JP2000153311A - 金属条材の圧縮曲げ方法及び装置 - Google Patents

金属条材の圧縮曲げ方法及び装置

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JP2000153311A
JP2000153311A JP32898798A JP32898798A JP2000153311A JP 2000153311 A JP2000153311 A JP 2000153311A JP 32898798 A JP32898798 A JP 32898798A JP 32898798 A JP32898798 A JP 32898798A JP 2000153311 A JP2000153311 A JP 2000153311A
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speed
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turning
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Yasuo Watanabe
康男 渡辺
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Dai Ichi High Frequency Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属条材例えば金属管を連続的に圧縮曲げす
るに際し、加熱温度の変動等が生じても常に所望の圧縮
率で安定して曲げ加工可能な方法を提供する。 【解決手段】 金属管1を移動装置5のテールストック
6で前進させ、その金属管の狭幅部分を加熱装置2で加
熱しながら曲げ腕15の旋回によって曲げ変形させてゆ
く曲げ方法において、テールストック6の移動速度VP
を検出し、その検出値に応じて、その移動速度VP と曲
げ腕15の旋回速度ωとが、所望の圧縮率ρに関して定
まる所定の関係に維持されるよう、曲げ腕駆動装置17
によって旋回速度ωを制御し、これによって所望の圧縮
率ρでの曲げ加工を連続的に行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管、形鋼等の金
属条材の長手方向の狭幅領域を加熱装置によって局部的
に加熱しながら該加熱装置を金属条材の長手方向に相対
的に移動させ、同時に該金属条材の先端を把持した曲げ
腕で金属条材に曲げモーメントを付与して、金属条材を
連続的に曲げ加工する方法及び装置に関し、特に曲げ加
工中に金属条材に圧縮力を加えて増肉させながら曲げる
圧縮曲げ方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼管等の金属管(以下単に管と言う)を
曲げ加工する方法として、曲げ加工すべき管の先端を旋
回中心Oのまわりに旋回可能な曲げ腕に把持させ、誘導
コイル等の加熱装置で管の長手方向即ち管軸方向の狭幅
領域を局部的に加熱しながら、管を管軸方向に前進さ
せ、管の加熱部に曲げ腕で曲げモーメントを作用させて
曲げ変形させ、変形直後の部分を加熱装置に設けた冷却
装置で冷却し、固化させることで管を連続的に曲げ加工
する方法が知られている。この方法の実施に当たって
は、管に一定の推力を作用させて前進させるか、管を一
定速度で送る方法が採られていた。
【0003】また、曲げ外周部での肉厚減少を防ぐた
め、曲げ腕に旋回方向とは反対方向のトルクを付与して
管に管軸方向の圧縮力を加え、増肉させる圧縮曲げ方法
も知られている。この方法の実施に当たっては、トルク
一定として曲げ加工を行って管の曲げ領域における圧縮
率を一定としていた。
【0004】しかしながら、曲げ腕に一定のトルクを付
与することで圧縮率を一定に保とうとしても、現実には
加熱装置による管の加熱にむらが生じることがあり、加
熱むらが生じると管の変形抵抗が変化し、このため一定
トルクを付与していても圧縮率が変化してしまい、滑ら
かな曲げができないことがあるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するも
のとして、管の加熱部の温度を測定し、その測定結果に
基づく管の変形抵抗変化に対応して曲げ推力を制御する
と共に曲げ腕の旋回速度を制御する手段を備えた装置が
特開昭59−73126号公報に提案されている。しか
しながら、この方法には、移動中の加熱部の温度を正確
に検出することが困難であるという問題があった。
【0006】また、従来の装置では、管を推進させるた
めの機構や曲げ腕を支持する機構の摺動抵抗が変化する
とか、機構内のがた等によって管の移動速度や曲げ腕の
旋回速度が変化することもあり、これによっても管の圧
縮率が変動するという問題があった。
【0007】以上に説明した曲げ方法は管のみならず、
形鋼等の他の金属条材においても実施可能であり、前記
した管の曲げ時における問題点は、管以外の金属条材に
おける曲げにおいても生じる。本発明はかかる従来の問
題点に鑑みてなされたもので、加熱部の温度測定を行う
ことなく、また、加熱部の温度や金属条材を推進させる
ための機構や曲げ腕を支持する機構等の摺動抵抗が変化
する等のことがあっても、金属条材の圧縮率を所望の値
に維持しながら曲げ加工を行うことの可能な曲げ加工方
法及び装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決すべく検討の結果、管等の金属条材の、曲げ加工
時における圧縮率ρは、曲げ加工する前の直線部の、曲
げ腕の旋回中心Oに対する長手方向の相対的な移動速度
P と曲げ腕の旋回速度ωとの関係によって定まってお
り、この移動速度VP と旋回速度ωとを所望の圧縮率ρ
に対応した関係に維持することで、加熱温度が変化する
とか、機械の摺動抵抗、旋回抵抗等が変化することがあ
っても所望の圧縮率ρを確保できることを見出し、本発
明を完成した。即ち、本発明は、金属条材の曲げ加工
中、金属条材の曲げ加工前の直線部の、曲げ腕旋回中心
Oに対する長手方向の相対的な移動速度VP と曲げ腕の
旋回速度ωとを所望の圧縮率ρに対応した所定の関係に
維持するように、制御することを特徴とする。ここで、
具体的な制御方法としては、(1)前記移動速度VP
旋回速度ωとの一方の速度を検出し、その検出値に応じ
て、移動速度VP と旋回速度ωが所望の圧縮率ρに対応
した関係を維持するように、他方を制御する方法、
(2)前記移動速度VP と旋回速度ωが所望の圧縮率ρ
に対応した関係を維持するように、移動速度VP と旋回
速度ωをそれぞれ制御する方法を挙げることができ、い
ずれの方法によっても曲げ加工を施した領域における圧
縮率を所望の値とすることができる。
【0009】前記した所望の圧縮率ρとしては、曲げの
全範囲において一定値ρ0 としてもよいし、場所によっ
て変化させてもよい。例えば、曲げの全範囲のうち、曲
げ始め及び曲げ終わりの小区間を除いた領域で一定値ρ
0 とし、曲げ始めの小区間では、前記一定値ρ0 より低
い値から前記一定値ρ0 にまで漸増させ、曲げ終わりの
小区間では前記一定値ρ0 から漸減させるように設定す
ることができ、このように設定することで直線部と曲げ
部との間での肉厚変化をなだらかとすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態による金属条
材の圧縮曲げ加工方法は、曲げ加工すべき金属条材の長
手方向の狭幅領域を加熱装置で局部的に加熱しながら該
加熱装置を長手方向に相対的に移動させ、同時に該金属
条材の先端を把持した曲げ腕の旋回によって前記金属条
材に曲げモーメントを付与すると共にその曲げ腕に曲げ
腕駆動装置によって旋回方向とは反対方向のトルクを加
えて前記金属条材に圧縮力を付与し、該金属条材を連続
的に圧縮しながら曲げ加工する方法において、前記金属
条材の曲げ加工する前の直線部の、前記曲げ腕の旋回中
心Oに対する長手方向の相対的な移動速度VP と曲げ腕
の旋回速度ωが、曲げ加工中、所定の関係を維持するよ
うに、前記移動速度VP と旋回速度ωのいずれか一方若
しくは双方を制御することを特徴とする。
【0011】ここで、移動速度VP と旋回速度ωの所定
の関係としては、前記曲げ腕の旋回中心Oから金属条材
の曲げ加工前の直線部の中心軸線までの距離をR0 、曲
げ開始位置を基準とした曲げ角度θに対する所望の圧縮
率をρ(θ)とした時に、 ρ(θ)=(VP /R0 ω)−1・・・(1) を満たすように設定すればよい(理由については後述す
る)。
【0012】移動速度VP と旋回速度ωを上記した所定
の関係に維持するための具体的な制御方法としては、曲
げ加工中、移動速度VP を検出し、その検出値に応じ
て、前記旋回速度ωが測定した移動速度VP に対して上
記(1)式の関係を維持するように、前記曲げ腕駆動装
置を制御することが好ましい。
【0013】また、この方法を実施するための金属条材
の圧縮曲げ加工装置は、曲げ加工すべき金属条材の長手
方向の狭幅領域を局部的に加熱する加熱装置と、前記金
属条材の先端を把持して旋回可能な曲げ腕と、前記金属
条材を、前記加熱装置及び曲げ腕旋回中心Oに対して直
線部の長手方向に相対的に移動させる移動装置と、前記
金属条材の、曲げ腕旋回中心Oに対する金属条材直線部
の長手方向の相対的な移動速度VP を検出する相対速度
検出手段と、前記曲げ腕が金属条材によって旋回させら
れる時にその旋回方向とは反対方向のトルクを付与する
曲げ腕駆動装置と、前記相対速度検出手段が検出した移
動速度VP に応じて、その移動速度VPと曲げ腕の旋回
速度ωが所定の関係を維持するように、前記曲げ腕駆動
装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする。
【0014】本発明において曲げ加工すべき金属条材と
しては、丸形鋼管、角形鋼管等の管、H形鋼、I形鋼、
L形鋼、C形鋼等の各種形材、各種断面の棒材、板材
等、熱間曲げ加工可能な任意の条材を対象とすることが
でき、また、その材質も鋼に限らず、他の金属材として
も良い。以下、丸形鋼管を例にとって、且つ図面を参照
して本発明の実施形態を更に詳細に説明する。図1は本
発明の実施形態による圧縮曲げ加工装置の概略平面図で
あり、1は丸形鋼管からなる管である。2は、曲げ加工
すべき管1の長手方向即ち管軸方向の狭幅領域を局部的
に加熱する加熱装置であり、通常環状の誘導コイルが使
用される。この加熱装置2は、管1の曲げ変形した直後
の部分に冷却水等の冷却媒体3を吹き付ける冷却手段を
備えている。この実施形態では加熱装置2は定位置に固
定して設けている。
【0015】5は、管1を加熱装置2及び後述する曲げ
腕の旋回中心Oに対して直線部即ち直管部の管軸方向に
相対的に移動させる移動装置であり、管1の後端を保持
して管軸方向に移動可能なテールストック6と、管1の
移動経路の両側に配置され、テールストック6に連結さ
れた一対のチェーン7と、そのチェーン7をかけたチェ
ーンホィール8と、チェーンホィール8を回転駆動する
直流モータ9及び減速機10と、直流モータ9に駆動電
流を供給するパワーユニット11と、直流モータ9の回
転速度を検出してパワーユニット11にフィードバック
するタコジェネレータ12等を備えている。
【0016】15は管1の先端を把持して旋回可能な曲
げ腕であり、その旋回中心Oが定位置に保持されるよう
に設けられている。17は、その曲げ腕15が管1の前
進によって矢印A方向に旋回させられる時、その回転方
向とは反対方向のトルクを曲げ腕15に付与するための
曲げ腕駆動装置であり、外周面にギアを備え、曲げ腕1
5と一体に回転する圧縮車輪18と、その圧縮車輪18
の外周のギアにかみ合って回転を伝達する駆動ギア19
と、その駆動ギア19を回転駆動する直流モータ20
と、直流モータ20に駆動電流を供給するパワーユニッ
ト21と、直流モータ20の回転速度を検出してパワー
ユニット21にフィードバックするタコジェネレータ2
2等を備えている。
【0017】25は移動装置5及び曲げ腕駆動装置17
を制御するコントローラである。このコントローラ25
による直流モータ9、20の回転速度の制御については
後述する。27はテールストック6の走行経路に沿って
設けられたマグネスケート等の位置センサ、28はテー
ルストック6に取り付けられ、位置センサ27の位置を
検出することでテールストック6の移動速度を検出する
検出ヘッドである。テールストック6の移動速度は管1
の管軸方向の移動速度に等しく且つ曲げ腕15の旋回中
心Oは移動しないので、結局、位置センサ27及び検出
へッド28が検出する速度は、管1の曲げ加工前の直管
部の、曲げ腕旋回中心Oに対する管軸方向の相対的な移
動速度VP であり、従って、位置センサ27及び検出へ
ッド28は前記した相対的な移動速度VP を検出する相
対速度検出手段を構成する。なお、相対速度検出手段と
しては図1に示すものに限らず適宜変更可能であり、例
えば、図5に示すように、加熱装置2の近傍で管1の移
動速度を直接検出するように配置した回転コロ及びその
回転コロの回転速度を検出する手段からなる速度センサ
30を用いても良い。図1、図5において、32は管1
の横方向の振れを防止するガイドローラである。
【0018】次に、上記構成の圧縮曲げ加工装置による
曲げ加工動作を説明する。図1において、管1を加熱装
置2で局部的に塑性変形容易な温度に加熱しながら、移
動装置5が管1を管軸方向に連続的に前進させる。これ
により、曲げ腕15が旋回中心Oを中心として旋回し、
管1に曲げモーメントを付与して加熱装置2で加熱され
た部分を曲げ変形させ且つその直後の部分を加熱装置2
から噴射される冷却媒体3で冷却、固化させる。また、
この際、曲げ腕駆動装置17は、曲げ腕15が管1で押
されて旋回する速度よりも遅い速度で回転するように規
制することで曲げ腕15に対して旋回方向とは反対方向
のトルクを付与しており、管1に対して管軸方向の圧縮
力を作用させている。かくして、管1が連続的に圧縮さ
れながら曲げ加工されてゆく。この時の管の曲げ部の半
径は、旋回中心Oから管1の直管部の中心軸線までの距
離R0 に等しくなっており、一定の曲げ半径での曲げ加
工が行われる。
【0019】この曲げ加工動作中において、コントロー
ラ25は移動装置5及び曲げ腕駆動装置17のそれぞれ
の直流モータ9、20の回転速度を次のように制御す
る。すなわち、移動装置5に対しては予め設定している
管の前進速度を指令し、直流モータ9を設定した速度で
回転させ、テールストック6を予め設定した速度で移動
させる。通常、テールストック6を前進させる速度は管
の曲げの全範囲において一定に設定されている。なお、
実際には、駆動系のがた、伸び等によってテールストッ
ク6の移動速度は直流モータ9の回転速度によって定ま
る速度から若干ずれることがある。コントローラ25は
テールストック6に取り付けている検出ヘッド28から
の信号により、テールストック6の実際の移動速度を検
出し、これを、管1の曲げ腕旋回中心Oに対する管軸方
向の相対的な移動速度VP と見做し、この移動速度VP
に応じて、その移動速度VP と曲げ腕15の旋回速度ω
とが予め設定した前記(1)式の関係を維持するよう
に、曲げ腕駆動装置17を制御し、旋回速度ωを制御す
る。これにより、曲げ加工中において、なんらかの理由
によって加熱温度が変動したり、管1の移動速度が変動
したりしても、常に管1の移動速度VP と曲げ腕の旋回
速度ωは所定の関係を維持しており、これにより、その
所定の関係によって定まる圧縮率ρでの曲げ加工を行う
ことができる。
【0020】次に、曲げ加工中に維持すべき移動速度V
P と旋回速度ωとを前記(1)式の関係に設定する理由
について説明する。図2は管1の曲げ変形を生じた微小
部分を示すものであり、点Oは曲げ腕の旋回中心、線O
Pは管の曲げ変形を生じる位置を示す基準線、線OQ
は、基準線OP上にあった管部分が管1の前進及び曲げ
腕の旋回により微小時間Δt後に占める位置を示す線、
1aは管1の中心軸線、1bは管1の曲げの際の中立軸
線(曲げの前後で長さが変化しない位置を示す軸線)で
ある。ここで、管1の旋回中心Oに対する管軸方向の相
対的な移動速度をVP 、曲げ腕の旋回速度をωとする
と、微小時間Δtの間に、基準線OPに対して、VP
Δtの長さの管部分が押し込まれ、その管部分は図示し
たように、中心角(角POQ)がω・Δtの円弧に曲げ
変形させられる。
【0021】図2において、管1の中心軸線1aと線O
P、OQとの交点をそれぞれC、D、管1の曲げ中立軸
線1bと線OP、OQとの交点をそれぞれE、F、旋回
軸Oと中心軸線1aの間隔(管の曲げ半径に等しい)を
0 、中心軸線1aと中立軸線1bとの間隔をeとす
る。中立軸線1b上では、曲げの前後における長さに変
化はないから、次式が成り立つ。 VP ・Δt=弧EF=(R0 +e)・ω・Δt・・・(2) また、弧CDの長さと旋回速度ωには次式の関係があ
る。 弧CD=R0 ・ω・Δt・・・(3)
【0022】円弧に曲げられた管部分の平均長さは中心
軸線1a上の長さ(即ち、弧CD)に等しいので、この
曲げ加工によって、長さVP ・Δtの管部分が弧CDの
長さに圧縮されたこととなる。従って圧縮(曲げ)の前
後の長さの比を採って圧縮された割り合いを求めると、 上記(4)式の第2項即ち「e/R0 」は圧縮によって
短くなる割合であるので、本明細書ではこれを圧縮率ρ
とする。従って、 ρ=e/R0 ・・・(5) 上記した(2)式と(5)式から、 ρ=(VP /R0 ω)−1・・・(6) が得られる。
【0023】このように、管1を連続的に曲げ加工する
際の、管1の旋回中心Oに対する管軸方向の相対的な移
動速度VP 、曲げ腕の旋回速度ω、圧縮率ρは前記
(6)式に示す関係にあり、且つ、「R0 」は曲げ腕1
5によって定まる定数であるので、圧縮率ρを所望の値
に設定すると、移動速度VP と旋回速度ωの関係は前記
(6)式によって一義的に定まる関係となる。従って、
圧縮率ρを所望の値に設定し、その設定した圧縮率ρを
代入した前記(6)式を常に維持するように制御するこ
とで、所望の圧縮率ρを得ることができる。ここで、予
め設定する圧縮率ρとしては、曲げの全範囲において一
定としてもよいし、曲げ角度位置によって必要に応じ変
化するようにしてもよい。ここで、所望の値に設定する
圧縮率ρを、曲げ角度位置θの関数(連続関数或いは数
列)として表現し、これをρ(θ)とすると、上記
(6)式は、次のように書き直すことができる。 ρ(θ)=(VP /R0 ω)−1 即ち、前記(1)式が得られる。従って、前記(1)式
を満たすように移動速度VP 及び旋回速度ωの一方若し
くは双方を制御することで、θに従って定まる所望の圧
縮率ρ(θ)を得ることができる。
【0024】図1に示す実施形態では、この圧縮率ρ
(θ)をあらかじめ所望の関数形に設定し、それに対応
した前記(1)式及び管1を前進させる速度をコントロ
ーラ25に入力しておき、曲げ加工時には、予め設定し
た速度で管1を前進させ、その際の実際の移動速度VP
を検出し、その検出値に応じて、旋回速度ωが常に前記
(1)式に規定される関係を満たすように、曲げ腕駆動
装置17を制御して曲げ腕15の旋回速度ωを制御す
る。これにより、θに応じた圧縮率ρ(θ)を予め設定
した所望の関数形で得ることができ、安定した圧縮曲げ
加工を行うことができる。
【0025】前記したように、予め設定する圧縮率ρ
(θ)としては、曲げの全範囲において一定としてもよ
いし、必要に応じ変化するようにしてもよい。図3は圧
縮率ρ(θ)を曲げの全範囲において一定(ρ0 )とし
た場合の、移動速度VP と旋回速度ωの関係の1例を示
すグラフであり、横軸には曲げ角度位置θを取ってい
る。図3のグラフに示す例では、コントローラ25(図
1参照)が移動装置5に対して一定速度V0 を指令して
おり、このため、管1の移動速度VP は一定に保たれて
おり、これに基づき、旋回速度ωも一定(ω0 )に制御
され、一定の圧縮率ρ0 が確保される。なお、曲げ加工
中、何らかの理由で移動速度VP が変動することがある
が、コントローラ25はその変動を検出し、その変動に
応じて旋回速度ωを前記(1)式を満たすように制御す
るので圧縮率ρ(θ)は常に一定に保持される。かくし
て、圧縮率ρが一定の曲げ管を製造できる。
【0026】図4は、圧縮率ρ(θ)を曲げ角度位置に
よって変化させる場合の、移動速度VP と旋回速度ωの
関係の1例を示すグラフである。この例では、圧縮率ρ
(θ)を、曲げ始め及び曲げ終わりの小区間を除いた領
域で一定値ρ0 とし、曲げ始めの小区間(例えば、全体
で90度の曲げ部を形成する場合において最初の10〜
15度程度の区間)では、前記一定値ρ0 より低い値か
ら前記一定値ρ0 にまで漸増させ、曲げ終わりの小区間
(曲げ始めとほぼ同じ長さの区間)では前記一定値ρ0
から漸減させるように設定している。
【0027】図4に示す例でも、コントローラ25(図
1参照)は移動装置5に対して一定速度V0 を指令して
おり、このため、管1の移動速度VP が一定(V0 )で
の曲げ加工が行われる。この曲げ加工中、コントローラ
25は、実際の移動速度VPを検出し、その検出した移
動速度VP に基づき、前記(1)式を満たすように旋回
速度ωを制御する。このため、旋回速度ωは、図示した
ように曲げ始めの小区間では漸減し、その後一定値ω0
に保たれ、曲げ終わりの小区間では漸増するように変化
する。かくして、曲げ角度位置θに応じて予め設定した
圧縮率ρ(θ)での曲げ加工が行われる。なお、曲げ加
工中、何らかの理由で移動速度VP が変動しても、コン
トローラ25はその変動を検出し、その変動に応じて旋
回速度ωを(1)式を満たすように制御するので、やは
り設定した圧縮率ρ(θ)が確保される。かくして、こ
の方法では、曲げ部の両端に圧縮率ρが漸増、漸減する
部分が形成され、直管部から曲げ部にかけて肉厚がなだ
らかに変化した曲げ管を製造できる。
【0028】なお、図3、図4に示すグラフでは、移動
速度VP を一定に設定している。この移動速度VP は必
ずしも一定に設定する必要はなく、適宜変化するように
しても良いが、一定としておくと、加熱装置2が管1を
所定温度に加熱するために必要とする熱量が一定となる
ので、加熱が安定し、好ましい。
【0029】また、図1に示す上記実施形態では、管1
をテールストック6で前進させ、定位置に配置した加熱
装置2で加熱し且つ定位置で旋回する曲げ腕15で曲げ
モーメントを付与して曲げ加工しているが、本発明はこ
の場合に限らず、管1を管軸方向には移動しないように
固定し、加熱装置2及び曲げ腕15の旋回中心Oを同期
させて管軸方向に移動させて曲げ加工するように変更し
てもよい。この場合には、移動速度VP として、旋回中
心Oが管軸方向に移動する速度を検出し、それを用いれ
ば良い。
【0030】図6は本発明の他の実施形態を示す概略平
面図である。この実施形態の装置は、曲げ始めの小区間
では曲げ半径を或る大きい値から徐々に所定の曲げ半径
(以下定常半径という)にまで減少させ、その後は定常
半径に保ち、曲げ終わりの小区間では曲げ半径を定常半
径から徐々に拡大させながら曲げを行う、いわゆるぼか
し曲げを行うことの可能なものであり、管1を加熱する
加熱装置2を管軸方向に移動させる移動装置35を設け
ている。その他の構成は、図1の装置と同様である。
【0031】この実施形態では、曲げ開始時には加熱装
置2が基準線OPよりも管1の先端側に偏位した位置H
−Hにあり、曲げ開始と同時に加熱装置2が位置H−H
から基準線OPに向かって移動しながら曲げが行われ
(この間、曲げ半径Rは漸減する)、加熱装置2が基準
線OPに達した後は加熱装置2がその位置に停止した状
態で曲げが行われ(曲げ半径Rは曲げ腕15によって決
まる定常半径R0 )、曲げの終わりに近づくと、加熱装
置2が基準線OPから位置J−Jに向かって移動しなが
ら曲げが行われる(この間、曲げ半径Rは漸増する)。
この曲げ加工における曲げ半径Rの変化と、管1の曲げ
腕旋回中心Oに対する管軸方向の相対的な移動速度VP
と、加熱装置2の移動速度VC との関係の1例を、曲げ
角度位置θを横軸として描くと、図7のようになる。こ
のぼかし曲げを採用すると、図7に示すように、曲げ半
径Rが曲げ始め、曲げ終わりではそれぞれ漸増、漸減し
ており、これにより急激な曲げが抑制され、直管部から
なだらかに曲げ部に移行した曲げ管を製造できる利点が
得られる。更に、図7において、速度Vは、管1の移動
速度VP と加熱装置2の移動速度VC との和、すなわ
ち、加熱装置2によって加熱された加熱部の位置が管1
に対して管軸方向に移動する相対速度であり、ここでは
相対速度Vを一定(V0 )としている。これは、加熱装
置2が一定の熱量を供給することで管1の狭幅領域を一
定温度に安定して加熱することができるようにするため
である。また、ぼかし曲げ領域における管の曲げ半径R
は、管1の移動速度VP と加熱装置2の移動速度VC
によって決まるので、所望の半径変化が得られるように
移動速度VP 、VC を変化させている。
【0032】以上のぼかし曲げの領域においても、管1
の曲げ腕旋回中心Oに対する管軸方向の相対的な移動速
度VP 、曲げ腕の旋回速度ω、圧縮率ρ(θ)は前記し
た(1)式に示す関係にあると近似できる。そこで、コ
ントローラ25には、この圧縮率ρ(θ)をあらかじめ
所望の関数形に設定し、それに対応した(1)式を入力
しておき、曲げ加工時に移動速度VP を検出し、その検
出値に応じて、旋回速度ωが常に前記(1)式に規定さ
れる関係を満たすように、曲げ腕駆動装置17を制御し
て、旋回速度ωを制御する。これにより、常に、圧縮率
ρ(θ)を予め設定した所望の関数形で得ることができ
る。
【0033】例えば、図8は、図7に示すぼかし曲げを
行う場合で且つ圧縮率ρ(θ)を曲げの全範囲において
一定値ρ0 に設定した場合の、移動速度VP と旋回速度
ωとの関係の1例を示すグラフである。この例でも、コ
ントローラ25は、移動速度VP を検出し、検出した移
動速度VP に基づき、前記(1)式を満たすように旋回
速度ωを制御する。このため、旋回速度ωは、図示した
ように曲げ始めの小区間では漸増し、その後一定値ω0
に保たれ、曲げ終わりの小区間では漸減するように変化
する。かくして、曲げ全範囲において一定の圧縮率ρ0
が確保される。このようにぼかし曲げを行う場合におい
ても、圧縮率を一定とした曲げ加工を安定して行うこと
ができ、品質の良い曲げ管を製造できる。
【0034】図9は、ぼかし曲げを行う場合において、
圧縮率ρ(θ)を、曲げ始め及び曲げ終わりのぼかし曲
げの区間を除いた領域で一定値ρ0 とし、曲げ始めのぼ
かし曲げの区間では、前記一定値ρ0 より低い値から前
記一定値ρ0 にまで漸増させ、曲げ終わりのぼかし曲げ
の区間では前記一定値ρ0 から漸減させるように設定し
ている。この場合においても、この圧縮率ρ(θ)に対
する前記(1)式がコントローラ25に予め入力されて
おり、曲げ加工中、コントローラ25は、移動速度VP
を検出し、検出した移動速度VP に基づき、前記(1)
式を満たすように旋回速度ωを制御する。これによっ
て、図9のグラフに示すように変化する圧縮率ρ(θ)
が確保されると共に、所定のぼかし曲げが行われる。こ
のように、曲げの両端部において曲げ半径が漸減或いは
漸増するぼかし曲げを行うと共に、そのぼかし曲げの範
囲において圧縮率を漸増或いは漸減するように制御する
と、曲げ始め及び曲げ終わりにおいて直管部になだらか
に移行し、且つ肉厚変化もなだらかな曲げ管を得ること
ができる。
【0035】以上に説明した実施形態ではいずれも、曲
げ加工のために管1を前進させる移動速度を予め設定し
ておき、その速度で管1を前進させながら曲げ加工を行
う際に、管1の実際の、曲げ腕旋回中心Oに対する管軸
方向の相対的な移動速度VPを検出し、その検出した移
動速度VP と曲げ腕の旋回速度ωとが予め設定した圧縮
率ρ(θ)に対する前記(1)式を満たすように、旋回
速度ωを制御する構成としている。しかしながら、本発
明はこの構成に限らず、曲げ腕15の旋回速度ωを予め
設定しておき、曲げ加工中、曲げ腕15の実際の旋回速
度ωを検出し、その検出した旋回速度ωと管1の移動速
度VP とが予め設定した圧縮率ρ(θ)に対する前記
(1)式を満たすように、管1の移動装置5を制御して
管1の移動速度VP を制御する構成としてもよい。
【0036】更に、上記実施形態では、管1を移動させ
るための移動装置5及び曲げ腕15にトルクを付与する
ための曲げ腕駆動装置17に直流モータ9、20を利用
したものを用いているが、これに限らず、他の構造のも
の、例えば、油圧シリンダや油圧モータを用いたものを
用いても良い。また、管の移動速度VP を検出して、曲
げ腕駆動装置17による旋回速度ωを制御する場合に
は、管1を移動させるための移動装置5としては必ずし
も、管の移動速度を所望の値に設定可能な構成のものに
限らず、単に管1を適当な推力で押す構成のものを用
い、その推力の調節によって管の移動速度を大まかに設
定しうるものを用いても良い。
【0037】更に、本発明は、上記した移動速度VP
旋回速度ωの一方を検出し、それに基づいて他方を制御
する場合に限らず、移動速度VP と旋回速度ωをそれぞ
れ独立して制御する構成としてもよい。すなわち、所望
の圧縮率ρ(θ)に対して前記(1)式を満たす移動速
度VP と旋回速度ωをあらかじめ、曲げ角度θに対応し
て求めると共にその求めた移動速度VP (θ)と旋回速
度ω(θ)をコントローラ25(図1、図5、図6等)
に入力しておき、管1の移動装置5及び曲げ腕駆動装置
17をそれぞれ別個に制御して所定の移動速度VP
(θ)と旋回速度ω(θ)に維持しながら曲げ加工を行
う構成としてもよい。この構成によっても、曲げ加工
中、前記(1)式が維持されるため、所望の圧縮率ρ
(θ)での曲げ加工を行うことができる。
【0038】又、上記説明においては、図1等を参照し
て、曲げ腕の旋回中心を曲げ腕の支点に一致させた曲げ
加工方式を例にとって説明したが、本発明はこれに限ら
ず、曲げ腕の支点を移動させながら曲げ加工を行うこと
によって曲げ腕の長さと異なる曲げ半径で曲げ加工を行
う方式にも当然適用できる。
【0039】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、金属
条材に対して圧縮曲げ加工を行っている間に、曲げ加工
前の直線部の、曲げ腕旋回中心Oに対する長手方向の相
対的な移動速度VP と曲げ腕の旋回速度ωとを所望の圧
縮率ρ(θ)に対応した所定の関係に維持するように、
制御することを特徴としており、この構成により、曲げ
加工中に加熱部の温度が変動して曲げ変形抵抗が変動す
るなどしても、常に、移動速度VP と旋回速度ωとを所
望の圧縮率ρ(θ)に対応した所定の関係に維持するこ
とができ、常に所望の圧縮率ρ(θ)での曲げ加工を安
定して行うことができる。かくして、所望の圧縮率ρ
(θ)で曲げ加工された品質の良い曲げ金属条材を製造
できるという効果が得られる。
【0040】ここで、所望の圧縮率ρ(θ)に対する移
動速度VP と旋回速度ωとの関係としては、次の(1)
式、すなわち、 ρ(θ)=(VP /R0 ω)−1・・・(1) を用いることが好ましく、これにより、所望の圧縮率ρ
(θ)を達成することができ、又、この式を用いること
で簡単に、所望の圧縮率ρ(θ)と移動速度VPと旋回
速度ωの関係を求めることができる。
【0041】曲げ加工中、上記した移動速度VP と旋回
速度ωとを所定の関係に維持するための方法として、移
動速度VP を検出し、その検出値に応じて、前記旋回速
度ωが移動速度VP に対して上記(1)式を維持するよ
うに、前記曲げ腕駆動装置を制御する構成を採用する
と、何らかの理由で金属条材の実際の移動速度VP に変
動が生じても、それに追従して旋回速度ωを制御し、常
に確実に上記関係を維持でき、所望の圧縮率ρ(θ)を
確保できるという効果が得られる。
【0042】本発明において、所望の圧縮率ρ(θ)と
しては、曲げの全範囲において一定値ρ0 としてもよい
が、曲げ始め及び曲げ終わりの小区間を除いた領域で一
定値ρ0 とし、曲げ始めの小区間では、その一定値ρ0
より低い値から一定値ρ0 にまで漸増させ、曲げ終わり
の小区間では一定値ρ0 から漸減させるように設定する
こともでき、この構成を採用することで、曲げの始めと
終わりの部分の肉厚変化をなだらかとすることができる
という効果が得られる。
【0043】更に、本発明の実施に当たって、曲げ始め
及び曲げ終わりの小区間を除いた領域では前記加熱装置
を曲げ腕の旋回中心Oに対して、金属条材の直線部の長
手方向の一定位置に保持することで曲げ半径を定常半径
0 として曲げ加工を行い、曲げ始めの小区間では、前
記加熱装置を曲げ腕の旋回中心Oに対して前記長手方向
に相対的に移動させることで、曲げ半径を大きい値から
前記定常半径R0 に漸減させ、また曲げ終わりの小区間
では、前記加熱装置を曲げ腕の旋回中心Oに対して前記
長手方向に相対的に移動させることで、曲げ半径を定常
半径R0 から漸増させるというぼかし曲げを行うことも
でき、これにより、曲げ半径が曲げ始め、曲げ終わりで
それぞれ漸増、漸減した曲げ金属条材を製造できると共
にその曲げ加工の際にも、予め設定した圧縮率ρ(θ)
を確保でき、ぼかし曲げを良好に行って品質の良い曲げ
金属条材を製造できるという効果が得られる。
【0044】また、本発明の圧縮曲げ加工装置は、曲げ
加工すべき金属条材の長手方向の狭幅領域を局部的に加
熱する加熱装置と、前記金属条材の先端を把持して旋回
可能な曲げ腕と、前記金属条材を、前記加熱装置及び曲
げ腕旋回中心Oに対して直線部の長手方向に相対的に移
動させる移動装置と、前記金属条材の、曲げ腕旋回中心
Oに対する金属条材直線部の長手方向の相対的な移動速
度VP を検出する相対速度検出手段と、前記曲げ腕が金
属条材によって旋回させられる時にその旋回方向とは反
対方向のトルクを付与する曲げ腕駆動装置と、前記相対
速度検出手段が検出した移動速度VP に応じて、その移
動速度VP と曲げ腕の旋回速度ωが所定の関係を維持す
るように、前記曲げ腕駆動装置を制御する制御装置を備
えた構成としたことにより、曲げ加工中に加熱部の温度
が変動して曲げ変形抵抗が変動しても、或いは機械のが
た、摺動抵抗の変化等によって前記移動速度VP が変動
しても、常に、移動速度VP と旋回速度ωとを所望の圧
縮率ρ(θ)に対応した所定の関係に維持することがで
き、このため、常に所望の圧縮率ρ(θ)での曲げ加工
を安定して行うことができ、品質の良い曲げ金属条材を
製造できるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による圧縮曲げ加工装置の
概略平面図
【図2】管1の曲げ変形を生じた微小部分を拡大して示
す説明図
【図3】図1の装置による曲げ加工において、圧縮率ρ
(θ)を一定とした場合の、移動速度VP と旋回速度ω
の関係の1例を示すグラフ
【図4】図1の装置による曲げ加工において、圧縮率ρ
(θ)を変化させた場合の、移動速度VP と旋回速度ω
の関係の1例を示すグラフ
【図5】本発明の他の実施形態による圧縮曲げ加工装置
の概略平面図
【図6】本発明の更に他の実施形態による圧縮曲げ加工
装置の概略平面図
【図7】図6の装置によってぼかし曲げを行う場合の、
管の移動速度VP と加熱装置の移動速度VC と曲げ半径
Rの関係を示すグラフ
【図8】図7に示すぼかし曲げを行う場合において、圧
縮率ρ(θ)を一定とした場合の、移動速度VP と旋回
速度ωの関係の1例を示すグラフ
【図9】図7に示すぼかし曲げを行う場合において、圧
縮率ρ(θ)を変化させた場合の、移動速度VP と旋回
速度ωの関係の1例を示すグラフ
【符号の説明】
1 管 1a 中心軸線 1b 中立軸線 2 加熱装置 3 冷却媒体 5 移動装置 6 テールストック 9 直流モータ 11 パワーユニット 15 曲げ腕 17 曲げ腕駆動装置 18 圧縮車輪 19 駆動ギア 20 直流モータ 21 パワーユニット 25 コントローラ 27 位置センサ 28 検出ヘッド

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 曲げ加工すべき金属条材の長手方向の狭
    幅領域を加熱装置で局部的に加熱しながら該加熱装置を
    長手方向に相対的に移動させ、同時に該金属条材の先端
    を把持した曲げ腕の旋回によって前記金属条材に曲げモ
    ーメントを付与すると共にその曲げ腕に曲げ腕駆動装置
    によって旋回方向とは反対方向のトルクを加えて前記金
    属条材に圧縮力を付与し、該金属条材を圧縮しながら連
    続的に曲げ加工する方法において、前記金属条材の曲げ
    加工する前の直線部の、前記曲げ腕の旋回中心Oに対す
    る長手方向の相対的な移動速度VP と曲げ腕の旋回速度
    ωが、曲げ加工中、所定の関係を維持するように、前記
    移動速度VP と旋回速度ωのいずれか一方若しくは双方
    を制御することを特徴とする金属条材の圧縮曲げ方法。
  2. 【請求項2】 前記曲げ腕の旋回中心Oから金属条材の
    曲げ加工前の直線部の中心軸線までの距離をR0 、曲げ
    開始位置を基準とした曲げ角度θに対する所望の圧縮率
    をρ(θ)としたときに、 ρ(θ)=(VP /R0 ω)−1 を満足させるように、前記移動速度VP と旋回速度ωの
    いずれか一方若しくは双方を制御しながら曲げ加工する
    ことを特徴とする請求項1記載の金属条材の圧縮曲げ方
    法。
  3. 【請求項3】 曲げ加工中、前記移動速度VP を検出
    し、その検出値に応じて、前記旋回速度ωが測定した移
    動速度VP に対して所定の関係を維持するように、前記
    曲げ腕駆動装置を制御することを特徴とする請求項1又
    は2記載の金属条材の圧縮曲げ方法。
  4. 【請求項4】 前記した所望の圧縮率ρ(θ)を、曲げ
    始め及び曲げ終わりの小区間を除いた領域で一定値ρ0
    とし、曲げ始めの小区間では、前記一定値ρ0より低い
    値から前記一定値ρ0 にまで漸増させ、曲げ終わりの小
    区間では前記一定値ρ0 から漸減させるように設定した
    ことを特徴とする請求項2又は3記載の金属条材の圧縮
    曲げ方法。
  5. 【請求項5】 曲げ始め及び曲げ終わりの小区間を除い
    た領域では前記加熱装置を曲げ腕の旋回中心Oに対し
    て、金属条材の直線部の長手方向の一定位置に保持する
    ことで曲げ半径を定常半径R0 として曲げ加工を行い、
    曲げ始めの小区間では、前記加熱装置を曲げ腕の旋回中
    心Oに対して前記長手方向に相対的に移動させること
    で、曲げ半径を大きい値から前記定常半径R0 に漸減さ
    せ、また曲げ終わりの小区間では、前記加熱装置を曲げ
    腕の旋回中心Oに対して前記長手方向に相対的に移動さ
    せることで、曲げ半径を定常半径R0 から漸増させるこ
    とを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の金
    属条材の圧縮曲げ方法。
  6. 【請求項6】 曲げ加工すべき金属条材の長手方向の狭
    幅領域を局部的に加熱する加熱装置と、前記金属条材の
    先端を把持して旋回可能な曲げ腕と、前記金属条材を、
    前記加熱装置及び曲げ腕旋回中心Oに対して直線部の長
    手方向に相対的に移動させる移動装置と、前記金属条材
    の、曲げ腕旋回中心Oに対する金属条材直線部の長手方
    向の相対的な移動速度VP を検出する相対速度検出手段
    と、前記曲げ腕が金属条材によって旋回させられる時に
    その旋回方向とは反対方向のトルクを付与する曲げ腕駆
    動装置と、前記相対速度検出手段が検出した移動速度V
    Pに応じて、その移動速度VP と曲げ腕の旋回速度ωが
    所定の関係を維持するように、前記曲げ腕駆動装置を制
    御する制御装置を備えた、金属条材の圧縮曲げ装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083304A (ja) * 2005-03-03 2007-04-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属材の曲げ加工方法、曲げ加工装置および曲げ加工設備列、並びにそれらを用いた曲げ加工製品
JP2008155250A (ja) * 2006-12-22 2008-07-10 Yajima:Kk 曲げ加工装置
JP2013000757A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 金属管の曲げ加工装置
JP2013010109A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 金属管の曲げ加工装置
CN103128142A (zh) * 2013-02-06 2013-06-05 天津二十冶建设有限公司 基于plc控制的电工管弯管装置及其弯管方法
JP2016159320A (ja) * 2015-02-27 2016-09-05 新日鐵住金株式会社 曲げ部材の製造方法および製造装置
CN107052111A (zh) * 2017-03-22 2017-08-18 安徽中鼎金亚汽车管件制造有限公司 一种汽车尿素箱金属管弯曲模具

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083304A (ja) * 2005-03-03 2007-04-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 金属材の曲げ加工方法、曲げ加工装置および曲げ加工設備列、並びにそれらを用いた曲げ加工製品
JP2008155250A (ja) * 2006-12-22 2008-07-10 Yajima:Kk 曲げ加工装置
JP2013000757A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 金属管の曲げ加工装置
JP2013010109A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 金属管の曲げ加工装置
CN103128142A (zh) * 2013-02-06 2013-06-05 天津二十冶建设有限公司 基于plc控制的电工管弯管装置及其弯管方法
JP2016159320A (ja) * 2015-02-27 2016-09-05 新日鐵住金株式会社 曲げ部材の製造方法および製造装置
CN107052111A (zh) * 2017-03-22 2017-08-18 安徽中鼎金亚汽车管件制造有限公司 一种汽车尿素箱金属管弯曲模具

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