JPH09206841A - 管状素材の曲げ加工装置及び加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浮動拡管プラグを有する管状素材の曲げ加工
において、一定半径を有する曲がり管から直管に連続的
に成形する際に、不特定な半径を有する徐変曲げ区間が
なく、目的とする曲がり管−直管の連続成形を行うこ
と。 【解決手段】 曲げ力を管状素材に付与する第１外力付
与手段と、第１外力付与手段による外力付与方向とは反
対の外力を管状素材に付与して曲がり管を直管とする第
２外力付与手段を備えた管状素材の曲げ加工装置とした
こと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中空状の管状素材
を曲げ加工する加工装置及び加工方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、素材円管の内径よりも小さい外径
をもつマンドレルの先端に、素材円管の内径よりも大き
い外形をもつ浮動拡管プラグを偏心可能に取付け、素材
円管をマンドレル側から通過させることにより浮動拡管
プラグ部分で拡管し、その後に外力付与手段により曲げ
加工する、所謂浮動拡管プラグ曲げは公知である（特開
平２−２６８９２７号公報）。これについて、図３を用
いて説明する。

【０００３】図において、素材円管Ｐを案内するための
円筒状のマンドレル１１の外形Ｄ１は、直管状の素材円
管Ｐの内径ｄよりもわずかに小さくなっており、このマ
ンドレルの一端部に、球体状の浮動拡管プラグ１２が球
間継手１３を介して浮動状態で取付けられている。浮動
拡管プラグ１２の径Ｄ２は、素材円管Ｐの内径ｄよりも
大きい。

【０００４】そして、素材円管Ｐ内にマンドレル１１及
び浮動拡管プラグ１２を挿入し、マンドレルによって素
材円管Ｐを案内して素材円管Ｐにおける拡管直後の部分
に外力付与手段１４によって曲げ力Ｆを加えながら、浮
動拡管プラグ１２と素材円管Ｐとを相対的に移動させて
素材円管Ｐ内に浮動拡管プラグ１２を通過させると、曲
げ力Ｆによって、浮動拡管プラグが曲げ力Ｆの作用して
いる側に移動させられて、その中心がマンドレルの軸心
に対して偏心させられる。素材円管Ｐはこの部分におい
て塑性変形を起こして拡管されながら浮動拡管プラグ１
２の偏心側に曲げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の浮動拡管プ
ラグ曲げ加工では、一定曲げ半径を有する部分と直管部
分とが連続した曲がり管を成形する場合、外力付与手段
により外力を付与して一定曲げ半径を有する部分を成形
した後に、外力付与手段による外力の付与を解除して直
管部を成形することになる。しかしながら、一定曲げ半
径を有する曲がり管から直管になるまでの間は、重力等
により浮動拡管プラグが軸心位置に戻るまで、半径が不
特定の徐変曲げ区間となる。このため一定曲げ半径を有
する部分と直管部分の間の部分が不特定の曲げ半径とな
り、目的とする曲がり管を製造することが困難であっ
た。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、目的とする曲げ形状を正確に成形することを技
術的課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、本発明の請求項１において講じた技術的手段
は、長尺状の管状素材の内部に挿通され前記管状素材を
内側からガイドするマンドレルと、前記マンドレルの先
端に偏心可能に支承され前記管状素材の内径よりも大き
な外径を有する拡管部を備えた浮動拡管プラグと、前記
管状素材に外力を付与する第１外力付与手段とを備え、
前記マンドレルにより案内された前記管状素材を前記浮
動拡管プラグにより拡管させ、前記拡管された管状素材
に前記第１外力付与手段により外力を加えて曲がり管と
する、管状素材の曲げ加工装置において、前記管状素材
の曲げ加工装置は、第２外力付与手段を備え、前記第２
外力付与手段は前記第１外力付与手段による前記管状素
材への外力付与方向と反対側の方向の外力を前記管状素
材に付与して曲がり管を強制的に直管状に矯正すること
を特徴とする、管状素材の曲げ加工装置としたことであ
る。

【０００８】上記構成の曲げ加工装置では、第１外力付
与手段により管状素材に曲げ力を付与して所定の曲げ半
径を有する曲がり管を成形した後連続して直管を成形す
る場合、第１外力付与手段による外力を解除し、それと
共に第２外力付与手段により管状素材に外力を加える。
この第２外力付与手段による管状素材への外力の方向
は、第１外力付与手段による外力の方向と反対方向であ
る。第１外力付与手段の外力によって管状素材は曲げら
れるため、これと反対方向である第２外力付与手段の外
力によって管状素材は直管状に強制的に強制される。こ
れにより、一定の半径を有する曲がり管から連続して直
管状の管を成形することができる。

【０００９】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項２において講じた技術的手段は、長尺状の管状
素材の内部に挿通され前記管状素材を内側からガイドす
るマンドレルと、前記マンドレルの先端に偏心可能に支
承され前記管状素材の内径よりも大きな外径を有する拡
管部を備えた浮動拡管プラグと、前記浮動拡管プラグに
より拡管された前記管状素材に外力を付与する第１外力
付与手段と、前記浮動拡管プラグにより拡管された前記
管状素材に外力を付与する第２外力付与手段と、を備
え、前記第１外力付与手段による前記管状素材への外力
付与方向は前記マンドレルの軸線から前記軸線の外部に
向かう方向であり、前記第２外力付与手段による前記管
状素材への外力付与方向は前記軸線の外部から前記軸線
に向かう方向である、管状素材の曲げ加工装置としたこ
とである。

【００１０】第１外力付与手段による外力の付与方向
は、マンドレルの軸線から該軸線の外部に向かう方向で
ある。このような力を管状素材に付与すると、管状素材
はマンドレルの軸線から離れる方向に力を受け、曲がり
管となる。従って、第１外力付与手段は管状素材に曲げ
力を作用させ、直管を曲がり管とするものである。一
方、第２外力付与手段による外力の付与方向は、マンド
レルの軸線の外部から該軸線に向かう方向である。曲げ
られた管状素材にこのような方向への外力を付与する
と、管状素材はマンドレルの軸線に近づく方向に力を受
け、このため管状素材は曲がり管から直管に矯正され
る。従って、第２外力付与手段は管状素材に矯正力を作
用させ、曲がり管を直管とするものである。

【００１１】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項３において講じた技術的手段は、前記第１外力
付与手段による前記管状素材への外力付与方向及び前記
第２外力付与手段による前記管状素材への外力付与方向
は、いずれも前記マンドレルの軸線に対して軸直角方向
であることを特徴とする、請求項２に記載の管状素材の
曲げ加工装置としたことである。

【００１２】第１外力付与手段と第２外力付与手段とが
いずれもマンドレルの軸線対して軸直角方向に往復動す
るため、これら外力付与手段の制御が容易となる。

【００１３】上記技術的課題を解決するために、本発明
の請求項４において講じた技術的手段は、長尺状の管状
素材を前記管状素材の内径よりも小さな外形をもつマン
ドレルに通過させ、前記マンドレルの先端に偏心可能に
支承され前記管状素材の内径よりも大きな外径を有する
拡管部を備えた浮動拡管プラグに前記管状素材を通過さ
せて拡管し、拡管後の前記管状素材に第１外力付与手段
により外部から曲げ力を付与して曲げ加工を行うパイプ
曲げ加工方法において、目的とする曲げ半径を有する曲
がり管を成形した後に前記第１外力付与手段による外力
の付与を解除し、第２外力付与手段により前記管状素材
に前記マンドレルの軸心方向への矯正力を付与すること
を特徴とする、管状素材の曲げ加工方法としたことであ
る。

【００１４】この方法によれば、第１外力付与手段によ
り管状素材に曲げ力を付与して所定の曲げ半径を有する
曲がり管を成形した後連続して直管を成形する場合、第
１外力付与手段による外力を解除し、第２外力付与手段
によりマンドレルの軸心方向に向かう方向に管状素材に
外力を付与する。これにより、一定の半径を有する曲が
り管から連続して直管状の管を成形することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施形態を示すパイプ曲
げ加工装置の主要部分を示す部分断面概略図である。図
において、素材円管１を案内するための円筒状のマンド
レル２の外径は、管状素材１の直管部の内径よりも僅か
に小さくなっており、このマンドレル２の一端部に、球
体状の浮動拡管プラグ３が継手４を介して偏心可能に連
結されている。浮動拡管プラグ３の最大径は、管状素材
１の直管部の内径よりも大きくなっている。ガイドホル
ダー５は、管状素材１の直管部の外径よりも僅かに大き
い貫通孔５ａを有し、貫通孔５ａ内に、管状素材１が挿
通されている。従って、管状素材１は、その内側をマン
ドレル２で、その外側をガイドホルダー５で支持されて
いる。

【００１７】管状素材１は、マンドレル２から浮動拡管
プラグ３に向かう方向（図示、矢印Ａ方向）に供給され
る。従って、マンドレル２に案内されてガイドホルダー
５の貫通孔５ａ内に挿通された管状素材１は、その後に
図示右方向に相対移動して浮動拡管プラグ３に向かう。
浮動拡管プラグ３の最大径は管状素材１の内径よりも大
きいため、管状素材１は浮動拡管プラグ３に沿って径方
向に膨張し、拡管される。

【００１８】浮動拡管プラグ３の図示右側には、曲げ具
６が配置されている。曲げ具６は、曲げられた管状素材
１の図示下側に位置しており、図示せぬ駆動手段により
図示上下方向に駆動可能である。このため図１に示すよ
うに、曲げ具６をマンドレル２の軸心Ｂよりも上方向に
駆動させれば、管状素材１に曲げ力を付与する。この曲
げ力は、図示矢印Ｃ方向で示す上方向である。管状素材
１はこの曲げ具６により付与された曲げ力により曲げら
れ、曲がり管が成形される。この状態で、曲げ具６を停
止させておけば、一定半径を有する曲がり管が成形でき
る。尚、曲げ具６は、本発明における、第１外力付与手
段に相当する。

【００１９】所定の曲げ半径を有する曲がり管を所定量
成形した後、連続した直管部を成形する場合、図２に示
すように、曲げ具６が図示せぬ駆動手段により図示下方
に移動する。次に、浮動拡管プラグ３と曲げ具６との間
であり、かつ曲げられた管状素材１よりも図示上側に配
置された矯正具７が図示せぬ駆動手段により図示下方に
移動する。すると、矯正具７は管状素材１に接し、管状
素材に図示矢印Ｄ方向で示す下方向への力が管状素材１
に付与される。このため管状素材１は、強制的に曲がり
管が矯正され、直管状となる。尚、矯正具７は、本発明
における、第２外力付与手段に相当する。

【００２０】ここで、図１において、マンドレル２の軸
線Ｂからみた曲げ具６による曲げ力の方向Ｃは、軸線Ｂ
から遠ざかる方向、即ち、軸線Ｂから軸線Ｂの外部に向
かう方向である。この方向の力が管状素材１に作用する
ことにより、管状素材１が曲げられる。また、図２にお
いて、マンドレル２の軸線Ｂからみた矯正具７による矯
正力の方向Ｄは、軸線Ｂに近づく方向、即ち、軸線Ｂの
外部から軸線Ｂに向かう方向である。この方向の力が管
状素材１に作用することにより、曲げられた管状素材１
が直管状に矯正される。このような構成とすることによ
り、曲がり管を正確にマンドレル２の軸心位置に矯正可
能であり、曲がり管から連続した直管の成形が可能とな
る。

【００２１】尚、本実施形態において、曲げ具６による
外力の付与方向（図１における矢印Ｃ）及び矯正具７に
よる外力の付与方向（図２における矢印Ｄ）は、いずれ
もマンドレル２の軸線Ｂに対して軸直角方向である。マ
ンドレル２は通常水平方向に配置されるため、曲げ具６
及び矯正具７による外力の付与方向は鉛直方向となる。
このように構成することにより、曲げ具６及び矯正具７
の駆動制御が容易となる。しかしながら、本発明はこれ
に限定されることはなく、曲げ具６による外力の方向が
マンドレル２の軸線Ｂの外部に向かう方向であり、矯正
具７による外力の方向がマンドレル２の軸線Ｂに向かう
方向であれば、本発明が可能である。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明は、以下の如く効果を有
する。

【００２３】第２外力付与手段によって曲げ方向と反対
側の方向に矯正力を管状素材に付与して曲がり管を強制
的に直管状に強制した。これにより、一定半径を有する
曲がり管から連続して直管部を形成する場合、不特定な
半径を有する徐変曲げ区間が形成されることはなく、目
的とした曲がり管−直管の連続成形が行える。

【００２４】請求項２の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００２５】第１外力付与手段からの外力付与方向はマ
ンドレルの軸線から外部に向かう方向であり、第２外力
付与手段からの外力付与方向は外部からマンドレルの軸
線に向かう方向とした。このため第１外力付与手段が管
状素材に曲げ力を付与し、第２外力付与手段が曲げられ
た管状素材を直管状に矯正する矯正力を付与する。従っ
て、一定半径を有する曲がり管から連続して直管部を形
成する場合、不特定な半径を有する徐変曲げ区間が形成
されることはなく、目的とした曲がり管−直管の連続成
形が行える。

【００２６】請求項３の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００２７】請求項２に記載の管状素材の曲げ加工装置
において、第１外力付与手段による管状素材への外力付
与方向と、第２外力付与手段による管状素材への外力付
与方向とは、いずれもマンドレルの軸線に対して軸直角
方向とした。これにより、基本的には、第１外力付与手
段及び第２外力付与手段の駆動方向は鉛直方向への駆動
でよく、これらの制御が容易となる。

【００２８】請求項４の発明は、以下の如く効果を有す
る。

【００２９】目的とする曲げ半径を有する曲がり管を成
形した後、第１外力付与手段による外力を開放し、第２
外力付与手段により管状素材を直管状に矯正する方法と
した。これにより、一定半径を有する曲がり管から連続
して直管部を形成する場合、不特定な半径を有する徐変
曲げ部が形成されることはなく、理想的な曲がり管−直
管の連続成形が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における、管状素材の曲げ加
工装置の主要部の部分断面概略図であり、管状素材の曲
げ加工時の作動を示すものである。

【図２】本発明の実施形態における、管状素材の曲げ加
工装置の主要部の部分断面概略図であり、曲げられた管
状素材を矯正するときの作動を示すものである。

【図３】従来技術における、浮動拡管プラグ曲げを示す
図である。

【符号の説明】

１ 管状素材 ２ マンドレル ３ 浮動拡管プラグ ４ 連結具 ５ ガイドホルダー ５ａ 貫通孔 ６ 曲げ具（第１外力付与手段） ７ 矯正具（第２外力付与手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺状の管状素材の内部に挿通され前記
   管状素材を内側からガイドするマンドレルと、前記マン
   ドレルの先端に偏心可能に支承され前記管状素材の内径
   よりも大きな外径を有する拡管部を備えた浮動拡管プラ
   グと、前記管状素材に外力を付与する第１外力付与手段
   とを備え、前記マンドレルにより案内された前記管状素
   材を前記浮動拡管プラグにより拡管させ、前記拡管され
   た管状素材に前記第１外力付与手段により外力を加えて
   曲がり管とする、管状素材の曲げ加工装置において、 前記管状素材の曲げ加工装置は、第２外力付与手段を備
   え、前記第２外力付与手段は前記第１外力付与手段によ
   る前記管状素材への外力付与方向と反対側の方向の外力
   を前記管状素材に付与して曲がり管を強制的に直管状に
   矯正することを特徴とする、管状素材の曲げ加工装置。
2. 【請求項２】 長尺状の管状素材の内部に挿通され前記
   管状素材を内側からガイドするマンドレルと、 前記マンドレルの先端に偏心可能に支承され前記管状素
   材の内径よりも大きな外径を有する拡管部を備えた浮動
   拡管プラグと、 前記浮動拡管プラグにより拡管された前記管状素材に外
   力を付与する第１外力付与手段と、 前記浮動拡管プラグにより拡管された前記管状素材に外
   力を付与する第２外力付与手段と、を備え、 前記第１外力付与手段による前記管状素材への外力付与
   方向は前記マンドレルの軸線から前記軸線の外部に向か
   う方向であり、 前記第２外力付与手段による前記管状素材への外力付与
   方向は前記軸線の外部から前記軸線に向かう方向であ
   る、管状素材の曲げ加工装置。
3. 【請求項３】 前記第１外力付与手段による前記管状素
   材への外力付与方向及び前記第２外力付与手段による前
   記管状素材への外力付与方向は、いずれも前記マンドレ
   ルの軸線に対して軸直角方向であることを特徴とする、
   請求項２に記載の管状素材の曲げ加工装置。
4. 【請求項４】 長尺状の管状素材を前記管状素材の内径
   よりも小さな外形をもつマンドレルに通過させ、前記マ
   ンドレルの先端に偏心可能に支承され前記管状素材の内
   径よりも大きな外径を有する拡管部を備えた浮動拡管プ
   ラグに前記管状素材を通過させて拡管し、拡管後の前記
   管状素材に第１外力付与手段により外部から曲げ力を付
   与して曲げ加工を行うパイプ曲げ加工方法において、 目的とする曲げ半径を有する曲がり管を成形した後に前
   記第１外力付与手段による外力の付与を解除し、第２外
   力付与手段により前記管状素材に前記マンドレルの軸心
   方向への矯正力を付与することを特徴とする、管状素材
   の曲げ加工方法。