JPH0243323A - Ｕベンド管のベンド部通電熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明はりベンド管のベンド部（湾曲管部）を成形後
に直接通電により焼鈍等の熱処理を施す際、ベンド部の
ピッチ変化を許容して変形が生じないように通電熱処理
する方法に関する。

【従来の技術】

一般に熱交換器等に使用される鋼管をＵ形に屈曲成形し
た場合には、ベンド部の残留応力を除去するため焼鈍等
の熱処理か施される。 第４図は従来の一般的なベンド部の熱処理方法を示す説
明図で、（Ａ＞は加熱前のりベンド管、（Ｂ）はベンド
部加熱中の状態、（Ｃ）は加熱冷却後のりベンド管をそ
れぞれ示す。 すなわち、図（Ａ＞に示す成形後のりベンド管（１）の
ベンド′部（１−１）熱処理時の加熱は、図（Ｂ）に示
すようにＵベンド管（１）の平行管部（１−２）両方を
固定クランプ（通電チャック）（２）にて固定して直接
通電により加熱される。 このような方法でベンド部（１−１）を加熱すれば、熱
膨張によりその加熱に伴ってベンド部（１−１）の曲率
が変化し、固定クランプ（２）直近で変形を生じる（図
Ｂ）。 そして、Ｕベンド管（１）は平行管部（１−２）を固定
クランプ（２）にて固定された状態で冷却されるため、
この変形は拘束されてしまい、ベンド部（１−１）には
再び残留応力が発生する。 この残留応力により、冷却後固定クランプ（２）を開放
されたりベンド管（１）の平行管部（１−２）間の距離
Ｐ、すなわちピッチが縮小してしまい、平行管部（１−
２）が平行でなくなる（図Ｃ）。 このような残留応力によるしベンド管の変形を防止する
方法として、一方の通電チャックを可動にして、加熱冷
却に伴うベンド部のピッチ変化を許容する方法が提案さ
れている（特開昭５４１１６３０６号公報）。 この方法は第５図に示すごとく、ベンド部（１−１）近
くの平行管部（１−２）を固定通電クランプ（２−１）
と移動通電クランプ（２−２）にて支持し、直接通電加
熱を行なうものであり、加熱冷却に伴うベンド部（ｉ−
ｉ＞のピッチ変化を移動通電クランプ（２−２）の動き
により許容する方式である。 すなわち、この方式は所定の熱処理温度まで昇熱する間
にベンド部（１−１）の膨張に伴って移動通電クランプ
（２−２）が外向きに自由移動し、平行管部（１−２）
間の間隔Ｐが増大し、又冷却時にはベンド部（ｉ−ｉ）
の収縮に伴って移動通電クランプ（２−２）が内向きに
自由移動し、平行管部（１−２）間の間隔Ｐが減少し元
のピッチに戻るようになっている。 しかし、この方法では移動通電クランプ（２−２）と支
台（３）上に固定した電極用（４）との間の通電ケブル
（可動線）（５）及び、平行管部（１−２）の軸長方向
と直交する方向に回転軸心を有するフラットローラ（図
示せず）と平行管部（１−２）の接触部が移動通電クラ
ンプ（２−２）の自由移動を妨げて、ピッチ変動に精度
よく追随しないという問題があった。 この問題は薄肉小径材に特に顕著であった。 （発明が解決しようとする課題］ この発明は従来の前記問題点、すなわち片方の通電クラ
ンプを移動自在にして、昇温・降温時のピッチ変動に追
随させる方式の追随精度の問題を解決するためになされ
たものであり、左右の通電クランプをピッチ変動量に応
じて強制的に移動させることによって、通電クランプの
追随精度を向上させ、熱処理後の残留応力の発生を皆無
にし得るベンド部通電熱処理方法を提案しようとするも
のである。

【課題を解決するための手段】

この発明は通電クランプを管クランプ状態でクランプ間
隔が自由に開閉する構造とし、加熱冷却時のピッチ変動
量に応じて該通電クランプを開閉する方式であって、そ
の要旨は相互に離接可能な一対の開閉式通電クランプを
備えた通電用クランプ装置にてＵベンド管の両平行管部
をクランプし、加熱前又は加熱中に前記開閉式通電クラ
ンプの間隔を、Ｕベンド管材料の線膨張係数と熱処理温
度により決まるピッチ変動量に応じて広げ、加熱冷却に
伴うベンド部のピッチ変化を許容し得るようにしたベン
ド部通電熱処理方法にある。

【作　　用】

第１図はこの発明のりベンド管の熱処理方法を示す説明
図で、図（Ａ＞は加熱前のＵベンド管、図（Ｂ）はりベ
ンド管を開閉式通電クランプにてクランプした状態、図
（Ｃ）はベンド部加熱中の状態、図（Ｄ）はベンド部冷
却後の状態、図（Ｅ）は加熱冷却後のりベンド管をそれ
ぞれ示す。 すなわち、図（Ａ＞に示す成形後のＵベンド管（１）の
ベンド部（１−１）の熱処理を行なう際は、図（Ｂ）に
示す如く該Ｕベンド管（１）の両平行管部（１−２）を
左右に移動する開閉式通電クランプ（２０−１）（２０
−２）にて固定し、直接通電する。 直接通電によりベンド部（１−１）が加熱され、所定の
熱処理温度まで昇熱する間に該ベンド部（１−１）が膨
張し変形しようとするが、このベンド部（１−１）の膨
張に伴う平行管部（１−２）間の間隔すなわちピッチ変
化に応じて開閉式通電クランプ（２０−１）（２０−２
＞の間隔を広げる。 この時の開閉式通電クランプ（２０−１）　（２０−２
）の間隔は、当該Ｕベンド管（１）の線膨張係数と熱処
理温度とにより下記式により決める。 ΔＰ＝ＰＸαｘｔ　　　　　　　　　・・・・・・（１
）△Ｐ：ピッチ変動量 Ｐ：熱処理前のピッチ α：熱膨張係数 ｔ　：熱処理温度 ここで、熱処理温度は当該Ｕベンド管（１）に必要とさ
れる熱処理温度又は温度センサー等によりベンド部（ｉ
−ｉ＞の温度を測定して求める。 この発明では、上記式により決まったピッチ変動量に応
じて左右の開閉式通電クランプ（２０−１）（２０−２
）を強制的に広げ、所定の熱処理温度に加熱する（図Ｃ
）。図中の破線は加熱前の状態である。 その後、所定の熱処理温度に昇熱すると該ベンド部（１
−１）を強制冷却する。この冷却に伴いベンド部（１−
１）は収縮し始めるので、この時は逆に開閉式通電クラ
ンプ（２０−１）　（２０−２）の間隔を強制的に狭め
る（図Ｄ）。この時の開閉式通電クランプ（２０−１）
　（２０−２）の移動量も前記（１）式により決まるピ
ッチ変動量△Ｐに応じて制御される。図中の破線は加熱
中の状態である。 第２図はベンド部（１−１）の温度推移に対する開閉式
通電クランプ（２０−１）（２０−２）の間隔のパター
ンを例示したもので、クランプ間隔のパターンとしては
特に限定するものではないが、■と■のいずれかを採用
することができる。■はベンド部の加熱前に前記ピッチ
変動量△Ｐだけ開閉式通電クランプ（２０−１）　（２
０−２）の間隔を広げておき、加熱冷却中一定の間隔を
保持し、加熱冷却後の元の間隔に戻すというパターンで
あるのに対し、■はベンド部の昇熱に伴って開閉式通電
クランプ（２０−１）　（２０−２）の間隔を徐々に開
いていき、所定の熱処理温度に達するとその間隔を保持
し、冷却過程では開閉式通電クランプ（２０−１）（２
０−２＞の間隔を徐々に狭めていくというパターンであ
る。このうち、開閉式通電クランプ（２０−１）（２０
−２＞の間隔の制卸パターンとしては熱処理温度に応じ
て制御する■の方が好ましい。 この発明を実施するための通電用クランプ装置としては
、第３図にその基本的な構造例を示すように、下架台（
１１〉上に設置した左右一対の下クランプ型（１２）と
、上架台（１３）に前記下クランプ型（１２）に対向配
置した左右一対の上クランプ型（１４）とから構成され
る一対の通電クランプを有し、左右の下クランプ型（１
２）は同架台（１１）上にスライド可能に取付けられた
可動台（１６）上に固定され、この可動台（１６）が左
右逆ネジの回転ネジ軸（１７）に螺合され、回転ネジ軸
（１７）の回転により左右の可動台（１６）が相互に離
接可能となっている。 この下クランプ型（１２）に対向配置する上クランプ型
（１４）は上架台（１３）にスライド可能に取付けた可
動台（２１）に垂直シリンダー（２２）にて昇降自在に
取付けられ、この可動台（２１）が左右逆ネジの回転ネ
ジ軸（２４）に螺合され、回転ネジ軸（２４）の回転に
より左右の可動台（２１）が相互に離接可能となってい
る。 下クランプ型（１２）と上クランプ型（１４）の各回転
ネジ軸（１７）（２４）の回転機構は、例えばパルスモ
タ（２５）によりキャー（２６）を介して駆動される回
転伝達軸（２７）と各回転ネジ軸（１７）（２４）とを
ギヤー（２８）を介して駆動する機構を用いることがで
きる。 クランプの開閉制御は、温度センサー（３０）により測
定されたベンド部の熱処理温度に応じてシケンサー（３
１）によりクランプの移動量が求められ、この値に基づ
いてパルスモータ（２５）が回転制御される機構となっ
ている。サーボモータの回転数はパルスジェネレーター
（３２）を介してシーケンサ−（３１）に入力されるよ
うになっている。 なあ、ベンド部の熱処理か終了すると、垂直シリンダー
（２２）にて上クランプ型（１４）を上昇させてＵベン
ド管のクランプを開閉した後、当該ＬＪベンド管のベン
ド部に対向して設けられている冷却ヘッダ（図示せず）
より冷媒を噴射して冷却する。

【実　施　例】

実施例１ 外径２５．４ｍｍ、肉厚２．０ｍｍ、ピッチ（平行管部
の間隔）　　３６４ｍｍのＵベンド管（材質ＪＩＳ−３
Ｏ８３０４）を本発明方法により熱処理した。熱処理は
ベンド部を１０８０°Ｃに加熱した後、２００’Ｃまで
強制空冷し、クランプ開放後放冷した。 その結果を第１表に示す。この時の計算上の△Ｐは３６
４ｍｍＸ１７Ｘ１０−６＝　６．７ｍｍであった。 なお、第１表中、試験Ｎｏ、７は片側の通電クランプを
ピッチ変動に追随させる方式によるものである。 第１表より明らかなごとく、計算上の△Ｐとはぼ近い値
にクランプを開閉制御した本願発明例は、放冷後も熱処
理ピッチと同じであり、本発明法によりベンド部の膨張
収縮に伴うピッチの変化を十分に許容し得ることがわか
る。 以下余白 実施例２ 外径１５．９ｗ＋ｍ、肉厚０．８ｍｍ、ピッチ３６８ｍ
ｍの薄肉小径のＵベンド管（材質ＪＩＳ−３ＵＳ　３０
４）を実施例１と同じ条件で熱処理した結果を第２表に
示す。 本実施例における計韓上の△Ｐは３６８ｍｍＸ１７ｘｌ
Ｏ−ｓ　＝　６．７ｍｍであった。 第２表より明らかなごとく、薄肉小径のりベンド管の場
合も、放冷後のピッチは熱処理前ピッチと同じであり、
本発明法により加熱冷却に伴うベンド部の変化を十分許
容し得ることがわかる。 以下余白

【発明の効果】

以上説明したごとく、この発明方法は熱処理時の膨張収
縮に伴うピッチの変化に応じて左右の通電クランプを強
制的に移動させて間隔を制卸するので、ベンド部のピッ
チの変化を十分にかつ精度よく許容することができ、熱
処理による形状不良を皆無にすることができる。 したがって、この発明方法によれば、熱処理後に再度残
留応力の除去処理やピッチ修正を行なう必要がなくなり
、Ｕベンド管の生産性向上並びにコスト低減にも大なる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のりベンド管の熱処理方法を示す説明
図で、図（Ａ＞は加熱前のりベンド管、図（Ｂ）はＵベ
ンド管を開閉式通電クランプにてクランプした状態、図
（Ｃ＞はベンド部加熱中の状態、図（Ｄ＞はベンド部冷
却後の状態、図（「）は加熱冷却後のりベンド管をそれ
ぞれ示す。 第２図は同上熱処理方法にあけるベンド部温度推移とク
ランプ間隔の制卸パターン例を示す図で、図（Ａ）は加
熱冷却パターン、図（Ｂ）はクランプ間隔パターンであ
る。 第３図はこの発明を実施するための通電クランプ装置の
基本構造例を示す概略図である。 第４図は従来の一般的なりベンド部の熱処理方法を示す
説明図で、図（Ａ）は加熱前のりベンド管、図（Ｂ）は
ベンド部加熱中の状態、図（Ｃ）は加熱後のＵベンド管
をそれぞれ示す。 第５図は片方の通電クランプを可動とした通電加熱装置
を示す概略斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｕベンド管のベンド部を成形後に直接通電熱処理する方
   法において、相互に離設可能な一対の開閉式通電クラン
   プを備えた通電用クランプ装置にてＵベンド管の両平行
   管部をクランプし、加熱前又は加熱中に前記開閉式通電
   クランプの間隔を、Ｕベンド管材料の線膨張係数と熱処
   理温度により決まるピッチ変動量に応じて広げ、加熱冷
   却に伴うベンド部のピッチ変化を許容し得るようにした
   ことを特徴とするＵベンド管のベンド部通電熱処理方法
   。