JP3745746B2 - 棒状材曲げ機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、空気調和器、工作機械等に使用されるパイプ材や棒鋼材等の棒状材を曲げ加工するために使用する棒状材曲げ機に関し、特に多段曲げ機構を有し、多段曲げ用の押付け型を駆動するブースターシリンダが多段曲げ機構の段数と同数設けられたブースター装置を備えた棒状材曲げ機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の棒状材曲げ機であるパイプベンダーは、曲げ加工部に対してパイプ材をその長手方向の一端側から供給するための棒状材供給機構を設け、曲げ加工部に、パイプ材に対する曲げ曲率が同一のあるいは異なる複数の曲げ加工面が同芯状態で形成された曲げ型（多段型）と、曲げ型の各曲げ加工面との間でパイプ材を挟持するための複数の締付け面が形成された締付け型と、この締付け型を曲げ型に対して接近あるいは離反する方向に移動させる第１型締め機構と、曲げ型及び締付け型を曲げ型の曲率中心周りに一体的に回動させる回転駆動機構を設けている。また、締付け型のパイプ材供給方向における上流側に、曲げ型との間でパイプ材を挟持するための複数の押付け面を備えた押付け型をパイプ材供給方向に直線状に移動自在に設け、かつ、押付け型を曲げ型に対して接近あるいは離反する方向に移動させる第２型締め機構を設けている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
実公平５−１０９７３号公報（第１頁、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のパイプベンダーにおいて、曲げ加工時に複数本のシリンダを同時に押し出すと、パイプ材のない部分のシリンダに押し出し力を奪われ、適切な押し出し力をパイプ材に伝達できないという問題がある。この問題を解消するためには、個々のシリンダに制御用のバルブ等が必要になるとともに、大容量の油圧源が必要になり、コスト面あるいはスペース面で新たな問題が発生する。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載のパイプベンダーにあっては、パイプ材のある部分のシリンダのみを押し出し、パイプ材のない部分のシリンダを停止するようにしているが、パイプ材を曲げ加工する過程において、パイプ材の端部を挟持しているチャック装置と、動作が停止している押付け型が曲げ加工時に干渉することから、干渉しないようにパイプ材を必要以上に長くして加工を行っている。
【０００６】
しかしながら、この方法では、材料の歩留まりが悪く、曲げ加工及び切断後に多量のパイプ材廃材が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、パイプ材等の棒状材の端部を挟持しているチャック装置と、動作が停止している押付け型との曲げ加工時における干渉を回避して棒状材の有効利用を図ることにより歩留まりを向上させることのできるブースター装置フリー回路を備えた棒状材曲げ機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、棒状材を保持するためのチャック装置を有し棒状材を供給する棒状材供給機構と、複数段の曲げ型と該複数段の曲げ型の各々に対応する締付け型と押付け型とを有し、前記複数段の曲げ型のいずれか一つを使用して前記棒状材供給機構から供給された棒状材の曲げ加工を行う曲げ機構と、該曲げ機構に所定の油圧を供給する油圧回路とを備えた棒状材曲げ機であって、前記曲げ機構に、前記複数の押付け型の各々を駆動する駆動手段を有するブースター装置を設け、前記チャック装置に保持された棒状材の曲げ加工に際し、前記チャック装置が曲げ加工を行っていない押付け型に当接した場合、該押付け型の前記チャック装置による自由移動を許容するフリー回路を前記油圧回路に組み込んだことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記油圧回路が、前記ブースター装置に油圧を供給する油圧供給ラインと、前記ブースター装置に供給された油圧を排出する油圧排出ラインと、前記ブースター装置の油圧を逃がす油圧逃がしラインとを有し、曲げ加工を行っている押付け型の駆動手段を前記油圧供給ラインと前記油圧排出ラインに連通する一方、曲げ加工を行っていない押付け型の駆動手段を前記油圧逃がしラインに連通するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本発明にかかるブースター装置を備えた棒状材曲げ機ＰＢを示しており、床設置式の台枠１上には、被曲げ加工用棒状材の一例を示すパイプ材Ｐを水平姿勢に保持した状態で曲げ加工部側へ供給する棒状材供給機構２が設けられている。
【００１１】
棒状材供給機構２は、パイプ材Ｐの長手方向に沿って移動する台車３と、台車３をチエーン（図示せず）を介して移動させるためのサーボ電動機５と、パイプ材Ｐ内に相対回転自在に嵌合してパイプ材Ｐを保持するマンドレル装置６と、マンドレル装置６をパイプ材Ｐの長手方向に移動させるための油圧シリンダ７等を備えている。台車３上には、パイプ材Ｐの中間部を挿通状態で保持するチャック装置８と、チャック装置８をパイプ材Ｐの保持状態と非保持状態とに切替える油圧シリンダ９と、チャック装置８をパイプ材Ｐの軸心周りに回転させるＤＣサーボモータ１０等が取り付けられている。
【００１２】
棒状材供給機構２は、その全体が台枠１に対して上下方向に移動自在に取り付けられ、棒状材供給機構２と台枠１との間に介装された油圧シリンダ１１により、強制的に上下移動されるように構成されている。油圧シリンダ１１は、合計２個の油圧シリンダ１１ａ，１１ｂからなり、一方の油圧シリンダ１１ａがマンドレル装置６と台枠１との間に、他方の油圧シリンダ１１ｂがチャック装置８やＤＣサーボモータ１０と台車３との間にそれぞれ介装され、これら両シリンダ１１ａ，１１ｂが連動して作動することにより棒状材供給機構２全体を上下に移動させるように構成されている。
【００１３】
台枠１におけるマンドレル装置６の取り付け端部と反対側の端部には、曲げ加工部を構成する曲げ機構１２を装備する枠体１３が、台枠１に対して水平方向に移動自在に取り付けられ、枠体１３を介して曲げ機構１２と台枠１との間に介装されたＤＣサーボ電動機（図示せず）により、曲げ機構１２が水平方向に強制移動されるように構成されている。
【００１４】
すなわち、図３に示されるように、サーボ電動機が台枠１側に固定され、サーボ電動機により回転駆動されるねじ軸（図示せず）に螺合するボールナット（図示せず）が枠体１３側に取り付けられていて、サーボ電動機の回転駆動により曲げ機構１２が枠体１３と一体的に水平方向にスライドするように構成されている。
【００１５】
図３乃至図５に示されるように、枠体１３には、上下方向に延びる回転軸１７が回動自在に保持されるとともに、回転軸１７に揺動枠１８が固定され、回転駆動機構としての油圧モータ（図示せず）の作動により、回転軸１７と揺動枠１８とが枠体１３に対して一体的に揺動し、その揺動角、換言するとパイプ材Ｐの曲げ角度が、枠体１３に取り付けられたエンコーダ（図示せず）により検出される。
【００１６】
回転軸１７には、必要に応じ一つあるいは複数の曲げ型が着脱自在に取り付けられるが、図３乃至図５では、上下二個の曲げ型材２１ａ，２１ｂからなる曲げ型２１が着脱自在に取り付けられている。これら曲げ型材２１ａ，２１ｂを適宜取り替えることにより、径の異なるパイプ材Ｐの曲げ加工や曲率半径の異なる曲げ加工が可能となる。なお、図４は上曲げ型材２１ａ及び下曲げ型材２１ｂに同じ曲率の曲げ加工面が施された場合を示しており、図５は上曲げ型材２１ａに大曲率の曲げ加工面ｃ及び下曲げ型材２１ｂに小曲率の曲げ加工面ｂが施された場合を示している。
【００１７】
一方、揺動枠１８には、リンク機構（図示せず）を介して曲げ型材２１ａ，２１ｂに対して接近あるいは離反するように移動可能な取付台２２が設けられ、取付台２２に着脱自在に上下２個の締付け型材２３ａ，２３ｂが固定されていて、締付け型２３が形成されている。締付け型材２３ａ，２３ｂには、曲げ型２１の各曲げ加工面ｂ，ｃとパイプ材Ｐを挟持するための締付け面ｄ，ｅが形成され、油圧シリンダ２４の作動により、曲げ型材２１ａ，２１ｂと締付け型材２３ａ，２３ｂとの間にパイプ材Ｐを挟持したり、挟持を解除できるように第１型締め機構２８が構成されている。
【００１８】
揺動枠１８より台枠１寄りの枠体１３部分には、固定枠２５が固着され、固定枠２５にも前述の取付台２２と同じ動きをする取付台２６が設けられ、この取付台２６に着脱自在に上下２個の押付け型２７ａ，２７ｂが固定されていて、押付け型２７が形成されている。押付け型材２７ａ，２７ｂには、曲げ型２１の各曲げ加工面ｂ，ｃとパイプ材Ｐを挟持するための押付け面ｆ，ｇが形成され、油圧シリンダ２４の作動により、曲げ型材２１ａ，２１ｂと押付け型材２７ａ，２７ｂとの間にパイプ材Ｐを挟持したり、挟持を解除できるように第２型締め機構２９が構成されている。
【００１９】
曲げ型２１のパイプ材供給方向における上流側には、隣接して固定型（図示せず）が設けてあり、固定型には押付け型材２７ａ，２７ｂの押付け面ｆ，ｇとの間にパイプ材Ｐを挟持する受け面（図示せず）が形成され、押付け型材２７ａ，２７ｂの押付作用を有効に発揮させる受け機構を有している。
【００２０】
押付け型２７について更に詳述すると、押付け型材２７ａ，２７ｂは、取付台２６に独立して横方向（パイプ材供給方向）に移動可能に支持され、押付け面ｆ，ｇを形成した先端押付け型部２７ｃ，２７ｄと基端保持部２７ｅ，２７ｆとを有し、ガイド枠３２に誘導されて、ブースター装置に設けられた油圧シリンダ等の駆動手段３３ａ，３３ｂにより独立して移動するように構成されている。
【００２１】
次に、上記構成を有する棒状材曲げ機ＰＢの曲げ作業状態を説明する。
大曲率の曲げを行う場合を想定すると、曲げ型２１、締付け型２３、押付け型２７、固定型のそれぞれの上側曲げ加工面ｃ等でパイプ材Ｐを挟持し、曲げ型２１と締付け型２３とを一体的に回転させる。この時、上押付け型材２７ａだけがパイプ材供給方向に略同期して直線状に作動する。したがって、曲げ型２１、締付け型２３、押付け型２７、固体型を適宜取り替えることにより、径の異なる各種のパイプ材Ｐを所望の曲率半径で曲げ加工することができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態において、曲げ加工用の棒状材としてパイプ材を例にとり説明したが、棒状材は必ずしもパイプ材に限定されるものではなく、丸棒、角棒等の棒鋼材を採用することもできる。
【００２３】
また、棒状材供給機構はチエーンと電動機構で構成されているが、供給ストロークさえ確保できればシリンダ等で構成することもできる。
【００２４】
さらに、押付け型材を３個以上設けてもよく、この場合、駆動手段として油圧シリンダをそれぞれに設けることもできるが、単一のシリンダで押付け型材を独立して駆動する切換可能なリンク機構等を設けてもよい。
【００２５】
また、折曲回転駆動機構としては電動モータを使用してもよく、油圧モータに限定されるものではない。
【００２６】
また、第１、第２型締め機構としてはネジを介さずに直接油圧シリンダを作用させる構成を採用することもできる。
【００２７】
次に、上記構成の棒状材曲げ機ＰＢに設けられた本発明にかかるブースター装置について、３段曲げ型を採用し中段で曲げ加工を行う場合を例にとり説明する。
【００２８】
図６は本発明にかかるブースター装置Ｂと３段曲げ型２１を示しており、ここでは中段の曲げ加工面を使用して、図７乃至図９に示されるような曲げ加工が行われる。
【００２９】
まず、図７に示されるように、曲げ加工が施されるパイプ材Ｐはチャック装置８に一端部を保持されるとともに、曲げ型２１と締付け型２３とにより挟持される。次に、図８に示されるように、曲げ型２１と締付け型２３とが一体的に回転することでパイプ材Ｐに対し所定の曲げ加工が施される。この時、曲げ加工部に相当する長さのパイプ材Ｐが一端部を保持しているチャック装置８とともに引き出され、中段の押付け型材２７ｂもパイプ材供給方向に同様にスライド移動して、曲げ加工時の抵抗を減少させる。
【００３０】
さらに、図９に示されるように、次の曲げ加工を行うため、チャック装置８によりパイプ材Ｐを曲げ型２１に向かって送り出し、必要に応じパイプ材Ｐを回転させる。この時、チャック装置８の先端部が押付け型２７に近接している場合、図１０に示されるように、曲げ加工が進むにつれて、チャック装置８の先端部が曲げ加工を行っていない（停止している）上段及び下段の押付け型材２７ａ，２７ｃと当接（干渉）する。しかしながら、本発明にかかるブースター装置Ｂの油圧回路に組み込まれた後述するフリー回路により、チャック装置８と当接した曲げ加工を行っていない押付け型材２７ａ，２７ｃの自由移動が許容されるので、押付け型材２７ａ，２７ｃはチャック装置８により押し出され、曲げ加工を継続して行うことが可能となる。
【００３１】
図１１は、本発明にかかるブースター装置Ｂのフリー回路を示しており、油圧シリンダ等の各駆動手段３３ａ,３３ｂ，３３ｃはそれぞれ電磁制御弁３４，３５，３６を介して油圧供給ライン３７と油圧排出ライン３８に接続されている。また、各駆動手段３３ａ,３３ｂ，３３ｃと電磁制御弁３４，３５，３６とを接続する油圧ライン３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂは電磁制御弁４２，４３，４４を介して油圧逃がしライン４５に接続されている。
【００３２】
上記ブースター装置Ｂのフリー回路において、３段曲げ型の中段で曲げ加工が行われている場合、油圧ポンプ（図示せず）から送出された油圧は、電磁制御弁４６の切り換え動作により電磁制御弁４６と電磁制御弁３４，３５，３６とを接続する二つの油圧ライン４７，４８のいずれか一方に供給された後、さらに電磁制御弁３５の切り換え動作により油圧ライン４０ａ，４０ｂのいずれか一方に供給される。したがって、駆動手段３３ｂに所定の油圧が供給されて駆動手段３３ｂが駆動制御され、中段の曲げ型を使用した所定の曲げ加工が行われる。また、駆動手段３３ｂから排出された油圧は、油圧ライン４０ａ，４０ｂの他方と電磁制御弁３５と電磁制御弁４６とを介して油圧排出ライン３８に排出される。
【００３３】
一方、３段曲げ型の上段あるいは下段に対応する電磁制御弁３４，３６の切り換え動作は行われないので、油圧が上段あるいは下段の押付け型２７を駆動する駆動手段３３ａ,３３ｃに供給されることはなく、上段あるいは下段の曲げ型を使用した曲げ加工は行われない。
【００３４】
しかしながら、この時、駆動手段３３ａ,３３ｃに接続された油圧逃がし用電磁制御弁４２，４４の切り換え動作が行われ、駆動手段３３ａ,３３ｃに接続された油圧ライン３９ａ，３９ｂ，４１ａ，４１ｂはいずれも電磁制御弁４２，４４を介して油圧逃がしライン４５と連通する。したがって、チャック装置８が曲げ加工を行っていない上段あるいは下段の押付け型に当接しても、駆動手段３３ａ,３３ｃはチャック装置８により押し出され、中段の曲げ加工を継続して行うことができる。
【００３５】
なお、上記一連の曲げ加工制御は、操作盤（図示せず）上での数値入力操作によるプログラム設定に基き、制御器（図示せず）により自動的に行われる。
【００３６】
また、上記ブースター装置フリー回路は、３段曲げ型の中段の曲げ加工面を使用して曲げ加工を行う場合を例にとり説明したが、３段曲げ型の上段あるいは下段の曲げ加工面を使用したり、２段曲げ型の上段あるいは下段の曲げ加工面を使用しても、ブースター装置フリー回路は有効に作用することは勿論である。
【００３７】
さらに、本発明の棒状材曲げ機ＰＢには上記フリー回路以外の油圧回路も含まれているが、本発明の主眼ではないので、その説明は省略する。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明の棒状材曲げ機の曲げ機構には、複数の押付け型の各々を駆動する駆動手段を有するブースター装置が設けられ、チャック装置に保持された棒状材の曲げ加工に際し、チャック装置が曲げ加工を行っていない押付け型に当接した場合、当該押付け型のチャック装置による自由移動を許容するフリー回路を油圧回路に組み込んだので、廃材の長さを極力短くして棒状材の有効利用を図ることにより歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる棒状材曲げ機の正面図である。
【図２】 図１の棒状材曲げ機の平面図である。
【図３】 図１の棒状材曲げ機に設けられた曲げ機構の平面図である。
【図４】 図３の曲げ機構の平面図であり、（ａ）は棒状材を挟持する前の状態を、（ｂ）は棒状材を挟持して曲げ加工可能な状態をそれぞれ示している。
【図５】 図１の棒状材曲げ機に設けられた曲げ機構において、締付け型が曲げ終了点まで回転した状態での締付け型と押付け型との配置関係を示す縦断面図である。
【図６】 図１の棒状材曲げ機に設けられたブースター装置と３段曲げ型を示す正面図である。
【図７】 図６に示される３段曲げ型の中段を使用して棒状材に対し最初の曲げ加工を行った後の状態を示しており、（ａ）は平面図を、（ｂ）は正面図をそれぞれ示している。
【図８】 図６に示される３段曲げ型の中段を使用して棒状材に対し２回目の曲げ加工を行っている状態を示しており、（ａ）は平面図を、（ｂ）は正面図をそれぞれ示している。
【図９】 図６に示される３段曲げ型の中段を使用して棒状材に対し最終の曲げ加工を行う前の状態を示しており、（ａ）は平面図を、（ｂ）は正面図をそれぞれ示している。
【図１０】 図６に示される３段曲げ型の中段を使用して棒状材に対し最終の曲げ加工を行っている状態を示しており、（ａ）は平面図を、（ｂ）は正面図をそれぞれ示している。
【図１１】 図６に示されるブースター装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 台枠、 ２ 棒状材供給機構、 ３ 台車、 ５ サーボ電動機、 ６ マンドレル装置、 ７，９，１１，２４ 油圧シリンダ、 ８ チャック装置、 １０ ＤＣサーボモータ、 １２ 曲げ機構、 １３ 枠体、 １７ 回転軸、１８ 揺動枠、 ２１ 曲げ型、 ２２，２６ 取付台、 ２３ 締付け型、２５ 固定枠、 ２７ 押付け型、 ２８ 第１型締め機構、 ２９ 第２型締め機構、 ３２ ガイド枠、 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 駆動手段、 ３４，３５，３６，４２，４３，４４，４６ 電磁制御弁、 ３７ 油圧供給ライン、３８ 油圧排出ライン、 ３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４１ｂ，４７，４８ 油圧ライン、 ４５ 油圧逃がしライン、 Ｂ ブースター装置、 Ｐ パイプ材、 ＰＢ 棒状材曲げ機。

Claims (2)

1. 棒状材を保持するためのチャック装置を有し棒状材を供給する棒状材供給機構と、複数段の曲げ型と該複数段の曲げ型の各々に対応する締付け型と押付け型とを有し、前記複数段の曲げ型のいずれか一つを使用して前記棒状材供給機構から供給された棒状材の曲げ加工を行う曲げ機構と、該曲げ機構に所定の油圧を供給する油圧回路とを備えた棒状材曲げ機であって、
   前記曲げ機構に、前記複数の押付け型の各々を駆動する駆動手段を有するブースター装置を設け、前記チャック装置に保持された棒状材の曲げ加工に際し、前記チャック装置が曲げ加工を行っていない押付け型に当接した場合、該押付け型の前記チャック装置による自由移動を許容するフリー回路を前記油圧回路に組み込んだことを特徴とする棒状材曲げ機。
2. 前記油圧回路が、前記ブースター装置に油圧を供給する油圧供給ラインと、前記ブースター装置に供給された油圧を排出する油圧排出ラインと、前記ブースター装置の油圧を逃がす油圧逃がしラインとを有し、曲げ加工を行っている押付け型の駆動手段を前記油圧供給ラインと前記油圧排出ラインに連通する一方、曲げ加工を行っていない押付け型の駆動手段を前記油圧逃がしラインに連通するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の棒状材曲げ機。

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