JP6793948B2 - パイプ曲げ装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属パイプに対して曲げ加工を行うパイプ曲げ装置に関する。

従来より、例えば、特許文献１に開示されているパイプ曲げ装置は、略円盤状をなすとともに回転軸心周りに回転可能な回転型を備え、該回転型の外周部分には、円弧状に延びる断面半円状の第１溝部が形成されている。上記回転型の側方には、水平方向に直線状に延びる第２溝部を有するワイパーが配設され、上記第２溝部の断面は、上記第１溝部の断面に対応する半円状になっている。また、ワイパーの第２溝部側には、当該第２溝部に対応する断面半円状の第３溝部を有する押付型が配設されている。さらに、回転型の第１溝部側には、上記第３溝部と同方向に延びる断面半円状の第４溝部を有する回動型が配設されている。そして、第１及び第２溝部に嵌合させた状態のパイプを第３及び第４溝部に嵌合させるとともに回動型及び押付型で回転型及びワイパーに押し付け、且つ、回転型を回転させながら回動型を回転型の回転軸心周りに回動させることにより、上記パイプを上記第１溝部に沿わせて曲げるようになっている。

ところで、ワイパーは、パイプの曲げ加工時において曲げ加工部分の内側にシワを発生させないようにするための部品であり、ワイパーにおける第２溝部を形成している部分の端部は、その断面が尖鋭な形状をなしている。そして、当該部分は、パイプの曲げ加工を繰り返し行うと欠損したり、或いは、摩耗したりして曲げ加工時のシワの発生に影響を及ぼすことが一般的に知られている。

これに対応するために、例えば、特許文献２に開示されているワイパーは、凹条溝を有する型本体と、パイプが嵌合可能な溝部を有する半筒状のガイド部材とを備え、該ガイド部材は、上記凹条溝に着脱可能になっている。上記ガイド部材の一端部分は、上記回転型に接近した位置となっており、その断面は尖鋭な形状をなしている。そして、曲げ加工を繰り返し行ってガイド部材の一端部分に欠損等が発生すると、ガイド部材の一端部分を修復するとともにガイド部材を回転型側に所定量移動させるようになっている。

実開平４−４３４１４号公報 特開平６−２４６３５９号公報

しかし、特許文献２の如きワイパーは、ガイド部材を修復するために、その都度作業者が設備内に入る必要があり、設備の稼働率が下がってしまうという問題があった。

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、加工不良の発生を低くできる稼働率の高いパイプ曲げ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、ワイパーの溝部形成部分が周期的に回転型側へ所定量移動するようにしたことを特徴とする。

具体的には、金属パイプを曲げ加工する加工手段と、該加工手段に接続された制御手段とを備え、上記加工手段は、回転軸心周りに円弧状に延びる湾曲部を有する断面半円状の第１溝部が外周面に形成された第１型と、該第１型に並設され、当該第１型との並設方向に沿って延びる断面半円状の第２溝部を有する第２型と、該第２型の第２溝部側に配置され、当該第２溝部に対向する断面半円状の第３溝部を有する第３型と、上記第１型の第１溝部側に配置され、当該第１溝部に対向する断面半円状の第４溝部を有する第４型とを備え、上記制御手段が上記加工手段を制御することにより、上記第１及び第２溝部に嵌合させた状態のパイプを上記第３及び第４溝部に嵌合させるとともに上記第１及び第２型に押し付けるように上記第３及び第４型を移動させ、且つ、上記第１型を回転させながら上記第４型を上記回転軸心周りに回動させて上記パイプを上記第１溝部の湾曲部に沿わせて曲げるように構成されたパイプ曲げ装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、金属製の帯状シート材がロール状に巻かれた金属ロールと、上記シート材が上記第２溝部に沿うように、且つ、上記シート材の先端が上記第１溝部と上記第２溝部との間の所定の位置まで到達するように上記シート材を上記金属ロールから繰出可能な繰出手段とを備え、上記制御手段は、上記加工手段による予め決められた回数の曲げ加工が行われた際、上記シート材が設定量だけ繰り出されるように上記繰出手段を制御す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、上記第２型における上記第１型の反対側には、当該第１型から離れるにつれて上記第３型から次第に離れるように湾曲し、且つ、上記第１型から離れるにつれて次第にその断面形状が半円形状から直線に変化する湾曲溝部が上記第２溝部に連続して形成され、上記湾曲溝部には、当該湾曲溝部との間に等間隔の隙間を形成するとともに、上記繰出手段から繰り出されたシート材を上記第２溝部に向かって案内するガイド面部を有するガイド型が配設されていることを特徴とする。

第１の発明では、シート材が所定量だけ周期的に繰り出されるので、パイプの曲げ加工を繰り返し行うことで摩耗や欠損によってシート材の先端が短くなっても、シート材の先端を常に第１溝部と第２溝部との間に位置させることができる。したがって、パイプの曲げ加工を繰り返し行っても、パイプの曲げ加工部分の内側にシワが発生してしまうといったことを確実に回避することができる。また、作業者が設備内に入ってワイパーの修復作業をする必要がなくなるので、設備の稼働率を上げることができる。

第２の発明では、金属ロールから繰り出される平坦なシート材が湾曲溝部及びガイド面部によって第２溝部にまで案内される途中においてその断面が次第に第２溝部に対応する半円形状になる。したがって、平坦なシート材の断面を半円形状にする設備を別途設ける必要がなく、シート材を所望する形状に変化させながら第１溝部と第２溝部との間に向けて効率良く繰り出すことができる低コストな装置にできる。

本発明の実施形態に係るパイプ曲げ装置の平面図である。 図１のII矢視図である。 ワイパーの各構成部品を分解した図２相当図である。 図１の後、パイプを回動型及び押付型で回転型及びワイパーに押し付けて固定した状態を示す図である。 図４の後、芯金を移動させてパイプに挿入した状態を示す図である。 図５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曲げ装置１を示す。該パイプ曲げ装置１は、金属製のパイプ１０に曲げ加工を行うものであり、当該パイプ１０に曲げ加工を施す加工ユニット２（加工手段）と、該加工ユニット２に接続された制御盤３（制御手段）とを備えている。

上記加工ユニット２の略中央には、上記パイプ１０をセットするパイプセット部２ａが設けられ、該パイプセット部２ａの一側には、上下に延びる回転軸心Ｃ１周りに回転可能な回転型４（第１型）と、曲げ加工時にパイプ１０にシワを発生させないようにするワイパー５（第２型）とがパイプセット部２ａに沿って並設されている。

回転型４の外周部分における上記パイプセット部２ａ側には、水平方向に直線状に延びる断面半円状の直線凹条溝部４ｂが形成され、直線凹条溝部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。

また、回転型４におけるワイパー５側の外周面には、回転軸心Ｃ１周りの半周に亘って円弧状に延びる断面半円状の湾曲凹条溝部４ｃ（湾曲部）が直線凹条溝部４ｂに連続して形成され、湾曲凹条溝部４ｃの断面形状は、上記パイプ１０の外周形状に対応している。

上記湾曲凹条溝部４ｃは、上記パイプ１０に外嵌合可能となっていて、上記直線凹条溝部４ｂとで本発明の第１溝部４ｄを構成している。

上記ワイパー５は、図１乃至図３に示すように、上記パイプセット部２ａに沿って延びる略直方体形状の本体部５ａと、該本体部５ａの回転型４側の端部から当該回転型４側に張り出す張出部５ｂとを備え、該張出部５ｂにおけるパイプセット部２ａの反対側には、回転型４側に行くにつれて次第にパイプセット部２ａ側に位置するよう傾斜する張出面５ｇが形成されている。

該張出面５ｇは、回転型４の湾曲凹条溝部４ｃの内面形状に対応するように湾曲しており、上記張出部５ｂは、回転型４の湾曲凹条溝部４ｃに入り込んでいる。

上記ワイパー５のパイプセット部２ａ側には、上記回転型４の直線凹条溝部４ｂに沿って直線状に延びる断面半円状の第２溝部５ｃが張出部５ｂから本体部５ａの中途部に亘って形成され、パイプセット部２ａにセットされたパイプ１０を嵌合させることができるようになっている。

上記ワイパー５における回転型４の反対側には、図２及び図３に示すように、回転型４から離れるにつれてパイプセット部２ａから次第に離れるように湾曲する湾曲溝部５ｄが第２溝部５ｃに連続して形成され、該湾曲溝部５ｄの断面形状は、上記回転型４から離れるにつれて次第に半円形状から直線に変化している。

上記湾曲溝部５ｄには、略三角柱状をなすガイド型５ｅが嵌合していて、該ガイド型５ｅは、上記本体部５ａに対して接近離間可能になっている。

上記ガイド型５ｅの湾曲溝部５ｄ側には、当該湾曲溝部５ｄ側に膨出するガイド面部５ｆが形成され、該ガイド面部５ｆの表面は、上記湾曲溝部５ｄの内面との間に等間隔の隙間Ｓ１を形成するように湾曲溝部５ｄの内面に対応した形状になっている。

ワイパー５の第２溝部５ｃ側で、且つ、パイプセット部２ａの他側には、平面視で矩形状をなす押付型６（第３型）が配設されている。

押付型６の第２溝部５ｃに対向する外面には、水平方向に直線状に延びる断面半円状の第３溝部６ａが形成され、該第３溝部６ａは、上記パイプ１０の外周形状に対応する形状をなしている。

押付型６は、ワイパー５に向かって移動させると、第２溝部５ｃに嵌合した状態のパイプ１０を第３溝部６ａに嵌合させるとともにワイパー５に押し付けるようになっている。

回転型４の直線凹条溝部４ｂ側で、且つ、パイプセット部２ａの他側には、平面視で矩形状をなす回動型７（第４型）が配設されている。

回動型７の直線凹条溝部４ｂに対向する外面には、水平方向に直線状に延びる断面半円状の第４溝部７ａが形成され、該第４溝部７ａは、上記パイプ１０の外周形状に対応する形状をなしている。

回動型７は、回転型４に向かって移動させると、直線凹条溝部４ｂに嵌合した状態のパイプ１０を第４溝部７ａに嵌合させるとともに回転型４に押し付けるようになっている。

そして、回動型７は、パイプ１０を回転型４に押し付けた状態で当該回転型４の回転に連動して上記回転軸心Ｃ１周りで、且つ、押付型６から離れるように回動可能になっている（図６参照）。

パイプセット部２ａの長手方向一側には、上記パイプ１０に挿入可能な芯金８が配設され、該芯金８の先端は略半球形状となっている。

また、ワイパー５における回転型４の反対側には、金属製の帯状シート材Ｗ１がロール状に巻かれて形成された金属ロール９が配設され、該金属ロール９は、その中心線が上記回転軸心Ｃ１と同方向に延びる姿勢になっている。

上記シート材Ｗ１は、板厚が約０．３〜０．６ｍｍであり、鉄材、銅材、アルミブロンズ材、リン青銅材、樹脂材等からなっている。

上記金属ロール９と上記ワイパー５との間には、上記金属ロール９のシート材Ｗ１を挟み込むとともに互いに反対向きの回転動作によって上記ワイパー５に向かって繰り出す一対の繰出ロール１１ａを有する繰出機構１１（繰出手段）が配設されている。

上記両繰出ロール１１ａから繰り出されたシート材Ｗ１は、上記ガイド面部５ｆに案内されながら上記第２溝部５ｃに向かって上記隙間Ｓ１を通過するようになっている。

そして、上記シート材Ｗ１は、第２溝部５ｃに沿うように延びていて、その先端は、直線凹条溝部４ｂと第２溝部５ｃとの間の位置まで到達している。

上記制御盤３は、上記繰出機構１１にも接続され、図４に示すように、加工ユニット２を制御することにより、押付型６及び回動型７を移動させて直線凹条溝部４ｂ及び第２溝部５ｃに嵌合した状態のパイプ１０を第３溝部６ａ及び第４溝部７ａに嵌合させるとともに回転型４及びワイパー５に押し付けるようになっている。

また、上記制御盤３は、図５に示すように、加工ユニット２を制御することにより、芯金８をその中心軸に沿って移動させてパイプ１０に挿入させるとともに、その先端部分が押付型６と回動型７との間の位置に対応するまで移動させるようになっている。

さらに、上記制御盤３は、図６に示すように、加工ユニット２を制御することにより、ガイド型５ｅを本体部５ａに接近させて湾曲溝部５ｄとガイド面部５ｆとの間にシート材Ｗ１を挟み込むとともに、回転型４を回転させながら回動型７を回転軸心Ｃ１周りに回動させてパイプ１０を回転型４の湾曲凹条溝部４ｃに沿わせて曲げるようになっている。

それに加えて、制御盤３は、加工ユニット２によって予め決められた回数の曲げ加工が行われた際、シート材Ｗ１が設定量だけ繰り出されるように繰出機構１１を制御するようになっている。

次に、パイプ曲げ装置１を用いたパイプ１０の曲げ加工について詳述する。

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の直線凹条溝部４ｂとワイパー５の第２溝部５ｃとに嵌合させる。

次に、作業者は、制御盤３の加工開始ボタンを押す。すると、図４に示すように、回動型７及び押付型６が回転型４及びワイパー５に接近するように移動してパイプ１０を第３溝部６ａ及び第４溝部７ａに嵌合させるとともに回転型４及びワイパー５に押し付けて固定する。

次いで、図５に示すように、固定されたパイプ１０の筒中心線に芯金８の中心線を一致させた状態で芯金８をパイプ１０の内方に挿入してその先端部分が押付型６と回動型７との間に対応する位置となるように移動させる。

しかる後、ガイド型５ｅを本体部５ａに接近させて湾曲溝部５ｄとガイド面部５ｆとの間にシート材Ｗ１を挟み込んだ後、回転型４を回転軸心Ｃ１周りに回転させるとともに回動型７を押付型６から離間するように回転軸心Ｃ１周りに回動させる。すると、図６に示すように、パイプ１０が回転型４の湾曲凹条溝部４ｃに沿って曲げられる。このとき、シート材Ｗ１の先端部分によってパイプ１０の曲げ加工部分内側のシワの発生が抑制される。尚、シート材Ｗ１は、曲げ加工の際、本体部５ａとガイド型５ｅとの間に挟み込まれているので、パイプ１０の曲げ加工部分に引き込まれるのが抑制される。

その後、芯金８をパイプ１０から引き抜くとともにガイド型５ｅを本体部５ａから離間させ、さらには、回転型４、ワイパー５、押付型６及び回動型７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。

加工ユニット２によるパイプ１０の曲げ加工が予め決められた所定の回数だけ行われると、制御盤３は、繰出機構１１に作動信号を出力する。すると、両繰出ロール１１ａが回転して金属ロール９からシート材Ｗ１が予め決められた所定量だけ繰り出される。

このように、本発明の実施形態によると、シート材Ｗ１が所定量だけ周期的に繰り出されるので、パイプ１０の曲げ加工を繰り返し行うことで摩耗や欠損によってシート材Ｗ１の先端が短くなっても、シート材Ｗ１の先端を常に第１溝部４ｄと第２溝部５ｃとの間に位置させることができる。したがって、パイプ１０の曲げ加工を繰り返し行っても、パイプ１０の曲げ加工部分の内側にシワが発生してしまうといったことを確実に回避することができる。

また、作業者がパイプ曲げ装置１の設備内に入ってワイパー５の修復作業をする必要がなくなるので、設備の稼働率を上げることができる。

さらに、金属ロール９から繰り出される平坦なシート材Ｗ１が湾曲溝部５ｄ及びガイド面部５ｆによって第２溝部５ｃにまで案内される途中においてその断面が次第に第２溝部５ｃに対応する半円形状になる。したがって、平坦なシート材Ｗ１の断面を半円形状にする設備を別途設ける必要がなく、シート材Ｗ１を所望する形状に変化させながら第１溝部４ｄと第２溝部５ｃとの間に向けて効率良く繰り出すことができる低コストなパイプ曲げ装置１にできる。

尚、本発明の実施形態では、曲げ加工を行う際、パイプ１０に芯金８を挿入しているが、パイプ１０に芯金８を圧入してもよい。

また、本発明の実施形態のパイプ曲げ装置１で曲げ加工を行う際、芯金８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８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曲げ加工を行うパイプ曲げ装置に適している。

１ パイプ曲げ装置
２ 加工ユニット（加工手段）
３ 制御盤（制御ユニット）
４ 回転型（第１型）
４ｃ 湾曲凹条溝部（湾曲部）
４ｄ 第１溝部
５ ワイパー（第２型）
５ｃ 第２溝部
５ｄ 湾曲溝部
５ｅ ガイド型
５ｆ ガイド面部
６ 押付型（第３型）
６ａ 第３溝部
７ 回動型（第４型）
７ａ 第４溝部
９ 金属ロール
１０ パイプ
１１ 繰出機構（繰出手段）
Ｃ１ 回転軸心
Ｗ１ シート材

Claims (2)

1. 金属パイプを曲げ加工する加工手段と、
   該加工手段に接続された制御手段とを備え、
   上記加工手段は、回転軸心周りに円弧状に延びる湾曲部を有する断面半円状の第１溝部が外周面に形成された第１型と、該第１型に並設され、当該第１型との並設方向に沿って延びる断面半円状の第２溝部を有する第２型と、該第２型の第２溝部側に配置され、当該第２溝部に対向する断面半円状の第３溝部を有する第３型と、上記第１型の第１溝部側に配置され、当該第１溝部に対向する断面半円状の第４溝部を有する第４型とを備え、
   上記制御手段が上記加工手段を制御することにより、上記第１及び第２溝部に嵌合させた状態のパイプを上記第３及び第４溝部に嵌合させるとともに上記第１及び第２型に押し付けるように上記第３及び第４型を移動させ、且つ、上記第１型を回転させながら上記第４型を上記回転軸心周りに回動させて上記パイプを上記第１溝部の湾曲部に沿わせて曲げるように構成されたパイプ曲げ装置であって、
   金属製の帯状シート材がロール状に巻かれた金属ロールと、
   上記シート材が上記第２溝部に沿うように、且つ、上記シート材の先端が上記第１溝部と上記第２溝部との間の所定の位置まで到達するように上記シート材を上記金属ロールから繰出可能な繰出手段とを備え、
   上記制御手段は、上記加工手段による予め決められた回数の曲げ加工が行われた際、上記シート材が設定量だけ繰り出されるように上記繰出手段を制御することを特徴とするパイプ曲げ装置。
2. 請求項１に記載のパイプ曲げ装置において、
   上記第２型における上記第１型の反対側には、当該第１型から離れるにつれて上記第３型から次第に離れるように湾曲し、且つ、上記第１型から離れるにつれて次第にその断面形状が半円形状から直線に変化する湾曲溝部が上記第２溝部に連続して形成され、
   上記湾曲溝部には、当該湾曲溝部との間に等間隔の隙間を形成するとともに、上記繰出手段から繰り出されたシート材を上記第２溝部に向かって案内するガイド面部を有するガイド型が配設されていることを特徴とするパイプ曲げ装置。

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