JPH06170439A - 溶接管製造における管状成形用ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属帯を貫通させてその端縁を一挙に突き合
わせた状態の管状に成形せしめる溶接管製造における管
状成形用ダイスの交換を、迅速且つ簡単にしかも経済的
に行う。 【構成】 金属溶接管を製造する際に平板状の金属帯を
一挙にその両側縁を突き合わせた状態の管状に成形する
ために入側から出側に行くに従って直径を小さくするテ
ーパを付した部分1dを入側に有する断面円形の貫通穴1c
が形成されている溶接管製造における管状成形用ダイス
１が、それぞれ断面が半円形の内面1aa，1baが入側から
出側に行くに従ってその曲率半径を小さくするテーパを
付されており且つ出側に同一の曲率半径を有する区間1a
c，1bcに形成されている２つのブロック1a，1bが、各ブ
ロック1a，1bの内面1aa，1baの端縁1ab，1bb同士を合致
せしめる位置決め機構２により分割自在に位置決めされ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯を連続通板させ
てその両側縁を一挙に突き合わせた状態の管状に成形し
てその突き合わせ部を溶接して金属溶接管を製造するに
際し、金属帯の両側縁を一挙に突き合わせた状態の管状
に形成せしめるための溶接管製造における管状成形用ダ
イスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属溶接管を製造するには、従来より図
５に示す如く多数のタンデムに配置されたカリバーを有
するフォーミングロール又はケージロール６を備えたロ
ール成形機を用いて金属帯４を幅方向に順次曲げ加工し
て製品曲率に到達するまで曲げて管状に成形した後、こ
の管状に成形された金属帯４をシームガイドロール７及
びスクイズロール８により保持した状態で金属帯４の両
側縁4aの突き合わせ部4bを溶接トーチなどの溶接手段９
によって突き合わせ溶接するロールフォーミング法が一
般に実施されていた。

【０００３】しかしながら、このようなロールフォーミ
ング法においては、多数組のロールをタンデムに配置し
なければならないのでロール費が高価となり且つ製造す
べき金属溶接管５の外径を変更する場合には前記フォー
ミングロール又はケージロール６，更にはシームガイド
ロール７及びスクイズロール８等の総てのロールを製造
すべき金属溶接管５の外径に対応したものに交換しなけ
ればならないため、製造すべき金属溶接管５の外径を変
更するときには交換すべきロールが少なくとも２０個以
上存在することから、ロール交換に多大の労力と長時間
とを要するため設備の生産効率が低下し、また製造すべ
き金属溶接管５の外径に対応した多数組のロールを準備
しなければならないので経済的でないという欠点があっ
た。

【０００４】そこで、本出願人は先に特開平３−２０７
５２３号公報において、『入側から出側に行くに従って
直径を小さくするテーパを付した部分を有する断面円形
の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫通させる
ことによって平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き
合わせた状態の管状に成形し、この突き合わせ部を溶接
することを特徴とする金属溶接管の製造方法』を提案し
た。

【０００５】この本出願人が提案した金属溶接管の製造
方法は、入側から出側に行くに従って直径を小さくする
テーパを付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴が
穿設されているダイスに素材コイルより引き出した金属
帯を貫通させることによって平板状の金属帯を一挙にそ
の両側縁を突き合わせた状態の管状に成形し、この突き
合わせ部を連続的に溶接することにより金属溶接管を製
造する方法である。

【０００６】かかる金属溶接管の製造方法は、平板状の
金属帯をその両側縁を突き合わせた状態の管状に成形す
るのに要する工具がダイスとシームガイドロール及びス
クイズロールだけであるため、設備が簡単且つ安価でし
かも製造する金属溶接管の外径の変更が容易であり、更
に高精度の位置設定を要求されるロールが殆どないため
外径が10mm以下のような細い金属溶接管を製造する場合
においてもロールの設定位置の誤差に起因する金属溶接
管の捩れや突き合わせ部の段違いを防止することができ
る優れた利点を有している。

【０００７】しかしながら、この金属溶接管の製造方法
は平板状の金属帯を直接ダイスの入側のテーパを有する
貫通穴から引き抜いて管状に成形を行う方法であるの
で、金属帯の両側縁部の角がダイスの貫通穴のテーパ面
に最初に接触し、更にダイスの貫通穴内で成形が進行す
る間においては成形中に受ける幅方向の曲げモーメント
が金属帯の両側縁部において最小であるので金属帯の両
側縁部はダイスの貫通穴の平行部（最小直径部）の直前
で成形されるまで殆ど曲げ加工を受けないことになる。
従って、金属帯の両側縁部は殆ど曲げ加工が行われない
状態でダイスの貫通穴入側のテーパ部に引き込まれて行
くため、金属帯の両側縁部の角はダイスの貫通穴入側の
テーパ面に高い面圧で接触した状態でダイスの貫通穴入
側のテーパ面上を滑ることからダイスの貫通穴入側のテ
ーパ面が損傷するのであり、両側縁が突き合わされる側
であって前記した如く金属帯の両側縁部と接触する部分
が特に損傷の程度が大きく、このようにダイスの貫通穴
入側のテーパ面が損傷した場合には金属帯に表面疵を発
生させる原因となることからダイスを交換しなければな
らなかった。

【０００８】上記した金属溶接管の製造方法においてダ
イスを交換するには、先ず金属帯の通板を停止させ、交
換すべきダイスの貫通穴に貫通されている金属帯をダイ
スの前後の部位で切断し、交換すべきダイスの貫通穴内
に存在している金属帯をダイスの貫通穴内から抜いて
後、ライン上からダイスを取り外して新しいダイスを取
り付けていたのである。しかしながら、このように一度
ライン上からダイスを取り外して新しいダイスをライン
上に取り付けると、このライン上に取り付けられた新し
いダイスの貫通穴に金属溶接管に製造すべき金属帯を通
板し直さねばならず、このダイスの貫通穴に金属溶接管
に製造すべき金属帯を通板する作業は例えば本出願人が
先に特願平３−８９２３０号として出願した「金属溶接
管製造用ダイスへの金属帯先端部の通板方法」に開示す
るような特別の作業が必要になるため、非常に煩雑であ
る欠点があった。

【０００９】また、ダイスの貫通穴入側のテーパ面にお
ける損傷を生じる部位は、上記した理由すなわち金属帯
の両側縁部は殆ど曲げ加工が行われない状態でダイスの
貫通穴入側のテーパ部に引き込まれて行くため金属帯の
両側縁部の角はダイスの貫通穴入側のテーパ面に高い面
圧で接触した状態でダイスの貫通穴入側のテーパ面上を
滑ることから、通常高い面圧で金属帯の両側縁部の角が
接触する部位である。従って、損傷していない部位が多
く存在しているにも拘らずダイス全体を交換しなければ
ならないので、経済的でないという欠点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点を解消し、前記した如き金属溶接管を金属帯の
側縁を一挙に突き合わせた状態の管状に成形し溶接して
製造するときに、金属帯を貫通させてその側縁を一挙に
突き合わせた状態の管状に成形せしめる管状成形用ダイ
スの交換を、迅速且つ簡単にしかも経済的に行うことの
できる溶接管製造における管状成形用ダイスを提供する
ことを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる課題
を解決するために鋭意研究の結果、金属溶接管を製造す
る際に平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き合わせ
た状態の管状に成形するためにライン上に設置されてお
り入側から出側に行くに従って直径を小さくするテーパ
を付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴が形成さ
れている溶接管製造における管状成形用ダイスとして、
それぞれ断面が半円形の内面が入側から出側に行くに従
ってその曲率半径を小さくするテーパを付されており且
つ出側に同一の曲率半径を有する区間に形成されている
２つのブロックを、各ブロックの内面の端縁同士を合致
せしめる位置決め機構により分割自在に位置決めして構
成すれば、管状成形用ダイスの貫通穴のテーパ部内面に
損傷を生じたときなどに金属帯を切断すること無く簡単
且つ迅速に管状成形用ダイスの交換を行うことができる
ことを究明して本発明を完成したのである。

【００１２】以下、図面により本発明に係る溶接管製造
における管状成形用ダイスについて詳細に説明する。図
１は本発明に係る溶接管製造における管状成形用ダイス
の１実施例を示す斜視図、図２は図１の側断面図、図３
は図１の正面図、図４は本発明装置を用いて金属溶接管
を製造している状態を示す側面説明図である。

【００１３】図面中、１は金属溶接管５を製造する際に
平板状の金属帯４を一挙にその両側縁4aを突き合わせた
状態の管状に成形すべく、入側から出側に行くに従って
直径を小さくするテーパを付した部分1dを入側に有する
断面円形の貫通穴1cが形成されている本発明に係る溶接
管製造における管状成形用ダイスである。この管状成形
用ダイス１は、それぞれ入側から出側に行くに従って曲
率半径を小さくするテーパを付されていると共に最小の
曲率半径で同一の曲率半径を有する区間1ac，1bcを形成
された断面が半円形の内面1aa，1baが形成されている２
つのブロック1a，1bより成り、これら２つのブロック1
a，1bを内面1aa，1baの端縁1ab，1bb同士を合致せしめ
た状態に後述する位置決め機構２により位置決めされて
構成されている。

【００１４】２は各ブロック1a，1bの端面同士を当接さ
せてこれら各ブロック1a，1bの内面1aa，1baの端縁1a
b，1bb同士を合致せしめた状態に各ブロック1a，1bを相
対的に位置決めする位置決め機構であり、例えば一方の
ブロック1aの端面に凸部が設けられていると共に他方の
ブロック1bの端面に該凸部が嵌入される凹部が設けられ
ており図示した実施例ではこれら凸部と凹部とが４ヵ所
に設けられている。位置決め機構２としては、上記した
ものの他、一方のブロックに他方のブロックに向けて貫
通孔が穿設されていると共に他方のブロックの前記貫通
孔に対応する位置に凹部又は貫通孔が穿設されていて、
一方のブロックに穿設されている貫通孔と他方のブロッ
クに穿設されている凹部又は貫通孔とにピンが挿入され
るものなど種々の態様がある。

【００１５】３は金属帯４の通板途中に設置されてお
り、内面1aa，1baの端縁1ab，1bb同士を合致させた２つ
のブロック1a，1bより成る管状成形用ダイス１を保持す
るダイススタンドであり、図示した実施例では管状成形
用ダイス１が円筒状であるからこの管状成形用ダイス１
の外径と合致する内径を有する凹部3aとこの凹部3aに連
続して管状に形成された金属帯４が挿通できる充分な大
きさの貫通孔3bとが設けられている。

【００１６】ここで、管状成形用ダイス１に金属帯４を
通板させたときに管状成形用ダイス１の貫通穴1cの内面
1aa，1baに生じる損耗部分1eは、図３にハッチングを付
して示す如く両側縁4aが突き合わされる側であって金属
帯４の両側縁4aと接触する部分である。よって、管状成
形用ダイス１を構成するブロック1a，1bの一方のブロッ
ク1aが、金属帯４の両側縁4aの突き合わせ部4bに対応す
る位置を同一の曲率半径を有する区間1acの内面1aa中央
に位置するように、前記ダイススタンド３に管状成形用
ダイス１を保持させて取り付けることが損耗部分1eを一
方のブロック1aのみに纏めることができるので好まし
い。

【００１７】

【作用】このような本発明に係る溶接管製造における管
状成形用ダイス１を使用して平板状の金属帯４をその両
側縁4aを突き合わせた状態の管状に一挙に成形するため
には、先ず２つのブロック1a，1bを位置決め機構２によ
ってその内面1aa，1baの端縁1ab，1bb同士を合致せしめ
た状態にして管状成形用ダイス１を構成する。このとき
位置決め機構２として、図示した実施例では一方のブロ
ック1aに凸部がまた他方のブロック1bに前記凸部が嵌入
される凹部が設けられているので、この凹部に凸部を挿
入するだけで簡単に位置決めすることができる。

【００１８】そして、この管状成形用ダイス１をダイス
スタンド３に保持させて取り付ける。管状成形用ダイス
１のダイススタンド３への取付けは、ダイススタンド３
に設けられている管状成形用ダイス１の外径に合致した
内径を有する凹部3aに管状成形用ダイス１を挿入するだ
けで、簡単に所定の位置すなわち金属帯４の通板ライン
中であって溶接手段９の直前に設置することができる。

【００１９】しかる後、平板状の金属帯４を管状成形用
ダイス１の貫通穴1cのテーパを付されている入側から出
側に向けて通板することによって、平板状の金属帯４が
連続してその両側縁4aを突き合わせた状態の管状に一挙
に成形される。このような作業が進むに従って管状成形
用ダイス１の貫通穴1cを構成する内面1aa，1baが損耗す
るので、その程度が大きくなって管状に形成された金属
帯４に表面疵が生じるか又は表面疵が生じる直前の時期
に内面1aa及び／又は1baが損耗したブロック1a及び／又
は1bを交換して管状成形用ダイス１を交換するのであ
る。

【００２０】管状成形用ダイス１を交換するには、図４
において実線で示す状態から金属帯４を少し引き戻して
一点鎖線で示す状態にして、管状成形用ダイス１をダイ
ススタンド３から取り外す。すなわち、図示した実施例
の如く管状成形用ダイス１がダイススタンド３の凹部3a
に挿入されただけの状態で保持されている場合には、金
属帯４を引き戻すと金属帯４と管状成形用ダイス１の各
ブロック1a，1bの内面1aa，1baとの間の摩擦抵抗によっ
てダイススタンド３に保持されている管状成形用ダイス
１がダイススタンド３から取り外されるのである。この
とき、管状成形用ダイス１を拘束しているものはないの
で２つのブロック1a，1bを簡単に分割することができ、
新しい一方のブロック1a又は1bか新しい２つのブロック
1a，1bをその内面1aa，1ba同士で金属帯４を挟むように
して上記した如く位置決め機構２によってその内面1a
a，1baの端縁1ab，1bb同士を合致せしめた状態にして管
状成形用ダイス１を構成し、金属帯４を通板方向に進ま
せて管状成形用ダイス１をダイススタンド３に保持させ
れば良いのである。

【００２１】このとき、管状成形用ダイス１の貫通穴1c
の内面1aa，1baが損耗する損耗部分1eは、図３にハッチ
ングで示す如く両側縁4aが突き合わされる側であって金
属帯４の両側縁4aと接触する部分であるから、管状成形
用ダイス１を構成している２つのブロック1aと1bとを一
方のブロック1aが金属帯４の両側縁4aの突き合わせ部4b
に対応する位置を内面1aa中央に位置するように、前記
ダイススタンド３に管状成形用ダイス１をガイドして取
り付けられていると、損耗の程度の大きな一方のブロッ
ク1aのみを交換すれば良い。

【００２２】

【実施例】それぞれ入側の曲率半径が１７.５mm，出側
の曲率半径が５mm，テーパ角度が２２°であって同一の
曲率半径を有する区間1ac，1bcが１０mmであり炭化チタ
ンと窒化チタンとの皮膜を化学蒸着法により被覆されて
いる断面半円形の内面1aa，1baを形成された炭化タング
ステン製のブロック1a，1bに位置決め機構２として一方
のブロック1aの端面に凸部がまた他方のブロック1bの端
面に前記凸部が嵌入される凹部が形成されていて、これ
らブロック1a，1bを位置決めした管状成形用ダイス１を
一方のブロック1aが金属帯４の両側縁4aの突き合わせ部
4bに対応する位置を同一の曲率半径を有する区間1acの
内面1aaの中央に位置するようにダイススタンド３に保
持させて取り付けた。

【００２３】次いで、肉厚０.７mm，板幅３０.７mmのオ
ーステナイト系ステンレス鋼より成る金属帯４を前記管
状成形用ダイス１の貫通穴1cに通板して一挙にその両側
縁4aを突き合わせた状態の管状に成形した後に、その突
き合わせた両側縁4aを溶接トーチより成る溶接手段９に
よって溶接して、肉厚０.７mm，外径１０mmの金属溶接
管５を２０００ｍ製造した。しかる後、金属帯４を引き
戻して管状成形用ダイス１をダイススタンド３から取り
外し、その管状成形用ダイス１をブロック1aと1bとに分
割すると共に各ブロック1a，1bを観察したところ、図３
に示す如く主として一方のブロック1aに損耗部分1eが生
じ他方のブロック1bには損耗部分1eが殆ど無かった。

【００２４】そこで、ブロック1aのみを新しいブロック
に交換してこの新しいブロックと前記他方のブロック1b
とで金属帯４を挟むようにして管状成形用ダイス１を構
成し、この管状成形用ダイス１をダイススタンド３に保
持させて取り付けて、再び金属帯４を通板して２０００
ｍの造管を行った。しかる後、上記と同様にして管状成
形用ダイス１をダイススタンド３から取り外して分割し
各ブロック1a，1bを観察したところ、一方のブロック1a
の損耗部分1eの損耗の程度と同程度に他方のブロック1b
の同一の曲率半径を有する区間1bcも損耗していた。そ
こで、両ブロック1a，1bを新しいブロックに交換して上
記と同様にして管状成形用ダイス１を構成し、ダイスス
タンド３に保持させて取り付けて、再び金属帯４を通板
して造管を行った。

【００２５】この結果、金属帯４を切断することなく且
つ簡単な作業で管状成形用ダイス１を交換することがで
き、この交換に要する時間を大幅に短縮することができ
た。更に材料費及び補修費を軽減することができた。

【００２６】

【発明の効果】以上に詳述した如く本発明に係る管状成
形用ダイスは、その内面の損耗に伴って管状成形用ダイ
スを交換する作業を金属帯を切断することなく行うこと
ができるので、熟練度の低い作業者でも容易に且つ短時
間で管状成形用ダイスを交換することができ作業効率が
向上する。また、２つのブロックより構成された管状成
形用ダイスを一方のブロックが金属帯の両側縁の突き合
わせ部に対応する位置を同一の曲率半径を有する区間の
内面の中央に位置するようにダイススタンドに保持させ
て取り付けると、一方のブロックに損耗の程度の大きな
損耗部分が生じるので２つのブロックを共に交換するの
ではなく大きな損耗部分を生じた方のブロックのみを交
換することによって疵のない金属溶接管を製造すること
ができて、管状成形用ダイスに要する材料費及び補修費
を大幅に軽減することができる。このような効果を有す
る本発明に係る管状成形用ダイスの工業的価値は非常に
大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶接管製造における管状成形用ダ
イスの１実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の側断面図である。

【図３】損耗部分を示す図１の正面図である。

【図４】本発明装置を用いて金属溶接管を製造している
状態を示す側面説明図である。

【図５】従来装置によって金属溶接管を製造している状
態の１例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 本発明に係る管状成形用ダイス 1a ブロック 1aa 内面 1ab 端縁 1ac 同一の曲率半径を有する区間 1b ブロック 1ba 内面 1bb 端縁 1bc 同一の曲率半径を有する区間 1c 貫通穴 1d テーパを付した部分 1e 損耗部分 ２ 位置決め機構 ３ ダイススタンド 3a 凹部 3b 貫通孔 ４ 金属帯 4a 両側縁 4b 突き合わせ部 ５ 金属溶接管 ６ フォーミングロール又はケージロール ７ シームガイドロール ８ スクイズロール ９ 溶接手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属溶接管(５)を製造する際に平板状の
   金属帯(４)を一挙にその両側縁(4a)を突き合わせた状態
   の管状に成形するために入側から出側に行くに従って直
   径を小さくするテーパを付した部分(1d)を入側に有する
   断面円形の貫通穴(1c)が形成されている溶接管製造にお
   ける管状成形用ダイス(１)であって、それぞれ断面が半
   円形の内面(1aa，1ba)が入側から出側に行くに従ってそ
   の曲率半径を小さくするテーパを付されており且つ出側
   に同一の曲率半径を有する区間(1ac，1bc)に形成されて
   いる２つのブロック(1a，1b)が、各ブロック(1a，1b)の
   内面(1aa，1ba)の端縁(1ab，1bb)同士を合致せしめる位
   置決め機構(２)により分割自在に位置決めされているこ
   とを特徴とする溶接管製造における管状成形用ダイス
   (１)。
2. 【請求項２】 一方のブロック(1a)が、金属帯(４)の両
   側縁(4a)の突き合わせ部(4b)に対応する位置を同一の曲
   率半径を有する区間(1ac)の内面(1aa)中央に位置せしめ
   られるブロック(1a)である請求項１に記載の溶接管製造
   における管状成形用ダイス(１)。