KR20110123647A

KR20110123647A - 확관 공구

Info

Publication number: KR20110123647A
Application number: KR1020100107004A
Authority: KR
Inventors: 모리히로 이토; 히로유키 야마우치; 도모아키 호리
Original assignee: 가부시키가이샤 스기노 마신
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-11-15
Also published as: CN102233388A; JP2011235298A; CN102233388B; JP5113878B2; KR101235827B1

Abstract

1대로 피확관 부재의 회전 방지와 확경을 행할 수 있는 확관 공구를 제공하는 것을 과제로 한다. 롤러(20)를 보유지지하고, 튜브(TU)(피확관 부재) 내에 회전 가능하게 삽입되는 익스팬더 프레임(30); 익스팬더 프레임(30) 내에 삽입되고, 앞쪽이 소직경이 되는 테이퍼부(41)가 형성된 맨드릴(40); 튜브(TU)의 회전 방지 기구(50);를 구비하고 있는 확관 공구(1)로서, 회전 방지 기구(50)는, 튜브(TU)가 내부에 삽입되는 칼라 부재(51); 칼라 부재(51) 내에 배치되고, 맨드릴(40)에 연동하여 전진하는 죠(52);를 구비하며, 칼라 부재(51)의 내주면에는 앞쪽이 소직경이 되는 테이퍼부(51b)가 형성되어 있고, 맨드릴(40)을 전진시킴으로써, 칼라 부재(51)의 테이퍼부(51)에 의해 죠(52)가 직경방향 안쪽으로 밀려나감과 아울러, 맨드릴(40)의 테이퍼부(41)에 의해 각 롤러(20)가 직경방향 바깥쪽으로 밀려나간다.

Description

확관 공구{Pipe expanding tool}

본 발명은, 피확관 부재를 내부로부터 확경(擴徑)하기 위한 확관 공구에 관한 것이다.

일반적으로 보일러, 콘덴서, 라디에이터 등의 열교환기의 제조 공정에 있어서, 튜브(피확관 부재)를 관판에 접합하기 위한 확관 공구로서는, 관판의 구멍부 내에서 튜브를 내부로부터 확경함으로써 튜브를 관판에 압접하는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

이러한 확관 공구에서는, 복수의 롤러가 동심원 상에 회전 가능하게 보유지지되어 있고, 맨드릴을 전진시킴으로써 각 롤러가 바깥쪽으로 밀려나간다. 그리고, 각 롤러가 튜브의 내주면을 압압(押壓)하면서 전동(轉動)함으로써 튜브가 확경된다.

특허문헌 1: 일본공개특허 2007-229766호 공보

상기한 종래의 확관 공구에서는, 각 롤러가 튜브의 내주면을 전동했을 때, 각 롤러에 추종하여 튜브가 함께 회전할 가능성이 있다. 따라서, 확관 공구를 조작하는 작업자와, 튜브가 회전하지 않도록 보유지지하는 작업자가 공동으로 작업을 할 필요가 있어 확관 작업이 번잡해지는 문제가 있다.

본 발명은, 상기한 문제를 해결하여 1대로 피확관 부재의 회전 방지와 확경을 행할 수 있는 확관 공구를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 복수의 롤러를 동심원 상에 회전 가능하게 보유지지하고, 피확관 부재 내에 회전 가능하게 삽입되는 통형의 익스팬더 프레임; 상기 익스팬더 프레임 내에 슬라이드 가능하고 회전 가능하게 삽입되고, 앞쪽이 소직경이 되는 테이퍼부가 외주면에 형성된 맨드릴; 상기 피확관 부재의 회전 방지 기구;를 구비하고 있는 확관 공구로서, 상기 회전 방지 기구는, 상기 피확관 부재가 내부에 삽입되는 통형의 칼라 부재; 상기 칼라 부재의 내주면과 상기 피확관 부재의 외주면 사이에 배치되고, 상기 맨드릴에 연동하여 전진하는 죠(jaw);를 구비하며, 상기 칼라 부재의 내주면에는, 앞쪽이 소직경이 되는 테이퍼부가 형성되어 있고, 상기 맨드릴을 상기 칼라 부재 및 상기 익스팬더 프레임에 대해 전진시킴으로써, 상기 칼라 부재의 테이퍼부에 의해 상기 죠가 상기 칼라 부재의 직경방향 안쪽으로 밀려나가고, 상기 죠가 상기 피확관 부재의 외주면에 접촉함과 아울러, 상기 맨드릴의 테이퍼부에 의해, 상기 각 롤러가 상기 익스팬더 프레임의 직경방향 바깥쪽으로 밀려나가는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에서는, 맨드릴을 전진시킴으로써, 죠가 피확관 부재의 외주면에 접촉하여 피확관 부재가 고정계의 칼라 부재에 고정됨과 아울러, 각 롤러가 피확관 부재의 내주면에 압압된다. 따라서, 1대의 공구로 피확관 부재의 회전 방지와 확경을 행할 수 있고, 피확관 부재가 회전하지 않도록 보유지지하는 작업자를 배치할 필요가 없기 때문에 작업성을 향상시킬 수 있다.

상기한 확관 공구에 있어서, 상기 회전 방지 기구가, 상기 죠에 접촉하는 클램프 프레임; 상기 맨드릴의 뒷부분을 회전 가능하게 보유지지하는 통형의 스토퍼; 상기 칼라 부재와 상기 클램프 프레임 사이에 설치된 제1 탄성 부재; 상기 클램프 프레임과 상기 스토퍼 사이에 설치된 제2 탄성 부재;를 가지고 있는 경우에는, 상기 제1 탄성 부재의 탄성력을 상기 제2 탄성 부재의 탄성력보다도 작게 하는 것이 바람직하다.

이 구성에서는, 맨드릴 및 스토퍼를 전진시키면, 처음에 제1 탄성 부재가 수축하여 클램프 프레임과 함께 죠가 전진하고, 죠에 의해 피확관 부재가 고정된다. 그 후, 제2 탄성 부재가 수축하며 맨드릴이 더 전진함으로써, 각 롤러를 피확관 부재의 내주면에 압압시킬 수 있다. 이와 같이, 피확관 부재의 회전 방지가 선행하여 행해지기 때문에, 피확관 부재의 회전을 확실히 막을 수 있다.

상기한 확관 공구에 있어서, 상기 제1 탄성 부재를 상기 칼라 부재와 상기 클램프 프레임의 뒷부분 사이에 설치하고, 상기 제1 탄성 부재가 상기 익스팬더 프레임의 앞부분의 외주를 둘러싸도록 배치한 경우에는, 공구 내의 공간을 유효하게 이용할 수 있고, 공구 전체를 콤팩트하게 형성할 수 있다.

본 발명의 확관 공구에서는, 맨드릴을 전진시킴으로써 피확관 부재가 고정계의 칼라 부재에 고정됨과 아울러, 각 롤러가 피확관 부재의 내주면에 압압되기 때문에, 1대의 공구로 피확관 부재의 회전 방지와 확경을 행할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 확관 공구를 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 실시형태의 확관 공구를 도시한 도면으로, (a)는 도 1의 A-A단면도, (b)는 롤러의 피드 앵글을 설명한 도면이다.
도 3은 본 실시형태의 회전 방지 기구에 있어서 죠가 튜브에 접촉하지 않은 상태를 도시한 도면으로, (a)는 측단면도, (b)는 축단면도이다.
도 4는 본 실시형태의 회전 방지 기구에 있어서 죠가 튜브에 접촉한 상태를 도시한 도면으로, (a)는 측단면도, (b)는 축단면도이다.

본 발명의 실시형태에 대해, 적절히 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

본 실시형태의 확관 공구(1)는, 복수의 롤러(20)를 회전 가능하게 보유지지하고 있는 익스팬더 프레임(30), 익스팬더 프레임(30) 내에 슬라이드 가능하고 회전 가능하게 삽입된 맨드릴(40), 튜브(TU)의 회전 방지 기구(50)를 구비하고 있다.

확관 공구(1)는, 튜브(TU)(특허청구범위에서의 「피확관 부재」)의 내주면(TU1)에 각 롤러(20)를 압압시키면서 전동(轉動)시킴으로써, 튜브(TU)를 내부로부터 확경시키는 것이다.

본 실시형태에서는, 익스팬더 프레임(30)의 선단측(도 1의 좌측)을 앞쪽으로 하고, 기단측(도 1의 우측)을 뒤쪽으로 하여 설명한다.

익스팬더 프레임(30)은, 튜브(TU) 내에 삽입되는 원통형의 부재이다. 익스팬더 프레임(30)의 앞부분에는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 외주면으로부터 내주면으로 관통한 3개의 홈부(31)가 형성되어 있다. 각 홈부(31)는, 익스팬더 프레임(30)의 원주방향으로 동일각도 피치(120도 피치)로 배치되어 있다. 각 홈부(31)에는, 후기하는 롤러(20)가 수용되어 있다.

또한, 익스팬더 프레임(30)의 앞부분에는, 튜브(TU)의 개구부에 삽입하기 쉽도록 끝이 좁아지는 가이드면이 형성되어 있다.

롤러(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 튜브(TU)를 내부로부터 전압(轉壓) 소성 변형시키기 위한 원기둥형의 부품이다. 롤러(20)의 외주면에는, 앞쪽이 대직경이고 뒤쪽이 소직경이 되도록 테이퍼부(21)가 형성되어 있다.

롤러(20)는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 익스팬더 프레임(30)의 홈부(31)에 수용되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 익스팬더 프레임(30)의 원주 상에서 동심원 상에 동일각도 피치(120도 피치)로 3개의 롤러(20)가 배치되어 있다. 홈부(31)에 보유지지된 롤러(20)는, 익스팬더 프레임(30)의 외주면으로부터 출몰 가능하고 회전 가능하게 되어 있다.

롤러(20)의 개수나 배열은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 튜브(TU)의 내경이나 강도 등의 조건에 따라 적절히 설정된다.

롤러(20)는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전축이 후기하는 맨드릴(40)의 회전축에 대해 직교하는 방향(직경방향)으로 경사지도록, 소정의 피드 앵글을 갖게 하여 익스팬더 프레임(30)(도 1 참조)에 보유지지되어 있다.

맨드릴(40)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 익스팬더 프레임(30) 내에 삽입되는 원기둥형의 부재로서, 익스팬더 프레임(30)에 대해 축방향(전후방향)으로 슬라이드 가능하고 회전 가능하게 삽입되어 있다.

맨드릴(40)의 앞부분에는, 앞쪽이 소직경이고 뒤쪽이 대직경이 되도록 테이퍼부(41)가 형성되어 있다. 이 테이퍼부(41)는, 롤러(20)의 테이퍼부(21)에 합치하는 형상으로 되어 있어, 롤러(20)의 테이퍼부(21)와 맨드릴(40)의 테이퍼부(41)가 접촉하도록 구성되어 있다.

또한, 맨드릴(40)의 앞부분에는, 익스팬더 프레임(30)에 대해 후방으로의 빠짐방지의 역할을 하는 캡 너트(42)가 형성되어 있다.

맨드릴(40)의 캡 너트(42)가 익스팬더 프레임(30)의 앞부분에 접촉하고 있는 상태(맨드릴(40)에 전방으로의 추진력이 부여되지 않은 상태)에서는, 롤러(20)는 익스팬더 프레임(30) 내에 수용되어 있다.

그리고, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 맨드릴(40)을 정회전(도 2의 (a)의 우측방향 회전)시키면, 맨드릴(40)의 회전이 각 롤러(20)에 전달되고, 각 롤러(20)는 자전하면서 공전(公轉)한다. 이 때, 각 롤러(20)는 맨드릴(40)의 회전축에 대해 피드 앵글이 설정되어 있기 때문에, 회전하고 있는 각 롤러(20)에 의해 맨드릴(40)은 전방으로 보내진다.

맨드릴(40)이 익스팬더 프레임(30)에 대해 전진하면, 맨드릴(40)의 테이퍼부(41)에 의해, 롤러(20)가 익스팬더 프레임(30)의 직경방향 바깥쪽으로 밀려나가고, 롤러(20)가 튜브(TU)의 내주면(TU1)에 압압된다.

또, 맨드릴(40)을 역회전(도 2의 (a)의 좌측방향 회전)시키면, 각 롤러(20)에 의해 맨드릴(40)은 후방으로 보내진다.

이와 같이, 맨드릴(40)의 앞부분은, 각 롤러(20)를 개재하여 익스팬더 프레임(30)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 한편, 맨드릴(40)의 뒷부분은, 도 1에 도시된 바와 같이, 후기하는 스토퍼(54) 내에 삽입되어 회전 가능하게 보유지지되어 있다. 또, 맨드릴(40)의 후단부(43)는, 스토퍼(54)로부터 후방으로 돌출되어 있고, 구동 장치(도시생략)의 출력부가 연결되는 부위이다.

회전 방지 기구(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 튜브(TU)가 내부에 삽입되는 칼라 부재(51), 칼라 부재(51) 내에 배치된 죠(52), 죠(52)를 보유지지하는 클램프 프레임(53), 맨드릴(40)의 뒷부분을 회전 가능하게 보유지지하는 스토퍼(54)를 구비하고 있다.

이 회전 방지 기구(50)는, 죠(52)를 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 접촉시켜 맞물리게 함으로써, 튜브(TU)가 축둘레로 회전하지 않도록 고정하는 것이다.

칼라 부재(51)는 원통형의 부재로서, 익스팬더 프레임(30)의 축방향의 대략 중간부의 외주를 둘러싸고 있으며, 앞부분(51d)의 외경보다도 뒷부분(51e)의 외경이 크게 형성되어 있다. 칼라 부재(51)의 내주면(51a)의 뒷부분에는, 앞쪽이 소직경이고 뒤쪽이 대직경이 되는 테이퍼부(51b)가 형성되어 있다.

또한, 칼라 부재(51)의 내주면(51a)과, 칼라 부재(51) 내에 삽입된 튜브(TU)의 외주면(TU2) 사이에 간극이 형성되도록, 칼라 부재(51)의 내경이 설정되어 있다.

또한, 칼라 부재(51)의 앞부분(51d)의 전단면(51f)은, 관판(P)(도 3 참조)의 외면에 접촉하는 부위이다. 전단면(51f)의 면적이나 앞부분(51d)의 축방향(전후방향)의 길이는, 관판(P)의 구멍부(P1)의 배열 피치나, 관판(P)으로부터의 튜브(TU)의 돌출량에 따라 설정된다.

칼라 부재(51)의 뒷부분의 내주면(51a)과 튜브(TU)의 외주면(TU2) 사이에는, 복수의 죠(52)가 배치되어 있다.

실시형태에서는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 칼라 부재(51)의 내주면 상에서 동심원 상에 동일각도 피치(120도 피치)로 3개의 죠(52)가 배치되어 있다. 각 죠(52)의 사이에는, 인접하는 죠(52, 52)의 간격을 유지하기 위한 스페이서(52c)가 설치되어 있다.

또, 본 실시형태에서는 3개의 죠(52)를 배치하고 있지만, 죠(52)의 개수나 배열은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 튜브(TU)의 외경이나 강도 등의 조건에 따라 적절히 설정된다.

죠(52)의 내면에는, 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 맞물리는 치부(齒部)(52a)가 형성되어 있다. 또한, 죠(52)의 외면에는, 앞쪽의 두께가 작고 뒤쪽의 두께가 커지는 테이퍼부(52b)가 형성되어 있다. 이 테이퍼부(52b)는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 칼라 부재(51)의 테이퍼부(51b)에 합치하는 형상으로 되어 있고, 죠(52)의 테이퍼부(52b)와 칼라 부재(51)의 테이퍼부(51b)가 접촉하도록 구성되어 있다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 죠(52)가 칼라 부재(51)의 뒷부분에 위치하고 있을 때는, 죠(52)의 치부(52a)와 튜브(TU)의 외주면(TU2) 사이에 간극이 형성되어 있다(도 3의 (b) 참조). 그리고, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 죠(52)를 칼라 부재(51) 내에서 전진시키면, 칼라 부재(51)의 테이퍼부(51b)에 의해 죠(52)가 칼라 부재(51)의 직경방향 안쪽으로 밀려나가고, 죠(52)의 치부(52a)가 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 접촉하여 맞물림된다(도 4의 (b) 참조).

죠(52)가 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 접촉하는 면적, 즉 죠(52)의 내면의 면적(폭 및 축방향의 길이)은, 각 죠(52)가 튜브(TU)를 보유지지했을 때, 튜브(TU)에 과대한 부하가 작용하지 않도록, 튜브(TU)의 길이나 두께 등에 따라 변경된다.

클램프 프레임(53)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 칼라 부재(51)의 후방에 배치된 통형의 부재로서, 내부에 익스팬더 프레임(30)이 회전 가능하게 삽입되어 있다. 클램프 프레임(53)의 앞부분에는 소직경부(53a)가 형성되고, 뒷부분에는 대직경부(53b)가 형성되어 있다.

또한, 클램프 프레임(53)(소직경부(53a))의 전단면의 중앙부에는, 죠(52)의 후단면에 접촉하고, 칼라 부재(51) 내에 삽입 가능한 돌기부(53e)가 형성되어 있다.

이와 같이 클램프 프레임(53)의 앞부분에 죠(52)가 접함으로써, 클램프 프레임(53)의 전방으로의 이동에 연동하여 죠(52)가 전방으로 이동하도록 구성되어 있다.

칼라 부재(51)의 후단면(51c)(도 3의 (a) 참조)과 클램프 프레임(53)의 대직경부(53b) 사이에는, 제1 탄성 부재(56)가 설치되어 있다.

제1 탄성 부재(56)는, 클램프 프레임(53)의 소직경부(53a)(앞부분)의 외주를 둘러싸고 있는 코일 스프링이다. 이 제1 탄성 부재(56)는, 칼라 부재(51)를 클램프 프레임(53)에 대해 전방으로 탄성 바이어스시키고 있다.

클램프 프레임(53)의 외주에는, 통형의 커버(60)가 설치되어 있다. 커버(60)의 앞부분, 칼라 부재(51)의 뒷부분(51e)의 외측에 끼워져, 칼라 부재(51)의 외주면에 고착되어 있다.

커버(60)의 뒷부분은, 클램프 프레임(53)의 대직경부(53b)에 외측에 끼워져 있다. 클램프 프레임(53)은, 커버(60)에 대해 전후방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있다.

커버(60)는, 칼라 부재(51)와 클램프 프레임(53) 사이에 설치된 제1 탄성 부재(56)가 외부에 노출되는 것을 막기 위한 부재이다.

커버(60)의 후단 개구부에는, 직경방향 안쪽으로 돌출된 환상(環狀)의 돌출부(61)가 형성되어 있다. 또한, 클램프 프레임(53)의 대직경부(53b)의 외주면에는 플랜지(53c)가 돌출 설치되어 있다. 그리고, 돌출부(61)의 전면에 플랜지(53c)가 접촉함으로써, 클램프 프레임(53)의 후방으로의 이동이 규제되어 있다.

클램프 프레임(53)이 가장 후방에 위치하고 있을 때는, 클램프 프레임(53)에 장착된 죠(52)는 칼라 부재(51)의 후단부에 배치되어 있다.

커버(60)의 뒷부분에는, 원통형의 스프링 커버(70)의 앞부분이 외측에 끼워져 있다. 스프링 커버(70)는, 익스팬더 프레임(30)보다도 후방으로 연장되어 있고, 후기하는 제2 탄성 부재(57)의 축방향의 대략 중간부에 후단 개구부가 위치하고 있다.

상기한 칼라 부재(51), 커버(60), 클램프 프레임(53) 및 스프링 커버(70)는, 맨드릴(40)의 회전에 따라 회전하지 않는 고정계의 부재이다.

클램프 프레임(53)의 후단면의 중심부에는, 오목부(53d)가 형성되어 있다. 이 오목부(53d) 내에는, 칼라 후륜(55)의 앞부분(55a)이 회전 가능하게 삽입되어 있다.

칼라 후륜(55)은, 볼 리테이너(55c)를 통해 오목부(53d) 내에 회전 가능하게 장착된 통형의 부재로서, 익스팬더 프레임(30)의 뒷부분이 내부에 삽입되어 있다.

칼라 후륜(55)의 뒷부분(55b)은, 익스팬더 프레임(30)의 뒷부분의 외주면에 형성된 나사 홈에 나사 결합되어 있고, 익스팬더 프레임(30)의 회전에 연동하여 회전한다.

또한, 칼라 후륜(55)의 후방에 있어서, 익스팬더 프레임(30)의 뒷부분의 나사 홈에는, 로크 너트(55d)가 나사 결합되어 있다.

그리고, 칼라 후륜(55)을 회전시킴으로써, 칼라 후륜(55)을 익스팬더 프레임(30)에 대해 전방 또는 후방으로 송출할 수 있다.

이와 같이 하여, 칼라 후륜(55)을 익스팬더 프레임(30)에 대해 이동시키고, 칼라 부재(51)를 전방 또는 후방으로 송출함으로써, 칼라 부재(51)로부터의 롤러(20)의 돌출량(롤러 유효 길이)을 조정할 수 있다.

스토퍼(54)는 맨드릴(40)의 뒷부분이 내부에 삽입된 원통형의 부재로서, 뒷부분에 확경된 플랜지(54a)가 형성되어 있다. 이 스토퍼(54)는, 내부에 설치된 베어링을 통해 맨드릴(40)의 뒷부분을 회전 가능하게 보유지지하고 있으며, 맨드릴(40)의 전후방향으로의 이동에 연동하여 전후방향으로 이동한다.

클램프 프레임(53)의 후단면과 스토퍼(54)의 플랜지(54a) 사이에는, 제2 탄성 부재(57)가 설치되어 있다. 제2 탄성 부재(57)는, 익스팬더 프레임(30)과 스토퍼(54) 사이에 노출된 맨드릴(40)의 외주를 둘러싸고 있는 코일 스프링이다.

본 실시형태에서는, 제2 탄성 부재(57)의 탄성력(스프링 상수)보다도 제1 탄성 부재(56)의 탄성력(스프링 상수)이 작게 설정되어 있어, 스토퍼(54)에 전방으로의 추진력이 부여되었을 때는, 제2 탄성 부재(57)보다도 제1 탄성 부재(56)의 수축량이 크게 되어 있다.

다음에, 상기한 확관 공구(1)를 이용한 튜브(TU)의 확경 작업에 대해 설명한다.

우선, 도 1에 도시된 확관 공구(1)의 로크 너트(55d)를 회전시켜, 칼라 후륜(55)을 익스팬더 프레임(30)에 대해 전방 또는 후방으로 송출함으로써, 확경하는 부위의 길이에 맞추어 칼라 부재(51)로부터의 롤러(20)의 돌출량(롤러 유효 길이)을 조정한다. 또한, 맨드릴(40)의 후단부(43)는 전동 공구(도시생략)의 출력축에 연결된다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 관판(P)의 구멍부(P1)에 삽입된 튜브(TU)에 익스팬더 프레임(30)의 앞부분을 삽입하고, 칼라 부재(51)의 전단면(51f)을 관판(P)의 외면에 접촉시킨다. 이에 의해, 구멍부(P1) 내에 롤러(20)가 배치된다.

이 상태로 전동 공구를 구동시켜, 도 1에 도시된 맨드릴(40)을 정회전시키면서 전동 공구를 전방으로 이동시킴으로써, 맨드릴(40) 및 스토퍼(54)에 전방으로의 추진력을 부여하면, 제2 탄성 부재(57)를 통해 클램프 프레임(53)에 추진력이 전달된다.

이 때, 제2 탄성 부재(57)의 탄성력(스프링 상수)보다도 제1 탄성 부재(56)의 탄성력(스프링 상수)이 작기 때문에, 제2 탄성 부재(57)보다도 제1 탄성 부재(56)가 크게 수축하고, 클램프 프레임(53) 및 죠(52)가 전진한다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 죠(52)가 칼라 부재(51) 내에서 전진하면, 칼라 부재(51)의 테이퍼부(51b)에 의해 죠(52)가 칼라 부재(51)의 직경방향 안쪽으로 밀려나가고, 죠(52)의 치부(52a)가 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 접촉하여 맞물림된다(도 4의 (b) 참조). 이에 의해, 튜브(TU)는, 죠(52)를 통해 고정계(칼라 부재(51))에 고정되어, 튜브(TU)의 회전이 방지된다.

클램프 프레임(53)의 소직경부(53a)의 전단면이 칼라 부재(51)의 후단면에 접촉함으로써, 클램프 프레임(53)의 전진이 규제되고, 제1 탄성 부재(56)의 수축이 완료된다. 그 후, 도 1에 도시된 제2 탄성 부재(57)가 수축함으로써, 맨드릴(40) 및 스토퍼(54)는 더 전진한다.

그리고, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 맨드릴(40)의 테이퍼부(41)에 의해 롤러(20)가 익스팬더 프레임(30)의 직경방향 바깥쪽으로 밀려나가고, 각 롤러(20)가 튜브(TU)의 내주면(TU1)에 압압된다. 이 때, 각 롤러(20)에는 맨드릴(40)의 회전이 전달되기 때문에, 각 롤러(20)는 자전하면서 공전한다. 이에 의해, 익스팬더 프레임(30)이 축둘레로 회전한다.

이와 같이 하여, 각 롤러(20)가 튜브(TU)의 내주면(TU1)을 압압하면서 전동함으로써, 튜브(TU)가 내부로부터 확경되고, 튜브(TU)가 관판(P)(도 4의 (a) 참조)의 구멍부(P1)에 압접(壓接)된다.

또한, 작업 후에 튜브(TU)로부터 맨드릴(40)을 이탈시킬 때는, 맨드릴(40)을 역회전시키면서 전동 공구를 후방으로 이동시키면, 제1 탄성 부재(56)의 탄성력에 의해 클램프 프레임(53)이 후방으로 되돌려진다. 이에 의해, 죠(52)는 칼라 부재(51) 내에서 후진할 수 있게 되고, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 죠(52)가 칼라 부재(51)의 직경방향 바깥쪽으로 이동하여 치부(52a)가 튜브(TU)의 외주면으로부터 이격된다.

이상과 같은 확관 공구(1)에서는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 맨드릴(40)을 전진시킴으로써, 죠(52)가 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 접촉하여 튜브(TU)가 고정계의 칼라 부재(51)에 고정됨과 아울러, 각 롤러(20)가 튜브(TU)의 내주면(TU1)에 압압된다. 따라서, 1대의 공구로 튜브(TU)의 회전 방지와 확경을 행할 수 있고, 튜브(TU)가 회전하지 않도록 보유지지하는 작업자를 배치할 필요가 없기 때문에 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 맨드릴(40)을 전진시키면, 처음에 제1 탄성 부재(56)가 수축하여 클램프 프레임(53)이 전진하고, 죠(52)에 의해 튜브(TU)가 고정된다. 그 후, 도 1에 도시된 제2 탄성 부재(57)가 수축하여 맨드릴(40)이 더 전진함으로써, 각 롤러(20)를 튜브(TU)의 내주면(TU1)에 압압시킬 수 있다. 이와 같이 튜브(TU)의 회전 방지가 선행하여 행해지기 때문에, 튜브(TU)의 회전을 확실히 막을 수 있다.

또한, 클램프 프레임(53)의 소직경부(53a)(앞부분)의 외주를 둘러싸도록 제1 탄성 부재(56)를 배치함으로써, 공구 내의 공간을 유효하게 이용하고, 공구 전체를 콤팩트하게 형성할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경이 가능하다.

예를 들면, 본 실시형태에서는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 죠(52)가 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 접촉하여 맞물림으로써 튜브(TU)가 고정되도록 구성되어 있지만, 죠(52)가 튜브(TU)의 외주면(TU2)에 압접됨으로써 튜브(TU)를 고정해도 된다.

또한, 제1 탄성 부재(56) 및 제2 탄성 부재(57)를 코일 스프링에 의해 구성하고 있지만, 고무재 등 각종 탄성 부재를 이용할 수 있다.

1 확관 공구
20 롤러
21 롤러의 테이퍼부
30 익스팬더 프레임
40 맨드릴
41 맨드릴의 테이퍼부
50 회전 방지 기구
51 칼라 부재
51a 칼라 부재의 내주면
51b 칼라 부재의 테이퍼부
52 죠
52a 치부
52b 죠의 테이퍼부
53 클램프 프레임
53a 소직경부
53b 대직경부
53d 오목부
53e 돌기부
54 스토퍼
55 칼라 후륜
55d 로크 너트
56 제1 탄성 부재
57 제2 탄성 부재
60 커버
70 스프링 커버
P 관판
P1 구멍부
TU 튜브(피확관 부재)
TU1 튜브의 내주면
TU2 튜브의 외주면

Claims

복수의 롤러를 동심원 상에 회전 가능하게 보유지지하고, 피확관 부재 내에 회전 가능하게 삽입되는 통형의 익스팬더 프레임;
상기 익스팬더 프레임 내에 슬라이드 가능하고 회전 가능하게 삽입되고, 앞쪽이 소직경이 되는 테이퍼부가 외주면에 형성된 맨드릴;
상기 피확관 부재의 회전 방지 기구;를 구비하고 있는 확관 공구로서,
상기 회전 방지 기구는,
상기 피확관 부재가 내부에 삽입되는 통형의 칼라 부재;
상기 칼라 부재의 내주면과 상기 피확관 부재의 외주면 사이에 배치되고, 상기 맨드릴에 연동하여 전진하는 죠(jaw);를 구비하며,
상기 칼라 부재의 내주면에는, 앞쪽이 소직경이 되는 테이퍼부가 형성되어 있고,
상기 맨드릴을 상기 칼라 부재 및 상기 익스팬더 프레임에 대해 전진시킴으로써,
상기 칼라 부재의 테이퍼부에 의해, 상기 죠가 상기 칼라 부재의 직경방향 안쪽으로 밀려나가고, 상기 죠가 상기 피확관 부재의 외주면에 접촉함과 아울러,
상기 맨드릴의 테이퍼부에 의해, 상기 각 롤러가 상기 익스팬더 프레임의 직경방향 바깥쪽으로 밀려나가는 것을 특징으로 하는 확관 공구.
제1항에 있어서,
상기 회전 방지 기구는,
상기 죠에 접촉하는 클램프 프레임;
상기 맨드릴의 뒷부분을 회전 가능하게 보유지지하는 통형의 스토퍼;
상기 칼라 부재와 상기 클램프 프레임 사이에 설치된 제1 탄성 부재;
상기 클램프 프레임과 상기 스토퍼 사이에 설치된 제2 탄성 부재;를 가지며,
상기 제1 탄성 부재의 탄성력은, 상기 제2 탄성 부재의 탄성력보다도 작은 것을 특징으로 하는 확관 공구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 탄성 부재는, 상기 칼라 부재와 상기 클램프 프레임의 뒷부분 사이에 설치되고, 상기 익스팬더 프레임의 앞부분의 외주를 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 확관 공구.