(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げようとする金属管を環状に局部的に加熱する適宜の加熱手段の中を通過させ加工先端側を回転自在のア−ムにクランプし該金属管を前記加熱手段で加熱し乍ら加熱部をこの管の長手方向に移動手段により相対的に移動させて曲げモ−メントを付与して変形させた直後、加熱部を冷却する金属管の曲げ加工方法に於て、曲げ加工中にア−ムの旋回角度とその旋回角の生成に要した素管長を計測し、該素管長とその予定値との偏差を検出してその偏差が減少する方向に曲げ変形進行部の肉厚を調整するための制御操作を加えることにより、曲げ部の形成に消費される素管長を制御することを特徴とする金属管の曲げ加工方法。
【請求項２】
ア−ムに該ア−ムを回転駆動する装置を連結して該ア−ムの旋回速度又は金属管の移動速度を調整することにより曲げ変形進行部の肉厚を調整する請求項１の金属管の曲げ加工方法。
【請求項３】
加熱手段を移動可能に設け金属管の長手方向に前進あるいは後退させることにより曲げ変形進行部の肉厚を調整する請求項１の金属管の曲げ加工方法。
【請求項４】
加熱手段と曲げられる前の金属管の相対速度を一定に保持し乍ら相対的に移動させることにより曲げ変形進行部の肉厚を調整する請求項２又は３の曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は金属管を用いて両端に直管部のある金属曲管を製造する際に適用して好適な曲げ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属管を曲げ加工する際の制御は、特開昭５７−２６１７１号の熱間曲げ装置における曲げ半径の制御方法及びその装置による曲げ半径の制御、或は、上記方法及び装置に準じた曲げ角度の制御までであり、曲げ部の形成に要する管長の制御は行なわれていない。
【０００３】
例えば、特開昭６２−１３２１５号の金属管の圧縮曲げ方法及びその装置、或は、特開昭６２−１３２１６号の金属管の圧縮曲げ方法の各公開公報に記載された圧縮制御による曲げ加工を行っても、その制御目的が常に肉厚を所望値に保つことにあることから、曲げ部に要する素管の管長に多少の長短を生じ、当該曲げ部に所要長さの直管部を有する曲げ管全体の長さを所要長さに保持形成した曲げ加工はできなかった。このため、上記従来技術では、加工前の管全長を予め必要以上に長くとり、加工後に不要の長さ部分を切断するという後加工、乃至は後段取りが不可欠であった。
【０００４】
このような加工後の切断を回避するには、試し曲げを行って曲げ部の形成に要する素管の管長がどの程度必要であるかなどの条件を調べた上で、所要の加工手段を選択しなければならない。しかし乍ら、上述のような従来方法を採用すると、いずれの方法においても加工時間の増大及びコスト高を招く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明が解決しようとする課題は、従来の曲げ方法において、金属管の曲げ部に要する素管の長さを、所望値にすることが可能な曲げ方法を開発し、従来の曲げ方法における曲げ加工後の切断作業や、或は、本加工前の試し曲げを不要にする新たな曲げ加工法を提供しようとする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明の構成は、曲げようとする金属管を環状に局部的に加熱する適宜の加熱手段の中を通過させ加工先端側を回転自在のア−ムにクランプし該金属管を前記加熱手段で加熱し乍ら加熱部をこの管の長手方向に移動手段により相対的に移動させて曲げモ−メントを付与して変形させた直後、加熱部を冷却する金属管の曲げ加工方法に於て、曲げ加工中にア−ムの旋回角度とその旋回角の生成に要した素管長を計測し、該素管長とその予定値との偏差を検出してその偏差が減少する方向に曲げ変形進行部の肉厚を調整するための制御操作を加えることにより、曲げ部の形成に消費される素管長を制御することを特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】
次に本発明方法の実施例を図に拠り説明する。図１は本発明方法を適用する公知の圧縮曲げ装置の概念を示す平面図、図２は本発明方法を適用する公知の通常曲げ装置の概念を示す平面図、図３は図２の装置に、本発明方法を曲げ半径を縮少する側に適用した例の平面図、図４は図２の装置に、本発明方法を曲げ半径を拡大する側で適用した例の平面図である。
【０００８】
図１において、１は、適宜の推進手段や移動手段、例えば、油圧シリンダ等を利用した移動手段によって移動速度Ｖｐでその管１の軸方向（図１の右方）に推進させられる金属管で、この管１は支点０を中心に回転するア−ム２のクランプ３に曲げ半径がＲに設定されて把握されている。４は前記管１と直交した姿勢にあるときのア−ム２のクランプ３の手前（管の移動方向に関して）に隣接して配置され、前記管１を環状に局部加熱するため環状に形成した高周波誘導子、５は前記ア−ム２の支点、つまり回転中心０において当該ア−ム２と回転中心を共軸にして配置した圧縮輪で、その半径はｒｂである。この圧縮輪５は、その周速Ｖｂを制御することにより、前記管１にその移動速度Ｖｐをもたらしている推力に対向した力を、管１に圧縮力又は引張力として作用させるためのものであり、以上１〜５の各部材により、公知の圧縮曲げ装置の一例を構成する。
【０００９】
いま、図１の曲げ装置において、圧縮輪５に駆動力を加えずに曲げ加工を行なった場合の圧縮輪５の周速をＶｂｏとすると、圧縮曲げと通常曲げとでは、次のように区分けされる。
Ｖｂｏ＝Ｖｂのとき：    公知の通常曲げであり、曲げ推力Ｐが圧縮力として作用する。この曲げを説明の便宜上、圧縮力１Ｐの曲げと表現する。
Ｖｂｏ＞Ｖｂのとき：  公知の圧縮曲げであり、１Ｐ以上の圧縮力が働く。
尚、Ｖｂｏ＜Ｖｂのときは、圧縮力が１Ｐ以下となるので、引張曲げとなる。
【００１０】
上記の通常曲げ、あるいは、圧縮曲げを行うと、管１は曲げられ乍ら圧縮力を受けるので、管１の移動装置の推力による送り込み量、つまり、管１の直管部（素管）の移動量とこの移動された部分により形成される当該管１の曲げられた部分の長さ（以下、曲げ部という）とは一致しないこととなる。
【００１１】
つまり、上記の通常曲げあるいは圧縮曲げにおいて、管１に伸び縮みが全くないと仮定すれば、当該管１の移動量（送り込み量）Ｌとア−ム２の旋回角、即ち、曲げ角度θとの関係はＬ＝Ｒθの式で示される。しかし、実際には圧縮力を受けているため、曲げ部管長は縮小、つまり、曲げ内側の圧縮増肉、或は、曲げ外側の減肉の低減に消費されるので、前記曲げ部管長を生成するために必要な素管の長さ（予定値）に対する実際の曲げ部管長の生成中に圧縮された素管長との比を、圧縮率（縮小率）ρとすると、上記圧縮曲げにおいて所要の曲げ部管長を得るための管１の移動量Ｌは、次式（１）で示される。
【００１２】
Ｌ＝Ｒ・θ（１＋ρ）            ・・・・（１）
【００１３】
また、曲げ半径Ｒ、管１の移動速度Ｖｐ、圧縮輪５の周速Ｖｂで曲げ加工している場合の圧縮率ρは、図１より次式（２）で示される。
【００１４】
ρ＝ｒｂ／Ｒ・Ｖｐ／Ｖｂ−１          ・・・・（２）
【００１５】
このことから、本発明では、ア−ム２の旋回角θと、この角度θの旋回のために送り込まれた管１の実際の移動量、つまり、送り込んだ直管部分の長さとを測定し、この実際移動量と、前記旋回角θを生成するため上記式（１）に基づいて予め設定した移動量の予定値との偏差を演算して、この偏差を小さくする側に、曲げ部の肉厚を調整する。即ち、図１に例示した圧縮曲げでは、圧縮輪５の周速Ｖｂを制御して圧縮力を調整し、圧縮率ρをコントロ−ルすることにより、所定曲げ角の曲げ部を形成するために送り込まれる素管の管長が予定値になるように制御するのである。尚、圧縮曲げであっても、１Ｐに近い推力で曲げ加工を行なっているような場合には、条件によっては、１Ｐ以下の推力の引張曲げとなる場合もある。
【００１６】
上記圧縮力の調整は、図１の装置では圧縮輪５の周速Ｖｂ、又は、管１に作動する移動装置の推力による移動速度Ｖｐのいずれか一方又は双方を操作することにより行う。また、上記調整操作と同時に、誘導子４を、管１の長手方向に対し、管１と誘導子４の相対速度が一定になるように前，後動させる操作を加えてもよい。
【００１７】
上記例は、図１に示した圧縮曲げに本発明方法を適用したものであるが、上記の本発明方法は図２に示す圧縮力を作用させない通常曲げ方法にも適用可能であるので、次にこの点について述べる。
【００１８】
図２に例示した通常曲げ装置では、図１の圧縮曲げのように外力を加えることなく圧縮率を調整する。つまり管１の曲げ部の肉厚を調整するには、上記式（２）中の曲げ半径Ｒ、即ち、曲げ曲率を変化させることにより行なう。この点について、図３，図４により説明する。
【００１９】
図２に示した、曲げア−ム２の回転中心Ｏが固定された通常曲げ方法の代表例であるア−ム曲げ機構において曲げ曲率を変化させるには、特開昭５７−２６１７１号の熱間曲げ装置における曲げ半径の制御方法及びその装置に記載の技術を応用して行なう。即ち、微小円弧長をｄＳ、微小角をｄθとすると、曲げ半径Ｒは次式（３）で示される。
【００２０】
Ｒ＝ｄＳ／ｄθ                    ・・・・（３）
【００２１】
従って、微少円弧長さｄＳを調整すれば、曲げ半径Ｒが変化する。これは誘導子４の位置をア−ム２の回転中心Ｏに対し、相対変化させることにより実現するのである。即ち、図３に示すように誘導子４をもとの位置から前進させると曲率が拡大、つまり、曲げ半径Ｒが小さくなって圧縮率は大となり、これとは逆に誘導子４をもとの位置から後退させれば、曲げ半径Ｒは拡大されて圧縮率は小さくなる。
【００２２】
このことから、本発明ではア−ム２の旋回角θと、この角度θの旋回のために送り込まれた管１の実際の移動、つまり、送り込んだ直管部分の長さとを測定し、この実際移動量と、前記旋回角θを生成するため、上記式（１）に基づいて予め設定した移動量の予定値との偏差を演算して、この偏差を小さくする側に、曲げ部の肉厚を調整する。即ち、図２に例示した通常曲げでは、誘導子４を管１の長手方向に前進あるいは後退させて、圧縮率ρをコントロ−ルすることにより、所定曲げ角の曲げ部を形成するために送り込まれる素管の管長が予定値になるように制御するのである。
【００２３】
本発明では、図２に示す曲げ装置による曲げ加工において、曲げの曲率を変化させるために誘導子４をベンディングポイントＰ．Ｂから変位（移動）させるが、該誘導子４を変位（移動）させるとき、管１の移動速度Ｖｐと誘導子４の変位のための速度Ｖｃにより生じる相対速度Ｖを一定に保つように、誘導子４の変位と同時に管１の移動速度Ｖｐを調整してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上の通りであって、曲げ加工において曲げア−ムの旋回角度とその角度まで管が曲げられるために送り込まれる管の長さとを計測し、この計測している管長と送り込まれる管長の予定値との偏差を検出してその偏差が減少する方向に管の曲げ部の肉厚を調整するように曲げを制御することにより、送り込まれる管の管長と曲げ部管長とを制御するようにしたので、従来、曲げ部に生成される管長を余分に取って曲げ加工をしていたため、曲げ加工後に後加工として余分な直管部を切断していた手間が全面的になくなるという格別の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用する公知の圧縮曲げ装置の概念を示す平面図。
【図２】本発明方法を適用する公知の通常曲げ装置の概念を示す平面図。
【図３】図２の装置に、本発明方法を曲げ半径を縮少する側に適用した例の平面図。
【図４】図２の装置に、本発明方法を曲げ半径を拡大する側で適用した例の平面図。
【符号の説明】
１    曲げ加工される管
２    曲げア−ム
３    ア−ム２のクランプ
４    加熱誘導子
５    圧縮輪
【図１】
0003594262.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003594262.tif 000004
【図４】
0003594262.tif 000005