JP2002239637A - 線材加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線材加工装置が線材を回転させることなく、
さまざまな加工形状に対処できるようにする。 【解決手段】 線材５を芯金１と押し金具２とで挟み、
押し圧を加えながら押し金具を芯金の成形面ａに沿って
移動して成形する線材加工装置に、上記芯金１を昇降す
る第１の昇降手段Ｍ１と、押し金具２を昇降する第２の
昇降手段Ｍ２と、前記成形部３を左右方向へ移動させる
水平移動手段Ｍ３を備える。そして、成形部３を第１及
び第２の昇降手段Ｍ１，Ｍ２で線材５よりも下方に下降
させ、水平移動手段Ｍ３で移動することで、芯金１と押
し金具２を線材５の左右いずれにも配置できるように
し、線材５の左右いずれからでも成形ができるようにす
ることで、線材５を回転させることなく、さまざまな加
工形状に対処できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】この発明は、パイプを含む線
材（ワイヤー）の成形加工を行う線材加工装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】線材を折り曲げて各種形状に成形加工す
る線材加工装置には、加工する製品の形状に合わせて多
種多様なものがある。

【０００３】例えば、図１に示す本実施例の線材加工装
置のように、成形面の形成された芯金１と押し金具とで
構成される成形部３とチャック機構４を直列に配置する
ことにより、高価な金型を用いず成形加工を行えるよう
にして、少量生産にも対応できるようにしたものがあ
る。

【０００４】すなわち、従来のこのものでは、成形部３
と直列に配置したチャック機構４で線材５の一方を掴ん
で固定し、このチャック機構４で固定した線材５の他方
を成形部３の芯金１と押し金具とで挟み、押し圧を加え
ながら押し金具を芯金１の成形面に沿って移動させるこ
とにより成形を行なうようになっている。

【０００５】このとき、同じ線材５に繰り返し加工を行
うには、チャック機構４を成形部３側へ移動させて線材
５を進出させたのち、線材５を成形部３の芯金１と押し
金具とで挟んで押し圧を加えながら押し金具を芯金１の
成形面に沿って移動させて加工する。

【０００６】ところで、このような線材加工装置では、
加工形状によって大きく手間の掛かる問題がある。

【０００７】例えば、図２１（ａ）のように、逆向きの
折り返しのある複数の波形形状の加工（例えば、冷蔵庫
のコンデンサコイルなど）を行う場合には、折り返しが
互いに逆方向に向いているので、図２１（ｂ），（ｃ）
に示すように、一つの山を形成するごとに線材を１８０
°旋回させて加工を行わねばならない。

【０００８】この問題の一つの解決方法として、チャッ
ク装置４で掴んだ線材５を軸方向に回転させる駆動手段
を設ければ、問題を解決できる。

【０００９】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように一つの山を形成するごとに線材を１８０°旋回さ
せる方法では、旋回させる度に加工中の線材を軸方向に
回すことになるので、成形する度に旋回する重さが増
す。そのため、旋回させる際に位置がずれて精度的にも
不安定になりやすく、特に、成形品が大きな場合には、
大きな成形品を振り回すことになり、危険であるし、回
すためのスペースも必要となるなど、困難な問題が生じ
る。

【００１０】また、図２２に示すような立体曲げ加工
（例えば、工業用ヒータコイルなどの加工）を行う場合
の加工中のコイルＣは、図２３（ａ）〜（ｄ）に示すよ
うにリング状に形成するため、上記の旋回方法では、下
方に向けて回転させないと加工できない。そのため、回
転させたコイルＣが機構部品と干渉したり、床などにつ
かえたりすることが考えられるため、成形品の大きさが
規制されるなどの問題がある。

【００１１】そこで、この発明の課題は、線材を１８０
°回さなくとも波形などのさまざまな加工形状にも対処
できるようにして精度の向上を図ると同時に、成形品の
大きさに規制されずに成形できるようにすることであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、成形面の形成された芯金と押し金具
とで構成される成形部と、チャック機構を直列に配置
し、その直列に配置したチャック機構で一方を固定した
パイプを含む線材の他方を、前記成形部の芯金と押し金
具とで挟んで押し圧を加えながら押し金具を芯金の成形
面に沿って移動させることにより成形を行う線材加工装
置において、上記芯金を昇降する第１の昇降手段と、押
し金具を昇降する第２の昇降手段と、前記第１及び第２
の昇降手段を含む成形部をチャック機構を配置した直列
方向に対して左右方向へ移動させる水平移動手段を備え
た構成を採用したのである。

【００１３】このような構成を採用することにより、成
形部の芯金と押し金具を第１及び第２の昇降手段で線材
よりも下方に下降させる。そして、水平移動手段で移動
したのち、芯金と押し金具を第１及び第２の昇降手段で
上昇させることにより、芯金と押し金具を線材の左右い
ずれにも配置できるようにして、線材の左右いずれから
でも成形ができるようにする。

【００１４】このとき、上記チャック機構を成形部方向
へ進退させるスライド機構を備えた構成を採用したので
ある。

【００１５】このような構成を採用することにより、ス
ライド機構により、線材を掴んだチャック機構を成形部
方向へ前進させることで、線材を成形部へ供給すること
ができるので、送られた線材部分に対しての成形を成形
部で行うことができる。

【００１６】また、上記チャック機構に掴んだ線材を軸
方向に回転させる回転手段を備えた構成を採用したので
ある。

【００１７】このような構成を採用することにより、成
形部で成形を行うと、線材を少し回転させ、また、成形
を行って線材を少し回転させることを繰り返すことで、
線材の立体成形ができる。

【００１８】また、このとき、上記芯金を水平方向に回
転させる回転手段を設けた構成を採用することにより、
芯金の向きを変えることができるので、例えば、芯金に
線材を嵌入される溝を形成して複数の成形面を形成した
芯金の向きを変えて成形面を選択することができる。

【００１９】さらに、上記成形部の芯金に線材を嵌入す
る溝を設け、その溝によって異なる成形面を形成した構
成を採用することにより、それぞれの溝に線材を嵌入し
て溝端からでた線材を成形面と押し金具で挟んで成形面
に沿って移動させることにより、異なる形状の成形がで
きる。

【００２０】また、上記芯金に形成された溝が芯金の軸
より所定量だけずらせてある構成を採用することによ
り、溝を芯金の軸からずらせてあるので、そのずらせた
分だけ押し金具との圧接状態を変えて成形ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００２２】図１〜図５に示すように、この形態の線材
加工機は、成形面ａの形成された芯金１と押し金具２と
で構成される成形部３と、チャック機構４とで構成さ
れ、前記成形部３とチャック機構４は筐体Ｂに直列に配
置されている。

【００２３】成形部３の芯金１と押し金具２は、この形
態の場合、図４に示すように、それぞれ、内側軸６と外
側軸７とからなる二重構造の軸の端部に取り付けられて
いる。

【００２４】前記芯金１は、押し曲げ用のもので、例え
ば、キー溝などにより、図４に示すように、内側軸６に
着脱自在に取り付けられており、後述するように引き曲
げ用の芯金１と取り替えられるようになっている。

【００２５】この芯金１の取り付けられた内側軸６に
は、第１のエアシリンダー１１との接合部１２が形成さ
れている。第１のエアシリンダー１１は、図５に示すよ
うに、成形部３のハウジングｈに取り付けられており、
このハウジングｈに取り付けられた第１のエアシリンダ
ー１１のロッドは、係合部材を介して内側軸６の接合部
１２の溝に嵌合している。この溝は、内側軸６の全周に
わたって形成されており、内側軸６の回転に無関係に芯
金１を第１のエアシリンダー１１で昇降できるようにし
て、第１の昇降手段Ｍ１を構成する。

【００２６】また、内側軸６は後端にギヤー９を設け
て、芯金位置決め用モータ１０と噛合するようにしてあ
り、前記モータ１０の回転によって芯金１を任意の角度
回転できるようになっている。

【００２７】そのため、内側軸６には、噛み合いクラッ
チＫを設けて、クラッチＫとの係合を第１のエアシリン
ダー１１を降下させることによって解除できるようにし
て前記モータ１０により芯金１を回転できるようにして
ある。

【００２８】一方、押し金具２は、図１〜図５に示すも
のでは、押し曲げ用のローラとなっている。このローラ
は、芯金１に嵌入されるスリーブ状の台座１３に取り付
けて外側軸７の端面に、例えば、ネジ止めなどにより取
り付けられている。そのため、後述するように、スリー
ブごと取り替えることで、簡単に他の押し曲げ用金具２
と取り替えられるようになっている。

【００２９】外側軸７には、図４及び図５に示すよう
に、中程に歯車１４を取り付けて、押さえ金具回転用モ
ータ１５と噛合させてある。このとき、軸７の歯車１４
には径の大きな例えば、ウォームギヤーホイールなどを
使用してモータ１５の歯車とのギヤー比を高く設定して
トルクを大きくしてある。

【００３０】この外側軸７には、第２のエアーシリンダ
ー１６との接合部１２が設けられている。第２のエアー
シリンダー１６は、図５に示すとおり、第１のエアシリ
ンダー１１と同様に、成形部３のハウジングｈに取り付
けられており、図のように、ハウジングｈを貫通させた
ロッドが、係合部材を介して外側軸７の接合部１２と接
するようになっている。前記係合部材は、この形態の場
合、円盤状で、外側軸７の回転と無関係に押し金具２を
昇降できるようになっており、第２の昇降手段Ｍ２を構
成する。なお、図５の符号Ｓは外側軸７の最下点を決め
るストッパーである。

【００３１】このように構成される成形部３は、スライ
ダーが取り付けられ、図２及び図３に示すように、筐体
Ｂに設けたガイドレール２０に載置されるようになって
いる。

【００３２】前記レール２０は、筐体Ｂに形成した左右
方向（直列に配置した成形部３とチャック機構４に対し
て）に膨らんだ楕円状の貫通孔２１の前後に設けてあ
り、図４に示すように、貫通孔２１にはエアーシリンダ
ー１１，１６などを備えた成形部３の下部が嵌入される
ようになっている。

【００３３】また、成形部３は、図２に示すように、水
平移動手段Ｍ３と連結されている。

【００３４】水平移動手段Ｍ３は、図３に示すように、
水平移動用モータ２２に連結されたボールスクリュー２
３にナット２４を螺合させたもので、ナット２４はＬ型
のブラケットを介して成形部３に連結されており、水平
移動用モータ２２の作動で成形部３を左右方向へ移動で
きるようになっている。

【００３５】なお、図中符号２５は、線材５を保持する
ためのガイド部材である。

【００３６】一方、チャック機構４は、図１に示すよう
に、線材５を掴むチャック本体２６を台座２７に載せた
構造となっており、チャック本体２６を載せた台座２７
はスライド機構２８によって成形部３へ進退できるよう
になっている。

【００３７】すなわち、前記スライド機構２８は、台座
２７側に設けたスライダーと、そのスライダーを設けた
台座２７を載置する筐体Ｂ側に設けた２本のガイドレー
ル２９とそのガイドレール２９の間に並行に配置された
ボールスクリュー３１とで構成されており、前記ボール
スクリュー３１には移動用モータ３０が連結されるとと
もに、ブラケットを介して台座２７に連結されたナット
が螺合しており、移動用モータ３０を作動することで、
チャック機構４を成形部３に対して進退できるようにな
っている。

【００３８】また、チャック本体２６には、チャックの
開閉を行うためのエアー機構が設けられるとともに、チ
ャックを回転させるモータ３３を備えており、掴んだ線
材５を軸方向へ回転（ヒネリ）できるようになってい
る。

【００３９】この形態は上記のように構成されており、
以下、その動作を図６〜図１２に基づいて説明する。

【００４０】その際、押し金具２は、図に示すように、
ロータリーエアーシリンダとリンク機構により、金具を
進退できるようにした引き曲げ用金具ユニット（スリー
ブと一体）を用いた場合について説明する。

【００４１】そのため、芯金１も外周に線材５を保持す
るための引き曲げ用の溝の形成されたものに変えてあ
る。また、線材５もパイプを使用する。

【００４２】ここで、簡単に引き曲げについて説明す
る。

【００４３】引き曲げは、パイプなどの中空状の線材５
の曲げ加工を行う際に、中空を潰さないようにするため
の加工方法で、押し金具２の加工に合わせて線材を送る
（進出させる）ことで、押し金具２の圧接により線材５
が伸びて中空が潰れるのを防ごうとするものである。

【００４４】本願の特徴とする基本的な動作は、図６に
示すように、押し金具２の線材５への圧接を解除する
（この引き曲げ用金具ユニットの場合だけである）。

【００４５】図７に示すように、第２の昇降手段を作動
して、押し金具２を線材５より下方へ下降させる。ある
いは、もとの圧接位置まで上昇させる。

【００４６】さらに、図８に示すように、第１の昇降手
段Ｍ１を作動して芯金１を線材５より下方へ移動し、あ
るいは、もとの圧接位置まで上昇させる。下降させた押
し金具２と芯金１を水平移動手段Ｍ３を作動して、線材
５の反対側へ移動させる。

【００４７】これ以外にも、チャック機構４を前進させ
て線材５を進出させる。

【００４８】内側軸６を回転させて芯金１に回転を付与
する。

【００４９】また、外側軸７を回転させることにより、
押し金具２を芯金１の成形面ａに沿って移動させる。

【００５０】他に、押し金具２の位置を線材５に対する
芯金１の位置に合わせて変更できるというものである。

【００５１】次に、上記の基本的な動作に基づいて具体
的な動作を図９〜図１２を使って説明する。

【００５２】まず、図９（ａ），（ｂ）に示すように、
押し金具２で芯金１に線材５を圧接したまま、押さえ金
具回転用モータ１５によって外側軸７を駆動し、押し金
具２を回転させて芯金１の成形面ａに沿って移動させる
ことにより、線材５を折り曲げることができる。

【００５３】折り曲げることができると、図９（ｃ），
（ｄ）に示すように、押し金具２を後退させて圧接を解
除したのち、図１０（ｅ），（ｆ）のように、第２の昇
降手段Ｍ２を作動して、押し金具２を線材５より下方へ
下降させる。そして、芯金１を水平移動手段Ｍ３を作動
して、矢印方向へ少し移動させて線材５との係合を解除
する。次に、図１０（ｇ），（ｈ）に示すように、第１
の昇降手段Ｍ１を作動して芯金１を線材５より下方へ下
降させたのち、水平移動手段Ｍ３を作動して、押し金具
２と芯金１を線材５の反対側へ移動させる。押し金具２
と芯金１が線材５の反対側へ移動すると、図１１
（ｉ），（ｊ）に示すように第１の昇降手段Ｍ１を作動
して芯金１を圧接位置まで上昇させたのち、矢印方向へ
少し移動させて線材５に圧接する。そして、図１１
（ｋ），（ｌ）に示すように、外側軸７を回転させて押
し金具２を線材５への圧接を開始する位置に合わせる。
そののち、図１２（ｍ），（ｎ）に示すように、第２の
昇降手段Ｍ２を作動して、押し金具２を圧接位置まで上
昇させ、押し金具２を前進させて線材５を圧接し、外側
軸７を回転させて、押し金具２を芯金１の成形面ａに沿
って移動させると、図１２（ｏ）に示すように、加工中
の線材５を旋回させることなく波形（ここでは、加工方
法をよくわかるようにするため、波形の１つを９０度折
り曲げたものにしてある）の成形を行うことができる。

【００５４】上記のように引き曲げについて述べたが、
押し曲げの場合も同様なので、図１３に動作図を示し
て、詳しい説明は省略する。なお、この場合、押し金具
２には押し曲げローラを使用し、芯金１も押し曲げ用の
ものを使用した。

【００５５】次に、第２実施形態として、図１４に示す
ように、前述した成形部３の移動に加えて、チャック機
構４により線材５を回転させることにより、成形品の大
きさにかかわらず立体曲げ加工を行えることを説明す
る。

【００５６】すなわち、図９〜図１２で示したように、
成形部３を移動させることにより、加工中の線材５を旋
回させることなく波形形状を形成することができた。

【００５７】そのため、例えば、図１４（ａ）〜（ｄ）
に示すように、線材５を所定角回転（ヒネリ）させなが
ら成形することにより、図２２の従来例に示すような波
形のコイルＣを形成することができる。

【００５８】このとき、成形部３を移動させることによ
り、回転の向きに関係なくコイルＣを形成することがで
きるので、加工中の成形品が上方に向くように一方向に
回転させれば、機構部品に干渉したり、床などにつかえ
ずに成形ができる。そのため、成形品の大きさに規制さ
れずに成形できる。

【００５９】図１５に第３実施形態として、複数の成形
角に対応できる押し曲げ用の芯金１’を示す。

【００６０】この芯金１’は、図１５（ａ）に示すよう
に、線材５を嵌入する溝４０をクロスさせて形成し、そ
のクロスさせた溝４０の両側にそれぞれ異なる成形面ａ
を形成したもので、本機の内側軸６に取り付けて、図１
６の（ａ）〜（ｄ）に示すように、下降させたのち、芯
金位置決めモータ１０を駆動して芯金１を９０度あるい
は１８０度または２７０度回転させたのち、圧接位置ま
で上昇させて線材を溝４０に捕らえることにより、図１
７の（ａ）〜（ｅ）に示すように、任意の角度を有する
成形面ａで成形できるというものである。その成形例を
図１８に示す。このように芯金１’を取り換えることな
く任意の成形面ａで成形加工ができるので、連続して複
雑な成形も高精度で行うことができる。

【００６１】なお、成形面ａは、図１５（ａ）のものに
限定されるものではなく、例えば、図１５（ｂ）のよう
なものでもよく（この場合は、１８０度回転させること
により成形面ａを変えられる）、適宜形成できることは
当然である。

【００６２】図１９（ａ），（ｂ）に第４実施形態とし
て芯金１の溝４０を芯金１の軸から所定の距離（オフセ
ット）だけずらせた芯金１”を示す。

【００６３】このようにしたものでは、溝４０’と押し
金具２の軸がずれているので、図１９（ａ），（ｂ）の
ように線材５端を深く曲げることができる。そのため、
図２０に示すようなフック状の成形品Ｆも容易にでき
る。

【００６４】因みに、上記所定の距離とは、成形品に応
じて適宜決めることができるものである。

【００６５】このとき、例えば、図１９（ａ）のよう
に、芯金１の軸上に一方の溝４０を形成するようにして
おけば、芯金１”を下降して回転させて選択するだけ
で、通常の曲げ成形（押し金具２の成形が深くない）が
できるので、図２０のようなフック端と対するＬ形の成
形も連続して簡単、かつ、容易にできる。

【００６６】なお、実施形態では、複雑な形状の加工に
付いて述べたが、従来の簡単な押し曲げについても適応
できることは当然である。

【００６７】

【発明の効果】この発明は上記のように構成したことに
より、線材を旋回させなくともさまざまな加工形状に対
処できる。また同時に、精度の向上が図れ、成形品の大
きさに規制されずに成形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の正面図

【図２】第１実施形態の要部の斜視図

【図３】第１実施形態の要部の平面図

【図４】図３のIV−IV断面図

【図５】図３のＶ−Ｖ断面図

【図６】第１実施形態の作用説明図

【図７】第１実施形態の作用説明図

【図８】第１実施形態の作用説明図

【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）第１実施形態
の作用説明図

【図１０】（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）第１実施形
態の作用説明図

【図１１】（ｉ），（ｊ），（ｋ），（ｌ）第１実施形
態の作用説明図

【図１２】（ｍ），（ｎ），（ｏ）第１実施形態の作用
説明図

【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）他
の態様を示す動作説明図

【図１４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）第２実施形
態の作用説明図

【図１５】（ａ），（ｂ）第３実施形態の平面図

【図１６】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）第３実施形
態の作用説明図

【図１７】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）第
３実施形態の作用説明図

【図１８】第３実施形態の曲げ加工品の平面図

【図１９】（ａ），（ｂ）第４実施形態の平面図

【図２０】第４実施形態の曲げ加工品の平面図

【図２１】（ａ）従来例の平面図 （ｂ）従来例の作用説明図 （ｃ）従来例の作用説明図

【図２２】立体曲げ加工品の斜視図

【図２３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）従来例の作
用説明図

【符号の説明】

１ 芯金 １’ 芯金 ２ 押し金具 ３ 成形部 ４ チャック機構 ５ 線材 ２８ スライド機構 ４０ 溝 ４０’ 溝 ａ 成形面 Ｍ１ 第１の昇降手段 Ｍ２ 第２の昇降手段 Ｍ３ 水平移動手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形面の形成された芯金と押し金具とで
   構成される成形部とチャック機構を直列に配置し、その
   直列に配置したチャック機構で一方を固定したパイプを
   含む線材の他方を、前記成形部の芯金と押し金具とで挟
   んで押し圧を加えながら押し金具を芯金の成形面に沿っ
   て移動させることにより成形を行う線材加工装置におい
   て、 上記芯金を昇降する第１の昇降手段と、押し金具を昇降
   する第２の昇降手段と、前記第１及び第２の昇降手段を
   含む成形部をチャック機構を配置した直列方向に対して
   左右方向へ移動させる水平移動手段を備えた線材加工装
   置。
2. 【請求項２】 上記チャック機構を成形部方向へ進退さ
   せるスライド機構を備えた請求項１に記載の線材加工装
   置。
3. 【請求項３】 上記チャック機構に掴んだ線材を軸方向
   に回転させる回転手段を備えた請求項１または２に記載
   の線材加工装置。
4. 【請求項４】 上記芯金を水平方向に回転させる回転手
   段を設けた請求項１乃至３のいずれか一つに記載の線材
   加工装置。
5. 【請求項５】 上記成形部の芯金に線材を嵌入する溝を
   設け、その溝によって異なる成形面を形成した請求項１
   乃至４のいずれか１つに記載の線材加工装置。
6. 【請求項６】 上記芯金に形成された溝が芯金の軸より
   所定量だけずらせてある請求項５に記載の線材加工装
   置。