JP2765403B2

JP2765403B2 - 管棒材の曲げ装置

Info

Publication number: JP2765403B2
Application number: JP27362792A
Authority: JP
Inventors: 昌幸永井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH0699223A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、型を使用する管棒材の
曲げ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】管棒材の曲げ装置は、型ありと型なしに
大別され、高寸法精度が要求される場合は、型ありの装
置が採用される。型を使用する曲げ装置は、更に引き曲
げ式とロール曲げ式に分けられる。

【０００３】引き曲げ装置は、図５（Ａ）に示すよう
に、型としてのベンドロールＲと、ベンドロールＲに材
料Ｗを固定するためのクランプＣとを有する。ベンドロ
ールＲの外周面には材料Ｗの外面形状に対応するダイス
溝が設けられている。クランプＣにも材料Ｗの外面形状
に対応する凹部が設けられている。

【０００４】材料Ｗは、ベンドロールＲとクランプＣと
で挟持され、この状態で、ベンドロールＲおよびクラン
プＣがベンドロールＲの中心回りに同期回転することに
より、ベンドロールＲのダイス溝内に押し込まれて湾曲
する。このとき、材料ＷはクランプＣに引かれて移動す
る。即ち、材料Ｗが引き曲げられるわけである。

【０００５】これに対してロール曲げ装置は、図５
（Ｂ）に示すように、クランプＣに代わってローラｒを
有する。ローラｒには材料Ｗの外面形状に対応する凹部
が全周にわたって設けられている。材料Ｗは、ベンドロ
ールＲとローラｒとの間に挟持され、この状態で、ロー
ラｒのみがベンドロールＲの周囲を自転しながら公転す
ることにより、ベンドロールＲのダイス溝内に押し込ま
れる。

【０００６】管棒材の曲げ装置についての提案は多いが
（特開昭５０−２９４６５号公報、特開昭５８−１５９
９２３号公報、実開昭５８−１８５３２４号公報等）、
型を使用するものについては、引き曲げ式かロール曲げ
式のいずれかに分類される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、型を使
用する従来の管棒材の曲げ装置は、１つの型で１種類の
曲げ半径の加工しかできない。曲げ半径が異なる加工を
行う必要がある場合は、たとえそれが僅かな違いであっ
ても、全ての曲げ半径に対応した種類の型を準備する必
要があり、工具コストが嵩む。

【０００８】本発明の目的は、１つの型で異なる曲げ半
径の加工を行うことができ、しかも、その曲げ半径を連
続的に変えることができる管棒材の曲げ装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の管棒材の曲げ装
置は、軸方向に外径が漸次変化するテーパー形状の外周
面を有し、該外周面に雄ねじが設けられると共に、円周
方向および軸方向に可動とされた保持体と、該保持体に
弾性的に外嵌保持されるＣ状の可撓体からなり、その外
周面周方向にダイス溝が設けられると共に、内周面に前
記雄ねじに螺合する雌ねじが設けられ、保持体に対して
円周方向に相対回転することにより、拡径または縮径を
伴いつつ保持体の軸方向に相対移動し、且つ、保持体の
軸方向移動により定位置に保持されるリングダイスと、
該リングダイスのダイス溝の円周方向一部に対向したダ
イス溝に対応する凹部を有し、該凹部とダイス溝との間
に材料を挟むべく、保持体の半径方向に可動とされると
共に、凹部とダイス溝との間に材料を挟んだ状態で、円
周方向に移動して材料をリングダイスのダイス溝内に巻
き付けるヘッドとを具備することを特徴とする。

【００１０】

【作用】Ｃ状の可撓体からなるリングダイスが、保持体
のテーパー状の外周面に所謂ねじ嵌合しているので、リ
ングダイスと保持体が相対回転すると、リングダイスが
保持体の外周面に保持されたまま保持体の軸方向に移動
し、リングダイスの半径が変わる。リングダイスが保持
体の軸方向に移動しても、保持体が軸方向に移動できる
ために、リングダイスは定位置に保持される。つまり、
リングダイスは定位置で拡径または縮径される。また、
ヘッドが保持体の半径方向に移動できるため、リングダ
イスの拡径または縮径に追従できる。従って、１つのリ
ングダイスで異なる曲げ半径の加工が行われ、しかも曲
げ半径の連続的な調節が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例を示す曲げ装置の縦断面
図、図２は曲げ装置の平面図、図３はリングダイスの変
形状態を模式的に示す平面図、図４はリングダイスの水
平度を説明するための模式図である。

【００１２】本曲げ装置は、図１および図２に示すよう
に、軸を鉛直方向に向けて保持された円錐台状の保持体
１を具備する。保持体１のテーパー状の外周面には雄ね
じ２が軸方向全長にわたって設けられている。保持体１
の中心部には、内周面にスプライン溝が設けられたスリ
ーブ３が鉛直に取り付けられている。保持体１の寸法と
しては、例えば、高さが３００ｍｍ、上端の最小外径が
１８８０ｍｍ、下端の最大外径が２１００ｍｍである。

【００１３】保持体１にはリングダイス４が外嵌されて
いる。リングダイス４は、Ｓ４５Ｃ等の鋼（はがね）の
ような弾性を有する素材からなるＣ状の所謂スプリット
リングであり、ダイス本体５およびダイス台６により構
成されている。ダイス本体５は、湾曲させるべき材料
（管）の外面形状に対応した断面半円形のダイス溝９を
外周面全周に有し、ダイス台６の外周面に設けた凹溝８
内に嵌合保持されている。そして、ダイス台６の内周面
には、保持体１の外周面の雄ねじ２に噛み合う雌ねじ７
が設けられている。従って、保持体１とリングダイス４
が相対回転すれば、リングダイス４は保持体１の軸方向
に相対移動し、その半径が拡大または縮小される。

【００１４】次に、保持体１の支持機構および回転駆動
機構、並びに材料クランプ機構を説明する。

【００１５】固定台１０の上に油圧モータ１１が配設さ
れている。油圧モータ１１は、その上に鉛直に支持され
た駆動軸１２を回転させる。駆動軸１２の上部はスプラ
イン軸になっている。そして、該スプライン軸が前記ス
リーブ３に挿入され、スリーブ３が固定ネジ１３によっ
て任意の高さに固定されることにより、保持体１が支持
され、保持体１の高さが調節される。

【００１６】固定台１０の上には旋回台１４が載置され
ている。旋回台１４は、駆動軸１２からその外周側へ延
出した構成になっており、駆動軸１２に外嵌された軸受
１５に基部が接続され、下部にローラ１６を有すること
により、駆動軸１２の回りを旋回できる。そして、軸受
１５の上方に設けた電磁クラッチ１７が接状態のとき
に、駆動軸１２の回転に追従して駆動軸１２の回りを旋
回台１４が旋回動し、電磁クラッチ１７が断状態のとき
には、旋回台１４は動作せず、駆動軸１２のみが回転す
る。

【００１７】軸受１５の下方には、駆動軸１２および軸
受１５の支持体を兼ねる非回転の軸受１８が設けられて
いる。軸受１８には、シリンダー駆動される固定ピン１
９が取り付けられている。固定ピン１９は、旋回台１４
が初期位置にあるときにその基部のピン穴２０に挿入さ
れて、旋回台１４を初期位置に固定する。

【００１８】旋回台１４の台面上には、材料を拘束する
ヘッド２１が設けられている。ヘッド２１は引き曲げ装
置に使用されるクランプ（図５（Ａ）のＣ）で、保持体
１の外周側にあり、クランプ本体２２およびクランプ保
持体２３により構成されている。クランプ本体２２は、
リングダイス４のダイス本体５の円周方向一部に対向し
ており、その対向面に、材料（管）の外面形状に対応し
た断面半円形の凹部２５を有する。クランプ保持体２３
はコ字状部材であり、その上辺部と下辺部の間にクラン
プ本体２２を保持すると共に、上辺部および下辺部の各
先端部が、ダイス台６に設けた上下一対の切り込み部２
４に嵌合することにより、リングダイス４を円周方向お
よび軸方向に固定する。

【００１９】ヘッド２１は又、旋回台１４の台面上を保
持体１の半径方向に自由に移動できるスライドベース２
６に搭載されている。スライドベース２６は、旋回台１
４に取り付けたシリンダー２７により駆動され、これに
よりヘッド２１がリングダイス４から離れた退避位置
と、リングダイス４に押圧されて材料をクランプする作
動位置との間を往復する。また、スライドベース２６に
固定されたナット２８ａにスクリュネジ２８ｂが通さ
れ、これを回転させることにより、ヘッド２１がスライ
ドベース２６上を保持体１の半径方向に移動して、その
作動位置が調節される。

【００２０】保持体１の外周側には、ヘッド２１と共に
ガイドロール２９が設けられている。ガイドロール２９
は材料（管）の外面形状に対応する半円形の凹部を全周
にわたって設けた所謂キャリバーロールであり、ヘッド
２１と同様にリングダイス４に対向し、且つ、スライド
ベース３０、ナット３１およびスクリュネジ３２によ
り、保持体１の半径方向の駆動および位置調節がなされ
て材料を拘束する。但し、その架台３３は、旋回台１４
から独立分離した固定台であり、旋回台１４が初期位置
にあるときにその旋回台１４に並列する位置に設けられ
ている。

【００２１】なお、ガイドロール２９は、スクリュネジ
３２の先端に設けたガイドロール保持台３４上に取り付
けてあり、保持体１の半径方向に直角な水平方向、即
ち、保持体１の接線方向に固定位置が変更される。これ
により、ガイドロール２９による材料拘束位置が材料の
長手方向で調節される。３４ａは、ガイドロール２９を
調節位置に固定するピン穴である。

【００２２】本曲げ装置においては、曲げ半径の変更お
よび曲げ作業が次のようにして行われる。

【００２３】曲げ半径を変更するには、材料Ｗがない状
態で、固定ピン１９により旋回台１４を初期位置に固定
する。ヘッド２１によりリングダイス４を円周方向およ
び軸方向に固定する。固定ネジ１３を緩めて、保持体１
を軸方向にフリーの状態とする。また、電磁クラッチ１
７を断状態にして、駆動軸１２から旋回台１４を切り離
す。

【００２４】この状態でスクリュネジ２８ｂを操作して
リングダイス４を保持体１の外周に適当な圧力で押圧し
つつ油圧モータ１１を作動させ、駆動軸１２を回転させ
る。これにより、保持体１が円周方向に回転する。この
とき、保持体１は軸方向にフリーの状態とされ、一方、
リングダイス４はヘッド２１によって円周方向および軸
方向に拘束されているから、保持体１の回転により該保
持体１が軸方向に移動し、保持体１の外周面上に保持さ
れたリングダイス４の保持位置が保持体１の軸方向およ
び半径方向において変化する。その結果、図３に示すよ
うに、リングダイス４の平均半径Ｒが変化する。

【００２５】このとき、リングダイス４は、保持体１の
上端で最小半径Ｒ₁となり、下端で最大半径Ｒ₂とな
る。保持体１の上端でも保持体１にリングダイス４が保
持されるように、リングダイス４は保持体１の上端での
最小半径Ｒ₁より若干小さい半径に製作され、また、保
持体１の下端で弾性限界を超えないように、材質、寸
法、構造等が決められる。リングダイス４をダイス本体
５とダイス台６とに分割した構成は、それぞれの厚みを
薄くでき、弾性変形量を大きくするのに有利である。

【００２６】また、リングダイス４が保持体１を包囲す
る包囲角αは、保持体１の上端で最大（α₁）となり、
下端で最小（α₂）となる。Ｕ曲げの場合、この包囲角
αは最小で（１８０＋γ）度（但し、γはスプリングバ
ックする角度であり、材料の寸法、材質、曲げ半径等に
より異なる。）あればよく、この条件を満足するよう
に、リングダイス４の周長が決められる。例えば、保持
体１の高さが３００ｍｍ、最小外径が１８８０ｍｍ、最
大外径が２１００ｍｍの場合、リングダイス４の内周長
を５５００ｍｍとすれば、保持体１の上端で３３５度の
包囲角α₁が確保され、下端でも３００度の包囲角α₂
が確保される。

【００２７】なお、リングダイス４が保持体１の軸心方
向に移動すると、図４に示すように、保持体１の上端で
のリード角β₁と下端でのリード角β₂とが相違するこ
とから、リングダイス４に傾きが生じる。しかし、保持
体１の高さが３００ｍｍ、最小外径が１８８０ｍｍ、最
大外径が２１００ｍｍ、リードｌが５ｍｍの場合、この
傾きによる円周方向での高低差は、最大で0.２ｍｍ程度
であり、無視することができる。

【００２８】以上のようにしてリングダイス４の半径が
目標値に調節されると、固定ネジ１３を締めて保持体１
の高さを固定し、曲げ作業に移行する。

【００２９】曲げ作業を行うには、固定ピン１９を操作
して、旋回台１４を回転自在の状態にする。シリンダー
２７を操作してヘッド２１を退避位置に後退させる。材
料Ｗをヘッド２１とリングダイス４の間に位置させ、ヘ
ッド２１を作動位置に前進させることにより、この間に
材料Ｗをクランプすると共に、ヘッド２１をリングダイ
ス４に嵌合させる。また、ガイドロール２９により材料
を拘束する。そして、電磁クラッチ１７を接続状態にし
て油圧モータ１１を作動させる。

【００３０】これにより、保持体１が円周方向に回転す
ると共に、その回転に周期してヘッド２１が旋回台１４
と共に保持体１の回転中心の回りを旋回する。このと
き、ガイドロール２９は移動せず、材料Ｗを定位置で拘
束し続ける。その結果、材料Ｗがヘッド２１によって引
かれ、リングダイス４のダイス溝９内に巻き付けられ
る。即ち、材料Ｗが引き曲げされる。

【００３１】曲げが終了すると、油圧モータ１１を停止
し、ヘッド２１を退避位置に後退させ、また、ガイドロ
ール２９を材料Ｗから遠ざけて、材料Ｗを取り出す。材
料Ｗの取り出しが終了すると、電磁クラッチ１７を接状
態にしたまま、油圧モータ１１により駆動軸１２を逆方
向に回転させて、保持体１および旋回台１４を初期位置
に戻す。

【００３２】以上で引き曲げの１サイクルが終了する。

【００３３】沸騰水型原子炉の冷却管に使用する外径１
9.０５ｍｍ、肉厚1.０９ｍｍのインコネルアロイ６９０
管は、曲げ半径が４４5.５ｍｍから１５１２ｍｍまでの
８０種類のＵ曲げ加工を必要とする。この加工を従来は
８０種類のベンドロールを使用して行っていたが、本発
明の曲げ装置の導入により８種の保持体と１０種のリン
グダイスで行うことができるようになり、工具数の大幅
節減および工具取替工数の大幅節減を達成できた。

【００３４】なお、上記実施例は引き曲げ装置である
が、そのヘッド２１をローラとすると共に、ローラを搭
載した旋回台と回転駆動機構とを常時連結し、保持体を
必要時に回転駆動機構と連結する構造とすることによ
り、ローラ曲げ装置とすることもできる。

【００３５】また、保持体１を軸方向に可動とする代わ
りにヘッド２１を保持体１の軸方向に可動とすること、
及びヘッド２１を保持体１の半径方向に移動させる代わ
りに保持体１をその半径方向に移動させることも、本発
明の範疇である。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の管棒材の曲げ装置は、リングダイスの半径を変更する
ことにより、１つのリングダイスで異なる曲げ半径の加
工を行うことでき、曲げ半径の連続的な調節も可能であ
る。従って、工具数を大幅に少なくでき、工具コストの
節減を可能にする。また、工具の取替に要する手間を省
略でき、曲げ作業における作業性の向上を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す曲げ装置の縦断面図で
ある。

【図２】曲げ装置の平面図である。

【図３】リングダイスの変形状態を模式的に示す平面図
である。

【図４】リングダイスの水平度を説明するための模式図
である。

【図５】従来装置による曲げ加工を模式的に示す平面図
である。

【符号の説明】

１保持体２雄ねじ４リングダイス７雌ねじ９ダイス溝１１油圧モータ１２駆動軸１４旋回台１７電磁クラッチ２１ヘッド２５凹部２９ガイドロール

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に外径が漸次変化するテーパー形
状の外周面を有し、該外周面に雄ねじが設けられると共
に、円周方向および軸方向に可動とされた保持体と、該保持体に弾性的に外嵌保持されるＣ状の可撓体からな
り、その外周面周方向にダイス溝が設けられると共に、
内周面に前記雄ねじに螺合する雌ねじが設けられ、保持
体に対して円周方向に相対回転することにより、拡径ま
たは縮径を伴いつつ保持体の軸方向に相対移動し、且
つ、保持体の軸方向移動により定位置に保持されるリン
グダイスと、該リングダイスのダイス溝の円周方向一部に対向したダ
イス溝に対応する凹部を有し、該凹部とダイス溝との間
に材料を挟むべく、保持体の半径方向に可動とされると
共に、凹部とダイス溝との間に材料を挟んだ状態で、円
周方向に移動して材料をリングダイスのダイス溝内に巻
き付けるヘッドとを具備することを特徴とする管棒材の
曲げ装置。