JP6281429B2

JP6281429B2 - カリバーロール

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Publication number: JP6281429B2
Application number: JP2014143940A
Authority: JP
Inventors: 豪紀下本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2034-07-14
Also published as: JP2016019985A

Description

本発明は、カリバーロールに関し、詳しくは、段付鋼管を製造するときに用いられるカリバーロールに関する。

鋼管の一種として、段付鋼管が知られている。段付鋼管は、例えば、複数の溝を含む。複数の溝の各々は、鋼管の表面に形成され、鋼管の周方向に延びる。複数の溝は、鋼管の軸方向に所定の間隔で並ぶ。段付鋼管は、例えば、鋼管杭等の土木用部材として用いられる。

段付鋼管は、鋼管を加工することで製造される。鋼管の加工には、例えば、複数のカリバーロールが用いられる。カリバーロールは、例えば、特開２０１２−２００７６６号公報に開示されている。

上記公報において、カリバーロールは、ロール本体を備える。ロール本体は、成形溝を含む。成形溝は、ロール本体の外周面に形成されている。成形溝は、段付鋼管を製造するときに、鋼管の表面に接触する。カリバーロールは、凸部をさらに含む。凸部は、成形溝内に形成され、成形溝の内面から突出する。凸部は、棒状部材と、肉盛部とを含む。棒状部材は、ロール本体に埋め込まれている。棒状部材の一部は、成形溝の内面から突出している。肉盛部は、棒状部材のうち、成形溝の内面から突出している部分を覆う。

段付鋼管を製造するときには、複数のカリバーロールの各々を回転可能に配置する。複数のカリバーロールにより、鋼管が通過する成形孔を形成する。成形孔は、各カリバーロールが有する成形溝によって形成される。鋼管が成形孔を通過するとき、凸部が鋼管の表面に対して所定の周期で押し付けられる。これにより、鋼管の軸方向に所定の間隔で並ぶ複数の溝が、鋼管の表面に形成される。その結果、段付鋼管が製造される。

特開２０１２−２００７６６号公報

上述のように、鋼管の表面に溝を形成するときには、凸部が鋼管の表面に押し付けられる。そのため、凸部には、大きな荷重が加わる。その結果、凸部に変形や破損が発生するおそれがある。

本発明の目的は、段付鋼管を製造するときに用いられるカリバーロールにおいて、凸部に変形や破損が発生し難くすることである。

本発明の実施の形態によるカリバーロールは、ロール本体と、アタッチメントとを備える。アタッチメントは、ロール本体に対して着脱可能に配置される。ロール本体は、環状溝と、凹部とを含む。環状溝は、ロール本体の外周面に形成され、ロール本体の中心軸線周りの周方向に全周に亘って延びる。凹部は、ロール本体の外周面に形成され、環状溝を周方向で分断し、アタッチメントが配置される。アタッチメントは、アタッチメント本体と、凸部とを含む。アタッチメント本体は、アタッチメントが凹部に配置されているときに、環状溝に接続される接続溝を有する。凸部は、アタッチメント本体と一体的に形成され、接続溝の内面から突出する。

本発明の実施の形態によるカリバーロールは、凸部に変形や破損が発生し難い。

段付鋼管の製造ライン上に配置されたロールを示す模式図である。図１に示すロールの側面図である。図１に示すロールを構成するカリバーロールの平面図である。図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。図４におけるＶ−Ｖ断面図である。図３に示すカリバーロールを構成するロール本体の平面図である。図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。図３に示すカリバーロールを構成するアタッチメントの側面図である。図９におけるＸ−Ｘ断面図である。図９に示すアタッチメントの平面図である。図９に示すアタッチメントの底面図である。凸部の高さとアタッチメントの幅との関係を説明するための説明図である。凸部の形状の応用例を示す断面図である。アタッチメントのロール本体への取付の応用例を示す断面図である。カリバーロールの応用例を示す側面図である。カリバーロールの他の応用例を示す側面図である。

上記カリバーロールにおいては、凸部がアタッチメント本体と一体的に形成されている。そのため、例えば、肉盛等で凸部を形成する場合と比べて、つまり、凸部をアタッチメント本体とは別に形成する場合と比べて、凸部の強度を確保できる。その結果、凸部に変形や破損が発生し難くなる。

上記カリバーロールにおいては、アタッチメントがロール本体に対して着脱可能に配置される。アタッチメントを取り替えることにより、凸部の形状、つまり、段付鋼管に形成すべき凹部の形状を変更できる。また、凸部に破損や変形が発生した場合には、カリバーロールを交換する必要はなく、アタッチメントを交換すればよい。

好ましくは、上記カリバーロールは、アタッチメントを複数備える。複数のアタッチメントは、周方向に等間隔に配置される。

この場合、カリバーロールの重量が周方向で偏るのを抑制できる。

好ましくは、凹部は、第１凹部と、第２凹部とを含む。第２凹部は、第１凹部内に形成される。アタッチメント本体は、突起を含む。突起は、アタッチメントが凹部に配置されているときに、第２凹部に嵌め入れられる。

この場合、アタッチメントを位置決めすることができる。

好ましくは、上記カリバーロールは、錘をさらに備える。錘は、ロール本体の中心軸線を挟んでアタッチメントが配置された位置とは反対側の位置に配置される。

この場合、錘の重量を適当に調節することにより、カリバーロールの重量が周方向で偏るのを抑えることができる。

好ましくは、カリバーロールは、一対の端面をさらに含む。一対の端面は、ロール本体の中心軸線が延びる軸方向に離れて位置する。一対の端面の各々は、凹所を含む。凹所は、周方向において、アタッチメントと同じ位置に形成される。

この場合、凹所の大きさを適当に設定することにより、カリバーロールの重量が周方向で偏るのを抑えることができる。凹所は、ロール本体に形成されていてもよいし、アタッチメントに形成されていてもよい。

好ましくは、ロール本体は、一対の筒状外周面をさらに含む。一対の筒状外周面は、ロール本体の中心軸線が延びる軸方向で環状溝の両側に位置する。つまり、ロール本体の軸方向に垂直な方向から見て、一対の筒状外周面の間に、環状溝が位置する。凹部は、環状溝と、一対の筒状外周面の各々とを、周方向で分断する。凹部は、ねじ孔を含む。ねじ孔は、一対の筒状外周面の各々を周方向で分断する位置に形成され、ロール本体の軸方向と垂直な径方向に延びる。アタッチメントは、一対の取付部をさらに含む。一対の取付部は、アタッチメントが凹部に配置されているときに、ロール本体の軸方向で接続溝の両側に位置する。つまり、アタッチメントが凹部に配置されているときに、ロール本体の径方向から見て、一対の取付部の間に、接続溝が位置する。一対の取付部の各々は、貫通孔を含む。貫通孔は、アタッチメントが凹部に配置されているときに、ロール本体の径方向に延びる。カリバーロールは、ボルトをさらに備える。ボルトは、貫通孔に挿通され、ねじ孔に螺挿される。

この場合、径方向からみて、凸部とは異なる位置に、ボルトが位置する。そのため、凸部が鋼管に押し付けられるときの力がボルトに作用し難くなる。その結果、アタッチメントのロール本体への取付が安定する。

好ましくは、凹部は、第１凹部と、第２凹部とを含む。第２凹部は、第１凹部内に形成される。本体は、突起を含む。突起は、アタッチメントが凹部に配置されているときに、第２凹部に収容される。突起は、ねじ孔を含む。ねじ孔は、アタッチメントが凹部に配置されているときに、ロール本体の中心軸線が延びる軸方向の端面に開口し、且つ、軸方向に延びる。ロール本体は、貫通孔を含む。貫通孔は、ロール本体における軸方向の端面と第２凹部の内面とに開口し、アタッチメントが凹部に配置されているときに、ねじ孔と接続される。カリバーロールは、ボルトをさらに備える。ボルトは、貫通孔に挿通され、ねじ孔に螺挿される。

この場合、ロール本体の軸方向で接続溝の両側に位置する一対の取付部を、アタッチメント本体に設ける必要がなくなる。その結果、ロール本体の軸方向の長さ、つまり、カリバーロールの軸方向での長さを短くすることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１及び図２は、段付鋼管１０の製造ライン上に配置されるロール１２を示す。ロール１２は、製造ライン上に配置される複数のロールのうち、最後のロールである。

図１に示すように、段付鋼管１０は、複数の凹部１０Ａを含む。複数の凹部１０Ａは、段付鋼管１０の外周面に形成されている。複数の凹部１０Ａは、段付鋼管１０の軸方向に所定の間隔で並んでいる。各凹部１０Ａは、例えば、段付鋼管１０の周方向に全周に亘って形成された溝である。なお、各凹部１０Ａは、溝でなくてもよい。

製造ライン上を移動する鋼管１４がロール１２によって加工されることで、複数の凹部１０Ａが形成される。鋼管１４の製造方法は、特に限定されない。鋼管１４は、例えば、溶接鋼管であってもよいし、電縫鋼管であってもよいし、鍛接鋼管であってもよいし、継目無鋼管であってもよい。鋼管１４は、熱間又は温間の状態で、ロール１２によって加工される。

図２に示すように、ロール１２は、２つのカリバーロール１２Ａを備える。２つのカリバーロール１２Ａは、同じ大きさ及び同じ形状を有する。２つのカリバーロール１２Ａは、上下に配置されている。各カリバーロール１２Ａは、中心軸線Ｌ１周りに回転可能に配置されている。なお、ロール１２は、３つ以上のカリバーロールを備えていてもよい。

各カリバーロール１２Ａは、溝１６と、２つの凸部１８とを含む。溝１６は、カリバーロール１２Ａの中心軸線Ｌ１周りの周方向に全周に亘って形成されている。各凸部１８は、溝１６の内面から突出している。２つの凸部１８は、カリバーロール１２Ａの周方向に等間隔に形成されている。つまり、一方の凸部１８は、中心軸線Ｌ１を挟んで、他方の凸部１８とは反対側に位置している。なお、凸部１８の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

２つのカリバーロール１２Ａにより、成形孔４８が形成される。成形孔４８は、各カリバーロール１２Ａが有する溝１６によって実現される。鋼管１４が成形孔４８を通過するときに、凸部１８が鋼管１４の表面に対して所定の周期で押し付けられる。その結果、複数の凹部１０Ａを有する段付鋼管１０が製造される。

［カリバーロール］
図３、図４及び図５を参照しながら、カリバーロール１２Ａについて説明する。カリバーロール１２Ａは、ロール本体２０と、２つのアタッチメント２２と、４つのボルト２４とを備える。各アタッチメント２２は、２つのボルト２４により、ロール本体２０に取り付けられる。つまり、各アタッチメント２２は、ロール本体２０に対して、着脱可能に配置されている。

［ロール本体］
図６〜図８を参照しながら、ロール本体２０について説明する。

ロール本体２０は、例えば、鋼からなる。ロール本体２０は、全体として円筒形状を有する。つまり、ロール本体２０は、孔２０Ａを有する。

孔２０Ａは、ロール本体２０の中心軸線Ｌ１が延びる方向、つまり、ロール本体２０の軸方向に延びている。孔２０Ａは、ロール本体２０を軸方向に貫通して形成されている。つまり、孔２０Ａは、ロール本体２０の軸方向の端面２０Ｂに開口している。

ロール本体２０は、溝２６と、２つの凹部２８とを含む。

溝２６は、ロール本体２０の外周面に形成されている。溝２６は、ロール本体２０の中心軸線Ｌ１周りの周方向に全周に亘って形成されている。つまり、溝２６は、環状の溝である。

溝２６は、ロール本体２０の外周面に開口している。ここで、ロール本体２０の軸方向に垂直な方向（径方向）から見て、溝２６は、ロール本体２０の軸方向の略中央に位置している。つまり、溝２６は、ロール本体２０の外周面を軸方向に分断している。これにより、ロール本体２０の軸方向において、溝２６の両側には、筒状の外周面３０が形成されている。つまり、ロール本体２０の径方向から見て、溝２６は、一対の外周面３０、３０の間に位置している。

溝２６の横断形状は、ロール本体２０の周方向の全周に亘って、略一定である。因みに、本実施形態では、溝２６の横断形状は略半円形状である。

２つの凹部２８は、ロール本体２０の外周面に形成されている。つまり、凹部２８は、ロール本体２０の外周面に開口している。

凹部２８は、ロール本体２０の径方向から見て、ロール本体２０の軸方向の全体に亘って形成されている。つまり、凹部２８は、ロール本体２０の外周面、具体的には、外周面３０を周方向に分断している。

凹部２８は、ロール本体２０の径方向から見て、溝２６と交差している。つまり、凹部２８は、溝２６をロール本体２０の周方向に分断している。

２つの凹部２８は、ロール本体２０の周方向において、中心軸線Ｌ１を挟んで対向する位置に形成されている。つまり、２つの凹部２８は、ロール本体２０の周方向で等間隔に位置している。

各凹部２８は、凹部２８Ａと、凹部２８Ｂとを含む。

凹部２８Ａは、ロール本体２０の軸方向の全体に亘って形成されている。つまり、凹部２８Ａは、ロール本体２０の外周面、具体的には、外周面３０を周方向に分断している。

凹部２８Ａは、略一定の横断形状でロール本体２０の軸方向に延びる溝である。因みに、本実施形態では、凹部２８Ａの横断形状は略矩形形状である。

凹部２８Ａは、一対の側面３２、３２を含む。一対の側面３２、３２の各々は、ロール本体２０の軸方向に延びている。一対の側面３２、３２は、ロール本体２０の径方向から見て、当該径方向と垂直な径方向で対向している。つまり、一対の側面３２、３２は、ロール本体２０の径方向（第１径方向）から見て、当該径方向と垂直な径方向（第２径方向）に離れている。一対の側面３２、３２の間隔は、ロール本体２０の軸方向の全体に亘って、略一定である。

凹部２８Ａは、底面３３をさらに含む。底面３３は、ロール本体２０の軸方向に延びている。底面３３は、一対の側面３２、３２を接続する。つまり、底面３３の幅は、ロール本体２０の軸方向の全体に亘って、略一定である。

凹部２８Ａは、２つのねじ孔４４を含む。ねじ孔４４は、底面３３に形成されている。つまり、ねじ孔４４は、底面３３に開口している。ねじ孔４４は、凹部２８Ａにおいて外周面３０を分断する部分に形成されている。

凹部２８Ｂは、底面３３に形成されている。つまり、凹部２８Ｂは、底面３３に開口している。

凹部２８Ｂの幅（ロール本体２０の径方向での長さ）は、凹部２８Ａの幅（ロール本体２０の径方向での長さ）と同じである。つまり、凹部２８Ｂは、底面３３をロール本体２０の軸方向に分断している。

ロール本体２０の径方向から見て、凹部２８Ｂは、ロール本体２０の軸方向の略中央に位置している。ロール本体２０の径方向から見て、凹部２８Ｂは、２つのねじ孔４４の間に位置している。つまり、ロール本体２０の軸方向において、ねじ孔４４は、凹部２８Ｂの両側に位置している。

凹部２８Ｂは、一対の側面３４、３４を含む。一対の側面３４、３４の各々は、ロール本体２０の軸方向に延びている。一対の側面３４、３４は、第１径方向から見て、第２径方向で対向している。つまり、一対の側面３４、３４は、第２径方向で離れている。一対の側面３４、３４の間隔は、ロール本体２０の軸方向の全体に亘って、略一定である。

凹部２８Ｂは、一対の側面３６、３６をさらに含む。一対の側面３６、３６の各々は、第１径方向から見て、第２径方向に延びている。一対の側面３６、３６は、ロール本体２０の軸方向で対向している。つまり、一対の側面３６、３６は、ロール本体２０の軸方向で離れている。一対の側面３６、３６の間隔は、第１径方向から見て、第２径方向の全体に亘って、略一定である。

［アタッチメント］
図９〜図１２を参照しながら、アタッチメント２２について説明する。

アタッチメント２２は、例えば、鋼からなる。因みに、本実施形態では、アタッチメント２２は、ロール本体２０と同じ材料からなる。

アタッチメント２２は、凹部２８内に配置される。アタッチメント２２は、本体３８と、凸部１８と、突起４０とを含む。

本体３８は、一対の側面３８Ａ、３８Ａを含む。ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。このとき、一対の側面３８Ａ、３８Ａの各々は、ロール本体２０の軸方向に延びている。一対の側面３８Ａ、３８Ａは、第１径方向から見て、第２径方向に離れている。一対の側面３８Ａ、３８Ａの間隔は、ロール本体２２の軸方向の全体に亘って、略一定である。

本体３８は、一対の側面３８Ｂ、３８Ｂをさらに含む。ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。このとき、一対の側面３８Ｂ、３８Ｂの各々は、第１径方向から見て、第２径方向に延びている。一対の側面３８Ｂ、３８Ｂは、ロール本体２０の軸方向で離れている。一対の側面３８Ｂ、３８Ｂの間隔は、第２径方向の全体に亘って、略一定である。

本体３８は、端面３８Ｃをさらに含む。ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。このとき、端面３８Ｃは、ロール本体２０の軸方向から見て、円弧状に湾曲している（図４及び図１０参照）。

本体３８は、端面３８Ｄをさらに含む。ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。このとき、端面３８Ｄは、ロール本体２０の軸方向から見て、端面３８Ｃよりも中心軸線Ｌ１の近くに位置する（図５参照）。

本体３８は、溝４２をさらに含む。溝４２は、一対の側面３８Ａ、３８Ａ及び端面３８Ｃに開口している。

ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。ロール本体２０の径方向から見て、溝４２は、ロール本体２０の軸方向の略中央に位置している。溝４２は、ロール本体２０の周方向に延びている。溝４２は、端面３８Ｃをロール本体２０の軸方向で分断している。

溝４２の横断形状は、溝４２が延びる方向の全体に亘って、略一定である。因みに、本実施形態では、溝４２の横断形状は略半円形状である。

本体３８は、一対の取付部４６、４６をさらに含む。ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。ロール本体２０の径方向から見て、一対の取付部４６、４６の間に溝４２が位置している。

一対の取付部４６、４６の各々は、孔４６Ａを含む。孔４６Ａは、端面３８Ｃ及び端面３８Ｄに開口している。

凸部１８は、本体３８と一体的に形成されている。凸部１８は、溝４２の内面から突出している。例えば、アタッチメント２２を鍛造又は切削加工で形成することにより、凸部１８を本体３８と一体的に形成することができる。

ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。ロール本体２０の径方向から見て、凸部１８は、ロール本体２０の軸方向に延びている。

凸部１８は、溝４２内において、溝４２が延びる方向と垂直な方向、つまり、溝４２の幅方向の全体に亘って形成されている。別の表現をすれば、凸部１８は、溝４２が延びる方向において、溝４２を分断している。凸部１８は、溝４２内において、溝４２が延びる方向の略中央に位置している。

凸部１８における溝４２の内面からの高さは、凸部１８が延びる方向（溝４２の幅方向）の中央部分では、略一定である。凸部１８における溝４２の内面からの高さは、凸部１８が延びる方向の端部では、凸部１８が延びる方向（溝４２の幅方向）での中心から端に向かって徐々に低くなっている。凸部１８は、端面１８Ａを含む。端面１８Ａは、凸部１８が延びる方向の端部に形成されている。凸部１８が端面１８Ａを含むことにより、鋼管１４（図１参照）の噛み出しを抑制できる。

図１３を参照しながら、凸部１８の高さ（溝４２の内面からの高さ）と、アタッチメント２２の幅との関係について説明する。先ず、アタッチメント２２が凹部２８に配置された状態を想定する。ロール本体２２を、ロール本体２２の軸方向から見る。このとき、凸部１８の溝４２の内面からの高さをｈとする。凸部１８の突出端の幅をｗとする。アタッチメント２２の幅をＬとする。アタッチメント２２の幅Ｌは、以下の式（１）を満たす。
Ｌ＜２Ｒ・ｓｉｎ（θ１＋θ２）（１）
ここで、θ１は以下の式（２）を満たし、θ２は以下の式（３）を満たす。
θ１＝ａｒｃｔａｎ（（ｗ／２）／（Ｒ＋ｈ））（２）
θ２＝ａｒｃｃｏｓ（Ｒ／（（Ｒ＋ｈ）^２＋（ｗ／２）^２）^１／２）（３）

凸部１８の形状、具体的には、例えば、凸部１８の高さ（溝４２の内面からの高さ）、凸部１８の幅（溝４２が延びる方向での長さ）、及び、凸部１８の断面形状（溝４２が延びる方向での断面形状）は、凹部１０Ａの形状に応じて、適宜、設定される。

例えば、図１４に示すように、凸部１８は、溝４２内において、溝４２の幅方向と交差する方向に延びていてもよい。この場合、溝４２の幅をＷＲとし、且つ、溝４２の幅方向に延びる基準線Ｌ２に対する凸部１８の長手方向（凸部１８が延びる方向）に延びる基準線Ｌ３の傾斜角度をαとすると、アタッチメント２２の幅Ｌは、以下の式（４）を満たす。
Ｌ−ＷＲ・ｔａｎ（α）＜２Ｒ・ｓｉｎ（θ１＋θ２）（４）
ここで、θ１は上記式（２）を満たし、θ２は上記式（３）を満たす。

突起４０は、端面３８Ｄから突出している。突起４０は、本体３８と一体的に形成されている。

突起４０は、一対の側面４０Ａ、４０Ａを含む。ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。このとき、一対の側面４０Ａ、４０Ａの各々は、ロール本体２０の軸方向に延びている。一対の側面４０Ａ、４０Ａは、第１径方向から見て、第２径方向で離れている。一対の側面４０Ａ、４０Ａの間隔は、ロール本体２２の軸方向の全体に亘って、略一定である。

突起４０は、一対の側面４０Ｂ、４０Ｂをさらに含む。ここで、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられた状態（図３〜図５参照）を想定する。このとき、一対の側面４０Ｂ、４０Ｂは、第１径方向から見て、第１径方向と垂直な第２径方向に延びている。一対の側面４０Ｂ、４０Ｂは、ロール本体２０の軸方向で離れている。一対の側面４０Ｂ、４０Ｂの間隔は、第２径方向の全体に亘って、略一定である。

［アタッチメントのロール本体への取付］
アタッチメント２２は、複数のボルト２４により、ロール本体２０に取り付けられる。具体的には、以下のとおりである。

先ず、ロール本体２０の凹部２８内にアタッチメント２２を配置する。

アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているとき、取付部４６は、凹部２８Ａ内に位置する（図３及び図５参照）。このとき、側面３８Ａと側面３２との間には、僅かな隙間しか形成されていない。

アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているとき、突起４０は、凹部２８Ｂ内に位置する（図４及び図５参照）。このとき、側面４０Ａと側面３４との間、及び、側面４０Ｂと側面３６との間には、僅かな隙間しか形成されていない。そのため、アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているときには、突起４０が凹部２８Ｂに嵌め入れられている。その結果、アタッチメント２２は、ロール本体２０の周方向及び軸方向で位置決めされる。

なお、アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているとき、突起４０は、凹部２８Ｂの底面に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているとき、側面３８Ｂは、端面２０Ｂと略連続している（図３及び図５参照）。つまり、側面３８Ｂは、ロール本体２０の軸方向において、端面２０Ｂと略同じ位置にある。

アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているとき、端面３８Ｄは、底面３３に重なる（図５参照）。このとき、端面３８Ｃは、ロール本体２０の外周面（具体的には、外周面３０）と略連続している（図４参照）。つまり、端面３８Ｃの中心軸線Ｌ１からの距離は、ロール本体２０の外周面（具体的には、外周面３０）の中心軸線Ｌ１からの距離と略同じである。

アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているとき、ロール本体２０の周方向において、溝４２は、溝２６と略連続している（図３及び図４参照）。つまり、溝４２の中心軸線Ｌ１からの距離は、溝２６の中心軸線Ｌ１からの距離と略同じである。溝４２及び溝２６により、溝１６が形成されている。

アタッチメント２２が凹部２８内に配置されているとき、ロール本体２０の径方向において、孔４６Ａとねじ孔４４とが連続している（図５参照）。孔４６Ａにボルト２４を挿入する。ボルト２４を、ねじ孔４４に螺挿する。これにより、アタッチメント２２が、ロール本体２０に取り付けられる。

段付鋼管１０を製造するときには、図１及び図２に示すように、２つのカリバーロール１２Ａを配置する。このとき、各カリバーロール１２Ａは、中心軸線Ｌ１周りに回転可能である。

図２に示すように、２つのカリバーロール１２Ａにより、成形孔４８が形成される。成形孔４８は、各カリバーロール１２Ａが有する溝１６（具体的には、溝２６及び溝４２）によって実現される。

鋼管１４が成形孔４８を通過するときに、凸部１８が鋼管１４の表面に対して所定の周期で押し付けられる。その結果、複数の凹部１０Ａを有する段付鋼管１０が製造される。

つまり、凹部１０Ａは、凸部１８を鋼管１４に押し付けることで形成される。そのため、凸部１８には、凹部１０Ａを形成するときに、大きな荷重が加わる。

ここで、カリバーロール１２Ａにおいては、凸部１８が本体３８と一体的に形成されている。そのため、凸部１８が本体３８とは別に形成されている場合と比べて、凸部１８の強度を確保できる。その結果、凸部１８に変形や破損が発生し難くなる。

カリバーロール１２Ａにおいては、アタッチメント２２がロール本体２０に対して着脱可能に配置されている。アタッチメント２２を取り替えることにより、凸部１８の形状、つまり、段付鋼管１０に形成すべき凹部１０Ａの形状を変更できる。また、凸部１８に破損や変形が発生した場合には、カリバーロール１２Ａを交換する必要はなく、アタッチメント２２を交換すればよい。

カリバーロール１２Ａにおいては、２つのアタッチメント２２が中心軸線Ｌ１を挟んで対向する位置に配置されている。そのため、カリバーロール１２Ａの重量が周方向で偏るのを防ぐことができる。

カリバーロール１２Ａにおいては、各アタッチメント２２が、２つのボルト２４によって、ロール本体２０に取り付けられている。径方向から見て、２つのボルト２４の間に凸部１８が位置する。そのため、凸部１８を鋼管１４の表面に押し付けるときの荷重がボルト２４に作用し難い。その結果、ボルト２４によるアタッチメント２２のロール本体２０への取付が安定する。

カリバーロール１２Ａにおいては、凸部１８の高さと、アタッチメント２２の幅とが、上述の式（１）に示す関係を満たす。そのため、鋼管１４が成形孔４８を通過するときに、アタッチメント２２とロール本体２０との周方向での境界、つまり、側面３４と側面４０Ａとの間に形成される隙間と、鋼管１４とが接触し難くなる。

［アタッチメントのロール本体への取付の応用例］
上記実施の形態では、図５に示すように、孔４６Ａとねじ孔４４とが径方向で連続していたが、例えば、図１５に示すように、孔５０とねじ孔５２とが軸方向で連続していてもよい。以下、図１５を参照しながら、カリバーロール１２Ｂについて説明する。

カリバーロール１２Ｂは、カリバーロール１２Ａと比べて、孔４６Ａ及びねじ孔４４の代わりに、孔５０及びねじ孔５２を含む。

孔５０は、ロール本体２０に形成されている。孔５０は、ロール本体２０の軸方向に延びる。孔５０は、ロール本体２０の端面２０Ｂと、凹部２８Ｂの側面３６とに開口している。

ねじ孔５２は、突起４０に形成されている。ここで、アタッチメント２２がロール２０に取り付けられた状態を想定する。ねじ孔５２は、ロール本体２０の軸方向に延びている。ねじ孔５２は、側面４０Ｂに開口している。

アタッチメント２２が凹部２８内に配置された状態で、孔５０とねじ孔５２とが、ロール本体２０の軸方向で連続している。このとき、孔５０にボルト２４が挿入される。ボルト２４がねじ孔５２に螺挿される。その結果、アタッチメント２２がロール本体２０に取り付けられる。

図１５に示す例では、ロール本体２０において、一対の外周面３０、３０を形成する必要がなくなる。その結果、同じサイズの段付鋼管、つまり、径方向での長さが同じ段付鋼管を製造する場合には、ロール本体２０の軸方向の長さ、つまり、カリバーロール１２Ｂの軸方向の長さを短くすることができる。

［カリバーロールの応用例］
上記実施の形態では、カリバーロール１２Ａは、２つのアタッチメント２２を備えていたが、例えば、アタッチメント２２は１つであってもよい。アタッチメント２２は、凸部１８を含む。そのため、アタッチメント２２が１つである場合には、カリバーロールの重量が周方向で偏ってしまう。以下、図１６及び図１７を参照しながら、カリバーロールの重量が周方向で偏るのを抑制する方法について説明する。

図１６は、カリバーロール１２Ｃを示す。カリバーロール１２Ｃでは、１つの凹部２８しかロール本体２０に形成されていない。その代わりに、ロール本体２０は、２つの錘５４を含む。２つの錘５４は、ロール本体２０の端面２０Ｂに配置されている。２つの錘５４は、中心軸線Ｌ１を挟んで、アタッチメント２２とは反対側に位置している。錘５４は、例えば、ボルト等により、端面２０Ｂに取り付けられる。

図１６に示す例では、２つの錘５４の重量を適当に設定することにより、カリバーロール１２Ｃの重量が周方向で偏るのを防ぐことができる。

図１７は、カリバーロール１２Ｄを示す。カリバーロール１２Ｄでは、１つの凹部２８しかロール本体２０に形成されていない。その代わりに、ロール本体２０は、２つの凹部５６を含む。凹部５６は、ロール本体２０の端面２０Ｂに形成されている。つまり、凹部５６は、端面２０Ｂに開口している。２つの凹部５６は、ロール本体２０の周方向で、凹部２８と同じ位置に形成されている。

なお、凹部５６は、アタッチメント２２に形成されていてもよい。この場合、凹部５６は、例えば、端面３８Ｂに形成される。

図１７に示す例では、２つの凹部５６の大きさを適当に設定することにより、カリバーロール１２Ｄの重量が周方向で偏るのを防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態によって、何等、限定されない。

１２Ａ：カリバーロール、１８：凸部、２０：ロール本体、２２：アタッチメント、２４：ボルト、２６：溝（環状溝）、２８：凹部、２８Ａ：凹部（第１凹部）、２８Ｂ：凹部（第２凹部）、３０：外周面（筒状外周面）、３８：本体（アタッチメント本体）、４０：突起、４２：溝（接続溝）、４４：ねじ孔、４６：取付部、４６Ａ：孔（取付孔）、５４：錘、５６：凹部（凹所）Ｌ１：中心軸線

Claims

ロール本体と、
前記ロール本体に対して着脱可能に配置されるアタッチメントとを備え、
前記ロール本体は、
前記ロール本体の外周面に形成され、前記ロール本体の中心軸線周りの周方向に全周に亘って延びる環状溝と、
前記ロール本体の外周面に形成され、前記環状溝を前記周方向で分断し、前記アタッチメントが配置される凹部とを含み、
前記アタッチメントは、
前記アタッチメントが前記凹部に配置されているときに、前記環状溝に接続される接続溝を有するアタッチメント本体と、
前記アタッチメント本体と一体的に形成され、前記接続溝の内面から突出する凸部とを含む、カリバーロール。
請求項１に記載のカリバーロールであって、
前記アタッチメントを複数備え、
前記複数のアタッチメントは、前記周方向に等間隔に配置される、カリバーロール。
請求項１に記載のカリバーロールであって、
前記凹部は、
第１凹部と、
前記第１凹部内に形成された第２凹部とを含み、
前記アタッチメント本体は、
前記アタッチメントが前記凹部に配置されているときに、前記第２凹部に嵌め入れられる突起を含む、カリバーロール。
請求項１に記載のカリバーロールであって、さらに、
前記ロール本体の前記中心軸線を挟んで前記アタッチメントが配置された位置とは反対側の位置に配置された錘を備える、カリバーロール。
請求項１に記載のカリバーロールであって、さらに、
前記ロール本体の前記中心軸線が延びる軸方向に離れて位置する一対の端面を含み、
前記一対の端面の各々は、
前記周方向において、前記アタッチメントと同じ位置に形成された凹所を含む、カリバーロール。
請求項１に記載のカリバーロールであって、
前記ロール本体は、さらに、
前記ロール本体の前記中心軸線が延びる軸方向で前記環状溝の両側に位置する一対の筒状外周面を含み、
前記凹部は、
前記環状溝と、前記一対の筒状外周面の各々とを、前記周方向で分断し、
前記凹部は、
前記一対の筒状外周面の各々を前記周方向で分断する位置に形成され、前記ロール本体の前記軸方向と垂直な径方向に延びるねじ孔を含み、
前記アタッチメントは、さらに、
前記アタッチメントが前記凹部に配置されているときに、前記ロール本体の前記軸方向で前記接続溝の両側に位置する一対の取付部を含み、
前記一対の取付部の各々は、
前記アタッチメントが前記凹部に配置されているときに、前記ロール本体の前記径方向に延びる貫通孔を含み、
前記カリバーロールは、さらに、
前記貫通孔に挿通され、前記ねじ孔に螺挿されるボルトを備える、カリバーロール。
請求項１に記載のカリバーロールであって、
前記凹部は、
第１凹部と、
前記第１凹部内に形成された第２凹部とを含み、
前記アタッチメント本体は、
前記アタッチメントが前記凹部に配置されているときに、前記第２凹部に収容される突起を含み、
前記突起は、
前記アタッチメントが前記凹部に配置されているときに、前記ロール本体の前記中心軸線が延びる軸方向の端面に開口し、且つ、前記軸方向に延びるねじ孔を含み、
前記ロール本体は、
前記ロール本体における前記軸方向の端面と前記第２凹部の内面とに開口し、前記アタッチメントが前記凹部に配置されているときに、前記ねじ孔と接続される貫通孔を含み、
前記カリバーロールは、さらに、
前記貫通孔に挿通され、前記ねじ孔に螺挿されるボルトを備える、カリバーロール。