JPS598452B2 - 円筒管のロ−ル成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管のロール成形法、特に金属板状体から円筒管
を製造するためのロール成形法に関するものである。

たとえば、電縫管製造に際し成形ロールを用いて金属板
状体を円筒状に成形した後、管長手方向の突合せ部を溶
接して管を得ることが行なわれる。

しかして従来のロール成形法としては第１〜第３図に示
す方法が広く採用されている。すなわち、第１図に示す
粗成形工程においては、凸曲面と凹曲面をそれぞれ有す
る水平上下ロールにより形成される孔型に金属板を通し
、上下ロールにより金属板を拘束しながらＵ字形状に成
形する。次いで第２図に示す中間成形段階では、Ｕ字形
状に成形された金属板の外表面の全面に接触するように
設計された凹曲面を有する一対の竪ロールにより円形状
に成形してゆく。さらに仕上成形工程においては、第３
図に示すように円形素管の端部を拘束しながら素管の外
表面のほぼ全面に接触するように設計された一対のフィ
ンロールで巾方向の圧縮を加えながら成形を行なう。し
かしながら、上記の従来のロール成形法においては、次
のような問題点がある。

（１）ロールのサイズ兼用範囲は極めて狭く、造管径に
合わせたそれぞれのロールが必要とされ、その結果多数
のロールを用意しなければならずロールコストが高くな
る。

（２）造管径の変更に伴なうロール替に時間と手間がか
かり、稼動率が悪く生産性が極めて低い。

（３）成形工程の全体に亘つてロールと金属板状体が全
面に接触するため、ロールと金属板との周速差によりス
リップを生じ、成形時のエネルギーロスが大きく、又ス
リ疵等の発生が見られる。本発明は上記した従来技術の
問題点を改善し少ないロール本数にて各種サイズの円筒
管の造管に対応できかつ被成形材とロールとの摩擦度合
を大巾に減少させると共に、生産性を飛躍的に向上させ
ることが可能な管のロール成形法を提供することを目的
とする。これらの目的を達成するための本発明のロール
成形法は、板状物を成形して円筒管を製造するに際し、
管軸方向に垂直な面内で任意の直径に関し対称的に変位
自在かつ固定可能な一対のロールと、該一対のロールの
それぞれに隣接して、前記一対のロールの外周部と相俟
つて、その軸心に対し凹隅状部分を形成する補助ロール
を設けて成形パスを構成し、前記パスを通過する板状物
の側縁部を前記凹隅状部分で拘束して、板状物に曲げ変
形を付与しながら板状物を円筒管に成形することを特徴
とする。以下本発明のロール成形法の詳細を説明する。

本発明によつて円筒管を製造する場合は素材として金属
板状体、例えば金属帯（鋼帯）、切板等を使用するが、
これらの素材をそのまま本発明の成形パスに供給するの
ではなく、通常は後述する押込ロール装置によつて素材
を本発明の成形パスに供給するものである。すなわち、
ロール成形に際しては押込ロール装置を駆動させて素材
を強制的に走行させて、その先端を非駆動の成形ロール
によつて構成される成形パスに押込、装入するのである
。上記押込ロール装置としては、第５図に示すフラツト
な上・下ロールを用いてもよいし、又第６図に示す如き
単曲率の凹凸面を有する上・下ロールを使用して、押込
みと併せて初期成形をも行なわしめるようにしてもよい
。

更には第７図に示すように中央部がフラツトで両端部に
曲率を付した上・下ロールを用いて押込、成形を行なう
ようにしてもよい。これら第５図〜第７図のうちいずれ
の押込ロールを採用するかは被成形素材の厚み、巾、材
質等を考慮して適宜選択すればよいが、厚肉管又は高張
力管の成形には押込みと成形機能を有する第６図又は第
７図のものを使用することが望ましい。本発明はこのよ
うな押込ロール装置によつて装入された板状体を独特の
成形ロールによつて構成される成形パスに通過させて所
望の円筒管に成形加工するものである。

この成形ロールの具体例を第８図に示す。第８図ａは直
立円錐台状の一対の竪ロール５と、該一対の竪ロール５
のそれぞれの上面に接する一対の水平補助ロール６とか
ら構成される成形ロールの具体例を示す。

竪ロール５は管軸方向に対し垂直な回転軸を有しかつ管
軸方向に垂直な面内において任意の特定直径に関し対称
的に変位自在かつ所定位置にて固定可能となつており、
従つて一対の竪ロール５は造管径に対応してその上下及
び水平位置を移動可能にし常に最適な位置にセツトされ
る。又本発明において用いる成形ロールは、成形される
板状物１の両側縁部を拘束するための凹隅状部分を上記
竪ロール５と補助ロール６にて形成する。該凹隅状部分
は竪ロール５の外周部と補助ロール６の部分外周部とが
相俟つて形成されるが、この凹隅状部分とは二個の互い
に独立した竪ロール５及び補助ロール６の表面によつて
つくられる凹部であつてこれにより成形される板状物の
側端面又はその一部もしくはその近傍の表面一部等の側
縁部を拘束して曲げ変形をおこさせる部分をいい、凹隅
状とはこのようなことを可能とするロール本体の一部分
の形状をさす。更に補助ロール６は図示の如く竪ロール
５とは独立して上下及び水平方向に変位自在である。第
８図ｂは竪ロール５及び補助ロール６の他に水平ロール
７を設置して曲げ成形される板状物１に水平に外接せし
めるが、かかる水平ロール７を設けることにより板状物
の曲げ変形の座屈を回避したり、パスラインの安定化を
高めることができる。

上述の如く本発明においてはそれぞれ独立した回転軸を
有する竪ロール５と補助ロール６とを組合わせることに
よつて、成形される板状物１の側縁部を規制する凹隅状
部分を形成するが、これは次のような利点を生ずる。

すなわち、仮りに竪ロール５及び補助ロール６を一体的
に形成しても同様の凹隅状部分が得られるが、板状物の
成形時そのエツジ部分は特に補助ロール側の傾斜面に接
触しその部分の局部摩耗が顕著になり、一体物ではロー
ル全体を取替えることが必要とされる。しかし本発明で
用いる分割ロールタイプでは摩耗の激しい方のロールの
みを取替えればよいので極めてコスト的に有利である。
又、板状物のエツジ部分に対する接触が一様でない場合
には、傾斜角度の異なる最適な補助ロールのみを変えれ
ばよく、しかも竪ロール及び補助ロールを別個にするこ
とはそれぞれ傾斜角度、外周面形状等の異なるものをい
くつか用意しておくことで多数の組合せパターンが考え
られ、成形条件の細かい調整を可能にする。更に、一体
的に竪ロールと補助ロールとを結合した成形ロールタイ
プでは、傾斜を付している部分における周速が異なり板
状物との間にスリツプを生ずる個所が見られるが、本発
明において用いる成形ロールではそれぞれ独立した回転
軸を有しているため、竪ロール及び補助ロールはこれら
に接する板状物に応じて最適な周速でそれぞれ回転する
ことになり、スリツプを最小限に抑えることができ、そ
の結果スリツプによつて起る不都合を可及的に低減しう
る。

本発明における成形ロールにおいては、管サイズ変更又
は成形段階に応じてそのロール間隙及び高さ位置を適宜
変位調整せしめるものであるが、このロール変位機構と
しては昇降移動及び水平移動（一対のロールの開閉移動
）を可能にする機構であればいかなる方式でもよいが、
板状物の成形形状の変更及びサイズ替え等に対して迅速
に即応しかつ任意の位置で確実に固定じうるものが望ま
しい。

次に上述した内容の成形ロールを用いて構成した本発明
のロール成形法を実施する成形装置列を第４図に示す。

第４図において、１は円筒管の素材となる金属板状物で
造管径に必要な巾をもつ鋼帯であり、２は該板状物１の
先端を仕上成形スタンドであるフインパスロールまで走
行させるための１駆動押込ロールで、例えば前記した第
５図、第６図及び第７図のいずれかを用いる。

３は例えば４スタンドに構成された成形ロールで、この
成形ロール３は前記第８図に示したもののうちから選択
した適宜のタイプにて構成される。

４は成形ロール３によつて円筒管に成形されたものを仕
上成形するためのフインパスロールであり、従来公知の
ものと同様のロール形状及び駆動装置を有している。

本発明によつて円筒管を製造する場合は、一般に素材先
端がフインパスロールに押込まれた後は押込ロールは上
下ロール間隙を十分にあけることにより遊動とし、以後
素材はフインパスロールのみによつて走行し仕上成形す
ることが素材の非対称成形、ねじれを防止するために望
ましい。

本発明の上記した成形パスを用いて造管径の異なる円筒
管を製造する際のロールの位置及び板状体とロールとの
接触状態を第９図イ〜ホに示す。図において左半分が板
状物の最大サイズを造管する場合、右半分が板状物の最
小サイズを造管する場合を示し、イは押込ロールによる
押込工程を示し、口〜ホはそれぞれ本発明において用い
る成形ロールにて板状物を円筒状に成形してゆく工程を
段階的に示すものである。図から明らかなように本発明
に採用される成形ロールの形状は造管径によつて変更す
る必要はなく、単にサイズに合わせて成形ロールを変位
させて所定の位置及び高さに保持することによつて、同
一ロールによる異なる管径の粗成形及び中間成形が可能
となる。又、本発明では竪ロールと補助ロールをそれぞ
れ別体にて構成しているため、単独に竪ロール又は補助
ロールを他の形状或いは傾斜角度をもつロールと取替え
ることができ、任意の形状及び角度をもつ凹隅状部分を
自由に形成することが可能である。

なお、本発明のロール成形法は電縫管の製造に適用でき
ることは勿論のことであるが、円筒管のみならず角管の
前段成形部、樋状管の成形などにも応用することができ
る。

本発明のロール成形法によつて得られる効果は次の通り
である。

（１）ロール本数を従来の成形法に比べ大巾に削減でき
る。

（２）造管径のサイズ変更に対し成形ロールを移動させ
るだけで対応でき、従来の如くロール取替作業を必要と
しない。

従つて成形機の稼動率を大幅に向上させることができる
。（３）板状体とロールとの摩擦を減少することができ
る。

（４）単純な形状のロールであるためその製作が容易で
ある。

（５）凹隅状部分を二個の相接する独立したロールによ
つて形成するため、個々に別のものと簡単に代替可能と
なり、任意の形状及び角度の凹隅状部分が得られると共
に、摩耗程度に応じて一方のロール交換だけで済む利点
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法における粗成形用ロール断面図、第２図
は従来法における中間成形用ロール断面図、第３図は従
来法における仕上成形用ロール断面図、第４図は本発明
方法を実施するための成形装置列の一例を示す側面図、
第５図、第６図及び第７図は押込ロール装置の各例を示
す断面図、第８図Ａ，ｂは本発明法において用いる成形
ロール配置図、第９図イ、口、ハ、二、ホは異なる造管
径の管を製造する際のロールと板状体の接触状態及び各
ロールの位置を示す略図である。 １・・・・・・板状体、２・・・・・・押込ロール、３
・・・・・・成形ロール、４・・・・・・フインパスロ
ール、５・・・・・・竪ロール、６・・・・・・補助ロ
ール、７・・・・・・水平ロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板状物を円筒管に成形するに関し、管軸方向に垂直
   な面内で任意の直径に関し対称的に変位自在かつ固定可
   能な一対のロールと、該一対のロールのそれぞれのロー
   ルに隣接して、前記一対のロールの外周部と相俟つて、
   その軸心に対し凹隅状部分を形成する補助ロールを設け
   て成形パスを構成し、前記パスを通過する板状物の側縁
   部を前記凹隅状部分で拘束して、板状物に曲げ変形を付
   与しながら板状物を円筒管に成形することを特徴とする
   円筒管のロール成形法。