特開 2025-10928 電縫金属管及び電縫金属管の製造方法

(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】P2025010928

(43)【公開日】2025-01-23

(54)【発明の名称】電縫金属管及び電縫金属管の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 13/00 20060101AFI20250116BHJP

   B21C 37/083 20060101ALI20250116BHJP

   B23K 33/00 20060101ALI20250116BHJP

【ＦＩ】

B23K13/00 A

B21C37/083 A

B23K33/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023113242

(22)【出願日】2023-07-10

(71)【出願人】

【識別番号】592260572

【氏名又は名称】日鉄めっき鋼管株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】牧原 保雅

(72)【発明者】

【氏名】三浦 拓也

(72)【発明者】

【氏名】山口 晃司

(57)【要約】

【課題】電縫金属管の内面からの排出メタルの剥離を抑えることができ、排出メタルの除去作業の必要性を低減できる電縫金属管及び電縫金属管の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による電縫金属管は、突合接合部１１を有する金属管本体１０と、突合接合部１０に形成された余盛１１３及び排出メタル１１４と、を備え、余盛１１３には、金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、排出メタル１１４の根本１１４ａから金属管本体１０の周方向に延びる底面１１５と、底面１１５から金属管本体１０の内方に向けて突出する側壁面１１６とが設けられており、排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

突合接合部を有する金属管本体と、
前記突合接合部に形成された余盛及び排出メタルと、
を備え、
前記余盛には、前記金属管本体の長手方向に直交する断面において、前記排出メタルの根本から前記金属管本体の周方向に延びる底面と、前記底面から前記金属管本体の内方に向けて突出する側壁面とが設けられており、
前記排出メタルが前記底面及び前記側壁面と接触する一方で非溶着とされている、
電縫金属管。

【請求項2】

前記金属管本体の長手方向に直交する断面において、前記底面に沿って延びる第１直線と溶接接合面とが前記余盛の内部においてなす角度（θ１）が９０°以上１２０°以下であり、
前記金属管本体の長手方向に直交する断面において、前記側壁面に沿って延びる第２直線と、前記溶接接合面に直交するとともに前記底面と前記側壁面との接続点を通る第３直線とが前記余盛の外部においてなす角度（θ２）が１３０°以下であり、
前記金属管本体の長手方向に直交する断面において、前記側壁面の高さ（Ｈ）が０．２ｍｍ以上である、
請求項１に記載の電縫金属管。

【請求項3】

前記金属管本体の長手方向に直交する断面において、前記底面に沿って延びる第１直線と溶接接合面とが前記余盛の内部においてなす角度（θ１）が９０°以上１２０°以下である、
請求項１に記載の電縫金属管。

【請求項4】

前記金属管本体の長手方向に直交する断面において、前記側壁面に沿って延びる第２直線と、溶接接合面に直交するとともに前記底面と前記側壁面との接続点を通る第３直線とが前記余盛の外部においてなす角度（θ２）が１３０°以下である、
請求項１に記載の電縫金属管。

【請求項5】

前記金属管本体の長手方向に直交する断面において、前記側壁面の高さ（Ｈ）が０．２ｍｍ以上である、
請求項１に記載の電縫金属管。

【請求項6】

金属帯の側端を突き合わせた後に前記側端を高周波加熱により溶接して電縫金属管を製造する電縫金属管の製造方法であって、前記金属帯は、前記電縫金属管の内周面に相当する内表面、前記側端の端面、及び前記内表面及び前記端面が突き当たる位置に設けられた内面側角部を有しており、
前記金属帯の前記側端を突き合わせる前に、前記内面側角部の形状を矯正する矯正工程を含み、
前記矯正工程では、第１傾斜面及び第２傾斜面が前記内面側角部に形成され、前記第１傾斜面は、前記内表面に接続されるとともに前記内表面に対して傾斜して延在され、前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面と前記側端の端面との間に設けられるとともに前記第１傾斜面に対して傾斜して延在され、
前記内面側角部は、前記金属帯を湾曲させて前記金属帯の側端を突き合わせた際に、前記第１傾斜面と前記内表面との接続点が前記側端の前記端面の延長線よりも前記金属帯の幅方向に係る内側に位置するように矯正される、
電縫金属管の製造方法。

【請求項7】

前記金属帯を湾曲させて前記金属帯の側端を突き合わせた状態において、前記金属帯の長手方向に直交する断面で、前記第２傾斜面の長さをＢ（ｍｍ）とし、前記第１傾斜面の長さをＣ（ｍｍ）とし、前記端面の延長線と前記第２傾斜面に沿って延びる第４直線とが前記内面側角部の外部においてなす角度をφ１（°）とし、前記第１傾斜面に沿って延びる第５直線と前記第４直線とが前記内面側角部の外部においてなす角度をφ２（°）としたとき、
Ｂ≧０．７６ｍｍ、
φ２＜１８０°、及び
Ｂｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）＞０．３
を満たすように前記内面側角部を矯正する、
請求項６に記載の電縫金属管の製造方法。

【請求項8】

Ｂ≧０．８０ｍｍを更に満たすように前記内面側角部を矯正し、
前記側端を接合する際のアプセット量を０．５ｍｍ以上かつ０．８ｍｍ以下に設定する、
請求項７に記載の電縫金属管の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属帯の側端を互いに接合した電縫金属管及び電縫金属管の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来用いられていたこの種の電縫金属管としては、下記の特許文献１に示されている構成を挙げることができる。特許文献１には、突合溶接部を有する金属管本体と、突合溶接部に形成された余盛及び排出メタルとを備えた電縫金属管が記載されている。余盛には、金属管本体の長手方向に直交する断面において、金属管本体の内方に向かって突出する余盛の角部と排出メタルの根本との間に延在された傾斜面が設けられている。そして、排出メタルが余盛と非溶着とされていることで、過酷な加工により排出メタルにクラックが生じたとしても、そのクラックが母材まで伝播することが回避できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６５５２７２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来の電縫金属管により、排出メタルのクラックが母材まで伝播することを防止できるようになったが、本発明者らは以下のように新たな課題を見出した。すなわち、排出メタルは、金属帯の側端が互いに押し当てられた際に溶融金属が接合部から押し出されて固化したものである。従来の電縫金属管では、排出メタルが余盛と非溶着とされているので、排出メタルは、その根元で接合部と繋がっているだけである。このため、電縫金属管の切断時等の外力により電縫金属管の内面から排出メタルが剥離しやすく、排出メタルの除去作業が必要となった。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的の一つは、電縫金属管の内面からの排出メタルの剥離を抑えることができ、排出メタルの除去作業の必要性を低減できる電縫金属管及び電縫金属管の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る電縫金属管は、一実施形態において、突合接合部を有する金属管本体と、突合接合部に形成された余盛及び排出メタルと、を備え、余盛には、金属管本体の長手方向に直交する断面において、排出メタルの根本から金属管本体の周方向に延びる底面と、底面から金属管本体の内方に向けて突出する側壁面とが設けられており、排出メタルが底面及び側壁面と接触する一方で非溶着とされている。

【0007】

本発明に係る電縫金属管の製造方法は、一実施形態において、金属帯の側端を突き合わせた後に側端を高周波加熱により溶接して電縫金属管を製造する電縫金属管の製造方法であって、金属帯は、電縫金属管の内周面に相当する内表面、側端の端面、及び内表面及び端面が突き当たる位置に設けられた内面側角部を有しており、金属帯の側端を突き合わせる前に、内面側角部の形状を矯正する矯正工程を含み、矯正工程では、第１傾斜面及び第２傾斜面が内面側角部に形成され、第１傾斜面は、内表面に接続されるとともに内表面に対して傾斜して延在され、第２傾斜面は、第１傾斜面と側端の端面との間に設けられるとともに第１傾斜面に対して傾斜して延在され、内面側角部は、金属帯を湾曲させて金属帯の側端を突き合わせた際に、第１傾斜面と内表面との接続点が側端の端面の延長線よりも金属帯の幅方向に係る内側に位置するように矯正される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の電縫金属管によれば、排出メタルが底面及び側壁面と接触する一方で非溶着とされているので、電縫金属管の内面からの排出メタルの剥離を抑えることができ、排出メタルの除去作業の必要性を低減できる。

【0009】

また、本発明の電縫金属管及び電縫金属管の製造方法の一実施形態によれば、内面側角部は、金属帯を湾曲させて金属帯の側端を突き合わせた際に、第１傾斜面と内表面との接続点が側端の端面の延長線よりも金属帯の幅方向に係る内側に位置するように矯正されるので、排出メタルが余盛と溶着する虞を低減でき、より確実に排出メタルが底面及び側壁面と接触する一方で非溶着とされた状態を形成できる。これにより、電縫金属管の内面からの排出メタルの剥離を抑えることができ、排出メタルの除去作業の必要性を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態による電縫金属管の断面図である。

【図2】図１の余盛及び排出メタルを概略的に示す説明図である。

【図3】本発明の実施の形態による電縫金属管の製造方法の矯正工程において側端の形状が矯正された金属帯の断面図である。

【図4】図３の金属帯の側端が突き合わされた状態を示す説明図である。

【図5】図４の領域Ｖを拡大して示す説明図である。

【図6】本発明の実施の形態による電縫金属管の製造方法を実施するための電縫金属管製造装置を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0012】

図１は、本発明の実施の形態による電縫金属管１の断面図である。図１に示すように、電縫金属管１は、突合接合部１１を有する金属管本体１０と、突合接合部１１に形成された余盛１１３及び排出メタル１１４とを備えている。

【0013】

金属管本体１０は、長手状の管体であり、その周方向に係る一部に突合接合部１１を有している。図１は、突合接合部１１の部分における、金属管本体１０の長手方向に直交する電縫金属管１の断面を示している。

【0014】

後に図６を用いて説明するように、電縫金属管１は、金属帯２の側端２０を互いに接合したものである。金属帯２が徐々に湾曲されてオープンパイプ３が形成され得る。オープンパイプ３は、金属帯２の幅方向２ｂに沿う両側の側端２０を互いに突き合わせた断面Ｃ字状の管体であり、側端２０が突き合わされた部分に開口を有している。オープンパイプ３の外周を拘束し、金属帯２の側端２０を互いに押し当てながら、金属帯２の側端２０を加熱することにより、側端２０が互いに溶接されて図１の突合接合部１１が形成される。

【0015】

突合接合部１１には、接合部１１０と熱影響部１１１とが含まれている。接合部１１０は、溶融された金属帯２の側端２０が互いに接合されている部分である。熱影響部１１１は、側端２０の溶融時の加熱の影響を受けた部分であり、接合部１１０の両側に形成されている。熱影響部１１１の両側には非熱影響部１１２が設けられている。非熱影響部１１２は金属管本体１０の一部を構成する。接合部１１０及び熱影響部１１１は、熱の影響により非熱影響部１１２から組織が変わっている。

【0016】

熱影響部１１１には余盛１１３が形成されている。余盛１１３は、金属帯２の側端２０を互いに押し当てる際に、その圧力により熱影響部１１１において軟化された金属が隆起した部分である。余盛１１３は、余盛１１３の両側における非熱影響部１１２の内周面を接続する仮想内周面１１２ａよりも金属管本体１０の内方に突出されている。仮想内周面１１２ａは直線であってよい。余盛１１３は、金属管本体１０の周方向に関して接合部１１０の両側に設けられている。

【0017】

接合部１１０には排出メタル１１４が形成されている。排出メタル１１４は、接合部１１０から金属管本体１０の内方に向けて突出されている。排出メタル１１４は、上述の仮想内周面１１２ａよりも金属管本体１０の内方に位置されている。排出メタル１１４は、金属帯２の側端２０が互いに押し当てられた際に溶融金属が接合部１１０から押し出されて固化したものである。この排出メタル１１４の形成は、溶融金属に含まれる酸化物（ペネトレータ）を接合部１１０から排出するとの役割を有している。排出メタル１１４の根本１１４ａは、接合部１１０と一体である。金属管本体１０の周方向に関する排出メタル１１４の最大幅は、同方向に関する接合部１１０の幅よりも広い。

【0018】

余盛１１３には、金属管本体１０の長手方向に直交する断面（図１に示す断面）において、排出メタル１１４の根本１１４ａから金属管本体１０の周方向に延びる底面１１５と、底面１１５から金属管本体１０の内方に向けて突出する側壁面１１６とが設けられている。また、余盛１１３には、側壁面１１６の先端に位置する頂部１１７と、頂部１１７から非熱影響部１１２に向けて金属管本体１０の周方向に延在する外側面１１８とが更に設けられていてよい。排出メタル１１４は、底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされている。換言すると、余盛１１３には凹状の溝が形成されており、排出メタル１１４は、その凹状の溝の内壁に接するように凹状の溝の内部に位置されている。排出メタル１１４は、頂部１１７の間から金属管本体１０の内方に向けて露出されている。排出メタル１１４の最内端は、頂部１１７よりも金属管本体１０の内方に位置していてよい。

【0019】

ここで、排出メタル１１４は熱の影響により靱性が低下しており、過酷な加工を受けたとき排出メタル１１４にクラックが生じやすい。排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と非溶着とされていることで、排出メタル１１４のクラックが母材（余盛１１３）まで伝播することを防止できる。その一方で、排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触されていることで、電縫金属管１の内面からの排出メタル１１４の剥離を抑えることができる。排出メタル１１４の剥離の抑制は、排出メタル１１４が接合部１１０から押し出される過程において底面１１５及び側壁面１１６の表面における微細な空隙に排出メタル１１４の一部が入り込むことよるアンカー効果、及び／又は排出メタル１１４の外面と底面１１５及び側壁面１１６との間に摩擦によって果たされると考えられる。

【0020】

次に、図２は、図１の余盛１１３及び排出メタル１１４を概略的に示す説明図である。図２に示すように、金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、底面１１５及び側壁面１１６は、接続点１１９で接続されている。接続点１１９は、底面１１５及び側壁面１１６によって形成された窪んだ角の頂点であり得る。接続点１１９は、金属管本体１０の長手方向に沿って延びる線を形成してよい。

【0021】

底面１１５に沿って延びる第１直線Ｌ１と、側壁面１１６に沿って延びる第２直線Ｌ２とが余盛１１３の外部においてなす角度θ０は、８０°以上１８０°未満であり得る。第１直線Ｌ１は、排出メタル１１４の根本１１４ａと、底面１１５と側壁面１１６との接続点１１９とを通る直線であり得る。第２直線Ｌ２は、接続点１１９と側壁面１１６の先端の頂部１１７とを通る直線であり得る。頂部１１７は、余盛１１３の中で、最も電縫金属管１の内方に位置する点と言える。

【0022】

また、金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、底面１１５に沿って延びる第１直線Ｌ１と溶接接合面Ｓ０とが余盛１１３の内部においてなす角度θ１が８０°以上１２０°以下であることが好ましく、９０°以上１２０°以下であることがより好ましい。角度θ１が８０°未満のとき、底面１１５が過剰に仮想内周面１１２ａに近づく方向に延び、排出メタル１１４と底面１１５及び側壁面１１６との接触面積が減少する虞がある。すなわち、角度θ１が８０°以上であることで、排出メタル１１４と底面１１５及び側壁面１１６との接触面積が減少する虞を低減できる。また、角度θ１が９０°以上であることで、接触面積が減少する虞をより確実に低減できる。また、角度θ１が１２０°超のとき、排出メタル１１４の食い込み及び／又は排出不足が発生して、溶接部強度に懸念が生じることがある。すなわち、角度θ１が１２０°以下であることで溶接部強度に懸念が生じる虞を低減できる。溶接接合面Ｓ０は、金属管本体１０の周方向に関する接合部１１０の中心位置を通る面であり得る。溶接接合面Ｓ０は、金属管本体１０の径方向に係る中心位置を通っていてよい。

【0023】

後述のように、金属帯２の幅方向２ｂに沿う両側の側端２０を互いに突き合わせる前に、図３に示すように金属帯２の内面側角部２３の形状を矯正することができる。内面側角部２３の形状矯正により角度θ１を調整することができる。また、金属帯２の側端２０を互いに押し当てながら金属帯２の側端２０を加熱して金属帯２の側端２０を互いに溶接するとき、アプセット量（側端２０の押し当て量）を調整することにより角度θ１を調節することができる。アプセット量が小さいほど角度θ１が大きくなる。

【0024】

また、金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、側壁面１１６に沿って延びる第２直線Ｌ２と、溶接接合面Ｓ０に直交するとともに底面１１５と側壁面１１６との接続点１１９を通る第３直線Ｌ３とが余盛１１３の外部においてなす角度θ２が１３５°以下であることが好ましく、１３０°以下であることがより好ましい。角度θ２が１３５°超のとき、側壁面１１６と排出メタル１１４との接触面積が減少する虞がある。すなわち、角度θ２が１３５°以下であることで側壁面１１６と排出メタル１１４との接触面積が減少する虞を低減できる。また、角度θ２が１３０°以下であることで、接触面積が減少する虞をより確実に低減できる。なお、角度θ２の下限値は特に限定されないが、例えば側壁面１１６が溶融せずに残存できる下限値として８０°程度が考えられる。

【0025】

後述のように、金属帯２の幅方向２ｂに沿う両側の側端２０を互いに突き合わせる前に、図３に示すように金属帯２の内面側角部２３の形状を矯正することができる。内面側角部２３の形状矯正により角度θ２を調整することができる。また、金属帯２の側端２０を互いに押し当てながら金属帯２の側端２０を加熱して金属帯２の側端２０を互いに溶接するとき、アプセット量（側端２０の押し当て量）を調整することにより角度θ２を調節することができる。アプセット量が大きいほど角度θ２が大きくなる。

【0026】

また、金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、側壁面１１６の高さＨが０．２ｍｍ以上であることが好ましい。高さＨが０．２ｍｍ以上であることで、側壁面１１６が排出メタル１１４を包み込み、側壁面１１６と排出メタル１１４との接触面積を確保でき、より確実に排出メタル１１４の剥離を抑えることができる。高さＨは、頂部１１７と第３直線Ｌ３との間の最短距離であり得る。なお、高さＨの上限値は特に限定されないが、高さＨが排出メタル１１４の高さを超えても排出メタル１１４と側壁面１１６との接触面積の確保に寄与しないため、排出メタル１１４の高さが高さＨの上限値として考えられる。一般に、排出メタル１１４の高さは、金属管本体１０の壁厚の３０％程度であり得る。

【0027】

後述のように、金属帯２の幅方向２ｂに沿う両側の側端２０を互いに突き合わせる前に、図３に示すように金属帯２の内面側角部２３の形状を矯正することができる。内面側角部２３の形状矯正により高さＨを調整することができる。また、金属帯２の側端２０を互いに押し当てながら金属帯２の側端２０を加熱して金属帯２の側端２０を互いに溶接するとき、アプセット量（側端２０の押し当て量）を調整することにより高さＨを調節することができる。アプセット量が大きいほど高さＨが小さくなる。

【0028】

次に、図３～図５を参照しながら、本発明の実施の形態による電縫金属管１の製造方法について説明する。図３は本発明の実施の形態による電縫金属管１の製造方法の矯正工程において側端２０の形状が矯正された金属帯２の断面図であり、図４は図３の金属帯２の側端２０が突き合わされた状態を示す説明図であり、図５は図４の領域Ｖを拡大して示す説明図である。

【0029】

電縫金属管１の製造方法は、金属帯２の側端２０を突き合わせた後に側端２０を高周波加熱により溶接して電縫金属管１を製造するものである。図３に示すように、金属帯２は、電縫金属管１の内周面に相当する内表面２１、側端２０の端面２２、及び内表面２１と端面２２とが突き当たる位置に設けられた内面側角部２３を有している。

【0030】

電縫金属管１の製造方法は、金属帯２の側端２０を突き合わせる前に、図３に示すように内面側角部２３の形状を矯正する矯正工程を含む。矯正工程は、金属帯２を湾曲させる前に行われてよい。矯正工程では、第１傾斜面２３１及び第２傾斜面２３２が内面側角部２３に形成される。第１傾斜面２３１は、内表面２１に接続されるとともに内表面２１に対して傾斜して延在されている。第２傾斜面２３２は、第１傾斜面２３１と側端２０の端面２２との間に設けられるとともに第１傾斜面２３１に対して傾斜して延在されている。なお、矯正前の内面側角部２３は、図３の内表面２１の延長線と端面２２の延長線とによって区画される直角の角を形成していてよい。

【0031】

図４に示すように、内面側角部２３は、金属帯２を湾曲させて金属帯２の側端２０を突き合わせた際に、第１傾斜面２３１と内表面２１との接続点２３１ａが側端２０の端面２２の延長線ＥＬ（図５参照）よりも金属帯２の幅方向Ｗに係る内側に位置するように矯正される。接続点２３１ａが端面２２の延長線ＥＬよりも金属帯２の幅方向Ｗに係る外側に突出した場合、金属帯２の側端２０を互いに押し当てて接合（溶接）した後に、排出メタル１１４が余盛１１３と溶着する傾向にある。すなわち、内面側角部２３を上述のように矯正することで、排出メタル１１４が余盛１１３と溶着する虞を低減でき、より確実に排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされた状態を形成できる。なお、金属帯２を湾曲させて金属帯２の側端２０を突き合わせた際とは、図６のフォーミングロール群５の最終ロールを抜け出た直後であって、図６のスクイズロール６１に導入される前のタイミングであってよい。フォーミングロール群５の最終ロールは、フィンパスロールであり得る。

【0032】

図４及び図５に示すように、金属帯２を湾曲させて金属帯２の側端２０を突き合わせた状態において、金属帯２の長手方向に直交する断面で、第２傾斜面２３２の長さをＢ（ｍｍ）とし、第１傾斜面２３１の長さをＣ（ｍｍ）とし、端面２２の延長線ＥＬと第２傾斜面２３２に沿って延びる第４直線Ｌ４とが内面側角部２３の外部においてなす角度をφ１（°）とし、第１傾斜面２３１に沿って延びる第５直線Ｌ５と第４直線Ｌ４とが内面側角部２３の外部においてなす角度をφ２（°）としたとき、
Ｂ≧０．７６ｍｍであり、
φ２＜１８０°であり、
Ｂｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）＞０．３
を満たすように内面側角部２３を矯正することが好ましい。これらを満たすことで、より確実に排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされた状態を形成できる。

【0033】

また、Ｂ≧０．８０ｍｍを更に満たすように内面側角部２３を矯正し、側端２０を接合する際のアプセット量を０．５ｍｍ以上かつ０．８ｍｍ以下に設定することがより好ましい。これらにより、更により確実に排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされた状態を形成できる。

【0034】

アプセット量とは、側端２０を接合する際の側端２０の押し当て量に相当し、溶接直前のオープンパイプ３の周長と溶接直後の電縫金属管１の周長の差である。より具体的には、アプセット量は、後述のスクイズロール６１に導入される直前位置におけるオープンパイプ３の外周長から同位置におけるオープンパイプ３の端面間の離間距離を差し引いた値と、電縫溶接後の電縫金属管１の周長との差によって表すことができる。スクイズロール６１に導入される直前位置としては、スクイズロール６１の１ｍ手前の位置を設定し得る。

【0035】

なお、第４直線Ｌ４は、端面２２と第２傾斜面２３２との接続点２３２ａと、第２傾斜面２３２と第１傾斜面２３１との接続点２３２ｂとを通る直線であり得る。第５直線Ｌ５は、第２傾斜面２３２と第１傾斜面２３１との接続点２３２ｂと、第１傾斜面２３１と内表面２１との接続点２３１ａとを通る直線であり得る。「Ｂｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）」は、第１傾斜面２３１と内表面２１との接続点２３１ａと端面２２の延長線ＥＬとの最短距離を表す。

【0036】

また、第２傾斜面２３２の長さＢの上限値、角度φ２の下限値、及び「Ｂｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）」の上限値は、実施条件に応じて適宜決定できる。第２傾斜面２３２の長さＢを適度な長さに留めることで、第１傾斜面２３１と排出メタル１１４との接触面積が小さくなる虞を回避できる。角度φ２を適度に確保することで、余盛１１３への排出メタル１１４の溶着を回避できる。「Ｂｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）」を適度な値に留めることで、第１傾斜面２３１と排出メタル１１４との接触面積が小さくなる虞を回避できる。

【0037】

また、金属帯２は、電縫金属管１の外周面に相当する外表面２４、及び外表面２４と端面２２とが突き当たる位置に設けられた外面側角部２５を有している。電縫金属管１の製造方法は、金属帯２の側端２０を突き合わせる前に、図４に示すように外面側角部２５の形状を矯正する第２矯正工程を更に含んでいてよい。外面側角部２５の矯正では、外面側角部２５に第３傾斜面２５１が形成される。第３傾斜面２５１は、外表面２４に接続されるとともに外表面２４に対して傾斜して延在されている。

【0038】

次に、図６は、本発明の実施の形態による電縫金属管１の製造方法を実施するための電縫金属管製造装置を示す説明図である。図６の電縫金属管製造装置は、平板状の金属帯２からオープンパイプ３を経て電縫金属管１を製造するための装置である。電縫金属管製造装置には、クラッシング設備４、フォーミングロール群５及び溶接設備６が設けられている。

【0039】

クラッシング設備４は、金属帯２の側端２０を突き合わせる前に金属帯２の内面側角部２３（図３等参照）の形状を矯正するための設備である。クラッシング設備４には、金属帯２の幅方向２ｂに沿って互いに離間して配置された一対のクラッシングロール４０が設けられている。一対のクラッシングロール４０の間に金属帯２を通し、クラッシングロール４０に内面側角部２３を押し当てることにより内面側角部２３の形状の矯正することができる。

【0040】

フォーミングロール群５は、複数のフォーミングロールによって構成されるものであり、金属帯２の搬送方向２ａに沿うクラッシング設備４の下流側に配置されている。クラッシング設備４で側端２０の形状が矯正された金属帯２は、フォーミングロール群５で徐々に湾曲されてオープンパイプ３とされる。オープンパイプ３は、金属帯２の幅方向２ｂに沿う両側の側端２０を互いに突き合わせたものであり、側端２０が突き合わされた部分に開口を有する断面Ｃ字状の管体である。

【0041】

詳細には図示しないが、フォーミングロール群５の最終ロールは、フィンパスロールであり得る。フィンパスロールにより、図４に示すように外面側角部２５の形状を矯正することができる。

【0042】

溶接設備６は、金属帯２の搬送方向２ａに沿うフォーミングロール群５の下流側に配置された設備であり、加熱コイル６０及びスクイズロール６１を有している。加熱コイル６０は、高周波電流が通されるコイルである。加熱コイル６０の内側をオープンパイプ３が通されるとき、オープンパイプ３を構成する金属帯２の側端２０が加熱（高周波加熱）されて溶融される。スクイズロール６１は、オープンパイプ３の外周を拘束する一対のサイドロールによって構成されるものであり、加熱コイル６０における加熱で溶融されたオープンパイプ３における金属帯２の側端２０を互いに押し当てて接合する（溶接する）。

【0043】

すなわち、本実施の形態の電縫金属管製造装置では、金属帯２の側端２０を突き合わせた後に側端２０を高周波加熱により溶接して電縫金属管１を製造する。なお、図示はしないが、溶接設備６の後段には、電縫溶接後の金属管（溶接設備６の直後の金属管）の大きさ及び形状を矯正する矯正設備が設けられていてもよい。矯正設備が設けられる場合、矯正設備における矯正後の金属管が電縫金属管１に相当する。一方、矯正設備が設けられない場合、電縫溶接後の金属管が電縫金属管１に相当する。

【0044】

なお、以上の説明では、内面側角部２３にクラッシングロール４０を押し当てることにより内面側角部２３の形状を矯正するように説明したが、成形ロールのフィンパスロールによる成形、バイト切削、グラインダ研削や、これらを組合せた方法によっても内面側角部２３の形状の矯正を行い得る。

【0045】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【実施例0046】

本発明者らは、以下の表１に示すように内面側角部２３の矯正条件を変更しながら、複数の電縫金属管１を試作した。電縫金属管１の製造には図６に示す電縫金属管製造装置を用い、クラッシングロール４０の形状を変更することで内面側角部２３の矯正条件を変更した。試作した電縫金属管１は、いずれも外径が２５．４ｍｍであるとともに、肉厚が４．５ｍｍであった。

【0047】

【表1】

【0048】

表１の「エッジ形状１」の欄は、クラッシングロール４０を抜け出た直後の内面側角部２３の形状を示している。クラッシングロール４０を抜け出た直後の形状は、図３の形状に対応している。

【0049】

表１の「エッジ形状２」の欄は、フォーミングロール群５を抜け出た直後の内面側角部２３の形状を示している。フォーミングロール群５を抜け出た直後の形状は図４及び図５の形状に対応しており、その寸法は金属帯２の湾曲の影響も受けている。

【0050】

表１の「アプセット量」の欄は、溶接設備６におけるオープンパイプ３のアプセット量を示している。上述のように、アプセット量とは、側端２０を接合する際の側端２０の押し当て量に相当し、溶接直前のオープンパイプ３の周長と溶接直後の電縫金属管１の周長の差である。

【0051】

表１の「ビード形状」の欄は、溶接設備６を抜け出た後の突合接合部１１の形状を示している。溶接設備６を抜け出た後の形状は、図１及び図２の形状に対応している。

【0052】

表１の「剥離」の欄は、排出メタル１１４の剥離の発生頻度を表している。二重丸（◎）は排出メタル１１４の剥離の発生頻度が極めて少なかったことを示し、丸（〇）は排出メタル１１４の剥離の発生頻度が少なかったことを示し、バツ（×）は排出メタル１１４の剥離の発生頻度が高かったことを示す。

【0053】

表１の「総合」の欄は、電縫金属管１の溶接状態と排出メタル１１４の剥離の発生頻度を考慮した総合評価を表している。二重丸（◎）は溶接状態が良好かつ排出メタル１１４の剥離の発生頻度が極めて少なかったことを示し、丸（〇）は溶接状態が良好かつ排出メタル１１４の剥離の発生頻度が少なかったことを示し、三角（△）は排出メタル１１４の剥離の発生頻度が少なかったが溶接状態が良好でなかったことを示し、バツ（×）は溶接状態が悪かったことを示す。

【0054】

実施例１～６は、金属帯２を湾曲させて金属帯２の側端２０を突き合わせた際に、第１傾斜面２３１と内表面２１との接続点２３１aが側端２０の端面２２の延長線ＥＬよりも金属帯２の幅方向Ｗに係る内側に位置するように内面側角部２３を矯正した例である。表中の「Ｂｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）」が正であるとき、接続点２３１aが延長線ＥＬよりも金属帯２の幅方向Ｗに係る内側に位置していることを表している。

【0055】

これに対して、比較例１は、金属帯２を湾曲させて金属帯２の側端２０を突き合わせた際に、第１傾斜面２３１と内表面２１との接続点２３１aが側端２０の端面２２の延長線ＥＬよりも金属帯２の幅方向Ｗに係る外側に突出するように内面側角部２３を矯正した例である。

【0056】

比較例１では、排出メタル１１４が余盛１１３と溶着していた。これに対して、実施例１～５では、排出メタル１１４が余盛１１３と溶着せず、排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされた状態を形成できていた。

【0057】

この結果から、金属帯２を湾曲させて金属帯２の側端２０を突き合わせた際に、第１傾斜面２３１と内表面２１との接続点２３１aが側端２０の端面２２の延長線ＥＬよりも金属帯２の幅方向Ｗに係る内側に位置するように内面側角部２３を矯正することで、排出メタル１１４が余盛１１３と溶着する虞を低減でき、より確実に排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされた状態を形成できることが確認できた。

【0058】

上述のように、実施例１～６は、排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされた状態を形成できていた例である。これらにおいて排出メタル１１４の剥離を調査したところ、いずれも排出メタル１１４の剥離の発生頻度が低かった。

【0059】

これに対して、比較例２～３では、排出メタル１１４の剥離の発生頻度が高かった。これら比較例２～３は、排出メタル１１４が余盛１１３と溶着していなかったものの、底面１１５及び側壁面１１６のいずれか一方が欠落していた例である。底面１１５及び側壁面１１６のいずれか一方が欠落していたため、電縫金属管１の内面からの排出メタル１１４が剥離しやすかったと考えられる。

【0060】

この結果から、排出メタル１１４が底面１１５及び側壁面１１６と接触する一方で非溶着とされた状態を形成することで、電縫金属管１の内面からの排出メタル１１４の剥離を抑えることができ、排出メタル１１４の除去作業の必要性を低減できることが確認できた。

【0061】

特に、実施例１～３は、金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、底面１１５に沿って延びる第１直線Ｌ１と溶接接合面Ｓ０とが余盛１１３の内部においてなす角度θ１が９０°以上１２０°以下であり、かつ金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、側壁面１１６に沿って延びる第２直線Ｌ２と、溶接接合面Ｓ０に直交するとともに底面１１５と側壁面１１６との接続点１１９を通る第３直線Ｌ３とが余盛１１３の外部においてなす角度θ２が１３０°以下であり、かつ金属管本体１０の長手方向に直交する断面において、側壁面１１６の高さＨが０．２ｍｍ以上である例である。

【0062】

一方、実施例４は角度θ１が９０°未満の例であり、実施例５は角度θ２が１３０°超の例であり、実施例６は側壁面１１６の高さＨが０．２ｍｍ未満の例である。実施例１～３では、実施例４～６と比較して排出メタル１１４の剥離の発生頻度が低かった。また、比較例５は角度θ１が１２０°超の例であり、比較例５では溶接状態が悪かった。このことから、実施例１～３のように、角度θ１が９０°以上１２０°以下であり、角度θ２が１３０°以下であり、側壁面１１６の高さＨが０．２ｍｍ以上であることで、より確実に電縫金属管１の内面からの排出メタル１１４の剥離を抑えることができることが確認できた。

【0063】

ここで、「エッジ形状２」の欄に示すように、Ｂ≧０．７６ｍｍであり、φ２＜１８０°であり、Ｂｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）＞０．３であるとき、総合評価が二重丸（◎）又は丸（〇）の実施例１～６を製造することができた。このことから、Ｂ≧０．７６ｍｍ、φ２＜１８０°、及びＢｓｉｎ（φ１）－Ｃｃｏｓ（φ１＋φ２－９０°）＞０．３を満たすように内面側角部２３を矯正することで、より確実に電縫金属管１の内面からの排出メタル１１４の剥離を抑えることができることを理解できる。また、Ｂ≧０．８０ｍｍを更に満たすように内面側角部２３を矯正し、側端２０を接合する際のアプセット量を０．５ｍｍ以上かつ０．８ｍｍ以下に設定することで、総合評価が二重丸（◎）の実施例１～３を製造することができた。このことから、Ｂ≧０．８０ｍｍを更に満たすように内面側角部２３を矯正し、側端２０を接合する際のアプセット量を０．５ｍｍ以上かつ０．８ｍｍ以下に設定することで、更により確実に電縫金属管１の内面からの排出メタル１１４の剥離を抑えることができることを理解できる。

【符号の説明】

【0064】

１ ：電縫金属管
２ ：金属帯
１０ ：金属管本体
１１ ：突合接合部
１１０ ：接合部
１１３ ：余盛
１１４ ：排出メタル
１１４ａ ：根本
１１５ ：底面
１１６ ：側壁面
１１９ ：接続点
２０ ：側端
２１ ：内表面
２２ ：端面
２３ ：内面側角部
２３１ ：第１傾斜面
２３２ ：第２傾斜面
４０ ：クラッシングロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】