JPS62101319A - 非直線形エア−ギヤツプパイプの製造方法及び切断装置 - Google Patents

非直線形エア−ギヤツプパイプの製造方法及び切断装置

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JPS62101319A
JPS62101319A JP61027731A JP2773186A JPS62101319A JP S62101319 A JPS62101319 A JP S62101319A JP 61027731 A JP61027731 A JP 61027731A JP 2773186 A JP2773186 A JP 2773186A JP S62101319 A JPS62101319 A JP S62101319A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば目勤単の排気ガス用ノをイブのような
非直線形エアーギャップパイプの製造方法及び切断装置
に関するものである。
(従来の技術) 米国政府は、大気汚染物を制御するために自動車の排気
ガス基準を設定している。この排気ガス基準は過去幾年
間にわたって次第に販しくなってきており、今後も厳し
くなり続けるものと予想される。自動車メーカーは、触
媒変換法により排気ガスの肩書性を減少させるための揮
々の装置を既に採用している。さらに、メーカーは燃料
をこれ1でよりも完全に燃焼させるだめの装置も実用化
している。この完全燃焼用の装置は、パルプにより空気
を付加的にエンジンに送り込むか、あるいはパルプによ
り燃焼ガスの一部を再循環させてさらに燃焼させるよう
になっている。
完全かつ効率的な燃焼を行なうようにした装置では、燃
焼温度が高くなり、それにともなって排気ガスも高温に
なることがわかっている。その高温の排気ガスは安全に
処理することが困難である。
すなわち排気ガスが高温でめると、排気管やマフラー、
テールパイプが高温になり、それらに隣接する車両の部
品が損傷される。
排気システムの周知の付414品として、隣接する車両
の部品から排気システムの一部を熱的に絶縁するように
したものがある。例えば、板金層の熱シールドを排気シ
ステム部品と隣接する車両部品との間に隙間を隔て取り
付ける構造のものがある。
一般的な熱シールドは、触媒コンバータのような特定の
高温部分を特に損傷を受けやすい車両部品から部分から
絶縁するために使用される。大型のシールドにより排気
パイプやテールパイプを長い区間にわたって覆う場合、
コストが増加するとともに取り付けがきわめて困難にな
る。
上記以外の構造として断熱材を利用したものが既に開発
されている。この種の構造では、排気システムの高温部
分を絶縁するのにきわめて有効でめるが、断熱材は外部
から損傷を受けないように保挿しなければならない。こ
のために構造的に確実な保護外皮が一般に必、安である
。この別の構造は効果的であるが、絶縁材と外皮の両方
に費用がかかるので、実用的でない。実際には、絶縁材
は一部のマフラーとコンバータだけに一般に使用されて
いる。排気システム全体にわたって長く姑びるノミイブ
に断熱材を使用するには、たいていの場合、費用がかか
りすぎると考えられている。
エアーギャップパイプは、排気システムの排気パイプや
テールパイプに優れた断熱効果をもたらす。
エアーギャップパイプには、その内部を排気ガスが流れ
る内側ノミイブと、それに対してIfillJIを隔て
た外側パイプが設けられる。内側および外側のパイプの
間のエアーギャップ(空気間隙)により所望の断熱効果
が得られる。
最近まで、エアーギャップパイプの製造には時間と費用
がかかつていた。すなわち、最近まで、全長rCわ念っ
て間隙を有するエアーlギツプを製造する方法として2
つの方法があった。第1の方法では、大径の直線状パイ
プに小径の直線状パイプを挿入する。次に両者の間に間
隔材を挿入して内側パイプ全外側パイプに同心に支持す
る。一般に間隔材は金If4gで、その融点は内側およ
び外側のパイプの材料金鵬の融点よりも充分に低い。次
に支持材料を液体の状態で、内側および外側のパイプの
間の空間へ入れ、絖いて冷却して凝固させる。このよう
にして内側パイプを概ねその全長にわたって外111j
バイブに確実に支持し、その祖み合せパイプを折り曲げ
るか、またはそれ以外の状態に変形させ、車両で使用す
る形状にする。次にこの組合体は支持間隔材が完全に溶
けるまで加熱され、溶融材料を組み合せ体から流し出す
。これによりエアーギャップが内側および外側パイプの
間に残る。この方法では著しく時間と費用がかかる。
さらに間隔材として使用する材料が著しく高価である。
この方法の変形として、砂や鉛を間隔材にしてパイプの
折り曲げ後に流し出す方法がある。
従来の第2のエアーギヤツブパイプ姿造方法では、あら
かじめ変形させた外側パイプを全長にわたって帯鋸によ
り半分に切断するようになっている。
部分した/髪イブ片は分離し、外側パイプ片の内面に支
持部分を溶接する。次に、同様に変形させた内側パイプ
を外側パイプ片の間に位置させる。
この方法も著しく時間と費用のかかる方法である。
さらに正確かつ確実に外側パイプを縦方向に切断して半
分にすることは一難である。
(発明が解決しようとする問題点) 米国特許第4.501.302号にはきわめて効果的な
エアーギャップパイプとその製造方法が開示されている
。米国特許第4.501.302号の開示内容を参考の
ために本明細蕾に記載する。米国特許第4.501.3
02号に開示された方法では、内側および外側のパイプ
は、車両の設計仕様に対応させて、概ね同一の形状に曲
げられる。この曲げ作業は、ノ耐イブを次々と高速かつ
高絹度で処理できるプログラム可能な曲げ機により行な
うことができる。
折り曲げパイプは次に縦方向に切断される。この縦方向
の切断は、プラズマアークカッターやレーザーカッター
等のプログラム切断装置で行なうことが好ましい。米国
特許第4.501.302号で説明した如く、この切断
方法では、非常に高速かつ正確に切断を行なうことがで
きる。米国特許第4,501.302号VCは、内側お
よび外側のパイプの間に支持部分を設けることが記載さ
れている。これらの支持部分は、外911Iパイプの曲
けおよび切断前に形成することが好ましい。曲げおよび
切断作業前に外側パイプに内側に突出した複数の窪みを
形成し、それらの窪みにより支rf部分を形成すること
が好プしい。
支持部分を形成して外側パイプの聞けおよび切断を適当
に行なった後、内側パイプを外IIIパイプの両切断パ
イプ片の間にmき、外側・耐イブ片向士を固着して構造
的に強固なエアーギャップパイプを完成する。外側パイ
プ片同士は、その全長にわたって固着することもでき、
また間隔を隔てた複数箇所を適当に固着することもでき
る。溶接等により間隔を隔てて固定する場合、熱消散の
率およびパターンに影響を及ぼすことがある。
上述の如く、米国特許第4.501.302号に記載の
エアーギャップパイプおよび製造方法は、きわめて亀ま
しく、効率的かつ効果的である。ところが、工程ならび
にその工程で使用する装置を改良し、ある種の製造上の
問題を解決するとともに、米国特許第4,501,30
2号に記載の方法の場合よりも、さらに製造を高速化す
ることが望まれている。
以上の点を考慮して、本発明はエアーギャップパイプを
製造するための優れた方法を提供することを目的として
いる。
また本発明は、カッターへパイプを送り込む場合のPJ
r要時間を短縮したエアー−′Fヤップパイプの製造方
法を提供することを目的としている。
さらに本発明は、外側パイプが形状の異なったものに代
った場合でも、外側パイプを正確がっ高速で切断できる
方法を提供することを目的としている。
また本発明は、外側ノにイブ片同士の再溶接を容易化し
た方法を提供することを目的としている。
さらに本発明は、使用中に内側パイプと外側パイプの間
で水分が凝縮してもさほど影響を受けないエアーギャッ
プパイプを製造するための方法を提供することを目的と
している。
さらに本発明は、外側パイプの形状が前のパイプと多少
変わった場合でも、縦方向に外側パイプを正確に切断し
て2分する装置を提供することを目的としている。
又本発明は、外側パイプ片を内側パイプの回りに確実、
正確かつ速やかに位置決めする装置を提供することを目
的としている。
(問題を解決するための+段) 要するに本発明は、車両排気システム用のエアーギャッ
プパイプを効率的に製造するための方法を対象としてい
る。本発明の方法は、内側パイプと外側パイプを供給す
る工程を含んでいる。ところが、大抵の場合、内側ノミ
イブは外側パイプよりも長く、内側ノミイブを隣接する
触媒コンバータ、マフラー、マニフオールド等の排気シ
ステムの部品に確実に取り付け得るようになっている。
本発明の方法には、外側パイプの供給部から炭火と外側
パイプを選択して支持部分を形成する工程を設けること
ができる。支持部分はプレス装置で形成することもでき
、その場合には、外側パイプをプレス装置に置き、プレ
ス装置を作動させて外側パイプに接触させ、内側に突出
した複数の窪みを外側パイプに列状に形成する。この作
業は、窪み形成用プレスに個々の7Qイブを手動で送り
こんで行なうこともでき、また自動化機械によりこの送
りを行なうこともできる。大部分のエアーギャップパイ
プでは、比較的少数列の窪みて光分である。例えば隣接
する舗みf:数フィート離すこともできる。場合によっ
ては、外側ノミイブと一体の窪み以外の部分で支持部分
を形成することができる。例えは、外側]・髪イブを内
方へ切り起して設けた弾性的なフィンガーで支持部分を
形成することもでき、別体の支持部分を/Rパイプ面に
機械的に固定することもできる。この工程は以下に説明
する工程の後に行なうこともできる。
次の工程では、エアーギャップパイプを1更用する車両
の仕様に対応させて、真円筒形の外側パイプに曲げまた
はそれ以外の変形加工を施す。典型的な例として、この
工程では、外側パイプ全体を初期の真直な中心線に対し
て曲げる。なお外側パイプを部分的に変形させて車両の
障害物を(gI避させるだけの場合もある。この変形に
より例えば平坦部分を形成する場合、元の中心線位置に
対する曲げは行なわれない。上述の曲げ工程は、プログ
ラム可能1能な曲げ装置で行なうことが好ましい。パイ
プの曲げ工程は、支持部分のル成工程の前後いずれでも
よい。
内側)々イブは、曲げやその他の変形加工によや、外側
、+フイブの形状に対応する形状にする必要がある。外
側jパイプ素材の曲げは、内側パイプ素材の囲げ加工の
前後いずれに行ってもよい。但し、内側パイプと外側ノ
ミイブをそれぞれ別の曲げ磯で並行して行なうと、製造
効率が最も高くなる。より評細には、後述する如く、外
側パイプの曲げをカッターの作業率に合わせると効率的
である。内側パイプの曲げも上記カッタ一作業率に概ね
合わせることもできる。その結果、両パイプの製造率と
在庫数を、ここに説明する如く、切1ffr装置の作業
率と合わすことができる。従って内側パイプと外1μm
1.にイブの在庫数を少なくして間接コストを最小にす
ることができる。
次の工程には、外側ノミイブを切断装置に送り込む工程
が含1れている。切断装置には、プラズマアークカッタ
ーやレーザーカッター等の1対の高エネルギーカッター
を設けることが好ましい。1対のカッターは被切断パイ
プのlq側に互いに並列状態で設けられる。ただしカッ
ターは、相+側に向けずに相対的に僅かにずらす必要が
ある。
容筒エネルギー切断装置は、プログラム可能なロボット
装置に取り付け、カッターが3次元・qターンで折り曲
げ後の外側パイプの中心線にfdつて遍8V風献マ・缶
入ようにすることが奸捷1.い。プログラム可能なロボ
ット装置には、製造しようとするエアーギャップパイプ
の長さ範囲に対応した寸法を有する回動可能な連結アー
ムを列状に設けることが好着しい。但し1本着たけ複数
本のレールのようなガイド装置上に各ロボット切断装置
に取り付けることにより、切断装置の秘方向の範囲を拡
大することができる。その場合、切断装では案内装置に
沿って移動するようにプログラムして切断装置の移kL
1範囲を拡大する。
連続する切断作業の間の消費時間を最小にするためには
、カッターにシャトルシステムを設けることが好着しい
。シャトルには、カッターに対して相対的に移動する2
個の作業ステーションを間隔を隔てて設ける。この場合
、折り曲は外(fill /♀イブをシャトルの一端に
搭載する間に、シャトルの他端に先に搭載したパイプの
切断を有なう。切断作業が完了すると、シャトルは速や
かに移動し、搭載隣みの未切断外11111パイプが切
断位鵬へ送られる。同時に、切断の完了した直性のパイ
プはカッターから離され、シャトルから取り除くための
位置へ移動させられる。切断済みのパイプが除去される
と、新たな未切断パイプが代りに置かれる。
この切断済みノミイブと未切1Ijrパイプとの父換は
、シャトル他端のノミイブを切断している間に行なう。
書度、切断作業が完了すると、シャトルは逆の方向に移
動して新たな切断を行なうことができ、同時に切断済み
の7耐イブが倉たな未切断外側パイプと父換される。
1つのパイプと次のパイプの闇で金属特性上の差かめる
と、種々のパイプの輪郭に僅がではあるが重大な変化が
生じる。すなわち、それらの金属的な差により、曲げ装
置によりノミイブに及ぼされる神々の外力に対するパイ
プの反応が異なる。通常の場合、1つの折り曲げ/Rパ
イプら仄のパイプへの変形は、車内にパイプを搭載でき
る限界内に収才っている。ところが、これらの折り曲げ
パイプの変形は切貼作東時に重要になり、変ブレが生じ
ていると、プログラムされた切断装置がパイプの少なく
とも一部?中心がらずれた位置で切断することかめる。
偏心位置で切断されると、外側パイ 。
プ内の最適位置に内側パイプをはめることが困難または
不可能になる。そのために、本発明の方法に、折り曲げ
パイプの実際の輪郭をカッターでなぞる工程を設け1.
eイブを中心軸に沿って確実に切断することもできる。
この処理では、ノミイブの所定の輪郭軌跡との対比を行
なう。この作業を行なうための装置には、付勢装置を配
列し、該装置により折り曲げノミイブの外面をなぞり、
折り曲げパイプの縦方向の軸に対して切断装置ftを同
心に並べるようにする。
/Rパイプ曲げると、パイプの金属材料に櫨々の内部応
力や歪みが生じることが分かっている。この応力の残留
したノミイブを縦方向に切り離すと、各7447片が、
内部応力やφみに応じて、他方に対して僅かに曲がるこ
とがある。切断、Jiパイプみ方向のパイプ片は、順々
に送られてくるパイプ毎に、具体的な全域特性上の差に
より、折り曲げ部 ゛の輪郭が細かい点で具なっている
。従って、再溶接は、元は1本のパイプ−であった、f
フイブ片同士について行なうことが効果的である。この
ようにパイプ片同士を容易に合わせるために1.eイブ
片同士を一端で連結したままにしておくと効果的でるる
。例えば、折り曲げパイプは、最後の約へインチかそれ
以下の長さだけを残して、縦方向に切断する。これによ
ると、両パイプ片を再溶接ステーションまで合わせた1
箇にできる。上記連結部分は短いので、再溶接ステーシ
ョンでは容易に連結部分を切り離すことができ、切り離
し後の両パイプ片の間に内側パイプを置いた後に、元は
1本であったパイプ片同士を改めて固定することができ
る。
元は1本であったノにイブ片同士を合わせてエアーギャ
ップパイプ組立体を構成すると、ある程度製造工程が容
易になるが、その場合でも、対応する1対の7耐イブ片
が内部の応力に対してそれぞれ別の状態で変形し、単に
外側パイプ片同士を合わせたたけでは適当な状態に並は
ないことが多い。
その場合、切り離したノミイブ片の縦方向の線同士を、
uTり曲は後の切断外1)++1 パイプの全長にわた
って、互いに沿わせることはできない。従って外側パイ
プ片同士の貴固定が困難になり、所望のエアーギャップ
をパイプの全長にわたって形成することが不自丁能なこ
とがある。
上述の再整列に関する問題は、切り離し後の外側パイプ
片の縦方向の縁に沿って、複数の縁曲げ部を置くことに
より解決できる。これらの縁曲げ部は外側ノミイブ片の
縦方向の軸に対しである角度で並べ、/?!r縁曲げ部
の部分では、外側パイプ片の有効幅が大きくなるように
する。各縁曲げ部の寸法は、谷縁曲げ部が他方の・耐イ
ブ片の縦方向の縁を接触状態で支持するように設定する
。この縁曲げ処理は特殊な工具を使用せずに行なうこと
ができ、またこの処理によりパイプ片同士を確実に最適
の状態で改め1固定することができる。
外側、Wイブ片の縁曲げ工程の代りに、次のような工程
全採用すると一層効果的であり、好ましい。
この工程は、第1の外側パイプ片を適当な位置に締め付
けるようになっている。次に内側パイプの少なくとも複
数筒用“の周囲に断熱材を設けることもでき、その場合
には、断熱材によりエアーギャツブパイプ内を流れる排
気ガスの熱伝達を適当に制御できる。次に内(lull
パイプを上述の如く適当に位置決めした外側パイプ片の
内側に置く。矢に第2外側)耐イブを、締め具で締め付
け、第1外側・耐イブおよび内側パイプに対して最適の
位置に並べる。複数の外9111パイプ用締め具を使用
し、それらの締め具が適当な順序で作動するようにする
ことが好ましい。すなわち複数の締め具を1.eイブの
投手方向にその一端から他端側へ順々に間違で作動させ
ることが好着しい。この連続動作により外側7347片
が隣接する締め具の間で膨らむことを確実に防止できる
。各締め具には、概ね半円形の底部を有する部材を設け
、その寸法をパイプが緩やかにはするように設定できる
。各締め具にはカム装置やレバー装置を組み込み、該装
置により外側、vイブを締め具に対して所定位置に位置
させることもできる。
外1FIII パイプ片同士を締め具により内側パイプ
の周囲に正確かつ確実にiff宜決めした後、外側パイ
プ片同士全再度固矩する。このための固定手段はどのよ
うなものでもよいが、外側パイプの少なくとも一部を溶
接することが好ましい。溶接は、エアーギャップパイプ
を列状の締め具により確実に保持した状態で、手動によ
り行なうことができる。
但し、プログラムされた溶接装置により、7耐イブ片同
士の合わせ目に沿って、その全景あるいは適当な御所に
溶接を施すことが好ましい。
(実施例) 本発明の方法は、その概略を第1図に示す如く、符号1
0で示す装置の組立体を使用する。組立体1()を形成
する柚々の機器は適当な順序で作動するように設定され
ており、独特かつ肯わめて効果的なエアーギャップパイ
プの製造方法を提供するようなっている。組立体10で
製造される各エアーギャップパイプは、折り曲げ構造の
内側・にイブと、隙間を隔てて内11411 /々耐イ
ブ囲む折り曲げ構造の外側1バイブとを備えている。
組立体10には、外側パイプ用の管材料供給装置12と
、内側とパイプ用の管材料供給装置14とが設けである
。供給袋[12,14内における外側および内側・耐イ
ブの管材料の初期の外形は、概ね直線状である。
供給袋[12,14から外側および内11(1パイプは
第1図で符号16.18で示す後続の曲げ機へ送られる
血げ@16.18は、エアーギャップパイプ完成品の設
計仕様に従って、外側および内側パイプを適当に’Ir
り曲げる。これらの折り曲げに手動曲げ機を1史用する
こともできるが、少なくとも1対の自動曲げ装置を1更
用して外IIIおよび内側パイプに適当な折り曲げ部を
形成することが好せしい。典型的な例として、自動曲げ
装置には、/e耐イブ一端を掴んで・耐イブの軸方向お
よび牛後方向の動きを細かく制御できる機構が設けであ
る。次にパイプは軸力向に前進させられ、装置の曲げ部
分内へ送られながら所定量だけ生性方向にねじられる。
この聞は部分ではあらかじめ設定婆れた量た&−1〕々
イブが凹げられ、その場合の各曲げ位置や曲げ方向は掴
み機構により汲にされる。
場合によっては、曲げ機lbを別の機構に代えるか、る
るいは別の機構を併設し、/々耐イブ長手方向の適当な
位置に平坦部等の変形部分を形成し、外側パイプを非同
心円彫状にすることもできる。
上述の如く、内側および外01ll/′!イブは、エア
ーギャップパイプの完成品において互いに間隔を隔てた
状態に保たれる。従ってこの間隔を隔てた状態を保つた
めに、適当な支持部分を設ける必要がめる。支持手段は
、間隔を陽だ複数の支持部材を外側パイプの内面あるい
は内側パイプの外面に取り付けて構成することができる
。例えば、支脚を浴接により固定することもでさる。そ
れに代えて、支持カラーを摩擦を利用して内側パイプの
間隔を隔てた複数箇所に取り付けることもできる。但し
第1図に示す実施例の方法では、内向きの支持部分を外
側パイプに形成する工程が採用さ才している。
これらの支持部は内向きの突匙ヤ窪みでめってもよく、
また外側パイプに複数の内向きの切り起し部を設けで形
成した複数列のばね状フィンガーでりつ1もよい。外側
ノにイブの間隔を隔でた核数箇K「を、内側、&イブ?
支持フ゛るのに光分な長さたけ内向きに付勢するような
プレスを使用し、外側パイブをそのようなプレスに、送
り量を増加させながら、送り込むことが好ましい。この
ようにして外1Fl11 パイプに内向きの支持部分普
たは窪み全形成する場合1.eイブ全プレスに送り込む
手段として自動および手動のいずれを採用してもよい。
ノ9イブを自動および手動のいずれで送る場合でも、プ
レス装置に複数のストン、eを設けて支持部分の好まし
い位置を天足することができる。外側パイプにこれらの
支持部分を形成するための工程および装置を第1図に符
号加で示す。
外側パイプを曲げ機16で折り曲げ、装[20で外側パ
イプに支持部分を形成すると、次に折り曲げ7にイブは
コンベヤ21によりプログラム可能な切断装wnへ送ら
れる。プログラム可能な切断装置乙には、折り曲げパイ
プが順次取り付けられるシャトル′2/1と、各折り曲
げパイプの対向する縦方向の縁を切断する1対のカッタ
ー26.28を設けることが好ましい。カッター26、
路には、プラズマアークカッターやレーザーカッター等
の高エネルギー装置を1史用することが好ましい。ただ
しニプラーや往復動式鋸等の適当なプログラム式機械カ
ッターを1史用することもできる。
(作 用) シャトルUとカッターが、あの機構は詳細Kf述するが
、まず第1図に示す全体工種の概略を続けて説明する。
上述の如く切断された外側パイプはコンベヤ74.76
により締め付けおよび栴溶接ステーション加へ送られる
。ステーション加では、折り曲げおよび切断後の外側パ
イプの各半分が折り曲けられた内偵]パイプの回りに確
実に位置決めされ、その位置で溶接される。このように
して形成すれたエアーギャップパイプは分配ステーショ
ン32−S込られ、検査を受けて出荷のために適当に包
装される。
組立体lOの切断ステーション乙の詳細を第2図、第3
図に示す。より詳細に説明すると、切断ステーションn
には第1および第2の整列ステーションあ、あが設けて
あり、上述の如く曲げ@18で適当に成彩された折り曲
げパイプ40がコンベヤ21によりステーション調、3
6へ送られる。整列ステーション34.36はシャトル
列に近接しており、カッターかの両端に設けである。
シャトルラはカッター26,28の中間に設けてあり、
整列ステーション別、36に概ね@接してそれらの間を
砥びている。シャトルかには移動台42がレール43に
取り付けた状態で設けである。移動台42には、レール
43に沿って移動台42を移動させるために、リニアイ
ンダクションモータ等の駆動手段が設けてるる。ざらに
移動台42には、1対の支持部組立体44.46が設け
てあり、組立体44.46がそれぞれ1個の折り曲けら
れた外側/′!イブ40を支持するようになっている。
より詳細には、各支持部組立体44.46には複数の支
持ブラケット48が設けてあり、その上の適当な位置に
111i!ilのり[り曲け/(イブヲ迦邑に載せるよ
うになっている。
リニアインダクションモータ等の駆動手段は、ショック
アブソーバ関、5zの間で移動台42をレール43に沿
って速やかに往復させ得るようになつ又いる。ショツク
アブレール(資)、52は、組立体10ヲ設直した加設
の床等の基礎に正確かつ剛直に取り付けである。さらに
ショックアブソー/之加、52にはスイッチ手段が設け
てあり、スイッチ手段により移動台42の駆動手段の動
力が切れるとともに、次の起動時にレール43に沿って
移動台42が逆方向に移動するようになっている。
カッター加、鑓にはそれぞれ、高エネルギーカッターや
その他の切断手段を備えたカッターヘッド56、詔が設
けである。カッターヘッド関、58は、それぞれ連接ア
ーム(イ)、62に取り付けてあり、連接アーム(4)
、62はそれぞれロボット族[64,66に取り付けで
ある。ロボット族[64、(資)は4!r@作が互いに
正確に連動するように接続されている。さらに切断動作
はロボット装置64、閉で制御されてシャトル組立体U
の動作とも連動するようになっている。
ロボット装置64、艶をそれぞれレール簡、70に取り
付け、ロボット装置i64.66をレール43やシャト
ル組立体24と平行に動くようにすることもでさる。こ
のようにロボット装置64.66ヲレール1侶、70に
沿って動かすと、カッター26.:Sの作業範囲を実質
的に増大させ、非常に長い外側パイプ4(〕を切断する
ことができる。
さらに切断ステーション乙には切断パイプコンベヤ74
.76が設けてあり、シャトル組立体から取り除いた外
側ノにイブ40をコンベヤ74.76上ニ置くようにな
っている。上述の如く、コンベヤ74.76は切断され
た外側パイプ40を締め付けおよび再溶接ステーション
刃ぺ送るようになっている。ステーション(資)での作
業を以下に詳細に説明する。
作業段階では、折り曲げられた外側パイプ40はコンベ
ヤ21により整列ステーション34または36へ込られ
、各整列ステーションあ、:36に折り曲げ外側パイプ
40が染められる。次に折り曲は外側ノミイブ40は整
列ステーションあ、あからそれぞれ移動842上の適当
な支持S組立体躬、46へII々に込られる。
より詳細には、第21¥1の如く、移動台42がレール
43上の左端位置にめる時、支持部組立体46に載せた
?[り曲げ外側パイプ40 aは各カッターが、四によ
り切断さnている状態にある。この切断作業の間、先に
支持部組立体44に載せられて切断されたパイプ40b
は、そこから除去されており、切断パイプコンベヤ74
上に置かれている。この先に切断された。Qイブ40が
支持部組立体44からコンベヤ74へ除去されると、次
の切断されていないパイプ40 Qが整列ステーション
調から支持部組立体44へ運ばれる。支持部組立体44
に対する折り白は外側パイプ401)、40Cの上記除
去作業およびその後の搭載作業は、カッターが、公が支
持S組立体46に載せた折り曲げ外側パイプ40 aを
切断している間に行なわれる。
外側ノぜイブ40 aが切断されると、カッター26、
布のアーム印、62がそれぞれ初期位置へ戻り、移動台
42がショツクアブンーノセ52に向ってレール43上
を速やかに移動する。移動台42とレール43の寸法は
、移動台42がショックアブソーバ52に達した時に、
移動台42の移動前に支持部組立体46が占めていた位
置に支持部組立体44が概ね正確に位置するように設定
筋れている。この耕たな位置は第3し1に示されている
移動台42がこの右端位置に達すると、カンタ−が、公
が折り曲げ外側パイプ40 Cの切断を開始する。この
切断作業の進行中、先に切断された外側・qイブ40 
aは支持部組立体46から取り除かれ、切断パイプコン
ベヤ76に載せられる。次に切断前の折り曲げパイプ4
0 bが整列領域間から支持部組立体46へ送られる。
このように外側・Rイブ40の切断作業は速やかかつ順
々に行なわれ、切断予定のパイプの搭載作業ならびに切
断の完了したパイプの除去作業にタイムロスはほとんど
又は全く生じない。シャトル路上でのパイプ40の搭載
および除去は、手動作業および自動化装置のいずれでも
行なうことができる。
整列’its域ヌおよび切断パイプ保管領域74.76
の具体的なレイアウトは、搭載および除去を行なう自動
化装置の具体的な構造、あるいは搭載・除去作業を人手
で行なう場合の作業員数に左右される。
前述の如く、各外側パイプ40の金属特性により、曲げ
機18により及ぼされる力と谷パイプ4oの曲り状態は
僅かに相違する。従って、仮想的に正確な位置に向くよ
うにプログラムされたカッター2(i 、あは、偏心し
た位置において外側)々イブ40を切断することがある
。このようにして切断された外側ノeイブ40の管壁の
2閏の切れ目は、外側パイプ40の直径よりも小さい距
離だけ互いに離れることになる。極端には偏心していな
い状態で切断した場合でも、外側パイプ40内に内側ノ
ミイブを過当な状態で着座させることは困l1IIIま
たは不可能である。この問題を防止するために、外側パ
イプ40の切断工程には、折り曲げ外側ノにイブの正確
な輪郭をなぞる工程が設けである。この作業を行なうた
めの装置の概略が第4図、第5図に示されている。すな
わち、カッターヘッド関には1対のローラー78、洩)
が設けてあり、ローラー78.8oが外1011 ノ”
イブ40ノ間隔を隔てた2箇所を転がってなぞるように
なっている。同様に、カッターヘッド謔にはローラー8
2.84が設けである。ローラー78〜84は谷高エネ
ルギーカッター86、聞に先行させるか、または並べる
ことが女fましい。
第5図に最も明瞭に示されている如く、ある角度で配置
されたばね装置92.94にカッターヘツrを連結する
こともできる。ばね装置92.94は約匍度の角度間隔
を隔てて配置されており、カッターヘッド58ヲ外側パ
イプ40に向って付勢する。連接アーム(図示せず)が
作動してカッターヘッド関が外側パイプに対して移動す
ると、ローラー82、あがパイプ40の実際の位置をな
ぞる。従って外側パイプ40が当初予定した位置よりも
支持部(3)に近すぎる場合、カッターヘッド58はば
ね装f92やばね装置94の反発力に抗して移動し、そ
れによりカッターヘッドが外側パイプ(社)の実際の位
置を正確になぞることができる。これとは逆にパイプ4
0の実際位置が所定位置よりも支持部間から離れている
場合、ばね装#92やばね装置94がカッターヘッド5
8を実際位置に向けて移動させる。
第6図には、外側パイプ40が、第1図に示す切断鋏[
22から離れた恢の切断状態で示されている。
より詳細には、外側)耐イブ40は1対のパイプ片%、
98(半分の部分)を備え、それらは縦方向の切れ口1
00.102により互いに離されている。しかしながら
、外側/(イブ片%、98を内側)2イブの周囲におい
て再度固定する場合、各外側7947片96.98を、
先に切り離された他方のパイプ片と合わせると、上記褥
固定作業が容易になる。この改めて合わせる作業は1.
Qイブ40の一端を残して縦方向の各切れ目100,1
02ヲ設けると、非常に容易になる。すなわち、パイプ
旬の端部に短い連結部分104.106を設けると、作
業が非常に容易になる。これらの連結部分はへインチ以
下にすることが好ましく、連結部分により、対応した。
Qイブ片同士を、第1図に示す組立体10の再fF4級
ステーション30まで、接触した′1まにできる。工程
中の上記箇所において、7347片%、98を互いに離
すように回して連結部分104.106 ’i切り離す
だけで、外側ノ耐イブ40の7耐イブ片%、98ヲ切り
離すことができる。
第7図から第13図までには、第1図の組立体の締め付
けおよび栴浴接ステーションで1更用される締め具が図
示されている。上述の如く外側パイプ40を曲げると、
種々の内部応力や内部歪みが生じる。折り曲げた外側パ
イプを切断する場合、それらの応力や歪みにより各外側
ノにイブ4oの両パイプ片は互いに他方と異なった状態
でねじれる。従って、通常の場合、外仰1パイプ片同士
を単に置いただけでは並置状態にはならず、切断縁を正
確にそろえることは不可能である。すなわち、第7図に
おい又、締め具は110で示されている。締め具110
には、5峨ね半円形の切り欠き114を形成した底部支
持部112が設けである。烙らに締め具110には、概
ね半円形の切り欠き118を形成したj′11部叉持部
116が設けである。半円形の切り欠き】14.118
の寸法は、外側ノ3イブ40の直径に対応するように収
定されている。底部支持部112の近傍にはシリンダ組
立体120が取り付けである。シリンダ組立体120に
はピストン部材122が、1対の把持アーム】24.1
26に回動自在に枢支された状態で設けである。把持ア
ーム124.126は概ねノ氏部支持部1120半円7
m?の切り火き114に1口」って互いに平何VC蛾ひ
1おり、半円形の切り欠き114の対向する2η〕ツガ
の111118Bに軟ね接している。
各アーム124.126には、凹部からなるカム従動1
I0128.130が設けである。カム従動面128.
130はそれぞれカム132.133に連結している。
この構造によると、シリンダ組立体120に対してピス
トン122が動くことにより、把持アーム124.12
6が下向きに移動する。またアーム124.126が動
くにつれて、カム従am128.130ハカム132.
133に駆動され、アーム124.126が共通の枢支
点1237il−中心にして互いに相手側へ回動する。
アーム124.126には把持突起134.136がそ
れぞれ設けである。把持突起134.136は概ねカム
従動面128.130と反対側の部分のル・上部分に設
けてあり、外側・にイブ40のパイプ片を掴んで、以下
の如く、底部支持部112に正確に着座させるようにな
っている。
]置部支持部116の近傍には第2シリンダ組立体13
8が取り付けである。第2シリンダホ1[室体138に
は駆動ピストン140が、頂部支持部116に回動自在
に取り付けた状1暢で設けてめる。さらに締め具110
には、1刈のカム142.144が、頂部支持部116
上のカム従動(2)146に隣接させて設けてある。カ
ム142.144の相対的な位置ならびにカム従動間1
46の外形は、ピストン140が作動した時、カム従動
間146とカム142.144が連動して頂部支持部1
16が回動させられるように設定されている。
締め具110の連続的な作動を第8図ないし第12図に
示す。すなわち第8図の如く、シリンダ組立体138に
対してピストン140は、頂部支持部116が底部支持
部112から離れる方向に回動するように配置されてい
る。さらにシリンダ組立体120に対してピストン12
2は、把持アーム124. 126が最上位置ヲ占める
とともに、半円形の切り欠き114に対して概ね接する
ように位置している。この位置では、外側パイプ40の
底部側パイプ片98が底部支持部112の半円形の切り
欠き114内に置かれる。第8図の如く、外側パイプ4
0の底部側パイプ片98がねじれていると、パイプ片9
8が半円形切り久き114から離れることがめる。
第9図において、外側ノ耐イブ40のパイプ片98は、
それぞれ把持アーム124.126の把持突起134.
136により、底部支持部112の半円形の切り欠き1
14に確実強固に引き入れられる。すなわちピストン1
22がシリンダ120に対して下向きに駆動され、それ
に対比、してアーム124.126が下向きに移動する
。このようにアーム124.126が移動すると、カム
従動面128.130がカム132.133と作用しめ
い、従って、第9図の如く、アーム124.126は共
通枢支点123を中心にして相手側へ回動する。このよ
うにしてアーム124.126が相手側へ多少移動する
と、その動きと下向きの動きとが組み合せられ、アーム
124.126の把持突起134.136が外側パイプ
40のパイプ片98を半円形の切り欠き114へ確実に
引き入れる。
外9111パイプ40のパイプ片98が底部支持部11
2の半円形の切り欠き114に過当に層座すると、第1
υ図の如く、その中に内側パイプ150が置かれる。
具体的には、内側パイプ150は外側、12イブ140
の支持部分148上に置かれる。図示されていないが、
最初に内側パイプの過当な部分を断熱材で包むこともで
きる。
第11図において、次に、外側パイプ40の頂部側zQ
イブ片96が、外(Ill 、ξイブ40の低部側パイ
プ片98および内側パイプ150の上に置かれる。第1
1図の如く、パイプ片96のねじれは、)247片96
.98同士のはめ合わせ部に隙間ができる原因となる。
シリンダ138に対してピストン140が駆動されるこ
とにより、外側パイプ40の頂部側パイプ片96は、底
部1ltllパイプ片98と内側パイプ98に対して正
偽に位lσ決めされる。このピストン140の動きによ
!:) ]Ji1部支持部116に概ね下向きの回転運
動が生じ、それにより半円形の切り欠き118が外側パ
イプ40の頂部側パイプ片%に確実に係合し、頂部側/
eイブ片96を第12図の状態にする。この安定した状
態に締め付けられると、外側パイプ40が改めて浴接さ
れるか、あるいは他の方法で固定され、構造的かつ後目
ヒ旧に有効なエアーギャップパイプが構成される。
第13図において、複数の締め具110a〜110dが
完成したエアーギャップパイプ160に係合した状典で
示づfしていふ〜寸hhも諦め丘110a〜11 [’
l dは、エアーギャップパイプの設計仕様に寸法と形
状を対応させた固定具162に取り付けである。締め具
110a〜110dは油圧手段または空圧手段により駆
動し、個々の締め具110a〜110(iが運娩的に第
13図で左から右へ、または右から左へ作動するように
することが好ましい。この連続動作は非常に速く行なう
ことができるが、−接する締め具の間でパイプが膨らま
ないようにすることが*要である。一連の動作では、ま
ず谷ピストン122が作動して外側〕にイブ40の底部
側パイプ片98が過当かつ確実に取り付けられ、次にピ
ストン140が再び作動してパイプ40の頂部側/eイ
ブ片96が清白かつ確実に取り付けられる。
第14図には完成したエアーギャップ/Nイブ160の
軌間が示されている。エアーギャップパイプは外仰jノ
にイブ140と内側パイプ150を俯メている。
内側および外$11のパイプ150.140は支持部分
148により隙…Jを隔てた状態に保た扛ている。第1
4図の如く、車両MdQにエアーギャップ/Nイブ16
0の下部となる部分において、外側/髪イブ14(1に
は孔164が形成しである。内側および外側のパイプ1
50.140の間に形成される凝縮敵をこの孔164か
ら排出することができる。このように凝縮液を排出でき
るので、エアーギャップ7Rイブ160の寿命を延ばす
ことができる。
以上の通り本発明はエアーギャップパイプを形成するた
めの方法および装置の改良技術を提供するものである。
本発明の方法には支持部分を形成する工程が含1れてお
り、該支持部分により内側および外側のlξイブを互い
に相手側のパイプに適当に取り付けるようになっている
。内側および外押(の、vイブは次に適当な形状に曲け
られ、外側パイプは橡方向に切断される。外側ノンイブ
の切断は、プラズマアーク装置やレーザー装置のような
高エネルギー切断手段全使用したプログラム式装置で朽
なうことが好ましい。カッターには、カッターに刈して
移動するシャトルを設け、先に切断したパイプの除去な
らびに未切断)にイブの搭載をシャトルにより行なうよ
うにすることがrkftしい。切のT i’l=梁が光
子すると、上記シャトルが駆動され1搭載直後のパイプ
を切断作業位置へ送り、同時に切断直後のノミイブを除
去作業位置へ送る。/eイブの実際の輪郭をなぞる従動
部が採用畑れており、1つのパイプから次のパイプへの
位置・形状の変化を補償するようになっている。ノミイ
ブの切りは実際の端部の手前で終了し、内111111
パイプを外側・耐イブ内に装着する位置1で、置方の切
mr /”イブ片を部分的につないでおくことが好まし
い。複数の締め具を列状に設けることにより、再固定前
の外側パイプの両7にイブ片を適当に並べる作業が容易
化されている。複数の上記締め具はパイプの長手方間に
沿って配置され、ハロ々に作動するようになっている。
以上に本発明の詳細な説明したが、それ以外にも、不発
明の釉々の変杉は可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は不発明の方法を説明するための略図、第2図は
第1作業状態における本発明のカッターおよびシャトル
組立体の略図、第3図は第2作業状態における本発明の
カッターおよびシャトル組立体の略図、第4図は本発明
のカッターおよび従動部の平面図、第5図は本発明のカ
ッターおよび従動部の側部止面図、第6図は本発明の方
法により形成された外側パイプの斜視図、第7図は本発
明による締め具の前部正面図、第8〜12図は第8図に
示す締め具の作業中での連続した工程を説明するための
図、第13図は本発明による締め具の組立体の略図、第
14図は本発明の方法により形成されたエアーギャップ
パイプの横18面図である。 乙・・・切断装置、讃・・・シャトル、(イ)、62・
・・アーム、64.66・・・ロボット装置、78.8
0182.84・・・ローラー、96.98・・パイプ
片、112.116・・・支持部、114.116・・
・切り欠き、140・・・外側パイプ、148・・支持
部分、150・・・内側/Rイブ、160・・・エアー
ギャツブノ?イブ、164・・・孔 1LFt出願人  ニービー、インダストリーズ、イン
コーポレーテツド FIG、2 FIG、3 FIG、5 FIG、14 FIG、7 FIG 8 FIG  9 FIG、lo FIG、12

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プログラム可能な切断装置を使用した非直線形エア
    ーギャップパイプの製造方法において、各内側パイプを
    対応する外側パイプ内へ装着できるように内側パイプの
    半径方向寸法を選択して内側パイプと外側パイプを供給
    する工程と、内側パイプと外側パイプとを類似した非直
    線形に曲げる工程と、次に各外側パイプを支持部に装着
    する工程と、上記支持部を切断装置の近傍へ移動させる
    工程と、切断装置により外側パイプを概ね縦方向に半分
    に切断する工程と、縦方向に切断された外側パイプを移
    動させて切断装置から離す工程と、切断された外側パイ
    プの縦方向の両パイプ片を分離する工程と、外側パイプ
    の縦方向の両パイプ片の間に内側パイプを置く工程と、
    内側パイプの回りで縦方向の両外側パイプ片同士を再度
    固定する工程とを備えたことを特徴とする非直線形エア
    ーギャップパイプの製造方法。 2、前記支持部が第1支持部であり、前記方法が、さら
    に、第1支持部の前記外側パイプが切断されている間に
    次の外側パイプを第2の支持部に装着する工程と、第1
    支持部のパイプの切断後に第2支持部とそこに装着した
    外側パイプを切断装置の近傍へ移動させ、それと同時に
    、第1支持部とそこに装着したパイプとを移動させて切
    断装置から離す工程と、第1装置からパイプを除去して
    次のパイプを該第1支持部に装着している間に、第2支
    持部のパイプを切断する工程とを備えたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3、外側パイプ片同士の再固着前に適当な位置において
    外側パイプの各縦方向パイプ片の縦方向の縁を曲げる工
    程を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の方法。 4、外側パイプ片同士の再固着前に適当な位置において
    内側パイプと外側パイプの間に断熱材を介装する工程を
    備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。 5、ほぼ直線状の外側のパイプと、該外側パイプ内に半
    径方向のエアーギャップを隔ててはまるように寸法を設
    定したほぼ直線状の内側パイプとを設ける工程と、少な
    くとも上記外側パイプをその長手方向の少なくとも1箇
    所において変形させる工程と、変形後の外側パイプを対
    向する縦方向の側部においてパイプの一端からパイプの
    他端に対して僅かに離れた位置まで切断する工程と、該
    位置から上記他端まで外側パイプを切り離して2個の縦
    方向の外側パイプ片を形成する工程と、切り離された両
    外側パイプ片の間に内側パイプを置く工程と、外側パイ
    プ片同士を固着する工程とを備えたことを特徴とするエ
    アーギャップパイプの製造方法。 6、上記変形工程で上記内側および外側のパイプを曲げ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の方法
    。 7、内側および外側のパイプを互いに間隔を隔てた状態
    に保つために外側パイプに支持部分を形成する工程を備
    えたことを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の方
    法。 8、外側パイプを高エネルギー切断装置で切断すること
    を特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の方法。 9、高エネルギー切断装置がプラズマアークカッターを
    備えていることを特徴とする特許請求の範囲第8項に記
    載の方法。 10、高エネルギー切断装置がレーザーカッターを備え
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の
    方法。 11、パイプを機械式切断装置で切断することを特徴と
    する特許請求の範囲第5項に記載の方法。 12、外側パイプ片同士の再固定前に両外側パイプ片を
    互いに締め付ける工程を含んでいることを特徴とする特
    許請求の範囲第5項に記載の方法。 13、上記締め付け工程で、外側パイプをその長手方向
    の複数箇所において締め付けることを特徴とする特許請
    求の範囲第12項に記載の方法。 14、上記外側パイプの複数箇所の締め付けを、該外側
    パイプの一端から他端側へ順々に行なうようにしたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第13項に記載の方法。 15、外側パイプの締め付け工程が、第1の外側パイプ
    片を内側パイプ受け取り位置で締め付ける第1工程と、
    それに続いて、第2外側パイプ片を第1外側パイプ片と
    内側パイプに対する所定位置で締め付ける工程とを備え
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第12項に記載
    の方法。 16、外側パイプにそこから液を排出するための1個以
    上の貫通孔を形成する工程を備えていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第5項に記載の方法。 17、外側パイプの切断工程が、実際の外側パイプの輪
    郭をなぞってその切断精度を高めるための工程を備えて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の方
    法。 18、外側パイプを切断するための切断手段と、上記パ
    イプに対して切断手段を移動させるためのロボットアー
    ム手段と、パイプのおおよその輪郭に従って切断手段の
    動きを制御するためのロボット制御手段と、パイプの実
    際の輪郭をなぞってパイプに対して切断手段を案内する
    ための従動手段とを備えたことを特徴とするパイプ切断
    装置。 19、シャトル手段を備え、該シャトル手段が第1およ
    び第2のパイプ支持部を備え、第1および第2のパイプ
    支持部がそれらで支持したパイプを切断手段で切断でき
    る位置へそれぞれ交互に移動するように、シャトル手段
    が切断手段に対して移動可能であることを特徴とする特
    許請求の範囲第18項に記載のパイプ切断装置。 20、2個の縦方向のパイプ片を互いに接近させて位置
    決めするための締め付け装置において、一方のパイプ片
    を収容するための切り欠きを有する第1支持部と、第1
    支持部の切り欠きへパイプの第1パイプ片を確実に収容
    するための把持手段と、把持手段を選択的に作動させる
    ための手段と、第1の縦方向のパイプ片に対してパイプ
    の第2の縦方向のパイプ片を並べるための第2支持部と
    を備えたことを特徴とする締め付け装置。 21、上記第2締め付け支持部を選択的に作動させるた
    めの手段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
    第20項に記載の締め付け装置。 22、第1および第2の締め付け支持部をそれぞれ作動
    させるための手段が空気圧で作動することを特徴とする
    特許請求の範囲第21項に記載の締め付け装置。
JP61027731A 1985-10-24 1986-02-10 非直線形エア−ギヤツプパイプの製造方法及び切断装置 Pending JPS62101319A (ja)

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