JP2008126268A - ヘアピン管材の曲げ加工方法及び曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カッター部で一度に切断できる管材の倍の本数の管材を、ベンダー部へ供給できるようにして、ベンダー部での一回の曲げ加工で、従来の倍のヘアピン銅管を生産できるできるヘアピン管材の曲げ加工方法と装置を提供する。
【解決手段】カッター部１で切断した複数本の管材５を、ベンダー部２へ１回目の供給分として送り込み、次にカッター部１を１回目に供給した各管材５の間隔Ｈの半分の幅ｈに相当する長さだけ横移動させて、複数本の２回目の管材５を１回目の各管材５の間に供給して、１回目の奇数ラインの各管材５と２回目の偶数ラインの管材５とを一度にヘアピン状に折曲げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ルームエアコンなどの熱交換器などに用いられる冷媒流通用の管材を、ヘアピン状に折り曲げ加工するための装置、詳細には、ボビンから引き出された管材について、整直矯正／定尺送り／切断／曲げ加工／製品排出の工程を繰り返しながら、全自動でヘアピン状に折り曲げ加工するための方法及び装置に関するものである。

従来における線材用のベンダーのうち、ボビンから引き出された線材について、整直矯正／定尺送り／切断／曲げ加工／製品排出の工程を繰り返しながら、折り曲げ加工する線材のベンダーとしては、特許文献１のように、線材の曲げ加工ラインと供給ラインを平行に設け、移動台を前進することによって曲げ加工ラインで線材を曲げ加工すると同時に、供給ラインでは、次に曲げ加工される直線材を繰り出しておくという構造のものが知られている。

特開平６−３２８１７７号公報

また、特許文献１のベンダーには、ボビンから引き出された一本の線材を曲げ加工する構造が示されているが、ベンダーの構造としては、従来においても、複数個のボビンから引き出された管材を、架台上で間隔を置いて平行に配列して、それぞれ複数本の管材に対して、整直矯正／定尺送り／切断／曲げ加工／製品の排出工程を同時に行えるようにした全自動式のヘアピンベンダーの構造も知られている。

上記のように、複数本の管材を架台上に平行に配列して、それぞれの管材に対して、整直矯正／定尺送り／切断／曲げ加工／製品の排出工程を同時に行えるようにしたベンダー装置では、一本の管材を整直し、送り込み、切断するために必要なそれぞれの装置に、例えば、送り込み用コンベアの横幅とか、カッター装置の外径のように、加工される管材自体の外径よりも数倍も大きい幅とか外径を必要とするので、平行に配列される管材は一台のベンダー装置に互いに４０乃至８０ミリ程度の間隔を置いて配置されることになり、従って、一台のベンダー装置上に一度に５乃至１０本程度しか送り込めないという問題があり、ベンダー装置部分のスペースを有効に利用できず、稼働率が低いという面が指摘されていた。

本発明は、従来より使用されていたヘアピンベンダーにおける上記のような問題点を解消するための手段として、管材の整直、送り込み、切断のため工程を行うためのカッター部では、送り出される管材の本数は従来の機構と同じ程度とし、一方、フォーミングロール、クランプダイ等の曲げ加工を行うベンダー部では、先に１回目の複数本の管材が送り込まれた後、これらの各管材間の間隔内へ、後にカッター部から２回目の複数本の管材が送られるように、管材の送り込みを２回繰り返して行い、カッター部から送られた１回目と２回目の管材に対し、一回の曲げ加工で、従来の設備による場合よりも、２倍の本数の管材を一度に曲げ加工できるようしたヘアピン管材の曲げ加工方法及び曲げ加工装置の提供を目的としたものである。

本発明のヘアピン管材の曲げ加工方法及び曲げ加工装置は、そのための具体的手段として、複数本の管材を並列状態で、整直矯正しつつ送り込み装置によりカッター部内を通して、ベンダー部上へ送り込んだ後、前記カッター部により所定の長さに切断して、各管材をＵ字形に折曲げるヘアピン管材の曲げ加工方法において、ベンダー部のフォーミングロール、クランプダイ等の曲げ加工治具に設けられる管材の挿通凹溝を、カッター部で一度に切断できる管材の本数の少なくとも倍数とし、カッター部で切断される本数の管材を１回目分としてベンダー部へ送り込んだ後、カッター部を、ベンダー部に１回目に配列させた各管材の間隔の半分の長さ分だけ管材の送り方向と直交する方向へ横移動させて、１回目にベンダー部へ送り込んだ各管材の間に、カッター部を通して２回目の管材を送り込み、１回目と２回目に送り込まれた管材を、同時にＵ字形に折曲げることを特徴とする。

ベンダー部における曲げ加工治具の後方位置には、カッター部による１回目の管材の切断、送り出しが完了して送り込まれた管材を、２回目に管材の切断、送り出しが完了するまでの間、ベンダー部上に固定させておくための補助クランプを備えていることが好ましい。

本発明のヘアピン管材の曲げ加工方法によると、管材の整直、送り込み、切断のため工程を行うカッター部は、従来と同じ構造であるが、曲げ加工を行うベンダー部へ送り込まれる管材の配列を、１ラインにつき従来の２倍配置されるようにすること、言い換えれば、カッター部の１ラインにつきベンダー部を２ラインの構成として、管材の送り込み、切断動作を２回繰り返して行った後に一度に曲げ加工を行うので、従来の装置による場合よりも２倍の本数、例えば、カッター部が５〜９ライン構成の場合、ベンダー部では１０〜１８ライン構成とすることができ、生産量を既存設備の１．５倍から２倍近くまで向上することができる。

また、本発明のヘアピン管材の曲げ加工方法は、管材の整直、送り込み、切断のため工程を行うカッター部については、主たる構成が従来の装置と同じで、補修すべき点は、カッター部における管材の送り込み位置を奇数ライン位置から偶数ライン位置へ横移動できるように補修すること、また、ベンダー部では、フォーミングロール等の曲げ加工治具に設けられる管材の挿通凹溝の個数を、カッター部から送られる管材の間隔の半分の間隔で２倍に増やすことであり、いずれも少額の補修費と僅かな時間とを加えるだけで、既設の設備を有効に稼動率の高い設備に改修することができる。

本発明に係るヘアピン管材の曲げ加工を実施するための好適な装置としては、カッター部において５乃至９本の管材を切断して、ベンダー部ではその倍数の１０乃至１８本の管材が折り曲げられるような規模の設備とすることが好ましい。

次に、本発明に係るヘアピン管材の曲げ加工装置の構成を説明すると、図２及び図３に示すように、この管材の曲げ加工装置は、図面左側のカッター部１と、図面右側のベンダー部２とから構成されていて、カッター部１の左側から送り込まれた管材５が右側のベンダー部２においてヘアピン状に折り曲げられるようになっている。

前記カッター部１は、架台３と、この架台３上に管材５の移動方向とは直交する方向へ所定の長さだけ往復移動できるように設けられた台座４とから構成され、この台座４上の左側には、図示外に配置された複数個のボビンから繰り出される管材５を直線状に矯正するための整直矯正装置６と、台座４上の中央部には、整直された管材５を右側方向へ送り出すための送り出し装置７と、台座４上の右側には管材５の移送方向に沿って前後進可能なるように設けられたカッター装置８とが設けられている。

図２に示すように、カッター部１には今、図示外のボビンから複数本の管材５、例えば３本の管材５が、送り出し装置７によるベンダー部２方向への引き込み力を受けて、右側のカッター装置８の先端部まで挿通されている。なお、この実施例では、カッター部へ送り込まれる管材５の本数を３本として説明しているが、管材５は３本に限られることはなく、１０本程度まで必要に応じて所望の本数を送り込むことができる。

一方、前記ベンダー部２は、図１に示すように、カッター部１方向から送られてくる管材５を互いに上下方向から挟着して、回転軸９を軸にして１８０度後方へ回転するフォーミングロール１０とクランプダイ１１とを備えている。

また、クランプダイ１１の後方には、フォーミングロール１０とクランプダイ１１とにより挟まれた状態で回転されることによりヘアピン状に折り曲げられた管材５を、正しい水平な姿勢で保持するためのプレッシャーダイ１２が設けられている。

前記フォーミングロール１０とクランプダイ１１との重合面には、カッター部１方向から送られてくる管材５を挿通することのできる挿通凹溝１３ａと挿通凹溝１３ｂとが重なることで挿通孔１４が設けられるようになっている。また、フォーミングロール１０の上面には、下面の挿通凹溝１３ａと連続する挿通凹溝１３ｃが設けられていて、フォーミングロール１０とクランプダイ１１との重合面を少し開くことによって、カッター部１から送られてくる管材５を、挿通凹溝１３ａと挿通凹溝１３ｂとの間の挿通孔１４内へ挿通して送り込めるようになっている。

ベンダー部２のフォーミングロール１０及びクランプダイ１１等の曲げ加工治具に設けられる管材５の挿通孔１４は、隣接する挿通孔１４の間隔Ｗが、図２ｃ１２ｄに示したように、カッター部１から１回分として送り込まれる管材５の間隔Ｈの半分の長さｈと等しく、本数が少なくとも２倍設けられるように構成されている。

また、クランプダイ１１の後方に設けられる前記プレッシャーダイ１２には、クランプダイ１１の挿通凹溝１３ｂと同軸線上に延びる挿通凹溝１３ｄが設けられている。

なお、図１では、それぞれのフォーミングロール１０，クランプダイ１１及びプレッシャーダイ１２の大きさについて、それぞれ２本の挿通孔１４が設けられるような大きさのものを１ブロックとして表示したが、フォーミングロール１０，クランプダイ１１及びプレッシャーダイ１２の大きさは、２本の挿通孔１４が設けられるような大きさのものを１ブロックと限定する必要はなく、フォーミングロール１０，クランプダイ１１及びプレッシャーダイ１２の横幅を大きくして、１ブロックに３本の挿通孔１４が設けられるような構成としてもよい。

さらに、図１に示すように、プレッシャーダイ１２の後方には、カッター部１からベンダー部２を通して送られる最初の３本の管材５を、次の３本の管材５が送られてくるまでの間しっかりと固定しておくための補助クランプ１５が設けられている。

この補助クランプ１５は、左右方向に開閉する一対のブロック１６の重合面に、最初に送り込まれる管材５の先端を、両側から固定保持するため挿通凹溝１７ａ、１７ｂからなる挿通孔１８が設けられている。なお、図２及び３に示す符号１９は、ベンダー部２に送り込まれた管材５の移動を所望の位置で停止するためのストッパーである。

次に、上記の装置により管材５をヘアピン状に折り曲げるための工程を説明すると、この工程では、図２ａ、図２ｂに示したように、カッター部１からベンダー部２に向けて、１回目として３本の管材５が奇数ラインに向けて送り込まれた後に、図２ｃ，図２ｄに示すように、この１回目に送り込まれた３本の管材５の間の偶数ラインに向けて、２回目の３本の管材５が送り込まれる。

まず、１回目の管材送りについて説明すると、図２ａ，図３ａに示すように、３本の管材５が、カッター部１の送り出し装置７の送り力を受けて、カッター装置８内を通過し、さらに、ベンダー部２の奇数ラインにおけるフォーミングロール１０とクランプダイ１１との間の挿通孔１４内、及び補助クランプ１５の挿通孔１８内を通過してストッパー１９に当接して移動が停止する。

３本の管材５が、ベンダー部２のフォーミングロール１０とクランプダイ１１との間の挿通孔１４内と、補助クランプ１５の挿通孔１８内を通過する際には、予めクランプダイ１１の締め付け力と、補助クランプ１５の締め付け力とを緩めておいて、管材５が通過できるようにしておく。

ベンダー部２上に１回目の３本の管材５が送り込まれると、クランプダイ１１と補助クランプ１５とが締め付けられて、それぞれの管材５を切断前にベンダー部２に確実に固定する。

３本の管材５がベンダー部２に固定されると、カッター装置８がそれぞれの管材５を同時に同じ長さに切断し、切断し終えると、図２ｂ，図３ｂに示すように、カッター装置８が後方へ戻されて、次の管材５の先端を接続する。

このように、カッター装置８が後方へ戻されて、次の管材５の先端が接続されると、次に、カッター部１を構成する台座４が、図２ｂに矢印で示したように、管材５の移動方向と直交する方向へ、１回目に送り込んだそれぞれの管材５の間隔Ｈの半分の長さｈだけ横移動される。

カッター部１が横移動すると、図２ｃに示すように、カッター装置８が前進するとともに、送り出し装置７により２回目の管材５が、ベンダー部２の１回目に送り込まれた奇数ラインの管材５の間の偶数ライン上へ送り込まれる。その際、フォーミングロール１０とクランプダイ１１との間の挿通孔１４は開かれて、２回目の管材５が通過できるように開いた状態となっている。

図２ｄに示すように、２回目の管材５が、１回目に送られている各管材５の間に送り込まれると、クランプダイ１１がフォーミングロール１０の下面へ押し上げられて管材５を挿通凹溝１３ａ、１３ｂの間に締め付け、管材５の切断前に管材５をベンダー部２に確実に固定する。この状態で２回目の管材５がカッター装置８により切断され、カッター装置８は後退する。

このようにして、１回目と２回目の管材がベンダー部２に送り出されると、次に、図４ａ〜図４ｄに示すように、これらの管材５を挟着しているクランプダイ１１とフォーミングロール１０とが回転軸９を軸にして１８０方向へ回転し、管材５をヘアピン状に折り曲げる。

管材５がクランプダイ１１とフォーミングロール１０とに挟着されて１８０度方向へ回転された後は、図４ｄに示すように、クランプダイ１１が開くと同時に製品排出装置が作動して、加工を完了した製品を機外へ排出し、引きつづいてそ、クランプダイ１１とフォーミングロール１０とを折り曲げ逆転０度位置へ戻し、一回の作業工程が終了する。

この発明のヘアピン管材曲げ加工方法及び装置によれば、管材の送り込みと切断を行うカッター部については、カッター部を、管材の送り込み方向が奇数ライン位置から偶数ライン位置へ横移動できるようにするという簡単な補修と、ベンダー部では、フォーミングロール等の曲げ加工治具の個数を、カッター部から送られる管材の間隔Ｈの半分の長さｈとして、２倍に増やすという少額の補修費による補修を行うだけで、既設の管材曲げ加工装置を一挙に１．５から２倍の高稼動率の設備に改修することができるので、既設装置の改修の場合はもとより、新規装置の生産についても現実に実施される確率が高いものと期待される。

ベンダー部に設けられる管材曲げ加工治具の構成を示す斜視図。 ａ、ｂ、ｃ、ｄは、いずれも本発明に係るヘアピン管材曲げ加工装置の構成と工程とを示す平面図。 ａ、ｂは、本発明に係るヘアピン管材曲げ加工装置の構成と工程とを示す側面図 ａ，ｂ，ｃ，ｄは、ベンダー部による曲げ加工工程を示す側面図。

符号の説明

１：カッター部
２：ベンダー部
３：架台
４：台座
５：管材
６：矯正整直装置
７：送り出し装置
８：カッター装置
９：回転軸
１０：フォーミングロール
１１：クランプダイ
１２：プレッシャーダイ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：挿通凹溝
１４：挿通孔
１５：補助クランプ
１６：ブロック
１７ａ、１７ｂ：挿通凹溝
１８：挿通孔
１９：ストッパー

Claims (3)

1. 複数本の管材を並列状態で、整直矯正しつつ送り込み装置によりカッター部内を通して、ベンダー部へ送り込んだ後、前記カッター部により所定の長さに切断して、各管材をＵ字形に折曲げるヘアピン管材の曲げ加工方法において、
   ベンダー部のフォーミングロール、クランプダイ等の曲げ加工治具に設けられる管材の挿通凹溝を、カッター部で一度に切断できる管材の本数の少なくとも倍数とし、
   カッター部で切断される本数の管材を１回目分としてベンダー部へ送り込んだ後、カッター部を、ベンダー部に１回目に配列させた各管材の間隔の半分の長さ分だけ管材の送り方向と直交する方向へ横移動させて、
   １回目にベンダー部へ送り込んだ各管材の間に、カッター部を通して２回目の管材を送り込み、
   １回目と２回目に送り込まれた管材を、同時にＵ字形に折曲げることを特徴とするヘアピン管材の曲げ加工方法。
2. 複数本の管材を並列状態で、整直矯正しつつ送り込み装置によりカッター部内を通して、ベンダー部へ送り込んだ後、前記カッター部により所定の長さに切断して、各管材をＵ字形に折曲げるヘアピン管材の曲げ加工装置において、
   ベンダー部のフォーミングロール、クランプダイ等の曲げ加工治具に設けられる管材の挿通凹溝を、カッター部で一度に切断できる管材の本数の少なくとも倍数とし、
   カッター部が、該カッター部で切断した本数の管材を１回目分としてベンダー部へ送り込んだ後に、ベンダー部へ１回目に配列させた各管材の間隔の半分の長さ分だけ、管材の送り方向と直交する方向へ横移動できるようになっており、
   １回目にベンダー部へ送り込まれた各管材の間に、カッター部を通して２回目の管材が送り込まれ、
   １回目と２回目に送り込まれた管材が、同時にＵ字形に折曲げられることを特徴とするヘアピン管材の曲げ加工装置。
3. ベンダー部における曲げ加工治具の後方位置に、カッター部による１回目の管材の切断、送り出しが完了して送り込まれた管材を、２回目の管材の切断、送り出しが完了するまでの間、ベンダー部に固定させておくための補助クランプを備えている請求項２のヘアピン管材の曲げ加工装置。

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