JP2011050965A - 管材のつば部成形加工機 - Google Patents

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Abstract

【課題】１次ローラーだけで９０°まで外側に拡開、折り曲げ加工可能な管材のつば部成形加工機の提供を目的とする。
【解決手段】管材の端部につば部を成形する加工機であって、管材の端部に押圧しながら摺接する自転及び公転する略円錐形状のローラーと、前記ローラーを自転自在に支持するローラー支持部材と、前記ローラーを、管材の端部との摺接部が当該ローラーの根元側に徐々に移動するようにしながら当該端部を拡径する方向に傾斜回動させるように前記ローラー支持部材を前後方向に回動するアームと、前記ローラーが管材の端部に沿って公転させるように前記アームを回転する手段を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼管やＳＵＳ管等の金属製管材の端部につば部を拡開成形する加工機に関する。
配管の技術分野においては、管材の端部を外側に折り曲げ加工することで拡開したつば部を形成する、いわゆるフレア加工を施したフレア加工管が採用されている。
フレア加工機としては円錐状の１次ローラーで管材の端部を約４０〜５０°位に折り曲げ、その後に２次ローラーで約９０°まで外側に折り曲げ拡開するものが知られている（特許文献１）。
しかし、１次ローラーと２次ローラーによる段階的なフレア加工機は構造が複雑になり高価となるものであった。
特開２００４−８２１８４号公報
本発明は１次ローラーだけで９０°まで外側に拡開、折り曲げ加工可能な管材のつば部成形加工機の提供を目的とする。
本発明に係る管材のつば部成形加工機は、管材の端部につば部を成形する加工機であって、管材の端部に押圧しながら摺接する自転及び公転する略円錐形状のローラーと、前記ローラーを自転自在に支持するローラー支持部材と、前記ローラーを、管材の端部との摺接部が当該ローラーの根元側に徐々に移動するようにしながら当該端部を拡径する方向に傾斜回動させるように前記ローラー支持部材を前後方向に回動するアームと、前記ローラーが管材の端部に沿って公転させるように前記アームを回転する手段を有することを特徴とする。
本発明はローラーが自転及び公転しながら、つば出しされるつば部の折り曲げ角度が０から９０°になるまで円錐形状のローラーを前後方向に回動させることで従来と異なり１次ローラーだけでフレア加工できたものである。
この場合に、つば部の折り曲げ角度に応じてローラー側面の摺接部が徐々にローラーの根元側に移動する点に特徴がある。
そこで、アームの先端はローラー支持部材に軸着し、アームの後端は前後方向移動制御及び回転制御された回転ブラケットに前後方向スライド可能に支持され、前記ローラー支持部材は、回転ブラケットに対して前記アームの先端軸着部とは上側又は下側であって、且つ前後方向に位置をずらした回動軸にて連結してあるのがよい。
ここで、アームの後端は、おねじ部を有するアーム移動制御シャフトに連結し、回転ブラケットは前記おねじ部を螺合した回転制御されたブラケット回転部材に連結してあると、ブラケット回転部材を駆動モーター等で回転駆動するだけでフレア加工ができるので機械構造が極めてシンプルになる。
また、回転ブラケットの前後移動制御と、アームの後端の前後移動制御とが、それぞれ単独又は連動して制御されていると、回転ブラケットの前進後退と、ローラーの前後方向の回動制御を独立して行うことができるので、ローラー支持部材が起立する方向に回動する動きに合わせて、回転ブラケットを少し後退させる方向に制御でき、円錐形のローラーを、管材の端部との摺接部がローラーの根元側に徐々に移動するようにしながら端部を拡径する方向に傾斜回動させる制御が容易になり、また、管材の交換に伴う段取り作業が速やかにできる。
本発明に係る管材のつば部成形加工機にあっては、従来１次ローラーと２次ローラーとの二段階に分けてつば出し成形する必要があったのに比較して、１次ローラーのみで９０°までの折り曲げ加工が可能になり簡単な構造で生産性の高い加工機が実現した。
また、ローラーの側面の摺接部が、つば部の折り曲げ角度に応じてローラーの根元側に移動するので、ＳＵＳ管のように従来はつば出し成形が難しいといわれていた材質に対しても対応できる。
本発明に係る加工機の全体構成図を示す。 つば出し加工の流れを示す。 アームの動きを説明した図を示す。 つば出し加工に伴うローラーの動きを示す。 他の実施例に係る加工機の例を示す。 ローラーの動きの説明図を示す。 アームを後退させることで、ローラーを前後方向に回動させる例を示す。
本発明に係るつば部成形加工機の全体図を図１に示し、図２〜図４につば出し成形の流れを示す。
ベースフレーム６０から駆動モーター４０及びブラケット回転部材１１を支持する支持フレーム６１を立設してある。
駆動モーター４０の主軸に連結した駆動ギヤ４１は必要に応じて伝達ギヤ４２を介してブラケット回転ギヤ４３に歯合してある。
ブラケット回転ギア４３の回転によりブラケット回転部材１１が回転制御されている。
ブラケット回転部材１１の内側には、スプライン連結したブラケット移動制御シャフト１１ａが内設されている。
ブラケット移動制御シャフト１１ａの内側には、アーム移動制御シャフト２１が前後方向移動制御し、内設されている。
ブラケット移動制御シャフト１１ａは、２次シリンダー１４に設けたピストンロッド１４ａに回転自在に連結してあり、ピストンロッド１４ａの前進により回転ブラケット１０が前進する。
ピストンロッド１２ａは、ハウジング５０内に設けたベアリング５２，５３を介した連結部材５１にて連結され、１次シリンダー１２にて前進及び後退する。
また、駆動モーター４０の回転によりブラケット回転ギヤ４３に連結したブラケット回転部材１１が回転し、回転ブラケット１０が回転する。
なお、１次シリンダーと２次シリンダーは本実施例のように複動でなく、それぞれ単独シリンダー制御でもよい。
回転ブラケット１０の部分の拡大図を図３に示し、要部断面図を図４に示す。
アーム移動制御にシャフト２１の先端部が側面視略弓形に湾曲したアーム２０の後端に左右方向のアーム支持シャフト２２を介して連結してある。
アーム支持シャフトは、回転ブラケット１０に設けた前後方向のガイド部（ガイド長孔）１３に沿って前後方向に移動可能になっている。
一方、アーム２０の先端部はローラー支持部材３２の左右両側に設けたブラケット３２ａを介して軸着部２４に回転自在に軸着してある。
両側のブラケット３２ａを連結するように設けたローラー支持部３１には自転自在に円錐状のローラー３０が取り付けられている。
このブラケット３２ａは、アーム２０の先端部を軸着した軸着部２４より下方及び前方に位置をずらして設けた回転軸３３にて回動自在に軸着してある。
これにより、アーム移動制御シャフト２１が前進し、アーム２０の後端部が矢印Ｓ２に示すように前進すると軸着部２４が円弧を描きながら前方に移動し、ブラケット３２ａが回動軸３３を回動中心にして前方に回動する。
この際に、ローラーが円錐形状になっているので、回動軸３３をローラー軸の起立角度に合わせて、後退制御する。
これにより、円錐形状のローラー３０が図４（ｂ）〜（ｄ）に示すようにローラー３０の側面摺設部がローラー３０の根元側に移動しながら外側に向けて回動する。
よって、ローラー３０は回転ブラケット１０の回転により公転し、且つ、自転しながら外側に傾斜回動することで０°から９０°まで連続的に折り曲げることができる。
図５は回転ブラケット１０をピストンにて前進後退しなくてもブラケット回転部材１１及びアーム移動制御シャフト２１をボールネジ連結し、駆動モーター４０の回転のみで回転ブラケット１０及びアーム２０を前進後退制御した例を示す。
図６はローラー支持部材３２の回転軸３３ａを前後方向の長孔３３ｂにスプリング３４にて前方付勢しながら軸着した例を示す。
このようにすると、ローラー３０が起立方向に回動する際にスプリング弾性力に対抗して回転軸３３ａが後退するので、つば部側に所定の押圧する力を負荷しながら回動する。
図７には、アームが後退することで管材の内側に対してローラの側面摺接部がローラーの根元側に移動しながら外側に傾斜する例を示す。
図１〜図４の実施例とは逆にアーム１２０の先端軸着部１２４がローラーの前後方向回転軸１３３よりも下側で且つ、前方に位置をずらして設けた例である。
このようにするとアーム１２０の後端を後方に引っ張ると、図７（ｂ）に示すように回動軸１３３よりも後方に取り付けたローラー３０が円弧を描きながら起立する方向に回動し、その際にローラーの円錐側面角を考慮して回動軸１３３を後退制御することで、管の内側摺接部がローラーの根元側に徐々に移動し、回転及び公転によりつば出しを行う。
１ 管材
１ａ つば部
１０ 回転ブラケット
１１ ブラケット回転部材
１１ａ ブラケット移動制御シャフト
１２ １次シリンダー
１２ａ ピストンロッド
１３ ガイド部
１４ ２次シリンダー
１４ａ ピストンロッド
２０ アーム
２１ アーム移動制御シャフト
２２ アーム支持シャフト
２４ 軸着部
３０ ローラー
３１ ローラー支持部
３２ ローラー支持部材
３３ 回転軸
４０ 駆動モーター
４１ 駆動ギヤ
４２ 伝達ギヤ
４３ ブラケット回転ギヤ
５０ ハウジング

Claims (4)

  1. 管材の端部につば部を成形する加工機であって、
    管材の端部に押圧しながら摺接する自転及び公転する略円錐形状のローラーと、
    前記ローラーを自転自在に支持するローラー支持部材と、
    前記ローラーを、管材の端部との摺接部が当該ローラーの根元側に徐々に移動するようにしながら当該端部を拡径する方向に傾斜回動させるように前記ローラー支持部材を前後方向に回動するアームと、
    前記ローラーが管材の端部に沿って公転させるように前記アームを回転する手段を有することを特徴とする管材のつば部成形加工機。
  2. アームの先端はローラー支持部材に軸着し、アームの後端は前後方向移動制御及び回転制御された回転ブラケットに前後方向スライド可能に支持され、前記ローラー支持部材は、回転ブラケットに対して前記アームの先端軸着部とは上側又は下側であって、且つ前後方向に位置をずらした回動軸にて連結してあることを特徴とする請求項１記載の管材のつば部成形加工機。
  3. アームの後端は、おねじ部を有するアーム移動制御シャフトに連結し、
    回転ブラケットは前記おねじ部を螺合した回転制御されたブラケット回転部材に連結してあることを特徴とする請求項２記載の管材のつば部成形加工機。
  4. 回転ブラケットの前後移動制御と、アームの後端の前後移動制御とが、それぞれ単独又は連動して制御されていることを特徴とする請求項２記載の管材のつば部成形加工機。
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