JPH0247288B2 - Kanmagesochinokuranpusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は鋼管等の金属管に曲げモーメントを与
えて曲げ管を製造する管曲げ装置において、前記
曲げモーメントによる管への作用力を拘束し管を
把握するクランプ装置に関する。

従来の技術 従来より、直管に曲げモーメントを付与しなが
ら、その一部を環状に例えば高周波誘導子により
加熱し、且つ加熱位置を管の長手方向に移動させ
ることにより、管の曲げ加工を行うことが行われ
ている。この曲げ加工において、加熱の影響を受
けない誘導子後方の直管部には管の長手に対し直
角方向の、即ち管の曲げに対しては半径方向のラ
ジアル荷重が作用し、直管部を撓ませることがあ
る。このような直管部の撓みを防止するため、管
の両側をガイドローラで挟んで支持することが知
られている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、ラジアル荷重の大きさは、前記曲げ
モーメントを発生させるために必要な管にかける
推力に等しいかそれ以上の力となり、例えば10イ
ンチの厚肉管の場合15トンを越えることがある。
このように大きいラジアル荷重を単にガイドロー
ラで支持すると、管のガイドローラに接触する部
分に変形が生じることがある。このような変形を
防止するには、管外径に適合した筒状の割り型
を、油圧シリンダ等で管に押し当て、管を把握す
るようにしたクランプ装置が有効であると考えら
れる。しかしながら、この形式のクランプ装置で
は、管外径を変える毎に筒状の型を交換しなけれ
ばならず、型の交換作業が繁雑で手間どるという
問題点がある。この問題点を解消するには、旋盤
等によく用いられるスクロールチヤツクを用いる
ことが考えられるが、スクロールチヤツクにおけ
る爪の移動機構は円板上に切つたスパイラルの歯
形と爪に切つたラツクの歯形との噛み合いを利用
するものであるので、噛み合い部は線接触とな
り、前記ラジアル荷重に対する面圧力に耐えない
し、また、爪の数は５本位が限度で、爪の管外周
方向の当り面を小径管に合わせると、大径管をつ
かんだ場合、爪と爪との間隔が広がり過ぎ、前記
ラジアル荷重が加わつた時、爪と爪との間の非支
持部分に変形が生じる恐れがある等の問題点があ
る。

更に、管を２曲げ以上の立体曲げする場合、１
曲げ完了後曲げ管を所望のひねり角度に旋回させ
るが、上記の油圧シリンダを用いたクランプ装置
では油圧シリンダのホースの処理等が難しいので
旋回させる機構に出来ず、従つて１曲げ終了後、
曲げ管をクランプ装置から外し、管を旋回させた
後再度クランプ装置に固定するという面倒な操作
を必要とする問題点もある。

本願発明はかかる問題点を解消すべくなされた
もので、第一の発明は曲げモーメントによるラジ
アル荷重にも十分耐え、管外径の変更に型の交換
なしで対応しうるクランプ装置を提供することを
目的とする。

本願第二の発明は、更に管を把持したままで、
360度自由に旋回し、任意のひねり角度に設定可
能なクランプ装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本願第一の発明になるクランプ装置は、管挿入
用の穴１５を有するリングボデイ１３と、該リン
グボデイの穴内に突出しうるよう、該穴１５に対
して放射状に且つ放射方向に移動可能に前記リン
グボデイ１３に保持された多数の爪１６と、各爪
の外方位置で爪の移動方向に延びる軸線を中心と
して回転可能に前記リングボデイに保持された小
ギヤ１７と、該小ギヤの回転により前記爪を放射
方向に移動させるねじ軸１８と、前記多数の爪に
対応して設けられた多数の小ギヤの両側に配置さ
れ、各小ギヤの軸線に直角な軸線を中心として回
転可能な第一大ギヤ２０及び第二大ギヤ２１と、
を有し、前記第一大ギヤは多数の小ギヤの内、一
定数（例えば１個）おきの小ギヤに噛み合い、第
二大ギヤは残りの小ギヤに噛み合つていることを
特徴とするものである。

本願第二の発明は、上記のリングボデイ１３を
支持フレーム１０に、前記穴１５と同心状に回転
可能に保持させ、リングボデイ１３の外周にはリ
ングボデイの回転中心に同心状にギヤ３０を形成
し、一方、支持フレーム１０にはリングボデイ外
周のギヤ３０に噛み合うギヤ３３を備えた旋回駆
動装置３１を設け、更に上記第一大ギヤ２０、第
二大ギヤ２１を上記リングボデイに保持させたこ
とを特徴とするものである。

作 用 本願第一の発明は上記の如く構成したので、第
一大ギヤ２０を回転させると、それに噛み合つた
一定数おきの小ギヤ１７が同時に回転し、それに
連結された爪１６が同時に移動する。従つて、第
５図のように、小径管３を爪１６で把持する場合
には、第一大ギヤ２０のみを回転させることによ
り、一定数おきの爪１６のみを内方に移動させ、
小径管を把持する。一方、第６図のように大径管
を把持する場合は、両方の大ギヤ２０，２１を同
時に回転させることにより、全部の爪１６を同時
に内方に移動させ、全部の爪で管３を把持する。
このように本発明では爪１６を２組に分け、各組
の爪を第一大ギヤ、第二大ギヤで移動させること
ができるので、爪先端の管円周方向の幅を、大径
管を変形を生じることなく良好に把持しうるよう
大きくしても、小径管把持時には１組の爪のみを
使用して隣接の爪に干渉することなく、良好に把
持することが可能である。

本願第二の発明は、爪１６を保持したリングボ
デイ１３を回転可能に構成し、且つそのリングボ
デイに第一大ギヤ、第二大ギヤを保持させたもの
であるので、爪１６で管３を把持した状態でリン
グボデイ１３を第一大ギヤ、第二大ギヤと共に
360度回転させることが可能であり、リングボデ
イを回転させることにより、把持された管３を任
意の位置に回転させることができる。

実施例 以下、図面に示す本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。

第２図は本発明のクランプ装置を備えた管曲げ
装置を示すもので、１は装置を支えるフレーム、
２は曲げるべき管３の先端を把持して回転するア
ーム、４は管３を環状に加熱する高周波誘導子、
５はアーム２の支点を移動させて曲げモーメント
を発生させる為の駆動装置、６は管３に加わる推
力を受け止めるテールストツク、７は誘導子後方
で管３の直管部を把持し、曲げモーメントによる
ラジアル荷重を受け止める本発明のクランプ装置
である。

クランプ装置７は第１図、第３図、第４図に示
すように、垂直な支持フレーム１０を有し、支持
フレーム１０は軸受１１を介して中空軸１２を軸
線Ｘ−Ｘを中心として回転可能に支持する。中空
軸１１の両側には一対のリングボデイ１３が固定
されており、従つてリングボデイ１３も軸線Ｘ−
Ｘを中心として回転可能である。スライドボツク
ス１３は同心状に配置された二つの部分、即ち内
周側の爪保持部１３Ａと外周側の軸受部１３Ｂと
からなり、両者は複数のスポーク１４（第３図）
で連結されている。爪保持部１３Ａには軸線Ｘ−
Ｘを中心とする管挿入用の穴１５が形成されてお
り、更に該穴１５内に突出しうるよう、多数の
（本実施例では10個の）爪１６が穴１５に対して
放射状に且つ放射方向に移動可能に保持されてい
る。爪１６は穴１５内に挿入される管外周を把持
するものであり、第６図に示すように、大径の管
３の外周を変形させることなく良好に把持しうる
よう管の円周方向の幅を広く設定している。一
方、軸受部１３Ｂには、各爪１６の外方位置に、
爪１６の移動方向に延びる軸線を中心として回転
可能に、小ベベルギヤを備えた小ギヤ１７が保持
されている。10個の爪１６に対応して設けられた
10個の小ギヤ１７はその取付け位置が１個おきに
交互に軸線Ｘ−Ｘ方向に距離ｄ（第１図参照）だ
け偏つており、２組に分けられている。各爪１６
にはねじ軸１８が固定されており、ねじ軸１８は
小ギヤ１７に形成された孔内面の内ねじに噛み合
つている。かくして、小ギヤ１７を回転させる
と、ねじ軸１８が軸線方向に移動し、爪を移動さ
せることができる。なお、ねじ軸１８を小ギヤ１
７に固定し、爪１６にねじ軸１８に噛み合うねじ
穴を形成してもよい。

多数の小ギヤ１７の両側には、第一大ギヤ２０
と第二大ギヤ２１とが小ギヤ１７の軸線に直角な
軸線Ｘ−Ｘを中心として回転可能にリングボデイ
１３の爪保持部１３Ａに保持されている。各大ギ
ヤ２０，２１はそれぞれ小ギヤ１７のベベルギヤ
に噛み合う位置に大ベベルギヤを有している。前
記したように、小ギヤ１７は１個おきにその取付
け位置が偏つているため、第一大ギヤ２０には、
１個おきの５個の小ギヤ１７が噛み合い、第二大
ギヤ２１には残りの５個の小ギヤ１７が噛み合
う。従つて、第一大ギヤ２０を回転させると、１
個おきの小ギヤ１７が同時に回転し、その小ギヤ
１７に組み合つた爪１６が放射方向に移動し、第
二大ギヤ２１を回転させると、残りの爪１６が同
時に移動することとなる。なお、本実施例では小
ギヤ１７の取付け位置を１個おきに軸線Ｘ−Ｘ方
向に偏らせることにより、１個おきの小ギヤが一
方の大ギヤに噛み合うように構成しているが、こ
の代わりに、小ギヤの軸線Ｘ−Ｘに対する放射方
向の取付け位置を偏らせるようにしてもよい。

各大ギヤ２０，２１には外周にギヤ２３，２４
が形成されており、該ギヤ２３，２４には支持フ
レーム１０上に取付けられた爪開閉駆動装置２
６，２７のギヤ２８，２９が噛み合つている。爪
開閉駆動装置２６，２７はそれぞれ油圧モーター
等の駆動源（図示せず）を備えている。リングボ
デイ１３の外周側の軸受部１３Ｂの外周にもギヤ
３０が形成されており、該ギヤ３０は、支持フレ
ーム１０の側面に取付けられたサーボモーター３
２で駆動するギヤ３３に噛み合つている。サーボ
モーター３２、ギヤ３３は旋回駆動装置３１を構
成する。

次に上記構成のクランプ装置７の作動を説明す
る。今、クランプ装置７の各爪１６は後退位置
（開いた位置）にあるものとする。この状態でリ
ングボデイ１３中心の穴１５内に把持すべき管３
を挿入する。管３が大径の場合には、両方の爪開
閉駆動装置２６，２７を作動させて両方の大ギヤ
２０，２１を回転させ、全部の小ギヤ１７を同時
に回転させ、全部の爪１６を放射方向内方に移動
させる。その結果、第６図に示すように管３は全
部の爪１６により確実に把持され、しかも爪１６
と爪１６との間隔が狭いため、管の変形も生じな
い。一方、管３が小径の場合には、一方の爪開閉
駆動装置２６のみを作動させる。この為、１個お
きの小ギヤ１７のみが回転し、第５図に示すよう
に１個おきの爪１６のみが内方に移動して管３に
接触し把持する。残りの爪１６は開いたままであ
る。かくして、幅の広い爪１６を用いたにもかか
わらず、爪１６が隣接の爪１６に干渉することな
く小径管３を良好に把持することができる。

管３を２曲げ以上の立体曲げをする場合、クラ
ンプ装置７で管３を把持して１曲げを行つた後、
クランプ装置７による管３の把持を解除すること
なく、旋回駆動装置３１を作動させる。この旋回
駆動装置によりリングボデイ１３及びそれに保持
された小ギヤ１７、大ギヤ２０，２１が一緒に軸
線Ｘ−Ｘを中心として所望の任意の位置に回転
し、把持した管の位置に回転させることができ
る。なお、リングボデイ１３及び大ギヤ２０，２
１の回転の際、大ギヤ２０，２１外周のギヤ２
３，２４が爪開閉駆動装置２６，２７のギヤ２
８，２９に噛み合つているので、爪開閉駆動装置
２６，２７が大ギヤ２０，２１の回転により駆動
されることとなる。この時、爪開閉駆動装置の抵
抗が大きいと、大ギヤ２０，２１の回転が阻止さ
れ大ギヤ２０，２１はリングボデイ１３に対して
回転することとなり、爪１６が移動する。このよ
うな爪１６の意図しない移動を阻止するため、爪
開閉駆動装置にクラツチを設け駆動源のモーター
とギヤ２８，２９との連結を切るようにすると
か、リングボデイ１３と大ギヤ２０，２１とをリ
ングボデイ回転時のみ強固に連結する手段を設け
ることが望ましい。また、この代わりに、爪開閉
駆動装置の駆動源として油圧モーターが用いられ
ている場合には、リングボデイ回転時に油圧モー
ターに低圧の圧油を供給し、油圧モーターが軽く
回転するようにしてもよい。更には、逆に爪開閉
駆動装置２６，２７で大ギヤ２０，２１をリング
ボデイ１３の回転に同調させて駆動してもよい。

なお、上記実施例では爪１６を移動させる大ギ
ヤ２０，２１を回転させる為に、駆動源を有する
爪開閉駆動装置２６，２７を用いているが、この
代わりに適当なハンドルを設け手動で大ギヤ２
０，２１を回転させるようにしてもよい。また、
リングボデイ１３を回転させる旋回駆動装置３１
にもモーター３２を設けているが、この代わりに
手動でギヤ３３を回転させる手段を設けてもよ
い。更に、上記実施例では支持フレーム１０の両
側にリングボデイ１３及び爪１６を配置し、管３
をその長手方向の２ケ所で支持する構造としてい
る。この構造は、支持すべき曲げモーメントを分
散させ、ラジアル荷重を小さくし、且つ管を支持
する爪数を増加させ得るので、爪１個当たりの受
圧荷重を小さくすることができるので、極めて好
適であるが、本発明はこの構造に限定されず、リ
ングボデイを１個とし、管３を長手方向の１ケ所
で支持するようにしてもよい。本発明のクランプ
装置７で使用する爪１６の数は図示の10個に限ら
ず適宜増減可能である。また、多数の爪１６を２
組に分ける際、必ずしも１個おきの同数の２組に
分ける必要はなく、２個、３個等の一定数おきの
爪と残りの爪とに分けてもよい。但し、この場合
には小径管把持の際一定数おきの爪を使用する必
要がある。

発明の効果 以上の如く、本願第一の発明によれば、管３を
把持する多数の爪１６を一定数おきの組と残りの
組とに分け、各組の爪をそれぞれ１個の大ギヤ２
０又は２１で移動させるように構成したので、小
径の管の場合には１組の爪を用い、大径の管の場
合には２組の爪を用いて、管にラジアル荷重によ
る変形を生じさせることなく良好に把持すること
ができる。この為、従来のように、管の径に合わ
せて管把持用の型をを交換する必要がなく、極め
て作業性が向上する。

また、本願第二の発明によれば、多数の爪１６
を保持したリングボデイを回転可能とし、且つ爪
１６を駆動するための第一大ギヤ２０及び第二大
ギヤ２１をリングボデイと一緒に回転するようリ
ングボデイに保持させているので、爪１６で管を
把持した状態で、リングボデイを360度回転させ
ることができ、立体曲げをする場合の作業性が極
めて向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のクランプ装置７
を、その一部を除去して示す斜視図、第２図はク
ランプ装置７を備えた管曲げ装置の平面図、第３
図はリングボデイ１３及びそれに保持された爪１
６、小ギヤ１７を示す側断面図、第４図はクラン
プ装置７及びその近傍を示す断面図、第５図は小
径の管３を把持する際の爪１６の配置を示す説明
図、第６図は大径の管３を把持する際の爪１６の
配置を示す説明図である。 ７……クランプ装置、１０……支持フレーム、
１３……リングボデイ、１５……穴、１６……
爪、１７……小ギヤ、１８……ねじ軸、２０，２
１……大ギヤ、２４……ギヤ、２６，２７……爪
開閉駆動装置、３０……ギヤ、３１……旋回駆動
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管挿入用の穴を有するリングボデイと、該リ
   ングボデイの穴内に突出しうるよう、該穴に対し
   て放射状に且つ放射方向に移動可能に前記リング
   ボデイに保持された多数の爪と、各爪の外方位置
   で爪の移動方向に延びる軸線を中心として回転可
   能に前記リングボデイに保持された小ギヤと、該
   小ギヤの回転により前記爪を放射方向に移動させ
   るねじ軸と、前記多数の爪に対応して設けられた
   多数の小ギヤの両側に配置され、各小ギヤの軸線
   に直角な軸線を中心として回転可能な第一大ギヤ
   及び第二大ギヤと、を有し、前記第一大ギヤは多
   数の小ギヤの内、一定数おきの小ギヤに噛み合
   い、第二大ギヤは残りの小ギヤに噛み合つている
   ことを特徴とする管曲げ装置のクランプ装置。 ２ 支持フレームと、該支持フレームに回転可能
   に支持され、外周に回転中心と同心状のギヤを有
   し、中心部に回転中心と同心状の管挿入用の穴を
   有するリングボデイと、前記支持フレームに支持
   され、リングボデイ外周のギヤに噛み合うギヤを
   備えた旋回駆動装置と、前記リングボデイの穴内
   に突出しうるよう、該穴に対して放射状に且つ放
   射方向に移動可能に前記リングボデイに保持され
   た多数の爪と、各爪の外方位置で爪の移動方向に
   延びる軸線を中心として回転可能に前記リングボ
   デイに保持された小ギヤと、該小ギヤの回転によ
   り前記爪を放射方向に移動させるねじ軸と、前記
   多数の爪に対応して設けられた多数の小ギヤの両
   側に配置され、各小ギヤの軸線に直角な軸線を中
   心として回転可能に前記リングボデイに保持され
   た第一大ギヤ及び第二大ギヤと、を有し、前記第
   一大ギヤは多数の小ギヤの内、一定数おきの小ギ
   ヤに噛み合い、第二大ギヤは残りの小ギヤに噛み
   合つていることを特徴とする管曲げ装置のクラン
   プ装置。