JP2005169483A

JP2005169483A - パイプの曲げ加工装置

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Publication number: JP2005169483A
Application number: JP2003416561A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Saegusa; 茂三枝
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-12-15
Also published as: CN1628917A; TWI263548B; US20050126245A1; DE102004060766B4; DE102004060766A1; KR100597572B1; CN1287924C; TW200533433A; JP4591908B2; KR20050060012A; DE102004060766C5; US7104100B2

Abstract

【課題】引張り曲げ（ドローベンド）機能と圧縮曲げ（コンプレッションベンド）機能を備え、一台の装置で全工程曲げが可能なパイプ曲げ加工装置を提供する。
【解決手段】曲げ型の周面に被加工パイプを押圧しながら所定角度回動して曲げ加工を施す、被加工パイプの長手方向に移動可能な可動式または固定式のパイプ曲げユニットと、被加工パイプの中心を軸芯に所定角度回動自在となすパイプひねりユニットを備えたパイプの曲げ加工装置おいて、前記パイプ曲げユニットは被加工パイプの引張り曲げ機能と圧縮曲げ機能のいずれか一つの機能または両方の機能を有し、かつ前記パイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動可能に設けることにより、被加工パイプひねり動作時の振れ量を減縮可能となしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管、ステンレス鋼管、銅管、チタン管、アルミ管等からなる長尺の金属製パイプの能率的な曲げ加工装置に関する。

従来、この種の曲げ加工装置（ベンダー装置）としては、例えば特許文献１に示されるように、プレッシャーダイユニットを左右２式持った両曲げベンダーがある。この左右両曲げ式ベンダーは、曲げユニット機構を単一の構造とし、長尺パイプの把持状態での水平位置に対して昇降自在に構成せしめ、さらにチャック機構部を、移動台上で前後方向への送り機構に連動させると共に、該移動台を左右方向への平行移動を可能として構成したものである。
また、他のパイプ曲げ加工装置として、パイプの軸芯方向に設定した複数個所の被加工位置に対して、それぞれ設定された加工方向にそれぞれ設定された曲げ加工を施すパイプの曲げ加工装置がある。この種の装置は、被加工パイプの一端側をチャックし、当該パイプを軸芯を中心に回転して所定の加工方向を設定し、かつ当該パイプを軸芯方向に移動して所定の加工位置に設定するパイプひねりユニットと、当該被加工パイプをクランプして所定角度回動して曲げ加工を施す、被加工パイプの長手方向に移動可能なパイプ曲げユニットを備えたもので、一般にＣＮＣベンダーと称している（特許文献１〜５等参照）。
特公平８−２９３５８号公報特開平９−３０８９１８号特開平９−２９３４６号特開平７−２３２２１９号特公平８−９０６３号

しかしながら、従来の前記パイプ曲げ加工装置において、少なくとも一つの曲げ型と、この曲げ型の周面に被加工パイプを押圧しながら、当該パイプを介して前記周面上を所定角度回動して曲げ加工を施すクランプ治具および反力受ローラからなるパイプ曲げユニットの場合は、曲げ型が各曲げ方向に対して専用となるため曲げ半径が限定されると共に、曲げ型の周面に沿って所定角度回動して曲げ加工を施すクランプ治具に対して反力受ローラは非回動となして曲げ機能を有しないため引張り曲げ（ドローベンド）のみに限定され、クランプ治具にてパイプをクランプ（固定）したままで曲げる圧縮曲げ（コンプレッションベンド）機能を有していない。このため、従来装置の場合は、パイプの曲げ角度やひねり角度によっては、ひねり動作の振れが大きくなって反力受ローラ側のユニット等への干渉が発生することとなり、全工程曲げを一台の装置で行うことができない場合があった。そのため、製品によっては複数の装置を使用して曲げ加工を施さねばならず、工程増を余儀なくされ、曲げ加工時間を短縮できないという欠点があった。
また、従来装置では、パイプ曲げ後、次の曲げ平面確保までのパイプひねり角度が大きい時（９０度〜１８０度の時）ひねり時間を要する。特に曲げ加工数が多く、すでに曲げ加工済みのパイプが長い時には、パイプひねり速度が速いと形状変形を生じて曲げ形状に狂いが発生するため低速でひねらなければならず、パイプのひねり時間が長くかかるという欠点がある。

本発明は、従来装置の前記欠点を解消するためになされたもので、一組の曲げユニットが引張り曲げ（ドローベンド）機能、圧縮曲げ（コンプレッションベンド）機能のどちらか一つの機能または両機能を備え、かつ該曲げユニットに垂直面内回動機構を付与することにより、一台の装置で全工程曲げが可能なパイプ曲げ加工装置を提供しようとするものである。

本発明に係るパイプ曲げ加工装置は、少なくとも一つの曲げ型と、この曲げ型の周面に被加工パイプを押圧しながら、当該パイプを介して前記周面上を所定角度回動して曲げ加工を施すクランプ治具および反力受ローラを具備し、被加工パイプの長手方向に移動可能な可動式または固定式のパイプ曲げユニットと、被加工パイプの中心を軸芯に所定角度回動自在となし、該被加工パイプを曲げ形状に応じた位置へ移動可能なパイプひねりユニットを備えたパイプの曲げ加工装置において、前記パイプ曲げユニットの反力受ローラを曲げ型およびクランプ治具と同芯に回動可能となして被加工パイプの引張り曲げ機能と圧縮曲げ機能のいずれか一つの機能または両方の機能を有し、かつ前記パイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動可能に設けることにより、被加工パイプひねり動作時の振れ量を減縮可能となしたことを特徴とするものである。
また、前記パイプの曲げ加工装置は、パイプ曲げユニットとパイプひねりユニットのいずれか一方または両方が移動可能となしていることを特徴とするものである。

本発明は、圧縮曲げ用ユニットを引張り曲げ用ユニットと同芯で回動可能に設けて該圧縮曲げ用ユニットにより被加工パイプの逆曲げを可能とし、かつパイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動可能に設けて被加工パイプのひねり動作時の被加工パイプの振れ量を減縮可能となしたことにより、パイプの曲げ角度やひねり角度に関係なく被加工パイプと曲げ加工装置との干渉が皆無となり、全工程曲げを一台の装置で行うことができ、曲げ加工が効率的となり、さらに異なる半径の曲げ加工および長尺物の曲げ加工の高精度、高能率化が一層はかられるという大なる効果が得られる。また、パイプ曲げユニットとひねりユニットを同時に逆方向に回動させることにより、単独ユニットの一方向回動より半分の時間で曲げ平面を確保できるので、曲げ加工時間を短縮できるとともに、大きなひねり角度でパイプをひねることがないので、すでに曲げ加工を完了している部分の形状変形を生じることがなく、曲げ形状に狂いのない正確な曲げ加工を施すことができるという優れた効果が得られる。

図１は本発明に係るパイプ曲げ加工装置の一実施例を示す概略側面図、図２は同上パイプ曲げ加工装置の概略平面図、図３は同上パイプ曲げ加工装置の概略拡大正面図、図４〜図６は同上装置の曲げ加工動作を示す説明図で、図４はパイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動させることなくひねりユニツトを動作させて曲げユニットにより引張り曲げ（ドローベンド）加工を施す状態を示す概略平面図、図５はパイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動させることなくひねりユニツトを図４と逆方向に動作させて曲げユニットにより圧縮曲げ（コンプレッションベンド）加工を施す状態を示す概略平面図、図６はパイプ曲げユニットとひねりユニットを同時に逆方向に回動させて曲げユニットにより引張り曲げ（ドローベンド）加工を施す状態を示す概略平面図、図７は本発明に係るパイプ曲げ加工装置の他の実施例を示す概略側面図であり、１は基台、２はパイプ曲げユニット、３はパイプひねりユニット、Ｐは被加工パイプである。なおここでは、一組の曲げユニットが引張り曲げ（ドローベンド）機能と圧縮曲げ（コンプレッションベンド）機能の両方を備えたものを例にとり説明する。

すなわち、本発明に係るパイプ曲げ加工装置は、図１〜図６に例示したパイプ曲げ加工装置および図７に示すパイプ曲げ加工装置共に基台１上に設置したパイプ曲げユニット２とパイプひねりユニット３からなり、このうち図１〜図６に例示したパイプ曲げ加工装置は、パイプ曲げユニット２が基台１上に固設され、パイプひねりユニット３が基台１上に被加工パイプＰの軸芯方向に移動可能に載置されたものであるのに対し、図７に示すパイプ曲げ加工装置は、パイプ曲げユニット２およびパイプひねりユニット３が共に被加工パイプＰの軸芯方向に移動可能に基台１上に載置されたものである。

図１〜図６に例示したパイプ曲げ加工装置におけるパイプ曲げユニット２は、基台１上に立設した固定板２−１に曲げユニット左右移動用モータ２Ｍ−１にて左右に移動可能に装着された支持板２−２に、曲げユニット機構を支持する可動板２−３が曲げユニット上下移動用モータ２Ｍ−２にて上下移動可能に装着されている。この曲げユニット機構は、前記可動板２−３に回転支軸２−８を介して接続された引張り曲げ用ユニットベース板２−４に装着された曲げアームユニット２−５と、同じく前記可動板２−３に前記曲げユニットベース板２−４とは別個に取付けられた圧縮曲げ用ユニットベース板２−６に装着された圧縮曲げ用ユニット２−７とから構成され、かつ該曲げアームユニット２−５と圧縮曲げ用ユニット２−７は、前記可動板２−３の下部に水平に突設した台板２−９に搭載した回動用モータ２Ｍ−６によりチェーン２−１０および歯車２−１１を介して前記回転支軸２−８を中心に垂直面内を回動可能に可動板２−３に設置されている。

曲げアームユニット２−５は、支軸２−８に回動可能に取付けられた曲げアーム２−１３、該曲げアームに一体的に取付けられた曲げ型２−１４、パイプクランプ用シリンダー２−１５およびクランプ治具２−１６とからなり、曲げアーム２−１３は当該曲げユニットベース板２−４に取付けられた曲げアームユニット旋回用モータ２Ｍ−４により支軸２−１２を中心に旋回動する仕組みとなっている。曲げ型２−１４はここでは径の異なる３つの型ロール２−１４ａ〜２−１４ｃで構成され、またクランプ治具２−１６は前記曲げ型２−１４に対応するクランプ溝２−１６ａ、２−１６ｂ、２−１６ｃを有し、前記曲げアーム２−１３に内蔵されたリンク機構を介して被加工パイプＰの軸芯に対して直角方向に円弧運動するごとく取付けられ、そのクランプ作動は同曲げアーム２−１３に取付けたパイプクランプ用シリンダー２−１５にて行われる機構となっている。

一方、圧縮曲げ用ユニット２−７は、前記曲げユニットベース板２−４と同一支軸２−１２に回動可能に取付けられた圧縮曲げ用ユニットベース板２−６と、該ベース板に設けられた反力受ローラ２−１７およびプレッシャー用シリンダー２−１８とからなり、圧縮曲げ用ユニットベース板２−６は当該ベース板に取付けられた曲げ用モータ２Ｍ−５により前記支軸２−１２を中心に旋回動する仕組みとなし、また反力受ローラ２−１７は前記曲げ型２−１４に対応するごとく設けられ、かつ同圧縮曲げ用ユニットベース板２−６に取付けられたプレッシャー用シリンダー２−１８にて前後動する仕組みとなっている。

次に、パイプひねりユニット３は、パイプ曲げユニット２と共通の基台１の上面に被加工パイプＰの軸芯方向に移動可能に載置され、ユニット本体３−１に設置されたひねりユニット移動用駆動モータ３Ｍ−１によりラック・ピニオン機構等によりレール１−２上をパイプの長手方向に前後動する仕組みとなしている。ユニット本体３−１には、その上部に立設した固定板３−２の先端部に被加工パプＰが係止される係止部３−３が切込み形成され、この部分に前記と同様の切込み３−５が形成されたパイプチャック機構内蔵のひねり板３−４が一体的に取付けられ、ひねり板３−４はひねり用モータ３Ｍ−２によりギヤー群Ｇを介して回動される機構となっている。すなわち、ひねり用モータ３Ｍ−２により被加工パイプＰを旋回させて所定角度に設定できる仕組みとなっている。

上記構成の曲げ加工装置により被加工パイプＰに曲げ加工を施す際は、被加工パイプ搬入装置（図面省略）から供給された被加工パイプＰがパイプひねりユニット３の固定板３−２の先端部の係止部３−３およびひねり板３−４の切込み３−５に導入される。そして、ひねり板３−４に内蔵されたパイプチャック機構（図面省略）にて被加工パイプＰがクランプされると、パイプひねりユニット３が該ユニット移動用駆動モータ３Ｍ−１により曲げユニット側に所定量移動する。この時、パイプ曲げユニット２のユニット本体部は、曲げユニット上下移動用モータ２Ｍ−２により所定の高さ位置に下降しており、被加工パイプＰが当該曲げユニット上方の所定位置に移動停止すると同時に同曲げユニット上下移動用モータ２Ｍ−２にてユニット本体部が上昇して曲げ型２−１４が選択され、被加工パイプＰの一端側がパイプ曲げユニット２およびひねりユニット３に保持される。

被加工パイプＰの一端側がパイプ曲げユニット２およびひねりユニット３に保持されると、ひねりユニット３のひねり用モータ３Ｍ−２により被加工パイプＰのひねり角度が設定されると同時に、パイプクランプ用シリンダー２−１５およびクランプ治具２−１６により被加工パイプＰがクランプされ、パイプ曲げユニット２により曲げ加工動作が開始される。
この曲げ加工動作を図４〜図６に基づいて説明すると、まず図４ではパイプひねりユニット３により被加工パイプＰを矢印イ方向に所定角度ひねった状態で、曲げユニットベース板２−４に取付けられたモータ２Ｍ−４により曲げアームユニット２−５が指定の曲げ角度だけ回動する。この時、クランプ治具２−１６が曲げ型２−１４の周面に被加工パイプＰを押圧しながら当該パイプを前記周面上に所定角度引張りながら沿わせて曲げ加工が施される（引張り曲げ方式）。この曲げ加工によって被加工パイプＰの一端側に、ひねりユニット３により設定されたひねり角度と、曲げ型２−１４とクランプ治具２−１６の回動角度に対応した所定の引張り曲げ加工が施される。

次に、曲げアームユニット２−５および圧縮曲げ用ユニット２−７をそれぞれの曲げ用モータ２Ｍ−４、２Ｍ−５により同一支軸２−８を中心に１８０度回動させて図５に示す状態に位置させた状態で、パイプひねりユニット３により被加工パイプＰを矢印ロ方向（図４と逆方向）に所定角度ひねった状態で圧縮曲げ加工が施される。すなわち、クランプ治具２−１６およびプレッシャー用シリンダー２−１８にて被加工パイプＰを曲げ型２−１４に押圧した状態で、圧縮曲げ用ユニットベース２−６に取付けられたモータ２Ｍ−５を指定の曲げ角度分だけ逆方向に回動させる。この時、反力受ローラ２−１６が被加工パイプＰの外周面に当接した状態で曲げ型２−１０の周面上にこの被加工パイプＰを押圧して所定角度回動し、圧縮曲げ加工が施される（圧縮曲げ方式）。この曲げ加工によって被加工パイプＰの一端側に、ひねりユニット３により設定されたひねり角度と、曲げ型２−１４とクランプ治具２−１６の回動角度に対応した所定の引張り曲げ加工が施される。

図６はパイプ曲げユニット２とひねりユニット３を同時に逆方向に回動させて被加工パイプＰに曲げ加工を施す方法であり、具体的にはパイプひねりユニット３により被加工パイプＰを矢印ハ方向に所定角度ひねると同時に、パイプ曲げユニット２を回動用モータ２Ｍ−６により回転支軸２−８を中心に矢印ニ方向に所定角度回動させ、この状態で曲げユニットベース板２−４に取付けられたモータ２Ｍ−４により曲げアームユニット２−５が指定の曲げ角度だけ回動する。この時、クランプ治具２−１６が曲げ型２−１４の周面に被加工パイプＰを押圧しながら当該パイプを前記周面上に所定角度引張りながら沿わせて曲げ加工が施される（引張り曲げ方式）。この曲げ加工によって被加工パイプＰの一端側に、ひねりユニット３により設定されたひねり角度と、曲げ型２−１４とクランプ治具２−１６の回動角度に対応した所定の引張り曲げ加工が施されるが、このパイプ曲げユニット２とひねりユニット３を同時に逆方向に回動させて被加工パイプＰに曲げ加工を施す方法の場合は、被加工パイプＰのひねり角度を大きく取ることができる。

一方、図７に示すパイプ曲げ加工装置は、前記したようにパイプ曲げユニット２およびパイプひねりユニット３が共に被加工パイプＰの軸芯方向に移動可能に基台１上に載置されたもので、パイプ曲げユニット２はパイプひねりユニット３と共通の基台１の上面に該パイプひねりユニット３と同様に被加工パイプＰの軸芯方向に移動可能に載置され、そのパイプ曲げユニット２の移動機構は固定板２−１と一体の台板２−１′に設置されたひねりユニット移動用駆動モータ２Ｍ−７によりラック・ピニオン機構等によりパイプひねりユニット３と共通のレール１−２上をパイプの長手方向に前後動する仕組みとなしている。この図７に示すパイプ曲げ加工装置の場合は、パイプ曲げユニット２およびパイプひねりユニット３のどちらか一方を移動させて曲げ加工を施すことができるのみならず、パイプ曲げユニット２とひねりユニット３を同時に移動させて曲げ加工を施すことができる。

なお、本発明のパイプ曲げ加工装置におけるパイプ曲げユニットは、必ずしも被加工パイプの引張り曲げ機能と圧縮曲げ機能の両機能を有するものに限らないため、例えば前記した特公平８−２９３５８号公報、特開平７−２３２２１９号、特公平８−９０６３号に記載されている曲げユニットでもよい。また、本発明のパイプ曲げ加工装置における被加工パイプＰの曲げ加工位置、ひねり角度、曲げユニットの回動角度、ひねりユニットおよび曲げユニットの移動量等は、予め自動制御装置（図面省略）に入力しておき全自動的に被加工パイプに対する曲げ加工が施されるように構成されることはいうまでもない。

本発明は、鋼管、ステンレス鋼管、銅管、チタン管、アルミ管等からなる比較的細径の長尺の金属製パイプの曲げ加工に適用できる。

本発明に係るパイプ曲げ加工装置の一実施例を示す概略側面図である。同上パイプ曲げ加工装置の概略平面図である。同上パイプ曲げ加工装置の概略拡大正面図である。パイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動させることなくひねりユニットを動作させて曲げユニットにより引張り曲げ（ドローベンド）加工を施す状態を示す概略平面図である。パイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動させることなくひねりユニットを図４と逆方向に動作させて曲げユニットにより圧縮曲げ（コンプレッションベンド）加工を施す状態を示す概略平面図である。パイプ曲げユニットとひねりユニットを同時に逆方向に回動させて曲げユニットにより引張り曲げ（ドローベンド）加工を施す状態を示す概略平面図である。本発明に係るパイプ曲げ加工装置の他の実施例を示す概略側面図である。

符号の説明

１基台
２パイプ曲げユニット
２−１、３−２固定板
２−２支持板
２−３可動板
２−４曲げユニットベース板
２−５曲げアームユニット
２−６圧縮曲げ用ユニットベース板
２−７圧縮曲げ用ユニット
２−８回転支軸
２−９台板
２−１０チェーン
２−１１歯車
２−１２支軸
２−１３曲げアーム
２−１４曲げ型
２−１４ａ〜２−１４ｃ型ロール
２−１５パイプクランプ用シリンダー
２−１６クランプ治具
２−１７反力受ローラ
２−１８プレッシャー用シリンダー
３パイプひねりユニット
３−１ユニット本体
３−３係止部
３−４ひねり板
３−５切込み
２Ｍ−１曲げユニット左右移動用モータ
２Ｍ−２曲げユニット上下移動用モータ
２Ｍ−４曲げアームユニット旋回用モータ
２Ｍ−５曲げ用モータ
２Ｍ−６曲げユニット回動用モータ
２Ｍ−７曲げユニット移動用駆動モータ
３Ｍ−１ひねりユニット移動用駆動モータ
３Ｍ−２ひねり用モータ
Ｐ被加工パイプ

Claims

少なくとも一つの曲げ型と、この曲げ型の周面に被加工パイプを押圧しながら、当該パイプを介して前記周面上を所定角度回動して曲げ加工を施すクランプ治具および反力受ローラを具備し、被加工パイプの長手方向に移動可能な可動式または固定式のパイプ曲げユニットと、被加工パイプの中心を軸芯に所定角度回動自在となし、該被加工パイプを曲げ形状に応じた位置へ移動可能なパイプひねりユニットを備えたパイプの曲げ加工装置において、前記パイプ曲げユニットの反力受ローラを曲げ型およびクランプ治具と同芯に回動可能となして被加工パイプの引張り曲げ機能と圧縮曲げ機能のいずれか一つの機能または両方の機能を有し、かつ前記パイプ曲げユニットを被加工パイプの軸芯と平行する軸線を中心に垂直面内を回動可能に設けることにより、被加工パイプひねり動作時の振れ量を減縮可能となしたことを特徴とするパイプの曲げ加工装置。
前記パイプの曲げ加工装置は、パイプ曲げユニットとパイプひねりユニットのいずれか一方または両方が移動可能となしていることを特徴とする請求項１記載のパイプの曲げ加工装置。