JP6164150B2 - 筒体の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒体の製造装置及び製造方法に関し、例えば、鋼板をＵ字形に曲げた後に、曲げられた鋼板の開放端部の相互をカシメ加工して筒体を製造する製造装置及び製造方法に関する。

自動車のマフラーの本体管などの筒体は、例えば図１７（ａ）乃至図１７（ｃ）に示すように、先ず中子型１０１に鋼材１０２を外型１０３で押し当てて当該鋼材１０２をＵ字形に曲げ、その後、鋼材１０２の開放端部の相互をカシメローラ１０４でカシメ加工することで製造されている。このような中子型１０１や外型１０３は形状が定まっているため、製造する筒体の形状を変更したい場合、中子型１０１や外型１０３を交換する必要があり、大掛かりである。

ここで、特許文献１の筒体の製造装置は、筒状型の両開口端部を内側から複数の支持体で支持し、当該支持体を筒状型の軸心方向に進退させることで、筒状型を所望の形状とし、所望の形状とした筒状型に鋼材を押し当てることで当該鋼材をＵ字形に曲げ、その後、鋼材の開放端部をカシメ加工することでマフラー用の筒体を製造している。つまり、当該筒体の製造装置は、形状の異なる筒体を製造する際に、筒状型を支持体で変形させることで対応することができる構成とされている。

特開平１０−１５６４６８号公報

特許文献１の筒体の製造装置は、所望の形状に筒状型を変形させることが難しく、当該筒状型で精度の高い筒体を簡単に製造することは難しい。

本発明は、上記を鑑みなされたものであって、形状の異なる筒体を精度良く、簡単に製造することができる筒体の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る筒体の製造装置は、鋼板をＵ字形に曲げた後に、曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工して筒体を製造する装置であって、
前記鋼板が押し当てられる凹部及び当該凹部の延在方向に形成された開放部を有する曲げ型が複数種類載置される載置部と、
複数種類の前記曲げ型に夫々対応する複数の押し型から、選択された前記曲げ型に対応する前記押し型を選択し、前記押し型を前記曲げ型の凹部に挿入して当該凹部の深さ方向に移動させ、前記曲げ型の凹部を跨ぐように配置された前記鋼板を当該凹部の深さ方向に押し込んで当該鋼板をＵ字形に曲げて、前記曲げ型の開放部から前記押し型を引き抜く成型用ロボットと、
曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工するカシメ部と、
を備える。
このような筒体の製造装置は、載置部上に製造する筒体の形状に応じた複数種類の曲げ型を載置し、所望の曲げ型に対応する押し型を成型用ロボットで選択して当該曲げ型の凹部の深さ方向に移動させて鋼板を略Ｕ字形に曲げるので、形状の異なる筒体を精度良く、簡単に製造することができる。そのため、汎用性に優れた筒体の製造装置を実現することができる。

上述の筒体の製造装置において、前記押し型の外周面に沿って前記カシメ部を移動させるカシメ用ロボットを備えることが好ましい。
このようにカシメ部をカシメ用ロボットで位置制御するので、鋼板の開放端部の相互を斜めにカシメ加工することができ、ストレート状の筒体に限らず、テーパー状の筒体を簡単に製造することができる。

上述の筒体の製造装置において、前記押し型は、前記曲げ型の凹部に挿入される複数の押圧部を備え、
前記複数の押圧部が前記曲げ型の凹部に挿入されたとき、前記曲げ型の幅方向に並べられる前記押圧部の間隔を当該幅方向に拡げる拡幅部を備えることが好ましい。
これにより、複雑な形状の筒体を簡単に製造することができる。

上述の筒体の製造装置において、前記成型用ロボットは、第１のロボットと第２のロボットとを備え、
前記第１のロボットは、前記押し型における前記曲げ型の凹部に挿入される部分を挟んで一方の側部を支持し、
前記第２のロボットは、前記押し型における前記曲げ型の凹部に挿入される部分を挟んで他方の側部を支持し、
前記第１のロボットと前記第２のロボットとは、協調動作して前記押し型を前記曲げ型の凹部に挿入して当該凹部の深さ方向に移動させることが好ましい。
これにより、押し型は第１のロボット及び第２のロボットで両持ち支持されるので、押し型を略水平に維持した状態で曲げ型の凹部の下方に押し込むことができる。

上述の筒体の製造装置において、前記押し型は、前記曲げ型の凹部に挿入される複数の押圧部と、前記複数の押圧部の一方の側部に着脱可能な第１の支持部材と、前記複数の押圧部の他方の側部に着脱可能な第２の支持部材と、を備え、
前記第１のロボットは前記第１の支持部材を支持し、前記第２のロボットは前記第２の支持部材を支持し、前記曲げ型の開放部から前記押し型を引き抜くとき、前記第１のロボットは前記第１の支持部材と共に前記複数の押圧部の一方の側部から取り外されることが好ましい。
これにより、押し型の一方の側部側への移動を妨げる部材がなくなり、押し型を簡単に曲げ型の開放部から引き抜くことができる。

上述の筒体の製造装置において、前記載置部は、選択された前記曲げ型が設定された位置に配置されるように回転可能であることが好ましい。
これにより、成型用ロボット及びカシメ用ロボットの稼動範囲を狭くすることができ、成型用ロボット及びカシメ用ロボットの小型化に寄与できる。

本発明の一態様に係る筒体の製造方法は、鋼板をＵ字形に曲げた後に、曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工して筒体を製造する方法であって、
前記鋼板が押し当てられる凹部及び当該凹部の延在方向に形成された開放部を有する曲げ型を載置部に複数種類載置する工程と、
成型用ロボットが複数種類の前記曲げ型に夫々対応する複数の押し型から、選択された前記曲げ型に対応する前記押し型を選択し、前記押し型を前記曲げ型の凹部に挿入して当該凹部の深さ方向に移動させ、前記曲げ型の凹部を跨ぐように配置された前記鋼板を当該凹部の深さ方向に押し込んで当該鋼板をＵ字形に曲げる工程と、
曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ部でカシメ加工する工程と、
前記成型用ロボットが前記曲げ型の開放部から前記押し型を引き抜く工程と、
を備える。
このような筒体の製造方法は、載置部上に製造する筒体の形状に応じた複数種類の曲げ型を載置し、所望の曲げ型に対応する押し型を成型用ロボットで選択して当該曲げ型の凹部の深さ方向に移動させて鋼板を略Ｕ字形に曲げるので、形状の異なる筒体を精度良く、簡単に製造することができる。

上述の筒体の製造方法において、前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工する工程では、カシメ用ロボットが前記カシメ部を前記押し型の外周面に沿って移動させて当該開放端部の相互をカシメ加工することが好ましい。
このようにカシメ部をカシメ用ロボットで位置制御するので、鋼板の開放端部の相互を斜めにカシメ加工することができ、ストレート状の筒体に限らず、テーパー状の筒体を簡単に製造することができる。

上述の筒体の製造方法において、前記鋼板をＵ字形に曲げる工程の後に、前記押し型における前記曲げ型の幅方向に並ぶ複数の押圧部の間隔を当該幅方向に拡げて前記鋼板を当該凹部に押し付ける工程を備えることが好ましい。
これにより、複雑な形状の筒体を簡単に製造することができる。

上述の筒体の製造方法において、前記押し型を前記曲げ型の凹部の深さ方向に移動させて当該凹部に前記鋼板を押し付けた状態で、前記鋼板の端部相互をカシメ加工することが好ましい。
これにより、鋼板を固定した状態でカシメ加工することができる。

本発明によれば、形状の異なる筒体を精度良く、簡単に製造することができる筒体の製造装置及び製造方法を提供することができる。

実施の形態１の製造装置を模式的に示す平面図である。 実施の形態１の製造装置における押し型を曲げ型の凹部に挿入する際の状態を示す正面図である。 図２の側面図である。 実施の形態１の製造装置で製造される筒体を示すと共に、カシメ加工された部分を拡大して示す図である。 実施の形態１の製造装置におけるカシメ部を示す平面図である。 実施の形態１の製造装置の制御系のブロック図である。 実施の形態１の製造方法におけるカシメ加工後の流れを示す図である。 実施の形態１の製造方法におけるカシメ加工後の流れを示す図である。 実施の形態１の製造方法におけるカシメ加工後の流れを示す図である。 実施の形態１の製造方法におけるカシメ加工後の流れを示す図である。 実施の形態１の製造方法におけるカシメ加工の流れを示す図である。 実施の形態２の筒体を製造する様子を模式的に示す図である。 実施の形態３で製造される筒体を示す図である。 実施の形態３で用いる押し型の一方の側部近傍のみを模式的に示した図である。 実施の形態３の筒体を製造する流れを示す図である。 実施の形態３の筒体を製造する流れを示す図である。 従来の筒体を製造する流れを示す図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態の筒体の製造装置（以下、単に製造装置と省略する場合がある。）を説明する。図１は、本実施の形態の製造装置を模式的に示す平面図である。図２は、本実施の形態の製造装置における押し型を曲げ型の凹部に挿入する際の状態を示す正面図である。図３は、図２の側面図である。図４は、本実施の形態の製造装置で製造される筒体を示すと共に、カシメ加工された部分を拡大して示す図である。図５は、本実施の形態の製造装置におけるカシメ部を示す平面図である。図６は、製造装置の制御系のブロック図である。

本実施の形態の製造装置１は、自動車のマフラーの本体管などの筒体を製造する際に用いられ、鋼板を略Ｕ字形に曲げた後に、曲げられた鋼板の開放端部（即ち、曲げられた鋼板における深さ方向に配置された開放部を挟む端部）の相互をカシメ加工して筒体を製造する。

製造装置１は、図１及び図６に示すように、回転テーブル２、成型用ロボット３、カシメ装置４及び制御装置５を備えている。回転テーブル２は、図１乃至図３に示すように、曲げ型７が載置される載置部２ａを備えており、当該載置部２ａが駆動装置（図示を省略）によって製造装置１の上下方向に延在する回転軸Ｏ１を中心に回転する。駆動装置は、モータや減速器などを備えており、制御装置５から入力される制御信号に基づいてモータが動作する。

ここで、本実施の形態では、図４に示す角丸長方形のストレート状の筒体６を製造するための曲げ型７及び押し型８の形状を例示的に以下に説明する。なお、以下の曲げ型７及び押し型８の説明は、図２及び図３に示す曲げ型７及び押し型８の形態を基準として説明する。

曲げ型７は、図１に示すように、載置部２ａ上に載置されて固定されている。本実施の形態の曲げ型７は、図２及び図３に示すように、成形部７ａ及び水平部７ｂを備えている。

成形部７ａは、曲げ型７の左右方向から見て略Ｕ字形の凹部７ｃが当該曲げ型７の左右方向に延在しており、成形部７ａの左右側面（即ち、凹部７ｃの延在方向の両側面）に開放部７ｄが形成されると共に、成形部７ａの上面に開放部７ｅが形成されている。この凹部７ｃに鋼板９が押し付けられることで、当該鋼板９が略Ｕ字形に曲げられる。

水平部７ｂは、成形部７ａの上端部から夫々凹部７ｃを挟んで当該凹部７ｃの外方に向かって延在している。つまり、水平部７ｂは夫々、凹部７ｃを挟んで曲げ型７の前後方向に延在している。この水平部７ｂ上には、凹部７ｃを跨ぐように鋼板９が載置される。

このような曲げ型７は製造する筒体の形状に応じて凹部７ｃの形状が異なり、複数の曲げ型７が用意されている。そして、複数の曲げ型７は夫々、当該曲げ型７の左右方向（即ち、曲げ型７における凹部７ｃの延在方向）と載置部２ａの回転軸Ｏ１を中心とする共通の円の接線方向とが略等しくなるように配置されている。また、複数の曲げ型７は、載置部２ａの回転軸Ｏ１を中心として略等しい間隔で配置されている。

押し型８は、第１のロールバー１０、第２のロールバー１１、第１の支持部材１２及び第２の支持部材１３を備えるロールバーユニットであり、鋼板９を曲げ型７の凹部７ｃに押し当てて当該鋼板９を略Ｕ字形に曲げる。

第１のロールバー１０は、倒円柱形であり、第１のロールバー１０の左右方向の長さが曲げ型７の左右方向の長さより長い。また、第１のロールバー１０の左右方向の両端部からは、第１のロールバー１０の左右方向に突出部１０ａが突出する。第２のロールバー１１は、第１のロールバー１０と等しい形状であり、第２のロールバー１１の左右方向の両端部から当該第２のロールバー１１の左右方向に突出部１１ａが突出する。

このような第１のロールバー１０の中心軸ＡＸ１及び第２のロールバー１１の中心軸ＡＸ２は、押し型８の上下方向に間隔を開けて、押し型８の左右方向に延在している。

第１の支持部材１２は、第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１の右側部に着脱可能である。また、第２の支持部材１３は、第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１の左側部に着脱可能である。このような第１の支持部材１２及び第２の支持部材１３は、上述のように配置された第１のロールバー１０と第２のロールバー１１とを挟み込むように配置される。

詳細には、第１の支持部材１２は、第１のロールバー１０の右側の突出部１０ａ及び第２のロールバー１１の右側の突出部１１ａが嵌合される嵌合孔１２ａが板状部材１２ｂに形成された構成である。そして、板状部材１２ｂからは、当該板状部材１２ｂを挟んで第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１に対して逆側（即ち、本実施の形態では右側）に突出部１２ｃが突出する。

第２の支持部材１３は、第１の支持部材１２と略等しい構成とされている。つまり、第２の支持部材１３は、第１のロールバー１０の左側の突出部１０ａ及び第２のロールバー１１の左側の突出部１１ａが嵌合される嵌合孔１３ａが板状部材１３ｂに形成された構成である。そして、板状部材１３ｂからは、当該板状部材１３ｂを挟んで第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１に対して逆側（即ち、本実施の形態では左側）に突出部１３ｃが突出する。

このような押し型８は、上述の複数の曲げ型７の凹部７ｃの形状に応じて対応するように複数用意されており、例えば載置部１４（図１を参照）上に載置されている。

成型用ロボット３は、押し型８を支持して位置制御する。ここで、以下の成型用ロボット３の説明は、図１に示す製造装置１の形態を基準として説明する。

本実施の形態の成型用ロボット３は、第１のロボット１５及び第２のロボット１６を備えている。第１のロボット１５及び第２のロボット１６は、例えば一般的な６軸ロボットであり、各関節のモータが制御装置５から入力される制御信号に基づいて動作する。

第１のロボット１５及び第２のロボット１６は、製造装置１の前後方向において、カシメ装置４が配置されている領域に対して回転テーブル２を挟んで逆側の領域に配置されている。そして、第１のロボット１５及び第２のロボット１６は、製造装置１の左右方向において、相互に回転テーブル２を挟むように配置されている。

これらの第１のロボット１５及び第２のロボット１６夫々の根元部は、固定冶具（図示を省略）に連結されている。一方、第１のロボット１５及び第２のロボット１６夫々の先端部には、押し型８を保持するための保持部１７、１８が連結されている。

保持部１７には、図２に示すように、押し型８における第１の支持部材１２の突出部１２ｃが嵌合される嵌合孔１７ａが形成されている。そして、保持部１８には、押し型８における第２の支持部材１３の突出部１３ｃが嵌合される嵌合孔１８ａが形成されている。

ちなみに、本実施の形態では、図１に示すように、第１のロボット１５の近傍に上述の載置部１４が配置されている。また、第２のロボット１６の近傍に製造する筒体の形状に応じて切断された鋼板９が載置される載置部１９が配置されている。

カシメ装置４は、略Ｕ字形に曲げられた鋼板９の上面に形成された開放部を挟む端部９ａ、９ｂ（図１１を参照）に沿って当該端部９ａ、９ｂの相互をカシメ加工（ロックシーム加工）する。本実施の形態のカシメ装置４は、カシメ部２０及びカシメ用ロボット２１を備えている。

カシメ部２０は、図５に示すように、一般的なカシメローラユニットである。ここで、以下のカシメ部２０の説明は、図５に示すカシメ部２０の形態を基準に説明する。

カシメ部２０は、左右方向の両側面及び下面に開放部を有する筐体２２を備えており、当該筐体２２内に絞りガイド２３及び複数のローラ２４が設けられている。

筐体２２の左右方向に配置された拡幅側の開放部から略Ｕ字形の鋼板９の端部９ａ、９ｂが挿入されると、カシメ部２０の前後方向で向かい合うように配置された絞りガイド２３によって鋼板９の端部９ａ、９ｂの間隔が絞られ、その後、複数のローラ２４によって鋼板９の端部９ａ、９ｂが図４で拡大した形態にカシメ加工される。

カシメ用ロボット２１は、例えば一般的な６軸のロボットアームである。カシメ用ロボット２１の根元部は、固定冶具（図示を省略）に固定されている。一方、カシメ用ロボット２１の先端部は、カシメ部２０における筐体２２の上面に連結されている。このカシメ用ロボット２１の各関節のモータは、制御装置５から入力される制御信号に基づいて動作する。

制御装置５は、詳細は後述するが、回転テーブル２における駆動装置のモータ、成型用ロボット３における第１のロボット１５並びに第２のロボット１６の各関節のモータ、カシメ装置４におけるカシメ用ロボット２１の各関節のモータを制御する。ここで、本実施の形態の制御装置５は、第１のロボット１５と第２のロボット１６とを関連付けて協調制御する。

次に、本実施の形態の筒体の製造方法（以下、単に製造方法と省略する場合がある。）を説明する。図７乃至図１０は、本実施の形態の製造方法におけるカシメ加工後の流れを示す図である。図１１は、本実施の形態の製造方法におけるカシメ加工の流れを示す図である。ここで、本実施の形態の製造方法でも、図４に示す角丸長方形のストレート状（即ち、筒体６の左右方向で断面形状が等しい形状）の筒体６を製造することを前提とする。なお、以下の製造方法の説明では、図１に示す製造装置１の形態を基準として説明する。

先ず、作業者が載置部２ａ上に複数種類の曲げ型７を載置する。次に、制御装置５は、回転テーブル２における駆動装置のモータを制御して載置部２ａを回転させ、当該筒体６を製造するための曲げ型７を所望の位置に配置する。本実施の形態の制御装置５は、図１に示すように、所望の曲げ型７における凹部７ｃの延在方向が製造装置１の左右方向に延在し、且つ当該曲げ型７が第１のロボット１５及び第２のロボット１６側に配置されるように載置部２ａを回転させる。

詳細には、制御装置５は、例えば作業者によって入力される所望の曲げ型７を選択する入力信号に基づいて、回転テーブル２における駆動装置のモータを制御する。つまり、制御装置５は、載置部２ａの回転角度に基づいて現状における各々の曲げ型７の位置を判断し、入力信号に基づいて選択された曲げ型７を所望の位置に配置するように、回転テーブル２における駆動装置のモータを制御する。

次に、図２及び図３に示すように、曲げ型７の凹部７ｃを跨ぐように水平部７ｂ上に鋼板９を載置する。このとき、図示を省略するが、第２のロボット１６の先端部に吸着部を備え、当該吸着部に鋼板９を吸着させて当該鋼板９を水平部７ｂ上に載置してもよく、作業者が鋼板９を水平部７ｂ上に載置してもよい。

鋼板９の載置作業が終了すると、本実施の形態では、以降の工程を第１のロボット１５と第２のロボット１６とを協調動作させて実行する。詳細には、先ず、制御装置５は、第１のロボット１５及び第２のロボット１６の各関節のモータを制御して、曲げ型７に対応する押し型８を選択し、第１のロボット１５における保持部１７の嵌合孔１７ａに押し型８における第１の支持部材１２の突出部１２ｃを嵌合すると共に、第２のロボット１６における保持部１８の嵌合孔１８ａに押し型８における第２の支持部材１３の突出部１３ｃを嵌合して当該押し型８を支持する。

詳細には、制御装置５は、例えば作業者によって入力される所望の曲げ型７を選択する入力信号に基づいて、当該曲げ型７に対応する押し型８を選択し、選択した押し型８を支持するべく第１のロボット１５及び第２のロボット１６における各関節のモータを制御する。つまり、制御装置５は、各々の押し型８の載置位置を記憶しており、入力信号に基づいてこれらの押し型８から所望の押し型８を選択するように、第１のロボット１５及び第２のロボット１６における各関節のモータを制御する。

次に、制御装置５は、第１のロボット１５及び第２のロボット１６における各関節のモータを制御して、押し型８における第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１を曲げ型７の凹部７ｃ上に配置する。このとき、回転テーブル２の回転軸Ｏ１を通り、且つ製造装置１の前後方向に延在する線Ｌ１を中心に、第１のロボット１５と第２のロボット１６とが対称の形態で押し型８を両持ち支持する。

次に、制御装置５は、図２及び図３に示すように、第１のロボット１５及び第２のロボット１６における各関節のモータを制御して、押し型８を曲げ型７の凹部７ｃに挿入して当該凹部７ｃの下方に移動させる。これにより、鋼板９は曲げ型７の凹部７ｃの下方に押し込まれて略Ｕ字形に曲げられる。このとき、押し型８は第１のロボット１５及び第２のロボット１６で両持ち支持されているので、第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１を略水平に維持した状態で曲げ型７の凹部７ｃの下方に押し込むことができる。

次に、制御装置５は、図１に示すように、第１のロボット１５及び第２のロボット１６の各関節のモータを制御して、第１のロールバー１０で鋼板９を曲げ型７における凹部７ｃの底面に押し付けつつ、カシメ用ロボット２１の各関節のモータを制御して、略Ｕ字形に曲げられた鋼板９の端部９ａ、９ｂをカシメ部２０における筐体２２の拡幅側の開放部及び下面の開放部から当該筐体２２内に挿入し、カシメ部２０を製造装置１の左右方向（本実施の形態では右方）に移動させる。このとき、第１のロールバー１０で鋼板９が曲げ型７における凹部７ｃの底面に押し付けられているので、鋼板９を固定した状態でカシメ加工することができる。

ここで、カシメ加工について簡単に説明する。先ず、鋼板９の端部９ａ、９ｂは、図１１（ａ）の状態から絞りガイド２３によって当該端部９ａ、９ｂの間隔が絞られ、一列目のローラ２４ａ、２４ｂの間に送り込まれる。ここで、鋼板９の端部９ａは、鋼板９の端部９ｂに対して製造装置１の上方に突出するように予めＵ字形に曲げられている。

次に、鋼板の端部９ａ、９ｂは、図１１（ｂ）に示すように、一列目のローラ２４ａ、２４ｂによって、押し型８の上面に押し付けられつつ、所望の角度で折り曲げられて突き合わされる。そして、鋼板９の端部９ａ、９ｂは、図１１（ｃ）に示すように、二列目のローラ２４ｃ、２４ｄの間に送り込まれ、鋼板９の端部９ａにおける当該鋼板９の端部９ｂに対して突出する部分が、略水平に折り曲げられる。

次に、鋼板９の端部９ａ、９ｂは、図１１（ｄ）に示すように、三列目のローラ２４ｅ、２４ｆの間に送り込まれ、鋼板９の端部９ａにおける水平部分が下方に折り曲げられる。そして、鋼板９の端部９ａ、９ｂは、図１１（ｅ）に示すように、四列目のローラ２４ｇ、２４ｈの間に送り込まれ、鋼板９の端部９ａ、９ｂが下方に折り曲げられる。

最後に、鋼板９の端部９ａ、９ｂは、図１１（ｆ）に示すように、五列目のローラ２４ｉによって下方に押し込まれる。これにより、鋼板９の端部９ａ、９ｂがカシメ加工されて筒体６が完成する。

上述のようにカシメ加工が終了すると、制御装置５は、第２のロボット１６の各関節のモータを制御して、図７に示すように、押し型８の第２の支持部材１３を第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１の他方の側部から取り外す。

次に、制御装置５は、第１のロボット１５の各関節のモータを制御して、図８に示すように、押し型８を製造装置１の左右方向（本実施の形態では右方）に移動させて当該押し型８を曲げ型７の開放部７ｄから引き抜く。これにより、押し型８を筒体６から引き抜くことができる。本実施の形態の第２の支持部材１３は押し型８の側部に着脱可能な構成であるので、第２の支持部材１３、ひいては第２のロボット１６を押し型８の側部から取り外すと、押し型８の右方への移動を妨げる部材がなくなり、押し型８を簡単に曲げ型７の開放部７ｄから引き抜くことができる。

次に、制御装置５は、第１のロボット１５の各関節のモータを制御して、押し型８を製造装置１の上方に移動させ、さらに第２のロボット１６の各関節のモータを制御して、図９に示すように、押し型８の第１のロールバー１０及び第２のロールバー１１の他方の側部に第２の支持部材１３を取り付ける。

最後に、制御装置５は、図１０に示すように、第１のロボット１５及び第２のロボット１６の各関節のモータを制御して、押し型８を載置部１４の所定の位置に戻す。

このような筒体の製造装置１及び製造方法は、載置部２ａ上に製造する筒体の形状に応じた複数の曲げ型７を載置し、所望の曲げ型７に対応する押し型８を成型用ロボット３で選択して当該曲げ型７の凹部７ｃの深さ方向に移動させて鋼板９を略Ｕ字形に曲げるので、形状の異なる筒体を精度良く、簡単に製造することができる。そのため、汎用性に優れた筒体の製造装置１を実現することができる。

また、本実施の形態では、載置部２ａを回転させて所望の位置に曲げ型７を配置するので、第１のロボット１５及び第２のロボット１６、カシメ用ロボット２１の稼動範囲を狭くすることができ、第１のロボット１５及び第２のロボット１６、カシメ用ロボット２１の小型化に寄与できる。また、第１のロボット１５及び第２のロボット１６、カシメ用ロボット２１の制御が容易となる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、角丸長方形のストレート状の筒体６を製造したが、他の形態の筒体を製造することもできる。なお、本実施の形態の筒体の製造装置及び製造方法は、実施の形態１の筒体の製造装置及び製造方法と略等しいため、重複する説明は省略し、等しい要素には等しい符号を用いて説明する。

図１２は、本実施の形態の筒体を製造する様子を模式的に示す図である。ちなみに、図１２の押し型３２は、押圧部３３の形状が明確になるように、第１の支持部材及び第２の支持部材などを省略して示している。なお、以下の筒体３１及び押し型３２の説明は、図１１に示す形態を基準として説明する。

本実施の形態で製造する筒体３１は、図１２に示すように、筒体３１の前後方向から見て倒直角台形であって、筒体３１の左右方向から見て角丸長方形である。つまり、筒体３１は、上面が下面に対して斜めに配置されたテーパー状（即ち、筒体３１の右側に向かうに従って筒体３１の上下方向の長さが長くなる形状）に形成されている。

そこで、本実施の形態の押し型３２は、実施の形態１の第２のロールバー１１に代えて、押し型３２の前後方向から見て倒直角台形であって、上面が筒体３１の上面に対応する湾曲面に形成された押圧部３３を備えている。

このような押し型３２を、実施の形態１と同様に第１のロボット１５及び第２のロボット１６を用いて曲げ型７の凹部７ｃに挿入して下方に移動させ、鋼板９を略Ｕ字形に曲げる。そして、カシメ用ロボット２１を用いてカシメ部２０を鋼板９の端部９ａ、９ｂ、ひいては押圧部３３の上面に沿って移動させ、鋼板９の端部９ａ、９ｂの相互をカシメ加工する。

このようにカシメ部２０をカシメ用ロボット２１で位置制御するので、鋼板９の端部９ａ、９ｂの相互を斜めにカシメ加工することができ、ストレート状の筒体に限らず、テーパー状の筒体を簡単に製造することができる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態では、実施の形態１、２に比べて複雑な形状の筒体を製造する。なお、本実施の形態の筒体の製造装置及び製造方法も、実施の形態１の筒体の製造装置及び製造方法と略等しいため、重複する説明は省略し、等しい要素には等しい符号を用いて説明する。

図１３は、本実施の形態で製造される筒体を示す図である。図１４は、本実施の形態で用いる押し型の一方の側部近傍のみを模式的に示した図である。図１５及び図１６は、本実施の形態の筒体を製造する流れを示す図である。なお、以下の筒体４１の説明は図１３に示す形態を基準とし、押し型４２の説明は図１４に示す形態を基準として説明する。

本実施の形態で製造する筒体４１は、図１３に示すように、筒体４１の前後方向に突出する突出部４１ａが当該筒体３１の上下方向に間隔を開けて形成されている。

そこで、本実施の形態の押し型４２は、押し型４２の前後方向に並べられた第１の押圧部４３と第２の押圧部４４、第１の押圧部４３及び第２の押圧部４４と押し型４２の上下方向に間隔を開けて配置され、且つ押し型４２の前後方向に並べられた第３の押圧部４５と第４の押圧部４６、押し型４２の上下方向において第１の押圧部４３並びに第２の押圧部４４と第３の押圧部４５並びに第４の押圧部４６との間に配置された第５の押圧部４７、及びこれらの押圧部４３、４４、４５、４６並びに４７を押し型４２の左右方向から挟むように配置される第１の支持部材４８並びに第２の支持部材（図示を省略）を備えている。

ここで、第１の支持部材４８及び第２の支持部材の構成を説明する。但し、第２の支持部材は、第１の支持部材４８と同様であるため省略する。本実施の形態の第１の支持部材４８は、第１の押圧部４３及び第２の押圧部４４側に突出する第１の突出部４８ａ、及び第３の押圧部４５及び第４の押圧部４６側に突出する第２の突出部４８ｂが板状部材４８ｃに設けられた構成である。

第１の突出部４８ａは、押し型４２の上下方向から見て二等辺三角形の三角柱であって、底面部分が板状部材４８ｃに固定されている。板状部材４８ｃが第１の押圧部４３及び第２の押圧部４４側に移動すると、第１の突出部４８ａが第１の押圧部４３と第２の押圧部４４との間に押し込まれる。

第２の突出部４８ｂも、押し型４２の上下方向から見て二等辺三角形の三角柱であって、底面部分が板状部材４８ｃに固定されている。板状部材４８ｃが第３の押圧部４５及び第４の押圧部４６側に移動すると、第２の突出部４８ｂが第３の押圧部４５と第４の押圧部４６との間に押し込まれる。

さらに、第１の支持部材４８は、押し型４２の前後方向に延在する第１のガイド孔４８ｄ、第１のガイド孔４８ｄと押し型４２の上下方向に間隔を開けて配置され、且つ押し型４２の前後方向に延在する第２のガイド孔４８ｅ、押し型４２の上下方向において第１のガイド孔４８ｄと第２のガイド孔４８ｅとの間に配置された貫通孔４８ｆが板状部材４８ｃに形成された構成である。

第１のガイド孔４８ｄには、第１の押圧部４３の左右方向の端部から突出する突出部４３ａ及び第２の押圧部４４の左右方向の端部から突出する突出部４４ａが夫々、摺動可能に挿入されている。

第２のガイド孔４８ｅには、第３の押圧部４５の左右方向の端部から突出する突出部４５ａ及び第４の押圧部４６の左右方向の端部から突出する突出部４６ａが夫々、摺動可能に挿入されている。貫通孔４８ｆには、第５の押圧部４７の左右方向の端部から突出する突出部４７ａが挿入されている。

このような構成により、板状部材４８ｃが押し型４２の左右方向に移動して、第１の突出部４８ａが第１の押圧部４３と第２の押圧部４４との間に押し込まれると、第１の押圧部４３及び第２の押圧部４４は、第１のガイド４８ｄに案内されて押し型４２の前後方向に間隔が拡げられる。

同じく、板状部材４８ｃが押し型４２の左右方向に移動して、第２の突出部４８ｂが第３の押圧部４５と第４の押圧部４６との間に押し込まれると、第３の押圧部４５及び第４の押圧部４６は、第２のガイド孔４８ｅに案内されて押し型４２の前後方向に間隔が拡げられる。

つまり、第１の突出部４８ａは、第１の押圧部４３と第２の押圧部４４との間隔を拡げる拡幅部として機能する。また、第２の突出部４８ｂは、第３の押圧部４５と第４の押圧部４６との間隔を拡げる拡幅部として機能する。但し、本実施の形態では、突出部を用いて押圧部の間隔を拡げたが、押圧部の間隔を拡げる手段は限定されず、例えばアクチュエータなどを用いてもよい。

ここで、第１の押圧部４３の突出部４３ａ、第２の押圧部４４の突出部４４ａ、第３の押圧部４５の突出部４５ａ、第４の押圧部４６の突出部４６ａ、及び第５の押圧部４７の突出部４７ａの長さは、第１の突出部４８ａ及び第２の突出部４８ｂを押し込み及び引き抜くために板状部材４８ｃを曲げ型４２の左右方向に移動させた際に、各々の押圧部４３、４４、４５、４６及び４７が板状部材４８ｃに支持される長さに設定されている。

このような押し型４２を用いて、図１３に示す筒体４１を製造する場合、先ず、成型用ロボット３を制御し、第１の押圧部４３と第２の押圧部４４との間隔及び第３の押圧部４５と第４の押圧部４６との間隔を閉じた状態の押し型４２を、図１５に示すように、曲げ型４９の凹部４９ａに挿入して当該凹部４９ａの下方に移動させる。

その結果、第１の押圧部４３及び第２の押圧部４４が曲げ型４９の凹部４９ａ内で前後方向（即ち、曲げ型４９の幅方向）に並べられると共に、第３の押圧部４５及び第４の押圧部４６が曲げ型４９の凹部４９ａ内で前後方向に並べられる。ここで、曲げ型４９の凹部４９ａは、製造される筒体４１に対応する形状とされている。

次に、成型用ロボット３を制御し、板状部材４８ｃを押し型４２の左右方向に移動させて、第１の突出部４８ａを第１の押圧部４３と第２の押圧部４４との間に押し込む。その結果、図１６に示すように、第１の押圧部４３及び第２の押圧部４４は、曲げ型４９の前後方向に間隔が拡げられ、鋼板９を曲げ型４９の凹部４９ａに押し付ける。

それと共に、第２の突出部４８ｂが第３の押圧部４５と第４の押圧部４６との間に押し込まれ、第３の押圧部４５及び第４の押圧部４６は、曲げ型４９の前後方向に間隔が拡げられ、鋼板９を曲げ型４９の凹部４９ａに押し付ける。

これにより、筒体４１の突出部４１ａを成型することができる。その後、実施の形態１と同様に、カシメ用ロボット２１を制御してカシメ部２０で鋼板９の端部９ａ、９ｂの相互をカシメ加工すると筒体４１を製造することができる。

このように成型用ロボット３を用いて押し型４２に複雑な動作を実行させることができ、押し型４２の構成を工夫することで複雑な形状の筒体を簡単に製造することができる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上記実施の形態では、説明を明確にするために、前後方向、上下方向及び左右方向を用いて説明したが、これらの方向は製造装置の使用形態によって適宜変更される。

上記実施の形態では、回転テーブルで曲げ型を回転させているが、回転テーブルを回転させることなく、各々の曲げ型の位置まで成型用ロボット３で押し型を移動させてもよい。

上記実施の形態では、第１のロボット及び第２のロボットを用いて押し型を支持しているが、一方のロボットを省略してもよい。

１ 筒体の製造装置
２ 回転テーブル、２ａ 載置部
３ 成型用ロボット
４ カシメ装置
５ 制御装置
６ 筒体
７ 曲げ型、７ａ 成形部、７ｂ 水平部、７ｃ 凹部、７ｄ、７ｅ 開放部
８ 押し型
９ 鋼板、９ａ、９ｂ 端部（開放端部）
１０ 第１のロールバー、１０ａ 突出部
１１ 第２のロールバー、１１ａ 突出部
１２ 第１の支持部材、１２ａ 嵌合孔、１２ｂ 板状部材、１２ｃ 突出部
１３ 第２の支持部材、１３ａ 嵌合孔、１３ｂ 板状部材、１３ｃ 突出部
１４ 載置部
１５ 第１のロボット
１６ 第２のロボット
１７ 保持部、１７ａ 嵌合孔
１８ 保持部、１８ａ 嵌合孔
１９ 載置部
２０ カシメ部
２１ カシメ用ロボット
２２ 筐体
２３ ガイド
２４（２４ａ〜２４ｊ） ローラ
３１ 筒体
３２ 押し型
３３ 押圧部
４１ 筒体、４１ａ 突出部
４２ 押し型
４３ 第１の押圧部、４３ａ 突出部
４４ 第２の押圧部、４４ａ 突出部
４５ 第３の押圧部、４５ａ 突出部
４６ 第４の押圧部、４６ａ 突出部
４７ 第５の押圧部、４７ａ 突出部
４８ 第１の支持部材
４８ａ、４９ 突出部
４８ｃ 板状部材
４８ｄ、４８ｅ ガイド孔
４８ｆ 貫通孔
４９ 曲げ型、４９ａ 凹部
１０１ 中子型
１０２ 鋼材
１０３ 外型
１０４ カシメローラ

Claims (10)

1. 鋼板をＵ字形に曲げた後に、曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工して筒体を製造する装置であって、
   前記鋼板が押し当てられる凹部及び当該凹部の延在方向に形成された開放部を有する曲げ型が複数種類載置される載置部と、
   複数種類の前記曲げ型に夫々対応する複数の押し型から、選択された前記曲げ型に対応する前記押し型を選択し、前記押し型を前記曲げ型の凹部に挿入して当該凹部の深さ方向に移動させ、前記曲げ型の凹部を跨ぐように配置された前記鋼板を当該凹部の深さ方向に押し込んで当該鋼板をＵ字形に曲げて、前記曲げ型の開放部から前記押し型を引き抜く成型用ロボットと、
   曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工するカシメ部と、
   を備える筒体の製造装置。
2. 前記押し型の外周面に沿って前記カシメ部を移動させるカシメ用ロボットを備える請求項１に記載の筒体の製造装置。
3. 前記押し型は、前記曲げ型の凹部に挿入される複数の押圧部を備え、
   前記複数の押圧部が前記曲げ型の凹部に挿入されたとき、前記曲げ型の幅方向に並べられる前記押圧部の間隔を当該幅方向に拡げる拡幅部を備える請求項１又は２に記載の筒体の製造装置。
4. 前記成型用ロボットは、第１のロボットと第２のロボットとを備え、
   前記第１のロボットは、前記押し型における前記曲げ型の凹部に挿入される部分を挟んで一方の側部を支持し、
   前記第２のロボットは、前記押し型における前記曲げ型の凹部に挿入される部分を挟んで他方の側部を支持し、
   前記第１のロボットと前記第２のロボットとは、協調動作して前記押し型を前記曲げ型の凹部に挿入して当該凹部の深さ方向に移動させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の筒体の製造装置。
5. 前記押し型は、前記曲げ型の凹部に挿入される複数の押圧部と、前記複数の押圧部の一方の側部に着脱可能な第１の支持部材と、前記複数の押圧部の他方の側部に着脱可能な第２の支持部材と、を備え、
   前記第１のロボットは前記第１の支持部材を支持し、前記第２のロボットは前記第２の支持部材を支持し、前記曲げ型の開放部から前記押し型を引き抜くとき、前記第１のロボットは前記第１の支持部材と共に前記複数の押圧部の一方の側部から取り外される請求項４に記載の筒体の製造装置。
6. 前記載置部は、選択された前記曲げ型が設定された位置に配置されるように回転可能である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の筒体の製造装置。
7. 鋼板をＵ字形に曲げた後に、曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工して筒体を製造する方法であって、
   前記鋼板が押し当てられる凹部及び当該凹部の延在方向に形成された開放部を有する曲げ型を載置部に複数種類載置する工程と、
   成型用ロボットが複数種類の前記曲げ型に夫々対応する複数の押し型から、選択された前記曲げ型に対応する前記押し型を選択し、前記押し型を前記曲げ型の凹部に挿入して当該凹部の深さ方向に移動させ、前記曲げ型の凹部を跨ぐように配置された前記鋼板を当該凹部の深さ方向に押し込んで当該鋼板をＵ字形に曲げる工程と、
   曲げられた前記鋼板の開放端部の相互をカシメ部でカシメ加工する工程と、
   前記成型用ロボットが前記曲げ型の開放部から前記押し型を引き抜く工程と、
   を備える筒体の製造方法。
8. 前記鋼板の開放端部の相互をカシメ加工する工程では、カシメ用ロボットが前記カシメ部を前記押し型の外周面に沿って移動させて当該開放端部の相互をカシメ加工する請求項７に記載の筒体の製造方法。
9. 前記鋼板をＵ字形に曲げる工程の後に、前記押し型における前記曲げ型の幅方向に並ぶ複数の押圧部の間隔を当該幅方向に拡げて前記鋼板を当該凹部に押し付ける工程を備える請求項７又は８に記載の筒体の製造方法。
10. 前記押し型を前記曲げ型の凹部の深さ方向に移動させて当該凹部に前記鋼板を押し付けた状態で、前記鋼板の端部相互をカシメ加工する請求項７乃至９のいずれか１項に記載の筒体の製造方法。

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