JP3773311B2 - 二重管の曲げ加工方法及びその装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、管を曲げ型と締め型とにより挟持し、締め型を曲げ型の廻りに公転させて管を曲げ加工する曲げ加工方法及びその装置、詳しくは、外管と外管に隙間を空けて挿入される内管とを有する二重管を曲げ加工する二重管の曲げ加工方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、管の曲げ加工においては、断面変形や、しわの発生を抑えるために芯金が用いられているが、管が外管とこの外管に隙間を空けて挿入される内管とを有する二重管である場合には、内管内に芯金を挿入しても、外管の断面変形やしわの発生を防止することができない。そこで、特開昭62−9724号公報にあるように、外管と内管との間に金網を介在させると共に、その間に液体を充填させ、これを冷却して固化した状態で曲げ加工を行い、その後、加熱して液体に戻した後排出するものも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の管の曲げ加工では、曲げ加工時に凍らせた氷が割れて外管と内管との間の隙間から飛び出してしまい、有効に断面変形やしわの発生を抑えることができず、しかも、外管と内管との間に金網を介在させなければならないと共に、液体を充填させこれを冷却して固化させて、曲げ加工後加熱して液化する必要があり、工程が複雑で、また液体の冷却装置や加熱装置を備えなければならず、構造も複雑になるという問題があった。
【0004】
本発明の課題は、簡単な工程で有効に断面変形やしわの発生を抑えることができ、構造も単純な二重管の曲げ加工方法及びその装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、次の方法を取った。即ち、
管を曲げ型と締め型とにより挟持し、前記締め型を前記曲げ型の廻りに公転させて前記管を曲げ加工する曲げ加工方法において、
前記管は、外管と該外管に隙間を空けて挿入される内管とを有する二重管で、
前記内管内に芯金を挿入した後、
該芯金により前記内管を長軸方向が前記曲げ型の中心と直交する楕円状に、前記外管内周に接触するまで拡張した状態で、前記曲げ型と前記締め型とにより曲げ加工することを特徴とする二重管の曲げ加工方法がそれである。前記曲げ型と前記締め型とにより曲げ加工した後、前記内管に流体圧を加えて円形に戻すようにしてもよい。
【0006】
また、本発明はかかる課題を解決するため、次の手段を取った。即ち、
管を曲げ型と締め型とにより挟持し、前記締め型を前記曲げ型の廻りに公転させて前記管を曲げ加工する曲げ加工装置において、
前記管は、外管と該外管に隙間を空けて挿入される内管とを有する二重管で、
前記内管内に挿入され前記内管を長軸方向が前記曲げ型の中心と直交する楕円状に拡張可能な芯金を備えたことを特徴とする二重管の曲げ加工装置がそれである。
【0007】
前記芯金は、前記内管内に挿入される中空の支持軸の先端に設けられると共に、該支持軸内に移動可能に挿入された駆動軸の移動により径方向に移動する拡径部材を備えたものでもよく、あるいは、前記駆動軸は軸方向に貫通した供給孔を有し、該供給孔から前記内管内に所定圧力の液体を供給する圧力源を設けてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図5に示すように、1は装置本体で、装置本体1の前側には曲げ半径に応じて形成された曲げ型2が配置されており、この曲げ型2の外周には二重管4の外径に応じた溝6が形成されている。曲げ型2に対向して締め型8が曲げ型2に接近・離間可能に曲げアーム9上に支持されており、締め型8を曲げ型2に接近させて、曲げ型2の溝6と締め型8に形成された溝10とにより、二重管4を挟持することができるようにされている。
【0009】
また、曲げアーム9は曲げ型2の中心Cの廻りに回転駆動され、二重管4を挟持した状態で締め型8を、図5の矢印方向に、曲げ型2の廻りに公転させて二重管4を曲げ加工できるようにされている。曲げ型2は回転することなく、曲げ型2の溝6に巻き付けるようにして二重管4は押し曲げ加工される。このときの曲げ反力を受ける圧力型12が締め型8に隣接して配置されている。
【0010】
装置本体1上には、二重管4の軸方向に沿って一組のレール14,15が敷設されており、レール14,15には、移動台16がレール14,15に沿って移動可能に係合され、図示しない駆動機構によりレール14,15に沿って移動されるように構成されている。
【0011】
二重管4は、図1、図3に示すように、外管4aと、外管4aに隙間18を空けて挿入された内管4bとを有し、外管4aと内管4bとの一端は蓋4cにより閉塞されている。蓋4cは、外管4aと内管4bとに溶接したものでもよく、あるいは、Oリング等により漏れ止めをして外管4aと内管4bとに挿入し、一端をかしめ等により閉塞してもよい。
【0012】
二重管4の他端側を把持するチャック機構20が、移動台16に搭載されており、チャック機構20はチャック本体22に放射状に移動可能に支持され、供給される圧力流体により外管4aに向かって移動する3個の爪24,25(一部のみ図示する)により外管4aの外周を把持する構成のものである。
【0013】
チャック本体22は、図6に示すように、移動台16にベアリング26,27により支持された回転軸28の前端面に固定されている。回転軸28の後端には、プーリ30が固定されており、プーリ30に掛けられたベルト31を介して、移動台16上に搭載されたモータ32により回転軸28を所定角度回転することができるように構成されている。
【0014】
回転軸28には、二重管4と同軸上に隙間18に挿入可能な挿入管36が挿入・固定されており、挿入管36は、その先端がチャック機構20の爪24,25の内側に達するまで延出されている。挿入管36の外径と内径とは、それぞれ外管4aの内径と内管4bの外径とに略同一に形成されており、隙間18に挿入管36を容易に挿入でき、かつ、爪24,25により外管4aの外周を把持した際に、外管4aが変形しない程度に形成されている。そして、二重管4を挿入管36に挿入した際に、外管4aの他端が回転軸28の端面に突き当たるように形成されている。
【0015】
一方、装置本体1の後側には、支持部材38が立設されており、支持部材38には、二重管4と同軸上に配置された中空の支持軸40の一端が固定されている。支持軸40の先端は、回転軸28を貫通して、内管4bの他端側から内管4b内に挿入されており、支持軸40の先端は曲げ型2の中心C近傍にまで延出されている。支持軸40の外径は、内管4bの内径に挿入できる程度に形成されると共に、Oリング41が嵌着されて、漏れ止めが図られている。
【0016】
支持軸40の先端には、芯金42の本体44が螺着されており、本体44はその断面形状が内管4bに挿入可能なほぼ楕円状に形成されている。そして、図2に示すように、長軸方向が曲げ型2の中心Cと直交するように配置されている。また、本体44には、その先端側からねじ孔46、ねじ孔46に連接した有底孔48、有底孔48に連接した貫通孔49が形成されると共に、長軸方向に向かって開口した長方形状の収納孔50,52が有底孔48に接続して両側に形成されている。収納孔50,52には、それぞれ拡径部材54,56が径方向に摺動可能に挿入されている。
【0017】
有底孔48、貫通孔49内には、中空の移動軸58が移動可能に挿入されており、有底孔48内の移動軸58と拡径部材54,56との間には筒状の保持部材60が配置されている。保持部材60には、拡径部材54,56に当接して鋼球62が2列に径方向に移動可能に挿入されており、本体44のねじ孔46に螺入された中空のナット64により、保持部材60の軸方向の移動が規制されている。
【0018】
また、移動軸58の外周には、鋼球62に対応して凹部58aが形成されており、図3に示すように、鋼球62がこの凹部58aに入り込んだときには、拡径部材54,56が本体44から飛び出ないように形成されている。そして、移動軸58を移動させると、鋼球62が径方向に押し出されて、拡径部材54,56を径方向に移動させるように形成されている。拡径部材54,56の移動量は、内管4bを長軸方向に拡張させて、外管4aを変形させることなく外管4aの内周に接触する程度にまで拡張するように鋼球62の大きさが選定されている。
【0019】
一方、移動軸58は、中空の支持軸40に軸方向に移動可能に挿入された駆動軸66の先端に螺着されている。駆動軸66の他端は、支持部材38を貫通して支持部材38に取り付けられたシリンダ68により軸方向に駆動されるように構成されている。
【0020】
駆動軸66には軸方向に貫通孔66aが形成されており、貫通孔66aには、所定圧力の液体を供給する圧力源70が接続されている。支持軸40と駆動軸66との間の通路40aは、支持軸40の先端外周に形成された溝40bと貫通孔40cとにより(図4、図6参照)、内管4b内と連通されると共に、排出孔80を介して圧力源70に接続されている。
【0021】
次に、前述した本実施例の二重管の曲げ加工装置の作動について説明する。
まず、二重管4の内管4b内に芯金42を入れ、二重管4を支持軸40に沿って挿入する。外管4aと内管4bとの間の隙間18に、挿入管36を挿入し、外管4aの端を回転軸28に突き当てる。次に、チャック機構20に圧力流体を供給して、爪24,25を外管4aに向かって移動させる。この爪24,25により外管4aの外周が押圧され、外管4aが爪24,25と挿入管36とにより把持される。
【0022】
移動台16がレール14,15に沿って移動され、二重管4を曲げ型2と締め型8との間に供給する。そして、二重管4の曲げ加工箇所を曲げ型2に応じた位置にまで移動した後、移動台16の移動を停止し、シリンダ68を駆動して駆動軸66を軸方向に移動する。これにより、移動軸58も移動されて、鋼球62が凹部58aから押し出されて、拡径部材54,56が径方向に移動され、内管4bが楕円状に拡張されて、外管4aの内周に接触される。
【0023】
続いて、締め型8を曲げ型2に向かって移動させて、曲げ型2と締め型8とにより二重管4を挟持すると共に、圧力型12を二重管4の外周に接触させる。曲げアーム9を回転させて、締め型8を曲げ型2の廻りに公転させる。これにより、二重管4は曲げ型2の形状に応じて押し曲げ加工される。
【0024】
その際、外管4aの内周には芯金42の拡径部材54,56により拡張された内管4bが接触しているので、外管4aの断面変形やしわの発生が防止される。また、内管4bは外管4aと同軸上に保持されることになるので、内管4bも曲げ型2の形状に応じて曲げ加工される。このように、芯金42を拡張して曲げ加工する簡単な工程で断面変形やしわの発生を押えながら二重管4を曲げ加工できる。また、単純な構造の芯金42により二重管4を曲げ加工できる。
【0025】
締め型8を曲げ型2の廻りに所定角度公転させて曲げ加工した後、締め型8を曲げ型2から離間してから逆方向に公転させて元の位置に戻す。そして、移動台16を移動して次の曲げ加工箇所を曲げ型2に応じた位置に移動する。その際、曲げ方向が異なる場合には、モータ32を駆動して、ベルト31、プーリ30、回転軸28、チャック機構20を介して二重管4を回転させる。そして、再び前述したように、締め型8と曲げ型2とにより二重管4を挟持して曲げ加工する。
【0026】
一方、その間に、圧力源70から貫通孔66aを介して所定圧力の液体を内管4b内に供給する。内管4b内の空気は、支持軸40と駆動軸66との間の通路40aから排出孔80を介して排気される。よって、内管4bの内周には、所定圧力の液体による流体圧が加わり、芯金42により楕円状に変形された内管4bの断面を円形に戻す作用力が働く。
【0027】
これにより、内管4bは円形に戻され、曲げ加工終了後は、内管4b内に充填されている液体を排出孔80等から排出し、爪24,25を径方向に移動して二重管4の把持を開放する。そして、二重管4を挿入管36、芯金42から引き抜き、新たな二重管4を挿入する。尚、内管4bの断面形状が楕円のままで使用に支障がない場合には、流体圧を加えることなく、曲げ加工を終了してもよい。
【0028】
次に、前述した芯金42と異なる第2実施例の芯金100について、図7によって説明する。尚、前述した実施例と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。
この芯金100は、本体102の軸方向に形成された貫通孔105に、駆動軸106の先端に形成された波型の凹凸部108が移動可能に挿入されている。そして、断面形状が楕円状の本体102の長軸方向に向かって開口した長方形状の収納孔110,112が、貫通孔105に接続して両側に形成されている。収納孔110,112には、それぞれ拡径部材104,106が径方向に摺動可能に挿入されている。
【0029】
各拡径部材104,106の背面側は、凹凸部108に対応した波型に形成されており、凹凸部108の波型と拡径部材104,106の波型の凹凸が一致したときには、拡径部材104,106は収納孔110,112内に収納されて、本体102から飛び出ないように形成されている。
【0030】
そして、凹凸部108の波型と拡径部材104,106の波型の凸と凸とが一致したときには、拡径部材104,106は径方向に移動される。拡径部材104,106の移動量は、内管4bを長軸方向に拡張させて、外管4aを変形させることなく外管4aの内周に接触する程度にまで拡張するように波型の凹凸が形成されている。尚、拡径部材104,106には、3本の弾性リング114が嵌着されており、拡径部材104,106を中心方向に付勢している。
【0031】
この芯金100でも、駆動軸106を軸方向に移動すると、拡径部材104,106が弾性リング114の付勢力に抗して径方向に移動する。そして、内管4bを外管4aの内周に接触させ、この状態で曲げ加工することにより、前述したと同様に外管4aの断面変形やしわの発生を防止できる。また、芯金100の構造は、前述した芯金42よりも簡単になる。
【0032】
以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【0033】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の二重管の曲げ加工方法によると、芯金により内管を拡張した状態で、曲げ加工する簡単な工程で、外管の断面変形やしわの発生を防止しながら曲げ加工できるという効果を奏する。しかも、内管に流体圧を加えることにより断面を円形に戻すこともできる。
【0034】
また、二重管の曲げ加工装置によると、簡単な構造の芯金により外管の断面変形やしわの発生を防止しながら曲げ加工できるという効果を奏する。しかも、供給孔から流体圧を内管に加えることにより断面を円形に戻すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての二重管の曲げ加工装置の芯金の拡径部材を径方向に移動した状態の拡大断面図である。
【図2】図1のAA断面図である。
【図3】本実施例の芯金の拡径部材を移動する前の状態の拡大断面図である。
【図4】図3のBB断面図である。
【図5】本実施例の二重管の曲げ加工装置の概略斜視図である。
【図6】本実施例の二重管の曲げ加工装置の概略構成図である。
【図7】第2実施例の芯金の拡径部材を径方向に移動した状態の拡大断面図である。
【符号の説明】
1…装置本体 2…曲げ型
4…二重管 4a…外管
4b…内管 8…締め型
40…支持軸 42,100…芯金
54,56,104,106…拡径部材
58…移動軸 62…鋼球
66,106…駆動軸
Claims (5)
- 管を曲げ型と締め型とにより挟持し、前記締め型を前記曲げ型の廻りに公転させて前記管を曲げ加工する曲げ加工方法において、
前記管は、外管と該外管に隙間を空けて挿入される内管とを有する二重管で、
前記内管内に芯金を挿入した後、
該芯金により前記内管を長軸方向が前記曲げ型の中心と直交する楕円状に、前記外管内周に接触するまで拡張した状態で、前記曲げ型と前記締め型とにより曲げ加工することを特徴とする二重管の曲げ加工方法。 - 前記曲げ型と前記締め型とにより曲げ加工した後、前記内管に流体圧を加えて円形に戻すことを特徴とする請求項1記載の二重管の曲げ加工方法。
- 管を曲げ型と締め型とにより挟持し、前記締め型を前記曲げ型の廻りに公転させて前記管を曲げ加工する曲げ加工装置において、
前記管は、外管と該外管に隙間を空けて挿入される内管とを有する二重管で、
前記内管内に挿入され前記内管を長軸方向が前記曲げ型の中心と直交する楕円状に拡張可能な芯金を備えたことを特徴とする二重管の曲げ加工装置。 - 前記芯金は、前記内管内に挿入される中空の支持軸の先端に設けられると共に、該支持軸内に移動可能に挿入された駆動軸の移動により径方向に移動する拡径部材を備えたことを特徴とする請求項3記載の二重管の曲げ加工装置。
- 前記駆動軸は軸方向に貫通した供給孔を有し、該供給孔から前記内管内に所定圧力の液体を供給する圧力源を設けたことを特徴とする請求項4記載の二重管の曲げ加工装置。
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