JP3830161B2 - チューブ端の拡口機械 - Google Patents

Description

本発明はヘッド形成によるチューブ端の拡口機械に関するものである。
油圧または空圧式輸液施設において、設備装置の各種オリフィスと剛性チューブの密封連結は、一般にフランジ継手で行なわれている。フランジ継手には、内側に肩が付き接合するチューブに係合するナットがあり、ナット端部にフランジが取付けられる。また肩付きナットはチューブに固定されるが、装置のオリフィスに連なるねじ立て口部にねじ締めしてもよい。ガスケットをチューブ端と装置間に入れて完全密封もできる。
フランジのチューブ端への装着方式は多様である。例えば、フランジはチューブ端に溶接される。高品質の溶接にはフランジ及びチューブ端部の清掃が不可欠であるが、清掃は、接合に要する時間及び作業コストの増大をまねく。
またフランジを鍛造することも既知である。鍛造フランジは予め打型内に置いたチューブ端を一連の成型工具で打ち、フランジ型になるまでチューブ端を次第に変形させて作製する。
このようなフランジの制作時間及びコストは小さくない。
フランス国特許第2642500号に記載されている継手の製作方法によれば、チューブのフランジは端部形成法によるので、短時間に低コストで継手を得られる。
この方法を利用した例えばフランス国特許第2660219号に記載されるような機械がある。この機械は内部に接合するチューブ端を挿入するクランプを形成する２本のつめ、端部形成器及び形成器軌道運動で駆動する手段を備えている。
米国特許第3610016号にはチューブ端の拡口器が開示されている。この装置は一方で拡口するチューブを受容する２本のつめをもつ固定セットを、また他方で工具を備え付属のシリンダー(ve'rin、cylinder)で動くつめ方向可動セットを装着したベースを備えている。可動セットの工具は可動セットの変位軸に平行する軸の周りを回転駆動され、従って円筒形運動をする。例えば、装置のベース下部に装着したモータでその正確な機能に必要なエネルギーが供給される。
欧州特許第0462719号にはチューブの熱間拡口器が開示されている。この機械は海底石油探査に利用するもので、４本の平行チューブで連結した２枚の端部プレート、４本のチューブに滑動装着した可動台車、可動台車に装着しチューブと平行する軸周りを回転駆動する工具、拡口するチューブを保持する手段、更に台車の移動手段を備えている。
しかし従来装置の構造は重く、かさ張り、可搬性に乏しい。更にその大半は工具の軌道運動ができない。ところで、油圧または空圧設備の設置に際して、設備のいずれかの装置にチューブ継手を取付けるのがしばしば有効である。その場合、継手の工場発注及び加工が必要となり。数日間の遅延を余儀なくされる。
従って本発明は、フランジ継手の制作に冷間形成によるチューブ端の拡口が可能で、単純な構造、コンパクトで運搬容易な機械を提供することを目的としている。
この目的を達成するために提供する機械は、ホルダ内に装着した端部形成器、拡口するチューブ端を保持するクランプを形成する２本のつめ、端部形成器の軌道運動を可能にする駆動手段、チューブ端を近接させる駆動手段、及びチューブ端を後退させる手段を備えたタイプである。
本発明に従ってつめは機械の第１ブロックを形成する固定つめホルダ内に配置され、第２固定ブロックは第１ブロックと対向し、また端部形成器、そのホルダ及びその駆動手段を含む可動ブロックは両固定ブロックを連結するガイド手段を備えて、第２固定ブロック内にあるシリンダー本体及びシリンダーチャンバを含む油圧シリンダーにより、同じく可動ブロックに連動するシリンダーのピストンにより並進駆動される。
この機械は、構造が単純なためコンパクトにできる。第２固定ブロックは端部形成器を拡口するチューブ端に近づける手段の一部を含む。油圧シリンダーは可動ブロックに装着した油圧ポンプで作動される。
端部形成器に軌道運動を与える方法は色々あるが、本発明では極めてコンパクトな手段を利用した方式を提案する、そのため端部形成器はドリフトピン内に装着し、ピン自体は形成器を軌道運動させる駆動手段により回転駆動するピンホルダ内にベアリングを介して装着され、形成器及びそのドリフトピンの軸がピンホルダ軸と角度を形成しえ端部形成器に軌道運動を与える。
端部形成器、ドリフトピン及びそのホルダは相互に組付けるが、その全長はピンホルダの長さとほとんど変わらない。
一方で端部形成器、ドリフトピン及びそのホルダを、他方では駆動手段を平行に並置するため、端部形成器を軌道運動させる駆動手段は、プーリ付き出力軸をベルトでドリフトホルダに連結したモータを備えている。
モータは空きスペースを利用して、駆動する組付体の高さに、その上部または下部に装着できる。
実施例において油圧シリンダーを作動させる油圧ポンプは、ドリフトピンホルダの回転軸端に装着したカムが作用するピストンを備える。
従ってドリフトピンホルダはカムにより油圧ポンプを作動させる。その場合、軌道運動させる駆動手段は油圧ポンプも駆動するので、端部形成器のチューブ端への接近も可能になる。そのため１台のモータのみで両運動には十分足りる。
油圧ポンプは油圧シリンダーのピストン内部からシリンダーを付勢し、同様にピンホルダ、油圧ポンプ及びシリンダーと順次に行なう。
チューブ端が拡口した際に端部形成を中止するため、可動ブロックにはチューブ端を締め付けるつめに最後で当接する少なくとも１本の止めつめがあり、また機械はジャッキ室に連接して電磁弁を制御する恒圧器を備え、シリンダーチャンバの圧力が高すぎる場合にジャッキ室をオイルタンクと連絡する。
この構成において、端部形成器に軌道運動を加える駆動手段は恒圧器が電磁弁を作動させる場合に電流が切れるモータを備える。従ってサイクルの終了で機械は自動的に停止する。
恒圧器を使用せずに端部形成器の停止も可能である。恒圧器は電気装置であるため、爆発の危険を伴う場所で使用できないという欠点がある。従って本発明ではシリンダーチャンバとオイルタンクの連絡が可能な装置も設けられている。この装置はシリンダーチャンバ圧が設定値を超えれば開く規準弁、及び規準弁が開けば一端がシリンダーチャンバに連接してジャッキ室とオイルタンク間の流路の開口を制御する滑り弁を備える。
可動ブロックの並進ガイド手段は、両固定ブロックを連結してガイド機能を高め、機械全体の剛性を高める２本のコラムを備える。
端部形成器をチューブ端に接近させる上述の手段は油圧シリンダーを含む。端部形成器をチューブ端から遠ざけるため上述シリンダーを複動型シリンダーに代えてもよいが、端部形成器を拡口するチューブ端から遠ざける手段には第１固定ブロックと可動ブロック間に置いた圧縮ばねがある。
この実施形態において、端部形成器を拡口するチューブ端に近づける駆動手段はばねに抗して作動し、駆動手段の作動限度に達すればばねが可動ブロックを第１固定ブロックから遠ざける。
拡口するチューブ端をしっかり保持するため、つめホルダは２本の補足形つめが内部でかみ合うあり継ぎ形をなし、端部形成器がチューブ端に当接した際にくさび効果により２本のつめは相互近接的に働いて、チューブを締め付ける。
第１固定ブロックはチューブ端の予備締付けのため、つめをつめホルダに入れた時に片側が一方のつめに面し、また別の側がレバー作動のカムによりこのつめに対し押せる底板を備え、従って２本のつめが相互に近接してチューブ端を保持する。
更に第１固定ブロックはクランプ内で良好な位置決めが可能なよう拡口するチューブ端が当接し、かつ端部形成器の近くでつめに面する第１位置とチューブ端で端部形成器の作動を妨げぬよう離れた第２位置との間に、軸周りで連接した可動止めを備える。
端部形成器と可動止めの衝突を阻ぐため可動止めにレバーがあり、端部形成器が第１固定ブロック方向に進む際は止めが離れた位置を通るよう、可動ブロックには可動止めのレバーと協働する傾斜面をもったカムを備える。
可動ブロックの並進運動も潤滑装置の作動に利用する。その場合、機械は可動ブロックが第１固定ブロックに接近する際に拡口するチューブ端に向け機械的に作動する潤滑剤の気化器を備える。
本発明は、本発明に係る機械を非限定的に例示する添付図面を参照して、以下の説明により詳細に理解できる。
第１図は第２図の切断線Ｉ−Ｉに沿った縦断面図である；
第２図は部分断面平面図である；
第３図は端部形成器の作動停止を制御する油圧弁の拡大断面図である；
第４図は第１図及び第２図に示す機械に装着可能な細部の拡大斜視図である。
第１図及び第２図は本発明に係る機械の全体図を示す。この機械は本質的に両図面で明確に見分けられる３つの部分、すなわち前部固定部分１、後部固定部分２及び両固定部分１、２間に位置する可動部分３を備えている。
前部固定部分１は拡口するチューブ４の端部、また場合により肩つきブッシュ５の位置決め及び保持の役割をなし、２本のつめ６を受容するつめホルダを構成する。
つめ６は面７が傾斜したほぼ平行６面体の形態をもつ。つめホルダはありほぞ形をなす。各つめの傾斜面７は従ってつめホルダの傾斜面に当接する。他方のつめと接触する各つめの面６にはブッシュ５及びチューブ端４を受容する溝が設けられている。チューブの受容部分で溝は摩擦係数を高めるため炭化物で被覆され、従ってチューブ端４をその位置に固く保持できる。
ありほぞの最大面は拡口するチューブ端４の側にあるので、工具がチューブ拡口のためこの端部にかかる際はつめ６を押し、またくさび効果によりつめは一層固く締まるのでチューブ端が更に強く保持される。
クランプを形成するつめ６内でチューブ端４の正確な位置決めを可能にするため、前部固定部分１は回転軸周りに連接した可動止め８を備える。チューブ端４を位置決めするため、止め８はチューブ端４を受容するためつめ６内に形成した溝に面して設けられる。従ってチューブ端は可動止め８に当接するまで締め付けのない両つめ６間で滑動する。
チューブ端５をこの位置に保持するため、機械の前部ブロック１に装備する予備締め付け装置は、一方でつめホルダ内のつめ６に面し他方でレバー１１で作動するカム１０によりこのつめ６に向け押せる底板９を備える。レバー１１を作動させて底板９を押せば、押されたつめ６は他方のつめ６に近づき、クランプ内のチューブ端４を締め付ける。
上述の前部固定部分１は、可動部分３への並進をガイドする２本の平行コラム１２により後部固定部分２に連結される。
可動部分３は、前部１及び後部２固定ブロックを連結する両コラム１２に４つのベアリング１３を介して装着される。可動部分は、チューブ端４を拡口する工具を構成する端部形成器１４、中に端部形成器１４を装着したドリフトピン１５、ピンホルダ１６、及びベルト１８及び電気モータ１７の出力軸に装着したプーリ１９を介しピンホルダ１６を回転駆動するモータ１７を備える。
ピンホルダ１６は、ボールベアリング２１を介しケース２０内に装着される。ホルダ１６の軸はコラム１２に、従って可動ブロック３の変位方向に平行にされる。つめホルダに面する側でピンホルダ１６にドリフトピン１５を納める溝が設けられる。ドリフトピンはニードルブッシュ２２及びスラストボールベアリング２３を介してピンホルダのみぞに装着される。ホルダ１６内に装着したドリフトピン１５の軸はピンホルダ１６の軸に対し若干傾斜している。
端部形成器１４はピン１５軸と平行にピン１５内に収納されるので、ピンホルダ１６の軸に対して傾斜している。
電気モータ１７は、ピンホルダ１６の軸と平行にケース２０上に装着される。ベルト１８でピンホルダ１６は回転駆動され、端部形成器１４の軸及びそのドリフトピ１５が傾斜するので、端部形成器１４は軌道運動する。
端部形成器１４に相対するピンホルダ１６の端部でケース２０はカバーで閉じられるので、これは油圧ポンプ２５を支持する働きをしている。油圧ポンプはピストン２６、吸入弁２７及び吐出弁２８を備えている。
ピストン２６は、端部形成器１４に相対してピンホルダ１６に装着され、かつカバー２４内に形成した溝に収納したカム２９により往復運動するようにされている。
ポンプ２５にはオイルタンク３１に連接した撓み管３０を介してオイルが供給される。オイルタンク３１は機械の後部固定部分２に設けられる。
ポンプ２５は油圧シリンダーを付勢する。シリンダー本体を後部固定ブロック２に組み込むシリンダーチャンバは後部ブロック２に形成した盲穴で構成され、ジャッキのピストン３３はケース２０のカバー２４と連動する。
シリンダーへのオイル供給はカバー２４及びピストン３３を貫通してポンプ出口をシリンダーチャンバに連絡する流路３４を介して行なわれる。
電気モータ１７の作動でピンホルダ１６は回転駆動され、ポンプ２５が油圧シリンダーを付勢する端部形成器１４は従って油圧ジャッキによる並進を伴った軌道運動を行う。
機械は以下のように自動的に停止する。
端部形成器１４の側において可動ブロック３は、機械式止めの働きをする２本のてこ３５を備えている。各つめ６はてこ３５に対向したフライス切削面３６を備え、この面３６はチューブ端４の溝を形成する際にてこ３５に当接する位置にある。
てこ３５がフライス切削面３６に当接すれば可動ブロック３は停止するが、モータは引続き回転しポンプ２５を駆動する。シリンダーのピストン３３は動かず、それによりシリンダーチャンバ３２内の圧力は増大される。シリンダーチャンバ３２に連接した恒圧器３７はこの圧力上昇を記録する。圧力が予定の設定値を越えれば恒圧器３７は電磁弁３８を制御して、シリンダーチャンバ３２をタンク３１に連接する。それにより圧力は低下して可動ブロック３はそれ以上前部固定部分に向けて押されることはない。
可動ブロック３を後部固定ブロック２（第１図及び第２図を参照）に向け戻すため、前部固定ブロック１と可動部分３間に配置したばね３９が両コラム１２を取巻く。
更に機械の損傷を防ぐため、ばね３９の周りに配置した２本の横桁４０で可動部分の行程を制限する。従ってつめ６がつめホルダ内にない時に不注意からモータ１７が始動しても、可動ブロック３は横桁４０があるため当接して恒圧器３７が可動部分３の戻りを制御する。
恒圧器３７は電磁弁３８だけでなく、モータ１７への給電も制御できる。従って圧力が過大な場合もモータ１７が停止する。
もちろん第１図及び第２図に示す機械は、後部固定部分２及び可動部分３をカバーするフード、ならびに機械の移動を容易にするハンドルを装備してもよい。これらアクセサリは図示しない。
第３図は恒圧器３７及び電磁弁３８に類似する機能をもつ弁４１の断面を示す。
この弁４１は、その入力部４２がシリンダーチャンバ３２に、またその出力部４７がタンク３１に連接し、規準弁４３及び滑り弁４４を備えている。
シリンダーチャンバ３２の圧力が上昇してねじ４５で調節可能な設定値を越えれば、規準弁４３が開きシリンダーチャンバを滑り弁４４の端部に位置する室４６に連通する。その際に滑り弁４４は圧力の作用で押され、入力部４２が出力部４７と連通する位置まで滑動する、すなわちシリンダーチャンバ３２はタンク３１に連通する。
滑り弁４４をこの位置に保つため、ボール４８、ばね４９及び滑り弁４４に連動するロッド５１に形成した切りノッチ５０を含むラチェット機構が設けられる。
この機構をリセットするには、可動ブロック３が第１図及び第２図に示す位置に戻る場合に指針（図示せず）がロッド５１上を動いて第３図に示す位置に再びくるように決めればよい。
弁４１は特に機械が爆発のリスクを伴う危険な環境にある場合に利用可能である。電気モータ１７は従って例えば空気モータに替え、機械は火花を生じることなく作動できる。
第４図は、可動ブロック３が前部固定部分１に近づく際、チューブ端４の位置決めに必要な可動止め８を自動的に起こす装置を示す。
この装置は可動ブロック３に取付けた引上げカム５２を備えている。カム５２は可動止め８に連動するレバーと協働する傾斜面をもち、可動ブロック３が前部固定部分１に向け進む際、可動ブロック３はチューブ端４の正確な位置決めが可能な位置から遠ざかる。

Claims (16)

1. ホルダ内に装着した端部形成器（１４）、拡口するチューブ端（４）を保持するクランプを形成する２本のつめ（６）、端部形成器に軌道運動を与える駆動手段（１７、１８）、端部形成器をチューブ端（４）に接近可能とする駆動手段（２５）、チューブ端（４）を形成するため形成器を軸線方向に動かして離間できる手段（３９）、つめ（６）を設けた固定つめホルダを形成する前部の第１固定ブロック（１）、第１固定ブロックに対向して設けられた後部の第２固定ブロック（２）、また端部形成器（１４）、そのホルダ及びその駆動手段（１７）を含む可動ブロック（３）、二つの固定ブロックを連結して可動ブロック（３）を並進できるようにするガイド手段（１２）を備えた、チューブ端の拡口機械において、
   前記可動ブロック（３）が、油圧シリンダーによってガイド手段（１２）に沿って並進駆動され、前記油圧シリンダーが、シリンダー本体と、第２固定ブロック（２）に組み込まれたシリンダーチャンバ（３２）と、前記可動ブロック（３）の一体型部分を形成するシリンダーピストンを備え、前記油圧シリンダーが可動ブロック装着された油圧ポンプによって加圧されることを特徴とするチューブ端の拡口機械。
2. 端部形成器（１４）がピン（１５）内に装着され、ピン自体が端部形成器に軌道運動を与える駆動手段（１７）により回転駆動するピンホルダ（１６）内にベアリング（２１）を介して装着され、端部形成器及びそのピンの軸がピンホルダの回転軸と角度をなし、従って端部形成器（１４）に軌道運動を可能にすることを特徴とする請求の範囲１に記載の機械。
3. 端部形成器に軌道運動させる駆動手段は、プーリ（１９）を備えた出力軸がベルト（１８）によりピンホルダ（１６）に連接するモータ（１７）を備えていることを特徴とする請求の範囲２に記載の機械。
4. 油圧シリンダーが可動ブロック（３）に装着した油圧ポンプ（２５）で付勢されることを特徴とする請求の範囲１に記載の機械。
5. 油圧ポンプ（２５）が、ピンホルダの回転軸端に装着したカム（２９）の作用するピストン（２６）を含むことを特徴とする請求の範囲１及び２の一項に記載の機械。
6. 油圧ポンプ（２５）がシリンダーのピストンを介して油圧シリンダーを付勢することを特徴とする請求の範囲４または５のいずれかに記載の機械。
7. 可動ブロック（３）がチューブ端（４）を締め付けるつめ（６、３６）に行程の終りで当接する少くとも１本の止めてこ（３５）を備え、またシリンダーチャンバ（３２）に連絡しかつ電磁弁（３８）を制御する恒圧器（３７）を有し、シリンダーチャンバ（３２）の圧力が高すぎる場合はシリンダーチャンバ（３２）がオイルタンク（３１）に連通することを特徴とする請求の範囲１〜６のいずれか一項に記載の機械。
8. 端部形成器を軌道運動させる駆動手段は、恒圧器（３７）が電磁弁（３８）を作動させる場合に電気が切れる電気モータ（１７）を備えていることを特徴とする請求の範囲７に記載の機械。
9. シリンダーチャンバ（３２）をオイルタンク（３１）に連接可能な装置を備え、この装置は、シリンダーチャンバ（３２）の圧力が設定値を超えれば開く規準弁（４３）及び規準弁（４３）が開けば端部がシリンダーチャンバ（３２）と連通してシリンダーチャンバ（３２）及びオイルタンク（３１）間の流路の開きを制御する滑り弁（４４）を含んでいることを特徴とする請求の範囲１〜６のいずれか一項に記載の機械。
10. 可動ブロック（３）の並進ガイド手段が両固定ブロック（１、２）を連絡する２本のコラムを有することを特徴とする請求の範囲１〜９のいずれか一項に記載の機械。
11. 端部形成器（１４）を拡口するチューブ端（４）から離す手段が第１固定ブロック（１）及び可動ブロック（３）間に設けた圧縮コイルばね（３９）を含むことを特徴とする請求の範囲１〜10のいずれか一項に記載の機械。
12. つめホルダは、補足的形態の両つめ（６）が相互に係合するありほぞの形態をなし、端部形成器（１４）がチューブ端（４）に当接する場合はくさび効果により両つめ（６）が相互に近接してチューブを締め付けることを特徴とする請求の範囲１〜11いずれか一項に記載の機械。
13. 第１固定ブロック（１）は、一方でつめ（６）がつめホルダ内にある際につめ（６）に対向し、他方、レバー（１１）で作動するカム（１０）により両つめ（６）を相互接近させ、従ってチューブ端（４）を保持するためこのつめ（６）に向けて押す底板（９）を備えることを特徴とする請求の範囲12に記載の機械。
14. 第１固定ブロック（１）が、クランプ内で正確な位置決めできるようにするため拡口するチューブ端（４）と当接しかつ端部形成器（１４）の側でつめ（６）に面する第１位置とチューブ端（４）に対する端部形成器（１４）の作用を妨げぬよう離れた第２位置の間で軸周りに連接した可動止め（８）を備えることを特徴とする請求の範囲１〜13のいずれか一項に記載の機械。
15. 可動止め（８）がレバーを含み、また可動ブロックは、端部形成器（１４）が第１固定ブロック（１）の方向に向く際に止め（８）をその遠い位置を通すように可動止めのレバーと協働する傾斜面をもつカム（５２）を備えることを特徴とする請求の範囲14に記載の機械。
16. 拡口するチューブ端（４）へ向きかつ可動ブロック（３）が第１固定ブロック（１）に接近する際、機械的に作動する潤滑剤気化器を備えることを特徴とする請求の範囲１〜15のいずれか一項に記載の機械。

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