JP2021058903A - 切断機構付きパイプベンダー - Google Patents

Abstract

【課題】パイプを曲げる曲げ手段と、曲げられた状態にあるパイプをその中心軸線に直交する方向での進退動作で切断する切断刃とを備える切断機構付きパイプベンダーにおいて、切断刃による切断時にパイプの座屈が生じないようにして変形修正のための後工程を簡素化可能とする。【解決手段】パイプ１０のうち切断作動前の切断刃２５に対向する側壁の一部が、切断刃２５の進退方向と直交する方向に進退することが可能な補助切刃２６で切除される。【選択図】 図１

Description

本発明は、パイプを曲げる曲げ手段と、曲げられた状態にある前記パイプをその中心軸線に直交する方向での進退動作で切断する切断刃とを備える切断機構付きパイプベンダーに関する。

このような切断機構付きパイプベンダーは、たとえば特許文献１および特許文献２で知られている。

特開２００５−３１３２１４号公報 特開２００９−１１３０９７号公報

ところが、上記特許文献１で開示されるもでは、曲げ型の近傍に進退可能に配設される切断刃によってパイプが切断されるものの、その切断時に生じる切粉がパイプ内に入り込んでしまうだけでなく、切断刃から作用する押圧力でパイプが半径方向内方側に座屈する虞があり、その変形を修正する後工程が必要となる。一方、上記特許文献２で開示されるものでは、切断時に生じてパイプ内に入り込んだ切粉をエアブローによって除去することが可能であるものの、切断刃による切断時の座屈の課題は解消されない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、切断刃による切断時にパイプの座屈が生じないようにして変形修正のための後工程を簡素化可能とした切断機構付きパイプベンダーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、パイプを曲げる曲げ手段と、曲げられた状態にある前記パイプをその中心軸線に直交する方向での進退動作で切断する切断刃とを備える切断機構付きパイプベンダーにおいて、前記パイプのうち切断作動前の前記切断刃に対向する側壁の一部を切除することを可能としつつ前記切断刃の進退方向と直交する方向に進退することを可能とした補助切刃を備えることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記補助切刃が、前記切断刃による切断前の前記パイプよりも下方の待機位置と、前記パイプの側壁の一部を切除する切除位置との間で鉛直方向に進退可能に配設されることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、曲げられた状態にある前記パイプの半周を受ける受け型と、前記パイプの残余の半周に当接して前記パイプを前記受け型と共同して保持する押し型とを備え、当該押し型に、前記補助切刃の進退を可能とするスリット状のガイド孔が形成されることを第３の特徴とする。

本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記補助切刃の厚さが、前記切断刃の厚さよりも１．１倍以下だけ大きく設定されることを第４の特徴とする。

本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、前記補助切刃の前記パイプ側に臨む側面が、前記曲げ手段による曲げ中心軸線と平行な平坦面に形成され、その側面の上部先端部に鋭角な刃部が設けられることを第５の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第５の特徴の構成のいずれかに加えて、前記切断刃が、切断対象の前記パイプに向かって尖った形状の山形刃部と、その山形刃部の前記パイプとは反対側の端部に段部を介してそれぞれ連設されるとともに上方および下方に上下一対の受け部とを有する形状に形成されることを第６の特徴とする。

なお実施の形態の第３の受け型１９が本発明の受け型に対応し、実施の形態の第３の押し型２０が本発明の押し型に対応し、実施の形態の第２のガイド孔３０が本発明のガイド孔に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、切断刃によるパイプの切断前に、パイプのうち切断刃に対向する側壁の一部が補助切刃で切除されることにより、パイプの側壁のうち一部が切除された部分を除く残余の薄い部分が切断刃で切断されることになり、切断刃による切断でパイプが半径方向内方に座屈してしまうことを防止することができ、変形修正のための後工程を簡素化することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、補助切刃が、切断刃による切断前のパイプよりも下方を待機位置として鉛直方向に進退するので、パイプの上方および横方向に補助切刃を進退させる機構を配置する必要がなく、曲げ手段や、パイプを保持する手段等の作動スペースを容易に確保することができ、切断刃の効率的な進退動作が可能となる。

本発明の第３の特徴によれば、押し型に形成されるガイド孔を補助切刃が移動することで、受け型および押し型間で保持された状態にあるパイプの側壁の一部を補助切刃が切除することを可能とし、補助切刃による切除を精度よく行なうことができる。

本発明の第４の特徴によれば、補助切刃が切断刃の厚さよりも１．１倍以下だけ厚いので、補助切刃によるパイプの側壁の切除幅は切断刃の厚さよりも１．１倍以下だけ広くなり、切断刃による切断時に発生する切粉の発生を抑えてパイプ内に切粉が侵入することを抑止しつつ、補助切刃でパイプの一部を切除しておくことによってパイプに座屈が生じないようにすることができる。

本発明の第５の特徴によれば、鋭角な刃部を上端先端部に有する補助切刃のパイプ側に臨む側面が、曲げ手段によるパイプの曲げ中心軸線と平行な平坦面として形成されるので、補助切刃による切除時にはパイプから離間する側に切粉が生じることになり、切断刃による切断時に補助切刃による切粉が残らないようにして、パイプ内への切粉の侵入をより効果的に防止することができる。

さらに本発明の第６の特徴によれば、切断刃が、山形刃部と、その山形刃部から段部を介して上下方向に突出する一対の受け部を有することで、切断刃によるパイプの切断時に、山形刃部の外側縁に沿って動く切粉は受け部に当接して上下方向に導出されることになり、切粉のパイプ内への侵入をより効果的に防止することができる。

パイプベンダーの要部側面図である。 上部ステージでのパイプの曲げ過程を順次示す横断平面図である。 下部ステージでのパイプの切断後の状態を示す横断平面図である。 中間ステージでのパイプの曲げ過程を順次示す横断平面図である。 図１の５−５線断面図である。 切断刃の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 補助切刃の平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 下部ステージでの補助切刃の作動時の状況（ａ）および作動完了後の状況（ｂ）を対比して示す側面図である。 下部ステージでの切断刃の作動状況を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明すると、先ず図１において、このパイプベンダーは、直線状に延びるパイプ１０を曲げるとともに曲げられた状態でパイプ１０を切断する機能を有するものであり、直立した固定の支柱１１と、その支柱１１の長手方向所定位置に回動可能に支持される可動基台１２と、前記支柱１１の軸線に直交する方向での進退動作を可能として前記可動基台１２に支持される押し型支持台１３とを備える。

前記可動基台１２上には、前記支柱１１の軸線方向に並ぶ上部ステージＳ１、中間ステージＳ２および下部ステージＳ３が設定される。前記上部ステージＳ１には、前記支柱１１の上端部に同軸に連結される補助支柱１４の軸線まわりに回動可能な第１の受け型１５と、その第１の受け型１５と協働して前記パイプ１０を保持する第１の押し型１６とが配置され、前記第１の押し型１６は前記押し型支持台１３に固定される。また前記中間ステージＳ２には、前記補助支柱１４の軸線まわりに回動することを可能として前記第１の受け型１５の下方に配置される第２の受け型１７と、その第２の受け型１７と協働して前記パイプ１０を保持する第２の押し型１８とが配置され、前記第２の押し型１８は前記第１の押し型１６の下方で前記押し型支持台１３に固定される。さらに前記下部ステージＳ３には、前記補助支柱１４の軸線まわりに回動することを可能として前記第２の受け型１７の下方に配置される第３の受け型１９と、その第３の受け型１９と協働して前記パイプ１０を保持する第３の押し型２０とが配置され、前記第３の押し型２０は前記第２の押し型１８の下方で前記押し型支持台１３に固定される。

前記第１、第２および第３の押し型１６，１８，２０は、前記パイプ１０を前記第１、第２および第３の受け型１５，１７，１９と協働して保持する状態と、その保持状態を解除した状態とを切り換えるべく、前記補助支柱１４の軸線に直交する方向で進退可能であり、それらの第１、第２および第３の押し型１６，１８，２０を前記押し型支持台１３とともに駆動する第１の油圧シリンダ２１が、前記支柱１１および前記補助支柱１４の軸線に直交する水平軸線を有して前記可動基台１２に取付けられ、前記第１の油圧シリンダ２１のロッド２１ａが前記押し型支持台１３に連結される。

前記上部ステージＳ１、前記中間ステージＳ２および前記下部ステージＳ３には、図示しないパイプ供給手段から、パイプ１０がその長手方向に間欠的に供給されるものであり、このパイプ供給手段は、前記上部ステージＳ１、前記中間ステージＳ２および前記下部ステージＳ３間でのパイプ１０の移動を可能とするとともに、前記下部ステージＳ３から前記中間ステージＳ２に前記パイプ１０を移動させる際には、当該パイプ１０の姿勢を１８０度変換させることが可能である。

ところで前記上部ステージＳ１は、前記パイプ供給手段で供給された１本のパイプ１０の先端部を最初に曲げるためだけの曲げ加工ステージであり、図２（ａ）で示すように、１本のパイプ１０の先端部が前記第１の受け型１５および前記第１の押し型１６間に保持された状態で、図２（ｂ）で示すように、前記第１の受け型１５および前記第１の押し型１６が前記可動基台１２の回動に応じて回動するのに応じて、前記パイプ１０の先端部がたとえば９０°ベンドの形状に曲げられる。すなわち前記第１の受け型１５、前記第１の押し型１６は、パイプ１０を曲げる第１の曲げ手段２２の一部を構成する。

前記上部ステージＳ１で曲げられたパイプ１０の先端部は、前記下部ステージＳ３に送られ、この下部ステージＳ３では、図３で示すように、曲げられた部分を切除するようにパイプ１０が切断される。

前記中間ステージＳ２は、１本のパイプ１０の先端部の曲げ、切断後に前記パイプ１０の曲げ加工を行うステージであり、図４（ａ）で示すように、パイプ１０が第２の受け型１７および第２の押し型１８間に保持された状態で、図４（ｂ）で示すように、前記第２の受け型１７および前記第２の押し型１８が前記可動基台１２の回動に応じて回動するのに応じて曲げられる。曲げられたパイプ１０は、そのままの姿勢で前記下部ステージＳ３に送られる。すなわち前記第２の受け型１７、前記第２の押し型１８は、パイプ１０を曲げる第２の曲げ手段２３の一部を構成する。

図５を併せて参照して、前記下部ステージＳ３は、曲げられた状態にある前記パイプ１０を切断するためのステージであり、曲げられた状態にある前記パイプ１０をその中心軸線に直交する方向での進退動作で切断する切断刃２５と、前記パイプ１０のうち切断作動前の前記切断刃２５に対向する側壁の一部を切除することを可能としつつ前記切断刃２５の進退方向と直交する方向に進退することを可能とした補助切刃２６とが、前記下部ステージＳ３に配置される。

前記第３の押し型２０は、曲げられた状態にある前記パイプ１０の半周を受ける前記第３の受け型１９と協働して前記パイプ１０を保持すべく、前記パイプ１０の残余の半周に当接することを可能として、前記押し型支持台１３の下部に、前記第３の受け型１９に対向して固定される。

図６において、前記切断刃２５は、切断対象の前記パイプ１０に向かって尖った山形刃部２５ａと、その山形刃部２５ａの前記パイプ１０とは反対側の端部に段部２５ｂ，２５ｃを介してそれぞれ連設されるとともに上方および下方に延びる上下一対の受け部２５ｄ，２５ｅとを有する形状に形成され、前記押し型支持台１３の下部および前記第３の押し型２０内を切断対象の前記パイプ１０の中心軸線に直交する方向で進退することが可能であり、前記押し型支持台１３の下部には、前記切断刃２５を移動可能に収容する収容室２２７が形成され、前記第３の押し型２０には、図５で明示するように、前記切断刃２５の先端部をガイドするスリット状の第１のガイド孔２８が形成される。

前記切断刃２５は第２の油圧シリンダ２９で進退駆動されるものであり、切断対象の前記パイプ１０の中心軸線に直交する水平軸線を有する第２の油圧シリンダ２９が前記可動基台１２に取付けられ、この第２の油圧シリンダ２９のロッド２９ａが前記収容室２７内で前記切断刃２５に連結される。

図７において、前記補助切刃２６の前記パイプ１０側に臨む側面２６ａは、前記第１および第２の曲げ手段２２，２３による曲げ中心軸線すなわち前記支柱１１および前記補助支柱１４の軸線と平行な平坦面に形成され、その側面２６ａの上部先端部に鋭角な刃部２６ｂが設けられる。

また前記補助切刃２６は、前記切断刃２５による切断前の前記パイプ１０よりも下方の待機位置と、前記パイプ１０の側壁の一部を切除する切除位置との間で鉛直方向に進退することを可能として前記可動基台１２に配設されるものであり、前記第３の押し型２０には、前記補助切刃２６の進退を可能とするスリット状の第２のガイド孔３０が、前記第１のガイド孔２８に直交して形成される。

前記補助切刃２６には、鉛直軸線を有して当該補助切刃２６の下方で前記可動基台１２内に固定配置される第３の油圧シリンダ３１のロッド３１ａが連結され、この第３の油圧シリンダ３１で前記補助切刃２６が鉛直方向に進退駆動される。

ところで前記補助切刃２６の厚さＴ２は、前記切断刃２５の厚さＴ１の１．１倍以下だけ大きく設定されるものであり、前記切断刃２５の厚さＴ１に対して、前記補助切刃２６の厚さＴ２は、Ｔ１＜Ｔ２≦１．１Ｔ１となるように設定される。たとえば前記切断刃２５の厚さＴ１が３ｍｍであるときに、前記補助切刃２６の厚さＴ２は、３ｍｍ＜Ｔ２≦３．３ｍｍであり、この実施の形態ではＴ２＝３．０８ｍｍである。

図８において、前記下部ステージＳ３に搬入された前記パイプ１０は、前記第３の受け型１９および前記第３の押し型２０で保持され、その状態で前記補助切刃２６が、図８（ａ）で示す切除位置まで上昇することで前記パイプ１０の側壁の一部が破線で示すように切除され、その後で前記補助切刃２６は図８（ｂ）で示す待機位置まで降下する。この補助切刃２６の待機位置への降下後に、図９で示すように、前記切断刃２５が前進することで前記パイプ１０が切断されることになる。切断後のパイプ１０は、１８０度姿勢が変換されて前記中間ステージＳ２にもたらされ、この中間ステージＳ２で上述の図４（ａ）および図４（ｂ）で示した曲げ工程を経た後に前記下部ステージＳ３にもたらされて切断されることになり、中間ステージＳ２での曲げ加工と、下部ステージＳ３での切断加工とが繰り返される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、曲げられた状態にある前記パイプ１０をその中心軸線に直交する方向での切断刃２５による切断前に、そのパイプ１０のうち切断作動前の前記切断刃２５に対向する側壁の一部が、前記切断刃２５の進退方向と直交する方向に進退することを可能とした補助切刃２６で切除されるので、パイプ１０の側壁のうち一部が切除された部分を除く残余の薄い部分が切断刃２５で切断されることになり、切断刃２５による切断でパイプ１０が半径方向内方に座屈してしまうことを防止することができ、変形修正のための後工程を簡素化することができる。

また前記補助切刃２６が、前記切断刃２５による切断前の前記パイプ１０よりも下方の待機位置と、前記パイプ１０の側壁の一部を切除する切除位置との間で鉛直方向に進退可能に配設されるので、パイプ１０の上方および横方向に補助切刃２６を進退させる機構を配置する必要がなく、第１および第２の曲げ手段２２，２３や、パイプ１０を保持する手段等の作動スペースを容易に確保することができ、切断刃２５の効率的な進退動作が可能となる。

また前記パイプ１０を切断するための前記下部ステージＳ３には、曲げられた状態にある前記パイプ１０の半周を受ける第３の受け型１９と、前記パイプ１０の残余の半周に当接して前記パイプ１０を前記第３の受け型１９と共同して保持する第３の押し型２０とが配設され、前記第３の押し型２０に、前記補助切刃２６の進退を可能とするスリット状の第２のガイド孔３０が形成されるので、第３の押し型２０に形成される第２のガイド孔３０を補助切刃２６が移動することで、第３の受け型１９および第３の押し型２０間で保持された状態にあるパイプ１０の側壁の一部を補助切刃２６が切除することを可能とし、補助切刃２６による切除を精度よく行なうことができる。

また前記補助切刃２６の厚さＴ２が、前記切断刃２５の厚さＴ１よりも１．１倍以下だけ大きく設定されるので、補助切刃２６による前記パイプ１０の側壁の切除幅は前記切断刃２５の厚さＴ１よりも１．１倍以下だけ広くなり、前記切断刃２５による切断時に発生する切粉の発生を抑えて前記パイプ１０内に切粉が侵入することを抑止しつつ、前記補助切刃２６で前記パイプ１０の一部を切除しておくことによって前記パイプ１０に座屈が生じないようにすることができる。

なお補助切刃２６による前記パイプ１０の側壁の切除幅が前記切断刃２５の厚さＴ１よりも広くなることで、前記切断刃２５による切断後に前記パイプ１０の側壁の一部に補助切刃２６による切除痕の一部が残る可能性があるが、残った切除痕は切断後のベンドの端部の面取り加工で除去される。この際、補助切刃２６による前記パイプ１０の側壁の切除幅を前記切断刃２５の厚さＴ１よりも１．１倍以下だけ広くすることで、前記切断刃２５による切断後に前記パイプ１０の側壁の一部に残る切除痕が無駄に大きくならないようにすることができる。

また前記補助切刃２６の前記パイプ１０側に臨む側面２６ａが、上部ステージＳ１での第１の曲げ手段２２ならびに中間ステージＳ２での第２の曲げ手段２３による曲げ中心軸線と平行な平坦面に形成され、その側面２６ａの上部先端部に鋭角な刃部２６ｂが設けられるので、補助切刃２６による切除時にはパイプ１０から離間する側に切粉が生じることになり、切断刃２５による切断時に補助切刃２６による切粉が残らないようにして、パイプ１０内への切粉の侵入をより効果的に防止することができる。

さらに前記切断刃２５が、切断対象の前記パイプ１０に向かって尖った形状の山形刃部２５ａと、その山形刃部２５ａの前記パイプ１０とは反対側の端部に段部２５ｂ，２５ｃを介してそれぞれ連設されるとともに上方および下方に延びる上下一対の受け部２５ｄ，２５ｅとを有する形状に形成されるので、切断刃２５によるパイプ１０の切断時に、山形刃部２５ａの外側縁に沿って動く切粉は前記受け部２５ｄ，２５ｅに当接して上下方向に導出されることになり、切粉のパイプ１０内への侵入をより効果的に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

１０・・・パイプ
１９・・・受け型
２０・・・押し型
２２，２３・・・曲げ手段
２５・・・切断刃
２５ａ・・・山形刃部
２５ｂ，２５ｃ・・・段部
２５ｄ，２５ｅ・・・受け部
２６・・・補助切刃
２６ａ・・・側面
２６ｂ・・・刃部
３０・・・ガイド孔
Ｔ１・・・切断刃の厚さ
Ｔ２・・・補助切刃の厚さ

Claims (6)

1. パイプ（１０）を曲げる曲げ手段（２２，２３）と、曲げられた状態にある前記パイプ（１０）をその中心軸線に直交する方向での進退動作で切断する切断刃（２５）とを備える切断機構付きパイプベンダーにおいて、前記パイプ（１０）のうち切断作動前の前記切断刃（２５）に対向する側壁の一部を切除することを可能としつつ前記切断刃（２５）の進退方向と直交する方向に進退することを可能とした補助切刃（２６）を備えることを特徴とする切断機構付きパイプベンダー。
2. 前記補助切刃（２６）が、前記切断刃（２５）による切断前の前記パイプ（１０）よりも下方の待機位置と、前記パイプ（１０）の側壁の一部を切除する切除位置との間で鉛直方向に進退可能に配設されることを特徴とする請求項１に記載の切断機構付きパイプベンダー。
3. 曲げられた状態にある前記パイプ（１０）の半周を受ける受け型（１９）と、前記パイプ（１０）の残余の半周に当接して前記パイプ（１０）を前記受け型（１９）と共同して保持する押し型（２０）とを備え、当該押し型（２０）に、前記補助切刃（２６）の進退を可能とするスリット状のガイド孔（３０）が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の切断機構付きパイプベンダー。
4. 前記補助切刃（２６）の厚さ（Ｔ２）が、前記切断刃（２５）の厚さ（Ｔ１）よりも１．１倍以下だけ大きく設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の切断機構付きパイプベンダー。
5. 前記補助切刃（２６）の前記パイプ（１０）側に臨む側面（２６ａ）が、前記曲げ手段（２２，２３）による曲げ中心軸線と平行な平坦面に形成され、その側面（２６ａ）の上部先端部に鋭角な刃部（２６ｂ）が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の切断機構付きパイプベンダー。
6. 前記切断刃（２５）が、切断対象の前記パイプ（１０）に向かって尖った形状の山形刃部（２５ａ）と、その山形刃部（２５ａ）の前記パイプ（１０）とは反対側の端部に段部（２５ｂ，２５ｃ）を介してそれぞれ連設されるとともに上方および下方に延びる上下一対の受け部（２５ｄ，２５ｅ）とを有する形状に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の切断機構付きパイプベンダー。

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