JP2014168792A - 溝付パイプの製造方法及びその加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図り、バリの発生を抑制し凹溝部の深さ等の微調整や設定をしやすくして多品種少量生産にも適した溝付パイプの製造方法及びその加工装置を提供する。
【解決手段】パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対しロールパンチ３０の揺動軸４６を正対位置Ｃより一側へ偏心した第１偏心位置Ｃ１に移動して揺動し被加工部位Ｐ５に一側方向に傾斜した第１傾斜押圧溝部Ｄ１を形成する第１偏心加工工程と、被加工部位Ｐ５に対し揺動軸４６を第１偏心位置Ｃ１と正対位置Ｃに対して反対側に偏心した第２偏心位置Ｃ２に移動して搖動し被加工部位Ｐ５に第１傾斜押圧溝部Ｄ１と反対側方向に傾斜した第２傾斜押圧溝部Ｄ２を形成する第２偏心加工工程と、被加工部位Ｐ５に対して揺動軸４６を正対位置Ｃに移動して搖動し第１，第２傾斜押圧溝部Ｄ１，Ｄ２の交点Ｄ３を含む被加工部位Ｐ５に正対押圧溝部Ｄ５としての凹溝部Ｄを形成する正対加工工程とを有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、パイプ材表面に凹溝部を形成するための溝付パイプの製造方法及びその加工装置に関する。

例えば、車両用シートのヘッドレストに設けられるヘッドレストステイ等のパイプ材には、その表面に複数の凹溝部が形成されている。パイプ材の表面に複数の凹溝部を形成する場合には、ロールパンチにより押圧加工を行う加工装置が用いられ、例えば、パイプ材からなるヘッドレストステイの加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上記加工装置は、複数個のロールパンチを個別に回転可能としてシャフトに組み付け、パイプ材であるヘッドレストステイに対する干渉量が漸増するように並べたロールパンチ列を形成したロールパンチホルダーを備え、該ロールパンチホルダーに複数組のロールパンチ列を形成し、それぞれのロールパンチ列の軸心をロールパンチホルダーの進退方向にずらして配置するように構成される。この加工装置では、１回のプレスで複数の凹溝部を成形することができるため、加工コストを低減することができる。

しかしながら、従来の加工装置は、１回の試行によりプレス工程が終了することから、大きなバリが発生しやすく、バリの切削工程が必要であるとともに、凹溝部の深さ等の微調整がしにくく、試行錯誤による深さ設定を調節し難いという問題がある。そのため、少品種大量生産には適するものの多品種少量生産に向かなかった。また、プレス圧力が大きくなるため、当該加工装置が大きくなって広い設置スペースが必要になる等の問題があった。

特許第３９２３４４４号公報

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであって、装置の小型化を図るとともに、バリの発生を抑制し凹溝部の深さ等の微調整や設定をしやすくして多品種少量生産にも適した溝付パイプの製造方法及びその加工装置を提供するものである。

すなわち、請求項１の発明は、搖動するロールパンチをパイプ材の管方向と直交する部位に圧接して凹溝部を形成するに際して、前記パイプ材の被加工部位に対し、前記ロールパンチの揺動軸を正対位置より一側へ偏心した第１偏心位置に移動して揺動し、前記被加工部位に一側方向に傾斜した第１傾斜押圧溝部を形成する第１偏心加工工程と、前記被加工部位に対し、前記ロールパンチの揺動軸を前記第１偏心位置と正対位置に対して反対側に偏心した第２偏心位置に移動して搖動し、前記被加工部位に前記第１傾斜押圧溝部と反対側方向に傾斜した第２傾斜押圧溝部を形成する第２偏心加工工程と、前記被加工部位に対して、前記ロールパンチの揺動軸を前記正対位置に移動して搖動し、前記第１傾斜押圧溝部と前記第２傾斜押圧溝部との交点を含む前記被加工部位に正対押圧溝部としての前記凹溝部を形成する正対加工工程とを有することを特徴とする溝付パイプの製造方法に係る。

請求項２の発明は、前記第１偏心加工工程並びに第２偏心加工工程及び正対加工工程の各工程における前記ロールパンチの搖動が複数回にわたって行われる請求項１に記載の溝付パイプの製造方法に係る。

請求項３の発明は、前記ロールパンチの溝付部が複数形成されている請求項１又は２に記載の溝付パイプの製造方法に係る。

請求項４の発明は、パイプ材を固定する固定部と、前記パイプ材の被加工部位に圧接して凹溝部を形成する溝付部を有するロールパンチと、前記パイプ材の前記被加工部位に対向して設けられ前記溝付部が前記パイプ材の管方向と直交するように前記ロールパンチを保持するロールパンチ保持部と、該ロールパンチ保持部に対し前記パイプ材と反対側の端部に設けられた揺動軸とを有する保持ブロックと、前記保持ブロックが前記パイプ材の管方向と直交する方向に揺動可能となるように前記揺動軸を軸支する軸支ブロックと、前記揺動軸を軸中心として前記保持ブロックを介して前記ロールパンチを揺動させるロールパンチ揺動部と、前記軸支ブロックを介して前記揺動軸を前記パイプ材に対し前進させる軸前進部と、前記保持ブロックを介して前記揺動軸を、前記パイプ材の被加工部位に対し正対位置と、該正対位置より一側へ偏心した第１偏心位置と、該第１偏心位置と正対位置に対して反対側に偏心した第２偏心位置との間で移動させる軸移動部とを備えたことを特徴とする溝付パイプの製造装置に係る。

請求項５の発明は、前記軸支ブロックを介して前記揺動軸を前記パイプ材に対し後退させる軸後退部が備えられている請求項４に記載の溝付パイプの製造装置に係る。

請求項６の発明は、前記ロールパンチの溝付部が複数形成されている請求項４又は５に記載の溝付パイプの製造装置に係る。

請求項７の発明は、前記固定部には、前記パイプ材の前被加工部位に相当する位置に加工用開口部が形成されているとともに、該加工用開口部を前記パイプ材の管方向と直交する方向に通過するあそび溝部が形成されている請求項４ないし６のいずれか１項に記載の溝付パイプの製造装置に係る。

請求項８の発明は、前記軸支ブロックに受圧傾斜部が形成され、前記前進駆動部には前記受圧傾斜部と対応する侵入傾斜部が形成されている請求項４ないし７のいずれか１項に記載の溝付パイプの製造装置に係る。

請求項１の発明に係る溝付パイプの製造方法は、搖動するロールパンチをパイプ材の管方向と直交する部位に圧接して凹溝部を形成するに際して、前記パイプ材の被加工部位に対し、前記ロールパンチの揺動軸を正対位置より一側へ偏心した第１偏心位置に移動して揺動し、前記被加工部位に一側方向に傾斜した第１傾斜押圧溝部を形成する第１偏心加工工程と、前記被加工部位に対し、前記ロールパンチの揺動軸を前記第１偏心位置と正対位置に対して反対側に偏心した第２偏心位置に移動して搖動し、前記被加工部位に前記第１傾斜押圧溝部と反対側方向に傾斜した第２傾斜押圧溝部を形成する第２偏心加工工程と、前記被加工部位に対して、前記ロールパンチの揺動軸を前記正対位置に移動して搖動し、前記第１傾斜押圧溝部と前記第２傾斜押圧溝部との交点を含む前記被加工部位に正対押圧溝部としての前記凹溝部を形成する正対加工工程とを有するため、バリの発生を抑制し、凹溝部の深さ等の微調整や設定をしやすくなって、多品種少量生産に適したした溝付パイプを容易に製造することが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記第１偏心加工工程並びに第２偏心加工工程及び正対加工工程の各工程における前記ロールパンチの搖動が複数回にわたって行われるため、凹溝部の深さの微調整がさらに容易となるとともに、加工時の急激な変形を抑制して加工精度を向上させることができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記ロールパンチの溝付部が複数形成されているため、パイプ材に複数の凹溝部を一括して形成することが可能となる。

請求項４の発明に係る溝付パイプの製造装置は、パイプ材を固定する固定部と、前記パイプ材の被加工部位に圧接して凹溝部を形成する溝付部を有するロールパンチと、前記パイプ材の前記被加工部位に対向して設けられ前記溝付部が前記パイプ材の管方向と直交するように前記ロールパンチを保持するロールパンチ保持部と、該ロールパンチ保持部に対し前記パイプ材と反対側の端部に設けられた揺動軸とを有する保持ブロックと、前記保持ブロックが前記パイプ材の管方向と直交する方向に揺動可能となるように前記揺動軸を軸支する軸支ブロックと、前記揺動軸を軸中心として前記保持ブロックを介して前記ロールパンチを揺動させるロールパンチ揺動部と、前記軸支ブロックを介して前記揺動軸を前記パイプ材に対し前進させる軸前進部と、前記保持ブロックを介して前記揺動軸を、前記パイプ材の被加工部位に対し正対位置と、該正対位置より一側へ偏心した第１偏心位置と、該第１偏心位置と正対位置に対して反対側に偏心した第２偏心位置との間で移動させる軸移動部とを備えたため、バリの発生を抑制し、凹溝部の深さ等の微調整や設定をしやすくなって多品種少量生産に適するとともに、装置の小型化を実現することができる。

請求項５の発明は、前記軸支ブロックを介して前記揺動軸を前記パイプ材に対し後退させる軸後退部が備えられているため、ロールパンチのパイプ材への圧接を簡易に解除することができる。

請求項６の発明は、請求項４又は５において、前記ロールパンチの溝付部が複数形成されているため、パイプ材に複数の凹溝部を一括して形成することが可能となる。

請求項７の発明は、請求項４ないし６において、前記固定部には、前記パイプ材の前被加工部位に相当する位置に加工用開口部が形成されているとともに、該加工用開口部を前記パイプ材の管方向と直交する方向に通過するあそび溝部が形成されているため、パイプ材を確実に固定した状態で被加工部位に対してロールパンチの溝付部を圧接させることが可能となるとともに、ロールパンチと固定部との不要な接触を回避することができる。

請求項８の発明は、請求項４ないし７において、前記軸支ブロックに受圧傾斜部が形成され、前記軸前進部には前記受圧傾斜部と対応する侵入傾斜部が形成されているため、小さい圧力でロールパンチをパイプ材に圧接させることが可能となるとともに、凹溝部の深さの微調整が容易となる。

本発明の一実施例に係るパイプ材の加工装置の側面図である。 ロールパンチが上方へ揺動した状態を表したパイプ材の加工装置の側面図である。 ロールパンチが下方へ揺動した状態を表したパイプ材の加工装置の側面図である。 揺動軸を第１偏心位置へ移動させた状態を表したパイプ材の加工装置の側面図である。 揺動軸を第２偏心位置へ移動させた状態を表したパイプ材の加工装置の側面図である。 揺動軸が後退した状態を表したパイプ材の加工装置の側面図である。 図１のパイプ材の加工装置の上面図である。 溝付パイプの斜視図である。 パイプ材の加工工程の概念図である。 パイプ材の加工時の変形状態を表した概念図である。 固定部の正面図である。 ロールパンチの平面図である。 パイプ材とロールパンチとの位置関係を表す概略斜視図である。

図１〜図７に示す本発明の一実施例に係る溝付パイプＰ１０の加工装置１０は、搖動するロールパンチ３０をパイプ材Ｐの管方向と直交する部位に圧接して凹溝部Ｄを形成するための装置であって、第１偏心加工工程と、第２偏心加工工程と、正対加工工程とが行われる。

溝付パイプＰ１０は、図８に示すように、折曲げ加工等により適宜の形状に形成された金属製のパイプ材Ｐからなり、凹溝部Ｄを有する。実施例の溝付パイプＰ１０は、自動車用シートのヘッドレストステイであって、ヘッドレストステイ本体部Ｐ１と、ヘッドレストステイ本体部Ｐ１の両端に形成された２本の差込部Ｐ２，Ｐ３と、一側の差込部Ｐ２に形成された凹溝部Ｄとを有する。ヘッドレストステイ本体部Ｐ１は、単一の金属製パイプ材Ｐの両端（差込部Ｐ２，Ｐ３）が略同一方向へ延出するように折曲げ加工された適宜の形状からなり、例えば、略Ｕ字状に形成される。差込部Ｐ２，Ｐ３は、図示しない自動車用シートのシートバックの穴部に差し込まれることにより、シートバックとヘッドレストとを連結させる。凹溝部Ｄは、シートバックの穴部に係合してヘッドレストを固定するとともに、シートバックに連結されたヘッドレストの高さを調節可能とするものであり、差込部Ｐ２に複数形成される。凹溝部Ｄの数は特に限定されないが、例えば３〜４個である。なお、図中の符号Ｐ４は図示しないヘッドレストに埋設される屈曲部、Ｐ５は凹溝部Ｄが形成される被加工部位である。

第１偏心加工工程は、図９（ａ），図１０（ａ）に示すように、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対し、ロールパンチ３０の揺動軸４６を正対位置Ｃより一側へ偏心した第１偏心位置Ｃ１に移動して揺動し、被加工部位Ｐ５に一側方向に傾斜した第１傾斜押圧溝部Ｄ１を形成する工程である。

第２偏心加工工程は、図９（ｂ），図１０（ｂ）に示すように、被加工部位Ｐ５に対し、ロールパンチ３０の揺動軸４６を第１偏心位置Ｃ１と正対位置Ｃに対して反対側に偏心した第２偏心位置Ｃ２に移動して搖動し、被加工部位Ｐ５に第１傾斜押圧溝部Ｄ１と反対側方向に傾斜した第２傾斜押圧溝部Ｄ２を形成する工程である。

正対加工工程は、図９（ｃ），図１０（ｃ）、被加工部位Ｐ５に対して、ロールパンチ３０の揺動軸４６を正対位置Ｃに移動して搖動し、第１傾斜押圧溝部Ｄ１と第２傾斜押圧溝部Ｄ２との交点Ｄ３を含む被加工部位Ｐ５に正対押圧溝部Ｄ５としての凹溝部Ｄを形成する工程である。

上記第１偏心加工工程並びに第２偏心加工工程及び正対加工工程の各工程におけるロールパンチ３０の搖動は、パイプ材Ｐの材質や厚さ、形成する凹溝部Ｄの深さ等に応じて複数回にわたって行われる。

また、図１２，１３に示すように、ロールパンチ３０には、パイプ材Ｐに複数の凹溝部Ｄを一括して形成するために、溝付部３５が複数形成されている。

次に、パイプ材Ｐの加工方法の好ましい実施例をパイプ材Ｐの加工装置１０とともに具体的に説明する。図１〜図７に示すパイプ材Ｐの加工装置１０は、固定部２０と、ロールパンチ３０と、保持ブロック４０と、軸支ブロック５０と、ロールパンチ揺動部６０と、軸前進部７０と、軸移動部８０とを備える。図において、符号１１は固定台１１Ａに対し可動台１１Ｂが移動可能に連結された基台である。

固定部２０は、図１〜図７に示すように、基台１１の固定台１１Ａ側に配置され、パイプ材Ｐを固定する。実施例の固定部２０は、図１１，１３に示すように、下側固定部材２２と上側固定部材２３とによってヘッドレストステイであるパイプ材Ｐの各差込部Ｐ２，３を掴持して固定するクランプ部材２１からなる。特に、凹溝部Ｄが形成される差込部Ｐ２を固定するクランプ部材２１Ａでは、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に相当する位置に凹溝部Ｄよりわずかに大きく開口された加工用開口部２５が形成されるとともに、加工用開口部２５をパイプ材Ｐの管方向と直交する方向に通過するあそび溝部２６が形成される。このように、固定部２０においてパイプ材Ｐの差込部Ｐ２，３を掴持して固定することにより、加工時にパイプ材Ｐに曲がり等の欠陥が発生することを抑制することができる。なお、図中の符号２４は、上側固定部材２３を進退させるシリンダ部である。

ロールパンチ３０は、図１，７，１２，１３に示すように、円筒状の本体部３１と、該本体部３１の円周方向に突条に設けられ固定部２０に固定されたパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に圧接して凹溝部Ｄを形成する溝付部３５とを有する。溝付部３５は、パイプ材Ｐに複数の凹溝部Ｄを一括して形成するために、凹溝部Ｄの数に対応して複数形成される。また、溝付部３５は、その形状を適宜変更することで、凹溝部Ｄの形状を任意に形成することが可能となる。なお、図の符号３２は各溝付部３５間の外周径を縮小して形成された谷部、３３はロール軸である。

保持ブロック４０は、図１〜図７に示すように、ロールパンチ保持部４５と、揺動軸４６とを有する。ロールパンチ保持部４５は、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対向して設けられ、溝付部３５がパイプ材Ｐの管方向と直交するようにロールパンチ３０を保持する。特に、ロール軸３３を回転自在に軸支することで、ロールパンチ３０のパイプ材Ｐとの圧接時の摩擦による削れを抑制することができる。また、揺動軸４６は、ロールパンチ保持部４５に対しパイプ材Ｐと反対側の端部４２に設けられる。図において、符号４１はパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５側でない差込部Ｐ３との衝突を回避するために側面視略Ｕ字状に形成されたブロック本体、４３はブロック本体４１のパイプ材Ｐ側に設けられた後述するロールパンチ揺動部６０が連結される連結部である。

軸支ブロック５０は、図１〜図７に示すように、保持ブロック４０がパイプ材Ｐの管方向と直交する方向に揺動可能となるように揺動軸４６を軸支する。この軸支ブロック５０は、図示しないレール部材等により、基台１１の可動台１１Ｂ上に移動可能に設置される。各図において、符号５１はブロック本体、５２はパイプ材Ｐと反対側の側面に下方へ広がるように傾斜して形成された受圧傾斜部である。

ロールパンチ揺動部６０は、図１〜図６に示すように、揺動軸４６を軸中心として保持ブロック４０を介してロールパンチ３０を揺動させる。このロールパンチ揺動部６０は、シリンダ装置やサーボモータ等の適宜の駆動手段により構成される。実施例のロールパンチ揺動部６０は、基台１１の可動台１１Ｂに固定された支持部６１と、該支持部６１にロールパンチ３０の揺動方向と同一方向に回動自在に支持されてロッド部６３を進退させるシリンダ装置６２と、ロッド部６３の先端に設けられ保持ブロック４０の連結部４３にシリンダ装置６２と同一方向に回動自在に連結された連結軸部６４とを有する。このロールパンチ揺動部６０では、シリンダ装置６２が支持部６１により回動自在に支持され、かつ、連結軸部６４が連結部４３により回動自在に連結されていることにより、ロッド部６３を進退させた際にロールパンチ３０の揺動にあわせてシリンダ装置６２と連結軸部６４とが適宜回動するため、円滑な作動が可能となる。このように、ロールパンチ揺動部６０は、ロールパンチ３０（保持ブロック４０）の揺動方向に対して一側のみに配置して揺動させることが可能となるため、繁雑な構成が不要となって当該装置１０の小型化を図ることができる。

軸前進部７０は、図１〜図７に示すように、軸支ブロック５０を介して揺動軸４６をパイプ材Ｐに対し前進させる。軸前進部７０は、基台１１の可動台１１Ｂ上部に設置され、サーボモータ等からなる駆動部７１と、軸支ブロック５０の受圧傾斜部５２と対応する侵入傾斜部７４が形成され駆動部７１によりロッド部７２を介して上下方向に進退する前進作用部７３とを有する。この軸前進部７０では、侵入傾斜部７４と軸支ブロック５０の受圧傾斜部５２とを当接させ、前進作用部７３を下方へ前進させることにより、侵入傾斜部７４が受圧傾斜部５２を押圧して軸支ブロック５０をパイプ材Ｐ側へ前進させる。これにより、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６が保持ブロック４０とともにパイプ材Ｐに対し前進し、ロールパンチ保持部４５に保持されたロールパンチ３０をパイプ材Ｐに対して前進させ、圧接させることができる。

このように、前進作用部７３を下方へ前進させて侵入傾斜部７４により軸支ブロック５０の受圧傾斜部５２を押圧して揺動軸４６をパイプ材Ｐに対し前進させるようにすれば、軸支ブロック５０の前進方向に対し直角方向に軸前進部７０が配置されるとともに、小さい圧力でロールパンチ３０をパイプ材Ｐに圧接させることが可能となり、当該装置１０の小型化を図ることができる。また、揺動軸４６とパイプ材Ｐとの距離を任意に調節することができるため、ロールパンチ３０のパイプ材Ｐへの当たりを自在に設定できて凹溝部Ｄの深さの微調整が容易となる。

軸移動部８０は、図１〜図７に示すように、保持ブロック４０を介して揺動軸４６を、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対し正対位置Ｃと、該正対位置Ｃより一側へ偏心した第１偏心位置Ｃ１と、該第１偏心位置Ｃ１と正対位置Ｃに対して反対側に偏心した第２偏心位置Ｃ２との間で移動させる。軸移動部８０は、パイプ材Ｐの管方向と直交する方向に延接された移動台８１と、移動台８１に取り付けられたシリンダ装置やサーボモータ等からなる駆動部８２と、基台１１の可動台１１Ｂに取り付けられ駆動部８２によりロッド部８３を介して上下方向に進退して可動台１１Ｂを移動させる移動部材８４とを有する。この軸移動部８０では、駆動部８２により移動部材８４を介して基台１１の可動台１１Ｂとともに該可動台１１Ｂに設置された軸支ブロック５０を進退させて、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６を正対位置Ｃと、第１偏心位置Ｃ１と、第２偏心位置Ｃ２との間で移動させる。なお、実施例において、第１偏心位置Ｃ１は、正対位置Ｃに対して上方へ移動した位置であり、第１偏心位置Ｃ１は、正対位置Ｃに対して下方へ移動した位置である。

また、当該加工装置１０では、図１〜図７に示すように、軸支ブロック５０を介して揺動軸４６をパイプ材Ｐに対し後退させる軸後退部９０が備えられている。軸後退部９０としては、パイプ材Ｐに対し後退方向へ付勢するバネや錘等の付勢手段や、シリンダ装置やサーボモータ等の駆動手段等が適宜用いられる。実施例の軸後退部９０としてはシリンダ装置９１が用いられ、図６に示すように、軸前進部７０により前進作用部７３が上方へ後退した際に、軸支ブロック５０をパイプ材Ｐから遠ざかる方向へ後退させる。これにより、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６がパイプ材Ｐに対し後退し、ロールパンチ保持部４５に保持されたロールパンチ３０のパイプ材Ｐへの圧接を簡易に解除することができる。なお、図中の符号９２は軸支ブロック５０に接続されてシリンダ装置９１により進退するロッド部である。

次に、当該加工装置１０を用いた溝付パイプＰ１０の製造方法について具体的に説明する。まず、図６に示すように、軸前進部７０の前進作用部７３が後退位置（図の上方側）とされ、かつ、軸後退部９０により軸支ブロック５０が後退位置（図の左側）とされた状態で、固定部２０にパイプ材Ｐが固定される。この時、保持ブロック４０のロールパンチ保持部４５に保持されたロールパンチ３０は、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対向して配置される。

ここで、図４，図９（ａ），図１０（ａ）に示すように、軸移動部８０の駆動部８２により移動部材８４を介して基台１１の可動台１１Ｂとともに該可動台１１Ｂに設置された軸支ブロック５０を一側（図の上方側）へ移動させ、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６を正対位置Ｃより一側（上方側）へ偏心した第１偏心位置Ｃ１に移動させる。そして、ロールパンチ揺動部６０のシリンダ装置６２によりロッド部６３を進退させて、第１偏心位置Ｃ１の揺動軸４６を軸中心として保持ブロック４０を介してロールパンチ３０を揺動させる。加えて、軸前進部７０の駆動部７１により前進作用部７３を下方側へ前進させて軸支ブロック５０をパイプ材Ｐ側へ押圧し、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６を保持ブロック４０とともにパイプ材Ｐに対し前進させる。

上記のように、第１偏心位置Ｃ１の揺動軸４６を軸中心としてパイプ材Ｐ側へ前進しつつ揺動するロールパンチ３０は、図９（ａ），図１０（ａ）に示すように、パイプ材の被加工部位Ｐ５に対して、正対位置Ｃより一側位置（上方位置）から反対側（下方側）へ向けて円弧状に揺動する揺動軌跡Ｔ１に沿って圧接される。これにより、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５には、一側（上方側）に傾斜した第１傾斜押圧溝部Ｄ１が形成される。以上が第１偏心加工工程に相当する。

次に、図５，図９（ｂ），図１０（ｂ）に示すように、軸移動部８０の駆動部８２により移動部材８４を介して基台１１の可動台１１Ｂとともに該可動台１１Ｂに設置された軸支ブロック５０を反対側（下方側）へ移動させ、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６を正対位置Ｃより反対側（下方側）へ偏心した第２偏心位置Ｃ２に移動させる。そして、ロールパンチ揺動部６０のシリンダ装置６２によりロッド部６３を進退させて、第２偏心位置Ｃ２の揺動軸４６を軸中心として保持ブロック４０を介してロールパンチ３０を揺動させる。加えて、軸前進部７０の駆動部７１により前進作用部７３を下方側へ前進させて軸支ブロック５０をパイプ材Ｐ側へ押圧し、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６を保持ブロック４０とともにパイプ材Ｐに対し前進させる。

上記のように、第２偏心位置Ｃ２の揺動軸４６を軸中心としてパイプ材Ｐ側へ前進しつつ揺動するロールパンチ３０は、図９（ｂ），図１０（ｂ）に示すように、パイプ材の被加工部位Ｐ５に対して、正対位置Ｃより反対側位置（下方位置）から一側（上方側）へ向けて円弧状に揺動する揺動軌跡Ｔ２に沿って圧接される。そのため、ロールパンチ３０が圧接されたパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５の反対側（下方側）端部は、ロールパンチ３０の揺動方向（揺動軌跡Ｔ２方向）、すなわち被加工部位Ｐ５の一側方向（上方側方向）へ押し込まれてバリの発生が抑制される。特に、第１偏心加工工程を行った際に第１傾斜押圧溝部Ｄ１の反対側（下方側）端部にバリが発生していた場合であっても、ロールパンチ３０によってそのバリを押し潰しながら被加工部位Ｐ５の反対側（下方側）端部を一側方向（上方側方向）へ押し込むことができる。これにより、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５には、第１傾斜押圧溝部Ｄ１と反対側方向に傾斜した第２傾斜押圧溝部Ｄ２が形成される。その際、第１傾斜押圧溝部Ｄ１と第２傾斜押圧溝部Ｄ２が被加工部位Ｐ５の正対位置Ｃ近傍で交差して、その交点Ｄ３が突状に形成される。以上が第２偏心加工工程に相当する。

続いて、図１〜３，図９（ｃ），図１０（ｃ）に示すように、軸移動部８０の駆動部８２により移動部材８４を介して基台１１の可動台１１Ｂとともに該可動台１１Ｂに設置された軸支ブロック５０を一側（上方側）へ移動させ、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６を正対位置Ｃに移動させる。そして、ロールパンチ揺動部６０のシリンダ装置６２によりロッド部６３を進退させて、正対位置Ｃの揺動軸４６を軸中心として保持ブロック４０を介してロールパンチ３０を揺動させる。加えて、軸前進部７０の駆動部７１により前進作用部７３を下方側へ前進させて軸支ブロック５０をパイプ材Ｐ側へ押圧し、軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６を保持ブロック４０とともにパイプ材Ｐに対し前進させる。

上記のように、正対位置Ｃの揺動軸４６を軸中心としてパイプ材Ｐ側へ前進しつつ揺動するロールパンチ３０は、図９（ｃ），図１０（ｃ）に示すように、パイプ材の被加工部位Ｐ５に対して、正対位置Ｃにおいて円弧状に揺動する揺動軌跡Ｔ３に沿って圧接される。これにより、第１傾斜押圧溝部Ｄ１と第２傾斜押圧溝部Ｄ２との交点Ｄ３を含む被加工部位Ｐ５では、突状に形成された交点Ｄ３がロールパンチ３０に押し潰されて、正対押圧溝部Ｄ５としての凹溝部Ｄが形成される。以上が正対加工工程に相当する。

凹溝部Ｄを形成した後、軸前進部７０の駆動部７１により前進作用部７３を上方側へ後退させるとともに、軸後退部９０のシリンダ装置９１により軸支ブロック５０を介して該軸支ブロック５０が軸支する揺動軸４６をパイプ材Ｐに対し後退させて、ロールパンチ保持部４５に保持されたロールパンチ３０をパイプ材Ｐから離隔させる。そして、固定部２０によるパイプ材Ｐの固定が解除されて、凹溝部Ｄが形成された溝付パイプＰ１０が得られる。

このように、第１傾斜押圧溝部Ｄ１は、第１偏心加工工程において正対位置Ｃより一側位置（上方位置）から反対側（下方側）へ向けて圧接されて形成されるため、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５の一側（上方）に傾斜した形状となり、凹溝部Ｄの一側端部（上方端部）におけるバリの発生を抑制することができる。同様に、第２傾斜押圧溝部Ｄ２は、第２偏心加工工程において正対位置Ｃより反対側位置（下方位置）から一側（上方側）へ向けて圧接されて形成されるため、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５の反対側（下方）に傾斜した形状となり、凹溝部Ｄの反対側端部（下方端部）におけるバリの発生を抑制することができる。従って、凹溝部Ｄの両端においてバリの発生が抑制される。

さらに、正対押圧溝部Ｄ５は、正対加工工程において正対位置Ｃから第１傾斜押圧溝部Ｄ１と第２傾斜押圧溝部Ｄ２とを形成した際に生じた突状の交点Ｄ３が押し潰されて形成されるため、凹溝部Ｄの内側部分におけるバリの発生を抑制することができる。従って、凹溝部Ｄの両端及び内側のいずれにおいてもバリが発生しにくくなり、バリが発生した場合であっても突起を小さくすることができる。そのため、押し込み等により容易にバリを埋没させることが可能となり、バリの切削工程の省略をすることができる。

また、パイプ材Ｐに対してロールパンチ３０を圧接させる際には、ロールパンチ３０の溝付部３５がパイプ材Ｐを固定する固定部２０のクランプ部材２１Ａに近接する。そこで、クランプ部材２１Ａのパイプ材Ｐの管方向と直交する方向、すなわち、ロールパンチ３０の揺動方向にあそび溝部２６を形成することにより、ロールパンチ３０の溝付部３５があそび溝部２６内を通過して揺動することとなり、ロールパンチ３０と固定部２０のクランプ部材２１Ａとの不要な接触を回避することができる。

さらに、クランプ部材２１のパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に相当する位置に加工用開口部２５が形成されていることにより、パイプ材Ｐの差込部Ｐ２は被加工部位Ｐ５のみが露出した状態で掴持されている。そのため、パイプ材Ｐの差込部Ｐ２を確実に固定した状態で、被加工部位Ｐ５に対してロールパンチ３０の溝付部３５を圧接させることが可能となる。

当該加工方法では、パイプ材Ｐの材質や厚さ、形成する凹溝部Ｄの深さ等に応じて、第１偏心加工工程並びに第２偏心加工工程及び正対加工工程の各工程におけるロールパンチ３０の搖動が複数回にわたって行われる。例えば、ロールパンチ３０の揺動回数が２回である場合、まず、前記と同様の手順で第１偏心加工工程、第２偏心加工工程、正対加工工程をそれぞれ実行した後、再度第１偏心加工工程から順に各工程が実行される。また、ロールパンチ３０の揺動回数を３回以上とする場合も、同様に第１偏心加工工程、第２偏心加工工程、正対加工工程をそれぞれ実行した後に第１偏心加工工程から順に各工程を実行し、以後同様の手順が必要回数繰り返し実行される。

このように、各工程におけるロールパンチ３０の揺動を複数回にわたって行うことにより、凹溝部Ｄの深さを徐々に深く形成することができる。そのため、凹溝部Ｄの深さの微調整が容易であるとともに、凹溝部Ｄの形成時にパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５の急激な変形を抑制して加工精度を向上させることができる。なお、ロールパンチ３０の１回の揺動により形成される凹溝部Ｄの深さは、軸前進部７０により揺動軸４６とパイプ材Ｐとの距離を適宜調節することによって、細かな制御を容易に行うことができる。

以上図示し説明したように、本発明の溝付パイプＰ１０の加工方法では、搖動するロールパンチ３０をパイプ材Ｐの管方向と直交する部位Ｐ５に圧接して凹溝部Ｄを形成するに際して、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対し、ロールパンチ３０の揺動軸４６を正対位置Ｃより一側へ偏心した第１偏心位置Ｃ１に移動して揺動し、被加工部位Ｐ５に一側方向に傾斜した第１傾斜押圧溝部Ｄ１を形成する第１偏心加工工程と、被加工部位Ｐ５に対し、揺動軸４６を第１偏心位置Ｃ１と正対位置Ｃに対して反対側に偏心した第２偏心位置Ｃ２に移動して搖動し、被加工部位Ｐ５に第１傾斜押圧溝部Ｄ１と反対側方向に傾斜した第２傾斜押圧溝部Ｄ２を形成する第２偏心加工工程と、被加工部位Ｐ５に対して、揺動軸４６を正対位置Ｃに移動して搖動し、第１傾斜押圧溝部Ｄ１と第２傾斜押圧溝部Ｄ２との交点Ｄ３を含む被加工部位Ｐ５に正対押圧溝部Ｄ５としての凹溝部Ｄを形成する正対加工工程とを有するため、バリの発生が抑制されてバリの切削工程が不要となって作業効率を向上させることができる。特に、ロールパンチ３０の溝付部３５を複数形成すれば、ヘッドレストステイに複数の凹溝部を一括して形成することが可能となり、より作業効率を向上させることができる。

また、第１偏心加工工程並びに第２偏心加工工程及び正対加工工程の各工程におけるロールパンチ３０の搖動を複数回にわたって行うようにすることで、凹溝部Ｄの深さの微調整が容易となるとともに、凹溝部Ｄの形成時にパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５の急激な変形を抑制して加工精度を向上させることができる。

さらに、本発明の溝付パイプＰ１０の加工装置１０では、保持ブロック４０のロールパンチ保持部４５においてロールパンチ３０をパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対向して保持し、軸移動部８０により保持ブロック４０を介して揺動軸４６をパイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に対し正対位置Ｃと該正対位置Ｃより一側へ偏心した第１偏心位置Ｃ１と該第１偏心位置Ｃ１と正対位置Ｃに対して反対側に偏心した第２偏心位置Ｃ２との間で移動させて、ロールパンチ揺動部６０により揺動軸４６を軸中心として保持ブロック４０を介してロールパンチ３０をパイプ材Ｐの管方向と直交する方向に揺動させ、軸前進部７０により軸支ブロック５０を介して揺動軸４６をパイプ材Ｐに対し前進させるため、比較的小さい圧力で凹溝部Ｄを形成することが可能となって装置の小型化を図ることができるとともに、バリの発生が抑制されてバリの切削工程が不要となって作業効率を向上させることができる。特に、ロールパンチ３０の溝付部３５を複数形成すれば、ヘッドレストステイに複数の凹溝部を一括して形成することが可能となり、より作業効率を向上させることができる。

また、軸前進部７０により軸支ブロック５０を介して揺動軸４６とパイプ材Ｐとの距離を自在に設定することが可能であるため、パイプ材Ｐに形成される凹溝部Ｄの深さの微調整が可能となる。そのため、パイプ材Ｐの材質や厚み等に応じた凹溝部Ｄの深さを細やかに制御することが可能となり、多品種少量生産に最適である。特に、軸支ブロック５０に受圧傾斜部５２を形成し、軸前進部７０に受圧傾斜部５２と対応する侵入傾斜部７４を形成して、軸前進部７０により揺動軸４６を前進させるようにすれば、小さい圧力でロールパンチ３０をパイプ材Ｐに圧接させることが可能となって、装置をより小さくすることが可能となるとともに、凹溝部Ｄの深さの微調整が容易となる。

さらに、軸支ブロック５０を介して揺動軸４６をパイプ材Ｐに対し後退させる軸後退部８０を備えることにより、ロールパンチ３０のパイプ材Ｐへの圧接を簡易に解除することができる。

加えて、固定部２０に、パイプ材Ｐの被加工部位Ｐ５に相当する位置に加工用開口部２５を形成するとともに、該加工用開口部２５をパイプ材Ｐの管方向と直交する方向に通過するあそび溝部２６を形成すれば、パイプ材Ｐを確実に固定した状態で被加工部位Ｐ５に対してロールパンチ３０の溝付部３５を圧接させることが可能となるとともに、ロールパンチ３０と固定部２０との不要な接触を回避することができる。

なお、本発明の溝付パイプの加工方法及びその加工装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。実施例では、ロールパンチの揺動方向を上下方向としたが、パイプ材の管方向と直交する方向であれば揺動方向は特に限定されない。例えば、パイプ材の管方向を上下方向とすれば、ロールパンチの揺動方向は左右方向（横方向）である。その際、揺動軸を移動させる軸移動部の進退方向も同様に左右方向（横方向）とされる。

１０ 溝付パイプの加工装置
２０ 固定部
３０ ロールパンチ
３５ 溝付部
４０ 保持ブロック
４５ ロールパンチ保持部
４６ 揺動軸
５０ 軸支ブロック
６０ ロールパンチ揺動部
７０ 軸前進部
８０ 軸移動部
９０ 軸後退部
Ｃ 正対位置
Ｃ１ 第１偏心位置
Ｃ２ 第２偏心位置
Ｄ 凹溝部
Ｄ１ 第１傾斜押圧溝部
Ｄ２ 第２傾斜押圧溝部
Ｄ３ 第１傾斜押圧溝部と第２傾斜押圧溝部との交点
Ｄ５ 正対押圧溝部
Ｐ パイプ材
Ｐ５ 被加工部位
Ｐ１０ 溝付パイプ

Claims (8)

1. 搖動するロールパンチをパイプ材の管方向と直交する部位に圧接して凹溝部を形成するに際して、
   前記パイプ材の被加工部位に対し、前記ロールパンチの揺動軸を正対位置より一側へ偏心した第１偏心位置に移動して揺動し、前記被加工部位に一側方向に傾斜した第１傾斜押圧溝部を形成する第１偏心加工工程と、
   前記被加工部位に対し、前記ロールパンチの揺動軸を前記第１偏心位置と正対位置に対して反対側に偏心した第２偏心位置に移動して搖動し、前記被加工部位に前記第１傾斜押圧溝部と反対側方向に傾斜した第２傾斜押圧溝部を形成する第２偏心加工工程と、
   前記被加工部位に対して、前記ロールパンチの揺動軸を前記正対位置に移動して搖動し、前記第１傾斜押圧溝部と前記第２傾斜押圧溝部との交点を含む前記被加工部位に正対押圧溝部としての前記凹溝部を形成する正対加工工程
   とを有することを特徴とする溝付パイプの製造方法。
2. 前記第１偏心加工工程並びに第２偏心加工工程及び正対加工工程の各工程における前記ロールパンチの搖動が複数回にわたって行われる請求項１に記載の溝付パイプの製造方法。
3. 前記ロールパンチの溝付部が複数形成されている請求項１又は２に記載の溝付パイプの製造方法。
4. パイプ材を固定する固定部と、
   前記パイプ材の被加工部位に圧接して凹溝部を形成する溝付部を有するロールパンチと、
   前記パイプ材の前記被加工部位に対向して設けられ前記溝付部が前記パイプ材の管方向と直交するように前記ロールパンチを保持するロールパンチ保持部と、該ロールパンチ保持部に対し前記パイプ材と反対側の端部に設けられた揺動軸とを有する保持ブロックと、
   前記保持ブロックが前記パイプ材の管方向と直交する方向に揺動可能となるように前記揺動軸を軸支する軸支ブロックと、
   前記揺動軸を軸中心として前記保持ブロックを介して前記ロールパンチを揺動させるロールパンチ揺動部と、
   前記軸支ブロックを介して前記揺動軸を前記パイプ材に対し前進させる軸前進部と、
   前記保持ブロックを介して前記揺動軸を、前記パイプ材の被加工部位に対し正対位置と、該正対位置より一側へ偏心した第１偏心位置と、該第１偏心位置と正対位置に対して反対側に偏心した第２偏心位置との間で移動させる軸移動部
   とを備えたことを特徴とする溝付パイプの製造装置。
5. 前記軸支ブロックを介して前記揺動軸を前記パイプ材に対し後退させる軸後退部が備えられている請求項４に記載の溝付パイプの製造装置。
6. 前記ロールパンチの溝付部が複数形成されている請求項４又は５に記載の溝付パイプの製造装置。
7. 前記固定部には、前記パイプ材の前被加工部位に相当する位置に加工用開口部が形成されているとともに、該加工用開口部を前記パイプ材の管方向と直交する方向に通過するあそび溝部が形成されている請求項４ないし６のいずれか１項に記載の溝付パイプの製造装置。
8. 前記軸支ブロックに受圧傾斜部が形成され、前記前進駆動部には前記受圧傾斜部と対応する侵入傾斜部が形成されている請求項４ないし７のいずれか１項に記載の溝付パイプの製造装置。

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