JPH09239448A - 電縫管成形ロールスタンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール製作費用が安価で、被成形材のローリ
ングを防止しつつ、異肉厚や異径に対する兼用範囲が広
く、かつロール調整時間が短い電縫管成形ロールスタン
ドの提供。 【解決手段】 金属帯板を円形管状へと順次曲げ成形す
る電縫管成形ロールスタンドであって、被成形材の両側
のハウジング間に差し渡されたロール軸に装架され、被
成形材の下側から接する外接ロールと、樋状に成形され
た前記被成形材の縁面および該縁面近傍の外周側の面と
接する穴型を外周に持つ左右で一対の遊転ロールを有
し、該一対の遊転ロールは、支持軸上でまたは該支持軸
と一体で軸方向位置の変更が可能で、該支持軸は、その
互いに対向し合う側の端部を、軸心の傾斜角度変更可能
に両ハウジング間に差し渡されたブラケットで支持さ
れ、かつ該端部は前記外接ロール方向への位置の変更が
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電縫管成形における
ブレークダウン成形の後半部に好都合のロールスタンド
の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】電縫管成形におけるブレークダウン成形
は、平板状の帯材から樋状を経てＣ字状断面まで成形す
る段階であり、その前半では被成形材を上下等の２軸の
成形ロールにより、表裏面から挟圧して曲げ成形する
が、両側部分がロール軸に対し垂直状となる後半では、
上下２軸型のロールスタンドを使用して図６のＡに示
すように被成形材の幅方向中央部のみで挟圧成形する方
法、Ｂ（特公昭５３−４２２９８号）、Ｃ（特公平１−
４９５６２号）に示すごとく、上ロールで外周側および
両縁面から押圧する成形方法が用いられたり、図７の
ＡまたはＢに示すように、遊転等のサイドロールで両側
部分を両側から挟圧するものや下ロールを使用すると
ともに、多数の小径のケージロールで外周側から求心的
に押圧する成形方法が採用されている。

【０００３】電縫管成形において、板厚、外径等が近似
の複数品種の管に対して、ロール費の節減や製造管の品
種変更に伴う成形ロール等の交換作業の省略または交換
作業時間短縮の目的で、ロールを兼用することが行なわ
れている。電縫管成形におけるブレークダウン成形の前
半部での異径管に対するロール兼用（異径兼用）方法と
して、特開平４−２９４８２６号に提案および紹介があ
る。

【０００４】電縫管のブレークダウン成形段階では、表
裏から挟圧される段階でも、またその後の成形段階でも
前述の図６のＢ，Ｃ以外の方法では被成形材の縁面は押
圧されていない。このため、成形中の被成形材にローリ
ング（被成形材がその幅方向または周方向に偏倚、また
は捩じれること）を生じやすく、これが過度の場合、成
形形状が左右非対称等の形状不良となり、また後続のフ
ィンパス成形段階で縁面とフィンロールとの接触圧力が
過大となってフィンロールの摩耗、破損や被成形材の縁
面の損傷等が生じ易く、特に被成形材の左右非対称や縁
面の折傷は溶接部の溶接不良等の重大欠陥の原因となり
易い。上記ローリングは、成形ロールを異径兼用する時
の小径管の場合には、帯板の幅が狭いためより発生し易
く、また高強度材、厚肉材でも生じ易い。被成形材のロ
ーリングは、その縁面をロールで案内することで防止で
きるが、溶接性の点から縁面を損傷しないように行なう
ことが必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の図６のＡの成形
方法は、上ロールが大径となる上に、成形域は、被成形
材の幅方向中央部のみのため狭く、さらに被成形材の縁
部は振り放しのため、ロール出口の縁部は入口部の縁部
に拘束されて大きく変位できないので成形段一段当りの
成形量は少なく、また、被成形材の先端部を次のロール
段の孔型へ導入することが困難となり易く、またローリ
ング抑制作用がない等の欠点を有する。図６のＢ，Ｃの
方法は上ロールで縁部を拘束することで、同図Ａの方法
の欠点を回避するもので、Ｂの方法は通常のフィンパス
ロールに比しフィンロールの厚みを厚くして早期にフィ
ンパスロール成形法に移行しようとするものである。し
かし、いずれの方法も異径兼用範囲は狭く、特に、Ｃの
方法は異肉厚兼用性が低い。

【０００６】前記ケージロールによる成形法は、ケージ
ロールの取付位置を変更することで肉厚にほぼ無関係に
広い異径兼用範囲とすることができる。しかし、ケージ
ロール成形法では、そのロール数が多いため、該ロール
の取付け位置変更には長時間を要し、また、ローリング
を防止できない等の欠点がある。また、ケージロールを
一定の管径用にセットしたままで、異径兼用とする場合
の異径兼用可能範囲は狭い。また、サイドロール成形方
法は、ロールが大型化する、異径兼用可能範囲が狭い、
ローリングを防止できない等の欠点を有する。本発明は
ロール製作費用が安価で、被成形材のローリングを防止
しつつ、異肉厚や異径に対する兼用範囲が広く、かつロ
ール調整時間が短い電縫管成形ロールスタンドを提供す
ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレークダウ
ン成形の後半部に用いられる前記の各成形方法と、ロー
リング防止性、兼用性等の各方面から比較検討した結果
なされたものである。図３は、通常の異径兼用ブレーク
ダウンロールで表裏からの圧縮成形を終了した段階の被
成形材１の断面形状の二例を示す図であり、左半分は小
径管用、右半分は大径管用を示している。すなわち、縁
部は一般に曲げ成形が困難であるから、該縁部（１ｅま
たは１ｅ′）が成形ロール軸に対して平行、つまり成形
の初期の段階で、望ましくは曲げ成形完了時の曲率に近
く、またはこれを越える曲率（小半径）に表裏から挟圧
して曲げ成形した後、中央部１ｃを曲げ成形し、図３の
状態とする。この場合、大径管用の被成形材は小径管用
より幅が大であるから共通のロールで曲げ（異径兼用）
成形すると、同一成形段階での比較で大径管用は縁部１
ｅの部分の曲げ成形角度θｅが小径用の場合のθｅ′よ
り大きい。したがって、大径管成形の場合は、小径管成
形の場合に比して縁面の位置は高く傾斜は急傾斜であ
る。

【０００８】前述のように、表裏からの挟圧成形を終了
した段階後の曲げ成形は、特に両側部または縁部を外周
となる方向から圧縮することが、またローリング防止の
ためには、縁面を適切に案内することがそれぞれ有効で
ある。本発明は、ローリングを防止しつつ曲げ成形する
異径兼用ロールスタンドとして、一対の遊転を用いるも
ので、該ロールを、被成形材の縁面および該縁面近傍の
外周となる側の面と接する作業面を有するものとすると
し、縁面の損傷防止のための該ロールの縁面と接する作
業面、したがってロールの軸心の傾斜角度を特に正しい
角度に、かつその穴型位置をそれぞれ容易に変更できる
ようにしたものであり、遊転ロールの具体的構成とし
て、互いに対向し合う側の軸端部を、軸心の傾斜角度変
更可能、かつ外接ロール方向への位置変更可能に保持し
て、ロールはこの軸上で軸方向の位置変更とするか、ま
たは支持軸とロールを一体にしてその軸方向の位置変更
可能としたものである。

【０００９】すなわち、本発明のロールスタンドは、金
属帯板をその幅方向に円形管状へと順次曲げ成形する電
縫管成形ロールスタンドにおいて、被成形材の両側のハ
ウジングの間に差し渡されたロール軸に装架され、前記
被成形材の幅方向の中央域の管の外周となる側から接す
る外接ロールと、樋状に成形された前記被成形材の縁面
および該縁面近傍の外周となる側の面と接する穴型を外
周に持つ左右で一対となる遊転ロールを有し、該一対の
遊転ロールのそれぞれは、支持軸上で軸方向位置を変更
とすること、および支持軸がその軸方向位置を変更する
ことの少なくとも一方が可能とされ、該支持軸は、その
互いに対向し合う側の端部を軸心の傾斜角度を変更可能
に前記両ハウジング間に差し渡されたブラケットで支持
され、かつ該端部は前記外接ロール方向への位置の変更
が可能であることを特徴とする電縫管成形ロールスタン
ドである。

【００１０】本発明で外接ロールが接する被成形材の幅
方向の中央域とは、中央部（前者）とその両側の近傍
（後者）のうち、前者か後者の少なくともいずれかの部
分を意味する。すなわち、周速度差によるスリップを防
止する等の目的で中央部分に非接触部分を設ける場合も
中央域で接触していることになる。本発明のロールスタ
ンドは、縁面を遊転ロールで規制し、かつ被成形材を表
裏から挟圧して曲げ成形する段階後の早期に適用可能で
あるから、ローリングは軽度のうちから防止され、また
遊転支持軸の傾斜角はそれぞれの管品種に適合した角度
に容易確実に変更可能であるから、成形の非対称性や縁
面の損傷は有効に抑制され、また、ローリング防止効果
のため後続のフィンロールとの接触圧力も過度とならな
いから、これらによる溶接不良の要因は除去され、また
フィンロールの破損等も防止される。

【００１１】また、遊転ロール支持軸の互いに対向し合
う側の端部を支持することは、この端部を支持するため
の部材（支持部材）を共通化でき、かつ加圧反力のうち
互いに逆方向の力およびモーメントを相殺させることが
でき、また、加圧反力のうち同方向の力は、支持部材と
して、ブラケットの外接ロール方向に伸びる腕部とした
時、該腕部に対して軸力（圧縮）となるから、該支持部
材の腕部は小断面化することができる。この共通化およ
び小断面化できることは狭隘となり易い両遊転ロール間
のスペースにおいて、互いの軸端部の保持や調整を容易
化する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のロールスタンドにおい
て、遊転ロールの望ましい実施の態様を以下に述べる。
本発明において、一対の遊転ロールを非回転軸上にマラ
スト荷重負担可能にして遊転支持する形式とすると、軸
支持構造上有利である。また、一対の遊転ロールは図５
に示すように縁面と接触する孔型面を頂角βが大きい円
錐面とすると、該接触面の実際の作業面半径Ｒに対し、
相当円筒半径、つまり縁面と接触している部分の等価の
半径ＲｅはＲｅ＝Ｒ／(cosβ/2)から、大径のロールを
用いたと同等の効果により、接触面積が大きくなって被
成形材の縁面やロールの作業面の損傷、摩耗等が低下す
るので望ましい。また、この頂角βを大きくすることで
遊転ロール相互または遊転ロールと支持部材との干渉が
防止でき、遊転ロールを大径化する等の自由度が増し、
ロールの大径化利益（接触圧力低下、摩耗減少等）を享
受することができる。但し、βを過度に大きくすると、
周速差によるスリップが大きくなるので、頂角βは９０
°〜１５０°程度が望ましい。但し、遊転ロール、支持
軸の相互に間隔等により、この範囲外とすることも可能
である。

【００１３】遊転ロール支持軸は、両持ち形式（互いに
離反し合う側の端部も支持）すると狭隘となり勝ちな互
いに対向し合う側の端部の支持をモーメント伝達可能と
する必要がなくなり、構造が簡略化できる上に、強力な
圧下力を与え得る等により好ましい。遊転ロールの軸方
向位置調整は、該ロールを遊転ロール支持軸ごと軸方向
移動可能としてもよく、また該ロール支持軸上で移動可
能としてもよい。後者においては管品種について予め定
厚み寸法とした、好ましくは馬蹄形のスペーサまたはシ
ム等とダブルとする等のナットの組合せによる有段調整
とした方が簡便確実である。しかし、本発明において両
軸方向ともナットとする等無段階調整可能としてもよ
い。なお、本発明において外接ロールと遊転ロール間に
外周となる側が接する小型のサイドロール等を追加的に
設置してもよい。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）図１に本発明のロールスタンドを異径兼用
とした第１の実施例を示す。本図において、右半は大径
管、左半は小径管の成形の場合にそれぞれ対応してい
る。該実施例においてロールスタンドは、両ハウジング
１０，１０の各チョック内の図示しない軸受けで回転可
能に支持されて差し渡され、右方の図示しない駆動源で
回転駆動される下ロール軸２に固定された外接ロール３
を有する。該外接ロール３は被成形材１に対し、その幅
方向中央域の外周となる側から接しており、被成形材１
を下方から支持すると共に、その駆動回転により該被成
形材に送り運動を与える。但し、本発明において、該ロ
ールの回転駆動は必須ではない。

【００１５】本発明のロールスタンドを特徴付ける遊転
ロール４，４は、その内径にスラスト荷重負担可能の転
がり軸受を介して設けられた図示しないブッシュを遊転
ロール支持軸７，７上に、円環状または馬蹄形状のスペ
ーサ５−１，５−２，５−３とダブルナット６により軸
方向位置調節可能にして固定されている。また、遊転ロ
ール支持軸７，７は、互いに対向し合う側の端部を、ハ
ウジング１０，１０間に差し渡され圧下装置１０−１、
１０−１で上下方向位置調整可能とされたブラケット８
の中央部から垂下した腕部の下端部へ、略水平のピン９
−１を介することにより、その傾斜角変更可能にして保
持されており、他端部はハウジング１０，１０により垂
直方向に案内され、ブラケット８に設けた圧下装置１１
−１，１１−１で位置調整可能とされたチョック１１の
球面スリーブで支持されており、該スリーブと軸７は軸
方向に相対移動可能である。

【００１６】図４Ａは、遊転ロール支持軸７，７の互い
に対向し合う端部の、ブラケット８の腕部の下端部によ
る支持状況を示すもので、軸７，７は互いに対向し合う
端部が合欠き状に重ねられ、被成形材の送り方向１′に
対向する方向に小角度（角α）だけ傾斜されており、こ
れによって遊転ロールの作業面は、被成形材の縁部の運
動方向、つまり被成形材の送り運動と両縁部が成形の進
行の結果互いに接近する運動の合成方向、にほぼ一致す
るごとくされている。該実施例において、製造管品種変
更の際の調整は、ピン９−１の締付力を弛めた後、圧下
装置１０−１および１１−１の調整、ならびにダブルナ
ット６およびスペーサ５−１、シム等の着脱、挿入位置
変更等による遊転ロール４の支持軸７上での軸方向位置
の変更とにより、次の成形管の管品種に適合した遊転ロ
ール４の位置および傾斜角とし、最後にピン９−１を締
め付けるという簡単で短時間の作業である。

【００１７】該実施例では、遊転ロール軸７を両持ち形
式としたので、遊転ロール４，４に強力な圧下力を与え
ることが可能である。しかし、簡便化等の点から、例え
ば、図４Ａにおいて、軸７の合欠き部にヌスミ７ａを入
れ、かつこれにより形成される円環状接触面を大径化す
るとともに、ピン９−１締め付け力を強化する等によ
り、モーメントを伝達可能に固定支持することにより、
遊転ロール支持軸７を片持ち形式とすることも可能であ
る。また、本実施例は互いに対向し合う軸端部の保持を
ピン９−１の一本とすることにより単純化、強力化され
ている、遊転ロールの縁面と接触する作業面の円錐頂角
βを大きくすることにより、遊転ロール４相互または遊
転ロール４とブラケット８の腕部下端との干渉を防止し
て遊転ロール４をより大径化したので、前述の等価半径
Ｒｅを大きくした効果と併せて縁面および作業面の損傷
およびロール面の摩耗を防止している等の特徴を有す
る。

【００１８】図４Ｂは、遊転ロール支持軸７，７の互い
に対向し合う端部の他の形式を示す図であり、Ａと同様
に合欠き状に重ねられているが、本形式の特徴は、ピン
９−１に対応する孔を支持軸７の軸方向に複数個配列し
て、その特定の孔を選定することで支持軸７とともに、
これに固定された図示しない遊転ロール４を軸方向に移
動可能とすることである（孔の配列中心軸７ａを支持軸
軸心７ｂに対し、傾斜することでブラケット８の所要移
動量を低減してもいる）。

【００１９】（実施例２）次に図２は、本発明のロール
スタンドの他の実施例を示す図である。外接ロール３
は、図１のものと構造、作動ともほぼ同様である。両ハ
ウジング１０，１０間に差し渡されたブラケット８は圧
下装置１０−１により、上下方向の位置の調整が可能で
ある。ブラケット８の中央部に設けられたマンドレルユ
ニット１５は、マンドレル８−１を回転およびロック可
能（常時はロック）に支持しており、該マンドレル８−
１の下端部には、シュー９がマンドレル８−１の回転を
遮断可能にして設けられており、該シュー９は、セット
ボルト９−２によりマンドレル８−１に対して固定可能
である。一対の遊転ロール支持軸７は、その互いに対向
し合う側の端部を、ほぼ水平なピン９−３を介してシュ
ー９で支持されることで、その傾斜角度を変更可能とさ
れている。

【００２０】遊転ロール支持軸７の他端部は、マンドレ
ル８−１のねじ部と螺合する蝶ナット１４−１と、両端
に結合ピンを有するリンク１４−２を介して結合されて
いる。遊転ロール４は、その支持軸７上で、スペーサ５
−１や一対のナット６により軸方向位置変更可能であ
る。補剛装置１２−１は、ブラケット８の下部の傾斜し
たスライド面に沿う移動と固定が可能とされたベース１
２−１と、該ベースを貫通するおねじ１３と、ベースの
表裏で該おねじ１３と螺合する一対のナット１３−１等
からなり、該ボルトの下端は支持軸７の最端部と締付ボ
ルト１３−２によりロック可能に結合されている。

【００２１】該実施例の製造管品種変更に伴う調整は、
次のステップにより行なわれる。セットボルト９−２、
ピン９−３、ベース１２−１、締付ボルト１３−２、ナ
ット１３−１を弛めておき、マンドレルユニット１５を
操作してマンドレル８−１を回転すると蝶ナット１４−
１の高さ位置が変化することでリンク１４−２を介して
遊転ロール支持軸７、したがって遊転ロール４の傾斜角
を調整する。この調整後、前述のセットボルト９−２、
ピン９−３、締付ボルト１３−２、一対のナット１３−
１およびベース１２−１をそれぞれ締付け固定する。次
に圧下装置１０−１を操作して、ブラケット８、遊転ロ
ール４等の全体の高さ位置調整と、遊転ロール４の遊転
ロール支持軸７上の軸方向位置調整とを行なう。以上に
より、管種変更に伴う調整が完了する。

【００２２】本実施例は、支持軸が両持ち形式とされ強
力な圧下が可能である、遊転ロール４の被成形縁面と接
する穴型面をほぼ円筒状とするとともにピン９−３を１
対とすることにより、被成形材の縁部の曲率中心Ｏとピ
ン９−３とを近接したので、製造管種変更時の遊転ロー
ル４の遊転ロール支持軸７上の軸方向位置変更量が少な
い（遊転ロール相互間隔は一般に狭隘となるから、軸方
向位置変更量は少ないほど好都合である）という特徴を
有する。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のロールスタ
ンドは、被成形材にその縁面とその近傍の外周となる側
から接触して曲げ成形する一対の遊転ロールを有するも
のとし、該遊転ロールはその支持軸と一体で、または該
支持軸上で軸方向に移動可能で、かつ、該支持軸の互い
に対向し合う側を傾斜角変更可能に支持したので、被成
形材の曲げ成形を効率に行なうことができ、かつ縁面の
損傷を抑制しつつローリングを防止し、広い範囲の異径
兼用に対して位置、傾斜角の調整が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のロールスタンドを示す
図である。

【図２】本発明の第２の実施例のロールスタンドを示す
図である。

【図３】異径兼用の成形形状の例を示す図である。

【図４】図１の互いに対向し合う遊転ロール支持軸の端
部の支持構造を示す図である。

【図５】実際の作業面半径Ｒと等価半径Ｒｅとの関係を
説明する図である。

【図６】従来の上下２段成形ロールスタンドでの成形の
各例を示す図である。

【図７】サイドロール成形の例を示す図である。

【符号の説明】

１ 被成形材、１ｃ 被成形材の中央部、１ｅ 被成形
材の縁部、２ 下ロール軸、３ 外接ロール、４ 遊転
ロール、５−１〜５−３ スペーサ、６ ナット、７
遊転ロール支持軸、８ ブラケット、８−１ マンドレ
ル、９ シュー、９−１ ピン、９−２ セットボル
ト、９−３ ピン、１０ ハウジング、１０−１ 圧下
装置、１１ チョック、１１−１ 圧下装置、１２ 補
剛装置、１２−１ ベース、１３ おねじ、１３−１
ナット、１３−２ 締付ボルト、１４−１ 蝶ナット、
１４−２ リンク、１５ マンドレルブロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯板をその幅方向に円形管状へと順
   次曲げ成形する電縫管成形ロールスタンドにおいて、被
   成形材の両側のハウジングの間に差し渡されたロール軸
   に装架され、前記被成形材の幅方向の中央域の管の外周
   となる側から接する外接ロールと、樋状に成形された前
   記被成形材の縁面および該縁面近傍の外周となる側の面
   と接する穴型を外周に持つ左右で一対となる遊転ロール
   を有し、該一対の遊転ロールのそれぞれは、支持軸上で
   軸方向位置を変更とすること、および支持軸がその軸方
   向位置を変更することの少なくとも一方が可能とされ、
   該支持軸は、その互いに対向し合う側の端部を、軸心の
   傾斜角度変更可能に前記両ハウジング間に差し渡された
   ブラケットで支持され、かつ該端部は前記外接ロール方
   向への位置の変更が可能であることを特徴とする電縫管
   成形ロールスタンド。
2. 【請求項２】 支持軸は互いに離反し合う側の軸端部を
   支持されて両持ち形式とされている請求項１の電縫管成
   形ロールスタンド。