JP2010264492A - チタン合金細長素材曲げ成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より小型で使用熱量が少なく短時間に所望の曲率及び厚さにチタン合金細長素材を湾曲成形できるチタン合金細長素材曲げ成形装置を提供することである。
【解決手段】チタン合金細長素材曲げ成形装置１０は：チタン合金細長素材間欠送出機構１４と；この送出機構により送り出された素材１２の湾曲加工領域の一部を素材送り出し停止中に素材の長手方向と交差する方向から挟持するとともに素材を湾曲可能温度まで加熱する一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍを含む素材挟持加熱機構１６と；そして、この加熱機構に隣接し、湾曲加工領域の一部が湾曲される曲率を有した湾曲加工面１８Ｐを夫々が有し上記湾曲可能温度まで加熱された一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍを含み、上記加熱機構から送り出された素材の湾曲加工領域の加熱された一部を素材の送り出し停止中に湾曲加工面により挟持し湾曲加工面に沿わせる素材加熱湾曲加工機構１８と；を備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、チタン合金細長素材曲げ成形装置に関係している。

航空機製造の技術分野においては、航空機の骨格、例えば胴体や翼のフレーム、や外板は従来アルミニウム合金により作成されてきた。しかしながら近年は、航空機の外板としてアルミニウム合金よりも軽量で高強度の炭素繊維成形材が使用され始めている。

炭素繊維成形材の航空機の外板をアルミニウム合金の航空機の骨格と組み合わせて使用する場合、これらの材料間の電位差からアルミニウム合金に腐食（電蝕）が生じ易くなる。このような事態を防止する為に、上記の組み合わせを使用する場合には、炭素繊維成形材の航空機の外板とアルミニウム合金の航空機の骨格との間に、絶縁材を介在させている。このような絶縁材は航空機の部品点数を増加させるとともに航空機の製造工程を煩雑にし、ひいては航空機の製造コストを上昇させている。

炭素繊維成形材の航空機の外板と組み合わせて使用する航空機の骨格をチタン合金で製造すれば、これらの材料間の電位差からチタン合金に腐食が生じることはなく、炭素繊維成形材の航空機の外板とチタン合金の航空機の骨格との間に絶縁材を介在させる必要はなくなる。絶縁材を使用しないことにより航空機の部品点数は減少するとともに航空機の製造工程は簡易化し、ひいては航空機の製造コストを低減させる。しかも、チタン合金はアルミニウム合金よりも軽量で高強度である。

とはいうものの、チタン合金はヤング率に比較して耐力が高く、室温での延性も小さいので、素材から所望の形状を有した部品を成形することが困難である。そして、需要が少ないこともあって、素材の形状も限られていた。

従って、従来、炭素繊維成形材の航空機の外板と組み合わせて使用されるチタン合金の航空機の骨格はチタン合金のブロック状素材又は厚板状素材から所望の形状を削り出すことにより製造されている。このように製造されるチタン合金の航空機の骨格は、材料の無駄が多いとともに削り出しに時間が掛かり、製造コストが高かった。その為に、従来のアルミニウム合金の航空機の骨格に代わりチタン合金の航空機の骨格を使用するのは、例えば軍用航空機のように製造コストの上昇に見合う性能を得ることができる場合のみに限られていて、民間機には殆ど使用されていない。

しかしながら、極く近年では、環境負荷軽減や燃料費削減の目的のために、軽量なチタン合金部品を使用する需要が急速に拡大しており、その結果として種々の形状のチタン合金素材が提供されるようになってきた。

そのようなチタン合金素材の中には、削り出し成形加工を殆ど行なうことなく実質的に曲げ成形加工のみで航空機の骨格としての所望の形状にすることができる所定の横断面形状を有したチタン合金細長素材が含まれ、このようなチタン合金細長素材は押出型を使用して形成されている。チタン合金細長素材は削り出し成形加工を殆ど行なう必要がないとはいうものの依然として曲げ成形加工は必要としている。

チタン合金細長素材を曲げ成形加工する装置は従来から種々研究されている。例えば米国特許第４，０１１，４２９号明細書（特許文献１）には、両端部を引っ張りプレスの１対の掴み金具により掴まれているとともに両端部間に電流を流されて加熱されているチタン合金細長素材の中央部を、電流により加熱された型部材の半円形状の型表面に対し押し当て、さらに１対の掴み金具を引っ張ることにより、チタン合金細長素材の中央部を型部材の半円形状の型表面に沿わせる、抵抗加熱引っ張り曲げ成形装置が開示されている。

また、米国特許出願公開第ＵＳ２００７／０１０２４９３Ａ１号明細書（特許文献２）及び米国特許出願公開第ＵＳ２００７／０２６１４６３Ａ１号明細書（特許文献３）の夫々にも、米国特許第４，０１１，４２９号明細書（特許文献１）に記載されているのと同様な抵抗加熱引っ張り曲げ成形装置が開示されている。米国特許出願公開第ＵＳ２００７／０１０２４９３Ａ１号明細書（特許文献２）及び米国特許出願公開第ＵＳ２００７／０２６１４６３Ａ１号明細書（特許文献３）の夫々に記載の抵抗加熱引っ張り曲げ成形装置が米国特許第４，０１１，４２９号明細書（特許文献１）に記載されている抵抗加熱引っ張り曲げ成形装置と異なっているのは、抵抗加熱されている部分円形状の型表面を有している型部材が断熱型覆いにより覆われていることである。そして、両端部間に電流を流されて加熱されているチタン合金細長素材の中央部が断熱型覆い中で型部材の抵抗加熱されている部分円形状の型表面に対し押し当てられ、さらにチタン合金細長素材の両端部を掴んでいる１対の掴み金具を引っ張ることにより、チタン合金細長素材の中央部が断熱型覆い中で型部材の半円形状の型表面に沿わせられる。

米国特許第４，０１１，４２９号明細書 米国特許出願公開第ＵＳ２００７／０１０２４９３Ａ１号明細書 米国特許出願公開第ＵＳ２００７／０２６１４６３Ａ１号明細書

前述した３つのチタン合金細長素材曲げ成形装置の夫々においては、比較的大きな型部材の半円形状又は部分円形状の型表面の全体及びチタン合金細長素材の全体を加熱しなければならないし、特許文献２及び３の夫々のチタン合金細長素材曲げ成形装置は比較的大きな型部材を覆う断熱型覆いを必要としている。

これら従来のチタン合金細長素材曲げ成形装置においては、比較的大きな型部材の型表面の全体及びチタン合金細長素材の全体を所定の温度で均一に加熱するとともに、曲げ成形加工中も所定の温度に均一に加熱しておく必要があり、そのような加熱に必要な熱量が非常に大きい。そして、これら従来のチタン合金細長素材曲げ成形装置においては、上記熱量は電力を基により作り出されているので、非常に多量の電力を必要としている。

しかも、前述した３つのチタン合金細長素材曲げ成形装置の夫々において、型部材の加熱されている半円形状又は部分円形状の型表面に対し加熱されているチタン合金細長素材の両端部を引っ張りながら中央部を押し当て沿わせることによりチタン合金細長素材を型部材の型表面の形状に変形させるには多くの時間を必要としている。さらに、チタン合金細長素材を湾曲させる曲率を変えるには、異なった曲率の型表面を有した別の型部材を準備する必要がある。また、このような従来の曲げ成形加工中には、曲げ成形加工された製品の厚さをその長手方向において変化させることは出来なかった。

この発明は上述した事情の下でなされ、この発明の目的は、従来よりも小型で曲げ成形加工の為に必要とする熱量も少なく、従来よりも短時間にある程度の所望の範囲の曲率を有するようチタン合金細長素材を湾曲させることができ、しかも曲げ成形加工された製品の厚さをその長手方向において変化させることが出来る、チタン合金細長素材曲げ成形装置を提供することである。

上述したこの発明の目的を達成する為に、この発明に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置は：チタン合金細長素材をその長手方向に間欠的に送り出す素材間欠送出機構と；素材間欠送出機構により送り出されたチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部をチタン合金細長素材の送り出し停止中に上記長手方向と交差する方向から挟持する挟持面を夫々が有しているとともにチタン合金細長素材の湾曲可能温度まで加熱されている少なくとも一対の挟持部材を含んでおり、少なくとも一対の挟持部材の挟持面により挟持された湾曲加工領域の一部をチタン合金細長素材の湾曲可能温度まで加熱させる素材挟持加熱機構と；そして、素材挟持加熱機構に隣接し、湾曲加工領域の一部が湾曲される曲率を有した湾曲加工面を夫々が有しているとともに上記湾曲可能温度まで加熱された少なくとも一対の湾曲成形型部材を含んでおり、素材挟持加熱機構から送り出されたチタン合金細長素材の湾曲加工領域の加熱された一部をチタン合金細長素材の送り出し停止中に少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面により挟持し湾曲加工領域の加熱された一部を湾曲加工面に沿わせる素材加熱湾曲加工機構と；を備えたことを特徴としている。

上述した如く構成されたことを特徴としているこの発明に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置では、素材間欠送出機構によりその長手方向に間欠的に送り出されたチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部が、素材挟持加熱機構の少なくとも一対の挟持部材の挟持面により上記長手方向と交差する方向から挟持されることによりチタン合金細長素材の湾曲可能温度まで加熱される。素材挟持加熱機構は、少なくとも一対の挟持部材の挟持面によりチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部を挟持し湾曲可能温度まで加熱するので、小型で曲げ成形加工の為に必要とする熱量も少なくて良い。

そして素材挟持加熱機構から送り出されたチタン合金細長素材の湾曲加工領域の加熱された一部は、次に、素材挟持加熱機構に隣接している素材加熱湾曲加工機構の一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面により挟持される。一対の湾曲成形型部材は、チタン合金細長素材の湾曲加工領域の加熱された一部を引き続き湾曲可能温度まで加熱している間に湾曲加工面に沿わせる。素材加熱湾曲加工機構は、素材挟持加熱機構の少なくとも一対の挟持部材により前述した如く既に湾曲可能温度まで加熱されているチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部を、一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面により挟持することによりチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部の湾曲可能温度を維持している間に湾曲加工面に沿わせるので、小型で曲げ成形加工の為に必要とする熱量も少なくて良い。

チタン合金細長素材における湾曲加工領域は、チタン合金細長素材が素材間欠送出機構によりその長手方向に間欠的に送り出されている間に、その一部が素材挟持加熱機構及びそれに隣接した素材加熱湾曲加工機構を通過することにより、順次全体が従来よりも短時間にある程度の所望の範囲の曲率を有するようになる。しかも素材挟持加熱機構の少なくとも一対の挟持部材の挟持面及びそれに隣接した素材加熱湾曲加工機構の少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面の少なくともいずれか一方により、湾曲可能温度まで加熱されているチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部を挟持する力を変えることにより、曲げ成形加工された製品の厚さをその長手方向において変化させることが出来る。

また、素材加熱湾曲加工機構の少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面はチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部を挟持すればよいので、種々の曲率の湾曲加工面を有した少なくとも一対の湾曲成形型部材を比較的安い費用で準備することが出来る。

図１の（Ａ）は、この発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置の全体の概略的な平面図であり；そして、 図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った概略的な横断面図である。 図２は、図１の（Ａ）及び（Ｂ）中に図示されているこの発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置の動作を概略的に示す流れ図である。 図３の（Ａ），（Ｂ），そして（Ｃ）は、図１の（Ａ）及び（Ｂ）中に図示されているこの発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置において、成形温度と型保持時間を同じにし素材送りピッチを変えて曲げ成形した場合における曲げ成形後のＴ字形状横断面のチタン合金細長素材の曲率の異なりを例示する図である。 図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の（Ａ）及び（Ｂ）中に図示されているこの発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置において、成形温度と型保持時間を同じにし素材送りピッチを変えて曲げ成形した場合における曲げ成形後のＴ字形状横断面のチタン合金細長素材のフランジの変形の様子を拡大して例示する平面図である。 図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の（Ａ）及び（Ｂ）中に図示されているこの発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置において、成形温度と型保持時間を同じにし素材送りピッチを変えるとともにＴ字形状横断面のチタン合金細長素材のウエブ部分の挟持力を変えて曲げ成形した場合における曲げ成形後のＴ字形状横断面のチタン合金細長素材のウエブの変形の様子を拡大して例示する側面図である。 図６は、図１の（Ａ）及び（Ｂ）中に図示されているこの発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置において、型保持時間のみ同じにし、成形時間と成形温度とを変えて曲げ成形した場合における曲げ成形後に得られたＴ字形状横断面のチタン合金細長素材の曲率を例示する図である。

以下、添付の図１乃至図６を参照しながら、この発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０について説明する。

図１の（Ａ）及び（Ｂ）中に図示されている、この発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０は、所定の長さの直線状で供給されるチタン合金細長素材１２を曲げ成形して航空機の骨格、例えば航空機の胴体の曲率半径２．５ｍの骨格、を作成することを意図している。

チタン合金細長素材１２は、図１の（Ｂ）中に図示されている如きＴ字形状の横断面を有していて、例えば押出型を使用して形成されている。チタン合金細長素材１２は航空機用のチタン合金により作成されていて、このようなチタン合金としては例えばＴｉ―６Ａｌ―４Ｖ合金が良く知られている。

Ｔ字形状の横断面を有しているチタン合金細長素材１２は、帯板形状のフランジ１２ａと、フランジ１２ａの２つの細長い平面の一方の幅の中央から直角に立ち上がっているとともにフランジ１２ａの長手方向中心線に沿い延出した帯板形状のウエブ１２ｂとを有している。そして、フランジ１２ａ及びウエブ１２ｂの夫々の板厚は２ｍｍであり、またフランジ１２ａの幅及びウエブ１２ｂの高さの夫々は５０ｍｍであり、ウエブ１２ｂの根元においてウエブ１２ｂの２つの細長い平面がフランジ１２ａの２つの細長い平面の一方と交わる隅は３ｍｍの半径の曲面として成形されている。そして、チタン合金細長素材１２は、約２ｋｇの重量を有している。

このような横断面形状と寸法とを有するよう押出型成形されたアルミニウム合金細長素材は、航空機の骨格、例えば胴体の骨格の一部、を形作るのに現在実際に使用されている。従って、このようなアルミニウム合金細長素材と同じ横断面形状と寸法とを有するよう押出型成形されたチタン合金細長素材１２は、従来のこのようなアルミニウム合金細長素材の代わりに使用されることを意図している。

チタン合金細長素材曲げ成形装置１０は：前述した如く所定の長さの直線状で供給されたチタン合金細長素材１２をその長手方向に間欠的に送り出す素材間欠送出機構１４と；素材間欠送出機構１４により送り出されたチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部をチタン合金細長素材１２の送り出し停止中に上記長手方向と交差する方向から挟持するととともに湾曲加工領域の一部をチタン合金細長素材１２の湾曲可能温度まで加熱させる素材挟持加熱機構１６と；素材挟持加熱機構１６に隣接し、素材挟持加熱機構から送り出されたチタン合金細長素材の湾曲加工領域の加熱された一部をチタン合金細長素材の送り出し停止中に挟持し湾曲加工領域の加熱された一部を所定の曲率に湾曲加工する素材加熱湾曲加工機構１８と；を備えている。

チタン合金細長素材曲げ成形装置１０はさらに、素材加熱湾曲加工機構１８から送り出されたチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の湾曲加工された一部の曲率を測定する曲率測定手段２０も備えている。

チタン合金細長素材曲げ成形装置１０の、素材間欠送出機構１４，素材挟持加熱機構１６，素材加熱湾曲加工機構１８，そして曲率測定手段２０の夫々の主要な構成部材は共通の支持台２２の水平な上面の夫々の所定の位置に配置されて図示しない公知の固定手段により固定されている。

図１の（Ａ）中に図示されている如く、支持台２２の上面上で、素材間欠送出機構１４，素材挟持加熱機構１６，そして素材加熱湾曲加工機構１８は、素材間欠送出機構１４からその長手方向に間欠的に送り出されるチタン合金細長素材１２の移動軌跡に沿って配置されており、曲率測定手段２０は上記移動軌跡の延長線上で素材加熱湾曲加工機構１８において湾曲された後のチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域が送り出される出口から所定距離離間して配置されている。曲率測定手段２０は、例えば光を利用した非接触式の公知の構成である。

この実施の形態において、支持台２２の上面上にはさらに、素材加熱湾曲加工機構１８と曲率測定手段２０との間に、素材加熱湾曲加工機構１８の出口から送り出された湾曲された後のチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域を水平に移動可能に支持する公知の水平移動支持機構２３が設置されている。公知の水平移動支持機構２３は例えばローラコンベアである。

上記上面上にはさらに、素材間欠送出機構１４と素材挟持加熱機構１６との間に、素材挟持加熱機構１６において発生した熱が素材間欠送出機構１４の動作に影響を与えるのを防止する為の公知の遮熱手段ＣＬ、例えばエアーカーテン、が設置されている。遮熱手段ＣＬは、その動作を制御する為の制御手段２４、例えば制御プログラムを格納したパーソナルコンピュータ、に接続されていて、制御手段２４は支持台２２の水平な上面上の所定の位置に載置されている。

この実施の形態において、所定の長さの直線状のチタン合金細長素材１２は、素材間欠送出機構１４に対し、図１の（Ｂ）中に図示されている如く支持台１２の水平な上面に対しフランジ１２の幅方向を垂直に向けウエブ１２ｂの２つの細長い平面を水平にした状態で供給される。

素材間欠送出機構１４は、このように供給された所定の長さの直線状のチタン合金細長素材１２のウエブ１２ｂの２つの細長い平面を選択的に挟持する一対の挟持手段１４ａを有していて、チタン合金細長素材１２をその長手方向に任意の時間間隔で任意の距離を間欠的に送ることが出来るよう例えば公知の単軸ロボットにより構成されている。この実施の形態の素材間欠送出機構１４の公知の短軸ロボットは、一対の挟持手段１４ａ、即ち所定の長さの直線状で供給されたチタン合金細長素材１２、を１〜２００ｍｍの間で任意に設定した距離を２４５Ｎの力で一度に送ることが出来、この距離を「素材送りピッチ」といい、誤差は±０．５ｍｍである。

素材間欠送出機構１４は、その動作を制御する為の公知の制御手段２４に接続されている。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６は、素材間欠送出機構１４により送り出されたチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部をチタン合金細長素材１２の送り出し停止中に上記長手方向と交差する方向から挟持する挟持面１６ｐを夫々が有しているとともにチタン合金細長素材１２の湾曲可能温度まで加熱されている少なくとも一対の挟持部材１６ｍ，１６ｆを含んでいる。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６の一方の挟持部材１６ｆは支持台２２の水平な上面の所定の位置に固定されていて、素材間欠送出機構１４により送り出されたチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のフランジ１２ａのウエブ１２ｂとは反対側の平面に、図１の（Ｂ）中に図示されている如く挟持面１６ｐを接触させている。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６の他方の挟持部材１６ｍは支持台２２の水平な上面の所定の位置に固定された公知の水平方向移動アクチュエータ１６ａ、例えば油圧ピストン、により所定の範囲で水平方向に移動可能に支持されていて、素材間欠送出機構１４により送り出されたチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のフランジ１２ａのウエブ側の平面に対し、図１の（Ｂ）中に図示されている如く挟持面１６ｐを接離可能である。この実施の形態において水平方向移動アクチュエータ１６ａの押圧力は１トンである。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｍ，１６ｆ中には挟持面１６ｐの近傍に公知の荷重検知手段、例えばロードセル、及び公知の図示しない加熱手段が設けられている。公知の図示しない加熱手段は、例えば公知の温度検知器を伴った電気を使用するカートリッジヒータであり、一対の挟持部材１６ｍ，１６ｆの挟持面１６ｐを一様に略３００℃〜略８００℃の範囲内の任意の温度に加熱し保温することが出来る。即ち、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｍ，１６ｆは、挟持面１６ｐにより挟持したチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のフランジ１２ａをチタン合金細長素材１２の湾曲可能温度まで加熱させることが出来る。なお、航空機用チタン合金はその成形加工の為の加熱条件を公知の規格により規定されている。

素材挟持加熱機構１６の他方の挟持部材１６ｍの為の公知の水平方向移動アクチュエータ１６ａ及び一対の挟持部材１６ｍ，１６ｆ中の公知の図示しない加熱手段も前述した公知の制御手段２４に接続されていて、公知の制御手段２４により動作を制御される。

さらに一対の挟持部材１６ｍ，１６ｆ中の公知の荷重検知手段、例えばロードセル、も前述した公知の制御手段２４に接続されていて、公知の制御手段２４は公知の水平方向移動アクチュエータ１６ａにより一対の挟持部材１６ｍ，１６ｆの挟持面１６ｐを介して挟持したチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のフランジ１２ａに負荷した圧力を知ることが出来る。

素材挟持加熱機構１６は、少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐがチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の一部のフランジ１２ａの２つの細長い平面を挟持している間に、素材加熱湾曲加工機構１８に隣接して湾曲加工領域の一部のウエブ１２ｂの２つの細長い平面を挟持するウエブ挟持面１６ｗｐを有した少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌをさらに備えている。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６の一方のウエブ挟持部材１６ｗｌは支持台２２の水平な上面の所定の位置に固定されていて、素材間欠送出機構１４により送り出されたチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のウエブ１２ｂの支持台側の細長い平面に、図１の（Ｂ）中に図示されている如くウエブ挟持面１６ｗｐを接触させている。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６の他方のウエブ挟持部材１６ｗｕは支持台２２の水平な上面の上方の所定の位置に図示しない支持フレームを介して固定された公知の垂直方向移動アクチュエータ１６ｂ、例えば油圧ピストン、により所定の範囲で垂直方向に移動可能に支持されていて、素材間欠送出機構１４により送り出されたチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のウエブ１２ｂの上方を向いている細長い平面に対し、図１の（Ｂ）中に図示されている如くウエブ挟持面１６ｗｐを接離可能である。この実施の形態において垂直方向移動アクチュエータ１６ｂの押圧力は３トンである。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌ中にもウエブ挟持面１６ｗｐの近傍に公知の荷重検知手段、例えばロードセル、及び公知の図示しない加熱手段が設けられている。公知の図示しない加熱手段は、例えば公知の温度検知器を伴った電気を使用するカートリッジヒータであり、一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐを一様に略３００℃〜略８００℃の範囲内の任意の温度に加熱し保温することが出来る。即ち、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌは、ウエブ挟持面１６ｗｐにより挟持したチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のウエブ１２ｂをチタン合金細長素材１２の湾曲可能温度まで加熱させることが出来る。

素材挟持加熱機構１６の他方のウエブ挟持部材１６ｗｕの為の公知の垂直方向移動アクチュエータ１６ｂ及び一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌ中の公知の図示しない加熱手段も前述した公知の制御手段２４に接続されていて、公知の制御手段２４により動作を制御される。

さらに一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌ中の公知の荷重検知手段、例えばロードセル、も前述した公知の制御手段２４に接続されていて、公知の制御手段２４は公知の垂直方向移動アクチュエータ１６ｂにより一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐを介して挟持したチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のウエブ１２ｂに負荷した圧力を知ることが出来る。

この実施の形態において、素材挟持加熱機構１６に隣接している素材加熱湾曲機構１８は、チタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の一部を所望の曲率、前述した如く例えば２．５ｍの曲率半径、に湾曲させる為の所望の曲率、例えば０．５ｍの曲率半径、を有した湾曲加工面１８ｐを夫々が有しているとともに前述した湾曲可能温度まで加熱された少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍを含んでいる。

ここでチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域を湾曲させようとする所望の曲率と一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐの曲率半径とが異なっているのは、一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐにより湾曲成形加工された後のチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域にはいわゆるスプリングバックが見込まれているからであり、上記曲率半径の差異は湾曲加工される材料や湾曲加工条件により試行錯誤により決定される。

この実施の形態において、素材加熱湾曲機構１８の一方の湾曲成形型部材１８ｆは支持台２２の水平な上面の所定の位置に固定されていて、素材挟持加熱機構１６から素材間欠送出機構１４により送り出されたチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の加熱された一部のフランジ１２ａのウエブ１２ｂとは反対側の平面に、図１の（Ｂ）中に図示されている素材挟持加熱機構１６の一方の挟持部材１６ｆの挟持面１６ｐと同様に、湾曲加工面１８ｐを接触させている。

この実施の形態において、素材加熱湾曲機構１８の他方の湾曲成形型部材１８ｍは支持台２２の水平な上面の所定の位置に固定された公知の水平方向移動アクチュエータ１８ａ、例えば油圧ピストン、により所定の範囲で水平方向に移動可能に支持されていて、素材間欠送出機構１４により素材挟持加熱機構１６から送り出されたチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の加熱された一部のフランジ１２ａのウエブ側の平面に対し、図１の（Ｂ）中に図示されている素材挟持加熱機構１６の他方の挟持部材１６ｍの挟持面１６ｐと同様に、湾曲加工面１８ｐを接離可能である。この実施の形態において水平方向移動アクチュエータ１８ａの押圧力は１０トンである。

この実施の形態において、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｍ，１８ｆ中には湾曲加工面１８ｐの近傍に公知の荷重検知手段、例えばロードセル、及び公知の図示しない加熱手段が設けられている。公知の図示しない加熱手段は、例えば公知の温度検知器を伴った電気を使用するカートリッジヒータであり、一対の湾曲加工面１８ｍ，１８ｆの湾曲加工面１８ｐを一様に略３００℃〜略８００℃の範囲内の任意の温度に加熱し保温することが出来る。即ち、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｍ，１８ｆは、湾曲加工面１８ｐにより挟持したチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の加熱された一部の温度をチタン合金細長素材１２の湾曲可能温度に保持することが出来る。

素材加熱湾曲加工機構１８の他方の湾曲成形型部材１８ｍの為の公知の水平方向移動アクチュエータ１８ａ及び一対の湾曲成形型部材１８ｍ，１８ｆ中の公知の図示しない加熱手段も前述した公知の制御手段２４に接続されていて、公知の制御手段２４により動作を制御される。

さらに一対の湾曲成形型部材１８ｍ，１８ｆ中の公知の荷重検知手段、例えばロードセル、も前述した公知の制御手段２４に接続されていて、公知の制御手段２４は公知の水平方向移動アクチュエータ１８ａにより一対の湾曲成形型部材１８ｍ，１８ｆの湾曲加工面１８ｐを介して挟持したチタン合金細長素材１２における湾曲加工領域の一部のフランジ１２ａに負荷した圧力を知ることが出来る。

曲率測定手段２０も前述した公知の制御手段２４に接続されていて、曲率測定手段２０は素材加熱湾曲加工機構１８において湾曲された後に素材加熱湾曲加工機構１８の出口から素材間欠送出機構１４により水平移動支持機構２３上に間欠的に送り出されたチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の一部の曲率を測定し、測定結果を制御手段２４に送る。

次に、図１の（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら構成を前述したこの発明の一実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０において、所定の長さの直線状で素材間欠送出機構１４に供給されたチタン合金細長素材１２が、素材間欠送出機構１４から間欠的に送り出され素材挟持加熱機構１６及び素材加熱湾曲加工機構１８を通過する間に所望の曲率に湾曲成形加工されるまでの全体の動作の流れの一例を図２の流れ図を参照しながら説明する。

チタン合金細長素材曲げ成形装置１０の電源スイッチが入れられる前には、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１４ａ、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍ及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌ、そして素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍは夫々の初期位置に配置されている。

初期位置において素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１４ａ及び素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌは、そこに供給される所定の長さの直線状のチタン合金細長素材１２のウエブ１２ｂの板厚よりも大きく広げられている。初期位置において素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍ及び素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍは、そこに供給される所定の長さの直線状のチタン合金細長素材１２のフランジ１２ａの板厚よりも大きく広げられている。

さらに、初期位置の素材間欠送出機構１４の少なくとも一対の挟持部材１４ａは、その移動可能範囲において素材挟持加熱機構１６から最も遠い位置に配置されているとともにそこに供給される所定の長さの直線状のチタン合金細長素材１２のウエブ１２ｂの板厚よりも大きく広げられている。

チタン合金細長素材曲げ成形装置１０の電源スイッチが入れられると、制御手段２４は、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍ及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌの公知の図示しない加熱手段及び素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍ中の公知の図示しない加熱手段の動作を開始させるとともに、遮熱手段ＣＬの動作を開始させる（ＳＴ１）。

前述した公知の図示しない加熱手段に組み合わされている公知の温度検知器がチタン合金細長素材１２の所定の湾曲可能温度、この実施の形態では６００℃〜５００℃の範囲、に到達したことを検知する（ＳＴ２）と、所定の長さの直線状のチタン合金細長素材１２が支持台２２の上面上の所定の初期位置に配置される（ＳＴ３）。

初期位置においてチタン合金細長素材１２の長手方向の先端は、素材間欠送出機構１４の一対の挟持手段１４ａの間の隙間及び素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの間の隙間を介して素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌの間の隙間の出口（素材加熱湾曲加工機構１８との隣接端）に到達される。

支持台２２の上面上の所定の初期位置への所定の長さの直線状のチタン合金細長素材１２の配置は、図示しない公知の細長素材供給装置により自動的に行なうことが出来るし、手動で行なうことも出来る。

次に、図１の（Ｂ）中に図示されている如く、初期位置のチタン合金細長素材１２の先端部分のウエブ１２ｂの２つの細長い平面を素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐにより所定の低圧力で挟持させ、さらに初期位置のチタン合金細長素材１２のフランジ１２ａの２つの細長い平面を素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐにより所定の圧力で挟持させる（ＳＴ４）。

素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐ及び少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐはそれらが挟持している初期位置のチタン合金細長素材１２の先端部分のウエブ１２及びフランジ１２ａを前述した所定の湾曲可能温度に加熱する。

上記挟持の開始から初期位置のチタン合金細長素材１２の先端部分が前述した所定の湾曲可能温度に加熱されるまでに十分な所定の時間の経過後に初期位置のチタン合金細長素材１２のウエブ１２ｂの２つの細長い平面を素材間欠送出機構１４の一対の挟持手段１４ａにより所定の圧力で挟持させる（ＳＴ５）。

次に、初期位置のチタン合金細長素材１２の先端部分のウエブ１２ｂの２つの細長い平面に対する図１の（Ｂ）中に図示されている如き素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐによる挟持を開放させ、同時に初期位置のチタン合金細長素材１２のフランジ１２ａの２つの細長い平面に対する素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐによる挟持を開放させる（ＳＴ６）。

次に、素材間欠送出機構１４の一対の挟持手段１４ａを所望の距離（素材送りピッチ）だけ素材挟持加熱機構１６に向かい移動させる（ＳＴ７）。

上記所望の距離（素材送りピッチ）は、チタン合金細長素材１２において素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐ及び素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐにより挟持され前述した所定の湾曲可能温度に加熱された領域の長手方向長さの範囲内で任意の値に設定可能である。

この結果として、チタン合金細長素材１２の上記加熱領域は、素材挟持加熱機構１６に隣接している素材加熱湾曲加工機構１８の開放されている少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８Ｐの相互間の隙間に送り出される。

次に、図１の（Ｂ）中に図示されている如く、チタン合金細長素材１２の前述した先端部分に続く長手方向の一部のウエブ１２ｂの２つの細長い平面を素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐにより所定の低圧力で挟持させ、さらにチタン合金細長素材１２の前述した先端部分に続く長手方向の上記一部のフランジ１２ａの２つの細長い平面を素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐにより所定の圧力で挟持させる（ＳＴ８）。

即ち、チタン合金細長素材１２の前述した先端部分に続く長手方向の一部のフランジ１２ａ及びウエブ１２ｂを、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐ及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐを介し前述した所定の湾曲可能温度に加熱し前述した所定の湾曲可能温度に保持する。

次に、チタン合金細長素材１２のウエブ１２ｂの２つの細長い平面に対する素材間欠送出機構１４の一対の挟持手段１４ａによる挟持を開放させるとともに、一対の挟持手段１４ａを前述した初期位置に復帰させる（ＳＴ９）。

次に、チタン合金細長素材１２の前述した先端部分に続く長手方向の一部のウエブ１２ｂの２つの細長い平面に対する素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐによる挟持圧力を所定の低圧力から所定の高圧力に変更する。そしてその間に、図１の（Ａ）中に図示されている如く、チタン合金細長素材１２の前述した先端部分のフランジ１２ａの２つの細長い平面を素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐにより所定の圧力で挟持させ、上記２つの細長い平面を一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐに沿わせる（ＳＴ１０）。

素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐによるチタン合金細長素材１２の前述した先端部分に続く長手方向の一部のウエブ１２ｂの２つの細長い平面に対する前述した所定の高圧力による挟持、及び素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによるチタン合金細長素材１２の前述した先端部分のフランジ１２ａの２つの細長い平面に対する前述した挟持は、所定の時間、この実施の形態では１分、保持される。

この間に、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐはチタン合金細長素材１２の前述した先端部分を前述した所定の湾曲可能温度に加熱し前述した所定の湾曲可能温度に保持しており、従って素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐに挟持されているチタン合金細長素材１２の前述した先端部分はクリープ効果を伴って大きな曲げ応力を残留させることなく湾曲成形加工される。

しかも、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐによるチタン合金細長素材１２の前述した先端部分に続く長手方向の一部のウエブ１２ｂの２つの細長い平面に対する前述した所定の高圧力による挟持は、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８により上述した如く湾曲成形加工されているチタン合金細長素材１２の前述した先端部分と前述した先端部分に続く上述した如く湾曲成形加工されていない長手方向の一部との境界においてウエブ１２ｂに座屈を生じさせることを効果的に阻止している。

上述した間にはさらに、素材間欠送出機構１４の初期位置にある一対の挟持手段１４ａによるチタン合金細長素材１２のウエブ１２ｂの２つの細長い平面に対する挟持が行われる（ＳＴ１１）。

次に、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐ及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐによる前述した挟持が開放され、同時に、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによる挟持も開放される（ＳＴ１２）。

次に、素材間欠送出機構１４の一対の挟持手段１４ａを前述した初期位置から所望の距離（素材送りピッチ）だけ素材挟持加熱機構１６に向かい移動させる（ＳＴ１３）。

この結果として、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐにより湾曲成形加工されたチタン合金細長素材１２の前述した先端部分は一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐの間から公知の水平移動支持機構２３上に送り出され、そこで自然冷却されて多少のスプリングバックを生じながら前述した湾曲成形を残す。

この実施の形態では、湾曲加工面１８ｐの間から０．５ｍ以上離れた位置で５分間経過するとチタン合金細長素材１２の湾曲成形加工された部分の温度は１００℃以下になることが確認されている。

また上述した結果として、湾曲成形加工されたチタン合金細長素材１２の前述した先端部分に続く、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐ及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐにより前述した所定の湾曲可能温度に加熱された前述した一部分が、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐの間の隙間に送り出される。

また上述した結果として、チタン合金細長素材１２の前述した如く加熱された一部分に続く次の一部分が、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐの間の隙間及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐの間の隙間に導入される。

次に、図１の（Ｂ）を参照しながら（ＳＴ４）において前述したのと同様に、チタン合金細長素材１２の前述した如く加熱された一部分に続く次の一部分のウエブ１２ｂの２つの細長い平面を素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐにより所定の低圧力で挟持させ、さらにチタン合金細長素材１２の上記次の一部分のフランジ１２ａの２つの細長い平面を素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐにより所定の圧力で挟持させる（ＳＴ１４）。

次に、チタン合金細長素材１２の湾曲整形加工を継続させるかどうかが判断される（ＳＴ１５）。

継続させる場合には、前述した（ＳＴ５）から（ＳＴ１４）までの各工程と同じ工程が、チタン合金細長素材１２の先端部分から連続する所望の長さの複数の部分について繰り返される。

なお、チタン合金細長素材１２から湾曲整形加工して作られる製品に湾曲成形加工しない部分を含ませることも出来る。この場合には、湾曲成形加工しない部分が素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐの間の隙間に送りこまれた時に、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍは湾曲加工面１８ｐにより湾曲成形加工しない部分を挟持しないよう、固定されている一方の湾曲成形型部材１８ｆに対する移動可能な他方の湾曲成形型部材１８ｍの水平方向移動アクチュエータ１８ａによる移動が行なわれない。

チタン合金細長素材１２の湾曲整形加工を継続させない場合には、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐ及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐによる前述した挟持が開放され、さらに、素材間欠送出機構１４の一対の挟持手段１４ａによるチタン合金細長素材１２のウエブ１２ｂの２つの細長い平面に対する挟持も開放される（ＳＴ１６）。

この後、チタン合金細長素材１２は、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐの間の隙間を介して公知の水平移動支持機構２３上に引き出される。

なお、この実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０においては、素材加熱湾曲加工機構１８から公知の水平移動支持機構２３上に送り出されてきたチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の湾曲加工された後の一部の曲率が前述した如く公知の曲率測定手段２０により測定され、この測定結果が制御手段２４に送られている。

制御手段２４は、上記測定結果が所定の許容範囲から外れた時に、音，光，又はその両方を使用して警告を発し、チタン合金細長素材曲げ成形装置１０の動作を停止させる。

上記測定結果が所定の許容範囲から外れた程度に応じて、制御手段２４は、素材間欠送出機構１４を使用してチタン合金細長素材１２を引き戻し、チタン合金細長素材１２において湾曲加工された直後の湾曲加工領域の一部を素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐの間の隙間に戻し、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐにより再度湾曲成形加工することが出来る。

その時の上記引き戻しの距離や一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによる再度の湾曲成形加工に費やす時間や圧力は、チタン合金細長素材１２の材質や寸法や所望の曲率により種々に変更可能であり、変更の程度は予め多数の実験を行いその実験結果から求めておくことが出来る。

なお、この実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０の、素材間欠送出機構１４，素材挟持加熱機構１６，素材加熱湾曲加工機構１８，そして曲率測定手段２０の夫々の動作は前述した如く公知の制御手段２４により制御されるので、チタン合金細長素材曲げ成形装置１０は自動運転が可能である。

図３の（Ａ），（Ｂ），そして（Ｃ）には、この実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０において、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによる、相互に同じ材料で同じ寸法のチタン合金細長素材１２に対する湾曲加工成形温度及び湾曲成形加工時間を同じ条件、ここでは５００℃及び１分間、にし、素材間欠送出機構１４を使用してチタン合金細長素材１２を間欠的に送る時の素材送りピッチを変えた、ここでは（Ａ）が１５０ｍｍ，（Ｂ）が１００ｍｍ，そして（Ｃ）が５０ｍｍ、場合に得られたチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の全体の３つの曲率の違いを概略的に示している。

ここからは、湾曲加工成形温度及び湾曲成形加工時間を同じ条件にすると素材送りピッチが長くなるほど、湾曲成形加工後に得られたチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の全体の曲率が大きくなることがわかる。

図４の（Ａ）及び（Ｂ）には、この実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０において、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによる、相互に同じ材料で同じ寸法のチタン合金細長素材１２に対する湾曲加工成形温度及び湾曲成形加工時間を同じ条件、ここでは５００℃及び１分間、にし、素材間欠送出機構１４を使用してチタン合金細長素材１２を間欠的に送る時の素材送りピッチを変えた、ここでは（Ａ）が１００ｍｍ，そして（Ｂ）が５０ｍｍ、場合に得られたチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の変形状況の違いを拡大して示している。

図４の（Ａ）では湾曲加工領域のフランジ１２ａが小さな波状のうねりを伴って全体として湾曲していることが示されていて、また図４の（Ｂ）では湾曲加工領域のフランジ１２ａが波状のうねりを伴うことなく全体として滑らかに湾曲していることが示されている。上記うねりは、素材送りピッチが一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐの長さよりも大きかったことにより湾曲加工領域が湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐからはみ出した部分である。

図５の（Ａ）及び（Ｂ）には、この実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０において、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによる、相互に同じ材料で同じ寸法のチタン合金細長素材１２に対する湾曲加工成形温度及び湾曲成形加工時間を同じ条件、ここでは５００℃及び１分間、にし、素材間欠送出機構１４を使用してチタン合金細長素材１２を間欠的に送る時の素材送りピッチを変える、ここでは（Ａ）が１５０ｍｍ，そして（Ｂ）が５０ｍｍ、とともに素材加熱湾曲加工機構１８の直前の素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐによる挟持厚さを変えた、ここでは（Ａ）が低圧力、そして（Ｂ）が高圧力、である。

図５の（Ａ）では、湾曲成形加工時にフランジ１２ａの内側となるウエブ１２に座屈ＺＫが生じたことを示しており、図５の（Ｂ）では、湾曲成形加工時にフランジ１２ａの内側となるウエブ１２に座屈ＺＫが生じていないことを示している。

図６には、この実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０において、素材加熱湾曲加工機構１８の少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによる、相互に同じ材料で同じ寸法のチタン合金細長素材１２に対する湾曲成形加工時間のみを同じ、ここでは１分間、にし、湾曲加工成形温度及び素材間欠送出機構１４を使用してチタン合金細長素材１２を間欠的に送る時の素材送りピッチを変えたときにチタン合金細長素材１２の湾曲成形加工部分に得られた曲率半径を示している。

ここでは、同じ素材送りピッチで湾曲加工成形温度を変えても湾曲成形加工温度と得られた曲率半径との間には明瞭な相関関係は無いように思われた。これは、航空機用チタン合金の湾曲可能温度である３００℃以上では、チタン合金細長素材１２の耐力が低下しクリープ効果が現れ、特に素材送りピッチが小さい範囲では湾曲成形加工部分の単位長さ当たりの型保持時間が長くなりクリープ効果が十分に現れ、湾曲成形加工後の湾曲成形加工部分のスプリングバックが一定レベルに低下したためであると考えられている。

しかし、同じ湾曲加工成形温度で素材送りピッチを変えた場合には、素材送りピッチの増加に伴い湾曲成形加工部分が得られた曲率半径が大きくなるのにはある程度明瞭な相関関係があるように思われた。これは、素材送りピッチが大きくなることにより湾曲成形加工部分の単位長さ当たりの型保持時間が短くなりクリープ効果が十分に現れず、湾曲成形加工部分の湾曲成形加工後のスプリングバックが比較的大きく現れたためであると考えられている。

さらに、素材送りピッチが大きくなると、図４の（Ａ）中に図示されている如く、湾曲成形加工部分のフランジ１２ａに波状のうねりが発生し湾曲成形加工部分は全体として湾曲しているが、その周方向に沿って区分した複数の領域では曲率半径が均一になっていない。このことは、湾曲加工成形温度が５００℃で素材送りピッチが１００ｍｍ以上となる場合に湾曲成形加工部分の湾曲成形加工後の曲率が大きく変動する原因であると考えられている。

上述したことからは、曲率測定手段２０が測定したチタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の湾曲加工された一部の曲率を基に、素材間欠送出機構１４にチタン合金細長素材１２をその長手方向に間欠的に送り出す時の送り出し長さを変えさせれば、上記曲率を所望の値にすることが出来ることを意味している。

さらにこの実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０においては、素材挟持加熱機構１６が少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐによりチタン合金細長素材１２の湾曲可能温度まで加熱された湾曲加工領域のフランジ１２ａの一部を挟持する力、及び素材加熱湾曲加工機構１８が少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐによりチタン合金細長素材１２の湾曲可能温度まで加熱された湾曲加工領域のフランジ１２ａの一部を挟持する力の少なくともいずれか一方を変化可能である。

このことにより、チタン合金細長素材１２の湾曲加工領域のフランジ１２ａは湾曲成形加工後にその長手方向において板厚の異なる部分を有することが出来るようになる。

また、この実施の形態に従ったチタン合金細長素材曲げ成形装置１０においては、チタン合金細長素材１２の湾曲加工領域の湾曲可能温度への加熱と維持は、素材挟持加熱機構１６の少なくとも一対の挟持部材１６ｆ，１６ｍの挟持面１６ｐ及び少なくとも一対のウエブ挟持部材１６ｗｕ，１６ｗｌのウエブ挟持面１６ｗｐ、そして素材加熱湾曲加工機構１８が少なくとも一対の湾曲成形型部材１８ｆ，１８ｍの湾曲加工面１８ｐとの接触によってのみ行なわれ、この間の大気との接触は非常に少ない。従って、チタン合金細長素材１２の湾曲加工領域が湾曲成形加工されている間の酸化は実質的に生じない。

この発明に従った、チタン合金細長素材曲げ成形装置は、チタン合金細長素材を所望の曲率に湾曲させるのに使用され、例えば航空機製造の技術分野において航空機の骨格、例えば胴体や翼のフレーム、をチタン合金細長素材から所望の曲率に湾曲させて製造するのに使用できるし、曲げ成形加工された製品の厚さをその長手方向において変化させることも出来る。

１０…チタン合金細長素材曲げ成形装置、１２…チタン合金細長素材、１２ａ…フランジ、１２ｂ…ウエブ、１４…素材間欠送出機構、１４ａ…挟持手段、１６…素材挟持加熱機構、１６ａ…水平方向移動アクチュエータ、１６ｂ…垂直方向移動アクチュエータ、１６ｆ，１６ｍ…挟持部材、１６ｐ…挟持面、１６ｗｕ，１６ｗｌ…ウエブ挟持部材、１６ｗｐ…ウエブ挟持面、１８…素材加熱湾曲加工機構、１８ａ…湾曲加工面、１８ｆ、１８ｍ…湾曲成形型部材、１８ｐ…水平方向移動アクチュエータ、２０…曲率測定手段、２２…支持台、２３…水平移動支持機構、２４…制御手段、ＣＬ…遮熱手段。

Claims (6)

1. チタン合金細長素材をその長手方向に間欠的に送り出す素材間欠送出機構と；
   素材間欠送出機構により送り出されたチタン合金細長素材における湾曲加工領域の一部をチタン合金細長素材の送り出し停止中に上記長手方向と交差する方向から挟持する挟持面を夫々が有しているとともにチタン合金細長素材の湾曲可能温度まで加熱されている少なくとも一対の挟持部材を含んでおり、少なくとも一対の挟持部材の挟持面により挟持された湾曲加工領域の一部をチタン合金細長素材の湾曲可能温度まで加熱させる素材挟持加熱機構と；そして、
   素材挟持加熱機構に隣接し、湾曲加工領域の一部が湾曲される曲率を有した湾曲加工面を夫々が有しているとともに上記湾曲可能温度まで加熱された少なくとも一対の湾曲成形型部材を含んでおり、素材挟持加熱機構から送り出されたチタン合金細長素材の湾曲加工領域の加熱された一部をチタン合金細長素材の送り出し停止中に少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面により挟持し湾曲加工領域の加熱された一部を湾曲加工面に沿わせる素材加熱湾曲加工機構と；
   を備えたことを特徴とするチタン合金細長素材曲げ成形装置。
2. 素材間欠送出機構は、チタン合金細長素材をその長手方向に間欠的に送り出す時の送り出し長さを変えることが出来る、ことを特徴とする請求項１に記載のチタン合金細長素材曲げ成形装置。
3. 素材加熱湾曲加工機構から送り出されたチタン合金細長素材の湾曲加工領域の湾曲加工された一部の曲率を測定する曲率測定手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項２に記載のチタン合金細長素材曲げ成形装置。
4. 素材間欠送出機構は、曲率測定手段が測定したチタン合金細長素材の湾曲加工領域の湾曲加工された一部の曲率を基に、上記曲率を所望の値にするようチタン合金細長素材をその長手方向に間欠的に送り出す時の送り出し長さを変える、ことを特徴とする請求項３に記載のチタン合金細長素材曲げ成形装置。
5. 素材挟持加熱機構が少なくとも一対の挟持部材の挟持面によりチタン合金細長素材の湾曲可能温度まで加熱された湾曲加工領域の一部を挟持する力、及び素材加熱湾曲加工機構が少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面によりチタン合金細長素材の湾曲可能温度まで加熱された湾曲加工領域の一部を挟持する力の少なくともいずれか一方を変化可能である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のチタン合金細長素材曲げ成形装置。
6. チタン合金細長素材は、帯板形状のフランジとフランジの２つの細長い平面の一方の幅の中央から立ち上がっているとともにフランジの長手方向中心線に沿い延出した帯板形状のウエブとを有したＴ字形状の横断面を有しており、
   素材挟持加熱機構の少なくとも一対の挟持部材の挟持面及び素材加熱湾曲加工機構の少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面は、チタン合金細長素材の湾曲加工領域の一部のフランジの２つの細長い平面を挟持し、
   素材挟持加熱機構は、少なくとも一対の挟持部材の挟持面がチタン合金細長素材の湾曲加工領域の一部のフランジの２つの細長い平面を挟持している間に湾曲加工領域の一部のウエブの２つの細長い平面を挟持するウエブ挟持面を有している少なくとも一対のウエブ挟持部材をさらに備えていて、
   素材挟持加熱機構の少なくとも一対の挟持部材の挟持面及び少なくとも一対のウエブ挟持部材のウエブ挟持面は、素材加熱湾曲加工機構の少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面がチタン合金細長素材の湾曲加工領域の一部のフランジの２つの細長い平面を挟持している間にチタン合金細長素材の湾曲加工領域の一部のフランジの２つの細長い平面及びウエブの２つの細長い平面を挟持し、さらに
   素材挟持加熱機構の少なくとも一対のウエブ挟持部材は、素材加熱湾曲加工機構の少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面がチタン合金細長素材の湾曲加工領域の一部のフランジの２つの細長い平面を挟持していない間にウエブ挟持面がウエブの２つの細長い平面を挟持する圧力よりも素材加熱湾曲加工機構の少なくとも一対の湾曲成形型部材の湾曲加工面がチタン合金細長素材の湾曲加工領域の一部のフランジの２つの細長い平面を挟持している間にウエブの２つの細長い平面を挟持する圧力の方を高くしている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のチタン合金細長素材曲げ成形装置。

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