JPH0698397B2 - 金属管の矯正方法及び矯正機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属管の曲がりを矯正する際に、金属管に付
与されるクラッシュ量を全長に亘って一定に制御する金
属管の矯正方法及びその実施に使用する矯正機に関す
る。

〔従来技術〕

金属管の矯正機としては種々のロール配置形成のものが
知られており、例えば第３図に示すように３対の傾斜対
向式ロール1,2,3を備えた、所謂２−２−２竪型ロール
配置の矯正機が知られている。この矯正機にて金属管Ｐ
の曲がりを矯正する場合は、固定された入側，出側の下
ロール1b,3b夫々に対向する上ロール1a,3a及び中間の上
ロール2a,下ロール2bをねじ式の圧下装置４により上下
動せしめ、対向するロールの間隙Ａを管外径Ｄより僅か
に小さくして金属管Ｐに圧力（クラッシュ）を加えると
共に、中間に上，下ロール2a,2bを入側の上，下ロール1
a,1b及び出側の上，下ロール3a,3bより少し上方に偏位
Ｂさせて（オフセツト）管Ｐに曲げ応力を与えて曲がり
を矯正するようにしている。

しかし、上記方法では一般にロール位置を固定している
ので管径が大きい場合にクラッシュ量を適正範囲内に維
持することができず、このため過大な残留応力が生じる
ことがある。而して残留応力が過大な金属管を腐食環境
下で使用する場合は使用中に応力腐食割れが発生し易
い。

この応力腐食割れの発生防止には矯正時等に過大な残留
応力を生ぜしめないのが良く、それを可能とする方法と
してクラッシュ量を適正範囲内の一定値にして管を矯正
する方法が本願出願人により提案されている（特開昭55
-128318号）。この方法は金属管にクラッシュを与える
ロール、即ち第４図の入側下ロール1b,出側下ロール3b
及び中間の上ロール2aの管圧下機構に油圧圧下機構を導
入して上記ロールの管圧下方を過大な残留応力の発生が
ない適正範囲内の一定値に保持しつつ、全周に亘り所定
のクラッシュ量で金属管の曲がりを矯正する方法であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記両方法夫々により金属管の曲がりを
矯正する場合は、第５図に示す如く、管全長に亘り一定
のクラッシュ力（破線）にて管をクラッシュするため、
軸長方向の一方が自由端となっている管端部では必要以
上のクラッシュ量（実線）が付与されて真円度が低下
し、適正な曲がり矯正及び真円度向上を行い得ないとい
う問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、管端
部ではクラッシュ力を管中間部のそれよりも所要量小さ
くして矯正することにより、管全長に亘り適正なクラッ
シュ量にて矯正できる金属管の矯正方法及びその実施に
使用する矯正機を提供することを目的とする。

本発明に係る金属管の矯正方法は、液圧にて圧下駆動さ
れるロールの対の間に金属管を通し、これにクラッシュ
を与えてその曲がりを矯正する方法において、管端部で
は第１の液圧にて金属管を圧下し、管中間部では前記第
１の液圧にて管端部に付与されるクラッシュ量と等しい
クラッシュ量が付与可能な前記第１の液圧より高い第２
の液圧にて金属管を圧下することを特徴とする。

また本発明に係る金属管の矯正機は、液圧にて圧下駆動
されるロールの対の間に金属管を通し、これにクラッシ
ュを与えてその曲がりを矯正する矯正機において、前記
ロールに第１の液圧，第１の液圧よりも高い第２の液圧
を切替弁にて選択的に付与し得る液圧圧下装置と、前記
ロールの対の間に通される金属管の管端を検出してその
検出信号を出力する管端検出器と、該管端検出器の管先
端の検出信号に基づいてロールに第１の液圧に替えて第
２の液圧を付与すべく前記切替弁を切替え、また前記管
端検出器の管後端の検出信号に基づいてロールに第２の
液圧に替えて第１の液圧を付与すべく切替弁を切替える
制御装置とを具備することを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。第１図は
本発明を２−２−２竪型ロール配置の矯正機に適用した
場合の実施状態を示す模式図であり、図中Ｐは矯正対象
の金属管を示し、これは上記矯正機の入側ロール1,中間
ロール2,出側ロール３に噛込まれて管軸長方向（白抜矢
符方向）へ移送される。

矯正機はロール1,2,3間にて金属間Ｐ全長に亘って所定
のオフセット量と所要のクラッシュ量とを付与できるよ
うに構成されている。

各ロール1,2,3の入側には夫々発光部と受光部とを有す
る光センサ41,43,45が各ロールから所定長離隔して配設
されており、また各ロール1,2,3の管圧下点には同じく
発光部と受光部とを有する光センサ42,44,46（図には受
光部のみが現れている）が配設されている。

光センサ41…46は受光部へ照射される発光部からの光が
管Ｐにて遮断されることにより管先端を検出し、受光部
へ発光部からの光が入射することにより管後端を検出す
るものであり、検出信号を制御装置40へ出力する。制御
装置40は光センサ41…46からの入力信号に基づいて後述
する種々の電磁弁13等へ制御信号を出力する。

入側上ロール1a,中間下ロール2b及び出側上ロール3aに
は夫々従来からのねじ式の圧下装置4,4,4が設けられて
おり、それら各ロール1a,2b,3aは夫々ねじ式の圧下装置
4,4,4により管Ｐに所定のオフセット量を付与するよう
に高さ調整されている。

入側下ロール1b,出側下ロール3bの軸枢支部は油圧圧下
装置10,10の一部である単動シリンダ11,11にて支持され
ており、下ロール1b,3bの高さ，管圧下力は油圧圧下装
置10,10にて調整されるようになっている。単動シリン
ダ11,11は夫々シリンダロッドを下向きにしてシリンダ
チューブがロール1b,3bの軸枢支部に取付けられ、シリ
ンダロッドが固定されている。

上記各単動シリンダ11の油室11aには管端部に低いクラ
ッシュ力を作用させる低圧の圧油と管中間部に高いクラ
ッシュ力を作用させる高圧の圧油とを選択的に供給可能
な圧油供給管10aが取付けられており、圧油供給管10aの
低圧圧油供給系は油圧ポンプ36にて十分高い圧力の圧油
が送られる共通配管35側から順に、共通配管35から送ら
れる圧油の圧力をその設定圧に減圧する減圧弁15,制御
装置40により給油，停止に切替制御される２ポート２位
置切替型の電磁弁13,共通配管側からシリンダ側へのみ
圧油の通流可能な逆止弁12が設けられ、逆止弁12の出側
を油室11aに接続している。上記電磁弁13は制御装置40
にてソレノイド13aが励磁されると給油位置となり、
消磁されるとバネにより停止装置となる。

一方圧油供給管10aの高圧圧油供給系は共通配管側から
順に、制御装置40により給油，停止，還流に切替制御さ
れる３ポート３位置切替型の電磁弁18,共通配管35から
電磁弁18を介して送られる圧油の圧力をその設定圧に減
圧する減圧弁17,減圧弁17のシリンダ側とその共通配管
側とに両端を有する還流用バイパス管10b,バイパス管10
bの中途に取付けられていてシリンダ側から減圧弁17の
共通配管側へのみ通流可能な逆止弁19が設けられてお
り、バイパス管10bのシリンダ側を前記逆止弁12の出側
に接続している。上記切替弁18は制御装置40により給油
揺ソレノイド18bが励磁されると給油位置に、また還
流用ソレノイド18aが励磁されると還流位置に夫々切
替えられ、両ソレノイド18a,18bが夫々消磁されている
ときに停止位置となる。

中間の上ロール2aの軸枢支部は油圧圧下装置20の一部で
ある複動シリンダ21及びそれを吊り下げるべく上部の固
定されたねじ式の圧下装置４にて支持されており、ロー
ル2aの高さは両圧下装置４及び20にて調整され、またロ
ール2aの管圧下力は油圧圧下装置20にて調整されるよう
になっている。複動シリンダ21はシリンダロッドを上向
きにしてシリンダチューブがロール2aの軸枢支部に取付
けられており、ロッドがねじ式の圧下装置４のねじとな
っている。

複動シリンダ21のロッド進出用（下側）の油室21aには
前同様管端部に低いクラッシュ力を作用させる低圧の圧
油と管中間部に高いクラッシュ力を作用させる高圧の圧
油とを選択的に供給可能な圧油供給管20aが取付けられ
ており、圧油供給管20aの低圧圧油供給系は前記共通配
管側から順に、共通配管35から送られる圧油の圧力をそ
の設定圧に減圧する減圧弁25,制御装置40により給油，
停止に切替制御される２ポート２位置切替型の電磁弁2
3,共通配管側からシリンダ側へのみ圧油の通流可能な逆
止弁22が設けられ、逆止弁22の出側を油室21aに接続し
ている。上記電磁弁23は制御装置40にてソレノイド23a
が励磁されると給油位置となり、消磁されるとバネに
より停止位置となる。

一方圧油供給管20aの高圧圧油供給系は共通配管側から
順に、制御装置40により給油，停止，還流に切替制御さ
れる３ポート３位置切替型の電磁弁28,共通配管35から
電磁弁28を介して送られる圧油の圧力をその設定圧に減
圧する減圧弁27,減圧弁27のシリンダ側とその共通配管
側とに両端を有する還流用バイパス管20b,バイパス管20
bの中途に取付けられていてシリンダ側から減圧弁27の
共通配管側へのみ通流可能な逆止弁29が設けられてお
り、バイパス管20bのシリンダ側を前記逆止弁22の出側
に接続している。上記切替弁28は制御装置40により給油
用ソレノイド28bが励磁されると給油位置に、また還
流用ソレノイド28aが励磁されると還流位置に夫々切
替えられ、両ソレノイド28a,28bが夫々消磁されている
ときに停止位置となる。

複動シリンダ21のロッド退入用（上側）の油室21bには
ロール2a自重及びシリンダチューブ等の荷重による管圧
下力に及ぼす影響を排除する、つまりロール2a自重及び
シリンダチューブ等の荷重を支承するための圧油が供給
される。即ち、油室21bに供給する配管20cは共通配管35
側から順に、制御装置40により給油，還流に切替制御さ
れる３ポート２位置切替型の電磁弁32,ロール2aの自
重，シリンダチューブ等の荷重の和に相当する圧力に設
定されていて電磁弁32の吐出側油圧をその設定圧に減圧
する減圧弁31,減圧弁31のシリンダ側と共通配管側に両
端を有する還流用バイパス管20d,バイパス管20dの中途
に取付けられていてシリンダ側から共通配管側へのみ通
流可能な逆止弁33が設けられており、バイパス管20dの
シリンダ側が油室21bに接続されている。上記電磁弁32
は制御装置40によりソレノイド32aが消磁されると還流
位置に、また励磁されると給油位置に夫々切替えら
れる。

なお、共通配管34の中途にはリリーフ弁37が設けてあ
り、矯正中の異常圧力の発生に対応し得るようにしてい
る。

このように構成された本発明に係る矯正機にて金属管の
曲がりを矯正する場合の矯正方法につき以下に説明す
る。

まず、低圧付与状態にしておく。つまり電磁弁13,23を
給油位置、電磁弁18,28を停止位置にしておく。管Ｐは
移送されていき管先端が光センサ42にて検出されると制
御装置40は電磁弁13を給油→停止，電磁弁18を停止→給
油に切替える。

これによりロール１に関する単動シリンダ11の油室11a
圧力は低圧（減圧弁15の設定圧）から高圧（減圧弁17の
設定圧）に徐々に切替わり、ロール１は第２図に示す如
く管Ｐの先端を低圧で噛込んだのち徐々にクラッシュ力
（破線）を増大させて高圧で管Ｐの中間部をクラッシュ
し始める。従って管Ｐは先端から中間部に掛けて同程度
のクラッシュ両（実線）となる。

そして、管Ｐが移送されていきロール２に低圧で噛込ま
れ、光センサ44にて管先端が検出されると、制御装置40
はロール１の場合と同様に電磁弁23を給油→停止に、ま
た電磁弁28を停止→給油に略同時的に切替制御する。更
に管Ｐがロール３に低圧で噛込まれ、光センサ46にて管
先端が検出されると、制御装置40は電磁弁13,18を切替
制御する。

然る後、管後端が光センサ41にて検出されると、制御装
置40は電磁弁13を停止→給油に、また電磁弁18を給油→
還流→停止に略同時的に切替える。

これによりロール１に関する単動シリンダ11の油室11a
圧力は高圧（減圧弁17の設定圧）から低圧（減圧弁15の
設定圧）に徐々に切替わり、ロール１は第２図に示す如
く徐々にクラッシュ力（破線）を減少させて低圧で管Ｐ
の後端部の所定長さ部分をクラッシュする。従って管Ｐ
は全長に亘って同程度のクラッシュ量（実線）となる。

これは管端部では片側が開放端となって剛性が低いのに
対し、管端部から管中間部側に向かうに従って両側が未
開放端となって剛性も高くなるから、管端部に対しては
低圧（第１の液圧）によるクラッシュ力を、また管中間
部に対してはこれよりも高圧（第２の液圧）によりクラ
ッシュ力を付与することで、結果として管Ｐの全長にわ
たって略均一なクラッシュ量を付与することが可能とな
るのである。

なお、第1,第２の液圧は管Ｐの肉厚，直径，材質等によ
り変化するから、管Ｐの寸法等の諸元に基づき予め液圧
プレス等を用い被処理材と同一仕様の実材を対象とし
て、管端部と管中央部のクラッシュ量が同等となる各々
の圧下力データを採取してテーブル化しておき、このデ
ータを基に設定される。

そして、制御装置40は、管Ｐの後端が光センサ43にて検
出されるとロール１の場合と同様に電磁弁23を停止→給
油に、また電磁弁18を給油→還流→停止に略同時的に切
替制御し、更に後端が光センサ45にて検出されると電磁
弁13,18を切替制御する。

このように矯正された金属管Ｐは両端部で真円度が優
れ、また全長に亘って曲がりがない。

そして、制御装置40は光センサ42,44,46が管後端を検出
すると電磁弁13,23を給油→停止に、また電磁弁18,28を
停止→還流に切替えてロール間隔を拡げるか又は低圧付
与の状態で次順の管入を待つ。

なお減圧弁17,27の設定圧は全て同値，各ロール夫々異
なる値に定めてよく、また出側ロールになる程クラッシ
ュ量を小さくするように定めてもよい。

そして、上記実施例では２−２−２竪型ロール配置の矯
正機に適用しているが、本発明はこれに限らず２−２−
２型以外の竪型ロール矯正機及び横型ロール配置の矯正
機等であっても適用できる。横型ロール配置の矯正機に
本発明を適用する場合は、すべて単動シリンダを用いる
ことができる。

また、上記実施例では管Ｐに高圧を付与する際に所定圧
としているが、本発明は減圧弁17,27とバイパス管10b,2
0bのシリンダ側端との間に共通配管側からシリンダ側へ
のみ通流可能な逆止弁を設け、管中間部の外径変化に応
じて、つまり短径部では所定のクラッシュ量を付与し、
また長径部ではより大きいクラッシュ量を付与するよう
にしてもよい。こおように矯正する場合は、管中間部で
の真円度を向上できる。

更に、上記実施例では管端の検出に光センサを用いてい
るが、本発明はこれに限らず他の管端検出器、例えばTV
カメラ等の光学系検出器，接触タイプの検出器等を用い
ても実施できる。

そして、更に本発明は曲がり矯正を目的とせず、管端部
の真円度向上のみを目的とする場合にあっても行い得る
ことは勿論である。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては管端部を第１の液圧に
て圧下し、また管中間部では第１の液圧よりも高い第２
の液圧にて圧下し、管端部と管中間部とに与えるクラッ
シュ力を異ならせることで結果として管端部と管中間部
とに付与するクラッシュ量を等しくし得ることとなり、
管端部の真円度を損なうことなく、大きな曲がり矯正効
果が得られる。

また本発明装置にあっては液圧圧下装置にて管先端，管
後端に対向するロール、それ以外の管中間部に対向する
ロールに夫々第１の液圧、第２の液圧を正確に付与する
ことが出来、管先端，管後端の真円度を損なうことなく
効果的な曲がり矯正が可能となる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態を示す模式図、第２図は本発
明による金属管の矯正内容説明図、第３図，第４図は従
来技術の説明図、第５図は従来技術の問題説明図であ
る。 Ｐ……金属管、10,20……油圧圧下装置、11……単動シ
リンダ、21……複動シリンダ、13,18,23,28……電磁
弁、12,19,22,29……逆止弁、35……共通配管、36……
油圧ポンプ、40……制御装置、41,42,43,44,45,46……
光センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液圧にて圧下駆動されるロールの対の間に
   金属管を通し、これにクラッシュを与えてその曲がりを
   矯正する方法において、管端部では第１の液圧にて金属
   管を圧下し、管中間部では前記第１の液圧にて管端部に
   付与されるクラッシュ量と等しいクラッシュ量が付与可
   能な前記第１の液圧より高い第２の液圧にて金属管を圧
   下することを特徴とする金属管の矯正方法。
2. 【請求項２】液圧にて圧下駆動されるロールの対の間に
   金属管を通し、これにクラッシュを与えてその曲がりを
   矯正する矯正機において、 前記ロールに第１の液圧，第１の液圧よりも高い第２の
   液圧を切替弁にて選択的に付与し得る液圧圧下装置と、 前記ロールの対の間に通される金属管の管端を検出して
   その検出信号を出力する管端検出器と、 該管端検出器の管先端の検出信号に基づいてロールに第
   １の液圧に替えて第２の液圧を付与すべく前記切替弁を
   切替え、また前記管端検出器の管後端の検出信号に基づ
   いてロールに第２の液圧に替えて第１の液圧を付与すべ
   く切替弁を切替える制御装置と を具備することを特徴とする金属管の矯正機。