JPS643572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は造管機で製造される溶接管の内面ビー
ドを造管機内において押し潰し、管内面を平滑に
する溶接管の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の肉厚は母材と比較する
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
装置を回転させて溶接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)の方法は上記の(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、取り出しに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、前述の(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の
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、本発明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、該マンドレルに設けられた偏芯軸保持
孔には偏芯軸が取り付けられており、該偏芯軸の
両側に一対の側方コロが回転自在に取り付けら
れ、該側方コロの間の偏芯軸の中央部に中心コロ
が回転自在に取り付けられていて、該中心コロが
溶接管の内面ビードの面にまた側方コロが内面ビ
ードと反対面にそれぞれ当接する如く保持されて
おり、該中心コロ及び側方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
徴とする溶接管の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の内面ビ
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実施例を一部を断面図で示し
た側面図、第３図は第２図に示した本発明装置を
偏芯軸の中心部で見た拡大正断面図、第４図は第
２図に示した本発明装置のマンドレルの分解斜視
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
あり、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は縦半割に分割された二個の部材が一対
に組み合わされたものである。１０はマンドレル
９の中央部に取り付けられており中央部と両側と
の偏芯量が異なる偏芯軸、１１，１２は偏芯軸１
０の両側にそれぞれ回転自在に一対取り付けられ
ている側方コロ、１３は側方コロ１１と１２との
間の偏芯軸１０の中央部に回転自在に取り付けら
れた中心コロであり、中心コロ１３が溶接管８の
内面ビードの面にまた側方コロ１１，１２が内面
ビードと反対面にそれぞれ当接する如くマンドレ
ルに取り付けられた偏芯軸１０に側方コロ１１，
１２及び中心コロ１３が保持されている。 １４はマンドレル９に設けられているボルト孔
であり、このボルト孔１４によつて縦半割に分割
されたマンドレル９はボルトによつて一体に連結
される。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は側方コロ１１，１２、中心
コロ１３が当接する位置の外側で造管機の定径ス
タンドに上下一対に設けられていて溶接管で外表
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り、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の先端部と上側バツクアツプロール１
６の中心部とを連結しているチヨツク、２０，２
１は偏芯軸１０の両側若しくは片側とマンドレル
９とを固定して偏芯軸１０の回転を防止するため
に偏芯軸１０の両側若しくは片側に設けられたピ
ン孔とマンドレル９に設けられたピン孔とに貫通
して挿入されている回転止めピンである。２２は
溶接によつて生じた溶接管の内面ビード、２３は
マンドレル９に設けられ偏芯軸１０を取り付ける
偏芯軸保持孔であり、この偏芯軸保持孔２３は円
形であつてもよいが、円形でなく四角形状などの
多角形状にして偏芯軸１０も同様の多角形状であ
ると上記回転止めピン２０，２１を用いなくても
偏芯軸１０の回転を防止することができる。２４
は回転止めピン２０，２１を挿入するためにマン
ドレル９に設けられているピン孔、２５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
から偏芯軸保持孔２３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文す
る油孔であり、この油孔２５はマンドレル９が第
４図の如く２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２２を平滑にするために管内部
に、偏芯軸１０の中央部に回転自在に取り付けら
れた中心コロ１３と、この中心コロ１３の両側に
回転自在に取り付けられた一対の側方コロ１１，
１２と、中心コロ１３及び側方コロ１１，１２を
保持するマンドレル９とをマンドレル保持シヤフ
ト７の先端部に取り付けて挿入し、内面ビード２
２の面に中心コロ１３を当て、内面ビード２２と
反対面に側方コロ１１，１２を当てると共に、中
心コロ１３及び側方コロ１１，１２を当てた位置
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１７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２２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２２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
が溶接トーチ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る途中で上部
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、偏芯軸１０、側方コロ
１１，１２及び中心コロ１３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で保持されている偏芯
軸１０の芯は定径スタンド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２２の面に中心
コロ１３が当接し、側方コロ１１，１２が内面ビ
ード２２と反対面に当接するようにする。 次いで、スクリユーシヤフト１９を作動させて
チヨツク１８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とで挾持させた後、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２２の凸部が上側バツクアツ
プロール１６と中心コロ１３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２２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２２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２２は上部に位置して移動し、上側バツクアツ
プロール１６を下降させて溶接管８を押圧する
と、内面ビード２２は上側バツクアツプロール１
６の下面と中心コロ１３の上面とによつて圧延さ
れることになり、特に内面ビード２２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い
押圧力で潰れる。しかしながら、平滑な内面ビー
ド２２を得るためには上側バツクアツプロール１
６を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１
６と中心コロ１３との間及び下側バツクアツプロ
ール１７と側方コロ１１，１２との間で溶接管８
が圧延されることにより、内面ビード２２の凸部
が潰されて平滑な内面ビード面が得られる。この
際、中心コロ１３と側方コロ１１，１２とに生じ
る反力は偏芯軸１０とマンドレル９とで吸収さ
れ、中心コロ１３及び側方コロ１１，１２と偏芯
軸１０との間の摺動面に焼付きが生じない限り、
中心コロ１３及び側方コロ１１，１２は溶接管８
の進行に応じて回転し、内面ビード２２を平滑に
する動作を続けて行くことが可能である。またこ
の場合に、偏芯軸１０には大きな荷重がかかるた
め、偏芯軸１０が中心コロ１３及び側方コロ１
１，１２の滑り摩擦力により回転モーメントが発
生する。このため偏芯軸１０の両側若しくは片側
に設けられたピン孔とマンドレル９に設けられた
ピン孔２４とに回転止めピン２０，２１が貫通挿
入されていて偏芯軸１０の回転が防止されてい
る。また偏芯軸１０の回転防止は偏芯軸１０の両
側が円形ではなく四角形状などの多角形状に形成
され、この多角形状の部分を保持するマンドレル
９の偏芯軸保持孔２３も同様の多角形状に形成さ
れていると、偏芯軸１０の回転力はマンドレル９
で吸収されて偏芯軸１０の回転を防止することが
できる。 またマンドレル９は第４図に示す如く偏芯軸１
０を組み込むために縦半割の２個の部材に分割さ
れているからそのスリ合わせ面に設けられた油溝
若しくは油孔２５に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中心コロ１３、側方
コロ１１，１２の表面及び偏芯軸１０に給油すれ
ば中心コロ１３、側方コロ１１，１２の回転を円
滑にすることできるのであり、これは油孔２５か
ら供給された油が溶接管８の底部に流れ落ちて溶
接管８と共に移動して側方コロ１１，１２と溶接
管８との接触面の位置で側方コロ１１，１２に付
着して側方コロ１１，１２の回転によつて側方コ
ロ１１，１２の周面を伝つて上方に持ち上げられ
た後に側方コロ１１，１２の側面を伝つて流下す
るために、コロ１１，１２及び１３の各側面及び
表面と偏芯軸１０とに給油されるからである。 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２２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２２の高さを通常の
従来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２
２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２２を連続的に
平滑にすることが可能であり、偏芯軸１０を用い
ることにより、１本の偏芯軸で内面ビード２２を
平滑にできるため、偏芯軸の径を太くすることが
でき、そのため、小型化しても内面ビード２２を
潰せるだけの力に耐える軸の強度が得られるの
で、小径管にも使用可能な小型のものも得られ、
更に適切な潤滑を実施することにより焼付きが防
止され、長時間使用が可能である。 かかる本発明装置と前述の従来の方法、装置と
比較すると、 (a) 前述(イ)の方法と違い内面ビード２２を潰すた
めに使用する軸が偏芯した１本の偏芯軸１０で
済むため、偏芯軸１０の軸径を大きくすること
ができるので、小径管に適用しても内面ビード
潰しの力に耐えられるだけの軸径とすることが
可能であり、小型管にも適用できる。 (b) 前述(ロ)の装置と違いプラグを使用しないため
管内面に疵が発生しがたく、また管外面ロール
は静的にパイプを圧下すればよいので装置の構
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機械
の寿命が長く、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り出し、口付け、前処
理、抽伸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
に、内面ビード２２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。 以上詳述した如く、本発明に係る溶接管の内面
ビード除去装置は、造管機に装着され、造管機で
連続的に製造した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、小径管にも適
用することができ、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、作業も行ないやすいなどの優れた利点を
有していて、その工業的価値は大きなものがあ
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実施例を一部を断面図で示し
た側面図、第３図は第２図に示した本発明装置を
偏芯軸の中心部で見た拡大正断面図、第４図は第
２図に示した本発明装置のマンドレルの分解斜視
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…
…偏芯軸、１１，１２……側方コロ、１３……中
心コロ、１４……ボルト孔、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……チヨツク、１
９……スクリユーシヤフト、２０，２１……回転
止めピン、２２……内面ビード、２３……偏芯軸
保持孔、２４……ピン孔、２５……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に設けられた偏芯軸保持孔２
   ３には偏芯軸１０が挿入保持されており、該偏芯
   軸１０の両側に一対の側方コロ１１，１２が回転
   自在に取り付けられ、該側方コロ１１と１２との
   間の偏芯軸１０の中央部に中心コロ１３が回転自
   在に取り付けられていて、該中心コロ１３が溶接
   管８の内面ビード２２の面にまた側方コロ１１，
   １２が内面ビード２２と反対側の面にそれぞれ当
   接する如く保持されており、該中心コロ１３及び
   側方コロ１１，１２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
   特徴とする溶接管の内面ビード除去装置。 ２ 偏芯軸１０が該偏芯軸１０の両側に設けられ
   たピン孔とマンドレル９に設けられたピン孔２４
   とに貫通して挿入された回転止めピン２０，２１
   で固定されている特許請求の範囲第１項に記載の
   溶接管の内面ビード除去装置。 ３ 偏芯軸１０が該偏芯軸１０の片側に設けられ
   たピン孔とマンドレル９に設けられたピン孔２４
   とに貫通して挿入された回転止めピンで固定され
   ている特許請求の範囲第１項に記載の溶接管の内
   面ビード除去装置。 ４ 偏芯軸１０が端部を多角形状に形成され、該
   偏芯軸１０の端部と同様の多角形状に形成された
   マンドレル９の偏芯軸保持孔２３に挿入保持され
   ている特許請求の範囲第１項から第３項までのい
   ずれか１項に記載の溶接管の内面ビード除去装
   置。 ５ マンドレル９が縦半割に分割された二個の部
   材が一対に組み合わされたものである特許請求の
   範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載
   の溶接管の内面ビード除去装置。 ６ マンドレル９に中心コロ１３、側方コロ１
   １，１２及び偏芯軸１０に給油するための油孔２
   ５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項に記載の溶接管の内面ビ
   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１９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
   項に記載の溶接管の内面ビード除去装置。