(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を裁断してパイプ状に曲成加工し、しかるのち該曲成による対向縁部を溶着した溶着パイプ体を成形するにおいて、成形すべき該溶着パイプ体の径方向展開長の板幅の帯材を帯材ロールから引き出して矯正順送部によって平板状に矯正して第１加工ステーションに自動順送し、続いて該順送帯材を第１加工ステーションにおいて該溶着パイプ体の管長に切断してパイプ体素板を形成し、しかるのち該パイプ体素板を第２加工ステーションに自動移送順送して該パイプ体素板の幅中心線上に芯金をセットしてプレス上型・プレス下型によってパイプ状に曲成加工し、続いて曲成された該パイプ体を該芯金に巻着した状態に保持し、かつ該プレス下型にセットすると共に、溶着加工のとき前進する自動進退自在の係止爪によって前記曲成加工による接合縁部を押え込んで該接合縁部を溶着トーチによって自動溶着加工し、しかるのち、該芯金から分離して順次連続的に自動成形することを特徴とする溶着パイプ体の連続成形方法。
【請求項２】
第１加工ステーションにおいて、順送帯材に周壁孔をパンチング加工し、しかるのちパイプ体素板に切断加工する請求項１の溶着パイプ体の連続成形方法。
【請求項３】
帯材ロールの帯材を引き出して次工程へ順送する順送ロールと該帯材を平板状に矯正する矯正ロールを備えた矯正順送部と、該矯正順送部からの自動順送帯材を所定サイズに切断してパイプ体素板を成形加工する切断部を備えた第１加工ステーションと、該第１加工ステーションから順送された該パイプ体素板の板幅方向中心線と平行な軸心を有して上下作動手段を備えた芯金と、該芯金の上下に位置する曲成加工用のプレス上型・プレス下型を備えた第２加工ステーションが、以上の順列で配設されると共に、前記第１加工ステーション・前記第２加工ステーション間の前記パイプ体素板の自動順送移送手段を備え、さらに、前記第２加工ステーションは、進退自在にアーム保持した前記曲成加工による接合縁部の溶着トーチと、自動進退自在の係止爪によって該接合縁部を押え込む前記溶着トーチの溶着熱応力による歪防止手段を備え、さらに、前記矯正順送部と前記第１加工ステーションと前記第２加工ステーションが、共通の台部に集約して順列配設された構造を特徴とする溶着パイプ体の連続成形方法に用いる溶着パイプ体の連続成形装置。
【請求項４】
第１加工ステーションに、順送帯材の周壁孔穿設用のパンチングプレスを配設して成る請求項３の溶着パイプ体の連続成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の消音装置内に配設する排気ガス流路管のように、金属薄板材を円筒形に曲成加工して、その曲成加工によって接合した該板材の接合縁部を溶着した溶着パイプ体を順次連動的に成形加工する溶着パイプ体の連続加工方法と連続加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用部品として量産される消音装置用排気ガス流路管の溶着パイプ体Ｐは（図３参照）定尺裁断した金属製薄板材（厚さ＝概ね０．６粍）に周壁小孔Ｈ群を穿設した後に、プレス加工またはロール加工を施してパイプ状に曲成加工され、しかるのち、その曲成加工体を別の加工工程に移して「前工程の曲成加工において接合した前記板材の縁部」を溶着加工して「外直径＝概ね６０粍、長さ＝概ね４００粍」の溶着パイプ体に形成する加工方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上の溶着パイプ体の従来の加工方法は「板材の裁断加工」と、その裁断加工に続く前記の曲成加工と、その曲成加工に続く前記の溶着加工の３工程が分断された独立工程から成る加工形態であるので、当然に加工工数が多大になると共に半加工品の工程間停滞等を生じて加工生産性が悪く、加工コスト高になる。
【０００４】
そして、前工程でパイプ状に曲成加工した曲成加工品は、後工程の溶着工程にセットされるまでに「曲成によるスプリングバック」を生ずるので、その溶着工程においてパイプ形状の矯正作業を必要としたり、溶着加工の際の被溶着部位と溶着トーチの芯出しセット作業を必要とするので作業性が悪く、さらに、その芯出し不良による溶着不良品や溶着熱応力による形状歪不良品を生ずると共に、溶着パイプ体の「形状ばらつき」が大になる品質上の難点がある。
【０００５】
本発明は、以上の従来技術の難点を解消する「溶着パイプ体の連続成形方法と連続成形装置」を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の技術課題を解決する本発明は「板材を裁断してパイプ状に曲成加工し、しかるのち該曲成による対向縁部を溶着した溶着パイプ体を成形するにおいて、成形すべき該溶着パイプ体の径方向展開長の板幅の帯材を帯材ロールから引き出して矯正順送部によって平板状に矯正して第１加工ステーションに自動順送し、続いて該順送帯材を第１加工ステーションにおいて該溶着パイプ体の管長に切断してパイプ体素板を形成し、しかるのち該パイプ体素板を第２加工ステーションに自動移送順送して該パイプ体素板の幅中心線上に芯金をセットしてプレス上型・プレス下型によってパイプ状に曲成加工し、続いて曲成された該パイプ体を該芯金に巻着した状態に保持し、かつ該プレス下型にセットすると共に、溶着加工のとき前進する自動進退自在の係止爪によって前記曲成加工による接合縁部を押え込んで該接合縁部を溶着トーチによって自動溶着加工し、しかるのち、該芯金から分離して順次連続的に自動成形することを特徴とする溶着パイプ体の連続成形方法」と、
【０００７】
「帯材ロールの帯材を引き出して次工程へ順送する順送ロールと該帯材を平板状に矯正する矯正ロールを備えた矯正順送部と、該矯正順送部からの自動順送帯材を所定サイズに切断してパイプ体素板を成形加工する切断部を備えた第１加工ステーションと、該第１加工ステーションから順送された該パイプ体素板の板幅方向中心線と平行な軸心を有して上下作動手段を備えた芯金と、該芯金の上下に位置する曲成加工用のプレス上型・プレス下型を備えた第２加工ステーションが、以上の順列で配設されると共に、前記第１加工ステーション・前記第２加工ステーション間の前記パイプ体素板の自動順送移送手段を備え、さらに、前記第２加工ステーションは、進退自在にアーム保持した前記曲成加工による接合縁部の溶着トーチと、自動進退自在の係止爪によって該接合縁部を押え込む前記溶着トーチの溶着熱応力による歪防止手段を備え、さらに、前記矯正順送部と前記第１加工ステーションと前記第２加工ステーションが、共通の台部に集約して順列配設された構造を特徴とする溶着パイプ体の連続成形方法に用いる溶着パイプ体の連続成形装置」に成っている。
【０００８】
即ち、本発明の溶着パイプ体の自動成形方法と自動成形装置は、帯材ロールから引き出した帯材を自動順送して「成形すべき溶着パイプ体の展開板」のパイプ体素板を裁断成形し、しかるのち、そのパイプ体素板の幅方向中心を長尺横置バー体の芯金の軸心上に位置させて、プレス上型・下型によって該芯金に巻き着くパイプ体に曲成加工し、続いて、そのパイプ体の下半周をプレス下型にセットし、かつ該芯金に巻着状態に拘束して該パイプ体の接合縁部を溶着することによって、帯材ロールから所要サイズの溶着パイプ体を自動的かつ連続的に成形する方法・装置が特徴である。
【０００９】
そして、前記の消音装置のガス流路管のように周壁小孔群を設ける場合は、前記のパイプ体素板の裁断加工前に前記第１加工ステーションのパンチングプレスによって該周壁小孔群を穿設する態様が採択される。
【００１０】
【作用】
以上の構成の本発明の連続成形方法と装置は、帯材ロールから引き出した帯材を板状に矯正して前記のパイプ体素板に形成し、続いてそのパイプ体素板を前記の芯金巻着の状態のパイプ体に曲成加工し、しかるのち、そのパイプ体を芯金巻着状態のまま溶着して成形する一連の成形プロセスと、前記の矯正順送部・第１加工ステーション・第２加工ステーションの一連の加工ユニットから成るので、所要形状の溶着パイプ体が速いインターバルで高能率にして連続的に自動成形できる。
【００１１】
そして、前記の接合縁部の溶着プロセスは「芯金軸心上に中心線をセットしたパイプ体素板をプレス上下型によってパイプ体に加工し、その芯金とプレス下型に拘束されて接合縁部を頂部にあらわした該パイプ体を溶着する」工法となるので、該パイプ体のスプリングバックや溶着熱応力による形状歪の発生がなく、その上被溶着ラインと溶着トーチとの相対位置ずれのおそれもなく、極めて高品質のものに成形できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の溶着パイプ体の連続成形装置の一実施例を図１〜図３を参照して説明する。即ち、この実施例の連続成形装置１は、図３に示す「自動車消音装置の排気ガス流路管用の溶着パイプ体Ｐ」を連続的に自動成形する装置にして、成形すべき溶着パイプ体Ｐの成形用の帯状板材１０（以下、帯材１０という）を巻き着けた帯材ロール１１から帯材１０を引き出して平板状に矯正して順送する矯正順送部２と、それに続く第１加工ステーション３と、第１加工ステーション３に続く第２加工ステーション４が、以上の順列によって共通の台部５に配設されている。
【００１３】
詳しくは、（図１参照）矯正順送部２は矯正ローラー１２と順送ローラー１３を有して間欠作動し、帯材ロール１１から引き出した帯材１０を平板状に矯正して所定量づつ第１加工ステーション３へ間欠順送する通常の材料矯正順送機構に成っている。
【００１４】
そして、第１加工ステーション３は矯正順送部２から順送された帯材１０のパンチング工程と切断工程にして、油圧駆動のパンチ１５を下方にするパンチングプレス１４Ａ・１４Ｂ・１４Ｃを３連装にして成るパンチング部と、該パンチング部の終端に設けた切断刃１６からなる切断部によって構成され、パンチングプレス１４Ａ〜１４Ｃのそれぞれは帯材１０の板幅方向に並設した多列のパンチ１５群を備え、それぞれの下方に停止した帯材１０の板幅方向に周壁小孔Ｈを一列一連に穿設加工し、その３連装のパンチングプレス１４Ａ〜１４Ｃによって溶着パイプ体Ｐの周壁小孔Ｈ群が分担して順次連続的に自動穿設できる。
【００１５】
そして、切断刃１６から成る切断工程は前記のパンチング工程で孔あけ加工した帯材１０を、矯正順送部２による順送によって切断刃１６から所要長Ｌ突き出した帯材１０を切断分離して、成形すべき溶着パイプ体Ｐの管長Ｌを有する展開形状のパイプ体素板２０を順次連続的に形成する構造になっている。そして、この第１加工ステーション３の端末部位には第１加工ステーション３で形成したパイプ体素板２０を、第２加工ステーションへ押し出しスライドさせて移送するピストン形態の移送部１７から成る移送手段が設けてある。
【００１６】
一方、第２加工ステーション４は（図２・図３参照）成形すべき溶着パイプ体Ｐの中空部形状を有する横置円柱形状の芯金２３と、この芯金２３の縦中心線２３Ａの上下に位置して芯金２３を挟む形態の一対のプレス上型２１とプレス下型２２によって主要部が構成され、このプレス上型２１・プレス下型２２は溶着パイプ体Ｐの上半外径と下半外径に整合した半円凹所２４を長手方向に備えた通常形態のプレス成形型にして、プレス下型２２は台部５に固定されプレス上型２１は油圧シリンダー２５Ａのロッドに連結されて上下作動自在であり、芯金２３は油圧シリンダー２５Ｂのロッドに片持梁形態を成して連結されて上下作動自在である。
【００１７】
さらに、この第２加工ステーション４には（図３参照）下記に詳述するワーク溶着手段とワーク取り出し手段が設けられている。即ち、芯金２３の側方には進退自在にして、かつ、芯金２３の長手方向に沿って移動して任意ポイントで停止できる溶着トーチ２７がアーム体の先端に設けられ、プレス上下型２１・２２によってパイプ体素板２０がパイプ体３０に形成されてプレス上型２１が上昇退避すると、溶着トーチ２７が前進して「パイプ状をなして接合縁部２９を頂部にするパイプ体３０の接合縁部２９」を溶着（点溶着または全長溶着）加工して芯金２３に巻着状態の溶着パイプ体Ｐに溶着加工するように成っている。
【００１８】
さらに、この芯金２３の基部には、油圧シリンダー２５Ｄのロッド先端にプッシヤーピース２６を有する強制押し出し機構が設けてあり、プレス上下型２１・２２によって芯金２３に巻着した状態で成形した溶着パイプ体Ｐを、この押し出し機構によって芯金２３から押し出し分離させるようになっている。
【００１９】
なお、この実施例の第２加工ステーション４には（図３参照）溶着トーチ２７による前記溶着加工のとき前進して接合縁部２９を押え係止する（溶着加工を妨害しないポイントを押える）係止爪２８が進退自在に設けてあり、溶着時の熱応力によるパイプ体３０の歪発生を防止する対策が採られている。
【００２０】
そして、芯金２３の先端上方には、（図２（Ｂ）参照）プレス上下型２１・２２２よる押圧抵抗によって片持梁状の芯金２３が振れるのを防止する「振れ止め用油圧シリンダー２５Ｅ」が設けてある。
【００２１】
そして、この実施例の連続成形装置１は、下記に詳述する連続成形方法における「矯正順送部２・第１加工ステーション３・第２加工ステーション４」の各作動プロセスとそれ等の連動プロセスを、予めインプットしたプログラムに基づいて電気的に自動制御する自動制御システムが組み込まれている。
【００２２】
続いて、以上の実施例の連続成形装置１を用いる本発明の「溶着パイプ体Ｐの連続成形方法」の一実施形態を図１・図３・図４・図５を参照して説明する。即ち、まず成形すべき溶着パイプ体Ｐの円形展開長の板幅Ｂの帯材１０を巻回した帯材ロール１１を（図1参照）材料供給部Ｓにセットして帯材１０の先端を矯正順送部2に引き出しセットしてスイッチオンして成形スタートする。
【００２３】
そして、矯正順送部２で帯材１０の巻きぐせを矯正した平板帯材にして、第１加工ステーション３に送出して（図4参照）パンチングプレス１４Ａ・１４Ｂ・１４Ｃ・を順次通過させて必要な周壁小孔Ｈ群を「溶着パイプ体Ｐの管長Ｌのピッチで穿設した帯材１０Ａ」に順次連続的に加工し、その帯材１０Ａの先端部分から管長Ｌの長さ毎に順次切断して「溶着パイプＰの管径展開長Ｂの板幅と、管長Ｌの長さを有する方形板のパイプ体素板２０」に切断刃１６によって順次連続的に成形して、第２加工ステーション４へ所定のインターバルで順送移送する。
【００２４】
かくして、第２加工ステーション４に移送されたパイプ体素板２０は（図５参照）ストッパー３１に突き当てることによって展開長Ｂの中心線を芯金２３の中心線２３Ａ上に位置させてセットし、しかるのち、その芯金２３を下降作動させてプレス下型２２に押圧することによってパイプ体素板２０をＵ字板状に曲成加工し、続いてプレス上型２１を下降作動させて該Ｕ字板を円形管のパイプ体３０に曲成加工する。
【００２５】
続いて、プレス上型２１を上昇回避させて溶着トーチ２７と係止爪２８を前進させて、パイプ体３０の下半周部分をプレス下型２２に挿入セットし、かつ芯金２３に巻着したまま係止爪２８で押え付けながら接合縁部２９を溶着加工して溶着パイプ体Ｐに加工する。そして、その溶着パイプ体Ｐを巻着した状態の芯金２３を上昇移動させてプレス下型２２から離型し、続いて（図３参照）プッシヤーピース２６を前進作動させて溶着パイプ体Ｐを芯金２３から離脱させて順次連続的に自動成形する。
【００２６】
なお、この実施形態の場合は、溶着トーチ２７によって溶着パイプ体Ｐに成形した後に、プレス上型２１を再び下降させて芯金２３・上下プレス型２１・２２によって、その溶着パイプ体Ｐを再押圧し（図示Ｒの加工プロセス）溶着による突起痕を除去して外周平滑度の向上を図る外周修正加工を施す。
【００２７】
以上の実施形態の連続成形装置１・連続成形方法は前記の作用があり、溶着パイプ体Ｐが概ね３０〜４０秒の成形インターバルで、極めて高能率に連続的に自動成形できる。そして、芯金２３とプレス下型２２で拘束したパイプ体３０を溶着加工して成形するので溶着パイプ体Ｐの歪・形状崩れがなく、寸法ばらつきが小なる極めて高品質のものが低コスト高能率で量産できる。
【００２８】
なお、本発明の溶着パイプ体の連続成形方法と連続成形装置は前記の実施形態に限定されず、周壁小孔Ｈ不存在の溶着パイプ体の成形にも用いるものにして、この周壁孔不存在のものを成形する場合は、第１加工ステーションのパンチングプレス１４をフリーパスさせたり、パンチングプレス１４不存在の形態にする。
【００２９】
そして、本発明の成形装置は「成形すべき溶着パイプ体Ｐの円周展開長の帯幅の帯材１０のみではなく、該帯幅より大なる帯材１０を順送して第１加工ステーション３において「長さ・幅の２辺切断」の切断部形態にすることがある。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明の「溶着パイプ体の連続成形方法と連続成形装置」、自動車排気ガス消音装置の排気ガス流路管等の溶着パイプ体が、極めて高能率かつ高品質に量産可能にして、良質安価な溶着パイプ体を量産提供する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例の溶着パイプ体の連続成形装置を示し、（Ａ）はその正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣＣ断面平面図
【図２】図１実施例の右側面図（Ａ）と、芯金部分の正面図（Ｂ）
【図３】図１実施例の第２加工ステーションの構造を示す斜視図（Ａ）と、溶着パイプ体の斜視図（Ｂ）
【図４】図１実施例の第１加工ステーションの作動・作用の説明図
【図５】図１実施例の第２加工ステーションの作動・作用の説明図
【符号の説明】
１  溶着パイプ体の連続成形装置
２  矯正順送部
３  第１加工ステーション
４  第２加工ステーション
１０  帯材
１１  帯材ロール
１４  パンチングプレス
１６  切断部
２０  パイプ体素板
２１  プレス上型
２２  プレス下型
２３  芯金
２６  プッシヤーピース
２７  溶着トーチ
２８  係止爪
２９  接合縁部
３０  パイプ体
Ｐ  溶着パイプ体
【図１】
0003655223.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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