JPH05277551A - 金属溶接管の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入側から出側に行くに従って直径を小さくす
るテーパを付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴
が穿設されているダイスに金属帯を貫通させて平板状の
金属帯を一挙に管状に成形した後にその突き合わせ部を
溶接して金属溶接管を製造するに際し、製造される金属
溶接管に表面疵が発生することを防止すると共に長時間
ダイスの手入れを不要とし、しかもダイスの寿命を延長
させる。 【構成】 金属帯１の両側縁からそれぞれ板幅の１／10
〜１／３の範囲の両部分に挟まれた中央部分をフラット
な状態にするか又は管の内面となる側に突出させるよう
に円弧状に曲げると同時に、前者の場合には前記両部分
における曲げ角度が、また後者の場合には前記中央部分
の曲げ角度の半分を差し引いた前記両部分における曲げ
角度が、それぞれ金属溶接管の内面となる側に３０度以
上８５度以下の角度になるように曲げ加工を行って後、
ダイス４を通過させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入側から出側に行くに
従って直径を小さくするテーパを付した部分を入側に有
する断面円形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯
を貫通させることによって平板状の金属帯を一挙にその
両側縁を突き合わせた状態の管状に成形した後にこの突
き合わせ部を溶接して主として肉厚ｔと外径Ｄとの比
(ｔ／Ｄ)が３〜２０％程度の金属溶接管を製造するに際
し、製造される金属溶接管に表面疵が発生することを防
止すると共に長時間ダイスの手入れを不要とし、しかも
ダイスの寿命を延長できる金属溶接管の製造法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】金属帯を幅方向に製品曲率に曲げて管状
に成形し溶接して金属溶接管を製造するには、従来は図
５に示す斜視図の如く多数のタンデムに配置されたカリ
バーを有するフォーミングロール又はケージロール10を
備えたロール成形機を用いて金属帯１を幅方向に順次曲
げ加工し、管状に成形された金属帯１をシームガイドロ
ール５及びスクイズロール６により保持した状態で金属
帯１の両側縁1aの突き合わせ部1bを溶接トーチなどの溶
接手段７によって突き合わせ溶接するロールフォーミン
グ法が一般に実施されていた。

【０００３】しかしながらこのようなロールフォーミン
グ法においては、製造すべき金属溶接管の外径を変更す
る場合には前記フォーミングロール又はケージロール1
0，更にはシームガイドロール５及びスクイズロール６
等の各ロール総てを製造すべき金属溶接管の外径に対応
したものに交換しなければならないため、１種類の外径
に対し交換すべきロール組は少なくとも２０個以上存在
することからロール交換に多大の労力と長時間とを要す
るため設備の生産効率が低下し、また製造すべき金属溶
接管の外径に対応した多数組のロールを準備しなければ
ならないので経済的でないという欠点があった。

【０００４】更にこのようなロールフォーミング法にお
いては、外径が１０mm以下のような細い金属溶接管を製
造しようとすると前記各ロール組の設定位置等に高い精
度が要求されるのであり、各ロール組のうち何組かのロ
ール位置に設定誤差がある場合には成形中に金属溶接管
の捩れや突き合わせ部1bに段差が生じ易いという欠点も
あった。

【０００５】このような欠点を解決して簡単な設備で金
属溶接管の製造を行う方法として、本出願人は先に特開
平３−２０７５２３号公報において、『入側から出側に
行くに従って直径を小さくするテーパを付した部分を有
する断面円形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯
を貫通させることによって平板状の金属帯を一挙にその
両側縁を突き合わせた状態の管状に成形し、この突き合
わせ部を溶接することを特徴とする金属溶接管の製造方
法』を提案した。

【０００６】この本出願人が提案した金属溶接管の製造
方法は、入側から出側に行くに従って直径を小さくする
テーパを付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴が
穿設されているダイスに素材コイルより引き出した金属
帯を貫通させることによって平板状の金属帯を一挙にそ
の両側縁を突き合わせた状態の管状に成形し、この突き
合わせ部を連続的に溶接することにより金属溶接管を製
造する方法である。

【０００７】かかる金属溶接管の製造方法は、平板状の
金属帯をその両側縁を突き合わせた状態の管状に成形す
るのに要する工具が成形ダイスとシームガイドロール及
びスクイズロールだけであるため、設備が簡単且つ安価
でしかも製造する金属溶接管の外径の変更が容易であ
り、更に高精度の位置設定を要求されるロールが殆どな
いため外径が10mm以下のような細い金属溶接管を製造す
る場合においてもロールの設定位置の誤差に起因する金
属溶接管の捩れや突き合わせ部の段違いを防止すること
ができる優れた利点を有している。

【０００８】しかしながら、この金属溶接管の製造方法
は平板状の金属帯を直接ダイスの入側のテーパを有する
貫通穴で引き抜いて管状に成形を行う方法であるので、
金属帯の両側縁部の角がダイスの貫通穴のテーパ面に最
初に接触し、更にダイスの貫通穴内で成形が進行する間
においては成形中に受ける幅方向の曲げモーメントが金
属帯の両側縁部において最小であるので金属帯の両側縁
部はダイスの貫通穴の平行部（最小直径部）の直前で成
形されるまで殆ど曲げ加工を受けないことになる。従っ
て、金属帯の両側縁部は殆ど曲げ加工が行われない状態
でダイスの貫通穴入側のテーパ部に引き込まれて行くた
め、金属帯の両側縁部の角はダイスの貫通穴入側のテー
パ面に高い面圧で接触した状態でダイスの貫通穴入側の
テーパ面上を滑ることから長時間成形を行った場合に金
属帯の両側縁部に疵が生じると共にダイスの貫通穴入側
のテーパ面が損傷してダイスの寿命が短くなり、更には
金属帯の両側縁部に発生した疵から脱落した金属粉末が
ダイス内に蓄積し金属帯に表面疵を発生させる原因とな
ることから成形を中断してダイスの手入れを行う必要が
あるという欠点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した本出
願人が提案した金属溶接管の製造方法の欠点を解消し、
製造する金属溶接管に発生する表面疵を防止すると共
に、長時間ダイスの手入れが不要で、しかもダイスの寿
命を延長できる金属溶接管の製造法を提供することを課
題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく種々検討の結果、入側から出側に行くに従っ
て直径を小さくするテーパを付した部分を入側に有する
断面円形の貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫
通させることによって平板状の金属帯を一挙にその両側
縁を突き合わせた状態の管状に成形した後にこの突き合
わせ部を溶接する金属溶接管の製造法において、金属帯
の両側縁からそれぞれ板幅の１／10〜１／３の範囲の両
部分に挟まれた中央部分をフラットな状態にするか又は
金属溶接管の内面となる側に突出させるように円弧状に
曲げると同時に、前記中央部分をフラットな状態にした
場合には前記両部分における曲げ角度が、また前記中央
部分を金属溶接管の内面となる側に突出させるように円
弧状に曲げる場合にはその中央部分の曲げ角度の半分を
差し引いた前記両部分における曲げ角度が、それぞれ金
属溶接管の内面となる側に３０度以上８５度以下の角度
になるように曲げ加工を行って後、ダイスを通過させれ
ば良く、更に金属帯の両側縁からそれぞれ板幅の１／10
〜１／３の範囲の両部分の曲げ角度が所定の曲げ角度に
なるように曲げ加工を行う前に、金属溶接管の外面とな
る側に潤滑剤を塗布すればより金属溶接管に生ずる表面
疵の防止及びダイスの損傷を抑えることができることを
究明して本発明を完成したのである。

【００１１】以下、図面により本発明に係る金属溶接管
の製造法について詳細に説明する。図１は本発明法によ
って金属溶接管を製造している状態の１例を示す側面説
明図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面説明図、図３は
図２における金属帯の形状を示す断面説明図、図４は図
３に相当する他の実施例の金属帯の形状を示す断面説明
図である。

【００１２】本発明に係る金属溶接管の製造法の概略に
ついて図１により説明すると、アンコイラーより巻き出
された金属帯１はパスライン調整ロール９を通ってから
潤滑剤塗布装置２によりダイス４と接触する面（金属溶
接管の外面となる側）に潤滑剤を塗布され、更に本発明
の特徴とする部分であるエッジベンドロール3a，3bによ
って両側縁1aから所定幅の部分までに曲げ加工を受けた
後に、入側から出側に行くに従って直径を小さくするテ
ーパを付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴が穿
設されているダイス４によって一挙にその両側縁1aを突
き合わせた状態の管状に成形され、シームガイドロール
５によってエッジ位置をガイドされながらスクイズロー
ル６及び溶接手段７によって突き合わせ部1bを突合わせ
溶接されて金属溶接管８が製造されるのである。

【００１３】このような工程において、前記エッジベン
ドロール3a，3bによって金属帯１の両側縁1aからそれぞ
れ板幅の１／10〜１／３の範囲の両部分に挟まれた中央
部分をフラットな状態（図３参照）にするか又は金属溶
接管の内面となる側に突出させるように円弧状に曲げる
（図４参照）と同時に、前記両部分に挟まれた中央部分
をフラットな状態にした場合には前記両部分における曲
げ角度αが、また前記両部分に挟まれた中央部分を金属
溶接管の内面となる側に突出させるように円弧状に曲げ
る場合にはその中央部分の曲げ角度２θの半分を差し引
いた前記両部分における曲げ角度（α−θ）が、それぞ
れ金属溶接管の内面となる側に３０度以上８５度以下の
角度になるように曲げ加工を行うことが必要なのであ
る。

【００１４】ここで、金属帯１の両側に曲げ加工を行う
範囲を金属帯１の両側縁1aからそれぞれ板幅の１／10〜
１／３の範囲に限定したのは、曲げ加工を行う範囲が金
属帯１の両側縁1aから板幅の１／10未満であると金属帯
１の両側縁1aが曲がり過ぎて金属帯１の両側縁1aの突き
合わせが良好に行われず突き合わせ部1bにラップ（エッ
ジの重なり）が発生し易いからであり、また金属帯１の
両側縁1aから板幅の１／３を超えると言わば金属帯１全
体に曲げ加工を行ったのと同様になって金属帯１の両側
縁1aがダイス４のテーパ面に強く接触して曲げ加工を行
った効果が殆ど得られないからである。また、エッジベ
ンドロール3a，3bによって上記金属帯１の両側縁1aから
それぞれ板幅の１／10〜１／３の範囲の両部分に挟まれ
た中央部分をフラットな状態にした場合には前記両部分
における曲げ角度αが、また前記中央部分を金属溶接管
の内面となる側に突出させるように円弧状に曲げる場合
にはその中央部分の曲げ角度２θの半分θを差し引いた
前記両部分における曲げ角度（α−θ）が、それぞれ金
属溶接管の内面となる側に３０度以上８５度以下の角度
になるように曲げ加工を行わなければならないのは、こ
れらの角度が３０度未満であると金属帯１の両側を顕著
に曲げ加工を行ったことにならないために金属帯１の両
側縁1aがダイス４の貫通穴のテーパ面に強く接触して曲
げ加工を行った効果が殆ど得られないからであり、また
８５度を超えると１段のエッジベンドロール3a，3bによ
って曲げ加工を行う場合に成形量が過大となって金属帯
１の両側の部分でのエッジベンドロール3a，3bとの面圧
が大きくなりしかもロール周速と金属帯１との速度差に
起因してエッジベンドロール3a，3bに疵が発生したり摩
耗が生じて好ましくないからである。

【００１５】

【作用】上述したように、入側から出側に行くに従って
直径を小さくするテーパを付した部分を入側に有する断
面円形の貫通穴が穿設されているダイス４に金属帯１を
貫通させることによって平板状の金属帯１を一挙にその
両側縁1aを突き合わせた状態の管状に成形した後にこの
突き合わせ部1bを溶接する金属溶接管８の製造法におい
て、金属帯１の両側縁1aからそれぞれ板幅の１／10〜１
／３の範囲の両部分に挟まれた中央部分をフラットな状
態にするか又は金属溶接管の内面となる側に突出させる
ように円弧状に曲げると同時に、前記中央部分をフラッ
トな状態にした場合には前記両部分における曲げ角度α
が、また前記中央部分を金属溶接管の内面となる側に突
出させるように円弧状に曲げる場合にはその中央部分の
曲げ角度２θの半分θを差し引いた前記両部分における
曲げ角度（α−θ）が、それぞれ金属溶接管の内面とな
る側に３０度以上８５度以下の角度になるようにエッジ
ベンドロール3a，3bにより曲げ加工を行って後、ダイス
４の貫通穴を通過させることにより、特に金属帯１をダ
イス４内に通過させる最初の段階においてダイス４の貫
通穴内面と金属帯１の両側の接触面積が増加して接触面
圧を下げることができるので、製造された製品としての
金属溶接管８の表面疵の発生を軽減できるのみならず、
ダイス４の貫通穴のテーパ面が損傷してダイス４の寿命
が短くなることもなく、更には発生した金属帯１の両側
縁1aの疵から脱落した金属粉末がダイス４の貫通穴内に
蓄積する現象が発生して成形を中断してダイス４の手入
れを行わねばならないという状況の発生も生じなくなる
のである。

【００１６】また、引抜き加工ではダイスの入側より素
材に後方張力を付与することがダイスの負荷を軽減する
のに有効な手段であることが知られている。しかしなが
らダイスを通過させられる素材に安定した後方張力を付
与するためにはテンションリール等の張力付与手段が必
要であるが、設備が高価であるため実施困難な場合が多
い。しかるに本発明法では、ダイス４の入側でエッジベ
ンドロール3a，3bにより少なくとも金属帯１の両側縁1a
からそれぞれ板幅の１／10〜１／３の範囲の両部分の曲
げ加工を行うので、この曲げ加工を行うことが後方張力
を付与するのと同様の効果を有する。すなわち、曲げ加
工を行っているためエッジベンドロール3a，3bでは摩擦
のみによるテンションパット等よりも安定して大きな制
動力を得ることが可能であり、この後方張力による副次
的な効果と接触面積の増大によりダイス４の寿命の延長
に大きな効果が得られるのである。

【００１７】

【実施例】フッ素樹脂微粉末から成る潤滑剤を塗布した
板厚0.7mm，板幅30.7mmのステンレス鋼鋼帯（ＳＵＳ３
０４）の両側縁からそれぞれ約４mmの範囲（板幅の約１
／7.7）の両部分に挟まれた中央部分をフラットな状態
にし且つ前記両部分を４mmの半径でそれぞれ金属溶接管
の内面となる側に約５７.３度の角度になるように無駆
動のエッジベンドロールによって曲げ加工を行って後、
入側(直径：約30mm)から出側(最小直径部の直径：10mm)
に行くに従って直径を小さくするテーパ（テーパ角度：
２２度）を付した部分を入側に有する断面円形の貫通穴
が穿設されておりその貫通穴内面に炭化チタン皮膜と窒
化チタン皮膜とを化学蒸着法によりコーティングした炭
化タングステン製のダイスに前記ステンレス鋼鋼帯を貫
通させることによってそのステンレス鋼鋼帯を一挙にそ
の両側縁を突き合わせた状態の管状に成形した後にこの
突き合わせ部を溶接トーチを用いてＴＩＧ溶接したとこ
ろ、エッジベンドロールによってステンレス鋼鋼帯の両
側縁からそれぞれ所定の範囲の両部分を金属溶接管の内
面となる側に所定の角度になるように曲げ加工を行わな
い従来法に比べて、ステンレス鋼鋼帯の両側縁部が損傷
を受けることによりダイスの貫通穴内に蓄積するステン
レス鋼鋼帯より脱落したステンレス鋼粉の量が著しく減
少し、更にステンレス鋼鋼帯をダイスの貫通穴を貫通さ
せて引き抜くのに要する引抜力も３.６６ｋＮから３.０
４ｋＮに減少した。

【００１８】

【発明の効果】以上に詳述した如く本発明に係る金属溶
接管の製造法は、入側から出側に行くに従って直径を小
さくするテーパを付した部分を入側に有する断面円形の
貫通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫通させるこ
とによって平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き合
わせた状態の管状に成形した後にこの突き合わせ部を溶
接する金属溶接管の製造法において、金属帯の両側縁か
らそれぞれ板幅の所定の割合の両部分に挟まれた中央部
分をフラットな状態にするか又は金属溶接管の内面とな
る側に突出させるように円弧状に曲げると同時に、前記
中央部分をフラットな状態にした場合には前記両部分に
おける曲げ角度が、また前記中央部分を金属溶接管の内
面となる側に突出させるように円弧状に曲げる場合には
その中央部分の曲げ角度の半分を差し引いた前記両部分
における曲げ角度がそれぞれ金属溶接管の内面となる側
に所定の曲げ角度になるように曲げ加工を行って後、ダ
イスの貫通穴を通過させるという簡単な方法であるにも
拘らず、製造する金属溶接管に発生する表面疵を防止で
きると共に、長時間ダイスの手入れが不要で、しかもダ
イスの寿命を延長できるという著しい効果を有してお
り、更に金属帯の両側縁からそれぞれ板幅の所定の割合
の両部分をその曲げ角度が所定の曲げ角度になるように
曲げ加工を行う前に金属溶接管の外面となる側に潤滑剤
を塗布すれば、より金属溶接管に生ずる表面疵の防止及
びダイスの損傷を抑えることができるのであり、その工
業的価値の非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法によって金属溶接管を製造している状
態の1例を示す側面説明図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面説明図である。

【図３】図２における金属帯の形状を示す断面説明図で
ある。

【図４】図３に相当する他の実施例の金属帯の形状を示
す断面説明図である。

【図５】従来の金属溶接管を製造している状態の例を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１ 金属帯 1a 両側縁 1b 突き合わせ部 ２ 潤滑剤塗布装置 3a，3b エッジベンドロール ４ ダイス ５ シームガイドロール ６ スクイズロール ７ 溶接手段 ８ 金属溶接管 ９ パスライン調整ロール 10 フォーミングロール又はケージロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入側から出側に行くに従って直径を小さ
   くするテーパを付した部分を入側に有する断面円形の貫
   通穴が穿設されているダイスに金属帯を貫通させること
   によって平板状の金属帯を一挙にその両側縁を突き合わ
   せた状態の管状に成形した後にこの突き合わせ部を溶接
   する金属溶接管の製造法において、金属帯の両側縁から
   それぞれ板幅の１／10〜１／３の範囲の両部分に挟まれ
   た中央部分をフラットな状態にするか又は金属溶接管の
   内面となる側に突出させるように円弧状に曲げると同時
   に、前記中央部分をフラットな状態にした場合には前記
   両部分における曲げ角度が、また前記中央部分を金属溶
   接管の内面となる側に突出させるように円弧状に曲げる
   場合にはその中央部分の曲げ角度の半分を差し引いた前
   記両部分における曲げ角度が、それぞれ金属溶接管の内
   面となる側に３０度以上８５度以下の角度になるように
   曲げ加工を行って後、ダイスを通過させることを特徴と
   する金属溶接管の製造法。
2. 【請求項２】 金属帯の両側縁からそれぞれ板幅の１／
   10〜１／３の範囲の両部分の曲げ角度が所定の曲げ角度
   になるように曲げ加工を行う前に、金属溶接管の外面と
   なる側に潤滑剤を塗布する請求項１に記載の金属溶接管
   の製造法。