JPH04167921A - 製管・製樋用ストリップコイル - 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、成形ロールを使用することな（、曲げ及び曲
げ戻しにより付与した残留応力に起因する弾性変形を利
用して筒状、樋状等の形状に成形されるストリップコイ
ルに関する。

［従来の技術］ 金属ストリップから管体を製造する従来の方法では、多
数のタンデムミルに配置されたカリバーを有するフォー
ミングロール、ケージロール等からなるロール成形機が
使用されている。この成形機により、金属ストリップは
、幅方向に順次曲げ加工され、管状に成形される。そし
て、成形された金属ストリップの幅方向両端部を突合わ
せて溶接することによって、管体を連続的に製造してい
る。

しかし、この方法では、多段の成形スタンドが配置され
た成形機を必要とするため、設備的な負担が太き（なる
。また、設備の複雑化に伴って保守・点検等の作業も面
倒なものとなる。そして、径の異なる管体を製造しよう
とするとき、成形ロールの組替えが長時間を要する作業
となる。

しかも、板幅に比較して板厚が小さな金属ストリップを
製管用素材とすると、曲げ過程における弾性変形による
影響が大きく現れる。たとえば、前段の成形ロールから
後段の成形ロールに至る過程で大きなスプリングバック
が生じ、特に幅方向両端部が十分な曲げ加工を受けるこ
とな（、後段の成形ロールに送り込まれる。そのため、
製造された管体の真円度が劣化する。また、エツジスト
レッチが大きいことから、縁波が発生し易く、溶接が困
難になる。

本発明者等は、このような問題を解消した製管方法とし
て、従来の成形ロールを使用することな（、金属ストリ
ップが有する弾性力を利用して管状に成形する方法を開
発し、特開昭６２−１７６６１１号公報、特開平１−４
８６２４号公報等として紹介している。

たとえば、特開昭６２−１７６６１１号公報では、第６
図に概要を示した設備構成を使用している。アンコイラ
１から送り出された金属ストリップＳは、ガイドロール
２を経て予変形部３に送り込まれる。予変形部３は、小
径の曲げロール３ａ及び大径のサポートロール３ｂを備
えており、サポートロール３ｂの表面にポリウレタン等
の弾性ライニング３ｃが施されている。

そして、得られる管体の内面側が曲げロール３ａ側に接
触するように、金属ストリップＳを曲げロール３ａとサ
ポートロール３ｂとの間に送り込む。金属ストリップＳ
が曲げロール３ｂで塑性的げを受けるため、幅方向に一
様な曲げ及び曲げ戻しが行われ、予変形部３を通過した
後の金属ストリップＳに残留応力が付与される。

残留応力が与えられた金属ストリップＳは、成形ロール
４．サイドロール５及び送りロール６を経て下流側に送
られる。この送り過程で、金属ストリップＳは、長手方
向の変形が拘束されているので、残留応力によって管状
に弾性変形する。そして、管状に成形された金属ストリ
ップＳは、成形ロール４及びサイドロール５により形状
が拘束された状態で、幅方向両端部が突合わされる。こ
の突合わせ部を溶接トーチ７で溶接することにより、管
体ｐが得られる。

ユ。Ｊ４ｉｍおい□、、□よｅ’＋１１□、□６ストリ
ツプＳを管状に成形するため、得られた管体ｐの真円度
は優れたものとなる。また、金属ストリップＳを管状に
曲げ加工する成形ロールを必要としないため、設備構成
が簡単になり、特に薄肉管の製造に適した方法である。

また、特開平２−７５４１８号公報では、第７図に示し
た概略構成をもつ予変形部を提案した。

この予変形部３では、一対の大径ロール３ｄ及び３ｅの
間に曲げロール３ｆを配置している。金属ストリップＳ
は、大径ロール３ｄと曲げロール３ｆの間を通過した後
、曲げロール３ｆを周回し、゛　　　　大径ロール３ｅ
と曲げロール３ｆとの間から送り出される。この走行過
程で、金属ストリップＳに曲げ及び曲げ戻しが施され、
残留応力が付与される。この予変形部３は、小径の曲げ
ロール３ｆをバックアップする機構を省略することがで
き、所定の残留応力を金属ストリップＳに付与すること
が容易となる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者等が、これまで提案してきた装置及び方法は、
何れも金属ストリップから管体を連続的に製造すること
を主題としたものである。ところが、製管工程を現場で
行う方がよい場合がある。

たとえば、製管に必要な成形ロールや溶接トーチ等の機
器を現場で調達できる状況では、工場側で製管用の金属
ストリップをコイル状のままで出荷し、その金属ストリ
ップを現場で管体に成形することにより、素材の取扱い
が容易になると共に運送コストの節減が図られる。

そこで、本発明は、前述した曲げ及び曲げ戻しにより残
留応力が与えられた金属ストリップの特性を活用し、現
場で容易に管体や樋状に成形することができるストリッ
プコイルを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の製管・製樋用ストリップコイルは、その目的を
達成するため、幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しを施す
ことにより残留応力が付与された金属ストリップがコイ
ル状に巻き取られていることを特徴とする。

［作　用］ 金属ストリップの長手方向に直行する小径の曲げロール
により曲げ及び曲げ戻しで残留応力が付与された金属ス
トリップは、拘束を受けない自由状態では、長手方向に
カールする傾向をもっている。この金属ストリップに、
長手方向の変形を阻止する拘束を加えると、幅方向に変
形する。この特性を利用し、製管工程を経る前の段階で
金属ストリップをコイル状態で取り扱う。製管工程で、
長手方向の変形を拘束した状態でコイルから金属ストリ
ップを巻き戻すとき、金属ストリップは、残留応力によ
って管状に弾性変形する。

そこで、残留応力付与工程及び製管工程をそれぞれ独立
した箇所で行うことにより、素材の運搬や取扱いが効率
よく行われると共に、現場側の要求に合致した形状をも
った管体を得ることができる。また、コイルから巻き戻
すとき金属ストリップに生じる幅方向のカーリングを規
制することにより、所定の曲率で湾曲した樋状製品とす
ることもできる。

以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。

本発明においては、第１図に示すように、金属ストリッ
プ１０をアンコイラ−２０から巻き戻した後、予変形部
３０で曲げ及び曲げ戻しを施し、幅方向に一様な残留応
力を付与する。予変形部３０は、先願で提案した構成と
同様に、サポートロール３１に曲げロール３２を対向さ
せたものであり、サポートロール３１には弾性ライニン
グ３３が形成されている。そして、サポートロール３１
と曲げロール３２との間のロールギャップに、金属スト
リップ１０がガイドロール２１で案内されながら送り込
まれる。或いは、第７図に示した構成の予変形部を採用
することもできる。

金属ストリップ１０は、曲げロール３２によって塑性曲
げされる。そのため、予変形部３０を通過した金属スト
リップ１１は、長平方向に曲がろうとするクセをもつ。

そこで、この金属ストリップ１１をコイラー４０に送り
込むと、金属ストリップ１１は、コイラシャフト４１に
巻き付き、ストリップコイル１２となる。なお、符番４
２，４３は、コイリング用のガイドローラを示す。

コイリングに際して、金属ストリップ１１に加わる張力
が通常の２〜３ｋｇｆ／ｍｍ”程度であれば、付与した
残留応力を消失させる方向に作用しない。そのため、通
常のコイルと同様に金属ストリップ１１をタイトに巻き
取っても、曲げ及び曲げ戻しで付与された残留応力が維
持される。

このようにして得られたストリップコイル１２を、第２
図に示すように、成形ロール５０を使用して長手方向の
変形を拘束しながらながらストリップコイル１２を巻き
戻すとき、巻き戻された金属ストリップ１３は、残留応
力によって幅方向にカールする。

金属ストリップ１３の幅方向両端部を突合わせて、その
突合せ部を溶接して管体１４を製造する場合、金属スト
リップ１３の幅方向断面が円形となるように、成形ロー
ル５ｏで金属ストリップ１３を保持する。なお、成形ロ
ール５０の上流側に単数又は複数の成形ロールを配置し
ても良い、そして、サイドロール５１によって金属スト
リップ１３の幅方向両端部を突合わせ、溶接トーチ５２
で突合せ部を溶接する。溶接によって得られた管体１４
は、送りロール５３等の搬送機構で下流側に搬送される
。その後、管体１４は、所定長さに切断され、製品とな
る。

管径の小さな製品を得る場合、第３図に示すように、金
属ストリップ１３の幅方向両端部を重ね合わせ、重ね合
わせ部１５を抵抗溶接、高周波溶接等の適宜の手段で溶
接することもできる。このとき、重ね合わせ部１５の合
わせ代を変更することにより、得られる管体の径を調節
することができる。また、強度が比較的必要とされない
用途にあっては、接着剤等を使用して重ね合わせ部１５
で金属ストリップ１３の幅方向一端部を他方の端部或い
はその近傍に接着することもできる。

更に、金属ストリップ１３から樋状の製品を得′　る場
合には、第４図に示すように、一対の成形ロール５４，
５５を回転軸が互いに交差するように配置する。そして
、成形ロール５４．５５の周面に接触させながら、金属
ストリップ１３を巻き戻す。また、内側に配置した圧下
ロール５６で金属ストリップ１３に圧下刃を加える。こ
れにより、金属ストリップ１３は、成形ロール５４．５
５と圧下ロール５６との間で圧延され、残留応力が消去
される。或いは、樋状に成形された後、加熱処理を加え
残留応力を除去してもよい。

圧延或いは熱処理を受けた後では残留応力がないため、
成形された形状が保たれる。なお、樋状製品の曲率は、
成形ロール５４．５５及び圧下ロール５６の形状等を変
更することによって、自在に調整することができる。

或いは、第７図に示すように、樋状に成形された後の金
属ストリップ１３に対して、幅方向両端部１７を逆方向
にカールさせたり（第５図ａ）、折返す（第５図ｂ）こ
とによって、長平方向の変形を拘束することもできる。

このようにカール或いは折返した両端部１７は、樋状体
に対する補強部としても役立つ。また、エツジが鋭角的
に露出することがなくなるので、樋状体の取扱いも安全
に行われる。

このように金属ストリップを管状或いは樋状に成形する
とき、残留応力を利用して幅方向にカールさせるため、
成形後の製品は、一様な曲率で湾曲したものとなる。そ
のため、たとえば製管においては、真円度の優れた管体
が得られる。

残留応力が付与された金属ストリップは、第２図に示し
た専ら弾性変形を利用する造管法に限らず、ロール成形
、ケージ成形、シュー成形等の従来の造管法においても
使用されることは勿論である。この場合、金属ストリッ
プが幅方向に弾性変形する力がロール等の成形工具に加
算され、成形時の圧下刃を減少させることができる。ま
た、得られた管体は、同様に優れた形状特性をもつもの
となる 金属ストリップとしては、曲げ及び曲げ戻しによって残
留応力を付与できるものである限り、材質的な制約を受
けることがない。たとえば、普通鋼、ステンレス鋼、積
層鋼板１表面処理鋼板、チタンやニッケルのような非鉄
材料等、種々のものが使用される。

［実施例］ 以下、ストリップの幅方向両端部を突合わせ溶接してス
テンレス鋼管を製造した実施例を説明する。

板厚が０．１ｍｍで板幅８９．５ｍｍのステンレス鋼板
５Ｕ３４３０−Ｈを金属ストリップ素材として使用した
。このステンレス鋼板は、０．２％耐力が７５　ｋ　ｇ
　ｆ　／ｍｍ”であった。

曲げロール３２としては、直径３ｍｍの小径ロールを使
用した。この曲げロール３２を、ポリウレタンをライニ
ングした直径１００ｍｍ、　ロール幅１００ｍｍのサポ
ートロール３１に対向させ、ステンレス鋼板に３００ｋ
ｇｆの押付は力を加えて曲げ及び曲げ戻しを行って、残
留応力を付与した０次いで、このステンレス鋼板を、張
力１．０ｋｇｆ／ｍｍ”でコイル状に巻き取った。

ストリップコイルを１週間放置した後で巻き戻し、長手
方向の変形を拘束しながら幅方向にカールし、成形ロー
ル及びサイドロールで直径２８゜６ｍｍの管状に成形し
た。そして、幅方向両端部をマイクロプラズマ溶接し、
ステンレス鋼管を製造した。

得られたステンレス鋼管は、幅方向に関して均一な曲率
で湾曲した円形断面をもっており、周方向に関する曲率
の部分的変動はみもれなかった。

すなわち、このステンレス鋼管は、第６図を使用して説
明した場合のように残留応力を付与した直後に製管する
ことにより得られた管体と同様に真円度の優れたもので
あった。また、コイル状で保管する期間の長短に拘らず
、一定した直径の管体を得ることができた。

更に、第３図で示した所定直径をもつ管体、或いは第４
図で示した所定の湾曲率をもつ樋状製品を製造した場合
も、安定した製品形状に成形することができた。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明のストリップコイルは、
幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しによって残留応力が付
与されている。この残留応力のため、長平方向の変形を
拘束した状態でストリップコイルを巻き戻したとき、残
留応力に起因した弾性変形によって幅方向にカールする
。この特性を活かし、ユーザ側で管体或いは樋状製品と
することができ、しかも形状制御が容易であるため、広
範な分野で使用される素材となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のストリップコイルを得るまでの工程を
示し、第２図はそのストリップコイルがら管体を製造す
る工程を示し、第３図は必要直径の管体を製造する工程
を説明するための図、第４図は樋状製品の製造工程を説
明するための図、第５図は両端部をカール又は折り曲げ
長手方向の変形を拘束した樋状製品を示す。他方、第６
図及び第７図は、本発明者等が先に提案した設備構成を
示す。 １０．１１，１３：金属ストリップ １２ニストリツプコイル、１４：管体 １５；重合せ部 ２０：アンコイラ　　　　２１ニガイドロール３０：予
変形部　　　　　３１：サポートロール３２：曲げロー
ル　　　　３３：弾性ライニング４０：コイラ　　　　
　　４１：コイラシャフト５０：成形ロール　　　　５
１：サイドロール５２：溶接トーチ　　　　５３：送り
ロール（Ｑ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）幅方向に一様な曲げ及び曲げ戻しを施すことによ
   り残留応力が付与された金属ストリップがコイル状に巻
   き取られていることを特徴とする製管・製樋用ストリッ
   プコイル。