JP6655879B2 - A chuck capable of holding a tube from the inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of holding the tube by the chuck - Google Patents

A chuck capable of holding a tube from the inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of holding the tube by the chuck Download PDF

Info

Publication number
JP6655879B2
JP6655879B2 JP2015052366A JP2015052366A JP6655879B2 JP 6655879 B2 JP6655879 B2 JP 6655879B2 JP 2015052366 A JP2015052366 A JP 2015052366A JP 2015052366 A JP2015052366 A JP 2015052366A JP 6655879 B2 JP6655879 B2 JP 6655879B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chuck
steel material
claws
steel pipe
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015052366A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016172260A (en
Inventor
豊 浜崎
豊 浜崎
桑山　真二郎
真二郎 桑山
林　宏
宏 林
浩之 尾野
浩之 尾野
吉伯 西田
吉伯 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Texeng Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, Nippon Steel Texeng Co Ltd filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2015052366A priority Critical patent/JP6655879B2/en
Publication of JP2016172260A publication Critical patent/JP2016172260A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6655879B2 publication Critical patent/JP6655879B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

本発明は、管体を内面から把持可能なチャック、これを備える曲げ加工装置、および、このチャックによる管体の把持方法に関する。 The present invention relates to a chuck capable of gripping a tube from an inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of gripping a tube with the chuck .

特許文献１には、図１０に概要を示す熱間三次元加工装置１００（以下、「３ＤＱ装置」ともいう）が開示されている。図１０に示すように、閉じた横断面を有する中空の鋼材である被加工材１０２（以降の説明では鋼管を例にとる）を、所定の位置に固定配置された位置決め装置（支持手段；支持ロール）１０３により位置決めしながら、送り装置１０６により鋼管１０２の軸方向（図１０中の矢印が示す方向）へ送る。３ＤＱ装置１００では、鋼管１０２を軸回りに非回転で軸方向へ送りながら加工を行う。   Patent Literature 1 discloses a hot three-dimensional processing apparatus 100 (hereinafter, also referred to as a “3DQ apparatus”) schematically illustrated in FIG. As shown in FIG. 10, a workpiece 102 (a steel pipe is taken as an example in the following description), which is a hollow steel material having a closed cross section, is fixed to a predetermined position by a positioning device (support means; support). The steel pipe 102 is fed in the axial direction (the direction indicated by the arrow in FIG. 10) by the feed device 106 while positioning by the roll) 103. The 3DQ apparatus 100 performs processing while feeding the steel pipe 102 in the axial direction without rotating around the axis.

位置決め装置１０３より鋼管１０２の送り方向の下流側（以下、単に「下流側」とも称し、反対の位置関係を単に「上流側」とも称する。）には、鋼管１０２を周囲から加熱する環状の高周波誘導加熱コイル１０４（以下、単に「コイル」ともいう。）が配置される。コイル１０４を懸垂支持するブスバー（フィーダ）１０７からコイル１０４へ高周波電力を供給して、送られる鋼管１０２をＡｃ３点以上に加熱する。コイル１０４の下流側に配置された環状の水冷装置１０５から、加熱された鋼管１０２の外周に冷却水を噴射して、鋼管１０２を焼入れする。図１０における符号１０８は、ブスバー１０７を介してコイル１０４へ供給する高周波電流を発生する変成器である。 On the downstream side in the feed direction of the steel pipe 102 from the positioning device 103 (hereinafter, also simply referred to as “downstream side”, and the opposite positional relationship is also simply referred to as “upstream side”), an annular high frequency heating the steel pipe 102 from the surroundings An induction heating coil 104 (hereinafter, also simply referred to as “coil”) is arranged. High-frequency power is supplied to the coil 104 from a bus bar (feeder) 107 that suspends and supports the coil 104, and the fed steel pipe 102 is heated to three or more Ac points. Cooling water is injected from the annular water cooling device 105 disposed downstream of the coil 104 to the outer periphery of the heated steel pipe 102 to quench the steel pipe 102. Reference numeral 108 in FIG. 10 denotes a transformer that generates a high-frequency current to be supplied to the coil 104 via the bus bar 107.

そして、コイル１０４で加熱されてから水冷装置１０５で冷却されるまでの領域に形成される鋼管１０２の高温部１０２ａに、水冷装置１０５よりも下流側に三次元に変位自在に配置された可動ローラダイス１０１、または、可動ローラダイス１０１を用いない場合には鋼管１０２の先端に固定される図示しない加工チャックと、位置決め装置（支持ロール）１０３とにより連続的または断続的に曲げモーメントまたはせん断力を付与することにより、鋼管１０２に熱間加工を行って屈曲部材１０９を製造する。   A movable roller disposed three-dimensionally displaceably downstream of the water cooling device 105 in the high temperature portion 102a of the steel pipe 102 formed in a region from being heated by the coil 104 to being cooled by the water cooling device 105. When the die 101 or the movable roller die 101 is not used, a bending moment or shear force is continuously or intermittently generated by a processing chuck (not shown) fixed to the tip of the steel pipe 102 and a positioning device (support roll) 103. By applying, the bent member 109 is manufactured by performing hot working on the steel pipe 102.

屈曲部材１０９は、例えば、自動車部品、例えばサイドインパクトビームやシートクロスメンバーといった自動車車体の構造部材の素材として用いられる。   The bending member 109 is used, for example, as a material of a structural member of an automobile body such as an automobile part, for example, a side impact beam or a seat cross member.

このように、３ＤＱ装置においては、加工時の鋼管１０２は、各種支持機構によって支持される。上記に加えて支持機構としては、図示しないが、鋼管１０２の送り方向の後端を把持する送りチャック等がある。または、可動ローラダイス１０１を用いる場合であっても、変形防止機構として、鋼管１０２の送り方向の先端に加工チャックを用いる場合もある。   As described above, in the 3DQ apparatus, the steel pipe 102 at the time of processing is supported by various support mechanisms. In addition to the above, as a support mechanism, although not shown, there is a feed chuck for gripping the rear end of the steel pipe 102 in the feed direction. Alternatively, even when the movable roller die 101 is used, a working chuck may be used at the leading end of the steel pipe 102 in the feed direction as a deformation preventing mechanism.

加工チャックや送りチャックが鋼管１０２を掴んで固定するチャック性能は、３ＤＱ装置１００による屈曲部材１０９の加工品質（加工精度、硬度、歩留り）に大きく影響する。すなわち、３ＤＱ装置１００により鋼管１０２を所望の曲げ形状に加工するためには、加工チャックが安定して鋼管１０２を把持して位置決め装置１０３と共に曲げモーメントを付与する必要がある。鋼管１０２に与えられる曲げモーメントが安定しない場合、製造される屈曲部材１０９の形状は変動するとともにこれらのチャックと鋼管１０２との接触部の抜熱の程度も変動して屈曲部材１０９の各部の硬度の変動および歩留りの低下を生じる。   The chuck performance of the processing chuck or the feed chuck gripping and fixing the steel pipe 102 greatly affects the processing quality (processing accuracy, hardness, yield) of the bending member 109 by the 3DQ apparatus 100. That is, in order to process the steel pipe 102 into a desired bent shape by the 3DQ device 100, it is necessary that the processing chuck stably grip the steel pipe 102 and apply a bending moment together with the positioning device 103. When the bending moment applied to the steel pipe 102 is not stable, the shape of the bending member 109 to be manufactured varies and the degree of heat removal at the contact portion between the chuck and the steel pipe 102 also varies, and the hardness of each part of the bending member 109 varies. And the yield decreases.

また、３ＤＱ装置において製造される屈曲部材は、上述した通り主に自動車部品に用いられることが多く、それらの部品はサイズがたとえば外径Ｄ、肉厚ｔがそれぞれ１０〜１００ｍｍ、１〜４ｍｍ程度の小径材が多いため、チャックにも小型で簡素な機構が求められる。   In addition, bending members manufactured in the 3DQ device are often used mainly for automobile parts as described above, and those parts have a size of, for example, an outer diameter D and a thickness t of about 10 to 100 mm and about 1 to 4 mm, respectively. Therefore, a small and simple mechanism is required for the chuck.

本発明者らは、先に特許文献２により、鋼管の少なくともの一方の長手方向端部の内部に配置される複数（以降の説明では４つの場合を例にとる）のチャック爪と、各チャック爪をそれぞれ鋼管の内面に当接する方向、および内面から離反する方向へ駆動する１つのチャック爪駆動機構とを備えるチャックを開示した。   According to Patent Document 2, the present inventors have previously described a plurality of (four in the following description, for example, four) chuck claws disposed inside at least one longitudinal end of a steel pipe, and each chuck. A chuck having one chuck claw driving mechanism that drives each of the claws in a direction to contact the inner surface of the steel pipe and in a direction away from the inner surface has been disclosed.

特開２００８−０２３５７３号公報JP 2008-023573 A 特許第５３０４８９３号明細書Patent No. 5304893

鋼管１０２の断面形状には不可避的に製作公差が存在するため、特許文献２に開示されるような１つのチャック爪駆動機構によって、４つのチャック爪がそれぞれ鋼管の内面に当接する４方向へ向けて駆動されると、不可避的に、４つのチャック爪が全て鋼管１０２の内面に均一に接触しない。その結果、１つ、または２つのチャック爪と鋼管１０２の内面との間に隙間を生じることがあり、安定的に鋼管１０２を把持出来ない場合がある。   Since there is a manufacturing tolerance inevitably in the cross-sectional shape of the steel pipe 102, one chuck pawl driving mechanism as disclosed in Patent Literature 2 directs four chuck pawls in four directions each of which contacts the inner surface of the steel pipe. When driven, all four chuck claws inevitably do not uniformly contact the inner surface of the steel pipe 102. As a result, a gap may be formed between one or two chuck claws and the inner surface of the steel pipe 102, and the steel pipe 102 may not be stably gripped.

特に、鋼管１０２の横断面形状が、四角形といった断面周方向へ少なくとも一つの頂点とこの頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面形状である場合、４つのチャック爪の一部が鋼管１０２の内面に均一に接触しないことが発生し易い。   In particular, when the cross-sectional shape of the steel pipe 102 is a closed cross-sectional shape having at least one vertex and two continuous sides on both sides of the vertex in the circumferential direction of the cross section such as a square, one of the four chuck claws is used. It is easy for the portion to not evenly contact the inner surface of the steel pipe 102.

図８、図９は、従来のチャック機構を用いた場合にチャック爪の一部が鋼管内面に均一に接触しない例を模式的に示す説明図である。   FIG. 8 and FIG. 9 are explanatory views schematically showing an example in which a part of the chuck pawl does not uniformly contact the inner surface of the steel pipe when the conventional chuck mechanism is used.

図８に示すように、四角形断面の鋼管（鋼材２）において、断面上下方向に対してはチャック爪１１１ａ、１１１ｃが接触しているが、断面左右方向に対しては、チャック爪１１１ｂ、１１１ｄが接触していない。また、図９に示すように、四角形断面の鋼管（鋼材２）において、４つのチャック爪１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄは、頂点（角部）に連続する二つの辺をいずれも把持するように設計されているが、チャック爪１１１ａ〜１１１ｄのいずれも、鋼材２の頂点の一方の辺にしか接触できていない。つまり、図９によれば、チャック爪１１１ａ〜１１１ｄは鋼材２の断面上下方向に対して接触しておらず、鋼材２を上下方向について位置決めできていない不安定な状態となっている。   As shown in FIG. 8, in the steel pipe having a square cross section (steel material 2), the chuck claws 111a and 111c are in contact with the vertical direction of the cross section, but the chuck claws 111b and 111d are in the horizontal direction of the cross section. Not in contact. As shown in FIG. 9, in a steel pipe having a square cross section (steel material 2), four chuck claws 111 a, 111 b, 111 c, and 111 d are arranged so as to grip any two sides continuous to the apex (corner). Although designed, all of the chuck claws 111a to 111d can contact only one side of the vertex of the steel material 2. That is, according to FIG. 9, the chuck claws 111a to 111d are not in contact with the vertical direction of the cross section of the steel material 2, and are in an unstable state in which the steel material 2 cannot be positioned in the vertical direction.

鋼管１０２に対する３ＤＱによる加工の方向と、鋼管１０２の内面とチャック爪との隙間が存在する方向とが一致すると、チャックによる鋼管１０２の把持が不安定になり、屈曲部材の加工品質が低下する。   When the direction of the 3DQ processing on the steel pipe 102 and the direction in which the gap between the inner surface of the steel pipe 102 and the chuck claws match, the gripping of the steel pipe 102 by the chuck becomes unstable, and the processing quality of the bent member deteriorates.

そこで、本発明は、長尺の管体、例えば、横断面が長方形の鋼管を素材として３ＤＱ装置により屈曲部材を製造する際に、鋼管の長手方向の端部内面に配置される複数のチャック爪を全て鋼管の表面に隙間なく確実に当接させて安定的に鋼管を把持できるチャックと、そのチャックを備える曲げ加工装置、および、このチャックによる管体の把持方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a plurality of chuck claws disposed on the inner surface of a longitudinal end of a steel pipe when a bending member is manufactured by a 3DQ apparatus using a long pipe , for example, a steel pipe having a rectangular cross section as a raw material. a chuck capable of gripping a stable steel tube by surely abut without a gap on the surfaces of all the steel pipe, the bending apparatus provided with the chuck, and aims to provide a holding method of the tubular body by the chuck I do.

特許文献２には、鋼管の外面にチャック爪を当接する形状で鋼管を把持するタイプのチャックも記載されているが、鋼管を外側から把持する場合は、水冷するための水の流れを阻害する可能性があることから、本発明においては、内側から把持するタイプのチャックを前提に検討を進めた。内側から把持する場合であっても、安定的に把持するためにチャックを鋼管長手方向に長く広くすると焼入れを阻害する可能性があるため、鋼管長手方向へのチャック爪長さは短くすることも前提に検討を進めた。   Patent Document 2 discloses a chuck of a type in which a steel pipe is gripped in a shape in which a chuck claw abuts on the outer surface of the steel pipe. However, when the steel pipe is gripped from the outside, the flow of water for water cooling is obstructed. Since there is a possibility, the present invention has been studied on the premise of a chuck of a type to be gripped from the inside. Even when gripping from the inside, if the chuck is long and wide in the longitudinal direction of the steel pipe for stable gripping, quenching may be hindered, so the chuck claw length in the longitudinal direction of the steel pipe may be shortened. We proceeded with the premise.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、互いに独立した２系統の駆動機構を有するチャック爪駆動機構を採用することにより、複数のチャック爪を鋼材２の内面に向けて少なくとも２回に分けて駆動することができ、これにより、複数のチャック爪の全てを鋼材２の内面に接触させるようにできることを知見して、本発明を完成した。   The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems, and as a result, by employing a chuck jaw drive mechanism having two independent drive mechanisms, a plurality of chuck jaws are attached to the inner surface of the steel material 2. The present invention has been found out that it is possible to drive at least two times toward the inner surface of the steel material 2 so that all of the plurality of chuck claws can be brought into contact with the inner surface of the steel material 2.

本発明は、以下に列記の通りである。
（１）第１の方向に向かい合って配置された２つの第１のチャック爪と、
前記２つの第１のチャック爪を前記第１の方向に開閉可能な第１のチャック爪駆動機構と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に向かい合って配置された２つの第２のチャック爪と、
前記２つの第２のチャック爪を前記第２の方向に開閉可能な第２のチャック爪駆動機構と、
を備える、管体を内面から把持可能なチャック。 The present invention is as listed below.
(1) two first chuck claws arranged facing each other in a first direction;
A first chuck claw driving mechanism capable of opening and closing the two first chuck claws in the first direction;
Two second chuck claws disposed opposite to each other in a second direction intersecting the first direction;
A second chuck claw driving mechanism capable of opening and closing the two second chuck claws in the second direction;
A chuck capable of gripping a tube from an inner surface, comprising:

本発明によれば、少なくとも２つの第１，２のチャック爪駆動機構を備えるので、一つのチャック爪駆動機構により４つのチャック爪を駆動することを防げるため、それぞれのチャック爪駆動機構により駆動されるチャック爪が全て管体の内面に接触することができ、チャック爪と管体の内面との間に隙間が生じることを防止できる。ここで、本発明において「頂点」とは、相隣合う２辺の交点をいい、幾何学的な頂点のみを指すものではなく、頂点の形状としては、曲率を有するものも含む。すなわち、頂点の形状としては、角として視認される形状であっても、Ｒのついた角部と緩やかな曲線部で形取られるような形状であってもよい。 According to the present invention, since at least two first and second chuck jaw driving mechanisms are provided, it is possible to prevent driving of four chuck jaws by one chuck jaw driving mechanism. All the chuck claws can be in contact with the inner surface of the tube, and it is possible to prevent a gap from being formed between the chuck claws and the inner surface of the tube. Here, in the present invention, the “vertex” refers to the intersection of two adjacent sides, and does not indicate only a geometric vertex, but also includes a vertex having a curvature. That is, the shape of the vertex may be a shape that is visually recognized as a corner, or may be a shape that is formed by a corner with an R and a gentle curve.

（２）各前記チャック爪は当接面に前記チャックの軸方向に沿った溝部を備える前記（１）項に記載された鋼材のチャック。 (2) The steel chuck according to the above (1) , wherein each of the chuck claws has a groove on the contact surface along the axial direction of the chuck.

（３）前記第１のチャック爪駆動機構と前記第２のチャック爪駆動機構は、前記チャックの軸方向に移動自在なシャフトと、前記第１のチャック爪と前記第２のチャック爪とをそれぞれの開閉方向に移動させるテーパ状部材とを備える前記（１）または（２）項に記載された鋼材のチャック。 (3) The first chuck claw driving mechanism and the second chuck claw driving mechanism each include a shaft movable in the axial direction of the chuck, and the first chuck claw and the second chuck claw. (1) or (2), comprising a tapered member that moves in the opening and closing direction .

（４）前記（１）〜（３）項の何れかに記載のチャックを備える曲げ加工装置。  (4) A bending apparatus including the chuck according to any one of (1) to (3).

（５）前記第１のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
前記第１のチャック爪を前記管体に当接させた後、前記第２のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
を備える、（１）〜（３）項の何れかに記載のチャックによる管体の把持方法。 ( 5 ) contacting the first chuck pawl with an inner surface of the tube;
Contacting the second chuck claw with the inner surface of the tube after the first chuck claw contacts the tube;
A method for gripping a tubular body by the chuck according to any one of (1) to (3), comprising:

本発明により、管体、例えば、横断面が長方形の鋼管を素材として３ＤＱ装置により屈曲部材を製造する際に、鋼管の長手方向の端部内面に配置される複数のチャック爪を全て鋼管の内面に隙間なく確実に当接させることができ、チャック爪が滑ることなく鋼管を安定的に把持することができるので、屈曲部材の加工品質（加工精度、硬度、歩留り）を高めることができる。
特に、外径Ｄ、肉厚ｔがそれぞれ１０〜１００ｍｍ、１〜４ｍｍ程度である小径の鋼材であっても内側を安定的に把持可能なチャックを提供することができる。
According to the present invention , when manufacturing a bent member by a 3DQ apparatus using a tubular body , for example, a steel pipe having a rectangular cross section as a material, a plurality of chuck claws arranged on an inner surface of a longitudinal end of the steel pipe are all attached to the inner surface of the steel pipe. Can be securely contacted with no gap, and the steel pipe can be stably gripped without the chuck claws slipping, so that the processing quality (processing accuracy, hardness, yield) of the bent member can be improved.
In particular, it is possible to provide a chuck capable of stably gripping the inside even with a small-diameter steel material having an outer diameter D and a thickness t of about 10 to 100 mm and about 1 to 4 mm, respectively.

図１は、本発明に係る製造装置の主要部を抜き出して模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a main part of a manufacturing apparatus according to the present invention. 図２は、本発明に係るチャックの一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the chuck according to the present invention. 図３は、本発明に係るチャックが鋼管を把持する為に、チャック爪駆動機構が動く模様を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a pattern in which a chuck pawl driving mechanism moves in order for the chuck according to the present invention to grip a steel pipe. 図４は、本発明に係るチャックを用いて鋼管を把持する好ましい一例を、鋼管横断面方向から模式的に示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a preferred example of gripping a steel pipe using the chuck according to the present invention, as viewed from the transverse direction of the steel pipe. 図５は、本発明に係るチャックを用いて鋼管を把持するさらに別の好ましい一例を、鋼管横断面方向から模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing still another preferred example of gripping a steel pipe using the chuck according to the present invention, from the cross-sectional direction of the steel pipe. 図６（ａ）は、本発明に係るチャックのチャック爪当接部が、鋼管内部頂点の近傍に当接する状態の一例を模式的に示した説明図、図６（ｂ）は、チャック爪当接部が、鋼管内部頂点の近傍に当接していない状態の一例を模式的に示した説明図である。FIG. 6A is an explanatory view schematically showing an example of a state in which the chuck pawl contact portion of the chuck according to the present invention comes into contact with the vicinity of the inside apex of the steel pipe, and FIG. It is explanatory drawing which showed typically an example of the state where a contact part does not contact the vicinity of the inside vertex of a steel pipe. 図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図３Ａ−Ａ断面における、本発明に係るチャック１の一例を模式的に示す説明図である。FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D are explanatory views schematically showing an example of the chuck 1 according to the present invention in the cross section of FIG. 3A-A. 図８は、従来のチャックを用いて鋼管を把持する一例を、横断面方向から模式的に示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing an example of gripping a steel pipe using a conventional chuck from a cross-sectional direction. 図９は、従来のチャック機構を用いて鋼管を把持するさらに別の一例を、横断面方向から模式的に示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing another example of gripping a steel pipe using a conventional chuck mechanism from a cross-sectional direction. 図１０は、特許文献１により開示された３ＤＱ装置を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a 3DQ device disclosed in Patent Document 1.

以下に、本発明に係るチャック、屈曲部材の製造方法および製造装置を、添付図面を参照しながら順次説明する。   Hereinafter, a method and an apparatus for manufacturing a chuck and a bending member according to the present invention will be sequentially described with reference to the accompanying drawings.

本発明に係るチャックは、断面周方向へ少なくとも一つの頂点とこの頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材に好ましく適用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The chuck according to the present invention can be preferably applied to a hollow and long steel material having a closed cross section having at least one vertex in the circumferential direction of the cross section and two sides continuous on both sides of the vertex.

なお、以降の説明では、本発明における「断面周方向へ少なくとも一つの頂点と該頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材」が、四角形の横断面を有する鋼管である場合を例にとるが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、「断面周方向へ少なくとも一つの頂点と該頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材」であれば、上記鋼管以外の鋼材にも同様に適用される。   In the following description, in the present invention, "a hollow and long steel material having a closed cross section having at least one vertex in the cross-sectional circumferential direction and two sides continuous on both sides of the vertex" is a square. Take a case of a steel pipe having a cross section of, for example, but the present invention is not limited to this case, "at least one vertex in the cross-sectional circumferential direction and two sides respectively continuous on both sides of the vertex The same applies to steel materials other than the above-mentioned steel pipes as long as the material is a hollow and long steel material having a closed cross section having the following formula.

また、以降の説明では、チャック爪の総数が４つである場合を例にとるが、チャック総数はこの場合に限定されず、チャック爪は鋼材の断面形状によって適宜変更することができる。例えば、鋼材の断面形状が５角形の場合には５つ、６角形の場合には６つ、１０角形の場合には１０つのチャック爪を好ましく用いることができる。   In the following description, a case where the total number of chuck claws is four is taken as an example, but the total number of chucks is not limited to this case, and the chuck claws can be appropriately changed depending on the cross-sectional shape of the steel material. For example, five chuck claws can be preferably used when the steel material has a pentagonal cross section, six chuck claws can be used when the steel material has a hexagonal cross section, and ten chuck claws can be preferably used when the steel member has a ten-corner shape.

１．チャック１
図１は、本発明に係る製造装置０の主要部を抜き出して模式的に示す説明図であり、図２は、本発明に係るチャック１の一例を示す斜視図である。 1. Chuck 1
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a main part of a manufacturing apparatus 0 according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an example of a chuck 1 according to the present invention.

図３は、本発明に係るチャック１の駆動状態の一例を模式的に示す説明図である。図３では、以下に詳述する先細形状のテーパ状部材１３を用いたチャック爪駆動機構１２を示すが、チャック爪駆動機構１２はこの態様に限定されるものではない。なお、図３では、チャック爪駆動機構１２が１つしかない説明図を用いているが、これはチャック爪駆動機構の駆動状態をわかりやすく説明するためであって、本発明を限定するものではない。   FIG. 3 is an explanatory view schematically showing an example of a driving state of the chuck 1 according to the present invention. FIG. 3 shows the chuck claw driving mechanism 12 using the tapered member 13 having a tapered shape described in detail below, but the chuck claw driving mechanism 12 is not limited to this mode. Although FIG. 3 uses an explanatory diagram having only one chuck pawl driving mechanism 12, this is for the purpose of easily explaining the driving state of the chuck pawl driving mechanism, and does not limit the present invention. Absent.

さらに、図４は、本発明に係るチャックを用いた鋼管（鋼材２）チャック工程の好ましい一例を、鋼管横断面方向から模式的に示す説明図であり、図５は、本発明に係るチャック機構を用いた鋼管（鋼材２）チャック工程のさらに別の好ましい一例を、鋼管（鋼材２）横断面方向から模式的に示す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a preferred example of a steel pipe (steel material 2) chucking process using the chuck according to the present invention from the cross-sectional direction of the steel pipe, and FIG. 5 is a chuck mechanism according to the present invention. It is explanatory drawing which shows typically another preferable example of the steel pipe (steel material 2) chuck | zipper process using the steel pipe (steel material 2) from the cross section direction.

チャック１は、図１０に概要を示す３ＤＱ装置１００における鋼管（鋼材２）のチャックであって、複数のチャック爪１１と、少なくとも２つのチャック爪駆動機構１２とを備える。   The chuck 1 is a chuck of a steel pipe (steel material 2) in the 3DQ apparatus 100 shown in FIG. 10 and includes a plurality of chuck claws 11 and at least two chuck claw driving mechanisms 12.

図１に示すように、チャック１は、３ＤＱ装置０において、鋼材２の送り方向先端を把持するチャック（第１のチャック）１に好ましく用いられ、さらに、送り方向の後端を把持するチャック（第２のチャック）８としても好ましく用いることができる。   As shown in FIG. 1, the chuck 1 is preferably used as a chuck (first chuck) 1 for gripping the leading end of the steel material 2 in the feed direction in the 3DQ apparatus 0, and further, a chuck (for chucking the rear end in the feed direction). The second chuck 8 can also be preferably used.

図２に示すように、チャック１は、鋼材２の先端部を把持するための筒状体からなり、鋼材２の内面に４つのチャック爪１１ａ〜１１ｄからなるチャック爪１１が当接することによって鋼材２の先端を把持することができる。   As shown in FIG. 2, the chuck 1 is formed of a cylindrical body for gripping the tip of the steel material 2, and the chuck 1 made of four chuck claws 11 a to 11 d abuts on the inner surface of the steel 2. 2 can be gripped.

チャック１には、図３に示すように、チャック本体（チャックカバー）１５の内部にチャック爪駆動機構１２を備える態様としてもよい。   As shown in FIG. 3, the chuck 1 may be provided with a chuck claw driving mechanism 12 inside a chuck body (chuck cover) 15.

チャック１は、例えば図４、図５に示すように、４つのチャック爪１１ａ〜１１ｄと２つのチャック爪駆動機構１２ａ，１２ｂを備えることができ、１つのチャック爪駆動機構１２ａまたは１２ｂによる駆動によって同時に動く爪の方向を２つとすることができる。つまり、図４（ａ），図５（ａ）に示す第一工程として、相対方向であるチャック爪１１ａ，１１ｃを移動させ、図４（ｂ），図５（ｂ）に示す第二工程として、チャック爪１１ｂ，１１ｄを移動させることができる。   The chuck 1 can be provided with four chuck jaws 11a to 11d and two chuck jaw driving mechanisms 12a and 12b as shown in FIGS. 4 and 5, for example, and can be driven by one chuck jaw driving mechanism 12a or 12b. The directions of the claws that move simultaneously can be two. That is, as the first step shown in FIGS. 4 (a) and 5 (a), the chuck claws 11a and 11c which are the relative directions are moved, and the second step shown in FIGS. 4 (b) and 5 (b) is performed. The chuck claws 11b and 11d can be moved.

チャック爪駆動機構１２を１つしか持たないチャックであれば、チャックの中心軸を鋼材の中心軸と一致するように設置したとしても、断面形状に不可避的に製作公差が存在する鋼材に対し、鋼材の中心軸から鋼材の内面４方向へそれぞれ同じ長さしかチャック爪が伸びない（移動しない）ため、チャック爪が接触できない鋼材内面が存在してしまう。本発明のチャック１によれば、従来のチャック爪駆動機構１２と比べ、二つのチャック爪駆動機構１２ａ，１２ｂを持つことで、一つの駆動から、同時に動くチャック爪１１の向きを三つ以下の方向にすることができる。その結果、鋼材２に製作公差があっても、チャック爪１１ａ〜１１ｄは鋼材２内面と接触することができる。   If the chuck has only one chuck jaw drive mechanism 12, even if the center axis of the chuck is installed so as to coincide with the center axis of the steel material, for a steel material inevitably having a manufacturing tolerance in the cross-sectional shape, Since the chuck claws extend (do not move) only by the same length from the central axis of the steel material in the direction of the inner surface 4 of the steel material, there are steel material inner surfaces to which the chuck claws cannot contact. According to the chuck 1 of the present invention, by having two chuck pawl driving mechanisms 12a and 12b as compared with the conventional chuck pawl driving mechanism 12, the direction of the chuck pawl 11 that moves simultaneously from one drive can be three or less. Direction. As a result, even if the steel material 2 has a manufacturing tolerance, the chuck claws 11a to 11d can contact the inner surface of the steel material 2.

＜チャック爪１１＞
図３に示すように、チャック爪１１は、閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材２の、少なくとも一方の長手方向端部の内部に配置される。 <Chuck claw 11>
As shown in FIG. 3, the chuck pawl 11 is arranged inside at least one longitudinal end of the hollow and long steel material 2 having a closed cross section.

図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、本発明の複数のチャック爪１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄはいずれも鋼材２の内面に当接して、鋼材２を安定して把持することができる。すなわち、チャック爪１１は、断面周方向へ少なくとも一つの頂点と頂点の両側にそれぞれ連続する２つの辺とを有する閉じた横断面を有する中空かつ長尺の鋼材２における、これら２つの辺の内面に当接される。   As shown in FIGS. 4 (b) and 5 (b), the plurality of chuck claws 11a, 11b, 11c, 11d of the present invention abut on the inner surface of the steel material 2 to stably hold the steel material 2. be able to. That is, the chuck claw 11 is an inner surface of a hollow and long steel material 2 having a closed cross section having at least one vertex and two sides continuous on both sides of the vertex in the circumferential direction of the cross section. Contacted.

図６（ａ）は、本発明に係るチャックのチャック爪当接部が、鋼管（鋼材２）の内面２０における頂点２１の近傍に当接する状態の一例を模式的に示した説明図であり、図６（ｂ）は、チャック爪当接部が、鋼管（鋼材２）の内部頂点の近傍に当接していない状態の一例を模式的に示した説明図である。   FIG. 6A is an explanatory view schematically showing an example of a state in which the chuck pawl contact portion of the chuck according to the present invention contacts the vicinity of the vertex 21 on the inner surface 20 of the steel pipe (steel material 2). FIG. 6B is an explanatory view schematically showing an example of a state in which the chuck pawl contact portion does not contact near the inner vertex of the steel pipe (steel material 2).

図７は、図３のＡ−Ａ断面における、本発明に係るチャック１の一例を模式的に示す説明図である。   FIG. 7 is an explanatory view schematically showing an example of the chuck 1 according to the present invention in the AA section of FIG.

複数のチャック爪１１は、好ましくは、図６、図７（ａ）に示すように、鋼材２の内面に当接する２つの当接部１１−１と、これら２つの当接部１１−１の間に形成されて鋼材２の内面には当接しない１つの非当接部１１−２とを有する。鋼材２の頂点部２１から離れた辺の中央領域で、チャック爪１１と内面２０が当設すると辺の変形が、頂点部２１近傍の当接に比べ、容易に起き易い。なぜなら、断面周方向に作用する張力が少なく、当接の内面２０の辺に曲げ荷重の作用が起き易いからである。その結果、当接の面圧が上がらないので、把持する力が低下する。これらを防ぐために、頂点２１近傍に、当接が集中することが好ましい。   Preferably, the plurality of chuck claws 11 are, as shown in FIGS. 6 and 7A, two abutting portions 11-1 abutting on the inner surface of the steel material 2 and the two abutting portions 11-1. It has one non-contact portion 11-2 formed between and not in contact with the inner surface of the steel material 2. When the chuck claw 11 and the inner surface 20 are provided in the central region of the side of the steel material 2 away from the vertex 21, the side is more easily deformed than the contact near the vertex 21. This is because the tension acting in the circumferential direction of the cross section is small, and the bending load is likely to act on the side of the inner surface 20 in contact. As a result, the contact pressure does not increase, and the gripping force decreases. In order to prevent these, it is preferable that the contact be concentrated near the vertex 21.

また、図７（ｂ）および図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、複数のチャック爪１１ａ〜１１ｈは、いずれも鋼材２の頂点またはその近傍の内面２０形状に沿う外面形状を有することが好ましい。すなわち、複数のチャック爪１１ａ〜１１ｈが鋼材２の頂点２１またはその近傍に当接する場合、複数のチャック爪１１ａ〜１１ｈにおける鋼材２の内面に当接する当接部の形状は、いずれも当接部における鋼材２の内面形状に沿う形状であることが好ましい。   7 (b), 7 (c) and 7 (d), each of the plurality of chuck claws 11a to 11h has an outer surface shape along the shape of the inner surface 20 at or near the vertex of the steel material 2. It is preferable to have That is, when the plurality of chuck claws 11a to 11h abut on the apex 21 of the steel material 2 or in the vicinity thereof, the shape of the abutting portion of the plurality of chuck claws 11a to 11h that abuts on the inner surface of the steel material 2 is any shape. It is preferable that the shape conforms to the inner shape of the steel material 2 in the above.

円形の鋼管に比べて、断面周方向へ少なくとも一つの頂点２１とこの頂点２１の両側にそれぞれ連続する２つの辺２２とを有する鋼材２の場合、鋼材２の断面周方向に対する張力が少ないため、鋼材２の断面周方向に存在する一つの辺（面）２２に対して付与されるチャック爪１１による面圧が作用しやすく、鋼材２の側面が変形しやすい。特に、小型のチャック、小型のチャック爪を用いる場合には、一つのチャック爪が与える圧力は、７０〜３００ＭＰａと大きい。そのため、頂点を有する鋼材２をチャックで内面２０から把持する場合は、頂点の近傍にチャック爪１１が当接するように配置されることが好ましい。   Compared with a circular steel pipe, in the case of the steel material 2 having at least one vertex 21 in the cross-sectional circumferential direction and two sides 22 continuous on both sides of the vertex 21, the tension in the cross-sectional circumferential direction of the steel material 2 is small. The surface pressure of the chuck claw 11 applied to one side (surface) 22 existing in the circumferential direction of the cross section of the steel material 2 easily acts, and the side surface of the steel material 2 is easily deformed. In particular, when a small chuck and a small chuck claw are used, the pressure applied by one chuck claw is as large as 70 to 300 MPa. Therefore, when the steel material 2 having the apex is gripped from the inner surface 20 by the chuck, it is preferable that the chuck claw 11 is disposed near the apex so as to abut.

具体的には、図６、図７（ａ）に示すように、鋼材２の内面２０に当接する２つの当接部１１−１と、これら２つの当接部の間に形成されて内面２０に当接しない１つの非当接部１１−２とを有するチャック爪１１である場合は、２つの当接部１１−１がいずれも頂点２１の近傍に当接することが好ましい。   Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7A, two contact portions 11-1 that contact the inner surface 20 of the steel material 2 and the inner surface 20 formed between the two contact portions. In the case of the chuck claw 11 having one non-contact portion 11-2 that does not contact with the contact portion 11, it is preferable that both of the two contact portions 11-1 contact the vicinity of the vertex 21.

また、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すようにチャック爪が鋼材２の内面２０に当接する２つの当接部１１−１と、２つの当接部の間に形成されて内面２０に当接しない１つの非当接部１１−２とを有さない場合であっても、チャック爪１１ａ〜１１ｈは、いずれも鋼材２頂点２１の内面２０またはその近傍に当接することが好ましい。   Further, as shown in FIGS. 7B, 7C and 7D, two contact portions 11-1 in which the chuck claws contact the inner surface 20 of the steel material 2 and two contact portions 11-1 Even in the case where there is no one non-contact portion 11-2 formed between and not in contact with the inner surface 20, all of the chuck claws 11a to 11h have the inner surface 20 of the vertex 21 of the steel material 2 or the vicinity thereof. It is preferable that the contact is made.

図６（ｂ）に示すように、チャック爪１１が、鋼材２の断面周方向に存在する頂点２１から離れた位置に当接する場合、上述したように鋼材２の側面が変形しやすくなり、好ましくない。   As shown in FIG. 6B, when the chuck claw 11 abuts on a position away from the vertex 21 existing in the circumferential direction of the cross section of the steel material 2, the side surface of the steel material 2 is easily deformed as described above, which is preferable. Absent.

また、チャック爪１１が鋼材２の内面２０に当接する長手方向長さが長いと、焼入れ品質などに悪影響を及ぼす可能性があるため、チャック爪１１が鋼材２の内面２０に当接する長手方向長さは短いことが好ましく、具体的には、鋼材長手方向に対し４０ｍｍ以下が好ましい。   If the length of the chuck claw 11 in contact with the inner surface 20 of the steel material 2 in the longitudinal direction is long, it may adversely affect the quenching quality and the like. The length is preferably short, and specifically, is preferably 40 mm or less with respect to the longitudinal direction of the steel material.

＜チャック爪駆動機構１２＞
チャック爪駆動機構１２は、複数のチャック爪１１をそれぞれ鋼材２の内面に当接する方向、および内面から離反する方向へ駆動する。 <Chuck claw drive mechanism 12>
The chuck claw driving mechanism 12 drives each of the plurality of chuck claws 11 in a direction in contact with the inner surface of the steel material 2 and in a direction away from the inner surface.

チャック爪駆動機構１２は、少なくとも、複数のチャック爪１１のうちの一部のチャック爪１１を駆動する第１のチャック爪駆動機構１２ａと、複数のチャック爪１１のうちの他の一部のチャック爪１１を駆動する第２のチャック爪駆動機構１２ｂとを備える。   The chuck pawl driving mechanism 12 includes at least a first chuck pawl driving mechanism 12a that drives at least a part of the plurality of chuck pawls 11, and another part of the plurality of chuck pawls 11. A second chuck pawl driving mechanism 12b for driving the pawl 11;

第１のチャック爪駆動機構１２ａおよび第２のチャック爪駆動機構１２ｂは、小型であれば特に限定されるものではないが、いずれも、鋼材長手方向に移動自在に配置されたシャフト１４と、該シャフト１４先端に配置されて前記シャフト１４の移動により複数のチャック爪１１をそれぞれ鋼材２の内面に当接する方向、または内面から離反する方向へ移動するテーパ状部材１３を有することが好ましい。   The first chuck claw driving mechanism 12a and the second chuck claw driving mechanism 12b are not particularly limited as long as they are small. However, each of the first chuck claw driving mechanism 12a and the second chuck claw driving mechanism 12b includes It is preferable to have a tapered member 13 that is disposed at the tip of the shaft 14 and that moves the plurality of chuck claws 11 in a direction of contacting the inner surface of the steel material 2 or moving away from the inner surface by the movement of the shaft 14.

具体的には、図２，３に示すように、円筒状のチャック本体１５の内部に、図示しないシリンダ等によって鋼材２長手方向に出し入れ自在に配置されたシャフト１４と、シャフト１４先端に配置され、先細形状となる斜辺を鋼材２側先端に有するテーパ状部材１３を一つ以上備えるチャック爪駆動機構１２を好ましく例示できる。   Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, a shaft 14 is disposed inside a cylindrical chuck body 15 so as to be able to be taken in and out in the longitudinal direction of the steel material 2 by a cylinder or the like (not shown). The chuck claw driving mechanism 12 including at least one tapered member 13 having a tapered hypotenuse at the tip of the steel material 2 is preferably exemplified.

このチャック爪駆動機構１２は、チャック爪１１がテーパ状部材１３の先端斜辺に、本体の軸方向に位置決めされて配置される。シャフト１４が鋼材２の軸方向へ移動することによって、チャック爪１１の位置する箇所のテーパ状部材１３の外径が大きくなるため、チャック爪１１を鋼材２の内面方向へ移動することができる。   The chuck claw driving mechanism 12 has the chuck claw 11 positioned on the oblique end of the tapered member 13 in the axial direction of the main body. When the shaft 14 moves in the axial direction of the steel material 2, the outer diameter of the tapered member 13 at the position where the chuck claw 11 is located increases, so that the chuck claw 11 can be moved in the inner surface direction of the steel material 2.

このチャック爪駆動機構１２を用いる場合、チャック爪１１が鋼材２の内面から離反する方向に確実に移動するためには、チャック爪駆動機構１２とチャック爪１１の摺動部にあり溝の形状を有することが好ましい。具体的には、摺動面の断面に逆ハの字状なった溝があり、チャック爪駆動機構１２とチャック爪１１が抜けない構造である。   When this chuck claw driving mechanism 12 is used, in order to ensure that the chuck claw 11 moves away from the inner surface of the steel material 2, the groove formed in the sliding portion between the chuck claw driving mechanism 12 and the chuck claw 11 is formed. It is preferred to have. Specifically, the cross section of the sliding surface has an inverted C-shaped groove so that the chuck claw driving mechanism 12 and the chuck claw 11 do not come off.

また、チャック１を小型化する観点から、特に下記に説明する図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、第１のチャック爪駆動機構１２ａと第２のチャック爪駆動機構１２ｂは互いに隣接していることが好ましく、特に、テーパ状部材１３が隣接して配置されることが好ましい。   In addition, from the viewpoint of reducing the size of the chuck 1, as shown in FIGS. 7A to 7D described below, in particular, the first chuck claw driving mechanism 12a and the second chuck claw driving mechanism 12b are It is preferable that they are adjacent to each other, and it is particularly preferable that the tapered members 13 are arranged adjacent to each other.

上述のチャック爪駆動機構１２によれば、チャック１全体が小型、軽量化でき、その結果、加工時の駆動のための必要な荷重を軽減し、加熱後の冷却水の流れをスムーズにできる構造を得るので、加工品質上、好ましい。
さらに具体的には、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すようなチャック爪１１、チャック爪駆動機構１２（テーパ状部材１３）を好ましく例示することができる。 According to the above-described chuck claw drive mechanism 12, the entire chuck 1 can be reduced in size and weight, and as a result, the load required for driving during processing can be reduced, and the flow of cooling water after heating can be made smooth. Is preferred in terms of processing quality.
More specifically, a chuck claw 11 and a chuck claw driving mechanism 12 (tapered member 13) as shown in FIGS. 7A to 7D can be preferably exemplified.

図７（ａ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａはチャック爪１１ｂ、１１ｄを鋼材２内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂ、１３ｃはチャック爪１１ａ、１１ｃを鋼材２の内面２０に当接させることができる。   According to FIG. 7A, the tapered member 13a of the first chuck pawl driving mechanism 12a causes the chuck pawls 11b and 11d to abut against the inner surface 20 of the steel material 2, and the tapered member 13a of the second chuck pawl driving mechanism 12b. 13 b and 13 c can make the chuck claws 11 a and 11 c abut on the inner surface 20 of the steel material 2.

図７（ｂ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａは、チャック爪１１ｂ，１１ｃ，１１ｆ，１１ｇを鋼材２の内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂ、１３ｃは、チャック爪１１ａ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｈを鋼材２の内面２０に当接させることができる。   According to FIG. 7 (b), the tapered member 13a in the first chuck claw driving mechanism 12a brings the chuck claws 11b, 11c, 11f, 11g into contact with the inner surface 20 of the steel material 2 to drive the second chuck claw. The tapered members 13b and 13c of the mechanism 12b can make the chuck claws 11a, 11d, 11e and 11h abut on the inner surface 20 of the steel material 2.

図７（ｃ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａ，１３ｃは、チャック爪１１ａ，１１ｃを鋼材２の内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂ，１３ｄはチャック爪１１ｂ，１１ｄを鋼材２の内面２０に当接させることができる。   According to FIG. 7C, the tapered members 13a and 13c of the first chuck claw driving mechanism 12a cause the chuck claws 11a and 11c to abut on the inner surface 20 of the steel material 2, and the second chuck claw driving mechanism 12b. The tapered members 13b and 13d can contact the chuck claws 11b and 11d with the inner surface 20 of the steel material 2.

図７（ｄ）によれば、第１のチャック爪駆動機構１２ａにおけるテーパ状部材１３ａは、チャック爪１１ａ、１１ｄを鋼材２の内面２０に当接させ、第２のチャック爪駆動機構１２ｂにおけるテーパ状部材１３ｂはチャック爪１１ｂ、１１ｃを鋼材２の内面２０に当接させることができる。   According to FIG. 7D, the tapered member 13a in the first chuck pawl driving mechanism 12a causes the chuck pawls 11a and 11d to abut on the inner surface 20 of the steel material 2 and the taper in the second chuck pawl driving mechanism 12b. The shape member 13b can make the chuck claws 11b and 11c abut on the inner surface 20 of the steel material 2.

以上の説明では、チャック爪１１は、横断面が四角形である鋼材２において、鋼材２断面上で相対方向に駆動するチャック爪駆動機構１２を挙げたが、一つのチャック爪駆動機構１２で駆動されるチャック爪１１の位置関係は特に限定されるものではなく、鋼材２の断面形状やチャック爪の形状１１によって適宜変更されるものである。すなわち、複数あるチャック爪のうち、第一段階で動くチャック爪、第二段階で動くチャック爪の位置関係は限定されない。   In the above description, the chuck claw 11 has been described as the chuck claw driving mechanism 12 that is driven in a relative direction on the cross section of the steel 2 in the steel material 2 having a rectangular cross section. The positional relationship between the chuck claws 11 is not particularly limited, and may be appropriately changed depending on the cross-sectional shape of the steel material 2 and the shape 11 of the chuck claws. That is, among the plurality of chuck jaws, the positional relationship between the chuck jaw moving in the first stage and the chuck jaw moving in the second stage is not limited.

また、以上の説明では、複数のチャック爪１１に対してチャック爪駆動機構１２が２つである態様を説明したが、チャック爪駆動機構は２つ以上であれば特に限定されるものではない。例えば、図７（ａ）に示すテーパ状部材１３ｂとテーパ状部材１３ｃのチャック爪駆動機構はそれぞれ別のシャフト１４を備えることができ、つまり、第２のチャック爪駆動機構と第３のチャック爪駆動機構として別のものとしてもよい。   Further, in the above description, the embodiment in which the number of chuck jaw driving mechanisms 12 is two for the plurality of chuck jaws 11 is described. However, the number of chuck jaw driving mechanisms is not particularly limited as long as the number is two or more. For example, the chuck claw driving mechanisms of the tapered member 13b and the tapered member 13c shown in FIG. 7A can include different shafts 14, that is, the second chuck claw driving mechanism and the third chuck claw. Another drive mechanism may be used.

チャック爪１１、テーパ状部材１３の材質は、特に限定されないが、オーステナイト系ステンレス鋼またはセラミックまたは工具鋼が例示される。オーステナイト系ステンレス鋼は、非磁性体であるので誘導加熱され難いため好適であるが、耐摩耗性（耐傷つき性）および耐焼き付き性が若干劣る。セラミックは、非磁性体なので誘導加熱され難いことと、耐摩耗性が好適であるが、引張強度の点で劣る。一方、工具鋼は、冷間での耐久性に優れる。工具鋼は、磁性体であり、誘導加熱の影響を受け易いものの、チャック爪１１の近傍まで誘導加熱しなければ、実用上問題ないと考えられる。   The material of the chuck claw 11 and the tapered member 13 is not particularly limited, and is exemplified by austenitic stainless steel, ceramic, or tool steel. Austenitic stainless steel is suitable because it is a non-magnetic material and is hardly subjected to induction heating, but is slightly inferior in wear resistance (scratch resistance) and seizure resistance. Since ceramics are nonmagnetic, they are hardly subjected to induction heating and have good wear resistance, but are inferior in tensile strength. On the other hand, tool steel has excellent cold durability. Although the tool steel is a magnetic material and is easily affected by induction heating, it is considered that there is no practical problem unless the induction heating is performed to the vicinity of the chuck claw 11.

本発明によれば、図８，９に示すチャック爪駆動機構１２が一つの従来のチャックとは異なり、少なくとも２つの第１，２のチャック爪駆動機構１２ａ、１２ｂを備えることによって、それぞれのチャック爪駆動機構１２により駆動されるチャック爪１１を全て鋼材２の内面に接触させることができ、チャック爪１１と鋼材２の内面との間に隙間が生じることを防止できる。
本発明のチャック１を用いることにより、鋼材２の先端部を安定的に保持することができるため、加工装置０は、高精度で鋼材２を加工できる。 According to the present invention, unlike the conventional chuck, the chuck jaw driving mechanism 12 shown in FIGS. 8 and 9 includes at least two first and second chuck jaw driving mechanisms 12a and 12b, whereby each of the chuck jaws is driven. All of the chuck claws 11 driven by the claw driving mechanism 12 can be brought into contact with the inner surface of the steel material 2, and a gap can be prevented from being generated between the chuck claw 11 and the inner surface of the steel material 2.
By using the chuck 1 of the present invention, the tip of the steel material 2 can be stably held, so that the processing device 0 can process the steel material 2 with high accuracy.

また、鋼材２を把持する際のチェック爪１１の当接領域が小さいため、鋼材２の送り方向先端近傍を加工する際にも、以下に詳述する加熱装置４、冷却装置５により適正に焼入れ処理を行うことができる。   In addition, since the contact area of the check claw 11 when gripping the steel material 2 is small, even when the vicinity of the leading end of the steel material 2 in the feed direction is processed, the heating device 4 and the cooling device 5 described below appropriately quench. Processing can be performed.

２．屈曲部材の製造装置０
図１に示すように、製造装置０は、位置決め装置（支持ガイド）３と、加熱装置４、および、冷却装置５と、第１のチャック１とを備える。 2. Bending member manufacturing equipment 0
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 0 includes a positioning device (support guide) 3, a heating device 4, a cooling device 5, and a first chuck 1.

製造装置０は、第１のチャック１の位置を二次元または三次元で変更することにより、鋼材２を、所定の位置に固定配置された位置決め装置３により位置決めしながら、送り装置６により鋼材２の軸方向（図１中の矢印が示す方向）へ送り、加熱装置４により加熱された後に冷却装置５により冷却されるまでの部分に形成される変形抵抗低下部に曲げモーメントまたはせん断力を負荷することによって、鋼材２に加工を行う。   The manufacturing device 0 changes the position of the first chuck 1 two-dimensionally or three-dimensionally, thereby positioning the steel material 2 by the positioning device 3 fixedly arranged at a predetermined position, and while feeding the steel material 2 by the feed device 6. In the axial direction (the direction indicated by the arrow in FIG. 1), and applies a bending moment or a shearing force to a deformation resistance reduction portion formed in a portion after being heated by the heating device 4 and cooled by the cooling device 5. Thereby, the steel material 2 is processed.

（１）位置決め装置（支持ガイド）３
位置決め装置（支持ガイド）３は、長尺の鋼材２を、鋼材２の長手方向へ送りながら位置決めする。位置決め装置（支持ガイド）３は、周知の方法を適用でき、例えば、ダイスにより構成される。ダイスは、鋼材２を送りながら支持可能であるロール対を少なくとも一組有する。このようなダイスは、当業者にとっては周知慣用であるので、位置決め装置（支持ガイド）３に関する説明は省略する。 (1) Positioning device (support guide) 3
The positioning device (support guide) 3 positions the long steel material 2 while feeding it in the longitudinal direction of the steel material 2. A well-known method can be applied to the positioning device (support guide) 3, and is constituted by, for example, a die. The die has at least one pair of rolls that can support the steel material 2 while feeding the same. Since such a die is well known and used by those skilled in the art, the description of the positioning device (support guide) 3 will be omitted.

（２）加熱装置４
加熱装置４は、鋼材２の送り方向について位置決め装置３の下流側に、配置される。具体的な加熱手段としては、鋼材２の外周面から所定距離離間して取り囲んで配置される加熱コイルを有する高周波誘導加熱コイルを好ましく用いることができる。鋼材２に誘導電流を発生させて前記鋼材の特定領域をＡｃ３点以上の温度域に加熱する。高周波誘導加熱コイルは当業者にとっては周知慣用であるので、加熱装置に関するこれ以上の説明は省略する。 (2) Heating device 4
The heating device 4 is disposed downstream of the positioning device 3 in the feeding direction of the steel material 2. As a specific heating means, a high-frequency induction heating coil having a heating coil which is arranged so as to be spaced apart from the outer peripheral surface of the steel material 2 by a predetermined distance can be preferably used. An induced current is generated in the steel material 2 to heat a specific region of the steel material to a temperature range of three or more Ac. Since high-frequency induction heating coils are well known and commonly used by those skilled in the art, further description of the heating device will be omitted.

（３）冷却装置５
冷却装置５は、鋼材２の送り方向について加熱装置４の下流側に配置される。冷却装置５は、鋼材２の外面に冷却媒体を吹き付けて鋼材を急冷する。冷却装置５は、鋼材２を焼き入れ手、マルテンサイト、あるいは、マルテンサイトおよび焼戻しマルテンサイトからなる鋼組織とする。 (3) Cooling device 5
The cooling device 5 is arranged downstream of the heating device 4 in the feeding direction of the steel material 2. The cooling device 5 sprays a cooling medium onto the outer surface of the steel material 2 to rapidly cool the steel material. The cooling device 5 makes the steel material 2 a quenched hand, martensite, or a steel structure composed of martensite and tempered martensite.

具体的な冷却手段としては、鋼材２の外周面から所定距離離れた位置に取り囲むように配置され、冷却水を噴射する噴射ノズルを好ましく例示することができる。このような冷却水噴射ノズルは当業者にとっては周知慣用であるので、冷却装置に関するこれ以上の説明は省略する。   As a specific cooling means, an injection nozzle which is arranged so as to surround at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the steel material 2 and injects cooling water can be preferably exemplified. Since such a cooling water injection nozzle is well known and used by those skilled in the art, further description regarding the cooling device will be omitted.

（４）第１のチャック１
第１のチャックは、産業用ロボット７に保持されて鋼材における送り方向の先端内部に配置されて、鋼材２を把持する。
第１のチャック１は、上述した本発明に係るチャックである。 (4) First chuck 1
The first chuck is held by the industrial robot 7 and disposed inside the tip of the steel material in the feed direction, and grips the steel material 2.
The first chuck 1 is the above-described chuck according to the present invention.

産業用ロボット７としては、特に限定されないが、多関節型の産業用ロボットを例示することができる。加工プログラムにより規定される移動軌跡を予め入力された産業用ロボット７が、この移動軌跡を再生し、第１のチャック１を二次元または三次元の方向へ移動させることにより、鋼材２の加熱される部分を、所望の形状に曲げ変形またはせん断変形させることができる。これにより、鋼材２に熱間加工を行って焼き入れられた屈曲部材を製造することができる。   The industrial robot 7 is not particularly limited, but may be an articulated industrial robot. The industrial robot 7 having a movement locus specified in advance by the machining program regenerates the movement locus and moves the first chuck 1 in a two-dimensional or three-dimensional direction to heat the steel material 2. Can be bent or sheared into a desired shape. This makes it possible to manufacture a bent member that is subjected to hot working on the steel material 2 and quenched.

さらに、本発明の製造装置０は、第２のチャック８を有してもよい。第２のチャックは、鋼材２における送り方向の後端内部に配置されて鋼材２をチャックする。   Further, the manufacturing apparatus 0 of the present invention may include the second chuck 8. The second chuck is disposed inside the rear end of the steel material 2 in the feed direction and chucks the steel material 2.

第２のチャックは、上述した本発明に係るチャックであってもよいし、図３，４に示すチャック爪駆動機構１２が一つの従来のチャックであってもよい。または、鋼材２の外面にチャック爪１１を当接する形状で鋼材２を把持するタイプのチャックを用いてもよい。   The second chuck may be the above-described chuck according to the present invention, or may be a conventional chuck in which the chuck claw driving mechanism 12 shown in FIGS. Alternatively, a chuck of a type that holds the steel material 2 in a shape in which the chuck claw 11 abuts on the outer surface of the steel material 2 may be used.

３．屈曲部材の製造方法
本発明では、中空かつ長尺の鋼材２を、位置決め装置（支持ガイド）３によって鋼材２の長手方向へ送りながら位置決めし、鋼材２の送り方向について位置決め装置３の下流側に鋼材２の周囲を取り囲んで配置される加熱装置４により鋼材２をＡｃ３点以上の温度域に加熱するととともに、鋼材２の送り方向について加熱装置４の下流側に配置される冷却装置５により鋼材２の外面に冷却媒体を吹き付けて鋼材２を急冷し、かつ、産業用ロボット７に保持されて鋼材２における送り方向の先端内部に配置されて、鋼材をチャックする第１のチャック１の位置を二次元または三次元で変更することにより、鋼材２における加熱装置４により加熱された後に冷却装置５により冷却されるまでの部分に形成される変形抵抗低下部に曲げモーメントまたはせん断力を負荷することによって、鋼材２に曲げ加工を行う。 3. In the present invention, a hollow and long steel material 2 is positioned while being fed by a positioning device (support guide) 3 in the longitudinal direction of the steel material 2, and is positioned downstream of the positioning device 3 in the feeding direction of the steel material 2. The steel material 2 is heated to a temperature range of three or more Ac by a heating device 4 disposed around the steel material 2 and a cooling device 5 disposed downstream of the heating device 4 in the feed direction of the steel material 2. A cooling medium is sprayed on the outer surface of the steel material 2 to rapidly cool the steel material 2, and the position of the first chuck 1, which is held by the industrial robot 7 and located inside the front end of the steel material 2 in the feed direction and chucks the steel material, By changing in two dimensions or three dimensions, the deformation resistance formed in the portion of the steel material 2 after being heated by the heating device 4 and cooled by the cooling device 5 is reduced. By loading the moment or shear forces bent performs bending a steel material 2.

第１のチャック１としては、上述した本発明に係るチャックを用いることができる。
さらに、鋼材２における前記送り方向の後端内部に配置されて鋼材２をチャックする第２のチャック８を用いることができる。 As the first chuck 1, the above-described chuck according to the present invention can be used.
Further, a second chuck 8 that is disposed inside the rear end of the steel material 2 in the feed direction and chucks the steel material 2 can be used.

本発明によれば、例えば、鋼材２として横断面が長方形の鋼管を素材として３ＤＱ装置１００により屈曲部材１０９を製造する際に、鋼材２の長手方向の端部の内面に配置される複数のチャック爪１１を全て鋼材２の内面２０に隙間なく確実に当接させることができチャック爪が滑ることなく鋼管を安定的に把持することができるので、屈曲部材の加工品質（加工精度、硬度、歩留り）を高めることができる。   According to the present invention, for example, when the bending member 109 is manufactured by the 3DQ device 100 using a steel pipe having a rectangular cross section as the steel material 2, a plurality of chucks arranged on the inner surface of the longitudinal end of the steel material 2. Since all the claws 11 can be reliably brought into contact with the inner surface 20 of the steel material 2 without any gap and the chuck claws do not slip, the steel pipe can be stably gripped, so that the processing quality of the bent member (processing accuracy, hardness, yield) ) Can be increased.

４．本発明に用いられる鋼材２
本発明は、鋼材２の平均肉厚をｔ０とし、外径をＤとした場合に、比（ｔ０／Ｄ）が０．０１〜０．４の範囲、かつｔ０＝１〜４ｍｍ、Ｄ＝１０〜１００ｍｍの範囲で適用することができる。
本発明では、鋼材の鋼種は特に限定されるものではない。 4. Steel material 2 used in the present invention
In the present invention, when the average thickness of the steel material 2 is t 0 and the outer diameter is D, the ratio (t 0 / D) is in the range of 0.01 to 0.4, and t 0 = 1 to 4 mm, It can be applied in the range of D = 10 to 100 mm.
In the present invention, the steel type of the steel material is not particularly limited.

０：屈曲部材の製造装置
１：チャック（第１のチャック）
１１：チャック爪
１２：チャック爪駆動機構
１３：テーパ状部材
１４：シャフト
１５：チャック本体
２：鋼材
３：位置決め装置
４：加熱装置
５：冷却装置
６：送り装置
７：産業用ロボット
８：第２のチャック
１００：熱間三次元加工装置（３ＤＱ装置）
１０１：可動ローラダイス
１０２：鋼管
１０３：位置決め装置
１０４：高周波誘導加熱コイル
１０５：水冷装置
１０６：送り装置
１０７：ブスバー（フィーダ）
１０８：変成器
１０９：屈曲部材 0: bending member manufacturing apparatus 1: chuck (first chuck)
11: Chuck claw 12: Chuck claw drive mechanism 13: Tapered member 14: Shaft 15: Chuck body 2: Steel material 3: Positioning device 4: Heating device 5: Cooling device 6: Feeding device 7: Industrial robot 8: Second Chuck 100: Hot three-dimensional processing device (3DQ device)
101: movable roller die 102: steel pipe 103: positioning device 104: high frequency induction heating coil 105: water cooling device 106: feed device 107: bus bar (feeder)
108: transformer 109: bending member

Claims (3)

断面形状において頂点を有する管体の内面に当接する複数のチャック爪を備えたチャックであって、
前記複数のチャック爪は、
第１の方向に向かい合って配置された２つの第１のチャック爪と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に向かい合って配置された２つの第２のチャック爪と、
を有し、
前記２つの第１のチャック爪を前記第１の方向に開閉可能な第１のチャック爪駆動機構と、
前記２つの第２のチャック爪を前記第２の方向に開閉可能な第２のチャック爪駆動機構と、
を備え、
各前記チャック爪は前記チャックの軸方向に沿った溝部により２つに分割された当接部を備え、前記当接部が前記頂点の近傍に当接するチャック。 A chuck having a plurality of chuck claws abutting on an inner surface of a tube having a vertex in a cross-sectional shape,
The plurality of chuck claws are
Two first chuck claws arranged facing each other in a first direction;
Two second chuck claws disposed opposite to each other in a second direction intersecting the first direction;
Has,
A first chuck claw driving mechanism capable of opening and closing the two first chuck claws in the first direction;
A second chuck claw driving mechanism capable of opening and closing the two second chuck claws in the second direction;
With
Each said chuck jaws has a contact portion which is divided into two by the groove along the axial direction of the front Symbol chuck, chuck the abutting portion abuts against the vicinity of the apex. 請求項１に記載のチャックを備える曲げ加工装置。   A bending apparatus comprising the chuck according to claim 1. 前記第１のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
前記第１のチャック爪を前記管体に当接させた後、前記第２のチャック爪を前記管体の内面に当接させること、
を備える、請求項１に記載のチャックによる管体の把持方法。 Contacting the first chuck pawl with an inner surface of the tube;
Contacting the second chuck claw with the inner surface of the tube after the first chuck claw contacts the tube;
The method for gripping a tubular body with the chuck according to claim 1, comprising:
JP2015052366A 2015-03-16 2015-03-16 A chuck capable of holding a tube from the inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of holding the tube by the chuck Active JP6655879B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015052366A JP6655879B2 (en) 2015-03-16 2015-03-16 A chuck capable of holding a tube from the inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of holding the tube by the chuck

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015052366A JP6655879B2 (en) 2015-03-16 2015-03-16 A chuck capable of holding a tube from the inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of holding the tube by the chuck

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016172260A JP2016172260A (en) 2016-09-29
JP6655879B2 true JP6655879B2 (en) 2020-03-04

Family

ID=57007901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015052366A Active JP6655879B2 (en) 2015-03-16 2015-03-16 A chuck capable of holding a tube from the inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of holding the tube by the chuck

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6655879B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6066489U (en) * 1983-10-11 1985-05-11 三菱電機株式会社 Industrial robot hand device
JPS60221281A (en) * 1984-04-13 1985-11-05 三菱電機株式会社 Gripper for body
JPH0516181U (en) * 1991-08-09 1993-03-02 株式会社明電舎 Work clamp mechanism
JPH10230490A (en) * 1997-02-17 1998-09-02 N Ke Kk Grasping device
JPH10273386A (en) * 1997-03-27 1998-10-13 Super Silicon Kenkyusho:Kk Apparatus for hanging for furnace for pulling large-caliber semiconductor single crystal
JP3755296B2 (en) * 1998-05-25 2006-03-15 株式会社トーメック How to hold hat-type retaining steel
KR101321231B1 (en) * 2009-05-19 2013-10-28 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 Bending device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016172260A (en) 2016-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4825019B2 (en) Bending method of metal material, bending apparatus and bending equipment row, and bending product using them
JP6180597B2 (en) Bending member manufacturing method and manufacturing apparatus
EP1857195B1 (en) Method for bending metal material and bent product
KR101319756B1 (en) Bending device
AU2008235842B2 (en) Method of manufacturing a bent product and an apparatus and a continuous line for manufacturing the same
JP6655879B2 (en) A chuck capable of holding a tube from the inner surface, a bending apparatus including the chuck, and a method of holding the tube by the chuck
AU2013216653B2 (en) Bending apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20151119

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180703

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180830

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190326

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191113

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20191122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6655879

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250