JPH0152091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明はパイプを所定の曲率で曲げるパイプ
曲げ装置に関し、特に、モータにより例えば半円
状の回転フオーマを回し、この回転により回転フ
オーマの外周にパイプを巻き付けて湾曲させるパ
イプ曲げ装置に関するものである。

〈従来の技術と解決課題〉 この種のパイプ曲げ装置として、実開昭51−
161442号公報に記載のものがある。これは回転弧
状盤にパイプの端部を保持させ、かつこのパイプ
を２個のガイドローラで回転弧状盤の側に押付け
つつ、回転弧状盤を回転させることによりそれの
外周にパイプを巻付けて曲げるものである。

「橋本 明著：プレス曲げ加工（第10版）発
行：日刊工業新聞社 昭和48年３月30日」の第
156頁〜第157頁には、３個のロールによりパイプ
断面に対応する孔型を構成し、その３個のロール
でパイプを曲げる孔型ロール曲げ装置が開示さ
れ、また固定した円形ダイスのまわりにしごきロ
ールを用いてパイプを巻付けるしごきロール曲げ
装置も開示されている。

しかしながら、これらの装置は比較的肉の厚い
パイプを大きな半径で曲げるのには適しているが
薄肉パイプを曲げるには適さず、曲げの内側部分
が過度に圧縮されてシワができたり、曲げの外側
部分が過度に伸ばされ、その部分で材料が薄くな
つて割れや破損を生じたりする問題がある。

薄肉パイプを曲げる方法として、パイプ内にマ
ンドレル（芯材）を入れる技術もあるが、このマ
ンドレルを使用する曲げ装置は扱いが複雑で、コ
ストも高くつく欠点がある。

本発明の課題は、マンドレル等の芯材を使用す
ることなく、薄肉パイプを迅速かつ良好に曲げる
ことのできる電動式パイプ曲げ装置を提供するこ
とにある。

〈課題を解決するための手段〉 この課題を解決するために本発明に係る装置
は、回転フオーマとベンデイングダイを有し、全
体としての構成要素は以下のとおりである。

(a) 本体：各構成部材を支持するものである。

(b) モータ：本体に設けられる。回転フオーマの
駆動源となる。

(c) 減速機：モータの回転を減速して適切な曲げ
速度を与える。

(d) 回転フオーマ：パイプ曲げ曲線に対応する円
弧状等の外周面を有する。そして、その中心部
において減速機の出力軸に固定される。また上
記外周面に沿つてパイポ断面に対応する保持溝
が形成される。

(e) ベンデイングダイ：回転フオーマとの間でパ
イプを挟むように定位置に設置される。また回転
フオーマの保持溝にほぼ対向するガイド溝を有
し、このガイド溝は曲げ工程においてパイプを軸
方向に滑らせつつ案内する。

(f) ベンデイングダイ支持機構：ベンデイングダ
イをパイプ径に対応する所定位置に位置させ
る。この支持機構として、例えばベンデイング
ダイを回転フオーマの回転軸と平行な軸線まわ
りに回動可能に支持する態様もあるし、この支
持機構とパイプとの間にベンデイングダイを楔
状に挿入し、狭圧状態で保持する態様もある。

〈作用・効果〉 このようなパイプ曲げ装置においては、パイプ
が回転フオーマに巻込まれる際、ベンデイングダ
イを滑りつつ通過させられることにより、パイプ
に対しほぼその弾性域内で適切な引張応力が与え
られつつ、曲げ成形される。その結果、薄肉パイ
プであつても、曲げの外側が過度に伸ばされて薄
くなつたり、内側が過度に圧縮されてシワになつ
たり、あるいはパイプ断面が偏平になつたりする
ことがほとんどなく、良好にかつスピーデイに曲
げ加工を行なうことができる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１実施例 第１図ないし第７図は本発明の第一実施例を示
す。第１図において２１１は箱型の本体であり、
その内部には図示しないモータ及び減速機が内蔵
されている。その減速機の出力軸は本体２１１の
上面から突出し、その出力軸に回転フオーマ２１
３がボルト２１６（第２図参照）及び図示しない
適宜の回転防止手段により固定されている。その
減速機は減速比の相当大きなものが、曲げ成形ト
ルクを得る上で望ましく、例えば450W程度のモ
ータを使えば25000〜26000r.p.m.程度の回転速度
を得ることができ、それを減速することにより出
力軸ひいては回転フオーマ２１３に、例えば約５
〜7r.p.m.の回転速度が与えられる。

本実施例における回転フオーマは、180゜を越え
る半円よりやや大きなプーリ状の部材であり、第
１図において反時計方向へ回転することによりパ
イプｔを曲げ成形する。この回転フオーマ２１３
の円弧外周面には、半円形状の保持溝２１４が形
成されている。この保持溝２１４は曲げるパイプ
ｔの径に対応するものであり、異なる径のパイプ
を曲げる場合には、ボルト２１６を外し、パイプ
径にあつた保持溝２１４を有する回転フオーマに
交換されることとなる。

回転フオーマ２１３に対向する位置にベンデイ
ングダイ２１８が設けられる。このベンデイング
ダイ２１８は、例えば焼き入れ鋼等適宜の金属部
材を研磨して得られ、その断面がほぼ方形になる
ように縦長に形成されている。その長手方向に沿
つて断面がほぼ半円形のガイド溝２６０が形成さ
れ、パイプはこのガイド溝２６０を滑りつつ案内
されるようになつている。

このベンデイングダイ２１８を第４図に拡大し
て示す。図中Ｐ側がパイプをガイドする側であ
る。この図から明らかなように、ガイド溝２６０
は三つの部分、すなわちパイプ送入側端２１８′
の側に形成された送入側ガイド部２４５と、パイ
プ送出側端２１８″の側に形成された送出側ガイ
ド部２４６と、これらを繋ぐ逃がし部２４８とを
備えている。送入側ガイド部２４５は溝深さｙの
円筒面の一部で形成されているが、送出側ガイド
部２４６は送出側端２１８″に向つて漸次溝底が
パイプ側に近づくように形成されている。つま
り、送出側ガイド部２４６の溝深さは先端でｘで
あるが、その内端では送入側ガイド部２４５と同
じ深さｙとなつている。第５図は、このベンデイ
ングダイ２１８の送入側ガイド部２４５と送出側
ガイド部２４３とを、180゜向きを逆にして向き合
せた格好で、各々の溝深さの違いを示すものであ
る。

またベンデイングダイ２１８のガイド溝２６０
とは反対側の面（背面）は、三つの部分に分かれ
ている。まず、パイプ送入側端２１８′からガイ
ド溝２６０と平行な平行部２４０が形成されてい
る。一方、パイプ送出側端２１８″の側には先端
に向かつてガイド溝２６０側に傾斜する傾斜部２
４２が形成され、さらにこれら平行部２４０と傾
斜部２４２とを結ぶ湾曲凹部２４１が形成されて
いる。つまり、このベンデイングダイ２１８は先
端側部分が楔状とされているのであり、第７図に
示すように、ベンデイングダイ支持機構の一部を
なす円筒支持部材２２４とパイプｔとの間に楔状
に挿入された状態で保持され、円筒支持部材２２
４の外周面に上述の湾曲凹部２４１が圧着させら
れるようになつている。

第７図において円筒支持部材２２４は、スライ
ダ２１９上に固定され、スライダ２１９は本体２
１１に形成されたガイド部としての一対の溝２３
９に案内されつつ、回転フオーマ２１３に対し接
近・離間可能に保持されている。この部分の断面
を第３図に示す。本体上部２１１ａには対称的な
突出部２１１′が形成されることにより上記溝２
３９（あり溝）が形成され、一方、スライダ２１
９には両側において平行に伸びる一対の突条２１
９′が形成されていて、スライダ２１９と円筒支
持部材２２４とが一体となつた一体部品２１７
が、溝２３９により摺動可能に案内される。

この一体部品２１７を上下方向に移動可能に貫
通してピン２３４が設けられ、ピンフランジ２３
５と円筒支持部材２２４との間に設けられた圧縮
スプリング２３６によつて常時下方へ付勢されて
いる。また本体突出部２１１′の底面には所定間
隔で数個の位置決め孔２３１が形成されていて、
ピン下端部２３４′がこれら位置決め孔２３１の
いずれかに嵌まるようになつている。なお、ピン
２３４の上端部にはノブ２２６が設けられ、この
ノブ２２６をつまんで引き上げることにより、ピ
ン下端部２３４′を位置決め孔２３１から抜き出
すことができ、かつ、引き上げた状態のハンドル
２２６を所定角度回して、その下端面をピン２２
５の上に乗り上げさせれば、ピン２３４を引き上
げた状態に維持することができる。

第１図に戻つて、回転フオーマ２１３の周方向
の一端部（曲げ開始部）には半径方向に突出する
突起部２２１が形成され、その先端部にパイプホ
ルダ２２２が垂直なピン２２３により回動可能に
取付けられている。このパイプホルダ２２２には
半円状の保持溝２２２′が形成されており、回転
フオーマ２１３との間でパイプｔの先端部を拘束
し、回転フオーマ２１３の回転時においてパイプ
ｔと回転フオーマ２１３とを一体的に保持する役
割を果す。

なお、第２図から明らかなように、前記本体２
１１は上段部２１１ａ及び下段部２１１ｂを有
し、下端部２１１ｂの四つの側面は下方に末広が
りになつており、本体２１１の底部は上部にくら
べてより大きな設置面を構成している。

次に、以上のように構成されたパイプ曲げ装置
の使用方法ならびに作用について説明する。

パイプ曲げに先立ち、第１図においてベンデイ
ングダイ支持機構の主体をなす円筒支持部材２２
４を、本体２１１の複数の位置決め孔２３１のい
ずれかの位置にピン２３４で固定する。そして、
曲げるべきパイプｔの先端部をパイプホルダ２２
２と回転フオーマ２１３との間に差し入れ、かつ
回転フオーマ２１３の保持溝２１４に係合させ
る。さらに、そのパイプｔと円筒支持部材２２４
との間にベンデイングダイ２１８を楔状に差し入
れ、第７図に示すような状態で固定する。

なお、ベンデイングダイ２１８を円筒支持部材
２２４とパイプｔとの間に挿入するに際し、ベン
デイングダイ２１８に突起を設け、かつ円筒支持
部材２２４の一部を支点として操作可能なレバー
状の治具を用い、その治具を上記突起に係合させ
てベンデイングダイ２１８を押込むようにすれ
ば、挿入操作が容易となる。

そしてモータを起動し、予め設定した角度だけ
回転フオーマ２１３を回転させると、パイプｔは
その先端部がパイプホルダ２２２によつて拘束さ
れているため、回転フオーマ２１３の回転に従
い、ベンデイングダイ２１８に対し滑りつつ送り
込まれ、回転フオーマ２１３の保持溝２１４に
徐々に巻付けられて、パイプの曲げ加工が行なわ
れる。

そして、上記曲げ過程において、パイプｔはベ
ンデイングダイ２１８を通過させられるが、その
際に曲げ成形に好ましい圧力効果を受ける。特
に、送出側ガイド部２４６により、パイプｔには
ほぼ弾性域内において一時的に引張応力が生じ、
そのような状態で徐々に曲げ工程が進行するもの
と考えられ、これによつてシワ等のない良好な曲
げ部が形成される。

これについて更に第７図を参照して説明する。
曲げる前のパイプ断面ａは、ベンデイングダイ２
１８を通過する過程では一時的に卵形断面ｂに変
形させられると考えられる。しかし、この変形は
ほぼ弾性的なものであり、このベンデイングダイ
２１８を通過して回転フオーマ２１３に巻付けら
れた過程では、パイプｔは元の円形断面ａに容易
かつ迅速に復帰し、卵形（偏平）になることはほ
とんどない。

第６図はパイプｔが回転フオーマ２１３とベン
デイングダイ２１８とに挟まれた状態を示してい
るが、これによれば、送出側ガイド部２４６を通
過する際に一時的に卵形になることが推定でき
る。

そして、本実施例のパイプ曲げ装置を使用し
て、パイプを最高180゜まで曲げる場合、広い範囲
にわたる直径、例えば４mm〜約35mmのパイプを曲
げることができ、さらにパイプの肉厚が非常に薄
い場合でも、芯材なしに曲げ加工でき、かつその
曲げられたパイプの引張りによる歪みはほとんど
なく、滑らかな表面の曲げパイプが得られる。

曲げ操作が終われば、回転フオーマ２１３を逆
回転させれば、ベンデイングダイ２１８を容易に
取外すことができ、したがつて曲げられたパイプ
を回転フオーマ２１３から取外すことができる。

なお、パイプ径が変われば回転フオーマ２１３
もそのパイプ径に対応する溝径のものに交換され
るが、ベンデイングダイ２１８及びパイプホルダ
２２２については、パイプ径と合致する溝径のも
のでなくても、パイプ径より大きい溝を有するも
のであれば、ある程度汎用的に（パイプ径が変わ
つてもベンデイングダイ２１８及びパイプホルダ
２２２は変えることなく）使用することも可能で
ある。

第２実施例 次に第２実施例について、第８図ないし第１２
図に基づいて説明する。第２実施例が第１実施例
と異なる大きな点は、第８図から明らかなよう
に、ベンデイングダイ１１８が円筒支持部材１２
４に対し垂直軸回りに回動可能に支持されている
こと、ならびにベンデイングダイ１１８のガイド
溝５０の形状が異なることである。

本実施例のベンデイングダイ１１８は、回動可
能に支持されるリング状の基端部１１８′を備え、
この基端部１１８′において円筒支持部材１２４
に回動可能に装置されている。つまり、第１１図
に示すように、円筒支持部材１２４の上端部にリ
ング状の基端部１１８′が装着され、本体部はそ
こから下側に垂下して回転フオーマ１１３との間
でパイプｔを挟み付ける格好となる。

また、円筒支持部材１２４は第１０図に示すよ
うにスライダ１１９に固定されているが、本体１
１１上にはガイド部として機能する一対の平行ガ
イド１１５が固定され、この平行ガイド１１５に
対し、スライダ１１９がその両側に形成された一
対の溝１３９において摺動可能に装着されてい
る。この円筒支持部材１２４にも第１実施例と同
様、ピン１３４がフランジ１３５と肩面１２４″
との間に設けられた圧縮ばね１３６により、常時
下方に付勢された状態で設けられている。また本
体１１１の上面には複数の位置決め孔１３１が所
定間隔で設けられている。

第８図及び第９図から明らかなように、円筒支
持部材１２４及びスライダ１１９が一体となつた
一体部品１１７の後方には、この一体部品１１７
を介してベンデイングダイ１１８をパイプｔに対
して押付け機構が設けられている。すなわち、一
対の平行ガイド１１５に対しベースブロツク１２
９が摺動可能に設けられ、このベースブロツク１
２９に設けられたピン１２９′（第９図）が前述
の位置決め孔１３１に嵌められることにより、ベ
ースブロツク１２９が複数箇所で選択的に固定さ
れるようになつている。このベースブロツク１２
９にはねじ軸１３２が螺合され、その先端が円筒
支持部材１２４に形成されたノツチ１３２′（第
１０図、第１１図参照）に突き当てられている。
従つて、このねじ軸１３２のノブ１３３を回せ
ば、ねじ作用により円筒支持部材１２４を介して
ベンデイングダイ１１８がパイプｔに押付けられ
る。

なお、第１０図の円筒支持部材１２４に設けら
れたピン１３４は、通常は垂直ピン１２５により
引き上げられた状態に維持されるが、ピン１３４
があることで、この円筒支持部材１２４を第１実
施例のベンデイングダイ２１８の治具のためにも
利用可能となる。

第８図に示すように、ベンデイングダイ１１８
のガイド溝５０は、溝の長手方向に弓形に湾曲し
た形態をなしている。そして送出側ガイド部１１
８ａは、図中ａからｂまでの短い直線部分であつ
て、その半円状の溝底はａ端に向つて漸次パイプ
ｔに近づくようにされている。また、この送出側
ガイド部１１８ａからの上流側に連続して、パイ
プｔに接しない弓形の逃がし部１１８ｂが形成さ
れ、この逃がし部１１８ｂの送出側端が送出側ガ
イド部ｃとされている。なお、ベンデイングダイ
１１８ｂの弓形の逃がし部１１８ｂにつき、その
弓形の半径は回転フオーマ１１３の曲げ半径より
も大きく、第８図においてｂとｃ間となる。全区
間ａ―ｃにおいて、送出側ガイド部１１８ａに僅
かながら下り傾斜があるので、パイプｔが回転フ
オーマ１１３とベンデイングダイ１１８との間に
装着された場合、そのベンデイングダイ１１８と
パイプｔの接触は両端の点ａ，ｃのみで起こる。
言い換えれば、中間のｂ点ではパイプｔと接触し
ない。この部分で、例えば１mmの1/10のオーダで
クリアランスを生じる。

パイプホルダ１２２はピン１２３により突起プ
レート１２１に取付けられ、この突起プレート１
２１はピン１３９とボルト１３７及びナツト１３
８との二点で回転フオーマ１１３に脱圧着可能に
固定されている。

次に作用を説明する。

回転フオーマ１１３が回転を開始した初期の段
階では、パイプホルダ１２２がパイプｔをまだク
ランプした状態にはなく、この状態において実際
のパイプの曲げ開始点を示す回転フオーマ１１３
上の目盛の０点は、ベンデイングダイ１１８の目
盛のゼロ点と一致していない。

そして、回転フオーマ１１３がさらに回転する
と、パイプｔがパイプホルダ１２２によつてクラ
ンプされた状態となり、ベンデイングダイ１１８
とパイプｐとの接触は点ｃでは引き続き行なわれ
る一方、パイプｔとベンデイングダイ１１８の点
ａとの接触は、送出側ガイド部１１８ａに沿つて
徐々に進行する。従つて、パイプｔの曲げが開始
されると、ベンデイングダイ１１８の０点が回転
フオーマ１１３の０点と一直線上に整列し、以後
実質上の曲げ工程が開始され、パイプｔは送出側
ガイド部１１８ａによつてある程度の横圧力を受
けつつ進行する。このため、第１２図に示すよう
に、曲げ加工前のパイプ断面ｄは曲げ作用下で一
時的に卵形断面ｅに変形すると考えられらるが、
この送出側ガイド部１１８ａの作用は徐々に生
じ、またパイプｔに生ずる応力はほぼ弾性限界内
であるのでベンデイングダイ１１８からパイプｔ
が解放されれば、元の円形断面ｄに復帰する。そ
して、このように曲げられたパイプは、破損、シ
ワ及び平坦化等はみられず、曲げるパイプの直径
がに比べて大きいものでも、肉厚が薄いもので
も、あるいはパイプの材料が引張応力に対し影響
を受け易いものでも、滑らかな表面のパイプ曲げ
部分を得ることができる。

なお、第１実施例または第２実施例の円筒支持
部材１２４または２２４に対し、上述のベンデイ
ングダイ１１８あるいは２１８と交換可能なプー
リ状のベンデイングガイドローラを用意し、ベン
デイングダイ１１８，２２８とベンデイングガイ
ドローラとをパイプの種類に応じて選択的に使用
することも可能である。その場合、薄肉のパイプ
にはベンデイングダイ１１８，２１８を使用し、
厚肉のパイプにはベンデイングガイドローラを使
用することができる。

以上説明した実施例は文字どおり例示であり、
本発明は当業者の常識に基づき、種々の変更、改
良等を施した態様で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の第１実施例を示す。
第１図はその一実施例たるパイプ曲げ装置の平面
図、第２図はその側面図、第３図はベンデイング
ダイ支持機構の断面図、第４図はベンデイングダ
イの断面図、第５図はそのベンデイングダイの溝
の深さを送入側端部と送出側端部とで比較した説
明図、第６図は第１図における１６―１６視断面
図、第７図はパイプ曲げ加工時の作動説明図であ
る。第８図〜第１２図は第２実施例を示す。第８
図はその第２実施例であるパイプ曲げ装置の平面
図、第９図はその側面図、第１０図はベンデイン
グダイ支持機構の正面図、第１１図はベンデイン
グダイの支持形態を示す断面図、第１２図は第２
実施例におけるパイプ曲げ加工時の作動説明図で
ある。 １１０，２１０…パイプ曲げ装置、１１１，２
１１…本体、１１３，２１３…回転フオーマ、５
０，２６０…ガイド溝、１２２，２２２…パイプ
ホルダ、１１４，２１４…保持溝、１１８，２１
８…ベンデイングダイ、１１９，２１９…スライ
ダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パイプを曲げるための電動式パイプ曲げ装置
   であつて、 本体１１１，２１１と、 その本体に設けられたモータと、 そのモータの回転を減速する減速機と、 曲げ曲線に対応する曲げ外周面を有してその中
   心部で前記減速機の出力軸１１２に固定され、か
   つその曲げ外周面に沿つてパイプの曲げ断面に対
   応する保持溝１１４，２１４が形成された回転フ
   オーマ１１３，２１３と、 その回転フオーマとの間でパイプを挟むように
   定位置に設置され、かつ前記回転フオーマの保持
   溝にほぼ対向してパイプを軸方向に滑らせつつ案
   内するガイド溝５０，２６０を有するベンデイン
   グダイ１１８，２１８と、 そのベンデイングダイを前記回転フオーマに対
   してパイプ径に対応する所定位置に位置させるベ
   ンデイングダイ支持機構１２４，２２４と、 前記回転フオーマの外周部に設けられてパイプ
   の曲げ開始部近傍を保持し、その回転フオーマの
   回転時にパイプを回転フオーマと一体的に保つパ
   イプホルダ１２２，２２２と を含むことを特徴とする電動式パイプ曲げ装置。 ２ 前記回転フオーマ１１３，２１３、ベンデイ
   ングダイ１１８，２１８及びパイプホルダ１２
   ２，２２４がパイプ径に応じてそれぞれ交換可能
   である特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記ベンデイングダイ１１８，２１８及びパ
   イプホルダ１２２，２２２がパイプの異なる外径
   に対応できる汎用寸法の溝を有する特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ４ 前記ベンデイングダイ１１８，２１８のガイ
   ド溝５０，２６０が、パイプの送り方向に沿つて
   延びており、かつそのガイド溝が、パイプ送入側
   の端部に形成された送入側ガイド部Ｃ，２４５
   と、パイプ送出側の端部に形成された送出側ガイ
   ド部１１８ａ，２４６と、それらの中間において
   パイプに対し接触することなく一定のクリアラン
   スを有して対向する逃がし部１１８ｂ，２４８と
   を有し、かつその送出側ガイド部の溝底が送出側
   端に向つて漸次パイプに近づくように形成されて
   いる特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載の装置。 ５ 前記ベンデイングダイ１１８，２１８を支持
   するベンデイングダイ支持機構１２４，２２４
   が、そのベンデイングダイを前記回転フオーマ１
   １３，２１３の回転軸と平行な軸線回りに回動可
   能に支持するようになつている特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれかに記載の装置。 ６ 前記ベンデイングダイ１１８，２１８が前記
   ベンデイングダイ支持機構１２４，２２４とパイ
   プとの間に楔状に挿入され、パイプの送り込みに
   より挟圧された状態で保持されてパイプを案内す
   る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
   に記載の装置。 ７ 前記ベンデイングダイ支持機構１２４，２２
   ４がスライダ１１９，２１９を備え、このスライ
   ダは前記本体１１１，２１１に形成されたガイド
   部１１５，２３９により前記回転フオーマ１１
   ３，２１３に対して接近・離間可能に支持され、
   かつそのスライダと前記本体との間にそのスライ
   ダをパイプ径に応じた位置に位置決め固定するた
   めの固定手段１３１，１３４：２３１，２３４が
   設けられている特許請求の範囲第１項ないし第６
   項のいずれかに記載の装置。 ８ 前記ベンデイングダイ支持機構１２４，２２
   ４が、前記ベンデイングダイ１１８，２１８及び
   回転自在なベンデイングガイドローラを選択的に
   支持可能とされ、ベンデイングダイの使用により
   主に薄肉パイプの曲げ加工が、またベンデイング
   ガイドローラの使用により主に厚肉パイプの曲げ
   加工が行なわれるようになつている特許請求の範
   囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の装置。