JPH05177261A - コルゲートパイプの曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コルゲートパイプを曲げる際に、曲げが局所に
集中することを防ぐコルゲートパイプの曲げ加工装置を
得ること。 【構成】コルゲートパイプの複数の凸部を、パイプ中心
軸に対して垂直方向に挟持する相対向した面を備えたパ
イプ凸部拘束手段と、挟持された前記凸部を中心とし
て、パイプ軸方向に対して両側に位置するパイプ部をそ
れぞれ支持する２つのパイプ支持手段と、前記パイプ支
持手段を、支持したパイプに対してパイプ曲げ方向に押
圧させる少なくとも１つの駆動手段を備えることを特徴
とするコルゲートパイプの曲げ加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コルゲートパイプの曲
げ加工を行う際に、パイプ局部に曲げが集中することを
防ぐ曲げ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すような、パイプ軸方向断面の
形状が波形になっているコルゲートパイプに関しては、
曲げ加工は勘、こつに頼って手作業によって行われてい
た。たとえば、コルゲートパイプの両端のみを、それぞ
れ手で把持しする。（他の部分には全く拘束をくわえな
い）そしてパイプの曲げを行いたい部分を中心としてパ
イプ両端をパイプ曲げ方向に、両手で力を加えていく。
しかし、コルゲートパイプにおいては、図７のように一
箇所だけで曲げが集中することが多い。

【発明が解決しようとする課題】装置として簡単に構成
可能な、パイプの回動方向のみに力を加えるパイプの曲
げ加工装置で曲げを行った際のパイプの状態を以下に説
明する。一般に、パイプ軸方向断面の形状が変化しない
直管のパイプの曲げ加工において、加工部分は材料の塑
性変形により受け持たれているため、曲げられた部分は
加工硬化によって曲げられにくくなる。同時に加工部分
断面がわずかに偏平して断面２次モーメントが減少（断
面２次モーメントが減少すると曲げ易さが増加する）す
る。つまり曲げ加工部においては、曲げ易さに関して、
断面２次モーメントと加工硬化による影響の二つが存在
する。しかし、偏平の量が小さいため断面２次モーメン
トの減少による曲げ易さが増加しても、塑性変形による
加工硬化の影響の方が非常に大きく、偏平（断面２次モ
ーメントの減少）による曲げ加工への影響は少ない。こ
のため相対的にパイプの未加工部分の曲げ易さが大きく
なり、曲げ加工の力を加えて続けていけばパイプの未加
工部分が変形していく。

【０００３】それに対して、コルゲートパイプの曲げお
いては、一般のパイプとは異なり、パイプ凸部のパイプ
軸方向の広がりに伴う形状変化が、ほとんどの曲げ加工
変形を受け持っている。つまり、一般のパイプに比べて
塑性変形が少ないために、加工硬化が少なくなってい
る。また、変形したパイプ凸部の断面が図６のように、
大きく偏平するため断面２次モーメントは他の凸部に比
べて大きく減少している。このように、変形したコルゲ
ートパイプ凸部では、断面２次モーメントによる曲げや
すさの増加の方が、塑性変形による加工硬化の増加より
大きくなってしまうため、変形したコルゲートパイプの
凸部は他の部位に比べて曲げやすくなってしまう。上記
のような状態のままで曲げ方向のみに力を加えて曲げを
続行すると、偏平化によって図７に示すように最初に変
形したコルゲートパイプ凸部に曲げが集中してしまう。
このため、パイプの回動方向のみに力を加えているパイ
プの曲げ加工装置では、コルゲートパイプに所望の曲げ
を与えることができない。

【０００４】また、別の曲げ加工装置として、パイプの
偏平を抑制する（断面２次モーメントの減少を防ぐ）こ
とによって曲げの集中が防止できるとすると、単にパイ
プの偏平を防ぐ部材によってコルゲートパイプの曲げが
集中するのを防ぐことが考えられる。例えば、パイプ軸
方向断面の形状が変化しない直管の金属製パイプに関し
て、実開平１−１００６１６にはパイプ外径を曲成溝に
沿わせてパイプの偏平を防ぐ曲げ加工治具が示されてい
る。このような治具をコルゲートパイプの曲げ加工に使
用する場合を考えてみる。

【０００５】まず、コルゲートパイプを図５のように順
次曲成溝に沿わせて曲げていくが、この時曲成溝に当接
しているパイプの凸部は、曲成溝によって拘束されてい
るが、曲成溝に当接していない他の凸部は拘束されてい
ない。この状態で曲げを行うと、曲成溝に当接している
パイプ凸部ではなく、拘束されていない強度のやや低い
パイプ凸部で曲げが発生する事があり、（パイプの製造
上の誤差によって、パイプ肉圧が他の凸部に比べて薄く
なっている強度のやや低いパイプ凸部で曲げが発生し始
める）曲げが発生した強度の低いパイプ凸部は何ら拘束
されずに曲げが行われ、変形時に大きく偏平してしま
う。つまり曲げが発生した強度の低いパイプ凸部におい
て、断面２次モーメントが大きく減少する。この時、コ
ルゲートパイプのパイプ変形部においては、パイプ凸部
の形状変化により曲げが受け持たれるため、塑性変形量
が少なくなっていて加工硬化の影響も少ない。

【０００６】このように、特開平１−１００６１６に示
された治具を用いても、コルゲートパイプの曲げ加工部
において、断面２次モーメントの減少による曲げ易さの
増加の方が、塑性変形による加工硬化の増加より大きく
なるため、曲げ加工中の凸部のみ曲げ易さが大きくな
り、拘束されていない曲げ加工中の凸部に曲げが集中し
てコルゲートパイプの曲げ曲線が一定にならないという
問題が生じてしまう。

【０００７】本発明においては、曲げ加工時において、
常時コルゲートパイプ凸部をパイプ曲げ面及びパイプの
中心軸に対して垂直方向に拘束することにより、コルゲ
ートパイプ凸部の偏平を防いで断面２次モーメントの減
少による曲げ易さの増加を防いで、曲げの変形量が増加
するのに対応して塑性変形による加工硬化のみを増加さ
せることにより、相対的に未変形のコルゲートパイプ凸
部の曲げ易さを大きくして未変形のコルゲートパイプの
凸部をも均一に曲げ加工させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の技術的手段は、コルゲートパイプの複数の凸部を、パ
イプ曲げ面及びパイプの中心軸に対して垂直方向に挟持
する相対向した面を備えたパイプ凸部拘束手段と、挟持
された前記凸部を中心として、パイプ軸方向に対して両
側に位置し且つ前記凸部近傍にあるパイプ部をそれぞれ
支持する２つのパイプ支持手段と、前記パイプ支持手段
を、支持したパイプに対してパイプ曲げ方向に押圧させ
る少なくとも１つの駆動手段を備える構成にしたもので
ある。

【０００９】

【作用】上記手段により、パイプの曲げが行われるパイ
プの凸部が、常時パイプ凸部拘束手段によって拘束され
るため、パイプの加工中にパイプの凸部の偏平による断
面形状の変化をほとんど防ぐことができる。このために
曲げ加工によって変形されているパイプ凸部では、断面
２次モーメントの減少がほとんど無くなり、断面２次モ
ーメントの減少による曲げやすさの増加よりも塑性変形
による加工硬化の増加の方が大きくなる。このため変形
したコルゲートパイプ凸部では、変形量の増加に応じて
曲げこわさが大きくなる事になる。つまり相対的に未変
形のコルゲートパイプ凸部の曲げ易さが大きくなり、未
変形部のコルゲートパイプ凸部が曲げられていく。また
この時、未変形のパイプ凸部も、常時コルゲートパイプ
拘束部によって拘束されているために、断面２次モーメ
ントの減少を起こさずに変形を行わせることができ、順
次他の変形の行われていないパイプ凸部が変形されてい
く。

【００１０】

【実施例】続いて、本発明の実施例１について図１、図
２、図３、に基づいて以下に説明する。今回曲げ加工を
行ったコルゲートパイプは、アルミニウム製のＪＩＳ
Ａ３００３−Ｈ１８材を高周波によりバルジ加工し、図
１に示すような形状の物を使用した。（素管肉厚１．２
ｍｍ、素管直径１２．７ｍｍ、バルジ間隔１０ｍｍ、バ
ルジ直径１８．０ｍｍ）

【００１１】また曲げ加工装置による曲げ加工動作につ
いて、図１、図２、図３に基づいて以下に説明する。第
１の工程として、コルゲートパイプ１６の一端を、チャ
ック固定台１１のチャック１２でパイプ１６を支持す
る。また、パイプ１６の他端は、曲げ加工を行おうとす
るパイプ凸部を挟んで、両側のパイプ部分をパイプつか
み爪１７で支持する。

【００１２】第２の工程として、スライド用シリンダー
１９をスライドさせて、コルゲートパイプ拘束部１８の
内部上下壁の樹脂部２２で、曲げ加工を行おうとするパ
イプ凸部を挟持する。コルゲートパイプ拘束部１８はパ
イプ凸部との当接部に樹脂部２を備えているので挟持時
にパイプ凸部にキズが付くのを防止している。このよう
にしてコルゲートパイプ１６を、曲げ面に対して垂直方
向に挟持した状態を、図２に拡大して示してある。

【００１３】第３の工程として、図２のようにコルゲー
トパイプ１６が拘束された状態で、サーボモータ２０を
図１中Ａの矢印方向に回転させて、チャック固定台１１
と一方のパイプつかみ爪１７が設けられている設備台座
１３を、図１中Ｂの矢印方向に回動させる。するとコル
ゲートパイプ１６は、曲げ方向に押圧力が加えられるこ
とにより、曲げ加工を行おうとするパイプ中央部の凸部
が変形して曲げられていく。この時にパイプ凸部は、曲
げ変形によって曲げ面に対して垂直方向に偏平させる力
が作用するが、曲げ加工中はパイプの凸部は、常にコル
ゲートパイプ拘束部１８の樹脂部２２で拘束されるた
め、、コルゲートパイプ拘束部１８によってパイプ径の
偏平が抑制され、パイプの曲げ加工中にパイプ１６の凸
部の偏平による断面形状の変化がほとんど無くなる。

【００１４】このように、パイプ曲げ面での偏平が無く
なるため、変形部のコルゲートパイプ１６の凸部で断面
２次モーメントの減少がほとんど無くなり、コルゲート
パイプ１６の凸部においては、断面２次モーメントの減
少による曲げ易さの増加よりも、パイプの塑性変形によ
る加工硬化の増加の方が大きくなる。つまり変形した凸
部では、曲げの変形量が大きくなるのに対応して曲げこ
わさが大きくなり、相対的に未変形のパイプ凸部が変形
しやすくなることになる。このため、曲げを続行してい
くと未変形のパイプ凸部が順次曲げられていく。この
時、順次変形していくコルゲートパイプ１６の凸部も、
コルゲートパイプ拘束部１８によって拘束されているた
めに、断面２次モーメントの減少を起こさずに変形させ
ることができ、パイプの曲げ変形が順次外側の凸部に移
っていく。このようにして、コルゲートパイプの曲げが
一部に偏ることなく、所望の曲げ曲線を得ることができ
る。

【００１５】そして一つの曲げ箇所で曲げが行われた
後、第４の工程として、スライド用シリンダーをスライ
ドさせて、コルゲートパイプ拘束部１８をパイプから取
りはずす。そして、チャック台座１１を、ボールねじ２
１によって図１中Ｃの矢印方向に移動させて、コルゲー
トパイプ１６を次の曲げ位置に移動させる。移動後、必
要であれば、チャック１２を回転させてパイプ１６の曲
げ方向を変化させる。その後、第２の工程に戻り曲げ加
工が行われ、コルゲートパイプ１６は図３のように所定
の曲げ形状を得ることができる。

【００１６】また本実施例においては、曲成溝をパイプ
曲げ面内側に当接させず、コルゲートパイプ凸部を挟持
方向のみ拘束することによってパイプの偏平を防ぐの
で、本来コルゲートパイプ１６の持つ曲げ曲線の自由度
を損なうことなく偏平を押さえることができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明においては、コルゲートパイプ凸
部を、常時パイプ曲げ面及びパイプの中心軸に対して垂
直方向に拘束することにより、コルゲートパイプの偏平
を防いで断面２次モーメントの減少による曲げ易さの増
加を防いで、曲げの変形量が増加するに対応して塑性変
形による加工硬化のみを増加させることにより、相対的
に未変形部のコルゲートパイプの凸部の曲げ易さを増加
させて、コルゲートパイプの曲げが局部に集中すること
を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるコルゲートパイプの曲げ加工装
置を表す上面図および側面図。

【図２】コルゲートパイプ拘束部１８によるコルゲート
パイプ１６の拘束状態を示す側面図。

【図３】 本発明に使用するコルゲートパイプの形状を
示す側面図である。

【図４】 従来技術（手作業による曲げ）により、局所
に曲げが集中しているのを示すコルゲートパイプの側面
図。

【図５】 従来技術（治具を用いた曲げ）によるコルゲ
ートパイプの曲げの操作を示す上面図。

【図６】 従来技術による曲げ加工が行われ、偏平した
コルゲートパイプ凸部の断面図である。

【図７】 従来技術による曲げ加工が行われ、曲げが集
中しているコルゲートパイプの上面図である。

【符号の説明】

１１ ・・・チャック固定台 １２ ・・・チャック（パイプ固定および回転用） １３ ・・・設備台座 １４ ・・・チャック固定台スライドレール １５ ・・・曲げ加工制御ユニット １６ ・・・コルゲートパイプ １７ ・・・パイプつかみ爪 １８ ・・・コルゲートパイプ拘束部 １９ ・・・拘束部１８のスライド用シリンダー ２０ ・・・曲げ加工用サーボモータ ２１ ・・・チャック固定台移動用ボールねじ ２２ ・・・樹脂部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コルゲートパイプの複数の凸部を、パイプ
   曲げ面及びパイプの中心軸に対して垂直方向に挟持する
   相対向した面を備えたパイプ凸部拘束手段と、挟持され
   た前記凸部を中心として、パイプ軸方向に対して両側に
   位置し且つ前記凸部近傍にあるパイプ部をそれぞれ支持
   する２つのパイプ支持手段と、前記パイプ支持手段を、
   支持したパイプに対してパイプ曲げ方向に押圧させる少
   なくとも１つの駆動手段を備えることを特徴とするコル
   ゲートパイプの曲げ加工装置。