JP2007283359A - 曲げ加工用マンドレル及びそれを用いた曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な量の潤滑油をパイプ内に供給できる曲げ加工用マンドレルを得る。
【解決手段】潤滑油が供給される供給流路７０に接続された吐出口５６をパイプ３内に開口形成すると共に、吐出口５６の近傍の供給流路７０に遮断弁７２を介装し、遮断弁７２は供給流路７０から吐出口５６への潤滑油の流れを遮断する閉弁方向に弁体６０を付勢する付勢部材５８を備えた。また、曲げ加工用マンドレル４０は、長尺状のロッド部材４２と、ロット部材４２の先端に取り付けられたプラグ４４とを備える。プラグ４４に遮断弁７２を設け、また、遮断弁７２は、弁体６０が球状で、プラグ４４に設けられた収納孔５０内に弁体６０を移動可能に収納すると共に、プラグ４４に螺入された弁座部材６２に形成したテーパ状の弁座６４に向かって付勢部材５８により弁体６０を付勢した。
【選択図】図３

Description

本発明は、曲げ加工されるパイプの曲げ加工箇所に挿入してパイプの変形を防止する曲げ加工用マンドレル及びそれを用いた曲げ加工装置に関する。

従来より、曲げ加工されるパイプの曲げ加工箇所に曲げ加工用マンドレル挿入して、パイプの変形を防止するようにしている。その際、特許文献１にあるように、マンドレルに潤滑油を吐出するノズルを形成して、ポンプとノズルとを潤滑油の供給流路により接続する。そして、ポンプを駆動してマンドレルとパイプ内周との間に潤滑油を供給して、曲げ加工時の疵の発生や振動の発生を抑制するようにしている。
特開平７−３９９４２号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、多くの場合、長尺状のパイプ内に曲げ加工用マンドレルを挿入して、ポンプとノズルとを接続している供給流路を介して、曲げ加工用マンドレル先端側のノズルから潤滑油を吐出する。このため、供給流路が長く、供給流路中にある潤滑油量が多くなり、ポンプの駆動を停止して、潤滑油の供給を停止しても、供給流路中に残っている潤滑油がノズルから流出してしまう。

よって、パイプ内に多量の潤滑油が流出してしまい、無駄に潤滑油を消費すると共に、パイプ内が潤滑油で汚染されるので、曲げ加工後にパイプ内を清掃しなければならないという問題があった。また、パイプ内から流出した潤滑油が曲げ加工装置を汚染するので、曲げ加工装置をも清掃しなければならなくなるという問題もあった。

本発明の課題は、適切な量の潤滑油をパイプ内に供給できる曲げ加工用マンドレル及びそれを用いた曲げ加工装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
曲げ加工されるパイプの曲げ加工箇所に挿入して前記パイプの変形を防止する曲げ加工用マンドレルにおいて、
潤滑油が供給される供給流路に接続された吐出口を前記パイプ内に開口形成すると共に、前記吐出口の近傍の前記供給流路に遮断弁を介装し、該遮断弁は前記供給流路から前記吐出口への前記潤滑油の流れを遮断する閉弁方向に弁体を付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする曲げ加工用マンドレルがそれである。その際、長尺状のロッド部材と、該ロット部材の先端に取り付けられたプラグとを備え、前記プラグに前記遮断弁を設け、また、前記遮断弁は、前記弁体が球状で、前記プラグに設けられた収納孔内に前記弁体を移動可能に収納すると共に、前記プラグに螺入された弁座部材に形成したテーパ状の弁座に向かって前記付勢部材により前記弁体を付勢した構成としてもよい。

曲げ加工されるパイプの曲げ加工箇所に曲げ加工用マンドレルを挿入して、前記パイプを曲げ加工する曲げ加工装置において、
前記曲げ加工用マンドレルは、潤滑油が供給される供給流路に接続され、前記パイプ内に開口形成された吐出口を備えると共に、前記吐出口の近傍の前記供給流路に介装された遮断弁を備え、該遮断弁は前記供給流路から前記吐出口への前記潤滑油の流れを遮断する閉弁方向に弁体を付勢する付勢部材を備え、
また、前記遮断弁よりも上流の供給流路に電磁開閉弁を介装すると共に、前記電磁開閉弁を制御する制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置がそれである。

本発明の曲げ加工用マンドレルは、遮断弁が潤滑油の流出を遮断するので、適切な量の潤滑油をパイプ内に供給できるという効果を奏する。また、それを用いた曲げ加工装置は、遮断弁が潤滑油の流出を遮断するので、適切な量の潤滑油をパイプ内に供給できると共に、制御手段が電磁開閉弁を制御して、適切な時期に適切な量の潤滑油を供給できるという効果を奏する。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２に示すように、１は曲げ加工装置の装置本体で、装置本体１の前側には曲げヘッド２が配置されている。曲げヘッド２は、長尺状のパイプ３の曲げ半径に応じて形成された曲げ型４を備え、曲げ型４の外周にはパイプ３の直径に応じた溝６が形成されている。曲げ型４は曲げアーム８と共に回転可能に支承されており、曲げアーム８は曲げアーム用シリンダ１０により回転駆動されるように取り付けられている。

曲げ型４に対向して、曲げアーム８上に締め型１２が移動可能に支承されており、締め型１２は締め型用シリンダ１４により駆動されて、パイプ３を曲げ型４と締め型１２とにより挟持できるように構成されている。

また、曲げ型４に接近してワイパ型１６が配置されており、ワイパ型１６に対向して圧力型１８が移動可能に支持されている。圧力型１８は圧力型用シリンダ２２により駆動されて、パイプ３に当てられ、曲げ加工時の反力を受けることができるように構成されている。

装置本体１上には、パイプ３の軸方向に沿って一組のレール２６，２８が敷設されており、レール２６，２８には、キャリッジ３０がレール２６，２８に沿って移動可能に係合され、キャリッジモータ３２（図３参照）によりレール２６，２８に沿って移動されるように構成されている。

パイプ３の他端側を把持するチャック３４が、キャリッジ３０に搭載されており、また、チャック３４をひねりモータ３６により回転させて、図１に矢印で示すように、パイプ３を円周方向にひねることができるように構成されている。

一方、装置本体１の後側には、支持部材３８が立設されており、支持部材３８には、パイプ３と同軸上に配置された曲げ加工用マンドレル４０が支持されている。曲げ加工用マンドレル４０の先端は、パイプ３の他端側からパイプ３内に挿入されており、曲げ加工用マンドレル４０の先端は曲げ型４に対応した位置にまで延出されている。

曲げ加工用マンドレル４０は、支持部材３８に取り付けられた長尺状のロッド部材４２と、ロッド部材４２の先端に取り付けられたプラグ４４とを備えている。プラグ４４が曲げ型４に対応した位置に配置され、プラグ４４の先端は、パイプ３の曲げ形状に応じて、テーパ状に形成されている。

ロッド部材４２はパイプ３内に挿入可能で、かつ、中空状に形成されて、軸方向に沿った供給孔４６を備えている。プラグ４４には、ロッド部材４２に先端が螺入されるネジ孔４８が形成されると共に、ネジ孔４８に連接して収納孔５０が軸方向に形成されている。

収納孔５０に連接して有底孔５２が軸方向に沿って形成されており、有底孔５２からプラグ４４の径方向に複数の連通孔５４が形成されている。各連通孔５４はプラグ４４の外周に形成された各吐出口５６に連通されている。

収納孔５０には、コイルスプリングを用いた付勢部材５８が挿入されると共に、球状の弁体６０が挿入されている。更に、プラグ４４のネジ孔４８には弁座部材６２が螺入されており、弁座部材６２には弁体６０が着座可能な弁座６４が形成されている。本実施形態では、弁座６４は弁体６０側に向かって拡径するテーパ状に形成されており、弁座６４に連接してネジ孔４８に向かって小径孔６６が形成されている。更に、小径孔６６に連接して接続孔６８が形成されており、接続孔６８はネジ孔４８に螺入されたロッド部材４２の供給孔４６に連通されている。

本実施形態では、供給孔４６、接続孔６８、小径孔６６、収納孔５０、有底孔５２、連通孔５４により供給流路７０が構成されており、付勢部材５８、弁体６０、弁座部材６２により、遮断弁７２が構成されている。遮断弁７２は吐出口５６までの流路長さが短くなるように、吐出口５６の近傍に配置される。本実施形態のように、プラグ４４内に遮断弁７２を配置することにより、吐出口５６の近傍に容易に配置することができる。

また、図４（ａ）に示すように、供給流路７０は、更に、ポンプ７４に接続されており、遮断弁７２よりも上流側の供給流路７０には電磁開閉弁７６が介装されている。ポンプ７４はタンク７８内の潤滑油を加圧して供給流路７０に供給する。尚、図４（ｂ）に示すように、ポンプ７４に代えて、供給流路７０を潤滑油供給源８０に接続してもよい。潤滑油供給源８０は潤滑油をオイルミストとして供給するものでもよい。

図５に示すように、曲げアーム用シリンダ１０は曲げアーム用電磁弁１１０を介してその駆動が制御され、締め型用シリンダ１４は締め型用電磁弁１１２を介してその駆動が制御され、圧力型用シリンダ２２は圧力型用電磁弁１１４を介してその駆動が制御される。また、曲げアーム８の回転角を検出する曲げアーム回転角検出センサ１１６が設けられると共に、キャリッジ３０の移動量を検出するキャリッジ移動量検出センサ１１８が設けられている。

キャリッジモータ３２、ひねりモータ３６、電磁開閉弁７６、曲げアーム用電磁弁１１０、締め型用電磁弁１１２、圧力型用電磁弁１１４、曲げアーム回転角検出センサ１１６、キャリッジ移動量検出センサ１１８は、電子制御回路１００に接続されており、電子制御回路１００は周知のＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６を論理演算回路の中心として構成され、外部と入出力を行う入出力回路１０８にコモンバス１１０を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ１０２は、曲げアーム回転角検出センサ１１６、キャリッジ移動量検出センサ１１８からの検出信号を入出力回路１０８を介して入力し、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６内のデータや予め記憶された制御プログラムに基づいて、入出力回路１０８を介して、キャリッジモータ３２、ひねりモータ３６、電磁開閉弁７６、曲げアーム用電磁弁１１０、締め型用電磁弁１１２、圧力型用電磁弁１１４に信号を出力する。

次に、前述した電子制御回路１００において行われる処理について、図６、図７のフローチャートによって説明する。
まず、所定長さのパイプ３を、プラグ４４、ロッド部材４２に通して、パイプ３の端をチャック３４により把持し、図６に示す曲げ加工制御処理を実行する。曲げ加工制御処理では、潤滑油を吐出するか否かを判断する（ステップ２００）。吐出するか否かは予め設定されており、潤滑油を吐出する際には、吐出制御処理（ステップ３００）を実行する。

吐出制御処理では、図７に示すように、入出力回路１０８を介して電磁開閉弁７６に開弁信号を出力する（ステップ３１０）。次に、予め設定された一定時間が経過したか否かを判断し（ステップ３２０）、一定時間が経過していないときには、開弁状態を維持し、一定時間が経過したときには、電磁開閉弁７６を閉弁する（ステップ３３０）。

電磁開閉弁７６を開弁すると、ポンプ７４から供給流路７０に潤滑油が供給され、潤滑油は供給孔４６、接続孔６８、小径孔６６に供給される。小径孔６６に供給された潤滑油の油圧が、弁座６４を介して、弁体６０が弁座６４から離間する開弁方向に作用する。

付勢部材５８の付勢力は、ポンプ７４により供給される潤滑油の油圧による開弁方向の作用力よりも弱く設定されており、弁体６０に開弁方向の作用力が作用すると、弁体６０は弁座６４から離座して、遮断弁７２が開弁する。

これにより、潤滑油は収納孔５０、有底孔５２、連通孔５４を通り、各吐出口５６からパイプ３の内側に吐出される。一定時間が経過すると、電磁開閉弁７６が閉弁し、供給流路７０への潤滑油の供給が停止される。これにより、弁体６０には潤滑油の油圧による開弁方向の作用力が働かなくなり、弁体６０は付勢部材５８の付勢力により、弁座６４に着座される。

よって、遮断弁７２が閉弁し、供給孔４６内等に残った潤滑油が吐出口５６から流れ出すのを防止し、潤滑油はそのまま供給孔４６内に留まる。従って、電磁開閉弁７６の開弁時間に応じた潤滑油が各吐出口５６から吐出され、開弁時間の長短により、パイプ３内に吐出される潤滑油量を調整できる。

次に、吐出制御処理を終了すると、あるいは、ステップ２００の処理により、潤滑油を吐出しないと判断すると、キャリッジモータ３２を駆動し、キャリッジ３０をレール２６，２８に沿って移動する（ステップ２０５）。キャリッジ３０の移動量は、キャリッジ移動量検出センサ１１８により検出され、パイプ３の長さに応じて、キャリッジ３０を移動して、パイプ３の曲げ加工箇所を曲げ型４の溝６に装着する。その際、パイプ３内に吐出された潤滑油は、プラグ４４によりパイプ３の内周面に塗り延ばされる。また、キャリッジ３０の移動量に応じて、電磁開閉弁７６を開閉弁制御して、曲げ加工箇所のパイプ３の内周に潤滑油を吐出するようにしてもよい。

続いて、潤滑油を吐出するか否かを判断し（ステップ２１０）、吐出するか否かは同様に予め設定されており、潤滑油を吐出する際には、前述した吐出制御処理（ステップ３００）を実行する。吐出制御処理を終了すると、あるいは、ステップ２１０の処理により、潤滑油を吐出しないと判断すると、ひねりモータ３６を駆動して、チャック３４をパイプ３の軸方向の廻りに所定角度回転する。パイプ３の軸方向の廻りのひねりは、パイプ３を複数回曲げ加工する際に、その曲げ加工の曲げ方向が異なる場合に、曲げ方向に合わせてパイプ３を所定角度ひねる。

次に、再び、潤滑油を吐出するか否かを判断し（ステップ２２０）、潤滑油を吐出する際には、前述した吐出制御処理（ステップ３００）を実行する。吐出制御処理を終了すると、あるいは、ステップ２２０の処理により、潤滑油を吐出しないと判断すると、締め型用電磁弁１１２を介して締め型用シリンダ１４を駆動して締め型１２を移動し、曲げ型４と締め型１２とによりパイプ３を把持する。また、圧力型用電磁弁１１４を介して圧力型用シリンダ２２を駆動して圧力型１８を移動し、ワイパ型１６と圧力型１８とによりパイプ３を挟持する（ステップ２２５）。尚、締め型１２を移動した後、潤滑油を吐出してから圧力型１８を移動するようにしてもよい。

再び、潤滑油を吐出するか否かを判断し（ステップ２３０）、潤滑油を吐出する際には、前述した吐出制御処理（ステップ３００）を実行する。吐出制御処理を終了すると、あるいは、ステップ２３０の処理により、潤滑油を吐出しないと判断すると、曲げアーム用電磁弁１１０を介して曲げアーム用シリンダ１０を駆動し、曲げ型４を中心にして曲げアーム８を回転させて、締め型１２を曲げ型４の廻りに公転させて、曲げ加工を行なう（ステップ２３５）。曲げアーム８の回転角度は、曲げアーム回転角検出センサ１１６により検出され、予め設定された角度で曲げアーム８を回転させて、所定の角度に曲げ加工を行う。尚、曲げアーム８の回転と共に、潤滑油を吐出するようにしてもよい。

続いて、潤滑油を吐出するか否かを判断し（ステップ２４０）、潤滑油を吐出する際には、前述した吐出制御処理（ステップ３００）を実行する。吐出制御処理を終了すると、あるいは、ステップ２４０の処理により、潤滑油を吐出しないと判断すると、締め型用シリンダ１４を駆動して締め型１２による挟持を解放すると共に、圧力型用シリンダ２２を駆動して圧力型１８による挟持を解放する。

また、潤滑油を吐出するか否かを判断し（ステップ２５０）、潤滑油を吐出する際には、前述した吐出制御処理（ステップ３００）を実行する。吐出制御処理を終了すると、あるいは、ステップ２５０の処理により、潤滑油を吐出しないと判断すると、曲げアーム用シリンダ１０を駆動して曲げアーム８とを元の位置に戻す（ステップ２５５）。

そして、潤滑油を吐出するか否かを判断し（ステップ２６０）、潤滑油を吐出する際には、前述した吐出制御処理（ステップ３００）を実行する。吐出制御処理を終了すると、あるいは、ステップ２６０の処理により、潤滑油を吐出しないと判断すると、次工程があるか否かを判断する（ステップ２６５）。

パイプ３を複数回曲げ加工する場合には、ステップ２００以下の処理を繰り返し、キャリッジ３０を移動して、曲げ方向が異なる場合には、チャック３４を回転させてパイプ３をひねる。パイプ３の次の加工箇所を曲げ型４の位置に移動し、前述した動作を繰り返して、予め設定された加工データに基づいて、パイプ３を３次元的に曲げ加工する。

次に、前述した曲げ加工用マンドレルと異なる第２実施形態の曲げ加工用マンドレルについて、図８によって説明する。尚、前述した実施形態と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。

本第２実施形態の曲げ加工用マンドレルでは、プラグ本体８２にネジ孔４８、収納孔５０が形成されると共に、収納孔５０に付勢部材５８、弁体６０が収納され、ネジ孔４８に弁座部材６２が螺入されている。

収納孔５０に連接して接続孔８４が形成されると共に、接続孔８４に連接して摺動孔８６が形成されている。摺動孔８６には、コイルスプリング８８が収納されると共に、摺動部材９０が摺動可能に挿入されている。尚、摺動孔８６と摺動部材９０との間には、潤滑油が通過できる隙間が形成されている。

摺動孔８６に連接して、大径孔９２が形成されており、大径孔９２はプラグ本体８２の軸方向先端に開口した吐出口９４に連通されている。大径孔９２には、ボールプラグ９６の一端が挿入され、ボールプラグ９６はプラグ本体８２にピン９８を介して揺動可能に支持されている。

曲げ加工時には、ボールプラグ９６が曲げに応じてピン９８の廻りに揺動して、曲げ加工箇所のパイプ３の変形をより確実に防止できる。また、コイルスプリング８８が、摺動部材９０を介して、ボールプラグ９６がプラグ本体８２と同軸上で一直線上に位置するように付勢する。これにより、パイプ３を外した後、新たにパイプを挿入する際に、挿入が容易になる。

この第２実施形態の曲げ加工用マンドレルでは、供給流路７０から潤滑油が供給されると、弁体６０が付勢部材５８の付勢力に抗して、弁座６４から離間して、遮断弁７２が開弁する。そして、潤滑油が収納孔５０、接続孔８４、摺動孔８６、大径孔９２を介して、吐出口９４からパイプ３内に吐出される。

電磁開閉弁７６が閉弁されると、弁体６０が付勢部材５８の付勢力により弁座６４に着座し、遮断弁７２が閉弁される。よって、供給流路７０内に残っている潤滑油が吐出口９４から流出するのを防止する。

尚、前述した実施形態と同様に、吐出口をプラグ本体８２の径方向に形成してもよい。また、ボールプラグ９６に限らず、算盤玉のような形状のプラグであってもよい。
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

本発明の一実施形態として曲げ加工用マンドレルを用いた曲げ加工装置の概略構成を示す斜視図である。 本実施形態の曲げヘッドの拡大斜視図である。 本実施形態の曲げ加工用マンドレルの要部拡大断面図である。 本実施形態の潤滑油の回路図である。 本実施形態の電子制御回路のブロック図である。 本実施形態の電子制御回路において行われる曲げ加工制御処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の電子制御回路において行われる吐出制御処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の曲げ加工用マンドレルの要部拡大断面図である。

符号の説明

１…装置本体 ２…曲げヘッド
３…パイプ ４…曲げ型
８…曲げアーム １２…締め型
１６…ワイパ型 １８…圧力型
３０…キャリッジ ３４…チャック
３８…支持部材 ４０…曲げ加工用マンドレル
４２…ロッド部材 ４４…プラグ
４６…供給孔 ４８…ネジ孔
５０…収納孔 ５２…有底孔
５４…連通孔 ５６…吐出口
５８…付勢部材 ６０…弁体
６２…弁座部材 ６４…弁座
７０…供給流路 ７２…遮断弁
７４…ポンプ ７６…電磁開閉弁
８２…プラグ本体 ８４…接続孔
８６…摺動孔 ８８…コイルスプリング
９０…摺動部材 ９２…大径孔
９４…吐出口 ９６…ボールプラグ
９８…ピン

Claims (3)

1. 曲げ加工されるパイプの曲げ加工箇所に挿入して前記パイプの変形を防止する曲げ加工用マンドレルにおいて、
   潤滑油が供給される供給流路に接続された吐出口を前記パイプ内に開口形成すると共に、前記吐出口の近傍の前記供給流路に遮断弁を介装し、該遮断弁は前記供給流路から前記吐出口への前記潤滑油の流れを遮断する閉弁方向に弁体を付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする曲げ加工用マンドレル。
2. 長尺状のロッド部材と、該ロット部材の先端に取り付けられたプラグとを備え、前記プラグに前記遮断弁を設け、また、前記遮断弁は、前記弁体が球状で、前記プラグに設けられた収納孔内に前記弁体を移動可能に収納すると共に、前記プラグに螺入された弁座部材に形成したテーパ状の弁座に向かって前記付勢部材により前記弁体を付勢したことを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工用マンドレル。
3. 曲げ加工されるパイプの曲げ加工箇所に曲げ加工用マンドレルを挿入して、前記パイプを曲げ加工する曲げ加工装置において、
   前記曲げ加工用マンドレルは、潤滑油が供給される供給流路に接続された吐出口を備えると共に、前記吐出口は前記パイプ内に開口形成され、かつ、前記吐出口の近傍の前記供給流路に介装された遮断弁を備え、前記遮断弁は前記供給流路から前記吐出口への前記潤滑油の流れを遮断する閉弁方向に弁体を付勢する付勢部材を備え、
   また、前記遮断弁よりも上流の前記供給流路に電磁開閉弁を介装すると共に、前記パイプの曲げ加工に応じて前記電磁開閉弁を制御する制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置。

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