JPS5973126A

JPS5973126A - 熱間管曲げ装置

Info

Publication number: JPS5973126A
Application number: JP18572382A
Authority: JP
Inventors: Susumu Fujishima; 藤嶋　進; Noboru Umehara; 昇梅原; Minoru Eda; 江田　実; Haruo Sasa; 佐々　晴夫; Hiroshi Asao; 浅尾　宏; Teruo Matsumoto; 松本　輝夫; Hideo Yonemura; 米村　秀雄; Hisashi Saito; 久斎藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-10-21
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1984-04-25
Also published as: JPH0122046B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は熱間管曲げ装置、さらに詳細には、たとえばタ
ービン、原子力、化学装置用配管など、各種配管のベン
ド部製作に使用する熱間管曲げ装置の改良に関するもの
である。

〔従来技術〕

各種配管のベンド部製作に使用される熱間管曲げ装置に
は、従来から、定速送り曲げ装置とブレーキ付押力増加
曲げ装置とがあるが、いずれも曲げに必要な推力と加工
管に加わる圧縮力、さらには加工管の先端側を保持して
いる旋回アームの旋回力との関係が明確でなく、微視的
にみて品質の安定した製品を製作することは困難であっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点を考慮してなされたものであって、そ
の目的どするところは、常に品質の安定した製品を製作
することのできる、改良された熱間管曲げ装置を提供し
ようとするものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するだめ、本発明は、加熱コイルにより
加工管の外周をリング状に加熱し、かつ上記加工管に曲
げ推力を付与した後、その加熱部付近を、冷却管からの
冷却水放出によって冷却する構造の熱間管曲げ装置にお
いて、上記加工管の加熱部に加えられる温度を測定し、
その測定結果にもとづく加工管の変形抵抗変化に対応し
て曲げ推力を制御するどともに、加工管の先端側を保持
している旋回アームの旋回速度を制御する手段を備えて
なることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を、図面の一実施例にもとづいて詳細に説
明すると、第１図はその平面図、第２図は第１図の■−
■断面図であって、１はベッドを示し、ベッド１には、
左右（第１図の矢印ＬｅおよびＲ１方向）に移動可能な
ベース２が装着されているユ。ベース２には、油圧シリ
ンダ３が取りイ］けられており、シリンダ３のピストン
ロッド４には、加工管（直管）５を第１図の矢印Ｆ方向
に送り込むザドル６が取り付けられており、ザドル６に
は、加工管５の途中を把持するチャック７が、ベアリン
グ８および９を介して取り付けられており、チャック７
は、モータ１０により回転される小歯車１１および小歯
車１１と噛み合う大歯車１２を介して回転するよう構成
されている。チャック７に回転機構を付設した利点は、
１本の加工管に曲げ方向の異なる屈曲部を複数個所設け
る場合であっても、加工管の回転位置決めを容易におこ
々うことかできる点にあり、従来のように、チェーンブ
ロック、その他の物」二げ装置を必要とするものではな
い。

１３は加工管５を曲げ方向に旋回する旋回アームで、ア
ーム１３は、据付基礎１４」二に固定されたアーム支軸
１５に、ベアリング１６および１７を介して回転可能に
支持されている。アーム１３」二には、加工管５の先端
側を保持するクランプ１８が位置しており、クランプ１
゛８は、モータ１９によって回転される送りねじ２０と
螺合している。図中、符号りは加工管５の直径、Ｌはア
ーム１３の旋回駆動半径、Ｒは加工管５の曲げ半径を示
してお９、また１３′は曲げ加工途中の旋回アーム、５
′は成形品（曲げ管）を示している。

２１は旋回アーム１３上に取り付けられだモータ、２２
はモータ２１により回転されるウオーム、２３はウオー
ムホイール、２４は第２図に示すように、ウオームホイ
ール２３と同軸に取り付けられた歯車、２５は歯車２４
と噛み合う内歯々車であって、アーム１３は、内歯々車
２５の内側において、アーム支軸１５を中心に旋回する
ものであって、加工管５の先端側を保持する旋回アーム
１３の旋回着力点を、アーム支軸１５を基準にして、管
曲げ半径比よりも外側に位置させれば（Ｌ＞Ｆｔ、、、
）、アーム１３の旋回駆動にともなうベアリング１６お
よび１７の回転抵抗を小さくすることができる。

第１図に符号７で示しだチャックの詳細を第３図に示す
。第３図において、２６は油圧シリンダ、２７および２
８はそれぞれヒンンピン２９．３０を介して一端をシリ
ンダ２６に取り付けたスウィングアームで、スウィング
アーム２７および２８の他端は、回転ヒンジ３１を中心
に揺動するよう、当該回転ヒンジ３１に取り付けられて
いる。また、スウィングアーム２７，２８の内側には、
それぞれ爪３２が設けられている。したがって、チャッ
ク７は、シリンダ２６が動作してスウィングアーム２７
，２８が回転ヒンジ３１を中心に閉方向に動作すると、
爪３２によって加工管５の外周を把持する。なお、加工
管５に対する爪３２の接触幅が少ない場合は、管曲げに
際して当該加工管５の曲げモーメントが大きくなること
があり、さらに加工管５の肉厚が薄いと、ノζツク１ノ
ングによって当該加工管５が潰れたりするおそれ７５玉
ある力は、カロ工管５に対する爪３２の接触幅を、当該
カロエ管５の直径りの１倍以」二とすれば、管曲げに際
して力ロ工管５に加えられる曲げモーメントを十分支持
することができる。

第１図において、アーム支軸１５の旋回中ノＢＣから加
工管５の中心軸に対して垂線を下した交、屯位置Ｐ（加
工管５の曲げ部）には、高周波電源に接続された加熱コ
イル３３が設けられている。

加熱コイル３３の詳細を第４図に示す。第４図において
、３４はベース２に取り付けられたコラム、３５はコラ
ム３４の上下摺動面にベア１）ンク゛３６を介して取り
付けられた送りねじで、モータ３７によって回転される
送りねじ３５には、ビーム３８が螺合されており、ビー
ム３８は、送りＪ２じ３５の回転にともなって上下方向
に移動する。

３９はビーム３８にベアリング４０を介して取り付けら
れた送りねじで、モータ４１により回転される送りねじ
３９には、コイルサドルされており、コイルサドル４２は、送りねじ３９の回転
にともなって左右方向に移動する。

加熱コイル３３の内部は、第５図に示すように中空にな
っており、この中空部を冷却水が流れる。

また、第５図に示すように、加熱コイル３３０両側には
、高周波電磁誘導作用によって加熱された加工管５を冷
却する、非導電性材料からなる冷却管４３が配設されて
おり、冷却管４３から符号Ｗで示す冷却水を放出するこ
とにより、第１図の曲げ部Ｐ点で加熱屈曲された加工管
５を冷却硬化させる。加熱コイル３３の両側に位置する
冷却管４３、４３間は、非導電性材料のプレート４４（
第４図）によって連結補強されており、まだそれぞれの
冷却管４３は、耐熱・非導電性材料のローラ式サポート
４５を介して加工管５の外周に位置し、加熱コイル３３
は、冷却管４３．４３間で摺動する。すなわち、加熱コ
イル３３は、既述した送りねじ３５の回転にともなうビ
ーム３８の上下移動にしたがって同方向に移動し、まだ
加熱コイル３３は、送りねじ３９の回転にともなうコイ
ルサドル４２の左右移動にした一／）二って同方向に移
動する。

冷却管４３には、第４図に示すように、カロエ管５の加
熱温度を非接触で測定する温度センサ４６〜４９が取り
付けられている。上記各温度センサ４６〜４９の測定値
を第５図に符号Ｔ１−ゴ４で示し、各センサ４６〜４９
の測定値にもとづく演算結果は、演算装置５０から系全
体をコントロールする制御装置５１に転送される。第５
図中、５２は油圧シリンダ３および２６の油圧源、５３
はシリンダ３の油圧切換ノ＜ルーフ゛、５４はシ１ノン
タ゛２６の油圧切換バルブ、５５は電流制御式ＩＪ　Ｉ
Ｊ　−フバルブ、５６は油圧増幅器で、上記各７１ノノ
タ゛３および２６の圧力は、電流制御式ＩＪ　ＩＪ−ツ
ノ＜ルブ５５によって決定され、このり１ノーフツくル
ーフ゛５５の電流値は、制御装置５１によってコントロ
ールされる。

本発明は以上のごとき構成よりなり、本発明においては
、既述のように、第１図のＰ点で曲げカロ工がおこなわ
れるものであって、加工管５には、油圧シリンダ３によ
って矢印Ｆ方向の曲げ推力が加えられ、また、この時、
加工管５の先端側は、アーム１３によって曲げ方向に旋
回される。曲げ管加工制御は、高周波加熱による加工管
５への入熱量と当該加工管５の直径、肉厚により決定さ
れるが、曲げ加工中、加工管５の変形にともなう位置変
動によって当該加工管５の熱分布にバラツキを生じた場
合は、次のようにして温度補正をおこなえばよい。すな
わち、加工管５の加熱温度（測定値Ｔｓ”−Ｔ４）の最
大値が当該加工管５の材質に影響をおよばず以前の段階
で、制御装置５１から発せられる指令によって加熱コイ
ル３３を適正な位置に移動させ、加工管５の周方向の加
熱温度を均一化させる。まだ、測定値ＴＩとＴ２との差
、さらには測定値Ｔ３とＴ４との差が一定値を越えた場
合にも、上記と同様にして加熱コイル３３を適正な位置
に移動させ、加工管５の周方向の加熱温度を均一化させ
るものであって、加工管５の曲げ半径Ｒが小さい場合は
、曲げ部内側の加熱温度を他よりも５〜２０Ｃ高い値に
設定しておけば、核部の材料強度を低下させて前圧縮を
スムーズにおこなわしめることができる。

しかして、各温度センサ４６〜４９の測定値（Ｔ　＋〜
Ｔ４　）にもとづく演算結果は、演算装置５０から系全
体をコントロールする制御装置５１に転送され、電流制
御式ＩＪ　ＩＪ−フバルブ５５は、加工管の変形抵抗変
化に対応しｔてシリンダ３および２６の油圧を制御し、
加工管５に付与する曲げ推力を制御すると同時に、アー
ム１３の旋回速度も上記制御装置５１かもの指令によっ
て制御されるものであって、上記一連の繰返し動作によ
り、常に品質の安定した製品を製作することができる。

なお、図示実施例においては、加工管５に曲げ推力を付
与する手段として、当該加工管５の途中（直管部）をチ
ャック７で杷持し、上記チャック７を介して加工管５に
曲げ推力を伺与するようにしたから、シリンダ３からの
押圧力は、第１図の管曲げ部Ｐ点句近で加工管５に加え
ることができ、その結果、加工管５のバックリング防止
を確実なものとし、これと同時に材料の歩留りをも向上
させることかできる。これに対し、従来の熱間管曲げ装
置においては、加工管の後端をプッシャーで押圧する構
造を採用しているため、プッシャーと管曲げ部との間の
距離が長くなり、バックリング発生のおそれがあるばか
りか、既述のように、プッシャーと管曲げ部との間の距
離が長くならざるを得ない結果、管長の短い曲り管を製
作する場合であっても、常に長目の管材を用いて管曲げ
加工をおこない、その後、不要長さ部分をカットするよ
うにしているため、材料の歩留りが悪いという難点があ
った。

また、図示実施例においては、加工管５の外周をリング
状に加熱する加熱コイル３３と冷却管４３とをセパレー
ト状に配設しだが、この構造によれば、加工管５の周方
向の入熱偏倚を補正すべく加熱コイル３３を移動させる
場合であっても、冷却管４３から放出される冷却水Ｗに
よる冷却効果は常に一定であるだめ、加工管５の局部的
な加熱温度制御を容易におこなうことができる。これに
対し、従来の熱間管曲げ装置においては、加熱コイルと
冷却管とが一体に構成されているため、加工管に対する
入熱偏倚を補正すべく加熱コイルを移動させると、これ
と同時に冷却管も同方向に移動して冷却管から放出され
る冷却水の量が増加し、この冷却水々量の増加が原因と
なって加工管の局部的な加熱温度制御を良好になし得な
かった。

ここで、本発明の変形例を下記する。図示実施例におい
ては、油圧シリンダ３のピストンロッド４にサドル６を
取り付け、このサドル６に加工管５を把持するチャック
７を取り付けだ場合について例示しだが、サドル６を介
して加工管５に曲げ推力を付与する手段としては、たと
えば油圧シリンダ３に代えて、モータによって駆動され
る送りねじ方式を採用するようにしてもよく、まだ加熱
コイル３３０両側に配設された冷却管４３．４３につい
ては、加工管５が小径管あるいは薄肉管の場合は、当該
加工管５の進行方向に対１／、加熱コイル３３の手前側
に位置する冷却管（図示実施例の場合、第５図の右側に
位置する冷却管）を省略することもできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば、常に品質の安定
した製品を製作することのできる、改良された熱間管曲
げ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る熱間、管曲げ装置の一実施例を示し
、第１図はその平面図、第２図は第１図の■−■断面図
、第３図は本発明装置の一部を構成する加工管把持用チ
ャックの縦断面図、第４図は本発明装置の他の一部を構
成する加工管加熱コイルの縦断面図、第５図は第４図の
■−■断面図、第６図は装置全体の制御系のブロック線
図である。１・・・ベッド、２・・・ベース、３・・・油圧シリン
ダ、４９．、ピストンロッド、５・・・加工管（直管）
、５′・・・成形品（曲げ管）、６・・・サドル、７・
・・チャック、１０・・・モータ、１１・・・小歯車、
１２・・・大歯車、１３・・・旋回アーム、１３′・・
・曲げ加工途中の旋回アーム、１４・・・据付基礎、１
５・・アーム支軸、１８・・・クランプ、１９・・・モ
ータ、２０・・・送りねじ、２１・・・モータ、２２・
・・ウオーム、２３・・・ウオームホイール、２４・・
・歯車、２５・・・内歯々車、２６・・・油圧シリンダ
、２７および２８・・・スウィングアーム、３２・・・
爪、３３・・・加Ｍ：ｆｆ’ｌル、３４・・・コラム、
３５・・・送りねじ、３７・・・モータ、３８・・・ビ
ーム、３９・・・送りねじ、４１・・・モータ、４２・
・・コイルザドル、４３・・冷却管、４６〜４９・・・
温度セ／す、５０・・・演算装置、５１・・・制御装置
、５２・・・油圧源、５３および５４・・・油圧切換バ
ルブ、５５・・・電流制御式リリーフバルブ、５６・・
・油圧増幅器、Ｃ・・・アーム支軸１５の旋回中心、■
〕・・・加工管５の直径、Ｆ・・・加工管５の送り込み
方向、Ｌ・・・アーム１３の旋回駆動半径、Ｐ・・・加
工管５の曲げ部、Ｒ・・・加工（ほか１名ン　　１５絶１口第２図第３図憎５図第１頁の続き０発　明　者　米村秀雄日立市幸町３丁目１番１号株式日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内

Claims

【特許請求の範囲】１、加熱コイルにより加工管の外周をリング状に加熱し
、かつ上記加工管に曲げ推力を付与した後、その加熱゛
部付近を、冷却管からの冷却水放出によって冷却する構
造の熱間管曲げ装置において、上記加工管の加熱部に加
えられる温度を測定し、その測定結果にもとづく加工管
の変形抵抗変化に対応して曲げ推力を制御するとともに
、加工管の先端側を保持している旋回アームの旋回速度
を制御する手段を備えてなることを特徴とする熱間管曲
げ装置。２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、加工管
に曲げ推力を付与する手段として、当該加工管の途中（
直管部）をチャックで把持し、上記チャックを介して加
工管に曲げ推力を付与するよう構成した熱間管曲げ装置
。３、特許請求の範囲第２項記載の発明において、加工管
に曲げ推力を付与するチャックに回転機構を付設した熱
間管曲げ装置。４、特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の
発明において、加熱コイルによりリング状に加熱される
加工管外周の入熱偏倚量を求め、その入熱偏倚量に応じ
て加熱コイルを温度補正方向に移動させる構造の熱間管
曲げ装置。５、特許請求の範囲第４項記載の発明において、加工管
の外周をリング状に加熱する加熱コイルと冷却水放出用
の冷却管とをセパレート状に配設した熱間管曲げ装置。