JPH04118119A - 金属管のフランジング加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属管の端部にフランジを形成するフランジン
グ加工装置に係わり、特に、建築ビル用のうちオフィス
ビル、学校、マンション等の温水、冷却水、雑用水系の
給排水配管に使用する金属管のフランジング加工装置及
び配管自動設備ラインに関する。

〔従来の技術〕

従来、金属管の端部にフランジを形成するフランジング
加工装置には種々のものがある。例えば、特開昭６３−
２６８５１９号公報には、円錐状工具を装着したチャッ
クを回転させてパイプ端部にフレアー加工を施し、次い
でその円錐状工具の先端に補助ヘッドをかぶせてチャッ
クを回転させ、補助ヘッドをフレアー加工面に押し当て
てパイプに直交するフランジを成形する装置が記載され
ている。

また、特開昭６０−１３０４２４号公報に記載の装置は
、円錐状の第１成形面と、その周囲に位置し回転軸心に
直交する第２成形面とを有する工具を回転させ、第１成
形面でパイプ端部をフレアー加工した後、第２成形面を
フレアー加工面に押し当てフランジング加工を行うもの
である。

また、特開昭５５−１５８８３７号公報記載の装置は、
工具スレッジに圧力バーを調節ネジにより径方向に調節
自在に装架し、工具スレッジを１つの支持部材の間に摺
動自在に挟んで保持し、支持部材を回転させながら工具
スレッジを支持部材に沿って動かすことにより圧力バー
の回転と角運動を行わせ、パイプ端部に連続的にフラン
ジを形成するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特開昭６３−２６８５１９号公報に記載
の装置は、パイプ端部を複数の工程で拡張することによ
りフランジング加工を行うため、各工程への移行時に段
取替えを必要とし、連続自動加工には不向きな構成であ
った。

また、特開昭６０−１３０４２４号公報に記載の装置は
、第１成形面でフレアー加工を行った後、第２成形面で
加工するとき、第２成形面が平面であり、この平面成形
面がフレアー加工されたパイプ端部の先端から接触する
プレス方式にて加工を行うので、パイプの直管部分とフ
ランジ部とが直交する加工遷移部に半径方向内側の座屈
現象が発生する傾向が大となり、フランジの加工形状が
悪くなる欠点があった。

更に、特開昭５５−４５８８３７号公報に記載の装置は
、口径、肉厚の異なるパイプをフランジング加工する場
合、加工前にネジバーを回転させてパイプの口径に対し
て工具スレッジの位置を調節し、かつ調節ネジによって
パイプの肉厚に対して圧力バーの位置を調節する必要が
ある。

以上のように、従来技術は、いずれも、■段取りなしで
の連続加工、■フランジング加工形状の外観の維持、と
いう２つの点について配慮されておらず、作業工数の増
大、製品不良の増大、配管自動設備ラインへの組み込み
の困難性などの問題があった。

本発明の目的は、段取りなしでの連続加工が可能であり
、かつ製品の品質を確保できる金属管のフランジング加
工装置、及びそのフランジング加工装置を備えた配管自
動設備ラインを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、メインシャ
フトと、前記メインシャフトに回転可能に取り付けられ
かつその軸方向には移動が拘束された連結手段と、一端
が前記連結手段に枢動結合され、かつ回転可能な成形面
を持つ少なくとも１本の成形工具と、前記成形工具の他
端に作動的に連結され、該成形工具に前記メインシャフ
ト回りの回転と前記枢動結合端部口りの傾転とを与える
と共に、メインシャフト軸方向の推力を与える駆動手段
とを備えることを特徴とする金属管のフランジング加工
装置が提供される。

また、本発明によれば、上述のフランジング加工装置を
備えることを特徴とする配管自動設備ラインが提供され
る。

〔作用〕

駆動手段が成形工具にメインシャフト回りの回転と枢動
結合端部回りの傾転とを与えると共に、メインシャフト
軸方向の推力を与えることにより、成形工具は金属管端
部との接触により自転しながら回転（公転）し、かつそ
の端部をフレアー状に押し開きながら傾転する。この成
形工具の自転と回転（公転）及び傾転により、金属管端
部にフランジが形成される。即ち、加工前の調節あるい
は加工途中での段取り替えのない連続的な加工動作にて
フランジ加工加工がなされる。このため、作業工数が大
幅に低減すると共に、配管自動設備ラインへのラインア
ップが容易となる。また、成形工具を傾転しながら回転
（公転）させ、金属管端部をフレアー状に押し開く加工
であるので、金属管の直管部分とフランジ部と間の加工
遷移部に生じる座屈現象の可能性が低減する。このため
、製品の不良率を低下させ、かつＪＩＳラップジヨイン
トと同等の精度の外径寸法を有するフランジ加工が可能
となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図により説明す
る。

第１図〜第３図において、本実施例のフランジング加工
装置は、シャフトサポート１によりフロワー２に固定状
態の支持され、かつオネジが切られたネジ部３を有する
メインシャフト４と、メインシャフト４の先端部分に回
転可能に取り付けられかつその軸方向の移動が拘束され
たバイパスシャフト５と、それぞれ一端がバイパスシャ
フト５の対向端部に枢動結合されかつメインシャフト４
を挾んで対称的に位置する２本の円錐状工具６と、それ
ぞれ一端が円錐状工具６の他端に枢動結合された１対の
リンクシャフト７と、リンクシャフト７の他端が枢動結
合されると共に、メインシャフト４のネジ部３が挿入さ
れかつそのネジ部３に噛み合うネジ部を形成した孔８を
有する面板シャフトリンク９及びこの面板シャフトリ、
ンク９を一端面に固定し、かつ同様にネジ部を形成した
孔１０を有する面板１１とからなる面板ユニット１２と
、面板１１をシャフト１３を介して回転駆動するモータ
１４と、モータ１４を支持する移動ベース１５と、フロ
ワー２に設置され、移動ベース１５を摺動可能に支持す
るガイドレール１６と、移動ベース１５をガイドレール
１６に沿って移動させる油圧シリンダ１７とを備えてい
る。

円錐状工具６の詳細構造を第４図及び第５図に示す。円
錐状工具６は、円錐状の成形面２０を持つ工具本体２１
と、工具本体２１を回転させる多数の軸受２２と、工具
本体２１の軸心となるベアリングシャフト２３と、ベア
リングシャフト２３の端部２３ａとリンクシャフト７を
枢動結合する固定シャフト２４及び固定ピン２５とを備
えている。この構成により、工具本体２１を被加工物で
あるパイプ３０（第１図参照）の端部に接触させながら
２つの円錐状工具６をメインシャフト４の回りで回転（
公転）させるとき、同時に工具本体２１の自転も可能と
なる。なお、ベアリングシャフト２３とバイパスシャフ
ト５の連結部、リンクシャフト７と面板シャフトリンク
９との連結部も、上述したベアリングシャフト２３とリ
ンクシャフト７の連結部と同様な構造となっている。

円錐状工具６の軸受構造は第６図に示すようであっても
よい。第６図は第４図の構造における多数の軸受２２の
数を最小限の数の軸受にて対応した例を示すものであり
、中央部にある軸受２６を固定するために固定板２７及
び２８を取付けた構造である。なお、この固定板２７及
び２８の取付は部はネジ加工されており、回転させるこ
とにより固定する。

バイパスシャフト５とメインシャフト４との連結部の詳
細構造を第７図に示す。バイパスシャフト５はメインシ
ャフト４上に前進軸受３５及び後退軸受３６を介して連
結され、これら２つの軸受３５．３６は、各々、メイン
シャフト４の径方向に加わる力を支持するラジアル軸受
３７．３８と、メインシャフト４の軸方向に加わる力を
支持するスラスト軸受３９．４０との２種類の軸受から
なっている。また、バイパスシャフト４と２つの軸受３
５，３６との間にはメタル４１．４２が挿入され、メイ
ンシャフト４の軸方向に対するバイパスシャフト４の位
置決めをしている。２つの軸受３５．３６は、スラスト
軸受の一部をなす固定板４３．４４の中央孔とメインシ
ャフト４にネジを切り、固定板４３．４４をメインシャ
フト４上にネジ結合することにより固定されている。以
上の構造により、フランジ加工加工時には、バイパスシ
ャフト５はメインシャフト４に対して回転しかつその軸
方向には移動が拘束されている。

以上のように構成された本実施例のフランジング加工装
置の動作は次のようである。モータ１４が回転すると面
板１１及び面板シャフトリンク９からなる面板ユニット
１２が回転し、更にリンクシャフト７と円錐状工具６と
バイパスシャフト５とがメインシャフト４の回りを回転
（公転）する。

この回転により、面板ユニット１２はそのネジ部８、ｌ
Ｏとメインシャフト４のネジ部３との噛み合いを介して
徐々に前進する。このとき、油圧シリンダ１７も同期し
ながら移動ベース１５を前進させる。面板１１と面板シ
ャフトリンク９のこのような前進により、リンクシャフ
ト７を介して円錐状工具６は徐々に角度を開いていく。

なお、このとき面板ユニット１２の前進と同期しながら
油圧シリンダ１７によって移動ベース１５を前進させる
目的は、モータ１４の回転負荷を極力小さくするためで
あり、その結果、円錐状工具６には主にこの油圧シリン
ダ１７によって推力が与えられる。

円錐状工具６の角度が徐々に開く、即ち、傾転して行く
に従って、工具本体２１の成形面２０がパイプ３０の内
表面と接触し、その状態で円錐状工具６がメインシャフ
ト４の回りを回転することにより工具本体２１も自転す
るようになる。パイプ３０は加工される前にクランプ３
１により把持され、固定されている。円錐状工具６が油
圧シリンダ１７によって推力を与えられながらさらに倒
れていくにつれ、パイプ３０の内表面が外側へ開いて行
き、最終的には第３図に示すように、パイプ３０の端部
にフランジ３２が形成される。

以上のように、本実施例によれば、円錐状工具６にメイ
ンシャフト４回りの回転と角度が開く傾転と推力とを与
えることにより、円錐状工具６は工具本体２１が自転し
ながら回転（公転）し、かつパイプ３０の端部をフレア
ー状に押し開きながら傾転して、パイプ３０の端部にフ
ランジ３２を形成するので、加工前の調節あるいは加工
途中での段取り替えのない連続的な加工動作が可能とな
り、作業工数が大幅に低減する。また、円錐状工具６を
倒しながら回転させてパイプ端部をフレアー状に押し開
く加工であるので、パイプ３０の直管部分とフランジ部
と間の加工遷移部に座屈現象が生じる可能性が大幅に低
減し、製品の不良率を低下させ、かつ精度の高い外径寸
法を有するフランジ加工が可能となる。

本実施例の装置によりフランジング加工した製品の使用
例を第８図により説明する。第８図において、上述のよ
うにパイプ３０にはフランジ３２が形成されている。こ
のパイプ３０にはルーズフランジ４０がそれぞれ挿入さ
れ、フランジ３２の加工面をシート面として利用してそ
のシート面間にシートパツキン４１を挿入し、ルーズフ
ランジ４０間をボルト・ナツト４２にて締め付け、複数
のパイプ３０を組立てて行く。

次に、本発明のフランジング加工装置は自動連続加工が
可能であることから、その特徴を活かして配管自動設備
（Ｆ　Ａ）ラインに組み込むことができる。以下、その
−例を第９図及び第１０図により説明する。

第９図はパイプの投入、切断、マーキング、フランジン
グ加工、冷間曲げ加工までを連続に行うＦＡラインの一
例を示したものである。また、そのＦＡラインの作業フ
ローを第１０図に示す。

第９図において、パイプフィーダ５１より自動にてパイ
プがパイプ切断位置決め装置５２へ投入され、パイプへ
のマーキングを行うための位置まで搬送され、マーキン
グ装置５３によりパイプ表面へ印字される。マーキング
完了後、切断位置決めされ、レーザー切断機５４により
切断される。

切断されたパイプは、パイプ搬送装置５５によりパイプ
受は台５６へ搬送され、本発明のフランジング加工装置
５７により片端あるいは両端のフランジング加工が行な
われる。加工完了後、パイプ搬送装置５８によりパイプ
ローダ５９へ搬送され、さらにパイプローダ５９からＮ
Ｃパイプベンダー６０へ投入され、立体画げも含めた冷
間曲げ加工が行われ、製品として払い出される。なお、
以上のＦＡラインはフランジシート面の締付けは、トッ
プジヨイントにて組立て時に行うものと仮定してライン
構成したものである。

以上のように、本実施例装置は、円錐状工具の自転と回
転（公転）及び傾転を組み合わせた動作により、連続的
な加工動作で精度の良いフランジング加工をすることを
可能とすると共に、連続的な加工動作が可能であること
からＦＡラインへのラインアップも非常に容易となり、
ビル設備用配管の塑性加工技術に対し極めて大きな改善
効果をもたらすものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、成形工具に回転（公転）と傾転とを与
えながらフランジング加工を行うので、加工前の調整及
び加工途中の段取り替えのない連続的な加工動作が可能
となり、配管の加工コストを大幅に低減する効果がある
。また、自動加工ができるため配管自動設備ラインへの
ラインアップが容易となり、更に加工コストを低減させ
る効果がある。また、成形工具に回転（公転）と傾転と
を与えながら加工であるため、製品の品質も確保できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるフランジング加工装置
の平面図であり、第２図はそのフランジング加工装置の
側面図であり、第３図はフランジング加工が完了した状
態を示す第１図と同様な平面図であり、第４図は円錐状
工具の詳細構造を示す断面図であり、第５図はその円錐
状工具の端面図であり、第６図は円錐状工具の変形例を
示す断面図であり、第７図はメインシャフトとバイパス
シャフトとの連結構造を示す断面図であり、第８図はフ
ランジング化加工された製品の使用例を示す図であり、
第９図は本発明のフランジング加工装置のＦＡラインへ
の適用を示す図であり、第１０図は第９図のＦＡライン
の作業フロー図である。 符号の説明 ３・・・ネジ部（オネジ部；移動手段）４・・・メイン
シャフト ５・・・バイパスシャフト（連結手段）６・・・円錐状
工具（成形工具） ７・・・リンクシャフト（駆動手段） ８・・・孔（メネジ部；移動手段） １２・・・面板ユニット（同） １４・・・モータ（同） １５・・・移動ベース １６・・・ガイドレール（ガイド手段）１７・・・油圧
シリンダ（同；移動手段）２０・・・成形面 ３０・・・パイプ（金属管） ３２・・・フランジ ３５．３６・・・軸受

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）メインシャフトと、前記メインシャフトに回転可
   能に取り付けられかつその軸方向には移動が拘束された
   連結手段と、一端が前記連結手段に枢動結合され、かつ
   回転可能な成形面を持つ少なくとも１本の成形工具と、
   前記成形工具の他端に作動的に連結され、該成形工具に
   前記メインシャフト回りの回転と前記枢動結合端部回り
   の傾転とを与えると共に、メインシャフト軸方向の推力
   を与える駆動手段とを備えることを特徴とする金属管の
   フランジング加工装置。
2. （２）請求項１記載の金属管のフランジング加工装置に
   おいて、前記駆動手段は、一端が前記成形工具の他端に
   枢動結合されたリンクシャフトと、前記リンクシャフト
   の他端が枢動結合されかつ前記メインシャフト上に回転
   可能で軸方向に移動可能に挿入された面板ユニットと、
   前記面板ユニットを回転駆動するモータと、前記面板ユ
   ニットを前記メインシャフトの軸方向に前進させる移動
   手段とを含むことを特徴とする金属管のフランジング加
   工装置。
3. （３）請求項２記載の金属管のフランジング加工装置に
   おいて、前記移動手段は、前記メインシャフトに形成さ
   れたオネジ部と、前記面板ユニットに形成され、前記オ
   ネジ部と噛み合うメネジ部とを含むことを特徴とする金
   属管のフランジング加工装置。
4. （４）請求項２記載の金属管のフランジング加工装置に
   おいて、前記移動手段は、前記モータを支持する移動ベ
   ースと、前記移動ベースを摺動可能に支持するガイド手
   段と、前記移動ベースを前記ガイド手段に沿って移動さ
   せる油圧シリンダとを含むことを特徴とする金属管のフ
   ランジング加工装置。
5. （５）請求項１記載の金属管のフランジング加工装置に
   おいて、前記成形工具は前記メインシャフトを挾んで対
   称位置に２本あることを特徴とする金属管のフランジン
   グ加工装置。
6. （６）請求項１記載の金属管のフランジング加工装置に
   おいて、前記成形工具は円錐状工具であることを特徴と
   する金属管のフランジング加工装置。
7. （７）請求項１記載のフランジング加工装置を備えるこ
   とを特徴とする配管自動設備ライン。