JP6748991B2 - パイプ曲げ型ユニット - Google Patents

Description

本発明は、パイプの曲げ加工に好適なパイプ曲げ型ユニットに係る。

上記のパイプ曲げ型ユニットについては、下記の特許文献１において、「しわの発生を懸念することなくパイプに対する曲げ加工を適切に行い得るパイプ曲げ型ユニットを提供すること」を目的とし、「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を備え、該曲げ型が、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」パイプ曲げ型ユニットが提案されている（特許文献１の段落〔０００９〕及び〔００１１〕に記載）。

そして、特許文献１の図３５及び図３６には上記「対圧部材」の態様例が開示され、同文献の段落〔００７１〕に、「回転支持部の主要部及び接合部を包含する第１の部材と、回転支持部の一部と本体部から成る第２の部材に分割し、これらを例えばボルトによって接合して対圧部材を構成することとしてもよい」と記載され、「而して、回転支持部が摩耗した場合には、摩耗した一部を含む第２の部材のみを交換すればよいので、交換作業が容易となるだけでなく、長期的な使用の観点からは安価な対圧部材（ひいては安価な曲げ型）を提供することができ、コストダウンとなる。」旨記載されている（但し、図面引用符号は省略）。

特許第５８４３３７６号公報

上記特許文献１に記載のように、「回転支持部の一部と本体部から成る第２の部材」を構成し、「回転支持部が摩耗した場合には、摩耗した一部を含む第２の部材のみを交換すればよい」が、当該「一部」を基準に、第２の部材を摩耗しにくい工具鋼等の硬い材料で形成すると、第２の部材における他の部分で、高靭性が要求される部分も同材料で形成されることになり、靭性不足となる。逆に、第２の部材における他の部分に好適な高靭性材料で第２の部材を形成すると、当該「一部」の耐摩耗性の向上が難しくなるので、これらの背反事項を解決する必要があった。しかも、しわの発生を懸念することなくパイプに対する曲げ加工を行うためには当該「一部」の特定は極めて重要であり、この特定はコストダウンや組付工数の低減にも大きく影響する。

そこで、本発明は、しわの発生を懸念することなくパイプに対する曲げ加工を適切に行い得るパイプ曲げ型ユニットにおいて、一層のコストダウン及び組付工数の低減を可能と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を備え、該曲げ型が、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おり、前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、加工対象の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パイプ曲げ型ユニットにおいて、前記対圧部材が、前記回転軸に回転可能に軸支される回転支持部を有する第１の部材と、該第１の部材に対し着脱可能に接合され、前記第２の溝部を有する第２の部材と、該第２の部材に対し着脱可能に接合され、前記嵌合部が前記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する前記嵌合凸部を有する第３の部材とを備えることとしたものである。

上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、前記第３の部材は、前記第２の部材の耐摩耗性より大きい耐摩耗性を有する材質とするとよい。また、前記第３の部材は、少なくとも前記パイプの進行方向で前記第１の部材及び前記第２の部材の何れか一方に係合する係合段部を有するものとするとよい。そして、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は共通の締結部材、例えばボルトによって接合されるように構成するとよい。

また、上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、前記把持部材が、前記断面半円状の第１の溝部を構成する環状凹部を有し、前記嵌合凹部が、前記回転軸に直交する平面内で周方向に延在すると共に、前記環状凹部の底中心に配置され、前記断面半円状の第１の溝部が、前記嵌合凹部の一部を含み前記環状凹部に連続しており、前記対圧部材を構成する少なくとも前記第２の部材が、前記平面の両側に形成され、前記環状凹部に当接するように構成された曲面部であって、前記平面に直交し且つ前記回転軸から離隔する方向にオフセットした軸に円弧中心を有する曲面部を有するものとするとよい。更に、前記対圧部材を構成する前記第１の部材及び前記第２の部材が、前記オフセットした軸に円弧中心を有する前記曲面部を有するものとしてもよい。

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型ユニットにおいては、これを構成する曲げ型が、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おり、嵌合凹部に嵌合される嵌合凸部の嵌合部が、加工対象の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ので、しわの発生を懸念することなくパイプに対する曲げ加工を適切に行なうことができ、段替えが容易で段替え後の調整も不要なパイプ曲げ型ユニットを提供することができる。特に、対圧部材は、回転軸に回転可能に軸支される回転支持部を有する第１の部材と、この第１の部材に対し着脱可能に接合され、第２の溝部を有する第２の部材と、この第２の部材に対し着脱可能に接合され、嵌合部が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する嵌合凸部を有する第３の部材とを備えたものであるので、大きな荷重が印加され、摩耗し易い第３の部材のみを交換可能な構成となり、第２の部材を交換する必要はないので、従前の対圧部材に比し摩耗対策が容易となり、一層のコストダウン及び組付工数の低減が可能となる。

上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、第３の部材を、第２の部材の耐摩耗性より大きい耐摩耗性を有する材質とすれば、第２の部材の形状が簡潔になると共に、第３の部材の交換頻度を低減することができるので、交換作業が容易となるだけでなく、長期的にみればコストダウンとなる。第３の部材は、少なくともパイプの進行方向で第１の部材及び第２の部材の何れか一方に係合する係合段部を有するものとすれば、容易且つ確実に第３の部材を組付けることができると共に、パイプ曲げ加工中における第３の部材のズレを防止することができ、安定したパイプ曲げ加工を行うことができる。更に、第１の部材、第２の部材及び第３の部材が共通の締結部材によって接合される構成とすれば、一層容易に組付けることができる。

上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、把持部材が、断面半円状の第１の溝部を構成する環状凹部を有し、嵌合凹部が、回転軸に直交する平面内で周方向に延在すると共に、環状凹部の底中心に配置され、断面半円状の第１の溝部が、嵌合凹部の一部を含み環状凹部に連続しており、対圧部材を構成する少なくとも第２の部材が、前記平面の両側に形成され、環状凹部に当接するように構成された曲面部であって、前記平面に直交し且つ前記回転軸から離隔する方向にオフセットした軸に円弧中心を有する曲面部を有する構成とすれば、第２の部材の曲面部におけるパイプに対する加工開始位置の先端部は把持部材の環状凹部に密着するが、それ以外の部分では、把持部材と第２の部材の相対回転角度が変化しても、第２の部材の曲面部と環状凹部との間に間隙が生ずるので、対圧部材を、環状凹部に干渉することなく容易且つ適切に把持部材に組み付けることができると共に、第２の部材の耐久性が向上する。更に、対圧部材を構成する第１及び第２の部材の両部材が、オフセットした軸に円弧中心を有する曲面部を有する構成としてもよい。

本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの正面図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットによる曲げ加工終了時の状態を示す断面斜視図である。 本発明の一実施形態に供される把持部材の斜視図である。 本発明の一実施形態に供される把持部材の側面図である。 本発明の一実施形態に供される対圧部材の斜視図である。 本発明の一実施形態に供される対圧部材の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態に供される対圧部材を示す図７のＢ視図である。 本発明の一実施形態に供される対圧部材の右側面図である。 本発明の一実施形態に供される対圧部材の正面図である。 本発明の一実施形態に供される対圧部材の背面図である。 本発明の一実施形態に供される対圧部材の図７のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの分解斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様の分解斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様の斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様の構成を示す平面図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様の正面図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様の右側面図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様の平面図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様を示す図１８のＸ−Ｘ線断面図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様を示す図１８のＹ−Ｙ線断面図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様における曲げ加工開始時の状態を示す斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様における曲げ加工開始時の溝底部中央の断面を示す部分断面斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様における曲げ加工開始時の溝底部中央から離隔した位置の断面を示す部分断面斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様における曲げ加工開始後の溝底部中央から離隔した位置の断面を示す部分断面斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様における曲げ加工終了時の溝底部中央から離隔した位置の断面を示す部分断面斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の更に他の態様の平面図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の更に他の態様の斜視図である。 本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の更に他の態様における異なる視点の斜視図である。

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は本発明の一実施形態に係る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すもので、本実施形態の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を備えている。そして、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。尚、図１においてはパイプＰに対して軸押し荷重を付与し前進駆動する機構は省略されている。

本実施形態の曲げ型１００は把持部材１０及び対圧部材２０を備えており、図１及び図２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、回転軸（Ａ）に対し直交する平面内で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が基部１３に固定されると共に、保持部材７０が把持部材１０に固定される。

上記の把持部材１０は、図４及び図５に示すように、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、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を具備している。この嵌合凹部１２は環状凹部１０ｂの底中心に配置されている。而して、断面半円状の第１の溝部１１は、嵌合凹部１２の一部を含み環状凹部１０ｂに連続している。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、把持部１０ａ及び環状凹部１０ｂと一体的に基部１３が形成されている。

而して、第１の溝部１１は、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の、連続した半円状断面を有する。更に、溝部１１ａ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いる。そして、第１の溝部１１の中央部（軸中心部）には、溝部１１ａに隣接する部分から溝部１１ｂの周方向（環状）に約２７０°に亘って、嵌合凹部１２が形成されている。尚、本実施形態の把持部材１０は、曲げ型１００の一部として一体的に形成されているが、別体で形成して接合することとしてもよく、これについては後述する。

一方、対圧部材２０は、図６乃至図１３に示すように三部材で構成され、回転軸（Ａ）に回転可能に軸支される回転支持部２３を有する第１の部材２０ｒと、第２の溝部２１を有する第２の部材２０ｓと、嵌合凸部２２を有する第３の部材２０ｆとを備え、第１の部材２０ｒに対し第２の部材２０ｓが着脱可能に接合され、この第２の部材２０ｓに対し第３の部材２０ｆが着脱可能に接合されている。即ち、第２の部材２０ｓには、図１及び図２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、第３の部材２０ｆには、第２の溝部２１の先端部から周方向に所定距離延出する嵌合凸部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に嵌合すると、第１の溝部１１と第２の溝部２１によって断面半円状のパイプ受溝が形成される。

図６乃至図１２に示すように、第１の部材２０ｒは回転支持部２３を有し、第３の部材２０ｆには嵌合凸部２２が形成されており、この嵌合凸部２２の先端には曲面部（対圧部）２２ａが形成されている。本実施形態の第３の部材２０ｆは、例えば工具鋼で矩形断面の棒状に形成されており、第２の部材２０ｓの耐摩耗性より大きい耐摩耗性を有する。そして、図１３に示すように、第２の部材２０ｓは、第３の部材２０ｆを収容する矩形断面の溝部２０ｓｇを有し、第１の部材２０ｒは、第２の部材２０ｓ及び第３の部材２０ｆを収容する矩形断面の凹部２０ｒｇを有する。第３の部材２０ｆには第１の部材２０ｒの凹部２０ｒｇに係合する係合段部２０ｆｓが形成されており、少なくともパイプ（Ｐ）の進行方向で第１の部材２０ｒ（回転軸（Ａ）に平行な凹部２０ｒｇの内壁面）に係合するように構成されている。本実施形態では、第３の部材２０ｆが第２の部材２０ｓに接合され、更に、第２の部材２０ｓが第１の部材２０ｒに接合されるように構成されており、これらが例えばボルト（図示せず）によって固定される。而して、大きな荷重が印加され、摩耗し易い嵌合凸部２２及びその近傍を含む第３の部材２０ｆは、容易に交換可能となり、第２の部材２０ｓを交換する必要はないので、従前の対圧部材に比し摩耗対策が容易となり、一層のコストダウン及び組付工数の低減が可能となる。

更に、図７に示すように、対圧部材２０を構成する第１の部材２０ｒ及び第２の部材２０ｓは、環状凹部１０ｂの底中心を含む回転軸（Ａ）に直交する平面、即ち、図２に示す（Ｈ）を含み図２の紙面に垂直な平面（以下、単に「平面（Ｈ）」という）の両側に曲面部２０ｒａ及び２０ｓａが形成されている。本態様においては、第１の部材２０ｒの曲面部２０ｒａは回転軸（Ａ）を円弧中心としているのに対し、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａは、その平面（Ｈ）に直交し且つ回転軸（Ａ）から離隔する方向にオフセットした軸（図７にＯＣで示す）に円弧中心を有するが、これについては後述する。

第２の部材２０ｓは、図８乃至図１０に示すように、上記の平面（Ｈ）を底中心とする断面半円状の第２の溝部２１が外周面に形成され、第３の部材２０ｆは、第２の溝部２１の先端部から周方向に所定距離延出する嵌合凸部２２を有し、前述のように、第３の部材２０ｆの嵌合凸部２２が嵌合凹部１２に嵌合すると、第１の溝部１１と第２の溝部２１によって断面半円状のパイプ受溝が形成されるように構成されている。換言すれば、第３の部材２０ｆが第２の部材２０ｓに接合された状態で、曲面部２２ｓａが環状凹部１０ｂに当接し得るように配置され、第３の部材２０ｆによって嵌合凸部２２が構成され、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。また、第２の部材２０ｓには断面半円状の第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に当接する第２の溝部２１の端面形状は、図２に当接部（Ｒ）で示すように、正面視で湾曲している。

上記のように構成された把持部材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、図１に示す軸部材６０（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。そして、図２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２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２に示す（Ｈ）を含み図２の紙面に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２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（第２の部材２０ｓ）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２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。

而して、第３の部材２０ｆ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が第１の部材２０ｒの回転支持部２３を挿通して基部１３に固定されると共に、保持部材７０に固定されると、図１に示す曲げ型１００が構成される。尚、図３（並びに図１３及び図１４）に示すように、把持部材１０の基部１３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に第１の部材２０ｒ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及び圧力型３００は図１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。

図１及び図２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段替えを行うことができる。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。

上記のパイプ曲げ型ユニットを用いたパイプＰの曲げ加工について図１乃至図３を参照して説明する。先ず、第１の部材２０ｒ、第２の部材２０ｓ及び第３の部材２０ｆで構成される対圧部材２０が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２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１及び図３にＭで示す）が挿入される。芯金Ｍは、図３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、回転型１００の所定の回転範囲で回転型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は対圧部材２０に順次巻きつけられるように屈曲され、図３に示すように曲げられたパイプＰが形成される。この間、パイプＰは、特に第３の部材２０ｆの嵌合凸部２２に押圧され、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、以下のように、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。

本実施形態のパイプ曲げ型ユニットに供される曲げ型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が（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は、対圧部材２０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２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、嵌合凹部１２における回転軸（Ａ）に対し直交する平面に包含されない第３の部材２０ｆの嵌合凸部２２との嵌合部（図２のＦ）がパイプ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（図２のＲ）がパイプＰの進行方向に対して後方側に位置するように、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。この点については前掲の特許文献１に詳述されており、曲げ加工が行われたパイプＰについても特許文献１に開示されているものと同様であるので記載を省略する。

以上のように、本実施形態のパイプ曲げ型ユニットにより、（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。換言すれば、曲げ加工に伴う塑性変形を適切に制御することにより、しわの発生を懸念することなく、パイプＰに対する曲げ加工を適切に行うことができる。この結果、例えばパイプＰの直径をｄとし、曲げ半径をｒとしたとき、ｒ／ｄが１未満となる極小曲げ半径のパイプＰも容易に形成することができる。尚、上記構成とは逆に、把持部材１０が固定され、対圧部材２０が回転軸（Ａ）を中心に回転駆動される構成としてもよい。

図１３及び図１４は、パイプ曲げ型ユニットの他の実施形態に係るもので、対圧部材２０は前述のように三部材で構成され、把持部材１０は以下のように二部材で構成されている。即ち、前述の把持部１０ａは把持部材１０に一体的に形成されているのに対し、把持部１０ａ部分を別体（１０ｙで示す）とし、環状凹部１０ｂを構成する本体（１０ｘで示す）に接合することとしたものであり、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によって一体的に本体１０ｘが構成され、これに別体の把持部１０ｙを接合されて把持部材１０が構成されている。本実施形態においては、軸部材６０は、上型４０の中央孔４２、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の上部が保持部材７０の中央孔７１に挿通された後、保持部材７０が上型４０に固定されて、図１４に示す組み付け状態となる。把持部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。尚、その他の構成は前述の実施形態と同様であるので、実質的に同一の部材については同一の符合を付して説明は省略する。

而して、図１３及び図１４の実施形態においては、上型４０及び下型５０によって構成される本体１０ｘ及び把持部１０ｙによって把持部材１０が構成され、把持部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に第３の部材２０ｆ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及び把持部１０ｙで構成されるものを含む。

図１５乃至図２７は本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の他の態様に係るもので、図１乃至図１４に示す部材と実質的に同一の部材については同一の符合を付している。本態様の対圧部材２０は、図１５に示すように構成され、第１の部材２０ｒ、第２の部材２０ｓ及び第３の部材２０ｆには夫々、ボルト挿通孔２０ｒｈ、２０ｓｈ及び２０ｆｈが形成されており、これらを挿通するボルト（図示せず）によって接合されるように構成されている。本態様の第２の部材２０ｓは、第３の部材２０ｆを収容する矩形断面の溝部２０ｓｇを有し、第２の部材２０ｓ及び第３の部材２０ｆには、係合段部２０ｓｓ及び２０ｆｓが形成されている。また、第１の部材２０ｒは、溝部２０ｓｇに対し直交する方向（図１５の上下方向）に矩形断面の凹部２０ｒｇを有し、図２１に示すように係合段部２０ｓｓ及び２０ｆｓが凹部２０ｒｇに嵌合され、第２の部材２０ｓ及び第３の部材２０ｆが第１の部材２０ｒに保持される。更に、第１の部材２０ｒの回転支持部２３内には筒体のカラー２５が嵌着されている。

本態様においては、図１７に示すように、対圧部材２０を構成する第１の部材２０ｒ及び第２の部材２０ｓが、図２に示す環状凹部１０ｂの底中心を含む回転軸（Ａ）に直交する平面、即ち、図２に示す（Ｈ）を含み図２の紙面に垂直な平面（以下、単に「平面（Ｈ）」という）の両側に形成され、環状凹部１０ｂに当接するように構成された曲面部２０ｓａ及び２０ｒａであって、その平面（Ｈ）に直交し且つ回転軸（Ａ）から離隔する方向にオフセットした軸（ＯＣ）に円弧中心を有する曲面部２０ｒａ及び２０ｓａを具備している。また、第２の部材２０ｓには、上記の平面（Ｈ）を底中心とする断面半円状の第２の溝部２１が外周面に形成され、第３の部材２０ｆは、第２の溝部２１の先端部から周方向に所定距離延出する嵌合凸部２２を有し、嵌合凸部２２が嵌合凹部１２に嵌合すると、第１の溝部１１と第２の溝部２１によって断面半円状のパイプ受溝が形成されるように構成されている。

図１７に示すように、曲面部２０ｓａ及び２０ｒａは、図１７の紙面に対応する上記の平面（Ｈ）の両側に形成され、その平面（Ｈ）に直交し且つ回転軸（Ａ）から離隔する方向にオフセットした軸（ＯＣ）を円弧中心とするものであり、図１７に示す軸（ＲＣ）が上記回転軸（Ａ）に対応している。図１７において、破線で示すように第２の部材２０ｓに形成された断面半円状の第２の溝部２１には、二点鎖線で示す中心軸（ＰＣ）を有するパイプＰが配置され、パイプＰに対する加工開始位置（Ｓ）を含む垂直（上下）方向の一点鎖線（Ｖ）に上記の軸（ＲＣ）及び軸（ＯＣ）が位置し、両者間の距離がオフセット量（ｄ）となっている。図１７には、上記の平面（Ｈ）の一方側に形成された曲面部２０ｓａ及び２０ｒａが表れているが、他方側（即ち、図１７の紙面の反対側）にも、同形状の曲面部２０ｓａ及び２０ｒａが形成されている。

特に、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａは、図１７に示すように、軸（ＯＣ）を円弧中心とする半径（ｒａ）の最大円弧と半径（ｒｂ）の最小円弧を有し、（加工開始位置で）断面半円状の第１の溝部１１に当接し得る曲面に膨出形成されているので、パイプＰに対する加工開始位置（Ｓ）では、嵌合凸部２２及び曲面部２０ｓａが環状凹部１０ｂ（第１の溝部１１）に対し全面に亘って当接し、上記の平面（Ｈ）から離隔した位置では、曲面部２０ｓａと環状凹部１０ｂとの間に間隙（図２５にＧで示す）が形成される。

而して、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａは、パイプＰに対する加工開始位置（Ｓ）の先端部では、把持部材１０の環状凹部１０ｂに密着し、それ以外の部分では、上述のように、曲面部２０ｓａと環状凹部１０ｂとの間に間隙（図２５のＧ）が形成される。このため、第２の部材２０ｓを、環状凹部１０ｂに干渉することなく容易且つ適切に把持部材１０（ここでは上型４０及び下型５０）に組み付けることができる。また、第２の部材２０ｓは上記の先端部以外の部分では、環状凹部１０ｂを摺動することはないので、摩耗するおそれがなく、第２の部材２０ｓの耐久性が向上する。尚、本態様では、第１の部材２０ｒの曲面部２０ｒａもオフセット軸（ＯＣ）を円弧中心に形成されているが、第１の部材２０ｒは環状凹部１０ｂを摺動することはないので、後述するように、第１の部材２０ｒの曲面部２０ｒａは回転軸（Ａ）を円弧中心に形成することとしてもよい。

図２３乃至図２７は、図１４に示す曲げ型１００と同様の曲げ型に関し、把持部材１０と対圧部材２０の相対移動時の状態を示すもので、図２３は加工開始時の状態を示し、図２４は、上記の平面（Ｈ）での断面を示す。図２５乃至図２７は、当該平面（Ｈ）から所定距離離隔した位置（即ち、図１７の中心軸（ＰＣ）を含む面から裏面側（図２の下方）に所定距離離隔した位置）での断面を示している。図２４に示すように、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａは把持部材１０の環状凹部１０ｂ（第１の溝部１１）に密着しているが、それ以外の部分（上記の所定距離離隔した位置）では、図２５乃至図２７に示すように、把持部材１０と対圧部材２０の相対回転角度が変化しても、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａと環状凹部１０ｂとの間に間隙（Ｇ）が存在している。而して、対圧部材２０を、環状凹部１０ｂに干渉することなく容易且つ適切に把持部材１０に組み付けることができると共に、第２の部材２０ｓの耐久性が向上する。

図２８乃至図３０は本発明のパイプ曲げ型ユニットに供される対圧部材の更に他の態様に係るもので、図１６乃至図２２に示す部材と実質的に同一の部材については同一の符合を付している。特に、対圧部材２０の基本的な構成は図１６に示す構成と同様であるので、図２９及び図３０においても共通の符合を付しているが、第１の部材２０ｒの曲面部２０ｒａは図１７とは円弧中心が異なり、図２８に示す関係にある。

即ち、本態様においては、図２８に示すように、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａは、その平面（Ｈ）に直交し且つ回転軸（Ａ）から離隔する方向にオフセットした軸（ＯＣ）に円弧中心を有するが、第１の部材２０ｒの曲面部２０ｒａは、回転軸（Ａ）に対応する軸（ＲＣ）を円弧中心としており、この関係は、前述の図７の構成と同様である。而して、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａにおけるパイプＰに対する加工開始位置の先端部は把持部材１０の環状凹部１０ｂに密着するが、それ以外の部分では、把持部材１０と第２の部材２０ｓの相対回転角度が変化しても、第２の部材２０ｓの曲面部２０ｓａと環状凹部１０ｂとの間に間隙が生ずるので、第２の部材２０ｓを、環状凹部１０ｂに干渉することなく容易且つ適切に把持部材１０に組み付けることができる。これに対し、本態様における第１の部材２０ｒの曲面部２０ｒａは、図１７の構成とは異なり、回転軸（Ａ）を円弧中心として形成すればよいので、図７の構成と同様、第１の部材２０ｒを容易に製造することができる。

１０ 把持部材
１０ａ 把持部
１０ｂ 環状凹部
１１ 第１の溝部
１２ 嵌合凹部
１３ 基部
２０ 対圧部材
２０ｒ 第１の部材
２０ｓ 第２の部材
２０ｆ 第３の部材
２０ｓａ 曲面部
２０ｒａ 曲面部
２１ 第２の溝部
２２ 嵌合凸部
２３ 回転支持部
３０ 基台
４０ 上型
５０ 下型
６０ 軸部材
７０ 保持部材
８０ ノックピン
１００ 曲げ型
２００ 把持型
３００ 圧力型
Ａ 回転軸
Ｐ パイプ
Ｍ 芯金

Claims (6)

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を備え、
   該曲げ型が、
   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おり、
   前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、加工対象の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パイプ曲げ型ユニットであって、
   前記対圧部材が、
   前記回転軸に回転可能に軸支される回転支持部を有する第１の部材と、
   該第１の部材に対し着脱可能に接合され、前記第２の溝部を有する第２の部材と、
   該第２の部材に対し着脱可能に接合され、前記嵌合部が前記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する前記嵌合凸部を有する第３の部材とを備えたことを特徴とするパイプ曲げ型ユニット。
2. 前記第３の部材は、前記第２の部材の耐摩耗性より大きい耐摩耗性を有することを特徴とする請求項１記載のパイプ曲げ型ユニット。
3. 前記第３の部材は、少なくとも前記パイプの進行方向で前記第１の部材及び前記第２の部材の何れか一方に係合する係合段部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のパイプ曲げ型ユニット。
4. 前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材は共通の締結部材によって接合されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のパイプ曲げ型ユニット。
5. 前記把持部材が、
   前記断面半円状の第１の溝部を構成する環状凹部を有し、前記嵌合凹部が、前記回転軸に直交する平面内で周方向に延在すると共に、前記環状凹部の底中心に配置され、前記断面半円状の第１の溝部が、前記嵌合凹部の一部を含み前記環状凹部に連続しており、
   前記対圧部材を構成する少なくとも前記第２の部材が、
   前記平面の両側に形成され、前記環状凹部に当接するように構成された曲面部であって、前記平面に直交し且つ前記回転軸から離隔する方向にオフセットした軸に円弧中心を有する曲面部を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のパイプ曲げ型ユニット。
6. 前記対圧部材を構成する前記第１の部材及び前記第２の部材が、
   前記オフセットした軸に円弧中心を有する前記曲面部を有することを特徴とする請求項５記載のパイプ曲げ型ユニット。

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