特許 6205239 金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6205239

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管

(51)【国際特許分類】

   B21D 7/16 20060101AFI20170914BHJP

【ＦＩ】

   B21D7/16

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-226303(P2013-226303)

(22)【出願日】2013年10月31日

(65)【公開番号】特開2015-85357(P2015-85357A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208695

【氏名又は名称】第一高周波工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092679

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 盛之助

(72)【発明者】

【氏名】松本 信彦

(72)【発明者】

【氏名】宮川 忠伸

(72)【発明者】

【氏名】吉留 隆裕

(72)【発明者】

【氏名】矢田部 憲志

(72)【発明者】

【氏名】杉山 健治

【審査官】 塩治 雅也

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−１６８６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５１３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１５３７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０７５６６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０７−３１４３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０７２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１７０１９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ７／００−７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直線状の金属管を把持するクランプ体と、
前記クランプ体の把持箇所より前方であって当該金属管の曲げ加工箇所の前方を把持し、前記金属管に関し一方の側部側に配置され、上端が前記金属管より低い回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、
前記曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、
前記金属管の下方に設けられて前記クランプ体を当該金属管の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、
前記金属管の下方において前記金属管に関し前記回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されて前記クランプ体を移動させるボールねじによる移動手段であって、前記ボールねじが、前記領域において当該金属管より下方に位置付けられ、且つ前記クランプ体の支持手段と干渉しない位置で前記金属管に近接して配置されている移動手段とを備え、
前記クランプ体と前記曲げアームに把持させた前記金属管の曲げ加工箇所を加熱しながら前記クランプ体を前進させることにより、前記曲げアームを旋回させるとともに前記曲げ加工箇所に曲げモーメントを作用させ前記回転軸を中心に当該金属管を曲げ変形させるようにしたことを特徴とする金属管の曲げ加工装置。

【請求項2】

前記クランプ体及び前記曲げアームは、前記金属管を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されている請求項１に記載の金属管の曲げ加工装置。

【請求項3】

前記請求項１又は２に記載の金属管の曲げ加工装置を用いて、１本の直線状の金属管から複数の直管部及び曲管部を有する無接続の蛇行管を製造するとき、
前記金属管の曲げ加工箇所を当該金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を前進させて１８０°曲げ加工する曲管部形成工程と、
１つの曲管部を形成した後に次の曲管部を形成する前に、前記金属管を前方へ空送りして軸周りに１８０°回転させ反転させる反転工程を備え、前記曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行って前記金属管を蛇行させる蛇行管の製造方法であって、
前記１本の直線状の金属管は、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、前記曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管であり、
前記曲管部形成工程は、前記金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ前記金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第１曲管部形成工程と、前記金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第２曲管部形成工程とを備える蛇行管の製造方法。

【請求項4】

前記請求項３の１本の直線状の金属管が、曲げ加工後の直管部となる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、前記曲げ加工箇所が前記金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管であるときは、
前記金属粉末層を有する曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて、前記直管部となる部分に自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備える請求項３に記載の蛇行管の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管を小半径で180°曲げすることができる金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管に関するものである。

【背景技術】

【0002】

直管部及び曲管部を有する金属管として、例えば、発電装置やボイラ等で用いられる蛇行管（ボイラーチューブ）がある。ボイラーチューブは、例えば、火力発電所や焼却炉、コークス乾式消火設備等において高温の燃焼ガス中に暴露され、ボイラーチューブの内側に流体例えば循環水を流通させることにより、循環水を介して燃焼ガスの熱によりタービンを駆動させたりしている。ボイラーチューブは、伝熱面積を大きくするために直管を複数回の１８０°曲げの曲げ加工で蛇行させた形状のものが知られている。このボイラーチューブは、１本の直管を複数回の１８０°曲げ加工で蛇行させた形状に形成されているが、実際には、ステッキ型（Ｊ型）の導管を複数連結して形成されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、５本のステッキ型の導管と１本の直管とを互いに溶接して連結することで、５つの曲管部を備えたボイラーチューブを形成していた。

【0003】

このように５つの曲管部を備えたボイラーチューブでは、５本のステッキ型の導管の作製と、５本のステッキ型の導管と１本の直管の連結を行わなければならず工数が多く作業時間が長いので、工数を削減して作業時間を短くしかも低コスト化を図るべく、１本の直管を連続して曲げて例えば５つの曲管部を備えたボイラーチューブを形成する手段が望まれている。

【0004】

ところで、金属管を曲げる曲げ加工装置としては、直線状の金属管を把持するクランプ体と、クランプ体の把持箇所より前方であって金属管の曲げ加工箇所の前方を把持するとともに金属管に関し一方の側部側に位置付けた回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、クランプ体を前進させる移動手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。この曲げ加工装置を利用すれば、ステッキ型（Ｊ型）の導管を製造することができるが、しかし、クランプ体を前進させる移動手段である推進装置は、金属管の両側に配置された油圧シリンダによりクランプ体を前進させるために、金属管に小半径で１８０°曲げを施す場合に曲げ加工後の直管部の長さが長いと、油圧シリンダやその油圧シリンダを支持する支持部材をカバーするブラケット等が邪魔で金属管の曲げ加工を行うことができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−３１６６２２号公報

【特許文献2】特開２００６−３２６６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の１８０°曲げを施すことができる金属管の曲げ加工装置、蛇行管の製造方法及び蛇行管を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するため本発明に係る金属管の曲げ加工装置は、直線状の金属管を把持するクランプ体と、前記クランプ体の把持箇所より前方であって当該金属管の曲げ加工箇所の前方を把持し、前記金属管に関し一方の側部側に配置され、上端が前記金属管より低い回転軸を中心として旋回可能な曲げアームと、前記曲げ加工箇所を加熱する加熱手段と、前記金属管の下方に設けられて前記クランプ体を当該金属管の軸方向に移動可能に支持する支持手段と、前記金属管の下方において前記金属管に関し前記回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されて前記クランプ体を移動させるボールねじによる移動手段であって、前記ボールねじが、前記領域において当該金属管より下方に位置付けられ、且つ前記クランプ体の支持手段と干渉しない位置で前記金属管に近接して配置されている移動手段とを備え、前記クランプ体と曲げアームに把持させた金属管の曲げ加工箇所を加熱しながら前記クランプ体を前進させることにより、前記曲げアームを旋回させるとともに前記曲げ加工箇所に曲げモーメントを作用させ前記回転軸を中心に当該金属管を曲げ変形させるようにしたことを特徴とする。

【0008】

このように、クランプ体を移動させる移動手段が金属管の下方であって回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されていることで、金属管を小半径で１８０°曲げを施す場合に曲げ加工後の直管部の長さが長くても、移動手段が邪魔になることがない。従って、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の１８０°曲げを施すことが可能となる。

【0009】

本発明では、移動手段は、クランプ体を移動させる駆動部材が１本のボールネジであり、ボールネジを、直管部の軸とボールネジの軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管に近接して配置してもよい。また、クランプ体及び曲げアームの金属管を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成してもよい。

【0010】

また、前記課題を解決するため本発明に係る蛇行管の製造方法は、上述の金属管の曲げ加工装置を用いて、１本の直線状の金属管から複数の直管部及び曲管部を有する無接続の蛇行管を製造するとき、前記金属管の曲げ加工箇所を当該金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を前進させて１８０°曲げ加工する曲管部形成工程と、１つの曲管部を形成した後に次の曲管部を形成する前に、前記金属管を前方へ空送りして軸周りに１８０°回転させ反転させる反転工程を備え、前記曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行って前記金属管を蛇行させる蛇行管の製造方法であって、前記１本の直線状の金属管は、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、前記曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と前記金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管であり、前記曲管部形成工程は、前記金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第１曲管部形成工程と、前記金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第２曲管部形成工程と、を備えてもよい。

【0012】

また、１本の直線状の金属管として、曲げ加工後の直管部となる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、曲げ加工箇所が金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いて、金属粉末層を有する曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、曲管部形成工程を、金属粉末層を有する曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第１曲管部形成工程と、金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では金属管の塑性変形可能な温度に加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工する第２曲管部形成工程とからなるようにしてもよい。

【0013】

さらに、１本の直線状の金属管として、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されており、曲げ加工箇所に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管を用いて、曲管部形成工程を、曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工するようにしてもよい。

【0014】

また、１本の直線状の金属管として、加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されている金属管を用いて、曲げ加工後の直管部となる部分を金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら金属管を前進させて自溶合金皮膜を形成する直管部形成工程を備え、曲管部形成工程を、曲げ加工箇所を金属管の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱しながら当該金属管を１８０°曲げ加工するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、曲げ加工後の直管部の長さが長くても金属管に小半径の１８０°曲げを施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る実施形態の金属管の曲げ加工装置の一例を示す斜視図である。

【図2】本実施形態の金属管の曲げ加工装置の要部構成を示す概略平面図である。

【図3】図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図4】本発明に係る実施形態の蛇行管の一例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る金属管の曲げ加工装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態の金属管の曲げ加工装置１は、例えば、１本の直線状の金属管１０を曲げ加工して、例えば、図４に示すような複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有する無接続の蛇行管（ボイラーチューブ）８を形成し得るものである。金属管１０としては、例えば、発電装置やボイラ等で用いられる直径約３０〜８０ｍｍの鋼管等を用いることができる。

【0019】

金属管の曲げ加工装置１は、図１〜図３に示すように、直線状の金属管１０を把持するクランプ体２と、金属管１０の曲げ加工箇所の前方を把持するとともに金属管１０に関し一方の側部側に位置付けた回転軸３０を中心として旋回可能な曲げアーム３と、金属管１０を加熱する加熱手段４と、金属管１０の下方に設けられてクランプ体２を金属管１０の軸方向に移動可能に支持する支持手段５と、金属管１０の下方であって回転軸とは反対側の側部側の領域に配置されてクランプ体２を移動させる移動手段６とを備えている。これらクランプ体２、曲げアーム３、加熱手段４、支持手段５及び移動手段６は、基台１１に設けられている。

【0020】

基台１１は、金属管１０を曲げ加工を行う際に金属管１０の軸が動かないように堅牢に形成されていることが好ましい。基台１１は、例えば、アルミや鋼鉄等の金属製の断面略矩形筒状の枠材を用いて前後方向に長く形成されている。基台１１は、床等に設置される設置台１２と、設置台１２の上方に配置されて前後方向に長い断面略矩形筒状の第１固定台１３と、第１固定台１３の前端に連接された第２固定台１４とを備えている。

【0021】

第１固定台１３上には、クランプ体２を当該クランプ体２で把持した金属管１０の軸方向に移動可能に支持する支持手段５であるレール５１が設けられている。レール５１には、レール５１に沿って移動する凹状の移動部材５２が係合されている。移動部材５２は、一種の車輪であり、前後方向に長く平板状の移動体５３の下面に取り付けられている。移動体５３の上面には、クランプ体２が固定されている。これにより、クランプ体２は、レール５１上をレール５１に沿って移動、すなわち、金属管１０の軸方向に移動し得るようになっている。レール５１の長さは、移動体５３すなわちクランプ体２を前進させて金属管１０の１８０°曲げの曲げ加工を行える範囲から任意に設定される。

【0022】

クランプ体２は、直線状の金属管１０を例えば水平に把持するもので、周知のもの等、例えば、一対の上下クランプ部材２１、２２を備えたものを用いることができる。クランプ体２は、金属管１０が挿入される略矩形筒状に形成された枠体２０を備え、この枠体２０が移動体５３上に固定されている。枠体２０の底部は、上面に凹部が設けられて下クランプ部材２２として形成されている。枠体２０内の下クランプ部材２２の上方には、下クランプ部材２２に対して上下方向に移動可能に支持され、下面に凹部が設けられている上クランプ部材２１が設けられている。

【0023】

枠体２０の上部には、上クランプ部材２１を上下に移動させる移動手段である油圧シリンダ２３が設けられている。これにより、上クランプ部材２１を下降させることで、下クランプ部材２２と上クランプ部材２１とで金属管１０を把持することができるようになっている。このとき、クランプ体２は、金属管１０を直接把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されていることが好ましい。すなわち、上下クランプ部材２１、２２の各凹部がアルミで形成されていてもよいし、一対の凹状のアルミ製のクランプ部材２７を介して上下クランプ部材２１、２２で金属管１０を把持するようにしてもよい。

【0024】

第２固定台１４上には、ガイド部７が設けられている。ガイド部７は、クランプ体２で把持した直線状の金属管１０の軸方向への移動をガイドするもので、例えば、中央部が括れた左右一対のガイドローラ７１、７２で形成されている。左右一対のガイドローラ７１、７２の一方例えば右側のガイドローラ７２は、ハンドル７３により左右に移動可能に形成されている。これにより、金属管１０の径が異なっても金属管１０をその軸方向に案内することができるようになっている。

【0025】

第２固定台１４のガイド部７の前方には、曲げアーム３が設けられている。曲げアーム３は、金属管１０に関し一方の側部側例えば右側部側に位置付けた回転軸３０を中心として旋回可能に設けられている。回転軸３０は、高さ方向（垂直方向）に延びた状態で回転軸支持部１５に回転可能に支持されている。回転軸支持部１５は、第２固定台１４に左右方向に移動可能すなわち左右方向の位置を調節可能に取り付けられている。これにより、金属管１０に対する回転軸３０の位置を調節し得るようになっている。

【0026】

曲げアーム３は、回転軸３０に取り付けられたアーム部３１と、アーム部３１に取り付けられたクランプ部３２とから形成されている。クランプ部３２は、直線状の金属管１０を把持するものであり、例えば、一対の左右クランプ部材３３、３４を備えたものを用いることができる。クランプ部３２は、例えば、Ｌ字状に形成され、高さ方向に延びる垂直部分が一対の左右クランプ部材３３、３４で形成され、一方のクランプ部材例えば左クランプ部材３３の上端が他方のクランプ部材例えば右クランプ部材３４の上端に回転可能に設けられて金属管１０の把持と解放を行えるようになっている。左右クランプ部材３３、３４は、金属管１０を直接把持する箇所がアルミ製のクランプ部材で形成されていることが好ましい。すなわち、左右クランプ部材３３、３４の各凹部がアルミで形成されていてもよいし、一対の凹状のアルミ製のクランプ部材２９を介して左右クランプ部材３３、３４で金属管１０を把持するようにしてもよい。また、クランプ部３２の水平方向に延びる水平部分には、一対の左右クランプ部材３３、３４で金属管１０を把持した状態を保持するための油圧シリンダ等の締め込み部材３５が設けられている。

【0027】

アーム部３１は、クランプ体２で把持されかつガイド部７でガイドされた金属管１０をクランプ部３２で把持し得るとともに、この状態からその金属管１０を前進させて１８０°曲げの曲げ加工を行えるようにクランプ部３２を旋回させるためのものである。すなわち、クランプ部３２は、金属管１０を把持し得る把持位置と、この把持位置から回転軸３０を軸に１８０°回転した１８０°曲げ終了位置との間で回転移動し得るようにアーム部３１に連結されている。

【0028】

アーム部３１は、例えば、回転軸３０が一体に設けられている回転体３６と、回転体３６に第１アーム３７を介して取り付けられている中間体３８と、中間体３８に取り付けられているとともにクランプ部３２に固定されている第２アーム３９とを備えている。中間体３８は、直方体状に形成され、一側面に断面矩形状であって水平方向に延びる棒状の第１アーム３７が固定されている。第１アーム３７は、回転体３６に長さ調節可能に取り付けられている。これにより、クランプ部３２の水平方向の位置を調節し得るようになっている。さらに、金属管１０に対する回転軸３０の位置の調節と相俟って金属管１０の曲げ加工の半径を調節し得るようになっている。第２アーム３９は、断面矩形状であって高さ方向に延びる棒状に形成され、上端がクランプ部３２の下面に固定されている。第２アーム３９は、中間体３８に長さ調節可能に取り付けられている。これにより、クランプ部３２の高さ方向の位置を調節し得るようになっている。

【0029】

加熱手段４は、曲げアーム３のクランプ部３２の把持位置とガイド部７との間に配設され、中に金属管１０が挿入されるリング状の加熱体４１を備えている。加熱体４１は、加熱体４１内に挿入されている金属管１０を環状に誘導加熱するための高周波電流が通電される誘導コイルである。加熱体４１は、金属管１０を金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度及び金属管１０の塑性変形可能な温度に加熱し得るように形成されている。

【0030】

移動手段６は、クランプ体２を前後方向（金属管１０の軸方向）に移動させるもので、前方に移動させて金属管１０の曲げ加工を行え得るものである。移動手段６は、クランプ体２を実際に移動させる移動部材である１本のボールネジ６１と駆動モータ６２とを備えている。ボールネジ６１は、例えば、レール５１より長さが少し長く形成され、レール５１と平行に設けられている。ボールネジ６１の位置は、クランプ体２に把持された金属管１０の下方であって曲げアーム３の回転軸３０と反対側である。ボールネジ６１の位置は、金属管１０の軸とボールネジ６１の軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管１０に近接して配置することが好ましい。本実施形態では、ボールネジ６１は、例えば、クランプ体２の枠体２０が矩形に形成されているとした場合の左下角部近傍に配置されている。

【0031】

ボールネジ６１の一方の端部（前端部）は、第１固定台１３の前方であってレール５１の前端近傍に設けられている軸受６３に回転可能に支持されている。ボールネジ６１の他方の端部（後端部）近傍は、第１固定台１３の後方であってレール５１の後端近傍に設けられている軸受６４に回転可能に支持されている。ボールネジ６１の後端部には、従動プーリー６５が取り付けられている。すなわち、ボールネジ６１及びボールネジ６１を支持する軸受６３、６４、従動プーリー６５は、金属管１０の小半径での１８０°曲げの曲げ加工を行う際に曲げ加工後の直管部８ａの長さが長くても邪魔にならない位置に配置されている。

【0032】

従動プーリー６５は、ベルトやチェーン６６等を介して駆動プーリー６７に接続されている。駆動プーリー６７は、設置台１２の左側部上に設けられている正逆回転可能な駆動モータ６２の回転軸に取り付けられている。ボールネジ６１は、クランプ体２の左下角部近傍に設けられている係合部２５に螺合されている。これにより、駆動モータ６２の駆動によりボールネジ６１が回転して、クランプ体２がレール５１に沿って移動するようになっている。なお、図３中、符号６９は、チェーン６６をガイドするガイドプーリーを示している。

【0033】

次に、上記のように構成した金属管の曲げ加工装置１を用いて１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜を有する無接続の蛇行管を形成する場合について説明する。

【0034】

１本の直線状の金属管１０としては、例えば、曲げ加工後の直管部８ａとなる部分に自溶合金皮膜９が形成されており、曲げ加工箇所が加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いる。

【0035】

自溶合金としては、周知のものを用いることができ、例えば、フラックス生成成分であるＢやＳｉを配合して自溶性を付与したＮｉ基、Ｎｉ−Ｃｒ基又はＣｏ基の合金、あるいは、これらに耐摩耗性向上目的でＷＣ系サーメットなどを配合した合金等を用いることができる。被覆の厚さは、特に限定されず、例えば、加熱再溶融処理後で０．５〜３ｍｍ程度に設定される。金属粉末層は、例えば、溶射機を用いて形成することができる。溶射機としては、ガスフレーム溶射機、プラズマ溶射機、ＨＶＯＦ溶射機等の公知のものを用いることができる。曲げ加工後の直管部８ａとなる部分の自溶合金皮膜９の形成（金属粉末層の加熱再溶融処理）は、例えば、公知のものを用いてもよいし、本実施形態の曲げ加工装置１を用いてもよい。また、自溶合金皮膜９は、緻密で硬く密着力が高く、厚さが均一で、表面が平滑な膜であるので、蛇行管（ボイラーチューブ）の皮膜としては最適である。

【0036】

金属粉末層と自溶合金皮膜が形成された１本の直線状の金属管１０を、クランプ体２の上下クランプ部材２１、２２間、ガイド部７のガイドローラ７１、７２間及び加熱体４１を順次通して、クランプ体２の下クランプ部材２２上に載置する。上クランプ部材２１を下降させてクランプ体２の上下クランプ部材２１、２２で金属管１０を把持する。この金属管１０の前方を曲げアーム３のクランプ部３２の一対の左右クランプ部材３３、３４で把持する。これら２つの把持は、金属管１０の曲げ加工を行う曲げ加工箇所を挟んで行うとともに、曲げ加工箇所を加熱体４１で十分に加熱し得るように行う。

【0037】

把持後、加熱体４１により金属管１０の曲げ加工箇所を環状に加熱する。この加熱は、金属粉末層を有する曲げ加工箇所では、金属管１０の塑性変形可能でかつ金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行い、金属粉末層を有しない曲げ加工箇所では、金属管１０の塑性変形可能な温度で行う。この加熱を行いながら駆動モータ６２を駆動させてクランプ体２を前進させる。このとき、クランプ体２はレール５１の後方側に位置されているようにする。クランプ体２の前進により、曲げアーム２が回転軸３０を中心に旋回するとともに曲げ加工箇所に曲げモーメントが作用して、回転軸３０を中心に金属管１０が曲げ変形する。すなわち、金属管１０が徐々に右側部側に曲がっていく。この曲げが１８０°行われたら、クランプ体２の前進を停止させる。加熱体４１の金属管１０への加熱は、クランプ体２の前進の停止とともに停止させてもよいし、曲げ加工を行うのに十分に金属管１０の加熱を行えた時点で駆動モータ６２の停止より前に停止させてもよい。

【0038】

これにより、金属管１０には、右側に１８０°曲がった曲管部８ｂが形成される。このとき、曲げ加工箇所が金属粉末層を有している場合には、曲管部８ｂの外表面には、曲げ加工を行った際に金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で加熱が行われるので、金属粉末層が加熱再溶融処理されて自溶合金皮膜９が形成される（第１曲管部形成工程）。また、曲げ加工箇所が金属粉末層を有していない場合には、単に曲げ加工のみが行われる（第２曲管部形成工程）。これで１つの曲管部８ｂが形成される。なお、例えば、図４に示す蛇行管８を形成する場合、左側の３つの曲管部８ｂが表面に自溶合金皮膜９が形成されているもので、右側の２つの曲管部８ｂが表面に自溶合金皮膜９が形成されていないものである。

【0039】

次の曲げ加工を行うには、曲げアーム３のクランプ部３２での把持を解除し、金属管１０を軸方向に沿って前進させて次に曲げ加工を行う曲げ加工箇所が加熱体４１で十分に加熱し得るように金属管１０を移動させる。すなわち、金属管１０を前方へ空送りする。この空送りは、クランプ体２を用いて行うようにしてもよいし、クランプ体２での把持を解除した状態で手動や他の装置等を用いて行うようにしてもよい。金属管１０の移動後、曲げ加工前の直線状の金属管１０の軸周りに金属管１０を１８０°回転させて反転させる（反転工程）。その結果、曲げ加工後の直管部８ａが左側（曲げ方向とは反対側）に移動する。この移動後には、クランプ体２がレール５１の後方側に位置されているようにする。

【0040】

そして、クランプ体２及び曲げアーム３のクランプ部３２で金属管１０を次の曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、加熱体４１によりその曲げ加工箇所を加熱する。この加熱は、上述の加熱と同様に行う。その曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体２を前進させて金属管１０を右側部側に曲げ、前述と同様に金属管１０に曲げ加工を施す。これらのような曲管部形成工程（第１曲管部形成工程、第２曲管部形成工程）と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに外表面の所望の箇所に自溶合金皮膜９が形成された蛇行管８、例えば、図４に示すような蛇行管８を形成することができる（第１の蛇行管の製造方法）。

【0041】

このように、１本の直線状の金属管１０を蛇行管８に形成する場合、曲管部８ｂが複数あっても複数の曲げ加工の際には曲げ方向は常に同じで金属管１０の右側部側であり、この右側部側には、クランプ体２を移動させる移動手段６（１本のボールネジ６１及びボールネジ６１を支持する軸受６３、６４（軸受を覆うカバーも含む）、従動プーリー６５（従動プーリーを覆うカバーも含む））が設置されていない。このため、金属管１０に小半径例えばＲ９５（直径９５ｃｍ）で１８０°曲げの曲げ加工を施す場合、曲げ加工後の直管部８ａの長さが長くても、移動手段６が邪魔になることなく、金属管１０に曲げ加工を施せる。すなわち、移動手段６は、直管部８ａの下方であって直管部８ａの左側部側の領域（曲げ方向と反対側の領域）に配置されているので、移動手段６が小半径で１８０°曲げの曲げ加工の妨げとならない。その結果、１本の直線状の金属管１０から小半径で曲げ加工した複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜９が形成された蛇行管８を形成することができる。

【0042】

クランプ体２を移動させる移動部材である１本のボールネジ６１は、クランプ体２に把持させた金属管１０の軸とボールネジ６１の軸との水平方向の距離と高さ方向の距離がそれぞれ短くなるように金属管１０に近接して配置することが好ましく、これにより、金属管１０を前進させるときに、金属管１０に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。また、クランプ体２やクランプ部３２で金属管１０を把持する場合、直接金属管１０を把持する箇所がアルミ製のクランプ部材２７、２９で形成されていると、金属管１０を把持したときの金属管１０の割れ、金属粉末層や自溶合金皮膜の割れ、剥離を防止することができる。

【0043】

第２固定台１４上にガイド部７が設けられ、このガイド部７によって金属管１０が加熱体４１に案内されるので、金属管１０をずれることなく軸方向に前進させることができる。このとき、ガイド部７が左右一対のガイドローラ７１、７２で形成され、左右一対のガイドローラ７１、７２の一方例えば右側のガイドローラ７２がハンドル７３により左右に移動可能に形成されていると、金属管１０の径が異なっても金属管１０をその軸方向に案内することができる。

【0044】

曲げアーム３の回転軸３０を回転可能に支持する回転軸支持部１５が第２固定台１４に左右方向の位置調節可能に取り付けられ、かつ、曲げアーム３のアーム部３１はクランプ部３２の水平方向の位置を調節可能に形成されているので、回転軸３０の位置を金属管１０に対して左右に調節することができる。これにより、金属管１０を曲げ加工する際の半径を任意に調節することができる。また、曲げアーム３のアーム部３１は、クランプ部３２の水平方向の位置及び高さ方向の位置を調節可能に形成されているので、金属管１０を把持するクランプ部３２の位置を上下左右に移動することができる。その結果、金属管１０の径が異なっても金属管１０を把持するクランプ部３２の位置を最適な位置に調節することが可能となる。

【0045】

また、本実施形態の金属管の曲げ加工装置１を用いて、曲げ加工とともに曲げ加工後の直管部８ａとなる部分の自溶合金皮膜９の形成を行うようにしてもよい。この場合、１本の直線状の金属管１０として、例えば、曲げ加工後の直管部８ａとなる部分に加熱再溶融処理される自溶合金を含む金属粉末層が形成されており、曲げ加工箇所が金属粉末層を有する部分と金属粉末層を有しない部分とに形成された金属管を用いる。

【0046】

まず、金属管１０の先端から曲げ加工箇所までの金属粉末層の加熱再溶融処理を行う。金属管１０を、先端からクランプ体２の上下クランプ部材２１、２２間、ガイドローラ７１、７２間及び加熱体４１を順次通して、クランプ体２の下クランプ部材２２上に載置する。載置後、クランプ体２の上下クランプ部材２１、２２で金属管１０を把持し、加熱体４１により金属管１０の金属粉末層が形成されている端部を環状に金属粉末層の加熱溶融処理可能な温度に加熱しながらクランプ体２を前進させる。これにより、金属管１０は前方に進みながらその金属粉末層が加熱再溶融処理されて自溶合金皮膜９に形成される。その結果、曲げ加工箇所までの直管部８ａとなる金属管１０に自溶合金皮膜９が形成される（直管部形成工程）。

【0047】

次に、クランプ体２での金属管１０の把持を解除してクランプ体２をレール５１の後方側に移動させる。移動後、クランプ体２及び曲げアーム３のクランプ部３２で金属管１０の曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、加熱体４１によりその曲げ加工箇所を加熱する。この加熱は、上述の加熱と同様に金属粉末層の有無によって異なる温度で行う。その曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体２を前進させて金属管１０を右側部側に曲げ、前述と同様に金属管１０に曲げ加工を施す。これにより、金属管１０には、１８０°曲がった曲管部１１ｃが形成されるとともに、曲げ加工箇所が金属粉末層を有している場合には自溶合金皮膜９が形成される（曲管部形成工程）。これで１つの曲管部８ｂの曲げ加工が終了する。

【0048】

１つの曲管部８ｂの形成後、次の曲げ加工箇所までの金属管１０の金属粉末層の加熱再溶融処理を前述の金属粉末層の加熱再溶融処理と同様に行う（直管部形成工程）。これにより、次の曲げ加工箇所までの直管部８ａとなる金属管１０の外表面に自溶合金皮膜９が形成される。

【0049】

そして、クランプ体２での把持を解除し、曲げ加工前の直線状の金属管１０の軸周りに金属管１０を１８０°回転させて反転させてから（反転工程）、クランプ体２及び曲げアーム３のクランプ部３２で金属管１０を曲げ加工箇所を挟んだ状態で把持した後に、前述と同様に加熱体４１によりその曲げ加工箇所を加熱しながら、クランプ体２を前進させ、金属管１０に曲げ加工を施す。これにより、金属管１０は、前端から２つの直管部１１ｂと２つの曲管部１１ｃが連続して形成される。よって、これらの直管部形成工程と曲管部形成工程と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに外表面の所望の箇所に自溶合金皮膜９を有する蛇行管８、例えば、図４に示すような蛇行管８を形成することができる（第２の蛇行管の製造方法）。

【0050】

また、本実施形態の金属管の曲げ加工装置１は、外表面の所望の箇所に金属粉末層が形成された金属管１０から蛇行管８を形成する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、曲げ加工のみを行って蛇行管を形成したり、金属粉末層が全体に形成されている金属管から蛇行管を形成したり、曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されているとともに曲げ加工箇所に金属粉末層が形成されている金属管から蛇行管を形成したりすることができる。

【0051】

曲げ加工のみを行って蛇行管を形成する場合、曲げ加工を行う際に加熱体４１による金属管１０の加熱を金属管１０の塑性変形可能な温度で行う以外は前述と同様に曲管部形成工程（第２曲管部形成工程）と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有する蛇行管を形成することができる。

【0052】

金属粉末層が全体に形成されている金属管から蛇行管を形成する場合には、前述の第２の蛇行管の製造方法と略同様に、すなわち、曲げ加工を行う際に加熱体４１による金属管１０の加熱を金属管１０の塑性変形可能であって金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行う以外は前述と同様に行う曲管部形成工程（第１曲管部形成工程）と直管部形成工程と反転工程とを繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜９を有する蛇行管を形成することができる。

【0053】

曲げ加工後の直管部となる部分に自溶合金皮膜が形成されているとともに曲げ加工箇所に金属粉末層が形成されている金属管から蛇行管を形成する場合には、前述の第１の蛇行管の製造方法と略同様に、すなわち、曲げ加工を行う際に加熱体４１による金属管１０の加熱を金属管１０の塑性変形可能であって金属粉末層の加熱再溶融処理可能な温度で行う以外は前述と同様に行う曲管部形成工程（第１曲管部形成工程）と反転工程を繰り返し行うことにより、１本の直線状の金属管１０から複数の直管部８ａ及び曲管部８ｂを有するとともに自溶合金皮膜９を有する蛇行管を形成することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 金属管の曲げ加工装置
２ クランプ体
３ 曲げアーム
４ 加熱手段
５ 支持手段
６ 移動手段
７ ガイド部
８ 蛇行管
８ａ 直管部
８ｂ 曲管部
９ 自溶合金皮膜
１０ 金属管
３０ 回転軸
６１ ボールネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】