JP2007061889A - Tube expansion tool - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tube expansion tool capable of shortening tube expansion time by enhancing working efficiency. <P>SOLUTION: The tube expansion tool 1 comprises a plurality of rollers 4 having a tapered shape, a cylindrical frame 3 capable of rotatably holding the plurality of rollers 4 on a concentric circle, and a mandrel 5 which is slidably and rotatably inserted in the frame 3 and has a tapered shape corresponding to the tapered shape of the rollers 4. By making the mandrel 5 be advanced with respect to the frame 3, the tube expansion diameter constituted of circumscribing circles of the plurality of rollers 4 is increased, and a tube TU is expanded while the tube is mounted on a rotation-driving machine and the rollers 4 are rolled. The tube expansion tool has a shank 2 to be connected to the rotation-driving machine. The mandrel 5 is abutted on the front end of the shank 2 and rotatably arranged. The frame 3 is connected to the shank 2 slidably in the longitudinal direction, and integrally rotated with the shank 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は拡管工具に関し、特に拡管時間を短縮できる拡管工具に関する。   The present invention relates to a tube expansion tool, and more particularly to a tube expansion tool that can shorten the tube expansion time.

一般に、ボイラ、コンデンサ、ラジエータ等の熱交換器の製造工程におけるチューブを管板に接合固定する工程においては、チューブを内径側から拡径成形して管板に圧接する種々の拡管工具が用いられている(特許文献1、特許文献2)。
例えば、特許文献1に記載の拡管工具は、作業者が回転駆動機に拡管工具を連結してローラを回転させ、チューブの内周面に押圧させながら転動させることで、簡易に拡管作業ができるように構成したものである。しかも、チューブの拡管部は、曲率の小さい滑らかな連続面を形成し、真円形状を保持した拡管品質の高い仕上がりが可能である。
In general, in the process of joining and fixing a tube to a tube plate in the manufacturing process of a heat exchanger such as a boiler, a condenser, and a radiator, various tube expansion tools are used to expand the tube from the inner diameter side and press-contact the tube plate. (Patent Document 1, Patent Document 2).
For example, in the tube expansion tool described in Patent Document 1, an operator can easily expand a tube by rotating the roller by connecting the tube expansion tool to a rotary drive and pressing the tube against the inner peripheral surface of the tube. It is configured to be able to. In addition, the expanded portion of the tube forms a smooth continuous surface with a small curvature, and can achieve a finish with a high expanded quality while maintaining a perfect circular shape.

特許文献1に記載された拡管工具の構成について、図5を参照しながら具体的に説明する。図5(a)は従来の拡管工具を説明するための断面図であり、図5(b)はローラとマンドレルの位置関係を示す部分平面図である。
特許文献1に記載された拡管工具1′は、図5(a)に示すように、図示しない回転駆動機に連結される連結部51′が一体として構成された先細りテーパ状のマンドレル5′と、マンドレル5′のテーパ形状に対応した逆テーパ形状を有する複数のローラ4′と、複数のローラ4′をマンドレル5′の外周面上に回転自在に保持するフレーム3′と、を備えている。
なお、拡管工具1′が連結される回転駆動機には、一般的に、作業者が手に持って拡管作業を行うハンドタイプの拡管装置が使用され、拡管時の負荷トルクを検出して回転・停止を制御するコントローラを備えている。
The configuration of the tube expansion tool described in Patent Document 1 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 5A is a cross-sectional view for explaining a conventional tube expansion tool, and FIG. 5B is a partial plan view showing a positional relationship between a roller and a mandrel.
As shown in FIG. 5 (a), a tube expanding tool 1 'described in Patent Document 1 includes a tapered taper-shaped mandrel 5' formed integrally with a connecting portion 51 'connected to a rotary drive (not shown). And a plurality of rollers 4 'having reverse tapered shapes corresponding to the tapered shape of the mandrel 5', and a frame 3 'for rotatably holding the plurality of rollers 4' on the outer peripheral surface of the mandrel 5 '. .
In general, the rotary drive machine to which the tube expansion tool 1 'is connected uses a hand-type tube expansion device in which an operator holds the tube in his hand and rotates by detecting the load torque at the time of tube expansion. -It has a controller that controls the stop.

このような拡管工具では、図5(a)に示すように、作業者が回転駆動機に連結されたマンドレル5′をフレーム3′に対して相対的に前進させると、次第にマンドレル5′の外径の大きい部分がローラ4′に当接するため、ローラ4′がフレーム3′の外周面から外側に押し出されて、チューブTUの内周面に押圧される。この状態でマンドレル5′を回転駆動機により正回転(A方向の回転、工具の後方から見て右回転)すると、ローラ4′は逆回転(R方向の回転、工具の後方から見て左回転)しながら、マンドレル5′の周囲を右回りに公転する。
すなわち、図示しない回転駆動機によりマンドレル5′を回転させることで、ローラ4′を回転し、フレーム3′とともにマンドレル5′の周りを公転させながら、チューブTUをその内周面から転圧して、拡径成形するものである(この回転方式を「マンドレル回転式」という。)。
In such a tube expanding tool, as shown in FIG. 5 (a), when the operator advances the mandrel 5 'connected to the rotary drive machine relative to the frame 3', the outside of the mandrel 5 'is gradually increased. Since the large diameter portion abuts on the roller 4 ', the roller 4' is pushed outward from the outer peripheral surface of the frame 3 'and pressed against the inner peripheral surface of the tube TU. In this state, when the mandrel 5 'is rotated forward (rotation in the A direction, right rotation as viewed from the rear of the tool) by the rotary drive, the roller 4' is rotated in the reverse direction (rotation in the R direction, left rotation as viewed from the rear of the tool). ) And revolve clockwise around the mandrel 5 '.
That is, by rotating the mandrel 5 ′ by a rotation driving machine (not shown), the roller 4 ′ is rotated, and the tube TU is rolled from the inner peripheral surface while revolving around the mandrel 5 ′ together with the frame 3 ′. The diameter is increased (this rotation method is called “mandrel rotation type”).

なお、図5(b)に示すように、ローラ4′は、マンドレル5′に対して、いわゆるフィードアングルθを設けてフレーム3′(図5(a)参照)に保持されているため、ローラ4′が逆回転(R方向)することにより、マンドレル5′には前進方向への推進力が発生し(マンドレルの自己推進機能)、マンドレル5′の前進移動に伴い、ローラ4′は自動的にフレーム3′の外周面から外側に押し出されるように構成されている。
実開平7−15128号公報 特開平7−290171号公報
As shown in FIG. 5B, the roller 4 ′ is held by the frame 3 ′ (see FIG. 5A) with a so-called feed angle θ with respect to the mandrel 5 ′. When 4 'rotates in the reverse direction (R direction), the mandrel 5' generates a propulsive force in the forward direction (mandrel self-propulsion function), and the roller 4 'automatically moves with the forward movement of the mandrel 5'. The frame 3 'is pushed out from the outer peripheral surface of the frame 3'.
Japanese Utility Model Publication No. 7-15128 JP-A-7-290171

しかしながら、従来のマンドレル回転式の拡管工具1′では、回転駆動機によりマンドレル5′を回転させて、マンドレル5′の回転によりローラ4′を回転させ、ローラ4′をマンドレル5′の回りに公転させながらフレーム3′を回転させるものであるから、ローラ4′はチューブTUの内周面とマンドレル5′との間でいわゆる遊星運動を行う。
このため、遊星歯車運動の原理により、マンドレルおよびローラの径にもよるがフレーム3′の回転数は、マンドレル5′の回転数に対して、1/3〜1/5程度に減速される。したがって、ローラ4′(フレーム3′)の回転数が上がらないので、拡管作業に時間がかかり、作業効率の観点からは問題があった。
However, in the conventional mandrel rotating type tube expansion tool 1 ', the mandrel 5' is rotated by the rotation drive machine, the roller 4 'is rotated by the rotation of the mandrel 5', and the roller 4 'is revolved around the mandrel 5'. Since the frame 3 'is rotated while being rotated, the roller 4' performs a so-called planetary motion between the inner peripheral surface of the tube TU and the mandrel 5 '.
Therefore, according to the principle of planetary gear motion, the rotational speed of the frame 3 'is reduced to about 1/3 to 1/5 of the rotational speed of the mandrel 5', depending on the mandrel and roller diameter. Therefore, since the rotation speed of the roller 4 '(frame 3') does not increase, it takes time for the tube expansion work, and there is a problem from the viewpoint of work efficiency.

ところが、マンドレル回転式の拡管工具1′では、ローラ4′の回転数を上げるために回転駆動機の回転数を上げると、振れが発生して振動を誘引するため、真円度等の成形品質、および作業者の負担も大きくなり作業性の観点から問題となる。そして、回転駆動機の回転数を上げると、拡管作業の終了後、回転駆動機を停止する場合には制動反力も大きくなるため、作業性・取り扱い性が悪くなるという問題があった。
一方、フィードアングルθを大きくして、拡管時間を短縮しようとすると、ローラ4′の回転軸がチューブTUの軸に対して交差する角度が大きくなるため、拡管部EXの成形形状は中央部が凹んだ鼓状となりやすい。このため、チューブTUを管板に接合固定する際の強度や機密性に問題が生じるおそれがある。
その他、マンドレル5′の先細り形状のテーパ角度を大きくして、拡管時間を短縮しようとすると、マンドレル5′の前進ストロークが減少する分、マンドレル5′を強く押し込まなければならないため、各部材の負担が増大し、ひいては拡管工具の寿命を短縮する結果につながる。
However, in the mandrel rotating type tube expansion tool 1 ′, when the rotational speed of the rotary drive is increased to increase the rotational speed of the roller 4 ′, vibration occurs and induces vibration. In addition, the burden on the operator increases and becomes a problem from the viewpoint of workability. When the rotational speed of the rotary driving machine is increased, the braking reaction force increases when the rotary driving machine is stopped after the end of the pipe expansion work, resulting in poor workability and handling.
On the other hand, if the feed angle θ is increased to shorten the tube expansion time, the angle at which the rotation axis of the roller 4 ′ intersects the axis of the tube TU increases. It tends to be a concave drum. For this reason, there exists a possibility that a problem may arise in the intensity | strength at the time of joining and fixing tube TU to a tube sheet, and confidentiality.
In addition, if the taper angle of the tapered shape of the mandrel 5 ′ is increased to shorten the tube expansion time, the mandrel 5 ′ must be pushed in as much as the forward stroke of the mandrel 5 ′ decreases, so that the burden on each member Increases, which in turn leads to a shortened life of the tube expansion tool.

そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、作業効率を向上させて拡管時間を短縮できる拡管工具を提供することを課題とする。また、他の課題として、本発明は、作業性を向上させた取り扱いの容易な拡管工具を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a tube expansion tool that can improve the working efficiency and shorten the tube expansion time in order to solve the above-described problems. Another object of the present invention is to provide an easy-to-handle tube expansion tool with improved workability.

前記課題を解決するため、本発明に係る拡管工具は、前側が大径となるテーパ形状を備えた複数のローラと、この複数のローラを同心円上に回転自在に保持する筒状のフレームと、このフレームに対してスライド自在かつ回転自在に内挿され、前記ローラのテーパ形状に対応するように前側が小径となるテーパ形状を備えたマンドレルと、を有し、前記マンドレルを前記フレームに対して前進させることにより、前記複数のローラの外接円が構成する拡管径を拡径させるとともに、回転駆動機に装着して、前記ローラを転動させながら、チューブを拡径成形する拡管工具であって、前記回転駆動機に連結されるシャンクを備え、前記マンドレルは、前記シャンクの前端部に当接して回転自在に配置され、前記フレームは、前記シャンクに対して前後方向にスライド自在に連結されるとともに、前記シャンクと一体として回転するように構成されたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a tube expansion tool according to the present invention includes a plurality of rollers having a tapered shape with a large diameter on the front side, a cylindrical frame that rotatably holds the plurality of rollers on a concentric circle, A mandrel that is slidably and rotatably inserted into the frame and has a tapered shape with a small diameter on the front side so as to correspond to the tapered shape of the roller, and the mandrel with respect to the frame This is a tube expansion tool that expands the diameter of the tube formed by the circumscribed circles of the plurality of rollers by advancing, and is attached to a rotary drive machine and rolls the roller while rolling the roller. A shank coupled to the rotary drive device, wherein the mandrel is rotatably disposed in contact with a front end portion of the shank, and the frame is in contact with the shank. While being slidably connected in the longitudinal direction, characterized in that it is configured to rotate integrally with the shank.

このように、本発明は、前側が大径となるテーパ形状を備えたローラを回転自在に保持する筒状のフレームに、ローラのテーパ形状に対応するように前側が小径となるテーパ形状を備えたマンドレルをスライド自在に内挿して構成したため、マンドレルをフレームに対して相対的に前進させることで、マンドレルでローラをフレームの外周面から外側に押し出してローラの外接円が構成する拡管径(以下、「工具径」という。)を拡径させることができる。
そして、フレームはシャンクに対して前後方向にスライド自在に連結されているため、シャンクを前進させることで、シャンクの前端部に当接して配置されたマンドレルをフレームに対して相対的に前進させることができる。
また、フレームをシャンクと一体として回転するように構成しているため、シャンクを回転駆動機に連結して回転させることで、シャンクの回転が直接フレームに伝達される。つまり、シャンクの回転が減速されることなく、フレームに伝達され、フレームを高速で回転させることができる。
そして、マンドレルはフレームに対して回転自在に内挿されているため、フレームを回転させると、ローラを介してマンドレルが回転される。
As described above, the present invention includes a cylindrical frame that rotatably holds a roller having a tapered shape whose front side has a large diameter, and a tapered shape whose front side has a small diameter so as to correspond to the tapered shape of the roller. Since the mandrel is slidably inserted, the mandrel is moved forward relative to the frame, so that the mandrel pushes the roller outward from the outer peripheral surface of the frame to form a circumscribed circle of the roller ( Hereinafter, it is referred to as “tool diameter”).
And since the frame is slidably connected to the shank in the front-rear direction, the mandrel disposed in contact with the front end of the shank is advanced relative to the frame by advancing the shank. Can do.
In addition, since the frame is configured to rotate integrally with the shank, the rotation of the shank is directly transmitted to the frame by connecting the shank to the rotation driving device and rotating the shank. That is, the rotation of the shank is transmitted to the frame without being decelerated, and the frame can be rotated at high speed.
And since the mandrel is rotatably inserted with respect to the frame, when the frame is rotated, the mandrel is rotated via the roller.

前記した発明において、マンドレルを、付勢手段により、シャンクの前端部に付勢する構成とすることが望ましい。
かかる構成によれば、拡管作業の終了時には、マンドレルをシャンクに当接するまで確実に後退させることで、工具径を最小とすることができるため、作業性がよく取り扱いも容易である。
また、マンドレルをシャンクに付勢することで、マンドレルがフレームから抜けることを防止することができるため、例えば、マンドレルの先端部にキャップナット等の特別な抜け止めを設ける必要がない。このため、拡管作業中にキャップナットがチューブに干渉するおそれも生じないので、チューブ内面に傷をつける恐れがなく、作業性がよく取り扱いも容易である。
In the above-described invention, it is desirable that the mandrel is biased to the front end portion of the shank by the biasing means.
According to such a configuration, at the end of the pipe expanding operation, the tool diameter can be minimized by reliably retracting the mandrel until it abuts against the shank, so that the workability is good and the handling is easy.
Further, by biasing the mandrel to the shank, it is possible to prevent the mandrel from coming off from the frame. For example, it is not necessary to provide a special stopper such as a cap nut at the tip of the mandrel. For this reason, there is no possibility that the cap nut interferes with the tube during the tube expansion operation, so there is no risk of scratching the inner surface of the tube, and the workability is good and the handling is easy.

前記した発明において、マンドレルとシャンクの前端部との間には、潤滑部材を介在させることが望ましい。
かかる構成によれば、マンドレルとシャンクの前端部との当接部に潤滑部材を介在させることで、当接部に発生するマンドレルとシャンクの回転差による摩擦抵抗を減少させることができる。
In the above-described invention, it is desirable to interpose a lubricating member between the mandrel and the front end portion of the shank.
According to this configuration, the frictional resistance due to the rotation difference between the mandrel and the shank generated at the contact portion can be reduced by interposing the lubricating member at the contact portion between the mandrel and the front end portion of the shank.

前記した発明において、マンドレルの回転軸とローラの回転軸とが交差するようにフィードアングルを形成して、フレームにローラを回転自在に保持することが望ましい。
かかる構成によれば、ローラを回転させることで、マンドレルには回転方向の分力の他、フィードアングルによる前進方向分力が生じ、前進方向の推力が与えられる(マンドレルの自己推進機能)。
このため、作業者が回転駆動機を保持したままでシャンクを前進させなくとも、マンドレルは自然に前進移動して、工具径を拡径させるため、マンドレルの操作が不要である。したがって、工具の取り扱いが容易であり、拡管作業の自動化にも適している。また、マンドレルの自己推進力を適宜設定することにより、作業者の力加減に影響されずに拡管時の負荷トルクを適宜設定可能なため、拡管品質を安定させることができる。
一方、所定のチューブ径まで拡径され、拡径作業が終了した場合には、回転駆動機を逆回転させることで、マンドレルに対して後退方向の推力を与えることができるため、マンドレルを自然に後退させて、工具径を縮径させることができる。このため、作業者はマンドレルを後退させる操作をする必要がなく、拡管工具の取り扱いが容易であり、拡管作業の自動化にも適している。
In the above-described invention, it is preferable that the feed angle is formed so that the rotation axis of the mandrel and the rotation axis of the roller intersect, and the roller is rotatably held on the frame.
According to this configuration, by rotating the roller, in addition to the rotational force component, the forward force component due to the feed angle is generated in the mandrel, and the forward thrust force is applied (mandrel self-propelling function).
For this reason, even if an operator does not advance the shank while holding the rotary drive machine, the mandrel naturally moves forward and expands the tool diameter, so that mandrel operation is unnecessary. Therefore, it is easy to handle the tool and is suitable for automating the pipe expansion work. In addition, by appropriately setting the self-propelling force of the mandrel, the load torque at the time of pipe expansion can be appropriately set without being affected by the force of the operator, so that the pipe expansion quality can be stabilized.
On the other hand, when the diameter of the tube is expanded and the diameter expansion operation is completed, the reverse rotation of the rotary drive machine can apply a thrust in the backward direction to the mandrel. The tool diameter can be reduced by retreating. For this reason, the operator does not need to perform an operation of retracting the mandrel, the handling of the tube expansion tool is easy, and it is suitable for automation of the tube expansion operation.

本発明に係る拡管工具によれば、作業効率を向上させて拡管時間を短縮することができる拡管工具を提供することができる。また、本発明に係る拡管工具によれば、作業性を向上させた取り扱いの容易な拡管工具を提供することができる。   According to the tube expansion tool which concerns on this invention, the tube expansion tool which can improve work efficiency and can shorten tube expansion time can be provided. Moreover, according to the pipe expansion tool which concerns on this invention, the easy-to-handle pipe expansion tool which improved workability | operativity can be provided.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図1は本発明の実施形態に係る拡管工具の構成を説明するための断面図であり、図2はローラとマンドレルとの位置関係を説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は模式的に示した断面図である。そして、図3は本発明の実施形態に係る拡管工具のマンドレルが前進したときの様子を示す断面図であり、図4はローラの配列を示す図3のX−X線の断面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a tube expanding tool according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the positional relationship between a roller and a mandrel. ) Is a plan view, and (b) is a schematic cross-sectional view. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state when the mandrel of the tube expansion tool according to the embodiment of the present invention is advanced, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.

本発明の実施形態に係る拡管工具1は、図1に示すように、シャンク2と、シャンク2と一体として回転する筒状のフレーム3と、フレーム3に回転自在に保持されたローラ4と、シャンク2の前端部23に設けられたボールローラ6と、ボールローラ6と当接してスライド自在かつ回転自在にフレーム3に内挿されたマンドレル5と、マンドレル5をシャンク2の前端部23に付勢するコイルスプリング8と、フレーム3の外周面に装着されたベアリングカラー9、とを備えている。   As shown in FIG. 1, a tube expansion tool 1 according to an embodiment of the present invention includes a shank 2, a cylindrical frame 3 that rotates integrally with the shank 2, and a roller 4 that is rotatably held by the frame 3. A ball roller 6 provided at the front end portion 23 of the shank 2, a mandrel 5 that is slidably and rotatably inserted in contact with the ball roller 6, and a mandrel 5 is attached to the front end portion 23 of the shank 2. A coil spring 8 is provided, and a bearing collar 9 mounted on the outer peripheral surface of the frame 3 is provided.

シャンク2は、図示しない回転駆動機に連結される連結部21と、フレーム3に連結される胴部22とを備えている。
連結部21は、一例として、角形状を採用しているが、テーパ形状であってもよい。また、種々のアタッチメントを介して回転駆動機に連結することもできる。
胴部22は、連結部21よりもやや拡径された円柱形状を呈しており、前端部23には後記するボールローラ6を嵌め込むための有底の取り付け穴24が形成されている。また、胴部22の外周面の前側には、フレーム3とスライドさせながら一体として回転できるように、キー25が埋設されている。
The shank 2 includes a connecting portion 21 connected to a rotary drive machine (not shown) and a body portion 22 connected to the frame 3.
As an example, the connecting portion 21 adopts a square shape, but may be a tapered shape. It can also be connected to a rotary drive through various attachments.
The body portion 22 has a cylindrical shape slightly larger in diameter than the connecting portion 21, and a bottomed mounting hole 24 for fitting a ball roller 6 to be described later is formed in the front end portion 23. In addition, a key 25 is embedded in the front side of the outer peripheral surface of the body portion 22 so as to rotate integrally with the frame 3 while sliding.

シャンク2の胴部22には、シャンク2の押し込み量を規制するセットカラー26が取り付けられている。
セットカラー26は、図1に示すように、割りリングにねじ穴26aを形成し、図示しないボルトを締めることでシャンク2の胴部22の所定の位置に固定できるように構成されている。かかる構成により、セットカラー26の取り付け位置を調整することで、シャンク2がフレーム3に押し込まれた際に、セットカラー26が後記するフレームナット38に当接するまでのストロークSを設定して、シャンク2の最大押し込み量を規制している。
A set collar 26 for restricting the amount of pushing of the shank 2 is attached to the body portion 22 of the shank 2.
As shown in FIG. 1, the set collar 26 is configured so that a screw hole 26 a is formed in the split ring and can be fixed to a predetermined position of the body portion 22 of the shank 2 by tightening a bolt (not shown). With this configuration, by adjusting the mounting position of the set collar 26, when the shank 2 is pushed into the frame 3, the stroke S until the set collar 26 comes into contact with a frame nut 38 to be described later is set. The maximum push amount of 2 is regulated.

フレーム3は、前側の縮径部34と後側の拡径部35を備えた段付の円筒形状に形成されている。フレーム3の縮径部34には、フレーム3の外周面から出没かつ回転自在にローラ4が保持されている。また、ローラ4の後方に位置する拡径部35の前部の外周面には、後記するベアリングカラー9を装着し固定するためのねじ部31と平坦部32とが設けられている。
フレーム3の後部には、外周面の縁部に雄ねじ37が形成され、シャンク2の抜け止めの機能を有するキャップ状のフレームナット38がシャンク2に被せて螺入されている。
フレーム3の後部の内周面には、キー溝33が形成されており、このキー溝33にシャンク2のキー25が嵌合されている。かかる構成により、シャンク2は、フレーム3に対してキー溝33に沿って前後方向にスライドするとともに、かつシャンク2とフレーム3とは一体として回転する。
フレーム3の拡径部35の内周面には、後記するが、マンドレル5をシャンク2に付勢する付勢手段としてのコイルスプリング8が装着されている。
The frame 3 is formed in a stepped cylindrical shape having a reduced diameter part 34 on the front side and an enlarged diameter part 35 on the rear side. A roller 4 is held in the reduced diameter portion 34 of the frame 3 so as to protrude from the outer peripheral surface of the frame 3 and rotate freely. Further, a screw portion 31 and a flat portion 32 for mounting and fixing a bearing collar 9 which will be described later are provided on the outer peripheral surface of the front portion of the enlarged diameter portion 35 located behind the roller 4.
At the rear part of the frame 3, a male screw 37 is formed at the edge of the outer peripheral surface, and a cap-shaped frame nut 38 having a function of preventing the shank 2 from being detached is screwed over the shank 2.
A key groove 33 is formed on the inner peripheral surface of the rear portion of the frame 3, and the key 25 of the shank 2 is fitted into the key groove 33. With this configuration, the shank 2 slides in the front-rear direction along the key groove 33 with respect to the frame 3, and the shank 2 and the frame 3 rotate as a unit.
As will be described later, a coil spring 8 as a biasing means for biasing the mandrel 5 toward the shank 2 is mounted on the inner peripheral surface of the enlarged diameter portion 35 of the frame 3.

ローラ4は、図1に示すように、前側が大径となり後側が小径となるテーパ形状を備えており(図2(b)参照)、前部には大きなRの面取り41(図2(a)参照)が形成されている。
また、図2(a)に示すように、ローラ4の回転軸とマンドレル5の回転軸とは交差するように所定のフィードアングルθを形成して配置されている。フィードアングルθは、シャンク2(図1参照)を正回転(A方向の回転)したときにマンドレル5が前進するように向きが設定され、拡管時に必要な負荷トルクを考慮して適宜その角度が設定される。
そして、ローラ4は、図4に示すように、フレーム3の円周上に3等配されて回転自在に保持され、3個のローラの外接円が構成する拡管径(工具径φD)がローラ4の軸方向で同じになるように、ローラ4の中心軸は前側が中心寄りに傾けて配置されている(図2(b)参照)。
なお、本実施形態では、一例として、ローラ4をフレーム3の円周上に3等配して配置しているが、これに限定されるものではなく、チューブTUの径や強度等の条件により、適宜数や配列が決定される。
As shown in FIG. 1, the roller 4 has a tapered shape with a large diameter on the front side and a small diameter on the rear side (see FIG. 2B), and a large R chamfer 41 (see FIG. 2A) )) Is formed.
Further, as shown in FIG. 2A, the rotation axis of the roller 4 and the rotation axis of the mandrel 5 are arranged so as to form a predetermined feed angle θ. The feed angle θ is set so that the mandrel 5 moves forward when the shank 2 (see FIG. 1) is rotated forward (rotation in the direction A), and the angle is appropriately determined in consideration of the load torque required for pipe expansion. Is set.
As shown in FIG. 4, the rollers 4 are arranged in three equal circles on the circumference of the frame 3 and are rotatably held, and the expanded diameter (tool diameter φD) formed by the circumscribed circle of the three rollers is set. The central axis of the roller 4 is disposed so that the front side is inclined toward the center so that the axial direction of the roller 4 is the same (see FIG. 2B).
In this embodiment, as an example, the rollers 4 are arranged in three equal positions on the circumference of the frame 3, but the present invention is not limited to this, and depends on conditions such as the diameter and strength of the tube TU. The number and sequence are determined as appropriate.

マンドレル5は、図1に示すように、円柱形状に形成されフレーム3に対して、スライド自在かつ回転自在に内挿されている。マンドレル5の前部は外周面がローラ4と当接し(図4を併せて参照)、後部の端面は、ボールローラ6を介在させて、シャンク2の前端部23に当接されている。
具体的には、マンドレル5の前部は、ローラ4のテーパ形状に対応した前側が小径となり、後側が大径となるテーパ形状を備えている。すなわち、マンドレル5をフレーム3に内挿した状態で、マンドレル5の外周面が形成するテーパ形状と、3個のローラ4の内接円が形成するテーパ形状とが合致するように構成されている。かかる構成により、マンドレル5の前側は、ローラ4を介してフレーム3に保持されている。
一方、マンドレル5の後部の外周面は、テーパ形状ではなく軸方向に等しい外径を有する円柱形状を備え、この外周面に後記する後側スラストベアリング13が装着されている。かかる構成により、マンドレル5の後側の外周面は、スラストベアリング13を介して、フレーム3に保持されている。さらに、マンドレル5の後部の端面には、ボールローラ6を係合させる円錐形状の凹部51が設けられており、シャンク2とマンドレル5とを同軸に支持する調芯機能を奏するように構成されている。
なお、マンドレル5は熱処理ないし表面処理が施されており、摺動特性および耐久性が向上されている。
As shown in FIG. 1, the mandrel 5 is formed in a columnar shape and is slidably and rotatably inserted into the frame 3. The front surface of the mandrel 5 is in contact with the roller 4 at the outer peripheral surface (see also FIG. 4), and the rear end surface is in contact with the front end portion 23 of the shank 2 with the ball roller 6 interposed therebetween.
Specifically, the front portion of the mandrel 5 has a tapered shape in which the front side corresponding to the tapered shape of the roller 4 has a small diameter and the rear side has a large diameter. That is, the taper shape formed by the outer peripheral surface of the mandrel 5 and the taper shape formed by the inscribed circles of the three rollers 4 are configured so that the mandrel 5 is inserted into the frame 3. . With this configuration, the front side of the mandrel 5 is held by the frame 3 via the roller 4.
On the other hand, the outer peripheral surface of the rear part of the mandrel 5 has a cylindrical shape having an outer diameter equal to the axial direction, not a tapered shape, and a rear thrust bearing 13 to be described later is mounted on the outer peripheral surface. With this configuration, the outer peripheral surface on the rear side of the mandrel 5 is held by the frame 3 via the thrust bearing 13. Further, a conical recess 51 for engaging the ball roller 6 is provided on the rear end face of the mandrel 5 so as to perform an alignment function for supporting the shank 2 and the mandrel 5 coaxially. Yes.
The mandrel 5 is heat-treated or surface-treated to improve sliding characteristics and durability.

マンドレル5は、付勢手段としてのコイルスプリング8により、ボールローラ6を介してシャンク2の前端部23に付勢されている。
具体的には、フレーム3の内周面の拡径部35に形成された側壁36には、前側スラストベアリング12が配置され、マンドレル5の外周面の後部には、止め輪14で係止された後側スラストベアリング13が配置され、2つのスラストベアリング12,13の間にコイルスプリング8が装着されている。このため、マンドレル5には、コイルスプリング8が伸びようとする付勢力がシャンク2の方向に作用し、マンドレル5がシャンク2の方向に付勢されている。このコイルスプリング8の付勢力は、マンドレル5をシャンク2側に移動させて安定して保持することができる程度に、すなわち、マンドレル5の自重を考慮して適宜設定される。
なお、本実施形態では、一例として、スラストベアリング12,13を使用しているが、これに限定されるものではなく、使用条件に合わせて適宜スラストリング等の摺動部材を適用することもできる。また、摺動部材を介在させず、フレーム3の内周面にマンドレル5の後部の外周面を直接嵌合させてガイドさせることもできる。
The mandrel 5 is urged to the front end 23 of the shank 2 via the ball roller 6 by a coil spring 8 as urging means.
Specifically, the front thrust bearing 12 is disposed on the side wall 36 formed in the enlarged diameter portion 35 on the inner peripheral surface of the frame 3, and is locked to the rear portion of the outer peripheral surface of the mandrel 5 by the retaining ring 14. A rear thrust bearing 13 is disposed, and a coil spring 8 is mounted between the two thrust bearings 12 and 13. For this reason, the urging force that the coil spring 8 tends to extend acts on the mandrel 5 in the direction of the shank 2, and the mandrel 5 is urged in the direction of the shank 2. The urging force of the coil spring 8 is appropriately set in consideration of the mandrel 5 moving toward the shank 2 and being stably held, that is, taking into account the weight of the mandrel 5.
In the present embodiment, the thrust bearings 12 and 13 are used as an example. However, the present invention is not limited to this, and a sliding member such as a thrust ring can be appropriately applied according to the use conditions. . Further, the outer peripheral surface of the rear part of the mandrel 5 can be directly fitted and guided to the inner peripheral surface of the frame 3 without interposing a sliding member.

ベアリングカラー9は、図1に示すように、フレーム3に保持されたローラ4の後方に位置する拡径部35の外周面に設けられ、回転側のカラー後輪91と、固定側のカラー前輪92と、これら両者の間に介在されたボールベアリング93と、を備えている。
カラー後輪91は、フランジ91aを有する円筒形状に形成されている。カラー後輪91の内周面には雌ねじが形成されて、フランジ91aを前側にしてフレーム3の外周面のねじ部31に螺入され、止めねじ91bでフレーム3の外周面に固定されている。他方、カラー前輪92は、段付の円筒形状に形成され、内周面には段付の底部92aを備えている。
そして、カラー後輪91のフランジ91aとカラー前輪92の底部92aとが対面するように、カラー前輪92をカラー後輪91のフランジ91aに被せて結合されて、止め輪94で抜け止めがなされている。
ボールベアリング93は、対面するカラー前輪92の底部92aとカラー後輪91のフランジ91aとの間に介挿され、フレーム3と一体として回転するカラー後輪91の回転力がカラー前輪92に伝達されないように構成されている。かかる構成により、カラー前輪92の端面92bにチューブTUの端面を当接させて拡管作業を行うことで、ローラの有効長さおよびリーチを適宜設定して拡管部EX(図3参照)の長さを調整することができる。
As shown in FIG. 1, the bearing collar 9 is provided on the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 35 located behind the roller 4 held by the frame 3, and includes a rotation-side collar rear wheel 91 and a fixed-side collar front wheel. 92 and a ball bearing 93 interposed between the two.
The collar rear wheel 91 is formed in a cylindrical shape having a flange 91a. An internal thread is formed on the inner peripheral surface of the collar rear wheel 91 and is screwed into the thread portion 31 on the outer peripheral surface of the frame 3 with the flange 91a on the front side, and is fixed to the outer peripheral surface of the frame 3 with a set screw 91b. . On the other hand, the collar front wheel 92 is formed in a stepped cylindrical shape, and has a stepped bottom 92a on the inner peripheral surface.
Then, the collar front wheel 92 is connected to the flange 91a of the collar rear wheel 91 so that the flange 91a of the collar rear wheel 91 and the bottom 92a of the collar front wheel 92 face each other, and the retaining ring 94 prevents the collar 91 from coming off. Yes.
The ball bearing 93 is inserted between the bottom portion 92 a of the collar front wheel 92 and the flange 91 a of the collar rear wheel 91 that face each other, and the rotational force of the collar rear wheel 91 that rotates integrally with the frame 3 is not transmitted to the collar front wheel 92. It is configured as follows. With such a configuration, the end surface 92b of the collar front wheel 92 is brought into contact with the end surface of the tube TU to perform the tube expansion operation, thereby appropriately setting the effective length and reach of the roller, and the length of the tube expansion portion EX (see FIG. 3). Can be adjusted.

続いて、本発明の実施形態に係る拡管工具の動作について、実際の拡径作業を想定して、適宜図1〜図4を参照しながら説明する。
本発明の実施形態に係る拡管工具1は、図示しない回転駆動機にシャンク2の連結部21を連結させてシャンク2を回転しながら拡管作業を行う。なお、回転駆動機は、用途に応じて、電動式や油圧駆動式等の種々の機種があり、拡管時の負荷トルクを検出して回転・停止を制御できる。
Subsequently, the operation of the pipe expanding tool according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The tube expansion tool 1 according to the embodiment of the present invention performs tube expansion work while rotating the shank 2 by connecting the connecting portion 21 of the shank 2 to a rotary drive machine (not shown). Note that there are various types of rotary drive machines such as an electric type and a hydraulic drive type depending on applications, and the rotation / stop can be controlled by detecting the load torque at the time of pipe expansion.

作業者は、拡管工具1を図示しない回転駆動機に連結させた状態で、図1に示すように、フレーム3に対してシャンク2を最も後退させた状態(工具径φDが最小、図2(b)参照)で拡管工具1をチューブTUに挿入してカラー前輪92の端面92bにチューブTUの端面が面直に当接するまで前進させながら、回転駆動機を正回転(A方向)させる。
なお、カラー前輪92の端面92bにチューブTUの端面が当接するまで回転駆動機を前進させてから、回転駆動機を正回転させてもよいし、逆に回転駆動機を正回転させてからチューブTUの端面に当接させてもよく、同時でもよい。
As shown in FIG. 1, the operator retreats the shank 2 most with respect to the frame 3 (the tool diameter φD is minimum, FIG. As shown in b), the tube expansion tool 1 is inserted into the tube TU and moved forward until the end surface 92b of the collar front wheel 92 comes into contact with the end surface 92b of the collar front wheel 92 while rotating forward (A direction).
The rotary drive machine may be moved forward until the end face 92b of the collar front wheel 92 comes into contact with the end face 92b of the tube TU, and then the rotary drive machine may be rotated forward. It may be brought into contact with the end face of the TU or may be simultaneous.

そして、カラー前輪92の端面92bがチューブTUの端面に当接した後は、フレーム3の前進が規制されるため、さらに作業者が回転駆動機を前進させると、シャンク2がフレーム3に対して押し込まれる。このため、シャンク2の前端部23にボールローラ6を介して当接されているマンドレル5もフレーム3に対して相対的に前進する。
この状態では、シャンク2が回転しながらマンドレル5に当接されているが、シャンク2とマンドレル5の間に介在されたボールローラ6により、シャンク2の回転による摩擦抵抗が軽減されている。
また、シャンク2が回転すると、シャンク2に埋設されたキー25を介して一体に結合されたフレーム3も回転する。このとき、フレーム3の外周面に装着されたベアリングカラー9は、カラー後輪91がフレーム3と一体となって回転するが、ボールベアリング93が介在されているから、カラー前輪92はチューブTUの端面と当接した状態で回転が停止されている。
Then, after the end surface 92b of the collar front wheel 92 comes into contact with the end surface of the tube TU, the forward movement of the frame 3 is restricted. Therefore, when the operator further advances the rotary drive machine, the shank 2 moves relative to the frame 3. Pushed in. For this reason, the mandrel 5 that is in contact with the front end 23 of the shank 2 via the ball roller 6 also moves forward relative to the frame 3.
In this state, the shank 2 is in contact with the mandrel 5 while rotating, but the frictional resistance due to the rotation of the shank 2 is reduced by the ball roller 6 interposed between the shank 2 and the mandrel 5.
Further, when the shank 2 rotates, the frame 3 integrally coupled through the key 25 embedded in the shank 2 also rotates. At this time, the bearing collar 9 mounted on the outer peripheral surface of the frame 3 rotates with the collar rear wheel 91 integrally with the frame 3, but since the ball bearing 93 is interposed, the collar front wheel 92 is made of the tube TU. The rotation is stopped in contact with the end face.

作業者がシャンク2を前進させて、マンドレル5を前進方向へ押し込んでゆくと、次第にマンドレル5の前部に形成されたテーパ形状の外径の大きい部分がローラ4と当接し、ローラ4が外側へ押し広げられて、工具径φD(図2(b)参照)が拡径される。このようにして、工具径φDが拡径されて、やがてローラ4がチューブTUの内周面に当接して、チューブTUの内周面を押圧するようになる。そうすると、その反作用でローラ4とマンドレル5とが押し付けられた状態となりマンドレル5がローラ4に追随して回転するようになる。   When the operator advances the shank 2 and pushes the mandrel 5 in the forward direction, the tapered portion having a large outer diameter formed on the front portion of the mandrel 5 gradually contacts the roller 4, and the roller 4 And the tool diameter φD (see FIG. 2B) is expanded. In this way, the tool diameter φD is increased, and eventually the roller 4 comes into contact with the inner peripheral surface of the tube TU and presses the inner peripheral surface of the tube TU. Then, due to the reaction, the roller 4 and the mandrel 5 are pressed against each other, and the mandrel 5 follows the roller 4 and rotates.

すなわち、図4に示すように、フレーム3がシャンク2(図1参照)と一体となって正回転(A方向に回転)すると、ローラ4はチューブTUの内周面上に沿って右回り(A方向)に転動(公転運動)しながら左回転に自転(R方向に回転)するため、マンドレル5は右回転(A方向に回転)している。   That is, as shown in FIG. 4, when the frame 3 is rotated forward (rotated in the direction A) integrally with the shank 2 (see FIG. 1), the roller 4 rotates clockwise along the inner peripheral surface of the tube TU ( The mandrel 5 rotates to the right (rotates in the A direction) because it rotates to the left (rotates in the R direction) while rolling in the A direction).

ここで、ローラ4の回転軸とマンドレル5の回転軸との関係をみると、図2(a)に示すように、ローラ4とマンドレル5とは、フィードアングルθを形成して、両者の回転軸が互いに交差するように配置されている。したがって、ローラ4の回転力Fは、マンドレル5の回転力F1のほか、マンドレル5の前進推力F2を発生させる。このため、マンドレル5はローラ4によって前進推力を与えられて前進し(マンドレルの自己推進力)、マンドレル5が前進することで、ますますローラ4が外側へ押し広げられて、工具径φD(図2(b)参照)が拡径され、チューブTUの拡管作業が進行する。   Here, looking at the relationship between the rotation axis of the roller 4 and the rotation axis of the mandrel 5, as shown in FIG. 2 (a), the roller 4 and the mandrel 5 form a feed angle θ and rotate both. The axes are arranged to cross each other. Therefore, the rotational force F of the roller 4 generates the forward thrust F2 of the mandrel 5 in addition to the rotational force F1 of the mandrel 5. For this reason, the mandrel 5 is moved forward by being given forward thrust by the roller 4 (mandrel self-propelling force), and as the mandrel 5 moves forward, the roller 4 is further pushed outward and the tool diameter φD (see FIG. 2 (b)) is expanded, and the tube TU expansion operation proceeds.

したがって、この拡管作業の進行中、作業者は回転駆動機を保持してさえいれば、図3に示すように、マンドレル5の自己推進力により、自動的にマンドレル5が前進してチューブTUの拡管作業が進行する。すなわち、作業者は、工具径φD(図2(b)参照)が拡径されて、ローラ4とマンドレル5とが押圧され、マンドレル5の自己推進力が発生するまでシャンク2を押し込んでやれば、その後はマンドレル5の自己推進力により拡管作業が自動的に進行する。
もっとも、拡管作業中は実際には、作業者は回転駆動機を常にチューブTU側に押し付けていることが多いので、マンドレル5の前進に伴って、シャンク2も前進するが、作業者がシャンク2を押し付ける力は、マンドレル5の自己推進力よりも遥かに小さく、通常は無視できる程度であるから、拡管時の負荷トルクはマンドレル5の自己推進力で決定付けられる。なお、作業者がシャンク2を押し込みすぎるような場合には、セットカラー26でシャンク2の押し込み量Sを規制する(図1参照)。
Therefore, as long as the operator holds the rotary drive during the tube expansion operation, the mandrel 5 is automatically advanced by the self-propelling force of the mandrel 5 as shown in FIG. Tube expansion work proceeds. That is, the operator pushes the shank 2 until the tool diameter φD (see FIG. 2B) is increased, the roller 4 and the mandrel 5 are pressed, and the self-propulsive force of the mandrel 5 is generated. Thereafter, the tube expansion work automatically proceeds by the self-propulsion force of the mandrel 5.
Of course, during tube expansion work, the operator always pushes the rotary drive machine to the tube TU side in many cases, so that the shank 2 moves forward as the mandrel 5 moves forward. Is much smaller than the self-propelling force of the mandrel 5 and is normally negligible. Therefore, the load torque at the time of tube expansion is determined by the self-propelling force of the mandrel 5. When the operator pushes the shank 2 too much, the set collar 26 regulates the push amount S of the shank 2 (see FIG. 1).

このようにして工具径φDが拡径されるに伴って、次第に拡管時の負荷トルクが大きくなり、予め設定された閾値に達すると回転駆動機の主軸の回転が停止するようにコントローラで制御されている。
したがって、チューブTUが所定の径まで拡径されると、その最大負荷トルクを検知して回転駆動機が自動的に停止する。回転駆動機が停止した状態では、ローラ4とチューブTUとが押圧された状態であるから、工具径φDを縮径させて、チューブTUを開放する必要がある。
As the tool diameter φD is increased in this way, the load torque at the time of pipe expansion gradually increases, and the controller is controlled so that the rotation of the spindle of the rotary drive stops when a preset threshold value is reached. ing.
Therefore, when the tube TU is expanded to a predetermined diameter, the maximum load torque is detected and the rotary driving machine automatically stops. Since the roller 4 and the tube TU are pressed when the rotary drive is stopped, it is necessary to reduce the tool diameter φD and open the tube TU.

工具径φDを縮径させるためには、回転駆動機を逆回転させて、拡径動作と逆の動作を行わせる。回転駆動機を逆回転させると、シャンク2を介してフレーム3が逆回転するため、前記した動作と逆の動作で、マンドレル5が自動的に後退して、ローラ4がフレーム3の外周面から埋没し、工具径φD(図2(b)参照)が縮径される。
工具径φDが縮径されて、ローラ4がチューブTUの内周面から離れると、コイルスプリング8による付勢力でマンドレル5をシャンク2に当接するまで確実に後退させて、工具径φDが最小となる。このようにして、工具径φDが最小となれば、作業者は、回転駆動機を停止し、拡管工具1をチューブTUから抜き出して、拡管作業を終了する。
In order to reduce the tool diameter φD, the rotary driving machine is reversely rotated to perform an operation opposite to the diameter expanding operation. When the rotary drive is rotated in the reverse direction, the frame 3 is rotated in the reverse direction via the shank 2. Therefore, the mandrel 5 is automatically retracted by the reverse operation to the above-described operation, and the roller 4 is moved from the outer peripheral surface of the frame 3. It is buried and the tool diameter φD (see FIG. 2B) is reduced.
When the tool diameter φD is reduced and the roller 4 moves away from the inner peripheral surface of the tube TU, the mandrel 5 is reliably retracted by the biasing force of the coil spring 8 until it abuts against the shank 2, and the tool diameter φD is minimized. Become. In this way, when the tool diameter φD is minimized, the operator stops the rotary drive machine, extracts the tube expansion tool 1 from the tube TU, and ends the tube expansion operation.

本発明の実施形態に係る拡管工具1は、前記のように動作するため、以下のような効果を生ずる。
拡管工具1は、フレーム3がシャンク2と一体として回転するため、フレーム3の回転数と回転駆動機の回転数が一致し、従来の拡管工具1′(図5参照)と比較してローラ4を高速で回転することができる。したがって、拡管工具1によれば、作業効率を向上させて、拡管時間を短縮することができる。また、直接フレーム3を回転するため、フレーム3を高速で回転させても振動が発生しにくく、作業者に対する負担も少なく、安全性も向上させることができる。
Since the tube expansion tool 1 according to the embodiment of the present invention operates as described above, the following effects are produced.
In the tube expansion tool 1, since the frame 3 rotates integrally with the shank 2, the number of rotations of the frame 3 and the rotation number of the rotary drive machine are the same, and the roller 4 is compared with the conventional tube expansion tool 1 '(see FIG. 5). Can be rotated at high speed. Therefore, according to the tube expansion tool 1, work efficiency can be improved and tube expansion time can be shortened. Further, since the frame 3 is directly rotated, even if the frame 3 is rotated at a high speed, vibration is hardly generated, the burden on the operator is reduced, and safety can be improved.

この点、従来の拡管工具1′では、回転駆動機によりマンドレル5′を回転して、マンドレル5′の回転によりローラ4′を回転させ、ローラ4′の回転により、ローラ4′をマンドレル5′の回りに公転させてフレーム3′を回転させるものであるから、フレーム3′はいわゆる遊星運動を行う。このため、遊星歯車運動の原理により、フレーム3′の回転数は、マンドレル5′の回転数に対して1/3〜1/5程度に減速され、その分、拡管時間が増大する。   In this regard, in the conventional tube expanding tool 1 ', the mandrel 5' is rotated by the rotation drive machine, the roller 4 'is rotated by the rotation of the mandrel 5', and the roller 4 'is rotated by the rotation of the roller 4'. Since the frame 3 'is rotated by revolving around, the frame 3' performs a so-called planetary motion. For this reason, the rotational speed of the frame 3 'is reduced to about 1/3 to 1/5 of the rotational speed of the mandrel 5' due to the principle of planetary gear motion, and the tube expansion time increases accordingly.

ここで、前記の関係を整理して、本実施形態に係る拡管工具1と従来の拡管工具1′(図5参照)との拡管速度および拡管時間を比較したものを表1に示す。表1に示すように、従来のマンドレル回転式の拡管工具1′では、回転駆動機の回転数がマンドレル5′の回転数に等しく820min−1であるのに対し、本実施形態に係るフレーム回転式の拡管工具1では、回転駆動機の回転数がフレーム3の回転数820min−1に等しくなっている。このため、従来のマンドレル回転式の拡管工具1′では、フレーム3′の回転数が210min−1となり、本実施形態に係るフレーム回転式の拡管工具1に比べて1/4程度に減速されている。
したがって、チューブTUの外径が25.4mm、肉厚が2mmで同じ回転駆動機に装着して拡管作業を行ったところ、本実施形態に係るフレーム回転式の拡管工具1では、従来のマンドレル回転式の拡管工具1′と比較して、拡管時間が約1/3.89程度に短縮された。
なお、表1は、本実施形態に係るフレーム回転式の拡管工具1での拡管時間を1秒として、従来のマンドレル回転式の拡管工具1′を比例換算して示したものであるが、本実施形態に係るフレーム回転式の拡管工具1での拡管時間は、実際に約1秒であった。
Table 1 shows a comparison of the expansion speed and the expansion time between the tube expansion tool 1 according to the present embodiment and the conventional tube expansion tool 1 ′ (see FIG. 5). As shown in Table 1, in the conventional mandrel rotary tube expansion tool 1 ′, the rotational speed of the rotary drive machine is equal to the rotational speed of the mandrel 5 ′ and is 820 min −1 , whereas the frame rotation according to this embodiment is performed. In the tube expansion tool 1 of the type, the rotation speed of the rotary drive machine is equal to the rotation speed 820 min −1 of the frame 3. For this reason, in the conventional mandrel rotation type tube expansion tool 1 ′, the rotation speed of the frame 3 ′ is 210 min −1 , which is reduced to about ¼ compared with the frame rotation type tube expansion tool 1 according to the present embodiment. Yes.
Therefore, when the tube TU has an outer diameter of 25.4 mm and a wall thickness of 2 mm and is mounted on the same rotary drive machine, the tube rotation type tube expansion tool 1 according to this embodiment performs the conventional mandrel rotation. Compared with the tube expansion tool 1 'of the formula, the tube expansion time was shortened to about 1 / 3.89.
Table 1 shows a proportional conversion of the conventional mandrel rotary tube expansion tool 1 'with the tube expansion time of the frame rotation tube expansion tool 1 according to the present embodiment as 1 second. The tube expansion time in the frame rotation type tube expansion tool 1 according to the embodiment was actually about 1 second.

Figure 2007061889
Figure 2007061889

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、フレーム3とマンドレル5とをキー25で結合して、両者をスライド自在としながら一体として回転するように構成したが、これに限定されるものではなく、スプライン嵌合で構成することもできる。また、フレーム3またはマンドレル5のうち、一方に長穴を形成し、他方にピンを設けて、ピンを長穴に嵌合させてスライド自在としながら一体として回転するように構成することも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications.
For example, in the present embodiment, the frame 3 and the mandrel 5 are coupled with the key 25 and are configured to rotate together while being slidable. However, the present invention is not limited to this. Can also be configured. It is also possible to form a long hole in one of the frame 3 or the mandrel 5 and provide a pin in the other so that the pin can be fitted into the long hole and rotated as a unit while being slidable. is there.

本実施形態においては、マンドレル5をシャンク2に付勢する付勢手段としてコイルスプリング8を使用しているが、これに限定されるものではなく、ねじりばねや皿ばね等であってもよいし、種々のばねを組み合わせてもよい。また、ゴム等の弾性部材を使用してもよいし、エアや油圧等の流体圧力を利用したものであってもよい。   In this embodiment, the coil spring 8 is used as the biasing means for biasing the mandrel 5 to the shank 2, but the present invention is not limited to this, and a torsion spring, a disc spring, or the like may be used. Various springs may be combined. Further, an elastic member such as rubber may be used, or a fluid pressure such as air or hydraulic pressure may be used.

本実施形態においては、マンドレル5とシャンク2との間に潤滑部材としてボールローラ6を介在させて、間接的にマンドレル5とシャンク2の前端部23とを当接させるように構成したが、これに限定されるものではなく、ボールローラ6を介在させず、マンドレル5とシャンク2とを直接当接させてもよい。そして、マンドレル5とシャンク2とを直接当接させて摺動させる場合には、その摺動面を熱処理やコーティング等で摺動特性を改善させることもできる。また、ボールローラ6に代えて、スラストベアリング等の転がり軸受やスラストリング等のすべり軸受を介在させてもよい。
そして、本実施形態においては、ベアリングカラー9およびセットカラー26を装着して構成したが、用途に応じて装着すればよく、これに限定されるものではない。例えば、エアコンなどのフィンチューブを全長にわたって拡管するような場合には、ベアリングカラー9を装着せず、自己推進機能を利用してフレーム3を前進させながら拡管することもできる。
In the present embodiment, the ball roller 6 is interposed as a lubrication member between the mandrel 5 and the shank 2, and the mandrel 5 and the front end 23 of the shank 2 are indirectly brought into contact with each other. The mandrel 5 and the shank 2 may be brought into direct contact with each other without the ball roller 6 interposed therebetween. When the mandrel 5 and the shank 2 are caused to directly contact and slide, the sliding characteristics of the sliding surface can be improved by heat treatment or coating. Further, instead of the ball roller 6, a rolling bearing such as a thrust bearing or a sliding bearing such as a thrust ring may be interposed.
In the present embodiment, the bearing collar 9 and the set collar 26 are mounted. However, the bearing collar 9 and the set collar 26 may be mounted according to the application, and the present invention is not limited to this. For example, when the fin tube of an air conditioner or the like is expanded over the entire length, it is possible to expand the tube 3 while advancing the frame 3 using the self-propulsion function without attaching the bearing collar 9.

本発明の実施形態に係る拡管工具の構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the pipe expansion tool which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る拡管工具におけるローラとマンドレルとの位置関係を説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は模式的に示した断面図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of the roller and mandrel in the pipe expansion tool which concerns on embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is sectional drawing shown typically. 本発明の実施形態に係る拡管工具におけるマンドレルが前進したときの様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode when the mandrel in the pipe expansion tool which concerns on embodiment of this invention advances. 本発明の実施形態に係る拡管工具におけるローラの配列を示す図3のX−X線の断面図である。It is sectional drawing of the XX line of FIG. 3 which shows the arrangement | sequence of the roller in the pipe expansion tool which concerns on embodiment of this invention. 従来の拡管工具の構成を説明するための図であり、(a)は断面図、(b)はローラとマンドレルの位置関係を示す部分平面図である。It is a figure for demonstrating the structure of the conventional pipe expansion tool, (a) is sectional drawing, (b) is a fragmentary top view which shows the positional relationship of a roller and a mandrel.

符号の説明Explanation of symbols

1 拡管工具
2 シャンク
21 連結部
22 胴部
23 前端部
25 キー
26 セットカラー
3 フレーム
33 キー溝
4 ローラ
5 マンドレル
6 ボールローラ(潤滑部材)
8 コイルスプリング(付勢手段)
9 ベアリングカラー
EX 拡管部
S ストローク
TU チューブ
φD 工具径(拡管径)
θ フィードアングル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tube expansion tool 2 Shank 21 Connection part 22 Body part 23 Front end part 25 Key 26 Set collar 3 Frame 33 Keyway 4 Roller 5 Mandrel 6 Ball roller (lubricating member)
8 Coil spring (biasing means)
9 Bearing collar EX Expanded part S Stroke TU tube φD Tool diameter (expanded pipe diameter)
θ Feed angle

Claims (4)

前側が大径となるテーパ形状を備えた複数のローラと、
この複数のローラを同心円上に回転自在に保持する筒状のフレームと、
このフレームに対してスライド自在かつ回転自在に内挿され、前記ローラのテーパ形状に対応するように前側が小径となるテーパ形状を備えたマンドレルと、を有し、
前記マンドレルを前記フレームに対して前進させることにより、前記複数のローラの外接円が構成する拡管径を拡径させるとともに、
回転駆動機に装着して、前記ローラを転動させながら、チューブを拡径成形する拡管工具であって、
前記回転駆動機に連結されるシャンクを備え、
前記マンドレルは、前記シャンクの前端部に当接して配置され、
前記フレームは、前記シャンクに対して前後方向にスライド自在に連結されるとともに、前記シャンクと一体として回転するように構成されたことを特徴とする拡管工具。
A plurality of rollers having a tapered shape with a large front side;
A cylindrical frame that rotatably holds the plurality of rollers on a concentric circle;
A mandrel having a tapered shape that is slidably and rotatably inserted into the frame and has a small diameter on the front side so as to correspond to the tapered shape of the roller;
By advancing the mandrel with respect to the frame, the diameter of the expanded pipe formed by the circumscribed circle of the plurality of rollers is increased, and
A tube expansion tool that is attached to a rotary drive and rolls the roller while expanding the tube,
Comprising a shank coupled to the rotary drive;
The mandrel is disposed in contact with the front end of the shank;
The tube expansion tool according to claim 1, wherein the frame is slidably connected to the shank in the front-rear direction and is configured to rotate integrally with the shank.
前記マンドレルは、付勢手段により、前記シャンクの前端部に付勢されていることを特徴とする請求項1に記載の拡管工具。   The tube expansion tool according to claim 1, wherein the mandrel is urged to a front end portion of the shank by an urging means. 前記マンドレルと前記シャンクの前端部との間には、潤滑部材が介在されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の拡管工具。   The tube expansion tool according to claim 1 or 2, wherein a lubricating member is interposed between the mandrel and the front end of the shank. 前記マンドレルの回転軸と前記ローラの回転軸とが交差するようにフィードアングルを形成して、前記ローラが保持されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の拡管工具。   The feed roller is formed so that the rotating shaft of the mandrel and the rotating shaft of the roller intersect each other, and the roller is held. Tube expansion tool.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101235827B1 (en) 2010-05-07 2013-02-21 가부시키가이샤 스기노 마신 Pipe expanding tool
CN103752709A (en) * 2013-03-20 2014-04-30 四川泸天化股份有限公司 Pipe and pipe sheet expanded connection method
KR20190006249A (en) * 2017-07-10 2019-01-18 한국항공우주산업 주식회사 Apparatus for expanding tube
CN112007997A (en) * 2020-10-29 2020-12-01 山东美晨工业集团有限公司 High-precision special pipe expansion forming device

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104797356B (en) * 2012-11-19 2017-10-03 株式会社Uacj The method of expanding of expander connector and metal tube
US10000007B2 (en) 2015-06-10 2018-06-19 Milwaukee Electric Tool Corporation PEX expanding tool
US9862137B2 (en) 2015-04-20 2018-01-09 Milwaukee Electric Tool Corporation PEX expanding tool
CN112297409B (en) * 2015-06-10 2022-09-30 米沃奇电动工具公司 PEX expanding tool
DE102015012665A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-30 Interroll Holding Ag Conveyor belt pulley, method for making a pulley tube and deformation tool
CN107838304A (en) * 2017-11-14 2018-03-27 高亚贵 Planetary pipe-expanding device
CN109226544A (en) * 2017-11-14 2019-01-18 吴振明 Copper pipe tube expander for refrigerating field
CN107824700A (en) * 2017-11-14 2018-03-23 高亚贵 Double-headed pipe-expanding device
CN108971363A (en) * 2018-08-28 2018-12-11 航珍航空技术(上海)有限公司 Expander and inward turning single lead screw ex truding briquetting machine
JP7174649B2 (en) * 2019-02-27 2022-11-17 株式会社スギノマシン Automatic tube expansion device, automatic tube expansion method and expander exchange method
KR102285685B1 (en) * 2019-07-14 2021-08-03 방만혁 Apparatus and methods for expanding a composite pipe
JP7312731B2 (en) * 2020-07-21 2023-07-21 株式会社スギノマシン Automatic tube expansion device
CN114850326A (en) * 2021-02-03 2022-08-05 台州巨力工具股份有限公司 Working assembly of pipe expanding tool and electric hydraulic pipe expanding tool
CN113305223B (en) * 2021-06-01 2023-03-24 浙江申吉钛业股份有限公司 Optimized reamer-based method and device for installing single-step heat exchanger grating

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59148138U (en) * 1983-03-19 1984-10-03 カルソニックカンセイ株式会社 Pipe end processing machine
JPH0466242A (en) * 1990-07-02 1992-03-02 Yoshikawa Tekko Kk Rivet detecting device in caulking machine
JPH1151285A (en) * 1997-07-31 1999-02-26 Sugino Mach Ltd Tube expander
JP2001205368A (en) * 2000-01-25 2001-07-31 Sugino Mach Ltd Tube end working tool

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5462964A (en) * 1977-10-28 1979-05-21 Sugino Mach Pipe enlarging apparatus
JPH0715128A (en) * 1993-06-28 1995-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electronic component mounting equipment
JPH07290171A (en) * 1994-04-25 1995-11-07 Kuwantai Syst Kk Pipe expander
DE19924898A1 (en) * 1999-06-01 2000-12-07 Foell Remswerk Expanding tool for pipes
JP4291179B2 (en) * 2004-03-10 2009-07-08 株式会社マキタ Impact driver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59148138U (en) * 1983-03-19 1984-10-03 カルソニックカンセイ株式会社 Pipe end processing machine
JPH0466242A (en) * 1990-07-02 1992-03-02 Yoshikawa Tekko Kk Rivet detecting device in caulking machine
JPH1151285A (en) * 1997-07-31 1999-02-26 Sugino Mach Ltd Tube expander
JP2001205368A (en) * 2000-01-25 2001-07-31 Sugino Mach Ltd Tube end working tool

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101235827B1 (en) 2010-05-07 2013-02-21 가부시키가이샤 스기노 마신 Pipe expanding tool
CN103752709A (en) * 2013-03-20 2014-04-30 四川泸天化股份有限公司 Pipe and pipe sheet expanded connection method
CN103752709B (en) * 2013-03-20 2016-06-01 四川泸天化股份有限公司 Tube-tube plate expanding joint method
KR20190006249A (en) * 2017-07-10 2019-01-18 한국항공우주산업 주식회사 Apparatus for expanding tube
KR101945032B1 (en) * 2017-07-10 2019-02-01 한국항공우주산업 주식회사 Apparatus for expanding tube
CN112007997A (en) * 2020-10-29 2020-12-01 山东美晨工业集团有限公司 High-precision special pipe expansion forming device

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