JPH08300053A - 中空材の曲げ加工方法、及び中空材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 中空部内に液体、気体等の熱膨張性中子材料
Ｍが配置され、両端部がそれぞれ蓋材1,1 にて内部密閉
状態に塞がれ、一方の蓋材１を介して中空部内に電気ヒ
ーター２が突出して配置された中空材Ｗを製作する。そ
して、ヒーター２を発熱させ中子材料Ｍにて中空部内の
圧力を所要の圧力に高めて該中空材に曲げ加工を施す。 【効果】 中空材をへこみやしわを生じさせることなく
品質良好に曲げ加工することができ、しかも、所要の圧
入状態にされた中子材料を内部に有する中空材を技術的
に非常に容易に製作することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム等の金
属製の中空材、例えばパイプ材等の曲げ加工方法、及び
中空材に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば金属製のパイプ材に曲げ加工を施
す場合、これに直接曲げ加工を施すと、得られた曲がり
品の曲がり部分にへこみやしわを生じことがあることか
ら、パイプ材の内部に中子を配置し、曲げ加工の最中
に、この中子にてパイプ材を内部から支えるようにし
て、上記のようなへこみやしわの発生を防止しようとす
ることが行われている。

【０００３】このような中子としては、従来より、図４
（イ）に示されるように、先端部の側面が曲面状に形成
された、いわゆるスプーン型と称されるマンドレルタイ
プの中子（51）や、図４（ロ）に示されるように、複数
のボール（52a ）…を一列配置状態で揺動可能に連結し
て構成された、いわゆる数珠型と称される同じくマンド
レルタイプの中子（52）、あるいは、図４（ハ）に示さ
れるように、砂、鋼球、液体等の中子材料（Ｍ）をパイ
プ材（Ｗ）の中空部内に充填し該中子材料（Ｍ）が外に
こぼれ出ないようにパイプ材（Ｗ）の両端部を蓋材（5
3）（53）にて溶接にて塞いでこれを中子とする、いわ
ゆる充填タイプと称される中子を用いてパイプ材（Ｗ）
の曲げ加工を行う方法が提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、曲げ加工の
際に中空材の中空部を囲む内周壁面を支持して中空材に
へこみやしわを生じるのを効果的に防止するためには、
中子は、中空材の中空部内に圧入状態に配置されている
ことが望ましい。

【０００５】特に、砂、鋼球、液体等の中子材料（Ｍ）
をパイプ材（Ｗ）の中空部内に充填してこれを中子とす
る、いわゆる充填タイプの中子を用いた曲げ加工、とり
わけ、気体や液体などを中子材料として用いるような場
合には、曲げ加工の際に中空材の中空部を囲む内周壁面
を中子材料にて十分な支持力をもって支持しうるよう
に、中子材料を中空材の中空部内に圧入状態に封入して
おく必要がある。

【０００６】しかしながら、特に充填タイプの中子にて
曲げ加工するような場合、とりわけ、気体や液体を中子
材料として用いる曲げ加工においては、中子を中空材の
中空部内に十分な圧入状態に配置するのが、技術的に非
常に難しいものであった。

【０００７】この発明は、上記のような従来の問題点に
鑑み、特に充填タイプの中子材料にて曲げ加工するよう
な場合、とりわけ、気体や液体などを中子材料として用
いる曲げ加工の場合に、該中子材料にて中空材内周面を
十分な支持力にて支持し得て中空材をへこみやしわを生
じさせることなく品質良好に曲げ加工することができ、
しかも、所要の圧入状態にされた中子材料を内部に有す
る中空材を技術的に非常に容易に製作することができる
曲げ加工方法、及びこのような曲げ加工等に好適に用い
られる中空材を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、中空部内に
熱膨張性を有する中子材料が配置されると共に、両端部
がそれぞれ蓋材にて内部密閉状態に塞がれ、かつ、いず
れか一方又は両方の蓋材を介して中空部内に発熱体が突
出して配置された曲げ加工対象の中空材を製作し、前記
発熱体を発熱させて中子材料にて中空材の中空部内の圧
力を所定の圧力に高め、その圧力状態において、該中空
材に対し曲げ加工を施すことを特徴とする中空材の曲げ
加工方法によって達成される。

【０００９】また、中空部内に熱膨張性を有する中子材
料が配置されると共に、両端部がそれぞれ蓋材にて内部
密閉状態に塞がれ、かつ、いずれか一方又は両方の蓋材
を介して中空部内に発熱体が突出して配置されているこ
とを特徴とする中空材によって達成される。

【００１０】

【作用】上記曲げ加工方法では、発熱体の発熱により中
空材内部の中子材料が加熱されて膨張しようとし、それ
によって中子材料は中空材の内部で圧入状態になる。従
って、この中子材料による内部からの支持によって、中
空材は、へこみやしわのない品質良好な中空曲がり品に
曲げ加工される。

【００１１】しかも、中空材の内部の中子材料は、発熱
体の発熱によって中空材の内部で所要の圧入状態にされ
るものであることにより、所要の圧入状態にされた中子
材料を内部に有する中空材が技術的に非常に容易に得ら
れる。

【００１２】

【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。

【００１３】曲げ加工の対象は、図１及び図２に示され
るようなパイプ材等による中空材（Ｗ）である。材質
は、アルミニウム等の金属である。

【００１４】この中空材（Ｗ）の曲げ加工のため、中空
材（Ｗ）の内部に中子材料（Ｍ）を配置する。

【００１５】中子材料（Ｍ）としては、例えば、エア
ー、窒素等による気体、アルコール、水等による液体な
ど、熱によって膨張しうる性質をもつ熱膨張性材料であ
ればよい。なお、熱膨張は、液体等の場合、それ自体の
膨張のほか、これが部分的に又は全部が気化することに
よって生じる体積膨張などをも含むものである。

【００１６】この中子材料（Ｍ）を、例えば次のように
して、中空材（Ｗ）の中空部内に密閉状態に封入する。
即ち、中空材（Ｗ）の一端部に蓋材（１）を溶接、接着
等によりシール状態に取り付け、該中空材（Ｗ）の一端
部を塞ぐ。次いで、中空材（Ｗ）のもう一方の端部よ
り、中子材料（Ｍ）を入れる。そして、中空材（Ｗ）の
該端部にもう一つの蓋材（１）を溶接、接着等によりシ
ール状態に取り付ける。これにより、中子材料（Ｍ）は
中空材（Ｗ）の中空部内に密閉状態に封入される。な
お、中子材料を配置するという場合の「配置する」の語
は、中子材料（Ｍ）がエアーの場合にはそもそも中空材
（Ｗ）の内部にエアーが配置されているのであるが、本
明細書では、この場合も含めて「配置する」という語を
用いている。

【００１７】そして、この封入作業の際に併せて、発熱
体（２）を中空材（Ｗ）の内部に突出させて配置する。
即ち、本実施例の発熱体（２）は、電気ヒーターによる
ものであり、該ヒーター（２）は、その導線（３）が一
方の蓋材（１）を貫通して延ばされており、これによっ
て該蓋材（１）と組み合わされている。従って、該蓋材
（１）を中空材（Ｗ）の一端部に配置して取り付ける際
に、併せて、この発熱体（２）を中空材（Ｗ）の内部に
突出させることにより、発熱体（２）は中空材（Ｗ）の
内部に突出配置される。なお、この電気ヒーター（２）
の導線（３）を、中空材（Ｗ）の内部を密閉状態に保ち
つつ、蓋材（１）を通じて外部に導出させるため、図１
（ロ）に示されるように、蓋材（１）と導線（３）との
間には耐熱性・耐圧性に優れた材料、例えばシリコンゴ
ム（４）などが介在して配置されている。この場合、導
線（３）とシリコンゴム（４）との間は更に接着剤にて
シールしておくのようにするのが好ましい。蓋材（１）
から外部に導出されている導線（３）には、スイッチ
（５）と電源（６）とが接続され、スイッチ（５）をオ
ンにすることによって、中空材（Ｗ）のヒーター（２）
が発熱されるようになされている。

【００１８】上記中空材（Ｗ）では、その曲げ加工に際
して、電気ヒーター（２）のスイッチ（５）をオンに
し、該ヒーター（２）を発熱させることによって、中空
材（Ｗ）の内部の中子材料（Ｍ）を後発的に所要の圧入
状態にする。即ち、電気ヒーター（２）の熱によって、
内部の中子材料（Ｍ）が膨張しようとし、それによっ
て、中空材（Ｗ）の内部の圧力が高められていき、中子
材料（Ｍ）は、中空材（Ｗ）の内部で所要の圧入状態と
なる。

【００１９】中空材（Ｗ）の内部圧力の検知は、各種方
法によって行いうるが、例えば、中空材（Ｗ）の内部圧
力と中空材（Ｗ）の表面温度との関係を経験的に求めて
おき、中空材（Ｗ）の表面温度が所定の温度に達したの
を検知することによって間接的に中空材（Ｗ）の内部圧
力が所定の圧力に達したのを検知するという方法や、中
空材（Ｗ）の中空部内に蓋材（１）を介して圧力計を突
出して配置させたり、あるいは、蓋材（１）に圧力計を
設けておくなどすることよって、直接に中空材（Ｗ）の
内部の圧力を検知する方法などが採られうる。

【００２０】そして、上記のようにして、中空材（Ｗ）
の中空部内の圧力を所要の圧力状態にした状態で、中空
材（Ｗ）に曲げ加工を施す。中空材（Ｗ）の内面は、圧
入状態にされた中子材料（Ｍ）によってしっかり支持さ
れていることにより、中空材（Ｗ）は、へこみやしわを
発生させることなく、品質良好に曲げ加工される。

【００２１】以上の説明のように、上記実施例では、内
部の中子材料（Ｍ）による圧力を中空材（Ｗ）の内周面
に受けさせた状態において該中空材（Ｗ）の曲げ加工を
行うようになされているから、該中空材（Ｗ）をへこみ
やしわのない中空曲がり品に曲げ加工することができ
る。

【００２２】しかも、中子材料（Ｍ）を圧入状態にして
中空材（Ｗ）をその内部から支持させるのに、蓋材
（１）（１）にて内部密閉状態配置した中子材料（Ｍ）
を後発的に加熱し圧力を高めるものであるから、中子材
料（Ｍ）を中空材（Ｗ）内に圧入させるようにして封入
するというような厄介な圧入方法を採る必要がなくな
り、中子材料（Ｍ）が圧入状態に配置されている中空材
（Ｗ）を技術的に非常に容易に製作することができる。

【００２３】加えて、中子材料（Ｍ）に対する加熱は、
ヒーター（２）を中空材（Ｗ）の中空部内に配置し、中
空材（Ｗ）の中空部内側から行うものとしているから、
中子材料（Ｍ）を直接的に効率良く加熱することができ
る。

【００２４】しかも、ヒーター（２）の発熱により、そ
の熱は、中空材（Ｗ）にもおよび、従って、中空材
（Ｗ）の曲げ加工を温間にて行うことができて、曲げ加
工を容易に遂行することができる。

【００２５】なお、上記実施例では、発熱体として電気
ヒーター（２）によるものを採用しているが、これに限
られるものではなく、その他、例えば、図３に示される
ように、蓋材（１）を介して、中空材（Ｗ）の中空部内
にパイプ（７）を延ばし、該パイプ（７）の先端部に膨
み状の反応室（10）を有するものとして、該反応室（1
0）内で化学反応を行わせてその反応熱により発熱する
タイプの発熱体など、各種構成の発熱体が用いられてよ
い。

【００２６】

【発明の効果】上述の次第で、本発明の中空材の曲げ加
工方法は、中空部内に熱膨張性を有する中子材料が配置
されると共に、両端部がそれぞれ蓋材にて内部密閉状態
に塞がれ、かつ、いずれか一方又は両方の蓋材を介して
中空部内に発熱体が突出して配置された曲げ加工対象の
中空材を製作し、前記発熱体を発熱させて中子材料にて
中空材の中空部内の圧力を所定の圧力に高め、その圧力
状態において、該中空材に対し曲げ加工を施すものであ
るから、中子材料による内部からの支持によって、中空
材を、へこみやしわのない品質良好な中空曲がり品に曲
げ加工することができる。

【００２７】しかも、中空材の内部の中子材料は、発熱
体の発熱によって中空材の内部で圧入状態とするもので
あるから、圧入状態にされた中子材料を内部に有する中
空材を技術的に非常に容易に製作することができ、曲げ
加工作業の高能率化を図ることができる。

【００２８】加えて、発熱体の発熱によって、中子材料
のみならず、中空材にも熱が伝えられるから、中空材の
曲げ加工が温間にて行われ、従って、中空材を容易に曲
げ加工することができるという効果も派生される。

【００２９】また、本発明の中空材は、中空部内に熱膨
張性を有する中子材料が配置されると共に、両端部がそ
れぞれ蓋材にて内部密閉状態に塞がれ、かつ、いずれか
一方又は両方の蓋材を介して中空部内に発熱体が突出し
て配置されているものであるから、発熱体を発熱させる
ことにより、該中子材料が膨張しようとし、それによっ
て、中空材の中空部内の圧力が所定の圧力に高められ、
中空材の周壁を内部から十分な支持力をもって支持する
ことができる。

【００３０】しかも、中空材の内部の中子材料は、発熱
体の発熱によって中空材の内部で圧入状態とするもので
あるから、圧入状態にされた中子材料を内部に有する中
空材を技術的に非常に容易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示すもので、図（イ）は中空材の縦
断面図、図（ロ）は該中空材端部の拡大縦断面図であ
る。

【図２】該中空材を、その蓋材等を分離させた状態にお
いて示す縦断面図である。

【図３】他の実施例にかかる中空材の縦断面図である。

【図４】図（イ）〜図（ハ）は従来例にかかる中空材の
縦断面図である。

【符号の説明】

１…蓋材 ２…電気ヒーター（発熱体） Ｗ…中空材 Ｍ…中子材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空部内に熱膨張性を有する中子材料が
   配置されると共に、両端部がそれぞれ蓋材にて内部密閉
   状態に塞がれ、かつ、いずれか一方又は両方の蓋材を介
   して中空部内に発熱体が突出して配置された曲げ加工対
   象の中空材を製作し、 前記発熱体を発熱させて中子材料にて中空材の中空部内
   の圧力を所定の圧力に高め、その圧力状態において、該
   中空材に対し曲げ加工を施すことを特徴とする中空材の
   曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 中空部内に熱膨張性を有する中子材料が
   配置されると共に、両端部がそれぞれ蓋材にて内部密閉
   状態に塞がれ、かつ、いずれか一方又は両方の蓋材を介
   して中空部内に発熱体が突出して配置されていることを
   特徴とする中空材。