(57)【要約】【課題】パイプの曲げ装置を簡単かつ小型化する。【解決手段】基台上を直線方向に往復移動する移動台車にパイプチャックユニットを搭載し、前記パイプチャックユニットは、前記移動台車上に設置したチャック回転手段で回転駆動されるチャック支持台と、該チャック支持台上に搭載される左右一対のチャックホルダーと、これらチャックホルダーにそれぞれ固定された駆動手段で近接離反方向に移動されると共に対向面にパイプの半周部を嵌合する溝を設けた一対のチャック型を備え、前記移動台車の前端停止位置より前方に配置した曲げロール型および締め型を備え、  前記移動台車上の一対の前記チャック型で上方から挿入されるパイプを挟持した状態で前記チャック回転手段で前記パイプを回転すると共に前記移動台車を前端停止位置まで移動させて、前記曲げロール型と前記締め型とでパイプを挟持して三次元方向に曲げ加工すると共に該曲げ加工時に前記移動台車を所定位置まで後退させる構成としている。【選択図】図１
2014008531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上を直線方向に往復移動する移動台車にパイプチャックユニットを搭載し、
前記パイプチャックユニットは、前記移動台車上に設置したチャック回転手段で回転駆動されるチャック支持台と、該チャック支持台上に搭載される左右一対のチャックホルダーと、これらチャックホルダーにそれぞれ固定された駆動手段で近接離反方向に移動されると共に対向面にパイプの半周部を嵌合する溝を設けた一対のチャック型を備え、
前記移動台車の前端停止位置より前方に配置した曲げロール型と締め型および圧力型を備え、
前記移動台車上の一対の前記チャック型で上方から挿入されるパイプを挟持した状態で前記チャック回転手段で前記パイプを回転すると共に前記移動台車を前端停止位置まで移動させて、前記曲げロール型と前記締め型とでパイプを挟持して三次元方向に曲げ加工すると共に該曲げ加工時に前記移動台車を所定位置まで後退させる構成としていることを特徴とするパイプの曲げ装置。
【請求項２】
前記パイプチャックユニットのチャック回転手段として、前記移動台車上にサーボモータと、該サーボモータで回転駆動されるギヤを設ける一方、該ギヤと軸線方向の一側部の外周面が噛み合う大径ギヤを前記チャック支持台に固定し、該大径ギヤの上側はパイプ挿入用の開口とすると共に前記チャック型で挟持するパイプを貫通させる中央空間を前記開口に連続して設けた環状とし、かつ、該大径ギヤの軸線方向の他側の外周面は平滑な円弧面とし、該大径ギヤの円弧面を周方向に間隔をあけて回転支持する複数のベアリングを前記移動台車上に立設した支持壁材に取り付け、
前記サーボモータでギヤを回転して前記大径ギヤを回転させ、前記チャック支持台、チャックホルダーおよびチャック型を介して前記パイプを中心軸線を支点として所要角度回転させ、該パイプの回転は前記移動台車を後退停止位置、前記後退停止位置から前端停止位置までの移動途中、または前端停止位置で行って前記パイプにひねりを加え、前記曲げロール型の回転での曲げ加工を三次元方向に行えるようにしている請求項１に記載のパイプの曲げ装置。
【請求項３】
前記一対のチャック型を近接離反する駆動手段として油圧シリンダを用い、該シリンダ本体を前記チャック支持台に固定し、これらシリンダ本体から対向方向に突出するシリンダロッド先端にそれぞれ前記チャックホルダーを固定し、前記チャック型の対向面に半円弧状の前記溝を設け、左右のチャック型の溝内にパイプの半周を挿入することで左右のチャック型でパイプを保持し、かつ、前記左右のチャック型を離反している状態で該チャック型より下方位置に配置したパイプ受け台上に上方からパイプを挿入できるものとしている請求項１または請求項２に記載のパイプの曲げ装置。
【請求項４】
前記移動台車の前端停止位置と前記曲げロール型との距離は３０ｃｍ以下としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のパイプの曲げ装置。
【請求項５】
パイプの最後の曲げ加工後に移動台車が所要距離後退移動し、パイプ製品を上方に取り出すためのフットスイッチを設けている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のパイプの曲げ装置。
【請求項６】
パイプ内に高圧ケーブルを貫通し、
前記高圧ケーブルを貫通したパイプの前端側を、曲げ装置のパイプチャックユニットを搭載した移動台車の左右一対のチャック型の間に上方から挿入し、  
前記左右一対のチャック型を近接移動させて前記パイプを挟持し、  
前記パイプチャックユニットを回転させて前記挟持したパイプを所要角度回転すると共に前記移動台車は前端停止位置まで移動させて前記パイプにひねりを加え、
前記前端停止位置で停止して、パイプの曲げ加工箇所を前端停止位置より所要寸法前方へ突出させ、
前記前端停止位置より所要寸法前方に配置した曲げロール型と締め型とで前記パイプの曲げ加工箇所を挟持した状態で前記曲げロール型を回転してパイプを曲げ加工し、
前記曲げロール型と締め型とでパイプを挟持した後に、前記左右一対のチャック型によるパイプの挟持を解いて、前記移動台車を所要距離後退移動させて停止し、
前記移動台車を停止後に前記チャック型でパイプを挟持して前記作動を繰り返すことを特徴とするパイプの曲げ方法。
【請求項７】
前記パイプの隣接する曲げ加工箇所間の寸法が前記移動台車の最大移動可能寸法より長い場合、前記移動台車のチャック型で前記パイプを挟持して前端停止位置まで移動して停止し、前記パイプの挟持を前記曲げロール型と前記締め型で行うと共に前記移動台車のチャック型を解いた状態で移動台車を後退させ、後退停止位置で前記パイプを再度チャック型で挟持して前端停止位置へと移動し、この動作を所要回数繰り返して移動台車の移動距離を小分けする請求項６に記載のパイプの曲げ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパイプの曲げ装置およびパイプ曲げ方法に関し、詳しくは、電気自動車やハイブリッド自動車において床下配索する高圧ケーブルを中空部に挿通したパイプを３次元に曲げるパイプ曲げ装置およびパイプ曲げ方法に好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車では、バッテリとインバータとの間、インバータとモータとの間等に配索されるワイヤハーネスは、ノイズ発生源となる高圧ケーブルが含まれるため、フロアパネル下方の床下に配索し、該床下配索領域ではワイヤハーネスの保護と高圧ケーブルのシールド対策として金属製のパイプに高圧ケーブルを通して配索している場合がある。該高圧ケーブルを挿通したパイプは、一端側を上向きに曲げ加工してフロアパネル上に搭載したバッテリと接続し、他端側も上向きに曲げ加工してエンジンルーム内のインバータ等と接続している。また、上向きに曲げ加工する両端に挟まれた中間領域もフロアパネルの形状等に応じて３次元に曲げ加工している。
また、パイプを曲げ加工した後に高圧ケーブルを挿通する作業は非常に困難となるため、直管のパイプに高圧ケーブルを挿通した後に該パイプを曲げ加工する必要がある。よって、パイプの曲げ加工時に高圧ケーブルに損傷が発生しないように作業をする必要がある。
【０００３】
前記のように、パイプの曲げ加工時に高圧ケーブルを挿通したパイプを慎重に取り扱う必要があるため、従来、マニピュレータ(ロボット）を用い、チャック台車に設けたパイプ把持用のチャックでパイプの所要位置で把持し、ヘッド部を回転させて所要角度ひねって曲げロール型と締め型との間にパイプの曲げ箇所を送り込み、曲げロール型と締め型とによりパイプに所要の曲げ加工を施している。この手順をパイプの曲げ箇所毎に複数回行って、パイプを所要の三次元形状に曲げ加工している。
【０００４】
しかしながら、前記ロボットは曲げロール型と締め型とによりパイプが曲げ加工されている時、曲げ箇所から離れたパイプの箇所をチャックで把持しているため、チャック台車の全長が長くなり、設備全体が大型化し、大きな設置スペースが必要となる。かつ、機構が複雑で、パイプは複雑な動きをするため、曲げ加工されるパイプと他部品との干渉領域の見極めが難しい。また、操作も複雑で、操作習得期間がかかると共に、整備も難しい問題がある。さらにまた、パイプ内に挿通する高圧ケーブルの外径が大きくなる傾向があり、パイプも大径化するため、該大径のパイプを曲げ加工する時にパイプの把持力が不足する恐れがある。
【０００５】
前記高圧ケーブルを挿通したパイプを曲げる装置ではないが、例えば、特開２００１−１０５０３３号公報（特許文献１）に、流体輸送用フレームとするハイドロフォーミングの素材管となる曲がり管を製造するパイプベンダーが提案されている。該パイプベンダーは図１０（Ａ）（Ｂ）に示す構造からなり、パイプ２００の内側にパイプ端部から芯金バー１００を挿入した状態で、曲げ型１０１と締め型（クランプ型）１０２とによりパイプ２００を挟持し、パイプ２００を曲げ型１０１の回転に添わせて曲げ成形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０５０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で提案されたパイプベンダーは曲げ加工するパイプの中空内部に芯金バー１００を挿入してパイプを保持しているため、パイプ内部にワイヤハーネスを挿通している場合には採用することはできない問題がある。
【０００８】
また、前記パイプベンダーでは曲げ加工されるパイプにひねりを加える手段が開示されていないため、パイプを三次元方向に曲げ加工できるか否かが不明である。
一方、前記した従来汎用されているマニピュレータを用いると、複雑かつ大型化すると共にコスト高になると共に、操作および補修が難しい問題がある。
【０００９】
よって、本発明は、パイプ内部に線材等を挿通した状態でパイプを三次元方向に曲げ加工でき、かつ、簡単な構成で且つ小型で、操作および補修も容易であるパイプの曲げ装置およびパイプ曲げ方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、第１の発明として、
基台上を直線方向に往復移動する移動台車にパイプチャックユニットを搭載し、
前記パイプチャックユニットは、前記移動台車上に設置したチャック回転手段で回転駆動されるチャック支持台と、該チャック支持台上に搭載される左右一対のチャックホルダーと、これらチャックホルダーにそれぞれ固定された駆動手段で近接離反方向に移動されると共に対向面にパイプの半周部を嵌合する溝を設けた一対のチャック型を備え、
前記移動台車の前端停止位置より前方に曲げロール型と締め型および圧力型を配置し、
前記移動台車上の一対の前記チャック型で上方から挿入されるパイプを挟持した状態で前記チャック回転手段で前記パイプを回転すると共に前記移動台車を前端停止位置まで移動させて、前記曲げロール型と前記締め型とでパイプを挟持して三次元方向に曲げ加工すると共に該曲げ加工時に前記移動台車を所定位置まで後退させる構成としていることを特徴とするパイプの曲げ装置を提供している。
【００１１】
前記構成からなる本発明のパイプの曲げ装置では、パイプを左右一対のチャック型で挟持して、曲げ位置まで移動させると共にパイプにひねりを加え、曲げ位置に達すると曲げロール型と締め型とでパイプを挟持している。即ち、パイプを左右一対のチャック型で挟持することで、高圧ケーブルを先入れして曲げ加工を行うことができる。
また、パイプをチャック型で挟持した状態で、チャック型と共にパイプを回転させて曲げ位置まで移動させることでパイプにひねりを加えることができ、その結果、定位置で曲げロール型と締め型とで挟持したパイプを曲げ回転して３次元方向に曲げ加工することができる。さらに、移動台車を基台上で直線状に往復移動させ、該移動領域の前端側に曲げロール型と締め型とを配置した構成としているため、装置全体を小型および簡素化でき、コスト低下を図れると共に、操作および補修も容易に行える。
【００１２】
前記パイプチャックユニットのチャック回転手段として、前記移動台車上にサーボモータと、該サーボモータで回転駆動されるギヤを設ける一方、該ギヤと軸線方向の一側部の外周面が噛み合う大径ギヤを前記チャック支持台に固定し、該大径ギヤの上側はパイプ挿入用の開口とすると共に前記チャック型で挟持するパイプを貫通させる中央空間を前記開口に連続して設けた環状とし、かつ、該大径ギヤの軸線方向の他側の外周面は平滑な円弧面とし、該大径ギヤの円弧面を周方向に間隔をあけて回転支持する複数のベアリングを前記移動台車上に立設した支持壁材に取り付け、
前記サーボモータでギヤを回転して前記大径ギヤを回転させ、前記チャック支持台、チャックホルダーおよびチャック型を介して前記パイプを中心軸線を支点として所要角度回転させ、該パイプの回転は前記移動台車を後退停止位置、前記後退停止位置から前端停止位置までの移動途中、または前端停止位置で行って前記パイプにひねりを加え、前記曲げロール型の回転での曲げ加工を三次元方向に行えるようにしている。
【００１３】
また、前記一対のチャック型を近接離反する駆動手段として油圧シリンダを用い、該シリンダ本体を前記チャック支持台に固定し、これらシリンダ本体から対向方向に突出するロッド先端にそれぞれ前記チャックホルダーを固定し、前記チャック型の対向面に半円弧状の前記溝を設け、左右のチャック型の溝内にパイプの半周を挿入することで左右のチャック型でパイプを強固に保持し、かつ、
前記左右のチャック型を離反している状態で該チャック型の下方にパイプ受け台を配置し、該パイプ受け台上に上方からパイプを挿入できるものとしている。
【００１４】
前記基台上に前記移動台車を往復移動させる移動手段は、特に限定されず、例えば、サーボモータで回転されるプーリーに環状ベルトを巻き付け、該環状ベルトに移動台車を固定し、環状ベルトの正逆回転で移動台車を前進および後退させている。あるいは、移動台車に取り付けたピニオンを基台上に固定したラックとかみ合わせ、前記ピニオンをサーボモータで回転させて所要距離を前進、後退させてもよい。さらに、サーボモータで回転するネジ軸を前記移動台車の下部に設けたネジ穴に螺合させて挿通させてもよい。該移動台車の移動距離はパイプの隣接する曲げ箇所が近接している場合は短くなり、曲げ箇所が離れている場合は移動距離が長くなる。
【００１５】
前記移動台車の前端停止位置は前記支持台の前端側とし、該前端停止位置との間に前記曲げロール型との距離は３０ｃｍ以下と比較的短くしている。このように、距離を短くすると、パイプの両端末に近接した位置で曲げ加工を行うことができると共に、曲げ位置からチャック型までの距離が短くなることで、パイプの形状安定性を図ることができる。
【００１６】
前記基台の前端側に配置する前記曲げロール型および締め型は、基台上に回転自在に取り付けた曲げ加工台の上面に搭載し、該曲げ加工台をサーボモータで回転駆動すると共に、該曲げ加工台上の上面でパイプの移動軸線を挟む一側に前記曲げロール型は固定する一方、前記締め型はパイプの移動軸線を挟んで前記曲げロール型と対向側に配置すると共にシリンダで曲げロール型へ近接離反移動させ、曲げロール型と締め型の対向面に設けた溝に前記パイプの両側を挿入して挟持し、この状態で前記曲げ加工台を所要角度回転して曲げ加工している。
【００１７】
また、前記締め型側で且つ前端停止位置側に圧力型を配置し、該圧力型をパイプ側に対して近接離反させる油圧シリンダと、前記曲げ加工台の回転に応じて圧力型を前進させる油圧シリンダを設け、かつ、前記圧力型の先端面に形成した溝にパイプの半周を嵌合することで、曲げ加工時にパイプが外方へ張り出すことを抑制すると共に、パイプ曲げ外周部を曲げ方向へ押し出すことでパイプ折れも抑制している。
【００１８】
さらに、前記パイプの最後部の曲げ加工がなされ、移動台車を所要距離後退移動させた後、曲げ装置から曲げ加工されたパイプ製品を上方へ取り出すため、フットスイッチを設けることが好ましい。
具体的には、前記フットスイッチで前記締め型を後退移動させるシリンダに信号を送付し、曲げロール型と締め型とを開き、曲げ加工されたパイプ製品を上方へ取り出せるようにすることが好ましい。このように、パイプ製品の取り出しを作業員のフット操作で行うと、作業員が製品の取出時期をその都度、確認できるため、取り出されたパイプ製品を作業員が受け止め、あるいは受け材で受け止めて、加工したパイプ製品に取り出し時に損傷が発生するのを防止できる。
【００１９】
なお、本発明のパイプの曲げ装置は、パイプ内部に高圧ケーブルを挿入している場合に特に好適に用いられるが、パイプ内部に線材等を通さず、中空としているパイプの三次元曲げ装置としても好適に用いることができる。
【００２０】
また、第２の発明として、パイプ曲げ方法を提供している。該パイプ曲げ方法は、
パイプ内に高圧ケーブルを貫通させ、
前記パイプを、パイプ曲げ装置のパイプチャックユニットを搭載した移動台車の左右一対のチャック型の間に、該パイプの一端側を上方から挿入し、  
前記左右一対のチャック型を近接移動させて前記パイプを挟持し、  
前記パイプチャックユニットを回転させて前記挟持したパイプを所要角度回転すると共に前記移動台車は前端停止位置まで移動させて前記パイプにひねりを加え、
前記前端停止位置で停止して、パイプの曲げ加工箇所を前端停止位置より所要寸法前方へ突出させ、
前記前端停止位置より所要寸法前方に配置した曲げロール型と締め型とで前記パイプの曲げ加工箇所を挟持した状態で前記曲げロール型を回転してパイプを曲げ加工し、
前記曲げロール型と締め型とでパイプを挟持した後に、前記左右一対のチャック型によるパイプの挟持を解いて、前記移動台車を所要距離後退移動させて停止し、
前記移動台車を停止後に前記チャック型でパイプを挟持して前記作動を繰り返すことを特徴とするパイプの曲げ方法を提供している。
【００２１】
また、前記パイプの隣接する曲げ加工箇所間の寸法が前記移動台車の最大移動可能寸法より長い場合、前記チャック型で前記パイプを挟持して前端停止位置まで移動して停止し、前記パイプの挟持を前記曲げロール型と前記締め型で行うと共に前記移動台車のチャック型を解いた状態で移動台車を後退させ、後退停止位置で前記パイプを再度チャック型で挟持して前端停止位置へと移動し、この動作を所要回数繰り返して移動台車の移動距離を小分けしてもよい。
このように、移動台車の移動を繰り返し行うことで、移動台車の移動距離を短くでき、曲げ装置全体を小型化でき、設備コストの低下、設置スペースの減少を図ることができる。
【００２２】
本発明の前記パイプ曲げ方法は前記したパイプの曲げ装置で行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
前記本発明の曲げ装置では、パイプを移動台車上に搭載したチャックユニットの一対のチャック型で挟持する後退停止位置で、又は該後退停止位置から曲げ加工する前端停止位置へ移動する間にパイプを回転させてひねりを加えているため、曲げロール型と締め型の間で挟持して曲げロール型を回転させて行う曲げ加工時に三次元方向の曲げを行うことができる。このパイプの回転は、前記チャックユニットを回転駆動装置で所要角度回転させて行うだけであり、しかも、移動台車の移動は直線方向の往復移動だけであるため、従来使用されているマニピュレータと比較して曲げ装置全体を簡単かつ小型化できる。そのため、操作手順も簡単になり、作業員による操作入力が簡単に行え、さらに、装置の補修なども容易となる。
【００２４】
さらに、パイプは曲げ加工中は曲げロール型と締め型との間に挟持され、移動台車上のチャックユニットのチャック型で挟持されないため、移動台車のみを次の曲げ加工位置と対応させたパイプの挟持位置まで所要寸法後退させればよい。この点からも、曲げ装置全体を小型化でき、設置スペースを狭くでき、かつ、加工時間を短縮して生産性を高めることができる。かつ、移動台車のチャック型でパイプを挟持して前進させ、前端停止位置で停止してパイプの挟持を曲げロール型と締め型とで行うことで、移動台車のチャック型によるパイプの挟持を解いて移動台車だけ後退させることができるため、該移動台車を往復移動させてパイプの移動距離を小分けして、移動台車の移動距離を短くでき、それに応じて曲げ装置を小型化することができる。  
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の曲げ装置の平面図である。
【図２】前記曲げ装置の正面図である。
【図３】前記曲げ装置の移動台車に搭載したパイプチャックユニットおよび該パイプチャックユニットの回転機構を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は大径ギヤの斜視図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は前記パイプチャックユニットのチャック型を開放した状態とパイプを挟持する閉じ状態を示す図面である。
【図５】前記パイプを挟持したパイプチャックユニットを回転させる状態を示す図面である。
【図６】（Ａ）は曲げロール型と締め型とを示す平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図７】（Ａ）は曲げ加工前の直管状のパイプに高圧ケーブルを貫通した状態を示す正面図、（Ｂ）は曲げ加工後の状態を示す正面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）は曲げ加工の工程を示す概略図である。
【図９】他の実施形態を示す説明図である。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
曲げ装置の全体構成は、図１に示すように、フロア上に固定された基台２の略長方形状の上面に長さ方向に搬送路２ａを設けている。該搬送路２ａ上に搭載する移動台車３を矢印Ｘ１方向へ前進させて前端停止位置Ｐ１で停止させ、該前端停止位置Ｐ１から一定距離Ｓ１を隔てた前方の基台２の前端上面に曲げ加工台７を回転自在に設置し、該曲げ加工台７の上面に曲げロール型４と締め型５を対向配置し、かつ、曲げ加工台７と前記前端停止位置Ｐ１の間の側方に圧力型６を配置している。
前記移動台車３は前端停止位置Ｐ１からパイプ１の次の曲げ箇所に応じた距離を矢印Ｘ２方向に後退させて停止し、該後退停止位置Ｐ２で移動台車３上に搭載したパイプチャックユニット１０（以下、チャックユニット１０と略称する）でパイプ１をチャックし、チャックした状態でパイプ１を回転および前端停止位置Ｐ１へと前進移動させてパイプ１にひねりを加えるようにしている。
【００２７】
前記基台２上の搬送路２ａの中央上面を開口２ｈとして環状ベルト９を回転自在に配置し、該環状ベルト９に移動台車３の下端中央を固定すると共に該移動台車３の両側を基台２の上面に摺動自在に搭載している。図２に示すように、環状ベルト９の両端をプーリー１９に巻き付け、一方のプーリー１９をサーボモータ１１で所要角度正逆回転駆動し、移動台車３を所要距離前後進できるようにしている。
【００２８】
図３に示すように、移動台車３の下部フレーム３ａの幅方向の一側部上面から支持フレーム３ｂを突設し、該支持フレーム３ｂに基台２の中央上方に突出する支持壁材３０を固定している。該支持壁材３０の中央部に上側を切除した形状の円弧状の開口部３０ａを設け、該開口部３０ａは前記チャックユニット１０のパイプ１の挟持位置と対応する位置としている。該開口部３０ａを囲む両側部３０ｂ、３０ｃおよび下側部３０ｄの内周縁に沿って円弧状の凹部３０ｅを設け、該凹部３０ｅに周方向に間隔をあけて回転支持用のベアリング３１を回転自在に取り付け、チャックユニット１０を後述する機構で回転支持できるようにしている。
【００２９】
前記移動台車３上に搭載するチャックユニット１０は、凹形状のチャック支持台１２の後端面に環状とした大径ギヤ１３を固定している。該大径ギヤ１３は上側部を切除してパイプ挿入口１３ｈとした円環形状とし、該パイプ挿入口１３ｈを前記支持壁材３０の開口部３０ａの上側と一致させ、パイプ１の挿入時に邪魔にならない形状としている。図３（Ｂ）（Ｃ）に示すように、大径ギヤ１３は軸線方向の後端側の外周面に歯部１３ａを設けると共に、前端側の外周面は平滑な円弧面１３ｂとしている。該円弧面１３ｂを複数の前記ベアリング３１と摺接させて回転支持している。該大径ギヤの後端側は支持壁材３０の開口部３０ａより後方に突出させ、図３（Ｂ）に示すように、支持フレーム３ｂに搭載するサーボモータ２１で回転駆動する小径のギヤ２０と大径ギヤ１３の歯部１３ａとを噛み合わせている。サーボモータ２１によりギヤ２０を回転駆動してチャックユニット１０の大径ギヤ１３を所要方向に回転させるようにしている。
【００３０】
前記チャック支持台１２の左右枠部１２ａ、１２ｂの外面にそれぞれ油圧シリンダ１４、１５のシリンダ本体を固定し、該シリンダ本体の左右対向する先端から突出するシリンダロッド１４ａ、１５ａにそれぞれ左右一対のチャックホルダー１６Ａ、１６Ｂを固定し、これらチャックホルダー１６Ａ、１６Ｂにそれぞれ左右一対のチャック型１７Ａ、１７Ｂを固定している。図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、左右一対のチャック型１７Ａ、１７Ｂの対向する先端面には断面半円形状のパイプ嵌合用の溝１８Ａ、１８Ｂを設け、シリンダロッドを伸長してチャック型１７Ａ、１７Ｂとを近接して型閉めすると、パイプ１の左右両側を溝１８Ａ、１８Ｂに嵌合してパイプ１を挟持した状態でチャックしている。
【００３１】
図４（Ａ）に示すように、シリンダロッド１４ａ、１５ａを離反して型開きした状態で、移動台車３の上面に配置したパイプ受け材３９で上方から挿入するパイプ１を保持し、保持したパイプ１を油圧シリンダ１４、１５で駆動されるチャック型１７Ａ、１７Ｂで強い力で図４（Ｂ）に示すように、挟持できるようにしている。また、チャック型１７Ａ、１７Ｂが型開きしてパイプのチャックを解いた状態でも、パイプ受け材３９でパイプ１が保持されるようにしている。
このように、左右のチャック型１７Ａ、１７Ｂの間にパイプ１を軸線方向に挿入するのではなく、上方から挿入する構成として、曲げ装置の全体長さを短くしている。
前記パイプ受け材３９はチャック型１７Ａ、１７Ｂとは軸線方向で位置ずれさせて位置させ、チャック型１７Ａ、１７Ｂにより挟持動作の邪魔にならないようにしている。
なお、パイプ受け材３９をチャック型１７Ａ、１７Ｂの間に配置して、該パイプ受け材３９を昇降させてもよい。
【００３２】
前記パイプ１を挟持するチャック型１７Ａと１７Ｂ、チャックホルダー１６Ａと１６Ｂ、左右の油圧シリンダ１４と１５を保持する前記チャック支持台１２の全体を図３および図５中に矢印Ｚで示すように時計回転方向または反時計回転方向に回転させるために、前述した、前記チャック支持台１２に固定した大径ギヤ１３と、支持フレーム３ｂに搭載したサーボモータ２１で回転駆動するギヤ２０とを噛み合わせた回転駆動機構を設けている。
【００３３】
前記ギヤ２０の回転で、かみ合わせた大径ギヤ１３はＺ方向に回転し、チャック支持台１２、チャックホルダー１６Ａ、１６Ｂ、チャック型１７Ａ、１７Ｂを介して挟持したパイプ１を主軸線Ｏを支点として時計回転方向または反時計回転方向に回転させるようにしている。該回転は移動台車３を後退停止位置でパイプ１をチャック型でチャックした後、移動台車３を前進移動させる前に行ってもよいし、前進移動時にギヤ２０を回転して、パイプ１を前進移動させながら回転させてもよく、いずれの場合もパイプ１にひねりを加え、このひねりを加えたパイプを曲げ加工することで、三次元の曲げを実現している。
【００３４】
図１および図２に示すように、移動台車３の前端停止位置Ｐ１から３０ｃｍ以下の比較的短い距離Ｓ１をあけて、前記のように、基台２の前端上面に曲げロール型４と締め型５を対向配置した曲げ加工台７を回転自在に基台２に搭載している。また、該曲げ加工台７と前端停止位置Ｐ１との間の側方に圧力型６を固定台８上に２軸方向に移動自在に配置している。
【００３５】
前記曲げ加工台７を基台２に搭載した曲げ回転用のサーボモータ２５で回転駆動すると共に、該曲げ加工台７の上面でパイプの移動軸線Ｌ１を挟む一側に前記曲げロール型４は固定する一方、前記締め型５はパイプの移動軸線Ｌ１を挟んで曲げロール型４と対向側に配置すると共にシリンダ２６で曲げロール型４へ近接離反移動させている。
前記曲げロール型４は図６（Ａ）に示すように、水平配置する円板４ａの一部に直線ガイド部４ｂを設けた形状で、該直線ガイド部４ｂの外周面に半円状の溝４ｃを設け、パイプ１の半周を嵌合するようにしている。
該曲げロール型４はパイプ１の移動軸線Ｌ１を挟む一側に位置させ、直線ガイド部４ｂが移動軸線Ｌ１と対向して平行となる位置を曲げ加工の原点位置とし、パイプ１の一カ所の曲げ加工終了後に前記原点位置に戻している。
【００３６】
前記締め型５は図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、パイプ１の移動軸線Ｌ１を挟む他方側で且つ曲げロール型４と対向して配置している。該締め型５と、該締め型５にロッドを連結したシリンダ２６を曲げ加工台７上に搭載し、シリンダ２６で締め型５をパイプ側に近接離反移動させるものとしている。該締め型５の先端面に曲げロール型４の半円状の溝４ｃと対向する半円状の溝５ａを対向面に設けている。パイプ１の曲げ箇所の半周が曲げロール型４の溝４ｃに嵌合されると、シリンダ２６のロッドが伸長して締め型５を曲げロール型４へ近接させ、溝５ａにパイプ１の他半周を嵌合して、パイプの曲げ箇所を曲げロール型４と締め型５とで挟持している。このように挟持した状態で曲げ加工台７をサーボモータ２５で所要角度回転してパイプ１に所要の曲げ加工を施すようにしている。
【００３７】
前記締め型５と前端停止位置Ｐ１との間に配置する前記圧力型６は、図１に示すように、パイプの移動軸線Ｌ１と対向する先端面にパイプ１の半周を嵌合する半円溝６ａを備えている。該圧力型６をロッド先端に固定したシリンダ２８を固定台８上に、パイプ側へ近接離反方向に移動する移動台２９上に載置している。また、該移動台２９を前進および後退させるシリンダ３６を固定台８に搭載している。このようにシリンダ２８と３６とにより圧力型６をパイプ曲げ加工時にパイプ側へ近接移動させると共に、パイプ曲げの進行に応じて前進移動させて、２軸移動させている。この圧力型６のパイプ側への近接移動は前記締め型５と同期して移動させ、前進移動は曲げ加工台７の回転と同期させ、パイプ１の曲げ加工時にパイプが外方へ張り出すのを抑制すると共にパイプ曲げ外周部を押し出すことでパイプ折れも抑制している。
【００３８】
前記移動台車３の前進、後退および前後進の移動距離を制御するパイプ送り用のサーボモータ１１、ひねり回転用のサーボモータ２１、曲げ加工台７の回転用のサーボモータ２５の回転方向、回転角度等は、パイプ１の前端から後端にかけてパイプ全長でなされる複数の曲げ箇所毎に予め順次設定している。かつ、チャック型１７Ａと１７Ｂを近接離反移動する油圧シリンダ１４と１５、締め型５および圧力型を移動するシリンダ２６、２８、３６の動作時期も予め設定し、パイプ１を曲げ装置に挿入した後は開始スイッチ（図示せず）をオンすると、パイプの前端側から後端側にかけて設定した複数の曲げ箇所で、曲げ加工が自動的に行えるようにしている。前記サーボモータおよびシリンダの駆動を自動制御する制御装置(図示せず)に曲げ加工前に作業員がパイプ前端側の曲げ位置から後端側の曲げ位置まで各曲げ位置毎に順次入力作業を行うものとしている。
【００３９】
前記自動曲げ工程において、パイプ１の最後端側の曲げ箇所の曲げ加工終了時に、自動的に締め型５が曲げロール型４から離反してパイプ１の挟持を解くと、曲げ加工が終了したパイプ１が自動落下するため、作業員がフット操作するフットスイッチ３３を設けている。曲げ加工終了時のパイプ製品の取り出しは、移動台車を後端位置に移動させた後にフットスイッチ３３をオンすると、曲げロール型と締め型とが離反してパイプの挟持を解き、パイプ製品を上方へ取り出せるようにしている。
【００４０】
次に、高圧ケーブル３５を貫通したパイプ１を前記曲げ装置で曲げ加工する工程を説明する。
図７（Ａ）（Ｂ）に示す高圧ケーブル３５は電気自動車またはハイブリッド自動車において、リア側のフロアパネル上に搭載するバッテリとフロント側のエンジンルーム内に搭載するインバータとを接続する複数本の高圧ケーブルからなり、リア側とフロント側との間でフロアパネル下方（床下）を配索するため、アルミ系金属等からなるパイプ１内に貫通している。
【００４１】
該パイプ１は、図７（Ａ）に示すように、曲げ加工されていない直管状であり、高圧ケーブル３５を貫通した後に前記曲げ装置で図７（Ｂ）に示すように曲げ加工している。パイプ１の曲げ箇所は搭載する自動車に応じて相違するが、バッテリと接続した側から下向きに曲げ加工してフロアパネルの貫通穴を通して床下へと引き出し、その後、横向きに曲げ加工して床下をフロント側へと配索し、エンジンルーム側へ上方へと曲げ加工する必要があり、少なくとも２箇所以上、３０箇所以下で曲げ加工され、該曲げ方向は三次元方向となる。パイプの曲げ位置は自動車の種類によって相違するため、前記のように、曲げ加工を行う前に制御装置に曲げ箇所毎に入力作業を順次行う。
【００４２】
曲げ装置は、加工前の初期位置で、図８（Ａ）に示すように、移動台車３を初期の後退停止位置Ｐ２ー１に位置させ、移動台車３上のチャックユニット１０の一対のチャック型１７Ａと１７Ｂを前記図４（Ａ）に示す開放位置としている。高圧ケーブル３５を貫通したパイプ１を移動台車３上のチャックユニット１０の開放位置とした一対のチャック型１７Ａと１７Ｂの間に上方から挿入し、該移動台車３上に配置しているパイプ受け材３９で受け止める。
【００４３】
ついで、図４（Ｂ）に示すように、チャックユニット１０の油圧シリンダ１４、１５が駆動され、シリンダロッド１４ａ、１５ａが近接方向に移動してチャック型１７Ａ、１７Ｂを閉じ位置へと移動させ、対向する溝１８Ａ、１８Ｂにパイプ１の両側部を嵌合してパイプ１を挟持固定する。
【００４４】
ついで、パイプ１の曲げ箇所毎に入力した設定角度を回転させるため、チャックユニット回転用のサーボモータ２１を駆動し、ギヤ２０を回転させて大径ギヤ１３を時計回転方向または半時計回転方向に図８（Ｂ）に示すように、所要方向に所要角度回転させる。
ついで、移動台車３を移動させる送り用サーボモータ１１を駆動し、プーリーが回転して環状ベルト９を前進移動させ、連結した移動台車３を基台２上で前進移動させ、図８（Ｃ）に示すように、移動台車３を前端停止位置Ｐ１で停止させる。
なお、前記サーボモータ２１によるパイプ１の回転とサーボモータ１１による前進移動は同時に行って、前進しながらパイプ１を回転させてもよい。
前端停止位置Ｐ１に移動台車３が停止すると、パイプ１の前端側曲げ箇所Ｂ１が前端停止位置Ｐ１より設定寸法Ｓ１だけ前方へ突出し、前方に搭載している曲げロール型４の溝４ｃにパイプ１の半周が嵌合する。
【００４５】
ついで、図８（Ｄ）に示すように、締め型５を移動するシリンダ２６が駆動し、そのロッドを伸長して締め型５を曲げロール型４側へと近接させ、溝５ａにパイプ１の半周を嵌合させ、曲げロール型４と締め型５とでパイプ１を挟持する。同期して、圧力型６のシリンダ２８が駆動し、そのロッドが伸長して圧力型６の半円状の溝６ａに、曲げロール型４に嵌合されたパイプ１の半周側と反対側の半周側を嵌合する。
【００４６】
前記曲げロール型４と締め型５とでパイプ１を挟持した後、曲げ加工台７を回転用のサーボモータ２５で所要角度回転させ、パイプ１を所要方向へ曲げ加工する。パイプ１は前記サーボモータ２１で予め所要角度回転されているため、曲げロール型４による曲げ加工は三次元方向の曲げとなる。かつ、圧力型６をシリンダ３６で前進させてパイプ１の曲げに追従させ、パイプ１の折れを抑制している。
【００４７】
前記曲げロール型４と締め型５とでパイプ１を挟持して曲げ加工している期間、チャックユニット１０の油圧シリンダ１４、１５を駆動してシリンダロッド１４ａ、１５ａを離反方向へ引き作動し、チャック型１７Ａ、１７Ｂを開いてパイプ１の挟持を解く。ついで、サーボモータ１１を駆動して環状ベルト９を逆方向に回転させ、移動台車３を所要位置まで後退移動させ、図８（Ｅ）に示すように、移動台車３を後退停止位置Ｐ２−２で停止させる。この後退停止位置Ｐ２−２はパイプ１の次ぎの第２曲げ箇所までの寸法に応じて相違し、初期の後退停止位置Ｐ２−１と異なる。
【００４８】
前記曲げ加工台７の回転によるパイプ１の前端側の曲げ箇所での曲げ加工が終了すると、前記後退停止位置Ｐ２−２に位置している移動台車３上のチャックユニット１０の油圧シリンダ１４、１５のシリンダロッド１４ａ、１５ａを伸長させて、パイプ１をチャック型１７Ａと１７Ｂとで挟持する。該挟持後に、締め型５のシリンダ２６を駆動して締め型５を曲げロール型４から後退させてパイプ１の曲げロール型４と締め型５とによる挟持を解く。これにより、チャックユニット１０のチャック型１７Ａ、１７Ｂでパイプ１を挟持して移動台車３の前進によるパイプ１の前方送りを可能とする。圧力型６もシリンダ２８、３６を作動して初期位置に戻す。
【００４９】
前記チャックユニット１０を回転してパイプ１を所要角度回転させ、かつ、移動台車３を前端停止位置Ｐ１まで前進してパイプ１にひねりを加え、その後、曲げロール型４と締め型５とでパイプ１を挟持して曲げ加工させる工程は前記と同様である。
パイプ１の曲げ箇所毎に前記工程を繰り返すことで、パイプ１は所要の曲げ箇所で順次自動的に曲げ加工が繰り返される。
【００５０】
複数の所要箇所の曲げ加工を繰り返し、最後端側の曲げ箇所の曲げ加工を曲げ加工台７を回転させて終了した時点で、作業員がフットスイッチ３３を押して締め型５を後退させて曲げロール型４との挟持を解く。これにより、パイプ１は曲げ装置による挟持が全て解除されるため、作業員が曲げ加工済みのパイプ１を上方へ取り出している。
【００５１】
前記のように、本発明の曲げ装置では、パイプ１をチャックユニット１０が挟持する後退停止位置Ｐ２で、又は該後退停止位置Ｐ２から曲げ加工する前端停止位置Ｐ１へ移動する間にパイプ１を回転させてひねりを加えているため、曲げロール型４と締め型５との間で挟持して曲げロール型４を回転させて行う曲げ加工時に三次元方向の曲げを行うことができる。このパイプ１の回転は、移動台車３上に搭載したチャックユニット１０をモータ駆動するギヤとチャック支持台に固定した大径ギヤ１３との噛み合わせ回転により行い、しかも、移動台車３は直線方向の往復移動だけであるため、従来使用されているマニピュレータと比較して曲げ装置全体を簡単かつ小型化できる。
【００５２】
さらに、該パイプ１の回転時に油圧シリンダ１４、１５でチャック型１７Ａ、１７Ｂを駆動してパイプ１を挟持しているため、パイプ１の挟持力を高めることができる。よって、パイプ１を強固に保持して回転させると共に移動させることができる。
【００５３】
さらにまた、パイプ１は曲げ加工中は曲げロール型４と締め型５との間に挟持されて、移動台車３上のチャック型１７Ａ、１７Ｂで挟持されないため、移動台車３のみを次の曲げ加工位置と対応させて所要寸法後退させればよい。この点からも、曲げ装置全体を小型化でき、設置スペースを狭くでき、かつ、加工時間を短縮して生産性を高めることができる。
【００５４】
移動台車３の前端停止位置Ｐ１と曲げロール型４、締め型５との距離を短くしているため、パイプ１の両端側の曲げ位置が端末に近接した位置であっても曲げ加工を行うことができる。かつ、曲げ位置から移動台車３上のチャックユニットによるチャック位置までの距離が短くなることで、パイプ１の形状安定性を図ることができる。
【００５５】
本発明の曲げ装置は前記実施形態に限定されず、基台２上での移動台車３の往復移動手段はラックとピニオンの組み合わせ、タイミングチェーンを基台２上に循環自在に搭載し、該タイミングチェーンに移動台車３を連結して、往復移動させてもよい。
さらに、パイプ１をチャックユニットで挟持した状態で回転させる回転機構も前記ギアとギアとのかみ合いに限定されず、他の回転機構を用いてもよい。
【００５６】
また、曲げ装置によるパイプの曲げ加工は、パイプの前端側の曲げ箇所の加工が終了すると、次ぎのパイプの曲げ箇所が曲げロール型と締め型との間に位置するように移動台車を前進させ、これを後端側まで繰り返して行う。よって、パイプの曲げ箇所の間隔が長いと移動台車の前進移動距離を長くする必要があり、対応して、移動台車を走行させる基台の長さが長くなり、曲げ装置が大型化する。
しかしながら、移動台車３による前進移動を、移動台車を往復させて小分けすることにより、移動台車３を走行させる基台の長さを短くできる。
【００５７】
図９に前記前進移動を小分けした他の実施形態の曲げ方法を示す。
基台２上を走行する移動台車３の最大移動距離ＭＬがパイプ１の隣接する曲げ箇所Ｍ１とＭ２間の距離ＰＭより短い場合、移動台車３を往復移動させて、必要な距離ＰＭを達成させている。
【００５８】
例えば、ＰＭがＭＬの３倍（ＰＭ＝ＭＬ×３）の場合、基台２上の最後端停止位置ＭＰ２で移動台車３のチャック型でパイプ１を挟持して前端停止位置Ｐ１まで移動させる。該前端停止位置でパイプ１の挟持を曲げロール型４と締め型５の挟持に変えて、チャック型での挟持を解く。移動台車３を最後端停止位置ＭＰ２まで後退させ、該位置でチャック型でパイプ１を挟持すると共に曲げロール型４と締め型５によるパイプ１の挟持を解き、移動台車３により２回目の前進を行い、前端停止位置Ｐ１まで移動させる。該位置で１回目と同様にパイプ１の挟持を曲げロール型４と締め型５の挟持に変えて、チャック型での挟持を解き、移動台車３を最後端停止位置ＭＰ２まで後退させる。ついで、前記と同様の手順で、チャック型でパイプ１を挟持して移動台車３を３回目の前進を行い、前端停止位置Ｐ１まで移動させる。
この移動台車３の３回の前進移動で、曲げロール型４と締め型５とで挟持されるパイプ１の箇所は次ぎの曲げ箇所となる。
他の工程は前記実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
前記のように、パイプの曲げ箇所の間隔が長い場合、移動台車３の前進移動を所要回数行うことで、移動台車の移動距離を短くし、基台を短くすることができ、曲げ装置を小型化できる利点がある。
【００６０】
さらにまた、前記実施形態では曲げ加工するパイプ中にワイヤハーネスを貫通しているが、流体通路用などの他の用途に用いるパイプを曲げ加工する場合には、パイプを中空状態のままで曲げ加工してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  パイプ
２  基台
３  移動台車
４  曲げロール型
５  締め型
６  圧力型
７  曲げ加工台
９  環状ベルト
１０  パイプチャックユニット  
１１  移動用のサーボモータ
１２  チャック支持台
１３  大径ギヤ
１４、１５  油圧シリンダ
１６Ａ、１６Ｂ  チャックホルダー
１７Ａ、１７Ｂ  チャック型
１８Ａ、１８Ｂ  溝
２０  ギヤ
２１、２５  サーボモータ
２６、２８、３６  シリンダ
３０  支持壁材
３１  ベアリング
３３  フットスイッチ
Ｐ１  前端停止位置
Ｐ２（Ｐ２−１、Ｐ２−２）  後退停止位置
【図１】
2014008531.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014008531.tif 000008
【図７】
2014008531.tif 000009
【図８】
2014008531.tif 000010
【図９】
2014008531.tif 000011
【図１０】
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