JPH04105716A - 湾曲した異形断面らせん条材の製造方法及び装置 - Google Patents

湾曲した異形断面らせん条材の製造方法及び装置

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JPH04105716A
JPH04105716A JP22467290A JP22467290A JPH04105716A JP H04105716 A JPH04105716 A JP H04105716A JP 22467290 A JP22467290 A JP 22467290A JP 22467290 A JP22467290 A JP 22467290A JP H04105716 A JPH04105716 A JP H04105716A
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鵜木 成輝
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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〕 本発明は、建築物の柱、ボール、フェンス、手摺り等の
外観上の装飾性を向上させる等の目的のためや。
旋回移動用ガイドレール等の部材として、全長又は−部
分にらせん形状を有する異形断面らせん条材の製造方法
に関するものである。なお9本明細書において。
「異形断面」とは円形断面以外の形状を示すものであり
、中空、中実の両方を含む。
〔従来の技術〕
従来、異形断面の条材を冷間で強制的にねしり加工し、
らせん形状の条材を製造する方法が知られている。
しかしながら2条材を強制的に冷間加工によりねしって
いるため、比較的小径(はぼ1インチ径前後まで)の異
形断面パイプにしか適用されていない。
もし、冷間ねしり加工を厚肉や、中、大径の異形断面パ
イプに適用しようとすると、設備が大型化し、コスト、
技術面からも困難があり、また、角パイプではねじりピ
ッチを小さくすると辺の稜線が直線とならず星形にくび
れる傾向が大きいなどで限界があり、結局実用化されて
いない、更に、従来の冷間ねしり加工は。
条材の両端にねじり力を加えてねじるものであるので。
全長にわたり比較的一定のピッチのものしか製造できな
い。
〔発明が解決しようとする課題〕
近年、建築物や市街地のボール等は、美観上価れた形状
が要求されており1例えば、らせん形状とすることが良
いと考えられる。しかしながら、上記したように厚肉や
中、大径の異形条材に対する冷間ねしり加工は実用化さ
れておらず、このため、厚肉や中、大径の異形断面らせ
ん条材を製造する方法が無かった。また1本の条材に形
成するらせんのピンチを場所によって変えるとか、らせ
ん条材を湾曲形状とすることが美観上好ましい場合があ
るが、そのような形状のらせん条材を製造する方法が無
かった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、小径の
みならず、厚肉や中、大径の異形断面らせん条材を製造
することができ5 しかも、そのらせんのピッチを任意
に変えることの可能な異形断面らせん条材の製造方法を
提供することを目的とする。
また3本発明は直線状の異形断面らせん条材のみならず
、湾曲した異形断面らせん条材の製造方法をも提供する
ことを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本願第一の発明は、異形断面条材を局部的に加熱しその
加熱部分を異形断面条材の軸線方向に移動させながら前
記加熱部分にねじり力を与え、ねじり変形させることを
特徴とする異形断面らせん条材の製造方法を要旨とする
また1本願第二の発明は、異形断面条材を局部的に加熱
し、その加熱部分を異形断面条材の軸線方向に移動させ
ながら前記加熱部分にねじり力と曲げ力を与え。
ねじり変形させながら曲げ変形させることを特徴とする
異形断面らせん条材の製造方法を要旨とする。
本発明において、異形断面条材を局部的に加熱する方法
としては、誘導加熱を利用することが好ましい。
誘導加熱を利用する場合には、所定幅の環状の誘導加熱
コイルを条材の周囲に配置することにより、その条材の
狭い部分を簡便に加熱することができ、かつその誘導加
熱コイルと条材とを軸線方向に相対的に移動させること
により、その加熱部分を軸線方向に移動させることがで
きる。
本発明において加工の対象となる異形断面条材としては
1通常、中空のものが使用されるが、中実に対しても同
様に加工可能である。
〔作用〕
本願第一の発明によれば9条材を局部的に加熱しその加
熱部分にねじり力を与えることにより、加熱部分が容易
に変形してねじれる。そして、その加熱部分を条材の軸
線方向に移動させることにより、そのねじれが軸線方向
に進行し、らせん状に成形される。
ここで、加熱部分の移動領域のみがねじれるので長い条
材に対して必要な部分のみを加熱することにより、必要
な部分のみをらせん状とした条材を製造できる。更に、
加熱部分の移動速度とその加熱部分に加えるねじり回転
速度との関係を一定に保つことにより。
一定ピツチのらせん形状を得ることができ、また、これ
を変化させることにより、ピッチの変化した今までに例
を見ないらせん形状を得ることができる。
また1本願第二の発明によれば、加熱部分に対してねし
り力を与えるのみならず1曲げ力を与えることにより1
条材をねじると共に曲げることができ、湾曲したらせん
状の条材を製造することができる。
上記した本発明の実施に当たって2条材を局部的に加熱
する際の加熱温度は、熱間加工可能な温度とする。
加熱部分の加熱幅(軸線方向の長さ)は、小さ過ぎると
塑性変形が困難であり、また、大き過ぎると塑性変形が
不安定となり、ねじり角度(リード角)の程度を考慮し
て定めるものであり4通常板厚の2〜10倍程度とする
ことが好ましい。なお2条材を局部的に加熱し、かつそ
の加熱部分を軸線方向に移動させるが、その際加熱部分
の下流を冷却水等によって急冷し、変形しないようにす
ることが好ましい。
〔実施例〕
以下1本発明の方法を図面に示す実施例を参照して詳細
に説明する。
第3図は本願第一の発明によって製造した異形断面らせ
ん条材の1例を示す概略斜視図、第4図は第3図に示す
条材1を製造する元となる異形断面条材2を示す概略斜
視図である。第4図の異形断面条材2は矩形状の断面を
有する真直ぐな条材であり、第3図に示す異形断面らせ
ん条材1は、第2図の異形断面条材の中央部のみをねじ
り変形させてらせん部1aを形成しその両端に非らせん
部1bを残した直線状の条材である。
第1図はこの異形断面らせん条材1の製造に使用する加
工装置の概略平面図、第2図はその概略側面図である。
第1図、第2図において、5は加工すべき条材2を回転
しないように保持する条材保持具、6は条材保持具5に
保持された条材2の先端を把持してねじり力を作用させ
るねじり装置である。ねじり装置6は条材2の先端を把
持するチャック7と、そのチャック7を保持した主軸8
と、主軸8を回転駆動する減速機付モータ9等を備えて
いる。10は条材2を取り囲むように配置され2条材を
局部的に加熱する誘導加熱コイルであり、その片側(図
面では右側)に冷却水10aを噴射して条材2を冷却す
る冷却装置を備えている。
11はその誘導加熱コイル10を保持したコイル架台。
12はコイル架台11を条材2に平行に移動させるコイ
ル移動装置である。コイル移動装置12は、コイル架台
11を移動可能に保持するレール13と、レール13に
平行に設けられ、コイル架台11にねじ係合するねじ軸
14と、このねじ軸14を回転駆動する減速機付モータ
15等を備えている。16は誘導加熱コイル10用の高
周波電源(インバーター)である。
次に、上記構成の加工装置を用いたらせん条材の製造方
法を説明する。
第4図に示す形状の条材2の一端を条材保持具5で固定
し、その他端をチャック7に取付ける。この状態で2条
材2のらせん状に形成すべき部分の一端に誘導加熱コイ
ル10を位置させ、誘導加熱コイル10に通電して条材
の加熱を開始すると共にその加熱部分の右側への冷却水
の噴射を開始し、その誘導加熱コイル10をコイル移動
装置12によって条材2に沿って左方向(矢印A方向)
に移動させる。この移動と同時にねじり装置6によって
条材2の一端をねじり回転させる。
これにより5条材2が局部的に加熱されるとともにその
位置にねじり力が作用し、加熱された部分がねしり変形
し、その加熱位置(変形位置)が条材2の軸線方向に移
動することにより、所定の範囲の条材が熱間塑性加工さ
れ、第1図に示すようにらせん部1aが形成される。こ
こで、移動している誘導加熱コイル10の下流側となる
条材部分を冷却水で急冷しているので。
熱間塑性変形を生じるように加熱される部分は、誘導加
熱コイルで加熱されている狭い範囲に限られ、安定した
変形が生じる。なお、加熱部分の下流の冷却は冷却水に
限らず強制空冷としてもよい。
上記の方法の実施に当たって、誘導加熱コイル10の移
動速度とねじり装置6によるねじり回転速度とは一定の
関係に保ってもよいし、或いは変化させてもよい、誘導
加熱コイル10の移動速度とねじり装置6によるねじり
回転速度とを一定の関係に保つと、一定ピツチのらせん
形状が形成され、また、変化させるとピッチが場所によ
り変化したらせん形状が形成される。
なお、ピッチの変化したらせん形状を作る場合には。
誘導加熱コイル10の移動速度は一定に保ち、ねじり装
置6による条材のねじり回転速度を変化させることが9
局部的に加熱される部分(塑性変形を生じる部分)の温
度を一定に保つことができるので好ましい。
−例として、厚み3.2日、1辺75鶴の鋼製角パイプ
(STKR−41>を上記加工装置によって、加熱温度
850℃、加熱部分移動速度10論/秒、ねじり回転速
度Q、 4 r p mでねじり加工したところ、約1
500WIlのスパンにおいて、良好に、360° (
1回転)のねじりを与えることができた。
第5図は本願第二の発明を実施するための加工装置を示
す概略平面図であり、2は加工されるべき異形断面条材
である。21は定位置に設けられた誘導加熱コイルであ
り、その右側に冷却水21aを噴射するように構成され
た冷却装置を備えている。22は定位置に設けられた条
材ガイド装置である。この条材ガイド装置22は、第6
図に示すように、外枠23と、その中にガイドローラ2
4によって回転自在に保持された回転ガイド板25を備
えており2回転ガイド板25は中央に条材を貫通させて
保持する支持穴25aを有している。この構成により、
異形断面の条材2を支持し。
回転自在に保持することができる。第5図において26
は条材2の一端を保持して回転させると共に前進させる
条材駆動装置であり、矢印B方向及びその反対方向に移
動可能な架台27と、その架台27を矢印B方向及びそ
の反対方向に駆動する装置(図示せず)と。
架台27に保持され条材2の端部を把持するテールクラ
ンプ28と、テールクランプ28を保持して回転する回
転体29と、その回転体29を回転駆動する減速機付モ
ータ30等を備えている。32は回転アームであり、支
軸33を中心として旋回自在に設けられており、且つ先
端に条材先端を把持するクランプ34を有している。
次に上記構成の加工装置による加工動作を説明する。
直線状の条材2をその一端をテールクランプ28に把持
させ、他端を回転アーム32のクランプ34に把持させ
る。この状態で誘導加熱コイル21による加熱及び冷却
水21aの噴射を開始し、架台27を矢印B方向に前進
させる。これにより1条材2が誘導加熱コイル21によ
って局部的に加熱され、その加熱部分に回転アーム32
による曲げ力が作用して曲げ加工が行われる。この曲げ
加工中、並行して回転体29を回転させることにより1
条材2の加熱部分にねしり力が作用してねじり加工が行
われる。かくして9条材を連続的に曲げながらねじり加
工することができ、湾曲した部分にらせん形状を形成す
ることができる。
−例として、厚み3.2m、1辺100fiの鋼製の角
バイブ(STKR−41)を上記加工装置によって。
加熱温度900℃1条材推進速度5■/秒、ねじり回転
速度Q、lrpm、曲げ半径R1500mで曲げ及びね
じり加工したところ、角パイプをらせん状にねしりなが
ら曲げ加工することができた。
〔発明の効果〕
以上に説明したように9本願第一の発明は異形断面条材
を局部的に加熱し、その部分にねしり力を作用させ、且
つその加熱部分を軸線方向に移動させるものであるので
、連続的に熱間ねしり加工することができ厚肉や、中、
大径の異形断面条材に対するねじり加工をも容易に行う
ことが可能となり、らせん形状としたらせん条材を容易
に製造することができる。しかもそのらせん形状部分は
条材中の必要な部分のみに形成でき、且つそのらせんの
ピンチを任意に変えることができ1種々の新しいデザイ
ンのらせん条材を容易に安価に製造できるという効果を
有している。
また2本願第二の発明は1曲げとねじりを同時に行うこ
とができるので、湾曲したらせん条材を製造することが
できるという効果を有している。
このように本発明によれば2種にの新しいデザインの柱
、ボール等を製造でき、近年のニーズに合った製品を提
供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願第一の発明の実施に使用する加工装置の概
略平面図、第2図はその概略側面図、第3図はその加工
装置によって製造した異形断面らせん条材の1例を示す
概略斜視図、第4図はそのらせん条材を製造する元の異
形断面条材を示す概略斜視図、第5図は本願第二の発明
の実施に使用する加工装置の概略水平断面図、第6図は
第5図のVl−Vl矢視図である。 1・−異形断面らせん条材、1a−・らせん部、ib−
非らせん部、2−・・異形断面条材、5−・−条材保持
具、6ねしり装置、7−チャック、8−主軸、9−・−
減速機付モータ、10−・誘導加熱コイル、11−・−
コイル架台。 12−コイル移動装置、21−誘導加熱コイル、22条
材ガイド装置、26−・〜条材駆動装置、27−架台。 28−テールクランプ、29−・回転体、30−減速機
付モータ、  32一回転アーム、33〜 支軸、34
−クランプ。 代理人 弁理士 乗 松 恭 三 牙3I!! 牙4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)異形断面条材を局部的に加熱し、その加熱部分を
    異形断面条材の軸線方向に移動させながら前記加熱部分
    にねじり力を与え、ねじり変形させることを特徴とする
    異形断面らせん条材の製造方法。
  2. (2)異形断面条材を局部的に加熱し、その加熱部分を
    異形断面条材の軸線方向に移動させながら前記加熱部分
    にねじり力と曲げ力を与え、ねじり変形させながら曲げ
    変形させることを特徴とする異形断面らせん条材の製造
    方法。
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