(57)【要約】【課題】深い波形でも所望の形状が得られ、波形の成形が容易となる金属管波付装置を提供することを目的とする。【解決手段】自転しながら被加工用管体（Ｐ）の廻りを公転する転造ギア（１）を備えた金属管波付装置である。転造ギア（１）の公転を行う駆動手段（２）を備え、さらに、管体（Ｐ）の強制的送り込みによる転造ギア（１）の自転に制動力を与える制動手段（３）を備えたものである。【選択図】　図２
2004014443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転しながら被加工用管体（Ｐ）の廻りを公転する転造ギア（１）を備えた金属管波付装置であって、上記転造ギア（１）の公転を行う駆動手段（２）と、上記管体（Ｐ）の強制的送り込みによる上記転造ギア（１）の上記自転に制動力を与える制動手段（３）と、を備えたことを特徴とする金属管波付装置。
【請求項２】
上記制動手段（３）が上記転造ギア（１）に直結された請求項１記載の金属管波付装置。
【請求項３】
上記転造ギア（１）が複数配設され、該転造ギア（１）が遊星歯車機構（Ｓ）の遊星歯車（７）に接続され、かつ、上記制動手段（３）が該遊星歯車機構（Ｓ）の太陽歯車（６）に接続されて該転造ギア（１）に制動力を与え、上記駆動手段（２）が該遊星歯車機構（Ｓ）の遊星歯車（７）を上記管体（Ｐ）の廻りに公転させるよう構成した請求項１記載の金属管波付装置。
【請求項４】
自転しながら被加工用管体（Ｐ）の廻りを公転する転造ギア（１）が、該管体（Ｐ）に当接して該管体（Ｐ）に波形を形成する波付方法であって、上記管体（Ｐ）を強制的に送り込みつつ上記転造ギア（１）の上記自転に制動力を与えることを特徴とする波付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属管波付装置及び波付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平滑状金属管（管体）に凹凸波を形成して独立円環状、乃至、らせん状の波付管を製造する装置は、金属管の外周側位置に複数の転造ギアを配設し、これら転造ギアの外周部に設けた歯を金属管に押し付け、転造ギア自体を第一駆動手段でもって自転（転造ギアの軸心廻りに回転）させ、さらに、転造ギアを第二駆動手段でもって金属管の廻りに公転させて、波付を行うものがある。
または他の手段として、転造ギアの自転を非駆動にして自由に自転する状態とし、転造ギアを金属管に当接させて波付けを行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の製造装置において、転造ギアを自転させ、かつ、転造ギアを管体の廻りに公転させて波付を行う場合、駆動手段が少なくとも２台必要であり、設備が巨大化し、さらに、構成・設備を複雑化させるという欠点がある。そして、駆動手段が複数あるため、夫々の回転数の同調が必要となって制御が複雑となり、転造ギアの公転させる回転数と自転させる回転数との同期調整が困難となるという欠点がある。
また、転造ギアの自転を非駆動とした場合、金属管への浅い波の形成は可能であるが、深い波───例えば、波深さｈ、波ピッチｐ、とした時、ｈ／ｐ＞０．８───を形成するのは困難で、転造ギアを無理に金属管に押し込むと管体が削れたり、捩じれたりすることがある。また、従来の装置では、波付の波ピッチの調整が困難であるという欠点がある。
【０００４】
そこで本発明は、深い波形でも所望の形状が得られ、波形の成形が容易となる金属管波付装置及び波付方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る金属管波付装置は、自転しながら被加工用管体の廻りを公転する転造ギアを備えた金属管波付装置であって、上記転造ギアの公転を行う駆動手段と、上記管体の強制的送り込みによる上記転造ギアの上記自転に制動力を与える制動手段と、を備えたものである。
また、上記制動手段が上記転造ギアに直結されたものである。
または、上記転造ギアが複数配設され、該転造ギアが遊星歯車機構の遊星歯車に接続され、かつ、上記制動手段が該遊星歯車機構の太陽歯車に接続されて該転造ギアに制動力を与え、上記駆動手段が該遊星歯車機構の遊星歯車を上記管体の廻りに公転させるよう構成している。
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明に係る波付方法は、自転しながら被加工用管体の廻りを公転する転造ギアが、該管体に当接して該管体に波形を形成する波付方法であって、上記管体を強制的に送り込みつつ上記転造ギアの上記自転に制動力を与える。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００８】
本発明に係る金属管波付装置及び波付方法は、例えば、高周波ケーブル（高周波送信用の波付導波管や波付同軸ケーブル等）の製造において適用できるものであり、本発明により波付された波付管を、図１の斜視図に示す。図１によると、波付管（波付きケーブル）９は、内部導体としての導線（銅線や銅管）１１とその外側の発泡ポリエチレン等の絶縁体１２とを有するコア部材１３に、外部導体１４となる平滑状の管体Ｐ（銅管等の金属管）が先ず外皮され（図示省略）、本発明により平滑状の管体Ｐの表面に波形が形成され、作製されている。そして、この波付管９にさらに外部絶縁層１５が被覆されて波付同軸ケーブル１０としている。
【０００９】
そして、平滑状の管体Ｐに波付を行う金属管波付装置の側面図を図２に示す。この波付装置１７は、管体Ｐを強制的に下流側へ送り出す送込装置１６の下流側に配設されるもので、管体Ｐは直線的に波付装置１７に送り込まれて波付を行う。
【００１０】
送込装置１６について説明すると、送込装置１６は、無限軌道式（キャタピラ式）送込機であり、管体Ｐを上下に挟んで管体Ｐを矢印Ａ方向へ走行させる一対の上送込機１６ａと下送込機１６ｂとを有し、図示省略するが、夫々を駆動させる送込機用モータを備えている。さらに、この送込機用モータと各上下送込機１６ａ，１６ｂは、直結されたものとするのが好ましい。即ち、各上下送込機１６ａ，１６ｂのプーリーは、減速機やクラッチ等を介在させず送込機用モータの出力軸が直接接続されている。従って、減速機等の歯車の歯当たりによる周期的な回転の変動を、上下送込機１６ａ，１６ｂの搬送速度（線速度）に影響させることがないため、管体Ｐに送り速度変動を与えず常に一定速度で管体Ｐを送り込むことができる。なお、送込機用モータはインバータモータ等を使用すればよい。
【００１１】
次に、金属管波付装置１７について説明すると、この装置１７は、自転しながら被加工用管体Ｐの廻りを公転する転造ギア（転造ダイス）１を複数備えたものであり、図２においては、管体Ｐの軸心Ｃを中心として１８０°反対側に外周面同士が相互対向するよう一対配設している。
また、本発明により波付される管体Ｐは、薄肉の管であってもよく、管厚ｔは０．１ｍｍ〜　０．５ｍｍのものがあり、管体Ｐの直径Ｄは、約φ２　ｍｍ〜φ５０ｍｍとしている。
【００１２】
転造ギア１は、転造ギア１の外周面部が管体Ｐの管壁に当接（管壁を押圧）するよう配置され、さらに、転造ギア１の軸心Ｌ廻りに自由に回転（自転）自在となるようブラケット部材１８の先端部側に枢着されている。そして、ブラケット部材１８の基端部側が回転筒体（コルゲートヘッド）５のヘッド筒部５ａの内周面に固定されている。一対の転造ギア１，１は、図示省略するがブラケット部材１８，１８により、相互間隔が調整可能であり管体Ｐの直径の変更に対応しており、さらに、管体Ｐへの押し付け力の調整が行える。
【００１３】
また、外周面部が管体Ｐに当接する転造ギア１の配設方向（自転方向）は、管体Ｐの送り込み（走行）によりつられて回転する方向としている。即ち、転造ギア１の軸心Ｌと、管体Ｐの軸心Ｃはねじれの位置にあって、直角に立体交差していることとなる。
そして、転造ギア１の外周面には、管体Ｐに当接して波形を形成する複数の凸状歯部４が形成されており、外周面に等ピッチで配設されている。歯部４の凸形状は、波の谷部の形状に対応したものとしている。
従って、送込装置１６により、管体Ｐが矢印Ａの方向へ強制的に波付装置１７に送り込まれると、転造ギア１は、その回転軸心Ｌ廻りに（矢印Ｒ方向に）回転しながら、管体Ｐに波形を形成することとなる。
【００１４】
さらに、波付装置１７は、転造ギア１を管体Ｐの廻りに公転させる駆動手段２を備えている。具体的に説明すると、図２に示すように、回転筒体５はヘッド筒部５ａと支持筒部５ｂとを有しており、一対の転造ギア１，１がヘッド筒部５ａ内周面側に接続されており、支持筒部５ｂが基盤１９に固定された軸受台２０に回転可能に保持され、回転筒体５の軸心と管体Ｐの軸心Ｃとが一致している。そして、モータ等の回転駆動器２１がプーリー２２、回転ベルト２３を介して、回転筒体５を回転させることで、転造ギア１，１を軸心Ｃを中心として公転させている。なお、図２の実施の形態において、駆動手段２として回転駆動器２１、プーリー２２、回転ベルト２３を使用したが、またはその他の駆動形式としてもよい。
また、駆動手段２は、図示省略するが、制御手段や減速機を使用して、転造ギア１の公転周期（回転数）の変更・制御が行えるよう構成されている。
【００１５】
波付装置１７は、さらに、管体Ｐの強制的送り込みによる転造ギア１の自転に制動力（回転抵抗）を与える制動手段３を備えており、図２においては制動手段３が転造ギア１に直結されている。具体的に説明すると、図２と図３の転造ギア１の正面図に示すように、転造ギア１の中心軸２４は転造ギア１に固定されて共廻りするよう構成されており、転造ギア１と中心軸２４とがブラケット部材１８に対して回転可能としている。そして、この中心軸２４に連結させた制動手段３を転造ギア１を支持するブラケット部材１８に固定している。従って、転造ギア１を２台とすれば、制動手段３も転造ギア１の数量に対応させて、２台とする。
【００１６】
制動手段３としては、機械式ブレーキや電気的ブレーキ等が使用できるが、特に、機器自体がコンパクトで動力（外部電源）を必要としない機械的によるものや磁力を使用するものにより回転抵抗を与えるのがよく、中心軸２４に制動力を作用させ一定の回転トルクで回転させるものとしている。また、この制動手段３は、制動力の設定が変更可能なものとすることで、波付を行う波ピッチｐ、及び波深さｈの制御が可能となる。
【００１７】
従って、矢印Ａに示すように強制的に送り込まれる管体Ｐに転造ギア１が当接し、制動手段３により転造ギア１の自転に（矢印Ｂ方向の）回転抵抗を作用させることにより、波形成をしようとする平滑の管体Ｐが転造ギア１に対し押圧するため、深い波を形成することができる。
そして、上述のような制動手段３によれば、その機器自体の大きさがコンパクトであるため、回転筒体５のヘッド筒部５ａの内周面側に設置可能で、回転筒部５が高速で回転しても、ヘッド筒部５ａを不安定にさせることがない。
また、図２において図示省略しているが、管体Ｐを波付装置１７の波付加工部（転造ギア１，１間）へ送り込む際、管体Ｐが所定の位置へ適切に供給されるよう、管体Ｐを外嵌するガイド筒体を、波付加工部の上流側に配設している。
【００１８】
次に、図４に波付装置１７の他の実施の形態を示す。これは、図２と同様の（図外の）送込装置１６により管体Ｐが強制的に送り込まれ、自転しながら被加工用管体Ｐの廻りを公転する転造ギア１を備えたもので、転造ギア１の公転を行う駆動手段２と、管体Ｐの強制的送り込みによる転造ギア１の自転に制動力を与える制動手段３と、を備えている。
【００１９】
転造ギア１は、図２と同様に複数（一対）配設され、転造ギア１が遊星歯車機構Ｓに接続されている。さらに説明すると、転造ギア１は遊星歯車機構Ｓの遊星歯車７に接続され、かつ、制動手段３が遊星歯車機構Ｓの太陽歯車６に接続されて転造ギア１に制動力を与えるよう構成している。そして、駆動手段２が遊星歯車機構Ｓの遊星歯車７を管体Ｐの廻りに公転するよう構成している。
【００２０】
具体的に説明すると、遊星歯車機構Ｓは、波付管９（管体Ｐ）の軸心Ｃと一致する軸心を回転軸心として回転する太陽歯車６と、太陽歯車６に噛み合って公転可能な遊星歯車７と、を有し、遊星歯車７の個数は転造ギア１の個数と対応させている。そして、転造ギア１はその側面にかさ歯車部２５をリング状に形成しており、転造ギア１は、そのかさ歯車部２５に噛み合うかさ歯車２６を介在させて、遊星歯車機構Ｓの遊星歯車７に対して回転方向を９０°変換して接続している。
【００２１】
また、かさ歯車２６と遊星歯車７とは、共通公転軸２７に固定されており、共通公転軸２７は、回転盤２８に軸２７の軸心廻りに回転可能に支持されている。従って、太陽歯車６を軸心Ｃ廻りに回転させれば、遊星歯車７が回転し共通公転軸２７によりかさ歯車２６を回転させ、転造ギア１をその回転軸心Ｌ廻りに回転させることとなる。つまり、逆に言えば、転造ギア１が回転（自転）すると、太陽歯車６が軸心Ｃ廻りに回転することとなる。
そして、この太陽歯車７に制動手段３を接続し、管体Ｐに波付を行う際、転造ギア１の自転に回転抵抗を与える。
【００２２】
また、回転盤２８は、駆動手段２により軸心Ｃ廻りに回転駆動されるものであり、管体Ｐの送り込み（矢印Ａ）により転造ギア１を矢印Ｒの方向へ自転させると共に、回転盤２８を矢印Ｅのように回転駆動させて、転造ギア１を被加工用管体Ｐの廻りを公転させ、管体Ｐに波付加工を施すことができる。
【００２３】
回転盤２８の転造ギア１配設側には転造ギア１を包囲するカバー部材２９が設けられ、その反対面側には、回転盤２８を回転させる駆動手段２が接続されている。駆動手段２の型式は、図４においては、モータ等の回転駆動器２１がプーリー２２、回転ベルト２３を介して、回転盤（コルゲートヘッド）２８を回転させるよう構成しているが、他の手段であってもよい。また、駆動手段２は、図示省略するが、制御手段や減速機を使用して、転造ギア１の公転周期（回転数）の変更・制御が行えるよう構成されている。
【００２４】
次に、制動手段３は、太陽歯車６の側面に同心円状に接続する本体筒部６ａに、制動用の回転ベルト３０、プーリー３１が接続され、プーリー３１に制動手段３を接続して、一台の制動手段３により複数の転造ギア１に同時にかつ均一な回転抵抗を与えている。
制動手段３の形式は図２の実施の形態と同様の機械式ブレーキ等を用いればよく、太陽歯車６の本体筒部６ａに制動力を作用させ一定の回転トルクで太陽歯車６を回転させるものとしている。また、この制動手段３は、制動力の設定が変更可能なものとすることで、波付を行う波ピッチｐ、及び波深さｈの制御が可能となる。
【００２５】
太陽歯車６の本体筒部６ａは、波付管９に隙間を持って外嵌する筒状支持体３２の外周面側に（外嵌状として）回転可能に支持されており、筒状支持体３２は図外の基盤に固定され、波付装置１７が作動しても安定させることができる。
また、波付装置１７の上流側には、ガイド筒体３３が配設されており、管体Ｐを波付装置１７の波付加工部（転造ギア１，１間）へ適切に供給できるよう、支持している。
【００２６】
従って、波付の方法は、強制的な管体Ｐの送り込みにより矢印Ｒの方向へ自転しながら、被加工用管体Ｐの廻りを公転（矢印Ｅ）する転造ギア１が、管体Ｐに当接して管体Ｐに波形───管体Ｐの縦断面において連続状の複数の波形───を形成する際に、管体Ｐを強制的に送り込みつつ転造ギア１の強制的な管体Ｐの送り込みによる自転に、矢印Ｂの方向への制動力を与えることで、深い波形を有する波付が可能となる。
【００２７】
また、この波付装置１７による転造ギア１の管体Ｐ廻りの回転数（公転数）は３０００〜５０００ｒｐｍと高速とし、送込装置１６による管体Ｐの送り速度は約３０００〜１２０００　ｍｍ／ｍｉｎ程度としている。なお、送込装置１６による管体Ｐの送り込みは連続的としている。
これにより、高速で波付成形が可能となり、波ピッチｐが約１．５〜３ｍｍの波付が連続して行え、また、深い波───例えば、波深さｈ、波ピッチｐ、とした時、ｈ／ｐ＞０．８───を形成することが可能となる。そして、その波付管９の波形は独立円環状の波が連続したものとなる。
【００２８】
または図示省略するが、さらに他の実施例として、送込装置１６により管体Ｐを強制的に送り込み、転造ギア１の自転が略停止するまで制動手段３により制動力を大きくし、駆動手段２により転造ギア１を公転させれば、らせん状の波付管９を形成できる。さらにこの場合、転造ギア１の配設位置（位相）を上述の実施の形態から変更し、管体Ｐに対する転造ギア１の接触角度（軸角度）を傾けることにより、適切ならせん状とすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００３０】
（請求項１によれば）送り込まれる管体Ｐに転造ギア１が当接し、その転造ギア１の自転に回転抵抗が作用し、波形成をしようとする平滑の管体Ｐが転造ギア１に対し押圧するため、深い波を形成することができる。また、薄肉の管体Ｐに於ても深い波が形成でき、さらに、制動手段３の制動力を調節すると、波ピッチ・波の深さの微調整が容易に行える。
転造ギア１の自転周期と公転周期とを制御して同期させなくても波付が可能となり、波付成形が簡単に行える。
【００３１】
（請求項２によれば）簡単な構成により、確実に、転造ギア１に制動力を与えることが可能となる。構成部品数を低減でき、装置を簡素化させることが可能となる。
【００３２】
（請求項３によれば）複数の転造ギア１を配設させることにより、効率よく、迅速に所望する波形が形成できる。そして、複数の転造ギア１に同一の（一台の）制動手段３でもって、制動力を与えることができ、さらに、均一の制動力を夫々の転造ギア１に作用させることができ、波形の制御が簡単に行うことが可能となる。また、転造ギア１の数が多くても装置をコンパクトにすることができる。
【００３３】
（請求項４によれば）強制的に送り込まれる管体Ｐに転造ギア１が当接し、その転造ギア１の自転に回転抵抗が作用し、波形成をしようとする平滑の管体Ｐが転造ギア１に対し押圧するため、深い波を形成することができる。また、薄肉の管体Ｐに於ても深い波が形成でき、さらに、制動手段３の制動力を調節すると、波ピッチ・波の深さの微調整が容易に行える。
転造ギア１の自転周期と公転周期とを制御して同期させなくても波付が可能となり、簡単に効率よく波付作業が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の波付装置により波付された波付管の斜視図である。
【図２】本発明の波付装置の実施の一形態を示す側面図である。
【図３】制動手段の実施の一形態を説明する正面図である。
【図４】本発明の波付装置の他の実施の形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１　転造ギア
２　駆動手段
３　制動手段
６　太陽歯車
７　遊星歯車
Ｐ　管体
Ｓ　遊星歯車機構
【図１】
2004014443.tif 000003
【図２】
2004014443.tif 000004
【図３】
2004014443.tif 000005
【図４】
2004014443.tif 000006