JPS6010814B2 - 金属溶接管の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属板をＵと○の字形に成形した端面を溶接
して金属管を製造する装置の改良に関する。

在来、鋼板をＵプレスでＵ形に成形し、さらに０プレス
で０形に成形した管状鋼板を突合せ端緑で全長溶接して
鋼管、特に大隆替を製造する方法は公知であり、改良す
る提案もなされてきた。

前記のＵ成形及び０成形は、鋼管に限らず他種の金属管
についても適用できるが、同種の又は異種の金属管であ
っても、その形状寸法を異にする場合に、それぞれの場
合に適合した成形型を準備し、交換して使用されてきた
。また、Ｕ成形と○成形とを、それぞれ、別に行って、
次に真円を出し、関先を付け、仮付溶接をし「次に行う
溶接の後に、ひずみとり、焼錨又はエキスパンダー加工
を行ってきた。本発明は、大怪管に限らず、各種径の金
属管の製造について、前記の在来技術を改良して「成形
を容易に且つ簡便にし〜最終的な真円成形を効率よく行
い、製造する径の多少の変化に対しても容易に且つ汎用
的に適用が可能な金属溶接管の製造装置を提供すること
を目的とする。

次に、本発明の概要を説明する。本発明はト在来法に用
いられてきた工程を改める。すなわち〜シーム部形状を
良好にするための端曲げ工程ト○成形を行うためのＵ成
形「真円度を出すための○成形工程、関先を得るための
○成形中の工程及び溶接又は燐鈍のひずみを取るための
エキスパンダ等の工程を改めて「本発明のは型体とその
所要部分を作動さすための液体シリンダー機構と半円筒
ポンチを備えた上型体及びあおり板ダイを備えた下型体
から成る１対の成形装置を含む機構とを組合せて成る。
該半円筒ポンチは「 ２体１対で所定の間隔をもって相
対称する半円筒体からなり間隔調節ができる機構を備え
る。この本発明の機構を適用した金属管の製造工程では
、端曲げ工程、Ｕ成形、１開先成形及び仮付けと溶接の
工程を行い、短かし、円型を備えた円プレス矯正機構を
用いて適正な形状を付する工程を組合せて完成管を得る
ものである。さらに詳説すれば次記のようなものである
。

本発明では成形するのに、本発明のポンチ及びその作動
機構を支持する上型体と、被加工秦板を配装する下板型
及びその作動機構を支持する下型体から成るものをもっ
て行う。前記の下型体は、左右１対の対称の位置に対称
形に分割の下板型と、その支持板及び作動機構部を本体
合板に固着してなる。前記のポンチを備える上型体は、
左右１対の対称の位置に対称形に分割した半円体の突起
を付した分割ポンチと「該分割ポンチを支持する軸と「
この分割ポンチと軸を支持し左右上下に作動さるため
の作動部を固着して成る。前記の下坂型は、額斜する平
面に被加工素板を装着し、左板と右板に所定の変化可能
な間隔をあげて配置し、内方端を支持板に固着する軸で
あって該鞠問を回転自在に作動することができ且つ一定
の藤位置を維持することができるように直角に鉄合する
。

下板型の外方端に型作動用シリンダー機構部の伸縮端を
固着する軸であって該藤周を回転自在に作動可能に且つ
一定の鞠位置を維持可能に直角に嫁合する。下板型の作
動用シリンダー機構部の他端を本体上の合板に固着する
軸であって該鞠周を回転自在に作動可能に且つ一定の鞠
位置を維持可能に直角に競合する。前記の機構部を備え
た下型体が、一定の平面上を中心に向って移動し一定の
関係位置を維持し又は変化することができるように、上
型体に適合して作動する過程を設ける。

本発明の上型体は、断面円形軸を縦方向に均等半円形体
に２分割し、それぞれの半円体を支持軸の下端に固着し
該軸の上端をそれぞれの左右移動用シリンダー機構に固
着し、該機構は上体に固着する。

半円体のポンチ突起は「成形過程に生じる必要に応じて
接近、密着又は難関し、任意に選んだ一定の左右対称の
間隔、位置及び移動を付与し又は維持することができる
ための左右が対をなすシリンダー機構を備えて上型体に
固着する。ポンチを含む上型体が上下作動ができるため
のシリンダー機構及び上体の支持部を本体上部に備える
。次に、本発明を〜１実施例について図面に基づいて説
明する。第ＩＡ図は本発明の１実施例の側面図、第ＩＢ
図は同正面図、第２Ａ図は配置平面図、第２Ｂ図は曲げ
と荷重との関係を示す標準的正面図、第３Ａ図、第３Ｂ
図、第３Ｃ図は、１応用実施例の成形過程を示す正面断
面図。第４Ａ図、第４８図、第４Ｃ図、第４Ｄ図は、他
の応用実施例の成形過程を示す正面断面図、第５Ａ図は
溶接過程を、第５Ｂ図は真円成形過程を示す正面断面図
。先ず、第ＩＡ図と第ＩＢ図について説明する。

本発明では、合板「必要に応じ移動用の車輪を設け「
０１に配置した下型台９に、左右対称に下型体を設け、
その下型体は〜支持フレーム６で台９に固着され、下型
体５の１端の支持枠１６Ａは軸１６をもって該軸１６の
周に回転自在に鉄合し、池端の支持枠１５Ａは軸１５を
もって該軸１５の周に回転自在に鉄合し、該麹１５は流
体シリンダー機構７の固定端を軸によって台９に固着し
たものの１端を鉄合する。シリンダー機構７の伸長によ
って、下型体５の面は、支持枠１６Ａが軸１６の周に欧
合を保ちつつ支点となり、同様に軸１５の周に鉄合を保
ちつつ支持枠１５Ａを押し上げて、傾斜するように移動
する（第３８図など参照）。また下坂型５は、中心方向
にスライド移動し左右板間の間隔を所定のものにセット
できる構造であり、下板型５は水平の位置から垂直の位
置に移動するとともに、左右両坂間の間隔を接近又は離
関させ移動をすることができ、水平と垂直の移動は流体
シリンダー機機７の伸縮によって行なうことができる機
構を用いる。第３Ｂ図、第４０図など参照。本発明の上
型体は、第ＩＢ図に例示したように、支持軸２の端に固
着した図示のような外方に半円形突起３Ａと３Ｂを付し
たポンチ３を用い、軸２の池端は上体１に装着支持され
ている。

上体１は、合板０１に固着した支柱１０で支持された水
平フレーム８に固着子１１をもって装着され、流体シリ
ンダー機構４を兼備し上体１を該機構４をもって上下移
動をすることができる。また、上体１は左右対称に流体
シリンダー機構ＩＡとＩＢを兼備し、機構ＩＡは軸２と
該軸２の端に固着したポンチ３をセットし、同様に機構
ＩＢは同機にして対称個所に軸とポンチをセットし、必
要に応じて両半円体の間隔を左右に移動させて所定の位
置に停止させるように連動して移動できる機構を備える
。ポンチ３の長さは、第ｉＡ図に示したように断面半円
形の曲面を被曲板に当接して管用に折り曲げるのに適当
な長さを付し、被曲板にワンタッチして、第３Ｃ図、第
４Ｃ図及び第４Ｄ図に示し、最終的には第５Ａ図に示す
ように「端を曲げ、さらに曲板を円形に近く成形し、次
にする溶酸管を形成し得る形状を付する。本発明の工程
の配置について、１実施例を第２Ａ図に示す。

管材料板の置場Ａから、所定の形状寸法の被溶接管に折
り曲げる金属板を、真空袋入して、曲げ部Ｃに配装する
。ポンチを含む上体の休止の位置Ｂからポンチを曲げ部
Ｃに移動し、前記の上型体のポンチと下型体の下板型と
を、両方に備えた流体シリンダ機構を組合せて駆使して
成形し、次に仮付溶接機を休止の位置Ｅから曲げ部Ｃに
移動し仮付溶接をし成形体の形状を維持する半製品を製
造し、置場Ｄに移送する。次に、第３Ａ図、第３Ｂ図及
び第３Ｃ図に示した１実施例の場合を説明する。

左右対称のポンチ３Ａと３Ｂ及び支持軸２Ａと２Ｂとを
所定の間隔にセットし、下阪型５Ａと５８の間隔をセッ
トし被加工金属板１２を上型体と下型体の間の所定の位
置に配菱する。次に板１２の面にポンチ３の端突記を付
した分割ポンチ３Ａと３８とを同一水準で当接し、シリ
ンダー機構４（第ＩＡ図）を下降方向に作動し、同時に
所定位置に固着した支持軸１６の周に支持枠１６Ａを、
シリンダー機構７Ａと７Ｂを作動させ、支持板９に軸１
７Ａと１７Ｂとをもってシリンダー機構の１端を軸１７
Ａと１７Ｂの周囲に鉄合し且つ回転自在に移動し、シリ
ンダー機構の池端を軸１５をもって支持板１５Ａに軸１
５の周囲に鉄合し且つ回転自在に移動する。金属板１２
は、下型板５Ａと５８と、ポンチ３の突起を付した分割
ポンチ３Ａと３Ｂとの間に侠圧され、第３Ｂ図に示すよ
うに金属板の両端は折り曲げられ、最終的には、第３Ｃ
図で示した位置、すなわち分割下型板５Ａと５Ｂの表面
が相互に平行な垂直の位置まで移動し、被加工金属板１
３の中央下端は、元の形状を示し、ポンチ３に当接する
部はポンチの円周と同一となり、両端は分割下板型５Ａ
と５Ｂの面に平行となり被加工板の曲げ角度は９０度で
ある。この形状は、一定の板では「分割ポンチ３Ａと３
Ｂとの間隔、第３Ａ図ではスライドする面での空間２０
の間隔の大小変化によって、立上り部と水平部との寸法
比が変化する。次に、他の実施例について、第４Ａ図、
第４Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図及び第５Ａ図について説
明する。

第４Ａ図は、前記の第３Ｃ図の場合と同様に、この場合
は、曲板の端ＩＥの立上り寸法が低いが、支持軸２Ａと
２Ｂ間の間隔ａｌを小にしａ２とするようにポンチ３の
突起つき分割ポンチ３Ａと３Ｂを内方に移動し、同時に
支持板間の間隔をｂｌからｂ２と小にするように分割下
坂型５Ａと５８とを移動する。次に分割ポンチ３Ａと３
Ｂと、軸２Ａと２Ｂと、分割下坂型５Ａと５Ｂとを、第
４Ｃ図のように、それぞれのシリンダ機構を作動させて
、移動させて、被加工板の下部の直線部１３を曲げ、曲
げ板端ＩＥが、軸２に近接し又は当援する程度まで成形
する。次にポンチ３と軸２を含む上型体を休止の位置に
移動し、第４Ｄ図のように成形体を分割下板型５Ａと５
Ｂを備えた下型体６との間に挟持しながら上外方からウ
ェイト２３を加え両端板面を当接し、該当援端板を所定
の間隔をもって仮付熔接をするために、仮付溶接部２２
を移動し所定の位置にセットし仮付溶接をし半製品管を
形成する。該管は第５Ａ図に示したように前記次工程と
して仮付面を正規な完全溶接をし製品管に仕上げる。分
割下坂型５Ａと５８の間隔を任意寸法に変更でき且つ分
割ポンチ３Ａと３８の間隔をも任意に選んだ一定の寸法
に変更できる構造を備えたものであるから、同一の１対
の対称の分割ポンチ３Ａと３８を用いることで、前記の
間隔寸法を細合せて変更し、ある一定の範囲内の直径の
管製造に適用できる。

溶接管体は、真円形状を付するために、第５Ｂ図に示し
たように、１対の上型ＯＡと下型ＯＢのそれぞれが半円
の型面を有し鉄め重ねて１の円の型面を有する型内で真
円に矯正する。

この矯正について現在の常用の短形円型を組み入れて充
分に矯正することができ、真円で且つ真直の矯正ができ
ることが確認された。また、本発明では、上型体と下型
体とを接近させて成形するに当り、在来法が１体ポンチ
を用いるのに対し、ポンチ３を半円形突起をもつ３Ａと
３Ｂとに対称に２体１組のものに分割し且つ半円体３Ａ
と３８同士を任意に選んだ一定の間隔に離関し、下体型
の間隔も任意に離関し、袋入した加工金属板を先ず端曲
げをするよう接近させ、その際、直線部分を残し、次に
直線部分に対しポンチ３を接近し面を併せ且つ下坂型を
付した下型体を所定の間隔にしシリンダー機構を作動さ
せ両型体間で円形曲げを行い、少なくとも、端曲げと円
形曲げの２回の成形でＵと○の曲げをし、新曲げて形成
した管体の端面を当接し、特に必要な場合のほかは、関
先を付する過程を設けないで、仮付溶接を、下型板間に
挟持して行うことができる。

本発明によると、製管工程の１例示のフローシートは第
１表のようになる。第１表 本発明の製管工程の１例 ｃ 」第２８図について、本発明を適用する場合の成形
荷重計算について説明する。

板曲げに要するモーメントをＭとする。上型体に備えた
ポンチ３の両半円ポンチ突起３Ａと３８の間隔ａと、下
型体に設けた両分割下坂型５Ａと５Ｂの間隔ｂを同じ寸
法とする。被折曲げ金属板１３の端を、角度８まで曲げ
、板厚をｔとし、両板端荷重をＰで、ポンチの半径をｒ
、荷重ＰＩのかかる位置（板端）と折曲端（下型板５Ａ
，５Ｂの端）までの寸法を１４、シリング機構７Ａ，７
Ｂの下部固着軸１７と上部固着軸１５において、シリン
ダー中心線と垂直隣の形成する角をＱとする。上型板支
持軸１６との間隔をそれぞれ１２と１３とする。軸１６
と上型板端（折曲端）との間隔を１，とする。折曲げに
要する上型シリンダー機構の所要荷重をＰとし、下型板
７Ａ又は７Ｂを押しもどすのに要する荷重をＲとすると
、第２表のようになる。第２表荷重ＰとＲ板の曲げ角度
ひ、軸１５と１６の位置と高さ、シリンダー機構の煩斜
角、板厚及びポンチ半円の半径を定め、荷重ＰとＲの計
算値が得られる。

すでに説明したように、金属管の製造に関する本発明は
、所定形状の叢板（被加工金属板）を上型体と下型体の
間で曲げ成形し、次に端面を仮溶接し、次に本溶接し、
次に短形の円型内で加圧し真円と真直の矯正をする。本
発明の製管作業用装層の設計に必要なモーメント及び負
荷について、計算式を得た。

また熱延ロール板のままで、特に競錨工程を経ないで成
形し得ることを確認した。またシリンダーの機構は流体
を用いるが、油圧式のような液体の利用が便利である。
仮付溶接において、当援面（板端）を軽〈押圧し後面角
を０度にして、仮付溶接をし、次に本溶接を行うことで
、完全な溶接管を得ることができる。

こうして製造した熔接管を、短形の円型に装入し圧押し
て真円で真直な管に矯正することが、たやすくできる。
上型体は、それに付したポンチは半円体突起を付した左
右対称に分割し、両ポンチの間隔を任意に選んだ一定の
間隔をもつて又は密着して、下型板の作動と組合せて、
成形できるから、前記説明をした１対の分割ポンチと１
対の分割下坂型を備えた下型体をもって、相当な大小範
囲の直径の管の製造に、汎用的に適用することができる
。

本発明のものは、在来のものに比較し、金属板から金属
溶接管を製造することにおいて、作業性を著しく高め金
属板からの製造効率をきわめて顕著に向上させる。

【図面の簡単な説明】

第ＩＡ図は本発明の１実施例の側面図。 第ＩＢ図は同正面図。第２Ａ図は平面配置図。第２８図
は荷重とモーメントの関係を示す正面図。第３Ａ図、第
３Ｂ図、第３Ｃ図は端曲げ例示図。第４Ａ図、第４Ｂ図
、第４Ｃ図、第４０図は成形から仮付までの例示正面断
面図。第５Ａ図は本溶接管の断面図。第５Ｂ図は真円矯
正の例示正面断面図。１・・・・・・上体、２，２Ａ，
２Ｂ・・・・・・支持軸、３，３Ａ，３Ｂ・・・・・・
半円体ポンチ、０１・・・・・・合板、ＩＢ……板端、
０１Ａ，０１Ｂ……管内、５，５Ａ，５Ｂ……下型板、
１５，１６，１７，１７Ａ，１７８・・…・軸、ＩＡ，
ＩＢ，４，７，７Ａ，７Ｂ……シリンダー機構、ｔ，ａ
ｌ，ａ２，ｂｌ，ｂ２，１，，１２，１３，１４・・・
・・・寸法、１３，１４・・・・・・加工金属板。 多′＾図 多′Ｂ囚 妥ＺＡ図 多ＺＢ囚 洋３＾四 鱗】Ｂ９ 婆〆（斑 交＃＾図 劣〆６函 子乎Ｃ■ 亥仏Ｄ図 メタ＾軟 劣るＢ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンチ３を備えた上型体と下板型５を備えた下型体
   とこれらの作動機構とから成る１対の成形用型体で金属
   板から真円断面溶接管を製造するものにおいて、前記の
   上型体は半円形断面を有し縦長の体面突起を付したポン
   チ３は相対称形で対称の位置に２分割し連動する１対の
   分割ポンチ３Ａと３Ｂと該ポンチ軸２Ａと２Ｂに装着し
   た作動用シリンダー機構部から成り、前記の下型体は下
   板型５として傾斜する角度面を付した平面を有し相対称
   の個所に対称形で２分割し連動する１対の分割下板型５
   Ａと５Ｂと該下板型軸に装着した作動用シリンダー機構
   部から成り、前記の上型体と下型体との間で装入金属板
   に対し上型体に付したポンチ３を昇降し分割ポンチ３Ａ
   と３Ｂで板端１Ｅを折り曲げ残りである板平面部を次に
   ほぼ１８０度に曲げて形成した端面を接触した管体を形
   成し、該管体の形成に当り成形過程に適応した位置に前
   記の上型体の１対の分割ポンチ３Ａと３Ｂおよび下型体
   の分割下板型５Ａと５Ｂを左右間隔を接近、密着、離開
   または昇降をし移動をするための該上型体と該下型体の
   装着軸の周に回転自在に備えた作動用シリンダ機構部を
   設け、前記の形成管体を溶着して得た溶接管体を最終的
   に真円管に成形する過程を行う製管仕上装置を設けたこ
   とを特徴とした金属溶接管の製造装置。