JP2001121210A - Tapered metal tube, and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a tapered metal tube which is free from any fluctuation in wall thickness in the tapering, unnecessary for annealing during the tapering, and free from any buckling or bulging, and the tapered tube with its wall thickness same as that of a stock tube and uniform. SOLUTION: A straight tube as large in diameter as a large diameter part of a product tapered metal tube is used for a stock tube, a part of the stock tube is notched to form a notched tube 40 leaving behind an arc-shaped section of the same curvature as that of the stock tube so that the circumferential length of the outer circumferential surface is the same as the outer circumferential length of each section of the product tapered metal tube, this notched tube is pressed into a die hole 51 having the inner contour shape same as the outer contour shape of the tapered metal tube, notched edge parts are abutted on each other, and the abutted portions are welded to form the tapered metal tube.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、機械構造部材や建
築構造部材等に用いる外径が長手方向に徐変するテーパ
部を有する金属管、所謂テーパ金属管とその製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal tube having a tapered portion whose outer diameter gradually changes in a longitudinal direction, that is, a so-called tapered metal tube used for a mechanical structural member or a structural structural member, and a method of manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】機械構造部材や建築構造部材等には種々
のテーパ金属管（以下、単にテーパ管と記す）が使用さ
れている。2. Description of the Related Art Various tapered metal pipes (hereinafter simply referred to as tapered pipes) are used for mechanical structural members and building structural members.

【０００３】図１は、テーパ管の例を示す部分断面図
で、本発明の製造対象となるテーパ管ある。図１（イ）
に示すテーパ管１は、太径のストレート部１ａ、テーパ
部１ｂ、細径のストレート部１ｃで構成されている。ま
た、細径ストレート部１ｃと大径部１ａの一方または双
方の無いテーパ管もある。テーパ部１ｂは、全長が一様
な傾斜である場合と、途中で傾斜が変化する場合があ
る。FIG. 1 is a partial sectional view showing an example of a tapered tube, which is a tapered tube to be manufactured in the present invention. Fig. 1 (a)
The tapered tube 1 shown in FIG. 1 includes a large-diameter straight portion 1a, a tapered portion 1b, and a small-diameter straight portion 1c. There is also a tapered tube without one or both of the small diameter straight portion 1c and the large diameter portion 1a. The taper portion 1b has a case where the entire length has a uniform inclination, and a case where the inclination changes midway.

【０００４】図１（ロ）に示すテーパ管２は、複数のテ
ーパ部２ｂ、２ｄの間にストレート部２ｃを有するもの
である。テーパ管１、２は、太径側管端から細径側管端
に向かって途中で少なくとも外径が増加しない形状であ
るが、図１（ハ）に示すテーパ管３のように、両管端が
細径で、途中が太径のテーパ管もある。これらテーパ管
は、機械構造部材、建築構造部材のほか、照明柱など広
範囲の用途に供されている。A tapered tube 2 shown in FIG. 1B has a straight portion 2c between a plurality of tapered portions 2b and 2d. The tapered tubes 1 and 2 have a shape in which at least the outer diameter does not increase on the way from the large-diameter side tube end to the small-diameter side tube end, but as in the tapered tube 3 shown in FIG. Some tapered tubes have a small diameter at the end and a large diameter in the middle. These tapered tubes are used in a wide range of applications such as lighting columns as well as mechanical structural members and building structural members.

【０００５】テーパ管を製造する従来の方法は、所定形
状に切断した金属板をテーパ管状に丸め、長手方向に溶
接して製造する方法と、溶接管あるいは継ぎ目無し管を
素材としてテーパ管形状に成形する方法に大別される。
本発明の製造方法は後者に属するものである。なお、金
属板から製造する場合は、金属板を丸めた場合に目的と
するテーパ管形状になるように素材の金属板を切断する
必要があり、材料歩留りがわるく、またその長い金属板
を円形断面のテーパ管形状に曲げ成形するのに数工程要
するために加工能率がわるい。さらに、成形のための数
セットの金型とプレス設備がが必要となるという欠点が
あり、量産に適していない。Conventional methods for manufacturing a tapered pipe include a method in which a metal plate cut into a predetermined shape is rounded into a tapered pipe and welded in the longitudinal direction, and a method in which a welded pipe or a seamless pipe is used as a material to form a tapered pipe. It is roughly divided into molding methods.
The production method of the present invention belongs to the latter. When manufacturing from a metal plate, it is necessary to cut the metal plate of the material so that the desired tapered tube shape is obtained when the metal plate is rounded, so that the material yield is low and the long metal plate is rounded. Since several steps are required to bend into a tapered tube shape in cross section, processing efficiency is poor. Furthermore, there is a disadvantage that several sets of dies and press equipment are required for molding, and it is not suitable for mass production.

【０００６】まず、テーパ管１を例にとって、金属管を
素材とした従来の代表的な３種類の製造方法について説
明する。First, three typical conventional manufacturing methods using a metal pipe as a raw material will be described, taking the tapered pipe 1 as an example.

【０００７】図２は、第１の方法であるダイス絞り加工
法を説明するための従断面図である。図２（イ）は、製
品テーパ管の太径部の外径と同じ外径ｄａ、肉厚ｔａの
素管１０をリング状ダイス１１の導入部１１ａに挿入し
た状態を示す。リング状ダイス１１には製品テーパ部１
ｂと同一傾斜の絞り部１１ｂが設けられている。素管１
０の後端部を図示しない駆動装置によって押し金１２を
前進せしめ、素管先頭部から徐々に外径を絞っていく。
図２（ロ）は、後端側に製品太径部１ａの長さＬａを残
して１回目の絞り加工を終了した状態を示す。この後、
細径側の外径をさらに減少させる絞り加工を繰り返し、
製品テーパ管に仕上げる。FIG. 2 is a sectional view for explaining a die drawing method which is a first method. FIG. 2A shows a state in which the base tube 10 having the same outer diameter da and the same thickness ta as the outer diameter of the large diameter portion of the product tapered tube is inserted into the introduction portion 11a of the ring-shaped die 11. The ring-shaped die 11 has a product tapered portion 1
An aperture 11b having the same inclination as that of the aperture 11b is provided. Raw pipe 1
The pusher 12 is advanced by the drive unit (not shown) at the rear end of the tube 0, and the outer diameter is gradually reduced from the head of the raw tube.
FIG. 2B shows a state in which the first drawing has been completed while leaving the length La of the product large-diameter portion 1a on the rear end side. After this,
Repeat drawing process to further reduce the outer diameter on the small diameter side,
Finish to product taper tube.

【０００８】この方法には、問題点が４つある。This method has four problems.

【０００９】第１は、図２の素管１０の肉厚外径比（ｔ
ａ／ｄａ）が小さいほど、またテーパ管１の太径部と細
径部の外径差あるいはテーパ部の長さが大きいほど絞り
回数が増加し、製造能率が低下することである。その理
由は、素管をダイスに押し込む場合に発生する挫屈やバ
ルジングを防止するためには、１回のダイス押し込みに
要する力を減少させる必要があるためである。図２
（ハ）は、挫屈１３が発生した状態を示す図で、図２
（ニ）はバルジング１４の発生状態を示す図である。第
２は、絞り加工に伴う材料の加工硬化による押し込み力
の増加が上記挫屈を生じ易くするので、場合によっては
中間焼鈍が必要になり、コストがかさむことである。First, the outside diameter ratio (t) of the tube 10 shown in FIG.
The smaller the ratio a / da), the larger the difference in outer diameter between the large diameter portion and the small diameter portion of the tapered tube 1 or the length of the tapered portion, the greater the number of times of drawing, and the lower the manufacturing efficiency. The reason is that in order to prevent buckling and bulging that occur when the raw tube is pushed into the die, it is necessary to reduce the force required to push the die once. FIG.
FIG. 2C shows a state in which buckling 13 has occurred.
(D) is a diagram showing the state of occurrence of bulging 14. Second, the increase in the indentation force due to the work hardening of the material accompanying drawing causes the above-mentioned buckling to occur easily, so that intermediate annealing is required in some cases, and the cost is increased.

【００１０】第３は、ダイスとの摩擦が材料の押し込み
力を増加させ、上記挫屈１３やバルジング１４が発生し
易くなるので、材料に潤滑処理を施す必要があることで
ある。Thirdly, since the friction with the die increases the pushing force of the material and the buckling 13 and the bulging 14 are easily generated, it is necessary to lubricate the material.

【００１１】第４は、絞り加工部が増肉するので、長手
方向に均等肉厚の素管を使用した場合には、太径部から
細径部に向かって肉厚が大きくなるテーパ管になること
である。したがって、全長が均一肉厚のテーパ管と比較
して重量が増加する。もちろん、増肉を見込んで素管長
手方向の肉厚分布をあらかじめ切削加工で調整しておく
ことも考えられるが、肉厚分布の決定には時間を要し、
コストと手間の点からも実用的でない。Fourth, since the thickness of the drawn portion is increased, when a raw pipe having a uniform thickness in the longitudinal direction is used, a tapered pipe whose wall thickness increases from the large diameter portion to the small diameter portion is used. It is becoming. Therefore, the weight is increased as compared with a tapered tube having a uniform overall thickness. Of course, it is conceivable to adjust the wall thickness distribution in the longitudinal direction of the raw tube in advance by cutting in anticipation of wall thickness increase, but it takes time to determine the wall thickness distribution,
It is not practical in terms of cost and labor.

【００１２】図３は、第２の方法であるスピニング加工
法を説明するための縦断面図である。図３（イ）は、製
品テーパ管の太径部の外径と同じ外径ｄａ、肉厚ｔａの
素管２０の片端をチャック２１で把持し、他方の管端に
内径部を支持する回転自在の芯金２２を差し込み、回転
自在の成形ロール２３を待機させた状態を示す。なお、
成形ロール２３は円周方向に複数個配置されている場合
もある。チャック２１を図示しない駆動装置によって回
転させ、成形ロール２３を図示しない駆動装置によって
素管２０に押しつけながら、矢印２４のような軌跡で数
パスの送りを繰り返し、徐々に材料径を絞っていく。こ
の過程で、芯金２２は管端部の振れ回りを防止する役割
を果たし、材料長さの増加とともに徐々に後退させる。
図３（ロ）はスピニング加工が終了した状態を示し、半
成品２０ａの芯金２２が差し込まれている余長部２４を
切り捨てて製品テーパ管が得られる。FIG. 3 is a longitudinal sectional view for explaining a spinning method as a second method. FIG. 3A shows a rotation in which one end of a base tube 20 having the same outer diameter da and the same thickness ta as the outer diameter of the large diameter portion of the product tapered tube is gripped by the chuck 21 and the inner diameter portion is supported by the other tube end. A state in which a free metal core 22 is inserted and a rotatable forming roll 23 is on standby is shown. In addition,
A plurality of forming rolls 23 may be arranged in the circumferential direction. The chuck 21 is rotated by a driving device (not shown), and while the forming roll 23 is pressed against the raw tube 20 by the driving device (not shown), the feeding of several passes is repeated along a locus as indicated by an arrow 24 to gradually narrow the material diameter. In this process, the core metal 22 plays a role of preventing whirling of the pipe end, and is gradually retracted as the material length increases.
FIG. 3B shows a state in which the spinning process has been completed, and the extra length 24 of the semi-finished product 20a into which the core metal 22 is inserted is cut off to obtain a product tapered tube.

【００１３】このスピニング加工法には問題点が３つあ
る。This spinning method has three problems.

【００１４】第１は、薄肉管の場合に絞り断面に図３
（ハ）に示す如き挫屈２５が発生しないように１パスあ
たりの径方向の成形ロールの送り量が制約され、加工能
率が低下することである。First, in the case of a thin-walled tube, the drawing section is shown in FIG.
(3) The feed amount of the forming roll in the radial direction per pass is restricted so that the buckling 25 as shown in (c) does not occur, and the processing efficiency is reduced.

【００１５】第２は、成形ロールの軸方向送りに伴って
材料に軸方向の引張力が作用するので、材料の延性が乏
しい場合には亀裂が発生し易いことである。この場合に
は中間焼鈍が必要となり、生産性が低下すると共に、コ
ストアップになってしまう。第３は、テーパ部および細
径部の肉厚を所定寸法に仕上げるために成形ロール２３
の径方向および軸方向の送りパターンを複雑に調整する
必要があり、製品テーパ管の形状毎の条件出しに工数が
かかることである。Second, since a tensile force acts in the axial direction on the material as the forming roll is fed in the axial direction, cracks are likely to occur when the ductility of the material is poor. In this case, intermediate annealing is required, which lowers productivity and increases cost. Third, in order to finish the thickness of the tapered portion and the small diameter portion to a predetermined size, the forming rolls 23 are required.
It is necessary to adjust the radial and axial feed patterns in a complicated manner, and it takes a lot of man-hours to determine the conditions for each shape of the product tapered tube.

【００１６】図４は、第３の方法であるスエージ加工法
を説明するための断面図である。FIG. 4 is a sectional view for explaining a swaging method which is a third method.

【００１７】図４（イ）はセグメントダイスの細径側正
面図、図４（ロ）は、周方向に分割された複数のセグメ
ントダイス３１に右方から製品のテーパ管の太径部と同
じ外径ｄａ、肉厚ｔａの素管３０を送る機能、要すれば
回転機能を有するチャック３２で把持してダイス内に挿
入した加工開始時点の状態を示す。セグメントダイス３
１は、図示しない駆動装置によって径方向に同期して高
速で上下動し、閉じた状態での内郭形状は製品テーパ管
の外郭形状と同一である。FIG. 4 (a) is a front view of the small diameter side of the segment die, and FIG. 4 (b) is the same as the large diameter portion of the tapered tube of the product from the right to a plurality of segment dies 31 divided in the circumferential direction. This shows the state at the start of processing in which the raw tube 30 having the outer diameter da and the wall thickness ta is fed by a chuck 32 having a function of rotating, if necessary, and inserted into a die. Segment dice 3
Numeral 1 moves up and down at high speed in synchronization with a radial direction by a driving device (not shown), and the inner shape in the closed state is the same as the outer shape of the product tapered tube.

【００１８】素管３０の先頭部はセグメントダイス３１
の上下動によって衝撃的にたたかれて外径が減少し、セ
グメントダイスが開いた瞬間にチャック３２による前進
と要すれば回転が加えられる。これを繰り返すことによ
ってスエージ加工が進行し、最終的に図４（ニ）の状態
に至って加工が完了し、製品テーパ管が得られる。The leading end of the pipe 30 is a segment die 31.
The outer diameter is reduced by being struck by the impact of the up and down movement, and at the moment when the segment dies are opened, the chuck 32 is advanced by rotation if necessary. By repeating this, swage processing progresses and finally reaches the state shown in FIG. 4D, and the processing is completed, and a product tapered pipe is obtained.

【００１９】このスエージ加工には問題点が３つある。This swaging has three problems.

【００２０】第１は、製品テーパ部が長くなるにつれ
て、あるいは材料の強度と肉厚が増加するにつれてセグ
メントダイスに加わる反力が増加するので、設備能力か
らセグメントダイスの長さが制約されることである。し
たがって、製品形状や材料の強度と肉厚によってはセグ
メントダイスを数回交換してスエージ加工を繰り返す必
要があり、製造能率が低下してしまう。First, the reaction force applied to the segment die increases as the product taper portion becomes longer or as the strength and thickness of the material increase, so that the length of the segment die is restricted by the equipment capacity. It is. Therefore, depending on the product shape and the strength and thickness of the material, it is necessary to replace the segment dies several times and repeat the swage processing, which lowers the production efficiency.

【００２１】第２は、ダイス絞り法と同様、径の減少と
ともに肉厚増加が進み、長手方向に不均一な肉厚のテー
パ管になってしまうことである。Second, similarly to the die drawing method, the wall thickness increases as the diameter decreases, resulting in a tapered tube having a non-uniform wall thickness in the longitudinal direction.

【００２２】第３は、溶接素管を使用した場合、硬度が
高い溶接部の増肉が他の部位よりも小さいので、図４
（ニ）に示すように溶接部３３に凹み３４が形成され、
これがノッチ状に成長し、亀裂に至ることである。これ
を防止するには、あらかじめ素管を焼準などの熱処理を
行って溶接部の硬度を他の部位と同等にしておく必要が
あり、コストアップになる。Third, in the case of using a welding pipe, the thickness of the welded portion having a high hardness is smaller than that of the other portions.
As shown in (d), a recess 34 is formed in the welded portion 33,
This leads to notch growth and cracking. In order to prevent this, it is necessary to heat-treat the raw tube in advance, such as normalizing, to make the hardness of the welded portion equal to that of other portions, which increases the cost.

【００２３】[0023]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、直金
属管を素材としてテーパ管を製造する場合において、テ
ーパ加工時に肉厚変動がなく、加工途中での焼鈍が不要
で、また挫屈やバルジングを発生させない製造方法およ
び肉厚が素管のままで均一なテーパ管を提供することで
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to produce a tapered pipe using a straight metal pipe as a raw material, so that there is no change in wall thickness during taper processing, no annealing is required during the processing, and buckling occurs. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method that does not cause bulging or bulging, and to provide a tapered tube having a uniform thickness without changing the wall thickness.

【００２４】[0024]

【課題を解決するための手段】従来の製造方法における
前記諸問題は、テーパ部および細径部を形成するための
外径減少加工に起因するものである。本発明者は、テー
パ部および細径部を周方向に金属自身を縮み変形させる
ことなしに成形する加工方法を開発するため検討重ねた
結果、テーパ部および細径部をあたかも板を曲げるよう
な状況で加工すればよいとの知見を得るに至った。本発
明はこの知見に基づきなされたもので、その要旨は以下
の通りである。The above-mentioned problems in the conventional manufacturing method are caused by an outer diameter reduction process for forming a tapered portion and a small-diameter portion. The present inventor has repeatedly studied to develop a processing method for forming the tapered portion and the small diameter portion without shrinking and deforming the metal itself in the circumferential direction, and as a result, the tapered portion and the small diameter portion are as if a plate were bent. He came to the knowledge that processing should be carried out under the circumstances. The present invention has been made based on this finding, and the gist is as follows.

【００２５】（１）一管端が太径、他管端が細径で、太
径側管端から細径側管端に向かって外径が大きくなる領
域がなく、かつ外径が漸減する一つまたは複数のテーパ
部を有するテーパ金属管であって、テーパ金属管の肉厚
が素管のままであるテーパ金属管。(1) One pipe end has a large diameter and the other pipe end has a small diameter. There is no region where the outer diameter increases from the large-diameter pipe end toward the small-diameter pipe end, and the outer diameter gradually decreases. A tapered metal pipe having one or a plurality of tapered portions, wherein the thickness of the tapered metal pipe remains a bare pipe.

【００２６】（２）両管端が細径で、両管端間に１つの
太径部を有し、太径部から両管端に向かっては外径が大
きくなる領域がなく、かつ外径が漸減する一つまたは複
数のテーパ部を有するテーパ金属管であって、テーパ金
属管の肉厚が素管のままであるテーパ金属管。(2) Both pipe ends have a small diameter, one large diameter portion is provided between both pipe ends, and there is no region where the outer diameter increases from the large diameter portion toward both pipe ends. A tapered metal tube having one or a plurality of tapered portions whose diameter gradually decreases, wherein the thickness of the tapered metal tube remains a bare tube.

【００２７】（３）素管として、製品テーパ金属管の太
径部と同径の直管を用い、製品テーパ金属管の各部断面
の外周長と同一の外周面周長になるように、素管の曲率
と同一曲率の円弧断面を残して素管の一部を切り取って
切り欠き管とし、この切り欠管を前記製品テーパ金属管
の外郭形状と同じ内郭形状を有するダイス孔に押し込
み、切り欠きエッジ部同士を当接せしめ、次いで当接部
を溶接してテーパ金属管となす上記（１）または（２）
に記載のテーパ金属管の製造方法。 （４）製品テーパ金属管の外郭形状と同じ内郭形状を有
するダイス孔内に、前記製品テーパ金属管の内郭形状と
同一の外郭形状を有する芯金を挿入し、この芯金と前記
ダイス間に間隙を設け、この間隙に請求項３に記載の切
り欠き管をその管端から押し込み、切り欠きエッジ部同
士を当接せしめ、次いで当接部を溶接してテーパ金属管
となす上記（１）または（２）に記載のテーパ金属管の
製造方法。(3) A straight pipe having the same diameter as the large diameter part of the product tapered metal pipe is used as the base pipe, and the raw pipe is made to have the same outer circumference as the outer circumference of each section of the product tapered metal pipe. Cut a part of the raw tube into a notched tube, leaving an arc cross section having the same curvature as the curvature of the tube, and push the cut tube into a die hole having the same inner shape as the outer shape of the product tapered metal tube, (1) or (2), wherein the notched edges are brought into contact with each other, and then the contact is welded to form a tapered metal tube.
3. The method for producing a tapered metal tube according to item 1. (4) A core having the same outer shape as the inner shape of the product tapered metal tube is inserted into a die hole having the same inner shape as the outer shape of the product tapered metal tube. A gap is provided between the pipes, and the notched pipe according to claim 3 is pushed into the gap from the end of the pipe to bring the notched edges into contact with each other, and then the abutting section is welded to form a tapered metal pipe. The method for producing a tapered metal tube according to (1) or (2).

【００２８】[0028]

【発明の実施の形態】図１（イ）に示したテーパ管１を
製造する本発明の製造方法について以下に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing the tapered tube 1 shown in FIG.

【００２９】素管としては、製品のテーパ金属管の大径
部と同じ外径と肉厚の継ぎ目無し管あるいは電気抵抗溶
接管あるいはレーザ溶接管を用いることができる。As the raw tube, a seamless tube, an electric resistance welded tube or a laser welded tube having the same outer diameter and thickness as the large diameter portion of the tapered metal tube of the product can be used.

【００３０】先ず、素管を、テーパ金属管の各部断面の
外周長と同一の外周面周長になるように、素管の曲率と
同一曲率の円弧断面を残して素管の一部を切り取って切
り欠き管とする。First, a part of the raw tube is cut out so as to have an arc-shaped cross section having the same curvature as that of the raw tube so that the outer peripheral surface of the tapered metal tube has the same outer peripheral length as the outer peripheral length of each section. With a notched tube.

【００３１】図５は、切り欠き管の形状を示す図で、図
５（イ）は素管の全体形状を示し、図５（ロ）および
（ハ）は、図５（イ）のｃ−ｃ断面およびｂ−ｂ断面を
示す。切り欠き素管４０には、製品テーパ管の太径部に
相当する長さＬａの部位４０ａを残して、製品テーパ部
に相当する長さＬｂの部位４０ｂおよび製品細径部に相
当する長さＬｃの部位４０ｃには切り欠き４１が設けら
れており、あたかも板を曲げたごとき形状をしている。
なお、細径部相当部位４０ｃの長さＬｃについては、後
述の溶接後の端部切り捨てを考慮して製品細径部よりも
若干長くしておいてもよい。FIG. 5 is a view showing the shape of the notched tube. FIG. 5 (a) shows the entire shape of the raw tube, and FIGS. 5 (b) and 5 (c) show c- in FIG. 5 (a). The c section and the bb section are shown. The notched element tube 40 has a portion 40a having a length La corresponding to the large diameter portion of the product taper tube, a portion 40b having a length Lb corresponding to the product taper portion, and a length corresponding to the product small diameter portion. A cutout 41 is provided in the portion 40c of Lc, and has a shape as if a plate was bent.
In addition, the length Lc of the portion 40c corresponding to the small-diameter portion may be slightly longer than the product small-diameter portion in consideration of truncation after welding, which will be described later.

【００３２】図５（イ）のｃ−ｃ断面およびｂ−ｂ断面
では、図５（ロ）および（ハ）に示すように、それぞれ
の断面におけるエッジ間の周長Ｓｃ、Ｓｂは製品テーパ
管１のそれぞれの断面位置における周長と略々同一であ
る。すなわち、切り欠き４１の形状は製品テーパ管１の
長手方向の周長変化に合わせて決定される。図１
（ロ）、（ハ）に示すテーパ管２、３の場合でも同様で
ある。これら切り欠き加工は、数値制御のレーザ切断機
などを用いれば、能率的におこなうことができる。次
に、切り欠き素管４０をテーパ管１の形状に成形する方
法を説明する。In the cc section and the bb section in FIG. 5A, as shown in FIGS. 5B and 5C, the peripheral lengths Sc and Sb between the edges in each section are the product tapered pipes. 1 is substantially the same as the circumference at each cross-sectional position. That is, the shape of the notch 41 is determined according to the change in the circumferential length of the product tapered tube 1 in the longitudinal direction. FIG.
The same applies to the tapered tubes 2 and 3 shown in (b) and (c). These notches can be efficiently performed by using a numerically controlled laser cutting machine or the like. Next, a method of forming the notched tube 40 into the shape of the tapered tube 1 will be described.

【００３３】図６は、成形方法を説明するための縦断面
図である。図６（イ）は、固定されたダイス５０のダイ
ス孔５１に切り欠き素管４０の切り欠き側管端を差し込
んだ状態を示す。ダイス孔５１の内郭部は、素管外径と
略々同径の導入部５０ａ、製品テーパ部１ｂの外郭形状
と同一の内郭形状のテーパ部５０ｂ、製品細径部１ｃと
同径の細径部５０ｃで構成される。ダイス５０は一体品
でもよいが、成形後の材料の取り出しを容易にするため
には上下分割の半割り構造とし、プレス装置で開閉でき
るようにしておくことが望ましい。FIG. 6 is a longitudinal sectional view for explaining the molding method. FIG. 6A shows a state in which the notched tube end of the notched base tube 40 is inserted into the die hole 51 of the fixed die 50. The inner portion of the die hole 51 has an introduction portion 50a having substantially the same diameter as the outer diameter of the raw tube, a tapered portion 50b having the same inner shape as the outer shape of the product taper portion 1b, and a product having the same diameter as the product small diameter portion 1c. It is composed of a small diameter portion 50c. Although the die 50 may be an integral product, it is preferable that the die 50 has a half-split structure in which the material is formed into upper and lower parts so that the material can be easily opened and closed by a press device.

【００３４】切り欠き素管４０の後端を図示しない駆動
装置によって押し金５２でダイス孔に向かって押し込
み、図６（ロ）に示すように、切り欠き部が管端から徐
々に閉じながら成形されていく。この時、材料はダイス
孔テーパ部に沿って周方向に曲げられていく。図６
（ハ）は、切り欠きが全長にわたって閉じて切り欠きエ
ッジ当接部４１ａとなり、押し込みが完了した状態を示
す。次いで、押し金５２を後退させてテーパ管半成品を
取り出す。なお、図１（ロ）に示したテーパ部を複数有
するテーパ管の場合には、その外郭形状と同じ内郭形状
を有するダイスを使用すればよいことは言うまでもな
い。テーパ管半製品を取り出した後は、切り欠きエッジ
当接部４１ａをレーザ溶接などの手段で接合し、必要に
応じて細径側管端を切り揃えてテーパ管１が得られる。
なお、切り欠きエッジ当接部４１ａのアーク溶接のため
に開先加工が必要な場合には、素管４０の切り欠き４１
にそのような形状を加工しておけばよい。The rear end of the notched tube 40 is pushed into the die hole by a pusher 52 by a driving device (not shown), and the notch is formed while gradually closing from the tube end as shown in FIG. Will be done. At this time, the material is bent in the circumferential direction along the die hole taper portion. FIG.
(C) shows a state in which the notch is closed over the entire length to form the notch edge contact portion 41a, and the pushing is completed. Next, the presser 52 is moved backward to take out the tapered tube semi-finished product. In the case of the tapered tube having a plurality of tapered portions shown in FIG. 1B, it goes without saying that a die having the same inner shape as the outer shape may be used. After taking out the tapered tube semi-finished product, the notch edge contact portion 41a is joined by means such as laser welding, and the tapered tube end is trimmed as needed to obtain the tapered tube 1.
In addition, when groove processing is necessary for arc welding of the notch edge contact portion 41a, the notch 41 of the raw tube 40 is required.
Such a shape may be processed beforehand.

【００３５】図７は、予め開先加工を施した切り欠きエ
ッジが当接した状態での開先８０を示す図である。FIG. 7 is a view showing the groove 80 in a state where the notched edge which has been subjected to the groove processing in advance abuts.

【００３６】ところで、切り欠き素管４０が薄肉の場合
には、図６に示した成形方法において、管端部の切り欠
きエッジが重なってしまうことがある。そのような場合
には、下記のような製造方法が有効である。When the notched tube 40 is thin, the notched edges at the tube ends may overlap in the forming method shown in FIG. In such a case, the following manufacturing method is effective.

【００３７】図８は、切り欠きエッジが重なった状態
（図８（イ））およびエッジの重なりを防止する方法を
説明するための図（図８（ロ））である。FIG. 8 is a diagram (FIG. 8B) for explaining a state in which notched edges are overlapped (FIG. 8A) and a method for preventing edges from overlapping.

【００３８】図８（ロ）に示すように、ダイス孔５１の
中に素管肉厚よりも僅かに大きい隙間６２を保って芯金
６０が差し込まれている。芯金６０はマンドレル６１に
連結支持され、マンドレル６１は図示しない駆動装置に
よって中空の押し金５２ａを貫通して前進後退可能とな
っている。押し金５２ａで切り欠き素管４０をダイス孔
５１に押し込むことにより、材料は隙間６２に沿って前
進しながら徐々に周方向に曲げられ、図８（イ）に示す
ような重なりを生ずることなしに成形することができ
る。成形終了後は、マンドレル６１を後退させて芯金６
０を材料から抜き出し、テーパ管半成品をダイス５０か
ら取り出せばよい。As shown in FIG. 8B, a core metal 60 is inserted into the die hole 51 while maintaining a gap 62 slightly larger than the wall thickness of the base tube. The mandrel 60 is connected and supported by a mandrel 61, and the mandrel 61 can be advanced and retracted through a hollow pusher 52a by a driving device (not shown). By pushing the notched tube 40 into the die hole 51 with the pusher 52a, the material is gradually bent in the circumferential direction while advancing along the gap 62, without causing the overlap as shown in FIG. Can be molded into After the completion of the molding, the mandrel 61 is retracted to remove the core metal 6.
0 may be extracted from the material, and the tapered tube semi-finished product may be extracted from the die 50.

【００３９】図９は、両端にテーパ部と細径部を有する
図１（ハ）に示したテーパ管３の加工方法を説明するた
めの図である。図９に示すように両端を同時加工すれば
能率的に製造することができる。図９（イ）は両管端側
に切り欠き７１、７２を設けた素管７０の片端を左側の
ダイス７３に差し込み、右方よりダイス７４を図示しな
い駆動装置によって前進せしめ、素管７０の両端を把持
した状態を示す。次いでダイス７３、７４の一方あるい
は両方を前進せしめ、切り欠き７１、７２を閉じてい
く。図９（ロ）は成形が終了した状態を示し、ダイス７
３、７４の一方あるいは両方を後退させてテーパ管半成
品を取り出し、切り欠きエッジ当接部７１ａ、７２ａを
溶接してテーパ管３を得ることができる。図６、図８あ
るいは図９に示した加工においては、切り欠き部の材料
はダイステーパ部の形状に沿って曲げられるのみであ
り、肉厚が変動することはない。すなわち、材料の肉厚
は変化せず、長手方向に均一な肉厚のテーパ管を容易に
製造することができる。FIG. 9 is a view for explaining a method of processing the tapered tube 3 shown in FIG. 1C having a tapered portion and a small-diameter portion at both ends. As shown in FIG. 9, if both ends are processed at the same time, it can be manufactured efficiently. FIG. 9 (a) shows one end of a base tube 70 provided with cutouts 71 and 72 on both tube end sides is inserted into a left die 73, and a die 74 is advanced from the right side by a driving device (not shown), and This shows a state where both ends are gripped. Next, one or both of the dies 73 and 74 are advanced, and the notches 71 and 72 are closed. FIG. 9B shows a state in which the molding is completed,
The tapered pipe 3 can be obtained by retreating one or both of the tapered pipes 3 and 74 and taking out the tapered pipe semi-finished product and welding the notched edge contact portions 71a and 72a. In the processing shown in FIG. 6, FIG. 8, or FIG. 9, the material of the notch portion is only bent along the shape of the die taper portion, and the thickness does not change. That is, the thickness of the material does not change, and a tapered tube having a uniform thickness in the longitudinal direction can be easily manufactured.

【００４０】なお、長手方向に肉厚が変化したテーパ管
１を製造する場合には、素管４０の肉厚を切削加工など
によって長手方向に変化させておけばよく、成形後も素
管のままの肉厚となる。When manufacturing the tapered tube 1 whose wall thickness changes in the longitudinal direction, the wall thickness of the raw tube 40 may be changed in the longitudinal direction by cutting or the like. It will be as thick as it is.

【００４１】また、曲げ変形であるのでダイス押し込み
に要する力が小さくて済み、図２で示した従来のダイス
絞り加工法で述べた挫屈１３やバルジング１４を発生さ
せることなく成形できる。したがって、従来のダイス絞
り加工法のような素管の潤滑処理も不要である。さら
に、製品テーパ部および細径部を１回のダイス押し込み
で成形できるので、ダイス絞り加工法、スピニング加工
法あるいはスエージ加工よりも加工能率が優れているこ
とは言うまでもない。Also, because of the bending deformation, the force required for pressing the die is small, and the molding can be performed without generating the buckling 13 and the bulging 14 described in the conventional die drawing method shown in FIG. Therefore, there is no need for lubrication of the raw pipe as in the conventional die drawing method. Further, since the tapered portion and the small diameter portion of the product can be formed by pressing the die once, it goes without saying that the processing efficiency is superior to the die drawing method, the spinning method or the swage processing.

【００４２】[0042]

【実施例】図１（イ）で示した下記寸法のテーパ管を本
発明の製造方法で製造した例を以下に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which a tapered pipe having the following dimensions shown in FIG.

【００４３】 太径部外径（ｄａ） ：７６．３ｍｍ 大径部長さ（Ｌａ） ：３００ｍｍ テーパ部長さ（Ｌｂ）:４００ｍｍ 細径部外径（ｄｃ） ：３４ｍｍ 細径部長さ（Ｌｃ） ：１００ｍｍ 大径、細径、テーパ各部の肉厚（ｔａ） ：４．０ｍｍ 素管は、下記寸法の電気抵抗溶接で製造した機械構造用
炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１１Ａ（溶接まま）を用いた。Large diameter portion outer diameter (da): 76.3 mm Large diameter portion length (La): 300 mm Tapered portion length (Lb): 400 mm Small diameter portion outer diameter (dc): 34 mm Small diameter portion length (Lc): 100 mm Large diameter, small diameter, thickness of each tapered portion (ta): 4.0 mm As the base tube, a carbon steel tube STKM11A for machine structure (as-welded) manufactured by electric resistance welding having the following dimensions was used.

【００４４】外径（ｄａ）：７６．３ｍｍ 肉厚（ｔａ９：４．０ｍｍ 長さ ：８２０ｍｍ この素管を図５に示す形状にレーザ切断により切り欠き
部４１を設けた切り欠き管を作製した。レーザ切断に要
した時間は約２０秒であった。Outer diameter (da): 76.3 mm Wall thickness (ta9: 4.0 mm Length: 820 mm) A notched tube provided with a notched portion 41 by laser cutting this raw tube into the shape shown in FIG. 5 was produced. The time required for laser cutting was about 20 seconds.

【００４５】図５（ロ）に示すｃ−ｃ断面の円弧周長Ｓ
ｃは１０６．８ｍｍであった。The arc circumference S of the cc section shown in FIG.
c was 106.8 mm.

【００４６】この切り欠き管を図６に示す方法でダイス
に押し込み、図６（ハ）に示す形状の半成品を成形し
た。加工所要時間は、素管セットから半成品取り出しま
で３０秒であった。次いで半成品の切り欠きエッジ当接
部４１ａをレーザ溶接し、細径側管端余長部を切断して
テーパ管とした。溶接の所要時間は約４０秒、製品質量
は４．４５ｋｇであった。The cut tube was pushed into a die by the method shown in FIG. 6 to form a semi-finished product having the shape shown in FIG. The required processing time was 30 seconds from the tube set to the removal of the semi-finished product. Next, the notched edge contact portion 41a of the semi-finished product was laser-welded, and the small-diameter-side tube end excess length portion was cut into a tapered tube. The time required for welding was about 40 seconds, and the product mass was 4.45 kg.

【００４７】次に、各種従来法で同一形状のテーパ管を
成形した。図２で示したダイス絞り加工法では、上記炭
素鋼鋼管と同一外径、肉厚で長さ７２０ｍｍの素管に化
成潤滑皮膜処理をおこなった後、ダイスを交換しながら
４回の絞り加工をおこない、中間焼鈍と化成潤滑皮膜処
理の後、さらに４回のダイス絞りをおこなった。合計８
回のダイス絞りに要した正味加工時間は約５分であっ
た。半成品の細径側管端余長部を切断した製品テーパ管
の細径部肉厚は６ｍｍに増し、質量は５．０３ｋｇであ
った。Next, tapered tubes having the same shape were formed by various conventional methods. In the die drawing method shown in FIG. 2, after forming a chemical lubrication film on a 720 mm long pipe having the same outer diameter and wall thickness as the carbon steel pipe, four times drawing is performed while changing the die. After the intermediate annealing and the chemical conversion lubricating film treatment, the die was further drawn four times. 8 in total
The net processing time required for each die drawing was about 5 minutes. The thickness of the small diameter portion of the product tapered tube obtained by cutting the excess length of the small diameter side tube end of the semi-finished product was increased to 6 mm, and the mass was 5.03 kg.

【００４８】図３で示したスピニング加工法では、上記
炭素鋼鋼管と同一外径、肉厚で長さ６７０ｍｍの素管に
合計１４回のロールパス回数で成形をおこない、半成品
の余長部２４を切断して製品テーパ管１とした。スピニ
ング加工の所要時間は１１分であった。In the spinning method shown in FIG. 3, a blank having the same outer diameter and wall thickness as the above carbon steel pipe and having a length of 670 mm is formed by a total of 14 roll passes, and the extra length 24 of the semi-finished product is formed. This was cut into a product taper tube 1. The time required for the spinning process was 11 minutes.

【００４９】図３で示したスエージ加工法では、上記炭
素鋼鋼管と同一外径、肉厚で長さ７２０ｍｍの素管に９
００℃×５分の焼準処理をおこなった後、まず細径部外
径を５２ｍｍとする１回目のスエージ加工を行い、つい
でセグメントダイスを交換して細径部外径を３４ｍｍに
仕上げる２回目のスエージ加工を実施した。２回のスエ
ージ加工に要した正味加工時間は合計７分であった。半
成品の細径側管端余長部を切断した製品テーパ管の細径
部肉厚は６．５ｍｍ、質量は５．２７ｋｇであった。In the swaging method shown in FIG. 3, a raw pipe having the same outer diameter and wall thickness as the carbon steel pipe and having a length of 720 mm is formed.
After normalizing at 00 ° C. for 5 minutes, the first swage processing is performed to reduce the outer diameter of the narrow portion to 52 mm, and then the segment die is replaced to finish the outer diameter of the narrow portion to 34 mm. Was swaged. The net processing time required for the two swaging operations was a total of 7 minutes. The tapered tube obtained by cutting the excess length of the small-diameter side pipe end of the semi-finished product had a small-diameter portion thickness of 6.5 mm and a mass of 5.27 kg.

【００５０】以上のように、本発明の製造方法で製造し
たテーパ管は、従来法で製造したテーパ管よりも軽量で
あり、かつ、従来法よりもはるかに能率的に製造でき
る。As described above, the tapered tube manufactured by the manufacturing method of the present invention is lighter than the tapered tube manufactured by the conventional method, and can be manufactured much more efficiently than the conventional method.

【００５１】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、成形に伴う加工硬化が
極めて小さく、従来法では中間焼鈍を必要とする材質の
素管を用いた場合でも、焼鈍工程を省略することもで
き、効率よく製造できるばかりでなく、肉厚変化を伴わ
ない曲げ変形による成形法であるので、素管と同一肉厚
のテーパ管を容易に製造することができる。また、従来
法で問題となる挫屈などの不良現象が発生しないので薄
肉厚のテーパ管の製造にも適している。According to the present invention, the work hardening involved in forming is extremely small, and the annealing process can be omitted even in the case of using a raw material tube which requires intermediate annealing in the conventional method. Not only can it be manufactured, but since it is a forming method by bending deformation without a change in thickness, a tapered pipe having the same thickness as the raw pipe can be easily manufactured. In addition, since a failure phenomenon such as buckling, which is a problem in the conventional method, does not occur, it is suitable for manufacturing a thin-walled tapered tube.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】テーパ管の形状を示す部分断面図である。FIG. 1 is a partial sectional view showing the shape of a tapered tube.

【図２】従来のダイス絞り加工方法を説明するための図
である。FIG. 2 is a view for explaining a conventional die drawing method.

【図３】従来のスピニング加工方法および周方向挫屈を
説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining a conventional spinning method and circumferential buckling.

【図４】従来のスエージ加工法および溶接ビード部に形
成される凹み欠陥を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional swaging method and a dent defect formed in a weld bead portion.

【図５】本発明の製造過程における切り欠き管の形状を
示す図である。FIG. 5 is a view showing a shape of a notched tube in a manufacturing process of the present invention.

【図６】本発明の製造方法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the manufacturing method of the present invention.

【図７】溶接開先形状例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a welding groove shape;

【図８】切り欠きエッジの重なりとその防止方法を説明
するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the overlap of notched edges and a method for preventing the overlap.

【図９】本発明の他の製造方法を説明するための図であ
る。FIG. 9 is a view for explaining another manufacturing method of the present invention.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

１、２、３ テーパ管 ３２ チャック １０ ダイス絞り加工用の素管 ３３ 溶接ビード １１ 絞りダイス ４０ 切り欠き管 １２ 押し金 ４１ａ 切り欠きエッ
ジ当接部 ２０ スピニング加工用素管 ５０ ダイス ２１ チャック ５１ ダイス孔 ２２ 芯金 ６１ マンドレル ２３ 成形ロール ７０ 切り欠き素管 ３０ スエージ加工用素管 ８０ 開先 ３１ セグメントダイス1, 2, 3 Tapered pipe 32 Chuck 10 Die drawing base pipe 33 Weld bead 11 Drawing die 40 Notch pipe 12 Pusher 41a Notch edge contact part 20 Spinning base pipe 50 Dice 21 Chuck 51 Die hole Reference Signs List 22 core metal 61 mandrel 23 forming roll 70 notched tube 30 swage processing tube 80 groove 31 segment die

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】一管端が太径、他管端が細径で、太径側管
端から細径側管端に向かって外径が大きくなる領域がな
く、かつ外径が漸減する一つまたは複数のテーパ部を有
するテーパ金属管であって、テーパ金属管の肉厚が素管
のままであることを特徴とするテーパ金属管。1. One end of a pipe has a large diameter and the other end has a small diameter. There is no region where the outside diameter increases from the large-diameter tube end toward the small-diameter tube end, and the outer diameter gradually decreases. A tapered metal pipe having one or a plurality of tapered portions, wherein the thickness of the tapered metal pipe remains unchanged. 【請求項２】両管端が細径で、両管端間に１つの太径部
を有し、太径部から両管端に向かっては外径が大きくな
る領域がなく、かつ外径が漸減する一つまたは複数のテ
ーパ部を有するテーパ金属管であって、テーパ金属管の
肉厚が素管のままであることを特徴とするテーパ金属
管。2. Both ends of the pipe have a small diameter, one large diameter part is provided between both ends, and there is no region where the outer diameter increases from the large diameter part toward the ends of the two pipes. Is a tapered metal tube having one or a plurality of tapered portions, wherein the thickness of the tapered metal tube remains unchanged. 【請求項３】素管として、製品テーパ金属管の太径部と
同径の直管を用い、製品テーパ金属管の各部断面の外周
長と同一の外周面周長になるように、素管の曲率と同一
曲率の円弧断面を残して素管の一部を切り取って切り欠
き管とし、この切り欠管を前記製品テーパ金属管の外郭
形状と同じ内郭形状を有するダイス孔に押し込み、切り
欠きエッジ部同士を当接せしめ、次いで当接部を溶接し
てテーパ金属管となすことを特徴とする請求項１または
２に記載のテーパ金属管の製造方法。3. A straight pipe having the same diameter as the large diameter portion of the product tapered metal pipe is used as the raw pipe so that the outer circumference of the section is the same as the outer circumference of each section of the product tapered metal pipe. Cut out a part of the raw tube leaving a circular cross section with the same curvature as that of the notch to form a notched tube, and push this notched tube into a die hole having the same inner shape as the outer shape of the product tapered metal tube, and cut it. 3. The method for manufacturing a tapered metal tube according to claim 1, wherein the notched edge portions are brought into contact with each other, and then the contact portions are welded to form a tapered metal tube. 【請求項４】製品テーパ金属管の外郭形状と同じ内郭形
状を有するダイス孔内に、前記製品テーパ金属管の内郭
形状と同一の外郭形状を有する芯金を挿入し、この芯金
と前記ダイス間に間隙を設け、この間隙に請求項３に記
載の切り欠管をその管端から押し込み、切り欠きエッジ
部同士を当接せしめ、次いで当接部を溶接してテーパ金
属管となすことを特徴とする請求項１または２に記載の
テーパ金属管の製造方法。4. A core having the same outer shape as the inner shape of the product tapered metal tube is inserted into a die hole having the same inner shape as the outer shape of the tapered product metal tube. A gap is provided between the dies, the notched tube according to claim 3 is pushed into the gap from the end of the die, the notched edges are brought into contact with each other, and then the abutting portion is welded to form a tapered metal tube. The method for manufacturing a tapered metal tube according to claim 1 or 2, wherein: