JP2003275823A - 押し通し曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来装置と比較して曲げ加工中にワークに生
じる圧縮力を小さくし、曲げ半径の小径化を図る。 【解決手段】 パイプＰを固定型から可動型へ順に通過
させ、固定型と可動型とを相対変位させて曲げ加工を行
う押し通し曲げ加工装置において、可動型である加工ロ
ーラユニット４は、４つの加工ローラ４１を回転可能に
支持する大ギア４２と、ガイドローラ４３を介して大ギ
ア４２を軸中心に回転可能に支持するベースリング４５
と、小ギア４４を介して大ギア４２を回転させるローラ
回転用モータ４６とを備え、各加工ローラ４１は、通過
するパイプＰの外周面と接しながら周方向へ移動し、こ
の移動に伴い支軸４１ａを中心に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円管または丸棒
等、断面円形の長尺なワークに曲げ加工を行う押しと押
し曲げ加工装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の押し通し曲げ加工装置として
は、例えば、図５に示すものが知られている。この押し
通し曲げ加工装置は、固定型であるガイドシリンダ０２
を介して、パイプ０１の一端側を可動型である押し通し
用ダイス０３に通した状態で、パイプ０１の他端を押し
出し用板０４にて押し通し用ダイス０３側へ押し通す構
成である。押し通し用ダイス０３は、パイプ０１の軸に
対して垂直方向平面のＸ，Ｙ方向にそれぞれ移動用ＡＣ
サーボモータ０５，０６により移動し、パイプ０１の中
心軸に対して偏芯可能に構成されている。

【０００３】すなわち、図６に示すように、押し通し用
ダイス０３をｕだけ偏芯させると、パイプ０１は曲げモ
ーメントを受けてφの角度だけ曲げられる。この状態で
パイプ０１を押し通し用ダイス０３の当接部０３ａに押
し通すと、パイプ０１は逐次曲げ変形する。このとき、
移動用ＡＣサーボモータ０５，０６を制御して偏芯量、
偏芯方向を変えることにより、パイプ０１の曲げ半径、
曲げ方向を任意に変えることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の押し通し曲げ加工装置にあっては、パイプ０１と押
し通し用ダイス０３の当接部０３ａとが擦れてパイプ０
１を曲げ変形させる構成であるため、パイプ０１に過大
な圧縮力が作用する。よって、特に薄肉パイプを曲げ加
工する場合などに座屈が起こり易く、曲げ半径を小さく
することができないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、従来装置と比較して、
曲げ加工中にワークに生じる圧縮力を小さくすることが
でき、曲げ半径の小径化を図ることができる押し通し曲
げ加工装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明請求項１に記載の押し通し曲げ加工装置で
は、断面円形の長尺なワークを固定型から可動型へ順に
通過させつつ、固定型と可動型とを相対変位させて曲げ
加工を行う押し通し曲げ加工装置において、前記可動型
は、通過するワークを囲むように位置し、ワークの外周
面と接しながらワークの周方向へ移動すると共に、この
移動に伴い回転する複数の加工ローラを備えることを特
徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の押し通し曲げ加工装置において、前記可動型は、複
数の加工ローラを通過するワークの中心軸と平行な支軸
により回転可能に支持する回転リングと、この回転リン
グを軸中心に回転可能に支持するベースリングと、前記
回転リングを回転させる回転駆動手段と、を備えること
を特徴とする。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載の押し通し曲げ加工装置において、前
記複数の加工ローラを、通過するワークの径方向へそれ
ぞれ往復移動させる加工ローラ位置移動手段を備えるこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項４に記載の発明では、請求項１ない
し請求項３に記載の押し通し曲げ加工装置において、前
記ワークは円管であり、この円管の加工ローラ当接位置
内部側で円管を支持する芯金と、この芯金を円管の軸方
向へ往復移動させる芯金位置移動手段と、を備えること
を特徴とする。

【００１０】

【発明の作用および効果】本発明の押し通し曲げ加工装
置では、可動型は、ワークの外周面と接しながらワーク
の周方向へ移動し、それに伴い回転する複数の加工ロー
ラを備えている。そして、ワークを固定型から可動型へ
順に通過させつつ、固定型に対して可動型を相対変位さ
せると、加工ローラは、ワークとの当接位置をワークの
周方向へ変化させ、かつ回転しながらワークの外周面と
接触する。ワークは、加工ローラとの接触部分から曲げ
モーメントを受けて曲げられる。

【００１１】従って、曲げ加工中にワークに作用する滑
り抵抗力は、ワークと加工ローラとが接触している部分
にしか発生せず、しかもワークと加工ローラとの間に発
生する滑り抵抗力の一部は加工ローラの回転により逃が
される。特に、加工ローラのワーク接触部分を滑らかな
湾曲面とした場合、滑り抵抗力をさらに小さくすること
ができる。

【００１２】よって、本発明の押し通し曲げ加工装置に
あっては、従来装置と比較して、ワークに生じる圧縮力
が小さくなり、座屈が発生しにくいため、ワークの曲げ
半径の小径化を図ることができる。

【００１３】また、可動型を、複数の加工ローラを回転
可能に支持する回転リングと、この回転リングを軸中心
に回転可能に支持するベースリングと、前記回転リング
を回転させる回転駆動手段とを備えた構成としてもよ
い。このような構成とすることで、１つの回転駆動手段
を用いてすべての加工ローラをワークの周方向へ移動さ
せる機構を実現することができる。

【００１４】また、複数の加工ローラを通過するワーク
の径方向へそれぞれ往復移動させる加工ローラ位置移動
手段を設けてもよい。このような構成とすることで、加
工するワークの径に合わせて加工ローラの位置を調整す
ることができる。よって、１つの可動型で径の異なる複
数のワークの押し出し曲げ加工を行うことができ、ワー
クの径別に移動型を用意していた従来装置に比して、コ
ストダウンを図ることができる。

【００１５】また、円管の曲げ加工を行う場合には、芯
金とこの芯金を移動させる芯金位置移動手段を設けても
よい。このような構成とすることで、円管の曲げ加工部
分の座屈や楕円化を抑制することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の押し通し曲げ加
工装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，４に係
る発明に対応する第１実施例と、請求項１，２，３，４
に係る発明に対応する第２実施例とに基づいて説明す
る。

【００１７】（第１実施例）まず、構成を説明する。図
１は、第１実施例の押し通し曲げ加工装置を示す側面
図、図２は押し通し曲げ加工装置を示す正面図である。

【００１８】図において、Ｐは加工用円パイプ（以下、
パイプと略記する）、１は固定型としてのパイプガイ
ド、２はパイプ送り装置、３は芯金、４は可動型として
の加工ローラユニットである。

【００１９】前記パイプガイド１は、パイプＰを挿通可
能な円筒状に形成され、パイプＰを軸方向移動可能に支
持している。このパイプガイド１は、ベースプレート５
に取り付けられている。

【００２０】前記パイプ送り装置２は、パイプ押しプレ
ート２１と、パイプ送りネジ２２と、パイプ送りモータ
２３とから構成される。前記パイプ押しプレート２１の
一端には、前記パイプ送りネジ２２にねじ込まれたナッ
ト２１ａが取り付けられている。パイプ送りネジ２２の
他端は、前記ベースプレート５に取り付けられたパイプ
送りモータ２３の回転軸と連結されている。パイプ送り
装置２は、パイプ送りモータ２３を正逆回転駆動させる
ことにより、パイプ押しプレート２１をパイプＰの軸方
向へ往復移動させる。

【００２１】前記芯金３は、芯金位置調整ネジ３１の先
端に固定されている。この芯金位置調整ネジ３１の基端
は、前記ベースプレート５に取り付けられた芯金位置移
動用モータ３２の回転軸と連結されている。また、芯金
位置調整ネジ３１には、前記ベースプレート５に取り付
けられたナット３３がねじ込まれている。前記芯金３
は、芯金位置移動用モータ３２を正逆回転駆動させるこ
とにより、パイプＰの軸方向へ往復移動する。

【００２２】前記加工ローラユニット４は、加工ローラ
４１と、大ギア（回転リング）４２と、ガイドローラ４
３と、小ギア４４と、ベースリング４５とを備えてい
る。前記加工ローラ４１は、大ギア４２の周方向へ９０
度ずつ間隔をおいて４つ配置され、それぞれが大ギア４
２の中心軸方向と平行な回転軸４１ａを介して大ギア４
２の内側に回転可能に支持されている。前記パイプＰ
は、これら各加工ローラ４１に囲まれた空間部分を各加
工ローラ４１とそれぞれ接しながら通過するよう構成さ
れている。

【００２３】前記大ギア４２は、ベースリング４５の内
側に９０度ずつ間隔をおいて４つ配置されたガイドロー
ラ４３を介してベースリング４５に回転可能に支持され
ている。大ギア４２とガイドローラ４３の外周には、互
いに噛み合う歯溝４２ａと歯溝４３ａが形成されてい
る。

【００２４】前記小ギア４４は、ベースリング４５に取
り付けられたローラ回転用モータ４６の回転軸に軸支さ
れており、大ギア４２の歯溝４２ａと噛み合っている。
すなわち、ローラ回転用モータ４６を回転駆動させるこ
とにより、小ギア４４が回転し、これと噛み合う大ギア
４２が小ギア４４の回転方向とは反対に回転する。この
とき、大ギア４２に固定された４つの加工ローラ４１
は、パイプＰの外周と当接しながらパイプＰの外周を移
動する。

【００２５】前記ベースリング４５は、平面視Ｌ字形の
支持プレート６１に固定され、この支持プレート６１
は、スライドブロック６２により上下方向スライド可能
に支持されている。このスライドブロック６２の下部に
は、支持シャフト６３が取り付けられており、この支持
シャフト６３は、ブロック６４に回転可能にはめ込まれ
ている。

【００２６】前記ブロック６４には送りネジ６５が回転
可能に取り付けられており、この送りネジ６５はナット
６６にねじ込まれ他端が曲げ半径変更モータ６７の回転
軸に連結されている。前記ナット６６と曲げ半径変更モ
ータ６７は、前記ベースプレート５に取り付けられてい
る。曲げ半径変更モータ６７を正逆回転駆動させること
により、加工ローラユニット４を上下方向へ移動させ、
パイプＰの中心軸に対して大ギア４２の中心を偏芯させ
る。

【００２７】前記支持プレート６１の上部には、送りネ
ジ７１の一端が上下方向揺動可能に取り付けられてい
る。この送りネジ７１には、ベースプレート５に上下方
向揺動可能に取り付けられたナット７２がねじ込まれて
おり、他端は旋回用モータ７３の回転軸に連結されてい
る。この旋回用モータ７３を正逆回転駆動させることに
より、支持プレート６１を傾斜させ、すなわち、パイプ
Ｐの中心軸に対して大ギア４２の中心を傾斜させること
ができる。

【００２８】前記支持プレート６１の下部には、キャス
タ８１が取り付けられており、支持プレート６１は、ベ
ースプレート５の上を水平移動する。

【００２９】なお、前記パイプ送りモータ２３、芯金位
置移動用モータ３２、ローラ回転用モータ４６、曲げ半
径変更モータ６７および旋回用モータ７３は、図外のコ
ントロールユニットによって制御される。予めこのコン
トロールユニットにワークの曲げ半径等の数値を入力し
ておくことで、所望の曲げ形状が得られる。

【００３０】次に、作用を説明する。パイプＰを各加工
ローラ４１に囲まれた空間部分に挿通すると共に、パイ
プガイド１に挿通させる。続いて、芯金位置移動用モー
タ３２を回転駆動させてパイプＰの内部に芯金３を挿入
すると共に、パイプ送り用モータ２３を回転駆動させて
パイプＰの端縁にパイプ押しプレート２１に押しつけ
る。

【００３１】次に、ローラ回転用モータ４６を回転駆動
させて小ギア４４を回転させると、大ギア４２が回転
し、加工ローラ４１がパイプＰの外周と接触しながらパ
イプＰの周方向へ移動すると同時に、接触に伴い回転軸
４１ａを中心に回転する。

【００３２】続いて、旋回用モータ７３を回転駆動さ
せ、ベースリング４５を任意の角度に回転させる。この
とき、芯金位置移動用モータ３２を回転駆動させ、芯金
３の凸部の頂点が加工ローラ４１の凸部の頂点と対応す
る位置に移動させる。そして、パイプ送りモータ２３を
回転駆動させることにより、パイプＰを加工ローラ４１
側へ押し込むと、パイプＰは加工ローラ４１との接触部
分から曲げモーメントを受けて逐次成形され、曲げ加工
される。

【００３３】このとき、パイプＰに作用する加工ローラ
４１の滑り抵抗力は、パイプＰと加工ローラ４１とが接
触している部分にのみ発生している。また、パイプＰと
加工ローラ４１との間に発生する滑り抵抗力の一部は加
工ローラ４１の回転により逃がされている。

【００３４】パイプＰの曲げ角度は、加工ローラ４１と
パイプＰの中心軸との偏芯量と加工ローラユニット４の
傾け角度を調整することにより、逐次変化させることが
可能である。

【００３５】次に、効果を説明する。 (1) パイプＰに生じる圧縮力が従来装置と比較して小さ
いので、座屈が発生しにくい。このため、パイプＰの小
半径曲げが可能である。

【００３６】(2) 芯金位置移動用モータ３２を回転駆動
して芯金位置調整ネジ３１を回転させ、芯金３の位置を
加工ローラ４１の位置に合わせて調整できるので、パイ
プＰの曲げ加工部分の座屈や楕円化を抑制することがで
きる。

【００３７】（第２実施例）次に、第２実施例を説明す
る。第２実施例は、各加工ローラ４１を通過するパイプ
Ｐの径方向、すなわち、大ギア４２の径方向へそれぞれ
往復移動させる加工ローラ位置移動ユニットを備えてい
る点で第１実施例と異なる。

【００３８】図３に示すように、加工ローラ４１の支軸
４１ａがスライドブロック４７に固定されている。この
スライドブロック４７には、雌ネジ部が形成されてお
り、この雌ネジ部が位置調整用モータ４８の回転軸に連
結されたネジ軸４８ａにねじ込まれている。位置調整用
モータ４８は、加工ローラ４１側を大ギア４２の中心に
向けた状態で大ギア４２に取り付けられている。

【００３９】次に、作用を説明する。各位置調整用モー
タ４８を同時に正逆回転駆動させると、スライドブロッ
ク４７が大ギア４２の径方向に往復移動することによ
り、加工ローラ４１に囲まれた空間部、すなわち、パイ
プを通過させる部分の面積が拡大または縮小する。

【００４０】次に、効果を説明する。 (3) パイプＰの径に合わせて各加工ローラ４１の位置を
調整することができるので、径の異なる複数のパイプＰ
の押し曲げ加工を、加工ローラユニット４を取り換える
ことなく行うことができる。

【００４１】（その他の実施の形態）以上、本発明の実
施の形態を、第１実施例と第２実施例とに基づいて説明
したが、具体的な構成については、これらの実施例に限
られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る
発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許
容される。

【００４２】例えば、ガイドパイプ１の中心軸に対して
加工ローラユニット４の中心軸を偏芯させる手段は任意
である。例えば、図４に示すように、Ｘ軸移動用モータ
９４とＹ軸移動用モータ９１とを用いた構成としてもよ
い。

【００４３】すなわち、前記Ｙ軸移動用モータ９１はベ
ースプレート５に固定され、Ｙ軸移動用モータ９１の回
転軸にネジ９２軸が連結されている。ネジ軸９２には、
支持プレート６１に固定されたナット９３がねじ込まれ
ている。一方、前記Ｘ軸移動用モータ９４は、第２ベー
スプレート５１に固定され、Ｘ軸移動用モータ９４の回
転軸にネジ軸９５が連結されている。ネジ軸９５には、
ベースプレート５に固定されたナット９６がねじ込まれ
ている。

【００４４】また、加工ローラ４１の形状、数量は任意
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の押し通し曲げ加工装置を示す側面
図である。

【図２】第１実施例の押し通し曲げ加工装置を示す正面
図である。

【図３】第２実施例の押し通し曲げ加工装置の要部を示
す側面図である。

【図４】その他の実施例の押し通し曲げ加工装置の要部
を示す側面図である。

【図５】従来の押し通し曲げ加工装置を示す斜視図であ
る。

【図６】従来例の作用を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｐ パイプ １ パイプガイド ２ パイプ送り装置 ２１ プレート ２１ａ ナット ２２ ネジ ２３ パイプ送りモータ ３ 芯金 ３１ 芯金位置調整ネジ ３２ 芯金位置移動用モータ ３３ ナット ４ 加工ローラユニット４ ４１ 加工ローラ ４１ａ 回転軸 ４２ 大ギア ４２ａ 歯溝 ４３ ガイドローラ ４３ａ 歯溝 ４４ 小ギア ４５ ベースリング ４６ ローラ回転用モータ ５ ベースプレート ６１ 支持プレート ６２ スライドブロック ６３ 支持シャフト ６４ ブロック ６５ ネジ ６６ ナット ６７ 曲げ半径変更モータ ７１ ネジ ７２ ナット ７３ 旋回用モータ ８１ キャスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面円形の長尺なワークを固定型から可
   動型へ順に通過させつつ、固定型と可動型とを相対変位
   させて曲げ加工を行う押し通し曲げ加工装置において、 前記可動型は、通過するワークを囲むように位置し、ワ
   ークの外周面と接しながらワークの周方向へ移動すると
   共に、この移動に伴い回転する複数の加工ローラを備え
   ることを特徴とする押し通し曲げ加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の押し通し曲げ加工装置
   において、 前記可動型は、複数の加工ローラを通過するワークの中
   心軸と平行な支軸により回転可能に支持する回転リング
   と、 この回転リングを軸中心に回転可能に支持するベースリ
   ングと、 前記回転リングを回転させる回転駆動手段と、 を備えることを特徴とする押し通し曲げ加工装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の押し通
   し曲げ加工装置において、 前記複数の加工ローラを、通過するワークの径方向へそ
   れぞれ往復移動させる加工ローラ位置移動手段を備える
   ことを特徴とする押し通し曲げ加工装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載の押し通
   し曲げ加工装置において、 前記ワークは円管であり、 この円管の加工ローラ当接位置内部側で円管を支持する
   芯金と、 この芯金を円管の軸方向へ往復移動させる芯金位置移動
   手段と、 を備えることを特徴とする押し通し曲げ加工装置。