JP3217178U - チタンチューブ - Google Patents

Abstract

【課題】高強度、軽量化、耐腐食性等の利点を有し、優れた真円度と真直度を獲得することができるチタンチューブを提供する。
【解決手段】チューブ体に螺旋状溶接ビードを有する中空チューブ体を含み、該チューブ体の成形は、チタン金属板材１０を送り続け、該チタン金属板材１０上にプレスダイで連続的に圧延することにより、該チタン金属板材１０の作業面は該プレスダイのプレスにより複数の凹み領域が形成され、該複数の凹み領域によって該チタン金属板材は螺旋巻き付けチューブ１２として形成され、さらに該螺旋巻き付けチューブ１２は被覆筒３０に導入され、該螺旋巻き付けチューブ１２に隣接した両端縁６０に対して半田付けすることで螺旋状溶接ビード４１を形成させるチタンチューブであって、該被覆筒３０の内径は該螺旋巻き付けチューブ１２の外径よりもやや大きく、該被覆筒３０内に不活性ガスを放出することで該螺旋巻き付けチューブ１２の半田付け作業を保護する。
【選択図】図３

Description

本考案は、鍛造で製造されたチタンチューブに関し、特にチタン金属板材を螺旋方式で半田付けしてなる中空チタンチューブ構造に関するものである。

半田付けは、金属チューブ体成形方法のうちの一つである。半田付けしてなる中空チューブ部材としては、通常、金属板材を圧延機による圧延で、平面の金属板材を円管状に形成させ、さらに金属板材の両端に対して半田付けすることで、完全な中空チューブ体を形成する。しかしながら、半田付けで製造された中空チューブ体は材料がテストされた後、チューブ体の溶接ビードは応力が弱い箇所となり、チューブ体は半田付け箇所から変形が発生しやすい。従って、半田付けしてなる中空チューブ体は、その溶接ビードが機械的にも化学的にも改善される余地がある。さらに、溶接ビードの強度のパフォーマンスとしては、鉄系材料がもっとも悪く、その次は一般の合金である。チタン合金は半田付けされた後の強度表現が極めて優れている。従って、従来の中空チューブ体には、チタン合金を材料とするものがある。チタン合金から製造されたチューブ体は、優れた物理的特性、良好な機械的機能、及び好ましい化学的性能のみならず、質が軽く、強度が高く、耐腐食、耐変質性等、数多くの利点を有する。また、チタン合金板材が半田付けで製造されたチューブ体は、溶接ビードでのパフォーマンスがその他の合金よりも好ましい。

従来の技術では、チタン合金板材を螺旋方式で半田付けしてなる中空チューブ体が提案されている。チューブ体上の溶接ビードは螺旋状であるため、従来の直線溶接ビードの弱い応力を分散させることができる。このように、チューブ体全体は、好ましい強度、及び変形しくい利点を有する。チタン合金板材を螺旋方式で半田付けしてなるチューブ体は、高い強度を有するが、依然として何らかの欠点が存在している。具体的には、従来のチタンチューブの成形としては、所定の幅を有するチタン合金板材を圧延により螺旋状に巻き付け、さらに板材に隣接した縫い目を半田付けする。しかしながら、チタン合金は、記憶特性を有する金属であり、チタン合金板材が圧延により螺旋状に形成された後、応力の伝達モード及び振動抑制効果（湾曲強度及び撓み強度を含む）が変わり、分子構造の成形力が不十分となり、その回復特性によって半田付けされた溶接ビード強度がマイナス影響を受けてしまい、形成されたチューブ体の真円度と真直度も好ましくなくなり、チューブ体の品質に欠陥が生じることとなる。

そこで、本考案は、チタン合金材料が有する利点のほか、より好ましい機械性能を有し、優れた真円度と真直度を獲得することができるチタンチューブを提供することを目的とする。

本考案に係るチタンチューブは、中空チューブ体を含み、該チューブ体には螺旋状の溶接ビードが設けられており、該チューブ体の内側チューブ面には複数の凹み領域が設けられている。一つの実施例において、該チューブ体の成形は、チタン金属板材を所定の角度で送り続けて連続的に圧延することにより、チタン金属板材を螺旋状巻き付けチューブに形成させ、さらに巻き付けチューブに隣接した両端縁を半田付けで接合させることで、該チューブ体に螺旋状の溶接ビードが形成される。

本考案に係るチタンチューブによれば、高強度、軽量化、耐腐食性等の利点を有し、優れた真円度と真直度を獲得することができる。

本考案に係るチタンチューブの立体構造模式図である。 本考案に係るチタンチューブの製造上での圧延プロセスの模式図である。 本考案に係るチタンチューブの製造上での半田付け模式図である。

図１は、本考案に係る一実施例のチタンチューブ構造を示す。このチタンチューブ構造は、螺旋状となる溶接ビード４１が取り囲まれた中空チューブ体４０を含む。

図２は、本考案に係るチタンチューブ成形方法の圧延プロセス模式図である。チューブ体４０の成形は、チタン金属板材１０を所定の角度で送り続け（図2における４つの図面を参照）、チタン金属板材１０においてプレスダイ２０で連続的に圧延することで、チタン金属板材１０の作業面（図2におけるチタン金属板材１０の上表面）にはプレスダイ２０の衝撃により複数の凹み領域１１が形成されている。凹み領域１１はチタン金属板材１０に歪み変形が生じているため、連続した凹み領域１１の歪み変形によってチタン金属板材１０は次第に螺旋状のチューブ状形態となり、最終的には螺旋巻き付けチューブ１２として形成される。

図３は、図2における螺旋巻き付けチューブ１２の後続の半田付け模式図である。チタン金属板材１０は、螺旋巻き付けチューブ１２が形成された後、被覆筒３０に入り、例えば溶接トーチ５０の器具により螺旋巻き付けチューブ１２に隣接した両端縁６０に対して半田付けすることで、螺旋状の溶接ビード４１を形成する。従って、本考案に係るチューブ体４０には、螺旋状の溶接ビード４１が取り囲まれている。この実施例において、被覆筒３０は、内径が螺旋巻き付けチューブ１２の外径よりも大きく、被覆筒３０内に不活性ガスを放出し、半田付け領域を保護する。

図2におけるチタン金属板材１０は、プレスダイ２０の圧延により複数の凹み領域１１が形成されている。顕微鏡での拡大観察によると、凹み領域１１は、チタン金属板材１０の作業面、即ちチューブ体４０の内側チューブ面に形成され、チューブ体４０の外側表面は平滑に形成されている。

さらに、図2におけるチタン金属板材１０は、所定の幅や厚さで送られ、該幅や厚さは、チューブ体４０の管径と密接な関係を有する。チタン金属板材１０の厚さが薄ければ、その成形困難性は高くなる。チューブ体４０の管径の要求が小さければ、そのプレスに必要な曲率が大きくなり、成形は難しくなる。本考案に係る成形されたチタンチューブが優れた品質を有するために、チタン金属板材１０の厚さは、0.8mmよりも大きく、チューブ体４０の管径は19ｍｍよりも大きく形成されている。

溶接ビード４１は、螺旋方式でチューブ体４０を取り囲んで分布されているため、チューブ体４０全体の応力は均一となり、チタンチューブの強度を効果的に向上し、変形量を低減することができる。さらに、螺旋巻き付けチューブ１２はチタン金属板材１０が持続的に送られ、チタン金属板材１０においてプレスダイで連続的に圧延成形されるため、チューブ体４０は、優れた真円度と真直度を有する。即ち、圧延はチタン合金分子構造を改めて組み合わせることができ、チタン金属板材が円管状に巻き付けられた後の記憶効果を破壊させることができる。従って、チューブ体４０は、真円形形状を維持することができ、直線の真直寸法も維持することができる。また、チタン金属は優れた物理特性、良好な機械性能、及び好ましい化学性能を有するため、軽薄のチタン金属板材を利用することができ、チューブ体４０は高強度、軽量化、耐腐食性等の利点を兼ね持つことができる。

上記のように、これらの実施の形態は本考案の好ましい実施例のみであり、本考案の特許請求の範囲に基づいてなされる等価の変更や修飾は、本考案の技術範囲に入るものである。

以上のように、本考案では、チューブ体に螺旋状溶接ビードを有する中空チューブ体を含み、該チューブ体の成形は、チタン金属板材を送り続け、該チタン金属板材上にプレスダイで連続的に圧延することにより、該チタン金属板材の作業面は該プレスダイのプレスにより複数の凹み領域が形成され、該複数の凹み領域によって該チタン金属板材は螺旋巻き付けチューブとして形成され、さらに該螺旋巻き付けチューブは被覆筒に導入され、該螺旋巻き付けチューブに隣接した両端縁に対して半田付けすることで該螺旋状溶接ビードを形成させるチタンチューブであって、該被覆筒の内径は該螺旋巻き付けチューブの外径よりもやや大きく、該被覆筒内に不活性ガスを放出することで該螺旋巻き付けチューブの半田付け作業を保護することを特徴とするチタンチューブとするものである。

また、該複数の凹み領域は、該チューブ体の内側チューブ面に形成され、該チューブ体の外側表面は平滑面であるものとする。

また、該チタン金属板材の厚さは0.8よりも大きく、該チューブ体の外径は１９ｍｍよりも大きいものとする。

本考案に係るチタンチューブによれば、高強度、軽量化、耐腐食性等の利点を有し、優れた真円度と真直度を獲得することができる。

１０ チタン金属板材
１１ 凹み領域
１２ 螺旋巻き付けチューブ
２０ プレスダイ
３０ 被覆筒
４０ 中空チューブ体
４１ 溶接ビード
５０ 溶接トーチ
６０ 両端縁

Claims (3)

1. チューブ体に螺旋状溶接ビードを有する中空チューブ体を含み、該チューブ体の成形は、チタン金属板材を送り続け、該チタン金属板材上にプレスダイで連続的に圧延することにより、該チタン金属板材の作業面は該プレスダイのプレスにより複数の凹み領域が形成され、該複数の凹み領域によって該チタン金属板材は螺旋巻き付けチューブとして形成され、さらに該螺旋巻き付けチューブは被覆筒に導入され、該螺旋巻き付けチューブに隣接した両端縁に対して半田付けすることで該螺旋状溶接ビードを形成させるチタンチューブであって、該被覆筒の内径は該螺旋巻き付けチューブの外径よりもやや大きく、該被覆筒内に不活性ガスを放出することで該螺旋巻き付けチューブの半田付け作業を保護することを特徴とするチタンチューブ。
2. 該複数の凹み領域は、該チューブ体の内側チューブ面に形成され、該チューブ体の外側表面は平滑面であることを特徴とする請求項１に記載のチタンチューブ。
3. 該チタン金属板材の厚さは0.8よりも大きく、該チューブ体の外径は１９ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のチタンチューブ。
   

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