JPH0110100Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は管曲げ装置に関し、特に、例えば動力
工学（パワーエンジニアリング）において使用さ
れるオーステナイト材料からなる大口径薄肉管の
曲げ装置に関する。

〔従来の技術、及び考案が解決しようとする課題〕

例えばCrNi1810鋼や類似組成の鋼等のオース
テナイト高温鋼からなる管を、必要な高い定性指
標において曲げ加工することは複雑な工学的問題
であり、この問題は多かれ少なかれ数少ない世界
的なメーカーによつてのみ支配されてきた。かか
る問題の解決に関する周知の情報はこれまで量的
にも質的にも全く取るに足らなかつた。管の外径
に対する肉圧の比が６％より小さな特定の厚さの
大口径薄肉管の曲げに関する情報は、自由に入手
できる技術文献には全く掲載されていない。

オーステナイト材料からなる管は、従前は曲げ
プレートで、次には加圧曲げローラー付き曲げ機
械で、そして最近では回転アーム付き曲げ機械で
曲げられる。いわゆる曲げプレートは、多数セン
チメートルの直径を有する凹凸のある水平円形回
転台と、この回転台の周囲から離れた位置に設け
た２つの鉛直の案内ロールとから構成されてい
る。回転台の上面には複数の鉛直孔をいくつかの
同心円列状に形成してあり、その孔の中に２本の
殻曲げピンが調整可能に配置される。曲げプレー
トにおける曲げ加工に際しては、管の両端を閉じ
てその内部に細かく砕いた砂を充填する。薄肉管
の曲げの場合、内側曲げ部に除去不可能なしわが
形成され、また当初の円形断面が偏平となる。オ
ーステナイト鋼の熱伝動率に関しては、管の内面
はガス燃焼炉内での長時間の予熱後は焼きついた
砂粒のために低下し、そのため管壁の全断面にお
いて材料構成が悪影響を受ける。

加圧曲げローラー付き曲げ機械は、長手方向へ
摺動可能に設けられた押し台車を有するベツド
と、押し台車に機構学的に連結された駆動スクリ
ユーを有しベツドの一端に固定された駆動ユニツ
トと、曲げローラを枢着させた横断方向へ摺動可
能なサポートを有しベツドの他端に固定されたキ
ヤリヤと、ガイドローラーを備えた調整可能な装
置と、管の中周波電気加熱のために誘導装置とか
ら構成されている。作動時には、誘導装置をその
軸線に沿つて貫通している管を、液圧装置により
得られる圧力を利用して加圧曲げローラーで曲げ
る。急速加熱領域に関しては、曲げられた管の表
面および材料構成は、曲げ加工後も高い品質を有
する。しかし、この場合も曲げの際の偏平化は避
け難い。加圧曲げローラー付き曲げ機械はまた、
正確な曲げ半径を得るのが非常に困難である。

５％以下の特定厚さの薄肉オーステナイト管
は、回転アーム付き中周波曲げ機械でもうまく曲
げることができない。回転アーム付き曲げ機械
は、平面内において“Ｌ”字形に構成され、その
長い方の辺部は駆動ユニツトと、摺動可能に設け
た押し台車と、調整可能な支持装置と、管を加熱
するための誘導装置とを備えた主ベツドを構成
し、また短い方の辺部は回転曲げアームを支承す
る摺動可能なサポートを有する補助ベツドを構成
する。曲げアームの自由端には、管の前端を緊締
するための装置が設けられている。管の後端は押
し台車に固定される。この曲げ機械における曲げ
加工の場合も、連続の円滑な曲げは不可能であ
り、クラツクあるいは異常な偏平形が発生する。
これらの多くの欠陥は、曲げ半径が小さくなる
程、急激に増大する。

本考案は、これらの欠点を排除した改良構造の
管曲げ装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案による管曲げ装置は、押し台車と、調整
可能な支持装置と、誘導装置と、回転曲げアーム
とを具備する管曲げ装置において、誘導装置は環
状の加熱誘導器および環状の冷却リングを具備
し、該加熱誘導器および冷却リングは曲げ加工す
べき管の軸線に沿つて管の移動方向へ向かつて上
記の順序で且つ互いに間隔を隔てて配置されてお
り、また、管を、それの一端部を押し台車に固定
し且つ他端部を曲げアームに固定すると共に、管
が上記誘導装置の加熱誘導器および冷却リングを
自由に貫通し、上記支持装置で支持されて誘導装
置内を軸線方向へ移動するように配置した初期セ
ツト状態において、管の曲げ平面内で見て、誘導
装置の加熱誘導器の内表面と管の曲げ外側面との
間の外側クリアランスＡと、誘導装置の加熱誘導
器の内表面と管の曲げ内側面との間の内側クリア
ランスＢとの寸法比（Ａ／Ｂ）が0.5となるよう
に、誘導装置を管の中心軸線に対し管の曲げ中心
側へ偏位させて配置し、更に誘導装置の加熱誘導
器２１を上記初期セツト状態において管の軸線に
対し垂直となるように配置し、そして冷却リング
を加熱誘導器に対して、管の曲げ平面内で見て、
管の曲げ中心側に位置する点を頂点とする7゜角度
だけ傾けて配置したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

上記の構成によれば、誘導装置２は、管１に曲
げが作用するのと同時に、連続且つ円滑な曲げを
保証する環状加熱領域を管に形成することを可能
とする。これにより引張側にクラツクが発生しな
い連続且つ円滑な曲げ加工が行われる。環状加熱
領域においては、５％以下の特定肉厚の薄肉管を
を曲げることが可能であり、管の平均直径の３倍
に等しい平均半径を有するフイレツトを得ること
も可能である。

〔実施例〕

以下、本考案につき添付図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

第１図は、本考案による管曲げ装置の実施例の
曲げ加工部分の略示平面図であり、誘導装置はそ
の一部を破断して示してある。また第２図は第１
図に示した誘導装置の要部を拡大して示す部分断
面平面図である。

この曲げ装置は主ベツド６を有し、その曲げ加
工部側端部（第１図において右端部）には、調整
可能な支持装置５および９、ならびに変換器（図
示せず）を備えた誘導装置２を設けてある。主ベ
ツド６の図示してない他方端には駆動装置を設け
てあり、この駆動装置は駆動スクリユーを介して
押し台車（図示せず）に機構学的に結合されてい
る。主ベツド６の曲げ加工部側端部には補助ベツ
ド７の曲げ加工部側端部が横から直角に固定さ
れ、この補助ベツド７には移動可能なサポート８
が設けられている。

調整可能な支持装置はボデー９を有し、これに
ガイドローラー５が調節可能に設けられ、両ガイ
ドローラー５間に外径がＤの管１が軸線方向へ移
動可能に支持される。管１の後端（第１図で左方
の端部）は押し台車に固定され、また管１の前端
（第１図で右方の端部）は曲げアーム４の自由端
部に、図示してない万力でもつて緊締される。曲
げアーム４の基端は、サポート８に固定した鉛直
のピン３に枢着され、サポート８は図示してない
駆動スクリユーを介して、補助ベツド７の図示し
てない他端部に固定された駆動サーボモータに機
構学的に連結されている。

本考案の曲げ装置の特徴は、誘導装置２の配置
構成が、中央配置式の誘導装置を有する装置と対
比して新規な点にある。つまり、誘導装置２は、
管１に曲げが作用するのと同時に、連続且つ円滑
を曲げを保証する環状加熱領域が管に形成される
うに配置構成されている。

第２図に詳細に示すように、誘導装置２は、加
熱部を構成する環状の水冷式中空誘導器２１（以
下、加熱誘導器と称する）と、冷却部を構成する
環状の中空リング２８（以下、冷却リングと称す
る）とから成つている。加熱誘導器２１は、曲げ
装置のフレーム上に、中空の給電体を貫通して配
置され、図示してない変換器のクランプに固定さ
れ、そして加熱誘導器２１中空室は上記の中空給
電体を貫通して図示してない冷却水回路を接続さ
れている。また、加熱誘導器２１の、管１の前端
側を向いた前面には、ジブ２２を一定の間隔で溶
接してある。一方、冷却リング２８の片面側には
ブラケツト２５を前記ジブ２２と相応する間隔で
設けてあり、ブラケツト２５の半円形端部にはね
じ用の穴が形成してあつて、このブラケツト２５
をジブ２２の前面に形成したタツプ穴にねじ２７
で固定して冷却リング２８を加熱誘導器２１に取
り付けてある。なお、ブラケツト２５の半円形端
部を加熱誘導器から断熱するために、絶縁パツド
２３，２６および絶縁スリーブ２４を設けてあ
る。冷却リング２８の中空室は図示してない冷却
水入口に接続されており、冷却リング２８の管壁
には吹出孔を形成してある。第２図から明らかな
ように、吹出孔の軸線はリングの中央断面（つま
りリングの断面図形のモーメント中心点を通る交
差面）に対して角度αだけ傾いている。

誘導装置２の特徴として、誘導装置２を管１の
中心軸線に対して管の曲げ中心の方へ、つまりピ
ン３の方へ、偏位させている。すなわち、第１図
に点線で示すような管の曲げ開始前の初期セツト
状態、つまり管１を、それの一端部を押し台車に
固定し且つ他端部を曲げアーム４に固定すると共
に、管１が誘導装置２の加熱誘導器２１および冷
却リング２８を自由に貫通し、支持装置のガイド
ローラー５で支持されて誘導装置２内を軸線方向
へ移動するように配置した状態において、管の曲
げ平面（第１図および第２図の紙面）内で見て、
加熱誘導器２１の内表面と管１の曲げ外側面１ａ
との間の外側クリアランスＡが、加熱誘導器の内
表面と管１の曲げ内側面１ｂとの間の内側クリア
ランスＢより小さくなるように、誘導装置２を配
置してある。この外側クリアランスＡと内側クリ
アランスＢとの寸法比Ａ／Ｂは、管壁の環状加熱
領域の形成に重要な影響を及ぼすものであり、特
に曲げ加工すべき管１の材料の誘導電流の周波数
に依存する。適性な誘導電流周波数の一例は1000
Hzであり、これに対する最適寸法比Ａ／Ｂは0.4
〜0.9が適当であり、特に0.5が最適であることが
実験によつて確認された。なお、これらのクリア
ランスＡ，Ｂは連続的に変化させることができ
る。

もう１つの特徴として、加熱誘導器２１は上記
初期セツト状態において管１の軸線に対し垂直と
なるように配置され、そして冷却リング２８は加
熱誘導器２１に対して、管の曲げ平面内で見て、
管の曲げ中心側に位置する頂点Ｏを中心として角
度βだけ傾けて配置してある。この傾きは、ブラ
ケツト２５の長さを不同にすることによつて可能
である。この曲げ平面内における加熱誘導器２１
と冷却リング２８との傾き角度βも、管壁の環状
加熱領域の形成に重要な影響を及ぼすものであ
る。角度βの値は３〜10゜の範囲が適当であり、
特に7゜が最適値であることが実験によつて確認さ
れた。

好ましくは、誘導装置２を、管の曲げ平面内で
見て、加熱誘導器２１の中央断面が曲げアーム４
の回転中心（ピン３）に対して、管の前端方向
へ、下記の式により決定される距離Ｃだけ偏位し
た位置に配置してある。

Ｃ＝Ｘ・Ｒ／Ｄ ただし、Ｘ：係数 Ｒ：管の平均曲げ半径 Ｄ：管の外径 上記の係数Ｘの値は0.1〜４の範囲であり、こ
れは実験によつて決められた。

次に、曲げ加工は、まず管１を曲げ装置の誘導
装置２に初期位置（第１図に点線で図示）まで
挿入し、この位置で管の後端を押し台車上に固定
し、かつ管の前端を曲げアーム４に万力で緊締す
る。また、管１の中間部を支持装置のガイドロー
ラー５の間に緊締し、冷却水入口を閉じ、管１を
作業領域にて加熱した後に、押し台車の駆動ユニ
ツトを始動させると、管１は支持装置５，９およ
び誘導装置２を通つて最終位置へと押し出さ
れ、平均半径Ｒで曲げられる。

曲げの平均半径Ｒお寸法は、曲げアーム４に設
ける万力の位置および補助べつど７に設けるサポ
ート８の位置によつて調整可能である。

管１の環状加熱領域は、前述したように管１の
移動中に吹出孔から管１の表面に噴射される水に
よつて冷却されることにより、必要条件に保たれ
る。

曲げ加工が終了したら、電流供給および水の流
入を停止し、曲げ加工された管１を緩めて取り外
す。

〔考案の効果〕

本考案の曲げ装置においては、新規な誘導装置
の配置構成により、管１に曲げが作用するのと同
時に、連続且つ円滑な曲げを保証する環状加熱領
域を管に形成することを可能であり、これにより
５％以下の特定肉厚の薄肉管げを、引張側のクラ
ツクや偏平形が発生することなく、連続且つ円滑
に曲げ加工可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による管曲げ装置の実施例の
曲げ加工部の略示平面図であり、誘導装置を一部
を破断して示してある。第２図は第１図の実施例
における誘導装置の要部を拡大して示す一部断面
平面図である。 符号の説明、１は管、２は誘導装置、３はピ
ン、４は曲げアーム、５はガイドローラ、６は主
ベツド、７は補助ベツド、８はサポート、９は支
持装置、２１は誘導装置、２８は冷却リング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 押し台車と、調整可能な支持装置と、誘導装
   置と、回転曲げアームとを具備する管曲げ装置
   において、 前記誘導装置２は環状の加熱誘導器２１およ
   び環状の冷却リング２８を具備し、該加熱誘導
   器２１および冷却リング２８は曲げ加工すべき
   管１の軸線に沿つて管の移動方向へ向かつて上
   記の順序で且つ互いに間隔を隔てて配置されて
   おり、 また、管１を、それの一端部を押し台車に固
   定し且つ他端部を曲げアーム４に固定すると共
   に、管が上記誘導装置２の加熱誘導器２１およ
   び冷却リング２８を自由に貫通し、上記支持装
   置５，９で支持されて誘導装置２内を軸線方向
   へ移動するように配置した初期セツト状態にお
   いて、管の曲げ平面内で見て、誘導装置２の加
   熱誘導器２１の内表面と管の曲げ外側面１ａと
   の間の外側クリアランスＡと、誘導装置２の加
   熱誘導器２１の内表面と管の曲げ内側面１ｂと
   の間の内側クリアランスＢとの寸法比（Ａ／
   Ｂ）が0.5となるように、誘導装置２を管の中
   心軸線に対し管の曲げ中心側へ偏位させて配置
   し、 更に誘導装置２の加熱誘導器２１を上記初期
   セツト状態において管１の軸線に対し垂直とな
   るように配置し、そして冷却リング２８を加熱
   誘導器２１に対して、管の曲げ平面内で見て、
   管の曲げ中心側に位置する点Ｏを頂点とする7゜
   角度βだけ傾けて配置したことを特徴とする管
   曲げ装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の管曲げ
   装置において、 誘導装置２を、管の曲げ平面内で見て、加熱
   誘導器２１の中央断面が曲げアーム４の回転中
   心に対して、管の移動方向へ、下記の式によつ
   て得られる距離Ｃだけ偏位した位置に配置した
   ことを特徴とする管曲げ装置。 Ｃ＝Ｘ・Ｒ／Ｄ ただし、Ｘ：係数（＝0.1〜４） Ｒ：管の平均曲げ半径 Ｄ：管の外径。