JP2008296273A - 単管ロール造管装置及び単管ロールの造管方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の長さに切断した薄肉の金属板を素材として真円度の高いロール状の単管ロールに形成できるようにする。
【解決手段】単管ロール造管装置１に、下側ローラ１１〜２４、上側ローラ３１〜４４、モータ２、チェーン駆動部３、及び軸体４を設けた。所定の長さに切断された薄肉板のワーク１００を、上面に軸体４を押圧させた状態で、上側ローラ３１〜４４及び下側ローラ１１〜２４の間に順次搬送する。ワーク１００は、上面（内側面）が軸体４の周面に密着するようにして、平板状から徐々に単管ロール状に曲げられる。ワーク１００が、十分な弾性力を備えていない場合であっても、上下方向に押し潰されることなく、略真円の単管ロールを形成することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、所定の長さに切断されたワークを円筒形状の単管に造管する単管ロール造管装置及び単管ロールの造管方法に関する。

所定の長さの金属製パイプを製造する場合、金属板の両端部を互いに突き合わせてロール状に造管した後に突き合わせ部分を溶接する方法が知られている。この方法で形成された長尺のロールを所定の長さに切断することで、製品となる金属径パイプが得られる。

金属板をロール状に造管する装置として、Ｕ字型及びＯ字型の金型を用いたプレス加工を行うものがある。この装置では、Ｕ字型の金型で金属板をＵ字状に成型した後にＯ字型の金型でロール状に成型する。プレス加工によって金属板をロール状に成型するためには、金属板をその弾性力によって金型の内壁面に沿うように変形させる必要があり、素材となる金属板には十分な弾性力が生じる程度の厚さが要求される。したがって、プレス加工では、薄肉の金属板をロール状に加工することができない。

そこで、薄肉の金属板をロール状に造管する装置として、鼓状のフォーミングローラを用いた曲げ加工を行うものがある（例えば、特許文献１参照。）。各組が２〜３個のフォーミングローラからなる複数組のフォーミングローラを並べて配置した搬送経路内に金属板を通過させ、金属板をフォーミングローラの周面に沿うように曲げ加工を施す。複数組のフォーミングローラは、搬送方向の下流側に配置されたものほど、軸方向の挟み角を狭くして窪みの曲率が小さくされている。
特開平１１−２２１６２１号公報

しかしながら、従来のフォーミングローラを用いた造管装置では、薄肉の金属板を外側からフォーミングローラの周面で押圧しつつロール状に曲げ加工する際に、金属板の内側は何ら支持されていなかった。このため、弾性力の不十分な薄肉の金属板では、所望する径の円形よりも内側に変形し易く、長尺の金属板から長尺状のロールを形成することはできるが、予め所定の長さに切断した金属板から単管ロールを製造することができない。このため、所定の長さの単管ロールを製造するためには、長尺状のロールを切断する必要があり、製造工程や材料の管理が煩雑化する問題があった。

この発明の目的は、所定の長さに切断された金属板の上面に円柱状の軸体を押圧した状態で、金属板を軸体とともに複数対のローラ間に搬送することで、所定の長さに切断した薄肉の金属板を素材として真円度の高いロール状の単管ロールに形成することができる単管ロール造管装置及び単管ロールの造管方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、この発明の単管ロール造管装置は、複数の下側ローラ、複数の上側ローラ、軸体を備えている。複数の下側ローラ及び複数の上側ローラは、それぞれの軸方向を互いに平行にして前記軸方向に直交する搬送方向に沿って配置されている。複数の下側ローラは、軸方向における中央部の径を両端部の径よりも小さくした鼓状を呈するとともにワーク（所定の長さに切断された金属薄板）の搬送方向の下流側に位置するものほど軸方向の挟み角を狭くした複数のフォーミングローラを含んでいる。複数の上側ローラは、軸体を複数のフォーミングローラに押圧する複数の押えローラを含んでいる。軸体は、円柱状を呈し、ワーク上に載置されて複数の下側ローラ及び複数の上側ローラの間に長手方向を搬送方向に平行にしてワークとともに搬送される。

この構成において、複数の上側ローラを、複数の下側ローラのうち搬送方向の中間部を除く範囲に位置する複数の下側ローラのそれぞれの上方に配置し、移動体と駆動機構とを備えたものとしてもよい。移動体は、搬送方向に沿って往復移動自在にされ、露出部を保持する保持部を備えている。駆動機構は、移動体を複数の下側ローラ及び複数の上側ローラによるワーク及び軸体の搬送速度と同一の速度で搬送方向に移動させる。

これらの構成では、所定の長さに切断された金属薄板のワークが、軸体によって上面を押圧された状態で複数の下側ローラ及び複数の上側ローラの間を所定の搬送方向に沿って搬送される。この間に、ワークは順次軸方向の挟み角を徐々に狭くしたフォーミングローラの周面に当接し、最終的に曲げ加工によって搬送方向に平行な両端を突き合わせてロール状の単管に造管される。軸体の外径を製造すべき単管の内径に等しくしておくことで、曲げ加工時にワークが内側から軸体によって支持され、ワークは円形の内側に変形することがない。

この発明によれば、所定の長さに切断された金属薄板のワークを、軸体によって上面を押圧された状態で複数の下側ローラ及び複数の上側ローラの間を所定の搬送方向に沿って搬送し、この間に曲げ加工によって搬送方向に平行な両端を突き合わせてロール状の単管に造管することで、曲げ加工時にワークを内側から軸体によって支持することができ、ワークが下側ローラ及び上側ローラのそれぞれの周面よりも内側に変形することを防止できる。所定の長さに切断した薄肉の金属板を素材として真円度の高いロール状に形成することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明の第１の実施形態に係る単管ロール造管装置の側面図である。図２は、同第１の実施形態に係る単管ロール造管装置の正面図である。

第１の実施形態に係る単管ロール造管装置１は、一例として、長さ１２８０ｍｍに切断された厚さ１．２ｍｍのステンレス薄板をワークとして、内径１０３ｍｍの単管ロールに造管する。単管ロール造管装置１は、一例として、１４本の下側ローラ１１〜２４、１４本の上側ローラ３１〜４４、モータ２、チェーン駆動部３、及び軸体４を備えている。

下側ローラ１１〜２４は、それぞれの回転軸を互いに平行にして、回転軸に直交する水平な搬送方向Ｘに沿って等間隔に配置されている。下側ローラ１１〜２４は、一例として、それぞれ４５７．２ｍｍのピッチで配置されている。上側ローラ３１〜４４は、それぞれの回転軸を互いに平行に、かつ下側ローラ１１〜２４のそれぞれの回転軸に平行にして、下側ローラ１１〜２４のそれぞれの鉛直上方に配置されている。下側ローラ１１〜２４及び上側ローラ３１〜４４の回転軸は、フレーム６に軸支されている。下側ローラ１１〜２４及び上側ローラ３１〜４４は、一例として、ＳＫＤ１１等のダイス鋼を素材としている。

モータ２は、フレーム６に固定されている。モータ２の回転軸には、スプロケット２Ａが固定されている。

チェーン駆動部３は、スプロケット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、チェーン３Ｄ，３Ｅを備えている。チェーン３Ｄは、スプロケット２Ａとスプロケット３Ａとの間に張架されている。チェーン３Ｅは、スプロケット３Ｂとスプロケット３Ｃとの間に張架されている。スプロケット３Ａとスプロケット３Ｂとは同軸上に固定されている。

下側ローラ１１〜２４のそれぞれの回転軸には、スプロケット１１Ａ〜２４Ａが固定されている。スプロケット１１Ａ〜２４Ａは、チェーン３Ｅに噛み合っている。

モータ２の回転軸の回転は、スプロケット２Ａ、チェーン３Ｄ、スプロケット３Ａ、チェーン３Ｅ及びスプロケット１１Ａ〜２４Ａを介して下側ローラ１１〜２４のそれぞれの回転軸に伝達される。下側ローラ１１〜２４は、互いに同一の速度で回転する。

図３は、単管ロール造管装置に備えられている各ローラの正面図である。上側ローラ３１は、下側ローラ１１との間にワーク１００を搬送方向Ｘに沿って搬送する。上側ローラ３２は、軸体４を下側ローラ１２の周面に向けて押圧し、下側ローラ１２との間に軸体４を搬送方向Ｘに沿って搬送する。

軸体４は、ワーク１００の上面に載置される。軸体４は、一例として、ＳＣＭ４３５（機械構造用合金鋼）をワーク１００の切断長さ以上の長さにされている。軸体４は、製品となる単管ロールの内径に等しい外径の中空又は中実の円筒形状を呈している。

上側ローラ３３は、下側ローラ１３との間で、軸方向Ｙ（搬送方向Ｘに直交する方向）におけるワーク１００の両端部を上側に曲げる。

上側ローラ３４〜４４は、下側ローラ１４〜２４の周面に向けて軸体４を押圧する。上側ローラ３４〜３９は、断面形状が軸体４の外径に等しい円弧によって構成された鼓状を呈し、互いに同一形状にされている。

下側ローラ１４〜１９は、いずれも軸方向Ｙにおける中間部の径が両端部の径よりも小さい鼓状を呈している。下側ローラ１４〜１９の断面形状は、軸方向Ｙにおける中央部が単管ロールの外径に等しい円弧で構成されている。円弧は、軸方向Ｙの両端部に向かって傾斜した２直線が連続している。下側ローラ１４〜１９の断面形状における２直線の挟み角は、搬送方向Ｘの下流側にある下側ローラほど狭くされている。下側ローラ１４〜１９の挟み角は、一例として、それぞれ１６０°、１２０°、９０°、６０°、２０°、０°にされている。下側ローラ１４〜１９の断面形状における円弧の長さは、搬送方向Ｘの下流側にある下側ローラほど長くされており、下側ローラ１９では半円である。

ワーク１００は、上側ローラ３４〜３９と下側ローラ１４〜１９との間を順次搬送されることで、下面（外周面）が下側ローラ１４〜１９の周面に沿い、上面（内周面）が軸体４の外周面に沿うように、軸方向Ｙの両端部が上方に持ち上げられる状態に曲げられる。

上側ローラ４０は、軸方向Ｙについてローラ４０Ａとローラ４０Ｂとの２分割に構成されている。ローラ４０Ａ，４０Ｂは、中心軸が軸方向Ｙに平行な円錐台をその小径部を中央部側にした形状を呈している。下側ローラ２０は、製品となる単管ロールの外径に等しい半円弧で周面が構成されている。ワーク１００は、上側ローラ４０と下側ローラ２０との間で、軸方向Ｙの両端部を上側ローラ４０の周面に当接させて内側に曲げられる。

上側ローラ４１は、軸方向Ｙについて中心軸が軸方向Ｙに平行な２つの円錐台をそれぞれの小径部を当接させた形状に形成されている。上側ローラ４１の周面における挟み角は、上側ローラ４０の周面における挟み角よりも狭い。下側ローラ２１は、下側ローラ２０と同一の形状である。ワーク１００は、上側ローラ４１と下側ローラ２１との間で、軸方向の両端部が軸体４の周面に当接するように曲げられる。

上側ローラ４２〜４４は、半円弧で周面が構成されている。搬送方向Ｘにおける最も下流側に位置する上側ローラ４４の周面の半円弧は、製品となる単管ロールの外径に等しい。下側ローラ２２〜２４は、下側ローラ２０と同一の形状である。ワーク１００は、上側ローラ４２〜４４と下側ローラ２２〜２４との間を順次搬送されることで、外周面が上側ローラ４２〜４４及び下側ローラ２２〜２４の周面に沿い、内周面が軸体４の外周面に沿うように、略真円に曲げられる。

ワーク１００は、上側ローラ３１〜４４及び下側ローラ１１〜２４の間を軸体４とともに順次搬送されることで、平板状から徐々に単管ロール状に曲げられる。このとき、ワーク１００の内側には常に軸体４が位置している。このため、ワーク１００が、所定の長さに切断された薄肉板であり、十分な弾性力を備えていない場合であっても、単管ロール造管装置１によって、上下方向に押し潰されることなく、略真円の単管ロールを形成することができる。

なお、上側ローラ３４〜３９と下側ローラ１４〜１９との配置数、上側ローラ４２〜４４と下側ローラ２２〜２４との配置数は、上記の例に限るものではない。

図４は、この発明の第２の実施形態に係る単管ロール造管装置の要部の正面図である。図５は、同第２の実施形態に係る単管ロール造管装置の要部の側面図である。第２の実施形態に係る単管ロール造管装置２００は、単管ロール造管装置１の上側ローラ３１〜４４に代えて、上側ローラ２３１，２３２，２３４及び移動体２０５を備えている。なお、単管ロール造管装置２００では、単管ロール造管装置１の下側ローラ１１〜２４のうち、サイジング用の下側ローラ２２〜２４は省かれている。また、軸体４の外径は、製品となる単管ロールの内径よりも僅かに大きくされている。単管ロール造管装置２００で造管された単管ロールは、次工程の圧縮工程で製品となる単管ロールの内径に仕上げられる。

上側ローラ２３１は、上側ローラ３１と同様に機能し、ワーク１００を搬送方向Ｘに沿って搬送する。上側ローラ２３２は、上側ローラ３３と同様に機能し、下側ローラ１３との間で、軸方向Ｙ（搬送方向Ｘに直交する方向）におけるワーク１００の両端部を上側に曲げる。上側ローラ２３４は、搬送方向Ｘ及び軸方向Ｙに直交する軸方向Ｚに平行な軸回りに軸支されたローラ２３４Ａ，２３４Ｂによって構成されている。ローラ２３４Ａ，２３４Ｂの周面は、製品となる単管ロールの外径に略等しい径の略１／４円弧で構成されている。ローラ２３４Ａとローラ２３４Ｂとの間には、後述する保持部２５１が通過する間隙が設けられている。

移動体２０５は、軸体４の上端の一部を保持する保持部２５１を備えている。移動体２０５は、例えば、搬送方向Ｘに平行に配置されたレール３００を介して、下側ローラ１１〜２１の上方を搬送方向Ｘに沿って往復移動自在にされている。移動体２０５は、スプロケット３０２，３０３でループ状に張架されたチェーン３０１の一部に固定されている。スプロケット３０２には、モータ３０４の回転が伝達される。移動体２０５は、軸体４が下側ローラ１１に対向する位置から下側ローラ２１に対向する位置まで、ワーク１００の搬送速度と同一の速度で搬送方向Ｘ方向に移動する。

単管ロール造管装置２００では、下側ローラ１１〜２１の駆動によってワーク１００を搬送中に、移動体２０５に保持された軸体４をワーク１００とともに搬送方向Ｘへ移動させる。これにより、ワーク１００の上面（内側面）を軸体４の周面に密着するように曲げ加工し、単管ロールに造管することができる。単管ロール造管装置２００で造管された単管ロールの周面には、搬送方向Ｘに沿って保持部２５１が通過する間隙が形成される。次工程の圧縮工程では、この間隙を閉じるように、単管ロールが縮管される。

ワーク１００及び軸体４が上側ローラ２３４と下側ローラ２１との間を通過すると、モータ３０４を逆回転させ、軸体４が下側ローラ１１に対向する位置まで移動体２０５を復動させる。この時、移動体２０５の往動時よりも高速で移動させることで、タクトタイムを短縮して作業効率を向上することができる。

以上のようにして、単管ロール製造装置２００によっても、ワーク１００が、所定の長さに切断された薄肉板であり、十分な弾性力を備えていない場合であっても、上下方向に押し潰されることなく、略真円の単管ロールを形成することができる。

なお、搬送方向Ｘについて軸体４をワーク１００の長さよりも十分に長くし、軸体４においてワーク１００の下流側端又は上流側端から露出している部分を保持部２５１によって保持させるようしにてもよい。これによって、単管ロールの周面に搬送方向Ｘの間隙が形成されないようにすることができ、次工程の圧縮工程を省略することもできる。

なお、上記の実施形態はいずれも一例であり、この発明はこれらに限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。

この発明の第１の実施形態に係る単管ロール造管装置の側面図である。同単管ロール造管装置の正面図である。 同第１の実施形態に係る単管ロール造管装置の正面図である。 単管ロール造管装置に備えられている各ローラの正面図である。 この発明の第２の実施形態に係る単管ロール造管装置の要部の正面図である。 同第２の実施形態に係る単管ロール造管装置の要部の側面図である。

符号の説明

１，２００ 単管ロール造管装置
２ モータ
３ チェーン駆動部
４ 軸体
１１〜２４ 下側ローラ
３１〜４４ 上側ローラ
２０５ 移動体
２５１ 保持部

Claims (3)

1. それぞれの軸方向を互いに平行にして前記軸方向に直交する搬送方向に沿って配置された複数の下側ローラと、前記複数の下側ローラのそれぞれの上方に配置された複数の上側ローラと、を備え、所定の長さに切断された金属薄板のワークを、前記複数の下側ローラ及び前記複数の上側ローラの間で所定の搬送方向に沿って搬送する間に、曲げ加工によって前記搬送方向に平行な両端を突き合わせてロール状の単管に造管する単管ロール造管装置であって、
   前記ワーク上に載置されて前記複数の下側ローラ及び前記複数の上側ローラの間に長手方向を前記搬送方向に平行にして前記ワークとともに搬送される円柱状の軸体を備え、
   前記複数の下側ローラは、軸方向における中央部の径を両端部の径よりも小さくした鼓状を呈するとともに前記搬送方向の下流側に位置するものほど前記軸方向の挟み角を小さくした複数のフォーミングローラを含み、
   前記複数の上側ローラは、前記軸体を前記複数のフォーミングローラに押圧する複数の押えローラを含む、単管ロール造管装置。
2. それぞれの軸方向を互いに平行にして前記軸方向に直交する搬送方向に沿って配置された複数の下側ローラであって、軸方向における中央部の径を両端部の径よりも小さくした鼓状を呈するとともに前記搬送方向の下流側に位置するものほど前記軸方向の挟み角を小さくした複数のフォーミングローラを含む複数の下側ローラと、
   前記複数の下側ローラのうち前記搬送方向の中間部を除く範囲に位置する複数の下側ローラのそれぞれの上方に配置された複数の上側ローラと、
   前記ワーク上に載置されて前記複数の下側ローラ及び前記複数の上側ローラの間に長手方向を前記搬送方向に平行にして前記ワークとともに搬送される円柱状の軸体と、
   前記搬送方向に沿って往復移動自在にされた移動体であって、前記軸体を保持する保持部を備えた移動体と、
   前記移動体を前記複数の下側ローラ及び複数の上側ローラによる前記ワーク及び前記軸体の搬送速度と同一の速度で前記搬送方向に移動させる駆動機構と、を備え、
   所定の長さに切断された金属薄板のワークを、前記複数の下側ローラ及び前記複数の上側ローラの間で前記搬送方向に沿って搬送する間に、曲げ加工によって前記搬送方向に平行な両端を突き合わせてロール状の単管に造管する単管ロール造管装置。
3. 所定の長さに切断された金属薄板のワークを、複数の下側ローラと複数の上側ローラとの間で所定の搬送方向に沿って搬送する間に、曲げ加工によって前記搬送方向に平行な両端を突き合わせてロール状の単管に造管する単管ロールの造管方法であって、
   円柱形状の軸体を前記ワーク上に長手方向を前記搬送方向に平行にして載置した後、前記軸体を前記ワークに押圧した状態で、前記ワーク及び前記軸体を前記複数の下側ローラ及び複数の上側ローラの間に搬送する単管ロールの造管方法。

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