JPS63188427A - 捩り機構付ベンダ− - 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〕 本発明は、円形以外の例えば隋円形、矩形、三角形、小
判形等の断面をＭする配管材料を一定のピンチで捩り乍
らかつ指定された半径で曲げるためのＲンダにかわる。

〔従来の技術〕

従来は、この種の形状のものは、製作加工が難かしいと
いう事で設計上極力避けるように計られたので、その需
要は殆んどながったが、近来、核融合関係装置でその需
要が見られるようになって来た。

従来この種の需要があれば、管材を１ピツチ又は半ピツ
チなどに細分して、手作業で少しずつ捩りさらに曲げを
かけて近似的寸法のものとし、ひとつひとつを修正加工
の上、熔接で仕上げてゆく工法を採らざるを得なかった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のような従来技術によると、次のような問題点があ
る： （１）溶接線の絶対量が大きく溶接工数がかが９製造コ
ストが高い。

（２）仝上の理由により、入念に熔接しても轟該需要が
忌避すべき溶接欠陥のおこる可能性も大きく、検査・手
直しの工数も増大する。

（３）　　溶接による溶接後の歪みも大きく、定寸どお
シの仕上シをするための手直し加工工数も加算される。

次に、既成のベンダ装置を改良して、（１）直線状の被
加工物の供給を水平に行ない、かつ押し勝手とする事に
よって、先端を引張る事なく、熱加工時の残留応力を低
減すると共に、曲げの外周側の肉が薄くなる事を防止す
る（先端は曲げの案内と、−捩シを与えるものとする）
、（２）円形の軌跡の始点のみに加熱器を配置し、被加
工物がこの部分を道通せしめる時にのみ軟化によって曲
げ力と捩シカを受けて変形を与え、このあとの通過帯で
は先端よシの捩り力と曲げ力は受けているが冷却固化せ
しめる事による硬化を狙う、（３）曲げの案内及び捩シ
については、被加工物の先端をチャック（取付具）で留
め、之を転向せしめる事によって捩シを、かつ夫等の装
置を台車上に載架せしめ台車を一定の半径のＨ弧状の軌
跡上を定らしめる事によって曲げを与える、ことが考え
られるが、このようにすると次のごとき問題点がある： 第１１図において、第８図のごとき回転取付具を取付け
た台車（第９図、第１Ｏ図）を、半径Ｒのごとく走行せ
しめると、曲げと捩りを加工材に与えるべき点０（加熱
体によって加熱される部分）は矢印のごとき回転を与え
れば半径ＯＫで上に持ちあげられるように働く。一応素
材は供給側と台車自身で押えられているものの成形後に
製品の軸線は横から観ると水平でなく湾曲したものが出
来あがる。

このような問題点を解消するために、台車による方式を
棄却して、第１図のごとく、ごく加熱点に近接して、あ
る角度αと指定された曲率のＲとで定められる定点に回
転治具を置き、該回転治具を回転せしめたとしても、前
述のＯＫの長さは存在して、同様な問題があるが、ＯＫ
の絶対値が少さくなシ、また、この数値が一定となる。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図乃至第６図で、定点Ｕで回転を与えた時に始点０
の運転は第２図においてＵＫを軸とし、ＫＯを半径とし
た円錐の底面の軌跡内のごとくになるので、若し回転治
具が回転し乍らこの芯がＵから出発して一旦沈んでＶで
同一レベルとな）、次に浮んでＵにかえる円形の軌跡を
画くならば始点０は動かされずに済むことになる。

つまり始点Ｏから曲げの方向に向って素材の進行方向に
直角に線を引き、その線の上に点ＰをとりＰから之に角
度αの線を引きＰＳとしてＰから半径Ｒの円弧を切って
その点をＵとし、かつＯからＰＳに対して垂線を引きそ
の交点をＶとしてｕＶの中点をＭとしてＵＭを半径とし
て、ＰＳを含む垂直面での円軌跡をえかき、この軌跡上
を回転治具１回転あたり１回移動せしめればよいことに
なる。

之を行ない得るものは第６図に示したごときオルダム接
手のア、３５中間の板である。この中間の板の芯Ｍはｕ
、■の水平偏芯ｉｅに対して丁の半径で、点Ｍを芯とし
て動かされ、かつすべての３２゜３３．３４．３５板の
回転に対して２倍の回転となる。

ここでオルダム接手は通常これ等の３２．３４．３５板
を３枚直接配置して用いられるが、本発明では之を第４
図のごとく中間軸を介してオルダムを２つに分割し、一
方から駆動を与えて中間軸の芯を半径％と２ｎ（ｎは駆
動の回転数でかつ中間軸もｎで回転される）の回転数で
動かし、かつ中間軸よシチェイ／等を介して回転治具を
２倍に増速する。

〔作　用〕

中心点Ｍ（第３図）は、幾何学的に容易に（０からのＸ
座標、Ｙ座標で示すと） ＲＲ。

Ｘ＝−（２−ｃｏｓα（１＋　ｃｏｓα月、　Ｙ　＝　
Ｔｑ１ｎα（１＋ｃｏｓα）で表わされるが、ＹとＸの
比率はαを一定とする限シ一定となって直線上の軌跡が
画かれるので、ペデスタルを直線の案内の上に乗せれば
容易に具現出来る。またＵとＶとの差は偏芯１１ｅ＝Ｒ
（１−ｃｏｓα）で与えられる処から、Ｘ又はＹあるい
はｐ区＋Ｙ”として検出すればｅを設定するのは容易で
あるので、ペデスタルをスライドした後に之を検出して
パイロットモータでｅを割出す（すなわちオルダムの芯
Ａをきめるために軸受ブロックを動かす）。

以上のごとくして供給装置の供給速度と、回転治具の回
転数を設定しかつ加熱装置に電源を入れて駆動すれば、
被加工素材は加熱軟化点でふシまわされる事なく押勝手
で曲率半径一定でかつ捩れピッチ一定の曲げと同時に捩
りの加工が受けられる。

〔実施例〕

第１図乃至第６図において、 １は供給装置で、案内１１．走行ビニオンラック１２゜
′　　走行駆動装置１３．取付具１４．及び受はロー２
１５を有する。

２は誘導加熱装置で、線輪ブロック２１．及び電源ｎを
有する。

３は駆動装置で、原動機３１゜ オルダムカプリング板（Ｂ）　３２　、　　オルダムカ
プリング板（Ｍ□）３３゜オルダムカプリング＆（Ｍ２
）３４．オルダムカプリング板（Ａ）３５゜駆動軸３６
．軸受ブロック３７゜ 軸受ブロックスライド移動装置間、パイロットモータ３
９゜チェインホイール４０．チェイン４１．纜デスタル
４２゜及び案内４３を有する。

５は回転治具で、回転治具５１．チェインホイール５２
゜ローラ支持体犯、軸受ユニット５４．遊動架台５５゜
及び支持バネ５６を有する。

６は制御装置で、回転比率設定制御装置６１゜位置検出
装置６２．及び偏芯位置設定計算指令器６３を有する。

第１図、第２図において、被加工素材の末端附近を取付
具１４にセットし中間部を受はロー２１５に乗せて先端
を銹導加熱線輪ブロック２工にくぐらせて、最初誘導加
熱装置２の電源部を入れ被加工素材を加熱して手作業で
曲げて回転治具５の孔の中にさし込む。この回転治具５
の構造は第３図乃至第６図で説明されるが、原動機３１
から軸３６とチェイン４１を伝わって回転させられるの
で、供給装置１の走行速度と回転治具５１の回転速度の
比率を比率設定制御装置６１で設定し、走行駆動装置１
３と駆動電動機３１とを始動せしめる。駆動装置１３は
被加工素材とそれを適しての力で指定された径路上の回
転治具５１によって方向変換をし乍ら、押し勝手で被加
工材を曲げる一方、回転治具５１の回転によって捩られ
て成形せられる。回転治Ｊｌｃ５１の回転は回転治具５
１の芯を固定するかぎり、第３図で説明されるとおり、
ＵＫを軸としてＫＯの半径だけ振りまわす事にな夛、之
をキャンセルするための半回転で■の位置になるように
、しかもＫＯの回転方向とは逆の方向に円運動をするよ
うにしなければならなくなるので、中点Ｍを芯とした半
径Ｔの円運動をする事になるので、とのＭからｖＯに平
行な軸Ｑを想定して之を芯として回転治具５１の芯を回
転と同調して動かしめることとする。この芯のＲＲ 点Ｍは、１２丁（２−ｃｏｓα（１＋ｃｏｓα））ｌＹ
−１ｓｉｎα（１＋ｃｏｓα）という位置にある処から
、この軌跡は０点を通る直線上にあるから、ペデスタル
４２を之に沿って動かしめられれば良い事になシ、直線
上の案内４３を設置する事によシ、Ｍ点は狂いなく設定
できる。

またＵとＶとのずれ（偏芯量）はｅ＝Ｒ（１−ｃｏｓα
）で与えられるために、この軌跡を具現する為に第６図
のごときオルダム接手の機構（但しオルダムカップリン
グ板３２の回転の２倍速となる）を使えば中間のオルダ
ムカップリング板３３　、３４の芯カコの動きをする。

またこのカップリング板オ、３４は、はぼオルダムカッ
プリング板３２の軸とほぼ同じ回転をするので、第４図
で示されるとおシ、中間軸３６から駆動をとってこの２
倍の速度で回転治具５１を駆動してやればよい事になり
、この目的のためにチェインホイール４０．チェイン４
１及ヒチエインホイール５２が組込まれる。

ここで軸間を軸受ユニット５４を介して遊動架台５５に
とめ、遊動架台５５にさらに回転治具５１をローラ支持
体５３で載架すればよい（第７図）。遊動架台５５を支
持ばね５６でペデスタル４２の上に乗せておく。一方、
この軸あの設計上の心から７距った処にオルダムカップ
リング板３２を取付けた原動機３１の芯をおき、カップ
リング板３２　、３３で係合せしめ、さらに逆方向に丁
距った処にオルダムカップリング板あを取付けた軸を収
納する軸受ブロック３７を置き（但し原動機３１の芯と
軸受ブロック３７は同一水平レベルとする）、この軸受
ブロック３７１−２７’スタル４２上で、軸あの芯と直
角方向にスライドしてやればよく、第５図示はその一例
としてパイロットモータ３９で駆動する軸受ブロックス
ライド移動装置関を置く。原動機３１の芯と軸受ブロッ
ク３７の芯との開きはｅで与えられるので、先述の公式
からＸ又はＹが与えられればαを一定とするかぎりＲが
与えられ、従ってｅも計算できるので、検出装置６２で
位置を検出し、偏芯位置設定計算指令器６３で、このｅ
量をパイロットモータ３９を駆動して指定された位置で
止めてやればよい。

被加工素材（管）の先端を線輪ブロック２１に通して加
熱し乍ら手作業で曲げる時点では、素材が回転治具５１
により保持されておらず、従って捩シは受けていないの
で、角度αに相当する部分は成形抜切シ落される。

尚、平面でみると第７図のとおシとなシ、パイプは斜線
部のみ加熱され柔らかくなっておシ、回転治具５１の傾
きによってＣの方向に曲げられ、ｄｌの方向に捻られる
力は剛になった部分を通じて取付具１４で保持されてい
るので加熱部が変形する。さらに回転治具５１はＫＫを
軸として回転するので、若し回転治具１４と縁が切れて
いれば半径γで振シまわされる事になるのでこの振シま
わしをなくするためにＱ点を移動する。

第１１図は、台車が半径Ｒで移動して角度αの位置にあ
るということを示しておシ、捩りの回転数とＲ６α、と
は直接関係はない。しかし台車がα０ Ｒｘ蔀「×２πだけ動いた時に何回転させるかによって
、捩りのピッチが定まるので、回転治具の回転は送シの
回転に比例させることか必要となる。

オルダム接手は通常、Ｕ軸とＹ軸がｅだげ偏芯（本図で
は水平方向とする）している場合（第６図）に、Ｕから
Ｖへ動力を伝えるために用いられ、すおよびＹ軸のカプ
リング（第４図の３２．３５）に軸芯を通って半径方向
に走る突起を設け、之等の間に裏表に十字の溝を切った
カプリング◎（第４図の３３．３４　）をはさんだ構造
を有し、カプリング◎の芯Ｑは、第６図のとおり、ＵＶ
Ｑが直角三角形となるので、芯Ｑは半径％でＵ又はＶの
回転速度の２倍で運動する事になる。尚カシリングＯ自
身の回転はＵ軸又はＹ軸の回転と等しくなる。

本発明のごとくカプリング■を２つに分けてカブリング
オ、３４とし、　両力プリングを軸あてっなぐと、この
軸３６はＵ又はＶの回転数と等しい回転数で回転し乍ら
、芯は％の半径で２倍の回転数で運動する事となシ、チ
ェインホイール４０の芯もとの軸Ｉと同様の動きをする
。

軸受ユニット５４を介して架台５上に乗った回転治具５
１は、先づ芯がちの振幅で振れ乍ら、チェイン４１によ
って２倍に増速されるので回転と芯ぶれがマツチした運
動になる。

なお、遊動架台団のサポートは支持ばね５６で図示して
いるが、ここは垂直方向、水平方向にスライドをつけて
もよい。

本装置の作用を要約すると次の如くなる：（１）　　回
転加工装置において、被加工物の設計上の芯が次式で表
示される平面上の位置になるよう、該回転加工装置全体
がスライドしうるような案内の上に配置する。

式　　　Ｘ＝Ｔ（２−ｃｏｓα（１＋可α））Ｙ＝ｆ１
５□。α（１＋ｃｏｓα） 但　Ｘ：上から被加工物を（ふかん）するように観て被
加工物の中心線で曲げの始点を０として直線上の被加工
物から直角に曲げの方向に測った距離 Ｙ：上から被加工物を（ふかん）するように観て被加工
物の中心線で曲げの始点を０として被加工物の中心線上
に進行方向に測った距離。

Ｒ：被加工物の曲げ成形後の曲率半径 α：被加工物の曲げられた後の中心線を上記Ｘ軸上に中
心点を置きｘ＝ｏ、ｙ＝＝ｏを始点として半径Ｒの軌跡
を画き当該回転加工装置を被加工物が通る時に受けるべ
き曲げの角度 （２）　　以上のごとく求められた点、Ｘ、ＹからＹ軸
に対してαだげ傾く軸線Ｑを引き、次の式によって計算
されたｅの半分（即ち％）の軸線を該軸線の両側に設け
、そのうち被加工物の進行側のものをＡ供給側をＢとす
る。　　・ ｅ＝Ｒ（１−閘α）：α、Ｒの説明は（１）と同様（３
）軸線Ｑ上で座標（Ｘ、Ｙ）の点にＱを軸として回転せ
しめるよう、断面が被加工材とほぼ同等で被加工材を押
え乍ら之を進行方向に適す回転治具を配し之をほぼ直下
に配された軸ＡＪＱ’から回転比２で増速して軸線Ｑ′
と同じ方向に回転せしめる。

（４）軸線Ｑ′上には軸を配列し之を軸受を介して遊動
架台に取付ける。遊動架台は回転治具を軸受又はコロ等
で支持しかつバネ等を介して固定架台に係合しているも
のとする。

軸の両端はそれぞれ軸方向から観て十字のごとき案内を
有したフランジ状の接手（オルダム接手を形成する如く
）を配置する。

・　（５）軸線Ａに相当する処に前記（４）項に示す軸
の一端に案内を介して係合する如くフランジ状の接手を
軸に取付ける二方、之を支持する軸受は軸線Ａと直角方
向に滑動せしめるようにして軸受をパイロット電動機で
駆動して位置を設定しうるようにする。

（６）軸線Ｂに相当する処に前記（５）項で示された軸
（ａ受）と同一の芯高として前記（４）項に示す軸のも
う一端に案内を介して係合する如く、もうひとつのフラ
ンジ状の継手を原動機に取付け、原動機はスラーｆ　ト
’可能なＲデスタル上に固定する。ペデスタルｕ（１７
で指りビされた如く、被加工物の設計上の芯が平面上、
Ｘ、Ｙの位置になるようにスライドできるようにし、被
加工物の曲率半径Ｒを変えれるようにする一方Ｘ又はＹ
の値を検出しうるようにする。

（力　この検出値を次のとおシ演算してＡ軸とＢ軸との
間隔ｅを計算して前記（５）項で示された／ぐイロット
電動機を操作せしめるｉｔｔ算器付制御機構を有する。

（８）以上のごとく位置の設定が完了したならば押出し
供給装置の被加工材供給装置の回転速度及び前記（６）
項で述べられた原動機の回転速度を設定して、材料を所
定の曲率半径Ｒと、捩υピッチで加熱を利用して加工す
る。

〔発明の効果〕

（１）　　大きなブロックの製品が成形されるので一体
化溶接作業工数及び検査工数が削減できる。

（２ン　　任意の曲げ半径と、任意の捩ｐ進行率の製品
を得る事ができる。

（３）加工時に軸方向に引張られる力が少さいために無
理な力がかからないので、製品の品質が良好に保てる。

（４）加工時に捩り回転に無理がなく行なわれ製品の寸
法が予定どおり得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の平面図、第２図は第１　Ｃｍ
のＡ−Ａ断面図、第３図は回転治具設置芯にかかわるペ
デスタル配置及び軸配置の関係説明図、第４図は回転治
具駆動にかかわる断面図、第５図は偏芯位置設定機構図
、第６図はオルダム接手説明図、第７図は被加工素材の
加熱・押出し部分の平面図、第８図は遊動架台の構造図
、第９図及び第１０図は他の実施例における台車の正面
図及び側面図、第１１図は台車の位置関係説明図である
。 １・・・供給装置 ２・・・誘導加熱装置 ３・・・駆動装置 ５・・・回転治具 ６１・・・回転比率設定制御装置 ６３・・・偏芯位置設定計算指令器 代理人　　弁理士　　岡　本　重　文 外２名 ；ど÷＠！Ｌ−ツｂ 第５図 第６図 第７因 第８図 第９図　　　　　第１０図 第月図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 隋円形等の断面を有する直線状の配管材を曲げると同時
   に捩りドーナッツ状でかつその断面の長軸が周方向に遷
   移するに従つて漸時傾いてゆく曲面を形成せしめる工作
   機械において、取付具によつてつかまれ直線的に押出さ
   れる被加工物の断面を覆う加熱器を設け、前記加熱器を
   通つて出た被加工材を該被加工材の芯に円形の軌跡を有
   する移動を与え乍ら該被加工材を回転せしめる装置に導
   入し、被加工物の加熱軟化された部分に指定された曲げ
   と捩りを与えて加工するようにしたことを特徴とする捩
   り機構付ベンダー。