KR20200121789A

KR20200121789A - 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치

Info

Publication number: KR20200121789A
Application number: KR1020207020439A
Authority: KR
Inventors: 지닝 리우; 가즈히코 나카자토; 다카아키 하부; 가즈유키 하라가
Original assignee: 사노 인더스트리얼 캄파니 리미티드
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2020-10-26
Also published as: EP3702127B1; EP3702127A4; EP3702127A1; WO2019163187A1; CN111565910B; JP2019142161A; TWI778169B; KR102413900B1; TW201936363A; JP7025955B2; MX2020005412A; CN111565910A; US20200368801A1; US11904379B2

Abstract

제품의 형상이 2미터를 초과하는 것이라도, 튜브를 벤딩 다이에 수동이 아닌 자동적으로 끼워 넣을 수 있는 장치를 제안하는 것을 목적으로 하고, 튜브 끼움 삽입부(2)를 갖는 벤딩 다이(1)와, 튜브(20)를 튜브 끼움 삽입부의 상부로 안내하는 안내 기구(29)와 튜브를 튜브 끼움 삽입부의 상부에 유지하는 보조 안내 기구(22a)와 튜브를 튜브 끼움 삽입부 내에 끼워 넣는 끼움 삽입 롤(30)과 하면 레일(18)을 따라 구름 이동하는 한 쌍의 구동륜(23)과 구동 기구(25)를 포함하는 주행체(21)를 구비하고, 주행체의 보조 안내 기구와 구동륜이 상기 벤딩 다이를 끼움 지지하면서 자주하여 튜브(20A)를 벤딩 다이에 끼워 넣는 장치로 하였다.

Description

벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치

자동차의 송유관 등의 구부러진 배관을 만들기 위해, 예를 들어 열가소성 수지 튜브를 가열하여 벤딩 다이에 넣고 경화시키는 기술이 있다. 본 발명은, 이러한 구부러진 배관을 만들기 위한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치에 관한 것이다.

열가소성 수지로 된 튜브를 소정의 모양으로 구부린 상태로 경화시켜, 소정의 형상으로 튜브를 성형하기 위해 벤딩 다이가 사용되고 있다. 벤딩 다이는, 예를 들어 복수의 철판을 조합하고, 용접 가공하여 목적으로 하는 형상의 벤딩 다이가 제작되어 왔다. 또한 평면형의 철판을 프레스 가공하여 목적으로 하는 형상의 벤딩 다이를 제작하는 일도 행해지고 있다.

또한, 특허문헌 1에는, 다음 기술도 개시되어 있다.

알루미늄재를 압출 성형하여 단면이 U자 형상인 U자관을 제조하고, 그 U자관의 내부에 소정 경도의 열가소성 수지로 이루어지는 막대 형상이면서 가요성을 갖는 코어재를 끼움 삽입시키고, 그 상태에서 U자관을 벤더로 굽힘 가공하고, 그 후 코어재를 취출함으로써 원하는 형상의 벤딩 다이를 제조한다. 그리고 그 벤딩 다이의 내부에 직관형으로 압출 성형한 열가소성 수지 튜브를 끼워 넣어 세트하고, 이것을 가열 처리하여 굽힘 가공하여, 소정 굽힘 형상의 곡관을 얻는다.

또한, 이 기술에 대한 선행 기술로서 특허문헌 1에는, 단면이 상면이 개방된 직사각형인 벤딩 다이도 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 밀링 커터 가공으로 편평하지 않은 상면에 단면이 반원형인 홈을 깎아 형성된 벤딩 다이가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 단면이 대략 C자형인 홈을 펀칭 가공으로 성형한 벤딩 다이가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평9-164586호 공보 일본 특허 공개 제2011-79318호 공보 US2003/0042655A1

예를 들어, 열가소성 수지 재료로 된 튜브를 단면이 U자형인 벤딩 다이에 수작업으로 끼워 넣고 가열하여 소정의 형상의 제품을 만들 때, 튜브에 가열 매체(기체 혹은 액체)를 넣어 미리 가열해 두고, 가열된 튜브를 벤딩 다이에 수작업으로 넣는 것이 종래부터 행해지고 있다. 이러한 방법에 있어서의 수작업으로 뜨거운 튜브를 벤딩 다이에 넣는 작업은, 화상 등의 위험이 있기 때문에 작업성이 나쁘다. 이런 까닭에, 수작업에 의존하는 일 없이, 자동적으로 튜브를 벤딩 다이에 넣는 방법이 모색되고 있었다.

종래 기술에 의한 벤딩 다이는, 벤딩 다이에 튜브를 수작업으로 끼우는 것을 전제로 하고 있다. 즉, 복잡한 형상의 제품을 만드는 복잡한 형상의 벤딩 다이에, 작업원의 판단력이나 스킬을 이용하여 튜브를 끼우는 일이 행해지고 있다. 그러나 상당히 긴 제품, 예를 들어 2미터를 초과하는 튜브를 벤딩 다이에 끼우는 것은 용이하지 않고, 실제상 수작업으로는 불가능하다. 또한, 삼차원 공간에서 자유롭게 구부러져 있는 복잡한 형상의 벤딩 다이는, 특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3에 개시된 제조 방법으로는 실현할 수 없는 경우가 있었다.

본 발명은, 상술한 배경기술이 갖는 과제에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 제품의 형상이 2미터를 초과하는 것이라도, 벤딩 다이를 따라 주행체를 자주시켜, 튜브를 벤딩 다이에 수동이 아닌 자동적으로 끼워 넣을 수 있는 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치를 제안하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 다음 〔1〕 내지 〔12〕에 기재한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치로 하였다.

〔1〕튜브 끼움 삽입부를 갖는 벤딩 다이와, 상기 벤딩 다이를 파지하면서 자주하는 주행체를 구비하고, 상기 주행체가, 상기 벤딩 다이의 양측을 끼우도록 상기 벤딩 다이의 길이 방향과 직각 방향으로 상기 벤딩 다이의 상부로부터 하부 하방까지 연장되고, 튜브를 튜브 끼움 삽입부의 상부로 안내하는 안내 기구와, 상기 벤딩 다이의 튜브 끼움 삽입부의 양측에 마련된 한 쌍의 상면 레일을 따라 미끄럼 이동하면서 튜브를 튜브 끼움 삽입부의 상부에 유지하는 보조 안내 기구와, 상기 벤딩 다이의 튜브 끼움 삽입부의 상부를 따라 회전하면서 튜브를 튜브 끼움 삽입부 안에 끼워 넣는 끼움 삽입 롤과, 상기 벤딩 다이의 상기 한 쌍의 상면 레일의 이면측에 마련된 한 쌍의 하면 레일을 따라 구름 이동하는 한 쌍의 구동륜과, 상기 끼움 삽입 롤과 상기 구동륜을 회전 구동하는 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔2〕 상기 안내 기구가 한 쌍의 세로 막대이며, 그 세로 막대는 선단부가 벤딩 다이로부터 이격되는 방향으로 여덟 팔(八)자형으로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔3〕 상기 안내 기구가 스프링에 의해 상기 벤딩 다이에 압박되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔4〕 상기 보조 안내 기구가 벤딩 다이의 길이 방향에 수직인 방향이고, 또한 상기 양쪽의 상면 레일의 바로 위에 배치되어 있는 가로 막대인 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔5〕 상기 보조 안내 기구가 상기 주행체의 진행 방향의 전방부와 후방부에 각각 배치된 2개의 가로 막대인 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔6〕 상기 보조 안내 기구가 스프링에 의해 상기 상면 레일에 압박되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔7〕 상기 하면 레일과 상기 구동륜의 위치가, 상기 벤딩 다이의 길이 방향에 수직인 단면에서 보아, 벤딩 다이의 튜브 끼움 삽입부의 중심 O로부터 개구에 대응하는 이측의 영역인 이측 부분에 그은 선을 기준으로 하여, 중심 O로부터 각 하면 레일부 및 상기 구동륜에 그은 선이 이루는 각도를 α, β라고 할 때, 0＜α≤90°, 0＜β≤90°인 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔8〕 상기 구동 기구가 차동 장치를 구비하고, 상기 차동 장치를 통해 상기 구동 기구로부터 상기 한 쌍의 구동륜으로 회전 구동력이 전달되는 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔9〕 상기 끼움 삽입 롤이 벤딩 다이의 길이 방향에 대해 수직인 방향의 회전축을 중심으로 하여, 상기 벤딩 다이의 개구 내에서 튜브를 튜브 끼움 삽입부에 압입하면서, 상기 구동 기구에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔10〕 상기 벤딩 다이가 오목부를 갖는 대략 원형 형상의 제1 폐곡선을 포함하는 프로파일을 삼차원 공간 내에서 가상적으로 연속적으로 이동시킴으로써 형성된 매끄러운 형상을 갖는 벤딩 다이이며, 상기 오목부에 의해 상기 튜브 끼움 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔11〕제1 폐곡선으로 이루어지는 상기 프로파일이 내부에 막힌 곡선으로 이루어지는 제2 폐곡선을 포함하고, 당해 제2 폐곡선에 의해 열매체용 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 〔10〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

〔12〕 상기 벤딩 다이가 금속을 재료로 하여 삼차원 프린팅 기법으로 제작된 것인 것을 특징으로 하는, 상기 〔1〕에 기재된 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.

상기한 본 발명에 관한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치에 따르면, 제품의 형상이 2미터를 초과하는 것이라도, 벤딩 다이를 따라 주행체를 자주시켜, 튜브를 벤딩 다이에 수동이 아닌 자동적으로 끼워 넣을 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치의 구성 부품인 벤딩 다이의 일례를 도시한 개념적 사시도다.
도 2는 도 1에 도시한 벤딩 다이의 부분 확대 사시도다.
도 3은 프로파일의 일례를 도시한 정면도다.
도 4는 본 발명에 관한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치의 구성 부품인 주행체의 일례를 나타낸 개념적 사시도다.
도 5는 도 4에 도시한 주행체를 다른 방향에서 본 경우의 개념적 사시도다.
도 6은 도 4에 도시한 주행체의 개념적 정면도다.
도 7은 도 4에 도시한 주행체의 개념적 저면도다.
도 8은 벤딩 다이에 대한 튜브 끼움 삽입 조작을 설명하기 위한 주행체와 벤딩 다이의 개념적 측면도다.
도 9는 도 8의 각 선을 따르는 부분의 개념적 단면도이며, (A)는 도 8의 단면 A에 있어서의 도면, (B)는 도 8의 단면 B에 있어서의 도면, (C)는 도 8의 단면 D에 있어서의 도면, (D)은 도 8의 단면 D에 있어서의 도면이다.

이하, 본 발명에 관한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치를, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 발명에 관한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치의 구성 부품인 벤딩 다이의 일례를 도시한 개념적 사시도다. 이 도면에는, 벤딩 다이(1)를 지지하는 프레임체나 나중에 상세하게 설명하는 주행체 등은 도시되어 있지 않다. 도 1에서는, 벤딩 다이(1)의 튜브 끼움 삽입부(2)에 튜브(20)가 끼워 넣어지기 전의 상태(20A)가 파선으로, 끼워 넣어진 상태가 실선(20B)으로 나타나 있다. 본 발명은, 부호 20A의 상태의 튜브를 튜브 끼움 삽입부(2)에 자동적으로 끼워 넣어, 부호 20B의 상태로 하는 장치를 제공하는 것이다.

도 2는, 본 발명에 있어서 사용하는 벤딩 다이(1)의 일례를 도시한 부분 확대 사시도다. 당해 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 벤딩 다이(1)의 튜브 끼움 삽입부(2)에는 튜브 끼움 삽입 오목부(2a)가 형성되어 있다. 단면 형상이 모든 부분에서 거의 동일한 도시하지 않은 튜브를 끼워 넣기 위해, 튜브 끼움 삽입 오목부(2a)는 어디에서든 거의 동일한 단면 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이 때문에, 벤딩 다이(1)의 길이 방향에 수직인 단면 형상(특히 끼움 삽입 오목부(2a)의 단면)은 항상 거의 동일하다. 즉, 도 1과 도 2의 벤딩 다이(1)에 있어서의 다른 장소에서의 단면은 거의 동일한 단면 형상을 갖는다. 단, 벤딩 다이(1)를 도시하지 않은 프레임체 등에 고정하기 위한 설치부 등에 있어서는, 끼움 삽입 오목부(2a) 외에도 부속의 구조를 가지므로, 그 단면 형상은 다른 것이 된다.

도 1과 도 2에 예시되어 있는 벤딩 다이(1)의 형상은, 도 3에 도시하는 바와 같은 오목부를 갖는 대략 원형 형상의 제1 폐곡선(C1)을 포함하는 프로파일(5)을 삼차원 공간 내에서 연속적으로 이동시킴으로써 생성되는 형상이다. 본 명세서에서는, 벤딩 다이의 단면 형상을 생성하는 이차원 도형을 「프로파일」이라고 칭한다. 그리고 벤딩 다이의 프로파일이 나타나 있는 단면을 「프로파일면」이라고 칭한다.

도 3에 예시되어 있는 바와 같이, 프로파일(5)은 오목부를 갖는 대략 원형 형상의 제1 폐곡선(C1)을 포함하는 평면상 형상이다. 도 3의 프로파일(5)은, 오목부(6)와, 개구(7)와, 개구(7)의 양측에 인접하는 상면 레일부(8, 8)와, 개구(7)의 이측 부분(9)과, 이측 부분(9)의 양측에 인접하는 하면 레일부(10, 10)를 포함한다. 오목부(6)의 홈 폭 a는, 오목부(6)의 개구 폭 b보다 조금 넓게 설계하는 것이 바람직하다. 그것은, 오목부(6)가 형성하는 튜브 끼움 삽입부(2)에 한번 끼워 넣어진 튜브가 간단하게는 빠지지 않도록 하기 위해서이다. 오목부(6)의 중심 O로부터 이측 부분(9)에 그은 선을 기준으로 하여, 중심 O로부터 각 하면 레일부(10, 10)에 그은 선이 이루는 각도를 α, β라고 할 때, 0＜α≤90°, 0＜β≤90°이고, 바람직하게는 α＝β 또한 10＜α≤70°, 더욱 바람직하게는 α＝β 또한 20＜α≤60°이다. 제1 폐곡선(C1)을 포함하는 프로파일(5)의 내부에 막힌 곡선으로 이루어지는 제2 폐곡선(C2)를 포함하는 것으로 해도 된다. 제1 폐곡선(C1)과 제2 폐곡선(C2)을 삼차원 공간 내에서 연속적으로 이동시킴으로써, 열매체용 구멍이 생성된 벤딩 다이(1)를 실현할 수 있다. 도 2는 열매체용 구멍(13)을 갖는 벤딩 다이(1)를 도시한 도면이다.

이하의 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해, 프로필(5)을 포함하는 평면(11) 내에서 두 개의 직교 방향을 설정한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 프로파일(5)의 제1 폐곡선(C1)의 대칭 축의 방향을 y 방향, y 방향에 수직인 방향을 x 방향으로 한다. 그리고 삼차원 공간 내에서 x 방향과 y 방향에 수직인 방향을 z 방향으로 한다. 일반적으로, 본 발명에 있어서 사용하는 벤딩 다이는, 이차원 도형인 하나의 프로파일을 삼차원 공간 내에서의 연속적 이동에 의해 생성되는 형상을 갖는다. 프로파일의 삼차원 공간 내에서의 연속적 이동의 대표예는, 평행 이동, 혹은 프로파일면의 방향의 변화와 평행 이동을 조합한 선회 또는 경사각 운동, 혹은 프로파일면의 면 내 회전과 평행 이동을 조합한 비틀림 운동, 혹은 이들을 조합한 것이다. 또한, 프로파일의 이동에 수반하여, 프로파일(5) 내에 고정된 y 방향과 x 방향은 외부에 고정한 삼차원 공간에서 보면 변화되어 보인다. 당연히 x 방향과 y 방향에 수직인 z 방향도 변화되어 보인다.

본 발명에 있어서의 프로파일(5)의 운동은 상기한 운동에 한정되지 않고, 프로파일(5)의 모양을 바꾸지 않는, 연속적이면서 또한 매끄럽고, 또한 한쪽 방향으로의 운동이면 된다. 예를 들어, 위에 설명한 운동을 조합한 운동 등도 포함된다.

이들 운동은 설계 중에 가상적으로 행해지는 운동이다. 그 가상적 운동에 기초하여 벤딩 다이(1)의 형상을 결정하여 설계도를 제작한다. 그 형상의 수치 데이터를 작성하고, 그 데이터에 기초하여, 금속(예를 들어 알루미늄, 스테인리스)을 재료로 하여 삼차원 프린팅의 기법으로 벤딩 다이(1)가 제작된다. 금속의 삼차원 프린팅의 기법 자체는 공지이므로, 그것에 대한 상세한 설명은 여기서는 생략한다. 재료는 금속이 아니어도, 내열성 등의 조건을 충족하면 소재로서 사용할 수 있다. 본 명세서에서 단위 벤딩 다이라는 용어도 사용하는데, 이것은 짧은 벤딩 다이이며, 그것을 서로 연결하여 긴 벤딩 다이를 만들기 위한 벤딩 다이이다. 즉, 긴 벤딩 다이를, 짧은 단위 벤딩 다이를 서로 연결하여 제작하는 것이다. 벤딩 다이 및 단위 벤딩 다이는 삼차원 프린팅으로 제작된다. 삼차원 프린팅 기술로 제작되기 때문에, 튜브 끼움 삽입부(2), 및 프레임체에 대한 설치부 등의 벤딩 다이 혹은 단위 벤딩 다이에 부속되기도 하는 부재도, 벤딩 다이마다 모두 일체로 형성할 수 있다.

본 발명에 관한 벤딩 다이에는 자주식 튜브 끼움 삽입 장치로서 주행체를 사용할 수 있다. 그 설명 전에, 프로파일(5)과 벤딩 다이(1)의 형상의 대응 관계를 설명한다. 벤딩 다이(1)를 형성하는 도 3의 프로파일(5)의 제1 폐곡선(C1)의 오목부(6)와 개구(7)는, 도 1의 튜브 끼움 삽입부(2)에 대응한다. 도 3의 개구(7)의 양측에 인접하는 상면 레일부(8, 8)는, 도 2의 한 쌍의 상면 레일(17, 17)에 대응한다. 도 3의 이측 부분(9)의 양측에 인접하는 하면 레일부(10, 10)는, 도 2의 한 쌍의 하면 레일(18, 18)에 대응한다.

도 3의 프로파일(5)의 삼차원 공간 내에서의 이동에 의해 형성되는 형상은, 도 1, 도 2에 예시하는 바와 같이, 튜브 끼움 삽입부(2)를 따라 연장되는 한 쌍의 상면 레일(17, 17)과 한 쌍의 하면 레일(18, 18)을 벤딩 다이(1)의 주위에 형성한다. 이 벤딩 다이(1)의 구조에 의해 튜브를 튜브 끼움 삽입부(2)에 잠정적으로 수용하고, 그 후, 미끄럼 이동자를 그 상면 레일(17)과 하면 레일(18)을 따라 미끄러지게 함으로써, 튜브(20)를 튜브 끼움 삽입부(2)에 확실하게 끼워 넣는 것을 용이하게 할 수 있다. 본 발명에서는, 미끄럼 이동자를, 이들 상면 레일(17)과 하면 레일(18)을 따라 자주하는 주행체로서 실현한다. 이하에, 주행체의 구조 및 기능을 도 4 내지 도 9를 참조하면서 설명한다.

이미 설명한 바와 같이, 벤딩 다이(1)의 튜브 끼움 삽입부(2)의 끼움 삽입 오목부(2a)의 양측에 한 쌍의 상면 레일(17, 17)이 형성되고, 끼움 삽입 오목부(2a)의 이면 부분의 양측에 한 쌍의 하면 레일(18, 18)이 형성되어 있다. 도 4 내지 도 7에 도시하는 바와 같이, 주행체(21)는 한 쌍의 보조 안내 기구(22a, 22b)와 한 쌍의 구동륜(23, 23)으로 벤딩 다이(1)를 파지하면서 벤딩 다이(1)를 따라 주행한다.

보조 안내 기구(22a와 22b)는, 2개의 가로 막대로 실현되어 있다. 보조 안내 기구(22a)는 주행체(21)의 진행 방향 A의 전방부에 배치되고, 보조 안내 기구(22b)는 후방부에 배치되어 있다. 각각의 보조 안내 기구(22a와 22b)는 벤딩 다이(1)의 상부에 위치하는 한 쌍의 상면 레일(17, 17)과 접촉하면서, 또한 상면 레일(17)에 직각 방향으로 주행체(21)에 배치되어 있다. 보조 안내 기구(22a와 22b)는, 각각 압축 스프링(22c와 22d)에 의해 주행체(21)로부터 벤딩 다이(1)의 상면 레일(17)을 향해 항상 압박되고 있다. 한 쌍의 상면 레일(17, 17)에 2개의 보조 안내 기구(22a와 22b)가 직각 방향으로 배치되어 접촉하고 있는 것은, 주행체(21)는 벤딩 다이(1)의 상부의 상면 레일의 4개소의 점에서, 압박하면서 접촉하고 있음을 의미한다.

한편, 한 쌍의 구동륜(23, 23)이 벤딩 다이(1)의 하부에 위치하는 한 쌍의 하면 레일(18, 18)을 따라 구름 이동한다. 주행체(21)의 진행 방향에 관하여 상기 보조 안내 기구(22a와 22b)의 중간의 위치에 있어서, 상기 한 쌍의 구동륜(23, 23)은 벤딩 다이(1)의 한 쌍의 하면 레일(18, 18)에 접촉하고 있다. 즉, 구동륜(23)은 벤딩 다이(1)의 하부의 2개소에서 벤딩 다이(1)에 접촉하고 있다.

주행체(21)는 보조 안내 기구인 가로 막대(22a와 22b)를 개재하여 벤딩 다이(1)의 상면 레일(17)에 4개소의 점에서 접촉하고, 주행체(21)의 진행 방향 A에 관하여 중간에 위치하는 구동륜(23)을 개재하여 벤딩 다이(1)의 하면 레일(18)에 2개소에서 접촉하고 있고, 또한 보조 안내 기구(22a와 22b)가 항상 스프링(22c와 22d)에 의해 벤딩 다이(1)의 방향으로 압박되고 있는 것은, 주행체(21)가 벤딩 다이(1)를 상면 레일(17)의 4점과 하면 레일(18)의 2점, 합쳐서 6점에서 벤딩 다이(1)를 파지하고 있음을 의미한다.

주행체(21)가 벤딩 다이(1)를 파지하면서 벤딩 다이(1)를 따라 자주하기 때문에, 구동륜(23)은 구동 기구에 의해 회전 구동된다. 도 4 내지 도 7에 도시된 실시 형태에서는, 구동 기구로서의 전기 모터(25)의 출력이 제1 기어계(26)를 통해 차동 장치(후술하는 끼움 삽입 롤(30)에 내장)(27)의 입력축에 전달된다. 전기 모터(25)의 회전축은 벤딩 다이(1)의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 배치되고, 차동 장치(27)의 입력축 및 출력축의 방향도 벤딩 다이(1)의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 배치되어 있다. 그 때문에 상기 제1 기어계(26)는 평기어로 형성되어 있다. 차동 장치(27)는 도 4 내지 도 7에서는 가려져 있지만, 전기 모터(25)와 벤딩 다이(1) 사이에 존재하는 후술하는 끼움 삽입 롤(30)의 내부에 배치되어 있다.

차동 장치(27)의 두 개의 출력축으로부터의 회전 출력은 제2 기어계(28a와 28b)를 통해 두 개의 각각의 구동륜(23, 23)에 전달된다. 두 개의 구동륜(23, 23)은, 도 4와 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 벤딩 다이(1)의 하면 레일(18)에 맞닿아 있다. 즉, 구동륜(23)은 벤딩 다이(1)의 하방 경사 방향으로부터 벤딩 다이(1)에 맞닿아 있다. 이것을 가능하게 하기 위해, 차동 장치(27)의 출력축과 두 개의 구동륜(23)을 연결하는 제2 기어계(28a와 28b)는 베벨 기어를 구성 요소로서 포함하고 있다.

도 3을 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 프로파일(5)의 오목부(6)의 중심 O로부터 이측 부분(9)(개구에 대응하는 이측의 영역)에 그은 선을 기준으로 하여, 중심 O로부터 각 하면 레일부(10, 10)에 그은 선이 이루는 각도를 α, β라고 할 때, 0＜α≤90°, 0＜β≤90°이고, 바람직하게는 α＝β 또한 10＜α≤70°, 더욱 바람직하게는 α＝β 또한 20＜α≤60°이다. 이것에 대응하여, 오목부(6)의 중심 O로부터 이측 부분(9)으로 그은 선을 기준으로 하여, 그 각도 α, β를 이루는 평면 내에 구동륜의 회전면이 포함되도록 설계함으로써, 두 개의 구동륜(23)은 확실하게 벤딩 다이(1)를 파지할 수 있다.

구동륜(23)이 회전 구동되면, 주행체(21)는 벤딩 다이(1)를 파지하면서 벤딩 다이(1)를 따라 자주한다. 전기 모터(25)의 회전 출력은 차동 장치(27)를 통해 구동륜(23)에 전달되기 때문에, 주행체(21)가 벤딩 다이(1)의 커브를 돌 때에 발생하는 좌우의 구동륜(23, 23)의 내륜 차는 흡수된다. 그 결과, 벤딩 다이(1)가 도 1에 도시하는 바와 같이 삼차원 공간 내에서 상하 좌우로 구부러져 있거나, 긴 축의 주위로 비틀어져 있어도, 주행체(21)는 내륜 차에 의한 장애없이 벤딩 다이(1)를 따라 확실하게 추종하여 주행할 수 있다.

주행체(21)는, 도 1의 파선으로 나타낸 튜브(20)의 아직 벤딩 다이(1)에 끼워지지 않은 부분(20A)을 벤딩 다이(1)에 자동적으로 끼우는 장치이다. 주행체(21)는 튜브(20)를 다음과 같이 하여 벤딩 다이(1)에 끼워, 도 1의 부호 20B에 나타내는 상태로 한다.

주행체(21)는, 진행 방향 전방부에 한 쌍의 안내 기구(29, 29)를 구비한다. 안내 기구(29)는, 도 4 내지 도 7의 실시 형태에서는, 벤딩 다이(1)의 길이 방향에 대해 수직으로, 또한 벤딩 다이(1)의 상부 레일(17) 부근으로부터 벤딩 다이(1)의 측면을 따라 벤딩 다이(1)를 사이에 두도록 벤딩 다이의 하방까지 연장되도록 배치된 세로 막대로 실현되어 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, 안내 기구(29)의 두 개의 세로 막대는 선단 부분(29a)이 각각 벤딩 다이(1)로부터 멀어지도록 외측을 향해 확대되어 있다. 즉, 그 세로 막대는 선단부가 벤딩 다이로부터 이격되는 방향으로 여덟 팔자형으로 구부러져 있다. 또한, 안내 기구(29)인 세로 막대 사이에는 인장 스프링(29b)이 배치되고, 당해 인장 스프링(29b)에 의해 세로 막대가 벤딩 다이(1)에 압박되고 있다.

도 8은, 벤딩 다이에 대한 튜브 끼움 삽입을 설명하기 위한 주행체(21)와 벤딩 다이(1)의 개념적 측면도다. 도 9는, 도 8의 여러 단면에 있어서의 벤딩 다이와 주행체와 튜브의 관계를 나타내는 벤딩 다이의 길이 방향으로부터 본 개념적 정면도다. 도 8의 단면 A를 나타내는 도 9의 (A)와 같이 벤딩 다이(1)로부터 빠져 있는 튜브의 부분(20A)을 주행체(21)의 전방으로의 주행에 의해, 안내 기구(29)가 도 1의 부호 20A의 상태의 튜브 부분을 떠 올려, 도 8의 단면 B를 나타내는 도 9의 (B)에 도시하는 바와 같이, 벤딩 다이(1)의 상부로 이동시킨다. 이때, 안내 기구(29)는 스프링(29b)에 의해 항상 벤딩 다이(1)에 압박되고 있으므로, 벤딩 다이의 커브를 주행할 때에도 안내 기구(29)는 벤딩 다이(1)에 접촉하여, 튜브의 떠 올리기를 문제없이 실현할 수 있다.

도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 안내 기구(29)의 세로 막대에 의해 벤딩 다이(1)의 상부로 이동한 튜브(20A)는, 벤딩 다이(1)의 개구(7)(도 3 참조)의 사이로 들어가, 튜브의 상면은 주행체(21)의 진행 방향 전방부에 마련되어 있는 보조 안내 기구(22a)에 의해 억제되고, 그 상태가 유지된다. 이미 설명한 바와 같이, 보조 안내 기구(22a)는 스프링(22c)에 의해 벤딩 다이(1)의 방향으로 압박되고 있으므로, 튜브(20)를 확실하게 그 위치에 유지할 수 있다. 이 상태는, 도 8의 단면 C를 나타내는 도 9의 (C)에 도시되어 있다.

주행체(21)는, 전후의 보조 안내 기구(22a와 22b)의 중간에 끼움 삽입 롤(30)(도 4 참조)을 구비한다. 끼움 삽입 롤(30)의 회전축은 벤딩 다이(1)의 길이 방향에 수직이면서 안내 기구(29)와 평행이다. 끼움 삽입 롤(30)은 구동 기구인 전기 모터(25)에 의해 제3 기어계(31)를 개재하여 회전 구동된다. 그 때, 상기 끼움 삽입 롤(30)이 벤딩 다이(1)의 개구(7)에 정면으로 대향하도록, 끼움 삽입 롤(30)의 회전축 상의 위치를 고정할 필요가 있다. 주행체(21)는 콤팩트한 형상이 바람직하다. 콤팩트성을 중시할 때는 상기 제3 기어계(31)는 예를 들어 산형 나사를 포함하는 기어계로 실현되고, 그것에 의해 위치 결정을 하면서 구동 기구로부터 끼움 삽입 롤에 회전 동력을 전달한다.

끼움 삽입 롤(30)의 선단은 벤딩 다이(1)의 개구(7)까지 들어가, 회전하면서 벤딩 다이(1)의 개구(7) 사이에 유지되어 있는 튜브(20)를 벤딩 다이(1)의 오목부(6)(도 3 참조)까지 압입한다. 이 상태는, 도 8의 단면 D를 나타내는 도 9의 (D)에 도시되어 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 오목부(6)의 개구 폭 b를 오목부(6)의 홈 폭 a보다 작게 설계해 둠으로써, 압입된 튜브(20B)는 벤딩 다이(1)로부터 쉽게는 빠지지 않게 할 수 있다. 주행체(21)의 진행 방향 후방부에는 또 하나의 보조 안내 기구(22b)가 추가로 설치되어 있으므로, 압입된 튜브(20B)가 벤딩 다이(1)로부터 빠지는 일은 없다. 또한, 주행체(21)의 진행 방향 후방부의 보조 안내 기구(22b)는, 주행 중인 주행체(21)의 밸런스를 유지한다고 하는 기능도 갖고 있다. 이와 같이 주행체(21)를 벤딩 다이(1)를 따라 주행시킴으로써, 튜브(20)를 자동적으로 오목부(6) 안에 끼워 넣을 수 있다.

구동 기구인 전기 모터(25)의 전원선 및 제어하는 신호선은 공중 가선으로서 실현하는 것도, 벤딩 다이(1)를 지지하는 도시하지 않은 프레임체에 설치하는 것도 가능하다. 전원은 전지를 사용하는 것도 가능하다. 신호는 무선으로 보내는 것도 가능하다.

도 4 내지 도 7의 실시 형태에서는, 구동 기구의 동력원은 전기 모터(25)이다. 단, 동력원은 전기 모터에 한정되지 않고, 공압 장치 등의 다른 동력원을 사용해도 본 발명의 장치를 실현하는 것은 가능하다. 전기 모터(25)의 제어용 신호선은 공중 배선으로서도, 벤딩 다이를 따라 배치한 신호 수수 장치로서도, 무선 전자파 제어로서도 실현할 수 있다.

튜브(20)에 유연성이 없는 경우는, 벤딩 다이(1)에 끼우기 전에 가열된 유체 등을 튜브에 흘려 유연하게 함으로써, 또한 벤딩 다이(1)에 형성된 열매체용 구멍(13)에 열매체를 흘려 온도 제어함으로써, 튜브의 좌굴 현상 등을 피할 수 있다. 또한, 본 장치에서 사용하는 차동 장치(27)는 내륜 차를 해소할 수 있는 것이면, 어떠한 타입의 차동 장치라도 사용할 수 있다.

이상, 본 발명에 관한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치를 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 적용 대상은 도면에 예시된 것에 한정되지 않고, 동일한 기술 사상으로 다른 형태의 장치 및 방법으로서 실시하는 것도 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 관한 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치에 따르면, 제품의 형상이 2미터를 초과하는 것이라도, 벤딩 다이를 따라 주행체를 자주시켜, 튜브를 벤딩 다이에 수동이 아닌 자동적으로 끼워 넣을 수 있으므로, 특히 자동차의 부품 등으로서 사용되는 긴 각종 수지제, 금속제의 파이프, 호스의 벤딩 가공에 널리 이용할 수 있는 것이 된다.

1: 벤딩 다이
2: 튜브 끼움 삽입부
2a: 끼움 삽입 오목부
5: 프로파일
6: 오목부
7: 개구
8: 상면 레일부
9: 개구의 이측 부분
10: 하면 레일부
13: 열매체용 구멍
17: 상면 레일
18: 하면 레일
20: 튜브
20A: 튜브 끼움 삽입부에 끼워 넣어지기 전의 상태의 튜브
20B: 튜브 끼움 삽입부에 끼워 넣어진 상태의 튜브
21: 주행체
22a, 22b: 보조 안내 기구
22c, 22d: 압축 스프링
23: 구동륜
25: 전기 모터
26: 제1 기어계
27: 차동 장치
28a, 28b: 제2 기어계
29: 안내 기구
29a: 세로 막대의 선단 부분
29b: 인장 스프링
30: 끼움 삽입 롤
31: 제3 기어계
C1: 제1 폐곡선
C2: 제2 폐곡선
A: 진행 방향
a: 오목부의 개구 폭
b: 오목부의 홈 폭
O: 오목부의 중심

Claims

튜브 끼움 삽입부를 갖는 벤딩 다이와, 상기 벤딩 다이를 파지하면서 자주하는 주행체를 구비하고, 상기 주행체가, 상기 벤딩 다이의 양측을 끼우도록 상기 벤딩 다이의 길이 방향과 직각 방향으로 상기 벤딩 다이의 상부로부터 하부 하방까지 연장되고, 튜브를 튜브 끼움 삽입부의 상부로 안내하는 안내 기구와, 상기 벤딩 다이의 튜브 끼움 삽입부의 양측에 마련된 한 쌍의 상면 레일을 따라 미끄럼 이동하면서 튜브를 튜브 끼움 삽입부의 상부에 유지하는 보조 안내 기구와, 상기 벤딩 다이의 튜브 끼움 삽입부의 상부를 따라 회전하면서 튜브를 튜브 끼움 삽입부 안에 끼워 넣는 끼움 삽입 롤과, 상기 벤딩 다이의 상기 한 쌍의 상면 레일의 이면측에 마련된 한 쌍의 하면 레일을 따라 구름 이동하는 한 쌍의 구동륜과, 상기 끼움 삽입 롤과 상기 구동륜을 회전 구동하는 구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 안내 기구가 한 쌍의 세로 막대이며, 그 세로 막대는 선단부가 벤딩 다이로부터 이격되는 방향으로 여덟 팔자형으로 구부러져 있는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 안내 기구가 스프링에 의해 상기 벤딩 다이에 압박되어 있는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 보조 안내 기구가 벤딩 다이의 길이 방향에 수직인 방향이고, 또한 상기 양쪽의 상면 레일의 바로 위에 배치되어 있는 가로 막대인 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 보조 안내 기구가 상기 주행체의 진행 방향의 전방부와 후방부에 각각 배치된 2개의 가로 막대인 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 보조 안내 기구가 스프링에 의해 상기 상면 레일에 압박되어 있는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 하면 레일과 상기 구동륜의 위치가, 상기 벤딩 다이의 길이 방향에 수직인 단면에서 보아, 벤딩 다이의 튜브 끼움 삽입부의 중심 O로부터 개구에 대응하는 이측의 영역인 이측 부분에 그은 선을 기준으로 하여, 중심 O로부터 각 하면 레일부 및 상기 구동륜에 그은 선이 이루는 각도를 α, β라고 할 때, 0＜α≤90°, 0＜β≤90°인 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동 기구가 차동 장치를 구비하고, 상기 차동 장치를 통해 상기 구동 기구로부터 상기 한 쌍의 구동륜으로 회전 구동력이 전달되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 끼움 삽입 롤이 벤딩 다이의 길이 방향에 대해 수직인 방향의 회전축을 중심으로 하여, 상기 벤딩 다이의 개구 내에서 튜브를 튜브 끼움 삽입부에 압입하면서, 상기 구동 기구에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 벤딩 다이가 오목부를 갖는 대략 원형 형상의 제1 폐곡선을 포함하는 프로파일을 삼차원 공간 내에서 가상적으로 연속적으로 이동시킴으로써 형성된 매끄러운 형상을 갖는 벤딩 다이이며, 상기 오목부에 의해 상기 튜브 끼움 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제10항에 있어서,
제1 폐곡선으로 이루어지는 상기 프로파일이 내부에 막힌 곡선으로 이루어지는 제2 폐곡선을 포함하고, 당해 제2 폐곡선에 의해 열매체용 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.
제1항에 있어서,
상기 벤딩 다이가 금속을 재료로 하여 삼차원 프린팅 기법으로 제작된 것인 것을 특징으로 하는, 벤딩 다이에 대한 튜브 자동 끼움 삽입 장치.