(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
管の先端部を所定方向に曲げる曲げ手段と、管の後端部を保持し、その管をその軸方向に前進させる送り手段と、管を回動させる回動手段とを備え、管の先端部を前記曲げ手段によって一方向に曲げ、次いで、その管を前記送り手段によって所定量前進させるとともに、管を前記回動手段によって所定角度回動させ、次いで、管を前記曲げ手段によって所定方向に曲げて3次元に曲げた管を得る管の曲げ加工装置において、
前記送り手段は、管の前進方向に移動可能に送り台を設置し、該送り台に管を支持するチャックを回転自在に配設して構成され、
前記回動手段は、前記送り台の移動方向と略平行に長尺の板体または棒体を折り曲げて形成したカムを配設し、前記送り台にカムフォロアを前記管の軸芯に対して垂直な方向に移動自在に配設し、該カムフォロアを前記カムに係合させるとともに、カムフォロアを前記チャックに連繋させて構成され、前記送り台を前進させる動作に伴って、前記カムフォロアを前記カムに倣って移動させ、その運動を前記チャックに伝達させて該チャックを回動させるようにしたことを特徴とする管の曲げ加工装置。
前記支持体は、管の軸芯に対して垂直な方向に移動可能に設置し、上端部に前記カムを収容支持する溝を形成したガイドブロックを備えていることを特徴とする請求項2に記載の管の曲げ加工装置。
前記ガイドブロックの溝を画成する一方の壁にボルトを貫設し、該ボルトの先端で前記カムを他方の壁に圧接挟持させることを特徴とする請求項3に記載の管の曲げ加工装置。
前記チャックの回転軸にピニオンを配設し、かつ前記送り台に、前記ピニオンと噛合するラックを摺動自在に配設するとともに、該ラックに前記カムフォロアを配設し、前記送り台を前進させる動作に伴って、前記カムフォロアを前記カムに倣って移動させ、その運動をラックおよびピニオンを介して前記チャックに伝達させて該チャックを回動させるようにしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の管の曲げ加工装置。
前記ガイドブロックの上端部に、前記溝と平行する一対のガイド片を形成するとともに、前記ラックに位置決めローラを配設し、該ローラを前記ガイド片間に位置させることによって前記ラックの位置決めをすることを特徴とする請求項7または8に記載の管の曲げ加工装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記特許文献1に開示された管の回動手段では、カム溝を切削加工によって形成しているため、管の回動角度を修正する等の調整ができず、その場合には新たにカム溝を製作する必要が生じる。また、カム溝は専用の溝形状であるため、他の異なる曲げ形状の管に利用することができない。
【0007】
そこで、本発明の目的は、容易かつ安価に管の回動手段が実現でき、しかも、曲げ方向の変更、さらには異なる他の曲げ形状の管にも利用ができる回動手段を備えた管の曲げ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記した目的を達成するため、請求項1の本発明の管の曲げ加工装置では、管の先端部を所定方向に曲げる曲げ手段と、管の後端部を保持し、その管をその軸方向に前進させる送り手段と、管を回動させる回動手段とを備え、管の先端部を前記曲げ手段によって一方向に曲げ、次いで、その管を前記送り手段によって所定量前進させるとともに、管を前記回動手段によって所定角度回動させ、次いで、管を前記曲げ手段によって所定方向に曲げて3次元に曲げた管を得る管の曲げ加工装置において、前記送り手段は、管の前進方向に移動可能に送り台を設置し、該送り台に管を支持するチャックを回転自在に配設して構成され、前記回動手段は、前記送り台の移動方向と略平行に長尺の板体または棒体を折り曲げて形成したカムを配設し、前記送り台にカムフォロアを前記管の軸芯に対して垂直な方向に移動自在に配設し、該カムフォロアを前記カムに係合させるとともに、カムフォロアを前記チャックに連繋させて構成され、前記送り台を前進させる動作に伴って、前記カムフォロアを前記カムに倣って移動させ、その運動を前記チャックに伝達させて該チャックを回動させるようにしたことを特徴とする。
【0009】
また、請求項2の管の曲げ加工装置は、上記請求項1に記載の発明において、管の進行方向と平行にレールを配設し、該レールに前記カムを支持する支持体を摺動可能に配設したことを特徴とする。
【0010】
また、請求項3の管の曲げ加工装置は、上記請求項2に記載の発明において、上記支持体が、管の軸芯に対して垂直な方向に移動可能に設置し、上端部に上記カムを収容支持する溝を形成したガイドブロックを備えていることを特徴とする。
【0011】
また、請求項4の管の曲げ加工装置は、上記請求項3に記載の発明において、上記ガイドブロックの溝を画成する一方の壁にボルトを貫設し、該ボルトの先端で上記カムを他方の壁に圧接挟持させることを特徴とする。
【0012】
また、請求項5の管の曲げ加工装置は、上記請求項3または4に記載の発明において、上記カムの山および谷に相当する部位を管の軸芯に平行する平坦に形成したことを特徴とする。
【0013】
また、請求項6の管の曲げ加工装置は、上記請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、上記チャックの回転軸にピニオンを配設し、かつ上記送り台に、前記ピニオンと噛合するラックを摺動自在に配設するとともに、該ラックに上記カムフォロアを配設し、前記送り台を前進させる動作に伴って、前記カムフォロアを上記カムに倣って移動させ、その運動をラックおよびピニオンを介して上記チャックに伝達させて該チャックを回動させるようにしたことを特徴とする。
【0014】
また、請求項7の管の曲げ加工装置は、上記請求項6に記載の発明において、上記カムフォロアを一対のローラによって形成し、それらのローラで上記カムを挟み込むように配置させたことを特徴とする。
【0015】
また、請求項8の管の曲げ加工装置は、上記請求項7に記載の発明において、上記ラックにターンテーブルを介して上記ローラを支持させたことを特徴とする。
【0016】
また、請求項9の管の曲げ加工装置は、上記請求項7または8に記載の発明において、上記ガイドブロックの上端部に、上記溝と平行する一対のガイド片を形成するとともに、上記ラックに位置決めローラを配設し、該ローラを前記ガイド片間に位置させることによって上記ラックの位置決めをすることを特徴とする。
【0017】
また、請求項10の管の曲げ加工装置は、上記請求項9に記載の発明において、上記ガイド片の相対向する壁の端部に上記位置決めローラを案内する傾斜面を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
請求項1の本発明に係る管の曲げ加工装置によれば、カムを長尺の板体または棒体を折り曲げて形成するため、安価に得られ、形状の変更が容易であり、形状の修正または新たに異なる曲げ形状の管に対応させることができる。
【0019】
また、請求項2に記載の管の曲げ加工装置によれば、支持体を管の軸芯と平行な任意の位置に移動させることができるので、各種形状のカムに容易に対応させることができる。
【0020】
また、請求項3に記載の管の曲げ加工装置によれば、ガイドブロックが管の軸芯に対して垂直な方向に移動が可能なので、カムの山または谷に相当する位置の変更に対して容易に対応させることができる。
【0021】
また、請求項4に記載の管の曲げ加工装置によれば、カムをガイドブロックの溝にボルトによって圧接挟持させるので、任意の厚みのカムに対応ができ、しかもカムの支持が容易である。
【0022】
また、請求項5に記載の管の曲げ加工装置によれば、カムに急激な折曲部がなくなるため、カムフォロアがカムの形状に倣ってスムースに移動できる。
【0023】
また、請求項6に記載の管の曲げ加工装置によれば、カムフォロアから受けたカムの変位をラックおよびピニオンを介して精度よく確実に管に伝達することができる。
【0024】
また、請求項7に記載の管の曲げ加工装置によれば、一対のカムフォロアでカムを挟み込んでいるので、カムの軌跡を精度よく確実にラックに伝達することができる。
【0025】
また、請求項8に記載の管の曲げ加工装置によれば、一対のカムフォロアがカムに対して常に垂直に面するので、ラックの移動が滑らかに行なえる。
【0026】
また、請求項9に記載の管の曲げ加工装置によれば、ガイド片間で位置決めローラを挟み込むことによってラックの位置決めがされるので、管の回動量の精度が高くなる。
【0027】
また、請求項10に記載の管の曲げ加工装置によれば、傾斜面によって、位置決めローラが確実にガイド片間に案内される。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下に、図面に示した一実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【0030】
この管の曲げ加工装置では、管Pを所定角度曲げる曲げ手段10、管Pを支持するとともに前進させる送り手段60、管Pを所定量回動させる回動手段70とを備えている。
【0031】
曲げ手段10では、装置機枠1にその上方に装置機枠1と適宜な間隙をもって基板11が設置されている。この基板11には、
図2に示すように、曲げ型12,曲げ型作動片13,プレッシャ14,クランプ15がそれぞれ設置されており、機枠1と基板11との間には、軸16が回転自在に支持されている。そして、軸16には、操作プレート17の一端部が一体的に設置されている。
【0032】
曲げ型12は、一部が円弧状をなした周面12aを有しており、該周面12aに管Pを収容する断面が略半円を成す弧状の溝18が形成されている。また、この曲げ型12の下面には、該下面に対して垂直な方向に孔19が穿設されている。そして、この曲げ型12は、基板11に設置したガイド20によって、基板11に摺動自在に保持される。
【0033】
一方、曲げ型作動片13の一端には軸孔21が貫設され、他端上面にはピン22が立設され、さらに中間部下面にはカムフォロア23が配設されている。そして、曲げ型作動片13は、基板11に形成した弧状の長孔24を介してピン22を曲げ型12の孔19に遊嵌させ、曲げ型作動片13の軸孔21に挿通させた軸25を基板11に穿設した孔26に係止させることによって、基板11に回動自在に保持される。
【0034】
プレッシャ14は、ロール状を成しており、その周面14aには、断面が半円を成す溝27が形成されている。そして、このプレッシャ14は、プレート28に回転自在に保持されている。このプレート28の一端部下面には、カムフォロア29が配設されている。そして、このプレッシャ14のプレート28は、他端に穿設した軸孔30に軸31を挿通し、その先端を基板11に穿設した孔32に係止させることによって、基板11に回動自在に支持される。
【0035】
クランプ15は、直方体のブロックで、その一方面に断面が半円を成す溝33が形成されている。そして、このクランプ15は、基板11に固定設置されている。
【0036】
操作プレート17は、一端部に把手34を備え、他端部に軸孔35を有している。この操作プレート17には、軸孔35の周辺に円弧状のカム溝36が形成され、さらに、カム溝36の外側にカム溝37が形成されている。カム溝37は、軸孔35と同心に形成された溝部分37aと、軸孔35から逃げる方向に形成された溝部分37bとによって、「く」字状に形成されている。そして、この操作プレート17は、軸16に軸孔35を嵌合させ、キー等によって互いに一体化される。また、カム溝36を曲げ型作動片13のカムフォロア23に係合させ、カム溝37をプレート28のカムフォロア29に係合させる。
【0037】
このようにして構成された曲げ手段10では、
図1に示した操作プレート17の初期位置においては、曲げ型12が退避位置(曲げ加工位置から退避した位置)にあり、プレッシャ14が初期位置(曲げ動作が開始される前の位置)にある。
【0038】
この状態から、把手34によって操作プレート17を操作すると、該操作プレート17のカム溝36の溝部分36aに係合しているカムフォロア23が溝部分36aの内側面(軸孔35側の面)に押されて、曲げ型作動片13が回動され、該曲げ型作動片13のピン22を介して曲げ型12が曲げ加工位置方向へ移動される。一方、プレート28のカムフォロア29は、カム溝37の溝部分37aに係合している、即ち、軸孔35と同心に形成されている溝部分37aに係合しているため、カム溝37の移動の影響を受けることなく、したがって、プレッシャ14は、初期位置に留まっている。
【0039】
さらに操作プレート17を操作すると、カムフォロア29がカム溝37の溝部分37bの一方の側面によって押され、それによってプレート28が軸31を中心にして回動され、プレッシャ14が曲げ型12に対して公転される。一方、カムフォロア23は、カム溝36の溝部分36bに達し、溝部分36b内を移動する。ところで、溝部分36bは軸孔35と同心に形成されているため、カムフォロア23はカム溝36の移動の影響を受けることなく、したがって、曲げ型12は曲げ加工位置に留まる。
【0040】
この曲げ加工装置は、管Pの曲げ角度を設定する曲げ角度設定部40を備えている。この曲げ角度設定部40は、
図3に示すように、機枠1に軸受41,41が設置され、それらの軸受41,41に軸42が装架されている。この軸42の一端部には、ワンウェイクラッチ43を介して鞘管44が遊嵌されており、該鞘管44の一端には、歯車45が固設されている。軸42の他端部には、円板を成すストッパプレート46が配設されている。このストッパプレート46は、中心に筒状の鞘管47を有している。そして、このストッパプレート46および鞘管47は、
図3に示すように、その母線に沿って二分割されており、それらの分割されたストッパプレート部分46a,46bおよび鞘管部分47a,47bはボルト48およびナット49によって軸42に締着されている。また、ストッパプレート46には、その周縁に複数個のストッパ片50が突設されている、このストッパ片50は、ボルトによって形成され、該ボルトをストッパプレート46に螺合させることによって、突出量を設定することができる。
【0041】
また、曲げ手段10における操作プレート17の軸16には、歯車51が固設されており(
図2参照)、一方、機枠1には、棒状部材52が摺動可能に設置されている。この棒状部材52には、ラック53,54が形成され、それらのラック53,54は、上記した歯車51,45にそれぞれ噛合している。
【0042】
また、この管の曲げ角度設定部40では、曲げ手段10における操作プレート17の軸16に、歯車55が固設されている。一方、機枠1には、棒状部材56が摺動可能に設置されている。この棒状部材56の端部は、上記したストッパプレート46のストッパ片50の1つに対向するように配置されている。また、この棒状部材56には、ラック57が形成されており、該ラックは上記した歯車55に噛合している。
【0043】
そして、この管の曲げ角度設定部40では、操作プレート17を曲げ加工方向へ操作すると、それに伴って歯車51が回転される。この歯車51の回転は、ラック53を介して棒状部材52に伝達され、該棒状部材52を一方へ移動させる。すると、ラック54を介して歯車45が回転され、さらに鞘管44を回転させるが、その動力はワンウェイクラッチ43で遮断されて、軸42には伝達されない。したがって、ストッパプレート46は回転されることなく、その位置に留まる。
【0044】
さらに操作プレート17を曲げ加工方向へ操作すると、それに伴って歯車55が回転され、その回転はラック57を介して棒状部材56に伝達され、該棒状部材56をストッパプレート46に向けて移動させる。そして、棒状部材56の先端がストッパプレート46のストッパ片50に突き当たると、棒状部材56の移動はそこで停止される。したがて、操作プレート17は、それ以上の回動操作を行なうことができない。
【0045】
曲げ加工が完了し、操作プレート17を復帰させると、それに伴って歯車51が逆回転される。この歯車51の回転は、ラック53を介して棒状部材52に伝達され、該棒状部材52を一方へ移動させる。すると、ラック54を介して歯車45が回転され、さらに鞘管44を回転させる。この場合には、鞘管44の動力は、ワンウェイクラッチ43を介して軸42に伝達され、ストッパプレート46を回転させる。そして、操作プレート17が完全に復帰した状態で、ストッパプレート46のストッパ片50が1つ進められる。また、操作プレート17を復帰させると、それに伴って歯車55が逆回転され、その回転はラック57を介して棒状部材56に伝達され、該棒状部材56をストッパプレート46と反対の方向に向けて移動させる。そして、操作プレート17が完全に復帰した状態で、棒状部材56はその初期位置に復帰される。
【0046】
送り手段60では、機枠1に送り台61が管Pの軸芯方向に摺動自在に設置され、該送り台61には把手62が配設されている。この送り台61には、チャック63が回動自在に配設されており、該チャック63には、管Pを把持する爪64,64が拡縮自在に配設されている。そして、この爪64,64は、レバー65を操作することによって拡縮される。
【0047】
管Pの回動手段70は、
図1に示すように、管Pを回動させるためのカム71を備えている。このカム71は、鋼等の剛性に富んだ長尺の帯状板体を折り曲げることによって形成されている。機枠1には、断面が矩形状を成すレール72が管Pの進行方向と平行に設置されている。そして、このレール72には、複数の支持体73,73・・・がレール72の長手方向に摺動自在に配設され、それらの支持体73,73・・・によって、カム71が支持されている。
【0048】
支持体73は、
図4に示すように、フレーム74の下部が一対の脚74a,74aによってレール72を跨ぐように配設され、上部に上方に延びる一対のブラケット74b,74bを備えている。一対のブラケット74b,74bには、ガイドロッド75が架設されている。そして、ガイドロッド75には、スライドブロック76に穿設された孔76aが嵌合されている。
【0049】
また、一対のブラケット74b,74bには、ガイドロッド75と平行にスクリューロッド77が回転自在に装架されている。そして、スクリューロッド77の雄ねじ部77aには、
図5に示すように、スライドブロック76に螺設された雌ねじ部76bが螺合されている。また、スクリューロッド77の端部には、ボルト頭等の工具係合部77bが形成されている。そして、工具係合部77bを工具によって回転させると、スライドブロック76はスクリューロッド77の雄ねじ部77aを螺進する。
【0050】
また、スライドブロック76の上端部には、溝78が形成されている。この溝78を画成する一方の壁76cには、雌ねじ孔76dが形成されており、この雌ねじ孔76dには、ボルト79が螺合されている。そして、カム71は、下部が押さえ板80を介してボルト79によって溝78の反対側壁に圧接固定される。
【0051】
さらに、スライドブロック76の上端面には、一対のガイド片81,81が立設されている。このガイド片81,81は、
図6に示すように、相対向する面の端部にそれぞれ傾斜面81aを備えている。
【0052】
また、
図1に示すように、この回動手段70では、送り台61にラック台82が管Pの進行方向に対して垂直な方向に移動可能に配設されている。このラック台82には、ラック83が配設されている。一方、チャック63の回転軸63aの後端部には、ピニオン84が固設されており、該ピニオン84が前記ラック83に噛合されている。
【0053】
ラック台82の先端には、ターンテーブル85が配設され、該ターンテーブル85の下面には、
図4等に示すように、カムフォロアを構成する一対のローラ86,86が回転自在に配設されている。また、ラック台82の下面には、位置決めローラ87が配設されている。そして、一対のローラ86,86によってカム71を挟み込んでいる。
【0054】
このように構成された回動手段70では、把手62をもって送り台61を前進させると、チャック63の爪64,64に把持されている管Pが前方へ送られるが、同時に、カムフォロアを構成するローラ86,86がカム71に倣って移動され、それに伴ってラック台82が管Pの進行方向と垂直な方向に移動され、ラック83を介してピニオン84が回動される。したがって、この回転運動はチャック63に伝達され、爪64,64に把持されている管Pを回転させる。
【0055】
なお、この回動手段70では、カム71の山および谷に相当する部分に支持体73を配置するとともに、山および谷に相当する部分を、
図4に示すように、平坦71aにすることによって、カム71の支持を確実にしている。また、送り台61の移動に対する抵抗を少なくするために、カムフォロアである一対のローラ86,86間の幅をカム71の厚みに対してやや広くし、それによって生じるラック台82とカム71とのガタツキを、ガイド片81,81間で位置決めローラ87を挟み込むことによって解消している。この場合に、ガイド片81に形成した傾斜面81aは、
図6に示すように、位置決めローラ87を案内している。
【0056】
また、この管の曲げ加工装置では、機枠1に位置決めプレート90を備えている。この位置決めプレート90には、上方に開口する切欠き91が形成されている。一方、把手62は上下動可能に送り台61に支持されており、該把手62は前記切欠き91に係合される。
【0057】
このように構成された管の曲げ加工装置では、曲げ手段10の把手34および送り手段60の把手62を操作することによって、以下のように管Pの曲げ加工が行なわれる。
【0058】
先ず、管Pの基端を送り手段60のチャック63に把持させ、管Pの先端を曲げ手段10の曲げ型12とプレッシャ14およびクランプ15との間に位置させる。
また、曲げ角度設定部40のストッパプレート46のストッパ片50を初期位置に調整する。
【0059】
この状態で、把手34によって操作プレート17を曲げ加工方向(
図1において矢印方向)へ移動させると、曲げ型12が曲げ加工位置に移動され、クランプ15と曲げ型12との間で管Pの先端部を挟持するとともに、管Pをプレッシャ14の溝27と曲げ型12の溝18との間に拘束する。
【0060】
さらに操作プレート17を曲げ加工方向へ移動させると、プレッシャ14は曲げ型12の周面に沿って公転し、管Pが曲げ型12の周面12aの溝18に倣って変形され、同時に、曲げ角度設定部40の棒状部材56がストッパプレート46の方向へ移動される。そして、棒状部材56の先端がストッパプレート46のストッパ片50に突き当たると、操作プレート17はそれ以上操作できなくなり、曲げ加工が終了する。
【0061】
操作プレート17を反対方向(復帰方向)に操作すると、棒状部材56がストッパプレート46のストッパ片50から離れる。また、棒状部材52が移動され、それに伴って歯車45,鞘管44,ワンウェイクラッチ43を介して軸42が回転され、それによってストッパプレート46が回転される。そして、棒状部材52が元の位置に復帰すると、ストッパプレート46の次のストッパ片50が所定の位置に移動される。その間に曲げ型12が元の位置に復帰する。
【0062】
続いて、送り手段60の把手62を操作して、送り台61を前進させる。すると、ラック台82のカムフォロアであるローラ86がカム71の形状に倣って移動され、それに伴ってラック台82が移動され、ラック83,ピニオン84を介してチャック63が回転される。そして、把手62が位置決めプレート90の次の切欠き91に達したならば、把手62を下方に回動してその切欠き91に落とし込む。したがって、管Pは、所定長さ送られるとともに、所定角度回転される。
【0063】
この状態で、把手34によって操作プレート17を上記と同様に操作すると、前に曲げた管Pの曲げ位置および曲げ方向とは異なる位置および方向、即ち、三次元に曲げられた管Pを得ることができる。
【0064】
なお、上記実施の形態では、カム71を長尺の帯状板体を折り曲げることによって形成しているが、板体に限らず、棒体(ワイヤーを含む)であってもよい。この場合には、
図7に示すように、棒体71を帯片88の中間部で包み込むように保持し、その両端部を支持体73のスライドブロック76の溝78内にボルト79によって保持させたり、棒体71の下面にボルト等を植設し、そのボルト等をスライドブロック76の溝78内に保持させる。
また、本発明において管Pと称しているのは、中空のいわゆるパイプばかりでなく、中実の棒をも含んでいる。