(57)【要約】【課題】５０ｍｍφを下回るような薄肉小径管であっても、簡便なスパイラル造管法によって製造し得る方法を提供する。【解決手段】成形ロールに鋼帯を通過させることにより当該鋼帯をスパイラル状に加工成形し、スパイラル状成形管の溶接点で相互に隣接するエッジ部を溶接してスパイラル鋼管とするに際し、スパイラル状成形管の内側に配していた複数の成形ロールからなる内面成形ロール群に替えて、管内面側で管軸方向に伸びる一本の断面丸状棒体を用いる。  従来、内面成形ロール群を取付け・保持するロール支持軸の径に依存していた造管時の成形可能径を大幅に小さくすることが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入側外面成形ロール、内面成形ロール及び出側外面成形ロールからなる三本の成形ロールに鋼帯を通過させることにより当該鋼帯をスパイラル状に加工成形し、スパイラル状成形管の溶接点で相互に隣接するエッジ部を溶接してスパイラル鋼管とするに際し、外面成形ロールとして複数の成形ロールを管外面側で管軸方向に多段配置してなる外面成形ロール群を用いるとともに、内面成形ロールとして管内面側で管軸方向に配置した断面丸状棒体を用いることを特徴とするスパイラル鋼管の製造方法。
【請求項２】
鋼帯入側のピンチロールと入側外面成形ロール群との間に、通過する鋼帯の両側端部にガイドロールを配するとともに、通過する鋼帯の両面に板押えを配し、前記ガイドロールを両側端に当接させつつ、かつ前記板押えで両面を押えつつ前記鋼帯を通過させる請求項１に記載のスパイラル鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯鋼を螺旋状に捲回してパイプ状に造管したのち、その接合部を溶接してスパイラル鋼管を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スパイラル鋼管Ｐの製造工程では、例えば、図１に見られるように、アンコイラから送出された鋼帯Ｓを、三組の成形ロール群１ａ，１ｂ，１ｃを備えた成形機に傾斜させて送り込み、所要径のスパイラル状に曲げ加工した後、図示しない溶接機により、板端の当接部に順次溶接を施している（例えば特許文献１、２参照）。
このようなスパイラル鋼管の製造技術は、（１）素材寸法の制約を受けることがない、（２）薄板大径管の製造が可能、（３）サイズ毎にロールを変更する必要がない、（４）装置そのものを小型化できる、（５）多品種少量生産に適する、といった利点を有するため、多用されている。
【０００３】
上記三組の成形ロール群１ａ，１ｂ，１ｃは、それぞれ、管軸方向に一列で多段に配置された複数の短尺なロールで構成されている。そして、三組の成形ロール群１ａ，１ｂ，１ｃでは、各ロールはそれぞれのロール支持軸に取付け・保持されており、このうち、外面入側ロール群１ａと外面出側ロール群１ｃの各ロールは造管される管の外面に、内面成形ロール群１ｂの各ロールは造管される管の内面に当接するように、前記それぞれのロール支持軸に取付け・保持されている。
通常、各ロールのロール支持軸への取付け・保持は、各ロールの軸を鋼帯Ｓの送板方向と垂直にすることで、鋼帯の蛇行を最小限に留めることができ、安定した鋼帯の送板を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２３２２１２号公報
【特許文献２】特開平９−１９２７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それぞれの成形ロール群を構成する各ロールがロール支持軸に、特に内面成形ロール群１ｂを構成する各ロールがインナーロール支持軸に取り付けられているため、造管される管の径に制限がある。少なくともインナーロール支持軸の外径よりも細い径の造管は不可能である。
このため、現状では、ロール配置構造の点から、スパイラル造管法で製造可能な管径は最小５０ｍｍφが限界とされていて、昨今のニーズに対応できていない。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消するために案出されたものであり、５０ｍｍφを下回るような薄肉小径管であっても、簡便なスパイラル造管法によって製造し得る方法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】
【０００７】
本発明のスパイラル鋼管の製造方法は、その目的を達成するため、入側外面成形ロール、内面成形ロール及び出側外面成形ロールからなる三本の成形ロールに鋼帯を通過させることにより当該鋼帯をスパイラル状に加工成形し、スパイラル状成形管の溶接点で相互に隣接するエッジ部を溶接してスパイラル鋼管とするに際し、外面成形ロールとして複数の成形ロールを管外面側で管軸方向に多段配置してなる外面成形ロール群を用いるとともに、内面成形ロールとして管内面側で管軸方向に配置した断面丸状棒体を用いることを特徴とする。
【０００８】
鋼帯入側のピンチロールと入側外面成形ロール群との間に、通過する鋼帯の両側端部にガイドロールを配するとともに通過する鋼帯の両面に板押えを配し、前記ガイドロールを両側端に当接させつつ、かつ前記板押えで両面を押えつつ前記鋼帯を通過させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスパイラル鋼管の製造方法では、従来、スパイラル状成形管の内側に配していた複数の成形ロールからなる内面成形ロール群に替えて、管内面側で管軸方向に伸びる一本の断面丸状棒体を用いている。
このため、従来、内面成形ロール群を取付け・保持するロール支持軸の径に依存していた造管時の成形可能径を大幅に小さくすることが可能となる。
なお、前記断面丸状棒体は、固定状態で用いても良いし、回動自在な状態で用いても良い。
また、ガイドロールや板押えを合わせて用いることにより、幅狭の薄鋼帯を素材としても、送板時に蛇行や座屈を起こさせることなく、成形精度の優れた薄肉小径管を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一般的なスパイラル造管法を説明する図
【図２】内面成形ロール支持態様としてのインナーロール支持軸と断面丸状棒体の違いを説明する図
【図３】ガイドロールおよび板押えの設置態様を説明する斜視概略図
【図４】ガイドロールおよび板押えの設置態様を説明する断面概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
通常、スパイラル造管法では、図１、図２（ａ）に見られるように、アンコイラから送出された鋼帯Ｓを、入側外面成形ロール群１ａと出側外面成形ロール１ｃ群で支持された鋼帯Ｓに対して、内面成形ロール群１ｂを押し込んでスパイラル状に曲げ加工した後、図示しない溶接機により、板端の当接部に溶接を施している。
このような造管態様では、内面成形ロール群１ｂを構成する各ロールがインナーロール支持軸２に取り付けられており、このインナーロール支持軸２の存在により造管される管の径に制限がある。前記した通りである。
なお、図中、３は外径拘束ロールであり、４はインナーロール支持軸２を保持している支持台である。
【００１２】
本発明者等は、造管される管の径を細くする手段について種々検討する過程で、インナーロール支持軸の廃止の可能性を検討した。そして、内面を成形するロールとして、管軸方向に伸びるインナーロール支持軸に一列多段に取付け・保持させた複数の成形ロールを用いるのではなく、管軸方向に伸びる一本の断面丸状棒体を用いることに到達した。
以下、その詳細を説明する。
【００１３】
まず、本発明方法で用いる装置の具体的構造から説明する。
図２（ｂ）に示すように、本発明方法で用いるスパイラル管製造装置にあっては、入側外面成形ロール群１ａと出側外面成形ロール１ｃ群は、従前の装置と同様な態様で取り付けられている。ただ、内面成形ロールについては、複数の成形ロールからなる成形ロール群に替えて、管軸方向に伸びる一本の断面丸状棒体１ｄを用いている。この断面丸状棒体１ｄは支持台４に先端がフリーの片持ちで固定状態もしくは回動自在な状態で取付けられる。回動自在に取付ける場合には、支持台４への取付け部にベアリング等を有する回動機構を設ければよい。
【００１４】
また、本発明方法で用いるスパイラル管製造装置にあっては、図３（ｂ）および図４に示すように、鋼帯入側のピンチロール５と入側外面成形ロール群１ａ（図３では省略）との間に、通過する鋼帯Ｓの両側端部に当接するガイドロール６と、通過する鋼帯Ｓを両面から押える板押え７を配している。ガイドロール６としては、鋼帯入側のピンチロール５と入側外面成形ロール群１ａとの間に、２対配置することが好ましい。
ガイドロール６と板押え７とは、図４に示すように、両側端近傍で軸９により保持された２枚の板押え７の所定部を切り欠き、その間でガイドロール６を挾持させる形態で配置することが好ましい。
【００１５】
ガイドロール６には適宜サイズの外径、内径、高さを有するドーナツ状のベアリングを用いており、このガイドロール６を支持するには板押え７にガイドロール６を収容し得る径の穴を穿ち、ガイドロール保持シャフト１０を挿入することで取り付けられている。
このような形態で取り付けられるガイドロール６は従動ロールであり、所定寸法に裁断された鋼帯Ｓが蛇行することなく、両側端部が当接することで送板ガイド機能が果たされる。
板押え７としては、材質的には樹脂製によるウルモラパッドを用いることが好ましい。これにより、鋼帯Ｓ表面に板押え７との当接疵を発生させることなく安定的に送板することが可能である。
【００１６】
ここで、板押え７へのガイドロール６の好ましい設置態様を以下に説明する。まず、下側板押え７‐１の位置を鋼帯Ｓが通過する基準高さ（パスライン）に合うように定める。その後下側板押え７‐１に、ガイドロール６並びにガイドロール保持シャフト１０を設置し、最後に上側板押え７‐２により鋼帯Ｓを挟持する。
次に、また板押え７による鋼帯Ｓの押圧手段について説明する。板押え７は予めねじが切られている軸９に取り付けられており、板押え７の高さ調整を可能としているのが板押え高さ調整金物１１である。板押え７には板押え高さ調整金物１１が取り付けられるよう切欠きが施されており、ねじ式による回転動作で板押え高さ調整金物１１は上下に可動することができ、すなわち板押え７の高さを調整することが可能である。
このような形態でガイドロール６と板押え７を配置することにより、鋼帯Ｓを、蛇行させることなく、また座屈を起こさせることなく、成形ロール間に送り込むことができる。
【００１７】
次に、上記の装置を使用し、実際にスパイラル鋼管を製造する態様を説明する。
駆動するピンチロール５を介して鋼帯Ｓを成形ロール間に送給する。この時点では、ガイドロール６に鋼帯Ｓの両側端を当接させつつ送給することになる。
鋼帯Ｓは、入側外面成形ロール群１ａと断面丸状棒体１ｄおよび出側外面成形ロール１ｃ群とからなる成形ロール間に送られ、所定スパイラル形状に変形された後、スパイラル状成形管の相互に隣接するエッジ部において溶接接合される。
【００１８】
入側外面成形ロール群１ａおよび出側外面成形ロール１ｃ群を構成する各ロールは、送給される鋼帯Ｓの走行方向と直交するように軸支されているため、送給される鋼帯Ｓは、これらのロール群に対してはスムーズに流される。しかしながら、断面丸状棒体１ｄは造管されるスパイラル管の軸と平行ではあるが、鋼帯Ｓの走行方向と直交する関係にはなっていない。このため、断面丸状棒体１ｄとの接触圧が高くなると、鋼帯Ｓの走行に蛇行がおきやすくなる。殊に幅狭な薄鋼帯を素材として小径鋼管を製造しようとする際に蛇行がおきやすくなる。
本発明方法に用いる装置にあっては、鋼帯入側のピンチロール５と入側外面成形ロール群１ａ（図３では省略）との間に、通過する鋼帯Ｓの両側端部に当接するガイドロール６を配置している。そして、このガイドロール６を走行する鋼帯の両側端部に押付けることで鋼帯Ｓの蛇行を抑制することができている。
【００１９】
ところで、スパイラル造管装置においては、通常、素材鋼帯は入側のピンチロールにより成形ロール間に強制的に押込まれる形態となる。一方、本発明方法に用いる装置においては断面丸状棒体１ｄは固定状態もしくは回動自在な状態で取付けられており、回動自在な状態であっても回転方向は、鋼帯Ｓの走行方向とずれている。このため、鋼帯Ｓがスムーズに流れず、殊に薄鋼帯を素材として径の細いスパイラル管を造管しようとすると、鋼帯Ｓが成形ロールの前段階で湾曲し、場合によって座屈するおそれがある。
そこで、本発明方法に用いる装置にあっては、鋼帯入側のピンチロール５と入側外面成形ロール群１ａ（図３では省略）との間に、通過する鋼帯Ｓを両面から押える板押え７を配置している。そして、この板押え７を走行する鋼帯の両面に押付けることに鋼帯Ｓの湾曲・座屈の発生を抑制することができている。
【００２０】
最後に、スパイラル造管法において本発明を採用することによる、製造可能径の縮小化について具体的な数値をもって説明する。
スパイラル造管法においては、内面成形ロール群を構成する複数の短尺ロールを安定的に保持するために、ある程度の大きさを有するインナーロール支持軸が配置されている。インナーロール支持軸としては、通常、４２.７ｍｍφのものが最小限とされている。スパイラル造管法によって製造できる最小径は、構造上インナーロール支持軸２の径に依存し、上記最小値４２.７ｍｍφのインナーロール支持軸が配されている装置では、最小５０ｍｍφの径が造管可能限界である。
これに対して、本発明方法を適用するにあたって、断面丸状棒体１ｄとして２０ｍｍφの丸棒を用いた。なお、断面丸状棒体１ｄとして中実丸棒の他に、パイプ材等を用いてもよい。
この丸棒の使用により、前記ガイドロール６および板押え７の使用と相俟って、２８.６ｍｍφや２５.４ｍｍφのスパイラル鋼管の製造が可能となった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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