JP2021121438A - スクイズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が簡単で小型軽量化が容易であり、かつロール替えが簡単で製管品質が高い電縫管製造用スクイズ装置を提供する。マンドレルバーを取り外すことなくロール替えを行う。【解決手段】 上部が開放されたＵ型固定スタンド10と、Ｕ型固定スタンド10の開放上部から当該スタンド内に取り出し可能に挿入されて当該スタンド内に保持されるスライド式の面板で、その上流側の主面に左右一対のサイドロール40及び上ロール50を支持し、これらのロールに包囲された位置に、管状材料を通過させる空間61を有するロール支持板60とを備える。前記空間61は、前記ロール支持板61の下縁に向けて開放する切欠き状開口部の一部である。左右一対のサイドロール40は、各々のロール軸42が上方に向かって外側へ傾斜した傾斜ロールである。【選択図】 図17

Description

本発明は、平板状の金属材料から連続的に製管を行う電縫管製造ラインに使用されるスクイズ装置に関し、より詳しくは、装置構造が簡単で、ロール交換作業も容易なスクイズ装置に関する。

電縫管製造ラインでは、平板状、通常は帯鋼と呼ばれる長尺鋼板材料を成形ロールにより徐々に円筒状に成形してオープンパイプとなし、このオープンパイプの対向エッジ部を誘導加熱すると共に、その加熱された対向エッジ部をスクイズロールで押圧して連続的に溶接接合することにより、丸管状の電縫鋼管を連続的に製造する。このような電縫管製造ラインでは、外径や板厚が異なる様々な種類の製品を製造するのが一般的であり、このために成形ロールを変更するロール替えが頻繁に行われる。

スクイズ装置におけるスクイズロールの配置は、対向エッジ部を上にして装置内に進入するオープンパイプを下から支持する下ロール、そのオープンパイプを両側から押圧する左右一対のサイドロール、及び対向エッジ部の近傍を斜め上方から押圧する左右一対の上ロールを組み合わせた５方ロールが、５インチ以上の中径管（５〜１２インチ）及び大径管（１３インチ以上）では一般的であり、前述したロール替えでは、これらのロール全てが、新たな製品サイズに対応したものに交換される。なお、４インチ以下の小径管では、２方ロール、３方ロールが一般的である。

５方ロールのロール替えでは、ロール数が多いことから、ロール替え作業の迅速化がとりわけ要求されており、これに応えるべく改良を受けたスクイズ装置が、例えば特許文献１〜４に開示されている。

特許文献１に示されたスクイズ装置においては、製管ライン内に設置されたベース上に本体フレームが載置され、その材料進入側の面にロール支持板が脱着可能に取付けられている。ロール支持板には、パイプ通過孔が設けられると共に、これを取り囲むように下ロール、左右一対のサイドロール、左右一対の上ロールが、上ロール用の圧下装置と共に取付けられている。下ロール用の圧下装置及びサイドロール用の圧下装置は、ベース及び本体フレームの側にそれぞれ取付けられている。ロール替えは、ロール支持板を下ロール、左右一対のサイドロール、左右一対の上ロール、及び上ロール用の圧下装置と共にクレーンで吊り出し吊り入れることにより行われる。

特許文献２に示されたスクイズ装置においては、製管ライン内に設置された固定式のメインフレーム内にサブフレームが組み合わされる。サブフレームは、製管ラインの側方に退避可能な移動式であり、内部に下ロール、左右一対のサイドロール、及び左右一対の上ロールを支持している。これらロールの圧下装置は、全てメインフレームの側に取付けられている。ロール替えは、サブフレームを、これに支持された全てのロールと共に製管ラインの側方に退避させることにより行われる。

特許文献３に示されたスクイズ装置においては、製管ライン内に第１ロールスタンドが設置されると共に、その下流側に位置して第２ロールスタンドが縦列的に設置されており、上流側の第１ロールスタンド内には、下ロール及び左右一対のサイドロールが取付けられ、下流側の第２ロールスタンドには、上流側の第１ロールスタンドの上に重なるように、左右一対の上ロールがロール支持板を介して取付けられている。ロール替えは、左右一対の上ロールをロール支持板と共に第２ロールスタンドからクレーンで吊り出し、この状態で、第１ロールスタンドから左右一対のサイドロール及び下ロールを上方へ取り外すことにより行われる。

特許文献４に示されたスクイズ装置においては、下ロール、左右一対のサイドロール及び左右一対の上ロールのうち、下ロール及び左右一対のサイドロールが、製管ライン内に設置された固定部内に組み込まれ、左右一対の上ロールが、固定部の上に重ねられた可動部内に組み込まれている。可動部は、固定部上の直立位置から横臥位置へ傾動可能であり、横臥位置への傾動により、可動部の下面及び固定部の上面を開放してロール替えを可能とする。

これらのロール替えが可能なスクイズ装置においては、ロール替え作業の迅速化のために様々な工夫が講じられているが、問題がないわけではない。

例えば、引用文献１に示されたスクイズ装置においては、下ロール、左右一対のサイドロール及び左右一対の上ロールの５方ロール全てがロール支持板に取付けられている上に、上ロール用の圧下装置もロール支持板に取付けられている。このため、クレーンによる吊り上げ重量が嵩み、大径管の場合は大きなクレーン能力が求められる。すなわち，クレーンを含めた全体設備の大型化、重量化が避けられない。

引用文献２に示されたスクイズ装置においては、スクイズロールが５方ロールである上に、フレームが外側の固定フレームと内側の可動フレームを組み合わせた２重構造となるため、フレームの大型化、構造の複雑化、及びこれらによる重量増加が避けられない。その上、ロール替え時に可動式のサブフレームを製管ラインの側方に退避させるため、製管ラインの側方にサブフレームの待機交換場所を確保しなければならず、占有スペースの増加が問題になる。

引用文献３に示されたスクイズ装置においても、スクイズロールが５方ロールである上に、スクイズロールスタンドが上側の第１ロールスタンドと下側の第２ロールスタンドからなるため、スタンドフレームの大型化、構造の複雑化、及びこれらによる重量増加が避けられない。その上、ロール替え時には、左右一対の上ロールがロール支持板と共に第２ロールスタンドからクレーンで上方に吊り出され、この状態で、第１ロールスタンドから左右一対のサイドロール及び下ロールが上方へ取り出され後、逆の手順でロールの組み込みが行われる。その結果、他のスクイズ装置と比べて、ロール替え作業が煩雑となる。

引用文献４に示されたスクイズ装置においては、スクイズロールスタンドが固定部と可倒式の可動部とからなり、スタンドフレームの如き大型重量物をクレーンで吊り上げる煩わしさはないが、スクイズロールが５方ロールであり、しかも、それらのロールを全てクレーンで吊り出し吊り入れる必要があるため、クレーン吊りの回数は依然として多い。

このように、スクイズロールに５方ロールを用いた従来のスクイズ装置においては、本質的にロール数が多い。加えて、引用文献２及び３に示されたスクイズ装置においては、前後２つのスタンドフレームが使用され、装置の大型化が避けられない。引用文献１及び３に示されたスクイズ装置においては、ロール支持板が使用され、特に引用文献１に開示されたスクイズ装置においては、１つのスタンドフレームと１つのロール支持板との組み合わせにより装置の大型化が効果的に回避されているが、５方ロールを支持するロール支持板がスタンドフレームの材料進入側の面に片持ち的に支持されるために多数のクランプ装置が必要であり、これによる構造の複雑化が避けられない。また、ロール支持板を使用するいずれのスクイズ装置も、ロール支持板が、スクイズロールだけでなく圧下装置を支持するために、吊り上げ重量が必要以上に嵩む問題がある。

また、これらの問題とは別に、スクイズ装置においては、図２０に示すように、スクイズロール１の上流側に配置されたフィンパスロールスタンド２により、オープンパイプ３の両エッジ部の対向状態が調整されるが、このフィンパスロール３より更に上流側の、帯鋼の両エッジ部が大きく開いた位置から、下流側に向けてマンドレルバー４がオープンパイプ３内に挿入され、マンドレルバー４に取付けたインピーダ５により、スクイズロール１直前の、溶接用コンタクトチップやワークコイルなどからなる給電装置６からスクイズロール１までの領域において、対向エッジ部の加熱が促進され、溶接効率の向上が図られる。

また、製造される管種によってはマンドレルバー４が更に下流側に延長され、延長部７の先端部に取付けたビード切削装置８により、溶接シーム部に生じたビードが切削除去される。

このような電縫管製造ラインに必須のマンドレルバー４は、その長さに関係なく、少なくともスクイズロール１までは到達しているため、マンドレルバー４を支持ブラケット９から分離してスクイズ装置より下流側（支持ブラケットの設置位置によっては上流側）へ移動させないと、スクイズロール１の交換は不可能である。したがって、特許文献１〜４に示された何れのスクイズ装置も、ロール替えに際しては、先にマンドレルバー４を取り外して移動させる作業が必要となり、この作業もロール替え作業を煩雑化する要因になっている。

特開昭５９−１９９１１３号公報 特開平０５−０７６９２８号公報 特開平０８−１０３８２３号公報 特開２０１２−２２３７８２号公報

本発明の目的は、５方ロール対象の中径管及び大径管の場合も、ロール替え時の作業が簡単であり、しかも構造が単純で、小型軽量化が容易な作業性、経済性に優れたスクイズ装置を提供することにある。本発明の別の目的は、小型軽量化と合わせて製管品質の向上を可能にするスクイズ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のスクイズ装置は、電縫管製造ラインに配置され、内側を管状材料が通過すると共に、上部が開放されたＵ型固定スタンドと、
前記Ｕ型固定スタンドの開放上部から当該スタンド内に取り出し可能に挿入されて当該スタンド内に保持されるスライド式の面板で、その上流側の主面に左右一対のサイドロール及び上ロールを圧下方向に移動可能に支持し、これらのロールに包囲された位置に、前記管状材料を通過させるための空間を有するロール支持板と、
前記Ｕ型固定スタンド内に挿入された前記ロール支持板を当該スタンド内に固定する抜け止め機構と、
前記Ｕ型固定スタンドに装備され、当該スタンド内に前記ロール支持板が固定された状態で当該スライド板に支持された左右一対のサイドロールを内側へ圧下する第１圧下装置と、
前記Ｕ型固定スタンドに装備され、当該スタンド内に前記カセット式スライド板が固定された状態で当該スライド板に支持された前記上ロールを下側へ圧下する第２圧下装置とを備えている。

すなわち、本発明のスクイズ装置においては、従来５方ロールスタンドが適用される５インチ以上の中径管及び大径管の場合も、スクイズロールが左右一対のサイドロールと上ロールとからなり、下ロールが省略されているために、Ｕ型固定スタンドからロール支持板を上方へ引き抜くときにスクイズロールが引き抜きの障害にならず、スクイズロールの取り外し作業が不要である。更に、そのスクイズロールがロール支持板の上流側の主面に支持され、スクイズロールの下流側にロール支持板が位置するために、スクイズロールの上流側からスクイズロール直下までの領域に挿入されるインピーダ及びこれを支持するマンドレルバーが、引き抜かれるロール支持板と干渉しないので、インピーダを支持するマンドレルバーの取り外しも不要となる。

また、スクイズ装置のロール数が少ないために、スクイズ装置の構造が本質的に簡単であり、装置重量、特にロール重量が軽減される。また、スクイズロールスタンドが、上部が開放したＵ型固定スタンドであるために、その開口上部を通して前記ロール支持板の挿入・離脱が可能であり、その挿入により、全てのスクイズロールがＵ型固定スタンドにロール支持板ごと同時一斉にセットされると共に、Ｕ型固定スタンドからロール支持板を上方へ引き抜くことにより、全てのスクイズロールが固定スタンドからロール支持板ごと同時一斉に抜き取られる。これらの結果としてロール替え作業が極めて簡単になる。

製管中は、前記ロール支持板に形成された空間を、突き合わせ両エッジ部の加熱を終えた管状材料が通過すると共に、左右一対のサイドロールがサイドロール用の第１圧下装置により圧下され、上ロールが上ロール用の第２圧下装置により圧下されることにより、前記管状材料の加熱された突き合わせエッジ部に所定のアプセット力が付加される。

Ｕ型固定スタンドは、スクイズロールの交換が容易なだけでなく、構造がシンプルで、小型軽量となる。特に製管ラインに沿った方向のサイズが小さくなるので、ライン長の短縮に有効である。

本発明のスクイズ装置において、ロール支持板をＵ型固定スタンド内に固定する抜け止め機構は、例えば、Ｕ型固定スタンドの開放上部を開放可能に閉止する開閉蓋である。これ以外としては、例えば、Ｕ型固定スタンドの両側部にそれぞれ取り付けられて、当該スタンド内に挿入された前記ロール支持板の両側の側縁部にそれぞれ係合する左右一対のクランプ機構がある。当該クランプ機構は軽量化の点から有効である。

上ロール用の第２圧下装置については、前記抜け止め機構が前記開閉蓋である場合は、当該開閉蓋にジャッキ式圧下装置を取り付けるのが、当該開閉蓋が圧下装置の取付けベースを兼ね構造が簡単で合理的である。前記抜け止め機構が左右一対のクランプ機構である場合は、前記ロール支持板の一方の主面に沿って昇降可能に支持されたスライド式の上ロール取付け板にジャッキ式圧下装置の特に本体を取り付け、本体の駆動機構をロール支持板の他面側、若しくはロール支持板からＵ型固定スタンドにかけての他面側に構成するのが、構造が簡単で合理的である。

前記ロール支持板においては、左右一対のサイドロール及び上ロールに包囲された位置に、前記管状材料を通過させるための空間が形成される。この空間は周囲が閉じた貫通孔でもよいが、前記ロール支持板の下方に向けて開放する切欠き状開口部の一部を形成するものが、特に好ましい。前記ロール支持板において前記管状材料を通過させる空間が、下方に向けて開放する切欠き状開口部の一部であると、ロール交換時に、内面ビード研削装置用の延長されたマンドレルバーも前記切欠き状開口部を通過し、ロール支持板の上昇を阻害しなくなるので、内面ビード研削装置用の延長されたマンドレルバーの脱着作業も不要となる。

本発明のスクイズ装置におけるスクイズロールは、上ロールについては管状材料の突き合わせエッジ部を真上から押圧する１ロール構成（単一型）でも、突き合わせエッジ部を斜め上方からそれぞれ押圧する２ロール構成（分割型）でもよい。上ロールが１ロールの場合、スクイズロールは全体で３方ロールとなり、２ロールの場合は４方ロールとなる。いずれの場合も５方ロールより構造が簡単で軽量である。小径管乃至中径管には３方ロールが好ましく、中径管乃至大径管には４方ロールが好ましい。

左右一対のサイドロールは、各ロール軸が垂直な垂直ロールでもよいが、各ロール軸が上方に向かって外側へ傾斜した傾斜ロールの方が望ましい。すなわち、本発明のスクイズ装置においては、下ロールが存在しないため、サイドロールが垂直ロールの場合、その垂直ロールは、管状材料を下側から支持する必要から、上部フランジ径に比べて下部フランジ径が大きい異径カリバーロールとなる。その結果、ロール重量が増加すると共に、下部フランジ径の増大による周速差によりロール疵が発生しやすくなる。また、サイドロールに下向きのスラスト力が付加される。また、下部フランジ径の増大以外にも、垂直なサイドロール軸と上方の上ロール軸との干渉を回避する観点からも、ロール径の増大を余儀なくされる。ロール径の増大は、製管ライン方向における成形区間の増大を招き、溶接用コンタクトチップやワークコイルなどによる給電位置から溶接点までの距離が増大する問題を生じる。

しかるに、左右一対のサイドロールの支持軸を上方に向かって外側へ傾斜させることにより、下部フランジの大径化は不要となる。すなわち、上下フランジの等径化が可能となる。また、その傾斜によると、サイドロール軸が上方の上ロール軸と干渉し難くなり、この点からも、サイドロールの小径化が実現される。そして、下部フランジの小径化による上下フランジの等径化を含めたサイドロール径の縮小により、ロール重量の軽減、ロール疵の発生防止、及び溶接用ワークコイルから溶接点までの距離短縮が可能になり、装置の小型軽量化と共に製管品質の向上が可能になる。また、上下フランジの等径化により、ロールカリバーがロール軸方向に対称となり、スラスト力が相殺される。これにより、サイドロールを支持するベアリングの小型化、長寿命化も可能となる。管状材料を斜め下方から支持する傾斜ロールは、中径管乃至大径管に特に有効である。

本発明のスクイズ装置は、Ｕ型固定スタンドと、当該固定スタンドに上方から挿入されて保持されるスライド式の面板で、一方の主面側に左右一対のサイドロール及び上ロールを支持するロール支持板との組み合わせにより、装置構造の簡略化、及び装置の小型軽量化を図り、しかもロール替え時の作業性を著しく向上させることにより、経済性及び作業性を大幅に向上させることができる。

また、下ロールが存在しないことを活用して、ロール支持板に形成される管状材料通過のための空間を、ロール支持板の下方に向けて開放する切欠き状開口部の一部とすることにより、内面ビード切削装置を用いる場合も、そのマンドレルバーを脱着することなくロール替え作業を可能とし、ロール替え時の作業性を一層向上させることができる。同じく、下ロールが存在しないことを活用して、左右一対のサイドロールを、各々の支持軸が上方に向かって外側へ傾斜する傾斜ロールとすることにより、ロール重量の軽減、ロール疵の発生防止、及び溶接用ワークコイルから溶接点までの距離短縮を可能とし、装置の小型軽量化と共に製管品質の向上を可能にする。また、スラスト力の軽減により、サイドロールを支持するベアリングの小型化、長寿命化を可能にする。

本発明の第１実施形態を示すスクイズ装置の正面図で、ライン上流側から見た図面である。 同スクイズ装置の背面図である。 同スクイズ装置の側面図である。 同スクイズ装置の平面図である。 同スクイズ装置の正面側からの斜視図である。 同スクイズ装置の正面側からの斜視図で、開閉蓋が開いた状態を示す。 同スクイズ装置の正面側からの斜視図で、ロール支持板を上方へ排出した状態を示す。 同ロール支持板の正面側からの拡大斜視図である。 同ロール支持板の背面側からの拡大斜視図である。 本発明の第２実施形態を示すスクイズロールユニットの背面側からの拡大斜視図である。 本発明の第３実施形態を示すスクイズ装置の正面図で、ライン上流側から見た図面である。 同スクイズ装置の背面図である。 同スクイズ装置の側面図である。 同スクイズ装置の平面図である。 同スクイズ装置の正面側からの斜視図である。 同スクイズ装置の正面図で、ロール支持板を上方へ引き上げた状態を示す。 同スクイズ装置の正面側からの斜視図で、ロール支持板を上方へ引き上げた状態を示す。 同ロール支持板の正面側からの拡大斜視図である。 同ロール支持板の背面側からの拡大斜視図である。 スクイズ装置に装備されるマンドレルバーの構造説明図で模式側面図である。

以下に本発明の実施形態を、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態の順に説明する。

第１実施形態のスクイズ装置は、図１〜図７に示すように、電縫鋼管製造ラインの溶接部に配置されるスクイズロールスタンドである。このスクイズ装置は、前記溶接部に設置され、成形を終えた管状材料が内側を通過するＵ型固定スタンド１０と、Ｕ型固定スタンド１０の内側に取り外し可能にセットされるスクイズロールユニットとを備えている。

Ｕ型固定スタンド１０は、水平な下部１１Ａと、垂直な両側部１１Ｂ，１１ＢとからなるＵ字形であり、全体として固定ベース２０上に設置されている。このＵ型固定スタンド１０は、Ｕ型固定スタンド１０内にセットされた前記スクイズロールユニットを当該Ｕ型固定スタンド１０内に固定するための抜け止め機構３０を装備している。この抜け止め機構３０は、ここではＵ型固定スタンド１０の開放上部を開閉する開閉蓋３９である。開閉蓋３９は、Ｕ型固定スタンド１０の省略された水平上部に対応する部材であり、その一端部が一方の側部１１Ｂに支持軸３１により回動可能に支持されたヒンジ構造により開閉されると共に、同じく一方の側部１１Ｂの外側に縦向きに取付けられたシリンダ３２により機械的に開閉され、且つ開放状態に固定される（図６参照）。また、Ｕ型固定スタンド１０の開放上部を閉じた状態で、同じく他方の側部１１Ｂの上面に設けられたロック機構３３により他方の端部が係止されることにより、閉止状態に固定される。

Ｕ型固定スタンド１０の内側にセットされるスクイズロールユニットは、図８及び図９に示すように、両側のサイドロール４０，４０と単一の上ロール５０とを組み合わせた３ロール構成であり、これらのスクイズロールを正面側に支持する垂直な面板状のロール支持板６０を備えている。ロール支持板６０は、正面側に両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０を支持した状態でクレーン吊りによりＵ型固定スタンド１０の内側に挿入され、またその内側から上方へ引き上げられるスライド板である。そして、挿入状態では、ロール支持板６０は、Ｕ型固定スタンド１０に装備された開閉蓋３９により上下方向において固定される。また、図７に示されるように、開閉蓋３９の裏面に取付けられた第１係止部３４、Ｕ型固定スタンド１０における下辺部１１Ａの上面に取付けられた左右一対の第２係止部１２Ａ，１２Ａ、及び両側の側辺部１１Ｂ，１１Ｂの各内側面に取付けられた垂直方向のスライドガイドを兼ねる第３係止部１２Ｂ，１２Ｂにより製管ラインの方向において固定される。

前記ロール支持板６０は、図２及び図９に明示されるとおり、製管ラインと交差する部分、すなわち両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０に囲まれた部分に、管状材料を通過させるための空間６１を有している。空間６１は、周囲全体が閉じられた貫通孔である。

前記ロール支持板６０の正面側に支持されるロール類のうち、両側のサイドロール４０、４０は、ここでは正面側及び内側の２方向に開口するロールヨーク４１に、垂直な支持軸４２により回転自在に支持された水平ロールであり、より詳しくは管状材料を下側から支持するために上部フランジに比べて下部フランジが大径の異径ロールである。前記ロールヨーク４１は、ロール支持板６０に形成された横長のガイド孔６２に嵌合するスライドブロック４３にボルト止めされており、スライドブロック４３は、ロール支持板６０の背面に取り付けられた水平スプリング内蔵の上下一対の復帰機構４４，４４により外側へ向けて弾性保持されている。これにより、各サイドロール４０は、ロール支持板６０に対して脱着可能で、且つ水平方向に移動可能で外側へ付勢される。

上ロール５０は、ここでは単一の垂直ロールであり、中央部に管状材料の溶接ビードとの干渉を回避するための環状凹部５１を有している。この上ロール５０は、正面側及び下側の２方向に開口するロールヨーク５２に、水平な支持軸５３により回転自在に支持されている。このロールヨーク５２は、主面板であるロール支持板６０の正面側にサブ面板として配置されたスライド式の上ロール取付け板５４にガイド兼用の固定具５９により横方向にスライド可能に取付けられており、図示されない調整ネジにより横方向の位置調整が行われる。一方、前記上ロール取付け板５４は、両側の垂直ガイド５５，５５により上下方向にスライド可能に支持されると共に、ロール支持板６０の背面に取り付けられた垂直スプリング内蔵の復帰機構５６，５６により上向きに弾性保持されており、これにより、前記上ロール５０は、ロール支持板６０に対して脱着可能で、且つ上下方向に移動可能で上方へ付勢される。

そして、Ｕ型固定スタンド１０における両側の側辺部１１Ｂ，１１Ｂには、両側のサイドロール４０，４０のための一対の第１圧下装置７０Ａ，７０Ａが、側辺部１１Ｂ，１１Ｂを貫通して内向きに取付けられており、Ｕ型固定スタンド１０に装備された開閉蓋３９には、上ロール５０のための第２圧下装置７０Ｂが、開閉蓋３９を貫通して内向きに取付けられている。

第１圧下装置７０Ａは、当該圧下装置７０Ａと共に側辺部１３Ｂに取付けられたモータ７１Ａにより駆動されることにより、サイドロール４０のブラケット４１の制止位置を変更して、サイドロール４０の圧下量を調整する。また、第２圧下装置７０Ｂは、当該圧下装置７０Ｂと共に前記開閉蓋３９に取付けられたモータ７１Ｂにより駆動されることにより、上ロール５０のブラケット５２の制止位置を変更して、上ロール５０の圧下量を調整する。ここにおける開閉蓋３９は、スクイズロールユニットにおけるロール支持板６０の抜け止め機構３０であるが、第２圧下装置７０Ｂの取付けベースも兼ねる。

以上のように構成された第１実施形態のスクイズ装置は、以下のように使用され、機能する。

本スクイズ装置は、正面側をライン上流側に向けて設置される。そして、Ｕ型固定スタンド１０に装備された抜け止め機構３０としての開閉蓋３９が開放した状態で、ロール支持板６０がＵ型固定スタンド１０内に挿入されることにより、Ｕ型固定スタンド１０内に両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０がセットされる。次いで、開閉蓋３９が閉止状態に固定され、この状態で、突き合わせエッジ部を加熱された管状材料が本スクイズ装置に正面側から侵入し、その突き合わせエッジ部が両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０により所定の圧下量で加圧されて溶接される。

このとき、管状材料は、ロール支持板６０の空間６１を通過する。空間６１には、内面ビード研削用のマンドレルバーが、管状材料の内側に位置した状態でセットされている。また、両側のサイドロール４０，４０には、両側の第１圧下装置７０Ａ，７０Ａにより、付勢力に抗して所定の圧下量が設定されており、上ロール５０には、開閉蓋３９に取り付けられた第２圧下装置７０Ｂにより、付勢力に抗して所定の圧下量が設定されている。

ロール交換を行うときは、管状材料が本スクイズ装置を抜け出た後、第１圧下装置７０Ａ，７０Ａによる圧下を解除し、第２圧下装置７０Ｂによる圧下を解除する。これにより、両側のサイドロール４０，４０は外側の初期位置へ戻り、上ロール５０は上側の初期位置へ戻る。そして、Ｕ型固定スタンド１０に装備された開閉蓋３９を開状態へ操作して、Ｕ型固定スタンド１０の開放上部を開放した後、ロール支持板６０をクレーンで吊り上げて、両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０を、ロール支持板６０と共にＵ型固定スタンド１０の外に取り出す。

このとき、スクイズロールである両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０は、ロール支持板６０の上流側に支持されているため、ロール支持板６０はスクイズロールより下流側に位置する。このため、マンドレルバーがインピーダ専用の場合は、その先端がスクイズロールのところまでしか到達していないため、ロール支持板６０とマンドレルバーとの干渉がなく、そのマンドレルバーを取り外す必要ない。マンドレルバーがインピーダ及び内面ビード研削装置である場合は、そのマンドレルバーを支持ブラケットから取り外し、ロール支持板６０の空間６１から引き抜いてから、ロール支持板６０を吊り上げる。その後、別のサイドロール４０，４０及び上ロール５０が支持されたロール支持板６０をクレーンで吊ってＵ型固定スタンド１０内にセットする。かくして、スクイズロールスタンドの全ロールが、クレーンによるロール支持板６０の吊り上げ、吊り下ろしだけで交換される。

Ｕ型固定スタンド１０内にロール支持板６０をセットした後は、Ｕ型固定スタンド１０に装着された開閉蓋３９を閉状態に固定することにより、前記ロール支持板６０は、開閉蓋３９の裏面に取付けられた第３係止部３４、両側の側辺部１１Ｂ，１１Ｂの各内側面に取付けられた垂直方向のスライドガイド兼用の第２係止部１２Ｂ，１２Ｂ、及び下辺部１１Ａの上面に取付けられた左右一対の第１係止部１２Ａ，１２Ａにより、固定スタンド１０の内側に強固に固定される。

Ｕ型固定スタンド１０の外に取り出されたロール支持板６０おいては、ボルトを緩めることにより、サイドロール４０，４０が、ブラケット４１，４１及びスライドブロック４３，４３と共にロール支持板６０から取り外される。また、上ロール５０が、スライド式の上ロール取付け板５４からブラケット５２と共に取り外される。その結果、別のサイドロール４０，４０及び上ロール５０との交換が簡単に行われる。Ｕ型固定スタンド１０に装備された第１圧下装置７７Ａ，７０Ａ及び第２圧下装置７０Ｂは、圧下量を自在に調整することができるので、サイドロール４０，４０及び上ロール５０の種類に関係なく共用可能である。

このように、第１実施形態のスクイズ装置は、サイドロール４０，４０及び上ロール５０のロール交換が極めて容易である。スクイズロールは、サイドロール４０，４０及び上ロール５０の３方ロール構成であるので、装置構成が簡単である。スクイズロールを正面側に支持するロール支持板６０がＵ型固定スタンド１０の内側に、開閉蓋３９と協同して強固に支持されるので、この固定のためのクランプ機構が不要となり、この点からも装置構成の簡略化が推進される。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態のスクイズ装置は、図１０に示すように、前述した第１実施形態のスクイズ装置と比べて、ロール支持板６０の形状が相違しており、より具体的には、管状材料が通過する空間６１が、周囲が閉じられた貫通孔から、下方へ開放する切欠き状開口部の一部に変更されている。他の構成は、第１実施形態のスクイズ装置と実施同一であり、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。

すなわち、第２実施形態のスクイズ装置においては、ロール支持板６０において管状材料が通過する空間６１が、下方へ開放する切欠き状開口部の一部（ここでは上部）であり、且つ第１実施形態のスクイズ装置と同様にスクイズロールが両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０からなり、下ロールが省略されているために、ロール交換のときにインピーダ用のマンドレルバーは勿論のこと、当該空間５１内にセットされているインピーダ及び内面ビード研削装置用のマンドレルバーも取り外す必要がない。したがって、ロール交換の作業が一層簡単となる。

第１実施形態のスクイズ装置においても第２実施形態のスクイズ装置においても、スクイズロールとしての下ロールが省略されているが、両側のサイドロール４０，４０が、上側に比べて下側が大径の異径ロールとされているため、管状材料が下側から支持される。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態のスクイズ装置は、前述した第１実施形態のスクイズ装置及び第２実施形態のスクイズ装置と比べて、スクイズロールである両側のサイドロール４０，４０及び上ロール５０、これらを支持するロール支持板６０、ロール支持板６０をＵ型固定スタンド１０内に上下方向で固定する抜け止め機構３０、及び上ロール５０を圧下する第２圧下装置７０Ｂが主に相違する。

以下に、第３実施形態のスクイズ装置の構成を詳しく説明する。このスクイズ装置は、図１１〜図１７に示すように、前述したのと同様のＵ型固定スタンド１０と、Ｕ型固定スタンド１０の内側に取り外し可能にセットされるスクイズロールユニットとを備えている。スクイズロールユニットは、両側のサイドロール４０，４０と、管状材料の両エッジ部を斜め上方から押圧する分割型の上ロール５０，５０とを組み合わせた４ロール構成であり、これらのスクイズロールは、垂直な面板状でスライド式のロール支持板６０の正面側に支持されており、クレーン吊りにより当該ロール支持板６０と共に前記Ｕ型固定スタンド１０内に挿入され、またその内側から上方へ引き上げられる。

前記ロール支持板６０の正面側に支持されるロール群のうち、両側のサイドロール４０、４０は、ここでは、それぞれが上側と下側が同じ外径の等径ロールであり、かつ、両側のロールヨーク４１，４１に、上方へ向かって外側へ傾斜した支持軸４２，４２により回転自在に支持されている。すなわち、ここにおけるサイドロール４０，４０は、それぞれの支持軸４２，４２が上方へ向かって外側へ傾斜した傾斜ロールである。

サイドロール４０のロールヨーク４１は、図１８及び図１９に示すように、ロール支持板６０に形成された横長のガイド孔６２に嵌合するスライドブロック４３にボルト止めされており、スライドブロック４３は、ロール支持板６０の背面に取り付けられた水平スプリング内蔵の上下一対の復帰機構４４，４４により外側へ向けて弾性保持されている。これにより、各サイドロール４０はロール支持板６０に対して脱着可能で、且つ水平方向に移動可能で外側へ付勢される。

分割型の上ロール５０，５０は、それぞれの支持軸５３，５３が水平線に対して外側へ傾斜した傾斜ロールであり、それぞれのロールヨーク５２，５２が、主面板であるロール支持板６０の上部正面側にサブ面板として配置されたスライド式の上ロール取付け板５４に脱着可能に取付けられている。この上ロール取付け板５４は、両側の垂直ガイド５５，５５によりスライド可能に支持されると共に、ロール支持板６０に取り付けられた垂直方向のスプリング内蔵の復帰機構５６により上向きに弾性保持されており、これにより、前記上ロール５０，５０は、ロールヨーク５２，５２に対して脱着可能であり、ロールヨーク５２，５２は上ロール取付け板５４に対して移動可能で上方へ付勢される。

これらのロール群を支持するロール支持板６０は、Ｕ型固定スタンド１０の両側部１１Ｂ，１１Ｂの上面に取り付けられたクランプ機構３５，３５により、Ｕ型固定スタンド１０内に固定される。クランプ機構３５，３５は、前記ロール支持板６０の抜け止め機構３０を構成しており、各々は水平な内向きのシリンダ３６により、ストッパが内側へ押し出され、ロール支持板６０の正面に取り付けられたテーパー状の受け部３７に係合することにより、ロール支持板６０を下方へ押圧して固定する。

このロール支持板６０は、他の実施形態のスクイズ装置と同様、管状材料が通過する空間６１を下部に有しており、その空間６１は、第２実施形態のスクイズ装置と同様に、下方へ開放する切欠き状開口部の一部（ここでは上部）である。

一方、ロール支持板６０の正面側にサブ面板として配置されたスライド式の上ロール取付け板５４は、前述したように、上下方向に移動可能で上方へ付勢される一方、ロール支持板６０の最上部正面に配置された水平方向のくさび状スライダ６７により下方に押圧され固定される。すなわち、水平方向のくさび状スライダ６７は、ロール支持板６０の最上部正面に取り付けられた水平ガイド６８に沿って移動可能であり、ロール支持板６０の背面に取り付けられた水平方向のスプリング式復帰機構６９により外側の初期位置に弾性保持されると共に、前記クランプ機構３５，３５の一方の上に設置された水平方向のジャッキからなる第２圧下装置７０Ｂにより、内側へ強制的に押圧されることにより、上ロール取付け板５４を上方への付勢力に抗して下方へ押圧し、分割型の上ロール５０，５０を圧下する。

前記上ロール５０，５０は、圧下位置を各調節するジャッキ７９，７９とそれぞれ組み合わされている。各ジャッキ７９は、対象とする上ロール５０のロールヨーク５２を直接圧下するべく、その上ロール５０と共に前記上ロール取付け板５４の正面に取り付けられており、ロール支持板６０の背面からＵ型固定スタンド１０の背面にかけて設けられた駆動機構７２により駆動される。

個々の駆動機構７２は、図１２に明示されるとおり、Ｕ型固定スタンド１０の背面に取り付けられたモータ７３の回転力を、同じくＵ型固定スタンド１０の背面に取り付けられた垂直で上向きの出力軸７４に伝達し、その出力軸７４の回転を、ロール支持板６０の下部背面に垂直に取り付けられた回転伝達軸７５に伝達する構成である。回転伝達軸７５は、回転主軸（第１回転軸）が固定スリーブに挿入された二重構造であり、ロール支持板６０がＵ型固定スタンド１０内にセットされた状態で、前記回転主軸（第１回転軸）が出力軸７４の真上に位置して当該出力軸７４の上部と嵌合により連結される。前記回転主軸（第１回転軸）の回転は、当該回転主軸（第１回転軸）の上部にスライド自在に連結される第２回転軸７６に伝達され、方向変換ギヤ７７を介して、上ロール取付け板５４の正面側に配置された前記ジャッキ７９に伝達される。

かくして、Ｕ型固定スタンド１０の背面に取り付けられたモータ７３の回転により、上ロール取付け板５４の正面側に配置された圧下位置調整用のジャッキ７９が駆動される。Ｕ型固定スタンド１０からのロール支持板６０の引き抜きは、回転伝達軸７５が出力軸７４から分離することにより実現される。また、ロール支持板６０に対する上ロール取付け板５４の上下動は、第２回転軸７６の軸方向のスライド動作により吸収される。

一方、両側のサイドロール４０，４０を圧下する第１圧下装置７０Ａ，７０Ａは、前述した第１実施形態のスクイズ装置及び第２実施形態のスクイズ装置と同様に、Ｕ型固定スタンド１０における両側の側辺部１１Ｂ，１１Ｂの外側面に取り付けられたモータ駆動式のジャッキである。他の構成も、第１実施形態のスクイズ装置及び第２実施形態のスクイズ装置と実質同一である。

以上のように構成された第３実施形態のスクイズ装置は、以下のように使用され、機能する。

本スクイズ装置は、第１実施形態のスクイズ装置及び第２実施形態のスクイズ装置と同様に、正面側をライン上流側に向けて設置される。そして、Ｕ型固定スタンド１０の両側部１１Ｂ，１１Ｂに装備されたクランプ機構３４，３４を両側へ開放した状態で、Ｕ型固定スタンド１０内にロール支持板６０を挿入し、クランプ機構３４，３４を内側の閉止位置へ駆動することにより、Ｕ型固定スタンド１０内に両側のサイドロール４０，４０及び分割型の上ロール５０，５０がセットされる。

また、くさび状スライダ６７を、水平方向のシリンダからなる第２圧下装置７０Ｂで内側へ強制的に押圧することにより、上ロール取付け板５４が上方への付勢力に抗して下方へ押圧され、分割型の上ロール５０，５０に所定の圧下量が設定される。このとき、上ロール５０，５０に組み合わされた圧下位置調整用のジャッキ７９，７９により、上ロール５０，５０の圧下量が個別に微調整されることで、管状材料のエッジ突き合わせ状態及びラップが調整される。また、両側のサイドロール４０，４０には、両側の第１圧下装置７０Ａ，７０Ａにより、付勢力に抗して所定の圧下量が設定される。

そして、この状態で、両エッジ部を加熱された管状材料が本スクイズ装置に正面側から進入し、その両エッジ部が両側のサイドロール４０，４０及び分割型の上ロール５０，５０により所定の圧下量で加圧されて溶接される。このとき、管状材料は、ロール支持板６０の空間６１を通過する。空間６１には、内面ビード研削用のマンドレルバーが、管状材料の内側に位置した状態でセットされている。

ロール交換を行うときは、管状材料が本スクイズ装置を抜け出た後、第１圧下装置７０Ａ，７０Ａによる圧下をリセットし、第２圧下装置７０Ｂによる圧下をリセットする。これにより、両側のサイドロール４０，４０は外側の初期位置へ戻り、上ロール５０は上側の初期位置へ戻る。また、水平方向のジャッキからなる第２圧下装置７０Ｂを開放し、くさび状スライダ６７を外側の初期位置へ自動復帰させる。これにより、上ロール取付け板５４は上方の初期位置へ自動復帰する。

しかる後に、Ｕ型固定スタンド１０に装備されたクランプ機構３４，３４を両側の開放位置へ駆動し、ロール支持板６０をクレーンで吊り上げて、両側のサイドロール４０，４０及び分割型の上ロール５０，５０と共にＵ型固定スタンド１０の外に取り出す。

このとき、ロール支持板６０において管状材料が通過する空間６１が、第２実施形態のスクイズ装置と同様に、下方へ開放する切欠き状開口部の一部（ここでは上部）であり、且つスクイズロールが両側のサイドロール４０，４０及び分割型の上ロール５０，５０からなり、下ロールが省略されているために、ロール交換のときに当該空間５１内にセットされているインピーダ及び内面ビード研削装置用のマンドレルバーも取り外す必要がない。したがって、ロール交換の作業がより一層簡単に且つ迅速に行われる。

Ｕ型固定スタンド１０内にロール支持板６０をセットした後は、Ｕ型固定スタンド１０に装着されたクランプ機構３４，３４を内側の閉止位置へ駆動すると共に、くさび状スライダ６７を内側の固定位置へ駆動して、次の製管に備える。

このように、第３実施形態のスクイズ装置は、サイドロール４０，４０及び上ロール５０のロール交換が極めて容易である。スクイズロールは、サイドロール４０，４０及び上ロール５０，５０の４方ロール構成であるので、装置構成が簡単である。また、第１実施形態のスクイズ装置及び第２実施形態のスクイズ装置と異なり、ロール支持板６０の抜け止め機構３０として、Ｕ型固定スタンド１０の開放上部を閉止する開閉蓋３９が装備されず、開放上部が開放されたままであるので、装置が軽量である。

両側のサイドロール４０，４０については、第１実施形態のスクイズ装置及び第２実施形態のスクイズ装置では、下ロールなしの状態で管状材料を支持するために、上部フランジより下部フランジが大径の異径ロールが採用されており、これに伴ってロール重量の増大、ロール疵の発生、溶接用ワークコイルから溶接点までの距離増大、更にはスラスト力の増大が問題となるが、第３実施形態のスクイズ装置では、両側のサイドロール４０，４０は上部フランジと下部フランジが同じ外径の等径ロールとされているので、これらの問題が解消される。

しかも、等径のサイドロール４０，４０はそれぞれの支持軸４１，４１が上方に向かって外側へ傾斜した傾斜ロールとなっているので、等径ロールであるにもかかわらず、管状材料が斜め下から効果的に支持される。サイドロール４０，４０として傾斜ロールを採用できたのは、下ロールがなく、下ロールとの干渉が生じないためである。

以上３つの実施形態を説明したが、本発明は、管サイズに関係なく適用可能であり、従来５方ロールが採用されていた中径管用及び大径管のスクイズ装置に特に有効である。具体的には、３つの実施形態のうち、第１実施形態は内面ビード研削装置が使用されない比較的小さめの小径管（２〜３インチ）用のスクイズ装置に好適であり、第２実施形態は比較的大きめの小径管（３〜４インチ）用のスクイズ装置に好適であり、第３実施形態は５インチ以上の中径管用及び大径管用のスクイズ装置に好適である。

１０ Ｕ型固定スタンド
１１Ａ 下部
１１Ｂ 側部
１２Ａ 第２係止部
１２Ｂ 第３係止部
２０ 固定ベース
３０ 抜け止め機構
３１ 支持軸
３２ シリンダ
３３ ロック機構
３４ 第１係止部
３５ クランプ機構（抜け止め機構）
３６ シリンダ
３７ 受け部
３９ 開閉蓋（抜け止め機構）
４０ サイドロール
４１ ロールヨーク
４２ 支持軸
４３ スライドブロック
４４ 復帰機構
５０ 上ロール
５１ 環状凹部
５２ ロールヨーク
５３ 支持軸
５４ 上ロール取付け板（サブ面板）
５５ 垂直ガイド
５６ 復帰機構
５９ 固定具
６０ ロール支持板（主面板）
６１ 空間
６２ ガイド孔
６７ くさび状スライダ
６８ 水平ガイド
６９ 復帰機構
７０Ａ 第１圧下装置
７１Ａ モータ
７０Ｂ 第２圧下装置
７１Ｂ モータ
７２ 駆動機構
７３ モータ
７４ 出力軸
７５ 回転伝達軸
７６ 第２回転軸
７７ 方向変換ギヤ
７９ 圧下位置調整用のジャッキ

上記目的を達成するために、本発明のスクイズ装置は、電縫管製造ラインに配置され、内側を管状材料が通過すると共に、上部が開放されたＵ型固定スタンドと、
前記Ｕ型固定スタンドの開放上部から当該スタンド内に取り出し可能に挿入されて当該スタンド内に保持されるスライド式の面板で、当該面板の上流側の主面に、左右一対のサイドロール、及び前記管状材料の突き合わせエッジ部を真上から押圧する１ロール構成、又は前記突き合わせエッジ部を斜め上方からそれぞれ押圧する２ロール構成の上ロールを圧下方向に移動可能に支持し、下ロールが存在しないこれらのロールに包囲された位置に、前記管状材料を通過させるための空間を有するロール支持板と、
前記Ｕ型固定スタンド内に挿入された前記ロール支持板を当該スタンド内に固定する抜け止め機構と、
前記Ｕ型固定スタンドに装備され、当該スタンド内に前記ロール支持板が固定された状態で当該支持板に支持された左右一対のサイドロールを内側へ圧下する第１圧下装置と、
前記Ｕ型固定スタンドに装備され、当該スタンド内に前記ロール支持板が固定された状態で当該支持板に支持された前記上ロールを下側へ圧下する第２圧下装置とを備えている。

Claims (8)

1. 電縫管製造ラインに配置され、内側を管状材料が通過すると共に、上部が開放されたＵ型固定スタンドと、
   前記Ｕ型固定スタンドの開放上部から当該スタンド内に取り出し可能に挿入されて当該スタンド内に保持されるスライド式の面板で、その上流側の主面に左右一対のサイドロール及び上ロールを圧下方向に移動可能に支持し、これらのロールに包囲された位置に、前記管状材料を通過させるための空間を有するロール支持板と、
   前記Ｕ型固定スタンド内に挿入された前記ロール支持板を当該スタンド内に固定する抜け止め機構と、
   前記Ｕ型固定スタンドに装備され、当該スタンド内に前記ロール支持板が固定された状態で当該スライド板に支持された左右一対のサイドロールを内側へ圧下する第１圧下装置と、
   前記Ｕ型固定スタンドに装備され、当該スタンド内に前記カセット式スライド板が固定された状態で当該スライド板に支持された前記上ロールを下側へ圧下する第２圧下装置とを備えたスクイズ装置。
2. 請求項１に記載のスクイズ装置において、
   前記ロール支持板に具有された管状材料通過のための空間は、前記ロール支持板の下方に向けて開放する切欠き状開口部の一部であるスクイズ装置。
3. 請求項１に記載のスクイズ装置において、
   前記上ロールは、前記管状材料の突き合わせエッジ部を真上から押圧する１ロール構成、又は前記突き合わせエッジ部を斜め上方からそれぞれ押圧する２ロール構成であるスクイズ装置。
4. 請求項１に記載のスクイズ装置において、
   左右一対のサイドロールは、各々のロール軸が上方に向かって外側へ傾斜した傾斜ロールであるスクイズ装置。
5. 請求項１に記載のスクイズ装置において、
   前記抜け止め機構は、前記Ｕ型固定スタンドにおける開放上部を開放可能に閉止する開閉蓋であるスクイズ装置。
6. 請求項５に記載のスクイズ装置において、
   前記開閉蓋は、前記第２圧下装置の取付けベースを兼ねるスクイズ装置。
7. 請求項１に記載のスクイズ装置において、
   前記抜け止め機構は、前記Ｕ型固定スタンドの両側部にそれぞれ取り付けられて、当該スタンド内に挿入された前記ロール支持板の両側の側縁部にそれぞれ係合する左右一対のクランプ機構であるスクイズ装置。
8. 請求項７に記載のスクイズ装置において、
   前記第２圧下装置は、前記ロール支持板の一方の主面に沿って昇降可能に支持されたスライド式の上ロール取付け板に取付けられた圧下装置本体と、前記ロール支持板の他面側、若しくは前記ロール支持板から前記Ｕ型固定スタンドにかけての他面側に構成された前記本体の駆動機構との組み合わせであるスクイズ装置。
   

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