特許 6324467 配管構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6324467

(24)【登録日】2018年4月20日

(45)【発行日】2018年5月16日

(54)【発明の名称】配管構築方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/50 20060101AFI20180507BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20180507BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 650C

   G06F17/50 624H

   G06F17/50 608A

   G05B19/418 Z

【請求項の数】2

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-215155(P2016-215155)

(22)【出願日】2016年11月2日

(65)【公開番号】特開2018-73278(P2018-73278A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2016年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】392035972

【氏名又は名称】株式会社ヤマト

(74)【代理人】

【識別番号】100092808

【弁理士】

【氏名又は名称】羽鳥 亘

(74)【代理人】

【識別番号】100140981

【弁理士】

【氏名又は名称】柿原 希望

(72)【発明者】

【氏名】新井 孝雄

【審査官】 加舎 理紅子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−３０９４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１１９３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５９６５５２４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００９−１２３０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５１７１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ １７／５０

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元ＣＡＤを用いるとともに３次元ＣＧによる任意の視点からの図示を用いて配管経路を立体的に把握しながら複数の管路部材で構成される配管経路の生産施工データを作成する設計工程と、
前記生産施工データの各管路部材に部材番号を付与するとともに、管路部材ごとの部材データを出力する工程と、
前記生産施工データに基づき、部材番号の記入された配管経路のアイソメトリック図を生産施工図として出力する工程と、
前記部材番号を金属管に付与するとともに、前記部材番号と対応した部材データに基づいて金属管を加工し、個々の管路部材を作製する部材加工工程と、を有し、
構築現場にて前記管路部材を前記生産施工図に基づいて接続することで配管を構築することを特徴とする配管構築方法であって、
前記部材加工工程における分岐部の形成を、１本の金属管に複数の分岐部を連続して形成可能なプルアップ式バーリング装置を用いて行うとともに、
前記プルアップ式バーリング装置は、
金属管に穿孔された下孔の周縁を立ち上げてバーリング加工を行うバーリング加工部と、
前記金属管の一端側を保持して前記バーリング加工部に対する金属管の回転制御と位置制御とを行うバーリング用搬送部と、
前記金属管に下孔を穿孔する穿孔部と、
前記バーリング用搬送部に対し平行に配置され、前記金属管の一端側を保持して前記穿孔部に対する前記金属管の回転制御と位置制御とを行う穿孔用搬送部と、を有し、
前記バーリング加工部は、
上面が略半球状を呈するとともに中心にグリップ穴を有するビットと、
前記ビットの中心が前記下孔の中心と略一致するように前記金属管内に位置させるビットレストと、
前記下孔を通して前記グリップ穴に挿入され、前記ビットを保持しながら上下動するビットグリッパと、を備え、
前記ビットグリッパは、前記ビットを保持して上方向に移動させることで前記下孔の周縁を立ち上げバーリング部を形成するとともに、前記バーリング部の形成後に前記ビットを下方向に移動させて前記ビットレストに再度載置し、
さらに、前記穿孔用搬送部と前記バーリング用搬送部との間には、前記穿孔用搬送部で保持した金属管を回転することなく前記バーリング用搬送部に保持させる金属管移送部を有することを特徴とする配管構築方法。

【請求項2】

部材データ及び生産施工図を一括して記録、保管して改修時及び資産管理に使用することを特徴とする請求項１記載の配管構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元ＣＡＤを用いて配管経路の設計を行う配管構築方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ビル等の建築物には電気配管、吸排気配管、給排水配管等、様々な配管が複雑に張り巡らされている。近年、この配管経路の設計はＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）を用いたソフトウェアで行う事が多い。そして、このようなＣＡＤを用いた配管設計方法の一つとして例えば下記［特許文献１］に記載の発明が開示されている。

【0003】

また、本願発明者らは、金属管に対し複数の分岐部を連続して形成可能な下記［特許文献２］に記載のバーリング装置に関する発明を行った。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−６８１８６号公報

【特許文献2】特許第５９６５５２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ただし、２次元ＣＡＤを用いた設計方法では配管経路を立体的に把握することが難しく、よって３次元ＣＡＤの利用が好ましい。また、ＣＡＤにより配管経路の設計を行ったとしても、配管の施行は作業者が現場で金属管を加工、調整して行うことが一般的である。例えば、配管を分岐させたり屈曲させたりする場合には既成の分岐配管やエルボ配管等を接続して行う。この際、金属管を適切な寸法に切断し、分岐配管やエルボ配管等にねじ込み作業などにより接続する必要がある。また、特異な角度の曲げ部が存在する場合には、所定の径の金属管を作業者がパイプベンダー等の工具により曲げ加工する必要がある。このような作業は熟練した技能が要求されるとともに、工事時間も長く作業者への肉体的負荷も大きい。また、今後、高齢化に伴う技能者の不足も予想されることから、特別な技能の必要ない簡易な配管構築方法の実現が望まれる。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、３次元ＣＡＤを利用して配管経路の設計を行うとともに、この設計データに基づいて予め各管路部材を作製することで、現場での管路部材の加工作業を削減した配管構築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】

【0007】

本発明は、
（１）３次元ＣＡＤを用いるとともに３次元ＣＧによる任意の視点からの図示を用いて配管経路を立体的に把握しながら複数の管路部材で構成される配管経路の生産施工データを作成する設計工程（ステップＳ１０２）と、
前記生産施工データの各管路部材に部材番号を付与するとともに、管路部材ごとの部材データを出力する工程（部材データ出力工程：ステップＳ１０４）と、
前記生産施工データに基づき、部材番号の記入された配管経路のアイソメトリック図を生産施工図として出力する工程（生産施工図出力工程：ステップＳ１０６）と、
前記部材番号を金属管１に付与するとともに、前記部材番号と対応した部材データに基づいて金属管１を加工し、個々の管路部材を作製する部材加工工程（部材加工工程：ステップＳ１０８）と、を有し、
構築現場にて前記管路部材を前記生産施工図に基づいて接続することで配管を構築することを特徴とする配管構築方法であって、
前記部材加工工程における分岐部の形成を、１本の金属管に複数の分岐部を連続して形成可能なプルアップ式バーリング装置１１０を用いて行うとともに、
前記プルアップ式バーリング装置１１０は、
金属管１に穿孔された下孔３の周縁を立ち上げてバーリング加工を行うバーリング加工部５０と、
前記金属管１の一端側を保持して前記バーリング加工部５０に対する金属管１の回転制御と位置制御とを行うバーリング用搬送部２０Ａと、
前記金属管１に下孔３を穿孔する穿孔部３０’と、
前記バーリング用搬送部２０Ａに対し平行に配置され、前記金属管１の一端側を保持して前記穿孔部３０’に対する前記金属管１の回転制御と位置制御とを行う穿孔用搬送部２０Ｂと、を有し、
前記バーリング加工部５０は、
上面が略半球状を呈するとともに中心にグリップ穴９２を有するビット９０ｂと、
前記ビット９０ｂの中心が前記下孔３の中心と略一致するように前記金属管１内に位置させるビットレスト６２０と、
前記下孔３を通して前記グリップ穴９２に挿入され、前記ビット９０ｂを保持しながら上下動するビットグリッパ５２と、を備え、
前記ビットグリッパ５２は、前記ビット９０ｂを保持して上方向に移動させることで前記下孔３の周縁を立ち上げバーリング部５を形成するとともに、前記バーリング部５の形成後に前記ビット９０ｂを下方向に移動させて前記ビットレスト６２０に再度載置し、
さらに、前記穿孔用搬送部２０Ｂと前記バーリング用搬送部２０Ａとの間には、前記穿孔用搬送部２０Ｂで保持した金属管１を回転することなく前記バーリング用搬送部２０Ａに保持させる金属管移送部２０Ｃを有することを特徴とする配管構築方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）部材データ及び生産施工図を一括して記録、保管して改修時及び資産管理に使用することを特徴とする上記（１）記載の配管構築方法を提供することにより、上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る配管構築方法によれば、配管経路の設計を３次元ＣＡＤを用いて行い、設計された各管路部材の部材データに基づいて予め管路部材の加工を行う。そして、構築現場においては管路部材を生産施工図に基づいて接続することで配管経路を構築する。このため、構築現場で管路部材の加工を行う必要が無く、加工技術を有さない作業者でも配管経路の施工を短時間で簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る配管構築方法のフローチャートである。

【図2】本発明に係る生産施工データの３次元ＣＧの図示例を示す図である。

【図3】本発明に係る部材図の例を示す図である。

【図4】本発明に係る生産施工図の例を示す図である。

【図5】押圧式バーリング装置の全体を示す図である。

【図6】押圧式バーリング装置のパイプ搬送部を示す図である。

【図7】押圧式バーリング装置の挟持部を示す図である。

【図8】押圧式バーリング装置の加工部を示す図である。

【図9】押圧式バーリング装置のプッシャ部を示す図である。

【図10】押圧式バーリング装置のバーリングユニットを示す模式断面図である。

【図11】本発明に係るプルアップ式バーリング装置の全体を示す図である。

【図12】本発明に係るプルアップ式バーリング装置の穿孔部を示す図である。

【図13】本発明に係るプルアップ式バーリング装置のバーリング加工部の本体部を示す図である。

【図14】本発明に係るプルアップ式バーリング装置のサポート部を示す図である。

【図15】本発明に係るプルアップ式バーリング装置のビット及びビットレストを示す図である。

【図16】本発明に係るプルアップ式バーリング装置の動作を説明する図である。

【図17】ベンダー加工機の動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明に係る配管構築方法について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る配管構築方法のフローチャートである。先ず、周知の３次元ＣＡＤに建築物の寸法等の躯体データを入力する。また、配管を接続する電気設備、空調設備、給排水設備、配管接続口等の位置、寸法等を入力する。次に、各設備、接続口を繋ぐ配管経路の生産施工データを３次元ＣＡＤプログラムの支援を受けて設計する。尚、この配管経路のデータは複数の管路部材のデータにより構成され、これら各管路部材の寸法、曲げ部や分岐部の有無、使用部材、接続手段等も３次元ＣＡＤプログラムの支援を受けて設計する。この際、一つの管路部材に分岐部と曲げ部とが極力混在しないように設計することが好ましい。また、後述の自動加工機で対応可能な寸法やピッチ等の適用条件を予め把握しておき、この適用条件から逸脱しないように管路部材の設計を行う事が好ましい。尚、これらのことはＣＡＤプログラム側が支援するようにしても良い。例えば、ＣＡＤプログラム側に自動加工機の適用条件を予め入力しておき、自動加工機では対応できない寸法で管路部材の設計がなされた場合には、ＣＡＤプログラム側が自動加工機で対応可能な数値を表示等で示唆するようにしても良い。

【0011】

またこの際、生産施工データは例えば図２に示すように３次元ＣＧによる任意の視点からの図示を可能とする。これにより、設計者は配管経路を立体的に把握しながら生産施工データの設計を行うことができる。以上が本発明に係る配管構築方法の設計工程（ステップＳ１０２）に相当する。

【0012】

尚、この生産施工データの設計時に、各管路部材には形状ごとの部材番号が付与されていく。また、管路部材の寸法、形状等を示す部材データが管路部材ごとに作成されていく。この部材データとしては例えば、使用する金属管の種類及び管径の情報、直線部分の長さの情報、また分岐部が存在する場合には分岐部の位置及び方向、内径の情報、また曲げ部が存在する場合には曲げ部の位置、方向、角度の情報、また管端の加工方法もしくは接続部材の情報、その他の構成部材や加工方法の情報等が挙げられる。そして、これら部材番号と部材データとは管路部材ごとに電子データもしくは紙媒体にて出力される（部材データ出力工程：ステップＳ１０４）。尚、部材データを紙媒体にて出力した場合は、例えば図３に示すような、加工に必要な情報が記入された部材図（部材作製図）となる。そして、この部材データは加工部門に送られ、この部材データ（部材図）に基づいて管路部材が作製される（部材加工工程：ステップＳ１０８）。

【0013】

また、これと並行して例えば図４に示すような生産施工データのアイソメトリック図が作成される（生産施工図出力工程：ステップＳ１０６）。このアイソメトリック図には各管路部材で構築された配管経路が図示されており、管路部材には部材番号が記入されている。そして、このアイソメトリック図は構築現場にて生産施工図として機能する。尚、生産施工図は生産施工データの全ての範囲を図示するようにしても良いし、配管系統ごとに図示しても良い。また、特定の範囲のみを図示するようにしても良い。

【0014】

次に、部材加工工程（ステップＳ１０８）に関して説明する。先ず、設計部門から部材データを受信すると、作業者は部材データで指定された金属管１を用意する。そして、これに部材データの部材番号を記載もしくは印字して金属管１と部材データとを対応させる。尚、部材データや部材番号をバーコード化してこれを貼着することで金属管１と部材データとを対応させても良い。尚、管路部材の特に分岐部（バーリング部）の形成と曲げ加工（ベンダー加工）には寸法精度が要求されるため、自動加工機によって行うことが好ましい。

【0015】

次に、自動加工機としての押圧式バーリング装置１００によるバーリング加工の例を以下に示す。ここで、図５に示す自動加工機としての押圧式バーリング装置１００は、パイプ搬送部２０と、加工部１２と、プッシャ部６０とを有している。

【0016】

そして、押圧式バーリング装置１００によるバーリング加工では、先ず、後述するパイプチャック２２ａ、挟持爪７２等を加工する金属管１の径と対応するものに交換する。また、バーリングユニット６００を金属管１の径及び加工するバーリングの径と対応するものに交換する。

【0017】

次に、加工する管路部材の部材データのうち、少なくともバーリング加工データを押圧式バーリング装置１００に入力する。このバーリング加工データは分岐部となるバーリング部５の形成位置の情報、形成するバーリング部５の径の情報、また金属管１にバーリング部５を複数形成する場合にはそれぞれのバーリング部５の相対角度の情報等を有している。尚、バーリング加工データの入力は有線や記録メディアによる伝送や前述のバーコード等を介した入力としても良いし、作業者が部材図に記載された部材データを確認して手入力で行っても良い。次に、作業者は対応する部材番号の付与された金属管１を押圧式バーリング装置１００のパイプ搬送部２０にセットする。

【0018】

このパイプ搬送部２０は、金属管１の一端を保持してこの金属管１の回転制御と長手方向の位置制御とを行うものであり、図６に示すように、金属管１を保持するパイプチャック２２ａと、このパイプチャック２２ａを備えたチャックアーム２２と、このチャックアーム２２をスライドレール２５に沿って移動させるアーム移動手段２４ａと、パイプチャック２２ａを回転させて金属管１の角度を変えるアーム回転手段２４ｂと、金属管１を支持するサポータ２６と、を有している。

【0019】

次に、作業者は押圧式バーリング装置１００の起動ボタンを押下する。これにより、押圧式バーリング装置１００の制御部はパイプチャック２２ａを閉動作させる。これにより、パイプチャック２２ａは金属管１を挟持する。次に、制御部は入力されたバーリング加工データに基づいてアーム移動手段２４ａを動作させ、チャックアーム２２をスライドレール２５に沿って移動させる。そして、金属管１の分岐部形成位置を加工部１２の加工位置に位置させる。

【0020】

ここで、押圧式バーリング装置１００の加工部１２には、図７に示す挟持部７０が設置されている。尚、図７（ａ）、（ｂ）は挟持部７０の開状態の正面図及び上面図である。この挟持部７０は金属管１を左右から挟持する挟持爪７２と、この挟持爪７２を開閉する油圧シリンダ等の挟持手段７４と、を有している。そして、制御部は挟持部７０の挟持手段７４を閉動作させ、左右の挟持爪７２によって金属管１を挟持固定する。尚、挟持爪７２は図７（ｂ）に示すように、加工位置Ａを挟んで手前側の挟持爪７２ａと、奥側の挟持爪７２ｂとで構成される。よって、挟持状態において加工位置Ａの上方と下方は露出する。

【0021】

また、押圧式バーリング装置１００の加工部１２は図８に示すように、挟持部７０の下方に穿孔部３０を有し、上方に面取り部４０を有している。そして、穿孔部３０は、ドリルやエンドミル等の穿孔刃３２ａと、この穿孔刃３２ａを回転させるモータ等の穿孔手段３２と、穿孔刃３２ａを昇降させるステージ３４と、を有している。また、面取り部４０は、フライス等の端面切削刃４２ａと、この端面切削刃４２ａを回転させるモータ等の面取り手段４２と、端面切削刃４２ａを昇降させるステージ４４と、を有している。

【0022】

次に、制御部は穿孔手段３２を動作させ穿孔刃３２ａを回転させる。そして、ステージ３４を切削位置に上昇させる。これにより、穿孔刃３２ａが下側から金属管１の加工位置に当接し、この位置に下孔３を穿孔する。尚、下側から下孔３を穿孔することで切削屑は外部に落下し、金属管１内に残留することはない。これにより、切削屑に起因するバーリング加工時の悪影響を防止することができる。そして、下孔３の穿孔が完了すると、制御部はステージ３４を待機位置まで降下させ、穿孔刃３２ａの回転を停止する。これにより、バーリング加工を行う下孔３の穿孔が完了する。

【0023】

次に、制御部はパイプ搬送部２０のアーム回転手段２４ｂを制御して金属管１を１８０°回転させ下孔３を上方に位置させる。次に、制御部は押圧式バーリング装置１００のプッシャ部６０を動作させる。ここでプッシャ部６０は、図９に示すように、油圧シリンダ等の周知の押圧手段６１と、この押圧手段６１が固定したプッシャステージ６４と、このプッシャステージ６４をガイドレール６４ａに沿って移動させるプッシャステージ移動手段６８と、先端にバーリングユニット６００が固定した接続ロッド６２と、金属管１を支持するサポータ２６と、を有している。尚、接続ロッド６２は外筒６２ｂと、この外筒６２ｂ内を移動するプッシュロッド６２ａとで構成され、外筒６２ｂがプッシャステージ６４と固定し、プッシュロッド６２ａが押圧手段６１の動端６１ａと固定する。

【0024】

そして、制御部は先ずプッシャステージ移動手段６８を動作させて押圧手段６１をプッシャステージ６４ごと加工部１２側に移動させる。これにより、バーリングユニット６００が接続ロッド６２とともに移動し、バーリングユニット６００が待機位置から加工位置に移動する。尚、このバーリングユニット６００の加工位置とは、バーリングユニット６００を構成するコマ部材９０ａの中心と下孔３の中心とが上面視で略一致する位置である。

【0025】

ここで、バーリングユニット６００は、図１０（ａ）の模式断面図に示すように、上面が略半球状を呈したコマ部材９０ａと、このコマ部材９０ａを押圧して上下動させる押圧部６０２と、コマ部材９０ａと押圧部６０２の移動方向を規制して押圧部６０２の前後動をコマ部材９０ａの上下動に変換するガイド筒６０４と、を有している。そして、ガイド筒６０４と接続ロッド６２の外筒６２ｂとが接続し、押圧部６０２と接続ロッド６２のプッシュロッド６２ａとが接続する。

【0026】

また、バーリングユニット６００のコマ部材９０ａは、下方が下に開いたコの字状を呈している。そして、コの字の底面は押圧部６０２の上面６０２ａと同等の角度の斜面で構成されている。また、コマ部材９０ａのコの字状の側壁の内面には押圧部６０２の上面６０２ａと平行な溝９６ａと凸条９６ｂとが形成されている。そして、押圧部６０２の側面には上面６０２ａと平行な凸条６０６ａと溝６０６ｂとが形成され、この押圧部６０２の溝６０６ｂとコマ部材９０ａの凸条９６ｂとが係合し、押圧部６０２の凸条６０６ａとコマ部材９０ａの溝９６ａとが係合する。これにより、コマ部材９０ａは押圧部６０２の上面６０２ａに沿って摺動する。また、コマ部材９０ａはガイド筒６０４の上下方向に形成されたコマガイド孔６０８にスライド可能に挿入されている。

【0027】

次に、制御部はプッシャ部６０の押圧手段６１を動作させる。これにより、バーリングユニット６００の押圧部６０２が動端６１ａ、プッシュロッド６２ａを介して押圧される。このとき、接続ロッド６２の外筒６２ｂと接続したガイド筒６０４は移動せず、押圧部６０２のみがガイド筒６０４内を先側に移動する。そして、この押圧部６０２の移動によってコマ部材９０ａが押圧部６０２の上面６０２ａに沿って摺動し、コマガイド孔６０８に沿って上昇する。これにより、コマ部材９０ａは、図１０（ｂ）に示すように、金属管１の内側から下孔３の周縁を押圧して立ち上げる。これにより、金属管１にバーリング部５が形成される。

【0028】

次に、制御部は押圧手段６１を待機位置に後退させる。これにより、押圧部６０２が奥側に後退し、これに伴いコマ部材９０ａが下降して、バーリングユニット６００内に収容される。次に、制御部はプッシャステージ移動手段６８を動作させてプッシャステージ６４を待機位置に後退させる。これにより、バーリングユニット６００は加工位置から待機位置に移動する。

【0029】

次に、制御部は面取り手段４２を動作させ、端面切削刃４２ａを回転させる。次に、制御部は面取り部４０のステージ４４を切削位置まで下降させる。これにより、端面切削刃４２ａがバーリング部５の端面に当接し、端面の面取りを行う。これにより、バーリング部５の端面は平滑となる。そして、バーリング部５の面取りが完了すると、制御部はステージ４４を待機位置まで上昇させ、端面切削刃４２ａの回転を停止する。これにより、分岐部となるバーリング部５が完成する。

【0030】

また、金属管１に複数のバーリング部５を形成する場合、制御部はバーリング加工データに基づいてパイプ搬送部２０を制御し、金属管１の次の分岐部形成位置を加工位置に位置させる。また、先のバーリング部５の方向とは異なる方向にバーリング部５を形成する場合、バーリング加工データに基づいてバーリング部５を形成する方向に金属管１を回転させる。そして、前述した一連の動作によりバーリング部５を形成する。このようにして、全てのバーリング部５の形成が終了すると、制御部はチャックアーム２２を初期位置に移動させパイプチャック２２ａを開動作する。そして、金属管１に対するバーリング加工を終了する。バーリング加工の完了した金属管１は搬出され次の加工工程に送られる。尚、この押圧式バーリング装置１００は同一径のバーリング部５を連続して形成する場合に好適である。

【0031】

次に、異なる径のバーリング部５の形成に好適な本発明に係るプルアップ式バーリング装置１１０によるバーリング加工の例を以下に示す。ここで、図１１に示すプルアップ式バーリング装置１１０は、バーリング用搬送部２０Ａと、穿孔用搬送部２０Ｂと、金属管移送部２０Ｃと、穿孔部３０’と、面取り部４０と、バーリング加工部５０と、サポート部６３と、を有している。

【0032】

そして、プルアップ式バーリング装置１１０によるバーリング加工では、先ず、後述するビットレスト６２０をバーリング加工する金属管１の径と対応するものに交換する。また、初めに形成するバーリング部５の径と対応したビット９０ｂを選択し、ビットレスト６２０に載置する。また、穿孔部３０’と面取り部４０の挟持爪４８、クランプ部５６、パイプサポータ５８、パイプチャック２２ａ等を加工する金属管１の径に対応したものに交換する。

【0033】

次に、加工する管路部材の部材データのうち、少なくともバーリング加工データをプルアップ式バーリング装置１１０に入力する。バーリング加工データの入力は押圧式バーリング装置１００と同様に有線や記録メディアによる伝送、バーコード等を介した入力としても良いし、作業者による手入力としても良い。

【0034】

次に、作業者は対応する部材番号の付与された金属管１をプルアップ式バーリング装置１１０の穿孔用搬送部２０Ｂにセットする。この穿孔用搬送部２０Ｂ及び後述のバーリング用搬送部２０Ａは、押圧式バーリング装置１００のパイプ搬送部２０と同等の構成を有している。そして、穿孔用搬送部２０Ｂは穿孔部３０’に対して金属管１の回転制御及び位置制御を行い、バーリング用搬送部２０Ａはバーリング加工部５０に対して金属管１の回転制御及び位置制御を行う。尚、バーリング用搬送部２０Ａと穿孔用搬送部２０Ｂとは平行に配置されるとともに、互いに対称に構成され双方ともチャックアーム２２が内側に位置する。そして、バーリング用搬送部２０Ａと穿孔用搬送部２０Ｂとの間には金属管移送部２０Ｃが設置される。

【0035】

次に、作業者はプルアップ式バーリング装置１１０の起動ボタンを押下する。これにより、プルアップ式バーリング装置１１０の制御部は穿孔用搬送部２０Ｂのパイプチャック２２ａを閉動作させる。これにより、パイプチャック２２ａは金属管１を挟持する。次に、制御部は入力されたバーリング加工データに基づいてアーム移動手段２４ａを動作させ、チャックアーム２２をスライドレール２５に沿って移動させる。そして、金属管１の分岐部形成位置を穿孔部３０’の穿孔位置に位置させる。

【0036】

ここで、プルアップ式バーリング装置１１０の穿孔部３０’は図１２に示すように金属管１を挟持固定する挟持部７０と、穿孔刃３２ａと、この穿孔刃３２ａを回転させる穿孔手段３２と、穿孔刃３２ａを昇降させるステージ３４と、を有している。尚、プルアップ式バーリング装置１１０の穿孔部３０’は穿孔刃３２ａが金属管１の上方に配置され、穿孔刃３２ａが下降することで金属管１を穿孔する。また、ステージ３４はＸ軸、Ｙ軸方向に移動が可能で、金属管１の径方向もしくは長手方向に楕円形の下孔３を穿孔することができる。

【0037】

次に、制御部は穿孔部３０’の挟持手段７４を閉動作させ、金属管１を挟持固定する。このとき、金属管１の穿孔位置は前後の挟持爪７２ａ、７２ｂの間に位置し、穿孔位置の上下は露出する。次に、制御部は穿孔手段３２を動作させ穿孔刃３２ａを回転させる。次に、制御部はステージ３４を切削位置に下降させる。これにより、穿孔刃３２ａが金属管１の加工位置に当接し、この位置に下孔３を穿孔する。このとき、必要に応じて穿孔刃３２ａをＸ軸方向もしくはＹ軸方向に移動させる。これにより、金属管１に楕円の下孔３を穿孔することができる。そして、下孔３の穿孔が完了すると、制御部はステージ３４を待機位置まで上昇させる。これにより、下孔３の穿孔が完了する。尚、金属管１に複数のバーリング部を形成する場合、制御部は入力されたバーリング加工データに基づいて、次の分岐部形成位置を穿孔部３０’の穿孔位置に位置させる。また、先の下孔３の方向とは異なる方向にバーリング部５を形成する場合、バーリング加工データに基づいて指定された角度となるよう金属管１を回転させる。そして、同様にして穿孔刃３２ａによる下孔３の穿孔を行う。このようにして、全ての下孔３の穿孔が完了すると、制御部は穿孔用搬送部２０Ｂのチャックアーム２２を初期位置に後退させる。

【0038】

次に、制御部は金属管移送部２０Ｃを制御して、金属管１を回転することなく穿孔用搬送部２０Ｂからバーリング用搬送部２０Ａに移動する。

【0039】

次に、制御部はバーリング加工データに基づいてバーリング用搬送部２０Ａのアーム移動手段２４ａ及びアーム回転手段２４ｂを制御して、バーリング加工を行う下孔３が上を向くようにバーリング加工部５０の加工位置に位置させる。

【0040】

ここで、バーリング加工部５０の本体部５００は、図１３に示すように、後述のビット９０ｂを保持するビットグリッパ５２と、このビットグリッパ５２の先端を開閉動作させるグリッパ開閉手段５０２と、ビットグリッパ５２を上下動させる油圧シリンダ等の周知のグリッパ移動手段５０４と、金属管１を上方向から押圧保持するクランプ部５６と、このクランプ部５６が固定したスライドステージ５０６と、クランプ部５６をスライドステージ５０６ごと上下動させるクランプ移動機構と、金属管１の下方を支持するパイプサポータ５８と、を有している。尚、図１３（ａ）はバーリング加工部５０のクランプ部５６の開いた状態を示す図であり、図１３（ｂ）はクランプ部５６の閉じた状態を示す図である。

【0041】

また、プルアップ式バーリング装置１１０のサポート部６３は図１４に示すように、先側にビットレスト６２０が設置されたロッド６６と、金属管１を支持する金属管サポータ２６と、を有している。また、ビットレスト６２０に載置されるビット９０ｂは、図１５に示すように、上面が略半球状を呈するとともに中心にグリップ穴９２を有し、このグリップ穴９２の内周面には一定幅で所定の深さの凹条９４が全周に亘って形成されている。また、ビット９０ｂの底面には円形の位置決め凹部９５ａが形成されている。また、ビットレスト６２０は金属管１の内径よりも若干小さな略円筒状を呈するとともに、中央部分が平面状に切り欠かれ、その切欠き面がビット９０ｂを載置するレスト面６２２となっている。また、レスト面６２２の略中心には、ビット９０ｂ側の位置決め凹部９５ａと係合する位置決め凸部９５ｂを有している。尚、位置決め凹部９５ａと位置決め凸部９５ｂの寸法はビット９０ｂの径によらず基本的に同一とする。これにより、異なる径のビット９０ｂを全てのビットレスト６２０で使用することが可能となる。

【0042】

そして、下孔３がバーリング加工部５０の加工位置に位置した状態とは、ビットレスト６２０が金属管１内に内挿され、ビット９０ｂの中心と下孔３の中心とが上面視で略一致した状態である。

【0043】

次に、制御部はバーリング加工部５０のクランプ移動機構を動作させる。ここで、クランプ移動機構の好適な一例を説明する。クランプ移動機構の好適な一例は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、スライドステージ５０６と上板５１０とを左右２つの上リンク５１２ａ及び下リンク５１２ｂを介して接続する。また、上リンク５１２ａと下リンク５１２ｂとの接続軸５１４は、ガイド板５０８に形成された左右のガイドスリット５１８に可動な状態で挿入される。また、ガイド板５０８には接続軸５１４をそれぞれ内外方向に移動させる油圧シリンダ等の周知のリンク押圧手段５１９が設けられる。そして、制御部がこのリンク押圧手段５１９を閉動作させる。これにより、左右の接続軸５１４はガイドスリット５１８に沿って内側に移動する。この接続軸５１４の移動に伴い上リンク５１２ａと下リンク５１２ｂとの屈曲角度は拡がり、スライドステージ５０６と上板５１０との間隙は押し拡げられる。これにより、スライドステージ５０６が下方に移動し、これに伴ってクランプ部５６が下降して図１３（ｂ）に示すクランプ部５６が閉じた状態となる。これにより、金属管１はクランプ部５６とパイプサポータ５８とで押圧保持される。尚、クランプ部５６の中央部分には少なくともビット９０ｂが通過可能な大きさの開口部を有しており、下孔３はクランプ部５６の開口部により露出する。

【0044】

次に、制御部はバーリング加工部５０のグリッパ移動手段５０４を下降動作させる。これにより、ビットグリッパ５２が下方向に移動する。そして、図１６（ａ）に示すように、ビットグリッパ５２の先部がクランプ部５６の開口部及び下孔３を通過して金属管１内に内挿されたビット９０ｂのグリップ穴９２内に挿入する。尚、ビットグリッパ５２の先部は一対のグリップ部材５２０ａ、５２０ｂを有しており、これらグリップ部材５２０ａ、５２０ｂの先端部分の所定の位置には開方向に突出した凸部５２２が形成されている。そして、ビットグリッパ５２はグリップ部材５２０ａ、５２０ｂの凸部５２２とグリップ穴９２の凹条９４とが略一致する位置で停止する。

【0045】

次に、制御部はグリッパ開閉手段５０２を動作させる。これにより、グリップ部材５２０ａ、５２０ｂの先端部分が開き、図１６（ｂ）に示すように、ビットグリッパ５２の凸部５２２が凹条９４内に嵌入する。これにより、ビットグリッパ５２がビット９０ｂを保持する。

【0046】

次に、制御部はグリッパ移動手段５０４を上昇動作させる。これにより、ビットグリッパ５２はビット９０ｂを保持したまま上方向に移動する。このとき、ビット９０ｂの径は下孔３の径よりも大きいから、ビット９０ｂの略半球状の上面は下孔３の周縁に当接し、ビット９０ｂの上昇に伴ってこれを徐々に立ち上げる。そして、この下孔３周縁の塑性変形により図１６（ｃ）に示すようにバーリング部５が形成される。このとき、金属管１の上面はクランプ部５６によって押圧保持されているため、金属管１の全体が湾曲することはない。

【0047】

次に、制御部はビット９０ｂがバーリング部５から抜けきらない位置でグリッパ移動手段５０４の動作を停止する。そして、再度、グリッパ移動手段５０４を下降動作させる。これにより、ビットグリッパ５２がビット９０ｂを保持したまま下方向に移動する。そして、図１６（ｄ）に示すように、ビット９０ｂをビットレスト６２０の元の位置に戻して停止する。次に、制御部はグリッパ開閉手段５０２を閉動作させる。これにより、図１６（ｅ）に示すように、グリップ部材５２０ａ、５２０ｂの先端部分が閉じ、ビットグリッパ５２によるビット９０ｂの保持は解除される。そして、位置決め凹部９５ａ、位置決め凸部９５ｂによってビット９０ｂはレスト面６２２の特定の位置に載置される。次に、制御部はグリッパ移動手段５０４を上昇動作させる。これにより、ビットグリッパ５２は上方向に移動し、ビットグリッパ５２の先端はグリップ穴９２から抜き出され、図１６（ｆ）に示すように、バーリング部５よりも上方の待機位置で停止する。

【0048】

次に、制御部は本体部５００のリンク押圧手段５１９を開動作させる。これにより、図１３（ａ）に示すように、接続軸５１４が外側に移動し上リンク５１２ａ、下リンク５１２ｂの屈曲角度は狭まる。これにより、クランプ部５６がスライドステージ５０６とともに上昇し、クランプ部５６による金属管１の押圧保持は解除される。

【0049】

次に、制御部はバーリング用搬送部２０Ａを制御して金属管１を所定量後退させ、形成後のバーリング部５を面取り部４０の加工位置に位置させる。次に、制御部は面取り部４０の面取り手段４２を動作させ、端面切削刃４２ａを回転させる。次に、制御部は面取り部４０のステージ４４を切削位置まで下降させる。これにより、端面切削刃４２ａがバーリング部５の端面に当接し、端面の面取りを行う。これにより、バーリング部５の端面は平滑となる。そして、面取り部４０による面取りが完了すると、制御部はステージ４４を待機位置まで上昇させ、端面切削刃４２ａの回転を停止する。

【0050】

次に、この金属管１に同一径のバーリング部５を複数形成する場合、制御部は形成済みのバーリング部５がプルアップ式バーリング装置１１０の各部に接触しないようアーム移動手段２４ａ、アーム回転手段２４ｂを適宜動作させながら、次にバーリング加工を行う下孔３をバーリング加工部５０の加工位置に位置させる。そして、上記の一連の動作によりバーリング部５を形成する。そして、形成したバーリング部５の面取りを行う。

【0051】

また、異なる径のバーリング部５を形成する場合、制御部はバーリング用搬送部２０Ａを制御して金属管１をバーリング加工部５０から一旦退避させ、ビットレスト６２０及びビット９０ｂを露出させる。そして、ランプやブザー等によって作業者に報知する。作業者はこれを受けてビット９０ｂを次にバーリング加工を行う径のものと交換する。そして、再始動ボタン等を押下する。これにより、制御部はアーム移動手段２４ａ、アーム回転手段２４ｂを適宜動作させながら、新たな径のバーリング部５を形成する下孔３をバーリング加工部５０の加工位置に位置させる。そして、上記の一連の動作によりバーリング部５を形成し、面取りを行う。このようにして、金属管１の全てのバーリング部５の形成が完了したら、制御部はアーム移動手段２４ａ、アーム回転手段２４ｂを適宜動作させながらチャックアーム２２を初期位置に移動させパイプチャック２２ａを開動作する。そして、金属管１に対するバーリング加工を終了する。バーリング加工の完了した金属管１は搬出され次の加工工程に送られる。

【0052】

次に、自動加工機としてのベンダー加工機１２０を用いたベンダー加工の例を以下に示す。ここで、図１７（ａ）は金属管１を配置していない状態のベンダー加工機１２０を上から見た概略図であり、図１７（ｂ）はベンダー加工機１２０を金属管１の挿入方向から見た概略図である。また、図１７（ｃ）は金属管１を保持したベンダー加工機１２０の上面概略図であり、図１７（ｄ）はベンダー加工を行ったベンダー加工機１２０の上面概略図である。

【0053】

先ず、図１７に示すベンダー加工機１２０は、ベンダー用搬送部２０Ｄと、金属管１を内側からサポートする保持バー８８と、ベンダー加工時に金属管１の基側を保持するスライドクランプ８４及び補助クランプ８６と、ベンダー加工時に金属管１の先側を保持して回転するドラムクランプ８０及び回転クランプ８２と、を有している。そして先ず、パイプチャック２２ａ、ドラムクランプ８０、回転クランプ８２、スライドクランプ８４、補助クランプ８６、保持バー８８等をベンダー加工を行う金属管１の径に対応するものに交換する。

【0054】

次に、加工する管路部材の部材データのうち、少なくともベンダー加工データをベンダー加工機１２０に入力する。このベンダー加工データは曲げ部の形成位置の情報、曲げ角度の情報、また金属管１に曲げ部を複数形成する場合には先の曲げ部との相対角度の情報等を有している。尚、ベンダー加工データの入力は押圧式バーリング装置１００と同様に有線や記録メディアによる伝送やバーコード等を介した入力としても良いし、作業者が部材図に記載された部材データを確認して手入力で行っても良い。

【0055】

次に、作業者は対応する部材番号の付与された金属管１をベンダー用搬送部２０Ｄにセットする。この際、保持バー８８は金属管１内に内挿される。尚、保持バー８８の先端部分はある程度の範囲で屈曲が可能な屈曲部８８ａとなっており、この屈曲部８８ａはベンダー加工機１２０の加工位置に位置する。次に作業者はベンダー加工機１２０の起動ボタンを押下する。

【0056】

これにより、ベンダー加工機１２０の制御部はベンダー用搬送部２０Ｄのパイプチャック２２ａを閉動作させ金属管１を挟持する。これにより、金属管１は保持バー８８を内挿した状態で保持される。

【0057】

次に、制御部はベンダー加工データに基づいてベンダー用搬送部２０Ｄのアーム移動手段２４ａを動作させ金属管１のベンダー加工位置をベンダー加工機１２０の加工位置に位置させる。このとき、保持バー８８は移動せず、保持バー８８の屈曲部８８ａは加工位置に位置している。

【0058】

次に、制御部はドラムクランプ８０、回転クランプ８２、スライドクランプ８４、補助クランプ８６を閉動作させる。これにより、図１７（ｃ）に示すように、金属管１は先側がドラムクランプ８０と回転クランプ８２とで挟持され、基側がスライドクランプ８４と補助クランプ８６とで挟持される。

【0059】

次に、制御部はドラムクランプ８０、回転クランプ８２をベンダー加工データに指示された角度だけ回転させる。このときの回転はドラムクランプ８０の回転軸を中心に行う。またこの時、チャックアーム２２及びスライドクランプ８４は金属管１の湾曲の分、先側に移動する。これにより、金属管１は図１７（ｄ）に示すように、ドラムクランプ８０の周面溝８０ａに沿って弧を描いて湾曲する。この際、保持バー８８の屈曲部８８ａが適宜屈曲してベンダー加工時の金属管１の潰れを防止する。次に、制御部はドラムクランプ８０、回転クランプ８２、スライドクランプ８４、補助クランプ８６をそれぞれ開動作させ初期位置に移動させる。これにより、金属管１の曲げ部が形成される。

【0060】

次に、この金属管１に複数の曲げ部を形成する場合、制御部はベンダー加工データに基づいてアーム移動手段２４ａ動作させ、次にベンダー加工を行う位置をベンダー加工機１２０の加工位置に位置させる。また、次の曲げ部の方向が前の曲げ部の方向とは異なる場合には、制御部はベンダー加工データに基づいてアーム回転手段２４ｂを動作させ指定された角度となるよう金属管１を回転させる。そして、上記の一連の動作によりベンダー加工を行う。このようにして、全てのベンダー加工が終了すると、制御部はパイプチャック２２ａを開動作する。そして、金属管１に対するベンダー加工を終了する。ベンダー加工の完了した金属管１は搬出され次の加工工程に送られる。

【0061】

そして、上記のようにしてバーリング加工及びベンダー加工が終了した金属管１には、切断加工、フランジの設置やネジ切り、フレア加工、分岐管の溶接や接続等の加工が必要に応じて施され、管路部材として完成する。尚、完成した管路部材には目視可能な位置に部材番号のラベルを貼着することが好ましい。この構成によれば、組み立て作業者が部材番号の確認を迅速に行う事ができる。以上が本発明に係る配管構築方法の部材加工工程（ステップＳ１０８）に相当する。

【0062】

次に、作製された管路部材は配管の構築現場に搬入される。そして、組み立て作業者は部材番号が記入された生産施工図と、管路部材の部材番号を確認しながら配管経路の構築を行う（施工工程：ステップＳ１１０）。この際、管路部材には部材加工工程により、分岐管、曲げ部、各種継手等が既に設けられており、現場で部材加工を行う必要がない。このため、組み立て作業者は管路部材を生産施工図に基づいて接続するだけで配管経路の構築を行うことができる。よって、配管加工技術を有さない作業者でも配管経路の施工を短時間で簡単に行うことができる。また、これら管路部材は３次元ＣＡＤプログラムによって設計され、この設計時の部材データに基づいて自動加工機で加工される。従って高い寸法精度を有しており、配管経路を高精度で施工する事ができる。

【0063】

尚、管路部材ごとの部材データ（部材図）及び生産施工データ（生産施工図）は、その他の関連資料とともに一括して記録、保管することが好ましい。尚、保管は電子データで行っても良いし、紙媒体でファイリングしても良い。この構成によれば、後日、配管経路の保守管理や改修工事、補修等を行う際に、配管経路の全体像と各管路部材の形状とが瞬時に把握でき、調査や工事期間等の短縮を図ることができる。また、３次元ＣＡＤプログラムの支援により、部材データ及び生産施工データに加え、これら配管経路で接続する電気設備、空調設備、給排水設備等の一覧表データを作成し、各設備及び管路部材の取得時期、取得金額を記述し、これを資産管理、即ち減価償却費や固定資産税の算出等に用いても良い。尚、これら各設備のデータは、各設備の改修や維持管理にも利用可能である。

【0064】

以上のように、本発明に係る配管構築方法では配管経路の設計を３次元ＣＡＤを用いて行う。これにより、設計者は配管経路を立体的に把握しながら生産施工データの設計を行うことができる。またこの際、生産施工データを構成する各管路部材の部材データが作成されるとともに、この部材データが管路部材ごとに出力される。また、生産施工データのアイソメトリック図が生産施工図として出力される。そして、出力された部材データに基づいて管路部材の加工が行われる。この加工は主に自動加工機により行われるため管路部材を高い寸法精度で作製することができる。このようにして作製された各管路部材は、配管の構築現場において作業者によって組み立てられる。この際、各管路部材は既に加工が完了しプレキャスト化しているため、組み立て作業者は管路部材を生産施工図に基づいて接続するだけで配管経路の構築を行うことができる。これにより、配管加工技術を有さない作業者でも配管経路の施工を短時間で簡単に行うことができる。

【0065】

また、管路部材ごとの部材データ（部材図）及び生産施工データ（生産施工図）を一括して記録、保管することで、配管経路の全体像と各構成部材とを図面上で把握することができる。これにより、配管経路の保守管理や改修工事、補修等を効率的に行う事ができる。また、これら配管経路で接続する各設備のデータも同時に出力することで、これらデータを資産管理、設備の改修、維持管理等に用いることができる。

【0066】

尚、本例で示した配管構築方法は一例であるから、各工程は本発明の要旨を逸脱しない範囲で入れ替え及び変更して実施することが可能である。また、本例で示した自動加工機の構成、動作、金属管１の加工順序、加工方法等は一例であるから、特に本例に限定されず適宜変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0067】

Ｓ１０２ 設計工程
Ｓ１０４ 部材データ出力工程
Ｓ１０６ 生産施工図出力工程
Ｓ１０８ 部材加工工程
１００ 押圧式バーリング装置
１１０ プルアップ式バーリング装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】