JPH0647123B2 - 薄肉金属管の製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属管の圧延時のフレアの形成を抑制した３
ロール型圧延機による薄肉金属管の製造方法及びその装
置に関する。

（従来の技術） 従来の３ロール型圧延機による金属管の製造方法を、圧
延原理を示す第４図に基づいて説明する。

金属の丸棒に穿孔機で孔あけされた大外径の金属管材２
にマンドレル３を挿入し、金属管材２の入側よりも出側
の直径が大きい３個のロール１を、該管材２の軸線方向
に対し送り角を与えて、円周方向に等間角度にて配置
し、該３個のロール１を回転させながら、３個のロール
１の中央空間に該管材２を通過させると、該管材２に回
転と送りが与えられて、らせん状に該管材２の外径と肉
厚とが圧下されて金属管２′が得られる。

（発明が解決しようとする課題） 金属管材２が、各ロール１によつて、外径と肉厚とが圧
下される状態を第３図に示す。各ロール１の回転方向矢
印Ａに対し、金属管材２は各ロール１とマンドレル３と
の間で圧延されて、矢印Ｂ方向に回転しながら送り出さ
れるが、圧下後に、各ロール１の中間に膨出部２ａを生
じる。そして、金属管材２の後端部では、三角形状のフ
レアを形成して圧延が完了する。このフレア形成のため
に金属管材２の軸線方向への送りが不能となり、次位の
金属管材２が、各ロール１間に挿入できなくなり、金属
管２′の製造工程の流れが中断され、生産能率が著しく
阻害される。

このようなフレアは、金属管材２の肉厚ｔに対する外径
Ｄの割合Ｄ／ｔが小さく、ロール送り角が小さいほど発
生度又は大きさは小さくなるが、従来方法にあつては、
Ｄ／ｔの上限は11〜12とされている。この対策として、
例えば、特公昭４３−１８２７５号に開示された発明が
ある。すなわち、管末端部のみ、肉厚を厚くして圧延す
る方法である。しかし、これでは材料の歩留が悪いばか
りでなく、圧延機の構造が複雑になる。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、第
(1)項記載の発明の構成は、次の通りである。

３ロール型圧延機にて、マンドレルを挿入した外径Ｄ、
肉厚ｔとの比Ｄ／ｔ＞１２の大外径の金属管材を小外径
の金属管に圧延する際に、各ロール間に設けたガイドシ
ユーにて膨出を阻止してフレアの形成を抑制して圧延す
る薄肉金属管の製造方法である。

第(2)項の発明は装置に関し、その構成は、次の通りで
ある。

金属管材を圧延する３ロール型圧延機の隣り合う一対の
ロールのリリーフ部又はリーリング部の中間に、各ロー
ルを支持するロールスタンドに設けられ金属管材の軸線
に対して進退並びに傾斜可能なガイドシユーを設けた３
ロール型圧延機である。

（作用） 大外径の金属管材は、３ロール圧延機の回転駆動される
３個のロールとマンドレルとの間で、らせん状に外径と
肉厚とが圧下されて、製品たる小外径の金属管となる
が、その際に、大外径の金属管材は厚さｔが薄く、Ｄ／
ｔ＞１２なるために、特に３個のロール間の空間に大き
く膨出せんとするが、各ロールの間に設けたガイドシユ
ーにて膨出が阻止されフレアの形成が抑制され、ほぼ円
筒形の小外径の金属管となる。

又、その装置に於いては、ガイドシユーは、ロールスタ
ンドに設けられ、大外径の金属管材を圧下し、整形する
各ロールのリリーフ部又はリーリング部の中間に位置
し、かつ該金属管材の軸線に対して進退並びに傾斜可能
であるので製品たる小外径の金属管の径の大小に対応さ
せてガイドシユーを進退でき、かつ圧延速度等によって
生ずる膨出のねじれ状態に対応させて、金属管の軸線に
対し傾斜位置を採らせ、圧下に伴う膨出を良好に抑制で
きる。

なお、ここでのマンドレルには、プラグを含むものであ
る。

（実施例） 本発明に係る３ロール型圧延機の実施例を第１，２図に
基づいて説明する。

各１はロール、４は各ロール１を支持するロールスタン
ド、各５は中間構体、各６はロール制御装置である。全
ロール１で形成する中央空間に、マンドレル３が挿入さ
れた薄肉の大外径の金属管材２が挿入され、各ロール１
の回転に伴って該金属管材２の外径と肉厚とが圧下され
るのは従来例と異ならない。

次に、各ロール１間に配置されて、大外径の金属管材の
外径と肉厚との圧下に伴う膨出を阻止するガイドシユー
装置を説明する。

７は、ガイドシユーであり、隣り合うロール１の中間に
位置するようにロールスタンド４の内周面から突出し、
かつ第２図に示すようにロール１の出側、すなわちリー
リング部１ａ又はリリーフ部１ｂに対向して位置し、該
金属管材２の圧下に伴う膨出を阻止する。７ａは先端が
ガイドシユー７の中心部に固定されたガイドシユー軸で
ある。８はめねじが螺刻され、外周がロールスタンド４
の通孔内側に固着されたナツト部材である。

９は、ロールスタンド４を貫通する中空軸であり、ガイ
ドシユー軸７ａが摺動可能に挿通され、その外周に螺刻
したおねじが、ナツト部材８に螺合し、かつ先端部は、
放射状に設けられた三角歯部９ａにて、ガイドシユー７
の環状面に形成した同形の三角歯部と離脱可能に噛合し
ている。１０はウオーム歯車装置であり、ウオーム歯車
１０ａは中空軸９の外周とスプライン結合しており、中
空軸９はウオーム歯車１０ａに対し、軸線方向に移動可
能である。

１１は、ガイドシユー軸７ａの基端側の中空軸９からの
突出部にキー１１ａにて固定された平歯車である。平歯
車１１は回転軸１２ｂに固定されたピニオン１３と噛合
して、モータ１２にてカツプリング１２ａを介して結合
された回転軸１２ｂによつて回転駆動される。

１４はガイドシユー軸７ａの基端部に設けられた油圧シ
リンダ装置であり、外部からの圧油の給排によつてガイ
ドシユー軸７ａを軸線方向に前後動させ得る。

１５，１６は中空軸９を回転自在に支承するブツシン
グ、１７はウオーム歯車１０ａを回転自在に支承する軸
受、１８は回転軸１２ｂを回転自在に支承する軸受、２
０は、ロールスタンド４を床面に支持するスタンド支え
である。

ガイドシユー装置は、上記のように構成されており、ガ
イドシユー７の金属管２′に対する位置決めは、次のよ
うになされる。

先ず、ガイドシユー７を金属管２′の軸線に対して進退
させる場合を説明する。

ガイドシユー７が中空軸９と三角歯部９ａにて噛合して
いる状態で、ウオーム歯車装置１０を作動させてウオー
ム歯車１０ａを回動させれば、ウオーム歯車１０ａとス
プライン結合し、ロールスタンド４に固定したナツト部
材８と螺合する中空軸９が回動し、ナツト部材８に対し
て螺入又は螺出するので金属管２′の外径の大小に応じ
て適正位置を採らせることができる。その際、平歯車１
１はピニオン１３の歯形面上を摺動し、油圧シリンダ装
置１４内のピストンも若干移動する。

次に、ガイドシユー７を回動させて金属管２′の軸線方
向に対して傾斜させる場合を説明する。

ガイドシユー７が中空軸９と三角歯部９ａにて噛合して
いる状態から油圧シリンダ装置１４に外部より圧油を導
入してピストンに往き作動させ、前記の噛合状態を解除
させる。そしてモータ１２を作動させてピニオン１３に
て平歯車１１、ひいてはガイドシユー軸７ａを回動させ
て、ガイドシユー７を傾斜させ、圧延速度等により生ず
る膨出のねじれ状態に対応させて金属管２′の軸線に対
し傾斜位置を採らせ、その後に、油圧シリンダ装置１４
の圧油を排出する等して帰り作動させ、ガイドシユー７
と、中空軸９とを三角歯部９ａにて結合して位置決めす
る。

次に作用を説明する。

３個のロール１が形成する中央空間に、マンドレル３を
挿入した大外径の金属管材２を挿入し、製造される小外
径の金属管２′の外径を考慮して、ガイドシユー７を、
各ロール１のリーリング部１ａ又はリリーフ部１ｂに対
向させて位置させ、各ロール１を回転駆動させれば、該
金属管材２は、外径と肉厚とが圧下されると共に、各ロ
ール１間での膨出が、各ガイドシユー７によつて阻止さ
れ、金属管２′は、ほぼ円筒形状を保持して、各ロール
１間から送り出され、フレアの形成も抑制される。

具体例として、外径(D)：１４７．８mm、肉厚(t)１０．
４mm、従ってＤ／ｔ：１４．２＞１２の肉厚が外径に比
して比較的薄い炭素鋼からなる金属管材２を本発明の方
法で径及び肉厚を圧下したが、全長にわたつて、ほぼ均
一な肉厚の金属管２′を製造できた。

なお、本実施例では、３個のガイドシユー７の進退及び
傾斜の制御は、それぞれの油圧シリンダ装置１４及びモ
ータ１２の作動を個別に行つてなされるように説明した
が、各油圧シリンダ装置１４及びモータ１２の作動を電
気的に同時に制御することも可能であり、或いは１個の
モータ１２の回転を、３個のガイドシユー軸７ａに機械
的に結合して、同時にガイドシユー７を傾斜させること
もできる。又本装置に於て、マンドレル３に替えてプラ
グを使用しての金属管２′の製造も可能である。

（発明の効果） 以上の説明によつて理解されるように、本発明によれ
ば、従来の３ロール型圧延機にガイドシユーを付加する
ことによつて、大外径の金属管材から小外径の金属管の
製造に際し、該金属管材の外径及び肉厚の圧下に伴うロ
ール間への膨出が阻止されて、金属管材の後端部でのフ
レア形成が抑制され、その結果、金属管製造工程の流れ
が中断されなくなり、生産能率が従来に比し向上した。
特に、金属管材の外径(D)に比して肉厚(t)の薄い、Ｄ／
ｔ＞１２の金属管材からの小外径の金属管の圧延に顕著
な効果が得られるようになつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る３ロール型圧延機の一実施例を
一部切開して示す図、第２図は、同じくロールとガイド
シユーとの関係を示す図、第３図は、従来の３ロール型
圧延機のロールの作動を説明する図、第４図は、従来の
３ロール型圧延機による金属管材の圧下状態を説明する
斜視図である。 １：ロール、２：大外径の金属管材、２′：小外径の金
属管、３：マンドレル（プラグ）、４：ロールスタン
ド、７：ガイドシユー、８：ナツト部材、９：中空軸、
９ａ：三角歯部、１０：ウオーム歯車装置、１０ａ：ウ
オーム歯車、１１：平歯車、１２：モータ、１２ｂ：回
転軸、１３：ピニオン、１４：油圧シリンダ、２０：ス
タンド支え。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３ロール型圧延機にて、マンドレルを挿入
   した外径Ｄ、肉厚ｔとの比Ｄ／ｔ＞１２の大外径の金属
   管材を小外径の金属管に圧延する際に、各ロール間に設
   けたガイドシユーにて膨出を阻止してフレアの形成を抑
   制して圧延することを特徴とする薄肉金属管の製造方
   法。
2. 【請求項２】金属管材を圧延する３ロール型圧延機の隣
   り合う一対のロールのリリーフ部又はリーリング部の中
   間に、各ロールを支持するロールスタンドに設けられ金
   属管材の軸線に対して進退並びに傾斜可能なガイドシユ
   ーを設けたことを特徴とする３ロール型圧延機。