JPH11221626A - 押曲げ式熱間べンダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押曲げ式高周波べンダーのような押曲げ式熱
間べンダーについて、その長所、特に曲げ機構部がコン
パクトであるという長所をさらに有効に活かすことがで
きるようにする。 【解決手段】 被加工材を送り出す送り機構部Ａと、被
加工材の移動をガイドするガイド機構部Ｂと、被加工材
を局部的加熱する加熱機構部Ｃと、及び被加工材に曲げ
力を加える押曲げ機構部Ｄとを備えた押曲げ式熱間べン
ダーについて、送り機構部と押曲げ機構部とを共通のベ
ース盤２上に設けるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比較的径が大きく
て長尺な例えばパイプのような被加工材に熱間曲げを施
すための熱間べンダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば直径が６０〜１０００ｍｍ程度の
中径や大径の長尺パイプのような被加工材に曲げ加工を
施す中型ベンダーや大中型ベンダーとしては、一般的に
高周波ベンダーが用いられている。この高周波ベンダー
はその曲げ機構の方式から、回転アーム式と押曲げ式に
大別される。

【０００３】図９に示すのは回転アーム式の代表的な構
造であり、図１０に示すのは特開昭４８−８９８６８号
公報に開示される押曲げ式の例である。なお図１１には
参考までに特開平３―２４８７１９号公報に開示の冷間
用ベンダーにおける押曲げ式の例を示してある。何れの
方式においても、ガイドローラ４１で支持しつつプッシ
ャー４３にて所定の推力でパイプ４０を送り出すこと、
このパイプに高周波加熱コイル４２にて例えば数ｃｍ程
度の狭い幅で環状の加熱軟化部を与えること、それに曲
げ機構部にて曲げ力を加えることの組み合わせでパイプ
４０への曲げ加工がなされる。

【０００４】各方式で相違する曲げ機構部は、回転アー
ム式の場合、アームピポット４６を中心に回転可能とな
っている回転アーム４４がその先端部のクランプ４５で
パイプ４０をクランプし、この状態でパイプの送りに応
じて回転アーム４４が回転することで曲げ力をパイプに
加える。一方、押曲げ式は、押曲げローラ４７がパイプ
４０の側面を押圧することで曲げ力をパイプに加える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】今日、大中径管用とし
て実際に稼働している高周波べンダーの主流は回転アー
ム式である。しかし回転アーム式は、回転アームにかか
る大きな荷重に耐え得るようにするために、装置全体が
大型化し、また大規模な基礎工事を必要とする。このた
め移設の困難な固定式となるのを避けられない。つまり
曲げ加工を施したパイプを敷設する現場などにべンダー
を搬入し、そこで曲げ加工を施すような方式とすること
が不可能である。また回転アーム式は、被加工材の径が
異なるごとにクランプ型を交換する必要があり、しかも
このクランプ型の交換作業の占める割合が場合によって
は全体の作業の半分以上にもなることがあるなど、作業
性に難がある。

【０００６】一方、押曲げ式は、押曲げローラを含む曲
げ機構部が回転アーム式に比べ、例えば１／４程度の大
きさで済むというように、格段にコンパクトになるとい
う大きな長所を持っている。またクランプ型の交換のよ
うな時間を要する作業も不要で作業性に優れ、しかも曲
げ形状の自由度が高いなどの長所も持っている。

【０００７】本発明は、上記のような回転アーム式に対
する押曲げ式の長所に着目してなされたものであり、押
曲げ式の長所、中でも特に曲げ機構部がコンパクトであ
るという点をさらに有効に活かすことができるような押
曲げ式熱間べンダーの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、このような
目的のために、押曲げ式における押曲げ機構部がコンパ
クトであることを利用し、この押曲げ機構部を、これと
協働して曲げ力を発生させる送り機構部と共に、剛性の
大きい共通のベース盤上に設ける構成としている。より
具体的には、長尺の被加工材を所定の推力で送り出す送
り機構部と、この送り機構部により送られる被加工材の
移動をガイドするガイド機構部と、被加工材を局部的に
所定温度で加熱する加熱機構部と、及び被加工材に曲げ
力を加える押曲げ機構部とを備え、且つその押曲げ機構
部が、被加工材の側面に押接する押曲げローラと、この
押曲げローラを所定の移動軌跡で移動させるための移動
ベースとを備えてなる押曲げ式熱間べンダーについて、
送り機構部と押曲げ機構部とを剛性の大きい共通のベー
ス盤上に設けるようにしている。

【０００９】このようにすることにより、互いに協働し
て曲げ力を発生する押曲げ機構部と送り機構部とが剛性
の大きい共通のベース盤を介して装置構造的に一体化す
る。このため設置に際して基礎工事を必要とせず、した
がって移動や移設が容易となる。

【００１０】本発明ではまた上記のような押曲げ式熱間
べンダーについて、その機能性をより高めるために、そ
の押曲げ機構部の移動ベースを、少なくとも被加工材の
送り高さレベルより高い位置に設け、この移動ベースか
ら押曲げローラを吊り下げて設けるようにしている。

【００１１】このようにすることで、加工済の被加工材
の搬出やＳ字曲げなどの多段的な曲げのための段取りな
どの際に押曲げ機構部が被加工材と干渉することのない
レイアウト設計がし易くなる。つまり被加工材の搬出や
多段的な曲げのための段取りなどがよりやり易い装置構
造とすることができる。

【００１２】本発明ではさらに上記のような基礎工事を
必要とせず移動や移設が容易であるという本発明の利点
をより有効に活かすために、トレーラなどの車両で運搬
可能な構造を与えている。具体的には、共通のベース盤
上に設けた送り機構部と押曲げ機構部を含む本体モジュ
ール、この本体モジュールに送り込まれる被加工材を移
動可能に支持するように形成され且つ本体モジュールに
対し接続・分離可能とされた受台モジュール、及び制御
・電源系モジュールの各モジュールの組み合わせにより
押曲げ式熱間べンダーを形成し、車両での運搬に際し
て、各モジュールごとに車両に積載したり、あるいは全
部のモジュールを一つの車両に積載し易いように配列す
ることができるようにしている。

【００１３】このようなモジュール化については、受台
モジュールを互いに接続・分離可能な第１受台モジュー
ルと第２受台モジュールの組み合わせにより形成するこ
とも可能である。このようにすることで、長大な被加工
材でも扱えるような長さを受台モジュールに与える場合
でも車両への積載が容易となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による押曲げ式熱間
べンダーの好ましい実施形態の幾つかを押曲げ式高周波
べンダーの例について説明する。

【００１５】第１の実施形態：第１の実施形態による押
曲げ式高周波べンダーは、図１及び図２にその概略を示
すように、その面積に対し十分に厚く形成され大きな剛
性が与えられた共通のベース盤２の上に、被加工材であ
る例えばパイプ１を前方に送り出すための送り機構部
Ａ、この送り機構部Ａで送られてくるパイプ１の送りを
ガイドする複数の支持ローラ５からなるガイド機構部
Ｂ、パイプ１に曲げ用の加熱を施す加熱機構部Ｃ、及び
押曲げ機構部Ｄを設けてなる。このため本押曲げ式高周
波べンダーは、これを工場などに据えつけるについては
ベース盤２と床との間に適当なレベル調整具２８を介在
させるだけで足り、大がかりな基礎工事は不要とする。

【００１６】送り機構部Ａは、プッシャー３を備えてお
り、このプッシャー３がそのチャック４でパイプ１を把
持してこれを所定の推力で送り出す。そのためにプッシ
ャー３は、スプロケット１３とチェーン１４を介して伝
えられる駆動装置１２による駆動力を受けてベース盤２
上のレール１１の上を移動する。

【００１７】加熱機構部Ｃは、パイプ１にその外周から
誘導加熱により例えば数ｃｍ程度の狭い幅で局部的な加
熱を環状に施す高周波加熱コイル６を備えている。この
加熱コイル６は、これに高周波を供給する高周波変成器
２５から延設した支持アーム２４により宙吊り状態に支
持されている。また高周波変成器２５は、適度な高さを
与えたスタンドフレーム２６の上にコイル移動装置２３
を介在させて設けられている。したがって加熱コイル６
は、制御装置２７による制御を受けて作動するコイル移
動装置２３により移動できるようになっている。

【００１８】押曲げ機構部Ｄは、押曲げローラ１０と、
この押曲げローラ１０をＸ及びＹの各方向に移動させる
ための移動ベースとなるＸＹテーブルとからなる。ＸＹ
テーブルは、ベース盤２に固定のＸ方向サーボモータ１
６の駆動力によりＸ方向スクリュー１７とＸ方向スクリ
ューナット１８を介してベース盤２上のレール１５の上
をＸ方向に移動するＸテーブル８と、Ｘテーブル８上に
固定のＹ方向サーボモータ２０によりＹ方向スクリュー
２１とＹ方向スクリューナット２２を介してＸテーブル
８上のレール１９の上をＹ方向に移動するＹテーブル９
とからなる。

【００１９】このような押曲げ式高周波べンダーにおけ
る曲げ加工の概要は以下の通りである。送り機構部Ａに
より送り出されるパイプ１を加熱コイル６が局部的に加
熱すると共に、押曲げローラ１０がパイプ１にその側面
から押圧力を加える。これにより局部的な加熱部位にあ
る角度で曲がりが形成される。そしてこれら一連の操作
を、Ｘテーブル８とＹテーブル９の移動の組み合わせに
より曲げローラ１０を所定軌跡で移動させつつ繰り返す
ことで所定の曲げ半径による曲げを所望の曲げ角度で形
成することができる。

【００２０】第２の実施形態：第２の実施形態による押
曲げ式高周波べンダーは、図３及び図４にその概略を示
すように、その押曲げ機構部Ｅを除いて基本的には第１
の実施形態における押曲げ式高周波べンダーと同じであ
る。したがって共通する部分については同一の符号を付
してその説明は省略する。本実施形態における押曲げ機
構部Ｅは、ベース盤２にパイプ１の高さ位置よりも高い
高さで立設したスタンドフレーム２９、スタンドフレー
ム２９の上面に設けた２本のレール３１、レール３１の
上をＸ方向に移動可能とした移動ベース３２、及び移動
ベース３２の下面に設けたレール３３を含み、このレー
ル３３に、摺動ブラケット３４を介することでＹ方向に
移動可能にして、押曲げローラ１０が吊り下げられてい
る。そして押曲げローラ１０は、Ｘ方向サーボモータモ
ータ３５とＹ方向サーボモータモータモータ３６による
駆動力を受けて、制御装置２７による制御の下に、Ｘ方
向とＹ方向に二次元移動してパイプ１の側面に曲げ用押
圧力を作用させる。

【００２１】このようにスタンドフレーム２９により押
曲げ機構部Ｅをベース盤２から立ち上げるようにしたこ
とにより、押曲げ機構部Ｅの周囲、特にその前方部位を
スペース的に開放して余裕を持たせることができる。こ
のため、例えばＳ字曲げのように一旦曲げ加工を施した
パイプに再び曲げ加工を施す多段的な曲げ加工の場合の
作業や加工済のパイプを搬出する作業の際に押曲げ機構
部がパイプと干渉することを効果的に避けることでき
る。本実施形態ではこのような利点を活かすために、曲
げ加工済のパイプ１をキャスター付台車３７にて搬出テ
ーブル３８上に自在に保持できるようにしている。

【００２２】次に、以上の各実施形態による押曲げ式高
周波べンダーにおける曲げ加工制御の例について、図５
のフローチャートにより説明する。ステップ１０１では
パイプ１の口径、材質、板厚、パイプ長、曲げ形状、曲
げ半径および曲げ角度などのＣＡＤデータを入力する。
次いで、ステップ１０２におけるロジックテーブルシス
テム（全曲げ条件、パイプ搬入出条件、パラメータ、ア
ルゴリズムなどを格納）により、ステップ１０３ではパ
イプ自動搬入、搬出及び曲げ位置へのセッティングなど
に関するプログラムを、またステップ１０４では最適曲
げに関するプログラムをそれぞれ自動的に生成する。い
ずれのプログラムもＮＣ言語に自動変換処理され、この
ＮＣ制御プログラムからの指令により、各機構部が制御
される。次いでパイプ１を自動搬入すると共に、このパ
イプ１を曲げ位置にセッティングし、曲げ加工自動運転
の開始となり、曲げ加工に入る（ステップ１０５〜１０
７）。

【００２３】ステップ１０６の曲げ加工における各機構
部の作動はインプロセス制御で行っている。以下その主
なものについて述べる。パイプ１に対する加熱コイル６
の位置を設定をする加熱コイル位置制御は、コイル移動
装置２３を制御することで行ない、パイプ１と加熱コイ
ル６とのギャップを上下、左右について調整する。曲げ
加工中は等温等圧となるように制御する。すなわち加熱
コイル６により加熱されたパイプ１の局部的加熱部位の
温度を温度センサーにより計測しながら加熱温度を所定
温度範囲に制御すると共に、プッシャー３の曲げ推力を
荷重センサーにより計測しながら同一推力となるようプ
ッシャー３の送りを制御する。所定の曲げ形状を与える
ための押曲げローラ１０の位置制御は、曲げ角度を検出
する手段により曲げ角度を検出しながら、プッシャー３
の移動ないしパイプの実際の移動と連動して、Ｘ方向サ
ーボモータ１６、３５とＹ方向サーボモータ２０、３６
を制御することにより、２次元移動のサーボ制御で行な
う。スプリングバック矯正については、曲げ角度の検出
を行ないながら押曲げローラ１０の押し込み量（Ｙ方向
移動量）を制御する。以上の各制御は、制御装置２７に
おいて、上記のように自動生成したプログラムの指令値
と各センサー（図示せず）よりの入力値を照合しながら
各機構を制御するこで行っている。曲げ加工修了後（ス
テップ１０８）は、搬出プログラムに従いパイプ１を搬
出する（ステップ１０９）。

【００２４】第３の実施形態：第３の実施形態による押
曲げ式高周波べンダーは、図６にその概略を示すよう
に、本体モジュール１００、受台モジュール５００、及
び制御・電源系モジュール２００の各モジュールからな
る。なお図では制御・電源系モジュール２００として、
その一部である制御盤モジュール２００のみを示してあ
る。

【００２５】本体モジュール１００は、基本的には上記
各実施形態における押曲げ式高周波べンダーと同様な構
造で、被加工材であるパイプ１を前方に送り出すための
送り機構部ａ、この送り機構部ａで送られてくるパイプ
１の送りをガイドする複数の支持ローラ１０１からなる
ガイド機構部ｂ、パイプ１に曲げ用の加熱を施す加熱機
構部ｃ、及び押曲げ機構部ｄを共通のベース盤１０２の
上に設けてなる。

【００２６】受台モジュール５００は、本体モジュール
１００に送り込むパイプ１を移動可能に支持するために
用いるもので、それぞれ支持ローラ５０１を有する第１
受台モジュール３００と第２受台モジュール４００の組
み合わせでなる。そして第１受台モジュール３００は例
えばインロウ継手のような構造の接続手段（図示せず）
により本体モジュール１００の後部に対し接続・分離可
能とされ、また第２受台モジュール４００は同様な接続
手段により第１受台モジュール３００の後部に対し接続
・分離可能とされている。

【００２７】このような押曲げ式高周波べンダーは、モ
ジュール構造であることから、車両などに積載して運搬
するのが容易である。例えばトレラーに運搬する場合に
は、図７に示すような形態で積載することができる。図
の状態は既にトレラー９００に本体モジュール１００、
第１受台モジュール３００及び第２受台モジュール４０
０を積載し終わり、制御・電源系モジュール２００をこ
れから積載しようとしている。

【００２８】図８（イ）〜（ト）に示すのは上記の各押
曲げ式高周波べンダーで可能な各種の曲げ形状の例と素
材の種類の例を示す。（イ）の８２０はＳ字曲げ、
（ロ）の８３０は１／４楕円曲げ、（ハ）の８４０は放
物線曲げ、（ニ）の８５０はサイクロイド曲線曲げ、
（ホ）の８６０は円管断面、（ヘ）の８７０は角管断
面、そして（ト）の８８０はＨ型鋼断面である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
押曲げ式高周波べンダーのような押曲げ式熱間べンダー
について、曲げ力の発生に働く押曲げ機構部と送り機構
部を共通のベース盤を介して装置構造的に一体化させる
ことができるので、工場などへの設置に際しての基礎工
事を不要にできる。このため必要に応じてパイプなどの
敷設現場に装置を搬入して現場加工を行うことも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態による押曲げ式高周波べンダー
の平面図である。

【図２】図１中のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】第２の実施形態による押曲げ式高周波べンダー
の平面図である。

【図４】図３中のＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】第１及び第２の各実施形態による押曲げ式高周
波べンダーにおける曲げ加工制御についてのフローチャ
ートである。

【図６】第３の実施形態による押曲げ式高周波べンダー
の斜視図である。

【図７】第３の実施形態による押曲げ式高周波べンダー
をトレーラに積載する様子の説明図である。

【図８】本発明による押曲げ式熱間波べンダーで可能な
各種の曲げ形状の例と素材の種類の例についての説明図
である。

【図９】従来の回転アーム式高周波ベンダーの模式図で
ある。

【図１０】従来の押曲げ式高周波ベンダーの模式図であ
る。

【図１１】従来の押曲げ式冷間ベンダーの模式図であ
る。

【符号の説明】

１ パイプ（被加工材） ２ ベース盤 １０ 押曲げローラ ３２ 移動ベース １００ 本体モジュール ２００ 制御・電源系モジュール ３００ 第１受台モジュール ４００ 第２受台モジュール ５００ 受台モジュール Ａ 送り機構部 Ｂ ガイド機構部 Ｃ 加熱機構部 Ｄ 押曲げ機構部

フロントページの続き (72)発明者 白石 八州一 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 冨野 啓介 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の被加工材を所定の推力で送り出す
   送り機構部と、この送り機構部により送られる被加工材
   の移動をガイドするガイド機構部と、被加工材を局部的
   に所定温度で加熱する加熱機構部と、及び被加工材に曲
   げ力を加える押曲げ機構部とを備え、その押曲げ機構部
   が、被加工材の側面に押接する押曲げローラと、この押
   曲げローラを所定の移動軌跡で移動させるための移動ベ
   ースとを備えてなると共に、送り機構部と押曲げ機構部
   とは共通のベース盤上に設けたことを特徴とする押曲げ
   式熱間べンダー。
2. 【請求項２】 押曲げ機構部の移動ベースを、少なくと
   も被加工材の送り高さレベルより高い位置に設け、この
   移動ベースから押曲げローラを吊り下げて設けた請求項
   １に記載の押曲げ式熱間べンダー。
3. 【請求項３】 共通のベース盤上に設けた送り機構部と
   押曲げ機構部を含む本体モジュール、この本体モジュー
   ルに送り込まれる被加工材を移動可能に支持するように
   形成され且つ本体モジュールに対し接続・分離可能とさ
   れた受台モジュール、及び制御・電源系モジュールの各
   モジュールの組み合わせにより形成される請求項１また
   は請求項２に記載の押曲げ式熱間べンダー。
4. 【請求項４】 受台モジュールが互いに接続・分離可能
   な第１受台モジュールと第２受台モジュールの組み合わ
   せにより形成されている請求項３に記載の押曲げ式熱間
   べンダー。