Pipe bending apparatus

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、一般に自動車、あるいは各種の機械、設備装置等に給油、給気等の供給路として配設多用される管径２０ｍ／ｍ程度以下の比較的細径からなる金属管の曲げ加工用パイプ自動ベンダーに使用されるパイプ曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の曲げ加工装置としては、本出願人が提案した特公平２−１７２４９号公報や特公平２−１７２５０号公報、および特公平５−１３０１１号公報などが知られており、特公平２−１７２４９号および特公平２−１７２５０号ではパイプ側の適所を保持したひねりユニットによって該パイプをその軸芯上で回動せしめて曲げ方向を設定し、かつ該ひねりユニットの一方側、もしくは両方側に配設した曲げユニットにて前記設定位置での曲げ加工を行うように構成され、また特公平５−１３０１１号ではパイプ側の適所を、定位置に設けられたチャックユニットで保持し、該チャックユニットの両側にパイプの軸芯方向に移動可能な関節型ロボットによる曲げユニットを設け、該曲げユニットを軸芯方向に移動させて所定位置で曲げ加工を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の前記曲げ加工ユニット装置のうち前者のものは、ひねりユニットによってパイプ側を該パイプの軸芯上で回動せしめる構造であるため、その先端部側からの逐次曲げ加工時に、すでに曲げ加工の施された先端部側の曲げ部分をひねりによる回動によってひねり回すこととなり、したがって薄肉でかつ長尺材のパイプにあっては、曲げ部分の形状にクヅレ変形を生じるという欠点があった。 そのため、比較的太径、厚肉でかつ短尺状のものだけに適用される傾向にある等、その加工範囲に制限を余儀なくされる問題を有するものであった。 また、ひねりユニット位置が固定しているために、ひねりユニットのチャック位置がパイプの中央位置にない時には、その都度パイプに対するチャック位置を変更してやらないと、極めて短いパイプしか加工できず不便であった。
【０００４】
一方、従来の前記曲げ加工ユニット装置のうち後者のものは、１本のパイプの曲げ加工数に応じて該加工数のほぼ半分の位置をチャックして両側に設けた曲げユニットにより順次曲げ加工することが時間的に効率的であるため、チャック位置とパイプの曲げ加工数のほぼ半分位置とが一致するようパイプホッパを移動させる必要があり、したがって装置全体が複雑となるとともに、パイプを曲げ加工装置にセットするに長時間かかるという問題があった。
【０００５】
この発明は、前述したような曲げ加工の現状に鑑みてなされたものであり、薄肉でかつ長尺材のパイプにあっても、曲げ部分の形状にクヅレ変形を生じることがなく、またパイプのチャック位置を変更し直すためにパイプホッパを移動する必要がなく、長尺のパイプの曲げ加工を迅速にかつ精度よく行うことが可能なパイプの曲げ加工装置を提案しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、直管状のパイプの任意箇所を把持するチャックユニットと、このチャックユニットの両側に、前記パイプの軸芯方向に移動可能に設けられた曲げ加工ユニットを備えた曲げ加工装置において、前記チャックユニットがパイプの軸芯方向に移動可能に構成され、かつ前記チャックユニットが両側に設けられた曲げ加工ユニットにより挟持されて移動できるように構成されていることを特徴とするパイプの曲げ加工装置であり、また、チャックユニットが一方側に設けられた曲げ加工ユニットに連結されてチャックユニットが移動できるように構成されていることを特徴とするパイプの曲げ加工装置である 。
【０００７】
この発明では、パイプホッパより供給された直管状のパイプが、一対の曲げ加工ユニットのそれぞれの支持体のパイプ係止部とひねり板の切欠きにわたって載置されると、チャックユニットがパイプの軸芯方向に沿って所定位置まで移動してパイプを把持する。 次いで、移動手段によって両側の曲げ加工ユニットがそれぞれ移動して（この場合両曲げ加工ユニットはチャックユニットより一番離れた曲げ加工位置に移動する）各支持体およびひねり板が所定位置にくると、ひねり板が所定角度回動してパイプの曲げ方向が設定される。 しかる後、ひねり板に付設されている曲げローラユニットによってパイプは設定された曲げ方向に軸芯に対して所定角度曲げられる。 次の曲げ加工位置（すなわちチャックユニットより二番目に離れた曲げ加工位置）にそれぞれの曲げ加工ユニットを移動させることによって、前記と同様な方法でそれぞれの曲げ加工が行われ、順次曲げ加工ユニットをチャックユニットに向けて移動しつつ所定位置で曲げ加工を施してゆく。 したがって、すでに曲げ加工の施された先端部側での曲げ形状部のクヅレ変形は全くない。 さらに、曲げユニットの３６０度の範囲にわたる回動自在な機構によって加工範囲が拡大され、種々の曲げ形状への適用が可能となるとともに、曲げ加工精度も高い。
【０００８】
チャックユニットの移動は、モータ駆動方式により行うのが一般的であるが、チャックユニットの両側に配設した曲げ加工ユニットにチャックユニットが挟持されて移動する構成の場合は、チャックユニットは例えばシリンダーにて固定するようにし、チャックユニット移動用の駆動装置は不要である。
【０００９】
また、チャックユニットの両側に配設した曲げ加工ユニットのうち一方側に連結されてチャックユニットが移動する構成の場合は、上記と同様チャックユニットを例えばシリンダーにて固定するようにし、チャックユニット移動用の駆動装置は不要である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の曲げ加工装置の全体概略斜視図、図２は同じく請求項１に対応するチャックユニットの構成例を示す概略図、図３は同じく請求項２に対応するチャックユニットの構成例を示す概略図、図４はこの発明の請求項３に対応する曲げ加工装置を示す概略図、図５はこの発明の曲げ加工ユニットの正面図、図６は図５にかかる曲げ加工ユニットの側面図で、１は架台、２は曲げ加工ユニット、３は支持板、４はひねり板、５は曲げローラユニット、６はチャックユニット、７は回転体、８は連結部、９は支持軸、１０は保持体、Ｐは固定されたパイプホッパ（図示せず）から供給されるパイプ、Ｍ _１は曲げ加工ユニット駆動モータ、Ｍ _２は曲げ兼ひねり用モータ、Ｍ _３はひねり用モータ、Ｇ _２は曲げギヤ、Ｇ _３はひねりギヤ、Ｒ _１は型ロール、Ｒ _２は曲げローラである。
【００１１】
すなわち、図５および図６に詳細に示されているように、架台１の上面に左右一対の曲げ加工ユニット２がパイプＰの軸芯方向に移動可能に載置され、各曲げ加工ユニット２は該ユニットの移動台２−１に設置された駆動モータＭ _１によりラック・アンド・ピニオン機構にて前後動する仕組みとなしている。 この曲げ加工ユニット２には支持板３が上面に突設され、該支持板の先端部にはパイプＰが係止されるパイプ係止部３−１が切込み形成され、この部分にそれぞれ切込みが形成された曲げギヤＧ _２ 、ひねりギヤＧ _３ 、およびひねり板４が一体的に取付けられている。
【００１２】
曲げ加工ユニット２に搭載した曲げ兼ひねり用モータＭ _２とひねり用モータＭ _３は、パイプの曲げ方向の設定と所定の角度に曲げ加工するための駆動源であり、ひねり動作機構は、各支持板の対向面にひねり用モータＭ _３によりプーリ及びベルトを介して回転駆動されるギヤＧ _３ −１が軸支され、このギヤの回転を伝達するギヤＧ _３ −２、Ｇ _３ −３、一対のＧ _３ −４を介して支持板上部のひねりギヤＧ _３が回転される仕組みとなっている。
【００１３】
このひねりギヤＧ _３には、ひねり板４が軸を介して曲げギヤＧ _２と同軸上に固定され、かつこれら曲げギヤＧ _２ 、ひねりギヤＧ _３ 、ひねり板４には、前記パイプ係止部３−１と切欠きの端部を同一線上に配列した切欠きがそれぞれ形成され、パイプ係止部３−１に係止されたパイプＰが曲げギヤＧ _２ 、ひねりギヤＧ _３ 、ひねり板４とによってその係止状態が保持される仕組みとなっている。
【００１４】
ひねり板４に取付けられている曲げローラユニット５は、固定の型ロールＲ _１と該ロールに沿って回動自在な曲げローラＲ _２とを具備し、型ロールＲ _１と曲げローラＲ _２はそれぞれパイプが挟持されるカリバーを有する。
【００１５】
一方、曲げ兼ひねり動作機構は、各支持板３の他面に曲げ兼ひねり用モータＭ _２によりプーリ、ベルトを介して回転駆動されるギヤＧ _２ −１が軸支され、前記ひねり動作機構の回転伝達ギヤＧ _３ −２、Ｇ _３ −３、一対のＧ _３ −４と同軸に取付けられた回転伝達ギヤＧ _２ −２、Ｇ _２ −３、一対のＧ _２ −４を介して支持板上部の曲げギヤＧ _２が回転される仕組みとなし、この曲げギヤＧ _２にひねり板４の背面に取付けられている一対の回転伝達ギヤＧ _２ −５が噛合しており、さらにこの一対の回転伝達ギヤＧ _２ −５と噛合する回転伝達ギヤＧ _２ −６が同ひねり板４の背面に取付けられている。 そして、回転伝達ギヤＧ _２ −６と同軸に傘歯車Ｇ _２ −７がひねり板４の前面に取付けられ、この傘歯車Ｇ _２ −７に同一面に取付けられた傘歯車Ｇ _２ −８が噛合し、この傘歯車Ｇ _２ −８と同一軸に回転伝達ギヤＧ _２ −９が設けられ、このギヤと噛合するもう１つの回転伝達ギヤＧ _２ −１０が支持板３に取付けられている。 この回転伝達ギヤＧ _２ −１０と同一軸に設けた回転体７が連結部８を介して支持軸９に連結されており、この支持軸９に固定された保持体１０に曲げローラＲ _２が取付けられている。 なお、この曲げローラＲ _２は、型ロールＲ _１と周面を対接させたり、この対接を解除できるようにシリンダー等の回動機構にて離接可能に設けられている。
【００１６】
一方、チャックユニット６は、図２に示すように上記曲げ加工ユニット２と共通の架台１上に、チャックユニット６位置決め用のサーボモータＭにて移動可能に取付けられている。 このチャックユニットは所定位置まで移動して、パイプＰを把持しまたはその把持を解除できるように構成されている。
【００１７】
上記構成の曲げ加工装置において、パイプＰに曲げ加工を施す際は、まず各曲げ加工ユニット２の曲げローラＲ _２を型ロールＲ _１から離して開いた状態とし、パイプＰの一端側の曲げ加工が施される部分から離れた状態に設定している。 この状態で予め定められている１本のパイプＰの曲げ加工数のほぼ半分の位置、例えば１本のパイプの曲げ加工数が１６ある場合は８の位置に、また加工数が２３ある場合は１１の位置にサーボモータＭによってチャックユニット６を移動してチャックユニット６によりパイプホッパから供給されたパイプＰを把持する。 次いで該パイプＰの一端側を、同位相に合せた支持板３のパイプ係止部３−１、曲げギヤＧ _２ 、ひねりギヤＧ _３ 、およびひねり板４の各切欠きに挿通させる。 続いて、パイプＰの一端に最も近い被加工位置を型ロールＲ _１と曲げローラＲ _２のカリバー位置に一致させ、曲げローラＲ _２を型ロールＲ _１側へ移動させてパイプＰを保持する。
【００１８】
この状態で、曲げ兼ひねり用モータＭ _２およびひねり用モータＭ _３を駆動してギヤＧ _２ −１、Ｇ _３ −１を回動させ、回転伝達ギヤＧ _２ −２、Ｇ _２ −３、Ｇ _２ −４を介して曲げギヤＧ _２を、回転伝達ギヤＧ _３ −２、Ｇ _３ −３、Ｇ _３ −４を介してひねりギヤＧ _３を、それぞれ回動させる。 曲げギヤＧ _２およびひねりギヤＧ _３が回動すると、ひねりギヤＧ _３に固定しているひねり板４が回動し、型ロールＲ _１と曲げローラＲ _２とにより保持されているパイプＰの軸芯を中心に所定のひねり角度だけ回動して、パイプＰの曲げ方向が設定される。
【００１９】
ここで、ひねり用モータＭ _３ 、ギヤＧ _３ −１、回転伝達ギヤＧ _３ −２、Ｇ _３ −３、Ｇ _３ −４およびひねりギヤＧ _３を固定し、曲げ兼ひねり用モータＭ _２のみを駆動し最上段の曲げギヤＧ _２を回動させて、ひねり板４の背面に取付けられている回転伝達ギヤＧ _２ −５、Ｇ _２ −６を逐次回動させる。 回転伝達ギヤＧ _２ −６が回動すると、該ギヤと同軸の傘歯車Ｇ _２ −７が回動し、傘歯車Ｇ _２ −８、回転伝達ギヤＧ _２ −９、Ｇ _２ −１０、回転体７および連結部８を介して支持軸９に回転が伝達される。 このようにして、支持軸９が回動すると、支持軸９に固定されている保持体１０が回動するので、曲げローラＲ _２が型ロールＲ _１の軸芯を中心に所定の曲げ角度だけ回動し、パイプＰに曲げ加工が施される。
【００２０】
最初の曲げ加工位置での加工が完了すると、チャックユニット６でパイプＰを把持した状態で、曲げ兼ひねり用モータＭ _２を逆回転させて曲げローラＲ _２を初期位置まで戻した後、曲げ加工ユニット駆動モータＭ _１を起動して曲げ加工ユニット２をパイプＰの一端側から次の加工位置近傍まで移動させる。 しかる後、次の曲げ加工位置に対して同様の動作で曲げ加工が施され、以下同様にして次々とパイプＰに対して所定の曲げ加工が施され、曲げ加工が完了した時点でチャックユニット６によるパイプＰの把持を解除する。
【００２１】
したがって、曲げ加工時のパイプ先端部側から順次曲げ加工するに際して、パイプの所定位置をチャックユニットにより直ちに把持できるのでセット時間を短縮でき、またすでに曲げ加工の施された先端部側での曲げ形状部のクヅレ変形が皆無となり、細径、薄肉でかつ長尺のパイプの曲げ加工にも支障なく適用することができ、さらにひねり板の３６０度の範囲にわたる回動自在な機構によって加工範囲が大幅に拡大されることにより種々の曲げ形状への適用が可能となるとともに、曲げ形状の寸法精度を均一とすることができる。
【００２２】
次に、図３に示す請求項２に対応する実施例では、架台１上において、チャックユニット６の両側にそれぞれ曲げ加工ユニット２が配設され、チャックユニット６と架台１との係合部に該チャックユニット６を架台１に固定する固定シリンダＳが設けられている。
【００２３】
すなわち、チャックユニット６は左右の曲げ加工ユニット２に挟持されて該ユニットの移動台２−１に載置された曲げ加工駆動モータＭ _１により所定の位置まで移動できる。 そして、所定位置まで移動したチャックユニット６は、固定シリンダＳの作動によって架台１に対して固定される。 したがって、この場合は、チャックユニット６移動用のサーボモータＭは不要となる。 パイプＰの曲げ加工動作等は前記と同様である。
【００２４】
また、図４に示す請求項３に対応する実施例では、チャックユニット６の曲げ加工ユニット２の対向面に連結シリンダＣＳとの係合部６−１が設けられている。 また、図４の実施例と同様、チャックユニット６と架台１との係合部に該チャックユニット６を架台１に固定する固定シリンダＳが設けられている。
【００２５】
すなわち、チャックユニット６の移動時には、連結シリンダＣＳを係合部６−１に連結し、曲げ加工ユニット２を曲げ加工駆動モータＭ _１により移動させることによって曲げ加工ユニット２とともにチャックユニット６を移動させ、所定位置で固定シリンダＳにてチャックユニット６が架台１に固定される。 したがって、この場合もチャックユニット６移動用のサーボモータＭは不要となる。 パイプＰの曲げ加工動作等は前記と同様である。
【００２６】
また、この発明の他の実施例として、前記支持軸９に回転力を伝達する機構としては、前記傘歯車機構に替えて、ラック・アンド・ピニオン機構を用いることもでき、さらにこの発明の曲げ加工装置においては、パイプＰの各加工位置、各加工位置でのひねり角度および曲げ角度を、予め自動制御装置（図示せず）に入力しておくことにより、全自動的にパイプＰに対する曲げ加工を行うこともできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したごとく、この発明装置は、チャックユニットを移動させてパイプの所望位置を把持固定し、曲げ加工ユニットによる所望角度の曲げ加工を行うので、パイプホッパを移動可能とする必要がなく、したがって装置全体が簡易となり、かつ曲げ加工装置へのパイプのセット時間が短縮でき、さらに加工の施された先端部側での曲げ形状部のクヅレ変形が生ずることなく、長尺のパイプにも高精度の曲げ加工を能率よく施すことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の曲げ加工装置の全体概略斜視図である。
【図２】同じく請求項１に対応するチャックユニットの構成例を示す概略図である。
【図３】同じく請求項２に対応するチャックユニットの構成例を示す概略図である。
【図４】この発明の請求項３に対応する曲げ加工装置を示す概略図である。
【図５】この発明の一実施例にかかる曲げ加工ユニットの正面図である。
【図６】図５の曲げ加工ユニットの側面図である。
【符号の説明】
１ 架台２ 曲げ加工ユニット３ 支持板４ ひねり板５ 曲げローラユニット６ チャックユニット６−１ 係合部７ 回転体８ 連結部９ 支持軸１０ 保持体１１ スライダ−
１２ スライドガイドＭ サーボモータＭ _１曲げ加工ユニット駆動モータＭ _２曲げ兼ひねり用モータＭ _３ひねり用モータＧ _２曲げギヤＧ _３ひねりギヤＲ _１型ロールＲ _２曲げローラＧ _２ −１〜Ｇ _２ −６ 回転伝達ギヤＧ _２ −７、Ｇ _２ −８ 傘歯車Ｇ _２ −９、Ｇ _２ −１０ 回転伝達ギヤＰ パイプＳ 固定シリンダＣＳ 連結シリンダ