特開 2024-113296 規制装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024113296

(43)【公開日】2024-08-22

(54)【発明の名称】規制装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 13/00 20060101AFI20240815BHJP

   B21D 5/12 20060101ALI20240815BHJP

   B21C 37/08 20060101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

B23K13/00 A

B21D5/12 A

B21C37/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018180

(22)【出願日】2023-02-09

(71)【出願人】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】谷口 佳広

(72)【発明者】

【氏名】高橋 博文

【テーマコード（参考）】

4E028

4E063

【Ｆターム（参考）】

4E028CA02

4E028CA11

4E028CA13

4E028CA16

4E028CA18

4E063AA01

4E063BB06

4E063EA09

4E063EA20

4E063MA02

(57)【要約】

【課題】入力される熱の影響によりスクイズロール間の間隔が意図せず変わることを抑制する。
【解決手段】管状に成形された帯材Ｓの端部同士を加熱して電縫管Ｒを製造する電縫管製造装置１００において、帯材Ｓの端部同士を突き合わせる一対のスクイズロール１６１，１６２の相対的な移動を規制する規制装置１は、一対のスクイズロール１６１，１６２を収容する収容部材１０と、一方のスクイズロール１６１を他方のスクイズロール１６２とは反対の側から押圧する押圧部材３０と、一方のスクイズロール１６１と押圧部材３０との間に設けられている絶縁部材５０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管状に成形された帯材の端部同士を加熱して電縫管を製造する電縫管製造装置において、前記帯材の前記端部同士を突き合わせる一対のスクイズロールの相対的な移動を規制する規制装置であって、
前記一対のスクイズロールを収容する収容部材と、
一方のスクイズロールを他方のスクイズロールとは反対の側から押圧する押圧部材と、
前記一方のスクイズロールと前記押圧部材との間に設けられている絶縁部材と、
を備えることを特徴とする規制装置。

【請求項2】

前記絶縁部材は、ベークライトにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の規制装置。

【請求項3】

前記押圧部材と接触する前記絶縁部材の面にステンレス製の板材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の規制装置。

【請求項4】

前記絶縁部材は、非磁性の超合金により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の規制装置。

【請求項5】

前記収容部材は、前記一対のスクイズロールを収容する部分の周囲に液体が供給可能な凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の規制装置。

【請求項6】

前記押圧部材は、長手方向に沿って移動自在に前記収容部材と係合していることを特徴とする請求項１に記載の規制装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、規制装置に関し、特に、管状に成形された帯材の端部同士を加熱して電縫管を製造する電縫管製造装置において、帯材の端部同士を突き合わせる一対のスクイズロールの相対的な移動を規制する規制装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱延あるいは冷延の鋼帯（帯材）をロール成形して、幅端部を誘導加熱により局所的に加熱しながら突き合わせて管状に電縫溶接して製造される電縫管が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

電縫管は、例えば、鋼帯（帯材）Ｓをアンコイラから送り出して、レベラで平坦に矯正した後、ケージロール群により鋼帯幅を連続的に曲げていくことで円弧形状へと成形し、次いで、フィンパススタンドを用いた成形（フィンパス成形）により曲げて、絞りによりさらに真円弧形状へと近づけ、鋼帯の両端部を誘導コイル等により誘導加熱しつつ一対のスクイズロールで突き合わせて電縫溶接することにより製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１９４６９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、一対のスクイズロールは、製造する電縫管の径に合わせて互いの間隔を調節可能にスタンドに支持されていることがある。この場合、一方のスクイズロールはスタンドに回転自在ではあるが他方のスクイズロールに対して位置固定されており、他方のスクイズロールは、回転自在にかつ一方のスクイズロールに対して、製造する電縫管の径に合わせて位置調節可能にスタンドに支持されている。

【0006】

スタンドに支持された側とは反対の側の、双方のスクイズロールの端部は、互いの間隔が意図せず変化することを規制する規制装置に収容されている。規制装置に収容された他方のスクイズロールは、一方のスクイズロールに対して相対的に移動しないように、回転軸が一方のスクイズロールに向かって押圧部材により押さえ付けられている。

【0007】

規制装置は、金属材料により形成されており、誘導コイルによる鋼帯の高周波溶接に伴い、誘導加熱されることがある。規制装置の熱は、規制装置及び押圧部材を介して他方のスクイズロールの回転軸に伝達される。特に、回転軸と接触している押圧部材は、回転軸の回転及び加熱により変形し、この押圧部材により回転軸を抑える位置が変わり、回転軸が傾く（変形する）ことがある。スクイズロールの回転軸が変形することにより、管状になった鋼帯の両端部の突き合わせにずれが生じ、溶接不良が生じることがある。

【0008】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、入力される熱の影響によりスクイズロール間の間隔が意図せず変わることを抑制する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明に係る規制装置は、管状に成形された帯材の端部同士を加熱して電縫管を製造する電縫管製造装置において、前記帯材の前記端部同士を突き合わせる一対のスクイズロールの相対的な移動を規制する規制装置であって、前記一対のスクイズロールを収容する収容部材と、一方のスクイズロールを他方のスクイズロールとは反対の側から押圧する押圧部材と、前記一方のスクイズロールと前記押圧部材との間に設けられている絶縁部材と、を備えることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る規制装置の一態様において、前記絶縁部材は、ベークライトにより形成されている。

【0011】

また、本発明に係る規制装置の一態様において、前記押圧部材と接触する前記絶縁部材の面にステンレス製の板材が設けられている。

【0012】

また、本発明に係る規制装置の一態様において、前記絶縁部材は、非磁性の超合金により形成されている。

【0013】

また、本発明に係る規制装置の一態様において、前記収容部材は、前記一対のスクイズロールを収容する部分の周囲に液体が供給可能な凹部を有している。

【0014】

また、本発明に係る規制装置の一態様において、前記押圧部材は、長手方向に沿って移動自在に前記収容部材と係合している。

【発明の効果】

【0015】

本発明により、スタンドから入力される熱によるスクイズロールの軸の変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施の形態に係る規制装置が適用された電縫管製造装置全体を説明するための概略図である。

【図2A】スクイズロールに取り付けられた状態における本実施の形態に係る規制装置を示す平面図である。

【図2B】図２ＡにおけるＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【図3】本実施の形態に係る規制装置及び比較例に係る規制装置における熱の入力経路を示す概略図であり、（ａ）は本実施の形態に係る規制装置における熱の入力経路を示し、（ｂ）は比較例に係る規制装置における熱の入力経路を示し、（ｃ）は比較例に係る規制装置において偏心したスクイズロールの位置を説明する。

【図4】ステンレス製の板材を有する絶縁部材を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率等が異なる部分が含まれている場合がある。

【0018】

図１は、本実施の形態に係る規制装置１が適用された電縫管製造装置１００全体を説明するための概略図である。本実施の形態に係る規制装置１は、例えば、鋼製の帯材（以下、「鋼帯」ともいう）Ｓを走行させながら円筒状に曲げて誘導加熱し、鋼帯に誘起した電流によって鋼帯の両端部間を溶接して電縫管Ｒを製造するための装置において使用される。例えば、本実施の形態に係る規制装置１は、図１に示す電縫管製造装置１００において使用されるが、特に限定されない。

【0019】

電縫管製造装置１００は、アンコイラ１１０と、レベラ１２０と、ケージロール群１３０と、フィンパススタンド１４０と、誘導コイル１５０と、一対のスクイズロール１６１，１６２と、を有する。アンコイラ１１０は、コイル状に巻成された鋼帯Ｓを、電縫管製造装置１００の下流側に連続的に送り出す。アンコイラ１１０から送り出された鋼帯Ｓは、複数のローラにより形成されたレベラ１２０により平坦に矯正される。その後、鋼帯Ｓは、ケージロール群１３０により、鋼帯Ｓを幅方向に連続的に曲げられて円弧形状になる。次いで、円弧状になった鋼帯Ｓをフィンパススタンド１４０により成形（フィンパス成形）してさらに曲げるとともに絞り、真円形に近づける。次いで、略真円形に成形された鋼帯Ｓを、誘導コイル１５０を通じて高周波電流により誘導加熱しつつ、スクイズロール１６１，１６２の間を通すことにより、鋼帯Ｓの端部同士を突きあわせて電縫溶接する。

【0020】

一対のスクイズロール１６１，１６２の互いの間隔は、製造される電縫管Ｒの径に応じて設定されており、製造中に意図せず変化することは好ましくない。本実施の形態に係る規制装置１は、スクイズロール１６１，１６２の相対的な移動を規制するターンバックル型の部材であり、管状に成形された鋼帯Ｓの端部同士を加熱して電縫管Ｒを製造する電縫管製造装置１００において、鋼帯Ｓの端部同士を突き合わせる一対のスクイズロール１６１，１６２の相対的な移動を規制する規制装置１であって、一対のスクイズロール１６１，１６２を収容する収容部材１０と、一方のスクイズロール１６１を他方のスクイズロール１６２とは反対の側から押圧する押圧部材３０と、一方のスクイズロール１６１と押圧部材３０との間に設けられている絶縁部材５０と、を備えることを特徴とする。以下、規制装置１の構成について説明する。

【0021】

図２Ａは、スクイズロール１６１，１６２に取り付けられた状態における本実施の形態に係る規制装置１を示す平面図である。図２Ｂは、図２ＡにおけるＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【0022】

２つのスクイズロール１６１，１６２はそれぞれ、回転軸１６１Ａ，１６２Ａを介してスタンド１６１Ｓ，１６２Ｓに回転自在に支持されている。各スタンド１６１Ｓ，１６２Ｓは、互いに接近及び離反自在になっており、各スタンド１６１Ｓ，１６２Ｓの移動により、一対のスクイズロール１６１，１６２の互いの間隔を調節することができる。スタンド１６１Ｓ，１６２Ｓに支持されていない側のスクイズロール１６１，１６２の回転軸１６１Ａ，１６２Ａの端部は、規制装置１に収容されている。

【0023】

規制装置１は、収容部材１０と、押圧部材３０と、絶縁部材５０と、を有する。収容部材１０は、金属材料に形成された平面視矩形又は略矩形の部材である。収容部材１０は、２つの収容部１１，１３を有する。

【0024】

収容部１１は、平面視矩形、円形等に形成された窓状の孔部であり、収容部１３は、平面視円形又は略円形に形成された貫通孔である。収容部１１は、収容部材１０の長手方向に沿って延びている。スクイズロール１６１は、その回転軸１６１Ａが収容部１１から突出するように収容部材１０に設けられており、収容部１１に沿って移動可能である。収容部１３は、スクイズロール１６２の回転軸１６２Ａの直径と同等の内径をもって形成されている。スクイズロール１６１は、スタンド１６１Ｓを介してスクイズロール１６２に対して移動可能であり、スクイズロール１６２は、スタンド１６２Ｓに対して不動に取り付けられているので、製造される電縫管Ｒの直径に応じてスクイズロール１６１を移動させる。

【0025】

収容部材１０の収容部１１，１３の周辺部分は、収容部材１０の縁部に対して凹に形成された凹部１５を有する。凹部１５には、誘導コイル１５０による収容部材１０に入力される熱を冷却するための水、油等の液体が供給可能である。液体は、常に流されており、収容部材１０の冷却を効率的に行うことができる。

【0026】

収容部材１０は、係合孔１７を有する。係合孔１７は、収容部１３とは反対の側で収容部１１の内周面から、収容部材１０の長手方向に沿って外周面にまで貫通して延びている。係合孔１７の内周面には雌ねじ山が形成されていて、後述する押圧部材３０と係合する。

【0027】

押圧部材３０は、金属製の棒状部材である。押圧部材３０の外周面には、雄ねじ山が形成されている。係合孔１７に挿入された状態において押圧部材３０を回転させることにより収容部材１０の長手方向に沿って摺動し、回転を止めることにより、押圧部材３０の一端に取り付けられた後述する絶縁部材５０の位置は、収容部材１０の長手方向において収容部１１内で適宜決定される。

【0028】

絶縁部材５０は、スクイズロール１６１の回転軸１６１Ａと押圧部材３０との間に設けられている。絶縁部材５０は、収容部１１内に進入している押圧部材３０の一端に取り付けられている。絶縁部材５０は、絶縁性の材料、例えば、樹脂材料、例えば、フェノール樹脂であるベークライト等の絶縁性の部材により形成された、例えば、直方体状の部材である。絶縁部材５０として、例えば、ベークライトが耐熱性、電気絶縁性、機械的強度、耐薬品性に優れており好ましい。

【0029】

次に、図３を用いて、本実施の形態に係る規制装置１の作用について説明する。図３は、本実施の形態に係る規制装置１及び比較例に係る規制装置１０１における熱の入力経路を示す概略図であり、（ａ）は本実施の形態に係る規制装置１における熱の入力経路を示し、（ｂ）は比較例に係る規制装置１０１における熱の入力経路を示し、（ｃ）は比較例に係る規制装置１０１において偏心したスクイズロールの位置を説明する。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、回転軸１６１Ａ，１６２Ａ間の軸心の間隔は同じである。

【0030】

誘導コイル１５０による誘導加熱の影響により収容部材１０内に熱が入力される（矢印）。入力された熱は、押圧部材３０を介して回転軸１６１Ａに向かって伝わる。例えば、比較例に係る規制装置１０１のように、押圧部材３０の一端が直接的に回転軸１６１Ａに接触している場合、加熱された押圧部材３０の一端は、回転し続ける回転軸１６１Ａに継続的に接触することになり（図３（ｂ））、押圧部材３０の一端側の端面が凹に、例えば、回転軸１６１Ａの外形に沿って円弧状に凹むことがある。押圧部材３０の一端側の端面が凹に変形すると、凹に変形した分だけスクイズロール１６１の軸心がスタンド１６１Ｓを基点にしてスクイズロール１６２から離れる側に傾く（偏心する）ことがある（図３（ｂ）及び図３（ｃ）参照）。つまり、規制装置１０１において、回転軸１６１Ａ，１６２Ａ間の軸心の間隔が変化する。

【0031】

これにより、一対のスクイズロール１６１，１６２間の間隔が広がるため、製造したい電縫管Ｒの直径に合わせた間隔がずれる。さらに、押圧部材３０に入力された熱は、回転軸１６１Ａに伝達されて回転軸１６１Ａが変形することもある。回転軸１６１Ａの傾き（偏心）及び変形により、スクイズロール１６１，１６２による鋼帯Ｓの端部同士の突きあわせにずれが生じ、電縫溶接に不良が生じ電縫管Ｒの品質が低下することがある。

【0032】

これに対して本実施の形態に係る規制装置１によれば、押圧部材３０とスクイズロール１６１の回転軸１６１Ａとの間に絶縁部材５０が設けられているので、誘導コイル１５０による誘電加熱による熱が、規制装置１の押圧部材３０を介してスクイズロール１６１の回転軸１６１Ａに伝わることを防ぐことができる。

【0033】

さらに、絶縁部材５０は、強度、耐熱性、電気絶縁性に優れたベークライト（フェノール樹脂）により形成されているので、誘導コイル１５０からの絶縁部材５０に対する誘導加熱による影響を小さく抑えることができるとともに、回転軸１６１Ａへの熱移動を抑制することができる。さらに、絶縁部材５０の変形は抑制されているので、回転軸１６１Ａの偏心も防ぐことができ、電縫溶接も正確に実施することができる。

【0034】

さらに、収容部材１０は、冷却液などが流される凹部１５を収容部１１，１３の周囲に有しているので、熱の入力により収容部材１０の加熱を効果的に抑制することができ、回転軸１６１Ａ，１６２Ａを効果的に冷却することができる。

【0035】

さらに、押圧部材３０は、収容部材１０の収容部１１において、長手方向に沿って摺動可能であり、かつ、絶縁部材５０の位置を所望の位置で位置決めすることができるので、種々異なる径を有する電縫管Ｒの製造に対応することができる。

【0036】

＜その他＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。さらに、例えば、上記実施の形態において、絶縁部材５０は、ベークライトにより形成されていたが、例えば、非磁性の超硬度の超合金により形成されていてもよい。この場合、例えば、超硬合金Ｑ２、Ｑ３、Ｑ５（株式会社シルバーロイ社製）等が絶縁部材５０に使用されてよく、絶縁部材５０の強度は高まり、変形や摩耗を効果的に防ぐことができる。

【0037】

また、絶縁部材５０は、ステンレス製の板材５１を有していてもよい。図４は、ステンレス製の板材５１を有する絶縁部材５０を示す図である。板材５１は、例えば、ＳＵＳ３０４により形成されている。板材５１は、絶縁部材５０と押圧部材３０との間に設けられており、絶縁部材５０にエポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤により接着されている。さらに、板材５１は、回転軸１６１Ａに接触する絶縁部材５０の面にも設けられているが、設けられていなくてもよい。

【0038】

板材５１は、オーステナイト系ステンレスにより形成されているので、熱伝導率及び電気伝導率は小さく、また、非磁性であるので、誘導コイル１５０から受ける誘導加熱の影響を最小限に抑えることができる。

【符号の説明】

【0039】

１・・・規制装置
１０・・・収容部材、３０・・・押圧部材、５０・・・絶縁部材
１００・・・電縫管製造装置
１６１，１６２・・・スクイズロール
Ｓ・・・鋼帯（帯材）
Ｒ・・・電縫管

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】