JP2002254112A

JP2002254112A - パイプ用曲げ加工装置

Info

Publication number: JP2002254112A
Application number: JP2001137280A
Authority: JP
Inventors: Tamio Yoshino; 民雄葭野; Yoji Tashiro; 庸司田代
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】加工時間が短くなるパイプ用曲げ加工装置を
提供する。【解決手段】素材パイプ３１に第１および第２の栓手
段３２，３３を装着し、素材パイプ３１内に液体を密封
する密栓機２２を備える。前記密栓機とは別体に形成
し、密栓機によって水が充填された素材パイプ３１を折
曲げる折曲装置（加圧機２３・折曲機２４）を備える。
前記両栓手段を素材パイプ３１から取外す開栓機２５を
備える。これらの機械に対して素材パイプ３１の受け渡
しを行う第１および第２の多関節ロボット２６，２７を
備える。折曲げ工程で素材パイプ３１内の水を一方の栓
手段側から加圧する加圧装置とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動二輪
車、雪上車、四輪バギー車等のエンジンとマフラーとの
間を接続する排気パイプを形成するパイプ用曲げ加工装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動二輪車用の排気パイプは、ス
テンレス鋼管を所定の形状に折曲げることによって形成
している。この種の排気パイプは、パイプ内を排ガスが
円滑に流れることができるとともに、途中で圧力波が不
必要に反射することがないように、内径が一定であるこ
とが望ましい。しかし、パイプを折曲げると、曲げ外側
の部分が内側へ偏在するようになって曲げ外側の曲率が
内側の曲率より小さくなるから、従来の排気パイプにお
いては、折曲部分で部分的に偏平となり、排気通路の断
面積が小さくなってしまうという不具合があった。

【０００３】このような不具合は、例えば特開平１０−
５８０５１号公報に開示されているように、折曲部分の
内部に液体を密封した状態で折曲げ加工を行うことによ
って、ある程度は解消することができる。この公報に示
されたパイプ用曲げ加工装置は、パイプの折曲部分の基
端部と先端部の内部に栓部材を挿入して折曲部分内を密
封するとともに、基端部側の栓部材から密封空間内に液
体を供給して密封空間内に液体を充填した状態で、折曲
げ加工を行うものである。折曲げは、曲げ内側に位置す
るロールダイと、曲げ外側の締型とによってパイプを挟
持し、前記液体を所定の圧力に加圧した状態で、ロール
ダイにパイプを巻き付けることによって行っている。

【０００４】前記基端部側の栓部材は、折曲げ時にパイ
プの基端部を保持するクランプ装置に一体的に形成して
いる。このため、この栓部材をパイプ内に挿入する作業
を行いながらパイプをクランプ装置に装着し、その後、
パイプ内に注水し、注水終了後に折曲げ加工を行う。前
記ロールダイは、軸線方向を上下方向として配設してお
り、外周面にパイプを嵌合させる溝を形成している。す
なわち、パイプを水平にした状態で前記クランプ装置に
装着し、ロールダイに側方から押し付けて折曲げを行
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように構成し
た従来のパイプ用曲げ加工装置においては、折曲げ加工
を行うためにパイプを装填してからパイプ内に水を注入
しており、注水工程と折曲工程とを一つの装置でこの順
に行わなければならない。このため、注水作業が終了す
るのを待機しなければならず、加工時間が長くなるとい
う問題があった。

【０００６】また、パイプを水平に配置した状態で注水
しているから、注水終了時にパイプ内に空気が残存して
しまうことがあった。空気が残存した状態で曲げ加工を
行うと、水を密封しているにもかかわらず折曲部分が著
しく変形してしまう。このため、従来の曲げ加工装置に
よって形成した排気パイプは、折曲部分で排気抵抗が増
大し、特にエンジンの回転域が高回転域にあるときのエ
ンジンのガス交換性が低くなり、エンジン性能が低下す
るという問題が生じる。しかも、折曲部分で通路断面積
が最小になり、ここで排気の圧力波の一部が反射してし
まうから、排気脈動を有効に利用してエンジン性能を向
上させることができない。

【０００７】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、加工時間が短くなるパイプ用曲げ
加工装置を提供することを第１の目的とし、空気抜きを
確実に行うことができるパイプ用曲げ加工装置を提供す
ることを第２の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係るパイプ用曲げ加工装置は、パイプの両
端部に栓手段を装着し、パイプ内に液体を密封する密栓
機と、前記密栓機とは別体に形成し、密栓機によって液
体が充填されたパイプを折曲げる折曲装置と、前記栓手
段をパイプから取外す開栓機と、これらの機械に対して
パイプの受け渡しを行う多関節ロボットと、折曲げ工程
でパイプ内の液体を一方の栓手段側から加圧する加圧装
置とを備えたものである。

【０００９】本発明によれば、密栓機での注水・密封作
業と、折曲装置での折曲げ作業とを同時に行うことがで
きるから、１本のパイプに対して上述した各作業を順次
行って製造する場合に較べて待機時間を低減することが
できる。

【００１０】請求項２に記載した発明に係るパイプ用曲
げ加工装置は、請求項１に記載した発明に係るパイプ用
曲げ加工装置において、密栓機は、パイプを上下方向に
延びるように立てた状態で栓手段を装着し、下側の栓手
段からパイプ内に液体を注入するとともに上側の栓手段
で空気抜きを行う構造としたものである。この発明によ
れば、パイプ内の上端から空気抜きを行うことができる
から、水を密封した部分の内部に空気が存在しない状態
で折曲げ加工を行うことができ、曲げ加工中に、曲げ外
側の部分の内面を液体で押圧することができる。

【００１１】請求項３に記載した発明に係るパイプ用曲
げ加工装置は、請求項１に記載した発明に係るパイプ用
曲げ加工装置において、密栓機は、液体を貯留する槽を
備え、この槽中に浸漬させたパイプに栓手段を装着する
構造としたものである。この発明によれば、空気が存在
しない状態でパイプに栓手段が取付けられてパイプ内に
液体が密封される。このため、水を密封した部分の内部
に空気が存在しない状態で折曲げ加工を行うことがで
き、曲げ加工中に、曲げ外側の部分の内面を液体で押圧
することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明に係るパイプ用曲げ加工装置の一実施の形態を図１な
いし図１３によって詳細に説明する。図１は本発明に係
るパイプ用曲げ加工装置によって形成した排気パイプを
装着した自動二輪車の側面図、図２は本発明に係るパイ
プ用曲げ加工装置によって形成した排気パイプを示す図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は車体左側から見
た状態を示す側面図である。図３は曲げ加工装置の平面
図、図４は曲げ加工装置の水循環装置の構成を示す図、
図５はパイプに栓手段を取付けた状態を示す断面図、図
６は密栓機の構成を示す図、図７は加圧機の構成を示す
側面図で、同図においては、栓手段を把持するチャック
部分を破断した状態で描いてある。

【００１３】図８は折曲機の平面図、図９は折曲機の背
面図である。図１０は多関節ロボットの側面図、図１１
は本発明に係る曲げ加工装置によって形成した排気パイ
プの性能と従来の曲げ加工装置によって形成した排気パ
イプの性能とを比較するためのグラフで、同図はエンジ
ン回転数に対する出力の変化を示している。図１２は曲
げ加工装置の構成を示すブロック図、図１３は折曲機と
密栓機の動作を説明するためのタイムチャートである。

【００１４】図１において、符号１で示すものは、本発
明に係る曲げ加工装置によって形成した排気パイプ２を
装着した自動二輪車である。この自動二輪車１は、４サ
イクル単気筒エンジン３を搭載している。符号４は車体
フレームを示し、５は前輪、６は後輪、７は操向ハンド
ル、８はシートを示す。

【００１５】前記排気パイプ２は、図２に示すように、
３箇所を折曲げることによって所定の形状に形成してお
り、一端部（上流側端部）にエンジン接続用のフランジ
１１を溶接している。この排気パイプ２に形成する３箇
所の折曲部分を符号１２〜１４で示す。この排気パイプ
２の下流側端部には、図１に示すように、後端にマフラ
ー１５を設けた後部排気パイプ１６を接続している。

【００１６】排気パイプ２の前記折曲部分１２〜１４
は、図３中に符号２１で示す曲げ加工装置によって折曲
げている。この曲げ加工装置２１は、排気パイプ２内に
水を充填するとともに所定の圧力をもって加圧した状態
で排気パイプ２を折曲げる構造を採っており、後述する
栓手段を用いてパイプ内に水を密封するための密栓機２
２と、折曲工程でパイプの基端部を保持するとともにパ
イプ内の水を加圧する加圧機２３と、パイプの先端部を
折曲げる折曲機２４と、栓手段をパイプから取外して水
を排出するための開栓機２５と、パイプや栓手段を搬送
するための第１および第２の多関節ロボット２６，２７
と、水循環装置２８（図４参照）と、上述した各装置を
制御する制御装置２９（図１２参照）などを備えてい
る。本発明に係る折曲装置は、前記加圧機２３と折曲機
２４とによって構成している。

【００１７】前記密栓機２２は、図５に示すように、排
気パイプ２を形成するための直管からなる素材パイプ３
１の両端部に第１および第２の栓手段３２，３３を取付
けて素材パイプ３１内を密閉するとともに、これらの栓
手段３２，３３を用いて素材パイプ３１内に水を充填し
て密封する。前記第１および第２の栓手段３２，３３
は、図５に示すように、素材パイプ３１の端部を嵌入さ
せる有底円筒体３４と、この有底円筒体３４に支持用ボ
ルト３５によって取付けた円筒状のシール用ゴム３６と
を備えている。

【００１８】前記シール用ゴム３６は、素材パイプ３１
の内周部に嵌合できるように形成しており、有底円筒体
３４の底部３４ａと、前記支持用ボルト３５の内端部に
支持させたプレート３７とによって挟持している。前記
支持用ボルト３５は、外端部に螺着させたナット３８を
締付けることによって、前記プレート３７がシール用ゴ
ム３６を前記底部３４ａ側へ押圧するように形成してい
る。すなわち、前記ナット３８を締付けることによっ
て、シール用ゴム３６は、有底円筒体３４の底部３４ａ
と前記プレート３７とで軸線方向に挟圧されて径方向へ
膨らみ、外周面が素材パイプ３１の内周面に液密になる
ように全周にわたって密着する。

【００１９】第１および第２の栓手段３２，３３を素材
パイプ３１の両端部に取付けて各栓手段３２，３３のシ
ール用ゴム３６を素材パイプ３１に密着させることによ
って、素材パイプ３１内が密閉される。図５において、
素材パイプ３１の下端部に取付けた第１の栓手段３２
は、前記支持用ボルト３５の軸心部に素材パイプ３１の
内外を連通するように貫通孔３９を穿設するとともに、
支持用ボルト３５の外端部にカプラ４０を取付けてい
る。このカプラ４０は、従来からよく知られているよう
に、内部通路に逆止弁４０ａを有し、相手側のカプラ
（例えば図６中に符号４１で示す給水用カプラ）を取付
けることによって、給水用カプラ４１内に設けられる不
図示の逆止弁の押しロッドによって逆止弁４０ａが押し
開かれ、この反作用によって給水用カプラ４１側の逆止
弁も押し開かれて前記貫通孔３９と相手側カプラ内の通
路とが連通し、相手側のカプラを取外すことによって、
カプラ４０の逆止弁４０ａと相手側カプラ（給水用カプ
ラ４１）の逆止弁が各々ばね力で閉じる。逆止弁４０ａ
は脱状態において外部から素材パイプ３１内への空気の
浸入を阻止するとともに、素材パイプ３１内から外部に
水を洩らさないようにする。給水用カプラ４１側の逆止
弁も外部から注水管１０９（図４参照）内への空気の浸
入を阻止するとともに、注水管１０９内の水を外部に洩
らさないようにする。

【００２０】他方の第２の栓手段３３は、前記支持用ボ
ルト３５の軸心部を通って素材パイプ３１外へ延びる排
出通路４２を形成するとともに、この排出通路４２を開
閉する開閉弁４３を取付けている。この開閉弁４３の排
出口には、前記カプラ４０とは異なり逆止弁４０ａ相当
が配置されない構造のカプラ４４を取付けている。ま
た、支持用ボルト３５と、これに設けた前記プレート３
７には、前記排出通路４２の途中から横方向へ延びる空
気抜き用の連通孔４５を穿設している。この連通孔４５
は、図５に示すように、第２の栓手段３３を素材パイプ
３１に取付けた状態で素材パイプ３１内の最も高い位置
に開口するように形成している。

【００２１】これらの栓手段を素材パイプ３１に取付け
る密栓機２２は、図６に示すように、素材パイプ３１を
上下方向に延びるように立てた状態で保持するパイプ用
クランプ装置５１と、第１の栓手段３２を着脱自在に保
持する第１のクランプ装置５２と、この第１のクランプ
装置５２を昇降させるアクチュエータ５４ａ（図１２参
照）と、第２の栓手段３３を着脱自在に保持する第２の
クランプ装置５３と、この第２のクランプ装置５３を昇
降させるアクチュエータ５４ｂ（図１２参照）と、第１
の栓手段３２の前記ナット３８を締付けるための第１の
ナット締付機５５と、第２の栓手段３３の前記ナット３
８を締付けるための第２のナット締付機５６と、第１の
栓手段３２のカプラ４０に給水用カプラ４１を着脱させ
るための第１のカプラ脱着機５７と、第２の栓手段３３
のカプラ４４に排水・空気抜き用カプラ５８を着脱させ
るための第２のカプラ脱着機５９と、第２の栓手段３３
の開閉弁４３を駆動するアクチュエータ６０（図１２参
照）とを備えている。なお、排水・空気抜き用カプラ５
８はカプラ４４と同様に逆止弁を有さない。排水・空気
抜き用カプラ５８は第１の排水管１１２の最上位位置に
おいて密栓機２２に固定されており、水が洩れることは
ないからである。

【００２２】前記第１および第２のクランプ装置５２，
５３は、二つの爪６１，６１を第１・第２の栓手段３
２，３３の係合溝６２に係合させることによって、これ
らの栓手段３２，３３を把持するように形成している。
第１のクランプ装置５２は、素材パイプ３１の下方に配
設し、第２のクランプ装置５３は、素材パイプ３１の上
方に配設している。この実施の形態では、素材パイプ３
１をパイプ用クランプ装置５１で所定高さ位置に保持し
た状態で、第１のクランプ装置５２をアクチュエータ５
４ａで上昇させることにより、第１のクランプ装置５２
で保持した第１の栓手段３２を素材パイプ３１に下方か
ら嵌合させ、第２のクランプ装置５３をアクチュエータ
５４ｂで下降させることにより、第２のクランプ装置５
３で保持した第２の栓手段３３を上方から嵌合させる。
この後、第１のナット締付け機５５でナット３８を締付
け、第１の栓手段３２を素材パイプ３１に水密に連結
し、第２のナット締付け機５６でナット３８を締付け、
第２の栓手段３３を素材パイプ３１に水密に連結する。

【００２３】第１および第２のナット締付機５５，５６
は、それぞれナット３８に嵌合するソケット６３をナッ
ト３８に対して進退できるように設けている。前記ソケ
ット６３は、各々独立のモータ６４に歯車結合させてあ
り、ナット３８に嵌合させた状態で各々のモータ６４に
よって回転させる。また、第１のナット締付機５５は、
図５中に符号Ｌで示す設定締付寸法を検出するための締
付け量センサ５５ａと、ナット３８の締付けトルクを検
出するためのトルクセンサ５５ｂとを備えている。これ
らのセンサは制御装置２９に接続している。この制御装
置２９には、前記センサによって異常を検出したときに
警報機２９ａ（図１２参照）と表示装置２９ｂとによっ
て警報を発する回路を採っている。前記警報機２９ａは
赤色回転灯によって構成し、表示装置２９ｂはディスプ
レイモニタによって構成している。

【００２４】すなわち、ナット３８の締付け量を締付け
量センサ５５ａによって検出し、所定の回転速度で締付
け中にトルクセンサ５５ｂによって検出した締付けトル
クが小さいにも拘わらず前記Ｌ値が所定値以上となる場
合には、締付けを停止し、警報機２９ａを作動させ、表
示装置２９ｂに異常内容を表示させる。また、ナット３
８の締付けトルクをトルクセンサ５５ｂによって検出
し、所定の回転速度で締付け中に前記Ｌ値が所定値に達
する以前に急激に所定締付けトルク以上となる場合、締
付けを停止し、警報機２９ａを作動させ、表示装置２９
ｂに異常内容を表示させる。これにより、シール用ゴム
３６の劣化やへたり、ねじ面の錆び等の不具合に対応で
きるようになる。

【００２５】また、密栓機２２には、図６に示すよう
に、第１および第２の栓手段３２，３３の識別符号（図
示せず）を読み取るための読み取り装置２２ａを備えて
いる。栓手段３２，３３は、複数のパイプ種別（例えば
４種）毎に少なくとも４セット用意されており、個々に
識別符号が付与されている。前記読み取り装置２２ａ
は、前記識別符号のデータを制御装置２９に送出する。
このデータが入力された制御装置２９は、それぞれの栓
手段の使用回数をメモリ２９ｃ（図１２参照）に記憶さ
せる。また、制御装置２９は、栓手段毎の使用回数を表
示装置２９ｂに表示させ、使用回数が限界使用回数を上
回ったときには、警報機２９ａを作動させてオペレータ
に交換を促すか、自動的に他の使用可能な栓手段に交換
する。なお、使用回数を記憶する手段としては、半導体
メモリの他に、機械式カウンターを用いてもよい。

【００２６】前記加圧機２３は、図７に示すように、素
材パイプ３１の一端に取付けた第１の栓手段３２を着脱
自在に保持するクランプ装置６５と、このクランプ装置
６５を素材パイプ３１の長手方向に沿って移動させるク
ランプ装置用アクチュエータ６６（図１２参照）と、第
１の栓手段３２のカプラ４０に接続して素材パイプ３１
内と後述する高圧ポンプの吐出系とを連通させるための
加圧用カプラ６７と、この加圧用カプラ６７を第１の栓
手段３２のカプラ４０に着脱させるためのカプラ脱着機
６８（図１２参照）と、高圧ポンプと加圧機２３との間
の水供給系の空気抜きを行うための空気抜き装置６９と
を備えている。

【００２７】前記クランプ装置６５は、先端部６５ａに
円周方向に複数の割り（図示せず）を形成し、図示して
いない拡幅具の作用により先端部６５ａが拡がるように
構成している。すなわち、このクランプ装置６５は、前
記先端部６５ａを第１の栓手段３２の円筒部３２ａ内に
挿入した状態で上述したように拡げることによって、円
筒部３２ａを内側から強固に保持する。クランプ装置用
アクチュエータ６６は、図３中に符号７０で示すレール
に沿って前記クランプ装置６５を素材パイプ３１の長手
方向に前進後退移動させる移動動作と、クランプ装置６
５を素材パイプ３１の周方向へ回動させる回動動作とを
行えるように構成している。

【００２８】前記加圧用カプラ６７は、上述した密栓機
２２の給水用カプラ４１と同等の構造のもので、図７に
示すように、支軸７１によって加圧機２３のフレーム７
２に支持させている。支軸７１の内部に水通路（図示せ
ず）を形成し、支軸７１の外端部に取付けた加圧管７３
によって後述する高圧ポンプに接続している。

【００２９】この実施の形態では、前記支軸７１を前記
フレーム７２に移動自在に支持させ、圧縮コイルばね７
４によってカプラ接続方向（図７においては右方向）へ
付勢されるようにしている。この構造を採ることによっ
て、加圧用カプラ６７を第１の栓手段３２のカプラ４０
と接続できる位置に移動させることができるとともに、
カプラ接続時の衝撃を緩和させることができる。

【００３０】カプラ脱着機６８は、前記密栓機２２に設
けたものと同等の構造のものを使用しており、クランプ
装置６５と一体的に移動できるようにしている。前記空
気抜き装置６９は、前記加圧用カプラ６７に着脱する空
気抜き用カプラ７５を加圧機２３のフレーム７２に支持
部材７６と支持軸７７とを介して支持させている。前記
支持軸７７は、軸線が素材パイプ３１の長手方向と平行
になる状態で前記クランプ装置６５の真上に配設してい
る。前記支持部材７６は、前記支持軸７７を軸線回りに
回動自在に支持するとともに、支持軸７７を軸線方向に
移動自在に支持している。図７は、支持軸７７を軸線回
りに回動させて空気抜き用カプラ７５をクランプ装置６
５の側方へ移動させた状態で描いてある。

【００３１】前記折曲機２４は、図８および図９に示す
ように、曲率の小さい（曲率半径の大きい）折曲げを行
うための第１のロールダイ８１Ａと、第１のロールダイ
８１Ａの下側に配置される曲率の大きい（曲率半径の小
さい）折曲げを行うための第２のロールダイ８１Ｂと、
第１のロールダイ８１Ａの第１のパイプ保持部８１Ａｂ
に素材パイプ３１を押付けクランプする第１のシリンダ
装置８２Ａと、第２のロールダイ８１Ｂの第２のパイプ
保持部８１Ｂｂに素材パイプ３１を押付けクランプする
第２のシリンダ装置８２Ｂと、第１および第２のロール
ダイ８１Ａ，８１Ｂと一体となって回転可能とされると
ともに、第１および第２のシリンダ装置８２Ａ，８２Ｂ
が取付けられる支持台８３と、支持台８３を回転駆動す
る曲げ加工用アクチュエータ８４と、加工用アクチュエ
ータ８４の他端を回転可能に支持するとともに、一体化
された第１および第２のロールダイ８１Ａ，８１Ｂおよ
び支持台８３を回転可能に支持する基台８５と、この基
台８５を上下させる昇降アクチュエータ８５ａと、第１
および第２のロールダイ８１Ａ，８１Ｂの回転角を検知
する回転角センサ８６と、素材パイプ３１を保持するた
めのパイプ保持装置２４ａを備えている。

【００３２】前記第１および第２のロールダイ８１Ａ，
８１Ｂの外周部には、それぞれ素材パイプ３１が嵌合す
る断面半円状の溝８１Ａａ，８１Ｂａをロールダイ８１
Ａ，８１Ｂの周方向に延びるように形成している。この
実施の形態では、曲率が異なる折曲部分を複数のロール
ダイ８１Ａ，８１Ｂによって成形することができるよう
に、第１および第２のロールダイ８１Ａ，８１Ｂに溝８
１Ａａ，８１Ｂａを上下方向に離間させて二つ形成して
いる。

【００３３】折曲機２４の前記第１および第２のシリン
ダ装置８２Ａ，８２Ｂは、前記二つの溝８１Ａａ，８１
Ｂａに対応するように上下方向に離間させて設けてい
る。前記アクチュエータ８４は、油圧シリンダ８４ａを
駆動源として支持台８３の一端部を押圧する。折曲機２
４の前記パイプ保持装置２４ａは、前記基台８５に固定
した第１のクランプ治具２４ｂと、この第１のクランプ
治具２４ｂと協働して素材パイプ３１を挟持する第２の
クランプ治具２４ｃと、この第２のクランプ治具２４ｃ
を駆動するための押圧シリンダ２４ｄとによって構成し
ている。このパイプ保持装置２４ａにより素材パイプ３
１を曲げ加工中に保持することによって、パイプ真直部
に曲げ荷重が伝達されるのを阻止することができ、この
部分が不必要に曲がるのを阻止することができる。

【００３４】前記開栓機２５は、図３に示すように、折
曲加工後の素材パイプ３１（排気パイプ２）に取付けら
れている第１および第２の栓手段３２，３３を保持する
第１および第２のクランプ装置８７，８８と、これらの
クランプ装置８７，８８が保持した第１・第２の栓手段
３２，３３のナット３８を緩めるための第１および第２
のナット緩め機８９，９０とを備えている。

【００３５】この開栓機２５の第１・第２のクランプ装
置８７，８８とナット緩め機８９，９０は、密栓機２２
で使用したクランプ装置５２，５３とナット締付機５
５，５６と略同じ構造になるように形成しており、第１
のクランプ装置８７・ナット緩め機８９と、第２のクラ
ンプ装置８８・ナット緩め機９０とを水平方向（図３に
おいては左右方向）に並べて配設している。この実施の
形態では、第１および第２のクランプ装置８７，８８の
間に製品取出し用のシュート９１を配設し、栓手段３
２，３３を取外した素材パイプ３１（排気パイプ２）を
取出すことができるようにしている。また、この開栓機
２５の下部には、開栓後にパイプ内から流出する水を受
ける水受け部材２５ａ（図４参照）を設けている。

【００３６】前記第１および第２の多関節ロボット２
６，２７は、図１０に示すように、床９２に固定した基
台９３と、この基台９３に支持させた二つのアーム９
４，９５と、先端側のアーム９５の先端部に取付けたパ
イプ把持用のクランプ９６とを備えている。これらの多
関節ロボット２６，２７が素材パイプ３１を搬送できる
範囲を図３中に二点鎖線で示す。

【００３７】図３において左側に位置する第１の多関節
ロボット２６は、図３中に符号９７で示す素材パイプ用
ストッカから素材パイプ３１を密栓機２２に搬送する移
送動作と、密栓機２２から素材パイプ３１を加圧機２３
および折曲機２４に搬送する移送動作と、図３中に符号
９８で示す栓手段用支持台から第１および第２の栓手段
３２，３３を密栓機２２に搬送する移送動作と、図３中
に符号９９で示す栓手段用移送装置の下流側端部から第
１および第２の栓手段３２，３３を前記栓手段用支持台
９８に搬送する移送動作とを行う。前記栓手段用移送装
置９９は、図３において右側の端部（上流側端部）に載
置した第１および第２の栓手段３２，３３を他端部へ移
動させる構造のものである。なお、第１の多関節ロボッ
ト２６によることなく、素材パイプ用ストッカ９７から
第１および第２の栓手段３２，３３の密栓動作領域ま
で、素材パイプ３１を搬送する搬送装置を、密栓機２２
に一体的に設けてもよい。

【００３８】第２の多関節ロボット２７は、加圧機２３
および折曲機２４から素材パイプ３１を開栓機２５に搬
送する移送動作と、開栓機２５から素材パイプ３１を製
品取出し用シュート９１に搬送する移送動作と、開栓機
２５から第１および第２の栓手段３２，３３を前記栓手
段用移送装置９９の上流側端部に搬送する移送動作とを
行う。図３において、素材パイプ用ストッカ９７と栓手
段用支持台９８に隣接するように配置した符号１００で
示すものは、不良品を排出するための不良品用シュート
である。

【００３９】前記水循環装置２８は、図４に示すよう
に、水を貯留するための第１および第２の水タンク１０
１，１０２と、第１の水タンク１０１の水を第２の水タ
ンク１０２に送る循環ポンプ１０３と、前記密栓機２２
に水を供給するための注水ポンプ１０４と、折曲工程で
前記加圧機２３に水を供給するための高圧ポンプ１０５
などを備えている。前記第１の水タンク１０１と第２の
水タンク１０２は、連通管１０６によって互いに連通さ
せており、循環ポンプ１０３によって両タンク１０１，
１０２の水が循環するようにしている。循環ポンプ１０
３と第２の水タンク１０２との間には、フィルター１０
７を介装している。

【００４０】前記第１の水タンク１０１は、市水導入管
１０１ａから水を供給できるように構成している。この
止水導入管１０１ａの下流側端部には、制御装置２９に
よって制御される電磁弁からなる水供給元弁１０１ｂを
接続している。第１の水タンク１０１と第２の水タンク
１０２の水位を検出するために、第２の水タンク１０２
に水位センサ１０２ａを設け、水の蒸発などにより水位
が低下し、水位センサ１０２ａによって検出された水位
が予め定めた下限水位を下回ったときに、制御装置２９
によって前記水供給元弁１０１ｂが開かれて水が補充さ
れる。水位センサ１０２ａによって検出された水位が所
定の上限水位に達したときに水供給元弁１０１ｂが閉じ
られて水の補充が停止する。

【００４１】また、前記第１の水タンク１０１には、図
４中に符号１０１ｃで示す沈殿タンクを接続している。
この沈殿タンク１０１ｃの上方に前記開栓機２５の水受
け部材２５ａを配設し、開栓機２５でパイプ内から排出
された水を水受け部材２５ａから沈殿槽１０１ｃに流下
させる。この構造を採ることによって、曲げ加工後に排
水を第１の水タンク１０１に導いて再利用することがで
きる。

【００４２】前記注水ポンプ１０４および高圧ポンプ１
０５は、それぞれ入泡検知センサ１０８を通して第２の
水タンク１０２の水を吸込むようにしている。この入泡
検知センサ１０８は、各ポンプ１０４，１０５に吸込ま
れる水に含まれる気泡を検出し、検出データを後述する
制御装置２９に出力する。この入泡検知センサ１０８に
よって気泡が検出されたときには、給水異常として制御
装置２９が両ポンプ１０４，１０５を停止させる。

【００４３】前記注水ポンプ１０４の吐出側は、注水管
１０９によって前記給水用カプラ４１に接続しており、
給水用カプラ４１が第１の栓手段３２のカプラ４０に接
続している状態で素材パイプ３１内に水を供給する。な
お、前記注水ポンプ１０４の上流側に設けた入泡検知セ
ンサ１０８は、図４中に二点鎖線で示すように前記注水
管１０９の途中に介装することもできる。素材パイプ３
１の上端部に位置する第２の栓手段３３のカプラ４４に
接続した排水・空気抜き用カプラ５８は、出泡検知セン
サ１１０と流量センサ１１１とを介装した第１の排水管
１１２を接続している。この第１の排水管１１２の下流
側端部は、第１の水タンク１０１に水を戻すように形成
している。

【００４４】前記出泡検知センサ１１０は、空気抜きが
完了したか否かを判定するために設けており、第１の排
水管１１２を流れる水に含まれる気泡を検出し、検出デ
ータを制御装置２９に出力する。前記流量センサ１１１
は、第１の排水管１１２を流れる水の流量を検出し、検
出データを制御装置２９に出力する。

【００４５】前記高圧ポンプ１０５の吐出側は、加圧管
７３によって前記加圧機２３の加圧用カプラ６７に接続
しており、この加圧用カプラ６７が素材パイプ３１側の
カプラ４０や、このカプラと同構造の空気抜き装置の空
気抜き用カプラ７５に接続している状態でこれらに水を
供給する。空気抜き用カプラ７５は、図４および図７中
に符号１１３で示す第２の排水管に接続しており、この
第２の排水管１１３によって水や空気を第１の水タンク
１０１に排出するようにしている。第２の排水管１１３
にも出泡検知センサ１１０を介装し、制御装置２９によ
って空気抜きが完了したか否かを判定できるようにして
いる。

【００４６】高圧ポンプ１０５に接続した前記加圧管７
３には、三方弁１１４と圧力センサ１１５とを介装して
いる。三方弁１１４は、高圧ポンプ１０５が吐出した水
の供給先を前記加圧用カプラ６７と第１の水タンク１０
１の何れか一方に切換えることができるように接続して
ある。すなわち、この三方弁１１４は、高圧ポンプ１０
５と加圧用カプラ６７とが接続される第１の形態と、三
方弁１１４を介して高圧ポンプ１０５と第１の水タンク
１０１と加圧用カプラ６７とが相互に接続される放圧の
ための第２の形態を採ることができる。なお、加圧用カ
プラ６７は給水用カプラ４１と同様、脱状態において外
部からの空気の浸入を阻止するとともに、加圧管７３内
の水が洩れない逆止弁が設けられている。カプラ７５も
カプラ４０と同様の構造を採り逆止弁４０ａと同様の逆
止弁を有する。

【００４７】前記圧力センサ１１５は、前記三方弁１１
４より加圧用カプラ６７側で加圧管７３内の水圧を検出
し、検出データを制御装置２９に出力する。この実施の
形態では、高圧ポンプ１０５として空気駆動式のプラン
ジャポンプを採用し、吐出圧調整装置１１６（図１２参
照）が駆動用空気の圧力を変化させることによって、高
圧ポンプ１０５の吐出圧が増減するようにしている。前
記吐出圧調整装置１１６は、制御装置２９から送出され
た指令値に対応させて駆動用空気の圧力を増減させる。
前記指令値は、前記圧力センサ１１５が検出した水圧
と、予め定めた目標水圧とが一致するように制御装置２
９が設定する。すなわち、高圧ポンプ１０５の吐出圧が
目標水圧に一致するように高圧ポンプ１０５がフィード
バック制御される。

【００４８】前記目標水圧は、排気パイプ２の形状に対
応させて設定する。例えば、折曲部分の曲率に対応させ
て目標水圧を設定する。すなわち、曲率が相対的に大き
い（曲率半径が相対的に小さい）折曲部分は、曲率が相
対的に小さい折曲部分より水圧が高い状態で折曲げる。
折曲中には、折曲げ中の水圧が一定になるように制御し
たり、折曲部分の曲げ角度が大きくなるほど水圧が高く
なるように制御する。折曲部分の曲げ角度は、折曲機２
４に設けた曲げ回転角センサ８６によって検出する。

【００４９】また、前記高圧ポンプ１０５は、ポンプス
トロークセンサ１０５ａを設け、作動状態が制御装置２
９によって常に検出される。例えば、曲げ加工中にパイ
プに亀裂が発生したり栓手段のシール性能が低下したと
きには、急激に圧力が低下し、前記フィードバック制御
により昇圧させるために高圧ポンプ１０５のポンプスト
ローク回数が増加するが、この現象をポンプストローク
センサ１０５ａによって検出することができる。この実
施の形態では、ポンプストローク回数が低減していない
にも拘わらず圧力が低下した場合や、ポンプストローク
回数が所定数を越えているにも拘わらず所定圧力を越え
ない場合には、制御装置２９が高圧ポンプの作動を停止
させ、警報機２９ａを作動させるとともに、表示装置２
９ｂに異常内容を表示させる。

【００５０】次に、この実施の形態による曲げ加工装置
２１の動作を説明する。図示していない操作盤のスター
トスイッチをＯＮ操作すると、先ず、第１の多関節ロボ
ット２６が素材パイプ用ストッカ９７の素材パイプ３１
を把持し、上下方向に延びるように立てた状態で密栓機
２２に装填する。密栓機２２に素材パイプ３１が装填さ
れると、先ず、パイプ用クランプ装置５１が素材パイプ
３１を保持し、第１および第２のクランプ装置５２，５
３およびアクチュエータ５４ａ，５４ｂにより第１およ
び第２の栓手段３２，３３を素材パイプ３１に嵌合させ
る。なお、これらの栓手段３２，３３は、密栓機２２に
よる前回の注水工程が終了した後に第１の多関節ロボッ
ト２６によって栓手段用支持台９８から搬送されたもの
である。

【００５１】両栓手段を素材パイプ３１に嵌合させた
後、第１および第２のナット締付機５５，５６によって
両栓手段のナット３８を締付ける。このとき、第１のナ
ット締付機５５は、ソケット６３を上昇させた後に回転
させ、第２のナット締付機５６は、ソケット６３を下降
させた後に回転させる。ナット３８の締付けが終了した
後、ソケット６３を初期位置に復帰させる。

【００５２】その後、第１および第２のカプラ脱着機５
７，５９が作動を開始し、第１の栓手段３２のカプラ４
０に給水用カプラ４１を接続するとともに、第２の栓手
段３３のカプラ４４に排水・空気抜き用カプラ５８を接
続する。そして、開閉弁４３用アクチュエータ６０が第
２の栓手段３３の開閉弁４３を開いた後、注水ポンプ１
０４が作動を開始し、素材パイプ３１内に第１の栓手段
３２を通して下方から水が供給される。

【００５３】素材パイプ３１内が水で満たされると、水
は第２の栓手段３３の排水通路４２から開閉弁４３を通
って第１の排水管１１２に排出されるようになり、この
第１の排水管１１２に介装した流量センサ１１１に検出
される。これとともに、水に含まれる気泡が出泡検知セ
ンサ１１０によって検出される。第１の排水管１１２を
流れる水から気泡が検出されなくなるまで上述した状態
が維持され、出泡検知センサ１１０からの検知信号によ
り気泡が検出されなくなった後、あるいは流量センサ１
１１からの流量信号を積分して得られる総流量が素材パ
イプ３１を水で充填するに充分な量以上であると確認さ
れた後に注水ポンプ１０４が停止するとともに、開閉弁
用アクチュエータ６０が開閉弁４３を閉じる。また、第
１のカプラ脱着機５７が給水用カプラ４１を第１の栓手
段３２のカプラ４０から取外すとともに、第２のカプラ
脱着機５９が排水・空気抜き用カプラ５８をカプラ４４
から取外す。この実施の形態で示すように素材パイプ３
１を立てて下方から水を注入するとともに上方から空気
を流出させることによって、空気抜きを確実に行うこと
ができる。

【００５４】このように注水工程が終了した後であっ
て、加圧機２３および折曲機２４で先に折曲げ加工され
ていた素材パイプ３１が搬出された後、第１の多関節ロ
ボット２６が密栓機２２から素材パイプ３１を加圧機２
３および折曲機２４に搬送する。この搬送時には、先
ず、第１の多関節ロボット２６が密栓機２２の素材パイ
プ３１を把持し、密栓機２２のパイプ用クランプ装置５
１が素材パイプ３１を開放するとともに栓手段用クラン
プ装置５２，５３が第１および第２の栓手段３２，３３
を開放する。次に、第１の多関節ロボット２６が素材パ
イプ３１を密栓機２２から取出し、加圧機２３および折
曲機２４に装填する。

【００５５】このとき、素材パイプ３１は、両端部が第
１および第２の栓手段３２，３３によって閉塞されて水
が密封された状態で、基端部（第１の栓手段３２側の端
部）が加圧機２３のクランプ装置６５に保持されるとと
もに、先端部（第２の栓手段３３側の端部）が折曲機２
４の第１のクランプ装置８２に保持される。加圧機２３
のクランプ装置６５に素材パイプ３１を保持させるとき
には、第１の栓手段３２のカプラ４０を加圧機２３の加
圧用カプラ６７に接続する。

【００５６】加圧機２３は、上述したように素材パイプ
３１を装填する以前に、少なくとも１回は高圧ポンプ１
０５と加圧用カプラ６７との間の水通路の空気抜きを行
っておくか、折曲げ生産性向上のため素材パイプ３１の
折曲げ本数が数十本、数百回あるいは１ロット本数毎に
空気抜きが実施される。この空気抜きは、空気抜き装置
６９のカプラ７５を加圧用カプラ６７に接続し、高圧ポ
ンプ１０５によって水を循環させて行い、第２の排水管
１１３に設けた出泡検知センサ１１０によって水中の気
泡が検出されなくなったときに終了する。空気抜き工程
が終了すると、加圧用カプラ６７が空気抜き用カプラ７
５から脱とされる。

【００５７】素材パイプ３１を加圧機２３と折曲機２４
に装填した後、第１の多関節ロボット２６は密栓機２２
に新たに第１および第２の栓手段３２，３３を装填し、
次の素材パイプ３１を素材パイプ用ストッカ９７から密
栓機２２へ搬送する。なお、第１および第２の栓手段３
２，３３は、予め複数組用意しておき、栓手段用支持台
９８に載置させておく。このように次の素材パイプ３１
が密栓機２２に装填された後、密栓機２２は再び注水作
業を行う。すなわち、折曲げ加工を加圧機２３と折曲機
２４で行っている一方で、次の素材パイプ３１に対して
注水が密栓機２２によって行われる。

【００５８】加圧機２３と折曲機２４に素材パイプ３１
を装填した後に、高圧ポンプ１０５を作動させて素材パ
イプ３１内の水の圧力を上昇させる。この圧力上昇時に
は、折曲部分の曲率に対応させて設定した目標水圧の約
９０％の圧力に達した後にフィードバック制御によって
目標水圧まで徐々に昇圧させる。目標水圧に達した後、
折曲機２４の曲げ加工用アクチュエータ８４によって支
持台８３を駆動し、素材パイプ３１をロールダイ８１に
巻き付けるようにして折曲げる。

【００５９】この折曲げ加工は、素材パイプ３１の基端
部を加圧機２３で保持するとともに、先端部を上側の第
１のロールダイ８１Ａの第１のパイプ保持部８１Ａｂに
第１のシリンダ装置８２Ａのピストン先端部８２Ａａを
押付けてクランプした状態で、加工用アクチュエータ８
４のピストンを伸長し、素材パイプ３１の先端部より加
圧機２３寄り部を第１のロールダイ８１Ａの溝８１Ａａ
に巻き付けるようにして行う。また、この折曲げは、曲
げ回転角センサ８６によって検出した角度が折曲部分の
設計上の折曲げ角度に達するまで行う。折曲げ加工時に
加圧機２３は、折曲げ時に素材パイプ３１に過大な引張
り荷重が加えられることがないように、折曲工程中に折
曲機２４側（図３においては右側）へクランプ装置６５
を移動させる。

【００６０】折曲げ時には、クランプ装置６５の移動に
よっても素材パイプ３１の長手方向の伸びは僅かに発生
するので、折曲部分内の容積が増大して水圧が低下す
る。しかし、高圧ポンプ１０５と素材パイプ３１内との
間の圧力センサ１１５によって圧力低下が検出され、素
材パイプ３１内の水圧が目標水圧を保つように高圧ポン
プ１０５の吐出圧がフィードバック制御される。このた
め、折曲工程の全域にわたって折曲部分内が目標水圧に
維持される。前記目標水圧は、折曲げ角度が大きくなる
（折曲部分の長さが長くなる）にしたがって徐々に増大
させる。

【００６１】この実施の形態では、図２に示した排気パ
イプ２の３箇所の折曲部分１２〜１４を下流側から順に
折曲げる。すなわち、折曲機２４の第１のパイプ保持部
８１Ａｂと第１のシリンダ装置８２Ａで素材パイプ３１
を保持した状態で最も下流側の折曲部分１２と中央の折
曲部分１３とを折曲げ、第２のパイプ保持部８１Ｂｂと
第２のシリンダ装置８２Ｂで素材パイプ３１を保持した
状態で最も上流側の折曲部分１４を折曲げる。

【００６２】最も下流側の折曲部分１２を折曲げた後に
中央の折曲部分１３を折曲げるためには、先ず、下流側
の折曲部分１２の折曲げが終了した後に折曲機２４のピ
ストン先端部８２Ａａを後退させて素材パイプ３１を開
放させるとともに曲げ加工用アクチュエータ８４を初期
位置に復帰させる。この段取り替え時には、高圧ポンプ
１０５から水が第１の水タンク１０１へ戻されるように
三方弁１１４を切換える。次に、加圧機２３のクランプ
装置６５を回転させるとともに折曲機２４側へ移動さ
せ、中央の折曲部分１３を形成する部位を第１のロール
ダイ８１Ａの溝８１Ａａに嵌合させる。

【００６３】そして、第１のパイプ保持部８１Ａｂにピ
ストン先端部８２Ａａを押付けて素材パイプ３１の先端
部を再び保持させ、折曲機２４の曲げ加工用アクチュエ
ータ８４を作動させて中央の折曲部分１３を折曲げる。
折曲げ時には、三方弁１１４を切換えて高圧ポンプ１０
５から素材パイプ３１内に水圧を作用させ、前回の折曲
げ時と同様に高圧ポンプ１０５の吐出圧力をフィードバ
ック制御する。中央の折曲部分１３は、下流側の折曲部
分１２と同じ曲率を有するが曲げ角度は小さい（折曲部
分が鈍角）ので、折曲部分１２より目標水圧を低く設定
される。曲げ角度が小さい場合、偏平になり難いので大
きな水圧を必要としないからである。

【００６４】中央の折曲部分を折曲げた後、ピストン先
端部８２Ａａを後退させて排気パイプ３１を開放させる
とともに曲げ加工用アクチュエータ８４を初期位置に復
帰させ、折曲機２４の基台を上下させる昇降アクチュエ
ータ８５ａを駆動して基台を上昇させる。この段取り替
え時にも高圧ポンプ１０５から水が第１の水タンク１０
１へ戻されるように三方弁１１４を切換える。前記上昇
動作によって、折曲機２４の第２のパイプ保持部８１Ｂ
ｂと第２のシリンダ装置８２Ｂで素材パイプ３１の先端
部を保持できるようになる。加圧機２３のクランプ装置
６５は、上述したように下降した後に素材パイプ３１を
回転させるとともに折曲機２４側へ移動し、最後の折曲
部分１４をロールダイ８１の下側の溝８１ｂに嵌合させ
る。

【００６５】この位置決めが終了した後に、折曲機２４
の第２のパイプ保持部８１Ｂｂと第２のシリンダ装置８
２Ｂで素材パイプ３１の先端部を保持させ、曲げ加工用
アクチュエータ８４を作動させて最後の折曲部分１４を
折曲げる。この折曲げ時にも、三方弁１１４を切換えて
高圧ポンプ１０５から素材パイプ３１内に水圧を作用さ
せ、高圧ポンプ１０５の吐出圧力をフィードバック制御
する。折曲部分１４は他の部分より曲率が大きく（曲率
半径が小さく）第２のロールダイ８１Ｂの下側の溝８１
Ｂａの溝半径が上側の溝８１Ａａの溝半径より大きい場
合には、折曲時の目標水圧を曲率に対応させて増大させ
る。なお、曲げ完成品の曲率半径より、ロールダイの溝
半径を僅かに小さくし、かつ曲げ完成品の曲げ角度よ
り、折曲機２４における折曲げの曲げ角度を大きくし、
スプリングバック現象が起きても正しい完成品形状が得
られるようにする。

【００６６】３箇所の折曲部分１２〜１４を折曲げた後
には、高圧ポンプ１０５による加圧を停止するととも
に、素材パイプ３１内を減圧させる。このときには、三
方弁１１４を切換え、高圧ポンプ１０５と第１の水タン
ク１０１および素材パイプ３１内を連通させ、素材パイ
プ３１内の水圧を低下させて高圧ポンプ１０５を停止さ
せる。その後、第２の多関節ロボット２７に素材パイプ
３１を把持させ、加圧機２３のカプラ脱着機６８によっ
て第１の栓手段３２のカプラ４０から加圧用カプラ６７
を外すとともに、加圧機２３と折曲機２４から素材パイ
プ３１を取外す。

【００６７】折曲げ後の素材パイプ３１は、第２の多関
節ロボット２７が開栓機２５に搬送し、第１の栓手段３
２を開栓機２５の第１のクランプ装置８７に装填する。
このように第２の多関節ロボット２７によって素材パイ
プ３１を加圧機２３および折曲機２４から取外した後、
加圧機２３および折曲機２４は、第１の多関節ロボット
２６によって密栓機２２から次の素材パイプ３１が搬送
され、この素材パイプ３１に対して曲げ加工を行う。

【００６８】前記開栓機２５の第１のクランプ装置８７
に素材パイプ３１の一端の第１の栓手段３２が装填され
ると、この第１のクランプ装置８７が第１の栓手段３２
を保持した状態で第１のナット緩め機８９が第１の栓手
段３２のナット３８を緩める。このようにナット３８を
緩めた後、第２の多関節ロボット２７が素材パイプ３１
を第１のクランプ装置８７から引出すようにして外す。
この作業によって、第１の栓手段３２が開栓機２５に残
り、素材パイプ３１から外れる。素材パイプ３１内に充
填されていた水は、開栓機２５の下方に設けた排水装置
（図示せず）に流下し、第１の水タンク１０１に戻され
る。

【００６９】次に、第２の多関節ロボット２７が第２の
栓手段３３を開栓機２５の第２のクランプ装置８８に装
填する。この第２のクランプ装置８８でも第１のクラン
プ装置８７での取外し作業と同一の作業が行われ、第２
の栓手段３３が素材パイプ３１から取外される。このよ
うに素材パイプ３１の両端から栓手段３２，３３を取外
した後、第２の多関節ロボット２７が素材パイプ３１を
製品取出し用シュート９１に載置させる。このシュート
９１によって素材パイプ３１が製品取出し口（図示せ
ず）に移動する。

【００７０】上述したように素材パイプ３１をシュート
９１に搬送した第２の多関節ロボット２７は、開栓機２
５に残存する第１および第２の栓手段３２，３３を栓手
段用移送装置９９の上流側端部に搬送し、加圧機２３お
よび折曲機２４での次の素材パイプ３１に対する折曲げ
加工が終わるのを待機する。栓手段用移送装置９９に載
置された二つの栓手段３２，３３は、栓手段用移送装置
９９の下流側端部まで移送された後、第１の多関節ロボ
ット２６によって栓手段用支持台９８に搬送される。

【００７１】このように構成したパイプ用曲げ加工装置
２１においては、図１３に示すように、加圧機２３・折
曲機２４での折曲げ作業と、密栓機２２での注水・密封
作業とが同時に行われる。なお、図１３には示していな
いが、開栓作業も折曲げ加工と平行して行われる。この
ため、１本の素材パイプ３１に対して上述した各作業を
順次行って製造する場合に較べて待機時間が少なくな
り、加工時間を可及的短くすることができる。

【００７２】前記曲げ加工装置２１の密栓機２２は、素
材パイプ３１を上下方向に延びるように立てた状態で第
１および第２の栓手段３２，３３を装着し、下側の第１
の栓手段３２から素材パイプ３１内に注水するとともに
上側の第２の栓手段３３で空気抜きを行うから、素材パ
イプ３１内の上端から空気抜きを行うことができる。こ
のため、水を密封した部分の内部に空気が存在しない状
態で折曲げ加工を行うことができ、曲げ加工中に、曲げ
外側の部分の内面を液体で押圧することができる。

【００７３】このパイプ用曲げ加工装置２１によって折
曲げられた排気パイプ２の折曲部は、パイプ内に密封し
た水を曲率に対応する圧力で加圧しながら折曲げている
から、折曲げ中に折曲部分内の圧力が低下することがな
く、折曲げ時に曲げ外側が内側へ凹むように変形するこ
とがない。この結果、折曲部分での偏平率が９２％以上
になるように成形できた。ここでいう偏平率とは、外形
が円形のほぼ均一肉厚のパイプが前記折曲部で変形し、
略楕円形となるが、この略楕円形の短径（前記折曲部で
の最小外径）を折曲げ前のパイプ外径で除した値に１０
０を乗算した値である。また、この実施の形態で示した
ように、１本の排気パイプ２に複数の折曲部分１２〜１
４を形成する場合であっても、それぞれの折曲部分の曲
率に対応させて水圧を設定しているから、全ての折曲部
分で偏平率が９２％以上になるように成形することがで
きる。

【００７４】また、折曲部分の曲げ角度が大きいほど水
圧を増大させて折曲げているから、折曲げ中に折曲部分
内の圧力が低下するのを阻止することができる。このた
め、折曲部分の曲げ角度が大きくても偏平率が高くなる
ように折曲げることができ、この実施の形態で示したよ
うに、この折曲部分の長さが異なる３箇所の折曲部分を
全ての折曲部分で前記偏平率が９２％以上になるように
成形することができた。

【００７５】折曲部分の偏平率が９２％以上の排気パイ
プ２は、直線状部分での内径と折曲部分の内径との差、
すなわちパイプ内側の断面積の差が少なくなり、パイプ
内を排ガスが円滑に流れることができるとともに、途中
で圧力波が反射することが少なくなる。このため、この
排気パイプ２を用いることによってエンジン３の出力を
向上させることができる。この排気パイプ２を取付けた
エンジン３の出力変化と、従来の排気パイプ２を取付け
たエンジン３の出力変化の違いを図１１に示す。

【００７６】図１１においては、この実施の形態による
曲げ加工装置２１によって成形した排気パイプ２を用い
た場合を実線で示し、従来の排気パイプ２を用いた場合
を破線で示している。同図から明らかなように、この実
施の形態による曲げ加工装置２１によって成形した排気
パイプ２を用いることによって、高回転域での出力（最
大出力）が増大する。

【００７７】（第２の実施の形態）密栓機は図１４に示
すように構成することができる。図１４は密栓機の他の
実施の形態を示す側面図で、同図において、前記図１な
いし図１３によって説明したものと同一もしくは同等の
部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略
する。

【００７８】図１４に示す密栓機２２は、水を貯留した
水槽２０１の底に、素材パイプ３１を保持するためのパ
イプ用クランプ装置５１と、第１および第２の栓手段３
２，３３を着脱自在に保持する第１および第２のクラン
プ装置５２，５３とを配設し、水槽２０１の中（水中）
で素材パイプ３１に第１および第２の栓手段３２，３３
を取付ける構造を採っている。

【００７９】両栓手段３２，３３のナット３８を締付け
るナット締付機５５，５６は、ソケット６３を支持する
軸２０２のみを水槽内に側方から挿入している。この軸
２０２は、水槽２０１の側壁２０３に設けたシール部材
２０４を貫通しており、回転と軸線方向への平行移動を
行っても水が水槽外に漏洩することがないようにしてい
る。

【００８０】このように構成した密栓機２２において
は、第１の多関節ロボット２６によって素材パイプ３１
を斜めに傾斜させた状態で水槽中に浸漬させ、パイプ用
クランプ装置５１に保持させた状態で第１および第２の
栓手段３２，３３を取付ける。この取付け作業が終了す
ることによって、素材パイプ３１内に水が密封される。
すなわち、第１の実施の形態を採る場合で行う空気抜き
作業が不要になる。このため、第２の栓手段３３は、空
気抜きをするための構造を採らなくてよいから、単なる
盲栓として機能するだけの簡単な構造に形成することが
できる。

【００８１】

【実施例】上述した実施の形態で示した排気パイプ２
は、材質がＳＵＳ３０４Ｌで、外形が円形で外径が約３
８mm、厚みがほぼ均一の０．８mmの素材パイプ３１を曲
げ加工することによって形成した。折曲部分の曲率半径
は、３箇所とも約６０mm（溝の半径は５８mm）とし、折
曲げ時の水圧は、折曲げ角度が３３．５°の場合は１１
０kg／cm²、折曲げ角度が１８０°の場合は１５５kg／c
m² とした。このような条件で折曲げを行ったところ、
偏平率は９７％であった。なお、上記実施の形態の排気
パイプは、外形が円形で略均一肉厚をもつステンレス製
のものであったが、本願発明はこれのみに限らず、外形
が円形で偏肉した排気パイプや、外形が矩形、あるいは
多角形の排気パイプや、材料面において普通鋼パイプに
溶融アルミメッキをしたもの、あるいは耐熱性の銅系合
金製のものにも適用可能である。外形が異形あるいは均
一肉厚をもたないパイプにおいても、パイプ内側に内圧
を加えて折曲げ成形し、折曲により外径が縮む側での最
小外径をこの最小外径を測定した箇所に相当する折曲げ
前のパイプ外径で除した値に１００を乗算した値である
偏平率が９２％以上であるものは、折曲げ部で排気脈動
を乱さず、排気脈動を有効に活用可能である。

【００８２】すなわち、真直部の形状および折曲げ方向
によっては、折曲げ部でパイプ内側の断面積が減少する
もののみでなく、増加するものもある（折曲により外径
が縮む側での折曲げ前外径が折曲により外径が伸びる側
の折曲げ前外径より大きい場合等）。増加するものでは
折曲げ部が膨張室として機能してしまい、１８０°位相
がずれた反射波がエンジン側に戻るようになり、エンジ
ンの排気脈動を乱し、性能を低下させてしまうが、偏平
率が９２％以上であるものはこのようなことがなく、排
気脈動を有効に活用可能である。

【００８３】なお、上記実施の形態のパイプ曲げ加工装
置においては、曲げ対象として外形が円形で略均一肉厚
をもつステンレス製の排気パイプを例示したが、本願発
明はこれのみに限らず、外形が円形で偏肉したパイプ
や、外形が矩形、あるいは多角形のパイプや、材料面に
おいて普通鋼パイプに溶融アルミメッキをしたもの、あ
るいは耐熱性の銅系合金製のものを対象とすることがで
きる。また、エンジン排気ガス以外にも各種気体や液体
等を送るためのパイプも曲げ対象とすることができる。

【００８４】本願発明のパイプ曲げ加工装置によれば、
外形が異形あるいは均一肉厚をもたないパイプにおいて
も、パイプ内側に内圧を加えて折曲げ成形し、折曲によ
り外径が縮む側での最小外径をこの最小外径を測定した
箇所に相当する折曲げ前のパイプ外径で除した値に１０
０を乗算した値である偏平率が９２％以上とすることが
でき、この偏平率が９２％以上の排気パイプにおいて
は、折曲げ部で排気脈動を乱さず、排気脈動を有効に活
用可能である。

【００８５】すなわち、真直部の形状および折曲げ方向
によっては、折曲げ部でパイプ内側の断面積が減少する
もののみでなく、増加するものもある（折曲により外径
が縮む側での最小外径が折曲により外径が伸びる側の外
径より大きい場合等）。増加するものでは折曲げ部が膨
張室として機能してしまい、１８０°位相がずれた反射
波がエンジン側に戻るようになり、エンジンの排気脈動
を乱し、性能を低下させてしまうが、偏平率が９２％以
上であるものはこのようなことがなく、排気脈動を有効
に活用可能である。

【００８６】また、上記のように偏平率が９２％以上の
各種気体や液体等を送るためのパイプにおいても、断面
形状および断面積の急変がなく、輸送抵抗を少なくでき
る。なおまた、構造部材として曲げパイプを使用する場
合では、偏平率を９２％以上とすることで曲げ強度上、
外観上優れたものとすることができる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、密
栓機での注水・密封作業と、折曲装置での折曲げ作業と
を同時に行うことができるから、１本のパイプに対して
上述した各作業を順次行って製造する場合に較べて待機
時間を低減することができる。このため、加工時間が短
くなるパイプ用曲げ加工装置を提供することができる。

【００８８】請求項２記載の発明によれば、パイプ内の
上端から空気抜きを行うことができるから、液体を密封
した部分の内部に空気が存在しない状態で折曲げ加工を
行うことができ、曲げ加工中に、曲げ外側の部分の内面
を液体で押圧することができる。このため、折曲部分の
内径と直線状部分での内径との差が少なくなり、パイプ
内を排ガスが円滑に流れることができるとともに、途中
で圧力波が反射することが少なくなる。したがって、こ
の発明に係るパイプ用曲げ加工装置によって曲げ加工を
行った排気パイプを用いることにより、エンジンの出力
を向上させることができる。

【００８９】請求項３記載の発明によれば、空気が存在
しない状態でパイプに栓手段が取付けられてパイプ内に
液体が密封されるから、液体を密封した部分の内部に空
気が存在しない状態で折曲げ加工を行うことができ、曲
げ加工中に、曲げ外側の部分の内面を液体で押圧するこ
とができる。このため、折曲部分の内径と直線状部分で
の内径との差が少なくなり、パイプ内を排ガスが円滑に
流れることができるとともに、途中で圧力波が反射する
ことが少なくなる。したがって、この発明に係るパイプ
用曲げ加工装置によって曲げ加工を行った排気パイプを
用いることにより、エンジンの出力を向上させることが
できる。また、専ら空気を排出するための空気抜き工程
を実施しなくてよいから、このパイプ用曲げ加工装置に
よれば、加工時間をより一層短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る曲げ加工装置によって形成した
排気パイプを装着した自動二輪車の側面図である。

【図２】本発明に係る曲げ加工装置によって形成した
排気パイプを示す図である。

【図３】曲げ加工装置の平面図である。

【図４】曲げ加工装置の水循環装置の構成を示す図で
ある。

【図５】パイプに栓手段を取付けた状態を示す断面図
である。

【図６】密栓機の構成を示す図である。

【図７】加圧機の構成を示す側面図である。

【図８】折曲機の平面図である。

【図９】折曲機の背面図である。

【図１０】多関節ロボットの側面図である。

【図１１】本発明に係る曲げ加工装置によって形成し
た排気パイプの性能と従来の曲げ加工装置によって形成
した排気パイプの性能とを比較するためのグラフであ
る。

【図１２】曲げ加工装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図１３】折曲機と密栓機の動作を説明するためのタ
イムチャートである。

【図１４】密栓機の他の実施の形態を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

２…排気パイプ、２２…密栓機、２３…加圧機、２４…
折曲機、２５…開栓機、２６…第１の多関節ロボット、
２７…第２の多関節ロボット、３１…素材パイプ、３２
…第１の栓手段、３３…第２の栓手段、２０１…水槽。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パイプの両端部に栓手段を装着し、パイ
プ内に液体を密封する密栓機と、前記密栓機とは別体に
形成し、密栓機によって液体が充填されたパイプを折曲
げる折曲装置と、前記栓手段をパイプから取外す開栓機
と、これらの機械に対してパイプの受け渡しを行う多関
節ロボットと、折曲げ工程でパイプ内の液体を一方の栓
手段側から加圧する加圧装置とを備えたことを特徴とす
るパイプ用曲げ加工装置。
【請求項２】請求項１記載のパイプ用曲げ加工装置に
おいて、密栓機は、パイプを上下方向に延びるように立
てた状態で栓手段を装着し、下側の栓手段からパイプ内
に液体を注入するとともに上側の栓手段で空気抜きを行
う構造としたことを特徴とするパイプ用曲げ加工装置。
【請求項３】請求項１記載のパイプ用曲げ加工装置に
おいて、密栓機は、液体を貯留する槽を備え、この槽中
に浸漬させたパイプに栓手段を装着する構造としたこと
を特徴とするパイプ用曲げ加工装置。