JP2007223043A - 樹脂チューブの高速曲げ方法とこの方法に用いる3次元曲げ型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (a) 曲げ装置の動力として、駆動されるX軸スライド部10を水平に配置し、このX軸スライド部10に水平面内で交叉方向に延びたアーム11を設け、このアーム11の先端側に垂直方向に駆動可能なZ軸スライド部9を取付ける一方、Z軸スライド部9の下端部に水平に動くY軸スライド部8を設け、3次元曲げされるチューブPの長さ方向での角度変化に追従するため、前記Y軸スライド部8の中心に、水平回転機構を介してZ軸方向に追従昇降できる水平ローラ4と該水平ローラ4における左右両端の鉛直下方に互いに向き合った球状の自在ベアリング6a,6b又は縦ローラを備えたヘッド機構Hを取付け、3次元曲げされるチューブPの曲げ軌道に対して3軸方向に自由に追従可能な一体形構造で動作してに3次元曲げを高速で実現する。
【選択図】図1
Description
(b) 3次元曲げ形態におけるチューブの手前側の端末(前端末という)を、X,Y,Zの各軸による直交座標の原点を加工基準点にし、そのチューブの前端末から向こう側の端末(後端末という)までの間で、当該チューブの3次元曲げ軌道の変位が、曲げ部を含む複数点がそのチューブの曲げ設計値を損うことなく、かつ、前記ヘッド機構がX,Y,Zの各軸における可動範囲に入るように、3次元曲げされるチューブの姿勢(座標)変換を行い、変換されたチューブの曲げ形態を垂直方向から彫り込んだ溝(軌道溝という)と、該軌道溝の底から等距離で水平な面を軌跡とする上面(上面倣い部という)と、当該軌道溝の内側壁から等距離の垂直面(両サイド倣い部という)を備えて形成した3次元曲げ型、
(c) 上記動力機構と曲げ型を組み合わせ、予め昇温された曲げようとする直管状のチューブの前端末を恒温化した曲げ型の軌道溝の始端部に対して、そのチューブの先端を予め適量手前にセットし、ヘッド機構をZ軸に沿って降下させてX軸方向に移動させることにより、このヘッド機構のX軸に沿った駆動に同期して前記動力機構と曲げ型の一連の機能が連動し、直管状チューブに3次元曲げを高速で実現する曲げ装置の動力機構と3次元曲げ型の組み合わせて行うことを特徴とするものである。
なお、以下の説明においては、説明の便宜上、直交座標は図2において左右方向をX軸、図1において左右方向をY軸、図1,図2において上下方向をZ軸とする。従って、曲げ型Gを設けたブロックBLにおいて型の軌道溝が延びる方向がX軸に沿い、軌道溝と交叉する方向がY軸に沿い、垂直方向がZ軸となり、軌道溝1の始点を座標原点とする。
まず、曲げ型Gの軌道溝1の始端に、曲げる前の直管状のチューブPの前端末を挿入してこの上にヘッド機構Hを降ろし、水平ローラ4と曲げ型Gの上面倣い部2を密着させシリンダ9により一定の押下げ圧力をかける。この状態で、ヘッド機構Hの全体を軌道溝1の始端部から終端側に向けてX軸スライド部10の駆動力とY軸スライド部9のフリースライド作用により当該溝1に沿わせ移動させる。水平ローラ4の軌道溝1に沿った転動によってチューブPが逐次軌道溝1へ押し込まれる。軌道溝1が直線の部分ではこの力が直接チューブPを直下に押下げるように作用し、チューブPを軌道溝1に順次挿入していく。軌道溝1が平面内で直線でない部分では、前記水平ローラ4の力がチューブPを軌道溝1の内側の壁面に押しつける力を発生させるので、その応力によって、チューブPが曲げられながら曲がった軌道溝1の中に順次曲げられ乍ら挿入されていく。このようにして、ヘッド機構Hを軌道溝1に沿わせ移動させることにより、曲げ型Gに形成された任意の3次元軌道溝1に沿ってチューブPを曲げることができる。
しかし、チューブPの3次元曲げ形態によっては、そのチューブPを座標の原点において中心軸の回りに360度回転させても、軌道溝1が反転する(換言すれば、図4,図5に実線で示すように、直線ABで示す方向に関し水平ローラ4の移動方向が後退側(逆方向に戻る)ことがある。
水平ローラ4には、そのヘッド機構HにX軸スライド部10の作用で図4に直線ABで示す正方向の移動力が加えられるので、軌道溝1の軌跡が曲げ型Gと一体のブロックBL上で反転していると、高速曲げが実現できない(図4のC部参照)。この点は、曲げ角が大きい場合にも、同様な問題を惹起する。
外形8mm,内径6mm,長さ270mmの直管のナイロン製燃料チューブを、表1の条件で曲げ成形した。
使用機器は、図1〜図3により説明した本発明方法を実施する3次元曲げ装置である。
曲げるべきチューブを予め常温から一例として150℃〜160℃程度に加熱した。このチューブの前端末を上記曲げ装置の軌道溝1にセットし、ヘッド機構Hを軌道溝1の始端部から終端部に向け約3秒で移動させた。ヘッド機構Hの移動後、チューブ内部を約15秒間冷却して常温に戻した。このチューブの曲げに要したサイクルタイムは、予熱時間を除き約20秒であった。
BL 曲げ型と一体のブロック
G 3次元曲げ型
1 軌道溝
2 上面倣い部
3 両サイド倣い部
H ヘッド機構
4 水平ローラ
5 ローラブラケット
5a,5b ブラケットの脚部
6a,6b 球状自在ベアリング
7 支持部材
8 Y軸スライド部
9 Z軸スライド部
10 X軸スライド部
P 合成樹脂チューブ
Claims (12)
- (a) 曲げ装置の動力として、駆動されるX軸スライド部を水平に配置し、このX軸スライド部に水平面内で交叉方向に延びたアームを設け、このアームの先端側に垂直方向に駆動可能なZ軸スライド部を取付ける一方、Z軸スライド部の下端部に水平に動くY軸スライド部を設け、3次元曲げされるチューブの長さ方向での角度変化に追従するため、前記Y軸スライド部の中心に、水平回転機構を介してZ軸方向に追従昇降できる水平ローラと該水平ローラにおける左右両端の鉛直下方に互いに向き合った球状の自在ベアリング又は縦ローラを備えたヘッド機構を取付け、このヘッド機構が3次元曲げされるチューブの曲げ軌道に対して3軸方向に自由に追従可能な一体形構造で動作するように形成した曲げ装置の動力機構、
(b) 3次元曲げ形態におけるチューブの手前側の端末(以下、前端末という)を、X,Y,Zの各軸による直交座標の原点を加工基準点にし、そのチューブの前端末から向こう側の端末(以下、後端末という)までの間で、当該チューブの3次元曲げ軌道の変位が、曲げ部を含む複数点がそのチューブの曲げ設計値を損うことなく、かつ、前記ヘッド機構のX,Y,Zの各軸における可動範囲に入るように、3次元曲げされるチューブの姿勢(座標)変換を行い、変換されたチューブの曲げ形態を垂直方向から彫り込んだ溝(以下、軌道溝という)と、該軌道溝の底から等距離で水平な面を軌跡とする上面(以下、上面倣い部という)と、当該軌道溝の内側壁から等距離の垂直面(以下、両サイド倣い部という)を備えて形成した3次元曲げ型、
(c) 上記(a)の動力機構と(b)の曲げ型を組み合わせ、予め昇温された曲げようとする直管状のチューブの前端末を、恒温化した前記曲げ型の軌道溝の始端部に対して予め適量手前にセットし、前記ヘッド機構をZ軸に沿って降下させX軸方向に移動させることにより、このヘッド機構のX軸に沿った駆動に同期して前記動力機構と曲げ型の一連の機能が連繋的に作用し、直管状チューブに3次元曲げを高速で実現することを特徴とする曲げ装置の動力機構と3次元曲げ型の組み合わせた樹脂チューブの高速曲げ方法。 - 軌道溝の溝幅は、曲げの前,後においてチューブの着脱が容易に出来る軌道溝に形成した請求項1の樹脂チューブの高速曲げ方法。
- ヘッド機構が、3次元曲げされるチューブの曲げ軌道とX軸とのなす水平角度の絶対値が70度を超えず、且つ、垂直方向での角度の絶対値が40度を超えないで動作するように、チューブの姿勢(座標)変換を行う請求項1の樹脂チューブの高速曲げ方法。
- ヘッド機構が一番目の曲がり部を1/4程度過ぎた近傍から当該チューブの前端末を正規位置に移動させてチューブ断面の形状変化を改善する処理を行う請求項1の樹脂チューブの高速曲げ方法。
- チューブは予め昇温させておく請求項1の樹脂チューブの高速曲げ方法。
- 曲げ型は、少なくとも曲げ軌道溝を所定の恒温に保持しておく請求項1の樹脂チューブの高速曲げ方法。
- 曲げたチューブの内部には冷却気体を流通させる請求項1の樹脂チューブの高速曲げ方法。
- チューブの径に応じた外径の水平ローラ、又は、外周面に窪みを付けた水平ローラを使用する請求項1の高速曲げ方法。
- 軌道溝の表面を摩擦低減処理した請求項1のチューブの高速曲げ方法。
- チューブは、樹脂チューブ又はゴムプロテクタを付けた樹脂チューブ若しくは金属製チューブである請求項1のチューブの高速曲げ方法。
- ヘッド機構のX軸とY軸の移動方向に関し、曲げ型の軌道溝が反転したり大きな曲げ角度になる場合は、軌道溝を彫り込んだ曲げ型を装置平面内で角回転させることにより前記反転を解消するか、又は、大きな曲げ角を見かけ上小さくする請求項1〜10のいずれかの樹脂チューブの高速曲げ方法。
- 3次元曲げ形態におけるチューブの手前側の端末(以下、前端末という)を、X,Y,Zの各軸による直交座標の原点を加工基準点にし、そのチューブの前端末から向こう側の端末(以下、後端末という)までの間で、当該チューブの3次元曲げ軌道の変位が、曲げ部を含む複数点がそのチューブの曲げ設計値を損うことなく、かつ、前記ヘッド機構のX,Y,Zの各軸における可動範囲に入るように、3次元曲げされるチューブの姿勢(座標)変換を行い、変換されたチューブの曲げ形態を垂直方向から彫り込んだ溝(以下、軌道溝という)と、該軌道溝の底から等距離で水平な面を軌跡とする上面(以下、上面倣い部という)と、当該軌道溝の内側壁から等距離の垂直面(以下、両サイド倣い部という)を備えて形成したことを特徴とする3次元曲げ型。
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