JP3171845B2 - 中空工作物用の拡開工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、請求項１の上位概念による中空工作物用、
特に中空円筒形の工作物用の拡開工具に関する。

従来の技術 この種の拡開工具は、“エキスパンダ”とも呼ばれ
る。また、鉗子のように用いられる。すなわち、旋回可
能のハンドレバーに、第２の等長のハンドレバーが配属
される。このレバーは基体と固定結合されている。エキ
スパンダは、有利には、配管の端部を拡開し、拡開区域
に、拡開しない第２の管端を差込んで、第１の管端とは
んだ付けするような場合に用いられる。エキスパンダ
は、建設現場でも工場でも使用される。

その場合、操作力は、拡げ心棒の圧入システム内の伝
達比、全可動部品の間の摩擦状態、そして、−もとより
−被拡開工作物の材料のひずみ挙動により規定される。
この場合、問題となるのは、プラスチック管、軟質鋼製
の薄壁管、特に銅管、それも、完全焼きなまし処理を施
された銅管や、いわゆる“硬質”銅管などである。用い
られるのは、主として配管布設の場合や衛生設備の領域
である。

人間光学的な事情を考慮すると、双方のハンドレバー
相互の旋回角は、伝達比を考えて90゜余とすることも考
えられる。その場合、本来の働き行程は、比較的早期に
開始されるので、双方のハンドレバーは、働き行程の開
始時には、どちらかといえば不適切な相互位置にある。
基体は、通常、どこにも支えられないので、有効操作力
は、常に、拡げ心棒の軸と平行に作用する。他の反動力
は、すべて操作員が引受けねばならない。働き行程の開
始時には、したがって、たとえば、一方のハンドレバー
の旋回軸に関しほぼ半径方向に延びるハンドレバーに対
して、純接線方向に荷重をかけることはできないから
（その場合、操作員は工具基体を自分に引寄せることに
なろう）、純軸平行力を加えざるをえない。このこと
は、機械的には、次のように表わされる。すなわち、そ
の瞬間に、互い約90゜の角度で延びているハンドレバー
の有効長さが、急激に短縮されるということである。こ
の状態は、ハンドレバーが相互に接近するにつれて改善
される。このため、拡開作業時に増大する変形力は、あ
る程度補償されるが、選択した圧入形式に応じて、操作
力が、働き行程の終りごろに急激に落込むことがある。
この結果、操作員は、どのような力や反動力が圧入シス
テムの内部に発生したのか、もはや“感じ”られなくな
る。

この種の鉗子状のエキスパンダの歴史的な発展の途上
で、次のような圧入システムが生まれてきた： たとえばGB−PS 866994（ラスト）によるエキスパン
ダの場合、偏心的なカムが、直接、拡げ心棒の、傾斜し
た裏側に作用する。これにより、カム曲線に対し接線方
向の分力が生じ、拡げ心棒に対しては半径方向の分力が
生じる。半径方向分力は、拡げ心棒をその支承部に押付
け、それにより、工作物の変形力の増大につれて、動き
にくさも増大する。拡げ心棒は、いわば、カムに対する
ブレーキジョーとなる結果、拡開時の操作力は漸増的に
上昇する。この圧入システムのもう１つの欠点は、拡げ
心棒が引戻せない点である。拡開ジョーは、その戻しば
ねにより、拡げ心棒に対して自己ロック区域で作業する
ので、拡開ジョーは、円錐部と理解される制御面によっ
ても拡げ心棒の引戻しを行なうことができない。たとえ
ば、プラスチック管の拡開時のように、収縮性の工作物
の場合は、このため、この種のエキスパンダは、簡単に
は管から引出せない。

この圧入原理をGB−PS 1485098（ローテンベルガー）
により更に発展させた場合、拡げ心棒の軸方向しゅう動
に要する力は、次のようにすることで低減された。すな
わち、カム曲線の延びを平らに構成し、カムを複数回操
作し、各行程の後をカムが追かけるようにして、拡げ心
棒の全行程を完了させるようにしたのである。この目的
のために、カム軸は、軸方向に段階づけられた切欠きを
有する２つの連結リンクに置換えることができる。しか
しながら、伝達比の変更による力の節減と、それに関連
する操作距離の延長は、著く限られたものである。カム
面に対する拡げ心棒の制動作用が、事実上、不変だから
である。この公知システムでは、拡げ心棒の強制引戻し
は全く不可能であった。なぜなら、ハンドレバーもカム
も、連結リンク案内のため、引張荷重はかけられないか
らである。拡げ心棒と工具基体との間に配置された圧縮
ばねは、場合によっては、連結リンク案内内に一定の係
止効果を生じさせるが、拡げ心棒を強制的に引戻すこと
はできなかった。

また、請求項１の上位概念によるエキパンダはDE−PS
3732628（EP 0309699A2に相当）により公知であり、こ
のエキスパンダの場合には、拡げ心棒とハンドレバーと
の間の引張部材により、拡げ心棒の強制引戻しと、もと
の位置へ拡げ心棒を戻すことは可能であるが、圧入力の
高さは、GB−PS 866994の場合と同じ程度にとどまって
いる。

US−PS 4425783による駆動システムの場合は、カムと
拡げ心棒、拡げ心棒とその案内（孔）それぞれの間の摩
擦力が大巾に低減されはしたが、拡げ心棒の強制引戻し
手段は有していない。この場合、拡げ心棒とカムとの間
に、旋回可能のハンマー状の加圧部材が配置されてお
り、カムと、カム上をころがる加圧部材表面とが次のよ
うな曲線の延びを有するようにされている。すなわち、
拡げ心棒の軸が常に、カムと加圧部材との共通の接触線
と交差するようにされるのである。そのさい、常に、加
圧部材の等しい出発位置から出発しうるようにするため
に、加圧部材は戻しばねを有している。しかし、働き工
程が中断した場合は、加圧部材は、戻しばねの作用によ
り逆戻りし、カムと加圧部材との間に予め存在した相関
関係は、もはや存在しなくなる。この公知システムは、
しかしながら、カムとハンドレバーの支承が複雑なた
め、他の個所、たとえば、２つの比較的大きい円板の周
囲に摩擦力が発生する。これらの円板を介して、ハンド
レバーとカムが、工具基体内に支承されている。この場
合、工具基体は、これらの円板に対し、軸方向の操作力
の影響によりブレーキ装置として働く。

EP−OS 0252868による圧入システムも公知である。こ
の場合は、圧入力は小さいが、拡げ心棒の強制引戻しが
可能である。すなわち、カムをもたないハンドレバーと
拡げ心棒との間に、ニーレバーが設けられている。この
場合、一方では、働き行程の開始時に、ニーレバーが斜
め位置をとることにより、US−PS 4425783によるエキス
パンダと比べて、再び欠点が生まれている。すなわち、
拡げ心棒に対して、拡げ心棒とその支承部（孔）との間
の摩擦が高まる欠点である。しかし、他方では、このニ
ーレバー式の圧入システムは、次のような独自性を有し
ている。すなわち、これにより得られる従動力は、ニー
レバー・システムのすべての関節が伸長位置に達した場
合、従動部品がストッパに突当ると、無限に近づくので
ある。つまり、公差を下回る場合、特に、通例複数のセ
ットの、異なる直径の拡開ジョーを含む付属部品の公差
を下回る場合、超過荷重を負荷することができ、しか
も、それによって操作員が相応に力を増す必要はない。
この経験が示しているのは次のことである。すなわち、
エキスパンダにニーレバー式の圧入形式を用いる場合、
所要の力は、働き行程の終りには事実上ゼロとなるとい
うこと、言いかえると、ハンドレバーは、ほとんど力を
入れずに近付けることができるということである。操作
員は、この結果、拡開作業を行なっている“感じ”がし
なくなる。通常は、ニーレバー・プレスには、超過荷重
を防止するために、３つのニーレバー関節すべての伸長
位置区域に、超過荷重軸継手が備えられ、システムの破
壊が予防される。しかし、この種の継手は、手動工具の
場合には、スペース上、重量上の理由から、組付けるこ
とができない。

DE−GM 8807784（WO88/00503（PCT）に相当）によ
る、冒頭に述べた種類の拡開工具も公知である。この場
合は、自由回転するローラが転動体により形成され、こ
の転動体の円筒面、すなわち制御体用のいわゆるころが
り面が、拡げ心棒の軸に直角に延びる相補的な切欠き内
に支承されている。しかし、これにより、カムと拡げ心
棒との間の摩擦は、存在しなくなるか、もしくは存在し
ても僅かとなる。転動体は、その切欠き内を円筒面で、
すなわち、カム表面がころがるのと等しい直径で滑動す
るからである。このため、摩擦力又はブレーキ力は、他
の個所へ移るか、もしくは、カムが、いくぶん転動体が
動きにくくなると、その停止表面を滑動するかする。こ
の種の機械システムは、“インディフェレント”とも呼
ばれる。特に摩擦力や横力などの力の状態は、これによ
って何も変化はしない。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭に述べた種類の拡開工具、つま
り、圧入システム内に制御体を有する拡開工具につい
て、システム内の摩擦力を最小限に低減させ、拡げ心棒
の強制引戻しが行なわれるようにし、更に、操作力が全
働き行程にわたってコンスタントに維持されるように
し、この結果、操作員が、拡開過程が正常に行なわれて
いる“感じ”をもち、公差状態が不都合な場合にも超過
荷重が発生することのないようにすることにある。

課題を解決するための手段 本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴により
解決された。

摩擦力を最低限にする措置は、US−PS 4424783とは異
なり、次のようになされている。すなわち、リンクピン
と軸受け個所が比較的小さな直径を有するようにし、更
に、カム面とローラ円筒面との間の接触線が、常に、拡
げ心棒の軸上、もしくは少なくとも軸のすぐ近くに来る
ようにするのである。

また、DE−GM 8807784（WO88/00503（PCT）に相当）
と比較した場合、摩擦力は、次のようにして低減されて
いる。すなわち、ローラ軸が、ローラの円筒部の直径よ
り明らかに小さな直径を有するようにし、この結果、拡
げ心棒に軸方向に作用する加圧力が等しい場合、逆トル
クないし制動モーメントが、明らかに小さくなるように
したのである。したがって、拡げ心棒には、横力は全く
作用しないか、もしくは、少なくとも著しい横力は作用
しない。

更に、拡げ心棒の強制引戻し用の戻し機構を、容易に
圧入システムに統合することができる。

軸に対する制御カムの延びを相応にすれば、操作力
を、ほぼハンドレバーの全旋回角にわたり、あるいは又
少なくとも旋回域の最後の部分にわたり、コンスタント
に維持することが、簡単に可能である。この結果、操作
員は、拡開過程が終りになりつつある感じを得ることが
できる。また、拡開工具全体の構造部品が超過荷重を受
けることもない。なぜなら、可動部が定置部に当れば、
直ちに操作力の増大として現われ、この結果、操作員
は、拡開過程が終了したことを感得するからである。

ローラ軸が孔の軸線と交差するようにするのが、特に
有利である。この場合には、システム内には、事実上、
軸平行の力以外は発生しないので、拡げ心棒と基体内の
孔との間に摩擦力や摩耗が生じることが防止される。

制御体が、その旋回軸を中心として弓形に延びるスリ
ットを有しており、このスリットの両端が、拡げ心棒の
行程に従って、前記旋回軸から異なる間隔を有するよう
になり、かつまた、このスリットの内のり幅がローラの
直径と合致しており、更に、このスリット内を、ローラ
が、拡げ心棒の両運動方向に案内されており、更にま
た、 制御体が、少なくとも部分的に、拡げ心棒の２つの側
壁の間を案内させるようにされていると、特に有利であ
る。

頑丈な構成にした場合、前記特徴により次のことが達
成される。すなわち、制御体の旋回軸に近い位置にあ
る、スリットのカム面（ないし、このカム面を保持する
制御体の弓形部分）が、工具基体に面したローラ側に係
合することができ、この結果、拡げ心棒の運動が、軸方
向で両方向に可能となり、したがって強制的な引戻しも
可能となるのである。

制御体は、鋼板製の押抜き部材として、もしくはハン
ドレバーと一体にされて、鍛造部材として製造可能であ
り、スリットの表面は僅かな後加工を要するだけであ
る。制御体は、同時に、拡げ心棒の付加的案内部材でも
あり、拡げ心棒の回動を防止している。そのさい、制御
体厚は、少なくとも部分的に、心棒側壁の内のり間隔に
合致している。

そのさい特に有利なのは、弓形スリットの両端部が、
旋回可能のハンドレバーの旋回角を制限するストッパを
形成するようにする場合、つまり、スリットの円弧角が
規定されて制限されている場合である。これにより２つ
のことが達成される。すなわち、一方のストッパは、ハ
ンドレバーの接近を制限して、指をつぶす危険のないよ
う最小間隔を残すようにし、他方では、ハンドレバーの
操作時にも拡開過程が終ったことを、はっきり分からせ
ることである。

弓形スリットに、制御体の旋回軸とローラに対して、
可動のハンドレバーの操作力が、少なくとも、ハンドレ
バー旋回転の最後の20゜にわたって、実質的にコンスタ
ントに維持されるような推移を可能にするのは、特に簡
単である。

そのさい、製造時の組立て、寸法、重量、可動ハンド
レバーの、工具基体に対するねじれ剛性などの点では、
次のようにするのが、特に有利である。すなわち、制御
体が、旋回可能のハンドレバーの一端を形成し、かつ関
節ピンを通す眼穴を有するようにし、このピンが、基体
内のスロットを貫通し、基体内で拡げ心棒の外側側方
に、それも、スロットの両側の、ハンドレバーとは反対
の側に軸受けされるようにするのである。

材料費と重量は、この場合、制御体をプレート状の構
造部材として構成し、可動ハンドレバーの平行壁のスリ
ット内へ差込むようにすれば、更に軽減される。こうす
ることにより、たとえば次のような構造が可能になる。
すなわち、工具基体と２つのハンドレバーを、等しい軽
金属合金製にし、制御体は鋼製とするのである。

特に寿命の長い構成の拡開工具の場合、工具基体は、
公知の形式で、拡げ心棒と同心的なねじ山を有するよう
にし、このねじ山に、ねじスリーブを介して拡開ジョー
のセットをねじはめ可能にしておき、更に、ねじ山を、
中空円筒形延長部を介して工具基体と結合されている突
出部の外面に形成し、かつまた、突出部と延長部とを貫
通する孔が、拡げ心棒の軸方向案内となるようにしてお
く。

実施例 次に図面につき本発明の２つの実施例を説明する： 第１図と第２図に示した拡開工具101は、第１の鋼製
ハンドレバー103が固定取付けされた同じく鋼製の、軸
線Ａ−Ａを持つ工具基体102と、軸線Ａ−Ａにどう心的
な孔104と、この孔内を軸方向にしゅう動可能に支承さ
れ、先細端部105aを孔から突出させた拡げ心棒105とを
有している。心棒105の反対側の、同じく基体102から突
出した端部には、円筒形のローラ軸106を介して自由回
転可能のローラ107が支承され、ローラ回転軸は、心棒
軸線に対し直角に位置している。

工具基体102は案内部102aを有している。案内部102a
内には拡げ心棒105が支承されている。案内部102aは、
エッジや縁部を丸めた、ほぼ直方体の形状に構成されて
いる。拡げ心棒105は、ローラ107を上方へ案内部102aか
ら突出させている。案内部102aと、固定的かつ一体に付
加取付けされたハンドレバーとの間には、相応に斜めの
壁面を有する移行部102bが設けられている。ハンドレバ
ー103は、下方にフランジ103aを有するＴ字形横断面を
有している。また、この移行部102bにより、段状になる
ことが避けられる（この配置は、ほぼ、第４図の配置に
合致する）。案内部102aと移行部102bとは、破線で示し
たスリット状の、上方へ開いた切欠き102cを有してい
る。この切欠き102c内へは、次に述べる制御体109がそ
う入される（第１図）。

工具基体102内には、同じく、ローラ107に作用する旋
回可能な制御体109が、旋回軸108を介して支承されてい
る。制御体109は、第２の、旋回可能のハンドレバー110
と一体に結合されている。レバー110は、同じくＴ字形
横断面を有しているが、このレバー110の場合は、フラ
ンジ110bが上に位置している。２つのハンドレバー103,
110は、図示されていない端部に握りを有しているの
で、工具基体102に対して、双方のハンドレバーは、鉗
子のように操作できる。第１図は、双方のレバー103,11
0が最も接近した位置にあるところを示したものであ
る。第２のレバー110は、図示の位置から、逆時計回り
方向で90度余の旋回角だけ、つまり軸線Ａ−Ａを超え
て、旋回できることが分かる。

制御体109とウエブ110cが、等しい厚さを有してい
る。制御体109により、拡げ心棒105は、レバー操作時に
は、時計回り方向で所定の行程だけ、基体から出て第１
図の位置へ動き、基体と結合可能の、ねじスリーブ112
内を半径方向に可動な拡開ジョー111のセットのほうへ
しゅう動する。ねじスリーブ112は、拡開ジョー111と一
緒に対応ねじ山112aにねじはめ可能である。対応ねじ山
112aは、心棒105と同心的に案内部102aの下側に取付け
られている。拡開ヘッドとも呼ばれる部分111と部分11
2、並びにその作業形式は、公知技術であるから、詳し
い説明は省略する。個々のジョー111は、拡げ心棒105の
周面に分配されている。拡開ジョー111は、ねじスリー
ブ112の内側向きフランジ内を半径方向に移動可能にリ
ベットにより案内かつ保持されている。ねじスリーブ11
2は、ねじ山112aを介してねじ付けられている。

“上方”とか“下方”という表現は、図示した位置に
関する表現である。

ローラ軸106は、ローラ107ないしローラのころがり面
107aの直径より、はるかに小さい直径を有している。こ
のころがり面107aは、拡開過程のさい、制御体109の第
１の制御カム113に沿って転動する。ローラ107は、心棒
105の、平行壁により内方へ制限された側壁105b,105cの
内部又は間に、言いかえるとスロット内に、ローラ軸10
6を介して支承されている。ローラ107の円筒面は心棒10
5の表面部には接触しはい。すなわち、ローラ107の心棒
105内の支持は、もっぱらローラ軸106を介して行なわれ
ている。

制御体109は、旋回軸108を中心として延びる、一方の
側から他方の側へ連続している弓形のスリット114を有
している。このスリット114は、片側が第１の制御カム1
13により、他の側が第２の制御カム115により制限され
ている。スリット114の内のり幅は、どの個所でもロー
ラ107の直径に合致する（僅かの遊びあり）ので、ロー
ラ107は、スリット114内を心棒105の両運動方向に強制
案内される。そのさい、制御カム113は拡開過程を生じ
させ、工具基体に面したローラ側に接触する制御カム11
5は強制戻し運動を生じさせる。戻し機構126は、制御カ
ム115を有する制御体109の部分により形成される。

制御体109は、２つの制御カム113,115の区域で、僅か
の遊びをもって、拡げ心棒105の側壁105b,105cの間のス
ロット内へ、はさみ込まれるので、２つの側壁の間で、
心棒105が、ねじれなしに案内される。

半円筒形の、凹状端部116,117は、制御カム113,115に
より互いに接続され、これら端部の曲率中心は、２つの
可能な終位置では、それぞれローラ107の軸線と合致
し、心棒105の行程に応じて、旋回軸108から異なる間隔
を有している。カムの推移は旋回軸108に対して偏信的
であり、かつ単調である。言いかえると、心棒105のど
の位置も、制御体の旋回時に１方向に２回通過すること
はない。

端部116,117は、旋回可能のハンドレバー110の旋回角
度の制限ストッパを形成している。一方のストッパ（端
部116）は、ハンドレバーが、指を圧し潰すほどの間隔
まで接近するのを制限し（第１図）、他方のストッパ
（端部117）は、第２図に見られるように、ハンドレバ
ーの開運動を制限する。

弓形のスリット114は、制御体109の旋回軸108とロー
ラ107とに関しては、可動ハンドレバー11に対する操作
力が、レバー110の旋回角の最後の20度にわたって実質
的にコンスタントになるような延びを有している（第５
図の曲線C3参照）。制御カム113は、その場合、軸108に
対し、次のような幾何学的形状にする。すなわち、材料
のひずみ挙動と操作力の推移とが、ハンドレバー110の
角位置に依存して最適と考えられる形状である。

制御体109は、鍛造鋼製の、旋回可能のハンドレバー1
10の一端をなし、旋回軸108の軸受け用の眼穴118を有し
ている。旋回軸108は、基体102内のスロット119を貫通
し、基体102内の、心棒105の外側側方に、それも、スロ
ット119の両側の、ハンドレバー103,110と反対の側のと
ころに位置している。

眼穴118と拡げ心棒105の間に障害物を侵入させないた
め、心棒105には、側壁105b,105cの間のスロットの延長
部の一方の側に、切削みぞ120が形成されている。ま
た、旋回軸108が、対応ねじ山112aに明らかに近い位置
にあることが分かる。

制御体109の、旋回軸108側の部分は、連結リンクとも
呼ばれるスリット114のために、いわば、制御カム115を
有するＵ字形部材を形成している。拡げ心棒105の完全
な横断面を出来るだけ実質的に維持するため、制御体10
9は、眼穴118の横に切欠き121を有している（第２
図）。この結果、制御体109の下縁が、第１図の終位置
では、前記スロット内で、いわば心棒105を取囲むかた
ちになる。

拡げ心棒105の軸に対して旋回軸108が横にずらされて
いるにも拘らず、心棒105には妨害的な横力が作用し
て、心棒が案内内で動きにくくなるようなことはない。

第４図は、別の構成の拡開工具201である。この場
合、制御体209がプレート状の構造部品−同じく鋼製−
として構成され、可動のハンドレバー210aの、平行壁を
有するスリット222内へ固定的にそう入されている。こ
のハンドレバーは、心棒205の区域ではケーシング223と
して構成されている。第４図では、このケーシング223
は、工具の基体を遮蔽しており、示されていない側面図
では、心棒205とローラとを含み、同じく、それらの遮
蔽している。工具基体と双方のハンドレバー（見えるの
は210のほうだけ）は、この場合、軽金属合金製であ
り、このため著しい重量低減がなされる。

対応ねじ山112aは、この場合、突出部224の外面に形
成され、この突出部224は、中空円筒形の延長部を介し
て工具基体と結合されている。第２図の説明に戻ると、
第２図には、幾何学的位置を特徴づけるため、この延長
部125が破線で示してある。突出部224と延長部125と
は、一体に構成され、鋼製である。また、心棒105ない
し205用の軸方向案内を形成する孔を有している。鋼製
の、工具基体の１構成の場合、突出部224,125を用いな
いようにすることも可能である。

本発明による拡開工具をコンパクトに構成する点で、
特に重要なことは、旋回軸108が、ローラ軸106により設
定される平面の下方の平面内に位置することである（双
方の平面は拡げ心棒軸線Ａ−Ａに対し直角方向に仮想さ
れる）。言いかえると、ローラ軸106のあらゆる可能な
位置と、心棒105の先細端部105aとの間に位置すること
である。こうすることにより、基体102の延長は、軸線
Ａ−Ａの方向では心棒105の端部を超える必要がなくな
る。

第５図の線図では、横座標には、直径の差ΔＤないし
復往のの拡開距離（mm）が記載され、縦座標には、無次
元の単位で、双方のハンドレバー103,110の間の操作力
が記載されている。縦座標に無次元単位を用いたのは、
操作力が、工作物の拡開される直径・壁厚・変形特性に
依存するからである。拡開ジョーの直径拡大距離の最初
の１ミリメータは、いわゆる空行程で行なわれる。その
場合、システム内で克服を要する摩擦力は僅かにすぎな
い。工作物は、次いで、まず点Ｐまで弾性変形される。
続いて、材料の塑性変形が続き、最後に工作物が最終直
径に達する（破線で示す）。工作物の負荷除去による僅
かの戻りは、ここでは無視する。

第５図の線図の上方の曲線C1は、心棒５の内端上を類
似の制御カム113が滑動する形式の公知の拡開工具の場
合の力の推移を示したものである。必要な力が、極めて
高い最終値まで漸増することが分かる。

下方の曲線C2は、公知のニーレバー式エキスパンダの
場合の力の推移である。この場合、はっきり認められる
のは、最大値に達したあと、急激に極めて低い値に下降
することである。操作力のこの下降は、しかし、システ
ム内の力の低減をともなうものではない。むしろ、逆で
ある。すなわち、ニーレバー・システムの関節個所が、
破線の区域で伸長状態となるため、力は、必然的に無限
の値にまで上昇する。但し、これは、たとえば、公差範
囲が狭過ぎることからも生じることのある相応の反力を
前提とした場合のことである。

真中の曲線C3は、本発明による圧入システムの場合の
力の推移である。これから、はっきり分かる点は、操作
力が、工作物拡開過程の、少なくとも最後の部分では、
実質的にコンスタントに維持されている点である。圧入
システム内部で、何らかの部品間に接触が生じれば、曲
線部分C4の方向に急激な上昇が生じる。言いかえると、
操作員には、直ちに、その個所で、もはやそれ以上の拡
開は不可能である信号が送られる。

もちろん、制限体ないし制御カム113には、操作力
が、拡開過程の終りごろに急激に下降するような推移を
設定することも可能である。このような設定は、たとえ
ば次のような場合であろう。すなわち、制御カム113
が、最後に使用される区間で、軸108を通って延びる半
径に対しほぼ接線方向に延びるような場合である。しか
し、これは、本発明による配置の目的ではない。逆に、
曲線C1による圧入システムにより必要とされる力を低減
させたり、曲線C2によるニーレバー・システムの場合の
力を相応を上昇させたりすることは不可能である。ニー
レバー・システムは、不可避の特性を有している。すな
わち、あらゆる関節軸が伸長姿勢に入ると、従動力が無
限の値へ向うのに対し、駆動力は、同時に事実上ゼロに
なるという特性である。この公知のカム駆動システムが
何10年にもわたり市場に出ていた主な理由は、操作力に
影響を与えうるという理由のためでもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、拡開工具の主要部分を拡開過程が終った位置
で示した側面図と、外して示した拡開ジョーの斜視図、
第２図は、第１図の実施例を拡開過程の開始前の位置、
すなわちハンドレバーを最も広く用いた位置で示した側
面図、第３図は、拡げ心棒の上端部とローラとを、第２
図を90゜だけ旋回させて示した拡大図、第４図は、軽金
属製のハンドレバー内へ差込まれた鋼製制御体を有する
第２実施例の主要部分の平面図、第５図は、公知の拡開
工具と本発明の拡開工具について操作力の推移を比較し
た線図である。 101……拡開工具、102……工具基体、103……ハンドレ
バー、104……孔、105……拡げ心棒、106……ローラ
軸、107……ローラ、108……旋回軸、109……制御体、1
10……可動のハンドレバー、111……拡開ジョー、112…
…ねじスリーブ、113……制御カム、114……スリット、
115……制御カム、116,117……スリット端部、118……
眼穴、119……スロット、120……切削みぞ、121……切
欠き、201……拡開工具、205……拡げ心棒、209……制
御体、210a……可動のハンドレバー、212a……対応ねじ
山、224……突出部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 41/02 B21D 39/20 F16L 1/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空工作物用の拡開工具（101,201）であ
   って、孔（104）とこの孔内を軸方向にしゅう動可能に
   支承され、先細の外端部（105a）を孔から突出させてお
   り、その内端部に２つの側壁（105b,105c）とその間に
   設けられたスリットとを有している拡げ心棒（105,20
   5）とを有する工具基体（102,202）と、同じ工具基体内
   に支承され、自由回転可能のローラ（107）を介して拡
   げ心棒に作用する旋回可能の制御体（109,209）とを備
   えており、この制御体が、孔の軸線に対し直角の軸（10
   8）を有し、かつまたハンドレバー（110,210）と連結さ
   れており、このハンドレバーにより、拡げ心棒は、レバ
   ー操作時に所定行程だけ、基体から、基体と結合してい
   る半径方向に可動に案内される拡開ジョー（111）のほ
   うへ、しゅう動可能であり、しかも拡げ心棒（105,20
   5）とハンドレバー（110,210）との間には、拡げ心棒
   （105,205）用の戻し機構（126）が配置されている形式
   のものにおいて、 ａ） ローラ（107）が、円筒面（107a）と、これと同
   軸的なローラ軸（106）とを有し、しかもローラ（107）
   は、スリット内で円筒面（107a）を支えられることなし
   に、ローラ軸（106）を側壁（105b,105c）内に軸受けさ
   れており、かつ ｂ） 制御体（109）が、連結リンク案内として構成さ
   れ、戻し機構（126）が、ローラ（107）に工具基体（10
   2）に面した側で係合する制御体部分として構成されて
   いることを特徴とする中空工作物用の拡開工具。
2. 【請求項２】ローラ軸（106）が孔軸線（Ａ−Ａ）と交
   差していることを特徴とする請求項１記載の拡開工具。
3. 【請求項３】制御体（109）が、その旋回軸（108）を中
   心として弓状に延びるスリット（114）を有し、このス
   リットの両端（116,117）が、拡げ心棒（105）の行程に
   従って、前記旋回軸（108）から異なる間隔を有するよ
   うになり、かつまた、このスリットの内のり幅がローラ
   （107）の直径と合致しており、更に、このスリット内
   を、ローラ（107）が、拡げ心棒（105）の両運動方向に
   案内されており、更に、 制御体（109）が、少なくとも部分的に、拡げ心棒（10
   5）の両側壁（105b,105c）の間を案内されており、制御
   体（109）の厚さが、少なくとも部分的に、側壁（105b,
   105c）の内のり間隔に合致することを特徴とする請求項
   １記載の拡開工具。
4. 【請求項４】弓形スリット（114）の端部（116,117）
   が、旋回可能のハンドレバー（110,110a）の旋回角の制
   限用ストッパを形成することを特徴とする請求項３記載
   の拡開工具。
5. 【請求項５】弓形のスリット（114）延びが、制御体（1
   09）の旋回軸（108）とローラ（107）に関して、可動の
   ハンドレバー（110,110a）に加わる操作力が、少なくと
   も、ハンドレバー旋回角の最後の20℃にわたって実質的
   にコンスタントとなるように設定されていることを特徴
   とする請求項３記載の拡開工具。
6. 【請求項６】拡げ心棒（105）のローラ側端部（105d）
   が基体（102）から突出していることを特徴とする請求
   項１記載の拡開工具。
7. 【請求項７】制御体（109）が、旋回可能のハンドレバ
   ー（110,110a）の一端を形成し、かつ旋回軸（108）を
   貫通させる眼穴（118）を有しており、この旋回軸（10
   8）が、基体（102）内のスロット（119）を貫通し、基
   体内の、拡げ心棒（105）の外側に、それも、ハンドレ
   バー（103,110,210）の反対側の、スロット（119）の両
   側に軸受けされていることを特徴とする請求項１記載の
   拡開工具。
8. 【請求項８】旋回軸（108）が第１の平面内に配置さ
   れ、この第１の平面は、ローラ軸（106）がどの可能な
   位置にも延びられる第２平面と、拡げ心棒（105）の先
   細端部との間に位置し、しかも前記２つの平面が、それ
   ぞれ軸線Ａ−Ａに対し半径方向に延びていることを特徴
   とする請求項１記載の拡開工具。
9. 【請求項９】制御体（209）が、プレート状の構造部分
   として構成され、可動ハンドレバー（210）の平行壁ス
   リット（222）内にそう入されていることを特徴とする
   請求項１記載の拡開工具。
10. 【請求項１０】工具基体（102,202）と、双方のハンド
    レバー（103,110,210）とが、軽金属合金製であり、制
    御体（109,209）が鋼製であることを特徴とする請求項
    １記載の拡開工具。
11. 【請求項１１】工具基体（102,202）が、拡げ心棒（10
    5,205）と同心的な対応ねじ山（112a）を有し、この対
    応ねじ山（112a）に拡開ジョー（111）のセットが、ね
    じスリーブ（112）を介して、ねじはめ可能であり、更
    に、前記対応ねじ山（112a）が、突出部（124,224）の
    外面に形成されており、この突出部が、中空円筒状の延
    長部（125）を介して、工具基体（102,202）と結合され
    ており、かつまた、突出部（124,224）の貫通孔と延長
    部（125）とが、拡げ心棒（105,205）用の軸方向案内を
    形成していることを特徴とする請求項10記載の拡開工
    具。