JP5943897B2 - Tube expansion jig and tube expansion method - Google Patents
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Description
本発明は、拡管治具及び拡管方法に関するものである。 The present invention relates to a tube expanding jig and tube expanding how.
従来より、例えば圧縮機の圧力密閉容器等の所望の内径の円筒体を製造するにあたり、円筒部材をその内側から押圧して拡管する拡管治具が用いられている。拡管治具は、略円筒形状に構成された拡管金型を有しており、拡管金型を円周方向に分割して構成された複数の分割金型を径方向外側に移動させることにより、円筒部材を内側から拡管するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing a cylindrical body having a desired inner diameter, such as a pressure sealed container of a compressor, a tube expansion jig that expands a tube by pressing a cylindrical member from the inside has been used. The tube expansion jig has a tube expansion mold configured in a substantially cylindrical shape, and by moving a plurality of divided molds formed by dividing the tube expansion mold in the circumferential direction, radially outward, The cylindrical member is expanded from the inside (see, for example, Patent Document 1).
この種の拡管治具には、互いに隣接する分割金型同士の対向面の形状を平面状としたストレート型や、特許文献1のように拡管金型の軸方向に交互に凹凸の櫛歯状とした櫛歯型(クランク型)等としたものがある。
In this type of tube expansion jig, there are a straight type in which the shape of the opposing surfaces of the adjacent divided dies are flat, and a comb-teeth shape with irregularities alternately in the axial direction of the tube expansion die as in
この種の拡管治具を用いた拡管加工では、複数の分割金型を径方向外側に移動した際に、分割金型同士の間に隙間ができる。よって、その隙間に対向する、円筒部材の内周面部分が押圧されずに凸部となって残ってしまう。この凸部は、互いに隣接する分割金型同士の対向面の形状を上記ストレート型、櫛歯型(クランク型)のどちらにしたにしても発生してしまうものであり、内径真円度を要求される、例えば圧力密閉容器等の円筒体の製造においては問題となる。 In the tube expansion process using this type of tube expansion jig, a gap is formed between the divided dies when the plurality of divided dies are moved radially outward. Therefore, the inner peripheral surface portion of the cylindrical member facing the gap remains as a convex portion without being pressed. This convex portion is generated regardless of whether the shape of the opposing surfaces of the adjacent divided dies is the above straight type or comb type (crank type), and requires a roundness of the inner diameter. This is a problem in the manufacture of cylindrical bodies such as pressure-sealed containers.
このように円筒部材の内周面に凸部が発生した場合、要求された内径真円度を得るために、別途、内周面を切削加工(機械加工)する必要性が生じ、加工工程数が増えるといった課題がある。 When a convex portion is generated on the inner peripheral surface of the cylindrical member in this way, it is necessary to separately cut (machine) the inner peripheral surface in order to obtain the required inner diameter roundness. There is a problem that increases.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、内径真円度の良好な円筒部材を製造することが可能な拡管治具及びこの拡管治具を用いた拡管方法に関するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, the tube expanding how the using the tube expanding jig and the tube expanding jig capable to produce a good cylindrical member having an inner diameter circularity It is related.
本発明に係る拡管治具は、円筒形状に構成された拡管金型を有し、拡管金型を円周方向に分割して構成された複数の分割金型を径方向外側に移動させることにより、円筒部材を内側から拡管する拡管治具であって、複数の分割金型において互いに隣接する分割金型同士の対向面の形状が、直線状の複数の線分を拡管金型の軸方向に交互に逆方向に傾斜して繋がるジグザグ型形状となっているものである。 The tube expansion jig according to the present invention has a tube expansion mold configured in a cylindrical shape, and moves a plurality of divided molds configured by dividing the tube expansion mold in the circumferential direction to the outside in the radial direction. A tube expansion jig for expanding the cylindrical member from the inside, wherein the shape of the opposed surfaces of the divided molds adjacent to each other in the plurality of divided molds is a straight line segment in the axial direction of the tube expansion mold It has a zigzag shape that is alternately inclined and connected in the opposite direction .
本発明によれば、分割金型同士の対向面の形状をジグザグ型形状としたので、内径真円度の良好な円筒体の製造が可能となる。 According to the present invention, since the shape of the opposed surfaces of the divided molds is a zigzag shape, it is possible to manufacture a cylindrical body having a good inner diameter roundness.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る圧縮機の断面図である。また、図2は、図1のA−A断面図である。図1、図2及び後述の図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。更に、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a compressor according to
シングルロータリー圧縮機式圧縮機である圧縮機1は、鉄製の圧力密閉容器2を備えている。この圧力密閉容器2は上部圧力密閉容器2a、中央圧力密閉容器2b及び底部圧力密閉容器2cの3ピースで構成され、円筒形状に形成されている。そして、圧力密閉容器2の内部には、冷媒圧縮手段である圧縮部3、この圧縮部3の駆動源であるモーター4、及びモーター4の駆動力を圧縮部3に伝達する回転軸5が備えられて構成されている。なお、中央圧力密閉容器2bを構成する円筒体の製造方法の詳細については、後述する。
A
圧縮部3は、上部軸受け部31、下部軸受け部32及びシリンダー33等を備えている。シリンダー33には、圧縮室30となる略円筒状の貫通孔33aが形成されている。
The
上部軸受け部31は、シリンダー33の上面部に設けられており、貫通孔33aの上部開口を塞ぐ。また、下部軸受け部32は、シリンダー33の下面部に設けられており、貫通孔33aの下部開口を塞ぐ。このように、上部軸受け部31、シリンダー33及び下部軸受け部32は、この順に積層され、貫通孔33aの上下開口を上部軸受け部31と下部軸受け部32とで塞ぐことによって、貫通孔33a内の気密性が確保されている。
The upper bearing
順次積層された上部軸受け部31、シリンダー33及び下部軸受け部32には、回転軸5が貫通している。この回転軸5は、上部軸受け部31及び下部軸受け部32によって回転自在に支持されている。また、回転軸5には、シリンダー33と対応する位置に偏芯部5aが形成されている。また、偏芯部5aの外周には略円筒状のピストン34が設けられている。ピストン34は、モーター4によって回転軸5が回転(この例では反時計回りに回転)すると、シリンダー33内をその内周面に沿って回転する。
The rotating
これらにより構成された圧縮部3は、シリンダー33の外周部が圧力密閉容器2に溶接されることにより、圧力密閉容器2内に固定されている。また、圧縮部3の回転軸5を回転駆動するモーター4も、そのステーター41が圧力密閉容器2に圧入又は溶接されることにより、圧力密閉容器2内に固定されている。
The
また、図2に示すように、シリンダー33内には、その半径方向に摺動自在にベーン35が設けられている。ベーン35は、ベーンスプリング35aによってピストン34側に押圧されており、その先端部が常にピストン34の外周部に当接する構成となっている。これにより、シリンダー33内の圧縮室30が低圧室30aと高圧室30bとに仕切られる。
Further, as shown in FIG. 2, a
シリンダー33内に形成された圧縮室30には、外部から冷媒を吸入するための吸入穴61が連通しており、この吸入穴61を介してマフラー66が低圧室30aに接続されている。詳しくは、マフラー66は内部に貯留された冷媒(例えば、二酸化炭素(CO2))のうちのガス状冷媒を低圧室30aに吸入させるための吸入管65を有し、この吸入管65が、中央圧力密閉容器2bの外周面に固定された接続管63及びリング62を介して、吸入穴61内の延長管64に接続されている。
A
このように構成された圧縮機1には、マフラー66を通った冷媒(つまり、冷凍サイクル回路の低圧側の冷媒)が、吸入穴61から低圧室30aに吸入される。その後、ピストン34の回転に伴い、低圧室30aが高圧室30bになるに従って、冷媒を圧縮し、この冷媒の圧力が所定値に達すると、上部軸受け部31のフランジ部に形成された弁(図示せず)から圧力密閉容器2内に吐出される。圧力密閉容器2内に吐出された冷媒は、モーター4のステーター41とローター42との間等を通過し、吐出管67から圧力密閉容器2外へ吐出される。
In the
続いて、圧力密閉容器2の中央圧力密閉容器2bを構成する円筒体の製造方法の詳細について説明する。
Then, the detail of the manufacturing method of the cylindrical body which comprises the central pressure sealed
中央圧力密閉容器2bを構成する円筒体の一例としての巻き鋼管は、矩形状の鋼板に対して巻き加工、縮管加工、突き合わせ溶接、拡管加工を行って製造される。ここではまず、巻き加工、縮管加工、突き合わせ溶接の各工程について説明し、その後、本発明の特徴部分である拡管加工について説明する。
A wound steel pipe as an example of a cylindrical body constituting the central pressure sealed
図3は、本発明の実施の形態1に係る圧縮機の圧力密閉容器の製造工程のうち、巻き加工、縮管加工、突き合わせ溶接を説明するための工程図である。なお、図3において細矢印は移動方向を示している。
FIG. 3 is a process diagram for explaining winding processing, contraction processing, and butt welding among the manufacturing steps of the pressure sealed container of the compressor according to
(巻き加工)
巻き加工では、矩形状の鋼板100を上二つ、下一つのローラ110で挟み、ローラ110の動きに連動して鋼板100を移動させることで鋼板100をロール状に形成する。
(Rolling process)
In the winding process, the
(縮管加工)
縮管加工では、巻き加工後のロール状の鋼板100を、円柱状の貫通孔120aを有し、軸方向に2分割された金型120内にセットして押圧する。これにより、鋼板100の両縁同士が当接した状態に加工される。
(Reduced tube processing)
In the reduced tube processing, the rolled
(突き合わせ溶接)
突き合わせ溶接では、縮管加工によって当接した前記両縁同士の継ぎ目を溶接機(溶接トーチ)130で溶接する。
(Butt welding)
In the butt welding, the seam between the two edges that are in contact with each other by the reduced tube processing is welded by a welding machine (welding torch) 130.
以上のようにして製造された円筒部材(巻き鋼管)を、次の拡管加工に供することになる。以下、巻き加工、縮管加工及び突き合わせ溶接を終えて、拡管加工に供される前の巻き鋼管8という。
The cylindrical member (rolled steel pipe) manufactured as described above is subjected to the next pipe expansion process. Hereinafter, the
図4は、本発明の実施の形態1に係る拡管治具を示す説明図である。なお、図4(a)は、拡管治具の正面図である。また、図4(b)は、図4(a)の縦断面図である。図4(c)は図4(a)の平面図である。図5は、図4の拡管治具による拡管工程の概要の説明図で、図5(a)は拡管動作前の拡管治具を示す図、図5(b)は拡管動作後の拡管治具を示す図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a tube expansion jig according to
拡管治具7は、円筒形状の拡管金型71と、拡管金型71の中心部に配置された角錐状のテーパーロッド72と、これらの一端側(図4においては下端側)を収納するハウジング73とを備えている。ハウジング73は拡管設備(図示せず)に固定されている。拡管金型71は、円筒を円周方向に分割した複数の分割金型71aから構成されている。拡管金型71の分割数は奇数とすることが望ましいが、その理由については改めて説明する。拡管金型71の内周面は、テーパーロッド72の外周面の傾斜と逆の傾斜を有しており、拡管金型71に対してテーパーロッド72が相対的に移動(ここでは上下方向に移動)することで、テーパーロッド72の動きを、拡管金型71の径方向の動きに変換する作用を有する。
The
(拡管加工)
拡管加工は、以上のように構成された略円筒状の拡管治具7を、図5(a)に示すように巻き鋼管8内に挿入する。そして、拡管金型71を拡開する。すなわち、図5(b)に示すように、テーパーロッド72を設備側に軸方向に引き込み(引き型拡管)(図5においては下側に押し込む)、これにより、分割金型71aを径方向外側に移動させる。これにより、巻き鋼管8がその内径側から外径側に向けて押圧され、所望の内径まで拡管され、圧力密閉容器2の中央圧力密閉容器2bとなる円筒体が製造される。なお、このとき、巻き鋼管8の内周面には、分割金型71aが径方向外側に移動することにより生じた隙間74によって次の図6に示すように凸部8aが形成される。
(Tube expansion processing)
In the pipe expansion process, the substantially cylindrical
図6は、図5(b)の上側の図(平面図)の拡大図で、巻き鋼管8の内周面に発生する凸部の説明図である。
図6に示すように、隣接する分割金型71a同士の間の隙間74によって凸部8aが形成されている。
FIG. 6 is an enlarged view of the upper view (plan view) of FIG. 5B, and is an explanatory view of a convex portion generated on the inner peripheral surface of the
As shown in FIG. 6, the
本実施の形態1では、このような拡管加工時に形成される凸部8aの高さを低くできることを特徴としており、以下、凸部8aの高さを低くすることを可能とする具体的な構成について説明する。
The first embodiment is characterized in that the height of the
本実施の形態1においては、拡管金型71において互いに隣接する分割金型71a同士の対向面の形状を、図4及び次の図7に示すようにジグザグ型形状としている。
In the first embodiment, the shape of the facing surface of the divided
図7は、図4の分割金型のジグザグ型形状の拡大図である。
ジグザグ型形状は、直線状の複数の線分を拡管金型71の軸方向に角度を持たせて繋げた形状であり、次の(1)式を満足するようなジグザグ型形状となっている。
FIG. 7 is an enlarged view of the zigzag shape of the split mold of FIG.
The zigzag shape is a shape in which a plurality of straight line segments are connected with an angle in the axial direction of the tube expansion die 71, and is a zigzag shape that satisfies the following equation (1). .
S<L=T/tanθ ・・・(1)
ここで、
S:分割金型を径方向外側に移動させた状態における分割金型同士の隙間の幅
L:線分の軸方向と直交する方向の長さ
T:線分の軸方向の長さ
θ:軸方向と直行する方向と線分とがなす角度
S <L = T / tan θ (1)
here,
S: Width of the gap between the divided molds when the divided molds are moved radially outward L: Length in the direction perpendicular to the axial direction of the line segment T: Length in the axial direction of the line segment θ: Axis The angle between the direction and the direction perpendicular to the line
このように拡管金型71の分割部形状をジグザグ型形状とすることで、ストレート型や櫛歯型(クランク型)とした場合に巻き鋼管8の内周面に生じる凸部よりも、凸部の高さを低くすることができる。この点について以下に説明する。
In this way, by forming the divided portion shape of the pipe expansion die 71 in a zigzag shape, the convex portion is formed rather than the convex portion generated on the inner peripheral surface of the
まず、互いに隣接する分割金型71a同士の対向面の形状をジグザグ型にしたことによって凸部8aの高さを低くできる理由を説明し、続いて、(1)式を満たすジグザグ型形状とした理由について説明する。
First, the reason why the height of the
(ジグザグ型とした理由)
図8は、図4の分割金型による拡管加工後の巻き鋼管の説明図である。図8に示すように、凸部8aは、軸方向にジグザグ状に延びるように形成される。図8において細矢印は、分割金型71a(71aa、71ab)から巻き鋼管8に作用する力を示している。図8において8bは、軸方向に延びるジグザグの角部分の分割金型71aa、71abの位置(周方向の位置)を示している。図9は、図8の各位置において分割金型から巻き鋼管へ作用する力を平面的に表現した図である。図10は、比較のため、従来のストレート型形状を用いた場合に、軸方向の各位置において分割金型から作用する力を平面的に表現した図である。図11は、比較のため、従来の櫛歯型(クランク型)形状を用いた場合に、軸方向の各位置において分割金型から作用する力を平面的に表現した図である。
(Reason for the zigzag type)
FIG. 8 is an explanatory diagram of a wound steel pipe after pipe expansion processing by the split mold of FIG. As shown in FIG. 8, the
従来のストレート型形状の場合、図10に示すように、軸方向に直線状に延びる凸部80aが形成される。つまり、この凸部80a部分が、軸方向全体に亘って拡管されていない領域として残ることになる。
In the case of the conventional straight type shape, as shown in FIG. 10, the
これに対して、図9に示したジグザグ型形状では、図9中の矢印から分かるように、凸部8aを有する周方向の幅W分の軸方向領域S1を軸方向(図9の上下方向、図8の白抜き矢印方向)に見たとき、分割金型71aaと分割金型71abとが、周方向の幅Wのどこをとっても軸方向に重なっており、全体的に拡管されている。
On the other hand, in the zigzag shape shown in FIG. 9, as can be seen from the arrow in FIG. 9, the axial direction region S1 corresponding to the circumferential width W having the
一方、図11に示した櫛歯型(クランク型)形状においても、凸部81aを有する周方向の幅W10分の軸方向領域S10を軸方向(図11の上下方向)に見たとき、分割金型710aaと分割金型710abとが、周方向の幅W10のどこをとっても軸方向に重なっており、本発明のジグザグ型形状と同様に全体的に拡管されている。しかし、分割金型710aaと分割金型710abとが噛み合う箇所が、櫛歯型は軸方向に断続的に切り替わっているのに対して、ジグザグ型では連続的に変化している。このため、ジグザグ型形状に拡管した際に、ねじれるように変形してより凸部8aの高さが低くなり、安定した内周面精度を得ることができる。
On the other hand, the comb-teeth shape (crank shape) shown in FIG. 11 is divided when the axial region S10 having the
図12は、分割金型同士の対向面の形状をジグザグ型形状とした場合と、櫛歯型(クランク型)形状とした場合の凸部の高さを計測した実験結果を示す図である。図12において横軸は凸部の幅、縦軸は凸部の高さを示している。
図12に示したように、ジグザグ型形状とした場合の方が、櫛歯型(クランク型)形状とした場合よりも凸部8aの高さを低くできる。
FIG. 12 is a diagram showing an experimental result of measuring the height of the convex portion when the shape of the opposed surfaces of the divided dies is a zigzag shape and a comb-tooth shape (crank shape). In FIG. 12, the horizontal axis indicates the width of the convex portion, and the vertical axis indicates the height of the convex portion.
As shown in FIG. 12, the height of the
(S<L=T/tanθを満たすようなジグザグ型形状とした理由)
次に、上記(1)式を満たすようなジグザグ型形状とした理由について説明する。
(Reason for the zigzag shape satisfying S <L = T / tan θ)
Next, the reason why the zigzag shape that satisfies the above formula (1) is used will be described.
図13は、図4の分割金型による拡管加工後に生じる凸部及び分割金型から作用する力を平面的に表現した図で、図13(a)はS>Lとした場合、図13(b)はS=Lとした場合、図13(c)はS<Lとした場合を示している。
図13(a)に示すように、S>Lとした場合、網目状のハッチングで示される領域82aが、拡管されない領域となる。また、図13(b)に示すように、S=Lとした場合、直線領域83aが拡管されない領域となる。これに対し、図13(c)に示すようにS<Lとした場合、軸方向に見たときに分割金型71aa、71abが重なっており、軸方向で拡管されていない領域がない。よって、上記(1)式を満たすようなジグザグ型形状としている。
FIG. 13 is a diagram that expresses in plan view the projections generated after tube expansion processing by the split mold of FIG. 4 and the force acting from the split mold. FIG. FIG. 13B shows a case where S = L, and FIG. 13C shows a case where S <L.
As shown in FIG. 13A, when S> L, a
(拡管金型71の分割数)
拡管金型71の分割数は上述したように奇数(図4では9つの例を示してる)とする。これは、拡管金型71の分割数を奇数とすることで、拡管金型71の拡開時に、隣接する分割金型71a同士の間の各隙間74のそれぞれを、他の分割金型71aの内周面の中央部P(図6参照)と対向させるためである。言い換えれば、拡管金型71の分割数を偶数とすると、各隙間74のそれぞれが他の隙間74と対向してしまい、つまりは凸部8a同士が巻き鋼管8の内周面において対向して形成されることになる。このように凸部8a同士が対向すると、その部分の内径は、2つの凸部8aの高さ分、短くなる。つまり、内径寸法の大小の差が大きくなり内径真円度が低下する。これを避けるため、拡管金型71の分割数を奇数とする。
(Number of divisions of tube expansion mold 71)
As described above, the number of divisions of the
以上説明したように、本実施の形態1によれば、分割金型71a同士の対向面の形状をジグザグ型形状としたので、従来のストレート形状及び櫛歯型(クランク型)形状とした場合よりも凸部8aの高さを低くでき、内径真円度の高い円筒体を製造することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the shape of the opposed surfaces of the divided
なお、本実施の形態1では、互いに隣接する分割金型同士の対向面の形状を、上記(1)式を満たすジグザグ型形状とした例を示したが、必ずしも上記(1)式を満たしていなくとも、ジグザグ型形状であれば、ストレート型形状及び櫛歯型(クランク型)形状とした場合に比べて十分に凸部8aの高さ低減に効果がある。
In the first embodiment, the example in which the shape of the facing surface between the adjacent divided molds is a zigzag shape that satisfies the above formula (1) is shown, but the above formula (1) is not necessarily satisfied. Even if it is not, the zigzag shape is sufficiently effective in reducing the height of the
また、巻き鋼管8の内周面の凸部8aの高さを低くでき、巻き鋼管8の内径精度を改善できるので、従来の、内周面を切削加工(機械加工)する工程が不要となり、圧縮機の組立性の向上という効果を有する。
Moreover, since the height of the
また、従来の、内周面を切削加工(機械加工)する工程不要で圧力密閉容器の内径精度を改善することができるため、圧縮機内部のモータ部及び圧縮部の組立精度が向上され、圧縮機の性能改善という効果を有する。 In addition, since the inner diameter accuracy of the pressure-sealed container can be improved without the need for a conventional process of cutting (machining) the inner peripheral surface, the assembly accuracy of the motor unit and the compression unit inside the compressor is improved, and the compression is performed. It has the effect of improving the performance of the machine.
実施の形態2.
実施の形態1では、拡管加工における拡管回数が1回であったが、実施の形態2では拡管回数を少なくとも2回とし、巻き鋼管8の内周面の更なる内径真円度向上を図るようにしたものである。以下、実施の形態2が実施の形態1と相違する部分を中心に説明する。
In the first embodiment, the number of times of pipe expansion in the pipe expansion process is one, but in the second embodiment, the number of times of pipe expansion is set to at least two times so as to further improve the inner diameter roundness of the inner peripheral surface of the
図14及び図15は、本発明の実施の形態2に係る拡管方法の各工程における分割金型と巻き鋼管の状態を模式的に示す一部拡大説明図である。
実施の形態2の拡管加工は、一次拡管と二次拡管の2回、実施する。まず、図14(a)に示すように、巻き鋼管8の内部に収束状態の分割金型71aを挿入する。次に、テーパーロッド72(図4参照)を下方に押し込み、一次拡管を行う。すなわち、図14(b)に示すように、分割金型71aを径方向外側に移動させ、巻き鋼管8をその内側から押し広げることにより、巻き鋼管8が拡管される一方、巻き鋼管8の内周面には上述したように凸部8aが発生する。
14 and 15 are partially enlarged explanatory views schematically showing the states of the split mold and the wound steel pipe in each step of the pipe expansion method according to
The pipe expansion process of
そこで、続いて図14(c)に示すように、分割金型71aを収束方向に移動させて分割金型71aを巻き鋼管8から離した後、図14(d)に示すように拡管金型を周方向に回転移動させる。この回転量は特に限定するものではなく、分割金型71aの外周面の中央部Pが凸部8aに対向するように回転させればよい。なお、ここでは拡管金型71を周方向に回転移動させるとしたが、巻き鋼管8側を回転移動させるようにしてもよい。
Then, as shown in FIG. 14 (c), after the
そして、二次拡管を行う。すなわち、図15(e)に示すように、再度拡管金型を拡開し、分割金型71aを径方向外側に移動させ、巻き鋼管8をその内側から押し広げる(二次拡管)。これにより、凸部8aが分割金型71aの外周面によって押圧され、図15(f)に示すように分割金型71aによる押圧を解除したときには、巻き鋼管8の内周面が滑らかな状態となる。
Then, secondary expansion is performed. That is, as shown in FIG. 15 (e), the pipe expansion mold is expanded again, the
以上説明したように本実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、拡管加工を上記の様に、一次拡管と二次拡管の2回実施するようにしたので、更に巻き鋼管8の内周面が滑らかになり、内径真円度が向上し、内径精度を向上することができる。
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the pipe expansion processing is performed twice as described above, ie, the primary expansion pipe and the secondary expansion pipe. Furthermore, the inner peripheral surface of the
実施の形態2の拡管加工は、一次拡管と二次拡管の2回、行うとしたが、拡管金型71又は巻き鋼管8を回転移動させつつ、更に複数回、拡管を行ってもよい。
Although the pipe expansion process of the second embodiment is performed twice for the primary pipe expansion and the secondary pipe expansion, the pipe expansion may be further performed a plurality of times while rotating the
実施の形態3.
拡管加工前に、巻き加工、縮管加工及び突き合わせ溶接が行われるのは上述した通りであるが、これらの工程後(つまり拡管加工前)の巻き鋼管8には、次の図16に示す巻き痕100a及び溶接熱硬化部102が発生している。
As described above, the winding process, the contraction process, and the butt welding are performed before the pipe expansion process. However, the winding shown in FIG. 16 is applied to the
図16は、巻き加工、縮管加工及び突き合わせ溶接後の巻き鋼管の断面図である。
巻き鋼管8は、巻き加工での巻き始め部分で生じる巻き痕100a(図3も併せて参照)と、突き合わせ溶接で溶接部101の両側に生じる溶接熱硬化部102とを有している。この巻き痕100a及び溶接熱硬化部102は、他の部分に比べて拡管加工時に伸び難く、拡管し難い。よって、何の対策も取らない拡管加工を行った場合、他の部分よりも内径が小さくなり、内径真円度が悪くなる。なお、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102とこれらの間の領域が、本発明の「拡管が相対的に容易でない第1領域」に相当し、それ以外の領域が「拡管が相対的に容易な第2領域」に相当する。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a wound steel pipe after winding, shrinking, and butt welding.
The
実施の形態3はこのような点を鑑み、拡管加工の際、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に、他の部分よりも強く外向きの力を作用させることができるように、拡管金型71の形状を工夫し、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102を他の部分と同様の内径に拡管(拡径)できるようにしたものである。以下、実施の形態3が実施の形態1と相違する部分を中心に説明する。
In view of these points, the third embodiment has a tube expansion die so that an outward force can be applied to the winding
実施の形態3では、拡管加工の際、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に、他の部分よりも強く外向きの力が作用するように、複数の分割金型71aのうち、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に接触する分割金型71aの径を、他の部分よりも大きくするか、又は径方向の厚みを厚くするか、又はその両方を採用した構成とする。次の図17に具体的な形状を図示する。なお、以下では、このように径及び厚みの少なくとも一方を変更した分割金型71aを異径分割金型と呼ぶ。
In the third embodiment, at the time of tube expansion processing, the winding
図17は、本発明の実施の形態3に係る拡管治具の分割金型の説明図である。
図17(a)は、分割金型の形状を変更しない基本の分割金型を示しており、基本径R0、基本厚みt0である。図17(b)は、径を大きくした分割金型を示しており、径がR1(>R0)となっている。図17(c)は、厚みを厚くした分割金型を示しており、厚みがt1(>t0)となっている。図17(d)は、径と厚みの両方をアップした分割金型を示しており、径がR1(>R0)、厚みがt1(>t0)となっている。
FIG. 17 is an explanatory view of a split mold of the tube expansion jig according to
FIG. 17A shows a basic split mold in which the shape of the split mold is not changed, and has a basic diameter R0 and a basic thickness t0. FIG. 17B shows a split mold having a larger diameter, and the diameter is R1 (> R0). FIG. 17 (c) shows a split mold having a large thickness, and the thickness is t1 (> t0). FIG. 17 (d) shows a split mold in which both the diameter and the thickness are increased. The diameter is R1 (> R0) and the thickness is t1 (> t0).
図18は、本発明の実施の形態3に係る拡管治具による拡管加工の各工程における分割金型と巻き鋼管の状態を示す説明図である。図19及び図20は、図18の一部拡大図である。
実施の形態3の拡管加工は、実施の形態2と同様、一次拡管と二次拡管の2回、実施する。まず、図18(a)及び図19(a)に示すように、巻き鋼管8の内部に、収束状態の拡管金型71を挿入する。このとき、巻き鋼管8の溶接部101が、拡管金型71の分割金型の中央部と接触し、且つ、異径分割金型71ac、71adが、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102とは180度反対の位置となるように拡管金型71を挿入する。
FIG. 18 is an explanatory view showing the state of the split mold and the wound steel pipe in each step of the pipe expansion processing by the pipe expansion jig according to
As in the second embodiment, the pipe expansion process of the third embodiment is performed twice, that is, primary expansion and secondary expansion. First, as shown in FIGS. 18 (a) and 19 (a), a converging
そして、次に、テーパーロッド72(図4参照)を下方に押し込み、一次拡管を行う。すなわち、図18(b)及び図19(b)に示すように、分割金型71aを径方向外側に移動させ、巻き鋼管8をその内側から押し広げた後、図18(c)及び図19(c)に示すように、分割金型71aを収束方向に移動させて分割金型71aを巻き鋼管8から離す。これにより、巻き鋼管8が拡管される一方、巻き鋼管8の内周面には上述したように凸部8aが発生する。また、異径分割金型71ac、71adは、上述したように他の分割金型71aよりも径及び厚みの少なくとも一方が大きく形成されているため、異径分割金型71ac、71adに対向する巻き鋼管8の内周面部分8cc、8cdの内径は、一次拡管後、その大きくした分だけ他の部分よりも内径が大きくなっている。
Then, the taper rod 72 (see FIG. 4) is pushed downward to perform primary expansion. That is, as shown in FIGS. 18 (b) and 19 (b), the
続いて、図18(d)及び図19(d)に示すように拡管金型71を周方向に180度回転移動させ、巻き鋼管8の溶接部101が分割金型71a同士の隣接部分と対向し、異径分割金型71ac、71adが巻き痕100a及び溶接熱硬化部102付近に対向するようにする。なお、ここでは、拡管金型71を周方向に回転移動させるとしたが、巻き鋼管8側を回転移動させるようにしてもよい。また、ここでは180度回転移動させているが、これは以下の理由による。
Subsequently, as shown in FIGS. 18 (d) and 19 (d), the tube expansion die 71 is rotated 180 degrees in the circumferential direction, and the welded
拡管加工時に伸び難く、拡管し難いのは、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に加え、実際上は更にその周辺部分(図18においてドットで示した領域)も拡管し難い。つまり、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102の周辺部分も「拡管が相対的に容易でない第1領域」に相当する。この第1領域が、巻き鋼管8の中心を中心として大体180度の領域であることから、ここでは180度回転させるようにしている。
In addition to the winding
そして、二次拡管を行う。すなわち、図18(e)及び図20(e)に示すように、再度、分割金型71aを径方向外側に移動させ、巻き鋼管8をその内側から押し広げる。これにより、凸部8aが分割金型71aの外周面によって押圧され、図18(f)及び図20(f)に示すように分割金型71aによる押圧を解除したときには、巻き鋼管8の内周面が滑らかな状態となる。
Then, secondary expansion is performed. That is, as shown in FIGS. 18 (e) and 20 (e), the
二次拡管では、上述したように、異径分割金型71ac、71adを、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に対向する位置に位置させた上で拡管を行っている。これにより、拡開し難い巻き痕100a及び溶接熱硬化部102は異径分割金型71ac、71adによって強く押圧されることで、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102も他の部分と同様に拡径される。
In the secondary pipe expansion, as described above, the different diameter split molds 71ac and 71ad are positioned at positions facing the winding
なお、一次拡管後、上述したように内周面部分8cc、8cdの内径が他の部分よりも大きくなっている。このため、二次拡管では、この内周面部分8cc、8cdの内径に、最終的に得られる円筒体の内径を合わせるように他の部分を拡管する必要がある。すなわち、二次拡管では、異径分割金型71ac、71adにおいて他の分割金型71aよりも径、厚みを大きくした分(つまり、図17のt1−t0)を拡管寸法幅として拡管を行う。これにより、異径分割金型71ac、71adと対向する部分以外の部分は、その大きくした分だけ二次拡管で拡管され、内周面全体の径が揃う状態となる。
After the primary expansion, as described above, the inner peripheral surface portions 8cc and 8cd have larger inner diameters than the other portions. For this reason, in the secondary expansion, it is necessary to expand the other portion so that the inner diameter of the cylindrical body finally obtained is matched with the inner diameter of the inner peripheral surface portions 8cc and 8cd. That is, in secondary pipe expansion, pipe expansion is performed with the diameter and thickness of the different diameter split molds 71ac and 71ad larger than the
以上より、二次拡管後の巻き鋼管8の内周面は、周方向全体に渡って一様な内径に形成される。
From the above, the inner peripheral surface of the
なお、溶接部101も、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102と同様に拡管し難いが、突き合わせ溶接後の巻き鋼管8は、図16に示すように、一方側(溶接部101側)が他方側よりも尖った略涙型形状の断面を有している。つまり、溶接部101の内径D1は、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102の内径D2よりも大きくなっている。よって、溶接部101については、異径分割金型によって拡管しなくても、いわば既に拡径された状態となっているため、本実施の形態3では、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に対応する部分だけを異径分割金型としている。しかし、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に対応する部分に加えて、溶接部101に対応する部分71c、71d(図18(a)参照)も異径分割金型としてもよい。
The welded
以上説明したように本実施の形態3によれば、実施の形態1、2と同様の効果が得られると共に、拡管し難い巻き痕100a及び溶接熱硬化部102を他の部分と同様に拡径でき、内径真円度を向上することができる。
As described above, according to the third embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, and the winding
以上には、本発明の特徴事項を説明したが、拡管治具の構造、圧縮機1の構造等は上記の内容に限定されるものではなく、本発明の課題の範囲内で、例えば以下のように適宜変更可能である。
Although the characteristic matter of the present invention has been described above, the structure of the tube expansion jig, the structure of the
(変形例1)
図21は、拡管治具の変形例を示す図である。
上記図5では、拡管治具7はテーパーロッド72を設備側軸方向に引き込む引き型拡管について説明したが、図21に示すように設備側の軸方向からテーパーロッド72を押し込む押し型拡管であっても良い。
(Modification 1)
FIG. 21 is a view showing a modification of the tube expansion jig.
In FIG. 5, the
(変形例2)
図22は、拡管治具によって拡管される円筒部材の他の構成例を示す図である。
上記では、矩形状の鋼板を巻き加工、縮管加工、突き合わせ溶接することによって製造された巻き鋼管8を、拡管治具7によって拡管する例を説明したが、これに限られたものではない。すなわち、図22に示すように、円形状の金属部材である円形鋼板を絞り加工することによって形成された絞り鋼管9を、拡管治具7によって拡管するようにしてもよい。
(Modification 2)
FIG. 22 is a diagram illustrating another configuration example of the cylindrical member expanded by the tube expansion jig.
Although the example which expands the
絞り鋼管9の場合は、巻き鋼管8で問題となっている巻き加工の巻き痕100a及び溶接熱硬化部102が無い。このため、拡管金型71において異径分割金型71ac、71adを設ける必要はなく、全ての分割金型71aを同じ形状としてよい。
In the case of the drawn
(変形例3)
上記では、圧縮機1の圧力密閉容器2が3ピースの構成であり、そのうちの中央圧力密閉容器2bが、巻き加工、縮管加工、突き合わせ溶接で製造された巻き鋼管8に拡管加工を行うことで製造された円筒体で構成される場合について説明した。しかしこれに限られたものではなく、圧力密閉容器2が下部圧力密閉容器9bと上部圧力密閉容器9aの2ピースの構成であってもよい。この場合、下部圧力密閉容器9b及び上部圧力密閉容器9aを、上記の絞り鋼管9で構成すればよい。
(Modification 3)
In the above, the pressure-sealed
(変形例4)
上記実施の形態3では、異径分割金型を用いた2回拡管について説明したが、次の図23に示すように、1回拡管としてもよい。
(Modification 4)
In the third embodiment, the two-time pipe expansion using the different-diameter divided mold has been described. However, as shown in FIG.
図23は、異径分割金型を用いた1回拡管の拡管方法の各工程における分割金型と巻き鋼管の状態を示す説明図である。
図23(a)に示すように、巻き鋼管8の内部に、収束状態の拡管金型71を挿入する。このとき、異径分割金型71ac、71adが、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102付近と対向するように拡管金型71を挿入する。
FIG. 23 is an explanatory view showing the state of the split mold and the wound steel pipe in each step of the pipe expansion method for single pipe expansion using the different diameter split mold.
As shown in FIG. 23 (a), a
そして、次に、テーパーロッド72(図4参照)を下方に押し込み、図23(b)に示すように、分割金型71aを径方向外側に移動させ、巻き鋼管8をその内側から押し広げた後、図24(c)に示すように、分割金型71aを収束方向に移動させて分割金型71aを巻き鋼管8から離す。
Next, the taper rod 72 (see FIG. 4) is pushed downward, and as shown in FIG. 23 (b), the
異径分割金型71ac、71adを、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102に対向する位置に位置させた上で拡管を行うため、拡径し難い巻き痕100a及び溶接熱硬化部102は異径分割金型71ac、71adによって強く押圧されることで、巻き痕100a及び溶接熱硬化部102も他の部分と同様に拡径される。
Since the pipes are expanded after the different diameter split molds 71ac and 71ad are positioned at positions facing the winding
なお、2回拡管の方が1回拡管に比べて内径真円度の向上に効果的であるものの、1回拡管でも十分に効果的である。 Although the two-time expansion is more effective for improving the inner diameter roundness than the first expansion, the one-time expansion is sufficiently effective.
(変形例5)
上記実施の形態3では、拡管治具7が一つの拡管金型71を有する構成として説明したが、二つの拡管金型を備え、一方の拡管金型を同じ形状の複数の分割金型を備えた構成とし、他方の分割金型を、異径分割金型を備えた構成としてもよい。この場合、図18(d)及び図19(d)の回転移動の工程は不要であり、この回転移動の工程に代えて、拡管加工に用いる拡管金型を一方から他方に差し替える工程を行えばよい。
(Modification 5)
In
(変形例6)
上記では、拡管治具7によって拡管される円筒部材が圧縮機の圧力密閉容器として用いられる鋼管(巻き鋼管、絞り鋼管)であるとして説明したが、本発明の拡管治具によって製造される円筒部材は、圧縮機の圧力密閉容器に限られたものではなく、内径真円度が要求される円筒部材であればよく、また、その素材も鋼に限られたものではない。
(Modification 6)
In the above description, it has been described that the cylindrical member expanded by the
(変形例7)
また、上記では、圧縮機1としてシングルロータリー式圧縮機について説明したが、ツインロータリー式圧縮機でもよい。圧縮部3についても、圧縮機構はロータリー式について説明したが、スクロール式やスクリュー式等、種々の機構を採用してもよい。また、圧縮部3を複数設置し、冷媒を順次圧縮していく多段式の圧縮機としてもよい。
(Modification 7)
Moreover, although the single rotary type compressor was demonstrated as the
(変形例8)
上記の実施の形態1〜3及び変形例1〜7を適宜組み合わせて用いることも可能である。
(Modification 8)
1 圧縮機、2 圧力密閉容器、2a 上部圧力密閉容器、2b 中央圧力密閉容器、2c 底部圧力密閉容器、3 圧縮部、4 モーター、5 回転軸、5a 偏芯部、7 拡管治具、8 巻き鋼管、8a 凸部、8b 周方向領域、8cc 巻き鋼管の内周面部分、8cd 巻き鋼管の内周面部分、9 絞り鋼管、9a 上部圧力密閉容器、9b 下部圧力密閉容器、30 圧縮室、30a 低圧室、30b 高圧室、31 上部軸受け部、32 下部軸受け部、33 シリンダー、33a 貫通孔、34 ピストン、35 ベーン、35a ベーンスプリング、41 ステーター、42 ローター、61 吸入穴、62 リング、63 接続管、64 延長管、65 吸入管、66 マフラー、67 吐出管、71 拡管金型、71a 分割金型、71aa 分割金型、71ab 分割金型、71ac 異径分割金型、71ad 異径分割金型、71c 溶接部に対応する部分、72 テーパーロッド、73 ハウジング、74 隙間、80a 凸部、81a 凸部、83a 直線領域、100 鋼板、100a 巻き痕、101 溶接部、102 溶接熱硬化部、110 ローラ、110a 巻き痕、120 金型、120a 貫通孔、130 溶接機(溶接トーチ)、710aa 分割金型、710ab 分割金型。 1 compressor, 2 pressure sealed container, 2a top pressure sealed container, 2b central pressure sealed container, 2c bottom pressure sealed container, 3 compression section, 4 motor, 5 rotating shaft, 5a eccentric part, 7 tube expansion jig, 8 windings Steel pipe, 8a convex part, 8b circumferential region, inner peripheral surface part of 8cc wound steel pipe, inner peripheral surface part of 8cd wound steel pipe, 9 drawn steel pipe, 9a upper pressure sealed container, 9b lower pressure sealed container, 30 compression chamber, 30a Low pressure chamber, 30b High pressure chamber, 31 Upper bearing portion, 32 Lower bearing portion, 33 Cylinder, 33a Through hole, 34 Piston, 35 vane, 35a Vane spring, 41 Stator, 42 Rotor, 61 Suction hole, 62 Ring, 63 Connecting pipe 64 extension pipe, 65 suction pipe, 66 muffler, 67 discharge pipe, 71 pipe expansion mold, 71a split mold, 71aa split mold, 71ab split mold, 7 ac different diameter mold blocks, 71Ad different diameter split mold, the portion corresponding to 71c weld 72 tapered rod, 73 housing, 74 gaps, 80a protrusions, 81a protrusions, 83a linear region, 100 steel, 100a wound scar , 101 welded part, 102 welded thermosetting part, 110 roller, 110a winding trace, 120 mold, 120a through hole, 130 welder (welding torch), 710aa split mold, 710ab split mold.
Claims (8)
前記複数の分割金型において互いに隣接する前記分割金型同士の対向面の形状が、直線状の複数の線分を前記拡管金型の軸方向に交互に逆方向に傾斜して繋がるジグザグ型形状となっている
ことを特徴とする拡管治具。 A cylindrical member is expanded from the inner side by moving a plurality of divided molds formed by dividing the pipe expanding die in a circumferential direction. A tube expansion jig,
In the plurality of divided molds, the shape of the opposed surfaces of the divided molds adjacent to each other is a zigzag shape in which a plurality of linear segments are alternately inclined and connected in the opposite direction in the axial direction of the tube expansion mold. The tube expansion jig characterized by becoming.
ことを特徴とする請求項1記載の拡管治具。
S<L=T/tanθ
ここで、
S:前記分割金型を前記径方向外側に移動させた状態における前記分割金型同士の隙間の幅
L:前記線分の前記軸方向と直交する方向の長さ
T:前記線分の前記軸方向の長さ
θ:前記軸方向と直交する方向と前記線分とがなす角度 The zigzag shape, the tube expanding jig according to claim 1, wherein the a shape that satisfies the equation below.
S <L = T / tan θ
here,
S: Width of a gap between the divided molds in a state where the divided molds are moved outward in the radial direction L: Length in a direction orthogonal to the axial direction of the line segment T: The axis of the line segment the length in the direction theta: angle formed between the axis and the direction of Cartesian and the line segment
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の拡管治具。 The tube expansion jig according to claim 1 or 2, wherein the number of the divided molds is an odd number.
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の拡管治具。 A part of the plurality of split molds has a larger outer peripheral surface diameter than the other split molds, or a radial thickness larger than the other split molds, or the other 4. The deformed divided mold is formed, wherein the outer peripheral surface has a larger diameter than the divided mold and the radial thickness is thicker than the other divided molds. The tube expansion jig according to any one of the above.
前記拡管金型を円筒部材の内部に挿入した後、前記複数の分割金型を径方向外側に移動させることで、前記円筒部材を内側から拡管する
ことを特徴とする拡管方法。 A tube expansion method using the tube expansion jig according to any one of claims 1 to 4,
After the tube expansion mold is inserted into the inside of the cylindrical member, the cylindrical member is expanded from the inside by moving the plurality of divided molds radially outward.
前記拡管金型を円筒部材の内部に挿入した後、前記複数の分割金型を径方向外側に移動させることで、前記円筒部材を内側から拡管する第1拡管工程と、
前記第1拡管工程によって前記円筒部材の内周面に形成された凸部に前記分割金型が対向するように、前記拡管金型又は前記円筒部材を回転移動させ、その回転移動後の位置で前記複数の分割金型を径方向外側に移動させる第2拡管工程とを行う
ことを特徴とする拡管方法。 A tube expansion method using the tube expansion jig according to any one of claims 1 to 4,
A first tube expanding step of expanding the cylindrical member from the inside by moving the plurality of divided molds radially outward after the tube expanding die is inserted into the cylindrical member;
The tube expansion mold or the cylindrical member is rotationally moved so that the split mold faces the convex portion formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member by the first tube expansion step, and at the position after the rotational movement. A tube expansion method comprising: performing a second tube expansion step of moving the plurality of split molds radially outward.
前記第1拡管工程では、前記異形分割金型が前記第2領域に対向するように位置させて拡管を行い、
前記第2拡管工程では、前記異形分割金型が前記第1領域に対向するように位置させて拡管を行う
ことを特徴とする請求項4に従属する請求項5又は請求項6記載の拡管方法。 The cylindrical member has a first region that is relatively easy to expand, and a second region that is relatively easy to expand,
In the first tube expansion step, the irregular division mold is positioned so as to face the second region, and the tube is expanded.
The tube expansion method according to claim 5 or 6 depending on claim 4, wherein in the second tube expansion step, tube expansion is performed by positioning the irregularly divided mold so as to face the first region. .
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