JP2011177733A - パイプ端部矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のパイプ端部矯正装置は、様々な肉厚のパイプに対応できるようにするために複数のギア等によって構成された駆動機構を用いているので、構成が複雑となり、メンテナンスに必要な手間が増大している。
【解決手段】本発明によるパイプ端部矯正装置は、外周側ポンチ４０の中心軸を第１軸６１としたときに、第１円環部１１０の内周面及びハウジング部２１の外周面は第１軸６１からずらされた第２軸６２を中心軸として設けられ、ハウジング部２１の内周面、基部２２、及びシャフト部２３は第２軸６２からずらされた第３軸６３を中心軸として設けられ、周方向に沿うハウジング部２１の第１円環部１１０に対する相対的な角度位置が調節されて第１軸６１に対する第３軸６３のずれ量が調節されることで、矯正用空隙５０の幅５０ａが調節されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイプ端部を矯正するパイプ端部矯正装置に関するものである。

パイプを製造する造管ラインにおいては、パイプを所定長さに切断するパイプ切断装置が用いられている。このパイプ切断装置としては、パイプと同調してライン方向に移動するディスクカッタによりパイプを徐々に切断する構成や、ブレード状のバイトにより瞬間的にパイプを切断する構成（プレスカットオフ：ＰＣ）が知られている。高周波溶接造管等の比較的高速の造管ラインでは、切断時間が限られるため、一般的にプレスカットオフが導入されている。しかしながら、ＰＣによる切断ではパイプ端部に内ダレが発生してしまう。この内ダレはパイプとして使用する上で大きな支障を来すものであるため、パイプ製造時にパイプ端部を矯正して、内ダレを解消することが求められている。

従来用いられていたパイプ端部矯正装置の構成としては、例えば下記の特許文献１等に記載された構成を挙げることができる。すなわち、従来のパイプ端部矯正装置では、円環状のガイド部材の内周側に押圧ローラが配置されており、押圧ローラは、複数のギア等によって構成された駆動機構によって、押圧ローラをガイド部材の内周面に対して近づく方向及び離れる方向に変位可能とされている。被矯正対象であるパイプ端部がガイド部材と押圧ローラとの間の空隙に挿入された状態で、押圧ローラがガイド部材の内周面に近づく方向に変位されることで、ガイド部材と押圧ローラとの間にパイプ端部が挟まれる。この状態で、押圧ローラがパイプの周方向に沿って変位されることで、ガイド部材と押圧ローラとによってパイプ端部が矯正される。すなわち、従来のパイプ端部矯正装置では、駆動機構により押圧ローラが変位可能とされることで、様々な肉厚のパイプに対応できるようにされている。

特開昭６３−２９９８２１号公報

上記のような従来のパイプ端部矯正装置では、押圧ローラを変位可能とするために複数のギア等によって構成された駆動機構を用いているので、構成が複雑となり、メンテナンスに必要な手間が増大している。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、より簡単な構成で様々な肉厚のパイプに対応でき、メンテナンスに必要な手間を低減できるパイプ端部矯正装置を提供することである。

本発明に係るパイプ端部矯正装置は、径方向に沿って延在された壁部、前記壁部から軸方向に沿って突出された第１円環部、前記第１円環部から径方向に沿って突出されたフランジ部、及び前記第１円環部よりも大径に形成されるとともに前記フランジ部から軸方向に沿って突出された第２円環部を有するケース体と、前記第１円環部の内側に配置された円環状のハウジング部、前記ハウジング部の内側に第１ベアリングを介して取付けられた基部、及び前記基部から軸方向に沿って突出されたシャフト部を有するポンチシャフト体と、前記シャフト部の外周に取付けられた内周側ポンチと、前記第２円環部の内周に第２ベアリングを介して取付けられるとともに、前記内周側ポンチと対向されるように配置され、矯正対象であるパイプ端部が挿入される矯正用空隙を前記内周側ポンチとの間に形成する外周側ポンチとを備え、前記外周側ポンチの中心軸を第１軸としたときに、前記第１円環部の内周面及び前記ハウジング部の外周面は前記第１軸からずらされた第２軸を中心軸として設けられ、前記ハウジング部の内周面、前記基部、及び前記シャフト部は前記第２軸からずらされた第３軸を中心軸として設けられ、周方向に沿う前記ハウジング部の前記第１円環部に対する相対的な角度位置が調節されて前記第１軸に対する前記第３軸のずれ量が調節されることで、前記矯正用空隙の幅が調節されるように構成されている。

また、前記壁部は、軸方向に沿う前記第１円環部の一端に対して着脱可能に設けられており、軸方向に沿う前記第１円環部の他端側では、前記第１円環部の内周面から位置決突出片が径方向に沿って突出されており、前記ポンチシャフト体が前記ケース体に組み付けられる際に、前記壁部と前記位置決突出片とによって前記ハウジング部が挟まれる。
また、前記ケース体及び前記ハウジング部のいずれか一方に設けられ、周方向に互いに間隔を置いて配置されるとともに径方向に沿って延在された複数のキー溝と、前記ケース体及び前記ハウジング部の他方に設けられ、径方向に沿って延在されるとともに前記他方から軸方向に沿って突出されたキーとをさらに備える。

本発明のパイプ端部矯正装置によれば、外周側ポンチの中心軸を第１軸としたときに、第１円環部の内周面及びハウジング部の外周面は第１軸からずらされた第２軸を中心軸として設けられ、ハウジング部の内周面、基部、及びシャフト部は第２軸からずらされた第３軸を中心軸として設けられ、周方向に沿うハウジング部の第１円環部に対する相対的な角度位置が調節されて第１軸に対する第３軸のずれ量が調節されることで、矯正用空隙の幅が調節されるように構成されているので、複雑な機構を用いずに様々な肉厚のパイプに対応できる。これによって、より簡単な構成で様々な肉厚のパイプに対応でき、メンテナンスに必要な手間を低減できる。

本発明の実施の形態１によるパイプ端部矯正装置４を示す平面図である。 図１のパイプ端部矯正装置を示す側面図である。 図２のパイプ端部矯正装置を示す正面図である。 図２の矯正ヘッドの断面図である。 図４のアーバーヘッドに接続されるスリーブを示す説明図である。 図４の偏心ホルダの断面図である。 図６の偏心ホルダを示す背面図である。 図４のハウジング部の断面図である。 図８のハウジング部を示す正面図である。 本発明の実施の形態２によるパイプ端部矯正装置の矯正ヘッドの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるパイプ端部矯正装置４を示す平面図である。図において、パイプ１は、複数の搬送コンベア２によってライン方向３に沿って搬送される。パイプ１の搬送経路には、一対のパイプ端部矯正装置４が配置されている。パイプ端部矯正装置４は、ライン方向３の両側に対称に配置されており、内ダレが発生しているパイプ１のパイプ端部１ａを矯正するものである。

次に、図２は図１のパイプ端部矯正装置４を示す側面図であり、図３は図２のパイプ端部矯正装置４を示す正面図である。図２に示すように、パイプ端部矯正装置４には、チャッキング機構５、矯正ヘッド６、及び駆動装置７が設けられている。チャッキング機構５は、パイプ端部が矯正ヘッド６と同軸となるようにパイプ１をチャッキングするものである（図３参照）。矯正ヘッド６はパイプ端部１ａを矯正するものであり、駆動装置７は矯正ヘッド６に駆動力を付与するものである。

次に、図４〜図８を用いて、図２の矯正ヘッド６の構成について説明する。図４は、図２の矯正ヘッド６の断面図である。図５は、図４のアーバーヘッド１３に接続されるスリーブ８を示す説明図である。図６は、図４の偏心ホルダ１１の断面図であり、図７は、図６の偏心ホルダ１１を示す背面図である。図８は、図４のハウジング部の断面図であり、図９は、図８のハウジング部を示す正面図である。

図４において、矯正ヘッド６には、ケース体１０、ポンチシャフト体２０、内周側ポンチ３０、及び外周側ポンチ４０が設けられている。

ケース体１０は、矯正ヘッド６の外形を形成するものであり、アーバーヘッド１３、偏心ホルダ１１、及びリングホルダ１２によって構成されている。

アーバーヘッド１３は、円錐台形状（円錐の頂部を切り欠いた形状）の外形を有する部材であり、径方向１０ｂに沿って延在されている。すなわち、この実施の形態では、アーバーヘッド１３によって壁部が構成されている。このアーバーヘッド１３には、図５に示すように、ケース体１０に駆動装置７を連結するためのスリーブ８が接続される。すなわち、駆動装置７の駆動力は、スリーブ８を介してケース体１０のアーバーヘッド１３に伝えられる。

偏心ホルダ１１には、小径部１１０、フランジ部１１１、及び大径部１１２が設けられている。小径部１１０は、円筒形状に形成された部分であり、アーバーヘッド１３からケース体１０の軸方向１０ａに沿って突出されている。アーバーヘッド１３は、第１締結部材１３ａによって小径部１１０の一端１１０ａに着脱可能に取付けられている。フランジ部１１１は、小径部１１０からケース体１０の径方向１０ｂに沿って突出された部分である。大径部１１２は、小径部１１０よりも大きな円筒形状に形成されており、フランジ部１１１から軸方向１０ａに沿って突出されている。

リングホルダ１２は、軸方向１０ａに沿って延在された円筒部材であり、例えばボルト等の第２締結部材１２ａによって大径部１１２の外周側に着脱可能に取付けられている。この実施の形態では、小径部１１０によって第１円環部が構成され、大径部１１２及びリングホルダ１２によって第２円環部が構成されている。

図６及び図７に示すように、小径部１１０には、位置決突出片１４及びキー１５が設けられている。位置決突出片１４は、軸方向１０ａに沿う小径部１１０の他端１１０ｂ側に配置されており、小径部１１０の内周面から径方向１０ｂに沿って突出されている。この位置決突出片１４は、小径部１１０の周方向に沿って円環状に形成されている（図７参照）。キー１５は、軸方向１０ａに沿って延在された長手状の部材であり、小径部１１０の内周面から径方向１０ｂに沿って突出されている。このキー１５は、第３締結部材１５ａによって小径部１１０に着脱可能に取付けられている。

図４に示すように、ケース体１０の内側には、ポンチシャフト体２０が配置されている。ポンチシャフト体２０は、ハウジング部２１、基部２２、及びシャフト部２３を有している。図８及び図９に示すように、ハウジング部２１は、小径部１１０の内側に配置された円筒部材である。このハウジング部２１の外周面には、周方向に互いに間隔を置いて軸方向１０ａに沿って延在された複数のキー溝２４が設けられている。図４に戻り、基部２２は、ハウジング部２１の内側に一対の第１ベアリング２５を介して取付けられた円柱部材である。シャフト部２３は、基部２２よりも小径の円柱部材であり、基部２２から軸方向１０ａに沿って突出されている。基部２２及びシャフト部２３は、ハウジング部２１の内周面の中心軸を中心に、ハウジング部２１に対して相対的に回転可能に設けられている。

図４に示すように、ポンチシャフト体２０がケース体１０に組み付けられる際には、いずれかのキー溝２４にキー１５が挿入され、周方向に沿うハウジング部２１のケース体１０に対する相対的な回転が規制される。すなわち、周方向に沿うハウジング部２１の小径部１１０に対する相対的な角度位置が決められる。また、ポンチシャフト体２０がケース体１０に組み付けられる際には、位置決突出片１４とアーバーヘッド１３とによってハウジング部２１が挟まれる。これにより、ハウジング部２１の軸方向１０ａに沿う移動、すなわちキー溝２４とキー１５との間の相対的な移動が規制されている。

図４に示すように、内周側ポンチ３０は、円環状のローラ部材であり、シャフト部２３の外周に取付けられている。すなわち、内周側ポンチ３０は、基部２２及びシャフト部２３とともに、ハウジング部２１の内周面の中心軸を中心にハウジング部２１に対して相対的に回転可能に設けられている。

外周側ポンチ４０は、内周側ポンチ３０の外径よりも大きな内径を有する円環状のローラ部材であり、リングホルダ１２の内周に第２ベアリング４１を介して取付けられている。すなわち、外周側ポンチ４０は、リングホルダ１２の内周面の中心軸を中心に、リングホルダ１２に対して相対的に回転可能に設けられている。

この外周側ポンチ４０は、内周側ポンチ３０と対向して配置されており、外周側ポンチ４０と内周側ポンチ３０との間には、矯正対象であるパイプ端部１ａ（図１参照）が挿入される矯正用空隙５０が形成されている。矯正用空隙５０は、外周側ポンチ４０の内周面と内周側ポンチ３０の外周面とが最も接近した箇所の空隙である。

ここで、外周側ポンチ４０の中心軸を第１軸６１とする。第１軸６１は、矯正対象であるパイプ端部１ａ（図１参照）の中心軸と同軸のものであり、矯正ヘッド６全体の回転軸でもある。図４、図６、及び図７に示されるように、小径部１１０の内周面は、第１軸６１からずらされた第２軸６２を中心軸として設けられている。すなわち、小径部１１０の内側に形成される空間は、ケース体１０全体に対して偏心されている。小径部１１０の内周面の中心軸が第２軸６２とされることで、小径部１１０の内側に嵌め込まれるハウジング部２１の外周面の中心軸も第２軸６２とされる。

また、図４、図８、及び図９に示されるように、ハウジング部２１の内周面は、第２軸６２からずらされた第３軸６３を中心軸として設けられている。ハウジング部２１の内周面の中心軸が第３軸６３とされることで、ハウジング部２１の内周面に取付けられる基部２２及びシャフト部２３の中心軸も第３軸６３とされる。これら第１〜第３軸６１〜６３間のずれは、後に説明するように矯正用空隙５０の幅５０ａの調節に利用される。

次に、パイプ端部矯正装置４によるパイプ端部矯正動作について説明する。図１に示される搬送コンベア２によって、パイプ端部矯正装置４に対応する位置までパイプ１が搬送されると、駆動装置７に接続された状態の矯正ヘッド６がパイプ端部１ａに近づく方向に変位される。このとき、駆動装置７の駆動力は、図４に示されるケース体１０を介して外周側ポンチ４０に伝えられるとともに、ケース体１０及びポンチシャフト体２０を介して内周側ポンチ３０に伝えられる。すなわち、外周側ポンチ４０及び内周側ポンチ３０は、第１軸６１（矯正ヘッド６全体の中心軸、パイプ端部１ａの中心軸）を中心に回転駆動されている。

矯正ヘッド６がパイプ端部１ａに十分に近づき、外周側ポンチ４０と内周側ポンチ３０との間の矯正用空隙５０にパイプ端部１ａが挿入されると、外周側ポンチ４０と内周側ポンチ３０との間にパイプ端部１ａが挟まれた状態で外周側ポンチ４０及び内周側ポンチ３０がパイプ端部１ａの周方向に沿って変位される。これにより、パイプ端部１ａが矯正される。

このとき、パイプ端部１ａの内周面と内周側ポンチ３０との間に発生した摩擦力は、内周側ポンチ３０をシャフト部２３に対して相対的に回転させる。すなわち、内周側ポンチ３０は、パイプ端部１ａの内周面上を転動されながら、パイプ端部１ａの周方向に沿って変位される。また、パイプ端部１ａの外周面と外周側ポンチ４０と間に発生する摩擦力は、外周側ポンチ４０をリングホルダ１２に対して相対的に回転させる。これら各ポンチ３０，４０の相対的な回転は、各ポンチ３０，４０とパイプ端部１ａの内周面及び外周面との間の擦れを低減させるものである。

次に、矯正用空隙５０の幅５０ａの調節方法について説明する。
まず、アーバーヘッド１３が小径部１１０の一端１１０ａから取り外されるとともに、内周側ポンチ３０及び第１ベアリング２５がシャフト部２３から取り外される。
その次に、小径部１１０の他端１１０ｂから一端１１０ａに向かう方向に沿ってシャフト部２３がハンマ等によって叩かれて、キー１５がキー溝２４から抜け出るまで、ポンチシャフト体２０が小径部１１０から押し出される。
その次に、ハウジング部２１が適宜回されて、周方向に沿うハウジング部２１の小径部１１０に対する相対的な角度位置が調節されることで、外周側ポンチ４０の中心軸である第１軸６１と内周側ポンチ３０の中心軸である第３軸６３とのずれ量が調節される。

ここで、矯正用空隙５０は、外周側ポンチ４０の内周面と内周側ポンチ３０の外周面とが最も接近した箇所の空隙であり、その矯正用空隙５０の幅５０ａは第１軸６１と第３軸６３とのずれ量に起因する。すなわち、上述のように第１軸６１と第３軸６３とのずれ量が調節されることで、矯正用空隙５０の幅５０ａが調節される。

このようなパイプ端部矯正装置では、外周側ポンチ４０の中心軸を第１軸６１としたときに、小径部１１０の内周面及びハウジング部２１の外周面は第１軸６１からずらされた第２軸６２を中心軸として設けられ、ハウジング部２１の内周面、基部２２、及びシャフト部２３は第２軸６２からずらされた第３軸６３を中心軸として設けられ、周方向に沿うハウジング部２１の小径部１１０に対する相対的な角度位置が調節されて第１軸６１に対する第３軸６３のずれ量が調節されることで、矯正用空隙５０の幅５０ａが調節されるように構成されているので、複雑な機構を用いずに様々な肉厚のパイプ１に対応できる。これによって、より簡単な構成で様々な肉厚のパイプ１に対応でき、メンテナンスに必要な手間を低減できる。

また、ポンチシャフト体２０がケース体１０に組み付けられる際に、位置決突出片１４とアーバーヘッド１３とによってハウジング部２１が挟まれるので、ハウジング部２１の軸方向１０ａに沿う移動をより確実に規制でき、周方向に沿うハウジング部２１の小径部１１０に対する相対的な角度位置をより確実に固定できる。

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２によるパイプ端部矯正装置４の矯正ヘッド６の断面図である。なお、実施の形態１と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。実施の形態１の構成では、キー溝２４はハウジング部２１の外周面上で軸方向１０ａに沿って延在されるように設けられていたが、この実施の形態２では、キー溝２４は、位置決突出片１４に対向するハウジング部２１の端面上で周方向に互いに間隔を置いて径方向１０ｂに沿って延在されるように設けられている。換言すると、キー溝２４は、ポンチシャフト体２０がケース体１０に組み付けられる際に小径部１１０の他端１１０ｂ側に位置するハウジング部２１の端面に設けられている。

また、実施の形態１の構成では、キー１５は小径部１１０の内周面から径方向１０ｂに沿って突出されていたが、この実施の形態２では、キー１５は、位置決突出片１４の端面から軸方向１０ａに沿って突出されるとともに径方向１０ｂに沿って延在されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

このようなパイプ端部矯正装置４では、キー１５及びキー溝２４が径方向１０ｂに沿って延在されているので、ポンチシャフト体２０を大きく移動させなくてもキー１５をキー溝２４から抜くことができる。すなわち、実施の形態１の構成では、キー１５及びキー溝２４が軸方向１０ａに沿って延在されていたので、ポンチシャフト体２０を大きく移動させなければキー１５をキー溝２４から抜くことができなかったが、この実施の形態２の構成では、小さな移動量でキー１５をキー溝２４から抜くことができ、矯正用空隙５０の幅調節作業に要する時間を短縮できる。

なお、実施の形態１，２では、キー１５がケース体１０（小径部１１０及び位置決突出片１４）に設けられ、キー溝２４がハウジング部２１に設けられると説明したが、キー溝がケース体に設けられ、キーがハウジング部に設けられてもよい。

１ａ パイプ端部
４ パイプ端部矯正装置
１０ ケース体
１０ａ 軸方向
１０ｂ 径方向
１２ リングホルダ（第２円環部）
１３ アーバーヘッド（壁部）
１４ 位置決突出片
１５ キー
２０ ポンチシャフト体
２１ ハウジング部
２２ 基部
２３ シャフト部
２４ キー溝
２５ 第１ベアリング
３０ 内周側ポンチ
４０ 外周側ポンチ
４１ 第２ベアリング
５０ 矯正用空隙
５０ａ 幅
６１〜６３ 第１〜第３軸
１１０ 小径部（第１円環部）
１１１ フランジ部
１１２ 大径部（第２円環部）

Claims (3)

1. 径方向（１０ｂ）に沿って延在された壁部（１３）、前記壁部（１３）から軸方向（１０ａ）に沿って突出された第１円環部（１１０）、前記第１円環部（１１０）から径方向（１０ｂ）に沿って突出されたフランジ部（１１１）、及び前記第１円環部（１１０）よりも大径に形成されるとともに前記フランジ部（１１１）から軸方向（１０ａ）に沿って突出された第２円環部（１１２，１２）を有するケース体（１０）と、
   前記第１円環部（１１０）の内側に配置された円環状のハウジング部（２１）、前記ハウジング部（２１）の内側に第１ベアリング（２５）を介して取付けられた基部（２２）、及び前記基部（２２）から軸方向（１０ａ）に沿って突出されたシャフト部（２３）を有するポンチシャフト体（２０）と、
   前記シャフト部（２３）の外周に取付けられた内周側ポンチ（３０）と、
   前記第２円環部（１１２，１２）の内周に第２ベアリング（４１）を介して取付けられるとともに、前記内周側ポンチ（３０）と対向されるように配置され、矯正対象であるパイプ端部（１ａ）が挿入される矯正用空隙（５０）を前記内周側ポンチ（３０）との間に形成する外周側ポンチ（４０）と
   を備え、
   前記外周側ポンチ（４０）の中心軸を第１軸（６１）としたときに、前記第１円環部（１１０）の内周面及び前記ハウジング部（２１）の外周面は前記第１軸（１１０）からずらされた第２軸（６２）を中心軸として設けられ、前記ハウジング部（２１）の内周面、前記基部（２２）、及び前記シャフト部（２３）は前記第２軸（６２）からずらされた第３軸（６３）を中心軸として設けられ、
   周方向に沿う前記ハウジング部（２１）の前記第１円環部（１１０）に対する相対的な角度位置が調節されて前記第１軸（６１）に対する前記第３軸（６３）のずれ量が調節されることで、前記矯正用空隙（５０）の幅（５０ａ）が調節されるように構成されていることを特徴とするパイプ端部矯正装置。
2. 前記壁部（１３）は、軸方向（１０ａ）に沿う前記第１円環部（１１０）の一端（１１０ａ）に対して着脱可能に設けられており、
   軸方向（１０ａ）に沿う前記第１円環部（１１０）の他端（１１０ｂ）側では、前記第１円環部（１１０）の内周面から位置決突出片（１４）が径方向（１０ｂ）に沿って突出されており、
   前記ポンチシャフト体（２０）が前記ケース体（１０）に組み付けられる際に、前記壁部（１３）と前記位置決突出片（１４）とによって前記ハウジング部（２１）が挟まれることを特徴とする請求項１記載のパイプ端部矯正装置。
3. 前記ケース体（１０）及び前記ハウジング部（２１）のいずれか一方に設けられ、周方向に互いに間隔を置いて配置されるとともに径方向（１０ｂ）に沿って延在された複数のキー溝（２４）と、
   前記ケース体（１０）及び前記ハウジング部（２１）の他方に設けられ、径方向（１０ｂ）に沿って延在されるとともに前記他方から軸方向（１０ａ）に沿って突出されたキー（１５）と
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパイプ端部矯正装置。

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