JPH04167919A - ロールレス製管法による薄肉管製造用管体搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、成形ロールを使用することなく、弾性変形を
利用して金属ストリップを幅方向にカールさせて薄肉管
を製造するときに使用する管体搬送装置に関する。

［従来の技術］ 金属ストリップから管体を製造する従来の方法では、タ
ンデムに配置された多数のカリバーを有するフォーミン
グロール、ケージロール等からなるロール成形機が使用
されている。この成形機により、金属ストリップは、幅
方向に順次曲げ加工され、管状に成形される。そして、
成形された金属ストリップの幅方向両端部を突合わせて
溶接することにより、管体を連続的に製造している。

しかし、この方法では、多段の成形スタンドが配置され
た成形機を必要とするため、設備的な負担が大きくなる
。また、設備の複雑化に伴って保守・点検等の作業も面
倒なものとなる。そして、径の異なる管体を製造しよう
とするとき、成形ロールの組替えが長時間を要する作業
となる。

しかも、板幅に比較して板厚が小さな金属ストリップを
製管用素材とすると、曲げ過程における弾性変形による
影響が太き（現れる。たとえば、前段の成形ロールから
後段の成形ロールに至る過程で大きなスプリングバック
が生じ、特に幅方向両端部が十分な曲げ加工を受けるこ
となく、後段の成形ロールに送り込まれる。そのため、
製造された管体の真円度が劣化する。また、エツジスト
レッチが大きいことから、縁波が発生し易く、溶接も困
難になる。

本発明者等は、このような問題を解消した製管方法とし
て、従来の成形ロールを使用することなく、金属ストリ
ップが有する弾性力を利用して管状に成形するロールレ
ス製管法を開発し、特開昭６２−１７６６１１号公報、
特開平１−４８６２４号公報等として紹介している。

たとえば、特開昭６２−１７６６１１号公報では、第７
図に概要を示した設備構成を使用している。アンコイラ
１から送り出された金属ストリップＳは、ガイドロール
２を経て予変形部３に送り込まれる。予変形部３は、小
径の曲げロール３ａ及び大径のサポートロール３ｂを備
えており、サポートロール３ｂの表面にポリウレタン等
の弾性ライニング３Ｃが施されている。

そして、得られる管体の内面側が曲げロール３ａ側に接
触するように、金属ストリップＳを曲げロール３ａとサ
ポートロール３ｂとの間に送り込む。金属ストリップＳ
が曲げロール３ｂで幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しを
受けるため、予変形部３を通過した後の金属ストリップ
Ｓに残留応力が付与される。

残留応力が与えられた金属ストリップＳは、成形ロール
４．サイドロール５及び送りロール６を経て下流側に送
られる。この送り過程で、金属ストリップＳは、長平方
向の変形が拘束されているので、残留応力によって管状
に弾性変形する。そして、管状に成形された金属ストリ
ップＳは、成形ロール４及びサイドロール５により形状
が拘束された状態で、幅方向両端部が突合わされる。こ
の突合わせ部を溶接トーチ７で溶接することにより、管
体ｐが得られる。

この方法においては、弾性変形を利用して金属ストリッ
プＳを管状に成形するため、得られた管体ｐの真円度は
優れたものとなる。また、金属ストリップＳを管状に曲
げ加工する成形ロールを必要としないため、設備構成が
簡単になり、特に薄肉管の製造に適した方法である。

また、特開平２−７５４１８号公報では、第８図に示し
た概略構成をもつ予変形部を提案した。

この予変形部３では、一対の大径ロール３ｄ及び３ｅの
間に曲げロール３ｆを配置している。金属ストリップＳ
は、大径ロール３ｄと曲げロール３ｆの間を通過した後
、曲げロール３ｆを周回し、大径ロール３ｅと曲げロー
ル３ｆとの間から送り出される。この走行過程で、金属
ストリップＳが幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しが施さ
れ、残留応力が付与される。この予変形部３は、小径の
曲げロール３ｆをバックアップする機構を省略すること
ができ、所定の残留応力を金属ストリップＳに付与する
ことが容易となる。

［発明が解決しようとする課題］ このように金属ストリップを幅方向にカールさせて、幅
方向両端部を溶接して管体を製造する方法は、弾性変形
を利用することから薄肉小径管の製造に適した製管法で
ある。ところが、溶接された管体を送りロール６で下流
側に搬送すると、薄肉小径管と送りロールとの間に滑り
が発生する。

この滑りは、搬送する管体が重量のある厚肉、或いは大
径管の場合には周囲に与える悪影響は小さいが、軽量の
管体を搬送するとき振動、衝撃等として上流側に伝播さ
れ易い。

溶接部においては、この振動、衝撃等によって突合わせ
部と溶接トーチ７との相対的位置関係を不安定にする原
因となる。また、溶接前の幅方向両端部を突合わせた金
属ストリップの溶接ギャップを変動させる場合もある。

その結果、溶接条件が一定せず、得られたビードの形状
が不揃いになったり、極端な場合には未溶接部が残るこ
ともある。そのため、製造された管体のうち、不合格品
として廃棄される割合が多くなり、製品歩留りを低下さ
せる。更には、不足の張力が加わると、弾性変形による
金属ストリップの成形が不規則となり、目標とする円形
断面に成形できなくなる。

本発明は、このような問題を解消するために案出された
ものであり、滑りを生じることなく溶接後の管体な下流
側に送ることにより、溶接条件を安定化させ、優れた品
質の管体を連続的に製造することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の薄肉管製造用管体搬送装置は、その目的を達成
するため、幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しにより残留
応力が付与された金属ストリップを幅方向にカールさせ
、幅方向両端部を溶接して薄肉管を製造する際に溶接後
の管体を搬送する装置であり、前記管体と同一速度で無
限軌道を走行する走行部と、走行方向に直交して前記走
行部に設けら、れたスライドレールと、該スライドレー
ルに移動自在に取り付けられた一対のチャックと、前記
管体の搬送路の両側に配置されたサイドガイドとを備え
ており、搬送されている前記管体を前記チャックで両側
から挟持するように、前記搬送路の中央に向けて前記ス
ライドレールに沿って前記チャックを前記サイドガイド
で移動させることを特徴とする。

また、ベルトで無限軌道を構成した薄肉管製造用管体搬
送装置は、幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しにより残留
応力が付与された金属ストリップを幅方向にカールさせ
、幅方向両端部を溶接して薄肉管を製造する際に溶接後
の管体を搬送する装置であって、管体搬送路の両側に配
置され前記管体と同一速度で無限軌道を走行する一対の
ベルトと、前記管体搬送路に対向する前記ベルトの一面
に設けられた挟持部と、該挟持部が前記管体の側面に当
接するように、前記管体搬送路に対して進退自在に前記
無限軌道の一部に設けられたプーリとを備えていること
を特徴とする。

［作　用］ 本発明によるとき、溶接された管体は、等速度で走行す
るチャック或いは挟持部で両側から挟持された状態で下
流側に搬送される。このとき、管体とチャック或いは挟
持部との位置関係は固定されており、従来の送りロール
を使用した場合のように筐体の表面を転動するものはな
い。したがって、搬送機構で管体に振動、衝撃等を与え
る原因がなくなり、安定した条件下で管体の搬送が行わ
れる。そのため、上流側の溶接部に悪影響を及ぼすこと
がなく、管軸方向に沿って一定した形状をもつビードが
得られる。

なお、本発明の搬送装置と同様に溶接された管体の周面
との間で摺動を起こすことなく、管体を挟持する装置と
して、特開昭４８−６１３５’７号公報に記載されてい
る。しかし、当該装置は、通常の製管法によって溶接さ
れた管体を挟持するものである。この点、本発明の搬送
装置は、溶接された管体に張力を与えることがないため
、ロールレス製管法における長所を遺憾なく発揮し、溶
接工程、更には成形工程に悪影響を与えず、金属ストリ
ップを所定の円形断面に成形し溶接することを可能にす
る。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら、実施例によって本発明を具
体的に説明する。

実施例１； 本実施例においては、第１図にレイアウトを示した製管
ラインを採用した。この製管ラインは、上流側から予変
形部１０．サイドロール１１．成形ロール１２．溶接ト
ーチ１３．サイドロール１４、送りロール１５．搬送装
置１６．矯正袋Ｍ１７．切断装置１８の順に配列されて
いる。搬送装置１６が、本発明に従ったものであり、図
示するように送りロール１５と矯正装置１７との間、或
いは矯正装置１７と切断装置１８との間の何れに配置さ
れても良い。

予変形部１０から送りロール１５までは、第７図或いは
第８図に示した設備構成と同様な製管装置が使用される
。すなわち、金属ストリップ１９が予変形部１０で幅方
向に一様に曲げ及び曲げ戻され、付与された残留応力に
よって幅方向にカールする。そして、サイドロール１１
及び成形ロール１２で管形状に保持された状態で、幅方
向両端部が溶接トーチ１３によって突合わせ溶接され溶
接管２０となる。

溶接管２０は、サイドロール１４及び送りロール１５を
経て下流側の搬送装置１６に送られる。

この搬送装置１６は、溶接された管体２０に駆動力を与
えて搬送するものである。

搬送装置１６から送り出された溶接管２０は、矯正装置
１７で真円度を高められた後、切断装置１８によって所
定寸法に切断され、製品となる。

なお、矯正装置１７に代えて、たとえば円筒状の溶接管
２０を角柱状等の異型管に成形する成形機を使用するこ
ともできる。

搬送装置１６は、第２図に示すように、溶接管２０の搬
送方向に沿って同一速度で走行するチェーン２１．２２
等の走行部を、溶接管２０の搬送路両側に備えている。

チェーン２１．２２は、−対のホイール２３．２４に掛
は渡されて無限軌道を形成する。これらホイールのうち
、一方のホイール２３を駆動式とし、他方のホイール２
４を従動式とする。そして、ホイール２３にモータ等か
ら動力を伝達して回転させると、チェーン２１゜２２は
無限軌道に沿ってホイール２３．２４を周回する。

左右のチェーン２１．２２には、第３図に示すように溶
接管２０の搬送路を跨いで、複数のスライドレール３０
が差し渡されている。スライドレール３０には、一対の
チャック３１．３２が移動自在に設けられている。また
、チェーン２１，２２それぞれの外側に、スライドレー
ル３ｏに沿ってチャック３１．３２を移動させるサイド
ガイド３３．３４が設けられている。更に、下流側の中
央位置に、セパレータ３５が配置されている。

サイドガイド３３．３４は、第３図に示すように、溶接
管２０の搬送路に向かって傾斜した入側傾斜面３６．搬
送路と平行なストレート面３７及び搬送路から遠ざかる
方向に傾斜した出側傾斜面３８からなる側面形状をもっ
ている。

そこで、溶接管２０の搬送速度と同じ走行速度でチェー
ン２１．２２を走行させるとき、一対のチャック３１．
３２は、サイドガイド３３．３４の入側傾斜面３６に当
接する。この入側傾斜面３６に案内されて、チャック３
３．３４は、スライドレール３０に沿って互いに接近す
る方向、すなわち溶接管２ｏの搬送路に向けて移動させ
る。

サイドガイド３３．３４による案内で、チャック３１．
３２は、第４図に示すように点線位置から実線位置に移
動する。なお、チャック３３．３４の内面側は、挟持し
ようとする溶接管２ｏの外径に対応した曲率をもった凹
曲面に形成されている。そのため、実線位置にあるチャ
ック３１，３２で形成される内部空間３９は、溶接管２
０の外径に対応したものとなる。

このようにして、搬送路側に移動したチャック３１及び
３２で、溶接管２０が両側から挟持される。チャック３
１．３２がサイドガイド３３．３４のストレート面３７
を摺動する間、チャック３１．３２による挟持状態が継
続する。この過程では、両者の間に滑りが生じることな
く、チャック３１．３２で挟持された溶接管２ｏが下流
側に搬送される。

次いで、溶接管２０を挟持しているチャック３１．３２
は、サイドガイド３３．３４の出側傾斜面３８に至る。

ここでは、チャック３１．３２を溶接管２０の搬送路方
向に押す力がなくなり、溶接管２ｏの外周面にチャック
３１．３２が軽く接触している状態となる。そして、出
側傾斜面３８の近傍に設けられているセパレータ３５が
、チャツク３１と３２との間に入り込む。これにより、
チャック３１．３２は、互いに離間する方向にスライド
レール３０上を移動する。

チャック３１．３２は、互いに離間した状態のまま、チ
ェーン２１．２２の走行に従って無限軌道を移動し、再
び入側傾斜面３６に送られる。

このように、チャック３１．３’２で挟持された溶接管
２０に駆動側のホイール２３から動力が伝達され、溶接
管２０が下流側に送られる。そのため、溶接管２０とチ
ャック３１．３２との間に滑りが生じることな（、溶接
管２ｏを搬送することができる。また、ホイール２３の
回転数を制御して、溶接トーチ１３による溶接速度に溶
接管２゜の搬送速度を同期させるとき、溶接位置に与え
る悪影響が全く無くなる。

なお、より安定した搬送状態にするためには、長平方向
に沿って複数箇所で溶接管２０を挟持することが好まし
い。そこで、チェーン２１．２２の走行方向に関して前
後のスライドレール３０の隣接間距離がサイドガイド３
３．３４のストレート面３７の長さよりも小さくなるよ
うに、複数のスライドレール３０をチェーン２１．２２
に差し渡すことが望まれる。これにより、サイドガイド
３３．３４のストレート面３７がある範囲に、常に複数
のスライドレール３０が存在し、長手方向に関して複数
箇所で溶接管２０が挟持される。

次いで、この搬送装置１６が溶接に与える影響を説明す
る。

本例では、板厚０．３ｍｍのステンレス鋼板から直径５
０．８ｍｍの溶接管を製造した。また、シールドガスと
してＡｒを１０！２／分の流量で供給しながら溶接電流
９０Ａ及び溶接速度５ｍ／分で溶接するＴＩＧ溶接を採
用した。

そして、溶接後のビード幅を調べたところ、第５図に示
すように、１．２ｍｍを中心として、±０．１５ｍｍの
範囲で変動する極めて安定した値を示した。これに対し
、従来の送りロールを使用した搬送装置による比較例の
場合には、１．２±０．４ｍｍの範囲でビード幅が太き
（変動していた。これは、搬送装置によって溶接管に与
える影響が溶接位置まで及び、溶接条件を不安定にした
ことに起因するものである。

このように、本実施例の搬送装置によるとき、一定した
ビードをもつ溶接管が得られるため、後工程で行われる
ビードの整形や溶接部の研磨等が・　容易なものとなる
。また、駆動装置１６から送り出された溶接管２０は、
真円度の高いものであるため、矯正装置１７による加工
を軽度なものとすることができた。　　。

実施例２： 本実施例においては、第６図（ａ）に示すように溶接管
２０の搬送路の両側に、水平な無限軌道を走行するベル
ト５０．６０を配置している。ベルト５０．６０は、複
数のプーリ５１〜５４及び６１〜６４に掛は渡されてお
り、溶接管２０の搬送速度と同じ走行速度でブー１Ｊ５
１〜５４及び６１〜６４を周回する。

ベルト５０．６０の幅方向は、溶接管２０の搬送路に対
して直角に維持される。そして、ベルト５０．６０が溶
接管２０に対向する側の表面に、複数の挟持部５５．６
５がベルト５０．６０の長手方向に沿って設けられてい
る。挟持部５５．６５としては、ゴム、合成樹脂等の弾
性材料で作られたものが好ましい。

内側のプーリ５１，５２及び６１．６２は、その間の間
隔を挟持しようとする溶接管２ｏのサイズに応じて進退
自在に設けられている。これにより、ベルト５０．６０
がプーリ５１，６１を通過した後では、第６図（ｂ）に
示すように、ベルト５０．６０にそれぞれ設けられた挟
持部５５．６５が互いに接近する。そして、挟持部５５
及び６５の間に、溶接管２０を挟持する空間部が形成さ
れる。挟持部５５．６５は、プーリ５２，６２を通過す
るまで、この状態に維持される。

したがって、溶接管２０は、プーリ５１，６１からプー
リ５２，６２にベルト５０．６０が移動するまでの間、
挟持部５５及び６５で両側から挟持されたまま、ベルト
５０．６０と同じ速度で移動する。そのため、溶接管２
ｏと挟持部５５．６５との間に滑りが生じることがなく
、安定した搬送が行われる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明においては、チャック、
挟持部等によって溶接管を両側から挟持した状態で、溶
接管が下流側に搬送される。そのため、従来の送りロー
ラを使用した搬送装置で見られた送りローラと溶接管と
の間に滑りがなくなり、振動、衝撃等の与えることなく
溶接管を搬送することが可能となる。したがって、この
振動。

衝撃等が溶接位置にある素材に伝播され、溶接条件を不
安定にすることが防止される。このようにして製造され
た溶接管は、一定したビード形状をもち、しかも真円度
の優れたものであるため、後続工程での処理・加工が容
易なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は製管ラインのレイアウトを示し、第２〜４図は
本発明の実施例１における搬送装置を示し、第５図は当
該搬送装置が溶接に与える影響を表したグラフ、第６図
は実施例２における搬送装置を示す。他方、第７図及び
第８図は、本発明者等が先に提案した設備構成を示す。 １９：金属ストリップ　２ｏ：溶接管 ２１．２２：チェーン（走行部） ３０；スライドレール　３１，３２：チャック３３．３
４：サイドガイド ５０．６０：ベルト　　５５，６５：挟持部５１〜５４
．６１〜６４：ブーリ コＯ ＋ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しにより残留応力
   が付与された金属ストリップを幅方向にカールさせ、幅
   方向両端部を突合わせ溶接して薄肉管を製造する際に溶
   接後の管体を搬送する装置であって、前記管体と同一速
   度で無限軌道を走行する走行部と、走行方向に直交して
   前記走行部に設けられたスライドレールと、該スライド
   レールに移動自在に取り付けた一対のチャックと、前記
   管体の搬送路の両側に配置されたサイドガイドとを備え
   ており、搬送されている前記管体を前記チャックで両側
   から挟持するように、前記搬送路の中央に向けて前記ス
   ライドレールに沿って前記チャックを前記サイドガイド
   で移動させることを特徴とする薄肉管製造用管体搬送装
   置。
2. （２）幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しにより残留応力
   が付与された金属ストリップを幅方向にカールさせ、幅
   方向両端部を突合わせ溶接して薄肉管を製造する際に溶
   接後の管体を搬送する装置であって、管体搬送路の両側
   に配置され、前記管体と同一速度で無限軌道を走行する
   一対のベルトと、前記管体搬送路に対向する前記ベルト
   の一面に設けられた挟持部と、該挟持部が前記管体の側
   面に当接するように、前記管体搬送路に対して進退自在
   に前記無限軌道の一部に設けられたプーリとを備えてい
   ることを特徴とする薄肉管製造用管体搬送装置。