JP4347031B2 - 樹脂製チューブの曲げ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製チューブの曲げ加工装置に関するもので、特に、種々の曲げ形状を持つ樹脂製チューブを、複数の曲げ型を作製することなく、簡易且つ迅速に加工し得る樹脂製チューブの曲げ加工装置に関するものである。

樹脂製チューブを、自動車の配管等として用いる場合、他部品との干渉を避けるため、予め曲げ加工を施しておく必要がある。

樹脂製チューブを曲げ加工する従来の方法は、樹脂製チューブを、熱伝導が良好な金属により形成された曲げ型にセットし、該曲げ型と共にポリエチレングリコール浴等の高温槽中に沈める、或いは高温蒸気、熱風等を曲げ型にセットされた樹脂製チューブ内に吹き込む等の方法により樹脂製チューブを加熱軟化させ、樹脂製チューブを曲げたことによる応力を除去して曲げ型に沿った形状に樹脂製チューブを成形し、その後冷却することにより加工されていた。

また、近年においては、上記ポリエチレングリコール浴等の高温槽を用いた場合の排水汚染、また、高温蒸気、熱風等を用いた加熱方法による場合の熱効率の悪さ、及び作業時間の長時間化を考慮し、特許文献１には、高周波誘電加熱を利用した樹脂製チューブの加熱方法が開示されている。

かかる特許文献１に開示された方法は、図１３に示したように、導電性材料により曲げ型５１を作製し、該曲げ型５１に形成された溝５２に、同じく導電性材料により形成された芯棒５３が挿入された樹脂製チューブＡをセットし、前記導電性曲げ型５１と導電性芯棒５３との間に高周波電圧を印加して樹脂製チューブＡを誘電加熱により加熱し、その後通電を停止して冷却する方法である。

特開平９−０２９８３１号公報

しかしながら、上述したいずれの方法にあっても、曲げ形状の異なる樹脂製チューブを得ようとした場合には、その曲げ形状に合わせた曲げ型をそれぞれ作製する必要があり、型代が高騰すると共に、曲げ型に樹脂製チューブをセットする作業は自動化が困難であることから、人手作業による場合が多く、作業性も悪いものであった。

そこで、本発明は、種々の曲げ形状を持つ樹脂製チューブを、複数の曲げ型を作製することなく、簡易且つ迅速に加工し得る樹脂製チューブの曲げ加工装置を提供することを課題とする。

上記した課題は、特許請求の範囲に記載した本発明によって解決された。
すなわち、ベンディング型と、樹脂製チューブをベンディング型に固定するクランプ型と、樹脂製チューブをベンディング型に押し付けながら相対的にベンディング型に沿って移動するプレッシャ型とを備え、前記ベンディング型は略円柱形状であり、その上下面に、樹脂製チューブに高周波誘電加熱を生じさせるリング状の電極板が配設されているとともに、周面に、前記電極板間に位置する溝であって、かつ樹脂製チューブの径方向全体を収容し得る深さの溝が形成されている樹脂製チューブの曲げ加工装置によって解決された。

ここで、上記樹脂製チューブの曲げ加工装置において、上記プレッシャ型の上下面に、さらに樹脂製チューブに高周波誘電加熱を生じさせる平板状の電極板が配設されていること、また、上記クランプ型及びプレッシャ型の先端に、上記ベンディング型の溝から離れた部分の樹脂製チューブの径方向全体を収容し得る深さの溝が形成されていることは、いずれも好ましい実施の形態である。

上記した本発明に係る樹脂製チューブの曲げ加工装置は、ベンディング型と、樹脂製チューブをベンディング型に固定するクランプ型と、樹脂製チューブをベンディング型に押し付けながら相対的にベンディング型に沿って移動するプレッシャ型とを備え、前記ベンディング型は略円柱形状であり、その上下面に、樹脂製チューブに高周波誘電加熱を生じさせるリング状の電極板が配設されているとともに、周面に、前記電極板間に位置する溝であって、かつ樹脂製チューブの径方向全体を収容し得る深さの溝が形成されているものとしたため、ベンディング型とクランプ型との間に樹脂製チューブをセットし、例えば、クランプ型とベンディング型とを回転させて樹脂製チューブに引き曲げ加工を施した後、該樹脂製チューブの曲げ状態をクランプ型とベンディング型の間、及びプレッシャ型とベンディング型の間で樹脂製チューブの曲げ部の両端を各々挟持することにより保持し、この状態でベンディング型に配設された電極板に高周波電圧を印加すれば樹脂製チューブの曲げ部のみを加熱することができ、これにより樹脂製チューブを曲げたことによる応力を除去でき、その後樹脂製チューブを自然冷却、或いは強制冷却してから前記クランプ型及びプレッシャ型による樹脂製チューブの保持を解除すれば、所定の曲げ形状を有する樹脂製チューブを得ることができる。

以下、上記した本発明に係る樹脂製チューブの曲げ加工装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る樹脂製チューブの曲げ加工装置の一実施例を概念的に示した平面図、図２乃至図７は、図１に示した装置を使用して樹脂製チューブの曲げ加工を行なう動作を示した平面図である。また、図８は、図４のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図、図９は、図４のＢ−Ｂ線に沿う部分の断面図、図１０は、図４のＣ−Ｃ線に沿う部分の断面図である。

図示した曲げ加工装置１は、ベンディング型２と、樹脂製チューブＡをベンディング型２に固定するクランプ型３と、樹脂製チューブＡをベンディング型２に押し付けながら相対的にベンディング型２に沿って移動するプレッシャ型４と、ベンディング型２と樹脂製チューブＡとの間隙を塞ぐスペーサー型５と、高周波電圧を印加する電極６とを備えている。

ベンディング型２は、軸２ａを中心に図示しない機枠に回転自在に配設されており、周面に樹脂製チューブＡを収容する溝２ｂが形成されている。この溝２ｂは、樹脂製チューブＡの径方向全体をすっぽり収容し得る深さで、ベンディング型２の周面に沿って１８０度の範囲で形成されている。また、ベンディング型２の上下面には、図８に示したように、リング状の電極板２ｃ，２ｃが配設され、該電極板２ｃ，２ｃに上記高周波電圧を印加する電極６が当接することにより、リング状の電極板２ｃ，２ｃ間に高周波電流が流れ、溝２ｂに収容された樹脂製チューブＡに高周波誘電加熱を生じさせる。

クランプ型３は、上記ベンディング型２に接離可能に、且つベンディング型２の軸２ａを中心にしてベンディング型２と共に回転可能に図示しない機枠に配設され、ベンディング型２の上記溝２ｂに対向するように溝３ａが形成されている。この溝３ａは、クランプ型３の先端に形成され、図９に示したように、上記ベンディング型２の溝２ｂから離れた部分の樹脂製チューブＡの径方向全体をすっぽり収容し得る深さに形成されている。

プレッシャ型４は、上記ベンディング型２に接離可能に図示しない機枠に配設され、ベンディング型２が回転することにより、樹脂製チューブＡをベンディング型２に押し付けながら相対的にベンディング型２に沿って移動する。このプレッシャ型４の先端には、ベンディング型２の上記溝２ｂに対向するように溝４ａが形成されており、この溝４ａは、図１０に示したように、上記ベンディング型２の溝２ｂから離れた部分の樹脂製チューブＡの径方向全体をすっぽり収容し得る深さに形成されている。

スペーサー型５は、上記プレッシャ型４と対向して図示しない機枠に配設され、それらによってベンディング型２の溝２ｂから離れた部分の樹脂製チューブＡを挟み込み、ベンディング型２と樹脂製チューブＡとの間隙を塞ぐ。このスペーサー型５のプレッシャ型４との対向面には、図１０に示したように、樹脂製チューブＡを収容する溝５ａが形成されている。

上記ベンディング型２、クランプ型３、プレッシャ型４及びスペーサー型５は、共に高周波誘電加熱が起き難い材料、例えば、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等で形成されている。

上記した曲げ加工装置１により、以下のようにして樹脂製チューブＡの曲げ加工が成される。
ここで、曲げ加工を行なう樹脂製チューブＡは、高周波誘電加熱が起き易い熱可塑性樹脂層を有する単層チューブ、或いは多層チューブであり、例えば、ポリアミド、ポリケトン、ポリオキシメチレン、ポリエステル等により形成された樹脂層を少なくとも一層有する樹脂製チューブＡである。

図１に示したように、先ず、上記樹脂製チューブＡを曲げ加工装置１にセットし、その後、図２に示したように、クランプ型３とプレッシャ型４とをベンディング型２方向へ移動させ、クランプ型３とベンディング型２との間で樹脂製チューブＡを挟持すると共に、プレッシャ型４により樹脂製チューブＡをベンディング型２側に押し付ける。

この状態で、図３に示したように、クランプ型３をベンディング型２と共に軸２ａを中心にして回転させ、樹脂製チューブＡを引き曲げ加工により所望の角度に曲げる。この際、プレッシャ型４は、ベンディング型２が回転することにより、樹脂製チューブＡをベンディング型２に押し付けながら相対的にベンディング型２に沿って移動し、樹脂製チューブＡのベンディング型２からの浮き上がりを防止する。

上記のようにして樹脂製チューブＡを曲げた後、この樹脂製チューブＡの曲げ状態を、クランプ型３とベンディング型２との間、及びプレッシャ型４とベンディング型２との間で樹脂製チューブＡの曲げ部の両端を各々挟持することにより保持し、この状態で、図４に示したように、高周波電圧を印加する電極６をベンディング型２の上下面に配設されたリング状の電極板２ｃ，２ｃに当接させ、リング状の電極板２ｃ，２ｃ間に高周波電流を流す。流す高周波の周波数としては、３〜１００ＭＨｚであり、好ましくは１０〜５０ＭＨｚである。

リング状の電極板２ｃ，２ｃ間に高周波電流が流れると、図８に示したように、該電極板２ｃ，２ｃ間に位置する溝２ｂに収容された樹脂製チューブＡに高周波誘電加熱が生じ、樹脂製チューブＡは内部から発熱し、軟化した状態となることから曲げによって生じた応力が除去される。
この際、樹脂製チューブＡは、図８に示したように、ベンディング型２に形成された溝２ｂにその径方向全体がすっぽり収容されていると共に、ベンディング型２の溝２ｂから離れた部分の樹脂製チューブＡは、図９及び図１０に示したように、クランプ型３、プレッシャ型４及びスペーサー型５に形成された各々の溝３ａ，４ａ，５ａにより覆われているため、樹脂製チューブＡは高周波誘電加熱により略均一に加熱される。

高周波電圧をリング状の電極板２ｃ，２ｃに所定時間（数秒〜数十秒）印加した後、図５に示したように、電極６をリング状の電極板２ｃ，２ｃから離脱させ、加熱した樹脂製チューブＡを冷却する。この樹脂製チューブＡの冷却方法は、空冷、水冷等の強制冷却でも良く、また放置による自然冷却でも良い。

樹脂製チューブＡを冷却した後、図６に示したように、クランプ型３とプレッシャ型４とをベンディング型２から離脱させ、樹脂製チューブＡの保持を解除する。

上記した一連の動作により、樹脂製チューブＡは所望の曲げ角度に熱成形され、その形状が確定される。
そして、続いて、図７に示したように、クランプ型３及びベンディング型２を元の位置に復帰させ、また、樹脂製チューブＡを次の曲げ位置まで送り、上記した動作を繰り返すことにより、次の曲げ加工を樹脂製チューブＡに対して行う。

なお、曲げ加工を行なう樹脂製チューブＡの種類、径、肉厚、更には曲げ角度によっては、上記した冷間状態でいきなり曲げ加工を行なうと、座屈が生じて樹脂製チューブＡが潰れてしまう場合がある。この場合には、図３に示した樹脂製チューブＡの曲げ加工前に、さらに高周波誘電加熱によって該樹脂製チューブＡの曲げ部を予備加熱しておくことが好ましい。

上記方法を実現する装置としては、図１１及び図１２に示したように、上記したプレッシャ型４及びスペーサー型５を共に樹脂製チューブＡに沿って長いものとし、プレッシャ型４の上下面に高周波電圧を印加する平板状の電極板４ｂ，４ｂを配設した装置とし、樹脂製チューブＡの曲げ工程前の図２に示した工程時において、前記平板状の電極板４ｂ，４ｂに高周波電圧を印加し、電極板４ｂ，４ｂ間に高周波電流を流して溝４ａに収容された樹脂製チューブＡに高周波誘電加熱を生じさせれば良い。

以上、本発明に係る樹脂製チューブの曲げ加工装置の実施の形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲の記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

例えば、上記実施の形態においては、クランプ型３をベンディング型２と共に軸２ａを中心にして回転させ、樹脂製チューブＡを引き曲げ加工により所望の角度に曲げる方法及び装置につき説明したが、プレッシャ型４をベンディング型２の周囲に沿って移動させ、樹脂製チューブＡをプレッシャ型４による押し曲げ加工で所望の角度に曲げる方法及び装置としても良い。

また、上記実施の形態においては、高周波電圧を印加する電極６を可動式とし、高周波電圧をリング状の電極板２ｃ，２ｃに印加したい時のみに当接する構成としたが、電極６を例えばブラシ電極とし、常時電極６と電極板２ｃ，２ｃとが当接している構成としても良い。但し、電極６の摺接による摩耗を考慮した場合、上記実施の形態の如く、電極６を可動式とすることが好ましい。

更に、上記実施の形態においては、ベンディング型２と樹脂製チューブＡとの間隙を塞ぐスペーサー型５を設けた装置につき説明したが、このスペーサー型５は必ずしも必要ではないが、樹脂製チューブＡの均一な高周波誘電加熱による加熱を考慮した場合、高周波電流が流れる部分の樹脂製チューブＡの表面は均一に覆われていることが望ましく、そのためにはベンディング型２と樹脂製チューブＡとの間隙を塞ぐスペーサー型５の存在は好ましい。

本発明に係る曲げ加工装置の一実施例に樹脂製チューブをセットした状態を概念的に示した平面図である。 図１の次の工程の状態を概念的に示した平面図である。 図２の次の工程の状態を概念的に示した平面図である。 図３の次の工程の状態を概念的に示した平面図である。 図４の次の工程の状態を概念的に示した平面図である。 図５の次の工程の状態を概念的に示した平面図である。 図６の次の工程の状態を概念的に示した平面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿う部分の断面図である。 図４のＣ−Ｃ線に沿う部分の断面図である。 本発明に係る曲げ加工装置の他の実施例についての図２に示した工程の状態を概念的に示した平面図である。 図１１のＤ−Ｄ線に沿う部分の断面図である。 従来の樹脂製チューブの曲げ加工方法を概念的に示した斜視図である。

符号の説明

１ 曲げ加工装置
２ ベンディング型
２ａ 軸
２ｂ 溝
２ｃ 電極板
３ クランプ型
３ａ 溝
４ プレッシャ型
４ａ 溝
４ｂ 電極板
５ スペーサー型
５ａ 溝
６ 電極
Ａ 樹脂製チューブ

Claims (3)

1. ベンディング型と、樹脂製チューブをベンディング型に固定するクランプ型と、樹脂製チューブをベンディング型に押し付けながら相対的にベンディング型に沿って移動するプレッシャ型とを備え、前記ベンディング型は略円柱形状であり、その上下面に、樹脂製チューブに高周波誘電加熱を生じさせるリング状の電極板が配設されているとともに、周面に、前記電極板間に位置する溝であって、かつ樹脂製チューブの径方向全体を収容し得る深さの溝が形成されていることを特徴とする、樹脂製チューブの曲げ加工装置。
2. 上記プレッシャ型の上下面に、さらに樹脂製チューブに高周波誘電加熱を生じさせる平板状の電極板が配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の樹脂製チューブの曲げ加工装置。
3. 上記クランプ型及びプレッシャ型の先端に、上記ベンディング型の溝から離れた部分の樹脂製チューブの径方向全体を収容し得る深さの溝が形成されていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の樹脂製チューブの曲げ加工装置。

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