JPS643571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は造管機で製造した溶接管の内面ビード
を造管機内において押し潰して管内面を平滑にす
る、溶接管における内面ビード除去装置に関する
ものである。 溶接管の製造は通常、造管機で金属帯を連続的
に円筒状に成形してその縁部を溶接して管にして
いるが、管の溶接は通常最上部で行なわれるため
管内部に溶融金属が僅かにたれ込んだ内面ビード
が溶接部に形成される。このため内面ビードが形
成された溶接ビード部は母材と比較すると、TIG
溶接で溶接した場合で0.1〜0.5mm、プラズマ溶接
で溶接した場合で0.3〜2.0mm厚くなつており、溶
接ビード部の内面は平滑でない。 溶接管はその使用分野においてはかかる内面ビ
ードが形成されたままの状態で広く使用されてい
るが、熱交換器、食品配管、その他特定の分野に
おいては溶接管であつても溶接部に形成されてい
る内面ビードが平滑であることが要求されてい
る。またステンレス鋼の溶接管においては、耐食
性の見地から内面ビードを平滑にして溶接部に冷
間加工を施すことが要求される用途が多く、また
継手用などに使用する溶接管においても内面ビー
ドが平滑であることあるいは内面ビードの高さが
所定の高さ以下であることなどが要求される場合
がある。 このように溶接管は、その使用分野によつては
内面ビードを低くすることあるいは平滑であるこ
となどの要求が強く、そのため従来から内面ビー
ドの高さを低くすると共に平滑にするいくつかの
技術が開示されている。例えば、 (イ) 米国特許第2600254号には、比較的径の大き
い管の管内に回転軸を有する上下一対の管の内
径に比べて著しく小さいロールを挿入し、内面
ビード部に上ロールを当てつつその内面ビード
部の外側の管の外表面を別の上ロールと下ロー
ルとで押えて、内面ビード部に当てた上ロール
で内面ビードを潰して平滑にする方法が開示さ
れている。 (ロ) 特公昭49−15352号には外径40mm未満の小径
の管の管内にプラグを挿入し、管外面から偏芯
軸を有するロール軸を高速で回転させロールの
上下動を利用して管を叩いて内面ビードを平滑
にする装置が開示されている。 (ハ) 米国特許第2712249号には管内にアンビルを
挿入しその外周でハンマーを備えたビード平滑
装置を回転させて内面ビードを平滑にする装置
が開示されている。 (ニ) 上記(イ)，(ロ)，(ハ)はいずれも造管機で製造し
た
溶接管の内面ビードを連続的に押し潰して内面
ビードの高さを低くすると共に平滑にするもの
であるが、その他に溶接管を造管機から一旦取
り出して別ラインで冷間抽伸する従来から行な
われている方法がある。 しかしながら、これらの方法、装置にはいずれ
も次の如く一長一短がある。 (イ)の方法は管内に挿入された上下一対のロール
がそれぞれ回転軸を介して回転し、回転軸で内面
ビードを押し潰す力を受けており、小径管に適用
する場合には上下一対のロール及びその回転軸を
小さくしなければならないが、回転軸の軸径が小
さくなると内面ビードを押し潰す力を受けて軸が
折れたり曲がつたりするため、小径管には適用で
きないなどの欠点がある。 (ロ)の装置は偏芯軸を高速で回転しなければなら
ないので、機械の寿命、作業性の点で問題があ
る。 (ハ)の装置は機構が複雑であるばかりでなく、そ
の作業性などの点で問題があり、また管に疵が発
生しやすいなどの欠点がある。 (ニ)の方法は上記(イ)，(ロ)，(ハ)の如き欠点はない
が
造管機から取り出して別ラインで行なわなくては
ならず、取り出した手数を要するばかりでなく、
口付け、前処理、抽伸という工程が増加するため
製造費が高くなる。 このような理由から溶接管の内面ビードの高さ
を低くしたり、平滑にしたりするために、従来か
ら開示されている技術には満足すべきものがな
く、内面ビードを平滑にした溶接管は製造費が高
くかかつて価格が高くなるが、前述(ニ)の方法で製
造されたものが多く、内面ビードを平滑にした溶
接管を能率良く安価に製造し得る装置が要望され
ていた。 本発明は上記の如き従来の問題点を解決したも
のであり、造管機で製造した溶接管、特に主とし
て需要の多い外径20〜60mmの小中径管の内面ビー
ドを造管機内において能率良く且つ確実に押し潰
して管内面を平滑にして、内面ビードを平滑にし
た溶接管を安価に製造することができる溶接管に
おける内面ビード除去装置を提供するものであ
る。 更に詳しくは、本考案は金属帯を連続的に円筒
状に成形してその縁部を溶接して溶接管を製造す
る造管機に、溶接前の金属帯の縁部の開口部から
金属帯の内部に挿入されるマンドレル保持シヤフ
トが先端部にマンドレルを取り付けられて装着さ
れており、該マンドレルに上下に貫通して設けら
れた溝内に最大直径が溶接管の内径の1/2である
上側コロと下側コロとがその最大直径部で当接せ
しめられて回転自在に装着せしめられており、該
上側コロ及び下側コロが当接する位置の外側には
溶接管の外表面から溶接管を押圧する上下一対の
上側バツクアツプロールと下側バツクアツプロー
ルとが造管機に設けられていることを特徴とする
溶接管における内面ビード除去装置に関するもの
である。 以下、図面により本発明に係る溶接管における
内面ビード除去装置について詳細に説明する。第
１図は本発明装置が組み込まれた造管機の１実施
例を示す側面図、第２図は造管機に組み込まれた
本発明装置の１実施例の一部を断面で示した側面
図、第３図は第２図に示した本発明装置をマンド
レルに保持された上側コロ及び下側コロの最大直
径部から見た拡大正断面図、第４図は第２図に示
した本発明装置の上側コロ及び下側コロの最大直
径部における拡大縦断面図、第５図は本発明装置
に使用する上側コロ及び下側コロの他の実施例の
正面図、第６図は本発明装置に使用するマンドレ
ルの他の実施例の一部を断面で示した側面図であ
る。 図面中、１は金属帯２を連続的に円筒状に成形
してその縁部を溶接して溶接管を製造する造管機
に数段設けられている成形ロール、３は成形ロー
ル１で円筒状に成形した金属帯２の縁部を溶接す
る溶接トーチ、４は縁部を溶接された溶接管を外
側から加圧するスクイズロール、５はスクイズロ
ール４を経た溶接管を外側から成形して完全な円
形にする定径ロールであり、この定径ロール５は
複数組存在しておりこれらの定径ロール５群によ
る定径工程以降の切断工程は従来の装置と同様で
あるので第１図には省略してある。６は本発明装
置のマンドレル保持シヤフトを造管機の成形ロー
ル１の間に装着する取付金具、７は取付金具６を
介して装着され成形ロール１で円筒状に成形され
た溶接前の金属帯２の縁部の開口部から金属帯２
の内部に挿入されたマンドレル保持シヤフト、８
は金属帯２の縁部が溶接トーチ３で溶接された溶
接管である。９はマンドレル保持シヤフト７の先
端部に取り付けられたマンドレルであつて前記定
径ロール５群の間の入側に位置しており、このマ
ンドレル９には上下に貫通して設けられた溝１２
が設けられている。１０及び１１はマンドレル９
に設けられた溝１２に回転自在に装着せしめられ
ている上側コロ及び下側コロであり、この上側コ
ロ１０及び下側コロ１１はその最大直径が溶接管
８の内径の1/2であり、マンドレル９の溝１２に
装着せしめられた際にマンドレル９の外表面より
上側コロ１０の上部と下側コロ１１の下部とが僅
かに突出していて、上側コロ１０の突出した外表
面が溶接管８の内面ビードの面にまた下側コロ１
１の突出した外表面が溶接管８の内面ビードと反
対面に当接する。かかる上側コロ１０と下側コロ
１１とが回転自在に装着されているマンドレル
は、溝１２の形状が第２図及び第６図に示す実施
例の如く上側コロ１０と下側コロ１１とを上下い
ずれよりも自由に装着できる場合には一体構造で
よいが、第４図に示す実施例の如く上側コロ１０
及び下側コロ１１が溝１２より抜け出ないように
溝１２の上下にオーバーハング１２′が設けられ
ている場合には縦半割の二個の部材に分割されて
いてこの二個の部材を組み合わせてボルト孔１３
に挿通したボルトなどで一体に固定される構造に
なつている。 また、上側コロ１０及び下側コロ１１の形状
は、溶接管８の内面に合致した曲面を有する太鼓
形が好ましいが、この形状では上側コロ１０の下
面と下側コロ１１の上面との接触部が点接触とな
つてその面圧が大きく焼付きが発生し易いので第
５図に示す如くその面圧を下げるためにコロの曲
面の最大直径部の幅をある程度長した直線部１４
を設けることが好ましい。１５はマンドレル９を
マンドレル保持シヤフト７の先端部に固定してい
るロツクナツトである。１６及び１７は上側コロ
１０及び下側コロ１１が溶接管８に当接する位置
の外側で造管機の定径スタンドの一つに上下一対
に設けられていて溶接管８を外表面から押圧する
上側バツクアツプロール及び下側バツクアツプロ
ールである。１８は上側バツクアツプロール１６
を上下に昇降させるスクリユーシヤフト、１９は
スクリユーシヤフト１８の先端部と上側バツクア
ツプロール１６の中心部とを連結しているチヨツ
ク、２０は溶接によつて生じた溶接管８の内面ビ
ード、２１はマンドレル保持シヤフト７の取付側
のマンドレル９の面から溝１２の面に貫通して設
けられマンドレル保持シヤフト７を介して外部か
ら油を注入して上側コロ１０及び下側コロ１１の
摺動面に給油する油孔であり、この油孔２１はマ
ンドレル９が二個の部材に分割されている場合に
はそのスリ合わせ面に設けられた油溝であつても
よい。 本発明装置は上記の如く、造管機に取り付けら
れていて、造管機内において管材を長手方向に移
動中に内面ビード２０を平滑にするために管内部
に上下一組の上側コロ１０と下側コロ１１とが回
転自在に装着されているマンドレル９をマンドレ
ル保持シヤフト７の先端部に取り付けてロツクナ
ツト１５によつて固定して挿入し、内面ビード２
０の面に上側コロ１０を当接し、内面ビード２０
の反対面に下側コロ１１を当接すると共に、上側
コロ１０及び下側コロ１１を当接した位置の溶接
管８の外表面から上下一対に設けられた上側バツ
クアツプロール１６と下側バツクアツプロール１
７とで溶接管８を押圧して溶接管８に圧縮力を加
え、内面ビード２０を押し潰して平滑にする装置
である。 以下、本発明装置で内面ビード２０を平滑にす
る操作について説明する。 第１図に示す如く金属帯２は数段の成形ロール
１によつて連続的に円筒状に成形され、その縁部
を溶接トーチ３で溶接されてスクイズロール４を
経て定径ロール５で円形に成形されて移動して行
くが、金属帯２が円筒状に成形されまだ完全な円
とならず上部の縁部が開口している開口部から取
付金具６を介して管内にマンドレル９、上側コロ
１０、下側コロ１１が先端部に取り付けられてい
るマンドレル保持シヤフト７を挿入する。この場
合、マンドレル９の溝１２に装着されている上側
コロ１０及び下側コロ１１の芯は定径スタンドの
一つに設けられた上側バツクアツプロール１６及
び下側バツクアツプロール１７の芯とよく一致す
るようにその位置を調整しておいて、溶接管８の
内面ビード２０の面に上側コロ１０が当接し、下
側コロ１１が内面ビード２０と反対面に当接する
ようにする。このように調整するにはマンドレル
９の溝１２のマンドレル保持シヤフト７の長手方
向に直角な水平方向の幅を上側コロ１０及び下側
コロ１１の胴長と一定にせしめると共に溝１２の
マンドレル保持シヤフト７の長手方向と平行な方
向の幅を溶接管８の内径の1/2に合致せしめてお
けばよいが、溝１２のマンドレル保持シヤフト７
の長手方向と平行な幅を溶接管８の内径の1/2に
合致せしめると上側コロ１０及び下側コロ１１の
円滑な回転を期待できないので溝１２のマンドレ
ル保持シヤフト７の長手方向と平行な幅は第２図
及び第４図に示す如く溶接管８の内径1/2より多
少広くしておくのであり、このようにすると上側
コロ１０と下側コロ１１とが多少食違い状態とな
るがその程度は微小でありしかも溶接管８は上側
バツクアツプロール１６及び下側バツクアツプロ
ール１７で押圧されているので問題が無いと共
に、この変形は後の定径ロール５群により矯正さ
れるので問題は無い。 次いで、スクリユーシヤフト１８を作動させて
チヨツク１９を介して連結されている上側バツク
アツプロール１６を昇降させて溶接管８を上側バ
ツクアツプロール１６と下側バツクアツプロール
１７とで挾持させて後、上側バツクアツプロール
１６を下降させて移動する溶接管８を適当に押圧
すると、内面ビード２０の凸部が上側バツクアツ
プロール１６と上側コロ１０とによつて圧延され
て押し潰され平滑となるのであり、これは内面ビ
ード２０が溶接直後であるので、未だ軟らかい状
態にあるため容易に押し潰されるからである。 かかる内面ビード２０が平滑にある状態を第３
図によつて説明する。 溶接管８は上部を溶接されているため内面ビー
ド２０は上部に位置して移動し、上側バツクアツ
プロール１６を適度に下降させて溶接管８を押圧
すると、内面ビード２０は上側バツクアツプロー
ル１６の下面と上側コロ１０の上面とで圧延され
ることになり、特に内面ビード２０のビード面は
凸状をなしているのでビード面は比較的小さな圧
力で潰し始める。しかしながら、平滑な内面ビー
ド２０を得るためには上側バツクアツプロール１
６を充分強く圧下させる必要がある。第３図から
理解される如く、溶接管８は上側バツクアツプロ
ール１６で強圧されると、上側バツクアツプロー
ル１６と上側コロ１０との間及び下側バツクアツ
プロール１７と下側コロ１１との間で溶接管８が
圧延されることになり、内面ビード２０の凸部が
潰れて平滑な内面ビード面が得られる。この際、
上側コロ１０と下側コロ１１とに生じる大きな反
力は両方のコロ１０と１１との接触面で吸収さ
れ、上側コロ１０と下側コロ１１との接触面に焼
付きが生じない限り、上側コロ１０と下側コロ１
１とは溶接管８の進行に応じて回転し、内面ビー
ド２０を平滑にする動作を続けて行くことが可能
である。 かかる操作によつて本発明装置で溶接管８の内
面ビード２０の凸部を潰してその面を平滑にした
場合の溶接管８の内面ビード２０の高さを通常の
溶接管の内面ビードの高さと比較すると下表の通
りである。

【表】 表に示す如く、本発明装置で平滑にしたものは
内面ビードの高さが極めて低く実質ゼロであり、
造管機で連続して製造する溶接管８の内面ビード
２０を連続して平滑にすることができ、内面ビー
ド高さが実質ゼロである平滑な内面ビードを有す
る溶接管を容易且つ安価に製造することが可能で
ある。 このように、本発明装置は造管機において連続
的に製造する溶接管８の内面ビード２０を連続的
に平滑にすることが可能であり、上側コロ１０及
び下側コロ１１にかかる力を受ける回転軸を設け
る必要がなく上側コロ１０及び下側コロ１１にか
かる力を両コロ１０と１１との接触面で受けるよ
うにしたことに特徴を有するものであり、このよ
うな構造とすることにより装置の小型化が可能で
あるので小径管にも適用できるほど充分小型化す
ることができ、且つ小型化しても内面ビード２０
を充分押し潰せるだけの強度が得られ、更に作動
中はマンドレル保持シヤフト７を介して外部から
油を注入して油孔２１から上側コロ１０及び下側
コロ１１とマンドレル９との摺動面に給油して適
切な潤滑を実施することによつて焼付きが防止さ
れ長時間使用が可能である。 かかる本発明装置を前述の従来の方法・装置と
比較すると、 (a) 前述(イ)の方法と違い内面ビード２０を押し
潰すための上側コロ１０及び下側コロ１１には
荷重を支持するための回転軸を設ける必要がな
いため、荷重で軸が折れたり曲がつたりする恐
れが全く無く、装置の小型化が可能であり、小
径管にも適用できる。 (b) 前述(ロ)の装置と違い高速で回転する軸が無
く、装置の構造が非常に簡略化されているた
め、機械の寿命が延び、作業を行ないやすい。 (c) 前述(ハ)の装置と比較しても構造が簡単で寿命
が長く、作業を行ないやすい。 (d) 前述(ニ)の方法と比較すると、造管機内で連続
して内面ビードを平滑にできるため、前述(ニ)の
方法のように溶接管の取出し、口付け、前処
理、抽押という工程が省略でき安価に製造でき
る。 (e) 溶接直後に実施するのではなく、水又はソリ
ブル油などで溶接部を室温近くまで冷却した
後、内面ビード２０を平滑にするようにすれ
ば、溶接部が冷間加工を受けて耐食性の向上に
連らなる。 などの利点を有している。 以上詳述した如く、本発明に係る溶接管におけ
る内面ビード除去装置は、造管機に装着され、造
管機で連続的に製造される溶接管の内面ビードを
連続的に押し潰して平滑にする装置であり、小型
化が可能で小径管にも適用でき、しかも造管機内
において連続的に内面ビードを平滑にすることが
できるので、平滑な内面ビードを有する溶接管を
容易且つ安価に製造することができる優れた利点
を有しており、また構造が簡単であるので故障が
少なく寿命も長く、長時間使用が可能で、作業も
行ないやすいなどの優れた利点を有していて、そ
の工業的価置は大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置が組み込まれた造管機の１
実施例を示す側面図、第２図は造管機に組み込ま
れた本発明装置の１実施例の一部を断面で示した
側面図、第３図は第２図に示した本発明装置をマ
ンドレルに保持された上側コロ及び下側コロの最
大直径部から見た拡大正断面図、第４図は第２図
に示した本発明装置の上側コロ及び下側コロの最
大直径部における拡大縦断面図、第５図は本発明
装置に使用する上側コロ及び下側コロの他の実施
例の正面図、第６図は本発明装置に使用するマン
ドレルの他の実施例の一部を断面で示した側面図
である。 １……成形ロール、２……金属帯、３……溶接
トーチ、４……スクイズロール、５……定径ロー
ル、６……取付金具、７……マンドレル保持シヤ
フト、８……溶接管、９……マンドレル、１０…
…上側コロ、１１……下側コロ、１２……溝、１
２′……オーバーハング、１３……ボルト孔、１
４……直線部、１５……ロツクナツト、１６……
上側バツクアツプロール、１７……下側バツクア
ツプロール、１８……スクリユーシヤフト、１９
……チヨツク、２０……内面ビード、２１……油
孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属帯２を連続的に円筒状に成形してその縁
   部を溶接して溶接管８を製造する造管機に、溶接
   前の金属帯２の縁部の開口部から金属帯２の内部
   に挿入されるマンドレル保持シヤフト７が先端部
   にマンドレル９を取り付けられて装着されてお
   り、該マンドレル９に上下に貫通して設けられた
   溝１２内に最大直径が溶接管８の内径の1/2であ
   る上側コロ１０と下側コロ１１とがその最大直径
   部で当接せしめられて回転自在に装着せしめられ
   ており、該上側コロ１０及び下側コロ１１が当接
   する位置の外側には溶接管８の外表面から溶接管
   ８を押圧する上下一対の上側バツクアツプロール
   １６と下側バツクアツプロール１７とが造管機に
   設けられていることを特徴とする溶接管における
   内面ビード除去装置。 ２ 上側コロ１０及び下側コロ１１が最大直径部
   の幅を長くした直線部１４を設けた形状を成して
   いる特許請求の範囲第１項に記載の溶接管におけ
   る内面ビード除去装置。 ３ マンドレル９が一体構造である特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の溶接管における内面
   ビード除去装置。 ４ マンドレル９が縦半割に分割された二個の部
   材を一対に組み合わされたものである特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の溶接管における内
   面ビード除去装置。 ５ マンドレル９の溝１２の上下にオーバーハン
   グ１２′が設けられている特許請求の範囲第４項
   に記載の溶接管における内面ビード除去装置。 ６ マンドレル９に上側コロ１０と下側コロ１１
   との摺動面に給油する油孔２１が設けられている
   特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
   １項に記載の溶接管における内面ビード除去装
   置。 ７ 上側バツクアツプロール１６が上下に昇降自
   在にスクリユーシヤフト１８に連結されている特
   許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１
   項に記載の溶接管における内面ビード除去装置。