JP2022024143A - Method for processing recessed groove on metal tube - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、金属管の端部における外面の周方向に間隔をあけた複数個所に管端から管長手方向に延びる凹溝を形成する金属管の凹溝加工方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a concave groove of a metal pipe in which concave grooves extending in the longitudinal direction of the pipe are formed at a plurality of locations at the end of the metal pipe at intervals in the circumferential direction of the outer surface.
例えば、鉄骨構造の建築構造物の角形鋼管柱を上下の梁にボルト接合する場合、一般的には角形鋼管の端部にボルト孔付きの取付プレートを溶接固定し、この取付プレートを梁にボルト接合する構造とするが、その構造では、取付プレートの外形は角形鋼管の外形より広くなるので、周囲との関係で不都合が生じる場合がある。
そこで、角形鋼管の端部をプレス加工により圧潰して十字状断面部(圧潰軸状部)を形成し、その端面に角形鋼管の外形と同じ形状のボルト孔付きの取付プレートを溶接固定し、その取付プレートを梁にボルト接合することが行われている(特許文献1、2)。
For example, when a square steel pipe column of a steel structure building structure is bolted to the upper and lower beams, generally, a mounting plate with a bolt hole is welded and fixed to the end of the square steel pipe, and this mounting plate is bolted to the beam. Although the structure is to be joined, in that structure, the outer shape of the mounting plate is wider than the outer shape of the square steel pipe, which may cause inconvenience in relation to the surroundings.
Therefore, the end of the square steel pipe is crushed by press working to form a cross-shaped cross section (crushed shaft-shaped part), and a mounting plate with bolt holes having the same shape as the outer shape of the square steel pipe is welded and fixed to the end face. The mounting plate is bolted to the beam (
また、特許文献3では、単にプレスにより圧潰する特許文献1、2の圧潰加工方法では、大きな加圧力を必要とし、そのため設備が大型化且つ重量化し、また、十字状断面部(圧潰軸状部)の山折り部や谷折り部に割れが発生する場合があるということで、角形鋼管の端部をプレス加工により圧潰して十字状断面部(圧潰軸状部)を形成する際に、加工部に割れが生じないように角形鋼管を450~650℃の範囲の加熱状態でプレス加工する方法が示されている。
Further, in
特許文献3によれば、プレスの際に加熱することで、大きな加圧力を必要とし設備が大型化且つ重量化する問題や、割れが生じる場合がある等の問題は解消されるが、加熱を必要とすることは設備の面や作業性の面等その他に関して有利ではないので、加熱を必要とせずに十字状断面部(十字状断面ではない場合には凹溝付き断面部)を形成できることが望まれる。
According to
本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、金属管の端部に十字状断面部等となる凹溝部を形成する際に、加熱を必要とせずに、設備が大型化且つ重量化する問題や、割れ等の問題の生じない金属管の凹溝加工方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and when forming a concave groove portion such as a cross-shaped cross section at the end portion of a metal tube, the equipment is increased in size without requiring heating. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for forming a concave groove of a metal tube, which does not cause a problem of weight increase or a problem of cracking or the like.
上記課題を解決する請求項1の発明は、金属管の端部における外面の周方向に間隔をあけた複数個所に管端から管長手方向に延びる凹溝を形成する金属管の凹溝加工方法であって、
中心軸線側では幅厚で半径方向先端に向かってテーパ状に幅狭になりその先端面に幅の狭いフラット面又は凹面を持つ断面形状で周方向に配される複数のソロバン玉状回転体と加工対象の金属管とを金属管長手方向に対向させ、前記ソロバン玉状回転体と金属管とを相対的に接近駆動させて金属管の端部の外面に複数の凹溝を形成することを特徴とする。
The invention according to
On the central axis side, there are multiple solo van ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction with a cross-sectional shape that is wide and tapered toward the tip in the radial direction and has a narrow flat surface or concave surface on the tip surface. The metal tube to be machined is opposed to the metal tube in the longitudinal direction, and the solo van ball-shaped rotating body and the metal tube are relatively close to each other to form a plurality of concave grooves on the outer surface of the end portion of the metal tube. It is a feature.
請求項2は、請求項1の金属管の凹溝加工方法において、金属管が多角形金属管である場合に、前記ソロバン玉状回転体の前記先端面を、多角形金属管の角部に当たるように位置させ、前記ソロバン玉状回転体と多角形金属管とを相対的に接近駆動させて多角形金属管の端部の外面に角部の数の凹溝を形成することを特徴とする。
According to
請求項3は、請求項2の金属管の凹溝加工方法において、金属管が四角形金属管である場合に、前記ソロバン玉状回転体の前記先端面を、四角形金属管の4つの角部に当たるように位置させ、前記ソロバン玉状回転体と四角形金属管とを相対的に接近駆動させて四角形金属管の端部の外面に4つの凹溝を形成して、四角形金属管の端部に十字形断面部を形成することを特徴とする。
According to
請求項4は、 請求項1の金属管の凹溝加工方法において、金属管が丸管である場合に、前記ソロバン玉状回転体の前記先端面を、丸管の外面の周方向に等間隔をなす4個所に位置させ、前記ソロバン玉状回転体と丸管とを相対的に接近駆動させて、丸管の端部の外面に4つの凹溝を形成して、丸管の端部に十字形断面部を形成することを特徴とする。
According to
請求項5は、請求項1~4のいずれか1項の金属管の凹溝加工方法において、
前記複数のソロバン玉状回転体と加工対象の金属管とを金属管長手方向に対向させ、
かつ、前記周方向に配される複数のソロバン玉状回転体の周方向配置中心位置に、
管内面に沿う管内断面形状部分と前記各ソロバン玉状回転体の先端側部分に対向する複数の凹み部を持つ凹み断面形状部分とを有して管長手方向に延びる短尺棒状の中子を配置した状態で、
前記ソロバン玉状回転体及び前記中子と前記金属管とを相対的に接近駆動させて金属管の端部の外面に複数の凹溝を形成することを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention is the method for forming a concave groove in a metal tube according to any one of
The plurality of abacus ball-shaped rotating bodies and the metal tube to be processed are opposed to each other in the longitudinal direction of the metal tube.
In addition, at the center position of the circumferential arrangement of the plurality of abacus ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction,
A short rod-shaped core extending in the longitudinal direction of the pipe is arranged having a cross-sectional shape portion in the pipe along the inner surface of the pipe and a recessed cross-sectional shape portion having a plurality of recessed portions facing the tip end side portion of each abacus ball-shaped rotating body. In the state of
The abacus ball-shaped rotating body and the core are driven relatively close to each other to form a plurality of concave grooves on the outer surface of the end portion of the metal tube.
請求項6は、請求項1の金属管の凹溝加工方法において、加工対象の金属管が、四角形鋼管又は丸鋼管による建築構造物の柱材として用いる鋼管であることを特徴とする。
A sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the method for machining a groove of a metal pipe according to
請求項7は、請求項1~6のいずれか1項の金属管の凹溝加工方法に用いる金属管の凹溝加工装置であって、
金属管の端部における外面の周方向に配される前記複数のソロバン玉状回転体をそれぞれ回転自在に保持する複数の回転体ホルダーと、前記複数の回転体ホルダーを凹溝を形成すべき金属管の外面の周方向位置に対応して設けたハウジングと、前記ハウジングに設けられて前記回転体ホルダーの圧下調整を行う圧下調整手段とを備え、前記回転体ホルダーは、前記ソロバン玉状回転体に作用する荷重を直接受ける形状のオイレスメタルと、このオイレスメタルを収容するホルダー本体と、前記ソロバン玉状回転体の抜け出しを押さえる蓋体とを備えたことを特徴とする。
A seventh aspect of the present invention is a groove processing apparatus for a metal tube used in the method for processing a groove in a metal tube according to any one of
A plurality of rotating body holders that rotatably hold the plurality of solo van ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction of the outer surface at the end of the metal tube, and a metal for forming a concave groove in the plurality of rotating body holders. A housing provided corresponding to the circumferential position of the outer surface of the pipe and a reduction adjusting means provided in the housing for adjusting the reduction of the rotating body holder are provided, and the rotating body holder is the solo van ball-shaped rotating body. It is characterized by being provided with an oiles metal having a shape that directly receives a load acting on the oiles metal, a holder body that accommodates the oiles metal, and a lid that prevents the solo van ball-shaped rotating body from coming off.
請求項8は、請求項7の金属管の凹溝加工装置において、前記周方向に配される複数のソロバン玉状回転体の周方向配置中心位置に、管内面に沿う管内断面形状部分と前記各ソロバン玉状回転体の先端側部分に対向する複数の凹み部を持つ凹み断面形状部分とを有して管長手方向に延びる短尺棒状の中子を配置したことを特徴とする。
According to
本発明の金属管の凹溝加工方法によれば、先端面に幅の狭いフラット面又は凹面を持つ断面形状のソロバン玉状回転体と加工対象の金属管とを金属管長手方向に対向させ、前記ソロバン玉状回転体と金属管とを相対的に接近駆動させて金属管の端部の外面に複数の凹溝を形成するものであるから、従来のプレスによる加工方法と異なり、設備の大型化・重量化の問題や凹溝部(谷折り部)の割れ等の問題が生じることなく、また加熱を必要とすることもなく、金属管の端部に凹溝、特に深い凹溝を形成することが可能となる。 According to the method for processing a concave groove of a metal tube of the present invention, a solo van ball-shaped rotating body having a flat surface or a concave surface having a narrow tip surface and a metal tube to be processed are opposed to each other in the longitudinal direction of the metal tube. Since the solo van ball-shaped rotating body and the metal tube are driven relatively close to each other to form a plurality of concave grooves on the outer surface of the end portion of the metal tube, unlike the conventional processing method using a press, the equipment is large in size. A concave groove, particularly a deep concave groove, is formed at the end of a metal pipe without causing problems such as weight reduction and cracking of the concave groove (valley fold) and without requiring heating. Is possible.
請求項2のように、金属管が多角形金属管である場合であって、ソロバン玉状回転体の先端面を、多角形金属管の角部に当たるように位置させて加工することで角部が凹溝となる端部凹溝加工を行う場合に、凹溝部(谷折り部)の割れ発生の防止の効果が特に顕著に表れる。
As in
請求項3のように、金属管が四角形金属管である場合の効果は、上述の請求項2の効果と基本的に同様であるが、この場合は、鉄骨構造の建築構造物の柱材として、端部に十字状断面部を有する角形鋼管柱を製造する場合に特にメリットが大である。
As in
請求項5のように、周方向に配される複数のソロバン玉状回転体の周方向配置中心位置に中子を配した状態で加工を行えば、管外のソロバン玉状回転体と管内の中子とで凹溝加工が行われることになるので、精度よい形状の凹溝を形成することができる。
If processing is performed with the core arranged at the center position of the circumferential arrangement of the plurality of abacus ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction as in
請求項7の金属管の凹溝加工装置によれば、回転体ホルダーに保持されるソロバン玉状回転体が回転軸を持たずにオイレスメタルにより直接回転可能に支持される構成なので、大きな荷重に対応可能でありながら装置のコンパクト化が実現される。
According to the concave groove processing device for a metal pipe according to
以下、本発明の金属管の凹溝加工方法及び装置を実施するための形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a method for forming a concave groove in a metal tube and a mode for carrying out the apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の金属管の凹溝加工方法を実施する金属管の凹溝加工装置10の一実施例を示すもので、(イ)は凹溝加工装置10の側面図、(ロ)は(イ)におけるハウジングの蓋体を外して示した正面図、図2は図1(ロ)における要部のみを拡大して示した拡大図である。
この実施例では四角形の角形鋼管8(以下、四角形の角形鋼管の場合は単に角形鋼管と呼ぶ)の両端部に十字形断面部を形成する場合である。
この凹溝加工装置10は、ハウジング7に、加工対象の角形鋼管8の4つの角部に対
応させて4つの凹溝形成機構1を備えている。
各凹溝形成機構1は、凹溝を形成するソロバン玉状回転体2を回転可能に保持する回転体ホルダー3を備え、この回転体ホルダー3を装置中心方向に移動調節して前記ソロバン玉状回転体2の圧下を調整する圧下調整機構11を備えている。
前記ソロバン玉状回転体2は、図3(イ)、(ロ)に詳細を示すように、中心軸線側(中心軸線mの側)では幅厚で半径方向先端に向かってテーパ状に幅狭になりその先端面に幅の狭いフラット面2aを持つ断面形状であり、前記の通り回転体ホルダー3に回転自在に保持されている。なお、図3(ハ)に示すように、先端面に幅の狭い凹面2a’を持つ断面形状としてもよい。
回転体ホルダー3は、前記ソロバン玉状回転体2に作用する荷重を直接受ける形状のオイレスメタル4と、このオイレスメタル4を収容するホルダー本体5と、前記ソロバン玉状回転体の抜け出しを押さえる蓋体6とを備えている。
前記ソロバン玉状回転体2は、回転軸を持たず、前記オイレスメタル4に摺動可能に直接面接触して、前記のようにソロバン玉状回転体2に作用する荷重をオイレスメタル4で支持される。
FIG. 1 shows an embodiment of a metal tube concave
In this embodiment, a cruciform cross section is formed at both ends of a quadrangular square steel pipe 8 (hereinafter, in the case of a quadrangular square steel pipe, simply referred to as a square steel pipe).
In the concave
Each concave
As shown in detail in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the solo van ball-shaped
The
The solo van ball-shaped
前記ハウジング7は、4つの回転体ホルダー3を摺動可能に収容するハウジング本体7aと、外側の蓋体7bと、内側の蓋体を兼ねるベース部7a’とからなる。
前記圧下調整機構11は、前記回転体ホルダー3の上面に回転可能に連結された圧下ネジ11a、この圧下ネジ11aに螺合する調整ナット11b、この調整ナット11bを回転のみ可能にハウジング本体7aに固定するナット保持部11cとからなる。前記調整ナット11bを回して回転体ホルダー3の位置(ソロバン玉状回転体2の位置)を調整して圧下を調整することができる。但し、本発明における圧下調整機構としては、実施例の圧下調整機構11に限らず、種々の機構を採用することができる。例えば、スクロールチャック方式などでも採用できる。この場合、複数の回転体ホルダーの圧下調整を同時に行うことができる。
ハウジング7の前記ハウジング本体7aは、前記内側の蓋体を兼ねるベース部7a’と一体であり、前記の通り4つの回転体ホルダー3を摺動可能に収容している。このハウジング本体7aに外側の蓋体7bがボルトで固定されている。
前記ハウジング本体7aの前記ベース部7a’は、詳細は省略するが、2点鎖線で示す装置スタンド12に回転調節可能に取り付けられた回転面板13に固定され、また、このベース部7a’に、加工対象の金属管8を案内する金属管ガイド14が固定されている。
The
The
The
Although the details of the base portion 7a'of the
上記の凹溝加工装置10により、例えば角形鋼管8の端部に十字形断面部を形成する場合、図1(イ)において、図示略の例えば油圧シリンダ等による押込み装置により矢印のように左方から角形鋼管8を凹溝加工装置10の4つのソロバン玉状回転体2で囲まれた空間に押し込むと、電縫鋼管製造ラインにおけるサイジング(成形)工程的な作用(ないし冷間ロール成形的な作用)により、図4(イ)、(ロ)、(ハ)に示すように4つのソロバン玉状回転体2で角形鋼管の4つの角部が潰されて角部に凹溝8aが形成される。8bは角形鋼管の面部が潰されずに突出状態で残った突状部である。端部に4つの凹溝8aが形成された角形鋼管8を図5に斜視図で示す。
図示例のように深い凹溝8aを形成した場合は角形鋼管8の端部に十字形断面部8cが形成される。
なお、角形鋼管を固定し、凹溝加工装置10を固定の角形鋼管の端部側に押し込み駆動して、角形鋼管の端部に凹溝を形成することも可能である。要するに相対的に対向方向に接近駆動させることができればよい。
When a cross-shaped cross section is formed, for example, at the end of a
When a
It is also possible to fix the square steel pipe and drive the concave
角形鋼管の外面に十字形断面となるような深い凹溝を形成する場合、電縫鋼管製造ラインにおける一般的なサイジング工程的な発想では、サイジングロールとして半径方向先端に向かってテーパ状に幅狭になり先端面が円弧面となるようなロールプロフィルを採用するが、本発明では先端面に幅の狭いフラット面2a又は凹面2a’を持つ形状としている。これは、次のような実験の結果として採用した形状である。
図6(ロ)のように、角形鋼管の角部を先端面が円弧凸面のロールMで矢印のように押し込んだ実験では、角部に割れが発生する場合が少なからずあった。そこで、種々の原因を考察した上で、図6(イ)のように、先端面をフラット面(あるいは凹面)にしたロールKで角部を矢印のように押し込む実験をしたところ、割れが発生することはなくなった。
角部を先端面が円弧凸面であるロールで押し込んだ時に割れが発生する理由として、次のようなことが考えられた。
電縫鋼管製造ラインのサイジング工程で丸鋼管を角形鋼管に成形する際、角形鋼管の角部(図6(ハ)のハッチング部)には大きな塑性変形が生じ全塑性域となっており、顕著な加工硬化が生じている。したがって、図6(ロ)のように、先端円弧凸面のロールMで押し込んだ場合、角部の狭い範囲の凸R部分が押し込まれることで、その角部の狭い範囲の加工硬化した凸R部分が逆向きの凹R形状に曲げ変形するという過酷な変形が生じるために割れが発生し易い。
一方、図6(イ)のように、角部を先端面がフラット面(あるいは凹面)であるロールKで押し込んだ場合、角部の狭い範囲の凸R部分が逆向きの凹R形状に曲げ変形するのではなく、狭い範囲の凸R部分の凸形状をある程度保ったままその両側の部分も含めた若干広い部分が押し込まれて変形した。このため、狭い範囲の加工硬化した凸R部分の変形は軽減され割れが発生しない。
なお、図6(イ)、(ロ)において、円弧凸面ロールMについてはM1、M2、M3の順に曲げ変形した後押し込まれ、先端フラット面のロールKについてはK1、K2、K3の順に押し込まれることを示している。K1、M1は角部に接触した時点、実線で示したK2、M2は角部が凹み始めて両者の変形挙動の違いが特徴的に表われる時点を示している。
When forming a deep groove having a cruciform cross section on the outer surface of a square steel pipe, the general idea of the sizing process in an electrosewn steel pipe production line is to taper the width toward the tip in the radial direction as a sizing roll. However, in the present invention, the roll profile is adopted so that the tip surface becomes an arc surface, but in the present invention, the tip surface has a narrow
As shown in FIG. 6 (b), in an experiment in which a corner portion of a square steel pipe was pushed in as shown by an arrow with a roll M having an arc convex tip surface, cracks were often generated at the corner portion. Therefore, after considering various causes, as shown in Fig. 6 (a), an experiment was conducted in which the corners were pushed in as shown by the arrows with a roll K having a flat (or concave) tip surface, and cracks occurred. No more to do.
The following are considered as the reasons why cracks occur when the corners are pushed by a roll whose tip surface is an arc convex surface.
When forming a round steel pipe into a square steel pipe in the sizing process of the electric resistance pipe production line, a large plastic deformation occurs at the corner of the square steel pipe (the hatched part in FIG. 6 (c)) and it becomes a total plastic region, which is remarkable. Work hardening has occurred. Therefore, as shown in FIG. 6 (b), when the convex R portion having a convex tip arc surface is pushed in, the convex R portion in a narrow range of the corner portion is pushed in, so that the work-hardened convex R portion in the narrow range of the corner portion is formed. However, cracks are likely to occur due to severe deformation such as bending and deformation into a concave R shape in the opposite direction.
On the other hand, as shown in FIG. 6 (a), when the corner portion is pushed by the roll K whose tip surface is a flat surface (or concave surface), the convex R portion in a narrow range of the corner portion is bent into a concave R shape in the opposite direction. Instead of being deformed, a slightly wider part including the parts on both sides was pushed in and deformed while maintaining the convex shape of the convex R part in a narrow range to some extent. Therefore, the deformation of the work-hardened convex R portion in a narrow range is reduced and cracks do not occur.
In FIGS. 6A and 6B, the arc convex roll M is bent and deformed in the order of M1, M2, and M3 and then pushed in, and the roll K on the flat tip surface is pushed in the order of K1, K2, and K3. It is shown that. K1 and M1 indicate the time when the corners are in contact with each other, and K2 and M2 shown by solid lines indicate the time when the corners begin to dent and the difference in deformation behavior between the two is characteristically shown.
上述の凹溝加工装置10で金属管の両端に十字形断面部を持つ両端十字形断面部金属管を製造する場合、2台の凹溝加工装置10を設置して製造すると、生産能率が高い。その場合、図7又は図8の方式を採用すると能率的である。
図7は2台の凹溝加工装置10A、10Bを金属管8を挟む反対側に並列方式で設置(対向させるのではなくずらせて設置)して製造する場合を示す。この場合、それぞれに対向させて例えば油圧シリンダ等による押込み装置20A、20Bを配置する。
同図(イ)において、押込み装置20Aで金属管8を凹溝加工装置10A側に押し込むことで、(ロ)のように一端に十字形断面部8cが形成される。
その金属管を(ハ)のように凹溝加工装置10Bと押込み装置20Bとの間に搬送し、押込み装置20Bで凹溝加工装置10B側に押し込み駆動すると、(ニ)のように他端に十字形断面部8cが形成され、これにより両端に十字形断面部8cが形成された金属管8が得られる。
When the above-mentioned concave
FIG. 7 shows a case where two concave
In the figure (a), by pushing the
When the metal pipe is conveyed between the concave
図8は2台の凹溝加工装置10A、10Bを金属管8を挟む対向位置に設置する直列方式で製造する場合を示す。この場合、それぞれの凹溝加工装置10の背後に押込み装置20A、20Bを配置する。
図8[I]の(イ)において、凹溝加工装置10Aのソロバン玉状回転体2を開放状態にしておき、押込み装置20Aの押し込部を、開放状態の凹溝加工装置10Aを通過させ金属管8を凹溝加工装置10B側に押し込むことで、(ロ)のように一端に十字形断面部8cが形成される。
次いで、図8[II]の(ハ)に示すように、凹溝加工装置10Bのソロバン玉状回転体2を開放状態にしておき、押込み装置20Bの押し込部を、開放状態の凹溝加工装置10Bを通過させ金属管8を凹溝加工装置10A側に押し込むことで、(ニ)のように他端に十字形断面部8cが形成され、これにより両端に十字形断面部8cが形成された金属管8が得られる。
る。
なお、図8の直列方式の場合、金属管8を固定し押込み装置20で凹溝加工装置10を金属管側に押し込む構成とすることもできる。その場合は、十字形断面部8cが形成されるのは、当然、図8に示された十字形断面部8cと反対側の端部(押し込まれた凹溝加工装置10側の端部)になる。
FIG. 8 shows a case where two concave
In (a) of FIG. 8 [I], the abacus ball-shaped
Next, as shown in (c) of FIG. 8 [II], the solo van ball-shaped
To.
In the case of the series method of FIG. 8, the
両端部に十字形断面部8cを形成した角形鋼管を建築構造物の柱材として用いる場合、角形鋼管柱材8の端面に梁材とのボルト接合用の取付プレートを溶接固定する。
図9は柱材の下部についてのみ示したもので、角形鋼管柱材8の十字形断面部8cの下端面に例えば縦横寸法が角形鋼管と同サイズの四角形の取付プレート16を溶接固定し、図示例では下部のH形鋼梁17の上に載せ、取付プレート16とH形鋼梁17のフランジとをボルト18で接合する。
十字形断面部8cの四方にスペースがあるので、その四方のスペースにおいて、ボルト18で固定することができ、角形鋼管の辺と梁のフランジとが平行な状態で梁と接合できる。
上部の梁との接合も同様である。但し、下部のみ又は上部のみに十字形断面部を形成する場合も当然ある。
このように接合された柱は、柱としての美観にも優れるので、建築構造物の柱材として好適である。
なお、角形鋼管の辺を押し潰して管端に十字形断面部を形成した場合、突状部が角形鋼管のコーナー部となり、十字形断面部の前記四方にスペースのうちの2つのスペースはH形鋼梁17のウエブの位置にくることになり、柱としての美観にも優れるようにH形鋼梁17とボルト接合することができなくなる。したがって、建築構造物の柱材として用いる場合でかつ梁がH形鋼の場合は特に、実施例のように角形鋼管の角部を押し込んで(押し潰して)十字形断面部を形成することが必要となる。
しかし、上記のように建築構造物の柱材として用いる場合でかつ梁がH形鋼の場合を除けば、角形鋼管の辺部を押し込んで(押し潰して)十字形断面部を形成してもよい。例えば、例えば土木用の杭材、あるいはフェンス用の杭材、その他種々の用途に適用でき、特に土木用の杭材、あるいはフェンス用の杭材等に好適である。
When a square steel pipe having a
FIG. 9 shows only the lower part of the pillar material. For example, a square mounting
Since there are spaces on all four sides of the
The same applies to the joint with the upper beam. However, it is natural that a cruciform cross section may be formed only at the lower part or only at the upper part.
The pillars joined in this way are also excellent in aesthetic appearance as pillars, and are therefore suitable as pillar materials for building structures.
When the side of the square steel pipe is crushed to form a cross-shaped cross section at the end of the pipe, the protruding part becomes the corner part of the square steel pipe, and two spaces out of the spaces on the four sides of the cross-shaped cross section are H. It will come to the position of the web of the shaped
However, except when it is used as a pillar material of a building structure and the beam is H-shaped steel as described above, even if the side portion of the square steel pipe is pushed in (crushed) to form a cross-shaped cross section. good. For example, it can be applied to, for example, a pile material for civil engineering, a pile material for a fence, and various other uses, and is particularly suitable for a pile material for civil engineering, a pile material for a fence, and the like.
上述の実施例では四角形金属管について説明したが、五角形、六角形等の多角形金属管を対象とする場合にも適用できる。
その場合は、上述の凹溝加工装置10における、4つのソロバン玉状回転体2・回転体ホルダー3及び圧下調整機構11に代えて、角部の数に対応した数のソロバン玉状回転体2・回転体ホルダー3及び圧下調整機構11を設けることで、多角形金属管の端部に角部の数に応じた凹溝を形成することができる。なお、金属管ガイド14は多角形金属管の断面形状に合わせたものとなる。
Although the quadrangular metal tube has been described in the above-described embodiment, it can also be applied to a case where a polygonal metal tube such as a pentagon or a hexagon is targeted.
In that case, instead of the four solo van ball-shaped
金属管が丸管の場合、端部に十字形断面部を形成する場合であれば、凹溝加工装置10自体は図1で示したものと同じでよい。但し、金属管ガイド14は丸管断面形状に合わせたものとなる。
図10に金属管が丸管18である場合の実施例を示す。同図は図4に相当する図であり、(イ)は側面図、(ロ)は正面図、(ハ)は端部凹溝加工された金属管を端部側から見た正面図である。凹溝部を18a、突状部を18b、十字形断面部を18cで示す。
製造方法は角管の場合と基本的には同じであるが、ソロバン玉状回転体2で押し込む周方向位置は特に限定されない。
When the metal tube is a round tube and a cross-shaped cross section is formed at the end portion, the concave
FIG. 10 shows an embodiment when the metal tube is a
The manufacturing method is basically the same as that of the square tube, but the position in the circumferential direction to be pushed by the abacus ball-shaped
図11~図14に本発明の金属管の凹溝加工方法を実施する他の実施例の金属管の凹溝加工装置10’を示す。対象とする金属管はこの実施例も実施例1と同様に角形鋼管である。
図11は実施例の凹溝加工装置10’の側面図であり図1(イ)に対応する図である。図12(イ)は図11の凹溝加工装置10’の要部のみを示して説明する図であり、(イ)は側面図、(ロ)は(イ)のA-A矢視断面図である。図13は図12における各部を分かり易くするための図であって、図12における金属管8の図示を省略し、かつ、4つのソロバン玉状回転体2のうちの左右2つ(図12(ロ)の左右2つ)のソロバン玉状回転体2の図示を省略した図である。
11 to 14 show a metal tube concave groove processing device 10'of another embodiment for carrying out the metal tube concave groove processing method of the present invention. The target metal pipe is a square steel pipe as in the first embodiment of this embodiment.
FIG. 11 is a side view of the concave groove processing device 10'of the embodiment and is a view corresponding to FIG. 1 (a). 12 (a) is a view showing and explaining only the main part of the concave groove processing apparatus 10'of FIG. 11, (a) is a side view, and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a). Is. FIG. 13 is a diagram for making each part in FIG. 12 easy to understand, and the illustration of the
この実施例の凹溝加工装置10’は、図12(ロ)のように金属管外面の周方向に配される4つのソロバン玉状回転体2の周方向配置中心位置に、図12(イ)のように管長手方向に延びる短尺棒状の中子30を配置している。すなわち、金属管の外面を外側から押し込む前述のソロバン玉状回転体2だけでなく、加工時に金属管の前記ソロバン玉状回転体2で押し込まれた部分を受ける中子30が金属管内に位置するように配置されている。
The concave groove processing device 10'of this embodiment is located at the center position of the four solo van ball-shaped
この中子30は、図14に斜視図でも示すように、前記各ソロバン玉状回転体2の半径方向先端側部分にそれぞれ対向する4つの凹み部30aを持ち、隣接する凹み部30a間に突出部30bを有して十字断面をしている。すなわち、長手方向の全体が十字断面をなしている。
この中子30のように、全体が均一断面の中子をストレートカリバー中子と称する。
なお、図14では十字断面の中子30の横部と縦部とを水平、垂直になる姿勢で示している。
前記中子30は図11に示すように枠体32を介してハウジング本体7aに取り付けられている。すなわち、中子30の端面に中子長手方向から見て例えば矩形板状の中子ベース31を一体に固定し、この中子ベース31をハウジング7におけるハウジング本体7aの前面に取り付けた前記枠体32にボルトで固定することで、水平な状態でハウジング本体7aに固定している。
なお、この実施例におけるハウジング本体7aの蓋体7b’は上下の端部を切り欠いて長さを短くしており、前記枠体32の上下部をハウジング本体7aの上下部に固定している。
なお、図11~図13において、図1や図2や図4と基本的に同じ部分は同じ符号を付して説明を省略している。
As shown in the perspective view of FIG. 14, the
A core having a uniform cross section as a whole, such as the
In FIG. 14, the horizontal portion and the vertical portion of the core 30 in the cross section are shown in a horizontal and vertical posture.
As shown in FIG. 11, the
The lid body 7b'of the
In FIGS. 11 to 13, basically the same parts as those in FIGS. 1, 2 and 4, are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
上記の凹溝加工装置10’により、例えば実施例1と同様に角形鋼管8の端部に十字形断面部を形成する場合、図示略の例えば油圧シリンダ等による押込み装置により図11において矢印のように左方から角形鋼管8を凹溝加工装置10’の4つのソロバン玉状回転体2で囲まれた空間に押し込むと、電縫鋼管製造ラインにおけるサイジング(成形)工程的な作用(ないし冷間ロール成形的な作用)により、図12(イ)、(ロ)に示すように4つのソロバン玉状回転体2と管内の中子30とで、角形鋼管の4つの角部が潰されて角部に凹溝8aが形成されるとともに、角形鋼管の各面の中央部が潰されずに突出状態で残って突状部8bが形成され、十字形断面となる。端部に4つの凹溝8aが形成された角形鋼管8は基本的には図5に斜視図で示した形状となるが、中子30が存在することで、精度よい十字形断面部8cが形成される。
When a cross-shaped cross section is formed at the end of a
図15~図17に本発明の金属管の凹溝加工方を実施するさらに他の実施例の金属管の凹溝加工装置10”の要部を示す。この実施例も、対象とする金属管は実施例3と同様に角形鋼管である。
図15(イ)は図12に対応する図で、凹溝加工装置10”をその要部のみを示して説明する図であり、(イ)は側面図、(ロ)は(イ)のC-C矢視断面図である。図16は図15における各部を分かり易くするための図であって、図15における金属管8の図示を省略し、かつ、4つのソロバン玉状回転体2のうちの左右2つ(図15(ロ)の左右2つ)のソロバン玉状回転体2の図示を省略した図である。
15 to 17 show the main parts of the
15 (a) is a diagram corresponding to FIG. 12, and is a diagram for explaining the concave
この実施例の凹溝加工装置10”は、実施例3と同様に、金属管外面の周方向に配される4つのソロバン玉状回転体2の周方向配置中心位置に、管長手方向に延びる短尺棒状の中子40を配置している。
この中子40は、図17に示すように、前記各ソロバン玉状回転体2の半径方向先端側部分にそれぞれ対向する4つの凹み部40aを持ち、隣接する凹み部40a間に突出部40bを有して十字状をなす十字断面部40cを有するが、長手方向全体が十字断面ではなく、角形の管内面に沿う管内断面形状部分40dを有している。そして、前記管内断面形状部分40dの角部からソロバン玉状回転体2の半径方向先端側形状に沿って前記長手方向にはストレートな凹み部40aに滑らかにつながる湾曲移行凹面40eを有している。
このような管内断面形状部分40dと湾曲移行凹面40eと十字断面部40cとを持つ形状の中子40を総形カリバー中子と呼ぶ。
なお、図17では中子40の十字断面の横部と縦部とが水平、垂直になる姿勢で示している。
Similar to the third embodiment, the concave
As shown in FIG. 17, the
A core 40 having such an in-pipe
In FIG. 17, the horizontal portion and the vertical portion of the cross section of the core 40 are shown in a horizontal and vertical posture.
この実施例4は、基本的には中子40が総形カリバー中子である点が異なるだけであるが、中子40が管内断面形状部分40d及び湾曲移行凹面40eを有することで、ソロバン玉状回転体2と中子40とによる凹み部40aの形成が滑らかに行われ、形状精度の確保が容易になる。
なお、図15~図17において、図11~図14と基本的に同じ部分は同じ符号を付して説明を省略している。
This Example 4 is basically different in that the
In FIGS. 15 to 17, basically the same parts as those in FIGS. 11 to 14 are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
1 凹溝形成機構
2 ソロバン玉状回転体
2a フラット面
2a’凹面
3 回転体ホルダー
m 中心軸線
4 オイレスメタル
5 ホルダー本体
6 蓋体
7 ハウジング
7a ハウジング本体
7a’(ハウジング本体の内側の)ベース部
7b、7b’ (ハウジングの)蓋体
8 角形鋼管(金属管)
18 丸鋼管(金属管)
8a、18a 凹溝(凹溝部)
8b、18b 突状部
8c、18c 十字形断面部
10、10’、10” 金属管の凹溝加工装置
11 圧下調整機構
11a 圧下ネジ
11b 調整ナット
11c ナット保持部
12 装置スタンド
13 回転面板
14 金属管ガイド
16 取付プレート
20 押込み装置
30 中子(ストレートカリバー中子)
40 中子(総形カリバー中子)
30a、40a 凹み部
30b、40b 突出部
40c 十字断面部
40d 管内断面形状部分
40e 湾曲移行凹面
31 中子ベース
32 枠体
1 Concave
18 Round steel pipe (metal pipe)
8a, 18a concave groove (concave groove part)
8b,
40 core (total caliber core)
30a, 40a Recessed
本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、金属管の端部に十字状断面部等となる凹溝部を形成する際に、加熱を必要とせずに、設備が大型化且つ重量化する問題や、割れ等の問題の生じない金属管の凹溝加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and when forming a concave groove portion such as a cross-shaped cross section at the end portion of a metal tube, the equipment is increased in size without requiring heating. It is an object of the present invention to provide a method for processing a concave groove of a metal pipe, which does not cause a problem of weight increase or a problem of cracking or the like.
上記課題を解決する請求項1の発明は、角部がN個あるN角形金属管の端部における外面の周方向に間隔をあけたN個所に管端から管長手方向に延びる凹溝を、冷間ロール成形手法により形成する金属管の凹溝加工方法であって、
中心軸線側では幅厚で半径方向先端に向かってテーパ状に幅狭になりその先端面に幅の狭いフラット面又は凹面を持つ断面形状で周方向に配されるN個のソロバン玉状回転体と加工対象のN角形金属管とを金属管長手方向に対向させ、前記ソロバン玉状回転体の前記先端面を、N角形金属管のN個の角部に当たるように位置させ、前記ソロバン玉状回転体とN角形金属管とを相対的に接近駆動させてN角形金属管の端部の外面にN個の凹溝を形成することを特徴とする。
The invention according to
On the central axis side, N solo van ball-shaped rotating bodies are arranged in the circumferential direction with a cross-sectional shape that is wide and narrows in a taper shape toward the tip in the radial direction and has a narrow flat surface or concave surface on the tip surface. And the N-square metal tube to be processed face each other in the longitudinal direction of the metal tube, and the tip surface of the solo van ball-shaped rotating body is positioned so as to hit the N corners of the N-square metal tube. It is characterized in that the rotating body and the N-square metal tube are relatively close to each other to form N concave grooves on the outer surface of the end portion of the N -square metal tube.
請求項2は、請求項1の金属管の凹溝加工方法において、金属管が四角形金属管である場合に、前記ソロバン玉状回転体の前記先端面を、四角形金属管の4つの角部に当たるように位置させ、前記ソロバン玉状回転体と四角形金属管とを相対的に接近駆動させて四角形金属管の端部の外面に4つの凹溝を形成して、四角形金属管の端部に十字形断面部を形成することを特徴とする。
According to
請求項3は、請求項1又は2の金属管の凹溝加工方法において、
前記周方向に配される複数のソロバン玉状回転体と加工対象の金属管とを金属管長手方向に対向させ、かつ、前記周方向に配される複数のソロバン玉状回転体の周方向配置中心位置に、前記各ソロバン玉状回転体の半径方向先端側部分にそれぞれ対向する複数の凹み部を持つ凹み断面形状部分とを有して管長手方向に延びる短尺棒状の中子を配置した状態で、前記ソロバン玉状回転体及び前記中子と前記金属管とを相対的に接近駆動させて金属管の端部の外面に複数の凹溝を形成することを特徴とする。
3. The third aspect of the present invention is the method for forming a groove in a metal tube according to the first or second aspect.
The plurality of solo van ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction and the metal tube to be processed face each other in the longitudinal direction of the metal tube, and the plurality of solo van ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction are arranged in the circumferential direction. A state in which a short rod-shaped core extending in the longitudinal direction of the pipe is arranged at the center position with a recessed cross-sectional shape portion having a plurality of recessed portions facing each other on the radial tip side portion of each solo van ball-shaped rotating body. The solo van ball-shaped rotating body, the core, and the metal tube are relatively close to each other to form a plurality of concave grooves on the outer surface of the end portion of the metal tube.
請求項4は、請求項1又は2の金属管の凹溝加工方法において、加工対象の金属管が、四角形鋼管による建築構造物の柱材として用いる鋼管であることを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the method for machining a concave groove of a metal pipe according to
また、金属管が多角形金属管である場合であって、ソロバン玉状回転体の先端面を、多角形金属管の角部に当たるように位置させて加工することで角部が凹溝となる端部凹溝加工を行う場合に、凹溝部(谷折り部)の割れ発生の防止の効果が特に顕著に表れる。 Further, when the metal tube is a polygonal metal tube, the corner portion becomes a concave groove by processing the tip surface of the solo van ball-shaped rotating body so as to be positioned so as to hit the corner portion of the polygonal metal tube. When the end concave groove processing is performed, the effect of preventing the occurrence of cracks in the concave groove portion (valley fold portion) is particularly remarkable.
請求項2のように、金属管が四角形金属管である場合の効果は、上述の請求項1の効果と基本的に同様であるが、この場合は、鉄骨構造の建築構造物の柱材として、端部に十字状断面部を有する角形鋼管柱を製造する場合に特にメリットが大である。
As in
請求項3のように、周方向に配される複数のソロバン玉状回転体の周方向配置中心位置に中子を配した状態で加工を行えば、管外のソロバン玉状回転体と管内の中子とで凹溝加工が行われることになるので、精度よい形状の凹溝を形成することができる。
If processing is performed with the core arranged at the center position of the circumferential arrangement of the plurality of abacus ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction as in
以下、本発明の金属管の凹溝加工方法を実施するための形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a mode for carrying out the method for forming a concave groove in a metal tube of the present invention will be described with reference to the drawings.
Claims (5)
中心軸線側では幅厚で半径方向先端に向かってテーパ状に幅狭になりその先端面に幅の狭いフラット面又は凹面を持つ断面形状で周方向に配される複数のソロバン玉状回転体と加工対象の金属管とを金属管長手方向に対向させ、
前記ソロバン玉状回転体と金属管とを相対的に接近駆動させて金属管の端部の外面に複数の凹溝を形成することを特徴とする金属管の凹溝加工方法。 It is a method of grooving a metal pipe in which concave grooves extending in the longitudinal direction of the pipe are formed at a plurality of places at the end of the metal pipe at intervals in the circumferential direction of the outer surface.
With a plurality of solo van ball-shaped rotating bodies arranged in the circumferential direction in a cross-sectional shape having a flat surface or a concave surface with a narrow width on the central axis side and tapering toward the tip in the radial direction. The metal tube to be processed is opposed to the metal tube in the longitudinal direction of the metal tube.
A method for processing a concave groove in a metal tube, which comprises driving the abacus ball-shaped rotating body and the metal tube relatively close to each other to form a plurality of concave grooves on the outer surface of an end portion of the metal tube.
The metal pipe to be machined in the method for machining a concave groove of a metal pipe according to any one of claims 1 to 4 is a steel pipe used as a pillar material of a building structure made of a square steel pipe or a round steel pipe. Concave groove processing method.
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