JPH027738B2

JPH027738B2 -

Info

Publication number: JPH027738B2
Application number: JP57139182A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Okada; Hiroshi Asao; Hideo Yonemura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-08-12
Filing date: 1982-08-12
Publication date: 1990-02-20
Also published as: JPS5930444A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、管の増肉加工方法および装置に係
り、特に、管の均一な増肉加工を志向した管の増
肉加工方法および装置に関するものである。

従来、管の増肉加工方法としては、前記管の軸
方向に圧縮力を負荷することによつてすえ込み加
工を行ない、前記管の増肉をはかる方法が知られ
ている。

第１図は、従来の増肉加工方法によつて増肉し
た管を示す斜視図である。

この第１図において、１は管、２は、この管１
に生じた座屈、しわ等の不整変形である。

第１図から明らかなように、圧縮力を負荷して
すえ込み加工を行なうだけでは、すなわち、単純
な圧縮加工では、管１に座屈、しわ等の不整変形
２が生じ、均一な増肉加工が達成できず、これが
不良の原因になつていた。

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去し
て、座屈、しわ等の不整変形のない均一な増肉加
工を達成できる、管の増肉加工方法、およびこの
方法の実施に直接使用される装置の提供を、その
目的とするものである。

本発明に係る管の増肉加工方法の構成は、管の
増肉加工すべき部分を、逐次局部的に加熱しなが
ら、前記管を一定速度で圧縮する圧縮力を負荷し
てすえ込み加工を行なうことにより、前記増肉加
工部を増肉するようにしたものである。

また、本発明に係る増肉加工装置の構成は、そ
のスピンドルによつて管を軸方向に一定速度で圧
縮することができるステツピングシリンダと、前
記管の外周に位置するように配設され、管の軸方
向に沿つて移動可能な環状の加熱コイルとを有せ
しめるようにしたものである。

実施例の説明に入る前に、本発明の管の増肉加
工方法に係る基本的事項を説明する。

管を増肉加工する場合、単純な圧縮加工では、
管全体にわたつて変形が進行するため、前述した
ように、座屈、しわ等の不整変形が発生しやす
い。

この不整変形を防止するために、本発明の管の
増肉加工方法は、管の増肉加工すべき部分、すな
わち増肉加工部を、局部的に加熱し、その加熱位
置を管の軸方向に沿つて逐次移動させながら、前
記管を一定速度で圧縮する圧縮力を負荷するよう
にしたものであり、前記局部加熱により、前記圧
縮力による管の変形領域を狭くした。このように
変形領域を狭く（たとえば、管の板厚の２倍以下
に狭く）することにより、前記不整変形を防止
し、均一な増肉加工を達成することができるもの
である。

以下、本発明を実施例によつて説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係る、管の増肉
加工方法の実施に使用される、管の増肉加工装置
の一例と、これによつて増肉加工される管を併せ
て示す部分断面図である。

この第２図において、１は、増肉加工されるべ
き管、４は、管１の一端を位置決めする位置決め
部４ａを設けたプレスベツド、３は、その側面
（第２図において左側面）に、後述するステツピ
ングシリンダ６が取付けられているプレート、５
ａ，５ｂは、前記プレート３とプレスベツド４
を、所定距離を隔てて対向する位置に固定し、後
述する圧縮力の反力を受けることができる支柱で
ある。また、支柱５ｂは、後述するトランス１２
の軸方向移動のガイドをも兼ねるものである。

１３は、管１の外周に位置するように配設さ
れ、この管１を加熱することができる環状の加熱
コイルで、この加熱コイル１３は、後述するトラ
ンス１２と一体で管１の軸方向に沿つて移動可能
であり、その内径面の片側（加熱コイル１３の、
矢印で示す前進方向と反対側）に、この加熱コイ
ル冷却用の冷却水１４の一部を管１へ向けて角度
４５゜方向へ噴射するための噴射口１３ａが、周
方向に分布して穿設されている。また、この加熱
コイル１３には、管１の加熱部の温度を検出する
ことができる二色温度計（図示せず）が一体に取
付けられており、この二色温度計には、前記加熱
部の温度が予め設定した設定温度に達したとき、
信号を発する発信部（図示せず）が設けられてい
る。１５は、加熱コイル１３へ冷却水１４を供給
する冷却水パイプである。

１６は、高周波電流を発生する高周波発信機、
１２は、加熱コイル１３へ供給する高周波電流の
大きさをコントロールするトランスで、このトラ
ンス１２は、前記二色温度計（図示せず）からの
信号によつてONになり、後述するリミツトスイ
ツチ１７からの信号によつてOFFになるリレー
スイツチ（図示せず）と、加熱コイル移動速度設
定ダイヤル（図示せず）とを具備した駆動部を有
し、前記加熱コイル移動速度設定ダイヤルを予め
所定速度に設定しておけば、前記リレースイツチ
がONになつたとき、支柱５ｂにガイドされなが
ら、管１の軸方向に沿つて矢印方向へ前進し、加
熱コイル１３を前記所定速度で移動させることが
できる。

１１は、制御装置で、この制御装置は、前記二
色温度計（図示せず）からの信号によつてONに
なり、後述するリミツトスイツチ１７からの信号
によつてOFFになるリレースイツチ（図示せず）
と、スピンドル駆動速度設定ダイヤル（図示せ
ず）とを有し、前記スピンドル駆動速度設定ダイ
ヤルを予め所定速度に設定しておけば、前記リレ
ースイツチがONになつたとき、単位時間当り所
定数のパルスを発生することができるものであ
る。１０は、制御装置１１が発生する単位パルス
当り所定の回転角度だけ回転するステツピングモ
ータ、９は、ステツピングモータ１０の作用によ
り、制御装置１１が発生する単位パルス当り、所
定の油量を油圧配管１８ａからステツピングシリ
ンダ６（詳細後述）へ送る油圧発生装置、１８ｂ
は、この場合に、油を戻す油圧配管、６は、油圧
配管１８ａから流入した単位時間当りの油量に比
例して（換言すれば、前記スピンドル駆動速度設
定ダイヤルを所定速度に設定しておけば、単位時
間当りの油量は一定になるから、一定速度で）、
スピンドル７を押出すことができるステツピング
シリンダである。

１７は、加熱コイル１３が増肉加工部端まで加
熱を終了したとき、トランス１２がこれに当接し
て閉じ、信号を発するリミツトスイツチである。
リミツトスイツチ１７からの前記信号は、トラン
ス１２のリレースイツチ、高周波発振機１６、制
御装置１１のリレースイツチに、それぞれ送ら
れ、トランス１２およびステツピングモータ１０
は停止し、高周波発振器１６は、高周波電流の発
生を停止する。

次に、上記のように構成した管の増肉加工装置
の動作を説明する。

まず、ステツピングシリンダ６のスピンドル
７、およびトランス１２を後退させる。増肉加工
すべき管１を、加熱コイル１３内へ通し、その一
端をプレスベツド４の位置決め部４ａに挿入し、
他端を、前記スピンドル７を矢印方向へ前進させ
て、サポート治具８で固定する。加熱コイル１３
が、管１の増肉加工部の一端に来るまで、トラン
ス１２を矢印方向へ前進させる。

加熱コイル１３の二色温度計（図示せず）の設
定温度を所定温度に設定する。トランス１２の加
熱コイル移動速度設定ダイヤル（図示せず）で、
加熱コイルの移動速度を、また、制御装置１１の
スピンドル駆動速度設定ダイヤル（図示せず）
で、スピンドルの駆動速度を、それぞれ予め設定
する（増肉率によつて、スピンドルの駆動速度を
どのように設定するかについては、後述する具体
例によつて説明する）。

高周波発振機１６をONにして、加熱コイル１
３による管１の高周波誘導加熱を開始すると同時
に、冷却水パイプ１５から加熱コイル１３へ冷却
水１４を供給する。

加熱コイル１３によつて加熱した管１の加熱部
の温度が前記所定温度に達すると、二色温度計
（図示せず）の発信部から信号が出て、これが、
制御装置１１のリレースイツチ（図示せず）、お
よびトランス１２の駆動部のリレースイツチ（図
示せず）に受信される。すると、制御装置１１が
ONになり、予め設定したスピンドルの駆動速度
に対応して、単位時間当り所定数のパルスを発生
し、これを受信したステツピングモータ１０は、
制御装置１１が発生する単位パルス当り所定の回
転角度だけ回転し、油圧発生装置９は、制御装置
１１が発生する単位パルス当り所定の油量を、油
圧配管１８ａからステツピングシリンダ６へ送
り、ステツピングシリンダ６は、油圧配管１８ａ
から流入した油によつて、スピンドル７を、前記
予め設定した一定の駆動速度で押出し、これによ
つて管１は軸方向に一定速度で圧縮される。一
方、トランス１２のリレースイツチもONにな
り、予め設定したトランスの移動速度で矢印方向
へ移動し、前記所定温度で管１の加熱を継続す
る。このときの加熱幅が、板厚の約２倍以下にな
るように、加熱コイル１３の噴射口１３ａから噴
射する水量を調節し、管１の変形領域を狭くす
る。

トランス１２が矢印方向へ前進して、加熱コイ
ル１３が管１の増肉加工部の他端まで加熱を終了
したとき、トランス１２はリミツトスイツチ１７
に当接し、トランス１２およびステツピングモー
タ１０が停止し、高周波発振機１６は、高周波電
流の発生を停止し、管１の増肉加工を終了する。

その後、管１が冷却したのち、冷却水１４の供
給を停止し、増肉加工された管１を取出す。

第３図は、第２図に係る管の増肉加工装置によ
つて増肉加工した管の一例を示す斜視図である。

この第３図において、１９は、管１の増肉加工
部であり、この増肉加工部１９の増肉率は均一で
あつて、不整変形は全くない。

このようにして、管１の軸方向に沿つて移動す
る加熱コイル１３によつて、管１の増肉加工部
を、逐次局部的に加熱しながら、管１に、一定速
度で駆動されるスピンドル７で、圧縮力を負荷し
てすえ込み加工を行なうことにより、管１の増肉
加工部を、所定の増肉率で、均一に増肉すること
ができる。

次に、具体例について述べる。

管１に係る外径216mmφ、板厚8.6mm、長さ5.5
ｍの炭素鋼管を、長さ500mmにわたつて、増肉率
31％で増肉加工する場合を説明する。

加熱コイル１３による高周波誘導加熱の条件
は、周波数3000Hz、出力85Kw、加熱温度850℃
とし、また加熱コイル１３の移動速度を１mm／
minとした。

スピンドル７の駆動速度の設定にあたつては、
第４図に示すような、予備実験を行なつた。

第４図は、加熱コイルの移動速度を一定とした
場合の、スピンドルの駆動速度と増肉率との関係
の一例を示す、スピンドル駆動速度−増肉率関係
図である。

この第４図において、２０は、加熱コイル１３
の移動速度を１mm／minとしたときの、スピンド
ルの駆動速度と増肉率との関係を示している。

第４図から明らかなように、増肉率を31％とす
るためには、スピンドル７の駆動速度を0.3mm／
minとすればよい。

上記した諸条件を設定して、前記第２図に係る
増肉加工装置を使用して前記炭素鋼管の増肉加工
を行なつたところ、所望の増肉率31％を達成し、
不整変形のない増肉加工を実施することができ
た。

以上に説明した実施例によれば、次の効果があ
る。

(1) 不整変形のない、均一な増肉加工を達成する
ことができる、管の増肉加工方法および増肉加
工装置を提供することができる。

(2) 本実施例の管の増肉加工方法によれば、管１
の任意の位置を均一に増肉加工することができ
るので、管を二次加工（たとえば、曲げ加工、
バーリング加工、拡管加工など）する場合、こ
の二次加工部を前もつて増肉加工しておけば、
塑性変形による板厚減少を見かけ上少なくする
ことができる。したがつて、厚肉管を使用しな
くてもよいので、材料費が10〜20％低減する。

(3) 本実施例の管の増肉加工装置によれば、管１
を一定速度で圧縮することができるスピンドル
７を設けるようにしたので、増肉加工中に、管
１に不整変形を生ずるおそれはない。

(4) 管１を一定速度で圧縮するようにしたので、
たとえ増肉加工中に加熱温度が変動して管素材
の変形抵抗が変化しても、その変動にかかわら
ず、所望の増肉率が得られる。

(5) 管１を一定速度で圧縮することにより所望の
増肉率が得られるので、管１の加熱温度の厳密
な管理を必要とせず、増肉加工の制御が容易で
ある。

また、本実施例においては、加熱コイル１３
に、冷却水１４を噴射するための噴射口１３ａを
設けるようにしたので、この噴射口から噴射する
水量を調節することにより、加熱幅をコントロー
ルできるという利点がある。

なお、前記噴射口は、なくても、すなわち噴射
させないようにしても、実用上、管１に不整変形
を生ずるおそれは少ないものである。

以上詳細に説明したように本発明によれば、次
の効果がある。

○イ管の増肉加工部を、所望の増肉率で、座屈、
しわなどの不整変形がなく均一に増肉加工する
ことができる。

○ロ管を一定速度で圧縮するようにしたので、た
とえ増肉加工中に加熱温度が変動して管素材の
変形抵抗が変化しても、その変動にかかわら
ず、所望の増肉率が得られる。

○ハ管を一定速度で圧縮することにより所望の増
肉率が得られるので、管の加熱温度の厳密な管
理を必要とせず、増肉加工の制御が容易であ
る。

○ニ管の任意の位置を均一に増肉加工することが
できるので、管を二次加工する場合、この二次
加工部を予め増肉加工しておくことにより、厚
肉管を使用する必要がなくなり、材料費を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の増肉加工方法によつて増肉し
た管を示す斜視図、第２図は、本発明の一実施例
に係る、管の増肉加工方法の実施に使用される、
管の増肉加工装置の一例と、これによつて増肉加
工される管を併せて示す部分断面図、第３図は、
第２図に係る管の増肉加工装置によつて増肉加工
した管の一例を示す斜視図、第４図は、加熱コイ
ルの移動速度を一定とした場合の、スピンドルの
駆動速度と増肉率との関係の一例を示すスピンド
ル駆動速度−増肉率関係図である。１……管、６……ステツピングシリンダ、７…
…スピンドル、１０……ステツピングモータ、１
１……制御装置、１２……トランス、１３……加
熱コイル、１３ａ……噴射口、１４……冷却水。

Claims

【特許請求の範囲】１加熱コイルにより管の増肉加工すべき部分を
逐次局部的に一定幅で加熱しながらステツピング
シリンダ等の油圧サーボシリンダを負荷制御して
前記管が一定速度で圧縮変形するように前記管に
圧縮力を与えかつ前記油圧サーボシリンダのスピ
ンドル駆動速度と前記加熱コイルの移動速度との
組合せによつてすえ込み率を規定することにより
前記加熱コイルによる前記管の変形領域を一定速
度で移動させながら前記増肉加工すべき部分を増
肉することを特徴とする管の増肉加工方法。２スピンドルによつて管を軸方向に一定速度で
圧縮することができるステツピングシリンダ等の
油圧サーボシリンダと、前記管の外周に位置する
ように配設され前記管を一定幅で加熱すると共に
加熱による前記管の変形領域が一定速度で移動す
るように前記管の軸方向に沿つて移動可能な環状
の加熱コイルとを有することを特徴とする管の増
肉加工装置。３加熱コイル冷却用の冷却水の一部を前記管へ
向けて噴射するための噴射口を前記加熱コイルに
設けたものであることを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の管の増肉加工装置。