(57)【要約】【課題】成形ロールを交換せずとも凹部の寸法を所定の精度内に維持することができるうえに、凹部の配置模様や凹部の点数を自在に変更することができる異形管成形ロール、及びひずみの小さい異形管の成形方法を提供する。【解決手段】凹状のロール底面１１にピン３固定用の小孔２を設け、この小孔２に管体の周面４に凹部５を形成するためのピン３を着脱自在に装着した成形ロール１、及び成形ロール１を単一の成形スタンドに組み付けて、単段の加工工程にて成形する異形管の成形方法。なお、小孔２をロール底面１１の周方向に点列状に多数配置して、ロール底面１１に多数の突起８や突条部６を設けることができる。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状のロール底面にピン固定用の小孔を設け、この小孔に管体の周面に凹部を形成するためのピンを着脱自在に装着したことを特徴とする異形管の成形ロール。
【請求項２】
小孔をロール底面の周方向に点列状に配置し、この小孔に突起状の頭部を有するピンを装着してロール底面に突起を点列状に配置した請求項１に記載の異形管の成形ロール。
【請求項３】
小孔をロール底面の周方向に点列状に配置し、この小孔に横長の頭部を有するピンを装着してロール底面に突条部を設けた請求項１に記載の異形管の成形ロール。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載した異形管の成形ロールを単一の成形スタンドに組み付けて、単段にて異形管を成形することを特徴とする異形管の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管体の周面に塑性加工により多数の凹部を形成するための異形管の成形ロール及び成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
管体の周面に凹凸部が形成された異形管は、例えば自動車用排気管のような断熱性や保温性或いは遮音性が要求される多重管用の素材として好適である。異形管として、管軸と平行に凹凸部を複数本形成したものや、管軸方向に点列状に多数の小凸部、小凹部を形成したものなどが知られている。このような異形管を塑性加工により成形するための成形ロールとして、特開２００２−２９２４２５号公報には、ロール底面に多数の隆起部を有する予備成形ロールと、同じくロール底部に多数の隆起部を有する仕上成形ロールとを用いて管体の周面に凹凸部を形成する方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９２４２５号公報（図６）
【０００４】
しかしながら、上記したようなロール底面に多数の隆起を形成した異形管成形ロールにおいては、異形管の製造本数が増すにつれて隆起が磨耗するので、形成される凹部の形状が次第に変化する。磨耗が進んで寸法誤差が大きくなり所望の形状の凹部を形成することができなくなった場合には、成形ロールを新品と交換せねばならない。しかし、成形ロールは高価なものであるのでこれを何本も準備しておくことは製造コストの高騰を招く。また、凹部の形状、配置模様や凹部の点数を変更したい場合にも隆起を種々の形状、配置に設けた成形ロールを準備する必要があるうえに、ロール交換のための長時間の作業とを必要とし、したがって、ロール交換の作業中は異形管の製造を行うことができず生産性が低下してしまうという問題があった。また、上記したような予備成形と仕上成形との複数段の工程により異形管を製造する方法においては、管体に塑性加工が繰り返し行われて残留応力が蓄積、増大されるので、成形後の管体の真直度、真円度、凹部形状などにおいて大きなひずみが生ずるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、ロールを交換せずとも管体の周面に形成する凹部の寸法を所定の精度内に維持することができるうえに、凹部の配置模様や凹部の点数を自在に変更することができる異形管成形ロール、及びひずみの小さい異形管の成形方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するためになされた本発明の異形管の成形ロールは、凹状のロール底面にピン固定用の小孔を設け、この小孔に管体の周面に凹部を形成するためのピンを着脱自在に装着したことを特徴とするものである。なお、小孔をロール底面の周方向に点列状に配置し、この小孔に突起状の頭部を有するピンを装着してロール底面に突起を点列状に配置することができ、また、小孔をロール底面の周方向に点列状に配置し、この小孔に横長の頭部を有するピンを装着してロール底面に突条部を設けることができる。
また、本発明の異形管の成形方法は、上記したうちの何れかの異形管の成形ロールを単一の成形スタンドに組み付けて、単段にて異形管を成形することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、４方ロールのうちの１つの成形ロール１を示す図であって、成形ロール１は円弧状に湾曲して凹んだロール底面１１を有し、このロール底面１１に複数の小孔２が設けられている。そして、図２に示すように小孔２には鍋底形状の頭部３１と軸部３２とからなるピン３が挿し込まれて固定されている。小孔２をロール底面１１の周方向に点列状に形成して、この小孔２にピン３の軸部３２を差し込めば、図３に示すようにロール底面１１には突起８を点列状に配置することができる。
【０００８】
なお、小孔２を雌ねじとして、一方のピン３の軸部３２には雄ねじを設けて、小孔２にピン３を螺着することによってピン３をロール底面１１に確実に固定することができる。このとき頭部３１には小さい十字穴などの工具の係合部を設けたり、頭部周面の所要部を六角形などに形成しておくことにより工具を用いて容易にピン３を着脱することができる。また、小孔２を横断面形状が円形や角型、星型などで雌ねじのないものとしたうえに、軸部３２の横断面形状を小孔２に対応させてタイトに嵌め込み可能な形状とすることによっても、小孔２から脱落することなくピン３を取付けることができる。
【０００９】
以上のような成形ロール１を４方から当接させて、図４に示すような成形スタンドを組み立てれば、鋼管などの金属管を縮径しつつ管体の周面にピン３の頭部３１によって窪まされた凹部を形成することができる。なお、成形ロールは４方のものに限定されるものではなく、二方や八方など適宜の方向のものを用いることができる。また、管体として円筒状や角型状のものを用いることができる。
【００１０】
ピン３の頭部３１の形状は前記した鍋底状のもののほか、図５に示すような円錐形、角錐形、円柱形、半紡錘体形など適宜の突起状のものとすることができる。そして、小孔２をロール底面１１の周方向に点列状に複数列形成して、この小孔２にピン３を装着すれば、ロール底面１１に複数の突起８を点列状に配置することができる。そして、このようにして成形ロール１を用いて管体を成形すれば、図６に例示するような管体の周面４に不連続な凹部５を点列状に形成することができる。なお、凹部５の形状や点数はピン３の選択或いはピン３の増減により容易に変化させることができる。
【００１１】
また、頭部３１の形状を図７に示すような横長で横断面が半円形、三角形などの山形状、又は長方形、台形などの角形状とすることができる。このような横長の頭部３１を隣接させてロール底面１１に配置することにより、図８に例示するような環状の突条部６を設けることができる。環状の突条部６を複数列としてロール成形を行えば、図９に示すように管体の周面４にスリットなどの凹状の溝部７を均斉に形成することができる。また、横長の頭部３１をロール底面１１に縦横に格子状に配置したときには、管体の周面４に格子状に凹状の溝部７を形成することができるし、横長の頭部３１をロール底面１１に螺旋状に連ねて配置したときには、管体の周面４に螺旋状の溝部７を形成することができる。以上のようにピン３の頭部３１形状を選択してこのピン３の配置を変えることにより種々の模様の溝部７を管体の周面４に形成することができる。
【００１２】
上記した管体の周面４への不連続の凹部５や連続した溝部７の形成は、図４に示したような単一の成形スタンドに成形ロール１を組み込んで単段の塑性加工により行う。予備成形と仕上成形などの複数段の工程により異形管を成形する塑性加工が繰り返し行われると加工硬化により管体が変形し難くなる。その結果成形に大きな圧力を要して残留応力が増大されるので、成形後の管体に発生するひずみが大きくなってしまう。したがって、未加工の管体、或いは軽度に寸法調整された管体を用いて単段にて異形管の成形を行うことによって、ひずみの発生を小さく抑えて管体の周面４に凹部５や溝部７を形成することができる。
【００１３】
異形管の製造本数が増えてピン３の頭部３１の磨耗が進み、形成される凹部５や溝部７の形状の誤差が大きくなったときには、工具を用いてピン３を抜き取り新品と交換することにより簡単に凹部５、溝部７の形状を適正なものに修正することができる。したがって、成形ロール１を何本も準備する必要がなく、成形ロール１の交換作業も必要としない。また、作業が軽作業となって作業者の負担が軽減されるという大きな効果ももたらされる。
【００１４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の異形管の成形ロールは、凹状のロール底面にピン固定用の小孔を設け、この小孔に管体の周面に凹部を形成するためのピンを着脱自在に装着したので、ピンの磨耗が進んだときにはこのピンを抜き取り新品と交換することにより簡単に凹部の寸法を所定の精度に修正することができる。したがって、高価な成形ロールを何本も容易する必要がないので大幅なコストダウンが可能である。また、成形ロールの交換作業を必要としないので生産性を大幅に高めることができる。
また、本発明の異形管の成形方法は、上記したような成形ロールを単一の成形スタンドに組み付けて単段の加工工程にて異形管を成形するので、塑性加工によって発生する残留応力を小さくすることができて、異形管に生ずるひずみを小さいものに抑えることができるという大きな利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロール底面に小孔が設けられた成形ロールの正面断面図である。
【図２】ロール底面にピンが固定された成形ロールの正面断面図である。
【図３】ロール底面に突起が配置された成形ロールの正面図である。
【図４】４方向成形ロールが組み立てられた成形スタンドの正面図である。
【図５】種々の形状の突起状頭部を有するピンの斜視図である。
【図６】管体の周面に不連続な凹部が形成された異形管の斜視図である。
【図７】種々の形状の横長の頭部を有するピンの斜視図である。
【図８】ロール底面に突条部が設けられた成形ロールの正面図である。
【図９】管体の周面に複数本の連続した溝部が形成された異形管の斜視図である。
【符号の説明】
１  成形ロール
１１  ロール底面
２  小孔
３  ピン
４  管体の周面
５  凹部
６  突条部
８  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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