JP2018023995A - 長尺体用のベンダー - Google Patents

Abstract

【課題】パイプなどの長尺体を異なる方向に連続して曲げることが可能なベンダーを備えたベンダー装置の提供を図る。
【解決手段】
長尺体ｔに対する第１加工部１２と第２加工部２２とを備え、第１加工部１２に対して第２加工部２２を相対的に移動させることによって、曲げ加工を施す。第１加工部１２は第１軸１１に設けられ、第２加工部２２は第２軸２１に設けられる。第１軸１１を中心に、第２加工部２２を一方向に公転させ且つ一方向に自転させる一方側駆動状態と、第２軸２１を中心に、第１加工部１２を他方向に公転させ且つ他方向に自転させる他方側駆動状態との２つの駆動状態が選択的に行われる。公転の方向と同方向にその公転の回転角速度よりも大きな回転角速度によって上記の各自転がなされる。
【選択図】図２

Description

本発明は、パイプなどの長尺体に対して曲げ加工を施すベンダー装置に関するものである。

金属製パイプや線材などに代表される長尺体の両端にベンダー装置を配置し、同ベンダー装置同士を接近させながらパイプの複数箇所に多種多様な方向で曲げ加工を施すことができるものにつては、特許文献１〜３に示されるように種々提案されている。
また、特許文献４にあっては、第１のベンダー装置でパイプを把持して加工している間にパイプを軸方向に移動させ、その後に、第２のベンダー装置でパイプを把持して加工している間にパイプを軸方向に移動させると言うように、第１と第２のベンダー装置による曲げ加工とパイプの移動を、交互に行うものが提案されている。

ところが、従来のベンダー装置にあっては、一つのベンダーに関しては、パイプを曲げる方向が一方に限定されている。その結果、パイプを異なる方向に連続して曲げることが困難であった。

特公平０５−０１３０１１号公報 特公平０５−０１３０１２号公報 特許第４７６１３６９号公報 特開２０１４−２４００９１号公報

本発明が解決しようとする課題は、パイプなどの長尺体を異なる方向に連続して曲げることが可能なベンダーを備えたベンダー装置の提供を図ることにある。
特に、今日ベンダー装置に要求される加工は、一つの長尺体に対して数十箇所に曲げ加工を施すと共に、各曲げ加工の位置精度誤差が１ｍｍ以下であることが求められる。

そこで、本発明は、長尺体について何十箇所などの多数の位置で曲げ加工を行う際にあっても、曲げ位置のずれを抑制することができたり、或いは、長尺体の表面に対して傷をつけるおそれを低減することができたりするなど、有利の効果を発揮し得る新たな構造のベンダー装置の提供を図らんとするものである。

本発明に係るベンダー装置は、長尺体に対する第１加工部と、前記長尺体に対する第２加工部とを備え、第１加工部に対して第２加工部を相対的に移動させることによって、前記長尺体に対する曲げ加工を施すベンダーを備えたものである。
このベンダー装置は、前記第１軸と前記第２軸とを動かす駆動部を備えるものであり、前記駆動部は、前記第１軸を中心に、前記第２加工部を一方向に公転させ且つ前記第２加工部を同じく一方向に自転させる一方側駆動状態と、前記第２軸を中心に、前記第１加工部を他方向に公転させ且つ前記第１加工部を同じく他方向に自転させる他方側駆動状態との２つの駆動状態を選択的に実現させるように構成されたものである。

そして、前記長尺体を一方側に曲げ加工する場合には、前記一方側駆動状態により、前記第２加工部を前記第１軸を中心に一方向に公転させながら、その公転の方向と同方向にその公転の回転角速度よりも大きな回転角速度によって前記第２加工部を自ら自転駆動させ、前記長尺体を他方側に曲げ加工する場合には、前記他方側駆動状態により、前記第１加工部を前記第２軸を中心に他方向に公転させながら、その公転の方向と同方向にその公転の回転角速度よりも大きな回転角速度によって前記第１加工部を自ら自転駆動させるように構成されたものである

これによって、２つの駆動状態を選択的に行うことで、１つのベンダーによって、左右２つの方向に長尺体に対する曲げ加工を施すことができる。
しかも、一方側に曲げ加工する場合には、前記第２加工部を公転させだけに止まらず、前記第２加工部を自ら回転駆動させるものであるため、曲げ位置のずれを抑制することができる。他方側に曲げ加工する場合にも、前記第１加工部を公転させだけに止まらず、前記第１加工部を自ら回転駆動させるものであるため、曲げ位置のずれを抑制することができる。

前記駆動部は、種々の構成を備えたものとして実施することができる。
例えば、前記駆動部は、公転駆動部と、自転駆動部とを備えたものとすることができる。
前記第１加工部及び前記第２加工部と、前記公転駆動部との間に、前記自転駆動部が配置される。
前記公転駆動部は、前記一方側駆動状態に際して前記第１軸を中心に前記第２軸を一方向に公転させると共に、前記他方側駆動状態に際して前記第２軸を中心に前記第１軸を他方向に公転させるよう構成される。
また、前記自転駆動部は、前記一方側駆動状態に際して前記第２軸の公転によって前記第２加工部に自転する力を与えると共に、前記他方側駆動状態に際して前記第１軸の公転によって前記第１加工部に自転する力を与えるよう構成される。

さらに、前記第１加工部は第１軸を中心とする弧状をなし、前記第２加工部は第２軸を中心とする弧状をなし、前記第１加工部の弧状の半径と前記第２加工部の弧状の半径とは略等しいものとして実施することができる。
前記自転駆動部は、前記第１加工部に対して自由に回転する第１自由ギアと、第１加工部と一体に回転する第１一体ギアと、前記第２加工部に対して自由に回転する第２自由ギアと、第２加工部と一体に回転する第２一体ギアと、前記第１自由ギアを係止する第１係止部と、前記第２自由ギアを係止する第２係止部とを備えたものとして実施することができる。
ここで、前記第１一体ギアと前記第２自由ギアとが係合しており、前記第２一体ギアと前記第１自由ギアとが係合しているものとする。

そして、第１加工部と第２加工部とが動く前の初期状態では、前記第１自由ギアと前記第１係止部とが係合していると共に前記第２自由ギアと前記第２係止部とが係合している。そして、前記一方側駆動状態では、前記第１自由ギアと前記第１係止部とが係合していると共に前記第２自由ギアと前記第２係止部との係合が解除された状態で、前記第１自由ギアの回りを前記第２一体ギアが周回することにより、前記第２加工部が自転する。また、前記他方側駆動状態では、前記第２自由ギアと前記第２係止部とが係合していると共に前記第１自由ギアと前記第１係止部との係合が解除された状態で、前記第２自由ギアの回りを前記第１一体ギアが周回することにより、前記第１加工部が自転する。

前記第１加工部と前記第２加工部とを備えたベンダー装置の基台（ベンダー基台）は、長尺体の軸方向回りに、種々の向きに配置されることによって、長尺体を種々の方向に曲げることができる。特に、３軸ロボットアームの先端に前記ベンダー基台を設けることによって、長尺体を３６０度いずれの方向にも曲げることができる。

前記ベンダー装置は、単独でも使用することができるが、前記ベンダー装置を２つ備えたベンダーシステムとして実施することが生産効率を高める点で有利である。具体的には、前記ベンダー装置のそれぞれが前記長尺体の両端に配置され、前記ベンダー装置同士が互いに近づく方向に移動して、前記長尺体に対してその両端から中央に向けて複数の箇所に曲げ加工を施すように構成することができる。

本発明は、長尺体を異なる方向に連続して曲げることが可能なベンダー装置を提供することができたものである。
本発明は、長尺体を異なる方向に連続して曲げることが場合にあっても、それぞれの曲げ位置のずれを抑制することができるベンダー装置を提供することができたものである。

本発明は、長尺体を異なる方向に連続して曲げることが場合にあっても、長尺体の表面に対して傷をつけるおそれを低減することができるベンダー装置を提供することができたものである。
また、本発明は、長尺体に対して能率的な曲げ加工を施すことができるベンダーシステムを提供することができたものである。

本発明の実施の形態に係るベンダー装置の要部正面説明図。 （Ａ）同ベンダー装置の要部平面説明図、（Ｂ）変更例の比較例の要部平面説明図。 同ベンダー装置のカップリングの斜視図。 同ベンダー装置の正面説明図。 同ベンダー装置の側面説明図。 本発明の他の実施の形態に係るベンダー装置の要部正面説明図。 本発明のさらに他の実施の形態に係るベンダー装置の要部正面説明。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態に係るベンダー装置を説明する。
（ベンダー装置の概要）
この実施の形態に係るベンダー装置は、図４及び図５に示すように、基台４７に設けられたロボットアームと、その先端のアーム（第３アーム４６）に設けられたベンダー基台４０とを備えたものであって、このベンダー基台４０に、長尺体ｔの曲げ加工を行うベンダーが搭載されたものである。

このロボットアームの具体例は後述するが、ロボットアームの動きによってベンダーを搭載したベンダー基台４０が金属製パイプや金属線材などの長尺体ｔの軸回りに位置を変更することができる。そして所定の軸回りに位置となった状態で、ベンダーが作動することによって、長尺体ｔに対して種々の方向に曲げ加工を施すことができるものである。

（ベンダーの概要）
図１に示すように、この実施の形態に係るベンダーは、左側の第１軸１１を備えた第１作動部１０と、右側の第２軸２１を備えた第２作動部２０とが、長尺体ｔを挟んでほぼ対称に配置された構成を備えている。この第１作動部１０は長尺体ｔに当接して力を付与する第１加工部１２を備え、第２作動部２０は長尺体ｔに当接して力を付与する第２加工部２２を備える。
なお、以下の説明では、第１軸１１及び第２軸２１の軸方向を、上下方向として説明するが、本発明の説明において上下左右の位置は絶対的な位置を特定するものではなく、相対的な位置関係を示すものとして理解されるべきである。
前記の第１軸１１と第２軸２１とは、駆動部１０１によって動かされる。この駆動部１０１は、自転駆動部１０２と公転駆動部１０３とを備える。
自転駆動部１０２は、第１加工部１２及び第２加工部２２と、公転駆動部１０３との間に配置される。この自転駆動部１０２は、主として、第１自由ギア１４、第１一体ギア１５、第２一体ギア２４、第２自由ギア２５及びギア操作部材３０によって構成されている。
公転駆動部１０３は、主として、電動機などによって構成される回転駆動源３４と、回転駆動源３４の出力軸３３に接続されたカップリング３２とによって構成されている。

（作動部及び自転駆動部について）
まず左側の第１作動部１０について説明する。第１作動部１０は、上下方向に伸びる第１軸１１を備えている。第１軸１１には、上から下方に、第１加工部１２、第１自由ギア１４及び第１一体ギア１５が、回動可能に配置されている。なお、第１軸１１は、これらの第１加工部１２、第１自由ギア１４及び第１一体ギア１５の中心に位置している。第１一体ギア１５は、第１加工部１２と同体に回動するように連結されているが、第１自由ギア１４は、第１加工部１２及び第１一体ギア１５とは連結されておらず、これらとは無関係に回動する。

次に右側の第２作動部２０について説明する。第２作動部２０は、上下方向に伸びる第２軸２１を備えている。第２軸２１には、上から下方に、第２加工部２２、第２一体ギア及び第２自由ギア２５が回動可能に配置されている。なお、第２軸２１は、これらの第２加工部２２、第２一体ギア及び第２自由ギア２５の中心に位置している。第２一体ギア２４は、第２加工部２２と同体に回動するように連結されているが、第２自由ギア２５は、第２加工部２２及び第２一体ギア２４とは連結されておらず、これらとは無関係に回動する。この連結の構造は種々変更して実施することができるが、例えば、第２一体ギア２４と第２加工部２２とを連結筒で一体に接続し、連結筒内に第２軸２１を回動可能に通すと共に、連結筒の外周に第２自由ギア２５を回動可能に配置する構造を示すことができる。

第１自由ギア１４は第２自由ギア２５と略同径であり、その歯車のピッチも略等しい。また、第１一体ギア１５は第２一体ギア２４と略同径であり、その歯車のピッチも略等しい。第１自由ギア１４及び第２自由ギア２５は、第１一体ギア１５及び第２一体ギア２４よりも大きな径とされていると共に多くの歯数を有する。

上下方向において同一レベルの第１自由ギア１４と第２一体ギア２４とが歯合しており、上下方向において同一レベルの第２自由ギア２５と第１一体ギア１５とが歯合している。第１自由ギア１４及び第２一体ギア２４は、第２自由ギア２５及び第１一体ギア１５とは上下方向において異なる位置に配置されている。

（加工部について）
第１加工部１２と第２加工部２２とはそれぞれ略円柱状をなしており、その周面に凹溝状の第１加工面１３と第２加工面２３とを備えている。第１加工面１３と第２加工面２３とは、平面視において、それぞれ第１軸１１と第２軸２１とを中心とした円弧状をなしている。そして第１軸１１と第２軸２１との間に長尺体ｔが配置され、両者の間に挟まれた状態をなす。第１加工面１３と第２加工面２３は、ともに縦断面において、長尺体ｔの外周面に沿うような略弧状をなしている。

（第１作動部と第２作動部との関係）
第１作動部１０と第２作動部２０との関係について説明する。第１自由ギア１４と第２一体ギア２４とは互いに係合しており、第１一体ギア１５と第２自由ギア２５とは互いに互いに係合している。そして第１作動部１０と第２作動部２０とをつなぐ位置にギア操作部材３０が配置されている。このギア操作部材３０は、左側に第１自由ギア１４をロックする第１係止部１６を備えていると共に、右側に第２自由ギア２５をロックする第２係止部２６を備えている。この実施の形態では、第１係止部１６と第２係止部２６とは連続したラック状のものとして実施されているが、両者はそれぞれ別体であってもよく、第１自由ギア１４と第２自由ギア２５とを回転不能にロックできるものであれば良い。このギア操作部材３０は、初期状態において第１自由ギア１４と第１係止部１６とが係合しており、また第２自由ギア２５と第２係止部２６とが係合しているが、径の小さな第１一体ギア１５及び第２一体ギア２４には係合せずに無関係な状態を維持する。
なお、このギア操作部材３０は、ベンダー基台４０に対して固定されている。

（公転駆動部について）
第１軸１１と第２軸２１とは、以下に説明する公転駆動部１０３によって回転駆動する。

この実施の形態に係る公転駆動部１０３は、連結部材３１、カップリング３２及び回転駆動源３４を備えている。
連結部材３１は、第１一体ギア１５と第２自由ギア２５との下方に配置されている。この連結部材３１は、ベアリングなどを有する第１軸受け部１７及び第２軸受け部を備えている。これによって、第１軸１１と第２軸２１は、平行且つ等間隔を保った状態で、それぞれ円滑に回動する。なおこれらの部材は、第１軸１１と第２軸２１とを円滑に回動するために設けられたものであって、必ずしも必要ではない。

第１軸１１と第２軸２１とは、カップリング３２に対して、接続されている。カップリング３２の下方側には回転駆動源３４の出力軸３３が接続されている。
カップリング３２は、追って詳細に説明するが、初期位置から、次に示す第１固定部１８により第１軸受け部１７を固定した状態下で、出力軸３３が左方向（反時計回り）へ回転することによって、第１軸１１を左方向に自転させると共に、第２軸２１を第１軸１１を中心に公転させるものであり、軸心違い継ぎ手を好適に用いることができる。なお、左方向への回転後、反対に右方向（時計回り）に回転させると、初期位置に戻るまでは、上記と反対の動きをなす。

初期位置に戻った後、次に示す第２固定部２８により第２軸受け部２７を固定すると共に第１軸受け部１７の固定を解除した状態で、出力軸３３が右方向に回転することにより、第２軸２１を右方向に自転させるとともに、第２軸２１を中心に第１軸１１を右方向に公転させるものである。なお、右方向への回転後、反対に左方向に出力軸３３を回転させると、初期位置に戻るまでは、上記と反対の動きをなす。

（固定部）
固定部は、それぞれ先に述べた第１固定部１８と第２固定部２８とを備える。上記のように、初期状態において、第１軸１１が第２軸２１に対する公転の軸になるときは、第１固定部１８が第１軸受け部１７に接近して、第１軸受け部１７を固定すると共に、第２固定部２８が第２軸受け部２７から離反して、第２軸受け部２７を開放する。他方、第２軸２１が第１軸１１に対する公転の軸になるときは、第２固定部２８が第２軸受け部２７に接近して、第２軸受け部２７を固定すると共に、第１固定部１８が第１軸受け部１７から離反して、第１軸受け部１７を開放する。これらの固定部１８、２８の具体例としては、先端に固定治具を備えたシリンダやチャッキング手段などを示すことができる。

（チャック）
図２に示すように、これらの第１作動部１０と第２作動部２０との後方には、チャック３５が配置されている。チャック３５は従来のベンダー装置と同様のもので、長尺体ｔを挟みつけて固定するものである。曲げ加工は、チャック３５が長尺体ｔを挟み付けた状態で、第１作動部１０及び第２作動部２０によって長尺体ｔを右方向または左方向に曲げ加工を施すものであり、曲げ加工が完了して次の曲げ加工の位置へ移動する際には、チャック３５の挟み付けは解放される。

（曲げ加工の動きについて）
この曲げ加工のための動きをさらに詳しく説明する。
（初期状態）
まず、初期状態では、長尺体ｔを中心として第１作動部１０と第２作動部２０とが左右対称の位置にある。言い換えれば、前後方向（長尺体ｔの長手方向）において、第１作動部１０と第２作動部２０とが同じ位置にあり、長尺体ｔが第１加工部１２の第１加工面１３と、第２加工部２２の第２加工面２３との間に挟まれている。
この初期状態では、ギア操作部材３０は、その第１係止部１６が第１自由ギア１４に係合してロックしていると共に、その第２係止部２６が第２自由ギア２５に係止してロックしている。

（一方側駆動状態：左曲げ）
一方側駆動状態は、長尺体ｔを左方向に曲げる駆動状態であって、この操作にあっては、第１軸１１は自転し、第２軸２１は第１軸１１を中心として公転する。この公転と自転は、前述の回転駆動源３４の出力軸３３がカップリング３２を介して第１軸１１と第２軸２１とを作動させることによっておこなわれる。

第２軸２１が公転することで、第２加工部２２、第２一体ギア２４及び第２自由ギア２５も第１軸１１を中心に公転する。
その際の第２一体ギア２４の働きについて説明すると、第２一体ギア２４は、第１自由ギア１４と係合しながらその周囲を転動する。第１自由ギア１４はギア操作部材３０の第１係止部１６によって係止されているため、回転せずに固定状態を保っている。その結果、第２一体ギア２４は、上記の固定状態にある第１自由ギア１４とのギア比に応じて自転する。この自転の回転方向は上記の公転の回転方向と同じになり、これと同体である第２加工部２２も同方向に自転する。
この第１自由ギア１４と第２一体ギア２４とのギア比率（１対ｘ）は、ｘを１未満に設定することが適当であり、ｘを0.8〜0.5程度とするがより好ましい。なお、第１軸１１が公転する場合にも上記と実質的に同じ動きを示すものであり、第２自由ギア２５と第１一体ギア１５とのギア比率（１対ｘ）も、ｘは上記と同じものとする。
前述のように、第１軸１１と第２軸２１とは、公転駆動部のカップリング３２によって一方の軸が自転すると共に他方の軸が公転する。この公転に際して、両軸がカップリング３２に対して固定されている場合には、他方の軸は１公転１自転となり、公転と同じ回転角速度で自転することになる。これに対して、この実施の形態では、上記のギア比率によって、公転する他方の軸に支持された加工部（第１加工部１２又は第２加工部２２）を、公転の回転角速度よりも大きな回転角速度で自転駆動させるものである。

他方、第２自由ギア２５は、第２軸２１が公転することによって、ギア操作部材３０の第２係止部２６の拘束から離れ、第１一体ギア１５に係合しながら公転するが、第２自由ギア２５は第２軸２１とは回動可能な状態となっている。なお、第１一体ギア１５はギア操作部材３０とは係合しておらず、且つ、第１軸１１とは回動可能な状態となっている。

従って、第１軸１１を中心とする第２軸２１の公転の方向が左方向（反時計回り）であるとすると、第１作動部１０側では、第１加工部１２及び第１一体ギア１５は自由回転状態を維持し、第１自由ギア１４のみが回転しない固定状態となる。第２作動部２０側では、第２軸２１、第２加工部２２及び第２一体ギア２４が左方向（反時計回り）に公転すると共に左方向（反時計回り）に自転駆動するが、第２自由ギア２５のみが自由回転状態を維持する。

よって、第１加工面１３は、第１軸１１に対して回動可能な状態を保ちながら、第２自由ギア２５の公転による力と、長尺体ｔのベンダー加工による力を受ける状態下で、長尺体ｔが第１加工面１３に巻き付けられることになる。他方、第２加工面２３は第１軸１１を中心として左方向に公転すると共に、自らも第２軸２１を中心として左方向に自転するものであり、この第２軸２１の自転の角速度は、公転の角速度よりも大きくなる。この自転と公転の回転角度の差は、上記のギア比と長尺体ｔの外径によって変化するが、第２加工部２２の自転角度は公転角度よりも大きいことが望ましく、約２倍程度であることがより望ましい。
具体的には、第２加工部２２が左方向（反時計回り）に９０度公転するとき、第２加工部２２は左方向（反時計回り）に１８０度程度自転することが望ましいが、この角度は長尺体ｔの径にも影響され、厳密に設定する必要はない。

第２加工部２２の自転角度は公転角度よりも大きいことによって、長尺体ｔは、第１加工面１３に巻き付けられるように左方向に曲げるられるものであり、しかも、第２加工部２２の積極的な自転（公転角速度よりも大きな自転角速度）の影響で、曲げ位置の狂いが抑制されながらの曲げ加工が実現する。

第２加工面２３は、公転と共に、前述のとおりの積極的な自転をなすもので、その動きによって、長尺体ｔは第１加工面１３の周面に沿って左方向に曲げられる。その際、長尺体ｔは、両加工面１３、２３間に挟まれた状態で左方向に曲げられ、チャック３５によって基端側が固定された長尺体ｔに対しては、図２（Ｂ）に示す先端方向への力（実線の矢印）が加わり、長尺体ｔを先端方向に伸ばす方向に力が作用する。ところが、長尺体ｔは剛体であり、その力は長尺体ｔを先端方向に変形させるまでには至らず、逆に、その反力として両加工面１３、２３に作用して、両加工面１３、２３が長尺体ｔを挟み込んでいる位置を基端方向のチャック３５に接近させる力（点線の矢印）として作用する。

この反力を受けた状態に加えて、この実施の形態にあっては、第２加工面２３が共に左方向に強制的に自転しているため、長尺体ｔは、その右側にある第２加工面２３から、長尺体ｔの基端方向への力を受けることになる（図２（Ａ）の矢印ａ）。

その結果、第２加工面２３が公転して左方向への曲げ加工がなされる際に、基端方向への力が長尺体ｔに対して、第２加工面２３から加えられることになる。これによって、チャック３５で基端側が固定された長尺体ｔに加えられる先端方向への力が相殺もしくは軽減される。
従って、長尺体ｔに対する曲げ加工位置が設定値よりも基端寄り（即ち、チャック３５寄り）の位置にずれてしまうことを抑制することができるものである。

（他方側駆動状態：右曲げ）
次に、長尺体ｔを右方向に曲げる駆動状態である他方側駆動状態について説明する。この操作にあっては、前述の左曲げの動きと凡そ対称であるため、簡潔に説明する。

左方向に曲げる操作にあっては、第２軸２１は自転し、第１軸１１は第２軸２１を中心として公転する。
これにより、第２作動部２０側では、第２加工部２２及び第２一体ギア２４は自由回転状態を維持し、第２自由ギア２５のみが回転しない固定状態となる。第１作動部１０側では、第１軸１１が右方向（時計回り）に公転し、第１加工部１２及び第１一体ギア１５が右方向（時計回り）に公転すると共に右方向（時計回り）に公転角速度よりも大きな回転角速度で自転するが、第１自由ギア１４のみが自由回転状態を維持する。
その結果、第１加工面１３は第２軸２１を中心として右方向に公転すると共に、自らも第１軸１１を中心として公転の角速度よりも大きな角速度で右方向に自転する。第２加工面２３は、自由回転状態を維持し、長尺体ｔとの摩擦抵抗によって右方向に従動する。
この動きによって、長尺体ｔは第２加工面２３の周面に沿って右方向に曲げられると共に、長尺体ｔの曲げ位置の狂いが抑制される。

（カップリングについて）
前述のカップリング３２は、回転駆動源３４の出力軸３３の一方向への回転によって、初期位置から、第１軸１１を左方向に自転させると共に、第２軸２１を第１軸１１を中心に公転させるものであればよく、その具体的構造は特に限定されないが、軸心違い継ぎ手を好適に用いることができる。より具体的には、図３に示すシュミットカップリング（登録商標）を例示することができる。このカップリング３２の下部のディスクの中央に出力軸３３を接続し、上部のディスクの左右両側に第１軸１１と第２軸２１とをそれぞれ接続する。その際、補助ディスク３６の直径上の両端に第１軸１１と第２軸２１とを固定し、この補助ディスク３６をカップリング３２の上部のディスクに固定したものを図示したが、補助ディスク３６を介さずに第１軸１１と第２軸２１とをカップリング３２の上部のディスクに直接接続することもできる。

なお、この実施の形態では、前述のとおり、第１軸１１に対して第１加工部１２と第１一体ギア１５とを回動可能とし、第２軸に対して第２加工部２２と第２一体ギア２４とを回動可能としたが、カップリング３２に対して第１軸１１と第２軸２１とを回動可能に接続することによって、第１軸１１に対して第１加工部１２と第１一体ギア１５とを回動不能に固定し、第２軸に対して第２加工部２２と第２一体ギア２４とを回動不能に固定しても、同じ動きが実現する。

（ロボットアームについて）
このベンダー基台４０は、ロボットアームによって長尺体ｔの軸周りに回動可能である。その構造を説明するが、先ず、図４と図５とを参照してベンダー装置ｂの全体について説明する。

基台４７がレール４８の上に移動を可能に設けられている。レール４８は、長尺体ｔと平行に伸びている。したがって、曲げ加工の進行に伴い基台４７は長尺体ｔに対して位置を変更し、次々に複数の個所に対して曲げ加工を施す。
基台４７には、第１関節軸４１を介して第１アーム４４が設けられ、第１アーム４４の先に第２関節軸４２を介して第２アーム４５が設けられ、第２アーム４５の先に第３関節軸４３を介して第３アーム４６が設けられている。この第３アーム４６にベンダー基台４０が設けられる。

このように、ロボットアームは、基台４７と長尺体ｔとの間に構成されるリンク機構を構成するものであり、電動機などの駆動源４９によって各アームが各関節軸を中心に回動することによって、長尺体ｔを中心にベンダー基台４０が回動するものである。その結果、ベンダー装置ｂは長尺体ｔを種々の方向に曲げることができるものである。
なお、各駆動源４９は、関節軸４１、４２の軸心上に配置することもできるし、第３関節軸４３のように軸心とは異なる位置に設けてチェーンドライブなどで、その回転駆動力を伝達させるようにしてもよい。
また、基台４７はレール４８によって移動させるもののほか、他の移動手段によって長尺体ｔに対して移動するもののほか、長尺体ｔを基台４７に対して動かすものであってもよい。

このベンダー装置ｂは、図４に示すように、長尺体ｔの両端に一台ずつ設けることができる。そして、両長尺体ｔを互いに接近する方向に移動することによって、長尺体ｔをその両端から中央方向に向けて順次曲げ加工を施すことができる。
なお、図示は省略するが、両ベンダー装置ｂの間に、長尺体ｔを保持する保持装置を配置し、長尺体ｔのほぼ中央を保持させておくこともできる。

（第２の実施の形態）
先の実施の形態にあっては、初期状態において、ギア操作部材３０の第１係止部１７は第１自由ギア１４のみを固定し、また、第２係止部２７は第２自由ギア２５のみを固定するものであった。
これに対して、この実施の形態にあっては、初期状態において、ギア操作部材３０の第１係止部１７は第１自由ギア１４のみならず第１一体ギア１５をも回動不能に固定し、また、第２係止部２７は第２自由ギア２５のみならず第２一体ギア２４をも回動不能に固定するように構成する。これによって、曲げ加工に際しては、公転の軸となる側の第１加工部１２又は第２加工部２２も、停止状態を維持することになる。その結果、図２を参照して示した狂いの抑制のメカニズムに関して、公転の軸となる側の第１加工面１３又は第２加工面２３が停止した状態を維持することにより、曲げ位置の狂いを小さくすることができるものである。

（第３の実施の形態）
図６を参照しながら第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態にあっては、カップリング３２にシュミットカップリングを用いたが、この第３の実施の形態にあってはシュミットカップリングを用いずに、実施することができるようにしたものである。

具体的には、カップリング３２の代わりに、第１接続部７１と第２接続部７２を有する接続部材７３を設けたものである。接続部材７３に対して、第１軸１１と第２軸２１が、第１接続部７１と第２接続部７２の位置に配置されている。そして、回転駆動源３４が、シリンダなどの移動用部材７４によって図の左右に移動可能に配置されている。これにより、回転駆動源３４の出力軸３３が第１接続部７１と第２接続部７２の位置に移動することができる。出力軸３３が第１接続部７１の位置に移動した場合には、接続部材７３が第１軸１１を中心として回転することにより、第１軸１１を自転させるとともに第２軸２１を公転させる。出力軸３３が第２接続部７２の位置に移動した場合には、第２軸２１を自転させるとともに第１軸１１を公転させるものである。

なお、電動機を左右二つ設けることによって、回転駆動源３４の移動を不要としてもかまわないが、電動機の大きさと出力を考慮すると、一つの電動機で上記の交互の公転を実現する方が望ましい。
また、自転駆動部１０２として先の実施の形態のように、公転の動きによって自転駆動を実現させることが、省スペース、省エネルギーなどの観点からは望ましいが、自転専用の電動機などの動力源を設けて、強制的な自転を行わせるようにしてもよい。

（第４の実施の形態）
図７に示す実施の形態にあっては、自転駆動部１０２を用いずに、公転駆動部１０３のみを駆動部１０１として用いたものである。これによって、第１加工部１２は第１軸１１に支持された状態で自由回転状態となり、第２加工部２２は第２軸２１に支持された状態で自由回転状態となる。その結果、それぞれの公転に際して、第１加工部１２及び第２加工部２２は従動状態となる。この実施の形態にあっては、曲げ位置について先のそれぞれの実施の形態に比して不利ではあるが、大きな曲げ加工を必要としないものであったり、長尺体ｔの径や肉厚が小さいものである場合には、この構成でも対応可能であり、自転駆動部１０２を必要としない点で、装置の小型化には有利であり、小型の装置には有利に実施することができるものである。

ｂ ベンダー装置
ｔ 長尺体
１０ 第１作動部
１１ 第１軸
１２ 第１加工部
１３ 第１加工面
１４ 第１自由ギア
１５ 第１一体ギア
１６ 第１係止部
１７ 第１軸受け部
１８ 第１固定部
２０ 第２作動部
２１ 第２軸
２２ 第２加工部
２３ 第２加工面
２４ 第２一体ギア
２５ 第２自由ギア
２６ 第２係止部
２７ 第２軸受け部
２８ 第２固定部
３０ ギア操作部材
３１ 連結部材
３２ カップリング
３３ 出力軸
３４ 回転駆動源
３５ チャック
４０ ベンダー基台
４１ 第１関節軸
４２ 第２関節軸
４３ 第３関節軸
４４ 第１アーム
４５ 第２アーム
４６ 第３アーム
４７ 基台
４８ レール
４９ 駆動源
５１ 第１テーパ部
５２ 第１大経部
６１ 第２テーパ部
６２ 第２大経部
７１ 第１接続部
７２ 第２接続部
７３ 接続部材
７４ 移動用部材
１０１ 駆動部
１０２ 自転駆動部
１０３ 公転駆動部

Claims (8)

1. 長尺体に対する第１加工部と、前記長尺体に対する第２加工部とを備え、第１加工部に対して第２加工部を相対的に移動させることによって、前記長尺体に対する曲げ加工を施すベンダーを備えたベンダー装置において、
   前記第１加工部を支持する第１軸と、前記第２加工部を支持する第２軸とを動かす駆動部を備え、
   前記駆動部は回転動力源を備え、前記回転動力源の回転出力により、
   前記第１軸を中心に、前記第２加工部を一方向に公転させる一方側駆動状態と、
   前記第２軸を中心に、前記第１加工部を他方向に公転させる他方側駆動状態と、
   の２つの駆動状態を選択的に実現させるように構成されたものであり、
   前記長尺体を一方側に曲げ加工する場合には、前記一方側駆動状態により、前記第２加工部を前記第１軸を中心に一方向に公転させ、
   前記長尺体を他方側に曲げ加工する場合には、前記他方側駆動状態により、前記第１加工部を前記第２軸を中心に他方向に公転させるように構成されたものであることを特徴とするベンダー装置。
2. 前記第１軸を回動可能に支持する第１軸受け部と、
   前記第２軸を回動可能に支持する第２軸受け部と、
   前記第１軸受け部を開放可能に固定する第１固定部と
   前記第２軸受け部を開放可能に固定する第２固定部とを備え、
   前記第１軸が前記第２軸に対する公転の軸になるときは、前記第１固定部が前記第１軸受け部を固定すると共に、前記第２固定部が前記第２軸受け部を開放し、開放された状態で前記第１軸受け部が前記第１軸と共に公転し、
   前記第２軸が前記第１軸に対する公転の軸になるときは、前記第２固定部が前記第２軸受け部を固定すると共に、前記第１固定部が前記第１軸受け部を開放し、開放された状態で前記第２軸受け部が前記第２軸と共に公転するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のベンダー装置。
3. 前記一方側駆動状態は、前記第１軸を中心に前記第２加工部を一方向に公転させ且つ前記第２加工部を同じく一方向に自転させるものであり、
   前記他方側駆動状態は、前記第２軸を中心に前記第１加工部を他方向に公転させ且つ前記第１加工部を同じく他方向に自転させるものであり、
   前記長尺体を一方側に曲げ加工する場合には、前記一方側駆動状態により、前記第２加工部を前記第１軸を中心に一方向に公転させながら、その公転の方向と同方向にその公転の回転角速度よりも大きな回転角速度によって前記第２加工部を自ら自転駆動させ、
   前記長尺体を他方側に曲げ加工する場合には、前記他方側駆動状態により、前記第１加工部を前記第２軸を中心に他方向に公転させながら、その公転の方向と同方向にその公転の回転角速度よりも大きな回転角速度によって前記第１加工部を自ら自転駆動させるように構成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のベンダー装置。
4. 前記駆動部は、公転駆動部と、自転駆動部とを備え、
   前記第１加工部及び前記第２加工部と、前記公転駆動部との間に、前記自転駆動部が配置され、
   前記公転駆動部は、前記一方側駆動状態に際して前記第１軸を中心に前記第２軸を一方向に公転させると共に、前記他方側駆動状態に際して前記第２軸を中心に前記第１軸を他方向に公転させるよう構成され、
   前記自転駆動部は、前記一方側駆動状態に際して前記第２軸の公転によって前記第２加工部に自転する力を与えると共に、前記他方側駆動状態に際して前記第１軸の公転によって前記第１加工部に自転する力を与えるよう構成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のベンダー装置。
5. 前記第１加工部は第１軸を中心とする弧状をなし、前記第２加工部は第２軸を中心とする弧状をなし、前記第１加工部の弧状の半径と前記第２加工部の弧状の半径とは略等しく、
   前記自転駆動部は、
   前記第１加工部に対して自由に回転する第１自由ギアと、第１加工部と一体に回転する第１一体ギアと、
   前記第２加工部に対して自由に回転する第２自由ギアと、第２加工部と一体に回転する第２一体ギアと、
   前記第１自由ギアを係止する第１係止部と、
   前記第２自由ギアを係止する第２係止部と、
   を備え、
   前記第１一体ギアと前記第２自由ギアとが係合しており、前記第２一体ギアと前記第１自由ギアとが係合しており、
   第１加工部と第２加工部とが動く前の初期状態では、前記第１自由ギアと前記第１係止部とが係合していると共に前記第２自由ギアと前記第２係止部とが係合しており、
   前記一方側駆動状態では、前記第１自由ギアと前記第１係止部とが係合していると共に前記第２自由ギアと前記第２係止部との係合が解除された状態で、前記第１自由ギアの回りを前記第２一体ギアが周回することにより、前記第２加工部が自転し、
   前記他方側駆動状態では、前記第２自由ギアと前記第２係止部とが係合していると共に前記第１自由ギアと前記第１係止部との係合が解除された状態で、前記第２自由ギアの回りを前記第１一体ギアが周回することにより、前記第１加工部が自転するように構成されたことを特徴とする請求項４記載のベンダー装置。
6. 前記一方側駆動状態は、前記第１加工部を固定した状態で、前記第２加工部の公転と自転をなし、
   前記他方側駆動状態は、前記第２加工部を固定した状態で、前記第１加工部の公転と自転をなすように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のベンダー装置。
7. 前記第１加工部と前記第２加工部とを備えたベンダー基台が、３軸ロボットアームの先端に設けられたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のベンダー装置。
8. 請求項１〜７の何れかに記載のベンダー装置を２つ備え、
   前記ベンダー装置のそれぞれが前記長尺体の両端に配置され、
   前記ベンダー装置同士が互いに近づく方向に移動して、前記長尺体に対してその両端から中央に向けて複数の箇所に曲げ加工を施すように構成されたことを特徴とするベンダーシステム。

Images