WO2016103963A1 - パイプ曲げ型ユニット、及び該ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置 - Google Patents

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WO2016103963A1
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WO
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pipe
bending
groove
fitting
rotation axis
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PCT/JP2015/081923
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Inventor
健太郎 野津
Original Assignee
株式会社 三五
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Publication date
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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
    • B21D7/025Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member and pulling or pushing the ends of the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D37/14Particular arrangements for handling and holding in place complete dies
    • B21D37/145Die storage magazines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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Definitions

  • the present invention relates to a pipe bending die unit suitable for pipe bending and a pipe bending apparatus provided with the unit.
  • Patent Document 2 regarding a wiper (shoe) provided to prevent wrinkles generated inside a bent portion of a pipe, a wiper that can cope with wear or chipping caused by sliding has been proposed (Patent Document 2). Paragraphs [0013] and [0014]). Similarly, Patent Document 3 states that “a step does not occur between the wiper and the bending die, there is no problem even if pipes of various materials are used, and there is no problem, and the life is extremely long.
  • the purpose is to provide a pipe bending apparatus that does not require frequent equipment adjustment operations, and "a bending die whose outer peripheral surface is formed in an arc shape with a predetermined curvature for bending a pipe, and the bending
  • a pipe bending apparatus comprising: a clamp member that clamps a pipe with a die; and a wiper that rotates the clamp member around the bending die to prevent wrinkles when bending the pipe.
  • the pipe bending apparatus is characterized in that the tip of the wiper in the rotation direction of the clamp member is extended along the curvature of the outer peripheral surface of the bending die beyond the bending start point of the pipe.
  • Patent Document 4 relates to a method and an apparatus for “changing die sets quickly and accurately for bending pipes of different dimensions or for different types of pipe bending operations”.
  • a pre-assembled die set is provided and includes a bending die, a clamping die and a pressure die and attachable to a spindle of a tube bending table, wherein the pressure die and the clamping die are releasably connected to the bending die. And a first means for connecting to each other and the bending die in a predetermined alignment relationship, and an operating means for engaging the die set and simultaneously lifting the die including these die sets from the table. (Described on page 7 of Patent Document 4).
  • Patent Document 1 it is configured so that wrinkles are positively formed.
  • wrinkles are generally used.
  • Patent Documents 2 to 4 A wiper is provided.
  • the wipers described in Patent Documents 2 and 4 have a wedge-shaped tip portion, and in Patent Document 2, there is concern about wear of the edge portion of the tip, and countermeasures are taken.
  • there is a step between the wiper and the bending die along the pipe bending start line usually the line where the surface including the rotation axis of the bending die intersects the groove inner surface of the bending die). Wrinkles due to steps cannot be avoided.
  • the wiper described as one embodiment in Patent Document 3 constitutes a part of the central die portion of the bending die divided into three in the vertical direction, and is formed with a concave portion having an arcuate cross section. (Described in paragraphs [0025] to [0030] of Patent Document 3), thereby describing that “a tip portion having an edge structure does not need to be formed and there is no possibility of a step between the bending die”.
  • the explanation during this time is unclear.
  • the wiper for the pipe to be processed, from the start to the end of the bending process, among the bending dies divided by three planes parallel to the pipe axis, the upper and lower side die parts contribute to the bending process, and the central part serves as the wiper. If the separation operation to function is performed, not only is it difficult to prevent the generation of wrinkles, but it is also difficult to appropriately perform the bending process itself, and a configuration that enables a desired bending process is possible. There is no disclosure.
  • Patent Document 4 discloses that a bending die, a clamping die, and a pressure die can be exchanged for a die set in which a bending die, a clamping die, and a pressure die are pre-assembled for bending a tube having a different size or for a different type of tube bending operation.
  • the wiper die is not necessarily essential (described in page 11 of Patent Document 4). Therefore, in Patent Document 4, although attention is paid to the changeover function, a replaceable die set including a function that can appropriately prevent the generation of wrinkles is not disclosed. There is no suggestion of a suitable pipe bend mold unit and apparatus comprising the same.
  • an object of the present invention is to provide a pipe bending die unit capable of appropriately bending a pipe without worrying about wrinkles. It is another object of the present invention to provide a pipe bending apparatus provided with a pipe bending die unit suitable for the bending process.
  • the present invention provides a pipe bending die unit that can appropriately bend a pipe without worrying about the occurrence of wrinkles and that can be easily changed, and a pipe bending apparatus including the unit. This is another issue.
  • a pipe bending die unit of the present invention comprises a bending die having a pipe receiving groove having a semicircular cross section in the outer peripheral surface and driven to rotate around a rotating shaft, A first recess having a semicircular cross section on the outer peripheral surface, and a fitting recess formed in the first recess and extending a first predetermined distance in the circumferential direction within a plane orthogonal to the rotation axis.
  • a gripping member having a second groove portion having a semicircular cross section on the outer peripheral surface, and a fitting convex portion extending a second predetermined distance in the circumferential direction from the tip portion of the second groove portion, And a counter pressure member that includes a fitting convex portion that fits into the fitting concave portion and joins the first groove portion and the second groove portion to form the pipe receiving groove having a semicircular cross section.
  • the fitting recess in the member is a predetermined distance including at least a radially outer end from the rotating shaft toward the radially outer side.
  • the counter pressure member and the gripping member are connected by a hinge connection centered on the rotation axis, and are relatively centered on the rotation axis. It is set as the structure currently supported rotatably.
  • a part of the fitting convex part is located on the front side in the traveling direction of the pipe with respect to a bending start position of the pipe, and the other part of the fitting convex part is It is good to set it as the structure located in the back side with respect to the advancing direction of the said pipe with respect to the bending start position of the said pipe.
  • the fitting portion of the fitting convex portion to be fitted into the fitting concave portion is located on the front side in the advancing direction of the pipe with respect to the bending processing start position of the pipe, and the first of the gripping member It is preferable that a contact portion between the groove portion and the second groove portion of the counter pressure member is located on the rear side in the traveling direction of the pipe with respect to the bending start position of the pipe.
  • the counter pressure member has an annular rotation support portion rotatably supported by the rotation shaft, and a part of the rotation support portion constitutes the fitting convex portion, and an outer peripheral surface of the rotation support portion
  • the counter pressure member and the gripping member may be hinged by a shaft member having a central axis through which the fitting recess is inserted.
  • the fitting recess in the gripping member is a predetermined distance region including a radially inner end portion from the rotating shaft toward the radially outer side, and the both end surfaces are the rotating shaft. It is good to set it as the structure which has a parallel end surface area
  • the widened end surface region may be configured to be inclined by 2 ° to 5 ° with respect to a plane orthogonal to the rotation axis.
  • the pipe is mounted on the first groove portion of the gripping member having a semicircular cross section in the contact surface of the fitting convex portion of the counter pressure member with the pipe. It is good also as a structure which has the width
  • a plurality of the bending dies are stacked with the rotating shaft as a common shaft, and each of the plurality of bending dies is held in a plane parallel to the rotating shaft. It is good also as a structure provided with the member.
  • the plurality of bending dies are composed of a plurality of members, and at least two members of the plurality of members have engagement grooves parallel to a plane orthogonal to the rotation axis, and the connection support member includes: It is good also as a structure which has a permite
  • the present invention grips a bending die having a pipe receiving groove having a semicircular cross section on the outer peripheral surface and driven to rotate around a rotating shaft, and a pipe to be processed disposed in the pipe receiving groove of the bending die. And a pressure die that presses the pipe in the bending die direction.
  • the bending die has a first groove portion having a semicircular cross section on the outer peripheral surface, and is formed in the first groove portion.
  • a gripping member having a fitting recess extending in a circumferential direction within a plane perpendicular to the rotation axis, and a second groove having a semicircular cross section on the outer peripheral surface, and the second A fitting convex portion extending in the circumferential direction from the tip of the groove portion by a second predetermined distance, and the fitting convex portion is fitted into the fitting concave portion and the first groove portion and the second groove portion.
  • a counter pressure member that forms a pipe receiving groove having a semicircular cross section in a cross section, and the fitting recess in the gripping member is A widening end surface region in which a distance between both opposing end surfaces increases in a predetermined distance region including at least a radially outer end from the rotation shaft toward the radially outer side, and the counter pressure member and the gripping member are
  • the present invention provides a pipe bending apparatus in which a pipe bending die unit is configured which is connected by hinge coupling around the rotating shaft and is supported rotatably relative to the rotating shaft.
  • a part of the fitting convex part is located on the front side in the traveling direction of the pipe with respect to the pipe bending start position, and the other part of the fitting convex part is It is good to set it as the structure located in the back side with respect to the advancing direction of the said pipe with respect to the bending start position of the said pipe.
  • the fitting portion of the fitting convex portion to be fitted into the fitting concave portion is located on the front side in the advancing direction of the pipe with respect to the bending processing start position of the pipe, and the first of the gripping member It is preferable that a contact portion between the groove portion and the second groove portion of the counter pressure member is located on the rear side in the traveling direction of the pipe with respect to the bending start position of the pipe.
  • the counter pressure member includes an annular rotation support portion rotatably supported on the rotation shaft, and is formed integrally with the rotation support portion, and the second groove portion and the curved surface portion having a semicircular cross section are formed. And a part of the rotation support part integrally joined to the body part extends radially outward, the rotation support part constitutes the fitting convex part,
  • the outer peripheral surface of the rotation support portion may be a curved surface that forms a part of the semicircular pipe receiving groove.
  • the fitting recess in the gripping member is a predetermined distance region including a radially inner end from the rotating shaft toward the radially outer side, and the both end surfaces are the rotating shaft. It is good to set it as the structure which has a parallel end surface area
  • a plurality of the bending dies are stacked with the rotating shaft as a common shaft, and the plurality of bending dies are connected and supported on a plane parallel to the rotating shaft. It is good also as a structure provided with the member.
  • the plurality of bending dies are composed of a plurality of members, and at least two members of the plurality of members have engagement grooves parallel to a plane orthogonal to the rotation axis, and the connection support member includes: It is good also as a structure which has a permite
  • the first groove portion formed in the gripping member of each of the plurality of bending dies may have a different cross-sectional shape depending on the processing state of the pipe.
  • the pipe bending apparatus may further include a mandrel inserted into the pipe and driven so that the tip is opposed to the pressure die within a predetermined rotation range of the bending die. Good.
  • the bend die constituting the pipe has the first groove portion having a semicircular cross section on the outer peripheral surface, is formed in the first groove portion, and is orthogonal to the rotation axis.
  • a gripping member having a fitting recess extending in the circumferential direction for a first predetermined distance in the plane, a second groove portion having a semicircular cross section on the outer peripheral surface, and in a circumferential direction from the tip of the second groove portion A fitting convex portion extending a second predetermined distance, the fitting convex portion is fitted into the fitting concave portion, and the first groove portion and the second groove portion are joined to form a semicircular pipe receiving groove.
  • the fitting recess in the gripping member has a predetermined distance region including at least the radially outer end from the rotating shaft toward the radially outer side, and the distance between the opposing end surfaces is increased.
  • Widened end surface area, and the counter pressure member and gripping member are connected by a hinge connection around the rotation axis It is because it is relatively rotatably supported around the rotational axis, can be performed appropriately bending against the pipe without worrying about the occurrence of wrinkles.
  • the above-mentioned fitting recess has a widened end face region, and during the relative rotational movement of the gripping member and the counter pressure member, partial sliding occurs between them, so that a smooth operation can be ensured. And since the favorable oil retention effect can be ensured between a holding member and a counter pressure member, durability of a holding member and a counter pressure member improves.
  • the widened end surface region may be formed in a tapered surface or a curved surface. Furthermore, if a plurality of pipe bending die units are prepared according to the shape of the pipe to be processed, it is only necessary to select and replace the pipe bending die unit according to the shape when bending various pipe shapes. Therefore, it is possible to provide a pipe bend die unit that can be easily changed and does not require adjustment after the change.
  • a part of the fitting convex part is located on the front side in the pipe traveling direction with respect to the pipe bending start position, and the other part of the fitting convex part is the pipe bending process. It is configured to be located rearward with respect to the starting direction of the pipe in the traveling direction, or the fitting portion of the fitting convex portion fitted into the fitting concave portion is connected to the pipe bending start position.
  • the contact portion between the first groove portion of the gripping member and the second groove portion of the counter pressure member is located on the rear side in the pipe traveling direction with respect to the pipe bending start position. If it is set as the structure which is carrying out, a smooth bending process can be performed, without generating a wrinkle in a pipe.
  • the counter pressure member has an annular rotation support portion that is rotatably supported by the rotation shaft, the counter pressure member can be reliably supported so as to be rotatable about the rotation shaft, and is easy for the gripping member. Can be hinged to. Further, if a part of the rotation support part constitutes a fitting convex part and the outer peripheral surface of the rotation support part is a curved surface forming a part of a semicircular pipe receiving groove, the counter pressure member Can be formed into a suitable shape with a single component.
  • the counter pressure member and the gripping member can be hinged by a shaft member having a central axis that passes through the fitting recess.
  • the fitting recess in the gripping member is a predetermined distance region including the radially inner end from the rotating shaft toward the radially outer side, and is a plane whose both end surfaces are orthogonal to the rotating shaft. If the structure has a parallel end face area and a wide end face area extending radially outward from the rotation axis continuously to the parallel end face area, the relative distance between the gripping member and the counter pressure member is a portion between the two. Therefore, smooth operation can be ensured. And since the favorable oil retention effect can be ensured between a holding member and a counter pressure member, durability of a holding member and a counter pressure member improves.
  • the widened end face region is effective when it is inclined 2 ° to 5 ° with respect to a plane orthogonal to the rotation axis.
  • the contact surface of the counter pressure member with the fitting convex portion of the pipe is the center of the pipe when the pipe is mounted in the first groove portion having a semicircular cross section of the gripping member. If the structure has a width included in a region of 20 ° to 45 ° centered on the central axis in a cross-sectional view orthogonal to the axis, the pipe can be processed into a good balance between the effect of suppressing wrinkles and the appearance. it can.
  • a plurality of bending dies are stacked with a rotating shaft as a common shaft, and a connection support member is provided that holds each of the plurality of bending dies on a plane parallel to the rotating shaft.
  • a plurality of bending dies are firmly held in a properly connected state, so that bending can be performed on a plurality of pipes simultaneously in a stable state and appropriately according to each pipe. It can be carried out.
  • the plurality of bending dies are composed of a plurality of members, and at least two members of the plurality of members have engaging grooves parallel to a plane orthogonal to the rotation axis, and the connection support member is formed in the engaging grooves.
  • the plurality of bending dies are held in a state in which the protrusions are fitted and the protrusions are fitted in the engagement grooves, the plurality of bending dies are fitted by the so-called inlay structure. Since it is firmly held, it is possible to appropriately suppress bending that may occur in the fitting recess of each gripping member, and to minimize the displacement of the radially outer width of each fitting recess.
  • the pipe bending apparatus of the present invention includes a pipe bending die unit configured as described above, a gripping die for holding a pipe to be processed that is disposed in a pipe receiving groove of the bending die, and a pipe bending die.
  • a pressure mold that presses the pipe in the direction, and the pipe can be bent by rotating the gripping mold and the bending mold while pressing the pipe in the direction of the bending mold.
  • the bending process can be appropriately performed on the pipe without concern.
  • the fitting recess has a widened end surface region, and during the relative rotational movement of the gripping member and the counter pressure member, the sliding between them is partial, so that a smooth operation can be ensured.
  • a part of the fitting convex part is positioned on the front side in the pipe traveling direction with respect to the pipe bending start position, and the other part of the fitting convex part is a pipe bending process. It is configured to be located rearward with respect to the starting direction of the pipe in the traveling direction, or the fitting portion of the fitting convex portion fitted into the fitting concave portion is connected to the pipe bending start position.
  • the contact portion between the first groove portion of the gripping member and the second groove portion of the counter pressure member is located on the rear side in the pipe traveling direction with respect to the pipe bending start position. If it is set as the structure which is carrying out, a smooth bending process can be performed, without generating a wrinkle in a pipe.
  • the counter pressure member provided in the above-described pipe bending apparatus has an annular rotation support portion that is rotatably supported by the rotation shaft, the counter pressure member can be reliably supported around the rotation shaft. And can be easily hinged to the gripping member. And a main body part formed integrally with the rotation support part and formed with a second groove part and a curved surface part having a semicircular cross section, and a part of the rotation support part integrally joined to the main body part Is extended radially outward, the rotation support portion constitutes a fitting convex portion, and the outer peripheral surface of the rotation support portion is a curved surface forming a part of a pipe receiving groove having a semicircular cross section.
  • the pressure member can be formed into an appropriate shape with a single component.
  • the fitting recess in the gripping member is a plane in which both end surfaces are orthogonal to the rotation axis in a predetermined distance region including the radially inner end from the rotation axis toward the radially outer side. If the structure has a parallel end surface region and a widened end surface region is formed radially outward from the rotation axis continuously to the parallel end surface region, both of the gripping member and the counter pressure member are subjected to relative rotational motion. Smooth operation can be ensured because the gap is partially slid. And since the favorable oil retention effect can be ensured between a holding member and a counter pressure member, durability of a holding member and a counter pressure member improves.
  • a plurality of bending dies are stacked with a rotation axis as a common axis, and a connection support member is provided that holds each of the plurality of bending dies on a plane parallel to the rotation axis.
  • a plurality of bending dies are firmly held in a properly connected state, so that bending can be performed on a plurality of pipes simultaneously in a stable state and appropriately according to each pipe. It can be carried out.
  • the plurality of bending dies are composed of a plurality of members, and at least two members of the plurality of members have engagement grooves formed in parallel to a plane orthogonal to the rotation axis, and the connection support member is engaged.
  • the projection has a projection that fits in the mating groove and the projections are fitted in the engagement groove and the plurality of bending dies are held, the projection is fitted in the engagement groove and a plurality of so-called inlay structures are used. Therefore, the bending that can occur in the fitting recesses of the gripping members can be appropriately suppressed, and the displacement of the radially outer width of each fitting recess can be minimized. Furthermore, if the first groove formed on each gripping member of the plurality of bending dies has a different cross-sectional shape depending on the processing state of the pipe, the gripping target portion is changed depending on the processing state. A plurality of different pipes can be bent simultaneously.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG.
  • FIG. 20 is a sectional view taken along line BB in FIG. It is CC sectional view taken on the line of FIG. It is a disassembled perspective view of the counter pressure member provided for embodiment of this invention. It is a perspective view of the pipe bending die unit which concerns on another embodiment of this invention.
  • FIG. 25 is an exploded perspective view of the pipe bend die unit according to the embodiment shown in FIG. 24. It is a perspective view which shows the pipe bending apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the pipe by which the bending process was performed using the pipe bending die unit which concerns on embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the bending process state of the pipe in the pipe bending apparatus using the pipe bending die unit which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 1 shows a pipe bending mold unit according to an embodiment of the present invention, and a pipe bending apparatus according to an embodiment including a gripping mold 200 and a pressure mold 300 in addition to the pipe bending mold unit.
  • a bending die 100 having a pipe receiving groove (configured by first and second groove portions 11 and 21 described later) having a semicircular cross section on the outer peripheral surface and driven to rotate about the rotation axis (A). .
  • the pipe P to be processed is gripped between the bending mold 100 and the gripping mold 200 and is driven forward while being pressed in the direction of the bending mold 100 by the pressure mold 300, and the compression load and shaft The pipe P is bent by the pressing load.
  • the bending die 100 of the present embodiment includes a gripping member 10 and a counter pressure member 20, and as shown in FIGS. 1 and 2, the gripping member 10 is formed with a first groove 11 having a semicircular cross section. At the same time, a fitting recess 12 having a predetermined width is formed in the first groove 11 so as to extend a predetermined distance in the circumferential direction within a plane orthogonal to the rotation axis (A).
  • a base 13 is formed integrally with the gripping member 10, and a shaft member 60 constituting the rotation shaft (A) is fixed to the base 13 and a holding member 70 is fixed to the gripping member 10. Further, a knock pin 80 is fixed at a predetermined position of the base portion 13, which will be described later.
  • the gripping member 10 has an annular recess 10b that forms a first groove 11 having a semicircular cross section, and extends in the circumferential direction within a plane orthogonal to the rotation axis (A).
  • a fitting recess 12 having a predetermined width is provided.
  • the fitting recess 12 is disposed at the bottom center of the annular recess 10b.
  • the first groove 11 having a semicircular cross section includes a part of the fitting recess 12 and is continuous with the annular recess 10b.
  • the gripping member 10 includes a gripping portion 10a that grips the pipe P (a joint surface with the gripping mold 200 is a flat surface) and an annular recess 10b that is formed continuously therewith, and the gripping portion 10a and the annular recess 10b.
  • a base portion 13 is integrally formed.
  • the first groove portion 11 has a continuous semicircular cross section of a semicircular groove portion 11a formed in the grip portion 10a and a semicircular groove portion 11b formed in the annular recess 10b.
  • a plurality of holding strips are provided in parallel in the circumferential direction of the groove portion 11a, as in the inner peripheral surface of the holding die 200.
  • the gripping part 10a is formed integrally with the gripping member 10, but the gripping part 10a is a separate body (indicated by 10y in FIG. 5 etc.) and the main body 10 (in FIG. 10x)).
  • a main body 10x is constituted by an upper mold 40 and a lower mold 50 divided by a plane orthogonal to the rotation axis (A), and a separate gripping portion 10y is joined thereto.
  • the gripping member 10 can be configured. That is, the shaft member 60 is disposed so as to pass through the center hole 42 of the upper mold 40, the rotation support portion 23 of the counter pressure member 20, and the center hole 52 of the lower mold 50, and the upper portion of the shaft member 60 is the holding member 70.
  • the holding member 70 After being inserted through the central hole 71, the holding member 70 is fixed to the upper mold 40.
  • a screw (not shown) is inserted into the holding portion 10y from the mounting holes 14 and 15, and screwed into the screw holes 41 and 51 of the upper die 40 and the lower die 50, respectively, and the main body 10x (the upper die 40 and the lower die 50). ).
  • the gripping member 10 is configured by the main body 10 x and the gripping part 10 y configured by the upper mold 40 and the lower mold 50, the notch of the gripping part 10 y, and the upper mold 40 and the lower mold 50.
  • the fitting recess 12 is formed by the gap between the fitting recess 12 and the fitting protrusion 22 of the counter pressure member 20 is interposed in the fitting recess 12 to constitute the bending die 100.
  • the gripping member 10 includes the body 10x and the gripping portion 10y unless otherwise specified.
  • the counter pressure member 20 is formed with a second groove portion 21 having a semicircular cross section on the outer peripheral surface, and in the circumferential direction from the tip portion of the second groove portion 21.
  • a fitting convex portion 22 is formed so as to extend a predetermined distance to the first groove portion 11 of the gripping member 10 and the counter pressure member when the fitting convex portion 22 is fitted into the fitting concave portion 12.
  • a pipe receiving groove having a semicircular cross section is formed by the 20 second groove portions 21.
  • the counter pressure member 20 is rotatably supported by a curved surface portion (counter pressure portion) 20 a disposed so as to be in contact with the annular recess 10 b and a rotation shaft (A).
  • the rotation support portion 23 is integrally formed, and the fitting convex portion 22 is constituted by a part of the rotation support portion 23. Therefore, the outer peripheral surface of the rotation support portion 23 is formed in a curved surface, and is configured to form a pipe receiving groove having a semicircular cross section together with the first groove portion 11 of the gripping member 10.
  • the counter pressure member 20 is formed with a second groove portion 21 having a semicircular cross section, and the end surface shape of the second groove portion 21 contacting the first groove portion 11 of the gripping member 10 corresponds to FIG. As shown by the contact portion (R), it is curved in a front view.
  • the outer peripheral side surface 22a (namely, outer peripheral side surface of the rotation support part 23) of the fitting convex part 22 is formed in the curved surface as shown in FIG.7 and FIG.8, and the fitting convex part 22 is the holding member 10.
  • a part of the semicircular cross section of the first groove portion 11 of the gripping member 10 is formed when fitted into the fitting recess 12, and a pipe receiving groove having a semicircular cross section is formed by both.
  • the rotation support part 23 of this embodiment is formed in cyclic
  • the gripping member 10 and the counter pressure member 20 configured as described above are connected by a hinge coupling around the rotation axis (A), and can be relatively rotated around the shaft member 60 (rotation axis (A)). It is supported by.
  • the gripping member 10 is supported so as to be rotationally driven with respect to the counter pressure member 20 fixed at a predetermined position of a support device (not shown).
  • the gripping member 10 and the counter pressure member 20 are fitted on the basis of a bending start position (indicated by a one-dot chain line S in the vertical direction in FIG. 2) when bending the pipe P.
  • the fitting portion with the fitting convex portion 22 not included in the plane perpendicular to the rotation axis (A) in the concave portion 12 (two planes including (H) shown in FIG. 2 and parallel to the plane perpendicular to the paper surface of FIG. 2).
  • (F) is located on the front side in the traveling direction of the pipe P (the right side of S in FIG. 2), and the first groove portion 11 of the gripping member 10 and the second groove portion 21 of the counter pressure member 20 are in the rotational direction. It connects so that a contact part (R) may be located in the back side (left side of S in FIG. 2) with respect to the advancing direction of the pipe P. As shown in FIG.
  • the fitting portion (F) in the rotational direction of the fitting convex portion 22 fitted into the fitting concave portion 12 is positioned on the front side in the traveling direction of the pipe P with respect to the bending start position of the pipe P.
  • the rotational contact portion (R) between the first groove portion 11 of the gripping member 10 and the second groove portion 21 of the counter pressure member 20 is rearward in the direction of travel of the pipe P with respect to the bending start position of the pipe P. Located on the side.
  • the fitting convex part 22 of the counter pressure member 20 in the present embodiment is a first semi-circular cross section of the gripping member 10 as shown in FIG. Included in a region ( ⁇ ) of 20 ° to 45 ° centered on the central axis (PC) in a cross-sectional view perpendicular to the central axis (indicated by PC in FIG. 7) when the pipe P is mounted in the groove 11 Width (t).
  • the width (t) is a dimension included in the region ( ⁇ ) in the contact surface 22a with the pipe P, and is rotated from the contact surface 22a.
  • the cross-sectional width of the fitting convex portion 22 toward the axis (A) may be set to gradually decrease or may be set to gradually increase, and the fitting concave portion 12 having a cross-sectional shape corresponding to this may be formed. .
  • the fitting recess 12 has a predetermined distance including the radially inner end portion (see (f) in FIG. )) In the region where the opposite end faces are formed on a plane perpendicular to the rotation axis A (for example, a plane parallel to a plane including (H) similar to FIG. 2). And a widened end surface formed so that the interval between the opposite end surfaces increases radially outward from the rotation axis (A) continuously to the parallel end surface region (12fs). It has a region (represented by 12es on behalf of both end faces). The widened end surface region (12es) shown in FIG.
  • the widened end surface region (12es) of the tapered surface shown in FIG. 8 can be formed by a single cutting process, but the widened end surface region of the curved surface shown in FIG. Since 12cs) requires sequential cutting, a widened end surface region by a tapered surface is desirable. Or although illustration is abbreviate
  • the counter pressure member 20 configured as described above is assembled as shown in FIG. 5, and the rotating shaft (A) is mounted with the fitting convex portion 22 fitted in the fitting concave portion 12 of the gripping member 10.
  • the shaft member 60 to be configured is inserted into the rotation support portion 23 and fixed to the base portion 13 and is fixed to the holding member 70, the bending die 100 shown in FIG. Further, the knock pin 80 is fixed at a predetermined position of the base portion 13 of the gripping member 10, and the position where the counter pressure member 20 contacts the knock pin 80 is set to be the initial relative position of the grip member 10 and the counter pressure member 20.
  • the gripping mold 200 and the pressure mold 300 are arranged as shown in FIG. 1 and are arranged so as to be closely spaced from the bending mold 100, respectively.
  • the pipe bending die unit is constituted by the bending die 100 in which the gripping member 10 and the counter pressure member 20 are arranged at the initial relative position, the pipe to be processed is formed. If a plurality of pipe bending die units are prepared according to the shape of P, when bending various pipe shapes, it is only necessary to select and replace the pipe bending die unit according to the shape. Replacement can be performed easily. In particular, since the initial relative positions of the gripping member 10 and the counter pressure member 20 can be set in advance by the knock pin 80, adjustment after changing the setting is unnecessary, and changing the setting can be easily performed without requiring skill. Can do. Furthermore, if the pipe bending die unit includes the gripping die 200 and the pressure die 300 to form a unit, a pipe bending tool assembly that can be easily changed and adjusted can be provided.
  • the bending target portion of the body portion of the pipe P is arranged at the bending start position (S in FIG. 2) of the bending die 100.
  • the same metal core also called a mandrel, indicated by M in FIGS. 1 and 6) is inserted into the pipe P as before.
  • the core metal M has ball cores M1 and M2 supported in a tiltable manner at the tip end portions thereof as shown in FIG. 6 (however, hatching is omitted in view of visibility).
  • Gold M1 and M2 are inserted into the pipe P and driven so as to be interposed between the bending die 100, the gripping die 200, and the pressure die 300 within a predetermined rotation range of the bending die 100.
  • the gripping mold 200 and the pressure mold 300 are driven in the direction of the bending mold 100, and the tip of the pipe P is gripped between the gripping member 10 of the bending mold 100 and the gripping mold 200, and the body portion of the pipe P Is pressed between the counter pressure member 20 of the bending die 100 and the pressure die 300.
  • the pipe P is driven forward while the body portion of the pipe P is pressed against the counter pressure member 20 by the pressure die 300 in a state where the tip portion of the pipe P is held between the holding member 10 and the holding die 200.
  • the gripping mold 200 and the gripping member 10 are driven to rotate about the rotation axis (A)
  • the pipe P is sequentially wound around the outer peripheral side surface of the rotation support portion 23 (the outer peripheral side surface 22a of the fitting convex portion 22).
  • the pipe P is bent as shown in FIG. 6 and bent as shown in FIG.
  • the bending die 100 provided for the pipe bending die unit of the present embodiment includes the gripping member 10 and the counter pressure member 20, which are connected by a hinge connection around the rotation axis (A). Since the pipe P is bent, the counter pressure member 20 is pressed against the pressure die 300 (via the pipe P) because the pipe P is bent. The gripping member 10 can rotate relative to the counter pressure member 20 around the rotation axis (A). Therefore, the gripping member 10 rotates in the circumferential direction away from the counter pressure member 20 from the bending start position (S in FIG. 2) with respect to the pipe P.
  • the fitting portion (F in FIG. 2) with the fitting convex portion 22 not included in the plane orthogonal to the rotation axis (A) in the fitting concave portion 12 is advancing of the pipe P. 2 in the rotational direction between the first groove portion 11 of the gripping member 10 and the second groove portion 21 of the counter pressure member 20 with respect to the traveling direction of the pipe P.
  • the gripping member 10 and the counter pressure member 20 are coupled so as to be located on the rear side, and a step that may occur between the grip member 10 and the counter pressure member 20 is suppressed to be small. For this reason, even if a larger axial pushing load and compressive load are applied to the pipe P than before, the plastic deformation accompanying the bending process can be appropriately controlled. This point will be described in detail later with reference to FIGS.
  • the pipe P that has been bent using the pipe bend die unit of the present embodiment corresponds to the fitting portion of the fitting concave portion 12 and the fitting convex portion 22 as shown in FIG.
  • a slightly thick portion bump-shaped portion
  • a portion that continues to this is a smooth curved surface.
  • the thickness gradually changes at a portion indicated by a thin line in FIG. 27, and the flowing meat is fitted into the fitting portion (F in FIG. 2) to form the thick portion TP1
  • the thick portions TP2 and TP3 are formed along the contact portion (R in FIG. 2)
  • the portion indicated by the thin line in FIG. 27 is formed in a smooth curved surface and does not correspond to a so-called wrinkle.
  • the bent pipe in which these thick portions TP1, TP2, and TP3 are formed serves as proof that the bending process has been performed using the pipe bending die unit of the present embodiment, and supports the processing quality.
  • the contact surface 22a is set to the thickness indicated by the width (t) in FIG.
  • the pressing force applied at the time of processing is large when the width (t) of the contact surface 22a is within the range of the region ( ⁇ ), and the pressing force decreases in a square manner as it deviates from the region ( ⁇ ). It was confirmed. As a result, the pipe P having a good balance between the effect of suppressing wrinkles and the appearance can be processed.
  • the width (t) of the contact surface 22a of the fitting convex portion 22 is set to a region smaller than 20 ° centered on the central axis (PC) of the pipe P, FIG.
  • the thick part TP1 on the bending start side is small and the thick part TP3 on the bending end side is large, and the appearance is good, but there is difficulty in increasing the wall thickness, It becomes difficult to suppress.
  • the width (t) of the contact surface 22a of the fitting convex portion 22 is set to an area larger than 45 ° centering on the central axis (PC) of the pipe P, the shape shown in FIG.
  • the thick part TP1 on the bending start side is large and the thick part TP3 on the bending end side is small, so that the wrinkle suppressing effect is good, but the product has a difficult appearance.
  • smooth bending can be performed (without occurrence of wrinkles) by the pipe bending apparatus provided with the pipe bending die unit of the present embodiment.
  • the pipe bending apparatus provided with the pipe bending die unit of the present embodiment.
  • the gripping member 10 may be fixed and the counter pressure member 20 may be driven to rotate about the rotation axis (A).
  • the pipe bending die unit includes a rotating shaft (a plurality of bending dies 100 a, 100 b, and 100 c, each including the gripping member 10 and the counter pressure member 20, which are stacked). It can also be set as the structure supported rotatably about A).
  • Each of the gripping members 10 and the counter pressure member 20 is connected by a hinge connection centering on the rotation axis (A), and the bending dies 100a, 100b, and 100c are all arranged as shown in FIG.
  • the main body 10x of the gripping member constituted by the mold 40 and the lower mold 50 is in a form in which three stages are stacked.
  • the four members B1 to B4 constitute the three gripping member main bodies 10xa, 10xb, and 10xc
  • the main body 10xa is the upper die 401 (members).
  • B1) and lower mold 501 part of member B2
  • main body 10xb is composed of upper mold 402 (part of member B2) and lower mold 502 (part of member B3), and main body 10xc.
  • Bushings 61 to 63 are interposed between the bottoms of the fitting recesses 12xa, 12xb, and 12xc and the shaft member 60, respectively.
  • gripping tools 10ya, 10yb, and 10yc are joined to the main bodies 10xa, 10xb, and 10xc, respectively, and each gripping member is configured.
  • the fitting recess 12xc is enlarged radially from the rotation axis (A) as shown in FIG.
  • the opposite end faces are parallel to each other and formed in a plane perpendicular to the rotation axis A (for example, a plane parallel to the plane including (H) shown in FIG. 2).
  • a widened end surface having an end surface region (12fs) and formed such that a distance between opposite end surfaces increases continuously from the rotation axis (A) in the radial direction continuously to the parallel end surface region (12fs). It has a region (12es).
  • the taper surface or curved surface is formed from the radially inner end on the rotating shaft (A) side to the radially outer end without providing the parallel end surface region (12fs). It may be set so that only the widened end surface region (12es, 12cs) is obtained.
  • each gripping member 10 including a gripping member composed of a plurality of members shown in FIG. 10
  • each counter pressure member 20 23 (including a counter pressure member composed of a plurality of members shown in FIG. 23, etc.)
  • the sliding between each fitting concave portion 12 and each fitting convex portion 22 results in partial sliding. Operation can be ensured.
  • a good oil retaining effect can be ensured between each fitting recess 12 and each fitting projection 22, and therefore the durability of each gripping member 10 and each counter pressure member 20 is improved.
  • FIG. 13 shows a gripping tool 10ya, 10yb and 10yc, a connection support member 91 for these gripping tools, three counter pressure members 20, and a connection support member 92 for these counter pressure members in addition to the configuration shown in FIG.
  • concave portions 10c1, 10c2 and 10c3 having shapes corresponding to the processing state of the pipe P which is the gripping object (that is, the shape of the gripping target part) are formed.
  • the end portions of the annular recesses 10b1, 10b2, and 10b3 are configured.
  • FIG. 14 shows, instead of the gripping member main bodies 10xa, 10xb and 10xc shown in FIGS. 11 and 13, an annular recess 10b1 having a shape corresponding to the bending radius of the pipe P to be gripped and / or the outer diameter of the pipe P.
  • the gripping members 110a, 110b, and 110c formed with 10b2 and 10b3 are used, and fitting protrusions (22 in FIG. 4) having shapes (different outer diameters) according to the bending radius of the pipe P and / or the outer diameter of the pipe P are used.
  • the counter pressure members 120a, 120b, and 120c are formed.
  • the connection support members 91 and 92 are the same as those in FIG.
  • FIG. 15 shows three gripping members 110a, 110b and 110c formed with recesses 10c1, 10c2 and 10c3 (similar to FIG. 13 above) having shapes corresponding to the processing state of the pipe P to be gripped.
  • Three counter pressure members 20 to be fitted are joined to the connection support member 92.
  • gripping members 110a, 110b, and 110c formed with annular recesses (similar to FIG. 13) having a shape corresponding to the processing state of the pipe P to be gripped, and a connection support member 91 are integrally formed. ing.
  • the three counter pressure members 20 that fit into the gripping members 110 a, 110 b, and 110 c are joined to the connection support member 92.
  • the bending dies 100a, 100b, and 100c are stacked, and the main body 10xa, 10xb of the three gripping members by the four members B1 to B4 (and the shaft member 60).
  • the main body 10xa is composed of an upper mold 401 and a lower mold 501
  • the main body 10xb is composed of an upper mold 402 and a lower mold 502
  • the main body 10xc is composed of an upper mold 403 and a lower mold 503.
  • annular recesses 10b1, 10b2, and 10b3 are formed respectively.
  • the gripping members 10ya, 10yb and 10yc are joined to the body 10xa, 10xb and 10xc of the gripping member.
  • an engagement groove Bg orthogonal to the rotation axis (A) is formed in the cylindrical portion between the lower mold 501 and the upper mold 402 in the member B2, and the lower mold in the member B3.
  • Engaging grooves Cg perpendicular to the rotation axis (A) are also formed in the cylindrical portion between 502 and the upper mold 403, and protrusions 91 b and 91 c that fit into these grooves are formed in the connection support member 91.
  • each of the members B1 to B4 is coupled to the connection support member 91 by a bolt or the like on the side opposite to the bending start position of each gripping member, and the protrusions 91b and 91c are respectively formed in the engagement grooves Bg and Cg. They are fitted and firmly held by a so-called inlay structure. That is, the members B2 and B3 constituting the bending mold each have engagement grooves Bg and Cg formed in parallel to a plane orthogonal to the rotation axis (A), and the connection support member 91 includes the engagement grooves Bg, Protrusions 91b and 91c that fit into each of Cg are provided, and these hold the holding member main bodies 10xa, 10xb, and 10xc firmly.
  • each counter pressure member 20 is joined to the connection support member 92 by a bolt or the like.
  • the connection support members 91 and 92 are preferably formed in an L-shaped cross section or a Z-shaped cross section, and the section modulus is increased to improve rigidity.
  • Each counter pressure member 20 (hereinafter, xa, xb, and xc are omitted) is divided and formed as shown in FIGS. 20, 22, and 23, and the members are joined to each other by bolts or the like. That is, each counter pressure member 20 has a rotation support portion 23 and a main body portion 24, and the rotation support portion 23 is joined to the main body portion 24, and the rotation support portion 23 has a large size via a pipe P to be processed. Wear is inevitable because a load is applied, and it is necessary to replace it after a long period of use.
  • the counter pressure member 20 configured to be joined to the connection support member 26 is further divided, and mainly the rotation support portion 23 and the joint portion 25.
  • the first pressure member 20 is divided into a second member made up of a part of the rotation support portion 23 and the main body portion 24, and these are joined by, for example, bolts to constitute each counter pressure member 20.
  • the rotation support portion 23 of each counter pressure member 20 is worn, it is only necessary to replace the second member including a part thereof. From the viewpoint of use, it is possible to provide an inexpensive counter pressure member 20 (and thus an inexpensive bending die 100).
  • the rotation support portion 23 is formed with a rib 23a in which at least a part in the circumferential direction of the rotation support portion 23 formed integrally with the main body portion 24 extends radially outward.
  • the rotation support portion 23 is configured to relieve stress concentration at the skirt portion at the boundary with the curved surface portion 20a.
  • the rotating shaft (A) bends with respect to the bending dies 100a, 100b, and 100c when the pipe P is bent.
  • a force in a direction may be applied.
  • each of the members B1 to B4 is coupled to the connection support member 91 by a bolt or the like, and is firmly formed by a so-called inlay structure. Therefore, the bending that may occur in the fitting recess 12 of each gripping member 10 can be suppressed, and the displacement of the width on the radially outer side of each fitting recess 12 can be minimized.
  • each gripping member 10 is supported by a common connection support member 91, and each counter pressure member 20 is supported by a common connection support member 92. Therefore, the initial relative position of each gripping member 10 and each counter pressure member 20 can be easily set by a single knock pin 80, and adjustment after changing the stage is unnecessary.
  • bending dies 100a, 100b, and 100c are laminated, and six members B1 to B6 (and shaft member 60) constitute three gripping member bodies 10xa, 10xb, and 10xc.
  • the main body 10xa is composed of an upper mold 401 and a lower mold 501
  • the main body 10xb is composed of an upper mold 402 and a lower mold 502
  • the main body 10xc is composed of an upper mold 403 and a lower mold 503, respectively.
  • Recesses 10b1, 10b2, and 10b3 are formed. And as shown in FIG.
  • the holding tools 91ya, 10yb, and 10yc are joined to the connection support member 91 adjacent to the main bodies 10xa, 10xb, and 10xc.
  • the connection support member 92 three counter pressure members 120a, 120b and 120c are supported by the connection support member 92, and each counter pressure member is configured as shown in FIG.
  • the pipe bending apparatus 1 to which the pipe bending die unit of each of the above embodiments is mounted is configured as shown in FIG. 26, for example, and is provided with a pipe chuck CH that holds the pipe P to be processed, and advances the pipe P.
  • a carriage CR that drives and applies a shaft pushing load is provided.
  • the gripping mold 200 is disposed on the rotary table 2 and is configured to be driven to rotate about the shaft member 60 (rotating shaft (A)). Then, for example, a pipe bending die unit (indicated by DU) shown in FIGS.
  • connection support member 91 and the connection support member 92 are driven to rotate around the shaft member 60, so that the three gripping members 10 and the pair are connected.
  • the movement of the pressure member 20 is controlled.
  • the connection support member 92 is connected to the driving device DR via the link 93, and the three counter pressure members 20 are configured to move simultaneously, but the three gripping members 10 and The counter pressure member 20 may be configured to be driven and controlled separately.
  • the bending die 100 shown in the above-described embodiment in particular, the counter pressure member 20 connected to the gripping member 10 by the hinge connection functions, and is configured to sufficiently resist the large load of the pressure die 300.
  • an axial push load (indicated by FL) and a compressive load (indicated by PL) are applied to the pipe P.
  • the fitting portion (F) with the fitting convex portion 22 not included in the plane orthogonal to the rotation axis (A) in the fitting concave portion 12 is positioned on the front side in the traveling direction of the pipe P.
  • the contact portion (R) in the rotational direction between the first groove portion 11 of the gripping member 10 and the second groove portion 21 of the counter pressure member 20 is positioned on the rear side with respect to the traveling direction of the pipe P. Since the gripping member 10 and the counter pressure member 20 are connected to each other, it is possible to ensure a pressure resistance that can sufficiently resist a large load of the pressure die 300. Further, when the core metal M (ball core metal M1 and M2) is inserted into the pipe P, the compressive load (PL) on the pipe P can be further increased, so that the bending radius of the pipe P is increased. Can be minimal.
  • an axial load (FL) is applied to the pipe P, and the material is fed (increased thickness).
  • a frictional force (indicated by a left arrow FR in FIG. 29) is generated in the bent inner portion of the pipe P against the axial load (FL) due to the compression load (PL).
  • the thickening is promoted by this frictional force (FR).
  • a shaft pushing load (FL) is applied in a state where the core metal M is inserted into the pipe P, the pipe P is driven forward while being sandwiched between the core metal M and the counter pressure member 20 (see FIG. 29 is moved in the right direction), and the ironing action by both members is also added, and the increase in thickness is further promoted.
  • a wedge-shaped wiper W is arranged to bite into the pipe P and the bending die D as shown in FIG.
  • the tip of the wiper W has an extremely thin shape, so it must be fragile.
  • the tip of the wiper W is deformed or damaged, and a gap between the pipe P and the pipe P becomes large, and wrinkles are generated.
  • the bending radius of the pipe P that can be bent is limited, and a pipe having a bending radius with the r / d ratio of about 2 is manufactured. Was at best.

Abstract

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、及び該ユニットを備え段替え容易なパイプ曲げ加工装置を提供する。曲げ型(100)が把持部材(10)と対圧部材(20)を備え、把持部材は、断面半円状の第1の溝部(11)を有すると共に、回転軸(A)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(12)を有する。この嵌合凹部に対圧部材の嵌合凸部(22)が嵌合して断面半円状のパイプ受溝を形成し、対圧部材と把持部材は回転軸を中心とする蝶番結合によって連結され、相対的に回転する。嵌合凹部は、回転軸から径方向外側に向かって、少なくとも径方向外側端部を含む所定距離領域で、対向する両端面間の間隔が拡大するように形成された拡幅端面領域を有する。

Description

パイプ曲げ型ユニット、及び該ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置
 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、及び該ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置に係る。
 パイプに対する曲げ加工として、プレス曲げ、圧縮曲げ、引張曲げ、引き曲げ等、種々の加工が知られているが、回転引き曲げ加工が最も多く使われている。一般的な回転引き曲げ加工は、外周面に溝が形成された曲げ型に対し把持型によってパイプを把持し、このパイプを圧力型によって曲げ型方向に押圧しながら曲げ型(及び把持型)を回転駆動すると、パイプは接線方向に移動し曲げ型の溝に沿って曲げられるというもので、例えば特許文献1の第2柱に記載されており、特許文献2にもその段落〔0003〕乃至〔0006〕(曲げ型はロール型と記載)及び図11に開示されている。
 特許文献2においては、パイプの曲げ部分の内側に発生するしわを防止するために設けられるワイパー(シュー)に関し、摺動に伴う摩耗あるいは欠損に対処し得るワイパーが提案されている(特許文献2の段落〔0013〕及び〔0014〕に記載)。同様に、特許文献3には、「ワイパーと曲げダイとの間に段差が生じることがなく、耐摩耗性を有し、種々の材質のパイプを使用しても問題がなく、極めて長寿命で設備調整作業を頻繁に行なう必要がないパイプ曲げ加工装置を提供する」ことを目的とし、「パイプを曲げ加工するために外周面が所定の曲率で円弧状に形成された曲げダイと、当該曲げダイとの間でパイプをクランプするクランプ部材と、当該クランプ部材を前記曲げダイを中心に回動し前記パイプを曲げるときの皺の発生を防止するワイパーと、を有するパイプ曲げ加工装置であって、前記クランプ部材の回動方向における前記ワイパーの先端部を、前記パイプの曲げ開始点を越え前記曲げダイの外周面の曲率に沿って伸延させたことを特徴とする」パイプ曲げ加工装置が提案されている(特許文献3の段落〔0005〕及び〔0006〕に記載)。
 更に、特許文献4には、「異なる寸法の管を曲げるために、または、異なる形式の管曲げ作業のために迅速且つ正確にダイセットを交換する」方法及び装置に関し、「管曲げ作業のため予め組立てられたダイセットが提供され、曲げダイとクランプダイと圧力ダイとを含み管曲げテーブルのスピンドルに取付け可能であるダイセットにおいて、圧力ダイとクランプダイとを曲げダイに解放可能に互いに連結し互いにかつ曲げダイに対して予め定めた整合関係で連結する第1の手段と、ダイセットと係合してこれらダイセットを含むダイをテーブルから同時に持ち上げる操作手段とを含む」旨記載されている(特許文献4の第7頁に記載)。そして、「多くの管曲げ作業はワイパーダイとマンドレルとの使用を必要とするが、必要の場合には、これらも予め組立てられたダイセットの一部をなす」旨記載されており(同第8頁)、ワイパーダイがワイパーダイ腕によって曲げダイに結合された態様も開示されている(同第15頁及び図6)。
米国特許第5337590号明細書 特開2004-9125号公報 特開2008-246504号公報 特表平11-512029号公報
 上記特許文献1においては積極的にしわが形成されるように構成されているが、一般的に、回転引き曲げ加工にはしわを無くすために、しわおさえが用いられ、特許文献2乃至4においてはワイパーが設けられている。このうち、特許文献2及び4に記載のワイパーは先端部が楔形状に形成されており、特許文献2では先端のエッジ部の摩耗が懸念され、その対策が講じられている。特に、ワイパーと曲げダイとの間には、パイプの曲げ開始線(通常は、曲げダイの回転軸を含む面が曲げダイの溝内面と交差する線)に沿って段差が存在するので、この段差に起因するしわを回避することはできない。これを最小減に抑えるにはワイパー先端部の楔形状の維持が必須であり、特に先端部を極力薄くする必要があるため脆弱であり、耐久性に乏しい。また、定期的な摩耗対策が不可避であり、頻繁な交換が必要とされている。しかも、曲げ加工の初期設定が困難であるので、熟練した技術が要求される。従って、大量の曲げ加工を連続して行うことは困難である。
 これに対し、特許文献3に一実施形態として記載されたワイパーは、上下方向に三分割された曲げダイのうちの中央ダイ部の一部を構成し、断面円弧状の凹部が形成されており(特許文献3の段落〔0025〕乃至〔0030〕に記載)、これにより「エッジ構造を有する先端部を形成する必要がなく、曲げダイとの間に段差が生じる虞れもない」と記載されているが(同段落〔0032〕)、この間の説明は不明である。仮に、加工対象のパイプに対し、曲げ加工の開始から終了まで、パイプ軸に平行な三つの平面で分割された曲げダイのうち、上下のサイドダイ部が曲げ加工に寄与し、中央部がワイパーとして機能するという分離作動が行われるというのであれば、しわの発生を防止することが困難というだけでなく、曲げ加工自体も適切に行うことは困難であり、所望の曲げ加工を可能とする構成の開示は見当たらない。
 一方、特許文献4には、異なる寸法の管を曲げるために、または、異なる形式の管曲げ作業のために、曲げダイ、クランプダイ及び圧力ダイが予め組立てられたダイセットを交換し得るように構成されているが、ワイパーダイは必ずしも必須とされていない(特許文献4の第11頁に記載)。従って、特許文献4においては、段替え機能に着目されているものの、しわの発生を適切に防止し得る機能を含めて交換可能なダイセットが開示されているものではなく、パイプの曲げ加工に好適なパイプ曲げ型ユニット及びこれを備えた装置が示唆されているものでもない。
 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を提供することを課題とする。また、当該曲げ加工に好適なパイプ曲げ型ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置を提供することを課題とする。
 更に、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、且つ、段替えを容易に行い得るパイプ曲げ型ユニット、及び該ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置を提供することを別の課題とする。
 上記の課題を達成するため、本発明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、前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、少なくとも径方向外側端部を含む所定距離領域で、対向する両端面間の間隔が拡大する拡幅端面領域を有し、前記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構成としたものである。
 上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、前記嵌合凸部の一部が、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前方側に位置し、前記嵌合凸部の他の部分が、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に対して後方側に位置している構成とするとよい。あるいは、前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、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構成とするとよい。
 前記対圧部材は、前記回転軸に回転可能に軸支される環状の回転支持部を有し、該回転支持部の一部が前記嵌合凸部を構成し、当該回転支持部の外周面が、前記断面半円状のパイプ受溝の一部を形成する曲面である構成とするとよい。また、前記対圧部材と前記把持部材は、前記嵌合凹部を挿通する中心軸を有する軸部材によって蝶番結合されている構成とするとよい。
 更に、上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離領域で、前記両端面が前記回転軸に直交する平面である平行端面領域を有し、該平行端面領域に連続して前記回転軸から径方向外側に向かって前記拡幅端面領域を有する構成とするとよい。前記拡幅端面領域は、前記回転軸に直交する平面に対し2°乃至5°傾斜している構成とするとよい。
 また、上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、前記対圧部材における前記嵌合凸部の前記パイプとの当接面は、前記把持部材の前記断面半円状の第1の溝部に前記パイプが装着されたときの前記パイプの中心軸に直交する断面視で、該中心軸を中心とする20°乃至45°の領域に包含される幅を有する構成としてもよい。
 更に、上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、前記曲げ型が、前記回転軸を共通の軸として複数個積層されると共に、複数の前記曲げ型の各々を前記回転軸に平行な面で保持する連結支持部材を備えた構成としてもよい。特に、前記複数の曲げ型が複数の部材で構成され、該複数の部材のうち少なくとも二つの部材が、前記回転軸に直交する平面に平行な係合溝を有し、前記連結支持部材は、前記係合溝に嵌合する突起を有し、該突起が前記係合溝に嵌合した状態で前記複数の曲げ型を保持する構成としてもよい。
 また、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と、該曲げ型のパイプ受溝に配置される加工対象のパイプを把持する把持型と、前記パイプを前記曲げ型方向に押圧する圧力型とを備え、前記曲げ型が、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、前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、少なくとも径方向外側端部を含む所定距離領域で、対向する両端面間の間隔が拡大する拡幅端面領域を有し、前記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パイプ曲げ型ユニットが構成されているパイプ曲げ加工装置を提供するものである。
 上記のパイプ曲げ加工装置において、前記嵌合凸部の一部が、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前方側に位置し、前記嵌合凸部の他の部分が、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に対して後方側に位置している構成とするとよい。あるいは、前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、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構成とするとよい。
 前記対圧部材は、前記回転軸に回転可能に軸支される環状の回転支持部と、該回転支持部に一体的に形成され、前記断面半円状の第2の溝部及び前記曲面部が形成された本体部とを有し、該本体部に一体的に接合される前記回転支持部の一部が径方向外側に延出し、前記回転支持部が前記嵌合凸部を構成し、前記回転支持部の外周面が前記断面半円状のパイプ受溝の一部を形成する曲面である構成とするとよい。
 また、上記のパイプ曲げ加工装置において、前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離領域で、前記両端面が前記回転軸に直交する平面である平行端面領域を有し、該平行端面領域に連続して前記回転軸から径方向外側に向かって前記拡幅端面領域を有する構成とするとよい。
 更に、上記のパイプ曲げ加工装置において、前記曲げ型が、前記回転軸を共通の軸として複数個積層されると共に、複数の前記曲げ型の各々を前記回転軸に平行な面で保持する連結支持部材を備えた構成としてもよい。特に、前記複数の曲げ型が複数の部材で構成され、該複数の部材のうち少なくとも二つの部材が、前記回転軸に直交する平面に平行な係合溝を有し、前記連結支持部材は、前記係合溝に嵌合する突起を有し、該突起が前記係合溝に嵌合した状態で前記複数の曲げ型を保持する構成としてもよい。更に、前記複数の曲げ型の各々の前記把持部材に形成される前記第1の溝部が、夫々前記パイプの加工状態に応じて相互に異なる断面形状を有する構成としてもよい。
 上記のパイプ曲げ加工装置において、前記パイプ内に先端部が挿入され、前記曲げ型の所定の回転範囲で前記先端部が前記圧力型に対向するように駆動される芯金を備えたものとしてもよい。
 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、把持部材における嵌合凹部は、回転軸から径方向外側に向かって、少なくとも径方向外側端部を含む所定距離領域で、対向する両端面間の間隔が拡大する拡幅端面領域を有し、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る。
 特に、上記の嵌合凹部は拡幅端面領域を有し、把持部材と対圧部材の相対回転運動時には、両者間は部分的な摺動となるので円滑な作動を確保することができる。しかも、把持部材と対圧部材との間で良好な保油効果を確保することができるので、把持部材及び対圧部材の耐久性が向上する。尚、拡幅端面領域はテーパ面あるいは曲面に形成するとよい。更に、加工対象のパイプ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、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いので、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。
 上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、嵌合凸部の一部が、パイプの曲げ加工開始位置に対しパイプの進行方向の前方側に位置し、嵌合凸部の他の部分が、パイプの曲げ加工開始位置に対しパイプの進行方向に対して後方側に位置している構成とし、あるいは、嵌合凹部に嵌合される嵌合凸部の嵌合部が、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構成とすれば、パイプに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。
 また、対圧部材は、回転軸に回転可能に軸支される環状の回転支持部を有する構成とすれば、確実に回転軸を中心に回転可能に支持することができ、把持部材に対し容易に蝶番結合することができる。更に、回転支持部の一部が嵌合凸部を構成し、回転支持部の外周面が、断面半円状のパイプ受溝の一部を形成する曲面である構成とすれば、対圧部材を単一部品で適切な形状に形成することができる。そして、対圧部材と把持部材は、嵌合凹部を挿通する中心軸を有する軸部材によって蝶番結合されている構成とすることができる。
 更に、上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、把持部材における嵌合凹部は、回転軸から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離領域で、両端面が回転軸に直交する平面である平行端面領域を有し、平行端面領域に連続して回転軸から径方向外側に向かって拡幅端面領域を有する構成とすれば、把持部材と対圧部材の相対回転運動時には、両者間は部分的な摺動となるので円滑な作動を確保することができる。しかも、把持部材と対圧部材との間で良好な保油効果を確保することができるので、把持部材及び対圧部材の耐久性が向上する。特に、拡幅端面領域は、回転軸に直交する平面に対し2°乃至5°傾斜している場合に有効である。
 また、上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、対圧部材における嵌合凸部のパイプとの当接面は、把持部材の断面半円状の第1の溝部にパイプが装着されたときのパイプの中心軸に直交する断面視で、中心軸を中心とする20°乃至45°の領域に包含される幅を有する構成とすれば、しわの抑制効果と外観のバランスが良好なパイプに加工することができる。
 更に、上記のパイプ曲げ型ユニットにおいて、曲げ型が、回転軸を共通の軸として複数個積層されると共に、複数の曲げ型の各々を回転軸に平行な面で保持する連結支持部材を備えた構成とすれば、複数の曲げ型が適切に連結された状態で強固に保持されるので、安定した状態で、複数のパイプに対する曲げ加工を同時に、且つ、各パイプに応じて適切に曲げ加工を行うことができる。特に、複数の曲げ型が複数の部材で構成され、複数の部材のうち少なくとも二つの部材が、回転軸に直交する平面に平行な係合溝を有し、連結支持部材は、係合溝に嵌合する突起を有し、突起が係合溝に嵌合した状態で複数の曲げ型を保持する構成とすれば、突起が係合溝に嵌合されて所謂インロー構造によって複数の曲げ型が強固に保持されるので、各把持部材の嵌合凹部に生じ得る撓みを適切に抑え、各嵌合凹部の径方向外側の幅の変位を最小限に抑えることができる。
 そして、本発明のパイプ曲げ加工装置は、前述のように構成されたパイプ曲げ型ユニットと、その曲げ型のパイプ受溝に配置される加工対象のパイプを把持する把持型と、パイプを曲げ型方向に押圧する圧力型とを備えており、この圧力型によってパイプを曲げ型方向に押圧しながら把持型及び曲げ型を回転させてパイプに対し曲げ加工を行うことができるので、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る。特に、嵌合凹部は拡幅端面領域を有し、把持部材と対圧部材の相対回転運動時には、両者間は部分的な摺動となるので円滑な作動を確保することができる。しかも、把持部材と対圧部材との間で良好な保油効果を確保することができるので、把持部材及び対圧部材の耐久性が向上する。更に、加工対象のパイプ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、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いので、容易に段替えを行うことができ、段替え後の調整も不要である。従って、ロボットによる自動段替えも可能となる。
 上記のパイプ曲げ加工装置において、嵌合凸部の一部が、パイプの曲げ加工開始位置に対しパイプの進行方向の前方側に位置し、嵌合凸部の他の部分が、パイプの曲げ加工開始位置に対しパイプの進行方向に対して後方側に位置している構成とし、あるいは、嵌合凹部に嵌合される嵌合凸部の嵌合部が、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構成とすれば、パイプに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。
 上記のパイプ曲げ加工装置に供される対圧部材は、回転軸に回転可能に軸支される環状の回転支持部を有するものとすれば、確実に回転軸を中心に回転可能に支持することができ、把持部材に対し容易に蝶番結合することができる。更に、回転支持部に一体的に形成され、断面半円状の第2の溝部及び曲面部が形成された本体部とを有し、本体部に一体的に接合される回転支持部の一部が径方向外側に延出し、回転支持部が嵌合凸部を構成し、回転支持部の外周面が断面半円状のパイプ受溝の一部を形成する曲面である構成とすれば、対圧部材を単一部品で適切な形状に形成することができる。
 また、上記のパイプ曲げ加工装置において、把持部材における嵌合凹部は、回転軸から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離領域で、両端面が回転軸に直交する平面である平行端面領域を有し、平行端面領域に連続して回転軸から径方向外側に向かって拡幅端面領域が形成されている構成とすれば、把持部材と対圧部材の相対回転運動時には、両者間は部分的な摺動となるので円滑な作動を確保することができる。しかも、把持部材と対圧部材との間で良好な保油効果を確保することができるので、把持部材及び対圧部材の耐久性が向上する。
 更に、上記のパイプ曲げ加工装置において、曲げ型が、回転軸を共通の軸として複数個積層されると共に、複数の曲げ型の各々を回転軸に平行な面で保持する連結支持部材を備えた構成とすれば、複数の曲げ型が適切に連結された状態で強固に保持されるので、安定した状態で、複数のパイプに対する曲げ加工を同時に、且つ、各パイプに応じて適切に曲げ加工を行うことができる。特に、複数の曲げ型が複数の部材で構成され、複数の部材のうち少なくとも二つの部材が、回転軸に直交する平面に平行に形成された係合溝を有し、連結支持部材が、係合溝に嵌合する突起を有し、この突起が係合溝に嵌合した状態で複数の曲げ型を保持する構成とすれば、突起が係合溝に嵌合されて所謂インロー構造によって複数の曲げ型が強固に保持されるので、各把持部材の嵌合凹部に生じ得る撓みを適切に抑え、各嵌合凹部の径方向外側の幅の変位を最小限に抑えることができる。更に、複数の曲げ型の各々の把持部材に形成される第1の溝部が、夫々パイプの加工状態に応じて相互に異なる断面形状を有する構成とすれば、加工状態に応じて把持対象部分が異なる複数のパイプに対し同時に曲げ加工を行うことができる。
 上記のパイプ曲げ加工装置において、パイプ内に先端部が挿入され、曲げ型の所定の回転範囲で先端部が圧力型に対向するように駆動される芯金を備えたものとすれば、曲げ半径が小さな曲げ加工を容易に行うことができ、パイプに対する曲げ限界を大幅に向上することができる。
本発明の一実施形態に係る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供する把持部材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に供する対圧部材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分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置の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する把持部材の断面図である。 本発明の一実施形態に供する把持部材の嵌合凹部を拡大して示す断面図である。 本発明の一実施形態に供する把持部材の嵌合凹部の別の態様を拡大して示す断面図である。 本発明の他の実施形態に供する把持部材の一態様を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に供する把持部材、軸部材及び連結支持部材を示す斜視図である。 図11における把持部材の嵌合凹部を拡大して示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの分解斜視図である。 本発明の更に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。 本発明の別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。 本発明の別の実施形態に供する把持部材の他の態様を示す斜視図である。 本発明の更に別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。 本発明の更に別の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの正面図である。 本発明の更に別の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの側面図である。 図19のA-A線断面図である。 図19のB-B線断面図である。 図19のC-C線断面図である。 本発明の実施形態に供する対圧部材の分解斜視図である。 本発明の更に別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。 図24に示す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。 本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットを用いて曲げ加工が行われたパイプを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットを用いたパイプ曲げ加工装置におけるパイプの曲げ加工状態を示す断面図である。 図28の一部を拡大して示す断面図である。 従来の曲げ型及びワイパーを備えた回転引き曲げ加工装置におけるパイプの曲げ加工状態を示す断面図である。 図30の一部を拡大して示す断面図である。
 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等を含む一実施形態に係るパイプ曲げ加工装置を示すもので、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、パイプ曲げ加工装置においては、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。
 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。更に、基部13の所定位置にノックピン80が固定されるが、これについては後述する。
 上記の把持部材10は、図3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。
 上記の把持部10aは把持部材10に一体的に形成されているが、把持部10a部分を別体(図5等に10yで示す)とし、環状凹部10bを構成する本体10(図5等に10xで示す)に接合することとしたものである。例えば、図5に示すように、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によって本体10xを構成し、これに別体の把持部10yを接合して把持部材10を構成することができる。即ち、軸部材60が、上型40の中央孔42、対圧部材20の回転支持部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。
 而して、図5の態様においては、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に対圧部材20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。
 一方、対圧部材20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が形成されると共に、この第2の溝部21の先端部から周方向に所定距離延出するように嵌合凸部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、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によって断面半円状のパイプ受溝が形成される。
 上記の対圧部材20は、図4に示すように、環状凹部10bに当接し得るように配置される曲面部(対圧部)20aと、回転軸(A)に回転可能に軸支される回転支持部23が一体的に形成されており、この回転支持部23の一部によって嵌合凸部22が構成されている。従って、回転支持部23の外周面が曲面に形成されており、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。即ち、対圧部材20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。
 そして、嵌合凸部22の外周側面22a(即ち、回転支持部23の外周側面)は、図7及び図8に示すように曲面に形成されており、嵌合凸部22が把持部材10の嵌合凹部12に嵌合されると把持部材10の第1の溝部11の半円状断面の一部を構成し、両者によって断面半円状のパイプ受溝が形成されるように設定されている。尚、本実施形態の回転支持部23は環状に形成されているが、嵌合凸部22以外の部分を空隙として回転支持部23をC字状に形成してもよい。
 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、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。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。
 本実施形態における対圧部材20の嵌合凸部22は、図7に断面を示すように、加工対象のパイプPとの当接面22aが、把持部材10の断面半円状の第1の溝部11にパイプPが装着されたときの中心軸(図7にPCで示す)に直交する断面視で、その中心軸(PC)を中心とする20°乃至45°の領域(α)に包含される幅(t)に設定されている。これによる効果は図27を参照して後述するが、上記の幅(t)は、パイプPとの当接面22aにおいて領域(α)に包含される寸法であって、当接面22aから回転軸(A)に向かう嵌合凸部22の断面幅は漸減するように設定し、あるいは漸増するように設定することとしてもよく、これに応じた断面形状の嵌合凹部12を形成すればよい。
 一方、図8に把持部材10の拡大断面を示すように、嵌合凹部12は、回転軸(A)から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離(図8に(f)で示す)領域で、対向する両端面が回転軸Aに直交する平面(例えば図2と同様の(H)を含む平面に平行な平面)に形成された平行端面領域(両端面を代表して12fsで示す)を有すると共に、この平行端面領域(12fs)に連続して回転軸(A)から径方向外側に向かって、対向する両端面間の間隔が拡大するように形成された拡幅端面領域(両端面を代表して12esで示す)を有する。図8に示す拡幅端面領域(12es)はテーパ面に形成され、平行端面領域(12fs)に対する傾斜角度(β)が2°乃至5°に設定されており、これによる効果は図11を参照して後述するが、図9に拡大して示すように曲面の拡幅端面領域(両端面を代表して12csで示す)を形成してもよい。
 上記の拡幅端面領域(12es、12cs)の形成に際し、図8に示すテーパ面の拡幅端面領域(12es)は一回の切削加工によって形成可能であるが、図9に示す曲面の拡幅端面領域(12cs)は逐次的な切削加工が必要となるので、テーパ面による拡幅端面領域が望ましい。あるいは、図示は省略するが、上記の平行端面領域(12fs)を設けることなく、回転軸(A)側の径方向内側端部から径方向外側端部に至るまで(即ち、回転軸(A)から径方向外側までの全領域で)テーパ面あるいは曲面に形成して拡幅端面領域(12es、12cs)のみとなるように設定してもよい。
 上記のように構成された対圧部材20は図5に示すように組み付けられ、その嵌合凸部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。更に、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に対圧部材20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。
 而して、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。
 ここで、上記のパイプ曲げ型ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置の全体作動について図1乃至図6を参照して説明する。先ず、対圧部材20がノックピン80に当接する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6にMで示す)が挿入される。芯金Mは、図6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、曲げ型100の所定の回転範囲で曲げ型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は回転支持部23の外周側面(嵌合凸部22の外周側面22a)に順次巻きつけられるように屈曲され、図6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の軸方向及び径方向に大きな圧力が加えられるが、本実施形態のパイプ曲げ型ユニットを用いれば、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。
 前述のように、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に対して従前に比し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。この点については後に図28及び図29を参照して詳述する。
 而して、本実施形態のパイプ曲げ型ユニットを用いて曲げ加工が行われたパイプPには、図27に示すように、嵌合凹部12と嵌合凸部22の嵌合部分に対応する位置に若干の厚肉部(コブ状部)が形成されるものの、これに連続する部分は滑らかな曲面となる。具体的には、図27に細線で示す部分で厚さが緩やかに変化し、流動する肉が嵌合部(図2のF)に嵌まり込んで厚肉部TP1が形成されると共に、当接部(図2のR)に沿って厚肉部TP2及びTP3が形成されるものの、図27に細線で示す部分は滑らかな曲面に形成され、所謂しわに相当するものではないので、厚肉部TP1、TP2及びTP3の発生を懸念する必要はない。寧ろ、これらの厚肉部TP1、TP2及びTP3が形成された屈曲パイプこそが、本実施形態のパイプ曲げ型ユニットを用いて曲げ加工が行われた証となり、その加工品質を裏付けるものとなる。
 前述のように、本実施形態における対圧部材20の嵌合凸部22は、当接面22aが図7に幅(t)で示す厚さに設定されており、加工対象のパイプPに対する曲げ加工時に印加される押圧力は、当接面22aの幅(t)が領域(α)の範囲内にある場合には大きく、領域(α)から外側に外れるに従い二乗的に押圧力が低下することが確認された。この結果、しわの抑制効果と外観のバランスが良好なパイプPに加工することができる。これに対し、例えば、嵌合凸部22の当接面22aの幅(t)を、パイプPの中心軸(PC)を中心とする20°より小の領域に設定した場合には、図27に示す形状に比し、曲げ加工開始側の厚肉部TP1が小で、曲げ加工終了側の厚肉部TP3が大となり、外観は良好であるが、増肉制御に難があり、しわの抑制が困難となる。逆に、嵌合凸部22の当接面22aの幅(t)を、パイプPの中心軸(PC)を中心とする45°より大の領域に設定した場合には、図27に示す形状に比し、曲げ加工開始側の厚肉部TP1が大で、曲げ加工終了側の厚肉部TP3が小となり、しわの抑制効果は良好であるが、外観に難がある製品となる。
 以上のように、本実施形態のパイプ曲げ型ユニットを備えたパイプ曲げ加工装置により、(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、上記のパイプ曲げ加工装置とは逆に、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。更に、自動パイプ曲げ加工装置に上記のパイプ曲げ型ユニットを用い、ロボットによる自動段替えを行うことも可能となる。
 次に、パイプ曲げ型ユニットとしては、図10及び図11に示すように、上記の把持部材10及び対圧部材20から成る複数の曲げ型100a、100b及び100cが積層された形態で回転軸(A)を中心に回転可能に支持される構成とすることもできる。何れの把持部材10及び対圧部材20も、夫々回転軸(A)を中心とする蝶番結合によって連結されており、曲げ型100a、100b及び100cにおいては、何れも図5に記載のように上型40及び下型50によって構成される把持部材の本体10xが、三段積層された態様となっている。
 本実施形態においては、図10に明らかなように、四つの部材B1乃至B4(及び軸部材60)によって三つの把持部材の本体10xa、10xb及び10xcが構成され、本体10xaは上型401(部材B1の一部)及び下型501(部材B2の一部)によって構成され、本体10xbは上型402(部材B2の一部)及び下型502(部材B3の一部)によって構成され、本体10xcは上型403(部材B3の一部)及び下型503(部材B4の一部)によって構成されており、夫々に環状凹部10b1、10b2及び10b3が形成されている。尚、嵌合凹部12xa、12xb及び12xcの底部と軸部材60との間には夫々、ブシュ61乃至63が介装されている。尚、図10では省略されているが、本体10xa、10xb及び10xcには夫々、把持具10ya、10yb及び10ycが接合されて、各把持部材が構成される。
 嵌合凹部12xa、12xb及び12xcにおいては、図11の嵌合凹部12xc部分を図12に拡大して示すように、図8と同様、嵌合凹部12は、回転軸(A)から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離領域で、対向する両端面が回転軸Aに直交する平面(例えば図2に示す(H)を含む平面に平行な平面)に形成された平行端面領域(12fs)を有すると共に、この平行端面領域(12fs)に連続して回転軸(A)から径方向外側に向かって、対向する両端面間の間隔が拡大するように形成された拡幅端面領域(12es)を有する。図12に示す拡幅端面領域(12es)は図8と同様、テーパ面に形成され、平行端面領域(12fs)に対し2乃至5°の傾斜角度に設定されているが、図9と同様、曲面の拡幅端面領域(12cs)を形成してもよい。あるいは、図示は省略するが、上記の平行端面領域(12fs)を設けることなく、回転軸(A)側の径方向内側端部から径方向外側端部に至るまでをテーパ面あるいは曲面に形成して拡幅端面領域(12es、12cs)のみとなるように設定してもよい。
 而して、図8及び図9に記載の拡幅端面領域(12es)と同様、各把持部材10(図10等に示す複数の部材で構成される把持部材を含む)と各対圧部材20(図23等に示す複数の部材で構成される対圧部材を含む)の相対回転運動時には、各嵌合凹部12と各嵌合凸部22との間は部分的な摺動となるので円滑な作動を確保することができる。また、各嵌合凹部12と各嵌合凸部22との間で良好な保油効果を確保することができ、従って、各把持部材10と各対圧部材20の耐久性が向上する。
 特に、図10等に示すように複数の曲げ型100a、100b及び100cが積層される形態では、パイプPに対する曲げ加工時に、各曲げ型100a、100b及び100cに対し、回転軸(A)が撓む(直交する方向に中央部が変位する)方向の力が加わる場合があり、各嵌合凹部12の径方向外側の幅が回転軸(A)側に比し狭くなり、嵌合凸部22との摺動抵抗が増大するおそれがある。これは、図8に示すような単一の曲げ型100においても(程度の差はあるが)同様であり、摺動抵抗の増大防止を講ずる必要がある。この点に鑑み、前述のように少なくとも拡幅端面領域(12es、12cs)が設けられており、これによって、各嵌合凹部12と各嵌合凸部22との間は部分的な摺動となるので円滑な作動を確保することができ、耐久性が向上する。
 図13は、上記図11に示す構成に加え、把持具10ya、10yb及び10yc、これら把持具用の連結支持部材91、三つの対圧部材20、これら対圧部材用の連結支持部材92を示すもので、把持具10ya、10yb及び10ycには、把持対象であるパイプPの加工状態(即ち把持対象部分の形状)に応じた形状の凹部10c1、10c2及び10c3が形成されているが、これらは夫々、前述の環状凹部10b1、10b2及び10b3の端部を構成している。
 図14は、図11及び図13に示す把持部材の本体10xa、10xb及び10xcに代えて、把持対象であるパイプPの曲げ半径及び/又はパイプPの外径に応じた形状の環状凹部10b1、10b2及び10b3が形成された把持部材110a、110b及び110cが用いられ、パイプPの曲げ半径及び/又はパイプPの外径に応じた形状(異なる外径)の嵌合凸部(図4の22)が形成された対圧部材120a、120b及び120cが用いられる。尚、連結支持部材91及び92は図13と同様である。
 図15は、把持対象であるパイプPの加工状態に応じた形状の凹部10c1、10c2及び10c3(上記図13と同様)が形成された三つの把持部材110a、110b及び110cが用いられ、これらに嵌合する三つの対圧部材20が連結支持部材92に接合されている。図16は、把持対象であるパイプPの加工状態に応じた形状の環状凹部(上記図13と同様)が形成された把持部材110a、110b及び110cと、連結支持部材91が一体的に形成されている。尚、図示は省略するが、図15と同様、把持部材110a、110b及び110cに嵌合する三つの対圧部材20が連結支持部材92に接合されている。
 図17乃至図23に示す実施形態においては、図10と同様、曲げ型100a、100b及び100cが積層され、四つの部材B1乃至B4(及び軸部材60)によって三つの把持部材の本体10xa、10xb及び10xcが構成され、本体10xaは上型401及び下型501によって構成され、本体10xbは上型402及び下型502によって構成され、本体10xcは上型403及び下型503によって構成されており、夫々に図10と同様、環状凹部10b1、10b2及び10b3が形成されている。そして、把持部材の本体10xa、10xb及び10xcには把持具10ya、10yb及び10ycが接合されている。
 図17及び図18に示すように、部材B2における下型501と上型402との間の円筒部には、回転軸(A)に直交する係合溝Bgが形成され、部材B3における下型502と上型403との間の円筒部にも、回転軸(A)に直交する係合溝Cgが形成されており、これらの溝に嵌合する突起91b、91cが連結支持部材91に形成されている。而して、各部材B1乃至B4は、各把持部材の曲げ加工開始位置と反対側で、ボルト等によって連結支持部材91に結合されると共に、突起91b、91cが夫々係合溝Bg、Cgに嵌合され、所謂インロー構造によって強固に保持される。即ち、曲げ型を構成する部材B2及びB3が夫々、回転軸(A)に直交する平面に平行に形成された係合溝Bg、Cgを有すると共に、連結支持部材91は、係合溝Bg、Cgの各々に嵌合する突起91b、91cを有し、これらによって把持部材の本体10xa、10xb及び10xcが強固に保持されている。
 一方、各対圧部材20は、ボルト等によって連結支持部材92に接合される。連結支持部材91及び92はL字状断面やZ字状断面に形成し、断面係数を増大して剛性を向上させるとよい。各対圧部材20(以下、xa、xb及びxcは省略)は、図20、図22及び図23に示すように分割されて形成され、各部材相互がボルト等によって接合されている。即ち、各対圧部材20は回転支持部23と本体部24を有し、この本体部24に回転支持部23が接合されるが、回転支持部23には加工対象のパイプPを介して大きな荷重が印加されるので摩耗は不可避であり、長期間の使用後には交換する必要が生ずる。
 上記の点を考慮し、本実施形態では、図23に示すように、連結支持部材26に接合されるように構成された対圧部材20を更に分割し、主として回転支持部23及び接合部25を包含する第1の部材と、回転支持部23の一部と本体部24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各対圧部材20を構成することとしている。この結果、各対圧部材20の回転支持部23が摩耗した場合には、その一部を含む第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20(ひいては安価な曲げ型100)を提供することができる。尚、図23に示す対圧部材20には、本体部24に一体的に形成される回転支持部23の少なくとも円周方向の一部が径方向外側に延出したリブ23aが形成されており、回転支持部23における曲面部20aとの境界の裾部への応力集中を緩和するように構成されている。
 而して、前述のように複数の曲げ型100a、100b及び100cが積層される形態では、パイプPに対する曲げ加工時に、各曲げ型100a、100b及び100cに対し、回転軸(A)が撓む(直交する方向に中央部が変位する)方向の力が加わる場合があるが、上記のように、各部材B1乃至B4はボルト等によって連結支持部材91に結合されると共に、所謂インロー構造によって強固に保持されているので、各把持部材10の嵌合凹部12に生じ得る撓みを抑えることができ、各嵌合凹部12の径方向外側の幅の変位を最小限に抑えることができる。
 しかも、各部材B1乃至B4は曲げ加工開始位置と反対側で連結支持部材91に保持されているので、曲げ加工時に各対圧部材20と連結支持部材91との干渉を回避することができる。また、本実施形態では、各把持部材10は共通の連結支持部材91に支持されると共に、各対圧部材20は共通の連結支持部材92に支持されている。従って、単一のノックピン80によって各把持部材10と各対圧部材20の初期相対位置を容易に設定することができ、段替え後の調整も不要である。
 図24及び図25に示す実施形態においては、曲げ型100a、100b及び100cが積層され、六つの部材B1乃至B6(及び軸部材60)によって三つの把持部材の本体10xa、10xb及び10xcが構成され、本体10xaは上型401及び下型501によって構成され、本体10xbは上型402及び下型502によって構成され、本体10xcは上型403及び下型503によって構成されており、夫々に前述の環状凹部10b1、10b2及び10b3が形成されている。そして、図24に示すように、連結支持部材91には、本体10xa、10xb及び10xcに隣接して把持具10ya、10yb及び10ycが接合されている。また、図14と同様、三つの対圧部材120a、120b及び120cが連結支持部材92に支持されており、各対圧部材は図4に示すように構成されている。
 上記各実施形態のパイプ曲げ型ユニットが装着されるパイプ曲げ加工装置1は、例えば図26に示すように構成され、加工対象のパイプPを把持するパイプチャックCHが設けられると共に、パイプPを前進駆動し軸押し荷重を付与するキャリッジCRが設けられている。パイプチャックCHを回転駆動することにより、パイプPの曲げ方向を変えることができ、これによって3次元の曲げ加工が可能となる。また、把持型200は回動テーブル2に配置され、これによって軸部材60(回転軸(A))を中心に回転駆動されるように構成されている。そして、例えば図17乃至図19に示すパイプ曲げ型ユニット(DUで示す)が装着され、連結支持部材91及び連結支持部材92が軸部材60を中心に回転駆動され、三つの把持部材10及び対圧部材20の移動が制御されるように構成されている。尚、本実施形態においては、連結支持部材92はリンク93を介して駆動装置DRに接続され、三つの対圧部材20が夫々同時に移動するように構成されているが、三つの把持部材10及び対圧部材20を夫々別個に駆動制御するように構成してもよい。
 以上のように、前述の実施形態に示す曲げ型100、特に蝶番結合によって把持部材10に連結される対圧部材20が機能し、圧力型300の大きな荷重に十分抗し得るように構成されている。即ち、図28に示すようにパイプPに対し軸押し荷重(FLで示す)が加えられると共に圧縮荷重(PLで示す)が加えられるが、本実施形態においては、図2に示すように、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が連結されているので、圧力型300の大きな荷重にも十分抗し得る耐圧強度を確保することができる。更に、パイプP内に芯金M(玉芯金M1及びM2)が挿入された状態とされると、パイプPに対する圧縮荷重(PL)を更に大きくすることができるので、パイプPの曲げ半径を極小とすることができる。
 また、図29に拡大して示すように、曲げに伴うパイプPの曲げ外側部分の減肉を回避するため、パイプPに対し軸押し荷重(FL)が加えられ、材料が送り込まれる(増肉)ように構成されているが、パイプPの曲げ内側部分には、軸押し荷重(FL)に抗して圧縮荷重(PL)による摩擦力(図29に左方向の矢印FRで示す)が生じ、この摩擦力(FR)によって増肉が促進される。更に、パイプP内に芯金Mが挿入された状態で軸押し荷重(FL)が加えられると、パイプPは芯金Mと対圧部材20との間に挟持された状態で前進駆動(図29の右方向への移動)されるので、両部材によるしごき的な作用も加わり、増肉が一層促進される。
 一方、従来の曲げ型及びワイパー(しわおさえ)を備えた回転引き曲げ加工装置においては、図30に示すように、パイプPと曲げ型Dに対して楔形状のワイパーWが食い込むように配置されており、パイプPとの間の隙間を極力小さくするため、ワイパーWの先端は極薄形状とされているので、脆弱とならざるを得ない。このため、圧力型300の大きな荷重が連続して加えられると、ワイパーWの先端が変形あるいは破損し、パイプPとの間の隙間が大となり、しわが発生することとなる。このしわを回避するためには、ワイパーWの先端の極薄形状を維持する必要があり、前述のように定期的な交換や破損時の交換が必須とされていた。また、しわを抑制しつつ曲げ加工を行うことになるので、曲げ加工が可能なパイプPの曲げ半径にも制限があり、前述のr/d比が2程度の曲げ半径のパイプを製造することが精々であった。
 上記従来の回転引き曲げ加工装置においても、パイプP内に芯金Mが挿入された状態で曲げ加工が行われ、図31に拡大して示すように摩擦力(FR)も生ずるが、パイプPと曲げ型Dとの間は基本的に摺動ではなく、曲げ型Dの回転作動に伴うパイプPの従動であるので、この間の摩擦力(FR)による増肉の促進は期待できない。尚、図30及び図31は、単に本発明のパイプ曲げ型ユニットを用いたときの作用効果を従来技術における作用効果と対比して説明するために作成したものに過ぎず、図30及び図31は、従来装置が本発明のパイプ曲げ型ユニットと対比し得ることを示唆するものではない。
10,110a,110b,110c  把持部材
10b,10b1,10b2,10b3 環状凹部
10x,10xa,10xb,10xc 本体
10y,10ya,10yb,10yc 把持具
11,11a,11b 第1の溝部
12,12xa,12xb,12xc  嵌合凹部
13  基部
20,120a,120b,120c  対圧部材
21  第2の溝部
22  嵌合凸部
23  回転支持部
26  支持部材
30  基台
40,401,402,403  上型
50,501,502,503  下型
60  軸部材
70  保持部材
80  ノックピン
91,92 連結支持部材
100,100a,100b,100c 曲げ型
200 把持型
300 圧力型
A   回転軸
P   パイプ
M   芯金

Claims (20)

  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、
    前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、少なくとも径方向外側端部を含む所定距離領域で、対向する両端面間の間隔が拡大する拡幅端面領域を有し、
    前記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。
  2. 前記嵌合凸部の一部が、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前方側に位置し、前記嵌合凸部の他の部分が、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に対して後方側に位置している
    請求項1記載のパイプ曲げ型ユニット。
  3. 前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、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
    請求項1記載のパイプ曲げ型ユニット。
  4. 前記対圧部材は、前記回転軸に回転可能に軸支される環状の回転支持部を有し、
    該回転支持部の一部が前記嵌合凸部を構成し、当該回転支持部の外周面が、前記断面半円状のパイプ受溝の一部を形成する曲面である
    請求項1記載のパイプ曲げ型ユニット。
  5. 前記対圧部材と前記把持部材は、前記嵌合凹部を挿通する中心軸を有する軸部材によって蝶番結合されている
    請求項1記載のパイプ曲げ型ユニット。
  6. 前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離領域で、前記両端面が前記回転軸に直交する平面である平行端面領域を有し、該平行端面領域に連続して前記回転軸から径方向外側に向かって前記拡幅端面領域を有する
    請求項1記載のパイプ曲げ型ユニット。
  7. 前記拡幅端面領域は、前記回転軸に直交する平面に対し2°乃至5°傾斜している
    請求項6記載のパイプ曲げ型ユニット。
  8. 前記対圧部材における前記嵌合凸部の前記パイプとの当接面は、前記把持部材の前記断面半円状の第1の溝部に前記パイプが装着されたときの前記パイプの中心軸に直交する断面視で、該中心軸を中心とする20°乃至45°の領域に包含される幅を有する
    請求項1記載のパイプ曲げ型ユニット。
  9. 前記曲げ型が、前記回転軸を共通の軸として複数個積層されると共に、複数の前記曲げ型の各々を前記回転軸に平行な面で保持する連結支持部材を備えた
    請求項1記載のパイプ曲げ型ユニット。
  10. 前記複数の曲げ型が複数の部材で構成され、該複数の部材のうち少なくとも二つの部材が、前記回転軸に直交する平面に平行な係合溝を有し、前記連結支持部材は、前記係合溝に嵌合する突起を有し、該突起が前記係合溝に嵌合した状態で前記複数の曲げ型を保持する
    請求項9記載のパイプ曲げ型ユニット。
  11. 前記複数の曲げ型の各々の前記把持部材に形成される前記第1の溝部が、夫々前記パイプの加工状態に応じて相互に異なる断面形状を有する
    請求項9記載のパイプ曲げ型ユニット。
  12. 外周面に断面半円状の溝を有し回転軸を中心に回転駆動される曲げ型と、
    該曲げ型の溝との間に加工対象のパイプを把持する把持型と、前記パイプを前記曲げ型方向に押圧する圧力型とを備え、
    前記曲げ型が、
    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、
    前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、少なくとも径方向外側端部を含む所定距離領域で、対向する両端面間の間隔が拡大する拡幅端面領域を有し、
    前記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パイプ曲げ型ユニットが構成されている
    パイプ曲げ加工装置。
  13. 前記嵌合凸部の一部が、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前方側に位置し、前記嵌合凸部の他の部分が、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に対して後方側に位置している
    請求項12記載のパイプ曲げ加工装置。
  14. 前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、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
    請求項12記載のパイプ曲げ加工装置。
  15. 前記対圧部材は、
    前記回転軸に回転可能に軸支される環状の回転支持部と、
    該回転支持部に一体的に形成され、前記断面半円状の第2の溝部及び前記曲面部が形成された本体部とを有し、該本体部に一体的に接合される前記回転支持部の一部が径方向外側に延出し、
    前記回転支持部が前記嵌合凸部を構成し、前記回転支持部の外周面が前記断面半円状のパイプ受溝の一部を形成する曲面である
    請求項12記載のパイプ曲げ加工装置。
  16. 前記把持部材における前記嵌合凹部は、前記回転軸から径方向外側に向かって、径方向内側端部を含む所定距離領域で、前記両端面が前記回転軸に直交する平面である平行端面領域を有し、該平行端面領域に連続して前記回転軸から径方向外側に向かって前記拡幅端面領域を有する
    請求項12記載のパイプ曲げ加工装置。
  17. 前記曲げ型が、前記回転軸を共通の軸として複数個積層されると共に、複数の前記曲げ型の各々を前記回転軸に平行な面で保持する連結支持部材を備えた
    請求項12記載のパイプ曲げ加工装置。
  18. 前記複数の曲げ型が複数の部材で構成され、該複数の部材のうち少なくとも二つの部材が、前記回転軸に直交する平面に平行な係合溝を有し、
    前記連結支持部材は、前記係合溝に嵌合する突起を有し、該突起が前記係合溝に嵌合した状態で前記複数の曲げ型を保持する
    請求項17記載のパイプ曲げ加工装置。
  19. 前記複数の曲げ型の各々の前記把持部材に形成される前記第1の溝部が、夫々前記パイプの加工状態に応じて相互に異なる断面形状を有する
    請求項17記載のパイプ曲げ加工装置。
  20. 前記パイプ内に先端部が挿入され、前記曲げ型の所定の回転範囲で前記先端部が前記圧力型に対向するように駆動される芯金を備えた
    請求項12記載のパイプ曲げ加工装置。
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