JP2014094400A - Metal pipe expansion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal pipe expansion device capable of deforming even a metal pipe after installation to expand in the radial direction.SOLUTION: A metal pipe expansion device 100 is inserted into a steel pipe pile 30 consisting of a metal pipe to expand toward the outside in the pipe diameter direction and comprises a cylinder 1, a piston 2 arranged in the cylinder 1 in a slidable way and forming a hydraulic oil chamber 6 containing a hydraulic oil between the piston 2 and the cylinder 1, a shaft 4 for pressing and a pressing plate 10 connected to the piston 2 in such a way as to be integrally movable and extending out of the cylinder, a resin ring 9 held between the pressing plate 10 and the cylinder 1, a hydraulic pump 23 supplying a hydraulic oil to the hydraulic oil chamber 6 and first to fourth hydraulic oil passages 3d, 2d, 4d and 4e. When the piston 2 slides so as to increase the capacity of the hydraulic chamber 6, the pressing plate 10 presses the resin ring 9 toward the cylinder 1 to compress, and the resin ring 9 deforms in such a way as to be swelled toward the outside in the pipe diameter direction of the steel pipe pile 30.

Description

この発明は、金属管を径方向に膨張可能な金属管膨張装置に関する。   The present invention relates to a metal tube expansion device capable of expanding a metal tube in a radial direction.

金属管を加工する様々な技術が提案されている。例えば、特許文献1には、金属製の蛇腹管を製造するための装置が記載されている。この装置は、金属管の内部に挿入され管径方向に拡径可能なリング状分割金型と、リング状分割金型の内周面に嵌合可能な多角錐台形状を有し且つリング状分割金型と共に金属管の内部に挿入される多角錐台形状部とを有している。金属管内の多角錐台形状部に連結されたエクステンションロッドを金属管の外部に向かって引き付け、多角錐台形状部を同じく金属管内のリング状分割金型の内周面に押し付けることによって、リング状分割金型が管径方向に機械的に拡げられ、それにより、リング状分割金型が金属管に係合し金属管を管径方向外側に押し拡げ拡径させる。さらに、特許文献1に記載の装置は、金属管の外周面に取り付けられる2つの分割外型を有している。金属管を拡径した後、多角錐台形状部をリング状分割金型から離れるように移動させるとリング状分割金型が縮径して元に戻り、金属管の周方向に沿って環状に形成された拡径部分との係合を解除する。その後、金属管の拡径部分を両側から分割外型で挟み押し潰すことによって、蛇腹の節が形成される。   Various techniques for processing metal tubes have been proposed. For example, Patent Document 1 describes an apparatus for manufacturing a metal bellows tube. This device has a ring-shaped split mold that is inserted into a metal tube and can be expanded in the radial direction of the tube, and a polygonal frustum shape that can be fitted to the inner peripheral surface of the ring-shaped split mold and has a ring shape. And a polygonal frustum-shaped part inserted into the inside of the metal tube together with the split mold. By pulling the extension rod connected to the polygonal frustum-shaped part in the metal tube toward the outside of the metal tube, and pressing the polygonal frustum-shaped part against the inner peripheral surface of the ring-shaped split mold in the metal tube, the ring shape The split mold is mechanically expanded in the pipe radial direction, so that the ring-shaped split mold engages with the metal pipe and pushes the metal pipe outward in the pipe radial direction to expand the diameter. Furthermore, the apparatus described in Patent Document 1 has two divided outer molds attached to the outer peripheral surface of the metal tube. After expanding the diameter of the metal tube, if the polygonal frustum-shaped part is moved away from the ring-shaped divided mold, the ring-shaped divided mold is reduced in diameter and returned to its original shape, and is annularly formed along the circumferential direction of the metal tube. The engagement with the formed enlarged diameter portion is released. After that, a bellows node is formed by sandwiching and crushing the enlarged diameter portion of the metal tube from both sides with a split outer die.

特開平11−169958号公報JP-A-11-169958

特許文献1に記載の装置では、エクステンションの外周面を囲む中空シャフトが設けられ、中空シャフトは、リング状分割金型の軸方向の移動を阻止している。中空シャフトは架台に固定され、多角錐台形状部によって押されるリング状分割金型を支持している。このように、特許文献1に記載の装置では、エクステンションロッドからの引張力を受けるリング状分割金型を支持する中空シャフト等の支持部材と、支持部材を固定する架台等の固定手段が必要となる。よって、特許文献1に記載の装置は、定位置に固定されて金属管をセットして使用されるものとなるため、設備等に設置後の金属管、鋼管杭として打設後の金属管のような既に固定された金属管を加工することができないという問題がある。   In the apparatus described in Patent Document 1, a hollow shaft surrounding the outer peripheral surface of the extension is provided, and the hollow shaft prevents movement of the ring-shaped split mold in the axial direction. The hollow shaft is fixed to the gantry and supports a ring-shaped split mold that is pushed by the polygonal frustum-shaped portion. Thus, the apparatus described in Patent Document 1 requires a support member such as a hollow shaft that supports the ring-shaped split mold that receives the tensile force from the extension rod, and a fixing means such as a gantry that fixes the support member. Become. Therefore, since the device described in Patent Document 1 is used by being fixed to a fixed position and setting a metal pipe, the metal pipe after installation in equipment or the like, and the metal pipe after placement as a steel pipe pile There is a problem that such an already fixed metal tube cannot be processed.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、設置後の金属管に対しても径方向に膨張させるように変形させることを可能にする金属管膨張装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and provides a metal tube expansion device that can be deformed so as to expand in the radial direction with respect to a metal tube after installation. With the goal.

上記の課題を解決するために、この発明に係る金属管膨張装置は、金属管内に挿入され金属管を管径方向外側に向かって膨張させる金属管膨張装置において、シリンダと、シリンダ内に摺動可能に設けられ、作動流体を含む作動流体室をシリンダとの間に形成するピストンと、ピストンに一体に移動可能に連結され、シリンダの外部に延出する押圧部材と、押圧部材及びシリンダの間で挟まれる変形可能部材と、作動流体室に作動流体を供給する作動流体供給手段とを備え、ピストンが作動流体室の容積を増加させるように摺動すると、押圧部材は、変形可能部材をシリンダに向かって圧縮するように押圧し、変形可能部材が、金属管の管径方向外側に向かって膨出するように変形する。   In order to solve the above-described problems, a metal tube expansion device according to the present invention is a metal tube expansion device that is inserted into a metal tube and expands the metal tube toward the outside in the radial direction of the tube. A piston that is provided between the cylinder and a working fluid chamber that includes a working fluid, is connected to the piston so as to be movable integrally, and extends outside the cylinder; and between the pressing member and the cylinder When the piston slides so as to increase the volume of the working fluid chamber, the pressing member moves the deformable member into the cylinder. The deformable member is deformed so as to bulge toward the outside in the radial direction of the metal tube.

また、上記金属管膨張装置は、作動流体室の容積を縮小する方向へ移動させる付勢力をピストンに付与する付勢手段をさらに備えてもよい。
押圧部材は、ピストンに一体に移動可能に連結され、ピストンの摺動方向に沿ってシリンダの外部に延出すると共に変形可能部材を貫通する押圧用シャフトと、変形可能部材を貫通した押圧用シャフトの端部に連結され、シリンダとの間で変形可能部材を挟む押圧板とを有してもよい。
作動流体供給手段は、作動流体を圧送する作動流体圧送装置と、ピストンの内部を通って作動流体圧送装置を作動流体室に連通する作動流体流路とを有してもよい。
The metal tube expansion device may further include a biasing unit that applies a biasing force to the piston to move the volume of the working fluid chamber in a direction to reduce the volume.
The pressing member is connected to the piston so as to be movable integrally, extends to the outside of the cylinder along the sliding direction of the piston and penetrates the deformable member, and the pressing shaft penetrates the deformable member. And a pressing plate that is connected to the end of the cylinder and sandwiches the deformable member with the cylinder.
The working fluid supply means may include a working fluid pumping device that pumps the working fluid and a working fluid flow path that communicates the working fluid pumping device with the working fluid chamber through the inside of the piston.

この発明に係る金属管膨張装置によれば、設置後の金属管に対しても径方向に膨張させるように変形させることが可能となる。   According to the metal tube expansion device according to the present invention, it is possible to deform the metal tube after installation so as to expand in the radial direction.

この発明の実施の形態に係る金属管膨張装置の断面側面図である。1 is a cross-sectional side view of a metal tube expansion device according to an embodiment of the present invention. 図1の金属管膨張装置における金属管膨張時の状態を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the state at the time of metal pipe expansion in the metal pipe expansion apparatus of FIG. 地盤に貫入後に図1の金属管膨張装置を用いて膨張される鋼管杭の状態を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows the state of the steel pipe pile expanded by using the metal pipe expansion apparatus of FIG. 1 after penetrating into the ground.

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態
まず、この発明の実施の形態に係る金属管膨張装置100の構成を説明する。
図1を参照すると、金属管膨張装置100は、金属管に挿入される金属管膨張装置本体101を備え、金属管膨張装置本体101は、円筒状をした金属製のシリンダ1と、シリンダ1内を摺動可能である金属製のピストン2とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment First, the configuration of a metal tube expansion device 100 according to an embodiment of the present invention will be described.
Referring to FIG. 1, a metal tube expansion device 100 includes a metal tube expansion device main body 101 inserted into a metal tube. The metal tube expansion device main body 101 includes a cylindrical metal cylinder 1 and a cylinder 1 inside. And a metal piston 2 that is slidable.

シリンダ1には、端部1aから端部1bに向かって円筒軸方向に沿ってシリンダ1を貫通する貫通穴が形成されている。貫通穴の内径は、円筒軸方向に沿って途中で変化しており、大径側である円筒状のシリンダ穴部1cと、小径側である円筒状のシャフト穴部1dとによって構成されている。
シリンダ穴部1cは、端部1aで開口しており、さらに端部1a近傍の内周面には、周方向に沿って雌ねじ1caが形成されている。
シャフト穴部1dは、シリンダ穴部1cと軸方向で隣接して端部1bで開口しており、端部1bと反対側でシリンダ穴部1cに連通している。また、シャフト穴部1dの内周面には、周方向に沿って環状のシャフトシール溝1eが形成され、シャフトシール溝1e内には、弾性材料からなる環状のシャフトシール1fが嵌め込まれている。
The cylinder 1 is formed with a through hole penetrating the cylinder 1 along the cylindrical axis direction from the end 1a toward the end 1b. The inner diameter of the through hole changes in the middle along the cylindrical axis direction, and is configured by a cylindrical cylinder hole portion 1c on the large diameter side and a cylindrical shaft hole portion 1d on the small diameter side. .
The cylinder hole 1c is opened at the end 1a, and an internal thread 1ca is formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface near the end 1a.
The shaft hole portion 1d is adjacent to the cylinder hole portion 1c in the axial direction and opens at the end portion 1b, and communicates with the cylinder hole portion 1c on the side opposite to the end portion 1b. An annular shaft seal groove 1e is formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the shaft hole portion 1d, and an annular shaft seal 1f made of an elastic material is fitted in the shaft seal groove 1e. .

ピストン2は、円筒状の形状を有し、シリンダ穴部1c内に配置されている。
端部1a側のピストン2の端部2aには、略円筒状の導管シャフト3の端部3bが一体に連結され、導管シャフト3は、シリンダ穴部1cから外部に延在し、反対側の端部3aをシリンダ1外部に突出させている。
端部1b側のピストン2の端部2bには、円柱状をした金属製の押圧用シャフト4の端部4aが一体に連結されている。押圧用シャフト4は、シリンダ穴部1cからシャフト穴部1dを通ってシリンダ1の外部に延在し、反対側の端部4bをシリンダ1外部に突出させている。なお、押圧用シャフト4の円筒状の外周面4cにおける端部4b近傍には、雄ねじ4baが周方向に沿って形成されている。また、シャフト穴部1dにおいて、シャフトシール1fは、押圧用シャフト4の円筒状の外周面4cに接触し、押圧用シャフト4とシリンダ1との間を水密に封止している。
そして、押圧用シャフト4、ピストン2及び導管シャフト3は、直線状に一列に並んで配置されている。
The piston 2 has a cylindrical shape and is disposed in the cylinder hole 1c.
An end portion 3b of a substantially cylindrical conduit shaft 3 is integrally connected to the end portion 2a of the piston 2 on the end portion 1a side. The conduit shaft 3 extends to the outside from the cylinder hole portion 1c, and is connected to the opposite side. The end 3a is projected outside the cylinder 1.
An end portion 4a of a cylindrical metal pressing shaft 4 is integrally connected to the end portion 2b of the piston 2 on the end portion 1b side. The pressing shaft 4 extends from the cylinder hole 1c through the shaft hole 1d to the outside of the cylinder 1, and the opposite end 4b protrudes outside the cylinder 1. A male screw 4ba is formed in the vicinity of the end 4b of the cylindrical outer peripheral surface 4c of the pressing shaft 4 along the circumferential direction. Further, in the shaft hole portion 1d, the shaft seal 1f contacts the cylindrical outer peripheral surface 4c of the pressing shaft 4 and seals the space between the pressing shaft 4 and the cylinder 1 in a watertight manner.
The pressing shaft 4, the piston 2, and the conduit shaft 3 are arranged in a line in a straight line.

ピストン2の円筒状の外周面2cには、周方向に沿って環状のピストンシール溝2eが形成され、ピストンシール溝2e内には、弾性材料からなる環状のピストンシール2fが嵌め込まれている。シリンダ穴部1cにおいて、ピストンシール2fは、シリンダ穴部1cの内周面に接触し、ピストン2とシリンダ1との間を水密に封止している。
よって、シリンダ穴部1c内でのピストン2の端部2b側において、ピストン2及び押圧用シャフト4とシリンダ1との間には、シャフトシール1f及びピストンシール2fによって封止された円筒状の作動油室6が形成される。作動油室6内には、作動流体である作動油が供給されるように構成されており、作動油室6は、ピストン2が押圧用シャフト4及び導管シャフト3と共に、シリンダ穴部1c内を円筒軸方向に摺動することによって、その容積を変える。
ここで、作動油室6は、作動流体室を構成している。
An annular piston seal groove 2e is formed along the circumferential direction on the cylindrical outer peripheral surface 2c of the piston 2, and an annular piston seal 2f made of an elastic material is fitted in the piston seal groove 2e. In the cylinder hole 1c, the piston seal 2f contacts the inner peripheral surface of the cylinder hole 1c and seals the space between the piston 2 and the cylinder 1 in a watertight manner.
Therefore, on the side of the end 2b of the piston 2 in the cylinder hole 1c, a cylindrical operation sealed between the piston 2 and the pressing shaft 4 and the cylinder 1 by the shaft seal 1f and the piston seal 2f. An oil chamber 6 is formed. The hydraulic oil chamber 6 is configured to be supplied with hydraulic oil as a working fluid. In the hydraulic oil chamber 6, the piston 2 together with the pressing shaft 4 and the conduit shaft 3 pass through the cylinder hole 1 c. The volume is changed by sliding in the direction of the cylindrical axis.
Here, the hydraulic oil chamber 6 constitutes a working fluid chamber.

また、ピストン2には、端部2aから端部2bに円筒軸方向にピストン2を貫通する第二作動油通路2dが形成されている。
さらに、導管シャフト3には、端部3bから反対側の端部3aに軸方向に導管シャフト3を貫通する第一作動油通路3dが形成されている。第一作動油通路3dは、端部3b側で第二作動油通路2dに連通し、端部3a側で開口している。第一作動油通路3dは、端部3a近傍に軸方向に垂直な径方向に拡径した拡径部3daを含んでおり、拡径部3daの内周面には、雌ねじが形成されている。
The piston 2 is formed with a second hydraulic fluid passage 2d that penetrates the piston 2 in the cylindrical axis direction from the end 2a to the end 2b.
Further, the conduit shaft 3 is formed with a first hydraulic oil passage 3d that penetrates the conduit shaft 3 in the axial direction from the end 3b to the opposite end 3a. The first hydraulic fluid passage 3d communicates with the second hydraulic fluid passage 2d on the end 3b side, and opens on the end 3a side. The first hydraulic oil passage 3d includes an enlarged diameter portion 3da that is enlarged in the radial direction perpendicular to the axial direction in the vicinity of the end portion 3a, and a female screw is formed on the inner peripheral surface of the enlarged diameter portion 3da. .

また、押圧用シャフト4には、端部4aから円柱軸方向に沿って内部の途中まで延びる第三作動油通路4dが形成されている。第三作動油通路4dは、端部4aで第二作動油通路2dに連通する。さらに、押圧用シャフト4において、第三作動油通路4dから径方向に延びて押圧用シャフト4の外周面4cに開口する複数の第四作動油通路4eが形成されている。第四作動油通路4eは、第三作動油通路4dを作動油室6に連通する。   Further, the pressing shaft 4 is formed with a third hydraulic oil passage 4d extending from the end 4a to the middle of the inside along the cylinder axis direction. The third hydraulic oil passage 4d communicates with the second hydraulic oil passage 2d at the end 4a. Further, in the pressing shaft 4, a plurality of fourth hydraulic oil passages 4 e extending in the radial direction from the third hydraulic oil passage 4 d and opening on the outer peripheral surface 4 c of the pressing shaft 4 are formed. The fourth hydraulic oil passage 4 e communicates the third hydraulic oil passage 4 d with the hydraulic oil chamber 6.

また、シリンダ1には、端部1aを閉鎖するようにして取り付けられる略円筒状をしたバネ台座蓋5が設けられている。
バネ台座蓋5は、シリンダ穴部1cの雌ねじ1caに螺合する雄ねじを外周面に有する円筒状の雄ねじ部5bと、雄ねじ部5bに隣接して一体に設けられた円盤状のストッパ部5aとを有している。雄ねじ部5bをシリンダ穴部1cの雌ねじ1caに螺合させて締め付けると、ストッパ部5aはシリンダ1の端部1aに当接して締め付けを停止させる。さらに、バネ台座蓋5には、ストッパ部5a及び雄ねじ部5bを円筒軸方向に貫通する導管シャフト穴5cが形成されている。導管シャフト穴5cは、導管シャフト3の外周面3cと整合する形状を有し、導管シャフト3が摺動可能に通されるように構成されている。
Further, the cylinder 1 is provided with a substantially cylindrical spring base cover 5 attached so as to close the end 1a.
The spring pedestal cover 5 includes a cylindrical male screw portion 5b having a male screw threadedly engaged with the female screw 1ca of the cylinder hole portion 1c on the outer peripheral surface, and a disk-like stopper portion 5a integrally provided adjacent to the male screw portion 5b. have. When the male screw portion 5b is screwed into the female screw 1ca of the cylinder hole portion 1c and tightened, the stopper portion 5a contacts the end portion 1a of the cylinder 1 and stops tightening. Further, the spring pedestal lid 5 is formed with a conduit shaft hole 5c that penetrates the stopper portion 5a and the male screw portion 5b in the cylindrical axis direction. The conduit shaft hole 5c has a shape aligned with the outer peripheral surface 3c of the conduit shaft 3, and is configured so that the conduit shaft 3 is slidably passed therethrough.

また、シリンダ穴部1c内において、ピストン2とバネ台座蓋5との間の空間7内には、導管シャフト3の周りを囲むようにして付勢手段であるコイルバネ8が設けられている。コイルバネ8は、バネ台座蓋5の雄ねじ部5bの空間7側の端部5baとピストン2の端部2aとに当接し、ピストン2に対して、バネ台座蓋5から引き離す方向、つまり作動油室6の容積を減少させる方向に弾性力を付与している。
また、金属管膨張装置本体101は、押圧用シャフト4が通され且つシリンダ1の端部1bに端部9aを当接させるように配置される略円筒状の樹脂リング9と、押圧用シャフト4が通され且つ樹脂リング9の端部9aと反対側の端部9bに表面10aを当接させるように配置される円盤状の押圧板10とを有している。
In the cylinder hole 1c, a coil spring 8 as an urging means is provided in a space 7 between the piston 2 and the spring base lid 5 so as to surround the conduit shaft 3. The coil spring 8 is in contact with the end portion 5ba of the male screw portion 5b of the spring base lid 5 on the space 7 side and the end portion 2a of the piston 2, and is pulled away from the spring base lid 5 with respect to the piston 2, that is, a hydraulic oil chamber. The elastic force is applied in the direction of decreasing the volume of 6.
Further, the metal tube expansion device main body 101 includes a substantially cylindrical resin ring 9 through which the pressing shaft 4 is passed and the end 9 a is brought into contact with the end 1 b of the cylinder 1, and the pressing shaft 4. And a disc-shaped pressing plate 10 disposed so that the surface 10a is brought into contact with the end 9b opposite to the end 9a of the resin ring 9.

樹脂リング9は、硬質ウレタンのような力を受けると変形可能であるが少なくとも圧縮を受けて硬さが上がった状態で押し当てることによって鋼板を変形させることができるような硬度をもつ樹脂から形成されている。樹脂リング9は、端部9aから端部9bに樹脂リング9を貫通する貫通穴9dに押圧用シャフト4が通され、貫通穴9dは、押圧用シャフト4の外径に整合する内径を有している。また、樹脂リング9における中央部部分の外周面9cの外径は、端部9a及び9b近傍での外周面の外径よりも大きくなっており、さらにシリンダ1の外径と同程度以下になっている。
ここで、樹脂リング9は、変形可能部材を構成している。
The resin ring 9 can be deformed when subjected to a force such as hard urethane, but is formed from a resin having such a hardness that the steel plate can be deformed by being pressed at least under compression and with increased hardness. Has been. The resin ring 9 has the pressing shaft 4 passed through the through hole 9d that penetrates the resin ring 9 from the end 9a to the end 9b. The through hole 9d has an inner diameter that matches the outer diameter of the pressing shaft 4. ing. Further, the outer diameter of the outer peripheral surface 9c of the central portion of the resin ring 9 is larger than the outer diameter of the outer peripheral surface in the vicinity of the end portions 9a and 9b, and is less than or equal to the outer diameter of the cylinder 1. ing.
Here, the resin ring 9 constitutes a deformable member.

押圧板10は、金属製であり、表面10aから反対側の表面10bに押圧板10を貫通する貫通穴10cに押圧用シャフト4が通され、貫通穴10cは、押圧用シャフト4の外径に整合する内径を有している。また、押圧板10の外径は、シリンダ1の外径と同一になっている。よって、押圧板10は、樹脂リング9の端部9b全体をシリンダ1に向かって押圧することができ、このとき、樹脂リング9は、端部9a全体をシリンダ1の端部1bに当接させて、軸方向に圧縮される。
なお、樹脂リング9及び押圧板10は、押圧用シャフト4上を軸方向に摺動可能である。
ここで、押圧用シャフト4及び押圧板10は、押圧部材を構成している。
The pressing plate 10 is made of metal, and the pressing shaft 4 is passed through the through hole 10c penetrating the pressing plate 10 from the surface 10a to the opposite surface 10b, and the through hole 10c has an outer diameter of the pressing shaft 4. It has a matching inner diameter. Further, the outer diameter of the pressing plate 10 is the same as the outer diameter of the cylinder 1. Therefore, the pressing plate 10 can press the entire end portion 9b of the resin ring 9 toward the cylinder 1, and at this time, the resin ring 9 causes the entire end portion 9a to contact the end portion 1b of the cylinder 1. And compressed in the axial direction.
The resin ring 9 and the pressing plate 10 can slide in the axial direction on the pressing shaft 4.
Here, the pressing shaft 4 and the pressing plate 10 constitute a pressing member.

また、金属管膨張装置本体101は、押圧用シャフト4が通されて雄ねじ4baに螺合すると共に押圧板10の表面10bに隣接して配置される六角ナット状の締結具11と、押圧用シャフト4が通されて雄ねじ4baに螺合すると共に締結具11に端部4b先端側で隣接して配置される六角ナット状の先端部材12とを有している。
締結具11は、締結具11を貫通する雌ねじ穴11aを有し、さらに径方向の大きさが押圧板10以下である。締結具11は、雌ねじ穴11aを押圧用シャフト4の雄ねじ4baに螺合させて締め付けられることによって、押圧板10及び樹脂リング9をシリンダ1に向かって押圧することができる。
In addition, the metal tube expansion device main body 101 includes a hexagonal nut-like fastener 11 that is passed through the pressing shaft 4 and screwed into the male screw 4ba and is adjacent to the surface 10b of the pressing plate 10, and a pressing shaft. 4 has a hexagonal nut-like tip member 12 that is threadedly engaged with the male screw 4ba and is disposed adjacent to the fastener 11 on the tip side of the end 4b.
The fastener 11 has a female screw hole 11 a penetrating the fastener 11, and the radial size is not more than the pressing plate 10. The fastener 11 can press the pressing plate 10 and the resin ring 9 toward the cylinder 1 by screwing the female screw hole 11a into the male screw 4ba of the pressing shaft 4 and tightening the fastener.

先端部材12は、先端部材12を貫通する雌ねじ穴12aを有し、さらに径方向の大きさが押圧板10以下である。先端部材12は、雌ねじ穴12aを押圧用シャフト4の雄ねじ4baに螺合させて締め付けられることによって、締結具11と係合し、ロックナットとして作用して締結具11をねじ回転方向に固定する。本実施の形態では、押圧板10を樹脂リング9に当接させ且つ樹脂リング9をシリンダ1に当接させるが、押圧板10が樹脂リング9を圧縮しないような位置に、締結具11が固定される。   The tip member 12 has a female screw hole 12a penetrating the tip member 12, and the size in the radial direction is not more than the pressing plate 10. The tip member 12 is engaged with the fastener 11 by fastening the female screw hole 12a to the male screw 4ba of the pressing shaft 4 and tightens to fix the fastener 11 in the screw rotation direction. . In this embodiment, the pressing plate 10 is brought into contact with the resin ring 9 and the resin ring 9 is brought into contact with the cylinder 1, but the fastener 11 is fixed at a position where the pressing plate 10 does not compress the resin ring 9. Is done.

よって、シリンダ1から、樹脂リング9、押圧板10、締結具11及び先端部材12がこの順で、押圧用シャフト4を同軸として直線状に一列に配置される。そして、ピストン2、導管シャフト3、押圧用シャフト4、締結具11及び先端部材12は一体となって、シリンダ1に対して円筒軸方向に往復移動することができる。   Therefore, from the cylinder 1, the resin ring 9, the pressing plate 10, the fastener 11, and the tip member 12 are arranged in a straight line in this order with the pressing shaft 4 being coaxial. The piston 2, the conduit shaft 3, the pressing shaft 4, the fastener 11, and the tip member 12 can be integrated and reciprocate in the cylindrical axis direction with respect to the cylinder 1.

また、金属管膨張装置100は、油圧ポンプ23(本実施の形態では手動式の油圧ポンプであり、図3参照)と、油圧ポンプ23から延びる可撓製を有する油圧配管22と、油圧配管22の先端の連結金具21とを備えている。
連結金具21は、金属管膨張装置本体101における導管シャフト3の拡径部3daに接続することができる。
連結金具21は、雄ねじが形成された外周面21aを拡径部3daの雌ねじに螺合させることによって、導管シャフト3に接続することができる。連結金具21は、内部を貫通する連通穴21bを介して、油圧配管22内を第一作動油通路3dに連通する。
The metal pipe expansion device 100 includes a hydraulic pump 23 (in this embodiment, a manual hydraulic pump, see FIG. 3), a flexible hydraulic pipe 22 extending from the hydraulic pump 23, and a hydraulic pipe 22. And a connecting fitting 21 at the tip of the head.
The connecting fitting 21 can be connected to the enlarged diameter portion 3da of the conduit shaft 3 in the metal pipe expansion device main body 101.
The coupling fitting 21 can be connected to the conduit shaft 3 by screwing the outer peripheral surface 21a on which the male screw is formed with the female screw of the enlarged diameter portion 3da. The connection fitting 21 communicates the inside of the hydraulic piping 22 to the first hydraulic fluid passage 3d through a communication hole 21b penetrating the inside.

よって、金属管膨張装置本体101では、油圧ポンプ23(図3参照)から圧送される作動流体である作動油は、第一作動油通路3dから第二〜第四作動油通路2d、4d及び4eを順次介して、作動油室6内に供給される。
ここで、油圧ポンプ23は、作動流体供給手段及び作動流体圧送装置を構成し、第一〜第四作動油通路3d、2d、4d及び4eは、作動流体供給手段及び作動流体流路を構成している。
Therefore, in the metal pipe expansion device main body 101, the hydraulic fluid that is the hydraulic fluid pumped from the hydraulic pump 23 (see FIG. 3) is supplied from the first hydraulic fluid passage 3d to the second to fourth hydraulic fluid passages 2d, 4d, and 4e. Are sequentially supplied into the hydraulic oil chamber 6.
Here, the hydraulic pump 23 constitutes a working fluid supply means and a working fluid pumping device, and the first to fourth working oil passages 3d, 2d, 4d and 4e constitute a working fluid supply means and a working fluid flow path. ing.

次に、この発明の実施の形態に係る金属管膨張装置100の動作を説明する。
図1を参照すると、金属管膨張装置100の金属管膨張装置本体101において、油圧配管22から作動油が供給されない場合、作動油室6内の油圧が低くなり、ピストン2にはコイルバネ8の弾性力が油圧を上まわって作用するため、ピストン2は、樹脂リング9に向かって移動させられ、作動油室6の容積が小さくなっている。このとき、樹脂リング9は、押圧板10及びシリンダ1から押圧力を受けず、平常状態を維持している。
Next, the operation of the metal tube expansion device 100 according to the embodiment of the present invention will be described.
Referring to FIG. 1, in the metal pipe expansion device main body 101 of the metal pipe expansion device 100, when hydraulic oil is not supplied from the hydraulic pipe 22, the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 6 is lowered, and the elasticity of the coil spring 8 is applied to the piston 2. Since the force acts above the hydraulic pressure, the piston 2 is moved toward the resin ring 9 and the volume of the hydraulic oil chamber 6 is reduced. At this time, the resin ring 9 does not receive a pressing force from the pressing plate 10 and the cylinder 1 and maintains a normal state.

油圧ポンプ23(図3参照)によって油圧配管22から作動油が供給されると、供給された作動油は、第一〜第四作動油通路3d、2d、4d及び4eを通って、作動油室6内に流入する。これにより、作動油室6内の油圧が上昇し、上昇した油圧はピストン2をコイルバネ8に向かって押圧する。作動油油圧による押圧力がコイルバネ8の弾性力を上まわると、作動油は、コイルバネ8を押し縮めつつバネ台座蓋5に向かってピストン2を移動させ、作動油室6の容積を増加させる。このとき、導管シャフト3、押圧用シャフト4、締結具11及び先端部材12もピストン2と共に同方向に移動させられる。これにより、押圧板10が締結具11によってシリンダ1に向かって押圧されて摺動し、樹脂リング9が両端部9a及び9bからシリンダ1及び押圧板10によって圧縮される。   When the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pipe 22 by the hydraulic pump 23 (see FIG. 3), the supplied hydraulic oil passes through the first to fourth hydraulic oil passages 3d, 2d, 4d, and 4e, and the hydraulic oil chamber. 6 flows in. As a result, the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 6 increases, and the increased hydraulic pressure presses the piston 2 toward the coil spring 8. When the pressing force due to the hydraulic oil pressure exceeds the elastic force of the coil spring 8, the hydraulic oil moves the piston 2 toward the spring base lid 5 while pressing and contracting the coil spring 8, thereby increasing the volume of the hydraulic oil chamber 6. At this time, the conduit shaft 3, the pressing shaft 4, the fastener 11, and the tip member 12 are also moved in the same direction together with the piston 2. Thereby, the pressing plate 10 is pressed toward the cylinder 1 by the fastener 11 and slides, and the resin ring 9 is compressed by the cylinder 1 and the pressing plate 10 from both end portions 9a and 9b.

圧縮された樹脂リング9は、図2に示すように、円筒軸方向の厚さを縮小しつつ円筒の径方向に外周面9cを膨出させて突出するように変形する、つまり拡径する。なお、樹脂リング9では、端部9a及び9bの近傍での外周面の外径が中央部分の外周面9cの外径よりも小さくなっているため、受圧面積が小さく高い圧力が作用する端部9a及び9bが樹脂リング9を容易に変形させて径方向外側に押し拡げ、それにより、樹脂リング9の径方向拡大率を増加させることができる。   As shown in FIG. 2, the compressed resin ring 9 is deformed so as to protrude by expanding the outer peripheral surface 9 c in the radial direction of the cylinder while reducing the thickness in the cylindrical axis direction, that is, the diameter is increased. In the resin ring 9, since the outer diameter of the outer peripheral surface in the vicinity of the end portions 9a and 9b is smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface 9c of the central portion, the end portion where the pressure receiving area is small and high pressure acts 9a and 9b can easily deform the resin ring 9 and push it outward in the radial direction, whereby the radial expansion rate of the resin ring 9 can be increased.

そして、油圧ポンプ23(図3参照)による作動油の供給を停止し、油圧配管22から油圧ポンプ23に向かって作動油が戻ることができるようにすると、作動油室6内の油圧が低下する。コイルバネ8の伸び方向の弾性力が油圧を上まわるようになると、弾性力によってピストン2が樹脂リング9に向かって移動させられ、樹脂リング9が厚さを増すと共に径方向に縮小して図1に示すような平常状態に戻る。
上述のように、金属管膨張装置本体101は、作動油室6内に作用する油圧を制御することによって、樹脂リング9を拡径方向又は縮径方向に自在に変形させることができる。
Then, when the supply of hydraulic oil by the hydraulic pump 23 (see FIG. 3) is stopped so that the hydraulic oil can return from the hydraulic pipe 22 toward the hydraulic pump 23, the hydraulic pressure in the hydraulic oil chamber 6 decreases. . When the elastic force in the extending direction of the coil spring 8 exceeds the hydraulic pressure, the piston 2 is moved toward the resin ring 9 by the elastic force, and the resin ring 9 increases in thickness and contracts in the radial direction. It returns to the normal state as shown in.
As described above, the metal pipe expansion device main body 101 can freely deform the resin ring 9 in the diameter expansion direction or the diameter reduction direction by controlling the hydraulic pressure acting in the hydraulic oil chamber 6.

さらに、金属管膨張装置100を使用して、金属管を膨張変形させる方法を説明する。なお、本実施の形態では、金属管としての地盤への貫入後の小口径鋼管杭(外径が100mm程度までの鋼管杭)の膨張変形に金属管膨張装置100を使用した場合を説明する。
図3を参照すると、工程(3A)において、内部に土砂が侵入しないように地中側先端の端部30bが塞がれた小口径の単管状の鋼管杭30が、図示しない建柱車等の施工機械を使用して、支持地盤に所定の深度まで圧入される。このとき、鋼管杭30は、予め削孔されていない地盤に圧入されるため、塞がれた端部30bの先端で地盤内の土砂を周囲に押しのけながら、地盤内を下方に進むようにして地盤内に貫入する。
Further, a method for expanding and deforming a metal tube using the metal tube expansion device 100 will be described. In addition, this Embodiment demonstrates the case where the metal pipe expansion apparatus 100 is used for the expansion deformation of the small diameter steel pipe pile (steel pipe pile whose outer diameter is about 100 mm) after penetrating into the ground as a metal pipe.
Referring to FIG. 3, in step (3A), a small-diameter single tubular steel pipe pile 30 whose end 30b at the front end of the underground side is blocked so that earth and sand do not enter the interior is a building pole car not shown. The construction machine is pressed into the supporting ground to a predetermined depth. At this time, since the steel pipe pile 30 is press-fitted into the ground that has not been drilled in advance, the steel pipe pile 30 moves downward in the ground while pushing the earth and sand in the ground to the periphery at the end of the closed end portion 30b. Intrude into.

次に、工程(3B)において、所定深度までの貫入完了後の鋼管杭30における地表に突出する端部30cの開口部から鋼管杭30内に、先端部材12を地中側の下方にして(側面図で示される)金属管膨張装置100の金属管膨張装置本体101が挿入される。なお、金属管膨張装置本体101は、樹脂リング9が平常状態にあるとき、その外径が鋼管杭30の内周面30dの内径よりも小さくなるように構成されている。また、挿入時、金属管膨張装置本体101の導管シャフト3には、連結金具21及び油圧配管22を介して手動式の油圧ポンプ23が接続されている。
鋼管杭30内において、金属管膨張装置本体101を所定の位置まで降下させると、油圧ポンプ23が作動され、作動油を金属管膨張装置本体101に圧送する。
Next, in the step (3B), the tip member 12 is placed in the steel pipe pile 30 from the opening portion of the end portion 30c protruding to the ground surface in the steel pipe pile 30 after the completion of the penetration to a predetermined depth to the lower side on the ground side ( The metal tube expansion device body 101 of the metal tube expansion device 100 (shown in side view) is inserted. The metal pipe expansion device body 101 is configured such that the outer diameter of the resin ring 9 is smaller than the inner diameter of the inner peripheral surface 30d of the steel pipe pile 30 when the resin ring 9 is in a normal state. At the time of insertion, a manual hydraulic pump 23 is connected to the conduit shaft 3 of the metal pipe expansion device main body 101 via a coupling fitting 21 and a hydraulic pipe 22.
In the steel pipe pile 30, when the metal pipe expansion device main body 101 is lowered to a predetermined position, the hydraulic pump 23 is operated and the hydraulic oil is pumped to the metal pipe expansion device main body 101.

図1をあわせて参照すると、圧送された作動油は、金属管膨張装置本体101の作動油室6内に送られ、油圧を上昇させた作動油室6内の作動油が、ピストン2を押圧し作動油室6の容積を増加させるように移動させる。これにより、樹脂リング9が押圧板10によって圧縮され、鋼管杭30の管径方向外側に向かって拡径するように膨出する。膨出する樹脂リング9は、鋼管杭30の円筒状の周壁30aを、内周面30dの全周にわたって内側から管径方向外側に向かって押し拡げる。これにより、鋼管杭30の周壁30aには、周方向に沿って環状に部分的に盛り上がった突出部31が、節のようにして形成される。   Referring also to FIG. 1, the hydraulic oil that has been pressure-fed is sent into the hydraulic oil chamber 6 of the metal pipe expansion device main body 101, and the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 6 whose hydraulic pressure has been increased presses the piston 2. The hydraulic oil chamber 6 is moved to increase the volume. As a result, the resin ring 9 is compressed by the pressing plate 10 and bulges so as to increase in diameter toward the outside in the pipe radial direction of the steel pipe pile 30. The bulging resin ring 9 pushes and expands the cylindrical peripheral wall 30a of the steel pipe pile 30 from the inner side toward the outer side in the pipe radial direction over the entire circumference of the inner peripheral surface 30d. Thereby, on the peripheral wall 30a of the steel pipe pile 30, a protruding portion 31 that partially bulges in the circumferential direction is formed like a node.

上述の位置での突出部31の形成完了後、油圧ポンプ23を停止し、作動油室6内の作動油への加圧を解除すると、コイルバネ8の復帰方向の弾性力によって、押圧板10をシリンダ1から引き離す方向にピストン2が移動させられ、膨出していた樹脂リング9が平常状態に戻る。
そして、鋼管杭30内において金属管膨張装置本体101を次の所定の位置へと鉛直方向に移動させ、その後、上述と同様にして金属管膨張装置本体101によって鋼管杭30の周壁30aに突出部31を形成する。鉛直方向に所定の間隔で突出部31の形成を繰り返すことによって、工程(3C)に示すように複数の突出部31を有する鋼管杭30の施工が完了する。なお、本実施の形態では、金属管膨張装置本体101による鋼管杭30への突出部31の形成は、地盤内の最も深い位置から始め、その後、地表に向かって上昇するように順次行われる。つまり、図2の工程(3B)において、例えば、より深い位置で突出部31を形成する工程(3B1)から、より浅い位置で突出部31を形成する工程(3B2)へ向かう順序で、突出部31の形成が行われる。
After the formation of the protruding portion 31 at the above-described position, when the hydraulic pump 23 is stopped and the pressurization to the hydraulic oil in the hydraulic oil chamber 6 is released, the pressing plate 10 is moved by the elastic force in the return direction of the coil spring 8. The piston 2 is moved in the direction away from the cylinder 1, and the bulging resin ring 9 returns to the normal state.
And the metal pipe expansion apparatus main body 101 is moved to the next predetermined position in the vertical direction in the steel pipe pile 30, and then the protruding portion is formed on the peripheral wall 30a of the steel pipe pile 30 by the metal pipe expansion apparatus main body 101 in the same manner as described above. 31 is formed. By repeating the formation of the protrusions 31 at predetermined intervals in the vertical direction, the construction of the steel pipe pile 30 having the plurality of protrusions 31 is completed as shown in the step (3C). In the present embodiment, the formation of the protruding portion 31 on the steel pipe pile 30 by the metal pipe expansion device main body 101 is sequentially performed so as to start from the deepest position in the ground and then rise toward the ground surface. That is, in the step (3B) of FIG. 2, for example, in the order from the step (3B1) of forming the protrusion 31 at a deeper position to the step (3B2) of forming the protrusion 31 at a shallower position. 31 is formed.

なお、鋼管杭30内で軸方向に自在に移動させることができる金属管膨張装置本体101によれば、鋼管杭30への突出部31の形成は、上述のように鋼管杭30の地中側の端部30bから地表側の端部30cに向かう順序でも、反対の順序でも可能である。
また、複数の節状の突出部31を貫入前に形成した鋼管杭30を地盤に貫入すると、貫入時に突出部31の外径の範囲内にわたって地盤が乱されるため、貫入後の突出部31間の周壁30aの周囲では地盤が緩くなり、鋼管杭30における地盤との周面摩擦力による支持力が低くなる。しかしながら、突出部31を有しない鋼管杭30を地盤に貫入後、金属管膨張装置本体101を使用して鋼管杭30に突出部31を形成することによって、鋼管杭30の周囲の地盤が乱されないため、鋼管杭30は周面摩擦力による支持力を低下させることなく設置することができる。
さらに、鋼管杭30において、周壁30aの外径を拡大するように突出部31を形成したため、地盤との接触面積が増加し周面摩擦力が増加する。またさらに、周壁30aにおける複数の節状の突出部31が、鉛直方向の移動抵抗となり、つまりアンカー効果を奏し鋼管杭30の支持力を増大させる効果もある。
In addition, according to the metal pipe expansion apparatus main body 101 which can be freely moved to an axial direction within the steel pipe pile 30, formation of the protrusion part 31 to the steel pipe pile 30 is the underground side of the steel pipe pile 30 as mentioned above. The order from the end 30b to the end 30c on the ground surface side or the opposite order is possible.
Moreover, when the steel pipe pile 30 formed before the penetration of the plurality of nodular protrusions 31 is penetrated into the ground, the ground is disturbed over the range of the outer diameter of the projections 31 at the time of penetration. The ground becomes loose around the peripheral wall 30a, and the supporting force by the peripheral frictional force with the ground in the steel pipe pile 30 becomes low. However, the ground around the steel pipe pile 30 is not disturbed by forming the protrusion 31 on the steel pipe pile 30 using the metal pipe expansion device body 101 after the steel pipe pile 30 having no protrusion 31 is penetrated into the ground. Therefore, the steel pipe pile 30 can be installed without reducing the supporting force due to the circumferential frictional force.
Furthermore, in the steel pipe pile 30, since the protrusion part 31 was formed so that the outer diameter of the surrounding wall 30a might be expanded, a contact area with the ground will increase and circumferential surface frictional force will increase. Furthermore, the plurality of node-like protrusions 31 on the peripheral wall 30a serve as a movement resistance in the vertical direction, that is, there is an effect of increasing the supporting force of the steel pipe pile 30 with an anchor effect.

このように、この発明の実施の形態に係る金属管膨張装置100は、鋼管杭30内に挿入され鋼管杭30を管径方向外側に向かって膨張させるものである。金属管膨張装置100は、シリンダ1と、シリンダ1内に摺動可能に設けられ且つ作動油を含む作動油室6をシリンダ1との間に形成するピストン2と、ピストン2に一体に移動可能に連結され且つシリンダ1の外部に延出する押圧用シャフト4及び押圧板10と、押圧板10及びシリンダ1の間で挟まれる樹脂リング9と、作動油室6に作動油を供給する油圧ポンプ23、油圧配管22並びに第一〜第四作動油通路3d、2d、4d及び4eとを備える。ピストン2が作動油室6の容積を増加させるように摺動すると、押圧板10は、樹脂リング9をシリンダ1に向かって圧縮するように押圧し、樹脂リング9が、鋼管杭30の管径方向外側に向かって膨出するように変形する。   As described above, the metal pipe expansion device 100 according to the embodiment of the present invention is inserted into the steel pipe pile 30 and expands the steel pipe pile 30 toward the outside in the pipe radial direction. The metal pipe expansion device 100 is slidably provided in the cylinder 1 and the piston 2 that forms a hydraulic oil chamber 6 including hydraulic oil between the cylinder 1 and the piston 2 and can move integrally with the piston 2. The pressure shaft 4 and the pressure plate 10 connected to the cylinder 1 and extending to the outside of the cylinder 1, the resin ring 9 sandwiched between the pressure plate 10 and the cylinder 1, and the hydraulic pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic oil chamber 6 23, hydraulic piping 22, and first to fourth hydraulic oil passages 3d, 2d, 4d and 4e. When the piston 2 slides to increase the volume of the hydraulic oil chamber 6, the pressing plate 10 presses the resin ring 9 so as to compress it toward the cylinder 1, and the resin ring 9 has a pipe diameter of the steel pipe pile 30. Deforms to bulge outward in the direction.

このとき、鋼管杭30内に挿入された金属管膨張装置100の金属管膨張装置本体101は、油圧ポンプ23により作動油が供給されると、作動油室6の油圧を上昇させ、作動油室6の容積を増加させるようにピストン2を摺動させる。これにより、樹脂リング9を管径方向外側に向かって膨出させて鋼管杭30を内側から押し拡げて拡径する。このため、金属管膨張装置本体101は、鋼管杭30内において、それ自身の他、シリンダ1、ピストン2等を固定支持する必要がなく、鋼管杭30内に挿入されているだけで鋼管杭30を拡径することができる。そして、金属管膨張装置本体101を開放された一方の端部から鋼管杭30の内部に挿入することができれば、鋼管杭30を拡径することができる。よって、金属管膨張装置100を用いると、地盤への貫入後の鋼管杭30のほか、設備等に設置された金属管に対して、径方向に膨張させる加工を行うことが可能になる。   At this time, when the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 23, the metal pipe expansion device main body 101 of the metal pipe expansion device 100 inserted into the steel pipe pile 30 raises the hydraulic pressure of the hydraulic oil chamber 6 and the hydraulic oil chamber. The piston 2 is slid so as to increase the volume of 6. Thereby, the resin ring 9 is expanded toward the outer side in the pipe radial direction, and the steel pipe pile 30 is pushed and expanded from the inner side to increase the diameter. For this reason, the metal pipe expansion device main body 101 does not need to fix and support the cylinder 1, the piston 2, etc. in addition to itself in the steel pipe pile 30, and is simply inserted into the steel pipe pile 30. Can be expanded. And if the metal pipe expansion apparatus main body 101 can be inserted in the inside of the steel pipe pile 30 from one open | released edge part, the steel pipe pile 30 can be expanded in diameter. Therefore, when the metal pipe expansion device 100 is used, it is possible to perform a process of expanding the metal pipe installed in the facility or the like in the radial direction in addition to the steel pipe pile 30 after penetrating into the ground.

また、金属管膨張装置本体101は、作動油室6の容積を縮小する方向へ移動させる付勢力をピストン2に付与するコイルバネ8を備えている。これによって、作動油室6内に油圧をかけないとき、コイルバネ8が、作動油室6の容積を縮小するようにピストン2を自動的に移動させ、樹脂リング9が圧縮されず膨出しない状態にすることができる。   In addition, the metal pipe expansion device main body 101 includes a coil spring 8 that applies an urging force to the piston 2 to move the volume of the hydraulic oil chamber 6 in the direction of reducing the volume. Thus, when no hydraulic pressure is applied to the hydraulic oil chamber 6, the coil spring 8 automatically moves the piston 2 so as to reduce the volume of the hydraulic oil chamber 6, and the resin ring 9 is not compressed and does not bulge. Can be.

また、金属管膨張装置本体101において、樹脂リング9を押圧する部材は、ピストン2に一体に移動可能に連結され且つピストン2の摺動方向に沿ってシリンダ1の外部に延出すると共に樹脂リング9を貫通する押圧用シャフト4と、樹脂リング9を貫通した押圧用シャフト4の端部4bに連結され且つシリンダ1との間で樹脂リング9を挟む押圧板10とを有している。このとき、金属管膨張装置本体101では、シリンダ1、樹脂リング9及び押圧板10が、ピストン2の摺動方向に沿って一列に並び、樹脂リング9はピストン2の摺動方向に垂直な方向に向かって膨出する構成となる。よって、金属管膨張装置本体101は、ピストン2の摺動方向に垂直な方向、つまり鋼管杭30の管径方向への小型化ができ、小口径の鋼管杭30の膨張加工を可能にする。   Further, in the metal pipe expansion device main body 101, a member that presses the resin ring 9 is connected to the piston 2 so as to be movable integrally, and extends to the outside of the cylinder 1 along the sliding direction of the piston 2 and is also resin ring. And a pressing plate 10 that is connected to an end portion 4 b of the pressing shaft 4 that passes through the resin ring 9 and sandwiches the resin ring 9 with the cylinder 1. At this time, in the metal tube expansion device main body 101, the cylinder 1, the resin ring 9, and the pressing plate 10 are arranged in a line along the sliding direction of the piston 2, and the resin ring 9 is in a direction perpendicular to the sliding direction of the piston 2. It becomes the structure which bulges toward. Therefore, the metal pipe expansion device main body 101 can be downsized in the direction perpendicular to the sliding direction of the piston 2, that is, the pipe diameter direction of the steel pipe pile 30, and enables the small diameter steel pipe pile 30 to be expanded.

また、金属管膨張装置本体101において、作動油を圧送する油圧ポンプ23と、ピストン2の内部を通って油圧ポンプ23を作動油室6に連通する第一〜第四作動油通路3d、2d、4d及び4eとによって、作動油室6に作動油が供給される。このとき、第一〜第四作動油通路3d、2d、4d及び4eは、ピストン2の摺動方向に垂直な方向での位置を、ピストン2の外周面2c上よりも内側にすることができるため、金属管膨張装置本体101は、ピストン2の摺動方向に垂直な方向、つまり鋼管杭30の管径方向への小型化を可能にする。   In the metal pipe expansion device main body 101, a hydraulic pump 23 that pumps hydraulic oil, and first to fourth hydraulic oil passages 3d and 2d that communicate the hydraulic pump 23 with the hydraulic oil chamber 6 through the inside of the piston 2; The hydraulic oil is supplied to the hydraulic oil chamber 6 by 4d and 4e. At this time, the first to fourth hydraulic oil passages 3d, 2d, 4d, and 4e can be positioned on the inner side of the outer peripheral surface 2c of the piston 2 in the direction perpendicular to the sliding direction of the piston 2. Therefore, the metal pipe expansion device main body 101 enables downsizing in the direction perpendicular to the sliding direction of the piston 2, that is, in the pipe radial direction of the steel pipe pile 30.

また、実施の形態の金属管膨張装置本体101では、作動油を圧送する手段として、手動式の油圧ポンプ23を使用していたが、これに限定されるものでなく、電動式又は動力式のポンプあってもよい。
また、実施の形態の金属管膨張装置本体101では、作動油室6に作動流体として作動油を供給するように構成されていたが、これに限定されるものでなく、水等の他の液体、又は空気等の気体が供給され、作動油室6内の液体圧又は気体圧によってピストン2を動作させるようにしてもよい。
また、実施の形態では金属管膨張装置本体101は、鋼管杭30を管径方向外側に部分的に膨張させるために用いられていたが、鋼管杭以外の金属管に広く用いることができる。そして、金属管膨張装置本体101は、一方の端部が開放されていれば、如何なる金属管にも使用することができる。
Moreover, in the metal pipe expansion apparatus main body 101 of embodiment, although the manual hydraulic pump 23 was used as a means to pump hydraulic fluid, it is not limited to this, An electric type or a power type is not limited to this. There may be a pump.
Moreover, in the metal pipe expansion apparatus main body 101 of the embodiment, the hydraulic oil is supplied to the hydraulic oil chamber 6 as the hydraulic fluid. However, the present invention is not limited to this, and other liquids such as water are used. Alternatively, a gas such as air may be supplied, and the piston 2 may be operated by liquid pressure or gas pressure in the hydraulic oil chamber 6.
Moreover, although the metal pipe expansion apparatus main body 101 was used in order to partially expand the steel pipe pile 30 to a pipe radial direction outer side in embodiment, it can be widely used for metal pipes other than a steel pipe pile. The metal tube expansion device main body 101 can be used for any metal tube as long as one end is open.

また、実施の形態では金属管膨張装置本体101は、外径が100mm程度までの小口径鋼管杭に使用されていたが、これに限定されるものでなく、外径が100mmを超える鋼管に使用してもよい。
また、実施の形態では、金属管膨張装置本体101を用いる鋼管杭30の先端部分の外形が円柱状であったが、これに限定されるものでなく、先端に向かって先細になる円錐状、角錐状、円錐台状、若しくは角錐台状であってもよく、又は、先端に向かって先細になるスパイラル(ドリル)状であってもよい。
Moreover, in embodiment, although the metal pipe expansion apparatus main body 101 was used for the small diameter steel pipe pile whose outer diameter is about 100 mm, it is not limited to this, It uses for the steel pipe whose outer diameter exceeds 100 mm May be.
Moreover, in embodiment, although the external shape of the front-end | tip part of the steel pipe pile 30 using the metal pipe expansion apparatus main body 101 was a column shape, it is not limited to this, The cone shape which tapers toward a front-end | tip, The shape may be a pyramid shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, or a spiral (drill) shape that tapers toward the tip.

1 シリンダ、2 ピストン、2d 第二作動油通路(作動流体供給手段、作動流体流路)、3d 第一作動油通路(作動流体供給手段、作動流体流路)、4 押圧用シャフト(押圧部材)、4d 第三作動油通路(作動流体供給手段、作動流体流路)、4e 第四作動油通路(作動流体供給手段、作動流体流路)、6 作動油室(作動流体室)、8 コイルバネ(付勢手段)、9 樹脂リング(変形可能部材)、10 押圧板(押圧部材)、23 油圧ポンプ(作動流体供給手段、作動流体圧送装置)、30 鋼管杭(金属管)、100 金属管膨張装置、101 金属管膨張装置本体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder, 2 Piston, 2d 2nd hydraulic oil path (working fluid supply means, working fluid flow path), 3d 1st hydraulic oil path (working fluid supply means, working fluid flow path), 4 Pressing shaft (pressing member) 4 d Third hydraulic oil passage (working fluid supply means, working fluid flow path), 4 e Fourth hydraulic oil passage (working fluid supply means, working fluid flow path), 6 hydraulic oil chamber (working fluid chamber), 8 coil spring ( Urging means), 9 resin ring (deformable member), 10 pressing plate (pressing member), 23 hydraulic pump (working fluid supply means, working fluid pumping device), 30 steel pipe pile (metal pipe), 100 metal tube expansion device 101 Metal tube expansion device body.

Claims (4)

金属管内に挿入され前記金属管を管径方向外側に向かって膨張させる金属管膨張装置において、
シリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に設けられ、作動流体を含む作動流体室を前記シリンダとの間に形成するピストンと、
前記ピストンに一体に移動可能に連結され、前記シリンダの外部に延出する押圧部材と、
前記押圧部材及び前記シリンダの間で挟まれる変形可能部材と、
前記作動流体室に作動流体を供給する作動流体供給手段と
を備え、
前記ピストンが前記作動流体室の容積を増加させるように摺動すると、前記押圧部材は、前記変形可能部材を前記シリンダに向かって圧縮するように押圧し、前記変形可能部材が、前記金属管の管径方向外側に向かって膨出するように変形する金属管膨張装置。
In a metal tube expansion device that is inserted into a metal tube and expands the metal tube outward in the radial direction of the tube,
A cylinder,
A piston which is slidably provided in the cylinder and forms a working fluid chamber containing the working fluid with the cylinder;
A pressing member that is movably coupled to the piston and extends to the outside of the cylinder;
A deformable member sandwiched between the pressing member and the cylinder;
Working fluid supply means for supplying the working fluid to the working fluid chamber,
When the piston slides to increase the volume of the working fluid chamber, the pressing member presses the deformable member so as to compress it toward the cylinder, and the deformable member is A metal tube expansion device that deforms so as to bulge outward in the tube diameter direction.
前記作動流体室の容積を縮小する方向へ移動させる付勢力を前記ピストンに付与する付勢手段をさらに備える請求項1に記載の金属管膨張装置。   The metal pipe expansion device according to claim 1, further comprising an urging unit that imparts an urging force to the piston to move the volume of the working fluid chamber in a direction to reduce the volume. 前記押圧部材は、
前記ピストンに一体に移動可能に連結され、前記ピストンの摺動方向に沿って前記シリンダの外部に延出すると共に前記変形可能部材を貫通する押圧用シャフトと、
前記変形可能部材を貫通した前記押圧用シャフトの端部に連結され、前記シリンダとの間で前記変形可能部材を挟む押圧板とを有する請求項1または2に記載の金属管膨張装置。
The pressing member is
A pressing shaft that is movably coupled to the piston and extends outside the cylinder along a sliding direction of the piston and penetrates the deformable member;
The metal tube expansion device according to claim 1, further comprising: a pressing plate that is connected to an end portion of the pressing shaft that penetrates the deformable member and sandwiches the deformable member with the cylinder.
前記作動流体供給手段は、
作動流体を圧送する作動流体圧送装置と、
前記ピストンの内部を通って前記作動流体圧送装置を前記作動流体室に連通する作動流体流路とを有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属管膨張装置。
The working fluid supply means includes
A working fluid pumping device for pumping the working fluid;
The metal pipe expansion device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a working fluid flow path that communicates the working fluid pumping device with the working fluid chamber through the inside of the piston.
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