(57)【要約】【課題】管材を複雑な形状に押出曲げ加工でき、溶接部を削減することができる押出曲げ加工装置を提供する。【解決手段】外枠５に、直穴部３と曲げ穴部４を形成し、曲げ穴部４にマンドレル６を設け、直穴部３に管材２を挿入し、管材２を押出装置７にて曲げ穴部４に押し出して曲げ加工する押出曲げ加工装置１において、マンドレル６を、その先端から後端にかけて複数の分割パーツ１６で形成し、先端の分割パーツ１６にフレキシブルワイヤ１８を連結すると共にフレキシブルワイヤ１８を後方の分割パーツ１６を挿通して最後端の分割パーツ１６まで延出させ、これら分割パーツ１６からなるマンドレル６を曲げ穴部４に位置させると共に、その先端を曲げ穴部４の所定位置に位置させ、かつ、フレキシブルワイヤ１８にて各分割パーツ１６に圧縮力を作用させて各分割パーツ１６を密に連結してマンドレル６とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠に、曲げ加工する管材を収容する直穴部と、その直穴部に連結して管材を曲げ加工する曲げ穴部とを形成し、その曲げ穴部に曲げ加工する管材の変形を防止すべく管材内に嵌合すると共に曲げ穴部に沿って曲げられたマンドレルを設け、上記外枠の直穴部に管材を挿入し、この管材を押出装置にて曲げ穴部に押し出して曲げ加工する押出曲げ加工装置において、上記マンドレルを、その先端から後端にかけて複数の分割パーツで形成し、その先端の分割パーツにフレキシブルワイヤを連結すると共にそのフレキシブルワイヤを後方の分割パーツを挿通して最後端の分割パーツまで延出させ、これら分割パーツからなるマンドレルを上記曲げ穴部に位置させると共に、その先端を曲げ穴部の所定位置に位置させ、かつ、上記フレキシブルワイヤにて各分割パーツに圧縮力を作用させて各分割パーツを密に連結してマンドレルとしたことを特徴とする押出曲げ加工装置。
【請求項２】
上記分割パーツのそれぞれに索を連結し、曲げ加工後の管材内から上記マンドレルを引き抜くとき、基端側の分割パーツから順に引くように上記索を引いてマンドレルを分解しながら引き抜くようにした請求項１記載の押出曲げ加工装置。
【請求項３】
上記分割パーツには、隣接する分割パーツと係脱可能に嵌合すると共に隣接するパーツの捻れ方向の移動を規制する嵌合部が形成された請求項１又は２記載の押出曲げ加工装置。
【請求項４】
上記嵌合部は、隣接する２つの分割パーツの一方に形成された雄嵌合部と、他方の分割パーツに形成され上記雄嵌合部と嵌合される雌嵌合部とを備え、上記雄嵌合部には、径方向に延びる羽根部が形成された請求項３記載の押出曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管材を押出曲げ加工する押出し曲げ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０及び図１１に示すように、押出曲げ加工装置３０は、管材２を収容する直穴部３を有すると共に直穴部３に連結して形成された曲げ穴部４を有する外枠３１と、曲げ穴部４内に設けられ管材２内に嵌合するマンドレル３２と、直穴部３内の管材２を曲げ穴部４に押し出すための押出装置７とを備えて構成されている。
【０００３】
この押出曲げ加工装置３０によれば、原子力発電所等で用いられる外径数百ｍｍの配管であっても確実に曲げ加工することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１３５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、原子力発電所等で用いられる配管は、運転中の溶接部検査を無くす目的で溶接部を可能な限り削減することが要求される。しかしながら、上述の押出曲げ加工装置３０は、マンドレル３２が曲げ穴部４に沿ったフック状に形成され、かつ、マンドレル３２は管材２を曲げ加工したあと管材２から引き抜かなければならないため、図１２（ａ）に示すような直管部３３の一端側に曲げ管部３４が形成された略Ｊ字状の配管３５しか製造できず、例えば図１２（ｂ）に示すような曲げ管部３４の両端に直管部３３が形成された略Ｌ字状の配管３６は製造できないという課題があった。このため、Ｊ字状の配管３５を製造した後、この配管３５の曲げ管部３４に直管を溶接にて取り付けなければならず、溶接部を削減できないという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、管材を複雑な形状に押出曲げ加工でき、溶接部を削減することができる押出曲げ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、外枠に、曲げ加工する管材を収容する直穴部と、その直穴部に連結して管材を曲げ加工する曲げ穴部とを形成し、その曲げ穴部に曲げ加工する管材の変形を防止すべく管材内に嵌合すると共に曲げ穴部に沿って曲げられたマンドレルを設け、上記外枠の直穴部に管材を挿入し、この管材を押出装置にて曲げ穴部に押し出して曲げ加工する押出曲げ加工装置において、上記マンドレルを、その先端から後端にかけて複数の分割パーツで形成し、その先端の分割パーツにフレキシブルワイヤを連結すると共にそのフレキシブルワイヤを後方の分割パーツを挿通して最後端の分割パーツまで延出させ、これら分割パーツからなるマンドレルを上記曲げ穴部に位置させると共に、その先端を曲げ穴部の所定位置に位置させ、かつ、上記フレキシブルワイヤにて各分割パーツに圧縮力を作用させて各分割パーツを密に連結してマンドレルとしたものである。
【０００８】
上記分割パーツのそれぞれに索を連結し、曲げ加工後の管材内から上記マンドレルを引き抜くとき、基端側の分割パーツから順に引くように上記索を引いてマンドレルを分解しながら引き抜くようにするとよい。
【０００９】
上記分割パーツには、隣接する分割パーツと係脱可能に嵌合すると共に隣接するパーツの捻れ方向の移動を規制する嵌合部が形成されるとよい。
【００１０】
上記嵌合部は、隣接する２つの分割パーツの一方に形成された雄嵌合部と、他方の分割パーツに形成され上記雄嵌合部と嵌合される雌嵌合部とを備え、上記雄嵌合部には、径方向に延びる羽根部が形成されるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、管材を複雑な形状に押出曲げ加工でき、溶接部を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１３】
図１及び図２に示すように、押出曲げ加工装置１は、曲げ加工する管材２を収容する第１直穴部３と、第１直穴部３に連結して管材２を曲げ加工する曲げ穴部４と、曲げ穴部４に連結して配管２を直線状に加工する第２直穴部２７とを有する外枠５と、曲げ穴部４内に設けられ曲げ加工する管材２の変形を防止すべく管材２内に嵌合するマンドレル６と、第１直穴部３内の管材２を曲げ穴部４に押し出すための押出装置７とを備えて構成される。
【００１４】
外枠５は、二つ割りに分割可能に形成されたブロック状の雌型からなる。外枠５のそれぞれの分割面８には、第１直穴部３と曲げ穴部４と第２直穴部２７を半割にした形状の溝９が形成されており、外枠５を分割することで曲げ穴部４内の管材２を取り出せるようになっている。第１直穴部３は、一端を外枠５の外方に向けて開口されると共に他端を曲げ穴部４に連結されている。曲げ穴部４は、一端を第１直穴部３の他端に連結されると共に、他端を第２直穴部２７の一端に連結されている。第２直穴部２７は、一端を曲げ穴部４の他端に連結されると共に、他端を外枠５の外方に向けて開口されている。
【００１５】
押出装置７は、第１直穴部３の開口１０に臨んで設けられており、第１直穴部３内に挿入される押出アーム１１と、押出アーム１１を第１直穴部３に挿抜する方向に駆動する駆動部（図示せず）とを有する。
【００１６】
図１、図５及び図６に示すように、マンドレル６は、第２直穴部２７の開口１２に臨んで配設され、外枠５外の支柱などの固定系（図示せず）に着脱可能に固定される基端部１３を有する。マンドレル６は、基端部１３から直線状に延び第２直穴部２７内に収容される直線部１４と、直線部１４の先端から曲げ穴部４に沿って曲げられた屈曲部１５とを有する。また、マンドレル６は、その先端から基端（後端）にかけて複数の分割パーツ１６を連結して構成される。
【００１７】
分割パーツ１６は、成形する配管形状に応じて所定の形状に屈曲形成された棒体を長手方向に複数分割した形状に形成されている。分割パーツ１６のうち、先端に位置される先端パーツ１７は、先端側を半球状に形成されると共に基端側を棒体の中心軸方向と直交する略平面に形成される。また、先端パーツ１７の基端側の中央には、フレキシブルワイヤ１８の一端が連結される。分割パーツ１６のうち、先端パーツ１７と基端部１３との間に位置される中間パーツ１９は、中心にフレキシブルワイヤ１８を挿通させるように筒状に形成される。中間パーツ１９は、曲げ加工後の管材２内からマンドレル６を引き抜くとき、一つずつ分割して引き抜くように形成されており、それぞれの中間パーツ１９には、引き抜き用の索２０の一端が連結される。索２０は加工時の熱に耐えるものであればよく、例えばワイヤやチェーンからなるとよい。索２０の他端には、連結される分割パーツ１６を示す識別部（図示せず）が設けられるとよい。識別部は、番号等が記載された札であってもよく、索２０の他端に色彩を施してなるものであってよい。また特に、屈曲部１５を構成する中間パーツ１９は、その屈曲中心Ｏを中心とする分割面２１間の角度θが均等となるように分割される。
【００１８】
図３、図４及び図５に示すように、それぞれの分割パーツ１６には、隣接する分割パーツ１６と係脱可能に嵌合すると共に隣接する分割パーツ１６の捻れ方向の移動を規制する嵌合部２２が形成されている。嵌合部２２は、隣接する２つの分割パーツ１６の一方に形成された雄嵌合部２３と、他方の分割パーツ１６に形成され雄嵌合部２３と嵌合される雌嵌合部２４とからなる。雄嵌合部２３は、分割パーツ１６の分割面２１の中央に形成され軸方向に筒状に突出する芯部２５と、芯部２５の外周から径方向外方に延びて形成される羽根部２６とからなる。羽根部２６は、芯部２５から直径方向に延出するように周方向に１８０度の間隔を隔てて２つ形成されている。また特に羽根部２６は、マンドレル６の屈曲中心Ｏを中心とする径方向に沿って形成されており、嵌合部２２の係脱が容易になされるようになっている。
【００１９】
雌嵌合部２４は、芯部２５と羽根部２６に対応する凹状に形成されており、雄嵌合部２３を嵌入させるようになっている。
【００２０】
また、基端部１３には、フレキシブルワイヤ１８を引っ張るための図示しない締付け装置が設けられている。
【００２１】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００２２】
図１に示すように、管材２を曲げ加工する場合、まず、分割パーツ１６を連結して所定の形状のマンドレル６を形成し、次に、マンドレル６を外枠５の曲げ穴部４内に位置させると共にマンドレル６の先端を曲げ穴部４の所定位置に位置させ、外枠５とマンドレル６を所定の位置に設置して押出曲げ加工装置１を組み立てる。
【００２３】
図３及び図４に示すように、分割パーツ１６を連結する場合、まず、先端パーツ１７に連結されたフレキシブルワイヤ１８を中間パーツ１９に所定の順番で挿通すると共に、それぞれの中間パーツ１９の索２０を基端側の全ての中間パーツ１９に挿通し、隣接する分割パーツ１６の嵌合部２２同士を嵌合させる。このとき、嵌合部２２の芯部２５は、隣接する分割パーツ１６同士の中心を合わせ、羽根部２６は、周方向の位置を合わせるため、分割パーツ１６同士を連結したときの形状を容易かつ確実に所定の形状にできる。
【００２４】
この後、図５に示すように、フレキシブルワイヤ１８を基端部１３に挿通すると共に先端パーツ１７を基端部１３側に引き寄せるように締付け装置でフレキシブルワイヤ１８を引っ張る。これにより、各分割パーツ１６に圧縮力が作用し、各分割パーツ１６が密に連結されて所定形状のマンドレル６が形成される。
【００２５】
図２に示すように、外枠５の曲げ穴部４内にマンドレル６を位置させる場合、外枠５を二つ割りに分割して曲げ穴部４を分割し、分割された曲げ穴部４内にマンドレル６を収容し、外枠５を組み立てる。
【００２６】
このようにして、押出曲げ加工装置１が組み立てられたら、図１に示すように、外枠５の第１直穴部３内に予め加熱された管材２を収容し、押出装置７にて管材２を曲げ穴部４に押し出して曲げ加工する。管材２は、曲げ穴部４に沿って曲げられると共に、マンドレル６に嵌合され、潰れる等の曲げ穴部４に沿わない形状への変形を防止されつつ所定の形状に成型される。また、曲げ穴部４を通過して第２直穴部２７内に至った管材２は、直線状に成型される。
【００２７】
この後、外枠５を分割して曲げ穴部４内から管材２を取り出し、管材２内からマンドレル６を取り出す。管材２内からマンドレル６を取り出す場合、まず、後端の分割パーツ１６から基端部１３を取り外すと共に、フレキシブルワイヤ１８から締付け装置を取り外す。この後、図７に示すように、管材２内で最後端に位置する中間パーツ１９の索２０を引いて隣接する中間パーツ１９から分離させると共に、管材２の外に引き出す。このとき、フレキシブルワイヤ１８が中間パーツ１９をガイドする軸として機能し、中間パーツ１９が管材２内で回転等して引っ掛かるのを防ぐ。以降、同様の作業を順次繰り返して全ての中間パーツ１９を管材２の外に引き出したのち、フレキシブルワイヤ１８を引いて先端パーツ１７を管材２の外側に引き出す。マンドレル６を順次分割して引き出すことができるため、管材２がＪ字状以外の形状、例えばＬ字状に屈曲される場合であっても管材２内からマンドレル６を容易に取り出すことができ、管材２を複雑な形状に押出曲げ加工できる。
【００２８】
このように、マンドレル６を、その先端から後端にかけて複数の分割パーツ１６で形成し、その先端の分割パーツ１６たる先端パーツ１７にフレキシブルワイヤ１８を連結すると共にそのフレキシブルワイヤ１８を後方の分割パーツ１６を挿通して最後端の分割パーツ１６まで延出させ、これら分割パーツ１６からなるマンドレル６を曲げ穴部４に位置させると共に、その先端を曲げ穴部４の所定位置に位置させ、かつ、フレキシブルワイヤ１８にて各分割パーツ１６に圧縮力を作用させて各分割パーツ１６を密に連結してマンドレル６としたため、フレキシブルワイヤ１８による圧縮力をなくすことで容易にマンドレル６を複数の分割パーツ１６に分割でき、管材２をＬ字状等の複雑な形状に形成しても管材２内からマンドレル６を容易に引き抜くことができ、管材２を複雑な形状に押出曲げ加工することができる。このため、管材２の曲げ加工部分の一端に必要であった溶接構造を削減することができ、溶接構造を削減した一体型の配管形状が製作可能となる。
【００２９】
また、分割パーツ１６のそれぞれに索２０を連結し、曲げ加工後の管材２内からマンドレル６を引き抜くとき、基端側の分割パーツ１６から順に引くように索２０を引いてマンドレル６を分解しながら引き抜くようにしたため、管材２内のマンドレル６を複数の分割パーツ１６に容易に分割でき、容易に引き抜くことができる。
【００３０】
分割パーツ１６には、隣接する分割パーツ１６と係脱可能に嵌合すると共に隣接する分割パーツ１６の捻れ方向の移動を規制する嵌合部２２が形成されるものとしたため、分割パーツ１６を連結してマンドレル６を形成するとき、確実かつ容易に所定の形状にできる。
【００３１】
嵌合部２２は、隣接する２つの分割パーツ１６の一方に形成された雄嵌合部２３と、他方の分割パーツ１６に形成され雄嵌合部２３と嵌合される雌嵌合部２４とを備え、雄嵌合部２３には、径方向に延びる羽根部２６が形成されるものとしたため、隣接する分割パーツ１６の捻れ方向の移動を簡易な構造で容易に規制することができる。
【００３２】
なお、嵌合部２２は、隣接する２つの分割パーツ１６の一方に形成された雄嵌合部２３と、他方の分割パーツ１６に形成された雌嵌合部２４とからなるものとしたが、これに限るものではない、対向する分割面２１に雄嵌合部２３と雌嵌合部２４の双方が互いに噛み合うように形成されるようにしてもよい。
【００３３】
また、屈曲部１５を構成する中間パーツ１９は、その屈曲中心Ｏを中心とする分割面２１間の角度θが均等となるように分割されるものとしたが、管材２から中間パーツ１９を容易に引き抜ける場合、分割面２１間の角度θは均等でなくともよい。
【００３４】
またさらに、Ｌ字状の配管を製造する押出曲げ加工装置１について述べたが、本願発明はこれに限るものではない。曲げ半径や曲げ方向が異なる複数の曲げ部を有する配管を製造するものであってもよい。例えば図８に示すように、三次元的に屈曲される曲げ管部４０を有する配管４１、具体的には、水平軸を中心として屈曲する第１曲げ部４２と鉛直軸を中心として屈曲する第２曲げ部４３とを有する曲げ管部４０を備えた配管４１を製造するものであってもよい。この場合、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、押出曲げ加工装置４４の曲げ穴部４５は、図８に示す第１曲げ部４２と第２曲げ部４３の形状に沿って形成されるとよく、マンドレル４６の屈曲部４７は、曲げ穴部４５に沿うように曲げられるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す押出曲げ加工装置の側断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】分割パーツを連結してマンドレルを組み立てている状態の斜視図である。
【図４】分割パーツを連結してマンドレルを組み立てている状態の斜視図である。
【図５】フレキシブルワイヤを引いて分割パーツを密に連結している状態の側面図である。
【図６】マンドレルの要部斜視図である。
【図７】マンドレルから分割パーツを分割している状態の斜視図である。
【図８】本発明に係る押出曲げ加工装置で製造できる配管の他の例の斜視図である。
【図９】（ａ）は図８の配管を製造する曲げ加工装置の側面図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図１０】従来の押出曲げ加工装置の側断面図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】押出曲げ加工装置で製造される配管の側面図であり、（ａ）は従来の押出曲げ加工装置で製造できるものを示し、（ｂ）は本発明に係る押出曲げ加工装置で製造できるものを示す。
【符号の説明】
【００３６】
１  押出曲げ加工装置
２  管材
３  第１直穴部（直穴部）
４  曲げ穴部
５  外枠
６  マンドレル
７  押出装置
１６  分割パーツ
１７  先端パーツ（分割パーツ）
１８  フレキシブルワイヤ
２０  索
２２  嵌合部
２３  雄嵌合部
２４  雌嵌合部
２６  羽根部
【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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