JP5448360B2 - 管クランプ装置及びフレア形成加工装置 - Google Patents

Description

本発明は管クランプ装置及びこれを用いるフレア形成加工装置に関し、詳しくは、空調装置の冷媒管等として用いられている管材を接続する場合に、管材端部に設けるフレア形状部を、フレア形成工具で形成するのに必要な管クランプ装置及びフレア形成加工装置に関する。

従来、管材（主に銅管である。）の端部を円錐形に拡径してフレアを形成するには、管クランプ装置と手動または電動のフレア成形工具とからなるフレア形成加工装置を用いている。図１に示すようにフレア成形工具の偏心コーン５を管クランプ装置にクランプされた管材４の端部に押し付けて回転させることにより管材４のフレア形成加工が行われる。偏心コーン５はその回転中心が主軸の軸線に対して傾斜して設けられていて、主軸が回転しても偏心コーン５の頂点は常に主軸の軸線上にあるようになっている。

従来の管クランプ装置の一例を図１０に示す。一方の端部を支点７により開閉自在に結合された２つ割り方式のクランプ１を有している。クランプ１は上クランプ部材１ａと下クランプ部材１ｂからなり、上クランプ部材１ａの他端にはクランプボルトが軸支されており、下クランプ部材１ｂの他端にリンクが軸支されている。管材４のフレア形成加工時はノブ８を回転させてクランプボルトを不図示の締付ナットに螺合させることにより管材４を上クランプ部材１ａと下クランプ部材１ｂとで締め付ける。

そして、管材４のフレア形成加工終了後はノブ８を緩め、二点鎖線で示すように側方に倒すことにより上クランプ部材１ａと下クランプ部材１ｂとを開放する。なお、符号１９は管材の軸方向の位置決め用ストッパで、位置決め後は管端位置からに退避可能となっている。

また、上記上下クランプ部材１ａ、１ｂには、図１０及び図１１に示すように、内面に管材４を挟持する挟持部２ａと、端面にフレア形成用の円錐面２ｂとを有する上下ライナ３ａ、３ｂがそれぞれ着脱可能にネジ１４により固定され、上下クランプ部材１ａ、１ｂに一体に設けられている。

管端部のフレア形成加工は、クランプ１にフレアを形成すべき管材４の端部を挿入してストッパ１９に押し当て、ノブ８を回して上下クランプ部材１ａ、１ｂを締め付けて固定し、電動工具の場合、モータを回転させることにより、主軸を回転させながら送りねじ軸により軸方向に押し出す。これにより偏心コーン５が偏心しながら回転して管材４の端部に押付け力を加え、管材４の端部にフレアを形成する。

このときに上下一対のライナ３ａ、３ｂは互いに軸心方向に段差を生じることなく、かつ分割面６に沿って軸心に垂直な方向に互いに芯ズレを生じることなくクランプ１に固定され、フレア形成加工中に上下ライナ３ａ、３ｂの端面角部が完全な円錐面２ｂを形成することが望ましい。

しかしながら、上記従来の管クランプ装置では、管クランプ時に管軸方向にクランプ１を十分に固定する機構がなく、フレア形成加工時の押し付け力によって上下ライナ３ａ、３ｂに上記軸方向の段差Ｔ（図１３）が生じてしまうことがあり問題となっていた。また、上下ライナ３ａ、３ｂが管材４の半径方向にずれる上記芯ズレという不具合もあった。

上記芯ズレは支点７と上下クランプ部材１ａ、１ｂの半円弧の中心間距離Ｒにより決まるが、支点７の軸径と穴径にはある程度のギャップがあり、上下ライナ３ａ、３ｂは管材４に沿ってクランプされるため比較的発生しにくい。段差の方が発生頻度の面からも不具合として問題であり、段差が生じると図１３に示すようにフレア形状が不良となってしまう。

上下ライナ３ａ、３ｂの段差は、上記のようにそのまま管材４のフレア形状に反映される。ある程度までの段差はガス漏れに影響しないが、継ぎ手の締め込み不足等の施工上の問題のような他の要因でガス漏れが発生した場合でさえも、その原因としてフレア形状不良が疑われる場合があり、真の不具合原因の究明の意味からも上下ライナ３ａ、３ｂの段差を生じさせない管クランプ装置が求められている。

上記段差対策として従来は図１１及び図１２に示すように、上クランプ部材１ａに突片９、下クランプ部材１ｂに上記突片９の嵌合部１０が設けられており、管材４をクランプしたときに上記突片９と嵌合部１０とが嵌合し、管軸心方向の段差の発生を防止していた。特許文献１〜３には従来の管クランプ装置について記載されている。

特開２００３−１２６９１７号公報 特開平７−９６３３１号公報 特開平７−１８５６７５号公報

しかしながら、突片９と嵌合部１０には嵌合時の干渉防止のためにギャップ（図１２のＰ及びＱ）が設けられており、上下ライナ３ａ、３ｂはフレア形成加工中に図１２の矢印Ｆの方向に押付け力を受けるため、上クランプ部材１ａは嵌合部１０の上記ギャップＰ分だけ管軸方向に沿って矢印Ｆの方向にずれてしまう。上記ギャップＰを極力減少させるように突片９及び嵌合部１０の寸法を設定しても寸法公差の累積により０．２ｍｍ程度の段差が生じてしまい、段差を完全になくすことは困難であった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、フレア形成加工時の押し付け力によって上下ライナに管軸方向の段差を生じさせず、常に良好なフレア成形加工が行える管クランプ装置及びこれを用いるフレア形成加工装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために請求項１の発明は、管端部加工用の管クランプ装置であって、管材４の端部外周面の全面をクランプする、一対で略円筒形状をなす半割り状の上下ライナ３ａ、３ｂが各々取り付けられ、一端側の支点７にて開閉自在に結合された一対のクランプ部材１ａ、１ｂを備えており、上記上下ライナ３ａ、３ｂは各々半円筒形状の内面２ａと、該内面２ａに連続して一方の端面に設けられた上記管材４の端部加工用の円錐形状の斜面２ｂと、円筒の軸に垂直な段差形成面２ｃにより段差が形成されている外周面とを有しており、上記内面２ａを上記管材４の端部外周面に当接させるとともに、上記斜面２ｂの外端位置に上記管材４の端面を合わせた状態で上記クランプ部材１ａ、１ｂを締め付けることで上記ライナ３ａ、３ｂにより上記管材４のクランプを行うものにおいて、上記管クランプ時に上記クランプ部材１ａ、１ｂは相互に合わせ面６ａ、６ｂにて相対し、下クランプ部材１ｂ側の上記合わせ面６ｂには突起１１が設けられ、上クランプ部材１ａ側の上記合わせ面６ａには上記突起１１を収容する凹部１２が設けられており、上記突起１１は上記管材４の軸と垂直な平面１３ａを有し、該平面１３ａは、上記下クランプ部材１ｂにおける上記下ライナ３ｂの上記段差形成面２ｃとの当接面１３ｂと同一面上に沿って設けられており、上記管クランプ時は上記上ライナ３ａの上記段差形成面２ｃと上記下ライナ３ｂの上記段差形成面２ｃとが同一の平面１３ａ、１３ｂに当接することを特徴とする。これにより、管クランプ時に偏心コーン５の押付け力が加えられても上下ライナ３ａ、３ｂの管軸方向の段差の発生を防止することができる。

以上説明したように、本発明により管材のフレア形成加工時の段差の発生を防止して、常に良好なフレア成形加工を行うことができる管クランプ装置及びフレア形成加工装置が提供される。

以下に、本発明の管クランプ装置の第１の実施形態について図面を用いて説明する。
図１〜図４に示す本実施形態の管クランプ装置と、図１０〜図１２で説明した従来技術の管クランプ装置とはフレア形成加工用のクランプ機構に関してはほぼ同一の構成であるため、以下両者の構成の相違点について説明する。なお、共通する部品は同一の符号で示す。また、クランプ部材、ライナ等を示す「上下」の表現は部品相互の位置関係を明確にするためのものであり、実際の配置上の空間位置を表わすものではなく、本装置の据付状態を制限するものではない。

管材４の端部外周面の全面をクランプする、一対で略円筒形状をなす半割り状の上下ライナ３ａ、３ｂが各々取り付けられている一対のクランプ部材１ａ、１ｂからなる点は同じであるが、本実施形態の管クランプ装置には一対のクランプ部材１ａ、１ｂの管クランプ時の合わせ面６ａ、６ｂに、下クランプ部材１ｂ側の合わせ面６ｂには突起１１が設けられ、上クランプ部材１ａ側の合わせ面６ａには管クランプ時に上記突起１１を収容する凹部１２が設けられている点が従来技術の管クランプ装置と異なる。

すなわち、本実施形態の上記構成は、下クランプ部材１ｂの一部を延長させて設けた突起１１の管材の軸と垂直な平面１３ａを、下クランプ部材１ｂにおける下ライナ３ｂの段差形成面２ｃとの当接面１３ｂと同一面上に沿って設けたものである。突起１１、凹部１２、平面１３ａ及びライナ当接面１３ｂの位置関係を図５及び図６に示す。

上記構成により、管端部にフレア形成加工を施す際は、管材４は上下ライナ３ａ、３ｂにてクランプされ、偏心コーン５は自身が偏心軸回りに回転し、さらにその偏心軸が中心軸周りに回転しながら中心軸方向に押し付けられることで、偏心コーン５の円錐斜面が管材４の端部円周面に沿って回転するとともに、管端部に軸方向の加工の押し付け力を加える。この押し付け力により、上ライナ３ａの段差形成面２ｃ及び下ライナ３ｂの段差形成面２ｃが同一平面上に位置する平面１３ａ及び当接面１３ｂと当接するため、上下ライナ３ａ、３ｂには管軸方向の段差が生じない。

以上説明したように、第１の実施形態においては下クランプ部材１ｂの合わせ面６ｂの一部に突起１１を形成し、突起１１の平面１３ａを上ライナ３ａの段差形成面２ｃとの当接面としている。上記平面１３ａは下クランプ部材１ｂの下ライナ３ｂとの当接面１３ｂと同一面上に配設されており、この結果、フレア加工時は上下のライナ３ａ、３ｂがともに下クランプ部材１ｂのライナ当接面である同一平面１３ａ及び１３ｂに当接することとなり段差の発生が防止される。

次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態では上下ライナ３ａ、３ｂのズレ防止対策として、上下ライナ３ａ、３ｂにそれぞれピン１５及びピン穴１６が設けられている。図７に示すように、ピン１５及びピン穴１６は上ライナ３ａの下面と下ライナ３ｂの上面にそれぞれ１つずつ合計２対設けられている。

ピン１５及びピン穴１６の径はギャップを０．１ｍｍ以下に設定することができるため段差寸法を０．１ｍｍ以下に抑えることができ実質的に段差の発生を防止できる。また、図８に示すように、ピン１５の端面外周部及びピン穴１６の縁には面取り部１７が設けられており、管クランプ時にピン１５の端面外周部がピン穴１６の縁に干渉せず、嵌合し易くしてある。本実施形態では、上記の突起１１と開口部１２の替わりに２対のピン１５及びピン穴１６を設けているが、上記の突起１１と開口部１２とともにピン１５及びピン穴１６を設けるようにしてもよい。

本実施形態では一例としてピン１５と対応するピン穴１６とは管クランプ時に同心状となるように配置されている例を示すが、他の実施例として図９に示すように穴１８の径をピン径よりも大きくして、管クランプ時にピン１５が穴１８に寸法Ｓだけ偏心して挿入されるように配置してもよい。これによりピン１５の嵌合のための面取り部１７の精度制約が緩和される。

このように偏心させて穴１８を設ける実施例では、管軸方向の一方の穴１８の内壁がピン１５の外周部にほぼ接するように配置され、上下ライナ３ａ、３ｂには管軸方向の段差の発生を防止している。
図９では２箇所のピン結合の一方のみを偏心させてあるが、これは両方のピン結合を偏心させても差し支えない。

以上説明したように、本発明の管クランプ装置及びこれを用いるフレア形成加工装置は、フレア形成加工時の上下ライナの段差の発生を防止し、管材のフレア形成加工の信頼性を高めることができる。

本発明の管クランプ装置及びフレア形成加工装置の第１の実施形態を示す組立断面図である。 本発明の管クランプ装置の第１の実施形態を示す組立概略図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 本実施形態の一対のクランプ部材をフレア加工面の反対側から見た斜視図である。 本実施形態の一対のクランプ部材をフレア加工面側から見た斜視図である。 本発明の管クランプ装置の第２の実施形態を説明するための図であり、（ａ）は下ライナの分割面における断面図、（ｂ）は断面Ｃ−Ｃにおける上下一対のライナの組立断面図である。 図７（ｂ）の部分拡大図である。 他の実施例を示す下ライナの分割面における断面図である。 従来の管クランプ装置の一例を示す組立概略図である。 図５のＤ−Ｄ断面図である。 図５のＥ−Ｅ断面図である。 段差によるフレア加工不良を説明するための図であり、（ａ）は管及びライナを、（ｂ）は管の不良部を示す。

符号の説明

１ クランプ
１ａ 上クランプ部材
１ｂ 下クランプ部材
２ａ 内面
２ｂ 円錐面
２ｃ 段差形成面
３ａ 上ライナ
３ｂ 下ライナ
４ 管材
５ 偏心コーン
６ａ、６ｂ 合わせ面
７ 支点
８ ノブ
９ 突片
１０ 嵌合部
１１ 突起
１２ 開口部
１３ａ 平面
１３ｂ ライナ当接面
１４ ネジ
１５ ピン
１６ ピン穴
１７ 面取り部
１８ 穴
１９ ストッパ

Claims (1)

1. 管端部加工用の管クランプ装置であって、
   管材（４）の端部外周面の全面をクランプする、一対で略円筒形状をなす半割り状の上下ライナ（３ａ、３ｂ）が各々取り付けられ、一端側の支点（７）にて開閉自在に結合された一対のクランプ部材（１ａ、１ｂ）を備えており、
   上記上下ライナ（３ａ、３ｂ）は各々半円筒形状の内面（２ａ）と、該内面（２ａ）に連続して一方の端面に設けられた上記管材（４）の端部加工用の円錐形状の斜面（２ｂ）と、円筒の軸に垂直な段差形成面（２ｃ）により段差が形成されている外周面とを有しており、
   上記内面（２ａ）を上記管材（４）の端部外周面に当接させるとともに、上記斜面（２ｂ）の外端位置に上記管材（４）の端面を合わせた状態で上記クランプ部材（１ａ、１ｂ）を締め付けることで上記ライナ（３ａ、３ｂ）により上記管材（４）のクランプを行うものにおいて、
   上記管クランプ時に上記クランプ部材（１ａ、１ｂ）は相互に合わせ面（６ａ、６ｂ）にて相対し、下クランプ部材（１ｂ）側の上記合わせ面（６ｂ）には突起（１１）が設けられ、上クランプ部材（１ａ）側の上記合わせ面（６ａ）には上記突起（１１）を収容する凹部（１２）が設けられており、
   上記突起（１１）は上記管材（４）の軸と垂直な平面（１３ａ）を有し、該平面（１３ａ）は、上記下クランプ部材（１ｂ）における上記下ライナ（３ｂ）の上記段差形成面（２ｃ）との当接面（１３ｂ）と同一面上に沿って設けられており、上記管クランプ時は上記上ライナ（３ａ）の上記段差形成面（２ｃ）と上記下ライナ（３ｂ）の上記段差形成面（２ｃ）とが同一の平面（１３ａ、１３ｂ）に当接する
   ことを特徴とする管クランプ装置。

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