JP3027812B1 - 金属中空体曲げ加工装置及び金属中空体曲げ加工システム - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 曲げ加工されて断面が角柱形状の金属中空体
を製造するに際して、円柱形状や楕円形状等の円筒断面
を有する金属中空体を曲げ加工しつつ断面を角柱形状に
成形することにより、断面形状（角柱形状）の崩れ、座
屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生させることなく、
角柱形状の断面を有する金属中空体を曲げ加工可能な曲
げ加工装置及び曲げ加工システムを提供する。 【解決手段】 所定曲線２０に沿って６段に渡って成形
ロール２１乃至２６を配設するとともに、上流側から下
流側にいくに従って各成形ロール２１乃至２６の成形断
面形状を、略楕円柱形状である断面形状Ｕから徐々に金
属パイプＰの両側部Ｐ１、Ｐ２が相互に近接するように
断面形状Ｖ乃至Ｙを経て最終的に角柱形状である断面形
状Ｚに形成し、定形装置１８を通過した略楕円柱形状の
断面形状Ｌを有する金属パイプＰを各成形ロール２１乃
至２６に挿通することにより、金属パイプＰを所定曲線
２０に沿って曲げ成形しながら金属パイプＰの断面形状
を角柱形状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプ状の金属中
空体の曲げ加工を行う金属中空体曲げ加工装置及び金属
中空体曲げ加工システムに関し、特に、曲げ加工されて
断面が角柱形状の金属中空体を製造するに際して、断面
角柱形状の金属中空体の曲げ加工を行うのではなく、円
柱形状や楕円形状等の円筒断面を有する金属中空体を曲
げ加工しつつ断面を角柱形状に成形することにより、断
面形状（角柱形状）の崩れ、座屈、しわ（波打ち）等の
不具合を発生させることなく、角柱形状の断面を有する
金属中空体を曲げ加工可能な曲げ加工装置及び曲げ加工
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、曲げ加工されて断面が角柱形状の
金属中空体を製造する場合、予め角柱形状の断面を有す
る金属中空体を製造しておき、かかる金属中空体を複数
段の成形ロールが配設された曲げ加工装置に挿通するこ
とにより、角柱形状の金属中空体の曲げ加工を行ってい
る。この曲げ加工時に、金属中空体の内周側と外周側と
の間には、いわゆる、周長差が発生し、かかる周長差に
起因して、金属中空体の内周側には圧縮応力が発生する
とともに、外周側には引張り応力が発生する。従って、
金属中空体の内周側は、圧縮応力に起因して収縮し、ま
た、外周側は、引張り応力に起因して伸張する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、断面角
柱形状の金属中空体では、その角柱形状の四角部分は略
直角に成形されている。かかる各四角部分は、金属中空
体の曲げ加工を行う際に金属中空体の材料の移動を妨げ
る作用を行うことが知られており、具体的には、金属中
空体の内周側にて収縮が発生した場合、及び、外周側に
て伸張が発生した場合のいずれにおいても、四角部分の
存在に起因して材料が移動できないこととなる。

【０００４】従って、断面角柱形状の金属中空体の曲げ
加工を行った際に、内周側で材料が充分収縮できず、ま
た、外周側で材料が伸張できなくなり、これにより金属
中空体の断面形状（角柱形状）の崩れ、しわ等が発生し
てしまい、場合によっては座屈してしまう問題がある。
このような不具合は、金属中空体を曲げる際の曲率が小
さければ小さい程顕著に現れる。

【０００５】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであり、曲げ加工されて断面が角柱形状
の金属中空体を製造するに際して、円柱形状や楕円形状
等の円筒断面を有する金属中空体を曲げ加工しつつ断面
を角柱形状に成形することにより、断面形状（角柱形
状）の崩れ、座屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生さ
せることなく、角柱形状の断面を有する金属中空体を曲
げ加工可能な曲げ加工装置及び曲げ加工システムを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係る金属中空体曲げ加工装置は、所定の曲線
に沿って複数段に配設された成形ロールを備え、前記各
成形ロールの成形形状は、上流側の成形ロールから下流
側の成形ロールにいくに従って所定円筒形状から所定角
柱形状に形成されており、前記所定円筒形状の断面を有
する金属中空体を各成形ロールに挿通した際に、金属中
空体は前記所定の曲線に合致して曲げ成形されるととも
に、金属中空体の断面は所定角柱形状に成形されること
を特徴とする。

【０００７】前記請求項１の曲げ加工装置では、所定の
曲線に沿って配設された複数の各成形ロールにおける成
形形状が上流側の成形ロールから下流側の成形ロールに
いくに従って所定円筒形状から所定角柱形状に形成され
ていることから、所定円筒形状の断面を有する金属中空
体を各成形ロールに挿通した際に、金属中空体は所定の
曲線に合致して曲げ成形され、また、曲げ成形されてい
る間に金属中空体の断面は所定円筒形状から所定角柱形
状にまで徐々に成形されていく。

【０００８】このとき、金属中空体の断面は、所定円筒
形状に形成されて角部は存在しないので、金属中空体の
曲げ成形開始時に金属中空体の材料は、その内周側及び
外周側で自由に移動することが可能である。従って、曲
げ成形の内周側で圧縮応力が発生して金属中空体の材料
収縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生し
て材料伸張が発生した場合においても、金属中空体にお
ける断面形状（角柱形状）の崩れ、座屈、しわ（波打
ち）等の不具合を発生させることなく、角柱形状の断面
を有する金属中空体を製造することが可能となる。

【０００９】また、請求項２に係る金属中空体曲げ加工
装置は、請求項１の曲げ加工装置において、前記所定円
筒形状は、円柱形状又は楕円柱形状であることを特徴と
する。請求項２の曲げ加工装置では、曲げ加工当初にお
ける金属中空体の断面が円柱形状又は楕円柱形状である
ことから角部は全く存在せず、従って、金属中空体の曲
げ成形開始時に金属中空体の材料は、その内周側及び外
周側で自由に移動することが可能であり、これより曲げ
成形の内周側で圧縮応力が発生して金属中空体の材料収
縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生して
材料伸張が発生した場合においても、金属中空体におけ
る断面形状（角柱形状）の崩れ、座屈、しわ（波打ち）
等の不具合を発生することはない。

【００１０】更に、請求項３に係る金属中空体曲げ加工
システムは、複数段に配設され、平板状の金属板を徐々
に所定円筒形状に成形する第１成形ロールと、前記第１
成形ロールの下流側に配置され、各第１成形ロールによ
り所定円筒形状に成形された金属板の両側部を溶接して
金属中空体にする溶接装置と、前記溶接装置の下流側に
配置され、所定の曲線に沿って複数段に配設された第２
成形ロールを備え、前記各第２成形ロールの成形形状
は、上流側の第２成形ロールから下流側の第２成形ロー
ルにいくに従って所定円筒形状から所定角柱形状に形成
されており、前記所定円筒形状の断面を有する金属中空
体を各第２成形ロールに挿通した際に、金属中空体は前
記所定の曲線に合致して曲げ成形されるとともに、金属
中空体の断面は所定角柱形状に成形されることを特徴と
する。

【００１１】請求項３の曲げ加工システムでは、各第１
成形ロールを介して平板状の金属板が徐々に所定円筒形
状に成形され、次いで、溶接装置において金属板の両側
部が溶接されて所定円筒形状を有する金属中空体とされ
る。この後、金属中空体は、各第２成形ロールを介して
曲げ成形されるとともに、所定角柱形状に成形される。
ここに、所定の曲線に沿って配設された複数の各第２成
形ロールにおける成形形状が上流側の成形ロールから下
流側の成形ロールにいくに従って所定円筒形状から所定
角柱形状に形成されていることから、所定円筒形状の断
面を有する金属中空体を各成形ロールに挿通した際に、
金属中空体は所定の曲線に合致して曲げ成形され、ま
た、曲げ成形されている間に金属中空体の断面は所定円
筒形状から所定角柱形状にまで徐々に成形されていく。

【００１２】このとき、金属中空体の断面は、所定円筒
形状に形成されて角部は存在しないので、金属中空体の
曲げ成形開始時に金属中空体の材料は、その内周側及び
外周側で自由に移動することが可能である。従って、曲
げ成形の内周側で圧縮応力が発生して金属中空体の材料
収縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生し
て材料伸張が発生した場合においても、金属中空体にお
ける断面形状（角柱形状）の崩れ、座屈、しわ（波打
ち）等の不具合を発生させることなく、角柱形状の断面
を有する金属中空体を製造することが可能となる。

【００１３】前記のように、請求項３の曲げ加工システ
ムによれば、平板状の金属板を第１成形ロール、溶接装
置、第２成形ロールに順次挿通することにより、金属板
を出発物として所定の曲線に合致して曲げ加工された断
面角柱形状の金属中空体を連続的に成形することが可能
となる。

【００１４】また、請求項４に係る金属中空体曲げ加工
システムは、請求項３の曲げ加工システムにおいて、前
記所定円筒形状は、円柱形状又は楕円柱形状であること
を特徴とする。請求項４の曲げ加工システムでは、第２
成形ロールによる曲げ加工当初における金属中空体の断
面が円柱形状又は楕円柱形状であることから角部は全く
存在せず、従って、金属中空体の曲げ成形開始時に金属
中空体の材料は、その内周側及び外周側で自由に移動す
ることが可能であり、これより曲げ成形の内周側で圧縮
応力が発生して金属中空体の材料収縮が発生したり、ま
た、外周側で引張り応力が発生して材料伸張が発生した
場合においても、金属中空体における断面形状（角柱形
状）の崩れ、座屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生す
ることはない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る金属中空体曲
げ加工装置及び曲げ加工システムについて、本発明を具
体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明
する。先ず、図１に基づいて金属中空体曲げ加工システ
ムの概略構成について説明する。図１は曲げ加工システ
ムの模式平面図である。

【００１６】図１において、金属中空体曲げ加工システ
ム１は、基本的に、連続する平板状の金属板を順次シス
テム１内に送り込むとともに、平板状の金属体の断面成
形を連続的に行って所定円筒形状（断面形状が円柱形状
又は楕円柱形状）の金属中空体を成形し、この後、金属
中空体を所定の曲線に合致して曲げ成形しながら金属中
空体の断面形状を所定円筒形状から所定角柱形状にまで
徐々に成形するシステムである。尚、曲げ加工システム
１において、金属材料は、図１中左側から右側に送り込
まれていく。

【００１７】曲げ加工システム１において、最も上流側
には、アンコイラ２が配置されており、かかるアンコイ
ラ２はリール状に巻装された金属板を下流側にスムーズ
に送る作用を行う。尚、アンコイラ２に隣接してコイル
カー３が配置されている。コイルカー３は、リール状に
巻装された金属板をストックしておき、アンコイラ２の
金属板がなくなった場合に、新たなリール状金属板を迅
速にアンコイラ２に取り付けることを可能とする台車で
ある。

【００１８】アンコイラ２の下流側には、レベラ４が配
置されている。金属板は巻装状態でアンコイラ２に装着
されており、アンコイラ２から供給される金属板には巻
き癖が付いていることから、レベラ４は、金属板に付い
ている巻き癖を取り去る作用を行う。尚、レベラ４を経
た金属板は、平板状になる。

【００１９】レベラ４の下流側に配置されたピンチロー
ル５は、アンコイラ２やレベラ４にて金属板にかけられ
た負荷を除去すべく金属板を引き取る引き取りローラで
ある。ピンチロール５の下流側には繋ぎ装置６が配置さ
れており、かかる繋ぎ装置６は、金属板が途中でなくな
った時に、前の金属板の終端と新たな金属板の前端とを
溶接して繋ぐための装置である。繋ぎ装置６の下流側に
は切断装置７が配置されている。切断装置７は、連続状
の金属板の前端や後端がその長さ方向に直角に切断され
ていないことを勘案して、連続状の金属板の前端と後端
とを長さ方向に対して直角に切断するための装置であ
る。尚、このように切断された連続状金属板の後端と新
たな金属板の前端とが、前記繋ぎ装置６に戻されて溶接
により繋がれる。

【００２０】切断装置７の下流側に配置されたプレス装
置８は、製品によっては予め穴明け加工が必要な製品も
あることを勘案して、金属板に予め穴明け加工を行う装
置である。プレス装置８の下流側にはフィーダ９が配置
されており、かかるフィーダ９は、金属板を一定量ずつ
送り出す作用を行う。これにより、プレス装置８は、フ
ィーダ９により一定量ずつ金属板が送り出される毎に、
所定ピッチで正確な穴明け加工を行うことが可能とな
る。

【００２１】フィーダ９の下流側に配置されたルーパー
１０は、連続状の金属板に弛みを形成し、金属板が緊張
状態で下流側の断面成形ロール機１１に送り込まれるこ
とを防止する装置である。かかるルーパー１０を介して
断面成形ロール機１１に金属板を適正に送り込むことが
できる。

【００２２】ここで、断面成形ロール機１１の作用につ
いて図１及び図２を参照して説明する。図２は断面成形
ロール機に設けられた成形ロールを介して平板状の金属
板が徐々に円筒形状に成形されていく状態を示す説明図
である。

【００２３】断面成形ロール機１１には、複数段（本実
施形態では、１２段）に渡って成形ロール１１Ａ乃至１
１Ｌが配設されている。第１段目の成形ロール１１Ａに
送り込まれる直前においては、金属板１２は、図２に示
すように、平板状を保持しており、成形ロール１１Ａに
送り込まれると金属板１２は、図２に示す波形の形状Ａ
に成形される。次に、第２段目の成形ロール１１Ｂに送
り込まれると、金属板１２は、その両側部が少し立ち上
がって形状Ａから形状Ｂに成形される。この後、第３段
目の成形ロール１１Ｃ、第４段目の成形ロール１１Ｄ、
第５段目の成形ロール１１Ｅ、第６段目の成形ロール１
１Ｆ、第７段目の成形ロール１１Ｇ、第８段目の成形ロ
ール１１Ｈ、第９段目の成形ロール１１Ｉ、第１０段目
の成形ロール１１Ｊ、第１１段目の成形ロール１１Ｋに
対して金属板１２が送り込まれるに従って、金属板１２
の両側部は順次閉塞されていき、その断面形状は、形状
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋに成形されてい
く。そして、最終の第１２段目の成形ロール１１Ｌを経
た時点においては、金属板１２の両側端縁は、図２に示
すように、相互に当接されて楕円柱形状である形状Ｌに
まで成形される。形状Ｌにおいては、角柱形状とは異な
り、４つの角部は存在せず、所定の曲率を有する曲面に
成形されていることが分かる。

【００２４】尚、前記では、平板状の金属板１２を１２
個の各成形ロール１１Ａ乃至１１Ｌに挿通することによ
り断面形状が楕円柱形状の金属パイプＰを成形する場合
について説明したが、各成形ロール１１Ａ乃至１１Ｌの
成形形状を種々変えることにより、断面形状が円柱形状
の金属パイプＰを成形したり、その他の円筒形状の金属
パイプＰに成形することは容易に行うことができる。

【００２５】図１に戻って曲げ加工システム１の説明を
続けると、前記断面成形ロール機１１の隣接して制御盤
１３が配置されており、かかる制御盤１３は、曲げ加工
システム１の全体を電気的に制御するものである。制御
盤１３に隣接して高周波発信機１４が配置されており、
また、断面成形ロール機１１の下流側には、高周波溶接
機１５が配置されている。高周波溶接機１５は、高周波
発信機１４と協働して、前記した形状Ｌを有する金属パ
イプＰにて金属板１２の両側端縁の溶接を行うものであ
る。これにより、金属板１２の両側端縁を閉じてなる楕
円柱形状の断面を有する金属パイプＰが得られる。

【００２６】尚、高周波発信機１４に隣接して冷却スタ
ンド１６が配置されており、かかる冷却スタンド１６
は、溶接に使用した治具等を冷却するためのクーリング
タンクである。また、高周波溶接機１５の下流側に配置
された冷却槽１７は、前記のように溶接された後の金属
パイプＰを冷却するためのものである。

【００２７】また、冷却槽１７の下流側には定形装置１
８が配置されている。かかる定形装置１８は、前記のよ
うに溶接しただけでは金属パイプＰの楕円柱形状が安定
していないことから、形状安定ロールにより金属パイプ
Ｐの形状の安定化を図る装置である。

【００２８】定形装置１８の下流側には曲げ加工装置１
９が配置されている。曲げ加工装置１９は、前記のよう
に成形された楕円柱形状の断面を有する金属パイプＰを
所定の曲線に沿って曲げ成形するとともに、同時に、金
属パイプＰの断面形状を楕円柱形状から角柱形状に成形
する作用を行うものである。

【００２９】ここで、曲げ加工装置１９の構成につい
て、図３に基づき説明する。図３は曲げ加工装置を詳細
に示す平面図である。図３において、曲げ加工装置１９
には、所定の曲線２０に沿って複数段（本実施形態の場
合６段）に渡って各一対の成形ロール２１乃至２６が配
設されている。各成形ロール２１の成形ポイント２１
Ａ、成形ロール２２の成形ポイント２２Ａ、成形ロール
２３の成形ポイント２３Ａ、成形ロール２４の成形ポイ
ント２４Ａ、成形ロール２５の成形ポイント２５Ａ、及
び、成形ロール２６の成形ポイント２６Ａは、それぞれ
曲線２０上に配置されている。

【００３０】また、曲線２０の外側において、各成形ロ
ール２１等の間には、補助ロール２７が配設されてお
り、また、曲線２０にて曲げの中間点となる位置、及
び、最終成形ロール２６の下流位置には、小径の補助ロ
ール２８が配置されている。補助ロール２７、２８は、
共に金属パイプＰを曲線２０に沿って曲げる際に、円滑
な曲げ成形を行うべく設けられている。尚、各成形ロー
ル２１乃至２６は、それぞれ保持部材２９乃至３４に保
持されている。

【００３１】続いて、各成形ロール２１乃至２６により
行われる金属パイプＰの断面成形作用及び曲げ成形作用
について、図３乃至図９に基づき説明する。図４は第１
段目の成形ロール２１を介して金属パイプＰが断面成形
される状態を示す断面図、図５は第２段目の成形ロール
２２を介して金属パイプＰが断面成形される状態を示す
断面図、図６は第３段目の成形ロール２３を介して金属
パイプＰが断面成形される状態を示す断面図、図７は第
４断面の成形ロール２４を介して金属パイプＰが断面成
形される状態を示す断面図、図８は第５段目の成形ロー
ル２５を介して金属パイプＰが断面成形される状態を示
す断面図、図９は第６段目の成形ロール２６を介して金
属パイプＰが断面成形される状態を示す断面図である。

【００３２】定形装置１８を通過した金属パイプＰは図
２にて示す断面形状Ｌを有するが、この形状Ｌにおいて
は、角柱形状とは異なり４つの角部は存在せず、所定の
曲率を有する曲面に成形された両側部Ｐ１、Ｐ２を備え
た略楕円柱形状にされている。尚、各成形ロール２１乃
至２６は、以下に説明するように、金属パイプＰの両側
部Ｐ１、Ｐ２の曲面を徐々に平板化しつつ相互に近接す
るように成形して、最終的に角柱形状の断面を有する金
属パイプＰを成形するものである。

【００３３】先ず、図４において、第１段目の成形ロー
ル２１の成形断面形状Ｕは、形状Ｌと比較して金属パイ
プＰの両側部Ｐ１、Ｐ２が若干近接するように成形する
成形断面であり、断面形状Ｌの金属パイプＰは成形ロー
ル２１を介して断面形状Ｕに成形される。このとき、成
形ロール２１の曲げポイント２１Ａは定形装置１８の送
り方向上に存在するので、金属パイプＰの曲げ成形は行
われない。

【００３４】成形ロール２１の下流側に配置された第２
段目の成形ロール２２の成形断面形状Ｖは、図５に示す
ように、断面形状Ｕと比較して金属パイプＰの両側部Ｐ
１、Ｐ２が更に近接するように成形する成形断面であ
り、断面形状Ｕの金属パイプＰは成形ロール２２を介し
て断面形状Ｕから断面形状Ｖに成形される。このとき、
成形ロール２２の曲げポイント２２Ａは、成形ロール２
１の場合と同様、定形装置１８の送り方向上に存在する
ので、金属パイプＰの曲げ成形は行われない。

【００３５】成形ロール２２の下流側に配置された第３
段目の成形ロール２３の成形断面形状Ｗは、図６に示す
ように、断面形状Ｖと比較して金属パイプＰの両側部Ｐ
１、Ｐ２が更に近接するように成形する成形断面であ
り、断面形状Ｖの金属パイプＰは成形ロール２３を介し
て断面形状Ｖから断面形状Ｗに成形される。このとき、
成形ロール２３の曲げポイント２３Ａは、定形装置１８
の送り方向から若干ずれた位置（図３中、下側にずれた
位置）に存在するので、金属パイプＰは、曲げポイント
２３Ａのずれに対応して若干曲げ成形される。かかる金
属パイプＰの曲げ成形は、成形ロール２３を介して断面
形状Ｖから断面形状Ｗに成形されている間に行われるこ
ととなる。かかる場合において、金属パイプＰの断面形
状Ｖ、Ｗのいずれにおいても直角状の角部は存在しない
ので、金属パイプＰの曲げ成形時に金属パイプＰの材料
は、その内周側（図３中、下側）及び外周側（図３中、
上側）で自由に移動することが可能である。従って、曲
げ成形の内周側で圧縮応力が発生して金属パイプＰの材
料収縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生
して材料伸張が発生した場合においても、金属パイプＰ
は、座屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生させること
なく、曲げ成形されるものである。

【００３６】成形ロール２３の下流側に配置された第４
段目の成形ロール２４の成形断面形状Ｘは、図７に示す
ように、断面形状Ｗと比較して金属パイプＰの両側部Ｐ
１、Ｐ２が更に近接するように成形する成形断面であ
り、断面形状Ｗの金属パイプＰは成形ロール２４を介し
て断面形状Ｗから断面形状Ｘに成形される。このとき、
成形ロール２４の曲げポイント２４Ａは、前記成形ロー
ル２３の曲げポイント２３Ａから更に図３中下側にずれ
た位置に存在するので、金属パイプＰは、曲げポイント
２４Ａのずれに対応して更に曲げ成形される。かかる金
属パイプＰの曲げ成形は、成形ロール２４を介して断面
形状Ｗから断面形状Ｘに成形されている間に行われるこ
ととなる。かかる場合において、金属パイプＰの断面形
状Ｗ、Ｘのいずれにおいても直角状の角部は存在しない
ので、金属パイプＰの曲げ成形時に金属パイプＰの材料
は、その内周側（図３中、下側）及び外周側（図３中、
上側）で自由に移動することが可能である。従って、曲
げ成形の内周側で圧縮応力が発生して金属パイプＰの材
料収縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生
して材料伸張が発生した場合においても、前記成形ロー
ル２３の場合と同様、金属パイプＰは、座屈、しわ（波
打ち）等の不具合を発生させることなく、曲げ成形され
るものである。

【００３７】成形ロール２４の下流側に配置された第５
段目の成形ロール２５の成形断面形状Ｙは、図８に示す
ように、断面形状Ｘと比較して金属パイプＰの両側部Ｐ
１、Ｐ２が更に近接するように成形する成形断面であ
り、断面形状Ｘの金属パイプＰは成形ロール２５を介し
て断面形状Ｘから断面形状Ｙに成形される。このとき、
成形ロール２５の曲げポイント２５Ａは、前記成形ロー
ル２４の曲げポイント２４Ａから更に図３中下側にずれ
た位置に存在するので、金属パイプＰは、曲げポイント
２５Ａのずれに対応して更に曲げ成形される。かかる金
属パイプＰの曲げ成形は、成形ロール２５を介して断面
形状Ｘから断面形状Ｙに成形されている間に行われるこ
ととなる。かかる場合において、金属パイプＰの断面形
状Ｘ、Ｙのいずれにおいても直角状の角部は存在しない
ので、金属パイプＰの曲げ成形時に金属パイプＰの材料
は、その内周側（図３中、下側）及び外周側（図３中、
上側）で自由に移動することが可能である。従って、曲
げ成形の内周側で圧縮応力が発生して金属パイプＰの材
料収縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生
して材料伸張が発生した場合においても、前記成形ロー
ル２３の場合と同様、金属パイプＰは、座屈、しわ（波
打ち）等の不具合を発生させることなく、曲げ成形され
るものである。

【００３８】成形ロール２５の下流側に配置された第６
段目（最終段）の成形ロール２６の成形断面形状Ｚは、
図９に示すように、断面形状Ｙと比較して金属パイプＰ
の両側部Ｐ１、Ｐ２を更に近接させて角柱形状（最終断
面形状）に成形する成形断面であり、断面形状Ｙの金属
パイプＰは成形ロール２６を介して断面形状Ｙから断面
形状Ｚに成形される。このとき、成形ロール２６の曲げ
ポイント２６Ａは、前記成形ロール２５の曲げポイント
２５Ａから更に図３中下側にずれた位置に存在するの
で、金属パイプＰは、曲げポイント２６Ａのずれに対応
して更に曲げ成形される。かかる金属パイプＰの曲げ成
形は、成形ロール２６を介して断面形状Ｙから断面形状
Ｚに成形されている間に行われることとなる。かかる場
合において、金属パイプＰの断面形状Ｙにおいては直角
状の角部は存在しないので、金属パイプＰの曲げ成形時
に金属パイプＰの材料は、その内周側（図３中、下側）
及び外周側（図３中、上側）で自由に移動することが可
能である。従って、曲げ成形の内周側で圧縮応力が発生
して金属パイプＰの材料収縮が発生したり、また、外周
側で引張り応力が発生して材料伸張が発生した場合にお
いても、前記成形ロール２３の場合と同様、金属パイプ
Ｐは、座屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生させるこ
となく、曲げ成形されるものである。これにより、最終
断面形状である角柱形状に崩れを発生することなく、曲
線２０に沿って曲げ成形され、且つ、適正な角柱形状の
断面を有する金属パイプＰを製造することができる。

【００３９】前記のように、曲げ加工装置１９における
各成形ロール２１乃至２６を介して、各成形ロール２１
等が配置された曲線２０に沿って曲げ成形され、且つ、
断面が角柱形状に成形された金属パイプＰは、曲げ加工
装置１９の下流側で曲線２０上に配置されたキャンバー
切断機３５により所定長さに切断される。これにより、
断面角柱形状で曲げ成形された製品が得られるものであ
る。尚、キャンバー切断機３５は、切断機制御盤３６を
介して制御される。

【００４０】以上詳細に説明した通り本実施形態に係る
曲げ加工装置１９では、所定曲線２０に沿って６段に渡
って成形ロール２１乃至２６を配設するとともに、上流
側から下流側にいくに従って各成形ロール２１乃至２６
の成形断面形状を、略楕円柱形状である断面形状Ｕから
徐々に金属パイプＰの両側部Ｐ１、Ｐ２が相互に近接す
るように断面形状Ｖ乃至Ｙを経て最終的に角柱形状であ
る断面形状Ｚに形成し、定形装置１８を通過した略楕円
柱形状の断面形状Ｌを有する金属パイプＰを各成形ロー
ル２１乃至２６に挿通することにより、金属パイプＰを
所定曲線２０に沿って曲げ成形しながら金属パイプＰの
断面形状を角柱形状に成形することができる。

【００４１】このとき、最終段の成形ロール２６に至る
前段における各成形ロール２１乃至２５の成形断面Ｕ乃
至Ｙには、直角状の角部は存在しないので、金属パイプ
Ｐの断面にも直角状の角部が形成されることはなく、こ
れより金属パイプＰの曲げ成形開始時に金属パイプＰの
材料は、その内周側及び外周側で自由に移動することが
可能である。従って、曲げ成形の内周側で圧縮応力が発
生して金属中空体の材料収縮が発生したり、また、外周
側で引張り応力が発生して材料伸張が発生した場合にお
いても、金属パイプＰにおける断面形状（角柱形状）の
崩れ、座屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生させるこ
となく、角柱形状の断面を有する金属パイプＰを製造す
ることができる。

【００４２】また、本実施形態に係る曲げ加工システム
１では、断面成形ロール機１１において１２段に渡って
配設した成形ロール１１Ａ乃至１１Ｌを介して、平板状
の金属板１２の両側部を順次閉塞して略楕円柱形状であ
る断面形状Ｌを有する金属パイプＰを成形するととも
に、断面成形ロール機１１の下流側に配設された高周波
溶接機１５を介して断面形状Ｌの金属パイプＰにて金属
板１２の両側端縁の溶接を行って両側端縁を閉じてなる
略楕円柱形状の断面を有する金属パイプＰとし、この
後、前記と同様の曲げ加工装置１９により金属パイプＰ
を所定曲線２０に沿って曲げ成形しながら金属パイプＰ
の断面形状を角柱形状に成形するように構成したので、
平板状の金属板１２を断面成形ロール機１１、高周波溶
接装置１５、及び、曲げ加工装置１９に順次挿通するこ
とにより、曲げ成形の内周側で圧縮応力が発生して金属
中空体の材料収縮が発生したり、また、外周側で引張り
応力が発生して材料伸張が発生した場合においても、金
属パイプＰにおける断面形状（角柱形状）の崩れ、座
屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生させることなく、
金属板１２を出発物として所定の曲線２０に合致して曲
げ加工された断面角柱形状の金属パイプＰを連続的に成
形することができる。

【００４３】尚、本実施形態は本発明を限定するもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良、変形が可能であることは勿論である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１に係る曲げ加
工装置では、所定の曲線に沿って配設された複数の各成
形ロールにおける成形形状が上流側の成形ロールから下
流側の成形ロールにいくに従って所定円筒形状から所定
角柱形状に形成されていることから、所定円筒形状の断
面を有する金属中空体を各成形ロールに挿通した際に、
金属中空体は所定の曲線に合致して曲げ成形され、ま
た、曲げ成形されている間に金属中空体の断面は所定円
筒形状から所定角柱形状にまで徐々に成形されていく。
このとき、金属中空体の断面は、所定円筒形状に形成さ
れて角部は存在しないので、金属中空体の曲げ成形開始
時に金属中空体の材料は、その内周側及び外周側で自由
に移動することが可能である。従って、曲げ成形の内周
側で圧縮応力が発生して金属中空体の材料収縮が発生し
たり、また、外周側で引張り応力が発生して材料伸張が
発生した場合においても、金属中空体における断面形状
（角柱形状）の崩れ、座屈、しわ（波打ち）等の不具合
を発生させることなく、角柱形状の断面を有する金属中
空体を製造することが可能となる。

【００４５】また、請求項２に係る金属中空体曲げ加工
装置では、曲げ加工当初における金属中空体の断面が円
柱形状又は楕円柱形状であることから角部は全く存在せ
ず、従って、金属中空体の曲げ成形開始時に金属中空体
の材料は、その内周側及び外周側で自由に移動すること
が可能であり、これより曲げ成形の内周側で圧縮応力が
発生して金属中空体の材料収縮が発生したり、また、外
周側で引張り応力が発生して材料伸張が発生した場合に
おいても、金属中空体における断面形状（角柱形状）の
崩れ、座屈、しわ（波打ち）等の不具合を発生すること
はない。

【００４６】更に、請求項３に係る金属中空体曲げ加工
システムでは、各第１成形ロールを介して平板状の金属
板が徐々に所定円筒形状に成形され、次いで、溶接装置
において金属板の両側部が溶接されて所定円筒形状を有
する金属中空体とされる。この後、金属中空体は、各第
２成形ロールを介して曲げ成形されるとともに、所定角
柱形状に成形される。ここに、所定の曲線に沿って配設
された複数の各第２成形ロールにおける成形形状が上流
側の成形ロールから下流側の成形ロールにいくに従って
所定円筒形状から所定角柱形状に形成されていることか
ら、所定円筒形状の断面を有する金属中空体を各成形ロ
ールに挿通した際に、金属中空体は所定の曲線に合致し
て曲げ成形され、また、曲げ成形されている間に金属中
空体の断面は所定円筒形状から所定角柱形状にまで徐々
に成形されていく。

【００４７】このとき、金属中空体の断面は、所定円筒
形状に形成されて角部は存在しないので、金属中空体の
曲げ成形開始時に金属中空体の材料は、その内周側及び
外周側で自由に移動することが可能である。従って、曲
げ成形の内周側で圧縮応力が発生して金属中空体の材料
収縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生し
て材料伸張が発生した場合においても、金属中空体にお
ける断面形状（角柱形状）の崩れ、座屈、しわ（波打
ち）等の不具合を発生させることなく、角柱形状の断面
を有する金属中空体を製造することが可能となる。

【００４８】従って、平板状の金属板を第１成形ロー
ル、溶接装置、第２成形ロールに順次挿通することによ
り、金属板を出発物として所定の曲線に合致して曲げ加
工された断面角柱形状の金属中空体を連続的に成形する
ことが可能となる。

【００４９】また、請求項４に係る金属中空体曲げ加工
システムでは、第２成形ロールによる曲げ加工当初にお
ける金属中空体の断面が円柱形状又は楕円柱形状である
ことから角部は全く存在せず、従って、金属中空体の曲
げ成形開始時に金属中空体の材料は、その内周側及び外
周側で自由に移動することが可能であり、これより曲げ
成形の内周側で圧縮応力が発生して金属中空体の材料収
縮が発生したり、また、外周側で引張り応力が発生して
材料伸張が発生した場合においても、金属中空体におけ
る断面形状（角柱形状）の崩れ、座屈、しわ（波打ち）
等の不具合を発生することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る曲げ加工システムの模式平面
図である。

【図２】断面成形ロール機に設けられた成形ロールを介
して平板状の金属板が徐々に円筒形状に成形されていく
状態を示す説明図である。

【図３】曲げ加工装置を詳細に示す平面図である。

【図４】第１段目の成形ロールを介して金属パイプが断
面成形される状態を示す断面図である。

【図５】第２段目の成形ロールを介して金属パイプが断
面成形される状態を示す断面図である。

【図６】第３段目の成形ロールを介して金属パイプが断
面成形される状態を示す断面図である。

【図７】第４断面の成形ロールを介して金属パイプが断
面成形される状態を示す断面図である。

【図８】第５段目の成形ロールを介して金属パイプが断
面成形される状態を示す断面図である。

【図９】第６段目の成形ロールを介して金属パイプが断
面成形される状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 金属中空帯曲げ加工システム ２ アンコイラ ３ コイルカー ４ レベラ ５ ピンチロール ６ 繋ぎ装置 ７ 切断装置 ８ プレス装置 ９ フィーダ １０ ルーパー １１ 断面成形ロール機 １１Ａ乃至１１Ｌ 成形ロール １２ 金属板 １３ 制御盤 １４ 高周波発信機 １５ 高周波溶接機 １９ 曲げ加工装置 ２０ 所定曲線 ２１乃至２６ 成形ロール Ｐ 金属パイプ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の曲線に沿って複数段に配設された
   成形ロールを備え、 前記各成形ロールの成形形状は、上流側の成形ロールか
   ら下流側の成形ロールにいくに従って所定円筒形状から
   所定角柱形状に形成されており、 前記所定円筒形状の断面を有する金属中空体を各成形ロ
   ールに挿通した際に、金属中空体は前記所定の曲線に合
   致して曲げ成形されるとともに、金属中空体の断面は所
   定角柱形状に成形されることを特徴とする金属中空体曲
   げ加工装置。
2. 【請求項２】 前記所定円筒形状は、円柱形状又は楕円
   柱形状であることを特徴とする請求項１記載の金属中空
   体曲げ加工装置。
3. 【請求項３】 複数段に配設され、平板状の金属板を徐
   々に所定円筒形状に成形する第１成形ロールと、 前記第１成形ロールの下流側に配置され、各第１成形ロ
   ールにより所定円筒形状に成形された金属板の両側部を
   溶接して金属中空体にする溶接装置と、 前記溶接装置の下流側に配置され、所定の曲線に沿って
   複数段に配設された第２成形ロールを備え、 前記各第２成形ロールの成形形状は、上流側の第２成形
   ロールから下流側の第２成形ロールにいくに従って所定
   円筒形状から所定角柱形状に形成されており、 前記所定円筒形状の断面を有する金属中空体を各第２成
   形ロールに挿通した際に、金属中空体は前記所定の曲線
   に合致して曲げ成形されるとともに、金属中空体の断面
   は所定角柱形状に成形されることを特徴とする金属中空
   体曲げ加工システム。
4. 【請求項４】 前記所定円筒形状は、円柱形状又は楕円
   柱形状であることを特徴とする請求項３記載の金属中空
   体曲げ加工システム。