JPS643573B2 - - 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、管内面を平滑にす
る溶接管の内面ビードを除去する装置に関するも
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(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
内面ビードを除去する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上下
一対の上側凹部と下側凹部とに上側コロと下側コ
ロとがその外表面をマンドレルの外表面よりも僅
かに突出して回転自在にそれぞれ遊嵌され、該上
側コロが溶接管の内面ビードの面にまた下側コロ
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の内面ビードを除去する
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
ードを除去する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中
心部から見た拡大正断面図、第４図は第２図に示
した本発明装置のマンドレルの中央部の分解斜視
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は第３図及び第４図に示す如く縦半割に
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及び１０′はマンドレル９の上下
に中央部が大きい大鼓形に設けられた一対の上側
凹部１１と下側凹部１２とに回転自在にそれぞれ
遊嵌されている胴中央部が大きく形成された太鼓
形の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１０′はその外表面がマンドレ
ル９の外表面よりも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１０′の突出した外表面が溶
接管８の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９に保持されている。 かかる太鼓形の上側コロ１０及び下側コロ１
０′を回転自在に保持しているマンドレル９は、
縦半割の二個に分割されていて、この二個の部材
を組み合わすと、上側コロ１０及び下側コロ１
０′を遊嵌する太鼓形の上側凹部１１及び下側凹
部１２が第３図に示す如く形成される構造となつ
ている。１３はマンドレル９に設けられていて縦
半割に分割されたマンドレル９を連結するボルト
を通すボルト孔であり、このボルト孔１３に挿通
されるボルトによつて縦半割に分割されたマンド
レル９は一体に連結される。１４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。１５及び１６は上側コ
ロ１０及び下側コロ１０′が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。１７は上側バツクアツプロール１５を上下に
昇降させるスクリユーシヤフト、１８はスクリユ
ーシヤフト１７の先端部と下側バツクアツプロー
ル１５の中心部とを連結しているチヨツク、１９
は溶接によつて生じた溶接管８の内面ビード、２
０はマンドレル保持シヤフト７の取付側のマンド
レル９の面から上側凹部１１及び下側凹部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１０′の摺動面に給油する油孔であり、
この油孔２０は二個の部材に分割されているマン
ドレル９のスリ合わせ面に設けられている。 本発明装置は上述の如く、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１９を平滑にするために管内部
に、上下一組の太鼓形の上側コロ１０と下側コロ
１０′とが回転自在に遊嵌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
けて挿入し、内面ビード１９の面に上側コロ１０
を当接し、内面ビード１９の反対面に下側コロ１
０′を当接すると共に、上側コロ１０及び下側コ
ロ１０′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１
５と下側バツクアツプロール１６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１
９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１９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が数段の成形ロール
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１０′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に保持されている太鼓
形の上側コロ１０及び下側コロ１０′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１５及び下側バツクアツプロール１６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１９の面に上側コロ１０が
当接し、下側コロ１０′が内面ビード１９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１７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１５を昇降させて溶接管８を上側バ
ツクアツプロール１５と下側バツクアツプロール
１６とで挾持させて後、上側バツクアツプロール
１５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１９の凸部が上側バツクアツ
プロール１５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１９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１９が平滑になる状態を第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１９は上部に位置して移動し、上側バツクアツ
プロール１５を適度に下降させて溶接管８を押圧
すると、内面ビード１９は上側バツクアツプロー
ル１５の下面と太鼓形の上側コロ１０の上面とで
圧延されることになり、特に内面ビード１９のビ
ード面は凸状をなしているのでビード面は比較的
小さな圧力で潰れ始める。しかしながら、平滑な
内面ビード１９を得るためには上側バツクアツプ
ロール１５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１５で強圧されると、上側バツ
クアツプロール１５と太鼓形の上側コロ１０との
間及び下側バツクアツプロール１６と太鼓形の下
側コロ１０′との間で溶接管８が圧延されること
になり、内面ビード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１０′とに生じる大きな反力はマンドレル９
で吸収され、上側コロ１０及び下側コロ１０′と
マンドレル９との間の接触面に焼付きが生じない
限り、上側コロ１０及び下側コロ１０′は溶接管
８の進行に応じて回転し、内面ビード１９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１９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１９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１
９を連続して平滑にすることができ、内面ビード
の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１９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１０′に回転軸を設けることなく、直
接マンドレル９に保持させることによつて内面ビ
ード１９を押し潰す太鼓形の上側コロ及び下側コ
ロ１０′にかかる力を回転軸が受けるのでなく、
直接マンドレル９が受けるようにしたことに特徴
を有するものであり、この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十
分小型化することができ、且つ小型化しても内面
ビード１９を十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２０から上側コロ
１０及び下側コロ１０′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、以下に列挙する如き利点を有してい
る。 (a) 前述(イ)の方法と違い内面ビード１９を押し潰
すための上側コロ１０及び下側コロ１０′には
回転軸がないため、荷重で軸が折れたり、曲が
る恐れは全く無く、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１９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、内面ビード１９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
ビードを除去する装置は、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中
心部から見た拡大正断面図、第４図は第２図に示
した本発明装置のマンドレルの中央部の分解斜視
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…
…上側コロ、１０′……下側コロ、１１……上側
凹部、１２……下側凹部、１３……ボルト孔、１
４……ロツクナツト、１５……上側バツクアツプ
ロール、１６……下側バツクアツプロール、１７
……スクリユーシヤフト、１８……チヨツク、１
９……内面ビード、２０……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に設けられた上下一対の
   上側凹部１１と下側凹部１２とに上側コロ１０と
   下側コロ１０′とがその外表面をマンドレル９の
   外表面よりも僅かに突出して回転自在にそれぞれ
   遊嵌され、該上側コロ１０が溶接管８の内面ビー
   ド１９の面にまた下側コロ１０′が内面ビード１
   ９と反対面にそれぞれ当接する如く保持されてお
   り、該上側コロ１０及び下側コロ１０′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１
   ５と下側バツクアツプロール１６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
   ドを除去する装置。 ２ 上側コロ１０及び下側コロ１０′が胴中央部
   を大きく形成された太鼓形を成していて、中央部
   が大きい太鼓形の上側凹部１１と下側凹部１２と
   にそれぞれ遊嵌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を除去する装置。 ３ マンドレル９に上側コロ１０と上側凹部１１
   との摺動面及び下側コロ１０′と下側凹部１２と
   の摺動面に給油する油孔２０が設けられている特
   許請求の範囲第１項又は第２項に記載の溶接管の
   内面ビードを除去する装置。 ４ 上側バツクアツプロール１５が上下に昇降自
   在にスクリユーシヤフト１７に連結されている特
   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を除去する装置。