(57)【要約】  平面金属板を提供するアンコイラーと、該アンコイラーから供給される平面金属板を後段のエンボシング機に案内するセンタリングガイドローラと、該センタリングガイドローラを経て供給される平面金属板をエンボス処理してエンボス金属板に成形するエンボシング機と、該エンボシング機から供給されるエンボス金属板の曲面化、円形化工程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部を有するエンボスパイプを製造し、該製造されたエンボスパイプの溶接継ぎ目部を溶接してエンボスパイプを完成する造管機とを含んでなるエンボスパイプ製造装置、及び  アンコイラーから供給され、センタリングガイドローラを経てエンボシング機に平面金属板を供給する第１段階と、前記平面金属板をエンボシング機のエンボス金型ローラを用いてエンボス処理してエンボス金属板に成形する第２段階と、前記エンボス金属板を造管機に供給して曲面化、円形化過程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部を有するエンボスパイプを製造し、前記エンボスパイプの溶接継ぎ目部を溶接してエンボスパイプを完成する第３段階とを含んでなるエンボスパイプ製造方法を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面金属板（１００）を提供するアンコイラー（１）と、
前記アンコイラー（１）から供給される平面金属板（１００）を後段のエンボシング機（３）に案内するセンタリングガイドローラ（２）と、
前記センタリングガイドローラ（２）を経て供給される平面金属板（１００）をエンボス処理してエンボス金属板（１００’）に成形するエンボシング機（３）と、
前記エンボシング機（３）から供給されるエンボス金属板（１００’）の曲面化、円形化工程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部（２０１）を有するエンボスパイプ（２００）を製造し、該製造されたエンボスパイプ（２００）の溶接継ぎ目部（２０１）を溶接してエンボスパイプ（２００）を完成する造管機（４）と、
を含んでなるものであって、
前記エンボシング機（３）は、
陽刻のエンボスパターンが形成されている上部ローラ（３１）と陰刻のエンボスパターンが形成されている下部ローラ（３２）とが噛み合って回転するように構成されたエンボス金型ローラ（３０）と、
外骨格を形成しながら前記エンボス金型ローラ（３０）を支持するフレーム部（３３）と、
前記フレーム部（３３）の上端に設置される油圧シリンダー（３４）とを含んでなり、
前記上部ローラ（３１）は、
ローラボディー（３１１）と、
前記ローラボディー（３１１）の両側面の中央に設置される回転軸（３１２）と、
前記ローラボディー（３１１）の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部（３１３）とを含んでなり、
前記ローラボディー（３１１）の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部（３１３）よりも低くローラ回転方向に沿って形成されて前記陽刻のエンボスパターン部（３１３）を一定間隔に区画する帯状の溝部（３１４）が形成され、
前記下部ローラ（３２）は、ローラボディー（３２１）と、
前記ローラボディー（３２１）の両側面の中央に形成される回転軸（３２２）と、
前記ローラボディー（３２１）の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部（３２３）とを含んでなり、
ローラボディー（３２１）の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部（３２３）よりも高くローラ回転方向に沿って形成されて前記陰刻のエンボスパターン部（３２３）を一定間隔に区画する帯状の突出部（３２４）が形成され、
前記突出部（３２４）が前記溝部（３１４）に内入するように構成され、
前記上部ローラ（３１）は、ローラボディー（３１１）の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部（３１３）よりも低く形成される第１左・右側端部（３１５，３１６）を含み、前記第１左・右側端部（３１５，３１６）の幅（Ｌ１）が前記溝部（３１４）幅（Ｌ２）の１／２の長さを維持し、
前記下部ローラ（３２）は、ローラボディー（３２１）の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部（３２３）よりも高く形成される第２左・右側端部（３２５，３２６）を含んでなる
ことを特徴とするエンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置。
【請求項２】
上部ローラ（３１）は第１左・右側端部（３１５，３１６）から外側横方向に拡張されて一体をなすとともに、前記第１左・右側端部（３１５，３１６）で延長される地点から外側斜線方向に突出形成され、下部ローラ（３２）の第２左・右側端部（３２５，３２６）と噛み合って回転することによって平面金属板（１００）の両側面を斜線方向に成形する左・右側傾斜面形成部（３１７，３１８）をさらに含んでなり、
前記左・右側傾斜面形成部（３１７，３１８）は左・右側端部（３１５，３１６）となす夾角（θ１）が１１０゜〜１３５゜であり、前記左・右側傾斜面形成部（３１７，３１８）によって形成された金属板の両端傾斜面が互いに当接してＶ字溝（２０１ａ）を有する溶接継ぎ目部（２０１）を形成し、前記Ｖ字溝（２０１ａ）は内角（θ２）が２０゜〜９０゜である
請求項１に記載のエンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置。
【請求項３】
平面金属板（１００）を提供するアンコイラー（１）と、
前記アンコイラー（１）から供給される平面金属板（１００）を後段のエンボシング機（３）に案内するセンタリングガイドローラ（２）と、
前記センタリングガイドローラ（２）を経て供給される平面金属板（１００）をエンボス処理してエンボス金属板（１００’）に成形するエンボシング機（３）と、
前記エンボシング機（３）から供給されるエンボス金属板（１００’）の曲面化、円形化工程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部（２０１）を有するエンボスパイプ（２００）を製造し、該製造されたエンボスパイプ（２００）の溶接継ぎ目部（２０１）を溶接してエンボスパイプ（２００）を完成する造管機（４）と、を含んでなるものであって、
前記エンボシング機（３）は、
陽刻のエンボスパターンが形成されている上部ローラ（３１）と陰刻のエンボスパターンが形成されている下部ローラ（３２）とが噛み合って回転するように構成されたエンボス金型ローラ（３０）と、
外骨格を形成しながら前記エンボス金型ローラ（３０）を支持するフレーム部（３３）と、
前記フレーム部（３３）の上端に設置される油圧シリンダー（３４）とを含んでなり、
前記上部ローラ（３１）は、
ローラボディー（３１１）と、
前記ローラボディー（３１１）の両側面の中央に設置される回転軸（３１２）と、
前記ローラボディー（３１１）の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部（３１３）とを含んでなり、
前記ローラボディー（３１１）の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部（３１３）よりも低くローラ回転方向に沿って形成されて前記陽刻のエンボスパターン部（３１３）を一定間隔に区画する帯状の溝部（３１４）が形成され、
前記下部ローラ（３２）は、
ローラボディー（３２１）と、
前記ローラボディー（３２１）の両側面の中央に形成される回転軸（３２２）と、
前記ローラボディー（３２１）の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部（３２３）とを含んでなり、
ローラボディー（３２１）の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部（３２３）よりも高くローラ回転方向に沿って形成されて前記陰刻のエンボスパターン部（３２３）を一定間隔に区画する帯状の突出部（３２４）が形成され、
前記突出部（３２４）が前記溝部（３１４）に内入するように構成され、
前記上部ローラ（３１）は、ローラボディー（３１１）の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部（３１３）よりも低く形成される第１左・右側端部（３１５，３１６）を含み、前記第１左・右側端部（３１５，３１６）の幅（Ｌ１）が前記溝部（３１４）幅（Ｌ２）の１／２の長さを維持し、
前記下部ローラ（３２）は、ローラボディー（３２１）の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部（３２３）よりも高く形成される第２左・右側端部（３２５，３２６）を含んでなり、
前記上部ローラ（３１）は第１左・右側端部（３１５，３１６）から外側横方向に拡張されて一体をなし、前記第１左・右側端部（３１５，３１６）で延長される地点から外側斜線方向に突出形成され、下部ローラ（３２）の第２左・右側端部（３２５，３２６）と噛み合って回転することによって平面金属板（１００）の両側面を斜線方向に成形する左・右側傾斜面形成部（３１７，３１８）をさらに含んでなり、
前記左・右側傾斜面形成部（３１７，３１８）は左・右側端部（３１５，３１６）となす夾角（θ１）が１１０゜〜１３５゜であり、前記左・右側傾斜面形成部（３１７，３１８）によって形成された金属板の両端傾斜面が互いに当接してＶ字溝（２０１ａ）を有する溶接継ぎ目部（２０１）を形成し、前記Ｖ字溝（２０１ａ）は内角（θ２）が２０゜〜９０゜である
ことを特徴とするエンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置。
【請求項４】
アンコイラー（１）から供給されてセンタリングガイドローラ（２）を経てエンボシング機（３）に平面金属板（１００）を供給する第１段階と、
前記平面金属板（１００）をエンボシング機（３）のエンボス金型ローラ（３０）を用いてエンボス処理してエンボス金属板（１００’）に成形する第２段階と、
前記エンボス金属板（１００’）を造管機（４）に供給して曲面化、円形化過程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部（２０１）を有するエンボスパイプ（２００）を製造し、前記エンボスパイプ（２００）の溶接継ぎ目部（２０１）を溶接してエンボスパイプ（２００）を完成する第３段階と、を含んでなり、
前記エンボス金属板（１００’）は、厚さ０．５ｍｍ〜５ｍｍであり、硬度１００Ｈｖ〜５５０Ｈｖであるステンレス板、アルミニウム板、黄銅板、銅板、軟鉄板の中から選ばれるいずれか１種であり、全面がエンボス構造をなし、両側縁が小幅平面をなし、両側面は内側に傾斜した傾斜面をなすことによって、前記造管機（４）の曲面化、円形化過程によって前記エンボス金属板（１００’）の両側面が当接して内角（θ２）が２０゜〜９０゜であるＶ字溝（２０１ａ）を有する溶接継ぎ目部（２０１）を形成し、前記Ｖ字溝（２０１ａ）を溶接で溶融融着することによってエンボスパイプ（２００）が完成される
ことを特徴とするエンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置及びこれを用いたエンボスパイプ製造方法に関する。
【０００２】
より詳細には、平面金属板を提供するアンコイラーと、該アンコイラーから供給される平面金属板を後段のエンボシング機に案内するセンタリングガイドローラと、該センタリングガイドローラを経て供給される平面金属板をエンボス処理してエンボス金属板に成形するエンボシング機と、該エンボシング機から供給されるエンボス金属板の曲面化、円形化工程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部を有するエンボスパイプを製造し、該製造されたエンボスパイプの溶接継ぎ目部を溶接してエンボスパイプを完成する造管機とを含んでなるエンボスパイプ製造装置、及び、アンコイラーから供給され、センタリングガイドローラを経てエンボシング機に平面金属板を供給する第１段階と、前記平面金属板をエンボシング機のエンボス金型ローラを用いてエンボス処理してエンボス金属板に成形する第２段階と、前記エンボス金属板を造管機に供給して曲面化、円形化過程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部を有するエンボスパイプを製造し、前記エンボスパイプの溶接継ぎ目部を溶接してエンボスパイプを完成する第３段階とを含んでなるエンボスパイプ製造方法に関し、エンボス金属板を用いてエンボスパイプを成形した後に継ぎ目部を溶接しようとする場合、凹凸の曲面による継ぎ目部の不一致によって溶接が不可能な問題を解決して継ぎ目部の残痕を最小化すると同時に継ぎ目部の残痕が外部に現れないようにすることによって、きれいに仕上げ処理されたエンボスパイプを提供する。
【背景技術】
【０００３】
金属パイプには、溶融金属を押し出して得られた金属パイプと、金属平板を用いて造管機で曲面化、円形化段階を経てパイプに成形し、長さ方向につながる両側の辺を一致させて溶接することによって形成される継ぎ目部のある金属パイプとがある。
【０００４】
前者は、厚さが厚く、耐圧性を有する金属パイプであり、上水管、下水管、石油管、高圧ガス管、化学工場の液状反応物移送管、送油管、電線配管などの様々な用途に大量で使用されている。
【０００５】
後者は、パイプの厚さが比較的薄いため、支持力や強度面において、押出方法による金属パイプに比べて弱く、主に室内欄干用、街灯の支柱などの装飾性の用途に使用されている。しかも、用途及び需要量において前者の金属パイプに至らずにいる。
【０００６】
上記のような金属パイプは、それぞれ上述した用途に用いられているが、益々金属パイプの加工技術が向上するにつれて用途が多様化し、需要量も増えている。これに伴って、エンボスパイプの技術分野も加工技術の向上と共にその需要量が増大している。
【０００７】
エンボスパイプの従来技術について述べると、平滑面を有する金属パイプの表面に部分的にニッケルのような有色金属をメッキして模様をつけたパイプ、酸化チタンでプラズマイオン蒸着によって模様をつけたパイプ、エッチング方法で模様をつけたパイプ、機械的な切削加工による模様の形成及びエンボス処理した金属パイプなどが販売されている。
これらの金属パイプに付加される加工技術のうち、本願発明に関連しているエンボス処理した金属パイプ分野の公知技術について説明する。
【０００８】
特許文献１の‘金属パイプの模様成形機’には、プランジャーが後方に移動すると、ハウジングに設置された内部金型がプランジャーに押されて金属パイプの内周面側に移動し、その結果、内部金型の外周面に加工された陽刻の模様が外部金型の内周面に加工された陰刻の模様に噛み合いながら、内部金型と外部金型との間に位置している金属パイプの表面に文字模様が形成されるエンボス処理技術が開示されている。
【０００９】
特許文献２の‘金属パイプのエンボス突起成形装置’には、フレームの中心部に設置固定されている移動固定台とフレームに設置固定されている左右移動固定台を、それぞれの後側に連結されたそれぞれの第１移動力発生部材によって複数の円形のケーシング内側に移動させて一致させることによって複数の円形のケーシング通孔を備えた円筒形ケーシングが形成され、この円筒形ケーシング内に金属パイプを密着するように押し込んで固定させた後、金属パイプの内側に、パイプ状の円周面に穿孔された複数の通孔にパンチングが装着されているパイプ状のコアを密着するように押し込んで装着させるが、円筒形ケーシングの内面に形成されたケーシング通孔とコアの外面に形成された大径のコア通孔を一致するように装着させて固定し、コアの内径と等しいとともに前端部が円錘状に形成されており、ボディー部が封状体からなるプランジャーを第２移動力発生部材のシリンダーによる強力な圧力で押し入れながら、プランジャー前端部の円錘形の傾斜面によって、小径の通孔から内側に突出したパンチ小径部の下端湾曲部を垂直上方に押し上がるようにすることによって、小径部と一体となっているドーム形大経部のパンチも、ケーシング内面に形成されたケーシング通孔の方に押し上げられてパイプ表面が湾曲突出することによってパイプに多数の突起を形成する金属パイプのエンボス突起成形方法が開示されている。
【００１０】
特許文献３の‘改善された構造のパイプエンボス成形装置’には、空圧によって作動するシリンダー及び該シリンダーによって作動するピストンで構成されたシリンダー部と、前記ピストンの先端に形成されたエンボス成形突起で構成された装置の複数のシリンダーを、金属パイプ中心線に対して垂直方向に一定間隔の位置から空圧によりエンボス成形突起を打撃することによって金属パイプに円形の溝を形成する装置に関する技術が開示されている。
【００１１】
これらの従来技術において金属パイプ表面に成形された模様は繊細さと精巧さが大きく劣り、製造装置も、一定の長さに切断された平滑面の金属パイプを製造装置に装着して１段階〜５段階又は１段階〜６段階に作動させてエンボスパイプを成形した後に取り出す方法であり、連続した方法でないため、生産性が低下して大量生産が不可能であり、その生産原価も高価である。
しかも、金属パイプ上に円形の溝が形成されたパイプも、エンボス模様が繊細でも精巧でもなく、単純である。
【００１２】
その他にも、上記のようにパイプの外周面にエンボス処理する装置に関する技術として、特許文献４の‘パイプ外周縁の菱形成形金型及びこれを用いた成形方法’、特許文献５の‘パイプのシワ成形装置’に対する技術が開示されたことがある。
【００１３】
以上で説明したように、現在使用されているエンボスパイプは、造管機ではなく上述の装置によって製造されており、従来から現在まで造管機を用いてエンボスパイプを製造するメーカーは韓国内ではもとより、海外でもその例が見つからない。
【００１４】
金属平板で平滑面を有する円形の金属パイプを製造する造管機を用いて、両面エンボス処理された金属板でエンボスパイプを製造する本発明を考案して完成に至るまで解決すべき問題点が多かった。
【００１５】
一般に、エンボス処理に使用されるステンレス平板をはじめとする金属板の厚さは０．５〜５ｍｍの範囲であるといえ、５ｍｍを超えて厚くなると、甚だしい動力が必要であり、エンボス処理をしても大体の形が現れるだけで、模様の繊細な部分は現れない。
【００１６】
厚さが０．５ｍｍ未満と低くなる場合には、繊細な模様が正しく現れるが、エンボス柄の厚さが薄すぎて耐圧性が弱い。しかも、エンボス処理の程度によって差異はあろうが、エンボス処理を深くすると、深刻には本来厚さの半分まで薄くなり、造管機の曲面化及び円形化ローラを通過する過程で、薄くなったエンボス柄が潰れたり、進行反対方向にエンボス柄が押される現象が発生し、不良パイプが得られる。
【００１７】
また、両面エンボス処理が可能な陰陽刻エンボスローラでステンレス板をはじめとする金属板をエンボス処理すればエンボス柄が形成され、エンボスステンレス板の長さ方向や幅方向の端部は曲面をなすようになるが、このように形成された曲面端部と曲面端部を相互一致させて溶接することは事実上不可能である。
【００１８】
たとえ正確に設計された陰陽刻エンボスローラでエンボス処理して両面の曲面が一致するとしても、エンボスパイプ製造時に、造管機に設置された複数の雄雌噛み合い曲面化ローラ及び対称形噛み合い円形化ローラを通過しつつエンボス柄の高低に変形が発生する。
【００１９】
特に、前記噛み合い曲面化ローラで圧延の不均衡とエンボスステンレス板の長さ方向へのせん断力の不均一によってエンボスステンレス板の長さ方向の延びに差異が発生し、模様による曲面が高さ及び長さ方向にずれて当接することになるため、自体材質のアルゴン溶接で溶接する時に継ぎ目部に間隙気孔が発生して水密性及び気密性を確保することができず、模様の表面に溶接痕が目立ち、商品価値のないエンボスパイプが得られる。
【００２０】
また、金属パイプの外周面にエンボス処理したパイプはいずれもエンボス柄が単純であるだけでなく、繊細で精巧なエンボス柄を成形できず、しかも一定の長さに切断した金属パイプを一つずつ装着してパイプの外周面にエンボス処理する装置であるため、きわめて非能率的である。
【００２１】
本発明は、前記エンボス金属パイプの製造装置の問題点を解決することによって、造管機を用いた能率的ながらも精巧で繊細なエンボス柄を有するエンボスパイプを完成するに至った。
【００２２】
本発明と関連して、エンボス金属板を使用して造管機でエンボスパイプを製造するとき、その完成まで長い期間がかかり、予期せぬ問題点が発生した。そこで、それらの問題を一つずつ解決していき、最終的に完成されたエンボス金属パイプを達成するに至った。
【００２３】
前記の問題点の一つは、金属平板を造管機に通過させる場合、水平及び上下に設置された雄雌噛み合い曲面化ローラの間を通過する過程で金属板に高圧の雄雌噛み合い曲面化ローラ圧が作用して塑性変形が起きながら曲面化する。
これと違い、エンボス処理した金属板の場合、凹凸のエンボス柄の成形によってエンボス処理前の金属板の厚さの倍に該当する見かけ体積を有する。
【００２４】
具体的な例として、エンボス処理前０．５ｍｍ、１ｍｍの金属板を使用すると、エンボス柄の突出部から底面までの高さが１ｍｍ、２ｍｍとなりながら空間を形成することになり、このようなエンボス金属板を用いてエンボス金属パイプを製造する場合、エンボス金属板が造管機の噛み合い雄雌ローラを通過する過程中にエンボス柄の原形が維持されず崩れやすく、これを解決するためには、エンボス処理程度に応じて噛み合い円形化雄雌ローラ間の間隙を正確に調節する必要がある。
【００２５】
また、前記噛み合い円形化雄雌ローラの間隙が狭くて圧力が高くなると、エンボス柄の変形が増加し、同時にエンボス金属板の幅が広くなることから、円形化噛み合い対称ローラでエンボス金属板の幅が重なり合うことがあり、間隙調節が広くなると円滑に曲面化が達成されない。
【００２６】
他の問題点は、エンボス金属パイプの長さ方向に形成される継ぎ目部にある。すなわち、造管機を用いてエンボス金属板でエンボスパイプを製造する場合、事実上、エンボスパイプの長さ方向に形成される継ぎ目部の溶接が不可能であるという問題がある。
上の内容をまとめると、
【００２７】
造管機でエンボスパイプを製造するとき、非常に正確な寸法安定性を有する陰陽刻の噛み合いエンボスローラで処理したエンボス金属板又はエンボス金属バンドを造管機内に通過させると、曲面化のための高強度金属材からなる水平雄雌噛み合いローラ、パイプを円形に成形する水平及び垂直噛み合う対称ローラを通過する過程で、エンボス処理によって相対的に薄くなったエンボス金属板上のエンボス柄が変形され、エンボス柄の高低に差異が発生し、長さ方向には前記ローラの噛み合いによる加圧力の差異と回転せん断力の差異によって長さ方向のエンボス柄の長さにばらつきが発生し、溶接部で互いに対応するエンボス柄の高さ及び長さ方向に弛緩してずれるため、溶接が不可能であった。
【００２８】
たとえ溶接をしても溶接継ぎ目部に無数な間隙及び微細な穴ができ、継ぎ目部の水密性及び気密性を確保することができず、これをなくすために溶接時間を長くすると、溶接物がエンボス柄の表面を汚染させるため、商品としての価値を失うことになる。
【００２９】
このような問題点を解決できる手段が、本発明で提示するエンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置及びこれを用いたエンボスパイプ製造方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−１６１１５７２号（登録日２０１６．０４．０５）
【特許文献２】大韓民国登録特許第１０−４０４８９５号（登録日２００３．１０．２８）
【特許文献３】大韓民国登録特許第１０−１３９９２３１号（登録日２０１４．０５．１９）
【特許文献４】大韓民国登録特許第１０−１０１７８９０号（登録日２０１１．０２．２１）
【特許文献５】大韓民国登録特許第１０−１６０４０１１号の（登録日２０１６．０３．１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するための発明であり、通常の造管機を用いてエンボス金属板からエンボスパイプを製造する時にエンボス柄が潰れたり押される現象によって発生する変形の問題を防止し、エンボス金属板の幅の伸びによる寸法不安定を解決し、エンボス処理によって凹凸の曲面をなすエンボス金属板を用いてエンボスパイプを成形した後に継ぎ目部を溶接しようとする場合、凹凸の曲面による継ぎ目部の不一致によって溶接が不可能な問題点を解決し、継ぎ目部の残痕を最小化すると同時に継ぎ目部の残痕が外部に現れないようにきれいに仕上げ処理したエンボスパイプを提供できる、エンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置及びこれを用いたエンボスパイプ製造方法を提供する。
【００３２】
また、継ぎ目部の薄板化の防止及びＶ字溝の形成のためにエンボスローラで傾斜面を直接形成できるようにすることによって、繊細で精巧なエンボス柄が形成されたエンボスパイプを提供でき、連続反復特性を有する陰、陽刻噛み合いエンボスローラと通常の造管機を結合することによって生産性を極大化できる、エンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置及びこれを用いたエンボスパイプ製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
前記の目的を達成するために、本発明は、
平面金属板を提供するアンコイラーと、
前記アンコイラーから供給される平面金属板を後段のエンボシング機に案内するセンタリングガイドローラと、
前記センタリングガイドローラを経て供給される平面金属板をエンボス処理してエンボス金属板に成形するエンボシング機と、
前記エンボシング機から供給されるエンボス金属板の曲面化、円形化工程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部を有するエンボスパイプを製造し、該製造されたエンボスパイプの溶接継ぎ目部を溶接してエンボスパイプを完成する造管機と、を含んでなるものであって、
前記エンボシング機は、陽刻のエンボスパターンが形成されている上部ローラと陰刻のエンボスパターンが形成されている下部ローラとが噛み合って回転するように構成されたエンボス金型ローラと、
外骨格を形成しながら前記エンボス金型ローラを支持するフレーム部と、
前記フレーム部の上端に設置される油圧シリンダーとを含んでなり、
前記上部ローラは、ローラボディーと、
前記ローラボディーの両側面の中央に設置される回転軸と、
前記ローラボディーの表面に形成される陽刻のエンボスパターン部と、
前記ローラボディーの両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部よりも低く形成される第１左・右側端部とを含んでなり、
前記下部ローラは、ローラボディーと、
前記ローラボディーの両側面の中央に形成される回転軸と、
前記ローラボディーの表面に形成される陰刻のエンボスパターン部と、
前記ローラボディーの両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部よりも高く形成される第２左・右側端部とを含んでなることを特徴とする、エンボス処理された金属板を用いるエンボスパイプ製造装置を提供する。
【００３４】
また、前記製造装置を用いたエンボスパイプの製造工程は、
アンコイラーから供給され、センタリングガイドローラを経てエンボシング機に平面金属板を供給する第１段階と、
前記平面金属板をエンボシング機のエンボス金型ローラを用いてエンボス処理してエンボス金属板に成形する第２段階と、
前記エンボス金属板を造管機に供給して曲面化、円形化過程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部を有するエンボスパイプを製造し、前記エンボスパイプの溶接継ぎ目部を溶接してエンボスパイプを完成する第３段階と、を含んでなり、
前記エンボス金属板は、全面がエンボス構造をなすが、両側縁が小幅平面をなすことによって、前記造管機の曲面化、円形化過程によって前記エンボス金属板の両側面が当接してＶ字溝を有する溶接継ぎ目部を形成し、前記Ｖ字溝を溶接で溶融融着することによってエンボスパイプが完成されることを特徴とする、エンボス処理された金属板を用いるエンボスパイプ製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係るエンボス金属板を用いるエンボスパイプ製造装置及びこれを用いたエンボスパイプ製造方法は次の効果を奏する。
【００３６】
第一、通常の造管機を用いてエンボス金属板からエンボスパイプを製造する時にエンボス柄が潰れたり押される現象によって発生する変形の問題を防止することができる。
【００３７】
第二、エンボス金属板の幅の伸びによる寸法不安定を解決し、エンボス処理によって凹凸の曲面をなすエンボス金属板を用いてエンボスパイプを成形した後に継ぎ目部を溶接しようとする場合、凹凸の曲面による継ぎ目部の不一致によって溶接が不可能な問題を解決することによって、継ぎ目部の残痕を最小化すると同時に継ぎ目部の残痕が外部に現れないようにし、きれいに仕上げ処理されたエンボスパイプを提供することができる。
【００３８】
第三、エンボスローラで傾斜面を直接形成しているので、エンボス金属板の両側面が互いに当接して形成される溶接継ぎ目部のＶ字溝の溶接が非常にきれいに処理され、全体的に繊細で精巧なエンボス柄が形成されたエンボスパイプを提供することができる。
【００３９】
第四、連続反復特性を有する陰、陽刻噛み合いエンボスローラを含むエンボシング機と通常の造管機を結合することによって、従来エンボスパイプ生産装置に比べて５倍以上の高い生産性を有し、生産性を極大化することができる。
【００４０】
第五、既存の機械構造管に比べて圧縮荷重が４０〜５０％高く、引張荷重も１０〜２０％高いので、機械的性質が強化され、このような機械的性質の強化によって軽量化を図り易いという長所がある。
【００４１】
第六、耐久性が強化され、秀麗な美的外観を有し、手すべり防止効果を有する。
【００４２】
第七、エンボスパイプの外観を市場のニーズに応じて様々な模様に変更可能である。
【００４３】
第八、パイプ内部の凹凸形成によって流体の流れ抵抗が発生するので、冷却水及び温水配管系統に温度変化（冷却、保温）効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るエンボスパイプ製造装置の全体斜視図である。
【図２】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成するエンボス金型ローラの第１実施形態の斜視図である。
【図３】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成するエンボス金型ローラの第１実施形態の正面図である。
【図４】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成するエンボス金型ローラの第２実施形態の正面図である。
【図５】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成するエンボス金型ローラの第３実施形態の正面図である。
【図６】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成するエンボス金型ローラの第４実施形態の正面図である。
【図７】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成するエンボス金型ローラの第５実施形態の正面図である。
【図８】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成するエンボス金型ローラの第６実施形態の正面図である。
【図９】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成する第１実施形態のエンボス金型ローラを用いて製造されたエンボス金属板の正面図である。
【図１０】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成する第３実施形態のエンボス金型ローラを用いて製造されたエンボス金属板の正面図である。
【図１１】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成する第５実施形態のエンボス金型ローラを用いて製造されたエンボス金属板の正面図である。
【図１２】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成する第６実施形態のエンボス金型ローラを用いて製造されたエンボス金属板の正面図である。
【図１３】本発明のエンボスパイプ製造装置を構成する第６実施形態のエンボス金型ローラを用いて製造されたエンボス金属板の側断面図である。
【図１４】本発明のエンボス金属板を用いて製造されたエンボス金属パイプの溶接前の側断面を概略的に示す一実施例図である。
【図１５】本発明のエンボス金属板を用いて製造されたエンボス金属パイプの溶接後の側断面を概略的に示す一実施例図である。
【図１６】本発明に係るエンボス金属板の他の形態を示す側断面図である。
【図１７】図１６に示したエンボス金属板を用いて製造されたエンボス金属パイプの斜視図である。
【図１８】図１４のエンボス金属パイプに形成された溶接継ぎ目部の様々な形態を示す側断面図である。
【図１９】本発明に係るエンボス金属パイプの実製品の写真である。
【図２０】ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ（φ５０．８×１．５Ｔ）引張試験前の試片形状を示す図である。
【図２１】ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ（φ３８．１×１．１Ｔ）引張試験前の試片形状を示す図である。
【図２２】ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ（φ５０．８×１．５Ｔ）圧縮試験前の試片形状を示す図である。
【図２３】ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ（φ３８．１×１．１Ｔ）圧縮試験前の試片形状を示す図である。
【図２４】引張荷重試験過程を示す図である。
【図２５】圧縮荷重試験過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
平面金属板（１００）を提供するアンコイラー（１）と、
前記アンコイラー（１）から供給される平面金属板（１００）を後段のエンボシング機（３）に案内するセンタリングガイドローラ（２）と、
前記センタリングガイドローラ（２）を経て供給される平面金属板（１００）をエンボス処理してエンボス金属板（１００’）に成形するエンボシング機（３）と、
前記エンボシング機（３）から供給されるエンボス金属板（１００’）の曲面化、円形化工程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部（２０１）を有するエンボスパイプ（２００）を製造し、該製造されたエンボスパイプ（２００）の溶接継ぎ目部（２０１）を溶接してエンボスパイプ（２００）を完成する造管機（４）と、を含んでなるものであって、
前記エンボシング機（３）は、陽刻のエンボスパターンが形成されている上部ローラ（３１）と陰刻のエンボスパターンが形成されている下部ローラ（３２）とが噛み合って回転するように構成されたエンボス金型ローラ（３０）と、
外骨格を形成しながら前記エンボス金型ローラ（３０）を支持するフレーム部（３３）と、
前記フレーム部（３３）の上端に設置される油圧シリンダー（３４）とを含んでなり、
前記上部ローラ（３１）は、ローラボディー（３１１）と、
前記ローラボディー（３１１）の両側面の中央に設置される回転軸（３１２）と、
前記ローラボディー（３１１）の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部（３１３）と、
前記ローラボディー（３１１）の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部（３１３）よりも低く形成される第１左・右側端部（３１５，３１６）とを含んでなり、
前記下部ローラ（３２）は、ローラボディー（３２１）と、
前記ローラボディー（３２１）の両側面の中央に形成される回転軸（３２２）と、
前記ローラボディー（３２１）の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部（３２３）と、
前記ローラボディー（３２１）の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部（３２３）よりも高く形成される第２左・右側端部（３２５，３２６）とを含んでなることを特徴とする、エンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明に係る技術構成を図面と共に具体的に説明する。
図１に示すように、
本発明に係るエンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置は、平面金属板１００を提供するアンコイラー１と、
前記アンコイラー１から供給される平面金属板１００を後段のエンボシング機３に案内するセンタリングガイドローラ２と、
前記センタリングガイドローラ２を経て供給される平面金属板１００をエンボス処理してエンボス金属板１００’に成形するエンボシング機３と、
前記エンボシング機３から供給されるエンボス金属板１００’の曲面化、円形化工程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部２０１を有するエンボスパイプ２００を製造し、該製造されたエンボスパイプ２００の溶接継ぎ目部２０１を溶接してエンボスパイプ２００を完成する造管機４と、を含んでなるものであって、
【００４７】
前記エンボシング機３は、陽刻のエンボスパターンが形成されている上部ローラ３１と陰刻のエンボスパターンが形成されている下部ローラ３２とが噛み合って回転するように構成されたエンボス金型ローラ３０と、
外骨格を形成しながら前記エンボス金型ローラ３０を支持するフレーム部３３と、
前記フレーム部３３の上端に設置される油圧シリンダー３４とを含んでなり、
前記上部ローラ３１は、ローラボディー３１１と、
前記ローラボディー３１１の両側面の中央に設置される回転軸３１２と、
前記ローラボディー３１１の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部３１３と、
前記ローラボディー３１１の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部３１３よりも低く形成される第１左・右側端部３１５，３１６とを含んでなり、
前記下部ローラ３２は、ローラボディー３２１と、
前記ローラボディー３２１の両側面の中央に形成される回転軸３２２と、
前記ローラボディー３２１の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部３２３と、
前記ローラボディー３２１の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部３２３よりも高く形成される第２左・右側端部３２５，３２６とを含んでなることを特徴とする。
【００４８】
前記アンコイラー１に巻き取られる平面金属板１００は、ステンレス板、アルミニウム板、黄銅板、銅板、軟鉄板の中から選ばれるいずれか１種を使用する。
前記ステンレス板は前記他の平面金属板１００に比べて変質性、強度面において優れているという長所がある。
【００４９】
そして、前記アルミニウム板、黄銅板、銅板、軟鉄板は展延性に優れ、繊細さ及び精巧さの面においてステンレス板に比べて優れたエンボス効果を得ることができ、作業が容易で、動力消耗量が小さいという長所がある。
前記アンコイラー１に巻き取られた状態の平面金属板１００は、厚さが０．５ｍｍ〜５ｍｍであり、硬度が１００Ｈｖ〜５５０Ｈｖである。
【００５０】
このとき、厚さが０．５ｍｍ未満である場合には、エンボス処理で陽刻に突出したエンボス柄の厚さが０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ又はその未満とさらに薄くなるため、造管機の雄雌噛み合い曲面化ローラの間を通過する過程で耐圧性が弱くなってエンボス柄が平たく変形する問題が発生し、５ｍｍを超える場合には、エンボス処理及び造管機を用いた曲面化、円形化によってエンボス金型パイプを製造するとき、動力消耗が急に増加するだけでなく、エンボス柄も正しく成形されない問題が発生するので、前記平面金属板１００の厚さは０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲に維持されることが好ましい。
【００５１】
そして、前記硬度は、造管機４を通過する過程でローラの圧力に耐え得る数値範囲を提示したものであり、前記提示された硬度範囲を維持することによってエンボス柄の変形なしに曲面化を達成することができ、適正硬度によって造管機４の機械的な衝撃からエンボス柄に亀裂又は破裂が発生する現象を未然に防止することができる。
【００５２】
特に、前記種々の平面金属板１００のうち、ステンレス板は、硬度範囲が１００Ｈｖ〜２５０Ｈｖの軟性であるので、エンボシング機３によるエンボス処理時にエンボス効果を高めることができ、繊細で精巧なエンボス柄が形成できる。
前記ステンレス板の幅は、エンボシング機３に引き込まれる前とエンボシング機３でエンボス処理されて引き出された後において差異がない。
【００５３】
しかし、エンボス処理されたステンレス板を造管機４に通過させると、通過前のエンボスステンレス板に比べて０．１％〜０．５％まで幅が増え、このとき、幅が伸びる比率は、エンボスによる凹凸が激しいほど大きくなる。したがって、凹凸が激しくない場合にはエンボスステンレス板の幅の変化率も小さくなる。
【００５４】
前記エンボスステンレス板のエンボス処理度は、エンボス処理されたエンボスステンレス板の底面からエンボス柄の上端までの高さから、エンボスステンレス板を得るために使用されたステンレス平板の厚さを引いた長さ（以下、‘エンボス処理度’という。）である。
【００５５】
前記エンボスステンレス板の最大エンボスを得るために、ステンレス板の厚さと同じエンボス処理度でエンボスすることができる。この時、前記エンボス処理度が大きくなるほど造管機でのエンボスステンレス板幅の伸びが増加し、エンボス処理度が小さくなるほどエンボスステンレス板幅の伸びが減少する。
【００５６】
エンボス金型パイプの内径に対応するエンボスステンレス板の幅は決まっているので、これに基づき、エンボシング機３に引き込まれるステンレス板の幅を０．１％〜０．５％の範囲内で減らしたものを使用することが好ましい。
前記エンボシング機３は前記アンコイラー１から供給される平面金属板１００の両面にエンボス処理してエンボス金属板１００’を製造する。
【００５７】
前記エンボシング機３を構成するエンボス金型ローラ３０は、図２〜図８に示すように、その形態及び構造によって６つの実施形態に区分できる。
図２及び図３に示すエンボス金型ローラ３０は、第１実施形態である。
【００５８】
前記エンボス金型ローラ３０は、
ローラボディー３１１と、
前記ローラボディー３１１の両側面の中央に設置される回転軸３１２と、
前記ローラボディー３１１の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部３１３と、
前記ローラボディー３１１の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部３１３よりも低く形成される第１左・右側端部３１５，３１６とを含んでなる上部ローラ３１；
ローラボディー３２１と、
前記ローラボディー３２１の両側面の中央に形成される回転軸３２２と、
前記ローラボディー３２１の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部３２３と、
前記ローラボディー３２１の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部３２３よりも高く形成される第２左・右側端部３２５，３２６とを含んでなる下部ローラ３２；からなる。
【００５９】
第１実施形態の上部ローラ３１と下部ローラ３２には陽刻のエンボスパターン部３１３と陰刻のエンボスパターン部３２３を区画する帯状の溝部３１４と帯状の突出部３２４が形成されていない。
【００６０】
図４に示す第２実施形態の上部ローラ３１と下部ローラ３２には、前記陽刻のエンボスパターン部３１３と陰刻のエンボスパターン部３２３を区画する帯状の溝部３１４と帯状の突出部３２４が形成されている。
【００６１】
第２実施形態のエンボス金型ローラ３０は、
ローラボディー３１１と、
前記ローラボディー３１１の両側面の中央に設置される回転軸３１２と、
前記ローラボディー３１１の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部３１３と、
前記ローラボディー３１１の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部３１３よりも低くローラ回転方向に沿って形成されて前記陽刻のエンボスパターン部３１３を一定間隔に区画する帯状の溝部３１４と、
前記ローラボディー３１１の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部３１３よりも低く形成される第１左・右側端部３１５，３１６とを含んでなる上部ローラ３１；
ローラボディー３２１と、
前記ローラボディー３２１の両側面の中央に形成される回転軸３２２と、
前記ローラボディー３２１の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部３２３と、
前記ローラボディー３２１の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部３２３よりも高くローラ回転方向に沿って形成されて前記陰刻のエンボスパターン部３２３を一定間隔に区画する帯状の突出部３２４と、
前記ローラボディー３２１の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部３２３よりも高く形成される第２左・右側端部３２５，３２６とを含んでなる下部ローラ３２；からなる。
【００６２】
このとき、前記下部ローラ３２の突出部３２４は前記上部ローラ３１の溝部３１４に内入するように構成される。
【００６３】
前記第１及び第２実施形態のエンボス金型ローラ３０と第３実施形態のエンボス金型ローラ３０の相違は、上部ローラ３１のローラボディー３１１の両側端構造にある。すなわち、第３実施形態のエンボス金型ローラ３０を構成する上部ローラ３１のローラボディー３１１の両側端に左・右側傾斜面形成部３１７，３１８が形成されることに相違がある。図５には、第３実施形態のエンボス金型ローラ３０が示されている。
【００６４】
第３実施形態のエンボス金型ローラ３０は、
ローラボディー３１１と、
前記ローラボディー３１１の両側面の中央に形成される回転軸３１２と、
前記ローラボディー３１１の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部３１３と、
前記ローラボディー３１１の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部３１３よりも低く形成される第１左・右側端部３１５，３１６と、
前記第１左・右側端部３１５，３１６から外側横方向に拡張されて一体をなすが、前記第１左・右側端部３１５，３１６で延長される地点から外側斜線方向に突出形成し、下部ローラ３２の第２左・右側端部３２５，３２６と噛み合って回転することによって平面金属板１００の両側面を斜線方向に成形する左・右側傾斜面形成部３１７，３１８を含んでなる上部ローラ３１；
ローラボディー３２１と、
前記ローラボディー３２１の両側面の中央に形成される回転軸３２２と、
前記ローラボディー３２１の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部３２３と、
前記ローラボディー３２１の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部３２３よりも高く形成される第２左・右側端部３２５，３２６とを含んでなる下部ローラ３２；からなる。
【００６５】
第３実施形態の上部ローラ３１と下部ローラ３２には陽刻のエンボスパターン部３１３と陰刻のエンボスパターン部３２３を区画する帯状の溝部３１４と帯状の突出部３２４が形成されていない。
【００６６】
図６に示す第４実施形態の上部ローラ３１と下部ローラ３２には前記陽刻のエンボスパターン部３１３と陰刻のエンボスパターン部３２３を区画する帯状の溝部３１４と帯状の突出部３２４が形成されている。
【００６７】
第４実施形態のエンボス金型ローラ３０は
ローラボディー３１１と、
前記ローラボディー３１１の両側面の中央に形成される回転軸３１２と、
前記ローラボディー３１１の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部３１３と、
前記ローラボディー３１１の表面に形成される陽刻のエンボスパターン部３１３よりも低くローラ回転方向に沿って形成されて前記陽刻のエンボスパターン部３１３を一定間隔に区画する帯状の溝部３１４と、
前記ローラボディー３１１の両側縁に沿って前記陽刻のエンボスパターン部３１３よりも低く形成される第１左・右側端部３１５，３１６と、
前記第１左・右側端部３１５，３１６から外側横方向に拡張されて一体をなすが、前記第１左・右側端部３１５，３１６で延長される地点から外側斜線方向に突出形成され、下部ローラ３２の第２左・右側端部３２５，３２６と噛み合って回転することによって平面金属板１００の両側面を斜線方向に成形する左・右側傾斜面形成部３１７，３１８とを含んでなる上部ローラ３１；
ローラボディー３２１と、
前記ローラボディー３２１の両側面の中央に形成される回転軸３２２と、
前記ローラボディー３２１の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部３２３と、
前記ローラボディー３２１の表面に形成される陰刻のエンボスパターン部３２３よりも高くローラ回転方向に沿って形成されて前記陰刻のエンボスパターン部３２３を一定間隔に区画する帯状の突出部３２４と、
前記ローラボディー３２１の両側縁に沿って前記陰刻のエンボスパターン部３２３よりも高く形成される第２左・右側端部３２５，３２６とを含んでなる下部ローラ３２；からなる。
第５及び第６実施形態のエンボス金型ローラ３０は、前記第１〜第４実施形態で提示されたエンボス金型ローラ３０とは異なるエンボスパターンで構成される。
【００６８】
図７に示すように、第５実施形態のエンボス金型ローラ３０は、エンボスパターンが異なるだけで、第２実施形態のエンボス金型ローラ３０と実質的に同じ構造を有する。
【００６９】
図８に示すように、第６実施形態のエンボス金型ローラ３０は、エンボスパターンが異なるだけで、第４実施形態のエンボス金型ローラ３０と実質的に同じ構造を有する。
以下では、前記第１〜第６実施形態で提示しているエンボス金型ローラ３０の各部の構成についてより具体的に説明する。
前記エンボス金型ローラ３０は、高強度金属材の上部ローラ３１と下部ローラ３２とが相互噛み合って回転するように構成される。
【００７０】
前記上部ローラ３１と下部ローラ３２の表面には陽刻のエンボスパターン部３１３と陰刻のエンボスパターン部３２３をなす模様が形成されており、前記陽刻のエンボスパターン部３１３と陰刻のエンボスパターン部３２３は互いに噛み合うように形成される。
【００７１】
このとき、パターン柄はそれ自体の模様と陰陽刻によるボリューム感が混じり合って、成形されたエンボス金属板の美感に直接的な影響を及ぼす。このとき、パターン柄は好みによって設定可能である。
【００７２】
具体的な例として、
図２〜図６に示したエンボスパターン部３１３，３２３は、両端が丸まった長い長方形の模様がパターンをなしており、
図７及び図８に示したエンボスパターン部３１３，３２３は、四角錐形の突出部を有する模様がパターンをなしている。
【００７３】
図２、図３及び図５に示した第１及び第３実施形態によるエンボス金型ローラ３０と、図４及び図６〜図８に示した第５及び第６実施形態によるエンボス金型ローラ３０の相違は、上部ローラ３１と下部ローラ３２に形成される小幅帯状の溝部３１４と小幅帯状の突出部３２４の有無にある。
【００７４】
前記帯状の溝部３１４と帯状の突出部３２４は、上部ローラ３１と下部ローラ３２とが平面金属板１００を挟んで回転しながら、互いに噛み合って回転するように構成される。この時、噛み合って回転するということは、前記帯状の突出部３２４が金属板を前記溝部３１４の方に押し込みながら内入して回転することを意味する。
【００７５】
このように形成された小幅帯状の溝部３１４と小幅帯状の突出部３２４によって、エンボス柄を有するパターンが一定間隔に円周面に沿って区画され、このように区画された小幅の溝部３１４によってエンボス柄と一緒に装飾効果を与えることができる。
【００７６】
本発明に係るエンボス金型ローラ３０のの重要構成は、図２〜図１０に示すように、上部ローラ３１と下部ローラ３２の両側端に形成される第１左・右側端部３１５，３１６と第２左・右側端部３２５，３２６である。
【００７７】
前記第１左・右側端部３１５，３１６と第２左・右側端部３２５，３２６の重要性は、エンボス金属板１００’を用いてエンボスパイプ２００を製造する時に発生する溶接問題を解消することにある。
【００７８】
すなわち、前記エンボス金型ローラ３０の両側端に形成されている第１左・右側端部３１５，３１６と第２左・右側端部３２５，３２６は、エンボス処理された金属板の両側面が小幅の平面となるようにすることによって、従来の平滑面の金属パイプを製造する造管機を用いてエンボスパイプ製造時に、エンボス金属板に形成された凹凸状のエンボス柄に変形が発生したり、長さ方向の継ぎ目に形成されている凹凸状のエンボス柄の不一致によって溶接が不可能となる問題を解決することができる。
また、重要技術構成は、エンボシング機３のエンボス金型ローラ３０に投入する平面金属板１００の両側面に形成された傾斜面構造にある。
このような傾斜面は、平面金属板１００を前記エンボス金型ローラ３０に投入してエンボス加工と同時に加工処理される。
【００７９】
図９及び図１１に示すように、平面金属板１００の両側面が傾斜面でなくても、前記第１左・右側端部３１５，３１６と第２左・右側端部３２５，３２６によってエンボス金属板１００’の両側面が小幅の平面をなすようになり、このように形成されたエンボス金属板１００’を用いて造管機４で曲面化、円形化によってエンボス金属板１００’の両側面が互いに当接すると、内径と外径の差によって前記両側面が互いに当接する地点に自然にＶ字溝が形成されるものの、平面金属板１００の厚さによってＶ字溝の幅が非常に狭くなることもあるため、両側面に傾斜面を形成することによって、溶接を用いた溶融融着を容易にし、堅固できれいな溶接を可能にする。
図１０及び図１２に示すように、平面金属板１００をエンボス金型ローラ３０に投入して、両端が傾斜面を有するエンボス金属板１００’を製造する。
このような過程を経て製造された両端が傾斜面を有するエンボス金属板を図１３に示す。
【００８０】
このとき、図１０及び図１２に示すように、エンボス金型ローラ３０を用いた平面金属板のエンボス加工処理と同時に両端を傾斜面加工できることは、上部ローラ３１の両側面に形成されている左・右側傾斜面形成部３１７，３１８の構成によって可能である。
【００８１】
そして、前記左・右側傾斜面形成部３１７，３１８は、左・右側端部３１５，３１６となす夾角θ１が１１０゜〜１３５゜となるので、前記左・右側傾斜面形成部３１７，３１８によって形成された金属板の両端傾斜面が互いに当接してＶ字溝２０１ａを有する溶接継ぎ目部２０１を形成し、前記Ｖ字溝２０１ａは内角θ２が２０゜〜９０゜となるようにする。
【００８２】
このように、エンボス金属板の製作時に、金属板の両端に傾斜面が形成されるようにすることによって、造管機の曲面化及び円形化ローラを経て円形のパイプが成形されながら小幅平面の傾斜面と傾斜面とが当接して小幅のＶ字溝２０１ａを形成し、このように形成されたＶ字溝２０１ａを自体材質溶融融着で溶接することによって、前記溝部３１４と同じ溶接継ぎ目部２０１を形成し、これによって前記溶接継ぎ目部２０１と前記溝部３１４は一種のパターンを形成することによって、パターン柄と一緒に美感を向上させる役割を担う。
前記溝部３１４と溶接継ぎ目部２０１は小幅をなし、より具体的には２．０ｍｍ以下の幅を有する。
【００８３】
そして、前記溝部３１４と溶接継ぎ目部２０１の幅を同一に維持するために、本発明に係る上部ローラ３１の両側端に形成される第１左・右側端部３１５，３１６の幅Ｌ１は前記溝部３１４幅Ｌ２の１／２長さを維持する。
すなわち、第１左側端部３１５と第１右側端部３１６の全体幅の長さは、前記溝部３１４の全体幅の長さと同一である。
【００８４】
図１４及び図１５は、本発明によって成形されたエンボス金属板１００’を用いて製造されたエンボスパイプ２００の側断面概略図であり、溶接継ぎ目部２０１とＶ字溝２０１ａを中心に示している。
図１４は、溶接前状態のエンボスパイプ２００の側断面概略図であり、図１５は、図１４に示したＶ字溝２０１ａを溶接して溶融融着した状態を示す図である。
【００８５】
図１４及び図１５に示すように、本発明に係るエンボシング機３のエンボス金型ローラ３０を用いて製造されたエンボス金属板１００’を造管機４に投入してエンボスパイプ２００を製造することによって、前記エンボスパイプ２００には長さ方向に溶接継ぎ目部２０１が形成され、前記溶接継ぎ目部２０１には小幅のＶ字溝２０１ａが形成され、該Ｖ字溝２０１ａを溶接して自体材質溶融融着することによって、エンボスパイプ２００の円周面に一定間隔に形成されている区画溝２００ａと同じ溝を形成するようになる。
【００８６】
これによって、前記エンボスパイプ２００の長さ方向に形成される溶接継ぎ目部２０１は、きれいで精巧な溶接によって一体につながりながら、同時にエンボスパターンを区画する他の区画溝２００ａと共に同一の継ぎ目部溝を形成してデザイン的な美感を発揮し、装飾効果を与えることができるという長所がある。
【００８７】
図１６は、本発明に係るエンボス金属板１００’の他の形態を示す側断面図であり、図１７は、図１６に示したエンボス金属板１００’を用いて製造されたエンボスパイプ２００の斜視図である。
【００８８】
図１６及び図１７に示すように、本発明に係るエンボス金属板１００’及びこれを用いたエンボスパイプ２００は、本発明で提示しているエンボスパイプ製造装置及びエンボスパイプ製造方法の範囲内で様々な形態に製作可能である。
【００８９】
図１８は、図１４に示した一実施例の形態の溶接継ぎ目部２０１の様々な変形形態を示している。また、図１８に示した形態の他にも、Ｖ字溝２０１ａを含む溶接継ぎ目部２０１の形態が様々に提示され得ることは明らかである。
前記造管機４は、前記エンボス金属板１００’を曲面化、円形化及び溶接工程を経てエンボスパイプ２００を完成する装置である。
【００９０】
前記造管機４は、従来開示されている通常の造管機４を使用することができる。本発明の特徴は、本発明で提示しているエンボシング機３と前記造管機４を連設してエンボスパイプ製造装置を構成することによって、エンボス金属板１００’からエンボスパイプ２００を製造するが、エンボス柄が潰れたり押される現象による変形の問題を防止し、エンボス金属板の幅の伸びによる寸法不安定を解決し、エンボス処理によって凹凸の曲面を有するエンボス金属板を用いてエンボスパイプを成形した後に継ぎ目部を溶接しようとする場合、凹凸の曲面による継ぎ目部の不一致によって溶接が不可能な問題点を解決し、継ぎ目部の残痕を最小化すると同時に継ぎ目部の残痕が外部に現れないようにして、きれいに仕上げ処理されたエンボスパイプ２００を提供することにある。
【００９１】
前記造管機４は、図１に示すように、第１曲面化ローラ４１、第２曲面化ローラ４２及び第３曲面化ローラ４３によって曲面化工程を行い、第１円形化ローラ４４、第２円形化ローラ４５及び第３円形化ローラ４６によって円形化工程を行うことによって、パイプ形状のエンボスパイプを製造し、該完成されたエンボスパイプは長さ方向に継ぎ目部溝２０１が形成され、該継ぎ目部溝２０１の内側中央にはＶ字溝２０１ａ’が形成される。
次に、前記Ｖ字溝２０１ａ’を溶接装置４７を用いて溶溶融着することによって本発明に係るエンボスパイプ２００が完成される。
【００９２】
以下、本発明のエンボスパイプ製造装置を用いたエンボスパイプ製造方法について説明する。
本発明に係るエンボスパイプ製造方法は、
アンコイラー１から供給されてセンタリングガイドローラ２を経てエンボシング機３に平面金属板１００を供給する第１段階と、
前記平面金属板１００をエンボシング機３のエンボス金型ローラ３０を用いてエンボス処理してエンボス金属板１００’に成形する第２段階と、
前記エンボス金属板１００’を造管機４に供給して曲面化、円形化過程を経て長さ方向に溶接継ぎ目部２０１を有するエンボスパイプ２００を製造し、前記エンボスパイプ２００の溶接継ぎ目部２０１を溶接してエンボスパイプ２００を完成する第３段階と、を含んでなり、
前記エンボス金属板１００’は、全面がエンボス構造をなすが、両側縁が小幅平面をなすことによって、前記造管機４の曲面化、円形化過程によって前記エンボス金属板１００’の両側面が当接してＶ字溝２０１ａを有する溶接継ぎ目部２０１を形成し、前記Ｖ字溝２０１ａを溶接で溶融融着することによってエンボスパイプ２００が完成されることを特徴とする。
【００９３】
このとき、前記平面金属板１００は、ステンレス板、アルミニウム板、黄銅板、銅板、軟鉄板の中から選ばれるいずれか１種であり、厚さ０．５ｍｍ〜５ｍｍ、硬度１００Ｈｖ〜５５０Ｈｖのものを使用する。このような厚さ及び硬度の範囲を限定する理由は、上述した通りである。
【００９４】
前記平面金属板１００はエンボシング機３のエンボス金型ローラ３０を経てエンボス金属板１００’に成形される。この時、前記エンボス金属板１００’の両側端は所定幅の平面をなしており、このような平面構成を用いてエンボスパイプを製造して形成される溶接継ぎ目部２０１のＶ字溝２０１ａの構成により、容易できれいに溶接ができる。
【００９５】
前記エンボス金属板１００’は造管機４に投入され、造管機４を構成する第１曲面化ローラ４１、第２曲面化ローラ４２及び第３曲面化ローラ４３を順次経て曲面化をなし、さらに連続して第１円形化ローラ４４、第２円形化ローラ４５及び第３円形化ローラ４６を順次経て円形化をなし、パイプ形状のエンボスパイプを形成する。
【００９６】
このとき、前記円形化過程を経て完成されたエンボスパイプは、長さ方向に継ぎ目部溝２０１が形成され、前記継ぎ目部溝２０１の内側中央にはＶ字溝２０１ａ’が形成される。
次に、前記Ｖ字溝２０１ａ’を溶接装置４７を用いて溶溶融着することによって本発明に係るエンボスパイプ２００が完成される。
【００９７】
また、前記エンボス金属板１００’の両側面は、内側に傾斜した傾斜面を形成する。傾斜面を形成しない場合には、エンボス金属板１００’の両側面が互いに当接して形成されるＶ字溝２０１ａが、エンボス金属板１００’の厚さが薄すぎると幅が狭くなって溶接し難いことがあるため、エンボス金属板１００’の両側面が互いに当接して形成されるＶ字溝２０１ａが傾斜面によって一定幅以上に広く形成されるようにすることによって溶接を容易にし、きれいで堅固な溶接を可能にする。
【００９８】
図１９は、本発明に係るエンボスパイプの実際の製品写真であり、本発明に係るエンボスパイプの引張及び圧縮荷重について説明する。
【００９９】
本発明によって製造されたエンボスパイプ２００（ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ）の引張荷重及び圧縮荷重試験を（財）韓国化学融合試験研究所（試験番号：ＴＢＰ−００００４１、試料名：金属試験片（ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ））に依頼して次の結果を得た。
［試験例１］
１．試料
【０１００】
エンボスパイプ（金属試験片（ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ））試料は、図２０〜図２３の通りである。試料は、本発明に係る試験例１〜３と、比較例１〜３であり、外径と模様によって区別した。その方類は次の表１の通りである。
【０１０１】
【表１】
2021509089.tif 000003
【０１０２】
２．試験条件及び方法
エンボスパイプ２００（金属試験片（ＳＵＳ３０４  ＰＩＰＥ））試料の引張荷重及び圧縮荷重試験は、次の表２の通りである。
【０１０３】
【表２】
2021509089.tif 000004
【０１０４】
３．試験結果
１）試験過程
図２４は、引張荷重試験過程を示し、図２５は、圧縮荷重試験過程を示している。
２）試験結果
引張荷重及び圧縮荷重の試験結果は次の表３の通りである。
【０１０５】
【表３】
2021509089.tif 000005
【０１０６】
上記の圧縮荷重（Ｎ）の実験結果から、本発明に係るエンボスパイプが既存構造管（比較例１〜３）に比べて４０％〜５０％も強いことが分かる。そして、上記の引張荷重（ｋＮ）の実験結果から、本発明に係るエンボスパイプが既存構造管（比較例１〜３）に比べて１０％〜２０％も強いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明のエンボス金属板の両側面の溶接を容易にするエンボスパイプ製造装置及びこれを用いたエンボスパイプ製造方法によって、エンボス金属板の幅の伸びによる寸法不安定を解決し、エンボス処理によって凹凸の曲面をなすエンボス金属板を用いてエンボスパイプを成形した後に継ぎ目部を溶接しようとする場合、凹凸の曲面による継ぎ目部の不一致によって溶接が不可能である問題を解決することによって、継ぎ目部の残痕を最小化すると同時に継ぎ目部の残痕が外部に現れないようにし、きれいに仕上げ処理されたエンボスパイプを提供することができる。
【０１０８】
本発明で提示するエンボシング機と通常の造管機を結合してエンボスパイプ製造装置を構成することによって、従来のエンボスパイプ生産装置に比べて５倍以上の高い生産性が得られる。
【０１０９】
また、耐久性が高いながらも軽量の美的外観を有するので、既存の機械構造管市場の多用途部品軽量化を進めることができ、既存の機械構造管及び建築用装飾材パイプ市場において画一的な模様の製品ではなく美的外観を持つデザイン製品であるエンボスパイプ製品の発売によって市場ニーズに応え、新しい需要創出が可能であり、パイプ内部の凹凸の存在によって冷却水及び温水配管系統などにおいて水の流れが強制に干渉され、冷却又は保温効果の増大が期待できる。
【０１１０】
そして、このような機能を有する本発明に係るエンボスパイプは、鉄道、高速鉄道、地下鉄、軽電鉄などの電車内のハンドレール及びガイドレール；バス内のハンドレール及びガイドレール；船舶内の欄干、ハンドレールなどの意匠品；ヨット用ハンドレール及びガイドレール；建築材料、欄干、ボラード、ジャバラ、ハンガー、電子製品の取っ手などの高級構造管；冷却水及び温水関連配管材；一般構造管などの様々な分野に適用可能であり、産業的に利用可能性が非常に高い。
【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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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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