JPH10202428A - 管体用のねじ孔加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管体に径方向に貫通するねじ孔を周方向に等
ピッチで複数加工する際に、短時間のうちに能率良く加
工を行えるようにする。 【解決手段】 管体をねじ孔加工部における軸心の回り
に回転可能にクランプするエアチャック装置２８と、こ
のエアチャック装置２８によってクランプされた管体に
ねじの下孔を加工するドリルユニット６０、６０と、下
孔が加工されたうえでエアチャック装置２８によって１
ピッチ分だけ周方向に回転された管体の前記下孔部分に
ねじ加工を行うタップユニット５８、５８とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管体用のねじ孔加
工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】管体として、図７に示される継手構造を
有したものがある。すなわち、互いに接合される一方の
管１の端部には受口２が形成され、他方の管３の端部に
は、この受口２の内部に挿入される挿口４が形成されて
いる。受口２の内周面には、開口端側から順に、屈曲防
止リング収容溝５と、シール材収容溝６と、ロックリン
グ収容溝７と、奥端面８とが形成されている。屈曲防止
リング収容溝５が形成された部分には、受口２の壁部を
径方向に貫通するねじ孔９が、周方向に沿って等ピッチ
で複数形成されている。

【０００３】屈曲防止リング収容溝５には周方向に沿っ
て適当数に分割された屈曲防止リング１０が収容され、
この屈曲防止リング１０は、受口２の外周からねじ孔９
にねじ込まれる六角孔付きのセットボルト１１によって
挿口４の外周面に押圧状態で保持される。

【０００４】シール材収容溝６にはゴム製の管状のシー
ル材１２が収容されており、このシール材１２が収容溝
６の底部と挿口４の外周面との間で圧縮されることで、
所要のシール機能が発揮されている。

【０００５】ロックリング収容溝７にはロックリング１
３が収容されており、このロックリング１３の外周面と
収容溝７の底部との間には、芯出し用ゴム材１４が設け
られている。このゴム材１４は、受口２内への挿口４の
挿入時にロックリング１３を芯出し状態で保持するとと
もに、受口２内へ挿口４を挿入した後はロックリング１
３を挿口４の外周面に向けて押圧する役割を果たす。ロ
ックリング１３よりも受口２の奥側まで挿入される挿口
４の先端部の外周には、挿口４が受口２から抜け出そう
とするときにロックリング１３に掛かり合い可能な突部
１５が形成されている。

【０００６】このような構成において、管路の直管部分
では、受口２に屈曲防止リング収容溝５を形成せずに、
したがって屈曲防止リング１０を用いることなしに、管
継手が構成される。すると、突部１５とロックリング１
３との掛かり合いによって管継手の離脱が防止されると
ともに、受口挿口間の隙間の範囲で管継手にある程度の
屈曲性が付与される。

【０００７】しかし、図８に示すような管路の曲がり部
を構成する異形管１６の部分にこの種の屈曲性を有した
管継手を適用すると、管内の水圧によってこの異形管１
６を動かそうとする不平均力Ｐが働き、これによって管
路に無理な曲げ応力が作用したりずれが生じたりするお
それがある。

【０００８】そこで従来においては、このような異形管
１６の部分では、図７に示された屈曲防止リング１０を
用いることで、受口２と挿口４とを互いに径方向に固定
させ、それによって両者が相互に屈曲することを防止し
ている。

【０００９】このような管継手を構成するためには、受
口２にねじ孔９を形成する必要があるが、従来において
は、作業者がこのねじ孔の形成位置を位置決めしたうえ
で、手動の加工機を用いて、下孔加工とタップ加工とを
行うのが一般的である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、作業者が目視
による位置決めを行うものであるために、その作業に時
間を要するという問題点がある。また、下孔をあけた後
にタップ加工を行う際に改めて芯出し作業を実施する必
要があり、このためさらに時間を要するという問題点が
ある。

【００１１】そこで本発明は、このような問題点を解決
して、短時間のうちに能率良く管体にねじ孔を加工でき
るようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、管体に径方向に貫通するねじ孔を周方向に等
ピッチで複数加工するための装置が、前記管体をねじ孔
加工部における軸心の回りに回転可能にクランプする手
段と、このクランプ手段によってクランプされた管体に
ねじの下孔を加工するドリルユニットと、前記下孔が加
工されたうえでクランプ手段によって１ピッチ分だけ周
方向に回転された管体の前記下孔部分にねじ加工を行う
タップユニットとを有するようにしたものである。

【００１３】このような構成であると、クランプ手段に
よって管体がクランプされるとともにねじ孔を加工すべ
き位置が位置決めされ、この位置決め状態でドリルユニ
ットによって下孔が加工される。この下孔の加工後にク
ランプ手段によって管体が１ピッチ分だけ周方向に回転
されると、タップユニットとその下孔とが自動的に位置
決めされ、その下孔にねじ加工が行われる。このとき、
ドリルユニットは次の下孔の加工位置に位置決めされた
状態となるため、改めて位置決めを行うことなしに能率
良く次の下孔が加工される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図６において、１６は４５度方向
に曲がって形成された異形管であり、図８に示されたも
のと同様の構成である。この図６の異形管１６におい
て、図７および図８に示された部材と同一の部材には同
一の参照番号が付されている。この図６の異形管１６
は、鋳造された直後の状態のものであり、これに受口２
の壁部を貫通して屈曲防止リング収容溝５に至るねじ孔
が加工される。１９は受口２の端面である。

【００１５】このとき、異形管１６が４５度方向に曲が
って形成されていることから、上記ねじ孔は、互換性な
どの観点より、この管の曲がり方向に対応して周方向の
特定位置すなわち特定の位相に形成されることが要求さ
れる。このねじ孔の位置を周方向に特定するために、異
形管１６におけるねじ孔を加工すべき部分の受口２の外
面には、周方向の一か所に位置決め用凹部１８が形成さ
れている。この位置決め用凹部１８は、ねじ孔を加工す
るときの位置の基準点となるものであり、焼失模型鋳造
法により異形管１６を製造する場合には鋳出しによって
容易に形成することができ、あるいは鋳造後の機械加工
によっても形成することができる。また位置決め用凹部
１８は、異形管１６の受口２の軸心方向については、屈
曲防止用リング収容溝５の中心の位置に対応して形成さ
れている。

【００１６】図１〜図５は、本発明にもとづくねじ孔加
工装置の詳細構造を示す。図１および図２に示すよう
に、床面２１に固定された基礎フレーム２２の上には、
四隅の上下方向のガイドシャフト２３に案内される平面
視で矩形状の昇降フレーム２４が設けられている。２５
は昇降駆動装置で、モータによって駆動されるスクリュ
ウジャッキを有して、この昇降フレーム２４を昇降させ
ることが可能である。

【００１７】昇降フレーム２４の上には割り出しテーブ
ル２６が設けられており、この割り出しテーブル２６
は、割り出し駆動装置２７の作用によって、鉛直軸心の
まわりに割り出しを受けるように構成されている。さら
にこの割り出しテーブル２６の上には鉛直方向の異形管
１６の受口２をクランプ可能なエアチャック装置２８が
設けられている。このエアチャック装置２８は、本体部
２９と、三爪方式のチャック爪３０とを有した構成とさ
れている。

【００１８】図３〜図５に詳細に示すように、各チャッ
ク爪３０は、それぞれ複数の爪部３１Ａ〜３１Ｅを有す
る。これらの爪部３１Ａ〜３１Ｅは、鉛直方向に沿って
複数段となるように階段状に形成されている。すなわ
ち、最も下側の爪部３１Ａがエアチャック装置２８の中
心部３２から水平方向に最も距離をおいて配置されると
ともに、上側の爪部３１Ｂ…ほど中心部３２に近づくよ
うに配置されている。上下に隣り合う爪部３１Ａ、３１
Ｂ、…どうしの間には隙間３３が形成され、各爪部３１
Ａ…の先端の上面および下面には、これら爪部３１Ａ…
を先細り状に形成する傾斜面３４、３５がそれぞれ形成
されている。

【００１９】他よりも下側に位置する爪部３１Ａ〜３１
Ｄの上面には、管受け突部３８が形成されている。そし
て、爪部３１Ａ〜３１Ｅの大きさに対応した口径の異形
管１６の受口２をチャック爪３０にかぶせると、この異
形管１６は、この異形管１６に対応したサイズの爪部３
１Ｂ〜３１Ｅのすぐ下側の、一段階だけサイズの大きな
爪部３１Ａ〜３１Ｄの管受け突部３８に受口２の端面１
９が接して支持された状態となる。なお、エアチャック
装置２８の本体部２９には、最も下側の爪部３１Ａに対
応して、この爪部３１Ａのサイズに対応した異形管１６
の受口２の端面１９を支持するための受け台３９が設け
られている。また各爪部３１Ａ〜３１Ｅは、チャックす
べき口径の異形管１６の屈曲防止リング収容溝５の幅に
応じた厚みすなわち上下方向の寸法で形成されている。

【００２０】このように管受け突部３８あるいは受け台
３９にて異形管１６をその受口２の端面１９で支持した
状態で、エアチャック装置２８のチャック爪３０を拡径
方向に作動させると、その異形管１６に対応した爪部３
１Ａ〜３１Ｅの先端が異形管１６の屈曲防止リング収容
溝５に入り込み、その傾斜面３４、３５が収容溝の一方
および他方の溝縁部４０、４０に掛かり合うことで、こ
のエアチャック装置２８によって異形管１６が内面側か
らクランプされることになる。このとき、上述のように
爪部３１Ａ〜３１Ｅの上下の傾斜面３４、３５が受口２
の収容溝５の両側の溝縁部４０、４０に掛かり合うた
め、このように異形管１６をクランプすると、それによ
って異形管１６すなわち収容溝５が爪部３１Ａ〜３１Ｅ
に対して軸心方向に位置決めされることになる。

【００２１】このようにエアチャック装置２８のチャッ
ク爪３０によってクランプされた異形管１６の屈曲防止
リング収容溝５に対し、後述のように管１６の外面側か
らドリルによる下孔とタップによるねじ孔とが機械加工
されるが、図５に示すように、チャック爪３０の各爪部
３１Ａ〜３１Ｅの先端には、この機械加工の際の刃物４
１の先端部との干渉を避けるための平面視で円弧状の切
欠部４２が形成されている。また、各爪部３１Ａ〜３１
Ｅの先端面３７は、収容溝７が形成された部分の受口２
の内周に対応した円弧状に形成されている。

【００２２】エアチャック装置２８の各チャック爪３０
は、それぞれ軸心方向すなわち上下方向の２本のボルト
４３、４４によって本体部２９に取り付けられている。
これらのボルト４３、４４は径方向に並んだ状態で配置
されており、その径方向の外側に位置するボルト４３
は、一番下側の爪部３１Ａの基端部分に通されている。
このため、爪部３１Ａには、ボルト４３を通すための孔
部４５とボルト頭部の収容部４６とが形成されている。
このボルト４３を通すための爪部３１Ａよりもすぐ上側
の爪部３１Ｂには、このボルト４３を孔部４５に通すと
きの干渉を避けるための円弧状の切欠部４７が、切欠部
４２に連続する形で形成されている。

【００２３】同様に、下から二番目の爪部３１Ｂの基端
部分には、この爪部３１Ｂよりも下側の部分にわたっ
て、内側のボルト４４を通すための孔部４８が形成され
ている。４９はボルトの頭部の収容部である。また同様
に、下から三番目の爪部３１Ｃには、ボルト４４を孔部
４８に通すときの干渉を避けるための切欠部５０が、切
欠部４２に連続する形で形成されている。

【００２４】図１および図２に示すように、基礎フレー
ム２２の上には複数の支柱５６が設けられ、これらの支
柱５６によって水平方向の支持プレート５７が支持され
ている。そして、支持プレート５７の上には、水平方向
のねじ孔を加工可能な一対のタップユニット５８、５８
が、エアチャック装置２８の周囲に沿って互いに１８０
度の間隔をおいて設けられている。すなわち、これらタ
ップユニット５８、５８は、各々のタップ５９、５９の
先端が互いに向き合うように配置され、各タップ５９
は、エアチャック装置２８のセンタに向けてこのエアチ
ャック装置２８の径方向に送りが与えられるように構成
されている。

【００２５】支持プレートの上には、さらに、一対のド
リルユニット６０、６０が配置されている。各ドリルユ
ニット６０は、タップユニット５８にて加工されるねじ
孔のための水平方向の下孔を加工可能なドリル６１を有
し、このドリル６１は、タップ５９と同じ高さの位置に
設けられている。そしてこれらドリルユニット６０、６
０も、各々のドリル６１、６１の先端が互いに向き合う
ように配置され、各ドリル６１は、同様にエアチャック
装置２８のセンタに向けてこのエアチャック装置２８の
径方向に送りが与えられるように構成されている。

【００２６】各ドリルユニット６０は、支持プレート５
７の上面に設けられた円弧状のガイドレール６２に案内
されて周方向に移動可能とされ、その周方向に沿った所
定の位置に位置決めされたうえで、固定ボルト６３によ
って支持プレート５７に固定可能なように構成されてい
る。すなわち、異形管１６のねじ孔９を周方向に等ピッ
チで９０度おきに四箇所形成する場合には、ドリルユニ
ット６０は、タップユニット５８から周方向に９０度の
間隔をおいた位置に設置される。またねじ孔９を周方向
に等ピッチで６０度おきに六箇所形成する場合には、ド
リルユニット６０はタップユニット５８から周方向に６
０度の間隔をおいた位置に設置される。さらにねじ孔９
を周方向に等ピッチで４５度おきに八箇所形成する場合
には、ドリルユニット６０はタップユニット５８から周
方向に４５度の間隔をおいた位置に設置される。つまり
ドリルユニット６０は、異形管１６の周方向に沿ったね
じ孔９の形成数すなわちそのピッチに応じた角度だけ、
タップユニット５８から周方向に間隔をおいて設置され
る。

【００２７】このような構成において、異形管１６にね
じ孔９を加工する際には、その異形管１６の種類に対応
したねじ孔９の数すなわち加工ピッチに応じて、一対の
ドリルユニット６０、６０をガイドレール６２に沿って
周方向に移動させたうえで固定ボルト６３により支持プ
レート５７に固定する。そして、異形管１６の搬入を行
い、この異形管１６の受口２を下向きの姿勢でエアチャ
ック装置２８のチャック爪３０にかぶせて、この異形管
１６の口径に応じた爪部３１Ａ〜３１Ｄの管受け突部３
８または受け台３９によって受口２の端面１９を支持さ
せる。

【００２８】この状態でエアチャック装置２８のチャッ
ク爪３０を拡径方向に作動させると、受口２の端面１９
を支持した管受け突部３８または受け台３９のすぐ上側
の爪部３１Ａ〜３１Ｅが屈曲防止リング収容溝５に入り
込み、その傾斜面３４、３５が収容溝５の溝縁部４０に
掛かり合うことで、このエアチャック装置２８によって
異形管１６が受口２の軸心のまわりに芯出し状態でチャ
ックされる。かつ異形管１６は、傾斜面３４、３５の作
用によってエアチャック装置２８に対し受口２の軸心方
向にも位置決めされた状態でチャックされる。このと
き、昇降フレーム２４を昇降させて、爪部３１Ａ〜３１
Ｅのうち収容溝５を介してその異形管１６をクランプす
るものの高さを、ドリル６１およびタップ５９の高さに
合わせておく。

【００２９】また、図１に示すようにチャック爪３０を
ドリル６１に向かい合わせた状態でエアチャック装置２
８に異形管１６の受口２をかぶせ、この受口２の外面の
位置決め用凹部１８をドリル６１に向かい合わせたうえ
でクランプを行うことで、ドリル６１と、位置決め用凹
部１８と、チャック爪３０すなわち爪部の切欠部４２と
が互いに位置決めされた状態で、クランプが行われるこ
とになる。

【００３０】したがって、このように異形管１６を内面
側からクランプできるようにしたことで、小スペースで
クランプを行うことが可能となる。また異形管１６の口
径に対応した複数段の爪部３１Ａ〜３１Ｅを設けている
ため、どの口径の異形管１６をクランプする場合にも、
チャック爪３０を交換することなく、しかも一定のわず
かな移動ストロークだけで、簡単かつ迅速にクランプ動
作を行うことが可能である。

【００３１】このようにして異形管１６を位置決め状態
でクランプしたなら、その位置決め用凹部１８と一対の
ドリルユニット６０、６０のうちの一方のもののドリル
６１とが向かい合っているため、これらドリルユニット
６０、６０を回転駆動させるとともにドリル６１に送り
を与えて、下孔の加工を行う。すると、位置決め用凹部
１８が形成されていた位置と、そこから１８０度離れた
位置との二か所に下孔が形成される。

【００３２】このように最初の一対の下孔の加工が完了
したなら、割り出しテーブル２６をねじ孔の形成ピッチ
に応じた角度だけ回転させる。すると、これらの下孔は
一対のタップユニット５８、５８の各タップ５９に対し
てそれぞれ位置決めされることになる。そこで、これら
の下孔にタップ５９によりねじ切り加工を施すことで、
その部分に所要のねじ孔が形成される。このとき、同時
にドリルユニット６０、６０で次の一対の下孔を加工す
る。

【００３３】以後、同様の操作を繰り返し、最後はタッ
プ加工のみを施せば、所定の位置に等ピッチでねじ孔が
加工されることになる。加工が完了したなら、エアチャ
ック装置２８によるクランプを解除して、加工後の管を
搬出する。

【００３４】なお、上述のようにタップユニット５８、
５８に対するドリルユニット６０、６０の位置を４５
度、６０度、９０度あるいはその他の角度に変更可能と
したため、ねじ孔の形成ピッチの異なる多種類の異形管
１９に容易に加工を施すことができる。反対に、ドリル
ユニット６０、６０を固定式として、タップユニット５
８、５８の位置を設定変更可能とすることもできる。ま
た上述のようにねじ孔９を４５度おきまたは６０度おき
または９０度おきの三種類のピッチでのみ形成すれば良
いだけである場合には、割り出しテーブルは１５度ピッ
チのものを使用すれば足り、したがってこれを安価に構
成することができる。

【００３５】また、ドリルユニット６０とタップユニッ
ト６１とをねじ孔９の形成ピッチに一致した角度で配置
可能としたため、隣り合うねじ孔の下孔加工とねじ切り
加工とを同時に行うことができ、したがって加工時間を
短縮することができる。またドリルユニット６０、６０
とタップユニット５８、５８とをそれぞれ１８０度おき
に一対ずつ設けたため、こにによっても加工時間の短縮
を図ることができるのみならず、加工時の反力が打ち消
しあうことになって割り出しテーブル２６などへの偏荷
重の発生を防止できるなどの効果もある。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によると、管体をね
じ孔加工部における軸心の回りに回転可能にクランプす
る手段と、このクランプ手段によってクランプされた管
体にねじの下孔を加工するドリルユニットと、前記下孔
が加工されたうえでクランプ手段によって１ピッチ分だ
け周方向に回転された管体の前記下孔部分にねじ加工を
行うタップユニットとを有するようにしたため、クラン
プ手段による位置決め状態で管体に下孔の加工ができる
とともに下孔へのねじ加工を行うことができ、しかも、
そのときにクランプ手段によって管体を１ピッチ分だけ
周方向に回転することで、タップユニットによる下孔へ
のねじ加工とドリルユニットによる次の下孔の加工とを
同時に行うことができ、したがって下孔をあけた後に改
めて芯出し作業を行わずにねじ加工を行うことができ、
このため短時間のうちに能率良く管体にねじ孔を加工す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の管体用のねじ孔加工装置
の全体平面図である。

【図２】図１の装置の全体側面図である。

【図３】図２におけるエアチャック装置を拡大して示す
一部切欠側面図である。

【図４】図３におけるチャック爪を拡大して示す図であ
る。

【図５】図４のチャック爪の平面図である。

【図６】図１の装置によってねじ孔が加工される管体の
断面図である。

【図７】同管体を用いた管継手の縦断面図である。

【図８】同管体を用いて敷設した管路を例示する図であ
る。

【符号の説明】

１６ 異形管 ２６ 割り出しテーブル ２８ エアチャック装置 ５８ タップユニット ６０ ドリルユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清沢 研作 千葉県船橋市栄町２丁目16番１号 株式会 社クボタ船橋工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管体に径方向に貫通するねじ孔を周方向
   に等ピッチで複数加工するための装置であって、前記管
   体をねじ孔加工部における軸心の回りに回転可能にクラ
   ンプする手段と、このクランプ手段によってクランプさ
   れた管体にねじの下孔を加工するドリルユニットと、前
   記下孔が加工されたうえでクランプ手段によって１ピッ
   チ分だけ周方向に回転された管体の前記下孔部分にねじ
   加工を行うタップユニットとを有することを特徴とする
   管体用のねじ孔加工装置。