JP3715921B2

JP3715921B2 - Flexible pipe bending method

Info

Publication number: JP3715921B2
Application number: JP2001400918A
Authority: JP
Inventors: 宣茂室伏; 圭介仁藤
Original assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Current assignee: Takagi Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003205318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器の熱交換部材に用いられるチタン鋼等からなるフレキシブルパイプの曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的なフレキシブルパイプの曲げ加工は、例えば、図９に示すように、パイプ１００の一端をＡの位置でクランプし、図の右方向（矢印Ｂの方向）に引っ張りながらＣの位置を経て中子１０２に巻き付けて行う。このとき、Ｒ部分に必要な材料が曲げが進むに従って徐々に巻き込まれていくことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような加工方法は、Ｒ部分の外側が引っ張られて伸ばされるために変形してしまい、その変形がパイプ１００の内径及び外径に影響を及ぼし、加工品の品位が損なわれる。図９において、ＤはＲ部の長さ（＝引っ張られる長さ）、σは誤差、Ｏは中子１０２の中心である。また、この加工方法では、供給されるパイプ１００の長さが不安定であるため、曲げ完了時の直線部分１０４の長さに誤差が生じる。この誤差σはパイプ１００の硬さ、加工速度、気温等によって左右されるため予測が困難であって、精度を要求する場合には調整切断が必要になる。調整切断はパイプ１００のロスが多くコストがかかり、また、切断時の切り粉が環境を悪化させる原因にもなる。チタン等の高価な材料では歩留りの悪化を極力抑えることが必要である。
【０００４】
そこで、本発明は、曲げ精度を向上させたフレキシブルパイプの曲げ加工方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のフレキシブルパイプの曲げ加工方法は、次の通りである。
【０００６】
請求項１に係る本発明のフレキシブルパイプの曲げ加工方法は、連続するパイプ壁に径小部（４）と径大部（６）とを交互に備えるフレキシブルパイプ（２）の曲げ加工方法であって、前記フレキシブルパイプに形成すべき曲げ部分（Ｒ部１８）を跨がる２点間で前記フレキシブルパイプを固定する工程と、前記２点間で前記フレキシブルパイプを湾曲させるとともに、その湾曲に応じて前記フレキシブルパイプをその中心軸の方向に圧縮させる工程とを含み、前記２点間で湾曲させた際に前記フレキシブルパイプの曲率半径が大きい側に生じる延び代（Ｎ）を前記フレキシブルパイプの圧縮長に設定し、前記フレキシブルパイプの湾曲角度に応じて前記圧縮長を連続的に変化させて前記フレキシブルパイプに前記湾曲とともに前記圧縮を施すことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る本発明のフレキシブルパイプの曲げ加工方法は、請求項１に係る本発明のフレキシブルパイプの曲げ加工方法において、前記フレキシブルパイプが、チタン鋼又はステンレス鋼で形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような曲げ加工方法によれば、チタン鋼やステンレス鋼等の金属で形成されたフレキシブルパイプの曲げ加工の精度が向上し、寸法調整のための切断等が不要になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に示した実施例を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明のフレキシブルパイプの曲げ加工方法の実施例を示している。曲げ加工を施すフレキシブルパイプ２は、例えば、チタン鋼で形成されたコルゲートパイプであり、径小部４と径大部６とを交互に断面波型に形成したものである。
【００１１】
このフレキシブルパイプ２の曲げ加工を施すべき部分を挟む２点、即ち、Ｐ₁、Ｐ₂部分をクランプ部８、１０に設定し、例えば、図２に示すように、曲げ加工装置１２の固定可動手段であるベースハンド１４、１６にフレキシブルパイプ２のクランプ部８、１０を固定し、クランプ部８、１０の間に曲げ部分であるＲ部１８が設定される。図２に示す実施例では、熱交換器の熱交換パイプの成形例であるため、単一のフレキシブルパイプ２に複数のＲ部１８が設定されている。
【００１２】
また、この実施例では、曲げ加工装置１２は、例えば、図３に示すように構成され、ベースハンド１４、１６を所定量だけ操作する手段である制御部２０、この制御部２０に所望の制御入力を加える入力部２２を備えている。
【００１３】
そして、この曲げ加工方法は、フレキシブルパイプ２を巻き込むことなく、予め曲げに必要な長さＤをクランプ部８とクランプ部１０との間に設定し、クランプ部８、１０の間で曲げ加工を施す。即ち、この曲げ加工は、クランプ部８、１０の２点間に従来の曲げ加工を施した際に、曲率半径の大きい側に伸びが発生する分だけクランプ部８、１０の２点間に矢印Ｆで示す方向に圧縮させながら、矢印Ｇ方向に湾曲させて所定のＵ字形状に曲げ加工を行う。
【００１４】
曲げ加工装置１２を用いた曲げ加工方法を図４に示すフローチャートを参照して説明すると、フレキシブルパイプ２の取出し（ステップＳ１）、ベースハンド１４、１６にフレキシブルパイプ２をセットした後（ステップＳ２）、パイプ送り量を計算する（ステップＳ３）。
【００１５】
このパイプ送り量は、
パイプ送り量＝Ｌ＋直線部分・・・（１）
で計算される。但し、Ｌは、
【００１６】
【数１】

である。この計算式は、理論値であり、延び代Ｎは１／２を用いることができる。これが中心軸方向の圧縮量となる。
【００１７】
そして、この送り量をセットし（ステップＳ４）、送り動作を実行し（ステップＳ５）、曲げ角度動作即ち、パイプ回転を行い（ステップＳ６）、曲げ動作移動量を計算する（ステップＳ７）。
【００１８】
この曲げ動作移動量は、
曲げ動作移動量＝（Ｘ_M-1−Ｘ_M, Ｙ_M-1−Ｙ_M）・・・（３）
となる。但し、Ｘ_M、Ｙ_Mは、
Ｘ_M＝Ｒ sinθ_M＋Ｌ_M cosθ_M ・・・（４）
Ｙ_M＝Ｒ−Ｒ cosθ_M＋Ｌ_M sinθ_M ・・・（５）
である。
【００１９】
そして、この曲げ動作移動量をセットし（ステップＳ８）、曲げ動作を実行する（ステップＳ９）。ここで、ステップＳ１０では、θ_M／１８０＝１であるか否かを確認し、θ_M／１８０＝１でない場合にはステップＳ７〜Ｓ９の処理をθ_M／１８０＝１となるまで繰り返す。θ_M／１８０＝１に到達すると、ステップＳ１１に移行し、曲げ回数を確認し、曲げ回数が所定数に到達したとき処理を終了する。
【００２０】
この曲げ加工は、図５に示すように、フレキシブルパイプ２に加えられる曲げ加工の円弧をＥ、その曲率半径をＲ、曲げ角度をθ、フレキシブルパイプ２の曲げ部分の長さ（残り材料）をＬ、理論上の長さ（残り材料）をＫ、延び代をＮとすると、曲げられるフレキシブルパイプ２の変形前の座標は、
【００２１】
（Ｘｏ，Ｙｏ）＝（πＲ＋Ｎ，Ｏ）・・・（６）
で表され、変形途上の座標は、

となる。但し、Ｌ_Mはフレキシブルパイプ２の曲げ部分の長さ、Ｋ_Mは理論上の長さ、θ_Mは曲げ角度、Ｎ_Mは延び代の変化である。
【００２２】
そして、図６に示すように、Ｕ字形に曲げられたフレキシブルパイプ２のＲ部１８において、Ｏは曲げ中心、ｒはフレキシブルパイプ２の直径、Ｒは曲率半径、フレキシブルパイプ２の中心線２４の周長はπＲ、Ｒ部１８の外側の周長は、π（Ｒ＋ｒ／２）となり、理論値の延び代Ｎは、
【００２３】
【数２】

である。
【００２４】
このような曲げ加工によれば、Ｒ部１８で使用する材料、即ち、フレキシブルパイプ２の長さは常に一定となり、曲げ完了後のフレキシブルパイプ２の長さや形状を正確に算出することができる。
【００２５】
また、Ｒ部分１８に必要な材料は自由に設定できるため、フレキシブルパイプ２の外側の変形を抑えることもできる。また、従来必要としていた中子が不要となり、曲げ加工が施されたフレキシブルパイプ２の内側にキズが付かず、所望の角度を有する連続曲げも可能となる。
【００２６】
この曲げ加工が施されるフレキシブルパイプ２の曲げの軌道を図７、８に示す。図７において、ａはクランプ部８の幅、ｂはＲ部１８の曲率変化、ｃは延び代Ｎ（＝πｒ／２）、ｄはクランプ部１０の幅、Ｏは曲げ中心、Ｒは曲げ加工の曲率半径、Ｐはベースハンド１４の中心軌跡を示し、図８において、ｍは延び代Ｎを加えた軌跡、ｎは延び代Ｎを加えていない軌跡、Ｐはベースハンド１４の中心軌跡を示している。
【００２７】
このような曲げ加工によれば、Ｒ部１８に使用する材料の長さは理論上（半径Ｒ×π）であるが、それにパイプ２の外側の変形を抑える為の材料（パイプ径／２×π）の長さを実際のＲ部１８の材料としてクランプし、図１に示すように、矢印Ｆ、Ｇで示す方向に向かって曲げると、その曲げでフレキシブルパイプ２が縮小し、最終的にはＲ部１８に吸収される。クランプ部８、１０の動きはサイクロイドを描くことになる。また、Ｘ部分は、フレキシブルパイプ２のスプリングバック（反り）を見越して余分に曲げている。
【００２８】
このようなフレキシブルパイプの曲げ加工は、排水口等に使用される各種配管の曲げ加工や、高効率を目的とした給湯器熱交換器の熱交換パイプの曲げ加工に用いることができる。
【００２９】
実験によれば、チタン鋼からなるフレキシブルパイプの曲げ加工に本発明を適用して構成された熱交換器では、従来の曲げ加工によるものに比較し、曲げ精度が向上したため、ＣＯの発生率が減少するとともに、ドレイン発生量が大幅に削減されることが確認されている。
【００３０】
なお、実施例では、チタン鋼からなるフレキシブルパイプを例に取って説明したが、本発明は、ステンレス鋼やその他の金属からなるフレキシブルパイプの曲げ加工に適用できるものであり、実施例に限定されるものではない。
【００３１】
また、実施例では、２次元の曲げ加工を例に取って説明したが、本発明の曲げ加工方法は、フレキシブルパイプの複雑な３次元曲げにも適用して同様の効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａフレキシブルパイプの曲げ精度を向上させることができ、寸法調整のための切断が不要となる。
ｂフレキシブルパイプの複雑な３次元曲げにも適用できる。
ｃフレキシブルパイプの曲げ加工時に生じる変形、組織の破壊防止及び耐久性を向上させることができる。
ｄフレキシブルパイプの曲げ加工時に生じる損傷を防止できる。
ｅフレキシブルパイプ間の隙間及びパイプの変形管理ができることにより、熱交換パイプに用いた場合、熱交換等の性能が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレキシブルパイプの曲げ加工方法の実施例を示す図である。
【図２】フレキシブルパイプの曲げ加工装置を用いた曲げ加工を示す図である。
【図３】フレキシブルパイプの曲げ加工装置の概要を示すブロック図である。
【図４】フレキシブルパイプの曲げ加工を示すフローチャートである。
【図５】フレキシブルパイプの曲げ加工法を示す図である。
【図６】フレキシブルパイプの延び代の計算を示す図である。
【図７】フレキシブルパイプの曲げの軌道を示す図である。
【図８】フレキシブルパイプの曲げの軌道を示す図である。
【図９】従来のフレキシブルパイプの曲げ加工を示す図である。
【符号の説明】
２フレキシブルパイプ
４径小部
６径大部
８、１０クランプ部
１８Ｒ部（曲げ部分）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for bending a flexible pipe made of titanium steel or the like used for a heat exchange member of a heat exchanger.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as shown in FIG. 9, a general flexible pipe is bent by clamping one end of the pipe 100 at a position A and pulling it in the right direction (the direction of arrow B) in the figure. After that, it is wound around the core 102. At this time, the material necessary for the R portion is gradually wound as the bending progresses.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Such a processing method is deformed because the outside of the R portion is pulled and stretched, the deformation affects the inner and outer diameters of the pipe 100, and the quality of the processed product is impaired. In FIG. 9, D is the length of the R portion (= the length to be pulled), σ is the error, and O is the center of the core 102. Further, in this processing method, since the length of the pipe 100 to be supplied is unstable, an error occurs in the length of the straight line portion 104 when the bending is completed. This error σ depends on the hardness of the pipe 100, the processing speed, the air temperature, and the like, so it is difficult to predict, and adjustment cutting is required when accuracy is required. Adjusted cutting is costly due to the loss of the pipe 100, and the cutting powder at the time of cutting also causes the environment to deteriorate. For expensive materials such as titanium, it is necessary to suppress the deterioration of the yield as much as possible.
[0004]
Then, this invention makes it a subject to provide the bending method of the flexible pipe which improved the bending precision.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The bending method of the flexible pipe of the present invention that has solved the above problems is as follows.
[0006]
The bending method for a flexible pipe according to the first aspect of the present invention is a bending method for a flexible pipe (2) in which small diameter portions (4) and large diameter portions (6) are alternately provided on a continuous pipe wall. The step of fixing the flexible pipe between two points straddling the bent portion (R portion 18) to be formed on the flexible pipe, and bending the flexible pipe between the two points, and according to the bending Compressing the flexible pipe in the direction of its central axis, and compressing the flexible pipe with an extension allowance (N) generated on the side of the flexible pipe having a large radius of curvature when bent between the two points. The compression length is continuously changed according to the bending angle of the flexible pipe, and the compression along with the bending is applied to the flexible pipe. It is characterized in.
[0007]
Bending method of a flexible pipe of the present invention according to claim 2 is the bending method of the flexible pipe of the present invention according to claim 1, said flexible pipe is formed by titanium or stainless steel Features.
[0008]
According to such a bending method, the accuracy of bending of a flexible pipe formed of a metal such as titanium steel or stainless steel is improved, and cutting for dimension adjustment or the like is unnecessary.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples shown in the drawings.
[0010]
FIG. 1 shows an embodiment of a method for bending a flexible pipe according to the present invention. The flexible pipe 2 to be bent is, for example, a corrugated pipe made of titanium steel, in which small diameter parts 4 and large diameter parts 6 are alternately formed in a corrugated cross section.
[0011]
Two points sandwiching the portion of the flexible pipe 2 to be bent, that is, the P ₁ and P ₂ portions are set in the clamp portions 8 and 10, and for example, as shown in FIG. The clamp parts 8 and 10 of the flexible pipe 2 are fixed to the

base hands

14 and 16 which are means, and an R part 18 which is a bent part is set between the clamp parts 8 and 10. The embodiment shown in FIG. 2 is an example of forming a heat exchange pipe of a heat exchanger, and thus a plurality of R portions 18 are set in a single flexible pipe 2.
[0012]
Further, in this embodiment, the bending apparatus 12 is configured as shown in FIG. 3, for example, and includes a control unit 20 that is a means for operating the

base hands

14 and 16 by a predetermined amount, and the control unit 20 performs desired control. An input unit 22 for adding input is provided.
[0013]
In this bending method, the length D required for bending is set between the clamp portion 8 and the clamp portion 10 in advance without winding the flexible pipe 2, and bending is performed between the clamp portions 8 and 10. Apply. That is, in this bending process, when the conventional bending process is performed between the two points of the clamp parts 8 and 10, the arrow between the two points of the clamp parts 8 and 10 is increased by the extent that the elongation occurs on the side with the larger curvature radius. While being compressed in the direction indicated by F, it is bent in the direction of arrow G and bent into a predetermined U-shape.
[0014]
A bending method using the bending apparatus 12 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 4. After the flexible pipe 2 is taken out (step S1) and the flexible pipe 2 is set in the base hands 14 and 16 (step S2). The pipe feed amount is calculated (step S3).
[0015]
This pipe feed amount is
Pipe feed amount = L + straight line part (1)
Calculated by Where L is
[0016]
[Expression 1]

It is. This calculation formula is a theoretical value, and the extension allowance N can be ½. This is the amount of compression in the central axis direction.
[0017]
Then, the feed amount is set (step S4), the feed operation is executed (step S5), the bending angle operation, that is, the pipe rotation is performed (step S6), and the bending motion movement amount is calculated (step S7).
[0018]
This amount of bending movement is
Bending movement amount = (X _M-1 −X _M , Y _M−1 −Y _M ) (3)
It becomes. However, X _M and Y _M are
X _M = R sin θ _M + L _M cos θ _M (4)
_{_{Y M = R-R cosθ M}} + L M sinθ M ··· (5)
It is.
[0019]
Then, the amount of movement of the bending operation is set (step S8), and the bending operation is executed (step S9). Here, in step S10, to confirm whether or not θ _M / 180 = 1, and when not, θ _M / 180 = 1 is repeated until the processing of step S7~S9 and θ _M / 180 = 1. When θ _M / 180 = 1 is reached, the process proceeds to step S11, where the number of bendings is confirmed, and when the number of bendings reaches a predetermined number, the process ends.
[0020]
In this bending process, as shown in FIG. 5, the arc of the bending process applied to the flexible pipe 2 is E, the radius of curvature is R, the bending angle is θ, and the length (remaining material) of the bending portion of the flexible pipe 2 is set. If L is the theoretical length (remaining material) is K and the extension is N, the coordinates before deformation of the flexible pipe 2 to be bent are
[0021]
(Xo, Yo) = (πR + N, O) (6)
The coordinates in the process of transformation are

It becomes. However, L _M is the length of the bent portion of the flexible pipe 2, K _M is the length of the theoretical, theta _M is the bending angle, the N _M is the change in extended margin.
[0022]
As shown in FIG. 6, in the R portion 18 of the flexible pipe 2 bent into a U shape, O is the bending center, r is the diameter of the flexible pipe 2, R is the radius of curvature, and the center line 24 of the flexible pipe 2. The circumference is πR, the circumference outside the R portion 18 is π (R + r / 2), and the extension N of the theoretical value is
[0023]
[Expression 2]

It is.
[0024]
According to such bending, the length of the material used in the R portion 18, that is, the flexible pipe 2 is always constant, and the length and shape of the flexible pipe 2 after bending can be accurately calculated.
[0025]
Moreover, since the material required for the R portion 18 can be set freely, deformation outside the flexible pipe 2 can be suppressed. In addition, the core that has been conventionally required is not required, the inner side of the flexible pipe 2 subjected to the bending process is not scratched, and continuous bending having a desired angle is also possible.
[0026]
The bending trajectory of the flexible pipe 2 subjected to this bending process is shown in FIGS. In FIG. 7, a is the width of the clamp portion 8, b is the change in curvature of the R portion 18, c is the extension allowance N (= πr / 2), d is the width of the clamp portion 10, O is the bending center, and R is the bending process. , P represents the central locus of the base hand 14, and in FIG. 8, m represents the locus with the extension allowance N, n represents the locus without the extension allowance N, and P represents the center locus of the base hand 14. ing.
[0027]
According to such a bending process, the length of the material used for the R portion 18 is theoretically (radius R × π), but it is a material (pipe diameter / 2 ×) for suppressing deformation outside the pipe 2. When the length of π) is clamped as the actual material of the R portion 18 and bent in the direction indicated by the arrows F and G as shown in FIG. 1, the flexible pipe 2 is reduced by the bending, and finally Is absorbed by the R portion 18. The movement of the clamps 8 and 10 draws a cycloid. Further, the portion X is bent excessively in anticipation of the spring back (warping) of the flexible pipe 2.
[0028]
Such bending of the flexible pipe can be used for bending of various pipes used for a drain outlet or the like, and bending of a heat exchange pipe of a water heater heat exchanger for high efficiency.
[0029]
According to the experiment, in the heat exchanger constructed by applying the present invention to the bending process of the flexible pipe made of titanium steel, the bending accuracy is improved as compared with the conventional bending process. It has been confirmed that the drain generation amount is greatly reduced as well as the decrease.
[0030]
In the embodiment, a flexible pipe made of titanium steel has been described as an example. However, the present invention can be applied to bending of a flexible pipe made of stainless steel or other metal, and is limited to the embodiment. It is not something.
[0031]
In the embodiments, two-dimensional bending has been described as an example, but the bending method of the present invention can be applied to complicated three-dimensional bending of flexible pipes to obtain the same effect.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
a The bending accuracy of the flexible pipe can be improved, and cutting for dimension adjustment is not required.
b Can be applied to complex three-dimensional bending of flexible pipes.
c Deformation that occurs during bending of flexible pipes, prevention of tissue destruction, and durability can be improved.
d It is possible to prevent damage caused during bending of the flexible pipe.
e The ability to manage the gap between the flexible pipes and the deformation of the pipes stabilizes the performance such as heat exchange when used for heat exchange pipes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a flexible pipe bending method of the present invention.
FIG. 2 is a view showing bending using a bending apparatus for a flexible pipe.
FIG. 3 is a block diagram showing an outline of a bending apparatus for a flexible pipe.
FIG. 4 is a flowchart showing bending of a flexible pipe.
FIG. 5 is a diagram showing a bending method of a flexible pipe.
FIG. 6 is a diagram showing calculation of the extension allowance of the flexible pipe.
FIG. 7 is a diagram showing a bending path of a flexible pipe.
FIG. 8 is a diagram illustrating a bending path of a flexible pipe.
FIG. 9 is a diagram showing a bending process of a conventional flexible pipe.
[Explanation of symbols]
2 Flexible pipe 4 Small diameter part 6 Large diameter part 8, 10 Clamp part 18 R part (bending part)

Claims

A bending method of a flexible pipe provided with a small diameter portion and a large diameter portion alternately on a continuous pipe wall,
Fixing the flexible pipe between two points straddling a bent portion to be formed on the flexible pipe;
Bending the flexible pipe between the two points, and compressing the flexible pipe in the direction of the central axis according to the curve;
An extension margin that occurs on the side of the flexible pipe having a larger radius of curvature when bent between the two points is set as a compression length of the flexible pipe, and the compression length is set according to a bending angle of the flexible pipe. A method of bending a flexible pipe, wherein the flexible pipe is subjected to the compression together with the bending by changing continuously .

The flexible pipe, bending method of a flexible pipe according to claim 1, characterized in that it is formed by titanium or stainless steel.