JP2007275961A - Hydraulic tube expanding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液圧拡管成形装置に関し、特に拡管ツール部を小型軽量化し、作業性を向上させた液圧拡管成形装置に関する。 The present invention relates to a liquid pressure expanding and forming apparatus, and more particularly, to a liquid pressure expanding and forming apparatus in which a tube expanding tool portion is reduced in size and weight to improve workability.
現在、熱交換器、コンデンサ等の管と管板とを接合する方法としてローラ拡管法、液圧拡管法、シール溶接法、爆発拡管法等が用いられている。その中でも、数千気圧の液圧を用いて直接拡管する液圧拡管法は、液圧のエネルギーを利用した正確強固な拡管でクリーンな環境での作業が可能であり多方面で利用されている。ローラ拡管法では転圧により管内径に剥離(フレーキング)が発生する場合があるが、液圧拡管法では管の内面に均一な液圧を与えて拡管するため、接触圧力を精度よく管理することができ、信頼性の高い拡管が可能である。 Currently, a roller expansion method, a hydraulic expansion method, a seal welding method, an explosion expansion method, and the like are used as a method for joining tubes such as heat exchangers and condensers to a tube plate. Among them, the hydraulic expansion method that directly expands using a hydraulic pressure of several thousand atmospheres is used in many fields because it can work in a clean environment with accurate and strong expansion using the energy of hydraulic pressure. . In the roller tube expansion method, peeling (flaking) may occur on the inner diameter of the tube due to rolling pressure, but in the liquid pressure tube expansion method, uniform pressure is applied to the inner surface of the tube to expand the tube, so the contact pressure is managed accurately. It is possible to expand the pipe with high reliability.
従来、液圧拡管装置として、例えば、特許文献1に記載されているような、作業者が手に持って拡管作業をする拡管ツール部にブースタが内蔵されたタイプが一般的である。
また、超高圧水の圧力管理は、ブースタの低圧側の一次油圧による換算が一般的であるが(特許文献1の図2参照)、拡管ツール部に圧力センサを設けたものも知られている(特許文献1の図1)。
Moreover, although the pressure management of super high pressure water is generally converted by the primary hydraulic pressure on the low pressure side of the booster (see FIG. 2 of Patent Document 1), there is also known one in which a pressure sensor is provided in the tube expansion tool portion. (FIG. 1 of Patent Document 1).
しかしながら、拡管ツール部にブースタが一体化しているタイプでは構造上重くなるため、連続作業時には作業者の負担が大きくなる。また、重量増加による慣性力により正確な位置合わせが行ないにくいので、作業性が悪いという問題があった。
そして、特許文献1に記載の液圧拡管装置では、プランジャ側からの給水圧力、または低圧シリンダへの油圧供給によりブースタの戻し動作を行なっていたため、そのための戻し用の配管が必要であった。このため、ブースタの構造が複雑になり、組み立て作業性、メンテナンス性が悪いという問題があった。
また、超高圧水の圧力管理をブースタの低圧側の一次油圧で換算すると、正確にタイミングよく超高圧水の圧力を制御することが困難である。さらに、ブースタの一次油圧とブースタにより吐出された超高圧水との間に、換算精度の問題や、ストローク端では一次油圧が上昇するが逆に水圧がゼロになるという問題点がある。
他方、拡管ツール部に圧力センサを設ける場合には、重量の増加による操作性の悪化や、制御ケーブルの追加等システムを複雑にするという問題があった。
However, the type in which the booster is integrated with the tube expansion tool portion is structurally heavy, so that the burden on the operator increases during continuous work. In addition, there is a problem in that workability is poor because accurate alignment is difficult to perform due to inertial force due to weight increase.
In the hydraulic expansion device described in Patent Document 1, since the booster is returned by supplying water from the plunger side or by supplying hydraulic pressure to the low-pressure cylinder, a return pipe for that purpose is required. For this reason, the structure of the booster is complicated, and there is a problem that the assembly workability and the maintainability are poor.
Moreover, if the pressure management of the ultra high pressure water is converted to the primary hydraulic pressure on the low pressure side of the booster, it is difficult to control the pressure of the ultra high pressure water accurately and in a timely manner. Furthermore, there is a problem of conversion accuracy between the primary hydraulic pressure of the booster and the ultrahigh pressure water discharged by the booster, and the primary hydraulic pressure rises at the stroke end, but conversely, the water pressure becomes zero.
On the other hand, when the pressure sensor is provided in the tube expansion tool portion, there are problems that the operability is deteriorated due to an increase in weight and the system is complicated such as addition of a control cable.
そこで、本発明は、前記した問題点を解決すべく、拡管ツール部を小型軽量化し、作業性を向上させた液圧拡管成形装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a hydraulic tube expansion molding apparatus in which the tube expansion tool portion is reduced in size and weight and workability is improved in order to solve the above-described problems.
前記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、超高圧液の液圧により拡管成形をするシール部を装着して、このシール部に前記超高圧液を注入する拡管ツール部と、この拡管ツール部に前記超高圧液を供給する本体部と、を有する液圧拡管成形装置であって、前記本体部に、拡管成形する拡管液(水や油等の拡管用の液体)を油圧により前記超高圧にして吐出孔から吐出するブースタと、このブースタに前記拡管液を供給する給液ユニットと、前記ブースタに前記油圧を発生させる圧油を供給する油圧ユニットと、を収納し、前記拡管ツール部には、前記シール部に連通する超高圧流路を設け、この超高圧流路と前記ブースタの吐出孔とが超高圧チューブで連結されていることを特徴とする。
なお、「超高圧」とは、拡管成形に必要な圧力をいい、管のサイズや形状にもよるが、一般的には、数千気圧の圧力を意味する。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is equipped with a tube expanding tool portion that is equipped with a seal portion that performs tube expansion molding by the liquid pressure of the ultra high pressure liquid, and injects the ultra high pressure liquid into the seal portion, And a main body part for supplying the ultra-high pressure liquid to the pipe expansion tool part, wherein a pipe expansion liquid (a liquid for pipe expansion such as water or oil) to be pipe-formed is hydraulically applied to the main body part. A booster that discharges from the discharge hole at the ultra-high pressure, a liquid supply unit that supplies the expanded liquid to the booster, and a hydraulic unit that supplies pressure oil that generates the hydraulic pressure to the booster are housed, and the expanded pipe The tool portion is provided with an ultrahigh pressure channel communicating with the seal portion, and the ultrahigh pressure channel and the discharge hole of the booster are connected by an ultrahigh pressure tube.
The “ultra-high pressure” means a pressure necessary for tube expansion molding, and generally means a pressure of several thousand atmospheres, although it depends on the size and shape of the tube.
このように、本発明は、拡管ツール部からブースタを分離して、本体部にブースタを収納することで、作業者が手に持って作業をする拡管ツール部を小型軽量化して、作業性を向上させている。このため、連続作業時における作業者の負担を軽減するとともに、シール部を管に挿入する際の位置合わせを容易にしている。また、高圧源となるブースタを作業者の手元から離して本体部に収納することで、より安全性を高めている。 As described above, the present invention separates the booster from the tube expansion tool portion and stores the booster in the main body portion, thereby reducing the size and weight of the tube expansion tool portion that the operator holds in his hand and improving workability. It is improving. For this reason, while reducing the burden of the operator at the time of a continuous operation | work, the position alignment at the time of inserting a seal | sticker part in a pipe | tube is made easy. In addition, the booster, which is a high-pressure source, is separated from the operator's hand and stored in the main body, thereby further improving safety.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の液圧拡管成形装置であって、前記超高圧流路に連結され前記超高圧液をドレンから排出して前記液圧を減圧する減圧弁を前記拡管ツール部に備えていることを特徴とする。
かかる構成によれば、超高圧流路に減圧弁を備えたことで、給液ユニットに設けられた給液ポンプで、拡管液をブースタから拡管ツール、および減圧弁まで循環させながら、この減圧弁から拡管液を排出して拡管液の流通路のエア抜きを行なうことができる。
このため、配管を外すことなく容易にエア抜きを行うことができ、作業性が向上し、作業者の負担も軽減することができる。また、フラッシングとともにエア抜きを行なうことで、高精度な圧力制御が可能になる。そして、拡管液の圧縮効率を高めることで、作業時間の短縮やシール類の高寿命化の相乗効果も期待できる。
The invention according to
According to such a configuration, the pressure reducing valve is provided in the ultrahigh pressure flow path, and this pressure reducing valve is circulated while circulating the pipe expanding liquid from the booster to the pipe expanding tool and the pressure reducing valve by the liquid supply pump provided in the liquid supply unit. Then, the expanded liquid can be discharged from the flow path of the expanded liquid.
For this reason, air can be easily vented without removing the piping, workability is improved, and the burden on the operator can be reduced. Further, by performing air bleeding together with flushing, high-precision pressure control becomes possible. And by increasing the compression efficiency of the expanded liquid, a synergistic effect of shortening the working time and extending the life of the seals can be expected.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の液圧拡管成形装置であって、前記減圧弁を前記油圧ユニットから供給される圧油で制御することを特徴とする。
かかる構成によれば、減圧弁を油圧で制御することで、拡管後に自動的に減圧するように制御したり、ボタン操作で自動的にエア抜きをしたりすることが可能となり、作業時間を短縮し、作業性を向上させることができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the hydraulic pressure expansion molding apparatus according to the second aspect, wherein the pressure reducing valve is controlled by pressure oil supplied from the hydraulic unit.
According to this configuration, by controlling the pressure reducing valve with hydraulic pressure, it is possible to control so that the pressure is automatically reduced after the pipe expansion, or it is possible to automatically bleed air with a button operation, thereby shortening the work time. In addition, workability can be improved.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の液圧拡管成形装置であって、前記ブースタに、前記拡管液が充填される給液室と、前記圧油が充填される油圧室と、前記給液室と前記油圧室との間で往復移動するピストンと、このピストンを前記油圧室側に付勢する付勢手段と、を設けたことを特徴とする。
かかる構成によれば、ピストンを油圧室側に付勢する付勢手段を設けたことで、拡管終了後に付勢手段によってピストンを戻すことができる。このため、ピストンを戻すための給液側の配管や高圧タイプのプランジャポンプ等の増圧装置が不要となり、本体部を全体として簡素化することができる。また、給液側の供給圧力を低減することができるため、安価な低圧ポンプを使用することも可能となる。
The invention according to claim 4 is the hydraulic pressure expansion molding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the booster is filled with the liquid expansion chamber, and the pressure is increased. A hydraulic chamber filled with oil, a piston that reciprocates between the liquid supply chamber and the hydraulic chamber, and a biasing means that biases the piston toward the hydraulic chamber are provided. To do.
According to this configuration, by providing the urging means for urging the piston toward the hydraulic chamber, the piston can be returned by the urging means after completion of the pipe expansion. This eliminates the need for a pressure increasing device such as a liquid supply side pipe for returning the piston and a high-pressure type plunger pump, thereby simplifying the main body as a whole. Further, since the supply pressure on the liquid supply side can be reduced, an inexpensive low-pressure pump can be used.
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の液圧拡管成形装置であって、前記ブースタにおいて、前記給液室に連通し前記拡管液を導入する給液孔と、この給液孔への前記拡管液の導入を制御する給液側チェックバルブと、を設け、この給液側チェックバルブは、前記給液孔に適合するバルブと、このバルブを前記給液孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねを収納して前記給液孔に対して保持するバルブキャップと、を備えていることを特徴とする。
また、請求項6に係る発明は、請求項4に記載の液圧拡管成形装置であって、前記ブースタにおいて、前記給液室に連通する前記吐出孔からの吐出を制御する吐出側チェックバルブを設け、この吐出側チェックバルブは、前記給液孔に適合するバルブと、このバルブを前記給液孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねを収納して前記給液孔に対して保持するバルブキャップと、を備えていることを特徴とする。
請求項5または請求項6に係る発明によれば、バルブおよびばねを収納し保持するバルブキャップを設けて、シールを一体構造としたことで、部品点数を削減してコンパクト化するとともに、メンテナンス性も向上させることができる。
The invention according to claim 5 is the fluid pressure tube forming apparatus according to claim 4, wherein, in the booster, a liquid supply hole that communicates with the liquid supply chamber and introduces the pipe expansion liquid, and the liquid supply hole. A liquid supply side check valve for controlling the introduction of the expanded liquid, and a liquid supply side check valve that is adapted to the liquid supply hole, and a spring that urges the valve to the liquid supply hole. And a valve cap that houses the valve and the spring and holds the spring against the liquid supply hole.
Further, the invention according to claim 6 is the fluid pressure tube forming apparatus according to claim 4, wherein, in the booster, a discharge side check valve that controls discharge from the discharge hole communicating with the liquid supply chamber is provided. The discharge side check valve is provided with a valve adapted to the liquid supply hole, a spring for urging the valve to the liquid supply hole, and the valve and the spring are accommodated and held with respect to the liquid supply hole. And a valve cap.
According to the invention which concerns on Claim 5 or Claim 6, while providing the valve cap which accommodates and hold | maintains a valve | bulb and a spring, and the seal was made into integral structure, while reducing the number of parts and making it compact, maintenance property is also provided. Can also be improved.
請求項7に係る発明は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の液圧拡管成形装置であって、前記ブースタの吐出孔から吐出された前記超高圧液の圧力を検出する圧力検出器を前記本体部に設けたことを特徴とする。
かかる構成によれば、ブースタに供給される油圧を検出するのではなく、圧力検出器により、ブースタの吐出孔から吐出された超高圧液の圧力を直接検出することで、拡管成形の圧力を精度よく検出することができる。このため、高精度の圧力管理が可能であり、拡管品質を向上させることができる。
The invention according to claim 7 is the liquid pressure expansion molding apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the pressure of the ultrahigh pressure liquid discharged from the discharge hole of the booster is detected. A pressure detector is provided in the main body.
According to such a configuration, the pressure of the pipe expansion molding is accurately detected by directly detecting the pressure of the ultrahigh pressure liquid discharged from the discharge hole of the booster by the pressure detector instead of detecting the hydraulic pressure supplied to the booster. Can be detected well. For this reason, highly accurate pressure management is possible and tube expansion quality can be improved.
本発明に係る液圧拡管成形装置によれば、拡管ツール部を小型軽量化し、作業性を向上させた液圧拡管成形装置を提供することができる。 According to the hydraulic expansion apparatus according to the present invention, it is possible to provide a hydraulic expansion apparatus that reduces the size and weight of the expansion tool portion and improves workability.
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液圧拡管成形装置の全体構成を説明するための斜視図であり、図2はシール部の構成を示す断面図であり、図3は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置の回路図である。
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 perspective view for explaining an overall configuration of a hydraulic tube forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a seal portion, and FIG. 1 is a circuit diagram of a hydraulic expansion tube forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置1は、図1に示すように、超高圧液の液圧により拡管成形をするシール部9を装着して、このシール部9に超高圧液を注入する拡管ツール部2と、この拡管ツール部2に超高圧チューブ11を通して超高圧液を供給する本体部3と、を備えて構成されている。また、拡管ツール部2と本体部3とは、制御用の油圧チューブ12および減圧用の排水チューブ13で連結されている。
As shown in FIG. 1, the hydraulic expansion pipe forming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention is equipped with a
シール部9は、液圧拡管成形装置1にアタッチメントとして装着される。シール部9は、拡管加工をする管の中へ挿入し、超高圧液をシールして、拡管範囲を制御する工具である。管の材質、寸法、拡管圧力等、拡管条件に合わせて、いろいろなシール方法が用いられる。
例えば、チューブ式のシール部9(マンドレル)は、図2に示すように、マンドレルボディ91の超高圧液供給流路91aの吐出部91bをチューブ92で密閉し、超高圧水の漏れを防ぐものである。両端の特殊形状のバックアップリング93とエキスパンションリング94は、チューブ92の中の液圧に対して安定して追随し、拡がるような構造となっている。したがって、数千気圧に達しても、管内面とマンドレル外径に生ずる隙間からチューブ92の塑性流動を完全にシールすることができる。
The
For example, as shown in FIG. 2, the tube-type seal portion 9 (mandrel) seals the
本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置1の全体構成、並びに拡管液を供給する給液回路および制御系を構成する油圧回路について、図3を参照しながら説明する。
本体部3には、拡管ツール部2に超高圧液を供給するブースタ4と、ブースタ4に拡管液を供給する給液ユニット5と、ブースタ4に圧油を供給する油圧ユニット6と、が収納されている。
一方、拡管ツール部2は、拡管成形する超高圧液を減圧する減圧弁26と、シール部9に連通する超高圧流路23と、を備えている。
An overall configuration of the hydraulic expansion device 1 according to the embodiment of the present invention, and a hydraulic circuit that constitutes a supply circuit and a control system for supplying the expanded solution will be described with reference to FIG.
The main body 3 stores a booster 4 for supplying the high-pressure liquid to the tube
On the other hand, the tube
給液回路は、給液タンク51からブースタ4の給液室41まで拡管液である水を供給する流路L1と、ブースタ4の給液室41から拡管ツール部2およびシール部9まで超高圧水を供給する流路L2と、減圧弁26から給液タンク51まで超高圧水を排出する戻り側の流路Rと、を備えている。
流路L1は、主として、給液ユニット5で構成され、給液ポンプ52で給液タンク51からブースタ4の給液室41まで水を供給する。そして、流路L1には、流路内の圧力を検知する圧力変換器53および圧力計54が設けられている。
流路L2には、ブースタ4から吐出される超高圧液の圧力を検出する圧力検出器である圧力変換器56が本体部3に設けられている。なお、流路L2は、本体部3から外部側は、フレキシブルな超高圧チューブ11(図1参照)で拡管ツール部2まで連結されている。
流路Rは、拡管ツール部2の減圧弁26が開放されることで、超高圧水が排水されて給液タンク51に戻るように構成されている。なお、流路Rは、本体部3から外部側は、フレキシブルな排水チューブ13(図1参照)で連結されている。
The liquid supply circuit has an extremely high pressure from the
The flow path L <b> 1 is mainly composed of the liquid supply unit 5, and supplies water from the
A
The flow path R is configured such that the ultrahigh pressure water is drained and returned to the
このように、流路L1から流路L2を通って超高圧流路23および減圧弁26まで連結し、減圧弁26から流路Rを通って給液タンク51まで循環させることで、給液回路のエア抜きができるように構成されている。
In this way, the liquid supply circuit is connected by connecting the flow path L1 through the flow path L2 to the super high
油圧回路は、貯留タンク61から切り換え弁63を通り(流路L3)、ブースタ4の油圧室42まで連結された流路L4と、貯留タンク61から切り換え弁64を通り(流路L3)、減圧弁26まで連結された流路L5と、を備えている。
流路L3は、主として油圧ユニット6で構成され、油圧ポンプ62で貯留タンク61から、往き側と戻り側を切り換える切り換え弁63および切り換え弁64まで圧油を供給している。
そして、切り換え弁63を介して流路L3と流路L4とが連結され、流路L4では、切り換え弁63を切り換えることで、ブースタ4の油圧室42の圧力を制御している。
また、切り換え弁64を介して流路L3と流路L5とが連結され、流路L5では、切り換え弁64を切り換えることで、流路内の圧力を調整して減圧弁26の開閉を制御している。
なお、流路L5には、戻り側の流量を規制する流量調整弁65が設けられている。
The hydraulic circuit passes from the
The flow path L3 is mainly composed of the hydraulic unit 6, and the
And the flow path L3 and the flow path L4 are connected via the switching
Further, the flow path L3 and the flow path L5 are connected via the switching
The flow path L5 is provided with a flow
続いて、ブースタ4の構成について、図4〜図5を参照しながら説明する。
図4は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のブースタの構成を説明するための断面図であり、超高圧液の吐出された状態を示す。すなわち、図4においては、油圧ピストン43が給液室41側(図面上で左側)に移動した状態を示す。
図5は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のブースタの構成を説明するための断面図であり、給液された状態を示す。すなわち、図5においては、油圧ピストン43が油圧室42側(図面上で右側)に移動した状態を示す。
Next, the configuration of the booster 4 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the booster of the liquid pressure tube forming apparatus according to the embodiment of the present invention, and shows a state in which the ultrahigh pressure liquid is discharged. That is, FIG. 4 shows a state where the
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the booster of the hydraulic expansion molding apparatus according to the embodiment of the present invention, and shows a state where the liquid is supplied. That is, FIG. 5 shows a state where the
ブースタ4は、図4に示すように、拡管液である水が充填される給液室41と、圧油が充填される油圧室42と、給液室41と油圧室42との間で往復移動するピストンである油圧ピストン43およびプランジャ43aと、この油圧ピストン43を油圧室42側に付勢する付勢手段であるリターンスプリング48と、を備えている。そして、給液室41には、水の導入を制御する給液側チェックバルブ46と、水の吐出を制御する吐出側チェックバルブ47と、がバルブシート41aに装着された状態で設けられている。
ブースタ4は、給液室41に充填された水を油圧室42に供給される圧油によって加圧する増圧装置であり、拡管に必要な超高圧水を得るために給液室41の断面積よりも油圧室42の断面積の方が大きく設定されている。
As shown in FIG. 4, the booster 4 reciprocates between a
The booster 4 is a pressure increasing device that pressurizes the water filled in the
油圧室42は、図4に示すように、フランジ4bを備えた円筒形状の油圧シリンダ4aと、油圧シリンダ4a内で往復移動する油圧ピストン43との隙間に形成されている。油圧ピストン43は、給液室41側に設けられた大径部43bとその反対側に設けられた小径部43cを有する段付きの丸棒に構成されている。小径部43cには、中心部に軸方向に沿って圧油が流入される導入孔42aが大径部43bまで形成されている。そして、この導入孔42aの大径部側の先端には、油圧室42に連通する貫通孔43dが放射状に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
リターンスプリング48は、油圧シリンダ4aのフランジ4bと、油圧ピストン43の小径部43cの先端側(本図上における右側)に設けられたばね受け48aと、の間に設けられている。このため、リターンスプリング48により、ばね受け48aを介して、油圧ピストン43が油圧室42を縮小する方向(本図上における右側)に付勢されている。
The
なお、本実施形態においては、付勢手段としてリターンスプリング48を使用したが、これに限定されるものではなく、エア圧や油圧等の流体圧、その他の加圧手段を適宜採用することもできる。
In the present embodiment, the
かかる構成により、導入孔42aから供給された圧油は貫通孔43dを経由して油圧室42に充填され、リターンスプリング48のばね力に抗して、油圧室42の圧力が高められる。また、油圧ピストン43には大径部43bに丸棒形状のプランジャ43aが連結されているため、油圧ピストン43の往復移動に伴いプランジャ43aが給液室41内で往復移動するように構成されている。
With this configuration, the pressure oil supplied from the
給液室41は、図5に示すように、シリンダ4c内に形成され、プランジャ43aの移動により給液室41の容積が変化するように構成されている。
給液室41には、シリンダ4cに設けられた給液孔45aからバルブシート41a内に形成された流路45b(図6(b)参照)を通り、給液側チェックバルブ46を開いて拡管液が充填される。
As shown in FIG. 5, the
In the
このとき、リターンスプリング48により、油圧ピストン43に連結されたプランジャ43aが給液室41を拡張する方向(本図上における右側)にばね力が作用している。このため、拡管終了後にリターンスプリング48によって油圧ピストン43およびプランジャ43aを給液室41が拡張される方向に円滑に戻すことができる。
したがって、油圧ピストン43を戻すための給液側の配管や高圧タイプのプランジャポンプ等の増圧装置が不要となり、本体部3(図1参照)を全体として簡素化することができる。また、給液側の供給圧力を低減することができるため、安価な低圧の給液ポンプ52(図3参照)を使用することも可能となる。
At this time, the
Therefore, a liquid supply side pipe for returning the
続いて、給液側チェックバルブ46、および吐出側チェックバルブ47の構成について、図6を参照しながら説明する。図6は本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置のチェックバルブの構成を示す図4の要部断面図であり、(a)は吐出側チェックバルブ(図4のA部)を示し、(b)は給液側チェックバルブ(図4のB部)を示す。
給液側チェックバルブ46と吐出側チェックバルブ47は、基本的な構成は同様であるので、給液側チェックバルブ46を例として、図6(b)を参照しながら説明する。
給液側チェックバルブ46は、給液孔45を塞ぐように設けられたバルブであるボール46aと、ボール46aを保持するバルブシート46bと、バルブシート46bを給液孔45側へ付勢するばね46cと、ボール46aおよびばね46cを収納して給液孔45に対して保持するバルブキャップ46dと、を備えている。
Next, the configuration of the liquid supply
Since the liquid supply
The liquid supply
かかる構成により、ボール46aおよびばね46cを収納し保持するバルブキャップ46dを設けて、一体構造としたことで、部品点数を削減してコンパクト化するとともに、メンテナンス性も向上させることができる。
With such a configuration, the
また、図6においては、給液状態を示している。したがって、図6(a)に示すように、吐出側チェックバルブ47は閉状態で保持され、給液側チェックバルブ46は、図6(b)に示すように、開状態で保持されている。
一方、図示は省略するが、超高圧水の吐出状態では、吐出側チェックバルブ47は開状態で保持され、給液側チェックバルブ46は、閉状態で保持される。このような、給液側チェックバルブ46と吐出側チェックバルブ47の動作の制御は、例えば、ばね46cとばね47cのばね力を調整することで行なうことができる。
Moreover, in FIG. 6, the liquid supply state is shown. Therefore, as shown in FIG. 6A, the discharge
On the other hand, although not shown, in the discharge state of the ultra-high pressure water, the discharge
続いて、拡管ツール部2の構成について、図7を参照しながら説明する。図7は、本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置の拡管ツール部の構成を説明するための断面図である。
拡管ツール部2は、シール部9(図1参照)に連通する超高圧流路23と、超高圧流路23に連結され超高圧水をドレン27から排出して減圧する減圧弁26と、を備えている。
超高圧流路23は、図7に示すように、シール部9と先端部23bで連結される円柱状のマンドレルアダプタ23aの軸方向に沿って形成されている。
そして、マンドレルアダプタ23aと直交するように連結されたクロスジョイント21aを介して、超高圧チューブ11が連結されている。そしてクロスジョイント21aには、流路22が形成されており、流路22と超高圧チューブ11の流路11aとが連結されている。
Then, the structure of the tube
The tube
As shown in FIG. 7, the
And the
減圧弁26は、マンドレルアダプタ23aの他端側(本図上の右側)にシーリングコーン23cを介して接合されている。
減圧弁26は、シリンダ26aと、このシリンダ26aに内挿されたピストンロッド26cと、ピストンロッド26cに連結されたバルブ26dと、バルブ26dと接合されたバルブシート26eとを備えている。そして、バルブシート26eには、超高圧流路23に連通する排出流路27aが形成されている。
The
The
一方、シリンダ26aとピストンロッド26cで囲まれた油圧室26bには、図3に示すように、油圧ユニット6から流路L5を通って圧油が供給され、切り換え弁64を切り換えることで、バルブ26dとバルブシート26eとが接合、離隔するように構成されている。また、ピストンロッド26cは、スプリング26fによりバルブ26dを開く方向に付勢されている。
このため、拡管成形時には、バルブ26dとバルブシート26eとを接合させて減圧弁26を閉じ、拡管成形後はバルブ26dとバルブシート26eとを離隔させて減圧弁26を開けて、超高圧流路23内の超高圧水をドレン27から排水して、シール部9(図1参照)を減圧する。
なお、ドレン27は、排水チューブ13で本体部3に導入され、給液タンク51と連結されている(図3の流路R参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 3, pressure oil is supplied from the hydraulic unit 6 through the flow path L5 to the hydraulic chamber 26b surrounded by the
Therefore, at the time of pipe expansion molding, the
The
続いて、本発明の実施形態に係る液圧拡管成形装置1の動作について、実際の拡径作業を想定して、図3を参照しながら説明する。
本体部3の電源スイッチ(不図示)を入れて、拡管作業を開始するが、まず、拡管ツール部2に設けられたエア抜きボタン(不図示)を押して、給液回路(流路L1〜流路L2〜超高圧流路23)のエア抜きを行なう。
具体的には、エア抜きボタンを押すと、給液ポンプ52が作動し、流路L1からブースタ4を経由して流路L2を通り、超高圧流路23および減圧弁26まで拡管液が送られ、減圧弁26から流路Rを通って給液タンク51まで戻り、エア抜きが行なわれる。
Next, the operation of the hydraulic expansion apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 assuming an actual diameter expansion operation.
A power switch (not shown) of the main body 3 is turned on to start the pipe expansion work. First, an air vent button (not shown) provided on the pipe
Specifically, when the air release button is pressed, the
このように、本発明に係る液圧拡管成形装置1は、配管を外すことなく容易にエア抜きを行うことができ、作業性が向上し、作業者の負担も軽減することができる。また、フラッシングとともにエア抜きを行なうことで、高精度な圧力制御が可能になる。そして、拡管液の圧縮効率を高めることで、作業時間の短縮やシール類の高寿命化の相乗効果も期待できる。 As described above, the hydraulic expansion apparatus 1 according to the present invention can easily perform air bleeding without removing the piping, improving workability and reducing the burden on the operator. Further, by performing air bleeding together with flushing, high-precision pressure control becomes possible. And by increasing the compression efficiency of the expanded liquid, a synergistic effect of shortening the working time and extending the life of the seals can be expected.
次に、油圧ユニットの運転ボタン(不図示)を押して、拡管圧力をセットする。
拡管圧力は400MPaまで設定が可能で、1MPa単位の設定が可能である。ブースタ4から吐出された水圧を直接圧力変換器56で検出する方式のため精度もよく±1%(F.S)が実現できている。なお、本実施形態においては、拡管圧力の設定はデジタル表示なので設定がしやすく、視認性もよい。
Next, an operation button (not shown) of the hydraulic unit is pushed to set the pipe expansion pressure.
The expansion pressure can be set up to 400 MPa, and can be set in units of 1 MPa. Since the water pressure discharged from the booster 4 is directly detected by the
そして、拡管ツール部2の先端に装着されたシール部9を拡管する熱交換器等の管に挿入して、拡管ツール部2に設けられた拡管ボタン(不図示)を押して、拡管作業を開始する。拡管ボタンを押すと、油圧ユニット6が作動して、ブースタ4の油圧室42に圧油が供給され、給液室41の拡管液が増圧される。こうして、ブースタ4で増圧された超高圧水が給液室41から拡管ツール部2へ送り込まれる。この間、拡管ボタン(不図示)は押し続ける。
そうすると、シール部9のアクアチューブ92内(図2参照)が超高圧状態になり管がその圧力により広がり塑性変形を起こし、管板には弾性変形を生じさせることで、管と管板とに接触残留圧力が生じて永久固着させることができる。このようにして、一管あたり数秒で拡管は終了する。
Then, the
Then, the inside of the aqua tube 92 (see FIG. 2) of the
拡管の終了は、ブースタ4から吐出された超高圧水の圧力を圧力変換器56で検出して、セットされた所定の拡管圧力と対比して判断し、拡管の終了をブザー(不図示)で作業者に知らせる。拡管終了ブザーがなったら、自動減圧あるいは、作業者が拡管ボタンを離すと、減圧弁26が開放されて、超高圧流路23内の超高圧水が減圧される。そして、シール部9を管から抜き取り、次の管に挿入して、同様の作業を繰り返して拡管作業を行なう。
The end of the expansion is detected by detecting the pressure of the ultrahigh pressure water discharged from the booster 4 with the
本発明に係る液圧拡管成形装置1は、前記のように構成したため、以下のような効果を生ずる。本発明に係る液圧拡管成形装置1は、拡管ツール部2からブースタ4を分離して、本体部3にブースタ4を収納することで、作業者が手に持って作業をする拡管ツール部2を小型軽量化して、作業性を向上させている。
このため、連続作業時における作業者の負担を軽減するとともに、シール部9を管に挿入する際の位置合わせを容易にしている。また、高圧源となるブースタ4を作業者の手元から離して本体部3に収納することで、より安全性を高めている。
Since the hydraulic expansion apparatus 1 according to the present invention is configured as described above, the following effects are produced. The fluid pressure tube forming apparatus 1 according to the present invention separates the booster 4 from the tube
For this reason, while reducing the burden of the operator at the time of a continuous operation | work, the position alignment at the time of inserting the seal |
また、本発明に係る液圧拡管成形装置1は、ブースタ4に供給される油圧を検出するのではなく、圧力変換器56により、ブースタ4の吐出孔から吐出された超高圧液の圧力を直接検出することで、拡管成形の圧力を精度よく検出することができる。このため、高精度の圧力管理が可能であり、拡管品質を向上させることができる。
Further, the hydraulic expansion apparatus 1 according to the present invention does not detect the hydraulic pressure supplied to the booster 4 but directly applies the pressure of the ultrahigh pressure liquid discharged from the discharge hole of the booster 4 by the
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、液圧拡管成形装置1として、シール部9にアクアチューブタイプのアクアマンドレルを装着した拡管装置を例として説明したが、これに限定されるものではなく、アタッチメントを交換して、拡管のみならず他の分野での金属成形加工装置としても利用されるものである。
したがって、本実施形態においては、拡管成形装置としての一例としての拡管圧力等の数値を示したものであり、これに限定されるものではなく、適用されるワークの径や形状に応じて拡管成形装置の容量、動作、その他の仕様は適宜設定されるものである。
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, as the liquid pressure tube forming apparatus 1, a tube expansion device in which an aqua tube type aqua mandrel is attached to the
Therefore, in the present embodiment, numerical values such as a tube expansion pressure as an example of a tube expansion molding device are shown, and the present invention is not limited to this, and tube expansion molding is performed according to the diameter and shape of the workpiece to be applied. The capacity, operation, and other specifications of the apparatus are set as appropriate.
本実施形態においては、拡管の終了をブザーで知らせることとしたが、これに限定されるものではなく、パイロットランプ等で視認できるようにしてもよい。また、本実施形態においては、作業者が拡管ボタンを離すと減圧弁26が開放されるようにしたが、圧力変換器56で検出される圧力が所定の設定値に達したときにパイロットランプ等で表示して、自動的に減圧されるように構成してもよい。要するに、減圧弁26の制御の方法は、安全性、作業性等を考慮して適宜設定されるものである。
さらに、本実施形態においては、減圧弁26を油圧で制御するように構成したが、これに限定されるものではなく、エア圧で制御することもできるし、電磁式の制御を採用することもできる。
In this embodiment, the end of the pipe expansion is notified by a buzzer, but the present invention is not limited to this, and it may be visible with a pilot lamp or the like. In this embodiment, the
Further, in the present embodiment, the
1 液圧拡管成形装置
2 拡管ツール部
3 本体部
4 ブースタ
5 給液ユニット
6 油圧ユニット
9 シール部
11 超高圧チューブ
12 油圧チューブ
13 排水チューブ
23 超高圧流路
27 ドレン
41 給液室
42 油圧室
43 油圧ピストン(ピストン)
43a プランジャ(ピストン)
44 吐出孔
45 給液孔
46 給液側チェックバルブ
46a ボール(バルブ)
46b バルブシート
46c ばね
46d バルブキャップ
47 吐出側チェックバルブ
47a ボール(バルブ)
47b バルブシート
47c ばね
47d バルブキャップ
48 リターンスプリング(付勢手段)
56 圧力変換器(圧力検出器)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid pressure
43a Plunger (piston)
44
47b Valve seat 47c Spring
56 Pressure transducer (pressure detector)
Claims (7)
この拡管ツール部に前記超高圧液を供給する本体部と、を有する液圧拡管成形装置であって、
前記本体部に、拡管成形する拡管液を油圧により前記超高圧にして吐出孔から吐出するブースタと、このブースタに前記拡管液を供給する給液ユニットと、前記ブースタに前記油圧を発生させる圧油を供給する油圧ユニットと、を収納し、
前記拡管ツール部には、前記シール部に連通する超高圧流路を設け、
この超高圧流路と前記ブースタの吐出孔とが超高圧チューブで連結されていることを特徴とする液圧拡管成形装置。 Equipped with a seal part that performs pipe expansion molding by the liquid pressure of the ultra high pressure liquid, and a pipe expansion tool part that injects the ultra high pressure liquid into the seal part,
A body part for supplying the ultra-high pressure liquid to the tube expansion tool part,
In the main body, a booster for expanding the pipe to be expanded to the ultrahigh pressure by hydraulic pressure and discharging from the discharge hole, a liquid supply unit for supplying the expanded liquid to the booster, and a pressure oil for generating the hydraulic pressure in the booster Storing the hydraulic unit,
The tube expansion tool part is provided with an ultra-high pressure channel communicating with the seal part,
A liquid pressure expansion molding apparatus characterized in that the ultrahigh pressure channel and the booster discharge hole are connected by an ultrahigh pressure tube.
この給液側チェックバルブは、前記給液孔に適合するバルブと、このバルブを前記給液孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねを収納して前記給液孔に対して保持するバルブキャップと、を備えていることを特徴とする請求項4に記載の液圧拡管成形装置。 In the booster, a liquid supply hole that communicates with the liquid supply chamber and introduces the pipe expansion liquid, and a liquid supply side check valve that controls the introduction of the pipe expansion liquid into the liquid supply hole are provided,
The liquid supply side check valve includes a valve adapted to the liquid supply hole, a spring that urges the valve to the liquid supply hole, the valve and the spring, and holds the valve against the liquid supply hole. A fluid pressure tube forming apparatus according to claim 4, further comprising a valve cap.
この吐出側チェックバルブは、前記吐出孔に適合するバルブと、このバルブを前記吐出孔に付勢するばねと、前記バルブおよび前記ばねとを収納して前記吐出孔に対して保持するバルブキャップと、を備えていることを特徴とする請求項4に記載の液圧拡管成形装置。 In the booster, a discharge side check valve for controlling discharge from the discharge hole communicating with the liquid supply chamber is provided,
The discharge-side check valve includes a valve adapted to the discharge hole, a spring that urges the valve to the discharge hole, a valve cap that houses the valve and the spring and holds the valve against the discharge hole. 5. The hydraulic expansion apparatus according to claim 4, wherein:
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