(57)【要約】【課題】  省スペース型で成形時間を短縮するとともに、バーリング加工とそのための下穴加工を精度良く行うことができ、作業効率の向上した、配管分岐部を一体成形する装置及び方法を提供する。【解決手段】  配管分岐部一体成形装置１０は、成形対象物としてのパイプＷに対して分岐枝管となる一又は二以上の所望の穴を直接成形するバーリング加工機１と、当該穴を成形するために予め下穴を施しておくための下穴加工機２と、パイプＷを固定して回転動作を付与するための回転式チャック３と、を備え、パイプＷは回転式チャック３により長手方向に沿った軸を中心として周囲面が回転可能になされ、その回転動作と連動しつつ、下穴加工及びバーリング加工それぞれを所定の位置で行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形対象物としてのパイプに対して分岐枝管となる一又は二以上の所望の穴を直接成形するバーリング加工と、前記穴を成形するために予め下穴を施しておくための下穴加工と、を少なくとも行う成形装置であって、
前記パイプは、長手方向に沿った軸を中心として該パイプの周囲面が回転可能になされ、その回転動作と連動しつつ、前記下穴加工及び前記バーリング加工それぞれを所定の位置で行うことを特徴とする配管分岐部一体成形装置。
【請求項２】
前記バーリング加工を行うためのバーリング加工機と、
前記下穴加工を行うための下穴加工機と、
前記パイプを固定して回転動作を付与するための回転式チャックと、を備え、
所定の条件に従って、前記回転式チャックにより前記パイプを回転させ、所定の位置で、前記下穴加工機で下穴を形成し、次いで、前記バーリング機で該下穴に対してバーリングを行う、請求項１記載の配管分岐部一体成形装置。
【請求項３】
さらに、前記パイプを支持するとともに、前記パイプの長手方向に沿ってスライド可能になされ、前記バーリング加工及び前記下穴加工に適する所定の位置に移動可能な、複数のパイプ支持部を備える、請求項１又は２記載の配管分岐部一体成形装置。
【請求項４】
前記パイプ支持部が、本体の上部に二つのボールを備えた移動式パイプボール型受である、請求項３記載の配管分岐部一体成形装置。
【請求項５】
前記バーリング機及び前記下穴加工機は、それぞれ前記パイプの長手方向に沿って、相互に接触することなくスライド可能になされている、請求項１〜３の何れかに記載のパイプの配管分岐部一体成形装置。
【請求項６】
成形対象物としてのパイプに対して分岐枝管となる一又は二以上の所望の穴を直接成形するバーリング加工と、前記穴を成形するために予め下穴を施しておくための下穴加工と、を少なくとも行う成形方法であって、
前記パイプに対し、長手方向に沿った軸を中心としてその周囲面を回転させ、予め設定しておいた条件により、前記下穴加工及び前記バーリング加工をそれぞれ所定の位置で行うことを特徴とする配管分岐部一体成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、省スペース型で成形時間を短縮するとともに、バーリング加工とそのための下穴加工を精度良く行うことのできる、配管分岐部一体成形装置及び成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、分岐管・配管用途等に用いられるパイプに円形・丸穴等の穴を塑性加工（金型による引き出し加工）する種々の技術が利用されている。このような塑性加工には、下穴加工及びバーリング加工が少なくとも必要である。パイプにバーリング加工をしていく上で下穴加工を精度よくする必要があり、そのためには、職人の技術か、又は高性能制御装置（３軸制御で高額なＮＣフライス等）が必要であった。下穴加工とバーリング加工とをともに精度良く施すためには、どうしても別の機械が必要となり、それぞれの行程が別にならざるを得なかった。
【０００３】
パイプに下穴を加工するためだけに高性能な制御装置を使用するのはコストパフォーマンスが悪い。また、事業規模によっては高性能な制御装置を導入することが困難であるため、下穴を加工するときは職人に任せると行った形で工数がかかっていた。また、パイプの加工する特性としてある程度スペースが必要ということも取り回しに工数が掛かっていた。
【０００４】
パイプに対する各加工の行程を同時に行う技術として、例えば、特開２０１４−１３８９４５号公報では、パイプへのバーリング加工とこれの反対側への穿孔とを同時に行うことができる装置が開示されている（特許文献１）。しかし、特許文献１に開示の上記装置は、小径対象の大量生産型で銅等の加工しやすい材料向けで、一定の形状を大量に生産する装置と考えられる。かかる装置では、金型や下穴加工の為の工具をその都度交換する必要が生じ、例えば、自動車等の特定の生産ライン用の機械としては機能するとしても汎用性が低い。
【０００５】
一般的な配管分岐用のパイプの長さは、最低でも４ｍ程度あり、このような大きさのパイプを加工する際に、パイプ自体を動かすことはスペース的にも大きな規模が必要となるため、より実用的な加工方法が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１３８９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、省スペース型で成形時間を短縮するとともに、バーリング加工とそのための下穴加工を精度良く行うことができ、作業効率の向上した配管分岐部を一体成形する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】
【０００８】
本発明者は、鋭意研究の結果、パイプを所定位置に固定し、これに対して、下穴加工及びバーリング加工の各機械が連続的に又は一体的に作動する装置及び方法が、前記目的を達成し得ることの知見を得た。
【０００９】
本発明は、前記知見に基づきなされたもので、以下の発明を提供するものである。
１．成形対象物としてのパイプに対して分岐枝管となる一又は二以上の所望の穴を直接成形するバーリング加工と、前記穴を成形するために予め下穴を施しておくための下穴加工と、を少なくとも行う成形装置であって、
前記パイプは、長手方向に沿った軸を中心として該パイプの周囲面が回転可能になされ、その回転動作と連動しつつ、前記下穴加工及び前記バーリング加工それぞれを所定の位置で行うことを特徴とする配管分岐部一体成形装置。
【００１０】
２．前記バーリング加工を行うためのバーリング加工機と、
前記下穴加工を行うための下穴加工機と、
前記パイプを固定して回転動作を付与するための回転式チャックと、を備え、
所定の条件に従って、前記回転式チャックにより前記パイプを回転させ、所定の位置で、前記下穴加工機で下穴を形成し、次いで、前記バーリング機で該下穴に対してバーリングを行う、前記１記載の配管分岐部一体成形装置。
【００１１】
３．さらに、前記パイプを支持するとともに、前記パイプの長手方向に沿ってスライド可能になされ、前記バーリング加工及び前記下穴加工に適する所定の位置に移動可能な、複数のパイプ支持部を備える、前記１又は２記載の配管分岐部一体成形装置。
【００１２】
４．前記パイプ支持部が、本体の上部に二つのボールを備えた移動式パイプボール型受である、前記３記載の配管分岐部一体成形装置。
【００１３】
５．前記バーリング機及び前記下穴加工機は、それぞれ前記パイプの長手方向に沿って、相互に接触することなくスライド可能になされている、前記１〜３の何れかに記載のパイプの配管分岐部一体成形装置。
【００１４】
６．成形対象物としてのパイプに対して分岐枝管となる一又は二以上の所望の穴を直接成形するバーリング加工と、前記穴を成形するために予め下穴を施しておくための下穴加工と、を少なくとも行う成形方法であって、
前記パイプに対し、長手方向に沿った軸を中心としてその周囲面を回転させ、予め設定しておいた条件により、前記下穴加工及び前記バーリング加工をそれぞれ所定の位置で行うことを特徴とする配管分岐部一体成形方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の装置及び方法によれば、成形に際して空間的にも時間的にも縮小することができるとともに、バーリング加工とそのための下穴加工を精度良く行うことができ、作業効率の向上した配管分岐部を一体成形することができる。
【００１６】
本発明の装置によれば、成形対象物としてのパイプを一度セットした後は動かさずに、長手方向に沿った軸を中心として該パイプの周囲面を回転させるだけで、容易に下穴加工及びバーリング加工をそれぞれ行うことができるものである。
本発明の装置は、パイプ自体を実質的に動かすことなく、下穴加工機及びバーリング加工機のほうを動かすことで、省スペース化を実現したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る成形装置におけるパイプ挿入時の様子を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る成形装置における下穴加工及びバーリング加工の様子を併せて示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る成形装置における下穴加工行程の様子を示す概略斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る成形装置におけるバーリング加工行程の様子を示す概略斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る成形装置における連続バーリング加工行程を終了した際の様子を示す概略斜視図である。
【図６】図６は、図３は、本発明の一実施形態に係る成形装置における端面加工行程の様子を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、図１の成形装置に設けられたバーリング機によるバーリング加工を説明するための概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態に係る成形装置における下穴加工機及びバーリング加工機をそれぞれ示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の配管分岐部一体成形装置について、その好ましい実施形態に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態である配管分岐部一体成形装置１０は、成形対象物（ワーク）としてのパイプＷに対して、バーリング加工により所望する穴を形成するバーリング加工機１と、所望する穴を形成するために予め下穴を施しておくための下穴加工機２と、パイプＷを固定し、その長手方向に沿った軸を中心として周囲面を回転させて、バーリング加工機１及び下穴加工機２による加工を所定の位置で行うことができるようにする回転式パイプチャック３と、バーリング加工機１及び下穴加工機２による加工に際し、パイプＷを支持するとともに該加工に適する所定の位置に移動可能な、複数の移動式パイプボール型受４と、を備えた構成となっている。
【００１９】
バーリング加工機１及び下穴加工機２は、それぞれメインフレーム５上において、ラックスライダー６Ａ，６Ｂを介して設置され、成形対象物Ｗに沿って成形装置１０の長手方向に移動が可能になされている。
また、メインフレーム５の長手方向中央部において、ラックスライダー６Ａ，６Ｂよりも高い位置に、それらよりも小さなラックスライダー６Ｃを介して複数の移動式パイプボール型受４が設置されている。
メインフレーム５は、かかる長手方向中央部の高いフレーム（移動式パイプボール型受４設置用）と、それに対して幅方向の両側から挟み込むように設けられた左右の低いフレーム（バーリング加工機１及び下穴加工機２設置用）とで構成されている。
【００２０】
本実施形態に係る成形装置１０は、このような構成からなるため、パイプＷにおける如何なる箇所においても所望の穴を形成することができることとなる。このように、一体的又は連続的に配管分岐部を成形することができるため、従来の成形方法よりも加工コストの大幅な低減を図ることができる。また、従来の分岐パイプの強度を維持しつつ、大幅コストダウン、成形に掛かる時間的を大幅に縮小でき、行程ごとに必要であったスペースも必要なくなる。本実施形態に係る成形装置１０により得られる穴については、母管パイプと同径の枝管まで成形することができる。
【００２１】
以下、本実施形態に係る成形装置１０を使用してパイプを加工する例を説明する。
（１）パイプ挿入時
まず、成形対象物としてのパイプＷをセットする前に、予め加工するための諸条件のデータの入力を行う。そして、図１に示すように、パイプＷを挿入し、複数の移動式パイプボール型受４それぞれが、バーリング加工の位置の邪魔にならない位置（加工時における穴への接触等の支障のない位置）に移動する。その後、下穴加工機２が所定の位置へ移動する。
【００２２】
（２）下穴加工時
回転式チャック３の回転によって、形成しようとするパイプの下穴の角度方向を決定する。回転式チャック３は、モーターに繋がっていて（図示せず）、パイプを回す役目をする。これにより、種々の方向からの下穴加工及びその後のバーリング加工が可能となる。そして、図２に示すように、下穴加工機２に付属の二つのパイプクランパー２ａ，２ｂにより、パイプＷをクランプし、この状態で下穴加工を行う。
なお、図２には、便宜的に、下穴加工の様子と、後述のバーリング加工の様子を併せて示している。
【００２３】
ここで、移動式パイプボール型受４は、それ自体がラックスライダー（小）６Ｃ（土台）上のレールを行ったり、来たりするもので、自由に動くことができる。また、移動式パイプボール型受４は、その本体の上部に左右の２つのボール４ａ，４ａが取り付けられている（図２参照）。このボール４ａ，４ａによって、移動式パイプボール型受４の上を、パイプを支持しつつ、自由に移動させることができる。
【００２４】
複数の移動式パイプボール４の位置は、バーリング加工後の凸状の穴を避けるように予め条件設定がなされているため、下穴加工後のバーリング加工時にも支障なくパイプの成形を行うことができる。移動式パイプボール４は、パイプＷを挿入後に動かくこともでき、パイプＷを挿入前に動かすこともできる。
【００２５】
（３）連続下穴加工
図３に示すように、パイプＷにおける予め設定した箇所に対して、前述した（２）の下穴加工の行程を、それぞれに連続的に施す。このとき、下穴加工機２は、ラックスライダー６Ａ上を移動しながら、回転式チャック３と連動し、位置を定めたパイプＷに対して、順次所定の箇所に下穴を施していく。下穴加工行程が終了すると、下穴加工機２が所定の位置に移動する。
【００２６】
（４）バーリング加工
下穴加工行程からバーリング加工行程に移行する際、回転式チャック３は、パイプＷの下穴を、下穴加工機２の側からバーリング加工機１側へ合わせる。本実施形態においては、バーリング加工機１及び下穴加工機２ともに、パイプＷのある成形装置１０の内側に向けて鉛直面に対して４５°傾けた構造となっているため、パイプＷの下穴を９０°回転させることになる。
【００２７】
そして、図４に示すように、バーリング機１が所定の下穴位置に移動し、バーリングを行う。バーリング加工は、下穴を通じてパイプに玉を入れ、平面積が形成しようとする所望の穴に対応する大きさになるように開いて引き抜く等により行われる。このとき、図７に示すように、バーリング機１は、受け金型１１及び引き抜き型１２をパイプＷに合わせて、内側から矢印方向に引き抜き型１２で力を加え、引き抜く加工が行われる。
【００２８】
本実施形態に係る真円乃至真円に近い円状の穴を有する分岐部ができる。本実施形態に係る成形装置１０は、バーリング加工機１による金型で力を加え、永久変形する塑性加工が行われるため、圧力損失を低減でき、滑らかな曲面を描くような分岐部の穴を成形することができる。なお、分岐部の穴は、パイプの一断面部について一方向のみならず、クロス、三方向等に向けた複数を成形することができる。
【００２９】
（５）連続バーリング加工
パイプＷにおけるその他の下穴の箇所に対して、前述した（４）のバーリング加工の行程を、それぞれに連続的に施す。このとき、バーリング加工機１は、ラックスライダー６Ｂ上を移動しながら、回転式チャック３と連動し、位置を定めたパイプＷに対して、順次所定の箇所にバーリングを施していく。バーリング加工の行程が終了すると、図５に示すように、バーリング加工機１が所定の位置に移動する。
【００３０】
（６）端面加工
回転式チャック３により、バーリング加工によってできたパイプＷにおける穴のある位置を再度、バーリング機１側から下穴加工機２側へ戻す。バーリングにより形成した穴それぞれの端面に対して、下穴加工機２が仕上げ処理を行う。端面加工は、下穴加工機２に付いているスピンドルにより刃物を変形させ、変形後の当該刃物を用いて行う。
そして、バーリング加工機１及び下穴加工機２それぞれが所定位置に戻り、終了となる。
【００３１】
本実施形態の装置は、前記（１）〜（６）の行程を経て、配管分岐部の穴が直接成形された一体型パイプを加工することができるが、さらに必要に応じて、その後の行程、例えば、溶接行程等を付加することもできる。
【００３２】
本発明の装置の加工対象とする配管の大きさとしては、５０φ〜１３０φ程度のものである。
【００３３】
本発明は、前述した実施形態に係る成形装置を好ましく提供できるが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、その他の実施形態に変更することもできる。
【００３４】
他の実施形態としては、例えば、前述の成形装置１０におけるバーリング加工機１及び下穴加工機２の上部を繋いで一体化したものとし、これをスライドさせて、回転式チャック３によりパイプを回転させつつ、下穴加工とバーリング加工とを一つの穴ごとに順次行う形態のもの等が挙げられる。
【００３５】
また、図８に示すように、それぞれ対向する方向から直角に曲げた形態のバーリング加工機８１と下穴加工機８２を用いて、パイプの上部方向から、順次加工を行うものも適用できる。この場合、パイプの上部で加工機同士が接触しないように（すれ違うように）なされ、パイプの回転動作を低減させることができる。また、誤差も低減させることができ、成形加工の精度をより向上させることができる。
さらには、各加工機を時間差で同一位置に設定したり、各加工機を伸び縮み可能にしたりすること等も可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、省スペース型で成形時間を短縮するとともに、バーリング加工とそのための下穴加工を精度良く行うことができ、作業効率の向上した、配管分岐部を一体成形する装置及び方法として、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００３７】
１    バーリング機
１１  受け金型
１２  引き抜き型
２    下穴加工機
２ａ，２ｂ  パイプクランパー
３    回転式パイプチャック
４    移動式パイプボール型受
５    メインフレーム
６Ａ  ラックスライダー（大）
６Ｂ  ラックスライダー（小）
８１  バーリング機
８２  下穴加工機
１０    パイプ成形装置
Ｗ    ワーク
【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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