CN116461079A - 扩管工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种扩管工具。需要能够以稳定的状态保持且操作性良好的扩管工具。对合成树脂制的流体管的端部进行扩径的扩管工具(1)具有被收容于主体外壳(11)的电动马达(21)。扩管工具具有与电动马达的输出轴平行或者能够在其轴线上沿前后方向移动地设置于主体外壳的丝杠轴。扩管工具具有与丝杠轴旋合且通过绕丝杠轴的轴线旋转而使丝杠轴沿前后移动的内螺纹部件。扩管工具具有通过与内螺纹部件啮合而传递电动马达的输出轴的旋转的齿轮(26)。扩管工具具有从丝杠轴向前方延伸的楔。扩管工具具有以在楔与丝杠轴一起前进时被楔推压而向径向外方相互张开的方式可开闭地连结于主体外壳的多个夹爪(4)。据此,能使扩管工具的操作性良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种扩管工具,该扩管工具例如对合成树脂制的流体管的端部进行扩径,以便将其连接于被连接体。
背景技术
有时,例如将以PEX(Cross-linked polyethylene:交联聚乙烯)作为材料的流体管连接于金属制的管道等被连接体。在现有技术中,提供有对PEX管的端部的内径进行扩径的扩管工具。使用扩管工具对PEX管的端部进行扩径,从而将其安装于被连接体。PEX管的端部通过弹性变形而以逐渐恢复到最初的直径的方式缩径。端部缩径后的PEX管与被连接体紧贴地连接。连接后的PEX管利用自身的弹性而被牢固地保持于被连接体。
在专利文献1中记载有一种扩管工具,该扩管工具以电动马达作为驱动源来对PEX管进行扩径。在扩管工具的前部设置有相对于PEX管的端部前进或后退的大致圆锥状的楔和在楔的前方沿着楔的周向排列的多个夹爪。多个夹爪被前进的楔推压而向楔的径向外方相互张开。通过使多个夹爪在进入PEX管的端部开口的状态下向径向外方张开,由此能够对PEX管的端部进行扩径。
在扩管工具的工具主体上设置有电动马达和对电动马达的输出进行减速的行星减速机构。另外,在扩管工具上设置有从工具主体向下方延伸的大致柱状的握把。使用者通过把持握把来保持扩管工具。在专利文献1中重量大的电动马达被配置于握把的前方。因此,工具主体的重心靠近前方,在把持握把时的工具主体的稳定性降低。另外,直径较大且轴向长度较长的行星减速机构在上下方向上被配置于握把与电动马达之间。因此,使扩管工具的上下方向上的长度变长,工具主体的稳定性容易进一步降低。
另外,PEX管根据气温、PEX管的温度而在扩径后收缩的速度不同。例如在气温高的情况下,PEX管容易弹性地收缩而收缩速度快。因此,需要将PEX管的端部扩径得更大。例如在气温低的情况下,PEX管的塑性性能比弹性性能强,收缩速度慢。因此,如果过度地扩径PEX管的端部,则直至将其连接于被连接体为止需要花费时间。因此,希望减小使夹爪扩径的扩径宽度。通过使楔向前方移动至前进的终端位置(前端位置),夹爪的扩径宽度变大,通过使楔向后方移动,夹爪的扩径宽度变小。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:美国发明专利特许第2020/0261959号说明书
发明内容
[发明所要解决的技术问题]
扩管工具存在有各种改良的余地,以便使用者能够以稳定的状态保持扩管工具。因此,需要一种能够以稳定的状态保持且操作性良好的扩管工具。
另外,需要通过检测楔移动的初始位置或终端位置来控制电动马达的驱动,以便使楔在初始位置或终端位置移动。然而,能够变更且能够检测楔的初始位置和/或终端位置的结构在现有的扩管工具中没有达到实用化。因此,需要一种能够变更楔的初始位置和/或终端位置的扩管工具。
[用于解决技术问题的技术方案]
根据本发明的一个特征,对合成树脂制的流体管的端部进行扩径的扩管工具具有被收容于主体外壳的电动马达。扩管工具具有与电动马达的输出轴平行或者能够在其轴线上沿前后方向移动地设置于主体外壳的丝杠轴。扩管工具具有与丝杠轴旋合且通过绕丝杠轴的轴线旋转而使丝杠轴沿前后移动的内螺纹部件。扩管工具具有通过与内螺纹部件啮合而传递电动马达的输出轴的旋转的齿轮。扩管工具具有从丝杠轴向前方延伸的楔。扩管工具具有多个夹爪,多个所述夹爪以在楔与丝杠轴一起前进时被楔推压而向径向外方相互张开的方式可开闭地连结于主体外壳。
因此,将电动马达以输出轴与丝杠轴平行延伸的姿势配置。由此,电动马达以沿着丝杠轴在前后方向上延伸的姿势且位于靠近丝杠轴的位置的方式配置。或者,将电动马达以输出轴与丝杠轴在同轴上延伸的姿势配置。由此,电动马达被配置于丝杠轴的附近。这样,能够使重量大的电动马达靠近丝杠轴所设置的主体外壳的中心。因此,重量平衡变得良好,能够以稳定的状态保持扩管工具。由此,能够使扩管工具的操作性良好。
附图说明
图1是本发明的实施例所涉及的扩管工具的立体图。
图2是将工具主体的主体外壳拆下后的状态的立体图。
图3是将工具主体的主体外壳拆下后的状态的右侧视图。
图4是工具主体的立体分解图。
图5是楔位于初始位置的状态下的扩管工具的纵剖视图。
图6是夹爪的旋转结束后的状态下的工具主体的纵剖视图。
图7是楔位于终端位置的状态下的工具主体的纵剖视图。
图8是图5中的VIII-VIII剖视图。
图9是动力转换环的仰视图。
图10是从左侧下方观察楔位于初始位置的状态下的夹爪旋转机构的图。
图11是从左侧下方观察夹爪的旋转结束后的状态下的夹爪旋转机构的图。
图12是从左侧下方观察楔位于终端位置的状态下的夹爪旋转机构的图。
图13是从后方观察夹爪的立体图。
图14是扩管工具的电子部件的框图。
图15是第2实施例所涉及的扩管工具的楔位于初始位置的状态下的工具主体的纵剖视图。
图16是安装与图15不同的多个夹爪且楔位于图15所示的位置的状态下的工具主体的纵剖视图。
图17是传感器定位机构的纵剖视图。
图18是第3实施例所涉及的扩管工具的传感器定位机构的纵剖视图。
图19是第4实施例所涉及的扩管工具的电子部件的框图。
图20是第5实施例所涉及的扩管工具的电子部件的框图。
图21是第6实施例所涉及的扩管工具的电子部件的框图。
[附图标记说明]
1:扩管工具;2:端帽;2a:夹爪支承槽;2b:内螺纹;3:楔;4:夹爪;4a:环收容槽;4b:卡合凹部;4c:环;5:握把;6:开关操作柄;6a:开关主体;7:扩径部;7a:电池安装部;8:电池;10:工具主体;11:主体外壳;11a:槽孔;12:前侧机构外壳;12a:外螺纹;12b:卡合部;12c:矩形伸出部;12d:旋转限制部;12e:通孔;13:第1中央机构外壳;13a、13b:卡合部;13c:凸台部;13d:凹部;13e:内周面;13f:通孔;14:第2中央机构外壳;14a、14b:卡合部;14c:凸台部;14d:凹部;14e:内周面;14f:通孔;15:后侧机构外壳;15a:前表面;15b:卡合部;15c:凸台部;15d:螺纹孔;16:螺栓;20:马达外壳;21:电动马达;21a:输出轴;21b:定子;21c:转子;21d:转速检测传感器;21e、21f:轴承;22:风扇;23:行星减速机构;23a:第1太阳齿轮;23b:第1内齿轮;23c:第1行星齿轮;23d:第1行星架;23e:第2太阳齿轮;23f:第2内齿轮;23g:第2行星齿轮;23h:第2行星架;24:主轴;24a:外螺纹;24b、24c:主轴轴承;25:进给丝杠机构(滚珠丝杠机构);26:齿轮;27:内螺纹部件;27a:齿轮;27b:内螺纹;27c、27d:内螺纹部件轴承;27e:推力轴承;27f:垫圈;28:丝杠轴;28a:外螺纹;28b:滚珠;29:丝杠轴引导件;29a:支承部件;29b:辊;29c:导轨;30:夹爪旋转机构;31:直线移动部件;31a:内螺纹;31b:凸部;31c:辊;32:动力转换环;32a:槽;32b:槽;32c:垫圈;32d:贯插孔;33:单向离合器;34:第1旋转驱动环;34a:小径部;34b:大径部;34c:凹槽;34d:贯插孔;35:第2旋转驱动环;35a:卡合凸部;35b:啮合齿;35c:压缩弹簧;35d:弹簧承受部;35e:贯插孔;36:第3旋转驱动环;36a:啮合齿;36b:卡合凸部;36c:贯插孔;41:初始位置传感器;42:终端位置传感器;43:磁铁;44:位置调整机构;44a:操作部;45:控制器;J:马达轴线;K:丝杠轴轴线。
具体实施方式
根据本发明的另一特征,扩管工具具有从主体外壳向下方延伸的握把。握把在前后方向上被设置于电动马达与多个夹爪之间。电动马达被配置于丝杠轴的下方。因此,以相对于握把重量平衡良好的方式配置电动马达和多个夹爪。由此,能够提高使用者把持握把时的扩管工具的操作性。
根据本发明的另一特征,丝杠轴的至少一部分与握把在前后方向上重叠。因此,能够在前后方向上缩短扩管工具。因此,能够减小扩管工具绕重心的力矩,从而进一步提高操作性。
根据本发明的另一特征,在电动马达的输出轴与丝杠轴之间设置有使输出轴的输出减速的行星减速机构。因此,能够在从电动马达至丝杠轴的动力传递路径上紧凑地配置行星减速机构。另外,通过使从电动马达至丝杠轴的动力传递路径为最小限度的路径,能够抑制动力的传递损失。
根据本发明的另一特征,扩管工具具有与多个夹爪的后部连结的旋转驱动环。扩管工具具有夹爪旋转机构,该夹爪旋转机构通过电动马达的输出使旋转驱动环旋转,从而使多个夹爪沿周向旋转。旋转驱动环被设置于内螺纹部件的前方。因此,内螺纹部件、旋转驱动环和多个夹爪沿丝杠轴延伸的前后方向排列配置。因此,能够使扩管工具的重心靠近丝杠轴。由此,能够提高保持扩管工具时的稳定性。
根据本发明的另一特征,扩管工具具有以可开闭的方式支承多个夹爪且限制多个夹爪的前后移动的端帽。扩管工具具有在主体外壳内从前侧到后方依次配置的前侧机构外壳、中央机构外壳和后侧机构外壳。扩管工具具有将前侧机构外壳与后侧机构外壳连结的螺栓。前侧机构外壳由铁制成且用于支承端帽。后侧机构外壳由铁制成且用于支承内螺纹部件的后端。中央机构外壳由比铁轻量的材料形成。
因此,具有由前侧机构外壳、中央机构外壳和后侧机构外壳沿前后方向分割而成的结构。端帽和支承端帽的前侧机构外壳在多个夹爪张开时被多个夹爪朝向前方强力推压。内螺纹部件通过使丝杠轴向前移动的反作用而被朝向后方强力推压。例如,在前侧机构外壳、中央机构外壳和后侧机构外壳以一个部件设为一体的机构外壳的情况下,当夹爪扩径时在前端和后端产生沿前后方向较强的拉伸力。因此,机构外壳整体需要以高强度设置。沿前后方向分割出前侧机构外壳、中央机构外壳和后侧机构外壳,而且设置前侧机构外壳和后侧机构外壳由铁制成。由此,能够将沿前后方向的拉伸力分别分散于强度高的前侧机构外壳和后侧机构外壳。而且,通过以轻量的材料设置中央机构外壳,能够使扩管工具轻量化。
根据本发明的另一特征,扩管工具在中央机构外壳与后侧机构外壳之间具有第2中央机构外壳。前侧机构外壳、中央机构外壳、第2中央机构外壳和后侧机构外壳在各端部具有用于邻接的各端部相互在前后方向上重叠的卡合部。因此,通过使各卡合部在前后方向上重叠,能够将前侧机构外壳和中央机构外壳相互高精度地定位。另外,中央机构外壳与第2中央机构外壳的卡合部、第2中央机构外壳与后侧机构外壳的卡合部也能够高精度地定位。因此,能够使各机构外壳的组装性良好,且能够抑制被收容于内部的内螺纹部件等的晃动。
根据本发明的另一特征,在输出轴的前方设置有与齿轮一体旋转的主轴。中央机构外壳和第2中央机构外壳对以可旋转的方式支承主轴的主轴轴承和以可旋转的方式支承内螺纹部件的内螺纹部件轴承进行支承。因此,主轴轴承和内螺纹部件轴承几乎不受到前后方向上的力。因此,主轴和内螺纹部件能够被强度比前侧机构外壳和后侧机构外壳低的中央机构外壳和第2中央机构外壳充分地支承。由此,能够减少需要设置由铁制成的部位,从而能够使扩管工具轻量化。
根据本发明的另一特征,后侧机构外壳对与内螺纹部件的后端抵接的推力轴承进行支承。因此,内螺纹部件在丝杠轴向前移动时被朝向后方强力推压。后侧机构外壳能够经由推力轴承承受内螺纹部件被朝向后方推压的力。因此,内螺纹部件能够绕丝杠轴的轴线高精度地旋转。由此,丝杠轴能够沿前后方向高精度地移动。
根据本发明的另一特征,在丝杠轴与内螺纹部件的旋合部分夹装有滚珠。因此,通过夹装于旋合部分的滚珠使驱动力的传递效率变得良好。因此,能够将内螺纹部件相对于丝杠轴的旋转驱动高效地转换为丝杠轴的前后移动。
根据本发明的另一特征,对合成树脂制的流体管的端部进行扩径的扩管工具具有将电动马达的输出轴切换为正转和反转的控制器。丝杠轴通过内螺纹部件的旋转而在后方的初始位置与前方的终端位置之间前后移动。扩管工具具有通过检测位于初始位置或终端位置的丝杠轴而向控制器发送信号的初始位置传感器或终端位置传感器或者这两传感器。初始位置传感器和/或终端位置传感器被设置为能够沿前后方向进行位置移动。根据初始位置传感器和/或终端位置传感器的位置,使丝杠轴的初始位置和/或终端位置可变。
因此,通过使终端位置传感器向前方移动,能够将楔向前方移动的终端位置设定得更靠前方。因此,楔在终端位置向径向外方推压多个夹爪的力变大。由此,能够增大多个夹爪向径向外方相互张开的扩径宽度。因此,例如在气温高且流体管的收缩速度快的情况下,能够将流体管的端部扩径得较大。通过使终端位置传感器向后方移动,能够将楔向前方移动的终端位置设定得更靠后方。因此,楔在终端位置向径向外方推压多个夹爪的力变小。由此,能够减小多个夹爪向径向外方相互张开的扩径宽度。因此,例如在气温低而流体管的收缩速度慢的情况下,能够减小流体管的端部的扩径宽度。这样,能够根据气温、流体管的温度等来变更夹爪的扩径宽度。
通过使初始位置传感器向前方移动,能够将楔的初始位置设定得更靠前方。因此,能够缩短楔从初始位置出发到抵接于多个夹爪为止的时间。由此,能够缩短使多个夹爪开闭的一个周期的时间,从而能够缩短作业时间。通过使初始位置传感器向后方移动,能够将楔的初始位置设定得更靠后方。因此,例如在使用径向的壁厚较厚的多个夹爪的情况下,能够以初始位置的楔与多个夹爪不产生干涉的方式使楔的初始位置向后方移动。
根据本发明的另一特征,初始位置传感器和/或终端位置传感器具有设置于主体外壳的霍尔IC。丝杠轴设置有磁铁。因此,能够将用于检测丝杠轴的初始位置和/或终端位置的结构设置得简单且小型。因此,能够将包含初始位置传感器和终端位置传感器的主体外壳设置得紧凑。
根据本发明的另一特征,初始位置传感器和/或终端位置传感器具有向主体外壳的外侧突出的操作部。因此,使用者通过从主体外壳的外方对操作部进行操作,能够使初始位置传感器和/或终端位置传感器移动。因此,能够使初始位置传感器和/或终端位置传感器容易地移动至目标位置。
根据本发明的另一特征,扩管工具具有从主体外壳向下方延伸的握把。操作部从主体外壳的上表面突出。因此,在易于使用者一边视觉观察一边操作的主体外壳的上方配置操作部。由此,能够使操作部的操作性良好。
根据本发明的另一特征,扩管工具具有夹爪旋转机构,该夹爪旋转机构通过电动马达的输出使多个夹爪沿周向旋转。控制器能够根据电流的第1上限值和电流的第2上限值向电动马达供给电流,所述电流的第1上限值是在多个夹爪旋转的旋转区间电动马达中所流动的电流的值;所述电流的第2上限值是在多个夹爪向径向外方相互张开的扩径区间电动马达中流所动的电流的值。因此,能够在旋转区间和扩径区间使电动马达中流动的电流的上限值变更。因此,例如能够抑制在夹爪不能旋转的情况下电动马达持续驱动的情况。由此,能够抑制过度地施加于夹爪、楔、夹爪旋转机构的负荷。
根据本发明的另一特征,扩管工具具有通过检测电动马达的转速而向控制器发送信号的转速检测传感器。控制器根据由转速检测传感器发送的信号和检测到移动至初始位置或终端位置的丝杠轴的检测信号来设定旋转区间和扩径区间。因此,在使终端位置传感器移动而变更楔的终端位置时,能够重新设定旋转区间和扩径区间。因此,能够适当地控制夹爪的旋转动作和扩径动作,以便能够以与流体管的收缩速度对应的扩径宽度对流体管进行扩径。
根据本发明的另一特征,第1上限值被设定得比第2上限值低。因此,降低在施加于夹爪和夹爪旋转机构的负荷小的旋转区间电动马达中所流动的电流的上限值。因此,能够抑制在旋转区间电动马达过度地驱动。由此,能够将施加于夹爪和夹爪旋转机构的负荷抑制在最小限度。
根据本发明的另一特征,旋转区间是楔前进的区间且在扩径区间之前。因此,多个夹爪在沿楔的周向进行旋转之后向径向扩径。通过明确地区分多个夹爪的旋转动作和扩径动作,能够抑制无意地施加于夹爪、夹爪旋转机构的负荷。
根据本发明的另一特征,旋转区间是楔后退的区间且在扩径区间之后。因此,多个夹爪在向径向内方相互闭合之后沿楔的周向进行旋转。在该情况下,由于也明确地区分多个夹爪的旋转动作和扩径动作,因此能够抑制无意地施加于夹爪、夹爪旋转机构的负荷。
根据本发明的另一特征,在丝杠轴与内螺纹部件的旋合部分夹装有滚珠。因此,通过夹装于旋合部分的滚珠使驱动力的传递效率变得良好。因此,能够将内螺纹部件相对于丝杠轴的旋转驱动高效地转换为丝杠轴的前后移动。
根据本发明的另一特征,扩管工具能够替换多个夹爪而安装与多个夹爪径向上的壁厚不同的多个第2夹爪。因此,能够使用1个扩管工具来对管径不同的多种流体管进行扩径。
根据本发明的另一特征,扩管工具具有传感器定位机构,该传感器定位机构能够在前后方向上的多个位置以可解除的方式定位初始位置传感器和/或终端位置传感器。因此,能够在作为楔的初始位置的优选的多个位置上定位初始位置传感器。或者,能够在作为楔的终端位置的优选的多个位置上定位终端位置传感器。因此,使用者无需进行初始位置和/或终端位置的微调,从而提高可用性。另外,能够抑制被定位的初始位置传感器和/或终端位置传感器无意地移动。
接着,根据图1~图14来说明本发明的一个实施例。如图1所示,本实施例的扩管工具1具有被收容于大致圆筒形状的主体外壳11的工具主体10和从工具主体10的前后方向上的中央向下方延伸的握把5。使用者位于扩管工具1的大致后方(图1中的左方纵深侧)来把持握把5。在以下的说明中,将使用者的近前侧设为后方,将与使用者的近前侧相反的一侧设为前方。上下左右方向以使用者为基准。
如图1、4所示,在比握把5靠前方的主体外壳11的前部安装有环状的端帽2。在端帽2的内周面的内侧设置有沿前后方向延伸的大致圆锥状的楔3。楔3被安装于在主体外壳11的中心沿前后方向延伸的圆柱状的丝杠轴28的前端。在丝杠轴28中,楔3能够与丝杠轴28一起沿前后方向移动。在楔3的径向外方且端帽2的径向内方设置有沿前后方向延伸的多个夹爪4。多个夹爪4沿楔3的周向等间隔地排列。设置有例如6个夹爪4,各夹爪4沿楔3的周向以60°间隔配置。多个夹爪4能够在沿周向相互紧贴地覆盖楔3的闭合位置与向径向外方相互张开地露出楔3的顶端的张开位置之间在径向上开闭。
如图1所示,在握把5的前表面设置有扳机式的开关操作柄6。使用者能够在把持握把5的状态下扣动操作开关操作柄6。在握把5的内部设置有开关主体6a,该开关主体6a以与开关操作柄6的操作联动的方式切换接通断开。在未扣动开关操作柄6的情况下开关主体6a为断开状态,在扣动开关操作柄6的情况下开关主体6a为接通状态。在握把5的下端设置有相对于握把5在前后方向和左右方向上扩径的大致矩形箱形的扩径部7。在扩径部7中收容有控制器45。控制器45具有底浅的矩形箱形的壳体和被收容于壳体内且树脂模制而成的控制基板。控制器45以厚度方向(壳体的最短边延伸的方向)沿上下方向的姿势被收容于扩径部7。控制器45主要控制后述的电动马达21的驱动。
如图1所示,在扩径部7的下表面设置有能够以可拆卸的方式安装矩形箱形的电池8的电池安装部7a。电池8通过相对于电池安装部7a向前方滑动,能够将其从电池安装部7a拆下。电池8通过从电池安装部7a的前方向后方滑动,能够将其安装于电池安装部7a。电池8通过被从电池安装部7a拆下而能够利用另行准备的充电器反复地充电使用。电池8可以移用为其他电动工具的电源。电池8作为向电动马达21供给电功率的电源发挥作用。
如图4所示,在主体外壳11中从前侧向后方依次收容有前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13、第2中央机构外壳14和后侧机构外壳15。前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14呈在中央具有沿前后方向贯穿的贯插孔的大致圆筒形状。后侧机构外壳15被设置为以前后方向为板厚方向的板状。前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13、第2中央机构外壳14和后侧机构外壳15协同工作而形成用于收容后述的主轴24和内螺纹部件27的机构外壳。前侧机构外壳12和后侧机构外壳15被设置为以铁作为材料。第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14被设置为以铝作为材料。
如图2、4所示,在前侧机构外壳12的前部外周面设置有外螺纹12a。在端帽2的内周面设置有与外螺纹12a旋合的内螺纹2b。通过使外螺纹12a与内螺纹2b旋合,端帽2被连结于前侧机构外壳12的前部。在前侧机构外壳12的后部设置有向径向外方伸出的大致矩形的板状的矩形伸出部12c。在矩形伸出部12c的4个角部上形成有沿前后方向贯穿的通孔12e。
如图2、4所示,第1中央机构外壳13、第2中央机构外壳14和后侧机构外壳15分别具有向径向外方伸出的4个凸台部13c、14c、15c。各凸台部13c、14c、15c形成为沿前后方向延伸的大致圆筒形状。在各凸台部13c、14c的中央设置有沿前后方向贯穿的通孔13f、14f。在各凸台部15c的中央设置有沿前后方向延伸的螺纹孔15d。
如图2、4所示,通过沿前后方向排列矩形伸出部12c和凸台部13c、14c、15c,通孔12e、13f、14f与螺纹孔15d在前后方向上连通。使4个螺栓16从前方向后方贯插于所连通的各通孔12e、13f、14f,并使其紧固于螺纹孔15d。由此,前侧机构外壳12和后侧机构外壳15以将第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14在前后方向上夹在中间的状态被螺栓16连结。
如图3~图5所示,在前侧机构外壳12的后端和第1中央机构外壳13的前端分别设置有大致圆筒形状的卡合部12b和卡合部13a。卡合部12b的内周面和卡合部13a的外周面的直径大致相同。卡合部12b和卡合部13a在前后方向上重叠且通过卡合部12b的内周面与卡合部13a的外周面紧贴的所谓的嵌入结构卡合。
如图3~图5所示,在第1中央机构外壳13的后端和第2中央机构外壳14的前端分别设置有大致圆筒形状的卡合部13b和卡合部14a。卡合部13b的内周面和卡合部14a的外周面的直径大致相同。卡合部13b和卡合部14a在前后方向上重叠且通过卡合部13b的内周面与卡合部14a的外周面紧贴的嵌入结构卡合。
如图3~图5所示,在第2中央机构外壳14的后端设置有大致圆筒形状的卡合部14b。在后侧机构外壳15的前表面设置有向前方突出的大致圆筒形状的卡合部15b。卡合部14b的内周面和卡合部15b的外周面的直径大致相同。卡合部14b和卡合部15b在前后方向上重叠且通过卡合部14b的内周面与卡合部15b的外周面紧贴的嵌入结构卡合。
如图1、5所示,在主体外壳11的后部设置有用于收容电动马达21的大致圆筒形状的马达外壳20。马达外壳20位于丝杠轴28的下方且握把5的上方后侧。电动马达21使用例如被称为DC无刷马达的马达。电动马达21的输出轴21a沿着马达轴线J以与丝杠轴28平行的方式沿前后方向延伸。输出轴21a通过被安装于马达外壳20的轴承21e、21f被支承为能够以马达轴线J为中心进行旋转。
如图5所示,电动马达21的定子21b以不能旋转的方式被支承于马达外壳20的内周面。电动马达21的转子21c在定子21b的内周侧以能够与输出轴21a一体旋转的方式被安装于输出轴21a。在转子21c的前方设置有转速检测传感器21d。转速检测传感器21d通过检测转子21c的旋转角度来检测输出轴21a的转速。在前后方向上,在转子21c与后方的轴承21f之间,用于向马达外壳20内导入冷却风的风扇22与输出轴21a一体地安装。当风扇22与输出轴21a一起旋转时,冷却风从马达外壳20的前方流向后方。
如图5所示,在电动马达21的前方设置有用于对输出轴21a的输出进行减速的行星减速机构23。行星减速机构23呈以马达轴线J为中心且直径与电动马达21大致相同的大致圆柱状。在行星减速机构23的后端,第1太阳齿轮23a与输出轴21a的前端一体地设置。在第1太阳齿轮23a的径向外方设置有以马达轴线J为中心的环状的第1内齿轮23b。多个第1行星齿轮23c在第1太阳齿轮23a和第1内齿轮23b之间啮合。第1行星齿轮23c与第1太阳齿轮23a的前方的第1行星架23d连结。输出轴21a的旋转驱动经由第1太阳齿轮23a和第1行星齿轮23c被减速地传递至第1行星架23d。
如图5所示,第1行星架23d与前方的第2太阳齿轮23e一体地设置且能够与第2太阳齿轮23e一起以马达轴线J为中心进行旋转。在第2太阳齿轮23e的径向外方设置有以马达轴线J为中心的环状的第2内齿轮23f。多个第2行星齿轮23g在第2太阳齿轮23e和第2内齿轮23f之间啮合。第2行星齿轮23g与配置于第2太阳齿轮23e的前方的第2行星架23h连结。第2行星架23h与前方的主轴24一体地设置,能够以马达轴线J为中心进行旋转。因此,第1行星架23d的旋转驱动经由第2太阳齿轮23e、第2行星齿轮23g和第2行星架23h被减速地传递至主轴24。这样,输出轴21a的旋转驱动经由行星减速机构23被减速地传递至主轴24。
如图5所示,主轴24被主轴轴承24b、24c支承为能够以马达轴线J为中心进行旋转。前方的主轴轴承24b被压入在第1中央机构外壳13的下部凹设的凹部13d。后方的主轴轴承24c被压入在第2中央机构外壳14的下部凹设的凹部14d。主轴轴承24b、24c被收容于第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14协同工作而形成的空间内。用于向丝杠轴28传递动力的齿轮26以可一体旋转的方式被设置于主轴24。齿轮26被设置于主轴轴承24b、24c的前后之间。在主轴24的外周面,在主轴轴承24b的前方形成有外螺纹24a。
如图4、5所示,在工具主体10上设置有被称为滚珠丝杠机构的进给丝杠机构25。进给丝杠机构25具有丝杠轴28、内螺纹部件27和齿轮26。丝杠轴28被配置在位于主体外壳11的中心且沿前后方向延伸的丝杠轴轴线K上。丝杠轴28能够沿丝杠轴轴线K在前后方向上移动。丝杠轴28在从移动范围的后端至前端的任一位置上,至少一部分与握把5在前后方向上重叠。丝杠轴28在位于移动范围的最后端时与输出轴21a在前后方向上重叠。内螺纹部件27形成为与丝杠轴28旋合且与齿轮26啮合的大致圆筒形状。在内螺纹部件27的内周面上设置有内螺纹27b。内螺纹27b在与丝杠轴28的外螺纹28a之间经由多个滚珠28b与外螺纹28a旋合。在内螺纹部件27的前后方向上的中央设置有向径向外方突出且与齿轮26啮合的齿轮27a。通过齿轮27a与齿轮26的啮合,主轴24的旋转驱动被减速地传递至内螺纹部件27。
如图4、5所示,内螺纹部件27通过前后的内螺纹部件轴承27c、27d支承为能够以丝杠轴轴线K为中心进行旋转。齿轮27a的前方的内螺纹部件轴承27c被压入第1中央机构外壳13的内周面13e。齿轮27a的后方的内螺纹部件轴承27d被压入第2中央机构外壳14的内周面14e。内螺纹部件轴承27c、27d被收容于第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14协同工作而形成的空间内。在内螺纹部件27的后表面与后侧机构外壳15的前表面15a之间设置有用于承受向后方推压内螺纹部件27的推力载荷的推力轴承27e。在内螺纹部件27的前表面与后述的动力转换环32的后表面之间设置有垫圈27f。
如图2、3所示,在丝杠轴28的后部设置有用于引导丝杠轴28相对于主体外壳11的前后移动的丝杠轴引导件29。丝杠轴引导件29具有与丝杠轴28连结且沿左右方向延伸的支承部件29a和设置于支承部件29a的左右两端的辊29b。在主体外壳11的左右的内周面上设置有沿前后方向延伸的环形的一对导轨29c。辊29b能够与导轨29c卡合而沿导轨29c在前后方向上移动。丝杠轴28能够被辊29b引导而在前后方向上移动。
如图4、5所示,在工具主体10上设置有使多个夹爪4旋转的夹爪旋转机构30。夹爪旋转机构30具有直线移动部件31和动力转换环32。直线移动部件31形成为以前后方向为轴向的大致圆筒形状。直线移动部件31具有设置于内周面的内螺纹31a和以与大致圆筒形状的轴向正交的方式延伸的圆柱状的凸部31b。在凸部31b的上端设置有沿周向覆盖凸部31b且能够绕凸部31b的轴线旋转的辊31c。直线移动部件31的内螺纹31a与主轴24的外螺纹24a旋合。在前侧机构外壳12的下部设置有限制直线移动部件31的旋转的旋转限制部12d。旋转限制部12d形成为沿径向贯穿前侧机构外壳12且在前后方向上呈直线状延伸的槽形状。
如图4、9所示,动力转换环32呈在中央具有沿前后方向贯穿的贯插孔32d的大致圆筒形状。在动力转换环32的下部的外周面凹设有槽32a、32b。槽32a沿动力转换环32的周向延伸,例如沿与动力转换环32的轴向(前后方向)以45°的倾斜角度交叉的方向延伸。从前侧观察,槽32a的倾斜方向是朝向前方的逆时针方向。槽32b与动力转换环32的轴向平行地延伸。安装有辊31c的凸部31b贯插于槽32a和槽32b。槽32a的前端与槽32b的后端连通,以便凸部31b能够顺利地移动。
如图5~图8所示,动力转换环32被收容于前侧机构外壳12。直线移动部件31在前侧机构外壳12的下方与主轴24的外螺纹24a旋合。凸部31b贯穿旋转限制部12d向上方延伸并贯插于槽32a或槽32b。辊31c抵接于槽32a、32b的壁面和旋转限制部12d的壁面这两方。通过直线移动部件31的凸部31b与旋转限制部12d的卡合,主轴24绕轴线的旋转被限制。
如图10~图12所示,当主轴24绕轴线旋转时,通过外螺纹24a与内螺纹31a的旋合以及直线移动部件31绕轴线的旋转的限制,直线移动部件31沿前后方向移动。在直线移动部件31位于移动范围的最后端时,凸部31b位于槽32a的后端。当直线移动部件31从最后端向前方移动时,凸部31b在槽32a内向前方移动。由于直线移动部件31的旋转被限制,因此凸部31b不会向左右方向移动。因此,前进的凸部31b推压槽32a的壁面。由此,从前侧观察,动力转换环32以丝杠轴轴线K为中心绕顺时针方向进行旋转。当直线移动部件31进一步向前方移动时,凸部31b从槽32a进入槽32b。槽32b相对于前后方向不倾斜,因此不会产生凸部31b推压槽32b的壁面的力。因此,动力转换环32不旋转。
如图10~图12所示,在直线移动部件31从移动范围的最前端向后方移动时,首先凸部31b在槽32b内移动。此时,由于不会产生凸部31b推压槽32b的壁面的力,因此动力转换环32不旋转。当凸部31b在槽32a内向后方移动时,凸部31b推压槽32a的壁面,由此从前侧观察,动力转换环32向逆时针方向进行旋转。
如图4、5所示,在动力转换环32的径向内方设置有圆筒形状的单向离合器33和大致圆筒形状的第1旋转驱动环34。单向离合器33被安装于动力转换环32的内周面。第1旋转驱动环34被配置于单向离合器33的径向内方且丝杠轴28的径向外方。单向离合器33仅允许从前侧观察向顺时针方向的旋转驱动并将其从动力转换环32向第1旋转驱动环34传递。另一方面,从前侧观察向逆时针方向的旋转驱动不会从动力转换环32经由单向离合器33传递至第1旋转驱动环34。
如图4、5所示,第1旋转驱动环34呈在中央具有沿前后方向贯穿的贯插孔34d的大致圆筒形状。丝杠轴28以可沿前后方向移动的方式贯插于贯插孔34d。第1旋转驱动环34具有以丝杠轴轴线K为中心的圆筒形状的小径部34a和大径部34b。小径部34a被配置于大径部34b的后方。小径部34a被压入单向离合器33的内周面。在大径部34b的外周面凹设有沿前后方向延伸的多个凹槽34c。多个凹槽34c沿周向以规定的间隔配置,例如沿大径部34b的周向以90°间隔设置。
如图4、5所示,在第1旋转驱动环34的前方设置有与第1旋转驱动环34卡合的第2旋转驱动环35。第2旋转驱动环35呈在中央具有沿前后方向贯穿的贯插孔35e的大致圆筒形状。丝杠轴28和第1旋转驱动环34贯插于贯插孔35e。在第2旋转驱动环35的内周面设置有向径向内方突出的多个卡合凸部35a。通过将第1旋转驱动环34贯插于贯插孔35e,多个卡合凸部35a与多个凹槽34c卡合。因此,第2旋转驱动环35能够与第1旋转驱动环34一体地以丝杠轴轴线K为中心进行旋转,且能够相对于第1旋转驱动环34沿前后方向滑动。
如图4、5所示,在第2旋转驱动环35的外周面的前部设置有向径向外方伸出的弹簧承受部35d。在动力转换环32的前表面的前方设置有垫圈32c。在弹簧承受部35d与垫圈32c之间夹装有压缩弹簧35c。第2旋转驱动环35通过压缩弹簧35c被向前方施力。在第2旋转驱动环35的前表面设置有沿周向重复前后方向上的凹凸而成的形状的多个啮合齿35b。
如图4、5所示,在第2旋转驱动环35的前方设置有与第2旋转驱动环35和多个夹爪4卡合的第3旋转驱动环36。第3旋转驱动环36呈在中央具有沿前后方向贯穿的贯插孔36c的大致圆筒形状。丝杠轴28贯插于贯插孔36c。在第3旋转驱动环36的后表面设置有沿周向重复前后方向上的凹凸而成的形状的多个啮合齿36a。啮合齿36a与第2旋转驱动环35的啮合齿35b卡合。第3旋转驱动环36通过啮合齿35b与啮合齿36a的啮合而能够与第2旋转驱动环35一体地以丝杠轴轴线K为中心进行旋转。在第3旋转驱动环36的前端面设置有向前方突出的多个卡合凸部36b。各卡合凸部36b与设置于夹爪4的后端面的卡合凹部4b(参照图13)卡合。由此,多个夹爪4能够与第3旋转驱动环36一体地以丝杠轴轴线K为中心进行旋转。
有时例如夹爪4会咬住流体管的内周面。在该情况下,第2旋转驱动环35克服压缩弹簧35c的作用力而后退,从第3旋转驱动环36离开。由此,啮合齿35b与啮合齿36a的啮合脱开。因此,使多个夹爪4以丝杠轴轴线K为中心旋转的动力的传递路径在第2旋转驱动环35与第3旋转驱动环36之间被切断。由此,能够抑制旋转驱动的过负荷施加于咬住流体管的夹爪4,从而能够抑制各部件(例如传递动力的直线移动部件31、动力转换环32、旋转驱动环34、35、36)的破损。
如图5~7所示,在夹爪4的后部的径向外周设置有截面呈圆弧状的环收容槽4a。多个夹爪4的环收容槽4a在周向上相连而形成圆环状的槽。多个夹爪4通过被插入环收容槽4a且可弹性伸缩的环4c在周向上连结。可收容环4c的夹爪支承槽2a以向径向外方和沿周向延伸的方式设置于端帽2的内周面。夹爪支承槽2a允许环4c的径向上的移动,但限制环4c的前后方向上的移动。多个夹爪4以被夹爪支承槽2a支承的环4c为中心向径向开闭。
如图5~图7所示,多个夹爪4在楔3前进时向径向外方相互张开,将端帽2向前方和径向外方推压。与端帽2一体的前侧机构外壳12在楔3前进时受到朝向前方的较强的拉伸力。内螺纹部件27在与楔3一体的丝杠轴28前进时被反作用而向后方推压。后侧机构外壳15经由推力轴承27e受到内螺纹部件27向后方推压的力。因此,当楔3和丝杠轴28前进时,在前侧机构外壳12与后侧机构外壳15之间产生沿前后方向相互分离的较强的拉伸力。
如图5~图7所示,在前侧机构外壳12与后侧机构外壳15之间夹装有可沿前后方向分离的第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14。因此,前侧机构外壳12受到的朝向前方的力不会传递至后侧机构外壳15。另外,后侧机构外壳15受到的朝向后方的力不会传递至前侧机构外壳12。而且,前侧机构外壳12和后侧机构外壳15由铁制成。因此,前侧机构外壳12和后侧机构外壳15具有承受沿前后方向相互分离的拉伸力的刚性。
如图5~图7所示,第1中央机构外壳13收容并支承主轴轴承24b和内螺纹部件轴承27c。第2中央机构外壳14收容并支承主轴轴承24c和内螺纹部件轴承27d。被主轴轴承24b、24c以可旋转的方式支承的主轴24虽然受到直线移动部件31的前后移动的反作用力,但是与内螺纹部件27受到的反作用力相比足够小。因此,主轴轴承24b、24c几乎不受到前后方向上的力。被内螺纹部件轴承27c、27d以可旋转的方式支承的内螺纹部件27由推力轴承27e承受朝向后方推压的力。因此,内螺纹部件轴承27c、27d几乎不受到前后方向上的力。而且,第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14能够相对于前侧机构外壳12和后侧机构外壳15在前后方向上分离。这样,在扩管工具1动作时,第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14几乎不受到前后方向上的力。因此,能够由轻量的铸铝设置第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14。
参照图5~图7、10~图12来说明进给丝杠机构25和夹爪旋转机构30的驱动。首先电动马达21的输出轴21a进行旋转。输出轴21a的旋转驱动被行星减速机构23减速后传递至主轴24。当主轴24进行旋转时,通过齿轮26与齿轮27a的啮合而内螺纹部件27进行旋转。另外,通过外螺纹24a与内螺纹31a的旋合以及由旋转限制部12d实现的直线移动部件31旋转的限制,直线移动部件31沿前后方向移动。当内螺纹部件27进行旋转时,通过内螺纹27b与外螺纹28a的旋合而丝杠轴28沿前后方向移动。在丝杠轴28前进时,被安装于丝杠轴28的前端的楔3以使多个夹爪4和环4c移动至径向外方的张开位置的方式进行推压。在丝杠轴28后退时,由于楔3的推压力被消除,因此环4c收缩且多个夹爪4返回至径向内方的闭合位置。
当直线移动部件31前进,凸部31b在槽32a内前进时,动力转换环32从前侧观察向顺时针方向进行旋转。动力转换环32的旋转驱动经由单向离合器33被传递至第1旋转驱动环34。第1旋转驱动环34、第2旋转驱动环35和第3旋转驱动环36从前侧观察向顺时针方向进行旋转。因此,被第3旋转驱动环36支承的多个夹爪4从前侧观察也向顺时针方向进行旋转。当凸部31b在槽32b内前进时,动力转换环32不旋转。因此,第1旋转驱动环34、第2旋转驱动环35、第3旋转驱动环36和多个夹爪4不旋转。
当直线移动部件31后退,凸部31b在槽32b内后退时,动力转换环32不旋转。因此,第1旋转驱动环34、第2旋转驱动环35、第3旋转驱动环36以及多个夹爪4不旋转。当凸部31b在槽32a内后退时,动力转换环32从前侧观察向逆时针方向进行旋转。单向离合器33仅将从前侧观察向顺时针方向的旋转驱动传递至第1旋转驱动环34。因此,第1旋转驱动环34、第2旋转驱动环35、第3旋转驱动环36以及多个夹爪4不旋转。
电动马达21通过控制器45(参照图1)被切换正转和反转。多个夹爪4被电动马达21正转时前进的楔3推压而向径向外方相互张开。另外,在电动马达21正转时,多个夹爪4通过夹爪旋转机构30从前侧观察向顺时针方向进行旋转。在电动马达21反转时,多个夹爪4伴随楔3的后退而向径向内方相互闭合。另外,在电动马达21反转时,多个夹爪4通过单向离合器33的旋转限制而不进行旋转。
由夹爪旋转机构30实现的多个夹爪4的旋转动作和由通过进给丝杠机构25使楔3前后移动实现的多个夹爪4的开闭动作的时机(timing)能够通过各机构的设计进行变更。例如通过变更设置于动力转换环32的槽32a、32b的形状、丝杠轴28的前后方向上的移动范围等,能够变更动作的时机。在本实施例中,设定为在多个夹爪4的旋转动作结束之后立即使多个夹爪4开闭。
如图3、5所示,在内螺纹部件27的后方设置有检测丝杠轴28移动至移动范围的最前端的终端位置的情况的终端位置传感器42。在终端位置传感器42的后方设置有检测丝杠轴28移动至移动范围的最后端的初始位置的情况的初始位置传感器41。初始位置传感器41和终端位置传感器42是被称为霍尔IC的用于检测磁场的传感器。初始位置传感器41在丝杠轴28的上方被固定于主体外壳11。终端位置传感器42在丝杠轴28的上方以可沿前后方向移动的方式被主体外壳11支承。
如图1、5所示,在主体外壳11的上部设置有能够沿前后方向移动终端位置传感器42的位置调整机构44。在主体外壳11的上表面设置有沿上下方向贯穿主体外壳11且沿前后方向呈直线状延伸的槽孔11a。位置调整机构44具有贯穿槽孔11a且从主体外壳11的上表面露出的操作部44a。终端位置传感器42被支承于主体外壳11的内侧且操作部44a的下端。终端位置传感器42能够与操作部44a一起沿槽孔11a在前后方向上滑动。通过由使用者的手指对操作部44a进行滑动操作,能够变更终端位置传感器42的前后位置。
如图3、5所示,在丝杠轴28的后部上侧安装有磁铁43。初始位置传感器41检测与磁铁43在前后方向上重叠的时间点的丝杠轴28和楔3的位置作为初始位置。终端位置传感器42检测与磁铁43在前后方向上重叠的时间点的丝杠轴28和楔3的位置作为终端位置。
如上所述,对合成树脂制的流体管的端部进行扩径的扩管工具1具有图5~图7所示那样收容于主体外壳11的电动马达21。扩管工具1具有与电动马达21的输出轴21a平行或者能够在其轴线上沿前后方向移动地设置于主体外壳11的丝杠轴28。扩管工具1具有内螺纹部件27,该内螺纹部件27与丝杠轴28旋合,且通过绕丝杠轴28的轴线旋转而使丝杠轴28沿前后移动。扩管工具1具有通过与内螺纹部件27啮合而传递电动马达21的输出轴21a的旋转的齿轮26。扩管工具1具有从丝杠轴28向前方延伸的楔3。扩管工具1具有多个夹爪4,所述多个夹爪4以在楔3与丝杠轴28一起前进时被楔3推压而向径向外方相互张开的方式可开闭地连结于主体外壳11。
因此,将电动马达21以输出轴21a与丝杠轴28平行延伸的姿势配置。由此,电动马达21以沿着丝杠轴28在前后方向上延伸的姿势且位于靠近丝杠轴28的位置的方式配置。或者,将电动马达21以输出轴21a与丝杠轴28在同轴上延伸的姿势配置。由此,电动马达21被配置于丝杠轴28的附近。这样,能够使重量大的电动马达21靠近丝杠轴28所设置的主体外壳11的中心。因此,重量平衡变得良好,能够以稳定的状态保持扩管工具1。由此,能够使扩管工具1的操作性良好。
如图5所示,扩管工具1具有从主体外壳11向下方延伸的握把5。握把5在前后方向上被设置于电动马达21与多个夹爪4之间。电动马达21被配置于丝杠轴28的下方。因此,以相对于握把5重量平衡良好的方式配置电动马达21和多个夹爪4。由此,能够提高使用者把持握把5时的扩管工具1的操作性。
如图5所示,丝杠轴28的至少一部分与握把5在前后方向上重叠。因此,能够在前后方向上缩短扩管工具1。因此,能够减小扩管工具1绕重心的力矩,从而进一步提高操作性。
如图5所示,在电动马达21的输出轴21a与丝杠轴28之间设置有使输出轴21a的输出减速的行星减速机构23。因此,能够在从电动马达21至丝杠轴28的动力传递路径上紧凑地配置行星减速机构23。另外,通过使从电动马达21至丝杠轴28的动力传递路径为最小限度的路径,能够抑制动力的传递损失。
如图4、5所示,扩管工具1具有与多个夹爪4的后部连结的旋转驱动环34、35、36。扩管工具1具有夹爪旋转机构30,该夹爪旋转机构30通过电动马达21的输出使旋转驱动环34、35、36旋转,从而使多个夹爪4沿周向旋转。旋转驱动环34、35、36被设置于内螺纹部件27的前方。因此,内螺纹部件27、旋转驱动环34、35、36和多个夹爪4沿丝杠轴28延伸的前后方向排列配置。因此,能够使扩管工具1的重心靠近丝杠轴28。由此,能够提高保持扩管工具1时的稳定性。
如图4、5所示,扩管工具1具有以可开闭的方式支承多个夹爪4且限制多个夹爪4的前后移动的端帽2。扩管工具1具有在主体外壳11内从前侧到后方依次配置的前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13和后侧机构外壳15。扩管工具1具有将前侧机构外壳12与后侧机构外壳15连结的螺栓16。前侧机构外壳12由铁制成且用于支承端帽2。后侧机构外壳15由铁制成且用于支承内螺纹部件27的后端。第1中央机构外壳13由比铁轻量的材料形成。
因此,具有由前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13和后侧机构外壳15沿前后方向分割而成的结构。端帽2和支承端帽2的前侧机构外壳12在多个夹爪4张开时被多个夹爪4朝向前方强力推压。内螺纹部件27通过使丝杠轴28向前移动的反作用而被朝向后方强力推压。例如,在前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13和后侧机构外壳15以一个部件设为一体的机构外壳的情况下,当夹爪4扩径时在前端和后端产生沿前后方向较强的拉伸力。因此,机构外壳整体需要以高强度设置。沿前后方向分割出前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13和后侧机构外壳15,而且设置前侧机构外壳12和后侧机构外壳15由铁制成。由此,能够将沿前后方向的拉伸力分别分散于强度高的前侧机构外壳12和后侧机构外壳15。而且,通过以轻量的材料来设置第1中央机构外壳13,由此能够使扩管工具1轻量化。
如图2、5所示,扩管工具1在第1中央机构外壳13与后侧机构外壳15之间具有第2中央机构外壳14。前侧机构外壳12、第1中央机构外壳13、第2中央机构外壳14和后侧机构外壳15在各端部具有用于邻接的各端部相互在前后方向上重叠的卡合部12b、13a、13b、14a、14b、15b。因此,通过使卡合部12b与卡合部13a在前后方向上重叠,能够将前侧机构外壳12和第1中央机构外壳13相互高精度地定位。另外,第1中央机构外壳13与第2中央机构外壳14的卡合部13b、14a、以及第2中央机构外壳14与后侧机构外壳15的卡合部14b、15b也能够高精度地定位。因此,能够使各机构外壳的组装性良好,且能够抑制被收容于内部的内螺纹部件27等的晃动。
如图5所示,在输出轴21a的前方设置有与齿轮26一体旋转的主轴24。第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14对以可旋转的方式支承主轴24的主轴轴承24b、24c和以可旋转的方式支承内螺纹部件27的内螺纹部件轴承27c、27d进行支承。因此,主轴轴承24b、24c和内螺纹部件轴承27c、27d几乎不受到前后方向上的力。因此,主轴24和内螺纹部件27能够被强度比前侧机构外壳12和后侧机构外壳15低的第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14充分地支承。由此,能够减少需要设置由铁制成的部位,从而能够使扩管工具1轻量化。
如图5所示,后侧机构外壳15对与内螺纹部件27的后端抵接的推力轴承27e进行支承。因此,内螺纹部件27在丝杠轴28向前移动时被朝向后方强力推压。后侧机构外壳15能够经由推力轴承27e承受朝向后方推压内螺纹部件27的力。因此,内螺纹部件27能够绕丝杠轴28的轴线高精度地旋转。由此,丝杠轴28能够沿前后方向高精度地移动。
如图5所示,在丝杠轴28与内螺纹部件27的旋合部分夹装有滚珠28b。因此,通过夹装于旋合部分的滚珠28b使驱动力的传递效率变得良好。因此,能够将内螺纹部件27相对于丝杠轴28的旋转驱动高效地转换为丝杠轴28的前后移动。
在使终端位置传感器42向前方移动的情况下,楔3的终端位置被设定得更靠前方。因此,大致圆锥形状的楔3在终端位置由直径大的后部的外周面向径向外方推压多个夹爪4。由此,使向径向外方推压多个夹爪4的力变大,能够增大多个夹爪4向径向外方相互张开的扩径宽度。例如在气温、流体管的温度高且扩径后的流体管的收缩速度快的情况下,通过使终端位置传感器42向前方移动,能够将流体管的端部扩径得较大。
在使终端位置传感器42向后方移动的情况下,能够将楔3的终端位置设定得更靠后方。因此,大致圆锥形状的楔3在终端位置由直径比较小的前后方向中央的外周面向径向外方推压多个夹爪4。由此,使向径向外方推压多个夹爪4的力变小,能够减小多个夹爪4向径向外方相互张开的扩径宽度。例如在气温低且扩径后的流体管的收缩速度慢的情况下,通过使终端位置传感器42向前方移动,能够减小流体管的端部的扩径宽度。
图5~图7所示的多个夹爪4在向径向外方相互张开时,受到来自流体管的较大的负荷,以便使流体管的端部扩径。另一方面,当多个夹爪4在流体管内沿周向进行旋转时受到的负荷比对流体管的端部进行扩径时小。因此,在使多个夹爪4向径向外方相互张开时所需的电动马达21的输出比使多个夹爪4旋转时所需的电动马达21的输出大。假设始终将在电动马达21中流动的电流的上限值设定为恒定值。夹爪4有时例如在旋转动作时会由于咬住流体管的内周面等而不能旋转。在该情况下仍向电动马达21供给电流直至上限值为止。因此,过大的力施加于不能旋转的夹爪4,夹爪4有可能破损。
在本实施例中,为了抑制过大的力施加于夹爪4,将在夹爪4旋转动作的旋转区间电动马达21中所流动的电流的上限值设为第1上限值。将在多个夹爪4向径向外方相互张开的扩径区间电动马达21中所流动的电流的上限值设为第2上限值。将第1上限值设定为比第2上限值低的值,例如设定为第2上限值的70%以下、50%以下、30%以下的值。由此,一旦夹爪4在旋转区间变得不能旋转的情况下,以比第2上限值低的第1上限值停止电动马达21的驱动。因此,能够抑制不能旋转的夹爪4产生过大的力。控制器45(参照图1)根据电动马达21的转速和楔3的前后位置来检测旋转区间和扩径区间。
如图14所示,当控制器45从开关主体6a接收到接通信号时,从电池8向电动马达21供给电功率,使电动马达21启动。控制器45通过从设置于电动马达21的转速检测传感器21d接收到转子21c的相位的检测信号,检测出电动马达21的转速。初始位置传感器41向控制器发送检测到磁铁43时丝杠轴28的初始位置的检测信号(参照图5)。终端位置传感器42向控制器45发送检测到磁铁43时丝杠轴28的终端位置的检测信号。
图14所示的控制器45将从接收到初始位置传感器41的检测信号开始直至电动马达21以规定的转速进行旋转为止的区间设定为旋转区间。控制器45将从旋转区间的结束时开始直至终端位置传感器42检测到位于终端位置的丝杠轴28为止的区间设定为扩径区间。电动马达21的规定转速根据例如动力转换环32的槽32a、32b(参照图9)的形状、主轴24每旋转一周的丝杠轴28和直线移动部件31的进给量(参照图5~图7)而被预先设定并将其存储于控制器45。电动马达21通过控制器45(参照图1)切换正转和反转,变更旋转速度。由此,能够变更楔3的移动方向和移动速度以及夹爪4的旋转方向和旋转速度。
如上所述,对合成树脂制的流体管的端部进行扩径的扩管工具1具有图5所示那样将电动马达21的输出轴21a切换为正转和反转的控制器45(参照图1)。扩管工具1具有通过电动马达21进行旋转的内螺纹部件27。扩管工具1具有与内螺纹部件27旋合且通过内螺纹部件27的旋转而在后方的初始位置与前方的终端位置之间前后移动的丝杠轴28。扩管工具1具有从丝杠轴28向前方延伸的楔3。扩管工具1具有在楔3与丝杠轴28一起前进时被楔3推压而向径向外方相互张开的多个夹爪4。扩管工具1具有通过检测位于终端位置的丝杠轴28而向控制器45发送信号的终端位置传感器42。终端位置传感器42被设置为能够沿前后方向位置移动。根据终端位置传感器42的位置,使丝杠轴28的终端位置可变。
因此,通过使终端位置传感器42向前方移动,能够将楔3向前方移动的终端位置设定得更靠前方。因此,楔3在终端位置向径向外方推压多个夹爪4的力变大。由此,能够增大多个夹爪4向径向外方相互张开的扩径宽度。因此,例如在气温高且流体管的收缩速度快的情况下,能够将流体管的端部扩径得较大。通过使终端位置传感器42向后方移动,能够将楔3向前方移动的终端位置设定得更靠后方。因此,楔3在终端位置向径向外方推压多个夹爪4的力变小。由此,能够减小多个夹爪4向径向外方相互张开的扩径宽度。因此,例如在气温低且流体管的收缩速度慢的情况下,能够减小流体管的端部的扩径宽度。这样,能够根据气温、流体管的温度等来变更夹爪4的扩径宽度。
如图3、5所示,扩管工具1具有检测位于初始位置的丝杠轴28的初始位置传感器41。因此,通过检测丝杠轴28的初始位置和终端位置,能够高精度地检测丝杠轴28和楔3的前后方向上的位置。
如图5所示,终端位置传感器42具有设置于主体外壳11的霍尔IC。丝杠轴28设置有磁铁43。因此,能够将用于检测丝杠轴28的终端位置的结构设置得简单且小型。因此,能够将包含终端位置传感器42的主体外壳11设置得紧凑。
如图1、5所示,终端位置传感器42具有向主体外壳11的外侧突出的操作部44a。因此,使用者通过从主体外壳11的外方对操作部44a进行操作,能够使终端位置传感器42移动。因此,能够使终端位置传感器42容易地移动至目标位置。
如图1所示,扩管工具1具有从主体外壳11向下方延伸的握把5。操作部44a从主体外壳11的上表面突出。因此,在易于使用者一边视觉观察一边操作的主体外壳11的上方配置操作部44a。由此,能够使操作部44a的操作性良好。
如图5所示,扩管工具1具有夹爪旋转机构30,该夹爪旋转机构30通过电动马达21的输出使多个夹爪4沿周向旋转。控制器45(参照图1)能够根据电流的第1上限值和电流的第2上限值向电动马达21供给电流,所述电流的第1上限值是在多个夹爪4旋转的旋转区间电动马达21中所流动的电流的值;所述电流的第2上限值是在多个夹爪4向径向外方相互张开的扩径区间电动马达21中所流动的电流的值。因此,能够在旋转区间和扩径区间使电动马达21中流动的电流的上限值变更。因此,例如能够抑制在夹爪4不能旋转的情况下电动马达21持续驱动的情况。由此,能够抑制过度地施加于夹爪4、楔3、夹爪旋转机构30等的负荷。
如图14所示,扩管工具1具有通过检测电动马达21的转速而向控制器45发送信号的转速检测传感器21d。控制器45根据由转速检测传感器21d发送的信号和检测到移动至终端位置或初始位置的丝杠轴28的检测信号来设定旋转区间和扩径区间。因此,在使终端位置传感器42移动而变更丝杠轴28的终端位置时,能够重新设定旋转区间和扩径区间。因此,能够适当地控制夹爪4的旋转动作和扩径动作,以便能够以与流体管的收缩速度对应的扩径宽度对流体管进行扩径。
如图5所示,在电动马达21中流动的第1上限值被设定得比第2上限值低。因此,在施加于夹爪4和夹爪旋转机构30的负荷小的旋转区间降低在电动马达21中所流动的电流的上限值。因此,能够抑制在旋转区间电动马达21过度地驱动。由此,能够将施加于夹爪4和夹爪旋转机构30的负荷抑制在最小限度。
如图5~图7所示,旋转区间是楔3前进的区间且在扩径区间之前。因此,多个夹爪4在沿楔3的周向进行旋转之后向径向扩径。通过明确地区分多个夹爪4的旋转动作和扩径动作,能够抑制无意地施加于夹爪4、夹爪旋转机构30的负荷。
参照图5~图7,旋转区间是楔3后退的区间且在扩径区间之后。因此,多个夹爪4在向径向内方相互闭合之后沿楔3的周向进行旋转。在该情况下,由于也明确地区分多个夹爪4的旋转动作和扩径动作,因此能够抑制无意地施加于夹爪4、夹爪旋转机构30的负荷。
如图5所示,在丝杠轴28与内螺纹部件27的旋合部分夹装有滚珠28b。因此,通过夹装于旋合部分的滚珠28b使驱动力的传递效率变得良好。因此,能够将内螺纹部件27相对于丝杠轴28的旋转驱动高效地转换为丝杠轴28的前后移动。
接着,根据图15~图17来说明本发明的另一实施例。如图15所示,第2实施例的扩管工具50具有传感器定位机构(位置调整机构)53,代替图5所示的第1实施例的扩管工具1的位置调整机构44。在传感器定位机构53上设置有能够变更初始位置传感器41的前后方向上的位置的初始位置操作部54。在传感器定位机构53上设置有能够变更终端位置传感器42的前后方向上的位置的终端位置操作部55。在以下的说明中,仅详细说明与第1实施例的扩管工具1不同的部分。
如图15、16所示,能够在扩管工具50的前部安装多个第2夹爪51来代替多个夹爪4。多个夹爪4例如用于对公称直径为0.5英寸、0.75英寸、1英寸等流体管进行扩径。多个夹爪51例如用于对公称直径为1.5英寸等的流体管进行扩径。在多个夹爪4、51对流体管进行扩张时,在多个夹爪4、51上作用有来自楔3的向径向外方张开的力和通过对流体管进行扩径的力的反作用而来自流体管的向径向内方的力。因此,在各夹爪4、51上作用有弯曲的力。流体管的尺寸越大,则弯曲的力越大。夹爪51被设定得径向上的壁厚比夹爪4大,以便提高相对于弯曲的力的耐用性。
如图15所示,在各夹爪51的后部的径向外周设置有截面圆弧状的环收容槽51a。多个夹爪51的环收容槽51a在周向上相连而形成圆环状的槽。多个夹爪51通过被插入环收容槽51a且可弹性伸缩的环51b在周向上连结。通过端帽2的内周面的夹爪支承槽2a允许环51b在径向上的移动且限制环51b在前后方向上的移动。多个夹爪51以被夹爪支承槽2a支承的环51b为中心向径向开闭。
参照图15、16,将连结有多个夹爪4的端帽2从前侧机构外壳12的外螺纹12a拆下,并使连结有多个第2夹爪51的端帽2紧固于外螺纹12a。由此,能够更换多个夹爪4和多个第2夹爪51。
参照图15、16,假设在将楔3的初始位置固定于楔3与夹爪51的内周壁51c接近的位置的情况下,在代替多个第2夹爪51而安装多个夹爪4时,在夹爪4的内周壁4d与楔3之间会产生前后方向上的距离D。在使楔3从初始位置在距离D的区间进行移动的期间,楔3不与多个夹爪4接触,多个夹爪4不向径向外方张开。因此,使多个夹爪4开闭的每一个周期的开闭时间延长了移动距离D的量。本实施例的扩管工具50通过使初始位置传感器41沿前后方向移动,能够变更楔3和丝杠轴28的初始位置。由此,例如如图16的假想线所示那样,能够将楔3的初始位置变更为楔3与夹爪51的内周壁51c相互的接近的位置。
如图17所示,初始位置操作部54能够沿主体外壳52的槽孔52a在前后方向上滑动。在初始位置操作部54的下部设置有用于保持初始位置传感器41的传感器保持部54b。初始位置操作部54的上部位于槽孔52a的外侧(上侧)且被设置为比槽孔52a向左右方向伸出的大致矩形的板状。在初始位置操作部54的上部的下表面设置有弹簧保持槽54a。弹簧保持槽54a在初始位置操作部54的前部和后部各设置有1个。板簧56的两顶端以插入且不会脱落的方式被保持于各弹簧保持槽54a。板簧56被设置为大致M字状,在中央具有向下方突出的卡合部56a。卡合部56a的下表面呈圆弧状。卡合部56a利用被保持于初始位置操作部54的板簧56的弹性而能够沿上下方向移动。
如图17所示,终端位置操作部55能够沿主体外壳52的槽孔52a在前后方向上滑动。终端位置操作部55被设置为与初始位置操作部54大致相同形状。在终端位置操作部55的下部设置有用于保持终端位置传感器42的传感器保持部55b。在终端位置操作部55的上部的下表面设置有弹簧保持槽55a。弹簧保持槽55a分别在终端位置操作部55的前部和后部各设置有1个。板簧57的两顶端以插入且不会脱落的方式被保持于一对弹簧保持槽55a。板簧57被设置为与板簧56大致相同形状,在中央具有向下方突出的卡合部57a。卡合部57a的下表面呈圆弧状。卡合部57a利用被保持于终端位置操作部55的板簧57的弹性而能够沿上下方向移动。
如图17所示,在主体外壳52的槽孔52a的侧壁设置有多个卡合凹部52b、52c。卡合凹部52b、52c以从主体外壳52的上表面朝向下方的方式被凹设为半球状。多个卡合凹部52b在槽孔52a的后部沿前后方向以规定的间隔形成。多个卡合凹部52c在槽孔52a的前部沿前后方向以规定的间隔形成。
如图17所示,当板簧56的卡合部56a移动至与多个卡合凹部52b中的任一个相同的前后位置时,其向下移动而与卡合凹部52b弹性卡合。由此,初始位置操作部54被定位于规定的前后位置。通过对初始位置操作部54施加规定以上的前后方向上的力,卡合部56a与卡合凹部52b的卡合脱离而能够使初始位置操作部54沿前后方向滑动。这样,初始位置操作部54以具有节制感(点击感)且能够沿前后方向移动的方式被定位于多个规定的前后位置。例如在安装径向上的壁厚较薄的多个夹爪4的情况下,使初始位置操作部54向前方位置移动。例如在安装径向上的壁厚较厚的多个第2夹爪51的情况下,使初始位置操作部54向后方位置移动。
如图17所示,当板簧57的卡合部57a移动至与多个卡合凹部52c中的任一个相同的前后位置时,其向下移动而与卡合凹部52c弹性卡合。由此,终端位置操作部55被定位于规定的前后位置。通过对终端位置操作部55施加规定以上的前后方向上的力,卡合部57a与卡合凹部52c的卡合脱离而能够使终端位置操作部55沿前后方向滑动。这样,终端位置操作部55以具有节制感且能够沿前后方向移动的方式被定位于多个规定的前后位置。例如在气温高且流体管的收缩速度快的情况下,使终端位置操作部55向前方位置移动。例如在气温低且流体管的收缩速度慢的情况下,使终端位置操作部55向后方位置移动。
如上所述,对合成树脂制的流体管的端部进行扩径的扩管工具50具有如图16所示那样将电动马达21的输出轴切换为正转和反转的控制器45(参照图1)。扩管工具50具有通过电动马达21进行旋转的内螺纹部件27。扩管工具50具有与内螺纹部件27旋合且通过内螺纹部件27的旋转而在后方的初始位置与前方的终端位置之间前后移动的丝杠轴28。扩管工具50具有从丝杠轴28向前方延伸的楔3。扩管工具50具有在楔3与丝杠轴28一起前进时被楔3推压而向径向外方相互张开的多个夹爪4。扩管工具50具有通过检测位于初始位置或终端位置的丝杠轴28而向控制器45发送信号的初始位置传感器41和终端位置传感器42这两传感器。初始位置传感器41和终端位置传感器42被设置为能够沿前后方向位置移动。根据初始位置传感器41和终端位置传感器42的位置,使丝杠轴28的初始位置和终端位置可变。
因此,通过使初始位置传感器41向前方移动,能够将楔3的初始位置设定得更靠前方。因此,能够缩短楔3从初始位置出发开始直至抵接于多个夹爪4为止的时间。由此,能够缩短使多个夹爪4开闭的一个周期的时间,从而能够缩短作业时间。通过使初始位置传感器41向后方移动,能够将楔3的初始位置设定得更靠后方。因此,例如在使用径向的壁厚较厚的多个夹爪51的情况下,能够使楔3的初始位置向后方移动,以便初始位置的楔3与多个夹爪51不会产生干涉。
如图15、16所示,初始位置传感器41和终端位置传感器42具有向主体外壳11的外侧突出的初始位置操作部54和终端位置操作部55。因此,使用者通过从主体外壳11的外方对初始位置操作部54或终端位置操作部55进行操作,能够使初始位置传感器41或终端位置传感器42移动。因此,能够使初始位置传感器41和终端位置传感器42容易地移动至目标位置。
如图15、16所示,扩管工具50能够替换多个夹爪4而安装与多个夹爪4径向上的壁厚不同的多个第2夹爪51。因此,能够使用1个扩管工具50来对管径(公称直径)不同的多种流体管进行扩径。
如图17所示,扩管工具50具有传感器定位机构53,该传感器定位机构53能够在前后方向上的多个位置以可解除的方式定位初始位置传感器41和终端位置传感器42。因此,能够在作为楔3的初始位置的优选的多个位置上定位初始位置传感器41。或者,能够在作为楔3的终端位置的优选的多个位置上定位终端位置传感器42。因此,使用者无需进行初始位置和终端位置的微调,从而提高可用性。另外,能够抑制被定位的初始位置传感器41和终端位置传感器42无意地移动。
接着,根据图18来说明本发明的另一实施例。第3实施例的扩管工具60代替图16所示的第2实施例的扩管工具50的传感器定位机构53而具有传感器定位机构(位置调整机构)61。在传感器定位机构61上设置有能够变更初始位置传感器41的前后方向上的位置的初始位置操作部62和能够变更终端位置传感器42的前后方向上的位置的终端位置操作部63。在以下的说明中,仅详细说明与第1实施例的扩管工具1、第2实施例的扩管工具50不同的部分。
如图18所示,初始位置操作部62能够沿主体外壳52的槽孔52a在前后方向上滑动。在初始位置操作部62的下部设置有用于保持初始位置传感器41的传感器保持部62b。初始位置操作部62的上部位于槽孔52a的外侧(上侧)且被设置为比槽孔52a向左右方向伸出的大致矩形的板状。在初始位置操作部62的上部的下表面设置有向上方延伸的槽孔状的滚珠收容槽62a。在滚珠收容槽62a中以不脱落的方式收容有定位珠(ball plunger)64。定位珠64由被保持为能够从滚珠收容槽62a的下端突出的滚珠64a和对滚珠64a朝向下方进行施力的压缩弹簧64b构成。
如图18所示,终端位置操作部63能够沿主体外壳52的槽孔52a在前后方向上滑动。终端位置操作部63被设置为与初始位置操作部62大致相同形状。在终端位置操作部63的下部设置有用于保持终端位置传感器42的传感器保持部63b。在终端位置操作部63的上部的下表面设置有向上方延伸的槽孔状的滚珠收容槽63a。在滚珠收容槽63a中以不脱落的方式收容有定位珠65。定位珠65由被保持为能够从滚珠收容槽63a的下端突出的滚珠65a和对滚珠65a朝向下方进行施力的压缩弹簧65b构成。
如图18所示,当定位珠64的滚珠64a移动至与多个卡合凹部52b中的任一个相同的前后位置时,其向下移动而与卡合凹部52b弹性卡合。由此,初始位置操作部62被定位于规定的前后位置。通过对初始位置操作部62施加规定以上的前后方向上的力,滚珠64a与卡合凹部52b的卡合脱离而能够使初始位置操作部62沿前后方向滑动。这样,初始位置操作部62以具有节制感且能够沿前后方向移动的方式被定位于多个规定的前后位置。初始位置操作部62例如根据被安装于扩管工具60的多个夹爪的种类(径向的厚度、尺寸)进行移动。
如图18所示,当定位珠65的滚珠65a移动至与多个卡合凹部52c中的任一个相同的前后位置时,其向下移动而与卡合凹部52c弹性卡合。由此,终端位置操作部63被定位于规定的前后位置。通过对终端位置操作部63施加规定以上的前后方向上的力,滚珠65a与卡合凹部52c的卡合脱离而能够使终端位置操作部63沿前后方向滑动。这样,终端位置操作部63以具有节制感且能够沿前后方向移动的方式被定位于多个规定的前后位置。终端位置操作部63例如根据气温进行移动。
接着,根据图19来说明本发明的另一实施例。第4实施例的扩管工具70具有使初始位置传感器41和终端位置传感器42自动地沿前后方向移动的传感器定位机构(位置调整机构)71。传感器定位机构71具有以可沿前后方向移动的方式保持初始位置传感器41的初始位置操作部72和以可沿前后方向移动的方式保持终端位置传感器42的终端位置操作部73。在以下的说明中,仅详细说明与第1实施例的扩管工具1不同的部分。
如图19所示,初始位置操作部72具有螺线管72a。螺线管72a通过操作初始位置操作开关72b而启动。当螺线管72a启动时,初始位置传感器41与初始位置操作部72一起朝向前方或后方移动。螺线管72a启动规定时间,使初始位置传感器41移动至规定的位置,在此之后停止。初始位置操作开关72b例如是按钮、拨动开关(toggle switch)、拨盘开关(dialswitch)等,例如被设置于握把5(参照图1)。初始位置传感器41可移动的多个位置例如根据可安装于扩管工具70的夹爪的种类被预先存储于控制器45的存储部。
如图19所示,终端位置操作部73具有螺线管73a。螺线管73a通过操作终端位置操作开关73b而启动。当螺线管73a启动时,终端位置传感器42与终端位置操作部73一起朝向前方或后方移动。螺线管73a启动规定时间,使终端位置传感器42移动至规定的位置,在此之后停止。终端位置操作开关73b以与初始位置操作开关72b相同的结构,与初始位置操作开关72b排列设置。终端位置传感器42可移动的多个位置例如根据规定间隔的各气温下的流体管的收缩速度被预先存储于控制器45的存储部。
接着,根据图20来说明本发明的另一实施例。第5实施例的扩管工具80具有使初始位置传感器41和终端位置传感器42自动地沿前后方向移动的传感器定位机构(位置调整机构)81。传感器定位机构81具有以可沿前后方向移动的方式保持初始位置传感器41的初始位置操作部72和以可沿前后方向移动的方式保持终端位置传感器42的终端位置操作部73。在以下的说明中,仅详细说明与第1实施例的扩管工具1、第4实施例的扩管工具70不同的部分。
如图20所示,扩管工具80具有标签读取器(tag reader)85。标签读取器85例如被设置于安装用于保持夹爪84的端帽2的工具主体10(参照图1)的前部。在多个夹爪84或端帽2(参照图1)上安装有NFC标签84a。标签读取器85能够通过无线通信读取被记录于NFC标签84a的信息。
如图20所示,在控制器45中设置有初始位置设定部82、终端位置设定部83和标签判别部86。标签判别部86根据标签读取器85读入的NFC标签84a的信息来判别夹爪84的种类。初始位置设定部82根据标签判别部86判别出的夹爪的种类和由转速检测传感器21d检测到的电动马达21的转速(旋转角度)来设定楔3和丝杠轴28的初始位置(参照图5)。初始位置操作部72的螺线管72a使初始位置传感器41移动至由初始位置设定部82所设定的初始位置。
如图20所示,扩管工具80具有检测气温的温度传感器87。终端位置设定部83根据温度传感器87检测到的气温和由转速检测传感器21d检测到的电动马达21的转速(旋转角度)来设定楔3和丝杠轴28的终端位置(参照图7)。终端位置操作部73的螺线管73a使终端位置传感器42移动至由终端位置设定部83所设定的终端位置。
接着,根据图21来说明本发明的另一实施例。第6实施例的扩管工具90具有使初始位置传感器41和终端位置传感器42自动地沿前后方向移动的传感器定位机构(位置调整机构)91。扩管工具90代替图20所示的第5实施例的标签读取器85和标签判别部86而具有总线电流测定部92。总线电流测定部92监视向电动马达21供给的总线电流值。
参照图21,首先在扩管工具90上安装规定种类的夹爪并使开关主体6a成为接通状态,从而驱动电动马达21。总线电流测定部92测定总线电流。初始位置设定部82根据由总线电流测定部92监视的总线电流值的最大值、总线电流的总电功率量来判别被安装于扩管工具90的夹爪的种类。具体而言,当多个夹爪开始向径向张开时总线电流值增加,当多个夹爪张开到最大时总线电流值达到最大。然后,当多个夹爪向径向闭合时总线电流值减少。根据总线电流值的变化的特征来判别夹爪的种类(径向的厚度、尺寸)。而且,初始位置设定部82根据判别出的夹爪的种类来设定楔3和丝杠轴28的初始位置(参照图5)。螺线管72a使初始位置传感器41向由初始位置设定部82所设定的初始位置移动。这样,在使用相同种类的多个夹爪的期间,楔3和丝杠轴28的初始位置成为初始位置传感器41移动后的位置。
可以对以上说明的本实施例施加各种变更。例示了具有6个夹爪4的扩管工具1。代替于此,也可以具有例如5个以下或7个以上的夹爪4。例示了将电动马达21设置于丝杠轴28的下方且握把5的后部上方的结构。代替于此,也可以例如将电动马达21设置于丝杠轴28的上方且握把5的后部上方。
例示了在前侧机构外壳12与后侧机构外壳15的前后之间夹装第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14的结构。代替于此,也可以为例如夹装被分割为1个或3个以上的中央机构外壳的结构。例示了铸铝制的第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14。代替于此,也可以例如由铸镁制等轻量材料设置第1中央机构外壳13和第2中央机构外壳14。
例示了设置从直线移动部件31的侧面向径向外方突出的凸部31b,在动力转换环32的外周面上设置与凸部31b卡合的槽32a、32b的结构。代替于此,也可以例如在直线移动部件31的侧面上设置槽,并设置从动力转换环32的外周面向径向外方突出的凸部。
例示了具备通过手动使终端位置传感器42移动的操作部44a的扩管工具1。代替于此,也可以例如具有根据检测气温的温度传感器和由温度传感器检测到的气温来使终端位置传感器42自动地移动的移动机构。作为移动机构,可以例如使用马达、螺线管。例示了主体外壳11支承初始位置传感器41和终端位置传感器42,在丝杠轴28上设置磁铁43的结构。代替于此,也可以为例如主体外壳11在与初始位置传感器41和终端位置传感器42对应的各位置支承磁铁,在丝杠轴28上设置霍尔IC的结构。
例示了在夹爪4的旋转区间之后设置扩径区间的结构,但也可以在扩径区间之后设置旋转区间。例示了将旋转区间的结束时刻作为检测预先存储于控制器45的电动马达21的规定转速的时间点的结构。代替于此,也可以为在前后方向上的初始位置传感器41与终端位置传感器42之间还设置用于检测旋转区间的结束时刻的传感器(霍尔IC)的结构。
例示了通过进给丝杠机构25使楔3前后移动的结构。代替于此,也可以例如通过由电动马达21旋转驱动而旋转的凸轮使楔3前后移动,并检测凸轮的初始角度及旋转角度和电动马达21的转速,由此来检测旋转区间和扩径区间。
例示了在丝杠轴28与内螺纹部件27之间夹装有滚珠28b的进给丝杠机构25。代替于此,也可以为例如丝杠轴28与内螺纹部件27直接旋合而不夹装滚珠的进给丝杠机构。
定位初始位置操作部54的卡合凹部52b和定位终端位置操作部55的卡合凹部52c的个数、前后位置并不受例示的限定,也可以适当地变更。例示了板簧的卡合部和定位珠的滚珠沿上下方向移动的结构。代替于此,也可以为例如板簧的卡合部、定位珠的滚珠朝向形成于主体外壳52的槽孔52a的侧壁沿左右方向移动的结构。
初始位置操作部72也可以代替使初始位置传感器41沿前后方向移动的螺线管而具有例如电动马达。终端位置操作部73也可以代替使终端位置传感器42沿前后方向移动的螺线管而具有例如电动马达。
也可以将使用了板簧56、57的传感器定位机构53、使用了定位珠64、65的传感器定位机构61应用于能够使初始位置传感器41和终端位置传感器42自动地移动的扩管工具70、80、90。
也可以代替由扩管工具90监视总线电流值而在安装多个夹爪后立即进行启动时,由转速检测传感器21d测定楔3从初始位置到开始使多个夹爪向径向张开为止的电动马达21的总转速。能够根据电动马达21的总转速计算出丝杠轴28的移动量。由于能够根据丝杠轴28的移动量来判别楔3没有扩张多个夹爪的区间,因此使初始位置传感器41的位置移动来设定楔3的初始位置,以便缩小该没有扩张的区间。
Claims (22)
1.一种扩管工具,对合成树脂制的流体管的端部进行扩径,其特征在于,具有:
电动马达,其被收容于主体外壳;
丝杠轴,其与所述电动马达的输出轴平行或者能够在其轴线上沿前后方向移动地设置于所述主体外壳;
内螺纹部件,其与所述丝杠轴旋合,通过绕所述丝杠轴的轴线旋转而使所述丝杠轴沿前后移动;
齿轮,其通过与所述内螺纹部件啮合而传递所述电动马达的所述输出轴的旋转;
楔,其从所述丝杠轴向前方延伸;以及
多个夹爪,其以在所述楔与所述丝杠轴一起前进时被所述楔推压而向径向外方相互张开的方式可开闭地连结于所述主体外壳。
2.根据权利要求1所述的扩管工具,其特征在于,
具有从所述主体外壳向下方延伸的握把,
所述握把在前后方向上被设置于所述电动马达与多个所述夹爪之间,
所述电动马达被配置于所述丝杠轴的下方。
3.根据权利要求2所述的扩管工具,其特征在于,
所述丝杠轴的至少一部分与所述握把在前后方向上重叠。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
在所述电动马达的所述输出轴与所述丝杠轴之间设置有使所述输出轴的输出减速的行星减速机构。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
具有:旋转驱动环,其与多个所述夹爪的后部连结;以及
夹爪旋转机构,其通过所述电动马达的输出使所述旋转驱动环旋转,从而使多个所述夹爪沿周向旋转,
所述旋转驱动环被设置于所述内螺纹部件的前方。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
具有:端帽,其以使多个所述夹爪可开闭的方式对其进行支承且限制多个所述夹爪的前后移动;
在所述主体外壳内从前侧到后方依次配置的前侧机构外壳、中央机构外壳和后侧机构外壳;以及
螺栓,其将所述前侧机构外壳与所述后侧机构外壳连结,
所述前侧机构外壳由铁制成且用于支承所述端帽,
所述后侧机构外壳由铁制成且用于支承所述内螺纹部件的后端,
所述中央机构外壳由比铁轻量的材料形成。
7.根据权利要求6所述的扩管工具,其特征在于,
在所述中央机构外壳与所述后侧机构外壳之间具有第2中央机构外壳,
所述前侧机构外壳、所述中央机构外壳、所述第2中央机构外壳和所述后侧机构外壳在所述各端部具有用于邻接的各端部相互在前后方向上重叠的卡合部。
8.根据权利要求7所述的扩管工具,其特征在于,
在所述输出轴的前方设置有与所述齿轮一体旋转的主轴,
所述中央机构外壳和所述第2中央机构外壳对以可旋转的方式支承所述主轴的主轴轴承和以可旋转的方式支承所述内螺纹部件的内螺纹部件轴承进行支承。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
所述后侧机构外壳对与所述内螺纹部件的后端抵接的推力轴承进行支承。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
在所述丝杠轴与所述内螺纹部件的旋合部分夹装有滚珠。
11.根据权利要求1所述的扩管工具,其特征在于,
还具有将电动马达的输出轴切换为正转和反转的控制器,
所述丝杠轴构成为,通过所述内螺纹部件的旋转而在后方的初始位置与前方的终端位置之间前后移动,
所述扩管工具具有通过检测位于所述初始位置或所述终端位置的所述丝杠轴而向所述控制器发送信号的初始位置传感器或终端位置传感器或者这两传感器,
所述初始位置传感器和/或所述终端位置传感器被设置为能够沿前后方向进行位置移动,根据所述初始位置传感器和/或所述终端位置传感器的位置,使所述丝杠轴的所述初始位置和/或所述终端位置可变。
12.根据权利要求11所述的扩管工具,其特征在于,
所述初始位置传感器和/或所述终端位置传感器具有设置于主体外壳的霍尔IC,所述丝杠轴设置有磁铁。
13.根据权利要求11或12所述的扩管工具,其特征在于,
所述初始位置传感器和/或所述终端位置传感器具有向主体外壳的外侧突出的操作部。
14.根据权利要求13所述的扩管工具,其特征在于,
具有从所述主体外壳向下方延伸的握把,
所述操作部从所述主体外壳的上表面突出。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
具有夹爪旋转机构,该夹爪旋转机构通过所述电动马达的输出使多个所述夹爪沿周向旋转,
所述控制器能够根据电流的第1上限值和电流的第2上限值向所述电动马达供给电流,所述电流的第1上限值是在多个所述夹爪旋转的旋转区间所述电动马达中所流动的电流的值;所述电流的第2上限值是在多个所述夹爪向径向外方相互张开的扩径区间所述电动马达中所流动的电流的值。
16.根据权利要求15所述的扩管工具,其特征在于,
具有检测所述电动马达的转速并向所述控制器发送信号的转速检测传感器,
所述控制器根据由所述转速检测传感器发送的信号和检测到移动至所述初始位置或所述终端位置的所述丝杠轴的检测信号来设定所述旋转区间和所述扩径区间。
17.根据权利要求15或16所述的扩管工具,其特征在于,
所述第1上限值设定得比所述第2上限值低。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
所述旋转区间是所述楔前进的区间且在所述扩径区间之前。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
所述旋转区间是所述楔后退的区间且在所述扩径区间之后。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
在所述丝杠轴与所述内螺纹部件的旋合部分夹装有滚珠。
21.根据权利要求11至20中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
能够替换多个所述夹爪而安装与多个所述夹爪径向上的壁厚不同的多个第2夹爪。
22.根据权利要求11至21中任一项所述的扩管工具,其特征在于,
具有传感器定位机构,该传感器定位机构能够在前后方向上的多个位置以可解除的方式定位所述初始位置传感器和/或所述终端位置传感器。
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