JP6535274B2 - パイプ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属パイプに対して押圧加工や曲げ加工を行うパイプ加工装置に関する。

従来より、金属製のパイプは、一般的に、用途に合わせて押圧加工や曲げ加工を施した後、部品や部材として製品に組み込まれるようになっていて、例えば、特許文献１では、パイプ加工装置を用いてパイプの所定位置に突起を押圧加工するようになっている。

上記パイプ加工装置は、パイプを固定する固定治具と、該固定治具に固定されたパイプの内方にその筒中心線方向に挿入可能な円筒状の第１スライド部材とを備え、該第１スライド部材の側壁には、当該第１スライド部材内方に連通する連通孔が複数形成されている。該各連通孔には、第２スライド部材が第１スライド部材の筒中心線と直交する方向にスライド可能に設けられ、上記第１スライド部材を上記パイプの内方に挿入した際、各第２スライド部材の先端側が各連通孔に没入する一方、各第２スライド部材の基端側が各連通孔から第１スライド部材の内方に飛び出すようになっている。そして、上記第１スライド部材の内方に棒状の加工ハンドルを筒中心線方向にスライド移動させて上記各第２スライド部材の基端側と上記加工ハンドルの外周面とを摺接させることにより、上記各第２スライド部材が第１スライド部材の外方にスライド移動し、且つ、その先端側がパイプの側壁を押圧して当該パイプの側壁に突起を形成するようになっている。

特開２００１−３１４９２２号公報

ところで、上述の如きパイプ加工装置は、固定するパイプの筒中心線方向に沿って大きくなり易い。特に特許文献１のパイプ加工装置は、固定したパイプの内方に第１スライド部材を挿入するだけでなく、その第１スライド部材の内方に対して加工ハンドルを筒中心線方向にスライド移動させる構成になっているので、固定するパイプの筒中心線方向に沿って特に装置が大きくなってしまい、工場内における広いスペースを占有することになる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パイプの側壁に容易に突起を押圧加工できるコンパクトなパイプ加工装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、パイプの側壁に突起を押圧加工する際、加工ハンドルをパイプの筒中心線方向にスライド移動させない構造にしたことを特徴とする。

すなわち、第１の発明では、パイプを固定する固定手段と、内部に中空部を有するとともに側壁に上記中空部に連通する連通孔を有し、中心線が上記固定手段に固定された上記パイプの筒中心線に一致した状態で当該パイプの内方に挿入又は圧入可能な棒状の第１スライド部材と、上記中空部に少なくとも一端側が内挿され、且つ、上記第１スライド部材に対して当該第１スライド部材の中心線周りに回転可能に設けられ、回転カムが上記連通孔に対応する位置に回転一体に取り付けられた棒状の加工ハンドルと、上記連通孔に設けられ、上記第１スライド部材の中心線と直交する方向にスライド可能な第２スライド部材と、該第２スライド部材を上記中空部側に付勢することにより、上記第２スライド部材の先端側を上記連通孔に没入させる一方、上記第２スライド部材の基端側を上記連通孔から飛び出させる付勢手段とを備え、上記第２スライド部材は、上記第１スライド部材を上記パイプの内方に挿入又は圧入した際、上記加工ハンドルの回転動作で基端側が上記回転カムに押されることにより、上記付勢手段の付勢力に抗して上記中空部から離れるようスライド移動し、且つ、先端側が上記第１スライド部材の外側に飛び出して上記パイプの側壁を押圧して当該パイプの側壁に突起を形成するよう構成されていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記固定手段は、回転軸周りに円弧状に延びる湾曲部を外周面に有する回転型と、上記パイプをその筒中心線が上記回転軸と直交する方向に延びる姿勢となるよう上記回転型に押付可能な押付型とを備え、該押付型は、上記回転型に押し付けたパイプの筒中心線方向一方側に移動可能な移動型と、該移動型に並設され、上記パイプを上記回転型に押し付けながら上記回転軸周りで、且つ、上記移動型から離れるよう筒中心線方向一方側に回動可能な回動型とを有し、上記第１スライド部材の断面形状は、上記パイプの断面形状に対応しており、上記押付型で上記パイプを上記回転型に押し付け、且つ、上記第１スライド部材を上記パイプに挿入又は圧入してその先端部分が上記移動型と上記回動型との間に対応する位置となった状態で上記移動型を移動させながら上記回動型を回動させることにより、上記パイプを上記湾曲部に沿わせて曲げるよう構成されていることを特徴とする。

第１の発明では、パイプの側壁に突起を加工する際、パイプに第１スライド部材を圧入又は挿入した後、加工ハンドルをパイプの筒中心線周りに回転させるので、加工ハンドルが第１スライド部材に対してパイプの筒中心線方向に移動しない。したがって、加工ハンドルを第１スライド部材に対してパイプの筒中心線方向移動させない分だけ特許文献１の如きパイプ加工装置より装置全体をコンパクトにすることができる。

第２の発明では、パイプの曲げ加工を行う際、パイプの側壁に押圧加工により突起を形成するための第１スライド部材をパイプの湾曲部分の真円度を維持するための構造として利用できるので、パイプの湾曲部分の真円度を維持するための構造を別途用意する必要がなく、部品点数を減らして低コストな装置にできる。

本発明の実施形態にかかるパイプ加工装置の平面図である。 図１の状態の後、押付型と回転型とでパイプを固定した直後の状態を示す図である。 図２の状態の後、第１スライド部材を移動させてパイプに挿入した直後の状態を示す図である。 図３のIV-IV線における断面図である。 図３のV-V線における断面図である。 図４の状態の後、加工ハンドルを回転させてパイプの側壁に第２スライド部材で突起を形成した直後の状態を示す図である。 図５の状態の後、加工ハンドルを回転させてパイプの側壁に第２スライド部材で突起を形成した直後の状態を示す図である。 図６及び図７の状態の後、パイプを曲げ加工した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態に係るパイプ加工装置１を示す。該パイプ加工装置１は、金属製のパイプ１０に押圧加工及び曲げ加工を行うものであり、上記パイプ１０を固定する固定型２（固定手段）と、細い棒状をなす芯金３とを備えている。

上記固定型２は、上下に延びる回転軸４ａ周りに回転可能な回転型４を備えている。

該回転型４の外周面には、回転軸４ａ周りの半周に亘って円弧状に延びる断面略Ｃ字状の湾曲凹条溝４ｂ（湾曲部）が形成され、該湾曲凹条溝４ｂの断面形状は、上記パイプ１０の外周形状に対応している。

上記回転型４の外周面における上記湾曲凹条溝４ｂに連続する部分には、水平方向に直線状に延びる断面略Ｃ字状の第１直線凹条溝４ｃが形成され、該第１直線凹条溝４ｃは、上記パイプ１０に外嵌合可能となっている。

上記回転型４の上記第１直線凹条溝４ｃに対向する側方には、平面視で矩形状をなす押付型５が配置されている。

該押付型５の上記回転型４に対向する外周面には、水平方向に直線状に延びる断面略Ｃ字状の第２直線凹条溝５ｃが形成され、該第２直線凹条溝５ｃは、上記押付型５を上記回転型４に向かって移動させた際、上記第１直線凹条溝４ｃに嵌合させたパイプ１０に外嵌合するようになっている。

すなわち、上記押付型５は、上記回転型４への接近動作により、上記パイプ１０をその筒中心線が回転軸４ａと直交する方向に延びる姿勢となるよう上記回転型４に押し付けるようになっている。

上記押付型５は、上記回転型４に押し付けたパイプ１０の筒中心線方向一方側に移動可能な移動型５ａと、該移動型５ａに並設され、上記パイプ１０を回転型４に押し付けながら回転軸４ａ周りで、且つ、移動型５ａから離れるよう筒中心線方向一方側に回動可能な回動型５ｂとを備えている。

上記芯金３は、一端が略半球状をなすとともに他端に開口する中空部６ａ（図５参照）を内部に有する細長い丸棒状の第１スライド部材６と、一端から中途部に亘る部分が上記中空部６ａに内挿された細長い丸棒状をなす加工ハンドル７とを備え、上記第１スライド部材６の断面形状は、上記パイプ１０の断面形状に対応している。

上記中空部６ａにおける開口部分とは反対側の奥端中央には、図５に示すように、凹部６ｂが凹陥形成され、該凹部６ｂにおける内周面の中途部には、上記凹部６ｂの内周面に開口するとともに上記第１スライド部材６の中心線周りに延びる環状凹条溝６ｃが形成されている。

上記第１スライド部材６の側壁には、図４に示すように、上記環状凹条溝６ｃに連通する連通孔６ｄが形成され、該連通孔６ｄの内周面中途部には、当該連通孔６ｄの内方に突出する環状突出部６ｅが形成されている。

そして、上記第１スライド部材６は、図３に示すように、中心線が上記固定型２に固定された上記パイプ１０の筒中心線に一致した状態で当該パイプ１０の内方に挿入可能となっている。

上記加工ハンドル７は、上記第１スライド部材６に対して当該第１スライド部材６の中心線周りに回転可能となっている。

上記加工ハンドル７の一端側には、上記中空部６ａの凹部６ｂに対応する円柱型突起７ａが形成され、該円柱型突起７ａは、上記中空部６ａの凹部６ｂに内挿されている。

上記円柱型突起７ａの上記環状凹条溝６ｃに対応する位置には、略楕円形状をなす回転カム７ｂが回転一体に取り付けられている。

上記連通孔６ｄには、短い棒状をなす第２スライド部材８が配設されている。

該第２スライド部材８は、上記連通孔６ｄにおける上記環状突出部６ｅより中空部６ａから遠い側の空間に位置する先端部８ａと、上記連通孔６ｄにおける上記環状突出部６ｅより中空部６ａに近い側の空間に位置する基端部８ｂと、上記先端部８ａと上記基端部８ｂとを連結するとともにその外周面が上記環状突出部６ｅの先端面に対面する細い棒状の連結部８ｃとを備えている。

上記先端部８ａの先端面は、湾曲形状をなす一方、上記基端部８ｂは、略円板状をなしている。

上記第２スライド部材８は、上記環状突出部６ｅの先端面が上記連結部８ｃを案内することによって第１スライド部材６の中心線と直交する方向にスライド可能となっている。

上記連結部８ｃには、コイルバネ９（付勢手段）が巻装され、該コイルバネ９の一端が上記環状突出部６ｅに当接する一方、上記コイルバネ９の他端が上記基端部８ｂに当接している。

すなわち、上記コイルバネ９は、上記第２スライド部材８を上記中空部６ａ側に付勢していて、上記先端部８ａを上記連通孔６ｄに没入させる一方、上記基端部８ｂを上記連通孔６ｄから上記環状凹条溝６ｃに飛び出させている。

そして、上記第２スライド部材８は、上記固定型２によってパイプ１０を固定し、且つ、上記第１スライド部材６を上記パイプ１０の内方に挿入した際、上記加工ハンドル７の回転動作で第２スライド部材８の基端部８ｂが上記回転カム７ｂに押されることにより、図６及び図７に示すように、上記コイルバネ９の付勢力に抗して中空部６ａから離れるようスライド移動し、且つ、第２スライド部材８の先端部８ａが上記第１スライド部材６の外側に飛び出して上記パイプ１０の側壁を押圧し、当該パイプ１０の側壁に突起１０ａを形成するよう構成されている。

尚、上記押付型５の第２直線凹条溝５ｃには、上記突起１０ａを形成する際に当該突起１０ａとの干渉を回避する干渉回避部５ｄが凹陥形成されている（図５及び図７参照）。

さらに、上記パイプ加工装置１は、図８に示すように、上記押付型５で上記パイプ１０を上記回転型４に押し付け、且つ、上記第１スライド部材６の先端部分が上記移動型５ａと上記回動型５ｂとの間に対応する位置となった状態で上記移動型５ａを筒中心線方向一方側に移動させながら上記回動型５ｂを筒中心線方向一方側に回動させることにより、上記パイプ１０を上記湾曲凹条溝４ｂに沿わせて曲げるよう構成されている。

次に、上記パイプ加工装置１を用いたパイプ１０の押圧加工及び曲げ加工について説明する。

まず、作業者は、図１に示すように、加工前のパイプ１０を回転型４の第１直線凹条溝４ｃに嵌合させる。

次に、作業者は、図示しない制御盤の加工開始ボタンを押す。すると、図２に示すように、押付型５が回転型４に接近して上記第２直線凹条溝５ｃがパイプ１０に外嵌合するとともに当該パイプ１０を回転型４に押し付けてパイプ１０が固定される。

さらに、図３に示すように、第１スライド部材６の中心線が固定型２に固定されたパイプ１０の筒中心線に一致した状態で芯金３がパイプ１０の内方に挿入される。

しかる後、加工ハンドル７が回転動作を開始する。すると、図４乃至図７に示すように、回転カム７ｂが回転して第２スライド部材８の基端部８ｂを押す。

回転カム７ｂによって基端部８ｂが押された第２スライド部材８は、コイルバネ９の付勢力に抗して中空部６ａから離れるようにスライド移動する。そして、第２スライド部材８の先端部８ａが第１スライド部材６の外側に飛び出してパイプ１０の側壁を押圧し、当該パイプ１０の側壁に突起１０ａを形成する。

その後、第１スライド部材６をその先端部分が移動型５ａと回動型５ｂとの間に対応する位置となるまで移動させる。

そして、移動型５ａを筒中心線方向一方側に移動させながら回動型５ｂを筒中心線方向一方側に回動させる。すると、図８に示すように、パイプ１０が回転型４の湾曲凹条溝４ｂに沿って曲げられる。

しかる後、芯金３をパイプ１０から引き抜くとともに、固定型２によるパイプ１０の固定を解除してパイプ１０の加工作業が終了する。

以上より、本発明の実施形態によると、パイプ１０の側壁に突起１０ａを加工する際、パイプ１０に第１スライド部材６を挿入した後、加工ハンドル７をパイプ１０の筒中心線周りに回転させるので、加工ハンドル７が第１スライド部材６に対してパイプ１０の筒中心線方向に移動しない。したがって、加工ハンドル７を第１スライド部材６に対してパイプ１０の筒中心線方向移動させない分だけ特許文献１の如きパイプ加工装置より装置全体をコンパクトにすることができる。

また、パイプ１０の曲げ加工を行う際、パイプ１０の側壁に押圧加工により突起１０ａを形成するための第１スライド部材６をパイプ１０の湾曲部分の真円度を維持するための構造（芯金）として利用できるので、パイプ１０の湾曲部分の真円度を維持するための構造を別途用意する必要がなく、部品点数を減らして低コストなパイプ加工装置１にできる。

尚、本発明の実施形態では、１つの第２スライド部材８によってパイプ１０に突起１０ａを１つ形成する構造になっているが、これに限らず、第１スライド部材６に複数の第２スライド部材８を設けるようにしてパイプ１０に突起１０ａを複数形成する構造にしてもよい。

また、本発明の実施形態では、押圧加工及び曲げ加工を行う際、パイプ１０に第１スライド部材６を挿入しているが、パイプ１０に第１スライド部材６を圧入してもよい。

また、本発明の実施形態のパイプ加工装置１で曲げ加工を行う際、芯金３の位置がパイプ１０の曲げ加工が行われる部分に対して最適な位置となるよう芯金３を筒中心線方向に移動させながら曲げ加工を行う構成にしてもよい。

本発明は、金属パイプに対して押圧加工や曲げ加工を行うパイプ加工装置に適している。

１ パイプ加工装置
２ 固定型（固定手段）
４ 回転型
４ａ 回転軸
４ｂ 湾曲凹条溝（湾曲部）
５ 押付型
５ａ 移動型
５ｂ 回動型
６ 第１スライド部材
６ａ 中空部
６ｄ 連通孔
７ 加工ハンドル
７ｂ 回転カム
８ 第２スライド部材
９ コイルバネ（付勢手段）
１０ パイプ
１０ａ 突起

Claims (2)

1. パイプを固定する固定手段と、
   内部に中空部を有するとともに側壁に上記中空部に連通する連通孔を有し、中心線が上記固定手段に固定された上記パイプの筒中心線に一致した状態で当該パイプの内方に挿入又は圧入可能な棒状の第１スライド部材と、
   上記中空部に少なくとも一端側が内挿され、且つ、上記第１スライド部材に対して当該第１スライド部材の中心線周りに回転可能に設けられ、回転カムが上記連通孔に対応する位置に回転一体に取り付けられた棒状の加工ハンドルと、
   上記連通孔に設けられ、上記第１スライド部材の中心線と直交する方向にスライド可能な第２スライド部材と、
   該第２スライド部材を上記中空部側に付勢することにより、上記第２スライド部材の先端側を上記連通孔に没入させる一方、上記第２スライド部材の基端側を上記連通孔から飛び出させる付勢手段とを備え、
   上記第２スライド部材は、上記第１スライド部材を上記パイプの内方に挿入又は圧入した際、上記加工ハンドルの回転動作で基端側が上記回転カムに押されることにより、上記付勢手段の付勢力に抗して上記中空部から離れるようスライド移動し、且つ、先端側が上記第１スライド部材の外側に飛び出して上記パイプの側壁を押圧して当該パイプの側壁に突起を形成するよう構成されていることを特徴とするパイプ加工装置。
2. 請求項１に記載のパイプ加工装置において、
   上記固定手段は、回転軸周りに円弧状に延びる湾曲部を外周面に有する回転型と、上記パイプをその筒中心線が上記回転軸と直交する方向に延びる姿勢となるよう上記回転型に押付可能な押付型とを備え、
   該押付型は、上記回転型に押し付けたパイプの筒中心線方向一方側に移動可能な移動型と、該移動型に並設され、上記パイプを上記回転型に押し付けながら上記回転軸周りで、且つ、上記移動型から離れるよう筒中心線方向一方側に回動可能な回動型とを有し、
   上記第１スライド部材の断面形状は、上記パイプの断面形状に対応しており、上記押付型で上記パイプを上記回転型に押し付け、且つ、上記第１スライド部材を上記パイプに挿入又は圧入してその先端部分が上記移動型と上記回動型との間に対応する位置となった状態で上記移動型を移動させながら上記回動型を回動させることにより、上記パイプを上記湾曲部に沿わせて曲げるよう構成されていることを特徴とするパイプ加工装置。

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