JP3448390B2 - 非円形断面の曲がり管の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管状素材の曲げ加工方
法及び装置に係り、特に管状素材の内径よりも大きな外
径を有する浮動拡管プラグを管状素材内に挿通して拡管
しつつ曲げ力を外部から付与することにより曲げ加工を
行う、浮動拡管プラグ曲げに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、管状素材の曲げ加工技術として、
浮動拡管プラグ曲げが提案されている。これは、管状素
材を内側からガイドするマンドレルの先端に、管状素材
の内径よりも大きな径をもつ浮動拡管プラグをマンドレ
ルに対して偏心可能に連結し、管状素材をマンドレル側
から浮動拡管プラグ側へと挿通して拡管し、拡管直後の
部分に外的に曲げ力を加えながら連続的に管状素材を浮
動拡管プラグに挿通することにより曲げ加工を行うもの
である。この浮動拡管プラグ曲げ方法によると、浮動拡
管プラグが曲げ方向に偏心しているために、拡管時に管
状素材の周方向に渡って応力勾配が生じ、これによって
管状素材に曲げ作用が生じる。従って、曲げ作用は浮動
拡管プラグによるものと外的に付与するものとを相乗し
たものとなり、相対的に小さな曲げ力で曲げ加工を行う
ことが可能になる。またこの方法をとることにより曲が
り管の肉厚ひずみも小さくなる。

【０００３】さらにこの浮動拡管プラグ曲げを利用した
非円形断面形状の曲がり管を製造する方法として、特願
平６−９１８６号がある。これについて、図６を用いて
説明する。

【０００４】図６において、３０は管状素材、３０ａは
管状素材における拡径前の部分を、３０ｂは管状素材に
おける拡径後の部分を夫々示す。３１は棒状の引っ張り
部材、３２は引っ張り部材の右端に連結された浮動拡管
プラグ、３３は管状素材を内側からガイドするマンドレ
ル、３４は管状素材における拡管直後の部分３０ｂに曲
げ力を加えるローラを夫々示す。引っ張り部材３１の左
端は球継手３５によりマンドレル３３に取付けられてい
る。また浮動拡管プラグ３２は図７、図８に示すよう
に、六角形の断面形状を有するものである。

【０００５】図６において、管状素材は初めは真っ直ぐ
であり、マンドレル３３及び引っ張り部材３１を相対的
にその右端から挿入した後、マンドレル３３の図示しな
い左端を固定し、管状素材３０を適宜押し機構（図示省
略）によりマンドレル３３の左側から右側へ押し込むこ
とで、管状素材３０は浮動拡管プラグ３２により部分３
０ａから部分３０ｂのように拡径される。管状素材３０
の部分３０ｂにはローラ３４により曲げ力が加えられ、
この状態で管状素材の拡径を連続的に行うことで六角断
面の曲がり管を製造する。これにより、図９に示すよう
な非円形断面の曲がり管を製造することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
浮動拡管を利用した曲がり管の製造方法では、半径の小
さい曲がり管を製造する際に、目的とする断面形状とす
ることができない場合が生じる。即ち、図５において、
浮動拡管プラグ３２は管状素材３０ａを拡径させるため
の拡径部分３２ａと、管状素材３０に非円形断面形状を
形成するための断面非円形状部分３２ｂとに分けられる
が、曲がり管の曲げ半径が小さい場合に、管状素材３０
の部分３０ｂの内、図示下側の部分は浮動拡管プラグ３
２の断面非円形状部分３２ｂまで沿っているが、図示上
側の部分は断面非円形状部分３２ｂとは離間してしま
う。こうしてできた曲がり管の断面を見ると、断面非円
形部分３２ｂに沿った部分は目的とした断面形状を得て
いるが、離間してしまった部分は目的とした断面形状を
得ていない。この不具合は、管状素材の断面形状が略真
円の場合はさほど問題ではない。断面形状が非円形であ
る場合、即ち拡管後に断面形状を成形する場合に問題と
なる。故に、本発明は、所望の曲げ半径を有し、且つ目
的とする断面形状を得ることが可能な、非円形断面の曲
がり管を製造する方法及び装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
（以下、第１の技術的手段と称する）は、長尺状の管状
素材の内部に挿通され、前記管状素材を内側からガイド
するマンドレルと、前記マンドレルの先端に回動可能且
つ偏心可能に支承され、前記管状素材の内径よりも大き
な外径を有する拡管部と、非円形断面形状を有し前記管
状素材を非円形断面に成形する断面成形部と、を有する
浮動拡管プラグと、前記浮動拡管プラグの前方に位置
し、前記管状素材に外部から曲げ力を付与する外力付与
手段と、を有し、前記管状素材を前記マンドレルの後端
部から先端部に向かう素材供給方向に前進させて前記マ
ンドレルと前記浮動拡管プラグに挿通させて拡管及び断
面成形を行うと共に、前記外力付与手段により前記浮動
拡管プラグを挿通した前記管状素材に素材供給方向とは
異なった方向の外力を加えることにより、前記管状素材
に前記外力付与手段及び前記浮動拡管プラグの偏心に基
づく曲げ力を与えて曲がり管にすると共に、前記浮動拡
管プラグが曲げ方向に回動し、管状素材が前記浮動拡管
プラグの前記断面成形部の非円形断面形状に沿って曲げ
られることを特徴とする、非円形断面の曲がり管の製造
方法としたことである。

【０００８】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技
術的手段と称する）は、長尺状の管状素材の内部に挿通
され、前記管状素材を内側からガイドするマンドレル
と、前記マンドレルの先端に偏心可能に支承され、前記
管状素材の内径よりも大きな外径を有する拡管部と非円
形断面形状を有し前記管状素材を非円形断面に成形する
断面成形部とを有する浮動拡管プラグと、前記浮動拡管
プラグの前方に位置し前記管状素材に外部から曲げ力を
付与する外力付与手段と、前記管状素材の後方端に位置
し第１駆動手段により駆動されて前記管状素材を前記マ
ンドレルの後端部から先端部に向かう素材供給方向に移
動させる押し出し部材と、前記浮動拡管プラグの前方に
位置し第２駆動手段により駆動されて前記浮動拡管プラ
グを挿通した前記管状素材に素材供給方向とは異なった
方向の外力を加える外力付与手段とを有し、前記第１駆
動手段により前記押し出し部材が駆動して前記管状素材
を素材供給方向に移動させると共に前記第２駆動手段の
駆動により前記外力付与手段が駆動して前記管状素材に
外力を付与することにより、前記管状素材が前記浮動拡
管プラグを挿通して拡管作用を受けると共に、前記浮動
拡管プラグが前記外力付与手段の外力付与方向に偏心し
て前記管状素材の周方向に応力勾配を生じさせることに
よる曲げ作用及び前記外力付与手段による曲げ作用の相
乗効果により曲がり管とする非断面形状の曲がり管を製
造する装置において、前記浮動拡管プラグは回動可能で
あり、前記管状素材の曲げ方向とほぼ一致する向きに回
動することにより前記管状素材が前記浮動拡管プラグの
断面成形部に追従して挿通されることを特徴とする、非
円形断面の曲がり管の製造装置としたことである。

【０００９】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技
術的手段と称する。）は、長尺状の管状素材の内部に挿
通され、前記管状素材を内側からガイドするマンドレル
と、第１連結部と第２連結部とを有し、前記第１連結部
において前記マンドレルと揺動可能に連結する連結部材
と、前記連結部材の前記第２連結部に回動可能に支承さ
れ、前記管状素材の内径よりも大きな外径を有する拡管
部と、非円形断面形状を有し前記管状素材を非円形断面
に成形する断面成形部と、を有する浮動拡管プラグと、
前記浮動拡管プラグの前方に位置し、前記管状素材に外
部から曲げ力を付与する外力付与手段と、を有し、前記
管状素材を前記マンドレルの後端部から先端部に向かう
素材供給方向に前進させて前記マンドレルと前記連結部
材と前記浮動拡管プラグに挿通させて拡管及び断面成形
を行うと共に、前記外力付与手段により前記浮動拡管プ
ラグを挿通した前記管状素材に素材供給方向とは異なっ
た方向の外力を加えることにより、前記管状素材に前記
外力付与手段及び前記浮動拡管プラグの偏心に基づく曲
げ力を与えて曲がり管にすると共に、前記浮動拡管プラ
グが曲げ方向に回動し、管状素材が前記浮動拡管プラグ
の前記断面成形部の非円形断面形状に沿って曲げられる
ことを特徴とする、非円形断面の曲がり管の製造方法と
したことである。

【００１０】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技
術的手段と称する。）は、長尺状の管状素材の内部に挿
通され、前記管状素材を内側からガイドするマンドレル
と、前記マンドレルの先端に偏心可能に連結され、前記
管状素材の内径よりも大きな外径を有する拡管部と非円
形断面形状を有し前記管状素材を非円形断面に成形する
断面成形部とを有する浮動拡管プラグと、前記浮動拡管
プラグの前方に位置し前記管状素材に外部から曲げ力を
付与する外力付与手段と、前記管状素材の後方端に位置
し第１駆動手段により駆動されて前記管状素材を前記マ
ンドレルの後端部から先端部に向かう素材供給方向に移
動させる押し出し部材と、前記浮動拡管プラグの前方に
位置し第２駆動手段により駆動されて前記浮動拡管プラ
グを挿通した前記管状素材に素材供給方向とは異なった
方向の外力を加える外力付与手段とを有し、前記第１駆
動手段により前記押し出し部材が駆動して前記管状素材
を素材供給方向に移動させると共に前記第２駆動手段に
より前記外力付与手段が駆動して前記管状素材に外力を
付与することにより、前記管状素材が前記浮動拡管プラ
グを挿通して拡管作用を受けると共に、前記浮動拡管プ
ラグが前記外力付与手段の外力付与方向に偏心して前記
管状素材の周方向に応力勾配を生じさせることによる曲
げ作用及び前記外力付与手段による曲げ作用の相乗効果
により曲がり管とする非断面形状の曲がり管を製造する
装置において、前記浮動拡管プラグは連結部材を介して
前記マンドレルと連結しており、前記連結部材は前記マ
ンドレルに対して偏心可能であり、前記浮動拡管プラグ
は前記連結部材に対して回動可能であり、前記浮動拡管
プラグが前記管状素材の曲げ方向とほぼ一致する向きに
回動することにより前記管状素材が前記浮動拡管プラグ
の断面成形部に追従して挿通されることを特徴とする、
非円形断面の曲がり管の製造装置としたことである。

【００１１】

【作用】管状素材が浮動拡管プラグから離間してしまう
原因は、次のように考えられる。即ち、図１０に示すよ
うに、曲がり管の曲げ中心は、管状素材３０の拡径後の
部分３０ｂの管中心点の内任意の２点の位置及び曲げ半
径より、図示点Ｏと求められる。ここで、曲げ中心点Ｏ
は、浮動拡管プラグ３２の偏心及びローラ３４により曲
げ力が与えられるため、浮動拡管プラグ３２の中心を通
り且つ浮動拡管プラグ３２の先端面と平行な直線Ｌ１よ
りも図示左側に位置する。一方、浮動拡管プラグ３２が
水平線Ｌ２に対して角度θだけ傾いたものであるとする
と、浮動拡管プラグ３２の先端部分の非円形断面の中心
は図示点Ｂである。ここで、線分ＯＢと直角方向のベク
トルｎ１は、曲がり管の曲げ方向と一致し、線分ＡＢと
水平方向のベクトルｎ２は、浮動拡管プラグ３２の向き
と一致する。ベクトルｎ１とベクトルｎ２の方向が一致
すれば、曲がり管の曲げ方向と浮動拡管プラグの向きが
一致するため、曲がり管は浮動拡管プラグに沿って押し
出されることになる。

【００１２】しかしながら、実際には図１０のように、
ベクトルｎ１とベクトルｎ２との方向は一致していな
い。これは、次のような理由による。即ち、直線Ｌ１は
浮動拡管プラグ３２の先端面と平行であり、またベクト
ルｎ２は浮動拡管プラグの先端面と垂直である。従っ
て、ベクトルｎ２は直線Ｌ１と垂直である。一方、ベク
トルｎ１は線分ＯＢと垂直である。よってベクトルｎ１
とベクトルｎ２の向きを一致させるためには直線Ｌ１と
線分ＯＢを平行とすればよい。しかしながら従来の浮動
拡管プラグ曲げでは点Ｏが必ず直線Ｌ１の図示左側にあ
り、点Ｂは必ず直線Ｌ１の図示右側にある。そのため線
分ＯＢは必ず直線Ｌ１と交差してしまい、平行となるこ
とはない。従って、従来の技術では上記問題点は解決し
得ない。そこで、本発明においては、浮動拡管プラグを
偏心位置にて回動可能な構成を取ることにより、上記問
題点の効果的な解決を図った。

【００１３】上記第１の技術的手段によれば、浮動拡管
プラグをマンドレルの先端に回動可能に支承し、管状素
材をマンドレル、浮動拡管プラグに挿通させ、外力付与
手段により外力を管状素材に付与して曲げを行う際、浮
動拡管プラグが曲げ方向に回動する方法をとった。浮動
拡管プラグが回動可能であるために、管状素材が曲げら
れるとその曲げ方向に従って浮動拡管プラグが回動す
る。このため浮動拡管プラグの向きと管状素材の曲げ方
向がほぼ一致し、管状素材は周方向全域に渡って浮動拡
管プラグの非円形断面に沿って挿通することが可能にな
り、正確な断面形状を得ることができる。

【００１４】上記第２の技術的手段は上記第１の技術的
手段による方法を実現しうる装置構成であり、これによ
れば、浮動拡管プラグ曲げ加工装置において、浮動拡管
プラグをマンドレルに対して回動可能に連結する構成と
した。浮動拡管プラグが回動可能であるために、管状素
材が曲げられるとその曲げ方向に従って浮動拡管プラグ
が回動する。このため浮動拡管プラグの向きと管状素材
の曲げ方向がほぼ一致し、管状素材は周方向全域に渡っ
て浮動拡管プラグの非円形断面に沿って挿通することが
可能になり、正確な断面形状を得ることができる。

【００１５】上記第３の技術的手段によれば、マンドレ
ルに揺動可能な連結部材を連結し、その連結部材に浮動
拡管プラグを回動可能に支承し、管状素材をマンドレ
ル、浮動拡管プラグに挿通させ、外力付与手段により外
力を管状素材に付与して曲げを行う際、浮動拡管プラグ
が曲げ方向に回動する方法をとった。浮動拡管プラグが
回動可能であるために、管状素材が曲げられるとその曲
げ方向に従って浮動拡管プラグが回動する。このため浮
動拡管プラグの向きと管状素材の曲げ方向がほぼ一致
し、管状素材は周方向全域に渡って浮動拡管プラグの非
円形断面に沿って挿通することが可能になり、正確な断
面形状を得ることができる。

【００１６】上記第４の技術的手段は上記第３の技術的
手段による方法を実現しうる装置構成であり、これによ
れば、浮動拡管プラグ曲げ加工装置において、浮動拡管
プラグを連結部材を介してマンドレルに連結し、連結部
材は前記マンドレルに対して揺動可能であり、浮動拡管
プラグは連結部材に対して回動可能な装置構成とした。
浮動拡管プラグが回動可能であるために、管状素材が曲
げられるとその曲げ方向に従って浮動拡管プラグが回動
する。このため浮動拡管プラグの向きと管状素材の曲げ
方向がほぼ一致し、管状素材は周方向全域に渡って浮動
拡管プラグの非円形断面に沿って挿通することが可能に
なり、正確な断面形状を得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１８】図１は、本発明の第１実施例を示すもので
ある。図１において、機枠１はその上面に管状素材支持
用のホルダー３が設けられる。ホルダー３には素材支持
孔９が形成されており、この素材支持孔９に管状素材２
を挿通して外部から拘束支持している。機枠１の後端部
にはマンドレル固定部材４が設けられ、該マンドレル固
定部材４にはマンドレル５が脱着可能に固定されてい
る。マンドレル５は前記マンドレル固定部材４から図示
矢印方向である素材供給方向に向かって伸びており、そ
の端はホルダー３に設けられた素材支持孔９に挿通され
る形に保たれる。

【００１９】従って、管状素材２はマンドレル５と素材
支持孔９とで形成される環状の隙間内に挿通されること
となる。押し出し部材６はマンドレル５の外径よりも大
きい径であり且つ管状素材２の内径よりも小さい径のマ
ンドレル導入孔７が形成され、該マンドレル導入孔７に
マンドレル５を挿通した状態で所定位置に待機してい
る。マンドレル導入孔７へのマンドレル５の挿通方法で
あるが、まずマンドレル５とマンドレル固定部材４を分
離しておき、押し出し部材６のマンドレル導入孔７にマ
ンドレル５を通してからマンドレル固定部材４に接続す
ればよい。また押し出し部材６は、素材供給用駆動手段
８により、図示矢印方向で示される素材供給方向に移動
可能に形成されている。マンドレル５はその先端に素材
供給方向に向かって拡径する球面状曲面が形成されたマ
ンドレル連結部１５を有している。マンドレル連結部１
５はマンドレル５と一体に形成されてもよく、また別体
として形成されてもよい。一体に形成される場合には、
浮動拡管プラグ１０を分割可能な構成にすることにより
取付け可能となり、別体に形成される場合には浮動拡管
プラグ１０とマンドレル連結部１５を組み合わせた形で
マンドレル連結部１５をマンドレル５に連結することに
より取付け可能となる。浮動拡管プラグ１０には前記マ
ンドレル連結部１５と連結するための連結孔１０ａが設
けられている。この連結孔１０ａは、前記マンドレル５
のマンドレル連結部１５の最大径とほぼ同径の円筒部１
０ｂ、マンドレル連結部１５の球面状曲面と一致する曲
面を有する係合部１０ｃ、前記係合部の終端から慚次拡
径し、浮動拡管プラグ１０の回動角を確保する拡径部１
０ｄとからなる。マンドレル５のマンドレル連結部１５
の球面状曲面と浮動拡管プラグ１０の連結孔１０ａの係
合部１０ｃとが係合することにより、浮動拡管プラグ１
０は回動可能に支承される。また浮動拡管プラグ１０の
外表面は、略半球形状の曲面に形成され管状素材を内部
から拡管する拡管部１０ｅ、管状素材を非円形断面に成
形する断面成形部１０ｆとを有する。浮動拡管プラグ１
０の前方には、管状素材２に曲げ力を加える曲げリング
１１が設けられる。曲げリング１１は、曲げリング駆動
手段１２に連結されており、この曲げリング駆動手段に
より曲げリング１１が上下、左右または前後方向に移動
したり、また曲げリング１１の傾き角を制御する。

【００２０】上記構成の曲げ装置において、次にその動
作について説明する。

【００２１】素材供給用駆動手段８により押し出し部材
６が管状素材２を図示矢印方向に押す。すると、管状素
材２はホルダー３とマンドレル５により形成される隙間
を通り、さらに浮動拡管プラグ１０に差し掛かる。浮動
拡管プラグ１０の拡管部１０ｅの最大外径は管状素材２
の内径よりも大きいために、管状素材２は拡径される。
その後管状素材２は浮動拡管プラグ１０の断面成形部１
０ｆを通り、所望の断面形状に成形される。断面成形
後、管状素材２は、予め曲げリング駆動手段１２によっ
て所望位置に設定された曲げリング１１により、曲げ力
が加えられ、この状態で管状素材２の拡径及び断面成形
を連続的に行うことにより、所望の断面形状を有する曲
がり管が成形される。このとき浮動拡管プラグ１１はマ
ンドレル５のマンドレル連結部１５と係合し、且つ回動
可能であるので、浮動拡管プラグ１１は管状素材の曲げ
方向に向かって回動する。そのため管状素材の曲げ方向
と浮動拡管プラグ１１の向きはほぼ一致しており、管状
素材２は浮動拡管プラグ１０に沿って移動し、これが離
間することはない。

【００２２】図１において、浮動拡管プラグの中心Ａと
マンドレル５の連結部５ａの中心Ｂとはわずかにズレた
位置にある。浮動拡管プラグの向きと管状素材の曲げ方
向とをより一致させるためにはこの各中心ＡとＢは一致
させた方がよい。しかし、中心ＡとＢを一致させると浮
動拡管プラグが回動した際における偏心量がゼロにな
る。このような状態であると、浮動拡管プラグによる管
状素材の拡管作用は生じるが、拡管時に管状素材が浮動
拡管プラグから受ける応力は周方向に渡って等しくな
り、従って、管状素材の拡管による塑性変形量は周方向
に渡って等しい。このため浮動拡管プラグによる曲げ作
用は生じ得ず、浮動拡管プラグ曲げによる利点を得るこ
とができない。このため本実施例においては浮動拡管プ
ラグの中心と連結部の中心を僅かにズラせることによっ
て浮動拡管プラグを回動させると共に偏心させ、浮動拡
管プラグ曲げの利点をも得るようにしている。またこの
ような構成としても浮動拡管プラグの向きと曲げ方向と
はほぼ一致しており、管状素材が浮動拡管プラグから離
間することはない。

【００２３】図２は、本発明の第２実施例の要部を示す
図であるが、第１実施例と異なる部分はマンドレルと浮
動拡管プラグを連結する構成のみであり、その他は同一
であるため、第１実施例と同一部分については同一符号
で示し、その説明を省略する。

【００２４】図２において、連結部材１３は、第１連結
部１３ａによりマンドレル５に連結されている。またマ
ンドレル５には第１連結部１３ａとの連結部分から慚次
拡径したマンドレル拡径孔１４が設けられており、これ
により連結部材１３はマンドレル５に対して揺動可能と
なる。また連結部材１３の他端には第２連結部１３ｂが
設けられている。第２連結部１３ｂは、素材供給方向に
向かって拡径する球面状曲面が形成されている。この連
結部材１３は一体として形成されてもよく、また第１連
結部１３ａ、第２連結部１３ｂ共に別体として形成され
てもよい。一体として形成された場合は、マンドレル５
を分割可能とし、第１連結部１３ａをマンドレル５の所
定位置に配置した後にマンドレル５を組み合わせること
により取付け可能となる。また別体として形成された場
合には、従来例を表す図６に示されるようにマンドレル
５の内部に第１連結部１３ａの径よりも大きい径の孔を
設け、マンドレル５の後端から第１連結部１３ａを通し
て所定位置に配置し、その後に第２連結部１３ｂを連結
することにより取付け可能となる。浮動拡管プラグ１０
には前記第２連結部１３ｂと連結するための連結孔１０
ａが設けられている。この連結孔１０ａは、第２連結部
１３ｂの最大径とほぼ同径の円筒部１０ｂ、第２連結部
１３ｂの球面状曲面と一致する曲面を有する係合部１０
ｃ、前記係合部の終端から慚次拡径し、浮動拡管プラグ
１０の回動角を確保する拡径部１０ｄとからなる。連結
部材１３の第２連結部１３ｂの球面状曲面と浮動拡管プ
ラグ１０の連結孔１０ａの係合部１０ｃとが係合するこ
とにより、浮動拡管プラグ１０は回動可能に支承され
る。このような構成とすることにより、浮動拡管プラグ
１０はマンドレル５に対して揺動可能であり且つ回動可
能である。

【００２５】第２実施例において、その動作態様を以下
に説明する。

【００２６】素材供給用駆動手段８により押し出し部材
６が管状素材２を図示矢印方向に押す。すると、管状素
材２はホルダー３とマンドレル５により形成される隙間
を通り、さらに浮動拡管プラグ１０に差し掛かる。浮動
拡管プラグ１０の拡管部１０ｅの最大外径は管状素材２
の内径よりも大きいために、管状素材２は拡径される。
その後管状素材２は浮動拡管プラグ１０の断面成形部１
０ｆを通り、所望の断面形状に成形される。断面成形
後、管状素材２は、予め曲げリング駆動手段１２によっ
て所望位置に設定された曲げリング１１により、曲げ力
が加えられ、この状態で管状素材２の拡径及び断面成形
を連続的に行うことにより、所望の断面形状を有する曲
がり管が成形される。このとき浮動拡管プラグ１１は連
結部材１３の第２連結部１３ｂと係合し、且つ回動可能
であるので、浮動拡管プラグ１１は管状素材の曲げ方向
に向かって回動する。そのため管状素材の曲げ方向と浮
動拡管プラグ１１の向きはほぼ一致しており、管状素材
は浮動拡管プラグに沿って移動し、これが離間すること
はない。

【００２７】また第２実施例の構成であると、浮動拡管
プラグ１１は揺動可能であるために、さまざまな曲げ半
径に応じた浮動拡管プラグ曲げを行うことができ、また
回動可能であるため、管状素材が浮動拡管プラグから離
間することもなく、正確な断面形状を得ることができ
る。

【００２８】浮動拡管プラグの形状についてはさまざま
なものが提案されるが、その代表的な一例を図３、図４
に示す。図３、図４におけるものは、円形の管状パイプ
を四角径の曲がり管に成形するための浮動拡管プラグで
あり、図３はその正面図、図４はその側面図である。円
形のパイプは図示矢印方向から挿通され、球面状曲面の
拡管部１０ｅにより拡管され、その後断面成形部１０ｆ
により慚次四角形形状に成形されていくものである。但
し、あくまでも図３、図４は浮動拡管プラグの代表例で
あり、その他の形状のもの、例えば拡管部が楕円球状の
ものや、成形部が五角形や六角形等の多角形形状のもの
でも本発明に適用できることはいうまでもない。

【００２９】また本実施例中の浮動拡管プラグ曲げを示
す図１及び図２で、拡管部において管状素材が拡管され
たものが断面成形時において縮径しているが如く見える
が、実際は縮径していない。これは、図３、図４に示す
浮動拡管プラグを使用して断面円形の管状素材を断面四
角形の曲がり管に製造する場合、図３に示す正面図より
明らかなように、成形断面は四角形形状であるため円形
断面よりも対角線方向に張り出している。従って、側面
から見た場合は管状素材が縦方向には縮径しているよう
に見えるが、その分対角線方向に拡径しているため、拡
径時の管状素材の円周方向長さと断面成形時の管状素材
の円周方向長さとは等しいかまたは逆に長いものとな
る。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明は、以下の如く効果を有
する。

【００３１】浮動拡管プラグをマンドレルの先端に回動
可能に支承し、管状素材をマンドレル、浮動拡管プラグ
に挿通させ、外力付与手段により外力を管状素材に付与
して曲げを行う際、浮動拡管プラグが曲げ方向に回動す
る方法をとった。これにより、浮動拡管プラグの向きと
管状素材の曲げ方向をほぼ一致させることができ、浮動
拡管プラグと管状素材の離間を防止できる。従って、断
面精度の良い、非円形断面形状の曲がり管の製造が可能
となる。

【００３２】請求項２の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００３３】浮動拡管プラグをマンドレルの先端に回動
可能に支承し、管状素材をマンドレル、浮動拡管プラグ
に挿通させ、外力付与手段により外力を管状素材に付与
して曲げを行う際、浮動拡管プラグが曲げ方向に回動す
る方法をとった。これにより、浮動拡管プラグの向きと
管状素材の曲げ方向をほぼ一致させることができ、浮動
拡管プラグと管状素材の離間を防止できる。従って、断
面精度の良い、非円形断面形状の曲がり管の製造が可能
となる。

【００３４】請求項３の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００３５】マンドレルに揺動可能な連結部材を連結
し、その連結部材に浮動拡管プラグを回動可能に支承
し、管状素材をマンドレル、浮動拡管プラグに挿通さ
せ、外力付与手段により外力を管状素材に付与して曲げ
を行う際、浮動拡管プラグが曲げ方向に回動する方法を
とった。これにより、浮動拡管プラグの向きと管状素材
の曲げ方向をほぼ一致させることができ、浮動拡管プラ
グと管状素材の離間を防止できる。従って、断面精度の
良い、非円形断面形状の曲がり管の製造が可能となる。

【００３６】請求項４の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００３７】マンドレルに揺動可能な連結部材を連結
し、その連結部材に浮動拡管プラグを回動可能に支承
し、管状素材をマンドレル、浮動拡管プラグに挿通さ
せ、外力付与手段により外力を管状素材に付与して曲げ
を行う際、浮動拡管プラグが曲げ方向に回動する方法を
とった。これにより、浮動拡管プラグの向きと管状素材
の曲げ方向をほぼ一致させることができ、浮動拡管プラ
グと管状素材の離間を防止できる。従って、断面精度の
良い、非円形断面形状の曲がり管の製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における浮動拡管プラグ曲
げを示す部分断面図である。

【図２】本発明の第２実施例における浮動拡管プラグ曲
げを示す部分断面図である。

【図３】本発明の第１及び第２実施例において使用する
浮動拡管プラグの一例を示す正面図である。

【図４】図３における浮動拡管プラグの側面図である。

【図５】従来例の浮動拡管プラグ曲げの問題点を示す図
である。。

【図６】従来例における浮動拡管プラグ曲げを示す部分
断面図である。

【図７】従来例における浮動拡管プラグであり、非円形
断面形状の曲がり管を製造する際に使用する浮動拡管プ
ラグの一例である。

【図８】図７における浮動拡管プラグのＡ−Ａ断面図で
ある。

【図９】従来例において、非円形断面の曲がり管を製造
した場合における、完成後の曲がり管の図である。

【図１０】従来例の浮動拡管プラグ曲げの問題の原因を
示す概略図である。

【符号の説明】

１ 機枠 ２ 管状素材 ３ ホルダー ４ マンドレル固定部材 ５ マンドレル ６ 押し出し部材 ７ マンドレル導入孔 ８ 素材供給用駆動手段 ９ 素材支持孔 １０ 浮動拡管プラグ １０ａ 連結孔 １０ｂ 円筒部 １０ｃ 係合部 １０ｄ 拡径部 １０ｅ 拡管部 １０ｆ 断面成形部 １１ 曲げリング（外力付与手段） １２ 曲げリング駆動手段 １３ 連結部材 １３ａ 第１連結部 １３ｂ 第２連結部 １４ マンドレル拡径孔 １５ マンドレル連結部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 村 雅 勇 愛知県豊橋市北山町字東浦２番地１ (56)参考文献 特開 平５−169145（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−268927（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−284855（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−214180（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 9/03 B21C 37/15 B21D 9/05 B21D 39/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺状の管状素材の内部に挿通され、前
   記管状素材を内側からガイドするマンドレルと、 前記マンドレルの先端に回動可能且つ偏心可能に支承さ
   れ、前記管状素材の内径よりも大きな外径を有する拡管
   部と、非円形断面形状を有し前記管状素材を非円形断面
   に成形する断面成形部と、を有する浮動拡管プラグと、 前記浮動拡管プラグの前方に位置し、前記管状素材に外
   部から曲げ力を付与する外力付与手段と、を有し、 前記管状素材を前記マンドレルの後端部から先端部に向
   かう素材供給方向に前進させて前記マンドレルと前記浮
   動拡管プラグに挿通させて拡管及び断面成形を行うと共
   に、前記外力付与手段により前記浮動拡管プラグを挿通
   した前記管状素材に素材供給方向とは異なった方向の外
   力を加えることにより、前記管状素材に前記外力付与手
   段及び前記浮動拡管プラグの偏心に基づく曲げ力を与え
   て曲がり管にすると共に、前記浮動拡管プラグが曲げ方
   向に回動し、管状素材が前記浮動拡管プラグの前記断面
   成形部の非円形断面形状に沿って曲げられることを特徴
   とする、非円形断面の曲がり管の製造方法。
2. 【請求項２】 長尺状の管状素材の内部に挿通され、前
   記管状素材を内側からガイドするマンドレルと、前記マ
   ンドレルの先端に偏心可能に支承され、前記管状素材の
   内径よりも大きな外径を有する拡管部と非円形断面形状
   を有し前記管状素材を非円形断面に成形する断面成形部
   とを有する浮動拡管プラグと、前記浮動拡管プラグの前
   方に位置し前記管状素材に外部から曲げ力を付与する外
   力付与手段と、前記管状素材の後方端に位置し第１駆動
   手段により駆動されて前記管状素材を前記マンドレルの
   後端部から先端部に向かう素材供給方向に移動させる押
   し出し部材と、前記浮動拡管プラグの前方に位置し第２
   駆動手段により駆動されて前記浮動拡管プラグを挿通し
   た前記管状素材に素材供給方向とは異なった方向の外力
   を加える外力付与手段とを有し、前記第１駆動手段によ
   り前記押し出し部材が駆動して前記管状素材を素材供給
   方向に移動させると共に前記第２駆動手段の駆動により
   前記外力付与手段が駆動して前記管状素材に外力を付与
   することにより、前記管状素材が前記浮動拡管プラグを
   挿通して拡管作用を受けると共に、前記浮動拡管プラグ
   が前記外力付与手段の外力付与方向に偏心して前記管状
   素材の周方向に応力勾配を生じさせることによる曲げ作
   用及び前記外力付与手段による曲げ作用の相乗効果によ
   り曲がり管とする非断面形状の曲がり管を製造する装置
   において、 前記浮動拡管プラグは回動可能であり、前記管状素材の
   曲げ方向とほぼ一致する向きに回動することにより前記
   管状素材が前記浮動拡管プラグの断面成形部に追従して
   挿通されることを特徴とする、非円形断面の曲がり管の
   製造装置。
3. 【請求項３】 長尺状の管状素材の内部に挿通され、前
   記管状素材を内側からガイドするマンドレルと、 第１連結部と第２連結部とを有し、前記第１連結部にお
   いて前記マンドレルと揺動可能に連結する連結部材と、 前記連結部材の前記第２連結部に回動可能に支承され、
   前記管状素材の内径よりも大きな外径を有する拡管部
   と、非円形断面形状を有し前記管状素材を非円形断面に
   成形する断面成形部と、を有する浮動拡管プラグと、 前記浮動拡管プラグの前方に位置し、前記管状素材に外
   部から曲げ力を付与する外力付与手段と、を有し、 前記管状素材を前記マンドレルの後端部から先端部に向
   かう素材供給方向に前進させて前記マンドレルと前記連
   結部材と前記浮動拡管プラグに挿通させて拡管及び断面
   成形を行うと共に、前記外力付与手段により前記浮動拡
   管プラグを挿通した前記管状素材に素材供給方向とは異
   なった方向の外力を加えることにより、前記管状素材に
   前記外力付与手段及び前記浮動拡管プラグの偏心に基づ
   く曲げ力を与えて曲がり管にすると共に、前記浮動拡管
   プラグが曲げ方向に回動し、管状素材が前記浮動拡管プ
   ラグの前記断面成形部の非円形断面形状に沿って曲げら
   れることを特徴とする、非円形断面の曲がり管の製造方
   法。
4. 【請求項４】 長尺状の管状素材の内部に挿通され、前
   記管状素材を内側からガイドするマンドレルと、前記マ
   ンドレルの先端に偏心可能に連結され、前記管状素材の
   内径よりも大きな外径を有する拡管部と非円形断面形状
   を有し前記管状素材を非円形断面に成形する断面成形部
   とを有する浮動拡管プラグと、前記浮動拡管プラグの前
   方に位置し前記管状素材に外部から曲げ力を付与する外
   力付与手段と、前記管状素材の後方端に位置し第１駆動
   手段により駆動されて前記管状素材を前記マンドレルの
   後端部から先端部に向かう素材供給方向に移動させる押
   し出し部材と、前記浮動拡管プラグの前方に位置し第２
   駆動手段により駆動されて前記浮動拡管プラグを挿通し
   た前記管状素材に素材供給方向とは異なった方向の外力
   を加える外力付与手段とを有し、前記第１駆動手段によ
   り前記押し出し部材が駆動して前記管状素材を素材供給
   方向に移動させると共に前記第２駆動手段により前記外
   力付与手段が駆動して前記管状素材に外力を付与するこ
   とにより、前記管状素材が前記浮動拡管プラグを挿通し
   て拡管作用を受けると共に、前記浮動拡管プラグが前記
   外力付与手段の外力付与方向に偏心して前記管状素材の
   周方向に応力勾配を生じさせることによる曲げ作用及び
   前記外力付与手段による曲げ作用の相乗効果により曲が
   り管とする非断面形状の曲がり管を製造する装置におい
   て、 前記浮動拡管プラグは連結部材を介して前記マンドレル
   と連結しており、前記連結部材は前記マンドレルに対し
   て偏心可能であり、前記浮動拡管プラグは前記連結部材
   に対して回動可能であり、前記浮動拡管プラグが前記管
   状素材の曲げ方向とほぼ一致する向きに回動することに
   より前記管状素材が前記浮動拡管プラグの断面成形部に
   追従して挿通されることを特徴とする、非円形断面の曲
   がり管の製造装置。