(57)【要約】【課題】管長が長い薄肉素管を十分な溶接荷重を加えながらマッシュシーム溶接法により製造することができる薄肉素管の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】管状に成形された金属板１０の端部を重ねて、重ね合わせ部１１を管内外の対をなす電極ロール１２，１３間でマッシュシーム溶接する。電極ロールの反対側にも管内外の対をなす補助ロール１７，１８を配置し、管内側の電極ロール１３と補助ロール１７とを接触させる。電極ロール１３に作用する溶接荷重を補助ロールで受けながら溶接することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状に成形された金属板の端部を重ねて管内外の対をなす電極ロール間でマッシュシーム溶接するに際し、これらの電極ロールの反対側にも管内外の対をなす補助ロールを配置し、管内側の電極ロールと補助ロールとを接触させることにより、管内側の電極ロールに作用する溶接荷重を補助ロールで受けながらマッシュシーム溶接することを特徴とする薄肉素管の製造方法。
【請求項２】
管状に成形された金属板の端部をマッシュシーム溶接する薄肉素管の製造装置であって、対をなす電極ロールと対をなす補助ロールとを備え、これらの電極ロールと補助ロールとの管内側のロールどうしを接触させて配置したことを特徴とする薄肉素管の製造装置。
【請求項３】
電極ロールに対する補助ロールの位置を、管軸方向に移動可能としたことを特徴とする請求項２記載の薄肉素管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄肉金属部品をハイドロフォーム加工するための薄肉素管の製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−１２００２４号公報
【０００３】
ハイドロフォーム加工法は、金属製の素管を金型内にセットしてシールパンチにより管端から軸押しと高内圧とを加え、素管を金型の内面形状に沿って塑性変形させる加工法であり、複雑な形状を溶接によらずに成形できるため、軽量性を求められる自動車部品などの成形法として注目されている。従来ハイドロフォームは比較的厚肉の部品の製造に用いられていたので、素管としては特許文献１に示すような電縫鋼管を用いるのが一般的である。
【０００４】
ところが最近、薄肉金属部品をハイドロフォームすることが検討されており、その場合には素管も薄肉とすることが求められる。しかし、板厚ｔを素管の直径Ｄに対して小さくし、ｔ／Ｄ≦０．０２としようとすると、電縫鋼管の成形が不安定になり、溶接品質が安定しない。このために薄肉で大径の部品をハイドロフォームするために薄肉素管を用いようとした場合、電縫鋼管を用いることはできない。そこで本発明者は、金属板を管状に板巻き成形し、その端面どうしをレーザー溶接やＴＩＧ溶接により突合せ溶接したものをハイドロフォーム用薄肉素管として用いてみた。
【０００５】
しかし、レーザー溶接やＴＩＧ溶接により突合せ溶接した薄肉素管は溶接部に周方向と垂直に板厚と同程度の溶融凝固組織が存在するため、ハイドロフォーム時に高い内圧を受けると、溶接部から素管が破断する危険があることが判明し、ハイドロフォーム用薄肉素管としては不適当であることが判明した。
【０００６】
このため本発明者は、板巻き成形された金属板の端部間をマッシュシーム溶接することにより薄肉素管を試作し、薄肉金属部品のハイドロフォームに成功した。ところがマッシュシーム溶接は図５に示すように対をなす電極ロール１，２間で溶接部を加圧しながら通電溶接する方法であるから、管内にも電極ロール２を配置しなければならない。またこの管内側の電極ロール２は薄肉素管の管端から伸びる片持ちアーム３によって支持しなければならないが、管長が長くなると片持ちアーム３も長くなり、溶接荷重を支えることができなくなる。このため管長が短い薄肉素管しか製造できないという問題に直面した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、管長が長い薄肉素管を十分な溶接荷重を加えながらマッシュシーム溶接法により製造することができる薄肉素管の製造方法及び製造装置を提供するためになされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の薄肉素管の製造方法は、管状に成形された金属板の端部を重ねて管内外の対をなす電極ロール間でマッシュシーム溶接するに際し、これらの電極ロールの反対側にも管内外の対をなす補助ロールを配置し、管内側の電極ロールと補助ロールとを接触させることにより、管内側の電極ロールに作用する溶接荷重を補助ロールで受けながらマッシュシーム溶接することを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の薄肉素管の製造装置は、管状に成形された金属板の端部をマッシュシーム溶接する薄肉素管の製造装置であって、対をなす電極ロールと対をなす補助ロールとを備え、これらの電極ロールと補助ロールとの管内側のロールどうしを接触させて配置したことを特徴とするものである。なお、電極ロールに対する補助ロールの位置を管軸方向に移動可能とし、管径の変化に対応させることができる。
【００１０】
以下に示すように、本発明によれば電極ロールの反対側に配置した補助ロールによって電極ロールに作用する溶接荷重を受けながらマッシュシーム溶接することができる。このため従来のような片持ちアームの先端で管外から溶接荷重を受ける必要がなくなり、管長が短い薄肉素管を自由に製造することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１と図２は本発明の第１の実施形態を示す断面図であり、１０は板巻き成形された薄肉鋼板などの金属板であり、１１はその重ね合わせ部である。１２，１３はこの重ね合わせ部１１をマッシュシーム溶接するための対をなす電極ロールであり、その周面には電極板１４が設けられている。これらの電極ロール１２，１３はアーム１５、１６によって管外から支持されている。
【００１２】
本発明では管軸を中心としてこれらの電極ロール１２，１３の反対側に、対をなす補助ロール１７、１８が配置されている。補助ロール１７、１８は板巻き成形された金属板１０を挟んで配置されている。管内側の電極ロール１３と管内側の補助ロール１７とは図示のように接しており、電極ロール１３を補助ロール１７で支え、更に補助ロール１７を補助ロール１８が支えている。これらの補助ロール１７、１８もアーム１９，２０によって管外から支持されている。
【００１３】
マッシュシーム溶接のためには例えば１トン前後の溶接荷重が電極ロール１２によって図１における下向き方向に加えられ、管内側の電極ロール１３にはそれとほぼ等しい荷重が作用する。図５に示す従来法ではこの荷重を片持ちアーム３の先端で支えていたのに対して、本発明の装置においては電極ロール１３に作用する下向き方向の荷重を補助ロール１７を介して管外側の補助ロール１８に伝える。この管外側の補助ロール１８は十分な強度を持たせることができるので、溶接荷重を大きくしても問題はない。
【００１４】
このようにして本発明によれば、板巻き成形された金属板１０を管軸方向に移動させながら、重ね合わせ部１２をマッシュシーム溶接し、長い薄肉素管を容易に製造することができる。なお、本発明においてもアーム１６とアーム１９は薄肉素管の管長以上とする必要があるが、従来のように溶接荷重を支える必要はないので、強度を持たせる必要はない。
【００１５】
なお、図３に示すように電極ロール１２，１３に対する補助ロール１７，１８の位置を管軸方向に移動可能としておけば、電極ロール１３と補助ロール１７との接点位置が変わるので、管径の変化に対応させることが可能となる。
【００１６】
また図４に示すように、管外側の補助ロール１８はベース２１に強固に固定することもできる。
【００１７】
このようにして製造された薄肉素管は従来と同様にハイドロフォームすることができ、従来は素管の製造が困難であったために成形できなかった薄肉金属部品のハイドロフォームが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の薄肉素管の製造方法及び製造装置によれば、管長が長い薄肉素管を十分な溶接荷重を加えながらマッシュシーム溶接法により製造することができる。このため溶接欠陥が生ずることがない。また請求項３の発明によれば、管径の異なる薄肉素管にも簡便に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す管軸方向の断面図である。
【図２】図１の管軸に垂直方向の断面図である。
【図３】補助ロールを管軸方向に移動させた状態を示す管軸方向の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す管軸方向の断面図である。
【図５】従来法を示す管軸方向の断面図である。
【符号の説明】
１  従来の電極ロール
２  電極ロール
３  片持ちアーム
１０  板巻き成形された金属板
１１  重ね合わせ部
１２  電極ロール
１３  電極ロール
１５  アーム
１６  アーム
１７  補助ロール
１８  補助ロール
１９  アーム
２０  アーム
２１  ベース
【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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