(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン方向に沿って金属帯を搬送しつつ複数のロール体により前記金属帯を湾曲させることでオープンパイプを形成すること、及び
前記オープンパイプの突合せ部を溶接機により溶接して溶接管を形成すること
を含む溶接管製造方法であって、
前記溶接管を挟持して前記溶接管に搬送力を付与する引取装置が前記溶接機の下流側に配置され、
前記引取装置の上流側で前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている
を含むことを特徴とする溶接管製造方法。
【請求項２】
前記ロール体は、ベアリングを介して軸体に回転可能に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１記載の溶接管製造方法。
【請求項３】
前記ロール体は、前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管を挟持する複数のペアロールを構成しており、
前記ペアロールの前記ロール体の位置は、前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管を挟持する方向に直交する方向に沿って調節可能に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接管製造方法。
【請求項４】
前記溶接機は、前記突合せ部をレーザ光により溶接するレーザ溶接機である
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の溶接管製造方法。
【請求項５】
金属帯がライン方向に沿って搬送されつつ複数のロール体により湾曲されることで形成されたオープンパイプの突合せ部を溶接して溶接管を形成する溶接機と、
前記溶接機の下流側に配置され、前記溶接管を挟持して前記溶接管に搬送力を付与する引取装置と
を備え、
前記引取装置の上流側で前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている
ことを特徴とする溶接管製造設備。
【請求項６】
前記ロール体は、前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管を挟持する複数のペアロールを構成しており、
前記ペアロールの前記ロール体の位置は、前記金属帯、前記オープンパイプ又は前記溶接管を挟持する方向に直交する方向に沿って調節可能に設けられている
ことを特徴とする請求項５記載の溶接管製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープンパイプの突合せ部を溶接して溶接管を形成する溶接管製造方法及び溶接管製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種の溶接管製造方法及び溶接管製造設備としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来方法では、複数のロール体により金属帯を湾曲させてオープンパイプを形成し、オープンパイプの突合せ部を溶接機により溶接することで溶接管が形成されている。ライン方向に沿う金属帯の搬送は、溶接機の上流側に配置された駆動源付のロール体（ブレークダウンロール等）及び溶接機の下流側に配置された引取装置によって金属帯及び溶接管に搬送力が付与されることで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６４０５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の溶接管製造方法及び溶接管製造設備では、溶接機の上流側に配置されたロール体と溶接機の下流側に配置された引取装置とによって金属帯に搬送力が付与されるので、以下のような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、溶接機の上流側に配置されたロール体は、ロール体の外周面が金属帯の表面に密接するように、金属帯の湾曲に応じた断面プロフィールを有するよう構成されている。しかしながら、ロール体の断面プロフィールと金属帯の湾曲とを完全に一致させることは難しく、それらロール体の断面プロフィールと金属帯の湾曲との間にはわずかながらずれが生じる。このようにずれが生じたロール体により金属帯に搬送力を付与すると、金属帯等に回転力が生じ、オープンパイプの突合せ部と溶接機の溶接位置との間にずれが生じる。突合せ部と溶接位置との間にずれは溶接不良の要因となる。
【０００６】
また、溶接機の直前にシームガイドと呼ばれる部材を配置して、シームガイドにより突合せ部の位置を矯正することも考えられる。しかしながら、金属帯の厚みが薄い場合、シームガイドにより突合せ部に座屈が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、シームガイドの使用を回避しつつ、オープンパイプの突合せ部と溶接機の溶接位置との間のずれを少なくすることができる溶接管製造方法及び溶接管製造設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る溶接管製造方法は、ライン方向に沿って金属帯を搬送しつつ複数のロール体により金属帯を湾曲させることでオープンパイプを形成すること、及びオープンパイプの突合せ部を溶接機により溶接して溶接管を形成することを含む溶接管製造方法であって、溶接管を挟持して溶接管に搬送力を付与する引取装置が溶接機の下流側に配置され、引取装置の上流側で金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている。
【０００９】
また、本発明に係る溶接管製造設備は、金属帯がライン方向に沿って搬送されつつ複数のロール体により湾曲されることで形成されたオープンパイプの突合せ部を溶接して溶接管を形成する溶接機と、溶接機の下流側に配置され、溶接管を挟持して溶接管に搬送力を付与する引取装置とを備え、引取装置の上流側で金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するすべてのロール体が無駆動とされている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の溶接管製造方法及び溶接管製造設備によれば、溶接機の下流に配置された引取装置により溶接管に搬送力を付与するとともに、引取装置の上流側で金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するすべてのロール体を無駆動とするので、金属帯、オープンパイプ又は溶接管に接触するロール体に起因して金属帯等に生じる回転力を少なくできる。これにより、シームガイドの使用を回避しつつ、オープンパイプの突合せ部と溶接機の溶接位置との間のずれを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による溶接管製造方法が実施される溶接管製造設備を示す説明図である。
【図２】図１の引取装置の別態様を示す側面図である。
【図３】図２の引取装置の平面図である。
【図４】図１の成形ロール群に含まれる上下ロールを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による溶接管製造方法が実施される溶接管製造設備を示す説明図である。図において、溶接管製造設備１は、金属帯２から溶接管３を製造するための設備である。金属帯２は、例えばステンレス鋼又は普通鋼等の金属の帯であり、ペイオフリール４にコイル状に巻き取られている。この金属帯２は、後述する引取装置１４によって付与される搬送力により、ペイオフリール４から引き出されてライン方向１ａに沿って搬送される。
【００１３】
溶接管製造設備１には、ライン方向１ａに沿って順に、成形ロール群１０と、フィンパスロール１１と、スクイズロール１２及び溶接機１３と、引取装置１４と、サイジングロール群１５と、矯正ロール群１６とが設けられている。
【００１４】
成形ロール群１０は、ペイオフリール４の下流側に配置された複数の上下ロール１０ａと複数の左右ロール１０ｂとを含むものであり、ライン方向１ａに沿って搬送される金属帯２を湾曲させてオープンパイプ２ａを形成するためのものである。各上下ロール１０ａ及び各左右ロール１０ｂは、それぞれ一対のロール体により構成されるペアロールであり、上下方向（板厚方向）及び左右方向（板幅方向）に沿って金属帯２を挟持して金属帯２を湾曲させる。オープンパイプ２ａは、金属帯２の板幅方向両端が互いに突き合わされるように、金属帯２が断面Ｃ字状に湾曲されたものである。
【００１５】
フィンパスロール１１は、成形ロール群１０の下流側に配置されており、左右方向に沿ってオープンパイプ２ａを挟持するペアロール（一対のロール体）により構成されている。フィンパスロール１１を通されることでオープンパイプ２ａの形状が整えられる。
【００１６】
スクイズロール１２は、フィンパスロール１１の下流側においてオープンパイプ２ａの開口を閉じるように、すなわち金属帯２の板幅方向両端を突き合わせるように左右方向に沿ってオープンパイプ２ａを挟持するペアロール（一対のロール体）により構成されている。金属帯２の板幅方向両端が突き合わされた部分は突合せ部と呼ばれる。
【００１７】
溶接機１３は、スクイズロール１２の上方に配置されており、オープンパイプ２ａの突合せ部を溶接することで溶接管３を形成する。溶接機１３としては、レーザ光により突合せ部を溶接するレーザ溶接機を用いることが好ましい。これは、溶接時の熱により溶接管３の素材金属が硬化する領域が狭いためである。但し、溶接機１３としてＴＩＧ溶接機等の他の溶接機を用いることもできる。
【００１８】
引取装置１４は、溶接機１３の下流側に配置されており、溶接管３を挟持して溶接管３に搬送力を付与する。図１の引取装置１４は、ライン方向１ａに沿って延在されるとともに溶接管３を挟持するように離間して配置された一対の無端ベルト１４ａにより構成されており、溶接管３を挟持した状態で無端ベルト１４ａが循環駆動されることで溶接管３に搬送力が付与される。
【００１９】
サイジングロール群１５は、引取装置１４の下流側に配置されている。このサイジングロール群１５は、溶接管３を挟持する複数のペアロール（複数対のロール体）を含んでおり、溶接管３に絞り加工を加えることで溶接管３の形状及び大きさを整える。
【００２０】
矯正ロール群１６は、サイジングロール群１５の下流側に配置されている。この矯正ロール群１６により、溶接管３の長手方向の曲がり等が矯正される。
【００２１】
ここで、本実施の形態の溶接管製造設備では、引取装置１４の上流側で金属帯２、オープンパイプ２ａ又は溶接管３に接触するすべてのロール体が無駆動とされている。すなわち、成形ロール群１０、フィンパスロール１１、スクイズロール１２を構成するすべてのロール体は、回転自在に設けられているのみで、モータ等の駆動手段により駆動されない。このため、成形ロール群１０、フィンパスロール１１、スクイズロール１２を構成するロール体に起因して金属帯２等に生じる回転力を少なくでき、オープンパイプ２ａの突合せ部と溶接機１３の溶接位置との間のずれを少なくすることができる。この構成は、溶接位置のずれの許容量が極めて狭いレーザ溶接機を溶接機１３として用いる場合に特に有用である。
【００２２】
引取装置１４の下流側に配置されたサイジングロール群１５や矯正ロール群１６を構成するロール体は、無駆動とされることが好ましいが、駆動されてもよい。これは、サイジングロール群１５を構成するロール体が駆動されることにより溶接管３に多少の回転力が生じたとしても、そのサイジングロール群１５の上流に配置された引取装置１４が溶接管３を挟持していることで、溶接機１３の位置まで回転力が伝わることが阻害されるためである。仮にサイジングロール群１５や矯正ロール群１６が引取装置１４の上流側に配置される場合には、サイジングロール群１５や矯正ロール群１６を構成するロール体は無駆動とされる。
【００２３】
次に、図２は図１の引取装置１４の別態様を示す側面図であり、図３は図２の引取装置１４の平面図である。図１では無端ベルト１４ａにより溶接管３を直接挟持する引取装置１４を示したが、引取装置１４は図２及び図３に示すような構成を採ることもできる。図２及び図３に示す引取装置１４には、無端ベルト１４ａ、複数の駆動軸１４ｂ及び複数のチャック体１４ｃが設けられている。
【００２４】
無端ベルト１４ａは、ライン方向１ａに沿って延在されており、図示しない駆動手段により循環駆動される。チャック体１４ｃは、駆動軸１４ｂを介して無端ベルト１４ａに固定されている。
【００２５】
チャック体１４ｃは、無端ベルト１４ａの循環方向に沿って互いに離間して配置されている（図２参照）。また、チャック体１４ｃは、溶接管３の径方向に沿って互いに離間して配置されている（図３参照）。駆動軸１４ｂは、チャック体１４ｃを溶接管３に近づける方向、及びチャック体１４ｃを溶接管３から遠ざける方向にチャック体１４ｃを駆動することができるように構成されている。
【００２６】
無端ベルト１４ａの循環により無端ベルト１４ａの上方に位置したチャック体１４ｃは、駆動軸１４ｂの動作により溶接管３に近づけられて溶接管３を挟持する。そして、溶接管３を挟持したチャック体１４ｃが無端ベルト１４ａの循環によりライン方向１ａに変位されることで、溶接管３に搬送力が付与される。無端ベルト１４ａの端部に近づいたチャック体１４ｃは、駆動軸１４ｂの動作により溶接管３から遠ざけられて溶接管３を開放する。
【００２７】
次に、図４は、図１の成形ロール群１０に含まれる上下ロール１０ａを示す正面図である。図において、上下ロール１０ａには、鉛直方向に沿って互いに間隔を置いて配置された上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄ（ペアロール）が設けられている。これら上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄは、それぞれ上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄを介してスタンド４０に支持されている。
【００２８】
上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄは、ベアリング５０を介して上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄに回転自在に取付けられている。上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄを回転自在にする方法としては、上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄの軸孔に上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄを挿通するとともに、ベアリングにより上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄを軸支するという方法も考えられる。しかしながら、このような方法を採ると、図４に示す態様に比べて、上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄのがたつきが大きくなり、金属帯２の搬送に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、本実施の形態では、ベアリング５０を介して上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄを上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄに回転自在に取付けることで、上述のようながたつきによる搬送への悪影響を小さくしている。
【００２９】
上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄには、膨径部３０ｂが設けられている。上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄと膨径部３０ｂとの間には、軸方向３０ａに沿って所定の長さを有するカラー６０が取付けられている。カラー６０が他の長さのカラー６０に変更されることで、軸方向３０ａに沿う上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄの位置が調整可能とされている。軸方向３０ａは、上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄが金属帯２を挟持する方向（鉛直方向）に直交する方向である。
【００３０】
上側軸体３０Ｕはスタンド４０の上側軸支持部４１Ｕに設けられた軸孔４１０Ｕに挿通されており、下側軸体３０Ｄはスタンド４０の下側軸支持部４１Ｄに設けられた軸孔４１０Ｄに挿通されている。上側軸体３０Ｕの外周面及び軸孔４１０Ｕの内周面にはネジが設けられており、下側軸体３０Ｄの外周面及び軸孔４１０Ｄの内周面にはネジが設けられている。上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄが回転されることで、軸方向３０ａに沿って上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄが進退される。これら上側軸体３０Ｕ及び下側軸体３０Ｄの進退によっても、軸方向３０ａに沿う上側ロール体２０Ｕ及び下側ロール体２０Ｄの位置が調整可能とされている。
【００３１】
上側軸支持部４１Ｕには、ボールネジ７０が接続されている。図示しないアクチュエータによりボールネジ７０が回転駆動されることで、上側軸支持部４１Ｕが昇降されて、鉛直方向に沿う上側ロール体２０Ｕと下側ロール体２０Ｄとの間隔が調節される。
【００３２】
図４では図１の成形ロール群１０に含まれる上下ロール１０ａについて説明したが、図１の成形ロール群１０の左右ロール１０ｂ、フィンパスロール１１及びスクイズロール１２を構成するロール体も軸体にベアリングを介して取り付けられている。また、これらのロール体についても、シムやボールネジ等により、各ロール体が金属帯２、オープンパイプ２ａ又は溶接管３を挟持する方向に直交する方向に沿って位置調節可能に設けられている。
【００３３】
このような溶接管製造方法及び溶接管製造設備では、引取装置１４の上流側で金属帯２、オープンパイプ２ａ又は溶接管３に接触するすべてのロール体を無駆動とし、引取装置１４により溶接管３に搬送力を付与するので、金属帯２、オープンパイプ２ａ又は溶接管３に接触するロール体に起因して金属帯２等に生じる回転力を少なくできる。これにより、シームガイドの使用を回避しつつ、オープンパイプ２ａの突合せ部と溶接機１３の溶接位置との間のずれを少なくすることができる。この構成は、突合せ部と溶接位置との間のずれの許容量が狭いレーザ溶接機を用いる態様に特に有用である。
【００３４】
また、ロール体はベアリングを介して軸体に回転可能に取り付けられているので、軸体に対するロール体のがたつきを小さくすることができる。これにより、ロール体のがたつきにより金属帯２等の搬送に悪影響が生じることを回避でき、オープンパイプ２ａの突合せ部と溶接機１３の溶接位置との間のずれをより確実に少なくすることができる。
【００３５】
さらに、上下ロール１０ａ等のペアロールのロール体の位置がオープンパイプ２ａ又は溶接管３を挟持する方向に直交する方向に沿って調節可能とされているので、ロール体の位置により金属帯２等の搬送に悪影響が生じることを回避でき、オープンパイプ２ａの突合せ部と溶接機１３の溶接位置との間のずれをより確実に少なくすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  溶接管製造設備
１ａ  ライン方向
２  金属帯
２ａ  オープンパイプ
３  溶接管
１０  成形ロール群
１０ａ  上下ロール（ペアロール）
１０ｂ  左右ロール（ペアロール）
１１  フィンパスロール（ペアロール）
１２  スクイズロール（ペアロール）
１３  溶接機
１４  引取装置
１５  サイジングロール群
１６  矯正ロール群
【図１】
0006383692.tif 000002
【図２】
0006383692.tif 000003
【図３】
0006383692.tif 000004
【図４】
0006383692.tif 000005