JP5894137B2

JP5894137B2 - 加工装置

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Publication number: JP5894137B2
Application number: JP2013251298A
Authority: JP
Inventors: 孝雄尾日向; 元徳丸山; 嘉寛服部
Original assignee: Denso Air Systems Corp
Current assignee: Denso Air Systems Corp
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2033-12-04
Also published as: JP2015107505A

Description

本発明は、配管用小径長尺パイプ等の棒状部材に曲げ加工を行う曲げ加工装置に関わるものである。

特許文献１には、細径、長尺の金属管を種々の方向に所望の角度に精度よく曲げ加工することができ、かつパイプのセット時間を大幅に短縮できる手段を提供することが開示されている。特許文献１のパイプ曲げ加工装置は、直管状のパイプの任意箇所を把持するチャックユニットと、このチャックユニットの両側に、前記パイプの軸芯方向に移動可能に設けられた曲げ加工ユニットを備えた曲げ加工装置であって、チャックユニットがパイプの軸芯方向に移動可能に構成されている。

特許文献２には、パイプに所定の曲げ形状を加工する際の曲げ不能域を大幅に低減する曲げ加工装置を提供することが記載されている。特許文献２の曲げ加工装置は、昇降可能なセンターチャックユニットと、左右一対の第１および第２曲げ加工ユニットを備えている。加工ユニットは、パイプの両端位置から順次曲げ加工する。この曲げ加工に伴って、加工ユニットがチャックユニットに接近すると、加工ユニットの曲げ型がヘッドシリンダの縮小により降下し、ヘッドチャック機構が曲げ加工位置の近傍を把持する。そして、チャックユニットが把持を解除して降下する。さらに、加工ユニットは曲げ加工を継続し、加工ユニットと接近した状態ではチャック機構が加工ユニットの挿通孔内に挿通する。これにより、曲げ不能域を大幅に減少させることができる。

特開平９−２９３４６号公報特開２００７−２３７１９５号公報

パイプなどの加工対象の棒状部材を３次元加工する際に、高速でひねると慣性力で曲げ加工された形状がクズレ変形する可能性がある。３次元加工を精度よく行う方式として、パイプひねりをなくして曲げユニット側を、パイプ軸を中心に回動する、いわゆるロータリー曲げ方式が可能な加工装置であって、さらに簡易な構成で、加工上のフレキシビリティの高い加工装置を提供することが要望されている。

本発明の一態様は、棒状部材を第１の軸の周りに曲げ加工する曲げユニットと、曲げユニットを第２の軸の周りに回転するように支持するひねりユニットとを有する加工装置である。ひねりユニットは、曲げユニットを支持するリング状のひねり歯車であって、中心に向かって一部が欠けた第１の切欠き部を含むひねり歯車と、ひねり歯車を駆動するひねり駆動ユニットと、ひねり歯車が第２の軸を中心に回転するようにひねり歯車の外周面を支持する複数のガイドローラと、複数のガイドローラを支持する支持ユニットとを含む。さらに、支持ユニットは、第２の軸を中心としてひねり歯車のリング内の第１の開口より大きな第２の開口と、第２の開口に至る第２の切欠き部であって第２の軸に直交する方向に開いた第２の切欠き部とを含む。

この加工装置においては、ひねり歯車を中央が開いたリング状の歯車とし、ガイドローラにより外周面を支持するとともに、支持ユニットにリング状の歯車の内部領域より大きな第２の開口を設けている。したがって、パイプなどの棒状部材を加工対象（ワーク）として加工する際に、ワークのみならず、ワークを把持する部分、たとえば、パイプチャックをリング状の歯車および支持ユニットの第２の開口を通して曲げユニットに近づけることができる。したがって、リング状のひねり歯車という簡易な構成で、パイプチャックに近い個所も曲げ加工、特に、ロータリー曲げ加工が可能となり、加工上のフレキシビリティの高い加工装置を提供できる。

また、ひねり歯車に設けられた第１の切欠き部と、支持ユニットに設けられた第２の切欠き部との位置を合わせることにより、リング状のひねり歯車の内側の領域に棒状のワークを出し入れでき、曲げユニットに棒状のワークを簡単にセット（ロードおよびアンロード）できる。

さらに、第２の開口に面して複数のガイドローラが配置され、ひねり歯車の少なくとも一部が第２の開口内で回転するように支持されていることが望ましい。ひねり歯車を、支持ユニットの第２の開口内に全部あるいは一部を収納できる。このため、パイプチャックをさらに曲げユニットに近づけることができ、加工上のフレキシビリティをさらに向上できる。

曲げユニットを取り付けるひねり歯車を支持ユニット、たとえば、支持板の板厚内で回転駆動可能にガイドローラで直接支持する構造とすることにより、専用のひねり軸（ひねり板）を省略できるとともに、ひねり歯車の支持板からの張り出しを無くす、または削減できる。このため、支持板端面から曲げ軸中心（第１の軸）までの距離を短縮し、曲げ不能域長さを短縮したひねり軸レスロータリー構造を提供できる。

曲げユニットは、棒状部材を曲げ加工する曲げ溝を含む上下一対の割り型部と、曲げ溝に挿入された棒状部材を保持する上下一対のクランプ部と、曲げ溝の外周側から曲げ溝に棒状部材を保持する保持溝を含むプレッシャと、上側の割り型部および上側のクランプ部を含む第１のユニット、下側の割り型部および下側のクランプ部を含む第２のユニット、およびプレッシャを、棒状部材の設定中心に対して３つの異なる方向に開閉する開閉ユニットとを含む。設定中心は、曲げ溝に装着された状態の棒状部材の中心軸の位置であり、加工する状態では第２の軸に一致する。

第１のユニット、第２のユニット、およびプレッシャを３つの異なる方向に開くことにより、棒状部材を設定中心から直線的に逃がすことが可能となる。このため、曲げユニットから棒状部材を逃がす方向を、ひねり歯車の第１の切欠き部および支持ユニットの第２の切欠き部の方向と合せて直線状にすることにより、棒状部材を第２の軸に対して直線的に動かしたり、曲げユニットを第２の軸に対して直線的に動かすことにより棒状部材を加工する位置、すなわち、第２の軸にセットできる。

開閉ユニットは、第１のユニットおよび第２のユニットを平衡に開閉する開閉ユニットと、開閉ユニットの動きに連動してプレッシャを設定中心に遠ざけたり近づけたりするリンクユニットとを含むことが望ましい。１つのモータで開閉ユニットとリンクユニットとを動かすことができ、１つのモータで第１のユニット、第２のユニットおよびプレッシャを連動して動かすことができる。このため、曲げユニットの構成を簡略化でき、曲げユニットを小型軽量化できる。したがって、ひねり歯車にかかる重量負荷を軽減でき、支持ユニット、特に、ガイドローラへの負荷を軽減でき、支持ユニットにひねり歯車を内蔵させることが可能となる。

加工装置は、さらに、曲げユニットのひねり歯車に対する取付角度を、第１の軸が第１の切欠き部の方向に対して斜めになるようにするターンユニットを有する。曲げユニットの曲げ軸となる第１の軸を第１の切欠き部の方向に斜めになるように取付角度を制御することにより、曲げユニットから棒状部材を開放する方向と第１の切欠き部の方向とを一直線にセットできる。

また、曲げユニットが第１の軸の周りに左右に棒状部材を曲げ加工する左右曲げユニットの場合は、ターンユニットは、曲げユニットをひねり歯車の回転中心（第２の軸）に遠ざけたり近づけたりして、第１の軸に対して第２の軸が右方向にセットされる第１の位置と、第１の軸に対して第２の軸が左方向にセットされる第２の位置とに切り替えるユニットを含むことが望ましい。左右のロータリー曲げ加工を同一の棒状部材に連続して行うことが可能となり、さらに加工上のフレキシビリティの高い加工装置を提供できる。

さらに、曲げユニットは、第１のユニットおよび第２のユニットを閉じた状態で第１の軸を中心に回転する第１の駆動ユニットと、プレッシャを閉じた状態で第１の駆動ユニットとは独立して第１の軸を中心に回転する第２の駆動ユニットとを有することが望ましい。左右引き曲げおよび左右押し曲げ加工を含むロータリー曲げ加工を１つの装置で可能な加工装置を提供できる。

加工装置は、棒状部材の未加工部分を第２の軸に沿って、支持ユニットを挟んで曲げユニットの反対側で支持するチャックユニットと、チャックユニットと支持ユニットとの距離を相対的に制御する送りユニットとを有することが望ましい。チャックユニットは、第２の軸に沿って延びたワーク把持部であって、支持ユニットおよびチャックユニットの距離が近づくと第１の開口を貫通するワーク把持部を含むことが望ましい。チャックユニットを曲げユニットに近づけることにより、棒状部材の広い範囲に曲げ加工、特に、ロータリー曲げ加工を施すことができる。

加工装置は、さらに、チャックユニットを挟んで対面するように配置された一対のひねりユニットと、一対のひねりユニットにそれぞれ搭載された一対の曲げユニットと、チャックユニットに対する一対のひねりユニットのそれぞれ距離を制御する一対の送りユニットとを含むことが望ましい。一対のひねりユニットと一対の曲げユニットとにより、棒状部材の両端から曲げ加工を進めることができる。このため、短時間で立体曲げ加工を行える加工装置を提供できる。すなわち、ロータリ曲げが可能なひねりユニットを送りユニットに搭載した２組の曲げ送りユニットを同軸上に対向配置し、中間部のパイプチャックでパイプを把持し、パイプの端末側から中間部方向にひねりユニットを移動させながら順次曲げを行う両端同時曲げ装置を提供できる。

チャックユニットは、一対のワーク把持部と、一対のワーク把持部に挟まれたワークを把持しない逃し部とを含むことが望ましい。一方のワーク把持部を一方の曲げユニットに近づけて棒状部材をいったん曲げユニットに把持させて、ワーク把持部により棒状部材を持ち直す際に、他方の曲げユニットにより加工された部分があっても逃し部で加工された部分を逃して棒状部材を把持できる。

本発明の他の態様の１つは、棒状部材を加工装置により加工する方法である。この方法は、棒状部材、たとえば、パイプの製造方法であってもよく、加工装置の制御方法であってもよい。加工装置は、曲げユニットと、曲げユニットを第２の軸の周りに回転するように支持するひねりユニットと、曲げユニットのひねり歯車に対する取付角度を、第１の軸が第１の切欠き部の方向に対して斜めにするターンユニットと、棒状部材の未加工部分を第２の軸に沿って、支持ユニットを挟んで曲げユニットの反対側で支持するチャックユニットとを含む。ひねりユニットは、曲げユニットを支持するリング状のひねり歯車であって、中心に向かって一部が欠けた第１の切欠き部を含むひねり歯車と、ひねり歯車を駆動するひねり駆動ユニットと、ひねり歯車を回転支持する支持ユニットであって、第２の軸を中心としてひねり歯車のリング内の第１の開口より大きな第２の開口、および第２の開口に至り第２の軸に直交する方向に開いた第２の切欠き部を含む支持ユニットとを含む。曲げユニットは、第１のユニット、第２のユニット、およびプレッシャを設定中心に対して３つの異なる方向に開閉する開閉ユニットを含む。

この方法は、以下のステップを含む。
１．ひねり駆動ユニットがひねり歯車を第１の切欠き部と第２の切欠き部とが一致するように回転する。
２．ターンユニットが取付角度を、第１のユニット、第２のユニットおよびプレッシャが開いて棒状部材を開放する方向と、第１の切欠き部および第２の切欠き部の方向とが直線状になるようにする。
３．チャックユニットおよびひねりユニットを相対的に直線状の方向に動かして棒状部材を第２の軸にセットする。

ステップ１および２は、前後しても同時に行われてもよい。

加工装置が、さらに、チャックユニットと支持ユニットとの距離を相対的に制御する送りユニットを含み、チャックユニットが、第２の軸に沿って延びたワーク把持部を含む場合は、この方法は、さらに、以下のステップを含むことが望ましい。
４．送りユニットが支持ユニットおよびチャックユニットの距離を近づけてワーク把持部が第２の開口を貫通する。
５．棒状部材を曲げユニットで把持する。
６．送りユニットが支持ユニットおよびチャックユニットの距離を開けてワーク把持部が棒状部材を把持しなおす。

これらのステップにより、棒状部材のワーク把持部が保持していた部分についても曲げ加工、特に、ロータリー曲げ加工を行うことができる。すなわち、ワークを把持する、たとえば、パイプチャックの構造を、開閉機構部から左右に張り出した一対のワーク把持部を両端に設け、最初に両側のワーク把持部で直管パイプ（棒状部材の未加工部分）を把持して両端同時曲げを行い、次にチャック幅内に残った曲げ点をチャック幅外の曲げ可能位置に掴み替えて曲げることで、補助チャック等を用いることなく中間部最終曲げの曲げ不能域長さを短縮できる。一対のワーク把持部は、リング状のひねり歯車に挿通可能で、かつ、給排用の切欠き部（開放溝内）で昇降可能な構成にして、両端のワーク把持部の中間部は凹状に切り欠いたパイプ逃し用の開放部を設け、曲げ点近傍を片側の把持部で把持できるようにすることで、曲げ不能域の長さを最小限にできる。

加工装置の概要を示す正面図。加工装置の概要を示す平面図。ひねりユニットの概要を示す正面図。ひねりユニットの概略を示す断面図。ひねりユニットの概略を示す平面図。曲げユニットの概要を示す正面図。曲げユニットの概略構成を示す断面図。上下型およびプレッシャローラーの開閉の様子を示す図であり、図８（ａ）は型開き状態を示す図、図８（ｂ）は型閉め状態を示す図、図８（ｃ）は左曲げ加工するために移動する様子を示す図、図８（ｄ）は右曲げ加工するために移動する様子を示す図。曲げ型クランプの概要を説明する図であり、図９（ａ）は曲げ型クランプを中心として拡大して上方から見た平面図、図９（ｂ）はクランプ溝によりワークを把持した状態をクランプ溝の方向から見た図、図９（ｃ）は第２のクランプ溝によりワークを把持した状態を第２のクランプ溝の方向から見た図。曲げ型クランプの下型の構造を示す図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）はクランプ溝の延長方向の側面図、図１０（ｃ）は第２のクランプ溝の延長方向の側面図。加工ユニットによる曲げ加工の例を示す平面図であり、図１１（ａ）は左引き曲げを示す図、図１１（ｂ）は右引き曲げを示す図、図１１（ｃ）は左押し曲げを示す図、図１１（ｄ）は右押し曲げを示す図。ターンユニットの構成および動きを示す図であり、図１２（ａ）および図１２（ｄ）は曲げユニットを左曲げ状態にセットした状態を示す図、図１２（ｂ）および図１２（ｅ）は曲げユニットを下方に移動した状態を示す図、図１２（ｃ）および図１２（ｆ）は曲げユニットを右曲げ状態にセットした状態を示す図。ターンユニットの構成をさらに示す図であり、図１３（ａ）は横方向の断面図、図１３（ｂ）は縦方向の断面図。チャックユニットの概略構成を示す図であり、図１４（ａ）は正面図、図１４（ｂ）は側面図。加工装置によりワークを加工する過程を示すフローチャート。曲げ加工の工程をさらに詳しく示すフローチャート。異なるひねりユニットの概要を示す正面図。図１７に示したひねりユニットの概略を示す側面図。図１７に示したひねりユニットの概略を示す平面図。異なる曲げユニットの概要を示す平面図。図２０に示した曲げユニットの概略構成を示す断面図。上下型およびプレッシャローラーの開閉の様子を示す図であり、図２２（ａ）は型開き状態を示す図、図２２（ｂ）は型閉め状態を示す図。異なる加工ユニットを示す平面図であり、図２３（ａ）は左引き曲げ加工の様子を示す図、図２３（ｂ）は右押し曲げ加工の様子を示す図。

図１に、加工装置の一例として、パイプなどの棒状部材を加工対象（ワーク）Ｗとして、そのワークＷの中間部のチャックで把持し、ワークの端末側から中間部方向にひねりユニットを移動させながら順次曲げを行う両端同時曲げ装置を示している。以下においては、ワークＷの一例はパイプである。図２は、加工装置１の平面図である。

加工装置１は、架台２と、架台２の中央に配置されたチャックユニット１６０と、チャックユニット１６０を挟んで対面するように配置された一対のひねりユニット１００と、一対のひねりユニット１００にそれぞれ搭載された一対の曲げユニット（加工ユニット）１０と、チャックユニット１６０に対する一対のひねりユニット１００のそれぞれ距離を制御する一対の送りユニット１４０と、これらを制御する制御ユニット９０とを有する。一対のひねりユニット１００、一対の曲げユニット１０および一対の送りユニット１４０のそれぞれは同一の構成のユニットを、チャックユニット１６０を挟んで対面するように配置している。

制御ユニット９０は、送りユニット１４０を制御することによりワークＷの曲げ加工する位置を決める（位置合わせする）位置制御機能（位置制御ユニット）９３と、ひねりユニット１００および曲げユニット１０による曲げ加工方法を制御する加工制御機能（加工制御ユニット）９５と、ワークＷの給排を制御する給排制御機能（給排制御ユニット）９７と、ワークＷの持ち替え（掴み替え）を制御する掴み替え制御機能（掴み替え制御ユニット）９８とを含む。加工制御ユニット９５は、左引き曲げ加工を行うモード１（Ｍ１）と、右引き曲げ加工を行うモード２（Ｍ２）と、左押し曲げ加工を行うモード３（Ｍ３）と、右押し曲げ加工を行うモード４（Ｍ４）とを含む。加工制御ユニット９５は、さらに、これら４つの曲げ加工モードとひねりユニット１００による制御と組み合わせることが可能であり、３次元方向の曲げ加工（ロータリー曲げ加工）を行うことができる。

この加工装置１は、曲げユニット１０とひねりユニット１００とを含むロータリー曲げユニットを送りユニット１４０に搭載した曲げ送りユニット１５０を２組含み、それらが、ワークＷが加工する際にセットされる第２の軸２００に沿って（同軸上に）対向配置されている。加工装置１は、制御ユニット９０に実装されたプログラム（曲げデータ）９１に従いチャックユニット１６０および両側の送り曲げユニット１５０を制御し、パイプＷの両端末側から中間部方向に向かって順次両端同時曲げを自動で行う。さらに、それぞれの送り曲げユニット１５０のひねりユニット１００は、曲げユニット１０を第２の軸２００の周りにひねることにより、ロータリー曲げ加工が可能であり、曲げ方向を決めるひねりと所定角度の曲げとを行うことができる。

それぞれの送りユニット１４０は、架台２のレール１４９の上に前後（左右）にスライドするように取り付けられた移動架台１４８と、移動架台１４８を、ボールねじ１４７を介して駆動する送りモータ１４５とを含む。ひねりユニット１００は移動架台１４８に搭載され、送りユニット１４０によりチャックユニット１６０との距離が制御される。

ひねりユニット１００は、棒状部材（ワーク、パイプ）Ｗを第１の軸１１の周りに曲げ加工する曲げユニット１０を、第２の軸２００の周りに回転するように支持する。ひねりユニット１００は、曲げユニット１０を支持するリング状のひねり歯車１０１と、ひねり歯車１０１を駆動するひねり駆動ユニット１１０と、ひねり歯車１０１が第２の軸２００を中心に回転するようにひねり歯車１０１の外周面（外周部）１０６を支持するガイドローラ１２０と、ガイドローラ１２０を介してひねり歯車１０１を支持する支持板（支持ユニット）１３０とを含む。支持板１３０が移動架台１４８に搭載されており、ひねりユニット１００とチャックユニット１６０との距離が送りユニット１４０により制御される。曲げユニット１０は、第１の軸（曲げ軸）１１の角度を制御するターンユニット８０を介してひねり歯車１０１に取り付けられている。

ひねり歯車１０１は、中心に向かって一部が欠けた第１の切欠き部１０２を含む。支持板１３０は、リング状のひねり歯車１０１の内側の開口（第１の開口、内部空間）１０５よりも大きな第２の開口（貫通領域）１３５を含み、本例では、ひねり歯車１０１が第２の開口１３５に収納されている。すなわち、支持板１３０は、第２の軸２００を中心として、リング状のひねり歯車１０１の内の第１の開口１０５より大きな第２の開口１３５を含む。第１の開口１０５はほぼ円形であり、第２の開口１３５は第１の開口１０５の内径より大きな径の円形の開口であることが望ましい。

支持板（支持ユニット）１３０は、さらに、第２の開口１３５に至る第２の切欠き部１３２であって第２の軸２００に直交する方向に開いた第２の切欠き部１３２を含む。リング歯車（ひねり歯車）１０１の第１の切欠き部１０２と、支持板１３０の第２の切欠き部１３２とが直線状に配置されることにより、ワークＷを加工する際の位置（第２の軸）２００に給排するための給排路１３９が形成される。本例の加工装置１では、給排路１３９は鉛直方向に設けられており、チャックユニット１６０に把持されたワークＷは、給排（ロードアンロード）される際に、鉛直方向（上下）に動かされる。支持ユニット１３０は板状であるが、フレームで構成されていてもよい。

このため、チャックユニット１６０は、ワーク加工時の第２の軸２００に沿って延びたチャック板１６１と、チャック板１６１を開閉する開閉シリンダー１６３と、ワークＷを給排する際にチャック板１６１を上下に移動する昇降シリンダー１６５と、ワークＷを持ち替えるときに一時的にチャック板１６１を第２の軸２００よりも下方に下げる退避シリンダー１６４とを含む。チャック板１６１は、中央が凹んだ形状で開閉シリンダー１６３に対し第２の軸２００に沿って送りユニット１４０の移動方向（以降では左右）に突き出ている。チャック板１６１の中央の凹んだ部分が加工済みのワークＷを逃して把持するための逃し部１６８であり、左右に突き出た部分がワークＷを把持する把持部（ワーク把持部）１６７である。

図３〜図５に、ひねりユニット１００を抜き出して示している。図３はひねりユニット１００の正面図、図４はひねりユニット１００の第２の軸２００を含む縦断面図、図５はひねりユニット１００の平面図である。図３は、曲げユニット１０の第１の軸（曲げ軸）１１がワークＷを給排する状態にセットされた状態を示し、図４および図５は、第１の軸１１が鉛直方向にセットされた状態を示している。また、図４においては、説明のため、ひねり駆動ユニット１１０の構成を実線で断面図に重ねて示している。

ひねりユニット１００は、曲げユニット１０をターンユニット８０を介して第２の軸２００の周りに回転するように支持するリング状のひねり歯車１０１と、ひねり歯車１０１をガイドローラ１２０を介して支持する支持板１３０と、ひねり歯車１０１を駆動するひねり駆動ユニット１１０とを含む。

ひねり歯車１０１はリング状で軸なしの平歯車であり、内径（リング内径）Ｒ１がひねり歯車１０１の外径の１／３程度あるいはそれ以上の第１の開口（リング開口、内部空間、貫通孔）１０５を含む。ひねり歯車１０１の第１の開口１０５は、ワークＷが通過するだけではなく、チャックユニット１６０のチャック板１６１の把持部１６７を出し入れ（挿入）できる大きさを含み、チャック挿通穴として機能する。ひねり歯車１０１は、さらに、第２の軸２００に直交する方向に開いた第１の切欠き部１０２を含み、この第１の切欠き部１０２は、ワークＷを第１の開口１０５に出し入れするための給排用開放溝として機能する。

支持板（支持ユニット）１３０は、鉛直方向に延びた板状の部材であり、中央上部にひねり歯車１０１を収納する第２の開口１３５を含む。本例の加工装置１においては支持板１３０にひねり歯車１０１が収納されているが、ひねり歯車１０１を支持板１３０の外側に取り付けることも可能であり、その場合、ひねり歯車１０１の第１の開口１０５をチャック挿通穴として機能させるために第２の開口１３５の内径は第１の開口１０５の内径Ｒ１以上であることが望ましい。本例では、ひねり歯車１０１を支持板１３０に収納してひねり歯車１０１が支持板１３０の前後に飛び出すことを抑制している。このため、第２の開口１３５の径（内径）はひねり歯車１０１の外径と同じまたはそれ以上である。ひねり歯車１０１を支持板１３０の内部に収納し、ひねり歯車１０１の飛び出しを抑制することにより支持板１３０と第１の軸（曲げ軸）１１との距離Ｌ１を小さくすることができ、ワークＷの加工が難しい領域を短くできる。

第２の開口１３５には内側に面して複数のガイドローラ１２０が配置されている。これらのガイドローラ１２０により、第２の開口１３５に収納されているひねり歯車１０１の外周部１０６を前後（左右）から挟むように回転可能に支持し、軸なしの平歯車であるひねり歯車１０１が支持板１３０の内部でスムーズに回転するようにしている。ひねり歯車１０１の回転支持形態は、ひねり歯車１０１の外周両面にガイド面用の傾斜面を設け、そのガイド面をカムフォロア等のガイドローラ１２０で両側から挟み込む形態としている。支持板１３０にひねり歯車１０１の前後方向の動きを制限するストッパとしての機構を設け、ガイドローラ１２０は水平にひねり歯車１０１を支持するものであってもよい。

支持板１３０は、さらに、第２の軸２００に対して鉛直方向に開いて第２の開口１３５に繋がった第２の切欠き部１３２を含む。第２の切欠き部１３２は、第２の開口１３５にワークＷを出し入れする（給排する）ための開放溝として機能する。したがって、第２の開口１３５の内部で回転するひねり歯車１０１を、第１の切欠き部１０２が鉛直方向になるように回転することにより、第１の切欠き部１０２と第２の切欠き部１３２とが直線状にならび、ワークＷをひねり歯車１０１の第１の開口１０５に出し入れするための給排溝１３９が構成される。後述するように曲げユニット１０は上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を３方向に開くことによりワークＷを直線的に加工時の設定位置（設定中心）Ｃである第２の軸２００の位置に出し入れ（給排）できる。このため、給排溝（給排路）１３９を通って、ワークＷを鉛直方向に直線的な経路１３により退避位置Ｅへ移動することができる。なお、この際、図３の経路１３の上にある上型２３のクランプ部は上型２３および下型２２を曲げ軸１１の周りに回転させることにより経路１３から退避させることができる。

ひねりユニット１００は、さらに、支持板１３０の内部に取り付けた複数対、本例では８対程度のガイドローラ１２０で前後から挟んで回転可能に支持されたひねり歯車１０１を回転駆動するひねり駆動ユニット１１０を含む。ひねり駆動ユニット１１０は、支持板１３０に取り付け板１１９を介して固定されたひねりモータ１１５と、ひねりモータ１１５の駆動力をひねり歯車に伝達する複数の駆動歯車１１２とを含む。ひねり歯車１０１は支持板１３０の内部で、ひねりモータ１１５により３６０度の範囲でひねり回転する。

複数の駆動歯車１１２は、ひねり歯車１０１に接続された一対の駆動歯車１１２ａおよび１１２ｂと、それらの駆動歯車１１２ａおよび１１２ｂを同期して駆動する駆動歯車１１２ｃと、共通の駆動歯車１１２ｃを駆動する傘歯車１１２ｄおよび１１２ｅとを含む。傘歯車１１２ｄおよび１１２ｅによりひねりモータ１１５の駆動軸を９０度変えて支持板１３０に沿って延びた方向とし、ひねりモータ１１５が支持板１３０から突き出る長さ（寸法）を短くしている。また、一対の駆動歯車１１２ａおよび１１２ｂは、第１の切欠き部１０２が駆動歯車１１２ａおよび１１２ｂの間に回転して到来したときに、第１の切欠き部１０２を挟んで両側でひねり歯車１０１に接し、ひねり歯車１０１の駆動力を安定して確保できるようにしている。また、これら一対の駆動歯車１１２ａおよび１１２ｂは、軸方向の半分が支持板１３０の内部でひねり歯車１０１に接し、半分が支持板１３０の外側で同期用の歯車１１２ｃに接している。一部が欠けたひねり歯車１０１に複数の駆動歯車を接して同期駆動することにより、欠けた部分１０２がどの位置に動いても、回転角度を精度よく制御できる。

このように、ひねりユニット１００は、チャック挿通穴となる第１の開口１０５と給排用開放溝となる第１の切欠き部１０２とを備えたひねり歯車１０１を、開放溝となる第２の切欠き部１３２を備えた支持板１３０の板厚内で回転駆動可能にガイドローラ１２０で直接支持し、専用のひねり軸を無くしたひねり軸レスひねりユニット構造となっている。ひねり軸レス構造で回転ガイド機構（ガイドローラ）１２０とひねり歯車１０１とを支持板１３０の板厚内に配置したことで、支持板端面から曲げ軸中心１１までのＬ寸法（Ｌ１）を短縮することができ、両端同時曲げの最終曲げ可能な曲げ点間長さを短縮できる。

すなわち、パイプ中間部の最終曲げの曲げ点間長さは、最終曲げのチャック把持部が曲げ軸近傍まで入り込める構造であっても、例えば両側９０度のコの字曲げの場合に、コの字曲げのパイプ内側の間隔は、曲げ後の排出のためＬ寸法以上が必要で、この長さ以下は曲げ不能域になる。このため、ひねり軸レスでひねりユニット１００を薄くした分、最終曲げの曲げ不能域長さを短縮できる。

図６に、曲げユニット（加工ユニット）１０を抜き出して概要を示している。図７に、曲げユニット１０の曲げ軸１１に沿った断面を用いて概略の構成を示している。曲げユニット１０は、曲げ軸（第１の軸）１１を中心に回転する曲げ型クランプ２０と、曲げ型クランプ２０と協働してワークＷを曲げるローラータイプのプレッシャ（プレッシャローラー）３０と、曲げ型クランプ２０を曲げ軸１１を中心に回転する第１の駆動ユニット（引き曲げ機構）４０と、プレッシャローラー３０を第１の駆動ユニット４０とは独立して曲げ軸１１を中心に回転する第２の駆動ユニット（押し曲げ機構）５０と、曲げ型クランプ２０を上下に開閉する型開閉機構６０と、型開閉機構６０と連動してプレッシャローラー３０を曲げ型クランプ２０に対して搖動させるリンクユニット（プレッシャ搖動機構）７０とを含む。曲げユニット１０は、ターンユニット（移動ユニット）８０を介して架台２に対しスライド可能に取り付けられるスライド板４９を有し、これらの機構４０〜７０はスライド板４９を介して支持される。

曲げ型クランプ２０は円弧状の部分、本例ではリング状の曲げ溝２４を含む上下一対の割り型部（上下型）２３および２２を含み、曲げ溝２４に沿ってパイプなどのワークＷを曲げ加工するために用いられる。プレッシャローラー３０は、曲げ型クランプ２０の断面が半円状の曲げ溝２４に棒状のワークＷを、曲げ溝２４の外周側から保持する断面が半円状の保持溝３１を含む。保持溝３１は、円弧状の部分を含み、本例ではプレッシャローラー３０の全周にわたりリング状の溝が設けられている。

曲げ型クランプ２０を回転駆動する引き曲げ機構（第１の駆動ユニット）４０は、スライド板４９に対し曲げ軸１１の周りに回転するように支持された中空軸４５と、中空軸４５を駆動する第１のモータ（引き曲げモータ）４１と、引き曲げモータ４１と中空軸４５とを連結する歯車４２ａおよび４２ｂとを含む。引き曲げモータ４１は、スライド板４９に対し支持板４８ａを介して固定されている。中空軸４５は、スライド板４９に固定された支持板４８ｂおよび４８ｃに対し軸受け４７ａおよび４７ｂを介して回転可能に取り付けられている。中空軸４５が引き曲げモータ４１により回転駆動されると、中空軸４５とともに回転する上型開閉軸６３および下型開閉軸６２を介して曲げ型クランプ２０が曲げ軸１１を中心に回転駆動される。

プレッシャローラー３０を回転駆動する押し曲げ機構（第２の駆動ユニット）５０は、中空軸４５の周りに回転可能に取り付けられたハウジング５５と、ハウジング５５を回転駆動する第２のモータ（押し曲げモータ）５１と、押し曲げモータ５１とハウジング５５とを連結する歯車５２ａおよび５２ｂとを含む。プレッシャローラー３０は、プレッシャ搖動機構７０を介してハウジング５５に取り付けられており、押し曲げモータ５１がハウジング５５を回転駆動すると、ハウジング５５とともにプレッシャローラー３０が曲げ軸１１の周りに回転する。ハウジング５５は、中空軸４５の外周に設けられた軸受け５７ａおよび５７ｂにより中空軸４５に取り付けられている。押し曲げモータ５１は支持板４８ｃによりスライド板４９に固定されている。

型開閉機構６０は、曲げ型クランプ２０の上下一対の割り型部である上型（第１のユニット）２３と下型（第２のユニット）２２とを上下に開閉する機構である。型開閉機構６０は、中空軸４５の内部に曲げ軸１１に沿って上下にスライド可能に挿入された下型開閉軸６２と、下型開閉軸６２の内部に曲げ軸１１に沿って上下にスライド可能に挿入された上型開閉軸６３と、下型開閉軸６２および上型開閉軸６３と左右異なるネジを備えた左右ネジ６５と、左右ネジ６５を回転駆動する第３のモータ（型開閉モータ）６１とを含む。型開閉モータ６１は支持部４８ｄを介してスライド板４９に固定されており、左右ネジ６５は軸受け６７を介して回転可能に支持板４８ａに取り付けられている。

曲げ型クランプ２０の上型２３は上型開閉軸６３にねじ固定され、下型２２は下型開閉軸６２にネジ固定されている。上型開閉軸６３および下型開閉軸６２は、上型２３、下型２２および中空軸４５と繋がる部分（貫通する部分）の少なくとも一部は四角断面等の回り止め形状を含み、相互に曲げ軸１１の周りに連動して回転するようになっている。左右ネジ６５は、上型開閉軸６３に接続する部分にたとえば左ネジ部（左雄ネジ）６５ｂを備え、下型開閉軸６２に接続する部分に右ネジ部（右雄ネジ）６５ａを備えている。上型開閉軸６３は左雌ねじ部６３ａを含み、下型開閉軸６２はナット６４に形成された右雌ねじ部６２ａを含む。左ネジと右ネジとは逆であってもよい。したがって、左右ネジ６５を型開閉モータ６１により正逆回転すると、上型開閉軸６３および下型開閉軸６２は上下異なる方向に動き、上型２３および下型２２を上下に平衡（均等）に開閉（平衡開閉）する。下型開閉軸６２には型閉め高さ調整を可能するためナット６４を任意の回転位相で固定できるように取り付けてある。

左右ネジ６５は摩擦力でセルフロックできるリード角以内程度の台形ネジ等を用いることが望ましい。一般的なボールネジや油空圧シリンダ開閉と比べ曲げ軸周りの小径化と型開き力のセルフロックにより、型開閉モータ６１を小型化できる。また、左右ネジ６５を採用することにより曲げ軸１１の周りの干渉域を低減でき、スペース効率を高め、コンパクトな曲げユニット１０を提供できる。

プレッシャ搖動機構（リンクユニット）７０は、曲げ軸１１の周りを回動するハウジング５５とプレッシャローラー３０とをリンクする機構であり、プレッシャローラー３０を回転可能に支持するホルダ７１と、支点ピン７２を介してホルダ７１が搖動するようにハウジング５５に対して支持するステー７４と、ホルダ７１を開いた状態に引っ張る力を与える開きバネ７７と、下型開閉軸６２と一体になり上下動する円筒カム７５と、円筒カム７５の外周に接し、開きバネ７７の力に対抗してホルダ７１を搖動するカムフォロア７３とを含む。

曲げ型クランプ２０の上下型２３および２２を開くとき（型開き時）は開きバネ７７でプレッシャローラー３０が開く。上下型２３および２２を閉じるとき（型閉じ時）は下型開閉軸６２に設けた曲げ型クランプ２０の方向が狭く下側に広がったスカート状の円筒カム７５でカムフォロア７３を円筒カム７５の傾斜面７５ａに沿って揺動させる。カムフォロア７３と一体になり、ステー７４に対して支点ピン７２で曲げ軸１１に対して斜めに搖動するように支持されたホルダ７１がカムフォロア７３とともに搖動し、プレッシャローラー３０をワークＷに当接する位置まで閉じる。曲げ加工の際は、カムフォロア７３が円筒カム７５の傾斜面７５ａの外側の外筒部７５ｂに接し、カムフォロア７３が曲げ軸１１から離れた位置で曲げ軸１１の周りに回転する。このカムフォロア７３がプレッシャローラー３０の開き力を受けて、曲げ型クランプ２０とともにワークＷを型締めする。

このため、曲げユニット１０においては、型締め力の保持エネルギーが不要となる。また、上下型２３および２２とプレッシャローラー３０とを型開閉モータ６１により開閉でき、型開閉機構６０とプレッシャ搖動機構７０とにより１モータ三方向開閉の機構を実現できる。このため、曲げユニット１０においては、小型省エネの開閉手段により上下型２３および２２とプレッシャローラー３０とを同期して開閉している。プレッシャ搖動機構（リンクユニット）７０は、支点ピン７２を介してホルダ７１を搖動可能に支持するステー７４を下型開閉軸６２の周りに回転可能に連結する連結部を備えていてもよい。ワークＷを上型２３、下型２２およびプレッシャローラー３０で挟んで曲げ加工するときにリンクユニット７０に作用する曲げ反力を曲げ加工部である曲げ型クランプ２０の近くで受けることができ、いっそう精度よくワークＷを把持できる。

図８に、上下型２３および２２、およびプレッシャローラー３０の開閉の様子を示している。図８（ａ）は型開き状態を示す。曲げ型クランプ２０の上型２３と下型２２とプレッシャローラー３０とが、ワークＷがセットされる位置（ワークＷの中心軸の位置、設定中心）Ｃを中心として三方向に開いた状態を示している。図８（ｂ）は、型閉め状態を示す。曲げ型クランプ２０の上型２３と下型２２とプレッシャローラー３０とが閉じた状態を示している。

この曲げユニット１０においては、曲げ型クランプ２０の上型２３と下型２２とを開閉する型開閉機構６０とプレッシャローラー３０を開閉するプレッシャ搖動機構７０とがスカート状円筒カム７５を介して連動して動き、プレッシャローラー３０の開閉が上下型２３および２２の開閉に従動して同時に行われる。このため、プレッシャローラー３０の開閉用アクチュエータが不要となり、開閉位置を検出するセンサも不要であり、プレッシャローラー３０の動作を制御するための機構も不要となる。

この例では、プレッシャローラー３０は丸ロールを回転可能に支持した形態であるが、矩形外形のプレッシャを左右曲げに必要な範囲で揺動可能に支持または揺動とパイプ軸方向にスライド可能に支持した形態であってもよい。

図８（ａ）に示したように、開閉機構上型（第１のユニット）２３と下型（第２のユニット）２２とは型開閉機構６０により曲げ軸１１に沿って上下均等（平衡）に開閉し、プレッシャ３０はプレッシャ搖動機構７０により型開閉機構６０に連動して曲げ軸１１に対してほぼ垂直な方向（直交する方向）１２に開閉する。したがって、これら上型２３、下型２２およびプレッシャ３０は、曲げ加工するための、すなわち、未加工のワークＷのセンター（中心軸、設定中心）Ｃを中心に３つの異なる方向に、ワークＷが移動する際に干渉しない程度の距離を開けて開閉できる。このため、ワークＷを設定中心Ｃと退避位置Ｅとの間で直線的な経路１３に沿って動かすことができる。加工装置１においては、設定中心Ｃは、加工時にチャックユニット１６０がワークＷをセットする第２の軸２００に対応する。

この加工装置１においては、ワークＷの位置（鉛直方向の位置、高さ）はチャックユニット１６０により制御できる。また、曲げユニット１０がターンユニット８０により上下に動くのでこの際にもワークＷと曲げユニット１０との相対的な位置関係は変化する。ターンユニット８０は、曲げユニット１０をひねり歯車１０１の回転中心（第２の軸２００）に遠ざけたり近づけたりして（図８においては、ひねり歯車１０１に対して上下に動かして）、第１の軸１１に対して第２の軸２００が右方向にセットされる第１の位置と、第１の軸１１に対して第２の軸２００が左方向にセットされる第２の位置とに切り替える。したがって、ワークＷを鉛直方向（垂直方向）に出し入れする場合は、図８（ｃ）に示すように、左曲げ加工するときは、ターンユニット８０がワークＷに対して曲げ軸１１を図面上左側に鉛直方向にワークＷが干渉しないで移動できる隙間が上型２３およびプレッシャ３０の間に生じるように傾ける（回転させる、搖動させる）。これにより、曲げユニット１０に上方（鉛直方向）から直線的な経路１３に沿ってワークＷを動かすことにより第２の軸２００（設定中心Ｃ）にワークＷをセットできる。この際、曲げユニット１０は、上型２３のクランプ部２３ｂが経路１３と干渉しない角度まで傾けてもよく、曲げ型クランプ２０を曲げ軸１１の周りに回転することによりクランプ部２３ｂを経路１３と干渉しない位置に退避してもよい。曲げユニット１０の傾きが大きくなるとモータ等の重量物の負荷（モーメント）が大きくなるので、曲げ型クランプ２０を回転させてクランプ部２３ｂの干渉を回避することが望ましい。ワークＷが第２の軸２００に達した状態で上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を閉じることによりワークＷをクランプして曲げ加工を開始できる。

曲げ加工の角度を変える必要があるときは、図８（ａ）の型開き状態で曲げユニット１０の曲げ軸１１の角度をひねりユニット１００により制御する。ワークＷを開放するときは、再び、上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を３方向に開き、曲げユニット１０を下方に経路１３に沿って下げてもよいし、ワークＷを開放した状態でチャックユニット１６０によりワークＷを適当な距離だけ移動してもよい。

一方、ワークＷを右曲げ加工するときは、図８（ｄ）に示すように、ターンユニット８０により、ワークＷに対して曲げ軸１１を図面上右側に傾けた状態で、曲げユニット１０を上方（鉛直方向）に直線的な経路１３に沿って動かすことによりワークＷにアクセスできる。図８（ｃ）と図８（ｄ）における直線的な経路１３は、左右曲げ共通の経路である。したがって、ワークＷの右曲げおよび左曲げの切り替えをターンユニット８０により曲げユニット１０を上下に動かしながら、曲げ軸１１の周りのプレッシャ３０の配置と、曲げ軸１１の傾きを変えるだけで簡単に行うことができる。

図９に、曲げ型クランプ２０の概要を示している。図９（ａ）に、曲げユニット１０を上方、すなわち曲げ型クランプ２０の方向から見た状態を拡大して、曲げ型クランプ２０の部分を中心に示している。図９（ｂ）に曲げ型クランプ２０のクランプ溝２５によりワークＷを把持した状態をワークＷの延長方向（クランプ溝２５の延長方向）から見た様子を示している。図９（ｃ）は、曲げ型クランプ２０の第２のクランプ溝２６によりワークＷを把持した状態を第２のクランプ溝２６の延長方向から見た様子を示している。

図１０は、曲げ型クランプ２０の下型２２を代表して抜き出して示しており、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）はクランプ溝２５の延長方向の側面図、図１０（ｃ）は第２のクランプ溝２６の延長方向の側面図である。下型２２と一対をなす上型２３の構成も、下型２２と共通であり、図示を省略する。

曲げ型クランプ２０は、円弧状の部分を含む曲げ溝２４を含む上下一対の割り型部２３ａおよび２２ａと、曲げ溝２４に挿入された棒状のワークＷを保持する上下一対のクランプ部２３ｂおよび２２ｂとを含む。上下一対のクランプ部２３ｂおよび２２ｂは、上下一対の割り型部２３ａおよび２２ａから曲げ溝の周方向に突き出ている。このため、上側のクランプ部２３ｂと上側の割り型部２３ａとは一体となり上型（第１のユニット）２３を構成し、下側のクランプ部２２ｂと下側の割り型部２２ａとは一体となり下型（第２のユニット）２２を構成する。

上下一対のクランプ部２３ｂおよび２２ｂのそれぞれは、Ｘ字状に交差し、曲げ溝２４に対し曲げ溝２４の接線方向に延びるようにそれぞれ繋がったクランプ溝２５と第２のクランプ溝２６とを含む。クランプ部２３ｂおよび２２ｂは、上下割り曲げ型外周の一箇所から外周側に台形状に突き出た突起部であり、そこに曲げ溝２４の曲げ半径に接線で繋がる左右曲げ用の２条のパイプクランプ用の半円溝２５および２６が左右対称にＸ字状に交差して集約して設けられている。クランプ溝２５および第２のクランプ溝２６は、その一方を左曲げ、他方を右曲げ用のパイプ狭持溝として使用される。本例では、クランプ溝２５が上から見てワークＷを左に曲げるためのクランプ溝であり、第２のクランプ溝２６が上から見てワークＷを右に曲げるためのクランプ溝である。

この曲げ型クランプ２０は、１つで左曲げおよび右曲げに対応しており、左右曲げ共通の曲げ型クランプである。このため、この曲げ型クランプ２０を採用した曲げユニット１０および加工装置１においては、パイプ、チューブ等の棒状部材（ワーク）Ｗをフレキシブルに、効率よく加工できる。

図１１に曲げユニット１０により実行できるいくつかの曲げ加工を示している。図１１（ａ）は左引き曲げ加工（第１のモード）を示し、図１１（ｂ）は右引き曲げ加工（第２のモード）を示し、図１１（ｃ）は左押し曲げ加工（第３のモード）を示し、図１１（ｄ）は左押し曲げ加工（第４のモード）を示す。それぞれの図は、曲げ開始位置を示す。曲げ型クランプ２０は３６０度回転可能である。プレッシャローラー３０はスライド板４９およびスライド板４９と曲げユニット１０とを接続する支持板４８ｂなどに干渉しない範囲を回動可能である。

図１１（ａ）の左引き曲げ加工（第１のモード）においては、ワークＷを曲げ型クランプ２０の右側にセットし、プレッシャローラー３０に対して曲げ型クランプ２０のクランプ部２３ｂおよび２２ｂを曲げ方向にセットする。引き曲げモータ４１を駆動して引き曲げ機構４０を使い、曲げ型クランプ２０を上から見て左側（時計方向、第１の方向）に回転する。プレッシャローラー３０は回転させず、プレッシャローラー３０に対して曲げ型クランプ２０を回転させる。

図１１（ｂ）の右引き曲げ加工（第２のモード）においては、ワークＷを曲げ型クランプ２０の左側にセットし、プレッシャローラー３０に対して曲げ型クランプ２０のクランプ部２３ｂおよび２２ｂを曲げ方向にセットする。引き曲げモータ４１を駆動して曲げ型クランプ２０を上から見て右側（反時計方向、第２の方向）に回転する。プレッシャローラー３０は回転させず、プレッシャローラー３０に対して曲げ型クランプ２０を回転させる。

図１１（ｃ）の左押し曲げ加工（第３のモード）においては、ワークＷを曲げ型クランプ２０の右側にセットし、曲げ型クランプ２０のクランプ部２３ｂおよび２２ｂに対してプレッシャローラー３０を曲げ方向にセットする。押し曲げモータ５１を駆動して押し曲げ機構５０を使い、プレッシャローラー３０を上から見て左側（時計方向）に回転する。曲げ型クランプ２０は回転させず、曲げ型クランプ２０に対してプレッシャローラー３０を回転させる。

図１１（ｄ）の右押し曲げ加工（第４のモード）においては、ワークＷを曲げ型クランプ２０の左側にセットし、曲げ型クランプ２０のクランプ部２３ｂおよび２２ｂに対してプレッシャローラー３０を曲げ方向にセットする。押し曲げモータ５１を駆動してプレッシャローラー３０を上から見て右側（反時計方向）に回転する。曲げ型クランプ２０は回転させず、曲げ型クランプ２０に対してプレッシャローラー３０を回転させる。

曲げユニット１０においては、曲げ型クランプ２０の回転を引き曲げモータ４１、プレッシャローラー３０の回動を押し曲げモータ５１で独立して選択的に行うことで、左右曲げと引き押し曲げの４パターンの混合曲げが可能となっている。

さらに、曲げ型クランプ２０においては、曲げ軸１１の方向に開閉する上下割り型２２および２３の外周の一箇所に左右曲げ用のクランプ溝２５および２６を左右対称に集約して設けている。このため、クランプ機構（クランプ部）２３ｂおよび２２ｂの曲げ軸１１の径方向と回転方向の干渉を最小化できる。さらに、プレッシャローラー３０と曲げ型クランプ２０とを独立して回転させることで、プレッシャ位置とクランプ位置とを、左右引き押し曲げの開始位置および終了位置を含め、曲げ軸１１の周りのさまざまな角度に自由に回転移動させることができる。このため、曲げ型クランプ２０は、大きな曲げ角度に対応可能な左右引き押し曲げ共用の曲げ型クランプであり、曲げ型クランプ２０を採用してプレッシャローラー３０と独立して回転可能にした曲げユニット１０は、さまざまな曲げ加工が可能であり、大きな曲げ角にも対応できる。

図１２および図１３にターンユニット８０の概略構成を示している。図１２（ａ）は図１２（ｄ）に示すように、ターンユニット８０により曲げユニット１０を左曲げの状態にセットした状態を示している。図１２（ｃ）は図１２（ｆ）に示すように、ターンユニット８０により曲げユニット１０を右曲げの状態にセットした状態を示している。図１２（ｂ）は図１２（ｅ）に示すように、移動ユニット（クイックターンユニット）８０により曲げユニット１０をいったん下方に移動して左曲げから右曲げ、あるいはその逆に切り替える（クイックターンする）状態を示している。また、図１３（ａ）はターンユニット８０の横方向の断面図であり、図１３（ｂ）はターンユニット８０の中心軸に沿った縦方向の断面図である。

ターンユニット８０は、ひねり歯車１０１に連結され固定される連結板（ベース）８１と、連結板８１に対して搖動軸８２を中心に（支点として）左右に搖動するように支持される板状のホルダ８３と、ホルダ８３の長手方向（軸線方向）８３ｃにスライドするスライド板４９とを有する。スライド板４９に曲げユニット１０が取り付けられる。

連結板８１の上部はリング状のひねり歯車１０１に取り付けるために、ひねり歯車１０１の第１の開口１０５に対応した位置およびサイズの開口８７と、開口８７に繋がる第３の切欠き部８８とを含む。連結板８１の下端８１ａは搖動軸８２の中心を中心として円弧の一部をなすように凸状に湾曲している。ホルダ８３は連結板８１の下端８１ａに沿ってホルダ８３が左右に搖動するようにガイドするガイド駒８３ａを含む。ガイド駒８３ａの上面８３ｂは、連結板８１の下端８１ａに接触する凹状のガイド面となっている。

ターンユニット８０は、ホルダ８３の中央の軸線（軸線方向）８３ｃに沿った位置に外周ガイドで回転可能に組み込まれたターン歯車８４と、ホルダ８３に保持され、ターン歯車８４を連結歯車８６ａおよび８６ｂを介して駆動するターンモータ８５とを含む。ターン歯車８４は、ホルダ８３にスライド板４９と連結板８１との間に挟まれた状態で組み込まれており、軸線８３ｃに沿った位置で、偏心した位置に前後（表裏）に突き出たターンローラ８４ａを含む。ターンローラ８４ａは、裏側が連結板８１の軸線８１ｃに沿って鉛直方向（垂直方向）に延びた第１のカム溝８１ｘに挿入されており、ターン歯車８４が回転すると、第１のカム溝８１ｘに沿って上下に動く。ターンローラ８４ａは、表側がスライド板４９のスライド方向（軸線方向）８３ｃに対し直交する方向に延びた第２のカム溝４９ｘに挿入されており、ターン歯車８４が回転すると、ターンローラ８４ａが第２のカム溝４９ｘに沿って動くことによりホルダ８３が搖動軸８２を中心に左右に揺れ動き、スライド板４９が上下に動く。

ワークＷは連結板８１の軸線８１ｃの上にチャックユニット１６０により支持される。曲げユニット１０は曲げ軸１１がホルダ８３およびスライド板４９の軸線８３ｃに一致するように支持される。したがって、図１２（ｂ）に示した状態からターンモータ８５によりターン歯車８４が時計方向に回転駆動されると、ターンローラ８４ａが第２のカム溝４９ｘに沿って動き、スライド板４９は搖動軸８２を中心に反時計方向に旋回する。さらに、ターンローラ８４ａは第１のカム溝８１ｘに沿って動き、スライド板４９は軸線８３ｃに沿って上方に移動し、図１２（ａ）に示した状態になる。

この結果、図１２（ｄ）に示すように、スライド板４９に取り付けられた曲げユニット１０は、曲げ軸１１が傾いた状態で上方に移動し、ワークＷは、左曲げの初期位置にある上型２３、下型２２およびプレッシャ３０が開いた状態の設定中心Ｃに到達する。従って、曲げユニット１０はこの状態で上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を閉じてワークＷを所定の位置で把持し、左曲げ加工を開始する。

左曲げ加工が済んだ後に、右曲げ加工にシフトする場合は、図１２（ａ）に示した状態からターンモータ８５によりターン歯車８４を反時計方向に回転駆動すると、ターンユニット８０は図１２（ｂ）に示した状態になる。したがって、図１２（ｅ）に示すように、スライド板４９に取り付けられた曲げユニット１０は、下方に移動し、ワークＷは、第２の軸２００に対応する設定中心Ｃから、曲げユニット１０から上方に離れた退避位置Ｅに移動（相対的に移動）する。

さらにターンモータ８５によりターン歯車８４を反時計方向に回転駆動すると、ターンローラ８４ａが第２のカム溝４９ｘに沿って動き、スライド板４９は搖動軸８２を中心に時計方向に旋回する。ターンローラ８４ａは第１のカム溝８１ｘに沿って動き、スライド板４９は軸線８３ｃに沿って上方に移動し、図１２（ｃ）に示した状態になる。

この結果、図１２（ｆ）に示すように、スライド板４９に取り付けられた曲げユニット１０は、曲げ軸１１が図１２（ｄ）とは逆の方向に傾いた状態で上方に移動し、ワークＷは、左曲げの初期位置にある上型２３、下型２２およびプレッシャ３０が開いた状態の設定中心Ｃに到達する。従って、曲げユニット１０はこの状態で上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を閉じてワークＷを所定の位置で把持し、右曲げ加工を開始する。

したがって、曲げユニット１０は、いったん下方に下がって左右逆方向に揺れ動き、Ｕ字またはＣ字を描くように移動し、上型２３、下型２２およびプレッシャ３０の向きを変えて再び上昇することにより右曲げから左曲げ、またはその逆にワークＷを曲げ加工できる。

搖動軸８２の位置、ターン歯車８４の回動半径と回動角度は、曲げユニット１０を上方に動かしたときに左右曲げの棒状部材（ワーク）Ｗの動きと曲げユニット１０の給排経路１３とを一致させるように選択できる。また、搖動軸８２の位置、ターン歯車８４の回動半径と回動角度は、左右を切り替えるときに、曲げユニット１０が、ワークＷが逃げた位置Ｅに適当なクリアランスを持って迂回するために必要な軌道と昇降ストロークとが確保できるように選択できる。この際、ワークＷの直線的な移動経路（給排経路）１３に対して、クランプ一体型の曲げ型クランプ２０のクランプ部分が干渉することがあれば、曲げ型クランプ２０を第１の軸１１の周りに回転することにより干渉を避けることができ、ワークＷを直線的に給排できる。

なお、上記では、ターンモータ８５により連結歯車８６ａおよび８６ｂとターン歯車８４とを介してターンローラ８４ａを回動し、スライド板４９の上下昇降とホルダ８３の左右揺動を同時に行い、曲げユニット１０がＵ字状に動く例を説明している。スライド板４９に設けられた第２のカム溝４９ｘを、水平方向の直線溝に変えて、中心線対称の円弧溝またはＶ字溝にすることも可能である。また、曲げユニット１０の上下動と左右の傾きの切り替えとを順番に行ってもよい。曲げユニット１０が昇降するストロークや、ターン軌跡を適当に変えることも可能である。曲げユニット１０がワークＷから退避している間は、上下型２３、２２およびプレッシャ３０を開き状態で適当な角度だけ曲げ軸１１の周りに旋回し、曲げ型クランプ２０のクランプ（突起）２３ｂおよび２２ｂがワークＷに干渉しない位置にセット（回転退避）することが望ましい。

ターンユニット８０は、スライド板４９を加工ユニット（曲げユニット）１０の重量とともに上方に押し上げるエアーシリンダなどのバランス機構を備えていてもよい。また、ターンユニット８０は、ホルダ８３が左右に搖動した状態で連結板８１に対しロックするロック機構を備えていてもよい。

曲げユニット１０の向きを切り替えるターンユニット（クイックターンユニット、移動ユニット）８０としては、ＸＹ直交スライドなどの他の機構を備えていてもよい。このターンユニット８０は、アクチュエータおよび構成部品が少なく小型軽量化できる特徴と、パイプ軸固定で、曲げ点間のパイプ送り・ひねりとラップして、ターン歯車８４の１回転未満の回転で左右曲げ位置に瞬時に切替えできる。このため、左右曲げ切替え時間を大幅に短縮できる。

また、曲げ方向を切り替える際に、曲げユニット１０を昇降する代わりに、ワークＷをチャックユニット１６０により昇降し、クイックターンユニット８０で曲げユニット１０の昇降機能を省略することも可能である。そのようなターンユニット８０は、スライド板４９とホルダ８３を一体にして、スライド板４９の昇降用水平溝とその溝に挿通された表側のターンローラ８４ａを省いた形態とすることもできる。

昇降機能を省いたターンユニット８０は、左右曲げ位置に曲げ軸１１を傾ける機能のみになる。したがって、左右曲げ切り替え時は、ワークＷと移動する曲げ軸１１との干渉を避ける必要がある。このため、一旦ひねり角度を、ひねり歯車１０１の開放溝（第１の切欠き部）１０２の中心を垂直位置（鉛直方向）に戻し、次にワークＷを曲げ軸１１に干渉しない位置まで上昇して逃してから左右曲げ位置の切り替え（曲げ軸１１の逆曲げ方向への傾け）を行う。曲げユニット１０の昇降をクイックターンユニット８０の側で行う場合は、このひねり戻し動作とワークＷの上昇逃し動作の必要がない分、左右曲げ位置の切り替えを短時間で行うことができる。

図１４にチャックユニット１６０を抜き出して示している。図１４（ａ）はチャックユニット１６０の正面図であり、第２の軸２００に直交する方向から見た様子を示す。図１４（ｂ）はチャックユニット１６０の側面図であり、第２の軸２００の方向から見た様子を示す。チャックユニット（パイプチャック）１６０は、第２の軸２００に沿って延びた一対のチャック板１６１と、一対のチャック板１６１を開いた状態に保持する開きバネ１６２と、開きバネ１６２に対抗して一対のチャック板１６１を開閉する開閉シリンダー１６３と、チャック板１６１を第２の軸２００に対して昇降する昇降シリンダー１６５と、チャック板１６１を第２の軸２００に対して下方に退避させる退避シリンダー１６４とを含む。一対のチャック板１６１はピンチのようにチャック軸１６６の周りに回動するように支持されており、チャック板１６１の作動側１６１ａに開閉シリンダー１６３がローラ１６３ａを出し入れすることによりチャック板１６１は開閉される。

一対のチャック板１６１は、シリンダー１６３〜１６５に対し、第２の軸２００の方向（左右）に張り出し、中央が凹んだ形状であり、左右両側の２箇所がパイプなどの円筒状の部材Ｗを把持するように円筒状の溝が形成される把持部１６７となっている。チャック板１６１の中央部分（把持部１６７の中間部、逃し部）１６８はワーク（パイプ）Ｗの下面より下まで凹状に切り欠き開放した形状であり、ワークＷの曲げ加工された近傍を片側一箇所の把持部１６７で把持できるようになっている。したがって、ワークＷを持ち替える際に、逃し部１６８で加工済みの部分を逃がして、ワークＷを一方の把持部１６７で持ち直すことができる。

シリンダー１６３〜１６５に対して左右に突き出た把持部１６７は、全体がひねり歯車１０１の中央の開口１０５より小さい。また、ひねりユニット１００のひねり駆動機構１１０は、支持板１３０の前後一方の端に配置されており、シリンダー１６３〜１６５に対し、ひねり駆動機構１１０は第２の軸２００から前後に離れた状態で配置され、チャックユニット１６０とひねりユニット１００とが最接近したときに干渉しない。したがって、ひねりユニット１００が送りユニット１４０によりチャックユニット１６０に最接近するように移動されると、ひねりユニット１００は支持板１３０がシリンダー１６３〜１６５に近接する位置まで送られる。

その際、把持部１６７はひねり歯車１０１の中央の第１の開口１０５に挿入され、支持板１３０およびひねり歯車１０１をほとんど貫通する。このため、ワークＷのチャックユニット１６０によりチャックされている位置を、支持板１３０の反対側に支持されている曲げユニット１０のきわめて近傍まで近づけることができ、ワークＷをチャックユニット１６０にチャックされている近傍まで曲げ加工できる。

さらに、ワークＷをチャックユニット１６０に最接近させた一方のひねりユニット１００の曲げユニット１０を用いて持ち替える（持ち直す）ことができる。すなわち、ワークＷを曲げユニット１０の上下ユニット（上下型）２２および２３とプレッシャ３０とで一時的に把持し、チャック板１６１を開いてワークＷを開放して、退避シリンダー１６４によりチャック板１６１を第２の軸２００に対して下方に退避し、ひねりユニット１００をチャックユニット１６０から適当な距離だけ離した後に、チャック板１６１を上昇させてワークＷを持ち直すことができる。この際、チャック板１６１は逃し部１６８を備えているので、他方のひねりユニット１００で曲げ加工された部分を逃し部１６８で逃がして、一方の把持部１６７でワークＷを把持できる。したがって、一方の把持部１６７で把持するために必要な最小限の直管部（直線部）を残してワークＷを曲げ加工できる。

図１５および図１６に、加工装置１によりワークＷを加工する方法（加工方法、加工装置の制御方法）の概要をフローチャートにより示している。ステップ２１１においてワークＷの給排が必要なタイミングであれば、制御ユニット９０の給排制御ユニット９７は、ステップ２１２において、ひねり歯車１０１を回転して第１の切欠き部１０２と、支持板１３０の第２の切欠き部１３２とを鉛直方向に位置合わせし、給排路１３９をセットする。ステップ２１２と前後して、または並列に、ステップ２１３において、給排制御ユニット９７はターンユニット８０および曲げユニット１０を制御して、上型（第１のユニット）２３、下型（第２のユニット）２２およびプレッシャ３０を３方向に開放し、供給路（給排路）１３９と給排方向（給排経路）１３が直線になり、鉛直方向にワークＷが出し入れできるように曲げユニット１０の曲げ軸１１の角度を設定する。この際、必要であれば、曲げ型クランプ２０を回転してクランプ部２３ｂおよび２２ｂを給排に干渉しない位置に退避させる。

その後、ステップ２１４において、給排制御ユニット９７はチャックユニット１６０を昇降し、加工位置である第２の軸２００からワークＷを排出（アンロード）したり、第２の軸２００にワークＷを供給（設定、ロード）したりすることができる。ワークＷの給排は、主に、ワークＷに一連の曲げ加工を開始するためにワークＷを加工装置１にセットするとき、また、一連の曲げ加工が終了した後に、ワークＷを加工装置１から排出するときに行われる。ターンユニット８０が昇降機能を持たない加工装置１においては、右曲げと左曲げとを切り替えるために給排機能を使うことが可能である。

ステップ２２１において、ワークＷの持ち替えが必要なタイミングか判断をおこなう。ワークＷの持ち替えは、チャックユニット１６０の最初のチャック位置で加工可能な左右両側の曲げ加工が終了し、ステップ２１１において、チャックユニット１６０の上昇によりワークＷを退避位置Ｅに移動した後にチャック幅内に未加工部分が残る場合に、チャック幅内の未加工部分をチャック幅外の加工可能位置に掴み替える動作である。

持ち替えが必要なタイミングであれば、制御ユニット９０の掴み替え制御ユニット９８が曲げ送りユニット１５０を制御して、ステップ２２２において、左右一対の曲げ送りユニット１５０の任意の片側を曲げ完了側とし、その曲げ完了側のユニットを片側加工済みのワークＷを下降したときに干渉しない退避位置（チャックユニットから離れた位置、通常は端末側の第１曲げ開始位置）まで後退する。ステップ２２３において、チャックユニット１６０を設定中心Ｃに下降し、掴み替え制御ユニット９８は、曲げ完了側の逆側の曲げユニット１０の上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を閉じて一時的にワークＷを把持する。

ステップ２２４において、掴み替え制御ユニット９８は、チャックユニット１６０にワークＷをいったん開放させ、チャック板１６１を下方に退避させて送りユニット１４０で一方のひねりユニット１００の位置を調整する。チャック板１６１の一方の把持部１６７で把持する場所が少なくとも直管になるようにひねりユニット１００の位置を制御し、その後、ステップ２２５において、チャック板１６１を再上昇させてワークＷを再把持する。この持ち替えを行うことにより、一方の把持部１６７で把持される部分を除き、ワークＷのほぼ全域を曲げ加工の対象にすることができる。

給排、掴み替えが終了し、または、そのような必要がなければ、ステップ２００において、制御ユニット９０の位置制御ユニット９３と加工制御ユニット９５とは、加工データ９１にしたがって、双方のひねりユニット１００を移動し、ワークＷの所定の箇所に所定の曲げ加工を施す。ステップ２３０で曲げ加工が終了したかを確認し、給排処理も含めて次の処理が残っていたらステップ２１１に戻って上述した各処理を繰り返し行う。

図１６に曲げ加工のさらに詳しい処理を示している。ステップ２０１で、位置制御ユニット９２が型開閉機構６０を制御して上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を設定中心Ｃを中心として３つの異なる方向に開いて、ワークＷを開放する。さらに、両側の送りユニット１４０により一対のひねりユニット１００を次の曲げ加工の位置にセットする。

ひねりユニット１００が曲げ加工するポイントに到達すると、加工制御ユニット９５が、ステップ２０２で加工モードを判断し、第１のモードＭ１の左引き曲げ加工であればステップ２０３で第１のモード（左引き曲げ加工）に加工ユニット１０をセットする。ステップ２０９で、加工制御ユニット９５が、上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を閉じてワークＷをクランプし、曲げ型クランプ２０を回転させてセットされたモードで曲げ加工を行う。この際、曲げ方向を制御する必要があれば各ひねりユニット１００のひねり歯車１０１をそれぞれ所定の角度だけ回転する。各ひねりユニット１００ではひねり歯車１０１の回転角度を独立して制御できるので、各曲げユニット１０の曲げ軸１１の角度を独立して制御でき、両端から曲げ加工を独立して行うことができる。

すなわち、データ９１において３次元方向の曲げ（ロータリー曲げ）が指定されていれば、曲げ型クランプ２０を回転させるのと同時にひねり歯車１０１を回転し、曲げユニット１０の角度を変えて曲げ軸１１の角度を変えながら順次曲げ加工を行う。また、先に行った曲げ加工と異なるモードであれば、ステップ２０３において、加工制御ユニット９５がターンユニット８０を用いて上述したように曲げユニット１０を上げ下げし、ワークＷに対する曲げユニット１０の向きを変える処理を行う。

曲げ型クランプ２０のクランプ位置とプレッシャローラー３０の左右曲げ位置切り替えは、曲げユニット１０の下降後にプレッシャローラー３０を次の曲げ開始位置に回動移動し、上昇端で曲げ型クランプ２０のクランプ部（突起部）２２ｂおよび２３ｂを曲げ開始位置に回転移動する。これらの左右曲げ、押し曲げ、引き曲げの切り替え処理は、ステップ２０１のワーク送りと並列に行うことも可能である。

同様に、ステップ２０４で第２のモードＭ２の右引き曲げ加工であればステップ２０５で第２のモード（右引き曲げ加工）に曲げユニット１０をセットし、ステップ２０９で、ワークＷをクランプし、セットされたモードで曲げ加工またはロータリー曲げ加工を行う。ステップ２０６で第３のモードＭ３の左押し曲げ加工であればステップ２０７で第３のモード（左押し曲げ加工）に曲げユニット１０をセットし、ステップ２０９で、ワークＷをクランプしてセットされたモードで曲げ加工またはロータリー曲げ加工を行う。これらのモードでなければ、ステップ２０８で第４のモード（右押し曲げ加工）Ｍ４に曲げユニット１０をセットし、ステップ２０９で、ワークＷをクランプしてセットされたモードで曲げ加工を行う。

曲げ加工では、曲げ型クランプ２０の上下型２３および２２とプレッシャローラー３０とを閉じた状態で、上下型２３および２２の一方のクランプ溝部２５または２６でワークＷを把持する。上下型２３および２２を回転する引き曲げの場合は引き曲げモータ４１により歯車４２ａおよび４２ｂを介して曲げ中空軸４５とともに上下型２３および２２を回転させる。ハウジング５５に支持されたプレッシャローラー３０を回動する押し曲げの場合は、押し曲げモータ５１により歯車５２ａおよび５２ｂを介してプレッシャローラー３０を曲げ型クランプ２０の周りを回動させて、ワークＷを上下型２３および２２に形成した曲げ溝２４に沿わせて曲げ加工する。

この加工方法（制御方法）を制御する制御ユニット９０はＣＰＵおよびメモリを備えたコンピュータ資源で実現でき、加工方法（制御方法）はプログラム（プログラム製品）として適当な記録媒体に記録して提供できる。

この方法により、パイプなどの棒状のワークＷの中央（中間部付近）をチャックユニット１６０でチャックし、ワークＷの両端末から中央に向かってひねりユニット１００を送りながら、さまざまな形状にワークＷを加工できる。特に、加工装置１は、ロータリー曲げユニット（ひねりユニット）１００を２組、同軸上に対向配置し、パイプ中間部付近をパイプチャック１６０で把持し、両端末側から中間部に向けてロータリー曲げユニット１００を順次移動させて両端同時曲げを行う。さらに、この加工装置１では、曲げユニット１０の曲げ型クランプ２０を用いて持ち替える処理を用意しており、補助チャックの追加やパイプチャックのパイプ軸線上からの退避無しで中間部の曲げ不能域長さを短縮できる。

さらに、この加工装置１は両端同時曲げ装置であり、架台２の中央部付近に設けられたパイプチャック１６０を中心に、曲げ送りユニット１５０の２組を同軸上に対向配置し、それぞれの支持板１３０を挟んでパイプチャック１６０の反対側に曲げユニット１０を設ける構成としている。また、パイプチャック１６０の把持部１６７は、ひねり歯車１０１の開口（チャック挿通穴）１０５に挿通可能となっている。このため、チャック１６０を曲げユニット１０の直近まで接近させることができ、この点でもワークＷの曲げ不能領域の長さを短縮できる。

曲げ動作は、最初にパイプＷの左右の曲げ数がほぼ同数になる最終曲げ可能な曲げ点間隔の曲げ点近傍をチャック板１６１の両側の把持部１６７で把持し、曲げ送りユニット１５０をパイプ端末側から中間部方向に移動しながらチャック板１６１に干渉しない範囲の曲げを両端同時に行う。最初の把持位置で曲げた任意の片側を曲げ完了側として、曲げ完了側の最終曲げ点近傍をチャック板１６１の逆側の把持部１６７に掴み替える。掴み替えにより、最初のチャック位置でチャック幅内に残った曲げ点をチャック幅外の曲げ可能位置に移動して、残りの曲げを行う。

ステップ２２２〜２２５の掴み替え処理を給排処理を含めて行うことも可能である。すなわち、まず、曲げユニット１０の上型２３と下型２２およびプレッシャ３０を三方向に開放し、次に曲げ加工されたパイプＷが上昇できるように曲げ送りユニット１５０のチャック方向への寸送りとクランプ部２３ｂおよび２２ｂの回転回避とひねり歯車１０１の開放溝１０２の中心が垂直位置になるようにひねり戻しを行う。次にパイプＷを昇降シリンダー１６５と退避シリンダー１６４でひねりユニット１００の支持板１３０の上面より上に上昇させ、次に曲げ完了側の曲げ送りユニット１５０をパイプＷに干渉しない位置まで後退させてから再度曲げ加工高さに下降し、次に残りの曲げを行う側の曲げ送りユニット１５０の曲げ型クランプ２０を曲げ開始位置に戻してパイプＷを把持する。チャック板１６１を開閉シリンダー１６３で開き、退避シリンダー１６４で下方向に退避させてから、パイプＷを把持した曲げ送りユニット１５０を掴み替えストローク分後退させ、チャック板１６１を曲げ高さに戻して再度パイプＷをチャックすることで、曲げ完了側の最終曲げ点近傍をチャック板１６１の逆側の把持部１６７に掴み替えることができる。

以上の掴み替えは、パイプ曲げに必要な曲げユニット１０のクランプ機能、送りユニット１４０の送り機能、パイプチャック１６０のチャック機能と昇降機能を使って行うため、掴み替えのための移動機構を新たに追加することなく行うことができる。

なお、両端同時曲げ後の曲げ完了側の曲げ経路が水平より下方向に向いていて、曲げ送りユニット１５０の後退退避又はチャック板１６１に干渉する場合は、最初のチャック位置を干渉の無い曲げ点に設定するか、ロータリー曲げユニット１００のひねり機能等を使って最初の曲げ前にパイプひねり方向を変えるひねり動作を入れることで、掴み替えの干渉を回避できる。

これらの処理は、掴み替えポイントを指示するフラグと掴み替えストロークデータを含む加工データ９１により、自動的に行うことができる。

このように、加工装置１は、ひねり軸レス構造で両端同時曲げの中間部最終曲げの曲げ不能域長さを短縮した直線経路給排可能なロータリー曲げユニット（ひねりユニット）１００と、曲げ部近傍を把持し昇降可能なオーバーハングチャックタイプのチャックユニット１６０とを含み、パイプ曲げに必要な曲げ送りユニット１５０のクランプ機能、送り機能を用いて掴み替え行う。このため、パイプチャック１６０の曲げ送りユニット１５０進行方向からの退避機構、ロータリー曲げユニット１００の昇降退避機構、補助チャック等を追加すること無く中間部曲げ不能域を短縮できる。したがって、加工装置１は両端同時曲げの装置でありながら構造を簡素化できる。

また、この加工装置１においては、左右曲げ方向および引き押し曲げ方式にロータリー曲げ（３次元曲げ）を混合した（組み合わせた）連続曲げ加工が行える。このため、曲げ加工用の制御プログラム（加工データ）は、曲げ箇所毎に干渉が無い曲げ方向と曲げ方式を選択指定して生成できる。たとえば、一般的な一方向一方式の曲げ制御のプログラム（データ）に対し、曲げ箇所毎の送り・ひねり・曲げの加工データテーブルに曲げ方向と曲げ方式の識別フラグを追加してもよい。選択指定された識別フラグに対応した制御プログラムにより、加工装置１では、曲げ型クランプ２０とプレッシャローラー３０とを曲げ開始位置へ回転移動し、必要であれば左右曲げ位置の切り替えを移動ユニット８０により行う。それ以降の曲げ動作は一般的な一方向一方式の曲げ動作制御と同様でよい。曲げ方向および曲げ方式の切替え動作は、曲げ点間の送り・ひねり動作とラップして自動で連続的に行うように制御できる。

また、曲げの円弧長分のパイプ送りのために、制御ユニット９０は、曲げ半径と曲げ角度に応じた円弧長の自動計算機能を備えていてもよい。引き曲げ時は曲げ回転と同期して送り、押し曲げ時は曲げ点間の直管長分の送りに加えて曲げ加工の前に送るようにワークＷの送りを制御できる。

図１７〜図２２に、ひねりユニット１００の異なる例を示している。このひねりユニット１００は、左引き曲げ専用の曲げユニット１０を搭載している。左右曲げの切り替えが不要なため、曲げユニット１０は、ターンユニットは省略されており連結板８１により、直に、第１の軸（曲げ軸）１１が傾いた状態でひねり歯車１０１に取り付けられている。したがって、ひねりユニット１００の構成はさらに簡素化されており、支持板１３０と曲げ軸１１との距離Ｌ１はさらに短くなり、ワークＷの中間部の曲げ不能域をさらに短縮できる。

図１７は、ひねりユニット１００の正面図であり、図１８は、ひねりユニット１００の側面図であり、図１９はひねりユニット１００の平面図である。

図２０は、ひねりユニット１００に搭載された引き曲げ専用の曲げユニット１０を抜き出して示している平面図である。図２１は、引き曲げ専用の曲げユニット１０の断面図であり、この曲げユニット１０は型開閉モータ６１と、引き曲げモータ４１とを有する。上型（第１のユニット）２３、下型（第２のユニット）２２およびプレッシャ３０の型開閉機構６０の構成は共通している。したがって、図２２（ａ）および（ｂ）に示すように、型開閉機構６０とプレッシャ搖動機構７０とにより、上型２３、下型２２およびプレッシャ３０は第２の軸２００を中心に３方向に開閉する。このため、上型２３、下型２２およびプレッシャ３０を開放し、上型２２および下型２３を含む曲げ型クランプ２０をクランプ部２３ｂが干渉しない位置に回転させることにより、ワークＷを直線（給排経路）１３に沿って給排することができる。

図２３にひねりユニット１００に搭載可能な曲げユニット（加工ユニット）１０のさらに異なる例を示している。この曲げユニット１０は、片方向の引き曲げ加工と、逆方向の押し曲げ加工とを行う。図２３（ａ）および図２３（ｂ）に示す曲げユニット１０は、曲げ溝２４に連続したクランプ溝を１つ備えた片方向の曲げ型クランプ２０ａと、プレッシャローラータイプのプレッシャ３０とを含む。図２３（ａ）に示すようにプレッシャローラー３０でワークＷを押えて曲げ型クランプ２０ａを時計方向に回転すると左引き曲げ加工を行うことができる。図２３（ｂ）に示すように曲げ型クランプ２０ａでワークＷを押えてプレッシャローラー３０を反時計方向に回転すると右押し曲げ加工を行うことができる。

図２３（ａ）および（ｂ）に示した曲げ型クランプ２０ａは左引き曲げと右押し曲げの曲げ型であるが、クランプ位置が逆方向の曲げ型に交換すれば上記とは逆に左引き曲げ加工と右押し曲げ加工を行う加工ユニット１０を提供できる。

なお、一般的な引き曲げのみの機能でよい場合は、プレッシャ３０を固定してもよく、プレッシャ３０を回転駆動する第２の駆動ユニット（押し曲げ機構）５０を省き、プレッシャ３０を支持するハウジング５５をスライド板４９に固定した構成を採用してもよい。また、プレッシャ３０を左右曲げの位置へ手動あるいは治具により回動移動し、その位置で固定する構成で左右曲げ共用の曲げユニット１０を構成してもよい。

また、上記で示した加工装置１の送りユニット１４０はボールネジの事例であるが、ラックピニオン機構として、送りモータ１４５をロータリー曲げユニット１００側に設置してもよい。また、チャックユニット１６０の昇降シリンダー１６５と退避シリンダー１６４はその両方のストロークに対応可能な電動スライダーとしてもよい。

以上に説明したように、加工装置１は、中間部曲げ不能域を簡素な装置構造で短縮し、長尺パイプなどの棒状部材のワークＷの両端同時曲げ加工を短距離直線経路給排およびパイプ軸固定の一方向送りで高精度に高速で効率的に行うことができる。また、左右引き押し曲げユニットとクイックターンユニットを備えることで、左右引き押し曲げの混合曲げをパイプ軸固定で効率的に行うことができる。

さらに、この加工装置１は、高速でパイプをひねると慣性力で曲げ加工された形状がクズレ変形する小径長尺パイプ曲げを精度よく行う方式として、パイプひねりをなくして曲げユニット１０の側を、パイプ軸を中心に回動する所謂ロータリー曲げ方式でパイプを加工できる。パイプチャック１６０でパイプの中間部付近を把持し、パイプチャック１６０の両側にパイプ軸と同軸上に対向配置された２組のロータリー曲げ手段１００と送り手段１４０によりパイプ端末側から中間部に向かって曲げ手段を移動させながら順次曲げ加工を行うことができる。この加工装置１では、両端同時ロータリー曲げを行い、パイプひねりによるクズレ変形を生じることなく、両端曲げにより曲げの振り長さも半減し曲げの振り回しによるクズレ変形も少なくできる。このため、ひねり速度と曲げ速度を高めた両端同時曲げで小径長尺パイプの曲げ加工を短時間に高精度で行うことが出来る。

また、従来の前述曲げ方式は曲げ部へのパイプ供給と排出の際に、上下一体曲げ型の曲げ成形用の半円溝の開放方向とひねり機構の給排用開放溝中心が直角方向のため、パイプ給排経路が給排用開放溝内を垂直に昇降させる動きと、曲げ型の半円溝に入れ込む水平方向の２方向の動きが必要で給排時間が長くなる欠点と、給排機構が複雑になる問題がある。

また、ロータリー曲げユニットのひねり構造が、曲げユニットの回動を支持するひねり軸（ひねり板）と回転駆動用のひねり歯車が別体で、ひねり歯車が支持板の外側に配置されているため、その分支持板端面から曲げ軸中心までの距離が長くなり、両端同時曲げで最後に曲げる中間部の曲げ不能域が長くなる欠点がある。この中間部曲げ不能域は、パイプチャックの曲げユニット送り方向からの退避機構が無い場合は、支持板端面から曲げ軸中心間距離の２倍とパイプチャック機構部の幅の和以上となり、曲げ間隔の短い曲げに対応できない問題がある。中間部の曲げ不能域を短縮するために、パイプチャックをパイプの軸線上から退避する機構とパイプチャック退避時にパイプを把持する別の補助チャックおよび片側の曲げ機構部の下降退避機構等を設けることも可能であるが、装置構造が複雑になる問題がある。尚、このような退避機構を設けた場合でも、最終曲げ部の曲げ点間隔は支持板端面から曲げ軸中心間距離程度が必要である。

上記の加工装置１は、これらの問題点を解決でき、簡素な構造でパイプ中間部の曲げ不能域長さを短縮し、パイプ軸直交方向の直線経路給排及び一方向送りで加工時間が短い曲げ加工装置を提供できる。

なお、パイプ等のワークＷの軸方向と回転方向の位置決めは、自動搬送給排の場合は、供給前の位置決めユニットで行い、その位置を保つ状態で本発明の曲げ装置に供給すればよく、また手動給排で使用する場合は、基準側端末側に軸方向に移動可能なパイプ位置決めユニットを備えればよい。

また、上記では、チャックユニット１６０を挟んで対面するように配置された一対のひねりユニット１００を有する加工装置１の例を示しているが、ひねりユニット１００がチャックユニット１６０の片側に配置された片端曲げ装置であってもよい。

上記で開示した加工装置１は、ロータリー曲げユニットを直線経路給排及びパイプ軸固定の一方向送りが可能で、アクチュエータ数を減らした簡素な構造で小型軽量化し、ロータリー曲げユニット側でひねりと送り行い、パイプを固定した状態で両端同時曲げを行うことで、振り長の増加による曲げ及びパイプひねりの慣性力によるくずれ変形を抑えた高精度な高速曲げ加工が可能で、加えてひねり軸レスで曲げ不能域の短い曲げ機構とそのひねり歯車の挿通穴にパイプチャックの把持部が挿通可能な構成として、両端同時曲げの弱点である中間部の曲げ不能域を短縮できる特徴があり、その特徴を生かした組み合わせ利用形態はこのような実施形態に何等限定されるものでなく、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。

１加工装置
１０曲げユニット
２０曲げ型クランプ、２２下型、２３上型
３０プレッシャローラー
８０ターンユニット
１００ひねりユニット、１０１ひねり歯車
１３０支持ユニット
１６０チャックユニット

Claims

棒状部材を第１の軸の周りに曲げ加工する曲げユニットと、
前記曲げユニットを第２の軸の周りに回転するように支持するひねりユニットとを有し、
前記ひねりユニットは、前記曲げユニットを支持するリング状のひねり歯車であって、中心に向かって一部が欠けた第１の切欠き部を含むひねり歯車と、
前記ひねり歯車を駆動するひねり駆動ユニットと、
前記ひねり歯車が前記第２の軸を中心に回転するように前記ひねり歯車の外周面を支持する複数のガイドローラと、
前記複数のガイドローラを支持する支持ユニットとを含み、
前記支持ユニットは、前記第２の軸を中心として前記ひねり歯車のリング内の第１の開口より大きな第２の開口と、
前記第２の開口に至る第２の切欠き部であって、前記第２の軸に直交する方向に開いた第２の切欠き部とを含み、
前記曲げユニットは、
棒状部材を曲げ加工する曲げ溝を含む上下一対の割り型部と、
前記曲げ溝に挿入された棒状部材を保持する上下一対のクランプ部と、
前記曲げ溝の外周側から前記曲げ溝に棒状部材を保持する保持溝を含むプレッシャと、
上側の前記割り型部および上側の前記クランプ部を含む第１のユニット、下側の前記割り型部および下側の前記クランプ部を含む第２のユニット、および前記プレッシャを、棒状部材の設定中心に対して３つの異なる方向に開閉する開閉ユニットとを含み、
前記曲げユニットの前記ひねり歯車に対する取付角度を、前記第１の軸が前記第１の切欠き部の方向に対して斜めになるようにするターンユニットを有する、加工装置。
請求項１において、前記開閉ユニットは、前記第１のユニットおよび前記第２のユニットを平衡に開閉する開閉ユニットと、
前記開閉ユニットの動きに連動して前記プレッシャを前記設定中心に遠ざけたり近づけたりするリンクユニットとを含む、加工装置。
請求項１または２において、前記曲げユニットは前記第１の軸の周りに左右に棒状部材を曲げ加工する左右曲げユニットであり、
前記ターンユニットは、前記曲げユニットを前記ひねり歯車の回転中心に遠ざけたり近づけたりして、前記第１の軸に対して前記第２の軸が右方向にセットされる第１の位置と、前記第１の軸に対して前記第２の軸が左方向にセットされる第２の位置とに切り替えるユニットを含む、加工装置。
請求項３において、前記第１のユニットおよび前記第２のユニットを閉じた状態で第１の軸を中心に回転する第１の駆動ユニットと、
前記プレッシャを閉じた状態で前記第１の駆動ユニットとは独立して前記第１の軸を中心に回転する第２の駆動ユニットとを有する、加工装置。
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記第２の開口に面して前記複数のガイドローラが配置され、前記ひねり歯車の少なくとも一部が前記第２の開口内で回転するように支持されている、加工装置。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
棒状部材の未加工部分を前記第２の軸に沿って、前記支持ユニットを挟んで前記曲げユニットの反対側で支持するチャックユニットと、
前記チャックユニットと前記支持ユニットとの距離を相対的に制御する送りユニットとを有し、
前記チャックユニットは、前記第２の軸に沿って延びたワーク把持部であって、前記支持ユニットおよび前記チャックユニットの距離が近づくと前記第１の開口を貫通するワーク把持部を含む、加工装置。
請求項６において、
前記チャックユニットを挟んで対面するように配置された一対の前記ひねりユニットと、
前記一対のひねりユニットにそれぞれ搭載された一対の前記曲げユニットと、
前記チャックユニットに対する前記一対のひねりユニットのそれぞれの距離を制御する一対の前記送りユニットとを有する、加工装置。
請求項６において、前記チャックユニットは、
一対の前記ワーク把持部と、
前記一対のワーク把持部に挟まれたワークを把持しない逃し部とを含む、加工装置。
棒状部材を第１の軸の周りに曲げ加工する曲げユニットと、
前記曲げユニットを第２の軸の周りに回転するように支持するひねりユニットとを有し、
前記ひねりユニットは、前記曲げユニットを支持するリング状のひねり歯車であって、中心に向かって一部が欠けた第１の切欠き部を含むひねり歯車と、
前記ひねり歯車を駆動するひねり駆動ユニットと、
前記ひねり歯車が前記第２の軸を中心に回転するように前記ひねり歯車の外周面を支持する複数のガイドローラと、
前記複数のガイドローラを支持する支持ユニットとを含み、
前記支持ユニットは、前記第２の軸を中心として前記ひねり歯車のリング内の第１の開口より大きな第２の開口と、
前記第２の開口に至る第２の切欠き部であって、前記第２の軸に直交する方向に開いた第２の切欠き部とを含み、
棒状部材の未加工部分を前記第２の軸に沿って、前記支持ユニットを挟んで前記曲げユニットの反対側で支持するチャックユニットと、
前記チャックユニットと前記支持ユニットとの距離を相対的に制御する送りユニットとを有し、
前記チャックユニットは、前記第２の軸に沿って延びたワーク把持部であって、前記支持ユニットおよび前記チャックユニットの距離が近づくと前記第１の開口を貫通するワーク把持部を含み、
前記チャックユニットを挟んで対面するように配置された一対の前記ひねりユニットと、
前記一対のひねりユニットにそれぞれ搭載された一対の前記曲げユニットと、
前記チャックユニットに対する前記一対のひねりユニットのそれぞれの距離を制御する一対の前記送りユニットとを有する、加工装置。
棒状部材を第１の軸の周りに曲げ加工する曲げユニットと、
前記曲げユニットを第２の軸の周りに回転するように支持するひねりユニットとを有し、
前記ひねりユニットは、前記曲げユニットを支持するリング状のひねり歯車であって、中心に向かって一部が欠けた第１の切欠き部を含むひねり歯車と、
前記ひねり歯車を駆動するひねり駆動ユニットと、
前記ひねり歯車が前記第２の軸を中心に回転するように前記ひねり歯車の外周面を支持する複数のガイドローラと、
前記複数のガイドローラを支持する支持ユニットとを含み、
前記支持ユニットは、前記第２の軸を中心として前記ひねり歯車のリング内の第１の開口より大きな第２の開口と、
前記第２の開口に至る第２の切欠き部であって、前記第２の軸に直交する方向に開いた第２の切欠き部とを含み、
棒状部材の未加工部分を前記第２の軸に沿って、前記支持ユニットを挟んで前記曲げユニットの反対側で支持するチャックユニットと、
前記チャックユニットと前記支持ユニットとの距離を相対的に制御する送りユニットとを有し、
前記チャックユニットは、前記第２の軸に沿って延びたワーク把持部であって、前記支持ユニットおよび前記チャックユニットの距離が近づくと前記第１の開口を貫通するワーク把持部を含み、
前記チャックユニットは、
一対の前記ワーク把持部と、
前記一対のワーク把持部に挟まれたワークを把持しない逃し部とを含む、加工装置。
棒状部材を加工装置により加工する方法であって、
前記加工装置は、
棒状部材を第１の軸の周りに曲げ加工する曲げユニットと、
前記曲げユニットを第２の軸の周りに回転するように支持するひねりユニットとを含み、
前記ひねりユニットは、前記曲げユニットを支持するリング状のひねり歯車であって、中心に向かって一部が欠けた第１の切欠き部を含むひねり歯車と、
前記ひねり歯車を駆動するひねり駆動ユニットと、
前記ひねり歯車を回転支持する支持ユニットであって、前記第２の軸を中心として前記ひねり歯車のリング内の第１の開口より大きな第２の開口、および前記第２の開口に至り前記第２の軸に直交する方向に開いた第２の切欠き部を含む、支持ユニットとを含み、
前記曲げユニットは、棒状部材を曲げ加工する曲げ溝を含む上下一対の割り型部と、
前記曲げ溝に挿入された棒状部材を保持する上下一対のクランプ部と、
前記曲げ溝の外周側から前記曲げ溝に棒状部材を保持する保持溝を含むプレッシャと、
上側の前記割り型部および上側の前記クランプ部を含む第１のユニット、下側の前記割り型部および下側の前記クランプ部を含む第２のユニット、および前記プレッシャを、棒状部材の設定中心に対して３つの異なる方向に開閉する開閉ユニットとを含み、
前記加工装置は、さらに、
前記曲げユニットの前記ひねり歯車に対する取付角度を、前記第１の軸が前記第１の切欠き部の方向に対して斜めにするターンユニットと、
棒状部材の未加工部分を前記第２の軸に沿って、前記支持ユニットを挟んで前記曲げユニットの反対側で支持するチャックユニットとを含み、
当該方法は、
前記ひねり駆動ユニットが前記ひねり歯車を前記第１の切欠き部と前記第２の切欠き部とが一致するように回転することと、
前記ターンユニットが前記取付角度を、前記第１のユニット、前記第２のユニットおよび前記プレッシャが開いて棒状部材を開放する方向と、前記第１の切欠き部および前記第２の切欠き部の方向とが直線状になるようにすることと、
前記チャックユニットおよび前記ひねりユニットを相対的に前記直線状の方向に動かして棒状部材を前記第２の軸にセットすることとを有する方法。
請求項１１において、
前記加工装置は、さらに、
前記チャックユニットと前記支持ユニットとの距離を相対的に制御する送りユニットを含み、
前記チャックユニットは、前記第２の軸に沿って延びたワーク把持部を含み、
当該方法は、さらに、
前記送りユニットが前記支持ユニットおよび前記チャックユニットの距離を近づけて前記ワーク把持部が前記第２の開口を貫通することと、
棒状部材を前記曲げユニットで把持すると、前記送りユニットが前記支持ユニットおよび前記チャックユニットの距離を開けて前記ワーク把持部が棒状部材を把持しなおすこととを有する方法。