(57)【要約】【課題】矯正に要する時間を短くする真円度矯正方法を提供する。【解決手段】真円度矯正方法は、ケーシングの内周面を管材の外周面に対向させつつ内周側ローラの外周面を軸領域の内周面に当接させる配置工程Ｓ１０と、管材と内周側ローラとを軸線周りに回転させつつ測定外径を求めることで、軸領域の半周にわたり測定外径を求めるとともに荷重値を設定する予備測定工程Ｓ２０とを備え、軸領域の周方向の所定位置に対して設定された荷重をケーシングの内周面と内周側ローラとを近づけることで所定位置に作用させた状態で、管材と内周側ローラとを軸線周りに軸領域の半周にわたり回転させて所定位置を塑性変形させつつ、軸領域の外径を測定して測定外径を求め、荷重値を測定外径に基づいて設定し直す矯正工程Ｓ４０を規定したときに、予備測定工程または矯正工程で半周にわたり測定した測定外径がいずれも目標外径以上となるまで矯正工程を繰り返す。【選択図】図５
2014054645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管材の軸線方向における少なくとも一部である軸領域の真円度を矯正する管材矯正方法であって、
リング状に形成されたケーシングの内周面を前記管材の前記軸領域の外周面に対向させて前記ケーシングを前記管材の外周に配置させるとともに、内周側ローラの外周面を前記軸領域の内周面に当接させて前記内周側ローラを前記管材の内周に配置させる配置工程と、
前記管材と前記内周側ローラとを前記ケーシングの軸線周りに回転させつつ、前記軸領域の外径を測定して測定外径を求めることで、前記軸領域の半周にわたり、前記測定外径を求めるとともに、前記ケーシングの内周面と前記内周側ローラとを近づける力の大きさである荷重値を前記測定外径に基づいて設定する予備測定工程と、
を備え、
前記軸領域の周方向の所定位置に対して設定された前記荷重値となる荷重を前記ケーシングの内周面と前記内周側ローラとを近づけることで前記所定位置に作用させた状態で、前記管材と前記内周側ローラとを前記軸線周りに前記軸領域の半周にわたり回転させて前記ケーシングの内周面を矯正型面として前記所定位置を塑性変形させつつ、前記軸領域の外径を測定して測定外径を求め、前記荷重値を前記測定外径に基づいて設定し直す矯正工程を規定したときに、
前記予備測定工程で半周にわたり測定した前記測定外径がいずれも目標外径以上となるか、前記矯正工程で半周にわたり測定した前記測定外径がいずれも前記目標外径以上となるまで、前記予備測定工程の後で、前記矯正工程を繰り返すことを特徴とする管材矯正方法。
【請求項２】
前記予備測定工程および前記矯正工程では、
前記測定外径が前記目標外径以上となった前記軸領域の前記周方向の位置に対しては、前記荷重値を前記軸領域が塑性変形せず弾性変形のみとなる大きさに設定し、かつ、前記測定外径が前記目標外径より小さくとなった前記軸領域の前記周方向の位置に対しては、前記荷重値を前記軸領域が塑性変形する大きさに設定することを特徴とする請求項１に記載の管材矯正方法。
【請求項３】
前記予備測定工程および前記矯正工程では、前記軸領域の外周面における曲率半径を測定して測定曲率半径を求めることで、前記軸領域の全周にわたり前記測定曲率半径を求め、
前記目標外径を２で除した数を目標半径としたときに、
前記予備測定工程および前記矯正工程では、前記測定外径が前記目標外径より小さくなった前記軸領域の前記周方向の位置である基準位置に対しては、前記管材の軸線に対して前記基準位置とは対称の位置となる対称位置を規定し、さらに、前記基準位置における前記測定曲率半径と前記目標半径との差の絶対値の方が前記対称位置における前記測定曲率半径と前記目標半径との差の絶対値よりも大きいとしたときに、
前記基準位置に対する前記荷重値を、前記基準位置における前記測定曲率半径と前記目標半径との差の絶対値に応じて増加させることを特徴とする請求項２に記載の管材矯正方法。
【請求項４】
前記予備測定工程および前記矯正工程では、前記軸領域において外周面に前記ケーシングが当接し、かつ、内周面に前記内周側ローラが当接する領域の前記軸線方向の長さを測定して測定当接長さを求めることで、前記軸領域の全周にわたり前記測定当接長さを求め、
前記矯正工程で前記軸領域の前記周方向の所定位置に対して設定された前記荷重値を、前記所定位置に対する前記測定当接長さに比例する値を乗じた値に設定し直すことを特徴とする請求項２または３に記載の管材矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管材の真円度を矯正する管材矯正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプラインや杭用に用いられる管材は、その真円度が十分に確保されていないと、溶接等の接合や機械的な接合を行うに当たって、接合不良や品質不良を発生することがある。そのため、予め、管材の軸線方向における様々な部分（軸領域）の真円度を高めることが行われている。
なお、本明細書において真円度とは、管材のある断面における外径の最大値と最小値との差のことを意味する。そして、真円度を矯正するとは、管材を真円度がゼロに近づくように矯正することを意味する。真円度がゼロに近いほど、管材の断面形状は真円に近くなる。
【０００３】
管材の真円度を高める管材矯正方法として、例えば、特許文献１に記載された真円度矯正方法が知られている。
この真円度矯正方法に用いられる矯正装置では、鋼管（管材）の管端の内外面を押圧して矯正する１対の矯正ロールが備えられ、それぞれの矯正ロールが油圧ジャッキなどの押圧手段により管端に押圧自在となっている。管端の周方向に沿って矯正ロールを挟んで等距離の位置の外面には回転ロールが配置され、その管端の位置に対する内面にはクランプロールが配置されている。
回転ロールを駆動手段により回転させて鋼管を回転させつつ、鋼管の変位などを変位センサで測定することで、管端の曲率分布を求めることができる。また、管端の全周にわたる曲率の平均をとることで、平均曲率を求める。
そして、管端を矯正するときには、前段階で求めた曲率分布と平均曲率との差に応じて矯正ロールの位置を制御することで、管端の真円度を矯正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２４７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の真円度矯正方法では、矯正中に管端の真円度の測定していない。このため、矯正を終えた後に鋼管の真円度を測定し、この真円度が不十分なものであれば再度矯正ロールなどに鋼管を取り付けて矯正し直す必要がある。したがって、鋼管の矯正に多大な時間を必要としている。
また、特許文献１の真円度矯正方法では、矯正する際に鋼管の外径を測定していない。矯正が進むにしたがって鋼管の外径は大きくなる。鋼管の外径が規格の上値を超えてしまうと、鋼管を規格品として商品にすることができなくなり、製造の歩留まりが悪くなる。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、矯正に要する時間を短くするとともに矯正により軸領域の外径が大きくなるのを抑えた真円度矯正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】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の管材矯正方法は、管材の軸線方向における少なくとも一部である軸領域の真円度を矯正する管材矯正方法であって、リング状に形成されたケーシングの内周面を前記管材の前記軸領域の外周面に対向させて前記ケーシングを前記管材の外周に配置させるとともに、内周側ローラの外周面を前記軸領域の内周面に当接させて前記内周側ローラを前記管材の内周に配置させる配置工程と、前記管材と前記内周側ローラとを前記ケーシングの軸線周りに回転させつつ、前記軸領域の外径を測定して測定外径を求めることで、前記軸領域の半周にわたり、前記測定外径を求めるとともに、前記ケーシングの内周面と前記内周側ローラとを近づける力の大きさである荷重値を前記測定外径に基づいて設定する予備測定工程と、を備え、前記軸領域の周方向の所定位置に対して設定された前記荷重値となる荷重を前記ケーシングの内周面と前記内周側ローラとを近づけることで前記所定位置に作用させた状態で、前記管材と前記内周側ローラとを前記軸線周りに前記軸領域の半周にわたり回転させて前記ケーシングの内周面を矯正型面として前記所定位置を塑性変形させつつ、前記軸領域の外径を測定して測定外径を求め、前記荷重値を前記測定外径に基づいて設定し直す矯正工程を規定したときに、前記予備測定工程で半周にわたり測定した前記測定外径がいずれも目標外径以上となるか、前記矯正工程で半周にわたり測定した前記測定外径がいずれも前記目標外径以上となるまで、前記予備測定工程の後で、前記矯正工程を繰り返すことを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、矯正工程において、管材の軸領域をケーシングの内周面に沿った円形形状に矯正することができる。この場合の管材に発生する塑性変形は、圧延と同様のメカニズムにより、内周側ローラおよびケーシングと管材との線接触領域での管材の板厚方向の圧縮変形が、体積一定則により管材の周方向への伸び変形に転換される。周方向への伸び変形は、その変形方向上にある、ケーシングの内周面により形状の拘束を受け、ケーシングの内周面の形状に倣って、管材の形状変形が進行する。その結果、有効な矯正が行われる。
予備測定工程において軸領域の半周にわたり測定外径を求めておき、続いて、予備測定工程または矯正工程で半周にわたり測定した測定外径がいずれも目標外径以上となるまで矯正工程を繰り返す。
【０００９】
また、上記の管材矯正方法において、前記予備測定工程および前記矯正工程では、前記測定外径が前記目標外径以上となった前記軸領域の前記周方向の位置に対しては、前記荷重値を前記軸領域が塑性変形せず弾性変形のみとなる大きさに設定し、かつ、前記測定外径が前記目標外径より小さくとなった前記軸領域の前記周方向の位置に対しては、前記荷重値を前記軸領域が塑性変形する大きさに設定することがより好ましい。
この場合、矯正工程において、測定外径が目標外径以上となった軸領域の周方向の位置は弾性変形しかしないため、この位置に対する軸領域の外径が大きくなるのが防止される。一方で、測定外径が目標外径より小さくとなった軸領域の周方向の位置は塑性変形を伴う変形をするため、この位置に対する軸領域の外径が大きくなる。
【００１０】
また、上記の管材矯正方法において、前記予備測定工程および前記矯正工程では、前記軸領域の外周面における曲率半径を測定して測定曲率半径を求めることで、前記軸領域の全周にわたり前記測定曲率半径を求め、前記目標外径を２で除した数を目標半径としたときに、前記予備測定工程および前記矯正工程では、前記測定外径が前記目標外径より小さくなった前記軸領域の前記周方向の位置である基準位置に対しては、前記管材の軸線に対して前記基準位置とは対称の位置となる対称位置を規定し、さらに、前記基準位置における前記測定曲率半径と前記目標半径との差の絶対値の方が前記対称位置における前記測定曲率半径と前記目標半径との差の絶対値よりも大きいとしたときに、前記基準位置に対する前記荷重値を、前記基準位置における前記測定曲率半径と前記目標半径との差の絶対値に応じて増加させることがより好ましい。
この発明によれば、目標半径に対する曲率半径のずれ量は、基準位置の方が対称位置の方より大きいことになる。
【００１１】
また、上記の管材矯正方法において、前記予備測定工程および前記矯正工程では、前記軸領域において外周面に前記ケーシングが当接し、かつ、内周面に前記内周側ローラが当接する領域の前記軸線方向の長さを測定して測定当接長さを求めることで、前記軸領域の全周にわたり前記測定当接長さを求め、前記矯正工程で前記軸領域の前記周方向の所定位置に対して設定された前記荷重値を、前記所定位置に対する前記測定当接長さに比例する値を乗じた値に設定し直すことがより好ましい。
この発明によれば、荷重値を、測定当接長さに比例する値を乗じた値に設定し直すことで、軸領域の周方向の位置により、軸領域においてケーシングおよび内周側ローラが当接している領域の軸線方向の長さが異なる場合であっても、この領域における軸線方向の単位長さ当たりに作用する荷重が等しくなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明において、請求項１に記載の管材矯正方法によれば、周方向における測定外径の分布から真円度を求めることができ、軸領域を矯正するとともに真円度を求めることで真円度の矯正に要する時間を短くすることができる。また、予備測定工程および矯正工程で半周にわたり測定した測定外径がいずれも目標外径以上となったときに矯正を終了することで、矯正により軸領域の外径が大きくなるのを抑えることができる。
請求項２に記載の管材矯正方法によれば、測定外径が目標外径より小さくなった軸領域の周方向の位置のみにおいて、荷重が除去された後でも歪が残って外径が大きくなるため、軸領域の真円度をより確実に矯正することができる。
【００１３】
請求項３に記載の管材矯正方法によれば、目標半径に対する曲率半径のずれ量が大きい基準位置を対称位置よりも重点的に矯正することで、軸領域の真円度をより効果的に矯正することができる。
請求項４に記載の管材矯正方法によれば、軸領域においてケーシングおよび内周側ローラが当接している領域の軸線方向の長さが異なる場合であっても、軸領域を周方向により均一に矯正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の管材矯正方法に用いられる管材矯正装置の側面の断面図である。
【図２】同管材矯正装置を模式的に示す正面図である。
【図３】同管材矯正装置のブロック図である。
【図４】図１中の要部拡大図である。
【図５】同管材矯正装置を用いた本発明の管材矯正方法を示すフローチャートである。
【図６】同管材矯正方法における予備測定工程を示すフローチャートである。
【図７】同管材矯正方法における矯正工程を示すフローチャートである。
【図８】同予備測定工程においてＲＡＭに荷重値を仮に定めた状態を説明する図である。
【図９】同予備測定工程において測定された測定外径、および測定外径に基づいて設定される荷重値を説明する図である。
【図１０】同矯正工程において測定された測定外径、および測定外径に基づいて設定される荷重値を説明する図である。
【図１１】同矯正工程において測定された測定外径を説明する図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の管材矯正方法に用いられる管材矯正装置を模式的に示す正面図である。
【図１３】同管材矯正装置のブロック図である。
【図１４】同管材矯正方法における予備測定工程を示すフローチャートである。
【図１５】同管材矯正方法における矯正工程を示すフローチャートである。
【図１６】同管材矯正方法における予備測定工程終了時の状態を説明する概略図である。
【図１７】同管材矯正方法における矯正工程で基準位置を矯正する状態を説明する概略図である。
【図１８】同矯正工程で対称位置を矯正する状態を説明する概略図である。
【図１９】本発明の実施形態の変形例の管材矯正方法に用いられる管材矯正装置の側面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る管材矯正方法の第１実施形態を、図１から図１１を参照しながら説明する。図１および図２に示す管材矯正装置１は、本発明の管材矯正方法を実行するための管材矯正装置の一例である。以下では、管材Ｔの軸領域が端部Ｔ１である場合を例にとって説明する。
この管材矯正装置１は、図１から図３に示すように、円形に形成された自身の内周面１０ａを管材Ｔの端部Ｔ１の外周面に対向させて管材Ｔの外周に配置されるリング状のケーシング１０と、管材Ｔの端部Ｔ１の内周面に外周面を当接させて管材Ｔの内周に配置される内周側ローラ１５と、ケーシング１０の外周面に当接してケーシング１０に対して回転力を与えるとともに上向きの荷重を作用させる外周側ローラ２０と、外周側ローラ２０を回転駆動するローラ駆動モータ２５と、ケーシング１０の外周面に当接してケーシング１０を支持するとともにケーシング１０の回転を案内する一対のガイドローラ２７と、外周側ローラ２０に上向きの荷重を与える油圧ジャッキ３０と、を備えている。
【００１６】
まず、ここで管材の規格品についての一般的な説明を行う。
規格品の管材の外径は、公称値を中心として、許容される公差が定められている。以下では、例えば、外径の公称値が４００ｍｍの管材で、外径が４００ｍｍを基準として±１ｍｍの範囲内、すなわち、外径が３９９ｍｍ以上４０１ｍｍ以下のものが規格品となる場合で説明する。この管材の外径および公差は、説明の便宜上、分かりやすい数値を選定したものであり、実際の規格品の値とは異なる。
本管材矯正方法では、端部Ｔ１を矯正するときの目標となる目標外径を、規格品となる範囲内の最大値と中心値との平均値程度の値、上記の例では、例えば４００．５ｍｍに設定する。図２中に、外径が目標外径ｄ０である仮想円Ｄを示す。図２中に示す管材Ｔは、まだ、端部Ｔ１の矯正がなされていないものである。図２では、説明の便宜のために端部Ｔ１の変形を誇張して示している。一般的に、矯正がなされていない端部Ｔ１は、真円である仮想円Ｄに対して歪んでいて、真円度は低くなっている。矯正がなされていない端部Ｔ１の外径ｄは、規格品となる外径の最大値以下に設定されている。
また、一般的に、端部Ｔ１の外径ｄは、管材Ｔの基準となる位置Ｐ１に対する中心角θにより異なる。位置Ｐ１は、管材Ｔに目印を設けて規定したり、管材Ｔの溶接位置などで規定したりすることができる。位置Ｐ１に対する周方向の所定位置は、中心角θで規定される。
【００１７】
図１および図２に示すように、管材Ｔの軸線Ｃ１、ケーシング１０の軸線Ｃ２、内周側ローラ１５の軸線Ｃ３、外周側ローラ２０の軸線Ｃ４は、全て互いに平行で水平方向を向くように設定されている。内周側ローラ１５は管材Ｔの下端部の内周に配置され、外周側ローラ２０は内周側ローラ１５の鉛直下方に配置されている。
ケーシング１０の内周面１０ａは、ケーシング１０の軸線Ｃ２方向に平行に見たときに、真円形またはほぼ真円形に形成されている。ケーシング１０は、鉄鋼などの金属で形成されている。なお、ケーシング１０の剛性は、管材Ｔの剛性より充分高いことが好ましい。ケーシング１０の内径は、管材Ｔの外径よりわずかに大きく設定されていて、ケーシング１０を管材Ｔの外周に配置して、外周側ローラ２０でケーシング１０を支持したとき、ケーシング１０の上端部の内周面１０ａと管材Ｔの上端部の外周面との間にわずかに隙間があく程度にケーシング１０の内径が設定されている。
様々な外径の管材Ｔに対応するために、内径の異なる様々な仕様のケーシング１０を備えておくことが好ましい。
【００１８】
管材矯正装置１は、図１に示すように、設置面Ｇ上に配置された機台３５を備えている。機台３５の上面には支持台３６が立設され、支持台３６には、前述の内周側ローラ１５を支持する支持軸３７の基部が軸線を水平に向けて固定されている。支持軸３７の先端の細径部３７ａの外周にベアリング３８を介して、略円筒状に形成された内周側ローラ１５が自身の中心軸線Ｃ３周りに回転自在に取り付けられている。
なお、内周側ローラ１５の外径は、管材Ｔの内径より小さくなるように設定されており、内周側ローラ１５は、たとえば、鉄鋼などの表面に保護層を設けることで構成されている。また、図４に示すように、ケーシング１０の軸線Ｃ２方向の長さと、内周側ローラ１５の軸線Ｃ２方向の長さとは、等しい長さＬ１に設定されている。ケーシング１０と内周側ローラ１５とは、軸線Ｃ２方向に並ぶように配置される。
【００１９】
支持台３６には、ケーシング１０に対向するようにラインセンサ（形状測定部）３９が取り付けられている。ラインセンサ３９としては、例えば、レーザ光による光切断法を用いた公知の非接触３次元デジタイザを好適に用いることができる。
この管材矯正方法では、ラインセンサ３９から照射されたレーザ光Ｂは、ケーシング１０や管材Ｔなどの部材があれば反射され、これらの部材が無ければ透過する。
ラインセンサ３９により、ケーシング１０の上端部の内周面１０ａと管材Ｔの上端部の外周面との上下方向の長さＬ１１を測定することができる。ケーシング１０の内径の長さＬ２は既知の値であるので、（Ｌ２−Ｌ１１）の式から、端部Ｔ１の外径ｄを求めることができる。
【００２０】
図１に示すように、機台３５には、固定フレーム４１が設けられており、この固定フレーム４１には、外周側ローラ２０を支持する上下動フレーム４２が上下方向Ｚにスライド自在に支持されている。この上下動フレーム４２は、上下動フレーム４２の下方に配置した前述の油圧ジャッキ３０により上下方向Ｚに移動することができる。上下動フレーム４２には、外周側ローラ２０をベアリング４３を介して回転自在に支持する支持軸４４が固定されている。
【００２１】
外周側ローラ２０には、外周側ローラ２０と一体に回転できるようにギヤ４７が取り付けられている。このギヤ４７は、上下動フレーム４２に軸受４８を介して回転自在に支持された被駆動軸４９と一体回転するギヤ５０に噛み合っている。被駆動軸４９は、回転継手５１を介して、機台３５に固定された前述のローラ駆動モータ２５の駆動軸に連結されている。ローラ駆動モータ２５には、例えばエンコーダなどのような、ローラ駆動モータ２５の駆動軸の回転数を検出する回転量計測センサ２６が取り付けられている。駆動軸の回転数に比例して、外周側ローラ２０が回転する。外周側ローラ２０とケーシング１０との滑りは無視できる。ケーシング１０の内周面１０ａの周方向の移動量Ｌ２１は、端部Ｔ１の外周面の周方向の移動量となる。
矯正前の端部Ｔ１の外径を予め計測制御部６０に与えておいたり、ケーシング１０の内径にほぼ等しい外径の管材Ｔを用いたりすることで、回転量計測センサ２６の検出結果から端部Ｔ１の中心角θを算出することができる。
矯正前の端部Ｔ１の外径がｄ１であるとすると、中心角θは例えば、（１）式のように表される。
θ（°）＝３６０×Ｌ２１／（πｄ１）    ・・（１）
【００２２】
ローラ駆動モータ２５の回転は、上下動フレーム４２の上下方向Ｚの位置にかかわらず、回転継手５１を介して被駆動軸４９に伝達され、被駆動軸４９に伝達された回転が、ギヤ５０およびギヤ４７を介して外周側ローラ２０に伝達されるようになっている。また、油圧ジャッキ３０により上下動フレーム４２に伝えられた上下方向Ｚの荷重は、支持軸４４およびベアリング４３を介して外周側ローラ２０に伝達されるようになっている。
油圧ジャッキ３０は、外周側ローラ２０を介してケーシング１０を管材Ｔの端部Ｔ１の外周面に押し付けることで、ケーシング１０の内周面１０ａと管材Ｔの外周面との間に圧接力を作用させ、それにより、ケーシング１０の内周面１０ａを矯正型面として管材Ｔの端部Ｔ１を塑性変形させることができるように出力が設定されている。
【００２３】
管材Ｔの端部Ｔ１において、外周面にケーシング１０が当接し、かつ、内周面に内周側ローラ１５が当接する部分（以下、「当接領域」と称する。）は、周方向の幅が狭く、線接触に近い状態となっている。この当接領域における端部Ｔ１の変形は、公知のヘルツ接触などによりモデル化されている。このモデルを適用することで、内周側ローラ１５、ケーシング１０の曲率などに応じて、油圧ジャッキ３０が作用する荷重の大きさにより、端部Ｔ１における当接領域が、塑性変形せず弾性変形のみとなっているのか（このような荷重値を、以下、「弾性変形荷重値」と称する。）、あるいは、塑性変形しているか（このような荷重値を、以下、「塑性変形荷重値」と称する。）を判断することができる。
なお、この当接領域は、本実施形態ではケーシング１０の軸線Ｃ２を挟んで、ラインセンサ３９により端部Ｔ１の外径ｄを求める部分に対して対称となる位置に配置されている。
【００２４】
それぞれのガイドローラ２７は、図２に示すように、自身の軸線がケーシング１０の軸線Ｃ２と平行になるとともに、外周面がケーシング１０の外周面に当接するように配置されている。
ガイドローラ２７は、ケーシング１０の軸線Ｃ２から、外周側ローラ２０の軸線Ｃ４までの距離と、ガイドローラ２７の軸線までの距離との差が、外周側ローラ２０の半径とガイドローラ２７の半径との差に等しくなるように配置されている。外周側ローラ２０およびガイドローラ２７は、それぞれが金属や硬い樹脂などで略円柱状に形成されている。
【００２５】
図３に示す計測制御部６０は、回転量計測センサ２６およびラインセンサ３９に接続されている。計測制御部６０には不図示の補助演算ユニットが内蔵されていて、回転量計測センサ２６、ラインセンサ３９から送信される検出結果に基づいて、管材Ｔの端部Ｔ１の中心角θ（端部Ｔ１の軸線Ｃ１周りの位置）、端部Ｔ１の外径ｄを算出する。算出結果は、計測制御部６０に接続された主制御部６５に送信される。
主制御部６５には、不図示の主演算ユニット、ＲＯＭ、ＲＡＭ、電源ユニットなどが内蔵されている。ＲＯＭには、主演算ユニットを制御するプログラムが記憶されている。計測制御部６０から送信された端部Ｔ１の中心角θや外径ｄは、ＲＡＭに記憶される。主制御部６５は、プログラムに基づいて、主制御部６５に接続された油圧ジャッキ３０が作用する荷重、ローラ駆動モータ２５の回転を制御する。
電源ユニットは、主演算ユニット、補助演算ユニットなどに電力を供給する。
【００２６】
次に、以上のように構成された管材矯正装置１を用いた本実施形態の管材矯正方法について説明する。
図５から図８は、管材矯正装置１を用いた本発明の管材矯正方法を示すフローチャートである。本管材矯正方法は、管材矯正装置１に管材Ｔを取り付ける配置工程Ｓ１０（以下、「ステップＳ１０の配置工程」とも表記する。他の工程も同様である。）、端部Ｔ１の外径を最初に測定して測定外径を求めるとともに測定外径に基づいて、油圧ジャッキ３０が出力する荷重（内周側ローラ１５にケーシング１０の内周面１０ａを近づける力。）の大きさである荷重値を設定する予備測定工程Ｓ２０と、前記荷重値となる荷重を作用させつつ端部Ｔ１の外径を測定して測定外径を求め、前記荷重値を測定外径に基づいて設定し直す矯正工程Ｓ４０とを備えている。
この例で矯正対象となっているのは、前述の外径の公称値が４００ｍｍであって、規格品となる外径の範囲が３９９ｍｍ以上４０１ｍｍ以下である管材Ｔの端部Ｔ１であるとする。また、目標外径ｄ０は前述の４００．５ｍｍとする。
【００２７】
まず、ステップＳ１０の配置工程において、主制御部６５の主演算ユニットは、油圧ジャッキ３０を駆動して外周側ローラ２０を下方に移動させておく。操作者は、ケーシング１０の内周面１０ａを管材Ｔの端部Ｔ１の外周面に対向させてケーシング１０を管材Ｔの外周に配置させる。内周側ローラ１５の外周面を管材Ｔの端部Ｔ１の内周面で覆うように管材Ｔを配置し、油圧ジャッキ３０を駆動して外周側ローラ２０を上方に移動させる。これにより、外周側ローラ２０および一対のガイドローラ２７の外周面をケーシング１０の外周面にそれぞれ当接させとともに、内周側ローラ１５の外周面を端部Ｔ１の内周面に当接させ、端部Ｔ１をケーシング１０および内周側ローラ１５で挟む。
【００２８】
次に、ステップＳ２０の予備測定工程において以下の工程を行う。
まず、図６に示すステップＳ２１において、操作者は、主制御部６５のＲＡＭに、図８に示すように、０°以上１８０°未満の中心角θ１に対して荷重値Ｗを設定する。前述の中心角θは、管材Ｔの端部Ｔ１を実際に回転させた角度であり、中心角θ１は、中心角θに対応させてＲＡＭに記憶される角度である。以下では、説明の便宜のため、中心角θ、θ１は、０°から２０°（△θ）刻みの離散した値を取るものとして説明する。また、荷重値Ｗは、絶対的な値ではなく、弾性変形荷重値と塑性変形荷重値との境界を１００とした相対的な比率で示す。すなわち、荷重値Ｗが０より大きく１００以下の場合は弾性変形荷重値であり、荷重値Ｗが１００を越える場合は塑性変形荷重値である。
この例では、仮に定める荷重値Ｗは、ＲＡＭに配列などの形式で、全ての中心角θ１、すなわち、０°、２０°、・・、１６０°に対して、弾性変形荷重値である例えば５０に設定される。ここでの荷重値Ｗは、管材Ｔを塑性変形させないことはもちろん、管材Ｔに対して内周側ローラ１５やケーシング１０が滑ることなく回転できる程度に、ごく小さい値に設定される。
なお、この段階では端部Ｔ１の外径ｄは測定されていないため、中心角θ１に対する外径ｄの測定値である測定外径ｄ２の値はＲＡＭに記憶されていない。
【００２９】
続いて、ステップＳ２２において、現在の管材Ｔの位置を中心角θを０°に設定し、ＲＡＭに記憶される変数である中心角θ１の初期値を０°に設定する。
ステップＳ２３において、油圧ジャッキ３０により外周側ローラ２０をさらに上方に移動させて、端部Ｔ１の中心角θが０°のときの当接領域に対して、中心角θ１が０°に対する荷重値Ｗの５０に対応する荷重を作用させる。
【００３０】
ステップＳ２４において、ラインセンサ３９により、ケーシング１０と管材Ｔとの長さＬ１１を測定し、測定結果を信号化して計測制御部６０に送信する。計測制御部６０は、送信された信号を長さＬ１１に変換し、中心角θに対する端部Ｔ１の外径ｄの測定値である測定外径ｄ２を求める。この例では、中心角θが０°のときの測定外径ｄ２が、例えば４００ｍｍと測定されたとする。この中心角θにおいては、測定外径ｄ２は規格の下限ということになる。求めた測定外径ｄ２は主制御部６５に送信され、ＲＡＭに図９示すように記憶される。
【００３１】
ステップＳ２５において、中心角θ１に対して測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上である場合（ＹＥＳ）には中心角θ１に対応する荷重値Ｗを弾性変形荷重値のままで変更せずにステップＳ２７に移行し、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満である場合（ＮＯ）には、ステップＳ２６に移行する。
この場合、０°である中心角θ１に対応する測定外径ｄ２は４００ｍｍで、４００．５ｍｍの目標外径ｄ０未満であるため、ステップＳ２６に移行する。
ステップＳ２６では、ＲＡＭに記憶された中心角θ１に対応する荷重値Ｗを、例えば１５０である塑性変形荷重値に設定する。ステップＳ２６で設定される弾性変形荷重値は、１００より大きければ所望の値でよいが、この例のように予め１５０などの一定の値を定めてもよい。
【００３２】
ステップＳ２７において、ローラ駆動モータ２５を駆動し、内周側ローラ１５およびケーシング１０に挟まれた端部Ｔ１をケーシング１０の軸線Ｃ２周りに所定の向きに回転させるとともに、回転量計測センサ２６および計測制御部６０で端部Ｔ１の中心角θを算出する。そして、中心角θが０°から２０°増加して２０°となる位置まで、端部Ｔ１を回転させる。
中心角θ１の値を△θ、具体的には２０°増加させ、２０°とする。
【００３３】
ステップＳ２８において、中心角θが１８０°以上であれば（ＹＥＳ）、予備測定工程Ｓ２０を終了する。
ステップＳ２８において、中心角θが１８０°未満であれば（ＮＯ）、再び、ステップＳ２３からＳ２７を繰り返す。すなわち、ステップＳ２３では、端部Ｔ１の中心角θが２０°のときの当接領域に対して中心角θ１が２０°に対する荷重値Ｗの５０に対応する荷重を作用させ、ステップＳ２４では、中心角θが２０°のときの測定外径ｄ２を求める。ステップＳ２５では、２０°である中心角θ１で測定外径ｄ２が４００．５ｍｍと、目標外径ｄ０以上である（ＹＥＳ）ため、中心角θ１に対応する荷重値Ｗを変更せずにステップＳ２７に移行する。ステップＳ２７では、端部Ｔ１を前述の所定の向きにさらに２０°回転させ、中心角θ１の値を２０°増加させて４０°とする。そして、ステップＳ２８において、中心角θが１８０°以上（ＹＥＳ）となるまで、ステップＳ２３からステップＳ２７を繰り返し、予備測定工程Ｓ２０を終了する。
この例では、２０°である中心角θ１で測定外径ｄ２のみが４００．５ｍｍの目標外径ｄ０以上であるため、図９に示すように、２０°以外の中心角θ１に対する荷重値Ｗを塑性変形荷重値に設定する。
【００３４】
なお、ステップＳ２８から次のステップに移行する間に、端部Ｔ１の真円度を、外径の最大値と最小値との差として求める。
求めた真円度を図１０中に示す。
【００３５】
このように、予備測定工程Ｓ２０では、端部Ｔ１において、軸線Ｃ２周りの半周にわたり測定外径ｄ２を求める。なお、端部Ｔ１の外径は、端部Ｔ１における軸線Ｃ１を挟んだ両側の部分間の距離で規定されるため、半周にわたる測定外径ｄ２を求めれば、端部Ｔ１の任意の中心角θに対する測定外径ｄ２が求められることになる。
測定の結果、図９示すように中心角θ１が２０°に対応する測定外径ｄ２だけが、４００．５ｍｍである目標外径ｄ０以上になったとする。図９から図１１では、目標外径ｄ０以上となった測定外径ｄ２に対する中心角θ１などにハッチングを付して示す。また、図９から図１１内の上部には、中心角θ１に対する測定外径ｄ２のグラフを示す。
【００３６】
次に、予備測定工程Ｓ２０に続くステップＳ３０で、０°以上１８０°未満の全ての中心角θ１に対して、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上であるか否かを判断し、全ての測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上である場合（ＹＥＳ）には、ローラ駆動モータ２５および油圧ジャッキ３０の駆動を停止し、本管材矯正方法の全ての工程を終了する。
この場合、具体的には、図９示すように中心角θ１が０°、４０°から１６０°に対する測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満であるため、ステップＳ３０の判断はＮＯとなり、ステップＳ４０の矯正工程に移行する。
【００３７】
図７に示すように、矯正工程Ｓ４０は、ステップＳ２１の荷重値Ｗの設定を行わないことと、ステップＳ２６に代えてステップＳ２９を行うこと以外は予備測定工程Ｓ２０と同一である。すなわち、予備測定工程Ｓ２０を行う段階では、管材Ｔに対して内周側ローラ１５やケーシング１０が滑らない程度の荷重を作用させる。これに対して、矯正工程Ｓ４０では端部Ｔ１における中心角θ１と測定外径ｄ２との関係が既に得られているため、予備測定工程Ｓ２０で設定された荷重値Ｗの荷重を作用させる。
ステップＳ２２からＳ２４の各工程は予備測定工程Ｓ２０と同一であるため、詳しい説明を省略する。
ただし、ステップＳ２３において、管材Ｔの端部Ｔ１に塑性変形荷重値を作用させたときの管材Ｔに発生する塑性変形は、圧延と同様のメカニズムにより、当接領域での管材Ｔの板厚方向の圧縮変形が、体積一定則により管材Ｔの周方向への伸び変形に転換される。周方向への伸び変形は、その変形方向上にある、ケーシング１０の内周面１０ａにより形状の拘束を受け、ケーシング１０の内周面１０ａの形状に倣って、管材Ｔの形状変形が進行する。その結果、有効な矯正が行われる。
また、このとき端部Ｔ１の当接領域が塑性変形することで、中心角θに対応する端部Ｔ１の外径ｄが増加する。この例で設定している塑性変形荷重値は、外径ｄを０．５ｍｍずつ増加させる荷重値となっている。
【００３８】
ステップＳ２５では、中心角θ１に対して測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ２９に移行し、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満である場合（ＮＯ）には、中心角θ１に対応する荷重値Ｗを変更せずにステップＳ２７に移行する。
ステップＳ２９では、ＲＡＭに記憶された中心角θ１に対応する荷重値Ｗを、例えば５０である弾性変形荷重値に設定する。
ステップＳ２７およびＳ２８の各工程は予備測定工程Ｓ２０と同一であるため、詳しい説明を省略する。
そして、ステップＳ２８において、中心角θが１８０°以上であれば（ＹＥＳ）、矯正工程Ｓ４０を終了して、ステップＳ５０に移行する。
【００３９】
この例では、中心角θが２０°であるときに弾性変形荷重値を作用させるため、図１０に示すように、中心角θが２０°に対する測定外径ｄ２は４００．５ｍｍのまま大きくならず、中心角θが０°、４０°に対する測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上となっている。
これにより、上述のステップＳ２９において、中心角θ１が０°、４０°に対する荷重値Ｗを図１０に示すように弾性変形荷重値に設定している。
【００４０】
ステップＳ５０では、前述のステップＳ３０と同一の工程を行う。すなわち、０°以上１８０°未満の全ての中心角θ１に対して、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上であるか否かを判断し、全ての測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上である場合（ＹＥＳ）には、本管材矯正方法の全ての工程を終了する。一方で、一部の測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４０の矯正工程に移行する。
この例では、図１０に示すように、中心角θ１が６０°から１６０°に対する測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満であるため、ステップＳ６０の判断はＮＯとなり、矯正工程Ｓ４０に移行する。
【００４１】
矯正工程Ｓ４０で上述のように荷重を作用させることで、図１１に示すように全ての中心角θ１に対して、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上になったとする。なお、この場合において、全ての測定外径ｄ２は、３９９ｍｍ以上４０１ｍｍ以下である規格の範囲内となる。
この矯正工程Ｓ４０に続くステップＳ５０では、全ての測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上である（ＹＥＳ）ため、本管材矯正方法の全ての工程を終了する。
【００４２】
このように、本管材矯正方法では、予備測定工程Ｓ２０の後で、端部Ｔ１の半周にわたり測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上になるまで、矯正工程Ｓ４０を繰り返している。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の管材矯正方法によれば、管材Ｔの端部Ｔ１をケーシング１０の内周面１０ａに沿った円形形状に矯正することができる。この場合の管材Ｔに発生する塑性変形は、内周側ローラ１５およびケーシング１０と管材Ｔとの当接領域に対する局部的な力の導入によるものであるから、変形が極小域に限定され、圧延と同様のメカニズムによりスプリングバック無しで進行する。その結果、有効な矯正が行われる。
予備測定工程Ｓ２０において端部Ｔ１の半周にわたり測定外径ｄ２を求めておき、続いて、予備測定工程Ｓ２０または矯正工程Ｓ４０で半周にわたり測定した測定外径ｄ２がいずれも目標外径ｄ０以上となるまで矯正工程Ｓ４０を繰り返す。
また、予備測定工程Ｓ２０および矯正工程Ｓ４０において端部Ｔ１の真円度を求めている。
【００４４】
したがって、端部Ｔ１の矯正をするとともに真円度を求めることで真円度の矯正に要する時間を短くすることができる。真円度が目標値に達して端部Ｔ１の真円度が矯正されたことを即座に検出し、矯正に要する時間を短くすることができる。
また、予備測定工程Ｓ２０および矯正工程Ｓ４０で半周にわたり測定した測定外径ｄ２がいずれも目標外径ｄ０以上となったときに矯正を終了することで、矯正により端部Ｔ１の外径が大きくなるのを抑えることができる。
【００４５】
矯正工程Ｓ４０において、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０以上となった端部Ｔ１の周方向の位置は弾性変形しかしないため、この位置に対する端部Ｔ１の外径が大きくなるのが防止される。一方で、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０より小さくとなった端部Ｔ１の周方向の位置は塑性変形を伴う変形をするため、この位置に対する端部Ｔ１の外径が大きくなる。測定外径ｄ２が目標外径ｄ０より小さくなった端部Ｔ１の周方向の位置のみにおいて、荷重が除去された後でも歪が残って外径が大きくなるため、端部Ｔ１の真円度をより確実に矯正することができる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、説明の便宜上、０°から中心角θの刻み幅を２０°として、離散的な中心角θに対して荷重を作用させる場合で説明した。しかし、実際においては、刻み幅を例えば１°より小さい値として、中心角θに対して荷重値Ｗを事実上連続的な値として設定される。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１２から図１８を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１２および図１３に示す管材矯正装置２は、本発明の管材矯正方法を実行するための管材矯正装置の一例である。本管材矯正装置２は、前記実施形態の管材矯正装置１の１つのラインセンサ３９、計測制御部６０、および主制御部６５に代えて、３つのラインセンサ３９、計測制御部７０、および主制御部７５を備えている。
【００４８】
３つのラインセンサ３９は、不図示の支持台３６に、ケーシング１０に対向する位置がケーシング１０の周方向にずれるように取り付けられている。
３つのラインセンサ３９は、それぞれが、端部Ｔ１の外周面における位置Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を検出し、検出結果を計測制御部７０に送信する。計測制御部７０は、位置Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８の検出結果から、公知の方法により、位置Ｐ７における端部Ｔ１の外周面の曲率半径ｒを算出することができる。位置Ｐ７は、軸線Ｃ２を挟んで内周側ローラ１５とは反対側に設定される。
なお、前述の目標外径ｄ０を２で除した数を、目標半径ｒ０と規定する。
【００４９】
次に、以上のように構成された管材矯正装置２を用いた本実施形態の管材矯正方法について説明する。
図５、および図１４、１５は、管材矯正装置２を用いた本発明の管材矯正方法を示すフローチャートである。本管材矯正方法は、第１実施形態の管材矯正方法に対して、予備測定工程Ｓ２０、矯正工程Ｓ４０に代えて、予備測定工程Ｓ７０、矯正工程Ｓ８０を備えている。
【００５０】
なお、本実施形態で矯正される管材Ｔの端部Ｔ１は、図１６に示すようにケーシング１０の軸線Ｃ２に平行に見て、外径が目標外径ｄ０である仮想円Ｄより小径に形成される。この例では、中心角θ１が、０°となる端部Ｔ１の周方向の位置である基準位置Ｐ１１と、中心角θ１が、１８０°となる対称位置Ｐ１２とにより規定される端部Ｔ１の外径は、目標外径ｄ０より小さく形成されている。さらに、基準位置Ｐ１１における曲率半径ｒは目標半径ｒ０より大きくなっていて、対称位置Ｐ１２における曲率半径ｒは目標半径ｒ０と同程度になっているものとする。
基準位置Ｐ１１、対称位置Ｐ１２は、軸線Ｃ１に対して対称となる位置に配置される。
【００５１】
予備測定工程Ｓ７０は、図１４に示すように、予備測定工程Ｓ２０のステップＳ２１、ステップＳ２４、ステップＳ２８に代えて、ステップＳ７１、ステップＳ７２、ステップＳ７３の工程を備えるとともに、ステップＳ２６の後でステップＳ７５、７６などを行ってからステップＳ２７に移行する。
ステップＳ７１は、ステップＳ２１に対して荷重値Ｗを設定する中心角θ１が、０°以上３６０°未満であることのみが異なる。
ステップＳ７２は、ステップＳ２４に対して、計測制御部７０が中心角θに対する測定外径ｄ２だけでなく、曲率半径ｒの測定値である測定曲率半径ｒ２を求めることが異なる。求めた測定曲率半径ｒ２は、測定外径ｄ２とともに主制御部７５に送信される。
ステップＳ７３は、ステップＳ２８に対して判断基準となる中心角θが３６０°であることのみが異なる。
すなわち、予備測定工程Ｓ７０は端部Ｔ１の全周にわたり測定外径ｄ２および測定曲率半径ｒ２を求めるものである。
【００５２】
ステップＳ７５では、現在設定されている中心角θ１に対して１８０°小さい値を中心角θ２と規定したときに、（２）式および（３）式のように、ずれ量δ１、δ２を規定する。なお、「｜ｘ｜」は、ｘの絶対値のことを意味し、例えば、ずれ量δ１は、中心角θ１に対応する端部Ｔ１の周方向の位置における測定曲率半径ｒ２と目標半径ｒ０との差の絶対値である。
中心角θ１に対して、δ１＝｜ｒ２−ｒ０｜    ・・（２）
中心角θ２に対して、δ２＝｜ｒ２−ｒ０｜    ・・（３）
【００５３】
ステップＳ７６では、ずれ量δ１がずれ量δ２以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ７７に移行し、主制御部７５のＲＡＭに記憶される中心角θ１に対する荷重値Ｗを、ずれ量δ１の大きさに応じて増加させる。具体的には、例えば、ＲＡＭに中心角θ１に対して設定されていた荷重値Ｗを、（４）式に示される値に設定し直す。
Ｗ×（１＋δ１／ｒ０）    ・・（４）
【００５４】
ステップＳ７６で、ずれ量δ１がずれ量δ２未満である場合（ＮＯ）に移行するステップＳ７８では、ステップＳ８３と同様に、中心角θ２に対する荷重値Ｗを、ずれ量δ２の大きさに応じて増加させる。具体的には、例えば、中心角θ２に対して設定されていた荷重値Ｗを、（５）式に示される値に設定し直す。
Ｗ×（１＋δ２／ｒ０）    ・・（５）
【００５５】
矯正工程Ｓ８０は、図１５に示すように矯正工程Ｓ４０に対して、ステップＳ２５において、測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満である場合（ＮＯ）に、前述のステップＳ７５、７６などを行ってからステップＳ２７に移行する点のみが異なる。
ステップＳ７５からＳ７７については、既に説明したのでここでの説明を省略する。
【００５６】
次に、以上のように構成された管材矯正装置２を用いた本実施形態の管材矯正方法について、上記実施形態と異なる主な点について説明する。
配置工程Ｓ１０で、管材Ｔの端部Ｔ１を管材矯正装置２のケーシング１０および内周側ローラ１５で挟んだときに、内周側ローラ１５およびケーシング１０に対して管材Ｔの端部Ｔ１が図１６のような状態になっているとする。
予備測定工程Ｓ７０では、ステップＳ２３からＳ７３のループを何度か繰り返し、端部Ｔ１の半周にわたる測定が終了したときに、ステップＳ２５に移行して測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満である場合（ＮＯ）には、ステップＳ２６に移行する。
ステップＳ２６では、ＲＡＭに記憶された中心角θ１に対応する荷重値Ｗを、例えば１５０である塑性変形荷重値に設定する。
そして、ステップＳ２６を終了し、ステップＳ７５に移行する。
【００５７】
ステップＳ７５では、直前のステップＳ７２で測定された中心角θ１が１８０°の場合に対する測定曲率半径ｒ２、ＲＡＭから読み出された０°である中心角θ２に対する測定曲率半径ｒ２、そして、（２）式および（３）式に基づいて、ずれ量δ１、δ２が算出される。中心角θ１は対称位置Ｐ１２に対応し、中心角θ２は基準位置Ｐ１１に対応している。中心角θ２に対応する測定曲率半径ｒ２の方が大きく測定されていて、ステップＳ７６でずれ量δ１がずれ量δ２未満である（ＮＯ）と判断されてステップＳ７８に移行する。
ステップＳ７８では、中心角θ２に対する荷重値Ｗが（４）式に基づいて増加した値に設定し直される。
【００５８】
予備測定工程Ｓ７０を終了し、ステップＳ３０に移行する。
ステップＳ３０では、一部の中心角θ１に対して測定外径ｄ２が目標外径ｄ０未満である（ＮＯ）と判断され、ステップＳ８０の矯正工程に移行する。
【００５９】
矯正工程Ｓ８０では、中心角θ１が０°である場合に対する荷重値Ｗが増加した値に設定し直されたため、この場合のステップＳ２３において、図１７に示すように、基準位置Ｐ１１が大きく塑性変形する塑性変形荷重値が作用される。このため、基準位置Ｐ１１における矯正が迅速に行われる。このとき、基準位置Ｐ１１は、矢印Ａ１のようにケーシング１０の内周面１０ａ側に変位し、対称位置Ｐ１２は、矢印Ａ２のように基準位置Ｐ１１から離間するように変位する。この結果、位置Ｐ１１、Ｐ１２により規定される端部Ｔ１の外径が大きくなる。
【００６０】
一方で、中心角θ１が１８０°である場合に対するステップＳ２３では、図１８に示すように対称位置Ｐ１２に塑性変形荷重値が作用される。ここで対称位置Ｐ１２に作用する荷重は、前述の基準位置Ｐ１１に作用させた塑性変形荷重値より小さいものとなる。このため、対称位置Ｐ１２は塑性変形するが、その変形量は基準位置Ｐ１１における変形量より小さいものとなる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態の管材矯正方法によれば、矯正に要する時間を短くするとともに矯正により端部Ｔ１の外径が大きくなるのを抑えることができる。
さらに、予備測定工程Ｓ７０において、軸線Ｃ１に対して対称となる位置に配置された基準位置Ｐ１１、対称位置Ｐ１２に対して、目標半径ｒ０に対する測定曲率半径ｒ２のずれ量が大きな基準位置Ｐ１１の荷重値Ｗをδ１に応じて増加させる。目標半径ｒ０からのずれ量が大きい基準位置Ｐ１１を重点的に矯正することで、端部Ｔ１の真円度をより効果的に矯正することができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、中心角θ１に対して荷重値Ｗを設定し直す式は、ずれ量δ１の大きさに応じて荷重値Ｗを増加させるものであれば、（４）式以外にも所望の式を用いることができる。中心角θ２に対する式も同様に、（５）式以外にも所望の式を用いることができる。
また、管材Ｔの端部Ｔ１において、基準位置Ｐ１１における曲率半径ｒが目標半径ｒ０より小さい場合でも、上記管材矯正方法により端部Ｔ１の基準位置Ｐ１１を効果的に矯正することができる。
【００６３】
以上、本発明の第１実施形態および第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態および第２実施形態では、図１９に示すように、管材Ｔの端部Ｔ２が、軸線Ｃ１に対して直交せずに傾いた平面により切断された形状に形成され、いわゆる切り管となっている場合がある。この場合、端部Ｔ２の先端の軸線Ｃ１方向の位置は、管材Ｔの周方向により異なることになる。
【００６４】
この場合、上述の管材矯正方法を以下の工程にて行うことが好ましい。
予備測定工程において、ラインセンサ３９で、軸線Ｃ１方向において、端部Ｔ２の上端部からケーシング１０までの長さＬ１２を測定する。ケーシング１０の厚さである長さＬ１は既知の値であるため、側方から見たときに、ケーシング１０に端部Ｔ２の上端部が重なる長さＬ１３が求まる。この長さＬ１３は中心角θを１８０°ずらすと、前述の当接領域Ｎの軸線Ｃ１方向の長さである測定当接長さＬ１４となる。このように、予備測定工程において端部Ｔ２の全周にわたり測定当接長さＬ１４を求めておく。
そして、予備測定工程と、この予備測定工程に続いて行われる矯正工程との間、さらに、矯正工程間に行われる荷重調節工程で、中心角θ１に対して設定された荷重値Ｗを設定し直す。具体的には、中心角θ１に対して設定されていた荷重値Ｗを、中心角θ１に対する測定当接長さＬ１４を用いて、（６）式に示される値に設定し直す。なお、Ｌｍは測定当接長さＬ１４の全周にわたる平均値である。
Ｗ×（Ｌ１４／Ｌｍ）    ・・（６）
このように、荷重調節工程で、中心角θ１に対する荷重値Ｗを、中心角θ１に対する測定当接長さＬ１４に比例する値を乗じた値に設定し直す。
【００６５】
このような工程とされた管材矯正方法によれば、端部Ｔ２の周方向の位置により、当接領域Ｎの軸線Ｃ１方向の長さが異なる場合であっても、当接領域Ｎにおける軸線Ｃ１方向の単位長さ当たりに作用する荷重が等しくなる。したがって、管材Ｔの端部Ｔ２を周方向により均一に矯正することができる。
【００６６】
前記実施形態では、形状測定部としてラインセンサ３９を用いた。しかし、形状測定部はこれに限ることなく、例えば、ケーシング１０および管材Ｔの端部の画像を撮像する撮像部と、この画像から管材Ｔの端部の外径や曲率半径を算出する演算部とで構成してもよい。
また、端部の外径や曲率半径を、ケーシング１０の軸線Ｃ２を挟んで当接領域Ｎと対称となる位置で測定した。しかし、外径や曲率半径を測定する位置はこれに限定されず、内周側ローラ１５やケーシング１０に干渉しない位置であれば、所望の位置で測定することができる。
【００６７】
また、前記各実施形態の管材矯正装置では、油圧ジャッキ３０に代えて、ケーシング１０の内周面１０ａに内周側ローラ１５を近づけるように移動させる押圧手段を備えてもよい。
軸領域を端部Ｔ１とした。しかし、内周側ローラ１５およびケーシング１０を管材Ｔの軸線Ｃ１方向における中央部に配置することで、軸領域を管材Ｔの軸線Ｃ１方向における中央部とすることができる。
【００６８】
前記第１実施形態では、予備測定工程Ｓ２０または矯正工程Ｓ４０で、半周にわたり測定した端部Ｔ１の測定外径ｄ２の少なくとも１つが目標外径ｄ０以上となったときに、矯正を終了させてもよい。これは、第２実施形態でも同様であり、予備測定工程Ｓ７０または矯正工程Ｓ８０で、全周にわたり測定した端部Ｔ１の測定外径ｄ２の少なくとも１つが目標外径ｄ０以上となったときに、矯正を終了させてもよい。
このような管材矯正方法とすることで、管材Ｔの端部Ｔ１を矯正するのに要する時間を低減させ、生産性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０  ケーシング
１０ａ  内周面
１５  内周側ローラ
Ｃ１、Ｃ２  軸線
ｄ２   測定外径
Ｌ１４  測定当接長さ
Ｎ    当接領域
Ｐ１１  基準位置
Ｐ１２  対称位置
ｒ    曲率半径
ｒ０    目標半径
ｒ２  測定曲率半径
Ｓ１０  配置工程
Ｓ２０、Ｓ７０  予備測定工程
Ｓ４０、Ｓ８０  矯正工程
Ｗ    荷重値
Ｔ    管材
Ｔ１、Ｔ２  端部（軸領域）
【図１】
2014054645.tif 000003
【図２】
2014054645.tif 000004
【図３】
2014054645.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014054645.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014054645.tif 000009
【図８】
2014054645.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014054645.tif 000013
【図１２】
2014054645.tif 000014
【図１３】
2014054645.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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