JPS6032899Y2 - 曲管成形装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は被加工材たとえば直管素材などを彎曲成形する
装置に関するものである。

一般にエルボ等は、彎曲坑道を内部に形成した金型と、
上記彎曲抗道内に彎曲間隙を形成すべく配備された彎曲
マンドレルとからなる成形手段あるいは一対の受金型と
上金型とからなる成形手段をもって直管素材より底形さ
れている。

ここで前者においては、数工程の加工および繰返し作業
を必要とする非能率的な作業であるとともに彎曲間隙で
の直管素材の焼付きを防止するための潤滑剤を使用しな
ければならないという問題があり、また後者においては
直接直管素材のベンディング部に外力を与えることから
その部位において座屈が生じて扁平な変形および背側肉
厚に大きな減肉現象を生皮せしめるという欠点を有して
いた。

すなわち上記後者の成形手段は通常第５図に示すように
受金型２１を、所定間隙を存して回動可能で左右対象に
配置するとともにその各受金型２１にはその上面が開口
して直管素材ａの両端を面接触をもって保持せしめうる
半円加工溝２２を形成している。

また上金型２３は上記各受金型２１間の中央上方に位置
するとともに、所要曲率半径をもって扇状に成形されか
つこの扇形状に沿って上記受金型２１の半円加工溝２２
に対向する下面が開口した半円加工溝２４を形成してい
る。

そして上記左右一対の受金型２１が有する各半円加工溝
２２で直管素材ａを両端保持するとともにこの直管素材
ａに曲げ加工を施すべく上金型２°３を降下させ、外力
ｐをもって押圧せしめるものである。

ここにおいて、上金型２３の半円加工溝２４が直管素材
ａの上部Ｓに当接した時点、換言すれば曲げ初期には、
一対の受金型２１を回動させうるべき応力が働かず、そ
の半円加工溝２２と直管素材ａとの間で最大静荷重Ｐ／
２が発生するにとどまり、その後における上金型２３の
外力ｐをもった押圧降下により直管素材ａの彎曲が始ま
るとともに、その曲がり変化に伴なう内方接触点Ｃより
生ずる力で常時直管素材ａの両端を面接触をもって保持
すべく一対の受金型２１に回動が付与されることになる
。

そのため、直管素材ａには、曲げ初期において上金型２
３によりその上部Ｓ当接部に座屈を生じせしめるととも
に、この状態でしかも直管素材ａの曲がり変化に一対の
受金型２１が同調回動せずに曲げ加工が施されることか
らその部位を大きく扁平させ、かつ一対の受金型２１が
回動することに起因してその半円加工溝２２と直管素材
ａ両端部の間には面接触による摩擦力が生じ、直管素材
ａのテンション側すなわち背側には大きな引張力が働い
てその部位の肉厚を大きく減肉させていた。

このように得られた彎曲成形品のその曲げ部に大きな扁
平および減肉が生成される場合、真円に回復させるため
には、予め直管素材ａの原管を製品外径よりかなり大き
なものを用いなければならないし、また原管肉厚特に引
張力が働く背側肉厚も厚くする必要があり、材料コスト
が嵩むという問題を生じせしめる結果を招くことになる
。

さらに近年、原子力や火力発電等の高温・高圧配管に安
全上の観点より高品質のパイプや配管部品が要求されて
いることから、特に配管曲げ部におけるエルボと配管直
管との溶接部をさせるべく直管一体エルボ等のごとき彎
曲成形品が望まれているとともにより小さな曲げ半径を
有するものが要求されている。

このような意味合いからしても上記前者のマンドレル等
を用いた成形手段は採用できず後者の成形手段に維存し
なければならないものであるが、上述のごとき問題点よ
り有効なる成形手段とは言えないものである。

このようなことから特開昭５４−１１２３７１号（特願
昭５３−１０５７９−！−）として特に直管一体エルボ
等を対象とした成形方法及び装置が提案されているが、
この場合、矯正板により彎曲成形せんとする素材パイプ
（直管素材）の曲がり部を拘束しているところから扁平
生成は防止されるが、反面素材パイプ両端が一対の雌型
（受金型）により常時面接触をもって保持されているが
ため、その摩擦力が起因して曲げ部における背側には大
きな引張力が働き、余儀なく減肉を生じせしめるという
問題がある。

本考案は上述に鑑みなされたものであり、左右一対の受
金型と上金型とからなる成形手段で曲げ部における扁平
な変形および背側の減肉を生じせしめることなくエルボ
製造さらには原子力や火力発電等の配管としての直管一
体エルボ等が容易かつより小さな半径をもって彎曲加工
が施しえる成形装置を提供せんとするにあり、以下その
一実施例を示す添付図面に基づき詳細に説明する。

１は固定フレームであり、該固定フレーム１には彎曲加
工せんとする直管素材ａをその長手方向全域にわたり載
置支持すべく長尺成形されかつこの長手方向に沿って上
面開口の半円加工溝２を有する左右一対の受金型３，３
′をそれぞれ枢軸４をもって回動自在でかつその回動に
際して支障をきたさぬ最小間隙りを存して隣接配備せし
めている。

５は上記一対の受金型３，３′の隣接間中央垂直線Ｘ上
でその上方に位置してたとえはプレス等のラム６下端に
取付けられた昇降自在な上金型であり、該上金型５には
第３図に示すように上記垂直中央線Ｘ上に有する軸点Ｏ
０より所定の曲率半径ｒ１をもって成形された上記一対
の受金型３゜３′が有する半円加工溝２に対向する半円
加工溝７およびこの半円加工溝７に沿って形成される両
側縁部８に後述するごとき直管素材ａの彎曲加工時にお
いて、その直管素材３両側を拘束すると同時に上記一対
の受金型３，３′に常時曲げ応力を発生させつるべく同
調回動を付与しえる偏倚突出部を成形せしめている。

すなわち軸点０１より所定の曲率半径ｒ、をもって成形
された半円加工溝７とともにこれに沿って曲率半径ｒ２
で成形された一点鎖線Ｙで示すごとき両側縁部８に対し
、上記曲率半径ｒ２でかつ垂直中央線Ｘ上に軸点０１よ
り偏心量１をもって位置する偏心点０２を軸として、中
央垂直線Ｘ上で最大偏倚量８を有し、かつ漸次減肉とな
る偏倚突出部９を成形してなるものである。

このように本考案の成形装置は構成してなるものであり
、次にその加工手順を示す第４図に基づき詳細に説明す
る。

まず同図イに示すように一対の受金型３，３′の半円加
工溝２に直管素材ａを載置支持せしめたのち、その直管
素材ａに彎曲加工を施すべく上金型５を降下させる。

ここでこの上金型５の降下に伴なうその半円加工溝７の
上記直管素材ａへの嵌合直前において、偏倚突出部９に
より直管素材ａの両側が拘束されると同時に一対の受金
型３，３′にはその対向面側で同図口のごとく発生する
それぞれの接触点Ａをもって枢軸４を支点とした同調回
動が付与されしかもその半円加工溝２と直管素材ａとに
は角度θをもって接触点Ｂが発生することになる。

このような状態のもとて直管素材ａに彎曲加工を施すも
のであり、ここにおいて上金型５をさらに降下させて押
圧力Ｐをもって付与することでその半円加工溝７が直管
素材ａの上部Ｓに当接し、それと同時に上記各接触点Ｂ
にＰ／２ＣＯ３θなる曲げ応力Ｆが働き、したがって中
央からの押圧力Ｐと両側からの曲げ応力Ｆとで同図への
ごとく直管素材ａは製品へと彎曲加工されるものである
。

なお直管素材ａの彎曲加工時において、その彎曲部は、
常に上金型５に成形された偏倚突出部９によってその両
側が拘束されていることからその部位に発生する扁平変
形応力は抑制され、扁平変形を防止するとともに、上金
型５の降下に伴なうその偏倚突出部９外周での接触点Ａ
移動に追従した一対の受金型３，３′の回動付与により
、漸次角度θが大きくなるに起因して接触点Ｂに働く曲
げ応力Ｆが増強され、より彎曲加工を促進せしめるもの
である。

以上のように本考案の成形装置によれば、彎曲加工せん
とするその部位および側部がその加工中、上金型に成形
された偏倚突出部によって拘束され、かつ常時この偏倚
突出部による一対の受金型への同調回動付与で両側に曲
げ応力を働かせてなることから、扁平変形が無くかつ受
金型の半円加工溝での摩擦力の減少も伴ない小さな押圧
力でしかも小さな彎曲半径のもとでも積極的な彎曲加工
が施されて、直管素材より高品質なエルボさらには直管
一体エルボ等の製品を容易に得ることができるものであ
る。

ちなみに２２６．（Ｆ’ Ｘ ２２．５’ Ｘ ３５０
Ｒ）’ｒｉ管エルホヲ製品として得るのに際し、従来成
形手段によれば原管寸法２４７．ＣＰＤＸ ２２．０／
２６．σのものを必要とするに対し本考案装置によれば
原管寸法が２４．（７）ＤＸ ２２．０／２４．σで彎
曲加工が遠戚され、また従来において、背側の減肉率が
約１５％であったものが本考案によれば８．４％の減肉
率へと好転し、しかもその成形時での疵発生もほとんど
なく、このことから彎曲加工に供される直管素材を小径
、薄肉とすることができて材料コストの低減および手入
費も９５％という大幅な削減を計ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案の彎曲成形装置の一実施例を
示すもので第１図はその正面図、第２図は第１図におけ
る■−■線矢視断面図、第３図は上金型の説明図、第４
図イ９口、ハは彎曲加工手順を示す説明図、第５図は従
来の成形手段を示す説明図である。 １は固定フレーム、２は半円加工溝、３，３′は一対の
受金型、５は上金型、７は半円加工溝、８は両側縁部、
９は偏倚突出部、ａは被加工材、ｒ□、ｒ２は曲率半径
、Ｘは垂直中央線、Ｐは押圧力、Ｆは曲げ応力。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固定フレームに回動自在に隣接配備されしかも上面に半
   円加工溝を有して被加工材を長手方向全域にわたり保持
   する左右一対の受金型と、該左右一対の受金型の隣接間
   中央垂直線上に位置し上記半円加工溝に対向して所定の
   曲率半径で底形された半円加工溝およびこの半円加工溝
   に沿って形成される両側縁部に、被加工材の彎曲加工時
   において上記左右一対の受金型に常時曲げ応力を発生さ
   せうるべく同調回動を付与しえる偏倚突出部を備えた昇
   降自在な上金型とを具備して構成したことを特徴とする
   曲管成形装置。