JPH10109128A - 管状加工物の塑性加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管継手で相互に結合される管体の一方の端部
外周を環状に隆起させる加工装置を提供する。 【構成】 回転軸６と該回転軸の軸線に沿って進退する
ドラム１１を備えた機器本体１に、着脱自在な治具１５
を取り付ける。治具１５は、テーパ部１６をもって一端
が回転軸６に接続されるガイド軸１７と、このガイド軸
１７のテーパ部１６に接触する転動自在な圧力球１８お
よびその保持具２０と、ドラム１１に連動して保持具２
０を進退させるとともに該保持具の外周に嵌合された管
状加工物Ｂを固定する治具本体２４とにより構成され
る。そして、回転軸６を回転させるとともにドラム１１
を後退させ、以て圧力球１８をテーパ部１６に沿って外
方に突出させて管状加工物Ｂの内周面に徐々に押しつけ
る。これにより、管状加工物Ｂの端部外周を効率的に隆
起できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管継手にて接続さ
れる管体の一端を接続に適する形状に加工する装置であ
り、特にステンレス鋼管その他の管状加工物の端部外周
を環状に隆起させるようにした管状加工物の塑性加工機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】管体の接続方法として、ねじ継手やフラ
ンジ継手などを用いた種々の方式が知られている。その
一例として、図６に示すような接続形態がある。この方
式によれば、一方の管体Ａの端部外周に雄ねじ４１を形
成し、他方の管体Ｂは管体Ａに嵌入される外径にしてそ
の端部外周に隆起部Ｒを形成している。また、それら管
体Ａ，Ｂを結合する管継手Ｃには管体Ａの雄ねじ４１に
螺合する雌ねじ４２と管体Ｂの隆起部Ｒに密着する接触
面４３を形成し、更に管体Ａと管継手Ｃとの間隙には隆
起部Ｒに密着するパッキン４４を介在させている。

【０００３】従来、このような構造の管体接続にして管
体に隆起部を形成するには、種々の試みが成されてきた
が、現在では主として特開昭６０−２５７９３５号に開
示されるような拡管装置が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その拡
管装置によればゴム材の変形圧を利用して管体の内周面
を加圧するようにしているからゴム材の摩耗が著しく耐
久性に劣り、しかもゴム材の変形が均等でなく加工精度
が悪いという欠点があった。

【０００５】また、ゴム材を変形させるために大きな加
圧力を必要とする関係上、同装置では油圧シリンダを用
いているので大型化し、全体の機構も複雑になるなどの
難点があった。

【０００６】そこで、本発明は小型軽量にできて加工精
度が高く、しかも短時間で加工を完了できて口径が異な
る加工物にも迅速に対応できる同種の加工装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、管状加工物の内周面に接触しながら転動す
る圧力球と、この圧力球を前記管状加工物の半径方向に
徐々に押し込んで該管状加工物の端部周面を外周側に向
けて環状に隆起させる圧力球の加圧手段とを備えた管状
加工物の塑性加工機を提供するものである。

【０００８】ここで、圧力球は鋼球その他の剛性をもつ
球体であり、その加圧手段は圧力球を転動自在に支持し
て管状加工物の半径方向に押し込むことのできる機構ま
たは装置である。なお、管状加工物の端部外周を隆起さ
せるには管状加工物と圧力球を含む加圧手段の何れか一
方を回転させるか、相互に逆向きに回転させるかして相
対的な回転を与えればよい。

【０００９】特に、請求項２の発明では具体的な構造と
して、回転軸および該回転軸の軸線に沿って進退する進
退機構を備えた機器本体と、この機器本体に取り付けら
れる着脱自在な治具で成り、このうち前記治具は外周に
テーパ部をもって一端が前記回転軸の一端に接続される
ガイド軸と、前記テーパ部に接触する転動自在な圧力球
の保持孔を有して前記ガイド軸の外周に装備される保持
具と、この保持具の外周に装備されるとともに一部が前
記進退機構に連結されて前記保持具をガイド軸の軸線に
沿って連行する支持部および前記保持具の外周に嵌合し
た管状加工物の一端を固定する固定部を有して前記圧力
球と対向する部位に該圧力球により押し出された管状加
工物の管壁を受け入れる環状溝が形成されている治具本
体とにより構成されていることを特徴とする管状加工物
の塑性加工機を提案している。

【００１０】ここで、請求項１に記載した圧力球の加圧
手段として、上述のような圧力球を転動自在に保持する
保持具とテーパ部をもつガイド軸とを含む機構が最適と
考えるが、圧力球を支持した部品を油圧シリンダなどの
ロッドの先端に直交状態に取り付けて管状加工物を回転
させるようにしたり、管状加工物中に挿入可能な中空軸
の端部周面にて圧力球を転動自在に支持して該圧力球を
前記中空軸中の流体圧またはカムなどにて突出させる方
法なども想定できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一例を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る管状加
工物の塑性加工機の内部構造を示した断面図である。

【００１２】図１において、１は塑性加工機を構成する
機器本体、２はその機台である。図示するように、機台
２の一端には貫通孔３を穿った取付板４が固定され、こ
の取付板４には貫通孔３に対応して軸受５を取り付けて
いる。また、軸受５には回転軸６を圧入して回転自在に
支持している。その回転軸６の一端側には周面に雄ねじ
７をもつフランジ部８を形成し、また他端側にはプーリ
９を嵌着して後述する動力源の動力を伝達できるように
している。更に、フランジ部８の外周には雄ねじ７に螺
合する雌ねじ１０を内周面に形成した進退機構たる筒状
のドラム１１を設け、このドラム１１が回転軸６の回転
に伴ってその軸線方向に進退するようにしてある。な
お、ドラム１１の下部には図示せぬ案内ピンを取り付
け、その案内ピンを回転軸６の軸線方向に向けて形成し
た機台２の図示せぬ長孔に係合してドラム１１の回転を
規制している。このため、ドラム１１は回転することな
く回転軸６の軸線に沿って進退し、特に回転軸６の回転
力により進退するから独自の動力源を要さず回転軸６の
動力源一つで作動させることができる。

【００１３】図２は同装置の正面概略図であり、１２は
機台２上に設置した動力源たるモータを示す。この図に
示すように、モータ１２の駆動軸にはプーリ１３を嵌着
し、このプーリ１３と回転軸６に嵌着したプーリ９をタ
イミングベルト１４で連係している。

【００１４】そして、このように構成された機器本体１
には、以下に示す治具１５が交換可能に取り付けられ
る。その治具１５は外周に５〜１０度程度に傾斜する円
錐状のテーパ部１６をもって一端が回転軸６の一端に接
続されるガイド軸１７と、テーパ部１６に接触する転動
自在な圧力球１８の保持孔１９を有してガイド軸１７の
外周に装備される保持具２０と、この保持具２０の外周
に装備されるとともに一部がドラム１１に連結されて保
持具２０をガイド軸１７または回転軸６の軸線に沿って
連行する支持部２１および保持具２０の外周に嵌合した
管状加工物Ｂの一端を固定する固定部２２を有して圧力
球１８と対向する部位に該圧力球により押し出された管
状加工物Ｂの管壁を受け入れる環状溝２３が形成されて
いる治具本体２４とにより構成される。

【００１５】図１に示すように、ガイド軸１７は回転軸
６の一端面に形成した非円形の突起２５に嵌合する嵌合
部２６を一端面にもち、回転軸６と同軸上にして直列に
接続される。また、このガイド軸１７の一端には鍔部２
７を形成し、他端には止め金２８を固定している。そし
て、そのガイド軸１７の外周に回転自在かつ軸線方向に
摺動自在に装備したスリーブ状の保持具２０と鍔部２７
との間に圧縮ばね２９を装備し、その圧縮ばね２９の弾
力にて保持具２０を止め金２８の方向に付勢している。

【００１６】ここで、保持具２０は止め金２８に圧着す
る位置を初期状態として、この状態で圧力球１８がテー
パ部１６の先端部分に位置して保持孔１９の中に埋没す
るようにしてある。なお、保持孔１９は図３で明らかに
しているように１２０度間隔で３箇所に形成されて保持
具２０の壁面を貫通している。一方、圧力球１８は保持
孔１９の口径にほぼ等しい直径をもつ鋼球であって、そ
れぞれ保持孔１９に転動自在に装填されている。

【００１７】また、治具本体２４は保持具２０および管
状加工物Ｂが挿入される円筒状の空洞部３０を有し、そ
の空洞部３０の内周面に支持部２１と固定部２２に亙っ
てＶ字状の環状溝２３を一連に形成している。特に、支
持部２１は保持具２０の外周面に一連に形成した凹状溝
３１に係合するピン３２とスラストベアリング３３とを
介して保持具２０を回転自在かつガイド軸１７の軸線方
向に移動自在に支持している。一方、固定部２２は支持
部２１の一部に取り付けられるナット３４と、割溝を入
れた略Ｃ字形の締付リング３５で成り、このうち締付リ
ング３５は支持部２１に対するナット３４の締付力に応
じて管状加工物Ｂの外周面に圧着してこれをクランプす
ることができる。なお、締付リング３５は、２つ割りや
３つ割りの円形分割片にしてもよい。

【００１８】次に、図４は治具の拡大断面図であり、特
にこの図には管状加工物Ｂの端部外周に隆起部Ｒが形成
された状態を示している。ここで、図１および図４によ
り本装置の作用を説明すると、鋼管などの管状加工物Ｂ
を加工するには、先ず管状加工物Ｂの一端を保持具２０
の外周に嵌合し、その状態で治具本体２４の固定部２２
を締め付けて管状加工物Ｂを固定する。そして、動力源
の動力を回転軸６に伝えて回転させるのであり、これに
よりガイド軸１７も回転を始め、特に回転軸６の回転が
例えば時計回り（右回り）であってフランジ部８の雄ね
じ７が右ねじであれば、このときドラム１１はフランジ
部８を通じて回転軸６の軸線方向に引き寄せられて後退
するようになる。

【００１９】すると、そのドラム１１に連動して治具本
体２４が同方向へ引き寄せられ、しかも治具本体２４に
より保持具２０も圧縮ばね２９の弾力に抗して同方向に
連行される。このため、圧力球１８がテーパ部１６に沿
って外方に押し出されて管状加工物Ｂの内周面に圧着し
はじめる。そうすると、その接触圧により保持具２０が
ガイド軸１７と同方向に回転されることになる。この結
果、圧力球１８は管状加工物Ｂの内周面を加圧しつつ旋
回し、管状加工物Ｂの管壁をその外周側に向けて一連に
押し出し、押し出された部分が環状溝２３に導入される
ことになる。ここで、圧力球１８は環状加工物Ｂの内周
面とガイド軸１７のテーパ部１６とに接触して不規則に
転動するから摩耗が少なく、その耐久性および環状加工
物Ｂの加工精度が上がる。

【００２０】図５は加工後の管状加工物Ｂの一部を示し
た斜視図である。この図で明らかなように、本装置によ
れば、管状加工物Ｂの端部外周に環状の隆起部Ｒが形成
されるのであり、これを図６に示す如く他の管体Ａと管
継手を介して良好に接続することができる。

【００２１】以上、本発明の一例を詳細に説明したが、
本発明に係る環状加工物の塑性加工機は上記構成に限定
されるものでなく、例えば回転軸には動力源としてのモ
ータなどを直結するようにしてもよい。また、回転軸に
フランジ部を形成せず、ドラムが螺合される筒状物を回
転軸と別にして取付板に設け、そのドラムを手動もしく
は他の動力源にて回転させて進退させるようにしてもよ
い。更に、そのドラムに代えて取付板に油圧シリンダそ
の他のシリンダ装置を固定し、それらシリンダ装置を用
いて治具本体を進退させることもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば鋼球などの圧力球を管状加工物の内周面に押しつ
けてその外周に隆起部を形成するようにしていることか
ら高い加工精度が得られ、しかも圧力球が転動するため
その摩耗が少なく耐久性が上がる。

【００２３】また、圧力球を管状加工物の内周面に押し
込む手段として、テーパ部をもつガイド軸を用いたた
め、圧力球の加圧を円滑かつ適正に行うことができ、し
かもテーパ部に沿って圧力球が保持具より出入りするよ
うにしているので、圧力球の加圧力はゴム材を変形させ
る従来の方式に比べて非常に小さく済み、その結果とし
て装置を小型軽量にすることができる。

【００２４】更に、管状加工物の取付および案内をする
治具を機器本体に対して着脱自在にしたため、管状加工
物の口径に応じた種々の治具を取り揃えることにより、
異径の管状加工物の加工にも迅速に対応でき、特に試験
機による加工実験によれば治具の交換に３０秒程度、実
際の加工においては１５秒程度と極短時間での作業が可
能であることが認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る管状加工物の塑性加工機を示した
断面図

【図２】同装置の正面概略図

【図３】図１におけるＸ−Ｘ線断面図

【図４】治具の部分を拡大して示した断面図

【図５】本装置により加工を施した管状加工物の加工部
位を示す斜視図

【図６】管体を相互に接続した状態を示す断面図

【符号の説明】

１ 機器本体 ６ 回転軸 １１ ドラム １２ モータ １５ 治具 １６ テーパ部 １７ ガイド軸 １８ 圧力球 １９ 保持孔 ２０ 保持具 ２１ 支持部 ２２ 固定部 ２３ 環状溝 ２４ 治具本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状加工物の内周面に接触しながら転動
   する圧力球と、この圧力球を前記管状加工物の半径方向
   に徐々に押し込んで該管状加工物の端部周面を外周側に
   向けて環状に隆起させる圧力球の加圧手段とを備えた管
   状加工物の塑性加工機。
2. 【請求項２】 回転軸および該回転軸の軸線に沿って進
   退する進退機構を備えた機器本体と、この機器本体に取
   り付けられる着脱自在な治具で成り、このうち前記治具
   は外周にテーパ部をもって一端が前記回転軸の一端に接
   続されるガイド軸と、前記テーパ部に接触する転動自在
   な圧力球の保持孔を有して前記ガイド軸の外周に装備さ
   れる保持具と、この保持具の外周に装備されるとともに
   一部が前記進退機構に連結されて前記保持具をガイド軸
   の軸線に沿って連行する支持部および前記保持具の外周
   に嵌合した管状加工物の一端を固定する固定部を有して
   前記圧力球と対向する部位に該圧力球により押し出され
   た管状加工物の管壁を受け入れる環状溝が形成されてい
   る治具本体とにより構成されていることを特徴とする管
   状加工物の塑性加工機。