(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ加工装置により曲げ加工するチューブの後端に外径が同一の延長管を着脱する延長管着脱装置であって、
チューブと延長管の下面を同一高さで水平に支持するサポートと、
延長管を上方の待機高さからサポート上に位置する着脱高さまで下降させ、延長管の先端部をチューブの後端部に挿入する延長管移動装置と、
チューブの後端部に挿入された延長管の先端部を拡大又は縮小してチューブと延長管を連結又は分離する延長管連結装置と、を備えることを特徴とする延長管着脱装置。
【請求項２】
前記延長管移動装置は、
曲げ加工するチューブの軸線と平行に位置し昇降可能な昇降フレームと、
昇降フレームを水平に保持して昇降駆動する昇降駆動装置と、を備え、
昇降フレームは、チューブの軸線方向に前進駆動又は後退駆動可能な移動フレームと、
昇降フレームに取り付けられ、サポート上に位置するチューブの後端部を水平に把持してセンタリングするチューブ把持装置と、
移動フレームに取り付けられ、サポート上に位置する延長管を水平に把持してセンタリングする延長管把持装置と、を有することを特徴とする請求項１に記載の延長管着脱装置。
【請求項３】
前記昇降駆動装置は、上限高さと下限高さとの間で昇降駆動される昇降金具と、昇降フレームに固定され昇降金具で支持される支持金具とからなるフロート機構を有し、
昇降金具は、支持金具を支持して上限高さから下降し、延長管の下面がサポートで支持されて延長管が着脱高さで停止した後、支持金具から下方に遊動して下限高さまで下降する、ことを特徴とする請求項２に記載の延長管着脱装置。
【請求項４】
前記延長管連結装置は、延長管の先端部を拡大又は縮小するテーパ部材と、先端がテーパ部材に連結され延長管の内側を貫通する駆動ロッドと、延長管の後端部に固定され駆動ロッドを軸方向に駆動するロッド駆動装置と、を有することを特徴とする請求項１に記載の延長管着脱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラパネル用チューブ連続曲げ加工装置に係り、更に詳しくは、最終曲げ位置より後方に位置する直管部が短い場合に直管部を延長する延長管を自動で着脱する延長管着脱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型のボイラパネルを構成するチューブ（ボイラパネル用チューブ）は、予め直管を突き合わせ溶接して必要な長さのチューブを構成し、このチューブを右曲げ用金型と左曲げ用金型を備えたチューブ連続曲げ装置によりチューブを軸方向に移動しながら複数回曲げ加工することで製造される。
この場合、３次元の立体曲げはほとんどなく、通常は２次元の平面曲げのみである。
【０００３】
このようなボイラパネル用チューブの連続曲げ加工装置は、例えば特許文献１〜３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平０２−４２０１３号公報、「チューブの曲げ加工装置」
【特許文献２】特開昭６３−９３５３３号公報、「チューブの連続曲げ加工ライン装置」
【特許文献３】特許第３７３８４２８号公報、「チューブ連続曲げ装置及び該装置を用いた曲げ方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボイラパネル用チューブを曲げ加工する場合、加工位置より後方に位置するチューブには、加工方向と反対方向に反力を受ける。そのためこの反力を受けるために、加工位置より後方のチューブを固定する反力受けが設けられている。
この反力受けは、チューブの曲げ加工に必要なトルクを支持するために十分な長さが必要となる。
【０００６】
しかし、ボイラパネル用チューブの曲げ形状によっては、最終曲げ位置より後方の直管部が反力受けの長さより短い場合がある。この場合、そのまま最終曲げを行うと、最終直管部のみでは反力を受けられない問題が発生する。
【０００７】
また、ボイラパネル用チューブの連続曲げの際には、チューブを軸方向に移動して位置決めするために、加工位置より後方のチューブを把持して移動する把持移動装置が用いられる。この把持移動装置は、曲げ加工を容易にするために曲げ加工時にチューブに軸方向力を付加する機能も有する。
【０００８】
しかし最終曲げ位置より後方に位置する直管部が短い場合、把持移動装置で把持する把持部が確保できず、軸方向に位置決めすることも、チューブに軸方向力を付加することもできない問題が発生する。
【０００９】
従来、このような問題を解決するために、最終曲げ位置より後方に位置する直管部が短い場合、前後のチューブを接続するジョイント治具を人手によって接続し、あたかも１本のチューブのように直管部を延長することで把持部を確保して曲げ加工を行っていた。
【００１０】
この場合、人手でジョイント治具を着脱するには常に人が付いていなければならず、自動での連続動作を行うことができなかった。また、治具の着脱時には装置を一時停止させ装置の稼動部内に人が入って作業する必要がある。そのため、装置の稼働率が大幅に低下し、かつ安全性が損なわれる可能性があった。
【００１１】
一方、特許文献３には、終端部にチューブと同一外径で内径に密着するダミー管を自動で着脱する手段が開示されている。しかし、この場合、チューブの外径が変わると、装置の接続高さが変わるため、その都度、段取り替え、もしくは高さ調整が必要であった。
【００１２】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、最終曲げ位置より後方に位置するチューブの直管部が短い場合に、直管部を延長する延長管を自動で着脱でき、かつチューブの外径が変わる場合でも、高さ調整が不要である延長管着脱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、曲げ加工装置により曲げ加工するチューブの後端に外径が同一の延長管を着脱する延長管着脱装置であって、
チューブと延長管の下面を同一高さで水平に支持するサポートと、
延長管を上方の待機高さからサポート上に位置する着脱高さまで下降させ、チューブの後端部を把持し、延長管の先端部をチューブの後端部に挿入する延長管移動装置と、
チューブの後端部に挿入された延長管の先端部を拡大又は縮小してチューブと延長管を連結又は分離する延長管連結装置と、を備えることを特徴とする延長管着脱装置が提案される。
【００１４】
本発明の実施形態によれば、前記延長管移動装置は、
曲げ加工するチューブの軸線と平行に位置し昇降可能な昇降フレームと、
昇降フレームを水平に保持して昇降駆動する昇降駆動装置と、を備え、
昇降フレームは、チューブの軸線方向に前進駆動又は後退駆動可能な移動フレームと、
昇降フレームに取り付けられ、サポート上に位置するチューブの後端部を水平に把持してセンタリングするチューブ把持装置と、
移動フレームに取り付けられ、サポート上に位置する延長管を水平に把持してセンタリングする延長管把持装置と、を有する。
【００１５】
また、前記昇降駆動装置は、上限高さと下限高さとの間で昇降駆動される昇降金具と、昇降フレームに固定され昇降金具で支持される支持金具とからなるフロート機構を有し、
昇降金具は、支持金具を支持して上限高さから下降し、延長管の下面がサポートで支持されて延長管が着脱高さで停止した後、支持金具から下方に遊動して下限高さまで下降する。
【００１６】
また、前記延長管連結装置は、延長管の先端部を拡大又は縮小するテーパ部材と、先端がテーパ部材に連結され延長管の内側を貫通する駆動ロッドと、延長管の後端部に固定され駆動ロッドを軸方向に駆動するロッド駆動装置と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
上記本発明の構成によれば、延長管移動装置により、延長管を上方の待機高さからサポート上に位置する着脱高さまで下降させ、チューブの後端部を把持し、延長管の先端部をチューブの後端部に挿入することができる。
次いで、延長管連結装置により、チューブの後端部に挿入された延長管の先端部を拡大してチューブと延長管を連結することができ、逆に先端部を縮小して分離することができる。
従って、最終曲げ位置より後方に位置するチューブの直管部が短い場合に、直管部を延長する延長管を自動で着脱できる。
【００１８】
また、本発明の実施形態によれば、チューブと延長管を同一の昇降フレーム上のチューブ把持装置と延長管把持装置で水平に把持してセンタリングするので、チューブと延長管を同心に位置決めでき、延長管先端部をチューブの後端部に容易に挿入できる。
【００１９】
また、昇降フレームを水平に保持して昇降駆動する昇降駆動装置が、上限高さと下限高さとの間で昇降駆動される昇降金具と、昇降フレームに固定され昇降金具で支持される支持金具とからなるフロート機構を有し、昇降金具は、支持金具を支持して上限高さから下降し、延長管の下面がサポートで支持されて延長管が着脱高さで停止した後、支持金具から下方に遊動して下限高さまで下降するので、チューブの外径が変わる場合でも、昇降金具の下限高さの調整、すなわち高さ調整が不要である。
【００２０】
すなわち、延長管を下降させた際、昇降金具は規定の下限高さまで下降するが、昇降金具で支持された昇降フレームと延長管は延長管の下面がサポート上に接触した時点で停止する。このため、延長管の外径が変わった場合でも段取り替えやセンサによる停止位置調整を行う必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による延長管着脱装置の全体構成図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図２のＡ部詳細図である。
【図４】延長管移動装置の作動を示す第１説明図である。
【図５】延長管移動装置の作動を示す第２説明図である。
【図６】図１のＢ部詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２３】
図１は、本発明による延長管着脱装置の全体構成図である。
本発明の延長管着脱装置１０は、曲げ加工装置（図示せず）により曲げ加工するチューブ１の後端に外径が同一の延長管１２を着脱する装置である。
【００２４】
図１において、本発明の延長管着脱装置１０は、サポート１４と延長管移動装置２０を備える。
【００２５】
チューブ１は、例えば連続曲げ加工中の伝熱管であり、図で右方に位置する図示しない連続曲げ加工装置に向けて水平に保持されている。
【００２６】
延長管１２は、チューブ１の後端部に向けて水平に保持された直管であり、チューブ１と同一の外径を有する。延長管１２のチューブ１と同一外径部分の長さは、チューブ１の最終曲げの際にチューブ１の直管部と協働で曲げ反力を受けられる長さであり、かつチューブ１の連続曲げの際に、図示しない把持移動装置により延長管１２の後端部を把持してチューブ１を軸方向に移動して位置決めし、曲げ加工時にチューブ１に軸方向力を付加する長さに設定されている。この長さは、例えば３〜５ｍである。
【００２７】
サポート１４は、チューブ１と延長管１２の下面を同一高さで水平に支持する。サポート１４は、例えば水平チェーンコンベアに取り付けられたアタッチメントであり、曲げ加工時にチューブ１の水平移動に同期して水平移動し、チューブ１と延長管１２の下面を常に同一高さで水平に支持するようになっている。
【００２８】
延長管移動装置２０は、延長管１２を上方の「待機高さ」からサポート１４上に位置する「着脱高さ」まで下降させ、延長管１２の先端部４２（後述する）をチューブ１の後端部に挿入する機能を有する。
【００２９】
図２は、図１の側面図である。
図１、図２において、延長管移動装置２０は、昇降フレーム２２と昇降駆動装置２４とを備える。
【００３０】
昇降フレーム２２は、曲げ加工するチューブ１の軸線と平行に位置する水平フレーム２２ａとチューブ１の軸線と直交して水平に延びる支持フレーム２２ｂとからなる。水平フレーム２２ａと支持フレーム２２ｂは、溶接等により一体的に連結している。
【００３１】
昇降駆動装置２４は、外部に固定された本体２１、本体２１に固定された鉛直レール２３、及び鉛直レール２３に沿って上下動するガイド２５を有する。
本体２１は、この例では門型形状であるが、その他の形状でもよい。鉛直レール２３とガイド２５は、この例では、チューブ１の軸線方向に間隔を隔てて２つずつ設けられている。
昇降フレーム２２の支持フレーム２２ｂは、チューブ１の軸線方向の前後においてガイド２５に固定されている。
上述した昇降駆動装置２４の構成により、昇降フレーム２２は、ガイド２５により常に水平に保持され、かつ鉛直レール２３に沿って昇降させることができる。
【００３２】
昇降駆動装置２４は、さらに、上下に位置するスプロケット２６ａ，２６ｂ、スプロケット２６ａ，２６ｂの間に掛け渡されたチェーン２７、及び一方のスプロケット２６ｂを回転駆動する昇降モータ２８を備える。スプロケット２６ａ，２６ｂ及びチェーン２７は、チューブ１の軸線方向の前後にそれぞれ設けることが好ましいが、一方のみでもよい。
【００３３】
図３は、図２のＡ部詳細図である。
図２、図３において、昇降駆動装置２４は、さらに、昇降金具２９ａと支持金具２９ｂとからなるフロート機構２９を有する。
昇降金具２９ａは、この例で円筒形の拡径部Ａとその上方に連結して位置し拡径部Ａより外径の小さい縮径部Ｂとからなる。昇降金具２９ａは好ましくは一体部品であり、その軸心の上下端がチェーン２７にそれぞれ固定され、昇降モータ２８（図２参照）により上限高さと下限高さとの間で昇降駆動される。
支持金具２９ｂは、この例で昇降金具２９ａの縮径部Ｂが隙間をもって通過可能な鉛直孔を有する中空円筒形部材である。支持金具２９ｂは、昇降フレーム２２の支持フレーム２２ｂに固定され、昇降金具２９ａで支持される。
【００３４】
上述した構成により、昇降モータ２８により昇降金具２９ａをその上限高さと下限高さとの間で昇降駆動し、昇降金具２９ａで支持された支持金具２９ｂを介して昇降フレーム２２を昇降することができる。
【００３５】
図４は、延長管移動装置２０の作動を示す第１説明図であり、図５は、延長管移動装置２０の作動を示す第２説明図である。図４と図５は、延長管１２の外径のみが相違する。
図４、図５において、（Ａ）は昇降金具２９ａの上限高さ、（Ｃ）は昇降金具２９ａの下限高さ、（Ｂ）は延長管１２の下面がサポート１４で支持された高さを示している。
【００３６】
（Ａ）に示す昇降金具２９ａの上限高さｈ１は、延長管１２の外径に影響されず、図４と図５で同一である。また上限高さｈ１において、延長管１２は上方の待機高さＨに位置する。
（Ｂ）に示す昇降金具２９ａの支持高さｈ２は、延長管１２の外径により変化するため、図４と図５で異なる。この支持高さｈ２において、延長管１２は下方の着脱高さＬに位置する。着脱高さＬは図４と図５で同一である。
（Ｃ）に示す昇降金具２９ａの下限高さｈ３は、延長管１２の外径に影響されず、図４と図５で同一である。また下限高さｈ３において、延長管１２は着脱高さＬに位置したままで、昇降金具２９ａが支持金具２９ｂから下方に遊動している。
（Ａ）（Ｃ）における昇降金具２９ａの上限高さｈ１と下限高さｈ３は、例えばリミットスイッチで位置決めされる。
【００３７】
図４、図５に示したように、昇降金具２９ａは、支持金具２９ｂを支持して上限高さｈ１から下降し、延長管１２の下面がサポート１４で支持されて延長管１２が着脱高さＬで停止した後、支持金具２９ｂから下方に遊動して下限高さｈ３まで下降する。
従って、この構成により、チューブ１及び延長管１２の外径が変わる場合でも、昇降金具２９ａの下限高さｈ３の調整、すなわち高さ調整が不要である。
【００３８】
図１において、昇降フレーム２２は、さらに、移動フレーム３０、チューブ把持装置３４、及び延長管把持装置３６を有する。
移動フレーム３０は、直線ガイド３１を介して昇降フレーム２２の下方に取り付けられ、昇降フレーム２２に水平に固定された延長管駆動装置３２により、チューブ１の軸線方向に前進駆動又は後退駆動可能に構成されている。延長管駆動装置３２は、例えば液圧シリンダである。
【００３９】
図１において、２つのチューブ把持装置３４が、昇降フレーム２２（水平フレーム２２ａ）の前端部に取り付けられ、サポート１４上に位置するチューブ１の後端部を水平に把持してセンタリングするように構成されている。
また、この例において、５つの延長管把持装置３６が、移動フレーム３０に軸方向に間隔を隔てて取り付けられ、サポート１４上に位置する延長管１２を水平に把持してセンタリングするように構成されている。
チューブ把持装置３４と延長管把持装置３６は、それぞれ幅方向に開閉する１対の爪を有し、モータにより同期して開閉して同一の軸方向位置にそれぞれチューブ１と延長管１２をセンタリングするので、それぞれの幅方向中心位置は一致する。
また、チューブ１と延長管１２の下面がサポート１４により同一高さで水平に支持されており、チューブ１と延長管１２は外径が同一なので、それぞれの上下方向中心位置も一致する。
【００４０】
従って、上述した構成により、チューブ把持装置３４と延長管把持装置３６でサポート１４上のチューブ１と延長管１２をそれぞれ把持した段階で、チューブ１と延長管１２の幅方向と上下方向の中心位置を一致させることができ、この状態で延長管駆動装置３２により延長管１２をチューブ１の軸線方向に前進駆動することで、延長管１２の先端部４２をチューブ１の後端部に挿入することができる。
【００４１】
図１において、本発明の延長管着脱装置１０は、さらに、延長管連結装置４０を備える。
図６は、図１のＢ部詳細図である。
【００４２】
図１、図６において、延長管連結装置４０は、延長管１２の先端部４２、テーパ部材４４、駆動ロッド４６、及び液圧シリンダ４８を有する。
【００４３】
図６において、先端部４２は、延長管１２の先端に一体的に形成された中空円筒形部材１２ａと、中空円筒形部材１２ａに周方向に間隔を隔てて設けられた半径方向のスロット内に収容され半径方向に移動可能な複数の把持爪４３とからなる。
中空円筒形部材１２ａの外径は、チューブ１の内径より小さく設定されている。また中空円筒形部材１２ａの内径は、テーパ部材４４が軸方向に摺動可能な外径に構成されている。
複数（好ましくは３以上）の把持爪４３は、内面４３ａがテーパ部材４４のテーパ面４４ａと摺動するテーパ面であり、外面４３ｂはチューブ１の内径と密着可能な円弧面となっている。
この例において、把持爪４３の外面４３ｂには周方向に延びるリング溝４３ｃが設けられている。リング溝４３ｃには、弾性リング４１が嵌められており、複数の把持爪４３を半径方向内側に付勢している。弾性リング４１は例えばＯリングである。
【００４４】
テーパ部材４４は、円筒形部材でありその周方向の複数個所に、把持爪４３を収容する溝を有し、各溝の内面は、把持爪４３の内面４３ａと摺動するテーパ面４４ａとなっている。
この構成により、テーパ部材４４を軸方向に移動させることで、延長管１２の先端部４２を拡大又は縮小することができる。
【００４５】
駆動ロッド４６は、先端（図で右端）がテーパ部材４４に連結され、延長管１２の内側を貫通している。
図１に示すように、ロッド駆動装置４８が、延長管１２の後端部（図で左端）に固定され、駆動ロッド４６を軸方向に駆動するようになっている。ロッド駆動装置４８は、例えば液圧シリンダである。
【００４６】
上述した延長管連結装置４０の構成により、チューブ１の後端部に挿入された延長管１２の先端部４２を拡大又は縮小してチューブ１と延長管１２を連結又は分離することができる。
【００４７】
上述した本発明の構成によれば、延長管移動装置２０により、延長管１２を上方の待機高さＨからサポート１４上に位置する着脱高さＬまで下降させ、チューブ１の後端部をチューブ把持装置３４で把持し、延長管１２の先端部４２をチューブ１の後端部に挿入することができる。
次いで、延長管連結装置４０により、チューブ１の後端部に挿入された延長管１２の先端部４２を拡大してチューブ１と延長管１２を連結することができ、逆に先端部４２を縮小して分離することができる。
従って、最終曲げ位置より後方に位置するチューブ１の直管部が短い場合に、直管部を延長する延長管１２を自動で着脱できる。
【００４８】
また、本発明の実施形態によれば、チューブ１と延長管１２を同一の昇降フレーム２２上のチューブ把持装置３４と延長管把持装置３６で水平に把持してセンタリングするので、チューブ１と延長管１２を同心に位置決めでき、延長管先端部４２をチューブ１の後端部に容易に挿入できる。
【００４９】
また、昇降フレーム２２を水平に保持して昇降駆動する昇降駆動装置２４が、上限高さｈ１と下限高さｈ３との間で昇降駆動される昇降金具２９ａと、昇降フレーム２２に固定され昇降金具２９ａで支持される支持金具２９ｂとからなるフロート機構２９を有し、昇降金具２９ａは、支持金具２９ｂを支持して上限高さｈ１から下降し、延長管１２の下面がサポート１４で支持されて延長管１２が着脱高さＬで停止した後、支持金具２９ｂから下方に遊動して下限高さｈ３まで下降するので、チューブ１の外径が変わる場合でも、昇降金具２９ａの下限高さｈ３の調整、すなわち高さ調整が不要である。
【００５０】
すなわち、延長管１２を下降させた際、昇降金具２９ａは規定の下限高さｈ３まで下降するが、昇降金具２９ａで支持された昇降フレーム２２と延長管１２は延長管１２の下面がサポート１４上に接触した時点で停止する。このため、延長管１２の外径が変わった場合でも段取り替えやセンサによる停止位置調整を行う必要がなくなる。
【００５１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００５２】
１  チューブ、
１０  延長管着脱装置、１２  延長管、１４  サポート、
２０  延長管移動装置、２１  本体、２２  昇降フレーム、
２２ａ  水平フレーム、２２ｂ  支持フレーム、
２３  鉛直レール、２４  昇降駆動装置、２５  ガイド、
２６ａ，２６ｂ  スプロケット、２７  チェーン、２８  昇降モータ、
２９  フロート機構、２９ａ  昇降金具、２９ｂ  支持金具、
３０  移動フレーム、３１  直線ガイド、
３２  延長管駆動装置（液圧シリンダ）、
３４  チューブ把持装置、３６  延長管把持装置、
４０  延長管連結装置、４１  弾性リング（Ｏリング）、
４２  先端部、４３  把持爪、
４３ａ  内面（テーパ面）、４３ｂ  外面、４３ｃ  リング溝、
４４  テーパ部材、４４ａ  テーパ面、４６  駆動ロッド、
４８  ロッド駆動装置（液圧シリンダ）
【図１】
0005743304.tif 000002
【図２】
0005743304.tif 000003
【図３】
0005743304.tif 000004
【図４】
0005743304.tif 000005
【図５】
0005743304.tif 000006
【図６】
0005743304.tif 000007