JP6322510B2 - 管材矯正方法 - Google Patents

Description

本発明は、管材矯正方法及び管材挿入装置に関する。

従来、パイプラインや杭用に用いられる管材は、その真円度が十分に確保されていないと、溶接等の接合や機械的な接合を行うに当たって、接合不良や品質不良を発生することがある。そのため、予め、管材の軸線方向における端部の真円度を高めることが行われている。なお、ここで言う管材の端部とは、管材の端も含む意味である。
真円度とは、本明細書では、管材の軸線方向に直交するある断面における最大外径と最小外径との差のことを意味する。そして、真円度を矯正するとは、管材を真円度がゼロに近づくように矯正することを意味する。真円度がゼロに近いほど（真円度を高めるほど）、管材の断面形状は真円に近くなる。

管材の真円度を矯正する管材矯正方法として、例えば、特許文献１に記載された方法が知られている。
この管材矯正方法は、内周面が円形に形成されたリング状のケーシングの内周面を管材の端部の外周面に対向させて管材の外周にケーシングを配置するとともに、外周面を管材の端部の内周面に当接させて管材の内周に内周側ローラを配置する。そして、ケーシングの内周面と管材の外周面との間に圧接力を作用させることで、ケーシングの内周面を矯正型面として管材を塑性変形させるとともに、管材と内周側ローラとを管材の軸線回りに相対的に回転させる。このようにして、管材の端部の真円度を矯正する。
この管材矯正方法に用いられる装置が、管材矯正装置である。

特開２０１２−２２３８１７号公報

しかしながら、矯正した管材の端部に連なる管材の軸線方向の中間部は矯正されていない。このため、管材の端部の真円度を矯正しても、管材の中間部から端部に作用する応力により、管材の端部の真円度が高くならない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、管材の端部をより真円度を高めて矯正する管材矯正方法、及び、管材矯正装置とともに用いられて管材の端部をより真円度を高めて矯正する管材挿入装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の管材矯正方法は、管材の真円度を矯正する管材矯正方法であって、前記管材の軸線方向の中間部の真円度を矯正する中間部矯正工程と、前記中間部矯正工程の後で、前記管材の前記軸線方向の端を含む端部の真円度を、前記管材の前記中間部と前記管材の前記端部とが前記軸線方向に連なるように矯正する端部矯正工程と、を備え、前記中間部矯正工程の前に、前記管材の外周面を保持機構で保持し、前記管材における径方向外側に突出した突部を径方向内側に変形させる保持工程と、前記保持機構をリング状の矯正用ケーシングに接近させて前記矯正用ケーシング内に前記管材を挿入する挿入工程と、前記保持機構による前記管材の保持を解除する解除工程と、前記保持機構を前記矯正用ケーシングから離間させる退避工程と、を組にして複数回繰り返すことを特徴としている。
この発明によれば、管材の端部の真円度を矯正するときには、管材の端部に連なる管材の中間部の真円度が矯正されている。

また、本発明の参考例の管材挿入装置は、円形に形成された自身の内周面を管材の外周面に対向させて前記管材の外周に配置されるリング状の矯正用ケーシングと、自身の外周面を前記管材の内周面に当接させて前記管材の内周に配置される内周側ローラと、前記矯正用ケーシングの内周面と前記管材の外周面との間に圧接力を作用させることで前記管材を塑性変形させる押圧機構と、前記管材と前記内周側ローラとを前記矯正用ケーシングの軸線周りに相対的に回転させる回転機構と、を備える管材矯正装置とともに用いられ、前記矯正用ケーシング内に前記管材を挿入するための管材挿入装置であって、自身の内周面を前記管材の外周面に対向させて前記管材の外周に配置されるリング状の保持用ケーシングと、前記保持用ケーシングに設けられ、前記管材における径方向外側に突出した突部を径方向内側に変形させた状態を保持するとともにこの保持を解除可能な保持機構と、前記保持用ケーシングに設けられ、前記矯正用ケーシングと前記保持用ケーシングとの前記矯正用ケーシングの軸線方向の距離を調整可能な距離調整機構と、を備えることを特徴としている。

この発明によれば、保持機構により管材を保持した状態で距離調整機構により矯正用ケーシングに保持用ケーシングを接近させる。保持機構による管材の保持を解除し、矯正用ケーシングから保持用ケーシングを離間させる。このようにして矯正用ケーシングに管材を接近させたり、反対の動作をして矯正用ケーシングから管材を離間させたりする。管材の最大外径が小さくなることで、矯正用ケーシング内に管材が挿入しやすくなる。
管材矯正装置の矯正用ケーシングと内周側ローラとの間に管材の中間部を配置して押圧機構及び回転機構により管材の中間部の真円度を矯正する。その後で、矯正用ケーシングと内周側ローラとの間に管材の端部を配置して押圧機構及び回転機構により管材の端部の真円度を矯正する。このように矯正することで、管材の端部の真円度を矯正するときには、管材の端部に連なる管材の中間部の真円度が矯正されている。

また、上記の管材矯正方法において、前記保持工程、前記挿入工程、前記解除工程、及び前記退避工程の前に、前記管材における前記突部の前記管材の軸線周りの位置を検出する突部検出工程を備えることがより好ましい。
また、上記の管材矯正方法において、前記管材は、前記軸線方向が鉛直方向に直交するように配置され、前記中間部矯正工程及び前記端部矯正工程では、自身の外周面を前記管材の内周面に当接させて前記管材の内周に配置される内周側ローラと前記管材とは、前記管材の前記軸線よりも上方側で接触することがより好ましい。

また、上記の管材挿入装置において、前記保持機構は、前記保持用ケーシングの周方向に互いに間隔を空けて複数の保持部を有し、複数の前記保持部のうちの少なくとも１つが有する保持用ピストンが、前記保持用ケーシングの径方向に移動可能であることがより好ましい。
この発明によれば、保持機構を周方向に互いに間隔を空けた複数の保持部で構成することで、周方向において管材を全周でなく、複数の位置で保持する。

また、上記の管材挿入装置において、複数の前記保持部のうちの少なくとも１つは、前記管材の前記突部に接触する保持部材であることがより好ましい。
また、上記の管材挿入装置において、前記矯正用ケーシングの前記軸線方向の前記保持用ケーシング側の外面には、前記矯正用ケーシングの周方向に延びる溝部が形成され、前記溝部は、前記外面側に形成された外面側溝部と、前記溝部の底面側に形成され、前記矯正用ケーシングの径方向の長さが前記外面側溝部の前記径方向の長さよりも長い底面側溝部と、を有し、前記距離調整機構は、前記軸線方向に延びる棒状に形成された調整用ピストンと、前記調整用ピストンの前記矯正用ケーシング側の端部に設けられ、前記調整用ピストンから径方向外側に突出して前記底面側溝部に係合することなく前記外面側溝部に係合可能な係合部と、前記調整用ピストンを前記軸線方向に移動させるシリンダ本体と、前記調整用ピストンを前記調整用ピストンの軸線周りに回転させる回転部と、を有することがより好ましい。

この発明によれば、回転機構により調整用ピストンを回転させて、係合部が突出する方向と溝部が延びる方向とを平行にすることで溝部に係合部が係合しなくなり、係合部が突出する方向と溝部が延びる方向とを直交させることで溝部に係合部が係合する。
溝部に係合部が係合しない向きにして、シリンダ本体により溝部に調整用ピストンを挿入する。溝部に係合部が係合するように調整用ピストンを回転させることで、矯正用ケーシングに調整用ピストンを係合させる。

本発明において、請求項１に記載の管材矯正方法及び参考例の管材挿入装置によれば、管材の端部の真円度を矯正するときに管材の端部が管材の中間部から受ける応力を抑えることができ、管材の端部をより真円度を高めて矯正することができる。
請求項１に記載の管材矯正方法によれば、保持機構を矯正用ケーシングに接近させたり離間させたりする長さが短い場合でも、保持工程から退避工程までを組にして複数回繰り返すことで、矯正用ケーシングに対して管材をより長く移動させることができる。

請求項２に記載の管材矯正方法によれば、管材に応じた突部の位置を検出することができる。
請求項３に記載の管材矯正方法によれば、管材が矯正される部分が上方から確認しやすくなる。

参考例の管材挿入装置によれば、管材に作用させる保持力を周方向の複数カ所に集中させ管材をより確実に保持することができる。
参考例の管材挿入装置によれば、保持機構を簡単に構成することができる。
参考例の管材挿入装置によれば、矯正用ケーシングに調整用ピストンを係合させた状態でシリンダ本体により調整用ピストンを引き戻すことで、矯正用ケーシングと保持用ケーシングとの距離を短くすることができる。

本発明の第１実施形態の管材挿入装置を管材矯正装置とともに模式的に示す側面の断面図である。 同管材挿入装置で使用される管材の断面図である。 図１中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。 同管材挿入装置の矯正用ケーシングの正面図である。 同管材挿入装置のブロック図である。 本実施形態の管材矯正方法を示すフローチャートである。 本実施形態の管材矯正方法を示すフローチャートである。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 図８中の切断線Ａ２−Ａ２の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す側面の断面図である。 本発明の第２実施形態の管材挿入装置を管材矯正装置とともに模式的に示す正面の断面図である。 本実施形態の管材矯正方法を示す正面の断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る管材挿入装置の第１実施形態を、図１から３５を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の管材挿入装置１は、管材Ｔの真円度を矯正する管材矯正装置１００とともに用いられる。以下では、まず、管材Ｔについて説明する。

図２は、管材Ｔの軸線Ｃ１１方向に直交する平面による断面図である。なお、図２では管材Ｔの径方向の変形を誇張して示している。この管材Ｔは管材挿入装置１で使用される管材Ｔの一例であり、例えばＵＯＥ法により形成されたものである。管材Ｔは、板材を幅方向の両縁部が近づくように曲げることで管状に変形させ、この両縁部を突き合せてシーム溶接して形成したものである。
一般的に、このように形成された管材Ｔの断面形状（初期形状）は真円にはならない。管材Ｔには、シーム溶接して形成されたシーム部を含め、管材Ｔの他の外面よりも径方向外側に突出した突部Ｔ１が３つ、管材Ｔの軸線Ｃ１１周りに互いに離間した位置に形成されている。各突部Ｔ１は管材Ｔの軸線Ｃ１１方向に延びている。
図３以降では、突部Ｔ１を２点鎖線の丸印で示す。

次に、管材矯正装置１００について説明する。
図１及び３に示すように、この管材矯正装置１００は、管材Ｔの外周に配置されるリング状の矯正用ケーシング１１０と、管材Ｔの内周に配置される内周側ローラ１１５と、矯正用ケーシング１１０の内周面と管材Ｔの外周面との間に圧接力を作用させる押圧機構１２０と、管材Ｔと内周側ローラ１１５とを矯正用ケーシング１１０の軸線Ｃ１周りに相対的に回転させる内周側ローラ駆動モータ（回転機構）１２５と、矯正用ケーシング１１０等を支持する基台１３０とを備えている。

矯正用ケーシング１１０の内周面１１０ａは、矯正用ケーシング１１０の軸線Ｃ１に平行に見たときに、真円形又はほぼ真円形に形成されている。矯正用ケーシング１１０は、鉄鋼等の金属で形成されている。なお、矯正用ケーシング１１０の剛性は、管材Ｔの剛性よりも充分高いことが好ましい。矯正用ケーシング１１０は、軸線Ｃ１が鉛直方向Ｚに直交するように配置されている。

図１及び４に示すように、矯正用ケーシング１１０の軸線Ｃ１に沿う水平方向Ｘの一方側Ｘ１の外面１１０ｂには、矯正用ケーシング１１０の周方向に延びる蟻溝（溝部）１１１が全周にわたり形成されている。矯正用ケーシング１１０の外面１１０ｂは、矯正用ケーシング１１０の後述する保持用ケーシング１０側の面である。
蟻溝１１１は、外面１１０ｂ側に形成された外面側溝部１１１ａと、蟻溝１１１の底面側に形成された底面側溝部１１１ｂとを有している。底面側溝部１１１ｂは、外面側溝部１１１ａよりも径方向内側及び径方向外側にそれぞれ突出している。底面側溝部１１１ｂの矯正用ケーシング１１０の径方向の長さＬ２は、外面側溝部１１１ａの径方向の長さＬ１よりも長い。

矯正用ケーシング１１０は、図１及び３に示すように内周面１１０ａを管材Ｔの外周面に対向させて配置される。
水平面Ｇ上に配置された基台１３０には、不図示の支持ロール駆動シリンダを介して図３に示す支持ロール１３５が一対取付けられている。支持ロール１３５のローラ１３５ａは、矯正用ケーシング１１０の軸線Ｃ１に平行な軸線Ｃ２周りに回転することができる。
支持ロール駆動シリンダとしては、例えば公知の油圧シリンダを用いることができる。支持ロール駆動シリンダを駆動することで、各支持ロール１３５は基台１３０に対して鉛直方向Ｚに移動することができる。一対の支持ロール１３５のローラ１３５ａは、矯正用ケーシング１１０を下方側Ｚ２から支持している。
基台１３０には、支持台１３１、及び、一対の支持ロール１３５を挟むように一対のレール１３２が固定されている。
各レール１３２は水平方向Ｘに延びている。レール１３２の上部には挟持部材１３３の基端部が固定され、レール１３２と挟持部材１３３の先端部との間に隙間Ｓ１が形成されている。

内周側ローラ１１５は、図１及び３に示すように円柱状に形成され、自身の軸線Ｃ３が矯正用ケーシング１１０の軸線Ｃ１に平行になるように配置されている。内周側ローラ１１５は、支持台１３１に取付けられた軸受１３６により軸線Ｃ３周りに回転可能に支持されている。
内周側ローラ１１５は、自身の外周面を管材Ｔの内周面に当接させることができる。内周側ローラ１１５は、矯正用ケーシング１１０内に、内周側ローラ１１５の上端と矯正用ケーシング１１０の内周面１１０ａの上端との隙間が、内周側ローラ１１５と矯正用ケーシング１１０との他の部分の隙間よりも狭くなるように配置されている。

押圧機構１２０は、矯正用ケーシング１１０よりも上方側Ｚ１に配置された圧下ロール１２１と、圧下ロール１２１を鉛直方向Ｚに移動させる圧下ロール駆動シリンダ１２２を有している。
圧下ロール駆動シリンダ１２２は基台１３０に固定されている。圧下ロール駆動シリンダ１２２は、圧下ロール１２１を鉛直方向Ｚに移動させることができる。

内周側ローラ駆動モータ１２５は、支持台１３１に固定されている。内周側ローラ駆動モータ１２５は、内周側ローラ１１５を軸線Ｃ３周りに回転させることができる。
内周側ローラ１１５を管材Ｔ内に挿入するために、内周側ローラ１１５は内周側ローラ駆動モータ１２５によるいわゆる片持ち式の支持になる。

続いて、本実施形態の管材挿入装置１について説明する。管材挿入装置１は、矯正用ケーシング１１０内に管材Ｔを挿入するための装置である。
図１、３及び５に示すように、本管材挿入装置１は、管材Ｔの外周に配置されるリング状の保持用ケーシング１０と、保持用ケーシング１０に設けられた、管材Ｔの突部Ｔ１を径方向内側に変形させた状態を保持するとともにこの保持を解除可能な保持機構１５、及び矯正用ケーシング１１０と保持用ケーシング１０との軸線Ｃ１方向の距離を調整可能な距離調整機構２０と、保持機構１５及び距離調整機構２０を制御する制御部２５とを備えている。

保持用ケーシング１０には、保持用ケーシング１０の軸線Ｃ６周りに貫通孔１０ａが３つ形成されている。各貫通孔１０ａは、軸線Ｃ６方向に延びるように形成されている。
保持用ケーシング１０には、保持用ケーシング１０の外周面から内周面まで延びる貫通孔１０ｂが、保持用ケーシング１０の周方向に互いに間隔を空けて形成されている。各貫通孔１０ｂには、保持用ケーシング１０の内周面側の内径よりも外周面側の内径を大きくすることで、段部１０ｃが形成されている。各貫通孔１０ｂは、管材Ｔの突部Ｔ１に対応する位置に形成されている。
保持用ケーシング１０の外周面には、径方向外側に突出する受け部１１が一対形成されている。各受け部１１は板状に形成されている。保持用ケーシング１０及び受け部１１は鉄鋼等の金属で形成され、溶接等により互いに接続されている。
受け部１１の先端部は、レール１３２と挟持部材１３３との間の隙間Ｓ１に配置されている。各受け部１１は保持用ケーシング１０に一体となって、レール１３２上を水平方向Ｘに移動することができる。
保持用ケーシング１０内に管材Ｔが挿通されたときには、保持用ケーシング１０の内周面が管材Ｔの外周面に対向する。

保持機構１５は、３つの保持用シリンダ（保持部）１６を有している。各保持用シリンダ１６は、例えば公知の油圧シリンダであり保持用ピストン１６ａと、保持用ピストン１６ａを保持用ケーシング１０の径方向に移動させるための保持用シリンダ本体１６ｂとを有している。保持用シリンダ本体１６ｂには、図示しない油供給パイプや切換え弁等が設けられている。
保持用シリンダ１６は保持用ケーシング１０の貫通孔１０ｂ内に配置され、保持用シリンダ本体１６ｂの先端部が段部１０ｃにネジ嵌合等により固定されている。切換え弁を制御して保持用シリンダ本体１６ｂ内の油の量を調整することで、保持用ピストン１６ａを径方向に移動させることができる。
以下では、保持用ケーシング１０の下部に配置された保持用シリンダ１６を保持用シリンダ１６Ａと、保持用シリンダ１６Ａ以外の２つの保持用シリンダ１６を保持用シリンダ１６Ｂとも称する。

図１及び３に示すように、距離調整機構２０は、３つの距離調整部２１を有している。各距離調整部２１は、矯正用ケーシング１１０の軸線Ｃ１方向に延びる棒状に形成された調整用ピストン２１ａと、調整用ピストン２１ａの水平方向Ｘの他方側Ｘ２（矯正用ケーシング１１０側）の端部に設けられた係合部２１ｂと、調整用ピストン２１ａを軸線Ｃ１方向に移動させる調整用シリンダ本体（シリンダ本体）２１ｃと、調整用ピストン２１ａを調整用ピストン２１ａの軸線Ｃ７周りに回転させる回転部２１ｄ（図５参照）とを有している。

調整用ピストン２１ａの端部には、前述の係合部２１ｂが一対、調整用ピストン２１ａから径方向外側に突出するとともに調整用ピストン２１ａを挟んで対向するように形成されている。各係合部２１ｂは、調整用ピストン２１ａの外周面の一部から突出している。これら調整用ピストン２１ａの水平方向Ｘの他方側Ｘ２の端部、及び一対の係合部２１ｂは、全体としてＴ字形に形成されている。調整用ピストン２１ａ及び一対の係合部２１ｂは、鉄鋼等の金属で形成されている。
調整用ピストン２１ａの外径は外面側溝部１１１ａの長さＬ１よりもわずかに小さい。調整用ピストン２１ａの外径と一対の係合部２１ｂの長さの和である長さＬ５（図３参照）は、外面側溝部１１１ａの長さＬ１よりも長く底面側溝部１１１ｂの長さＬ２よりも短い。

このように構成された調整用ピストン２１ａの一対の係合部２１ｂは、底面側溝部１１１ｂに係合することはない。一対の係合部２１ｂは、係合部２１ｂが突出する方向と蟻溝１１１が延びる方向とが平行のときに外面側溝部１１１ａに係合せず、係合部２１ｂが突出する方向と蟻溝１１１が延びる方向とが直交するときに外面側溝部１１１ａに係合する。

調整用シリンダ本体２１ｃは、保持用シリンダ本体１６ｂと同様に構成されている。
回転部２１ｄには、例えば公知のモータを用いることができる。
制御部２５は、図示はしないが演算素子、メモリ、制御プログラム等で構成されている。制御部２５には、図５に示すように、保持用シリンダ１６の保持用シリンダ本体１６ｂ、距離調整部２１の調整用シリンダ本体２１ｃ及び回転部２１ｄが接続されている。制御部２５は、保持用シリンダ本体１６ｂや調整用シリンダ本体２１ｃの切換え弁を制御したり、回転部２１ｄが有する図示しない回転軸を介して調整用ピストン２１ａを軸線Ｃ７周りに回転させたりする。

次に、以上のように構成された管材挿入装置１を用いた本実施形態の管材矯正方法について説明する。図６及び７は、本管材矯正方法を示すフローチャートである。
なお、予め、保持用ケーシング１０の軸線Ｃ６から保持用シリンダ１６Ｂの保持用ピストン１６ａの先端までの距離を、矯正用ケーシング１１０の内周面１１０ａの半径よりもわずかに小さい所定の値としておく。
保持用ケーシング１０の軸線Ｃ６から保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａの先端までの距離を、前述の所定の値よりも充分大きくしておく。距離調整機構２０の一対の係合部２１ｂの向きを、矯正用ケーシング１１０の蟻溝１１１と平行にしておく。
以下の図１２から３５では、矯正用ケーシング１１０の蟻溝１１１及び距離調整機構２０は示していない。

突部検出工程（ステップＳ１０）において、図示はしないが、管材Ｔにおける各突部Ｔ１の軸線Ｃ１１周りの位置を、ターニングローラ等により管材Ｔを軸線Ｃ１１周りに回転させつつ表面形状測定器等で測定しながら検出する。管材Ｔを軸線Ｃ１１周りに回転させて、保持用ケーシング１０の軸線Ｃ６周りの各保持用シリンダ１６の位置に、管材Ｔの軸線Ｃ１１周りの各突部Ｔ１の位置が合うようにする。
この突部検出工程（ステップＳ１０）は、後述する第一の保持工程（ステップＳ１５）から第三の退避工程（ステップＳ２８）の前に行う。
以上で突部検出工程（ステップＳ１０）を終了し、第一の保持工程（保持工程、ステップＳ１５）に移行する。

第一の保持工程（ステップＳ１５）において、制御部２５は、図８及び９に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向内側に移動させて、管材Ｔの突部Ｔ１を径方向内側に変形させ、管材Ｔの外周面を保持機構１５で保持する（クランプＯＮ）。より詳しくは、３つの保持用シリンダ１６の保持用ピストン１６ａで管材Ｔの突部Ｔ１の外周面を保持する。管材Ｔの最大外径が小さくなる。このとき、保持用ケーシング１０の軸線Ｃ６から保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａの先端までの距離を、前述の所定の値にすることが好ましい。
不図示の昇降機で、管材Ｔを、軸線Ｃ１１方向が鉛直方向Ｚに直交するように配置しつつ鉛直方向Ｚに移動させ、管材Ｔの上端の高さを、内周側ローラ１１５の上端と矯正用ケーシング１１０の内周面１１０ａの上端との隙間の高さに合わせる。
以上で第一の保持工程（ステップＳ１５）を終了し、第一の挿入工程（挿入工程、ステップＳ１６）に移行する。

第一の挿入工程（ステップＳ１６）において、制御部２５は、図１０に示すように調整用シリンダ本体２１ｃにより調整用シリンダ本体２１ｃに対して調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させ、矯正用ケーシング１１０の蟻溝１１１内に調整用ピストン２１ａを挿入する。
回転部２１ｄにより調整用ピストン２１ａを軸線Ｃ７周りに回転させ、外面側溝部１１１ａに一対の係合部２１ｂを係合させる。
図１１に示すように調整用シリンダ本体２１ｃにより調整用シリンダ本体２１ｃに対して調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの一方側Ｘ１に長さＬ７移動させる。すなわち、この長さＬ７が矯正用ケーシング１１０に対して保持用ケーシング１０が一度に移動できる長さ（送り長さ）である。
長さＬ７は、管材Ｔの外径の０．２５倍以上０．５倍以下程度とすることが好ましい。

保持用ケーシング１０、保持機構１５及び距離調整機構２０をレール１３２に沿って水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させて矯正用ケーシング１１０に接近させ、矯正用ケーシング１１０内に管材Ｔを挿入する（管材Ｔの引込み）。これにより、矯正用ケーシング１１０内に管材Ｔの、端Ｔ６が挿入される。第一の保持工程（ステップＳ１５）で管材Ｔの最大外径が小さくなるため、矯正用ケーシング１１０内に管材Ｔを容易に挿入することができる。このとき、内周側ローラ１１５の上方側Ｚ１と管材Ｔとの間には、隙間Ｓ３が形成されている。
以上で第一の挿入工程（ステップＳ１６）を終了し、第一の解除工程（解除工程、ステップＳ１７）に移行する。

第一の解除工程（ステップＳ１７）において、制御部２５は図１２に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向外側に移動させて、保持機構１５による管材Ｔの保持を解除する（クランプＯＦＦ）。
以上で第一の解除工程（ステップＳ１７）を終了し、第一の退避工程（退避工程、ステップＳ１８）に移行する。

第一の退避工程（ステップＳ１８）において、制御部２５は調整用シリンダ本体２１ｃにより調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させ、図１３に示すように保持用ケーシング１０及び保持機構１５を矯正用ケーシング１１０から離間させる（クランプ後退）。これにより、矯正用ケーシング１１０に対する管材Ｔの位置は変わらずに、管材挿入装置１が水平方向Ｘの一方側Ｘ１に移動する。
以上で第一の退避工程（ステップＳ１８）を終了し、第二の保持工程（保持工程、ステップＳ２０）に移行する。

第二の保持工程（ステップＳ２０）において、保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向内側に移動させて管材Ｔの突部Ｔ１を径方向内側に変形させ、図１４に示すように管材Ｔの外周面を保持機構１５で保持する（クランプＯＮ）。
第二の挿入工程（挿入工程、ステップＳ２１）において、図１５に示すように保持用ケーシング１０、保持機構１５及び距離調整機構２０を矯正用ケーシング１１０に接近させ、矯正用ケーシング１１０内に管材Ｔを挿入する（管材Ｔの引込み）。

第二の解除工程（解除工程、ステップＳ２２）において、図１６に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向外側に移動させて、保持機構１５による管材Ｔの保持を解除する（クランプＯＦＦ）。
第二の退避工程（退避工程、ステップＳ２３）において、図１７に示すように保持用ケーシング１０及び保持機構１５を矯正用ケーシング１１０から離間させる（クランプ後退）。

第三の保持工程（保持工程、ステップＳ２５）において、図１８に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向内側に移動させて管材Ｔの突部Ｔ１を径方向内側に変形させ、管材Ｔの外周面を保持機構１５で保持する（クランプＯＮ）。
第三の挿入工程（挿入工程、ステップＳ２６）において、図１９に示すように保持用ケーシング１０、保持機構１５及び距離調整機構２０を矯正用ケーシング１１０に接近させ、矯正用ケーシング１１０内に管材Ｔを挿入する（管材Ｔの引込み）。これにより、矯正用ケーシング１１０の水平方向Ｘの他方側Ｘ２から管材Ｔの端Ｔ６が突出するまで矯正用ケーシング１１０内に管材Ｔが挿入される。このとき、矯正用ケーシング１１０から管材Ｔの端Ｔ６が突出する長さＬ９（突出長さ）は、前述の長さＬ７（送り長さ）以下にしておく。

第三の解除工程（解除工程、ステップＳ２７）において、図２０に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向外側に移動させて、保持機構１５による管材Ｔの保持を解除する（クランプＯＦＦ）。
第三の退避工程（退避工程、ステップＳ２８）において、図２１に示すように保持用ケーシング１０及び保持機構１５を矯正用ケーシング１１０から離間させる（クランプ後退）。
このように、保持工程、挿入工程、解除工程及び退避工程を組にし、この組にした複数の工程を後述する中間部矯正工程（ステップＳ３０）の前に３回繰り返す。この例では組にした複数の工程を３回繰り返したが、繰り返す回数はこれに限定されず、２回でもよいし、４回以上でもよい。
以上で第三の退避工程（ステップＳ２８）を終了し、中間部矯正工程（ステップＳ３０）に移行する。

中間部矯正工程（ステップＳ３０）において、支持ロール駆動シリンダを駆動して図２２に示すように支持ロール１３５を下方側Ｚ２に移動させる（支持ロール１３５下降）。これにより、矯正用ケーシング１１０が下方側Ｚ２に移動し、内周側ローラ１１５の上端と管材Ｔ、管材Ｔと矯正用ケーシング１１０の内周面１１０ａの上端とが接触する。すなわち、内周側ローラ１１５と管材Ｔとは、管材Ｔの軸線Ｃ１１よりも上方側Ｚ１で接触する。
図２３に示すように圧下ロール駆動シリンダ１２２により圧下ロール１２１を下方側Ｚ２に移動させる（圧下ロール１２１下降）とともに、内周側ローラ駆動モータ１２５を駆動して内周側ローラ１１５を介して管材Ｔ及び矯正用ケーシング１１０を軸線Ｃ１周りに回転させる。矯正用ケーシング１１０の内周面１１０ａと管材Ｔの外周面との間に圧接力を作用させ、管材Ｔの端Ｔ６を含まない軸線Ｃ１１方向の中間部Ｔ８を軸線Ｃ１１周りの全周にわたり塑性変形させる。これにより、管材Ｔの中間部Ｔ８の真円度を矯正する。中間部Ｔ８の軸線Ｃ１１方向の長さＬ１１（矯正長さ）は、長さＬ７（送り長さ）以上である。
以上で中間部矯正工程（ステップＳ３０）を終了し、端部矯正工程（ステップＳ３１）に移行する。

端部矯正工程（ステップＳ３１）において、図２４に示すように圧下ロール駆動シリンダ１２２により圧下ロール１２１を上方側Ｚ１に移動させる（圧下ロール１２１上昇）。
支持ロール駆動シリンダを駆動して、図２５に示すように支持ロール１３５を上方側Ｚ１に移動させる（支持ロール１３５上昇）。矯正用ケーシング１１０が上方側Ｚ１に移動することで、内周側ローラ１１５の上端と管材Ｔとの間に、隙間Ｓ３が形成される。

調整用シリンダ本体２１ｃにより調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの一方側Ｘ１に移動させ、図２６に示すように矯正用ケーシング１１０に保持用ケーシング１０及び保持機構１５を接近させる（クランプ前進）。
図２７に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向内側に移動させ、管材Ｔの外周面を保持機構１５で保持する（クランプＯＮ）。

調整用シリンダ本体２１ｃにより調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させ、図２８に示すように保持用ケーシング１０及び保持機構１５を矯正用ケーシング１１０から離間させる（管材Ｔ引抜き）。
図２９に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向外側に移動させて、保持機構１５による管材Ｔの保持を解除する（クランプＯＦＦ）。

支持ロール駆動シリンダを駆動して図３０に示すように支持ロール１３５を下方側Ｚ２に移動させる（支持ロール１３５下降）。これにより、矯正用ケーシング１１０が下方側Ｚ２に移動し、内周側ローラ１１５上端と管材Ｔ、管材Ｔと矯正用ケーシング１１０の内周面１１０ａの上端とが接触する。すなわち、内周側ローラ１１５と管材Ｔとは、管材Ｔの軸線Ｃ１１よりも上方側Ｚ１で接触する。
図３１に示すように圧下ロール駆動シリンダ１２２により圧下ロール１２１を下方側Ｚ２に移動させる（圧下ロール１２１下降）とともに、内周側ローラ駆動モータ１２５を駆動して内周側ローラ１１５を介して管材Ｔ及び矯正用ケーシング１１０を軸線Ｃ１周りに回転させる。
このとき、長さＬ７（送り長さ）、長さＬ９（突出長さ）及び長さＬ１１（矯正長さ）が前述のような関係であるため、管材Ｔの中間部Ｔ８よりも端Ｔ６側の全体である管材Ｔの軸線Ｃ１１方向の端部Ｔ９が、軸線Ｃ１１周りの全周にわたり塑性変形する。端部Ｔ９は、管材Ｔの端Ｔ６を含む。これにより、管材Ｔの端部Ｔ９の真円度を矯正する。管材Ｔの中間部Ｔ８と端部Ｔ９とは軸線Ｃ１１方向に離間することなく互いに連なっている（つながっている）ため、真円度を矯正した管材Ｔの端部Ｔ９が、端部Ｔ９に連なる部分から応力を受けて変形するのが抑制される。

図３２に示すように圧下ロール駆動シリンダ１２２により圧下ロール１２１を上方側Ｚ１に移動させる（圧下ロール１２１上昇）。
支持ロール駆動シリンダを駆動して、図３３に示すように支持ロール１３５を上方側Ｚ１に移動させる（支持ロール１３５上昇）。内周側ローラ１１５の上端と管材Ｔとの間に、隙間Ｓ３が形成される。

調整用シリンダ本体２１ｃにより調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの一方側Ｘ１に移動させ、図３４に示すように矯正用ケーシング１１０に保持用ケーシング１０及び保持機構１５を接近させる（クランプ前進）。
図３５に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向内側に移動させ、管材Ｔの外周面を保持機構１５で保持する（クランプＯＮ）。
この後で、調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの他方側Ｘ２に移動させることで、矯正用ケーシング１１０から管材Ｔを引き抜く。
以上で端部矯正工程（ステップＳ３１）を終了し、管材Ｔの中間部Ｔ８及び端部Ｔ９が矯正される。

なお、矯正用ケーシング１１０の蟻溝１１１から調整用ピストン２１ａを引き抜くときには、まず、回転部２１ｄにより調整用ピストン２１ａを軸線Ｃ７周りに回転させ、外面側溝部１１１ａと一対の係合部２１ｂとの係合を解除させる。調整用シリンダ本体２１ｃにより調整用シリンダ本体２１ｃに対して調整用ピストン２１ａを水平方向Ｘの一方側Ｘ１に移動させる。

以上説明したように、本実施形態の管材矯正方法及び管材挿入装置１によれば、管材Ｔの端部Ｔ９の真円度を矯正するときには、管材Ｔの端部Ｔ９に連なる管材Ｔの中間部Ｔ８の真円度が矯正されている。したがって、管材Ｔの端部Ｔ９の真円度を矯正するときに管材Ｔの端部Ｔ９が管材Ｔの中間部Ｔ８から受ける応力を抑えることができ、管材Ｔの端部Ｔ９をより真円度を高めて矯正することができる。
内周側ローラ１１５は片持ち式の支持になるため、管材Ｔに対して大きな力を一度に作用させにくい。このような場合であっても、管材Ｔを中間部Ｔ８と端部Ｔ９とに分けて矯正することで、管材Ｔの軸線Ｃ１１方向の広い範囲にわたり矯正することができる。

中間部矯正工程の前に、保持工程、挿入工程、解除工程及び退避工程を組にして複数回繰り返す。矯正用ケーシング１１０に対して保持用ケーシング１０が一度に移動できる長さＬ７（送り長さ）が短い場合でも、保持工程から退避工程までを組にして複数回繰り返すことで、矯正用ケーシング１１０に対して管材Ｔをより長く移動させることができる。
保持工程から退避工程までの工程の前に、突部検出工程（ステップＳ１０）を備えることで、管材Ｔに応じた突部Ｔ１の軸線Ｃ１１周りの位置を検出することができる。

内周側ローラ１１５と管材Ｔとが管材Ｔの軸線Ｃ１１よりも上方側Ｚ１で接触することで、管材Ｔが矯正される部分が上方から確認しやすくなる。
保持機構１５が３つの保持用シリンダ１６を有していることで、管材Ｔに作用させる保持力を周方向の３カ所に集中させ管材Ｔをより確実に保持することができる。
矯正用ケーシング１１０には蟻溝１１１が形成され、距離調整機構２０は調整用ピストン２１ａ、調整用シリンダ本体２１ｃ及び回転部２１ｄを有している。矯正用ケーシング１１０の蟻溝１１１に調整用ピストン２１ａを係合させた状態でシリンダ本体２１ｃにより調整用ピストン２１ａを引き戻すことで、矯正用ケーシング１１０と保持用ケーシング１０との距離を短くすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３６及び３７を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図３６に示すように、本実施形態の管材挿入装置２は、第１実施形態の管材挿入装置１の一対の保持用シリンダ１６Ｂに代えて一対の保持部材（保持部）３０を備えている。各保持部材３０は保持用シリンダ１６Ｂに対応する位置に配置され、保持用ケーシング１０にネジ結合等により固定されている。保持用ケーシング１０の軸線Ｃ６方向に見たときの、保持部材３０の軸線Ｃ６側の面３０ａの曲率半径は、前述の所定の値である。保持部材３０は、鉄鋼等の金属で形成することができる。
なお、一対の保持部材３０及び保持用シリンダ１６Ａで保持機構３１を構成する。

このように構成された管材挿入装置２を用いた本実施形態の管材矯正方法について説明する。
第一の保持工程（ステップＳ１５）において、制御部２５は、図３７に示すように保持用シリンダ１６Ａの保持用ピストン１６ａを径方向内側に移動させて、管材Ｔの突部Ｔ１を径方向内側に変形させ、管材Ｔの外周面を保持機構３１で保持する。このとき、各保持部材３０の面３０ａが管材Ｔの突部Ｔ１に接触する。
このように、本実施形態の管材矯正方法及び管材挿入装置２によれば、管材Ｔの端部Ｔ９をより真円度を高めて矯正することができる。
さらに、保持部が保持部材３０であることで、保持用シリンダ１６Ｂを用いる場合に比べて保持機構３１を簡単に構成することができる。

なお、本実施形態では、保持機構３１が一対の保持部材３０及び保持用シリンダ１６Ａで構成されるとした。しかし、保持機構を１つの保持部材３０、保持用シリンダ１６Ａ、及び前述の保持用シリンダ１６Ｂで構成してもよい。

以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態及び第２実施形態では、内周側ローラ１１５と管材Ｔとは、管材Ｔの軸線Ｃ１１よりも上方側Ｚ１で接触するとした。しかし、内周側ローラ１１５と管材Ｔとが接触する位置はこれに限定されず、管材Ｔの軸線Ｃ１１よりも下方側Ｚ２や、管材Ｔの軸線Ｃ１１を含む水平面上でもよい。
管材Ｔの中間部Ｔ８を矯正してから端部Ｔ９を矯正するという２段階で管材Ｔを矯正した。しかし、管材Ｔの矯正は２段階に限られず、管材Ｔの中間部Ｔ８から端Ｔ６に向かって矯正する範囲が軸線Ｃ１１方向に連なるように矯正するのであれば、何段階でもよい。

管材ＴがＵＯＥ法により形成されたものであるとした。しかし、管材Ｔが形成される方法はこれに限られず、例えば管材Ｔがいわゆるベンディングロール法により形成されたものであってもよい。ベンディングロール法により形成された場合、一般的に突部Ｔ１が２つ形成される。この場合、保持機構は、２つの保持用シリンダ１６を有するか、１つの保持用シリンダ１６及び１つの保持部材３０を有するように構成される。
また、突部Ｔ１を有さない管材を用いてもよい。この場合、管材矯正方法に突部検出工程（ステップＳ１０）を備えなくてもよい。

１、２ 管材挿入装置
１０ 保持用ケーシング
１５、３１ 保持機構
１６ 保持用シリンダ（保持部）
１６ａ 保持用ピストン
２０ 距離調整機構
２１ａ 調整用ピストン
２１ｂ 係合部
２１ｃ 調整用シリンダ本体（シリンダ本体）
２１ｄ 回転部
３０ 保持部材（保持部）
１００ 管材矯正装置
１１０ 矯正用ケーシング
１１０ｂ 外面
１１１ 蟻溝（溝部）
１１１ａ 外面側溝部
１１１ｂ 底面側溝部
１１５ 内周側ローラ
１２０ 押圧機構
１２５ 内周側ローラ駆動モータ（回転機構）
Ｃ１、Ｃ１１ 軸線
Ｓ１０ 突部検出工程
Ｓ１５ 第一の保持工程（保持工程）
Ｓ１６ 第一の挿入工程（挿入工程）
Ｓ１７ 第一の解除工程（解除工程）
Ｓ１８ 第一の退避工程（退避工程）
Ｓ２０ 第二の保持工程（保持工程）
Ｓ２１ 第二の挿入工程（挿入工程）
Ｓ２２ 第二の解除工程（解除工程）
Ｓ２３ 第二の退避工程（退避工程）
Ｓ２５ 第三の保持工程（保持工程）
Ｓ２６ 第三の挿入工程（挿入工程）
Ｓ２７ 第三の解除工程（解除工程）
Ｓ２８ 第三の退避工程（退避工程）
Ｓ３０ 中間部矯正工程
Ｓ３１ 端部矯正工程
Ｔ 管材
Ｔ１ 突部
Ｔ６ 端
Ｔ８ 中間部
Ｔ９ 端部
Ｚ 鉛直方向
Ｚ２ 下方側

Claims (3)

1. 管材の真円度を矯正する管材矯正方法であって、
   前記管材の軸線方向の中間部の真円度を矯正する中間部矯正工程と、
   前記中間部矯正工程の後で、前記管材の前記軸線方向の端を含む端部の真円度を、前記管材の前記中間部と前記管材の前記端部とが前記軸線方向に連なるように矯正する端部矯正工程と、
   を備え、
   前記中間部矯正工程の前に、
   前記管材の外周面を保持機構で保持し、前記管材における径方向外側に突出した突部を径方向内側に変形させる保持工程と、
   前記保持機構をリング状の矯正用ケーシングに接近させて前記矯正用ケーシング内に前記管材を挿入する挿入工程と、
   前記保持機構による前記管材の保持を解除する解除工程と、
   前記保持機構を前記矯正用ケーシングから離間させる退避工程と、を組にして複数回繰り返すことを特徴とする管材矯正方法。
2. 前記保持工程、前記挿入工程、前記解除工程、及び前記退避工程の前に、
   前記管材における前記突部の前記管材の軸線周りの位置を検出する突部検出工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の管材矯正方法。
3. 前記管材は、前記軸線方向が鉛直方向に直交するように配置され、
   前記中間部矯正工程及び前記端部矯正工程では、自身の外周面を前記管材の内周面に当接させて前記管材の内周に配置される内周側ローラと前記管材とは、前記管材の前記軸線よりも上方側で接触することを特徴とする請求項１または２に記載の管材矯正方法。

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