JP6393241B2

JP6393241B2 - パイプの曲げ加工装置

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Publication number: JP6393241B2
Application number: JP2015122487A
Authority: JP
Inventors: 光平蘭
Original assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Current assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2018-09-19
Anticipated expiration: 2035-06-18
Also published as: JP2017006932A; WO2016203847A1

Description

本発明は、パイプの曲げ加工装置に関するものである。

パイプの曲げ加工装置として、周面にパイプの径に対応した半径の溝を有する曲げ型およびクランプを備え、それらの曲げ型およびクランプの溝でパイプを挟持させ、曲げ型の軸心を中心にしてクランプを公転させることによって、パイプを曲げるようにしたものがある。

このようなパイプの曲げ加工装置では、パイプを左右両方向等に湾曲形成するためには、当然、パイプを左右両方向に曲げるための構造を備える必要があるが、その構造は、特許文献１，２等に開示されているように、複雑なものであった。

特開２０１２−３０２６６号公報特開２０１４−９４３９３号公報

本発明は、上記のような実情に鑑みて成されたものであり、構造が単純であり、しかも、種々の曲げ加工に対応できるパイプの曲げ加工装置を提案することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、次の（１）〜（３）に記載したパイプの曲げ加工装置とした。
（１）曲げ型およびクランプを備え、それらでパイプを挟持し、それらを曲げ型の回転軸芯を中心に回転させることによってパイプを曲げるパイプの曲げ加工装置であって、先端に曲げ型を有する主軸を回転自在に支持し、主軸駆動モータを備えた装置機枠と、前記主軸に回転自在に支持され、クランプを前記曲げ型に対して離接可能に移動させるクランプ駆動機構を備えたクランプ機枠とを備え、前記クランプ駆動機構は、一端を前記主軸に摺動自在に嵌合させ、前記クランプ機枠に対して上下動するスライド部材と、前記クランプを前記クランプ機枠および前記スライド部材に連結支持させるリンク機構と、前記クランプ機枠に設置され、前記スライド部材を上下動させるクランプ駆動モータとを備え、さらに、前記主軸にキーを形成するとともに、前記スライド部材に、前記キーに挿脱するキー溝を設け、前記クランプ駆動モータの駆動によって前記スライド部材を上動させ、当該スライド部材のキー溝を前記主軸のキーに嵌合させて、前記クランプ機枠と前記主軸とを一体化するとともに、前記クランプを前記曲げ型に近接させてパイプを挟持させることを特徴とする、パイプの曲げ加工装置。
（２）前記クランプと前記クランプ機枠とを連結するリンク竿が、平行リンクを構成していることを特徴とする、上記（１）に記載のパイプの曲げ加工装置。
（３）前記スライド部材に、下方に向けて延設されたピンを備えるとともに、前記装置機枠に孔を形成し、前記スライド部材が下降し、前記キー溝が前記主軸のキーから離脱したときに、前記ピンが前記装置機枠の孔に挿通するようにしたことを特徴とする、上記（１）または（２）に記載のパイプの曲げ加工装置。

上記した本発明に係るパイプの曲げ加工装置によれば、クランプ駆動モータによってスライド部材を作動させ、それによってクランプ機枠を主軸と一体化或いは別体化することができるとともに、クランプを曲げ型に近接させてパイプを挟持することができる、即ち、クランプ機枠を主軸に一体化或いは別体化することと、パイプを挟持させることをクランプ駆動モータの駆動だけで行うことができるので、装置の構造が単純なものとなる。また、クランプ機枠と主軸とを別体化、即ちそれぞれ独立して動くものとすることができるので、パイプに対するクランプと曲げ型の配置を自由に変えることができ、右曲げ、左曲げ等の種々のパイプの曲げ加工に対応できる装置となる。

本発明に係るパイプの曲げ加工装置の一実施形態を示した斜視図である。図１に示した実施形態のパイプの曲げ加工装置のクランプ駆動機構を示した概念図である。図２に示したクランプ駆動機構の非クランプ状態を示した概念図である。図１に示した実施形態のパイプの曲げ加工装置によるパイプの曲げ加工態様を示した説明図で、（ａ）はパイプのセット状態を示し、（ｂ）はパイプの加工状態を示している。図１に示した実施形態のパイプの曲げ加工装置によるパイプの曲げ加工の他の態様を示した説明図で、（ａ）はパイプのセット状態を示し、（ｂ）はパイプの加工状態を示している。図１に示した実施形態のパイプの曲げ加工装置によるパイプの曲げ加工のさらに他の態様を示した説明図で、（ａ）はパイプのセット状態を示し、（ｂ）はパイプの加工状態を示している。

以下、本発明に係るパイプの曲げ加工装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、パイプの曲げ加工装置（以下、加工装置という）１は、水平方向に張出す装置機枠２に曲げ型駆動機構１０，クランプ駆動機構２０，テンション駆動機構３０を備えている。

曲げ型駆動機構１０は、装置機枠２に設けられた軸受け２ａに挿通支持された主軸１１と、当該主軸１１を回転させる主軸駆動モータ１２を備えている。主軸駆動モータ１２は、装置機枠２の下面に設置され、このモータ１２によって主軸１１が正逆転駆動される。主軸１１の上部周面には、１８０度の間隔をもって２つのキー１３が植設されている。また、主軸１１の上端には、曲げ型１４が配設されている。この曲げ型１４は、図１から明らかなように、水平断面が馬蹄形状を成し、パイプＰの太さに対応する略半径の大径周溝１４ａおよび小径周溝１４ｂが、２段に形成されている。

クランプ駆動機構２０は、クランプ機枠３内に組み込まれている。クランプ機枠３は、側端上下に軸受け３ａ，３ｂを備え、それらの軸受け３ａ，３ｂに上記した主軸１１が嵌合されることによって、主軸１１に回転自在に支持されている。図２に示すように、クランプ駆動機構２０は、スライド部材２１を備えている。このスライド部材２１は、下方に延設されたスライド部２１ａと、水平方向に張出された軸受け部２１ｂとを備えている。スライド部２１ａは、クランプ機枠３の下部に摺動自在に保持され、その板面にラック２２を備えている。軸受け部２１ｂには、軸受け２３が形成され、その軸受け２３の周縁には、９０度の間隔で４つのキー溝２４が形成されている。このキー溝２４は、主軸１１の上記したキー１３に対して挿脱されるものである。

また、スライド部材２１には、下方に向けてピン２１ｃが延設されている。このピン２１ｃは、装置機枠２の軸受け２ａの周縁に形成された孔２ｂに対して挿脱される。孔２ｂは、１８０度間隔で軸受け２ａの周縁に２つ形成されている。

スライド部材２１の上方には、クランプ２５が配置され、このクランプ２５は、リンク竿２６ａ，２６ｂを介してクランプ機枠３に支持されている。これらのリンク竿２６ａ，２６ｂは、所謂平行リンクを構成している。リンク竿２６ａは、リンク竿２６ｃによってスライド部材２１に連結され、スライド部材２１の動作に伴って作動される。クランプ２５の端部には、パイプＰの太さに対応する略半径の大径溝２５ａおよび小径溝２５ｂが、２段に形成されている。

クランプ機枠３の下部には、クランプ駆動モータ２７が設置されている。このクランプ駆動モータ２７の出力軸２７ａは、主軸１１へ向けて延設され、その先端には、ピニオン２８が配設されている。そして、このピニオン２８は、スライド部材２１の上記したラック２２に噛合している。

非クランプ状態、即ち、図３に示した状態で、クランプ駆動モータ２７が正転駆動されると、ピニオン２８が回転され、それによってラック２２を介してスライド部材２１が上方に移動される。スライド部材２１が上方に移動されると、リンク竿２６ｃを介してリンク機構２６が作動され、クランプ２５が、図２に示したように、上昇しながら曲げ型１４に向かって近接し、遂には、溝２５ａ，２５ｂが曲げ型１４の溝１４ａ，１４ｂに対峙し、それらの間でパイプＰを挟持する。この状態では、スライド部材２１のキー溝２４が主軸１１のキー１３に係合し、スライド部材２１（クランプ機枠３）と主軸１１とが回転方向で一体化する。したがって、この状態では、主軸１１の回転に伴ってクランプ機枠３が主軸１１を中心として公転する。

パイプＰの挟持状態で、クランプ駆動モータ２７を逆転駆動させると、上記動作とは逆の作動によって、クランプ２５が曲げ型１４から離反しながら降下する。そして、スライド部材２１のキー溝２４が主軸１１のキー１３から離脱し、スライド部材２１（クランプ機枠３）と主軸１１とが回転方向で別体化する。そして、図３に示したように、スライド部材２１のピン２１ｃが装置機枠２の孔２ｂに挿嵌される。したがって、この状態では、クランプ機枠３が装置機枠２に一体化される。

テンション駆動機構３０は、図１に示すように、テンションロール駆動モータ３１を備えている。このテンションロール駆動モータ３１は、装置機枠２の下部に設置されている。そして、このモータ３１の出力軸３１ａは、装置機枠２から上方へ延設され、その先端に歯車３２が固設されている。

また、テンション駆動機構３０は、テンションロール機枠３３を備えている。テンションロール機枠３３はコ字状を成し、上下側端に軸受け３３ａ，３３ｂを有している。下方の軸受け３３ｂの下面には、軸受け３３ｂと同芯に歯車３４が添設され、上端にはテンションロール３５が配設されている。そして、このテンションロール機枠３３の軸受け３３ａ，３３ｂは、上記した主軸１１に嵌合され、歯車３４が、テンションロール駆動モータ３１の歯車３２に噛合されている。したがって、テンションロール駆動モータ３１が駆動されると、歯車３２，歯車３４を介してテンションロール機枠３３が主軸１１を中心に回動され、それによってテンションロール３５が、曲げ型１４に対して公転する。

上記のように構成された加工装置１を使用して、パイプＰは、例えば、以下のように加工される。

パイプＰを、先ず右にα度湾曲変形（右引き曲げ）させる場合には、図４（ａ）に示すように、クランプ２５を保持するクランプ機枠３を、パイプＰの左方向に位置させ、曲げ型１４を、その湾曲部が前方（図において下方）に位置し、且つパイプＰの右方向に位置するようにセットする。また、テンションロール３５を、上記クランプ２５および曲げ型１４の前方（図において下方）であって、且つパイプＰを左方向から押える部分に位置させる。上記の状態で、クランプ駆動モータ２７を正転駆動させる。すると、図３に示すように、クランプ２５が曲げ型１４に向けて移動され、それによって、パイプＰを曲げ型１４とクランプ２５とによって挟持する〔図４（ａ）の状態〕。この状態では、クランプ機枠３のキー溝２４は、主軸１１のキー１３に嵌合し、クランプ機枠３と主軸１１とが一体化している。

次いで、主軸駆動モータ１２を右方向に駆動させると、図４（ｂ）に示したように、曲げ型１４が右方向に回転され、それに伴ってクランプ２５もパイプＰを挟持した状態で、曲げ型１４の回転軸芯を中心にして右方向に駆動される。したがって、パイプＰは、曲げ型１４の周溝１４ａ（１４ｂ）に沿って変形され、右方向にα度曲げられる。

引き続いて、パイプＰを所定量Ｓ送り、今度は左にβ度湾曲変形させる。この場合には、先ずクランプ駆動モータ２７を、上記とは逆方向に若干駆動させ、クランプ２５を曲げ型１４から遠ざけ、パイプＰの挟持を解除する。この状態では、未だクランプ機枠３のキー溝２４は、主軸１１のキー１３に嵌合しており、クランプ機枠３と主軸１１とが回転方向で一体化している。そして、図示しないチャック機構を用いて、パイプＰを所定量Ｓ送るとともに、主軸駆動モータ１２を右方向に駆動させ、クランプ２５を保持するクランプ機枠３を、今度はパイプＰの右方向に位置させる。また、テンションロール駆動モータ３１を駆動し、テンションロール３５を、クランプ２５及び曲げ型１４の前方（図において下方）であって、且つ今度はパイプＰを右方向から押える部分に位置させる。

続いて、クランプ駆動モータ２７を更に逆転駆動させ、クランプ２５を曲げ型１４から更に遠ざけるとともに、クランプ機枠３のキー溝２４を主軸１１のキー１３から外し、ピン２１ｃを装置機枠２に形成された孔２ｂに挿入させ、クランプ機枠３を装置機枠２に固定する。この状態で、主軸駆動モータ１２を駆動させ、主軸１１のみを回動し、図５（ａ）に示すように、曲げ型１４を、その湾曲部が前方（図において下方）に位置し、且つパイプＰの左方向に位置するようにセットする。この状態で、クランプ駆動モータ２７を正転駆動させる。すると、図３に示すように、クランプ２５が曲げ型１４に向けて移動され、それによって、パイプＰを曲げ型１４とクランプ２５とによって挟持する〔図５（ａ）の状態〕。この状態では、クランプ機枠３のキー溝２４は、主軸１１のキー１３に嵌合し、クランプ機枠３と主軸１１とが一体化している。

次いで、主軸駆動モータ１２を左方向に駆動させると、図５（ｂ）に示したように、曲げ型１４が左方向に回転され、それに伴ってクランプ２５もパイプＰを挟持した状態で、曲げ型１４の回転軸芯を中心にして左方向に駆動される。したがって、パイプＰは、曲げ型１４の周溝１４ａ（１４ｂ）に沿って変形され、左方向にβ度曲げられる。

また、パイプＰの一部を右に湾曲変形（右押し曲げ）させる場合は、図６（ａ）に示すように、クランプ２５を保持するクランプ機枠３を、パイプＰの左方向に位置させ、曲げ型１４を、その湾曲部が後方（図において上方）に位置し、且つパイプＰの右方向に位置するようにセットする。また、テンションロール３５を、上記クランプ２５および曲げ型１４の後方（図において上方）であって、且つパイプＰを左方向から押える部分に位置させる。そして、この状態で、パイプＰを曲げ型１４とクランプ２５によって挟持し〔図６（ａ）の状態〕、テンションロール駆動モータ３１を回転させる。すると、図６（ｂ）に示すように、テンションロール３５が曲げ型１４の回転軸芯を中心に公転され、パイプＰの一部が湾曲変形される。

なお、パイプＰの一部を左に湾曲変形（左押し曲げ）させる場合には、図示しないが、クランプ機枠３と曲げ型１４とを、図６の場合とパイプＰに対して反対の方向に位置させ、テンションロール３５を、上記クランプ２５および曲げ型１４の後方（図において上方）であって、且つパイプＰを右方向から押える部分に位置させる。そして、テンションロール駆動モータ３１を他方へ回転させる。すると、テンションロール３５が曲げ型１４の回転軸芯を中心に左方に公転され、パイプＰの一部が左に湾曲変形される。

上記したパイプＰの曲げ加工方法は、本発明に係る加工装置１を用いた曲げ加工形態の一部を例示したに過ぎず、例えば、送り機構を持ったチャック機構を併用することにより、押し出し曲げ加工等の他の加工も実施することができる。なお、上記した種々の曲げ加工を実施するためには、上記したようにパイプＰに対するクランプ２５、曲げ型１４そしてテンションロール３５の配置等を変更しなければならないが、その変更は、例えば、クランプ駆動モータ２７、主軸駆動モータ１２、更にはテンションロール駆動モータ３１の始動、停止、正転、逆転等を制御できる制御手段を設け、該制御手段によるプログラム制御によって実現することができ、このようなプログラム制御を設計することは、この業界の技術者の日常的設計行為の範疇に属するため、その説明は省略する。

以上、本発明に係るパイプの曲げ加工装置の実施形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形および変更が可能であることは当然である。

本発明に係るパイプの曲げ加工装置は、構造が単純であり、しかも、種々の曲げ加工に対応できるものであるので、自動車、家電等に用いられるパイプの曲げ加工装置として、広く利用可能なものである。

１パイプの曲げ加工装置
２装置機枠
２ａ軸受け
２ｂ孔
３クランプ機枠
３ａ，３ｂ軸受け
１０曲げ型駆動機構
１１主軸
１２主軸駆動モータ
１３キー
１４曲げ型
１４ａ大径周溝
１４ｂ小径周溝
２０クランプ駆動機構
２１スライド部材
２１ａスライド部
２１ｂ軸受け部
２１ｃピン
２２ラック
２３軸受け
２４キー溝
２５クランプ
２６リンク機構
２６ａ，２６ｂ，２６ｃリンク竿
２７クランプ駆動モータ
２７ａ駆動軸
２８ピニオン
３０テンション駆動機構
３１テンションロール駆動モータ
３１ａ出力軸
３２歯車
３３ａ，３３ｂ軸受け
３４歯車
３５テンションロール
Ｐパイプ

Claims

曲げ型およびクランプを備え、それらでパイプを挟持し、それらを曲げ型の回転軸芯を中心に回転させることによってパイプを曲げるパイプの曲げ加工装置であって、
先端に曲げ型を有する主軸を回転自在に支持し、主軸駆動モータを備えた装置機枠と、前記主軸に回転自在に支持され、クランプを前記曲げ型に対して離接可能に移動させるクランプ駆動機構を備えたクランプ機枠とを備え、
前記クランプ駆動機構は、一端を前記主軸に摺動自在に嵌合させ、前記クランプ機枠に対して上下動するスライド部材と、前記クランプを前記クランプ機枠および前記スライド部材に連結支持させるリンク機構と、前記クランプ機枠に設置され、前記スライド部材を上下動させるクランプ駆動モータとを備え、
さらに、前記主軸にキーを形成するとともに、前記スライド部材に、前記キーに挿脱するキー溝を設け、
前記クランプ駆動モータの駆動によって前記スライド部材を上動させ、当該スライド部材のキー溝を前記主軸のキーに嵌合させて、前記クランプ機枠と前記主軸とを一体化するとともに、前記クランプを前記曲げ型に近接させてパイプを挟持させる、
ことを特徴とするパイプの曲げ加工装置。
前記クランプと前記クランプ機枠とを連結するリンク竿が、平行リンクを構成している、ことを特徴とする請求項１に記載のパイプの曲げ加工装置。
前記スライド部材に、下方に向けて延設されたピンを備えるとともに、前記装置機枠に孔を形成し、前記スライド部材が下降し、前記キー溝が前記主軸のキーから離脱したときに、前記ピンが前記装置機枠の孔に挿通するようにした、ことを特徴とする請求項１または２に記載のパイプの曲げ加工装置。