(57)【要約】      （修正有）【課題】背側の減肉を抑制し、かつ所定の曲げ半径（曲率）で金属条材を曲げることができる金属条材曲げ加工装置及び方法を提供する。【解決手段】金属条材を外側から環状に局部加熱する加熱手段11と、加熱手段で加熱された環状加熱部の近傍を環状に冷却する冷却手段と、金属条材の外側に配置される少なくとも一対の牽引索4を有し、金属条材の中心軸に実質的に平行で、かつ曲げようとする側に偏心した偏心軸線に沿って実質的に左右対称の引張り力を牽引索のそれぞれに印加し、これらの引張り力を合成した合成力を金属条材に付与する引張り力付与手段5と、前部挟圧手段2および後部挟圧手段3と、金属条材の中心軸と実質的に平行に案内する少なくとも一対の扇形ガイド8と、金属条材を拘束する拘束部材14,15,16,19と、金属条材と加熱手段と冷却手段とを金属条材の軸線方向へ相対移動させる移動手段6,7とを具備する。【選択図】    図１
2004337960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属条材を外側から環状に局部加熱する加熱手段と、
前記加熱手段で加熱された環状加熱部の近傍を環状に冷却する冷却手段と、
金属条材の外側に配置される少なくとも一対の牽引索を有し、金属条材の中心軸に実質的に平行で、かつ曲げようとする側に偏心した偏心軸線に沿って実質的に左右対称の引張り力を前記牽引索のそれぞれに印加し、これらの引張り力を合成した合成力を金属条材に付与する引張り力付与手段と、
前記牽引索の端部が締結され、前記引張り力付与手段からの引張り力を前記牽引索を介して金属条材への偏心軸圧縮荷重として作用させる前部挟圧手段および後部挟圧手段と、
未だ曲げられていない金属条材の中心軸線と前記牽引索の中心軸線との偏心量ｅの値を０＜ｅ≦（管外径Ｄ／２）の範囲に設定して引張り力の方向を未だ曲げられていない金属条材の中心軸と実質的に平行に案内する少なくとも一対の扇形状の案内部材と、
曲げられた金属条材の中心軸線と前記牽引索の中心軸線とが前記偏心量ｅを保ちながら同心円を描いて曲がるように金属条材を拘束する拘束部材と、
金属条材と前記加熱手段と前記冷却手段とを金属条材の軸線方向へ相対移動させる移動手段と、
を具備することを特徴とする金属条材曲げ加工装置。
【請求項２】
前記拘束部材は、未だ曲げられていない金属条材を拘束する押え部材を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記拘束部材は、間隔を詰めて前記扇形状の案内部材に支持され、既に曲げられた金属条材を拘束する複数の拘束板を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
（ａ）金属条材を外側から加熱手段により環状に局部加熱し、
（ｂ）前記加熱手段で加熱された環状加熱部の近傍を冷却手段により環状に冷却し、
（ｃ）前部挟圧手段と後部挟圧手段とで金属条材の両端又はその近傍をそれぞれ拘束し、少なくとも一対の牽引索を金属条材の外側に配置し、該牽引索の端部を前部挟圧手段に締結し、金属条材の中心軸に実質的に平行で、かつ曲げようとする側に偏心した偏心軸線に沿って実質的に左右対称の引張り力を前記牽引索のそれぞれに印加し、これらの引張り力を合成した合成力を金属条材への偏心軸圧縮荷重として作用させ、
（ｄ）扇形状の案内部材を用いて、未だ曲げられていない鋼管の中心軸線と引張り力付与手段の中心軸線との偏心量ｅの値を０＜ｅ≦（鋼管外径／２）の範囲に設定して前記引張り力を未だ曲げられていない鋼管の中心軸線と平行に伝達させ、
（ｅ）曲げられた金属条材の中心軸線と前記扇形状の案内部材とが前記偏心量ｅを保ちながら同心円を描いて曲がるように金属条材を拘束し、
（ｆ）金属条材と前記加熱手段と前記冷却手段とを金属条材の軸線方向へ相対移動させながら、曲げ加工前後における金属条材の中心軸線と前記引張り力の中心軸線とが偏心量ｅを保ちながら同心円を描くように金属条材を曲げることを特徴とする金属条材曲げ加工方法。
【請求項５】
前記工程（ｅ）では、未だ曲げられていない金属条材を押え部材により拘束することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）では、間隔を詰めて前記扇形状の案内部材に支持された複数の拘束板を用いて、既に曲げられた金属条材を拘束することを特徴とする請求項４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属条材曲げ加工装置及び金属条材曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１は、本発明者が先に発明したアプセット曲げ方式の鋼管曲げ技術を開示している。この従来装置を使用する鋼管の曲げ加工は、図８に示すように次の要領で行われている。
【０００３】
鋼管１はその内面にチェーン１０４を鋼管の中心軸に対して偏心して渡され、前部挟圧板１０２および後部挟圧板１０３と油圧ジャッキ１０５によって、チェーン１０４には引張り力が与えられている。後部挟圧板１０３はジャッキ１０５と鋼管移動装置１０６と一体となっており、レール１０７の上を鋼管１の軸方向に移動する。鋼管１の外周を加熱するための加熱コイル１１１は、図示しないコイルホルダによって支えられており、加熱装置１１０に接続されている。
【０００４】
加熱コイル１１１に給電すると、鋼管１は加熱コイル１１１からの誘導電流によって順次加熱されていく。加熱コイル１１１は環状であるから、鋼管１は環状に加熱される。この環状加熱部は、加熱コイル１１１内の環状流路に導かれ、加熱コイル１１１に環状に配列した多数の孔から噴出する冷却水によって順次前側から冷却されていく。冷却水噴出孔は環状に設けられているので環状冷却部となる。環状加熱部は、環状冷却部によって前側から環状に冷却されていく。その結果、鋼管１には、軸線を中心軸とする環状の局部加熱部が、鋼管の前進に伴って、順次形成される。すなわち、局部加熱部は、鋼管１の前進に伴ってその軸線方向に移動（後退）する。環状の局部加熱部は、鋼の再結晶温度以上の温度である。軸線方向の幅の加熱帯の温度がそれで、７６０℃〜９００℃である。
【０００５】
特許文献１の従来装置による鋼管の曲げ加工は次の要領で行われる。
油圧ジャッキ１０５によりチェーン１０４の両端の固定点の間に引張り力を加えると、両固定端は鋼管内面の偏芯軸上にあるから、鋼管１はその偏芯軸線方向の圧縮力を受けながら順次移動する環状の局部加熱部において連続して曲がっていく。
【０００６】
特許文献２は、本発明者が先に発明したアプセット曲げ方式による鋼管のＳ字曲げ技術を開示している。図９の（ａ）と（ｂ）は第１段階のＲ曲げ工程を示すもので、ここまでは前述の特許文献１の方法と同じである。図９の（ｃ）〜（ｆ）は次の第２段階の曲げ工程を示している。Ｒ曲げ後、ジャッキ１０５とチェーン１０４を緩め、鋼管１を管軸まわりに１８０゜回転させて上下を入れ替え（図９（ｃ）参照）、次いで前部挟圧板２を取り外す（図９（ｄ）参照）。図９の（ｇ）はＳ字曲げの第２段階で使用するスペーサ１１８を示す。スペーサ１１８はワイヤロープ１０４の偏心位置を設定するための部材であり、このスペーサ１１８を管内に挿入することによりチェーン１０４が鋼管１の中心軸線に対して曲げようとする方向に偏心して設定される（図９（ｅ）参照）。偏心軸圧縮荷重を鋼管１の腹側に付与して、図９の（ｆ）に示すように第２段階のＳ曲げ加工を行う。
【０００７】
特許文献３の曲げ加工装置は、図１０の（ａ）〜（ｃ）に示すように、鋼管１はその外面にワイヤロープ２０４を鋼管の中心軸に対して偏心して渡され、前部挟圧板２０２および後部挟圧板２０３と油圧ジャッキ２０５によって、ワイヤロープ２０４には引張り力が与えられている。ワイヤロープ２０４は扇形ガイド２０８によって案内され、鋼管１の曲げられていない部分と平行に置かれている。後部挟圧板２０３はジャッキ２０５と鋼管移動装置２０６と一体となっており、レール２０７の上を管軸方向に鋼管１とともに移動される。
【０００８】
この従来装置では、油圧ジャッキ２０５によりチェーン２０４の両端の挟圧板２０２，２０３間に引張り力を加えると、前後の挟圧板２０２，２０３は鋼管外面の偏心軸上にあるので鋼管１はその偏心軸線方向の圧縮力を受け、順次移動する加熱コイル２１１により加熱されながら送られ、図１１に示すように連続して曲げられていく。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２９６７４８２号公報（特開２０００−１５３５０号公報）
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−３６１３２９号公報
【００１１】
【特許文献３】
特許第１１３６６９５号公報（特開昭５４−１２８９７０号公報）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献３の曲げ加工方法には次の問題点がある。
図１２に示す曲げ加工前の状態では偏心量ε０は小さいが、図１３に示すように曲げ角度が４５°以上進むと偏心量ε１が増大し（ε１＞ε０）、管の背側が膨らんでしまう。すなわち、曲げが進行するに従って管の腹側に作用する圧縮力が小さくなり、それとともに背側に作用する引張力が大きくなるため、同文献の第１９図に破線で示すように管の背側が伸びて外側に膨らむように変形する。このため、特許文献３の曲げ加工方法では、背側の減肉が大きい上に、曲げ半径を一定に保って曲げることができない。すなわち、従来方法では曲げ終わるまで曲率を一定に保持することができない。
【００１３】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、背側の減肉を抑制し、かつ所定の曲げ半径（曲率）で金属条材を曲げることができる金属条材曲げ加工装置及び金属条材曲げ加工方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者が先に発明した特許文献１の曲げ方法には次の問題点がある。
【００１５】
（１）チェーンを管内に挿通する場合は、チェーンにより金属条材の内面に擦り傷が発生する場合がある。
【００１６】
（２）チェーンの代わりにワイヤロープを用いる場合は、環状加熱部での断線を防ぐためにワイヤロープに断熱材を巻いて保護する必要があるが、内径の小さな金属条材を曲げる際に、スペース上の制約から十分な断熱材の厚さを確保できない場合がある。
【００１７】
さらに、特許文献２の曲げ方法では、一本の金属条材を、曲げ方向を変えて複数回の曲げ加工を行い、Ｓ字状の曲げ管や立体的な曲げ管を製作しようとするとき、金属条材の中にスペーサを挿入してワイヤロープの偏心位置を曲げようとする方向に調整するという煩わしさがあった。
【００１８】
そこで、本発明者は、特許文献１および特許文献２の曲げ方法について鋭意研究し、改良を積み重ねた結果、以下に述べる本発明を完成させた。
【００１９】
本発明に係る金属条材曲げ加工装置は、金属条材を外側から環状に局部加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱された環状加熱部の近傍を環状に冷却する冷却手段と、金属条材の外側に配置される少なくとも一対の牽引索を有し、金属条材の中心軸に実質的に平行で、かつ曲げようとする側に偏心した偏心軸線に沿って実質的に左右対称の引張り力を前記牽引索のそれぞれに印加し、これらの引張り力を合成した合成力を金属条材に付与する引張り力付与手段と、前記牽引索の端部が締結され、前記引張り力付与手段からの引張り力を前記牽引索を介して金属条材への偏心軸圧縮荷重として作用させる前部挟圧手段および後部挟圧手段と、未だ曲げられていない金属条材の中心軸線と前記牽引索の中心軸線との偏心量ｅの値を０＜ｅ≦（管外径Ｄ／２）の範囲に設定して引張り力の方向を未だ曲げられていない金属条材の中心軸と実質的に平行に案内する少なくとも一対の扇形状の案内部材と、曲げられた金属条材の中心軸線と前記牽引索の中心軸線とが前記偏心量ｅを保ちながら同心円を描いて曲がるように金属条材を拘束する拘束部材と、金属条材と前記加熱手段と前記冷却手段とを金属条材の軸線方向へ相対移動させる移動手段と、を具備することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る金属条材曲げ加工方法は、（ａ）金属条材を外側から加熱手段により環状に局部加熱し、（ｂ）前記加熱手段で加熱された環状加熱部の近傍を冷却手段により環状に冷却し、（ｃ）前部挟圧手段と後部挟圧手段とで金属条材の両端又はその近傍をそれぞれ拘束し、少なくとも一対の牽引索を金属条材の外側に配置し、該牽引索の端部を前部挟圧手段に締結し、金属条材の中心軸に実質的に平行で、かつ曲げようとする側に偏心した偏心軸線に沿って実質的に左右対称の引張り力を前記牽引索のそれぞれに印加し、これらの引張り力を合成した合成力を金属条材への偏心軸圧縮荷重として作用させ、（ｄ）扇形状の案内部材を用いて、未だ曲げられていない鋼管の中心軸線と引張り力付与手段の中心軸線との偏心量ｅの値を０＜ｅ≦（鋼管外径／２）の範囲に設定して前記引張り力を未だ曲げられていない鋼管の中心軸線と平行に伝達させ、（ｅ）曲げられた金属条材の中心軸線と前記扇形状の案内部材とが前記偏心量ｅを保ちながら同心円を描いて曲がるように金属条材を拘束し、（ｆ）金属条材と前記加熱手段と前記冷却手段とを金属条材の軸線方向へ相対移動させながら、曲げ加工前後における金属条材の中心軸線と前記引張り力の中心軸線とが偏心量ｅを保ちながら同心円を描くように金属条材を曲げることを特徴とする。
【００２１】
なお、本明細書中において「金属条材」とは、炭素鋼管、低合金鋼管、ステンレス鋼管、ニッケル基合金管、クロム基合金、コバルト基合金など各種金属材料からなる管材の他に、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼、チャンネル型鋼、アングル型鋼などの各種断面形状の型鋼を含むものとする。
【００２２】
また、牽引索および扇形状の案内部材は、一対のみに限定されるものではなく、金属条材を中央に挟んで左右対称に二対、三対、四対のように複数対設けるようにしてもよい。スペースが許す限り複数対の牽引索と扇形状案内部材を設けることにより、さらに大きな偏心軸圧縮荷重を金属条材に付与することが可能になる。
【００２３】
また、牽引索としてチェーンまたはワイヤロープを用いることができる。ワイヤロープを牽引索に用いる場合は、曲げ開始時におけるロープの初期伸びがチェーンのそれと比べて大きいので、その伸び量を予め把握しておき、それに基づいて牽引索の引張速度Ｖ１および曲げ速度Ｖ２をそれぞれ補正することが望ましい。
【００２４】
また、未だ曲げられていない部位の拘束部材は可能な限り環状加熱部の近傍部位を拘束することが望ましいが、拘束部材を取り付ける位置は特に限定されるものではない。
【００２５】
また、拘束部材は、既に曲げられた部位と未だ曲げられていない部位との両方ともを拘束することが好ましい。しかし、曲げ角度がおよそ３０°以下の範囲であれば、既に曲げられた部位に複数の拘束板を詰めて取り付け、すなわちスペースが許す範囲で狭ピッチに拘束するだけであっても本発明の効果は得られる。
【００２６】
本発明では、扇状の案内部材に拘束板の数をスペースが許される範囲で可能な限り多く装着して既に曲げられた部位を強固に拘束した状態で、金属条材の軸から偏心する偏心軸に沿って配置した牽引索により金属条材を引き戻すので、既に曲げた部分が外側に膨らむ変形が有効に防止され、曲げ終わるまで所定の曲げ半径（曲率）を維持することができるとともに、腹側には曲げに必要な圧縮力が印加されるが、背側にはほとんど引張り力が作用しなくなるので、背側の減肉が抑制される。
【００２７】
さらに、未だ曲げられていない部位に押え部材（押えローラ）を設けて金属条材を拘束するので、背側に向けて膨らもうとする変形が抑えられ、既に曲げられた部位の拘束が有効となり、従来よりもさらに精密に所定の曲げ半径を維持することができる。
【００２８】
これに対して、特許文献３の従来の曲げ方法では、拘束部材としての補助腕の数がせいぜい２〜３個であり、１本目の補助腕を曲げ部にセットして、次の２本目を入れようとしている間にも破線で示すようにどんどん変形が進行して、曲げ半径が徐々に目標値から外れてしまう（同文献の第１９図参照）。このため、２本目の補助腕を入れたときには１本目挿入のときよりも金属条材はさらに目標から外れた曲率を有し、すなわち更に目標値から外れた曲げ半径に２本目を入れることになる。
【００２９】
次に、特許文献３の曲げ加工原理について図１２および図１３を用いて説明する。
図１２の（ａ）（ｂ）に示すように、曲げ加工前の鋼管の管軸とワイヤロープ２０４の中心軸線ａとは偏心量ε０に設定されている。図１３はワイヤロープ２０４を引き縮めることにより鋼管１を曲げた様子を示す側面図で、このときの偏心量ε１は図１２の偏心量ε０よりも大きくなっており（ε１＞ε０）、鋼管とワイヤロープの平行が大きく崩れている。
【００３０】
図１０の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、特許文献３の曲げ加工では扇形のワイヤガイド板１８を用いることによって、鋼管１とワイヤロープ２０４との平行を保とうとしているが、図１１および図１３に示すように、偏心軸圧縮荷重により鋼管１が折り曲げられてしまう。この折り曲げ量が大きいと鋼管１の両端はパイプクランプ２１２及び２１３から脱落する。このため、鋼管１とワイヤロープ４の平行を保つことができなくなり、曲げ半径の制御ができなくなる。すなわち、特許文献３の曲げ加工方法においては、扇形のワイヤガイド板１８と曲げ管が同心円を描いて曲げ加工することができないので、曲げ半径の制御ができない。
【００３１】
これに対して、本発明は、金属条材に折れ曲がりを生じることなく所定の曲げ半径で一様に曲げることができる。すなわち、曲げ加工中に金属条材１とワイヤロープ４とが平行を保つことができるようにして、安定した曲げ加工を可能とするものであり、かつ、一本の金属条材を、曲げ方向を変えて複数回の曲げ加工を行い、Ｓ字状の曲げ管や立体的な曲げ管を製作しようとするとき、金属条材の中にスペーサを挿入してワイヤロープの偏心位置を曲げようとする方向に調整するという煩わしさを無くし、簡単かつ確実にＳ字曲げ管や立体曲げ管を製作することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１と図２を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
鋼管１はその外面にチェーン４を管の中心軸に対して偏心して渡され、前部挟圧板２および後部挟圧板３と油圧ジャッキ５によって、チェーン４には引張り力が与えられている。チェーン４は、鋼管１の外側に配置され、側方からの視野において鋼管の管軸ＣＬ１に対して偏心する偏心軸ＣＬ２に沿って伸び出しており、曲げ加工中にチェーンの引張り力の方向を鋼管の管軸ＣＬ１と平行に案内するための扇形状のワイヤガイド板８に設定されているガイド溝９によって所定の偏心量ｅが保たれている。
【００３４】
ワイヤガイド板８はチェーンの引張り力を鋼管１に伝達して鋼管に偏心軸圧縮荷重として作用させるため前部挟圧板２と一体となっている。ワイヤガイド板８には、鋼管１が折れ曲がることを防止するための拘束板１４を取り付けるための複数の孔１７が形成されている。左右一対の取付けネジ１６をワイヤガイド板８の孔１７に通して両側から締結することによって、拘束板１４をワイヤガイド板８に固定することができる。
【００３５】
拘束板１４は、曲げ加工中の鋼管１が曲げ半径外側に折れ曲がるのを阻止できるに十分な剛性を有しており、上部に位置微調整用のネジ１５が取り付けられている。ネジ１５を調節することにより、鋼管の既に曲げられた部分１ｂに対する拘束板１４の取付け位置を微調整することができる。
【００３６】
後部挟圧板３はジャッキ５と鋼管移動装置６と一体となっており、レール７の上を鋼管１の軸方向に移動する。鋼管１の外周を加熱するための加熱コイル１１は、図示しないコイルホルダによって支持され、図示しない高周波電源に接続されている。加熱コイル１１に通電すると、鋼管１は加熱コイル１０からの誘導電流によって環状に順次加熱されていく。
【００３７】
図５に示すように、加熱コイル１１は水冷ジャケット２０の構造をなすものである。水冷ジャケット２０の内部は仕切２１で２つの流路２２，２３に仕切られている。一方の流路２３は加熱コイル１１の本体が過熱しないように水冷するための循環流路であり、図示しない熱交換器に連通している。他方の流路２２は、図示しない水供給源に連通し、複数の噴出孔２４においてそれぞれ開口している。噴出孔２４は、加熱コイル１１の内周側のコーナー部分において、全周にわたり所定の等ピッチ間隔に形成され、斜め前方を向いて開口している。このため、噴出孔２４からの冷却水は、環状加熱部１Ｈの直ぐ下流側（鋼管の曲げ送り方向の下流側）に噴射される。
【００３８】
複数の噴出孔２４は環状に配置されているので、幅Ｗをもつ環状加熱部１Ｈの直ぐ後に環状の冷却部が形成される。従って、環状加熱部１Ｈは、環状冷却部によって順次環状に冷却されていく。その結果、環状加熱部１Ｈは、鋼管１の前進に伴ってその軸線方向に移動（後退）する。なお、環状加熱部は、鋼管１の再結晶温度以上の温度に高周波誘導加熱される。炭素鋼管を例にとって言えば、環状加熱部１Ｈの幅Ｗの領域は７６０℃〜９００℃の高温に加熱される。
【００３９】
次に、上記装置を用いて鋼管を曲げ加工する場合について説明する。
【００４０】
図１の（ａ）〜（ｃ）は曲げ前における装置と鋼管の形態を示しており、予め加熱コイル１１の左側には２枚の拘束板１４が取り付けられている。図１の装置により鋼管１を曲げるとき、油圧ジャッキ５によりチェーン４の両端の固定点の間に引張り力を加えると、両固定端は鋼管の偏心軸ＣＬ２上にあるから、鋼管１はその偏心軸ＣＬ２線方向の圧縮力を受けながら順次移動する環状の局部加熱部１Ｈにおいて連続して曲がっていく。
【００４１】
図２は曲げ加工中における装置と鋼管の形態を示しており、曲がり部分には２枚の拘束板１４が取り付けられている。このようにして既に曲げ加工が終了した部分１ｂに拘束板１４をスペースが許す限り詰めて取り付け、鋼管の曲げた部分１ｂを強固に拘束することによって、曲げ加工中の鋼管が曲げ半径の外側に膨れて折れ曲がるのを阻止することができる。
【００４２】
鋼管移動装置６（移動台車）の移動速度は、図示しない鋼管移動速度調節器および鋼管移動速度表示器によって調節されるようになっている。
【００４３】
油圧ジャッキ５は、図示しない油圧ジャッキ引張り力調節器、油圧ジャッキ引張り力表示器、油圧ジャッキ引張り速度調節器によって、油圧ジャッキ引張り力または油圧ジャッキ引張り速度を調節することができるようになっている。ジャッキ引張り速度と、局部加熱部と鋼管との相対移動速度の比は、図示しない同調節器によって調節できるようになっている。
【００４４】
加熱コイル１１による鋼管１の加熱温度と冷却水２５の温度および量は図示しない制御手段によってそれぞれ制御されるようになっている。
【００４５】
上記の装置を用いて鋼管を曲げる加工は次の要領で行われる。
【００４６】
油圧ジャッキ５によりチェーン４の両端の固定点の間に引張り力を加えると、両固定端は鋼管の偏心軸上にあるから、鋼管１はその偏芯軸線方向の圧縮力を受けながら順次移動する環状の局部加熱部において連続して曲がっていく。
【００４７】
（第２の実施形態）
次に、図３と図４を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記第１の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
本実施形態では複数回曲げ（Ｓ曲げ）の例を示す。図３の（ａ）には、第一回目の曲げ加工が終了し、次にその曲げ方向を反転させて第２回目の曲げ加工を行おうとしたときの形態を示す。前部挟圧板２は前部パイプクランプ１２と一体となっている。前部挟圧板２には鋼管１が貫通できる穴があいており、すでに第一回目の曲げ加工を終了した鋼管１は、前部挟圧板２を貫通して、前部パイプクランプ１２によって把持されている。本実施形態の曲げ加工の方法は上記第１の実施形態の曲げ加工方法と実質的に同じである。
【００４８】
このようにして複数回曲げにおいても同様に、既に曲げ加工が完了した部分に拘束板１４をスペースが許す限り詰めて取り付けることによって、曲げ加工中の鋼管１が曲げ半径外側に折れ曲がるのを阻止しながら複数回曲げを行うことができる。
【００４９】
次に、図６および図７を参照して本発明の曲げ加工原理を理論的に解析してみる。
【００５０】
（ｉ）金属条材の背側が伸びも縮みもせずに曲がるものとする場合は、次の式（１）〜（４）を用いてワイヤロープの引張速度Ｖ１、金属条材と加熱コイルとの相対速度Ｖ２をそれぞれ求めることができる。これから図７の（ｂ）に破線で示す軸方向の圧縮速度分布Ｑ１（特性線ＢＫＪＩ）が得られる。
【００５１】
2004337960.tif 000003
（ｉｉ）金属条材の背側が微小量αだけ伸びながら曲がるものとする場合は、次の式（５）と（６）を用いて速度比Ｖ１／Ｖ２を求めることができる。これから図７の（ｃ）に実線で示す軸方向の圧縮速度分布Ｑ２（特性線ＡＫＪＩ）が得られる。
【００５２】
2004337960.tif 000004
但し、ｄ：金属条材の外径、θ：曲げ角度、α：伸び率（実験により求める）、
Ｒ１：金属条材中心の曲げ半径、Ｒ２：内側曲げ半径、
Ｒ３：外側曲げ半径、Ｒ４：扇形状ガイドの半径（ワイヤロープの曲げ半径）、
ｅ：金属条材中心軸ＣＬ１から偏心軸ＣＬ２までの偏心量、
Ｌ０：曲げ前の金属条材長さ、Ｌ１：曲げ後の金属条材長さ、Ｌ２：内側曲げ部の長さ、
Ｌ３：外側曲げ部の長さ（Ｌ３＝２πＲ３θ／３６０°）、
Ｌ４：ワイヤロープの曲がり長さ、Ｌ５：ワイヤロープの引張長さ、
Ｖ１：ワイヤロープの引張速度、Ｖ２：金属条材と加熱コイルとの相対速度、
ｔ：曲げ加工時間、をそれぞれ示す。
【００５３】
【実施例】
表１に速度Ｖ１，Ｖ２および速度比Ｖ１／Ｖ２，Ｖ２／Ｖ１の実測値および理論値をそれぞれ併記した。なお、金属条材の外径ｄが決まると、ワイヤロープの引張長さＬ５も決まる。
【００５４】
【表１】
2004337960.tif 000005
【００５５】
実施例１〜５は、それぞれ上式（１）〜（６）を用いて算出した理論値である。
【００５６】
実施例６は、実際に鋼管サンプルを曲げ加工して得た実測値である。外径７２ｍｍの鋼管においてＶ２＝２９ｍｍ／分のときにＶ１＝３．１ｍｍ／分の結果が得られ、この実測値は理論値と非常に良く一致した。
【００５７】
実施例７は、実際に鋼管サンプルを曲げ加工して得た実測値である。外径８２ｍｍの鋼管においてＶ２＝３０ｍｍ／分のときにＶ１＝１０．８ｍｍ／分の結果が得られ、この実測値は理論値と非常に良く一致した。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、背側の減肉を抑制でき、かつ所定の曲げ半径を保った状態で金属条材を曲げ加工することができる。
【００５９】
また、本発明によれば、曲げ角度が大きい場合であっても、金属条材に折れ曲がりを生じることなく所定の曲げ半径で曲げることができる。
【００６０】
また、本発明によれば、引張り力付与手段としてのチェーンを鋼管の外側に配置し、チェーンと鋼管を直接に接触させないので金属条材にチェーンの擦り傷が発生することがない。
【００６１】
また、本発明によれば、引張り力付与手段としてのワイヤロープを金属条材の外側に配置し、ワイヤロープを管内に入れないので、ワイヤロープの耐熱性に関する問題が発生しない。すなわち、断熱材を巻き付けたワイヤロープを挿入するために小径管に適用できないという不都合を解消することができる。
【００６２】
さらに、本発明によれば、引張り力付与手段としてのワイヤロープを金属条材の外側に配置するので、Ｓ字曲げのような複数回曲げが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明装置の正面図、（ｂ）は本発明装置の平面図、（ｃ）は本発明装置の側面図。
【図２】Ｒ曲げ加工後の鋼管と本発明装置を示す正面図。
【図３】（ａ）はＳ曲げ加工される鋼管がセットされた本発明装置の正面図、（ｂ）は本発明装置の平面図、（ｃ）は本発明装置の側面図。
【図４】Ｓ曲げ加工後の鋼管と本発明装置を示す正面図。
【図５】水スプレイ機能を備えた加熱コイルと鋼管を示す断面模式図。
【図６】本発明方法の原理を説明するためにＲ曲げ加工された鋼管を模式的に示す概念図。
【図７】（ａ）は本発明方法の原理を説明するためにＲ曲げ加工された鋼管を模式的に示す概念図、（ｂ）は鋼管の背側が伸びも縮みもしないで曲げられる場合の軸方向の圧縮速度分布図、（ｃ）は鋼管の背側が微小量αだけ伸びながら曲げられる場合の軸方向の圧縮速度分布図。
【図８】（ａ）は従来装置の概要を示す模式図、（ｂ）は従来装置による鋼管のＲ曲げ加工動作を説明するための模式図。
【図９】（ａ）〜（ｇ）は従来装置によるＳ曲げ加工動作を示す工程図。
【図１０】（ａ）は従来装置の正面図、（ｂ）は従来装置の平面図、（ｃ）は従来装置の側面図。
【図１１】Ｒ曲げ加工後の鋼管と従来装置を示す正面図。
【図１２】（ａ）は曲げ加工前の鋼管の正面図、（ｂ）は曲げ加工前の鋼管の側面図。
【図１３】図１０に示す従来装置によりＲ曲げ加工された鋼管を示す図。
【符号の説明】
１…鋼管（金属条材）、２…前部挟圧板、３…後部挟圧板、
４…チェーン（牽引索、ワイヤロープ）、
５…ジャッキ（引張り力付与手段）、６…鋼管移動装置、
７…レール、８…ワイヤガイド、
９…ガイド溝、１０…スタンド、１１…加熱コイル、
１２…前部パイプクランプ（前部挟圧手段）、
１３…後部パイプクランプ（後部挟圧手段）、
１４…拘束板（拘束部材）、１５…位置調節ネジ、１６…取付ネジ、
１８…スペーサ、１９…押えローラ（押え部材）、
２０…水冷ジャケット、２１…仕切、２２，２３…流路、
２４…噴出孔、２５…冷却水。
【図１】
2004337960.tif 000006
【図２】
2004337960.tif 000007
【図３】
2004337960.tif 000008
【図４】
2004337960.tif 000009
【図５】
2004337960.tif 000010
【図６】
2004337960.tif 000011
【図７】
2004337960.tif 000012
【図８】
2004337960.tif 000013
【図９】
2004337960.tif 000014
【図１０】
2004337960.tif 000015
【図１１】
2004337960.tif 000016
【図１２】
2004337960.tif 000017
【図１３】
2004337960.tif 000018