JP3573776B2

JP3573776B2 - パイプの曲げ加工方法

Info

Publication number: JP3573776B2
Application number: JP00913094A
Authority: JP
Inventors: 敏夫青園
Original assignee: 有限会社セイエン
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JPH07214178A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、パイプの曲げ加工方法に関し、特にパイプを極小曲げ加工できるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車等のエンジンにおけるシリンダブロックやシリンダヘッド周りでは、その内部のウォータジャケットにウォータホース等を接続するために、図７に例示する如くパイプをＬ字状に曲げ加工してなるホースコネクタＡがその一端部において圧入されている。このようなホースコネクタでは、エンジンルーム内のスペースを有効利用する観点から、圧入された箇所からの突出寸法を極力小さくする必要がある。したがって、そのようなホースコネクタを得るには、パイプを直角に近い屈曲形状に曲げ加工することが求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしてパイプを曲げ加工する場合に、その曲げ半径を小さくしていくと、それに応じて、屈曲部のつぶれや曲げ外側のひけが発生し易くなる。しかしながら、上記従来の曲げ加工方法では、これについての対策が十分ではなく、曲げ加工後にパイプの両端から棒材を突っ込んでつぶれやひけを修正しなければならないのが実情である。したがって、やはり、このような修正工程が加わるために、曲げ加工コストを低減することが困難であるという問題がある。
【０００４】
尚、上記のような欠点を持つ曲げ加工を嫌って、パイプを２つの直線部分に分割して加工し、その後、両直線部分をＬ字状に溶着するという加工方法もある。しかしながら、この方法では、２つに分割して加工する分だけ工程が多いことから加工コストはもともと高いが、そればかりではなく、接合強度が低いために使用条件が厳しい場合には実用に供し得ないという難点がある。したがって、やはり、１回の曲げ加工で、極小半径（例えば、曲げ軸心Ｑから曲げ内側外面までの半径ｒでｒ＝２〜３ｍｍ程度）の曲げ形状が得られるようになることが何としても望ましい。
【０００５】
この発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、芯金の使用方法を改良することで、屈曲部の曲げ外側におけるつぶれやひけを発生させることなくパイプの極小曲げ加工が行えるようにし、もって、パイプを極小曲げ形状に加工する際のコストダウンが図れるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明に係るパイプの曲げ加工方法では、曲げ半径が小さくなるのに応じてパイプの屈曲形状が角張ってくることに着目し、芯金を先端がパイプの屈曲すべき箇所に達する位置まで挿入し、この芯金の先端面により、上記屈曲部の曲げ外側を曲げ加工中に押圧状態として、その変形を内面から抑制するようにした。
【０００７】
具体的には、この発明では、パイプの前半部を、その曲げ内側を抱持する曲げ型と曲げ外側を抱持するクランプ型との間に挟み込む一方、上記パイプの後半部の曲げ半径方向外方に向かう動きを、その曲げ外側を抱持するプレッシャー型にて規制しておき、上記曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させて、パイプを前半部と後半部との間の屈曲すべき箇所にて屈曲させるパイプの曲げ加工方法が前提である。
【０００８】
そして、上記パイプの内面に密接可能に設けられていて、先端面が、所定曲げ形状を有するパイプの屈曲部における曲げ外側の内面に倣う凸面形状に形成された屈曲用芯金と、同じく上記パイプの内面に密接可能に設けられていて、先端面が、上記屈曲用芯金の先端面に倣う凹面形状に形成された補助芯金とを用い、上記パイプの前半部及び後半部のうちの一方に上記屈曲用芯金を挿入して該屈曲用芯金の先端をパイプの屈曲すべき箇所に位置付け、さらに、上記パイプの前半部及び後半部のうちの他方に上記補助芯金を挿入して該補助芯金の先端面を上記屈曲用芯金の先端面に略密接する位置に位置付け、その状態で、上記屈曲用芯金の先端面が上記補助芯金の先端面に摺接しつつパイプの屈曲すべき箇所の曲げ外側内面を常に押圧するように上記曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させる。
【０００９】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、パイプの後半部を、その曲げ内側を抱持するワイパー型とプレッシャー型との間に挟み込んだ状態で、曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させる。
【００１０】
請求項３の発明では、上記請求項１又は２の発明において、曲げ型及びクランプ型の回動に応じて屈曲用芯金が補助芯金から離間する方向に相対移動するのに伴い、上記補助芯金を先端が屈曲用芯金の先端に追従する方向に移動させる。
【００１１】
【作用】
以上の構成により、請求項１の発明では、パイプの前半部は、その曲げ内側を抱持する曲げ型と曲げ外側を抱持するクランプ型との間に挟み込まれる。一方、上記パイプの後半部は、その曲げ外側を抱持するプレッシャー型にて曲げ半径方向外方への動きが規制されている。このとき、上記パイプの前半部及び後半部の一方に屈曲用芯金が挿入され、その先端がパイプの屈曲すべき箇所に位置付けられる。この状態で、曲げ型及びクランプ型が所定軸心回りに回動されると、この回動に伴い、上記屈曲すべき箇所の曲げ外側はその内面が屈曲用芯金の先端面に押圧されながら屈曲し、その変形が抑制される。これにより、上記パイプの屈曲用芯金が挿入されている部分全体の変形がこの屈曲用芯金によって内面から抑制されるのみならず、上記屈曲部の曲げ外側におけるつぶれやひけのが発生が防止される。
【００１２】
また、上記パイプの前半部及び後半部の他方に対しては、補助芯金が挿入される。そして、上記補助芯金の先端が屈曲用芯金の先端に近接した状態で、曲げ型及びクランプ型が回動される。このとき、上記パイプの補助芯金が挿入されている部分の変形は、この補助芯金により内面から抑制される。したがって、パイプの屈曲用芯金が挿入されていない部分についても、その変形が内面から抑制される。
【００１３】
請求項２の発明では、上記パイプの後半部は、その曲げ内側を抱持するワイパー型と曲げ外側を抱持するプレッシャー型との間に挟み込まれ、その状態で、曲げ型及びクランプ型が回動される。このとき、上記後半部の曲げ内側の変形は、上記ワイパー型により外面から抑制される。したがって、上記請求項１の発明において、パイプ後半部の曲げ内側におけるしわの発生が防止される。
【００１４】
請求項３の発明では、上記曲げ型及びクランプ型が回動されるのに応じて、屈曲用芯金は補助芯金から離間する方向に相対移動する。これに伴い、補助芯金はその先端が屈曲用芯金の先端に追従する方向に移動される。よって、パイプの屈曲すべき箇所の曲げ外側は、屈曲用芯金の先端が移動した後には、上記補助芯金の先端により内面から抑制されるようになるので、上記請求項１又は２の発明において、上記屈曲すべき箇所における曲げ外側の変形は屈曲部の略全体に亘って抑制される。
【００１５】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は実施例に係るパイプ曲げ加工装置を概略的に示し、この加工装置は、丸パイプＰの前半部ｆにおける曲げ内側（同図の上側）を抱持する曲げ型１及び曲げ外側（同図の下側）を抱持するクランプ型２と、上記丸パイプＰの後半部ｂにおける曲げ外側を抱持するプレッシャー型３及び曲げ内側を抱持するワイパー型４とを備えている。
【００１６】
上記曲げ型１及びクランプ型２は、所定軸心Ｑ回りに一体回動可能に設けられている。また、上記クランプ型２は曲げ型１に対し離接可能に設けられている。そして、上記曲げ型１の側周及びクランプ型２の曲げ型１に対面する側部の各々には、丸パイプＰの外面が密接可能な断面半円形状の溝１ａ，２ａがそれぞれ設けられ、この両溝１ａ，２ａ間において丸パイプＰの前半部ｆを両側から密接状態で挟み込むようになされている。
【００１７】
一方、上記プレッシャー型３及びワイパー型４はそれぞれ回動不能に固定されている。また、プレッシャー型３はワイパー型４に対しパイプＰの後半部ｂの軸方向と直交する水平方向に離接可能に設けられている。そして、両型３，４の相対する面には断面半円形状の溝３ａ，４ａがそれぞれ設けられ、この両溝３ａ，４ａ間において丸パイプＰの後半部ｂを両側から密接状態で挟み込むようになされている。また、上記プレッシャー型３とクランプ型２とは、各端面同士が互いに離接可能に衝合されている。さらに、上記ワイパー型４の軸心Ｑに対面する部分は曲げ型１の溝１ａ内に非接触状態で嵌まり込む断面半円形状に形成され、このことで、曲げ型１の回動に支障をきたさないようになっている。
【００１８】
そして、この実施例の特徴として、上記曲げ型１の溝１ａとクランプ型２の溝２ａとの間の空間に、屈曲用芯金としての前芯金５が曲げ型１及びクランプ型２と一体回動可能に配設されている。具体的には、上記前芯金５は、曲げ型１及びクランプ型２と回動一体に設けられた保持部６により基端部において保持されている。上記前芯金５の先端側部分は、閉じ状態にある曲げ型１の溝１ａとクランプ型２の溝２ａとの間に、上記丸パイプＰの厚さ寸法ｔ（ここでは、ｔ＝１．０ｍｍ）よりも若干大きいクリアランスをもって突出されている。
【００１９】
上記前芯金５は、図２及び図３に拡大して示すように、丸パイプＰの内面に密接可能な丸棒状の剛体からなっている。また、その先端面５ａは、上記丸パイプＰと同じ内径を有しかつ所定曲げ形状をなす丸パイプの屈曲部における曲げ外側の内面に倣う凸面形状に形成されている。具体的に説明すると、例えば、丸パイプＰの内径φがφ＝１７ｍｍである場合には、前芯金５の外径はそれよりも僅かに小径となされる。そして、上記先端面５ａは、曲げ軸心ＱからパイプＰの軸線までの間の曲げ半径ＲがＲ＝１７ｍｍである場合（この場合、軸心Ｑから曲げ内側内面までの半径ｒはｒ＝７．５ｍｍとなる）には、回動軸心Ｑを含みかつ前芯金５の軸方向と直交する平面が前芯金５の側周面と交差して形成する円（その中心の軸心Ｑからの寸法は上記曲げ半径Ｒと同じ）を上記軸心Ｑ回りに回転させたときの軌跡が形成する三次元曲面となる。
【００２０】
一方、上記プレッシャー型３の溝３ａとワイパー型４の溝４ａとの間の空間には、補助芯金としての後芯金７が丸パイプＰの長さ方向に移動可能に配設されている。この後芯金７は、図示しない保持部により基端部において保持されかつ長さ方向前方に向けて付勢されている。そして、後芯金７の先端側部分は、プレッシャー型３の溝３ａとワイパー型４の溝４ａとの間に、上記パイプＰの厚さ寸法よりも若干大きいクリアランスをもって突出されている。この後芯金７は、上記前芯金５と同様に丸パイプＰの内面に密接可能な丸棒状の剛体からなっている。また、その先端面７ａは、前芯金５の先端面５ａに倣う凹面形状に形成されている。
【００２１】
ここで、上記曲げ加工装置を用いたパイプの曲げ加工方法について、図４〜図６を参照しながら説明する。先ず、曲げ型１とクランプ型２とで丸パイプＰの前半部ｆを挟み込む一方、プレッシャー型３とワイパー型４とで丸パイプＰの後半部ｂを挟み込む。次いで、上記丸パイプＰの前半部ｆにその前端側から前芯金５を挿入し、前芯金５の先端を丸パイプＰの屈曲すべき箇所に位置付ける。この実施例の場合では、図４に示すように、前芯金５の先端は、プレッシャー型３の溝３ａとワイパー型４の溝４ａとの間の空間に約２５．５ｍｍ程度だけ入り込んでいる。そして、前芯金５の先端面５ａを、屈曲すべき箇所の曲げ外側に向けておく。一方、上記丸パイプＰの後半部ｂにその後端側から後芯金７を挿入し、その先端面７ａを前芯金５の先端面５ａに略密接させる。
【００２２】
上記の状態で、図５に示すように、曲げ型１、クランプ型２及び前芯金５を軸心Ｑ回りに回動させる。この回動に伴い、上記前芯金５の先端面５ａを、後芯金７の先端面７ａに摺接させつつ丸パイプＰの屈曲すべき箇所の曲げ外側を内面から押圧する方向に移動させる。そして、前芯金５が後芯金７から離間する方向に移動するのに伴い、図６に示すように、後芯金７をその先端が前芯金５の先端に追従する方向に移動させる。この実施例では、後芯金７の移動は自身の付勢力により上記前芯金５の移動に応じて自動的に行われる。こうして、曲げ型１、クランプ型２及び前芯金５を軸心Ｑ回りに９０°だけ回動させたところで、その回動動作を停止する。その後、各芯金５，７をそれぞれ丸パイプＰから抜き出し、クランプ型２及びプレッシャー型３をそれぞれ開いて丸パイプＰを取り出す。
【００２３】
これにより、図７に示すように、内径φがφ＝１７ｍｍで厚さｔがｔ＝１．０ｍｍの丸パイプＰを用いて、軸線までの半径ＲがＲ＝１７ｍｍ（曲げ内側半径ｒがｒ＝７．５ｍｍ）である極小曲げ加工されたホースコネクタＡを修正加工なしに得ることができる。因みに、このホースコネクタＡでは、２本の直状パイプを直角にろう付けしたものに比べた場合に、加工コストで２〜３割程度の低減が行えかつ強度低下は小さかった。また、屈曲部の曲げ外側における肉痩せは３０％以内であった。さらに、上記曲げ加工方法による曲げ内側半径ｒの下限を実際の曲げ加工を通じて調べたところ、ｒ＝２〜３ｍｍ程度までの極小曲げが可能であった。
【００２４】
したがって、この実施例によれば、丸パイプＰの前半部ｆを両側から挟み込む曲げ型１及びクランプ型２を所定軸心Ｑ回りに回動させる際に、前芯金５を丸パイプＰの前半部ｆに挿入し、その先端面５ａで丸パイプＰの屈曲すべき箇所の曲げ外側を内面から押圧することで、上記前半部ｆの変形が防止できるのは勿論、曲げ半径が小さい場合に、つぶれやひけを発生させることなく丸パイプＰの曲げ加工を行うことができる。よって、１回の曲げ加工で修正工程なしに極小半径の曲げ寸法を得ることができ、丸パイプＰを極小曲げ形状に加工する際のコストダウンを図ることができる。また、上記前芯金５を丸パイプＰの内面に倣う丸棒状の剛体で構成し、その先端面５ａを、所定曲げ形状を有するパイプの屈曲部における曲げ外側の内面に倣う凸面形状に形成したので、上記曲げ加工に際し、丸パイプＰに対する前芯金５の挿入及び抜出し作業を容易に行うことができ、かつ丸パイプＰの屈曲すべき箇所を所定形状に屈曲させることができる。
【００２５】
一方、上記丸パイプＰの後半部ｂに後芯金７を挿入し、その先端を前芯金５の先端に近接させた状態で、曲げ型１及びクランプ型２を回動させるようにしたので、上記後半部ｂについても変形を防止することができる。また、上記後芯金７を、丸パイプＰの内面に倣う丸棒状の剛体で構成し、その先端面７ａを、前芯金５の先端面５ａに倣う凹面形状に形成したので、上記丸パイプＰに対する曲げ加工前の挿入及び曲げ加工後の抜出しを容易に行えるとともに、この後芯金７の先端面７ａを前芯金５の先端面５ａに略密接させておくことで、丸パイプＰの曲げ外側における変形を略全長に亘って内面から抑制することができる。
【００２６】
さらに、上記曲げ型１及びクランプ型２を回動させる際、前芯金５が後芯金７から離間する方向に相対移動するのに伴い、上記後芯金７をその先端が前芯金５の先端に追従する方向に移動させるようにしたので、丸パイプＰの屈曲すべき箇所の曲げ外側を、前芯金５の先端が回動方向に移動した後には、上記後芯金７の先端により内面から抑制することができ、よって、丸パイプＰの屈曲部における曲げ外側の変形を屈曲部の略全体に亘って抑制することができる。
【００２７】
また、上記丸パイプＰの後半部ｂの曲げ内側をワイパー型４で抱持するようにしたので、上記曲げ内側の変形をワイパー型４により外面から抑制してしわ等の発生を防止することができ、よって、上記曲げ加工を行うに際して曲げ半径の極小化に寄与することができる。
【００２８】
尚、上記実施例では、屈曲用芯金をパイプＰの前半部ｆに挿入しているが、後半部ｂに挿入するようにしてもよい。また、その場合には、補助芯金をパイプの前半部ｆに挿入することになる。
【００２９】
また、上記実施例では、丸パイプの曲げ加工方法について説明したが、角パイプの曲げ加工に適用してもよい。その場合には、屈曲用芯金の先端は、回動軸心Ｑと直交する平面上の任意の縱断面形状が全て図４に示す形状となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係るパイプの曲げ加工方法によれば、パイプの前半部を曲げ型とクランプ型とで挟み込み、上記パイプの後半部をプレッシャー型で曲げ半径方向外方への動きを規制しつつ上記曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させる際に、上記パイプの前半部及び後半部の一方に屈曲用芯金を挿入してその先端をパイプの屈曲すべき箇所に位置付けておき、上記回動に伴い、上記屈曲用芯金の先端面で屈曲すべき箇所の曲げ外側を内面から押圧するようにしたので、曲げ半径が小さい場合に、屈曲部の曲げ外側につぶれやひけを発生させることなく１回の曲げ加工で修正工程なしに極小半径の曲げ寸法を得ることができ、パイプを極小曲げ形状に加工する際のコストダウンを図ることができる。
【００３１】
また、上記パイプの前半部及び後半部の他方に補助芯金を挿入し、その先端を屈曲用芯金の先端に近接させた状態で、曲げ型及びクランプ型を回動させるようにしたので、上記パイプの補助芯金が挿入される部分の変形をこの補助芯金により内面から抑制することができ、よって、屈曲用芯金が挿入されないパイプ部分についてもその内面から変形を防止することができる。
【００３２】
請求項２の発明によれば、上記パイプの後半部の曲げ内側をワイパー型で抱持するようにしたので、上記後半部の曲げ内側の変形を上記ワイパー型により外面から抑制してしわ等の発生を防止することができ、よって、上記請求項１の発明において、曲げ半径の極小化に寄与することができる。
【００３３】
請求項３の発明によれば、上記曲げ型及びクランプ型を回動させる際、屈曲用芯金が補助芯金から離間する方向に相対移動するのに伴い、上記補助芯金をその先端が屈曲用芯金の先端に追従する方向に移動させるようにしたので、パイプの屈曲すべき箇所の曲げ外側を、屈曲用芯金の先端が回動方向に移動した後には、上記補助芯金の先端により内面から抑制することができ、よって、上記請求項１又は２の発明において、パイプの屈曲部における曲げ外側の変形を屈曲部の略全体に亘って抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例に係る曲げ加工装置の基本構成を示す平面図である。
【図２】前芯金の先端形状を示す左側面図である。
【図３】前芯金の先端形状を示す正面図である。
【図４】曲げ加工前の状態を概略的に示す平面図である。
【図５】曲げ加工途中の状態を概略的に示す平面図である。
【図６】曲げ加工後の状態を示す平面図である。
【図７】曲げ加工により得られたホースコネクタを示す側面図である。
【符号の説明】
１曲げ型
２クランプ型
３プレッシャー型
４ワイパー型
５前芯金（屈曲用芯金）
５ａ先端面
７後芯金（補助芯金）
７ａ先端面
Ｐ丸パイプ（パイプ）
ｆ前半部
ｂ後半部
Ｑ軸心

Claims

パイプの前半部を、その曲げ内側を抱持する曲げ型と曲げ外側を抱持するクランプ型との間に挟み込む一方、
上記パイプの後半部の曲げ半径方向外方に向かう動きを、その曲げ外側を抱持するプレッシャー型にて規制しておき、
上記曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させて、パイプを前半部と後半部との間の屈曲すべき箇所にて屈曲させるパイプの曲げ加工方法において、
パイプの前半部を、その曲げ内側を抱持する曲げ型と曲げ外側を抱持するクランプ型との間に挟み込む一方、
上記パイプの後半部の曲げ半径方向外方に向かう動きを、その曲げ外側を抱持するプレッシャー型にて規制しておき、
上記曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させて、パイプを前半部と後半部との間の屈曲すべき箇所にて所定曲げ形状に屈曲させるようにしたパイプの曲げ加工方法において、
上記パイプの内面に密接可能に設けられ、先端面が、所定曲げ形状を有するパイプの屈曲部における曲げ外側の内面に倣う凸面形状に形成された屈曲用芯金と、
上記パイプの内面に密接可能に設けられ、先端面が、上記屈曲用芯金の先端面に倣う凹面形状に形成された補助芯金とを用い、
上記パイプの前半部及び後半部のうちの一方に上記屈曲用芯金を挿入して該屈曲用芯金の先端をパイプの屈曲すべき箇所に位置付け、
上記パイプの前半部及び後半部のうちの他方に上記補助芯金を挿入して該補助芯金の先端面を上記屈曲用芯金の先端面に略密接する位置に位置付け、
その状態で、上記屈曲用芯金の先端面が上記補助芯金の先端面に摺接しつつパイプの屈曲すべき箇所の曲げ外側内面を常に押圧するように上記曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させる
ことを特徴とするパイプの曲げ加工方法。
請求項１記載のパイプの曲げ加工方法において、
パイプの後半部を、その曲げ内側を抱持するワイパー型とプレッシャー型との間に挟み込んだ状態で、曲げ型及びクランプ型を所定軸心回りに回動させる
ことを特徴とするパイプの曲げ加工方法。
請求項１又は２記載のパイプの曲げ加工方法において、
曲げ型及びクランプ型の回動に応じて屈曲用芯金が補助芯金から離間する方向に相対移動するのに伴い、
上記補助芯金を先端が屈曲用芯金の先端に追従する方向に移動させる
ことを特徴とするパイプの曲げ加工方法。