JP2004098139A

JP2004098139A - 金属曲げ管の製造装置および金属曲げ管の製造方法

Info

Publication number: JP2004098139A
Application number: JP2002264858A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Matsukuma; 松熊　達夫; Akira Yubisui; 指吸　晃; Kenji Uchio; 内尾　健司; Katsuyoshi Jitsumatsu; 實松　勝芳
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】特殊な設備を必要としない曲げ加工を可能とし、さらにテーパ状金属管や断面形状が異形の金属管の曲げ加工で曲げ半径を変化させて行うことができる製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】プレス機と、このプレス機に取り付けられスライド運動するプレス金型２と、このプレス金型と重なり合いかつ複数に分割されたプレス金型３と、この分割されたプレス金型の各金型をそれぞれ任意の加工力で保持制御するクッション部４と、前記スライド運動と連動して前記分割されたプレス金型を前記プレス金型のスライド方向と異なる方向に移動するための移動装置１４とを備えてなることを特徴とする金属曲げ管の製造装置とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属曲げ管の製造装置および製造方法に関する。詳しくは、テーパ状や異形断面の金属管を曲げ半径を変化させて加工することができる金属曲げ管の製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属管の曲げ加工には種々の方法がある。例えば、図７に示すように金属管１を引きながら曲げ型７に押しつけて曲げる引き曲げや（例えば、非特許文献１参照。）、図８に示すように金属管１を押しながら型１２，１３に押し通して曲げる押通し曲げや（例えば、非特許文献２参照。）、図９に示すようにプレス機のスライドＡに取り付けたポンチ２２を金属管１に押しつけて曲げるプレス曲げ（例えば、非特許文献１参照。）などがある。
【０００３】
引き曲げは、金属管の曲げ加工で一般に使われているものである。図７に示すように、金属管１を締付ダイ８と曲げ型７の直線部においてクランプし、曲げ型７に固定する。締付ダイ８と曲げ型７は同期して回転し金属管１を曲げ型７に巻き付けて曲げるのがこの曲げ加工法の特徴である。
【０００４】
このため、特殊な専用設備が必要であり、曲げ半径は曲げ型７で決まり曲げ途中で変化させることはできず一定である。曲げ半径を変化させるためには、曲げ型７を変えて２度３度と曲げ加工する必要がある。
さらに、図５に示すテーパ状に周長が変化したテーパ管や図６に示す断面形状が異形の異形管の場合は、曲げ加工が困難である。
【０００５】
押通し曲げは、引き曲げの欠点である曲げ半径が一定である点を改良したもので曲げ加工中に曲げ半径を変化させることができる。図８に示すように、金属管１を固定金型１２の後方より押し込んで曲げ用金型１３により曲げて押し出すものである。曲げ半径は曲げ用金型１３の移動量によって任意に連続的に変化させることができる。
【０００６】
しかし設備としては引き曲げに比べ特殊かつ複雑であるため、高価な設備である。また、曲げ金型１３に押し込むためテーパ状に変化した金属管の曲げ加工はできない。
【０００７】
プレス曲げは、特殊な設備を必要とせずプレス機を使用するもである。図９に示すように、スライドＡに取り付けたポンチ２２を押しつけられた金属管１をプレスベッドＢ内のダイクッションＣで保持されたウィング型２１で受けながら曲げるものである。ウィング型２１はダイクッションＣにより支えながら、支持点２３を支点にして揺動する構造になっている。
【０００８】
一般に使用されているプレス機を使用する点で前述の二つの方法より良いが、曲げ半径はポンチ２２で決まり曲げ途中で変化させることはできず一定である。曲げ半径を変化させるためには、ポンチ２２を変えて２度３度と曲げ加工する必要がある。
さらに、図５に示すテーパ状に周長が変化したテーパ管や図６に示す断面形状が異形の異形管の場合は、曲げ加工が困難である。
【０００９】
【非特許文献１】
日本塑性加工学会編「チューブフォーミング」コロナ社、１９９２年１０月３０日、Ｐ３８―３９
【００１０】
【非特許文献２】
日本塑性加工学会主催、第１９０回塑性加工シンポジウム「省プロセス・低コスト化を目指した板および管の成形加工」論文集、Ｐ４１―４８
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の方法では、設備が特殊な専用機が必要であり、曲げ半径を変化さるにはさらに特殊かつ高価な設備で行うか、曲げ型を交換して２度３度と加工する必要があり、安価に曲げ加工することができない。
【００１２】
また、テーパ状の金属管や断面形状が異形の金属管を曲げるのは困難なため、その曲げ加工範囲が限定される。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、設備は特殊なものを必要としない曲げ加工法で一度の加工工程の中で部位ごとに曲げ半径を変化させて加工ができ、かつテーパ状の金属管や断面形状が異形の金属管にも対応できる金属曲げ管の製造装置およびその製造装置を用いた金属曲げ管の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段及びその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１では、プレス機と、このプレス機に取り付けられスライド運動するプレス金型と、このプレス金型と重なり合いかつ複数に分割されたプレス金型と、この分割されたプレス金型の各金型をそれぞれ任意の加工力で保持制御するクッション部と、前記スライド運動と連動して前記分割されたプレス金型を前記プレス金型のスライド方向と異なる方向に移動するための移動装置とを備えてなることを特徴とする金属曲げ管の製造装置とした。
また、本発明の請求項２では、スライド運動するプレス機にプレス金型を取り付け、前記プレス金型に重なり合う複数に分割されたプレス金型を前記プレス型に対向して配置し、前記プレス金型と分割されたプレス金型の間に加工する金属管をセッティングし、前記加工する金属管を前記プレス機のスライド運動により前記プレス金型で押圧し、前記分割されたプレス金型の各型をそれぞれ任意の加工力で保持制御すると同時に、前記分割されたプレス金型の内の所定の金型を前記プレス金型のスライド方向とは異なる方向に移動させることにより曲げ加工を行なうことを特徴とする金属曲げ管の製造方法とした。
【００１５】
本発明によれば、一般的に使用されているプレス機のスライドの上下運動を利用するため、特殊な設備を必要としない。また、分割されたプレス金型を曲げ型として使用するため、曲げ半径を連続的に変化をさせて加工することができる。プレス金型を分割し金属管を曲げ変形させるため、安定して曲げ加工を行うことができる。さらにはテーパ状の金属管や断面形状が異形の金属管でも分割されたプレス金型を用いることで曲げ加工することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
まず、図１に基づき本発明を説明する。
本発明では、一般的に使用されているプレス機のスライドＡの上下運動を利用し、金属管１と分割されたプレス金型３との接触箇所を選択し曲げ進行を制御して曲げ加工を行う。
【００１７】
そのため、製造装置は、プレス機と、このプレス機のスライドＡに取り付けられ上下にスライド運動するプレス金型（上型）２と、このスライド運動するプレス金型２と重なり合いかつ複数に分割されたプレス金型（下型）３と、この分割されたプレス金型３の第１の分割型３−１，第２の分割型３−２を任意の加工力Ｆ１，Ｆ２で保持制御するクッション部４−１，４−２と、スライド運動と連動し分割したプレス金型３−３の運動方向を変更する加工方向変更装置１４とから構成される。　加工方向変更装置１４は、加工方向を変更する駆動カム１５と従動カム１６、従動カム１６の動きを案内するスライドバー１９、従動カム１６と第３の分割型３−３とを連結する金具１７、及び従動カム１６を加工開始位置まで復帰させるバネ１８で構成されたもので、ここではスライドＡの上下のスライド運動に対して垂直な水平方向に加工方向を変更した場合を示している。
【００１８】
重なり合うプレス金型の一方のプレス金型（下型）３を分割し、他方のプレス金型（上型）２をスライド運動するようにスライドＡに取付け、加工する金属管１を、スライドＡのスライド運動によりスライドＡの加工力Ｆ０の一部を他方のプレス金型（上型）２に加工力Ｆ４として伝え、それぞれ任意の加工力（圧力）Ｆ１，Ｆ２で保持制御させた一方の分割した各プレス金型（下型）３―１，３−２で受ける。それと同時に、加工方向変更装置１４の駆動カム１５と従動カム１６によりスライドのＡ上下方向のスライド運動により、スライドＡの加工力Ｆ０の一部を従動カム１６の加工力Ｆ３として分割したプレス金型３−３に作用して金属管１の曲げ加工を行なう。
【００１９】
なお、ここでは、分割されたプレス金型３−１，３−２を任意の加工力Ｆ１，Ｆ２で保持制御するため、クッション部４−１，４−２を用いている。クッション部は油圧シンリンダー、空気圧シンリンダー、窒素ガスシンリンダー及びバネ等のプレス金型で一般的に用いられるもので良い。また、加工方向変更装置１４は、一般的にプレス金型に用いられるいわゆるカムスライダーでも良い。
さらに、分割された金型３−３の加工力Ｆ３を保持制御するために、金具１７にクッション部を設けるとさらに曲げ加工の変形状態を細かく制御できる。
【００２０】
図に基づいて本発明の加工工程を詳しく説明する。
図１から図４に、その本発明の加工工程を示している。
図１から図４へと徐々にスライドＡのスライド運動によりプレス金型２が下降し金属管１の曲げ加工が進行する状態を示している。
まず図１では、上型であるプレス金型２が下降し金属管１に接触を開始した状態を示している。下型である分割されたプレス金型３−１で金属管１を加工力Ｆ１で保持し出した状態であり、まだ曲げ加工は進行していない。
【００２１】
図２では、プレス金型２がさらに下降し分割されたプレス金型３−２で曲げ加工が完了した状態である。
クッション部４−１及び４−２はこの曲げ加工に必要な加工力に十分対抗できるようにＦ１とＦ２に制御され、プレス金型２と分割されたプレス金型３−１で金属管１を保持し、プレス金型２と分割されたプレス金型３−２で曲げ加工を行う状態を示している。
【００２２】
分割されたプレス金型３−１、３−２の保持制御された加工力Ｆ１及びＦ２がこの段階に必要な加工力に十分に対抗できない場合は、プレス金型２と分割された金型３−１，３−２は完全に閉じた状態にならず、曲げはプレス金型の所定の曲げ半径より大きなものとなる。この場合であっても図４に示す最終的にプレス金型２と分割された金型３−１，３−２、３−３が完全に閉じた状態が実現できれば支障はない。
【００２３】
図３では、プレス金型２がさらに下降し、スライドＡのスライド運動と連動した加工方向変更装置１４の駆動カム１５が従動カム１６を図の左方に移動させ、金具１７により連結された分割されたプレス金型３−３が左方に移動した状態である。
クッション部４−１及び４−２はこの曲げ加工に必要な加工力に十分対抗できる加工力Ｆ１，Ｆ２制御され、プレス金型２と分割されたプレス金型３−１及び３−２で金属管１を保持し、プレス金型２と左方に移動する分割されたプレス金型３−３で曲げ加工を開始した状態を示している。
【００２４】
図４は、プレス金型２の下降とスライド運動と連動した駆動カム１５と従動カム１６の移動が完了し、分割されたプレス金型３−３で曲げ加工が完了し、最終的にプレス金型２と分割された金型３−１，３−２、３−３が完全に閉じた状態となり、金属管１全体の曲げ加工が完了した状態である。
【００２５】
図１に示した実施例は金属管１を図の左から右方向に曲げ加工を進める加工であるが、クッション部４―１から４−２のクッション部の加工力Ｆ１、Ｆ２をそれぞれ調整することによりその曲げ度合いや順序を変更することができる。
【００２６】
図１に示した実施例は型の分割数が３であったが、これに限定されず、曲げ半径と形状によりその分割数は変更してもよい。
また、基台２０内に組み込まれたクッション部を制御することにより曲げ加工を行っているが、プレス機のベッドＢに一般的に設置されているダイクッション部を使用してもよい。
【００２７】
また、管の曲げ加工時の変形を防ぐため、金属管１の内にマンドレルを使用すればより安定した曲げ加工ができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、特殊な装置を使用せず一般的に使用されているプレス機により曲げ半径を変化させた曲げ加工ができ、さらに、周長が変化するテーパ状の金属管や断面形状が異形の金属管の曲げ加工を行うことができるので、安価に様々な金属の曲げ管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造の第１工程を示す図である。
【図２】本発明の製造の第２工程を示す図である。
【図３】本発明の製造の第３工程を示す図である。
【図４】本発明の製造の第４工程を示す図である。
【図５】本発明で加工できるテーパ状金属管の斜視図である。
【図６】本発明で加工できる断面形状が異形の金属管の斜視図である。
【図７】従来の引き曲げ方法を示す図である。
【図８】従来の押通し曲げ方法を示す図である。
【図９】従来のプレス曲げ方法を示す図である。
【符号の説明】
Ａ・・・スライド
Ｂ・・・ベッド
Ｃ・・・ダイクッション
Ｆ０・・・加工力
Ｆ１・・・加工力
Ｆ２・・・加工力
Ｆ３・・・加工力
Ｆ４・・・加工力
１・・・金属管
２・・・プレス金型
３・・・分割されたプレス金型
４・・・クッション部
５・・・テーパ管
６・・・異形断面管
７・・・曲げ型
８・・・締付ダイ
９・・・マンドレル
１０・・・ワイパーダイ
１１・・・ブースターダイ
１２・・・固定金型
１３・・・曲げ用金型
１４・・・加工方向変更装置
１５・・・駆動カム
１６・・・従動カム
１７・・・金具
１８・・・バネ
１９・・・スライドバー
２０・・・基台
２１・・・ウイング型
２２・・・ポンチ
２３・・・支持点

Claims

プレス機と、このプレス機に取り付けられスライド運動するプレス金型と、このプレス金型と重なり合いかつ複数に分割されたプレス金型と、この分割されたプレス金型の各金型をそれぞれ任意の加工力で保持制御するクッション部と、前記スライド運動と連動して前記分割されたプレス金型を前記プレス金型のスライド方向と異なる方向に移動するための移動装置とを備えてなることを特徴とする金属曲げ管の製造装置。
スライド運動するプレス機にプレス金型を取り付け、前記プレス金型に重なり合う複数に分割されたプレス金型を前記プレス型に対向して配置し、
前記プレス金型と分割されたプレス金型の間に加工する金属管をセッティングし、
前記加工する金属管を前記プレス機のスライド運動により前記プレス金型で押圧し、
前記分割されたプレス金型の各型をそれぞれ任意の加工力で保持制御すると同時に、前記分割されたプレス金型の内の所定の金型を前記プレス金型のスライド方向とは異なる方向に移動させることにより曲げ加工を行なうことを特徴とする金属曲げ管の製造方法。