(57)【特許請求の範囲】
【請求項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であって、前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、加工対象の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対圧部材と、
前記回転軸を中心軸に有し、前記把持部材及び前記対圧部材を回転可能に支持する中空軸部材と、
該中空軸部材に収容され、当該中空軸部材に係合する係合部を有すると共に、少なくとも一端に固定部を有する固定軸部材とを具備し、
前記対圧部材と前記把持部材が前記中空軸部材を介した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る
パイプ曲げ型ユニット。
【請求項２】
前記対圧部材は、前記中空軸部材に回転可能に支持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。
【請求項３】
前記把持部材及び前記対圧部材と前記中空軸部材との間に介装される滑動部材を備えた
請求項１又は２記載のパイプ曲げ型ユニット。
【請求項４】
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であって、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対圧部材と、
前記回転軸を中心軸に有し、前記把持部材及び前記対圧部材を回転可能に支持する中空軸部材と、
該中空軸部材に収容され、当該中空軸部材に係合する係合部を有すると共に、少なくとも一端に固定部を有する固定軸部材とを具備し、
前記対圧部材と前記把持部材が前記中空軸部材を介した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。
【請求項５】
前記対圧部材は、前記中空軸部材に回転可能に支持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４記載のパイプ曲げ加工装置。
【請求項６】
前記把持部材及び前記対圧部材と前記中空軸部材との間に介装される滑動部材を備えた
請求項４又は５記載のパイプ曲げ加工装置。
【請求項７】
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４乃至６の何れか一項に記載のパイプ曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）及びに開示されている。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５３３７５９０号明細書
【特許文献２】特開２００４−９１２５号公報
【特許文献３】特開２００８−２４６５０４号公報
【特許文献４】特表平１１−５１２０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するため、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であって、前記嵌合凹部に嵌合される前記嵌合凸部の嵌合部が、加工対象の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対圧部材と、前記回転軸を中心軸に有し、前記把持部材及び前記対圧部材を回転可能に支持する中空軸部材と、該中空軸部材に収容され、当該中空軸部材に係合する係合部を有すると共に、少なくとも一端に固定部を有する固定軸部材とを具備し、前記対圧部材と前記把持部材が前記中空軸部材を介した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る構成としたものである。
【００１３】
上記の各パイプ曲げ型ユニットにおいて、前記対圧部材は、前記中空軸部材に回転可能に支持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。
【００１５】
更に、上記の各パイプ曲げ型ユニットにおいて、前記把持部材及び前記対圧部材と前記中空軸部材との間に介装される滑動部材を備えたものとしてもよい。
【００１６】
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であって、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対圧部材と、前記回転軸を中心軸に有し、前記把持部材及び前記対圧部材を回転可能に支持する中空軸部材と、該中空軸部材に収容され、当該中空軸部材に係合する係合部を有すると共に、少なくとも一端に固定部を有する固定軸部材とを具備し、前記対圧部材と前記把持部材が前記中空軸部材を介した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。
【００１８】
上記の各パイプ曲げ加工装置において、前記対圧部材は、前記中空軸部材に回転可能に支持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。
【００２０】
更に、上記の各パイプ曲げ加工装置において、前記把持部材及び前記対圧部材と前記中空軸部材との間に介装される滑動部材を備えたものとしてもよい。
【００２１】
そして、上記の各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。
【発明の効果】
【００２２】
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であって、嵌合凹部に嵌合される嵌合凸部の嵌合部が、加工対象の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対圧部材と、回転軸を中心軸に有し、把持部材及び対圧部材を回転可能に支持する中空軸部材と、中空軸部材に収容され、中空軸部材に係合する係合部を有すると共に、少なくとも一端に固定部を有する固定軸部材とを具備し、対圧部材と把持部材が中空軸部材を介した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。しかも、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。
【００２４】
対圧部材は、中空軸部材に回転可能に支持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、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となるように構成すれば、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。
【００２６】
更に、上記の各パイプ曲げ型ユニットにおいて、把持部材及び対圧部材と中空軸部材との間に介装される滑動部材を備えたものとすれば、把持部材及び対圧部材が円滑に相対回転作動を行い、一層円滑な曲げ加工を行うことができる。
【００２７】
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ることにより、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。しかも、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。
【００２９】
上記の各パイプ曲げ加工装置に供される対圧部材は、中空軸部材に回転可能に支持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、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となるように構成すれば、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。
【００３１】
更に、上記の各パイプ曲げ加工装置において、把持部材及び対圧部材と中空軸部材との間に介装される滑動部材を備えたものとすれば、把持部材及び対圧部材が円滑に相対回転作動を行い、一層円滑な曲げ加工を行うことができる。
【００３２】
そして、上記の各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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】本発明の一実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの断面図で、図３のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に供する対圧部材の分解斜視図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの断面図で、図９のＹ−Ｙ線断面図である。
【図９】本発明の他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１０】本発明の他の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの底面図である。
【図１１】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。
【図１２】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断面図である。
【図１３】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。
【図１４】本発明の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１５】本発明の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１６】本発明の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。
【図１７】本発明の別の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの断面図で、図１５のＺ−Ｚ線断面図である。
【図１８】本発明の別の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットの底面図である。
【図１９】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２０】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。
【図２１】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分解斜視図である。
【図２２】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断面図である。
【図２３】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。
【図２４】本発明の実施形態に係るパイプ曲げ型ユニットを装着したパイプ曲げ加工装置の一実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
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。把持部材１０は、図３に示す中空軸部材のスリーブ７０を介して、回転軸（Ａ）を中心軸とする固定軸部材のスタッド６０によって、装着対象の基台１３（図１及び図２に二点鎖線で示す）に固定される。スタッド６０は、その中間部に大径の係合部６０ａが形成されると共に、先端に固定部たる螺子部６０ｂが形成されたボルト形状で、スリーブ７０の連通孔７０ａ内に挿通され、螺子部６０ｂが基台１３に螺着されてスタッド６０が固定されるように構成されている。而して、把持部材１０と対圧部材２０はスリーブ７０を介した蝶番結合によって連結され、スタッド６０によって回転軸（Ａ）を中心に相対的に回転可能に支持されているが、この結合構造については後に詳述する。尚、把持部材１０に係止具８０が固定されると共に、対圧部材２０にノックピン２７が固定されているが、これらについても後述する。
【００３６】
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。従って、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、本実施形態の把持部材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、これらが一体的に形成されている。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。尚、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。
【００３７】
図４に示すように、把持部材１０には、図４の上方から大径孔、中径孔及び小径孔の順に段付孔１０ｃが形成されており、大径孔と中径孔の間に段部１０ｄが形成されると共に、中径孔と小径孔の間に段部１０ｅが形成され、図４の下方に小径孔の保持孔１０ｆが形成されている。また、把持部材１０の下端面には、インロー結合用の溝部１０ｇが径方向に形成されると共に、保持孔１０ｆ周りで溝部１０ｇを挟み両側に円弧状凸部１０ｈ（図４では一方のみが表れている）が形成されている。即ち、基台１３にはインロー結合用の凸部１３ａ、１３ｂ（図１及び図２に示す）が形成されており、凸部１３ａ、１３ｂが溝部１０ｇに嵌合されてインロー結合されるように構成されている。尚、把持部材１０の下端面は後述する図１８と同様であり、インロー結合時に各円弧状凸部１０ｈの端面が基台１３に押接されるように構成されている。
【００３８】
更に、把持部材１０には、図３及び図４に示すように、滑動部材たる円筒形状のブッシュ７１がスリーブ７０周りに装着され、スリーブ７０の外周面にはブッシュ７１を係止する段部７０ｂが形成されている。而して、把持部材１０の嵌合凹部１２に対圧部材２０の嵌合凸部２２が嵌合された状態で、把持部材１０の段付孔１０ｃにブッシュ７１及びスリーブ７０が挿入されると、ブッシュ７１の下端面が段部１０ｄに係止されると共に、スリーブ７０の下端面が段部１０ｅに係止される。更に、スリーブ７０の連通孔７０ａ内にスタッド６０が挿入され、その係合部６０ａがスリーブ７０の上端面に当接すると、ブッシュ７１が上記の段部７０ｂと段部１０ｄとの間に挟持されると共に、スリーブ７０が係合部６０ａと段部１０ｅとの間に挟持された状態で保持され、螺子部６０ｂが保持孔１０ｆから延出し、図１、図２及び図４に示すパイプ曲げ型ユニットとなる。
【００３９】
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。図３に示すように、対圧部材２０は回転支持部２３を有し、この回転支持部２３が仮想の回転軸（Ａ）を中心にスリーブ７０（及びスタッド６０）に回転可能に支持され、回転支持部２３の一部によって上記の嵌合凸部２２が構成されている。
【００４０】
上記の対圧部材２０は、図３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、ブッシュ７１を介してスリーブ７０に回転可能に支持（即ち、回転軸（Ａ）周りに軸支）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。
【００４１】
本実施形態の対圧部材２０は、図３に示すように、回転支持部２３を構成する第１の部材２０ｘと、第２の溝部２１及び嵌合凸部２２を構成する第２の部材２０ｙに二分割されており、摩耗し易い部分を含む第２の部材２０ｙのみを交換し得るように構成されている。更に、図５に示すように、第１の部材２０ｘを、回転支持部２３の主要部２３ｘ及び接合部２５を包含する部材と支持部材２６とに分割し、回転支持部２３の一部２３ｙと本体部２４から成る第２の部材２０ｙを、例えばボルトによって接合する構成としてもよい。而して、対圧部材２０を交換する際には、摩耗が大きな一部２３ｙを含む第２の部材２０ｙ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を提供することができ、コストダウンとなる。
【００４２】
また、図５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が形成されている。このリブ２３ａは、回転支持部２３における曲面部２０ａとの境界の裾部を、他の装置との干渉を回避するため、必要以上に厚くすることができないので、上記裾部への応力集中を緩和するもので、回転支持部２３の環状部の接線方向に延出し、その先端には支持部材２６に当接する当接面が形成されている。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。
【００４３】
以上のように、把持部材１０と対圧部材２０は、図１及び図２に示すように、回転軸（Ａ）（スタッド６０及びスリーブ７０の中心軸）を中心とし、スリーブ７０（及びブッシュ７１）を介した蝶番結合によって連結されており、スタッド６０の螺子部６０ｂが基台１３に螺着され、把持部材１０と対圧部材２０が相対的に回転可能に支持された状態で基台１３に固定される。本実施形態では、図示しない装置の所定位置に固定される対圧部材２０に対して、基台１３に固定された把持部材１０が回転駆動されるように支持されている。そして、把持部材１０の所定位置に固定された係止具８０が、対圧部材２０に固定されたノックピン２７に当接する位置を、把持部材１０と対圧部材２０の初期相対位置として設定するように構成されている。
【００４４】
把持部材１０と対圧部材２０は、図２に示すように、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。
【００４５】
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、前述のように、係止具８０及びノックピン２７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調整することができる。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。
【００４６】
上記の図１に示すパイプ曲げ加工装置の全体作動を説明すると、先ず、係止具８０がノックピン２７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。
【００４７】
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は曲げ型１００のパイプ受溝（第１及び第２の溝部１１，２１）に順次巻きつけられるように屈曲され、図２３に示すように屈曲されたパイプ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、上記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。
【００４８】
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２３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２３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２３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。
【００４９】
前述のように、本実施形態の曲げ型１００は、把持部材１０と対圧部材２０を備え、これらはスリーブ７０（及びブッシュ７１）を介してスタッド６０の中心軸、即ち回転軸（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は（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。
【００５０】
そして、前述のように把持部材１０と対圧部材２０がスリーブ７０（及びブッシュ７１）を介して連結されており、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。しかも、把持部材１０を対圧部材２０に対して回転駆動する際には、把持部材１０と対圧部材２０との相対回転によるトルクがスタッド６０に直接伝達されることなく、スリーブ７０（及びブッシュ７１）を介して円滑に回動する。この結果、基台１３に螺着されたスタッド６０が（所謂共回りによって）緩むことはなく、安定した固定状態を維持することができる。
【００５１】
図７乃至図１０は、パイプ曲げ型ユニットの他の実施形態に係るもので、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のに対し、把持部１０ａ部分を別体（図７等に１０ｙで示す）とし、環状凹部１０ｂを構成する本体（図７等に１０ｘで示す）に接合することとしたものである。即ち、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、本体１０ｘの螺子孔（符合省略）に螺合されて本体１０ｘに固定される。而して、別体１０ｙの把持部１０ａに形成される断面半円状の溝部１１ａと、本体１０ｘの環状凹部１０ｂに形成される断面半円状の溝部１１ｂによって、連続した半円状断面を有する第１の溝部１１が構成される。尚、前述の実施形態と実質的に同一の部材については同一の符合を付して説明は省略する。
【００５２】
図８に示すように、把持部材１０（本体１０ｘ）には、図４と同様、段付孔１０ｃが形成されているが、本実施形態においては、大径孔及び中径孔のみで小径孔は形成されておらず、大径孔と中径孔の間に段部１０ｄが形成され、図８の下方に中径孔の保持孔１０ｊが形成されている。図８及び図１０に示すように、把持部材１０の下端面には、インロー結合用の溝部１０ｇが径方向に形成されると共に、保持孔１０ｊ周りで溝部１０ｇを挟み両側に円弧状凸部１０ｈが形成されている。従って、図８に示すように、図４のスリーブ７０より長尺のスリーブ７０（符合は前者と同じとする）が保持孔１０ｊに挿入されるが、下端面は保持孔１０ｊの開口から露出しており、基台１３の凸部１３ａ、１３ｂ（図１及び図２に示す）が溝部１０ｇに嵌合されてインロー結合されたときには、スリーブ７０の下端面が基台１３に当接するように構成されている。而して、把持部材１０（本体１０ｘ）の嵌合凹部１２に対圧部材２０の嵌合凸部２２が嵌合された状態で、段付孔１０ｃにブッシュ７１及びスリーブ７０が挿入され、ブッシュ７１がスタッド６０の係合部６０ａとスリーブ７０の段部７０ｂとの間に保持されると共に、スリーブ７０の下端面が基台１３に当接した状態で保持され、図１等に示す状態となる。
【００５３】
図１１及び図１２は、パイプ曲げ型ユニットの更に他の実施形態に係るもので、前述のブッシュ７１に代えて、複数のニードルベアリングを並設した円筒形状の滑動部材（以下、単にニードルベアリングという）７２を設けることとしたものであり、一層円滑な対圧部材２０の回転作動を確保することができる。尚、ブッシュ７１及びニードルベアリング７２は何れも容易に脱着し得るので、磨耗状況に応じて適宜交換することができる。
【００５４】
本実施形態においては、把持部材１０（本体１０ｘ）には、図４と同様、段付孔１０ｃが形成されているが、大径孔及び中径孔のみで小径孔は形成されておらず、大径孔と中径孔の間に段部１０ｅが形成され、図１２の下方に小径孔の保持孔１０ｆが形成されている。而して、把持部材１０（本体１０ｘ）の嵌合凹部１２に対圧部材２０の嵌合凸部２２が嵌合された状態で、段付孔１０ｃにニードルベアリング７２及びスリーブ７０が挿入されると、ニードルベアリング７２がスタッド６０の係合部６０ａとスリーブ７０の段部７０ｂとの間に挟持されると共に、スリーブ７０が係合部６０ａと段部１０ｅとの間に挟持された状態で保持され、螺子部６０ｂが保持孔１０ｆから延出し、図１等に示す状態となる。
【００５５】
更に、別の実施形態として、図１３乃至図１８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１０ｙ（把持部１０ａ）を接合して把持部材１０を構成することができる。即ち、上型４０及び下型５０には、図１７に示すように、夫々環状段部４１、４２及び中央孔４３と環状段部５１、５２及び中央孔５３が形成されると共に、対向する端面にはキー溝４４及び５４が形成されており、これらにキー４５が嵌合された状態で、上型４０及び下型５０の係止孔（符合省略）にピン４６が挿通され、キー４５及びピン４６を介して上型４０及び下型５０が接合され、例えばボルト固定されるように構成されている。
【００５６】
而して、スリーブ７０及びブッシュ７１が夫々、上型４０の環状段部４１、４２と下型５０の環状段部５１、５２の間に介装され、上型４０と下型５０が接合される。そして、別体１０ｙ（把持部１０ａ）が本体１０ｘ（上型４０及び下型５０）に固定され、スタッド６０が上型４０の中央孔４３、対圧部材２０の回転支持部２３及び下型５０の中央孔５３に挿通されると、図１４乃至図１８に示すパイプ曲げ型ユニットが構成される。本実施形態においては、対圧部材２０の嵌合凸部２２が上型４０及び下型５０の間に介装された状態になるが、上型４０及び下型５０間のクリアランスは上記のスリーブ７０によって適切な値に設定され、スタッド６０による基台１３への強固な締結によっても当該クリアランスは歪むことがないので、上型４０及び下型５０間での嵌合凸部２２の円滑な回転作動が確保され、ひいては把持部材１０及び対圧部材２０の円滑な相対回転が確保される。
【００５７】
更に、図１３に示すように、グラファイト等で形成される滑動部材９０が、上型４０と下型５０の上下端面に埋設されており、把持部材１０及び対圧部材２０の一層円滑な相対回転が確保され、嵌合凸部２２等の摩耗が低減され、耐久性が向上する。尚、その他の構成は前述の実施形態と同様であるので、実質的に同一の部材については同一の符合を付して説明は省略する。
【００５８】
次に、更に別の実施形態として、図１９及び図２０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及び１００ｂ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及び１００ｂにおいては、何れも図１３乃至図１８に示す上型４０及び下型５０と同様の上型及び下型によって構成される把持部材の本体１０ｘが、二段積層された態様となっている。
【００５９】
即ち、図２１に分解斜視図を示すように、三つの部材Ｂ１乃至Ｂ３（並びにスタッド６０及びスリーブ７０）によって二つの把持部材の本体１０ｘａ及び１０ｘｂ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）によって構成されており、夫々に環状凹部１０ｂ１及び１０ｂ２が形成されている。そして、図２２に示すように、本体１０ｘａ及び１０ｘｂとスリーブ７０との間に夫々、前述の実施形態と同様のブッシュ７１が介装されている。
【００６０】
また、上型４０１、４０２と下型５０１、５０２の対向する端面に形成されたキー溝（符合省略）にキー４５ａ及び４５ｂが嵌合された状態で、ピン４６ａ及び４６ｂが挿通され、キー４５ａ及び４５ｂ並びにピン４６ａ及び４６ｂを介して上型４０１、４０２と下型５０１、５０２が接合され、例えばボルト固定されるように構成されている。尚、本体１０ｘａ及び１０ｘｂには夫々、図１９乃至図２１に示すように、加工対象に応じた異なる溝部形状を有する把持具１０ｙａ及び１０ｙｂが接合されて、各把持部材が構成されている。
【００６１】
而して、二つの曲げ型１００ａ及び１００ｂは、これらを上記のスリーブ７０が貫通した状態で保持されるので、両者の位置決めが容易であり、また、上型４０１、４０２と下型５０１、５０２との間の各クリアランスは上記のスリーブ７０によって適切な値に設定し得るので、嵌合凸部２２の円滑な回転作動（把持部材１０及び対圧部材２０の円滑な相対回転）が確保される。本実施形態においても、図２１に示すように、上型４０１、４０２と下型５０１、５０２の上下端面に滑動部材９０が埋設されており、把持部材１０及び対圧部材２０の一層円滑な相対回転が確保され、嵌合凸部２２等の摩耗が低減され、耐久性が向上する。
【００６２】
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２４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（割出し）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、これによって回転軸（Ａ）（図２４に示すスタッド６０の中心軸）を中心に回転駆動されるように構成されている。
【００６３】
このパイプ曲げ加工装置１においては、図１９乃至図２２に示すパイプ曲げ型ユニットと同様、前述のスリーブ７０を介して例えば三つの把持部材１０及び対圧部材２０が相対的に回転駆動されるように構成されたパイプ曲げ型ユニット（図２４にＤＵで示す）がスタッド６０によって基台１３に固定される。そして、図２４に示す三つの把持部材１０を連結して支持する連結支持部材９１及び三つの対圧部材２０を連結して支持する連結支持部材９２がスタッド６０（及びスリーブ７０）の中心軸を中心に回転駆動され、把持部材１０及び対圧部材２０の相対移動が制御されるように構成されている。尚、図２４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。
【符号の説明】
【００６４】
１０    把持部材
１０ｂ，１０ｂ１，１０ｂ２  環状凹部
１０ｘ，１０ｘａ，１０ｘｂ  本体
１０ｙ，１０ｙａ，１０ｙｂ  把持具
１１，１１ａ，１１ｂ  第１の溝部
１２，１２ｘａ，１２ｘｂ    嵌合凹部
１３    基台
２０    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
２７    ノックピン
３０    基台
４０，４０１，４０２    上型
５０，５０１，５０２    下型
６０    スタッド（固定軸部材）
７０    スリーブ（中空軸部材）
７１    ブッシュ（滑動部材）
７２    ニードルベアリング（滑動部材）
８０    係止具
１００，１００ａ，１００ｂ  曲げ型
２００  把持型
３００  圧力型
Ａ      回転軸
Ｐ      パイプ
【図１】
0006587502.tif 000002
【図２】
0006587502.tif 000003
【図３】
0006587502.tif 000004
【図４】
0006587502.tif 000005
【図５】
0006587502.tif 000006
【図６】
0006587502.tif 000007
【図７】
0006587502.tif 000008
【図８】
0006587502.tif 000009
【図９】
0006587502.tif 000010
【図１０】
0006587502.tif 000011
【図１１】
0006587502.tif 000012
【図１２】
0006587502.tif 000013
【図１３】
0006587502.tif 000014
【図１４】
0006587502.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
0006587502.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
0006587502.tif 000019
【図１９】
0006587502.tif 000020
【図２０】
0006587502.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
0006587502.tif 000024
【図２４】
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