(57)【要約】【課題】汎用性のある保持治具を用いて、簡便にパイプの継手部における中心軸を基準とした周方向の精度よい位置決めができるようにする。【解決手段】パイプ２１を固定するパイプチャック部４及びパイプ２１をその中心軸を基準に回転する傾転装置６を備えたパイプ送り装置５、パイプ送り装置５をガイドするガイドレール１、パイプ２１受ける反力受け型１０、曲げ型７及びパイプ２１を固定するベンド用クランプ８ａ備え、ガイドレール１の一端側にあり、パイプ２１を曲げ型７で曲げるベンディング装置８、パイプ２１をカットするカッタ部１２、パイプ２１の始端部付近の所定位置に刻印し、カッタ部１２でカットする終端部付近に次に加工するパイプ２１の始端部の刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするための刻印をするレーザマーカー部２０、これらの各装置及び各部をシーケンス制御する自動制御装置１６を備える。【選択図】図１
2013000794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプを把持し固定するパイプチャック部及び上記パイプの中心軸を基準に上記パイプを回転する傾転装置を備えたパイプ送り装置、
上記パイプ送り装置をガイドするガイドレール、
上記パイプが嵌まり込み移動できるようにした溝状部を有する反力受け型、  上記パイプが嵌まり込む溝を有し上記パイプを曲げるための曲げ型及び上記パイプをクランプするベンド用クランプを備え、上記ガイドレールの上記パイプの送り方向の端部に設けたられ、上記パイプを上記曲げ型の上記溝に沿って曲げるように回動するベンディング装置、
上記パイプをカットする刃を有するカッタ部、
上記曲げ型と上記反力受け型との間に設けられ、上記パイプ送り装置による上記パイプの送り始めの始端部付近及び上記カッタ部でカットする終端部付近に刻印を施すためのマーカー部、
これらの各装置及び各部をシーケンス制御する自動制御装置を備え、
上記自動制御装置は、上記マーカー部が、加工中のパイプの始端部の周方向の所定位置に刻印を施し、上記加工中のパイプの終端部に、上記加工中のパイプの次に加工するパイプの始端部付近に施す刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするための刻印を施すように制御することを特徴とするパイプベンダ。
【請求項２】
上記請求項１のパイプベンダを使用し、
直線状のパイプにマンドレルを挿入する第一工程、
上記マンドレルを挿入したパイプを上記パイプ送り装置に固定する第二工程、
上記マンドレルを挿入したパイプの先端部を上記パイプ送り装置で上記反力受け型の溝状部に挿入して上記マーカー部に送り加工中のパイプの上記始端部付近の周方向の所定位置に刻印を施す第三工程、
さらに、上記マンドレルを挿入したパイプを、上記パイプ送り装置で所定の長さ送り、上記ベンド用クランプでクランプする第四工程、
上記ベンド用クランプでクランプしたパイプを、上記曲げ型の溝に沿って所定の角度だけ回動させて曲げる第五工程、
上記ベンド用クランプのクランプを開放し、上記第五工程で曲げたパイプを、所定の長さだけ上記パイプ送り機構で送り、上記傾転装置で所定の角度だけ回転させる第六工程、
上記第三工程から上記第六工程を曲げ形成の数に応じて繰り返す工程、
上記繰り返し工程の最終工程で上記カッタ部で上記パイプを切断する上記加工中のパイプの上記終端部付近に該加工中のパイプの次に加工するパイプの始端部付近に施す刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするために上記加工中のパイプを上記傾転装置で回転させて刻印を施す位置を位置決めし、刻印を施す第七工程、
上記カッタ部で上記パイプを切断する第八工程を備えたことを特徴とするベンディングパイプの製造方法。
【請求項３】
上記請求項１に記載のパイプベンダまたは上記請求項２に記載のベンディングパイプの製造方法によって製作された２本のパイプのうちの一方のパイプの上記終端部付近または他方のパイプの上記始端部付近のいずれか一方に拡管部または縮管部が形成され、上記一方のパイプの上記終端部の上記刻印と上記他方のパイプの上記始端部の刻印との位置が合わせられ、上記一方のパイプの上記終端部と上記他方のパイプの上記始端部とが嵌め合わせられ、嵌め合わせた部分がろう付または溶接で接合されていることを特徴とするパイプ継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプを所定の形状に成形するパイプベンダ、ベンディングパイプの製造方法及びパイプ継手に関し、詳細には、立体的に複雑に曲げられた複数のパイプの中心軸を基準とした回転方向の位置あわせを簡単に精度よく行い、汎用性のある固定治具を用いて固定し、接合することができるようにするためのパイプベンダ、ベンディングパイプ及びパイプ継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調機や冷凍機の冷媒回路を構成するパイプは、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているようなパイプベンダで立体的に曲げ加工される。曲げ加工されたベンディングパイプ同士がロウ付けなどで接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−１１１６１６号公報（第３頁、第１図−第３図）
【特許文献２】特開平３−１６９４３３号公報（第３頁、第１図−第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
曲げ加工されたベンディングパイプ同士をロウ付けなどで接続する場合、３次元の組み立て状態に配置されたアームを有する専用の保持治具を用い、アームでベンディングパイプを固定して精度よい位置決めができる。
【０００５】
しかしながら、大型冷凍機や特殊用途の冷凍機等の場合、専用の保持治具を用いると、生産台数が少ないので稼働率が低く、また、保持治具自体も大型化するので高価になり、製造コストが高くなる。これに対して、汎用の固定治具を用い、分度器や定規を用いて目視で３次元に組み立てて固定するが、この方法では、専用の固定治具を使用する場合に比べて組み立て精度が悪くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、大型冷凍機や特殊用途の冷凍機等において、立体的に複雑に曲げられたベンディングパイプをロウ付け等で接続する場合に、汎用性のある保持治具を用いて、簡便に、かつ、精度よく組み立てができるようにして製造コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るパイプベンダは、パイプを把持し固定するパイプチャック部及び上記パイプの中心軸を基準に上記パイプを回転する傾転装置を備えたパイプ送り装置、
上記パイプ送り装置をガイドするガイドレール、
上記パイプが嵌まり込み移動できるようにした溝状部を有する反力受け型、
上記パイプが嵌まり込む溝を有し上記パイプを曲げるための曲げ型及び上記パイプをクランプするベンド用クランプを備え、上記ガイドレールの上記パイプの送り方向の端部に設けたられ、上記パイプを上記曲げ型の上記溝に沿って曲げるように回動するベンディング装置、
上記パイプをカットする刃を有するカッタ部、
上記曲げ型と上記反力受け型との間に設けられ、上記パイプ送り装置による上記パイプの送り始めの始端部付近及び上記カッタ部でカットする終端部付近に刻印を施すためのマーカー部、
これらの各装置及び各部をシーケンス制御する自動制御装置を備え、
上記自動制御装置は、上記マーカー部が、加工中のパイプの始端部の周方向の所定位置に刻印を施し、上記加工中のパイプの終端部に、上記加工中のパイプの次に加工するパイプの始端部付近に施す刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするための刻印を施すように制御するものである。
【０００８】
本発明に係るベンディングパイプの製造方法は、上記本発明に係るパイプベンダを使用し、
直線状のパイプにマンドレルを挿入する第一工程、
上記マンドレルを挿入したパイプを上記パイプ送り装置に固定する第二工程、
上記マンドレルを挿入したパイプの先端部を上記パイプ送り装置で上記反力受け型の溝状部に挿入して上記マーカー部に送り加工中のパイプの上記始端部付近の周方向の所定位置に刻印を施す第三工程、
さらに、上記マンドレルを挿入したパイプを、上記パイプ送り装置で所定の長さ送り、上記ベンド用クランプでクランプする第四工程、
上記ベンド用クランプでクランプしたパイプを、上記曲げ型の溝に沿って所定の角度だけ回動させて曲げる第五工程、
上記ベンド用クランプのクランプを開放し、上記第五工程で曲げたパイプを、所定の長さだけ上記パイプ送り機構で送り、上記傾転装置で所定の角度だけ回転させる第六工程、
上記第三工程から上記第六工程を曲げ形成の数に応じて繰り返す工程、
上記繰り返し工程の最終工程で上記カッタ部で上記パイプを切断する上記加工中のパイプの上記終端部付近に該加工中のパイプの次に加工するパイプの始端部付近に施す刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするために上記加工中のパイプを上記傾転装置で回転させて刻印を施す位置を位置決めし、刻印を施す第七工程、
上記カッタ部で上記パイプを切断する第八工程を備えたものである。
【０００９】
本発明に係るパイプ継手は、上記本発明に係るパイプベンダまたは上記本発明に係るベンディングパイプの製造方法によって製作された２本のパイプのうちの一方のパイプの上記終端部付近または他方のパイプの上記始端部付近のいずれか一方に拡管部または縮管部が形成され、上記一方のパイプの上記終端部の上記刻印と上記他方のパイプの上記始端部の刻印との位置が合わせられ、上記一方のパイプの上記終端部と上記他方のパイプの上記始端部とが嵌め合わせられ、嵌め合わせた部分がろう付または溶接で接合されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るパイプベンダ、ベンディングパイプの製造方法及びパイプ継手によれば、ベンディングパイプの始端部と終端部近傍に周方向の位置決め用の刻印を設けることで、汎用性のある簡易的な保持治具を用いて容易に目視で周方向の位置を正確に決めて固定することができ、生産数の少ない大型冷凍機等においても、製造コストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るパイプベンダの実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るパイプベンダの実施の形態１を示す平面図である。
【図３】本発明に係るパイプベンダで成形したベンディングパイプの一例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るパイプベンダまたは本発明に係るベンディングパイプの製造方法で成形されたベンディングパイプを使用したパイプ継手部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明に係るパイプベンダの実施の形態１を示す斜視図、図２は、本発明に係るパイプベンダの実施の形態１を示す平面図、図３は、本発明に係るパイプベンダで成形したパイプの一例を示す斜視図である。
【００１３】
図１及び図２に示したように、本実施の形態１のパイプベンダ２は、パイプ２１を把持し固定するパイプチャック部４及びパイプ２１の中心軸を基準にパイプ２１を回転する傾転装置６を備えたパイプ送り装置５と、パイプ２１が嵌まり込み移動できるようにした溝状部９を有する反力受け型１０と、パイプ送り装置５をガイドするガイドレール１と、曲げ型７及びパイプ２１をクランプするベンド用クランプ８ａを備え、ガイドレール１の一端側に設けたられたベンディング装置８と、パイプ２１をカットする刃１７を有するカッタ部１２と、パイプ２１のパイプ送り装置５による送り始めの先端部付近及びカッタ部１２でカットする終端部付近にマーキングするために曲げ型７と反力受け型１０との間に設けられたレーザマーカー部２０と、これらの各装置及び各部をシーケンス制御する自動制御装置１６とを備えている。なお、ローラ１８はパイプ２１が移動する際に傷つかないように支持するものである。
【００１４】
自動制御装置１６は、レーザマーカー部２０が、加工中のパイプ２１の上記始端部付近の周方向の所定位置に刻印を施し、上記加工中のパイプの上記終端部付近に上記加工中のパイプの次に加工するパイプの始端部付近に施す刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするための刻印を施すように制御する。
【００１５】
傾転装置６は、傾転用モータ６ａにより駆動され、パイプ送り装置５は、駆動コイル５ａによって駆動されるリニアモータによって駆動され、ベンディング装置８は、曲げ型７の下部に内蔵されたモータによって駆動され、減速器及びエンコーダによって曲げ速度が制御されて矢印で示すように回動する。
【００１６】
次に、本実施の形態１のパイプベンダによるベンディングパイプの製造方法について説明する。
直線状で所定の長さのパイプ２１を準備する。パイプ２１は一般に断面形状が円形である。
まず、曲げたときに楕円形状に潰れないように、パイプ２１の中にマンドレルを挿入する(第一工程）。マンドレルはパイプチャック部４及びパイプ送り装置５を貫通し、先端は曲げ型７によって曲がり始める位置にある。
【００１７】
マンドレルを挿入したパイプ２１は、パイプチャック部４によって把持し固定する（第二工程）。
【００１８】
次に、マンドレルを挿入したパイプ２１の送り始めの始端部をパイプ送り装置５で反力受け型１０の溝状部９に挿入してレーザマーカー部２０に送り上記始端部付近の周方向の所定位置に刻印をする（第三工程）。
【００１９】
さらに、マンドレルを挿入したパイプ２１を、パイプ送り装置５で所定の長さ送り、ベンド用クランプ８ａでクランプする（第四工程）。
【００２０】
次に、ベンディング装置８で、ベンド用クランプ８ａでクランプしたパイプ２１を曲げ型７の溝に沿って所定の角度だけ回動させて曲げる（第五工程）。このとき、パイプ２１の直線部には曲げにより発生する反力が加わるが、反力受け型１０の溝状部９で反力を受け、直線部は所定の位置を保つことができる。
【００２１】
次に、ベンド用クランプ８ａのクランプを開放し、ベンディング装置８が原点に戻され、上記第五工程で曲げたパイプを、所定の長さだけパイプ送り装置５で送り、傾転装置６で所定の角度だけ回転させる（第六工程）。これによって曲げ部に連続する中間直線部が設けられる。
【００２２】
さらに、上記第三工程から上記第六工程を曲げ形成の数に応じて繰り返し、繰り返し工程の最終工程であるカッタ部１２による切断部である最終端近傍に、次に加工するパイプの始端部付近に施す刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするために、加工中のパイプ２１を傾転装置６で回転させて刻印を施す位置を位置決めし、レーザマーカー部２０で刻印を施す（第七工程）。次に、カッタ部１２でパイプ２１を切断する（第八工程）。
【００２３】
以上の最初の刻印から最終の刻印及び切断までの一貫した動作は、予めプログラムしたデータを基に、自動制御装置１６で自動制御する。
【００２４】
レーザマーカー部２０は、数ｃｍの刻印範囲があり、高精度に繰り返し刻印施すことができる。また、刻印するパイプ２１から多少離れていても刻印が可能である。したがって、加工する一番大きな直径のパイプ２１に対して、レーザマーカー部２０の位置合わせをしておけば、全ての直径のパイプ２１に対して、パイプベンダのシーケンス制御と連動させて自動マーキングが可能になる。レーザマーカー部２０を用いて、文字も記入できるのでパイプ２１に設計図面の番号や注意事項も記入することが可能になる。
【００２５】
なお、レーザによる刻印は照射部が高温に加熱されるので、表面金属組織の変質や表面粗さの増加が起きる。銅管は高い内圧を保持する必要があり、これにより銅管の疲労強度や信頼性への影響が無い範囲でレーザによるマーキングを行なう必要があり、レーザマーカー部２０の刻印は極く薄く刻印することが重要である。
【００２６】
刻印装置は、レーザマーカー部２０に限らない。例えば、ポンチ刻印機などのマーカ部も適用可能である。この場合、パイプ２１の直径サイズ毎にポンチの位置調整が必要になるので、自動化をするためにはパイプの径方向にポンチ刻印装置を駆動させるための、１軸制御を追加する必要がある。
【００２７】
図３は、本実施の形態１のパイプベンダで形成したベンディングパイプの一例を示す斜視図である。図３に示したように、パイプ２１には、直線部２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと直線部２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄに連続する曲げ部２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成され、パイプ２１の始端部及び終端部付近にはレーザマーカー部２０による刻印２３ａ，２３ｂが形成されている。
【００２８】
図３のパイプ２１は、材料がＣ１２２０のＯ材で、直径１５．８８ｍｍ、肉厚１．１ｍｍの直線状の銅管を用いている。銅管を長さ３０３ｍｍ程度に切断し、曲げ機の送り装置に取り付けた後、始端部付近の周方向の所定位置に刻印２３ａを施し、始端部から２９ｍｍの直線部２５ａを送り、軸中心の曲げＲが３０ｍｍの曲げ型で、曲げ角度９１度で曲げて曲げ部２４ａを形成し、また、７１ｍｍの直線部２５ｂを送り、中心軸を基準としてパイプ２１を周方向に３３６度回転し、曲げ角度１２８度で曲げて曲げ部２４ｂを形成し、また、４０ｍｍの直線部２５ｃを送り、中心軸を基準としてパイプ２１を周方向に１４５度回転し、曲げ角度４５度で曲げて曲げ部２４ｃを形成し、最後に４５ｍｍの直線部２５ｄを送り切断位置である終端部付近に次に加工するパイプの始端部付近に施される刻印と突き合わせて周方向の位置決めをするためにパイプ２１を回転して刻印する位置の位置決めをして刻印２３ｂを施し、切断することにより製作される。
【００２９】
本実施の形態１によれば、パイプ２１の始端部と終端部近傍に周方向の位置決め用の刻印を設けることで、汎用性のある簡易的な保持治具を用いて容易に目視で周方向の位置を正確に決めて固定することができ、生産数の少ない大型冷凍機等においても、製造コストの低減が可能になる。
【００３０】
実施の形態２．
図４は、本発明に係るパイプベンダまたは本発明に係るベンディングパイプの製造方法で成形されたベンディングパイプを使用したパイプ継手部を示す平面図である。図４に示したように、一方のパイプ２１ａの終端部には、拡管部２２が形成され、他方のパイプ２１ｂの始端部が嵌め込まれる。
【００３１】
パイプ２１ａ，２１ｂの継手部は、図４に示したように、周方向の位置決めのための刻印２３ａ，２３ｂがあることで、組立基準となる平面が一見して解らない様な複雑な曲げを複数有するパイプ２１のろう付においても、汎用の保持治具を用い、目視で簡易に回転位置の位置合わせができ、ろう付作業を正確に実施でき、生産数の少ない大型冷凍機においても、製造コストの低減が可能になる。
【００３２】
なお、本実施の形態２において、拡管部２２を縮管部としてもよく、また、他方のパイプ２１ｂの始端部を拡管部または縮管部とし一方のパイプ２１ａの終端部を嵌め込むようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るパイプベンダ、ベンディングパイプの製造方法及びパイプ継手は、大型冷凍機や特殊冷凍機等の製造に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  ガイドレール、２  パイプベンダ、４  パイプチャック部、５  パイプ送り装置、５ａ  駆動コイル、６  傾転装置、６ａ  傾転用モータ、７  曲げ型、
８  ベンディング装置、８ａ  ベンド用クランプ、９  溝状部、１０  反力受け型、
１２  カッタ部、１６  自動制御装置、１７  刃部、１８  ローラ、
２０  レーザマーカー部、２１，２１ａ，２１ｂ  パイプ、２２  拡管部、
２３ａ，２３ｂ  刻印、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  曲げ部、
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  直線部。
【図１】
2013000794.tif 000003
【図２】
2013000794.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013000794.tif 000006