JPH1147871A - 金属条材の増肉加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 条材に曲がりを生じることなく増肉加工を行
うことの可能な方法及び装置を提供する。 【解決手段】 条材１を加熱装置４で局部的に加熱して
加熱部５を形成し、その加熱部を条材に対して移動させ
ながら圧縮力を付与して増肉させる増肉加工方法におい
て、加熱部５の後ろ側に位置する条材部分１ａの軸心か
らの変位を第一変位検出手段１６で検出し、その変位が
無くなるように第一曲がり矯正手段２０で条材部分１ａ
に荷重を与え、同時に、加熱部５の後ろ側に位置する条
材部分１ｂの軸心からの変位を第二変位検出手段２８で
検出し、その変位が無くなるように第二曲がり矯正手段
３０で条材部分１ｂに荷重を与え、加熱部５に段差を生
じさせない状態で増肉加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一定断面の鋼材等
の金属条材（Ｈ形材、Ｉ形材、丸パイプ、角パイプ、丸
棒、角棒、板材等）の長手方向の少なくとも１ヶ所を増
肉させる金属条材の増肉加工方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼材等の金属条材（以下単に条材
と略称する）の長手方向の一部領域に増肉加工を施し
て、強度の大きい厚肉部を形成することが知られてお
り、その１例が特開平８−６６７３６号公報に記載され
ている。この公報に記載の増肉加工方法は、増肉加工す
べき条材に軸線方向の圧縮力を作用させた状態で、その
条材の長手方向の狭幅領域を環状の誘導加熱コイルによ
って局部的に塑性変形容易な温度に加熱し、その加熱し
た部分すなわち加熱部に圧縮力による増肉を生じさせる
と共にその誘導加熱コイルを条材に沿って移動させ、そ
れによって加熱部を条材に対して長手方向に移動させ、
同時にその加熱部の後端部分に冷却水等の冷却媒体を吹
き付けて増肉直後の部分を冷却、固化し、これにより条
材を長手方向に連続的に増肉してゆくものであり、条材
の長手方向の所望領域に所望長さの厚肉部を容易に形成
できるという利点を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この増肉方
法では、増肉加工によって条材に曲がりが生じることが
あり、特に、非増肉部と増肉部との境界部分が折れ曲が
ることがあり、製品としての条材に要求される真直度を
損なうことがあるという問題があった。

【０００４】増肉加工時に生じる曲がりの原因は、条材
の、加熱され、増肉を生じている加熱部が、何らかの理
由によって所定の加工基準軸心（増肉加工を行う装置が
真直な条材を正しく保持した時に、その条材の軸心の占
める位置、機械軸心とも言う）から直角方向に変位し
（ずれ）、このため、その条材が加熱部を中心としてく
の字状に折れ曲がった状態となっていたためと思われ
た。そこで、本発明者等は、増肉加工中、条材の加熱部
の加工基準軸心からの変位（ずれ量）を求め（なお、加
熱部の変位を直接検出することは困難であるので、その
加熱部の近傍の部分の変位を検出し、それで代用し
た）、その変位が小さくなるように、最軟部の両側の条
材部分にそれぞれ、前記変位に応じた荷重或いはモーメ
ントを付与するという制御を行った。しかしながら、こ
の方法では、曲がり矯正をできる場合もあるが、常に良
好な結果が得られるとは限らず、必ずしも満足すべき解
決策とはいえなかった。

【０００５】本発明は、かかる問題点に鑑みて為された
もので、条材の曲がり発生を極力防止しながら条材に増
肉加工を行うことを可能とする金属条材の増肉加工方法
及びその方法に用いる装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は条材に生じ
る曲がりの原因を鋭意検討の結果、上記したように条材
が加熱部を中心としてくの字状に曲がった状態で増肉加
工されるために曲がりが生じたというよりは、加熱部に
おいて段差が生じたために曲がりが生じていることを見
い出した。すなわち、加熱部の中で増肉を生じている最
軟部は、塑性変形抵抗がきわめて小さい（例えば、冷間
時の１／５０程度）ため、その最軟部をはさんだ両側の
条材部分を連結する力はきわめて小さく、このため、最
軟部に隣接した両側の条材部分は互いに独立しているよ
うに変位可能であり、両側それぞれの条材部分に作用す
る力に応じて変位する。従って、加熱部内の最軟部の両
側の変位は必ずしも一致せず、ずれた状態となり、加熱
部に段差が生じ、この段差が増肉後の曲がりの原因とな
っていた。従って、加熱部に生じる恐れのある段差を極
力小さくすることで、曲がりの発生を抑制することが可
能と考えられる。

【０００７】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
ので、増肉加工中、増肉を生じている最軟部の両側の条
材部分で、すなわち前側条材部分と後側条材部分でそれ
ぞれ独立して、最軟部に隣接した前側加熱部と後側加熱
部の加工基準軸心に対する変位をあらかじめ設定した許
容値内に保持するよう曲がり制御を行い、これによっ
て、加熱部に生じる恐れのある段差を抑制し、曲がりの
発生を防止するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の金属条材の増肉加工方法
は、増肉加工すべき金属条材の長手方向の小領域を局部
的に加熱して加熱部を形成し、該加熱部を前記金属条材
の長手方向に相対的に移動させながら圧縮力を付与して
増肉させ、前記加熱部の後端部分を増肉直後に冷却する
金属条材の増肉加工方法において、増肉動作中、前記金
属条材の加熱部の最軟部よりも後ろに位置する後側加熱
部の、加工基準軸心に対する直角方向の変位を検出し、
その変位が所定の許容値内に保持されるよう前記金属条
材の前記最軟部よりも後ろに位置する後側条材部分に荷
重若しくは曲げモーメントを加えるという後側条材部分
に対する曲がり制御を行い、同時に、前記金属条材の前
記最軟部よりも前に位置する前側加熱部の、前記加工基
準軸心に対する直角方向の変位を検出し、その変位が所
定の許容値内に保持されるよう前記金属条材の前記最軟
部よりも前に位置する前側条材部分に荷重若しくは曲げ
モーメントを加えるという前側条材部分に対する曲がり
制御を行うことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の金属条材の増肉加工装置
は、増肉加工すべき金属条材の長手方向の小領域を局部
的に加熱して加熱部を形成する加熱装置と、該加熱装置
が前記金属条材の長手方向に相対的に移動するよう、前
記加熱装置及び金属条材の一方若しくは双方を移動させ
る移動装置と、前記金属条材の加熱部に軸線方向の圧縮
力を作用させる圧縮装置と、前記金属条材の加熱部の最
軟部よりも後ろに位置する後側加熱部の、加工基準軸心
に対する直角方向の変位を検出する第一変位検出手段
と、その変位が所定の許容値内に保持されるよう、前記
金属条材の最軟部よりも後ろに位置する後側条材部分に
荷重若しくは曲げモーメントを加える第一曲がり矯正手
段と、前記金属条材の加熱部の最軟部よりも前に位置す
る前側加熱部の、加工基準軸心に対する直角方向の変位
を検出する第二変位検出手段と、その変位が所定の許容
値内に保持されるよう、前記金属条材の最軟部よりも前
に位置する前側条材部分に荷重若しくは曲げモーメント
を加える第二曲がり矯正手段とを有することを特徴とす
る。

【００１０】本発明方法及び装置は上記の構成であるの
で、増肉加工中、加熱部の最軟部の両側に位置する後側
加熱部と前側加熱部のそれぞれの変位を第一及び第二の
変位検出手段で検出し、検出したそれぞれの変位に応じ
て、第一及び第二の曲がり矯正手段がその変位を生じた
側の条材部分に荷重若しくは曲げモーメントを加えてそ
の変位を小さくし、所定の許容値内に保持することがで
き、このため、前側加熱部と後側加熱部を加工基準軸心
にほぼ一致する位置に保持し、加熱部に段差が生じるこ
とを抑えることができ、これによって、曲がりのほとん
どない増肉加工条材を得ることができる。上記本発明の
効用から見て、熱間増肉加工時の曲がりは、加熱部に生
じた段差が増肉加工の進行により積分されて発生してい
たものと推論される。

【００１１】ここで、前記した第一変位検出手段及び第
二変位検出手段はそれぞれ、後側加熱部及び前側加熱部
の変位を検出するものであるが、これらは必ずしも、後
側加熱部及び前側加熱部の変位をそれぞれ直接測定する
構成のものに限定されず、後側加熱部及び前側加熱部か
らそれぞれ適宜距離だけ離れた部分の変位を測定し、測
定した変位をそのまま後側加熱部及び前側加熱部の変位
として検出する構成のもの、或いは測定した変位を適当
に補正して後側加熱部及び前側加熱部の変位として検出
する構成のもの等としてもよい。

【００１２】本発明において行う曲がり制御の方向（検
出する変位の方向及び曲がり矯正方向）は、曲げ加工時
に加熱部に、軸心に直角方向に生じる変位の方向に一致
するように定めればよく、従って、加熱部の変位が常に
特定の方向のみ（例えば下向きのみ）に生じる場合に
は、その方向の変位のみを測定し、その方向のみに条材
部分を変位させて曲がりを矯正すればよい。しかしなが
ら、曲げ加工時に条材軸心に直角方向に生じる変位は、
必ずしも一定方向に発生するとは限らず、例えば、条材
断面が一般的軸対称形の場合には任意の方向に発生して
おり、従って、変位の発生方向を特定できない場合が多
い。このように任意の方向に変位が発生する場合には、
条材軸心に直角な面内において、互いに直角なＸ軸方
向、Ｙ軸方向を曲がり制御の方向とすればよい。すなわ
ち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の変位を測定し、それぞれの方
向の変位に応じて、条材部分がそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸
方向に変位するように荷重或いはモーメントを加えてて
曲がりを矯正する方法を採ればよい。一般に、増肉加工
時には、条材を水平に保持しており、その場合、曲がり
制御を行うＸ軸方向、Ｙ軸方向としては、上下方向、左
右方向とすることが好ましい。

【００１３】本発明で増肉の対象とする条材は、Ｈ形
材、Ｉ形材、丸パイプ、角パイプ、丸棒、角棒、板材
等、任意の断面形状のものとしうる。そのうち、丸パイ
プ、角パイプ等の管状の条材に対して増肉加工を施す場
合、増肉加工によって形成される厚肉部の内側に位置す
るように、その厚肉部の長さ以上の長さを有する熱処理
用ダイスをあらかじめ挿入した状態で、増肉加工を行
い、その後、引き続いて熱処理を施すことがある。この
ように管状の条材の内部に熱処理用ダイスを挿入した場
合、その熱処理用ダイスは条材に乗せられ、従って条材
によって保持されており、換言すれば、条材には熱処理
用ダイスの荷重が作用し、下向きに湾曲することが多
い。本発明による曲がり制御を行わない場合には、増肉
加工を開始するために、条材の一部領域を加熱して、塑
性変形容易な加熱部を生じさせた時、その加熱部の最軟
部によってその両側の条材部分の連結が切られたような
状態となり、その最軟部をはさむ部分の上下方向の変位
量が異なって加熱部に上下方向の段差が生じる。また、
増肉の進行に伴って加熱部が移動した時に、その移動に
つれて両側の条材部分に作用する自重等の上下方向の負
荷が変化し、変位量も変化するため、加熱部の段差の大
きさも変化する。これらの現象のため、増肉後の条材に
大きい曲げが生じる。従って、このように、管状の条材
の内部に熱処理用ダイスを挿入して増肉加工を行う場合
に、本発明を適用することは、曲がり防止にきわめて有
効であり、その場合、増肉加工中、条材の加熱部に生じ
る段差は、主として上下方向となっているので、上下方
向のみについて曲がり制御を行えばよい。

【００１４】増肉加工すべき条材は、本来、真直に製造
されているはずであるが、実際には製造誤差等によっ
て、増肉加工に供する前に曲がりを有しているものがあ
る。このように冷間の状態で曲がりを有している条材
を、増肉加工装置にセットして増肉加工を行う場合、条
材の増肉加工すべき部分の両側を複数のガイドローラ等
で所定位置に拘束したとしても、条材は完全には真直状
態とならず、加熱部では加工基準軸心から直角方向に変
位した（ずれた）状態となる。この状態で増肉動作を行
うと、本発明による曲がり制御を行わない場合には、増
肉加工を開始するために、条材の一部領域を加熱して、
塑性変形容易な加熱部を生じさせた時、その加熱部の最
軟部によって、その両側の条材部分の連結が切られたよ
うな状態となり、その最軟部をはさむ両側の条材部分に
作用している負荷やモーメントは必ずしも同一でないの
で、最軟部に接する前側加熱部と後側加熱部との変位量
が異なって加熱部に段差が生じる。また、増肉の進行に
伴って加熱部が移動した時に、その移動につれて両側の
条材部分に作用する自重等の負荷が変化し、変位量も変
化するため、加熱部の段差の大きさも変化する。これら
の現象のため、増肉後の条材に大きい曲がりが生じる。
従って、このように、元々曲がりを有している条材の増
肉加工に本発明を適用し、増肉開始時から、最軟部をは
さむ両側の条材部分についてそれぞれ曲がり制御を行
い、前側加熱部と後側加熱部の変位を所定の許容値内に
保持することにより、加熱部の段差の発生を抑制し、曲
がり発生を防止できる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例による増肉加工装置の
概略構成を示す概略垂直断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢
視概略図、図３はその増肉加工装置を増肉終了時の状態
で示す概略垂直断面図である。１は増肉加工すべき条材
であり、本実施例では角パイプを示している。２は条材
１の一端を定位置に固定、保持する固定保持具、３は条
材１の反対端を保持し且つ押圧して条材に圧縮力を作用
させる可動保持具であり、油圧シリンダ等の圧縮装置３
Ａに連結されている。

【００１６】４は、条材１の長手方向の小領域を局部的
に塑性変形容易な温度に加熱して加熱部５とすることの
可能な環状の加熱装置であり、本実施例では高周波加熱
コイルが用いられている。この加熱装置４は、内部に冷
却水等の冷却媒体の通路を備えると共に、冷却媒体６
を、加熱部５の移動方向（矢印Ｂ方向）に関して後側と
なる部分に吹き付ける吐出穴を備えている。７は加熱装
置４を保持した移動台であり、ねじ機構等の移動機構に
連結され、加熱装置４を条材１に沿って所望の速度で移
動させることの可能な構成となっている。８は、条材１
の、加熱部５に関して後ろ側（固定保持具２側）に位置
する後側条材部分１ａを保持する固定側ガイドローラで
あり、定位置に配置されている。９は、条材１の、加熱
部５に関して前側（可動保持具３側）に位置する前側条
材部分１ｂを保持する移動側ガイドローラである。この
移動側ガイドローラ９は、移動台１０に保持されてお
り、その移動台１０によって条材１に沿って移動可能で
ある。移動台１０はそれを移動させるための移動機構
（図示せず）に連結され、加熱装置４を保持した移動台
７と同期して同一速度で移動可能な構成となっている。
なお、図面では、ガイドローラ８、９として、水平に配
置されている条材１の上下面を案内するように水平に設
けられたもののみを示しているが、この他にも、条材の
両側面を案内するように垂直に設けられたガイドローラ
（図示せず）が設けられている。

【００１７】１２は、条材１内の、増肉加工によって形
成される厚肉部の内側に位置するように挿入された熱処
理用ダイスであり、形成される厚肉部の長さ以上の長さ
を有している。この熱処理用ダイス１２は、その両端に
条材１の内面に接触するための突起１２ａを備えてお
り、その突起１２ａを介して条材１に保持されている。
また、熱処理用ダイス１２には連結棒１３が接続されて
おり、その連結棒１３により条材１内の長手方向の所定
位置に位置決めされている。一点鎖線Ｏ−Ｏは、加工基
準軸心（機械軸心ともいう）であり、真直な条材１をガ
イドローラ８、９によって定まる所定位置にセットした
時に、その条材１の軸心に一致した軸線である。

【００１８】１６は、条材１の加熱部５の最軟部の後ろ
側に位置する後側加熱部の、加工基準軸心に対する直角
方向の変位を検出する第一変位検出手段であり、ここで
は定位置に設けられた一対の変位計１６ａ、１６ｂが用
いられている。この一対の変位計１６ａ、１６ｂは、後
側条材部分１ａの、増肉加工を開始する位置Ｐに近接し
た部分の上下面に対向するように配置され、それぞれの
対向する面の上下方向の変位を検出するものである。こ
こで使用する変位計としては、公知の任意のものを使用
可能であり、例えば、非接触式のレーザ距離計、渦電流
測定を応用した距離計、接触式の電気マイクロメータ、
差動トランス等を挙げることができる。一対の変位計１
６ａ、１６ｂは、それぞれに対向する条材部分１ａの上
下面の変位を検出しているので、両変位計１６ａ、１６
ｂの検出信号の差を取ることにより、その部分の加工基
準軸心Ｏ−Ｏに対する直角方向の変位、即ち、図２にお
いて、一対の変位計１６ａ、１６ｂに対向する条材部分
の軸心Ｏ′と加工基準軸心Ｏとの上下方向の距離ｄを検
出できる。一対の変位計１６ａ、１６ｂが検出する変位
（距離ｄ）は、加熱部５の最軟部の後ろ側に位置する後
側加熱部の変位に正確に一致するものではないが、それ
に極めて近いものであるので、後側加熱部の変位として
取り出され、後述する曲がり制御に使用される。

【００１９】なお、一対の変位計１６ａ、１６ｂは定位
置に配置されており、一方、図３に示すように、加熱部
５は増肉加工の進行に伴って移動しており、従って、一
対の変位計１６ａ、１６ｂと後側加熱部との距離は増肉
加工の進行に伴い変化している。このため、一対の変位
計１６ａ、１６ｂが検出する変位（距離ｄ）と、後側加
熱部の実際の変位との差は、増肉加工の進行に伴い増大
する傾向がある。しかしながら、多くの場合、増肉終了
時において検出した変位（距離ｄ）と後側加熱部の実際
の変位との差でも、許容しうる程度であるので、検出し
た変位を後側加熱部の変位として取り扱っても差し支え
ない。もし、検出した変位（距離ｄ）と後側加熱部の実
際の変位との差が許容しうる範囲を超えて無視できない
場合には、一対の変位計１６ａ、１６ｂと後側加熱部と
の間の条材部分が自重等によってたわむことを考慮し、
検出した変位（距離ｄ）を補正して、後側加熱部の変位
とすれば良い。

【００２０】また、この実施例では、第一変位検出手段
１６として、一対の変位計１６ａ、１６ｂを用いている
が、必ずしも一対の変位計を用いる必要はなく、いずれ
か一方のみでもよい。但し、図示実施例のように、一対
の変位計を用いると、変位の検出精度を高めることがで
き、好ましい。

【００２１】図１〜図３において、２０は、固定側ガイ
ドローラ８と第一変位検出手段１６との間において、後
側条材部分１ａに条材軸心に対して直角方向の且つ上下
方向の荷重を加えて、後側条材部分１ａ先端の後側加熱
部を上下動させるための第一曲がり矯正手段である。こ
の第一曲がり矯正手段２０は、後側条材部分１ａの上下
面をはさむように配置された一対の加圧ローラ２１と、
その加圧ローラ２１を保持した移動フレーム２２と、移
動フレーム２２を上下方向に移動させる加圧シリンダ２
３と、加圧シリンダ２３に対して油圧源２４からの油圧
供給を制御する油圧サーボ装置２５等を備えている。こ
の第一曲がり矯正手段２０は、第一変位検出手段１６に
よって検出した変位が所定の許容値内に保持されるよう
に後側条材部分１ａに荷重を加えるように制御される構
成となっている。すなわち、図２において、一対の変位
計１６ａ、１６ｂからの信号（条材部分１ａの加工基準
軸線Ｏからの下方への変位ｄを示す信号）が制御装置２
６に入力され、制御装置２６は、その変位ｄが所定の許
容値を越えた時に、その変位ｄが所定の許容値となるよ
うに、油圧サーボ装置２５に、加圧ローラ２１を変位ｄ
とは逆方向に移動させる移動信号を出力し、油圧サーボ
装置２５を制御して、加圧シリンダ２３を操作する構成
となっている。

【００２２】図１において、２８は、条材１の加熱部５
の最軟部の前側に位置する前側加熱部の、加工基準軸心
に対する直角方向の変位を検出する第二変位検出手段で
あり、第一変位検出手段１６と同様に一対の変位計２８
ａ、２８ｂが用いられている。この一対の変位計２８
ａ、２８ｂは、条材１の加熱部５の最軟部よりも前側に
位置する前側条材部分１ｂの、加熱部５に近接した部分
の上下面に対向するように、且つ加熱装置４と一緒に移
動するように取り付けられている。かくして、第二変位
検出手段２８は、第一変位検出手段１６と同様にして、
対向する条材部分の、加工基準軸心に対する直角方向の
変位を検出でき、しかも、この検出位置は加熱装置４が
どの位置に移動しても（図３参照）、加熱部５の近傍に
位置しているので、結局、常に前側加熱部の、加工基準
軸心に対する直角方向の変位を正しく検出できる。

【００２３】３０は、第二変位検出手段２８と移動側ガ
イドローラ９の間において、前側条材部分１ｂに条材軸
心に対して直角方向の且つ上下方向の荷重を加えて、前
側条材部分１ｂ先端の前側加熱部を上下動させるための
第二曲がり矯正手段である。この第二曲がり矯正手段３
０も、第一曲がり矯正手段２０と同様な構成のもので、
前側条材部分１ｂの上下面をはさむように配置された一
対の加圧ローラ３１と、その加圧ローラ３１を保持した
移動フレーム３２と、移動フレーム３２を上下方向に移
動させる加圧シリンダ３３と、加圧シリンダ３３への油
圧供給を制御する油圧サーボ装置３５等を備えており、
一対の変位計２８ａ、２８ｂからの信号を入力した制御
装置３６によって、油圧サーボ装置３５を制御して、加
圧シリンダ３３を操作する構成となっている。第二曲が
り矯正手段３０は、移動台１０に保持され、加熱装置４
や移動側ガイドローラ９等と一緒に移動可能である。

【００２４】次に、上記構成の増肉加工装置による増肉
動作を説明する。図１において、増肉加工すべき角パイ
プである条材１の一端を固定保持具２に固定、保持さ
せ、その反対端を可動保持具３に保持させ、内部の所定
位置に熱処理用ダイス１２を挿入、保持させる。次い
で、加熱装置４を増肉開始位置Ｐに位置させ且つ第二曲
がり矯正手段３０及び移動側ガイドローラ９も加熱装置
４に対して所定距離だけ離れた位置に移動させる。次
に、可動保持具３を油圧シリンダ等の圧縮装置３Ａで押
圧して条材１に圧縮力を作用させ、その状態で、加熱装
置４による条材１の加熱を開始し、条材１の長手方向の
小領域を局部的に塑性変形容易な温度に加熱して加熱部
５とし、その加熱部５の最軟部に圧縮力による増肉を生
じさせる。同時に、その加熱装置４及びその前方に位置
する第二曲がり矯正手段３０、移動側ガイドローラ９を
条材１に沿って同一速度で移動させて加熱部５を条材１
の長手方向に移動させ、且つその動作と並行してその加
熱装置４から冷却媒体６を加熱部５の後側に吹き付けて
増肉直後の部分を冷却、固化し、これにより条材１を長
手方向に連続的に増肉してゆく。そして、図３に示すよ
うに、加熱装置４が増肉終了位置に到達すると、加熱、
加圧を停止し、増肉動作を終了する。これにより、熱処
理用ダイス１２の外周に、厚肉部１ｃが形成される。

【００２５】以上に述べた増肉加工の際に、加熱部５の
前側と後側でそれぞれ独立した曲がり制御が行われる。
以下その曲がり制御を説明する。図４（ａ）に示すよう
に、条材１を所定位置にセットし、ガイドローラ８、９
で保持させた時、加圧ローラ２１、３１が無い場合に
は、内部に挿入した熱処理用ダイス１２の重量及び条材
１の自重により、ガイドローラ８、９の間の、加熱装置
４で加熱され、加熱部５となるべき部分を含む領域が二
点鎖線で示すように下方に湾曲し、加工基準軸線Ｏ−Ｏ
（図１参照）から下方に変位してしまう。この変位が生
じると、第一変位検出手段１６及び第二変位検出手段２
８が、条材１の下方への変位を検出し、それぞれの検出
値に応じて第一曲がり矯正手段２０、第二曲がり矯正手
段３０を制御し、加圧ローラ２１、３１で条材１を押し
上げ、それぞれの変位が許容値内となるように制御す
る。これにより、条材１は図４（ａ）に実線で示すよう
に、下方への変位のほとんど無い状態に保持される。

【００２６】この状態で加熱装置４が加熱を開始し、条
材１に加熱部５を生じさせ、上述した増肉作業が開始さ
れる。この時、加熱部５が塑性変形容易な温度に上昇
し、その加熱部５内の最軟部に増肉が生じる状態となる
と、その最軟部は、その両側に位置する条材部分間に力
をほとんど伝達しなくなり、このため、図４（ｂ）に示
すように、加熱部５が後側加熱部５ａと前側加熱部５ｂ
とに切断されたような状態となる。従って、条材１の加
熱部５の後ろ側の後側条材部分１ａと、前側の前側条材
部分１ｂとはそれぞれ、片持ち梁のようになる。もし、
加圧ローラ２１、３１が図４（ａ）に示す位置に固定さ
れたままであると仮定すると、加熱部５の前後に位置す
る条材部分１ａ、１ｂに作用する力は同一ではない（例
えば、熱処理用ダイス１２は、加熱部５よりも後ろ側の
条材部分１ａの先端には荷重Ｆを作用させるが、前側条
材部分１ｂの先端部分には荷重を作用させていない）の
で、加熱部５の最軟部の前後に位置する後側加熱部５ａ
と前側加熱部５ｂの変位量が異なることとなり、図４
（ｂ）に誇張して示すように、加熱部５に段差が生じ
る。この状態で増肉を継続すると曲がり発生の原因とな
る。

【００２７】しかしながら、本実施例では、加熱部５の
後ろ側に位置する後側条材部分１ａに対しては、第一変
位検出手段１６が変位を検出し、その変位が許容値内に
保持されるように、第一曲がり矯正手段２０の加圧ロー
ラ２１が後側条材部分１ａを変位させ、また、加熱部５
の前側に位置する前側条材部分１ｂに対しては、第二変
位検出手段２８が変位を検出し、その変位が許容値内に
保持されるように、第二曲がり矯正手段３０の加圧ロー
ラ３１が前側条材部分１ｂを変位させる。かくして、図
４（ｃ）に示すように、後側加熱部５ａと前側加熱部５
ｂの加工基準軸線からの変位が、所定の許容値内に保持
され、従って、加熱部５での段差の発生が抑制される。

【００２８】このように、加熱部５の両側の条材部分１
ａ、１ｂに対して、それぞれ独立して曲がり制御が行わ
れ、その状態で増肉加工が行われる。このため、加熱部
５が条材１に沿って移動し、増肉加工が行われる間、常
にその加熱部５の最軟部をはさむ部分の加工基準軸線か
らの変位が所定の許容値内に保持され、加熱部５での段
差の発生が最小となっており、曲がりのきわめて小さい
増肉加工が行われる。特に、曲げ開始時において加熱部
５に段差が生じていると、曲げ加工後の条材の未増肉部
と増肉部との境界に折れ曲がりが生じ、条材の真直度が
悪くなるが、本実施例ではこのような未増肉部と増肉部
との境界の折れ曲がりを防止できる。

【００２９】なお、上記実施例では、加熱部５の後ろ側
の後側条材部分１ａの変位を検出する第一変位検出手段
１６を定位置に配置しているが、この代わりに第一変位
検出手段１６を加熱装置４と一緒に移動する構成として
もよい。ただし、その場合には第一変位検出手段１６が
増肉加工によって形成された厚肉部１ｃの表面の変位を
検出することとなり、厚肉部表面には小さい凹凸が生じ
ているので、それらの凹凸による誤差を避けるために、
検出値の加重平均を取る等の数値処理することが望まし
い。

【００３０】また、上記実施例では、条材１内に熱処理
用ダイス１２を配置した場合を説明したが、熱処理用ダ
イス１２を用いない場合に本発明を適用しうることは言
うまでもない。更に、上記実施例では、上下方向（Ｙ軸
方向）の曲がり制御のみを行っているが、左右方向（Ｘ
軸方向）の曲がり制御を並行して行うことも可能であ
る。

【００３１】上記実施例では、第一曲がり矯正手段２０
が、条材１に対して条材軸心に直角方向の荷重を加圧ロ
ーラ２１で付与して曲がりを矯正しているが、この代わ
りに条材１に曲げモーメントを付与して曲がり矯正を行
うことも可能である。図５はその場合の実施例を示すも
のである。この実施例では、条材１の一端を保持する固
定保持具４０が回転軸４１に固定され、且つその回転軸
４１にはそれを正逆方向に回転させうる駆動装置４２が
連結されており、条材１に曲げモーメントＭを作用させ
ることが可能となっている。すなわち、この固定保持具
４０及び駆動装置４２等が第一曲がり矯正手段を構成し
ており、第一変位検出手段１６の信号に応じて制御装置
４３により制御されるようになっている。なお、第二曲
がり矯正手段３０は、図１に示す実施例と同一のものを
用いているが、この第二曲がり矯正手段３０も、条材１
に曲げモーメントを作用させる構成のものに変更してよ
い。

【００３２】本発明は、冷間の状態で曲がりを有してい
る条材に対して増肉加工を行う場合にもきわめて有効で
ある。以下、その場合を図６を参照して説明する。な
お、図６では各部品を簡略化して示している。図６
（ａ）に示すように、冷間の状態で曲がりを有している
条材１を、図６（ｂ）に示すように、増肉加工装置にセ
ットし、固定側ガイドローラ８と移動側ガイドローラ９
で所定位置に拘束した時、条材１は冷間時の曲がりによ
り完全な真直状態とはならず、加熱装置４に対向する位
置では加工基準軸心から直角方向に変位した（ずれた）
状態となる。この状態で加熱装置４による加熱を開始
し、塑性変形容易な加熱部を形成すると、図６（ｃ）に
示すように、その加熱部の最軟部で条材１は、後側条材
部分１ａと前側条材部分１ｂに切り離されたような状態
となり、しかも、その最軟部をはさむ両側の条材部分１
ａ、１ｂに作用している負荷やモーメントは必ずしも同
一でないので、最軟部に接する前側加熱部と後側加熱部
との変位量が異なって加熱部に段差が生じる。これに対
し、本発明を適用すると、図６（ｄ）に示すように、加
熱部の最軟部をはさむ両側の条材部分１ａ、１ｂについ
てそれぞれ、第一変位検出手段１６による変位検出及び
その検出に基づく第一曲がり矯正手段２０の加圧ローラ
２１による曲がり制御と、第二変位検出手段２８による
変位検出及びその検出に基づく第二曲がり矯正手段３０
の加圧ローラ３１による曲がり制御とを並行して行うこ
ととなり、これにより、前側加熱部と後側加熱部の変位
を所定の許容値内に保持し、加熱部の段差の発生を抑制
し、この状態で増肉加工が行われる。かくして、冷間の
状態で曲げを有する条材に対しても、曲がりを抑制しな
がら増肉加工を行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明方法及び
装置は、増肉加工中に加熱部の最軟部の前後に位置する
後側条材部分と前側条材部分のそれぞれについて、変位
検出並びに曲がり矯正制御を並行して行うことにより、
加熱部における段差の発生を抑制した状態で増肉加工を
行うことができ、曲がりのほとんどない増肉加工条材を
得ることができるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による増肉加工装置の概略構
成を示す概略垂直断面図

【図２】図１の矢印Ａ−Ａ方向の概略断面図

【図３】図１に示す実施例を、増肉終了時の状態で示す
概略垂直断面図

【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、上記実施
例における条材の挙動を示す一部の概略断面図

【図５】図１の実施例の変形例を示す概略垂直断面図

【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、
冷間曲がりを有する条材の増肉加工に本発明を適用した
場合を説明する概略図

【符号の説明】

１ 条材 １ａ 後側条材部分 １ｂ 前側条材部分 １ｃ 厚肉部 ２ 固定保持具 ３ 可動保持具 ３Ａ 圧縮装置 ４ 加熱装置 ５ 加熱部 ５ａ 後側加熱部 ５ｂ 前側加熱部 ６ 冷却媒体 ７ 移動台 ８ 固定側ガイドローラ ９ 移動側ガイドローラ １０ 移動台 １２ 熱処理用ダイス １６ 第一変位検出手段 ２０ 第一曲がり矯正手段 ２１ 加圧ローラ ２３ 加圧シリンダ ２８ 第二変位検出手段 ３０ 第二曲がり矯正手段 ３１ 加圧ローラ ３３ 加圧シリンダ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増肉加工すべき金属条材の長手方向の小
   領域を局部的に加熱して加熱部を形成し、該加熱部を前
   記金属条材の長手方向に相対的に移動させながら圧縮力
   を付与して増肉させ、前記加熱部の後端部分を増肉直後
   に冷却する金属条材の増肉加工方法において、増肉動作
   中、前記金属条材の加熱部の最軟部よりも後ろに位置す
   る後側加熱部の、加工基準軸心に対する直角方向の変位
   を検出し、その変位が所定の許容値内に保持されるよう
   前記金属条材の前記最軟部よりも後ろに位置する後側条
   材部分に荷重若しくは曲げモーメントを加えるという後
   側条材部分に対する曲がり制御を行い、同時に、前記金
   属条材の前記最軟部よりも前に位置する前側加熱部の、
   前記加工基準軸心に対する直角方向の変位を検出し、そ
   の変位が所定の許容値内に保持されるよう前記金属条材
   の前記最軟部よりも前に位置する前側条材部分に荷重若
   しくは曲げモーメントを加えるという前側条材部分に対
   する曲がり制御を行うことを特徴とする金属条材の増肉
   加工方法。
2. 【請求項２】 前記後側条材部分に対する曲がり制御と
   前側条材部分に対する曲がり制御とを、互いに直交する
   Ｘ軸方向及びＹ軸方向について行うことを特徴とする請
   求項１記載の金属条材の増肉加工方法。
3. 【請求項３】 前記増肉加工すべき金属条材が金属管で
   あり、該金属管が水平に配置され、増肉加工によって形
   成される厚肉部の内側に位置するように、その厚肉部の
   長さ以上の長さを有する熱処理用ダイスがあらかじめ挿
   入されて前記金属管で保持され、その状態で増肉加工が
   行われており、前記後側条材部分に対する曲がり制御と
   前側条材部分に対する曲がり制御とを、上下方向につい
   て行うことを特徴とする請求項１記載の金属条材の増肉
   加工方法。
4. 【請求項４】 前記増肉加工すべき金属条材が、増肉加
   工に供する前に曲がりを有するものである、請求項１か
   ら３のいずれか１項に記載の金属条材の増肉加工方法。
5. 【請求項５】 増肉加工すべき金属条材の長手方向の小
   領域を局部的に加熱して加熱部を形成する加熱装置と、
   該加熱装置が前記金属条材の長手方向に相対的に移動す
   るよう、前記加熱装置及び金属条材の一方若しくは双方
   を移動させる移動装置と、前記金属条材の加熱部に軸線
   方向の圧縮力を作用させる圧縮装置と、前記金属条材の
   加熱部の最軟部よりも後ろに位置する後側加熱部の、加
   工基準軸心に対する直角方向の変位を検出する第一変位
   検出手段と、その変位が所定の許容値内に保持されるよ
   う、前記金属条材の最軟部よりも後ろに位置する後側条
   材部分に荷重若しくは曲げモーメントを加える第一曲が
   り矯正手段と、前記金属条材の加熱部の最軟部よりも前
   に位置する前側加熱部の、加工基準軸心に対する直角方
   向の変位を検出する第二変位検出手段と、その変位が所
   定の許容値内に保持されるよう、前記金属条材の最軟部
   よりも前に位置する前側条材部分に荷重若しくは曲げモ
   ーメントを加える第二曲がり矯正手段とを有する金属条
   材の増肉加工装置。