JPS649887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スパイラル方式による電弧溶接管の
製造に際し、実際の管径をあらかじめ設定した所
定の管径に修正する方法に関する。

スパイラル管は一般にコイル状の帯板を巻き戻
し、これをピンチロールによつて第１図及び第２
図に示すように内面成形ロール１と外面成形ロー
ル２，３との間に押し込み、スパイラル状に曲げ
て管状に成形すると共にその溶接開始部４を自動
溶接機５により溶接し、連続したスパイラル管６
として製造されている。外面押えロール７はスパ
イラル管６の外周長の変化を少なくするよう、ス
パイラル状に成形される帯板８の外周に沿つて溶
接開始部４を起点とし、溶接ビード９と重ならな
いように帯板８の彎曲方向のほぼ管周の3/4を拘
束する如く配置される。この外面押えロール７は
スパイラル管６を囲む図示しないフレームに対
し、径方向に移動可能に取り付けられている。な
お、外面押えロール７の代わりに内面スタンド１
０に図示しない内面押えロールを径方向に移動可
能に取り付け、スパイラル管６をその内側から拘
束する方法も一般化されている。

ところが、この方法によつて製造されるスパイ
ラル管６の外周長は、外面押えロール７或いは内
面押えロールの拘束下でも使用される帯板８の降
伏点が板厚或いは板幅変動等によつて微妙に変化
するため、これが許容範囲から外れないように常
時監視し、許容範囲外の外周長となつた場合には
修正のための適切な処置をとる必要がある。そこ
で、スパイラル管６側と帯板８との接続部である
溶接開始部４に径方向の段差を形成し、ここを溶
接することによつて管径即ち外周長を大きくした
り或いは小さくしたりする方法が従来から採用さ
れている。例えば、内面成形ロール１及び外面成
形ロール２，３の径方向位置をずらすか、溶接開
始部４近傍の内面成形ロール１及び外面成形ロー
ル２，３のみ径方向に移動することにより、スパ
イラル管６に対する帯板８の位置を変化させて溶
接開始部４に段差を形成する方法や、内面成形ロ
ール１と外面成形ロール２，３とによつて所定の
曲率に彎曲され且つスパイラル状に巻き上がつて
来る帯板８に接触している外面押えロール７或い
は内面押えロールを径方向に移動し、溶接開始部
４における帯板８の曲率を変えることによつてこ
こに段差を形成する方法等である。

ところが、前者の方法では帯板８を曲げるため
の内面成形ロール１及び外面成形ロール２，３を
径方向移動することからその駆動に非常に大きな
動力を要するため、装置の大型化に繋がり狭隘な
場所での自動化を企図することが困難となる。
又、内面成形ロール１を支持する内面スタンド１
０は、スパイラル管６の内側に挿入されるのでス
パイラル管６の内径による制約を受けて大きくす
ることができず、しかも片持ちの不安定な支持形
態となつているために成形荷重による変形が大き
く、正確な位置関係の補正ができない。従つて、
精密な段差を形成することが不可能であり、これ
は外面成形ロール２，３の径方向移動によつても
同様な結果が得られる。更に、この帯板８の径方
向移動による段差の形成方式は、溶接開始部４よ
り前方が既に溶接されて溶接ビード９によりスパ
イラル管６として形成されているため、スパイラ
ル管６側も帯板８と共に径方向移動し、段差の形
成作用があまり芳しくなかつた。しかも、上述し
たこれらの理由によつて内面成形ロール１及び外
面成形ロール２，３の径方向位置調整作業にはミ
ル停止を要し、スパイラル管６製造中に任意の段
差形成即ち外周長（管径）の修正ができない等の
多くの欠点或いは不都合があつた。一方、後者の
方法では帯板８は内面成形ロール１と外面成形ロ
ール２，３とによつて拘束されているため、溶接
開始部４における曲率変更を目的として外面押え
ロール７或いは内面成形ロールの径方向移動に大
きな駆動力を必要とし、更に曲率変更自体が困難
で有効に段差を形成することが極めて難しかつた
のである。

本発明はこのような従来方法の欠点を解消し、
溶接開始部に正確な段差を形成して精密且つ効果
的に管径（外周値）修正のできるスパイラル管の
管径修正方法を提供することを目的とする。

この目的を達成する本発明のスパイラル管の管
径修正方法にかかる構成は、帯板をスパイラル状
に巻いてこの帯板の相互に隣接する縁辺を溶接す
ることにより連続したスパイラル管を製造するに
際し、溶接開始部を起点とした前記スパイラル管
側の溶接ビード及び前記帯板側の縁辺のうち、前
記帯板を一巻きした際の螺旋状をなす前記縁辺の
長さのそれぞれの四分の一に相当する部分から、
前記スパイラル管の長手方向と平行にこのスパイ
ラル管側に２メートルまでの範囲を当該スパイラ
ル管の径方向に押圧し、前記スパイラル管の管径
を修正するようにしたことを特徴とするものであ
る。

以下、本発明によるスパイラル管の管径修正方
法の一実施例について第３図及び第４図を参照し
ながら詳細に説明すると、帯板１１は一対の外面
ロール１３とその上方に位置する内面ロール１２
群との間に装入され、スパイラル状に彎曲してス
パイラル管１４が成形される。図示しない溶接棒
は内面スタンド１５の一端（第３図中、右端）に
取り付けられた図示しない送給モータにより内面
スタンド１５を貫通して溶接ヘツド１６から溶接
開始部１７に送給されるようになつており、前記
内面スタンド１５の下端部には内面ロール１２群
が取り付けられ、二本の圧下ねじ１８により昇降
自在となつている。スパイラル管１４の内部に位
置するこの内面スタンド１５の他端には、スパイ
ラル管１４を下方に押圧し得る内面加圧装置１９
が取り付けられており、スパイラル管１４を挾ん
でこの内面加圧装置１９と対向し且つスパイラル
管１４を上方に押圧し得る外面加圧装置２０が基
礎上に設置されている。これら内面加圧装置１９
及び外面加圧装置２０は同一構成のものであり、
ロールブラケツト２１にはスパイラル管１４に当
接する押圧ロール２２回転自在に取り付けられて
いる。この押圧ロール２２には帯板１１の成形角
（スパイラルピツチ角）に応じて回転方向を変え
られる旋回機能を持たせ、スパイラル管１４の回
転方向と押圧ロール２２の回転方向のずれにより
発生するスラストを防止することが望ましい。こ
の場合、内面加圧装置１９の押圧ロール２２を樽
状にすると共に外面加圧装置２０の押圧ロール２
２を樽状にする方がよい。又、押圧ロール２２の
代りに球体を使用したり或いは板状のシユーをス
パイラル管１４に押圧するようにしてもスラスト
の発生を防止することができる。前記ロールブラ
ケツト２１は昇降用油圧シリンダ２３の作動によ
り水平に摺動する楔２４の作用でスパイラル管１
４の径方向に昇降し得る支持棒２５の一端に取り
付けられているが、押圧ロール２２の昇降手段と
して直接油圧シリンダやねじジヤツキ等を利用し
てもよい。このような構成の内面加圧装置１９及
び外面加圧装置２０のスパイラル管１４に対する
押圧位置は、本発明の原理を表わす第５図中の斜
線の範囲（第６図中の矢視Ａの範囲）内であれば
どこでもよい。すなわち、溶接開始部１７を起点
とした前記スパイラル管１４側の溶接ビード２６
及び前記帯板１１側の縁辺２７のうち、前記帯板
１１を一巻きした際の螺旋状をなす前記縁辺２７
の長さのそれぞれ四分の一に相当する部分から、
前記スパイラル管１４の長手方向と平行にこのス
パイラル管１４側に２メートルまでの範囲であ
る。なお、スパイラル管１４に対する押圧ロール
２２の接触位置が溶接開始部１７に近すぎると、
溶接後の溶着金属の凝固過程で溶接部の品質が悪
化するが、これは押圧ロール２２の押し付け力に
よつてこの接触部が局部的に弾性変形し、スパイ
ラル管１４の円周方向曲率も変化するためであ
る。又、第６図中のＡ範囲中、溶接開始部１７を
中心としてプラスマイナス30度の範囲で特に大き
な本発明の効果を期待できる。更に、上下の押圧
ロール２２の対向位置がずれてもかまわず、これ
ら内面加圧装置１９及び外面加圧装置２０はそれ
ぞれ一台あれば充分であるが、スパイラル管１４
の長手方向及び円周方向に複数台設置してもよ
い。一方、本発明による溶接開始部１７に段差を
形成する他の応用例として、少なくとも一対の内
面加圧装置１９或いは外面加圧装置２０をスパイ
ラル管１４の径方向に対向して設置し、スパイラ
ル管１４の管壁を径方向に押圧することも考えら
れる。

本発明によるスパイラル管１４の造管に際して
は、まず帯板１１が内面ロール１２と外面ロール
１３とでスパイラル状に彎曲させられ、溶接開始
部１７にて溶接ヘツド１６により溶接されて行く
が、このようにして成形されたスパイラル管１４
の外周長を巻き尺や外周長測定装置により測定す
る。その結果、外周長が、すなわち外径寸法と円
周率との積が目標値より大きかつた場合には内面
加圧装置１９の押圧ロール２２を押し下げるが、
これは外周長の変化を見ながら0.1ミリメートル
〜0.3ミリメートル程度ずつ徐々に行なう。本発
明では１ミリメートルの押し下げで外周長を１ミ
リメートル×円周率、すなわち約３ミリメートル
小さくすることができ、修正の応答性が極めてよ
い。

例えば、管径を小さくする場合には、その作業
手順を表す第７図ａ，ｂに示すように、まず押圧
ロール２２を内側から押し下げ、隣接する帯板１
１の接合部分に段差、すなわちオフセツトを形成
させる（第７図ａ参照）。この状態で押圧ロール
２２で挾まれた側の帯板１１と内面ロール１２及
び外面ロール１３で挾まれた側の帯板１１との接
合部分を溶接して行くと、第７図ｂに示すように
スパイラル管１４の外径寸法がどんどん小さくな
つて行く。逆に、外側の押圧ロール２２を押し上
げると、上述した場合と逆の段差、すなわちオフ
セツトが発生し、スパイラル管１４の外径寸法が
逆にどんどん大きくなつて行く。

通常、初期に設定したスパイラル管１４の外径
が変動するケースとしては、帯板１１のキヤンバ
や材質の変化によるものがほとんどであるが、こ
の他に搬送ロールレベルと成形レベルとの違いに
基づく段差による場合もある。従来、このような
状況下にて外周長が許容誤差から外れそうになつ
た場合、ラインを停止して内面ロール及び外面ロ
ール１３の間隔を変え、上述したオフセツトを発
生させて外周長を修正する以外に方法がなかつ
た。しかし、本願の押圧ロール２２を用いること
により強制的に帯板１１の外周長を変化させ、予
め設定された外周長に容易に戻すことができるた
め、内面ロール１２や外面ロール１３を一切調整
する必要がない。

なお、第３図において外周長の変化は溶接開始
部１７に発生する段差を計測することでも推定可
能である。スパイラル管１４の外周長が目標値と
一致したならば押圧ロール２２を固定するが、こ
の操作の際には外面加圧装置２０を使用する必要
はなく、その押圧ロール２２がスパイラル管１４
に接触しない位置へ後退させておけば良い。ただ
し、外周長と目標値とが一致した後には押圧ロー
ル２２をスパイラル管１４に軽く接触させておく
ことがその後の外周長変化防止に有効である。
又、外周長が目標値より小さかつた場合には外面
加圧装置２０を使用して上述した手順のように修
正作業を実施する。

一方、本発明の他の修正方法としては、内面加
圧装置１９のみを使用してスパイラル管１４の管
径が目標値より大きめとなるように各部材のセツ
トを組み、内面加圧装置１９のみで目標値に近づ
けるようにしたり、逆に外面加圧装置２０のみを
使用してスパイラル管１４の管径が常に目標値よ
り小さめとなるように各部材のセツトを組み、こ
の外面加圧装置２０のみで目標値に近づけるよう
にすることも可能である。これらの操作は外周長
測定装置の信号を用いて自動的に行なうこともで
きる。

このように本発明のスパイラル管の管径修正方
法によると、スパイラル状に曲げられた帯板及び
スパイラル管の管壁をその径方向に変位させるこ
とにより、内面ロール及び外面ロールの影響を受
けずに溶接開始部に段差を形成することが可能で
あり、しかもこの段差を10〜15トン程度の荷重で
達成できるため、装置の小型化と修正作業の自動
化に必要な遠隔装置等の組み込みとが比較的容易
にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスパイラル管製造装置の主要部
を表わす作業原理図、第２図はその左側面図であ
り、第３図は本発明を利用したスパイラル管の管
径修正装置の一実施例の作業原理図、第４図はそ
の左側面図、第５図は本発明の加圧範囲を表わす
原理図、第６図はその右側面図、第７図ａ，ｂは
その管径修正工程を表す作業概念図である。 図面中、１１は帯板、１２は内面ロール、１３
は外面ロール、１４はスパイラル管、１５は内面
スタンド、１６は溶接ヘツド、１７は溶接開始
部、１９は内面加圧装置、２０は外面加圧装置、
２２は押圧ロール、２６は溶接ビード、２７は帯
板の縁辺である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 帯板をスパイラル状に巻いてこの帯板の相互
   に隣接する縁辺を溶接することにより連続したス
   パイラル管を製造するに際し、溶接開始部を起点
   とした前記スパイラル管側の溶接ビード及び前記
   帯板側の縁辺のうち、前記帯板を一巻きした際の
   螺旋状をなす前記縁辺の長さのそれぞれ四分の一
   に相当する部分から、前記スパイラル管の長手方
   向と平行にこのスパイラル管側に２メートルまで
   の範囲を当該スパイラル管の径方向に押圧し、前
   記スパイラル管の管径を修正するようにしたこと
   を特徴とするスパイラル管の管径修正方法。 ２ あらかじめスパイラル管の管径を大きめに形
   成し、その管壁を径方向外側に押圧しながら前記
   管径を修正するようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載したスパイラル管の管径
   修正方法。 ３ あらかじめスパイラル管の管径を小さめに形
   成し、その管壁を径方向内側に押圧しながら前記
   管径を修正するようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載したスパイラル管の管径
   修正方法。