JP3593105B2 - 円管材等の押し通し曲げ加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円管材等をガイドシリンダとダイスを用いて押し通し曲げ加工を行うための方法に係り、同方法による加工段階で生じる特有の問題点を解消するための改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人等は１９８９年度に「押し通し曲げ加工方法及び同方法による曲げ加工装置」の提案を行い、既に特許権（特公平５−１２０４７号，特許第１８０４０３６号）を取得している。
この提案に係る方法の原理は図１８に示されるようなものであり、「管材・形材又は中実材（図では円管材１）を拘持しながら挿通せしめるガイドシリンダ２と、該ガイドシリンダ２を貫通した管材・形材又は中実材１の一部をベアリング部３ａで拘持するダイス３とからなり、ガイドシリンダ２の中心軸４とダイス３のベアリング部３ａの中心５とを相対的にズラせた状態で管材・形材又は中実材１をガイドシリンダ２とダイス３に押し通すことを特徴とした方法」である。尚、前記のガイドシリンダ２の中心軸４とダイス３のベアリング部３ａの中心５とのズレ量は「オフセット」と定義され（以下同様）、図１８ではＵとして下側（−側）へ設定されている。
【０００３】
この方法によると、ダイス３のベアリング部３ａが円管材１を局部的に摺接・拘持しながら通過させることになるが、オフセット：Ｕが設けられているために円管材１のアプローチＶの区間には常に曲げモーメントが作用する。
従って、円管材１が連続的に押し通されると、ベアリング部３ａを通過した時点では上側を外周側として一定の曲率を有した塑性変形後の状態で押し出されることになり、オフセット：Ｕを変化させるだけで高精度な連続曲げ加工が実現できる。また同時に、ダイス３のベアリング部３ａは前記の曲げ塑性加工に伴って円管材１の横断面形状に発生する変形を矯正する役割を果たし、曲げ加工に伴う偏平化や肉厚の変化を効果的に抑制できる。
【０００４】
前記の方法による曲げ加工装置は図１９から図２３に示すような構成によって実施されている。
ここで、図１９は主要機構部分の概略側面図、図２０は同概略平面図、図２１は同概略正面図であり、１１は基台筐体、１２は基台筐体１１に取り付けられた固定基盤、１３は固定基盤１２に対して水平方向（Ｘ方向）にのみ移動可能な態様で支持されている中間基盤、１４は中間基盤１３に対して垂直方向（Ｙ方向）にのみ移動可能な態様で支持されている可動台であって、それぞれの移動条件はすべり対偶機構を介在させることで実現されている。
そして、固定基盤１２には中間基盤１３をＸ方向へ移動させるためのモータＭｘが、中間基盤１３には可動台１４をＹ方向へ移動させるためのモータＭｙが取り付けられており、モータＭｘとモータＭｙの各シャフトに連結したネジ棒と中間基盤１３，と可動台１４に形成した各ネジ孔とのネジ対偶関係に基づいて、各モータＭｘ，Ｍｙを正転／逆転させることにより可動台１４を固定基盤１２に対してＸ−Ｙ方向へ移動できるようになっている。
【０００５】
前記のガイドシリンダ２は固定基盤１２の上部に固定されており、ダイス３は可動台１４の上部に嵌着・固定されている。
従って、各モータＭｘ，Ｍｙの正転／逆転制御によって、ダイス３のベアリング部３ａの中心５をガイドシリンダ２の中心軸４に対してＸ−Ｙ方向へ任意にオフセットさせることができる。
【０００６】
一方、本願出願人等は「長尺管材等の押圧搬送装置」についても１９９０年度に提案を行っており、既に特許権（特公平７−７３７６４号，特許第２０４６７２３号）を取得している。
この提案に係る装置は前記の押し通し曲げ加工装置において円管材１を連続的に押し通すために開発されたものであって、「長尺管材又は長尺中実材が挿通する空間を介してそれらの管材又は中実材の両側面を軸方向にわたって抱持する二本の固定長尺形材と、前記空間内に遊嵌すると共にその先端部が長尺管材又は長尺中実材の端部に係合する走行棒の両側部に対して両長尺形材間に構成される隙間より薄い二枚の板材を駆動力伝達板として取付けた走行ユニットと、前記走行ユニットの駆動力伝達板に対して長尺形材の軸方向へ駆動力を供給する駆動機構とを具備したことを特徴とする長尺管材等の押圧搬送装置」である。
【０００７】
しかし、本願出願人によって現在実施されている装置については、図２２に示すように、前記の固定長尺管材２２を下側の１本に簡略化したものである。
具体的には、同図において、２２が下側にだけ設けられた固定長尺形材、２３が走行ユニットに相当し、その走行ユニット２３は走行棒２４の両側部に駆動力伝達板２５，２６を設けた構成からなる。また、駆動力伝達板２５に駆動力を供給するための駆動機構としては、走行棒２４の軸と平行に併設された２本のチェーンベルト２７，２８を歯車２９，３０と３１，３２で周回させることで走行ユニット２３を前後に移動させるようになっている。
図１９から図２１において本体筐体１１の側部に設けられているチェーンベルト３３と歯車３４，３５からなる減速機構は、本体筐体１１に内蔵されたモータＭｃの回動力を図２２における歯車２９，３１の軸３６に伝達するものであり、その軸３６は歯車３４の軸に相当する。
従って、図１９におけるＡ−Ａ矢視断面は図２３に示すようになり、モータＭｃの回動力によって走行棒２４が前後方向へ駆動せしめられる。
【０００８】
更に、前記の「長尺管材等の押圧搬送装置」に係る提案では、管材等が軸周りに回動することを防止するための回動拘束機構についても開示している。
これは、ガイドシリンダ２とダイス３によって曲げ加工を受けた後の円管材１ａがその部分の自重によって軸周りに回転してしまうことを防止して曲げ加工条件に影響を及ぼさないようにするためのものであり、同提案では図２２における走行棒２４の先端部分２４ａが円管材１に内嵌して拡縮できる機構を提案している。
しかし、これについても本願出願人によって現在実施されている機構は図２４に示すようなものである。即ち、走行棒２４の先端部分２４ａを先細りテーパ状筒部として形成すると共に、円管材１の後端面と係合する段差部分に楔状小突起２４ｂを形成しておき、走行棒２４が前進せしめられた際にテーパ状筒部が円管材１内に内嵌した状態で楔状小突起２４ｂが円管材１の後端内周面に喰い込んで回動拘束機能を果たすようになっている。
従って、図１８から図２１で説明した押し通し曲げ加工装置で円管材１の曲げ加工を連続的に実行する過程において、円管材１は走行棒２４側との咬止関係によって常にその回動が拘束された状態となり、安定した曲げ加工条件を維持させることができる。
【０００９】
尚、本願出願人等は、前記の押し通し曲げ加工装置に関連して、その他にも特有の「ダイス回動機構」に係る提案も行っている（特公平７−１１０３８２号，特許第２０７８６９９号及び特許第２７１５３９７号）。
これらの発明は、ダイスをダイスホルダで回動自在に球面保持させることを主たる構成として、ダイスのベアリング部を含む面がオフセットに対応して最適条件に傾斜するようにしたものであり、曲げ加工における曲率半径の限度をより小さくし、また加工後の円管材等の偏平化を防止するという効果を得るものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の押し通し曲げ加工装置で、例えば、図２５に示すような曲げ加工製品を製作する場合を仮定してみると、同装置に特有な問題点により実質的に加工が不可能になることがある。
以下、その問題点が生じる工程を順次説明する。
先ず、オフセットを０に設定した状態で、円管材１をダイス３とガイドシリンダ２にセットすると共に、その後端に走行棒２４の先端部分２４ａを嵌入せしめ、モータＭｃを正転させることによって円管材１をダイス３とガイドシリンダ２に押し通す。
その場合、オフセットが０であるため、距離Ｓ１だけ押し通すと、図２６に示すように、円管材１は曲げ加工を受けずにそのまま距離Ｓ１分だけ直線的に押し出される。
また、この段階では走行棒２４の先端部分２４ａに形成されている楔状小突起２４ｂは円管材１の内周面に喰い込み、円管材１の回動が拘束された状態になる。
【００１１】
そして、その状態から直ちにモータＭｙを正転駆動させてオフセットを＋Ｕｒに変更設定し、連続的に（πＲ／２）分だけ押し通しを実行すると、円管材１は上側へ曲げ加工を受けながら押し通されて、図２７に示すような態様で前記の直線部分に連続して円弧状の曲げ部分が構成される。
尚、｜Ｕｒ｜はこの場合の加工対象である円管材１に対して曲率半径Ｒの曲げ加工を行う場合のオフセット値である。
【００１２】
次に、直ちにモータＭｙを逆転駆動させて前段階で与えられていたオフセットを再び０に戻し、そのオフセットで距離Ｓ２分だけ直線的に押し通すと、円管材１は曲げ加工を受けずに距離Ｓ２分だけ直線的に押し出され、図２８に示すように平面形状が略Ｕ字状に加工された中間状態になる。
【００１３】
ここで、図２５の曲げ加工製品を得るためには、図２８の状態からモータＭｙを逆転駆動させてオフセットを−Ｕｒに変更設定することにより連続的に円弧状の曲げ部分を加工する必要がある。
しかし、オフセットを−Ｕｒに設定した状態で距離（πＲ／２）分だけ押し通しを実行したとすると、図２８の段階で得られた加工後の略Ｕ字状部分が下側へ１８０°回転することになり、図２９に示すように距離（πＲ／４）より大きく押し通された段階でダイス３を搭載している可動台１４の前面に当接し、それ以上の曲げ加工が不可能になる。
【００１４】
もっとも、この段階での対策としては、次のような措置が採用し得る。
先ず、図２８の加工段階が完了した時点でモータＭｃを一旦停止させた後、円管材１の後端に対する走行棒２４の先端部分２４ａの喰い込みによる回動拘束状態を解除させ（楔状小突起２４ｂの形成区間を円管材１の内周面から抜く）、手動操作で円管材１を１８０°回転させて図３０に示すような状態にする。
そして、モータＭｙを正転駆動させてオフセットを＋Ｕｒに変更した後にモータＭｃを起動させると、円管材１は図３０の状態から上側への曲げ加工を受けることになり、そのまま距離（πＲ／２）分だけ押し通しを実行すると、図３１に示すように円弧状の曲げ部分が連続的に構成されて加工後の部分がダイス３とガイドシリンダ２の上側に位置するようになり、前記のような加工不能状態を回避できる。
【００１５】
次に、直ちにモータＭｙを逆転駆動させてオフセットを再び０に戻し、そのオフセットで距離Ｓ２分だけ直線的に押し通すと、円管材１は曲げ加工を受けずに距離Ｓ２分だけ直線的に押し出され、図３２に示すように平面形状が略Ｓ字状に加工された中間状態になる。
【００１６】
ところで、図２５の曲げ加工製品を得るには、更にその中間状態から距離（πＲ／２）分だけ下側へ曲率半径Ｒの曲げ加工を行い、次いで距離Ｓ１分だけ直線部分を構成する必要がある。
しかし、図３２の状態からオフセットを−Ｕｒに設定して距離（πＲ／２）分の曲げ加工を実行しようとすると、先に説明した図２８から図２９に示す加工と同様の条件になり、距離（πＲ／４）より大きく押し通された段階では加工後の部分が可動台１４の前面に当接して加工不能となる。
そして、その状況に対して、先に場合と同様に、モータＭｃの一旦停止と円管材１の回動拘束状態の解除を行って手動操作で円管材１を１８０°回転させるという措置を採ろうとしても、図３２における加工後の略Ｓ字状部分の上側の円弧状部分は可動台１４の前面よりも後方に位置しており、回転の途中で可動台１４の側部に当接して１８０°回転させることは不可能である。
【００１７】
従って、図３３に示すような加工製品の場合（第１回目の曲げ加工による円弧状部分と第２回目の曲げ加工開始部分との間に距離ｗがあるような場合）には、先の場合と同様に１８０°の手動回転操作を行えば全体の加工が可能になるが、図２５の加工製品の場合には、図３２の段階までしか加工ができず、全体的な加工は不可能である。
【００１８】
また、仮に、図３３のような加工製品を得る場合を想定しても、第２回目及び第３回目の円弧状部分の曲げ加工を開始する前に、モータＭｃを一旦停止させた後、円管材１の回動拘束状態を解除させて円管材１を１８０°回転させる必要がある。
その場合、ダイス３より前方にある加工後の部分は直線区間であるために、円管材１の回動拘束状態を解除するには、手操作で円管材１の後端から走行棒２４の先端部分２４ａを引抜くか、又はガイドシリンダ２の直後にチャック等の把持機構を設けておき、その把持機構で円管材１をロックした状態でモータＭｃを逆転させて走行棒２４を後退させるような手順が実行されなければならない。
更に、円管材１を１８０°回転させる際にも、それを正確に行うための治具等を当てて角度設定した上で曲げ加工へ移行する必要がある。
従って、いずれにしても加工途中に手操作が介在するために多大な時間と労力を要することになり、また把持機構を設けると装置の構成が複雑になると共にコスト高を招くことになる。
【００１９】
そこで、本発明は、前記の押し通し曲げ加工装置において、曲げ加工を受けた円管材等がダイスを固定した可動台と当接してしまうことを回避させながら常に所望の曲げ加工製品が得られるようにし、且つ手操作を伴わずにそれを実行することが可能な加工方法を提供することを目的として創作された。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円管材等を拘持しながら挿通せしめるガイドシリンダと、前記ガイドシリンダを貫通した円管材等の周囲をベアリング部で拘持するダイスと、円管材等を押圧搬送して前記ガイドシリンダと前記ダイスに押し通す押圧搬送装置とを備え、前記ガイドシリンダの中心軸と前記ダイスのベアリング部の中心を相対的にオフセットさせた状態で円管材等を前記押圧搬送装置で送り出すことにより、円管材等を前記オフセット側へ曲げる押し通し曲げ加工装置において、前記オフセットが前記ダイスを固定した可動台側へ設定された状態で加工後の円管材等が前記可動台と当接してしまう場合に、その当接前の曲げ加工過程の途中で前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を一旦停止させる第１手順と、前記第１手順で押し通し動作を停止させた状態で、ベアリング部の中心が前記オフセットを半径として前記ガイドシリンダの中心軸の周りに１８０°回転するように前記ダイスを移動させる第２手順とを実行し、前記第２手順の実行後に前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を再開させることを特徴とした円管材等の押し通し曲げ加工方法に係る。
【００２１】
本発明によれば、第１手順によって円管材等の押し通し動作を一旦停止させた状態では、ダイスとガイドシリンダの間（アプローチ区間）の円管材等にオフセット方向への曲げモーメントが作用しているが、ガイドシリンダは加工前の直線部分を軸支しており、オフセットされたダイスは環状のベアリング部で円管材等の局部区間の外周面を把持している。
従って、第２手順を実行すると、前記の曲げモーメント状態を維持したまま円管材等を軸周りに１８０°回転させることになり、円管材等におけるダイスのベアリング部で把持されている部分もベアリング部の内側で１８０°回転し、ベアリング部より前方にある円管材等の加工後の部分はガイドシリンダの中心軸に関して対称な位置まで回転移動せしめられる。
その結果、押し通し曲げ装置に対して円管材等の加工後の部分が相対的に１８０°回転するが、曲げ加工条件も１８０°回転した状態になって第１手順に至るまでの条件と同一になり、第２手順を実行後にそのまま押し通し動作を再開させれば、円管材等には第１手順までの曲げ加工に連続した曲げ加工が実行されることになる。
そして、前記のように円管材等の加工後の部分が１８０°回転せしめられているために、再開された曲げ加工では円管材等の加工後の部分がダイスを固定した可動台の反対側へ回転してゆくことになり、可動台に当接して曲げ加工ができなくなる事態を合理的に回避できる。
また、押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作の起動や停止、及び第２手順におけるダイスを固定した可動台の移動は、それらに駆動力を与えるモータ等を制御する制御装置によってプログラマブルに実現できるため、前記の一連の曲げ加工動作は人手を介さずに実行させることが可能である。
【００２２】
前記の発明において、円管材等とダイスのベアリング部やガイドシリンダの内周面との間に構成される摩擦力によって円管材等が軸周りに回動することを防止できれば、押圧搬送装置に回動拘束機構を設けることは必須要件ではない。
しかし、そのような回動拘束機構を設けている場合には、第１手順と第２手順の間に回動拘束機構の解除手順を設け、前記第２手順が実行された後に前記回動拘束機構の解除状態を拘束状態に復帰させて前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を再開させるようにすればよい。
特に、加工対象が円管材であって、図２４に示したような回動拘束機構を適用している場合には、極めて合理的に一連の手順を円滑に実行させることが可能になり、それについては下記の実施形態の中で説明する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の「円管材等の押し通し曲げ加工方法」の実施形態を図１から図１７を用いて詳細に説明する。
先ず、図１は従来技術で説明した押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図とその制御システムのブロック回路図であり、その曲げ加工装置については従来技術で説明したもの（図１９から図２４）と同様であり、同一符合で示される各機素等も同一のものである。
従って、ここでは押し通し曲げ加工装置の機構に係る説明を省略する。
【００２４】
図１の制御システムにおいて、５１は制御回路、５２は表示部を備えた操作パネル、５３は曲げ加工条件に対する選択データを格納したＲＯＭ、５４は曲げ加工時の制御プログラムが格納されるＲＡＭ、５５はモータＭｘ，Ｍｙに対する駆動用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、５６はモータＭｃに対する駆動用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、５７はモータ駆動用の電源回路である。
ここに、ＲＯＭ５３には、加工対象となる各種円管材に係る外径・内径・材質・硬度等の特性データに対応させて曲げ加工時に各種曲率半径を与えるためのオフセットデータや最適な押し通し速度データ等がテーブルとして予め格納されている。
【００２５】
そして、制御回路５１がＲＯＭ５３のテーブルデータを操作パネル５２の表示部に表示させて加工対象となる円管材１の特性データを選択的に入力できるようになっており、操作パネル５２からその特性データを選択すると共に曲げ加工製品の形状データを入力すると、制御回路５１はＲＯＭ５３の対応するオフセットデータや押し通し速度データを読み出して前記の形状データに応じた円管材１に対する加工用制御プログラムを自動的に作成し、そのプログラムをＲＡＭ５４に格納する。
尚、この実施形態では専用の制御システムを用いているが、当然にパーソナルコンピュータを代用することも可能である。
【００２６】
以上のようにしてＲＡＭ５４に曲げ加工用制御プログラムが作成されると、操作パネル５２からの指示を待って円管材１に対する押し通し曲げ加工が実行されることになるが、この実施形態では図２５に示した曲げ加工製品を得る場合を例にとって説明する。
その場合の制御プログラムによる押し通し曲げ加工装置の制御手順は図２から図４のフローチャートに示される。
先ず、加工開始の指示を与える前にダイス３のオフセットを０に設定しておき、円管材１をガイドシリンダ２とダイス３に通し、円管材１の先端をダイス３のベアリング部３ａにセットすると共に後端に走行棒２４の先端部分２４ａを挿入しておく（ｆ１，ｆ２）。
【００２７】
そして、操作パネル５２から加工開始の指示を与えると、制御回路５１がオフセットを０に設定したままモータＭｃを正転駆動させて円管材１を距離Ｓ１分だけ押し出す（ｆ３，ｆ４）。
次いで、円管材１が前記距離Ｓ１だけ押し通された時点で、制御回路５１はモータＭｙを正転制御してオフセットを＋Ｕｒに変更設定し、そのオフセットの設定状態で距離πＲ分だけ押し出すと円管材１は上側へ曲率半径Ｒの曲げ加工を受け、加工後の円管材１ａは距離Ｓ１の直線部分に連続して半径Ｒの円弧状部分が形成された状態になる（ｆ４，ｆ５，ｆ６）。
また、その段階から直ちにモータＭｙを逆転制御してオフセットを０に戻し、円管材１を距離Ｓ２だけ押し出すと、加工後の円管材１ａは前記の円弧状部分に連続して距離Ｓ２の直線部分が形成された状態になる（ｆ７，ｆ８）。
以上のステップｆ１〜ｆ８までの工程は、従来技術において図２６から図２８の工程として説明した手順及び加工状態と同様である。
【００２８】
この実施形態の特徴はそれ以降の制御手順に特徴がある。
先ず、前記の段階から直ちにモータＭｙを逆転制御してオフセットを−Ｕｒに変更設定し、円管材１を距離（πＲ／２）だけ押し出す（ｆ１０，ｆ１１）。
すると、図５に示すように、加工後の円管材１ａには前記の状態から連続的に中心角が９０°分に相当する円弧状部分が形成されて、全体が下側へ９０°だけ回転することになる。
ここで、加工後の円管材１ａの直線部分は可動台１４と平行な状態になるため、当然にその段階では可動台１４に当接してしまうようなことはない。
【００２９】
そして、その段階で制御回路５１はモータＭｃを一旦停止させた後に直ちに逆転駆動させ、図６に示すように円管材１の後端から走行棒２４の先端部分２４ａの楔状小突起２４ｂが引き抜かれる距離だけ走行棒２４を後退させる（ｆ１２，ｆ１３，ｆ１４）。
その場合、図５の状態ではオフセットが−Ｕｒに設定されていると共にダイス３のベアリング部３ａから押し出された部分は円弧状になっているため、円管材１は後方への引き抜き力に対してダイス３とガイドシリンダ２でロックされた状態にある。
従って、円管材１を把持する必要はなく、走行棒２４を後方へ後退させるだけで円管材１の後端から走行棒２４の楔状小突起２４ｂが解除でき、図５の状態のままで円管材１の回動拘束状態が解除される。
【００３０】
次に、制御回路５１は前記の解除状態でモータＭｃを停止させ、モータＭｘとモータＭｙを制御して、ダイス３のベアリング部３ａの中心がガイドシリンダ２の中心軸４の周りに１８０°回転するように可動台１４を移動させる（ｆ１５，ｆ１６）。
具体的には、図５の状態ではダイス３のベアリング部３ａがガイドシリンダ２の中心軸４に対して−Ｕｒだけオフセットされた位置にあるが、図７（ダイス３とガイドシリンダ２を正面から見た模式図）に示すように、そのベアリング部３ａの中心５が、前記の中心軸４を中心とした半径Ｕｒの円弧上の軌跡を経て＋Ｕｒだけオフセットされた位置５’へ達するように可動台１４を移動させる。
尚、図７において、ガイドシリンダ２は点線で表されており、移動前のダイス３は太い実線で、移動後のダイス３’は太い二点鎖線で示されている。
【００３１】
そして、その移動前後の状態を側面図として見た場合の模式図は図８に示され、移動前の状態ではガイドシリンダ２が加工前の円管材１を軸支していると共に、アプローチ区間（Ｖ）の円管材１には下側へのオフセット方向（−Ｕｒ）へ曲げモーメントが作用しており、オフセットされたダイス３は環状のベアリング部３ａで円管材１の外周面を把持している。
従って、前記のように可動台１４を移動させると、曲げモーメントがかかった状態を維持しながら円管材１が軸周りに１８０°回転することになり、必然的にベアリング部３ａより前方にある加工後の円管材１ａも全体的に１８０°回転して上側へ移動する。
即ち、移動後における加工後の円管材１ａは図９に示すような状態となる。
【００３２】
図３のフローチャートに戻って、前記の移動が完了した段階では中心角にして９０°分の円弧状部分が構成されただけであるが、オフセットが＋Ｕｒに設定された状態になっている（ｆ１７）。
そのため、その状態から制御回路５１が停止させていたモータＭｃを正転駆動させて、円管材１を再び走行棒２４による回動拘束状態に戻すと共に、距離（πＲ／２）だけ押し出すと、図１０に示すように先に加工した円弧状部分に連続して更に中心角で９０°に相当する円弧状部分が形成され、加工後の円管材１ａは９０°回転してダイス３とガイドシリンダ２の上側へ倒れた状態になる（ｆ１８，ｆ１９）。
【００３３】
従来技術では、図２８の段階からオフセットを−Ｕｒに設定して円管材１を距離πＲだけ押し出すと図２９のように加工後の円管材１ａが可動台１４に当接してしまうため、図２８の段階でモータＭｃを停止させると共に円管材１の回動拘束状態を解除させた後に、図３０に示すように加工後の円管材１ａを手操作で１８０°回転させるという対策をとっていたが、この実施形態では、円弧状部分の曲げ加工を前半と後半とに分けて行い、その曲げ加工工程の中間に可動台１４の移動（ダイス３の円弧状軌跡を経た移動）を実行させるだけで、手操作を介在させることなく、加工後の円管材１ａが可動台１４に当接する事態を回避させながら自動的に円弧状部分を連続的に構成することを可能にしている。
【００３４】
次に、図１０の段階で円弧状部分が形成されると、制御回路５１は直ちにモータＭｙを逆転制御してオフセットを０に設定し、円管材１を距離Ｓ２分だけ押し出すこことにより前記の円弧状部分に連続して直線部分を形成する（ｆ２０，ｆ２１）。
従って、加工後の円管材ａは図１１に示すような状態になる。
【００３５】
ここで、ステップｆ１２でモータＭｃを停止させる直前の段階（即ち、図２８に示す状態）と図１１の段階とを比較してみると明らかなように、加工後の円管材１ａがＵ字状の状態まで形成されているかＳ字状の状態まで形成されているかの相違だけで、その状態からオフセットを−Ｕｒに設定して中心角にして１８０°分の円弧状部分の曲げ加工を実行した場合に加工後の円管材１ａが可動台１４に当接してしまうという条件は全く同一である。
【００３６】
そこで、この実施形態では、前記の特徴的手順であるステップｆ１０からステップｆ１９までと同一の手順を再度実行させる（ｆ２２〜ｆ３１）。
その場合、オフセットを−Ｕｒに設定して中心角で９０°分の円弧状部分を形成した状態（ｆ２３）は図１２のようになり、モータＭｃを停止させた後に円管材１の回動拘束状態を解除させた後に、図７に示したようにダイス３を円弧上の軌跡で移動した状態（ｆ２８）では図１３のようになり、更に、オフセットが＋Ｕｒになったまま中心角で９０°分の円弧状部分を形成した状態（ｆ３１）は図１４のようになる。
【００３７】
従来技術では、図３２の段階（この実施形態における図１１の段階に相当）で既に加工後の円管材１ａを１８０°回転させると可動台１４の側部に当接してその後の加工不能になっていたが、この実施形態の手順によればそれを合理的に解決して以降の連続的な加工が可能になっている。
【００３８】
その後、制御回路５１は前記の円弧状部分が形成された段階（ｆ３１）で直ちにモータＭｙを制御してオフセットを０に変更設定し、円管材１を距離Ｓ１より少し長く押し出した後にモータＭｃを停止させて一連の加工工程を終了させる（ｆ３２，ｆ３３，ｆ３４）。
その最終的な段階では図１５に示すような加工後の円管材１ａが構成されており、ダイス３の前方の所定位置で切断すれば、図２５の所要の加工製品が得られることになる。
【００３９】
ところで、上記の実施形態ではオフセットを垂直方向に与えて押し通し曲げ加工を実行する場合について説明したが、オフセットの方向は垂直方向に限定されるものではなく、例えば、図１６のようにそれ以外の方向に設定されていて、加工後の円管材１ａが可動台１４に抵触するような場合にも適用できる。
その場合にも、図１７に示すように、ダイス３のベアリング部３ａの中心がガイドシリンダ２の中心軸４の周りに１８０°回転するように可動台１４を移動させればよく、いずれにしても可動台１４に当接する可能性がある加工後の円管材１ａは可動台１４の上側へ回転移動せしめられる。
【００４０】
また、上記の実施形態では、中心角で１８０°の円弧状部分の曲げ加工について、中心角が９０°に相当する位置で特徴的手順であるステップｆ１０〜ｆ１９やステップｆ２２〜ｆ３１を実行させるようにしているが、一般的には、可動台１４側への曲げ加工であればよく、前記の特徴的手順を介在させる位置も曲げ加工後の円管材が可動台１４に当接しない範囲で任意に設定できる。
【００４１】
更に、図８に示したような一般的なダイス３だけでなく、従来技術で述べたような「ダイスをダイスホルダで回動自在に保持させた構造のダイス機構（特公平７−１１０３８２号，特許第２０７８６９９号及び特許第２７１５３９７号）」が用いられている場合においても、この実施形態の手順はそのまま適用できる。
尚、上記の実施形態では２次元的な範囲での曲げ加工製品（図２５）を得るものであるが、３次元的な曲げ加工製品であっても可動台１４に当接してしまうような場合に適用できることは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の円管材等の押し通し曲げ加工方法は、以上の構成を有していることにより、次のような効果を奏する。
請求項１の発明は、円管材等を拘持しながら挿通せしめるガイドシリンダと、ガイドシリンダを貫通した円管材等の周囲をベアリング部で拘持するダイスと、円管材等を押圧搬送してガイドシリンダとダイスに押し通す押圧搬送装置とからなり、ダイスのベアリング部の中心をガイドシリンダの中心軸から相対的にオフセットさせた状態で円管材等を押圧搬送装置で送り出して曲げ加工を実行する押し通し曲げ加工装置において、曲げ加工後の円管材等がダイスを固定した可動台に当接して曲げ加工ができなくなる事態を合理的に回避させることにより加工製品の形態上の制限をなくして多様な加工を可能にする。
また、本発明の手順はプログラマブルな制御によって自動的に実行させることができ、工程中に手操作が介在しないために加工時間の短縮と労力の大幅な軽減を実現する。
請求項２の発明は、押圧搬送装置に円管材等が軸周りに回動することを防止するための回動拘束機構を設けている場合において、その回動拘束状態を解除する手順を介在させることで請求項１の発明を有効に実行させる。
特に、回動拘束機構が、走行棒の先端部分に楔状小突起を形成した先細りテーパ状筒部を設けておき、その筒部を円管材の後端に内嵌させて楔状小突起を円管材の内周面に喰い込ませる構成である場合には、走行棒を僅かに後退させるだけで円管材の回動拘束状態を解除でき、請求項１の発明の手順を円滑に実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図とその制御システムのブロック回路図である。
【図２】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の制御手順（ステップｆ１からステップｆ１４まで）を示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の制御手順（ステップｆ１５からステップｆ２９まで）を示すフローチャートである。
【図４】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の制御手順（ステップｆ３０からステップｆ３４まで）を示すフローチャートである。
【図５】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ１１の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図６】回動拘束機構が解除された状態を示す断面図である。
【図７】ステップｆ１６及びステップｆ２８における制御状態を説明するためのダイスとガイドシリンダを正面から見た模式図である。
【図８】ステップｆ１６及びステップｆ２８における制御状態を説明するためのダイスとガイドシリンダを側面から見た模式図である。
【図９】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ１６の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１０】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ１９の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１１】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ２１の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１２】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ２３の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１３】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ２８の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１４】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ３１の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１５】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ３３の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１６】オフセットが垂直方向以外の角度に設定されており、加工後の円管材が可動台に抵触する場合を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略正面図である。
【図１７】図１６の場合における制御状態を説明するためのダイスとガイドシリンダを側面から見た模式図である。
【図１８】押し通し曲げ加工方法の原理を説明するための断面図である。
【図１９】押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２０】押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略平面図である。
【図２１】押し通し曲げ加工装置の概略正面図である。
【図２２】押圧搬送機構の構成を示す斜視図である。
【図２３】図１９におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２４】回動拘束機構の断面図（円管材の回動拘束状態）である。
【図２５】曲げ加工製品の平面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【図２６】円管材の曲げ加工状態（図２のステップｆ４の手順完了段階に相当）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２７】円管材の曲げ加工状態（図２のステップｆ６の手順完了段階に相当）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２８】円管材の曲げ加工状態（図２のステップｆ８の手順完了段階に相当）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２９】図２８の曲げ加工状態から円管材を距離（πＲ／２）分押し出そうとして加工後の円管材が可動台に当接した状態を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３０】図２８の円管材の曲げ加工状態から加工後の円管材が可動台に当接してしまうことを回避させるための従来の方法を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３１】図３０の曲げ加工状態から更に円弧状部分を曲げ加工した状態を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３２】図３１の曲げ加工状態から更に直線部分を加工形成した状態を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３３】従来の方法で得ることが可能な曲げ加工製品の平面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１…円管材、１ａ…加工後の円管材、２…ガイドシリンダ、３，３’…ダイス、３ａ，３ａ’…ベアリング部、４…ガイドシリンダの中心軸、５，５’…ベアリング部の中心、１１…基台筐体、１２…固定基盤、１３…中間基盤、１４…可動台、２２…固定長尺形材、２３…走行ユニット、２４…走行棒、２４ａ…走行棒の先端部分、２４ｂ…楔状小突起、２５，２６…駆動力伝達板、２７，２８…チェーンベルト、２９，３０，３１，３２…歯車、３３…チェーンベルト、３４，３５…歯車、３６…軸、５１…制御回路、５２…操作パネル、５３…ＲＯＭ、５４…ＲＡＭ、５５，５６…インターフェイス、５７…電源回路、Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｃ…モータ、＋Ｕｒ，−Ｕｒ…オフセット、Ｖ…アプローチ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、円管材等をガイドシリンダとダイスを用いて押し通し曲げ加工を行うための方法に係り、同方法による加工段階で生じる特有の問題点を解消するための改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人等は１９８９年度に「押し通し曲げ加工方法及び同方法による曲げ加工装置」の提案を行い、既に特許権（特公平５−１２０４７号，特許第１８０４０３６号）を取得している。
この提案に係る方法の原理は図１８に示されるようなものであり、「管材・形材又は中実材（図では円管材１）を拘持しながら挿通せしめるガイドシリンダ２と、該ガイドシリンダ２を貫通した管材・形材又は中実材１の一部をベアリング部３ａで拘持するダイス３とからなり、ガイドシリンダ２の中心軸４とダイス３のベアリング部３ａの中心５とを相対的にズラせた状態で管材・形材又は中実材１をガイドシリンダ２とダイス３に押し通すことを特徴とした方法」である。尚、前記のガイドシリンダ２の中心軸４とダイス３のベアリング部３ａの中心５とのズレ量は「オフセット」と定義され（以下同様）、図１８ではＵとして下側（−側）へ設定されている。
【０００３】
この方法によると、ダイス３のベアリング部３ａが円管材１を局部的に摺接・拘持しながら通過させることになるが、オフセット：Ｕが設けられているために円管材１のアプローチＶの区間には常に曲げモーメントが作用する。
従って、円管材１が連続的に押し通されると、ベアリング部３ａを通過した時点では上側を外周側として一定の曲率を有した塑性変形後の状態で押し出されることになり、オフセット：Ｕを変化させるだけで高精度な連続曲げ加工が実現できる。また同時に、ダイス３のベアリング部３ａは前記の曲げ塑性加工に伴って円管材１の横断面形状に発生する変形を矯正する役割を果たし、曲げ加工に伴う偏平化や肉厚の変化を効果的に抑制できる。
【０００４】
前記の方法による曲げ加工装置は図１９から図２３に示すような構成によって実施されている。
ここで、図１９は主要機構部分の概略側面図、図２０は同概略平面図、図２１は同概略正面図であり、１１は基台筐体、１２は基台筐体１１に取り付けられた固定基盤、１３は固定基盤１２に対して水平方向（Ｘ方向）にのみ移動可能な態様で支持されている中間基盤、１４は中間基盤１３に対して垂直方向（Ｙ方向）にのみ移動可能な態様で支持されている可動台であって、それぞれの移動条件はすべり対偶機構を介在させることで実現されている。
そして、固定基盤１２には中間基盤１３をＸ方向へ移動させるためのモータＭｘが、中間基盤１３には可動台１４をＹ方向へ移動させるためのモータＭｙが取り付けられており、モータＭｘとモータＭｙの各シャフトに連結したネジ棒と中間基盤１３，と可動台１４に形成した各ネジ孔とのネジ対偶関係に基づいて、各モータＭｘ，Ｍｙを正転／逆転させることにより可動台１４を固定基盤１２に対してＸ−Ｙ方向へ移動できるようになっている。
【０００５】
前記のガイドシリンダ２は固定基盤１２の上部に固定されており、ダイス３は可動台１４の上部に嵌着・固定されている。
従って、各モータＭｘ，Ｍｙの正転／逆転制御によって、ダイス３のベアリング部３ａの中心５をガイドシリンダ２の中心軸４に対してＸ−Ｙ方向へ任意にオフセットさせることができる。
【０００６】
一方、本願出願人等は「長尺管材等の押圧搬送装置」についても１９９０年度に提案を行っており、既に特許権（特公平７−７３７６４号，特許第２０４６７２３号）を取得している。
この提案に係る装置は前記の押し通し曲げ加工装置において円管材１を連続的に押し通すために開発されたものであって、「長尺管材又は長尺中実材が挿通する空間を介してそれらの管材又は中実材の両側面を軸方向にわたって抱持する二本の固定長尺形材と、前記空間内に遊嵌すると共にその先端部が長尺管材又は長尺中実材の端部に係合する走行棒の両側部に対して両長尺形材間に構成される隙間より薄い二枚の板材を駆動力伝達板として取付けた走行ユニットと、前記走行ユニットの駆動力伝達板に対して長尺形材の軸方向へ駆動力を供給する駆動機構とを具備したことを特徴とする長尺管材等の押圧搬送装置」である。
【０００７】
しかし、本願出願人によって現在実施されている装置については、図２２に示すように、前記の固定長尺管材２２を下側の１本に簡略化したものである。
具体的には、同図において、２２が下側にだけ設けられた固定長尺形材、２３が走行ユニットに相当し、その走行ユニット２３は走行棒２４の両側部に駆動力伝達板２５，２６を設けた構成からなる。また、駆動力伝達板２５に駆動力を供給するための駆動機構としては、走行棒２４の軸と平行に併設された２本のチェーンベルト２７，２８を歯車２９，３０と３１，３２で周回させることで走行ユニット２３を前後に移動させるようになっている。
図１９から図２１において本体筐体１１の側部に設けられているチェーンベルト３３と歯車３４，３５からなる減速機構は、本体筐体１１に内蔵されたモータＭｃの回動力を図２２における歯車２９，３１の軸３６に伝達するものであり、その軸３６は歯車３４の軸に相当する。
従って、図１９におけるＡ−Ａ矢視断面は図２３に示すようになり、モータＭｃの回動力によって走行棒２４が前後方向へ駆動せしめられる。
【０００８】
更に、前記の「長尺管材等の押圧搬送装置」に係る提案では、管材等が軸周りに回動することを防止するための回動拘束機構についても開示している。
これは、ガイドシリンダ２とダイス３によって曲げ加工を受けた後の円管材１ａがその部分の自重によって軸周りに回転してしまうことを防止して曲げ加工条件に影響を及ぼさないようにするためのものであり、同提案では図２２における走行棒２４の先端部分２４ａが円管材１に内嵌して拡縮できる機構を提案している。
しかし、これについても本願出願人によって現在実施されている機構は図２４に示すようなものである。即ち、走行棒２４の先端部分２４ａを先細りテーパ状筒部として形成すると共に、円管材１の後端面と係合する段差部分に楔状小突起２４ｂを形成しておき、走行棒２４が前進せしめられた際にテーパ状筒部が円管材１内に内嵌した状態で楔状小突起２４ｂが円管材１の後端内周面に喰い込んで回動拘束機能を果たすようになっている。
従って、図１８から図２１で説明した押し通し曲げ加工装置で円管材１の曲げ加工を連続的に実行する過程において、円管材１は走行棒２４側との咬止関係によって常にその回動が拘束された状態となり、安定した曲げ加工条件を維持させることができる。
【０００９】
尚、本願出願人等は、前記の押し通し曲げ加工装置に関連して、その他にも特有の「ダイス回動機構」に係る提案も行っている（特公平７−１１０３８２号，特許第２０７８６９９号及び特許第２７１５３９７号）。
これらの発明は、ダイスをダイスホルダで回動自在に球面保持させることを主たる構成として、ダイスのベアリング部を含む面がオフセットに対応して最適条件に傾斜するようにしたものであり、曲げ加工における曲率半径の限度をより小さくし、また加工後の円管材等の偏平化を防止するという効果を得るものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の押し通し曲げ加工装置で、例えば、図２５に示すような曲げ加工製品を製作する場合を仮定してみると、同装置に特有な問題点により実質的に加工が不可能になることがある。
以下、その問題点が生じる工程を順次説明する。
先ず、オフセットを０に設定した状態で、円管材１をダイス３とガイドシリンダ２にセットすると共に、その後端に走行棒２４の先端部分２４ａを嵌入せしめ、モータＭｃを正転させることによって円管材１をダイス３とガイドシリンダ２に押し通す。
その場合、オフセットが０であるため、距離Ｓ１だけ押し通すと、図２６に示すように、円管材１は曲げ加工を受けずにそのまま距離Ｓ１分だけ直線的に押し出される。
また、この段階では走行棒２４の先端部分２４ａに形成されている楔状小突起２４ｂは円管材１の内周面に喰い込み、円管材１の回動が拘束された状態になる。
【００１１】
そして、その状態から直ちにモータＭｙを正転駆動させてオフセットを＋Ｕｒに変更設定し、連続的に（πＲ／２）分だけ押し通しを実行すると、円管材１は上側へ曲げ加工を受けながら押し通されて、図２７に示すような態様で前記の直線部分に連続して円弧状の曲げ部分が構成される。
尚、｜Ｕｒ｜はこの場合の加工対象である円管材１に対して曲率半径Ｒの曲げ加工を行う場合のオフセット値である。
【００１２】
次に、直ちにモータＭｙを逆転駆動させて前段階で与えられていたオフセットを再び０に戻し、そのオフセットで距離Ｓ２分だけ直線的に押し通すと、円管材１は曲げ加工を受けずに距離Ｓ２分だけ直線的に押し出され、図２８に示すように平面形状が略Ｕ字状に加工された中間状態になる。
【００１３】
ここで、図２５の曲げ加工製品を得るためには、図２８の状態からモータＭｙを逆転駆動させてオフセットを−Ｕｒに変更設定することにより連続的に円弧状の曲げ部分を加工する必要がある。
しかし、オフセットを−Ｕｒに設定した状態で距離（πＲ／２）分だけ押し通しを実行したとすると、図２８の段階で得られた加工後の略Ｕ字状部分が下側へ１８０°回転することになり、図２９に示すように距離（πＲ／４）より大きく押し通された段階でダイス３を搭載している可動台１４の前面に当接し、それ以上の曲げ加工が不可能になる。
【００１４】
もっとも、この段階での対策としては、次のような措置が採用し得る。
先ず、図２８の加工段階が完了した時点でモータＭｃを一旦停止させた後、円管材１の後端に対する走行棒２４の先端部分２４ａの喰い込みによる回動拘束状態を解除させ（楔状小突起２４ｂの形成区間を円管材１の内周面から抜く）、手動操作で円管材１を１８０°回転させて図３０に示すような状態にする。
そして、モータＭｙを正転駆動させてオフセットを＋Ｕｒに変更した後にモータＭｃを起動させると、円管材１は図３０の状態から上側への曲げ加工を受けることになり、そのまま距離（πＲ／２）分だけ押し通しを実行すると、図３１に示すように円弧状の曲げ部分が連続的に構成されて加工後の部分がダイス３とガイドシリンダ２の上側に位置するようになり、前記のような加工不能状態を回避できる。
【００１５】
次に、直ちにモータＭｙを逆転駆動させてオフセットを再び０に戻し、そのオフセットで距離Ｓ２分だけ直線的に押し通すと、円管材１は曲げ加工を受けずに距離Ｓ２分だけ直線的に押し出され、図３２に示すように平面形状が略Ｓ字状に加工された中間状態になる。
【００１６】
ところで、図２５の曲げ加工製品を得るには、更にその中間状態から距離（πＲ／２）分だけ下側へ曲率半径Ｒの曲げ加工を行い、次いで距離Ｓ１分だけ直線部分を構成する必要がある。
しかし、図３２の状態からオフセットを−Ｕｒに設定して距離（πＲ／２）分の曲げ加工を実行しようとすると、先に説明した図２８から図２９に示す加工と同様の条件になり、距離（πＲ／４）より大きく押し通された段階では加工後の部分が可動台１４の前面に当接して加工不能となる。
そして、その状況に対して、先に場合と同様に、モータＭｃの一旦停止と円管材１の回動拘束状態の解除を行って手動操作で円管材１を１８０°回転させるという措置を採ろうとしても、図３２における加工後の略Ｓ字状部分の上側の円弧状部分は可動台１４の前面よりも後方に位置しており、回転の途中で可動台１４の側部に当接して１８０°回転させることは不可能である。
【００１７】
従って、図３３に示すような加工製品の場合（第１回目の曲げ加工による円弧状部分と第２回目の曲げ加工開始部分との間に距離ｗがあるような場合）には、先の場合と同様に１８０°の手動回転操作を行えば全体の加工が可能になるが、図２５の加工製品の場合には、図３２の段階までしか加工ができず、全体的な加工は不可能である。
【００１８】
また、仮に、図３３のような加工製品を得る場合を想定しても、第２回目及び第３回目の円弧状部分の曲げ加工を開始する前に、モータＭｃを一旦停止させた後、円管材１の回動拘束状態を解除させて円管材１を１８０°回転させる必要がある。
その場合、ダイス３より前方にある加工後の部分は直線区間であるために、円管材１の回動拘束状態を解除するには、手操作で円管材１の後端から走行棒２４の先端部分２４ａを引抜くか、又はガイドシリンダ２の直後にチャック等の把持機構を設けておき、その把持機構で円管材１をロックした状態でモータＭｃを逆転させて走行棒２４を後退させるような手順が実行されなければならない。
更に、円管材１を１８０°回転させる際にも、それを正確に行うための治具等を当てて角度設定した上で曲げ加工へ移行する必要がある。
従って、いずれにしても加工途中に手操作が介在するために多大な時間と労力を要することになり、また把持機構を設けると装置の構成が複雑になると共にコスト高を招くことになる。
【００１９】
そこで、本発明は、前記の押し通し曲げ加工装置において、曲げ加工を受けた円管材等がダイスを固定した可動台と当接してしまうことを回避させながら常に所望の曲げ加工製品が得られるようにし、且つ手操作を伴わずにそれを実行することが可能な加工方法を提供することを目的として創作された。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円管材等を拘持しながら挿通せしめるガイドシリンダと、前記ガイドシリンダを貫通した円管材等の周囲をベアリング部で拘持するダイスと、円管材等を押圧搬送して前記ガイドシリンダと前記ダイスに押し通す押圧搬送装置とを備え、前記ガイドシリンダの中心軸と前記ダイスのベアリング部の中心を相対的にオフセットさせた状態で円管材等を前記押圧搬送装置で送り出すことにより、円管材等を前記オフセット側へ曲げる押し通し曲げ加工装置において、前記オフセットが前記ダイスを固定した可動台側へ設定された状態で加工後の円管材等が前記可動台と当接してしまう場合に、その当接前の曲げ加工過程の途中で前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を一旦停止させる第１手順と、前記第１手順で押し通し動作を停止させた状態で、ベアリング部の中心が前記オフセットを半径として前記ガイドシリンダの中心軸の周りに１８０°回転するように前記ダイスを移動させる第２手順とを実行し、前記第２手順の実行後に前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を再開させることを特徴とした円管材等の押し通し曲げ加工方法に係る。
【００２１】
本発明によれば、第１手順によって円管材等の押し通し動作を一旦停止させた状態では、ダイスとガイドシリンダの間（アプローチ区間）の円管材等にオフセット方向への曲げモーメントが作用しているが、ガイドシリンダは加工前の直線部分を軸支しており、オフセットされたダイスは環状のベアリング部で円管材等の局部区間の外周面を把持している。
従って、第２手順を実行すると、前記の曲げモーメント状態を維持したまま円管材等を軸周りに１８０°回転させることになり、円管材等におけるダイスのベアリング部で把持されている部分もベアリング部の内側で１８０°回転し、ベアリング部より前方にある円管材等の加工後の部分はガイドシリンダの中心軸に関して対称な位置まで回転移動せしめられる。
その結果、押し通し曲げ装置に対して円管材等の加工後の部分が相対的に１８０°回転するが、曲げ加工条件も１８０°回転した状態になって第１手順に至るまでの条件と同一になり、第２手順を実行後にそのまま押し通し動作を再開させれば、円管材等には第１手順までの曲げ加工に連続した曲げ加工が実行されることになる。
そして、前記のように円管材等の加工後の部分が１８０°回転せしめられているために、再開された曲げ加工では円管材等の加工後の部分がダイスを固定した可動台の反対側へ回転してゆくことになり、可動台に当接して曲げ加工ができなくなる事態を合理的に回避できる。
また、押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作の起動や停止、及び第２手順におけるダイスを固定した可動台の移動は、それらに駆動力を与えるモータ等を制御する制御装置によってプログラマブルに実現できるため、前記の一連の曲げ加工動作は人手を介さずに実行させることが可能である。
【００２２】
前記の発明において、円管材等とダイスのベアリング部やガイドシリンダの内周面との間に構成される摩擦力によって円管材等が軸周りに回動することを防止できれば、押圧搬送装置に回動拘束機構を設けることは必須要件ではない。
しかし、そのような回動拘束機構を設けている場合には、第１手順と第２手順の間に回動拘束機構の解除手順を設け、前記第２手順が実行された後に前記回動拘束機構の解除状態を拘束状態に復帰させて前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を再開させるようにすればよい。
特に、加工対象が円管材であって、図２４に示したような回動拘束機構を適用している場合には、極めて合理的に一連の手順を円滑に実行させることが可能になり、それについては下記の実施形態の中で説明する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の「円管材等の押し通し曲げ加工方法」の実施形態を図１から図１７を用いて詳細に説明する。
先ず、図１は従来技術で説明した押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図とその制御システムのブロック回路図であり、その曲げ加工装置については従来技術で説明したもの（図１９から図２４）と同様であり、同一符合で示される各機素等も同一のものである。
従って、ここでは押し通し曲げ加工装置の機構に係る説明を省略する。
【００２４】
図１の制御システムにおいて、５１は制御回路、５２は表示部を備えた操作パネル、５３は曲げ加工条件に対する選択データを格納したＲＯＭ、５４は曲げ加工時の制御プログラムが格納されるＲＡＭ、５５はモータＭｘ，Ｍｙに対する駆動用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、５６はモータＭｃに対する駆動用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、５７はモータ駆動用の電源回路である。
ここに、ＲＯＭ５３には、加工対象となる各種円管材に係る外径・内径・材質・硬度等の特性データに対応させて曲げ加工時に各種曲率半径を与えるためのオフセットデータや最適な押し通し速度データ等がテーブルとして予め格納されている。
【００２５】
そして、制御回路５１がＲＯＭ５３のテーブルデータを操作パネル５２の表示部に表示させて加工対象となる円管材１の特性データを選択的に入力できるようになっており、操作パネル５２からその特性データを選択すると共に曲げ加工製品の形状データを入力すると、制御回路５１はＲＯＭ５３の対応するオフセットデータや押し通し速度データを読み出して前記の形状データに応じた円管材１に対する加工用制御プログラムを自動的に作成し、そのプログラムをＲＡＭ５４に格納する。
尚、この実施形態では専用の制御システムを用いているが、当然にパーソナルコンピュータを代用することも可能である。
【００２６】
以上のようにしてＲＡＭ５４に曲げ加工用制御プログラムが作成されると、操作パネル５２からの指示を待って円管材１に対する押し通し曲げ加工が実行されることになるが、この実施形態では図２５に示した曲げ加工製品を得る場合を例にとって説明する。
その場合の制御プログラムによる押し通し曲げ加工装置の制御手順は図２から図４のフローチャートに示される。
先ず、加工開始の指示を与える前にダイス３のオフセットを０に設定しておき、円管材１をガイドシリンダ２とダイス３に通し、円管材１の先端をダイス３のベアリング部３ａにセットすると共に後端に走行棒２４の先端部分２４ａを挿入しておく（ｆ１，ｆ２）。
【００２７】
そして、操作パネル５２から加工開始の指示を与えると、制御回路５１がオフセットを０に設定したままモータＭｃを正転駆動させて円管材１を距離Ｓ１分だけ押し出す（ｆ３，ｆ４）。
次いで、円管材１が前記距離Ｓ１だけ押し通された時点で、制御回路５１はモータＭｙを正転制御してオフセットを＋Ｕｒに変更設定し、そのオフセットの設定状態で距離πＲ分だけ押し出すと円管材１は上側へ曲率半径Ｒの曲げ加工を受け、加工後の円管材１ａは距離Ｓ１の直線部分に連続して半径Ｒの円弧状部分が形成された状態になる（ｆ４，ｆ５，ｆ６）。
また、その段階から直ちにモータＭｙを逆転制御してオフセットを０に戻し、円管材１を距離Ｓ２だけ押し出すと、加工後の円管材１ａは前記の円弧状部分に連続して距離Ｓ２の直線部分が形成された状態になる（ｆ７，ｆ８）。
以上のステップｆ１〜ｆ８までの工程は、従来技術において図２６から図２８の工程として説明した手順及び加工状態と同様である。
【００２８】
この実施形態の特徴はそれ以降の制御手順に特徴がある。
先ず、前記の段階から直ちにモータＭｙを逆転制御してオフセットを−Ｕｒに変更設定し、円管材１を距離（πＲ／２）だけ押し出す（ｆ１０，ｆ１１）。
すると、図５に示すように、加工後の円管材１ａには前記の状態から連続的に中心角が９０°分に相当する円弧状部分が形成されて、全体が下側へ９０°だけ回転することになる。
ここで、加工後の円管材１ａの直線部分は可動台１４と平行な状態になるため、当然にその段階では可動台１４に当接してしまうようなことはない。
【００２９】
そして、その段階で制御回路５１はモータＭｃを一旦停止させた後に直ちに逆転駆動させ、図６に示すように円管材１の後端から走行棒２４の先端部分２４ａの楔状小突起２４ｂが引き抜かれる距離だけ走行棒２４を後退させる（ｆ１２，ｆ１３，ｆ１４）。
その場合、図５の状態ではオフセットが−Ｕｒに設定されていると共にダイス３のベアリング部３ａから押し出された部分は円弧状になっているため、円管材１は後方への引き抜き力に対してダイス３とガイドシリンダ２でロックされた状態にある。
従って、円管材１を把持する必要はなく、走行棒２４を後方へ後退させるだけで円管材１の後端から走行棒２４の楔状小突起２４ｂが解除でき、図５の状態のままで円管材１の回動拘束状態が解除される。
【００３０】
次に、制御回路５１は前記の解除状態でモータＭｃを停止させ、モータＭｘとモータＭｙを制御して、ダイス３のベアリング部３ａの中心がガイドシリンダ２の中心軸４の周りに１８０°回転するように可動台１４を移動させる（ｆ１５，ｆ１６）。
具体的には、図５の状態ではダイス３のベアリング部３ａがガイドシリンダ２の中心軸４に対して−Ｕｒだけオフセットされた位置にあるが、図７（ダイス３とガイドシリンダ２を正面から見た模式図）に示すように、そのベアリング部３ａの中心５が、前記の中心軸４を中心とした半径Ｕｒの円弧上の軌跡を経て＋Ｕｒだけオフセットされた位置５’へ達するように可動台１４を移動させる。
尚、図７において、ガイドシリンダ２は点線で表されており、移動前のダイス３は太い実線で、移動後のダイス３’は太い二点鎖線で示されている。
【００３１】
そして、その移動前後の状態を側面図として見た場合の模式図は図８に示され、移動前の状態ではガイドシリンダ２が加工前の円管材１を軸支していると共に、アプローチ区間（Ｖ）の円管材１には下側へのオフセット方向（−Ｕｒ）へ曲げモーメントが作用しており、オフセットされたダイス３は環状のベアリング部３ａで円管材１の外周面を把持している。
従って、前記のように可動台１４を移動させると、曲げモーメントがかかった状態を維持しながら円管材１が軸周りに１８０°回転することになり、必然的にベアリング部３ａより前方にある加工後の円管材１ａも全体的に１８０°回転して上側へ移動する。
即ち、移動後における加工後の円管材１ａは図９に示すような状態となる。
【００３２】
図３のフローチャートに戻って、前記の移動が完了した段階では中心角にして９０°分の円弧状部分が構成されただけであるが、オフセットが＋Ｕｒに設定された状態になっている（ｆ１７）。
そのため、その状態から制御回路５１が停止させていたモータＭｃを正転駆動させて、円管材１を再び走行棒２４による回動拘束状態に戻すと共に、距離（πＲ／２）だけ押し出すと、図１０に示すように先に加工した円弧状部分に連続して更に中心角で９０°に相当する円弧状部分が形成され、加工後の円管材１ａは９０°回転してダイス３とガイドシリンダ２の上側へ倒れた状態になる（ｆ１８，ｆ１９）。
【００３３】
従来技術では、図２８の段階からオフセットを−Ｕｒに設定して円管材１を距離πＲだけ押し出すと図２９のように加工後の円管材１ａが可動台１４に当接してしまうため、図２８の段階でモータＭｃを停止させると共に円管材１の回動拘束状態を解除させた後に、図３０に示すように加工後の円管材１ａを手操作で１８０°回転させるという対策をとっていたが、この実施形態では、円弧状部分の曲げ加工を前半と後半とに分けて行い、その曲げ加工工程の中間に可動台１４の移動（ダイス３の円弧状軌跡を経た移動）を実行させるだけで、手操作を介在させることなく、加工後の円管材１ａが可動台１４に当接する事態を回避させながら自動的に円弧状部分を連続的に構成することを可能にしている。
【００３４】
次に、図１０の段階で円弧状部分が形成されると、制御回路５１は直ちにモータＭｙを逆転制御してオフセットを０に設定し、円管材１を距離Ｓ２分だけ押し出すこことにより前記の円弧状部分に連続して直線部分を形成する（ｆ２０，ｆ２１）。
従って、加工後の円管材ａは図１１に示すような状態になる。
【００３５】
ここで、ステップｆ１２でモータＭｃを停止させる直前の段階（即ち、図２８に示す状態）と図１１の段階とを比較してみると明らかなように、加工後の円管材１ａがＵ字状の状態まで形成されているかＳ字状の状態まで形成されているかの相違だけで、その状態からオフセットを−Ｕｒに設定して中心角にして１８０°分の円弧状部分の曲げ加工を実行した場合に加工後の円管材１ａが可動台１４に当接してしまうという条件は全く同一である。
【００３６】
そこで、この実施形態では、前記の特徴的手順であるステップｆ１０からステップｆ１９までと同一の手順を再度実行させる（ｆ２２〜ｆ３１）。
その場合、オフセットを−Ｕｒに設定して中心角で９０°分の円弧状部分を形成した状態（ｆ２３）は図１２のようになり、モータＭｃを停止させた後に円管材１の回動拘束状態を解除させた後に、図７に示したようにダイス３を円弧上の軌跡で移動した状態（ｆ２８）では図１３のようになり、更に、オフセットが＋Ｕｒになったまま中心角で９０°分の円弧状部分を形成した状態（ｆ３１）は図１４のようになる。
【００３７】
従来技術では、図３２の段階（この実施形態における図１１の段階に相当）で既に加工後の円管材１ａを１８０°回転させると可動台１４の側部に当接してその後の加工不能になっていたが、この実施形態の手順によればそれを合理的に解決して以降の連続的な加工が可能になっている。
【００３８】
その後、制御回路５１は前記の円弧状部分が形成された段階（ｆ３１）で直ちにモータＭｙを制御してオフセットを０に変更設定し、円管材１を距離Ｓ１より少し長く押し出した後にモータＭｃを停止させて一連の加工工程を終了させる（ｆ３２，ｆ３３，ｆ３４）。
その最終的な段階では図１５に示すような加工後の円管材１ａが構成されており、ダイス３の前方の所定位置で切断すれば、図２５の所要の加工製品が得られることになる。
【００３９】
ところで、上記の実施形態ではオフセットを垂直方向に与えて押し通し曲げ加工を実行する場合について説明したが、オフセットの方向は垂直方向に限定されるものではなく、例えば、図１６のようにそれ以外の方向に設定されていて、加工後の円管材１ａが可動台１４に抵触するような場合にも適用できる。
その場合にも、図１７に示すように、ダイス３のベアリング部３ａの中心がガイドシリンダ２の中心軸４の周りに１８０°回転するように可動台１４を移動させればよく、いずれにしても可動台１４に当接する可能性がある加工後の円管材１ａは可動台１４の上側へ回転移動せしめられる。
【００４０】
また、上記の実施形態では、中心角で１８０°の円弧状部分の曲げ加工について、中心角が９０°に相当する位置で特徴的手順であるステップｆ１０〜ｆ１９やステップｆ２２〜ｆ３１を実行させるようにしているが、一般的には、可動台１４側への曲げ加工であればよく、前記の特徴的手順を介在させる位置も曲げ加工後の円管材が可動台１４に当接しない範囲で任意に設定できる。
【００４１】
更に、図８に示したような一般的なダイス３だけでなく、従来技術で述べたような「ダイスをダイスホルダで回動自在に保持させた構造のダイス機構（特公平７−１１０３８２号，特許第２０７８６９９号及び特許第２７１５３９７号）」が用いられている場合においても、この実施形態の手順はそのまま適用できる。
尚、上記の実施形態では２次元的な範囲での曲げ加工製品（図２５）を得るものであるが、３次元的な曲げ加工製品であっても可動台１４に当接してしまうような場合に適用できることは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の円管材等の押し通し曲げ加工方法は、以上の構成を有していることにより、次のような効果を奏する。
請求項１の発明は、円管材等を拘持しながら挿通せしめるガイドシリンダと、ガイドシリンダを貫通した円管材等の周囲をベアリング部で拘持するダイスと、円管材等を押圧搬送してガイドシリンダとダイスに押し通す押圧搬送装置とからなり、ダイスのベアリング部の中心をガイドシリンダの中心軸から相対的にオフセットさせた状態で円管材等を押圧搬送装置で送り出して曲げ加工を実行する押し通し曲げ加工装置において、曲げ加工後の円管材等がダイスを固定した可動台に当接して曲げ加工ができなくなる事態を合理的に回避させることにより加工製品の形態上の制限をなくして多様な加工を可能にする。
また、本発明の手順はプログラマブルな制御によって自動的に実行させることができ、工程中に手操作が介在しないために加工時間の短縮と労力の大幅な軽減を実現する。
請求項２の発明は、押圧搬送装置に円管材等が軸周りに回動することを防止するための回動拘束機構を設けている場合において、その回動拘束状態を解除する手順を介在させることで請求項１の発明を有効に実行させる。
特に、回動拘束機構が、走行棒の先端部分に楔状小突起を形成した先細りテーパ状筒部を設けておき、その筒部を円管材の後端に内嵌させて楔状小突起を円管材の内周面に喰い込ませる構成である場合には、走行棒を僅かに後退させるだけで円管材の回動拘束状態を解除でき、請求項１の発明の手順を円滑に実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図とその制御システムのブロック回路図である。
【図２】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の制御手順（ステップｆ１からステップｆ１４まで）を示すフローチャートである。
【図３】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の制御手順（ステップｆ１５からステップｆ２９まで）を示すフローチャートである。
【図４】実施形態に係る押し通し曲げ加工装置の制御手順（ステップｆ３０からステップｆ３４まで）を示すフローチャートである。
【図５】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ１１の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図６】回動拘束機構が解除された状態を示す断面図である。
【図７】ステップｆ１６及びステップｆ２８における制御状態を説明するためのダイスとガイドシリンダを正面から見た模式図である。
【図８】ステップｆ１６及びステップｆ２８における制御状態を説明するためのダイスとガイドシリンダを側面から見た模式図である。
【図９】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ１６の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１０】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ１９の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１１】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ２１の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１２】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ２３の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１３】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ２８の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１４】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ３１の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１５】円管材の曲げ加工状態（ステップｆ３３の手順完了段階）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図１６】オフセットが垂直方向以外の角度に設定されており、加工後の円管材が可動台に抵触する場合を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略正面図である。
【図１７】図１６の場合における制御状態を説明するためのダイスとガイドシリンダを側面から見た模式図である。
【図１８】押し通し曲げ加工方法の原理を説明するための断面図である。
【図１９】押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２０】押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略平面図である。
【図２１】押し通し曲げ加工装置の概略正面図である。
【図２２】押圧搬送機構の構成を示す斜視図である。
【図２３】図１９におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２４】回動拘束機構の断面図（円管材の回動拘束状態）である。
【図２５】曲げ加工製品の平面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【図２６】円管材の曲げ加工状態（図２のステップｆ４の手順完了段階に相当）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２７】円管材の曲げ加工状態（図２のステップｆ６の手順完了段階に相当）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２８】円管材の曲げ加工状態（図２のステップｆ８の手順完了段階に相当）を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図２９】図２８の曲げ加工状態から円管材を距離（πＲ／２）分押し出そうとして加工後の円管材が可動台に当接した状態を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３０】図２８の円管材の曲げ加工状態から加工後の円管材が可動台に当接してしまうことを回避させるための従来の方法を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３１】図３０の曲げ加工状態から更に円弧状部分を曲げ加工した状態を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３２】図３１の曲げ加工状態から更に直線部分を加工形成した状態を示す押し通し曲げ加工装置の主要機構部分の概略側面図である。
【図３３】従来の方法で得ることが可能な曲げ加工製品の平面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１…円管材、１ａ…加工後の円管材、２…ガイドシリンダ、３，３’…ダイス、３ａ，３ａ’…ベアリング部、４…ガイドシリンダの中心軸、５，５’…ベアリング部の中心、１１…基台筐体、１２…固定基盤、１３…中間基盤、１４…可動台、２２…固定長尺形材、２３…走行ユニット、２４…走行棒、２４ａ…走行棒の先端部分、２４ｂ…楔状小突起、２５，２６…駆動力伝達板、２７，２８…チェーンベルト、２９，３０，３１，３２…歯車、３３…チェーンベルト、３４，３５…歯車、３６…軸、５１…制御回路、５２…操作パネル、５３…ＲＯＭ、５４…ＲＡＭ、５５，５６…インターフェイス、５７…電源回路、Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｃ…モータ、＋Ｕｒ，−Ｕｒ…オフセット、Ｖ…アプローチ。
Claims (2)
- 円管材又は丸棒材（以下、「円管材等」という）を拘持しながら挿通せしめるガイドシリンダと、前記ガイドシリンダを貫通した円管材等の周囲をベアリング部で拘持するダイスと、円管材等を押圧搬送して前記ガイドシリンダと前記ダイスに押し通す押圧搬送装置とを備え、前記ガイドシリンダの中心軸と前記ダイスのベアリング部の中心を相対的にオフセットさせた状態で円管材等を前記押圧搬送装置で送り出すことにより、円管材等を前記オフセット側へ曲げる押し通し曲げ加工装置において、前記オフセットが前記ダイスを固定した可動台側へ設定された状態で加工後の円管材等が前記可動台と当接してしまう場合に、その当接前の曲げ加工過程の途中で前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を一旦停止させる第１手順と、前記第１手順で押し通し動作を停止させた状態で、ベアリング部の中心が前記オフセットを半径として前記ガイドシリンダの中心軸の周りに１８０°回転するように前記ダイスを移動させる第２手順とを実行し、前記第２手順の実行後に前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を再開させることを特徴とした円管材等の押し通し曲げ加工方法。
- 押圧搬送装置に円管材等が軸周りに回動することを防止するための回動拘束機構を設けている場合に、第１手順と第２手順の間に回動拘束機構の解除手順を設け、前記第２手順が実行された後に前記回動拘束機構の解除状態を拘束状態に復帰させて前記押圧搬送装置による円管材等の押し通し動作を再開させることとした請求項１の円管材等の押し通し曲げ加工方法。
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