JPS6336927A - 金属条材の曲げ加工装置 - 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、金属条材を熱間曲げする方法及び装置で、特
に曲げ半径を容易に制御できる方法及び装置に関するも
のである。

〔従来の技術とその問題点〕

従来、金属条材を曲げ加工する方法として、曲げ加工す
べき金属条材を局部的に加熱し、その加熱部分を前記条
材の長手方向に移動させながら、該部に曲げモーメント
を付与して塑性変形させ。

連続的に曲げて行く方法がよく知られており、そのため
の装置としては、例えば、特公昭３８−２１４６２号公
報所載のように、曲げ加工すべき金属条材を連続的且つ
直進的に推進する装置と、推進される前記条材を狭幅で
高温に加熱し、且つ加熱の直後冷却するようにした環状
の加熱装置と、前記条材の先端又は中間適宜の個所をク
ランプし該条材を曲げ方向に案内する旋回自在の曲げア
ームとから成るものがある。

然しなから、上記のような装置では１条材の曲げ半径が
曲げアームの有効長で定まるため１曲げアームの長さに
より曲げ半径が制限されて大半径の曲げ加工を行なうこ
とができないという問題点がある。

この問題点を解決する方法として、特公昭５７−２６１
７１号公報に記載された方法が考えられた。即ち、この
方法は、第３図に示すように、条材１の後端をテールク
ランプ２で固定し、条材１の先端部を固定したクランプ
７を具えた曲げアーム８の旋回ピボットを、自在に移動
可能なアーム保持台９に保持させ、これを後方に引張っ
て移動させる゛と共に、加熱装置５を移動させることに
より、任意の曲げ半径を得ようというものである゛が、
この方法では、曲げアーム８の旋回ピボットを駆動装置
で条材ｌの後方に引張っており、一方、条材１は曲げア
ーム８を前方に押しているので、その作用面が一致せず
、転倒モーメントが生じ、これを防止するために複雑な
機構が必要となるし、更に、条材１のフリースパンが長
くなるので、弾性歪が大となり、これを克服するために
は、相当の経験と配慮が必要となる。

また、上記方法に代る方法として、特開昭５７−２０６
５２３号公報に開示されているものがある。この方法は
、第４図に示すように、ピボット１１を中心として揺動
するブーム１２に曲げアーム８の旋回ピボットを保持し
た移動台１３を移動可能に設けると共に、この移動台１
３をブーム１２に沿って移動させる駆動装置’１４を設
け、条材１をテールクランプ２によって前進させると共
に、移動台１３を移動させ、曲げアーム８の有効長と異
なる半径で曲げ加工するものであって、すぐれた方法で
はあるが、移動台１３を移動させるブーム１２も旋回す
るので、回転角即ち、曲げ角度を検知しにくいばかりで
なく、二つの可動体を備える必要があるため、装置の構
造が複雑にならざるを得ないという問題点がある。

尚、第３図及び第４図において、３は条材１の送り装置
、１０は油圧シリンダである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決し、で
きる限り簡潔な構成で従来と同様に金属条材を曲げ加工
することのできる装置を提供することを目的としてなさ
れたもので、その方法の構成は、曲げ加工すべき金属条
材を、案内ローラによって挟持案内し、前記案内ローラ
の直前に設けられた環状狭幅に加熱できる高周波誘導子
のような加熱装置に挿通し、前記条材の曲げ加工すべき
部分の前端部付近をクランプによって強固に把持して、
該条材を連続的に加熱、推進しながら、加熱部に所定の
塑性変形を加え、該条材を曲げ加工する方法において、
前記クランプを、曲げ平面上において回転自在に支持し
、曲げ曲線の形状によって定められる軌跡上を移動させ
ることにより。

前記条材の加熱部を塑性変形させることを特徴とするも
のである。

〔作　用〕

即ち１本発明方法は１曲げアームを用いないで、金属条
材の先端部又は中間適宜の個所を把持するクランプを回
転自在に支持したクランプ台を、固定点を中心に回転す
るアーム上で移動可能とし、該アームを回転させるか、
又は走行台車上で移動させることにより、曲げ加工時、
該クランプの位置を曲げ曲線の形状によって定められる
一定の軌跡に沿って移動させることにより、加熱部に所
定の塑性変形を付与して、曲げ加工しようとするもので
あり、クランプの移動軌跡を制御することによって、大
きな曲げ半径の曲げ加工は勿論、Ｓ字曲げや楕円面げそ
の他複雑な曲げ加工をも可能とする。

このように、金属条材をある曲線に曲げる場合、該曲線
状に曲げられた条材をクランプしていると想定し、当該
条材が前記加熱装置の間で前記案内ローラの推進線に接
するように移動すると仮定して、前記クランプ部の軌跡
を作図又は計算によって求め、これを曲げに必要なりラ
ンプの移動軌跡とみなすことができる。

更に、曲げ作業中、前記条材には加熱部の変形抵抗に相
応して曲げ応力が生じ、条材が弾性変形しているので、
特に精度が必要な場合、要すれば、前記クランプの移動
軌跡に所要の修正を行なうものとする。

本発明は上記の原理に基づくもので、金属条材を任意の
曲線形状に簡単に曲げ加工することを主眼とするもので
ある。

〔実施例〕

次に本発明方法の実施例を、本発明装置の実施例の図に
拠り説明する。

実施例　１ 第１図は上記装置の平面図で、２１は曲げ加工すべき金
属条材である金属管、２２．２２．２３．２３は前記管
２１を案内する案内ローラ、２４は前記案内ローラの前
部に配設した環状の高周波誘導子から成る加熱装置で、
前記管２１を局部的に高温に加熱し、加熱の直後に加熱
部を冷却する冷却装置（図示せず）が一体的に設けられ
ている。２５は前記管２１をその後部から推進する推進
装置（図示せず）の管端部支持台、２６は前記管２１を
案内ローラ２２．２２．２３゜２３及び加熱装置２４を
通しその先端部を把持するクランプ、２７は一端部を前
記加熱装置２４の直下中心位置の床に枢着した枠状のア
ーム、２８は前記アーム２７の枢着部を中心とする円弧
状のラックから成る案内部材で、アーム２７の他端側裏
面に前記案内部材２８のラックに噛合するピニオン２９
を装着しである。　３０はアーム２７に摺動自在に装着
し且つ前記クランプ２６を回転自在に取付けたクランプ
台、Ｍは前記ピニオン２９を駆動するモータで、前記モ
ータＭを駆動すれば、前記ピニオン２９が案内部材２８
のラック上を回転して、前記アーム２７を旋回させるよ
うになっている６従って、条材２１をその後端部から連
続的且つ直進的に推進しながら、前記加熱装置２４によ
り局部的に加熱すると共に、モータＭを駆動して、アー
ム２７が案内部材２８上を旋回するようにすることによ
り、前記加熱部に曲げモーメントを付与するようになっ
ている。

而して、本発明方法の作用を上記装置例に拠り説明すれ
ば、次の通りである。

まず、曲げの始めにはアーム２７を管２１の推進方向に
一致させておき１曲げ加工すべき管２１を案内ロール２
２．２２．２３．２３間を通し、加熱装置２４を通して
、その先端部または中間適宜の個所をクランプ２６に強
固に把持させる。この状態で、管端部支持台２５を推進
装置により推進しながら、加熱装置２４により前記管２
１を局部的に環状の狭幅に加熱し、加熱の直後冷却する
抛作を行なうと同時に、モータＭを制御駆動して前記ア
ーム２７を案内部材２８上を旋回させることにより、管
２１の加熱部に曲げモーメントを付与すれば、肢管２１
は萌記加熱部において塑性変形され、曲げ作業が行なわ
れるのであって、このとき、クランプ２６はアーム上を
摺動するクランプ台３０に回転自在に取付けられている
ので、アーム２７内を前進しながら回転し、曲げ作業が
進行するのである。

このようにして管２１は曲げ加工されるのであるが、モ
ータＭによるアーム２７の回転を制御することにより、
小さな曲げ半径から大きな曲げ半径まで所望の曲げ半径
の曲げを行なうことができるばかりでなく、左右いずれ
の曲げも可能であり、曲げ半径を中途で自由に変えたり
、Ｓ字曲げのような複雑な形状に曲げ加工することもで
きる。

更に１本発明方法により金属条材を大きな曲げ半径で曲
げる場合は、通常、アーム２７の回転量は曲げ曲線の曲
率に相応して極めて小さくてよく。

回転トルクも略一定であり、制御が容易な上に正確な曲
げを期待できる。

実際に、１０ｍの管を５０ｍの曲げ半径で２曲げ始点を
クランプして曲げ加工する場合のアーム回転角は下表の
通りである。

尚、上記実施例においては、アーム２７の回転中心を加
熱装置！２４の直下としたが１本発明にあってはこれに
限られず、加熱装置！２４の前後または側方等適宜の個
所にしてもよい。

また、同じく、上記実施例においては、アーム２７の裏
面に取付けたビニオン２９を案内部材２８のラックに噛
合させ、該ビニオン２９をモータＭで駆動することによ
り、アーム２７の回転を調整するようにしたが、前記案
内部材２８を設けないで、クランプ２６を回転自在に装
着した前記回転台車３０を、アーム２７内を強制的に移
動させるための駆動装置をアーム２７内に配設して、該
駆動装置を操作することにより、クランプ２６とアーム
２７の回転中心との距離を調整するようにしたり、前記
案内部材２８とこの駆動装置を併用するようにしてもよ
い、このようにすれば、圧縮による減肉防止等に対し頗
る有用である。しかし、゛前記駆動装置のみを使用する
場合には、管２１の曲げ方向を特定するために。

クランプ２６の回転方向を強制的に定めるための手段を
設けると共にアーム２７の裏面に車輪等を設け、床上に
はアーム２７の回転中心と同心の円弧状のレールを設け
て、前記車輪がレール上を滑らかに転勤できるようにす
る必要がある。

実施例　２ 第２図は上記第１図々示の装置とは別の本発明装置の平
面図で、　２１乃至２６は第１図と同様であり、３１、
３１は適宜の間隔をおいて金属管２１の推進方向（以下
「Ｘ方向」という）に平行に設置したレール、３２はそ
れらレール３１．３１に架装しその上を移動できるよう
にした台車、　３３，３３ａは該台車３２の両側壁で、
底部にそれぞれ車輪Ｗを取付けてあり。

該車輪Ｗを前記レール３１．３１上で転動させ１台車３
２が滑らかに移動できるようになっている。３４゜３４
は台車３２の前後壁、３５は台車３２の前記前後壁３４
゜３４内に移動可能に内装したクランプ台、３６は台車
３２の両側Ｊｉｉ３３．３３ａに回転自在に架設したネ
ジ棒で、クランプ台３５には該ネジ捧３６のネジに螺合
する雌ネジを設けて該雌ネジをネジ棒３６に螺合させ。

側壁３３に装着したネジ捧駆動用のモータＭの駆動によ
り、クランプ台３５が台車３２の前後［３４，３４間を
Ｘ方向と直角の方向（以下「Ｙ方向」という）に移動す
るようになっており、クランプ台３５には前記クランプ
２６が回転自在に装着されていて、前記モータＭにより
クランプ台３５をＹ方向に移動制御しながら曲げ加工す
ることによって、小さな曲げ半径から大きな曲げ半径の
曲げ加工は勿論、Ｓ字曲げや楕円−げその他複雑な曲げ
加工をも行なうことができるようになっている。

尚、上記曲げ加工の過程において、クランプ台３５はＹ
方向のみならず１条材の推進に伴ってＸ方向にも移動し
ようとする。このＸ方向への移動は台車３２の車輪Ｗが
レール３１．３１上を転動することにより、該台車３２
を介して行なわれるが、必要に応じては、台車３２を適
宜の駆動装置により駆動できるようにし、前記モータＭ
と共に予め定められたプログラムによりその移動を制御
するようにしてもよい。

次に、上記装置の作用について説明する。

曲げ加工すべき管２１を図示のように案内ローラ２２、
２２．２３．２３間を通し、加熱装置！２４を通してそ
の先端部または中間適宜の個所を、クランプ台３５に回
転自在に装着したクランプ２Ｇに把持させ、管端部支持
台２５を推進装置により推進しながら、加熱装置１１２
４により前記管２１を局部的に環状の狭幅に加熱し、加
熱の直後冷却する操作を行なうと同時に、モータＭによ
りネジ捧３６を回転させてクランプ台３５を台車３２内
をＹ方向に移動させることにより、前記管２１の加熱部
に曲げモーメントを付与すれば、肢管２１は前記加熱部
において塑性変形され曲げ加工されるのであるが、クラ
ンプ台３５は台車３２内を移動しながら回転すると共に
、台車３２は車輪Ｗによりレール３１上をＸ方向に移動
する。

このようにして、管２１は曲げ加工されるのであるが、
モータＭによるネジ捧３６の回転を制御することにより
、小さな曲げ半径から大きな曲げ半径まで所望の曲げ半
径Ｒの曲げを自由に行なうことができるばかりでなく、
複雑な形状の曲げ加工をも行なうことができるのである
。また、クランプ２６を直進させれば、金属管２１を直
管のまま加熱できるので、直管部から連続して熱処理し
ながら曲げれば、焼接ぎのない曲管を得ることも容易で
ある。更に、レール３１．３１の位置を３１’、　３１
’のように金属管２１に対して相対的に変化させれば、
左右いずれの側にも自由に曲げることができる。

尚１本発明で金属条材を大きな曲げ半径で曲げる場合は
、金属条材の推進長に対してクランプの横移動量が極め
て小さくてよく、推進長の略２乗に比例するので、制御
が容易な上に正確な曲げを期待できる。

実際に、１０ｍの管を５０ｍの曲げ半径で曲げ加工する
場合の曲げ始点部の横移動量は下表の通りである。

また、上記実施例においては、台車の移動方向はＸ方向
に限定しなくてもよく、一方、クランプの位置を移動さ
せるのに、ネジを用いたが、本発明にあってはネジに限
らず、他の適宜の手段を採用するようにしてもよいし、
クランプ台に代え、台車を駆動する方が便利な場合は、
これによることも、又は双方を駆動することもできる。

更に、クランプを上下する機構を付加すれば、螺旋曲げ
等の立体曲げを行なうことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明は上述の通りであって、曲げアームを全く用いる
ことなく、曲げ加工すべき金属条材の曲げ先端部を把持
するクランプの位置を移動させることにより、前記金属
条材の加熱部分に必要にして充分な塑性変形を付与して
曲げ加工するから、装置を極めて簡潔に構成することが
でき、狭い場所で任意の大きさの曲げ半径の曲げが可能
であり、曲げ精度も従来の曲げアームを用いる方法と同
様良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明装置の平面図、第３図及び第
４図は従来方法を実施する装置の平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　曲げ加工すべき金属条材を、案内ローラによって挟
   持案内し、前記案内ローラの直前に設けられた環状狭幅
   に加熱できる高周波誘導子のような加熱装置に挿通し、
   前記条材の曲げ加工すべき部分の前端部付近をクランプ
   によって強固に把持して、該条材を連続的に加熱、推進
   しながら、加熱部に所定の塑性変形を加え、該条材を曲
   げ加工する方法において、前記クランプを、曲げ平面上
   において回転自在に支持し、曲げ曲線の形状によって定
   められる軌跡上を移動させることにより、前記条材の加
   熱部を塑性変形させることを特徴とする金属条材の曲げ
   加工方法。 ２　曲げ加工すべき金属条材を挟持案内すべき案内ロー
   ラと、該案内ローラの直前に設けられ、前記条材を環状
   狭幅に加熱する高周波誘導子のような加熱装置と、前記
   条材の曲げ加工すべき部分の前端部付近を把持するクラ
   ンプと、加熱装置の位置又はその付近の固定軸を中心に
   曲げ平面上で回転可能な直線状のアームと、該アームの
   長手方向に摺動可能に装備され、且つ前記クランプを曲
   げ平面上で回転自在に把持するクランプ台と、前記アー
   ムを回転させる装置とを備え、前記条材を加熱、推進さ
   せると共に、前記アームの回転を調整しながら曲げ加工
   するようにしたことを特徴とする金属条材の曲げ加工装
   置。 ３　曲げ加工すべき金属条材を挟持案内すべき案内ロー
   ラと、該案内ローラの直前に設けられ、前記条材を環状
   狭幅に加熱する高周波誘導子にような加熱装置と、前記
   条材の曲げ加工すべき部分の前端部付近を把持するクラ
   ンプと、曲げ平面上で直線状に移動可能な台車と、該台
   車上でその移動方向と直角方向に摺動可能に装備され、
   且つ前記クランプを曲げ平面上で回転自在に把持するク
   ランプ台と、前記クランプ台又は台車を駆動する装置と
   を備え、前記条材を加熱、推進すると共に、前記クラン
   プ台の移動を調整しながら曲げ加工するようにしたこと
   を特徴とする金属条材の曲げ加工装置。