形ロール２ａ、２ｂを用いることもできるし、図１（ｂ）図示のように４個の予成形ロール２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを用いることもできる。また、ロールをプレス成形用の予成形金型に代え、プレス成形によって、図１（ａ）、（ｂ）に図示した横断面形状を有する予成形後の金属管を得ることもできる。
なお、前述したように、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより、予成形を受ける金属パイプが、予成形ロールに対して移動する方式とすることができる。
あるいは、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、予成形を受ける金属パイプが、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、予成形を受ける金属パイプの予成形ロールに対する移動が行われる方式にすることもができる。
ロール成形の場合、ロール駆動のロールフォーミング法、ロール無駆動のドローフォーミング法及びエクストロールフォーミング法があり、全ての方法により予成形を実現できる。
なお、方形状に予成形することに代えて、冷間引抜法による方法で出来たパイプを用いても何ら差し支えない。
ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面１ａの形状が楕円状又は長円状である予成形後の金属管を得るには、図１（ａ）図示のように２個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
また、ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面の形状が三角形状の多角形状である予成形後の金属管を得るには、２個又は３個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
更に、ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面形状が五角形状の多角形状である予成形後の金属管を得るには、２個、４個あるいは５個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
また、ロール成形又はプレス成形による一回の予成形によって、横断面形状が六角形状の多角形状である予成形後の金属管を得るには、２個、４個あるいは６個の予成形ロールまたはプレス成形用の予成形金型を用いる。
前述したように、本発明による金属管の冷間縮径プレス成形方法においては、金属製のパイプからなる原管が、円形横断面形状を有するものである場合、予成形ロールを用いたロール成形或いは予成形金型を用いた第一のプレス成形により、前記原管の横断面形状とは異なる他の横断面形状を有するように予成形する予成形工程がまず必要になる。
一方、金属製のパイプからなる原管の横断面形状が円形以外である場合（すなわち、非円形横断面形状である場合）には、予成形工程を行わずに、成形金型を用いたプレス成形により、前記原管の横断面形状とは異なる横断面形状になるように成形しつつ、外周長を原管の外周長より減少させることによって、本発明による金属管の冷間縮径プレス成形を行うことが可能である。
なお、ここで、円形横断面形状とは、縮径加工を受ける金属パイプ、すなわち原管の横断面形状が、真円形状の他、真円に近い略円形の状態である場合を含むものである。また、非円形横断面形状とは、縮径加工を受ける金属パイプ、すなわち原管の横断面形状が、三角形状、四角形状、五角形状、六角形状等の方形状または多角形状、あるいは、楕円状、長円状などのように、前記の円形横断面形状の概念に含まれない形状のことをいう。
前述した本発明による金属管の冷間縮径プレス成形方法によれば、ロールフォーミング成形機と比較して小型のプレス機を利用して容易に縮径成形することができる。このプレス機は従来プレス成形に使用されているプレス機を用いることができ、しかも、スエージング、加熱等をする為の特定の機械設備を必要とすることなく縮径成形することができる。
本発明の冷間縮径プレス成形法によれば、予成形後の金属管の外周面と、表面にあらかじめ掘り込まれている希望する模様などの凸凹部を備えている縮径成形工程のプレス成形用の成形金型表面との当接により、縮径成形と同時に、縮径成形された金属管の外周面に希望する模様などの凸凹部を設けることができる。例えば、図３（ａ）図示の金属管（丸管１ｂ）は、本発明の方法によって成形されたものの一部を表したものであるが、表面に凸凹部を備えている縮径成形工程のプレス成形用成形金型を用いることにより、外周の長手方向の一部に軸と平行な方向に溝１ｃが形成されている金属管としたものである。
前述した従来の金属管の冷間縮径成形方法におけるダイスを利用した引抜き法では、金属管の表面の長手方向に、同一の模様を付与することのみが可能である。しかし、本発明の方法によれば、前記のように、縮径成形工程のプレス成形に用いられる成形金型の表面に希望の模様を掘り込んでおくことにより、縮径成形後の金属管の希望する位置、例えば、周方向の全長にわたって、あるいは、長手方向の一部分に、希望する形状・模様を付与することが出来る。
更に、前述したように、縮径成形のためのプレス成形工程は、原管内に型材が挿入されている状態で行われるようにすることができる。
この型材は、予成形工程後の縮径成形工程を行う際に、原管の内側、すなわち原管となる金属パイプの内側に挿入して使用する。
この型材は、縮径成形工程のプレス成形の際に原管を支持、固定する役割を果たし、縮径成形の際に原管が位置ズレを起すことを防止する役割も果たすものである。
更に、この型材が原管内に挿入されていることによって、原管の肉厚が薄い場合であっても、金属製パイプの内側に座屈が発生することを未然に防止できる。
特に、金属製のパイプからなる原管の横断面形状が非円形形状である場合において、成形金型を用いたプレス成形による縮径成形工程の際に、原管内に型材を挿入しておくと、金属製パイプの内側に座屈が発生することを効果的に防止できる。
また、型材の外周長の大きさを適宜調整したり、異なる外周長を有する型材を用いることによって、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を替えることなしに、内周長が異なる縮径された金属管、肉厚の異なる縮径された金属管を成形することができる。
なお、ここで、前記の型材として、その外周面に所定の凹凸部が施されている型材を用いることにより、縮径成形と同時に、金属管の所定位置の内周面に凸凹部が形成されるようにできる。
例えば、縮径成形された金属管の内周壁に、長手方向に延びる、すなわち、金属管の中心軸と平行に延びる直線状の凸条、凹条を形成することができる。また、型材を予成形後の金属製パイプ内に配置しておく位置を任意に変えることによって、金属管の希望する位置の内周壁に希望する形状・模様の凹凸部を形成することもできる。更に、型材の外周の一部に希望の形状・模様の凹凸部を付与しておくことにより、縮径成形された金属管の内周壁の希望する部分にのみ希望する形状・模様の凹凸模様を形成することもできる。
このようにすることによって、内周長が異なる縮径された金属管や、肉厚の異なる縮径された金属管を成形することと、縮径された金属管の希望する位置の内周壁に希望の形状・模様を形成することとを前記の型材を用いることによって同時に達成できる。
なお、ここで、前述した表面に凸凹部が備えられている縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を用いれば、縮径成形される金属管の内周壁と外周壁とのそれぞれ希望する位置に、希望する形状・模様の凹凸を、同時に、形成することができる。
例えば、表面に凸凹部が備えられている縮径成形工程のプレス成形用の成形金型の配置位置及び当該成形金型の表面に備えられている凸凹部の位置と、縮径成形工程の際に原管の内側に挿入されている型材の配置位置及び当該型材の外周面に備えられている凸凹部の位置とを適宜に調整することにより、内周に形成されている形状・模様と、外周に形成されている形状・模様とに、特定の関連性を持たせることができる。
なお、前記において、型材は割り型であって、割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが割り型の中心部に配置されていて、該テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、割り型の外周径の大きさを調整可能なものとすることができる。
例えば、図４（ａ）、（ｂ）図示のように、型材５０は、４個の割り型５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを含み、中心にテーパー状のピン５３が挿入されていて、ピン５３と割り型５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄとがキー５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄによりスライド移動できるようになっていて、縮径成形工程が完了した後、ピン５３を移動させることにより、型材５０が緩むようにし、縮径成形された管の中から抜き取れるようにできる。
型材をこのような構成にしておくことによって、例えば、縮径成形工程が完了した後、テーパー状のピンを割り型の軸方向にスライド移動させて割り型を緩め、こうして、縮径成形された管の中から、割り型（型材）を抜き取るようにすることができる。また、テーパー状のピンを割り型の軸方向にスライド移動させることによって、型材（割り型）の外周径の大きさを任意に調整し、これによって、希望する内径を有する縮径管を成形することができる。
前述した本発明の冷間縮径プレス成形法によれば、縮径成形された金属管の横断面形状を、円形、楕円形、長円形、方形、多角形など、あらゆる形状にすることが可能である。各縮径成形プレスの金型に採用される金型の数や、当該金型の形状を種々に定めることによって、前述した種々の横断面形状を得ることができる。
前記本発明のいずれの金属管の冷間縮径プレス成形法においても、段差のないなだらかに長手方向に外周長が変化するテーパーの金属管を得ることも出来る。また、段差のある外周長の異なる段違いの金属管を得ることもできる。
また、二種類の形状の異なった管体であって一方の管体の端を他方の管体の端に挿入可能である二本の管体を用い、一方の管体の端を他方の管体の端に挿入した状態で、あるいは、同種の形状の管体であって一方の管体の端に縮径成形を施し、この一方の管体の端を他方の管体の端に挿入した状態で、当該他方の管体を、本発明の冷間縮径プレス成形法によって縮径してカシメることにより、二本の管体を接合することもできる。
更に、前記本発明の金属管の冷間縮径プレス成形法によれば、成形金型による縮径成形工程での縮径率３％以上を達成することができる。また、予成形工程とこれに引き続いて行われる成形金型による縮径成形工程とによる縮径率３％以上を達成することができる。
特に、成形金型を用いたプレス成形により、非円形横断面形状を有する原管を異なる横断面形状になるように成形しつつ、外周長を原管の外周長より減少させる縮径成形工程を複数回繰り返す際に、直前のプレス成形で成形される金属管の横断面形状が次位のプレス成形によって異なる横断面形状に成形することにより、また、予成形工程と第二のプレス成形工程とを交互に繰り返す際、あるいは、予成形工程を一回又は複数回行った後、縮径成形のための第二のプレス成形工程を一回又は複数回行う際に、第二のプレス成形工程が最初に行われた後の成形工程では、直前の成形による金属管の横断面形状が、次位の成形によって異なる横断面形状に成形することにより、前記の縮径率３％以上をより確実、かつ容易に達成することができる。
なお、縮径成形のためのプレス成形を行う回数は、縮径成形される金属管の材質、肉厚、例えば、外管・内管それぞれの材質、肉厚、縮径する割合、縮径成形された金属管の用途などに応じて定めることができる。
予成形工程と第二のプレス成形工程とを交互に繰り返す回数、一又は複数回の予成形工程を行った後に、一又は複数回の第二のプレス成形工程を行う場合における予成形工程、第二のプレス成形工程の回数は、縮径成形される金属管の材質、肉厚、例えば、外管・内管それぞれの材質、肉厚、縮径する割合、縮径成形された金属管の用途などに応じて定めることができる。
予成形工程と第二のプレス成形工程とを交互に繰り返す場合であっても、予成形工程を一回行った後、または複数回繰り返した後、第二のプレス成形工程を一回行う、または複数回繰り返す場合であっても、第二のプレス成形工程が最初に行われた後の成形工程では、直前の成形による該外管の横断面形状が、次位の成形によって異なる横断面形状になるように成形されることが望ましいのは、前述した一重管の場合と同様である。
また、ここで、予成形工程に用いられる予成形ロール又は予成形金型及び、縮径成形工程に用いられるプレス成形用の成形金型は、それぞれ、複数の予成形ロール又は複数の予成形金型及び、複数の成形金型から構成されているようにできること、これによって、金型の数や、形状を種々に定めることによって、第二のプレス成形工程が最初に行われた後の成形工程における、直前の成形による外管の横断面形状が、次位の成形によって異なる横断面形状になるように成形されるようにできるのも前述した一重管の場合と同様である。
更に、ここで、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が連動して回転することにより該予成形を受ける該原管が、該予成形ロールに対して移動する方式にできるのも前述した一重管の場合と同様である。
また、予成形工程に用いられる複数の予成形ロールは、その中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールであって、該予成形を受ける該原管が、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、または、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、若しくは、押し込み手段によって上流側から該予成形ロールの孔形の中へ押し込まれると共に、引き抜き手段によって該予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、該予成形を受ける原管の該予成形ロールに対する移動が行われる方式にできるのも前述した一重管の場合と同様である。
前述した一重管、二重管いずれの場合であっても、本発明の金属管の冷間縮径プレス成形法における予成形工程において、ロール成形による予成形をする場合、金属管あるいは原管を、その軸方向に相対移動させる方式としては、金属管あるいは原管を移動させる方式、予成形ロールを有した成形機を移動させる方式のどちらも採用可能である。
予成形工程において、ロール成形による予成形を行う場合、金属管あるいは原管を移動させる方式の場合には以下のような方式を採用することができる。
例えば、予成形ロールが複数のロールからなるものとし、各予成形ロールにおける当該複数のロールの中の一部又は全部が連動して回転することにより前記予成形を受ける金属管あるいは原管が、前記予成形ロールに対して移動する方式である。
これは、図２（ｃ）に一例を示したロールフォーミング方式（ロール駆動方式）と呼ばれるものである。図２（ｃ）図示の実施形態において、符号４１ａ、４１ｂ、４１ｃで示されているものは、それぞれ、予成形ロールであって、予成形ロールによる予成形が、連続的に複数回繰り返されるものである。このように複数の予成形スタンドを持つロールがタンデムに配置されているならば、その中の一部のみを強制駆動する方式にすることもできる。例えば、４個一組のロールを用いているならば、この中で２個一組のロールのみを強制駆動することができる。図２（ｃ）図示の例では、予成形ロール４１ａの２個のロール及び、予成形ロール４１ｃの、ロール２ａ、２ｃのみが強制駆動されている。
また、予成形ロールを、それぞれ複数のロールからなると共に、各予成形ロールにおける当該複数のロールの中の一部又は全部が駆動手段からの駆動力を受けていない遊転ロールとしておいて、以下のいずれかの方式を採用することもできる。
第一の方式は、予成形を受ける原管が、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形及び縮径成形ロールの孔形の中へ押し込まれることにより、当該原管の予成形ロールに対する移動が行われるものである。これは、図２（ａ）に一例を示したエクストロールフォーミング方式（ロール無駆動パイプ押込み方式）と呼ばれるものである。押し込み手段としては、油圧シリンダや油圧ジャッキを用いることができる。図２（ａ）の実施形態では、油圧シリンダ４のロッド５を押し出すことにより、原管である丸鋼管１が移動し、予成形ロールによって予成形される。
第二の方式は、予成形を受ける原管である丸鋼管１が、引き抜き手段によって予成形ロール３１の孔形及び縮径成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出されることにより、当該原管の予成形ロールに対する移動が行われるものである。これは、図２（ｂ）に一例を示したドローフォーミング方式（ロール無駆動パイプ引き抜き方式）と呼ばれるものである。引き抜き手段としては、金属管の先端側を把持するチャックと、このチャックを保持して牽引する油圧ジャッキ、あるいは周転駆動されつつ前記チャックを牽引するチェインなどを用いることができる。
第三の方式は、前記第一の方式と第二の方式とを組み合わせ、予成形を受ける原管を、押し込み手段によって上流側から予成形ロールの孔形の中へ押し込むと共に、引き抜き手段によって予成形ロールの孔形の中から下流側へ引き抜き出すことにより、当該原管の予成形ロールに対する移動が行われるものである。
金属管を移動させる方式については、その直径、肉厚、長さ、成形速度などの関係に応じて、前述した方式の中から好ましいものを選択して用いることができる。
ただし、エクストロールフォーミング方式では、油圧シリンダの長さが長くなりがちになるので、これをできるだけ短縮する工夫が必要である。また、ドローフォーミング方式では、引張り端を変形させない工夫が必要である。更に、ロールフォーミング方式では、ロールの駆動方法について工夫する必要がある。
なお、図２（ａ）、（ｂ）図示の実施形態は、一組の予成形工程で済む場合を説明しているが、図２（ｃ）図示のようにタンデムに配置した複数の予成形ロールにより複数回の予成形を行う形態にすることもできる。
前記いずれの方法においても、予成形工程にロール成形法により金属管を予成形する方法を記述したが、プレスによる方法、及び冷間引抜法によってもまったく同じ効果であり、これらの方法により出来た予成形パイプを縮径プレス成形することが可能である。
前述した二重管形成に用いられる本発明の金属管の冷間縮径プレス成形方法において、内管は外管の全長に渡って、あるいは外管の一部分にのみ差し込まれているようにできる。また、外管が内管の一部に環装されている形態にすることもできる。
外管の全長に渡って内管が差し込まれていれば、前述した本発明の二重管形成に適用される冷間縮径プレス成形法によって、全長に渡って内外二重となっている二重管を形成することができる。また、外管の一部にのみ内管が差し込まれていれば、内管が差し込まれていた部位のみが厚肉に形成されている二重管を形成することができる。また、内管の一部に外管が環装されていれば、外管が環装されていた部位のみが厚肉に形成されている二重管を形成することができる。
更に、二重管形成に用いられる本発明の金属管の冷間縮径プレス成形方法において、前述した一重管の場合と同様に、縮径成形に用いられる成形金型はそれぞれその表面に凸凹部を備えており、当該成形金型によって縮径成形された金属管の表面に、凹部、凸部を形成しつつ縮径成形を行うことができる。
また、縮径成形のためのプレス成形工程又は第二のプレス成形工程は、内管内に型材が挿入されている状態で行うことができる。
ここで、型材はその外周面に所定の凹凸部が形成されており、縮径成形と同時に、内管の所定位置の内周面に凹凸部が形成されるようにできる。
また、型材は割り型であって、割り型の軸方向にスライド移動可能なテーパー状のピンが割り型の中心部に配置されており、テーパー状のピンが割り型の軸方向にスライド移動することによって、割り型の外周径の大きさが調整されるようにできる。
これらの実施形態を採用するにすることによって得られる作用、効果は、前述した一重管の場合と同様である。
以上説明したように、本発明の金属管の冷間縮径プレス成形方法によれば、内外二重管を簡単に製造することができる。
この二重管を形成する方法では、例えば、内管は横断面三角形状であって、外管は横断面円形状である内外二重管を形成することが可能である。
また、縮径成形工程において、外管の内周長の方が、内管の外周長より小さくなるように縮径成形することによって、外管の内周面と、内管の外周面とが密着した構造の二重管を形成することもできる。この方法によって製造された二重管は、内管の外周面と外管との内周面とが、直接、均等圧で当接されていて、熱特性が均一になる。そこで、信頼度が飛躍的に向上された二重管製品を提供できる。
前記いずれの二重管の成形方法においても、前述したのと同様に、円形形状とは、真円形状の他、真円に近い略円形の状態を含む概念である。また、非円形形状とは、外管の横断面が、三角形状、四角形状、五角形状、六角形状等の方形状または多角形状、あるいは、楕円状、長円状などのように、前記の円形形状の概念に含まれない形態のことをいう。
前述した本発明の二重管の形成に用いられる金属管の冷間縮径プレス成形法によれば、接着剤等を一切使用する必要がない。そこで、本発明の方法によれば、信頼度が飛躍的に向上された二重管製品を提供できる。
なお、内管は、外管を構成する金属管と同じ材質、または異なる材質の金属管とすることができる。また、外管を構成する金属管とは異なる材質の非金属管とすることもできる。例えば、外管が鋼管である場合に、内管を、アルミニウム製、チタン製、合成樹脂製の管とすることができる。
例えば、図３（ｂ）図示の二重管１０は、本発明の方法によって製造されたものであり、丸鋼管７の内側に合成樹脂管８が配置されているものである。プレス成形による縮径成形工程によって丸鋼管７が縮径成形されるので、丸鋼管７の内周壁と合成樹脂管８の外周壁とは、均一かつ等圧で当接し、一体的な二重管が製造されている。
更に、内管を外管を構成する金属管と同じ材質、または異なる材質の金属管、あるいは外管を構成する金属管とは異なる材質の非金属管としておいて、前述した本発明の二重管形成に適用される冷間縮径プレス成形法によって内外二重管を形成した後、この形成されたものを内管として用い、これを径の大きい金属管の中に差し込んで、前述した本発明の二重管形成に適用される冷間縮径プレス成形法を行えば、内外三重管を形成することができる。同様にして、四重管、五重管などの多重管を形成することが可能である。
二重管形成に適用される前記いずれの本発明の冷間縮径プレス成形法においても、縮径プレス成形を用いて外管を縮径成形する際に、縮径プレス成形金型の間隙への外管のかみ出し等が生じることなく、縮径プレス成形することが可能である。
前述した本発明の二重管の形成に用いられる金属管の冷間縮径プレス成形法によれば、縮径成形金型を用いて二重管を形成できるので、事前に行う処理は、単に、内管、外管を洗浄により清浄化する処理のみで済む。すなわち、内管、外管について、熱処理や、機械的処理等々の前処理を行う必要はない。
また、このように、縮径成形金型を用いて二重管を形成できるので、プレス金型材として特殊な材料は不要であり、金型の表面処理も不要なので、安価に、効率よく二重管を形成することができる。
なお、前述した本発明の二重管の形成に用いられる金属管の冷間縮径プレス成形法の予成形工程において、外管の内周壁の少なくとも一部分が、内管の外周壁に当接するようにしておけば、内管を所望の位置に固定しておいて、位置ずれを生じさせることなく縮径成形を行うことができる。そこで、内管を外管の一部分にのみ差し込んでおいて、当該差し込まれている部分のみ厚肉に形成しようとする場合に、このようにすれば、目的とする部分のみ、正確に、厚肉形成することができる。
以上説明した本発明の冷間縮径プレス成形法によれば、金属製パイプからなる原管あるいは外管の横断面形状が円形である場合、予成形工程とこれに続く縮径プレス成形一回あたりで、縮径率３％以上を実現できた。また、金属製パイプからなる原管あるいは外管の横断面形状が円形以外のものである場合、縮径プレス成形一回あたりで、縮径率３％以上を実現できた。
これらの縮径率は、発明者等の実験によれば、２８％まで十分に可能であった。この縮径率は、使用する予成形工程、縮径プレス成形金型の形態に応じて、３％〜２８％の間で変動させることができる。
例えば、肉厚１．６ｍｍ、外径４２．７ｍｍの鉄製の金属管の場合、予成形金型を３個を備えている予成形金型で横断面三角形状に予成形し、引き続いて、凸湾する曲率を有する成形金型３個を備えているプレス成形機で、前記予成形された金属管の内部に型材を挿入しておいて、予成形された金属管の三角形の頂点部分を内側に向けて圧縮する方向に縮径することにより縮径率２２％を実現できた。
また、同一の予成形金型３個を用いながら、その相対位置のみを変更すると共に、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を交換することによって、縮径率８％となる外径３９．２ｍｍの丸鋼管を得ることができた。
また、肉厚１．２ｍｍ、外径４２．７ｍｍの鉄製の金属管の場合、予成形ロール４個を備えている予成形スタンドで横断面方形状に予成形し、引き続いて、成形金型４個を備えているプレス成形機で、前記予成形された金属管の内部に型材を挿入しておいて、予成形された金属管の方形の頂点部分を内側に向けて圧縮する方向に縮径することにより縮径率１１．８％を実現できた。
また、同一の予成形ロール４個を用いながら、その相対位置のみを変更すると共に、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を交換することによって、縮径率５％となる外径４０．５ｍｍの丸鋼管を得ることができた。
更に、肉厚２．３ｍｍ、外径６３．５ｍｍの鉄製の金属管の場合、予成形ロール４個を備えている予成形スタンドで横断面五角形状に予成形し、引き続いて、成形金型５個を備えているプレス成形機で、前記予成形された金属管の内部に型材を挿入しておいて、予成形された金属管の五角形の頂点部分を内側に向けて圧縮する方向に縮径することにより縮径率７．２％を実現できた。
また、同一の予成形ロール４個を用いながら、その相対位置のみを変更すると共に、縮径成形工程のプレス成形用の成形金型を交換することによって、縮径率３％となる外径４１．４ｍｍの丸鋼管を得ることができた。
更に、二重管を製造する方法の場合でも、１回の予成形工程と、プレス成形用の凸湾する曲率を有する成形金型を用いた１回のプレス成形による縮径成形工程との組み合わせで外管の縮径率３％〜２８％が可能であった。
そして、本発明の方法によって製造した本発明の金属管について検討したところ、原管の横断面形状が円形状で、縮径成形後の金属管の横断面形状も円形状の場合、その外径精度は、縮径成形する前の原管の外径精度と同等になるとの結果が得られた。また、本発明の方法によって製造した本発明の金属管を切断して試験したところ、切断面の外径は、切断する前とほぼ同一であるとの結果が得られた。
以上、本発明が提案する金属管の冷間縮径プレス成形法を説明した。本発明が提案する金属管は、以上説明したいずれかの本発明の金属管の冷間縮径プレス成形法によって形成されるものである。In order to solve the above problems, the invention proposed by this application is as follows.
The invention of claim 1 is a press using a molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding after preforming a raw pipe made of a metal pipe so as to have a polygonal cross-sectional shape. A metal tube is characterized in that a diameter reduction step is performed to reduce the outer peripheral length from the outer peripheral length of the original pipe while re-forming the cross-sectional shape into a cross-sectional shape different from the pre-formed polygonal shape by forming. This is a cold shrinkage press molding method.
According to a second aspect of the present invention, the molding die having a curvature that protrudes toward the press-molding direction employed in the diameter reduction step comprises a plurality of molding dies. This is a cold reduction press forming method of a metal tube.
The invention according to claim 3 is characterized in that the molding die having a curvature that protrudes toward the direction of press forming has a portion where the curvature of the protrusion bay is different. This is a reduced diameter press molding method.
According to a fourth aspect of the present invention, each of the molding dies having a curvature that protrudes toward the direction of press molding is provided with a concavo-convex portion on the surface thereof, and the metal tube that has undergone diameter reduction molding by the molding dies. 4. The metal according to claim 1, wherein a convex portion and a concave portion corresponding to the concave and convex portion provided on the surface of the molding die are formed on the outer peripheral surface at a predetermined position. This is a cold shrinkage press forming method of a tube.
The invention of
In the invention of claim 6, a predetermined uneven portion is formed on the outer peripheral surface of the mold material, and at the same time as the diameter reduction molding, the concave portion corresponding to the uneven portion of the outer peripheral surface of the mold material is formed on the inner peripheral surface of the metal tube at a predetermined position. The cold-reducing press forming method for a metal tube according to
According to a seventh aspect of the present invention, the mold material is a split mold, and a tapered pin that is slidable in the axial direction of the split mold is disposed in the center of the split mold, and the tapered pin is split. 7. The cold reduction press forming method of a metal pipe according to
The invention according to claim 8 is that the metal tube after the pre-forming cannot move in the axial direction while the diameter reducing step by press forming using a forming die having a curvature that protrudes toward the press forming direction is performed. It is fixed like this, It is the cold reduction press molding method of the metal pipe | tube as described in any one of the Claims 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned.
According to the ninth aspect of the present invention, the metal tube after the preforming can move in the axial direction while the diameter reducing process is performed by press molding using a molding die having a curvature that protrudes toward the press molding direction. It is supported like this, It is the cold diameter press-forming method of the metal pipe | tube of any one of Claim 1 thru | or 7 characterized by the above-mentioned.
The invention according to
In the invention of claim 11, the curvature of the convex bay of the molding die is different while the diameter reducing step by press molding using the molding die having a curvature convex toward the press molding direction is performed. The metal tube after the pre-molding is moved rearward in the axial direction only while molding is performed on the part, and while molding is performed on a part other than the part where the curvature of the convex bay of the molding die is different, The cold-reducing press forming method for a metal tube according to claim 3, wherein the pre-formed metal tube is supported so as not to move in the axial direction.
The invention according to claim 12 is characterized in that the molding dies having a curvature that protrudes in the direction of press molding each have a concavo-convex portion on the surface thereof, and the metal tube that has undergone diameter reduction molding by the molding dies. The cold-reducing press for a metal tube according to claim 11, wherein a convex portion and a concave portion corresponding to the concave-convex portion provided on the surface of the molding die are formed on the outer peripheral surface at a predetermined position. This is a molding method.
The invention of claim 13 is characterized in that the diameter reduction step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding is performed in a state where the mold material is inserted into the original pipe. 13. A method for cold-reducing a metal tube according to claim 11 or 12, wherein the metal tube is cold-reduced.
According to the invention of claim 14, a predetermined uneven portion is formed on the outer peripheral surface of the mold material, and at the same time as the diameter reduction molding, the concave portion corresponding to the uneven portion of the outer peripheral surface of the mold material is formed on the inner peripheral surface of the metal tube at a predetermined position. 14. The method of cold shrinking press forming a metal tube according to claim 13, wherein: is formed.
According to a fifteenth aspect of the present invention, the mold material is a split mold, and a tapered pin that is slidable in the axial direction of the split mold is disposed at the center of the split mold, and the tapered pin is split. 15. The cold reduction press forming method of a metal tube according to claim 13 or 14, wherein the size of the outer peripheral diameter of the split die is adjusted by sliding in the axial direction of the die. is there.
The invention according to claim 16 is that each of the corners in each of the continuous cross sections in the longitudinal direction from the one end of the original pipe to the other end of the original pipe made of a metal pipe having a polygonal cross-sectional shape. A molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding after pre-molding so that R becomes a polygonal shape gradually changing as it goes from one end of the original pipe to the other end. A taper-shaped tube is formed by performing a diameter reduction step of reducing the outer peripheral length from the outer peripheral length of the original tube while re-forming the cross-sectional shape into a cross-sectional shape different from the polygonal shape after the pre-molding by the press forming used. Is a cold-reducing press forming method of a metal tube, characterized in that is formed.
According to a seventeenth aspect of the present invention, the molding die having a curvature that protrudes toward the press molding direction employed in the diameter reducing step is composed of a plurality of molding dies. This is a cold reduction press forming method of a metal tube.
The invention according to claim 18 is characterized in that the molding die having a curvature that protrudes toward the direction of press forming has a portion where the curvature of the protrusion bay is different. This is a reduced diameter press molding method.
According to the nineteenth aspect of the present invention, each of the molding dies having a curvature that protrudes toward the direction of press molding is provided with a concavo-convex portion on the surface thereof, and the metal tube that has undergone diameter reduction molding by the molding dies. The metal according to any one of claims 16 to 18, wherein a convex portion and a concave portion corresponding to the concave and convex portion provided on the surface of the molding die are formed on the outer peripheral surface at a predetermined position. This is a cold shrinkage press forming method of a tube.
The invention of claim 20 is characterized in that the diameter reducing step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding is performed in a state in which the mold material is inserted into the original pipe. A cold-reduction press forming method for a metal tube according to any one of claims 16 to 19.
According to the invention of
According to a twenty-second aspect of the present invention, the mold material is a split mold, and a tapered pin that is slidable in the axial direction of the split mold is disposed at the center of the split mold, and the tapered pin is split. The cold-reducing press forming method of a metal tube according to claim 20 or 21, wherein the size of the outer peripheral diameter of the split die is adjusted by sliding in the axial direction of the die. is there.
In the invention of claim 23, the metal tube after the preforming cannot move in the axial direction while the diameter reducing step by press molding using a molding die having a curvature convex toward the press molding direction is performed. 23. The cold reduction press forming method of a metal tube according to any one of claims 16 to 22, wherein the metal tube is cold-diameter press forming method.
According to the invention of claim 24, the metal tube after the preforming can move in the axial direction while the diameter reducing process by the press molding using the molding die having the curvature convex toward the press molding direction is performed. 23. The cold reduction press forming method of a metal tube according to any one of claims 16 to 22, wherein the metal tube is cold supported.
In the invention of claim 25, the metal tube after the preforming is rearward in the axial direction while the diameter reducing step is performed by press molding using a molding die having a curvature that protrudes toward the press molding direction. 23. The cold reduction press forming method of a metal tube according to any one of claims 16 to 22, wherein the metal tube is cold moved.
In the invention of claim 26, the curvature of the convex bay of the molding die is different while the diameter reducing step by press molding using the molding die having a curvature convex toward the press molding direction is performed. The metal tube after the pre-molding is moved rearward in the axial direction only while molding is performed on the part, and while molding is performed on a part other than the part where the curvature of the convex bay of the molding die is different, The cold-reducing press forming method for a metal tube according to claim 18, wherein the pre-formed metal tube is supported so as not to move in the axial direction.
According to the invention of claim 27, each of the molding dies having a curvature that protrudes in the direction of press molding is provided with a concavo-convex portion on the surface thereof, and the metal tube subjected to diameter reduction molding by the molding dies. 27. The cold reduction press for a metal tube according to claim 26, wherein a convex portion and a concave portion corresponding to the concave and convex portion provided on the surface of the molding die are formed on the outer peripheral surface at a predetermined position. This is a molding method.
The invention of claim 28 is characterized in that the diameter reducing step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding is performed in a state in which the mold material is inserted into the original pipe. 28. The method for cold-pressing a metal tube according to claim 26 or 27.
According to the invention of claim 29, a predetermined concavo-convex portion is formed on the outer peripheral surface of the mold material, and at the same time as the diameter reduction molding, a convex / concave portion corresponding to the concavo-convex portion of the outer peripheral surface of the mold material is formed on the inner peripheral surface of the metal tube at a predetermined position. 29. The cold-reducing press forming method of a metal tube according to claim 28, wherein:
According to a thirty-third aspect of the present invention, the mold material is a split mold, and a tapered pin that can slide in the axial direction of the split mold is disposed in the center of the split mold, and the tapered pin is split. 30. The cold reduction press forming method of a metal pipe according to claim 28 or 29, wherein the size of the outer peripheral diameter of the split mold is adjusted by sliding in the axial direction of the mold. is there.
The invention of
According to a thirty-second aspect of the present invention, there is provided the cold reduction press forming method for a metal pipe according to the thirty-first aspect, wherein the pre-forming roll used in the pre-forming step is composed of a plurality of pre-forming rolls.
According to a thirty-third aspect of the present invention, a plurality of the preforming rolls used in the preforming step are partly or wholly rotated in conjunction with each other, so that the raw pipe is made of a metal pipe that receives the preforming. 33. The cold reduction press forming method of a metal tube according to claim 32, wherein the metal tube moves relative to the preforming roll.
According to a thirty-fourth aspect of the present invention, the plurality of pre-forming rolls used in the pre-forming step are idle rolls in which some or all of them are not receiving driving force from the driving means, The metal pipe to be received is pushed from the upstream side into the hole shape of the preforming roll by the pushing means, or is drawn from the hole shape of the preforming roll to the downstream side by the drawing means. Alternatively, the preform is pushed into the hole shape of the preforming roll from the upstream side by the pushing means, and the preform is pulled out from the hole shape of the preforming roll to the downstream side by the pulling means. 34. The cold reduction press forming method of a metal pipe according to claim 33, wherein the metal pipe is moved relative to the preforming roll.
The invention of claim 35 is characterized in that the preforming of the original pipe made of a metal pipe so that the cross-sectional shape is a polygonal shape is press molding using a preforming die. 30. The method for cold-reducing a metal tube according to any one of 30 above.
A thirty-sixth aspect of the present invention is the cold reduction press forming method of a metal pipe according to the thirty-fifth aspect, wherein the pre-molding die is a pre-molding die having a convex curvature.
The invention according to claim 37 is characterized in that the preforming die used in the preforming step is composed of a plurality of preforming dies, and the cold reduction press forming of the metal tube according to claim 35 or 36. Is the method.
The invention of claim 38 is characterized in that the pre-forming step and the diameter reduction step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding are alternately performed. 38. A cold-reducing press forming method of a metal tube according to any one of claims 1 to 37.
In the invention of claim 39, after the preforming step is performed once or a plurality of times, the diameter reducing step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes toward the press molding direction is performed once or 38. The cold-reducing press forming method for a metal tube according to any one of claims 1 to 37, wherein the method is performed a plurality of times.
According to the invention of claim 40, an inner tube is inserted into an outer tube made of a large-diameter metal pipe, and the outer circumference of the outer tube and the inner tube are formed while forming a cross-sectional shape of the outer tube into a polygonal shape. After the preforming is performed so that a contact portion is formed between the outer periphery of the outer tube and the outer tube, the cross-sectional shape of the outer tube is formed by press molding using a molding die having a curvature that protrudes in the press molding direction. While re-forming into a cross-sectional shape different from the polygonal shape after pre-molding, a diameter reduction process is performed to reduce the outer peripheral length of the outer tube, and the portion where the inner tube was inserted is formed into an inner and outer double tube This is a cold-reducing press forming method for a metal tube.
The invention of claim 41 is the inner tube inserted into the outer tube when the diameter reducing process by press molding using a molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding is started. The diameter reduction process is started after pressing the outer tube at the position where the tip of or near the outer tube is pressed at the apex of the molding die having a curvature convex toward the press molding direction. The method for cold-pressing a metal tube according to claim 40.
The invention of claim 42 is characterized in that the molding die having a curvature that protrudes in the press molding direction employed in the diameter reducing step comprises a plurality of molding dies. It is the cold-reduction press-forming method of the metal pipe of description.
The invention of claim 43 is characterized in that the molding die having a curvature that protrudes toward the direction of press molding has a portion where the curvature of the protrusion is different. This is a cold-reducing press forming method for metal pipes.
According to the invention of claim 44, each of the molding dies having a curvature that protrudes toward the direction of press molding is provided with an uneven portion on the surface thereof, and the outer tube subjected to diameter reduction molding by the molding die. 44. The metal according to any one of claims 40 to 43, wherein a convex portion and a concave portion corresponding to the concave and convex portion provided on the surface of the molding die are formed on the outer peripheral surface at a predetermined position. This is a cold shrinkage press forming method of a tube.
In the invention of claim 45, the outer tube after the pre-molding cannot move in the axial direction while the diameter-reducing step is performed by press molding using a molding die having a curvature convex toward the press molding direction. 45. The cold reduction press forming method of a metal tube according to any one of claims 40 to 44, wherein the metal tube is cold-diameter press forming method.
According to the invention of claim 46, the outer tube after the pre-molding is movable in the axial direction while the diameter reducing step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes in the direction of press molding is performed. 45. The cold reduction press forming method for a metal tube according to any one of claims 40 to 44, wherein the metal tube is cold supported.
According to a 47th aspect of the present invention, the outer tube after the preforming is axially rearward while the diameter reducing step is performed by press molding using a molding die having a curvature that protrudes toward the press molding direction. 45. The cold reduction press forming method of a metal tube according to any one of claims 40 to 44, wherein the metal tube is cold moved.
In the invention of claim 48, the curvature of the convex bay of the molding die is different while the diameter reducing step by press molding using the molding die having a curvature convex toward the press molding direction is performed. The outer tube after the pre-molding is moved rearward in the axial direction only while molding is performed at a portion, and while molding is performed at a portion other than the portion where the curvature of the convex bay of the molding die is different, 44. The cold reduction press forming method of a metal tube according to claim 43, wherein the outer tube after the pre-forming is supported so as not to move in the axial direction.
The invention of claim 49 is characterized in that the preforming of the original pipe made of a metal pipe so as to have a polygonal cross-sectional shape is performed using a preforming roll. It is a cold diameter press-molding method of the metal pipe as described in any one of Claims 1-3.
A 50th aspect of the present invention is the cold reduction press-forming method of a metal pipe according to the 49th aspect, wherein the pre-forming roll used in the pre-forming step comprises a plurality of pre-forming rolls.
The invention according to claim 51 is characterized in that the plurality of preforming rolls used in the preforming step are partly or wholly rotated in conjunction with each other, so that the original pipe is made of a metal pipe that receives the preforming. 51. The cold reduction press forming method of a metal tube according to
The invention of claim 52 is characterized in that the plurality of preforming rolls used in the preforming step are idle rolls in which a part or all of them are not subjected to a driving force from a driving means, The metal pipe to be received is pushed from the upstream side into the hole shape of the preforming roll by the pushing means, or drawn out from the hole shape of the preforming roll to the downstream side by the drawing means. Or by being pushed from the upstream side into the hole shape of the preforming roll by the pushing means and being drawn out from the hole shape of the preforming roll by the drawing means to the downstream side. 52. The cold reduction press forming method of a metal pipe according to claim 51, wherein the metal pipe to be received is moved with respect to the preforming roll.
The invention of
The invention according to
The invention of
The invention of claim 56 is characterized in that the preforming step and the diameter reducing step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes toward the direction of press molding are alternately performed. 56. A cold shrinking press forming method of a metal tube according to any one of claims 40 to 55.
In the invention of claim 57, after the preforming step is performed once or a plurality of times, the diameter reducing step by press molding using a molding die having a curvature that protrudes toward the press molding direction is performed once or 56. The cold reduction press forming method of a metal tube according to any one of claims 40 to 55, which is performed a plurality of times.
A 58th aspect of the present invention is a metal tube formed by the cold reduction press forming method of a metal tube according to any one of the 1st to 57th aspects.
If the molding dies used for the press molding in the above-mentioned diameter-reduction molding process are each composed of a plurality of dies, it is possible to prevent the pipe from protruding, flaws and the like due to the diameter reduction.
Further, when the
As described above, the plurality of pre-forming rolls used in the pre-forming step rotate partly or all of the rolls so that the metal pipe that receives the pre-forming is It can be a moving system.
Alternatively, the plurality of pre-forming rolls used in the pre-forming step are idle rolls in which some or all of them do not receive the driving force from the driving means, and the metal pipe that receives the pre-forming is the pushing means. By being pushed from the upstream side into the hole shape of the preforming roll, by being drawn out from the hole shape of the preforming roll by the pulling means, or from the upstream side by the pushing means. In addition to being pushed into the hole shape of the forming roll and pulled out from the hole shape of the preforming roll to the downstream side by the pulling means, the metal pipe that undergoes preforming moves relative to the preforming roll. You can also do it.
In the case of roll forming, there are a roll-driven roll forming method, a roll non-driven draw forming method, and an extra roll forming method, and pre-forming can be realized by all methods.
In place of preforming into a square shape, a pipe made by a cold drawing method may be used.
In order to obtain a pre-formed metal tube whose
In addition, in order to obtain a pre-formed metal tube having a triangular cross-sectional shape by a single pre-forming by roll forming or press forming, two or three pre-forming rolls or press forming Use a pre-molding mold.
Furthermore, in order to obtain a pre-formed metal tube having a polygonal cross-sectional shape by a single preform by roll molding or press molding, two, four or five preform rolls or A preforming mold for press molding is used.
In addition, in order to obtain a pre-formed metal tube having a hexagonal cross-sectional shape by a single preform by roll molding or press molding, two, four or six preform rolls or A preforming mold for press molding is used.
As described above, in the cold reduction press forming method of a metal pipe according to the present invention, when the original pipe made of a metal pipe has a circular cross-sectional shape, roll forming using a preforming roll is performed. Alternatively, the first press molding using the preforming mold first requires a preforming step for preforming to have another cross-sectional shape different from the cross-sectional shape of the original pipe.
On the other hand, when the cross-sectional shape of the original pipe made of a metal pipe is other than a circle (that is, a non-circular cross-sectional shape), a press using a molding die without performing a pre-forming step. The metal tube according to the present invention is cold-reduced press-molded by reducing the outer peripheral length from the outer peripheral length of the original tube while forming the cross-sectional shape different from that of the original tube by forming. Can be done.
Here, the circular cross-sectional shape includes a case where the metal pipe subjected to diameter reduction processing, that is, the cross-sectional shape of the original pipe is in a substantially circular state close to a perfect circle in addition to a perfect circle. The non-circular cross-sectional shape is a metal pipe that is subjected to diameter reduction processing, that is, the cross-sectional shape of the original tube is a square shape such as a triangular shape, a quadrangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, a polygonal shape, or an elliptical shape. A shape that is not included in the concept of the circular cross-sectional shape, such as an ellipse.
According to the above-described cold reduction press forming method of a metal tube according to the present invention, it is possible to easily reduce the diameter using a small press compared to a roll forming press. As this press machine, a press machine conventionally used for press molding can be used, and diameter reduction molding can be performed without requiring specific mechanical equipment for swaging, heating and the like.
According to the cold diameter press molding method of the present invention, a press in a diameter reduction process including an outer peripheral surface of a pre-formed metal tube and a convex recess such as a desired pattern dug in advance on the surface. By contact with the surface of the molding die for molding, it is possible to provide a convex and concave portion such as a desired pattern on the outer peripheral surface of the diameter-reduced metal tube simultaneously with the diameter-reduction molding. For example, the metal tube (
In the drawing method using a die in the conventional cold reduction forming method of a metal tube described above, it is only possible to give the same pattern in the longitudinal direction of the surface of the metal tube. However, according to the method of the present invention, as described above, by engraving a desired pattern on the surface of the molding die used for press molding in the diameter reduction molding process, the metal tube after the diameter reduction molding is formed. A desired shape / pattern can be applied to a desired position, for example, over the entire length in the circumferential direction or a part in the longitudinal direction.
Furthermore, as described above, the press molding process for the diameter reduction molding can be performed in a state where the mold material is inserted into the original pipe.
This mold material is used by being inserted into the inside of the original pipe, that is, the inside of the metal pipe to be the original pipe when performing the diameter reduction forming process after the pre-forming process.
This mold material plays a role of supporting and fixing the original pipe at the time of press forming in the diameter reduction forming process, and also plays a role of preventing the position deviation of the original pipe at the time of diameter reduction forming.
Further, by inserting the mold material into the original pipe, it is possible to prevent the buckling from occurring inside the metal pipe even when the original pipe is thin.
In particular, when the cross-sectional shape of the original pipe made of a metal pipe is a non-circular shape, the mold material is inserted into the original pipe during the diameter reduction molding process by press molding using a molding die. It is possible to effectively prevent buckling from occurring inside the metal pipe.
In addition, by appropriately adjusting the size of the outer peripheral length of the mold material or using a mold material having a different outer peripheral length, the inner peripheral length can be reduced without changing the molding die for press forming in the reduced diameter forming step. Diameter metal pipes and reduced diameter metal pipes having different thicknesses can be formed.
Here, as the mold material, by using a mold material having a predetermined uneven portion on the outer peripheral surface thereof, a convex concave portion is formed on the inner peripheral surface at a predetermined position of the metal tube simultaneously with the diameter reduction molding. You can make it.
For example, linear ridges and ridges extending in the longitudinal direction, that is, extending in parallel with the central axis of the metal tube can be formed on the inner peripheral wall of the reduced diameter metal tube. Moreover, the uneven | corrugated | grooved part of a desired shape and pattern can also be formed in the inner peripheral wall of the desired position of a metal pipe by changing arbitrarily the position which arrange | positions a mold material in the metal pipes after preforming. Furthermore, by providing irregularities with a desired shape / pattern on a part of the outer periphery of the mold material, the desired shape / pattern irregularities can be formed only on the desired portion of the inner wall of the reduced diameter metal tube. It can also be formed.
By doing so, it is possible to form reduced diameter metal pipes with different inner peripheral lengths or reduced diameter metal pipes with different wall thicknesses, and on the inner peripheral wall at the desired position of the reduced diameter metal pipe. Forming a desired shape / pattern can be achieved simultaneously by using the mold material.
Here, if a molding die for press molding in the diameter-reduction molding step provided with convex and concave portions on the surface described above is used, the inner peripheral wall and the outer peripheral wall of the metal pipe to be diameter-reduced are respectively desired. Concavities and convexities of a desired shape / pattern can be simultaneously formed at the positions.
For example, the position of the molding die for press molding in the diameter-reduction molding process provided with convex and concave portions on the surface, the position of the convex and concave portion provided on the surface of the molding die, and the diameter-reducing molding process By appropriately adjusting the arrangement position of the mold material inserted inside the original pipe and the position of the convex and concave portions provided on the outer peripheral surface of the mold material, the shape and pattern formed on the inner periphery, A specific relationship can be given to the shape / pattern formed on the outer periphery.
In the above, the mold material is a split mold, and a taper-shaped pin that is slidable in the axial direction of the split mold is disposed at the center of the split mold, and the taper-shaped pin is in the axial direction of the split mold. By sliding and moving, it is possible to adjust the size of the outer peripheral diameter of the split mold.
For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
By setting the mold material in such a configuration, for example, after the diameter reduction molding process is completed, the taper pin is slid in the axial direction of the split mold to loosen the split mold, and thus the diameter reduction molding is performed. The split mold (mold material) can be extracted from the pipe. Further, by sliding the taper pin in the axial direction of the split mold, the outer diameter of the mold material (split mold) is arbitrarily adjusted, thereby forming a reduced diameter pipe having a desired inner diameter. be able to.
According to the cold-reduction press molding method of the present invention described above, the cross-sectional shape of the reduced-diameter metal tube can be made into any shape such as a circle, an ellipse, an oval, a rectangle, and a polygon. It is. The various cross-sectional shapes described above can be obtained by variously determining the number of molds employed in the molds of each reduced diameter molding press and the shape of the molds.
In any of the cold reduction press forming methods for metal pipes of the present invention, a tapered metal pipe whose outer peripheral length changes smoothly in the longitudinal direction can be obtained without any step. In addition, it is possible to obtain metal pipes having different steps and different outer peripheral lengths.
In addition, two types of tubular bodies having different shapes and having two tubular bodies that can be inserted into the end of the other tubular body are used, and the end of one tubular body is used as the other tubular body. Inserted into the end of the body, or a tube of the same type, with one tube body subjected to reduced diameter molding, and the end of this one tube body inserted into the end of the other tube body In this state, the other tube body can be joined by shrinking and crimping the other tube body by the cold diameter press molding method of the present invention.
Furthermore, according to the cold reduction press forming method of the metal tube of the present invention, it is possible to achieve a reduction ratio of 3% or more in the reduction diameter forming step using a molding die. Further, it is possible to achieve a diameter reduction ratio of 3% or more by the preforming process and the subsequent diameter reducing process using a molding die.
In particular, there is a reduced diameter forming step of reducing the outer peripheral length from the outer peripheral length of the original pipe while forming the original pipe having a non-circular cross-sectional shape into a different cross-sectional shape by press molding using a molding die. When repeating a plurality of times, the cross-sectional shape of the metal tube formed by the previous press forming is formed into a different cross-sectional shape by the next press forming, and the pre-forming step and the second press forming step When the second press molding step is performed once or a plurality of times after the preforming step is repeated once or a plurality of times, the second press molding step is performed. In the molding process after being performed first, the cross-sectional shape of the metal tube formed immediately before is formed into a different cross-sectional shape by the next molding, so that the above-mentioned diameter reduction ratio of 3% or more is more reliably achieved. And can be easily achieved
Note that the number of times press forming for diameter reduction is performed depends on the material and thickness of the metal tube to be diameter-reduced, for example, the material and thickness of the outer tube and the inner tube, the ratio of diameter reduction, and diameter reduction molding. It can be determined according to the use of the metal pipe.
The number of times the preforming step and the second press forming step are repeated alternately, after one or more pre-forming steps, the one or more second press forming steps are performed, The number of press forming steps is the material and thickness of the metal tube to be reduced in diameter, for example, the material and thickness of the outer tube and the inner tube, the ratio of diameter reduction, and the use of the metal tube that has been reduced in diameter. It can be determined according to
Even when the preforming step and the second press molding step are alternately repeated, after the preforming step is performed once or after being repeated a plurality of times, the second press molding step is performed once, or Even in the case of repeating a plurality of times, in the molding process after the second press molding process is first performed, the cross-sectional shape of the outer tube by the previous molding is changed to a different cross-sectional shape by the next molding. It is desirable to be molded in the same manner as in the case of the single pipe described above.
Here, the preforming roll or preforming mold used in the preforming process and the press molding mold used in the diameter reducing molding process are respectively a plurality of preforming rolls or a plurality of preforming molds. The molding process after the second press molding process is first performed by variously determining the number and shape of the molds by being able to be configured from a mold and a plurality of molding dies. In the same manner as in the case of the single tube described above, the cross-sectional shape of the outer tube formed by the immediately preceding molding can be formed to have a different cross-sectional shape by the next molding.
Further, here, the plurality of preforming rolls used in the preforming step are such that the original pipe that receives the preforming by rotating part or all of the preforming rolls in conjunction with the preforming roll is in relation to the preforming roll. The moving system can be made the same as in the case of the single pipe described above.
In addition, the plurality of preforming rolls used in the preforming process are idle rolls in which some or all of them are not receiving the driving force from the driving means, and the original pipe that receives the preforming, By being pushed into the hole shape of the preforming roll from the upstream side by the pushing means, or by being drawn out from the hole shape of the preforming roll by the drawing means, or by the pushing means The preform is pushed into the hole shape of the preforming roll from the upstream side and drawn out from the hole shape of the preforming roll to the downstream side by the pulling means, so that the preform of the original pipe to be subjected to the preforming is drawn. It is possible to adopt a system in which movement with respect to the roll is performed as in the case of the single pipe described above.
In the case of either the single pipe or the double pipe described above, in the pre-forming step in the cold reduction press forming method of the metal pipe of the present invention, when pre-forming by roll forming, the metal pipe or the original pipe is used. As a method of relatively moving in the axial direction, either a method of moving a metal tube or an original tube or a method of moving a molding machine having a preforming roll can be adopted.
In the preforming step, when preforming is performed by roll forming, the following method can be adopted in the case of a method of moving a metal tube or an original tube.
For example, it is assumed that the preforming roll is composed of a plurality of rolls, and a metal tube or a raw tube that receives the preforming by rotating part or all of the plurality of rolls in each preforming roll in conjunction with each other, It is a system which moves with respect to the preforming roll.
This is called a roll forming method (roll driving method) shown in FIG. 2C as an example. In the embodiment shown in FIG. 2 (c),
Further, the preforming roll is composed of a plurality of rolls, respectively, and a part or all of the plurality of rolls in each preforming roll is an idle roll that does not receive the driving force from the driving means, Either of these methods can also be adopted.
In the first method, the original pipe to be preformed is pushed into the hole shape of the preforming roll and the hole diameter of the reduced diameter forming roll from the upstream side by the pushing means, so that The movement is done. This is called an extreme forming method (roll non-driving pipe pushing method) whose example is shown in FIG. As the pushing means, a hydraulic cylinder or a hydraulic jack can be used. In the embodiment of FIG. 2 (a), the
In the second method, the round steel pipe 1 that is the original pipe subjected to the pre-forming is drawn out from the hole shape of the
The third method is a combination of the first method and the second method, in which the original pipe to be preformed is pushed into the hole shape of the preforming roll from the upstream side by the pushing means, and pre-formed by the drawing means. By pulling out from the hole shape of the forming roll to the downstream side, the original pipe is moved relative to the pre-forming roll.
As a method for moving the metal tube, a preferable one can be selected from the above-described methods according to the relationship among the diameter, thickness, length, forming speed, and the like.
However, in the extreme forming method, the length of the hydraulic cylinder tends to be long, and it is necessary to devise a technique for shortening this as much as possible. In the draw forming method, it is necessary to devise not to deform the tension end. Furthermore, in the roll forming method, it is necessary to devise a method for driving the roll.
In the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, a case where only one set of preforming steps is required is described. However, a plurality of preforms arranged in tandem as shown in FIG. It can also be made into the form which performs multiple times of preforming with a roll.
In any of the above methods, the method for preforming the metal tube by the roll forming method was described in the preforming step, but the same effect was obtained by the method using the press and the cold drawing method, and these methods were used. It is possible to press the preformed pipe with a reduced diameter.
In the cold reduction press forming method of the metal tube of the present invention used for forming the double tube as described above, the inner tube can be inserted over the entire length of the outer tube or only a part of the outer tube. Moreover, it can also be set as the form by which the outer tube | pipe was wrapped by a part of inner tube | pipe.
If the inner tube is inserted over the entire length of the outer tube, the inner and outer duplexes are formed over the entire length by the cold shrinkage press molding method applied to the double tube formation of the present invention described above. A heavy tube can be formed. Further, if the inner tube is inserted into only a part of the outer tube, a double tube in which only the portion into which the inner tube has been inserted is formed thick can be formed. Moreover, if the outer tube is circularly attached to a part of the inner tube, it is possible to form a double tube in which only the portion where the outer tube is circularly formed is formed thick.
Further, in the cold reduction press forming method of the metal tube of the present invention used for forming a double tube, as in the case of the single tube described above, the molding dies used for the reduction molding are each provided with a concave and convex portion on the surface thereof. The diameter reduction molding can be performed while forming the concave portion and the convex portion on the surface of the metal tube which has been reduced in diameter by the molding die.
Moreover, the press molding process or the second press molding process for diameter reduction molding can be performed in a state where a mold material is inserted in the inner tube.
Here, a predetermined uneven portion is formed on the outer peripheral surface of the mold material, and the uneven portion can be formed on the inner peripheral surface at a predetermined position of the inner tube simultaneously with the diameter reduction molding.
Further, the mold material is a split mold, and a tapered pin that can slide in the axial direction of the split mold is disposed in the center of the split mold, and the tapered pin slides in the axial direction of the split mold. Thus, the size of the outer peripheral diameter of the split mold can be adjusted.
The actions and effects obtained by adopting these embodiments are the same as those of the single tube described above.
As described above, according to the cold reduction press forming method for a metal tube of the present invention, the inner and outer double tubes can be easily manufactured.
In this method of forming a double tube, for example, it is possible to form an internal / external double tube in which the inner tube has a triangular cross section and the outer tube has a circular cross section.
Further, in the diameter reduction molding process, the inner peripheral surface of the outer tube and the outer peripheral surface of the inner tube are formed by reducing the diameter so that the inner peripheral length of the outer tube is smaller than the outer peripheral length of the inner tube. It is also possible to form a double tube having a close structure. In the double tube manufactured by this method, the outer peripheral surface of the inner tube and the inner peripheral surface of the outer tube are in direct contact with each other with uniform pressure, and the thermal characteristics become uniform. Therefore, it is possible to provide a double tube product with greatly improved reliability.
In any of the above-mentioned double tube forming methods, as described above, the circular shape is a concept including a substantially circular state close to a perfect circle in addition to a perfect circle. The non-circular shape means that the outer tube has a circular cross section such as a triangular shape, a quadrangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape or the like, or an elliptical shape or an oval shape. A form not included in the concept of shape.
According to the cold shrink press forming method of the metal tube used for forming the double tube of the present invention described above, it is not necessary to use any adhesive or the like. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to provide a double-pipe product with greatly improved reliability.
The inner tube can be a metal tube made of the same material as or different from the metal tube constituting the outer tube. Moreover, it can also be set as the nonmetallic pipe | tube of the material different from the metal pipe | tube which comprises an outer pipe | tube. For example, when the outer pipe is a steel pipe, the inner pipe can be made of aluminum, titanium, or synthetic resin.
For example, the
Further, the inner tube is made of the same material as the metal tube constituting the outer tube or a metal tube made of a different material, or a non-metal tube made of a material different from the metal tube constituting the outer tube. After forming the inner and outer double pipes by the cold shrinking press molding method applied to the pipe formation, this formed one is used as the inner pipe, and this is inserted into a metal pipe having a large diameter, and the book described above If the cold-reduction press molding method applied to the double tube formation of the invention is performed, the inner and outer triple tubes can be formed. Similarly, multiple tubes such as a quadruple tube and a quintuple tube can be formed.
In any of the cold reduction press forming methods of the present invention applied to double tube formation, when the outer tube is reduced in diameter using reduced diameter press molding, the gap between the reduced diameter press molds is reduced. The outer diameter of the outer tube can be reduced without causing the outer tube to protrude.
According to the cold reduction press forming method of the metal tube used for forming the double tube of the present invention described above, the double tube can be formed by using the reduced diameter molding die. Only the process of cleaning the inner and outer pipes by washing is sufficient. That is, it is not necessary to perform pretreatment such as heat treatment and mechanical treatment on the inner tube and the outer tube.
In addition, since a double pipe can be formed using a reduced-diameter molding die in this way, no special material is required as a press die material, and no surface treatment of the die is required, so that the double pipe can be efficiently and inexpensively used. A tube can be formed.
In the preforming step of the cold reduction press forming method of the metal tube used for forming the double tube of the present invention described above, at least a part of the inner peripheral wall of the outer tube is in contact with the outer peripheral wall of the inner tube. In this case, the inner tube can be fixed at a desired position, and the diameter reduction can be performed without causing a positional shift. Therefore, when the inner tube is inserted into only a part of the outer tube and only the inserted portion is to be formed thick, in this way, only the target portion is accurately thickened. Can be formed.
According to the cold-reduction press molding method of the present invention described above, when the cross-sectional shape of the original pipe or the outer pipe made of a metal pipe is circular, the preforming process and the subsequent reduced-diameter press molding are performed once. As a result, a diameter reduction ratio of 3% or more was achieved. In addition, when the cross-sectional shape of the original pipe or the outer pipe made of a metal pipe is other than a circle, a reduction ratio of 3% or more can be realized per one diameter reduction press molding.
These diameter reduction ratios were sufficiently possible up to 28% according to experiments by the inventors. This diameter reduction rate can be varied between 3% and 28% depending on the preforming process to be used and the form of the diameter reduction press molding die.
For example, in the case of an iron metal tube having a wall thickness of 1.6 mm and an outer diameter of 42.7 mm, a preforming mold having three preforming molds is pre-formed into a triangular shape in cross section, and subsequently convex. In a press molding machine equipped with three molding dies having a curved curvature, the mold material is inserted into the preformed metal tube, and the triangle apex portion of the preformed metal tube is placed inside. A diameter reduction ratio of 22% was realized by reducing the diameter in the direction of compression toward the center.
In addition, while using the same three pre-molding dies, only the relative position is changed, and by changing the molding dies for press molding in the sizing process, the outer diameter becomes 8%. A 39.2 mm round steel pipe could be obtained.
Further, in the case of an iron metal tube having a wall thickness of 1.2 mm and an outer diameter of 42.7 mm, it is pre-formed into a transverse cross-section with a pre-forming stand having four pre-forming rolls, and subsequently a
In addition, while using the same four preforming rolls, only the relative position is changed, and the outer diameter 40 is reduced to 5% by changing the molding die for press molding in the diameter reduction molding process. A 5 mm round steel pipe could be obtained.
Further, in the case of an iron metal tube having a wall thickness of 2.3 mm and an outer diameter of 63.5 mm, it is pre-formed into a pentagonal cross section with a pre-forming stand equipped with four pre-forming rolls. In a press molding machine equipped with a piece, the mold material is inserted into the preformed metal tube, and the diameter of the preformed metal tube is reduced in the direction of compressing the apex of the pentagon toward the inside. As a result, a diameter reduction ratio of 7.2% was achieved.
Further, while using the same four pre-forming rolls, only the relative position is changed, and the outer diameter 41 is reduced by 3% by changing the molding die for press molding in the diameter reduction molding process. A 4 mm round steel pipe could be obtained.
Furthermore, even in the case of a method of manufacturing a double pipe, a combination of a single preforming step and a diameter reducing molding step by a single press molding using a molding die having a convex curvature for press molding. Thus, a diameter reduction ratio of 3% to 28% of the outer tube was possible.
And when examining the metal tube of the present invention manufactured by the method of the present invention, when the cross-sectional shape of the original tube is circular and the cross-sectional shape of the metal tube after diameter reduction is also circular, its outer diameter The result was that the accuracy was equivalent to the outer diameter accuracy of the original tube before the diameter reduction molding. Moreover, when the metal tube of this invention manufactured by the method of this invention was cut | disconnected and tested, the result that the outer diameter of a cut surface was substantially the same as before cutting | disconnection was obtained.
In the above, the cold reduction press forming method of the metal pipe which this invention proposes was demonstrated. The metal tube proposed by the present invention is formed by any one of the above-described methods for cold-reducing a metal tube according to the present invention.
この発明によれば、金属管を冷間でプレス加工することによって縮径成形を行うにあたって、より確実、かつ美しく冷間縮径プレス成形を行うことができ、しかも、この冷間縮径プレス成形をより金型移動距離即ちシリンダーや油圧ジャッキ等のストロークを短くすることが出来る（予成形で方形状のような断面多角形状するので、縮径成形のためのプレス工程でのシリンダー動作距離が短くて済む）。
そこで、この発明によれば、小型の設備、或いは、対象の管が大きい或いは、小さくても（対象の管が小さい時のみの生産では小さい機械で出来る）同一の機械設備により、金型を交換することのみにより（簡素な装置で）行うことのできる金属管の冷間縮径プレス成形方法及びこれによって成形された管を提供することができる。According to this invention, when performing diameter reduction molding by cold-pressing a metal tube, it is possible to perform cold diameter reduction press molding more reliably and beautifully, and this cold diameter reduction press molding. Can move the die movement distance, that is, the stroke of the cylinder or hydraulic jack, etc. (Because the preform has a polygonal cross section like a square shape, the cylinder operating distance in the pressing process for diameter reduction is short. I can do it).
Therefore, according to the present invention, the mold can be exchanged with the same mechanical equipment even if the equipment is small or the target pipe is large or small (can be produced by a small machine only when the target pipe is small). Thus, it is possible to provide a cold-reducing press forming method of a metal tube that can be performed only by (with a simple device) and a tube formed by this method.
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、各構成、形状及び配置関係については、本発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎず、また、数値及び各構成の材質については例示にすぎない。したがって、本発明は以下の実施例で説明する形態に限定されず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, each configuration, shape, and arrangement relationship are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood, and numerical values and The material of each component is only an example. Therefore, this invention is not limited to the form demonstrated by the following Example, It can change into a various form in the technical range grasped | ascertained from description of a claim.
４０ｍｍ×４０ｍｍの角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を、プレス成形によって丸鋼管６３に縮径成形するものである。図４（ａ）、（ｂ）図示の４個割りの型材５０を角鋼管６０内に挿入し、テーパー状のピン５３を矢示５４方向にスライド移動させた状態で縮径成形を行った。図６図示のように凸湾する曲率Ｒ５００を有する成形金型６１ａ、６１ｂを４個用い（図６には上下２個のみ表している）、プレス成形して、外径４０ｍｍの丸鋼管６３に縮径成形した。縮径成形完了後、型材５０のピン５３を矢示５５方向にスライド移動させ、型材５０を緩めて、丸鋼管６３内から抜き取った。丸鋼管６３の外周は１２５．７ｍｍで、約６．２％縮径した。 A 40 mm × 40 mm square steel pipe 60 (thickness: 1.6 mm, outer circumference: 134 mm, length: 150 mm) is formed into a
４０ｍｍ×４０ｍｍの角鋼管（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を挿入し、４個の成形金型を用いたプレス成形により縮径成形を行って、正八角形状の横断面形状に成形した。この正八角形状の状態で、外周は１２９．８ｍｍミリに縮径された。
この後、前記の４個割りの型材を抜き出し、代わって、８個割りの型材を挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する８個の成形金型を用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形された丸鋼管の外周は１２５．６ｍｍで、原管となる非円形横断面形状の角鋼管から約６．２％縮径した。4 pieces of molds as shown in FIGS. 4A and 4B are inserted into a 40 mm × 40 mm square steel pipe (thickness: 1.6 mm, outer circumference: 134 mm, length: 150 mm). Reduction molding was performed by press molding using a molding die of No. 1, and a regular octagonal cross-sectional shape was formed. In this regular octagonal state, the outer circumference was reduced to 129.8 mm.
Thereafter, the above-mentioned four-part mold material is extracted, and instead, an eight-part mold material is inserted, press-molded using eight molding dies having a convex curvature R1000, and a round having an outer diameter of 40 mm. The steel pipe was reduced in diameter. The outer diameter of the round steel pipe formed into a reduced diameter was 125.6 mm, and the diameter was reduced by about 6.2% from the square steel pipe having a non-circular cross-sectional shape as the original pipe.
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管として使用し、４個の予成形ロール７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを用いて予成形を行った。
４個の予成形ロール７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを、図６（ａ）中、矢示７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ方向で所望の位置にセッティングし、原管を図１（ｂ）図示のような状態の中に通過させ、横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管７３（図６（ｂ））に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ５００を有する４個の成形金型７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄを用い、矢印７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ方向からプレス成形して、外径４０ｍｍの丸鋼管７６に縮径成形した。原管からの縮径率は６．３％であった。JIS standard STK400-EG (outer diameter: 42.7 mm × thickness: 1.6 mm, length: 150 mm) is used as a raw tube, and pre-rolled using four preforming
Four preforming
Next, using four molding dies 74a, 74b, 74c, and 74d having a convex curvature R500, press molding is performed from the directions of
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、この中に図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を挿入し、４個の成形金型を用いたプレス成形により予成形を行って、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの予成形後の管の中に挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。原管からの縮径率は６．３％であった。 JIS standard STK400-EG (outer diameter: 42.7 mm x thickness: 1.6 mm, length: 150 mm) is used as the original pipe, and divided into four as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). And a pre-molding is performed by press molding using four molding dies, and the cross section as represented by
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管として使用し、４個の予成形ロールを用いて予成形を行った。４個の予成形ロールを、図６（ａ）中の矢示７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ方向で所望の位置にセッティングし、原管を図１（ｂ）図示のような状態の中に通過させ、横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管８０（図７（ａ））に予成形した。
次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの管８０の中に挿入し、４個の成形金型８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄを用い、矢印８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ方向からプレス成形して、外周１３７ｍｍの八角形状の管８３に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を管８３内から抜き取った。
次に、８個割りの型材をこの管８３の中に挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する８個の成形金型８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄ、８４ｅ、８４ｆ、８４ｇ、８４ｈを用い、図７（ｂ）中、矢印の方向からプレス成形して、外径３９ミリの丸鋼管８５に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管８５内から抜き取った。縮径率は、約８．７％であった。JIS standard STK400-EG (outer diameter: 42.7 mm × thickness: 1.6 mm, length: 150 mm) was used as a raw tube, and preformed using four preforming rolls. Four preforming rolls are set at desired positions in the directions of
4A and 4B are inserted into the
Next, an eight-part mold material is inserted into the
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、図１（ｂ）図示のように、４個の予成形ロールにより、この原管を、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。
更に、４個のロールにより２度目の予成形を行って、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．０ｍｍ×３９．０ｍｍの角形状の管に成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外周１３７ミリの八角形状の管に縮径した。
次に、８個の成形金型用いてプレス成形し、外径３９ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。削除縮径率は、約８．７％であった。JIS standard STK400-EG (outer diameter: 42.7 mm × thickness: 1.6 mm, length: 150 mm) is used as the original tube, and as shown in FIG. The original tube was preformed into a square tube having a cross section of 39.5 mm × 39.5 mm as represented by
Further, a second pre-formation was performed with four rolls to form a square tube having a cross section of 39.0 mm × 39.0 mm as represented by
Subsequently, it press-molded using the four shaping | molding metal mold | die which has the curvature R1000 which protrudes, and was diameter-reduced to the octagonal pipe | tube of 137 mm of outer periphery.
Next, press molding was performed using eight molding dies, and the diameter was reduced into a round steel pipe having an outer diameter of 39 mm. The deleted diameter reduction ratio was about 8.7%.
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、図１（ｂ）図示のように、４個の予成形ロールにより、この原管を、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。
更に、４個のロールにより２度目の予成形を行って、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．０ｍｍ×３９．０ｍｍの角形状の管に成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径３９ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径率は、約８．７％であった。JIS standard STK400-EG (outer diameter: 42.7 mm × thickness: 1.6 mm, length: 150 mm) is used as the original tube, and as shown in FIG. The original tube was preformed into a square tube having a cross section of 39.5 mm × 39.5 mm as represented by
Further, a second pre-formation was performed with four rolls to form a square tube having a cross section of 39.0 mm × 39.0 mm as represented by
Subsequently, it press-molded using the four shaping | molding metal mold | die which has the curvature R1000 which protrudes, and reduced-diameter-formed to the round steel pipe of outer diameter 39mm. The reduction ratio was about 8.7%.
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．６ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、この原管を、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３９．５ｍｍ×３９．５ｍｍの角形状の管に予成形した。
次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの管の中に挿入し、４個の成形金型用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。
この丸鋼管を、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が３７．０ｍｍ×３７．０ｍｍの角形状の管に予成形した。
次いで、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材をこの管の中に挿入し、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径３７ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。最終縮径率は、約１３．３％であった。JIS standard STK400-EG (outer diameter: 42.7 mm × thickness: 1.6 mm, length: 150 mm) is used as the original tube, and as shown in FIG. The original tube was preformed into a square tube having a cross section of 39.5 mm × 39.5 mm as represented by
4A and 4B are inserted into this pipe, press-molded using four molding dies, and reduced to a round steel pipe with an outer diameter of 40 mm. Molded. After completion of the reduced diameter molding, the mold material was extracted from the round steel pipe.
As shown in FIG. 6 (a), this round steel pipe is squared with a cross section of 37.0 mm × 37.0 mm as indicated by
4 (a) and 4 (b) are then inserted into this pipe, press-molded using four molding dies having a curved curvature R1000, and the outer diameter. The diameter was reduced to a 37 mm round steel pipe. After completion of the reduced diameter molding, the mold material was extracted from the round steel pipe. The final diameter reduction was about 13.3%.
４０ｍｍ×４０ｍｍの方形状の角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材であって、表面に凹凸模様が施されている型材を挿入した状態で、図５図示のように凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いて、プレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。丸鋼管の外周は１２５．７ｍｍで、丸鋼管の内周壁には、型材の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．３ｍｍの模様が形成されていた。 A square steel pipe 60 (thickness: 1.6 mm, outer periphery: 134 mm, length: 150 mm) in a 40 mm × 40 mm rectangular steel pipe is divided into four parts as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). A round steel pipe having an outer diameter of 40 mm is press-molded using four molding dies having a curvature R1000 projecting as shown in FIG. The diameter was reduced. After completion of the reduced diameter molding, the mold material was extracted from the round steel pipe. The outer periphery of the round steel pipe was 125.7 mm, and a pattern with a depth of about 0.3 mm was formed on the inner peripheral wall of the round steel pipe to correspond to the uneven pattern provided on the surface of the mold material.
４０ｍｍ×４０ｍｍの方形状の角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を挿入した状態で、それぞれ表面に縦縞模様が施されている凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型を図５図示のように用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。丸鋼管の外周は１２５．７ｍｍで、丸鋼管の外周壁には、成形金型の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．３ｍｍの縦縞模様が形成されていた。 Insert a four-part mold as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) into a 40mm × 40mm square steel tube 60 (thickness: 1.6mm, outer circumference: 134mm, length: 150mm). In this state, press molding is performed using four molding dies having a convex curvature R1000 each having a vertical stripe pattern on the surface as shown in FIG. 5, and reduced diameter molding is performed on a round steel pipe having an outer diameter of 40 mm. did. After completion of the reduced diameter molding, the mold material was extracted from the round steel pipe. The outer circumference of the round steel pipe was 125.7 mm, and a vertical stripe pattern having a depth of about 0.3 mm was formed on the outer circumference wall of the round steel pipe to correspond to the uneven pattern provided on the surface of the molding die.
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：４２．７ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管とし、これを図１（ｂ）図示のように４個の予成形ロールを用いて、図６（ｂ）に符号７３で示されているような横断面が３７．０ｍｍ×３７．０ｍｍの角形状の管に予成形した。次いで、４個のフラット成形金型を用いたプレス成形により、外径３７ｍｍの丸鋼管に縮径成形することを試みたが、縮径工程に於いて、内側に座屈を起こし、丸鋼管にはならなかった。
同一の原管を使用し、同一の工程で予成形した後、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材を予成形後の管の内側に挿入した状態で、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型を用いたプレス成形により、外径３７ｍｍの丸鋼管に縮径成形することを試みたところ、座屈を起こさず丸鋼管（外径３７ｍｍ）を得た。JIS standard STK400-EG (outer diameter: 42.7 mm x thickness: 1.2 mm, length: 150 mm) is used as a raw tube, and this is used with four preforming rolls as shown in FIG. Then, the tube was pre-formed into a square tube having a cross section of 37.0 mm × 37.0 mm as indicated by
After the same original pipe is used and preformed in the same process, the mold is divided into four parts as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). An attempt was made to reduce the diameter of a round steel pipe having an outer diameter of 37 mm by press molding using four molding dies having a curved curvature R1000, and a round steel pipe (outer diameter of 37 mm) was obtained without causing buckling. It was.
４０ｍｍ×４０ｍｍの方形状の角鋼管６０（厚み：１．６ｍｍ、外周：１３４ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、図４（ａ）、（ｂ）図示のような４個割りの型材であって、表面に凹凸模様が施されている型材を挿入した状態で、それぞれ表面に縦縞模様が施されている凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型を図５図示のように用いてプレス成形し、外径４０ｍｍの丸鋼管に縮径成形した。縮径成形完了後、型材を丸鋼管内から抜き取った。丸鋼管の外周は１２５．７ｍｍで、内周壁には、型材の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．２ｍｍの模様が形成されていた。また、外周壁には、成形金型の表面に施されていた凹凸模様に対応付す深さ約０．２ｍｍの縦縞模様が形成されていた。 A square steel pipe 60 (thickness: 1.6 mm, outer periphery: 134 mm, length: 150 mm) in a 40 mm × 40 mm rectangular steel pipe is divided into four parts as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). In the state in which the mold material having a concavo-convex pattern on the surface is inserted, four molding dies having a convex curvature R1000 each having a vertical stripe pattern on the surface are used as shown in FIG. It was press-molded and reduced in diameter into a round steel pipe having an outer diameter of 40 mm. After completion of the reduced diameter molding, the mold material was extracted from the round steel pipe. The outer circumference of the round steel pipe was 125.7 mm, and a pattern with a depth of about 0.2 mm was formed on the inner circumferential wall to correspond to the uneven pattern provided on the surface of the mold material. In addition, a vertical stripe pattern having a depth of about 0.2 mm was formed on the outer peripheral wall to correspond to the concavo-convex pattern formed on the surface of the molding die.
外管となる５３．５ｍｍ×５３．５ｍｍの方形状の角鋼管（厚み：１．２ｍｍ、外周：１９０ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の中に、内管となるＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：５０．８ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の丸鋼管を挿入し、これを原管とした。
図５図示のように凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外管（角鋼管）を外周１８７ｍｍの八角形状に縮径した。縮径成形された外管（角鋼管）の内側各辺中心と、内管（丸鋼管）の一部が接触している二重管に縮径成形した。JIS standard STK400-EG (outside) that becomes the inner pipe in a square steel pipe (thickness: 1.2 mm, outer circumference: 190 mm, length: 150 mm) of 53.5 mm × 53.5 mm that becomes the outer pipe A round steel pipe (diameter: 50.8 mm × thickness: 1.2 mm, length: 150 mm) was inserted and used as an original pipe.
As shown in FIG. 5, the outer pipe (square steel pipe) was reduced in diameter to an octagonal shape with an outer circumference of 187 mm using four molding dies having a convex curvature R1000. Reduced diameter was formed into a double pipe in which the center of each inner side of the reduced diameter formed outer pipe (square steel pipe) and a part of the inner pipe (round steel pipe) were in contact.
実施例１３により得た二重管を原管とし、図７（ｂ）図示のように、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する八個の成形金型を用いたプレス成形によって縮径成形し、外管の外径が５４ｍｍの二重丸管を得た。 The double pipe obtained in Example 13 was used as the original pipe, and as shown in FIG. 7B, the outer pipe was reduced in diameter by press molding using eight molding dies having a convex curvature R1000. A double round tube having an outer diameter of 54 mm was obtained.
外管となるＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：６３．５ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の丸鋼管９０の中に、内管となるＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：６０．５ｍｍ×厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）の丸鋼管９１を挿入し、これを原管とした。
図８（ａ）図示のように、４個の予成形ロール９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄを用いた予成形により、図８（ｂ）に符号９３で示す、６０ｍｍ×６０ｍｍの角形状の管に予成形した。
続いて凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄを用いたプレス成形による縮径成形を行い、外管９５の外径が６０ｍｍで、その内周に内管（丸鋼管９１）の外周が密着されている二重管を得た。The JIS standard STK400-EG (outer diameter: 63.5 mm x thickness: 1.2 mm, length: 150 mm) in the JIS standard STK400-EG (outer tube) A round steel pipe 91 having an outer diameter of 60.5 mm × thickness: 1.2 mm and a length of 150 mm was inserted and used as an original pipe.
As shown in FIG. 8 (a), a 60 mm × 60 mm square tube indicated by
Subsequently, diameter reduction is performed by press molding using four molding dies 94a, 94b, 94c, and 94d having a convex curvature R1000. The outer diameter of the
実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５８．０ｍｍ×５８．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径：５８．５ｍｍ、厚み：２．４ｍｍの二重管を得た。The double pipe of Example 15 was used as the original pipe, and as shown in FIG. 6A, the cross section as indicated by
Subsequently, it press-molded using the four shaping | molding metal mold | die which has the curvature R1000 which protrudes, and obtained the double tube of outer diameter: 58.5mm, thickness: 2.4mm.
実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５７．０ｍｍ×５７．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外周が１９７．５ｍｍの横断面八角形状に縮径した後、８個の成形金型用いてプレス成形し、外径５７．２ｍｍの二重管を得た。The double pipe of Example 15 is used as the original pipe, and as shown in FIG. 6 (a), the cross section as shown by
Next, press molding is performed using four molding dies having a convex curvature R1000, and the outer periphery is reduced to an octagonal shape with a cross section of 197.5 mm, and then press molding is performed using eight molding dies. A double tube with a diameter of 57.2 mm was obtained.
実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５７．０ｍｍ×５７．０ｍｍの角形状の二重管に予成形し、次いで、同様に、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５５．０ｍｍ×５５．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外径５５．０ｍｍの二重管を得た。The double pipe of Example 15 is used as the original pipe, and as shown in FIG. 6 (a), the cross section as shown by
Subsequently, it press-molded using the four shaping | molding metal mold | die which has the curvature R1000 which protrudes, and obtained the double tube of outer diameter 55.0mm.
実施例１５の二重管を原管とし、図６（ａ）図示のように、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５７．０ｍｍ×５７．０ｍｍの角形状の二重管に予成形し、次いで、同様に、４個の予成形ロールにより、図６（ｂ）に符号７３で表されているような横断面が５５．０ｍｍ×５５．０ｍｍの角形状の二重管に予成形した。
次いで、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する４個の成形金型用いてプレス成形し、外周が１９０．０ｍｍの横断面八角形状に縮径した後、凸湾する曲率Ｒ１０００を有する８個の成形金型用いてプレス成形し、外径５５．０ｍｍの二重管を得た。The double pipe of Example 15 is used as the original pipe, and as shown in FIG. 6 (a), the cross section as shown by
Next, press molding is performed using four molding dies having a convex ridge curvature R1000, and the outer periphery is reduced in diameter to an octagonal cross section of 190.0 mm, and then eight molding dies having a convex ridge curvature R1000. And press-molded to obtain a double tube having an outer diameter of 55.0 mm.
ＪＩＳ規格ＳＴＫ４００−Ｅ−Ｇ（外径：６０．５ｍｍ、厚み：１．２ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）を原管として用いた。
３個の予成形金型を用い、プレス成形によって、原管の横断面形状が三角形状であって、原管の一方の端から他方の端に向かう長手方向の連続する各横断面において、三角形状の各頂点（角部）のＲが原管の一方の端から他方の端に向かうにしたがって次第にきつくなるように変化している状態に予成形した。原管の一方の端では、一辺が６１ｍｍの三角形状横断面であり、三角形状の各頂点（角部）のＲが次第にきつくなっている他端では、一辺が６５ｍｍの三角形状横断面となった。
凸湾する曲率Ｒ１０００を有する成形金型を用いて、前記予成形後の管をプレス成形によって縮径成形し、前記の一方の端の外径が６０ｍｍ、前記の他方の端の外径が４９ｍｍの丸テーパー管を得た。プレス成形による縮径成形の際には図４（ａ）、（ｂ）図示のような型材であって、一方の端から他方の端に向けてテーパー状に形成されている型材を予成形後の管に挿入して縮径成形を行った。JIS standard STK400-EG (outer diameter: 60.5 mm, thickness: 1.2 mm, length: 150 mm) was used as the original tube.
Using three pre-molding dies, by press molding, the cross-sectional shape of the original pipe is triangular, and in each transverse cross-section continuous in the longitudinal direction from one end of the original pipe to the other end, a triangle The shape was preformed in such a state that R at each apex (corner portion) of the shape gradually changed so as to become tighter from one end of the original tube to the other end. One end of the original tube has a triangular cross section with a side of 61 mm, and the other end where the R of each apex (corner) of the triangular shape is gradually tightened has a triangular cross section with a side of 65 mm. It was.
Using a molding die having a convex curvature R1000, the pre-formed tube is formed into a reduced diameter by press molding, the outer diameter of the one end is 60 mm, and the outer diameter of the other end is 49 mm. Round taper tube was obtained. In the case of diameter reduction molding by press molding, after molding the mold material as shown in FIGS. 4A and 4B, which is tapered from one end to the other end. This was inserted into the tube and reduced in diameter.
１ 丸鋼管（原管）
１ａ 金属管の横断面
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 予成形ロール
４ 油圧シリンダ
５ ロッド
８ 合成樹脂管
９ 丸鋼管
１０ 二重管
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 予成形ロール
５０ 型材
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 割り型
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ キー
５３ テーパーピン
６０ 角鋼管
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ 成形金型
６３ 丸鋼管
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ 予成形ロール
７３ 角形状の管
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ 成形金型
７６ 丸鋼管
８０ 角形状の管
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ 成形金型
８３ 八角形状の管
８５ 丸鋼管
９０ 丸鋼管
９１ 丸鋼管
９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ 予成形ロール
９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄ 成形金型
９５ 外管1 Round steel pipe (original pipe)
1a Cross section of
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