JP5686665B2 - 樹脂管の加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、配管継手に樹脂管を接続するために、予め樹脂管の端部を拡径させる加工装置に関する。

一般に、半導体等の製造工程では、種々の化学薬品や純水等の液体が用いられており、この液体は、フッ素樹脂等の樹脂材料から形成された複数のチューブ（樹脂管）やこれらを接続する配管継手を用いて移送されている。配管継手は、インナ筒とアウタ筒とを備えており、このインナ筒にチューブの端部が外嵌されることによって配管継手にチューブが接続されている。また、配管継手とチューブとの間から流体が漏れたり、配管継手からチューブが脱落したりするのを防止するため、配管継手のアウタ筒にはチューブ端部の外面を覆うナット（ユニオンナット）が螺合される。すなわち、チューブの端部は、配管継手のインナ筒に拡径された状態で外嵌されると共に、その拡径部分の付け根部（拡径変化部）がナットの内面とインナ筒の先端との間で挟持されることによって、チューブと配管継手との間の流体の漏れや配管継手からのチューブの脱落が防止される。

以上のように配管継手のインナ筒にチューブの端部を嵌合させるため、予めチューブの端部を拡径させる技術が従来から種々提案されている。例えば、下記特許文献１には、クランプされたチューブに向けて治具を軸方向に推進させ、当該治具をチューブの端部に挿入させることによって、チューブの端部を拡径する加工装置が開示されている。この加工装置は、使用者が片手で把持することができる取っ手と、取っ手を把持した手で操作することができるレバーとを備えたガンタイプであり、レバーを操作することによって治具を推進させることが可能となっている。

特開平１１−１７９４５３号公報

特許文献１に記載の加工装置は、チューブの端部に治具を挿入することによって当該端部を拡径させるものであるが、治具を抜き取った後も当該端部の形状を拡径した状態に維持するためには、暫くの間（数十秒〜数分）、継続してチューブに拡径治具を挿入しておくことが望ましい。特に、チューブの加工を容易にするためにチューブを加熱した場合には、チューブが冷えるまで拡径治具を挿入しておくことで、拡径した状態を確実に維持することが可能となる。

しかし、特許文献１に記載の加工装置の場合、継続してチューブに拡径治具を挿入しておくためには使用者がレバーを操作し続けなければならず、使用者の作業負担が極めて大きくなる。しかもレバーを操作し続けている間は他の作業を並行して行うことができないので、作業効率も悪化する。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、使用者の作業負担を軽減させ、かつ作業効率を向上させることが可能な樹脂管の加工装置を提供することを目的とする。

本発明に係る樹脂管の加工装置は、
樹脂管を保持する管保持機構と、
前記管保持機構によって保持された前記樹脂管の端部に軸方向に挿入されることで当該端部を拡径する拡径治具と、
この拡径治具を前記樹脂管の端部に挿入させるため、人手による操作で前記拡径治具を前記樹脂管の端部に向けて軸方向に推進させる推進機構と、
前記拡径治具が前記樹脂管の端部に挿入された状態で前記拡径治具の位置を固定する固定機構と、を備え、
前記推進機構は、前記樹脂管の軸方向に沿って移動可能に支持され、かつ移動方向の先端部に前記拡径治具が取り付けられる取付部材と、前記取付部材の推進操作が可能な推進操作部とを備えており、
前記固定機構は、前記推進操作部による前記取付部材の推進操作とは別個の操作により前記取付部材の後端面に係合して当該取付部材の後退を規制する規制具を備えていることを特徴とする。

本発明の加工装置は、管保持機構によって樹脂管が保持された状態で、使用者が推進機構を操作して拡径治具を推進させることで、当該拡径治具を樹脂管の端部に挿入し、当該端部を拡径させることができる。そして、樹脂管の端部に拡径治具が挿入された状態で固定機構を作用させることによって、使用者が推進機構を操作し続けなくても、継続して樹脂管の端部に拡径治具を挿入しておくことができる。これにより、使用者の作業負担を軽減させることが可能となり、また、使用者は別の作業を並行して行うことができるので、作業効率を向上させることができる。

加工装置は、人の手によって把持することで当該加工装置を保持可能な取っ手部を更に備えており、
前記固定機構は、前記取っ手部を把持した手によって、前記拡径治具の位置の固定とその解除とを操作可能な固定操作部を備えていることが好ましい。
これによって、取っ手部を把持している手で固定機構を操作することができ、操作性を高めることができる。

前記推進操作部は、前記取っ手部を把持した手によって、前記拡径治具の推進操作が可能であることが好ましい。
このような構成によって、取っ手部を把持した手によって推進機構を操作し、そのまま固定機構をも操作することができる。したがって、これらの一連の操作を円滑に行うことができる。そのため、例えば、予め加熱された樹脂管の端部に拡径治具を挿入した後、樹脂管がさめる前に迅速に拡径治具の位置を固定することができ、樹脂管の端部の拡径形状を精度よく形成することができる。

前記規制具は、前記取付部材の後端面に沿う方向に回転可能なローラからなり、かつ前記取付部材に係合する作用位置と前記取付部材から退避する退避位置との間で当該方向に移動することが好ましい。

本発明によれば、固定機構を作用させることによって、使用者が推進機構を操作し続けなくても継続して樹脂管の端部に拡径治具を挿入しておくことができ、使用者の作業負担を軽減させることができるとともに、作業効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る樹脂管の加工装置を示す側面図である。 同加工装置の側面断面図である。 樹脂管の端部を拡径する状態を拡大して示す断面図である。 固定機構を示す側面図である。 固定機構を示す平面図である。 固定機構の作用を説明する図である。 樹脂管を配管継手に装着した状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図７は、本発明の加工装置によって加工される樹脂管を配管継手に装着した状態を示す断面図である。樹脂管１１は、例えば、ＰＦＡ，ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂やその他の合成樹脂から形成されている。樹脂管１１の端部には、直径が大きく拡大するように変化する拡径変化部１２と、拡大した直径が維持された状態で軸方向に延びる拡径ストレート部１３とが形成されている。本発明の加工装置１０（図１参照）は、樹脂管１１の端部に拡径変化部１２と拡径ストレート部１３とを形成するために使用されるものである。

配管継手１５は、インナ筒部１６と、カバー筒部１７とを有している。インナ筒部１６は、樹脂管１１の内径よりも大きな外径を有し、樹脂管１１の端部が外嵌される。インナ筒部１６の外周面は、樹脂管１１の拡径ストレート部１３を内周面側から押さえる内周押さえ部１８を構成している。また、インナ筒部１６の先端外周面１９は先細り状に傾斜しており、この先端外周面１９が樹脂管１１の拡径変化部１２の内周面に当接している。

カバー筒部１７は、インナ筒部１６の径方向外側に隙間をあけて配置されている。このカバー筒部１７とインナ筒部１６との間の隙間には、インナ筒部１６に外嵌した樹脂管１１の端部が挿入される。カバー筒部１７の外周面には、ユニオンナット２３を螺合するための雄ネジ２１が形成されている。

ユニオンナット２３は、雄ネジ２１に螺合可能な雌ネジ２４と、樹脂管１１の拡径変化部１２の小径側外周面に作用可能な第１押圧部２５と、拡径変化部１２の大径側外周面に作用可能な第２押圧部２６と、樹脂管１１の拡径ストレート部１３の外周面側から押さえる外周押さえ部２７とを備えている。第１押圧部２５は、軸方向に直交する第１押圧面２８を有し、第２押圧部２６も、軸方向に直交する第２押圧面２９を有している。

一方、樹脂管１１の拡径変化部１２には、第１押圧部２５に係合し、第１押圧面２８によって軸方向に押圧される第１凹み３１と、第２押圧部２６に係合し、第２押圧面２９によって軸方向に押圧される第２凹み３２とが形成されている。これら第１凹み３１及び第２凹み３２は、ユニオンナット２３の雌ネジ２４をカバー筒部１７の雄ネジ２１に螺合させることによって拡径変化部１２の外面に形成することができる。ただし、第１凹み３１及び第２凹み３２は、配管継手１５に樹脂管１１を嵌合させる前に、予め樹脂管１１に形成しておいてもよい。

次に、加工装置１０について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る樹脂管１１の加工装置１０を示す側面図、図２は、同加工装置１０の側面断面図である。
本実施の形態の加工装置１０は、前述のような配管継手１５に接続される樹脂管１１の端部を加工するものであり、装置本体３４と、この装置本体３４に取り付けられた管保持機構３５及び推進機構３７とから主に構成されている。管保持機構３５には、加工の対象となる樹脂管１１が保持され、推進機構３７には、管保持機構３５によって保持された樹脂管１１の端部を拡径するための拡径治具３８が着脱可能に取り付けられている。

装置本体３４は、ベース部４１と、このベース部４１上に設けられたガイド部４２と、ガイド部４２に一体的に設けられた取っ手部４３とを備えている。
ベース部４１は、前後方向（図１及び図２における左右方向）に細長い金属製の板材により構成されている。このベース部４１の前部側（図１における左側）には、管保持機構３５を取り付けるための保持機構取付部４４が設けられている。図２に示されるように、本実施の形態の保持機構取付部４４は、前後方向に長い長孔４４ａを有しており、この長孔４４ａに挿通されたネジ４４ｂによって管保持機構３５がベース部４１に取り付けられている。また、保持機構取付部４４は、長孔４４ａに対するネジ４４ｂの挿入位置を前後方向に調整することによって、ベース部４１に対する管保持機構３５の取付位置を前後方向に調整することが可能となっている。管保持機構３５の取付位置を前後方向に調整することによって、樹脂管１１における拡径する位置を軸方向に調整することができる。また、このベース部４１の後部側にはガイド部４２が取り付けられている。

管保持機構３５は、図２に示されるように、開閉可能に構成された上下一対のクランプ部材４６ａ，４６ｂを有しており、この上下一対のクランプ部材４６ａ，４６ｂの内周面にはラバーゴム等の滑り止め部材が貼付されている。この上下一対のクランプ部材４６ａ，４６ｂの間に樹脂管１１を挟み込むことによって当該樹脂管１１を保持可能である。

ガイド部４２は、金属製のブロックにより形成されている。ガイド部４２は、後述する取付ロッド５０が前後方向に移動可能に挿通されており、この取付ロッド５０の前後方向の移動を案内する機能を有している。
取っ手部４３は、ガイド部４２と一体に形成された金属製のブロックからなり、ガイド部４２の後下部から後下方へ斜めに延び、使用者が片手で把持することができる形状及び大きさに形成されている。そして、取っ手部４３を把持することによって加工装置１０全体を保持することができる。

推進機構３７は、ガイド部４２に前後方向に移動可能に支持されるとともに、先端部に拡径治具３８が取り付けられる取付ロッド（取付部材）５０を備えている。この取付ロッド５０は、圧縮コイルバネからなる付勢部材５１によって後方へ付勢されている。また、推進機構３７は、この取付ロッド５０を前方へ移動（推進）させる推進操作部５２を備えている。

推進操作部５２は、レバー部材５５を備えており、このレバー部材５５は、棒状に形成されると共に、取っ手部４３の前側近傍においてガイド部４２に形成された貫通孔５６を上下方向に挿通している。また、レバー部材５５は、貫通孔５６への挿通部分で左右方向（図２の紙面貫通方向）の枢軸５７によって揺動可能に支持されている。

レバー部材５５の上端部は、取付ロッド５０に形成されたスリット５９に挿通され、同スリット５９内に設けられた係合ローラ６０に後側から当接している。また、レバー部材５５の下部側は、取っ手部４３の前側であって、取っ手部４３と共に片手で把持することができる位置に配置されている。
そして、取っ手部４３とともにレバー部材５５を把持し、レバー部材５５の枢軸５７よりも下部側を後方へ揺動させると、枢軸５７よりも上部側が前方へ揺動し、係合ローラ６０が前方に押されることによって取付ロッド５０が付勢部材５１に抗して前方へ移動（推進）する。

レバー部材５５において、人手の操作力が加わる位置（力点）ａ１から枢軸５７の中心（支点）ａ２までの距離は、係合ローラ６０を押動する位置（作用点）ａ３から支点ａ２までの距離よりも長くなっている。そのため、レバー部材５５に付与された操作力は、テコの原理によって増幅されて大きな推進力に変換され、取付ロッド５０に作用する。したがって、推進操作部５２は、レバー部材５５に付与された操作力を増幅して取付ロッド（拡径治具）を推進させるための推進力に変換する増幅部として機能している。

図２に示されるように、取付ロッド５０の先端部に着脱可能に取り付けられる拡径治具３８は、治具本体７７と、被取付部７８とを有している。治具本体７７は、先端の小径部８１と、この小径部８１から後方へ向けて傾斜状に外径が拡大する円錐形状の拡径部８２と、この拡径部８２から後方へ向けて延びる大径部８３と、を有している。小径部８１は、樹脂管１１の内径と略同じか若干小さい外径を有する円筒形状に形成されている。拡径部８２は、軸線に対して所定の傾斜角度で外径が拡大している。この拡径部８２は、樹脂管１１に挿入されることによって樹脂管１１の内径を一気に押し拡げる作用をなす。大径部８３は、小径部８１よりも大きな外径に形成されており、拡径部８２によって押し拡げられた樹脂管１１の内径が縮まないように保持し、拡径ストレート部１３（図７参照）を形成する作用をなす。なお、大径部８３は、樹脂管１１の軸線と平行な円筒形状に形成されている。ただし、大径部８３は、拡径部８２よりも緩やかな傾斜角度で外径が拡大する円錐形状であってもよい。

被取付部７８は、取付ロッド５０の先端に形成された大径頭部９１に嵌合する筒形状の筒体７８ａと、取付ロッド５０の先端に形成された取付孔９２に挿入される軸体７８ｂとを備えており、図示しない固定ピンによって取付ロッド５０の先端に取り付けられた状態で固定される。

図３は、樹脂管１１の端部を拡径する状態を拡大して示す断面図である。
加工装置１０によって樹脂管１１の端部を拡径させるには、予め樹脂管１１の端部をヒータ等によって加熱しておき、前述のように、推進機構３７のレバー部材５５を操作して取付ロッド５０を前方に推進させる。これにより、拡径治具３８は、小径部８１から樹脂管１１の端部に挿入される。そして、拡径部８２及び大径部８３が樹脂管１１の端部に挿入されることによって、当該端部が拡径される。その後、樹脂管１１の端部から拡径治具３８を抜き取ることによって、樹脂管１１の加工が終了するのであるが、そのときに樹脂管１１の端部がスプリングバックにより縮径すると、配管継手１５への嵌合が困難になるという問題が発生する。

樹脂管１１の端部から拡径治具３８を抜き取ってもその拡径した形状が維持されるようにするには、樹脂管１１の端部に拡径治具３８を挿入した後、樹脂管１１が冷えるまで拡径治具３８を挿入したままにし、樹脂管１１の端部を拡径した形状に固めることが望ましい。
このため、本実施の形態の加工装置１０では、使用者がレバー部材５５を操作し続けなくても、樹脂管１１の端部に拡径治具３８を挿入しておくことが可能なように構成されている。

具体的には、本実施の形態の加工装置１０は、拡径治具３８が樹脂管１１の端部に挿入された状態で、当該拡径治具３８の位置を固定する固定機構６５を備えている。以下、固定機構６５について詳細に説明する。

図４は、固定機構を示す側面図、図５は、固定機構を示す平面図である。
図１、図４、及び図５に示されるように、固定機構６５は、ガイド部４２の後上部に設けられている。また、固定機構６５は、取付ロッド５０に対して係合し、取付ロッド５０の後退を規制する規制具６６と、この規制具６６が取付ロッド５０に係合する作用位置と、取付ロッド５０から退避する退避位置との間で規制具６６の移動を案内するガイド部材６７と、規制具６６を作用位置と退避位置との間で移動させる操作具６８とを備えている。

ガイド部材６７は、金属製の板材を略コの字形状に屈曲することによって形成されたものであり、その左右両側部がガイド部４２の左右側面に沿って配置され、左右両側部及び上部がネジ７１、７２等によってガイド部４２に固定されている。ガイド部材６７の左右両側部は、ガイド部４２の後端面から後方に突出しており、その突出部分には、上下方向に長い長孔からなるガイド孔６７ａが形成されている。なお、ネジ７１は、レバー部材５５の枢軸５７としても利用されている。

規制具６６は、左右方向の軸心回りに回転可能であり、合成樹脂材料等から形成されたローラからなり、このローラの中心部にはＳ４５Ｃ等の金属製の軸部６６ａが設けられている。また、規制具６６は、軸部６６ａの両端部がガイド孔６７ａに挿入されることによって、ガイド部材６７に対して上下方向に移動可能に支持されている。
操作具６８は、金属製の板材を略コの字状に屈曲することによって形成されたものであり、その左右両側部６８ａがガイド部材６７の左右両側部に沿って配置され、左右両側部６８ａの前端部が左右方向の支軸７３によって上下揺動可能に支持されている。また、操作具６８の左右両側部６８ａには、規制具６６の軸部６６ａの両端が挿入される係止孔６８ｂが形成されている。この係止孔６８ｂは、ガイド孔６７ａと交差する関係になる長孔とされている。

また、操作具６８の左右両側部６８ａには、左右外方に屈曲する操作片６８ｃが一体に形成されている。この操作片６８ｃは、図１に示されるように、取っ手部４３を把持した手（２点鎖線で示す）の親指等によって操作可能な位置に配置されている。

次に、図６等を参照して、固定機構６５の作用を説明する。
図６（ａ）に示されるように、取付ロッド５０の後端がガイド部４２よりも後方へ突出している状態、すなわち、取付ロッド５０の先端に取り付けられた拡径治具３８が、樹脂管１１に挿入されていない状態（図１参照）では、規制具６６は取付ロッド５０よりも下方の「退避位置」に位置する。このとき、規制具６６の軸部６６ａは、ガイド孔６７ａの下端に位置している。

そして、レバー部材５５を操作することによって取付ロッド５０を前進させ、拡径治具３８を樹脂管１１の端部に挿入すると（図３参照）、図６（ｂ）に示されるように、取付ロッド５０の後端面はガイド部４２の後面と面一の状態になる。このとき、操作片６８ｃを上方へ押し上げて操作具６８を支軸７３を支点に上方へ揺動させると、規制具６６が取付ロッド５０の後端面に当接する「作用位置」に配置される。これにより、取付ロッド５０の後退が規制され、拡径治具３８が樹脂管１１の端部に挿入されたままとなる。

したがって、使用者がレバー部材５５を手で操作し続けなくても、継続して拡径治具３８を樹脂管１１の端部に挿入させておくことができ、使用者の負担を軽減することができる。また、使用者は、加工装置１０から手を離して別の作業を並行して行うことが可能となり、作業効率を向上させることができる。また、操作具６８は、取っ手部４３を把持したまま片手で操作することができるので、拡径治具３８を樹脂管１１に挿入した後、迅速且つ容易に拡径治具３８の位置を固定することができる。

なお、樹脂管１１の端部に拡径治具３８が挿入された状態で拡径治具３８の位置を固定する方法として、例えばレバー部材５５の揺動を規制することも考えられる。しかしながら、この場合、レバー部材５５や取付ロッド５０の寸法誤差やこれらの組み付けのガタ等に起因して、拡径治具３８が樹脂管１１の端部に完全に挿入される位置（拡径治具３８の推進終端位置）に配置されていない状態で、レバー部材５５の揺動が規制される場合もあり得る。本実施の形態では、拡径治具３８が直接的に取り付けられる取付ロッド５０の位置を規制することにより、このような不都合が生じるのを防止している。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、適宜変形できるものである。
例えば、推進機構３７を構成する推進操作部５２は、テコの原理を用いた機構だけでなく、リンク機構、クランク機構、トグル機構等による倍力機構を適用することができる。

１０： 加工装置
１１： 樹脂管
１５： 配管継手
３５： 管保持機構
３７： 推進機構
３８： 拡径治具
４３： 取っ手部
５０： 取付ロッド（取付部材）
５２： 推進操作部
６５： 固定機構
６６： 規制具
６８： 操作具（固定操作部）

Claims (4)

1. 樹脂管を保持する管保持機構と、
   前記管保持機構によって保持された前記樹脂管の端部に軸方向に挿入されることで当該端部を拡径する拡径治具と、
   この拡径治具を前記樹脂管の端部に挿入させるため、人手による操作で前記拡径治具を前記樹脂管の端部に向けて軸方向に推進させる推進機構と、
   前記拡径治具を前記樹脂管の端部に挿入した状態で前記拡径治具の位置を固定する固定機構と、を備え、
   前記推進機構は、前記樹脂管の軸方向に沿って移動可能に支持され、かつ移動方向の先端部に前記拡径治具が取り付けられる取付部材と、前記取付部材の推進操作が可能な推進操作部とを備えており、
   前記固定機構は、前記推進操作部による前記取付部材の推進操作とは別個の操作により前記取付部材の後端面に係合して当該取付部材の後退を規制する規制具を備えていることを特徴とする樹脂管の加工装置。
2. 使用者の手で把持することで当該加工装置を保持可能な取っ手部を更に備えており、
   前記固定機構は、前記取っ手部を把持した手によって、前記拡径治具の位置の固定とその解除とを操作可能な固定操作部を備えている請求項１に記載の樹脂管の加工装置。
3. 前記推進操作部は、前記取っ手部を把持した手によって、前記拡径治具の推進操作が可能である請求項２に記載の樹脂管の加工装置。
4. 前記規制具は、前記取付部材の後端面に沿う方向に回転可能なローラからなり、かつ前記取付部材に係合する作用位置と前記取付部材から退避する退避位置との間で当該方向に移動する請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂管の加工装置。

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