WO2024042973A1 - 成形装置、溶接管の製造装置、管の成形方法および溶接管の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a forming device, a welded pipe manufacturing device, a pipe forming method, and a welded pipe manufacturing method.
- a welded pipe is made by bending a band-shaped metal plate into a tubular shape in the width direction, and welding both ends of the metal plate together in the width direction.
- an apparatus has been developed that bends a band-shaped metal plate into a tubular shape in the width direction.
- Patent Document 1 has an upper roll and a lower roll that curve a band-shaped metal plate in the width direction, and two split dies with arc-shaped grooves facing each other in cross section, and the opposing grooves of the split dies
- An apparatus for manufacturing a welded pipe which includes a tube forming section that feeds a band-shaped metal plate curved in the width direction into a space formed by the metal plate and forms the fed band-shaped metal plate into a tubular metal plate.
- the split mold is arranged at a position where the grooves are separated from each other on the side where the strip metal plate is fed, and the grooves are close to each other on the side where the strip metal plate is fed out.
- the distance between the grooves becomes narrower toward the side from which the band-shaped metal plate is sent out.
- the band-shaped metal plate is rolled up in the width direction as it goes toward the side from which it is fed out, and is formed into a tubular metal plate.
- each of the split molds is rotatable around its respective axis in order to form the above-mentioned interval between the grooves.
- the relative positions of the split molds are adjusted, and as a result, the spacing between the grooves is adjusted to a desired size.
- the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a forming device capable of forming a band-shaped metal plate into a tube-shaped metal plate without complicated positional adjustment between parts, a welded tube manufacturing device, and a tube-shaped forming device capable of forming a welded tube manufacturing device.
- the object of the present invention is to provide a forming method and a welded pipe manufacturing method.
- a forming apparatus includes a tube forming part having a through hole whose diameter decreases from the inlet to the outlet, and a first side wall and a second side wall protruding from the inner wall of the through hole. and an end face molded part having a protrusion in which the first side wall and the second side wall extend in a direction from the inlet to the outlet, and the width from the first side wall to the second side wall decreases from the inlet to the outlet.
- the tube-forming part is formed by feeding the band-shaped metal plate curved in the width direction from the entrance of the through hole, so that the first end face and the second end face in the width direction of the band-shaped metal plate are directed from the inlet to the exit.
- the band-shaped metal plate is formed into a tubular metal plate with a first end face and a second end face facing each other.
- the end face forming part is configured such that the first side wall and the second side wall are formed by feeding the band metal plate from the inlet with the protrusion inserted between the first end face and the second end face of the band metal plate.
- the first end surface and the second end surface are formed into the shapes of the first side wall and the second side wall so that the first end surface and the second end surface face each other.
- the forming apparatus only includes the above-described tube forming section and an end surface forming section having a protrusion provided in a through hole of the tube forming section. Therefore, the forming apparatus can form a band-shaped metal plate into a tubular metal plate without making complicated positional adjustments between parts.
- a side view of the first half of the welded pipe manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present disclosure A side view of the latter half of the welded pipe manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present disclosure
- a perspective view of a forming device included in a welded pipe manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present disclosure A cross-sectional view of an edge roll included in a forming device included in a welded pipe manufacturing device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
- FIG. 8 A cross-sectional view of a band-shaped metal plate curved by side rolls included in a forming device included in a welded pipe manufacturing device according to Embodiment 1 of the present disclosure.
- a top view of a forming device included in a welded pipe manufacturing device according to Embodiment 2 of the present disclosure A perspective view of a forming device included in a welded pipe manufacturing device according to Embodiment 2 of the present disclosure
- the welded pipe manufacturing apparatus curves a band-shaped metal plate as a material into a tubular shape in the width direction, aligns both ends in the width direction, and then welds the seam where the two ends are brought together to produce a welded pipe.
- This is a manufacturing equipment for manufacturing.
- This manufacturing equipment uses a roll device to curve a band-shaped metal plate in the width direction, and then uses a tube forming member called a shoe guide to further curve the band-shaped metal plate so that both ends of the band-shaped metal plate face each other in the width direction. Form into a tubular metal plate.
- This manufacturing apparatus will be described below, taking as an example a case where the welded tube to be manufactured is a heat exchanger tube used in a heat exchanger. First, the overall configuration of a welded pipe manufacturing apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
- FIG. 1 is a side view of the first half of the welded pipe manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a side view of the latter half of the manufacturing apparatus 1.
- the welded pipe manufacturing apparatus 1 includes an uncoiler 10, a connecting machine 11, an accumulator 12, stamping machines 13 and 14, a forming machine 15A, a welding machine 16A, a drawing machine 17, and a cutting machine 18. and a recoiler 19.
- a belt-shaped metal plate wound into a coil is supplied to the welded pipe manufacturing apparatus 1.
- the manufacturing apparatus 1 then manufactures a welded pipe from the band-shaped metal plate.
- the uncoiler 10 shown in FIG. 1 unwinds the coil around which the band-shaped metal plate is wound, and pulls out one end side of the band-shaped metal plate from the coil.
- the uncoiler 10 includes a cylindrical holder 111 that holds a coil of a band-shaped metal plate from the inside, and a drive unit (not shown) that rotates the holder 111.
- a drive unit (not shown) rotates the holder 111 in a direction opposite to the coil winding direction. Thereby, the uncoiler 10 pulls out one end side of the band-shaped metal plate from the coil.
- the uncoiler 10 supplies one end of the pulled out strip-shaped metal plate to the connecting machine 11 .
- the connector 11 connects the other end of the strip-shaped metal plate and one end of another strip-shaped metal plate. Specifically, although not shown in the drawings, in the uncoiler 10, when the strip metal plate is completely pulled out from the coil, the next coil is set, and one end side of the strip metal plate is pulled out from the next coil.
- the connecting device 11 connects the other end of the previous coil on the opposite side to one end of the strip-shaped metal plate and one end of the pulled-out strip-shaped metal plate of the next coil.
- the connecting machine 11 has a welding machine (not shown).
- the connecting machine 11 uses its welding machine to weld the other end of the band-shaped metal plate of the previous coil to one end of the band-shaped metal plate of the next coil.
- the connecting device 11 is also referred to as a strip joining.
- the accumulator 12 stores a certain length of the band-shaped metal plate pulled out from the coil.
- the accumulator 12 includes a roller (not shown). On the roller is hung the middle part of the strip-shaped metal plate drawn out from the coil.
- the roller should be used to feed the intermediate portion of the strip metal plate during the welding time of the splicing machine 11. Roll it up to a certain length.
- the accumulator 12 retains the band-shaped metal plate for a certain length. After the accumulator 12 winds up the middle part of the band-shaped metal plate by a certain length, the one end side part of the band-shaped metal plate, that is, the +X end part in the orthogonal coordinate system XYZ shown in FIG. send to.
- the stamping machines 13 and 14 are used to form grooves on the inner wall of the welded tube to be manufactured, specifically, to form grooves on the inner wall to improve heat exchange performance when the welded tube is used as a heat transfer tube. , is a device for forming grooves in a band-shaped metal plate.
- the engraving machines 13 and 14 include a first roll called a groove roll or a G roll with grooves formed on the outer periphery, and a first roll with grooves formed on the outer periphery without unevenness on the outer periphery. and a second roll having a smooth curved surface. Then, the engraving machine 13 inserts the band-shaped metal plate sent from the accumulator 12 and whose tension has been adjusted by the dancer rolls 131 and 132 shown in FIG. 1 between the first roll and the second roll described above. The stamping machine 13 passes the belt-shaped metal plate between the first roll and the second roll in a state where the first roll and the second roll are pressed against the belt-shaped metal plate. Thereby, the engraving machine 13 forms a groove on the band-shaped metal plate.
- a first roll called a groove roll or a G roll with grooves formed on the outer periphery
- a second roll having a smooth
- the engraving machine 14 has a third roll in which grooves of a different shape from the grooves of the first roll are formed on the outer periphery, and a curved surface with a smooth outer periphery without any unevenness on the outer periphery. and a fourth roll.
- the stamping machine 14 sandwiches the band-shaped metal plate, on which grooves have been formed by the stamping machine 13 and whose tension has been adjusted by dancer rolls 132 and 133, between the third roll and the fourth roll. Further, the stamping machine 14 presses the third roll and the fourth roll against the band-shaped metal plate. Furthermore, the stamping machine 14 passes the band-shaped metal plate between the third roll and the fourth roll. As a result, the stamping machine 14 forms a groove different from that in the case of the stamping machine 13 on the band-shaped metal plate.
- the engraving machines 13 and 14 perform the above-mentioned processing on the metal strip, thereby forming, for example, a herringbone-shaped groove in which a plurality of V-shaped grooves are arranged in the extending direction of the metal strip. Form into a board. Alternatively, the engraving machines 13 and 14 form a plurality of X-shaped intersecting grooves on the band-shaped metal plate. Alternatively, the engraving machines 13 and 14 form embossing on the band-shaped metal plate.
- the stamping machines 13 and 14 improve the heat exchange efficiency of the manufactured welded tube when it is used as a heat exchanger tube of a heat exchanger by forming such grooves in the band-shaped metal plate. After the stamping machines 13 and 14 form such grooves on the band-shaped metal plate, they send out the portion in which the grooves have been formed to a forming device 15A shown in FIG. 2.
- the forming device 15A first bends the band-shaped metal plate sent from the engraving machines 13 and 14 in the width direction of the band, and then further curves the band-shaped metal plate. Thereby, the forming device 15A forms the band-shaped metal plate into a tube shape with both ends in the width direction, that is, the +Y end and the -Y end. For example, the molding device 15A molds into a circular tube shape. As a result, the forming device 15A forms a tubular body whose Y ends are aligned on the portion of the band-shaped metal plate sent from the engraving machines 13 and 14. The forming device 15A sends the tubular body to the welding machine 16A. Note that the detailed configuration of the molding device 15A will be described later.
- the welding machine 16A welds the seam of the tubular body described above.
- the welding machine 16A is equipped with, for example, a high-frequency induction heating type or TIG (Tungsten Insert Gas) type welding device, and uses the welding device to weld the seam of the tubular body and weld it to the +X end side of the band-shaped metal plate. Create the pipe part. Then, the welding machine 16A sends the welded pipe portion of the band-shaped metal plate to the drawing machine 17.
- TIG Tin Insert Gas
- the drawing machine 17 adjusts the size of the outer diameter and inner diameter of the welded pipe portion produced by the welding machine 16A.
- the drawing machine 17 includes a die provided with a through hole that is smaller than the outer diameter of the welded pipe produced by the welding machine 16A and has the same diameter as the target outer diameter. Then, the drawing machine 17 passes the welded pipe portion of the band-shaped metal plate through the die and pulls out the welded pipe portion from the die. Thereby, the drawing machine 17 processes the welded pipe portion of the band-shaped metal plate to have the same outer diameter as the diameter of the through hole of the die.
- the drawing machine 17 is equipped with a plurality of sets of rolls facing vertically or horizontally instead of the above-mentioned dies.
- the plurality of rolls are arranged in a line in the front-rear direction, that is, in the X direction in FIG.
- a groove having a semicircular cross section is formed along the circumferential direction on the cylindrical surface of each roll. In each set of rolls, by arranging the grooves to face each other, a circular space is formed between the rolls in a side view. These circular spaces become smaller toward the +X direction.
- the welded pipe portion of the band-shaped metal plate is passed between the plurality of sets of rolls, so that the welded pipe portion of the band-shaped metal plate is inserted into the circular space between the rolls. Machining to the same outer diameter as the smallest circular space.
- the drawing machine 17 sends the welded pipe portion of the band-shaped metal plate processed by such dies or rolls to the cutting machine 18 shown in FIG. 2.
- the cutting machine 18 includes a cutter 181 that is movable from the front to the back in FIG. 2, that is, in the Y direction. Then, the cutting machine 18 moves the cutter 181 to cut the welded pipe portion of the band-shaped metal plate processed by the drawing machine 17 to a desired length. Thereby, the cutting machine 18 produces a welded pipe of a desired length. Then, the cutting machine 18 sends the welded pipe made to the desired length to the recoiler 19.
- the recoiler 19 has a cylindrical winding section 191, and the welded tube cut to a desired length by the cutting machine 18 is wound up into the winding section 191 and re-coiled. Thereby, the recoiler 19 puts the produced welded pipe into a state where it can be supplied to an external device.
- the coiled band-shaped metal plate attached to the uncoiler 10 is, for example, a rolled copper or copper alloy plate.
- the heat treatment is preferably O material, 1/2H material, or 1/4H material compliant with JIS H3100.
- the width of the band-shaped metal plate is preferably a size corresponding to the outer diameter of the welded pipe before being reduced in diameter by the drawing machine 17. For example, if the outer diameter of the welded pipe before being reduced by the drawing machine 17 is 7 mm, the width of the band-shaped metal plate is 22.5 mm, which is the circumference calculated from the outer diameter plus 0.5 mm for welding. It is.
- the thickness of the band-shaped metal plate is reduced by 0.05 mm by the engraving machine 14, it is preferable that the thickness of the band-shaped metal plate is 0.05 mm thicker than the thickness of the welded pipe before being reduced in diameter by the drawing machine 17.
- the uncoiler 10 pulls out the band-shaped metal plate wound into a coiled shape, and the stamping machines 13 and 14 form grooves in the band-shaped metal plate. Further, the forming device 15A bends the band-shaped metal plate in the Y direction to form a tubular body in which the +Y end and the -Y end are joined. Then, the welding machine 16A welds the seam formed by joining the +Y end and the -Y end of the tubular body to produce a welded pipe.
- a device equipped with breakdown rolls and fin pass rolls may be used as the forming device 15A.
- the total number of rolls is large, including the number of breakdown rolls and fin pass rolls.
- the forming device 15A becomes longer in the direction in which the strip metal plate is sent out, and as a result, the forming device 15A becomes larger.
- a breakdown roll and a fin pass roll are shown in FIGS. 3A to 3C, 4A, and 4B.
- FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views of the breakdown rolls 151-156 and the band-shaped metal plate 2 to be formed when the forming apparatus 150 has the breakdown rolls 151-156.
- 4A and 4B are cross-sectional views of the band-shaped metal sheet 2 to be formed with the fin pass rolls 157-160 when the forming apparatus 150 has the fin pass rolls 157-160.
- the breakdown rolls 151 to 156 are rolls that roughly form the band-shaped metal plate 2 into an arcuate cross-sectional shape between a pair of rolls.
- the breakdown rolls 151-156 are arranged in the order of breakdown rolls 151 and 152, 153 and 154, and 155 and 156 from the upstream side, that is, from the -X side.
- a breakdown roll 151 having a convex portion 161 that protrudes downward, that is, protruding toward the ⁇ Z side, and a breakdown roll 152 having a concave portion 162 concave toward the ⁇ Z side are They form a pair in the direction.
- a breakdown roll 153 having a protrusion 163 protruding toward the -Z side and a breakdown roll 154 having a recess 164 concave toward the -Z side form a pair in the Z direction.
- a breakdown roll 155 having a protrusion 165 protruding toward the -Z side and a breakdown roll 156 having a recess 166 concave toward the -Z side form a pair in the Z direction.
- the heights of the convex portions 161, 163, and 165 in the Z direction increase in the order of the convex portions 161, 163, and 165 toward the downstream side, that is, the +X side.
- the widths of the protrusions 161, 163, and 165 in the Y direction become narrower in this order.
- the depths of the recesses 162, 164, and 166 in the Z direction become deeper in the order of the recesses 162, 164, and 166, and the widths of the recesses 162, 164, and 166 in the Y direction become narrower in this order.
- the YZ cross-sectional shapes of the recesses 162, 164, and 166 become increasingly curved in this order, approaching a circular arc shape.
- the breakdown rolls 151-156 are composed of a large number of rolls in order to curve the band-shaped metal plate 2 more toward the +X side.
- the fin pass rolls 157-160 are constructed by passing a band-shaped metal plate 2 roughly formed into an arcuate shape in cross-section between a pair of rolls. This is a roll that finalizes and forms the material into a circular shape when viewed in YZ cross section.
- the fin pass rolls 157-160 are arranged in the order of fin pass rolls 157 and 158, and 159 and 160 from the -X side.
- the fin pass roll 157 has a recess that is recessed in an arc shape in cross section toward the +Z side, and a fin portion 167 that protrudes from the recess in a triangular shape in cross section toward the ⁇ Z side;
- a fin pass roll 158 having a concave recess forms a pair in the Z direction.
- a fin pass roll 159 having a recess similar to that of the fin pass roll 157 and a triangular fin part 169 that is smaller than the fin part 167 of the fin pass roll 157 in the recess, and a fin pass roll 159 similar to the fin pass roll 158 are provided.
- the fin pass roll 160 having a recess forms the Z direction.
- the width in the Y direction and the height in the Z direction of the fin parts 167 and 169 become smaller in the order of the fin parts 167 and 169. In other words, they become smaller in the order in which they are arranged toward the +X side.
- the recesses of the fin pass rolls 157 and 159 and the recesses of the fin pass rolls 158 and 160 are opposed to each other in the Z direction and form a circular space when viewed in cross section.
- the fin pass rolls 157-160 finish the band-shaped metal plate 2 into a circular shape in a YZ cross-sectional view, in which the +Y end and the -Y end of the band-shaped metal plate 2 approach as they move toward the +X side. Shape.
- the fin pass rolls 157-160 are also composed of a large number of rolls in order to gradually curve the band-shaped metal plate 2.
- the forming apparatus 150 including the breakdown rolls 151-156 and the fin pass rolls 157-160 is used as the forming apparatus 15A, a large number of rolls are arranged in the direction in which the strip metal plate 2 is sent out. As a result, the entire device becomes longer in the direction in which the strip metal plate 2 is sent out.
- the stamping machine 13, 14 may be crushed. As a result, the heat exchange performance of the produced welded pipe may deteriorate.
- the welded pipe manufacturing apparatus 1 in order to reduce the size of the apparatus, simplify the apparatus configuration, and maintain the shape of the groove formed in the band-shaped metal plate 2, the welded pipe manufacturing apparatus 1 has a through hole through which the band-shaped metal plate 2 passes.
- the forming device 15A includes a tube forming member called a shoe guide that forms the band-shaped metal plate 2 into a tube shape using the inner wall of the through hole. Next, the configuration of the molding device 15A will be described with reference to FIGS. 5-9, 10A, and 10B.
- FIG. 5 is a perspective view of a forming device 15A included in the welded pipe manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a sectional view of the edge rolls 20 and 21 included in the forming apparatus 15A.
- FIG. 7 is a sectional view of the side rolls 30 and 31 included in the forming apparatus 15A.
- FIG. 8 is a perspective view of the tube forming member 40 included in the forming apparatus 15A.
- FIG. 9 is an enlarged view of the IX area shown in FIG. 8.
- FIG. 10A is a cross-sectional view of the band-shaped metal plate 2 curved by the side rolls 30 and 31.
- FIG. 10B is a cross-sectional view of the tube 3 formed by the tube forming member 40.
- FIG. 5 shows a conceptualized molding device 15A with details omitted. Moreover, in FIG. 8, the band-shaped metal plate 2 to be processed is omitted.
- the forming device 15A includes edge rolls 20 and 21 that curve the edge portions of the strip metal plate 2 in the width direction, and the strip metal plate 2 curved in the width direction by the edge rolls 20 and 21.
- Side rolls 30, 31 that press the band-shaped metal plate 2 from the sides, that is, from the side direction to further curve it; and a tube forming member 40 that forms the band-shaped metal plate 2 curved by the side rolls 30, 31 into a tube shape. Equipped with
- the edge rolls 20 and 21 are formed by sandwiching the band-shaped metal plate 2, so both have a cylindrical shape. Their outer diameters are the same.
- the edge rolls 20 and 21 are arranged in the vertical direction, that is, the Z direction, with the pillar axes D1 and D2 oriented in the left-right direction, that is, the Y direction.
- the edge rolls 20 and 21 have a gap between them in the Z direction in order to form the band-shaped metal plate 2.
- the band-shaped metal plate 2 is passed through the gap.
- the edge roll 20 curves the width direction end portion, that is, the Y direction end portion, of the band-shaped metal plate 2, in a cross-sectional view when cut along the column axis D1.
- the corner portions at both ends of the cylinder are rounded into arc shapes.
- the length of the edge roll 20 along the outer shape from the -Y end to the +Y end is the same as the width of the band-shaped metal plate 2, or longer. big.
- the width of the edge roll 21 in the direction of the column axis D2, that is, the width in the Y direction, is larger than the width of the band-shaped metal plate 2 because the band-shaped metal plate 2 is formed between the edge roll 21 and the edge roll 20.
- the edge roll 20 has a concave portion 22 recessed in the outer peripheral shape in a cross-sectional view.
- the recessed portion 22 has both ends rounded into an arc shape in the above cross-sectional view, and the bottom portion is formed in a flat shape.
- the recess 22 extends along the outer periphery of the edge roll 20 while maintaining its cross-sectional shape. Thereby, the recess 22 is formed over the entire outer periphery of the edge roll 20.
- the recess 22 is recessed in a shape similar to the outer peripheral shape of the edge roll 20 in the above-mentioned cross-sectional view.
- the recess 22 faces the edge roll 20 in the Z direction, and the inner wall of the recess 22 and the outer circumference of the edge roll 20 are separated by a certain distance.
- the recess 22 is provided with a gap 23 between the edge roll 20 and the gap 23 having a straight central portion and arcuately curved end portions in the cross-sectional view described above.
- a band-shaped metal plate 2 with its width direction directed in the Y direction is passed through the gap 23.
- the edge rolls 20 and 21 are rotated around the columnar axes D1 and D2 by a drive device (not shown), such as a motor. More specifically, the edge roll 20 rotates counterclockwise when viewed from the +Y side shown in FIG. The edge roll 21 rotates clockwise when viewed from the +Y side in the figure. As a result, the edge rolls 20 and 21 curve both ends in the width direction of the band-shaped metal plate 2 passed through the gap 23 between them into an arc shape when viewed in cross section. In other words, the edge rolls 20 and 21 curve the band-shaped metal plate 2 into a dish shape.
- edge rolls 20 and 21 Furthermore, by rotating, the edge rolls 20 and 21 send the curved band-shaped metal plate 2 downstream, that is, in the +X direction, as shown in FIG. Side rolls 30 and 31 are provided on the +X side of the edge rolls 20 and 21, and the band-shaped metal plate 2 curved by the edge rolls 20 and 21 is sent to the side rolls 30 and 31.
- the side rolls 30 and 31 are formed into disc shapes having the same diameter.
- the side rolls 30 and 31 are arranged in the Y direction with the disc axes D3 and D4 facing the Z direction.
- a band-shaped metal plate 2 curved in the width direction by the edge rolls 20 and 21 is passed between the side rolls 30 and 31 in the Y direction.
- the disk end surfaces of the side rolls 30 and 31 are in contact with the curved widthwise ends of the band-shaped metal plate 2, respectively.
- the disk end faces of the side rolls 30 and 31 are formed with concave portions 32 and 33 that are concave in an arc shape when viewed in cross section when cut in the radial direction.
- the recesses 32 and 33 face each other with a certain distance apart.
- a gap 34 is formed between the recesses 32 and 33, as shown in FIG. 6, and the maximum width W2 is smaller than the width W1 of the band-shaped metal plate 2 curved by the edge rolls 20 and 21.
- the curved band-shaped metal plate 2 is passed through the gap 34, as shown in FIG.
- the side rolls 30 and 31 are rotated around disk shafts D3 and D4 by a drive device (not shown), for example, a motor. More specifically, the side roll 30 rotates clockwise when viewed from the +Z side shown in FIG. Further, the side roll 31 rotates counterclockwise when viewed from the +Z side in the figure. Thereby, the side rolls 30 and 31 further curve the curved band-shaped metal plate 2 passed through the gap 34. Specifically, the maximum width W2 of the gap 34 is smaller than that of the curved band-shaped metal plate 2. Therefore, the widthwise end portions of the band-shaped metal plate 2 are pressed against the inner walls of the recesses 32 and 33 of the side rolls 30 and 31, each having an arcuate cross-sectional view.
- a drive device not shown
- the side roll 30 rotates clockwise when viewed from the +Z side shown in FIG.
- the side roll 31 rotates counterclockwise when viewed from the +Z side in the figure.
- the side rolls 30 and 31 further curve the curved band-shaped metal plate 2 passed
- the side rolls 30 and 31 curve each of the widthwise end portions of the band-shaped metal plate 2 further than the shape shown in FIG. 6, and deform it into an arc shape in cross-sectional view. Thereby, the side rolls 30 and 31 deform the band-shaped metal plate 2 into a curved state larger than a semicircle.
- the side rolls 30 and 31 send the curved band-shaped metal plate 2 in the +X direction, as shown in FIG.
- a tube forming member 40 is provided on the +X side of the side rolls 30 and 31, and the band-shaped metal plate 2 is sent to the tube forming member 40.
- the tube forming member 40 is a component that forms the band-shaped metal plate 2 curved in the width direction into a tube shape. As shown in FIG. 8, the tube forming member 40 includes a main body portion 41 that forms the band metal plate 2 into a tube shape, and a body portion 41 that forms the band metal plate 2 into the tube shape. A guide portion 42 that guides the width direction end portion is provided.
- the main body portion 41 has a rectangular parallelepiped shape, with each surface facing in each of the X, Y, and Z directions.
- a through hole 43 extending from the -X plane to the +X plane is formed in the -X plane of the main body part 41 in order to pass the band-shaped metal plate 2 therethrough and form the band-shaped metal plate 2 into a tube shape therein.
- the through hole 43 is a circular hole, and in detail, the through hole 43 has a shape whose diameter decreases as it goes in the +X direction from the opening 431 formed on the ⁇ X plane of the main body portion 41.
- the band-shaped metal plate 2 is curved more than a semicircle by the side rolls 30 and 31.
- the opening 431 on the ⁇ X plane of the main body portion 41 is formed to have an inner diameter larger than the outer diameter of the band-shaped metal plate 2.
- the band-shaped metal plate 2 extending from the side rolls 30 and 31 is inserted into the opening 431. Furthermore, the side rolls 30 and 31 send out the band-shaped metal plate 2, so that the band-shaped metal plate 2 is sent inside from the opening 431 in the +X direction.
- the opening 432 formed on the +X side of the through hole 43 has a length obtained by adding the rolling length during forming by the tube forming member 40 to the outer circumference length in the width direction of the band-shaped metal plate 2. It is formed to have an inner diameter having a circumferential length. Thereby, the opening 432 is formed to have the same inner diameter as the outer diameter of the tube formed from the band-shaped metal plate 2. As a result, the space surrounded by the inner wall of the through hole 43 gradually becomes narrower from the opening 431 on the -X plane of the main body 41 to the opening 432 on the +X plane of the main body 41.
- the band-shaped metal plate 2 is fed through the opening 431
- the diameter of the band-shaped metal plate 2 is reduced by contacting the inner wall of the through-hole 43
- the end faces of the band-shaped metal plate 2 in the width direction approach each other as they go from the opening 431 to the opening 432.
- the end surfaces of the band-shaped metal plate 2 in the width direction face each other at the opening 432 with a slight gap left.
- the strip metal plate 2 is formed into a tube shape with the opening 432.
- the through-hole 43 forms the band-shaped metal plate 2 into a tubular shape.
- the main body portion 41 forms the band-shaped metal plate 2 into a tubular shape in a smaller space than the above-mentioned breakdown rolls 151-156 and fin pass rolls 157-160. . Further, unlike the cases of the breakdown rolls 151-156 and fin pass rolls 157-160 described above, the band-shaped metal plate 2 is formed into a tube shape without requiring position adjustment between parts.
- the guide part 42 in order to fit the guide part 42 into the inner wall of the through hole 43, it extends linearly from the opening 431 on the -X plane of the main body part 41 to the opening 432 on the +X plane, and also extends with respect to the X axis.
- Parallel grooves 433 are formed.
- the groove 433 is cut out from the inner wall of the through hole 43 to the +Z surface of the main body portion 41.
- the YZ cross section of the groove 433 has a trapezoidal shape with the upper side facing the -Z direction.
- the guide portion 42 includes a support portion 421 having a cross-sectional shape that is the same as the YZ cross-section of the groove 433 .
- the support portion 421 is fitted into the groove 433 . Thereby, the groove 433 holds the guide portion 42.
- the guide part 42 is supported by the support part 421, and when the support part 421 is fitted into the groove 433, the guide part 42 extends from the inner wall of the through hole 43 where the groove 433 is located to the inner space of the through hole 43. It includes a protrusion 422 that protrudes to the top.
- the protrusion 422 is a component that guides the end surface of the strip metal plate 2 in the width direction when the strip metal plate 2 fed from the side rolls 30 and 31 is fed into the through hole 43.
- the protrusion 422 has a trapezoidal shape with the upper side facing the ⁇ Z direction in a YZ cross-sectional view.
- the width W3 of the protrusion 422 at the opening 431 on the ⁇ X side of the through hole 43 shown in FIG. It is smaller than the opening width W4 between the end faces 25 and 26 in the width direction.
- the protrusion 422 can enter between the end surfaces 25 and 26 of the strip metal plate 2 when the strip metal plate 2 curved by the side rolls 30 and 31 is fed into the through hole 43.
- the protrusion 422 enters between the end surfaces 25 and 26 of the strip metal plate 2 when the strip metal plate 2 is fed into the through hole 43, and defines the positions of the end surfaces 25 and 26.
- the protrusions 422 guide the end surfaces 25 and 26 of the band-shaped metal plate 2 in a fixed direction when the band-shaped metal plate 2 is fed into the through-hole 43, as shown in FIG. It has side walls 423 and 424 located in the inner circumferential direction.
- the protrusion 422 has a trapezoidal shape with the upper side facing the ⁇ Z direction in the YZ cross-sectional view.
- the trapezoidal shape of the protrusion 422 in the YZ cross-sectional view is the shape of the support portion 421 in the YZ cross-sectional view.
- the protrusion 422 extends linearly in the X direction while having trapezoidal legs 4 and 5 in a YZ cross-sectional view.
- the protrusion 422 has side walls 423 and 424 shown in FIG. 9 that correspond to the legs 4 and 5 in the YZ cross-sectional view.
- the inner diameter of the through-hole 43 becomes smaller as it goes in the +X direction. It contacts and reduces its diameter. As a result, the end faces 25 and 26 of the band-shaped metal plate 2 in the width direction become closer to each other in the +X direction.
- the width W3 at the root portion shown in FIG. 1 becomes smaller toward the +X direction.
- the width W3 of the protrusion 422 at the opening 432 on the +X side of the through hole 43 is 0 or very small. Further, the angle ⁇ shown in FIG.
- the rate at which the width W3 of the protrusion 422 decreases as it goes in the +X direction is the same as the rate at which the end surfaces 25 and 26 in the width direction of the band-shaped metal plate 2 get closer together in the +X direction.
- the protrusion 422 extends from the opening 431 on the -X side of the through hole 43 to just before the opening 432 on the +X side.
- the wall surface height of the side walls 423, 424 that is, the protrusion length L1 of the side walls 423, 424 from the through hole 43 is determined by the opening 431 on the ⁇ X side of the through hole 43, and the strip metal plate 2 shown in FIG. 10A. or longer than the thickness T of the belt-shaped metal plate 2. As shown in FIG. 8, the protrusion length L1 becomes shorter toward the +X direction. Thereby, when the band-shaped metal plate 2 is fed into the through hole 43, the side walls 423, 424 hit at least the outer peripheral portions of the end surfaces 25, 26 and reduce the side walls 423, 424. As a result, at least the outer peripheral portions of the end surfaces 25 and 26 are shaped and arranged into the shapes of the side walls 423 and 424.
- the side walls 423 and 424 are oriented in a direction intersecting the inner peripheral direction of the through hole 43. Specifically, it is oriented in a direction perpendicular to the inner peripheral direction of the through hole 43 and extends in the perpendicular direction.
- the side walls 423 and 424 are formed by forming the end surfaces 25 and 26 of the band-shaped metal plate 2 in the width direction into a V-shape in the YZ cross-sectional view shown by the dotted line in FIG. 10B during the above-mentioned reduction. 26 are formed into shapes facing each other parallel to each other as shown by solid lines in FIG. 10B. If the end surfaces 25 and 26 are formed into a V-shape as shown by the dotted line in FIG.
- the tube-forming member 40 forms the band-shaped metal plate 2 into a tube shape by allowing the through-hole 43 formed in the main body portion 41 to align the band-shaped metal plate 2 along the inner wall.
- the tube forming member 40 has a guide portion 42 extending in the +X direction and a protrusion 422 whose width W3 becomes smaller toward the +X direction. 25 and 26 are formed into mutually parallel shapes to suppress welding defects.
- the main body portion 41 is desirably formed of a material that is softer than the metal material of the band-shaped metal plate 2.
- the main body portion 41 is desirably made of a metal or resin that is softer than pure copper.
- the main body portion 41 is desirably formed of monomer cast nylon.
- the guide portion 42 is desirably made of a material harder than the metal material of the band-shaped metal plate 2.
- the material of the guide portion 42 is preferably a superalloy such as an iron-based superalloy, a cobalt-based superalloy, a nickel-based superalloy, or a cemented carbide.
- the material of the guide portion 42 is a resin, for example, monomer cast nylon, it is desirable to coat it with a cemented carbide.
- the guide portion 42 be formed of a material that has higher compressive strength and wear resistance than the band-shaped metal plate 2.
- the guide portion 42 has higher compressive strength and wear resistance than the main body portion 41.
- it is made of a material.
- only the protrusion 422 of the guide portion 42 may be formed of such a material.
- at least the protrusion 422 is desirably made of cemented carbide when the band-shaped metal plate 2 is made of pure copper. This is because if such a material is used, at least the protrusion 422 is made of a material that has higher compressive strength and wear resistance than the band-shaped metal plate 2.
- main body portion 41 and the guide portion 42 may be integrally formed. Moreover, the main body part 41 and the guide part 42 may be mechanically joined by a fastening member such as a bolt or a screw.
- the main body portion 41 and guide portion 42 described in Embodiment 1 are examples of a tube forming portion and an end surface forming portion in the present disclosure.
- an opening 431 on the -X side and an opening 432 on the +X side of the through hole 43 formed in the main body 41 are an entrance into which the band-shaped metal plate 2 is fed as referred to in the present disclosure, and an inlet into which the band-shaped metal plate 2 is fed. This is an example of an exit sent out.
- the side walls 423 and 424 are examples of a first side wall and a second side wall in the present disclosure.
- the edge rolls 20 and 21 and the side rolls 30 and 31 are examples of a roll device as referred to in the present disclosure.
- the band-shaped metal plate 2 formed into a tubular shape is an example of a tubular metal plate as referred to in the present disclosure.
- the main body part 41 provided in the forming apparatus 15A extends from the opening 431 on the -X side of the through hole 43 to the opening 432 on the +X side. It has a through hole 43 whose diameter decreases toward the end. Then, the main body part 41 has the end surfaces 25 and 26 in the width direction of the band-shaped metal plate 2 curved in the width direction by being fed through the opening 431 on the -X side of the through hole 43.
- the opening 431 on the ⁇ X side of the through hole 43 is made closer to the opening 432 on the +X side, and the strip metal plate 2 is formed into a tube shape with end surfaces 25 and 26 facing each other at the opening 432. For this reason, the welded pipe manufacturing apparatus 1 can form the band-shaped metal plate 2 into a tube shape without making complicated positional adjustments between parts using the forming apparatus 15A.
- the forming device 15A can form the band-shaped metal plate 2 into a tube shape by providing the tube forming member 40 with the above-described main body 41, so that it can form a large number of breakdown rolls 151-156, fin pass rolls 157-160, etc. Compared to the molding device 150 having several rolls, the device can be made smaller.
- the main body portion 41 forms the band-shaped metal plate 2 into a tube shape by aligning it along the inner wall of the through hole 43. Therefore, unlike the case of the breakdown rolls 151-156 described above, the band-shaped metal plate 2 is not pressed. As a result, the grooves formed by the stamping machines 13 and 14 in the band-shaped metal plate 2 are not crushed. According to the forming apparatus 15A, a welded pipe with improved heat exchange performance can be produced by having grooves in the inner wall.
- the guide portion 42 provided on the tube forming member 40 has a protrusion 422 that protrudes from the inner wall of the through hole 43 and includes side walls 423 and 424 in the inner circumferential direction of the through hole 43. Further, in the protrusion 422, the side walls 423 and 424 extend in the direction from the opening 431 on the -X side of the through hole 43 to the opening 432 on the +X side, and the width from the side wall 423 to the side wall 424 extends from the opening 431 to the opening 432. It becomes smaller toward 432.
- the side walls 423 and 424 are inserted between the end surfaces 25 and 26 of the strip metal plate 2 in the width direction, and the strip metal plate 2 is fed through the opening 431 on the -X side of the through hole 43.
- the end surfaces 25 and 26 are formed into the shape of the side walls 423 and 424.
- the side walls 423 and 424 have end surfaces 25 and 26 facing each other at an opening 432 on the +X side of the through hole 43.
- the end surfaces 25 and 26 in the width direction of the band-shaped metal plate 2 are parallel to each other and the outer peripheral surface It is formed perpendicular to.
- the strength of the welded pipe is further increased.
- the joint of the welded pipe formed by the end surfaces 25 and 26 is prevented from shifting.
- the edge rolls 20, 21 and side rolls 30, 31 provided in the forming apparatus 15A are rotated by a drive device, for example, a motor, thereby feeding the band-shaped metal plate 2.
- a drive device for example, a motor
- the molding device 15A is not limited to this.
- the forming device 15A may include parts other than the edge rolls 20 and 21 and the side rolls 30 and 31, and these parts may feed the band-shaped metal plate 2.
- the forming device 15B includes a conveying device 50 in order to feed the band-shaped metal plate 2.
- Embodiment 2 a description will be given focusing on configurations that are different from Embodiment 1.
- FIG. 11 is a top view of the forming device 15B included in the welded pipe manufacturing apparatus 1 according to the second embodiment.
- FIG. 12 is a perspective view of the molding device 15B.
- the thickness of the endless belts 51 and 52 is emphasized for easy understanding.
- arrows A3-A6 indicate the rotational directions of the edge rolls 20, 21 and side rolls 30, 31 when the forming apparatus 15B operates.
- the forming device 15B is configured to provide a tubular body shaped into a tube shape by the tube forming member 40, which the band-shaped metal plate 2 has on the downstream side of the tube forming member 40, that is, on the +X side.
- a transport device 50 is provided to transport the portion, that is, the tube 3 shown in FIG. 10B in the +X direction.
- the tube 3 is an example of a tubular metal plate as referred to in the present disclosure.
- the conveyance device 50 has endless belts 51 and 52 with the tube 3 sandwiched between them.
- the endless belt 51 has its axial direction directed in the Z direction and is wound around a cylindrical drive shaft 511 and a driven shaft 512 arranged in the X direction. Since the drive shaft 511 and the driven shaft 512 are provided close to the +Y side of the tube 3, the portion of the endless belt 51 that is wound between the drive shaft 511 and the driven shaft 512 and extends in the X direction is , is in contact with the tube 3 from the +Y side.
- the drive shaft 511 is rotated by a drive device (not shown), for example, a motor, so that the endless belt 51 rotates as shown by arrow A1 and sends the tube 3 in the +X direction.
- the endless belt 52 also has the same configuration as the endless belt 51 and sends the tube 3 in the +X direction.
- the endless belt 52 is wound around a cylindrical drive shaft 521 and a driven shaft 522 arranged in the X direction, with the axial direction facing the Z direction.
- a portion of the endless belt 52 that extends in the X direction by being wound between the drive shaft 521 and the driven shaft 522 is provided so that the drive shaft 521 and the driven shaft 522 are close to the -Y side of the pipe 3. Therefore, it is in contact with the pipe 3 from the -Y side.
- the drive shaft 521 has the same configuration as the drive shaft 511 and rotates at the same rotation speed as the drive shaft 511, so that the endless belt 52 rotates as shown by arrow A2, and moves the tube 3 in the +X direction. send.
- the endless belts 51 and 52 sandwich the tube 3 from the Y direction.
- the endless belts 51 and 52 each feed the tube 3 in the +X direction, thereby applying a stronger force to the tube 3, for example, than the force exerted by the edge rolls 20, 21 and side rolls 30, 31 to feed the strip metal plate 2. Send with strong force.
- the tube 3 is reliably sent out from the forming device 15B.
- the forming device 15B includes the conveying device 50 having the endless belts 51 and 52, so the formed tube 3 is conveyed with strong force. Therefore, even if the force of the edge rolls 20, 21 and the side rolls 30, 31 to send out the band-shaped metal plate 2 is weak, the formed tube 3 can be reliably conveyed.
- the welding machine 16A includes a high-frequency induction heating type or TIG type welding device that performs welding in the atmosphere.
- the welding machine 16A is not limited to this.
- the welding machine 16A may include other types of welding equipment.
- the welding machine 16C includes a welding device that performs welding in a vacuum.
- Embodiment 3 a welded pipe manufacturing apparatus 1 according to Embodiment 3 will be described.
- Embodiment 3 a description will be given focusing on a configuration different from Embodiments 1 and 2.
- FIG. 13 is a sectional view of a welding machine 16C included in the welded pipe manufacturing apparatus 1 according to the third embodiment.
- the welding machine 16C includes an electron beam welding device 60 having a vacuum chamber 61.
- the electron beam welding device 60 includes a cathode part to which a voltage is applied to generate an electron beam, an anode part to accelerate the electron beam, and an electron lens part to converge or deflect the electron beam.
- the cathode section, anode section, and electron lens section are housed in a vacuum chamber 61.
- a vacuum chamber 70 is provided adjacent to the vacuum chamber 61.
- the vacuum chamber 70 accommodates the molding device 15A described in the first embodiment.
- the vacuum chamber 70 has an inlet 71 and an outlet 72 formed on the -X side and the +X side.
- the inlet 71 is formed in a rectangular shape slightly larger than the cross section of the band-shaped metal plate 2, and the band-shaped metal plate 2 is passed through the inlet 71.
- the outlet 72 is formed in a circular shape slightly larger than the cross section of the welded pipe 6 produced by the manufacturing apparatus 1, and the welded pipe 6 produced by the manufacturing apparatus 1 is passed through the outlet 72.
- the edge rolls 20 and 21, the side rolls 30 and 31, and the tube forming member 40 of the forming apparatus 15A described in the first embodiment are housed inside the vacuum chamber 70. Then, these edge rolls 20, 21, side rolls 30, 31, and tube forming member 40 form the band-shaped metal plate 2 put into the vacuum chamber 70 from the inlet 71 into a tube shape. Create a tube 3 in the +X section.
- a communication hole 73 of the vacuum chamber 70 is formed on the +Z side of the produced tube 3. Further, a communication hole 62 is also formed in the vacuum chamber 61, and the communication hole 62 is located on the +Z side of the communication hole 73 mentioned above. As a result, the communication hole 62 is connected to the communication hole 73.
- the electron beam welding device 60 emits an electron beam generated by the cathode portion toward the communication holes 62 and 73 described above. Then, the electron beam welding device 60 applies the electron beam to the joint where the end surfaces 25 and 26 of the tube 3 formed in the vacuum chamber 70 face each other. Thereby, the electron beam welding device 60 welds the seam of the tube 3 to produce the welded tube 6.
- the edge rolls 20 and 21 and the side rolls 30 and 31 send out the band-shaped metal plate 2 in the +X direction.
- the welded tube 6 produced by the electron beam welding device 60 and connected to the band-shaped metal plate 2 is sent out in the +X direction.
- the produced welded tube 6 is supplied from the outlet 72 of the vacuum chamber 70 to the drawing machine 17, cutting machine 18, and recoiler 19 shown in FIG. 2, which are located outside the vacuum chamber 70. Note that the configurations of the drawing machine 17, the cutting machine 18, and the recoiler 19 have been explained in the first embodiment, so their explanation will be omitted in the third embodiment.
- a vacuum pump (not shown) is connected to the vacuum chamber 70 in order to bring the vacuum chamber 70 to the degree of vacuum necessary for electron beam welding.
- the vacuum pump must have an evacuation performance corresponding to the volume of the vacuum chamber 70 in order to bring the vacuum chamber 70 to a certain degree of vacuum and maintain that degree of vacuum. Therefore, if the volume of the vacuum chamber 70 is large, it is necessary to connect a large-sized vacuum pump with high exhaust performance to the vacuum chamber 70.
- the forming apparatus 15A is smaller than the forming apparatus 150, which has a large number of rolls such as breakdown rolls 151-156 and fin pass rolls 157-160.
- the volume of the vacuum chamber 70 is smaller than that in the case where the molding device 150 is accommodated.
- the inside of the vacuum chamber 70 can be made to have the degree of vacuum necessary for electron beam welding. It is also easy to maintain the vacuum level.
- the welding machine 16C includes the electron beam welding device 60 having the vacuum chamber 61 that accommodates the forming device 15A.
- the forming apparatus 15A since the forming apparatus 15A is small, the volume of the vacuum chamber 61 is small, and as a result, the degree of vacuum required for electron beam welding can be easily achieved. Furthermore, since the volume of the vacuum chamber 61 is small, it is easy to maintain the necessary degree of vacuum.
- the inlet 71 and outlet 72 of the vacuum chamber 70 are preferably connected to the outside via vacuum chambers 75 and 76, which have a lower degree of vacuum than the inside of the vacuum chamber 70.
- the inlet 71 and outlet 72 of the vacuum chamber 70 are not directly connected to a space at atmospheric pressure, so the degree of vacuum in the vacuum chamber 70 can be easily maintained.
- the forming apparatuses 15A, 15B, the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1, the pipe 3 forming method, and the welded pipe 6 manufacturing method according to Embodiments 1-3 of the present disclosure have been described above, but the forming apparatuses 15A, 15B, The apparatus 1 for manufacturing the welded pipe 6, the method for forming the pipe 3, and the method for manufacturing the welded pipe 6 are not limited to these.
- the forming apparatuses 15A and 15B include edge rolls 20 and 21, side rolls 30 and 31, and a tube forming member 40.
- the molding devices 15A and 15B are not limited to this.
- the forming devices 15A and 15B have through holes 43 whose diameters decrease as they go from the inlet to the outlet, and the band-shaped metal plate 2 curved in the width direction is fed from the inlet of the through hole 43.
- a tube forming member that brings end surfaces 25 and 26 in the width direction of a band-shaped metal plate 2 closer to each other from an inlet to an outlet, and forms the band-shaped metal plate 2 into a tubular metal plate with end surfaces 25 and 26 facing each other at the exit.
- the forming apparatuses 15A and 15B may be provided with a device that forms the band-shaped metal plate 2 curved in the width direction toward the entrance of the through hole 43. .
- the tube forming member 40 provided in the forming apparatuses 15A and 15B has a rectangular parallelepiped outer shape, but the outer shape of the tube forming member 40 may be arbitrary as long as the above conditions are satisfied. be.
- the outer shape of the tube molded member 40 may be cylindrical.
- the tube forming member 40 has the guide portion 42 that forms the end surfaces 25 and 26 in the width direction of the band-shaped metal plate 2 to be formed into a tube shape into a mutually parallel shape.
- the tube-formed member 40 is not limited to this.
- the tube forming member 40 has a through hole 43 whose diameter decreases from the inlet to the outlet, and by feeding the band-shaped metal plate 2 curved in the width direction from the inlet of the through hole 43, The end surfaces 25 and 26 in the width direction of the band-shaped metal plate 2 are made to approach each other from the entrance to the exit, and at the exit, the band-shaped metal plate 2 is formed into a tubular metal plate with the end surfaces 25 and 26 facing each other. Bye. This is because even with such a configuration, the band-shaped metal plate 2 can be formed into a tubular metal plate without making complicated positional adjustments between parts.
- the tube forming member 40 has a guide portion 42; If there is no need to suppress the movement, the guide portion 42 may be omitted.
- the protrusion length L1 of the side walls 423, 424 of the protrusion 422 provided in the guide portion 42 becomes shorter from the entrance to the exit of the through hole 43.
- the protrusion 422 is not limited to this.
- the protrusion 422 protrudes from the inner wall of the through hole 43 and includes side walls 423 and 424 in the inner circumferential direction of the through hole 43. It is sufficient if the width becomes smaller from the entrance to the exit. Therefore, the protruding length L1 of the side walls 423 and 424 does not necessarily have to become shorter from the entrance to the exit of the through hole 43.
- the protrusion length L1 may be constant. This is because even in such a configuration, the width from the side wall 423 to the side wall 424 only needs to become smaller as it goes from the entrance to the exit.
- the tube forming member 40 has a truncated conical through hole 43 in order to curve the band-shaped metal plate 2 in the width direction and form it into a circular tube shape.
- the through hole 43 is not limited to this.
- the through hole 43 may have a diameter that decreases from the inlet to the outlet.
- the through hole 43 may have an elliptical tube cross section in addition to a circular tube cross section.
- the band-shaped metal plate 2 can be formed into a tube shape with an elliptical tube cross section.
- the through hole 43 may have a flat tube cross section.
- the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1 includes an accumulator 12.
- the manufacturing apparatus 1 for the welded pipe 6 is not limited to this.
- the accumulator 12 has an arbitrary configuration. For example, if production efficiency may be lowered, the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1 may not include the accumulator 12.
- the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1 includes stamping machines 13 and 14.
- the manufacturing apparatus 1 for the welded pipe 6 is not limited to this.
- the engraving machines 13 and 14 have an arbitrary configuration.
- the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1 does not need to include the marking machines 13 and 14.
- the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1 only needs to include at least one stamping machine 13, 14 to form the groove.
- the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1 does not include any machine or device after the recoiler 19.
- the manufacturing apparatus 1 for the welded pipe 6 is not limited to this.
- the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1 may include an annealing device after the recoiler 19 in order to prevent the manufactured welded pipe 6 from cracking during bending or expansion.
- an apparatus 1 for manufacturing a welded tube 6 is described using an example in which the welded tube 6 to be manufactured is a heat exchanger tube used in a heat exchanger.
- the welded pipe 6 manufactured is not limited to this.
- the forming apparatuses 15A and 15B, the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1, the pipe 3 forming method, and the welded pipe 6 manufacturing method according to the embodiments of the present disclosure are capable of forming belt-shaped metal parts without complicated positional adjustment of parts. It is applicable to all types of tubes manufactured by forming the plate 2 into a tubular metal plate.
- the forming apparatuses 15A and 15B, the welded pipe 6 manufacturing apparatus 1, the pipe 3 forming method, and the welded pipe 6 manufacturing method are not limited to the above-described embodiments 1-3, and various modifications and Substitutions can be added. Various aspects of the present disclosure are described below as supplementary notes.
- a band-shaped metal plate having a through-hole whose diameter decreases from the inlet to the outlet and curved in the width direction is fed from the inlet of the through-hole, thereby forming a first end surface in the width direction of the band-shaped metal plate. and a second end surface that are brought closer to each other from the inlet toward the outlet, and a tube forming section that forms the band-shaped metal plate into a tubular metal plate in which the first end surface and the second end surface face each other;
- a first side wall and a second side wall protruding from an inner wall of the through hole, the first side wall and the second side wall extending in a direction from the inlet to the outlet, and from the first side wall to the second side wall.
- the protrusion has a protrusion whose width decreases from the inlet to the outlet, and in a state where the protrusion is inserted between the first end surface and the second end surface of the strip metal plate, the strip metal plate By being fed from the inlet, the first side wall and the second side wall contact the first end surface and the second end surface, and the first end surface and the second end surface are connected to the first side wall and the second side wall.
- an end face molding part that is molded into a shape and makes the first end face and the second end face face each other; Equipped with Molding equipment.
- the protrusion is made of a material having higher compressive strength and wear resistance than the band-shaped metal plate.
- the tube forming part further includes a groove extending in a direction from the inlet to the outlet on the inner wall of the through hole,
- the end face molding part further includes a support part that supports the protrusion and is fitted into the groove.
- the molding device according to any one of Supplementary Notes 1 to 5.
- the tube forming part is formed of a material softer than the band-shaped metal plate, At least a surface portion of the protrusion is formed of a harder material than the band-shaped metal plate.
- (Appendix 8) further comprising a belt conveying device that feeds the band-shaped metal plate curved in the width direction to the inlet by pulling out the tubular metal plate formed into a tube shape by the tube forming unit from the outlet;
- the molding device according to any one of Supplementary Notes 1 to 7.
- (Appendix 9) a roll device that forms a band-shaped metal plate by curving a metal plate that is band-shaped and flat in the width direction of the band; It has a through hole whose diameter decreases as it goes from the inlet to the outlet, and the band-shaped metal plate curved in the width direction is fed through the inlet of the through-hole, thereby reducing the width of the band-shaped metal plate in the width direction.
- a tube forming unit that brings one end surface and a second end surface closer to each other as they move from the inlet to the outlet, and forms the band-shaped metal plate into a tubular metal plate in which the first end surface and the second end surface face each other;
- a first side wall and a second side wall protruding from an inner wall of the through hole, the first side wall and the second side wall extending in a direction from the inlet to the outlet, and from the first side wall to the second side wall.
- the strip metal plate By being fed from the inlet, the first side wall and the second side wall contact the first end surface and the second end surface, and the first end surface and the second end surface are connected to the first side wall and the second side wall.
- an end face molding part that is molded into a shape and makes the first end face and the second end face face each other;
- a molding device comprising; a welding device for welding the first end surface and the second end surface of the tubular metal plate; Equipped with Welded pipe manufacturing equipment.
- the welding device is an electron beam welding device that applies an electron beam to the first end surface and the second end surface of the tubular metal plate to weld the first end surface and the second end surface.
- the welded pipe manufacturing apparatus according to appendix 9. (Appendix 11) a tube forming part having a through hole whose diameter decreases from the inlet to the outlet; A first side wall and a second side wall protruding from an inner wall of the through hole, the first side wall and the second side wall extending in a direction from the inlet to the outlet, and from the first side wall to the second side wall.
- a method for manufacturing a tube using a forming device comprising: By feeding a band-shaped metal plate curved in the width direction from the inlet of the tube-forming section, the first end face and second end face in the width direction of the band-shaped metal plate are shaped as they move from the inlet to the outlet.
- the band-shaped metal plate is When the metal plate is fed through the inlet, the first side wall and the second side wall come into contact with the first end surface and the second end surface, and the first end surface and the second end surface are connected to the first side wall and the second end surface. molded into the shape of a second side wall, and the first end surface and the second end surface are opposed to each other; How to form a tube.
- Appendix 12 The method for forming a tube according to Appendix 11; Welding the opposing first end surface and second end surface of the tubular metal plate formed into a tubular shape by the tube forming method; Equipped with Method of manufacturing welded pipes.
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Abstract
成形装置は、管成形部と、端面成形部とを備える。管成形部は、入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔(43)を有する。端面成形部は、貫通孔(43)の内壁から突出し、貫通孔(43)の内周方向と交わる方向に向けられた第一側壁と第二側壁を有する。そして、端面成形部は、第一側壁と第二側壁が入口から出口へ向かう方向へ延びると共に、第一側壁から第二側壁までの幅が入口から出口へ向かうに従い小さくなる突起(422)を有する。
Description
本開示は成形装置、溶接管の製造装置、管の成形方法および溶接管の製造方法に関する。
溶接管は、帯状金属板が幅方向へ管状に湾曲され、その幅方向にある両端が合わせられて溶接されている。このような構造の溶接管を製造するため、帯状金属板を幅方向へ管状に湾曲させる装置が開発されている。
例えば、特許文献1には、帯状金属板を幅方向に湾曲させる上ロールおよび下ロールと、断面視円弧状の溝を互いに対向させた2つの分割型を有し、分割型の対向する溝同士が形成する空間へ幅方向に湾曲した帯状金属板を送り込むことにより、送り込まれた帯状金属板を管形金属板に成形する管成形部とを備える溶接管の製造装置が開示されている。
特許文献1に記載の溶接管の製造装置では、帯状金属が送り込まれる側で溝同士が離れ、かつ帯状金属板が送り出される側で溝同士が近接する位置に分割型が配置されている。これにより、溝同士の間隔は、帯状金属板が送り出される側に向かうに従って狭められる。その結果、幅方向に湾曲した帯状金属板が溝同士の間に送り込まれると、帯状金属板は、送り出される側へ向かうに従い、幅方向に丸められていき、管形金属板に成形される。
特許文献1に記載の溶接管の製造装置では、上述した溝同士の間隔を形成するため、分割型それぞれが軸それぞれの回りに回転可能である。そして、分割型を軸の回りに回転させることにより、分割型同士の相対的な位置が調整され、その結果、溝同士の間隔が所望の大きさに調整される。しかしながら、分割型同士の相対的な位置を調整することは容易ではない。
本開示は上記の課題を解決するためになされたもので、部品同士の複雑な位置調整をすることなく、帯状金属板を管形金属板に成形できる成形装置、溶接管の製造装置、管の成形方法および溶接管の製造方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本開示に係る成形装置は、入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有する管成形部と、貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、第一側壁と第二側壁が入口から出口へ向かう方向へ延びると共に、第一側壁から第二側壁までの幅が入口から出口へ向かうに従い小さくなる突起を有する端面成形部と、を備える。そして、管成形部は、幅方向に湾曲された帯状金属板が貫通孔の入口から送り込まれることにより、帯状金属板の幅方向にある第一端面と第二端面とを、入口から出口へ向かうに従って近接させ、帯状金属板を第一端面と第二端面とが対向する管形金属板に成形する。また、端面成形部は、帯状金属板の第一端面と第二端面との間に突起を挿入した状態で、帯状金属板が入口から送り込まれることにより、第一側壁と第二側壁とが第一端面と第二端面とに当たって第一端面と第二端面とを第一側壁と第二側壁の形状に成形し、第一端面と第二端面を対向させる。
本開示の構成によれば、成形装置は、上述した管成形部と、その管成形部が有する貫通孔に設けられた突起を有する端面成形部と、を備えるだけである。このため、成形装置は、部品同士の複雑な位置調整をすることなく、帯状金属板を管形金属板に成形できる。
以下、本開示の実施の形態に係る成形装置、溶接管の製造装置、管の成形方法および溶接管の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。また、図に示す直交座標系XYZにおいて、溶接管の製造装置の上流、下流の方向を水平方向に向けたときの、鉛直方向がZ軸、水平方向のうちの上流、下流の方向がX軸、Z軸とX軸に直交する方向がY軸である。
(実施の形態1)
実施の形態1に係る溶接管の製造装置は、材料である帯状金属板を幅方向へ管状に湾曲させて幅方向の両端の合わせた後、それら両端を合わせた合わせ目を溶接して溶接管を製造する製造装置である。この製造装置では、ロール装置を用いて、帯状金属板を幅方向へ湾曲させた後、シューガイドと呼ばれる管成形部材を用いて、帯状金属板をさらに湾曲させて、幅方向の両端が対向した管形金属板に成形する。以下、製造対象の溶接管が熱交換器に使用される伝熱管である場合を例に、この製造装置について説明する。まず、図1および図2を参照して、溶接管の製造装置の全体の構成について説明する。
実施の形態1に係る溶接管の製造装置は、材料である帯状金属板を幅方向へ管状に湾曲させて幅方向の両端の合わせた後、それら両端を合わせた合わせ目を溶接して溶接管を製造する製造装置である。この製造装置では、ロール装置を用いて、帯状金属板を幅方向へ湾曲させた後、シューガイドと呼ばれる管成形部材を用いて、帯状金属板をさらに湾曲させて、幅方向の両端が対向した管形金属板に成形する。以下、製造対象の溶接管が熱交換器に使用される伝熱管である場合を例に、この製造装置について説明する。まず、図1および図2を参照して、溶接管の製造装置の全体の構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る溶接管の製造装置1の前半部分の側面図である。図2は、製造装置1の後半部分の側面図である。
図1および図2に示すように、溶接管の製造装置1は、アンコイラ10、接続機11、アキュムレータ12、刻印加工機13、14、成形装置15A、溶接機16A、抽伸機17、切断機18およびリコイラ19を備える。
溶接管の製造装置1には、コイル状に巻き取られた帯状金属板が供給される。そして、その製造装置1は、その帯状金属板から溶接管を製造する。図1に示すアンコイラ10は、その帯状金属板が巻き取られたコイルを巻き戻して、コイルから帯状金属板の一端側を引き出す。
詳細には、アンコイラ10は、帯状金属板のコイルを内側から保持する円筒状のホルダー111と、そのホルダー111を回転させる図示しない駆動部とを有する。そして、アンコイラ10は、図示しない駆動部がホルダー111をコイルの巻き取り方向と反対側へ回転させる。これにより、アンコイラ10は、コイルから帯状金属板の一端側を引き出す。アンコイラ10は、引き出された帯状金属板の一端側を接続機11へ供給する。
接続機11は、帯状金属板の他端と別の帯状金属板の一端とを接続する。詳細には、アンコイラ10では、図示しないが、コイルから帯状金属板が完全に引き出されると、次のコイルがセットされ、その次のコイルから帯状金属板の一端側が引き出される。接続機11は、その前のコイルの帯状金属板の一端とは反対側にある他端とその次のコイルの、引き出された帯状金属板の一端とを接続する。
その構成について説明すると、接続機11は、図示しない溶接機を有する。接続機11は、その溶接機により、前のコイルの帯状金属板の他端と次のコイルの帯状金属板の一端とを溶接する。なお、接続機11は、ストリップジョイニングともいう。
一方、アキュムレータ12は、コイルから引き出された帯状金属板を一定の長さだけ貯える。詳細には、アキュムレータ12は、図示しないローラを備える。そのローラには、コイルから引き出された帯状金属板の中間部分が掛けられる。そして、そのローラは、接続機11で溶接している間に帯状金属板の供給が停止してしまうことを防ぐため、帯状金属板の中間部分を、接続機11の溶接時間に供給されるべき一定の長さだけ、巻き取る。これにより、アキュムレータ12は、帯状金属板を一定の長さだけ滞留させている。アキュムレータ12は、帯状金属板の中間部分を一定の長さだけ巻き取った後、帯状金属板の一端側部分を、すなわち、図1に示す直交座標系XYZでの+X端部分を刻印加工機13へ送り出す。
刻印加工機13、14は、製造対象の溶接管の内壁に溝を形成するため、詳細には、溶接管が伝熱管として用いられたときの、熱交換性能を高める溝を内壁に形成するため、帯状金属板に溝を形成する装置である。
詳細には、刻印加工機13、14は、図示しないが、グルーブロールと呼ばれる、またはGロールと略される外周部に溝が形成された第一ロールと、外周部に凹凸がなく外周部が滑らかな曲面状である第二ロールとを有する。そして、刻印加工機13は、アキュムレータ12から送られ、かつ図1に示すダンサーロール131、132によって張力が調整された帯状金属板を、上述した第一ロールと第二ロールの間に挟み込む。刻印加工機13は、それら第一ロールと第二ロールが帯状金属板に押し当てられた状態で、それら第一ロールと第二ロールの間に帯状金属板を通す。これにより、刻印加工機13は、帯状金属板に溝を形成する。
これに対して、刻印加工機14は、外周部に第一ロールの溝とは別の形状の溝が形成された第三ロールと、外周部に凹凸がなく外周部が滑らかな曲面状である第四ロールとを有する。刻印加工機14は、刻印加工機13によって溝が形成され、かつダンサーロール132と133によって張力が調整された帯状金属板を、上記の第三ロールと第四ロールによって挟み込む。また、刻印加工機14は、それら第三ロールと第四ロールを帯状金属板に押し当てる。さらに、刻印加工機14は、第三ロールと第四ロールの間に帯状金属板を通す。これにより、刻印加工機14は、帯状金属板に刻印加工機13の場合とは別の溝を形成する。
刻印加工機13と14は、上述した加工を帯状金属板に施すことにより、例えば、V字状の溝が帯状金属板の帯の延在方向に複数個、配列したヘリンボーン状の溝を帯状金属板に形成する。若しくは、刻印加工機13、14は、X状に交差した溝を複数個、帯状金属板に形成する。または、刻印加工機13、14は、エンボスを帯状金属板に形成する。刻印加工機13と14は、このような溝を帯状金属板に形成することにより、製造された溶接管が熱交換器の伝熱管として用いられた場合の、溶接管の熱交換効率を高める。刻印加工機13と14は、このような溝を帯状金属板に形成した後、その溝が形成された部分を図2に示す成形装置15Aへ送り出す。
成形装置15Aは、刻印加工機13、14から送られた帯状金属板を、まず、帯の幅方向に湾曲させ、さらに帯状金属板を湾曲させる。これにより、成形装置15Aは、帯状金属板の幅方向の両端、すなわち、+Y端と-Y端とを合わせた管形に成形する。例えば、成形装置15Aは、円管の形状に成形する。その結果、成形装置15Aは、帯状金属板の刻印加工機13、14から送られた部分に、Y端同士が合わせられた管状体を成形する。成形装置15Aは、その管状体を溶接機16Aへ送る。なお、成形装置15Aの詳細な構成は後述する。
溶接機16Aは、上述した管状体の合わせ目を溶接する。溶接機16Aは、例えば、高周波誘導加熱方式または、TIG(Tungsten Insert Gas)方式の溶接装置を備え、その溶接装置により、管状体の合わせ目を溶接して、帯状金属板の+X端側に溶接管部分を作製する。そして、溶接機16Aは、その帯状金属板の溶接管部分を抽伸機17へ送る。
抽伸機17は、溶接機16Aにより作製された溶接管部分の外径と内径のサイズを調整する。抽伸機17は、図示しないが、溶接機16Aにより作製された溶接管の外径より小さく、かつ目標とする外径と同径の貫通孔が設けられたダイスを備える。そして、抽伸機17は、そのダイスに帯状金属板の溶接管部分を通してダイスからその溶接管部分を引き抜く。これにより、抽伸機17は、帯状金属板の溶接管部分をダイスの貫通孔の径と同じ外径に加工する。
または、抽伸機17は、図示しないが、上記のダイスではなく、上下に、または左右に対向する複数組のロールを備える。複数組のロールは、前後方向、すなわち、図2でいうところのX方向へ一列に配列されている。一方、図示しないが、ロールそれぞれの円筒面には、断面半円状の溝が周方向に沿って形成されている。ロールの組それぞれでは、上記の溝を互いに対向させることにより、互いの間に側面視で円形の空間を形成する。それら円形の空間は、+X方向へ向かうに従い小さくなっている。抽伸機17では、このような複数組のロールの間に上述した帯状金属板の溶接管部分が通されることにより、帯状金属板の溶接管部分を、ロールの間の上記円形の空間のうちの最小の円形空間と同じ外径に加工する。
抽伸機17は、このようなダイスまたはロールにより加工された、帯状金属板の溶接管部分を、図2に示す切断機18へ送る。
切断機18は、図2における正面から背面の方向、すなわち、Y方向へ移動可能なカッター181を備える。そして、切断機18は、そのカッター181を移動させることにより、所望の長さで、帯状金属板の、抽伸機17により加工された溶接管部分を切断する。これにより、切断機18は、所望の長さの溶接管を作製する。そして、切断機18は、所望の長さにした溶接管をリコイラ19へ送る。
リコイラ19は、円筒状の巻き取り部191を有し、切断機18が所望の長さに切断した溶接管を巻き取り部191に巻き取って再度コイル状にする。これにより、リコイラ19は、作製された溶接管を外部装置へ供給可能な状態にする。
なお、アンコイラ10に装着されるコイル状の帯状金属板は、例えば、圧延された銅および銅合金の板である。その場合、調質は、JIS H3100に規格されたO材、1/2H材または1/4H材であるとよい。また、帯状金属板の幅は、抽伸機17で縮径される前の溶接管の外径に応じた大きさであるとよい。帯状金属板の幅は、例えば、抽伸機17で縮径される前の溶接管の外径が7mmである場合、その外径から求められる円周に溶接代0.5mmを加えた22.5mmである。帯状金属板の厚みは、刻印加工機14で0.05mm薄くなるものと仮定し、抽伸機17で縮径される前の溶接管の厚みよりも0.05mmだけ厚いとよい。
このように、溶接管の製造装置1では、アンコイラ10がコイル状に巻き取られた帯状金属板を引き出し、刻印加工機13、14が帯状金属板に溝を形成する。さらに、成形装置15Aが、その帯状金属板をY方向に湾曲させて+Y端と-Y端とが合わさった管状体を成形する。そして、溶接機16Aが管状体の+Y端と-Y端が合わせられて形成された合わせ目を溶接して、溶接管を製造する。
この溶接管の製造では、成形装置15Aとして、ブレークダウンロールおよびフィンパスロールを備える装置が使用されることがある。その場合、ブレークダウンロールとフィンパスロールの数をあわせたロールの総数が多い。このため、成形装置15Aが帯状金属板を送り出す方向に長くなってしまい、その結果、成形装置15Aが大型化してしまう。この成形装置15Aの大型化がどのようにして生じるかを説明するため、ブレークダウンロールとフィンパスロールを図3A-図3C、図4Aおよび図4Bに示す。
図3A-図3Cは、成形装置150がブレークダウンロール151-156を有する場合の、ブレークダウンロール151-156と成形される帯状金属板2の断面図である。図4Aおよび図4Bは、成形装置150がフィンパスロール157-160を有する場合の、フィンパスロール157-160と成形される帯状金属板2の断面図である。
ブレークダウンロール151-156は、図3A-図3Cに示すように、対のロールの間で帯状金属板2を断面視円弧状に粗成形するロールである。
詳細には、ブレークダウンロール151-156は、上流側、すなわち、-X側からブレークダウンロール151と152、153と154、155と156の順序で配列されている。そして、図3A-図3Cに示すように、下に突出する、すなわち-Z側に突出する凸部161を有するブレークダウンロール151と-Z側に凹んだ凹部162を有するブレークダウンロール152がZ方向に対を形成している。また、-Z側に突出する凸部163を有するブレークダウンロール153と-Z側に凹んだ凹部164を有するブレークダウンロール154がZ方向に対を形成している。さらに、-Z側に突出する凸部165を有するブレークダウンロール155と-Z側に凹んだ凹部166を有するブレークダウンロール156がZ方向に対を形成している。そして、帯状金属板2をより湾曲させるため、下流側、すなわち、+X側に向かうに従い、凸部161、163、165のZ方向の高さが、凸部161、163、165の順序で高くなると共に、凸部161、163、165のY方向の幅が、この順序で狭くなっている。また、凹部162、164、166のZ方向の深さが、凹部162、164、166の順序で深くなると共に、凹部162、164、166のY方向の幅が、この順序で狭くなっている。そして、凹部162、164、166のYZ断面視形状は、この順序で湾曲が大きくなり円弧形状に近づいている。
このように、ブレークダウンロール151-156は、+X側に向かうに従って帯状金属板2をより湾曲させていくため、多数のロールによって構成されている。
また、フィンパスロール157-160は、図4Aおよび図4Bに示すように、対のロールの間に断面視円弧状に粗成形された帯状金属板2が通されることにより、帯状金属板2をYZ断面視円形状に仕上げ成形するロールである。
詳細には、フィンパスロール157-160は、-X側からフィンパスロール157と158、159と160の順序で配列されている。そして、+Z側へ断面視円弧状に凹んだ凹みと、その凹みから断面視三角状に-Z側へ突出するフィン部167とを有するフィンパスロール157と、-Z側へ断面視円弧状に凹んだ凹みを有するフィンパスロール158とがZ方向に対を形成している。また、フィンパスロール157と同様の凹みと、その凹みに断面視でフィンパスロール157のフィン部167よりも小さい三角状のフィン部169とを有するフィンパスロール159と、フィンパスロール158と同様の凹みを有するフィンパスロール160とがZ方向を形成している。そして、フィン部167と169のY方向の幅とZ方向の高さは、フィン部167、169の順序で小さくなっている。換言すると、+X側に向かって配列された順序で小さくなっている。フィンパスロール157、159の凹みとフィンパスロール158、160の凹みは、Z方向に対向して断面視円形状の空間を形成している。フィンパスロール157-160は、このような形状を有することにより、帯状金属板2を、+X側に向かうに従い、帯状金属板2の+Y端と-Y端が近づくYZ断面視円形の形状に仕上げ成形する。
このように、フィンパスロール157-160も、ブレークダウンロール151-156と同様に、徐々に帯状金属板2を湾曲させていくため、多数のロールによって構成されている。その結果、上述したように、成形装置15Aとして、ブレークダウンロール151-156およびフィンパスロール157-160を備える成形装置150が使用されると、多数のロールが帯状金属板2を送り出す方向に配列する結果、装置全体が帯状金属板2を送り出す方向に長くなってしまう。
また、多数のフィンパスロール157-160とブレークダウンロール151-156が設けられるので、装置構成が複雑である。さらに、多数のフィンパスロール157-160とブレークダウンロール151-156の位置調整も複雑である。
さらに、ブレークダウンロール151-156では、対を形成するブレークダウンロール151-156の間に帯状金属板2を挟み込んで帯状金属板2を押圧するため、帯状金属板2の、刻印加工機13、14によって形成された溝が押しつぶされるおそれがある。その結果、作製された溶接管の熱交換性能が低下するおそれがある。
そこで、溶接管の製造装置1では、装置を小型化させると共に、装置構成を簡易にし、帯状金属板2に形成された溝の形状を保つため、帯状金属板2を通す貫通孔を有し、その貫通孔の内壁によって帯状金属板2を管形に成形するシューガイドと呼ばれる管成形部材を成形装置15Aが備える。次に、図5-図9、図10Aおよび図10Bを参照して、成形装置15Aの構成について説明する。
図5は、実施の形態1に係る溶接管の製造装置1が備える成形装置15Aの斜視図である。図6は、成形装置15Aが有するエッジロール20、21の断面図である。図7は、成形装置15Aが有するサイドロール30、31の断面図である。図8は、成形装置15Aが有する管成形部材40の斜視図である。図9は、図8に示すIX領域の拡大図である。図10Aは、サイドロール30、31によって湾曲された帯状金属板2の断面図である。図10Bは、管成形部材40によって成形された管3の断面図である。
なお、図5は、理解を容易にするため、細部を省略して概念化した成形装置15Aを示している。また、図8では、加工対象の帯状金属板2を省略している。
図5に示すように、成形装置15Aは、帯状金属板2の幅方向のエッジ部分を湾曲させるエッジロール20、21と、エッジロール20、21によって幅方向へ湾曲された帯状金属板2を、帯状金属板2の側方から、すなわちサイド方向から押圧してさらに湾曲させるサイドロール30、31と、サイドロール30、31によって湾曲された帯状金属板2を管形に成形する管成形部材40とを備える。
エッジロール20と21は、帯状金属板2を挟み込んで成形するため、共に円柱の形状を有する。それらの外径は同じである。そして、エッジロール20と21は、柱軸D1、D2を左右方向、すなわちY方向に向けた状態で、上下方向、すなわち、Z方向に並べられている。エッジロール20と21は、帯状金属板2を成形するため、互いの間の、Z方向に隙間を有する。そして、帯状金属板2がその隙間に通されている。
詳細には、エッジロール20は、図6に示すように、帯状金属板2の幅方向端部、すなわちY方向端部を湾曲させるため、柱軸D1に沿って切断した場合の断面視で、例えば、YZ平面で切断した場合の断面視で円柱両端のコーナー部が円弧状に丸められている。また、帯状金属板2のY方向端部を湾曲させるため、エッジロール20の、-Y端から+Y端までの外形に沿った長さは、帯状金属板2の幅と同じか、それよりも大きい。
一方、エッジロール21の柱軸D2の方向の幅、すなわちY方向の幅は、エッジロール20との間で帯状金属板2を成形するため、帯状金属板2の幅よりも大きい。またはエッジロール20の柱軸D1方向の幅、すなわちY方向の幅よりも大きい。そして、エッジロール21は、エッジロール20の外周形状に沿った形状に帯状金属板2を湾曲させるため、柱軸D2に沿って切断した場合の断面視で、例えば、YZ平面で切断した場合の断面視でエッジロール20の外周形状に凹んだ凹部22を有する。
凹部22は、上記の断面視で両端部が円弧状に丸められていると共に、底部が平坦な形状に形成されている。そして、凹部22は、その断面視形状のまま、エッジロール20の外周に沿って延びている。これにより、凹部22は、エッジロール20の外周全体にわたって形成されている。凹部22は、このような形状に形成されることにより、上記の断面視でエッジロール20の外周形状と相似形に凹んでいる。そして、凹部22は、エッジロール20とZ方向に対向し、凹部22の内壁とエッジロール20の外周部は、一定の距離だけ離れている。その結果、凹部22は、エッジロール20との間に、上記の断面視で中央部分が直線状で両端部分が円弧状に屈曲した形状の隙間23を備える。その隙間23には、幅方向をY方向へ向けた帯状金属板2が通されている。
エッジロール20と21は、図示しない駆動装置、例えばモータにより、柱軸D1、D2を中心に回転する。より具体的には、エッジロール20は、図6に示す+Y側から見て反時計回りに回転する。エッジロール21は、同図の+Y側から見て時計回りに回転する。これらにより、エッジロール20と21は、それらの間の隙間23に通された帯状金属板2の幅方向両端部を断面視円弧状に湾曲させる。換言すると、エッジロール20と21は、帯状金属板2を皿状に湾曲させる。
さらに、エッジロール20と21は、回転することにより、図5に示すように、湾曲された帯状金属板2を下流側、すなわち、+X方向へ送る。エッジロール20と21よりも+X側には、サイドロール30、31が設けられており、エッジロール20と21によって湾曲された帯状金属板2は、サイドロール30、31へ送られる。
これに対して、サイドロール30、31は、互いに同径の円盤の形状に形成されている。そして、サイドロール30、31は、円盤軸D3、D4をZ方向に向けた状態でY方向に並べられている。サイドロール30と31のY方向の間には、エッジロール20と21によって幅方向に湾曲された帯状金属板2が通されている。そして、サイドロール30と31それぞれの円盤端面は、帯状金属板2の湾曲した幅方向端部それぞれに当接している。
詳細には、図7に示すように、サイドロール30と31の円盤端面には、径方向に切断した場合の断面視で円弧状に凹んだ凹部32、33が形成されている。そして、凹部32と33は、一定の距離だけ離れた状態で対向している。これにより、凹部32と33の間には、図6に示す、エッジロール20と21によって湾曲された帯状金属板2の幅W1よりも最大幅W2が小さい隙間34が形成されている。さらに、隙間34には、図7に示すように、その湾曲された帯状金属板2が通されている。
サイドロール30、31は、図示しない駆動装置、例えばモータにより、円盤軸D3、D4を中心に回転する。より具体的には、サイドロール30は、図7に示す+Z側から見て時計回りに回転する。また、サイドロール31は、同図の+Z側から見て反時計回りに回転する。これらにより、サイドロール30、31は、隙間34に通された湾曲した帯状金属板2をさらに湾曲させる。詳細には、湾曲された帯状金属板2よりも隙間34の最大幅W2の方が小さい。このため、サイドロール30、31の凹部32、33の断面視円弧状の内壁それぞれには、帯状金属板2の幅方向端部それぞれが押し当てられる。その結果、サイドロール30、31は、帯状金属板2の幅方向端部それぞれを、図6に示す形状よりもさらに湾曲させ、断面視円弧状に変形させる。これにより、サイドロール30、31は、帯状金属板2を半円よりも大きく湾曲した状態に変形させる。
さらに、サイドロール30、31は、回転することにより、図5に示すように、湾曲された帯状金属板2を+X方向へ送る。サイドロール30、31の+X側には、管成形部材40が設けられており、帯状金属板2は管成形部材40へ送られる。
管成形部材40は、幅方向に湾曲した帯状金属板2を管形に成形する部品である。管成形部材40は、図8に示すように、帯状金属板2を管形に成形する本体部41と、本体部41が帯状金属板2を管形に成形するときに、帯状金属板2の幅方向端部を案内する案内部42とを備える。
本体部41は、直方体の形状を有し、各面をX、Y、Zの各方向へ向けている。そして、本体部41の-X面には、帯状金属板2を通して、その内部で帯状金属板2を管形に成形するため、-X面から+X面へ延びる貫通孔43が形成されている。
貫通孔43は、円孔であり、詳細には、貫通孔43は、本体部41の-X面に形成された開口431から+X方向に向かうに従い径が小さくなる形状を有する。上述したように、帯状金属板2は、サイドロール30、31によって半円よりも大きく湾曲されている。本体部41の-X面にある開口431は、その帯状金属板2の外径よりも大きい内径に形成されている。そして、開口431には、サイドロール30、31から延びる帯状金属板2が差し込まれている。さらに、サイドロール30、31が帯状金属板2を送り出すことにより、開口431から内部の+X方向へ帯状金属板2が送り込まれる。
一方、貫通孔43の+X側に形成された開口432は、帯状金属板2の幅方向の外周の長さに、管成形部材40による成形時の圧延長さを加算して得られる長さの周長を有する内径に形成されている。これにより、開口432は、帯状金属板2から成形される管の外径と同径の内径に形成されている。その結果、貫通孔43の内壁が囲む空間は、本体部41の-X面にある開口431から本体部41の+X面にある開口432へ向かって徐々に狭くなる。これにより、帯状金属板2は、開口431から送り込まれると、貫通孔43の内壁に当接して縮径し、帯状金属板2の幅方向の端面同士が開口431から開口432へ向かうに従い近接していく。そして、帯状金属板2の幅方向の端面同士は、開口432で、僅かな隙間を残して対向する。その結果、帯状金属板2は、開口432で管形に成形される。貫通孔43は、上記の形状を有することにより、帯状金属板2を管形に成形する。
本体部41は、このような形状の貫通孔43を有することにより、上述したブレークダウンロール151-156とフィンパスロール157-160と比較して小さいスペースで帯状金属板2を管形に成形する。また、上述したブレークダウンロール151-156とフィンパスロール157-160の場合と異なり、部品間の位置調整を要することなく、帯状金属板2を管形に成形する。
また、貫通孔43の内壁には、案内部42を嵌め込むため、本体部41の-X面にある開口431から+X面にある開口432へ向かって直線的に延びると共に、X軸に対して平行な溝433が形成されている。
溝433は、貫通孔43の内壁から本体部41の+Z面まで切り欠いている。その溝433のYZ断面は、-Z方向に上辺を向けた台形の形状である。これに対して、案内部42は、溝433のYZ断面と同形の断面形状を有する支持部421を備える。溝433には、その支持部421が嵌め込まれている。これにより、溝433は、案内部42を保持する。
案内部42は、上述した支持部421のほかに、支持部421に支持され、支持部421が溝433に嵌め込まれた状態で、溝433がある貫通孔43の内壁から貫通孔43の内部空間へ突出する突起422を備える。
突起422は、サイドロール30、31から送られた帯状金属板2が貫通孔43に送り込まれたときに、帯状金属板2の幅方向の端面を案内する部品である。突起422は、YZ断面視で-Z方向に上辺を向けた台形の形状を有する。そして、突起422の、貫通孔43の-X側にある開口431での図9に示す幅W3は、図10Aに示すサイドロール30、31によって半円よりも大きく湾曲された帯状金属板2の幅方向の端面25と26の間の開口幅W4よりも小さい。その結果、突起422は、サイドロール30、31によって湾曲された帯状金属板2が貫通孔43に送り込まれたときに、帯状金属板2の端面25と26の間に入ることが可能である。突起422は、帯状金属板2が貫通孔43に送り込まれたときに、帯状金属板2の端面25と26の間に入って、端面25と26の位置を規定する。
また、突起422は、貫通孔43に帯状金属板2が送り込まれたときに、帯状金属板2の端面25と26を一定の方向へ案内するため、図9に示すように、貫通孔43の内周方向に位置する側壁423と424を有する。
詳細には、突起422は、上述したように、YZ断面視で-Z方向に上辺を向けた台形の形状を有する。その突起422のYZ断面視台形は、図8に示すように、支持部421のYZ断面視形状である-Z方向に上辺を向けた台形の一対の脚と連続する一対の脚4、5を有する。そして、突起422は、YZ断面視で台形の脚4、5を有しながらX方向へ直線的に延びる。その結果、突起422は、YZ断面視の脚4、5に対応する図9に示す側壁423、424を有する。
上述したように、貫通孔43に帯状金属板2が送り込まれると、貫通孔43の内径が+X方向に向かうに従い小さくなるため、帯状金属板2は、+X方向に向かうに従い、貫通孔43の内壁に当接して縮径する。その結果、帯状金属板2の幅方向の端面25、26は、+X方向に向かうに従い近接していく。この貫通孔43に帯状金属板2が送り込まれるときに、帯状金属板2の端面25、26を案内するため、図10Aに示すように、突起422の、側壁423から側壁424までの、図8に示す付け根部分での幅W3が+X方向に向かうに従い小さくなる。そして、その突起422の幅W3は、貫通孔43の+X側にある開口432で0であるか、または非常に小さい。また、側壁423と424の延長先が形成する、図9に示す角度θ、換言すると、側壁423の壁面の側壁424の壁面に対する角度θは、+X方向に向かうに従い小さくなる。このような構成を備えることにより、側壁423、424は、貫通孔43に帯状金属板2が送り込まれた場合に、帯状金属板2の端面25、26を帯状金属板2の縮径に応じた位置に規制する。また、側壁423、424は、帯状金属板2の端面25、26の板面に対する角度を帯状金属板2の縮径に応じた角度にする。そして、側壁423、424は、帯状金属板2の端面25、26を案内する。
なお、上記の突起422の幅W3が+X方向に向かうに従い小さくなる割合は、帯状金属板2の幅方向の端面25、26が+X方向に向かうに従い近接していく割合と同じであることが望ましい。また、突起422は、貫通孔43の-X側にある開口431から+X側にある開口432の直前まで延びることが望ましい。
さらに、側壁423、424の壁面高さ、すなわち、側壁423、424の貫通孔43からの突出長さL1は、貫通孔43の-X側にある開口431で、図10Aに示す帯状金属板2の厚みTと同じであるか、または帯状金属板2の厚みTよりも長い。そして、突出長さL1は、図8に示すように、+X方向に向かうに従い短くなっている。これにより、側壁423、424は、貫通孔43に帯状金属板2が送り込まれたときに、端面25、26の少なくとも外周部分に当たって、側壁423、424をリダクションする。その結果、端面25、26の少なくとも外周部分が側壁423、424の形状に成形され整えられる。
また、側壁423、424は、貫通孔43の内周方向と交わる方向に向けられている。詳細には、貫通孔43の内周方向に垂直な方向へ向けられ、その垂直な方向へ延びている。これにより、側壁423、424は、上述したリダクション時に、帯状金属板2の幅方向の端面25、26を、図10Bの点線で示すYZ断面視V字状に成形するのではなく、端面25、26を、図10Bの実線で示す互いに平行に対向する形状に成形する。端面25、26がYZ断面視で図10Bの点線で示すV字状に成形されると、端面25と26を溶接して溶接管を製造するときに、端面25と26の溶接部に欠陥がある溶接不良が発生しやすい。しかし、側壁423、424は、端面25、26を、図10Bの実線で示す互いに平行に対向する形状に成形する。このため、溶接管を製造するときに、溶接欠陥が発生しにくく、溶接強度が高められる。
このように、管成形部材40は、本体部41に形成された貫通孔43が帯状金属板2を内壁に沿わせることにより、帯状金属板2を管形に成形する。また、管成形部材40は、案内部42が+X方向に延びると共に、+X方向に向かうに従い幅W3が小さくなる突起422を有することにより、管形に成形される帯状金属板2の幅方向の端面25、26を、互いに平行な形状に成形して溶接不良を抑制する。
なお、帯状金属板2にキズがつきにくくするため、本体部41は、帯状金属板2の金属材料よりも柔らかい材料で形成されていることが望ましい。例えば、帯状金属板2が純銅である場合、本体部41は純銅よりも柔らかい金属または樹脂で形成されていることが望ましい。具体的な例を挙げると、本体部41はモノマーキャストナイロンで形成されていることが望ましい。
また、案内部42は、帯状金属板2を成形するときに、突起422に大きな力がかかることから、帯状金属板2の金属材料よりも硬い材料で形成されていることが望ましい。例えば、案内部42の材料は、鉄基超合金、コバルト基超合金、ニッケル基超合金等の超合金または、超硬合金であることが望ましい。または、案内部42の材料が、樹脂、例えば、モノマーキャストナイロンである場合に、超硬合金でコーティングすることが望ましい。
上述したように、成形時には突起422へ大きな力がかかる。そこで、この力に耐えるため、案内部42は、帯状金属板2よりも圧縮強度が高く、かつ耐摩耗性が高い材料で形成されることが望ましい。また、管成形部材40のうち、案内部42だけがこのような材料で形成されているとよく、その場合、案内部42は、本体部41よりも圧縮強度が高く、かつ耐摩耗性が高い材料で形成されることが望ましい。さらに、案内部42のうちの突起422だけがこのような材料で形成されていてもよい。例えば、案内部42のうち、少なくとも突起422は、帯状金属板2が純銅で形成されている場合に、超硬合金で形成されていることが望ましい。このような材料であれば、少なくとも突起422が帯状金属板2よりも圧縮強度が高く、かつ耐摩耗性が高い材料で形成されていることになるからである。
さらに、本体部41と案内部42は、一体的に形成されていてもよい。また、本体部41と案内部42は、ボルト、ネジ等の締結部材によって機械的に接合されていてもよい。
なお、実施の形態1で説明した本体部41、案内部42は、本開示でいうところの管成形部、端面成形部の一例である。また、本体部41に形成された貫通孔43の-X側にある開口431と+X面にある開口432は、本開示でいうところの帯状金属板2が送り込まれる入口と、帯状金属板2が送り出される出口の一例である。側壁423、424は、本開示でいうところの第一側壁、第二側壁の一例である。エッジロール20、21とサイドロール30、31は、本開示でいうところのロール装置の一例である。管形に成形された帯状金属板2は、本開示でいうところの管形金属板の一例である。
以上のように、実施の形態1に係る溶接管の製造装置1では、成形装置15Aに設けられた本体部41が、貫通孔43の-X側にある開口431から+X側にある開口432へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔43を有する。そして、本体部41は、幅方向に湾曲された帯状金属板2が貫通孔43の-X側にある開口431から送り込まれることにより、帯状金属板2の幅方向にある端面25と26を、貫通孔43の-X側にある開口431から+X側にある開口432へ向かうに従って近接させ、開口432で帯状金属板2を端面25と26が対向する管形に成形する。このため、溶接管の製造装置1は、成形装置15Aで部品同士の複雑な位置調整をすることなく、帯状金属板2を管形に成形できる。
また、成形装置15Aは、管成形部材40が上述した本体部41を備えることにより、帯状金属板2を管形に成形できるので、ブレークダウンロール151-156、フィンパスロール157-160等の多数のロールを有する成形装置150と比較して、装置を小型化することができる。
管成形部材40では、本体部41が帯状金属板2を貫通孔43の内壁に沿わせることにより、管形に成形する。このため、上述したブレークダウンロール151-156の場合と異なり、帯状金属板2が押圧されない。その結果、帯状金属板2の、刻印加工機13、14によって形成された溝が押しつぶされることがない。成形装置15Aによれば、内壁に溝を有することにより、熱交換性能が高められた溶接管を作製できる。
溶接管の製造装置1では、管成形部材40に設けられた案内部42が、貫通孔43の内壁から突出すると共に、貫通孔43の内周方向に側壁423、424を備える突起422を有する。また、その突起422では、側壁423と424が貫通孔43の-X側にある開口431から+X側にある開口432へ向かう方向へ延びると共に、側壁423から側壁424までの幅が開口431から開口432へ向かうに従い小さくなる。そして、側壁423と424は、帯状金属板2の幅方向の端面25と26との間に挿入された状態で、帯状金属板2が貫通孔43の-X側にある開口431から送り込まれることにより、端面25と26に当たって端面25と26を側壁423と424の形状に成形する。そして、側壁423と424は、貫通孔43の+X側にある開口432で端面25と26を対向させる。その結果、端面25と26を溶接して溶接管を製造するときに、溶接不良の発生が抑制できる。また、端面25と26が高い強度で溶接されることから、溶接管の強度が高い。
また、管成形部材40では、突起422の側壁423、424が貫通孔43の内周方向に対して垂直であるため、帯状金属板2の幅方向にある端面25と26が互いに平行かつ外周面に対して垂直に成形される。その結果、溶接不良の発生がより抑制される。また、溶接管の強度がより高められる。さらに、端面25と26が形成する溶接管の継ぎ目がずれることを抑制する。
(実施の形態2)
実施の形態1では、成形装置15Aに設けられたエッジロール20、21とサイドロール30、31が駆動装置、例えばモータにより回転することにより、帯状金属板2を送っている。しかし、成形装置15Aはこれに限定されない。成形装置15Aは、エッジロール20、21とサイドロール30、31以外の部品を備え、その部品が帯状金属板2を送ってもよい。
実施の形態1では、成形装置15Aに設けられたエッジロール20、21とサイドロール30、31が駆動装置、例えばモータにより回転することにより、帯状金属板2を送っている。しかし、成形装置15Aはこれに限定されない。成形装置15Aは、エッジロール20、21とサイドロール30、31以外の部品を備え、その部品が帯状金属板2を送ってもよい。
実施の形態2では、成形装置15Bが、帯状金属板2を送るために、搬送装置50を備える。
以下、図11および図12を参照して、実施の形態2に係る溶接管の製造装置1について説明する。実施の形態2では、実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。
図11は、実施の形態2に係る溶接管の製造装置1が備える成形装置15Bの上面図である。図12は、成形装置15Bの斜視図である。なお、図11では、理解を容易にするため、無端ベルト51、52の厚みを強調している。また、図11および図12では、成形装置15Bが動作したときの、エッジロール20、21とサイドロール30、31の回転方向を矢印A3-A6で示している。
図11および図12に示すように、成形装置15Bは、管成形部材40の下流側に、すなわち、+X側に、帯状金属板2が有する、管成形部材40によって管形に成形された管状体部分を、すなわち図10Bに示す管3を+X方向へ搬送する搬送装置50を備える。なお、管3は、本開示でいうところの管形金属板の一例である。
搬送装置50は、図11および図12に示すように、互いの間に管3を挟み込んだ無端ベルト51、52を有している。それら無端ベルト51、52について詳細に説明すると、無端ベルト51は、軸方向をZ方向へ向け、X方向に配列された円柱状の駆動軸511と従動軸512に掛け回されている。そして、駆動軸511と従動軸512が管3の+Y側に近接して設けられることにより、無端ベルト51の、駆動軸511と従動軸512との間に掛け回されてX方向に延びる部分が、管3に+Y側から接している。無端ベルト51は、この状態で駆動軸511が図示しない駆動装置、例えば、モータによって回転することにより、矢印A1に示すように回転して、管3を+X方向へ送る。
また、無端ベルト52も、無端ベルト51と同様の構成により、管3を+X方向へ送る。詳細には、無端ベルト52は、軸方向をZ方向へ向け、X方向に配列された円柱状の駆動軸521と従動軸522に掛け回されている。そして、無端ベルト52の、駆動軸521と従動軸522との間に掛け回されてX方向に延びる部分が、駆動軸521と従動軸522が管3の-Y側に近接して設けられることにより、管3に-Y側から接している。無端ベルト52は、この状態で駆動軸521が、駆動軸511と同様の構成によって駆動軸511と同じ回転数で回転することにより、矢印A2に示すように回転して、管3を+X方向へ送る。
無端ベルト51と52は、管3をY方向から挟み込んでいる。そして、無端ベルト51と52は、それぞれが管3を+X方向へ送ることにより、管3を強い力、例えば、エッジロール20、21とサイドロール30、31が帯状金属板2を送り出す力よりも強い力で送る。その結果、成形装置15Bでは、管3が確実に成形装置15Bから送り出される。
以上のように、実施の形態2に係る溶接管の製造装置1では、成形装置15Bが無端ベルト51、52を有する搬送装置50を備えるので、成形された管3が強い力で搬送される。このため、エッジロール20、21とサイドロール30、31が帯状金属板2を送り出す力が弱い場合でも、確実に成形された管3を搬送できる。
(実施の形態3)
実施の形態1では、溶接機16Aが大気中で溶接を行う高周波誘導加熱方式またはTIG式の溶接装置を備えている。しかし、溶接機16Aはこれに限定されない。溶接機16Aは、他の方式の溶接装置を備えてもよい。
実施の形態1では、溶接機16Aが大気中で溶接を行う高周波誘導加熱方式またはTIG式の溶接装置を備えている。しかし、溶接機16Aはこれに限定されない。溶接機16Aは、他の方式の溶接装置を備えてもよい。
実施の形態3に係る溶接管の製造装置1では、溶接機16Cは、真空中で溶接する溶接装置を備える。
以下、図13を参照して、実施の形態3に係る溶接管の製造装置1について説明する。実施の形態3では、実施の形態1、2と異なる構成を中心に説明する。
図13は、実施の形態3に係る溶接管の製造装置1が備える溶接機16Cの断面図である。
図13に示すように、溶接機16Cは、真空室61を有する電子ビーム溶接装置60を備える。
電子ビーム溶接装置60は、図示しないが、電圧が印加されて電子ビームを発生させる陰極部と、電子ビームを加速させる陽極部と、電子ビームを収束または偏向させる電子レンズ部とを備える。そして、これら陰極部、陽極部および電子レンズ部は、真空室61に収容されている。
一方、溶接管の製造装置1では、真空室61に隣接して、真空室70が設けられている。その真空室70には、実施の形態1で説明した成形装置15Aが収容されている。詳細には、真空室70は、-X側と+X側に入口71と出口72が形成されている。そして、入口71は、帯状金属板2の横断面よりも僅かに大きい矩形の形状に形成され、その入口71には、帯状金属板2が通されている。また、出口72は、製造装置1が作製する溶接管6の断面よりも僅かに大きい円の形状に形成され、その出口72には、製造装置1が作製した溶接管6が通されている。
また、真空室70の内部には、実施の形態1で説明した成形装置15Aのエッジロール20、21、サイドロール30、31および管成形部材40が収容されている。そして、これらエッジロール20、21、サイドロール30、31および管成形部材40が、入口71から真空室70の内部に入れられた帯状金属板2を管形に成形して、帯状金属板2の+X部分に管3を作製する。
その作製された管3の+Z側には、真空室70の連通孔73が形成されている。また、真空室61にも、連通孔62が形成され、その連通孔62が上述した連通孔73の+Z側に位置している。その結果、連通孔62が連通孔73とつながっている。真空室61では、電子ビーム溶接装置60は、陰極部が発生させた電子ビームを、上述した連通孔62および連通孔73に向けて放出する。そして、電子ビーム溶接装置60は、その電子ビームを、真空室70内で成形された管3の、端面25、26が対向する合わせ目に当てる。これにより、電子ビーム溶接装置60は、管3の合わせ目を溶接して溶接管6を作製する。
一方、成形装置15Aは、エッジロール20、21とサイドロール30、31が帯状金属板2を+X方向へ送り出す。これにより、帯状金属板2とつながっている、電子ビーム溶接装置60によって作製された溶接管6が+X方向へ送り出される。その結果、作製された溶接管6が、真空室70の出口72から真空室70の外にある、図2に示す抽伸機17、切断機18およびリコイラ19に供給される。なお、これら抽伸機17、切断機18およびリコイラ19の構成は、実施の形態1で説明したため、実施の形態3では、それらの説明を省略する。
図13に戻って、真空室70には、真空室70を電子ビーム溶接に必要な真空度にするため、図示しない真空ポンプが接続されている。その真空ポンプは、真空室70を一定の真空度にすると共に、その真空度に保つため、真空室70の容積に応じた排気性能を有しなければならない。このため、真空室70の容積が大きいと、真空室70には、排気性能が高く大型の真空ポンプを接続する必要がある。
しかしながら、実施の形態1で説明したように、成形装置15Aは、ブレイクダウンブレークダウンロール151-156、フィンパスロール157-160等の多数のロールを有する成形装置150と比較して小型である。その結果、真空室70の容積は、成形装置150を収容する場合と比較して、小さい。実施の形態3に係る溶接管6の製造装置1では、真空室70に小型の真空ポンプを接続しても、真空室70の内部を電子ビーム溶接に必要な真空度にすることができる。また、その真空度に保つことも容易である。
以上のように、実施の形態3に係る溶接管6の製造装置1では、溶接機16Cが、成形装置15Aを収容する真空室61を有する電子ビーム溶接装置60を備える。実施の形態3に係る溶接管6の製造装置1では、成形装置15Aが小型であるため、真空室61の容積が小さく、その結果、電子ビーム溶接に必要な真空度を容易に実現できる。また、真空室61の容積が小さいため、その必要な真空度の維持も容易である。
なお、図13に示すように、真空室70の入口71と出口72は、真空室70の内部よりも真空度が低い真空室75、76を介して外部とつながっているとよい。このような構成であれば、真空室70の入口71と出口72が直接大気圧の空間とつながらないので、真空室70の真空度が維持されやすいからである。
以上、本開示の実施の形態1-3に係る成形装置15A、15B、溶接管6の製造装置1、管3の成形方法および溶接管6の製造方法について説明したが、成形装置15A、15B、溶接管6の製造装置1、管3の成形方法および溶接管6の製造方法は、これに限定されない。
上記実施の形態1-3では、成形装置15A、15Bがエッジロール20、21と、サイドロール30、31と、管成形部材40とを備える。しかし、成形装置15A、15Bはこれに限定されない。本開示では、成形装置15A、15Bは、入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔43を有し、幅方向に湾曲された帯状金属板2が貫通孔43の入口から送り込まれることにより、帯状金属板2の幅方向にある端面25と26とを、入口から出口へ向かうに従って近接させ、出口で帯状金属板2を端面25と26とが対向する管形金属板に成形する管成形部材40、すなわち、管成形部を少なくても備えていればよい。例えば、成形装置15A、15Bでは、エッジロール20、21と、サイドロール30、31に代えて、貫通孔43の入口へ幅方向に湾曲された帯状金属板2を成形する装置を備えてもよい。
なお、実施の形態1-3では、成形装置15A、15Bが備える管成形部材40が直方体状の外形を有しているが、管成形部材40の外形は、上記の条件を満たす限りにおいて任意である。例えば、管成形部材40の外形は、円筒状であってもよい。
また、上記実施の形態1-3では、管成形部材40が管形に成形される帯状金属板2の幅方向の端面25、26を、互いに平行な形状に成形する案内部42を有するが、管成形部材40はこれに限定されない。管成形部材40は、上述したように、入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔43を有し、幅方向に湾曲された帯状金属板2が貫通孔43の入口から送り込まれることにより、帯状金属板2の幅方向にある端面25と26とを、入口から出口へ向かうに従って近接させ、出口で帯状金属板2を端面25と26とが対向する管形金属板に成形するものであればよい。このような形態であっても、部品同士の複雑な位置調整をすることなく、帯状金属板2を管形金属板に成形できるからである。このため、帯状金属板2の幅方向の端面25、26を、互いに平行な形状に成形して溶接不良を抑制するためには、管成形部材40が案内部42を有するとよいが、溶接不良を抑制する必要がない場合には、案内部42は省略されてもよい。
上記実施の形態1-3では、案内部42が備える突起422の側壁423、424の突出長さL1が貫通孔43の入口から出口に向かうに従い短くなっている。しかし、突起422はこれに限定されない。突起422は、貫通孔43の内壁から突出すると共に、貫通孔43の内周方向に側壁423と424を備え、側壁423と424が入口から出口へ向かう方向へ延びると共に、側壁423から側壁424までの幅が入口から出口へ向かうに従い小さくなっていればよい。このため、側壁423、424の突出長さL1は、必ずしも貫通孔43の入口から出口に向かうに従い短くなっていなくてもよい。例えば、突出長さL1は、一定であってもよい。このような形態でも、側壁423から側壁424までの幅が入口から出口へ向かうに従い小さくなっていればよいからである。
上記実施の形態1-3では、管成形部材40が帯状金属板2を幅方向に湾曲させて円管の形状に成形するために円錐台状の貫通孔43を有する。しかし、貫通孔43はこれに限定されない。貫通孔43は、入口から出口へ向かうに従って径が小さくなるものであればよい。例えば、貫通孔43は、管断面円形のほか、管断面楕円であってもよい。このような形態であれば、帯状金属板2を成形して管断面楕円の管の形状に成形することができる。ほか、貫通孔43は、管断面扁平であってもよい。
実施の形態1-3では、溶接管6の製造装置1がアキュムレータ12を備える。しかし、溶接管6の製造装置1はこれに限定されない。溶接管6の製造装置1では、アキュムレータ12は任意の構成である。例えば、生産効率が低下してもよい場合は、溶接管6の製造装置1は、アキュムレータ12を備えなくてもよい。
実施の形態1-3では、溶接管6の製造装置1が刻印加工機13と14を備える。しかし、溶接管6の製造装置1はこれに限定されない。溶接管6の製造装置1では、刻印加工機13、14は任意の構成である。例えば、溝を有さない溶接管6を製造する場合、溶接管6の製造装置1は、刻印加工機13、14を備えていなくてもよい。また、溝を有する溶接管6を製造する場合、溶接管6の製造装置1は、その溝を形成するため、刻印加工機13、14を少なくとも1つ以上備えていればよい。
実施の形態1-3では、溶接管6の製造装置1は、リコイラ19の後に、機械、装置を備えない。しかし、溶接管6の製造装置1はこれに限定されない。溶接管6の製造装置1は、リコイラ19の後に、作製された溶接管6が曲げ時に、または拡管時に割れることを抑制するため、焼鈍装置を備えていてもよい。
実施の形態1-3では、製造される溶接管6が熱交換器に使用される伝熱管である場合を例に、溶接管6の製造装置1について説明している。しかし、製造される溶接管6は、これに限定されない。本開示の実施の形態に係る成形装置15A、15B、溶接管6の製造装置1、管3の成形方法および溶接管6の製造方法は、部品同士の複雑な位置調整をすることなく、帯状金属板2を管形金属板に成形することにより製造される管全般に適用可能である。
以上のように、成形装置15A、15B、溶接管6の製造装置1、管3の成形方法および溶接管6の製造方法は、上記の実施の形態1-3に限定されず、様々な変形および置換を加えることができる。以下に、本開示の様々な形態を付記として記載する。
(付記1)
入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有し、幅方向に湾曲した帯状金属板が前記貫通孔の前記入口から送り込まれることにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有し、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる端面成形部と、
を備える、
成形装置。
(付記2)
前記突起は、前記帯状金属板よりも圧縮強度および耐摩耗性が高い材料で形成されている、
付記1に記載の成形装置。
(付記3)
前記突起の前記貫通孔の内壁からの突出長さは、前記入口から前記出口へ向かうに従い短くなる、
付記1または2に記載の成形装置。
(付記4)
前記第一側壁の壁面の延長先と前記第二側壁の壁面の延長先は、交差して内角を形成し、
前記内角は、前記入口から前記出口に向かうに従い、小さくなる、
付記1から3のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記5)
前記第一側壁と前記第二側壁は、前記貫通孔の内壁面に垂直である、
付記1から4のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記6)
前記管成形部は、前記貫通孔の内壁に前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びる溝をさらに有し、
前記端面成形部は、前記突起を支持すると共に、前記溝に嵌め込まれる支持部をさらに有する、
付記1から5のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記7)
前記管成形部は、前記帯状金属板よりも軟らかい材料により形成されており、
前記突起の少なくとも表面部は、前記帯状金属板よりもよりも硬い材料により形成されている、
付記1から6のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記8)
前記管成形部によって管形に成形された前記管形金属板を前記出口から引き出すことにより、前記入口に幅方向に湾曲した前記帯状金属板を送り込むベルト搬送装置をさらに備える、
付記1から7のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記9)
帯状かつ帯の幅方向に平らな金属板を幅方向に湾曲させて帯状金属板を成形するロール装置と、
入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有し、前記幅方向に湾曲した前記帯状金属板が前記貫通孔の前記入口から送り込まれることにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有し、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる端面成形部と、
を備える成形装置と、
前記管形金属板の前記第一端面と前記第二端面とを溶接する溶接装置と、
を備える、
溶接管の製造装置。
(付記10)
前記溶接装置は、前記管形金属板の前記第一端面と前記第二端面とに電子ビームを当てて前記第一端面と前記第二端面とを溶接する電子ビーム溶接装置である、
付記9に記載の溶接管の製造装置。
(付記11)
入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有する端面成形部と、
を備える成形装置を用いた管の製造方法であって、
前記管成形部が有する前記入口から幅方向に湾曲した帯状金属板を送り込むことにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する工程を備え、
前記帯状金属板を前記管形金属板に成形する工程では、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記端面成形部が有する前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる、
管の成形方法。
(付記12)
付記11に記載の管の成形方法と、
前記管の成形方法によって管形に成形された前記管形金属板が有する、対向する前記第一端面と前記第二端面を溶接する工程と、
を備える、
溶接管の製造方法。
入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有し、幅方向に湾曲した帯状金属板が前記貫通孔の前記入口から送り込まれることにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有し、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる端面成形部と、
を備える、
成形装置。
(付記2)
前記突起は、前記帯状金属板よりも圧縮強度および耐摩耗性が高い材料で形成されている、
付記1に記載の成形装置。
(付記3)
前記突起の前記貫通孔の内壁からの突出長さは、前記入口から前記出口へ向かうに従い短くなる、
付記1または2に記載の成形装置。
(付記4)
前記第一側壁の壁面の延長先と前記第二側壁の壁面の延長先は、交差して内角を形成し、
前記内角は、前記入口から前記出口に向かうに従い、小さくなる、
付記1から3のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記5)
前記第一側壁と前記第二側壁は、前記貫通孔の内壁面に垂直である、
付記1から4のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記6)
前記管成形部は、前記貫通孔の内壁に前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びる溝をさらに有し、
前記端面成形部は、前記突起を支持すると共に、前記溝に嵌め込まれる支持部をさらに有する、
付記1から5のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記7)
前記管成形部は、前記帯状金属板よりも軟らかい材料により形成されており、
前記突起の少なくとも表面部は、前記帯状金属板よりもよりも硬い材料により形成されている、
付記1から6のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記8)
前記管成形部によって管形に成形された前記管形金属板を前記出口から引き出すことにより、前記入口に幅方向に湾曲した前記帯状金属板を送り込むベルト搬送装置をさらに備える、
付記1から7のいずれか1つに記載の成形装置。
(付記9)
帯状かつ帯の幅方向に平らな金属板を幅方向に湾曲させて帯状金属板を成形するロール装置と、
入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有し、前記幅方向に湾曲した前記帯状金属板が前記貫通孔の前記入口から送り込まれることにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有し、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる端面成形部と、
を備える成形装置と、
前記管形金属板の前記第一端面と前記第二端面とを溶接する溶接装置と、
を備える、
溶接管の製造装置。
(付記10)
前記溶接装置は、前記管形金属板の前記第一端面と前記第二端面とに電子ビームを当てて前記第一端面と前記第二端面とを溶接する電子ビーム溶接装置である、
付記9に記載の溶接管の製造装置。
(付記11)
入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有する端面成形部と、
を備える成形装置を用いた管の製造方法であって、
前記管成形部が有する前記入口から幅方向に湾曲した帯状金属板を送り込むことにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する工程を備え、
前記帯状金属板を前記管形金属板に成形する工程では、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記端面成形部が有する前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる、
管の成形方法。
(付記12)
付記11に記載の管の成形方法と、
前記管の成形方法によって管形に成形された前記管形金属板が有する、対向する前記第一端面と前記第二端面を溶接する工程と、
を備える、
溶接管の製造方法。
本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内およびそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
本出願は、2022年8月22日に出願された日本国特許出願特願2022-131937号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願2022-131937号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
1 溶接管の製造装置、2 帯状金属板、3 管、4,5 脚、6 溶接管、10 アンコイラ、11 接続機、12 アキュムレータ、13,14 刻印加工機、15A,15B 成形装置、16A,16C 溶接機、17 抽伸機、18 切断機、19 リコイラ、20,21 エッジロール、22 凹部、23 隙間、25,26 端面、30,31 サイドロール、32,33 凹部、34 隙間、40 管成形部材、41 本体部、42 案内部、43 貫通孔、50 搬送装置、51,52 無端ベルト、60 電子ビーム溶接装置、61 真空室、62 連通孔、70 真空室、71 入口、72 出口、73 連通孔、75,76 真空室、111 ホルダー、131-133 ダンサーロール、150 成形装置、151-156 ブレークダウンロール、157-160 フィンパスロール、161,163,165 凸部、162,164,166 凹部、167,169 フィン部、181 カッター、191 巻き取り部、421 支持部、422 突起、423,424 側壁、431,432 開口、433 溝、511 駆動軸、512 従動軸、521 駆動軸、522 従動軸、A1-A6 矢印、D1,D2 柱軸、D3,D4 円盤軸、L1 突出長さ、W1 幅、W2 最大幅、W3 幅、W4 開口幅。
Claims (12)
- 入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有し、幅方向に湾曲した帯状金属板が前記貫通孔の前記入口から送り込まれることにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有し、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる端面成形部と、
を備える、
成形装置。 - 前記突起は、前記帯状金属板よりも圧縮強度および耐摩耗性が高い材料で形成されている、
請求項1に記載の成形装置。 - 前記突起の前記貫通孔の内壁からの突出長さは、前記入口から前記出口へ向かうに従い短くなる、
請求項1または2に記載の成形装置。 - 前記第一側壁の壁面の延長先と前記第二側壁の壁面の延長先は、交差して内角を形成し、
前記内角は、前記入口から前記出口に向かうに従い、小さくなる、
請求項1から3のいずれか1項に記載の成形装置。 - 前記第一側壁と前記第二側壁は、前記貫通孔の内壁面に垂直である、
請求項1から4のいずれか1項に記載の成形装置。 - 前記管成形部は、前記貫通孔の内壁に前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びる溝をさらに有し、
前記端面成形部は、前記突起を支持すると共に、前記溝に嵌め込まれる支持部をさらに有する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の成形装置。 - 前記管成形部は、前記帯状金属板よりも軟らかい材料により形成されており、
前記突起の少なくとも表面部は、前記帯状金属板よりもよりも硬い材料により形成されている、
請求項1から6のいずれか1項に記載の成形装置。 - 前記管成形部によって管形に成形された前記管形金属板を前記出口から引き出すことにより、前記入口に幅方向に湾曲した前記帯状金属板を送り込むベルト搬送装置をさらに備える、
請求項1から7のいずれか1項に記載の成形装置。 - 帯状かつ帯の幅方向に平らな金属板を幅方向に湾曲させて帯状金属板を成形するロール装置と、
入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有し、前記幅方向に湾曲した前記帯状金属板が前記貫通孔の前記入口から送り込まれることにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有し、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる端面成形部と、
を備える成形装置と、
前記管形金属板の前記第一端面と前記第二端面とを溶接する溶接装置と、
を備える、
溶接管の製造装置。 - 前記溶接装置は、前記管形金属板の前記第一端面と前記第二端面とに電子ビームを当てて前記第一端面と前記第二端面とを溶接する電子ビーム溶接装置である、
請求項9に記載の溶接管の製造装置。 - 入口から出口へ向かうに従って径が小さくなる貫通孔を有する管成形部と、
前記貫通孔の内壁から突出した第一側壁と第二側壁を備え、前記第一側壁と前記第二側壁が前記入口から前記出口へ向かう方向へ延びると共に、前記第一側壁から前記第二側壁までの幅が前記入口から前記出口へ向かうに従い小さくなる突起を有する端面成形部と、
を備える成形装置を用いた管の製造方法であって、
前記管成形部が有する前記入口から幅方向に湾曲した帯状金属板を送り込むことにより、前記帯状金属板の前記幅方向にある第一端面と第二端面とを、前記入口から前記出口へ向かうに従って近接させ、前記帯状金属板を前記第一端面と前記第二端面とが対向する管形金属板に成形する工程を備え、
前記帯状金属板を前記管形金属板に成形する工程では、前記帯状金属板の前記第一端面と前記第二端面との間に前記端面成形部が有する前記突起を挿入した状態で、前記帯状金属板が前記入口から送り込まれることにより、前記第一側壁と前記第二側壁とが前記第一端面と前記第二端面とに当たって前記第一端面と前記第二端面とを前記第一側壁と前記第二側壁の形状に成形し、前記第一端面と前記第二端面を対向させる、
管の成形方法。 - 請求項11に記載の管の成形方法と、
前記管の成形方法によって管形に成形された前記管形金属板が有する、対向する前記第一端面と前記第二端面を溶接する工程と、
を備える、
溶接管の製造方法。
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---|---|---|---|
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---|---|
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---|---|---|---|
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---|---|
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2023
- 2023-07-26 WO PCT/JP2023/027347 patent/WO2024042973A1/ja unknown
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