(57)【要約】【課題】一台の装置で管の右曲げと左曲げをできるようにして、ベンダ前方の上下共に狭い空間があればよい加熱曲げ加工装置を提供すること。【解決手段】２つのアーム４を装備すると装置が複雑になるので、より簡単にするには、管１の外周を加熱する加熱器２と、管１を冷却する冷却器（図示せず）と、管１の軸方向に圧力を加えるプッシャ８と、管１をつかみクランプ５を持つ回転可能なアーム４を備えた曲げ加工装置において、アーム１の一つの回転方向の曲げとその逆回転方向の曲げを任意に選択して前記管の曲げを行える１本のアーム４で右曲げ、左曲げを行えるようにする。一台の装置で右曲げと左曲げをできるようにすることにより、曲げ加工装置前方の上下共に広い空間をとる必要がなくなり、曲げ加工装置の設置場所を有効に使用することができる。又、空間を上にとる場合は、装置が低く小さくなるため、曲げ加工装置の製作が容易になるし、装置や管の取り扱いが容易になる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の外周を加熱する加熱器と、管の軸方向に圧力を加えるプッシャと、管をつかみ、管を回転させることができる回転軸を有するアームと、該アーム回転駆動手段を備えた管の加熱曲げ加工装置において、
前記アーム回転駆動手段はアームの一つの回転方向の曲げとその逆回転方向の曲げを任意に選択して前記管の曲げを行える機構を備えたことを特徴とする管の加熱曲げ加工装置。
【請求項２】
前記アーム回転駆動手段は、アームの回転軸を曲げ前の管の軸に対して反対方向に移動できる移動機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の管の加熱曲げ加工装置。
【請求項３】
前記アーム回転駆動手段は、アームを管の軸方向に移動できる移動機構を備えていることを特徴とする請求項１記載の管の加熱曲げ加工装置。
【請求項４】
管の外周を加熱する加熱器の近傍には管を冷却する冷却器を備えていることを特徴とする請求項１記載の管の加熱曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲げ型を用いない管の加熱曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波誘導加熱曲げ加工法は、曲げ型を用いない管の曲げ加工方法として一般に用いられている（特開平９−１５５４５５号公報）。図９にはアーム方式の高周波誘導加熱曲げ加工装置の概略図を示し、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ線矢視図、図９（ｃ）は図９（ｂ）の円Ｂ内に示す部分のクランプを開いた状態を示している。
【０００３】
高周波誘導加熱曲げ加工装置は加工される管１、管１を高周波誘導加熱するコイル２、また該コイル２近傍には図示していないが、管１の加熱部近傍に水を噴射し、加熱された管を冷却するノズルが設けてあり、管１のガイドローラ３、回転軸６に固定されており、直線状のレール１３を有し、回転軸６の中心軸周りに回転するアーム４、該アーム４上をレール１３に沿ってスライドし、任意の位置に固着できる管１をつかむクランプ５、回転軸６と回転軸６に固定されたアーム４とを共にレール１２に沿ってスライドし、任意の位置に固定できる回転軸６のベース７、管１をつかむことができ、レール１１に沿ってスライドし、管１をつかんだ状態で管１に管軸方向の圧力を加えるプッシャ８、管１をつかむことに加えて回転させる割り出し機能を有する、プッシャ８と一体となったチャック９、前記レール１１とレール１２を備えたフレーム１０等から構成されている。
【０００４】
次に、図８（ａ）に示す管１を曲げる場合を例にして、図９に示す高周波誘導加熱曲げ加工装置の動作の説明をする。図８（ａ）において長さＬ２及びＬ３の部分は同一平面上にあり、長さＬ１の部分は長さＬ２及びＬ３の平面から垂直方向に立ち上がったものである。管１の曲げは曲げ半径Ｒ１、Ｒ２の２カ所で、曲げ半径Ｒ１が曲げ半径Ｒ２より大きいものとし、曲げ半径Ｒ１から先に曲げるものとする。まず、コイル２軸の中心と回転軸６の中心間の距離が図８（ａ）の曲げ半径Ｒ１となるように、回転軸６及びアーム４とが固定されたベース７を移動させる。この時クランプ５とコイル２の中心は一致している。
【０００５】
次に、図９のように管１を一対のガイドローラ３の間とコイル２内に通し、管１のコイル２より先に出る長さが図８（ａ）の長さＬ１となるように設定して、管１の前側をクランプ５で、後側をチャック９でつかむ。次いで、コイル２により管１を高周波誘導加熱する。加熱領域を狭くするために加熱部近傍にコイル２の近傍に設けたノズルより水を噴射し冷却する。ある特定の、加熱曲げを行ったときに管の断面形状及び肉厚が許容寸法に入るために必要な温度まで管１を加熱したら、図９（ａ）の矢印Ｂの方向にプッシャ８によって管１の軸方向に圧力を加え、管１をプッシャ８により前方に押し出す。このときアーム４は管１の軸方向に加わる圧力の大きさに対応して、プッシャ８の動きと連動して回転軸６周りに回転するが、管１はアーム４上のクランプ５により把持されているため、回転軸６を中心とした円弧（矢印Ｃ）の方向にアーム４と共に動こうとする。このため、管１に曲げモーメントが加わり、管１の加熱されて強度が落ちた狭い領域のみが変形する。管１を一定の温度に加熱しつつ、これらの作用が連続して行われることによって図１０に示すような曲げができる。このとき、プッシャ８によって管１の軸方向に圧力を加える。すなわちアーム４を回転軸６の周りに回転させるのは、Ｒ１の設定角度が得られるまでか、またはバックラッシュ（曲げ戻り）を考慮した角度を設定角度に加えた角度まで行う。図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は正面図である。
【０００６】
次に図８（ａ）に示す曲げ半径Ｒ２の部分の曲げを行う準備動作を行う。図１０（ａ）の位置で、クランプ５を図９（ｃ）に示すように開き、管１を開放する。そしてアーム４を図１０（ａ）の矢印Ａ方向に回転させて戻し、図１１（図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ線矢視図）のように曲げ前の位置に戻す。次にクランプ５を図１１（ｂ）に示すように開いたままで、管１を長さＬ２分（図８（ａ））だけプッシャ８によって図１１（ａ）の矢印Ｂ方向に送り出す。次に曲げ半径Ｒ２となるように曲げ半径Ｒ１の曲げの時と同様に、まずクランプ５で管１を固定し、次に、回転軸６のベース７をレール１２上を図１１（ｂ）のＣ１の方向にスライドさせる。
【０００７】
ここまでの動作で曲げ加工装置は図１２（ａ）の平面図に示すような状態となる。次にクランプ５を一旦開き、このときチャック９で管１を固定した状態にあるが、固定したままで図１２（ａ）の矢印Ａ方向に管１を回転させた後、再びクランプ５で管１をつかむ。このとき管１は図１２（ｂ）の矢印方向に回転する。これにより、曲げ半径Ｒ１の曲げ部が曲げ装置に衝突するのを避け、曲げ半径Ｒ１及びＲ２の連続曲げが可能になる。
【０００８】
ここまでの動作で曲げ加工装置は図１３（ａ）の平面図、図１３（ｂ）の正面図に示す状態となり、曲げ半径Ｒ２の部分の曲げを行う準備動作が完了する。
【０００９】
次に曲げ半径Ｒ１の部分の曲げと同様に曲げ加工を行い、図１４（図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は正面図）のように目的の曲げ形状が完成する。
【００１０】
図９から図１４に示した装置はアーム４を時計回りに回して曲げを行うもので、このような曲げを右曲げという。この逆にアーム４を反時計回りに回して曲げるものを左曲げという。又、アーム４の回転面はこのように水平面内だけでなく、垂直面となった装置もある。
【００１１】
前記従来のアーム方式の高周波誘導加熱曲げ加工装置は、アーム４の回転面がどんな場合でも、管１を曲げるときのアーム４の回転方向は一定である。つまり右曲げなら右回転、左曲げなら左回転のみである。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−１５５４５５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波誘導加熱曲げ加工装置で管１を曲げる場合、１本の管１に１カ所だけ曲げを行う場合は特に問題はない。しかし、曲げ回数が複数で曲げ方向が同一平面上ではない立体形状となる場合に問題がある。
【００１４】
図８（ａ）の形状を曲げる手順は上述したとおりであるが、この中で、２回目の曲げを行うときは図１３、図１４のように管１の先端が下を向く。このとき、図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）の正面図に示すように、管１の先端はフレーム１０の下面より下にある場合には、フレーム１０を床面に直接設置すると、管１の先端が床面と干渉してしまう。前記干渉を避けるには、干渉する部分の床を掘り下げるか、又は、フレーム１０を床面から嵩上げしなければならない。
【００１５】
次に図８（ｂ）の形状を曲げる場合を考えてみる。図８（ｂ）において、長さＬ２及びＬ３の部分は同一平面上にあり、長さＬ１の部分は長さＬ２及びＬ３の平面から垂直方向下向きになっている。この場合の装置の動作は図８（ａ）の形状を曲げる場合とほぼ同じであるが、図１２に示す管１の曲げ加工を行うときに、管１の回転方向が逆になり、図１３に示す加工途中の状態で管１の先端は上を向く。そのため、この場合は管１と床面との干渉がないので、フレーム１０を床面に直接設置することができる。しかし管１が上を向くので上方向に干渉物がないようにしなければならない。
【００１６】
以上のように従来の高周波誘導加熱曲げ加工装置では、曲げる管１の形状によって装置前部の下方向や上方向に空間が必要になる場合がある。広い空間を取っておけばより多くの形状に対処することができるが、装置の製作、設置、運用などの点で困難があるし、合理的でない。しかし、空間を狭くすると対応できる形状が少なくなってしまう。また、空間がないために曲げられない場合、一つの曲げ部分毎に曲げを行って、後で接合するというような方法をとらなければならず、手間がかかる。
【００１７】
本発明の課題は、一台の曲げ加工装置で管の右曲げと左曲げをできるようにして、該装置前方の上下共に狭い空間があればよいような曲げ加工装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
一台の曲げ加工装置で、右曲げと左曲げを行えるようにする。その機構は、右曲げ用と左曲げ用のアームを装備し、それぞれ必要に応じて使い分けるようにする。しかし、２つのアームを装備すると装置が複雑になるので、より簡単にするには、１本のアームで右曲げ、左曲げを行えるようにする。
【００１９】
すなわち、本発明は、管の外周を加熱する加熱器と、管の軸方向に圧力を加えるプッシャと、管をつかみ、管を回転させることができる回転軸を有するアームと、該アーム回転駆動手段を備えた管の加熱曲げ加工装置において、前記アーム回転駆動手段は、アームの一つの回転方向の曲げとその逆回転方向の曲げを任意に選択して、前記管の曲げを行える管の加熱曲げ加工装置である。
【００２０】
【作用】
一台の曲げ加工装置で右曲げと左曲げをできるようにすることにより、曲げ加工装置（ベンダ）前方の上下共に広い空間をとる必要がなくなる。つまり、上か下かのどちらかに空間を取ればよい。そうすると、装置の設置場所を有効に使用することができる。又、空間を上に設ける場合は、装置が低く小さくなるため、装置の製作が容易になるし、曲げ加工装置や管の取り扱いが容易になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の高周波誘導加熱曲げ加工装置の全体構成を図１に示す。図１（ａ）の平面図、図１（ｂ）の正面図に示す本発明の実施の形態の高周波誘導加熱曲げ加工装置の基本的な構成は、図９の管１の右曲げ用の装置と同じであるので、共通する部品には同一番号を付して、その説明は省略する。図１に示す曲げ加工装置では、図９に示す装置に管１の左曲げも行えるように回転軸用レール１２を延長し、アーム４のスライド用レール１４を回転軸６上に追設している。
【００２２】
本発明の実施の形態を直管を図８（ａ）の形状に曲げる場合について以下に説明する。図１に示す本発明の実施の形態の高周波誘導加熱曲げ加工装置のフレーム１０を床面に直接設置し、該装置前部の下方向には特別な空間をとらず、管１の干渉を避ける場合は上方向の空間を用いる。
【００２３】
管１の曲げは従来の装置と同じく、曲げ半径Ｒ１から先に行う。装置と管１の設定及び曲げ半径Ｒ１の曲げ終わりまでは上述の従来の方法と同じで、曲げ終わると図２のようになる。
【００２４】
次に曲げ半径Ｒ２の部分の曲げを行う準備動作を行う。クランプ５を図９（ｃ）に示すように開き、管１を開放し、図２（図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図）の矢印Ａ方向にスライドさせ、管１を完全にクランプ５から外す。この状態が図３（図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図）に示す状態である。次にチャック９により管１を図３（ａ）の矢印Ａの方向に回転させ、図４（図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図）のように管１の先端が上を向くようにする。従来の装置ではここで管１の先端が下を向いていた。
【００２５】
次に管１を図８（ａ）の長さＬ２分だけプッシャ８によって図４の矢印Ａ方向に送り出す。次にクランプ５を回転軸６の中心とクランプ５の中心の距離が図８（ａ）の曲げ半径Ｒ２となるようにクランプ５を図４（ａ）の矢印Ｂの方向に移動させる。次にアーム４を図４（ａ）の矢印Ｃの方向に回転させる。次にアーム４をアーム用レール１４に沿って図４（ａ）の矢印Ｄの方向にスライドさせる。ここまでの動作で装置は図５（図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図）の状態となる。
【００２６】
次にクランプ５を開放したまま、クランプ５で回転軸６を管１の軸に対して反対の位置になるように図５（ａ）の矢印Ａの方向に移動させ、コイル２の中心軸と回転軸６の中心間の距離が図８（ａ）の曲げ半径Ｒ２となるようにして、再びクランプ５で管１をつかむ。ここまでの動作で装置は図６（図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図）の状態となり、曲げ半径Ｒ２の部分の曲げを行う準備動作が完了する。次に曲げ半径Ｒ１の部分の曲げと同様に曲げを行うが、アーム４の回転軸６が曲げ半径Ｒ１の曲げの時と逆側にあるので、左曲げとなり、図７に示すように目的の管１の曲げ形状が完成する。
【００２７】
このように管１の右曲げと左曲げを組み合わせることにより、常に管１が上又は下を向くようにすることができ、無駄な空間を取らずに効率よく曲げ加工を行うことができる。
【００２８】
上記実施の形態では高周波誘導加熱による曲げ加工装置を説明したが、本発明の加熱源は上記高周波誘導加熱に限らず、その他のガスバーナ、加熱ヒータの加熱源を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、直管の右曲げと左曲げができるアーム方式の高周波誘導加熱曲げにより、複雑な立体形状の管を省スペースで効率よく曲げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の装置による曲げの状態を示した図（図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図）である。
【図２】本発明の実施例の装置による曲げの状態を示した図（図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図）である。
【図３】本発明の実施例の装置による曲げの状態を示した図（図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は正面図）である。
【図４】本発明の実施例の装置による曲げの状態を示した図（図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面図）である。
【図５】本発明の実施例の装置による曲げの状態を示した図（図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は正面図）である。
【図６】本発明の実施例の装置による曲げの状態を示した図（図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図）である。
【図７】本発明の実施例の装置による曲げの状態を示した図（図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は正面図）である。
【図８】従来の管の曲げ形状の例を示した図である。
【図９】従来のアーム方式装置による曲げの状態を示した図（図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ線矢視図、図９（ｃ）は図９（ｂ）の円Ｂ内に示す部分のクランプを開いた状態を示す図）である。
【図１０】従来のアーム方式装置による曲げの状態を示した図（図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は正面図）である。
【図１１】従来のアーム方式装置による曲げの状態を示した図（図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ線矢視図）である。
【図１２】従来のアーム方式装置による曲げの状態を示した図（図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は正面図）である。
【図１３】従来のアーム方式装置による曲げの状態を示した図（図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は正面図）である。
【図１４】従来のアーム方式装置による曲げの状態を示した図（図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は正面図）である。
【符号の説明】
１　管　　　　　　　　　　　　　　　２　コイル
３　ガイドローラ　　　　　　　　　　４　アーム
５　クランプ　　　　　　　　　　　　６　回転軸
７　回転軸ベース　　　　　　　　　　８　プッシャ
９　チャック　　　　　　　　　　　　１０　フレーム
１１　プッシャ用レール　　　　　　　１２　回転軸用レール
１３　クランプ用レール　　　　　　　１４　アーム用レール
Ｌ　長さ　　　　　　　　　　　　　　Ｒ　半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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