JPS6120626A - ベンド管及びその製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は直管を曲げ加工して製造したベンド管及びその
製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 直管を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１曲管部中の直角断面には管の中心と外周の約】
／２程度を境にして曲げ内側には圧縮応力が、また、曲
げ外側には引張り応力が、それぞれ発生し、前記圧縮応
力により管の曲げ内側は増肉して管の内面側に膨れるた
め、管の内径断面積が減少する一方、管の曲げ外側は減
肉する。

この現象は第５図に示す通りである。

［発明が解決しようとする問題点コ 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
ると、このベンド管をパイプラインに使用した場合、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−．５Ｄ（Ｄ−管外径）以下の小さ
な曲げ半径の曲げにおいては、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、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。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑み、曲げ加
工中に曲げ内側の管壁の増肉する部分を、第６図Ａ、Ｂ
に示すように、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
管及びその製造方法を提供することを目的としてなされ
たもので、ベンド管の構成は、素管を熱間曲げ加工して
形成するベンド管においで、曲げ内側に生じる管壁肉厚
の増加を、該＋！１４ず内側管壁の外面側のその部の管
外周長の増大として現出させ、月つ、その部における曲
げ平面上の管内径を素管のそれと略同等乃至はそれより
大きく形成して成ることを特徴とするものであり、また
、このベンド管を製造する方法の構成は、素管の周上製
環状に局部加熱しながら該素管にその軸方向の推進力を
加えて核部を前進させつつ曲げモーメンｉ・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、
前記素管の内部て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１１
１０ず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。

［作　用］ 即ち、本発明ベンド管は、その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、曲管部の内径が
変らないようにすることにより、上記の難点を解消する
ものである。

［実施例コ 次に本発明の実施例を図に拠り説明する。

第１図及び第２図において、Ｂは本発明ベンド管の一例
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３図は本発明ベンド管の製造装置の一例の平面図で、
図中、１は曲げ加工されてベンド管Ｂとなるへき管、２
は回転自在のアームポス１−１３は該アームポス１−２
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、６，６ａはフレームＦに
装着しそれらの間に管１を通して核部１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１−ツタ
、８は環状の誘導子から成る加熱装置で、管１はガイド
ローラ６．６ａと加熱装置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
の後端に定着するための止め金で、マンドレル９はテー
ルストック７を貫通して管１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止め金１１により
マンドレル固定棒１０をフレームＦの後端に固定させ、
管１の曲げ加工終了までそのままの状態を維持するよう
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
を製造する方法について説明すれば、次の通りである。

上述のように、管１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１はアーム３
にセットされた半径でアームボスト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を遊
挿した状態で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現われる増肉現象を、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。

尚、前記マンドレル９は単純な円筒形であるが、以下に
説明する構造のマンドレルを使用することにより、第６
図に示すように、曲管部１ａの内径断面積を拡大し乍ら
ベンド管に形成することも可能であり、こうすることに
よって曲管部１ａの流体抵抗損失を極めて小さくするこ
とが可能である。

次に本発明方法において使用する各種マンドレルの構造
について説明する。

第７図及び第８図に示すマンドレルは、マンドレル本体
２１に固定金具２２を一体に連設したものであり、第９
図及び第１Ｏ図に示すマンドレルは、マンドレル本体３
１を中空にして冷却水を入れる冷却室３２を設けると共
に冷却水の入口３３及び出口３４を設け、且つ固定金具
３５を一体に連設したもので、管の曲げ加工時に加熱さ
れないようにしたものである。

また、第１１図及び第１２図に示すマンドレルは、マン
ドレル本体４１の内部を空洞にし、仕切板４２を介して
油室４３と冷却室４４に区分すると共に本体４１の内周
方向に潤滑油の注油孔４５と給油孔４６を設ける一方、
冷却水の入口管４７と出口管４８を設けてあり、且つ伺
定金具４９を一体に連設したもので、管内壁との摩擦を
軽減すると共に冷却を可能にしたものである。

第１３図及び第１４図に示すマンドレルは、管の曲げ外
側内壁の摺動抵抗を小さくするために、半円筒形のマン
ドレル本体５１の長さ方向両側に軸受５２を設けてロー
ラ５３を軸架してあり、前記本体５１に固定金具５４を
一体に連設したもので、曲げ加工時、ローラ５３．５３
が管の曲げ外側内壁に接触するようにして用いる。

第１５図及び第１６図に示すマンドレルは、半円筒状の
マンドレル本体６１の長さ方向両側に軸受６２を設けて
ローラ６３を軸架する一方、前記本体６１の前下部を切
欠して核部に摺動可動式芯金６４をピン６５により回動
可能に取付けると共に前記芯金６４を拡げるための楔６
６を前記本体６１を貫通する楔調整棒６７に固定させて
配し、且つ本体６１に固定金具６８を一体に連設したも
ので、マンドレルを摺動固定芯金となるべき本体６１と
摺動可動式芯金６４とに分割し、管の曲げ加工時、可動
芯金６４を楔調整棒６７の操作により、換言すれば、楔
調整棒６７を図の左方へ引張することにより、爪６４ａ
の張出しを大きくし、管の曲げ内側内壁に圧接させて曲
管部の管内径断面積を拡大させると共に曲管部の増肉現
象を拡散させて、曲管部の増肉を緩和せしめ、略等肉の
ベンド管に形成できるようにしたものである。

第１７図及び第１８図に示すマンドレルは、円筒状のマ
ンドレル本体７１の一側上部に長目の摺動可動式芯金７
２を、同じく下部に短か目の摺動可動式芯金７３を、ピ
ン７４．７５により回動可能に取付けると共に前記両芯
金７２．７３の先端部間にそれら芯金を拡げるための模
７６を前記本体７１を貫通する楔調整棒７７に固定させ
て配し、且つ本体７１に固定金具７８を一体に連設した
もので、第１９図（Ａ）に示すように、芯金７２の長さ
を長くしてこれを管の曲げ外側内壁に接触させ、芯金７
３の長さを芯金７２のそれより短かくすると共にその爪
７３ａの張出しを大きくして管の曲げ内側内壁に接触さ
せることにより、…農ず外側内壁の接触力を軽減させる
と共に第１９図（Ｂ）に示すように、曲げ加工された曲
管部が素管の断面よりも曲げ内側及び曲げ外側に拡管し
て曲げられるために曲げ内側の増肉現象は拡散し、略同
等の断面となる。

第２０図及び第２１図に示すマンドレルは、前述の第１
７図及び第１８図に示したものと同類に属するもので、
８１はマンドレル本体、８２．８３は該本体８１の一側
にビン８４．８５を以て回動自在に取付けた摺動可動式
芯金で、芯金８２は芯金８３より長目に構成され、芯金
８３はその爪８３ａの張出しを大きくシ゛であると共に
両者を枚用リンク８６により連結し、枚用リンク８６は
本体８１を貫通するリンク調整棒８７に固定させてあり
、その使用方法は第Ｊ９図々示の方法と同様である。尚
、図中、８８は本体８１に連設した固定金具である。

面して、上記諸マンドレルは製造すべきベンド管の種類
に応じ適宜選択して使用するものとする。

［効　果コ 本発明は上述の通りであって、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方法はマンドレルの使用に
より従来の熱間ベンダを用いて容易に実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ベンド管の一例の断面図、第２図は第１
図のｎ−ｎ線断面図、第３図は本発明方法の実施に使用
する装置の一例の平面図、第４図は曲げ加工時における
マンドレルと加熱装置との位置関係を示す断面図、第５
図は従来方法により曲げ加工した場合の曲管部の内径断
面積の縮小現象を示す図、第６図（Ａ）は本発明方法に
より曲げ加工した状態の断面図、同（Ｂ）は第６図（Ａ
）の■−■線断面図、第７−はマンドレル・の−例の平
面図、第８図は同右側面図、第９図はマン１−レルの別
個に一部を断面とした平面図、第１０図は同右側面図、
第１１図はマンドレルの他の別個の断面図、第１２図は
同右側面図、第１３図はマンドレルの他の別個の平面図
、第１４図は同右側面図、第１５図はマンドレルの他の
別個の断面図、第１６図は同右側面図、第１７図はマン
ドレルの他の別個の平面図、第１８図は同右側面図、第
１９図（Ａ）は第１７図のマンドレルを用いて曲げ加工
している状態の断面図、同（Ｂ）は第＋９１’１（Ａ）
Ｘ−Ｘ線断面図、第２０図はマンドレルの他の別個の平
面図、第２１図は同右側面図である。 Ｂ・・・ベンド管、ｍ・増肉部、１・素管、１ａ・・曲
管部、２・アームボス１へ、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・・・マンドレル固定棒第１図 第３図 第４図 第５図 第１３図 ５ｉ 第１５図 Ｊｉ１４図 ．５ｉ 第１６区 ６６６１１゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　素管を熱間曲げ加工して形成するベンド管において
   、曲げ内側に生じる管壁肉厚の増加を、該曲げ内側管壁
   の外面側のその部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
   略同等乃至はそれより大きく形成して成ることを特徴と
   するベンド管。 ２　曲げ内側の管壁の外面側に現われる管円周長の増大
   は、該部の管壁肉厚が外側にのみ増大して形成された特
   許請求の範囲第１項に記載にベンド管。 ３　曲げ内側の管壁の外面側に現われる管内周長の増大
   は、該部における曲げ平面上の管内径が増大して形成さ
   れた特許請求の範囲第１項に記載のベンド管。 ４　素管の周上を環状に局部加熱しながら該素管にその
   軸方向の推進力を加えて該管を前進させつつ曲げモーメ
   ントを付与し、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。 ５　素管を塑性変形させるべき部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
   分の径が曲げ内側の方向で強制的に拡開されることによ
   り、その部の管外周長を増大させる特許請求の範囲第４
   項に記載のベンド管の製造方法。