JP2007090365A - テーパ鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプ素材の把持装置の撓みを抑制し、製品精度を安定させることのできるテーパ鋼管の製造方法を提供すること。
【解決手段】パイプ素材Ｗの両管端を挟持し、パイプ素材Ｗを回転させながら鋼管周面に絞り加工装置Ｓの絞りローラＲを当接して鋼管をテーパ加工するテーパ鋼管の製造方法において、パイプ材把持装置７の胴部を、絞り加工装置Ｓの入口側に配設した移動受け台Ｕ１で回動可能に支持し、パイプ素材Ｗを絞り加工装置Ｓに向けて回転送りすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、テーパ鋼管の製造方法に関し、特に、パイプ材把持装置でパイプ素材の両管端を挟持して長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に塑性加工するに際し、パイプ材把持装置の胴部の撓みによる製品精度の低下を防止することのできる、テーパ鋼管の製造方法に関する。

従来の、長尺の鋼管（パイプ）をテーパ鋼管に加工するテーパ鋼管加工機の概略を図４に示す。

このテーパ鋼管の製造に用いるテーパ鋼管加工機１は、長尺のパイプ素材Ｗを加熱雰囲気下でテーパ鋼管に塑性加工するもので、架体４上に載置する牽引力付加側回転機構台２と、架体５上に載置する回転駆動力付加側機構台３と両架体４、５間に配設する絞り加工装置Ｓと加熱装置Ｈからなり、牽引力付加側回転機構台２、回転駆動力付加側機構台３は、それぞれ走行駆動手段２ａ、３ａを配設し、架体４、５上を軸方向に移行可能に構成する。走行駆動手段２ａ、３ａの構成は特に限定されるものではないが、サーボモータや油圧モータ等によって回転するピニオンを、両架体４、５上に敷設したラックに噛み合わせて牽引力付加側回転機構台２、回転駆動力付加側機構台３を移行させるように構成することが好ましい。

回転駆動力付加側機構台３には軸回転手段３ｂを配設し、パイプ素材Ｗを回転駆動させる。牽引力付加側回転機構台２には、同期駆動制御機構（図示せず）によって回動手段を設けてもよいが、ベアリングなどによって回動自在に支持し、単に従動するように構成することが好ましい。そして、加熱装置Ｈの絞り加工装置Ｓとは反対側近傍に素材の定置受け台Ｕ３を、絞り加工装置Ｓの加熱装置Ｈとは反対側近傍に定置受け台Ｕ４を、更に架体４、５にも、牽引力付加側回転機構台２、回転駆動力付加側機構台３及びパイプ素材Ｗの移行に伴って移動する素材の移動受け台Ｕ２、Ｕ１をそれぞれ配設する。

上記構成のテーパ鋼管加工機１を用いて行う、テーパ鋼管の製造方法は、まず、絞り加工装置Ｓへの入口側設備となる移動受け台Ｕ１と、定置受け台Ｕ３に回動可能に支持させたパイプ素材Ｗのパイプ成形終端側に向けて回転駆動力付加側機構台３を若干量走行させてその把持装置７ａをパイプ素材端に嵌入把持させる。このとき、牽引力付加側回転機構台２は図４（ａ）の位置又は図４（ｂ）の位置で待機し、絞り加工装置Ｓの絞りローラＲは軸芯６よりも離れた位置で待機する。そして、走行駆動手段３ａによってパイプ素材Ｗと共に、回転駆動力付加側機構台３を牽引力付加側回転機構台２側に移動させ、牽引力付加側回転機構台２の把持装置７ｃがパイプ素材Ｗのパイプ成形始端側を把持したとき、回転駆動力付加側機構台３の走行駆動手段３ａを停止し、軸回転手段３ｂによって高速にパイプ素材Ｗを回転させるとともに、牽引力付加側回転機構台２の走行駆動手段２ａによって図例左側に引張力を付与し鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に１２０°間隔で３方向から、又は１８０°間隔で２方向から当接し、縮管（絞り加工）を開始する。

牽引力付加側回転機構台２を走行駆動手段２ａにより移行することによってパイプ素材Ｗを順次移送する際に、絞りローラＲによって加工されるパイプ素材Ｗに対して引張力を付与することができる。本発明者らの実験によると、パイプ素材Ｗの両端に走行駆動手段２ａによるＡ方向（図４（ｄ）参照）の引張力を約２０ｔ、走行駆動手段３ａによる引止力（Ｂ方向の引張力（図４（ｄ）参照））を約５ｔ付加させて絞り加工を行うことによって長尺の鋼管（パイプ）を加熱雰囲気下でテーパ鋼管に塑性加工する際に、１回の操作で良好な塑性加工を行うことができる。
なお、引張力や引止力は、パイプサイズや肉厚等の変更に対応して付加力が変わることはいうまでもない。
回転駆動力付加側機構台３の先端に配設した把持装置７ａが加熱装置Ｈを通過し、把持装置７ａに把持されたパイプ素材Ｗの把持装置７ａ近傍まで絞り加工がなされたとき絞り加工は終了し（図４（ｄ）参照）、加工後のテーパ鋼管Ｗａは、移動受け台Ｕ２と定置受け台Ｕ４に支持され（図４（ｅ）参照）適宜手段で取り外される（例えば、特許文献１参照）。

このテーパ鋼管加工機１によるテーパ鋼管の加工に際して、パイプ素材Ｗの移動受け台Ｕ１〜Ｕ４（以下、総称して受け台Ｕと呼ぶ。）は、図３に示すように台座８上に、パイプ素材Ｗと把持装置７の胴部の進退を許容する正面視略Ｕ字状の切り欠き部分９ａを形成した本体９と、パイプ素材Ｗを支持する支持ローラ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとを備え、該支持ローラ１１ａ〜１１ｄは、それぞれアーム１０ａ〜１０ｄの先端に回動可能に取り付けられ、正面視左側のアーム１０ａと１０ｂは、同じ支点１３ａｂを介して、右側のアーム１０ｃと１０ｄは支点１３ｃｄを介して本体９に揺動可能に取り付けられる。

そして、アーム１０ａの作用点１２ａとアーム１０ｄの作用点１２ｄ、アーム１０ｂの作用点１２ｂとアーム１０ｃの作用点１２ｃはそれぞれ連結杆１７ａｄ、１７ｂｃによって連結され、アーム１０ａと１０ｂは、それぞれ力点１４ａ、１４ｂとシリンダＣＹのロッド先端のフォークエンド１６に揺動自在に配設した連結杆１５ａ、１５ｂとを揺動自在に連結し、シリンダＣＹの進退に伴って、支持ローラ１１ａ〜１１ｄが、図３（ａ）から図３（ｂ）のように切り欠き部分９ａの内外にわたり円弧状に揺動可能に移動する。

受け台Ｕのうち、回転駆動力付加側機構台３と牽引力付加側回転機構台２側に位置する移動受け台Ｕ１、Ｕ２は、架体４、５上に敷設した、軸芯６と平行なレール２１上に摺動移動可能に載置し、回転駆動力付加側機構台３と牽引力付加側回転機構台２の待機位置から絞り加工装置Ｓ側に向けての移動時にこれらの走行障害となることのないように先行して移動し、回転駆動力付加側機構台３及び牽引力付加側回転機構台２が待機位置に戻る際には随行して所定位置に戻るようにしている。走行駆動手段は、サーボモータや油圧モータ等の自走手段、又は回転駆動力付加側機構台３及び牽引力付加側回転機構台２による押し引き移行手段からなるようにしている。

そして、従来のテーパ鋼管の製造方法においてこれら受け台Ｕは、パイプ素材Ｗを把持装置７に取り付ける際（図４（ａ）、（ｂ）のＵ１ｃとＵ３ｃ）と、加工終了後に把持装置７から取り外す際（図４（ｅ）のＵ２ｃとＵ４ｃ）のときにのみ図３（ｂ）に示す支持状態となり、パイプ素材Ｗを支持することにのみ利用されていた。（図例Ｕ１〜Ｕ４までの右の添え字は、ｏが開放時（図３（ａ）の状態）、ｃが支持状態（図３（ｂ）の状態）をそれぞれ示す。）

しかし、回転駆動力付加側機構台３の把持装置７ａに取り付けられたパイプ素材Ｗは、移動受け台Ｕ１が開放状態となることによって、回転駆動力付加側機構台３側では把持装置７でのみ支持されている状態となる。把持装置７ａのパイプ素材Ｗを把持する胴部７ｂは、加熱装置Ｈを通過する必要があり一定の長さと重さを有し、パイプ素材Ｗが取り付けられることによって、その重量と重力によって一定の撓みが生じることとなる。この撓みは微小ではあるものの、パイプ素材Ｗは撓んだ状態で回転されながら絞り加工を受けることから、成形されたテーパ鋼管に曲がり、うねり、偏肉等の品質低下及び不具合発生の原因となるといった問題があった。
特開２００２−２９２４３３号

本発明は、上記従来のテーパ鋼管の製造方法の有する問題点に鑑み、パイプ素材の把持装置の撓みを抑制し、製品精度を安定させることのできるテーパ鋼管の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のテーパ鋼管の製造方法は、パイプ素材の両管端を挟持し、パイプ素材を回転させながら鋼管周面に絞り加工装置の絞りローラを当接して鋼管をテーパ加工するテーパ鋼管の製造方法において、パイプ材把持装置の胴部を、絞り加工装置の入口側に配設した移動受け台で回動可能に支持し、パイプ素材を絞り加工装置に向けて回転送りすることを特徴とする。

この場合において、移動受け台を、絞り加工装置への入口側設備として配設したパイプ素材の受け台を用いることができる。

さらに、これらの場合において、パイプ材把持装置が絞り加工装置に近づいたときに、パイプ材把持装置の胴部を支持している移動受け台を開放し、絞り加工装置の近傍の定置受け台に切り換えて支持させて、パイプ素材を絞り加工装置に向けて回転送りすることができる。

本発明のテーパ鋼管の製造方法によれば、パイプ材把持装置の胴部を、絞り加工装置の入口側に配設した移動受け台で回動可能に支持し、パイプ素材を絞り加工装置に向けて回転送りするから、パイプ素材は、撓みのほとんど生じない状態で回転させて絞り加工を施すことができるから、製品精度の安定したテーパ鋼管の製造方法を提供することができる。

このとき、移動受け台を、絞り加工装置への入口側設備として配設したパイプ素材の受け台で兼用するときは、設備の簡素化を図ることができる。

また、パイプ材把持装置が絞り加工装置に近づいたときに、パイプ材把持装置の胴部を支持している移動受け台を開放し、絞り加工装置の近傍の定置受け台に切り換えて支持させるようにするときは、未加工代が少なくなり、製品歩留まりのよいテーパ鋼管の製造方法を提供することができる。

以下、本発明のテーパ鋼管の製造方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜２に、本発明のテーパ鋼管の製造方法の概略を示す。
このテーパ鋼管の製造方法に用いるテーパ鋼管加工機１は、従来例と同様で、その製造方法も、走行駆動手段２ａによって、図１に示すように、鋼管（「パイプ素材Ｗ」ともいう。）の左側（鋼管出側）に引張力を付与して鋼管を順次移送しながら絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始するものである。

そして、本発明のテーパ鋼管の製造方法では、絞り加工装置Ｓへの入口側設備となる、移動受け台Ｕ１、定置受け台Ｕ３に支持させたパイプ素材Ｗのパイプ成形終端側に向けて回転駆動力付加側機構台３を若干量走行させてその把持装置７ａをパイプ素材端に嵌入・把持させる。この後、移動受け台Ｕ１を開放させる。次いで、回転駆動力付加側機構台３を若干量前進走行させ、把持装置７ａの胴部７ｂが移動受け台Ｕ１内に入った時点で、移動受け台Ｕ１により把持装置７ａの胴部７ｂを支持させる（図１（ｂ）参照）。

移動受け台Ｕ１の構造は、従来のパイプ素材Ｗを支持するだけのものと同様で構わないが、絞り加工中においては、回転駆動力付加側機構台３の軸回転手段３ｂによって把持装置７の胴部７ｂも高速に回転する。移動受け台Ｕ１は回転する把持装置７ａの胴部７ｂを回転支持しながら走行するもので、他の定置受け台Ｕ３〜Ｕ４に比べて各部材の強度を高めることが好ましい。

その後、移動受け台Ｕ１は、把持装置７ａの胴部７ｂを回転支持しつつ、把持装置７ａと共に移動する。テーパ鋼管の製造は、従来方法と同様に、図例左側に引張力を付与し鋼管を回転させながら順次移送し、絞り加工装置Ｓの絞りローラＲをパイプ素材Ｗの周面に当接し縮管（絞り加工）を開始する。

そして、加工が進み、胴部７ｂが加熱装置Ｈに進入する前（図１（ｄ）の直前）に、パイプ材把持装置７の胴部７ｂの支持を移動受け台Ｕ１から絞り加工装置Ｓ近傍の定置受け台Ｕ３に切り換える。これは、移動受け台Ｕ１が架体５上を進行することができる限界位置であり、切り換えのタイミングは、図２に示すように、回転駆動力付加側機構台３が図例左側に進行し、パイプ材把持装置７の胴部７ｂが定置受け台Ｕ３に進入しきったところで行う。
これにより、胴部７ｂは加工終了まで常に移動受け台Ｕ１と定置受け台Ｕ３によって連続して支持され、胴部７ｂ自体や、パイプ素材Ｗの重量による撓みが生じることなく、加工精度が高いテーパ鋼管を製造することができる。

以上、本発明のテーパ鋼管の製造方法について、絞り加工装置の入口側設備とされたパイプ素材の受け台を用いてパイプ材把持装置の胴部を回転支持する実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のテーパ鋼管の製造方法は、パイプ素材を支持する受け台を利用して、パイプ材把持装置の胴部を挟持し、その撓みを防止することができるという特性を有していることから、新規の設備でテーパ鋼管の製造に用いることができるほか、例えば、既存のテーパ鋼管加工機においても回転駆動力付加側機構台側の受け台の強度を向上させる改造を施すことによって用いることができる。

本発明のテーパ鋼管の製造方法の概略図である。 本発明のテーパ鋼管の製造方法における、パイプ材把持装置の胴部の支持をパイプ材把持装置側に配設する受け台から絞り加工装置側の受け台に切り換えるタイミングを説明する概略図である。 移動受け台の構造を説明する正面図で、（ａ）は、開放状態を、（ｂ）は、支持状態をそれぞれ示す。 従来のテーパ鋼管の製造方法の概略図である。

符号の説明

１ テーパ鋼管加工機
Ｕ１ 移動受け台
Ｕ２ 移動受け台
Ｕ３ 定置受け台
Ｕ４ 定置受け台
Ｓ 絞り加工装置
Ｒ 絞りローラ
Ｗ パイプ素材（鋼管）

Claims (3)

1. パイプ素材の両管端を挟持し、パイプ素材を回転させながら鋼管周面に絞り加工装置の絞りローラを当接して鋼管をテーパ加工するテーパ鋼管の製造方法において、パイプ材把持装置の胴部を、絞り加工装置の入口側に配設した移動受け台で回動可能に支持し、パイプ素材を絞り加工装置に向けて回転送りすることを特徴とするテーパ鋼管の製造方法。
2. 移動受け台を、絞り加工装置への入口側設備として配設したパイプ素材の受け台を用いることを特徴とする請求項１記載のテーパ鋼管の製造方法。
3. パイプ材把持装置が絞り加工装置に近づいたときに、パイプ材把持装置の胴部を支持している移動受け台を開放し、絞り加工装置の近傍の定置受け台に切り換えて支持させて、パイプ素材を絞り加工装置に向けて回転送りすることを特徴とする請求項１又は２記載のテーパ鋼管の製造方法。

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