JPS61286025A - 内面高真円度管の矯正方法 - 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〕 本発明は油圧シリンダのチューブ用等に供される内面高
真円度管の矯正方法に関するものである。

〔従来技術〕

一般にこの種の内面に高真円度が要求される管は継目無
管を素材とし、これをマンドレルミル等にて熱間圧延を
施した後、精度を高めるためにプラグを用いた冷間抽伸
加工を施し、その後矯正機を用いて真直性を高めて製造
されている。

ところで上述した如き方法の場合、素管とされる継目無
管がその内、外面ともに真円性の高い場合は格別の不都
合を生じないが、内面の真円性は高いが外面の真円性が
低い、例えば第６図（イ）　　　　゛に示す如き半円弧
状のカリバー、真円のマンドレルバ−を用いたマンドレ
ルミルによって製造された素管の場合にあってはこれを
真円の孔を有するダイス及び真円のプラグを有する抽伸
機を用いて冷間加工を施してもその外面の楕円化状態は
若干その程度を軽減出来るものの、その断面形状、特に
その外周面形状については十分な改善を図ることは難し
い、このため、第６図（ロ）に示す如き管をそのまま矯
正機、所謂ロータリーストレートナ−（以下単にロール
矯正機と称す）に通し、オフセットとクラッシュを付与
してその矯正を施すこととなるが、矯正機自体は真直化
を主目的としており、真円度の向上に十分な考慮が払わ
れていないこともあ４て、これに通した管は第６図（ハ
）に示す如く外周面形状は真円度を高められるものの、
逆に内面の真円度が崩れ、目的とする内面高真円度の管
が得られなくなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このため従来は矯正機としてプレス型の矯正機、例えば
ギャグプレス矯正機等を用いた矯正を行わざるを得ない
が、作業能率が低く製品のコストアップを免れ得ないな
どの問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

、本発明者等は上述した如きロール矯正機による真円性
の低い外周面を有する管をロール矯正機に通した場合、
外周面の真円性が高められ、逆に内面に真円性が低下す
る問題につき実験、研究を行った結果、内面真円性の低
下は、ロール矯正機によって管に付与するクラッシュ、
即ち押しひしゃげ機能と密接な関係にあり、このクラッ
シェ量を低減させてゆくに従って管外周面の真円化の程
度は低くなるが、内面形状の変化も抑制し得ることを知
見した。

本発明はかかる知見に基づきなされたものであって、そ
の目的とするところはロール矯正機を用いて管に対しオ
フセットは付与するが、クラッシュは実質的に付与しな
い状態で矯正を行うことにより、高真円度に形成された
内面形状を崩すことなく、しかも外周面形状についても
その形状修正を施し得るようにした内面高真円度管の矯
正方法を提供するにある。

本発明に係る内面高真円度管の矯正方法は、内面を高真
円度に形成した管を、傾斜対向式のロール矯正機を用い
て、管にオフセットを付与し、且つクラッシュを実質的
に付与しない所定圧荷重を加えつつ矯正をｂｉすことを
特徴とする。

（実施例） 以下本発明方法をその実施状態を示す図面に基づき具体
的に説明する。第１図は本発明方法を２−２−２−１型
のクラッシュ付与ロールに、その荷重を制御する油圧装
置に連繋されたシリンダを備えた多ロール式矯正機にて
実施している態様を示す模式図であり、図中１．２，３
．４は夫々第１〜第４スタンド、Ｐは管を示している。

管Ｐは図示しない抽伸機にて冷間抽伸加工を施された後
、白抜矢符方向から矯正機の各スタンド１〜４に通され
るようになっている。各スタンド１〜３は夫々管Ｐの移
動域を隔てて上、下に一対の鼓形をなすロール１１ｕ、
１１ｄ　、２１ｕ、２１ｄ　、　３１ｕ、３１ｄが、ま
たスタンド４は管Ｐの移動域下に臨ませて同じく鼓形を
なすロール４１ｄが配設されている。

各スタンド１〜４におけるロールｌｌｕ、　ｌｌｄ〜４
１ｄのうち、第１スタンドｌの上ロールｆｌｕ、第２ス
タンド２の下ロール２Ｌｄ　、第３スタンド３の上ロー
ル３１ｕ及び第４スタンド４のロール４１ｄはいずれも
ねじ式の圧下袋ｗ１５に支持され、また第１スタンドｌ
の下ロールｌｉｄ　、第３スタンドの下ロール３１ｄは
油圧式の圧下装置６．６に、更に第２スタンド２の上ロ
ール２１ｕは組合せ構造のねじ式圧下装置７及び油圧式
圧下装置８の両者に夫々支持されている。

ねじ式の圧下装置５はいずれも構造的には同じであり、
第２スタンド２の下ロール２１ｄを支持する圧下装置５
について示すと、下端部を基台９ｄに固定したシリンダ
５ｂの中心線に沿って下端部をモータ５ｃに連繋した螺
条杆５ｄを枢支し、この螺条杆５ｄに螺合せしめてシリ
ンダ５ｂ内に摺嵌されたスライドブロック５ｅにロール
２１ｄを支持せしめて構成されており、Ｍｊ記モータ５
Ｃの正逆駆動によって螺条杆５ｄを回転させ、スライド
ブロック５ｅを昇降調節し、ロール２１ｄの位置設定を
行うようになっている。

また油圧式の圧下装置６はいずれも構造的には同じであ
るから、第１スタンド１の下ロールｔｔｔｉを支持する
圧下装置６について示すと下端を基台９ｄに固定したガ
イド筒６ｂの中心線に沿って上端部寄りにピストン部６
Ｃを備えたロッド６ｄを配設し、前記ピストン部６Ｃに
ロールｌｉｄを枢支した支持ブロック６ｅを前記ガイド
筒６ｂ内に摺７・８せしめた状態で外６０せしめ、前記
ピストン部６ｃ上部と支持ブロック６ｅ内に形成した空
所との間の油室６ｆ内に油圧系を介して圧油を給排せし
めることにより、支持ブロック６ｅを昇降させ、下ロー
ルｌｉｄの上ロールｆｌｕに対する間隔、即ちロールギ
ャップを調節するようになっている。

油圧系は第１図に明らかな如く、油圧ポンプＯＰに連な
る共通配管から油室６ｆに至る分岐管中に圧油の給油、
還流に切換可能な２位置切換型の電磁弁６ｇ、減圧弁６
ｈ、逆止弁６１を介装すると共に、前記逆止弁６１と減
圧弁６ｈとの間にはリリーフ弁６ｊを設け、また逆止弁
６１と並列に開閉弁６ｋを備えたバイパス路６１を、更
に前記減圧弁６ｈ、逆止弁６１と並列に逆止弁６ｍを備
えた別のバイパス路６ｎを設けて構成しである。

電磁弁６ｇを図示の如く給油位置に設定すると、圧油は
共通配管から電磁弁６ｇ、減圧弁６ｈ、逆止弁６１を経
て油室６ｆに供給され、下ロールｌｉｄを上ロールＬ１
ｕと所定寸法隔てた状態に設定する。

また電磁弁６ｇを還流の位置に設定すれば油室６ｆの圧
油はバイパスロール６ｎを経てドレーンに排出される。

なお電磁弁６ｇを第１図に示す如き位置に設定した状態
で矯正中、下ロールｌｉｄに加わる荷重がリリーフ弁６
ｊに設定されている値を越えると、リリーフ弁６ｊが作
動して圧油をドレーンに排出し、管Ｐに所定以上の荷重
が負荷されないように設定されている。

更にねじ式及び油圧式の圧下装！！７．８は前述した油
圧式の圧下装Ｗ、６と同様に上端を基台９ｕに固定した
ガイド筒７ａの中心線に沿って上端部をモータ７ｂに連
結した螺条に７ｃを配設し、この螺条杆７ｃに回り止め
された状態でピストン部８ａを螺合すると共に、該ピス
トン部８ａにロール２１ｕを枢支した支持ブロック８ｂ
を前記ガイド筒７ａに摺嵌した状態で外嵌し、ピストン
部８ａの上、下と支持ブロック８ｂ内の空所との間に油
室８ｃ、８ｄを形成し、各油室８ｃ、８ｄに各油圧系を
通じて圧油を給排するように構成してあり、モータ７ｂ
の正逆回転により螺条杆７ｃを回転させ、ピストン部８
ａを昇降移動して支持ブロック８ｂ、換言すればロール
２１ｕを昇降調節する外、油室８ｃ、８ｄに対する圧油
の給排によってもロール２１ｕの昇降調節を行い得るよ
うになっている。

油室８ｃ、８ｄに対する油圧系は第１図に示す如くであ
り、共通配管路から油室８ｃに至る間に３位置切換型の
電磁弁８ｅ、減圧弁８ｆ、並びにこれらと並列にリリー
フ弁８ｇ、２位置切換型の電磁弁８ｈを介装せしめであ
る。

リリーフ弁８ｇ、減圧弁８ｆは夫々予め設定圧（１５ｋ
ｇ／ｃｍ２＋１５〜２００１ｔｃｓ２程度）を設定され
ており、当初リリーフ弁８ｇ、電磁＃８ｈ　　を通して
油室８ｃに圧油を供給し、下ロール２１ｄに対する上ロ
ール２１ａの位置、即ちロールギャップを設定し１電磁
弁ａｈ、Ｂｅを閉じておく、上ロール２１ｕに所定以上
の負荷が作用し、油室８ｃ内の油圧が所定値を越えると
減圧弁８ｆを通じて圧油を逃し、管Ｐに対する圧力を設
定値以下に保持するようになっている。

一方共通管路から油圧８ｄに至る管路中には２位置切換
型の電磁弁８＋＋　　リリーフ弁８ｊを介装すると共に
、リリーフ弁８ｊと並列に逆止弁８ｋを介装したバイパ
ス路８Ｉ！を設けである。初期設定の際は油室８ｃに対
すると同様に圧油を電磁弁８ｔ＋　　リリーフ弁８ｊを
通じて導入状態に設定しておく。

なお上述したねじ式、油圧式等の圧下装″７！１５゜６
．７．８自体の構成については特に限定するものではな
く、管Ｐに対し一定の負荷を付与し得る構成であればよ
い。

１０は前記各ねじ式圧下装置５，７における駆動用モー
タ等に対する制御部であり、予め定めたオフセット量δ
０、管Ｐに対する必要な荷重等に基づき上、下ロールの
初期設定のための信号を出力する外、圧下装置８の油室
８ｃに対する圧油系の管路中に介装した圧力系ＰＴから
の信号を取り込み、管Ｐに対する上ロール２１ｕの荷重
を算出し、予め定めた管Ｐに付与すべき設定荷重と比較
し、算出ＷＩｆ！を設定荷重に一致せしめて荷重一定制
御が行ねれるよう電磁弁等に対し信号を出力するように
なっている。

次に上述した如きロール矯正機を用いて内面高真円度管
に矯正を施す場合における付与オフセット量、クラッシ
ュ量及びこれを実現するためのロールの位置設定態様に
ついて説明する。

ｌ）オフセット量 オフセット量は予め管種（黒管、メカニカルチューブ、
ステンレス管等）及び対象が途中品、仕上品等に応じて
経験的に最も適切な値を定め、これをテーブル化してお
き、これに基づき設定を行う。

而していま付与すべきオフセット量をδ０と　　　゛す
ると、第１．第３スタンド１，３の下ロール１１ｄ、３
１ｄの中心高さくフロア面に対する）をＨ６とじて、第
２スタンド２の下ロール２１ｄの中心高さＨ２，ｄを下
記（１１式の如くに設定する。

Ｈ２１ｄ”’ＨＤ＋δ。＋Δ２１ｄ　　　　　・・・（
１１但し、Δ２．ｄ：摩耗による補正項 また第４スタンド４の下ロール４１ｄの中心高さＨ，、
ｄは下記（２）式の如くに設定する。

Ｈ４，ｄ＝ＨＵ＋Δ４１ｄ　　　　　　　　・・・（２
）但し、Δ４１ｄ：ＰＪ耗の補正項 ２）クラッシュ量 クラッシュ量は各スタンド共に実質的に殆ど付与しない
ように、望ましくは零となるようにする。いま各スタン
ド１〜３夫々において付与すべきクラッシュ量をδｃｉ
　（ｉ　：　ｌ、　　２．　３）とすると、第２図に示
す如く、各上ロールの中心Ｈｕｔの高さくフロアからの
）は下記（３）式の如く表わせる。

Ｈｕｊ＝Ｚ　（ｉ、ｚ）＋　（ｄ−δｃｉ）　＋Ｒｏ　
　（ｉ、　　ｊ）・・・（３） 但し、Ｚ　（ｉ、ｚ）＝下ロールの中心高さ＋下ロール
半径 ｄ二管外径 Ｒｏ　　（ｉ、ｊ）：ロール半径 ｊ：上下ロール区分（ｊ＝Ｉ　：上ロール、ｊ＝２：下
ロール） クラッシュ量δｃｉ　（ｉ−１，２，３）はいずれも管
を第１図において白抜矢符で示す如く進行させるのに必
要な０．５鶴程度に留め、大きくとも第１．第３スタン
ド１．３のクラッシュ量は１ｍ、また第２スタンド２の
クラッシュ量は２１ｊを越えないものとする。

３）油圧荷重設定値 第２スタンド２の下ロール１１ｄ、第２スタンド２の上
ロール２１ｕ、及び第３スタンド３の下ロール３１ｄの
油圧式圧下装置６，８．６におけのクラッシュ量δＣｅ
に等しい時の荷重Ｐｃｅ、即ちクラッシュ荷重をＰｃｆ
とするとＰｃ１＝Ｐｃｅを予めテーブル化しておき、こ
のクラッシュ荷重よりも低い荷重ｋＰｃｉ（ｋ＜１）と
して与えられる。ｋの値は通常０．５程度である。

前述のクラッシュ荷重Ｐｃｉは第３図に示すようにＰｃ
ｉ＝ｇ（δｃｉ／δｃｅ）・Ｐｃｅで与えられる。ここ
でδｃｉ＝δＣｅの時の荷重Ｐｅｔは下記（４）式で与
えられる。

Ｐｃ１＝Ｐｃｅ＝ｆ　　（ｄ、ｔ、　　δｃｅ、　　ｊ
！　）　　−（４１但し、δｃｅ二弾性限でのクラッシ
ュ量でｔ ｄ：管外径、ｔ：管肉厚、Ｙｐ＝ 降伏強度、Ｅ：ヤング率、ｌ二ロ ール長 即ち、このクラッシュ荷重Ｐｃｉを前記（４）式に基づ
いて求め、これに係数ｋを乗じた値ｋＰｃｉを油圧荷重
設定値として制御部１０に予め入力しておけばよい。

次に本発明方法と油圧プレス矯正機を用いる従来方法と
の比較試験結果について説明する。

供試材としては３２０Ｃ製の継目無管に熱間でマンドレ
ルミルにて圧延した後、３０％の加工度で冷間中心加工
を施した後、応力除去のための焼鈍処理をｈｆＩｉシた
管を使用した。この管の寸法諸元は内径８０〜１４０鶴
φ、内面真円度０．０２〜０．２％、肉厚５〜２Ｑｍａ
、外面の真円度０．２〜１．０％である。

このような管に夫々本発明方法と従来方法とを適用で、
夫々の残留曲がり量（ＩＩＩＡ／ｍ）、内面楕円１ｉｔ
（ｍ）を調査した。結果は第４．５図に示すとおりであ
る。第４図は管外径（ｆｉ）を横軸に、また残留曲がり
量（ｆｌ／ｍ　）を縦軸にとって示してあり、また第５
図は横軸に内径（ｆｉ）を、また縦軸に管内面楕円！（
、ｍ）をとって示しである。

グラフ中実線は本発明方法に依った場合の、また破線は
従来方法に依った場合の各結果である。

このグラフから明らかなように本発明方法に依った場合
は残留曲がり量は従来方法に比較して格段に小さく、ま
た内面楕円量、即ち内面真円度も従来方法に比較して大
幅に改善されていることが解る。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては、被矯正対象となる管
に対しオフセットのみを付与し、クラッシュについては
実質的に付与しない状態でロール矯正機を用いた矯正を
施すこととしているから、内面真円度が高く、且つ外面
真円度が低い管であってもその内面真円度を損なうこと
なく、しかも外面真円度についてもその向上を図り得る
こととなり、歩留りの向上、品質の向上に寄与するとこ
ろ多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第２図は
ロール設定の説明図、第３図はクラッシュ荷重算出の説
明図、第４，５図は比較試験結果を示すグラフ、第６図
（イ）、（ロ）、（ハ）は従来の矯正方法による問題点
を示す説明図である。 １．２，３．４・・・スタンド　５，６．７．８・・・
圧下装置　１１ｕ＋２１ｕ＋３１ｕ　−上ロール　１１
ｄ、２１ｄ、３１ｄ。 ４１ｄ・・・下ロール　Ｐ・・・管　　ｏｐ・・・油圧
ポンプ代理人　弁理士　河　　野　　登　　夫算　２　
区 算　３　回 外桧（ｍ−） 鷺　４　回 内　　径　（ｙ−ｙ） 筈　５２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内面を高真円度に形成した管を、傾斜対向式のロー
   ル矯正機を用いて、管にオフセットを付与し、且つクラ
   ッシュを実質的に付与しない所定圧荷重を加えつつ矯正
   を施すことを特徴とする内面高真円度管の矯正方法。