(57)【要約】【課題】作業工数を軽減し作業効率の向上を可能とする。【解決手段】素材管３０の両端を密栓具３１，３２で密栓して素材管３０内に液体を充填した状態で、１つの素材管３０の中途部を複数箇所曲げる素材管３０の曲げ加工方法において、密栓具を介して素材管３０の内圧を増減可能とし、複数箇所の曲げ加工ごとに素材管３０内の圧力を適合させ、１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、１つの曲げ加工に適合した圧力となっている素材管３０内の圧力を、該圧力から次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧する。【選択図】図２１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材管の両端を密栓具で密栓して前記素材管内に液体を充填した状態で、１つの前記素材管の中途部を複数箇所曲げる素材管の曲げ加工方法において、
前記密栓具を介して前記素材管の内圧を増減可能とし、前記複数箇所の曲げ加工ごとに前記素材管内の圧力を適合させ、
１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、前記１つの曲げ加工に適合した圧力となっている前記素材管内の圧力を、該圧力から前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧することを特徴とする素材管の曲げ加工方法。
【請求項２】
前記素材管の曲げ加工工程中は前記素材管をクランプし、
前記クランプの前に、そのクランプ後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう予め調圧することを特徴とする請求項１に記載の素材管の曲げ加工方法。
【請求項３】
前記素材管における最後の曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記素材管内の圧力を０または０に近い値になるよう調圧を開始することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の素材管の曲げ加工方法。
【請求項４】
１つの曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記次の曲げ加工工程に移行する過程で、前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧を行うことを特徴とする請求項３に記載の素材管の曲げ加工方法。
【請求項５】
前記素材管における最初の曲げ加工を行う前に、前記素材管における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を前記素材管に加え、
前記試験圧を加えた時、前記素材管内の圧力が予め設定された時間内に前記試験圧まで上昇しなかった場合、異常報知を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の素材管の曲げ加工方法。
【請求項６】
素材管の両端を密栓具で密栓して前記素材管内に液体を充填した状態で、１つの前記素材管の中途部を複数箇所曲げる素材管の曲げ加工装置において、
前記密栓具を介して前記素材管の内圧を増減可能とする脱着可能なカプラーと、
前記複数箇所の曲げ加工ごとに前記素材管内の圧力を適合させる圧力調整手段とを備え、
１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、前記１つの曲げ加工に適合した圧力となっている前記素材管内の圧力を、該圧力から前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう前記圧力調整手段により調圧することを特徴とする素材管の曲げ加工装置。
【請求項７】
前記素材管の曲げ加工工程中は前記素材管をクランプし、
前記クランプの前に、そのクランプ後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう前記圧力調整手段により予め調圧することを特徴とする請求項６に記載の素材管の曲げ加工装置。
【請求項８】
前記素材管における最後の曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記素材管内の圧力を０または０に近い値になるよう前記圧力調整手段により調圧を開始することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の素材管の曲げ加工装置。
【請求項９】
１つの曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記次の曲げ加工工程に移行する過程で、前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう前記圧力調整手段により調圧を行うことを特徴とする請求項８に記載の素材管の曲げ加工装置。
【請求項１０】
前記素材管における最初の曲げ加工を行う前に、前記素材管における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を前記圧力調整手段により前記素材管に加え、
前記試験圧を加えた時、前記素材管内の圧力が予め設定された時間内に前記試験圧まで上昇しなかった場合、異常報知を行なうことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の素材管の曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動二輪車、雪上車、四輪バギー車等のエンジンとマフラーとの間を接続する排気パイプ等の素材管を形成する素材管の曲げ加工方法及び素材管の曲げ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動二輪車用の排気パイプは、ステンレス鋼管の素材管を所定の形状に曲げることによって形成している。この種の排気パイプは、パイプ内を排ガスが円滑に流れることができるとともに、途中で圧力波が不必要に反射することがないように、内径が一定であることが望ましい。しかし、パイプを曲げると、曲げ外側の部分が内側へ偏在するようになって曲げ外側の曲率が内側の曲率より小さくなるから、従来の排気パイプにおいては、曲部分で部分的に偏平となり、排気通路の断面積が小さくなってしまうという不具合があった。
【０００３】
このような不具合は、曲部分の内部に液体を密封した状態で折曲げ加工を行うことによって、ある程度は解消することができる（例えば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２５４１１２号公報（第１〜第１２頁、図１〜図１４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような曲げ加工装置では、１つの素材管の複数箇所を曲げ加工する場合において、１つの工程の曲げ加工から次の工程の曲げ加工を行うとき、その段取り替え時には、高圧ポンプから水が水タンクヘ戻されるように三方弁を切換えるようにし、段取り替えごとに素材管内の水圧を０まで低下させるようにしているため、その分、作業工数が多くなり作業効率が低下していた。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、作業工数を軽減し作業効率の向上を可能とする素材管の曲げ加工方法及ぴ素材管の曲げ加工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、素材管の両端を密栓具で密栓して前記素材管内に液体を充填した状態で、１つの前記素材管の中途部を複数箇所曲げる素材管の曲げ加工方法において、
前記密栓具を介して前記素材管の内圧を増減可能とし、前記複数箇所の曲げ加工ごとに前記素材管内の圧力を適合させ、
１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、前記１つの曲げ加工に適合した圧力となっている前記素材管内の圧力を、該圧力から前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧することを特徴とする素材管の曲げ加工方法である。
【０００９】
この請求項１に記載の発明によれば、１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、１つの曲げ加工に適合した圧力となっている素材管内の圧力を、該圧力から次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧することで、素材管内の水圧を０まで低下させることがない分、作業工数を軽減して作業効率の向上が図れる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記素材管の曲げ加工工程中は前記素材管をクランプし、
前記クランプの前に、そのクランプ後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう予め調圧することを特徴とする請求項１に記載の素材管の曲げ加工方法である。
【００１１】
この請求項２に記載の発明によれば、クランプの前に、そのクランプ後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう予め調圧することで、素材管のクランプ前に、素材管内の圧力が十分高いので、素材管のクランプによる傷付きの虞をなくすことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記素材管における最後の曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記素材管内の圧力を０または０に近い値になるよう調圧を開始することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の素材管の曲げ加工方法である。
【００１３】
この請求項３に記載の発明によれば、素材管における最後の曲げ加工工程が終了した後、素材管のクランプを解除し、その解除後、素材管内の圧力を０または０に近い値になるよう調圧を開始することで、素材管のクランプによる傷付きの虞をなくすことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、１つの曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記次の曲げ加工工程に移行する過程で、前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧を行うことを特徴とする請求項３に記載の素材管の曲げ加工方法である。
【００１５】
この請求項４に記載の発明によれば、１つの曲げ加工工程が終了した後、素材管のクランプを解除し、その解除後、次の曲げ加工工程に移行する過程で、次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧を行うことで、次の曲げ加工工程に移行する工程と調圧工程とを同時に行うようにしたので、曲げ作業を効率的に行なうことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記素材管における最初の曲げ加工を行う前に、前記素材管における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を前記素材管に加え、
前記試験圧を加えた時、前記素材管内の圧力が予め設定された時間内に前記試験圧まで上昇しなかった場合、異常報知を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の素材管の曲げ加工方法である。
【００１７】
この請求項５に記載の発明によれば、素材管における最初の曲げ加工を行う前に、素材管における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を素材管に加え、試験圧を加えた時、素材管内の圧力が予め設定された時間内に試験圧まで上昇しなかった場合、異常報知を行なうことで、不良品を低減することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、素材管の両端を密栓具で密栓して前記素材管内に液体を充填した状態で、１つの前記素材管の中途部を複数箇所曲げる素材管の曲げ加工装置において、
前記密栓具を介して前記素材管の内圧を増減可能とする脱着可能なカプラーと、
前記複数箇所の曲げ加工ごとに前記素材管内の圧力を適合させる圧力調整手段とを備え、
１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、前記１つの曲げ加工に適合した圧力となっている前記素材管内の圧力を、該圧力から前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう前記圧力調整手段により調圧することを特徴とする素材管の曲げ加工装置である。
【００１９】
この請求項６に記載の発明によれば、１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、１つの曲げ加工に適合した圧力となっている素材管内の圧力を、該圧力から次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧することで、素材管内の水圧を低下させることがない分、作業工数を軽減して作業効率の向上が図れる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、前記素材管の曲げ加工工程中は前記素材管をクランプし、
前記クランプの前に、そのクランプ後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう前記圧力調整手段により予め調圧することを特徴とする請求項６に記載の素材管の曲げ加工装置である。
【００２１】
この請求項７に記載の発明によれば、クランプの前に、そのクランプ後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう予め調圧することで、素材管のクランプ前に、素材管内の圧力が十分高いので、素材管のクランプによる傷付きの虞をなくすことができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記素材管における最後の曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記素材管内の圧力を０または０に近い値になるよう前記圧力調整手段により調圧を開始することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の素材管の曲げ加工装置である。
【００２３】
この請求項８に記載の発明によれば、素材管における最後の曲げ加工工程が終了した後、素材管の前記クランプを解除し、その解除後、素材管内の圧力を０または０に近い値になるよう調圧を開始することで、素材管のクランプによる傷付きの虞をなくすことができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、１つの曲げ加工工程が終了した後、前記素材管の前記クランプを解除し、その解除後、前記次の曲げ加工工程に移行する過程で、前記次の曲げ加工に適合した圧力になるよう前記圧力調整手段により調圧を行うことを特徴とする請求項８に記載の素材管の曲げ加工装置である。
【００２５】
この請求項９に記載の発明によれば、１つの曲げ加工工程が終了した後、素材管のクランプを解除し、その解除後、次の曲げ加工工程に移行する過程で、次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧を行うことで、次の曲げ加工工程に移行する工程と調圧工程とを同時に行うようにしたので、曲げ作業を効率的に行なうことができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、前記素材管における最初の曲げ加工を行う前に、前記素材管における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を前記圧力調整手段により前記素材管に加え、
前記試験圧を加えた時、前記素材管内の圧力が予め設定された時間内に前記試験圧まで上昇しなかった場合、異常報知を行なうことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の素材管の曲げ加工装置である。
【００２７】
この請求項１０に記載の発明によれば、素材管における最初の曲げ加工を行う前に、素材管における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を素材管に加え、試験圧を加えた時、素材管内の圧力が予め設定された時間内に試験圧まで上昇しなかった場合、異常報知を行なうことで、不良品を低減することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の素材管の曲げ加工方法及び素材管の曲げ加工装置の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１はこの発明に係る素材管の曲げ加工方法及び素材管の曲げ加工装置によって形成した排気パイプを装着した自動二輪車の側面図である。この自動二輪車１の車体フレーム２には、４サイクル単気筒エンジン３が搭載され、この自動二輪車１には、前輪４、後輪５、操向ハンドル６、シート７が備えられている。この４サイクル単気筒エンジン３には、この発明の素材管の曲げ加工によって形成した排気パイプ８が接続され、この排気パイプ８の下流側端部には、後端にマフラー９を設けた後部排気パイプ１０が接続されている。
【００３０】
図２はこの発明に係る素材管の曲げ加工方法及び素材管の曲げ加工装置によって形成した排気パイプを示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は車体左側から見た状態を示す側面図である。この実施の形態の排気パイプ８は、３箇所を曲げることによって所定の形状に形成しており、一端部（上流側端部）にエンジン接続用のフランジ１１を溶接している。この排気パイプ８に形成する３箇所の折曲部分を符号１２〜１４で示す。この排気パイプ８の下流側端部には、図１に示すように、後端にマフラー９を設けた後部排気パイプ１０が接続される。
【００３１】
この排気パイプ８の曲げ部分１２〜１４は、この発明の素材管の曲げ加工方法及び素材管の曲げ加工装置によって曲げている。
【００３２】
図３は曲げ加工装置が設置されるラインレイアウトの平面図である。この実施の形態の曲げ加工装置が設置されるラインレイアウトは、作業者が作業する作業エリア２０の周囲に、次台車２１、中台車２２、パレテーナ２３ａ、パレテーナ２３ｂ、リフト２４、密栓機２５、曲げ加工装置２６、加圧装置８０、開栓機２８、検査台２９が配置されている。
【００３３】
次の曲げ加工の対象となる所定個数の素材管がパレテーナ２３ａの上に置かれ、順次曲げ加工を行なう対象となる複数の素材管がパレテーナ２３ｂの上に置かれている。リフト２４は、パレテーナ２３ａ，２３ｂを運搬するハンドリフトであり、何れかのパレテーナの下に挿入し、パレテーナをリフトアップした後に、所望の位置までパレテーナを移動してリフトダウンして載置し、順次素材管を密栓機２５側へ移動する。
【００３４】
密栓機２５では、素材管の両端を密栓具で密栓して素材管内に液体を充填し、曲げ加工装置２６では素材管の中途部を曲げる素材管の曲げ加工を行なう。加圧装置８０では、素材管の曲げ加工時の素材管内の圧力の調整を行なう。開栓機２８では、曲げ完成品の密栓具を取り外し、検査台２９で曲げ完成品の曲げ状態の検査を行なう。中台車２２に検査済の曲げ完成品が順次収納され、中台車２２に所定数の曲げ完成品が収納されると中台車２２を保管場所に移動する。この中台車２２の移動で次台車２１が検査済の曲げ完成品を収納する位置に移動する。次台車２１は、曲げ完成品を支持する空の支持受けが並んだ空の台車であり、この次台車２１に検査済の曲げ完成品が順次収納される。
【００３５】
次に、密栓機２５において、素材管３０の両端を密栓具３１，３２で密栓し、素材管３０内に液体を充填する構造を説明する。図４は素材管に密栓具を取付けた状態を示す断面図である。
【００３６】
排気パイプ８を形成するための直管からなる素材管３０の両端に曲げ加工時非接続側となる密栓具３１及び曲げ加工時加圧装置８０との接続側となる密栓具３２を取付けて素材管３０内を密閉するとともに、それぞれ密栓機２５と連結して素材管３０内に水を充填し、充填後この連結を解除しこれらの密栓具３１及び密栓具３２を用いて素材管３０内に水を密封保持する。なお、素材管３０を板材から造管する時に形成される溶接ビード部（素材管３０の中心軸とほぼ平行となる）を、曲げ加工時の曲げ平面（曲げ部素材管３０の中心線と曲率半径の中心を通る平面）から避けて、素材管３０が溶接ビード部で損傷することがないようにするため、素材管３０に密栓具３１を取り付けるに際し、溶接ビード部に対する下記する開閉弁７２の素材管３０の中心軸回りの位置が所定値となるようにする。
【００３７】
密栓具３１及び密栓具３２は、素材管３０の端部を嵌入させる、それぞれ有底円筒体３３ａ，３３ｂと、この有底円筒体３３ａ，３３ｂにそれぞれ支持用ボルト３４ａ，３４ｂによって取付けた密栓機能部材３５ａ，３５ｂとを備えている。有底円筒体３３ａ，３３ｂは、本体がアルミニウムにより形成され、円筒部内側にスチールで形成された補強管３９ａ，３９ｂがそれぞれ圧入され一体化されている。
【００３８】
密栓機能部材３５ａ，３５ｂは、円周方向に配置された複数個の鬼爪３５ａ１，３５ｂ１と、この鬼爪３５ａ１，３５ｂ１の外周に形成された２個のリング溝３５ａ２，３５ｂ２に係合する環状コイルスプリング３５ａ３，３５ｂ３とを備え、鬼爪３５ａ１，３５ｂ１の外周が拡張して素材管３０の端部内周面にそれぞれ圧着できるようになっている。ナット３６ａ，３６ｂをそれぞれ締め上げることで、鬼爪３５ａ１，３５ｂ１を支持用ボルト３４ａ，３４ｂの内側端部にボルト３５ａ５、３５ｂ５でそれぞれボルト止めした支持体３５ａ２１，３５ｂ２１、シール用ゴム３５ａ２２，３５ｂ２２、さらには迂回して支持用ボルト３４ａ，３４ｂの内側端部の大径部の段部３４ａ１，３４ｂ１、そしてプレート３５ａ２３，３５ｂ２３を介して、楔部材３５ａ４，３５ｂ４と有底円筒体３３ａ，３３ｂの底部３３ａ１，３３ｂ１とによって挟圧している。そして楔部材３５ａ４，３５ｂ４のテーパ面３５ａ４１，３５ｂ４１が鬼爪３５ａ１，３５ｂ１のテーパ面３５ａ１１，３５ｂ１１を押圧し、これによって鬼爪３５ａ１，３５ｂ１が径方向へ広がり素材管３０の内周面に密着し、素材管３０に密栓具３１及び密栓具３２がそれぞれ圧着される。
【００３９】
支持用ボルト３４ａ，３４ｂは、外端部に螺着させたナット３６ａ，３６ｂを締付けることによって、支持体３５ａ２１，３５ｂ２１とプレート３５ａ２３，３５ｂ２３とでシール用ゴム３５ａ２２，３５ｂ２２を押圧するように形成している。すなわち、ナット３６ａ，３６ｂを締付けることによって、シール用ゴム３５ａ２２，３５ｂ２２は、軸線方向に挟圧されて径方向へ膨らみ、外周面が素材管３０の内周面に液密になるように全周にわたって密着する。
【００４０】
支持用ボルト３４ａ，３４ｂには内側端部に、大径部による段部３４ａ１，３４ｂ１が形成され、ナット３６ａ，３６ｂを締め過ぎた場合、この段部３４ａ１，３４ｂ１がプレート３５ａ２３，３５ｂ２３に当接するようになっており、シール用ゴム３５ａ２２，３５ｂ２２の軸線方向の挟圧変形量が規制されて径方向へ膨らみ過ぎることを防止している。
【００４１】
有底円筒体３３ａ，３３ｂにそれぞれ形成される２面幅溝３３ａ２，３３ｂ２に密栓機２５の不図示の支持具がそれぞれ嵌合し、有底円筒体３３ａ，３３ｂを軸方向及び円周方向に固定支持する。密栓具３２では、有底円筒体３３ｂに径方向に挿入した周り止めキー３７ｂの先端を支持用ボルト３４ｂのキー溝３４ｂ２に嵌合し、支持用ボルト３４ｂの外端部に螺着させたナット３６ｂを締付ける時の周り止めとしている。
【００４２】
また、有底円筒体３３ｂのチャック部側には、取付部材３８ｂ１がビス３８ｂ２によって締め付け固定されている。この素材管３０のカプラ側の密栓具３２は、支持用ボルト３４ｂの軸心部にボルト３５ｂ５の中心貫通孔と連通することで素材管３０の内外を連通するように貫通孔３４ｂ３を穿設するとともに、支持用ボルト３４ｂの外端部に受圧カプラ７０を取付けている。
【００４３】
この受圧カプラ７０は、従来からよく知られているように、内部通路にスプリング７０ｂでバックアップさせたボールからなる逆止弁７０ａを有し、相手側の加圧カプラ５２を取付けることによって、加圧カプラ５２内に設けられる不図示の逆止弁の押しロッドによって逆止弁７０ａが押し開かれる。受圧カプラ７０の外周に抜け止めボールが嵌まり込む溝７０ｃが設けられている。
【００４４】
密栓具３１では、十の字形状の支持用ボルト３４ａの横部材３４ａ２が有底円筒体３３ａの底部３３ａ１に形成される断面Ｕ字状溝３３ａ３に嵌合しており、このことによって支持用ボルト３４ａの縦部材の外端部に螺着させたナット３６ａを締付ける時の周り止めとしている。支持用ボルト３４ａ端部に支持体３５ａ２１を締め付け固定するボルト３５ａ５の中心貫通孔と連通し、支持用ボルト３４ａの軸心部を通って素材管３０の内外へ延びるＬ字形の排出通路３４ａ３を支持用ボルト３４ａに形成するとともに、この排出通路３４ａ３は支持用ボルト３４ａの横部材３４ａ２先端部に設けたカプラ７１に形成された排出通路７１ａと連通している。３１ａは断面Ｕ字状溝３３ａ３の溝口元を塞ぐワッシャ状部材である。
【００４５】
カプラ７１には、排出通路７１ａを開閉する開閉弁７２が設けられている。このカプラ７１は、受圧カプラ７０とは異なり逆止弁７０ａ相当が配置されない構造である。
【００４６】
また、ボルト３５ａ５の六角頭部の支持体３５ａ２１側端面に溝３５ａ５１と、この溝３５ａ５１につながり中心貫通孔に到る横孔３５ａ５２とが形成され、空気抜き通路３５ａ５３とされている。
【００４７】
この両端を密栓具３１，３２で密栓した素材管３０に水が充填される。この水の充填は素材管３０を鉛直方向にして受圧カプラ７０側から実施され、ボルト３５ａ５の六角頭部の周囲の空気は空気抜き通路３５ａ５３から排出通路７１ａ及びカプラ７１を経て排出されるので、素材管３０内の空気はほとんど全て排出することができる。素材管３０内に空気がほとんど無く、水すなわち液体を充填した状態で、素材管３０の中途部を曲げる素材管３０の曲げ加工が行なわれる。
【００４８】
次に、素材管３０の中途部を曲げる素材管３０の曲げ加工を行なう曲げ加工装置２６を、図５乃至図２０に基づいて説明する。図５は曲げ加工装置の素材管のセット時の平面図、図６は曲げ加工装置の素材管の曲げ完了時の平面図、図７は曲げ加工装置のクランプ部のオペレータ側を正面とする正面図、図８は曲げ加工装置のプレッシャー部のオペレータ側を正面とする正面図、図９はチャック部の平面図、図１０はチャック部の拡大側面断面図、図１１は素材管のチャックを説明する断面図、図１２は素材管のセットを示す側面図、図１３は素材管の支持を示す拡大側面図、図１４は素材管の支持を示す正面図、図１５は曲げ加工装置の側面図、図１６は曲げ加工装置の素材管のセット時の平面図、図１７は曲げ加工装置の素材管の曲げ時の平面図、図１８は曲げ加工装置の素材管のセット時の正面図、図１９は曲げ加工装置の素材管の曲げ時の正面図、図２０は曲げ加工装置の制御ブロック図である。
【００４９】
この実施の形態の素材管の曲げ加工装置２６は、図５乃至図８に示すように、素材管３０の両端を密栓具３１，３２で密栓して素材管３０内に液体を充填した状態で、素材管３０の中途部を曲げる。
【００５０】
この曲げ加工装置２６は、曲げ機４０と、チャック台車５０とを有している。曲げ機４０は、曲げ部４１と、クランプ部４２と、プレッシャー部４３とを有し、曲げ部４１のクランプ受け４１ａとクランプ部４２のクランプ押え４２ｄとで素材管３０を挟み、この素材管３０をプレッシャー部４３で押圧保持し、曲げ部４１とクランプ部４２との一体回転で素材管３０の中途部を曲げる。
【００５１】
この曲げ機４０には、クランプ用油圧シリンダＣＹ４、クランプ支持台回動用油圧シリンダ（曲げ動作用）ＣＹ５、プレッシャー用油圧シリンダＣＹ６、ブースター前後進用油圧シリンダＣＹ７、パイプ受け台アーム前後進用空圧シリンダＣＹ８、パイプ受け台アーム回動用空圧シリンダＣＹ９が設けられ、これらは図２０に示すように、クランプ用オートスイッチＳＷ１２、プレッシャー用オートスイッチＳＷ４、ブースター用オートスイッチＳＷ５、パイプ受け台前後進用オートスイッチＳＷ６、パイプ受け台アーム回動用オートスイッチＳＷ７のＯＮ信号で制御装置２００により駆動する。
【００５２】
クランプ用油圧シリンダＣＹ４は、クランプ部４２と曲げ部４１の間に素材管３０を挟み、クランプ支持台回動用油圧シリンダ（曲げ動作用）ＣＹ５の駆動によりクランプ支持台４４を回動して素材管３０の中途部を曲げる。曲げ加工中、プレッシャー用油圧シリンダＣＹ６の駆動によりプレッシャー部４３が素材管３０を押圧保持する。
【００５３】
チャック台車５０は、素材管３０の端部の密栓具３２をチャック用油圧シリンダＣＹ３によって片持ち支持可能とするチャック部５１と、端部の密栓具３２を介して素材管３０の内圧を増減可能とする加圧カプラ５２と、この加圧カプラ５２とチャック部５１とを一体的にＸ軸方向及びＺ軸方向に移動する空圧シリンダＣＹ１，ＣＹ２とを有し、このチャック台車５０は、送り部５３によってＹ軸方向に前進後退可能になっている。
【００５４】
この送り部５３は、Ｙ軸（前後）モータＭ１と、このＹ軸（前後）モータＭ１により駆動されるチェーン６１と、一対のガイドレール６２，６２とを有し、Ｙ軸（前後）モータＭ１の駆動によりチェーン６１を正転または逆転することで、チェーン６１に連結されたチャック台車５０がＹ軸方向に前進または後退する。チェーン６１は、スプロケット６１ａ，６１ｂ間に掛け渡されており、Ｙ軸（前後）モータＭ１によってスプロケット６１ａが駆動される。
【００５５】
また、チャック台車５０には、チャック部５１の軸心Ｒ軸回りのひねり用モータＭ２が設けられ、このひねり用モータＭ２により素材管３０を回転して素材管３０の曲げ方向を変えることができるようになっている。
【００５６】
このチャック台車５０には、Ｘ軸（左右）空圧シリンダＣＹ１と、Ｚ軸（上下）空圧シリンダＣＹ２が備えられている。Ｘ軸（左右）空圧シリンダＣＹ１はチャック台車５０に設けられ、チャック部５１、加圧カプラ５２及びひねり用モータＭ２等が載置されるチャック台５０ａを左右に移動し、Ｚ軸（上下）空圧シリンダＣＹ２はチャック台５０ａを上下に移動する。
【００５７】
Ｙ軸（前後）モータＭ１、ひねり用モータＭ２、Ｘ軸（左右）空圧シリンダＣＹ１及びＺ軸（上下）空圧シリンダＣＹ２は、図２０に示すように、チャック開閉オートスイッチＳＷ１、チャック台用Ｘ軸オートスイッチＳＷ２、チャック台用Ｚ軸オートスイッチＳＷ３のＯＮ信号により制御装置２００により駆動し、チャック台車用Ｙ軸位置センサＳ１及びチャック用Ｒ軸位置センサＳ２からの位置情報に基づき制御される。
【００５８】
また、チャック台車５０には、チャック用油圧シリンダＣＹ３が設けられ、このチャック用油圧シリンダＣＹ３は、図２０に示すように、クランプ用オートスイッチＳＷ１２のＯＮ信号で制御装置２００により駆動し、チャック部５１で素材管３０の端部の密栓具３２を片持ち支持する。
【００５９】
また、チャック台５０ａには、加圧カプラ用Ｙ軸空圧シリンダＣＹ１０、加圧カプラ５２のロック外し用空圧シリンダＣＹ１１、エア抜き装置用空圧シリンダＣＹ１２が備えられ、これらは、図２０に示すように、加圧カプラ用Ｙ軸用オートスイッチＳＷ８、加圧カプラ５２のロック外し用オートスイッチＳＷ９のＯＮ信号により制御装置２００により駆動し、加圧カプラ５２の接続やロック外し、エア抜きを行なう。
【００６０】
この曲げ加工装置２６では、図５に示す素材管３０をセット位置Ｐ１から図６に示す曲げ位置Ｐ２へ移動して素材管３０を曲げ、この素材管３０の曲げ作業時、チャック台車５０を前進させ、素材管３０の内圧を加圧装置８０により増加させて曲げ、その後にチャック部５１による素材管３０の片持ち支持を開放し、加圧カプラ５２を脱するとともにチャック台車５０を後退させる。
【００６１】
このように、曲げ完了の素材管３０は曲げ部４１に巻き付いた状態でチャック台車５０が後退するので、チャック部５１の片持ち支持を開放してチャック台車５０の後退中に素材管３０を曲げ部４１から離脱可能になる。チャック台車５０の後退中にチャック台５０ａの曲げ位置Ｐ２からセット位置Ｐ１への移動により、次に曲げる素材管３０を直ちにチャック台車５０に装着可能となり、生産性の向上ができる。また、次に曲げる素材管３０をチヤック台車５０のチャック部５１に先に装着し、後で曲げ完了の素材管３０を曲げ部４１から離脱させ、素材管３０を把持したまま次の工程場所へ作業者が移動することが可能となり、曲げ完了の素材管３０の仮置きが不要となる。
【００６２】
また、素材管３０の曲げ完了後、クランプ部４２が素材管３０のクランプを解除し、曲げ部４１、クランプ部４２を曲げのために回動を完了した位置に保持した状態で、さらにチャック台５０ａをＸ軸方向あるいはＺ軸方向に移動させてセット位置Ｐ１に移動させ、次に曲げる素材管３０をチャック台車５０のチャック部５１に先に装着し、後で、曲げ完了の素材管３０を曲げ部４１から離脱させる場合において、作業者が起動釦ＳＷ１０を押すと、そのオン信号によってクランプ部４２が曲げ部４１と一体となって反時計方向に直角（本実施の形態では９０度）回動して前記初期位置に戻った後、次に曲げる素材管３０を自動的にクランプするように構成されている。このため、作業者は、起動釦ＳＷ１０を押した後、直ちに（クランプ部４２が前記初期位置に戻る前に）、曲げ完了の素材管３０を把持して次の工程場所へ移動することができる。この結果、作業者が、起動釦ＳＷ１０を押して、クランプ部４２を、図５に示す位置から前記初期位置に戻した後、次に曲げる素材管をチャック台車のチャック部に装着して起動釦を再び押し、曲げ加工を行うようにしていた従来の場合と比べて、作業者が曲げ加工機の傍に居なければならない拘束時間及び曲げ完了からセットまでの時間間隔を減らすことができ、生産性を向上できる。
【００６３】
また、曲げ完了時、クランプ部４２の押圧部４２ｄが後退した後に、素材管３０の内圧を下げ、その後チャック部５１の片持ち支持を開放し、チャック台車５０が後退する。次にプレッシャー部４３を後退させる。これによりチヤック台車５０がＹ軸方向に後退するとき、プレッシャー部４３が素材管３０を圧接保持しているので、素材管３０がチャック台車５０のチャック部５１によって引っ張られて変形する恐れはない。なお、プレッシャー部４３はクランプ部４２より軸方向の圧接幅が長いので、圧接時の面圧を下げることができ、素材管３０の内圧を下げた後、プレッシャー部４３が素材管３０に圧接していても、プレッシャ力で素材管３０が変形することがない。
【００６４】
また、チャック台車５０に対して加圧カプラ５２を前進後退可能とし、チャック台車５０の後退に先行して加圧カプラ５２を後退することで、素材管３０の密栓具３２と加圧カプラ５２の接続を脱可能状態とするようにする。この脱可能状態においてチャック台車５０を後退することで、加圧カプラ５２を脱とできる。即ち、加圧カプラ５２の脱を独立して行なう必要がないので、曲げ生産の効率を上げることができる。
【００６５】
また、接続する時は、チャック台車５０を前進前に加圧カプラ５２を前進させて素材管３０内と加圧装置８０とを連結し、チャック台車５０を前進中あるいは前進前に素材管３０の内圧を上昇開始し、前進中も素材管３０の内圧を上昇させるようにする。このように、チャック台車５０を前進中も素材管３０の内圧を上昇させるようにしており、素材管３０の内圧を上昇させるに要する時間の一部あるいは全てをチャック台車５０の前進のための時間と重複させることが可能となり、曲げ生産の効率を上げることができる。
【００６６】
次に、曲げ加工装置２６の構成部を、図９乃至図１９に基づいて説明する。
【００６７】
この実施の形態の曲げ加工装置２６は、チャック台５０ａにチャック部５１が備えられ、このチャック部５１のチャック本体３００には、図９乃至図１４に示すように、チャック筒３０１が固定され、このチャック筒３０１の先端の４つ割スリット（不図示）により形成されるチャック爪３０１ａに素材管３０の密栓具３２が係合保持される。
【００６８】
チャック爪３０１ａは、外側に係合段部３０１ａ１が形成され、内側にテーパ面３０１ａ２が形成されている。チャック爪３０１ａの係合段部３０１ａ１には、密栓具３２の取付部材３８ｂ１が係合される。チャック爪３０１ａのテーパ面３０１ａ２には、ホルダ筒３０２の先端にテーパ面３０２ａが当接しており、ホルダ筒３０２に接続した作動レバー３０３をチャック用油圧シリンダＣＹ３により作動することで、ホルダ筒３０２のテーパ面３０２ａがチャック爪３０１ａのテーパ面３０１ａ２を押し、これによりチャック爪３０１ａが外方へ広がり、セットした素材管３０の密栓具３２における取付部材３８ｂ１の内面部にチャック爪３０１ａの外周面部が圧接され、素材管３０が固定される。
【００６９】
密栓具３２の受圧カプラ７０は、加圧カプラ５２に接続される。一対の押具３０４，３０４は、チャック筒３０１に軸方向に形成された一対のガイド孔３０１ｂ，３０１ｂとホルダ筒３０２に軸方向に形成された一対のガイド孔３０２ｂ，３０２ｂに軸方向に移動可能で、チャック筒３０１に設けたスライド筒３０５に取り付けられている。
【００７０】
加圧カプラ５２は、加圧カプラ用Ｙ軸空圧シリンダＣＹ１０を貫通しピストン（不図示）に固定された作動管３１０でＹ軸方向（前後方向）に移動し、素材管３０をセットする時には後退し、素材管３０をセット後に前進する。
【００７１】
素材管３０をセットする時は、図１１（ａ）に示すように、加圧カプラ用Ｙ軸空圧シリンダＣＹ１０が駆動されず、加圧カプラ５２が後退しており、素材管３０をセットした後に加圧カプラ用Ｙ軸空圧シリンダＣＹ１０が駆動し、作動管３１０がＹ軸方向（前方）に移動し、加圧カプラ５２が密栓具３２の受圧カプラ７０に接続される。この加圧カプラ５２の接続状態では、図１１（ｃ）の両カプラ接続時に示すように、加圧カプラ５２のストッパーボール５２ｂが受圧カプラ７０の溝７０ｃに係合している。
【００７２】
加圧カプラ５２を抜く時には、加圧カプラ５２のロック外し用空圧シリンダＣＹ１１が駆動し、スライド筒３０５を介して押具３０４，３０４がＹ軸方向（後方）に移動してボール押さえリング７０ｄを押す。図１１（ｃ）の両カプラ離脱時に示すように、ストッパーボール５２ｂが溝７０ｃから外れロックが解除される。図１１（ｂ）に示すように、加圧カプラ用Ｙ軸空圧シリンダＣＹ１０が駆動して作動管３１０が後退して、加圧カプラ５２が密栓具３２の受圧カプラ７０から抜かれる。
【００７３】
このように、密栓具３２に受圧カプラ７０を設けており、これに対してチャック部５１には、受圧カプラ７０に脱着自在に接続した状態で素材管３０の内圧を増減可能とする加圧カプラ５２を設けている。密栓具３１を介して素材管３０の端部を、片持ち支持可能なチャック部５１にセットする前は、図１１（ａ）に示すように、受圧カプラ７０に対して加圧カプラ５２を後退させておく。このように受圧カプラ７０に対して加圧カプラ５２を後退させておくことで、素材管３０をチャック部５１に容易にセットすることができる。
【００７４】
この加圧カプラ５２は、受圧カプラ７０の逆止弁７０ａを押して後退させるピン５２ａを有し、受圧カプラ７０に嵌まり合うようにスライド可能である。この加圧カプラ５２には、図１１（ｃ）に示すように、ストッパーボール５２ｂがボール押さえリング７０ｄの逃げ部７０ｄ１で保持されて放射方向の移動を可能に設けられ、このストッパーボール５２ｂを受圧カプラ７０の溝７０ｃに嵌合させて加圧カプラ５２と受圧カプラ７０が接続される。この加圧カプラ５２に接続した作動管３１０には、図９に示すように、耐高圧ホースの加圧管１０９が接続してある。
【００７５】
曲げ完了後のチャック台車５０の後退前に加圧カプラ５２が受圧カプラ７０から離脱される。この時、加圧カプラ５２のボール押さえリング７０ｄが後退し、ストッパーボール５２ｂが放射方向外方に移動し、この状態でチャック台車５０が後退すると、加圧カプラ５２の接続を開放できる。
【００７６】
人手で素材管３０をチャック台車５０に嵌め込み、チャック釦ＳＷ１１を押すと、加圧カプラ用Ｙ軸空圧シリンダＣＹ１０の作動管３１０でＹ軸方向（前方向）に加圧カプラ５２が移動し受圧カプラ７０に接続される。チャック用油圧シリンダＣＹ３の作動によりチャック爪３０１ａが広がり、内側から強固に素材管３０を片持ち支持する。
【００７７】
チャック本体３００には、図１０及び図１２に示すように、受台１４０が固定され、素材管３０の一端部の密栓具３２を載せてＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めして容易にセットすることができるようになっている。
【００７８】
この素材管３０の他端部の密栓具３１は、図１２乃至図１４に示すように、曲げ機４０の受台本体３２１に設けた受台アーム３２０で保持される。受台アーム３２０は、受台本体３２１に設けた駆動軸３２２を支点として回動し、この駆動軸３２２はパイプ受け台アーム回動用空圧シリンダＣＹ９によって駆動される。また、受台本体３２１は、パイプ受け台アーム前後進用空圧シリンダＣＹ８の駆動によって曲げ機本体４００に対してＹ軸方向（前後方向）に移動可能になっている。
【００７９】
受台アーム３２０の先端には、支持部３２０ａとストッパ部３２４が設けられている。ストッパ部３２４はビス３２５で締付固定され、このストッパ部３２４には受部材３２７がビス３２６よって取り付けられている。この受部材３２７には、略９０度の角度で係止爪３２７ａ，３２７ｂが延びるように形成され、この係止爪３２７ａ，３２７ｂの略９０度の挟み角の調整がスクリュープラグ３２６ａ，３２６ｂによって行なわれる。スクリュープラグ３２６ａ，３２６ｂにはスプリング（不図示）によって僅かに付勢され、最大飛び出し量が規制されるピン３２６ａ１，３２６ｂ１が設けられ、これらのピン３２６ａ１，３２６ｂ１によって係止爪３２７ａ，３２７ｂが支持されている。これによって、素材管３０の他端部の密栓具３１をチャック部５１にセットするときに係止爪３２７ａ，３２７ｂはスプリングの挟みにより挟み角を９０度以上に広げることができるので、素材管３０とチャック部５１との各軸芯を略一致させることができ、セットをし易くできる。
【００８０】
支持部３２０ａに、素材管３０の一端部を載置してセットし、この一端部の載置する部分は密栓具３１の円筒部分である。このように、支持部３２０ａに、素材管３０の一端部の密栓具３１の部分を載置してセットすることで、素材管３０の太さ（特に外径寸法）が異なる場合でも、支持部３２０ａに載置する密栓具３１の部位の内筒径を同一にでき、支持部３２０ａに素材管３０を載置する時、常に素材管３０とチャック部５１との各軸芯を略一致させることができる。
【００８１】
また、密栓具３１の外周面部には、素材管３０のＹ軸方向（前方）への移動を規制するストッパ３１ａが設けられており、この密栓具３１の外周面部に設けたストッパ３１ａを、ストッパ部３２４の係止爪３２７ａ，３２７ｂに当接して素材管３０のＹ軸方向前方への移動を規制する。このようにして、素材管３０のＹ軸方向（前方）への移動を規制することで、素材管３０の曲げ位置の基準を容易に設けることができるので、精度良く曲げ加工ができる。また、密栓具３２に設けられた受圧カプラ７０に対してチャック部５１の加圧カプラ５２を嵌合するときの押力をストッパ３１ａを介してストッパ部３２４の係止爪３２７ａ，３２７ｂによって受けることができる。
【００８２】
受台アーム３２０は、図１５、図１６及び図１８（実線で示す）に示すセット位置と図１７、図１８（二点鎖線で示す）及び図１９に示す待機位置との間で位置を変えることができるようになっている。
【００８３】
このように、受台アーム３２０の作動によって、支持部３２０ａとストッパ部３２４は、この支持部３２０ａに載置した素材管３０の軸Ｌ１に略直交する方向Ｌ２で、かつ曲げ部４１から離間する方向に移動自在であり、支持部３２０ａとストッパ部３２４が素材管３０の曲げ作業時に曲げ部４１から離間する方向に移動することで、曲げ作業時に素材管３０が変位しても支持部３２０ａとストッパ部３２４によって邪魔されない。
【００８４】
この曲げ機４０の曲げ部４１、クランプ部４２、プレッシャー部４３は、図１６乃至図１９に示すように構成されている。この曲げ部４１は、クランプ受け４１ａ、ロール金型４１ｂで構成され、この曲げ部４１は基台５００に設けたＺ軸方向の回動中心軸５０１とともに回動可能である。また、クランプ部４２はクランプ押圧部４２ｄ、クランプ用油圧シリンダＣＹ４、クランプ支持台５０２で構成され、クランプ押圧部４２ｄを設けたクランプ支持台５０２は、曲げ部４１と一体化され、回動中心軸５０１と一体で回動可能であり、クランプ支持台回動用油圧シリンダ（曲げ動作用）ＣＹ５によって回動する。このクランプ押圧部４２ｄは、クランプ支持台５０２上に設けたクランプ用油圧シリンダＣＹ４によって曲げ部４１方向へ前後進可能である。
【００８５】
この曲げ部４１とクランプ支持台５０２の回動による曲げ工程時において、チャック台車５０は素材管３０の変位に応じて、チャック台車５０は素材管３０の変位に応じて前進のＹ軸方向に移動する。この曲げ工程時に、素材管３０を曲げ部４１の溝４１ｃとクランプ部４２の溝４２ａとで挟持する。この曲げ部４１の溝４１ｃとクランプ部４２の溝４２ａは、上下２段に設けられ、溝４１ｃと溝４２ａはそれぞれ上側と下側とで曲げＲの大きさを異なるようにして使い分けることができる。
【００８６】
基台５００の曲げ部４１近傍には、プレッシャー支持台５１１が設けられ、このプレッシャー支持台５１１にプレッシャー部４３が設けられ、このプレッシャー部４３はプレッシャー用油圧シリンダＣＹ６によってワイパー５１０方向へ前後進可能である。ワイパー５１０は、ロール金型４１ｂ近傍且つそのチャック台車５０側において基台５００に固定され、プレッシャー部４３の前進によって素材管３０をプレッシャー部４３とで挾持する。プレッシャー支持台５１１は、基台５００に対してＸ軸方向に移動可能に配置され、プレッシャー部４３は、プレッシャー支持台５１１にＹ軸方向に移動可能に取り付けられる。
【００８７】
プレッシャー支持台５１１がＸ軸方向での前進時、素材管３０をワイパー５１０とで挟持し、後退で、素材管３０を開放する。
【００８８】
曲げ完了時、クランプ支持台５０２は回動完了位置で停止し、この状態でクランプが外れる。この状態で曲げ完了となり、素材管３０は曲げ部４１の溝４１ｃに脱着可能ではあるが巻き付き、プレッシャー部４３がＸ軸方向に後退退避し、支持アーム３２０が回動し、セット位置Ｐ１に支持部３２０ａがＸ軸方向及びＺ軸方向に位置決めされる。
【００８９】
曲げ完了後、チャック台車５０はＹ軸方向に後退しており、素材管３０の一端をチャック部５１に斜めに嵌め込み、他端を支持部３２０ａ上に載置した後、手前ヘ素材管３０を移動させ（１ｍｍ程度）、ストッパ部３２４の係止爪３２７ａ，３２７ｂに当てる。これにより、素材管３０のＹ軸方向の位置決めができる。次に素材管３０をその軸心回りに回転させ密栓具３１の開閉弁７２を図１４に示す回転ストッパボルト３２８に当接させる。これにより、素材管３０の軸心回りの位置決めができ、素材管３０を板材からの造管する時の溶接ビード部を、曲げ加工時の曲げ平面から避けるようにし、素材管３０が溶接ビード部で損傷することがないようにできる。係止爪３２７ａ，３２７ｂに当接させることによる素材管３０のＹ軸方向の位置決め後、オペレータによる起動釦のＯＮ信号で受け台アーム３２０が待機位置へ回動し、チャック台車５０のチャック部５１が広がり、素材管３０を片持ち支持する。この後、チャック台車５０がＹ軸方向に所定量移動する。
【００９０】
なお、チャック台車５０がＹ軸方向に所定量移動することで、複数曲げにおける各曲げ位置の軸方向の位置決めができ、チャック台車５０のＹ軸方向移動中にチャック部５１が所定量回動することで、複数曲げにおける各曲げ位置における素材軸３０の軸心回りの位置決めができる。
【００９１】
チャック部５１はＸ軸方向に移動して、さらに同時にＺ軸方向に移動し、所望の曲げ部４１の溝４１ｃに素材管３０を位置させることができる。なお、曲げ機４０によっては、チャック部５１はＹ軸方向のみ、あるいはＹ軸方向とＸ軸方向、あるいはＹ軸方向とＺ軸方向に移動可能でも良い。
【００９２】
チャック部５１が、Ｙ軸方向のみ移動可能の場合、先に曲げた素材管３０と干渉しない位置まで十分チャック部５１を後退（反曲げ部４１方向）させれば、先に素材管３０をチャック部５１にセットできる。
【００９３】
また、チャック部５１のＸ軸方向の移動の替わりに、曲げ部４１側（クランプ支持台、回動枢軸も含め）をＸ軸方向に前後進できるようにしても良い。
【００９４】
チャック部５１が、Ｙ軸方向に移動可能でＺ軸方向に移動可能の場合、曲げ部４１のローラを複数段とすることができ、この場合、それらの複数段の溝４１ｃ及び溝４２ａの形状を変えることで素材管３０のパイプ径を変えることができ、あるいは曲げ半径を変えることができる。
【００９５】
図７は上側のローラで素材管３０を曲げる場合のクランプ前の状況を示し、図８は下側のローラで素材管３０を曲げる場合のクランプ前の状況を示す。この素材管３０の移動はチャック部５１をＺ軸方向に移動させることで行なう。
【００９６】
また、この曲げ加工装置２６には、図１５及び図１６に示すように、加圧装置８０の配管に溜るエアを抜くために、加圧カプラ５２のダミーとなるカプラ８００を備え、エア抜き装置８０１としている。このエア抜き装置８０１をエア抜き装置用空圧シリンダＣＹ１２でＹ軸方向へ移動し、さらにＺ軸方向（下方）に下げて素材管３０の受圧カプラ７０と接続し、加圧装置８０の配管に溜るエアを抜く作業を行なう。
【００９７】
両端を密栓具３１，３２で密栓した素材管３０は、密栓機２５によって水が充填され、また加圧装置８０によって曲げ加工において素材管３０内の圧力を調圧する。
【００９８】
次に、曲げ加工装置２６及び密栓機２５に水圧を供給する加圧装置８０を、図２０及び図２１に基づいて説明する。図２１は曲げ加工装置の加圧装置の構成を示す図である。
【００９９】
この実施の形態の加圧装置８０は、水を貯留するための第１及び第２の水タンク１０１，１０２と、第１の水タンク１０１の水を第２の水タンク１０２に送る循環ポンプ１０３と、素材管３０に水を加圧するための注水ポンプ１０４と、曲げ工程で素材管３０の水を加圧するための高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂなどを備えている。
【０１００】
第１の水タンク１０１と第２の水タンク１０２は、連通管１０６によって互いに連通させており、循環ポンプ１０３によって第１の水タンク１０１の水がフィルタ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを介して第２の水タンク１０２へ送られる。開栓機２８において曲げ完了ワークから受けタンク２８ａにこぼされる水は自重で第１の水タンク１０１に戻る。
【０１０１】
第１の水タンク１０１は、市水導入管１０１ａから水を供給できるように構成している。この市水導入管１０１ａの下流側端部には、制御装置２００によって制御される電磁弁からなる水供給元弁１０１ｂを接続している。第１の水タンク１０１と第２の水タンク１０２の水位を検出するために水位センサ１３０，１３１を設けている。水の蒸発などにより水位が低下し、水位センサ１３０によって検出された水位が予め定めた下限水位を下回ったときに、制御装置２００によって水供給元弁１０１ｂが開かれて水が補充される。水位センサ１３０によって検出された水位が所定の上限水位に達したときに水供給元弁１０１ｂが閉じられて水の補充が停止する。
【０１０２】
また、水位センサ１３１によって検出された水位が予め定めた下限水位を下回ったときに、制御装置２００によって循環ポンプ１０３が駆動されて第１の水タンク１０１の水が第２の水タンク１０２に送られる。水位センサ１３１によって検出された水位が所定の上限水位に達したときに循環ポンプ１０３が停止される。
【０１０３】
注水ポンプ１０４及び高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂは、それぞれ入泡検知センサ１０８を通して第２の水タンク１０２の水を吸込むようにしている。この入泡検知センサ１０８は、注水ポンプ１０４及び高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂに吸込まれる水に含まれる気泡を検出し、検出データを制御装置２００に送る。この入泡検知センサ１０８によって気泡が検出されたときには、給水異常として制御装置２００が注水ポンプ１０４及び高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂを停止させる。
【０１０４】
注水ポンプ１０４は、密栓機２５において、素材管３０の両端を密栓具３１，３２で密栓して素材管３０内に液体を充填する時に駆動される。注水ポンプ１０４の吐出側は、注水管１０９によって給水用カプラ１５０に接続しており、給水用カプラ１５０が密栓具３２の受圧カプラ７０に接続している状態で素材管３０内に水を供給する。
【０１０５】
素材管３０の上端部に位置する密栓具３１のカプラ７１に接続した排水・空気抜き用カプラ１５１は、出泡検知センサ１１０と流量センサ１１１とを介装した第１の排水管１１２を接続している。この第１の排水管１１２の下流側端部は、第１の水タンク１０１に水を戻すように形成している。
【０１０６】
出泡検知センサ１１０は、空気抜きが完了したか否かを判定するために設けており、第１の排水管１１２を流れる水に含まれる気泡を検出し、検出データを制御装置２００に送る。流量センサ１１１は、第１の排水管１１２を流れる水の流量を検出し、検出データを制御装置２００に送る。出泡検知センサ１１０で気泡が検出されず、流量センサで流量が検出された時、注水ポンプ１０４を停止するとともに、制御装置２００の制御で開閉弁駆動装置９５０を駆動して開閉弁７２を閉じる。
【０１０７】
高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂは、曲げ加工装置２６において、素材管３０の両端を密栓具３１，３２で密栓して素材管３０内に液体を充填した状態で、素材管３０の中途部を曲げる時に駆動する。高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂは、保守点検に備えて２個並列配置されて、いずれか一方あるいは両方の３通りの運転が可能とされる。これにより、高圧ポンプ１０５ａあるいは高圧ポンプ１０５ｂの内一方が保守点検中であっても、他方の稼動により曲げ加工は可能となる。
【０１０８】
高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂの吐出側は、加圧管１５０ａ，１５０ｂから加圧管１５０ｃによって曲げ加工装置２６の加圧カプラ５２に接続しており、この加圧カプラ５２が受圧カプラ７０を介して素材管３０に水圧を供給して曲げ加工を行い、この曲げ加工が一定数実施されると、空気抜き装置のエア抜きカプラ１６０が加圧カプラ５２と接続されて加圧管１５０ｃのエア抜きが実施される。エア抜きカプラ１６０は、第２の排水管１６１に接続し、第２の排水管１６１の端部は第１の水タンク１０１内に開口する。これにより、高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂから加圧管１５０ｃにいたる加圧管路の空気を水と一緒に第１の水タンク１０１に排出するようにしている。
【０１０９】
高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂに接続した加圧管１５０ａ，１５０ｂには、二方弁１５１ａ，１５１ｂとチェック弁１５２ａ，１５２ｂが配置され、加圧管１５０ｃには加圧管１５０ａ，１５０ｂの接続点Ｐ３より曲げ加工装置２６側には、ストップ弁１５３が接続され、接続点Ｐ３より第１の水タンク１０１側には絞り弁１５４、二方弁１５１ｃが配置されている。
【０１１０】
二方弁１５１ａと二方弁１５１ｃとで高圧ポンプ１０５ａが吐出した水の供給先を加圧カプラ５２と第１の水タンク１０１の何れか一方に切換えることができるように接続してある。また、二方弁１５１ｂと二方弁１５１ｃとで高圧ポンプ１０５ｂが吐出した水の供給先を加圧カプラ５２と第１の水タンク１０１の何れか一方に切換えることができるように接続してある。
【０１１１】
二方弁１５１ａは、切換弁１５１ａ１によって切換作動し、二方弁１５１ｂは、切換弁１５１ｂ１によって切換作動し、二方弁１５１ｃは、切換弁１５１ｃ１によって切換作動する。
【０１１２】
すなわち、この二方弁１５１ａまたは二方弁１５１ｂを開き、二方弁１５１ｃを閉じることで、高圧ポンプ１０５ａまたは高圧ポンプ１０５ｂと加圧カプラ５２とが接続される第１の形態と、二方弁１５１ｃを開いて高圧ポンプ１０５ａまたは高圧ポンプ１０５ｂと第１の水タンク１０１と加圧カプラ５２とが相互に接続される放圧のための第２の形態を採ることができる。なお、加圧カプラ５２は脱状態において外部からの空気の浸入を阻止するとともに、加圧管１５０ａ，１５０ｂ及び加圧管１５０ｃ内の水が洩れないチェック弁１５２ａ，１５２ｂが設けられている。
【０１１３】
加圧管１５０ｃには、圧力センサ１５５が接続され、圧力センサ１５５は加圧管１５０ｃの水の圧力を検出し、検出データを制御装置２００に送る。この実施の形態では、高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂとして空気駆動式のプランジャポンプを採用し、空気供給源１５６から空気が空気供給管１５７ａから空気供給管１５７ｂ，１５７ｃで分岐して高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂに供給され、空気供給管１５７ｂ，１５７ｃには、切換弁１５８ａ，１５８ｂが配置され、この切換弁１５８ａ，１５８ｂによって高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂが切り換え駆動される。
【０１１４】
吐出圧調整装置１５９が駆動用空気の圧力を変化させることによって、高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂの吐出圧が増減するようにしている。吐出圧調整装置１５９は、制御装置２００から送出された指令値に対応させて駆動用空気の圧力を増減させる。指令値は、圧力センサ１５５が検出した水圧と、予め定めた目標水圧とが一致するように制御装置２００が設定する。すなわち、高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂの吐出圧が目標水圧に一致するように高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂがフィードバック制御される。
【０１１５】
目標水圧は、排気パイプ８の形状に対応させて設定する。例えば、曲部分の曲率に対応させて目標水圧を設定する。すなわち、曲率が相対的に大きい（曲率半径が相対的に小さい）曲げ部分は、曲率が相対的に小さい曲げ部分より水圧が高い状態で折曲げる。曲げ加工工程中には、曲げ加工工程中の水圧が一定になるように制御したり、曲部分の曲げ角度が大きくなるほど水圧が高くなるように制御する。
【０１１６】
さらには、曲げ角度センサを設け、曲げ角度に関連付けて水圧を設定しても良い。例えば、曲げ角度０度の曲げ開始時の水圧を曲率半径が小さい程高く設定し、曲げの進行に伴う曲げ角度の増加に対応して、水圧を曲げ開始時の水圧から、曲げ終了時の曲げ角度の例えば７０〜８０％の曲げ角度におけるその曲げにおける最大水圧まで徐々に増加し、それ以降、曲げの進行に伴い、水圧を最大水圧から徐々に下げるようにしても良い。これにより中心線に沿って曲げることによる断面形状のひずみの少ない曲がり管とすることができる。
【０１１７】
この実施の形態の曲げ加工装置２６は、複数箇所の曲げ加工ごとに素材管３０内の圧力を適合させる圧力調整手段Ｋ１を備え、この圧力調整手段Ｋ１は、圧力センサ１５５、制御装置２００及び吐出圧調整装置１５９で構成される。
【０１１８】
この圧力調整手段Ｋ１は、１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、１つの曲げ加工に適合した圧力となっている素材管３０内の圧力を、該圧力から次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧する。この調圧することで、素材管３０内の水圧を低下させることがない分、作業工数を軽減して作業効率の向上が図れる。
【０１１９】
この素材管３０の曲げ加工工程中は素材管３０をクランプ部４２でクランプするとともにプレッシャー部４３で押圧し、このクランプ及び押圧の前に、そのクランプ及び押圧後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう予め調圧し、このように予め調圧することで、素材管３０のクランプ及び押圧前に、素材管３０内の圧力が十分高いので、素材管３０のクランプ及び押圧による傷付きの虞をなくすことができる。なお、複数箇所の曲げを行う場合においても、複数回の各クランプ及び押圧前に同様に調圧すると良い。
【０１２０】
また、素材管３０における最後の曲げ加工工程が終了した後、素材管３０のクランプを解除し、その解除後、素材管３０内の圧力を０または０に近い値になるよう調圧を開始し、このように素材管３０のクランプを解除後、素材管３０内の圧力を０または０に近い値になるよう調圧を開始することで、素材管３０のクランプによる傷付きの虞をなくすことができる。なお、圧接幅の長い方のプレッシャー部４３も素材管３０内の圧力を０または０に近い値まで下げる前に押圧を解除するようにしても良い。
【０１２１】
また、素材管３０に複数箇所の曲げ加工工程を実施する場合であって、１つの曲げ加工工程が終了した後、素材管３０のクランプを解除し、その解除後、次の曲げ加工工程に移行する過程で、次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧を行い、このように調圧を行うことで、次の曲げ加工工程に移行する工程と調圧工程とを同時に行うようにしたので、曲げ作業を効率的に行なうことができる。
【０１２２】
また、素材管３０における最初の曲げ加工を行う前に、素材管３０における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を素材管３０に加え、試験圧を加えた時、素材管３０内の圧力が予め設定された時間内に試験圧まで上昇しなかった場合、警報機１７０を作動させるとともに、表示装置１７１に異常内容を表示させて異常報知を行ない、高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂの駆動を停止させる。このように異常報知を行なうことで、不良品を低減することができる。
【０１２３】
次に、この実施の形態による曲げ加工装置２６の動作を、図２２乃至図２４に基づいて説明する。図２２は曲げ加工の動作を説明するためのフローチャート、図２３は曲げ加工の動作を説明するための図、図２４は曲げ加工の動作を説明するためのタイムチャートである。
【０１２４】
まず、曲げ加工装置２６は、チャック部５１がＯＦＦで、クランプ部４２が緩み、プレッシャー部４３が緩み、加圧装置８０は、加圧カプラ５２が後退して水圧がＯＦＦ状態である。
【０１２５】
この状態で、オペレータが次の素材管３０を着け（Ｓ１）、オペレータが曲げ完了の素材管３０を外し（Ｓ２）、オペレータがチャック釦ＳＷ１１を押すと（Ｓ３）、加圧カプラ５２が出て、素材管３０の受圧カプラ７０に接続し（Ｓ４）、チャック部５１のチャックを締める（Ｓ５）。
【０１２６】
次に、曲げ加工を行なうための起動釦ＳＷ１０をオペレータが押す（Ｓ６）。この状態で、加圧装置８０の水圧部では、高圧ポンプ１０５ａ，１０５ｂの作動で素材管３０に与圧を与えてテスト水圧の加圧が行なわれ（Ｓ７）、テスト水圧確認が行なわれ、所定の圧力でないと、ＮＧの場合は警報を出す（Ｓ８）。
【０１２７】
テスト水圧が所定の圧力になる場合には、制御装置２００は第１曲げ用水圧に加圧し（Ｓ９）、受台アーム３２０を待機位置に戻し（Ｓ１０）、クランプ台４４を曲げ加工前の初期位置に戻し（Ｓ１１）、チャック台車５０がＹ軸方向（後方）の曲げ位置まで移動し、チャック部５１がひねり作動を行ない（Ｓ１２）、チャック台５０ａがＸ軸方向にセット位置Ｐ１から曲げ位置Ｐ２へ移動する（Ｓ１３）。
【０１２８】
ステップＳ９の加圧開始後ステップＳ１３が完了するまでにあるいは完了後、水圧が第１曲げ用水圧の許容範囲にあるのかを確認し、ＮＧの場合は警報し（Ｓ１４）、第１曲げ用水圧の許容範囲になる場合には、クランプ部４２を締め、プレッシャー部４３を締め（Ｓ１５）、第１曲げを開始し（Ｓ１６）、第１曲げ完了で（Ｓ１７）、クランプ部４２を緩め、プレッシャー部４３を緩め（Ｓ１８）、第２曲げ用水圧に変圧し（Ｓ１９）、チャック台５０ａをＸ軸方向にＰ１位置まで移動させて（Ｓ２０）、チャック台車５０のＹ軸方向前進とチャック台５０ａのひねりを行ない、同時にクランプ台４４を初期位置に戻し（Ｓ２１）、チャック台５０ａがＸ軸方向にＰ２位置まで移動する（Ｓ２２）。
【０１２９】
ステップＳ１９の変圧開始後ステップＳ２２が完了するまでにあるいは完了後、水圧が第２曲げ用水圧の許容範囲にあるのかを確認し、ＮＧの場合は警報し（Ｓ２３）、第２曲げ用水圧の許容範囲になる場合には、クランプ部４２を締め、プレッシャー部４３を締め（Ｓ２４）、第２曲げを開始し（Ｓ２５）、第２曲げ完了で（Ｓ２６）、クランプ部４２を緩め、プレッシャー部４３を緩め（Ｓ２７）、第３曲げ用水圧に変圧し（Ｓ２８）、チャック台５０ａをＸ軸方向Ｐ１位置まで移動させて（Ｓ２９）、チャック台車５０をＹ軸方向前進し（Ｓ３０）、チャック部５１の中心軸をローラ金型４１ｂの下側のクランプ受け４１ａの高さ位置に合わせるべくチャック台５０ａをＺ軸方向に下降し（Ｓ３１）、チャック台５０ａのひねりを行ない、同時にチャック台５０ａがＸ軸方向にＰ２位置まで移動する（Ｓ３２）。
【０１３０】
ステップＳ２８の変圧開始後ステップＳ３２完了するまでにあるいは完了後、水圧が第３曲げ用水圧の許容範囲にあるのかを確認し、ＮＧの場合は警報し（Ｓ３３）、第３曲げ用水圧の許容範囲になる場合には、クランプ部４２を締め、プレッシャー部４３を締め（Ｓ３４）、第３曲げを開始し（Ｓ３５）、第３曲げ完了で（Ｓ３６）、クランプ部４２を緩め（Ｓ３７）、曲げ加工完のワーク内の水圧を開放し（Ｓ３８）、水圧０（ゲージ圧）を圧力センサ１５５により確認し、ＮＧの場合は警報を出す（Ｓ３９）。
【０１３１】
水圧０を確認したら加圧カプラ５２のボール押さえリング７０ｄを外し（Ｓ４０）、チャック部５１のチャックを緩め（Ｓ４１）、チャック台車５０をＹ軸方向に後退させ、受台アーム３２０を待機位置からセット位置に回動変位させ（Ｓ４２）、チャック部５１をＸ軸方向にＰ１位置まで移動し（Ｓ４３）、チャック部５１の中心軸をローラ金型４１ｂの下側のクランプ受け４１ａの高さ位置に合わせるべくチャック部５１をＺ軸方向に上昇をさせ、加圧カプラ５２のボール押さえリング７０ｄを戻し（Ｓ４４）、プレッシャー部４３を緩め、加圧カプラ５２をチャック部５１に対して後退（Ｙ軸方向）させ、次の素材管３０の曲げ加工に備える（Ｓ４５）。
【０１３２】
なお、▲１▼ステップＳ９〜ステップＳ１３、▲２▼ステップＳ１９〜ステップＳ２１か、あるいはステップＳ１９、ステップＳ２１及びステップＳ２２、▲３▼ステップＳ２９〜ステップＳ３１か、あるいはステップＳ２９及びステップＳ３０〜ステップＳ３２、▲４▼ステップＳ４０〜ステップＳ４５の▲１▼〜▲４▼それぞれにおける各ステップを同時進行させると、曲げ加工時間が短縮できる。
【０１３３】
なおさらに、基台５００に対して曲げ機４０側をＸ，Ｙ、Ｚの各軸方向に固定し、チャック部５１側を、チャック台車５０及びチャック台５０ａを介して基台５００に対してＸ，Ｙ、Ｚの各軸方向に移動可能としているが、チャック部５１側を基台５００に固定し、曲げ機４０側を基台５００に対してＸ，Ｙ、Ｚの各軸方向に移動可能としても良い。すなわち、基台５００と曲げ機４０の間に曲げ機支持台を介装し、この曲げ機支持台を基台５００に対してＸ，Ｙ、Ｚの各軸方向に移動可能とし、該曲げ機支持台に対してプレッシャー支持台を固定し、曲げ部４１及びクランプ支持台５０２をＺ軸回りに回動可能する。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び請求項６に記載の発明では、１つの曲げ加工が終了した後、次の曲げ加工工程に入る前までに、１つの曲げ加工に適合した圧力となっている素材管内の圧力を、該圧力から次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧することで、素材管内の水圧を０まで低下させることがない分、作業工数を軽減して作業効率の向上が図れる。
【０１３５】
請求項２及び請求項７に記載の発明では、クランプの前に、そのクランプ後の曲げ加工に適合した圧力または該圧力より低い所定の圧力になるよう予め調圧することで、素材管のクランプ前に、素材管内の圧力が十分高いので、素材管のクランプによる傷付きの虞をなくすことができる。
【０１３６】
請求項３及び請求項８に記載の発明では、素材管における最後の曲げ加工工程が終了した後、素材管のクランプを解除し、その解除後、素材管内の圧力を０または０に近い値になるよう調圧を開始することで、素材管のクランプによる傷付きの虞をなくすことができる。
【０１３７】
請求項４及び請求項９に記載の発明では、１つの曲げ加工工程が終了した後、素材管のクランプを解除し、その解除後、次の曲げ加工工程に移行する過程で、次の曲げ加工に適合した圧力になるよう調圧を行うことで、次の曲げ加工工程に移行する工程と調圧工程とを同時に行うようにしたので、曲げ作業を効率的に行なうことができる。
【０１３８】
請求項５及び請求項１０に記載の発明では、素材管における最初の曲げ加工を行う前に、素材管における各曲げ加工に適合した圧力より低い試験圧を素材管に加え、試験圧を加えた時、素材管内の圧力が予め設定された時間内に試験圧まで上昇しなかった場合、異常報知を行なうことで、不良品を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る素材管の曲げ加工方法及び素材管の曲げ加工装置によって形成した排気パイプを装着した自動二輪車の側面図である。
【図２】この発明に係る素材管の曲げ加工方法及び素材管の曲げ加工装置によって形成した排気パイプを示す図である。
【図３】曲げ加工装置が設置されるラインレイアウトの平面図である。
【図４】素材管に密栓具を取付けた状態を示す断面図である。
【図５】曲げ加工装置の素材管のセット時の平面図である。
【図６】曲げ加工装置の素材管の曲げ完了時の平面図である。
【図７】曲げ加工装置のクランプ部の側面図である。
【図８】曲げ加工装置のプレッシャー部の側面図である。
【図９】チャック部の平面図である。
【図１０】チャック部の拡大断面図である。
【図１１】素材管のチャックを説明する断面図である。
【図１２】素材管のセットを示す図である。
【図１３】素材管の支持を示す正面図である。
【図１４】素材管の支持を示す側面図である。
【図１５】曲げ加工装置の正面図である。
【図１６】曲げ加工装置の素材管のセット時の平面図である。
【図１７】曲げ加工装置の素材管の曲げ時の平面図である。
【図１８】曲げ加工装置の素材管のセット時の側面図である。
【図１９】曲げ加工装置の素材管の曲げ時の側面図である。
【図２０】曲げ加工装置の制御ブロック図である。
【図２１】曲げ加工装置の加圧装置の構成を示す図である。
【図２２】曲げ加工の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２３】曲げ加工の動作を説明するための図である。
【図２４】曲げ加工の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
３０  素材管
３１，３２  密栓具
４０  曲げ機
４１  曲げ部
５０  チャック台車
５１  チャック部
５２  加圧カプラ
５００  基台
Ｐ１  セット位置
Ｐ２  曲げ位置
【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】
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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2004283893.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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