JP4906573B2 - Metal tube bending apparatus and bending method - Google Patents
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Description
この発明は、いわゆるアーム回動式の高周波曲げ加工を行うための金属管曲げ加工装置および曲げ加工方法に関する。 The present invention relates to a metal tube bending apparatus and bending method for performing so-called arm-rotating high-frequency bending.
アーム回動式の高周波曲げ加工は(例えば特許文献1〜12参照)、例えば鋼管に対して環状の誘導加熱と曲げモーメント付加機構による曲げモーメントとを適用して加熱部を移動形式で順次曲げ加工していく技術である。その曲げモーメントは、回動アームによる先端側進路規制とプッシャーによる後端側からの推進との協同作用で生じる。
圧縮軸力をかけない単純な押し曲げにおけるプッシャーの推力は、呼び径200〜400A(外径216.3mm〜406.4mm)の鋼管を一般的な曲げ半径である3DR(即ち約600mm〜1200mm)で曲げ加工するケースで100kN前後に及び、圧縮曲げ加工では更に大となる。
The arm-rotating high-frequency bending process (see, for example, Patent Documents 1 to 12), for example, applies an annular induction heating to a steel pipe and a bending moment by a bending moment adding mechanism to sequentially bend the heating part in a moving manner. Technology. The bending moment is generated by the cooperative action of the front end side path restriction by the rotating arm and the propulsion from the rear end side by the pusher.
Pusher thrust in simple push bending without applying compression axial force is 3DR (that is, about 600 mm to 1200 mm) which is a general bending radius of a steel pipe having a nominal diameter of 200 to 400 A (outer diameter of 216.3 mm to 406.4 mm). It is about 100 kN in the case of bending with, and becomes even larger in compression bending.
鋼管は、アームの回動端側にクランプ固定されて、回動アームによる進路規制を受けるが、その際、上記の鋼管への曲げモーメント適用の反作用としてクランプにモーメントが作用する。即ち、良好な曲げ加工を行うためには、上記モーメントによって固定状態が狂わないよう剛直にクランプを行う必要がある。
これは、回動アーム先端のクランプにライナーを設けて管端直線部を楕円形状に弾性変形させるものについても(例えば特許文献1参照)、同じである。
The steel pipe is clamped and fixed to the pivot end side of the arm and is subjected to a path restriction by the pivot arm. At that time, a moment acts on the clamp as a reaction of applying the bending moment to the steel pipe. In other words, in order to perform a satisfactory bending process, it is necessary to clamp firmly so that the fixed state does not go wrong due to the moment.
This also applies to a case where a liner is provided on the clamp at the tip of the rotating arm to elastically deform the tube end straight portion into an elliptical shape (see, for example, Patent Document 1).
また、装置をコンパクトにするために、鋼管の後端よりも前方に配した中間クランプによって管体に推力を加える装置では、推力の反力としてクランプ部に大きい摩擦力が必要であることから、やはり、強い締め付け力の付加が望まれる。
このため、30N/mm2以上の締め付け力で、クランプが行われる。この締め付け力は鋼材の降伏強度の30%前後であるから、均等に作用している限り鋼管の降伏は生じない。
In addition, in order to make the device compact, in the device that applies thrust to the pipe body by an intermediate clamp arranged in front of the rear end of the steel pipe, a large frictional force is required in the clamp portion as a reaction force of the thrust, After all, the addition of a strong tightening force is desired.
For this reason, clamping is performed with a tightening force of 30 N / mm 2 or more. Since this tightening force is around 30% of the yield strength of the steel material, the steel pipe does not yield as long as it acts evenly.
ところが、モーメントの作用するクランプ部では偏当りが避けられず、偏当り部には局部的に上記締め付け力の数倍以上の圧下力が掛かることもある。このため、クランプを外した鋼管の偏当り部には圧痕の残ることがありうる。
すなわち、クランプの締め付け力を鋼材の降伏強度ぎりぎりまで高める指向には、圧痕発生による良品歩留ロス、あるいは圧痕発生を見込んだ切捨て代の導入による採寸歩留ロスが伴う。
However, uneven contact is unavoidable in the clamp portion on which a moment acts, and a rolling force that is several times greater than the tightening force may be locally applied to the uneven contact portion. For this reason, an indentation may remain in the uneven contact portion of the steel pipe from which the clamp is removed.
That is, the direction in which the clamping force of the clamp is increased to the limit of the yield strength of the steel is accompanied by a non-defective yield loss due to the occurrence of indentation or a measurement yield loss due to the introduction of a cutting allowance in anticipation of the indentation.
しかしながら、ステンレス鋼管のような変形抵抗の高い材質のものが対象であったり、あるいは小R曲げ(小半径曲げ)や圧縮曲げであったりする、加工負荷の高いケースでは、クランプの締め付け力を更に高めたいことがある。
そこで、締め付け力を鋼材の降伏強度といった金属管の材料強度ぎりぎりまで高めても支障の生じないクランプ技術を備えた曲げ加工技術を提供することが課題となる。
However, in cases with a high processing load such as stainless steel pipes with high deformation resistance, small R-bending (small radius bending), or compression bending, the clamping force can be further increased. I want to increase it.
Therefore, it is an issue to provide a bending technique provided with a clamping technique that does not cause any trouble even if the clamping force is increased to the limit of the material strength of the metal tube, such as the yield strength of the steel material.
本発明の金属管曲げ加工装置(請求項1)は、このような課題を解決するために創案されたものであり、曲げ加工される金属管の長手方向短区間を環状に誘導加熱するための誘導子と、該誘導子による加熱部を追随冷却する冷却機構と、前記金属管の先端側の進路を弧状に規制する回動アームと前記金属管を後端側から推進するプッシャーとを有して前記金属管を一端側から順次曲げ変形させていく曲げモーメント付加機構とを備えた金属管曲げ加工装置において、前記回動アームは、その回動端側における前記金属管の先端側との取合手段として、リング体が縦割り分割された形状の充填強化樹脂製のセグメント群がリング状に連なる隔離層を介して前記金属管を掴持する構造のクランプ機構を備えている、ことを特徴とする。 The metal pipe bending apparatus (Claim 1) of the present invention has been devised to solve such a problem, and is for inductively heating a short section in the longitudinal direction of a metal pipe to be bent. An inductor, a cooling mechanism for cooling the heating portion by the inductor, a rotating arm for restricting the path on the tip side of the metal tube in an arc shape, and a pusher for propelling the metal tube from the rear end side In the metal tube bending apparatus provided with a bending moment applying mechanism that sequentially bends and deforms the metal tube from one end side, the rotating arm is connected to the tip end side of the metal tube on the rotating end side. As a combination means, the ring body is provided with a clamp mechanism having a structure in which a segment group made of filling reinforced resin having a vertically divided shape grips the metal tube via a ring-shaped isolation layer. And
また、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項2)は、上記の請求項1記載の金属管曲げ加工装置であって更に、前記プッシャーも、前記金属管の後端側との取合手段として、リング体が縦割り分割された形状の充填強化樹脂製のセグメント群がリング状に連なる隔離層を介して前記金属管を掴持する構造のクランプ機構を備えている、ことを特徴とする。 Moreover, the metal pipe bending apparatus (Claim 2) of the present invention is the metal pipe bending apparatus according to Claim 1, wherein the pusher is also connected to the rear end side of the metal pipe. As described above, a segment group made of filling reinforced resin in a shape in which the ring body is divided vertically is provided with a clamp mechanism having a structure in which the metal tube is gripped through a ring-shaped isolation layer. .
さらに、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項3)は、上記の請求項1,請求項2記載の金属管曲げ加工装置であって更に、前記クランプ機構は、各種外径寸法の金属管に適合する各種内径の隔離層を形成できるように寸法諸元の調えられた複数系列のセグメント群を備えている、ことを特徴とする。 Furthermore, the metal pipe bending apparatus according to the present invention (Claim 3) is the metal pipe bending apparatus according to Claims 1 and 2, wherein the clamp mechanism is a metal pipe having various outer diameters. It is characterized by comprising a plurality of series of segment groups having dimensional specifications so that isolation layers having various inner diameters conforming to the above can be formed.
また、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項4)は、上記の請求項1〜請求項3記載の金属管曲げ加工装置であって更に、前記セグメント群の前記縦割り分割に係る分割数は、各セグメントの重量が20kg以下となる分割数に設定されている、ことを特徴とする。 Moreover, the metal pipe bending apparatus (Claim 4) of the present invention is the metal pipe bending apparatus according to Claims 1 to 3, further comprising the number of divisions related to the vertical division of the segment group. Is characterized in that the number of divisions is set so that the weight of each segment is 20 kg or less.
また、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項5)は、上記の請求項1〜請求項4記載の金属管曲げ加工装置であって更に、前記セグメント群は、その内径側周面が多点状と線列状と網目状とのうち何れか単一の形状による又は複数形状の混在による凹凸面となっている、ことを特徴とする。 Moreover, the metal pipe bending apparatus (Claim 5) of the present invention is the metal pipe bending apparatus according to any one of Claims 1 to 4, wherein the segment group has a large inner peripheral surface. It is characterized in that it is a concavo-convex surface having a single shape or a mixture of a plurality of shapes among a dot shape, a line array shape, and a mesh shape.
また、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項6)は、上記の請求項1〜請求項5記載の金属管曲げ加工装置であって更に、前記充填強化樹脂は、反応硬化性樹脂を基質とし、強化成分としてカーボンの短繊維とガラスの短繊維とセラミックスの短繊維とガラスフレークとのうち何れか一つ又は複数のものが10〜30vol%充填された樹脂である、ことを特徴とする。 Moreover, the metal pipe bending apparatus (Claim 6) of the present invention is the metal pipe bending apparatus according to any one of Claims 1 to 5, wherein the filling reinforcing resin is made of a reactive curable resin as a substrate. And a reinforcing component is a resin filled with 10 to 30% by volume of any one or more of carbon short fibers, glass short fibers, ceramic short fibers, and glass flakes. .
また、本発明の金属管の曲げ加工方法(請求項7)は、上記の請求項1〜請求項6記載の金属管曲げ加工装置に金属管を供して行う曲げ加工方法であって更に、金属管を上記の金属管曲げ加工装置に供し、前記クランプ機構により前記金属管をその降伏強度の10〜30%の締め付け力で掴持して曲げ加工を施す、ことを特徴とする。 Moreover, the bending method (Claim 7) of the metal pipe of the present invention is a bending method performed by providing the metal pipe to the metal pipe bending apparatus according to Claims 1 to 6, further comprising a metal The pipe is used in the above-described metal pipe bending apparatus, and the metal pipe is gripped with a clamping force of 10 to 30% of its yield strength by the clamp mechanism to be bent.
このような本発明の金属管曲げ加工装置(請求項1,請求項2)および曲げ加工方法(請求項7)にあっては、金属に匹敵する圧縮耐力を充填強化樹脂製セグメントに具備させることで強い締め付け力で掴持が行えるが、その際、セグメントの基質である樹脂材料の弾性率が金属管の典型的材料の鋼材の5〜10%程度の小さい値であることから、締め付け力による弾性変形がセグメントに容易に起って、隔離層のセグメント群が管体に倣った接触状態となり、管体には集中的でない均等化された締め付け力が作用することとなる。ついては、締め付け力を管材の降伏強度等の材料強度ぎりぎりまで高めても金属管に圧痕が生じることはない。 In such a metal pipe bending apparatus (Claims 1 and 2) and a bending method (Claim 7) of the present invention, the filling reinforced resin segment has a compressive strength equivalent to that of metal. In this case, the elastic modulus of the resin material that is the substrate of the segment is a small value of about 5 to 10% of the steel material of the typical material of the metal tube. Elastic deformation easily occurs in the segment, and the segment group of the isolation layer comes into contact with the tube body, and an equalized tightening force that is not concentrated acts on the tube body. Therefore, even if the tightening force is increased to the limit of the material strength such as the yield strength of the pipe material, no indentation is generated in the metal pipe.
また、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項3)および曲げ加工方法(請求項7)にあっては、各種外径の金属管の曲げ加工が、セグメント群を適合寸法のものに取替えるだけで行える。充填強化樹脂の比重は鋼材の20%程度であることから、セグメントの重量は軽く、着脱容易である。 Moreover, in the metal pipe bending apparatus (Claim 3) and the bending method (Claim 7) of the present invention, the bending process of the metal pipes of various outer diameters simply replaces the segment group with one having the appropriate size. You can do it. Since the specific gravity of the filling reinforcing resin is about 20% of that of the steel material, the weight of the segment is light and easy to attach and detach.
さらに、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項4)および曲げ加工方法(請求項7)にあっては、セグメント単重が20kg以下となる最小セグメント数とすることで、着脱に関して安全性と作業能率が両立確保される。 Furthermore, in the metal pipe bending apparatus (Claim 4) and the bending method (Claim 7) of the present invention, by setting the minimum number of segments so that the unit weight of the segment is 20 kg or less, the safety with respect to attachment and detachment is achieved. Both work efficiency is ensured.
また、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項5)および曲げ加工方法(請求項7)にあっては、金属管に油膜が存在すると、締め付け荷重が膜切れ荷重に達していなければスリップが起る。リング状部材は前述のように荷重が集中しにくいので油膜起因のスリップが起りやすい。しかし、内径側が凹凸面になっていると、小面積しか有しない凸部が接触しはじめた段階では接触部に荷重が集中するから、この段階で油膜が切れる作用によって上記スリップが回避される。 Further, in the metal pipe bending apparatus (Claim 5) and the bending process method (Claim 7) of the present invention, when an oil film is present on the metal pipe, a slip is generated unless the tightening load reaches the film breakage load. To happen. As described above, since the load is difficult to concentrate on the ring-shaped member, slip due to the oil film is likely to occur. However, if the inner diameter side is a concavo-convex surface, the load concentrates on the contact portion when the convex portion having only a small area starts to contact, and the slip is avoided by the action of cutting the oil film at this stage.
また、本発明の金属管曲げ加工装置(請求項6)および曲げ加工方法(請求項7)にあっては、強化成分が短繊維あるいはフレークであれば、長繊維とちがって、注型製造が容易であるため、少数であっても、低コストで製作できる。 Moreover, in the metal pipe bending apparatus (Claim 6) and the bending method (Claim 7) of the present invention, if the reinforcing component is a short fiber or flake, the casting production is different from the long fiber. Since it is easy, even a small number can be manufactured at low cost.
本発明の金属管曲げ加工装置の一実施形態(第1形態)について、その構成を、図面を引用して説明する。図1は、(a)が金属管曲げ加工装置20の平面図、(b)がクランプ機構30のB−B断面図すなわち金属管長手方向の鉛直断面図、(c)がクランプ機構30のC−C断面図すなわち金属管長手方向と直交する鉛直断面図である。
A configuration of an embodiment (first embodiment) of a metal pipe bending apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A is a plan view of the metal
金属管曲げ加工装置20は(図1(a)参照)、金属管10を曲げ加工するために誘導子21と冷却機構22と回動アーム23とガイドローラ26とプッシャー27とを具えている。これらは従来と同様のもので良いので、要点を説明すると、誘導子21は、図示しない高周波電源から通電されるコイル等からなり、金属管10の長手方向短区間を環状に誘導加熱するようになっている。また、冷却機構22は、多数の噴霧孔が内向きに形成された環状チューブ等からなり、誘導子21に隣接して設置され、図示しない給水設備から通水されて、金属管10の誘導子21による加熱部を追随冷却するようになっている。なお、多くの場合、誘導子21は自身の水冷のために、金属チューブ製としてその中空部が冷却水路となる構造となっており、この誘導子21に多数の噴射口が設けられて上記冷却機構22を兼ねている。
The metal pipe bending apparatus 20 (see FIG. 1A) includes an
さらに、回動アーム23は、金属管10の先端部11をクランプして金属管先端部11の進路を弧状に規制するものであり、ガイドローラ26は、金属管10の中間部を下から支えるとともに両脇の変位を規制することで金属管10のうち未だ曲がっていない部分を金属管長手方向へ真っ直ぐ進ませるものであり、プッシャー27は、金属管10の後端部12をクランプして金属管10を後端側から推進するものである。誘導子21にて局部加熱された金属管10を一端側から順次曲げ変形させていく曲げモーメント付加機構は回動アーム23とプッシャー27とからなり、回動アーム23のアーム回動端部24には金属管先端部11との取合手段として第1クランプ機構25が装着されており、プッシャー27のプッシャー作用部28には金属管後端部12との取合手段として第2クランプ機構29が装着されている。
Further, the rotating
第1クランプ機構25にも第2クランプ機構29にも同一構造のクランプ機構30が採用されている。クランプ機構30は(図1(b),(c)参照)、金属管10を掴持するために、開閉式の環状部材からなる掴持部材31〜34と、その内周面と金属管10の外周面との間の隔離層に介在するリング状ライナー(35)とを具えている。
掴持部材31〜34は、従来同様、何れも頑丈な金属等からなる固定掴持部材31と可動掴持部材32とヒンジ軸33と締付けボルト34とを具えたものであり、固定掴持部材31はアーム回動端部24やプッシャー作用部28に固定されるが、可動掴持部材32は、締付けボルト34を緩めればヒンジ軸33を中心にして揺動することで開閉を可能とし、締付けボルト34を締めればリング状ライナー(35)を介して金属管10に締め付け力を及ぼすようになっている。
A clamp mechanism 30 having the same structure is employed for both the
Each of the gripping
リング状ライナー(35)は、リング体が縦割り分割された形状のセグメント35を複数・多数たとえば図示の例では4個ほどリング状に連ねたセグメント群35,35,… からなり、環状の上記隔離層のほとんどを占めている。
セグメント35は、キー36にて固定掴持部材31や可動掴持部材32に取り付けられて、交換容易なものとなっている。また、従来と異なり、充填強化樹脂から注型や成型等で製造される。充填強化樹脂として好適なものは、反応硬化性樹脂を基質とし、強化成分としてカーボンの短繊維とガラスの短繊維とセラミックスの短繊維とガラスフレークとのうち何れか一つ又は複数のものが10〜30vol%充填された樹脂である。
The ring-shaped liner (35) is composed of a plurality of
The
このような充填強化樹脂の比重は概ね1.2〜2.0である。これに対し、金属管10の典型的な材料である鋼材の比重は概ね7.85である。そのため、充填強化樹脂の比重は金属管10の比重の20%程度しかないので、セグメント35は軽いものとなる。
また、上記の反応硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やエポキシ樹脂などが使い易く、そのような樹脂材料の弾性率は概ね8〜20kN/mm2である。これに対し、金属管10の典型的な材料である鋼材の弾性率は概ね200kN/mm2である。そのため、セグメント35の基質の弾性率は、金属管10の弾性率の4〜10%程度の小さい値にとどまる。
ただし、充填強化樹脂の圧縮耐力は、300N/mm2前後であり、一般的な鋼材の圧縮耐力に匹敵するものとなっている。
The specific gravity of such a filling reinforcing resin is approximately 1.2 to 2.0. On the other hand, the specific gravity of a steel material that is a typical material of the
Moreover, as said reaction curable resin, a phenol resin, an epoxy resin, etc. are easy to use, and the elasticity modulus of such a resin material is about 8-20 kN / mm < 2 > in general. On the other hand, the elastic modulus of a steel material that is a typical material of the
However, the compression strength of the filling reinforced resin is around 300 N / mm 2, which is comparable to the compression strength of a general steel material.
この実施形態(第1形態)の金属管曲げ加工装置20を用いて行う金属管の曲げ加工方法について、図面を引用して説明する。図1は、(a)が金属管10を金属管曲げ加工装置20にて曲げているところの平面図、(b)及び(c)は金属管10をクランプ機構30にてクランプしているところ鉛直断面図であり、(b)が金属管長手方向に沿ったB−B断面図、(c)が金属管長手方向と直交するC−C断面図である。
A metal tube bending method performed using the metal
曲げ加工される金属管10は、例えば、JIS G 3454に規定された圧力配管用炭素鋼鋼管であり、真っ直ぐな状態で、金属管曲げ加工装置20に供される。
金属管曲げ加工装置20を初期状態にして金属管10をセットする。すなわち、回動アーム23を回動させてアーム回動端部24を誘導子21に近づけておくとともに、プッシャー27も動作させてプッシャー作用部28を後退させておき、第1クランプ機構25も第2クランプ機構29も開けておくことで、金属管曲げ加工装置20を初期状態にする。それから、金属管10を例えばクレーンで吊って、金属管先端部11をガイドローラ26に乗せ、金属管後端部12を第2クランプ機構29に掴持させる。
The
The
それから、金属管先端部11が冷却機構22と誘導子21とを通りすぎて第1クランプ機構25に達するまでプッシャー作用部28を前進させて、金属管先端部11を第1クランプ機構25に掴持させる。第1,第2クランプ機構25,29による金属管10の掴持は(図1(b),(c)参照)、締付けボルト34を適切に締め込むことで、適度な締め付け力でなされる。その締め付け力は金属管10の降伏強度の10〜30%程度が好ましく、その設定は、例えば、締め付け力を測定済みの適切なセグメント群35,35,… を第1,第2クランプ機構25,29に装着しておくことや、第1,第2クランプ機構25,29にセグメント群35,35,… を装着したときに例えばロードセル等の適宜な図示しない圧力測定具も付設しておくことで、容易かつ的確に行うことができる。
Then, the
金属管10のセット後、誘導子21に高周波通電するとともに、冷却機構22に通水しながら、プッシャー27にて金属管10を前進させる。そうすると、回動アーム23の規制によって金属管10に曲げモーメントが付加され、誘導子21によって金属管10の長手方向短区間が環状に誘導加熱されるので、その加熱部が曲げられる。この曲がった加熱部は、直ぐ隣の冷却機構22の放水にて冷却される。そして、金属管10の進行に伴い、金属管10において曲げの生じる加熱部と曲げの定着する冷却部とが金属管先端部11寄りから金属管後端部12寄りへ順に移動する。
After setting the
こうして、金属管10が所期の曲率半径で曲げ加工される(図1(a)参照)。そして、そのとき、金属管10に曲げモーメントが作用しているので、金属管端部11,12を強い締め付け力で掴持している第1,第2クランプ機構25,29においては偏当りが避けられないが、セグメント35の基質の弾性率が金属管10のそれの5〜10%程度と小さいので、セグメント35には弾性変形が容易に起って、隔離層に介在するセグメント群35,35,… が金属管10に倣った接触状態となり、金属管10には集中的でない均等化された締め付け力が作用することとなるため、金属管10に圧痕が生じることはない。セグメント35の圧縮耐力が金属のそれに匹敵しているので、締め付け力を上述した好適値の上限である金属管10の降伏強度の30%より遙かに強くしても、不都合はない。
In this way, the
本発明の金属管曲げ加工装置および曲げ加工方法の他の実施形態(第2形態)について、その構成を、図面を引用して説明する。図2は、金属管10を掴持しているクランプ機構40の構造を示し、(a)がAA−AA断面図、(c)がBB−BB断面図である。また、図3は、管外径と適切なセグメント分割数との対応表である。
Another embodiment (second embodiment) of the metal pipe bending apparatus and bending method of the present invention will be described with reference to the drawings. 2A and 2B show the structure of the
この金属管曲げ加工装置が上述した金属管曲げ加工装置20と相違するのは、クランプ機構30が一部改造されてクランプ機構40になっている点であり、クランプ機構40が上述したクランプ機構30と相違するのは、セグメント群35,35,… に代えてセグメント群41,43,… が掴持部材31,32の内周面と金属管10の外周面との間の隔離層に介在している点である。セグメント群35,35,… は縦割り分割にて4分割されていたのに対し(図1(c)参照)、セグメント群41,43,… は、縦割り分割による4分割にとどまらず(図2(b)参照)、横割り分割にて2分割され(図2(a)参照)、更に層割り分割にて2分割されて(図2(b)参照)、計16分割されている。
This metal tube bending apparatus is different from the above-described metal
2層に分割されたセグメント群41,43,… は、掴持部材31,32寄りの外層セグメント41と、金属管10寄りの内層セグメント43とからなる。外層セグメント41は、セグメント35同様、キー42にて掴持部材31,32へ着脱容易に取り付けられ、内層セグメント43も同様にして外層セグメント41へ着脱容易に取り付けられる。
金属管10は、JIS G 3454に規定された圧力配管用炭素鋼鋼管などの場合、先ず呼び径を選定することで外径が決まり、更に耐圧等級(スケジュール値)も選定することによって肉厚や内径まで決まるものである。
The
When the
このように管の厚さに拘わらず管の外径が統一されている規定の存在を有効に利用して少数の部材で十分な選定の自由度を確保することができるよう、クランプ機構40にあっては、各種外径寸法の金属管10に適合する各種内径の隔離層を形成できるように寸法諸元の調えられた複数系列のセグメント群41,43,… を備えている。例えば、200A用のセグメント群と400A用のセグメント群は内径が異なるが外径が等しいので掴持部材31〜34が共用でき、500A用のセグメント群と600A用のセグメント群も内径が異なるが外径が等しいので掴持部材31〜34が共用できるようになっている。
In this way, the
そのため、各種外径の金属管10の曲げ加工が、多くの場合、セグメント群41,43,… を適合寸法のものに取替えるだけで行える。
また、充填強化樹脂の比重が小さいので、セグメント群41,43,… の重量は軽いが、クランプ機構40にあっては、分割によって外層セグメント41も内層セグメント43も20kg以下になっている。セグメント群41,43,… の縦割り分割などに係る分割数は、セグメント単重が20kg以下となる最小セグメント数とすることで、着脱に関して安全性と作業能率が両立確保されるので、金属管10の外径等に応じて適宜な整数が選定される(図3参照)。
Therefore, in many cases, bending of the
Moreover, since the specific gravity of the filling reinforcing resin is small, the weight of the
本発明の金属管曲げ加工装置の他の実施形態(第3形態)について、その構成を、図面を引用して説明する。図4(a)〜(c)は、何れも、セグメント35,43の内径側周面の凹凸面の表面図である。
The configuration of another embodiment (third embodiment) of the metal pipe bending apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. 4A to 4C are surface views of the uneven surface on the inner diameter side peripheral surface of the
図4(a)に示した凹凸面は、多点状の典型例であり、網状の凹部51に点状凸部52が散在している。
図4(b)に示した凹凸面は、線列状の典型例であり、線列状凹部53と線列状凸部54とが交互に配置されている。
図4(c)に示した凹凸面は、網目状の典型例であり、網目状凸部56に点状凹部55が散在している。
The uneven surface shown in FIG. 4A is a typical example of a multipoint shape, and the dot-like
The uneven surface shown in FIG. 4B is a typical example of a line array, and the line array recesses 53 and the
The irregular surface shown in FIG. 4C is a typical example of a mesh shape, and dot-
これらの凹凸面は型転写等で容易に形成されるが、他の製法でも良い。例えば、成型時にはセグメント35,43の内径側周面を平坦に形成しておき、その後の機械研削で表面を線列状凸部53や網目状凸部56にすることも可能である。
凸部52,53,56は、好ましい径や幅が2mm〜10mm程度であり、好ましい高さが1mm〜3mm程度である。凸部52,53,56の断面形状は、油膜切りの観点からは、整った四角形のよりも、山形かこれ近い台形が、好ましい。
These uneven surfaces are easily formed by mold transfer or the like, but other manufacturing methods may be used. For example, the inner peripheral surface of the
The
上述した本発明の金属管曲げ加工装置を用いて本発明の金属管の曲げ加工方法を6態様ほど実施したので、それを2態様の比較例と共に説明する。図5は、その比較試験の条件と結果を示す表である。 Since the above-described metal pipe bending method of the present invention has been implemented in about six aspects using the above-described metal pipe bending apparatus of the present invention, this will be described together with two comparative examples. FIG. 5 is a table showing the conditions and results of the comparative test.
318.5mm外径管体用の掴持部材31,32を備えたクランプ機構30を用いて、外径が216.3mmと267.4mmの2種類の鋼管(JIS G 3454/STPGスケジュール40)を、外径寸法318.5mmの半分の厚さのリング体セグメント群35,35,… のリング状連設層を介して各種締め付け力で掴持し、締め付け圧痕の発生状況を目視判定した。
Two types of steel pipes (JIS G 3454 / STPG schedule 40) with outer diameters of 216.3 mm and 267.4 mm are used by using the clamp mechanism 30 provided with the holding
試験条件と圧痕判定結果を表(図5参照)に示したが、この結果を見る通り、充填強化樹脂製のセグメント群連設層を以て構成される隔離層を介して鋼管を掴持した本発明例では高位の締め付け圧に亘って締め付け圧痕が生じていないのに対し、鋼管−鋼材接触態様で掴持を行った比較例では中位以上の締め付け圧にて圧痕が発生しており、本発明の優位性が確認された。 Test conditions and indentation determination results are shown in the table (see FIG. 5). As can be seen from the results, the present invention grips a steel pipe through an isolation layer composed of a segment-strength layer made of filled reinforcing resin. In the example, there is no tightening indentation over a high tightening pressure, whereas in the comparative example in which gripping is performed in the steel pipe-steel contact mode, an indentation is generated at a medium or higher tightening pressure. The superiority of was confirmed.
[その他]
上記の実施形態3ではセグメント35,43の内径側周面が多点状か線列状か網目状か単一の形状になっていたが(図4参照)、セグメント35,43の内径側周面の凹凸面形状はそれらの複数形状を混在させたものでも良い。
上記の実施例1では、セグメント35をなす充填強化樹脂の強化成分としてカーボン短繊維だけを含ませた場合と、ガラスフレークだけを含ませた場合とを開示したが、ガラス短繊維やセラミックス短繊維を一つだけ含ませ場合、さらにはそれらの短繊維やガラスフレークのうちから任意の複数を混入させた場合も、同様の結果が得られる。
[Others]
In Embodiment 3 described above, the inner diameter side circumferential surface of the
In Example 1 described above, the case where only the carbon short fiber is included as the reinforcing component of the filling reinforcing resin forming the
本発明の金属管曲げ加工装置および曲げ加工方法は、上述した鋼管の他、各種の金属管、例えばステンレス,アルミ系,チタン系,鋳鋼,鋳鉄などの素材からなる金属管にも適用することができる。 The metal pipe bending apparatus and bending method of the present invention can be applied to various metal pipes such as stainless steel, aluminum-based, titanium-based, cast steel, cast iron and the like in addition to the steel pipe described above. it can.
10…金属管、11…金属管先端部、12…金属管後端部、
20…金属管曲げ加工装置、
21…誘導子、22…冷却機構、23…回動アーム、
24…アーム回動端部、25…第1クランプ機構、
26…ガイドローラ、27…プッシャー、
28…プッシャー作用部、29…第2クランプ機構、
30…クランプ機構、
31…固定掴持部材、32…可動掴持部材、33…ヒンジ軸、
34…締付けボルト、35…セグメント、36…キー、
40…クランプ機構、
41…外層セグメント、42…キー、43…内層セグメント、
51…凹部、52…点状凸部、53…凹部、
54…線列状凸部、55…凹部、56…網目状凸部
10 ... Metal tube, 11 ... Metal tube tip, 12 ... Metal tube rear end,
20 ... Metal pipe bending device,
21 ... Inductor, 22 ... Cooling mechanism, 23 ... Rotating arm,
24 ... arm rotation end, 25 ... first clamping mechanism,
26 ... Guide roller, 27 ... Pusher,
28 ... Pusher action part, 29 ... 2nd clamp mechanism,
30 ... Clamp mechanism,
31 ... Fixed gripping member, 32 ... Movable gripping member, 33 ... Hinge shaft,
34 ... Tightening bolt, 35 ... Segment, 36 ... Key,
40 ... Clamp mechanism,
41 ... outer layer segment, 42 ... key, 43 ... inner layer segment,
51 ... concave, 52 ... dotted convex, 53 ... concave,
54 ... Linear convex portion, 55 ... concave portion, 56 ... mesh convex portion
Claims (7)
前記回動アームは、その回動端側における前記金属管の先端側との取合手段として、リング体が縦割り分割された形状の充填強化樹脂製のセグメント群がリング状に連なる隔離層を介して前記金属管を掴持する構造のクランプ機構を備えている、
ことを特徴とする金属管曲げ加工装置。 An inductor for inductively heating a short section in the longitudinal direction of the metal pipe to be bent, a cooling mechanism for following and cooling the heating portion by the inductor, and a path on the tip side of the metal pipe is regulated in an arc shape In a metal tube bending apparatus comprising a turning arm and a bending moment adding mechanism that has a pusher for propelling the metal tube from the rear end side and sequentially bends and deforms the metal tube from one end side.
The rotating arm has a separating layer in which a group of segments made of filling reinforced resin in a ring shape is connected in a ring shape as a means for joining the tip end side of the metal tube on the rotating end side. A clamp mechanism having a structure for holding the metal tube via
A metal pipe bending apparatus characterized by that.
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