JP2008229726A - ロール溝付け装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性が高く、トラッキング性能に優れたパイプ用ロール溝付け装置を提供する.
【解決手段】本発明の溝付け装置は、送りねじにより相対変位する溝付けロール及びバックアップロールを備え、送りねじの強度及び耐久性を向上させ、その磨耗を防ぎ、トルク性能を向上させることにより、より厚肉のパイプの溝付けが可能となる。また、特殊なロール構造により、改善されたトラッキング性能が得られる。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の溝付け装置は、送りねじにより相対変位する溝付けロール及びバックアップロールを備え、送りねじの強度及び耐久性を向上させ、その磨耗を防ぎ、トルク性能を向上させることにより、より厚肉のパイプの溝付けが可能となる。また、特殊なロール構造により、改善されたトラッキング性能が得られる。
【選択図】図1
Description
本発明は、ロール溝付け装置の分野に関する。特に、溝付けロールとワークピースとの間の所望の整合を達成し且つ維持し、それによって溝付けロールとワークピースとの間のトラッキングを達成し且つ維持して、回転により得られる溝がワークピースの軸に対して直角となるようにするためのそのような装置の改良に関する。
本発明は、特に、固定されたパイプに対し相互係合するよう適合され、ロール溝付け動作の間パイプの周囲を移動する持ち運び可能なロール溝付け装置(roll groover)に関して使用することができる。従って、本発明をそのようなロール溝付け装置に関して説明するが、本発明は、ロール溝付け装置が固定され、溝付け動作の際、溝付けがなされるパイプがロール溝付け装置に対して回転するようなロール溝付け装置に対しても適用可能であることを理解されたい。
ロール溝付け装置はよく知られており、一般に、相互に変位可能な一対のハウジング部材または支持部材を有し、これら支持部材はそれぞれ駆動またはバックアップロール及びアイドラーまたは溝付けロールを回転可能に支持し、溝付け動作の間、これらロールの間に溝付けがなされるべきパイプが挟持されるようになっている。これら2つのロールは互いに噛み合うような外形を有している。駆動ロールは外周に溝が設けられ、溝付けロールは外周に突条が設けられ、それによって、これらロールに挟まれたパイプは、ロールが相対的に回転し且つロールが互いに向かって径方向に変位するのに応じて、周囲に溝が形成される。駆動ロールは、ロール溝付け装置のタイプに応じて、手工具または駆動モータによって回転される。
しばしば、ロール支持体間の相対的な変位は、これら支持体間に設けられたねじ切りされた送りねじによってなされる。これには、レンチのような道具または手によって手動回転されるねじ部品が含まれる。ロール支持体は互いに対して近接離反可能なように直線変位または回動変位するよう相互係合され、いずれの場合にも、送りねじは、管またはパイプを挟むのが容易なようロールが離れるような方向に回転され、続いて、ロールがパイプと係合するように逆方向に回転される。そうして、パイプ、バックアップロール及び溝付けロールは相対的に回転され、また、送りねじは溝付けロールがバックアップロールに向かって変位するような方向に手動で回転され、それによってパイプの周囲に溝が漸次形成される。所望の溝直径に達すると、相対的な回転は停止され、送りねじは、2つのロールの間に十分な隙間が形成され溝付けされたパイプをそこから取り出すことができるようになるまで逆方向に回転される。
よく知られているように、パイプ軸に対して溝の経路が直角となるよう、ロール溝付け動作の間、パイプ及び溝付けロールの軸が適切に整合されるようにする必要がある。ロール溝付け動作の開始時に整合がうまくいっていないと、溝の経路がパイプ軸に対して螺旋状になり、その結果パイプまたは装置がロールとパイプとを軸方向に分離するような方向に“歩いて(walks)”しまうこととなる。このトラッキング問題は、ロール支持体が送りねじ以外の、例えば、Kunsmannに付与された米国特許第3995466号に示されているような油圧によるものや、Pulverらに付与された米国特許第5079940号に開示された回動式レバーアームを用いた手動のものによって相対変位されるような装置を含む、どのようなロール溝付け装置の動作においても発生し得る。セルフトラッキング(self-tracking)が可能なロール溝付け装置を提供するべく多くの努力がなされている。例えば、McGradyらに付与された米国特許第5528919に開示されているように、バックアップまたは駆動ロールの外周に歯を設け、それによってパイプと溝付けロールを互いに相対的に軸線方向内向きに付勢することが知られている。別の例としては、先に示したKunsmannに付与された特許に開示されているようにロール溝付けされるべきパイプを溝付けロールの軸線に対して角度を持って支持したり、Costanzoらに付与された米国特許第2975819号及びElkinに付与された米国特許第4041747号に開示されたようにバックアップロールの軸線に対してアイドラーまたは溝付けロールの軸線を傾斜させることが知られている。更に別の例としては、Doleに付与された米国特許第5279143号に開示されているように、バックアップまたは駆動ロールの外面を円錐の切頭体(frustum)の形状にし、Costanzoらに付与された上述の特許に開示されているように、溝付けされるパイプの外面に係合し且つその軸線が溝付けされるパイプの軸線に対して傾いているような補助ローラを提供することが知られている。
上述したような構成によってセルフトラッキングを促進することができるが、これらは追加的な及び/または特別に設計された部品を必要とし、従って、ロール溝付け装置の製造コスト及び維持費を増大するため、装置にかかる費用を不所望に増大することとなる。また、溝付けロールを互いに変位させるために送りねじを用いるような装置では、送りねじの摩耗がしばしば問題となる。これは、送りねじの摩耗により、ジャミングが発生する可能性が高まったり、不所望に大きな入力トルクが必要となったりするからである。更に、ロール溝付け装置を落とすことにより送りねじを破損する可能性があるが、そのような装置の落下は、現場ではよく見られることである。更にまた、例えば5インチ(12.7cm)、Schedule 40パイプのように壁の厚いパイプに溝を付けるのに必要な力によって、バックアップまたは駆動ロールの軸線が撓み、適切なトラッキングを維持するのに悪影響を及ぼすこともある。従って、これまで、ただ1つの基本的な溝付けユニットを用い、例えば1.25インチ(3.18cm)乃至12インチ(30.5cm)のパイプサイズの全域に対して溝付けを行うことは不可能であった。
本発明によれば、従来の溝付け装置に於いて見られた上記した或いは他の問題を最小化し、或いは解決するような、改良され溝付け装置が提供される。本発明の或る側面によれば、本発明の溝付け装置は、送りねじにより相対変位する溝付けロール及びバックアップロールを備え、送りねじの強度及び耐久性を向上させ、その磨耗を防ぎ、トルク性能を向上するような特徴を備え、より厚肉のパイプの溝付けが可能となる。このような点からも、送りねじは、その両端にて2つのロール支持部に結合され、従来の送りねじに見られるような、横方向のスラストを最小化し、或いは排除するような要領をもって、送りねじに力を加えることによる直接的な作動が可能となっている。送りねじに関するもう一つの特徴は、装置を落とした場合のように、衝撃を受けたときに、1つ又は2つの支持部材を送りねじに対して解放する解放機構にある。従来の装置では、このような衝撃の力は、送りねじ及び協働する溝付け装置のねじ溝に直接加わり、ねじを磨耗或いは破損させ、その操作を困難なものにしてしまうという問題があり、これは維持及び交換に要するコストを増大させ、送りねじの部品の寿命を低下させた。
本発明の別の側面によれば、溝付け動作に際する、バックアップ又は駆動ロール及び溝付けロール並びにロール支持部材の構造に関する1つ又は複数の特徴により、改善されたトラッキング性能が得られる。この点に関して、特に、バックアップ又は駆動ロールは、ロール溝付け動作に際するバックアップ又は駆動ロールに対するパイプのねじれを最小化するようなナーリング構造を備えている。トラッキングに関するもう一つの特徴は、溝付けロールの軸線をバックアップロールの軸線に対してある角度をなすように溝付けロールを支持することにあり、ある種のパイプのロール溝付けを行うことに関して、溝付けロールの溝付け突部にテーパを設け、ロール溝付け動作の間にパイプと溝付けロールとが互いに軸線方向内向きに変位するようにしむけることにある。本発明の更に別のトラッキングに関する特徴は、バックアップロールの軸線方向外端を支持しロール溝付け動作の間にバックアップロールの軸線方向外端がたわむのを防止することにある。この部分は、大きな力を受けるが、たわみが生じると、両ロールとパイプとの間の適正な向き即ち整合を達成することができず、トラッキングが不良になる。上記した支持構造は一つのロール溝付け装置によって、たとえば、1−1/4インチ(3.18cm)から12インチ(30.5cm)までの広い範囲のパイプを取り扱うことができる。従来はこのような広範囲のパイプサイズをカバーするためには、2つまたはより多数の装置が必要であった。
本発明の目的は、溝付けロール及びバックアップロールを相対変位させるための送りねじを含むようなタイプのロール溝付け装置であって、ロール溝付け動作の間送りねじに対抗する力を加えるような改良が施されたロール溝付け装置を提供することである。
本発明の別の目的は、送りねじの摩耗を低減し、ロール溝付けにおける必要な入力トルク及びジャミングを低減し、ねじの強度及び寿命を向上させつつ、壁の厚いパイプのロール溝付けを可能とする送りねじ機構を備えた、上記のようなタイプのロール溝付け装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、送りねじへの軸線方向衝撃によって送りねじ及びそれと協働して噛み合う装置の部分が損傷しないよう保護するための衝撃駆動式リリース装置を備えた、上記のようなタイプのロール溝付け装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、セルフトラッキング特性が改善されたロール溝付け装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、トラッキングを促進しつつそれを実現するためのコストを最小化するような、ローレット切り機構(knurling arrangement)を備えたロール溝付け装置用バックアップロールを提供することである。
本発明の更に別の目的は、セルフトラッキング特性が改善された溝付けロール構造を提供することである。
本発明の更に別の目的は、ロール溝付け装置においてセルフトラッキング特性を向上するための溝付けロールマウント構造を提供することである。
本発明の更に別の目的は、バックアップまたは駆動ロールの軸線方向外側端を支持して、大きなロール溝付け力が印加されても撓まないようにするための構成を備えたロール溝付け装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、これまでの装置で可能であったのより広い範囲のパイプサイズに対してロール溝付けが可能なロール溝付けユニットを提供することである。
上述した目的及び他の目的は、添付の図面において例示される本発明の好適実施例についての説明において明確化及び/またはより詳細に説明される。
本発明の特徴、目的及び作用効果は、添付図面を参照しつつ好適実施例について説明することにより一層明らかとなるだろう。
以下に、より詳細に図面を参照して実施例を説明するが、図示されているものは本発明の好適実施例の説明だけが目的であり、本発明を制限するものではない。図1−4は、ハウジング12という形での第1支持体及び、ピボット軸18の周りを両方向に回転変位させるためのピボットピン16を用いてハウジング12に取り付けられたアーム14という形での第2支持体を有するようなロール溝付け装置10を図示している。ハウジング12は、ピボット軸18と平行な回転軸22の周りを回転させるためにバックアップ又は駆動ロール20を支持し、アーム14は、回転軸26の周りの回転のためにアイドラー又は溝付けロール24を支持する。本発明の態様の1つにしたがうと、以下でより詳しく説明していくように、回転軸26はアーム14に関して固定されており、回転軸22に対して微小な角度をなしている。ロール20及び24は、その間にパイプPの壁を受け取るように調整され、以下でより詳しく説明していくように、ロール及びパイプの関連する回転及びそのような関連回転の際のロール20へのロール24の半径方向の変位に応じてパイプPの周りに協働して溝付け回転するような雌及び雄の溝付け回転をそれぞれ提供する。
図1−4に示されている好適実施例では、バックアップ又は駆動ロール20は、軸22の周りに駆動するように調整され、以下でより詳しく説明していく方法で、この目的のために、ハウジング12を通り延在するような、ハウジングの前側端部及び後方端部の近接にそれぞれ適切なベアリング32及び34によって回動自在に支持されたドライブシャフト30の、軸方向の外側端部28に取り付けられる。ドライブシャフト30は、そこでの回転に対して適切に固定されたドライブギア36を備えており、該ギア36と、即ちドライブシャフト30はピニオン・ギヤ減速装置(図示せず)を通るようなクランク38を用いて回転するべく調整される。すなわち、クランク38の手動での回転によって、ドライブシャフト30及びバックアップロール20の回転と、以下でより詳しく説明していくように、そこで溝付け回転するような溝付け回転作業の際に、装置10がパイプ周縁の周りを進み、駆動ロール24との間にパイプPの挿入を伴うような駆動ロール20の回転とを生じさせることを理解されたい。
図3でよく分かるように、リアクションアーム14は、ピボット軸18がロール軸22に対して、上方且つ横方向にオフセットするように、ハウジング12にピン16によって回動自在に固定された第1端部40を有している。前記アームはハウジング12及びロール軸22に渡って横方向に延在し、ロール軸22に関してピボット軸18とは反対側の横方向のオフセットがあるような第2端部を有している。以下でより詳しく説明していくように、アーム14の端部42は送りねじ機構44を通してハウジング12と相互接続されており、前記送りねじ機構によって溝付けロール24を駆動ロール20に半径方向で向かうように又は遠ざかるように軸18の周りを両側に回転させ、リアクションアームの端部42はさらに、アームの変位を制限し、それによって溝付けロール24がパイプPに所望する直径の溝を回転付けるようにバックアップロール20へと向かうような調節ねじ46を備えている。
図1−4で図示されている実施例では、図7にも示されているバックアップ又は駆動ロール20は、軸方向の外側端部20a及び内側端部20bと、周縁の溝48を提供する第1部分及び該溝の軸方向のそれぞれ外側及び内側に位置するような面50及び52によって規定される第2部分を備えた環状の外側表面を有している。ロール20の外側端部20aは、以下でその目的が説明されるスプリングクリップ溝56を備えた支持シャフト部分54で規定されており、ロール内側端部20bは好ましくは、ロール溝付け作業の際にパイプPが溝付けロールに対して溝付けされるような配置のための接合部分を提供すべく面50及び52から半径方向の外側に延在するような環状のフランジ58で規定されている。さらにこの実施例にしたがうと、図1及び図4でよく分かるように、ロール20はその中を通る軸方向の穿孔60を有しており、ロールのための支持はドライブシャフト30の軸方向外側端部28で提供され、ロール20の穿孔60の内部端部及びロールの外側端部を支持すべくハウジング12に着脱可能に取り付けられた支持部材62で受け取られる。この点についてより詳しく説明すると、支持部材62は、対のソケットキャップねじ66を用いてハウジング12を通して前の壁に着脱可能式に前記支持部材を取り付けるための基部部分64と、スリーブ部分68と、該スリーブ部分をハウジング12の外側軸方向に支持し、回転軸22と同軸であるようなブリッジング部分70とを含む。スリーブ部分68は、好ましくはベアリングスリーブ72を間に挿入して、ロール20の支持シャフト部分54を回転可能に支持し、受け取るように調整される。そのような支持は、ロール溝付け作業の際にバックアップロール20に対して働く強い力に対応するような回転軸22の撓みを制限する。ロール20の軸方向外側のそのような支持なしでは、1.25インチ〜3.25インチSch.40パイプを扱うためのサイズにされたロール溝付け装置の構成要素部分を用いての4インチSch.40〜12インチSch.10パイプのロール溝付けに関してそのような撓みが生じる可能性がある。すなわち、支持部材68及び軸方向外側端部が支持部材によって支持されるようなバックアップロール20の構造を用いることで単一のロール溝付け基部ユニットで1.25インチ〜12インチの全範囲を扱うことを可能となる。後述で明らかになるように、支持部材62はハウジング12から除去されるように調整され、バックアップロール20は、支持シャフト部分54のない似たようなロールで置き換えられ、それによってこの装置は1.25インチ〜3.50インチSch.40の薄い壁のパイプのロール溝付けに関して作業が可能となる。
前述で説明したような回転軸22の撓みに対して、ロール20の支持は厚い壁のパイプのロール溝付けに関しての所望するトラッキングが促進させることを理解されたい。支持部材62及びロール20のハウジング12への取り付けに関しては、ベアリングスリーブ及びスリーブ部分68を通る支持シャフト部分54を導入すること及び後部構成要素を支持シャフト部分54の軸方向外側端部の凹部56で受け取るようなスプリングクリップ74の使用を介して軸方向に内部連動することによってロール20を最初に支持部材と一緒に組み立てる。次に、ロール20の軸方向内側端部をドライブシャフト30の外側端部28に導入し、穿孔60を通り且つドライブシャフト30の外側端部28のねじ付き内部連動部の中へ延在するようなソケットキャップねじ76によって駆動ロールをドライブシャフト30に固定する。次に、キャップねじ66を、孔78を通して、したがって支持部材の基部部分64の中へ及びねじ付き孔80の中へ、しがってハウジング12の前側の壁の中に導入し、それにより支持部材62をハウジングに固定して取り付ける。
上記のように、また、図5、8及び10から理解されるように、支持部材62及びロール20をハウジング12から取り除いて、後部の図中に20Aで示される類似のバックアップロールを、薄い壁のロール溝付けに適応させるためにドライブシャフト30の軸方向の外側端部28に取り付けてもよい。前述の説明から理解されるように、ロール20Aはシャフト30の外側端部28を受け取るための軸方向の穿孔(図示せず)を有しており、ロール20をドライブシャフトに固定するためのねじ76に似ているがそれよりも短いソケットキャップねじによってロール20Aをドライブシャフトに固定する。
図4及び9から理解されるように、アイドラー若しくは溝付けロール24は、バックアップロール20に関して接合型の輪郭であり、したがって、軸方向外側端部24a及び内側端部24bと、それぞれロール20の面部分50及び52やロール20aの面部分50a及び52aの上に位置する面部分環状面部分82及び84と、面82及び84の間にあり、ロール20の凹部48若しくはロール20aの凹部48a上に位置する半径方向に外側に延在するような環状の回転突出部分86とを含む。溝付けロール24をそこで回転させるためにリアクションアーム14上にピン若しくはシャフト構成要素88を用いて取り付け、ベアリング構成構成要素90をシャフトと溝付けロールの間に挿入する。本発明の他の態様にしたがうと、回転突出部86は、軸方向の内側端部92a及び外側端部92bを有する外側の回転面92を含む。大部分のロール溝付け作業では、面92は溝付けロールの軸26と平行である。しかしながら、4インチ〜6インチ(10.16cm〜15.24cm)Schedule 40パイプに関しては、外側端部92aから内側端部92bへの方向で軸に対して収束していくように面92は軸26に対してxの角度でテーパをつけられている。このテーパは好ましくは2°であり、図4に示されているように溝付けロール突出部86及びバックアップロール凹部48との関係の構造から理解されるように、突出部86が溝付け及びバックアップロールの間に挿入されるパイプの外側とかみ合うときに、所望のトラッキングを得るために、テーパがつけられた面92はバックアップロールのフランジ58に対してパイプを軸方向内側へ付勢する。溝付けロールの回転面でのテーパも、厚い壁のロール溝付けでの強い力が適用されたときに生じ得る屈曲の撓みを補正する。
本発明の別の側面に依れば図7及び8に示されているように、バックアップロール20の表面部分50及び52及びロール20Aの表面部分50a及び52aが、好適にはダイアモンドナーリング形態の歯を有して提供され、また対応するロールの内部端に対する軸方向内部及び外部表面が、各々軸方向の長さL1及びL2を有している。ロール溝付け動作の初期状態の間の溝付けロールに対するロール溝付けされたパイプのミスアライメントを予め除外する目的で、L2の長さがL1の長さより短い。この点に関しさらに詳しくは、溝付けロールが初期的にパイプに対しかみ合い、ロール溝付けされ、またパイプの材料がバックアップロール内の溝即ち凹部に配置される時、表面部分52若しくは52a上にあるパイプ部分が、表面より半径方向外側に広がる傾向にあり、そのような訳でロール表面とパイプとの間の接触領域を減少させる。従って初期的な長さL2が長さL1と等しい場合、ねじれ若しくはミスアライメントが、パイプと表面52又は52aとの間の接触ロスによって促進される。そのため、長さL2を長さL1よりも短くすることによって、広がりが表面50及び52若しくは50a及び52aとパイプとの間の結合の領域を互いに等しくし、それによってミスアライメントは最小化される若しくは除外され、トラッキングが改善される。ダイアモンドナーリングが好適であるが、別の歯構成が提供されてもよいことがわかる。1−1/4インチ〜12インチ(3.18cm〜30.5cm)のパイプサイズの全領域のロール溝付けに関しては、長さL1はバックアップロールとロール溝付けされるパイプとの間の滑り若しくはミスアライメントを予め除外するのに必要な最小の長さであり、例えばL1は0.354インチ(9mm)〜0.383インチ(9.73mm)である。更に、様々なパイプサイズの例として、ロール溝付けのためのバックアップロールの長さL1は、1−1/4インチ(3.18cm)〜1−1/2インチ(3.81cm)でSchedule 10及びSchedule 40鋼管の場合は0.380インチ(9.652mm)、2インチ(5.08cm)〜6インチ(15.24cm)でSchedule 10鋼管、及び2インチ(5.08cm)〜3−1/2インチ(8.89cm)でSchedule 40鋼管の場合は0.358インチ(9.093mm)、4インチ(10.16cm)〜6インチ(15.24cm)でSchedule 40鋼管の場合が0.354インチ(8.992mm)、8インチ(20.32cm)〜12インチ(30.50cm)でSchedule 10鋼管の場合は0.383インチ(9.728mm)、及び2インチ(5.08cm)〜8インチ(20.32cm)の銅管の場合は0.358インチ(9.09mm)である。L1及びL2の長さ、とりわけL1の長さは溝の形状構造により部分的に決定され、好適には構造的限界及び機能的限界に於いて、L1は可能な限り長く、またL2は可能な限り短くされている。従って、前述されたのとは異なった構造的関係が、ミスアライメントに関する所望の制御を達成するために設けられ得ることがわかるだろう。
本発明の更に別の側面に基づくと、図10に示すように、ロール溝付けされるべきパイプサイズの全域に対応した溝付けロール24は、その軸線26がバックアップロールの軸線22に対して、バックアップロールの軸線22を通る基準面を横切る横断面内において、角度yを持つように、リアクションアーム14に取り付けられている。ここで、上記基準面は、図3及び5に示した部品の方向において垂直である。図10においてさらに理解されるように、角度yのため、溝付けロールの回転突条86はバックアップロール20の回転溝48に対して同じ角度y1となる。角度yは1°乃至2°とすることができ、好ましくは2°である。上述したように横断及び基準面の関係においてバックアップロールの軸線に対し溝付けロールの軸線が角度を有していることによって、より良好なトラッキングが実現される。
上記した特徴、即ち、異なる長さのローレット切り面の具備、溝付けロールの回転面上のテーパ、及びバックアップロールに対して角度を持って取り付けられた溝付けロール、の各々は、個々に作用しても、幾分か、整合及びトラッキングを改善するだろう。しかしながら、ローレット切り及び溝付けロール取り付けの特徴を、上記したような広い範囲のパイプサイズに対してロール溝付けを行うに関して組み合わせることで最適な結果を得ることができ、また、それに加えて、厚壁パイプのロール溝付けに関してバックアップロールの外端に対する支持体を用いたり、4インチ乃至6インチ(10.16cm乃至15.24cm)のSchedule 40パイプのロール溝付けをするに関連してテーパ加工された回転面を有する溝付けロールを使用したりすることもできる。
本発明の別の側面によれば、図2及び図6に於いて最も良く分かるように、上述された送りねじ機構44がハウジング12及びリアクションアーム14に組み込まれ、また構造上関係付けられており、ロール溝付け動作の間に送りねじに横方向スラストが加わることを防止し、例えばロール溝付け装置の落下により結果として生じる衝撃により生ずるダメージから送りねじ構成要素を保護する。この点に関してさらに詳しくは、送りねじ機構が、図4中に示される装置の方向において、各々上端102及び下端104を有する送りねじ要素100を含む。上端部102は、送りねじが送りねじ軸110に対して回転可能であるラチェットスパナのような適切なツールを受容するために内部軸方向へ非円柱形の開口108を有するツールヘッド106を含む。ツールヘッド106は、送りねじの後方を保持する目的でラチェットスパナのボール移動止めを受容するために、さらにそれを通る一対の開口112を両側に有する。送りねじ100はさらに、ツールヘッド106の内端部より送りねじの下端部104へ軸方向に延在する軸部114を有する。また、軸部114は、ツールヘッド106より軸方向下向きに延在する非ねじ込みシャンク部116と、送りねじの軸部116より下端部104へと延在するねじ込み型軸部118とを有する。送りねじ100の上端部は、回動軸122を有する回動ピン120を用いてリアクションアーム14上に回転可能にマウントされ、回動軸126を有する回動ピン124を用いて、送りねじの低端部がハウジング12と回動相互接続されている。回動ピン120は、ピンを通り横向きに延在する孔128を有して提供され、送りねじの非ねじ付き部分を受容し、回転可能に支持する。また回動ピン124は、送りねじのねじ付き部分118をねじ込んで内部でかみ合うべく、横方向に通り延在するねじ込み孔130を有して提供される。従って、軸110に対する逆方向の送りねじ回転が、ハウジング12に向かいまたは離れてリアクションアームを配置転換させ、そのようなわけで溝付けロール24をバックアップロールに向かい又は離れて半径方向に配置換することがわかるだろう。ハウジング12及びリアクションアーム14の双方に対して送りねじ100が回動できるので、ロール溝付け動作の際に溝付けロールとバックアップロールとの間に挟まれたパイプと係合するように変位すべく送りねじが回転する時に、送りねじに対する横方向スラストを生じさせない。勿論、送りねじのそのような回動動作は、送りねじ軸部の対応部分がそれを通り延在する、ハウジング12及びリアクションアーム14の各々において拡張された孔132および134によって可能となる事がわかるだろう。
上で述べたように、ねじ46を調整する深さは、ハウジング12に向かうリアクションアーム14の配置換えを制限するべくあわせられる。そのようなわけで、バックアップロールに向かう溝付けロール24の配置換えがパイプ中にて回転された溝の深さを決定し、すなわち溝の直径を決定する。このために、調整ねじ46は、回動ピン120を介して横方向に延在する孔138と内部でねじ込み可能にかみ合っているねじ込み軸136と、シャンク136の上端に、調節ねじをピン120に対して回転可能とする適切なツールを受容する非円柱形の凹部を有して提供されるツールヘッド140とを有する。軸部136の下端部144は回動ピン124の上に存在し、ハウジング12に向かうリアクションアームの配置換えを制限するべく衝当する。従って、所与のパイプロール溝付けに関する、端部144とピン124との間の初期的な隙間はパイプにおいて回転されるべき溝の深さを決定するべく調節可能である。
ハウジング12はハンドル146を備えており、それによって、ロール溝付け装置はある位置から別の位置へと運ぶことができるように適合され、また一般に、そのような搬送において送りねじ及び調節ねじはハウジング12上のピボットピン124に対して調節ねじの端部144がピボットピンから十分に離れるような位置に置かれる。本発明の更に別の側面に基づくと、送りねじ及びリアクションアームは衝撃に応答して送りねじの軸線方向に互いに相対変位可能なように適合されている。そのようになっていない場合、衝撃によって孔130及び送りねじのねじ溝に不所望な、潜在的な損傷を引き起こすような力が加わる結果となる。特にこれに関連して、図6に示すように、ピボットピン120は軸方向に延在する孔148を備えており、送りねじ胴部の非ねじ切り部116には周方向に連続した環状凹部150が設けられ、この部分は、ツールヘッド106がピボットピン120に係合するとき孔148内に位置する。ピボットピン120の軸線方向外側端部へと延在する孔148の端部は、外面がねじ切りされたボールディテント(ball detent)挿入ハウジング152を受容するべくねじ切りされており、ハウジング152はディテントボール154及びばね156を支持し、ボール154がピボットピンの軸線方向に沿って凹部150へと付勢されるようになっている。従って、理解されるように、図2及び6においてリアクションアーム14に下向きに衝撃が加わると、ディテントボール154が凹部150径方向外向きに変位することで、リアクションアーム14が解放され、送りねじに対しその胴部114に沿って軸線方向に調整ねじ端部144とピボットピン124との間の空隙によって決まる範囲で変位可能となる。また更に理解されるように、そのようなリアクションアームと送りねじの間の解放により、胴部118上の送りねじのねじ溝及びピボットピンの孔130内のねじ溝を、これらが互いに対して軸線方向に力を加えることに起因する潜在的な破損から保護することができる。
上記説明では、本発明の好適実施例の部品の構造及び、これら部品間の構造的な相互関係を強調したが、開示した実施例に対して多くの変更が可能であり、本発明の原理を逸脱することなく他の実施例をなすことが可能であることを理解されたい。従って、上記の説明は本発明の例示を目的としたものであってそれを制限するものと解されるべきではないことを理解されたい。
10 ロール溝付け装置
12 ハウジンク
14 アーム
20 駆動ロール
24 溝付けロール
38 クランク
44 送りねじ機構
46 調整ねじ
48 凹部
86 回転突出部
P パイプ
12 ハウジンク
14 アーム
20 駆動ロール
24 溝付けロール
38 クランク
44 送りねじ機構
46 調整ねじ
48 凹部
86 回転突出部
P パイプ
Claims (28)
- 溝付けロール及び駆動ロールと、それぞれ第1及び第2の軸線周りに回転可能に前記溝付けロール及び前記駆動ロールを支持するための手段と、前記駆動ロールを前記第2の軸線周りに回転させるための駆動手段と、前記溝付けロール及び前記駆動ロールを半径方向に互いに近接離反させるための手段とを有し、前記溝付けロールが周方向に延在するロール突部を有し、前記駆動ロールが軸線方向外端及び周方向に延在するロール溝を有するようなロール溝付け装置に於いて、
前記溝付けロール及び前記駆動ロールを支持するための前記手段が、前記駆動ロールの前記外端を前記第2の軸線周りに回転可能に支持するため手段を含むことを特徴とする装置。 - 前記溝付けロール及び前記駆動ロールを支持するための前記手段がハウジングを有し、前記駆動ロールの前記外端を支持するための手段が、前記ハウジングに着脱可能に取り付けられた支持部材を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記駆動ロールを回転させるための前記手段が、前記ハウジング内にて同ハウジングから突出するように回転自在に支持され、かつ前記第2の軸線を提供するべき駆動軸を含み、前記駆動ロールの前記外端が、前記第2の軸線に対して同軸をなす支持軸を有し、前記支持部材が前記支持軸を回転可能に支持し、かつそれを受容するためのスリーブ手段を有することを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記支持部材が、前記ハウジング上に前記支持部材を取り付けるためのベース部分を有し、前記スリーブ手段が、前記ベース部分に対して軸線方向外側に間隔をおいて設けられ、かつブリッジ部分を介して前記ベース部分に支持されていることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- パイプに溝をロール形成するためのロール溝付け装置に於いて、
駆動ロールと、
駆動ロール軸線周りに回転可能に前記駆動ロールを支持するための第1の支持手段と、
前記駆動ロール軸線に対して平行をなす枢軸周りに回動し得るように前記第1の支持手段上に取り付けられた第2の支持手段と、
溝付けロール軸線周りに回転し得るように前記第2の支持手段上に取り付けられた溝付けロールと、
送りねじ軸線を有し、前記溝付けロールを前記駆動ロールに対して半径方向に互いに近接離反させるように、前記第2の支持手段及び同支持手段に取り付けられた前記溝付けロールを、前記枢軸周りに変位させるべく、送りねじ軸線回りに回転し得るように、前記第1及び第2の支持手段にそれぞれ係合する軸線方向に相反する第1及び第2の端部を有する送りねじ部材とを有し、
前記送りねじ部材の前記第2の端部が前記ねじ部材を回動させるための手段を含み、前記送りねじ軸が前記駆動ロール軸線及び前記溝付け付ロール軸線を含む平面に対して傾斜していることにより、前記ねじ部材の前記第2の端部が前記第1の端部よりも前記平面に近接していることを特徴とする装置。 - 前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう変位を制限するために、前記送りねじ部材とは別個に、前記第2の支持手段上に取り付けられた手段を有することを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記溝付けロールの変位を制限するための前記手段が、調節ねじ軸線を有する調節ねじを含み、前記調節ねじが、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を変更するために、前記調節ねじ軸線回りに、前記第2の支持部材に対して回転可能であることを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第1の端部が、前記送りねじ軸線に対して直交するピン軸線回りに回動し得るように、ピン部材により前記第1の支持部材に回動可能に係合しており、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を定めるべく、前記調節ねじが前記ピン部材に係合する端部を有することを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第1の端部が、前記送りねじ軸線に対して直交する第1のピン軸線回りに回動し得るように、第1のピン部材により前記第1の支持部材に回動可能に係合しており、前記送りねじ部材の前記第2の端部が、前記第1のピン軸線に対して平行をなす第2のピン軸線回りに回動し得るように、第2のピン部材を介して前記第2の支持部材に回動可能に係合していることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第1の端部が、前記第1のピン部材に対して螺合されており、前記送りねじ部材の前記第2の端部が、前記第2のピン部材に対して回動し得るように、しかしながら軸線方向には変位しないように係合していることを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記第2の支持手段を、前記送りねじ部材に対して軸線方向に摺動し得るように、前記送りねじ部材の前記第2の端部を解放するための手段を有することを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記解放手段が、前記送りねじ部材の前記第2の端部と、前記第2の支持部材との間に配置されたばね付勢ディテント手段を含むことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記ディテント手段が、前記送りねじ部材の前記第2端部に設けられた周方向溝と、前記溝に解放可能に係合するために前記第2の支持部材に支持されたばね付勢ボールとを有することを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記ばね付勢ボールが、前記第2のピン軸線に対して同軸をなすように前記第2のピン部材中に設けられた通路内に支持されていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記送りねじ軸線に対して平行をなす調節ねじ軸線を有する、前記第2の支持手段に取り付けられた、前記調節ねじとは別個の調節ねじを含み、前記調節ねじが、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を定めるために、前記調節ねじ軸線回りに前記第2の支持手段に対して回転可能であって、前記第1の支持部材に係合する端部を有することを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記調節ねじが、前記第2のピン部材に対して螺合されており、前記送りねじ部材の前記端部が、前記第1のピン部材に対して係合し、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を定めるようにしたことを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記ディテント手段が、前記送りねじ部材の前記第2端部に設けられた周方向溝と、前記溝に解放可能に係合するために、前記第2のピン軸線に対して同軸をなすように前記第2のピン部材中に設けられた通路内に支持されたばね付勢ボールとを有することを特徴とする請求項16に記載の装置。
- パイプに溝をロール形成するためのロール溝付け装置に於いて、
駆動ロールと、
駆動ロール軸線周りに回転可能に前記駆動ロールを支持するための第1の支持手段と、
前記駆動ロール軸線に対して平行をなす枢軸周りに回動し得るように前記第1の支持手段上に取り付けらた第2の支持手段と、
溝付けロール軸線周りに回転し得るように前記第2の支持手段上に取り付けられた溝付けロールと、
前記溝付けロールを前記駆動ロールに対して半径方向に互いに近接離反させるように、前記第2の支持手段及び同支持手段に取り付けられた前記溝付けロールを、前記枢軸周りに変位させるべく、前記第1及び第2の支持手段間に設けられた送りねじ手段とを有し、
前記送りねじ手段が、送りねじ軸線を備え、かつ軸線方向に相反する第1及び第2の端部を有する送りねじ部材を有し、前記第1の端部がねじ部分を備え、前記第1の支持手段に対して螺合しており、前記第2の端部が円筒形をなし、かつ前記送りねじ軸線周りに、前記第2の支持手段に対して回転し得るように、かつ前記第1の端部に向けて、前記第2の端部に対して、軸線方向に摺動し得るように前記第2の支持手段に対して係合しており、当該装置が、更に、前記第1の端部に向かう軸線方向を阻止するように、前記第2の端部及び前記第2の支持手段を解放可能に互いに係合する手段を有することを特徴とする装置。 - 前記解放手段が、前記送りねじ部材の前記第2の端部と前記第2の支持手段との間に設けられたばね付勢ディテント手段を含むことを特徴とする請求項18に記載の装置。
- 前記ディテント手段が、前記送りねじ部材の前記第2端部に設けられた周方向溝と、前記溝に解放可能に係合するために前記第2の支持部材に支持されたばね付勢ボールとを有することを特徴とする請求項19に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第2端部が、前記送りねじ軸線に対して直交するピン軸線を有するピン部材を介して前記第2の支持手段に回動可能に係合し、前記ばね付勢ボールが前記ピン軸線に対して同軸をなすように前記ピン部材に設けられた通路内に支持されていることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記送りねじ部材とは別個に、前記第2の支持手段に支持された、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を定めるための手段を有することを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記溝付けロールの変位を制限するための前記手段が、前記送りねじ軸線に対して平行をなす調節ねじ軸線を有する調節ねじを含み、前記調節ねじが、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を変更するために、前記調節ねじ軸線回りに、前記第2の支持部材に対して回転可能であることを特徴とする請求項22に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第1の端部が、前記送りねじ軸線に対して直交する第1のピン軸線回りに回動し得るように、第1のピン部材により前記第1の支持手段に回動可能に係合しており、前記送りねじ部材の前記第2の端部が、前記第1のピン軸線に対して平行をなす第2のピン軸線回りに回動し得るように、第2のピン部材により前記第2の支持手段に回動可能に係合しており、前記ばね付勢ボールが、前記第2のピン軸線に対して同軸をなすように前記第2のピン部材中に設けられた通路内に支持されており、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を定めるべく、前記調節ねじが前記第1のピン部材に係合する端部を有することを特徴とする請求項23に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第1の端部が、前記送りねじ軸線に対して直交する第1のピン軸線回りに回動し得るように、第1のピン部材を介して、前記第1の支持手段に回動可能に係合しており、前記送りねじ部材の前記第2の端部が、前記第1のピン軸線に対して平行をなす第2のピン軸線回りに回動し得るように、第2のピン部材を介して、前記第2の支持手段に回動可能に係合していることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第1の端部が、前記第1のピン部材に対して螺合されており、前記送りねじ部材の前記第2の端部が、前記第2のピン部材に対して回動し得るように、しかしながら軸線方向には変位しないように係合していることを特徴とする請求項25に記載の装置。
- 前記ばね付勢ボールが、前記第2のピン軸線に対して同軸をなすように前記第2のピン部材中に設けられた通路内に支持されていることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記送りねじ部材の前記第1の端部が、前記送りねじ軸線に対して直交する第1のピン軸線回りに回動し得るように、第1のピン部材により前記第1の支持部材に回動可能に係合しており、前記送りねじ部材の前記第2の端部が、前記第1のピン軸線に対して平行をなす第2のピン軸線回りに回動し得るように、第2のピン部材を介して前記第2の支持部材に回動可能に係合しており、前記調節ねじが、前記第2のピン部材に螺合し、前記溝付けロールの前記駆動ロールに向かう運動の限度を定めるべく、前記調節ねじの前記端部が前記第1のピン部材に係合することを特徴とする請求項7に記載の装置。
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