JP7429059B2 - ベンダー機器 - Google Patents

Description

本発明は、被覆配管を曲げるために使用されるベンダー機器に関するものである。

空調装置等の配管の曲げに用いられる機器として、ベンダー機器が知られている。従来、ベンディング時に配管に割れ等が発生することを防止するために、配管の中にコイル状のスプリングを配設していた（例えば、特許文献１参照）。

特許文献２には、外管の内部に内管が介装される二重管の製造方法であって、芯金を前記内管の内部のみに挿入して前記内管及び前記外管を共に曲げることを特徴とする二重管の製造方法が開示されている。

特許文献３には、塑性変形可能な金属製のパイプの側面を両側より挟持するロールおよびクランプと、パイプの半径方向の移動を阻止するプレッシャとを備え、前記ロールと前記クランプとの間でパイプを挟持した状態で、前記ロールを支点として前記ロールとともに前記クランプを回動駆動してパイプを曲げるパイプ曲げ装置において、前記プレッシャは、パイプの長手方向に沿ってパイプを転動可能に支持する複数のローラを備え、この複数のローラを用いてパイプの半径方向の移動を阻止することを特徴とするパイプ曲げ装置が開示されている。

登録実用新案第３１７２９２９号公報 特開２０１９－７５６２２号公報 特開２０１０―５６５３号公報

しかしながら、上述の特許文献１～３では、配管を被覆材で被覆した被覆配管をベンディングするときの技術課題が何ら考慮されていない。すなわち、被覆配管をベンディングする際に、被覆材に加わる負荷が過度に大きくなると、被覆材が破れるおそれがあるため、当該技術課題を解決し得るベンダー機器が求められている。
また、特許文献１の手法では、ベンディング後に配管からスプリングを引き抜く際に、スプリングが配管に引っ掛かり、抜けなくなったり、スプリングが破断するなどの問題があった。

上記課題を解決するために、本発明に係るベンダー機器は、（１）被覆配管を曲げるベンダー機器であって、押し出し棒と、前記押し出し棒の先端に設けられ、ベンディングする際に前記被覆配管を挟み込むホイール溝部が形成されたホイールと、ベンディングする際に、前記被覆配管を支持する左右一対のローラ部と、を有することを特徴とするベンダー機器。

（２）前記ホイール溝部は、テーパ状に形成された第１ホイール溝部と、前記第１ホイール溝部に連接する連接溝部を備え、前記連接溝部の幅が前記被覆配管に含まれる配管の外直径よりも大きい第２ホイール溝部と、を有することを特徴とする上記（１）に記載のベンダー機器。

（３）前記連接溝部の幅をＷ、前記配管の外直径をＲと定義したとき、幅Ｗと外直径Ｒとの差は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以内である、ことを特徴とする上記（２）に記載のベンダー機器。

（４）前記第２ホイール溝部は、前記連接溝部に連接し、曲率半径が前記配管と略同一の円弧溝部を有することを特徴とする上記（２）又は（３）の記載のベンダー機器。

（５）前記ホイールは、平面視略半円状に形成されており、前記ホイール溝部は、該ホイールの外縁に沿って形成されていることを特徴とする上記（１）乃至（４）のうちいずれか一つに記載のベンダー機器。

（６）前記ローラ部は、複数の小ローラを、上下に積層することにより構成されており、前記複数の小ローラは、上下方向に延びる共通軸部を回転軸として、それぞれ独立して回転可能であることを特徴とする上記（１）乃至（５）のうちいずれか一つに記載のベンダー機器。

（７）前記回転軸と各前記小ローラとの間には、クリアランスが形成されていることを特徴とする上記（６）に記載のベンダー機器。

（８）前記押し出し棒の長手方向に対して略直交する方向に延びる板部を有し、前記ローラ部は、前記板部に固定されていることを特徴とする上記（１）乃至（７）のうちいずれか一つに記載のベンダー機器。

（９）前記押し出し棒の押し出し機構は、ラチェット式であることを特徴とする上記（１）乃至（８）のうちいずれか一つに記載のベンダー機器。

（１０）前記押し出し機構に連結されたレバーを有し、前記レバーを開き位置から閉じ位置に回動させることによって、前記押し出し棒は繰り出されることを特徴とする上記（９）に記載のベンダー機器。

（１１）前記レバーを前記閉じ位置から前記開き位置に向かって付勢する付勢部材を有することを特徴とする上記（１０）に記載のベンダー機器。

（１２）前記被覆配管は、配管と、前記配管の外周を覆う断熱性の被覆材と、からなることを特徴とする上記（１）乃至（１１）のうちいずれか一つに記載のベンダー機器。

（１３）前記ホイールは、前記押し出し棒の先端に着脱可能に装着されることを特徴とする上記（１）乃至（１２）のうちいずれか一つに記載のベンダー機器。

本発明によれば、被覆材に加わる負荷が小さいベンダー機器を提供することができる。

ベンダー機器の上面斜視図である（ホイール装着状態）。 ベンダー機器の上面斜視図である（ホイール非装着状態）。 ベンダー機器の裏面斜視図である（レバーの閉じ状態）。 ベンダー機器の裏面斜視図である（レバーの開き状態）。 ラチェット機構の動作説明図である。 ホイールの正面図である（実施形態）。 ホイールの正面図である（比較例）。 ホイールの正面図である（変形例）。

本実施形態のベンダー機器１００は、被覆配管のベンディングに用いることができる。被覆配管とは、エアコンの室外機と室内機との間で循環する冷媒を移送する配管のことであり、銅管（配管）の周りを保温材（断熱材）で覆うことによって構成されている。保温材には、一般的にポリエチレン等が用いられる。銅管を保温材で覆うことによって、結露などを防止することができる。

図１は、ベンダー機器の上面斜視図（ホイール装着状態）である。図２は、ベンダー機器の上面斜視図（ホイール非装着状態）である。図３は、レバーを閉じたときのベンダー機器の裏面斜視図である。図４は、レバーを開いたときのベンダー機器の裏面斜視図である。これらの図を参照して、ベンダー機器１００は、機器本体１０と、押し出し棒１５と、レバー２０と、止め金２５と、片寄スプリング（付勢部材に相当する）３０と、固定ボルト３５と、板部４５と、ローラ部５０と、ホイール６０とを含む。なお、図３及び図４は、ホイール６０を取り外した状態で、ベンダー機器１００を図示する。

機器本体１０は長尺に形成されており、一端側には本体平板部１１が形成されている。レバー２０は、機器本体１０に対して所定範囲において回動できるように取り付けられている。レバー２０の長手方向における一端部には、ドーナツ状のスプリング引掛部２１が形成されている。片寄スプリング３０の一端には第１スプリングフック部３１が形成され、他端には第２スプリングフック部３２が形成されている。第１スプリングフック部３１は、レバー２０のスプリング引掛部２１に引っかけられており、第２スプリングフック部３２は、機器本体１０に締結されるボルト１０Ａ及び機器本体１０の裏面に挟まれることによって、固定されている。

ここで、図４に図示するレバー２０の開き状態において、レバー２０を機器本体１０に向かって回動させると（言い換えると、閉じ位置に向かって回動させると）、片寄スプリング３０が伸長して、レバー２０を開き位置に復帰させるためのバネ力がチャージされる。

止め金２５は、コの字状に形成されており、両端には機器本体１０の側面に向かって突出する凸部が形成されている。これらの凸部は、機器本体１０の側面に形成された開口部に対してスナップフィットしている。なお、スナップフィットとは、材料の弾性を利用して、はめ込む固定方式のことである。止め金２５は、凸部を回転軸として機器本体１０に対して回動させることができる。

図３は、止め金２５によってレバー２０を閉じ位置にホールドした状態を示している。同図において、止め金２５をレバー２０と干渉しない位置まで回動させると、片寄スプリング３０にチャージされたバネ力によって、レバー２０は閉じ位置（図３参照）から開き位置（図４参照）に復帰する。

押し出し棒１５は、機器本体１０の長手方向に沿って延びるガイド溝１０Ｂに収められており、押し出し棒１５の裏面には、ラック１５Ａが形成されている。レバー２０を開き位置から閉じ位置に回動させる度に、押し出し棒１５は、ラック１５Ａのピッチに従って、繰り出される。つまり、本実施形態では、押し出し棒１５の繰り出し機構としてラチェット機構が採用されており、レバー２０を操作することによって、押し出し棒１５をガイド溝１０Ｂに沿って、間欠的に繰り出すことができる。
なお、以下の説明において、押し出し棒１５の繰り出し方向を押し出し方向と言い換えることがある。

図５は、ラチェット機構の動作説明図である。説明の便宜上、押し出し棒１５のラック１５Ａにおいて、押し出し方向に隣接する一方の歯を前段歯１５Ａ１、他方の歯を後段歯１５Ａ２と定義するものとする。レバー２０の先端には、押し出し棒１５に向かって突出するボックス部２０Ａが形成されており、このボックス部２０Ａにはバネ２０Ｂが伸縮可能な状態で収められている。バネ２０Ｂの上端には、爪部２０Ｃが取り付けられており、この爪部２０Ｃは、ボックス部２０Ａの上面から突出している。

図５に図示する状態において、レバー２０を閉じ位置に向かって回動させると、前段歯１５Ａ１に爪部２０Ｃが当接して、押し出し棒１５が押し出し方向に向かって押し出される。上述した通り、閉じ位置に回動したレバー２０は、片寄スプリング３０のバネ力によって、閉じ位置から開き位置に向かって自動復帰する。レバー２０が開き位置に自動復帰する際に、爪部２０Ｃは、押し出し方向前方側から後段歯１５Ａ２に衝突する。この際、バネ２０Ｂが縮むことによって、爪部２０Ｃは、後段歯１５Ａ２を乗り越え、元の位置（図５に示す位置）に復帰する。レバー２０を操作して、これらの動作を繰り返すことによって、押し出し棒１５を間欠的に押し出し方向に繰り出すことができる。

本実施形態では、押し出し棒１５の繰り出し機構としてラチェット機構を採用したが、本発明はこれに限るものではなく、油圧式、電動式であってもよい。

図６は、ホイールの正面図である。ホイール６０には、被覆配管をベンディングする際に、被覆配管を挟み込むホイール溝部６１が形成されている。ホイール溝部６１は、第１ホイール溝部６１Ａ及び第１ホイール溝部６１Ａに連接する第２ホイール溝部６１Ｂから構成される。第１ホイール溝部６１Ａは、上下に隙間を隔てて対向する一対のテーパ面によって構成されており、平面視において、これらのテーパ面は周状に延在している。上部側のテーパ面は、テーパ面の上端部が下端部よりもホイール６０の外側に向かって張り出しており、下部側のテーパ面は、テーパ面の下端部が上端部よりもホイール６０の外側に向かって張り出している。

本実施形態では、平面視において、テーパ面が半円状となるように第１ホイール溝部６１Ａを形成している。ただし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、半円に満たない（つまり、中心角が１８０°未満）弧形状であってもよい。

ここで、対向する一対のテーパ面の最大距離（言い換えると、上部側のテーパ面の上端部と、下部側のテーパ面の下端部との距離）は、被覆配管の外直径と略同一に設定することが望ましい。被覆配管の外直径とは、被覆材の外周面の直径を意味する。
当該最大距離と被覆配管の外直径とを略同一に設定することにより、被覆配管の外面を第１ホイール溝部６１Ａのテーパ面に押し当てた状態でベンディングを開始させることができるため、被覆材に加わる負荷を小さくすることができる。

第２ホイール溝部６１Ｂは、押し出し方向と平行な方向に延びる一対の平坦部６１Ｂ１（連接溝部に相当する）と、一対の平坦部６１Ｂ１の終端を繋ぐ円弧部６１Ｂ２（円弧溝部に相当する）とからなる。一対の平坦部６１Ｂ１は、上下に隙間を隔てて対向しており、離間距離が一定である。つまり、一対の平坦部６１Ｂ１によって形成される溝幅Ｗは一定である。円弧部６１Ｂ２は、曲率半径が配管の外直径と略一致している。配管の外直径とは、配管の外周面の直径を意味する。

ここで、配管の外直径をＲと定義したとき、溝幅Ｗは外直径Ｒより大きい。好ましくは、溝幅Ｗと外直径Ｒとの差は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以内である。溝幅Ｗと外直径Ｒとの差を５ｍｍ以上に設定することによって、被覆配管をホイール溝部６１に挟み込んでベンディングする際に、被覆材を第２ホイール溝部６１Ｂに圧入させるためのスペースが確保されるため、被覆材が破れるなどの不具合を、防止することができる。また、溝幅Ｗと外直径Ｒとの差を２０ｍｍ以下に制限することによって、ベンディング中に被覆配管が溝幅Ｗの範囲内で揺動して、意図した形状とは異なる形状にベンディングされること等を防止することができる。

ホイール６０の後端面には、ホイール着脱開口部（不図示）が形成されており、このホイール着脱開口部に対して押し出し棒１５を圧入することにより、ホイール６０及び押し出し棒１５を互いに連結することができる。ただし、本発明はこれに限るものではなく、ホイール６０は、押し出し棒１５に対して着脱不能に固着されていてもよい。

機器本体１０の先端には、機器本体１０の幅方向に向かって延びる板取り付け溝部１０Ｃが形成されており、この板取り付け溝部１０Ｃの底面には、不図示のネジ穴が形成されている。板部４５は、機器本体１０の板取り付け溝部１０Ｃに収められている。板部４５の板厚は、板取り付け溝部１０Ｃの深さと略同じに設定されている。したがって、板部４５を板取り付け溝部１０Ｃに収めると、板部４５及び機器本体１０の上面は互いに、略面一となる。

板部４５には、ネジ穴４５Ａが形成されており、板取り付け溝部１０Ｃのネジ穴と板部４５のネジ穴４５Ａとを位置合わせして、機器本体１０の底面側から固定ボルト３５を締結することによって、板部４５を機器本体１０に対して固定することができる。固定ボルト３５とこれらのネジ穴との締結を解除することによって、板部４５を機器本体１０から取り外すことができる。

左右一対のローラ部５０は、板部４５に対して固定されている。機器本体１０の長手方向から視たとき、機器本体１０を挟んで略対称となる位置にローラ部５０は配設されている。ローラ部５０は、複数の小ローラ５１からなり、これらの小ローラ５１は、上下に積層されており、上下方向に延びる軸部（共通軸部に相当する）に挿入されている。軸部と各小ローラ５１との間には若干のクリアランスが形成されている。
ローラ部５０は、被覆配管の外径を超える高さを有することが望ましい。被覆配管の外径を超える高さを有するローラ部５０であれば、ベンディングする際に、被覆配管を確実にローラ部５０に当接させることができるからである。

ローラ部５０の軸部の下端は、板部４５を貫通して、板部４５の裏面にカシメられている。ただし、板部４５を貫通した軸部の部分にナット等の締結部材を締結することによって、軸部を固定してもよい。
ローラ部５０の軸部の上端には、ローラ抜け止め部５２が設けられている。ローラ抜け止め部５２の径は、小ローラ５１の径よりも大きく設定されている。これにより、小ローラ５１が軸部から抜け落ちることが防止される。ローラ抜け止め部５２には、軸部の上端に締結される締結部材（例えば、ボルト、ナット）を用いることができる。ローラ抜け止め部５２がボルトである場合、当該ボルトとして、ボルト頭部に六角穴を有する六角穴付きボルト、ボルト頭部にマイナス溝を有するマイナス溝付きボルト、ボルト頭部にプラス溝を有するプラス溝付きボルトなどを用いることができる。図１及び図２では、ローラ抜け止め部５２の一例として六角穴付きボルトを示している。

隣接する小ローラ５１は互いに、軸方向端面が接触している。各小ローラ５１は、互いに独立して回転させることができる。本実施形態では、小ローラ５１を４つ組み合わせることによって、一つのローラ部５０を構成したが、４つ以外の複数であってもよい。小ローラ５１の個数を複数とすることにより、ベンディング時に被覆材に加わる負荷が小さくなり、被覆材の破れなどを防止することができる。ただし、一つのローラによってローラ部５０を構成してもよい。

次に、ベンダー機器１００の動作について説明する。初期状態において、レバー２０は閉じ位置（図３参照）に位置するものとする。被覆配管を板部４５の長手方向と略平行な向きに配設して、第１ホイール溝部６１Ａのテーパ面とローラ部５０との間に被覆配管を挟み込む。

被覆配管のセット後に、止め金２５を解除する。止め金２５を解除すると、片寄スプリング３０のバネ力によってレバー２０が閉じ位置から開き位置に回動する。なお、被覆配管をセットする前に、止め金２５を解除して、レバー２０を閉じ位置から開き位置に予め回動させておいてもよい。

次に、手作業によってレバー２０を開き位置から閉じ位置に向かって回動させ、押し出し棒１５の先端に装着されたホイール６０を被覆配管に向かって押し込む。
被覆配管は、左右一対のローラ部５０に支持されて、押し込み方向における移動が妨げられているため、被覆配管の被覆材は、第１ホイール溝部６１Ａのテーパ面に押し付けられて変形する。

ホイール６０を被覆配管に向かってさらに押し込むと、被覆配管は第１ホイール溝部６１Ａのテーパ面からこれに連接する第２ホイール溝部６１Ｂに向かって徐々に押し込まれ、被覆配管全体がベンディングされる。

本実施形態によれば、第１ホイール溝部６１Ａのテーパ面に被覆材を押し当てて、圧縮変形させた後に、第２ホイール溝部６１Ｂに被覆配管を圧入しているため、ベンディング時に被覆材に加わる負荷を軽減できる。
ここで、仮に、第１ホイール溝部６１Ａを省略した、第２ホイール溝部６１Ｂのみを備えたホイール（図７参照）を用いて被覆配管をベンディングした場合、第２ホイール溝部６１Ｂの平坦部６１Ｂ１のエッジに被覆材が接触して、破れるおそれがある。本実施形態では、第２ホイール溝部６１Ｂに被覆配管を押し込む前に、被覆材を、第１ホイール溝部６１Ａのテーパ面に押し当てることによって、第２ホイール溝部６１Ｂに入りやすい形状に変形させているため、かかる不具合を防止することができる。

また、ベンディングする際に、各小ローラ５１が軸部との間に形成されたクリアランスの範囲で傾いたり、小ローラ５１自身が回転することによって、ローラ部５０から被覆材に対して過度な負荷が加わることが防止される。これにより、ベンディングする際に、被覆材が破れることなどが防止される。

このように、本実施形態のベンダー機器によれば、被覆配管をベンディングする際に、コイル状のスプリングを配管に挿入するなどの作業が不要となるため、ベンディングする際の作業負担を軽減することができる。また、ベンディング後にスプリングを配管から引く抜く必要がないため、上述したスプリングの破断等の問題を無くすことができる。また、ベンディングする際に、被覆配管の被覆材が破れるなどの不具合をなくすことができる。

上述の実施形態では、ホイール６０の第２ホイール溝部６１Ｂを、平坦部６１Ｂ１及び円弧部６１Ｂ２によって構成したが、本発明はこれに限るものではなく、図８に図示するように、円弧部６１Ｂ２を省略してもよい。

１０ 機器本体
１０Ａ ボルト
１０Ｂ ガイド溝
１０Ｃ 板取り付け溝部
１１ 本体平坦部
１５ 押し出し棒
１５Ａ ラック
２０ レバー
２１ スプリング引掛部
２５ 止め金
３０ 片寄スプリング
３１ 第１スプリングフック部
３２ 第２スプリングフック部
３５ 固定ボルト
４５ 板部
５０ ローラ部
５１ 小ローラ
５２ ローラ抜け止め部
６０ ホイール
６１ ホイール溝部
６１Ａ 第１ホイール溝部
６１Ｂ 第２ホイール溝部
６１Ｂ１ 平坦部
６１Ｂ２ 円弧部
１００ ベンダー機器

Claims (12)

1. 配管及び前記配管の外周を覆う断熱性の被覆材からなる被覆配管を曲げるベンダー機器であって、
   押し出し棒と、
   前記押し出し棒の先端に設けられ、ベンディングする際に前記被覆配管を挟み込むホイール溝部が形成されたホイールと、
   ベンディングする際に、前記被覆配管を支持する左右一対のローラ部と、
   を有し、
   前記ホイール溝部は、
   上下に間隔を隔てて対向する一対のテーパ面を備えてテーパ状に形成された第１ホイール溝部と、
   前記一対のテーパ面の終端に繋がり前記第１ホイール溝部に連接する連接溝部を備え、前記連接溝部の幅が前記配管の外直径よりも大きく、ベンディングする際に、前記一対のテーパ面によって前記被覆材が圧縮変形した前記被覆配管が圧入される第２ホイール溝部と、を有することを特徴とするベンダー機器。
2. 前記連接溝部は、前記一対のテーパ面の終端に繋がり上下に一定の間隔を隔てて対向する一対の平坦部を有することを特徴とするベンダー機器。
3. 前記一対の平坦部間の幅をＷ、前記配管の外直径をＲと定義したとき、
   幅Ｗと外直径Ｒとの差は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以内である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のベンダー機器。
4. 前記第２ホイール溝部は、前記連接溝部に連接し、曲率半径が前記配管と略同一の円弧溝部を有することを特徴とする請求項２又は３記載のベンダー機器。
5. 前記ホイールは、平面視略半円状に形成されており、
   前記ホイール溝部は、該ホイールの外縁に沿って形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のベンダー機器。
6. 前記ローラ部は、複数の小ローラを、上下に積層することにより構成されており、
   前記複数の小ローラは、上下方向に延びる共通軸部を回転軸として、それぞれ独立して回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のベンダー機器。
7. 前記回転軸と各前記小ローラとの間には、クリアランスが形成されていることを特徴とする請求項６に記載のベンダー機器。
8. 前記押し出し棒の長手方向に対して略直交する方向に延びる板部を有し、
   前記ローラ部は、前記板部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のベンダー機器。
9. 前記押し出し棒の押し出し機構は、ラチェット式であることを特徴とする請求項１に記載のベンダー機器。
10. 前記押し出し機構に連結されたレバーを有し、
    前記レバーを開き位置から閉じ位置に回動させることによって、前記押し出し棒は繰り出されることを特徴とする請求項９に記載のベンダー機器。
11. 前記レバーを前記閉じ位置から前記開き位置に向かって付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項１０に記載のベンダー機器。
12. 前記ホイールは、前記押し出し棒の先端に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１に記載のベンダー機器。