JP2002273522A - 厚肉曲管の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で製作コストが低く、耐久性が有
り、さらに、厚肉のパイプ材を用いて寸法精度の高い配
管用エルボ素材を製造できる厚肉曲管の製造装置、及び
その製造装置を用いた厚肉曲管の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 押し金型１２と下金型２０とを備えた厚
肉曲管の製造装置において、噛合い手段３０を有した一
対の下型２１，２２を備えた下金型２０とを備え、押し
金型１２の下降に連動して一対の下型２１，２２が噛合
い手段３０により互いに向き合って回動可能としたこと
を特徴とする厚肉曲管の製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚肉曲管の製造方
法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、配管用の金属製のエルボは図１１
に示すようなエルボ本体１１１を締め付け用のナット１
１２で配管用ブロック１１３等に取り付けるものが使用
されている。エルボ本体１１１には両端にネジが切って
あり、一方のネジは配管用ブロック１１３等にねじ込ま
れナット１１２にて締め付けられ、他方のネジには図示
しない配管が取り付けられる。そして、エルボ本体１１
１は自由にその向きを配管の方に向けてナット１１２で
締め付けることにより固定できる。エルボ本体１１１に
は取付時スパナ等でエルボ本体１１１を固定できるよう
平行な平面部１１１ｓ、１１１ｓが設けてある。また、
エルボ本体１１１は略直角に曲がっており配管用ブロッ
ク１１３等からの突出量も少なく配管スペースが少なく
てすむ。

【０００３】エルボ本体１１１の断面は図１２に示すよ
うに、２つの流体路１１１ｄ，１１１ｄが略直角に交叉
している。また、エルボにはネジ加工する必要が有るの
で削り代を確保する必要も有りエルボの素材は肉厚であ
る。そして、近年の流体機器の高圧化に対応するためエ
ルボの耐圧性を確保する必要が有り、加工後のエルボ本
体１１１の肉厚も厚くなっている。

【０００４】従って、肉厚の金属製パイプを小さな半径
で曲げて図１２に示すようなエルボ本体１１１を製造す
ることはパイプがつぶれたりパイプの肉圧が薄くなった
りするので困難であるため、金属厚板を切り出して直角
エルボの形状としてエルボの素材を作り、その素材の両
側からそれぞれドリル加工をして、略直角に交叉した流
体路１１１ｄ，１１１ｄを開け、その後両端のネジ加工
をして製造している。

【０００５】しかし、このような製造方法では、素材を
削る工程が２回のドリル加工と２回のネジ加工となり、
加工工程が多く、素材の段取り工程も多くなる。また、
ドリル加工により開けた、略直角に交叉した流体路１１
１ｄ，１１１ｄの交叉部にはドリル加工によるばりが発
生するので、そのばり取り作業を行わなければならない
が、ばり取り作業は細い孔の奥のばりを取らなければな
らないので容易ではなく、時間がかかる。さらに、切削
加工が多いために素材を削る量が多く、歩留まりが悪
い。従って、製造コストが高くなってしまう。

【０００６】このような課題を解決する為に、出願人は
特開２０００−３４３１３６号公報に記載された厚肉曲
管の製造装置を提案している。この装置は、図１０に示
すように、押し金型２１２と、一対の下型２２１，２２
２をガイドする円弧状のガイド面２１１ａを有する上ガ
イド２１１とを有する上金型２１０を備え、円弧状の摺
動面２２０ｃ，２２０ｃを有する一対の下型２２１，２
２２を備え、一対の下型２２１，２２２を載置するスラ
イド面２３０ａ，２３０ａを有する下ガイド２３０とを
備え、上金型２１０の下降に連動して一対の下型２２
１，２２２の円弧状の摺動面２２０ｃ，２２０ｃがそれ
ぞれ上金型２１０の上ガイド２１１の円弧状のガイド面
２１１ａに沿って当接しながら摺動すると同時に一対の
下型２２１，２２１の下端部２２０ｆ，２２０ｆがそれ
ぞれ下ガイド２３０のスライド面２３０ａ，２３０ａに
沿って当接しながら摺動することで一対の下型２２１，
２２２が互いに向き合ってそれぞれ回動可能とした構成
としている。

【０００７】この装置によると、一対の下型２２１，２
２２は上金型２１０の円弧状のガイド面２１１ａに沿っ
て互いに向き合って回動の中心Ｏ１を持って回動するの
で、曲げ開始時と曲げ加工終了時とでの厚肉パイプ素材
１１１ａの両端面と回動の中心Ｏ１との距離の変化が少
なくなり寸法のばらつきの少ない厚肉曲管である厚肉エ
ルボ素材が成形できる。

【０００８】その結果、厚肉パイプを切ってエルボ用の
素材とすることができるので、鍛造した素材を準備する
必要も無く、また、厚肉パイプを使用できるので、流体
路を形成するための細い孔明け加工は不要となり、ま
た、従来行っていたドリル孔の交叉部のばり取りも不要
となる。さらに、外形が丸い厚肉パイプであるのでネジ
加工の削り代も少なくなる。従って、専用のドリルが不
要となり、ドリル加工及びばり取り加工が不要となり、
ネジ加工の切削量が少ないため、大幅な加工時間の短
縮、工具コストの低減、材料の歩留まりの改善が可能と
なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この装
置の上ガイド２１１は円弧状のガイド面２１１ａを有し
ているため、上ガイド２１１を製作するにはブロックを
削って円弧状のガイド面２１１ａを加工しなければなら
ず、加工量が多く、又加工が複雑となり、その結果、加
工コストが高くなってしまう。また、上ガイド２１１は
ブロック状のため重量が大きく、取扱が不便である。さ
らに、一対の下型２２１，２２２の円弧状の摺動面２２
０ｃ，２２０ｃがそれぞれ上金型２１０の上ガイド２１
１の円弧状のガイド面２１１ａに沿って当接しながら摺
動するので、長期に使用すると摺動面２２０ｃ，２２０
ｃ及び円弧状のガイド面２１１ａが摩耗したり、焼付い
たりする。

【００１０】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、簡単な構造で製作コストが低く、耐久性
が有り、さらに、厚肉のパイプ材を用いて寸法精度の高
い配管用エルボ素材を製造できる厚肉曲管の製造装置、
及びその製造装置を用いた厚肉曲管の製造方法を提供す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１の発明は、押し金型と下金型
とを備えた厚肉曲管の製造装置において、噛合い手段を
有した一対の下型を備えた下金型とを備え、押し金型の
下降に連動して一対の下型が噛合い手段により互いに向
き合って回動可能とした構成としている。

【００１２】第１の発明によると、厚肉曲管の製造装置
は簡単な構造であるので、製作コストが低く、耐久性が
有る。さらに、寸法精度の高い厚肉エルボ素材を製造で
きる。

【００１３】第２の発明は、第１の発明において、一対
の下型に被成形材の長手方向両端面に当接するストッパ
を設けた構成としている。

【００１４】第２の発明によると、第１の発明の効果に
加えて、押し金型と、下金型と、下金型のストッパとに
より設定された長さとなるように厚肉パイプ素材を拘束
して曲げ加工を行うので正確な寸法の厚肉エルボ素材が
成形できる。

【００１５】第３の発明は、第１、又は第２の発明にお
いて、被成形材の側面を押す側面プレス装置を設けた構
成としている。

【００１６】第３の発明によると、第１、又は第２の発
明の効果に加えて、側面プレス装置が、側面型が厚肉パ
イプ素材の側面を押すので、厚肉パイプ素材の中央部両
側にスパナのかかる平面部を形成することができる。

【００１７】第４の発明は、厚肉曲管の製造方法におい
て、噛合い手段を有した一対の下型を備えた下金型に、
所定長さの金属製厚肉パイプ素材を載置し、次に押し金
型を下降させて、金属製厚肉パイプ素材の長手方向中間
部を押すことにより、一対の下型が噛合い手段によって
互いに向き合って回動し、所定の寸法の厚肉エルボ素材
を成形する方法としている。

【００１８】第４の発明によると、簡単な構造で製作コ
ストが低く、耐久性が有る製造装置を用いるので、厚肉
のパイプ材を用いた寸法精度の高い厚肉エルボ素材の製
造コストを低くできる。

【００１９】第５の発明は、第４の発明において、一対
の下型に備えた、被成形材の長手方向両端面に当接する
ストッパにより金属製厚肉パイプ素材の両端面を拘束す
る方法としている。

【００２０】第５の発明によると、第４の発明の効果に
加えて、押し金型と下金型と下金型のストッパとにより
設定された寸法となるように厚肉パイプ素材を拘束して
曲げ加工を行うので正確な寸法の厚肉エルボ素材が成形
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図を参照しながら説明する。図１は厚肉曲管の製造装置
の正面図である。図２は図１を上から見た平面図であ
る。図３は図２のＡＡ断面図である。図４は後述する一
対の下型２１，２２とガイドブロック３１，３１の位置
関係を示した図である。図５は図１のＢＢ断面図であ
る。

【００２２】押し金型取付プレート１１には押し金型１
２が図示しないボルトで取り付けられている。押し金型
取付プレート１１はプレス等のラム８０の下端に取り付
けられ、昇降自在となっている。図３に示すように、押
し金型１２の下端部に設けられた突起部１２ｂには、後
述する厚肉エルボ素材１１１ｂの外形に合わせた断面円
弧状の溝１２ａ，１２ａを垂直中央線Ｘの両側に対称に
設けている。断面円弧状の溝１２ａ，１２ａは突起部１
２ｂの先端部を頂点として厚肉エルボ素材１１１ｂの曲
げ角度に応じた角度α、例えば９０度に連成してある。
そして、断面円弧状の溝１２ａ，１２ａの頂点部には厚
肉エルボ素材１１１ｂに成形時の傷が付かない程度の微
少な半径Ｒ０１、例えば２ｍｍのアール面を形成してあ
る。押し金型１２の下端部には、図２に示すように、押
し金型１２の前方側と後方側にそれぞれ設けられた側面
プレス装置６０との干渉を逃げるための円弧状の切欠き
部１２ｃが設けられている。

【００２３】図３に示すように、下金型２０は一対の下
型２１，２２を有している。一対の下型２１，２２は略
扇形状をしており、そのそれぞれの端面２１ｇ，２２ｇ
が垂直中央線Ｘ上で当接している。一対の下型２１，２
２には、それぞれ垂直中央線Ｘに中心Ｏ１を持つ半径Ｒ
１ａ，Ｒ１ａの円弧状の転動面２０ｃ，２０ｃが設けら
れている。中心Ｏ１は後述する厚肉パイプ素材１１１ａ
の軸方向中心線ＹＹ上に有る。

【００２４】円弧状の転動面２０ｃ，２０ｃはガイドブ
ロック３１，３１のガイド面３１ａ，３１ａに当接して
いる。図４の（ａ）は一対の下型２１，２２とガイドブ
ロック３１，３１の位置関係を示した正面図である。図
４の（ｂ）は図４の（ａ）を上から見た平面図である。
図４の（ｃ）は図４の（ａ）を左から見た側面図であ
る。一対の下型２１，２２の円弧状の転動面２０ｃ，２
０ｃの両側には円弧ラック２５，２５が図示しないボル
トにより取り付けられている。円弧ラック２５，２５に
は歯が形成された円弧ラック部２５ａを有しており、歯
車の一部を取り出した形状としている。円弧ラック２
５，２５の円弧ラック部２５ａのピッチ半径ＲＬｐの中
心は、垂直中央線Ｘ上の前記中心Ｏ１であり、中心Ｏ１
は後述する厚肉パイプ素材１１１ａの軸方向中心線ＹＹ
上に有る。ガイドブロック３１，３１のガイド面３１ａ
の両側には直線ラック３５，３５が図示しないボルトに
より取り付けられている。直線ラック３５，３５は歯が
形成された直線ラック部３５ａを有している。これら円
弧ラック部２５ａの歯と直線ラック部３５ａの歯はお互
いに噛み合うものであれば、爪とチェーンでも、どのよ
うな形状のものでも良い。このように、円弧ラック２
５，２５と直線ラック３５，３５はお互いに噛み合った
噛合い手段３０を構成しており、これにより後述するよ
うに一対の下型２１，２２が垂直中央線Ｘに近づくよう
にお互いに向き合って回動しても、円弧ラック２５，２
５の円弧ラック部２５ａのピッチ半径ＲＬｐの中心は、
垂直中央線Ｘの中心Ｏ１であるので、中心Ｏ１は垂直中
央線Ｘ上を移動することになる。

【００２５】噛合い手段３０である円弧ラック２５，２
５、直線ラック３５，３５は共に、プレートを加工して
製作すれば良いので、加工量が少なくて済む。従って、
製作コストが低くなる。そして、プレート状の円弧ラッ
ク２５，２５、直線ラック３５，３５を下型２１，２２
や、ガイドブロック３１，３１に取付れば良いので、構
造が簡単になるし、また、プレート状の円弧ラック２
５，２５、直線ラック３５，３５は重量が小さくなるの
で取り扱いも便利である。さらに、円弧ラック２５，２
５、直線ラック３５，３５は歯が噛合うので摺動部分が
無く、摩耗したり、焼付いたりすることが少なく、耐久
性が高い。

【００２６】図４に示すように、一対の下型２１，２２
は下型本体部２１ａ，２２ａと、パイプ型２１ｂ，２２
ｂとより構成されている。一対の下型２１，２２の上部
には成形後の厚肉エルボ素材１１１ｂの外形に合わせた
断面円弧状の溝２０ａ，２０ａを備えたパイプ型２１
ｂ，２２ｂが、パイプ型２１ｂ，２２ｂの凸部２１ｄ，
２２ｄを下型本体部２１ａ，２２ａの溝部２１ｃ，２２
ｃに嵌合してそれぞれ設けられている。パイプ型２１
ｂ，２２ｂの端部には、上ガイド１１の前方側と後方側
にそれぞれ設けられた側面プレス装置６０との干渉を逃
げるための円弧状の切欠き部２１ｅ，２２ｅがそれぞれ
設けられている。

【００２７】ガイドブロック３１，３１はベースフレー
ム３４に図示しないボルトにより固定されたブロック３
２，３２との間に挿入されたテーパピン３３，３３によ
り垂直中央線Ｘに向かって押されて、固定されている。
ガイドブロック３１，３１は図４の（ａ）の正面図では
Ｌ字状であり、ガイドブロック３１，３１の下部３１ｂ
がガイド面３１ａから離れる水平方向に伸びており、下
部３１ｂの上面をベースフレーム３４に図示しないボル
トにより固定されたスライドガイド３６が当接してい
る。図３に示すテーパピン３３，３３を抜くとガイドブ
ロック３１，３１の下部３１ｂがスライドガイド３６に
沿って摺動し、ガイドブロック３１，３１は垂直中央線
Ｘから離れる方向に移動できる。従って、テーパピン３
３、３３を抜くと、一対の下型２１，２２がガイドブロ
ック３１，３１から離れ、噛合い手段３０である円弧ラ
ック２５，２５と直線ラック３５，３５との噛合いが外
れ、一対の下型２１，２２を容易に取り外すことができ
る。

【００２８】一対の下型２１，２２の上部で、かつ溝２
０ａ，２０ａの延長線上の端部には、載置した厚肉パイ
プ素材１１１ａの端面に当接させるための後述する第１
ストッパ５１と第２ストッパ５２とを挿入する孔２０
ｅ，２０ｅがそれぞれ設けられている。孔２０ｅ，２０
ｅにはネジが設けられ、第１ストッパ５１と第２ストッ
パ５２のネジ部と噛み合わされ、第１ストッパ５１と第
２ストッパ５２は回転させることで、それぞれ長手方向
に移動できるようになっている。

【００２９】ストッパ５０は第１ストッパ５１と第２ス
トッパ５２とを有しており。第１ストッパ５１と第２ス
トッパ５２とのそれぞれの一方の端面は平面状の端面５
１ａ，５２ａである。

【００３０】第１ストッパ５１と第２ストッパ５２とは
それぞれの長さＬｓ１，Ｌｓ２を、それぞれの平面状の
端面５１ａ，５２ａの垂直中央線Ｘからの水平方向位置
がそれぞれ成形後の厚肉エルボ素材１１１ｂの後述する
寸法ＬＥ１，ＬＥ２に応じた所定の位置になるように決
めてある。また、ストッパ５０は一対の下型２１，２２
に前記平面状の端面５１ａ，５２ａと同等の端面を一体
的に形成しても良い。

【００３１】ベースフレーム３４のベースプレート３４
ａの下方にはサポートプレート４１が配置されている。
サポートプレート４１の中央部上面には下部サポート４
２がその下部のネジにより取り付けられ、下部サポート
４２はベースプレート３４ａを上下摺動可能に貫通して
ベースプレート３４ａの上方に突出している。サポート
プレート４１は長方形のプレートであり、その４隅部に
サポートロッド４３がそれぞれ固着されている。４本の
サポートロッド４３はそれぞれ、ベースプレート３４ａ
を上下摺動可能に貫通してベースフレーム３４ａの上方
に突出し、さらに押し金型取付プレート１１の長方形の
プレート部分の４隅部を貫通している。

【００３２】押し金型取付プレート１１の長方形のプレ
ート部分の４隅部にはそれぞれバネ筒４４が配置されて
いる。バネ筒４４の上部外周部には鍔４４ａが設けら
れ、押し金型取付プレート１１の長方形のプレート部分
の４隅部の段付き穴１１ａにはまり込んで、落下しない
ようになっている。バネ筒４４の下部には、ばね受け部
４４ｂが設けられ、サポートスプリング４５を受けてい
る。

【００３３】サポートロッド４３はバネ筒４４の下部の
孔を上下摺動可能に貫通して上部にダブルナット４３ａ
を設け、ワッシャ４３ｂを介してサポートスプリング４
５によって上方に付勢されている。サポートスプリング
４５のバネ力は、一対の下型２１、２２と、第１ストッ
パ５１と、第２ストッパ５２と、サポートプレート４１
と、下部サポート４２と、４本のサポートロッド４３
と、後述する厚肉パイプ素材１１１ａとを合わせた重量
による下向きの力に抗してサポート４２を上方に付勢す
るバネ力に設定してある。図３はラム８０を上方に引き
上げた状態であるが、この状態では、サポートプレート
４１はスプリング４５の力により上方に引き上げられ、
ベースプレートの下面３４ａに当接した状態となってい
る。また、この状態では下部サポート４２の上部角部４
２ａ，４２ａが一対の下型２１、２２の下面２０ｇ，２
０ｇに当接して、一対の下型２１，２２が下方に下がら
ないように支持している。

【００３４】図１のＢＢ断面図である図５に示すよう
に、押し金型１２の両側に配置された、側面プレス装置
６０，６０は、それぞれ、側面型６１と、側面ガイド６
２と、ガイドカバー６３とを有している。側面型６１は
側面ガイド６７の前後側面に設けられた側面プレス孔６
７ｇに挿入され、側面プレス孔６７ｇのネジ部にねじ込
まれたプラグ６５により側面ガイド６７より抜け出さな
いように取り付けられている。側面プレス孔６７ｇには
側面スプリング６６が側面プレス孔６７ｇの段部６７ｈ
と側面型６１の鍔部６１ａとの間で圧縮されて挿入さ
れ、側面型６１を側面ガイド６７の外側方向に向かって
付勢している。

【００３５】側面ガイド６２には下方に向かって側面ガ
イド６７に近づくような斜面６２ａが設けられている。
側面ガイド６２は図示しないボルトにより側面サポート
６４に取り付けられている。側面サポート６４には両側
にガイドカバー６３が図示しないボルトにより取り付け
られている。側面サポート６４はベースフレーム３４に
図示しないボルトにより取り付けられている。側面型６
１の外側端面６１ｂは上下方向の傾斜面となっており、
側面型６１の外側端部には両側に平面部６１ｃが設けら
れている。側面型６１の内側端面６１ｄは後述するよう
に、パイプ素材１１１ａの側面を押し、パイプ素材１１
１ａの中央部両側にスパナのかかる平面部１１１Ｓ，１
１１Ｓを形成することができるように垂直な平面となっ
ている。

【００３６】側面ガイド６７は下方に向かって、ベース
フレーム３４のベースプレート３４ａを上下摺動可能に
貫通し、さらにサポートプレート４１を上下摺動可能に
貫通しており、側面ガイド鍔６７ａによりサポートプレ
ート４１の下面に引っかかり、上に抜けないようになっ
ている。側面ガイド６７は下面から上方に向かってスプ
リング室６７ｂを有し、内部には側面スプリング６８が
挿入されている。側面スプリング６８はベースフレーム
３４の下部ベースプレート３４ｂの上面に設けられ、側
面ガイド６７を上方に付勢して押し上げている。

【００３７】次に、厚肉パイプ素材１１１ａの成形方法
に従い、実施形態の作用を説明する。まず、図６の
（ａ）に示すような被成形材である金属製の厚肉パイプ
素材１１１ａ（以後、パイプ素材１１１ａと呼ぶ）を長
手方向に直角に所定の長さＬＥ０で切り出す。そして、
図７の（ａ）に示すようにプレス等のラム８０を上昇端
位置に固定し、押し金型１２が上昇位置にある状態で下
型２０にパイプ素材１１１ａを載置する。この状態で
は、下型２１，２２はそのそれぞれの端面２１ｇ，２２
ｇが垂直中央線Ｘ上で当接し、円弧ラック２５，２５と
直線ラック３５，３５はお互いに噛み合っており、ま
た、下部サポート４２の上部角部４２ａ，４２ａが一対
の下型２１、２２の下面２０ｇ，２０ｇに当接して、一
対の下型２１，２２が下方に下がらないように支持して
いる。

【００３８】これにより一対の下型２１，２２は安定し
た状態となっている。従って、下金型２０が動かないの
で、パイプ素材１１１ａを容易にセットできる。また、
押し金型１２の先端部分は下金型２０の上方に有り、押
し金型１２の先端部分と下金型２０との間には、下金型
２０にパイプ素材１１１ａを載置するのに十分な空間が
有る。

【００３９】次に、第１ストッパ５１と第２ストッパ５
２とを回転してねじこみ、第１ストッパ５１と第２スト
ッパ５２との平面状の端面５１ａ，５２ａをパイプ素材
１１１ａの両端面と当接させパイプ素材１１１ａを固定
する。この場合、第１ストッパ５１と第２ストッパ５２
のどちらか一方をあらかじめ所定位置にセットしてお
き、他方を回転させてパイプ素材１１１ａを固定しても
良い。

【００４０】次に図７の（ｂ）に示すようにプレス等の
ラム８０を下降させて押し金型１２を下降させると、押
し金型１２の突起部１２ｂはパイプ素材１１１ａの長手
方向中間部に当接する。そして、下金型２０の一対の下
型２１，２２の円弧ラック２５，２５と直線ラック３
５，３５がお互いに噛み合いながら、一対の下型２１，
２２はそれぞれ逆方向に垂直中央線Ｘに近づくように、
中心Ｏ１を中心として回動し、押し曲げを開始する。一
対の下型２１，２２の円弧状の転動面２０Ｃ，２０Ｃ
は、ガイドブロック３１，３１のガイド面３１ａ，３１
ａを転動し、一対の下型２１，２２のそれぞれからの力
を受けることになる。

【００４１】一対の下型２１，２２の円弧ラック２５，
２５の円弧ラック部２５ａのピッチ半径ＲＬｐの中心と
一対の下型２１，２２の転動面２０ｃ，２０ｃの半径Ｒ
１ａの中心Ｏ１とは一致しているので、後述するように
一対の下型２１，２２はその転動面２０ｃ，２０ｃが円
弧状の転動面２０ｃ，２０ｃはガイドブロック３１，３
１のガイド面３１ａ，３１ａに沿って当接しながら転動
し、中心Ｏ１を中心としてスムーズに回動することがで
きる。中心Ｏ１は垂直中央線Ｘ上を下降する。

【００４２】そして、図７の（ｃ）に示すようにプレス
等のラム８０をさらに下降させて押し金型１２を下降す
ると、それに連動して、下金型２０の一対の下型２１，
２２の円弧ラック２５，２５と直線ラック３５，３５が
お互いに噛み合いながら、一対の下型２１，２２はそれ
ぞれ逆方向に中心Ｏ１を中心とした円弧に沿って回動
し、下金型２０の一対の下型２１，２２のそれぞれの転
動面２０ｃ，２０ｃはガイドブロック３１，３１のガイ
ド面１１ａに沿って当接しながら転動する。すると、下
金型２０の一対の下型２１，２２はそれぞれ垂直中央線
Ｘ上に回動の中心Ｏ１を持つように互いに向き合って、
上面どうしのなす相対角度が小さくなるように回動す
る。

【００４３】さらに、押し金型１２を下降すると図７の
（ｄ）に示すように下金型２０の一対の下型２１，２２
の下面２０ｇ，２０ｇがベースフレーム３４の上面３４
ｂと当接する。すると、押し金型１２はベースフレーム
３４の上面３４ｂがストッパとなって、下降を停止す
る。

【００４４】また、パイプ素材１１１ａの中心線Ｙは曲
げ開始時には図７の（ｂ）に示すように、回動の中心Ｏ
１を通っており、曲げが進行すると図７の（ｄ）に示す
ように回動の中心Ｏ１を境として、中心Ｏ１近傍で微少
な半径Ｒ０、例えば１２ｍｍを持つ曲線Ｓとなって曲が
って行き、中心線Ｙ１につながり、曲り角度が直角に近
づいて行く。この際、中心線Ｙと中心線Ｙ１とはその交
点を中心Ｏ１として中心線Ｙと中心線Ｙ１との挟角が小
さくなるように回動して行く。

【００４５】パイプ素材１１１ａは曲げ加工により押し
金型１２によって押されてつぶされると、中心線Ｙ及び
中心線Ｙ１よりも上側にあるパイプ素材１１１ａの長手
方向中央部の肉は圧縮され、中心線Ｙ及び中心線Ｙ１よ
りも下側にあるパイプ素材１１１ａの長手方向中央部の
肉は引張られる。そのため、圧縮側の肉は中心線Ｙ及び
中心線Ｙ１より下側の引張側に移動しようとするが下金
型２０の断面円弧状の溝２０ａ，２０ａがあるため拘束
されて行き場所が無くなり、パイプ素材１１１ａの長手
方向に移動しようとする。

【００４６】すると、パイプ素材１１１ａは長手方向に
伸びようとするが、パイプ素材１１１ａの両端面は第１
ストッパ５１と第２ストッパ５２との平面状の端面５１
ａ，５２ａはパイプ素材１１１ａの両端面のストッパと
して働き、パイプ素材１１１ａの肉の移動を制限する。

【００４７】従って、図７の（ｄ）に示すようにパイプ
素材１１１ａはその中心線が中心線Ｙから曲線Ｓとなっ
て中心線Ｙ１となるよう曲げ加工され、その結果、パイ
プ素材１１１ａは図６の（ｂ）に示すような、その中心
線が中心線Ｙから中心線Ｙと中心線Ｙ１との交点ＯＥ１
近傍で半径Ｒ０の曲線Ｓとなって中心線Ｙ１につなが
り、よって、所定の曲げ角度αを持ち、かつ両端面か
ら、中心線Ｙと中心線Ｙ１との交点ＯＥ１までの長さが
所定長さのＬＥ１、ＬＥ２となるような、厚肉エルボ素
材１１１ｂに成形加工される。なお、曲げ加工の際には
中心線Ｙと中心線Ｙ１との交点ＯＥ１は前記の回動の中
心Ｏ１と一致している。つまり、パイプ素材１１１ａは
第１ストッパ５１と、第２ストッパ５２とにより定まる
寸法に正確に成形されることになる。

【００４８】押し金型１２が下降すると、側面プレス装
置６０は図８に示すように、側面型６１の先端が押し金
形１２により下方に押され、側面型６１の外側端面６１
ｂは、側面型６１の側面ガイド６２の斜面６２ａに接触
して内側方向へ押される。すると側面型６１の端面６１
ａがパイプ素材１１１ａの側面を押すので、パイプ素材
１１１ａの中央部両側にスパナのかかる平面部１１１
Ｓ，１１１Ｓを形成することができる。側面型６１の外
側端部の両側の平面部６１ｃが、側面サポート６４の両
側に取り付けられたガイドカバー６３に当たるので、側
面型６１は回転することなく摺動しながら下降する。

【００４９】次に、ストッパ５０の第１ストッパ５１と
第２ストッパ５２とを回転して緩め、第１ストッパ５１
と第２ストッパ５２との平面状の端面５１ａ，５２ａを
パイプ素材１１１ａの両端面から離す。この場合、第１
ストッパ５１と第２ストッパ５２のどちらか一方を緩め
ても良い。

【００５０】次に、プレス等のラム８０を上昇させ押し
金型１２を上昇して図７の（ｅ）に示す状態にする。こ
の状態では押し金型１２が上昇し、それに連動して下部
サポート４２が一対の下型２１、２２の下面２０ｇ，２
０ｇに当接して、一対の下型２１，２２を上方に押し上
げ、下部サポート４２の上部角部４２ａ，４２ａが一対
の下型２１、２２の下面２０ｇ，２０ｇに当接して、一
対の下型２１，２２が下方に下がらないように支持し、
これにより一対の下型２１，２２は安定した状態とな
る。次に、成形後の厚肉エルボ素材１１１ｂを、取り出
す。

【００５１】なお、パイプ素材１１１ａは加熱処理を施
した後に下金型２０に載置して曲げ加工を行っても良
い。

【００５２】従って、厚肉のパイプ素材１１１ａは押し
金型１２と下金型２０の一対の下型２１，２２と、第１
ストッパ５１と、第２ストッパ５２とにより拘束され成
形されるので所定の寸法及び形状の厚肉エルボ素材１１
１ｂに正確に成形できる。

【００５３】また、曲げ加工の際、パイプ素材１１１ａ
の中心線Ｙと中心線Ｙ１の交点は下金型２０の一対の下
型２１，２２の回動中心となる中心Ｏ１上にある。従っ
て、一対の下型２１，２２とパイプ素材１１１ａの中心
線Ｙ上と中心線Ｙ１上とでの長手方向の相対位置は下金
型２０の一対の下型２１，２２が回動しても変化するこ
とはない。

【００５４】つまり、一対の下型２１，２２が回動する
際に、押し金型１２の押し付け力により、パイプ素材１
１１ａは下金型２０の一対の下型２１，２２に押し付け
られパイプ素材１１１ａと下金型２０の一対の下型２
１，２２との間には摩擦力が働き、その摩擦力はパイプ
素材１１１ａの両端面位置と中心Ｏ１との距離が変化し
ない様に働く。

【００５５】従って、パイプ素材１１１ａの両端面は中
心Ｏ１に対して前記摩擦力の範囲で拘束され、曲げ加工
によって生ずる曲げ開始時と曲げ加工終了時とでのパイ
プ素材の寸法変化が少ないので、ストッパ５０である、
第１ストッパ５１と第２ストッパ５２とを設けなくても
中心線Ｙと中心線Ｙ１との交点ＯＥ１から両端面までそ
れぞれの所定の長さＬＥ１，ＬＥ２の寸法のばらつきの
少ない厚肉エルボ素材１１１ｂが成形できる。

【００５６】また、押し金型１２の下降ストロークを調
整することでパイプ素材１１１ａの曲げ角度αを任意に
設定することも可能である。従って、直角の厚肉エルボ
素材１１１ｂだけでなく、例えば、曲げ角度αが４５度
又は６０度の曲げ角度の厚肉エルボ素材１１１ｂを製造
でき、１種類の金型で多種類の厚肉エルボ素材１１１ｂ
が製造できる。

【００５７】また、図９に示すように、ベースフレーム
３４に上面３４ＳＪが傾斜した、曲げ角度設定用の曲げ
角度設定ストッパ３４Ｓ，３４Ｓを設けても良い。これ
により、押し金型１２を下降すると下金型２０の一対の
下型２１，２２の下面２０ｇ，２０ｇがベースフレーム
３４の曲げ角度設定ストッパ３４Ｓ，３４Ｓの上面３４
ＳＪ，３４ＳＪと当接する。すると、押し金型１２は曲
げ角度設定ストッパ３４Ｓ，３４Ｓがストッパとなっ
て、下降を停止する。曲げ角度設定ストッパ３４Ｓ，３
４Ｓを曲げ角度に応じて複数種類用意しておき、交換す
れば、パイプ素材１１１ａの曲げ角度αを所定の曲げ角
度に設定することも可能である。

【００５８】また、長さＬｓ１，Ｌｓ２をそれぞれ違え
た複数の第１ストッパ５１と、第２ストッパ５２とを適
宜に選択して使用することで厚肉エルボ素材１１１ｂの
所定の長さＬＥ１，ＬＥ２の寸法を任意に設定すること
も可能である。従って、第１ストッパ５１、又は第２ス
トッパ５２を交換するだけで１種類の金型により多種類
の厚肉エルボ素材１１１ｂが製造できる。

【００５９】本発明の厚肉曲管の製造装置及び製造方法
により、材質が高炭素鋼である直径２０ｍｍで肉厚が７
ｍｍの厚肉のパイプ材を長さ６０ｍｍで切り出してパイ
プ素材１１１ａとし、パイプ素材１１１ａの曲げ部を約
摂氏１０００度に熱処理をした後に曲げ角度９０度で曲
げ加工を行ったところ内径部のつぶれもほとんど無く所
定の長さＬＥ１が３５ｍｍ、ＬＥ２が２５ｍｍの正確な
寸法で良好に成形された厚肉のエルボ素材１１１ｂが得
られた。

【００６０】以上説明したように、本発明の厚肉曲管の
製造装置は、噛合い手段３０である円弧ラック２５，２
５、直線ラック３５，３５を共に、プレートを加工すれ
ば良いので、加工量が少なくて済み、製造装置の製作コ
ストが低くなるし、この製造装置による厚肉曲管の製造
方法であれば、厚肉曲管である厚肉のエルボ素材１１１
ｂの製造コストが低くなる。そして、プレート状の円弧
ラック２５，２５、直線ラック３５，３５を下型２１，
２２や、ガイドブロック３１，３１に取付れば良いの
で、構造が簡単になるし、また、プレート状の円弧ラッ
ク２５，２５、直線ラック３５，３５は重量が小さくな
るので取り扱いも便利である。さらに、円弧ラック２
５，２５、直線ラック３５，３５は歯車が噛合うので摺
動部分が無いので摩耗したり、焼付いたりすることが少
なく、耐久性が高い。つまり、本発明の厚肉曲管の製造
装置は、簡単な構造で製作コストが低く、耐久性が有
り、さらに、厚肉のパイプ材を用いて寸法精度の高い配
管用エルボ素材を製造できる。

【００６１】また、押し金型１２と、下金型２０と、下
金型のストッパ５０とにより設定された長さとなるよう
にパイプ素材１１１ａを拘束して曲げ加工を行うので正
確な寸法の厚肉エルボ素材１１１ｂが成形できる。

【００６２】その結果、厚肉パイプを切ってエルボ用の
素材とすることができるので、鍛造した素材を準備する
必要も無く、また、厚肉パイプを使用できるので、流体
路を形成するための細い孔明け加工は不要となり、ま
た、従来行っていたドリル孔の交叉部のばり取りも不要
となる。さらに、外形が丸い厚肉パイプであるのでネジ
加工の削り代も少なくなる。従って、専用のドリルが不
要となり、ドリル加工及びばり取り加工が不要となり、
ネジ加工の切削量が少ないため、大幅な加工時間の短
縮、工具コストの低減、材料の歩留まりの改善が可能と
なる。

【００６３】また、成形された厚肉エルボ素材１１１ｂ
の孔は従来のような交叉したドリル孔ではなく滑らかに
曲った孔であるのでエルボを通る流体の圧力損失も低減
できる。

【００６４】また、押し金型１２の下降ストロークを調
整することにより曲げ角度αが任意に設定できるので曲
げ角度αが異なった多種類の厚肉エルボ素材１１１ｂが
製造できる。

【００６５】また、下金型２０の一対の下型２１，２２
は下部サポート４２により安定して支持されているの
で、下型２１，２２が動かず、従って、厚肉パイプ素材
１１１ａをセットしやすく、又厚肉エルボ素材１１１ｂ
を取り出しやすいので、効率よく厚肉エルボ素材１１１
ｂが製造できる。

【００６６】また、パイプ素材１１１ａは第１ストッパ
５１と、第２ストッパ５２とで定まる寸法の厚肉エルボ
素材１１１ｂに正確に成形加工される。

【００６７】また、第１ストッパ５１と第２ストッパ５
２とを長さが異なるものに交換することで１種類の金型
で異なった寸法の多種類の厚肉エルボ素材１１１ｂが製
造できる。

【００６８】さらに、側面プレス装置６０の側面型６１
の端面６１ａがパイプ素材１１１ａの側面を押すので、
パイプ素材１１１ａの中央部両側にスパナのかかる平面
部１１１Ｓ，１１１Ｓを形成することもできる。従っ
て、必要に応じて、スパナを確実に平面部１１１ｓ，１
１１ｓにかけて組み立てできる組み立て性を更に向上さ
せた厚肉エルボ素材１１１ｂを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の厚肉曲管の製造装置を示す正面図であ
る。

【図２】本発明の厚肉曲管の製造装置を示す平面図であ
る。

【図３】図２のＡＡ断面図である。

【図４】一対の下型とガイドブロックの位置関係を示し
た図である。

【図５】図１のＢＢ断面図である。

【図６】厚肉エルボの素材形状を示す図である。

【図７】本発明の厚肉曲管の製造装置を使用した加工工
程を示す説明図である。

【図８】本発明の厚肉曲管の製造装置を使用した加工工
程を示す説明図である。

【図９】本発明の厚肉曲管の製造装置の他の実施の形態
を示す断面図である。

【図１０】従来の厚肉曲管の製造装置を示す説明図であ
る。

【図１１】従来の配管用エルボを示す説明図である。

【図１２】従来の配管用エルボを示す断面図である。

【符号の説明】

１２…押し金型、２０…下金型、２１，２２…下型、３
０…噛合い手段、５０…ストッパ、６０…側面プレス装
置、１１１ａ…厚肉パイプ素材、１１１ｂ…厚肉エルボ
素材。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押し金型(12)と下金型(20)とを備えた厚
   肉曲管の製造装置において、噛合い手段(30)を有した一
   対の下型(21,22)を備えた下金型(20)とを備え、押し金
   型(12)の下降に連動して一対の下型(21,22)が噛合い手
   段(30)により互いに向き合って回動可能としたことを特
   徴とする厚肉曲管の製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の厚肉曲管の製造装置にお
   いて、一対の下型(21,22)に被成形材の長手方向両端面
   に当接するストッパ(50)を設けたことを特徴とする厚肉
   曲管の製造装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の厚肉曲管の製造装
   置において、被成形材の側面を押す側面プレス装置(60)
   を設けたことを特徴とする厚肉曲管の製造装置。
4. 【請求項４】 厚肉曲管の製造方法において、噛合い手
   段(30)を有した一対の下型(21,22)を備えた下金型(20)
   に、所定長さの金属製厚肉パイプ素材(111a)を載置し、
   次に押し金型(12)を下降させて、金属製厚肉パイプ素材
   (111a)の長手方向中間部を押すことにより、一対の下型
   (21,22)が噛合い手段(30)によって互いに向き合って回
   動し、所定の寸法の厚肉エルボ素材(111b)を成形するこ
   とを特徴とする厚肉曲管の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の厚肉曲管の製造方法にお
   いて、一対の下型(21,22)に備えた、被成形材の長手方
   向両端面に当接するストッパ(50)により金属製厚肉パイ
   プ素材(111a)の両端面を拘束することを特徴とする厚肉
   曲管の製造方法。