JPH09168824A - 金属製巻きパイプの製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程の煩雑化を伴うことなく湾曲動作後
の仕上げ作業を極めて簡単なものとすることのできる金
属製巻きパイプの製造方法及びその装置を得ること。 【解決手段】 当初のパイプ材料である長尺鋼板１０を
パイプ状に形成して行くための湾曲動作前に、そのパイ
プ用原板１４の端縁部を前記湾曲動作が行われたときに
それら端縁部相互がほぼ全面接触状態となるように、所
定の傾きを有する傾斜面とする端面成型工程が行う。従
って、湾曲動作を行うことのみによって、継目部分の良
好な密着性を確保することができ、湾曲動作後に継目部
の隙間を解消するための溶接作業等の面倒な作業が不要
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属製巻きパイプの
製造方法及びその装置、特に鋼板などの金属製の板材料
を円柱形状に湾曲させて巻きパイプを製造する方法及び
その装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンを車体に設置する場合
などにおいて、エンジンの高さ位置を設定するために、
複数の金属製パイプを立設し、その上部にエンジンを設
置することなどが行われている。従って、このような装
置を載置するための金属製パイプは、その長さを精密に
測定して製造する必要がある。このような金属製パイプ
の製造方法としては、継目のないシームレスパイプを押
出し工程により製造するものや金属製の板材料を円柱形
状に湾曲させて巻きパイプを形成する方法などが知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の押出し成型
によるシームレスパイプは、大掛りかつ精密な製造装置
が必要であり、その製造コストが非常に高くなるという
事情があった。また、上記巻きパイプの場合には、図９
（Ａ）に示したように鋼板を湾曲させて形成するので、
巻きパイプ１の周壁部には継目部１００が生じる。この
継目部１００には、通常同図（Ｂ）に示したような隙間
が外周面側に生じている。このような隙間が存在すると
その端部にゴム部材などを被覆する場合に、ゴム部材が
その隙間に侵入して製造上の支障を生ずる場合があり、
また強度上の問題も生じる。従って、この継目部１００
の隙間を解消するために湾曲動作後に溶接作業を行って
いるのが通常である。従って、このような巻きパイプ
は、その製造の容易性から低コストで製造可能であるが
その仕上げ作業が面倒であるという事情があった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、その目的は製造工程の煩雑化を伴うことなく湾曲
動作後の仕上げ作業を極めて簡単なものとすることので
きる金属製巻きパイプの製造方法及びその装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る金属製巻きパイプの製造方法は、パ
イプ用板材料をパイプ状にするための湾曲動作前に、そ
のパイプ用板材料の端縁部を前記湾曲動作が行われたと
きにそれら端縁部相互がほぼ全面接触状態となるよう
に、所定の傾きを有する傾斜面とする端面成型工程が行
われる。従って、湾曲動作後に隙間を解消するための溶
接作業等の面倒な作業が不要となる。

【０００６】請求項２に係る金属製巻きパイプの製造方
法は、上記端面成型工程に先立って、巻きパイプの材料
である所定幅の金属製長尺板材を製造すべきパイプ長さ
に切断してパイプ用原板を作成する（原板作成工程）。
すなわち、パイプ長は、パイプ成型後ではなく材料段階
でその長さ設定がなされる。そして、上記端面成型工程
を行った後、湾曲動作を以下の工程で行うようにした。
まず、端面成型の行われたパイプ用原板の両端縁部側の
所定幅をそれぞれ端縁部に沿って前記内側面側に所定曲
率で曲げる（端曲げ工程）。この端曲げの曲率は、少な
くとも完成する巻きパイプの曲率よりも小さく、特に完
成する巻きパイプの曲率にほぼ等しい値とするのが円柱
形状への成型過程で非常に好適である。そして、この端
曲げされた両側部の中間部分をさらに曲げて断面形状が
略Ｕ字状となるように成型する（Ｕ曲げ工程）。

【０００７】更に、このＵ曲げされたパイプ用原板をさ
らに略円形となるように曲げ（Ｏ曲げ工程）、金属製巻
きパイプが完成する。この完成状態では、前記パイプ用
原板の端縁部は相互にほぼ全面当接状態にあり、溶接作
業等の面倒な追加処理を行うことなく、隙間のない良好
な状態で種々の利用が可能である。また、良好なパイプ
強度も確保される。なる。

【０００８】請求項３に係る製造方法は、上記端面成型
工程において、前記両端縁部だけでなくその端縁部に直
交する方向の端縁部であるパイプ上下端縁部についても
これを所定角度傾斜した傾斜面として構成したものであ
る。すなわち、パイプ完成時における内側面側から外側
面側にパイプ用原板の幅が広がるように所定角度傾いた
傾斜面とする付加端面成型工程を行うこととしている。
これは、上記Ｏ曲げ工程によってパイプ用原板が湾曲さ
れるとその内側面側部分は圧縮されることにより上下端
縁側から外方へやや突出する状態となる。そこで、予め
内側面側を角度付けによりやや低く形成しておくことに
より、その上下端縁部からの突出をなくすようにしたも
のである。従って、湾曲動作後におけるパイプ上下端縁
部の切削処理等を行う必要がない。

【０００９】次に、請求項４に係る金属製巻きパイプの
製造装置によれば、パイプ材料である金属製の長尺板材
は板材保持手段にて引出し可能に保持されている。例え
ば、長尺板材をローラなどに巻回した状態で保持し、ロ
ーラを回転させつつ長尺板材を引き出すようにする。

【００１０】そして、この板材保持手段から長尺板材を
引き出す引出し手段が設けられ、引き出された長尺板材
を製造すべきパイプ長さに切断するため切断手段が設け
られる。この切断によってパイプ用原板が作成される。
このパイプ用原板の当接される側の端縁部を所定角度の
傾斜面とするために端面成型手段が設けられる。これ
は、例えばその傾斜角に対応する面を外周面に有するロ
ーラでプレス加工すること等によって行われる。ここ
で、端縁部の傾斜角度は前記Ｏ曲げプレス加工手段によ
る曲げ動作のみによって両傾斜端面が相互にほぼ全面接
触状態となる角度である。

【００１１】また、湾曲動作用の手段として、パイプ用
原板の両端縁部の所定幅をパイプ完成時における内側面
側に前記両端縁面に沿って曲げる端曲げプレス加工手
段、端曲げされたパイプ用原板をパイプ長さ方向に直交
する方向の断面形状が略Ｕ字状となるように曲げるＵ曲
げプレス加工手段、更に、Ｕ曲げされたパイプ用原板の
断面形状が略円形となるように曲げるＯ曲げプレス加工
手段が設けられる。

【００１２】端曲げは、例えば所定曲率で曲げるための
曲面をプレス加工面として有する装置を用いて行われ、
その曲率は製造すべき巻きパイプの径に応じて設定され
る。また、Ｕ曲げプレス加工手段は、パイプ用原板の端
曲げされた両側部分の中間部分をプレス加工する手段な
どによって構成された圧延手段を用いる。そして、最終
段階の湾曲動作を行うＯ曲げプレス加工手段も略円形の
プレス加工面を有する圧延装置等を用いる。

【００１３】このような複数段階の工程による湾曲動作
により、パイプ用原板を円柱形状とする湾曲動作は極め
て円滑なものとなり、巻きパイプ製造作業の迅速性と確
実性が向上する。

【００１４】請求項５に係る製造装置によれば、前記端
面成型手段は、前記パイプ用原板の当接側の端縁部だけ
でなくこの両端縁部に直交する端縁部である上下端縁部
についても所定角度の傾斜面とする動作を行う。この傾
斜は、パイプ完成時における内側面側から外側面側にパ
イプ用原板の幅が広がるような傾斜である。この傾斜面
構造により、上記湾曲動作のための各手段による動作時
に、パイプの内周面側部分がパイプ上下端縁部からの突
出するのを有効に防止することができる。

【００１５】

【実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実施の形
態について詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施の形態に係る金属製
巻きパイプの製造方法によって製造される金属製巻きパ
イプの各工程における状態を示している。

【００１７】まず、金属製巻きパイプの材料である所定
幅を有する長尺の鋼板１０は、同図（Ａ）に示したよう
に板材保持手段であるローラ１２に巻回された状態で保
持されている。この長尺鋼板１０は、製造すべき金属製
巻きパイプの径に応じた幅を有している。すなわち幅方
向長さがパイプの円周長さである。

【００１８】次に、同図（Ｂ）に示したように長尺鋼板
１０は引出しローラなどを用いて順次引き出され、図示
していない切断手段によって所定の長さに切断される。
この所定の長さは、製造すべき金属製巻きパイプの長さ
である。この切断動作によってパイプ用原板１４が作成
される。

【００１９】次に、同図（Ｃ）に示したようにパイプ用
原板１４の当接されるべき端縁部、すなわちパイプ長さ
方向に伸長する両側端面１４ａ及び１４ｂの端面成型が
行われる。この端面成型は、図３に示したように端面１
４ａ及び１４ｂを所定角度傾けた傾斜面とするもので、
パイプ完成時における内周面１４ｃ側から外周面側に向
けてパイプ用原板１４の幅が広がるように傾斜した傾斜
面とすることである。本実施の形態では、例えば傾斜角
θは１４度として成型されている。この傾斜角度は、パ
イプ用原板１４の幅Ｗ１に応じて設定される。すなわち
製造される金属製巻きパイプの径に応じて角度設定され
る。これは、円柱形状に湾曲されたときに端面１４ａ及
び１４ｂが相互にほぼ全面当接した状態となる角度であ
る。

【００２０】この端面成型は、図８に示したような端面
成型用ローラ４０を用いることにより容易に行うことが
できる。すなわち、プレス加工面として所定角度の傾斜
面４０ａを有するローラを用い、この端面成型用ローラ
４０と通常の円筒状ローラ４２の間にパイプ用原板１４
を通してプレス加工することにより簡単に所定角度の傾
斜面を有する端面を形成することができる。

【００２１】次に、図１（Ｄ）に示したように端面成型
されたパイプ用原板１４の端曲げ工程が行われる。この
端曲げ工程は、パイプ用原板１４の両側部の所定幅Ｗ２
を所定の曲率で内側面１４ｃ側に曲げる動作で行われ
る。この所定の曲率は、本実施の形態では完成する巻き
パイプの曲率にほぼ等しい曲率とされている。これによ
り、最終的な湾曲動作による完成するパイプの成型精度
が向上する。

【００２２】次に、同図（Ｅ）に示すＵ曲げ工程が行わ
れる。これは、端曲げされたパイプ用原板１４のほぼ中
央部をさらにプレス加工することにより図示のようにそ
の断面形状が略Ｕ字状になるように成型するものであ
る。

【００２３】そして、図２（Ａ）に示す最終工程として
のＯ曲げ動作が行われる。Ｏ曲げ動作は、パイプ用原板
１４をその断面形状がほぼ円形となるようにプレス加工
して成型することにより行われる。上記の様に端曲げ工
程により、パイプ用原板１４の両側部が予め最終円形状
の曲率に近い曲率に曲げられているので、このＯ曲げ動
作は、より容易且つスムーズに行われる。

【００２４】この工程で同図（Ｂ）に示したように断面
形状ほぼ円形を有する設定された長さの金属製巻きパイ
プが完成する。この状態で両側端面１４ａ及び１４ｂは
相互にほぼ全面接触した状態、すなわち、密着性の良い
状態にある。これは、予め両側端面１４ａ及び１４ｂが
所定角度に端面成型されていることから、Ｏ曲げ動作を
行うだけで達成されるものである。

【００２５】この状態では、図４に示したように金属製
巻きパイプの内周面１４ｃ側が湾曲動作時の圧縮により
外周面２００側よりもやや突出した状態（図上４００部
分）となっているので、この突出を切削する動作を付加
的に行い水平な端面が形成される。

【００２６】次に、端面成型工程においてパイプ用原板
の両側端面だけでなくそれに直交する方向の上下端面に
ついても端面成型を行う実施の形態について説明する。

【００２７】図５（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、パ
イプ用原板１４の両側端面１４ａ及び１４ｂに直交する
方向の上下端面１４ｄ及び１４ｅについても内側面１４
ｃ側から外側面２００側に向けてパイプ用原板１４の幅
が広がるように傾斜した傾斜面となるように成型され
る。この傾斜面の傾斜角は、上記図３に示した内側面側
の突出を防止するために必要な角度であり、予め実験に
より定められる。その角度だけ内側面１４ｃ側を低く形
成しておくものである。従って、Ｏ曲げ工程が行われた
後、内側面側の突出がほとんど生じていないので、切削
など面倒な作業は不要であり、修正作業は極めて容易で
ある。

【００２８】例えば、図６（Ａ）及び（Ｂ）には、端面
の修正を簡単に行うための円形の凹部を有するプレス手
段の例が示されており、同図（Ａ）は正面断面図、同図
（Ｂ）側面図である。この端面修正プレス加工手段２２
をＯ曲げされたパイプ用原板１４の両側から同時に使用
し、すなわち円形の凹部２２ａにＯ曲げされたパイプ用
原板１４の端部を挿入してプレス加工を行う。なお、端
面修正プレス加工手段２２の中央には凸部２２ｂが形成
されており、この中央凸部２２ｂをＯ曲げされたパイプ
用原板１４の端部に挿入することにより適正に位置決め
された状態で端面修正を行うことができる。

【００２９】同図（Ｃ）には、その一方側の動作状態が
示されており、図示のように、Ｏ曲げ動作を行うための
プレス加工装置１８による動作と同時にＯ曲げされたパ
イプ用原板１４であるパイプ２０の端部２０ａを端面修
正プレス加工手段２２の円形凹部２２ａにて矢印３００
方向に押圧することにより簡単かつ正確に角の落とされ
た端面を形成することができることが理解される。

【００３０】次に、上記製造方法を実行するための製造
装置について説明する。

【００３１】図７は、本発明による金属製巻きパイプの
製造法ラインの概略を示している。図示のように、ロー
ラ１２に巻回された長尺鋼板１０は、引出し手段として
の引出しローラ２３により順次引き出される。この引出
し動作に従ってローラ１２は回転している。更に、引き
出された長尺鋼板１０は複数のローラ２４によりほぼ水
平に導かれる。特に、レベラロールフィーダ２６により
レベリングされ次段の切断動作を行うシャーリング２８
に供給される。

【００３２】このシャーリング２８では、長尺鋼板１０
を製造すべきパイプ長さに順次切断する。切断されたパ
イプ用原板１４はトランスファーモーション３０によっ
てプレス加工成型工程を行うプレス加工装置３２に送ら
れる。このプレス加工装置３２では、上述の当接側の端
面の端面成型及び上下端面の端面成型、更に端曲げ工
程、Ｕ曲げ工程及びＯ曲げ工程、そして最後に上記図６
（Ｃ）に示した端面修正プレス加工手段２２による端面
取り工程が行われる。こうして完成した金属製巻きパイ
プは、搬出ステーション３４に送り出され順次製品台車
３６に積載されて搬送される。

【００３３】このように、パイプ用原板１４の端面を角
度付けする端面成型を予め行い、その後に湾曲させる工
程を行うこととし、また湾曲させる工程の第１工程とし
て適切な曲率で両側部分を曲げる端曲げ工程を行ったこ
とにより、円滑な湾曲動作とプレス加工による曲げ動作
のみで継目１００の部分における良好な密着性及び上下
端面の面取り動作の簡易性を備えた金属製巻きパイプを
簡単に製造することができる。製造された巻きパイプの
継目１００部分の密着性により従来行われていたような
溶接作業も不要である。

【００３４】なお、本発明は上記実施の形態に示した各
構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種
々の変形が可能である。例えば、端面成型工程や各曲げ
動作を行うプレス加工工程に用いる装置は、上述の装置
に限定されるものではなく、同様の動作を行うための公
知の種々の装置を用いることが可能である。また、上記
端面の傾斜角の設定は、製造すべき巻きパイプの径や肉
厚によって微妙に調整されるが、種々の実験を行った結
果のデータを用いて適切な角度が設定される。

【００３５】また、上記実施の形態では端面成型手段に
よる端面成型は、上記切断手段によるパイプ用原版１４
の作成の後段で行ったが、当接側の端縁部の加工につい
てはこれに限られず、切断の前段に行っても良い。従っ
て、切断前の場合にはローラ１２から引き出された長尺
板材に対して端面成型動作が行われる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る金属
製巻きパイプの製造方法及びその装置によれば、製造工
程中の複雑な制御を伴うことなく簡単な動作で完成した
巻きパイプの継目部分の良好な密着性を確保することが
でき、湾曲動作後における溶接作業等の面倒な後作業も
解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）乃至（Ｅ）は実施の形態に係る製造方法
でのパイプ製造材料の変化状態を示す説明図である。

【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は実施の形態に係る製造方法
での最終湾曲動作であるＯ曲げ工程を示す説明図であ
る。

【図３】パイプ用原板の両側端面の端面傾斜状態説明図
である。

【図４】Ｏ曲げ動作後の巻きパイプの上下端面の形状状
態を示す説明図である。

【図５】（Ａ）及び（Ｂ）はパイプ用原板の上下端面の
傾斜面状態を示す説明図である。

【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は端面修正プレス加工手段の
正面断面図及び側面図、（Ｃ）は端面取り工程の動作説
明図である。

【図７】実施の形態に係る製造装置の概略構成図であ
る。

【図８】端面成型工程に用いられるプレス加工用のロー
ラの構成説明図である。

【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は従来の金属製巻きパイプの
完成状態説明図である。

【符号の説明】

１０ 長尺鋼板 １２ 材料保持用のローラ １４ パイプ用原板 １８ Ｏ曲げ用プレス加工手段 ２０ 端面取り用プレス加工手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製のパイプ用板材料を円柱形状に湾
   曲させ、端縁部相互を当接させてパイプを製造する金属
   製巻パイプの製造方法において、 前記湾曲動作前に、前記パイプ用板材料の端縁部を前記
   湾曲動作のみによってそれら端縁部相互がほぼ全面接触
   状態とされるような傾きを有する傾斜端面とする端面成
   型工程を行うことを特徴とする金属製巻パイプの製造方
   法。
2. 【請求項２】 所定幅を有する金属製の長尺板材を製造
   すべきパイプ長さに切断し前記パイプ用板材料としての
   パイプ用原板とする原板作成工程を行った後に、前記端
   面成型工程を行い、 前記湾曲動作は、 前記端面成型されたパイプ用原板の両側部の所定幅を前
   記両側端面に沿って前記パイプ完成時における内側面側
   に所定曲率で曲げる端曲げ工程と、 該端曲げされた両側部の中間部分を更に曲げ前記パイプ
   長さ方向に直交する方向の断面形状が略Ｕ字状となるよ
   うにするＵ曲げ工程と、 該Ｕ曲げされたパイプ用原板を更に前記断面形状が略円
   形となるよう曲げるＯ曲げ工程と、を含むことを特徴と
   する請求項１に記載の金属製巻パイプの製造方法。
3. 【請求項３】 前記端面成型工程にて、 前記パイプ用原板の前記当接される側の端縁部に直交す
   る端縁部であるパイプ上下端縁部について、パイプ完成
   時における内側面側から外側面側にパイプ用原板の幅が
   広がるように所定角度傾いた傾斜面とする付加端面成型
   を行うことを特徴とする金属製巻パイプの製造方法。
4. 【請求項４】 金属製のパイプ用板材料を円柱形状に湾
   曲させせ、端縁部相互を当接させてパイプを製造する金
   属製巻パイプの製造装置において、 所定幅を有する金属製の長尺板材を引出し可能に保持す
   る板材保持手段と、 板材保持手段から前記長尺板材を引き出す引出し手段
   と、 該引出し手段にて引き出された前記長尺板材を製造すべ
   きパイプ長さに順次切断しパイプ用板材料としてのパイ
   プ用原板とする切断手段と、 前記切断されたパイプ用原板の前記端縁部を前記湾曲動
   作のみによってそれら端縁部相互がほぼ全面接触状態と
   されるような傾きを有する傾斜端面とする端面成型手段
   と、 該端面成型手段にて端面成型されたパイプ用原板の両端
   縁部側の所定幅を前記両端縁部に沿って前記パイプ完成
   時における内側面側に所定曲率で曲げる端曲げプレス加
   工手段と、 該端曲げプレス加工手段にて端曲げされたパイプ用原板
   の両側部分の中間部分を更に前記端縁部伸長方向に直交
   する方向の断面形状が略Ｕ字状となるように曲げるＵ曲
   げプレス加工手段と、 該Ｕ曲げプレス加工手段にてＵ曲げされたパイプ用原板
   を更に前記断面形状が略円形となるように曲げるＯ曲げ
   プレス加工手段と、 を備え、前記端面成型手段により形成される傾斜面の傾
   斜角は、前記Ｏ曲げプレス加工手段による曲げ動作のみ
   によって前記両傾斜端面が相互にほぼ全面接触状態とな
   る角度であることを特徴とする金属製巻パイプの製造装
   置。
5. 【請求項５】 前記端面成型手段は、前記パイプ用原板
   の前記当接される側の端縁部に直交する端縁部であるパ
   イプ上下端縁部を、パイプ完成時における内側面側から
   外側面側にパイプ用原板の幅が広がるように所定角度傾
   いた傾面側に所定角度傾いた傾斜面とする成型を行うこ
   とを特徴とする金属製巻パイプの製造装置。