JP5846825B2 - 曲げ加工用マンドレルおよびそれを用いたパイプ体の曲げ加工方法 - Google Patents
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Description
・本発明に係る曲げ加工用マンドレルは、パイプ体の中に挿入して前記パイプ体の曲げ加工を行う曲げ加工用マンドレルであって、複数のコマと、複数の前記コマの芯方向の端面同士を対向するように数珠つなぎに連結する可撓性の紐状部材とを備える。加工後の前記パイプ体は、第一曲げ部と、前記第一曲げ部の曲げ位相に対して異なる位相に曲げられる第二曲げ部と、前記第一曲げ部と前記第二曲げ部との間の直線部とを備える。
前記コマは、前記第一曲げ部および前記第二曲げ部のそれぞれに連設して配置される複数の曲げ用コマと、前記直線部に連設して配置される複数の直線用コマとを備える。前記曲げ用コマの一方端面の少なくとも半分は、連設された前記曲げ用コマと同芯状にしたときに、当該曲げ用コマの他方端面の対向部分に対して傾斜する傾斜面に形成され、 前記曲げ用コマには、前記傾斜面側にて両端面間を貫通する曲げ用貫通孔が形成される。前記直線用コマの一方端面は、連設された前記直線用コマと同芯状にしたときに、当該直線用コマの他方端面の対向部分に対して平行な平行面に形成され、前記直線用コマには、両端面間を貫通する曲げ用貫通孔が形成される。複数の前記直線用コマの前記曲げ用貫通孔は、前記第一曲げ部を形成する前記曲げ用コマの前記曲げ用貫通孔と前記第二曲げ部を形成する前記曲げ用コマの前記曲げ用貫通孔との間にて、隣り合う前記直線用コマの前記曲げ用貫通孔に対して異なる位相に形成される。
さらに、加工後のパイプ体における曲げ部および直線部の両者ともに、それぞれ複数のコマによりマンドレルを形成する。連設する直線用コマは、端面同士が接触していない状態であれば、曲げ形状に移動することができる。従って、曲げ加工後のパイプ体からマンドレルを引き抜く際に、直線用コマがパイプ体の曲げ部を通過することができる。
・また、複数の前記直線用コマの前記回転規制部は、前記第一曲げ部を形成する前記曲げ用コマから前記第二曲げ部を形成する前記曲げ用コマに至る間にて、隣り合う前記直線用コマの前記回転規制部に対して異なる位相に形成されるようにしてもよい。
・本発明に係るパイプ体の曲げ加工方法は、上述した曲げ加工用マンドレルを用いたパイプ体の曲げ加工方法であって、前記直線状紐状部材を引っ張ることにより、前記曲げ用コマの芯と当該曲げ用コマに連設する前記コマの芯とを直線状に位置決めして、前記曲げ加工用マンドレルを直線状にする直線状位置決め工程と、直線状に形成された前記パイプ体を、直線状に位置決めされた前記曲げ加工用マンドレルに外挿するパイプ体外挿工程と、前記曲げ用紐状部材を引っ張ることにより、前記曲げ用コマの芯と当該曲げ用コマに連設する前記コマの芯とを傾斜した状態に位置決めして、前記パイプ体を曲げ加工する曲げ工程とを備える。このようにすることで、確実にかつ容易にパイプ体の曲げ加工ができる。
第一実施形態の曲げ加工用マンドレル(以下、「マンドレル」と称する)およびパイプ体の曲げ加工方法について、図1〜図22を参照して説明する。
マンドレル1は、主として樹脂製パイプ体またはゴム製パイプ体に曲げ加工を施すための部材である。そして、直線状のパイプ体にマンドレル1を挿入して、マンドレル1を曲げ形状に変形させることにより、マンドレル1の変形力によってパイプ体を曲げ加工する。なお、マンドレル1は、金属製パイプ体の曲げ加工に対しても、パイプ体の剛性によって適用可能である。
マンドレル1を構成するコマには、曲げ用コマ20、第一直線用コマ30および第二直線用コマ40が含まれている。曲げ用コマ20は、図2におけるマンドレル1の曲げ部11,13に対応する部分を形成する。第一直線用コマ30は、先端部に繋がれており、図2における直線部14に対応する部分を形成する。第二直線用コマ40は、第一曲げ部11と第二曲げ部13との間に位置する直線部12に対応する部分を形成する。以下、それぞれのコマ20,30,40について説明する。
曲げ用コマ20について図3〜図8を参照して説明する。曲げ用コマ20は、樹脂により形成されており、本体部21と、回転規制突起27と、連結突起28とが一体的に形成されている。
第一直線用コマ30について、図9〜図14を参照して説明する。第一直線用コマ30は、本体部31と、回転規制突起37と、連結突起38とが一体的に形成されている。ここで、第一直線用コマ30は、曲げ用コマ20に対して一方端面22が相違する。ここで、第一直線用コマ30の構成部のうち、曲げ用コマ20の構成部と同一構成については、符号を、23→33、24→34、25→35、26→36、27→37、28→38に変更して示す。
第二直線用コマ40について、図15〜図18を参照して説明する。第二直線用コマ40は、本体部41と、回転規制突起47と、連結突起48とが一体的に形成されている。ここで、第二直線用コマ40は、第一直線用コマ30に対して、本体部41の一方端面42側の構成部の位相と、本体部41の他方端面33側の構成部の位相とが相違する。ここで、第二直線用コマ40の構成部のうち、第一直線用コマ30の構成部と対応する構成については、符号を、31→41、32→42、33→43、34→44、35→45、36→46、37→47、38→48に変更して示す。
次に、マンドレル1の詳細構成について、図1を参照して説明する。基端部材70の先端には、第一直線用コマ30の連結突起38と同様の形状の突起が形成されている。そして、基端部材70の先端部に、それぞれのコマ20,30,40の芯方向の端面同士が対向するように、多数のコマ20,30,40が数珠つなぎに連結されている。
次に、マンドレル1の動作について、図1および図2を参照して説明する。図1には、直線用紐状部材50の基端側を引っ張った状態を示す。ただし、この状態において、曲げ用紐状部材60は自由状態としている。図1に示すように、直線用紐状部材50の基端側を引っ張ることにより、第一曲げ部11および第二曲げ部13において、曲げ用コマ20の一方端面22の非傾斜面22aが連設する曲げ用コマ20の他方端面23に接触する。また、直線部12,14においては、連設される直線用コマ30,40の一方端面32,42と他方端面33,43とが接触する。その結果、連設されるコマ20,30,40同士の芯が直線状となるように、それぞれのコマ20,30,40が位置決めされる。つまり、マンドレル1は、直線状に形成される。
次に、上述したマンドレル1を用いて、直線状のパイプ体100に対して曲げ加工を行う方法について、図19のフローチャートと、図1〜図2および図20〜図22を参照して説明する。ここで、パイプ体100の素材は、熱可塑性樹脂により円筒状に形成されたものを用いる。
第二実施形態のパイプ体の曲げ加工方法について、図23を参照して説明する。本実施形態は、パイプ体100をゴム製とした場合の方法である。図1に示すように、直線用紐状部材50を引っ張り、マンドレル1を直線状にする(S11)(直線状位置決め工程)。続いて、直線用紐状部材50を引っ張った状態を維持しつつ、図20に示すように、直線状のパイプ体100の素材をマンドレル1に外挿する(S12)(パイプ体外挿工程)。
上記実施形態において、マンドレル1を直線状に形成する際に、直線用紐状部材50を引っ張り、曲げ用紐状部材60を自由状態とした。また、マンドレル1を曲げ形状にする際に、曲げ用紐状部材60を引っ張り、直線用紐状部材50を自由状態とした。この他に、両紐状部材50,60を引っ張った状態を維持した場合にも、マンドレル1を直線状または曲げ形状にすることができる。すなわち、直線用紐状部材50の引張力を曲げ用紐状部材60の引張力より大きくすることで、マンドレル1を直線状に形成することができる。また、曲げ用紐状部材60の引張力を直線用紐状部材50の引張力より大きくすることで、マンドレル1を曲げ形状に位置決めすることができる。
Claims (7)
- パイプ体の中に挿入して前記パイプ体の曲げ加工を行う曲げ加工用マンドレルであって、
複数のコマと、
複数の前記コマの芯方向の端面同士を対向するように数珠つなぎに連結する可撓性の紐状部材と、
を備え、
加工後の前記パイプ体は、第一曲げ部と、前記第一曲げ部の曲げ位相に対して異なる位相に曲げられる第二曲げ部と、前記第一曲げ部と前記第二曲げ部との間の直線部とを備え、
前記コマは、前記第一曲げ部および前記第二曲げ部のそれぞれに連設して配置される複数の曲げ用コマと、前記直線部に連設して配置される複数の直線用コマとを備え、
前記曲げ用コマの一方端面の少なくとも半分は、連設された前記曲げ用コマと同芯状にしたときに、当該曲げ用コマの他方端面の対向部分に対して傾斜する傾斜面に形成され、
前記曲げ用コマには、前記傾斜面側にて両端面間を貫通する曲げ用貫通孔が形成され、
前記直線用コマの一方端面は、連設された前記直線用コマと同芯状にしたときに、当該直線用コマの他方端面の対向部分に対して平行な平行面に形成され、
前記直線用コマには、両端面間を貫通する曲げ用貫通孔が形成され、
複数の前記直線用コマの前記曲げ用貫通孔は、前記第一曲げ部を形成する前記曲げ用コマの前記曲げ用貫通孔と前記第二曲げ部を形成する前記曲げ用コマの前記曲げ用貫通孔との間にて、隣り合う前記直線用コマの前記曲げ用貫通孔に対して異なる位相に形成され、
前記紐状部材は、前記曲げ用コマの前記曲げ用貫通孔および前記直線用コマの前記曲げ用貫通孔に挿通されており、引っ張ることにより前記曲げ用コマの一方端面の前記傾斜面と当該曲げ用コマに連設する前記コマの他方端面とを接触させて、前記曲げ用コマの芯と当該曲げ用コマに連設する前記コマの芯とを傾斜した状態に位置決めする曲げ用紐状部材を備える、曲げ加工用マンドレル。 - 前記曲げ用コマの前記一方端面の半分は、前記傾斜面に形成され、
前記曲げ用コマの前記一方端面の残りの半分は、連設された前記曲げ用コマと同芯状にしたときに、当該コマの他方端面の対向部分に対して平行な平行面に形成され、
前記曲げ用コマには、前記平行面側にて両端面間を貫通する直線用貫通孔が形成され、
前記直線用コマには、両端面間を貫通する直線用貫通孔が形成され、
複数の前記直線用コマの前記直線用貫通孔は、前記第一曲げ部を形成する前記曲げ用コマの前記直線用貫通孔と前記第二曲げ部を形成する前記曲げ用コマの前記直線用貫通孔との間にて、隣り合う前記直線用コマの前記直線用貫通孔に対して異なる位相に形成され、
前記紐状部材は、前記曲げ用コマの前記直線用貫通孔および前記直線用コマの前記直線用貫通孔に挿通されており、引っ張ることにより前記曲げ用コマの一方端面の前記平行面と当該曲げ用コマに連設する前記コマの他方端面とを接触させて、前記曲げ用コマの芯と当該曲げ用コマに連設する前記コマの芯とを直線状に位置決めする直線用紐状部材を備える、請求項1に記載の曲げ加工用マンドレル。 - 各前記コマの両端面には、凹凸状に形成され、連設された前記コマ同士の相対的な芯回りの回転を規制する回転規制部を備える、請求項1又は2に記載の曲げ加工用マンドレル。
- 複数の前記直線用コマの前記回転規制部は、前記第一曲げ部を形成する前記曲げ用コマから前記第二曲げ部を形成する前記曲げ用コマに至る間にて、隣り合う前記直線用コマの前記回転規制部に対して異なる位相に形成される、請求項3に記載の曲げ加工用マンドレル。
- 各前記コマは、連設する前記コマ同士を連結すると共に、対向する端面同士を接触可能にし、かつ、対向する端面同士の離間距離を設定距離以内で離間可能にする連結部を備え、
前記連結部は、連設する一方の前記コマに設けられるキノコ状の連結突起と、連設する他方の前記コマの端面の中央部に形成され底面を有する中央凹所と、を備え、
前記連結突起は、前記中央凹所に挿入されて、回転されることで前記中央凹所に対して芯方向に係合する、請求項1−4の何れか一項に記載の曲げ加工用マンドレル。 - 請求項2に記載の曲げ加工用マンドレルを用いたパイプ体の曲げ加工方法であって、
前記直線状紐状部材を引っ張ることにより、前記曲げ用コマの芯と当該曲げ用コマに連設する前記コマの芯とを直線状に位置決めして、前記曲げ加工用マンドレルを直線状にする直線状位置決め工程と、
直線状に形成された前記パイプ体を、直線状に位置決めされた前記曲げ加工用マンドレルに外挿するパイプ体外挿工程と、
前記曲げ用紐状部材を引っ張ることにより、前記曲げ用コマの芯と当該曲げ用コマに連設する前記コマの芯とを傾斜した状態に位置決めして、前記パイプ体を曲げ加工する曲げ工程と、
を備える、パイプ体の曲げ加工方法。 - 前記曲げ工程の後に、前記曲げ用紐状部材および前記直線用紐状部材を自由にした状態で、前記曲げ加工用マンドレルから前記パイプ体を離脱させるパイプ体離脱工程を備える、請求項6に記載のパイプ体の曲げ加工方法。
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