以下、本発明の実施形態を図面に基づ� �て詳細に説明する。

  本実施形態の曲げ加工装置(10)は、冷凍� ��置等に用いられる熱交換器の伝熱管(以下、 パイプ(P)という。)の曲げ加工、いわゆるヘ� �ピン曲げを行うものである。本実施形態の� �げ加工装置(10)は、外径がφ5~10mm程度で、そ� �肉厚(管厚)がt0.2~0.5mm程度のパイプを対象と� �、該パイプを曲げ半径R15~30mmで曲げるもので ある。また、上記パイプ(P)は銅製である。

  図1に示すように、上記曲げ加工装置(10) は、搬送ユニット(11)と、カッターユニット(1 6)と、曲げ用ガイド管(21)と、曲げ型(17)と、� �さえ型(18)と、マンドレル(19)とを備えている 。

  上記搬送ユニット(11)は、直線状の搬送� ��(12)を備えている。この搬送ユニット(11)は� �直管であるパイプ(P)を搬送路(12)に送り出し� ��該搬送路(12)に沿って搬送する搬送手段を構 成している。上記搬送路(12)には、下流端へ� �かって順に、カッターユニット(16)および曲� ��用ガイド管(21)が配設されている。そして、 上記搬送路(12)の下流端部に、曲げ型(17)と押� ��え型(18)とマンドレル(19)とが配設されてい� �。

  上記マンドレル(19)は、搬送ユニット(11) によって搬送されたパイプ(P)の端部から挿入 され、パイプ(P)の内壁に当接するように構成 されている。このマンドレル(19)は、パイプ(P )の曲げ加工時に、パイプ(P)の扁平化やしわ� �発生を防止するためのものである。なお、� �記マンドレル(19)は、先端部がパイプ(P)の曲� ��動作に追従して屈曲する、いわゆるボール� ��マンドレルである。これにより、パイプ(P)� ��扁平化やしわを確実に防止できる。また、� ��記マンドレル(19)は、表面にメッキ加工(硬� �クロム系メッキ)が施されている。これによ� ��、マンドレル(19)とパイプ(P)との摩擦抵抗が 低減される。

  上記曲げ型(17)および押さえ型(18)は、所 定の間隔を有して対向し、この両者の間にマ ンドレル(19)が配設されている。つまり、曲� �型(17)および押さえ型(18)の間が搬送路(12)の� �部を構成し、パイプ(P)が搬送されると共に� �パイプ(P)にマンドレル(19)が挿入される。そ� ��て、この曲げ型(17)および押さえ型(18)は、� �ンドレル(19)が挿入された状態のパイプ(P)の� ��周面に圧接されて該パイプ(P)を挟持するよ� ��に構成されている。具体的に、曲げ型(17)お よび押さえ型(18)は、パイプ(P)におけるマン� �レル(19)が挿入されている部分を概ね挟持す� ��。つまり、この状態では、パイプ(P)の管壁� ��マンドレル(19)と曲げ型(17)および押さえ型(1 8)とによって挟持されている。

  上記押さえ型(18)は、パイプ(P)の軸方向( 図1に矢印で示す方向)にスライド移動可能に� ��成されている。この押さえ型(18)は、表面に メッキ加工(DLC(ダイアモンド・ライク・カー� ��ン)コーティング)が施されている。これに� �り、押さえ型(18)とパイプ(P)との摩擦抵抗が� ��減される。そして、この押さえ型(18)に対す るパイプ(P)の摩擦抵抗は、上述したマンドレ ル(19)に対するパイプ(P)の摩擦抵抗よりも小� �い。つまり、それぞれメッキ加工した押さ� �型(18)とマンドレル(19)の動摩擦係数について バウンデン摩擦試験により確認すると、前者 の動摩擦係数が小さいことが分かった。なお 、バウンデン摩擦試験とは、対象部材に対し て所定の鋼球を所定速度で滑らし、その際に 生じる摩擦抵抗力によって動摩擦係数を判定 するものである。

  上記カッターユニット(16)は、曲げ型(17) および押さえ型(18)で挟持された状態のパイ� �(P)を切断する切断手段を構成している。

  上記曲げ用ガイド管(21)は、搬送路(12)の パイプ(P)が挿通するように構成されている。 つまり、上記搬送路(12)のパイプ(P)がカッタ� �ユニット(16)によって切断された状態では、� ��パイプ(P)の切断端部が曲げ用ガイド管(21)に 挿入されている。そして、上記曲げ用ガイド 管(21)は、図示しないアクチュエータによっ� �回動することで、上記パイプ(P)の切断端部� �回動させ、曲げ型(17)等によって挟持された� ��イプ(P)を曲げ型(17)に沿って曲げる曲げ手段 を構成している。

  また、上記曲げ加工装置(10)は、本発明� ��特徴として、潤滑油塗布手段である潤滑油� ��布部(13)を備えている。上記潤滑油塗布部(13 )は、搬送路(12)におけるカッターユニット(16) よりも上流側に配設されている。

  上記潤滑油塗布部(13)は、油噴霧部(14)お よび噴霧用ガイド管(15)を備えている。上記� �霧用ガイド管(15)は、搬送路(12)のパイプ(P)が 挿通して通過するように構成されている。上 記油噴霧部(14)は、噴霧用ガイド管(15)を挿通� ��るパイプ(P)に潤滑油を噴霧するように構成� ��れている。具体的に、上記油噴霧部(14)は、 パイプ(P)の外周面のうち、曲げ型(17)および� �さえ型(18)で挟持される箇所に潤滑油を噴霧� ��る。つまり、上記パイプ(P)は、搬送移動し� ��がら潤滑油が塗布される。

  本実施形態において、油噴霧部(14)の噴� ��量は、1箇所当たり10~150mg程度に設定されて� ��る。

  上記油噴霧部(14)の潤滑油は、揮発性の� ��工油(プレス油)が用いられる。この加工油� �、熱交換器の一部を構成するフィンの製造� �に用いられる油と同じである。例えば、こ� �熱交換器(30)は、図10に示すように、クロス� �ィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交� �器である。つまり、熱交換器(30)は、長方形� ��状に形成されたアルミニウム製のフィン(32) が多数配列され、該フィン(32)を本実施形態� �係るパイプ(P)である伝熱管(31)が貫通してい� ��。上記加工油(プレス油)は、フィン(32)がプ� ��ス機で長方形板状に打ち抜かれる際に用い� ��れる。なお、加工後、フィン(32)には加工油 が付着しているが、そのままの状態でも何ら 問題はないため、加工油を除去することはせ ず自然乾燥させている。

  また、上記曲げ加工装置(10)は、制御手� ��であるコントローラ(22)を備えている。この コントローラ(22)は、曲げ用ガイド管(21)によ� ��パイプ(P)の曲げ動作に伴って、押さえ型(18) をパイプ(P)の軸方向(図1における左方向)にス ライド移動させるように構成されている。つ まり、上記押さえ型(18)は、パイプ(P)の曲げ� �作に追従するように移動する。

  -曲げ加工方法-
  次に、本実施形態の曲げ加工装置(10)の曲� ��加工方法について、図2~図9を参照しながら� ��明する。この曲げ加工方法では、搬送工程� ��油塗布工程、挟持工程、切断工程、曲げ工� ��および排出工程が順に行われる。

  上記搬送工程、油塗布工程および挟持� �程は、図2~図4に示すように行われる。搬送� �程では、直管であるパイプ(P)が搬送ユニッ� �(11)に搬入され、搬送路(12)に沿って搬送され る。具体的に、搬入されたパイプ(P)は、潤滑 油塗布部(13)の噴霧用ガイド管(15)と曲げ用ガ� ��ド管(21)とを順に通過し、曲げ型(17)および� �さえ型(18)の間を通過する。その際に、マン� ��レル(19)がパイプ(P)に挿入される(マンドレ� �挿入工程)。そして、パイプ(P)が曲げ型(17)お よび押さえ型(18)から所定長さだけ突出した� �ると、パイプ(P)の搬送移動が停止して搬送� �程が終了する(図4の状態)。

  上記油塗布工程は、図3および図4に示す ように、上述した搬送工程の間に行われる。 具体的に、パイプ(P)が噴霧用ガイド管(15)を� �過する際に、油噴霧部(14)によってパイプ(P)� ��外周面に潤滑油が噴霧される。つまり、搬� ��移動しているパイプ(P)の曲げ型(17)および押 さえ型(18)で挟持する部分に潤滑油が塗布さ� �る。

  上記搬送工程が終了すると、挟持工程� �行われる。この状態では、パイプ(P)の潤滑� �が塗布されている部分が曲げ型(17)および押� ��え型(18)の間に位置している。挟持工程では 、曲げ型(17)および押さえ型(18)がパイプ(P)の� ��滑油塗布部分に圧接されて、該パイプ(P)が� ��持される(図4の状態)。

  上記挟持工程が終了すると、図5に示す� ��うに、切断工程が行われる。この切断工程� ��は、カッターユニット(16)により、パイプ(P) が噴霧用ガイド管(15)と曲げ用ガイド管(21)の� ��で切断される。

  上記切断工程が終了すると、図6および� ��7に示すように、曲げ工程が行われる。この 曲げ工程では、曲げ用ガイド管(21)が回動し� �パイプ(P)が曲げ型(17)に沿ってヘアピン状に� ��げられる。また、上記曲げ用ガイド管(21)の 回動に伴って、コントローラ(22)が押さえ型(1 8)をパイプ(P)の軸方向(図6に矢印で示す)にス� ��イド移動させる。

  上記パイプ(P)の曲げ挙動について説明� �る。パイプ(P)の曲げ部外側では管壁が軸方� �に引っ張られ、曲げ部内側では管壁が軸方� �に圧縮される。

  ここで、曲げ部外側の管壁は、押さえ� �(18)とマンドレル(19)とで挟持されているが、 その挟持部分の管壁の外周面に潤滑油が塗布 されているので、管壁と押さえ型(18)との摩� �抵抗が低減される。そうすると、パイプ(P)� �曲げ挙動において、管壁が押さえ型(18)に対� ��て摺動し易くなる。これにより、管壁が軸� ��向に引っ張られると、挟持部分において管� ��が引っ張り方向(図6における左方向)に摺動� ��る。つまり、管壁が引っ張り方向に移動す� ��。したがって、管壁に作用する引っ張り力� ��緩和することができ、管壁の肉厚減少を抑� ��することができる。つまり、挟持部分の管� ��の外周面に潤滑油がないと、管壁が曲げ型( 17)および押さえ型(18)による挟持部分で固定� �れた状態で引っ張られるので、曲げによる� �っ張り力がそのまま管壁に作用する。そう� �ると、曲げ部外側の管壁の肉厚減少が生じ� �最悪の場合、破断する恐れがあるが、本発� �では、それを回避することができる。

  一方、曲げ部内側の管壁は、曲げ型(17)� ��マンドレル(19)とで挟持されているが、その 挟持部分の管壁の外周面に潤滑油が塗布され ているので、管壁と曲げ型(17)との摩擦抵抗� �低減される。そうすると、パイプ(P)の曲げ� �動において、管壁が曲げ型(17)に対して摺動� ��易くなる。これにより、管壁が軸方向に圧� ��されると、挟持部分において管壁が圧縮方� ��(図6における右方向)に摺動する。つまり、� ��壁が圧縮方向に移動する。したがって、管� ��に作用する圧縮力を緩和することができ、� ��壁の座屈を抑制することができる。つまり� ��挟持部分の管壁の外周面に潤滑油がないと� ��管壁が曲げ型(17)および押さえ型(18)による� �持部分で固定された状態で圧縮されるので� �曲げによる圧縮力がそのまま管壁に作用す� �。そうすると、曲げ部内側の管壁の座屈が� �じるが、本発明では、それを回避すること� �できる。

  また、上記パイプ(P)の曲げ挙動におい� �は、押さえ型(18)がパイプ(P)の曲げ動作に追� ��してスライド移動する。そうすると、曲げ� ��外側の管壁が押さえ型(18)の移動に伴って引 っ張り力の作用方向(図6における左方向)に移 動する。つまり、曲げ動作に伴って、曲げ部 外側の管壁が引っ張り方向に追従する。これ により、管壁に作用する引っ張り力を一層緩 和することができ、肉厚減少を確実に抑制す ることができる。

  さらに、マンドレル(19)および押さえ型( 18)表面にはメッキ加工がされているので、マ ンドレル(19)、曲げ型(17)および押さえ型(18)に 対する管壁の摩擦抵抗(摺動抵抗)を一層低減� ��ることができる。したがって、管壁に作用� ��る引っ張り力および圧縮力を一層緩和する� ��とができ、管壁の肉厚減少や座屈を確実に� ��制することができる。

  上記曲げ工程が終了すると、図8および� ��9に示すように、排出工程が行われる。この 排出工程では、曲げ型(17)および押さえ型(18)� ��パイプ(P)への圧接が解除される。その後、� ��アピン状に曲げられたパイプ(P)が後方(図8� �おける左側)に引っ張られ、曲げ用ガイド管( 21)から抜かれる。そして、このヘアピン状の パイプ(P)は、下方に設けられた収納箱(図示� �ず)に落下して排出される。最後に、図9に示 すように、曲げ用ガイド管(21)が回動して搬� �路(12)に戻ると共に、押さえ型(18)がパイプ(P) の軸方向(図9に矢印で示す方向)にスライド移 動して元の位置に戻る。以上により、全行程 が終了する。

  この曲げ加工後のパイプ(P)の外周面に� �、潤滑油が付着しているが、内周面に付着� �る場合のように冷媒等に影響を及ぼすこと� �なく、そのままの状態でも何ら問題はない� �したがって、パイプ(P)から潤滑油を除去す� �必要がない。また、潤滑油は揮発性である� �め、殆どが自然乾燥する。

  本実施形態では、パイプ(P)を搬送させ� �がら該パイプ(P)の外周面に潤滑油を塗布す� �ようにしたので、別途潤滑油の塗布時間を� �けなくてもよい。したがって、伝熱管の製� �工程の短縮を図ることができる。

  以上により、従来のようにパイプ内面� �潤滑油を塗布しなくても、管壁の肉厚減少� �座屈を抑制することができる。したがって� �パイプ内面に潤滑油が残存することがない� �で、潤滑油の除去工程を省略することがで� �る。その結果、伝熱管の製作工程を短縮す� �ことができる。

  また、本実施形態のように、パイプ(P)� �曲げ半径が非常に小さいR15~30mmで曲げ加工を 行うと、曲げ部の肉厚減少や座屈が顕著に生 じるところ、本発明に係る曲げ加工方法また は曲げ加工装置によれば肉厚減少等を抑制す ることができ、高精度な曲げ加工を行うこと ができる。これにより、高品質の曲げ管を製 作することができる。

 《その他の実施形態》
  上記実施形態については、以下のような� �成としてもよい。

  例えば、上記曲げ工程において、押さ� �型(18)のスライド移動を省略するようにして� ��よい。

  また、上記実施形態では、油噴霧部(14)� ��よって潤滑油をパイプ(P)の外周面に噴霧す� ��ようにしたが、その塗布方法は、これに限� ��ず、例えば手作業で塗布するようにしても� ��い。

  また、上記実施形態では、搬送工程の� �にパイプ(P)に潤滑油を塗布するようにした� �、搬送する前に予め塗布するようにしても� �い。

  また、上記油噴霧部(14)の潤滑油は、上� ��で説明したものに限らず、例えば軸受部の� ��滑に用いられる油を用いるようにしてもよ� ��。

  また、上記マンドレル(19)および押さえ� ��(18)の表面に施すメッキの種類は、上記実施 形態で説明したものに限らず、他種のメッキ を施すようにしてもよい。例えば、マンドレ ル(19)と同様に、押さえ型(18)の表面に硬質ク� ��ム系メッキを施すようにしてもよい。

  また、上記マンドレル(19)は、ボール型� ��ものを用いたが、いわゆるヘラ型等その他� ��タイプのものを用いるようにしてもよい。

  また、上記実施形態では、熱交換器に� �いる銅製の伝熱管を対象としたが、材質が� �製やアルミニウム製等の別のものであって� �よいし、水道管等の別用途の管を対象とし� �もよい。

  また、パイプ(P)の管厚、管径および曲� �半径等の数値は、上記実施形態で記載した� �のに限らず、本発明は、他のサイズのパイ� �にも適用することができる。

  なお、以上の実施形態は、本質的に好� �しい例示であって、本発明、その適用物、� �るいはその用途の範囲を制限することを意� �するものではない。