JP3565889B2 - 部分波付け可撓管の製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属管を連続的に送管しながらその外周面における所定の位置の所定の範囲にのみ環状や螺旋状の溝を形成して部分的に波付けを行うことのできる部分波付け可撓管の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円筒状の金属管の外周面に、環状の溝をこの管の長手方向と直交して平行に形成されている環状平行波付け可撓管や、螺線状の溝を形成された螺線状波付け可撓管は、スプリンクラーの巻出し管，水道用埋設管，水道やガスの屋内配管，ケーブル等の被覆用管等に広く利用されている。
【０００３】
従来、前記した如き波付け可撓管を製造するには、特公昭４９−４３０６９号公報に開示されている装置に代表される如く、回転自在に構成されているハウジングに装着されているダイスホルダと、このダイスホルダに軸受を介して内嵌されており内周面に金属管の外周面を押圧する凸条を形成されているダイスとを備えている装置が利用されていた。この装置には、ハウジングの回転中心に対してダイスの内周円が偏心した状態を成すようにダイスホルダの位置を調整するための調整ネジが設けられている。そして波付け可撓管を製造するには、製造すべき波付け可撓管の溝深さ，溝ピッチ，環状溝か螺線状溝か，加工すべき金属管の外径等の条件に対応するダイスを選定し、この選定したダイスを軸受を介してハウジングに装着されているダイスホルダに内嵌すると共に前記条件に対応するダイスの内周円の偏心の程度（以下、ダイスの偏心量と言うことがある）を調整ネジで調整した後、所定の速度で金属管をダイスの内周円内に連続的に送りながらハウジングを回転させるのである。
【０００４】
ここで、環状の溝を形成する過程について簡単に説明する。
環状の溝を形成するためには、図６の断面説明図に示す如くダイス２の凸条2aが金属管５の送管方向（矢印で示す）に対して直角より傾斜した状態、例えば螺線状の凸条2aを形成されたダイス２をその軸心が金属管５の送管方向と平行で且つ所定の偏心量となる状態に、ダイス２を装着し、金属管５を送管しながらその金属管５の軸心を中心にハウジングを回転させる。
【０００５】
このようにして波付け加工が開始された時に、ダイス２の凸条2aの金属管５を押圧している点Ｑが図７(イ)に示す位置であるとする。この状態からハウジングが９０度回転すると、ダイス２がダイスホルダ３に対して転動しながら回転してダイス２の凸条2aが金属管５を押圧している点は同図(ロ)に示すＱ1位置に移動するのであり、このとき円弧ＱＱ1の長さは金属管５の円周長の１／４に等しいのである。このようにダイス２がダイスホルダ３に対して転動しながらハウジングが更に回転すると、ダイス２の凸条2aが金属管５を押圧している点は同図(ロ)〜(ホ)に示す点Ｑ1→Ｑ2→Ｑ3→Ｑ4に順次移動して行き、ハウジングが１回転して金属管５の外周面に１本の環状溝が形成される。このとき、ダイス２は１回転するのではなく図７(ホ)に示す如く金属管５の円周長に略等しい円弧ＱＱ4だけ回転するのである。そして、未だ金属管５に当接していない凸条2aの円弧Ｑ4Ｑの部分は、ハウジングが更に回転するのに伴って既に形成された金属管５の溝に沿って移動するだけであり、ダイス２の凸条2a上の点Ｑが再び金属管５を押圧せしめる位置までハウジングが回転せしめられるとこの回転数に要する時間内に送管される金属管５の距離と同等のピッチで前記形成された溝の隣りに新たに溝の形成が開始されるのである。
【０００６】
また、螺線状の溝を形成する課程は、加工すべき金属管５の送管方向に垂直な面に沿って環状の凸条2aを内周面に形成されているダイス２をその軸心が金属管５の送管方向と平行で且つ偏心した状態にハウジングに装着し、金属管５を送管しながら金属管５の軸心を中心にハウジングを回転させれば、ハウジングの回転に伴ってダイス２の凸条2aが金属管５の外周面を押圧している点は、金属管５が送管されるに従って金属管５の送管方向と平行に移動するので、ハウジングが１回転する間に金属管５が送管される距離と同等のピッチで螺線状の溝が形成されるのである。
【０００７】
このようにして製造された波付け可撓管は、全長に亘って環状溝又は螺線状溝が形成されているので、全長に亘って可撓性を有することになる。しかるに、前記したスプリンクラー巻出し管，水道用配管，屋内配管等に使用される波付け可撓管は、所定の場所のみが屈曲できるように成形されていれば良く、この屈曲すべき部分を除いた部分が可撓性を有していると、施工時に必要以上の伸びを生じて取扱いが面倒で施工効率が低下するという欠点があり、屈曲させたり長さを調整させるべき部分のみが可撓性を有している波付け可撓管、すなわち軸方向の所定の位置に所定の範囲のみに環状溝や螺線状溝を形成された部分波付け可撓管が要求されるようになってきた。
【０００８】
しかしながら、前記した如き装置を使用して部分波付け可撓管を製造しようとすると、外周面に溝が形成される位置に金属管が送られてきたときに金属管の送り及びハウジングの回転を停止し、ダイスの凸条で所定の深さの溝を金属管の外周面に形成できるように調整ネジによりダイスホルダを変位させてダイスの偏心量を調整した後、ハウジングの回転及び金属管の送りを再開して所定の距離だけ金属管を送って波付けを行った後に、ハウジングの回転及び金属管の送りを停止してダイスの凸条が金属管に当接しないように調整ネジによりダイスホルダを変位させてダイスの偏心量を調整して再びハウジングの回転及び金属管の送りを再開しなければならないのであるが、ハウジングはかなりの高速で回転していてしかもその慣性力が大きいので直ちにその回転を停止させることができず、また金属管の送りも直ちに停止できないために、金属管の所望の位置に部分波付けを行うことができないという欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、連続的に送管される金属管の外周面にその軸方向の所定の位置に所定の範囲にのみ環状や螺線状の溝を形成する作業を金属管の送りを停止することなく行うことができ、効率的に且つ均一な深さの溝を形成することのできる部分波付け可撓管の製造装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる課題を解決すべく種々検討した結果、連続的に送管される加工すべき金属管の軸心を中心に回転せしめられるハウジングと、このハウジングにダイスホルダを介して回転自在に装着されており且つ内周面に金属管の外周面を押圧せしめる凸条を有する孔が形成されているダイスと、送管装置のロールを回転駆動せしめるモータの出力軸の回転数又は送管される金属管に当接せしめられて回転するコロの回転数に比例してパルス信号を発信する発信器よりのパルス信号のカウントより金属管の送管距離を演算することによって金属管の送管距離を検出せしめる送管距離検出器と、該送管距離検出器の検出結果を受けてこのダイスの凸条が金属管の外周面を押圧せしめる加工位置又は金属管の外周面に当接しない非加工位置にこのダイスを変位せしめるダイス変位機構とを備えている部分波付け可撓管の製造装置であって、前記ダイス変位機構の構造が、前記送管距離検出器よりの信号を受けて所望の量だけ出力軸を回転せしめるサーボモータから成る駆動源を備えた駆動部と、前記ハウジングの回転と共に前記ハウジングの回転中心を中心として回転せしめられる回転部とが軸受を介して係合せしめられており、前者の駆動部は駆動源の出力軸の回転を伝動されて回転せしめられるネジ棒にナットが移動自在に螺合されて成り、また後者の回転部はこの駆動部のナットに軸受を介して装着されているチェンジナットと係合せしめられているチェンジナットスクリューの回転を伝動機構を介して伝動されるネジ棒の回転又は移動により、前記ダイスホルダを前記ハウジングに対して変位せしめる構成とされて成るようにすれば、金属管を連続的に送管しながら所望の位置に所望の範囲にのみ部分的に波付け加工を行うことができ、形成された波の溝を加工位置と非加工位置との境界部分における不均一な深さの範囲が非常に狭く外観に優れた部分波付け可撓管を製造することができると共に、金属帯を管状に成形する管成形ラインに続いて設置することもできて生産効率に非常に優れていることを究明して本発明を完成したのである。
【００１１】
更に、ダイス変位機構の構造が前記したような構成であると共にその駆動源としてサーボモータが使用されているから、ダイスを加工位置から非加工位置へ又は非加工位置から加工位置へ迅速に変位させることができるので波を構成する溝の深さの不均一な領域が狭く、且つ送管距離検出器よりの信号を受けてからの応答性に優れているので加工すべき金属管の軸心方向における正確な位置に波付け加工を行うことができ、更にダイスの偏心量をサーボモータの出力軸の回転量によって精度良く制御することができ、製品価値の高い部分波付け可撓管を製造することができることを究明して本発明を完成したのである。
【００１２】
以下、図面により本発明装置について詳細に説明する。
図１は本発明装置の１実施例の要部の概略を示す側断面説明図、図２は図１の説明用概略正面図、図３は本発明装置の他の実施例の要部の概略を示す側断面説明図、図４は図３の説明用概略正面図、図５は図３におけるＸ−Ｘ線断面説明図である。
【００１３】
本発明装置は、その内部に送管せしめられる金属管５の軸心を中心に回転せしめられるハウジング１を備えており、このハウジング１は図示しないが電動機等の駆動源の出力軸の回転をスプロケットやプーリに掛け渡されたチェーンやベルト，歯車の噛合い等の伝動機構を介して回転せしめられる。このハウジング１の回転中心は前記した如く送管せしめられる金属管５の軸心と合致せしめられているので、金属管５の軸心をこのハウジング１の回転中心に合致させて案内するために、図示したように単なる筒状部材から成るようなガイド部材６が通常設けられるが、このガイド部材６が例えば円周方向に複数に分割されていて案内部の径を調節せしめる調節機構を有していることが種々の径の金属管５に対応することができて好ましい。
【００１４】
このハウジング１には、加工すべき金属管５の外周面を押圧せしめる凸条2aを内周面に有する孔が形成されているダイス２が、ダイスホルダ３を介して回転自在に装着されている。ダイス２の孔の内周面に形成されている凸条2aは、金属管５に成形すべき波形状により決定され、環状溝が平行を成す平行波を形成する場合には螺線状に、また螺線状溝を成す螺線状波を形成する場合には環状にそれぞれ形成されている。
【００１５】
ダイスホルダ３は、軸受の如き作用をなし、ハウジング１の回転に関係なくダイス２が回転するように、内輪と外輪とが玉を介して係合されており、内輪に前記ダイス２が内嵌されている。また図１に示した実施例ではダイスホルダ３の外輪には直接又は外嵌されたリングを介してダイス２の法線方向に支持材3aが延設されていて、この支持材3aが雄ネジ又は雌ネジを形成されたネジ部3bを有しハウジング１に穿設されている貫通孔1aに移動自在に挿通されている。またダイスホルダ３は、ハウジング１の回転中心線に垂直な面上を移動自在に案内されており、図１及び２に示した実施例ではダイスホルダ３の外輪に平行な２本の案内軸3cが突出固定されていると共にこれら２本の案内軸3c，3cがハウジング１の貫通孔にそれぞれ挿通されており、図３〜５に示した実施例ではハウジング１内に平行に固定されているスライドガイド3d，3dとダイスホルダ３の外輪に平行な形成されている２本の案内溝とが互いに摺動自在に係合されている。
【００１６】
そして、ハウジング１の回転中心Ｏ1に対するダイス２の孔の中心Ｏ2の偏心の程度、すなわちダイス２の偏心量δを調整するためのダイス変位機構４が、ハウジング１に設けられており、このダイス変位機構４は金属管５を送管しながら且つハウジング１が回転している状態でダイス２を変位させ得るものであって、駆動源41aの出力軸の回転により直接又は図３に示すベルトとプーリの如き動力伝達手段を介して回転せしめられるネジ棒41bがその軸心をハウジング１の回転中心Ｏ1と平行な状態にして設けられていると共にナット41cがこのネジ棒41bの軸心と平行な方向に移動自在に螺合されている駆動部41と、ハウジング１と一体化されておりハウジング１の回転と共にハウジング１の回転中心を中心として回転せしめられる回転部42とから構成されており、駆動部41と回転部42とは軸受43を介して係合されている。
【００１７】
回転部42は、駆動部41のネジ棒41bの軸心と平行な方向へのナット41cの移動と共に移動せしめられるチェンジナット42aと、このチェンジナット42aと係合されておりチェンジナット42aの移動に伴って回転せしめられるチェンジナットスクリュー42bと、このチェンジナットスクリュー42bの回転を伝動機構42cを介して伝動されるネジ棒42dとを備えている。
【００１８】
すなわち、駆動部41と回転部42とは軸受43を介して係合されているのであるが、この軸受43の外輪には駆動部41のナット41cが、また内輪には回転部42のチェンジナット42aがそれぞれ固定されており、駆動部41のナット41cの移動により回転部42のチェンジナット42aが移動せしめられる構成をなしている。このチェンジナット42aとチェンジナットスクリュー42bとは恰も確動カムの如き関係を成しており、例えばチェンジナットスクリュー42bの周面にピッチの非常に大きい溝条が形成されていると共にチェンジナット42aにはその溝条に係合する凸部が形成されている。
前記伝動機構42cの態様としては、例えば図１及び図３に示す如くチェンジナットスクリュー42bの端部に平歯車が固定されており、この平歯車と噛合する平歯車を固定されている軸の一端に傘歯車が固定されている態様を示すことができる。
更にこの態様においてはこの傘歯車と噛合する傘歯車により前記したネジ棒42dが回転（図１の態様）又は移動（図３の態様）せしめられ、図１の態様においてはこのネジ棒42dのネジ部42daが前記したダイスホルダー３のハウジング１に穿設されている貫通孔1aに移動自在に挿通されている支持材3aのネジ部3bに螺合されており、また図３の態様においては前記したダイスホルダー３に固定されているネジ棒42dのネジ部が前記後者の傘歯車に螺設されているネジ部に螺合されている。従ってネジ棒42dは、図１の態様においては回転し、図３の態様においては回転することなく移動する。
【００１９】
駆動源41aとしては、駆動部41が伝動機構42cを介してダイスホルダ３の支持材3aのネジ部3bと螺合しているネジ部42daを有するネジ棒42dに回転力を伝える出力軸を回転せしめるには、図２に二点鎖線で示す如く非加工位置Ｂから同図に実線で示す如く加工位置Ａに，また加工位置Ａから非加工位置Ｂにダイス２を変位させるときにダイス２の偏心量δを所望の量だけ正確に且つ迅速に得るためにサーボモータを利用することが必要であり、この回転部42が図１に示す如く一つの場合には駆動部41の出力軸に直接ネジ棒41bを固定された簡単な構造とすることができるが、回転部42が図３に示す如く二つ以上存在する場合には駆動部41の出力をネジ棒41bに伝達するのに動力伝達手段が必要になるがダイス変位機構４の伝動機構42cにおけるネジ棒42dを回転させるための負荷を小さくして関連する部材として強度の小さいものを使用できる利点がある。そして、いずれの場合でも後述する送管距離検出器よりの信号を受けてサーボモータが作動するように構成することによってダイス２を変位させる時期を正確に得ることができるのである。
【００２０】
そして、前記ダイス変位機構４を作動せしめる時期を検知すべく、加工すべき金属管５の送管距離を検出する送管距離検出器が設置されている。この送管距離検出器としては、図示しないが加工すべき金属管５を送管するには通常ハウジング１の入側で金属管５の外周面に回転駆動せしめられるロールを当接させてこのロールとの摩擦抵抗によって金属管５を送管させる送管装置が設けられているので、この送管装置のロールを回転駆動せしめるモータの出力軸の回転数に比例してパルス信号を発信する発信器、又は送管される金属管５に当接せしめられて回転するコロの回転数に比例してパルス信号を発信する発信器よりのパルス信号のカウントより金属管５の送管距離を演算する装置が用いられる。
ここで、ダイス変位機構４の駆動部41に設けられた駆動源41aとして前記した如くサーボモータが使用されているから、このサーボモータに前記送管距離検出器の発信器よりのパルス信号が送られて予め設定されている量だけその出力軸を回転せしめられるように構成されているのである。また、送管距離検出器に検出された金属管５の送管距離を表示される表示部が設けられてもよい。
【００２１】
【作用】
本発明装置においては、先ずハウジング１の回転中心Ｏ1にその軸心を合致せしめて加工すべき金属管５を連続的に送管すると共にこの金属管５の送管距離を送管距離検出器により連続的に検出する。そして、金属管５の波付け加工される位置がダイス２の位置に送管されたことが送管距離検出器により検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４を作動させてダイス２を加工位置Ａに変位させて、波付け加工を開始する。次いで、波付け加工が行われながら連続的に送管されている金属管５が波付け加工される所望の距離だけ送管されたことが送管距離検出器により検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４を作動させてダイス２を加工位置Ａから非加工位置Ｂに変位させる。このような作業を、送管されている金属管５の波付け加工される位置がダイス２の位置に送管される毎に繰り返し行って、送管される金属管５の所望の位置に所望の範囲にのみ部分的に波付け加工を行うのである。
【００２２】
かかる本発明装置を操作する方法について次に説明する。
先ず、金属管５に加工する波の種類に対応する凸条2aを有する孔が形成されたダイス２をダイスホルダ３に内嵌する。すなわち、金属管５を平行波付け加工する場合には螺旋状の凸条2aが形成されているダイス２を、また螺旋状波付け加工する場合には環状の凸条2aが形成されているダイス２をダイスホルダ３に内嵌する。
そして、ハウジング１の回転中心Ｏ1にその軸心を合致せしめて加工すべき金属管５を連続的に送管すると共にハウジング１を回転させる。このとき、ハウジング１に送管される金属管５を案内せしめるガイド部材６が形成されていると、金属管５の軸心とハウジング１の回転中心Ｏ1とを確実に合致せしめることができ、更にガイド部材６がその径を調節せしめる調節機構を有していると、種々の径の金属管５に容易に対応して金属管５の軸心とハウジング１の回転中心Ｏ1と確実に合致せしめることができる。
【００２３】
また、送管されている金属管５の送管距離を送管距離検出器により連続的に検出する。そして、金属管５の波付け加工される位置がダイス２の位置に送管されたことが送管距離検出器により検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４の駆動源41aを作動させてダイス２を非加工位置Ｂから加工位置Ａに変位させる。
【００２４】
ここで、図１及び図３に示す如き本発明装置を使用した場合にはダイス変位機構４が以下に説明する如く作用する。
ダイス変位機構４の駆動源41aであるサーボモータが送管距離検出器よりの信号を受けると、駆動部41では予め設定されている分だけ出力軸が回転すると共にネジ棒41bが回転し、このネジ棒41bに螺合されているナット41cがネジ棒41bの軸方向と平行に移動する。また、回転部42では駆動部41のナット41cに軸受を介して回転自在に設けられているチェンジナット42aが駆動部41のナット41cと共に同一方向，同一距離だけ移動し、このチェンジナット42aと係合しているチェンジナットスクリュー42bがチェンジナット42aの移動量に比例して回転し、このチェンジナットスクリュー42bの回転が伝動機構42cを介して伝動されてネジ棒42dが回転又は移動する。
【００２５】
ダイスホルダ３はハウジング１の回転中心Ｏ1に垂直な面上を２本の案内軸3c，3c又はスライドガイド3d，3dによってハウジング１内に移動自在に案内されているので、ダイス変位機構４の回転部42のネジ棒42dの回転又は移動により、ダイスホルダ３がハウジング１の回転中心Ｏ1に垂直な面上を案内されてダイスホルダ３に内嵌されているダイス２が非加工位置Ｂから加工位置Ａに変位せしめられ、波付け加工が開始される。
金属管５が波付け加工される過程についての説明は、上記従来技術の欄において述べた通りであるから省略する。
【００２６】
送管距離検出器により、ダイス２が加工位置Ａに位置してから所望の距離だけ金属管５が送管されたことが検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４の駆動源41aが作動せしめられ、ダイス２は加工位置Ａから非加工位置Ｂに変位せしめられる。すなわち、ダイス変位機構４の駆動源41aであるサーボモータが送管距離検出器よりの信号を受けると、ダイス２を非加工位置Ｂから加工位置Ａに変位させるときと逆方向に且つ同等量だけダイス変位機構４の各構成部材が移動・回転し、ダイス変位機構４の回転部42のネジ棒42dと螺合している支持材3aを延設されているダイスホルダ３が、ハウジング１の回転中心線に垂直な面上を案内されてダイスホルダ３に内嵌されているダイス２が加工位置Ａから非加工位置Ｂにその偏心量δが小さくなるように変位せしめられるのである。
【００２７】
このような操作は、加工すべき金属管５を連続的に送管させながら行われ、送管される金属管５の加工すべき位置について繰り返し行うことによって所望の位置に所望の範囲にのみ波付け加工を行うことができるのである。
【００２８】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、本発明装置は、必要な部分のみが可撓性を有しておりスプリンクラー巻出し管，水道用配管，屋内配管等の施工時に効率の良く施工することのできる部分波付け可撓管を、加工すべき金属管を連続的に送管しながらその軸心方向における所望の位置に所望の範囲にのみ波付け加工を行って製造することができる。その結果、金属帯を管状に成形する管成形ラインに続いて本発明装置を設置することができ、生産効率に非常に優れている。そして、ダイスホルダに内嵌せしめるダイスを交換するだけで平行波と螺旋状波とのいずれの波付け可撓管も製造することができる。
【００２９】
また、ダイス変位機構の駆動源としてサーボモータが使用されているから、ダイスを加工位置から非加工位置へ又は非加工位置から加工位置へ迅速に変位させることができるので波を構成する溝の深さの不均一な領域が狭く、且つ送管距離検出器よりの信号を受けてからの応答性に優れているので加工すべき金属管の軸心方向における正確な位置に波付け加工を行うことができ、更にダイスの偏心量をサーボモータの出力軸の回転量によって精度良く制御することができ、製品価値の高い部分波付け可撓管を製造することができる。
【００３０】
このように種々の効果を奏する本発明装置は、その工業的価値の非常に大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部分波付け可撓管の製造装置の１実施例の要部の概略を示す側面説明図である。
【図２】図１の説明用概略正面図である。
【図３】本発明に係る部分波付け可撓管の製造装置の他の実施例の要部の概略を示す側断面説明図である。
【図４】図３の説明用概略正面図である。
【図５】図３におけるＸ−Ｘ線断面説明図である。
【図６】金属管に平行波付け加工する状態を示す断面説明図である。
【図７】金属管が平行波付け加工される過程を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
1a 貫通孔
２ ダイス
2a 凸条
３ ダイスホルダ
3a 支持材
3b ネジ部
3c 案内軸
3d スライドガイド
４ ダイス変位機構
41 駆動部
41a 駆動源
41b ネジ棒
41c ナット
42 回転部
42a チェンジナット
42b チェンジナットスクリュー
42c 伝動機構
42d ネジ棒
42da ネジ部
43 軸受
５ 金属管
６ ガイド部材
Ａ 加工位置
Ｂ 非加工位置
Ｏ1 金属管の軸心及びハウジングの回転中心
Ｏ2 ダイスの孔の中心
δ ダイスの偏心量
Ｑ，Ｑ1〜Ｑ4 凸条の金属管を押圧している点
【産業上の利用分野】
本発明は、金属管を連続的に送管しながらその外周面における所定の位置の所定の範囲にのみ環状や螺旋状の溝を形成して部分的に波付けを行うことのできる部分波付け可撓管の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円筒状の金属管の外周面に、環状の溝をこの管の長手方向と直交して平行に形成されている環状平行波付け可撓管や、螺線状の溝を形成された螺線状波付け可撓管は、スプリンクラーの巻出し管，水道用埋設管，水道やガスの屋内配管，ケーブル等の被覆用管等に広く利用されている。
【０００３】
従来、前記した如き波付け可撓管を製造するには、特公昭４９−４３０６９号公報に開示されている装置に代表される如く、回転自在に構成されているハウジングに装着されているダイスホルダと、このダイスホルダに軸受を介して内嵌されており内周面に金属管の外周面を押圧する凸条を形成されているダイスとを備えている装置が利用されていた。この装置には、ハウジングの回転中心に対してダイスの内周円が偏心した状態を成すようにダイスホルダの位置を調整するための調整ネジが設けられている。そして波付け可撓管を製造するには、製造すべき波付け可撓管の溝深さ，溝ピッチ，環状溝か螺線状溝か，加工すべき金属管の外径等の条件に対応するダイスを選定し、この選定したダイスを軸受を介してハウジングに装着されているダイスホルダに内嵌すると共に前記条件に対応するダイスの内周円の偏心の程度（以下、ダイスの偏心量と言うことがある）を調整ネジで調整した後、所定の速度で金属管をダイスの内周円内に連続的に送りながらハウジングを回転させるのである。
【０００４】
ここで、環状の溝を形成する過程について簡単に説明する。
環状の溝を形成するためには、図６の断面説明図に示す如くダイス２の凸条2aが金属管５の送管方向（矢印で示す）に対して直角より傾斜した状態、例えば螺線状の凸条2aを形成されたダイス２をその軸心が金属管５の送管方向と平行で且つ所定の偏心量となる状態に、ダイス２を装着し、金属管５を送管しながらその金属管５の軸心を中心にハウジングを回転させる。
【０００５】
このようにして波付け加工が開始された時に、ダイス２の凸条2aの金属管５を押圧している点Ｑが図７(イ)に示す位置であるとする。この状態からハウジングが９０度回転すると、ダイス２がダイスホルダ３に対して転動しながら回転してダイス２の凸条2aが金属管５を押圧している点は同図(ロ)に示すＱ1位置に移動するのであり、このとき円弧ＱＱ1の長さは金属管５の円周長の１／４に等しいのである。このようにダイス２がダイスホルダ３に対して転動しながらハウジングが更に回転すると、ダイス２の凸条2aが金属管５を押圧している点は同図(ロ)〜(ホ)に示す点Ｑ1→Ｑ2→Ｑ3→Ｑ4に順次移動して行き、ハウジングが１回転して金属管５の外周面に１本の環状溝が形成される。このとき、ダイス２は１回転するのではなく図７(ホ)に示す如く金属管５の円周長に略等しい円弧ＱＱ4だけ回転するのである。そして、未だ金属管５に当接していない凸条2aの円弧Ｑ4Ｑの部分は、ハウジングが更に回転するのに伴って既に形成された金属管５の溝に沿って移動するだけであり、ダイス２の凸条2a上の点Ｑが再び金属管５を押圧せしめる位置までハウジングが回転せしめられるとこの回転数に要する時間内に送管される金属管５の距離と同等のピッチで前記形成された溝の隣りに新たに溝の形成が開始されるのである。
【０００６】
また、螺線状の溝を形成する課程は、加工すべき金属管５の送管方向に垂直な面に沿って環状の凸条2aを内周面に形成されているダイス２をその軸心が金属管５の送管方向と平行で且つ偏心した状態にハウジングに装着し、金属管５を送管しながら金属管５の軸心を中心にハウジングを回転させれば、ハウジングの回転に伴ってダイス２の凸条2aが金属管５の外周面を押圧している点は、金属管５が送管されるに従って金属管５の送管方向と平行に移動するので、ハウジングが１回転する間に金属管５が送管される距離と同等のピッチで螺線状の溝が形成されるのである。
【０００７】
このようにして製造された波付け可撓管は、全長に亘って環状溝又は螺線状溝が形成されているので、全長に亘って可撓性を有することになる。しかるに、前記したスプリンクラー巻出し管，水道用配管，屋内配管等に使用される波付け可撓管は、所定の場所のみが屈曲できるように成形されていれば良く、この屈曲すべき部分を除いた部分が可撓性を有していると、施工時に必要以上の伸びを生じて取扱いが面倒で施工効率が低下するという欠点があり、屈曲させたり長さを調整させるべき部分のみが可撓性を有している波付け可撓管、すなわち軸方向の所定の位置に所定の範囲のみに環状溝や螺線状溝を形成された部分波付け可撓管が要求されるようになってきた。
【０００８】
しかしながら、前記した如き装置を使用して部分波付け可撓管を製造しようとすると、外周面に溝が形成される位置に金属管が送られてきたときに金属管の送り及びハウジングの回転を停止し、ダイスの凸条で所定の深さの溝を金属管の外周面に形成できるように調整ネジによりダイスホルダを変位させてダイスの偏心量を調整した後、ハウジングの回転及び金属管の送りを再開して所定の距離だけ金属管を送って波付けを行った後に、ハウジングの回転及び金属管の送りを停止してダイスの凸条が金属管に当接しないように調整ネジによりダイスホルダを変位させてダイスの偏心量を調整して再びハウジングの回転及び金属管の送りを再開しなければならないのであるが、ハウジングはかなりの高速で回転していてしかもその慣性力が大きいので直ちにその回転を停止させることができず、また金属管の送りも直ちに停止できないために、金属管の所望の位置に部分波付けを行うことができないという欠点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、連続的に送管される金属管の外周面にその軸方向の所定の位置に所定の範囲にのみ環状や螺線状の溝を形成する作業を金属管の送りを停止することなく行うことができ、効率的に且つ均一な深さの溝を形成することのできる部分波付け可撓管の製造装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる課題を解決すべく種々検討した結果、連続的に送管される加工すべき金属管の軸心を中心に回転せしめられるハウジングと、このハウジングにダイスホルダを介して回転自在に装着されており且つ内周面に金属管の外周面を押圧せしめる凸条を有する孔が形成されているダイスと、送管装置のロールを回転駆動せしめるモータの出力軸の回転数又は送管される金属管に当接せしめられて回転するコロの回転数に比例してパルス信号を発信する発信器よりのパルス信号のカウントより金属管の送管距離を演算することによって金属管の送管距離を検出せしめる送管距離検出器と、該送管距離検出器の検出結果を受けてこのダイスの凸条が金属管の外周面を押圧せしめる加工位置又は金属管の外周面に当接しない非加工位置にこのダイスを変位せしめるダイス変位機構とを備えている部分波付け可撓管の製造装置であって、前記ダイス変位機構の構造が、前記送管距離検出器よりの信号を受けて所望の量だけ出力軸を回転せしめるサーボモータから成る駆動源を備えた駆動部と、前記ハウジングの回転と共に前記ハウジングの回転中心を中心として回転せしめられる回転部とが軸受を介して係合せしめられており、前者の駆動部は駆動源の出力軸の回転を伝動されて回転せしめられるネジ棒にナットが移動自在に螺合されて成り、また後者の回転部はこの駆動部のナットに軸受を介して装着されているチェンジナットと係合せしめられているチェンジナットスクリューの回転を伝動機構を介して伝動されるネジ棒の回転又は移動により、前記ダイスホルダを前記ハウジングに対して変位せしめる構成とされて成るようにすれば、金属管を連続的に送管しながら所望の位置に所望の範囲にのみ部分的に波付け加工を行うことができ、形成された波の溝を加工位置と非加工位置との境界部分における不均一な深さの範囲が非常に狭く外観に優れた部分波付け可撓管を製造することができると共に、金属帯を管状に成形する管成形ラインに続いて設置することもできて生産効率に非常に優れていることを究明して本発明を完成したのである。
【００１１】
更に、ダイス変位機構の構造が前記したような構成であると共にその駆動源としてサーボモータが使用されているから、ダイスを加工位置から非加工位置へ又は非加工位置から加工位置へ迅速に変位させることができるので波を構成する溝の深さの不均一な領域が狭く、且つ送管距離検出器よりの信号を受けてからの応答性に優れているので加工すべき金属管の軸心方向における正確な位置に波付け加工を行うことができ、更にダイスの偏心量をサーボモータの出力軸の回転量によって精度良く制御することができ、製品価値の高い部分波付け可撓管を製造することができることを究明して本発明を完成したのである。
【００１２】
以下、図面により本発明装置について詳細に説明する。
図１は本発明装置の１実施例の要部の概略を示す側断面説明図、図２は図１の説明用概略正面図、図３は本発明装置の他の実施例の要部の概略を示す側断面説明図、図４は図３の説明用概略正面図、図５は図３におけるＸ−Ｘ線断面説明図である。
【００１３】
本発明装置は、その内部に送管せしめられる金属管５の軸心を中心に回転せしめられるハウジング１を備えており、このハウジング１は図示しないが電動機等の駆動源の出力軸の回転をスプロケットやプーリに掛け渡されたチェーンやベルト，歯車の噛合い等の伝動機構を介して回転せしめられる。このハウジング１の回転中心は前記した如く送管せしめられる金属管５の軸心と合致せしめられているので、金属管５の軸心をこのハウジング１の回転中心に合致させて案内するために、図示したように単なる筒状部材から成るようなガイド部材６が通常設けられるが、このガイド部材６が例えば円周方向に複数に分割されていて案内部の径を調節せしめる調節機構を有していることが種々の径の金属管５に対応することができて好ましい。
【００１４】
このハウジング１には、加工すべき金属管５の外周面を押圧せしめる凸条2aを内周面に有する孔が形成されているダイス２が、ダイスホルダ３を介して回転自在に装着されている。ダイス２の孔の内周面に形成されている凸条2aは、金属管５に成形すべき波形状により決定され、環状溝が平行を成す平行波を形成する場合には螺線状に、また螺線状溝を成す螺線状波を形成する場合には環状にそれぞれ形成されている。
【００１５】
ダイスホルダ３は、軸受の如き作用をなし、ハウジング１の回転に関係なくダイス２が回転するように、内輪と外輪とが玉を介して係合されており、内輪に前記ダイス２が内嵌されている。また図１に示した実施例ではダイスホルダ３の外輪には直接又は外嵌されたリングを介してダイス２の法線方向に支持材3aが延設されていて、この支持材3aが雄ネジ又は雌ネジを形成されたネジ部3bを有しハウジング１に穿設されている貫通孔1aに移動自在に挿通されている。またダイスホルダ３は、ハウジング１の回転中心線に垂直な面上を移動自在に案内されており、図１及び２に示した実施例ではダイスホルダ３の外輪に平行な２本の案内軸3cが突出固定されていると共にこれら２本の案内軸3c，3cがハウジング１の貫通孔にそれぞれ挿通されており、図３〜５に示した実施例ではハウジング１内に平行に固定されているスライドガイド3d，3dとダイスホルダ３の外輪に平行な形成されている２本の案内溝とが互いに摺動自在に係合されている。
【００１６】
そして、ハウジング１の回転中心Ｏ1に対するダイス２の孔の中心Ｏ2の偏心の程度、すなわちダイス２の偏心量δを調整するためのダイス変位機構４が、ハウジング１に設けられており、このダイス変位機構４は金属管５を送管しながら且つハウジング１が回転している状態でダイス２を変位させ得るものであって、駆動源41aの出力軸の回転により直接又は図３に示すベルトとプーリの如き動力伝達手段を介して回転せしめられるネジ棒41bがその軸心をハウジング１の回転中心Ｏ1と平行な状態にして設けられていると共にナット41cがこのネジ棒41bの軸心と平行な方向に移動自在に螺合されている駆動部41と、ハウジング１と一体化されておりハウジング１の回転と共にハウジング１の回転中心を中心として回転せしめられる回転部42とから構成されており、駆動部41と回転部42とは軸受43を介して係合されている。
【００１７】
回転部42は、駆動部41のネジ棒41bの軸心と平行な方向へのナット41cの移動と共に移動せしめられるチェンジナット42aと、このチェンジナット42aと係合されておりチェンジナット42aの移動に伴って回転せしめられるチェンジナットスクリュー42bと、このチェンジナットスクリュー42bの回転を伝動機構42cを介して伝動されるネジ棒42dとを備えている。
【００１８】
すなわち、駆動部41と回転部42とは軸受43を介して係合されているのであるが、この軸受43の外輪には駆動部41のナット41cが、また内輪には回転部42のチェンジナット42aがそれぞれ固定されており、駆動部41のナット41cの移動により回転部42のチェンジナット42aが移動せしめられる構成をなしている。このチェンジナット42aとチェンジナットスクリュー42bとは恰も確動カムの如き関係を成しており、例えばチェンジナットスクリュー42bの周面にピッチの非常に大きい溝条が形成されていると共にチェンジナット42aにはその溝条に係合する凸部が形成されている。
前記伝動機構42cの態様としては、例えば図１及び図３に示す如くチェンジナットスクリュー42bの端部に平歯車が固定されており、この平歯車と噛合する平歯車を固定されている軸の一端に傘歯車が固定されている態様を示すことができる。
更にこの態様においてはこの傘歯車と噛合する傘歯車により前記したネジ棒42dが回転（図１の態様）又は移動（図３の態様）せしめられ、図１の態様においてはこのネジ棒42dのネジ部42daが前記したダイスホルダー３のハウジング１に穿設されている貫通孔1aに移動自在に挿通されている支持材3aのネジ部3bに螺合されており、また図３の態様においては前記したダイスホルダー３に固定されているネジ棒42dのネジ部が前記後者の傘歯車に螺設されているネジ部に螺合されている。従ってネジ棒42dは、図１の態様においては回転し、図３の態様においては回転することなく移動する。
【００１９】
駆動源41aとしては、駆動部41が伝動機構42cを介してダイスホルダ３の支持材3aのネジ部3bと螺合しているネジ部42daを有するネジ棒42dに回転力を伝える出力軸を回転せしめるには、図２に二点鎖線で示す如く非加工位置Ｂから同図に実線で示す如く加工位置Ａに，また加工位置Ａから非加工位置Ｂにダイス２を変位させるときにダイス２の偏心量δを所望の量だけ正確に且つ迅速に得るためにサーボモータを利用することが必要であり、この回転部42が図１に示す如く一つの場合には駆動部41の出力軸に直接ネジ棒41bを固定された簡単な構造とすることができるが、回転部42が図３に示す如く二つ以上存在する場合には駆動部41の出力をネジ棒41bに伝達するのに動力伝達手段が必要になるがダイス変位機構４の伝動機構42cにおけるネジ棒42dを回転させるための負荷を小さくして関連する部材として強度の小さいものを使用できる利点がある。そして、いずれの場合でも後述する送管距離検出器よりの信号を受けてサーボモータが作動するように構成することによってダイス２を変位させる時期を正確に得ることができるのである。
【００２０】
そして、前記ダイス変位機構４を作動せしめる時期を検知すべく、加工すべき金属管５の送管距離を検出する送管距離検出器が設置されている。この送管距離検出器としては、図示しないが加工すべき金属管５を送管するには通常ハウジング１の入側で金属管５の外周面に回転駆動せしめられるロールを当接させてこのロールとの摩擦抵抗によって金属管５を送管させる送管装置が設けられているので、この送管装置のロールを回転駆動せしめるモータの出力軸の回転数に比例してパルス信号を発信する発信器、又は送管される金属管５に当接せしめられて回転するコロの回転数に比例してパルス信号を発信する発信器よりのパルス信号のカウントより金属管５の送管距離を演算する装置が用いられる。
ここで、ダイス変位機構４の駆動部41に設けられた駆動源41aとして前記した如くサーボモータが使用されているから、このサーボモータに前記送管距離検出器の発信器よりのパルス信号が送られて予め設定されている量だけその出力軸を回転せしめられるように構成されているのである。また、送管距離検出器に検出された金属管５の送管距離を表示される表示部が設けられてもよい。
【００２１】
【作用】
本発明装置においては、先ずハウジング１の回転中心Ｏ1にその軸心を合致せしめて加工すべき金属管５を連続的に送管すると共にこの金属管５の送管距離を送管距離検出器により連続的に検出する。そして、金属管５の波付け加工される位置がダイス２の位置に送管されたことが送管距離検出器により検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４を作動させてダイス２を加工位置Ａに変位させて、波付け加工を開始する。次いで、波付け加工が行われながら連続的に送管されている金属管５が波付け加工される所望の距離だけ送管されたことが送管距離検出器により検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４を作動させてダイス２を加工位置Ａから非加工位置Ｂに変位させる。このような作業を、送管されている金属管５の波付け加工される位置がダイス２の位置に送管される毎に繰り返し行って、送管される金属管５の所望の位置に所望の範囲にのみ部分的に波付け加工を行うのである。
【００２２】
かかる本発明装置を操作する方法について次に説明する。
先ず、金属管５に加工する波の種類に対応する凸条2aを有する孔が形成されたダイス２をダイスホルダ３に内嵌する。すなわち、金属管５を平行波付け加工する場合には螺旋状の凸条2aが形成されているダイス２を、また螺旋状波付け加工する場合には環状の凸条2aが形成されているダイス２をダイスホルダ３に内嵌する。
そして、ハウジング１の回転中心Ｏ1にその軸心を合致せしめて加工すべき金属管５を連続的に送管すると共にハウジング１を回転させる。このとき、ハウジング１に送管される金属管５を案内せしめるガイド部材６が形成されていると、金属管５の軸心とハウジング１の回転中心Ｏ1とを確実に合致せしめることができ、更にガイド部材６がその径を調節せしめる調節機構を有していると、種々の径の金属管５に容易に対応して金属管５の軸心とハウジング１の回転中心Ｏ1と確実に合致せしめることができる。
【００２３】
また、送管されている金属管５の送管距離を送管距離検出器により連続的に検出する。そして、金属管５の波付け加工される位置がダイス２の位置に送管されたことが送管距離検出器により検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４の駆動源41aを作動させてダイス２を非加工位置Ｂから加工位置Ａに変位させる。
【００２４】
ここで、図１及び図３に示す如き本発明装置を使用した場合にはダイス変位機構４が以下に説明する如く作用する。
ダイス変位機構４の駆動源41aであるサーボモータが送管距離検出器よりの信号を受けると、駆動部41では予め設定されている分だけ出力軸が回転すると共にネジ棒41bが回転し、このネジ棒41bに螺合されているナット41cがネジ棒41bの軸方向と平行に移動する。また、回転部42では駆動部41のナット41cに軸受を介して回転自在に設けられているチェンジナット42aが駆動部41のナット41cと共に同一方向，同一距離だけ移動し、このチェンジナット42aと係合しているチェンジナットスクリュー42bがチェンジナット42aの移動量に比例して回転し、このチェンジナットスクリュー42bの回転が伝動機構42cを介して伝動されてネジ棒42dが回転又は移動する。
【００２５】
ダイスホルダ３はハウジング１の回転中心Ｏ1に垂直な面上を２本の案内軸3c，3c又はスライドガイド3d，3dによってハウジング１内に移動自在に案内されているので、ダイス変位機構４の回転部42のネジ棒42dの回転又は移動により、ダイスホルダ３がハウジング１の回転中心Ｏ1に垂直な面上を案内されてダイスホルダ３に内嵌されているダイス２が非加工位置Ｂから加工位置Ａに変位せしめられ、波付け加工が開始される。
金属管５が波付け加工される過程についての説明は、上記従来技術の欄において述べた通りであるから省略する。
【００２６】
送管距離検出器により、ダイス２が加工位置Ａに位置してから所望の距離だけ金属管５が送管されたことが検出されると、この検出結果を受けてダイス変位機構４の駆動源41aが作動せしめられ、ダイス２は加工位置Ａから非加工位置Ｂに変位せしめられる。すなわち、ダイス変位機構４の駆動源41aであるサーボモータが送管距離検出器よりの信号を受けると、ダイス２を非加工位置Ｂから加工位置Ａに変位させるときと逆方向に且つ同等量だけダイス変位機構４の各構成部材が移動・回転し、ダイス変位機構４の回転部42のネジ棒42dと螺合している支持材3aを延設されているダイスホルダ３が、ハウジング１の回転中心線に垂直な面上を案内されてダイスホルダ３に内嵌されているダイス２が加工位置Ａから非加工位置Ｂにその偏心量δが小さくなるように変位せしめられるのである。
【００２７】
このような操作は、加工すべき金属管５を連続的に送管させながら行われ、送管される金属管５の加工すべき位置について繰り返し行うことによって所望の位置に所望の範囲にのみ波付け加工を行うことができるのである。
【００２８】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、本発明装置は、必要な部分のみが可撓性を有しておりスプリンクラー巻出し管，水道用配管，屋内配管等の施工時に効率の良く施工することのできる部分波付け可撓管を、加工すべき金属管を連続的に送管しながらその軸心方向における所望の位置に所望の範囲にのみ波付け加工を行って製造することができる。その結果、金属帯を管状に成形する管成形ラインに続いて本発明装置を設置することができ、生産効率に非常に優れている。そして、ダイスホルダに内嵌せしめるダイスを交換するだけで平行波と螺旋状波とのいずれの波付け可撓管も製造することができる。
【００２９】
また、ダイス変位機構の駆動源としてサーボモータが使用されているから、ダイスを加工位置から非加工位置へ又は非加工位置から加工位置へ迅速に変位させることができるので波を構成する溝の深さの不均一な領域が狭く、且つ送管距離検出器よりの信号を受けてからの応答性に優れているので加工すべき金属管の軸心方向における正確な位置に波付け加工を行うことができ、更にダイスの偏心量をサーボモータの出力軸の回転量によって精度良く制御することができ、製品価値の高い部分波付け可撓管を製造することができる。
【００３０】
このように種々の効果を奏する本発明装置は、その工業的価値の非常に大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部分波付け可撓管の製造装置の１実施例の要部の概略を示す側面説明図である。
【図２】図１の説明用概略正面図である。
【図３】本発明に係る部分波付け可撓管の製造装置の他の実施例の要部の概略を示す側断面説明図である。
【図４】図３の説明用概略正面図である。
【図５】図３におけるＸ−Ｘ線断面説明図である。
【図６】金属管に平行波付け加工する状態を示す断面説明図である。
【図７】金属管が平行波付け加工される過程を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
1a 貫通孔
２ ダイス
2a 凸条
３ ダイスホルダ
3a 支持材
3b ネジ部
3c 案内軸
3d スライドガイド
４ ダイス変位機構
41 駆動部
41a 駆動源
41b ネジ棒
41c ナット
42 回転部
42a チェンジナット
42b チェンジナットスクリュー
42c 伝動機構
42d ネジ棒
42da ネジ部
43 軸受
５ 金属管
６ ガイド部材
Ａ 加工位置
Ｂ 非加工位置
Ｏ1 金属管の軸心及びハウジングの回転中心
Ｏ2 ダイスの孔の中心
δ ダイスの偏心量
Ｑ，Ｑ1〜Ｑ4 凸条の金属管を押圧している点
Claims (1)
- 連続的に送管される加工すべき金属管 ( ５ ) の軸心を中心に回転せしめられるハウジング ( １ ) と、該ハウジング ( １ ) にダイスホルダ ( ３ ) を介して回転自在に装着されており且つ内周面に金属管 ( ５ ) の外周面を押圧せしめる凸条 (2a) を有する孔が形成されているダイス ( ２ ) と、送管装置のロールを回転駆動せしめるモータの出力軸の回転数又は送管される金属管 ( ５ ) に当接せしめられて回転するコロの回転数に比例してパルス信号を発信する発信器よりのパルス信号のカウントより金属管 ( ５ ) の送管距離を演算することによって金属管 ( ５ ) の送管距離を検出せしめる送管距離検出器と、該送管距離検出器の検出結果を受けて該ダイス ( ２ ) の凸条 (2a) が金属管 ( ５ ) の外周面を押圧せしめる加工位置 ( Ａ ) 又は金属管 ( ５ ) の外周面に当接しない非加工位置 ( Ｂ ) に該ダイス ( ２ ) を変位せしめるダイス変位機構 ( ４ ) とを備えている部分波付け可撓管の製造装置であって、
前記ダイス変位機構 ( ４ ) の構造が、前記送管距離検出器よりの信号を受けて所望の量だけ出力軸を回転せしめるサーボモータから成る駆動源 (41a) を備えた駆動部 (41) と前記ハウジング ( １ ) の回転と共に前記ハウジング ( １ ) の回転中心を中心として回転せしめられる回転部 (42) とが軸受 (43) を介して係合せしめられており、前者の駆動部 (41) は駆動源 (41a) の出力軸の回転を伝動されて回転せしめられるネジ棒 (41b) にナット (41c) が移動自在に螺合されて成り、また後者の回転部 (42) は該駆動部 (41) のナット (41c) に軸受 (43) を介して装着されているチェンジナット (42a) と係合せしめられているチェンジナットスクリュー (42b) の回転を伝動機構 (42c) を介して伝動されるネジ棒 (42d) の回転又は移動により、前記ダイスホルダ ( ３ ) を前記ハウジング ( １ ) に対して変位せしめる構成とされて成ることを特徴とする部分波付け可撓管の製造装置。
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