電縫管、電縫管の製造方法及びローレット加工治具
【課題】最終製品としての電縫管を用いるうえで、電縫溶接部のある部位を容易に識別することを可能とする電縫管を提供すること。
【解決手段】連続的に走行する金属帯２を筒状に成形し、金属帯２の板幅方向両端部を電縫溶接する電縫管１の製造方法において、電縫管１の電縫溶接部１１において電縫管１の外周面１０ａから突出するビード１２を切削するビード切削工程と、電縫管１の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位に金属帯走行方向Ｐに間隔を空けて複数のノッチ２０を刻印する刻印工程とを有することを特徴とする。
【解決手段】連続的に走行する金属帯２を筒状に成形し、金属帯２の板幅方向両端部を電縫溶接する電縫管１の製造方法において、電縫管１の電縫溶接部１１において電縫管１の外周面１０ａから突出するビード１２を切削するビード切削工程と、電縫管１の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位に金属帯走行方向Ｐに間隔を空けて複数のノッチ２０を刻印する刻印工程とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般構造、機械構造、配管等に好適に用いられる電縫管や、その電縫管の製造方法、更にはその電縫管の製造方法に好適に用いられるローレット加工治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電縫管の製造方法では、例えば、以下に説明するようなプロセスを経て電縫管が製造される（特許文献１参照。）。
【０００３】
まず、図１０に示すように、一群の成形ロールにより金属帯１０２を走行させながら筒状に成形してオープン管とする。続いて、オープン管とした金属帯１０２の互いに突き合わせた板幅方向両端部１０２ａを誘導加熱等による加熱によって溶融させて、その状態のまま一対のスクイズロール１３１により金属帯１０２の板幅方向両端部１０２ａ同士を押圧することによって、その両端部１０２ａ同士を溶接して電縫溶接部１１１が形成される。このとき、金属帯１０２の板幅方向両端部１０２ａ間に形成された溶融金属の一部が外部に押し出されることにより、電縫管１０１の表面から突出するビード１１２が電縫溶接部１１１に形成される。このビード１１２は、後続する後工程での加工不良の原因となるうえ、最終製品として用いられる電縫管の外観劣化の原因となる。このため、通常は、そのビード１１２をバイト等の切削治具１３２により切削することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６３２９６号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電縫管の電縫溶接部は材質や組織、形状が次のような点で母材と異なる特徴がある。第一には、溶接時の溶融によって高温にさらされることで炭素原子が拡散するため脱炭層が存在しており、母材よりも強度が低い点がある。第ニには、溶接時に高温で大気下にさらされるため、酸化物が電縫溶接部に混入・残留する可能性があり、割れの起点となりうる点がある。第三には、ビード切削部が母材に対して０．３ｍｍ以下程度肉厚が薄いことから、ビード切削部において母材よりも強度が低い点がある。第四には、溶接後に熱処理を行わない場合、電縫溶接部近傍に熱影響部（ＨＡＺ）が形成されている点がある。このため、最終製品としての電縫管を用いて種々の構造物を製作するうえで、その電縫管に対して穴あけ加工、溶接加工等の二次加工をする場合、構造信頼性の向上を図る観点からは、電縫溶接部や熱影響部を避けた部位又は電縫溶接部のある部位に意図的に二次加工をすることが重要となる。
【０００６】
しかしながら、上述のようにビード１１２を除去して得られた電縫管は、電縫溶接部１１１とそれ以外の部位とが外観上明瞭に区別しにくく、電縫溶接部のある部位を作業員が視認により識別することが困難であるという問題点がある。特に、電縫管の製造工程において電縫管の絞り加工をする場合、電縫管そのものの変形によって電縫溶接部１１１とそれ以外の部位とが一層区別しにくくなり、この問題点が更に助長されることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、最終製品としての電縫管を用いるうえで、電縫溶接部のある部位を容易に識別することを可能とする電縫管及び電縫管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の電縫管及び電縫管の製造方法を発明した。
【０００９】
第１発明に係る電縫管の製造方法は、連続的に走行する金属帯を筒状に成形し、前記金属帯の板幅方向両端部を電縫溶接する電縫管の製造方法において、前記電縫管の電縫溶接部において当該電縫管の外周面から突出するビードを切削するビード切削工程と、前記電縫管の外周面の前記電縫溶接部に対応する部位に金属帯走行方向に沿ってノッチを刻印する刻印工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明において、前記刻印工程では、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に前記ノッチを刻印することを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明又は第２発明において、前記刻印工程では、最終製品の管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように前記ノッチを刻印することを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記刻印工程では、ローレット加工により前記ノッチを金属帯走行方向に間隔を空けて刻印すること特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記刻印工程では、切削加工により金属帯走行方向に連続的に延びる前記ノッチを刻印することを特徴とする。
【００１４】
第６発明に係る電縫管の製造方法は、第４発明において、前記刻印工程では、ホルダーと、前記ホルダーにより支持されたシャフトと、前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、前記ローレット駒が前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されたローレット加工治具を用いてローレット加工することを特徴とする。
【００１５】
第７発明に係る電縫管は、筒状に成形された金属帯の板幅方向両端部が電縫溶接されてなる電縫管において、電縫管本体の電縫溶接部において当該電縫管本体の外周面から突出するビードが切削されてなり、前記電縫溶接部に対応する部位に前記電縫管本体の外周面より窪むように管軸方向に沿ってノッチが形成されていることを特徴とする。
【００１６】
第８発明に係る電縫管は、第７発明において、前記ノッチは、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
第９発明に係る電縫管は、第７発明又は第８発明において、前記ノッチは、管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように形成されていることを特徴とする。
【００１８】
第１０発明に係る電縫管は、第７発明〜第９発明の何れかにおいて、前記ノッチは、管軸方向に間隔を空けて形成されていることを特徴とする。
【００１９】
第１１発明に係る電縫管は、第７発明〜第９発明の何れかにおいて、前記ノッチは、管軸方向に連続的に延びて形成されていることを特徴とする。
【００２０】
第１２発明に係るローレット加工治具は、ホルダーと、前記ホルダーにより支持されたシャフトと、前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、前記ローレット駒は、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００２１】
第１３発明に係るローレット加工治具は、第１２発明において、前記ホルダーは、互いに間隔を空けて設けられた一対の支持部を有し、前記シャフトは、前記一対の支持部により支持され、前記ローレット駒は、前記一対の支持部間に配置され、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１発明〜第１１発明によれば、電縫溶接部に対応する部位にノッチが形成された電縫管が得られるので、ノッチを視認により識別することにより、電縫溶接部の部位も併せて識別することが可能となる。このため、最終製品としての電縫管を用いて種々の構造物を製作するうえで、その電縫管に対して穴あけ加工、溶接加工等の二次加工をする場合に、電縫溶接部やその電縫溶接部の近傍にある熱影響部を避けた部位又は電縫溶接部のある部位に意図的に二次加工することが可能となり、その電縫管を用いて製作された構造物の構造信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００２３】
また、電縫溶接部の識別方法としてはノッチの他に塗料の塗布が考えられるが、塗料は熱処理や錆の除去を目的とした酸洗工程により除去されてしまう。しかしながら、ノッチは酸洗工程により除去されないことから、第１発明〜第１２発明により、酸洗工程がある場合でも電縫溶接部を識別することが可能となる。
【００２４】
特に、第３発明、第９発明によれば、ノッチについて良好な視認性を得ることが可能となる。
【００２５】
第１２発明、第１３発明によれば、ローレット駒が転がり軸受けによりシャフトに対して回転自在に支持されているため、ローレット駒の回転による摩擦が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。また、転がり軸受けの介装位置がローレット駒とシャフトとの間であるため、転がり軸受けの転動体と外輪や内輪との間の転動面に対する面圧の増大を抑え、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生をより有効に防止することが可能となる。
【００２６】
特に、第１３発明によれば、ローレット加工するときのシャフトのたわみを抑えることが可能となり、これにより、所望の寸法のノッチを安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は第１実施形態に係る電縫管の構成を示す正面断面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその平面図である。
【図２】第１実施形態に係る電縫管の電縫溶接部近傍の構成を示す拡大正面断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態に係る電縫管のノッチの構成を示す側面断面図であり、（ｂ）はその拡大側面断面図である。
【図４】（ａ）は第１実施形態の変形形態に係る電縫管の構成を示す平面図であり、（ｂ）はその拡大正面断面図である。
【図５】第１実施形態に係る電縫管の製造方法の途中工程を示す側面図である。
【図６】（ａ）は金属帯の板幅方向両端部を電縫溶接した直後の状態を示す正面断面図であり、（ｂ）は電縫管の外周面のビードを切削した直後の状態を示す正面断面図であり、（ｃ）はノッチを刻印している状態を示す正面断面図である。
【図７】ローレット加工により電縫管の外周面に複数のノッチを刻印している状態を示す側面断面図である。
【図８】シャフトにより直接的にローレット駒を回転自在に支持するローレット加工治具の構成を示す正面断面図である。
【図９】本発明に係る電縫管の製造方法に好適に用いられるローレット加工治具の構成を示す正面断面図である。
【図１０】従来の電縫管の製造方法において金属帯を電縫溶接している状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を適用した電縫管及びその製造方法を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
電縫管１は、後述のように、筒状に成形された金属帯２の板幅方向両端部２ａが電縫溶接されてなるものであり、図１〜図３に示すように、筒状の電縫管本体１０と、その電縫管本体１０の外周面１０ａより窪むように管軸方向に沿って形成されたノッチ２０とを備えている。
【００３０】
電縫管本体１０は、後述のように、電縫溶接部１１においてその電縫管本体１０の外周面１０ａから突出するビード１２が切削されてなるものである。なお、図２においては、電縫管本体１０の電縫溶接部１１の近傍に熱影響部１３があるものを図示しており、説明を容易にするため、電縫溶接部１１、熱影響部１３を電縫管本体１０の他の部位に対して区別して記載している。電縫管本体１０は、図示の例において、円筒状に成形されているが、この他にも角筒状等に成形されていてもよい。
【００３１】
ノッチ２０は、電縫溶接部１１のある部位を視認により識別可能とするためのマーキングとして形成される。ノッチ２０は、このような目的を達成するため、電縫管本体１０の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位に形成される。ノッチ２０は、第１実施形態において、管軸方向に間隔を空けて複数のものが形成されている。ノッチ２０は、図４に示すように、管軸方向に沿って長く連続的に延びるように単一のものが形成されていてもよい。
【００３２】
ノッチ２０は、第１実施形態において、電縫管本体１０の外周面１０ａに形成された電縫溶接部１１のビード切削面１１ａを通るように形成されており、ノッチ２０のある部位が電縫溶接部１１のある部位であることを視認により容易に識別可能となっている。この他にも、ノッチ２０は、例えば、電縫管本体１０の外周面１０ａにおいてビード切削面１１ａに対して周方向に１８０°又は９０°等の所定角度ずれた位置に形成されていてもよい。この場合、ノッチ２０が電縫溶接部１１に形成されていなくとも、電縫溶接部１１のある部位を識別することが可能となる。なお、このノッチ２０と電縫溶接部１１との周方向での相対位置に関する情報については、電縫管１を二次加工するうえで作業者が予め把握できるように、電縫管１の製品出荷段階で強度等の品質情報とともに管理しておくのが好ましい。
【００３３】
ノッチ２０は、第１実施形態において、管周方向と略平行な溝状に形成されており、その溝形状としてＶ溝状に形成されている。溝状のノッチ２０は、管周方向に対して傾斜して形成されていてもよいし、Ｖ溝状の他にＵ溝状等に形成されていてもよい。また、溝状のノッチ２０は、管軸方向に間隔を空けて平行に形成された複数のノッチ群を一単位として、複数のノッチ群が格子状をなすように互いに交差して形成されていてもよい。また、ノッチ２０は、溝状の他に孔状に形成されていてもよい。
【００３４】
ノッチ２０は、ノッチ２０そのものが視認により識別可能となる大きさに形成されている。このため、ノッチ２０は、その管軸方向長さＷが０．１ｍｍ以上となるように形成されていることが好ましい。管軸方向長さＷが０．１ｍｍ未満であると、ノッチ２０の管軸方向長さＷが狭くなりすぎることにより、電縫管本体１０とノッチ２０との間でコントラストが生じ難くなり、視認性の低下を招いてしまう。この管軸方向長さＷは、その上限値について特に定めるものではなく、図４に示すような形態の場合は、電縫管本体１０の管軸方向長さと同程度の長さであってもよい。
【００３５】
また。ノッチ２０は、その深さＤがあまりに深すぎると電縫管本体１０の強度等の物性の低下を招く恐れがある。このため、ノッチ２０は、電縫管本体１０の本来の物性を損なうことなく視認性を得る観点から、その深さＤが電縫管本体１０の肉厚の１０%以下となるように形成されていることが好ましい。この数値条件は、ＪＩＳ Ｇ３４４５等において区分２号での鋼管肉厚の寸法許容差が±１０％であることに基づいて設定した。深さＤが電縫管本体１０の肉厚の１０%超であると、電縫管本体１０の物性の低下を招く恐れがある。また、一般には、電縫管１の外面欠陥を検出するうえで、円筒状のコイル内に電縫管１を貫通させて欠陥を検出する貫通型渦流探傷装置が用いられているが、ノッチ２０の深さＤが０．３０ｍｍ超であるとＳ／Ｎ比の低下を招き、欠陥の検出精度の低下を招く。従って、ノッチ２０は、その深さＤについて０．３０ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【００３６】
次に、上述の電縫管１を製造するうえで好適な本発明に係る電縫管の製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下においては、上述した電縫管本体１０を単に電縫管１と記載して説明する。
【００３７】
まず、電縫管１の素材となる金属帯２をアンコイラから巻き戻した後、複数の成形ロールにより金属帯２を筒状に成形してオープン管とする。
【００３８】
続いて、図５、図６（ａ）に示すように、誘導加熱又は通電加熱による加熱によって、オープン管とした金属帯２の互いに突き合わせた板幅方向両端部２ａを溶融させて、その状態のまま一対のスクイズロール３１により金属帯２の板幅方向両端部２ａ同士を押圧させることによって、その両端部２ａ同士を電縫溶接して電縫溶接部１１を形成する。図示においては、誘導加熱コイルによる誘導加熱により金属帯２を加熱する場合を例示している。通電加熱により加熱する場合、一対のコンタクトチップにより高周波電流を通電することにより行われる。
【００３９】
続いて、図５に示すように、電縫管１の電縫溶接部１１において電縫管１の外周面１ａから突出するビード１２をバイト等の切削治具３２により切削する。この切削治具３２は、スクイズロール３１の後段側に配設されている。このとき、図６（ｂ）に示すように、電縫管１の外周面１ａと電縫溶接部１１の外周面とが揃うようにそのビード１２を切削する。なお、必要に応じて、電縫管１の内周面から突出するビード１２も電縫管１内に配設される切削治具３２により切削してもよい。
【００４０】
続いて、図５、図６（ｃ）、図７に示すように、電縫管１の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位に金属帯走行方向Ｐに沿ってノッチ２０を刻印する。第１実施形態においては、電縫溶接部１１のビード切削面１１ａを通るように金属帯走行方向Ｐに間隔を空けて複数のノッチ２０を刻印している。また、第１実施形態においては、ローレット加工治具４０を用いたローレット加工により複数のノッチ２０を刻印している。このローレット加工治具４０は、切削治具３２の後段側に配設されている。
【００４１】
このようにビード１２の切削後にノッチ２０を刻印することとしたのは次の理由による。電縫管１の造管工程では、走行距離が長くなるほど電縫管１が回転してしまい、電縫管１の周方向の何れの部位が電縫溶接部１１であるかを外観上識別することが困難となり、その結果、電縫溶接部１１に対応する所定の部位にノッチ２０を刻印することが困難となる。これに対して、ビード１２の切削後であれば、切削治具３２の配設位置が電縫溶接部１１であることが明らかであるため、その切削治具３２の後段側において切削治具３２の配設位置に対応した位置にローレット加工治具４０を配設すれば、電縫溶接部１１に対応する所定の部位にノッチ２０を刻印することが可能となるためである。
【００４２】
ローレット加工治具４０は、ホルダー４１に対して回転自在に取り付けられたローレット駒４２を備えている。ローレット駒４２は、その外周面４２ａに周方向に連続した凹凸が形成されている。ローレット加工治具４０は、ローレット駒４２の回転軸が金属帯走行方向Ｐと直交するように配設される。電縫管１の外周面１ａに複数のノッチ２０を刻印するうえでは、ローレット駒４２の外周面４２ａを電縫管１の外周面１ａに対して押し付けるようにした状態で電縫管１を走行させ、これにより、ローレット駒４２の外周面４２ａの凹凸形状に応じたローレット目が電縫管１の外周面１ａに転造されることによりローレット加工が行なわれ、複数のノッチ２０が刻印されることになる。このローレット駒４２の外周面１０ａの凹凸形状、寸法を調整することにより、様々な形状、寸法のノッチ２０が刻印される。
【００４３】
なお、ローレット加工治具４０は、ホルダー４１そのものを保持した状態のまま配設することとしてもよいし、ピストン、シリンダー等により電縫管１の外周面１０ａに対して押し付け力を負荷することとしてもよい。
【００４４】
また、図４に示すような、電縫管本体１０の管軸方向に沿って長く連続的に延びるノッチ２０を刻印する場合、ビード１２を切削する切削治具３２とは別の切削治具により、電縫管１の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位を切削加工するようにすればよい。
【００４５】
ノッチ２０の刻印後は、例えば、所要の製品寸法となるようにストレッチレデューサにより絞り加工を行う、サイジングロールにより外径、肉厚を調整する、タークスヘッド又は矯正機により曲がりを除去する等の公知の後工程を実行した後、所要の長さとなるように切断装置により切断する。以上の一連の造管工程が連続的に行われることにより電縫管１が造管される。
【００４６】
なお、上述の造管工程を経て製造された電縫管は造管ままで用いてもよいし、必要に応じて熱処理加工や絞り加工を造管工程の後工程として行うこととしてもよい。また、造管工程や後工程において絞り加工を行う場合、電縫管１そのものの変形によって、刻印後のノッチ２０の寸法より最終製品のノッチ２０の寸法の方が小さくなってしまう。このため、絞り加工等の電縫管１の管軸直交断面の形状が変化するような加工を行なう場合、目的とする最終製品のノッチ２０の寸法が得られるように、刻印時のノッチ２０の寸法が大きめとなるように調整する必要がある。
【００４７】
以上によれば、電縫溶接部１１に対応する部位にノッチ２０が形成された電縫管１が得られるので、ノッチ２０を視認により識別することにより、電縫溶接部１１の部位も併せて識別することが可能となる。このため、最終製品としての電縫管１を用いて種々の構造物を製作するうえで、その電縫管１に対して穴あけ加工、溶接加工等の二次加工をする場合に、電縫溶接部１１やその電縫溶接部１１の近傍にある熱影響部１３を避けた部位又は電縫溶接部１１のある部位に意図的に二次加工することが可能となり、その電縫管１を用いて製作された構造物の構造信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００４８】
また、電縫溶接部１１の識別方法としてはノッチ２０の他に塗料の塗布が考えられるが、塗料は熱処理や錆の除去を目的とした酸洗工程により除去されてしまう。しかしながら、ノッチ２０は酸洗工程により除去されないことから、本願発明の適用により、酸洗工程がある場合でも電縫溶接部１１を識別することが可能となる。
【００４９】
次に、本発明に係る電縫管の製造方法に好適に用いられるローレット加工治具４０について説明する。
【００５０】
上述のように、電縫溶接直後の電縫管１は、その電縫溶接部１１が非常に高温であるうえ、その走行速度が非常に高速である。このため、図８に示すように、ローレット駒４２の中心孔４２ｂにシャフト４３が挿通され、そのシャフト４３により直接的にローレット駒４２を回転自在に支持するローレット加工治具４０を用いてローレット加工する場合、ローレット駒４２とシャフト４３との間での滑り摩擦による温度上昇により焼きつきが非常に発生し易い。この傾向は、ローレット駒４２とシャフト４３との間に潤滑剤が塗布されていても同様である。
【００５１】
これに対して、図９に示すように、ローレット駒４２とシャフト４３との間に転がり軸受け４４が介装され、ローレット駒４２を転がり軸受け４４によりシャフト４３に対して回転自在に支持するローレット加工治具４０を用いてローレット加工する場合、ローレット駒４２の回転による摩擦が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。本発明者は、このような知見から、以下のようなローレット加工治具４０を用いることが有効であることを知見した。
【００５２】
第１実施形態に係るローレット加工治具４０は、ホルダー４１と、ホルダー４１により支持されたシャフト４３と、シャフト４３が挿通された環状のローレット駒４２と、シャフト４３とローレット駒４２との間に介装された転がり軸受け４４とを備えている。
【００５３】
ホルダー４１は、第１実施形態において、互いに間隔を空けて設けられた一対の支持部４１ａを有している。一対の支持部４１ａには、同軸線上に並ぶように挿通孔４１ｂが形成されている。ホルダー４１は、その先端部において一対の支持部４１ａが設けられており、その基端部が固定されている。
【００５４】
シャフト４３は、第１実施形態において、その基端側に設けられたシャフト頭部４３ａと、その先端側に設けられた雌ねじ部４３ｂとを備えている。シャフト４３は、一対の支持部４１ａの挿通孔４１ｂとローレット駒４２の中心孔４２ｂとに挿通されたうえで、雌ねじ部４３ｂにナット４５を螺合することによって、一対の支持部４１ａにより支持されるようにホルダー４１に対して固定される。シャフト４３は、その軸方向中間側のシャフト軸部４３ｃが一対の支持部４１ａの挿通孔４１ｂに対して、直接又はカラー４６等を介して嵌め合わせて挿通される。
【００５５】
ローレット駒４２は、第１実施形態において、一対の支持部４１ａ間に配置されている。ローレット駒４２は、その外周面４２ａに周方向に連続した凹凸が形成されている。ローレット駒４２の中心孔４２ｂは、第１実施形態において、回転軸方向の中間側に設けられた小径部４２ｃと、回転軸方向の両側に設けられた二つの大径部４２ｄとを備えている。
【００５６】
転がり軸受け４４は、外輪４４ａと、内輪４４ｂと、外輪４４ａと内輪４４ｂとの間に介装された玉等からなる転動体４４ｃとを備えている。転がり軸受け４４は、ローレット駒４２の大径部４２ｄ内に外輪４４ａを嵌め合わせて固定される。また、シャフト４３は、転がり軸受け４４の内輪４４ｂ内にシャフト軸部４３ｃが嵌め合わせて挿通される。
【００５７】
ローレット駒４２の回転軸方向の両側に設けられた一対の転がり軸受け４４は、外輪４４ａと内輪４４ｂとの間に形成された回転軸方向外側の側面開口部４４ｄがシール４４ｅにより塞がれており、その一対の転がり軸受け４４間や外輪４４ａと内輪４４ｂとの間に形成された隙間部４４ｆ内に図示しない潤滑剤が充填される。また、シャフト４３には、その隙間部４４ｆ内に図示しない潤滑剤を供給するための流路４３ｄが形成されている。
【００５８】
以上のローレット加工治具４０によれば、ローレット駒４２が転がり軸受け４４によりシャフト４３に対して回転自在に支持されているため、ローレット駒４２の回転による摩擦が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。
【００５９】
また、転がり軸受け４４の介装位置がローレット駒４２とシャフト４３との間であるため、以下に説明するように、転動体４４ｃと外輪４４ａや内輪４４ｂとの間の転動面に対する面圧の増大を抑え、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生をより有効に防止することが可能となる。
【００６０】
即ち、転がり軸受け４４の介装位置としては、ローレット駒４２とシャフト４３との間の他に、ホルダー４１の挿通孔４１ｂとシャフト４３との間が考えられる。この場合は、ローレット駒４２と一体的にシャフト４３が回転し、転がり軸受け４４によりホルダー４１に対して回転自在にシャフト４３を支持することになる。この場合は、ローレット駒４２から電縫管１に対する押し付け荷重の反力により、シャフト４３を介して転がり軸受け４４に対して曲げ力が作用することになる。そして、このような曲げ力が作用した状態のままホルダー４１の挿通孔４１ｂ内で転がり軸受け４４の転動体４４ｃや内輪４４ｂがシャフト４３の軸回りに回転運動するため、転動体４４ｃと外輪４４ａや内輪４４ｂとの間の転動面に対する面圧がその曲げ力の分だけ増大してしまい、焼きつきが発生し易くなる。
【００６１】
これに対して、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０によれば、このような曲げ力が作用せず、転動面に対する面圧の増大が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。
【００６２】
また、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０においては、ローレット駒４２がホルダー４１の一対の支持部４１ａ間に配置され、一対の支持部４１ａにより支持されたシャフト４３に対して回転自在にローレット駒４２が支持されている。このため、ローレット駒４２を電縫管１の外周面に押し付けてローレット加工するときに、シャフト４３の軸が曲げ変形するようなシャフト４３のたわみを抑えることが可能となる。シャフト４３にたわみが発生してしまうと、電縫管１の外周面１ａに対するローレット駒４２の接触位置が変化してしまうことによって、所望の寸法のノッチ２０を精度よく得ることが困難となるが、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０によれば、そのシャフト４３のたわみを抑えることにより、所望の寸法のノッチ２０を安定して得ることが可能となる。
【００６３】
また、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０においては、転がり軸受け４４の側面開口部４４ｄがシール４４ｅにより塞がれているので、ビード１２の切削加工やローレット加工により発生する粉屑の転がり軸受け４４内の浸入を防止し、その浸入による粉屑の凝着を防止することが可能となる。
【００６４】
なお、上述のローレット加工治具４０は、一対の支持部４１ａを一つのみとしてもよいし、ローレット駒４２とシャフト４３との間に介装される転がり軸受け４４の数についても限定するものではない。
【００６５】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００６６】
また、電縫管１は、その外径について、例えば、１０ｍｍ〜７００ｍｍのものから構成されるが、これに限定するものではない。また、電縫管１は、その材質について、鋼材に限定されず、電縫管として公知のものであれば特に限定するものではない。
【実施例１】
【００６７】
以下、本発明の効果を実施例により更に説明する。
【００６８】
図４に示すように、連続的に走行する金属帯２を複数の成形ロールにより筒状に成形してオープン管とし、誘導加熱により金属帯２の板幅方向両端部２ａを電縫溶接し、電縫溶接部１１において外周面から突出するビード１２をバイトにより切削し、ローレット加工治具４０を用いたローレット加工により金属帯走行方向Ｐに間隔を空けて複数のノッチ２０を刻印した。この後、適当な長さとなるように切断し、下記の表１に示すような、最終製品の外径、肉厚の電縫管１を得た。このとき、ローレット駒４２の外周面１０ａの凹凸形状を調整することにより、下記の表１に示すような、最終製品のノッチ２０の寸法を調整した。
【００６９】
【表１】
【００７０】
得られた電縫管１については、ノッチ２０の寸法による視認性を評価するため、以下に説明するような試験を行なった。
【００７１】
ノッチ２０の視認性については、ノッチ２０から３００ｍｍの間隔を空けた位置より視力０．９の人間が肉眼で観察することにより評価した。この観察によりノッチ２０を識別できる場合を合格とし、識別できない場合を不合格とした。
【００７２】
製造Ｎｏ．Ａ〜Ｄ、Ｆは発明例である。これらは何れも観察者により離れた位置から観察することができ、良好な視認性が得られた例である。製造Ｎｏ．Ｅは参考例である。製造Ｎｏ．Ｅは、ノッチ２０の管軸方向長さＷが小さすぎたため、視認性の低下を招いた例である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 電縫管
１ａ 外周面
２ 金属帯
２ａ 端部
１０ 電縫管本体
１０ａ 外周面
１１ 電縫溶接部
１１ａ ビード切削面
１２ ビード
１３ 熱影響部
２０ ノッチ
３１ スクイズロール
３２ 切削治具
４０ ローレット加工治具
４１ ホルダー
４１ａ 支持部
４１ｂ 挿通孔
４２ ローレット駒
４２ａ 外周面
４２ｂ 中心孔
４２ｃ 小径部
４２ｄ 大径部
４３ シャフト
４３ａ シャフト頭部
４３ｂ 雌ねじ部
４３ｃ シャフト軸部
４３ｄ 流路
４４ 転がり軸受け
４４ａ 外輪
４４ｂ 内輪
４４ｃ 転動体
４４ｄ 側面開口部
４４ｅ シール
４４ｆ 隙間部
４５ ナット
４６ カラー
Ｐ 金属帯走行方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般構造、機械構造、配管等に好適に用いられる電縫管や、その電縫管の製造方法、更にはその電縫管の製造方法に好適に用いられるローレット加工治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電縫管の製造方法では、例えば、以下に説明するようなプロセスを経て電縫管が製造される（特許文献１参照。）。
【０００３】
まず、図１０に示すように、一群の成形ロールにより金属帯１０２を走行させながら筒状に成形してオープン管とする。続いて、オープン管とした金属帯１０２の互いに突き合わせた板幅方向両端部１０２ａを誘導加熱等による加熱によって溶融させて、その状態のまま一対のスクイズロール１３１により金属帯１０２の板幅方向両端部１０２ａ同士を押圧することによって、その両端部１０２ａ同士を溶接して電縫溶接部１１１が形成される。このとき、金属帯１０２の板幅方向両端部１０２ａ間に形成された溶融金属の一部が外部に押し出されることにより、電縫管１０１の表面から突出するビード１１２が電縫溶接部１１１に形成される。このビード１１２は、後続する後工程での加工不良の原因となるうえ、最終製品として用いられる電縫管の外観劣化の原因となる。このため、通常は、そのビード１１２をバイト等の切削治具１３２により切削することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６３２９６号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電縫管の電縫溶接部は材質や組織、形状が次のような点で母材と異なる特徴がある。第一には、溶接時の溶融によって高温にさらされることで炭素原子が拡散するため脱炭層が存在しており、母材よりも強度が低い点がある。第ニには、溶接時に高温で大気下にさらされるため、酸化物が電縫溶接部に混入・残留する可能性があり、割れの起点となりうる点がある。第三には、ビード切削部が母材に対して０．３ｍｍ以下程度肉厚が薄いことから、ビード切削部において母材よりも強度が低い点がある。第四には、溶接後に熱処理を行わない場合、電縫溶接部近傍に熱影響部（ＨＡＺ）が形成されている点がある。このため、最終製品としての電縫管を用いて種々の構造物を製作するうえで、その電縫管に対して穴あけ加工、溶接加工等の二次加工をする場合、構造信頼性の向上を図る観点からは、電縫溶接部や熱影響部を避けた部位又は電縫溶接部のある部位に意図的に二次加工をすることが重要となる。
【０００６】
しかしながら、上述のようにビード１１２を除去して得られた電縫管は、電縫溶接部１１１とそれ以外の部位とが外観上明瞭に区別しにくく、電縫溶接部のある部位を作業員が視認により識別することが困難であるという問題点がある。特に、電縫管の製造工程において電縫管の絞り加工をする場合、電縫管そのものの変形によって電縫溶接部１１１とそれ以外の部位とが一層区別しにくくなり、この問題点が更に助長されることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、最終製品としての電縫管を用いるうえで、電縫溶接部のある部位を容易に識別することを可能とする電縫管及び電縫管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の電縫管及び電縫管の製造方法を発明した。
【０００９】
第１発明に係る電縫管の製造方法は、連続的に走行する金属帯を筒状に成形し、前記金属帯の板幅方向両端部を電縫溶接する電縫管の製造方法において、前記電縫管の電縫溶接部において当該電縫管の外周面から突出するビードを切削するビード切削工程と、前記電縫管の外周面の前記電縫溶接部に対応する部位に金属帯走行方向に沿ってノッチを刻印する刻印工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明において、前記刻印工程では、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に前記ノッチを刻印することを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明又は第２発明において、前記刻印工程では、最終製品の管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように前記ノッチを刻印することを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記刻印工程では、ローレット加工により前記ノッチを金属帯走行方向に間隔を空けて刻印すること特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る電縫管の製造方法は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記刻印工程では、切削加工により金属帯走行方向に連続的に延びる前記ノッチを刻印することを特徴とする。
【００１４】
第６発明に係る電縫管の製造方法は、第４発明において、前記刻印工程では、ホルダーと、前記ホルダーにより支持されたシャフトと、前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、前記ローレット駒が前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されたローレット加工治具を用いてローレット加工することを特徴とする。
【００１５】
第７発明に係る電縫管は、筒状に成形された金属帯の板幅方向両端部が電縫溶接されてなる電縫管において、電縫管本体の電縫溶接部において当該電縫管本体の外周面から突出するビードが切削されてなり、前記電縫溶接部に対応する部位に前記電縫管本体の外周面より窪むように管軸方向に沿ってノッチが形成されていることを特徴とする。
【００１６】
第８発明に係る電縫管は、第７発明において、前記ノッチは、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
第９発明に係る電縫管は、第７発明又は第８発明において、前記ノッチは、管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように形成されていることを特徴とする。
【００１８】
第１０発明に係る電縫管は、第７発明〜第９発明の何れかにおいて、前記ノッチは、管軸方向に間隔を空けて形成されていることを特徴とする。
【００１９】
第１１発明に係る電縫管は、第７発明〜第９発明の何れかにおいて、前記ノッチは、管軸方向に連続的に延びて形成されていることを特徴とする。
【００２０】
第１２発明に係るローレット加工治具は、ホルダーと、前記ホルダーにより支持されたシャフトと、前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、前記ローレット駒は、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００２１】
第１３発明に係るローレット加工治具は、第１２発明において、前記ホルダーは、互いに間隔を空けて設けられた一対の支持部を有し、前記シャフトは、前記一対の支持部により支持され、前記ローレット駒は、前記一対の支持部間に配置され、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１発明〜第１１発明によれば、電縫溶接部に対応する部位にノッチが形成された電縫管が得られるので、ノッチを視認により識別することにより、電縫溶接部の部位も併せて識別することが可能となる。このため、最終製品としての電縫管を用いて種々の構造物を製作するうえで、その電縫管に対して穴あけ加工、溶接加工等の二次加工をする場合に、電縫溶接部やその電縫溶接部の近傍にある熱影響部を避けた部位又は電縫溶接部のある部位に意図的に二次加工することが可能となり、その電縫管を用いて製作された構造物の構造信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００２３】
また、電縫溶接部の識別方法としてはノッチの他に塗料の塗布が考えられるが、塗料は熱処理や錆の除去を目的とした酸洗工程により除去されてしまう。しかしながら、ノッチは酸洗工程により除去されないことから、第１発明〜第１２発明により、酸洗工程がある場合でも電縫溶接部を識別することが可能となる。
【００２４】
特に、第３発明、第９発明によれば、ノッチについて良好な視認性を得ることが可能となる。
【００２５】
第１２発明、第１３発明によれば、ローレット駒が転がり軸受けによりシャフトに対して回転自在に支持されているため、ローレット駒の回転による摩擦が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。また、転がり軸受けの介装位置がローレット駒とシャフトとの間であるため、転がり軸受けの転動体と外輪や内輪との間の転動面に対する面圧の増大を抑え、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生をより有効に防止することが可能となる。
【００２６】
特に、第１３発明によれば、ローレット加工するときのシャフトのたわみを抑えることが可能となり、これにより、所望の寸法のノッチを安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は第１実施形態に係る電縫管の構成を示す正面断面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその平面図である。
【図２】第１実施形態に係る電縫管の電縫溶接部近傍の構成を示す拡大正面断面図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態に係る電縫管のノッチの構成を示す側面断面図であり、（ｂ）はその拡大側面断面図である。
【図４】（ａ）は第１実施形態の変形形態に係る電縫管の構成を示す平面図であり、（ｂ）はその拡大正面断面図である。
【図５】第１実施形態に係る電縫管の製造方法の途中工程を示す側面図である。
【図６】（ａ）は金属帯の板幅方向両端部を電縫溶接した直後の状態を示す正面断面図であり、（ｂ）は電縫管の外周面のビードを切削した直後の状態を示す正面断面図であり、（ｃ）はノッチを刻印している状態を示す正面断面図である。
【図７】ローレット加工により電縫管の外周面に複数のノッチを刻印している状態を示す側面断面図である。
【図８】シャフトにより直接的にローレット駒を回転自在に支持するローレット加工治具の構成を示す正面断面図である。
【図９】本発明に係る電縫管の製造方法に好適に用いられるローレット加工治具の構成を示す正面断面図である。
【図１０】従来の電縫管の製造方法において金属帯を電縫溶接している状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を適用した電縫管及びその製造方法を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
電縫管１は、後述のように、筒状に成形された金属帯２の板幅方向両端部２ａが電縫溶接されてなるものであり、図１〜図３に示すように、筒状の電縫管本体１０と、その電縫管本体１０の外周面１０ａより窪むように管軸方向に沿って形成されたノッチ２０とを備えている。
【００３０】
電縫管本体１０は、後述のように、電縫溶接部１１においてその電縫管本体１０の外周面１０ａから突出するビード１２が切削されてなるものである。なお、図２においては、電縫管本体１０の電縫溶接部１１の近傍に熱影響部１３があるものを図示しており、説明を容易にするため、電縫溶接部１１、熱影響部１３を電縫管本体１０の他の部位に対して区別して記載している。電縫管本体１０は、図示の例において、円筒状に成形されているが、この他にも角筒状等に成形されていてもよい。
【００３１】
ノッチ２０は、電縫溶接部１１のある部位を視認により識別可能とするためのマーキングとして形成される。ノッチ２０は、このような目的を達成するため、電縫管本体１０の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位に形成される。ノッチ２０は、第１実施形態において、管軸方向に間隔を空けて複数のものが形成されている。ノッチ２０は、図４に示すように、管軸方向に沿って長く連続的に延びるように単一のものが形成されていてもよい。
【００３２】
ノッチ２０は、第１実施形態において、電縫管本体１０の外周面１０ａに形成された電縫溶接部１１のビード切削面１１ａを通るように形成されており、ノッチ２０のある部位が電縫溶接部１１のある部位であることを視認により容易に識別可能となっている。この他にも、ノッチ２０は、例えば、電縫管本体１０の外周面１０ａにおいてビード切削面１１ａに対して周方向に１８０°又は９０°等の所定角度ずれた位置に形成されていてもよい。この場合、ノッチ２０が電縫溶接部１１に形成されていなくとも、電縫溶接部１１のある部位を識別することが可能となる。なお、このノッチ２０と電縫溶接部１１との周方向での相対位置に関する情報については、電縫管１を二次加工するうえで作業者が予め把握できるように、電縫管１の製品出荷段階で強度等の品質情報とともに管理しておくのが好ましい。
【００３３】
ノッチ２０は、第１実施形態において、管周方向と略平行な溝状に形成されており、その溝形状としてＶ溝状に形成されている。溝状のノッチ２０は、管周方向に対して傾斜して形成されていてもよいし、Ｖ溝状の他にＵ溝状等に形成されていてもよい。また、溝状のノッチ２０は、管軸方向に間隔を空けて平行に形成された複数のノッチ群を一単位として、複数のノッチ群が格子状をなすように互いに交差して形成されていてもよい。また、ノッチ２０は、溝状の他に孔状に形成されていてもよい。
【００３４】
ノッチ２０は、ノッチ２０そのものが視認により識別可能となる大きさに形成されている。このため、ノッチ２０は、その管軸方向長さＷが０．１ｍｍ以上となるように形成されていることが好ましい。管軸方向長さＷが０．１ｍｍ未満であると、ノッチ２０の管軸方向長さＷが狭くなりすぎることにより、電縫管本体１０とノッチ２０との間でコントラストが生じ難くなり、視認性の低下を招いてしまう。この管軸方向長さＷは、その上限値について特に定めるものではなく、図４に示すような形態の場合は、電縫管本体１０の管軸方向長さと同程度の長さであってもよい。
【００３５】
また。ノッチ２０は、その深さＤがあまりに深すぎると電縫管本体１０の強度等の物性の低下を招く恐れがある。このため、ノッチ２０は、電縫管本体１０の本来の物性を損なうことなく視認性を得る観点から、その深さＤが電縫管本体１０の肉厚の１０%以下となるように形成されていることが好ましい。この数値条件は、ＪＩＳ Ｇ３４４５等において区分２号での鋼管肉厚の寸法許容差が±１０％であることに基づいて設定した。深さＤが電縫管本体１０の肉厚の１０%超であると、電縫管本体１０の物性の低下を招く恐れがある。また、一般には、電縫管１の外面欠陥を検出するうえで、円筒状のコイル内に電縫管１を貫通させて欠陥を検出する貫通型渦流探傷装置が用いられているが、ノッチ２０の深さＤが０．３０ｍｍ超であるとＳ／Ｎ比の低下を招き、欠陥の検出精度の低下を招く。従って、ノッチ２０は、その深さＤについて０．３０ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【００３６】
次に、上述の電縫管１を製造するうえで好適な本発明に係る電縫管の製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下においては、上述した電縫管本体１０を単に電縫管１と記載して説明する。
【００３７】
まず、電縫管１の素材となる金属帯２をアンコイラから巻き戻した後、複数の成形ロールにより金属帯２を筒状に成形してオープン管とする。
【００３８】
続いて、図５、図６（ａ）に示すように、誘導加熱又は通電加熱による加熱によって、オープン管とした金属帯２の互いに突き合わせた板幅方向両端部２ａを溶融させて、その状態のまま一対のスクイズロール３１により金属帯２の板幅方向両端部２ａ同士を押圧させることによって、その両端部２ａ同士を電縫溶接して電縫溶接部１１を形成する。図示においては、誘導加熱コイルによる誘導加熱により金属帯２を加熱する場合を例示している。通電加熱により加熱する場合、一対のコンタクトチップにより高周波電流を通電することにより行われる。
【００３９】
続いて、図５に示すように、電縫管１の電縫溶接部１１において電縫管１の外周面１ａから突出するビード１２をバイト等の切削治具３２により切削する。この切削治具３２は、スクイズロール３１の後段側に配設されている。このとき、図６（ｂ）に示すように、電縫管１の外周面１ａと電縫溶接部１１の外周面とが揃うようにそのビード１２を切削する。なお、必要に応じて、電縫管１の内周面から突出するビード１２も電縫管１内に配設される切削治具３２により切削してもよい。
【００４０】
続いて、図５、図６（ｃ）、図７に示すように、電縫管１の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位に金属帯走行方向Ｐに沿ってノッチ２０を刻印する。第１実施形態においては、電縫溶接部１１のビード切削面１１ａを通るように金属帯走行方向Ｐに間隔を空けて複数のノッチ２０を刻印している。また、第１実施形態においては、ローレット加工治具４０を用いたローレット加工により複数のノッチ２０を刻印している。このローレット加工治具４０は、切削治具３２の後段側に配設されている。
【００４１】
このようにビード１２の切削後にノッチ２０を刻印することとしたのは次の理由による。電縫管１の造管工程では、走行距離が長くなるほど電縫管１が回転してしまい、電縫管１の周方向の何れの部位が電縫溶接部１１であるかを外観上識別することが困難となり、その結果、電縫溶接部１１に対応する所定の部位にノッチ２０を刻印することが困難となる。これに対して、ビード１２の切削後であれば、切削治具３２の配設位置が電縫溶接部１１であることが明らかであるため、その切削治具３２の後段側において切削治具３２の配設位置に対応した位置にローレット加工治具４０を配設すれば、電縫溶接部１１に対応する所定の部位にノッチ２０を刻印することが可能となるためである。
【００４２】
ローレット加工治具４０は、ホルダー４１に対して回転自在に取り付けられたローレット駒４２を備えている。ローレット駒４２は、その外周面４２ａに周方向に連続した凹凸が形成されている。ローレット加工治具４０は、ローレット駒４２の回転軸が金属帯走行方向Ｐと直交するように配設される。電縫管１の外周面１ａに複数のノッチ２０を刻印するうえでは、ローレット駒４２の外周面４２ａを電縫管１の外周面１ａに対して押し付けるようにした状態で電縫管１を走行させ、これにより、ローレット駒４２の外周面４２ａの凹凸形状に応じたローレット目が電縫管１の外周面１ａに転造されることによりローレット加工が行なわれ、複数のノッチ２０が刻印されることになる。このローレット駒４２の外周面１０ａの凹凸形状、寸法を調整することにより、様々な形状、寸法のノッチ２０が刻印される。
【００４３】
なお、ローレット加工治具４０は、ホルダー４１そのものを保持した状態のまま配設することとしてもよいし、ピストン、シリンダー等により電縫管１の外周面１０ａに対して押し付け力を負荷することとしてもよい。
【００４４】
また、図４に示すような、電縫管本体１０の管軸方向に沿って長く連続的に延びるノッチ２０を刻印する場合、ビード１２を切削する切削治具３２とは別の切削治具により、電縫管１の外周面１０ａの電縫溶接部１１に対応する部位を切削加工するようにすればよい。
【００４５】
ノッチ２０の刻印後は、例えば、所要の製品寸法となるようにストレッチレデューサにより絞り加工を行う、サイジングロールにより外径、肉厚を調整する、タークスヘッド又は矯正機により曲がりを除去する等の公知の後工程を実行した後、所要の長さとなるように切断装置により切断する。以上の一連の造管工程が連続的に行われることにより電縫管１が造管される。
【００４６】
なお、上述の造管工程を経て製造された電縫管は造管ままで用いてもよいし、必要に応じて熱処理加工や絞り加工を造管工程の後工程として行うこととしてもよい。また、造管工程や後工程において絞り加工を行う場合、電縫管１そのものの変形によって、刻印後のノッチ２０の寸法より最終製品のノッチ２０の寸法の方が小さくなってしまう。このため、絞り加工等の電縫管１の管軸直交断面の形状が変化するような加工を行なう場合、目的とする最終製品のノッチ２０の寸法が得られるように、刻印時のノッチ２０の寸法が大きめとなるように調整する必要がある。
【００４７】
以上によれば、電縫溶接部１１に対応する部位にノッチ２０が形成された電縫管１が得られるので、ノッチ２０を視認により識別することにより、電縫溶接部１１の部位も併せて識別することが可能となる。このため、最終製品としての電縫管１を用いて種々の構造物を製作するうえで、その電縫管１に対して穴あけ加工、溶接加工等の二次加工をする場合に、電縫溶接部１１やその電縫溶接部１１の近傍にある熱影響部１３を避けた部位又は電縫溶接部１１のある部位に意図的に二次加工することが可能となり、その電縫管１を用いて製作された構造物の構造信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００４８】
また、電縫溶接部１１の識別方法としてはノッチ２０の他に塗料の塗布が考えられるが、塗料は熱処理や錆の除去を目的とした酸洗工程により除去されてしまう。しかしながら、ノッチ２０は酸洗工程により除去されないことから、本願発明の適用により、酸洗工程がある場合でも電縫溶接部１１を識別することが可能となる。
【００４９】
次に、本発明に係る電縫管の製造方法に好適に用いられるローレット加工治具４０について説明する。
【００５０】
上述のように、電縫溶接直後の電縫管１は、その電縫溶接部１１が非常に高温であるうえ、その走行速度が非常に高速である。このため、図８に示すように、ローレット駒４２の中心孔４２ｂにシャフト４３が挿通され、そのシャフト４３により直接的にローレット駒４２を回転自在に支持するローレット加工治具４０を用いてローレット加工する場合、ローレット駒４２とシャフト４３との間での滑り摩擦による温度上昇により焼きつきが非常に発生し易い。この傾向は、ローレット駒４２とシャフト４３との間に潤滑剤が塗布されていても同様である。
【００５１】
これに対して、図９に示すように、ローレット駒４２とシャフト４３との間に転がり軸受け４４が介装され、ローレット駒４２を転がり軸受け４４によりシャフト４３に対して回転自在に支持するローレット加工治具４０を用いてローレット加工する場合、ローレット駒４２の回転による摩擦が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。本発明者は、このような知見から、以下のようなローレット加工治具４０を用いることが有効であることを知見した。
【００５２】
第１実施形態に係るローレット加工治具４０は、ホルダー４１と、ホルダー４１により支持されたシャフト４３と、シャフト４３が挿通された環状のローレット駒４２と、シャフト４３とローレット駒４２との間に介装された転がり軸受け４４とを備えている。
【００５３】
ホルダー４１は、第１実施形態において、互いに間隔を空けて設けられた一対の支持部４１ａを有している。一対の支持部４１ａには、同軸線上に並ぶように挿通孔４１ｂが形成されている。ホルダー４１は、その先端部において一対の支持部４１ａが設けられており、その基端部が固定されている。
【００５４】
シャフト４３は、第１実施形態において、その基端側に設けられたシャフト頭部４３ａと、その先端側に設けられた雌ねじ部４３ｂとを備えている。シャフト４３は、一対の支持部４１ａの挿通孔４１ｂとローレット駒４２の中心孔４２ｂとに挿通されたうえで、雌ねじ部４３ｂにナット４５を螺合することによって、一対の支持部４１ａにより支持されるようにホルダー４１に対して固定される。シャフト４３は、その軸方向中間側のシャフト軸部４３ｃが一対の支持部４１ａの挿通孔４１ｂに対して、直接又はカラー４６等を介して嵌め合わせて挿通される。
【００５５】
ローレット駒４２は、第１実施形態において、一対の支持部４１ａ間に配置されている。ローレット駒４２は、その外周面４２ａに周方向に連続した凹凸が形成されている。ローレット駒４２の中心孔４２ｂは、第１実施形態において、回転軸方向の中間側に設けられた小径部４２ｃと、回転軸方向の両側に設けられた二つの大径部４２ｄとを備えている。
【００５６】
転がり軸受け４４は、外輪４４ａと、内輪４４ｂと、外輪４４ａと内輪４４ｂとの間に介装された玉等からなる転動体４４ｃとを備えている。転がり軸受け４４は、ローレット駒４２の大径部４２ｄ内に外輪４４ａを嵌め合わせて固定される。また、シャフト４３は、転がり軸受け４４の内輪４４ｂ内にシャフト軸部４３ｃが嵌め合わせて挿通される。
【００５７】
ローレット駒４２の回転軸方向の両側に設けられた一対の転がり軸受け４４は、外輪４４ａと内輪４４ｂとの間に形成された回転軸方向外側の側面開口部４４ｄがシール４４ｅにより塞がれており、その一対の転がり軸受け４４間や外輪４４ａと内輪４４ｂとの間に形成された隙間部４４ｆ内に図示しない潤滑剤が充填される。また、シャフト４３には、その隙間部４４ｆ内に図示しない潤滑剤を供給するための流路４３ｄが形成されている。
【００５８】
以上のローレット加工治具４０によれば、ローレット駒４２が転がり軸受け４４によりシャフト４３に対して回転自在に支持されているため、ローレット駒４２の回転による摩擦が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。
【００５９】
また、転がり軸受け４４の介装位置がローレット駒４２とシャフト４３との間であるため、以下に説明するように、転動体４４ｃと外輪４４ａや内輪４４ｂとの間の転動面に対する面圧の増大を抑え、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生をより有効に防止することが可能となる。
【００６０】
即ち、転がり軸受け４４の介装位置としては、ローレット駒４２とシャフト４３との間の他に、ホルダー４１の挿通孔４１ｂとシャフト４３との間が考えられる。この場合は、ローレット駒４２と一体的にシャフト４３が回転し、転がり軸受け４４によりホルダー４１に対して回転自在にシャフト４３を支持することになる。この場合は、ローレット駒４２から電縫管１に対する押し付け荷重の反力により、シャフト４３を介して転がり軸受け４４に対して曲げ力が作用することになる。そして、このような曲げ力が作用した状態のままホルダー４１の挿通孔４１ｂ内で転がり軸受け４４の転動体４４ｃや内輪４４ｂがシャフト４３の軸回りに回転運動するため、転動体４４ｃと外輪４４ａや内輪４４ｂとの間の転動面に対する面圧がその曲げ力の分だけ増大してしまい、焼きつきが発生し易くなる。
【００６１】
これに対して、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０によれば、このような曲げ力が作用せず、転動面に対する面圧の増大が抑えられ、摩擦に伴う温度上昇による焼きつきの発生を有効に防止することが可能となる。
【００６２】
また、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０においては、ローレット駒４２がホルダー４１の一対の支持部４１ａ間に配置され、一対の支持部４１ａにより支持されたシャフト４３に対して回転自在にローレット駒４２が支持されている。このため、ローレット駒４２を電縫管１の外周面に押し付けてローレット加工するときに、シャフト４３の軸が曲げ変形するようなシャフト４３のたわみを抑えることが可能となる。シャフト４３にたわみが発生してしまうと、電縫管１の外周面１ａに対するローレット駒４２の接触位置が変化してしまうことによって、所望の寸法のノッチ２０を精度よく得ることが困難となるが、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０によれば、そのシャフト４３のたわみを抑えることにより、所望の寸法のノッチ２０を安定して得ることが可能となる。
【００６３】
また、上述の実施形態に係るローレット加工治具４０においては、転がり軸受け４４の側面開口部４４ｄがシール４４ｅにより塞がれているので、ビード１２の切削加工やローレット加工により発生する粉屑の転がり軸受け４４内の浸入を防止し、その浸入による粉屑の凝着を防止することが可能となる。
【００６４】
なお、上述のローレット加工治具４０は、一対の支持部４１ａを一つのみとしてもよいし、ローレット駒４２とシャフト４３との間に介装される転がり軸受け４４の数についても限定するものではない。
【００６５】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００６６】
また、電縫管１は、その外径について、例えば、１０ｍｍ〜７００ｍｍのものから構成されるが、これに限定するものではない。また、電縫管１は、その材質について、鋼材に限定されず、電縫管として公知のものであれば特に限定するものではない。
【実施例１】
【００６７】
以下、本発明の効果を実施例により更に説明する。
【００６８】
図４に示すように、連続的に走行する金属帯２を複数の成形ロールにより筒状に成形してオープン管とし、誘導加熱により金属帯２の板幅方向両端部２ａを電縫溶接し、電縫溶接部１１において外周面から突出するビード１２をバイトにより切削し、ローレット加工治具４０を用いたローレット加工により金属帯走行方向Ｐに間隔を空けて複数のノッチ２０を刻印した。この後、適当な長さとなるように切断し、下記の表１に示すような、最終製品の外径、肉厚の電縫管１を得た。このとき、ローレット駒４２の外周面１０ａの凹凸形状を調整することにより、下記の表１に示すような、最終製品のノッチ２０の寸法を調整した。
【００６９】
【表１】
【００７０】
得られた電縫管１については、ノッチ２０の寸法による視認性を評価するため、以下に説明するような試験を行なった。
【００７１】
ノッチ２０の視認性については、ノッチ２０から３００ｍｍの間隔を空けた位置より視力０．９の人間が肉眼で観察することにより評価した。この観察によりノッチ２０を識別できる場合を合格とし、識別できない場合を不合格とした。
【００７２】
製造Ｎｏ．Ａ〜Ｄ、Ｆは発明例である。これらは何れも観察者により離れた位置から観察することができ、良好な視認性が得られた例である。製造Ｎｏ．Ｅは参考例である。製造Ｎｏ．Ｅは、ノッチ２０の管軸方向長さＷが小さすぎたため、視認性の低下を招いた例である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 電縫管
１ａ 外周面
２ 金属帯
２ａ 端部
１０ 電縫管本体
１０ａ 外周面
１１ 電縫溶接部
１１ａ ビード切削面
１２ ビード
１３ 熱影響部
２０ ノッチ
３１ スクイズロール
３２ 切削治具
４０ ローレット加工治具
４１ ホルダー
４１ａ 支持部
４１ｂ 挿通孔
４２ ローレット駒
４２ａ 外周面
４２ｂ 中心孔
４２ｃ 小径部
４２ｄ 大径部
４３ シャフト
４３ａ シャフト頭部
４３ｂ 雌ねじ部
４３ｃ シャフト軸部
４３ｄ 流路
４４ 転がり軸受け
４４ａ 外輪
４４ｂ 内輪
４４ｃ 転動体
４４ｄ 側面開口部
４４ｅ シール
４４ｆ 隙間部
４５ ナット
４６ カラー
Ｐ 金属帯走行方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に走行する金属帯を筒状に成形し、前記金属帯の板幅方向両端部を電縫溶接する電縫管の製造方法において、
前記電縫管の電縫溶接部において当該電縫管の外周面から突出するビードを切削するビード切削工程と、
前記電縫管の外周面の前記電縫溶接部に対応する部位に金属帯走行方向に沿ってノッチを刻印する刻印工程とを有すること
を特徴とする電縫管の製造方法。
【請求項２】
前記刻印工程では、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に前記ノッチを刻印すること
を特徴とする請求項１記載の電縫管の製造方法。
【請求項３】
前記刻印工程では、最終製品の管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように前記ノッチを刻印すること
を特徴とする請求項１又は２記載の電縫管の製造方法。
【請求項４】
前記刻印工程では、ローレット加工により前記ノッチを金属帯走行方向に間隔を空けて刻印すること
特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の電縫管の製造方法。
【請求項５】
前記刻印工程では、切削加工により金属帯走行方向に連続的に延びる前記ノッチを刻印すること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の電縫管の製造方法。
【請求項６】
前記刻印工程では、ホルダーと、前記ホルダーにより支持されたシャフトと、前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、前記ローレット駒が前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されたローレット加工治具を用いてローレット加工すること
を特徴とする請求項４記載の電縫管の製造方法。
【請求項７】
筒状に成形された金属帯の板幅方向両端部が電縫溶接されてなる電縫管において、
電縫管本体の電縫溶接部において当該電縫管本体の外周面から突出するビードが切削されてなり、前記電縫溶接部に対応する部位に前記電縫管本体の外周面より窪むように管軸方向に沿ってノッチが形成されていること
を特徴とする電縫管。
【請求項８】
前記ノッチは、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に形成されていること
を特徴とする請求項７記載の電縫管。
【請求項９】
前記ノッチは、最終製品の管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように形成されていること
を特徴とする請求項７又は８記載の電縫管。
【請求項１０】
前記ノッチは、管軸方向に間隔を空けて形成されていること
を特徴とする請求項７〜９の何れか１項記載の電縫管。
【請求項１１】
前記ノッチは、管軸方向に連続的に延びて形成されていること
を特徴とする請求項７〜９の何れか１項記載の電縫管。
【請求項１２】
ホルダーと、
前記ホルダーにより支持されたシャフトと、
前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、
前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、
前記ローレット駒は、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていること
を特徴とするローレット加工治具。
【請求項１３】
前記ホルダーは、互いに間隔を空けて設けられた一対の支持部を有し、
前記シャフトは、前記一対の支持部により支持され、
前記ローレット駒は、前記一対の支持部間に配置され、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていること
を特徴とする請求項１２記載のローレット加工治具。
【請求項１】
連続的に走行する金属帯を筒状に成形し、前記金属帯の板幅方向両端部を電縫溶接する電縫管の製造方法において、
前記電縫管の電縫溶接部において当該電縫管の外周面から突出するビードを切削するビード切削工程と、
前記電縫管の外周面の前記電縫溶接部に対応する部位に金属帯走行方向に沿ってノッチを刻印する刻印工程とを有すること
を特徴とする電縫管の製造方法。
【請求項２】
前記刻印工程では、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に前記ノッチを刻印すること
を特徴とする請求項１記載の電縫管の製造方法。
【請求項３】
前記刻印工程では、最終製品の管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように前記ノッチを刻印すること
を特徴とする請求項１又は２記載の電縫管の製造方法。
【請求項４】
前記刻印工程では、ローレット加工により前記ノッチを金属帯走行方向に間隔を空けて刻印すること
特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の電縫管の製造方法。
【請求項５】
前記刻印工程では、切削加工により金属帯走行方向に連続的に延びる前記ノッチを刻印すること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の電縫管の製造方法。
【請求項６】
前記刻印工程では、ホルダーと、前記ホルダーにより支持されたシャフトと、前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、前記ローレット駒が前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されたローレット加工治具を用いてローレット加工すること
を特徴とする請求項４記載の電縫管の製造方法。
【請求項７】
筒状に成形された金属帯の板幅方向両端部が電縫溶接されてなる電縫管において、
電縫管本体の電縫溶接部において当該電縫管本体の外周面から突出するビードが切削されてなり、前記電縫溶接部に対応する部位に前記電縫管本体の外周面より窪むように管軸方向に沿ってノッチが形成されていること
を特徴とする電縫管。
【請求項８】
前記ノッチは、前記電縫溶接部の部位を視認により識別可能とするため当該電縫溶接部に対応する部位に形成されていること
を特徴とする請求項７記載の電縫管。
【請求項９】
前記ノッチは、最終製品の管軸方向長さが０．１ｍｍ以上となるように形成されていること
を特徴とする請求項７又は８記載の電縫管。
【請求項１０】
前記ノッチは、管軸方向に間隔を空けて形成されていること
を特徴とする請求項７〜９の何れか１項記載の電縫管。
【請求項１１】
前記ノッチは、管軸方向に連続的に延びて形成されていること
を特徴とする請求項７〜９の何れか１項記載の電縫管。
【請求項１２】
ホルダーと、
前記ホルダーにより支持されたシャフトと、
前記シャフトが挿通された環状のローレット駒と、
前記シャフトと前記ローレット駒との間に介装された転がり軸受けとを備え、
前記ローレット駒は、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていること
を特徴とするローレット加工治具。
【請求項１３】
前記ホルダーは、互いに間隔を空けて設けられた一対の支持部を有し、
前記シャフトは、前記一対の支持部により支持され、
前記ローレット駒は、前記一対の支持部間に配置され、前記転がり軸受けにより前記シャフトに対して回転自在に支持されていること
を特徴とする請求項１２記載のローレット加工治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１０７１０８（Ｐ２０１３−１０７１０８Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４１７３（Ｐ２０１１−２５４１７３）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００６６５５）新日鐵住金株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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