JPS61199521A

JPS61199521A - ベンド管の製造方法

Info

Publication number: JPS61199521A
Application number: JP1872785A
Authority: JP
Inventors: Josuke Yamaguchi; 山口　條介
Original assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Current assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1986-09-04

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】Ｃ産業上の利用分野］本発明は直管を曲げ加工してベンド管を製造する方法に
関するものである。

［従来の技術］直管を冷間又は熱間で曲げ加工することによりベンド管
を製造する方法はかなり以前から知られているが、この
方法においては、曲管部の断面には中立軸を境にして曲
げ内側管壁には圧縮応力が、また、曲げ外側管壁には引
張り応力が、それぞれ発生し、前記圧縮応力により管の
曲げ内側壁は増肉して管の内面側に膨れる一方、管の曲
げ外側は引張り応力により管内面側に引込まれ、その結
果、管断面積が減少するから、減肉を抑えるため軸方向
に圧縮を加える場合は、これによっても曲げ内側の増肉
が助長される。

［発明が解決しようとする問題点］上述のように管の曲げ内側が増肉して管の内面側が膨れ
且つ管断面積が減少すると′、このベンド管をパイプラ
インば使用した場合、流体抵抗が増加し、一方、管の曲
げ外側が減肉すると、管の寿命が短かくなる。

このようなベンド管の偏肉現象は管の曲げ半径　゛を小
さくする程著しくなり、前述した流体抵抗の増加による
圧力損失を来し、ひいては配管設備費の高騰につながる
など、配管上極めて好ましくない。

更に、曲げ半径が１．５０（Ｄ＝管外径）以下の小さな
曲げ半径の曲げにおいては１曲げ内側にしばしば蛇腹状
のしわが発生して不良品となるため１代替品加工等によ
る経済的な損失が生じるなど、生産性と技術の改善が要
望されている。

本発明の発明者は上記のような従来技術の問題点に鑑み
、さきに曲げ加工中に曲げ内側の管壁の増肉する部分を
、素管の内径周よりも外側に押出すことにより、或は、
曲げ外側においても素管の内径周よりも更に外側に押し
拡げることによって、曲管部の内径断面積縮小を極めて
小さく又は殆どなくし、或いは逆に曲管部を拡げるよう
に曲げ加工することによって曲管部の内径の断面積の縮
小を防止すると共に曲管部の内面又は外面に蛇腹状のし
わがなく、流体抵抗の極めて小さいベンド管の製造方法
を発明した。その発明は、素管の周上を環状に局部加熱
しなから該素管にその軸方向の推進力を加えて該部を前
進させつつ曲げモーメン庫を付与し、前記局部加熱され
ている部分を連続的に塑性変形させる熱間押し曲げ加工
によるベンド管の製造方法において、前記素管の内部で
該素管を塑性変形させるべき部に該素管の内周壁に密に
遊挿されるマンドレルを配置し、加工時に前記素管の塑
性変形を受けている部分における曲げ内側の管壁に現出
する肉厚化偏肉現象を、前記マンドレルにより、該曲げ
内側の管壁の外面側のみに核部の円周の増大として生じ
させることを特徴とするものである。

上記の方法によれば、一応所期の目的を達成することが
出来るが１曲げ加工時にマンドレルの摺動抵抗が大きく
て不具合の生じることが多々あった。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記のような先出願発明の問題点を解決するこ
とを目的としてなされたもので、その構成は、素管を冷
間又は熱間曲げ加工してベンド管を製造する方法におい
て、素管の内部で該素管の塑性変形させるべき部位に該
１管の内周壁に密に遊挿されるマンドレルを配置し、曲
げ加工時に該マンドレルを回転及び／または振動させ乍
ら該マンドレルにより、前記素管の塑性変形を受けてい
る部分における曲げ内側の管壁に現出する肉厚化現象を
該曲げ内側の管壁の外面側のみに核部の円周の増大とし
て生じさせることを特徴とするものである。

〔作　用］即ち、本発明ベンド管の製造方法は、曲げ加工時に従来
技術によれば曲げ内側の管壁が内方に増肉して管の内径
が縮小し、これをパイプラインの配管に用いると、流体
抵抗が大きくなるという難点があったものを、素管の内
部で該素管を塑性変形させるべき部に該素管の内周に密
に遊挿されるマンドレルを配置し、曲げ加工時に該マン
ドレルを回転及び／または振動させながら該マンドレル
により１曲管部の内径が変らないように曲げ加工するこ
とにより、上記の難点を解消するものである。

［実施例］次に本発明の実施例を図に拠り説明する。

、第１図において、Ｂは本発明方法により製造されるベ
ンド管の一例で、その曲げ内側の外方に、従来技術によ
れば内方に膨出すべき増肉部が、増肉部ｍのように形成
されて、曲管部の内径が他の部分と同一になっている。

第２図は本発明ベンド管の製造方法に用いる熱間曲げ装
置の一例の平面図で１図中、１は曲げ加工されてベンド
管Ｂとなるべき管、２は回転自在のアームポスト、３は
該アームポスト２に取付けたアーム、４は該アーム３に
装着したクランプ治具、５は同じくアーム３に装着し前
記クランプ治具４を操作するクランプシリンダ、６．６
ａはフレームＦに装着しそれらの間に管１を通して該部
ｌを案内するガイドローラ、７は管の後端部を支持する
テールストック、８は環状の誘導子から成り冷却ジャケ
ット８ａを一体に具えた加熱装置で、管１はガイドロー
ラ６．６ａと加熱装［８を通してその先端部をクランプ
治具４に挟持させ、クランプシリンダ５により緊締する
。、９は管１に密に遊挿したマンドレル、１０は該マン
ドレル９の固定棒、１１は該固定棒１０をフレームＦの
後端に支持するための軸受で、マンドレル９はテールス
トック７を貫通して管ｌ内に遊挿し、その先端部が加熱
装置８より少し突出したところで軸受１１によりマンド
レル固定棒１０をフレームＦの後端に支持させ、管１の
曲げ加工終了までそのままの長さ方向の状態を維持する
ようになっている。１２はマンドレル固定棒１０の端部
に定着したスプロケットホイール。

１３はフレームＦに装着した電動機１４の出力軸に定着
したスプロケットホイールで、これら両スプロケットホ
イール１２．１３にチェノ１５を掛回し、電動機１４を
駆動すれば、マンドレルが回転するようになっている。

尚、図中、１６はテールクランプ用の油圧シリンダであ
る。

而して、上記のベンド管製造装置により本発明ベンド管
製造方法を実施する例について説明すれば、次の通りで
ある。

上述のように、管ｌの先端部をクランプ治具４及びクラ
ンプシリンダ５を介してアーム３に固定し、同じく後端
部をテールストック７に固定して、管１を加熱装置８に
より環状に局部加熱すると共に冷却ジャケット８ａによ
り前記加熱の直後冷却し乍らテールストック７を適宜の
推進装置により矢印方向に推進させると、管ｌはアーム
３にセットされた半径でアームポスト２を中心に旋回す
ると同時に管１は加熱領域において塑性変形され乍らア
ーム３の旋回半径によって曲げられる。このとき、従来
方法による曲げでは曲管部１ａに管の偏平化が生じると
共に曲げ内側は増肉し、曲げ外側は減肉する偏肉現象が
発生するため、これら偏平化と増肉現象の影響により、
曲管部１ａの内径断面積が著しく減少する。

然し乍ら：本発明方法は偏平化と増肉現象による上記の
ような内径断面積の縮小を、管１内にマンドレル９を密
に遊挿した状態で該マンドレルを回転させ乍ら曲げ加工
することにより、規制しながらベンド管に形成する方法
であって、特に、曲げ加工時に管内径を縮小させる曲げ
内側に呪われる増肉現象を、前記マンドレル９によって
曲げ内側の管壁外面側へ押出し乍ら曲げ加工する点に特
徴があるものである。このマンドレル９を用いた曲げ加
工は、曲率半径の小さな曲げ加工を行う場合に屡々生じ
る蛇腹状のしわの発生を防止するのにも極めて有効であ
る。

而して、マンドレル９はこれを回転させないで曲げ加工
を行なうと、その摺動抵抗が極めて大きく、この摺動抵
抗により曲げ加工中にきしみや駆動が生じて不都合であ
るばかりでなく、曲げによる管径の収縮現象でマンドレ
ルに絞り込み現象が生じ、摺動抵抗が著しく大きく（通
常の２〜３倍）なって、マンドレル固定棒１０の止め金
を破損するおそれがある。また、マンドレル９を回転き
せない場合は、曲げ加工時にマンドレル９が強く絞られ
るために、曲げ加工後のベンド管の取出しが非常に困難
なことが多いが、マンドレルを回転させることによって
、ベンド管の取出しが容易になり、作業性は大幅に改善
された。

また、マンドレル９の回転は一方向のみでなく交互とし
てもよく、マンドレル９を回転させ乍ら超音波振動を与
えたり、マンドレル９を回転させないで超音波振動を与
えてもよいし、更に、前記の操作において潤滑剤を用い
て管１とマンドレル９との間の摩擦抵抗を小さくするよ
うにしてもよ製１゜実際に上記装置により、５ＴＰＧ３８　Ｓｃｈ、４０６
Ｂ　（外径１６５．２ｍ＋、厚さ７　、１　ｗｅ　）の
管を、曲げ半径２４８＋ｗとし、曲げ内側７５０℃、中
間　９００℃１曲げ外側９８０℃で加熱し乍ら、推力２
６ｔ、推進速度１〜１．５■／ｓｅｃ、マンドレルの回
転周速度１０閣／ｓｅｅ、回転力２〜３ｔで曲げ加工し
たところ、内径が収縮せず、蛇腹現象の発生もないベン
ド管が得られ、また、曲げ加工後、装置からのベンド管
の取出しも極めて容易であった。

尚、上記実施例は管を推進し、加熱装置を固定した装置
について述べたが、管を固定し加熱装置を移動させるよ
うにした装置を用いてもよい。

また、本発明方法は上記の装置のみならず５次に説明す
る装置によっても実施することが出来る。

即ち、第３図に示すものは、冷間曲げ装置で、図中、２
１は曲げ加工されてベンド管Ｂとなるべき管、２２は回
転自在の旋回主軸、２３はフオームガイド、２４はクラ
ンプ用アーム、２５は該アーム２４に装着したクランプ
治具、２６は同じくアーム２４に装着し前記クランプ治
具２５を操作するクランプシリンダ、２７は止め金２８
を介してフレームＦに固定したプレッシャーブロックで
、前記フオームガイド２３とアーム２４は旋回主軸２２
に回り止めキーＫにより固定してあり、管２１の先端部
をクランプ治具２５に挟持させ、クランプシリンダ２６
により緊締し、該部２１の曲げ外側にプレッシャーブロ
ック２７を当接して曲げ加工時に曲げ反力を受けさせる
ようにする。２９は管２１に密に遊挿したマンドレル、
３０は該マンドレル２９の固定棒、３１は該固定棒３０
をフレームＦの後端に支持するためのブラケット、３２
はマンドレル固定神３０の端部に定着したスプロケット
ホイール、３３はフレームＦに装着した油圧モータ３４
の出力軸に定着したスプロケットホイールで、これら両
スプロケットホイール３２．３３にチェノ３５を掛回し
、油圧モータ３４を駆動すれば、マンドレル２９が回転
するようになっている。３６は旋回主軸２２に一体に設
けたスプロケットホイール、３７は該スプロケットホイ
ールに掛回したチェノで、このチェノ３７の端部を油圧
シリンダ３８のピストンロッド３９の先端に定着し、油
圧シリンダ３８を駆動すれば、フオームガイド２３は右
旋回するようになっている。

而して、上記のベンド管製造装置により本発明ベンド管
製造方法を実施する例について説明すれば、次の通りで
ある。。

上述のように、管２１の先端部をクランプ治具２５及び
クランプシリンダ２６を介してアーム２４に固定し、管
２１の内部にマンドレル２９を密に遊挿すると共に管２
１の曲げ外側にプレッシャーブロック２７を当接させて
、油圧シリンダ３８及び油圧モータ３４を駆動するので
ある。このようにして、油圧シリンダ３８の駆動により
フオームガイド２３に右旋回の回転を与えると、管２１
も同時に回転しようとするが。

管２１はその曲げ外側をプレッシャーブロック２７によ
り強固に当接されているため、この範囲においては管２
１は該プレッシャーブロック２７を案内として直進する
のみであるが、プレッシャーブロック２７による反力は
フオームガイド２３の中心と管２１の直交する付近にお
いて曲げモーメントを生じ、これにより管２１はフオー
ムガイド２３の半径で引き曲げされる。然し乍ら、管２
１の中に配置されたマンドレル２９は曲げ加工中、管２
１の偏平及び偏肉による内径の縮小現象によって、摩擦
抵抗が著しく増加し、曲げ加工中にマンドレル２９に振
動が発生して蛇腹現象が生じやすくなるが、本発明にお
いては、油圧モータ３４の駆動により１曲げ加工中、マ
ンドレル２９を回転させるから、マンドレル２９の摩擦
による抵抗が著しく軽減して曲げ加工が円滑に行なわれ
、マンドレル２９の振動に起因する蛇腹現象は発生せず
、偏平等による楕円化も極めて小さく、然も外観形状の
良好なベンド管を得られる。

実際に上記装置により、５ＴＰＧ３８　ｓｃｈ、４０６
Ｂ　（外径１６５．２■、厚さ７．１■）の管を、１）
曲げ半径　３３０．４■（管外径の２倍の半径）２）引
張力　１５ｔ３）マンドレルの回転周速　５〜６ｗ／ｓｅｅ　　、で
曲げ加工したところ、得られたベンド管の楕円化率は１
．５〜２％、曲げ外側の減肉率は１０−１２％で、蛇腹
現象の発生はなく、外観形状は極めて良好であった。

尚、マンドレルを回転させることなく曲げ加工したもの
は、曲げ始めに、曲げ外側に微細な蛇腹現象が２〜３山
発生した。また、曲げ加工時のマンドレルの摩擦抵抗に
ついて調べたところ、マンドレルを回転しない場合は、
３５０９〜４０００ｋｇであったのに対し、本発明の場
合は、１５０（ｌｙ２０００ｋｇニ過ぎなかった。

而して、上記冷間〜曲げ装置による実施例においては、
マンドレルを回転する例についてのみ述べたが、前述の
熱間曲げ装置による場合と同様にマンドレルに超音波振
動を与えたり、マンドレルを回転させ乍ら超音波振動を
与えるようにしてもよく、更に、適切な潤滑剤を併用す
るようにしてもよい。

［効　果］本発明は上述の通りであって１本発明方法によって製造
されるベンド管はその曲げ内側に生じるべき管壁肉厚の
増加を、該曲げ内側管壁の外面側の管外周長の増大とし
て現出させ、且つその部における曲げ平面上の管内径を
素管のそれと同等乃至はそれより大きくしたから、この
ベンド管をパイプラインの配管に用いた場合、従来のベ
ンド管の曲管部において内径断面積の縮小に起因する流
体抵抗の増加により生じていた圧力損失が著しく減少す
るので、配管上極めて好ましく、また、このベンド管の
製造に際しては、マンドレルを回転及び／または振動さ
せ乍ら使用することにより従来の熱間及び冷間ベンダを
用いて容易に実施することが出来るばかりでなく１曲げ
加至後のベンド管の取出しが極めて容易となる。更に、
適切な潤滑剤を併用すれば、マンドレルの管との間の摩
擦抵抗が小さくなるので、全体として操作が円滑になり
、効果は一層顕著なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造されるベンド管の一例の断面
図、第２図は本発明方法の実施に使用する熱間曲げ装置
の一例の平面図、第３図は同じく冷間曲げ装置の平面図
である。Ｂ・・・本発明方法により製造されたベンド管。ｍ・・・増肉部、１・・・管、２・・・アームポスト、
３・・・アーム、４・・・クランプ治具、５・・・クラ
ンプシリンダ。６．６ａ・・・ガイドローラ、７・・・テールストック
、８・・・加熱装置、９・・・マンドレル、１０・・・
マンドレルの固定棒、１２．１３・・・スプロケットホ
イール、１４・・・電動機、１５・・・チェノ、　２１
・・・管、２２・・・旋回主軸、２３・・・フオームガ
イド、２４・・・クランプ用アーム、２５・・・クラン
プ治具、２６・・・クランプシリンダ、２７・・・プレ
ッシャーブロック、２９・・・マンドレル、３０・・・
マンドレルの固定棒、３２．３３・・・スプロケットホ
イール、３４・・・油圧モータ、３５・・・チェノ、３
６・・・スプロケットホイール、３７・・・チェノ、３
８・・・油圧シリンダ同　小林雅人第４図

Claims

【特許請求の範囲】１　素管を冷間又は熱間曲げ加工してベンド管を製造す
る方法において、素管の内部で該素管の塑性変形させる
べき部位に該素管の内周壁に密に遊挿されるマンドレル
を配置し、曲げ加工時に該マンドレルを回転及び／また
は振動させながら該マンドレルにより、前記素管の塑性
変形を受けている部分における曲げ内側の管壁に現出す
る肉厚化現象を該曲げ内側の管壁の外面側のみに該部の
円周の増大として生じさせることを特徴とするベンド管
の製造方法。２　素管を塑性変形させるべき部位に配置されるマンド
レルは、素管の曲げ平面内において素管と当接している
部分の径を曲げ内側の方向で強制的に拡開することによ
り、その部の管外周長を増大させるようにする特許請求
の範囲第１項に記載のベンド管の製造方法。