JPH09206854A

JPH09206854A - 管の押し出し加工装置

Info

Publication number: JPH09206854A
Application number: JP3300996A
Authority: JP
Inventors: Masao Nakamura; 雅勇中村; Shingo Tsukui; 慎吾津久井; Masafumi Shimizu; 雅史清水
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1996-01-26
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】場所により異なる曲率を有する曲がり管や、
所望曲率をなす高精度の曲がり管を製造できる管の押し
出し加工装置を提供する。【解決手段】芯金５の前端に拡径プラグ（加工プラ
グ）６が揺動可能に設けられている。芯金５に外装され
た素管Ｐを押圧ラム９で押すことにより、素管Ｐを拡径
プラグ６で拡径させる。拡径された素管Ｐをガイドロー
ラ２０（ガイド手段）で案内することにより、素管Ｐを
曲げる。当接ローラ５６が素管Ｐの外面に当接してお
り、この当接ローラ５６の回転量から、素管Ｐの送り出
し量が検出される。また、当接ローラ５６の拡径プラグ
６方向への変位量から、素管Ｐの曲率が検出される。ガ
イドローラ２０は、移動機構により移動される。マイコ
ロコンピュータを含む制御ユニットが、検出された送り
出し量と曲率に基づいて移動機構を制御し、ガイドロー
ラ２０の位置を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、芯金に外装された
素管を前方へ押し出し、芯金の前端に取り付けた加工プ
ラグで素管を加工する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】管の押し出し加工装置は、用途に応じて
様々なものがあるが、例えば、円管を真円度を維持した
まま拡径するとともに曲げる加工装置が開発されてい
る。この拡径，曲げ加工装置では、特公平６−４２９６
７号公報、特開平５−１６９１４５号公報等に開示され
ているように、真っすぐな円管形状の素管を、丸棒状の
芯金に外装し、この素管の後端を押圧ラムにより芯金に
沿って押し出す。芯金の前端には素管の内径より大きい
球形状の拡径プラグ（加工プラグ）が揺動可能に設けら
れており、押し出されてきた素管を塑性変形させて拡径
する。この拡径された素管は、拡径プラグの前方に配置
されたガイド手段に案内されることにより、曲げモーメ
ントを受け、上記拡径プラグ位置で曲げ加工される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の装置では、
ガイド手段の位置制御は行われず、そのため、予め設定
されたガイド手段の位置に対応する曲率の曲がり管しか
製造できなかった。また、所望曲率の曲がり管が得られ
たか否かは、製造後に寸法，形状を計測することにより
チェックしており、生産性が悪かった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、
（イ）素管に挿入された状態でこの素管を軸方向に案内
する芯金と、（ロ）芯金の前端に揺動可能に設けられ、
前方に向かって断面積が徐々に大となるとともに最大断
面積での外周長が素管の内周長以上である加工プラグ
と、（ハ）芯金の後端部を支持する後部支持台と、
（ニ）芯金の前端部を素管を介して挿入支持する前部支
持台と、（ホ）芯金に外装された素管の後端を押しなが
ら、前方に移動することにより、素管を加工プラグで加
工させる押圧ラムと、（へ）上記加工プラグの前方に設
けられ加工プラグを通過した素管を案内して素管の曲率
を決定するガイド手段と、を備えた管の押し出し加工装
置において、上記ガイド手段を芯金の軸線と直交する少
なくとも１つの基準軸に沿って移動させる移動機構と、
上記加工プラグからの素管の送り出し量を検出する送り
出し量検出手段と、検出された素管の送り出し量に基づ
いて上記移動機構を制御する制御手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１の（イ）〜
（へ）の構成を備えた管の押し出し加工装置において、
上記ガイド手段を芯金の軸線と直交する少なくとも１つ
の基準軸に沿って移動させる移動機構と、上記加工プラ
グから送り出された素管の基準軸方向の位置を検出する
位置検出手段と、検出された素管の位置に基づいて上記
移動機構を制御する制御手段と、を備えたことを特徴と
する。請求項３の発明は、請求項１の（イ）〜（へ）の
構成を備えた管の押し出し加工装置において、上記ガイ
ド手段を芯金の軸線と直交する少なくとも１つの基準軸
に沿って移動させる移動機構と、上記基準軸と芯金の軸
線とを含む平面上における素管の曲率を検出する曲率検
出手段と、検出された素管の曲率に基づいて上記移動機
構を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１の（イ）〜（ヘ）の構成を
備えた管の押し出し加工装置において、上記ガイド手段
を芯金の軸線と直交するとともに互いに直交する第１，
第２の基準軸に沿って移動させる移動機構と、上記第１
基準軸と芯金の軸線とを含む平面上における素管の曲率
を検出する第１曲率検出手段と、上記第２基準軸と芯金
の軸線とを含む平面上における素管の曲率を検出する第
２曲率検出手段と、第１，第２の曲率検出手段で検出さ
れた素管の曲率に基づいて上記移動機構を制御する制御
手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項５の発明は、請求項３または４に記
載の管の押し出し加工装置において、上記曲率検出手段
が、芯金の軸線に沿って並べられるとともに、加工プラ
グから送り出された素管の基準軸方向の位置を検出する
少なくとも３つの位置検出手段と、これら位置検出手段
からの位置情報に基づいて曲率を演算する演算手段とを
含むことを特徴とする。請求項６の発明は、請求項３に
記載の管の押し出し加工装置において、上記曲率検出手
段が、上記加工プラグから送り出された素管を撮影する
撮影手段と、この撮影手段で撮影された素管の像を解析
することにより、素管の曲率を演算する演算手段を含む
ことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
管の押し出し加工装置を、図面に基づいて説明する。こ
の装置は、円管を拡径しながら曲げることにより、場所
によって曲率の異なる曲がり管を製造するためのもので
ある。図１に示すように、この装置は、ベースフレーム
１上に間隔をおいて配置された後部支持台２と前部支持
台３を備えている。

【０００８】上記ベースフレーム１の上方には、丸棒形
状の芯金５が、水平をなして配置されている。この芯金
５は、加工すべき円管形状の素管Ｐに挿入されてこの素
管Ｐを軸方向に案内するものである。なお、芯金５の外
径は素管Ｐの内径より僅かなクリアランス分だけ小さ
い。芯金５の後端部は、後部支持台２に軸方向の移動を
禁じられた状態で支持されている。

【０００９】前部支持台３は円管形状のガイドブッシュ
４を備えており、このガイドブッシュ４に上記芯金５の
前端部が挿入されている。このガイドブッシュ４の内径
は、芯金５の外径より大きく、芯金５に外装される素管
Ｐの外径より僅かなクリアランス分だけ大きい。したが
って、芯金５の前端部は素管Ｐを介してガイドブッシュ
４に支持されるようになっている。

【００１０】芯金５は、ガイドブッシュ４から若干量前
方へ突出している。芯金５の前端には、拡径プラグ６
（加工プラグ）が球面座を利用した連結具７を介して全
方向への揺動可能かつ取り外し可能に装着されている。
この拡径プラグ６は、球形状をなし、その径は素管Ｐの
内径より大きい。

【００１１】ベースフレーム１の上面には、後部支持台
２と前部支持台３との間を芯金５と平行に延びる２本の
レール８が設けられている。これらレール８上を押圧ラ
ム９が移動するようになっている。この押圧ラム９は、
上記芯金５の挿通を許容する構造をなしており、前部に
押圧リング９ａを有している。この押圧リング９ａの内
径は芯金５の外径より若干大きく、素管Ｐの外径より小
さい。

【００１２】上記押圧ラム９は、一対の油圧シリンダ１
０（駆動機構）により前方に移動されるようになってい
る。これら油圧シリンダ１０は、芯金５の左右に配置さ
れ、後部支持台２に水平に固定されている。この油圧シ
リンダ１０のロッド１１の前端が、押圧ラム９に固定さ
れている。

【００１３】次に、本実施例装置の特徴部について説明
する。図１に概略的に示すように、拡径プラグ６の前方
には、後述するように拡径後の素管Ｐを挟むための一対
のガイドローラ２０（ガイド手段）が配置されている。
これらガイドローラ２０は、図４，図５に示す移動機構
３０により、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動されるようになっ
ている。ここでＸ軸は芯金２の軸線方向に水平に延び
る。Ｙ軸（第１基準軸）は芯金２と直交して水平に延び
る。Ｚ軸（第２基準軸）は芯金２と直交して垂直に延び
る。

【００１４】上記移動機構３０は、ベースフレーム１の
前端部に設けられた水平台３１と、この水平台３１上に
設置された４本のＸ軸レール３２と、このＸ軸レール３
２上を水平移動するＸ軸移動台３３と、このＸ軸移動台
３３上に設置された２本のＹ軸レール３４と、このＹ軸
レール３４上を水平移動するＹ軸移動台３５と、このＹ
軸移動台３５に垂直に設置された２本のＺ軸レール３６
（図５にのみ示す）と、このＺ軸レール３６に沿って移
動するＺ軸移動台３７とを備えている。

【００１５】上記Ｚ軸移動台３７は、図５に示すよう
に、コ字形をなし、上記一対のガイドローラ２０を支持
する。詳述すると、一対のガイドローラ２０は、上下ブ
ラケット２１，２２の両端部に互いに離れて回転可能に
支持されている。これらガイドローラ２０の回転軸線Ｌ
０は、垂直をなす。一対のガイドローラ２０は、拡径後
の素管Ｐの左右部の外形状に略合致した鼓形状をなして
いる。上記ブラケット２１，２２は、その中央部でＺ軸
移動台３７に回動可能に支持されている。このブラケッ
ト２１，２２の回動軸線Ｌ１も、垂直をなす。回動軸線
Ｌ１は、一対の回転軸線Ｌ０間に配置されており、より
具体的には一対の回転軸線Ｌ０を結ぶ線の中心に位置し
ている。

【００１６】上記移動機構３０において、Ｘ軸移動台３
３は、水平台３１に設置されたモータ４０と、Ｘ軸方向
に延びるとともにモータ４０によって回転されるボール
ネジ軸４１と、Ｘ軸移動台３３に取り付けられるととも
に上記ボールネジ軸４１に螺合されるナット４２によ
り、Ｘ軸方向に移動される。

【００１７】上記移動機構３０において、Ｙ軸移動台３
５は、Ｘ軸移動台３３に設置されたモータ４３と、Ｙ軸
方向に延びるとともにモータ４３によって回転されるボ
ールネジ軸４４と、Ｙ軸移動台３５に取り付けられると
ともに上記ボールネジ軸４４に螺合されるナット４５に
より、Ｙ軸方向に移動される。

【００１８】上記移動機構３０において、Ｚ軸移動台３
７は、Ｙ軸移動台３５の上面に設置されたモータ４６
と、Ｚ軸方向に延びるとともにモータ４６によって回転
されるボールネジ軸４７と、Ｚ軸移動台３７に取り付け
られるとともに上記ボールネジ軸４７に螺合されるナッ
ト４８により、Ｚ軸方向に移動される。

【００１９】図６に示すように、上記移動機構３０のモ
ータ４０，４３，４６は、コンピュータを含む制御ユニ
ット４９（制御手段，演算手段）により、フィードバッ
ク制御されるようになっている。フィードバック制御の
ために提供される検出情報は、第１群の検出ユニット５
０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃと、第２群の検出ユニット５０
Ｈ，５０Ｉ，５０Ｊと、ＣＣＤカメラ６０（撮影手段）
とから得られる。

【００２０】図１（Ｂ）に示すように第１群の検出ユニ
ット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、Ｙ軸方向の素管Ｐの位
置を検出するためのものであり、芯金５の軸線方向に並
んでいる。図１（Ａ）に示すように第２群の検出ユニッ
ト５０Ｈ，５０Ｉ，５０Ｊは、Ｚ軸方向の素管Ｐの位置
を検出するためのものであり、芯金５の軸線方向に並ん
でいる。第１群における１つの検出ユニット５０Ａは、
その外に素管Ｐの送り出し量を検出する機能も備えてい
る。

【００２１】次に、上記第１群における１つの検出ユニ
ット５０Ａについて図２，図３を参照しながら説明す
る。この検出ユニット５０Ａは、送り出し量検出手段お
よび位置検出手段を構成するものであり、ベースフレー
ム１に図示しない部材を介して固定された水平をなすメ
インフレーム５１を有している。このメインフレーム５
１にはＹ軸方向に延びるレール５２が固定されている。
このレール５２にはＹ軸方向に移動可能に支持フレーム
５３が装着されている。この支持フレーム５３は拡径プ
ラグ６の真横に配置されており、そのＹ軸方向の移動可
能な範囲は、拡径プラグ６が変位する範囲より若干大き
い。

【００２２】上記メインフレーム５１には、エアシリン
ダ５５（付勢手段）が取り付けられている。このエアシ
リンダ５５はＹ軸方向に延び、そのロッド５５ａの先端
は、支持フレーム５３の先端に設けられた水平板部５３
ａに連結されている。このエアシリンダ５５により、支
持フレーム５３はＹ軸方向に付勢されている。

【００２３】上記支持フレーム５３の水平板部５３ａに
は、当接ローラ５６（当接部材）が回転可能に支持され
るとともに、ロータリエンコーダ５７が取り付けられて
いる。当接ローラ５６の回転軸線Ｌ２は、垂直（Ｚ軸方
向）に延びる。ロータリエンコーダ５７は、当接ローラ
５６の回転量を検出し、この検出情報を上記制御ユニッ
ト４９に送るようになっている。

【００２４】上記支持フレーム５３のＹ軸方向の位置
（すなわち当接ローラ５６の位置、ひいては素管Ｐの位
置）は、リニアゲージ５８により検出されるようになっ
ている。このリニアゲージ５８は、Ｙ軸方向に延びるゲ
ージ板５８ａと、このゲージ板５８ａに沿ってスライド
する読み取り器５８ｂとを有している。ゲージ板５８ａ
は、メインフレーム５１に固定されたブラケット５９ａ
に取り付けられている。読み取り器５８ｂは、支持フレ
ーム５３と一緒に移動するようになっている。すなわ
ち、読み取り器５８ｂには係合板５９ｂが取り付けられ
ている。他方、支持フレーム５３にはブラケット５９ｃ
を介してピン５９ｄが取り付けられている。これら係合
板５９ｂとピン５９ｄの係合により、読み取り器５８ｂ
が支持フレーム５３と連動するようになっている。読み
取り器５８ｂは、ゲージ板５８ａに付された光学的また
は磁気的な位置表示を読み取り、この位置検出情報を上
記制御ユニット４９に送るようになっている。

【００２５】他の検出ユニット５０Ｂ，５０Ｃ，５０
Ｈ，５０Ｉ，５０Ｊは、ロータリーエンコーダを備えて
いないが、その他の構造は、上述した検出ユニット５０
Ａと同様の構成であるので、その詳細な構造は省略し、
図１，図２において当接ローラ５６だけを図示する。な
お、後述するように素管Ｐが曲げられた状態でも、すべ
ての当接ローラ５６が常に素管Ｐに当接するように、芯
金５の軸線方向における当接ローラ５６間の距離は十分
に短く、当接ローラ５６の幅は十分に広く設定されてい
る。

【００２６】上記ＣＣＤカメラ６０は、メインフレーム
５１から離間しこのメインフレーム５１と真っ正面に対
峙して配置されている。このＣＣＤカメラ６０の映像情
報も、上記制御ユニット４９に送られる。

【００２７】上記構成の装置による素管Ｐの曲げ加工を
順を追って説明する。最初は、ガイドローラ２０を支持
するブラケット２１，２２の回転軸線Ｌ１が芯金５の軸
線と交差するとともに、ガイドローラ２０が芯金５の軸
線と同じ高さになるように、Ｚ軸移動台３７が位置決め
されている。

【００２８】素管Ｐの芯金５への装着前に、押圧ラム９
は図１に示すように、後部支持台２の近傍位置まで後退
している。拡径プラグ６は予め芯金５の前端から外され
ている。この状態で、捨て管Ｐ’と加工対象の素管Ｐと
をこの順に芯金５の前端から装着する。この捨て管Ｐ’
は、素管Ｐと同一の内外径を有する円管からなり、その
長さＬ’（図１参照）は、押圧ラム９が最前位置にある
時の押圧リング９ａの前面と、拡径プラグ６の中心との
間の距離に相当する。

【００２９】上記捨て管Ｐ’と素管Ｐとを芯金５に装着
した後、芯金５の前端に拡径プラグ６を装着する。その
後、油圧シリンダ１０を駆動させて、押圧ラム９を前進
させる。この際、押圧ラム９の押圧リング９ａが捨て管
Ｐ’を介して素管Ｐの後端を押し、芯金５に沿って前方
へ移動させる。素管Ｐの前端が拡径プラグ６に当たる
と、それ以後、上記押圧力により素管Ｐの拡径がなされ
る。

【００３０】上記拡径された素管Ｐの前端が一対のガイ
ドローラ２０間に入り込んだ後に、制御ユニット４９が
移動機構３０のモータ４３を駆動することにより、Ｙ軸
移動台３５を徐々にＹ軸方向に移動させる。また、この
Ｙ軸方向の移動量に対応してモータ４０を駆動してＸ軸
移動台３３をＸ軸方向に移動させることにより、拡径プ
ラグ６とブラケット２１，２２の回動軸線Ｌ１との距離
をほぼ一定にする。そして、Ｚ軸移動台３７を所望の曲
率が得られる位置で停止する。以後、素管Ｐはこの所定
位置のガイドローラ２０に案内されて進む。素管Ｐに
は、一方のガイドローラ２０に当たることより常時曲げ
力が働いており、上記拡径プラグ６での拡径に伴う塑性
変形の際に、この曲げ力により曲げられる。その結果、
所望の曲率を有する拡径された断面円形の曲がり管が得
られる。

【００３１】なお、拡径プラグ６は揺動可能であるの
で、ガイドローラ２０で決定された曲率に応じて振れ角
度すなわち変位量が決定され、素管Ｐに不必要な力が付
与されず、円滑な曲げ加工がなされる。また、ブラケッ
ト２１，２２が回動して、一対のガイドローラ２０を結
ぶ線の傾きが、素管Ｐの向きに追従するので、素管Ｐと
の無理な干渉がなく、円滑に素管Ｐを案内することがで
きる。

【００３２】上記曲げ加工の過程での第１群の検出ユニ
ット５０Ａの作用を説明する。検出ユニット５０Ａの支
持フレーム５３は加工プラグ６の真横に位置しており、
エアシリンダ５５によりＹ軸方向に付勢されている。そ
のため、当接ローラ５６は、加工プラグ６に向かって付
勢されており、この加工プラグ６に素管Ｐの周壁を介し
て当たっている。素管Ｐが押圧ラム９に押されて拡径プ
ラグ６で拡径され、この拡径プラグ６から送り出される
と、それに伴い素管Ｐの外面に当たっている当接ローラ
５６も回転する。この回転量がロータリーエンコーダ５
７で検出される。検出された当接ローラ５６の回転量
は、素管Ｐの送り出し量を表している。

【００３３】ところで、素管Ｐの送り出し量は、押圧ラ
ム９の移動量にほぼ対応するものである。しかし、拡径
プラグ６での素管Ｐの塑性変形に起因して、素管Ｐの長
さが少し変化するため、上記対応関係は、厳密には一致
しないのである。それ故、本実施例のように、上記拡径
プラグ６で加工された後の素管Ｐの送り出し量を、この
素管Ｐの送り出しに応じて転動する当接ローラ５６の回
転量に基づいて直接検出するのが好ましいのである。

【００３４】第１群の検出ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５
０Ｃの当接ローラ５６の位置は、素管Ｐの曲げ（芯金５
の軸線とＹ軸とを含む平面、水平面上での曲げ）に対応
している。制御ユニット４９では、この３つの位置情報
に基づいて素管Ｐの曲率（水平面上での曲率）を演算す
る。このように、検出ユニット５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ
の３つのリニアゲージ５８と制御ユニット４９で、第１
の曲率検出手段が構成されている。

【００３５】同様に、第２群の検出ユニット５０Ｈ，５
０Ｉ，５０Ｊの当接ローラ５６の位置は、素管Ｐの曲げ
（芯金５の軸線とＺ軸とを含む平面、すなわち垂直面上
での曲げ）に対応している。制御ユニット４９では、こ
の３つの位置情報に基づいて素管Ｐの曲率（垂直面上で
の曲率）を演算する。このように、検出ユニット５０
Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの３つのリニアゲージ５８と制御ユ
ニット４９で、第２の曲率検出手段が構成されている。

【００３６】また、ＣＣＤカメラ６０では、拡径プラグ
６からガイドローラ２０までの素管Ｐが撮影される。こ
の映像情報は制御ユニット４９に送られ、この制御ユニ
ット４９で画像解析され、その曲率（芯金５の軸線とＹ
軸とを含む平面、すなわち垂直面上での曲率）が演算さ
れる。このように、ＣＣＤカメラ６０と制御ユニット４
９で、更にもう一つの曲率検出手段が構成されている。

【００３７】上記制御ユニット４９では、検出ユニット
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃから得られた曲率と、素管Ｐの
映像情報から得られた曲率とを照合しながら、素管Ｐの
実際の水平面上での曲率を決定する。すなわち、一方の
曲率情報を主情報として用い、他方の曲率情報を上記主
情報が正しい情報か否かをチェックするための補助情報
として用いる。なお、位置情報から得られる曲率と映像
情報から得られる情報のいずれか一方だけを用いて曲率
を決定してもよい。

【００３８】制御ユニット４９では、演算された平面上
での曲率と所望の曲率とを比較し、その偏差に応じてモ
ータ４０，４３を駆動し、ガイドローラ２０の位置を微
調節する。このように曲率情報のフィードバック制御に
より、所望の曲率を正確に得ることができる。

【００３９】さらに、制御ユニット４９は、ロータリエ
ンコーダ５７からの上記素管Ｐの送り出し量情報に基づ
き、モータ４０，４３を制御してガイドローラ２０の位
置を変えることにより、場所によって曲率が異なる曲が
り管を製造する。例えばＳ字形の曲がり管，直管部を含
む曲がり管等を自在に製造することができる。しかも、
上記検出曲率に基づくフィードバック制御により、すべ
ての場所で高精度に所望曲率を得ることができる。

【００４０】第２群の検出ユニット５０Ｈ，５０Ｉ，５
０Ｊからの位置情報は、送り出された素管Ｐの垂直方向
の曲がりやうねりをなくすために用いられる。すなわ
ち、素管Ｐの電縫部等の影響で、拡径プラグ６がＺ軸方
向にふらつくことがあり、そのため、垂直方向に予期し
ない曲がりやうねりが生じる可能性がある。この曲がり
（曲率）は上記３つの検出ユニット５０Ｈ，５０Ｉ，５
０Ｊからの位置情報に基づいて制御ユニット４９で演算
される。制御ユニット４９は演算された曲率に基づいて
モータ４６を制御してＺ軸移動台３７を移動し、ガイド
ローラ２０の高さを微調節することにより、垂直方向の
曲がりやうねりをなくす。

【００４１】素管Ｐの後端が拡径プラグ６を半分越えた
時に、この素管Ｐの加工が終了する。この加工により得
られた曲がり管を、拡径プラグ６から抜き取る。次に、
油圧シリンダ１０を縮めて押圧ラム９を後退させ、前端
が拡径プラグ６を半分くわえた状態の捨て管Ｐ’を芯金
５に沿って若干後退させる。次に、拡径プラグ６を芯金
５から外し、さらに、捨て管Ｐ’を芯金５から抜き取る
ことにより、加工の全工程が終了する。

【００４２】本発明は上記実施例に制約されず、種々の
形態が可能である。例えば、上記実施例では、水平面上
に２次元的に曲げ加工をしたが、３次元で曲げ加工して
もよい。この場合には、ガイドローラ２０の水平面上で
の位置調節のみならず、上記検出ユニット５０Ｈ，５０
Ｉ，５０Ｊからフィードバックされた位置情報に基づい
て垂直面上の曲率を演算し、この曲率が垂直面での所望
曲率になるように、ガイドローラ２０を高さ調節する。
上記実施例は、拡径された直管を製造するために用いて
もより、この場合、ガイドローラ２０の位置をＹ軸方
向，Ｚ軸方向に微調節することにより、両軸方向の曲が
りやうねりを防止することができる。

【００４３】また、上記水平面上，垂直面上の曲率は、
拡径プラグ６のＹ軸方向，Ｚ軸方向の変位量（素管Ｐの
Ｙ軸方向，Ｚ軸方向の位置）に基づいて演算してもよ
い。すなわち、前述したように上記拡径プラグ６は揺動
可能であり、素管Ｐの曲げに応じてＹ軸方向，Ｚ軸方向
に変位する。第１群の検出ユニット４０Ａ，第２群の検
出ユニット４０Ｈの当接ローラ５６はこの拡径プラグ６
の変位に応じて変位する。それ故、リニアゲージ５８で
検出される支持フレーム５３の変位量すなわち当接ロー
ラ５６の変位量は、この拡径プラグ６の変位量を表して
いる。リニアゲージ５８で検出された拡径プラグ６の変
位量情報は、拡径プラグ６での素管Ｐでの曲げ変形の曲
率に対応している。制御ユニット４９では、この変位量
に基づいて素管Ｐの水平面上の曲率と垂直面上の曲率を
演算する。この場合、上記リニアゲージ５８と制御ユニ
ット４９で、曲率検出手段が構成されている。なお、拡
径プラグ６の変位量ではなく素管Ｐの拡径プラグ６近傍
のＹ軸方向の位置，Ｚ方向の位置に基づいて曲率を演算
してもよい。この場合には、検出ユニット５０Ｂ，５０
Ｉの位置情報が用いられる。

【００４４】制御ユニット４９は、上記検出ユニット５
０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｈ，５０Ｉ，５０Ｊからの
位置情報から、曲率を演算せずに直接モータ４０，４
３，４７を制御してもよい。

【００４５】素管の送り出し量検出手段は、ＣＣＤカメ
ラ等の撮影手段と、コンピュータ（演算手段）で構成し
てもよい。この場合、加工プラグから送り出された素管
をＣＣＤカメラで撮影する。この素管の外面には自然に
または意識的に模様が付されており、この模様の移動の
様子が映像となってコンピュータに送られる。コンピュ
ータでは、画像解析して上記模様の移動量を演算し、ひ
いては素管の送り出し量を演算する。なお、素管の送り
出し量検出手段は、押圧ラムの移動量を検出するだけで
足る場合もある。

【００４６】上記実施例では、素管の送り出し量検出手
段と曲率検出手段の両者を装備していたが、いずれか一
方だけでもよい。曲率検出手段だけの場合には、全長に
わたって一定の曲率をなす曲がり管を高精度に製造する
ことができる。

【００４７】本発明は、素管の断面形状を楕円や多角形
に変える加工を行う装置にも適用できる。この場合、断
面形状の周長さは、変わらなくてもよいし長くなっても
よい。加工プラグは、前方に向かって断面積が徐々に大
となるとともに、最大断面積での外周長が素管の内周長
以上とする。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、素管の送り出し量に基づいてガイド手段の位置
を制御することにより、場所によって異なる曲率の曲が
り管等、変化に富んだ所望形状の曲がり管を製造するこ
とができる。請求項２の発明によれば、検出された素管
の位置情報に基づいてガイド手段の位置をフィードバッ
ク制御することにより、所望の曲率の管を高精度に製造
することができる。請求項３の発明によれば、検出され
た素管の曲率情報に基づいてガイド手段の位置をフィー
ドバック制御することにより、所望の曲率の管を高精度
に製造することができる。請求項４に発明によれば、平
面上に所望の曲率の管を高精度に製造できるばかりか、
この平面と直交する方向の曲がりをなくすか、あるいは
所望曲率にすることができる。請求項５の発明によれ
ば、３つ以上の位置検出手段からの位置情報に基づい
て、曲率を正確に検出でき、ひいては、所望の曲率の管
を高精度に製造することができる。請求項６の発明によ
れば、撮影手段を用いることにより、比較的安価な構成
でありながら曲率を正確に検出でき、ひいては所望の曲
率の管を高精度に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態をなす管の押し出し加工
装置を、一部断面にして概略的に示すものであり、
（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。

【図２】同装置の検出ユニットおよびその関連部を概略
的に示す拡大平断面図である。

【図３】同検出ユニットの詳細な構成を示す正面図であ
る。

【図４】同装置に用いられるガイドローラ移動機構を示
す平面図である。

【図５】図４中V方向から見た図である。

【図６】ガイドローラ移動機構の制御のためのブロック
図である。

【符号の説明】

Ｐ素管２後部支持台３前部支持台５芯金６拡径プラグ（加工プラグ）９押圧ラム２０ガイドローラ（ガイド手段）３０移動機構４９制御ユニット（制御手段、演算手段）５０Ａ検出ユニット（送り出し量検出手段、位置検出
手段）５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｈ，５０Ｉ，５０Ｊ検出ユニッ
ト（位置検出手段）６０ＣＣＤカメラ（撮影手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（イ）素管に挿入された状態でこの素管を
軸方向に案内する芯金と、（ロ）芯金の前端に揺動可能
に設けられ、前方に向かって断面積が徐々に大となると
ともに最大断面積での外周長が素管の内周長以上である
加工プラグと、（ハ）芯金の後端部を支持する後部支持
台と、（ニ）芯金の前端部を素管を介して挿入支持する
前部支持台と、（ホ）芯金に外装された素管の後端を押
しながら、前方に移動することにより、素管を加工プラ
グで加工させる押圧ラムと、（へ）上記加工プラグの前
方に設けられ加工プラグを通過した素管を案内して素管
の曲率を決定するガイド手段と、を備えた管の押し出し加工装置において、上記ガイド手
段を芯金の軸線と直交する少なくとも１つの基準軸に沿
って移動させる移動機構と、上記加工プラグからの素管
の送り出し量を検出する送り出し量検出手段と、検出さ
れた素管の送り出し量に基づいて上記移動機構を制御す
る制御手段と、を備えたことを特徴とする管の押し出し
加工装置。
【請求項２】請求項１の（イ）〜（へ）の構成を備えた
管の押し出し加工装置において、上記ガイド手段を芯金
の軸線と直交する少なくとも１つの基準軸に沿って移動
させる移動機構と、上記加工プラグから送り出された素
管の基準軸方向の位置を検出する位置検出手段と、検出
された素管の位置に基づいて上記移動機構を制御する制
御手段と、を備えたことを特徴とする管の押し出し加工
装置。
【請求項３】請求項１の（イ）〜（へ）の構成を備えた
管の押し出し加工装置において、上記ガイド手段を芯金
の軸線と直交する少なくとも１つの基準軸に沿って移動
させる移動機構と、上記基準軸と芯金の軸線とを含む平
面上における素管の曲率を検出する曲率検出手段と、検
出された素管の曲率に基づいて上記移動機構を制御する
制御手段と、を備えたことを特徴とする管の押し出し加
工装置。
【請求項４】請求項１の（イ）〜（ヘ）の構成を備えた
管の押し出し加工装置において、上記ガイド手段を芯金
の軸線と直交するとともに互いに直交する第１，第２の
基準軸に沿って移動させる移動機構と、上記第１基準軸
と芯金の軸線とを含む平面上における素管の曲率を検出
する第１曲率検出手段と、上記第２基準軸と芯金の軸線
とを含む平面上における素管の曲率を検出する第２曲率
検出手段と、第１，第２の曲率検出手段で検出された素
管の曲率に基づいて上記移動機構を制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする管の押し出し加工装置。
【請求項５】上記曲率検出手段が、芯金の軸線に沿って
並べられるとともに、加工プラグから送り出された素管
の基準軸方向の位置を検出する少なくとも３つの位置検
出手段と、これら位置検出手段からの位置情報に基づい
て曲率を演算する演算手段とを含むことを特徴とする請
求項３または４に記載の管の押し出し加工装置。
【請求項６】上記曲率検出手段が、上記加工プラグから
送り出された素管を撮影する撮影手段と、この撮影手段
で撮影された素管の像を解析することにより、素管の曲
率を演算する演算手段を含むことを特徴とする請求項３
に記載の管の押し出し加工装置。