JP3052547B2

JP3052547B2 - 電縫管製造装置

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Publication number: JP3052547B2
Application number: JP4066726A
Authority: JP
Inventors: 隆片之坂; 裕保木村; 修増田
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 2000-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-12
Also published as: JPH05269582A; SG70991A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属帯板を丸めて管
状体を作る高周波電縫管製造装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の誘導式の電縫管製造装置は、図８
乃至図１２に示す如く構成されていた。これは図８の概
略図に示す如く帯状金属板である管素材１を管状に丸め
るように曲げながら対向配置した一対の加圧ロール２
ａ，２ｂ間に挿入し、管素材１を図の矢印Ｓ方向に移動
させるようにする。このとき、管素材１の進行方向にみ
て加圧ロール２ａ，２ｂの手前側には、管素材１の対向
する縁部５ａ，５ｂ間にシームガイド３を挿入し、Ｖ字
状ギャップ５を形成する。このＶ字状ギャップ５部分の
所定位置には、管素材１の外周を取り巻くように誘導コ
イル６を配置する。

【０００３】そして、誘導コイル６には、電源７から高
周波電流Ｉを流し、これにより管素材１に誘起した誘導
電流ｉをＶ字状ギャップ５の対向する縁部５ａ，５ｂに
流すことにより両縁部５ａ，５ｂを加熱し、Ｖシーム溶
接点４部分の温度が溶融点近傍に達するようにする。

【０００４】さらに、加圧ロール２ａ，２ｂによりＶ字
状ギャップ５が閉じて両縁部５ａ，５ｂが接するＶシー
ム溶接点４を加圧する。

【０００５】このようにしてＶシーム溶接点４では両縁
部５ａ，５ｂが溶融点近傍に加熱され同時に圧接される
ことにより、溶接接合が行われる。なお、溶接点４の下
流側には、ビードカットのためのバイト９を配置し、溶
接部の外周側に盛り上がった溶接ビード８を切除し電縫
管を製造するようにしていた。

【０００６】上述の如く構成した従来装置では、加圧ロ
ール２ａ，２ｂは図１１に示す如く、その全周側部に電
縫管の外径より若干大きな断面半円形の環状溝１０を形
成し、その回転軸に沿って軸孔１１を穿孔して成る。

【０００７】上述の如く形成した一対の加圧ロール２
ａ，２ｂは、図９及び図１０に例示する如く、ロールス
タンド１５上のスライドブロック１２に装着して用い
る。すなわち、加圧ロール２ａ，２ｂの各軸孔１１にそ
れぞれ軸棒１３を挿入し、各軸棒１３を２つの軸受１４
を介して各々対応するスライドブロック１２に取り付け
て用いる。

【０００８】左右一対のスライドブロック１２は、ロー
ルスタンド１５上を管素材１の進行方向Ｓに対し直角横
方向に摺動可能に装着する。一対のロールスタンド１５
は螺子送り装置で相互間隔を調整可能に構成する。この
ため、一対のスライドブロック１２を横一連に貫通する
透孔を穿孔し、この透孔内に送り螺子棒１６を通す。そ
して、２つのスライドブロック１２には、図示するよう
に送り螺子棒１６に螺合する左ねじを切った雌螺合部１
７と右ねじを切った雌螺子部１７とを取り付ける。そし
て、送り螺子棒１６に設けたハンドル１８を回動操作す
ることにより、左右のスライドブロック１２の相互間隔
を移動調整可能に構成するものである。

【０００９】上述のように構成することにより、左右の
スライドブロック１２に左右対称に設けた加圧ロール２
ａ，２ｂは、その２つの環状溝１０が合わさってできる
丸穴形状の横方向の直径長さを、左右のスライドブロッ
ク１２における相互間隔調整操作によって、この丸穴形
状部分を通す管素材１の対向する縁部５ａ，５ｂにその
中心方向に向かった適度な加圧力（いわゆるアップセッ
トと言われるもの）を加えるように調整可能とされるも
のである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の電
縫管製造装置によって効率よく溶接するためには、図８
に示す誘導コイル６から加圧ロール２ａ，２ｂの中心ま
での距離ｌ_Vと、誘導コイル６の幅ｌ_Cとをできる限り小
さくすることが必要となる。これは次のような理由によ
る。まず、誘導コイルにより生ずる誘導電流ｉは、管素
材１のＶ字状ギャップ５部分に流れてこれを加熱すべき
ものである。しかし、図１２にも示す如く、誘導電流ｉ
はその電流が流れる部位の通電抵抗（主に通電長）に依
存して分流し、その一部は、誘導コイル６と対向する管
素材１の外周面から内周面へと循環して流れ管素材１の
円周部を加熱して失われることとなり、加熱電気効率を
著しく低下させてしまうのみならず、内周面へ分流する
電流がふえて、その結果Ｖ字状ギャップの縁部５ａ，５
ｂを流れる電流が減少すると縁部５ａ，５ｂの加熱，溶
接ができなくなってしまう。そこで、距離ｌ_V，ｌ_Cの長
さを、管素材１の内周面の距離に比較して短くすること
により、Ｖ字状ギャップ５部分を流れる誘導電流ｉの比
率を増加し、加熱電気効率を向上しようとするものであ
る。

【００１１】上述のような理由から従来装置では、特に
距離ｌ_Vを短くするように工夫されてきたが、誘導コイ
ル６と加圧ロール２ａ，２ｂやスライドブロック１２と
の機械的な干渉があり、加圧ロール２ａ，２ｂの径やス
ライドブロックなどを今以上に小さくしない限り現状以
上に小さくできないものである。

【００１２】加圧ロール２ａ，２ｂは、帯板状の材料を
管状に曲げ成形している管素材１を圧接するものであ
る。すなわち、元の管素材１の巾寸法より、溶接後の円
形周長を板厚程度縮むように圧接するものである。従っ
て、管素材１にこの強い圧接力を与えるため、加圧ロー
ル２ａ，２ｂの軸孔１１を通した軸棒１３と、この軸棒
１３を支受するスライドブロック１２の軸受１４部分の
強度を所定の高い強度に保たねばならない。

【００１３】このため、加圧ロール２ａ，２ｂの外径を
現状以上に小さくすると、その軸孔１１及び軸棒１３を
細くせねばならない。軸棒１３の軸径が細くなると、そ
の強度が不足して管素材１を圧接するための反力に耐え
られず軸曲がりを生じ、管素材１の溶接精度不良を生ず
る。また、加圧ロール２ａ，２ｂを小さくしてこれに誘
導コイル６を接近させようとしてもスライドブロック１
２には軸棒１３を支受する軸受１４としてのボールベア
リングやローラーベアリングが組み込まれているためス
ライドブロック１２を小形化できないので、一対のスラ
イドブロック１２同志がその対向面で当たったり、また
誘導コイル６がスライドブロック１２に当たり、それ以
上接近させることができないので、従来装置の構成では
距離ｌ_Vをある値以上短くすることはできなかった。

【００１４】このような事情から従来構成の装置で直径
７ｍｍ以下の管素材１を溶接しようとすると、Ｖ字状ギ
ャップ５の長さ分の距離ｌ_V×２が管素材１の内周面の
距離より比較的長くなって、縁部５ａ，５ｂの有効な通
電加熱による溶接ができなくなると共に管素材１が全周
に亘って加熱され、材料が軟化して加圧ロール２ａ，２
ｂで圧接できなくなったり、また管素材１が酸化してし
まう。あるいは、管素材１におけるＶ字状ギャップ５の
Ｖ進入角を安定して維持できなくなり、溶接不良を生ず
ることになる。よって従来装置では管径７ｍｍ以下の電
縫管は製造不可能であるという問題があった。

【００１５】本発明は上述の点に鑑み、加圧ロールを小
形化して加熱電気効率を向上するとともに、管径７ｍｍ
以下の細径管をも製造できるようにした電縫管製造装置
を新たに提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の電縫管製造装置
は、第１にセラミックを材料とし、円柱の全周側部に環
状溝を形成したロール部の上下にそれぞれ軸部を一体に
形成した加圧ロールを構成し、相互間隔を移動調整可能
に並列配置した各スライドブロックに、各加圧ロールの
軸部を直接又はブッシュを介して支受部材の軸孔に軸挿
した状態で装着して、一対の加圧ロールが所要間隔をも
って並列するようにし、一対の加圧ロールに近接する位
置に誘導コイルを配置して構成したことを特徴とする。

【００１７】本発明は第２に、セラミックを材料とし、
円柱の全周部に環状溝を形成したロール部の上下にそれ
ぞれ軸部を一体に形成した加圧ロールを構成し、一対の
加圧ロールを所定間隔を開けかつ加圧ロールの軸部を直
接又はブッシュを介して支受部材に支受することによ
り、ロールケース内に装着し、一対の加圧ロールに近接
する位置に誘導コイルを配置できるように構成したこと
を特徴とする。

【００１８】

【作用】上述のように構成することにより、加圧ロール
の外径やスライドブロック等を著しく小さくすることが
できるので誘導コイルから加圧ロールの中心までの距離
を小さくしてＶシーム溶接部分の加熱効率を良好にし、
管素材の円周方向に誘導電流が流れないようにして、生
産速度を大巾に向上し、電力原単位を減少せしめる。ま
た、管素材におけるＶシーム溶接部を温度上昇させ、そ
の他の部分の温度上昇を押さえることができるので、電
縫管の品質を向上でき、従来造管不可能であった管径７
ｍｍ以下の小径サイズの管でも造管可能とする。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の電縫管製造装置の実施例を図
１ないし図７によって説明する。なお、この図１ないし
図７において、前述した図８ないし図１２に示す従来例
に対応する部分には同一符号を付すこととし、その詳細
な説明を省略する。本発明の第１実施例を示す図１ない
し図４で、１は管素材、４はＶシーム溶接点、５はＶ字
状ギャップ、６は誘導コイル、１２はスライドブロッ
ク、１６は送り螺子棒、１７は雌螺子部、１９は左右一
対の加圧ロールである。

【００２０】加圧ロール１９は全体をセラミック材で一
体に形成したもので、中央のロール部１９ａの上下にそ
れぞれ軸部１９ｂを設けて成る。ロール部１９ａは太径
の円柱状でその全周側部に電縫管の外径より若干大きな
断面半円形の環状溝１０を形成して成る。軸部１９ｂは
円柱形でロール部１９ａと同軸となるよう、その上下に
一体に設けたものである。

【００２１】上述のように構成した各加圧ロール１９
は、各スライドブロック１２に所定間隔を開けて平行と
なるよう締結した２枚の支受部材２０の間部分にロール
部１９ａが位置するよう軸着する。支受部材２０は平面
略台形状の厚肉部材であって、その尖頭角部に軸孔２１
を穿孔して成る。そして図１に示す如く、加圧ロール１
９の図の上部軸部１９ｂを図の上部支受部材２０の軸孔
２１に直接軸挿し、図の下部軸部１９ｂを図の下部支受
部材２０の軸孔２１に直接軸挿し、加圧ロール１９が回
動自在となるように支受せしめる。

【００２２】また、各軸孔２１には寸法が許せば図４に
例示する如くオイレスメタル又は特殊軸受けメタル等の
ブッシュ（金属筒）２２を設置しても良い。

【００２３】上述の如く各スライドブロック１２に軸着
した各加圧ロール１９は、図示するように、そのロール
部１９ａを並列に対応させた状態に配置し、これら並列
されたロール部１９ａ間の距離が適正となるよう微調整
する。このようにして、並列したロール部１９ａの間に
これらの環状溝１０が合わさってできる丸穴部分に管素
材１を通しＶシーム溶接点４に加圧力を加えるようにす
る。

【００２４】管素材１の矢印Ｓで示す進行方向にみて、
加圧ロール１９の手前側近傍には誘導コイル６を配置す
る。このとき、加圧ロール１９はその外径の大きさを従
来の最小のものに比較して１／２から１／３の大きさに
縮小できる。また、加圧ロール１９の軸部１９ｂを支受
する軸受を不要とすることにより、各スライドブロック
１２の端部に加圧ロール１９を臨ませることができる。
よって誘導コイル６から加圧ロール１９の中心までの距
離ｌ_Vを、従来の最小距離に比較して約半分に短縮でき
る。

【００２５】このため、管素材１のＶ字状ギャップ５部
分に流れる電流ｉの比率を管素材１の円周方向に流れる
電流の比率に比較して大巾に向上し、管素材１の縁部の
加熱効率を良好とし、投入する電力量である電力原単位
を減少させることができる。さらに、管素材１の円周方
向の温度上昇が小さくなるので、管素材１全体の温度を
下げることができ、パイプの品質を向上できる。また、
従来装置では造管不可能であった小径管の造管を可能と
するものである。また、加圧ロール１９はセラミックで
あるから、これに誘導コイル６を接近させても加圧ロー
ル１９が誘導加熱されることはないので、加圧ロール１
９の冷却装置を不要とできる。

【００２６】次に本発明の第２実施例を図５乃至図７に
よって説明する。本実施例では、一対の加圧ロールをカ
セット式のロールケース内に組み込んで一体に構成した
ものである。本例で用いる加圧ロール１９は、前述した
第１実施例のものと同様に構成する。すなわち、全体を
セラミック材で構成し、その太径円柱状のロール部１９
ａの全周側部には環状溝１０を形成する。ロール部１９
の上下にはそれぞれ円柱状の軸部１９ｂを同軸に一体形
成する。

【００２７】ロールケース２３は金属、非磁性材、又は
セラミックで形成し、上部ケース２３ａと下部ケース２
３ｂとで略長方形のケースを構成するものである。下部
ケース２３ｂは、図示する如く肉厚の部材の中央部に加
圧ロール１９を設置するとともに管素材１を通すための
空間部を設ける。この空間部内の底面板部分に当たる支
受部２４における誘導コイル６側端近くの所定２箇所に
は、それぞれ軸孔２１を形成する。なお、この軸孔２１
部分には寸法が許せば軸受用のブッシュを設置しても良
い。下部ケース２３ｂの両横肉厚部分には、それぞれ基
準固定ボルト用通し孔２５を穿孔する。

【００２８】上部ケース２３ａは、下部ケース２３ｂと
平面同形に形成した板部材であり、下部ケース２３ｂに
おける２つの軸孔２１と２つの通し孔２５とに上下同軸
となるよう対応した位置に上部ケース２３ａの支受部に
おける２つの軸孔２１と２つの通し孔２５とを穿孔す
る。また、上部ケース２３ａの支受部における誘導コイ
ル側端部の２つの軸孔２１の間部位に図示するような台
形状の切欠部２６を穿設し、この切欠部２６を通して管
素材１のＶシーム溶接点４を観察できるようにする。ま
た、この切欠部２６は溶接時に飛散するスパッタを外方
へ逃がすためのものである。

【００２９】そして、下部ケース２３ｂの各軸孔２１に
各加圧ロール１９の下部にある軸部１９ｂを軸挿し、上
部ケース２３ａの各軸孔２１に各加圧ロール１９の上部
にある軸部１９ｂを軸挿して、下部ケース２３ｂに上部
ケース２３ａを重ねて図５に示す如く一体に組み合わせ
る。

【００３０】一対の加圧ロール１９によって管素材１の
Ｖシーム溶接点に加えるべき加圧力は、ロールケース２
３に設ける軸孔２１の間隔をあらかじめ適正な間隔に設
定することにより調整しておく固定式とする。

【００３１】一対の加圧ロール１９を装着したロールケ
ース２３は、図７に示す如くロールスタンド１５に装着
されている基準固定ボルト２７に通し孔２５を貫装せし
めてロールスタンド１５上に置き、ナット２７ａで締結
して設置する。このロールケース２３は管素材１の種類
に応じて各種用意しておき、適宜交換して使用するもの
とする。

【００３２】上述の如く構成した本例のものでは、加圧
ロール１９の外径を従来の半分程度に縮小可能で、コン
パクトなロールケース２３に装着することによって、誘
導コイル６から加圧ロール１９の中心までの距離ｌ_Vを
従来の約半分に縮小可能であり、無駄な電力消費を押さ
えて管素材１の溶接にかかわる電気効率を大巾に向上
し、電力単位を減少し、生産速度を大巾に向上できる。
さらに、管素材１の円周方向の温度上昇を小さくできる
ため、管素材１全体の温度を下げ、製品の品質を向上で
きる。

【００３３】また、従来造管不可能であった小径管を造
管でき、特に非鉄材（例えば銅、アルミニュウム等）の
小径管を造管するのに有効である。

【００３４】加えて、一対の加圧ロール１９をあらかじ
めロールケース２３に装着してあるので、管素材１に対
する加圧力を調整する必要がなく、加圧力の反力に対し
ても強固にでき、かつスライドブロック等が不要となり
装置を簡略化できる。また、加圧ロール１９はセラミッ
クであるから、これに誘導コイル６を接近させても加圧
ロール１９が誘導加熱されることはないので、加圧ロー
ル１９の冷却装置を不要とできる。

【００３５】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
てその他種々の構成を取り得ることは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の電縫管製造
装置によれば、第１に、セラミックを材料とし、円柱の
全周側部に環状溝を形成したロール部の上下にそれぞれ
軸部のを一体に形成した加圧ロールを構成し、相互間隔
を移動調整可能に並列配置した各スライドブロックに、
各加圧ロールの上下の軸部を直接又はブッシュを介して
支受部材の軸孔に軸挿した状態で装着して、一対の加圧
ロールが所要間隔をもって並列するようにし、一対の加
圧ロールに近接する位置に誘導コイルを配置して構成し
たので、誘導コイルから加圧ロールの中心までの距離を
小さくしてＶシーム溶接部分の加熱効率を良好にし、管
素材の円周方向に誘導電流が流れないようにして、生産
速度を大巾に向上し、電力原単位を減少せしめることが
できるという効果がある。また、管素材のＶシーム溶接
部を温度上昇させ、その他の管の円周部分の温度が上昇
しないようにできるので、従来造管不可能な小径サイズ
の管でも造管を可能とし、電縫管の品質を向上できると
いう効果がある。

【００３７】本発明は第２に、セラミックを材料とし、
円柱の全周部に環状溝を形成したロール部の上下にそれ
ぞれ軸部を一体に形成した加圧ロールを構成し、一対の
加圧ロールを所定間隔を開けかつ加圧ロールの軸部を直
接又はブッシュを介して支受部材に支受することによ
り、ロールケース内に装着し、一対の加圧ロールに近接
する位置に誘導コイルを配置できるように構成したの
で、誘導コイルから加圧ロールの中心までの距離を小さ
くしてＶシーム溶接部分の加熱効率を良好にし、管素材
の円周方向に誘導電流が流れないようにして、生産速度
を大巾に向上し、電力原単位を減少せしめることができ
るという効果がある。また、管素材におけるＶシーム溶
接部を温度上昇させ、その他の部分の温度上昇を押さえ
ることができるので、電縫管の品質を向上でき、従来造
管不可能であった小径サイズの管でも造管可能であり、
特に非鉄材（銅、アルミニュウム等）の小径サイズの造
管を良好に行えるという効果がある。

【００３８】加えて、一対の加圧ロールをあらかじめロ
ールケース内に装着してあるので、管素材に加えるべき
加圧力の調整が不要であり、この加圧力に対する反力に
対しても高い強度を保持できる。しかも、一対の加圧ロ
ールをロールケース毎に取り扱えるので、その交換作業
を容易にでき、一対の加圧ロールの間隔を調整するスラ
イドブロック等の機構を不要とでき構造を簡素化できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電縫管製造装置の第１実施例を示す要
部縦断面図。

【図２】上記実施例の要部平面図。

【図３】上記実施例の加圧ロール部分を取り出して示す
正面図。

【図４】上記実施例の加圧ロール支受部分の他の構成例
を示す要部断面図。

【図５】本発明の電縫管製造装置の第２実施例を示す要
部斜視図。

【図６】上記実施例の要部平面図。

【図７】上記実施例の図６Ａ−Ａ線縦断面図。

【図８】従来の電縫管製造装置を例示する要部斜視図。

【図９】上記従来例装置の要部縦断正面図。

【図１０】上記従来例装置のスライドブロック部分の要
部縦断正面図。

【図１１】上記従来例装置の加圧ロールを取り出して示
す部分断面正面図。

【図１２】上記従来例装置で誘導加熱したときの誘導コ
イルを管素材が通過する部分の縦断説明線図。

【符号の説明】

１…管素材４…Ｖシーム溶接点５…Ｖ字状ギャップ６…誘導コイル１０…環状溝１２…スライドブロック１９…加圧ロール１９ａ…ロール部１９ｂ…軸部２０…支受部材２１…軸孔２２…ブッシュ２３…ロールケース２４…支受部２５…通し孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−3691（ＪＰ，Ａ) 特開平１−150484（ＪＰ，Ａ) 特開平３−57572（ＪＰ，Ａ) 特開平３−81075（ＪＰ，Ａ) 実開平２−70883（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−170183（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 13/00 - 13/08 542

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】管素材をＶ字状ギャップを有する管状に
形成し、当該Ｖ字状ギャップの対向する縁部を、当該縁
部同志が一対の加圧ロールによって加圧されて接合する
溶接点で連続的に電気溶接する電縫管製造装置におい
て、セラミックを材料とし、円柱の全周側部に環状溝を
設けたロール部の上下に、それぞれ軸部を一体に設ける
ことにより加圧ロールを構成し、相互間隔を移動調整可
能に並列配置した各スライドブロックに、上記加圧ロー
ルの軸部を直接又はブッシュを介して支受部材に支受さ
せて上記加圧ロールが所要間隔をもって並列するように
し、上記一対の加圧ロールに近接する位置に誘導コイル
を配置して構成したことを特徴とする電縫管製造装置。
【請求項２】管素材をＶ字状ギャップを有する管状に
形成し、当該Ｖ字状ギャップの対向する縁部を、当該縁
部同志が一対の加圧ロールによって加圧されて接合する
溶接点で連続的に電気溶接する電縫管製造装置におい
て、セラミックを材料とし、円柱の全周側部に環状溝を
設けたロール部の上下に、それぞれ軸部を一体に設ける
ことにより加圧ロールを構成し、上記一対の加圧ロール
を所定間隔を開け、かつ上記加圧ロールの軸部を直接又
はブッシュを介して支受部材に支受することによりロー
ルケース内に装着し、該ロールケースをスタンド上に固
定すると共に上記一対の加圧ロールに近接した位置に誘
導コイルを配置して構成したことを特徴とする電縫管製
造装置。