(57)【要約】【課題】金型の位置を調整することなく、所定の端曲げ形状を得ることにある。【解決手段】鋼板の端曲げ方法は、鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄに対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型２３，２４を備える鋼板の端曲げ装置２０を用い、一対の金型２３，２４を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄに曲げ成形を施すものである。一対の金型２３，２４のうち、曲げ成形される鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄの、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面は、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されている。【選択図】図４
2019177398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備える鋼板の端曲げ装置を用い、前記一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ方法であって、
前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼板の端曲げ方法。
【請求項２】
前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼板の端曲げ方法。
【請求項３】
鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備える鋼板の端曲げ装置を用い、前記一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ工程と、
両幅方向端部に曲げ成形が施された鋼板を円筒形に成形し、鋼板の幅方向端部同士を突き合わせる円筒成形工程と、
突き合わされた鋼板の幅方向端部同士を溶接する接合工程と、を含む鋼管の製造方法であって、
前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼管の製造方法。
【請求項４】
前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする、請求項３に記載の鋼管の製造方法。
【請求項５】
鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備え、該一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ装置であって、
前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼板の端曲げ装置。
【請求項６】
前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする、請求項５に記載の鋼板の端曲げ装置。
【請求項７】
鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備え、該一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ装置と、
両幅方向端部に曲げ成形が施された鋼板を円筒形に成形し、鋼板の幅方向端部同士を突き合わせる円筒成形装置と、
突き合わされた鋼板の幅方向端部同士を溶接する接合装置と、を備える鋼管の製造設備であって、
前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼管の製造設備。
【請求項８】
前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする、請求項７に記載の鋼管の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ方法および装置に関する。また、本発明は、端曲げが施された鋼板を円筒形に成形してその幅方向端部同士を突き合わせ、突き合わされた鋼板の幅方向端部同士を溶接により接合して鋼管を製造する鋼管の製造方法および設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラインパイプ等に使用される大径鋼管の製造には、所定の長さ、幅、板厚を有する鋼板を、プレス加工で鋼板の長手方向を管軸方向とする円筒状に成形したのち、その幅方向端部同士を突き合わせ接合する方法が用いられている。円筒状への成形を容易にし、適正な管形状を得るため、円筒状への成形に先立ち、鋼板の幅方向端部に所定曲率を付与する端曲げ成形（Ｃプレス）が行われる。
【０００３】
この端曲げ成形は、管径に応じた曲率を有する上金型に下金型でもって鋼板を押し付ける方法で行われており、鋼板を長手方向に送りながら順次曲げられている。
【０００４】
特許文献１〜３には、突合せ部で良好な形状を得るための方法が開示されている。特許文献１では、鋼板の厚さや強度に応じて送り長さｂを規定している。特許文献２では、鋼板の厚さや強度に応じて曲げ領域の長さＬｃを規定している。特許文献３では、鋼板の厚さや強度に応じて上ダイの曲率半径Ｒ１や上ダイの曲率中心から鋼板端部までの水平方向の距離ｕ、押し付け力ｗを規定している。特許文献４では、鋼板の強度情報に基づいて突合せ部形状のバラツキの少ない鋼管の製造方法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献５では、固定された上金型に向かって下金型が垂直方向へ変位して曲げ加工を行うに際し下金型を水平方向へも変位させることで、鋼板と下金型の接触領域が相対変位しないようにする曲げ加工方法が提案されている。
【０００６】
さらに、特許文献６では、凹型の下金型の曲線が上金型の凸曲線よりも大きい傾斜で発散して加工間隔が漸増する曲線を持つ凹型の下金型を用いて、様々な外径の上金型に対して下金型の位置を変えることにより一つの下金型を用いるプレス機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２９４７２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２１１５２０号公報
【特許文献３】特開２００８−１１９７１０号公報
【特許文献４】特開２００９−６３５８号公報
【特許文献５】特開２０１１−１７３１６８号公報
【特許文献６】特開昭５１−７６１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１〜５では、その金型形状について検討されていない。また、特許文献６では、製造する鋼管の外径に応じて異なる上金型に対してその都度下金型の位置を移動する必要があるとともに、鋼板の外縁の傾斜に対応した角度の位置にするためにその位置を調整する必要があり、頻繁な調整作業が発生して生産性を阻害するとともに、その調整を誤った設定とした場合には所定の曲げ形状が得られなくなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の問題を解消し、金型の位置を調整することなく、所定の端曲げ形状が得られる鋼板の端曲げ方法および装置並びに鋼管の製造方法および設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、端曲げ時の挙動、特に鋼板の外面と金型との接触状況を詳細に調査し、本発明に至った。その第１の態様は、鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備える鋼板の端曲げ装置を用い、前記一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ方法であって、前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼板の端曲げ方法である。
【００１１】
第２の態様は、上記第１の態様において、前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする鋼板の端曲げ方法である。
【００１２】
第３の態様は、鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備える鋼板の端曲げ装置を用い、前記一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ工程と、両幅方向端部に曲げ成形が施された鋼板を円筒形に成形し、鋼板の幅方向端部同士を突き合わせる円筒成形工程と、突き合わされた鋼板の幅方向端部同士を溶接する接合工程と、を含む鋼管の製造方法であって、前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼管の製造方法である。
【００１３】
第４の態様は、上記第３の態様において、前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする鋼管の製造方法である。
【００１４】
第５の態様は、鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備え、該一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ装置であって、前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼板の端曲げ装置である。
【００１５】
第６の態様は、上記第５の態様において、前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする鋼板の端曲げ装置である。
【００１６】
第７の態様は、鋼板の幅方向端部に対応して配置され、近接・離間方向に相対的に移動可能な一対の金型を備え、該一対の金型を近接方向に相対的に移動させることにより鋼板の幅方向端部に曲げ成形を施す鋼板の端曲げ装置と、両幅方向端部に曲げ成形が施された鋼板を円筒形に成形し、鋼板の幅方向端部同士を突き合わせる円筒成形装置と、突き合わされた鋼板の幅方向端部同士を溶接する接合装置と、を備える鋼管の製造設備であって、前記一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面が、幅方向外側に向かうに連れて該他方の金型に近づく方向に傾斜した平坦面で構成されることを特徴とする鋼管の製造設備である。
【００１７】
第８の態様は、上記第７の態様において、前記押圧面の傾きが、鋼板の幅方向端部に付与する端曲げ角度以上であることを特徴とする鋼管の製造設備である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、一対の金型のうち、曲げ成形される鋼板の幅方向端部の、曲げの外側となる面に接する側の金型において、他方の金型に対向する押圧面を平坦面としたことより、所定の端曲げ量が簡便に得られるようになった。この結果、端曲げされた鋼板を用いて鋼管を製造する際の突合せ部形状の不良を低減することも可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の鋼管の製造設備および製造方法の概略を説明する図である。
【図２】端曲げ加工の対象となる鋼板の一例を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態の鋼板の端曲げ装置を示す概略図である。
【図４】図３の鋼板の端曲げ装置におけるプレス機構の端曲げ前の状態を示す幅方向での断面図である。
【図５】図３の鋼板の端曲げ装置におけるプレス機構の端曲げ時の状態を示す幅方向での断面図である。
【図６】比較として、下金型の押圧面を凹曲面で構成してなる鋼板の端曲げ装置を用いて端曲げ加工を行う様子を示した断面図である。
【図７】所定寸法の鋼管を成形する際の端曲げにおいて、端曲げ幅と端曲げ角度の関係を示すグラフである。
【図８】目標曲げ角度を説明する図である。
【図９】下金型の押圧面が上金型の成形面の半径と同じ曲率を有する曲面で構成された鋼板の曲げ装置を用いて端曲げ加工を行ったときの成形状況を示す断面図である。
【図１０】下金型の押圧面が平坦面で構成された、本発明の一実施形態の鋼板の曲げ装置を用いて端曲げ加工を行う様子を示した断面図である。
【図１１】下金型の押圧面の傾きが図９のものよりも小さい下金型を用いて端曲げ加工を行う様子を示した断面図である。
【図１２】ピーキングを説明する図である。
【図１３】端曲げ形状とピーキングを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。なお、明細書中、「前」または「前方」とは後述の端曲げ装置における鋼板の搬送方向でみて「下流側」または「上流側から下流側へ向かう方向」であり、「後」または「後方」とはその逆方向である。
【００２１】
図１には、所定の寸法に切断された鋼板から鋼管を製造するための、本発明の一実施形態の鋼管の製造方法および設備の概略が示されている。まず、所定の寸法に切断された鋼板Ｓは、エッジミラー１０またはエッジプレーナによりその側面に開先加工が施される。図示例では、鋼板Ｓの先端部（長手方向前方端部）Ｓａおよび尾端部（長手方向後方端部）Ｓｂにタブ板Ｓｔがそれぞれ溶接されているが、タブ板Ｓｔが設けられない場合もある。次に、本発明の一実施形態の端曲げ装置（Ｃプレス）２０により端曲げ成形が施され（端曲げ工程）、円筒成形装置３０により円筒形に形成される（円筒成形工程）。円筒成形装置３０は、端曲げ成形が施された鋼板ＳをまずＵ字形に成形するＵプレス３０Ａと、その後にＯ字形（円筒形）に成形するＯプレス３０Ｂとからなるものに限らず、鋼板Ｓを幅方向に送る送り機構を備え、鋼板Ｓを幅方向に順次送りながら３点曲げ成形を行うことで徐々に最終的な円筒形状に成形するベンディングプレス３０Ｃを用いることもできる。次に、接合装置４０により、鋼板Ｓの、円筒成形の結果突き合わされた幅方向端部同士を外面から仮溶接した後、内面および外面からそれぞれサブマージアーク溶接法等により溶接する（接合工程）。その後、鋼管Ｓ’はメカニカルエキスパンダ５０で拡径され、残留応力が除去されるとともに所定の外径、寸法に仕上げられる（拡管工程）。なお、各工程または工程間において、洗浄や各種検査、ビード研削等の他の処理が行われてよいことは言うまでもない。
【００２２】
本発明の一実施形態の鋼板の端曲げ装置２０およびそれを用いた鋼板の端曲げ方法についてより詳細に説明する。図２に、端曲げ前の鋼板Ｓの一例を示す。鋼板Ｓの幅は製品鋼管の外径に応じて、例えば１２００ｍｍ〜５１００ｍｍと広範囲にわたる。また、鋼板の長さは、ラインパイプの標準的な長さである１２ｍ程度のものが多い。鋼管本体となる鋼板Ｓの長手方向の先端部Ｓａおよび尾端部Ｓｂの各幅方向端部には、タブ板Ｓｔがそれぞれ溶接されているが、タブ板Ｓｔがない場合もある。
【００２３】
図３に、鋼板の端曲げ装置２０の概略構成を示す。鋼板の端曲げ装置２０は、鋼板Ｓをその長手方向に沿う方向を搬送方向として搬送する搬送機構２１と、搬送方向下流側を前方として、左側の幅方向端部Ｓｃを所定の曲率に曲げ変形させるプレス機構２２Ａと、右側の幅方向端部Ｓｄを所定の曲率に曲げ変形させるプレス機構２２Ｂと、端曲げ成形を施す鋼板Ｓの幅に応じて、左右のプレス機構２２Ａ，２２Ｂ間の間隔を調整する図示しない間隔調整機構とを備えている。搬送機構２１は、プレス機構２２Ａ，２２Ｂの前後にそれぞれ配置された複数の搬送ロール２１ａからなる。各搬送ロール２１ａは、そのロール軸が鋼板Ｓの搬送方向に対して直交する方向に配置され、図示しないモータおよび伝達機構により互いに同期した速度で回転するよう構成されている。
【００２４】
図４に、鋼板Ｓの右側の幅方向端部Ｓｄを曲げ変形するプレス機構２２Ｂを、鋼板Ｓの搬送方向の上流側から下流側へ向かう方向でみた幅方向断面を示す。なお、プレス機構２２Ａとプレス機構２２Ｂとは、左右対称ではあり同一の構成を有するのでプレス機構２２Ａの詳細な図示は省略する。プレス機構２２Ａ，２２Ｂは、上下方向に対向配置された一対の金型としての上金型２３および下金型２４と、下金型２４をツールホルダ２５とともに押し上げ（上金型２３に近接する方向へ移動させ）、所定のプレス力で型締めする金型移動手段としての油圧シリンダ２６と、上金型２３および下金型２４の幅方向内側で鋼板Ｓを解除可能に挟持するクランプ機構２７とを備えている。なお、下金型２４および上金型２３の鋼板Ｓの長手方向の長さは、鋼板Ｓの長さよりも短くなっており、搬送機構２１により鋼板Ｓを長手方向にずらしながら（間欠的に送りながら）、複数回の曲げ成形を行い、鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄに全長へ亘って端曲げを付与する構成としている。
【００２５】
端曲げ工程において、曲げ成形される鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄの、曲げの外側となる面に接する側の下金型２４は、上金型２３に対向する押圧面２４ａを有する。上金型２３は、押圧面２４ａに対向し、製造する鋼管の内径に対応した曲率半径を有する凸曲面状の成形面２３ａを有する。押圧面２４ａは、幅方向外側に向かうに連れて上金型２３に近づく方向に傾斜した平坦面で構成される。
【００２６】
図５は、図４と同じ位置の幅方向断面であるが、下金型２４を油圧シリンダ２６により押し上げて型締めした状態を示している。破線で示す端曲げ前の状態から、油圧シリンダ２６を進出させると、下金型２４は押し上げられて実線の位置となり、鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄは上金型２３の円弧状の成形面２３ａに沿った形状に曲げ加工される。このため、上金型２３の成形面２３ａは製品とする鋼管の径に応じて異なっている。端曲げ成形を施す幅は、鋼板Ｓの幅により異なるが、１００ｍｍ〜４００ｍｍ程度となるのが一般的である。ここでは、端曲げ加工中に鋼板Ｓを挟持するためのクランプ機構２７が設けられている場合を例示しているが、クランプ機構２７の有無に限定されるものではない。
【００２７】
図６に、参考例として、下金型２４の押圧面２４ａを凹曲面状とするととともに、押圧面２４ａと凸曲面状の成形面２３ａの曲率半径を同じとして鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄを曲げ成形する場合を示す。鋼板Ｓに厚みがある分、曲げ成形された後の鋼板Ｓの下面（曲げの外側となる面）の曲線の半径は下金型２４の押圧面２４ａの半径よりも大きくなるため、鋼板Ｓと下金型２４とは鋼板Ｓの幅方向縁部分Ｓｅでのみ接する。このように、端曲げ工程では下金型２４は鋼板Ｓの幅方向縁部分Ｓｅに接する形状であればよいことがわかる。
【００２８】
図７に、外径８１２．８ｍｍ、管厚３８．１ｍｍの鋼管を製造する際の鋼板Ｓへの端曲げについて、端曲げ幅と端曲げ角度の関係を示す。上金型２３の成形面の半径は、Ｒ２５０ｍｍとしている。これは、除荷後、スプリングバックした状態の鋼板Ｓにおいて、曲げが付与された部分の半径が、製品とする鋼管の径と等しくなるようにするためである。また、図７のグラフ中の目標曲げ角度θaimとは、図８に示すように、端曲げされた部分の鋼管全周に対する比率に相当する角度であり、下記（１）式で表されるものである。
【００２９】
【数１】
2019177398.tif 000003
ただし、Ｌｃは実加工幅（曲げを付与する部分の幅）であり、ＷＯは開先加工後の鋼板幅であり、通常は鋼管の管厚中心の直径（外径ＯＤ−管厚ｔ）と、製造工程による寸法変化の補正係数αからＷＯ＝α（ＯＤ−ｔ）×π  と定められる。
【００３０】
図６に示したように、鋼板Ｓと下金型２４とは鋼板Ｓの幅方向縁部分Ｓｅの位置でのみ接触する。この接触部において鋼板Ｓが潰れないようにするため、図９に示すように、鋼板の曲げが付与される部分Ｓｒの幅方向外側には、曲げ成形されない鋼板の平坦部分Ｓｆを残しておくことが好ましい。そのため図７で示した例では、目標曲げ角度とするための実加工幅は、Ｒ１６０ｍｍのときに１４０ｍｍ、Ｒ２００ｍｍときに１８０ｍｍ、Ｒ２５０ｍｍのときに２４０ｍｍのように、成形面の半径の９０％近い大きな値となる。なお、曲げ成形されない鋼板の平坦部分Ｓｆは、鋼板Ｓの幅方向端から幅方向内側に板厚の１〜２倍程度の範囲とすることが好ましい。
【００３１】
図９に、下金型２４の押圧面２４ａを曲面としその半径を上金型２３の成形面２３ａの半径と同じ２５０ｍｍ（Ｒ２５０）、実加工幅を１５０ｍｍとしたときの成形状況を示す。下金型２４の押圧面２４ａの円弧はその中心から１５０ｍｍ必要であるのでその延在角度範囲βが大きくなり、その高さも大きくなる。このため、成形終了時には上金型２３の円弧面を超えることがある。また、成形終了時の下金型２４と鋼板Ｓとの接点での接線角度が大きくなり、下金型２４に作用する力は図示するように、押し上げ方向と直交する方向（図の右向き）に作用する力が大きくなる。この押し上げ方向と直交する方向の力が大きくなると、下金型２４の取付け部など端曲げ装置２０への負荷も大きくなる。
【００３２】
図１０は、下金型２４の押圧面２４ａ（鋼板Ｓの曲げの外側となる面に接する面）が、幅方向外側に向かうに連れて上金型２３に近づく方向に傾斜した平坦面で構成された実施形態の端曲げ装置２０を用いて、端曲げを行う様子を示した断面図である。図９と比べて下金型２４の高さが小さくなるが、端曲げ終了時においても下金型２４は、鋼板Ｓの幅方向縁部分Ｓｅで接しており、下金型２４の押圧面２４ａを曲面とした場合と同様の端曲げ形状が得られることがわかる。また、図示例において鋼板Ｓと下金型２４の押圧面２４ａとの接点での接線角度も小さくなっており下金型２４の押上げ方向と直交する方向への反力が小さくなることがわかる。
【００３３】
図１１は、図１０で示したものよりも下金型２４の押圧面２４ａの傾き（上金型２３および下金型２４の近接・離間方向に直交する方向を水平方向としたとき、押圧面２４ａがその水平方向に対してなす角度）が小さい場合の端曲げ時の状況を示している。押圧面２４ａの傾きが小さい場合、鋼板Ｓの幅方向端部の曲げ変形されない範囲が広くなり、端曲げ角度が不足することになる。このため、押圧面２４ａの傾きは、鋼板Ｓに付与する端曲げ角度以上とすることが好ましい。異なる半径の上金型２３に対して一つの下金型２４を兼用する場合には、それらの中で最も大きい端曲げ角度よりも、押圧面２４ａの傾きを大きく設定しておけばよい。なお、「端曲げ角度」とは、板端部２０ｍｍ範囲の傾斜角度と幅中央部の傾斜角度との差を指すものとする。
【００３４】
押圧面２４ａの傾きは、最終製品の突合せ部が良好な形状を得るための理想的な場合として目標曲げ角度を示したが、端曲げをしていないその他の部分の形状で補うことができるので、上記（１）式で求まる目標曲げ角度の半分以上であればよい。また、押し上げ方向と直交する方向への反力が、プレス荷重と等しい押し上げ方向への反力以下となるように、押圧面２４ａの傾きは４５度以下とすることが好ましい。
【００３５】
このように、本実施形態の鋼板の端曲げ方法および装置２０並びに鋼管の製造方法および設備によれば、上金型２３および下金型２４のうち、曲げ成形される鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄの、曲げの外側となる面に接する側の下金型２４において、上金型２３に対向する押圧面２４ａを平坦面で構成したことにより、下金型２４の煩雑な調整作業を行うことなく、様々な径の鋼管の製造に対応することが可能になる。また、成形半径の異なる複数の上金型２３に対して同一の下金型２４を用いることができるので、装置の導入コストを抑えることができる。
【００３６】
また、押圧面２４ａの傾きを、鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄに付与する端曲げ角度以上とすることで、所望の端曲げ角度を有する端曲げ形状をより確実に得ることができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態を図示例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の記載内で適宜、変更、修正、追加等が可能である。例えば、図示例では、下金型２４を油圧シリンダ２６で押し上げることで、鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄを上金型２３に押し付け、曲げ成形を行う場合を説明したが、下金型２４を固定型、上金型２３を可動型として上金型２３を押し下げることで、板に図示例と同じ方向に曲げ成形を行う構成としてもよい。また、図示例とは逆向きに上金型２３が曲げの外側に位置する配置として、鋼板Ｓの幅方向端部Ｓｃ，Ｓｄを下金型２４に押し付け、曲げ成形を行う構成としてもよく、この場合には、曲げの外側に位置する上金型２３の、下金型２４に対向する押圧面を傾斜した平坦面で構成することになる。あるいは、上金型２３および下金型２４の両方を互いに近接および離間する方向に移動させる構成としてもよく、この場合は、上金型２３および下金型２４のうち、曲げの外側に位置する一方において、他方の金型に対向する押圧面を傾斜した平坦面とすればよい。
【００３８】
本発明の効果を確認するため、条件を変えて鋼板の端曲げを施し、端曲げ幅、端曲げ角度およびピーキングを調査したので以下説明する。
【００３９】
（実施例１）
引張強度５５０ＭＰａ、板幅１６７６ｍｍ×板厚２５．４ｍｍ×長さ１２ｍの鋼板を用意し、外径５５９ｍｍの鋼管を製造した。端曲げ装置では、下金型と鋼板の接触角度の上限は４５度に定められている。曲率半径２００ｍｍの成形面を有する上金型を用い、端曲げ幅や下金型の形状を変更して端曲げを行った後にその曲げ角度を測定した。ここで、曲げ角度は傾斜計にて測定した板端部２０ｍｍ範囲および幅中央部の傾斜角度の差で求めた。引き続き、ＵプレスおよびＯプレスを施して円筒形に成形して鋼板の幅方向端部同士を突き合わせた後、その突き合わせ部分を溶接して鋼管とし、その鋼管のピーキングを測定した。ピーキングとは突合せ部の尖り形状の指標であり、図１２に示すように正規の製品鋼管外径（すなわち仮想真円）と実際の鋼管形状の差である。図１３に示すように、端曲げ量が大きいと鋼管の突合せ部が内側に入った形状（マイナスピーキング）となり、端曲げ量が小さいと鋼管の突合せ部は外側に突き出た形状となる（プラスピーキング）。
【００４０】
端曲げ条件、目標曲げ角度と併せてその成形結果を表１に示す。表中、下金型の押圧面を直線状の平坦面で構成した場合を「直線」と記載し、下金型の押圧面を凹曲面で構成した場合を「円弧」と記載する。表中、「角度（度）又はＲ（ｍｍ）」の欄は、下金型の押圧面を平坦面で構成した場合には、その傾き（度）を示し、下金型の押圧面を延在角度範囲β（図９参照）が４５度の凹曲面で構成した場合には曲率半径（ｍｍ）を示すものとする。下金型の押圧面を直線状の平坦面とした条件１〜４（発明例）では、端曲げ角度を大きくでき、ピーキングも１．３ｍｍ以下とＡＰＩ規格で要求される公差±３．２ｍｍの１／２以下となった。下金型の押圧面の傾きを小さくした条件３では、下金型押圧面の傾きが目標端曲げ角度と等しかったため、端曲げ角度は目標曲げ角度より小さくなり、ピーキングは条件１，２，４に比べて大きくなった。一方、下金型の押圧面を凹曲面とした条件５（比較例）では、下金型の曲率半径ｒを２００ｍｍ、延在角度範囲βを４５度としたことにより下金型の平面視での幅Ｗ（図９参照）はｒ・ｓｉｎβより約１４１ｍｍとなり、ここでは製造技術上の上限から端曲げ幅を１３０ｍｍとしたが、端曲げ角度も小さく、ピーキングも条件１〜４に比べて大きくなった。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
（実施例２）
引張強度６８０ＭＰａ、板幅２７５３ｍｍ×板厚３８．１ｍｍ×長さ１２ｍの鋼板を用意し、外径９１４ｍｍの鋼管を製造した。端曲げ装置は実施例１と同じであるが、上金型は成形面の曲率半径が３３５ｍｍのものに交換し、下金型は、実施例１と同じく、押圧面を傾斜した平坦面で構成したもの（表中、「直線」と表示）と、凹曲面で構成したもの（表中、「円弧」と表示）との２種類を用いた。この端曲げ装置を用い、端曲げ幅や下金型の形状を変更して端曲げを行った後にその曲げ角度を測定した。ここで、曲げ角度は傾斜計にて測定した板端部２０ｍｍ範囲および幅中央部の傾斜角度の差で求めた。引き続き、ベンディングプレスを用いたプレスベンド方式で円筒形に成形して鋼板の幅方向端部同士を突き合わせた後、その突き合わせ部分を溶接して鋼管とし、その鋼管のピーキングを測定した。端曲げ条件とその成形結果を表２に示す。下金型の押圧面を平坦面とした条件１〜４（発明例）は、端曲げ角度を大きくでき、ピーキングも１．６ｍｍ以下とＡＰＩ規格で要求される公差±３．２ｍｍの１／２以下となった。下金型の押圧面の傾きを小さくした条件３では、下金型押圧面の傾きが目標端曲げ角度と小さかったため、端曲げ角度は目標曲げ角度より小さくなり、ピーキングは条件１，２，４に比べて大きくなった。一方、下金型の押圧面を延在角度範囲β（図９参照）が４５度の凹曲面とした条件５（比較例）では、下金型の曲率半径ｒを２００ｍｍ、延在角度範囲βを４５度としたことにより下金型の平面視での幅Ｗ（図９参照）はｒ・ｓｉｎβより約１４１ｍｍとなり、ここでも製造技術上の上限から端曲げ幅を１３０ｍｍとしたが、端曲げ角度も小さくピーキングも条件１〜４に比べて大きくなった。
【００４３】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、金型の位置を調整することなく、所定の端曲げ形状を得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  エッジミラー
２０  鋼板の端曲げ装置
３０  円筒成形装置
３０Ａ  Ｕプレス
３０Ｂ  Ｏプレス
３０Ｃ  ベンディングプレス
４０  接合装置
５０  メカニカルエキスパンダ
２１  搬送機構
２１ａ  搬送ロール
２２Ａ，２２Ｂ  プレス機構
２３  上金型
２３ａ  成形面
２４  下金型
２４ａ  押圧面
Ｓ  鋼板
Ｓａ  先端部
Ｓｂ  尾端部
Ｓｃ，Ｓｄ  幅方向端部
Ｓｒ  鋼板の曲げが付与される部分
Ｓｆ  鋼板の平坦部分
Ｓｔ  タブ板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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