JPS59229243A - パイプ固定工具 - 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】 〔発ｔ！Ａの技術分野〕 本発明は例えば多管式熱交換器などの金属パイプと端板
を気密に固定するパイプ固定工具に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の固定方法としては従来、たとえば第１図あるい
は第２図に示すような方法が知られている。すなわち、
第１図に示す方法は端板１に金属パイプ２の通る通孔１
ａを穿設し、との通孔１ａ内に金属パイプ２の端部を挿
入して溶接し固定するものである。また、第２図に示す
方法は端板１に金属パイプ２の通る通孔Ｊａを穿設し、
この通孔ＩＩｌをリーマ仕上したのち金属パイプ２をそ
の内面側から油圧によって押し広げて固定するものであ
る。

しかしながら、上述した第１図に示す方法は端板１の熱
歪みを修正する必要があるとともに仕上工数が大となり
、コスト的に非常に不利であった。また、第２図に示す
方法は端板１の板厚を薄くすると、油圧で押し広げた際
に隣りの金属パイプ２に影響を与え、締付は済みの金属
パイプ２が緩む欠点があり、逆に、端板１の板厚を厚く
すると穴ｉｓの穿設作業に過大な工数を必要とした。

そこで、これらの欠点を解消すべく端板１の金属パイプ
２を通す該ノ（イブ外径よりわずかに大きく且つ外側が
面取り加工された円形の通孔１ａ内に金属パイプ２の端
部を挿入し、この金属パイプ２の端部の内面側を前記端
板１を境としてその両側部側から押し広げたのち、これ
ら押し広げ部を前記金属パイプ２の軸方向に沿う力で前
記通孔１ａの両側周縁部に圧接するようにし、第３図の
如き状態で固定するようにしだ方法が提案された。

これは第４図のような要素から成るパイプ固定工具を用
い第５図〜第７図の如き手順で嵌めることにより実施す
るものである。

すなわち、パイプ固定工具は可動部材１）。

油圧シリンダ１１′、テーパリング１２．リングばね１
３．押込みリング１４から成る。可動部材１１は中央に
孔が設けられ、また油圧シリンダ１１′に固着されるも
ので、この可動部材１１はテーパスリーブｌ１ｍとこれ
に一体成形されたフレヤ部としてのフレヤーリングｌｌ
ｃからなり、その内部の前記孔にピストンロッド１５を
挿通しである。また、前記テーパスリーブ１１ｍの先端
部にＬストッパｌｌｂが形成され、さらに、前記テーパ
スリーブｌ１ｍの外周部にはテーパリング１２がスライ
ド自在に外嵌されている。そして、このチー／そリング
１２の内周面はテーパスリーブｌ１ｍのテーパと一致す
る角度にテーパ状に加工されている。また、このテーパ
リング１２は複数個に分割され、その外周部には溝が形
成されており、前記溝にはりングばね１３が嵌着されて
いる。ここで、前記チーツクリング１２はその各分割片
１２ｍ・・・の離間幅δが互いに０であるとき、すなわ
ち、各分割片１２ｍ・・・が密着したとき、テーパリン
グ１２の直径りは金属パイプ２の内径より小さく、かつ
、テーパスリーブｌ１ｍのストンＡ１１ｂＶＣ当接する
ように設定されている。また、第６図に示すＸ寸法すな
わち、金属パイｆ２の軸方向に十分締付けられた状態に
おいてφＤは金属パイプ２の外径よりやや大きくなるよ
うにチーΔ角度およびピストンロッド１５０ストローク
が設定されている。また、上記ピストンロッド１５の先
端部には押込みリング１４がねじ止めなどにより固定さ
れ、この押込みリング１４の端面１４ｇはテーパリング
１２の先端面に接触されている。

しかして、上述した構成において金属パイプ２ｆｔ、固
定する場合には、まず、第５図に示すように、チーツク
リング１２をリングばね１３によりテーパスリーｆｌｌ
ａのストツノ４１１ｂに押し付けた状態とし、テーパリ
ング１２の外径φＤを金属Δイブ２の内径よりやや小さ
い寸法に調整する。ｔた、ピストンロッド１５はいっば
いに押し出した状態に調整する。そして、この状態から
第５図に示すように、ピストンロッド１５を引込む。こ
れによりテーパリング１２が押込リング１４により押さ
れてテーパスリーブｌ１ｍの外周面上を移動し、金属パ
イプ２の内面を押し広げて金属ノ臂イブ２に押し広げ部
２ａｆ形成する。これにより、金属パイプ２は端板１の
通孔１ｍの内側内径縁部とテーパリング１２の端縁部と
の間に締付される。さらに、この状態からピストンロッ
ド１５を引込むと二第６図に示すように、テーパリング
１２゛の外端面と端板１の内側を力の起点にして可動部
材１１ｆ−Ｊ金属パイプ２内に、押し込まれ、金属パイ
プ２端面がフレヤーリングｌｌｃによりフレヤーされて
押し広げ部２ｂが形成され、さらに油圧を加えると、金
属パイプ２は軸方向に端板１に締付けられ密封される。

このように密封したのちは、ピストンロッド１５を再び
押し出し、第７図に示すように初期位置に戻す。これに
より、テーパリング１２はリングばね１３の張力によっ
てテーパスリーブｌ１ｍ先端のストッパ１１ｂ側に移動
し、金属パイプ２の内径より小さくなるので、この時点
で装置を金属ノｆイブ２より引き抜き、作業を終了する
。

このように、テーパリング１２とフレヤーリングｌｌｃ
を軸方向に締め付け、パイプ端部内面を端板を境として
その両側部側から押し広げたのち、これら押し広げ部を
パイプの軸方向に沿う力で通孔の両側周縁部に圧接させ
て固定するから端板の通孔を径方向に押し広げることが
なく、端板を薄形化しても締付済みのパイプを緩めてし
まう處れがないとともに金属パイプ２の入口部分をラッ
パ状に仕上げることができるため、熱交換器入口の通風
抵抗も著しく低減させることができるようになる。

しかしながら、この方法であっても端板１の通孔１ａに
面取加工を施こすようにしているため、端板１の板厚を
ある程度確保しなければならず、板厚を薄くするにも限
度がある。

一方、熱交換器では端板１に多数の金属パイプ２ｔ−通
すことがら通孔２ａは多数設ける必要があり１通孔２ａ
の加工効率から考えても端板１をできるだけ薄くする必
要がある他、軽量化のためにも端板１はできるだけ薄く
する必要がある。

また、製品のコストダウンのためには通孔２ａの加工工
数を少なくする必要があり、これらに対するためにもこ
の第３図〜第７図で説明した方法の１層の改良が望まれ
るところである。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情Ｖｃ鑑みて成されたものであり、多
管式熱交換器などにおいてその端板に設ける金属パイプ
挿通用の多数の通孔に対し、面取加工せずに済み、これ
によって端板の板厚をより薄（することができ、しかも
板厚を薄くできることによって加工をより容易に行うこ
とができると共にこれらにより加工工数の低減と軽量化
を図ることができるようにした金属パイプを端板に気密
に圧着固定するためのパイプ固定工具を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は上記目的を達成するため金属パイプ
の端部を板体に穿設した孔に係合し、該端部をｌｌｔめ
で固定する際の工具として、前記金属パイプ内径程度の
最大径を有すると共に軸心に貫通孔を有するテーパ状の
チーパスリーグ部、このチー／ヤスリ−１部の最大径側
に形成されチー７９スリーブ部との境界部が小径町面状
曲に形成されると共に金属パイ！端面対向面は平面に形
成したチーパスリーグ部より大径のフレヤ部とを有し、
前記金属パイプの嵌め側端部よりこの金属パイプ内に前
記チーパスリーグ部を挿入される可動部材と、前記金属
パイプ内に挿入し得る外径を有し、一端側の外周部にリ
ング状に段差部を形成すると共にこの段差部側端より他
端側近傍に向けて複数に分割したばね力を有する硬質筒
状のテーパリングと、前記可動部材の貫通孔に挿通され
、前記テーパリングの段差部側端より内部に挿通されて
該テーパリングの他端側と先端部が固定されるロッドと
、とのロッドを進退操作して前記テーパリングと可動部
材との位置関係を可変する手段とより構成し、前記ロッ
ドを可動部材側より引いてテーパリングを可動部材のフ
レヤ部側へ引き寄せることによりテーパリングが可動部
材のチー／４スリーブ部上を係合して移動し、テーパス
リープ部によってテーパリングの段差部側が外方に広が
−って外径が広がり、これにより段差部が金属パイプを
内側より外方に押し広げて金属パイプに押し広げ部を形
成し、この押し広げ部により金属パイプは板体の孔外縁
に引掛るとともにその後はロッドを引く力で可動部材が
テーパリング方向に移動し、これによって可動部材のフ
レヤ部が金属パイ！端面に接して該端面を金属７４？イ
ブ外周方向に折り曲げて板体の表面に押し付け、前を押
し広げ部と該折り曲げ部とによって板体に嵌めるように
する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第８図〜第１７図を参
照しながら説明する。

第８図は本装置の構成を示す斜視図であり、第９図はそ
の分解斜視図である。図において２０は一端側外周にね
じ部２０ｍを形成したピストンロッドであり、２１′は
油圧シリンダであって、ピストンロッド２０はとの油゛
圧シリンダ２１′内にある図示しないピストンに一端を
固定されており、ピストンの動きを伝達するものである
。２１は中心に貫通孔を有し、テーノ４状に形成したテ
ーパスリーｆ２１ａとこれに一体形成されたフレヤ部と
してのフレヤーリング２１ｃから成るコマ形で硬質の可
動部材である。この可動部材２１はフレヤ部側の端面に
前記油圧シリンダ２１′の一端が固定されており、ピス
トンロッド２０はこの可動部材２１の貫通孔に挿通され
て移動自在に且つ油密に設けられている。

また、２２は筒形で硬質のテーノｆ　９ングで、このテ
ーパリング２２は第１０図、第１１図に示す如く一端側
近傍より他端側端にかけて切込線（スリット）方向が軸
心方向になるようにして周面を複数に分割し押し広げる
ことができるようにしてあり、また、前記一端側は内径
を小さくし、内側にねじを切ってあり、固定部２２ｍと
なっている。また、前記スリットの基端側はテーノ４９
ング２２の分割端を押し広げた後、その力を解（と元の
位置に戻るようなばね力が得られるように断面を調整加
工され、また、テーパリング２２の分割端側はその内側
をテーパスリーブ２１ｍのテーパ角度βとほぼ同じテー
パ角度αとなるように加工されている。また、テーパリ
ング２２０分割端側外周は金属パイプ２に対して前述の
押し広げ部ｊａを形成するためにリング状の段差部２２
ｂを突出形成しである。　　“また、このテーパリンク
２２は分割端側の内側をテーパスリーｆ２１ｍに被せる
如くして配設し、テーパスリーブ２１ｍを貫いているピ
ストンロッド２０の先端のねじ部２０ａとチーツヤリン
グ２２のねじ部とを螺合させることにより両者を固定す
ると共にピストンロッド２０の動きをテーパリング２２
に伝達させることができるようにしている。

尚、可動部材２）のフレヤーリング部２１ｃ面は第１２
図、第１３図に示す如くテーパスリーブ２１ａ基端部に
ついて所定の曲率を持たせて凹面状に加工し、フレヤー
リング部２１ｃの周端にテーパスリーブ２１ａ軸方向に
突出する幅Ｔなる鍔部２１ｂを形成しである。とのＴな
る幅は金属パイプ２の肉厚程度よりやや小さい寸法とし
である。また、前記凹面状に加工した部分はテーパスリ
ーブ２１ａの基端位置でテーパスリーブ径よりやや小さ
い直径となるようにしである。

また、ピストンロッド２０を一杯に押し出したとき、テ
ーパリング２２の外径社加工対象、となる金属ノ母イグ
２の外径より小さくなるようにピストンのストロークお
よびテーパリンク２２の外径が設定されている。

このような構成の本装置は端板１に金属パイプ２を固定
する場合、まず第１４図に示すようにテーパリング２２
の外径が金属パイプ２の内径より小さくなるようにピス
トンロッド２ｏをストロ−グ一杯に押し出した状態とし
、予め端板１の通孔１ｍに端部を挿入された金属パイプ
２の該挿入端部より、４イブ内にテーパリンク２２部を
挿入する。このとき、テーパスリーブ２１ｍの基端側径
が金属Δイブ２の内径よりもやや小径のものを用いてい
ればテーパスリーブ２ノ！１の基端部まで金属パイプ２
内に挿入することができる。

次に第１５図のようにピストンロッド２ｏを油圧等によ
り引込ませる。これにより、テーパスリーブ２１ｍの外
周面をテーノやリング２２が軸方向にテーパの基端方向
に向って移動し、テーパスリーブ２１ｍのテーパによっ
てチーバリ枕 ング２２の分割部は除々に外側に押し広げられるととに
なる。テーパリング２２０分割部端外周には外方に突出
する段差部２２ｂが形成されているので、テーパリング
２２が外側に押し広げられる結果、この段差部２２ｂが
金属パイプ２の内面に接し、更に外側に広がるにつれ、
この段差部２２ｂによって金属ノ々イゾ２に押し広げ部
２ａを形成しながら径が拡大されるととになる。

これにより、金属ノ４イグ２は端板１の通孔１ａの内側
縁部とテーパリング２２の分割部端との間に締佇けられ
ることになる。

さらにこの状態からピストンロッド２０を引込めると、
テーパ４リング２２は端板１に引掛かるかたちで動けな
いことから可動部材２１がチー　ｚ４　リング２２側へ
移動することになり、これによって金属パイプ２の先端
がフレヤーリング２１ｃの曲率部に押しつけられて金属
パイプ２の端部はフレキされる。そして、第１６図に示
す如くピストンロッド２０が更に引込まれるにしたがい
、金属・やイブ２の先端は７レヤーリング２１ｃの面に
沿って広げられ、端板１に近づ（フレヤーリング２１ｃ
と端板１との間に強く挾まれることになる。そして、押
し広げ部２０とフレキ部分とにより、金属パイプ２は端
板１の通孔１ａに密着し、嵌められたかたちで固定され
ることになる。

この後、ピストンロッド２０を油圧シリンダ２１′から
押し出し、テーパリング２２をテーパスリーブ２１ｍか
ら遠ざけてゆき、初期位置に戻すと、テーパリング２２
はバネ力によって外径が縮小して第１７図の如く金属１
４イブ２の内径より小さくなる。

これにより金属パイプ２より本装置を抜き取ることがで
きるようになるので、本装置を抜き取って作業を終了さ
せる。

このように端板ＩＫ金金属量イブの端部をその軸方向に
対し嵌めるようにするため、端板に対して歪みを与える
ことがなく、しかも嵌めるために金属パイプを通す端板
の通孔に面取りを施こさずに済むことから、端板の板厚
を大幅に薄くすることができる他、嵌めは端板の両面か
ら成されるかたちとなるので強度的にも強くなる。

また、面取り加工が不要で端板板厚も薄くできること、
これによって端板に設ける多数の通孔の孔開けが楽にな
ることから加工費の節減もでき、且つ軽量化が図れる。

また、パイプ固定工具は弾性力を利用したテーパリング
とテーパスリーブの組み合わせとしたことにより、従来
の工具よりも構成は簡単となり、その分、信頼性も向上
することになる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施
し得るものであり、例えばピストンロッドは油圧により
駆動させる構成を示し゛たが、その他の流体圧、あるい
はスクリュー等による機械的な駆動方式などを用いるよ
うにしても良い。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように本発明は、金属ノ９イブの端部を
板体に穿設した孔に係合し、該端部を嵌めて固定する際
の工具として、前記金属Ａイブ内径程度の最大径を有す
ると共に軸心に貫通孔を有するテーパ状のテーパスリー
ブ部、とのテーパスリーブ部の最大径側に形成されチー
／４スリーブ部との境界部が小径凹面状の曲面に形成さ
れると共に金属パイプ端面対向面は平面に形成したテー
パスリーブ部より大径のフレヤ部とを有し、前記金属パ
イプの嵌め側端部よりこの金属ノ臂イグ内に前記テーパ
スリー１部を挿入される可動部材と、前記金属パイプ内
に挿入し得る外径を有し、一端側の外周部にリング状に
段差部を形成すると共にこの段差部側端より他端側近傍
に向けて複数に分割したばね力を有する硬質筒状のテー
パリングと、前記可動部材の貫通孔に挿通され、前記テ
ーパリングの段差部側端より内部に挿通されて該テーパ
４リングの他端側と先端部が固定されるロッドと、との
ロッドを進退操作して前記テーパリングと可動部材との
位置関係を可変する手段とより構成し、前記ロッドを可
動部材側より引いてテーパリングを可動部材のフレキ部
側へ引き寄せることＫよリテーパリングが可動部材のテ
ーパスリーモ上を係合して移動し、テーパスリーブ部に
よってテーパリングの段差部側が外方に広がって外径が
広がり、これにより段差部が金属パイプを内側より外方
に押し広げて金属パイプに押し広げ部を形成し、この押
し広げ部により金属パイプは板体の孔外縁に引掛るとと
もにその後はロッドを引く力で可動部材がテーパリング
方向に移動し、これによって可動部材の７レヤ部が金属
パイプ端面に接して該端面を金属パイプ外周方向に折り
曲げて板体の表面に押し付け、前記押し広げ部と該折り
曲げ部とによって板体に嵌めるようにしたので、金属／
４イブを支える板体に紘従来のような面取り部に密着さ
せるようにした嵌め方と異り、板体表面に密着させるこ
とから板体の孔における面取り部は不要となり、従って
、面取り部を得るためにある程度板体の厚みを持たせる
必要があったものを、それに関係なく必要なだけ薄くす
るととができ、面取り加工の不要と板体の厚みを薄くす
ることによる金属パイプを通す孔の孔明けが容易となる
ことの各点から製造コストの低減を図ることができ、ま
た、板体を薄くすることができるので多管式の燕交換器
などにおいては軽量化をも“図ることができるなどの特
徴を有するノ４イブ固定工具を提供する仁とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来のパイプ接合例を示す断
面図、第４図は第３図の接合方式に用いる工具の分解斜
視図、第５図〜第７図はその工具によるパイプ固定のプ
ロセスを説明するための図、第８図は本発明による工具
の構造を示す斜視図、Ｍ９図はその分解斜視図、第１０
図はテーパリングの正面図、第１１図はテーパリングの
側断面図、第１２図は可動部材の正面図、第１３図は可
動部材Ｑ側断面図、第１４図〜第１７図は本装置を用い
たパイグ固足時のプロセスを説明するための図である。 １・・・端板、１ａ・・・通孔、２・・・金属パイプ、
：１ｍ、２ｂ・・・押し広げ部、１１．２１・・・可動
部材、Ｉｌｍ、２１ａ・・・テーパスリーブ、ＪＪＣ・
・・フレヤーリング、１２．２２・・・テーパリング、
１５．２０・・・ピストンロッド、２１′・・・油圧シ
リンダ、２１ｃ・・・フレヤ部、２２ｂ・・・段差部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図　　　Ｔ
；２図 ！Ｅ３図 ｔぎ４図 Ｍ５図 第６図 第７図 ｗｅｓｔ二ンＩ ｔへ９１−４ 第」０図 枦１１図 第１２図 Ｚｌｄ 竺１４図 第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属パイプの端部を板体に穿設した孔に係合し、該端部
   を嵌めて固定する際の工具として、前記金属パイプ内径
   程度の最大径を有すると共に軸心に貫通孔を有するテー
   パ状のチーパス９−プ部、このチーＡ？スリーブ部の最
   大径側に形成されテーパスリーブ部との境界部が小径凹
   面状の曲面に形成されると共に金属Ａ？イブ端面対向面
   は平面に形成したテーパスリーブ部より大径のフレヤ部
   と金有し、前記金属パイプの嵌め側端部よりこの金属パ
   イプ内に前記テーパスリーブ部を挿入される可動部材と
   、前記金属Δイゾ内に挿入し得る外径を有し、一端側の
   外周部にリング状に段差部を形成すると共にこの段差部
   側端より他端側近傍に向けて複数に分割したばね力を有
   する硬質筒状のテーパリングと、前記可動部材の貫通孔
   に挿通され、前記テーパリングの段差部側端より内部に
   挿通されて該テーパリングの他端側と先端部が固定され
   るロッドと、このロッドを進退操作して前記テーパリン
   グと可動部材との位置関係を可変する手段とより構成し
   たことを特徴とするパイプ固定工具。