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鋼管の曲げ加工装置及び鋼管の曲げ加工方法 新技術説明会

国内特許コード P10P007135
掲載日 2010年6月25日
出願番号 特願2008-311246
公開番号 特開2010-131649
登録番号 特許第5521144号
出願日 平成20年12月5日(2008.12.5)
公開日 平成22年6月17日(2010.6.17)
登録日 平成26年4月18日(2014.4.18)
発明者
  • 宮坂 勝利
  • 一柳 健
  • 佐藤 徹
出願人
  • 学校法人 工学院大学
  • 株式会社菊池製作所
発明の名称 鋼管の曲げ加工装置及び鋼管の曲げ加工方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】、鋼管をその軸線方向に沿って圧縮して鋼管を曲げる構成において、構成の小型化を図る。
【解決手段】ジャッキ22を繰り出すと共に、ジャッキ21で引張ることにより、前部押圧板15及び後部押圧板16で把持された鋼管1の環状加熱部2には、軸圧縮力が作用する。これと共に、押しローラ12が鋼管1を押圧することにより、鋼管1の環状加熱部2にせん断力が作用する。このように、軸圧縮力とせん断力とが作用するので、鋼管1が円弧状に曲がる。鋼管1の環状加熱部2には、軸圧縮力とせん断力が同時に作用するので、圧縮力のみによる曲げ加工に比べて、小さな軸圧縮荷重で曲げることができる。そのため、ジャッキ22および21とチェーン20を小さくでき、装置の小型化が図れる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


鋼管の曲げ加工方法としては、例えば、押しロールを用いて鋼管を曲げる「押しロール曲げ」と、軸圧縮力を利用して鋼管を曲げる「軸圧縮曲げ」とがある。



「押しロール曲げ」の加工方法が、例えば、特許文献1、2、3、4に開示され、「軸圧縮曲げ」の加工方法が、例えば、特許文献5、6、7に開示されている。



まず、「押しロール曲げ」の加工方法の一例として、特許文献3の加工方法について説明する。特許文献3の加工方法では、まず、送り機構部Aにより送り出されるパイプ1を加熱コイル6が局部的に加熱すると共に、押曲げローラ10がパイプ1にその側面から押圧力を加える(特許文献3の図1参照)。これにより局部的な加熱部位にある角度で曲がりが形成される。そしてこれら一連の操作を、Xテーブル8とYテーブル9の移動の組み合わせにより曲げローラ10を所定軌跡で移動させつつ繰り返すことで所定の曲げ半径による曲げを所望の曲げ角度で形成することができる。



このような「押しロール曲げ」の加工方法は、簡便である一方で、曲げ半径精度が劣り、曲げによる肉厚減少が発生するという問題点がある。



次に、「軸圧縮曲げ」の加工方法の一例として、特許文献6の加工方法について説明する。



特許文献6の加工方法では、鋼管移動装置7を駆動して鋼管1を前方に送り、油圧ジャッキ5によりチェーン4に引張り力を加えると、両者4、5の固定端は鋼管1の偏心軸線上にあるから、鋼管1は、その偏心軸線方向の圧縮力を受けながら順次後方へ移動する環状の局部加熱部tにおいて連続して曲がっていく(特許文献6の図2参照)。



このとき、チェーン4の引張り速度を上げれば(引張り力を大きくすれば)、単時間あたりの曲げ量が大きくなるので、曲げ半径を小さくすることができる。逆に、チェーン4の引張り速度を下げれば(引張り力を小さくすれば)、単位時間あたりの曲げ量が小さくなるので、曲げ半径を大きくすることができる。また、鋼管移動装置7の移動速度を下げれば、同様の理由で曲げ半径を小さくすることができる。



したがって、いま、チェーン4の引張り速度をV、鋼管移動装置7の移動速度をVとすると、両者の比(V/V)の値を大きくすれば、曲げ半径は小さくなり、小さくすれば、曲げ半径は大きくなる。



このように、特許文献6の加工方法においては、鋼管1の偏心軸線上に設定した2つの力の作用点の間に引張り力を付与することにより鋼管の曲げ加工をする際に、前記引張り速度(引張り力)と、前記局部加熱部と鋼管の相対速度を調節できるから、鋼管1曲げ半径を、例えば、床に描いた曲げ加工線を基準にして制御することができる。



また、特許文献6の加工方法においては、鋼管の曲げ加工をする際に、鋼管の偏心軸線上に設定した2つの力の作用点の間に引張り力を付与し、鋼管を長さ方向に圧縮するから、鋼管の曲げ加工による減肉を抑制することができる。
【特許文献1】
特開昭47-034067号公報
【特許文献2】
特開昭47-034155号公報
【特許文献3】
特開平11-221626号公報
【特許文献4】
特開平11-226656号公報
【特許文献5】
特開2000-015350号公報
【特許文献6】
特開2001-239321号公報
【特許文献7】
特開2004-337960号公報

産業上の利用分野



本発明は、鋼管の曲げ加工装置及び鋼管の曲げ加工方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
一方向に回転する回転体と、
前記回転体に設けられ、前記回転体の回転軸から偏心した位置に前記回転体の回転方向が湾曲方向となるように鋼管の一端部を把持する第1把持部と、
前記回転体の外部に設けられ、前記鋼管の他端部を把持する第2把持部と、
前記鋼管の一部を環状に加熱する加熱手段と、
前記加熱手段によって加熱された前記鋼管の環状加熱部を環状に冷却する冷却手段と、
前記回転体が回転しながら前記第1把持部が前記第2把持部に近づくように前記回転体を前記第2把持部に対して相対移動させることで、前記環状加熱部にその軸線方向に沿って圧縮力を付与する圧縮力付与手段と、
前記環状加熱部に前記圧縮力が作用している状態で当該環状加熱部にせん断力を付与するせん断力付与手段と、
曲げられた鋼管が所定の形状を保つように前記鋼管を拘束する拘束手段と、
前記鋼管に対して前記加熱手段及び前記冷却手段を、前記鋼管の未だ曲げられていない部位側へ前記鋼管の軸方向に相対移動させる移動手段と、
を備えた鋼管の曲げ加工装置。

【請求項2】
前記圧縮力付与手段は、
前記回転体の外周一部に巻き掛けられた巻掛部材の一端部を前記一方向へ繰り出すと共に、前記一端部における繰り出し速度よりも速い速度で前記巻掛部材の他端部を前記一方向へ引っ張ることで、前記回転体を回転させながら前記圧縮力を付与する
請求項1に記載の鋼管の曲げ加工装置。

【請求項3】
一方向に回転する回転体に設けられた第1把持部によって、前記回転体の回転軸から偏心した位置に前記回転体の回転方向が湾曲方向となるように鋼管の一端部を把持させると共に、前記回転体の外部に設けられた第2把持部によって、前記鋼管の他端部を把持させる工程と、
前記鋼管の一部を環状に加熱して、前記鋼管の軸方向に沿って連続的に環状加熱部を形成する加熱工程と、
前記環状加熱部を連続的に冷却する冷却工程と、
前記回転体が回転しながら前記第1把持部が前記第2把持部に近づくように前記回転体を前記第2把持部に対して相対移動させることで、前記環状加熱部にその軸線方向に圧縮力を付与すると共に、前記環状加熱部にせん断力を付与して鋼管を連続的に曲げる付与工程と、
を備えた鋼管の曲げ加工方法。

【請求項4】
前記付与工程は、
前記回転体の外周一部に巻き掛けられた巻掛部材の一端部を前記一方向へ繰り出すと共に、前記一端部における繰り出し速度よりも速い速度で前記巻掛部材の他端部を前記一方向へ引っ張ることで、前記回転体を回転させながら前記圧縮力を付与する
請求項3に記載の鋼管の曲げ加工方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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