(57)【要約】【課題】単純な作業で１個の曲げ加工に要する時間を短縮化することによって大量生産の効率をあげることができ、且つパイプの曲げ加工による曲がり部が均一な内径及び外径のアールとなるパイプ曲げ加工装置及び方法を提供する。【解決手段】ダイクッション又はシリンダーに支持された左右の回動ダイスの上面に沿う直状のダイス溝に曲げ加工前のパイプの半周部を均等な圧力で保持すると共に、左右の回動ダイスの間に向けてパンチを下降することにより、パンチの外周面に沿って形成されたパンチ溝でダイス溝から露出したパイプの半周部を均等な圧力で保持しながらパンチの外周面が左右の回動ダイスを押圧することにより、左右の回動ダイスがパンチのアールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することにより、パイプの曲げ成形箇所の外周がダイス溝とパンチ溝に嵌合された状態で曲げ加工される。【選択図】図１
2016175112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイクッション又はシリンダーに支持されることにより上方への押上げ力を保持された左右の回動ダイスを回動可能に軸支すると共に、左右の回動ダイスの上面に沿って曲げ加工前のパイプの半周部を均等な圧力で保持する直状のダイス溝を形成し、左右の回動ダイスの間に向けて往復移動するパンチの外周をパイプの曲げアールに応じたアールに形成すると共に、パンチの外周面に沿ってダイス溝から露出したパイプの半周部を均等な圧力で保持するパンチ溝を形成し、このパンチを左右の回動ダイスの間に向けて移動することにより、パンチの外周面が左右の回動ダイスの上面を押圧することで、左右の回動ダイスがパンチのアールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することにより、パイプの曲げ成形箇所の外周がダイス溝とパンチ溝に嵌合された状態で曲げ加工される構成としたことを特徴とするパイプ曲げ加工装置。
【請求項２】
パンチの下面に直線状の平面部を形成すると共に、この平面部の左右にコ字形パイプの角部に形成する曲げアールと同様のアールを形成し、左右の回動ダイスが各アールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することで、パイプの曲げ成形箇所がダイス溝とパンチ溝に嵌合した状態で曲げ加工されると共に、左右の回動ダイス間の下方に設けたノックアウトの上部平面部がパイプを下方から押圧することにより、左右の曲げ成型箇所の間にストレート部が形成されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のパイプ曲げ加工装置。
【請求項３】
ダイクッション又はシリンダーに支持された左右の回動ダイスの上面に沿う直状のダイス溝に曲げ加工前のパイプの半周部を均等な圧力で保持すると共に、左右の回動ダイスの間に向けてパンチを下降することにより、パンチの外周面に沿って形成されたパンチ溝でダイス溝から露出したパイプの半周部を均等な圧力で保持しながらパンチの外周面が左右の回動ダイスを押圧することにより、左右の回動ダイスがパンチのアールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することにより、パイプの曲げ成形箇所の外周がダイス溝とパンチ溝に嵌合された状態で曲げ加工されることを特徴とするパイプ曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直状のパイプを曲げ加工する際、曲がり部に潰れたような変形が生じることなく、均一な内径及び外径のアールを保ちながら曲げ加工を行うパイプ曲げ加工装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内部に空洞を有する中空状の管部材、即ちパイプを曲げ加工する際、加工前の部材として均一な肉厚の直状パイプを使用し、このパイプをＵ字形やＬ字形、或いはコ字形等に曲げ加工することが行われている。
【０００３】
そのような方法として、特許文献１を参照する。この文献に記載された方法は、直状の管の中央にプレス曲げ加工を行い、その両端の箇所に押付け曲げ加工を行うことによって高強度薄肉鋼管の曲げ側面にしわが発生しないようにしたものである。また、この方法では、押付け曲げ加工時に、管の周長を絞りながら曲げることにより、曲げＲの内側にしわが発生しないようにしている。
【０００４】
ところが、上記の方法では、直状の管の中央に対してプレス曲げ加工を行う装置が必要であり、またその両端の箇所に対して押付け曲げ加工を行う装置が必要である。しかも、そのような装置で曲げられた形状には直線部が発生するため、パイプを均一なアールを描くように曲げ加工するのには不向きであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献の他にも、従来から様々な方法でパイプの曲げ加工が行われているが、曲げ加工したパイプを低コストで量産するには、単純な作業であって、１個の曲げ加工に要する時間を短縮化し、且つ効率的に加工する必要がある。
【０００７】
しかも、曲げ加工をしたパイプに不均等な膨らみや潰れが生じると、製品としての加工精度を欠くため、上記のように迅速に曲げ加工を行うことに加えて、パイプの曲がり部の内径及び外径が均一の形状となるように加工する必要がある。
【０００８】
なお、本発明は、中空状のパイプを曲げ加工する際、曲がり部に膨出部ができると、その膨出した分だけ潰れた部分が生じるという現象に注目して成されたものである。このため、パイプを曲げ加工する際、曲がり部の外周を均一な外径に保つことによって膨出部が生じないように曲げ加工した結果、その曲げ加工の箇所に潰れ変形も生じないという結果を得ることができた。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、単純な作業で１個の曲げ加工に要する時間を短縮化することによって大量生産の効率をあげることができ、且つパイプの曲げ加工による曲がり部が均一な内径及び外径のアールとなるパイプ曲げ加工装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１のパイプ曲げ加工装置は、ダイクッション又はシリンダーに支持されることにより上方への押上げ力を保持された左右の回動ダイスを回動可能に軸支すると共に、左右の回動ダイスの上面に沿って曲げ加工前のパイプの半周部を均等な圧力で保持する直状のダイス溝を形成し、左右の回動ダイスの間に向けて往復移動するパンチの外周をパイプの曲げアールに応じたアールに形成すると共に、パンチの外周面に沿ってダイス溝から露出したパイプの半周部を均等な圧力で保持するパンチ溝を形成し、このパンチを左右の回動ダイスの間に向けて移動することにより、パンチの外周面が左右の回動ダイスの上面を押圧することで、左右の回動ダイスがパンチのアールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することにより、パイプの曲げ成形箇所の外周がダイス溝とパンチ溝に嵌合された状態で曲げ加工される構成としたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２のパイプ曲げ加工装置は、請求項１において、パンチの下面に直線状の平面部を形成すると共に、この平面部の左右にコ字形パイプの角部に形成する曲げアールと同様のアールを形成し、左右の回動ダイスが各アールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することで、パイプの曲げ成形箇所がダイス溝とパンチ溝に嵌合した状態で曲げ加工されると共に、左右の回動ダイス間の下方に設けたノックアウトの上部平面部がパイプを下方から押圧することにより、左右の曲げ成型箇所の間にストレート部が形成されるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項３のパイプ曲げ加工方法は、ダイクッション又はシリンダーに支持された左右の回動ダイスの上面に沿う直状のダイス溝に曲げ加工前のパイプの半周部を均等な圧力で保持すると共に、左右の回動ダイスの間に向けてパンチを下降することにより、パンチの外周面に沿って形成されたパンチ溝でダイス溝から露出したパイプの半周部を均等な圧力で保持しながらパンチの外周面が左右の回動ダイスを押圧することにより、左右の回動ダイスがパンチのアールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することにより、パイプの曲げ成形箇所の外周がダイス溝とパンチ溝に嵌合された状態で曲げ加工されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記の本発明によれば、パンチの下降に伴いパンチの外周面が左右の回動ダイスを押圧すると、各回動ダイスはパンチのアールの中心から下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動する。また、パンチの外周面に形成したパンチ溝と左右の回動ダイスの上面に形成したダイス溝は、いずれも曲げ加工前のパイプの半周部を均等な圧力で保持するため、上記のパンチの下降に伴い、加工前のパイプは全周をパンチ溝とダイス溝に嵌合された状態で曲げ加工されることになる。従って、パイプの曲げ成形箇所に膨出部が発生することがないため、潰れも発生せず、加工前のパイプと同様の均一な内径と外径のアールを有する曲げパイプ製品を得ることが可能となる。
【００１４】
このような本発明によるパイプ曲げ加工は、ダイス溝に加工前のパイプを設置し、次いでパンチを下降する作業によって上記の曲げ加工されたパイプ製品を得ることができるため、その作業は非常に迅速であり、１個のパイプ製品を数秒の作業で加工することが可能であるため、大量生産の効率を大幅に上げることが可能となる。
【００１５】
また、本発明によれば、パンチに形成するアールの形態によって、膨出部及び潰れ部が生じない均一な内径及び外径のアールを有するＵ字形パイプ、コ字形パイプ、Ｌ字形パイプ等の曲げパイプ製品を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１におけるパイプ曲げ加工装置の正面図である。
【図２】(ａ)は図２に示すパイプ曲げ加工装置のＡ−Ａ矢示線に沿う断面図であり、(ｂ)は部分断面図、(ｃ)は他の形態の構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明の実施例１におけるパイプ曲げ加工装置の左右の回動ダイスが水平状態にある正面図である。
【図４】本発明の実施例１におけるパイプ曲げ加工装置の左右の回動ダイスが４５度に傾いた状態を示す正面図である。
【図５】本発明の実施例１におけるパイプ曲げ加工装置の左右の回動ダイスが９０度に傾いた状態を示す正面図である。
【図６】本発明の実施例２におけるパイプ曲げ加工装置の左右の回動ダイスが水平状態にある正面図である。
【図７】本発明の実施例２におけるパイプ曲げ加工装置の左右の回動ダイスが４５度に傾いた状態を示す正面図である。
【図８】本発明の実施例２におけるパイプ曲げ加工装置の左右の回動ダイスが９０度に傾いた状態を示す正面図である。
【図９】(ａ)は本発明の実施例１によって形成したＵ字形パイプを示す図であり、(ｂ)は本発明の実施例２によって形成したコ字形パイプを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１８】
本実施例のパイプ曲げ加工装置１は、中空状の直状パイプＰ１を図９（ａ）に示すようなＵ字形パイプＰ２に曲げ加工するようにしたものであり、図１及び図２(ａ)に示すように、上方にエアーシリンダー又は油圧シリンダー等の圧力源によって上下動するパンチホルダー１２に設けられたパンチ２を配置し、その下方にダイクッション３又はシリンダー等の圧力源３ａによって上方への押上げ力を保持した状態で支持される回動ダイス４ａ、４ｂを左右に配置した構成を有する。
【００１９】
この実施例の回動ダイス４ａ、４ｂは、図１及び図２(ａ)に示すように、各回動ダイス４ａ、４ｂの上面に沿って曲げ加工前のパイプＰ１の半周部を均等な圧力で保持する断面形状の直状のダイス溝５が形成され、各回動ダイス４ａ、４ｂはダイホルダー７に固定された回転軸８で軸支されることによって回動可能に構成されている。
【００２０】
上記の構成において、曲げ加工の元となる加工前のパイプＰ１としては、鉄製パイプ、アルミニウム製パイプ又はステンレス製パイプ等の金属製パイプを用いることが可能である。また、上記の左右の回動ダイス４ａ、４ｂの上面に沿って長手方向に形成された直状のダイス溝５は、加工前の直状の丸径のパイプＰ１の半周部を均等な圧力で保持する断面半円弧形の溝を回動ダイス４ａ、４ｂの長手方向の上面に沿って形成することによりダイス溝５を形成している。
【００２１】
より具体的に述べると、各回動ダイス４ａ、４ｂには、図２(ｂ)に示すように、上方から下降したパンチ２を収納する内幅を有する凹溝６を形成し、その凹溝６の底面に沿って長手方向にダイス溝５を形成した構成としている。このような構成により、凹溝６の両側の回動ダイス４ａ、４ｂの上面６ａ、６ｂが後述するパンチ２の外周面２ａ、２ｂに押圧されることによって、左右の回動ダイス４ａ、４ｂが下降するパンチ２からの荷重を受けて回動することとなる。
【００２２】
また、左右の回動ダイス４ａ、４ｂは、図２(ａ)に示すように、前後のダイホルダー７、７間に設けられ、左右の回動ダイス４ａ、４ｂの所定位置に形成された軸受穴８ａ、８ｂに回転軸８を設けると共に、各回転軸８を前後のダイホルダー７の軸受穴７ａ、７ｂに軸支したことによって、左右の回動ダイス４ａ、４ｂは回転軸８、８を中心に回転するように構成されている。
【００２３】
このような構成においては、曲げ加工前のパイプＰ１をダイス溝５に嵌合した状態でパンチ２を左右の回動ダイス４ａ、４ｂの間に向けて移動した際、パンチ２の外周面２ａ、２ｂが左右の回動ダイス４ａ、４ｂの上面６ａ、６ｂを押圧することによって、左右の回動ダイス４ａ、４ｂがパンチ２のアールの中心Ｃから下した半径Ｒ１に対して直角をなす接線方向を保って回動するように設定している。
【００２４】
一方、本実施例のパンチ２の構成は、図１又は図２(ａ)に示すように、上記の左右の回動ダイス４ａ、４ｂの間に向けて往復移動するパンチ２の外周をパイプの曲げアールに応じたアールに形成すると共に、パンチ２の外周面に沿って、ダイス溝５から露出したパイプＰ１の残りの半周部を均等な圧力で保持する断面半円弧形のパンチ溝９を形成した構成としている。
【００２５】
上記のパンチ２の具体的な構成としては、図２(ａ)に示すように、パンチ溝９を設けた外周面９ａよりも上部の両側に下方に向く外周面２ａ、２ｂを形成している。そして、図２(ｂ)に示すように、このパンチ２を下降すると、ダイス溝５に嵌合したパイプＰ１をパンチ溝９で挟み込んだ状態となる。さらに、パンチ２の外周面２ａ、２ｂが凹溝６の両側の上面６ａ、６ｂを押圧することによって、ダイス溝５とパンチ溝９が加工前のパイプＰ１の全周を嵌合した状態で左右の回動ダイス４ａ、４ｂが回転軸８の周りを回動する。
【００２６】
上記の構成により、本実施例のパイプ曲げ加工装置１を使用するには、ダイス溝５に加工前のパイプＰ１を設置し、次いでパンチ２を下降すると、図３に示すように、ダイス溝５に嵌合したパイプＰ１をパンチ溝９で挟み込んだ状態で、パンチ２の外周面２ａ、２ｂが凹溝６の両側の上面６ａ、６ｂを押圧することによって、図４に示すように、左右の回動ダイス４ａ、４ｂが回転軸８の周りを回動する。
【００２７】
このような構成において、パンチ２のパンチ溝９と左右の回動ダイス４ａ、４ｂのダイス溝５は、いずれも曲げ加工前のパイプＰ１の半周部を均等な圧力で保持するため、上記のパンチ２の下降に伴い、加工前のパイプＰ1は全周をパンチ溝９とダイス溝５に嵌合された状態で曲げ加工される。その結果、曲げ加工前のパイプＰ１にパンチ２の曲げアールに応じたアールを形成し、このパイプＰ１の曲げ成形箇所に膨出部が発生することがないため、潰れも発生せず、加工前のパイプＰ１と同様の均一な内径と外径のアールを有する曲げパイプ製品Ｐ２（図９（ａ）参照）を得ることが可能となる。
【００２８】
なお、図５に示すように、曲げ加工後のパイプＰ２の両側が平行に形成された状態からパンチ２を上昇した後にパイプＰ２を取り出すと、パイプ材料によってはスプリングバックが生じるため、図９（ａ）に示すような両側が平行なＵ字形状の曲げパイプＰ２を形成することができないおそれがある。しかしながら、図２（ｃ）に示すように、前後のパンチ固定部材１０、１０の間に円形のパンチ２ｃを設け、このパンチ２ｃの外周に円周形状のパンチ溝９ｃを形成することにより、曲げ加工後のパイプＰ２の両側をスプリングバックを見込んだ量だけ内側に曲げておくことにより、図９（ａ）に示すように両側が平行なＵ字形状の曲げパイプＰ２を得ることが可能となる。
【実施例２】
【００２９】
本実施例は、中空状の直状パイプを図９（ｂ）に示すコ字形パイプＰ３に曲げ加工するようにしたものである。そのためのパイプ曲げ加工装置１１の基本構成は、実施例１の装置と同様であるが、コ字形パイプＰ３の場合、図９（ｂ）に示すように、両側に曲げアール１４、１４を形成すると共に、両側の曲げアール１４、１４間にストレート部１４ａを形成する必要がある。
【００３０】
このため、本実施例では、パンチ１５の下面に直線状の平面部１５ｂを形成すると共に、この平面部１５ｂの左右にコ字形パイプの角部に形成する曲げアール１４と同様のアールを形成する。また、左右の回動ダイス４ａ、４ｂの間に上部平面部１６ａを有するノックアウト１６を設けた構成とし、このノックアウト１６を上方へ押上げるノックアウト用圧力源１７を設けるようにしている。
【００３１】
このような構成により、左右の回動ダイス４ａ、４ｂが各アールの中心Ｃから下した半径に対して直角をなす接線方向を保って回動することで、パイプの曲げ成形箇所（曲げアール１４）がダイス溝５とパンチ１５の外周面に形成したパンチ溝１５ａに嵌合した状態で曲げ加工される。また、左右の回動ダイス４ａ、４ｂ間の下方に設けたノックアウト１６の上部平面部１６ａがパイプＰ１を下方から押圧することにより、左右の曲げ成型箇所（曲げアール１４、１４）の間にストレート部１４ａを形成した形状であって、両側に均一な内径と外径のアールを有するコ字形パイプを得ることが可能となる。
【００３２】
なお、このようなコ字形パイプのパイプ曲げ加工装置１１においても、図２（ｃ）に示すようなパンチ溝９と同様に、パンチ溝１５ａの上方において内側に傾斜するような溝形状を形成することにより、曲げ加工後のパイプＰ３の両側をスプリングバックを見込んだ量だけ内側に曲げることで、図９（ｂ）に示すように両側が平行なコ字形状の曲げパイプＰ３を得ることが可能となる。
【００３３】
また、上記の実施例１及び実施例２に記載したプレス曲げ加工装置は、パンチが上下方向に移動するように構成されているが、長尺のパイプを曲げ加工する場合、プレス曲げ加工装置を寝かした状態にしてパンチを水平方向に移動する構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のパイプ曲げ加工装置及び方法は、単純な作業で１個の曲げ加工に要する時間を短縮化することによって大量生産の効率をあげることができ、且つパイプの曲げ加工による曲がり部が均一な内径及び外径のアールとなるパイプ曲げ加工装置及び方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  パイプ曲げ加工装置
２  パンチ
２ａ、２ｂ  パンチの外周面
３  ダイクッション
３ａ  ダイクッションの圧力源
４  ダイス
４ａ、４ｂ  回動ダイス
５  ダイス溝
６  凹溝
６ａ、６ｂ  回動ダイスの上面
７  ダイホルダー
７ａ、７ｂ  軸受穴
８  回転軸
８ａ、８ｂ  軸受穴
９  パンチ溝
９ａ  パンチの外周面
１０  パンチ固定部材
１１  コ字形パイプの曲げ加工装置
１２  パンチホルダー
１４  曲げアール
１４ａ  ストレート部
１５  パンチ
１５ａ  パンチ溝
１５ｂ  平面部
１６  ノックアウト
１６ａ  上部平面部
１７  ノックアウト用圧力源
Ｃ  アールの中心
Ｐ１  加工前のパイプ
Ｐ２  加工後のＵ字形パイプ
Ｐ３  加工後のコ字形パイプ
Ｒ１  半径
Ｓ  接線
【図１】
2016175112.tif 000003
【図２】
2016175112.tif 000004
【図３】
2016175112.tif 000005
【図４】
2016175112.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016175112.tif 000008
【図７】
2016175112.tif 000009
【図８】
2016175112.tif 000010
【図９】
2016175112.tif 000011