JPS6222263Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、金属条材を熱間で曲げ加工する装置
において、従来装置にあつては曲げ位置に近接し
て設けられる案内ローラを省略し、且つ、正確円
滑な曲げ加工を可能とする熱間曲げ装置に関する
ものである。

従来、曲げ加工すべき条材を、高周波誘導子の
ような環状狭巾の加熱装置に挿通し、曲げ半径に
応じた有効長を有する回転可能の曲げアームに該
条材の前端部を把持させて、該条材を推進させる
ことにより、該条材の加熱部に曲げモーメントを
連続的に発生させて、順次塑性変形させる熱間曲
げ方法が行われてきた。

この方法は、すぐれた方法であるが、曲げ装置
に近接して前記曲げモーメントを構成する反力を
支持し、条材を誘導しながら、且つ曲げ半径を一
定に保持するための案内ローラを設置することが
不可欠であつた。

しかしながら、この曲げにおいては、曲げの進
行にともない、曲げに必要な曲げモーメントのほ
かに、条材の歪、加熱条件、機械的な誤差、不整
合等のため、しばしば支持部に不静定の反力が生
じ、該反力が増大すると、曲げ機構を歪ませた
り、曲げ半径を狂わしたり、条材を凹損させた
り、曲げ終了後歪エネルギが解放されると反撥変
形したり、まれにはクランプを破損したり、曲げ
装置自体を破壊したりする事故を生じたため種々
の改善が図られた。

例えば、特開昭46−2804号によつて開示された
方法は、曲げアームの回転中心と加熱領域したが
つて案内ローラとの距離を可変としたものであ
る。このようにして自由度を増すことにより当該
部に生じる不静定の反力を実質的に零とすること
ができ円滑な操作が可能となつたが、なお、曲げ
モーメントを発生するところの案内ローラ自体は
存置されているため、次のような顕著な欠点が残
つた。

(1) 前記条材が管である場合等、曲げ終期で管の
後端部が案内ローラに接近すると、曲げモーメ
ントを構成するレバーが短くなるので、これに
反比例して反力が大きくなり、管に偏平、凹損
が生じることがある。

(2) また前記案内ローラ等に要する分だけ余分に
条材の押し代が必要である。

(3) 不純物が、前記案内ローラを介して加熱部に
侵入して、熱脆性割れを生じるおそれがある。

一方、案内ローラを除くと、条材の支持されて
ない区間が当然大となり、弾性変形量が著増し、
条材と加熱装置間の相対関係が大きく変るので、
曲げられるべき条材はその加熱部分において曲げ
アームの回転中心を結んだ線と直角方向に曲げ込
まれようとするため条材は無理な変形を強いら
れ、他方、曲げ装置自体にも不当な力を与え、ま
た、条材の変形にともない曲げモーメントの分布
自体も変動することとなるが、これらを克服する
手段が当時の技術をもつてしては解明できなかつ
たため、案内ローラを除くことは不可能であつ
た。

したがつて、第一に曲げ条件が大巾に変動して
も、これを確実に制御下に置いて必要な操作を行
い、曲げ半径を正確に制御して、無理な曲げを生
じさせない技術を解明することが先決であること
が分つた。

このため、まず、特開昭50−123072号によつて
開示された方法は、下記の式に基づいて曲げ半径
の制御を図ろうとするものであつた。

曲げ半径＝ｄｓ／ｄθ ＝ｄｓ／ｄｔ（ビームの送り速度）／ｄθ／ｄｔ（ク
ランプ部の回転角速度）…(1) この方法は、曲げ半径を正確に保つ他、かりに
曲げ半径に誤差が生じた場合にも容易に修正でき
るものであるが、一方、案内ローラを残置してい
るため、これに起因する欠陥については未解決で
あつた。

つぎに、特開昭51−140862号で開示された方法
では、あらかじめ加熱装置を条材に対して微小量
相対的に前進させることにより、条材に生じる弾
性歪等の影響を補償して、曲げ作業全体を通じ平
均して加熱装置と条材の相対関係を良好に保つこ
とができたので、加熱装置を曲げ作業中に移動し
ない場合でも、一般に適切な曲げ作業ができ、曲
げ管に歪エネルギが過大に蓄積することなく、し
たがつて曲げ終了後に反撥して形状が狂うような
こともなく、合理的で且つ正確な曲げが可能とな
つた。また、上記の発明は、加熱部位を選ぶこと
により、制御は容易であつたが、案内ローラを除
くには至らなかつたので、この問題は内蔵された
ままであつた。

一方、特開昭51−12369号によつて開示された
方法は、条材の後端部にも前端側の曲げアームと
略同長のアームを設け、このアームを曲げアーム
と相互に引張ることにより、曲げ作業を通じて、
略一定の曲げモーメントを条材に加えることがで
きるようにした。この機構は、曲げ位置の近傍に
案内ローラがなく、支持されていない区間が長大
であり、条材の弾性歪が相当大であつたが、弾性
歪に相応して、条材をある軌跡にそつて相対移動
することによりその影響を補正して、曲げアーム
の回転中心と加熱部とを結んだ線と実質的に直交
して条材を推進することができ、これによつて無
理なく正確な曲げ半径を保つことができた。

この発明では、後部にアームを設けることによ
り、案内ローラを省き比較的容易に曲げ半径を制
御でき、且つ力学的にも優れた構成ではあつた
が、前後に２本のアームが必要であり精密な機構
を要する等の問題があつた。

上記の各提案において特開昭51−12369号に至
る研究成果を要約すれば、案内ローラを省くと、
当然支持区間が長くなつて条材の弾性歪が増大
し、且つ、曲げの進行にともなつて条材と加熱装
置の相対位置関係が大きく変動することは避けら
れないが、このような場合でも、従来の熱間曲げ
の技術常識（曲げ半径への影響は不可避）を超
え、十分正確な曲げ半径を保つた曲げが可能であ
ることを示唆したものといえる。

本考案は上述のような成果を踏まえた上で、案
内ローラを省略した場合において、正確な曲げが
無理なく行なえる１本曲げアーム方式の曲げ装置
を提供することを目的としてなされたもので、そ
の構成は、曲げ加工すべき金属条材を狭巾で高温
加熱できる高周波誘導子のような環状の加熱装置
と、定点を中心に回転自由であり、且つ前記加熱
装置に挿通された前記条材の曲げるべき前端部を
強固に把持するクランプを、曲げ半径に相当する
腕長の位置に固定できる曲げアームと、前記条材
を案内面に沿つて前記加熱装置の方向に推進する
推進装置とを備えて、把持した前記条材を加熱し
ながら推進させることにより連続的に曲げ加工を
行う熱間曲げ装置において、曲げ作業中、前記曲
げアームの回転中心と加熱位置の中心とを結んだ
線が、当該位置における前記条材の軸線若しくは
その切線と垂直になるような位置又はその直近に
前記加熱装置を位置させる装置と、前記条材の後
端部又はその付近を強固に把持するクランプと、
該クランプが曲げ平面内において首振りできるよ
う枢着されておりながら、且つ前記案内面に当接
して、推進され、更に曲げ作業にともなつて生ず
る反力に耐えて、曲げられた前記条材に過大な応
力を発生させないだけの長さを有するところのク
ランプベースとを具備することを特徴とするもの
である。

次に本考案の実施例を図に拠り説明する。

第１図乃至第３図に於て、１は曲げ加工すべき
金属条材、１ａは該条材１の既に曲げられた部
分、２は固定軸３を中心として回転自在であり、
前記曲げ加工すべき金属条材１の曲げ半径に即し
た長さを有し、該条材１の先端又は中間適宜の個
所を把持固定するクランプ４を具えた曲げアー
ム、５は前記条材１の曲げ外側で、該条材１と略
平行な向きで固定配置した案内枠、６は該案内枠
５の長手方向において条材１を後述する加熱装置
の方向に向けて誘導する案内面、７はブラケツト
７２に支持されたローラ７１を介して前記案内面
６に当接させられ、前方（図の右方）へ推進され
るクランプベースで、ここではその長さが前記条
材１の外径の３倍程度に形成してある。

８はクランプベース７上に固定され前記金属条
材１の曲げ加工すべき部分の後端付近を把持固定
するクランプ、９は高周波誘導子から成る環状の
加熱装置で、金属条材上１の一点と固定軸３の中
心とを結んだ線が当該部の金属条材１の軸線若し
くはその切線となる位置（以下、「適正位置」と
いう）又は直近に占位できるようにされており、
加熱装置の移動に必要な移動装置と、加熱の直
後、加熱部分を所定温度まで冷却する装置を一体
に設けてある。

而して、上記のように構成された本考案による
熱間曲げ装置は、金属条材１を加熱装置９の中に
通し、曲げ加工すべき部の前端部をクランプ４
に、また該条材１の後端付近をクランプ８にそれ
ぞれ把持させて固定し、油圧、ねじ、チエイン等
を利用した推進装置（図示せず）によつて推力Ｐ
を作用させ、前記クランプベース７を案内面６に
添つて推進（図の右側）させ乍ら、加熱装置９に
より条材１を狭幅で高温加熱した直後、所定温度
まで冷却する操作を行い、該条材１に曲げモーメ
ントを付与しつつその加熱領域に於て連続的に塑
性変形させることにより該条材１を曲げて行くの
である。

ここで、前記クランプベース７の長さを長くす
るのは、クランプ８が加熱装置９に接近しても、
ローラ７１が加熱変形部に接近し過ぎないように
して該部に発生する反力の増大を防止する等の理
由によつている。具体的には、第２図に示すよう
に、クランプ８が前進させられて加熱装置９に接
近したときに於けるローラ７１、即ち反力Ｆの作
用点と加熱装置９との距離をｌ、曲げ半径をＲと
すると、Ｆ＝Ｒ／ｌ・Ｐの関係によつて反力が決ま る。したがつて曲げ済みの部分には当然加熱部よ
り大きな曲げ応力が生じている訳で、この値を過
大とならないよう抑制する効果をも奏する。

なお、クランプベース７の推進を助長するため
に設けたローラ７１はその数を第３図に示すよう
に２個或は更に多くすれば、ローラ７１にかかる
反力が分散するので前記ｌの大きさとローラの数
を適宜選定するようにする。ローラ７１の数が複
数個の場合にはクランプベース７とブラケツト７
２とはピンジヨイント７３で枢着される。

上記装置において曲げ加工のための推力が働く
と条材１は弾性変形しながら若干前進し、この結
果、加熱装置の適正位置は無負荷時に比して前方
に移動するので、加熱装置９を相当する位置まで
前進させ、要すれば曲げ半径が所望の値となるよ
う調整して加熱を始め曲げ加工を行う。曲げ加工
中、条材１は前進にともない撓みが変化するため
前記適正位置も若干移動するので、プログラム制
御等によつて加熱装置９を実質的に適正位置に占
位させて、且つ曲げ半径に相応する条材１の加熱
部と固定軸３との距離を監視しながら、もし曲げ
半径が変動しようとした場合は、(1)式に示す原理
に基づいて必要な操作を行つて、曲げ半径を正確
に維持しながら、曲げ作業を続行する。

更に、実施に際しては、ローラ７１がその当接
される案内面６から遊離することがないように、
例えば、案内面６の反対側に別の案内面を設け
て、この２個の案内面とブラケツト７２で挟持し
ながら誘導する等、適当な支持案内機構を設ける
ことが好ましい。

本考案は以上の通りであつて、曲げアームを用
いて金属条材を熱間曲げ加工する装置において、
従来装置では不可欠の構成要素と考えられた案内
ローラを省略し、装置及び条材に無理な力が生じ
ないで、装置全体の小型化、軽量化を可能とし、
且つ従来の装置の案内ローラに付随して生じてい
た多くの難点を解消し、更に容易に正確な曲げ作
業を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案熱間曲げ装置の平面
図である。 １……金属条材、１ａ……金属条材の曲げられ
た部分、２……曲げアーム、３……軸、４……ク
ランプ、５……案内枠、６……案内面、７……ク
ランプベース、８……クランプ、９……加熱装
置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 曲げ加工すべき金属条材を狭巾で高温加熱でき
   る高周波誘導子のような環状の加熱装置と、定点
   を中心に回転自由であり、且つ前記加熱装置に挿
   通された前記条材の曲げるべき前端部を強固に把
   持するクランプを、曲げ半径に相当する腕長の位
   置に固定できる曲げアームと、前記条材を案内面
   に沿つて前記加熱装置の方向に推進する推進装置
   とを備えて、把持した前記条材を加熱しながら推
   進させることにより連続的に曲げ加工を行う熱間
   曲げ装置において、曲げ作業中、前記曲げアーム
   の回転中心と加熱位置の中心とを結んだ線が、当
   該位置における前記条材の軸線若しくはその切線
   と垂直になるような位置又はその直近に前記加熱
   装置を位置させる装置と、前記条材の後端部又は
   その付近を強固に把持するクランプと、該クラン
   プが曲げ平面内において首振りできるよう枢着さ
   れておりながら、且つ前記案内面に当接して、推
   進され、更に曲げ作業にともなつて生ずる反力に
   耐えて、曲げられた前記条材に過大な応力を発生
   させないだけの長さを有するところのクランプベ
   ースとを具備することを特徴とする熱間曲げ装
   置。