JP2000117333A - パイプ冷間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法 - Google Patents
パイプ冷間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法Info
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- JP2000117333A JP2000117333A JP29424498A JP29424498A JP2000117333A JP 2000117333 A JP2000117333 A JP 2000117333A JP 29424498 A JP29424498 A JP 29424498A JP 29424498 A JP29424498 A JP 29424498A JP 2000117333 A JP2000117333 A JP 2000117333A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 曲げ加工時の焼き付きを防止して加工時間を
短縮すること。 【解決手段】 芯金胴部１の先端部には、ジルコニアセ
ラミックス製の芯金頭部５が接着されている。芯金頭部
５は、その先端が半球形状になっている。芯金頭部１
は、表面粗度Ｒｍａｘが１．０μｍ程度になるように仕
上げる。このように、芯金頭部１の構造材にセラミック
ス材を用いることで、セラミックスの金属に対する非凝
着特性から、パイプ内面に対する摩擦抵抗を小さくでき
る。また、芯金頭部１の全体をセラミックス材で構成し
たので、芯金頭部１の損傷を抑えることができる。
短縮すること。 【解決手段】 芯金胴部１の先端部には、ジルコニアセ
ラミックス製の芯金頭部５が接着されている。芯金頭部
５は、その先端が半球形状になっている。芯金頭部１
は、表面粗度Ｒｍａｘが１．０μｍ程度になるように仕
上げる。このように、芯金頭部１の構造材にセラミック
ス材を用いることで、セラミックスの金属に対する非凝
着特性から、パイプ内面に対する摩擦抵抗を小さくでき
る。また、芯金頭部１の全体をセラミックス材で構成し
たので、芯金頭部１の損傷を抑えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、パイプ冷間曲げ
加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法に関し、さらに
詳しくは、ドローベンディング方式による金属パイプの
曲げ加工を短時間かつ連続的に行え、曲げ作業が簡単で
コストを低減できるパイプ冷間曲げ加工装置およびパイ
プ冷間曲げ加工方法に関する。
加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法に関し、さらに
詳しくは、ドローベンディング方式による金属パイプの
曲げ加工を短時間かつ連続的に行え、曲げ作業が簡単で
コストを低減できるパイプ冷間曲げ加工装置およびパイ
プ冷間曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にドローベンディング方式による金
属パイプの冷間曲げ加工には、マンドレルが用いられて
いる。マンドレルは、通常、焼き入れ鋼等の鉄製の芯金
であり、金属パイプが曲げ加工中に押しつぶされるのを
防止する役割を果たす。
属パイプの冷間曲げ加工には、マンドレルが用いられて
いる。マンドレルは、通常、焼き入れ鋼等の鉄製の芯金
であり、金属パイプが曲げ加工中に押しつぶされるのを
防止する役割を果たす。
【０００３】つぎに、ドローベンディング方式により曲
げ加工を施した金属パイプの適用例を示す。図６は、曲
げ加工した金属パイプを空冷機の冷凍サイクル構成部品
に使用した例を示す斜視図である。金属パイプ４０は、
圧縮機４１、アキュームレータ４３、サクションマフラ
４６、オイルセパレータ４４、熱交換器４５および四方
弁４２などの部品間を結ぶ配管部品として用いられてい
る。
げ加工を施した金属パイプの適用例を示す。図６は、曲
げ加工した金属パイプを空冷機の冷凍サイクル構成部品
に使用した例を示す斜視図である。金属パイプ４０は、
圧縮機４１、アキュームレータ４３、サクションマフラ
４６、オイルセパレータ４４、熱交換器４５および四方
弁４２などの部品間を結ぶ配管部品として用いられてい
る。
【０００４】また、図７は、上記金属パイプを冷蔵庫の
冷凍サイクル構成部品に使用した例を示す配置図であ
る。冷凍サイクル構成部品は、圧縮機５１、蒸発板５
２、キャビネットパイプ５３、ドライヤ５４、キャピラ
リチューブ５５、冷却器５６、冷却器マフラ５７、逆止
弁５８およびマフラ５９からなる。金属パイプ５０は、
圧縮機５１と蒸発板５２、圧縮機５１とマフラ５９、マ
フラ５９と逆止弁５８を結ぶ配管部品として用いられて
いる。
冷凍サイクル構成部品に使用した例を示す配置図であ
る。冷凍サイクル構成部品は、圧縮機５１、蒸発板５
２、キャビネットパイプ５３、ドライヤ５４、キャピラ
リチューブ５５、冷却器５６、冷却器マフラ５７、逆止
弁５８およびマフラ５９からなる。金属パイプ５０は、
圧縮機５１と蒸発板５２、圧縮機５１とマフラ５９、マ
フラ５９と逆止弁５８を結ぶ配管部品として用いられて
いる。
【０００５】つぎに、従来の金属パイプの曲げ加工方法
について説明する。図８は、従来のパイプの曲げ加工に
用いるパイプ冷間曲げ加工機を示す構成図である。この
パイプ冷間曲げ加工機６０は、曲げ型クランプ部６１を
有し軸中心に回転する曲げ型６２と、案内ローラ６３に
より直線移動する圧力型６４と、マンドレル棒により支
持されパイプ内に挿入する芯金６５と、曲げ型クランプ
部６１と共にパイプＰを保持するクランプ型６６と、パ
イプＰの支持部６７とから構成されている。
について説明する。図８は、従来のパイプの曲げ加工に
用いるパイプ冷間曲げ加工機を示す構成図である。この
パイプ冷間曲げ加工機６０は、曲げ型クランプ部６１を
有し軸中心に回転する曲げ型６２と、案内ローラ６３に
より直線移動する圧力型６４と、マンドレル棒により支
持されパイプ内に挿入する芯金６５と、曲げ型クランプ
部６１と共にパイプＰを保持するクランプ型６６と、パ
イプＰの支持部６７とから構成されている。
【０００６】続いて、このパイプ冷間曲げ加工機の動作
について説明する。図９はパイプの曲げ前、図１０は曲
げ途中、図１１は曲げ後を示す工程図である。図９に示
すように、まず、曲げ型クランプ部６１とクランプ型６
６とによりパイプＰを挟んで保持すると共に、芯金６５
をパイプ内に挿入する。また、パイプＰは圧力型６４に
よって保持される。
について説明する。図９はパイプの曲げ前、図１０は曲
げ途中、図１１は曲げ後を示す工程図である。図９に示
すように、まず、曲げ型クランプ部６１とクランプ型６
６とによりパイプＰを挟んで保持すると共に、芯金６５
をパイプ内に挿入する。また、パイプＰは圧力型６４に
よって保持される。
【０００７】つぎに、図１０に示すように、曲げ型６２
を回転させてパイプＰの冷間曲げを行う。圧力型６４
は、曲げ加工に伴うパイプＰの塑性変形によって図中左
方向に移動する。芯金６５は、マンドレル棒により固定
されているので、初期位置を保つ。そして、図１１に示
す位置で曲げ加工が完了する。曲げ型６２、クランプ型
６６、圧力型６４からパイプＰを開放すると共にパイプ
内から芯金６５を引き抜けば、曲げ加工を施したパイプ
Ｐを取り出すことができる。上記芯金６５およびマンド
レル棒からなるマンドレルは、曲げ加工中にパイプが変
形するのを防止する。
を回転させてパイプＰの冷間曲げを行う。圧力型６４
は、曲げ加工に伴うパイプＰの塑性変形によって図中左
方向に移動する。芯金６５は、マンドレル棒により固定
されているので、初期位置を保つ。そして、図１１に示
す位置で曲げ加工が完了する。曲げ型６２、クランプ型
６６、圧力型６４からパイプＰを開放すると共にパイプ
内から芯金６５を引き抜けば、曲げ加工を施したパイプ
Ｐを取り出すことができる。上記芯金６５およびマンド
レル棒からなるマンドレルは、曲げ加工中にパイプが変
形するのを防止する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のパイプの冷
間曲げ加工機６０では、曲げ加工中にパイプ内面と芯金
頭部６８との間に摩擦が生じるから、芯金６５の材料
に、耐磨耗性に優れた合金工具鋼（ＪＩＳ−ＳＫＤ−１
１等）を用いている。しかしながら、当該合金工具鋼は
摩擦係数が大きいため、パイプ内面で焼き付き現象を起
してパイプ材金属粉を堆積させたり、パイプ内面を損傷
させるという問題点があった。さらに、パイプ内面と芯
金頭部６８との相対摺動速度が大きくなると焼き付き易
くなるため、摺動速度が制限されて加工時間が長くなる
という問題点があった。
間曲げ加工機６０では、曲げ加工中にパイプ内面と芯金
頭部６８との間に摩擦が生じるから、芯金６５の材料
に、耐磨耗性に優れた合金工具鋼（ＪＩＳ−ＳＫＤ−１
１等）を用いている。しかしながら、当該合金工具鋼は
摩擦係数が大きいため、パイプ内面で焼き付き現象を起
してパイプ材金属粉を堆積させたり、パイプ内面を損傷
させるという問題点があった。さらに、パイプ内面と芯
金頭部６８との相対摺動速度が大きくなると焼き付き易
くなるため、摺動速度が制限されて加工時間が長くなる
という問題点があった。
【０００９】上記問題に対して、特殊な潤滑油を用いて
摩擦係数を下げる方法があるが、曲げ加工後にパイプ内
に潤滑油が残留するため、パイプ内を脱脂洗浄した後に
乾燥させなければならず、作業が面倒な問題点があっ
た。また、有機溶剤等を使用して洗浄すると、コスト高
になるという問題点があった。
摩擦係数を下げる方法があるが、曲げ加工後にパイプ内
に潤滑油が残留するため、パイプ内を脱脂洗浄した後に
乾燥させなければならず、作業が面倒な問題点があっ
た。また、有機溶剤等を使用して洗浄すると、コスト高
になるという問題点があった。
【００１０】また、上記問題に対して、実開昭６１−２
７５１５号公報に記載の技術では、マンドレルの表面に
０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ厚のセラミックスの粒子層を形
成し摩擦係数を下げようとしているが、セラミックス粒
子の保持力が弱いため長時間の連続曲げ加工が困難な問
題点があった。
７５１５号公報に記載の技術では、マンドレルの表面に
０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ厚のセラミックスの粒子層を形
成し摩擦係数を下げようとしているが、セラミックス粒
子の保持力が弱いため長時間の連続曲げ加工が困難な問
題点があった。
【００１１】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、曲げ加工時の焼き付きを防止して加工時間を短
縮でき、作業が簡単であること、低コストで実現できる
こと、連続加工が可能であることの条件を満たすパイプ
冷間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法を得る
ことを目的とする。
あって、曲げ加工時の焼き付きを防止して加工時間を短
縮でき、作業が簡単であること、低コストで実現できる
こと、連続加工が可能であることの条件を満たすパイプ
冷間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法を得る
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明によるパイプ冷間曲げ加工装置は、回転
軸を中心に回転する型と、先端に芯金頭部を有する芯金
とを備え、前記パイプ内に芯金を挿入すると共に前記型
によって前記パイプをクランプし、前記型を回転させる
ことによりパイプの冷間曲げ加工を行うパイプ冷間曲げ
加工装置において、前記芯金頭部全体の構造材にセラミ
ックス材を用いたものである。
めに、この発明によるパイプ冷間曲げ加工装置は、回転
軸を中心に回転する型と、先端に芯金頭部を有する芯金
とを備え、前記パイプ内に芯金を挿入すると共に前記型
によって前記パイプをクランプし、前記型を回転させる
ことによりパイプの冷間曲げ加工を行うパイプ冷間曲げ
加工装置において、前記芯金頭部全体の構造材にセラミ
ックス材を用いたものである。
【００１３】つぎの発明によるパイプ冷間曲げ加工装置
は、上記パイプ冷間曲げ加工装置において、さらに、前
記セラミックス材としてジルコニアセラミックスを用い
たものである。
は、上記パイプ冷間曲げ加工装置において、さらに、前
記セラミックス材としてジルコニアセラミックスを用い
たものである。
【００１４】つぎの発明によるパイプ冷間曲げ加工装置
は、上記パイプ冷間曲げ加工装置において、さらに、曲
げ加工を行う度に前記芯金頭部を所定角度回転させる回
転手段を設けたものである。
は、上記パイプ冷間曲げ加工装置において、さらに、曲
げ加工を行う度に前記芯金頭部を所定角度回転させる回
転手段を設けたものである。
【００１５】つぎの発明によるパイプ冷間曲げ加工方法
は、パイプ内に芯金を挿入すると共に所定の型によって
前記パイプをクランプし、前記型を回転させることによ
りパイプの冷間曲げ加工を行うパイプ冷間曲げ加工方法
において、前記芯金頭部全体の構造材にセラミックス材
を用い、潤滑剤なしでパイプの冷間加工を行うようにし
たものである。
は、パイプ内に芯金を挿入すると共に所定の型によって
前記パイプをクランプし、前記型を回転させることによ
りパイプの冷間曲げ加工を行うパイプ冷間曲げ加工方法
において、前記芯金頭部全体の構造材にセラミックス材
を用い、潤滑剤なしでパイプの冷間加工を行うようにし
たものである。
【００１６】つぎの発明によるパイプ冷間曲げ加工方法
は、上記パイプ冷間曲げ加工方法において、さらに、前
記セラミックス材としてジルコニアセラミックスを用い
たものである。
は、上記パイプ冷間曲げ加工方法において、さらに、前
記セラミックス材としてジルコニアセラミックスを用い
たものである。
【００１７】つぎの発明によるパイプ冷間曲げ加工方法
は、上記パイプ冷間曲げ加工方法において、さらに、前
記芯金頭部を、曲げ加工を行う度に所定角度回転させる
ようにしたものである。
は、上記パイプ冷間曲げ加工方法において、さらに、前
記芯金頭部を、曲げ加工を行う度に所定角度回転させる
ようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるパイプ冷
間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法につき図
面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態
によりこの発明が限定されるものではない。
間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法につき図
面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態
によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】実施の形態１．図１は、この発明の芯金を
示す側面図である。図２は、図１に示した芯金の正面図
である。芯金胴部１の後端部には、マンドレル棒２の先
端を螺着するネジ穴３が設けられている。また、芯金胴
部１の側面には、マンドレル棒２の回転を防止するため
の固定用ネジ穴４が設けられている。
示す側面図である。図２は、図１に示した芯金の正面図
である。芯金胴部１の後端部には、マンドレル棒２の先
端を螺着するネジ穴３が設けられている。また、芯金胴
部１の側面には、マンドレル棒２の回転を防止するため
の固定用ネジ穴４が設けられている。
【００２０】一方、芯金胴部１の先端部には、セラミッ
クス製の芯金頭部５が接着されている。芯金頭部５の端
面には、位置決め用の取付穴６が設けてある。この取付
穴６に前記芯金胴部１の端面から突設した突起部７を挿
入し、予め塗布しておいた接着剤により密着固定させ
る。また、芯金頭部５は、その先端が半球形状になって
いる。さらに、芯金胴部１には、切り欠き部８が形成し
てある。
クス製の芯金頭部５が接着されている。芯金頭部５の端
面には、位置決め用の取付穴６が設けてある。この取付
穴６に前記芯金胴部１の端面から突設した突起部７を挿
入し、予め塗布しておいた接着剤により密着固定させ
る。また、芯金頭部５は、その先端が半球形状になって
いる。さらに、芯金胴部１には、切り欠き部８が形成し
てある。
【００２１】芯金１００の全長Ｌは、１００ｍｍとす
る。また、外径Ｄは、パイプの内径より０．５ｍｍ小さ
い寸法にする。芯金１００をパイプに挿入しやすくする
ためである。芯金頭部５の寸法は芯金１００の外径Ｄの
約２倍とし、その先端に形成した半球形状の径Ｒは、パ
イプの真円度を維持するためにパイプ内径と同一にす
る。芯金胴部１の切り欠き部９は、機械加工によって形
成する。
る。また、外径Ｄは、パイプの内径より０．５ｍｍ小さ
い寸法にする。芯金１００をパイプに挿入しやすくする
ためである。芯金頭部５の寸法は芯金１００の外径Ｄの
約２倍とし、その先端に形成した半球形状の径Ｒは、パ
イプの真円度を維持するためにパイプ内径と同一にす
る。芯金胴部１の切り欠き部９は、機械加工によって形
成する。
【００２２】芯金頭部５を構成するセラミック材料に
は、ジルコニアセラミックとアルミナセラミックの２種
類を用いることができる。
は、ジルコニアセラミックとアルミナセラミックの２種
類を用いることができる。
【００２３】ジルコニアセラミックス製の芯金頭部５
は、粉末冶金により製作する。まず、微粒子のジルコニ
ア（ＺｒＯ2 ）粉末に微量の三酸化イットリウム（Ｙ2
Ｏ3 ）微粒子粉末を添加して原料粉末を作る。つぎに、
所定の金型に原料粉末を入れてプレスし、外径が最終形
態の芯金頭部５より約２ｍｍ太い丸棒を仮成型する。
は、粉末冶金により製作する。まず、微粒子のジルコニ
ア（ＺｒＯ2 ）粉末に微量の三酸化イットリウム（Ｙ2
Ｏ3 ）微粒子粉末を添加して原料粉末を作る。つぎに、
所定の金型に原料粉末を入れてプレスし、外径が最終形
態の芯金頭部５より約２ｍｍ太い丸棒を仮成型する。
【００２４】続いて、仮成型した丸棒の先端を半球形状
に切削加工して芯金頭部５を形成する。その後、炉内に
入れ、約１５００℃で３時間焼成する。つぎに、芯金頭
部５の全表面が表面粗度Ｒｍａｘ１．０μｍになるま
で、ダイアモンド研磨材により研磨する。このようにし
て製作した芯金頭部５の機械的性質を測定したところ、
密度が６．１ｇ／ｃｍ3 、曲げ強度が１３００Ｍｐａ、
硬度が１２．２Ｇｐａ、靱性が６．４Ｍｐａ・ｍ0.5 で
あった。
に切削加工して芯金頭部５を形成する。その後、炉内に
入れ、約１５００℃で３時間焼成する。つぎに、芯金頭
部５の全表面が表面粗度Ｒｍａｘ１．０μｍになるま
で、ダイアモンド研磨材により研磨する。このようにし
て製作した芯金頭部５の機械的性質を測定したところ、
密度が６．１ｇ／ｃｍ3 、曲げ強度が１３００Ｍｐａ、
硬度が１２．２Ｇｐａ、靱性が６．４Ｍｐａ・ｍ0.5 で
あった。
【００２５】また、アルミナセラミックス製の芯金頭部
５は、まず、微粒子のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）原料粉末
を所 定の金型に原料粉末を入れてプレスし、外径が最
終形態の芯金頭部５より約２ｍｍ太い丸棒を仮成型す
る。続いて、仮成型した丸棒の先端を半球形状に切削加
工して芯金頭部５を形成する。その後、炉内に入れ、約
１２００℃で３時間焼成する。
５は、まず、微粒子のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）原料粉末
を所 定の金型に原料粉末を入れてプレスし、外径が最
終形態の芯金頭部５より約２ｍｍ太い丸棒を仮成型す
る。続いて、仮成型した丸棒の先端を半球形状に切削加
工して芯金頭部５を形成する。その後、炉内に入れ、約
１２００℃で３時間焼成する。
【００２６】つぎに、芯金頭部５の全表面が表面粗度Ｒ
ｍａｘ１．０μｍになるまで、ダイアモンド研磨材によ
り研磨する。このようにして製作した芯金頭部５の機械
的性質を測定したところ、密度が３．８ｇ／ｃｍ3 、曲
げ強度が３００Ｍｐａ、硬度が１８．０Ｇｐａ、靱性が
５．０Ｍｐａ・ｍ0.5 であった。
ｍａｘ１．０μｍになるまで、ダイアモンド研磨材によ
り研磨する。このようにして製作した芯金頭部５の機械
的性質を測定したところ、密度が３．８ｇ／ｃｍ3 、曲
げ強度が３００Ｍｐａ、硬度が１８．０Ｇｐａ、靱性が
５．０Ｍｐａ・ｍ0.5 であった。
【００２７】［比較実験］上記ジルコニアセラミックス
製の芯金頭部５およびアルミナセラミックス製の芯金頭
部５を潤滑油なしで使用し、銅パイプの連続曲げ加工試
験を行った。この比較例として、従来例として挙げた、
芯金頭部の構成材料に合金工具鋼（ＪＩＳ−ＳＫＤ１
１）を用いた芯金頭部（比較例１）と、実開昭６１−２
７５１５号公報に記載の芯金（比較例２）とを使用した
（図示省略）。
製の芯金頭部５およびアルミナセラミックス製の芯金頭
部５を潤滑油なしで使用し、銅パイプの連続曲げ加工試
験を行った。この比較例として、従来例として挙げた、
芯金頭部の構成材料に合金工具鋼（ＪＩＳ−ＳＫＤ１
１）を用いた芯金頭部（比較例１）と、実開昭６１−２
７５１５号公報に記載の芯金（比較例２）とを使用した
（図示省略）。
【００２８】なお、前記合金工具鋼製の芯金頭部は、芯
金頭部外径寸法に切削加工を施した後、芯金頭部の全表
面を表面粗度Ｒｍａｘ１．０μｍに研磨仕上げたもので
ある。また、同公報記載の芯金は、ＳＫＤ１１材で製作
した芯金頭部表面にプラズマ溶射法により、約０．１ｍ
ｍ〜０．２ｍｍ厚のアルミナセラミックス層を形成し、
これを研磨仕上げして製作したものである。
金頭部外径寸法に切削加工を施した後、芯金頭部の全表
面を表面粗度Ｒｍａｘ１．０μｍに研磨仕上げたもので
ある。また、同公報記載の芯金は、ＳＫＤ１１材で製作
した芯金頭部表面にプラズマ溶射法により、約０．１ｍ
ｍ〜０．２ｍｍ厚のアルミナセラミックス層を形成し、
これを研磨仕上げして製作したものである。
【００２９】この実験では、潤滑油を使用せずに銅パイ
プの冷間曲げ加工を連続で１００００本行った。また、
曲げ加工を施したパイプについては、当該パイプの曲げ
部分を切断し、マイクロメータによってパイプの肉厚を
測定すると共に目視観察によってパイプ内面の仕上がり
状態を評価した。また、必要により芯金頭部の状態につ
いて評価した。なお、実験は、仕様が異なる３種類の銅
パイプについて行なった。
プの冷間曲げ加工を連続で１００００本行った。また、
曲げ加工を施したパイプについては、当該パイプの曲げ
部分を切断し、マイクロメータによってパイプの肉厚を
測定すると共に目視観察によってパイプ内面の仕上がり
状態を評価した。また、必要により芯金頭部の状態につ
いて評価した。なお、実験は、仕様が異なる３種類の銅
パイプについて行なった。
【００３０】［実験結果］この実験の結果を図３の図表
中に示す。なお、表中、符号Ｄはパイプの外径、符号ｄ
はパイプの内径、符号ｔはパイプの肉厚、符号ｔ1 は曲
げ加工後の曲げ加工部分の最低肉厚を示す。
中に示す。なお、表中、符号Ｄはパイプの外径、符号ｄ
はパイプの内径、符号ｔはパイプの肉厚、符号ｔ1 は曲
げ加工後の曲げ加工部分の最低肉厚を示す。
【００３１】なお、銅パイプを冷間曲げ加工する場合、
パイプの内側には圧縮応力が加わるから当該パイプ内側
の肉厚が増加する。一方、パイプの外側には引っ張り応
力が加わるから当該パイプ内側の肉厚が減少する。曲げ
加工では、この肉厚減少がパイプの強度低下を来すため
問題になる。従って、冷間曲げ加工による肉厚減少が小
さいほうが好ましい。
パイプの内側には圧縮応力が加わるから当該パイプ内側
の肉厚が増加する。一方、パイプの外側には引っ張り応
力が加わるから当該パイプ内側の肉厚が減少する。曲げ
加工では、この肉厚減少がパイプの強度低下を来すため
問題になる。従って、冷間曲げ加工による肉厚減少が小
さいほうが好ましい。
【００３２】実験の結果、ジルコニアセラミックス製の
芯金頭部を用いて冷間曲げ加工した場合、銅パイプの最
低肉厚ｔ1 が、他の芯金頭部を使用して冷間曲げ加工し
た場合に比べて大きかった。また、ジルコニアセラミッ
クス製の芯金頭部を使用した場合には、パイプ内面に傷
が生じなかった。これより、ジルコニアセラミックス製
の芯金頭部を用いて冷間曲げ加工を行うことで、肉厚減
少が小さく、寸法精度が高くなることが判った。
芯金頭部を用いて冷間曲げ加工した場合、銅パイプの最
低肉厚ｔ1 が、他の芯金頭部を使用して冷間曲げ加工し
た場合に比べて大きかった。また、ジルコニアセラミッ
クス製の芯金頭部を使用した場合には、パイプ内面に傷
が生じなかった。これより、ジルコニアセラミックス製
の芯金頭部を用いて冷間曲げ加工を行うことで、肉厚減
少が小さく、寸法精度が高くなることが判った。
【００３３】また、アルミナセラミックス製の芯金頭部
を用いた場合も、ジルコニアセラミックス製の芯金頭部
を用いた場合と同様に、肉厚減少が小さく寸法精度が高
い曲げ加工を行なえることが判った。しかし、曲げ強度
が低く且つ曲げ加工時の応力が大きい肉厚の銅パイプを
加工した場合、ある程度の連続加工後、芯金頭部に破損
が生じた。このため、アルミナセラミックス製の芯金頭
部は、薄肉の銅パイプの曲げ加工に適することが判っ
た。
を用いた場合も、ジルコニアセラミックス製の芯金頭部
を用いた場合と同様に、肉厚減少が小さく寸法精度が高
い曲げ加工を行なえることが判った。しかし、曲げ強度
が低く且つ曲げ加工時の応力が大きい肉厚の銅パイプを
加工した場合、ある程度の連続加工後、芯金頭部に破損
が生じた。このため、アルミナセラミックス製の芯金頭
部は、薄肉の銅パイプの曲げ加工に適することが判っ
た。
【００３４】一方、比較例１（ＳＫＤ１１）の芯金頭部
を用いた場合は、曲げ加工部分の肉厚減少が大きくな
り、パイプ内面に損傷が発生した。また、比較例２（Ｓ
ＫＤ１１＋セラミックス被覆）の芯金頭部を用いた場合
でも、前記同様、曲げ加工部分の肉厚減少が大きくなっ
た。さらに、比較例２では、約１０００本の加工時点で
セラミックス層が一部が脱落し、同脱落部を起点に金属
紛の凝着堆積が生じてパイプ内面に損傷が発生した。
を用いた場合は、曲げ加工部分の肉厚減少が大きくな
り、パイプ内面に損傷が発生した。また、比較例２（Ｓ
ＫＤ１１＋セラミックス被覆）の芯金頭部を用いた場合
でも、前記同様、曲げ加工部分の肉厚減少が大きくなっ
た。さらに、比較例２では、約１０００本の加工時点で
セラミックス層が一部が脱落し、同脱落部を起点に金属
紛の凝着堆積が生じてパイプ内面に損傷が発生した。
【００３５】以上から、セラミックス製の芯金頭部を用
いることにより、芯金頭部とパイプ内面の摺動部分に潤
滑油を給油しなくとも、傷の無い高精度の曲げ加工を連
続的に行うことが可能であることが判った。特に、セラ
ミックスの中でも曲げ強度および靱性が高いジルコニア
セラミックス製の芯金頭部を用いた場合に良い結果が得
られたので、高い応力が加わる肉厚パイプの曲げ加工に
適していることが判った。また、パイプは上記銅パイプ
に限定されるものではなく、例えば鉄製パイプ、アルミ
ニウム製パイプ等の金属パイプ全般に渡って同様の効果
を得ることができる。
いることにより、芯金頭部とパイプ内面の摺動部分に潤
滑油を給油しなくとも、傷の無い高精度の曲げ加工を連
続的に行うことが可能であることが判った。特に、セラ
ミックスの中でも曲げ強度および靱性が高いジルコニア
セラミックス製の芯金頭部を用いた場合に良い結果が得
られたので、高い応力が加わる肉厚パイプの曲げ加工に
適していることが判った。また、パイプは上記銅パイプ
に限定されるものではなく、例えば鉄製パイプ、アルミ
ニウム製パイプ等の金属パイプ全般に渡って同様の効果
を得ることができる。
【００３６】実施の形態２．図４および図５は、この発
明の実施の形態２にかかるパイプ冷間曲げ加工装置にお
ける芯金の回転機構を示す構成図である。マンドレル棒
２の先端には芯金１００が取り付けてあル。このマンド
レル棒２には、当該マンドレル棒２を回転させるための
歯車７０が固定されている。歯車７０の歯７１は、１０
°ピッチで形成されている。この歯車７０に対してスラ
イダ７２が配置されており、このスライダ７２に設けた
爪部７３が歯７１に噛むことで歯車７０の回転を止めて
いる。スライダ７２は、エアシリンダ７４の軸に取り付
けられている。
明の実施の形態２にかかるパイプ冷間曲げ加工装置にお
ける芯金の回転機構を示す構成図である。マンドレル棒
２の先端には芯金１００が取り付けてあル。このマンド
レル棒２には、当該マンドレル棒２を回転させるための
歯車７０が固定されている。歯車７０の歯７１は、１０
°ピッチで形成されている。この歯車７０に対してスラ
イダ７２が配置されており、このスライダ７２に設けた
爪部７３が歯７１に噛むことで歯車７０の回転を止めて
いる。スライダ７２は、エアシリンダ７４の軸に取り付
けられている。
【００３７】つぎに、この芯金１００の回転機構の動作
を説明する。パイプの曲げ加工が終了すると（図９〜図
１１参照）、パイプ内からマンドレル棒２と共に芯金１
００が抜き出される。芯金１００の抜き出しが完了する
と、エアシリンダ７４が作動する。すなわち、エアシリ
ンダ７４の作動によりスライダが１往復し、これにより
爪部７３が次の歯７１と噛み合う。これにより、歯車７
０が１０°回転するので、この歯車７０と連結している
マンドレル棒２および芯金１００が同じく回転すること
になる。
を説明する。パイプの曲げ加工が終了すると（図９〜図
１１参照）、パイプ内からマンドレル棒２と共に芯金１
００が抜き出される。芯金１００の抜き出しが完了する
と、エアシリンダ７４が作動する。すなわち、エアシリ
ンダ７４の作動によりスライダが１往復し、これにより
爪部７３が次の歯７１と噛み合う。これにより、歯車７
０が１０°回転するので、この歯車７０と連結している
マンドレル棒２および芯金１００が同じく回転すること
になる。
【００３８】このように、芯金１００を回転させること
で、曲げ加工毎にパイプ内面と芯金頭部との摺動位置が
変わる。このため、焼き付きによる金属の凝着堆積を確
実に防止することができ、潤滑油なしでパイプの高速連
続曲げ加工を行うことができる。なお、回転角度は１０
°に限らず、例えば５°や２０°毎に行うようにしても
よい。
で、曲げ加工毎にパイプ内面と芯金頭部との摺動位置が
変わる。このため、焼き付きによる金属の凝着堆積を確
実に防止することができ、潤滑油なしでパイプの高速連
続曲げ加工を行うことができる。なお、回転角度は１０
°に限らず、例えば５°や２０°毎に行うようにしても
よい。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
パイプ冷間曲げ加工装置またはパイプ冷間曲げ加工方法
によれば、芯金頭部全体の構造材にセラミックス材を用
い、潤滑剤なしでパイプの冷間加工を行うようにしたの
で、セラミックスの金属に対する非凝着特性からパイプ
内面に対する摩擦抵抗を小さくできる。また、合金工具
鋼の芯金にセラミックス層を被覆する場合に比べ、芯金
頭部の損傷を抑えることができる。このため、曲げ加工
時の焼き付きを防止して加工時間を短縮できる。また、
潤滑油を使用しなくてもよいため洗浄工程が不要にな
り、作業が簡単になると共に低コストで加工できる。さ
らに、連続加工が可能になる。
パイプ冷間曲げ加工装置またはパイプ冷間曲げ加工方法
によれば、芯金頭部全体の構造材にセラミックス材を用
い、潤滑剤なしでパイプの冷間加工を行うようにしたの
で、セラミックスの金属に対する非凝着特性からパイプ
内面に対する摩擦抵抗を小さくできる。また、合金工具
鋼の芯金にセラミックス層を被覆する場合に比べ、芯金
頭部の損傷を抑えることができる。このため、曲げ加工
時の焼き付きを防止して加工時間を短縮できる。また、
潤滑油を使用しなくてもよいため洗浄工程が不要にな
り、作業が簡単になると共に低コストで加工できる。さ
らに、連続加工が可能になる。
【００４０】つぎの発明にかかるパイプ冷間曲げ加工装
置またはパイプ冷間曲げ加工方法では、上記同様の効果
を奏すると共に、前記セラミックス材としてジルコニア
セラミックスを用いたので、大きな曲げ応力が加わる厚
肉のパイプを曲げる場合であっても、芯金頭部が破損す
ることなく曲げ加工できる。このため、芯金頭部に大き
な曲げ応力が加わる厚肉のパイプを曲げを適切に行うこ
とができる。
置またはパイプ冷間曲げ加工方法では、上記同様の効果
を奏すると共に、前記セラミックス材としてジルコニア
セラミックスを用いたので、大きな曲げ応力が加わる厚
肉のパイプを曲げる場合であっても、芯金頭部が破損す
ることなく曲げ加工できる。このため、芯金頭部に大き
な曲げ応力が加わる厚肉のパイプを曲げを適切に行うこ
とができる。
【００４１】つぎの発明にかかるパイプ冷間曲げ加工装
置およびパイプ冷間曲げ加工方法では、芯金頭部を、曲
げ加工を行う度に所定角度回転させるようにしたので、
パイプ内面と芯金頭部との摺動位置が曲げ加工毎に変わ
る。このため、焼き付きによる金属の凝着堆積を確実に
防止することができ、潤滑油なしでパイプの高速連続曲
げ加工を行うことができる。
置およびパイプ冷間曲げ加工方法では、芯金頭部を、曲
げ加工を行う度に所定角度回転させるようにしたので、
パイプ内面と芯金頭部との摺動位置が曲げ加工毎に変わ
る。このため、焼き付きによる金属の凝着堆積を確実に
防止することができ、潤滑油なしでパイプの高速連続曲
げ加工を行うことができる。
【図１】 この発明の実施の形態１にかかる芯金を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】 図１に示した芯金の正面図である。
【図３】 比較実験の結果を示す図表である。
【図４】 この発明の実施の形態２にかかるパイプ冷間
曲げ加工装置における芯金の回転機構を示す構成図であ
る。
曲げ加工装置における芯金の回転機構を示す構成図であ
る。
【図５】 図４に示したパイプ冷間曲げ加工装置におけ
る芯金の回転機構を示す構成図である。
る芯金の回転機構を示す構成図である。
【図６】 曲げ加工した金属パイプを空冷機の冷凍サイ
クル構成部品に使用した例を示す斜視図である。
クル構成部品に使用した例を示す斜視図である。
【図７】 金属パイプを冷蔵庫の冷凍サイクル構成部品
に使用した例を示す配置図である。
に使用した例を示す配置図である。
【図８】 従来におけるパイプの曲げ加工に用いるパイ
プ冷間曲げ加工機を示す構成図である。
プ冷間曲げ加工機を示す構成図である。
【図９】 パイプの曲げ前を示す工程図である。
【図１０】 パイプの曲げ途中を示す工程図である。
【図１１】 パイプの曲げ後を示す工程図である。
１００ 芯金、１ 芯金胴部、２ マンドレル棒、３
ネジ穴、４ 固定用ネジ穴、５ 芯金頭部、６ 取付
穴、７ 突起部、８ 切り欠き部。
ネジ穴、４ 固定用ネジ穴、５ 芯金頭部、６ 取付
穴、７ 突起部、８ 切り欠き部。
Claims (6)
- 【請求項１】 回転軸を中心に回転する型と、先端に芯
金頭部を有する芯金とを備え、前記パイプ内に芯金を挿
入すると共に前記型によって前記パイプをクランプし、
前記型を回転させることによりパイプの冷間曲げ加工を
行うパイプ冷間曲げ加工装置において、 前記芯金頭部全体の構造材にセラミックス材を用いたこ
とを特徴とするパイプ冷間曲げ加工装置。 - 【請求項２】 さらに、前記セラミックス材としてジル
コニアセラミックスを用いたことを特徴とする請求項１
に記載のパイプ冷間曲げ加工装置。 - 【請求項３】 さらに、曲げ加工を行う度に前記芯金頭
部を所定角度回転させる回転手段を設けたことを特徴と
する請求項１または２に記載のパイプ冷間曲げ加工装
置。 - 【請求項４】 パイプ内に芯金を挿入すると共に所定の
型によって前記パイプをクランプし、前記型を回転させ
ることによりパイプの冷間曲げ加工を行うパイプ冷間曲
げ加工方法において、 前記芯金頭部全体の構造材にセラミックス材を用い、潤
滑剤なしでパイプの冷間加工を行うようにしたことを特
徴とするパイプ冷間曲げ加工方法。 - 【請求項５】 さらに、前記セラミックス材としてジル
コニアセラミックスを用いたことを特徴とする請求項４
に記載のパイプ冷間曲げ加工方法。 - 【請求項６】 さらに、前記芯金頭部を、曲げ加工を行
う度に所定角度回転させるようにしたことを特徴とする
請求項４または５に記載のパイプ冷間曲げ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29424498A JP2000117333A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | パイプ冷間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29424498A JP2000117333A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | パイプ冷間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000117333A true JP2000117333A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=17805226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29424498A Pending JP2000117333A (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | パイプ冷間曲げ加工装置およびパイプ冷間曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000117333A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006263793A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nissan Motor Co Ltd | パイプベンダー加工機の芯金 |
| WO2008102430A1 (ja) * | 2007-02-20 | 2008-08-28 | Seiko Works, Ltd. | 曲げ加工装置及び曲げ加工方法 |
-
1998
- 1998-10-15 JP JP29424498A patent/JP2000117333A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006263793A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Nissan Motor Co Ltd | パイプベンダー加工機の芯金 |
| WO2008102430A1 (ja) * | 2007-02-20 | 2008-08-28 | Seiko Works, Ltd. | 曲げ加工装置及び曲げ加工方法 |
| US8607608B2 (en) | 2007-02-20 | 2013-12-17 | Seiko Works Ltd. | Bending apparatus and bending method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040609 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060620 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061017 |