JP6482383B2 - パイプ曲げ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属製のパイプに対し所望の曲率半径に曲げ加工を行うパイプ曲げ加工装置に係る。

金属製のパイプに対し所望の曲率半径に曲げ加工を行う装置に関しては、プレス曲げ、圧縮曲げ、引張曲げ、引き曲げ等、種々の加工装置が知られているが、例えば下記の特許文献１に開示されているように（特許文献１の段落〔０００３〕乃至〔０００６〕及び図１１に記載）、回転引き曲げ式のパイプ曲げ加工装置が多用されている。この種のパイプ曲げ加工装置においては、外周面に断面半円状の溝が形成された曲げ型及び把持型を備え、パイプの曲げ加工を行う際には、曲げ型及び把持型によってパイプを把持し、圧力型によってパイプを曲げ型方向に押圧しながら曲げ型及び把持型を回転駆動することにより、パイプを曲げ型の溝に沿って屈曲するように構成されている。

また、この種のパイプ曲げ加工装置においては、例えば、下記の特許文献２の図１乃至図５に開示されているように、縦回動軸（円柱状の軸部材）に揺動部（所謂テンションバーを含む）が支持されている。具体的には、特許文献２の段落〔００１５〕に「クランプ台は、縦回動軸に支持した揺動部においてクランプ用シリンダ及びリンク機構により曲げ型に対する接近離間方向に摺動操作自在に装備」と記載され、同段落〔００１６〕に「曲げ駆動用シリンダの操作により縦回動軸を揺動部とともに回動させて、クランプ台をプレッシャ台に隣接する曲げ開始位置からプレッシャ台に対する離間側へ縦回動軸の軸芯周りで曲げ型と一体的に所要角度だけ回動させることにより、対象パイプに所望の曲げ加工を施す」旨記載されている（但し、上記何れの段落においても、付記された符合は省略）。

特開２００４−９１２５号公報 特許第３１７１６９６号公報

上記特許文献２においては、縦回動軸（軸部材）と揺動部（テンションバー）は単純な差し込み状態であり、把持型によってパイプを把持する際の把持力（クランプ力）により、曲げ型が捩じれるように撓むおそれがある。この撓みあるいは捩じれは、曲げ型の回動中心である縦回動軸と把持位置とがオフセットしていることに起因するため、特に曲げ型を複数個備える多段式曲げ型では、回動台への支持位置（支点）から最も離れた位置に存在する最上段の曲げ型において顕著である。このような撓みあるいは捩じれは、パイプの曲げ加工精度の低下を惹起し、しわ等が発生するおそれがある。特に、曲率半径がパイプの直径以下のような極めて小さい曲げ半径の加工、所謂極小Ｒ曲げ加工においては、適切な加工精度を確保することはできない。

そこで、本発明は、金属製のパイプに対し適切且つ確実に曲げ加工を行い所望の曲率半径に加工し得るパイプ曲げ加工装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、外周面に断面半円状のパイプ受溝を有し回転軸を中心に回転駆動される曲げ型と、該曲げ型のパイプ受溝との間に加工対象のパイプを把持する把持型と、前記パイプを前記曲げ型方向に押圧する圧力型とを備え、該圧力型によって前記パイプを前記曲げ型方向に押圧しながら前記把持型及び前記曲げ型を回転させて前記パイプに対し曲げ加工を行うパイプ曲げ加工装置において、前記回転軸を中心に回動可能に前記曲げ型を保持する回動台と、該回動台に一端を支持すると共に前記曲げ型と他端を相対的に回転不能に保持する保持部材と、該保持部材及び前記回動台を前記回転軸を中心に回動可能に支持する基台とを備えることとしたものである。

上記のパイプ曲げ加工装置において、前記保持部材を前記曲げ型に接合する補強部材を備えたものとし、該補強部材によって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成とするとよい。

あるいは、前記回転軸を中心軸とし前記曲げ型と一体的に回動する軸部材を備えたものとしてもよい。例えば、前記軸部材及び前記保持部材を係止するキー及び溝機構を備えたものとし、該キー及び溝機構によって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成とするとよい。また、前記軸部材に異形断面部が形成されると共に前記保持部材に異形断面孔が形成され、該異形断面孔及び前記異形断面部によって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成としてもよい。更には、前記軸部材及び前記保持部材に係止孔が形成され、該係止孔の各々を挿通する係止ピンによって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成としてもよい。

また、上記のパイプ曲げ加工装置において、前記保持部材は、前記曲げ型に連結される棒状のテンションバー、及び、一端に該テンションバーが固定され他端が前記回動台に立設される柱状のベースを備えたものとするとよい。

更に、上記のパイプ曲げ加工装置において、前記曲げ型が、外周面に断面半円状の第１の溝部を有すると共に、該第１の溝部に形成され、前記回転軸に対し直交する平面内で周方向に第１の所定距離延在する嵌合凹部を有する把持部材と、外周面に断面半円状の第２の溝部を有すると共に、該第２の溝部の先端部から周方向に第２の所定距離延出する嵌合凸部を有し、該嵌合凸部が前記嵌合凹部に嵌合し前記第１の溝部及び前記第２の溝部を結合して前記断面半円状のパイプ受溝を形成する対圧部材とを具備し、該対圧部材と前記把持部材が前記回転軸を中心とする蝶番結合によって連結され、前記回転軸を中心に相対的に回転可能に支持されている構成としてもよい。

特に、前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の回転方向の嵌合部が、前記パイプの曲げ加工開始位置に対し前記パイプの進行方向の前方側に位置し、前記把持部材の前記第１の溝部と前記対圧部材の前記第２の溝部との回転方向の当接部が、前記パイプの曲げ加工開始位置に対し前記パイプの進行方向の後方側に位置している構成とするとよい。

あるいは、上記のパイプ曲げ加工装置において、前記軸部材、前記保持部材及び前記曲げ型の少なくとも一部が一体的に形成されている構成としてもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のパイプ曲げ加工装置においては、回転軸を中心に回動可能に曲げ型を保持する回動台と、この回動台に一端を支持すると共に曲げ型と他端を相対的に回転不能に保持する保持部材と、この保持部材及び回動台を回転軸を中心に回動可能に支持する基台とを備えたものであるので、金属製のパイプに対し適切且つ確実に曲げ加工を行い所望の曲率半径に屈曲形成することができる。例えば、回転軸に印加される力の方向にオフセットが存在しても、これをモーメントアームとして生じ得る曲げ型の撓みあるいは捩じれを保持部材によって阻止し、曲げ型に対する負荷を軽減することができる。

上記のパイプ曲げ加工装置において、保持部材を曲げ型に接合する補強部材を備えたものとし、この補強部材によって曲げ型が保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成とすれば、補強部材及び保持部材によって、上記のオフセットをモーメントアームとして生じ得る曲げ型の撓みあるいは捩じれを確実に阻止することができる。

あるいは、回転軸を中心軸とし曲げ型と一体的に回動する軸部材を備えたものとすれば、種々の構成によって、上記のオフセットをモーメントアームとして生じ得る曲げ型の撓みあるいは捩じれを保持部材によって阻止することができる。例えば、キー及び溝機構によって曲げ型が保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成、異形断面孔及び異形断面部によって曲げ型が保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成、係止孔の各々を挿通する係止ピンによって曲げ型が保持部材に相対的に回転不能に保持されている構成があり、適宜所望の構成を選択して、上記の撓みあるいは捩じれを確実に阻止することができる。

また、上記のパイプ曲げ加工装置において、保持部材を、曲げ型に連結される棒状のテンションバー、及び、一端にテンションバーが固定され他端が回動台に立設される柱状のベースを備えたものとすれば、保持部材を容易に配設することができ、安定した状態で容易に回動台に支持することができる。

更に、上記のパイプ曲げ加工装置において、曲げ型が、外周面に断面半円状の第１の溝部を有すると共に、第１の溝部に形成され、回転軸に対し直交する平面内で周方向に第１の所定距離延在する嵌合凹部を有する把持部材と、外周面に断面半円状の第２の溝部を有すると共に、第２の溝部の先端部から周方向に第２の所定距離延出する嵌合凸部を有し、嵌合凸部が嵌合凹部に嵌合し第１の溝部及び第２の溝部を結合して断面半円状のパイプ受溝を形成する対圧部材とを具備し、対圧部材と把持部材が回転軸を中心とする蝶番結合によって連結され、回転軸を中心に相対的に回転可能に支持されている構成とすれば、金属製のパイプに対する極小Ｒ曲げ加工においても、適切な加工精度を確保することができ、しわの発生を懸念することなく、適切且つ確実に曲げ加工を行うことができる。

特に、嵌合凹部に嵌合される嵌合凸部の回転方向の嵌合部が、パイプの曲げ加工開始位置に対しパイプの進行方向の前方側に位置し、把持部材の第１の溝部と対圧部材の第２の溝部との回転方向の当接部が、パイプの曲げ加工開始位置に対しパイプの進行方向の後方側に位置している構成とすれば、極小Ｒ曲げ加工においてもパイプにしわが発生することなく、円滑な曲げ加工を行うことができる。

上記のパイプ曲げ加工装置において、軸部材、保持部材及び曲げ型の少なくとも一部が一体的に形成されている構成とすれば、少ない部品点数で適切な加工精度を確保することができる。

本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を分解して示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部の平面図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部の側面図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部の正面図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を分解して示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部の斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を分解して示す斜視図である。 本発明の別の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を分解して示す斜視図である。 本発明の別の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部の斜視図である。 本発明の更に別の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を分解して示す斜視図である。 本発明の更に別の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部の斜視図である。 本発明の実施形態に供されるパイプ曲げ型ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態の基本構成に係るパイプ曲げ加工装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に供されるパイプ曲げ型ユニットの正面図である。 本発明の実施形態に供されるパイプ曲げ型ユニットを構成する把持部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に供されるパイプ曲げ型ユニットを構成する対圧部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に供されるパイプ曲げ型ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態の基本構成に係るパイプ曲げ加工装置の曲げ加工終了時の状態を示す断面斜視図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置を示すもので、外周面に断面半円状のパイプ受溝（図１及び図２では省略）を有し回転軸（Ａ）を中心に回転駆動される曲げ型１００を備え、加工対象のパイプ（図１及び図２では省略）が、曲げ型１００と把持型２００との間に把持され、圧力型（図１及び図２では省略）によって曲げ型１００方向に押圧されながら前進駆動され、圧縮荷重及び軸押し荷重によってパイプに対し曲げ加工が行われるように構成されている。尚、上記のパイプ及び圧力型については、図１４を参照して後に詳述する。

本実施形態においては、上記の回転軸（Ａ）を中心軸とし曲げ型１００と一体的に回動する軸部材１を有し、曲げ型１００と共に回動台（回動テーブルとも呼ばれる）２に支持されている。この回動台２には把持型２００が支持されると共に、保持部材３の一端が支持され、その他端によって曲げ型１００が相対的に回転不能に保持されている。尚、本実施形態の軸部材１と曲げ型１００は一体的に形成されているが、これらを別体で形成して一体的に回動するように接合することとしてもよい。また、回動台２（及び保持部材３）は回転軸（Ａ）を中心に回動可能に、基台４に支持されている。更に、基台４には保持部材５の一端が支持されており、保持部材５の他端には曲げ型１００と軸部材１が回転可能に保持されている。そして、回動台２は回転駆動機構２ｘ（従前と同様の構造であるので説明省略）によって回転駆動されるように構成されている。而して、回動台２は、図１に示すように組付けられた状態の初期位置から、図２に示すように回転軸（Ａ）を中心に回転駆動される。

本実施形態の保持部材３は棒状のテンションバー３ａ及び柱状のベース３ｂで構成され、テンションバー３ａの一端は、回動台２に支持されるベース３ｂに固定され、テンションバー３ａの他端（の拡大部）には、軸部材１を挿通する連通孔３ａ１が形成されている。また、保持部材５も棒状のテンションバー５ａ及び柱状のベース５ｂで構成され、テンションバー５ａの一端は、基台４に支持されるベース５ｂに固定され、テンションバー５ａの他端（の拡大部）には、軸部材１を挿通する連通孔５ａ１が形成されている。そして、連通孔５ａ１から延出した軸部材１の先端部にはストッパ１ａがボルト１ｂによって固定されている。保持部材３及び５は夫々テンションバー３ａ及び５ａを有するが、両者を区別する必要があるときには、前者が回動テンションバーと称呼され、後者が固定テンションバーと称呼される。

更に、本実施形態においては、保持部材３を曲げ型１００に接合するプレート状の補強部材６ａ及び６ｂが配設されており、補強部材６ａ及び６ｂを介して曲げ型１００が保持部材３に相対的に回転不能に保持されている。即ち、図１乃至図５に示すように、補強部材６ａが４本のボルト（代表してＢａで表す）によって保持部材３（の接合面３ａｘ）に固定されると共に、補強部材６ａ及び６ｂが重合された状態で３本のボルト（代表してＢｂで表す）によって曲げ型１００の側面に固定されている。而して、曲げ型１００は保持部材３に相対的に回転不能に保持された状態となる。

また、本実施形態においては、曲げ型１００は、回転軸（Ａ）を共通の軸として複数個積層されて成る。即ち、図４及び図５に示すように、複数の曲げ型１００ａ、１００ｂ及び１００ｃが積層された形態で回転軸（Ａ）を中心に回転可能に支持される多段構成とされている。尚、本実施形態においては、三つの曲げ型及び把持型が夫々同時に移動するように構成されているが、三つの曲げ型及び把持型を夫々別個に駆動制御するように構成してもよい。

図３に示すように、把持型２００によって印加される把持力の方向（図３にＣＦで示す）と、これによって（曲げ型１００を介して）軸部材１に印加される力の方向にオフセット（ｄ）が存在しても、これをモーメントアームとして生じ得る曲げ型１００の撓みあるいは捩じれは保持部材３によって阻止され、曲げ型１００に対する負荷が軽減されるので、曲げ型１００の寿命が延びる。而して、保持部材３は、加工時の応力による曲げ型１００の倒れ（曲がり変形）防止機能と捩じれ防止の機能を有する。また、パイプ（図示せず）に付与される力の無駄を排し、安定した曲げ加工を行うことができるので、曲げ加工精度が向上し、（図１４等に示すパイプ曲げ加工ユニットを用いれば）極めて小さい曲げ半径の加工、即ち極小Ｒ曲げ加工も適切に行うことができる。

図６及び図７は本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を示すもので、軸部材１及び保持部材３を係止するキー及び溝機構を備えている。即ち、テンションバー３ａの他端（の拡大部）には、軸部材１を挿通する連通孔３ａ１が形成されると共に、この連通孔３ａ１内の軸方向にキー溝３ｇが形成されている。また、軸部材１の外周面にも軸方向にキー溝１ｇが形成されている。而して、テンションバー３ａの連通孔３ａ１に軸部材１が挿通され、キー溝１ｇ及び３ｇにキー３ｋが嵌合されると、図７に示す組付状態となり、（軸部材１と一体的に形成された）曲げ型１００は保持部材３に相対的に回転不能に保持された状態となる。

図８は本発明の更に他の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を示すもので、軸部材１に異形断面部１ａ２が形成されると共に保持部材３に異形断面孔３ａ２が形成されている。而して、テンションバー３ａの異形断面孔３ａ２に軸部材１が挿通され、異形断面部１ａ２が圧入されると、（軸部材１と一体的に形成された）曲げ型１００は保持部材３に相対的に回転不能に保持された状態（図７と同様の状態）となる。尚、異形断面孔３ａ２及び異形断面部１ａ２の断面形状は矩形であるが、円形でなければどのような断面形状としてもよい。

図９及び図１０は本発明の別の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を示すもので、軸部材１及び保持部材３に係止孔１ｈ及び３ｈが形成されている。即ち、テンションバー３ａの他端（の拡大部）には、軸部材１を挿通する連通孔３ａ１が形成されると共に、この連通孔３ａ１の軸に直交する方向に係止孔３ｈが形成されている。また、軸部材１にも軸に直交する方向に係止孔１ｈが形成されている。而して、テンションバー３ａの連通孔３ａ１に軸部材１が挿通され、係止孔１ｈ及び３ｈに係止ピン３ｐが圧入されると、図１０に示すように、（軸部材１と一体的に形成された）曲げ型１００は保持部材３に相対的に回転不能に保持された状態となる。

図１１及び図１２は本発明の更に別の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の一部を示すもので、軸部材１及び保持部材３の一部（３ａｚ）が曲げ型１００ｚに一体的に形成されている。例えば、上記のテンションバー３ａが二分割され、組み付け後、連結部材３ｃを介して接合されるように構成されている。而して、曲げ型１００ｚに一体的に形成された部分（３ａｚ）が連結部材３ｃを介してテンションバー３ａに接合されると、図１２に示すように、曲げ型１００ｚは保持部材３に相対的に回転不能に保持された状態となる。あるいは、軸部材１と保持部材３を一体的に形成して、前述の曲げ型１００に一体的に回動するように接合することとしてもよい。尚、図６乃至図１２において、図１及び図２に示す部材と実質的に同じ部材については図１及び図２の符合と同じ符合を付しており、各実施形態の平面図、側面図及び正面図は、図３乃至図５と実質的に同じである。

而して、図４及び図５に示す複数の曲げ型１００ａ、１００ｂ及び１００ｃによってパイプ曲げ型ユニットが構成され、例えば図６に示す実施形態に供されるパイプ曲げ型ユニットは図１３に示すように構成されている。図１３に示すパイプ曲げ型ユニットにおいては、四つの部材Ｂ１乃至Ｂ４（及び軸部材６０）によって三つの把持部材の本体１０ｘａ、１０ｘｂ及び１０ｘｃが構成され、夫々に環状凹部１０ｂ１、１０ｂ２及び１０ｂ３が形成されている。更に、把持具１０ｙａ、１０ｙｂ及び１０ｙｃ、これら把持具用の連結支持部材９１、三つの対圧部材２０、これら対圧部材用の連結支持部材９２を備え、把持具１０ｙａ、１０ｙｂ及び１０ｙｃには、把持対象であるパイプの加工状態に応じた形状の凹部１０ｃ１、１０ｃ２及び１０ｃ３が形成されている。そして、図６に記載の軸部材１と同様、外周面にキー溝１ｇが形成された軸部材１が部材Ｂ１に一体的に形成されている。以下、代表的なパイプ曲げ型ユニットについて、図１４乃至図１９を参照して説明する。

図１４は、単一の曲げ型１００を備えたパイプ曲げ型ユニット、並びに、これに加え把持型２００及び圧力型３００等を含むパイプ曲げ加工装置を示している。即ち、パイプ曲げ型ユニットは、外周面に断面半円状のパイプ受溝（後述する第１及び第２の溝部１１、２１によって構成）を有し回転軸（Ａ）を中心に回転駆動される曲げ型１００を備えており、前述の曲げ型１００ａ、１００ｂ及び１００ｃの基本構成は曲げ型１００と同様である。そして、パイプ曲げ加工装置においては、加工対象のパイプＰが、曲げ型１００と把持型２００との間に把持され、圧力型３００によって曲げ型１００方向に押圧されながら前進駆動され、圧縮荷重及び軸押し荷重によってパイプＰに対し曲げ加工が行われるように構成されている。

上記の曲げ型１００は、把持部材１０及び対圧部材２０を備えており、図１４及び図１５に示すように、把持部材１０には断面半円状の第１の溝部１１が形成されると共に、この第１の溝部１１に、周方向に所定距離延在するように所定幅の嵌合凹部１２が形成されている。また、把持部材１０には基部１３が一体的に形成されており、回転軸（Ａ）を構成する軸部材６０（図１等の軸部材１に対応する部分を含む）が基部１３に固定されると共に、プレート７０が把持部材１０に固定される。更に、基部１３の所定位置にノックピン８０が固定されるが、これについては後述する。一方、対圧部材２０には、図１４及び図１５に示すように、外周面に断面半円状の第２の溝部２１が形成されると共に、この第２の溝部２１の先端部から周方向に所定距離延出するように嵌合凸部２２が形成されており、この嵌合凸部２２が上記の嵌合凹部１２に嵌合されると把持部材１０の第１の溝部１１と共に断面半円状の管溝、即ちパイプ受溝が形成される。

上記の把持部材１０は、図１６に外観を示すように、断面半円状の第１の溝部１１を構成する環状凹部１０ｂを有すると共に、環状凹部１０ｂの底中心を含み回転軸（Ａ）に直交する平面内で周方向に延在する所定幅の嵌合凹部１２を有し、嵌合凹部１２の一部を含み環状凹部１０ｂに連続して断面半円状の第１の溝部１１を構成している。即ち、把持部材１０は、パイプＰを把持する把持部１０ａ（把持型２００との接合面は平面）と、これに連続して形成される環状凹部１０ｂを有し、これらと一体的に基部１３が形成されている。そして、把持部１０ａに形成される断面半円状の溝部１１ａと、環状凹部１０ｂに形成される断面半円状の溝部１１ｂによって、連続した断面半円状の第１の溝部１１が形成されている。更に、溝部１１ａの内面には、パイプＰの把持を確実に行うため、把持型２００の内周面と同様、溝部１１ａの周方向に複数の把持条が並設されており、第１の溝部１１の中央部には、溝部１１ａに隣接する部分から溝部１１ｂの周方向に、上記の嵌合凹部１２が形成されている。

上記の把持部１０ａは把持部材１０に一体的に形成されているが、把持部１０ａ部分を別体（図１８等に１０ｙで示す）とし、環状凹部１０ｂを構成する本体１０（図１８等に１０ｘで示す）に接合することとしてもよい。例えば、図１８に示すように、回転軸（Ａ）に対して直交する面で分割された上型４０及び下型５０によって本体１０ｘを構成し、これに別体の把持具１０ｙを接合して把持部材１０を構成することができる。即ち、図１８に組み付け状態を示すように、軸部材６０が、上型４０の中央孔４２、対圧部材２０の回転支持部２３及び下型５０の中央孔５２を挿通するように配置され、軸部材６０の上部がプレート７０の中央孔７１に挿通された後、プレート７０が上型４０に固定される。把持具１０ｙは取付孔１４及び１５から螺子（図示せず）が挿入され、夫々上型４０及び下型５０の螺子孔４１及び５１に螺合されて、本体１０ｘ（上型４０及び下型５０）に固定される。

而して、図１８の態様においては、上型４０及び下型５０によって構成される本体１０ｘ及び把持具１０ｙによって把持部材１０が構成され、把持具１０ｙの切欠、及び上型４０と下型５０との間の間隙によって嵌合凹部１２が構成され、この嵌合凹部１２に対圧部材２０の嵌合凸部２２が介装されて、曲げ型１００が構成されている。以下において、把持部材１０という場合には、特にことわらない限り、本体１０ｘ及び把持具１０ｙで構成されるものを含む。

一方、対圧部材２０は、図１７に外観を示すように、環状凹部１０ｂに当接し得るように配置される曲面部２０ａと、上記の回転軸（Ａ）に回転可能に軸支される回転支持部２３が一体的に形成されており、この回転支持部２３の一部によって嵌合凸部２２が構成されている。従って、回転支持部２３の外周面が曲面に形成されており、把持部材１０の第１の溝部１１と共に断面半円状のパイプ受溝を形成するように構成されている。即ち、対圧部材２０には、把持部材１０の第１の溝部１１と同形状の断面半円状の第２の溝部２１が形成されており、把持部材１０の第１の溝部１１の内面と当接する第２の溝部２１の端面形状は、図１５に示すように（当接部Ｒ）、正面視で湾曲している。そして、嵌合凸部２２の外周側面２２ａ（即ち、回転支持部２３の外周側面）は、曲面に形成されており、嵌合凸部２２が把持部材１０の嵌合凹部１２に嵌合されると把持部材１０の第１の溝部１１の半円状断面の一部を構成し、両者によって断面半円状のパイプ受溝が形成されるように設定されている。尚、本実施形態の回転支持部２３は環状に形成されているが、嵌合凸部２２以外の部分を空隙として回転支持部２３をＣ字状に形成してもよい。

而して、把持部材１０と対圧部材２０は、回転軸（Ａ）を中心とする蝶番結合によって連結され、回転軸（Ａ）を中心に相対的に回転可能に支持されている。本実施形態では、図示しない支持装置の所定位置に固定される対圧部材２０に対して、把持部材１０が回転駆動されるように支持されている。図１５に示すように、把持部材１０と対圧部材２０は、パイプＰに対し曲げ加工を行うときの曲げ加工開始位置（図１５に鉛直方向の一点鎖線Ｓで示す）を基準に、嵌合凹部１２における回転軸（Ａ）に対し直交する平面（図１５に示す（Ｈ）を含み図１５の紙面に対し垂直な面に平行な二平面）に包含されない嵌合凸部２２との嵌合部（Ｆ）がパイプＰの進行方向の前方側（図１５においてＳの右側）に位置し、把持部材１０の第１の溝部１１と対圧部材２０の第２の溝部２１との回転方向の当接部（Ｒ）がパイプＰの進行方向に対して後方側（図１５においてＳの左側）に位置するように、連結されている。換言すれば、嵌合凹部１２に嵌合される嵌合凸部２２の回転方向の嵌合部（Ｆ）が、パイプＰの曲げ加工開始位置に対しパイプＰの進行方向の前方側に位置し、把持部材１０の第１の溝部１１と対圧部材２０の第２の溝部２１との回転方向の当接部（Ｒ）が、パイプＰの曲げ加工開始位置に対しパイプＰの進行方向の後方側に位置している。

上記のように構成された対圧部材２０は図１８に示すように組み付けられ、その嵌合凸部２２が把持部材１０の嵌合凹部１２に嵌合された状態で、回転軸（Ａ）を構成する軸部材６０（図１等の軸部材１に対応）が回転支持部２３を挿通して基台３０に固定されると共に、プレート７０に固定されると、図１４に示す曲げ型１００が構成される。更に、把持部材１０の基台３０の所定位置にノックピン８０が固定され、このノックピン８０に対圧部材２０が当接する位置が把持部材１０と対圧部材２０の初期相対位置となるように設定される。一方、把持型２００は図１４に示すように配置され、夫々曲げ型１００に対して近接離隔するように配設されている。

而して、図１４及び図１５に示すように、把持部材１０と対圧部材２０が上記の初期相対位置に配置された曲げ型１００によってパイプ曲げ型ユニットが構成されるので、加工対象のパイプＰの形状に応じて複数のパイプ曲げ型ユニットを用意しておけば、種々のパイプ形状に対する曲げ加工に際しては、その形状に応じたパイプ曲げ型ユニットを選択して交換するだけでよく、所謂段替えを容易に行うことができる。特に、ノックピン８０によって把持部材１０と対圧部材２０の初期相対位置を予め設定しておくことができるので、段替え後の調整が不要であり、熟練を要することなく容易に調整することができる。更に、上記のパイプ曲げ型ユニットに把持型２００及び圧力型３００を含めてユニットを構成すれば、段替え及び調整が容易なパイプ曲げ工具アセンブリを提供することができる。

上記の図１４に示すパイプ曲げ加工装置の全体作動を説明すると、先ず、対圧部材２０がノックピン８０に当接する初期相対位置で保持された状態で、パイプＰの胴体部の曲げ加工対象部分が、曲げ型１００の曲げ加工開始位置（図１５のＳ）に配置され、パイプＰ内に従前と同様の芯金（マンドレルとも呼ばれ、図１４及び図１９にＭで示す）が挿入される。芯金Ｍは、図１９にその断面を示す（但し、視認性を考慮しハッチングは省略）ように、先端部に傾動自在に支持された玉芯金Ｍ１及びＭ２を有し、これらの玉芯金Ｍ１及びＭ２がパイプＰ内に挿入され、曲げ型１００の所定の回転範囲で曲げ型１００と把持型２００及び圧力型３００との間に介在するように駆動される。次に、把持型２００及び圧力型３００が曲げ型１００方向に駆動され、パイプＰの先端部が曲げ型１００の把持部材１０と把持型２００との間に把持されると共に、パイプＰの胴体部が曲げ型１００の対圧部材２０と圧力型３００との間に押接される。

続いて、パイプＰの先端部が把持部材１０と把持型２００との間に把持された状態で、パイプＰの胴体部が圧力型３００によって対圧部材２０に押圧されながら、パイプＰが前進駆動されると共に、把持型２００及び把持部材１０が回転軸（Ａ）を中心に回転駆動されると、パイプＰは曲げ型１００のパイプ受溝（第１及び第２の溝部１１，２１）に順次巻きつけられるように屈曲され、図１９に示すように屈曲されたパイプＰが形成される。この間、パイプＰの軸方向及び径方向に大きな圧力が加えられるが、上記のパイプ曲げ型ユニットを用いれば、曲げに伴うパイプＰの曲げ内側部分の圧縮変形による厚肉化を制御し、パイプＰの曲げ外側部分に対する増肉を行うと共に、パイプＰの曲げ外側部分の薄肉化を防止し、屈曲部においても適切な管厚に維持することができる。

前述のように、本実施形態の曲げ型１００は、把持部材１０と対圧部材２０を備え、これらは回転軸（Ａ）を中心とする蝶番結合によって連結されており、回転軸（Ａ）を中心に相対的に回転可能に支持されているので、パイプＰの屈曲に伴い、対圧部材２０は（パイプＰを介して）圧力型３００に押圧された状態で把持部材１０に対して回転軸（Ａ）を中心に相対的に回転し得る。従って、把持部材１０は、パイプＰに対する曲げ加工開始位置（図１５のＳ）から、対圧部材２０に対して離隔する周方向に回転作動する。

そして、曲げ加工開始位置Ｓを基準に、前述のように把持部材１０と対圧部材２０が連結されており、把持部材１０と対圧部材２０との間に生じ得る段差が小さく抑えられている。このため、パイプＰに対して従前に比し大きな軸押し荷重及び圧縮荷重が加えられても、曲げ加工に伴う塑性変形を適切に制御することができる。しかも、前述の実施形態と同様、軸部材１０（及び６０）に印加される力の方向にオフセットが存在しても、これをモーメントアームとして生じ得る曲げ型１００の撓みあるいは捩じれは保持部材３（図１乃至図１２に示す）によって阻止され、曲げ型１００に対する負荷が軽減されるので、曲げ型１００の寿命が延びるだけでなく、パイプＰに付与される力の無駄を排し、安定した曲げ加工を行うことができる。而して、曲げ加工精度が向上し、曲率半径がパイプＰの直径以下のような極小Ｒの曲げ加工も確実に行うことができる。

尚、曲げ型１００をロボットアーム（図示せず）等を用いて自動的に交換（段替え）するように構成してもよい。その際には、曲げ型１００の着脱前に保持部材３及び５をロボットアーム等で段替えするように構成するとよい。

１ 軸部材
１ａ ストッパ
１ｇ キー溝
１ｈ 係止孔
１ａ２ 異形断面部
２ 回動台
２ｘ 回転駆動機構
３ 保持部材
３ａ テンションバー
３ａ１ 連通孔
３ａ２ 異形断面孔
３ｂ ベース
３ｇ キー溝
３ｈ 係止孔
３ｋ キー
４ 基台
５ 保持部材
５ａ１ 連通孔
６ａ，６ｂ 補強部材
１０ 把持部材
１０ｂ，１０ｂ１，１０ｂ２，１０ｂ３ 環状凹部
１０ｘ，１０ｘａ，１０ｘｂ，１０ｘｃ 本体
１０ｙ，１０ｙａ，１０ｙｂ，１０ｙｃ 把持具
１１ 第１の溝部
１２ 嵌合凹部
１３ 基部
２０ 対圧部材
２１ 第２の溝部
２２ 嵌合凸部
２３ 回転支持部
２６ 支持部材
３０ 基台
４０ 上型
５０ 下型
６０ 軸部材
７０ プレート
８０ ノックピン
９１，９２ 連結支持部材
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｚ 曲げ型
２００ 把持型
３００ 圧力型
Ａ 回転軸
Ｐ パイプ
Ｍ 芯金
Ｂａ，Ｂｂ ボルト

Claims (11)

1. 外周面に断面半円状のパイプ受溝を有し回転軸を中心に回転駆動される曲げ型と、
   該曲げ型のパイプ受溝との間に加工対象のパイプを把持する把持型と、
   前記パイプを前記曲げ型方向に押圧する圧力型とを備え、
   該圧力型によって前記パイプを前記曲げ型方向に押圧しながら前記把持型及び前記曲げ型を回転させて前記パイプに対し曲げ加工を行うパイプ曲げ加工装置において、
   前記回転軸を中心に回動可能に前記曲げ型を保持する回動台と、該回動台に一端を支持すると共に前記曲げ型と他端を相対的に回転不能に保持する保持部材と、
   該保持部材及び前記回動台を前記回転軸を中心に回動可能に支持する基台と
   を備えたことを特徴とするパイプ曲げ加工装置。
2. 前記保持部材を前記曲げ型に接合する補強部材を備え、該補強部材によって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されていることを特徴とする請求項１記載のパイプ曲げ加工装置。
3. 前記回転軸を中心軸とし前記曲げ型と一体的に回動する軸部材を備えたことを特徴とする請求項１記載のパイプ曲げ加工装置。
4. 前記軸部材及び前記保持部材を係止するキー及び溝機構を備え、該キー及び溝機構によって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されていることを特徴とする請求項３記載のパイプ曲げ加工装置。
5. 前記軸部材に異形断面部が形成されると共に前記保持部材に異形断面孔が形成され、該異形断面孔及び前記異形断面部によって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されていることを特徴とする請求項３記載のパイプ曲げ加工装置。
6. 前記軸部材及び前記保持部材に係止孔が形成され、該係止孔の各々を挿通する係止ピンによって前記曲げ型が前記保持部材に相対的に回転不能に保持されていることを特徴とする請求項３記載のパイプ曲げ加工装置。
7. 前記保持部材は、前記曲げ型に連結される棒状のテンションバー、及び、一端に該テンションバーが固定され他端が前記回動台に立設される柱状のベースを備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のパイプ曲げ加工装置。
8. 前記曲げ型が、前記回転軸を共通の軸として複数個積層されて成ることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のパイプ曲げ加工装置。
9. 前記曲げ型が、外周面に断面半円状の第１の溝部を有すると共に、該第１の溝部に形成され、前記回転軸に対し直交する平面内で周方向に第１の所定距離延在する嵌合凹部を有する把持部材と、外周面に断面半円状の第２の溝部を有すると共に、該第２の溝部の先端部から周方向に第２の所定距離延出する嵌合凸部を有し、該嵌合凸部が前記嵌合凹部に嵌合し前記第１の溝部及び前記第２の溝部を結合して前記断面半円状のパイプ受溝を形成する対圧部材とを具備し、該対圧部材と前記把持部材が前記回転軸を中心とする蝶番結合によって連結され、前記回転軸を中心に相対的に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のパイプ曲げ加工装置。
10. 前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の回転方向の嵌合部が、前記パイプの曲げ加工開始位置に対し前記パイプの進行方向の前方側に位置し、前記把持部材の前記第１の溝部と前記対圧部材の前記第２の溝部との回転方向の当接部が、前記パイプの曲げ加工開始位置に対し前記パイプの進行方向の後方側に位置していることを特徴とする請求項９記載のパイプ曲げ加工装置。
11. 前記軸部材、前記保持部材及び前記曲げ型の少なくとも一部が一体的に形成されていることを特徴とする請求項３乃至６の何れか一項に記載のパイプ曲げ加工装置。

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