JP2008504962A

JP2008504962A - パイプの拡管装置

Info

Publication number: JP2008504962A
Application number: JP2007519127A
Authority: JP
Inventors: ジンミソ
Original assignee: ジンミソ
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2008-02-21
Also published as: US7328602B2; WO2006004344A1; CN1964803A; KR200363966Y1; US20070261465A1; CN1964803B

Abstract

【課題】１つのパイプに複数個の突爪を形成することができるので、簡単かつ容易であり、経済的なパイプの拡管装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、パイプの拡管装置に係り、より詳細には、特に厚さの薄い小口径のパイプを拡管する際において、発想を転換して、スプリングの弾性力と圧縮及び曲げ特性を利用するが、両端部の接触長さが延長するように対向する接触断面が互いに平行に噛合う角度の斜線に加工した高弾性材質の鋼線を曲げて巻回し、ボディの一部が切断されたリング（ｒｉｎｇ）形状の単一円周の環状スプリングを形成し、このようにして形成された環状スプリングを金型として用い、加圧する際に、スプリングの弾性作用により正常の円周直径よりも両端部が拡開されて延びた円周の長さの分だけ被成形物のパイプの外径を拡張することができるパイプの拡管装置に関し、機構の構成は簡単かつ経済的であり、工程が簡単なことから非熟練者であっても容易に実施することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイプの拡管装置に係り、より詳細には、特に厚さの薄い小口径のパイプを拡管する際において、発想を転換して、スプリングの弾性力と圧縮及び曲げ特性を利用するが、両端部の接触長さが延長するように対向する接触断面が互いに平行に噛合う角度の斜線に加工した高弾性材質の鋼線を曲げて巻回し、ボディの一部が切断されたリング（ｒｉｎｇ）形状の単一円周の環状スプリングを形成し、このようにして形成された環状スプリングを金型として用い、加圧する際に、スプリングの弾性作用により正常の円周直径よりも両端部が拡開して延びた円周長さの分だけ被成形物のパイプの外径を拡張するというパイプの拡管装置に関し、機構の構成は、簡単かつ経済的であり、工程が簡単なことから非熟練者であっても容易に実施することができる。

通常、パイプの拡管装置は、パイプ相互間の連結作業や、サイズが異なるパイプ相互間の連結時、あるいは別に組立部材を連結する場合に、パイプの先端を所望の形状に拡管するときに使用する装置である。

このようなパイプの拡管装置において、従来の燃焼器用の急排気管や煙筒など金属材質からなる、特に薄くて軽い小口径のパイプを拡管するための方法としては、パイプを２等分して切断し、分離された各々のパイプをプレス加工のベンド加工（Ｂｅｎｄｉｎｇ）やバルジ加工（ｂｕｌｇｉｎｇ）などの方法により拡管部を成形した後、さらに溶接、半田付けなどの方法により接合する方法、または、パイプの一側を長手方向に切開して拡開した後に、一側に拡管部を成形し、再びアルゴン溶接や半田付けなどによる接合を行なう方法がある。しかしながら、このようにして導出された拡管部においてバラツキがあるなど品質が劣化し、また、アルゴン溶接や半田付けの部位がそのまま外部に露出して外観が悪く、加工性が低下する。さらに、拡管部の成形とパイプの分離及び接合工程のような煩わしく複雑な個別工程の工数が増加して、生産性が低下し、コストアップにつながるという問題点があった。

また、従来の拡管方法においては、別途に作製されたモールドを利用して加圧する方法により円周が拡張されて突出するパイプの拡管部を成形しており、別途にモールドを作製しなければならない煩わしさと、高価な費用がかかりコストが上昇するなど非経済的である。さらに、作業条件や用途に合わせた拡管作業を行なう必要があるにもかかわらず、部分的に拡管する場合と、産業用の大型パイプの拡管作業などにおいて、パイプ全体を拡大したり、産業用の重装備のような大口径のパイプ作業に採用する方法と同じ拡管方法を使用し、非効率的であるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、特に、厚さの薄い小口径のパイプを拡管する際において、成形作用時にスプリングの弾性力、加工時に圧縮と曲げ特性を利用するが、両端部の接触長さが延長するように対向する接触断面が互いに平行に噛合う角度の斜線に加工した高弾性材質の鋼線を曲げて巻回し、ボディの一部が切断された環（ｒｉｎｇ）形状の単一円周の環状スプリングを形成し、このように、端部が斜面の斜線構造で、圧縮及び曲げ作用により両端部が拡開するように形成された環状スプリングを金型として用い、加圧作用時に、スプリングの弾性作用により正常の円周直径よりも両端部が拡開して延びた円周長さの分だけ被成形物のパイプの外径を拡張することができ、また、長いパイプの複数部分で拡管が可能で、１つのパイプに複数個の突爪体を形成することができ、簡単かつ容易で、経済的なパイプの拡管装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の構成を添付図を用いて詳細に説明する。ここで、発明の要旨を混乱させ得る公知の機能及び構成については、詳細な説明は省略する。

本発明は、シリンダを用いたピストンの進退作動によって作動棒を遊動させ、これに連結された拡管成形口へパイプの内周面を部分的に加圧押出してパイプを拡管する拡管装置において、基板１１が固定台１３にねじ１２で重なって締結されているシリンダ１０と、内側にピストン１６と作動棒２１をねじ１７ａ、１７ｂでそれぞれ連結固定して、シリンダ１０の駆動によって作動棒２１を進退作動させる可動板１５を有する円形支持フレーム１４と、前記円形支持フレーム１４の一側に円形断面の細長い丸棒状の作動棒２１を同心円状に収容して装着されている中空の支持パイプ２２、作動棒２１を中心軸として段顎が形成された一側端部２３ｂが支持パイプの一端部に特殊な溶接によって強く結合され、移動部材２５の一部のみ傾斜面に密着収容し、加圧力で環状スプリング２４が押し上げられるように他端の垂直内側端部２３ａの一部がテーパされた固定部材２３、作動棒２１の外周に嵌め込み結合され、両端部の接触長さが延長するように対向して噛合う接触部２４ａ、２４ｂが傾斜した状態で互いに平行に噛合うように加工した高弾性材質の鋼線を曲げて巻回して、ボディの一部が分離形成されるリング形状の単一円周の環状スプリング２４、固定部材２３と符合する一側の接触端部２５ａの断面がテーパされ、他端部はねじ２６を収容する切削溝２５ｂと、内周に作動棒２１と噛合うようにねじ部２１ｂを形成した移動部材２５により拡管成形口２０を形成し、前記環状スプリング２４を成形金型として用い、シリンダ１０の駆動によって作動棒２１が引っ張られると同時に、移動部材２５が固定部材側に共にスライディング移動しながら同心軸線に固定された被拡管パイプ３０を加圧する際において、スプリングの弾性作用によりスプリングの厚さのため正常の円周直径よりもさらに拡開するようになり、延びた円周の長さとスプリング（金型）の一部の厚さの分だけ被拡管パイプ３０の外径が局所的に拡張されるようにする構成を有するパイプの拡管装置である。

即ち、本発明において、一端の内側端部２３ａの一部がテーパされて垂直面と内側傾斜面とを同時に有する形状の固定部材２３に移動部材２５がスライディング加圧する際に、移動部材２５の一部のみ傾斜面に密着収容し、傾斜面の衝突による加圧力によって環状スプリング２４が押し上げられ、円径の外へスプリング全体が押し出されながら円周の長さとスプリング（金型）の一部の厚さの分だけ被拡管パイプ３０の外径が局所的に拡張されるものであって、互いに対向して対角線方向に接面する環状スプリング２４の斜線接触部２４ａ、２４ｂには、微小な間隙が発生するようになる。なお、図面において符号１２、１７ａ、１７ｂはねじを示し、符号１８は支持台を示す。

本発明は、拡管成形口であって、固定部材側に移動部材を移動させて被拡管パイプを加圧する際において、介在される成形金型で両端部の接触長さが延長するように対向する接触部の端面が互いに交差する斜線に加工された弾性材質の鋼線をボディの一部が分離されるリング形状の単一円周の環状スプリングに形成し、加圧作用時にスプリングの弾性力を利用し、成形時に圧縮と曲げ作用はもちろん、テーパされた接触端部の円周長さより延びる円周長さとスプリング金型の厚さを利用することで、より簡単な構造を有し、容易に拡管を行なうことができ、環状スプリングの拡管作用を行なった後には、スプリングの弾性復元力により本来の円周長さ（パイ）に戻るようにすることができ、コストが節減できることから、経済性に優れた薄い厚さの小口径パイプの拡管装置を提供することにその特徴がある。

次に、本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。

本発明は、図示するように、電気的動力源として公知の油圧ホース（図示せず）などで連結されたシリンダ１０を用いており、シリンダ１０は、支持台１８上に載置され、シリンダ基板１１が板状の固定台１３に複数個の締結ねじ１２でサンドイッチ状に重なって水平に固定されている。

上記シリンダ１０には、内部に空間が形成された円形支持フレーム１４の内側の可動板１５を媒介として、一側にピストン１６が連結され、他側には丸棒形状の作動棒２１が所定の間隙を置いて締結手段としてねじ１７ａ、１７ｂを用いてそれぞれ連結固定されており、シリンダ１０が電気的に駆動すると、ピストン１６が浮動し、これによって、これに連結された可動板１５が作動し、作動棒２１を連係移動させる。

上記したような作動棒２１は、円形支持フレーム１４の一側に固定される支持パイプ２２を同一軸線上に外周面に収容し、また同時に、後で説明するように、被拡管パイプ３０を重ねて同心円状に収容するものであって、動力の伝達を受けるために、円形支持フレームを貫通して内側に延長して形成され、延長部の一端には、締結手段としてねじ部２１ａと１６ａが形成され、可動板１５にねじ嵌め込みに強く締結固定されている。

そして、拡管工程の際に、移動部材２５と結合する作動棒２１の他端にもねじ部２１ｂが形成されており、移動部材２５とねじ締結するようになり、このように強く締結された移動部材２５は、シリンダ１０の作動により作動棒２１が引っ張られて固定部材２３と相互密着しながら環状スプリング２４を加圧するようになる。

また、上記作動棒２１の外周の長手方向には、支持パイプ２２が重なって同心円状に挿入されるが、支持パイプ２２は、同一直径の固定部材２３と移動部材２５、環状スプリング２４など、その他の拡管成形部材と同一軸線上に嵌め込み結合され、移動部材の移動距離を充分に確保できるほどの長さで作動棒２１より短く形成されるものであって、作動棒２１を同一軸線として支持パイプ２２の一側に固定部材２３、並びに環状スプリング２４、移動部材２５がスライディング可能に順次に連結され、このように形成された拡管成形口の外周に成形対象物である被拡管パイプ３０が同心円状に重なって収容される。

上記したような固定部材２３の一側端部２３ｂは、円周状に切削された結合段顎が形成され、支持パイプ２２の一端に特殊な溶接によって結合され、他端の内側端部２３ａは、スライディングされる移動部材２５とテーパされた傾斜面に円滑に噛合って相互に符合するが、移動部材２５の一部のみ同一のテーパ（傾斜面）に密着収容し、噛合う時に環状スプリングを収容する隙間が生じ、移動部材の加圧力で環状スプリング２４が隙間に収容され、押し上げられ突出するように他端の内側端部２３ａの一部がテーパされ、垂直面と内側傾斜面とを同時に有する形状に形成される。

さらに、固定部材２３と噛合って符合している移動部材２５は、環状スプリング２４を押圧できるように、一端の接触端部２５ａがテーパされており、他端は、外周に固定ねじ２６を収容する切削溝２５bと、内周には、作動棒２１のねじ部２１ｂと噛合って作動棒とねじ締結されて強く固定されるものであって、後で説明するように、リング形状の単一円周の環状スプリング２４が磨耗すると、くさび機能を有する垂直固定ねじ２６と、水平方向のねじ部締結２１ｂを解除することで簡便にスプリングを交換することができる。

上記したように、中空のキャップ形状の固定部材２３と移動部材２５は、環状スプリング２４を金型として用い、作動棒２１の長手方向にスライディング直線運動して勾配の傾斜面に相互に密着して加圧作用を行なうようにするものであって、磨耗や変形などが発生しないように、強度が高く、かつ耐久性に優れた特殊な熱処理加工を施した特殊鋼により形成する。

本発明の中心部材として、作動棒２１の外周に嵌め込み結合され拡管成形口２０の金型として機能する環状スプリング２４は（オイルテンパー線など）、高硬度、耐熱性、耐蝕性、潤滑性、復元力といった形態的安定性などの素材物性を有しており、スプリング性能を向上できるように、素材の表面をチタニウムでコーテングした高弾性材質のチタニウムコーテング鋼線などを用いて、継続的な作業の場合にも、磨耗が少なく、かつ均一な品質の安定性を備え、さらに、スプリングの弾性を高めるとともに、耐久性の優れた材質を使用しており、上記鋼線材質の環状スプリング２４は、鋼線両端の接触部２４ａ、２４ｂの接触長さが延長するように対向する接触部を互いに平行に噛合う角度の斜線に加工処理した鋼線を曲げて巻回し、ボディの一部が分離されて互いに対角線状に噛合うリング形状の単一円周の環状スプリング２４を形成する。

上記したような単一円周の環状スプリング２４は、曲げて巻回することによって、圧縮力と初期張力を有するようになって弾性復元力を有し、上記環状スプリング２４を成形金型として用いて、シリンダ１０の駆動で作動棒２１が引っ張られると同時に、移動部材２５が固定部材２３側に同時にスライディング移動しながら、同心軸線に固定された被拡管パイプ３０を加圧するものであって、拡管役割を有する環状スプリング２４の弾性作用によりスプリングを押し上げる外力が作用する場合に、互いに平行に噛合う角度の斜線になっている接触部２４ａ、２４ｂの構造のため、斜線の所定角度に外力が接触部に作用して環状スプリングの円周方向の全体において正常の円周直径よりも間隙が拡開するようになり、延びた円周長さとスプリング（金型）の一部の厚さの分だけ被拡管パイプ３０の外径が局所的に拡張された円周（パイ）の突爪３１を形成するようにし、形状が単純で、かつ製作が比較的容易である。

すなわち、被拡管パイプ３０の外径が局所的に拡張された突爪３１の状態で、環状スプリング２４の一部分である両端の接触部２４ａ、２４ｂが対角線をなすことで、線の長さが延びる拡張効果を奏することができ、このような拡管作用は、スプリングの円周中心を求心点として円心方向に被拡管パイプに最大限均等な力が作用し、被拡管パイプ３０外周に突出して形成される突爪３１の外径を最も正円に近い形態に拡張することができる。

次に、本発明のさらに他の実施例として、図５に示すように、環状スプリングの分離される接触部の形状を単純な形態にし、環状スプリング２４が拡管の正位置を守るようにするために、接触端部２５ａの部位に突出ストッパーを設け、内側端部２３ａの部位に突出ストッパーの挿入溝を形成することで、１次拡管を行なう際に形成が不十分だった部分を被拡管パイプ３０を適宜回転させてさらにもう１度拡管して正円を形成することも可能であり、接触部の形状は様々に形成することができる。

さらに、このような環状スプリング２４の拡管作用を行なった後、固定部材２３から移動部材２５を分離すると、常に戻ろうとする力が作用するので、加圧によって拡張された環状スプリング２４が弾性復元力によって本来の円周長さ（パイ）に復帰しており、拡管成形して完成された被拡管パイプ３０を簡単に取り外すことができる。

このようにして形成される本発明は、パイプの直径に応じてスプリングの大きさと、斜線の角度を調整することができ、このため様々な大きさのパイプに適用可能であるとともに、長いパイプの複数部分において拡管が可能であり、１つのパイプに複数個の突爪体を形成することができる。

さらに、本発明に示すように、スプリングを金型として用いて繰り返し使用すると、スプリングが緩くなる現象が生じ、性能が低下するという問題も発生するので、随時に油圧や空圧式フィンガ（ａｉｒｆｉｎｇｅｒ）などを使用して緩くなったスプリングを本来のパイ（円径）サイズに復帰するようにすることで、加工が完了された被拡管パイプの取り外しや、新たなパイプの取り付けなどを容易にすることが望ましい。

尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明によれば、金型として用いるスプリングの形状が単純なため、設計や製作が比較的簡単なため製造コストが従来金型に比べて安価であり、また、装置が簡単で、スプリングの交換が容易であり、拡管作業が簡素化されて、未熟練作業者であっても迅速に生産を行うことができる。さらに、操作が簡単かつ容易であり、経済的なパイプの拡管装置であって、特に厚さの薄い小口径のパイプを部分的に外観を美しく拡管することができる。

本発明の全体構成を示した斜視図。本発明による動力装置と拡管成形装置の連結状態図。本発明の作動状態図であって、図３ａは、拡管成形装置の移動部材が固定部材と分離された状態を示し、図３ｂは、拡管成形装置の移動部材が移動して拡管作業を行なう状態を示す図。本発明の一実施例による要部の拡大図。本発明の他の実施例を示した図。

符号の説明

１０シリンダ
１１基板
１２ねじ
１３固定台
１４円形支持フレーム
１５可動板
１６ピストン
１６ａねじ部
１８支持台
２０拡管成形口
２１作動棒
２１ａ、２１ｂねじ部
２２支持パイプ
２３固定部材
２３ａ内側端部
２３ｂ端部
２４環状スプリング
２４ａ、２４ｂ接触部
２５移動部材
２５ａ接触端部
２５ｂ切削溝
２６ねじ
３０被拡管パイプ
３１突爪

Claims

シリンダを用いたピストンの進退作動により作動棒を遊動させ、これに連結された拡管成形口へパイプの内周面を部分的に加圧押出してパイプを拡管する拡管装置において、基板（１１）が固定台（１３）にねじ（１２）で重なって締結されているシリンダ（１０）と、内側にピストン（１６）と作動棒（２１）をねじ（１７ａ、１７ｂ）でそれぞれ連結固定し、シリンダ（１０）の駆動で作動棒（２１）を進退作動させる可動板（１５）を有する円形支持フレーム（１４）と、前記円形支持フレーム（１４）の一側に円形断面の細長い丸棒状の作動棒（２１）を同心円状に収容して装着されている中空の支持パイプ（２２）、作動棒（２１）を中心軸として段顎が形成された一側端部（２３ｂ）が支持パイプの一端部に特殊な溶接によって強く結合され、移動部材（２５）の一部のみ傾斜面に密着収容し、加圧力によって環状スプリング（２４）が押し上げられるように、他端の垂直内側端部（２３ａ）の一部がテーパされた固定部材（２３）、作動棒（２１）の外周に嵌め込み結合され、両端部の接触長さが延長するように対向して噛合う接触部（２４ａ、２４ｂ）が互いに平行に噛合う角度の斜線に加工した弾性材質の鋼線を曲げて巻回して、ボディの一部が分離形成されるリンク状の単一円周の環状スプリング（２４）、固定部材（２３）と符合する一側接触端部（２５ａ）の断面がテーパされ、他端部はねじ（２６）を収容する切削溝（２５ｂ）と内周に作動棒（２１）と噛合うようにねじ部（２１ｂ）を形成した移動部材（２５）により拡管成形口（２０）を形成することを特徴とするパイプの拡管装置。
環状スプリング（２４）は、高硬度、耐熱性、耐蝕性、潤滑性、復元力といった形態的安定性などの素材物性を有しており、スプリング性能を向上できるように、素材の表面をチタニウムでコーテングした高弾性材質のチタニウムコーテング鋼線により形成することを特徴とする請求項１に記載のパイプの拡管装置。