(57)【要約】【課題】チューブＣを曲げ加工するに際して扁平や加工誤差などを防止して高精度かつ効率良く曲げ加工できるチューブの曲げ加工装置および曲げ加工方法、曲管およびボールねじの提供。【解決手段】チューブＣの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する装置１００であって、前記チューブＣの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持機構と、当該チューブ保持機構で保持されたチューブＣに対して、前記型の曲げＲの内側に支点機構を形成せずに、前記チューブＣの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲに押し付けるように曲げ力を付与する曲げ力付与機構とを備える。これによってチューブＣを扁平や加工誤差などを防止して高精度かつ効率良く曲げ加工できる。【選択図】図１
2008043963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する装置であって、
前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持機構と、
当該チューブ保持機構で保持されたチューブに対して、前記型の曲げＲ面の内側に支点機構を形成せずに、前記チューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲ面に押し当てる曲げ力付与機構と、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記チューブ保持機構は、ほぼ直管状をした前記チューブのほぼ中央部をほぼＵ字形状をした前記型の底辺部分に部分的に当接させて保持するようになっていると共に、
前記曲げ力付与機構を、当該チューブ保持機構を挟んでその両側近傍にそれぞれ備えたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記型はその曲げＲ面の曲率半径が変化していることを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記曲げ力付与機構は、
前記チューブ保持機構を前記型と共に一方向に往復移動するチューブ移動ユニットと、
当該チューブ移動ユニット上のチューブ保持機構で保持されたチューブの開放端に係合するチューブ係合ユニットと、
当該チューブ係合ユニットをピボットを中心として旋回自在に軸支すると共に、当該チューブ係合ユニットを前記チューブ移動ユニットに対して近接離間自在に往復移動するチューブ曲げユニットと、
前記チューブ移動ユニットとチューブ曲げユニットとの位置を連動して制御する位置制御ユニットと、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記チューブ係合ユニットは、
前記チューブ保持機構で保持されたチューブの開放端側から当該チューブ内の曲げ加工点に挿入される芯金を係止可能に取り付けたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項６】
請求項５に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記チューブ係合ユニットのチューブとの係合部を前記チューブの長手方向にスライド自在に支持したことを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記曲げ力付与機構による前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付ける方向に前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与機構をさらに備えたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記チューブ保持機構および曲げ力付与機構で曲げ加工されたチューブを前記型から取り外すチューブ取り外し機構をさらに備えたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、
前記型の軸直角方向断面形状が非円形であることを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項１０】
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する装置であって、
前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持機構と、
当該チューブ保持機構で保持されたチューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲ面に押し当てる曲げ力付与機構と、
当該曲げ力付与機構による前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付ける方向に前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与機構と、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工装置。
【請求項１１】
前記請求項１〜１０のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置によって製作されたことを特徴とする曲管。
【請求項１２】
前記請求項１１に記載の曲管をボールねじ用循環路に用いたことを特徴とするボールねじ。
【請求項１３】
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する方法であって、
前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持ステップと、
当該チューブ保持ステップで保持されたチューブに対して、前記型の曲げＲ面の内側に支点機構を形成せずに、前記チューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲ面に押し付けるように曲げ力を付与する曲げ力付与ステップと、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のチューブ曲げ加工方法において、
前記曲げ力付与ステップにおける前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付けるように前記チューブに曲げモーメントを付与することを特徴とするチューブの曲げ加工方法。
【請求項１５】
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する方法であって、
前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持ステップと、
当該チューブ保持ステップで保持されたチューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲに押し付けるように曲げ力を付与する曲げ力付与ステップと、
当該曲げ力付与ステップにおける前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付けるように前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与ステップと、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじの鋼球（ボール）の循環路などに用いられるチューブの曲げ加工装置および曲げ加工方法、ならびに当該曲げ加工装置などで製作された曲管および当該曲管を循環路に用いたボールねじに関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
一般に、リターンチューブ方式のボールねじには、ねじ溝を転動してきた複数の鋼球を循環させるために全体がＵ字形状に曲げ加工された循環路（リターンチューブ）が備えられている。
このようなＵ字形をしたボールねじ用循環路の従来の曲げ加工方法としては、以下に示すような方法が用いられている。
【０００３】
先ず１つめの曲げ加工方法は、例えばそれぞれチューブ（ワーク）の外径に合った溝が形成されたＶ型の上型（雄型）と下型（雌型）を用意し、その上型と下型をプレスしてそのチューブの１つの曲げ部を加圧してＬ字状に曲げた後、その近傍の他の曲げ部に対しても同様に加圧することで直管状のチューブをＵ字に曲げ加工するものである（プレス曲げ）。なお、このプレス曲げには、上型（雄型）と下型（雌型）の溝をＵ字型にすることで一度のプレスで直管状のチューブをＵ字に曲げ加工する方法もある。
【０００４】
次に、２つめの曲げ加工方法は、固定ダイスや固定曲げ型に締め付け型や金具を介して直管状のチューブの一部を固定した後、その開放端側を押し型や押さえ金などによって固定ダイスや固定曲げ型の周りへ押さえ付けて直管状のチューブをＵ字形に曲げ加工するものである（圧縮曲げ、しごき曲げ）。
また、３つめの曲げ加工方法は、例えば以下の特許文献１などに示すように、ロール型とクランプ駒によって直管状のチューブを強く把持し、そのロール型のＲに沿ってそのチューブをＲ中心で引っ張りながら曲げるものである（引き曲げ）。そして、この引き曲げ加工に際しては、その直管状のチューブ内に芯金を挿入するようにしており、この芯金の先端が引っ張り曲げ中のチューブ内面に扁平する部分で滑り接触しながらその曲がり部を拡管して潰れを防止すると共に、ロールのＲ面にチューブが密着するように設定荷重でプレッシャーレールを押しながら曲げ外周面に沿ってスライドすることでＲ形状の精度を高めるようにしている。
【０００５】
その他、固定曲げ型にチューブの両端をクランプして軸方向に引っ張りながら押し付けてＵ字形に曲げる引っ張り曲げや、互いに位置調整可能な３〜４個のローラ間にチューブを通過させてＵ字形に曲げるロール曲げなども適宜用いられている。
【特許文献１】特開２００５−９５９５６号公報（図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した最初の曲げ加工方法（プレス曲げ）では、上型溝にある半径Ｒ形状部でプレスするとＲ寸法以下の局部屈折が生じ、さらに曲げ部のチューブ外径に扁平が生じ、鋼球通過ができないといった問題がある。なお、曲げ部の扁平防止のために予めそのチューブ内部に低融点金属などを詰め込んでから加工する方法もあるが、その詰め物の詰め込み作業や除去作業が余分にかかってしまうといった問題がある。また、１回のプレスでＵ字形に加工した場合では、チューブの材質や弾性が硬いとその曲げ角度が制限されてしまい、直角（９０°）あるいはそれ以上の高角度の曲げ加工ができないといった問題がある。
【０００７】
一方、前記２つめの曲げ加工方法（圧縮曲げ、しごき曲げ）の場合もプレス曲げと同様な問題が生ずる。
他方、３つめの曲げ加工方法（引き曲げ）は、チューブに引っ張り応力を加えながら曲げると共に扁平防止用の芯金を併用しながら曲げ加工する方法であるが、チューブの外径がばらついた場合、プレッシャーレールおよびクランプ駒の把持力もばらつくことになり、その把持部で滑りが発生しやすくなる。この結果、滑りが発生した箇所は芯金によって拡径されず、その結果、扁平が著しく発生することがある。
【０００８】
また、これら従来の曲げ加工方法では、スプリングバック（加工戻り）を見込み、所望の曲げ角度よりもやや大きい角度で曲げ加工するようにしているが、このスプリングバック量はチューブの材質や曲げ角度などによって異なってくるため、その調整が難しいといった問題がある。
そこで、本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、その目的は、ほぼ直管状のチューブを曲げ加工するに際して扁平や加工誤差などを防止して高精度かつ効率良く曲げ加工することができる新規なチューブの曲げ加工装置および曲げ加工方法、ならびに当該曲げ加工装置等によって製造されたボールねじ用循環路および当該循環路を用いたボールねじを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために請求項１の発明は、
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する装置であって、前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持機構と、当該チューブ保持機構で保持されたチューブに対して、前記型の曲げＲ面の内側に支点機構を形成せずに、前記チューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲ面に押し当てる曲げ力付与機構と、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、
請求項１に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記チューブ保持機構は、ほぼ直管状をした前記チューブのほぼ中央部をほぼＵ字形状をした前記型の底辺部分に部分的に当接させて保持するようになっていると共に、前記曲げ力付与機構を、当該チューブ保持機構を挟んでその両側近傍にそれぞれ備えたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、
請求項２に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記型はその曲げＲの曲率半径が変化していることを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
請求項４の発明は、 
請求項１〜３のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記曲げ力付与機構は、前記チューブ保持機構を前記型と共に一方向に往復移動するチューブ移動ユニットと、当該チューブ移動ユニット上のチューブ保持機構で保持されたチューブの開放端に係合するチューブ係合ユニットと、当該チューブ係合ユニットをピボットを中心として旋回自在に軸支すると共に、当該チューブ係合ユニットを前記チューブ移動ユニットに対して近接離間自在に往復移動するチューブ曲げユニットと、前記チューブ移動ユニットとチューブ曲げユニットとの位置を連動して制御する位置制御ユニットと、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、
請求項４に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記チューブ係合ユニットは、前記チューブ保持機構で保持されたチューブの開放端側から当該チューブ内の曲げ加工点に挿入される芯金を係止可能に取り付けたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、
請求項５に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記チューブ係合ユニットのチューブとの係合部を前記チューブの長手方向にスライド自在に支持したことを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
請求項７の発明は、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記曲げ力付与機構による前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付ける方向に前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与機構をさらに備えたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
【００１４】
請求項８の発明は、
請求項１〜７のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記チューブ保持機構および曲げ力付与機構で曲げ加工されたチューブを前記型から取り外すチューブ取り外し機構をさらに備えたことを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
請求項９の発明は、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置において、前記型の軸直角方向断面形状が非円形であることを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
【００１５】
請求項１０の発明は、 
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する装置であって、前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持機構と、当該チューブ保持機構で保持されたチューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲ面に押し当てる曲げ力付与機構と、当該曲げ力付与機構による前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付ける方向に前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与機構と、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工装置である。
【００１６】
請求項１１の発明は、
前記請求項１〜１０のいずれか１項に記載のチューブの曲げ加工装置によって製作されたことを特徴とする曲管である。
請求項１２の発明は、
前記請求項１１に記載の曲管をボールねじ用循環路に用いたことを特徴とするボールねじである。
【００１７】
請求項１３の発明は、
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する方法であって、前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持ステップと、当該チューブ保持ステップで保持されたチューブに対して、前記型の曲げＲ面の内側に支点機構を形成せずに、前記チューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲ面に押し付けるように曲げ力を付与する曲げ力付与ステップと、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工方法である。
【００１８】
請求項１４の発明は、
請求項１３に記載のチューブ曲げ加工方法において、前記曲げ力付与ステップにおける前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付けるように前記チューブに曲げモーメントを付与することを特徴とするチューブの曲げ加工方法である。
【００１９】
請求項１５の発明は、
チューブの曲げ加工部の内周側を型に倣わせることにより当該チューブを曲げ加工する方法であって、前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持ステップと、当該チューブ保持ステップで保持されたチューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲに押し付けるように曲げ力を付与する曲げ力付与ステップと、当該曲げ力付与ステップにおける前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付けるように前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与ステップと、を有することを特徴とするチューブの曲げ加工方法である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、チューブの非曲げ加工部を型に当接させて保持するチューブ保持機構と、当該チューブ保持機構で保持されたチューブに対してその曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲ面に押し当てる曲げ力付与機構とからなるため、剛性が高く曲げＲの小さいチューブでも高精度に曲げ加工することができる。
また、Ｕの字の中心からチューブ端に向かって、および対称に曲げ加工するため、チューブ素材長さを必要最小長さに設定でき、材料の節約になる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、前記チューブ保持機構は、ほぼ直管状をした前記チューブのほぼ中央部をほぼＵ字形状をした前記型の底辺部分に部分的に当接させて保持するようになっていると共に、前記曲げ力付与機構を、当該チューブ保持機構を挟んで対称に備えたため、チューブ保持機構に働く軸方向の力が相殺されることにより、保持力を低減でき、保持部のチューブ変形を小さくできる他、ほぼ直管状のチューブをＵ字形状などに効率良く曲げ加工することができる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、前記型はその曲げＲの曲率半径が変化しているため、ほぼ直管状のチューブを曲率半径が変化したＵ字形状などに効率良く曲げ加工することができる。
請求項４の発明によれば、前記曲げ力付与機構は、前記チューブ保持機構を前記型と共に一方向に往復移動するチューブ移動ユニットと、当該チューブ移動ユニット上のチューブ保持機構で保持されたチューブの開放端を係合するチューブ係合ユニットと、当該チューブ係合ユニットをピボットを中心として旋回自在に軸支するため、曲げ状態に応じた角度制御を行わなくともチューブと型との接触点（曲げ位置）での接線方向に曲げ力付与機構を向けることができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、前記チューブ係合ユニットに係止可能に取り付け、前記チューブ保持機構で保持されたチューブの開放端側から当該チューブ内に挿入される芯金を有しているため、芯金先端のチューブと型との接触点（曲げ位置）との相対位置と相対角度が一定となり、扁平や潰れなどを確実に防止しつつ前記チューブを所定形状に曲げ加工することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、前記チューブ係合ユニットのチューブ係合部をチューブの長手方向にスライド自在に支持したため、加工時に生じるチューブ係合ユニットとチューブとのチューブ芯方向の相対変位をスライド部が吸収し、チューブ表面で摺動しないので前記チューブの損傷などを防止することができる。
請求項７の発明によれば、前記曲げ力付与機構による前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付けるように前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与機構をさらに備えたため、曲げ加工部の曲げ誤差をなくすことができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、前記チューブ保持機構および曲げ力付与機構で曲げ加工されたチューブを前記型から取り外すチューブ取り外し機構をさらに備えたため、前記型からの加工後のチューブの取り外しが容易にできる。
請求項９の発明によれば、前記チューブが前記型の軸直角方向断面形状が真円形のみならず楕円形であっても前記と同様に良好な曲げ加工ができる。
【００２６】
請求項１０の発明によれば、前記チューブの非曲げ加工部を前記型に当接させて保持するチューブ保持機構と、当該チューブ保持機構で保持されたチューブの曲げ加工部の内周側を前記型の曲げＲに押し付けるように曲げ力を付与する曲げ力付与機構と、当該曲げ力付与機構による前記チューブへの曲げ力付与時に、当該チューブの曲げ加工点を前記型の曲げＲ側に押し付けるように前記チューブに曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与機構と、を有するため、曲げ加工部の曲げ誤差を回避しつつチューブの曲げ加工を行うことができる。
【００２７】
請求項１１の発明によれば、扁平や加工誤差がない高品質な曲管を提供することができる。
請求項１２の発明によれば、循環路内でのボール循環がスムーズなボールねじを提供できる。
請求項１３の発明によれば、請求項１と同様にほぼ直管状のチューブを所定形状に曲げ加工するに際して効率良く曲げ加工することができる。
【００２８】
請求項１４の発明によれば、請求項７と同様に曲げ加工部の曲げ誤差をなくすことができる。
また、請求項１５の発明によれば、請求項１０と同様に曲げ加工部の曲げ誤差を回避しつつチューブの曲げ加工を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明に係るチューブの曲げ加工装置１００およびこれを用いた曲げ加工方法、ならびにこのチューブの曲げ加工装置１００などによって製作されたボールねじ用循環路１０１およびこのボールねじ用循環路１０１を用いたボールねじ１０２の実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
先ず、図１〜図１３はこのチューブの曲げ加工装置１００に係る実施の一形態を示したものであり、特に、図１はこのチューブの曲げ加工装置１００の全体構成を示す正面図、図２はその側面図である。
【００３０】
図示するように、このチューブの曲げ加工装置１００は、同図中央に位置するチューブ移動ユニット２００と、このチューブ移動ユニット２００を挟んでその左右両側にそれぞれ位置するチューブ曲げユニット３００Ａ、３００Ｂと、これら各ユニット２００、３００Ａ、３００Ｂの動作を所定の制御方法に従って制御する制御ユニット４００とから主に構成されており、以下、これら各ユニット２００、３００Ａ、３００Ｂ、４００の構成および作用などについて詳述する。
【００３１】
なお、このチューブ移動ユニット２００の左右にそれぞれ位置するチューブ曲げユニット３００Ａ、３００Ｂは、このチューブ移動ユニット２００を境にそれぞれ左右対称となっている他は、その構成および作用、動作は全く同じであるため、一方のチューブ曲げユニット３００Ａについてのみ詳細に説明し、他方のチューブ曲げユニット３００Ｂについては同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３２】
＜チューブ移動ユニット２００＞
先ず、図１の中央に位置するチューブ移動ユニット２００は、縦長矩形状をしたベース板２１０に、型ユニット２２０と、クランプユニット２３０とを備えた構成となっている。
このベース板２１０は、その裏面側に設けられた直動案内２１２によって垂直に支持立設されており、図２に示すボールねじ２１１を制御ユニット４００によって駆動制御することで図中矢印Ｙ１に示すように垂直上下方向に昇降移動するようになっている。
型ユニット２２０は、図２および図３に示すように正面から見て左右２個のＲ治具２２１、２２１と、このＲ治具２２１、２２１間に左右対称にセットされた一対の間座２２２、２２２とを治具本体２２３側に固定ボルト２２４で共挟みして固定してなるものであり、さらにその外周には、曲げ加工対象となる直管状のチューブＣの外径寸法より若干細めの断面半円形をした溝２２５が形成されている。そして、この溝２２５がその周囲に亘ってＵ字形に連続して揃うようにバックアップキー２２６によって密着固定されている。
【００３３】
そして、さらにこの型ユニット２２０は、図２に示すように型固定具２２７および取付けブロック２２８を介して前記ベース板２１０の正面側に固定されるようになっており、このベース板２１０の昇降移動に伴って垂直に昇降移動するようになっている。
なお、この型ユニット２２０のＵ字形の溝２２５の中央直線部（底辺部）の長さは、間座２２２、２２２の増減によって任意に調整可能となっている。また、バックアップキー２２６は、チューブＣの曲げ加工時の曲げ加工圧を受け止める機能も有している。
【００３４】
クランプユニット２３０は、図１および図２に示すように前記型ユニット２２０のＵ字形の溝２２５の中央直線部分とによって直管状のチューブＣを上下にクランプ（把持）するものであり、その構成はこのチューブＣの下面側を支持（載置）すべく上面に断面半円形をした受け溝２２９を有するクランプ駒２３１と、このクランプ駒２３１を支持する支持ブロック２３２と、この支持ブロック２３２を昇降動作、すなわち図１中矢印Ｙ２に示すようにこの支持ブロック２３２を前記型ユニット２２０に対して近接離間方向に移動させるためのアクチュエータ２３３とから主になっている。
【００３５】
すなわち、図２に示すようにこのクランプ駒２３１を支持する支持ブロック２３２は、その背面側が前記ベース板２１０の正面側に固定されたレールと軸受とからなる直線案内２３４に沿ってそのベース板２１０上をさらに垂直方向に昇降移動可能となっており、その支持ブロック２３２の内部に垂直方向に形成された雌ねじ２３５と螺合する雄ねじ２３６をアクチュエータ２３３によって駆動することで図１中矢印Ｙ２に示すようにこの支持ブロック２３２を前記型ユニット２２０に対して近接離間方向に移動させるようになっている。
【００３６】
そして、このアクチュエータ２３３は、ベース板２１０の下端に設けられた下部ブラケット２３７を介してベース板２１０に取り付けられた油圧モータ２３８と、前記雄ねじ２３６を保持する軸受２４０と、これら雄ねじ２３６と軸受２４０とを接続するカップリング２３９とから主に構成されており、この油圧モータ２３８を正転および逆転させることで前記支持ブロック２３２に螺合する雄ねじ２３６を駆動して前記クランプユニット２３０を昇降移動させるようになっている。
【００３７】
また、図１に示すようにこの油圧モータ２３８には、これを駆動するための駆動油圧回路（電磁弁）２４１が設けられていると共に、この駆動油圧回路（電磁弁）２４１には、多段階の出力をもった圧力スイッチ２４２が付設されており、この圧力スイッチ２４２によってチューブＣの弾性強度に応じた出力のとき、この駆動油圧回路（電磁弁）２４１を直ぐに切ってセンタークローズド状態にして前記クランプユニット２３０のクランプ駒２３１をその場で停止かつ保持するようになっている。
【００３８】
これによって前記クランプユニット２３０の前記チューブＣに対するクランプ力が過大になるのを防止しつつそのチューブＣを確実にクランプし、かつそのチューブＣの変形などを回避できるようになっている。また、クランプするチューブＣの外径にバラツキがあっても安定した保持力が得られる。また、後述するようにクランプしたチューブＣの曲げ加工開始時には、その曲げ加工圧と芯金３２１のてこ作用によりクランプの反作用側に過大な曲げモーメントが作用するが、前記のように油圧モータ２３８のセンタークローズド処理によって油圧固定すると共に前記雌雄ねじ２３５、２３６による不可逆機能によって曲げモーメントに対して十分に対抗することができるようになっている。
なお、この油圧モータ２３８の駆動油圧回路（電磁弁）２４１および圧力スイッチ２４２は、前記制御ユニット４００によって所定の制御アルゴリズムに基づいて制御されるようになっている。
【００３９】
＜チューブ曲げユニット３００Ａ（３００Ｂ）＞
次に、チューブ曲げユニット３００Ａ（３００Ｂ）は、図１に示すように矩形状をしたベース板３１０に、ピボット３４１にて回転自在に係合したチューブ係合ユニット３３０と、このチューブ係合ユニット３３０に取り付けられる芯金３２１を備えた芯金ユニット３２０と、このチューブ係合ユニット３３０に曲げモーメントを与える曲げモーメントユニット３５０とを備えた構成となっている。
【００４０】
このベース板３１０は、その裏面側に設けられたボールねじ３１２によって駆動され、直動案内３１１に支持されており、そのボールねじ３１２を、前記制御ユニット４００でＮＣ制御されるサーボモータ（図示せず）によって駆動制御することで図中矢印Ｙ３に示すようにこのベース板３１０をチューブ移動ユニット２００に対して近接離間自在に水平方向に往復移動するようになっている。
【００４１】
芯金ユニット３２０は、図４および図５に示すように先端が球面状に加工されたロッド状の芯金３２１と、この芯金３２１をチューブ係合ユニット３３０に対して着脱するための芯金受け３２２と、その芯金３２１の突出量をコントロールするためのＷロックナット３２３とから主に構成されている。
この芯金受け３２２は、図５に示すようにその中央部分に芯金３２１を挿通して支持するための貫通穴３２４が形成されていると共に、その一端部が軸ピン３２５を介してチューブ係合ユニット３３０側に回動自在に軸支された構造となっている。
【００４２】
従って、同図の二点破線に示すように、この芯金受け３２２を立てた状態でその貫通穴３２４に芯金３２１を挿入させた後に、この芯金受け３２２をその軸ピン３２５を軸として図中実線に示すように倒すことで任意のサイズ、種類の芯金３２１をチューブ係合ユニット３３０上に簡単にセットできるようになっている。
そして、Ｗロックナット３２３はこの芯金３２１の他端部にこれと一体的に取り付けられるようになっており、このＷロックナット３２３が芯金受け３２２に当接することでその芯金３２１の突出量を調整すると共に、セットされた芯金３２１がそのまま先端側へ抜け落ちるのを防止するようになっている。
【００４３】
チューブ係合ユニット３３０は、同じく図４および図５に示すように、チューブＣの端部に当接して曲げ加工圧を付与するためのレールブロック３３１を図中矢印Ｙ４方向にスライド自在に支持している。
そして、その構造は加圧ブロック３３２に形成した凹部３３２ａと蓋部材３３２ｂにより形成された案内路にレールブロック３３１が挿通され、さらにこのレールブロック３３１は、その下面側が加圧ブロック３３２に設けられたカムフォロア３４０に支持されており、その先端が加圧ブロック３３２の端面３３４から前方（チューブ移動ユニット２００側）に所定量だけ出没自在にスライド移動可能になっている。
【００４４】
このレールブロック３３１の後端側にはストッパー３３５が設けられており、このストッパー３３５が係合部材３３６と係合することで、加圧ブロック３３２からレールブロック３３１がそのままスライドして脱落するのを防止すると共に、このストッパー３３５が係合部材３３６に到達する距離分だけレールブロック３３１が加圧ブロック３３２上をスライド移動可能となっている。
【００４５】
そして、この係合部材３３６は、加圧ブロック３３２側に固定されたシリンダ３３７のシリンダロッド３３８の先端に一体的に取り付けられており、曲げ加工終了後にシリンダ３３７を後退させることにより、加圧ブロック３３２の端面３３４から突出してしまったレールブロック３３１を元の位置に強制的に戻すような働きをなすようになっている。
また、図４に示すようにこの加圧ブロック３３２は、そのほぼ中心部が軸３４１ａおよび軸受３４１ｂからなるピボット３４１によってベース板３１０側に軸支されており、その全体がこのピボット３４１を中心として図示矢印Ｙ５に示すように回転揺動自在となっている。
【００４６】
そして、この加圧ブロック３３２の下部の一端部にはナックルジョイント３４２を介して曲げモーメントユニット３５０の油圧シリンダ３５１のシリンダロッド３５４先端が接続されており、そのシリンダロッド３５４によってその回転揺動の動きが規制されていると共に、チューブＣの曲げ加工時に所定方向に所定力の曲げモーメント力が適宜付与可能となっている。
【００４７】
すなわち、この曲げモーメントユニット３５０は、図１に示すように油圧シリンダ３５１の上端をそのチューブ曲げユニット３００Ａ（３００Ｂ）のベース板３１０の下縁部にトラニオン機構３５２を介して取り付けられた構造となっており、そのトラニオン機構３５２を中心にその油圧シリンダ３５１が図中矢印Ｙ６方向に揺動自在となっている。
そして、同図に示すようにこの曲げモーメントユニット３５０の油圧シリンダ３５１は比例電磁弁３５３によってそのシリンダロッド３５４の引き出し力が一定になるように制御されており、これによってチューブＣの曲げ加工時におけるチューブ係合ユニット３３０の回転方向に抗する方向にその加圧ブロック３３２に対して所定の曲げモーメント力を付与するようになっている。なお、この油圧シリンダ３５１の比例電磁弁３５３も、制御ユニット４００によって制御されるようになっている。
【００４８】
＜作用＞
次に、このような構成をした本発明のチューブの曲げ加工装置１００の作用およびこれを用いた曲げ加工方法の一例について説明する。
先ず、図１に示すようにチューブ曲げユニット３００Ａおよび３００Ｂの芯金ユニット３２０とチューブ係合ユニット３３０とを水平に維持した状態で、この芯金ユニット３２０、３２０にそれぞれ所定サイズの芯金３２１、３２１をＷロックナット３２３が芯金受け３２２に当接するまでチューブＣ内にセットする。
なお、図示していないがこのチューブＣへの芯金３２１、３２１挿入時には、予めクランプユニット２３０のクランプ駒２３１が芯金３２１、３２１と同じ高さになるように油圧モータ２３８によってその位置が制御され、このクランプ駒２３１上にその直管状のチューブＣが載置された状態で行われることになる。
【００４９】
次に、このようにして直管状のチューブＣの両端に芯金３２１、３２１の先端を挿入したならば、図１に示すようにクランプユニット２３０のクランプ駒２３１を一旦降下させてそのチューブＣを芯金３２１、３２１のみで支持させた状態にした後、図６および図７に示すようにこのチューブＣの中央部分をチューブ移動ユニット２００の型ユニット２２０とクランプユニット２３０のクランプ駒２３１によって上下からクランプしてから、その状態を保ったままチューブ移動ユニット２００全体をそのまま垂直下方に移動させる。その際にピボット３４１の型ユニット２２０に対する相対位置が、Ｒ治具２２１のＵ字形の溝２２５と相似形状となるように矢印Ｙ１およびＹ３の軌跡を制御する。この制御は制御ユニット４００からの指令により、サーボモータ（図示せず）および油圧モータ２３８を駆動することにより行われる。
【００５０】
すると、図７に示すようにクランプされた状態のチューブＣがそのまま下方に移動すると共に、その両側のチューブ曲げユニット３００Ａおよび３００Ｂのそれぞれの芯金ユニット３２０、３２０とチューブ係合ユニット３３０、３３０の先端側がそのピボット３４１を中心としてそれぞれ下方に旋回し、チューブＣの両端が型ユニット２２０のＲ治具２２１、２２１に沿うように上方向に曲がり始める。この際、レールブロック３３１はチューブＣに密着し、加圧ブロック３３２に対して引出されるので、チューブＣ面で摺動せず、チューブＣを傷付けることはない。
【００５１】
そして、さらにこのままチューブ移動ユニット２００の下降に従い、図９に示すようにチューブ係合ユニット３３０、３３０が９０°＋α（スプリングバック分）の角度まで旋回し、これによってそのチューブＣの両端が上方に約９０°の角度になるまで曲げ加工される。
ここで、このような一連のチューブＣの曲げ加工に際して、芯金ユニット３２０は、レールブロック３３１ではなく、加圧ブロック３３２に取り付けられていることから、図３に示すように芯金３２１の先端が常にその曲げ加工点に位置し、そのＲに沿ってチューブＣが曲げ加工されるに従って徐々に図３において上方（実際にはチューブ移動ユニット２００全体が下降、芯金３２１はピボット３４１を中心に旋回する）に移動することになるため、そのチューブＣの曲げ加工部が扁平に潰れたり、肉厚が極端に薄くなったり、あるいは皺が発生したりするようなことがなくなり常に所定の断面形状を維持した良質な曲げ加工が実施されることになる。
【００５２】
そして、このチューブ移動ユニット２００を降下動すると、図１０に示すように、このチューブＣの両端から芯金３２１、３２１が抜けて曲げ角度９０°のチューブＣの加工が終了する。
これによって、図１４に示すようなＵ字形をした高品質のボールねじ用循環路を構成する曲管１０１を短時間でかつ効率良く加工生成することができる。
【００５３】
また、このチューブＣの曲げ加工に際しては、図８に示すように曲げモーメントユニット３５０によって芯金ユニット３２０およびチューブ係合ユニット３３０の回転方向とは反対方向、すなわち、図８に示すようにこの曲げモーメントユニット３５０の油圧シリンダ３５１のシリンダロッド３５４を引っ込める方向に背圧を作用させ、曲げ方向と逆向きのモーメントを付与させることにより、チューブＣ内側の「ひけ」（図１４（Ａ）のＸ部分）を小さくできることが実験により確認されている。これは逆向きの曲げモーメントにより曲げ部外側のチューブＣの「ひけ」が減少し、芯金３２１によってこの減少分を塑性加工する加工代が減少、これにより塑性加工の反対側のチューブＣ内側の「ひけ」が小さくなる作用になるものと推定される。
【００５４】
次に、このようにして一連のチューブＣの曲げ加工が終了したならば、曲げ加工したチューブＣを取り出すべくクランプユニット２３０を降下させて型ユニット２２０とクランプユニット２３０によるチューブＣの把持を解除することになるが、このチューブＣは曲げ加工部が型ユニット２２０側に密着して引っかかった状態となっており、その自重のみによっては自然と落下してこない（取り出せない）。
【００５５】
そのため、図１１に示すようにさらにその後、曲げモーメントユニット３５０の油圧シリンダ３５１を縮めてチューブ曲げユニット３００Ａおよび３００Ｂのそれぞれの芯金ユニット３２０、３２０およびチューブ係合ユニット３３０、３３０を元の水平状態に戻すと共に、そのチューブ係合ユニット３３０、３３０の先端の下方角部３３０ａ、３３０ａを、それぞれ上方に向いているチューブＣの曲げ加工端の直上部に位置させた後、このような位置関係を維持したままチューブ移動ユニット２００をさらにそのまま上昇させる。
【００５６】
これによって、図１２に示すようにその型ユニット２２０側に引っかかっている状態のチューブＣの曲げ加工先端がチューブ係合ユニット３３０、３３０の先端の下方角部３３０ａ、３３０ａにぶつかって押し下げられてその型ユニット２２０から取り外されることになる。
このとき、型ユニット２２０から取り外されたチューブＣをそのまま落下させてしまうとその表面を不要に傷付けたりして品質を損なうおそれがあることから、例えば図１２や図１３に示すようにその下部に正面側から出没自在の取り出しトレイ５００などを設けてこのトレイ５００でそのチューブＣを受け取るようにすれば、係る不都合を未然に防止することができる。
【００５７】
そして、このようにして１つのチューブＣに対する曲げ加工とその取り出し工程が終了したならば、前記と同様な動作を繰り返すことによって以降のチューブＣを次々と曲げ加工することになる。
図１４（Ａ）は、このようにして曲げ加工された曲げ半径Ｒ１とＲ２の２種類の曲率をもった曲管からなる１０１を示す側面図、図１４（Ｂ）は、同じくその正面図であり、いずれの部分でもボールが十分に通過できるだけの十分な断面形状と肉厚を保った高品質な曲管１０１が得られる。
【００５８】
そして、図１５は、このようにして得られたＵ字形の曲管１０１を２つ用いたボールねじ１０２の一例を示したものであり、螺旋状の溝が形成されたねじ部１０３とナット部１０４間を循環するボール１０５の循環路１０１として活用することができる。
次に、図１６は、このような実施の形態を含む本発明のチューブの曲げ加工装置１００およびこれを用いた曲げ加工方法の他の実施の形態を示した模式図であり、チューブＣの中央部を保持した型ユニット２２０を固定した場合である。
【００５９】
すなわち、前記実施の形態では、チューブＣの中央部を保持した型ユニット２２０側をチューブ曲げユニット３００Ａ、３００Ｂを矢印Ｙ１、Ｙ３方向に制御することで曲げ加工するようにしたが、図示するようにチューブＣの中央部を保持した型ユニット２２０を静止（固定）させた状態とし、この型ユニット２２０に対して、その型ユニット２２０のＲ面の外側にそのＲ面と相似形な円弧状のガイドレール６００と、そのガイドレール６００に沿って円弧状に移動するベアリング６１０を設け、そのベアリング６１０上に設けたチューブ端把持手段６２０で芯金３２１が挿入されたチューブＣの端部を把持しながらガイドレール６００に沿って図示矢印方向に移動するようにしたものであり、このような形態によっても前記実施の形態と同様な効果を発揮できる曲げ加工を実現することが可能となる。
【００６０】
つまり、本実施の形態ではこのチューブ端把持手段６２０として、互いに適宜間隔を調整可能な４つのローラ６２１、６２１、６２１、６２１とこれを支持する回転ベース６２２とで構成し、これら各ローラ６２１、６２１、６２１、６２１で芯金３２１をその長手方向にスライド自在に把持しながらベアリング６１０の移動に伴ってこれを曲げ方向に旋回移動するようにしたものである。これによって、前記実施の形態と同様にそのチューブＣの曲げ加工中において芯金３２１がその端部方向に徐々にスライド移動して扁平のない良好な曲げ加工が行われる。
【００６１】
また、この曲げ加工に際してその４つのローラ６２１、６２１、６２１、６２１と回転ベース６２２とからなるチューブ端把持手段６２０によってチューブＣの端部をその長手方向にスライド自在に把持しつつ、そのベアリング６１０内に設けられた図示しないモータなどによってそのチューブ端把持手段６２０の回転ベース６２２に前記実施の形態と同様な曲げモーメントＭを付与することでチューブＣ内側の「ひけ」を小さくすることが可能となる。つまり、図示しないそのベアリング６１０内に設けられた図示しないモータなどが前記実施の形態の油圧シリンダ３５１に相当する。
【００６２】
なお、本実施の形態ではガイドレール６００を型ユニット２２０の曲げＲ面の外側に配することにより、型ユニット２２０周辺の構造を単純にし、型ユニット２２０の取付剛性を上げているが、必ずしもこの構造による必要はなく、例えば、このガイドレール６００とベアリング６１０に代えて曲げＲ面のＲ中心Ａを回転中心とするアーム（図示せず）を配置し、このアーム先端にチューブ端把持手段６２０を設けるような構造としても良い。
【００６３】
また、前記各実施の形態では、軸直角方向断面形状がほぼ真円形のチューブＣを曲げ加工する例で示したが、本発明はこれに限定されるものでなく、軸直角方向断面形状が楕円形であっても、あるいはそれ以外の形状であっても同様の効果を得ることができることは勿論である。
また、型ユニット２２０の形状を変えるだけでチューブＣの曲げＲの曲率半径を自由に調整することも容易に可能となり、また、曲げ加工方法としては、Ｕ字形に限らず、Ｖ字形などの曲げ加工に際してもそのまま適用することが可能である。
【００６４】
また、チューブＣの曲げ加工に際して予めそのチューブＣの内部に潤滑油などを吹き付けておき、曲げ加工時におけるチューブＣ内壁と芯金３２１との摩擦抵抗を低減するようにしておくことが望ましい。
そして、前記実施の形態に係る「型ユニット２２０」などは、前記課題を解決するための手段の欄に記載した請求項１などの発明の構成のうち、「型」に対応し、また、前記実施の形態に係る「チューブ移動ユニット２００の型ユニット２２０とクランプユニット２３０」などは同じく請求項１などの「チューブ保持機構」に対応し、また、前記実施の形態に係る「チューブ移動ユニット２００およびチューブ曲げユニット３００Ａ、３００Ｂ」は、同じく請求項１などの「曲げ力付与機構」にそれぞれ対応するものである。
【００６５】
また、前記実施の形態に係る「チューブ移動ユニット２００のベース板２１０」および「その裏面側に設けられたボールねじ２１１」は、同じく前記課題を解決するための手段の欄に記載した請求項４などの発明の構成のうち、「チューブ移動ユニット」などに対応し、また、前記実施の形態に係る「チューブ曲げユニット３００Ａ、３００Ｂの芯金ユニット３２０および芯金３２１」などは、同じく請求項４などの「チューブ係合ユニット」に対応し、さらに前記実施の形態に係る「チューブ係合ユニット３３０」および「制御ユニット４００」などは、同じく請求項４などの「チューブ係合ユニット」および「位置制御ユニット」にそれぞれ対応するものである。
【００６６】
また、前記実施の形態に係る「芯金ユニット３２０」は、同じく前記課題を解決するための手段の欄に記載した請求項５などの発明の構成のうち、「芯金取付部材」に対応するものである。
また、前記実施の形態に係る「曲げモーメントユニット３５０」は、同じく前記課題を解決するための手段の欄に記載した請求項７などの発明の構成のうち、「曲げモーメント付与機構」に対応するものである。
【００６７】
また、前記実施の形態に係る「加圧ブロック３３２およびベース板２１０ならびにその裏面側に設けられたボールねじ２１１」などは、同じく前記課題を解決するための手段の欄に記載した請求項８などの発明の構成のうち、「チューブ取り外し機構」に対応するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係るチューブの曲げ加工装置１００の実施の一形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係るチューブの曲げ加工装置１００の実施の一形態を示す側面図である。
【図３】型ユニット２２０の要部を示す拡大図である。
【図４】芯金ユニット３２０およびチューブ係合ユニット３３０を示す正面図である。
【図５】図４中Ａ−Ａ線断面図である。
【図６】曲げ加工直前における芯金３２１をセットしたチューブＣを把持した状態を示すチューブの曲げ加工装置１００の正面図である。
【図７】図６の側面図である。
【図８】図６の状態からチューブＣの曲げ加工を開始した状態を示すチューブの曲げ加工装置１００の正面図である。
【図９】図８の状態からさらにチューブＣの曲げ加工を進行させた状態を示すチューブの曲げ加工装置１００の正面図である。
【図１０】図９の曲げ加工に引き続いて、その芯金をチューブＣから抜き出した状態を示すチューブの曲げ加工装置１００の正面図である。
【図１１】図１０の状態の後、型ユニット２２０に係合したチューブＣを取り外す直前の状態を示すチューブの曲げ加工装置１００の正面図である。
【図１２】図１１の状態の後、型ユニット２２０に係合したチューブＣを取り外した後の状態を示すチューブの曲げ加工装置１００の正面図である。
【図１３】図１２の状態の後、型ユニット２２０から取り外したチューブＣを取り出しトレイ５００で取り出す状態を示すチューブの曲げ加工装置１００の正面図である。
【図１４】（Ａ）は本発明に係るチューブの曲げ加工装置１００および曲げ加工方法によって得られる曲管（ボールねじ用循環路）１０１の一例を示す正面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図１５】本発明の曲管（ボールねじ用循環路）１０１を組み込んだボールねじ１０２の一例を示す一部破断断面図である。
【図１６】本発明の曲げ加工方法および装置１００に関する他の実施の形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００…チューブの曲げ加工装置
１０１…曲管（ボールねじ用循環路）
１０２…ボールねじ
２００…チューブ移動ユニット
２１０…ベース板
２２０…Ｒ型ユニット
２２１…Ｒ治具
２２５…溝
２２９…溝
２３０…クランプユニット
２３１…クランプ駒
２３３…アクチュエータ
２３８…油圧モータ
２４１…駆動油圧回路（電磁弁）
２４２…圧力スイッチ
３００（Ａ、Ｂ）…チューブ曲げユニット
３１０…ベース板
３２０…芯金ユニット
３２１…芯金
３２２…芯金受け
３３０…チューブ係合ユニット
３３１…レールブロック
３３２…加圧ブロック
３３３…レール
３４０…カムフォロア
３４１…ピボット
３４２…ナックルジョイント
３５０…曲げモーメントユニット
３５１…油圧シリンダ
３５２…トラニオン
３５４…シリンダロッド
４００…制御ユニット
５００…取り出しトレイ
６００…ガイドレール
６１０…ベアリング
６２０…チューブ端把持手段
６２１…ローラ
６２２…回転ベース
Ｃ…チューブ
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008043963.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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