JPH0890097A - 異形断面管の成形方法並びに成形装置 - Google Patents

異形断面管の成形方法並びに成形装置

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JPH0890097A
JPH0890097A JP6224763A JP22476394A JPH0890097A JP H0890097 A JPH0890097 A JP H0890097A JP 6224763 A JP6224763 A JP 6224763A JP 22476394 A JP22476394 A JP 22476394A JP H0890097 A JPH0890097 A JP H0890097A
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隆光 中崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】流路部材として用いられる異形断面を有する管
を高精度に、かつ安価な設備費で成形できる成形方法並
びに成形装置を提供する。 【構成】異形断面管の各断面の周長と実質的に等しくな
るような周長を有する素材円管１に内圧を負荷した状態
で曲げ成形して異形断面管を成形する。また、素材円管
１の各断面の周長を対応する異形断面管の各断面の周長
と実質的に等しくする工程と、円形断面の素材に内圧を
負荷した状態で円形断面の素材を曲げ成形して異形断面
管を成形する工程を連続して加工する装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流路部材として用いら
れる異形断面を有する管に好適な成形方法並びに成形装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】管の長手方向で断面形状が異なる管を異
形断面管という。
【０００３】従来から異形断面管の成形法として用いら
れている方法として、プレス成形法がある。その具体的
製作方法の一つとしては、板状素材から管の長手方向に
２分割した部材をそれぞれ冷間または熱間でプレス成形
した後、両部材を溶接する方法がある。
【０００４】また、他の成形法としては、特開昭55-779
34号公報に円形断面の素管に降伏点以下の軸方向引張力
と内圧を負荷しながら異形断面に形成された上下金型を
押圧し、この金型を一体に保持した状態で内圧を上昇さ
せて異形断面管を成形する方法が開示されている。
【０００５】さらに、特開昭55-55819号公報に被加工管
に内圧を加えて拡管すると同時に複数個に分割した曲げ
成形用割型の夫々を順次移動させて成形する方法が開示
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
プレス成形した２部材を溶接により一体化する方法で
は、プレス成形した各部材の接合部に３次元曲面をした
開先を加工する必要があり、この作業に多大の時間を要
していた。また、プレス成形した各部材の寸法精度が悪
いため、溶接時に開先面を面外に矯正変形させて面合わ
せをするのに多大の時間を要していた。さらに、２部材
を突合せ溶接する際に熱変形が生じるため、一体化した
異形断面管の寸法精度が悪いという問題があった。
【０００７】一方、円形断面の素管に金型を押圧し、素
管内に圧力を負荷して異形断面管を成形する方法では、
成形過程において異形断面管の長手方向の各部において
変形量が異なるため周方向及び軸方向に大きな引張ひず
みが作用し、成形精度特に断面の肉厚を高精度に製作す
るのが難しかった。また、金型内に異形断面管を保持し
た状態で内圧を上昇させて金型の形状どおりに整形する
ため、非常に大きな内圧を負荷しなければならず、成形
装置が大型になることや設備費が多大になるという問題
があった。
【０００８】また、拡管しながら曲げ成形する方法で
は、曲げ加工と拡管加工を同時に行うため局部的に減肉
が発生しやすく成形後の断面の肉厚精度を高精度に製作
するのが難しかった。また、複数個に分割した曲げ成形
用割型の夫々を順次移動させて成形するに際し、割型の
制御が複雑であった。
【０００９】従って、上記方法により成形した部品を流
路部品として用いるガスタービンは、流路部品の成形精
度が悪いため信頼性が悪く、薄肉部を基準に部品設計を
行うため重くなり、かつ高価となるという問題があっ
た。
【００１０】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、異形断面を有する管を高い寸法精度で、且
つ少ない作業時間で成形する方法、安価な装置および異
形断面管を用いる信頼性あるタービンを提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下に示す
成形方法を用いることにより達成することができる。
【００１２】具体的には以下に示す態様がある。
【００１３】（１）管状素材の内側に圧力を負荷した状
態で前記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異な
る異形断面管を成形する方法において、前記管状素材の
長手方向各断面の周長を成形後の異形断面管の各断面の
周長に略等しくした。
【００１４】（２）管状素材の内側に圧力を負荷した状
態で前記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異な
る異形断面管を成形する方法において、前記異形断面管
の長手方向の一方の端部を対向させ２個連結して成る形
状に成形するように、前記管状素材は長手方向各断面の
周長を、中央に対し対称にかつ片側の周長を成形後の異
形断面管の各断面の周長に略等しくした。
【００１５】（３）管状素材の内側に圧力を負荷した状
態で前記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異な
る異形断面管を成形する方法において、前記管状素材の
長手方向各断面の周長を成形後の異形断面管の各断面の
周長に略等しくする管状素材の拡張成形工程と、前記工
程により成形した管状素材を異形断面管の所定形状に成
形する工程を同一装置で行う。
【００１６】（４）管状素材の内側に圧力を負荷した状
態で前記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異な
る異形断面管を成形する方法において、前記異形断面管
の長手方向の一方の端部を対向させ２個連結して成る形
状に成形するように、前記管状素材は長手方向各断面の
周長を、中央に対し対称にかつ片側の周長を成形後の異
形断面管の各断面の周長に略等しくする管状素材の拡張
成形工程と、前記工程により成形した管状素材を異形断
面管の所定形状に成形する工程を同一装置で行う。
【００１７】（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載
の異形断面管の成形方法において、前記管状素材はスピ
ニング、バルジ、ロール及び絞り成形法のいずれかで加
工方法で成形した。
【００１８】（６）（１）乃至（４）のいずれかに記載
の異形断面管の成形方法において、前記異形断面管は、
一方の端部形状が円形を成し、他方の端部は略矩形状を
呈している。
【００１９】（７）（１）乃至（４）のいずれかに記載
の異形断面管の成形方法において、前記異形断面管は、
両側の端部の周長が異なる。
【００２０】（８）管状素材に内圧を負荷した状態で前
記管状素材を曲げ成形して管状素材長手方向の断面が異
なる異形断面管を成形する方法において、前記管状素材
の曲げ座屈を防止するための所定の内圧を前記管状素材
に負荷する第１工程と、前記管状素材の長手方向に直角
な方向から加重を負荷する曲げ成形及び異形断面成形を
行う第２工程と、内圧を更に上昇させて断面を所定形状
に整形する第３工程とにより行う。
【００２１】（９）管状素材に内圧を負荷した状態で前
記管状素材を曲げ成形して管状素材長手方向の断面が異
なる異形断面管を成形する方法において、前記管状素材
に内圧を負荷し長手方向中央付近を拡管する第１工程
と、拡管した管状素材の曲げ座屈を防止するための所定
の内圧を前記管状素材に負荷する第２工程と、前記管状
素材の長手方向に直角な方向から加重を負荷する曲げ成
形及び異形断面成形を行う第３工程と、内圧を更に上昇
させて断面を所定形状に整形する第４工程とにより行
う。
【００２２】（１０）（１）または（２）において、前
記管状素材は長手方向各断面の周長を、成形後の異形断
面管の周長に略等しくする加工後に熱処理を施したもの
である。
【００２３】また、上記目的は以下に示す装置を用いる
ことにより達成される。
【００２４】（１１）管状素材に内圧を負荷する手段
と、前記管状の素材を所定形状の異形断面管に曲げ成形
する成形金型と、この成形金型を介して前記管状素材に
プレス荷重を負荷する手段を備えた異形断面管の成形装
置において、前記管状素材の中央部を張出し成形するた
めの張出し成形金型と、この張出し成形金型を支持並び
に開閉するための支持開閉手段を備えた。
【００２５】（１２）（１１）に記載の異形断面管の成
形装置において、前記張出し成形金型は前記管状素材の
管長手方向に分割した金型を用いる。
【００２６】（１３）（１２）において、前記支持開閉
手段は前記張出し成形金型を水平方向に分割して移動さ
せるものである。
【００２７】更に、上記目的は以下に示すガスタービン
部品及びガスタービンとすることにより達成される。
【００２８】（１４）管状の長手方向の一方の端面が円
形、他方の端面が略矩形状を成し、その間の各断面が円
形から略矩形状に連続して変化している異形断面管であ
って、上記（１）乃至（１０）のいずれかの方法により
成形したものを用いるであることを特徴とするガスター
ビン部品。
【００２９】（１５）燃焼器で燃焼したガスをタービン
へ導く流路として（１４）に記載のガスタービン部品を
用いたことを特徴としたガスタービン。
【００３０】
【作用】管状素材の軸方向に直角な各断面の周長を、対
応する成形後の異形断面管の各断面の周長と実質的に等
しくすることにより、成形過程において素材の各断面は
周方向に大きな引張ひずみを生じることがないため、管
状素材に内圧を負荷した状態で曲げ成形してもほぼ金型
どおりの形状に成形される。
【００３１】異形断面管の長手方向の一方の端部を対向
させ２個連結して成る形状に成形するように、管状素材
は長手方向各断面の周長を、中央に対し対称にかつ片側
の周長を成形後の異形断面管の各断面の周長に略等しく
することにより同一形状の異形断面管が同時に２個成形
できる。
【００３２】管状素材の径を張出し成形する拡張成形工
程と、この工程により成形した管状素材を異形断面管の
所定形状に成形する工程を同一装置で行うことにより、
素材を成形装置に設置するに際しての設置誤差を排除で
き高精度成形品を得ることができる。
【００３３】また、管状素材の拡張成形工程と異形断面
管の所定形状に成形する工程を同一装置で行うことによ
り、両工程に用いる内圧負荷手段を共用することができ
る。
【００３４】支持開閉手段より管状素材の拡張成形金型
を水平方向に分割して移動させる装置とすることによ
り、前工程で用いる負荷機構と所定形状に成形工程に用
いる負荷機構とが干渉することなく成形できる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。◆本発明の第１実施例を図１乃至図７によ
り説明する。◆円管を素材として異形断面管を一体成形
する装置の断面図を図１に示す。図において１は素材円
管、２は管の上側の形状を成形するための上金型、３ａ
及び３ｂは管の下側の形状を成形するための下金型であ
り中央部分の３ｂは成形後の管を金型からの取り外し
用、４ａ及び４ｂは管の両端を固定するための素材ホル
ダ、５ａ及び５ｂは管内を加圧するときのシールを行う
ためのシールシリンダ、６は素材ホルダを押さえるため
の拘束用油圧シリンダ、７ａ及び７ｂはシールシリンダ
を管に押し付けるための移動用油圧シリンダ、８は管を
成形するための金型プレス用油圧シリンダ、９はシール
シリンダと管とのシール用のシール部材、１０は管内へ
の液体導入及び加圧用の液圧導入孔、１１は管内の空気
を抜くための空気抜き弁、１２は金型３ｂを押し上げる
ためのノックアウト用油圧シリンダ、１３は台座であ
る。
【００３６】図１に示した成形装置を用いて異形断面管
を、成形する手順を以下に示す。先ず、上金型２、上ホ
ルダ４ａを上側に移動させた状態で素材円管１を下金型
３ａ、３ｂ及び下ホルダ４ｂ上に設置する。その後、上
ホルダ４ａをホルダ拘束用油圧シリンダ６で下降させて
素材円管１を固定する。この状態で、図２に示すように
シールシリンダ５ａ及び５ｂを、シールシリンダ移動用
油圧シリンダ７ａ及び７ｂで前進させ、素材円管１の端
部をフレア加工すると共にシール部材９を押し付けて円
管内をシールする。
【００３７】更に、シールシリンダ５ａに設けた液圧導
入孔１０から圧力媒体である液体をポンプ(図示せず)で
供給し、円管内の空気を排出すると共に円管内に液体を
充満する。液体が充満したら、シールシリンダ５ｂに設
けた空気抜き弁１１を閉め、さらに液体をポンプ(図示
せず)で供給して所定の内圧ｐ１を円管に負荷する。な
お、空気抜き弁１１に連結する空気抜き孔をシールシリ
ンダ５ｂ側の口をできるだけ上方に位置させると、素材
円管１内の残留空気を少なくできる。
【００３８】この状態で上金型２をプレス用油圧シリン
ダ８で下降させて荷重Ｗを負荷して、素材円管１を曲げ
成形しながら各断面を異形状に成形する。◆最後に、円
管内の内圧を所定の値ｐ２まで増加し、上下金型に沿わ
せて成形が完了する。
【００３９】成形した異形断面管は、次の手順で取り出
す。先ず、円管内の内圧を零になるまで下げる。次に、
上金型２、上ホルダ４ａを油圧シリンダ６及び８により
上昇させた後、シールシリンダ５ａ及び５ｂをシールシ
リンダ移動用油圧シリンダ７ａ及び７ｂで後退し成形品
の拘束を解く。最後に、ノックアウト用油圧シリンダ１
２により下金型の一部３ｂを上昇させて成形された異形
断面管１４を下金型３ａ及び３ｂから取り出す。
【００４０】本実施例では、下金型の一部を上昇させる
ものとしてノックアウト用油圧シリンダ１２を例にして
示したが、金型の押し上げが可能であればやバネや梃子
等の機械構造若しくは空気シリンダでも同様な作用が得
られることはいうまでもない。 図３は、図１に示した
装置で成形した異形断面を有する管の斜視図である。こ
の異形断面管はガス等の流路として用いる配管部材であ
り、ガスの流入側は円形断面、流出側は矩形断面を成
し、その間は断面が連続的に変化し、流入側と流出側の
ガスの流れ方向がずれている形状を呈している。
【００４１】本実施例では、このような異形断面管を長
手方向に２個連結した図４に示す形状に成形した。この
場合、図３に示す最終成形品の流出側の矩形形状が滑ら
かに繋がるように対向させた、図４に示す形状を成形す
る図５に示すような金型２及び３を用いて前記装置で成
形すると、図７の○印に示すように成形過程において異
形断面管の下面側の変形量が大きくなり、この部分に大
きな軸方向の引張ひずみが生じるため、成形品の肉厚が
極端に減少(肉厚方向の圧縮ひずみが大きくなる)する。
そのため、本実施例では図６に示すように、異形断面管
が採取できる範囲で異形断面管の下面側が略平行になる
ように連結した形状に成形品が得られるような金型を用
いた。このような構造にすることにより、特に、肉厚減
少が大きい下面側の変形量を減少することができるた
め、図７の□印に示すように成形過程における異形断面
管の軸方向引張ひずみが大幅に減少する。
【００４２】本実施例によれば、異形断面管を２個一体
成形し、かつ成形品の肉厚減少を大幅に低減することが
できるため、肉圧寸法精度の良い異形断面管を効率よく
成形することができる。
【００４３】本発明の第２実施例を図８乃至図１０によ
り説明する。◆図３に示す異形断面管は、流入側円形断
面から流出側の矩形断面までの夫々の位置の断面の周長
が、例えば図８に示すように連続的に変化し、かつ流入
側と流出側のガスの流れ方向がずれている形状を呈して
いる。そして、流出側になるほど断面周長が大きくなる
場合がある。この場合、素材として用いる円管として長
手方向が同一径の直管を用いると、流入側の周長より
流出側の周長が大きいこと、上下金型で素材円管を曲
げ成形した際に異形断面管の下面側の伸びが大きいこと
などの理由から図９に示すように流出側の矩形断面が所
定寸法どおりに成形できない場合がある。
【００４４】この状態から内圧を上昇させて、金型の形
状に沿った矩形断面に異形断面曲管を成形するために
は、非常に大きな圧力が必要になる。例えば、材質がス
テンレス鋼で矩形断面のコーナーの丸み半径が板厚の４
倍程度になるように成形するには約３００Ｍｐａの圧力
を必要とする。
【００４５】そこで、本実施例では、図８に示した異形
断面曲管の各断面の周長と実質的に等しい周長を持つ素
材円管を用いている。図１０はその素材円管の斜視図を
示したものであるが、本実施例においても、前述の実施
例同様２個の管を周長の長い流出側を中央に位置させる
ように対向させて一体加工するため、中央部が張り出し
た形状になっている。図１０に示すように素材円管は、
図中のＡ，Ｂ，Ｃ３個の円管を接合したものを用いた。
図中のＡ及びＣはテーパを有する円管である。このよう
に中央部が大きい形状の素材円管を用いて第１実施例と
同様な方法で異形断面管を成形すると、各断面の周長を
伸ばすことなく成形できるので、素材円管として直管を
用いた場合に比べて非常に小さな圧力で金型の形状に沿
った矩形断面に成形することができる。
【００４６】なお、本実施例では、素材円管として３個
の円管を溶接したものを用いて説明したが、板材をテー
パ状にロール成形した部材を溶接して中央部を張り出し
た円管を製作しても良い。更に、溶接を行わず円管の周
長を部分的に拡大または縮小してもよく、その手法とし
てスピニング、バルジ及び口絞り成形などの何れかの手
段を用いて成形しても良い。スピニング成形の場合は、
直管を素材円管として中央部を張り出すか、両端を絞り
成形する。また、バルジ成形の場合は、円管の外側に所
定の形状に加工した金型を配設し、内圧を負荷して中央
部を張り出し成形する。更に、口絞り成形の場合、直管
を素材円管として、その両端を金型などで絞って中央部
の外径が両端部より大きい円管を成形する。いずれの方
法を用いるかは、成形する形状に合わせその断面の周長
の変化状態から製作が容易な方法を適宜選択すれば良
い。なお、上記各方法によって成形した素材円管を成形
後に歪取り熱処理を施すと、後の成形が容易となるとと
もに成形後の歪発生を低減できる。
【００４７】本発明の第３実施例を図１１及び図１２を
用いて説明する。◆本実施例では第２実施例で用いた素
材円管も成形装置により製作する。図１０に示す中央部
が張り出した素材円管は、図１に示した成形装置に素材
円管加工用の装置を組み込んだ図１１及び図１２に示す
装置で成形することができる。図１２は図１１のＸ−Ｘ
断面を示す。この図において、１５ａ及び１５ｂは中央
部張出し用の分割金型、１６ａ及び１６ｂは金型移動用
油圧シリンダであり、前述の実施例に用いた図１に示す
装置に組み込んだ素材円管加工機構である。この装置を
用いて次のようにして素材円管の中央部を張出し成形す
る。
【００４８】先ず、図１１に示すように上金型２及び下
金型３ａ及び３ｂを上下に開放した状態で直管の素材円
管１を下ホルダ４ｂに設置する。その後、上ホルダ４ａ
をホルダ拘束用油圧シリンダ６で下降させて素材円管１
を固定する。この状態で図１０に示すようにシールシリ
ンダ５ａ及び５ｂをシールシリンダ移動用油圧シリンダ
７ａ及び７ｂで前進させ、素材円管の端部をフレア加工
する。円管端面のフレア加工は、シールシリンダ５ａ及
び５ｂの円管に当接する部分にテーパを設けると共に、
円管１を固定している上ホルダ４ａ及び下ホルダ４ｂの
シールシリンダ対応部分にもテーパ形状を備えることに
より行われる。このとき、シールシリンダに設けたシー
ル部材９を確実にフレア部の円管内面まで押し込んで円
管内をシールする。
【００４９】次に、金型移動用油圧シリンダ１６ａ及び
１６ｂにより中央部張り出し用分割金型１５ａ及び１５
ｂを円管の径方向から前進させ円管を覆うようにして合
体させる。この状態が図１１及び図１２に示す状態であ
る。次に、シールシリンダ５ａに設けた液圧導入孔１０
から圧力媒体である液体をポンプ（図示せず）で供給
し、円管内の空気を排出すると共に円管内に液体を充満
させる。液体が充満したら、シールシリンダ５ｂに設け
た空気抜き弁１１を閉める。更に液体をポンプ（図示せ
ず）で供給して所定の内圧を円管に負荷して、素材円管
を所定形状に張出し成形する。成形が完了したら前記中
央部張り出し用金型１５ａ及び１５ｂを金型移動用油圧
シリンダ１６ａ及び１６ｂにより後退させる。その後、
実施例１で示した方法と同様の方法により素材円管１を
異形断面管に成形する。
【００５０】本実施例を用いた具体例を図１３乃至図１
５を用いて説明する。◆図１３に示す異形断面管は、タ
ービンの部品の１つであり、長手方向に断面形状が変化
するとともに曲がっているため、異形断面曲管と呼ばれ
ている。ガスタービンの主要部品である燃焼器で燃焼し
た高温ガスをタービン翼へ導く流路の役割をする部品で
あり、ガスの流入側は円形断面、流出側は矩形断面を成
し、その間は断面が連続的に変化している。
【００５１】異形断面曲管の形状寸法は、図１３に示す
ようにガスの流入側は外径３００ｍｍの円形断面、流出
側は幅３９０ｍｍ、高さ１２０ｍｍの矩形断面、長さ４
００ｍｍで、その間は断面が連続的に円形から矩形に変
化している。この異形断面曲管の周長は、ガスの流入側
から流出側に向かって大きくなっており、ガス流出側の
矩形断面部では流入側の円形断面の周長の約１．１倍に
なる。この異形断面曲管を外径３００ｍｍのステンレス
鋼の直管を素材円管として図１１及び図１２に示した装
置で成形した。成形に先立ち、図１４に示すように直管
の素材円管を用い、その各断面の周長が異形断面曲管の
各断面の周長に実質的に等しくなるように、約２０ＭＰ
ａの内圧を負荷して図１５に示すように中央部を張出し
成形した。その後、図１６を用いて説明するプロセスに
より異形断面曲管を成形した。先ず、素材円管のプレス
曲げ成形過程における座屈を防止するため、素材円管に
約７．５ＭＰａの内圧を負荷する（）。この状態で上
金型２を下降させ、約３、２００ｋＮの曲げ荷重Ｗを付
加して素材円管１を曲げ成形しながら各断面を異形状に
成形する（）。その後、円管内の内圧を約２５ＭＰａ
まで増加して、上下金型２、３の形状に前記円管を沿わ
せて成形を完了する（）。次に、前述の実施例に示す
方法により装置から成形品を取り出した。本実施例にお
いては流出側矩形部のコーナーの丸み半径を２０ｍｍと
した結果、コーナーの形状もほぼ設計寸法通りに成形す
ることができた。成形後の部品は流出側となる中央から
切断し、切断面に追加工を施して２個の異形断面曲管と
した。
【００５２】本実施例によれば、前述の第２実施例にお
いて用いる管の長手方向で周長の異なる素材円管も異形
断面管の成形装置と同一の装置で加工でき、素材の円管
から最終成形形状まで連続して成形できるため、製品精
度が安定する。
【００５３】上記の方法で成形した異形断面曲管は、成
形前後における各断面の周長を実質的に等しくなるよう
にしているので、成形過程において長手方向に局部的に
伸ばされることがなく、成形後の肉厚は各断面内におい
て実質的に等しくなっている。そのため、使用中に局部
的な熱応力が発生することがなく、信頼性も著しく向上
する。また、高温酸化による肉厚減少を考慮して設計す
るに際し、局部的な薄肉部を基準にして設計する必要が
ないため、断面内で肉厚の差が大きかった従来の異形断
面曲管に対し大幅な重量の低減が図れる。
【００５４】なお、上記の各実施例において素材円管の
加工後に熱処理を施すと素材円管の加工に伴う歪の除去
を行うことができる。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、異形断面を有する管の
成形過程において、各断面の周方向及び軸方向の引張ひ
ずみを著しく低減できるため異形断面管を高精度に成形
することができる。
【００５６】また、成形に必要な内圧を低減できるの
で、成形装置を小型で、かつ安価にすることができる。
【００５７】さらに、異形断面管を高精度に成形するこ
とができるので、ガスタービンの流路部材として用いる
ことができ、信頼性を著しく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る異形断面管の成形装
置の断面図である。
【図２】異形断面曲管の成形過程を説明する成形装置の
断面図である。
【図３】本発明の第１実施例で成形する異形断面管の斜
視図である。
【図４】図３に示す異形断面管を２個結合した成形形状
品の斜視図である。
【図５】素材円管と金型形状との関係を説明する断面図
である。
【図６】素材円管と金型形状との関係を説明する断面図
である。
【図７】本発明の第１実施例に係る異形断面管の各断面
におけるひずみ分布図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る異形断面管の各断面
における周長の変化を示す説明図である。
【図９】異形断面管の矩形断面の成形状態を示す説明図
である。
【図１０】第２実施例に係る中央部を張出し成形した素
材円管の斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係る異形断面管の成形
装置の断面図である。
【図１２】図１１のＸ−Ｘ断面の断面図である。
【図１３】本発明の第３実施例に係るガスタービン部品
である異形断面曲管の斜視図である。
【図１４】図１３に示す異形断面曲管の成形に用いる素
材円管の斜視図である。
【図１５】図１４の素材円管の中央部を張出し成形した
斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施例に係る異形断面曲管の成
形プロセスを説明する説明図である。
【符号の説明】
１…素材円管、２…上金型、３…下金型、４ａ，４ｂ…
素材ホルダ、５ａ，５ｂ…シールシリンダ、６…ホルダ
拘束用油圧シリンダ、７ａ，７ｂ…シールシリンダ移動
用油圧シリンダ、８…プレス用油圧シリンダ、９…シー
ル部材、１０…液圧導入孔、１１…空気抜き弁、１２…
ノックアウト用油圧シリンダ、１４…異形断面曲管、１
５…張出し用金型、１６…金型移動用油圧シリンダ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒谷 雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 中崎 隆光 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 横場 範夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 佐藤 登志美 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】管状素材の内側に圧力を負荷した状態で前
    記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異なる異形
    断面管を成形する方法において、前記管状素材の長手方
    向各断面の周長を成形後の異形断面管の各断面の周長に
    略等しくしたことを特徴とする異形断面管の成形方法。
  2. 【請求項２】管状素材の内側に圧力を負荷した状態で前
    記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異なる異形
    断面管を成形する方法において、前記異形断面管の長手
    方向の一方の端部を対向させ２個連結して成る形状に成
    形するように、前記管状素材は長手方向各断面の周長
    を、中央に対し対称にかつ片側の周長を成形後の異形断
    面管の各断面の周長に略等しくしたことを特徴とする異
    形断面管の成形方法。
  3. 【請求項３】管状素材の内側に圧力を負荷した状態で前
    記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異なる異形
    断面管を成形する方法において、前記管状素材の長手方
    向各断面の周長を成形後の異形断面管の各断面の周長に
    略等しくする管状素材の拡張成形工程と、前記工程によ
    り成形した管状素材を異形断面管の所定形状に成形する
    工程を同一装置で行うことを特徴とする異形断面管の成
    形方法。
  4. 【請求項４】管状素材の内側に圧力を負荷した状態で前
    記素材を曲げ成形して素材長手方向の断面が異なる異形
    断面管を成形する方法において、前記異形断面管の長手
    方向の一方の端部を対向させ２個連結して成る形状に成
    形するように、前記管状素材は長手方向各断面の周長
    を、中央に対し対称にかつ片側の周長を成形後の異形断
    面管の各断面の周長に略等しくする管状素材の拡張成形
    工程と、前記工程により成形した管状素材を異形断面管
    の所定形状に成形する工程を同一装置で行うことを特徴
    とする異形断面管の成形方法。
  5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の異形断
    面管の成形方法において、前記管状素材はスピニング、
    バルジ、ロール及び絞り成形法のいずれかの加工方法で
    成形したものであることを特徴とする異形断面管の成形
    方法。
  6. 【請求項６】請求項１乃至４のいずれかに記載の異形断
    面管の成形方法において、前記異形断面管は、一方の端
    部形状が円形を成し、他方の端部は略矩形状を呈してい
    ることを特徴とする異形断面管の成形方法。
  7. 【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の異形断
    面管の成形方法において、前記異形断面管は、両側の端
    部の周長が異なることを特徴とする異形断面管の成形方
    法。
  8. 【請求項８】管状素材に内圧を負荷した状態で前記管状
    素材を曲げ成形して管状素材長手方向の断面が異なる異
    形断面管を成形する方法において、前記管状素材の曲げ
    座屈を防止するための所定の内圧を前記管状素材に負荷
    する第１工程と、前記管状素材の長手方向に直角な方向
    から加重を負荷する曲げ成形及び異形断面成形を行う第
    ２工程と、内圧を更に上昇させて断面を所定形状に整形
    する第３工程とにより行うことを特徴とする異形断面管
    の成形方法。
  9. 【請求項９】管状素材に内圧を負荷した状態で前記管状
    素材を曲げ成形して管状素材長手方向の断面が異なる異
    形断面管を成形する方法において、前記管状素材に内圧
    を負荷し長手方向中央付近を拡管する第１工程と、拡管
    した管状素材の曲げ座屈を防止するための所定の内圧を
    前記管状素材に負荷する第２工程と、前記管状素材の長
    手方向に直角な方向から加重を負荷する曲げ成形及び異
    形断面成形を行う第３工程と、内圧を更に上昇させて断
    面を所定形状に整形する第４工程とにより行うことを特
    徴とする異形断面管の成形方法。
  10. 【請求項１０】請求項１または２において、前記管状素
    材は長手方向各断面の周長を、成形後の異形断面管の周
    長に略等しくする加工後に熱処理を施したものであるこ
    とを特徴とする異形断面管の成形方法。
  11. 【請求項１１】管状素材に内圧を負荷する手段と、前記
    管状の素材を所定形状の異形断面管に曲げ成形する成形
    金型と、この成形金型を介して前記管状素材にプレス荷
    重を負荷する手段を備えた異形断面管の成形装置におい
    て、前記管状素材の中央部を張出し成形するための張出
    し成形金型と、この張出し成形金型を支持並びに開閉す
    るための支持開閉手段を備えたことを特徴とする異形断
    面管の成形装置。
  12. 【請求項１２】請求項１１に記載の異形断面管の成形装
    置において、前記張出し成形金型は前記管状素材の管長
    手方向に分割した金型であることを特徴とする異形断面
    曲管の成形装置。
  13. 【請求項１３】請求項１２において、前記支持開閉手段
    は前記張出し成形金型を水平方向に分割して移動させる
    ものであることを特徴とする異形断面曲管の成形装置。
  14. 【請求項１４】ガスタービンに用いられ、管状の長手方
    向の一方の端面が円形、他方の端面が略矩形状を成し、
    その間の各断面が円形から略矩形状に連続して変化して
    いる異形断面管であって、請求項１乃至９のいずれかの
    方法により成形したものであることを特徴とするガスタ
    ービン部品。
  15. 【請求項１５】燃焼器で燃焼したガスをタービンへ導く
    流路として請求項１３に記載のガスタービン部品を用い
    たことを特徴としたガスタービン。
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