KR20170123343A

KR20170123343A - 전조 가공 장치

Info

Publication number: KR20170123343A
Application number: KR1020177029952A
Authority: KR
Inventors: 신노스케 니시지마; 고우키 도미무라
Original assignee: 닛신 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-11-07
Also published as: EP3269467B1; PH12017501677A1; US10124386B2; MX2017011835A; EP3269467B8; RU2661129C1; JPWO2016147982A1; WO2016147982A1; CN107427883B; CN107427883A; KR101820641B1; JP6029798B1; ES2730801T3; MY190005A; PH12017501677B1; MX368029B; TWI665030B; EP3269467A1; US20180065163A1; EP3269467A4

Abstract

피처리관에서의 다양한 사이즈에 적용 가능하고, 관끝으로부터 임의의 위치에 홈을 작성할 수 있는 전조 가공 장치를 제공한다. 본 발명의 전조 가공 장치(1)는, 제1 축선(C1)을 중심으로 하여 회전 가능한 축부(13)와, 축부(13)의 외주로부터 원둘레를 따라서 바깥쪽으로 돌출하고, 단면 형상이 볼록한 모양인 볼록 롤러(14)와, 제1 축선(C1)과 평행한 제2 축선을 중심으로 하여 회전 가능하며, 단면 형상이 오목한 모양이고, 제1 축선(C1)을 따른 방향에서 볼록 롤러(14)와 대응하는 위치에 배치 가능하며, 볼록 롤러(14)에 대해서 근접 및 이간하는 방향으로 이동 가능한 오목 롤러(15)와, 축부(13)의 외주에서의 볼록 롤러(14)보다 기단 측에 장착되어 볼록 롤러(14)와의 사이의 제1 축선(C1)을 따른 방향의 거리가 가변하는 관끝 위치 결정 부재(30)와, 피처리관(2)의 외주에 장착되는 링 부재(51)의 외주를 피처리관(2)의 축인 제3 축선(C3)을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지하는 지지 부재(57)를 구비한다.

Description

전조 가공 장치

본 발명은, 피 처리대상인 관 모양 부재에 홈을 형성하는 전조 가공 장치에 관한 것이다.

종래, 수도 배관으로서 덕타일 주철관이 많이 이용되고 있다. 덕타일 주철관은 주물제이기 때문에 형상의 자유도가 높다. 이 때문에, 여러 종류의 다양한 조인트가 존재하여, 적재적소에 이용되고 있다.

한편, 스테인리스강(SUS)의 수도 배관도 존재하지만, 조인트 가공이 쉽지 않기 때문에, 특정 지름으로 한정되어 있다. 이하에서는, 스테인리스강(SUS)제의 수도 배관을 SUS관이라고 기재한다. 그러나, SUS관은 덕타일 주철관과 비교해서 내용연수(耐用年數)가 길다. 게다가, 적수, 청수 등의 문제가 잘 발생하지 않고, 상온의 환경 하에서는 응력 부식 균열이 발생하지 않기 때문에, 유지 비용이 저렴하다. 이 때문에, 향후, 다양한 지름의 SUS관을 사용할 것이 요구되고 있다.

SUS관을 접속하는 경우, 접속하는 2개 관의 단부의 외주에 홈을 형성하고, 그것들 홈에 계합(係合)하는 조인트를 장착한다.

이러한 홈을 형성하는 장치로서 종래, 케이싱에 수용되고 또한 회전 출력부를 가지는 구동 전달 기구와, 구동 전달 기구를 구동하는 전기 구동 모터와, 관의 내면을 따라서 장착되고, 또한 전체 둘레 홈을 가지는 구동 롤러와, 관을 사이에 두고 구동 롤러를 향해서 눌리며, 전체 둘레 볼록부를 가지는 홈파기 롤러와, 관에 고정되고 또한 관의 축선방향에 대해서 수직인 궤도면을 가지는 궤도 링과, 궤도면을 따라서 관의 전체 둘레에 걸쳐서 이동 가능하도록 케이싱에 장착된 이동 롤러를 가지는 전조 가공 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2013－103237호

상술한 전조 가공 장치는, 일정한 관 사이즈를 대상으로 하여, 관 끝에서부터 일정한 위치에 홈을 만드는 것이다. 향후, 상술한 바와 같이 여러 가지 지름의 SUS관의 사용이 예상되지만, 지름이 다르면, 관 끝에서부터의 홈 위치도 달라지기 때문에 종래의 전조 가공 장치를 사용할 수 없다.

본 발명의 과제는, 피 처리대상인 관 모양 부재의 다양한 크기에 적용할 수 있고, 이 관 끝에서부터 임의의 위치에 홈을 작성할 수 있는 전조 가공 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시형태는, 제1 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 축부와, 상기 축부의 외주로부터 상기 제1 축선을 중심으로 한 원둘레를 따라서 바깥쪽으로 돌출하고, 상기 제1 축선을 포함하는 평면에서 절단한 단면 형상이 바깥쪽을 향해서 볼록한 모양인 제1 홈파기부와, 상기 제1 축선과 평행한 제2 축선을 중심으로 하여 회전 가능하며, 상기 제1 축선과 상기 제2 축선을 포함하는 평면에서 절단한 단면 형상이 오목한 모양이고, 상기 제1 축선을 따른 방향에서 상기 제1 홈파기부와 대응하는 위치에 배치 가능하며, 상기 제1 홈파기부에 대해서 근접 및 이간하는 방향으로 이동 가능한 제2 홈파기부와, 상기 축부의 외주의 상기 제1 홈파기부보다 기단측에 장착되어, 상기 제1 홈파기부와의 사이의 상기 제1 축선을 따른 방향의 거리가 가변하는 날밑 모양의 관끝 위치 결정 부재와, 피 처리대상인 관 모양 부재의 외주에 장착되는 링 부재의 외주를, 상기 관 모양 부재의 축인 제3 축선을 중심으로 하여 회전 가능하도록 지지하는 지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 상기 관 모양 부재의 전조 가공 장치를 제공한다.

또한, 상기 지지 부재는 상기 링 부재를 사이에 끼우는 오목한 모양의 지지 롤러를 구비할 수 있다.

또한, 상기 지지 롤러는, 상하 이동이 가능하고, 상기 링 부재의 둘레 방향에서 적어도 2개소에 마련될 수 있다.

또한, 상기 지지 롤러는, 상기 관끝 위치 결정 부재에 근접 및 이간하는 방향으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 관끝 위치 결정 부재는, 상기 축부의 외주에서 상기 제1 축선을 따른 방향으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 제2 홈파기 부재의 상기 오목한 모양의 상기 제1 축선을 따른 방향의 중심의, 상기 제1 홈파기 부재의 상기 볼록한 모양의 상기 제1 축선을 따른 방향의 중심에 대한 상기 제1 축선을 따른 방향의 상대 위치를 변경할 수 있다.

상기 제2 홈파기 부재와 상기 제1 홈파기 부재 사이의 상대 위치를 측정 가능한 위치 검출 장치를 구비할 수 있다.

또한, 상기 링 부재는 상기 관 모양 부재에 대해서 착탈 가능할 수 있다.

본 발명에 의하면, 피처리관에의 다양한 크기에 적용 가능하고, 관끝에서부터 임의의 위치에 홈을 작성할 수 있는 전조 가공 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 전조 가공 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 전조 가공 장치를 전방에서 본 개념도이다.
도 3은 링 부재의 정면도(a) 및 측면도(b)이다.
도 4는 전조 가공의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 링 부재의 변형 형태의 정면도(a) 및 측면도(b)이다.
도 6은 오목 롤러의 중심이 볼록 롤러의 중심과 일치하는 경우에 발생하는 경우가 있는 현상을 설명하는 도면이다.
도 7은 길이측의 오목 롤러와 볼록 롤러와의 사이의 거리가, 관끝측보다 좁은 경우에 제조되는 볼록부 형상을 나타내는 도면이다.
도 8은 2개의 피처리관을 연결한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 이동 기구에 의한 오목 롤러의 이동을 설명하는 도면이다.
도 10은 제2 실시형태의 전조 가공 장치의 개략 단면도이다.
도 11은 관끝 지지부를 나타내는 도면이다.
도 12는 표 2의 결과를 그래프로 한 것이다.
도 13은 제2 실시형태의 전조 가공 장치에서의 전조 가공 동작을 설명하는 도면이다.

(제1 실시형태)

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 전조 가공 장치(1)의 제1 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 전조 가공 장치(1)는, 피 처리대상인 관 모양 부재(피처리관(2))를, 홈파기의 틀이 되는 볼록 롤러(제1 홈파기부, 14)와 오목 롤러(제2 홈파기부, 15)와의 사이에 끼워 회전시켜, 금속의 가소성을 이용한 「소성 가공」에 의해 피처리관(2)에 홈을 파는 전조 가공 장치이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 전조 가공 장치(1)의, 후술하는 제1 축선(C1)을 따른 개략 단면도이다. 다만, 도면은 쉽게 설명하기 위해서 간략화한 것으로, 정확한 단면을 나타내는 것은 아니다.

이하, 도시하는 바와 같이, 축부(13)의 제1 축선(C1)을 따른 방향을 전후 방향으로 하고, 피처리관(2)이 장착되는 쪽을 전, 반대쪽을 후로 하여 설명한다. 또한, 전조 가공 장치(1)가 배치되었을 때의 상하가 되는 방향을 상하 방향으로 한다.

도 2는, 전조 가공 장치(1)를 전방에서 본 개념도이다. 이하, 도시하는 바와 같이 전후 방향 및 상하 방향과 직교하는 방향을 좌우 방향으로 설명한다.

전조 가공 장치(1)는, 홈파기 기구(10)와, 피처리관(2)의 관끝(2a) 위치를 결정하는 관끝 위치 결정 부재(30)와, 피처리관(2)을 지지하는 관 지지기구(50)를 구비하여, 전체가 프레임(70)에 고정되어 있다.

(프레임)

우선, 전조 가공 장치(1)의 프레임(70)에 대해서 설명한다.

프레임(70)은, 전조 가공 장치(1)의 전후 방향 양단에 마련된 각각 2개의 전각부(71) 및 후각부(72)와, 2개의 전각부(71) 사이를 좌우로 건너지른 전판부(73)와, 2개의 후각부(72) 사이를 좌우로 건너지른 후판부(74)와, 전판부(73)와 후판부(74) 사이에 전후로 건너지른 홈파기 판부(75)를 구비한다.

홈파기 판부(75)에는, 도시하는 바와 같이, 길이방향을 따라서 가늘고 긴 슬라이드 가이드홈(79)이 형성되어 있다. 슬라이드 가이드홈(79)은 좌우 방향의 중앙부에서 홈파기 판부(75)를 관통한다.

프레임(70)은, 또한, 후술하는 구동 모터(11)가 고정되는 고정대(76)와, 고정대(76)의 앞쪽으로부터 상방으로 늘어나는 유지판(77)과, 유지판(77)의 좌우에 마련된 레일 유지벽(78)을 구비한다.

(홈파기 기구)

홈파기 기구(10)는, 구동 모터(11)와, 구동 모터(11)의 회전축에 연결되어 베어링부(12)에 의해 회전이 자유롭게 고정대(76)에 유지된 축부(13)와, 축부(13)의 앞쪽 외주에 마련된 볼록 롤러(14)를 구비한다.

(축부)

축부(13)는 원주 형상으로서, 제1 축선(C1)을 중심으로 회전한다.

축부(13)의 기단은, 상술한 바와 같이 고정대(76)에 고정된 베어링부(12)를 통해서 구동 모터(11)의 회전축에 장착되어 있다.

(볼록 롤러)

볼록 롤러(14)는, 축부(13)의 외주에서 제1 축선(C1)을 중심으로 한 원고리 모양으로 형성되어 있다. 볼록 롤러(14)는 축부(13)와 별체로 축부(13)의 외주에 장착하는 것이어도 좋고, 또한 축부(13)와 일체 형성되어 있는 것이어도 좋다.

볼록 롤러(14) 전후 방향의 단면은, 도 1에 나타내듯이 축부(13)의 바깥쪽으로 돌출한 반원 모양이 바람직하다.

또한, 홈파기 기구(10)는, 볼록 롤러(14)의 상부에 배치된 오목 롤러(15)와, 오목 롤러 유지부(16)와, 오목 롤러(15) 및 오목 롤러 유지부(16)를 상하하는 실린더(17)를 구비한다.

(오목 롤러)

오목 롤러(15)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 2개의 원판 부재(15a) 사이에 원기둥 부재(15b)를 배치한 형상으로, 전후 방향의 단면이 약 H형인 부재이다.

오목 롤러(15)의 중심에는, 제2 축선(C2)을 따라서 회전축(15c)이 삽입되고, 회전축(15c)의 양단은 원판 부재(15a)로부터 돌출되어 있다.

오목 롤러(15)와 볼록 롤러(14)란, 사이에 피처리관(2)를 끼워서 피처리관(2)에 홈을 형성한다.

(오목 롤러 유지부)

오목 롤러 유지부(16)는, 직사각형 본체부(16d)의 전후 양단으로부터, 2개의 직사각형 유지판(16a)이 하방으로 늘어난 부재로서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 단면은 コ자형이다.

유지판(16a)에는, 각각 구멍(16b)이 마련되어 있다. 이 구멍(16b)에는 베어링(16c)이 배치되어 있고, 베어링(16c)에는 오목 롤러(15)의 회전축(15c)이 삽입되어 있다. 이에 따라서, 오목 롤러(15)는, 오목 롤러 유지부(16)에 대해서 회전 가능하고, 축부(13) 및 피처리관(2)의 회전에 맞추어 회전할 수 있다.

오목 롤러 유지부(16)의 상부에는, 실린더(17)의 실린더 로드(17a)가 장착되어 있다. 실린더(17)는, 실린더 튜브(17b) 안에 피스톤(도시하지 않음)이 배치되어, 피스톤이 실린더 튜브(17b) 내를 상하로 움직임에 따라서, 피스톤으로부터 늘어나는 실린더 로드(17a)도 상하로 움직인다.

또한, 전조 가공 장치(1)는 실린더(17)를 통해서 홈파기 기구(10)를 전후로 이동시키는 이동 기구(80)를 구비한다.

이동 기구(80)는, 실린더(17)를 유지하는 이동 블록(81)과, 이동 블록(81)에 마련된 삽입 나사 구멍(82)을 관통하는 볼 나사(83)와, 볼 나사(83)를 회전시키는 핸들(84)과, 이동 블록(81)을 슬라이드 시키는 레일(85)을 구비한다.

이동 블록(81)은, 직사각형의 두꺼운 판 부재로, 전후로 관통하도록 형성된 삽입 나사 구멍(82)을 구비한다. 이동 블록(81) 아래면의 좌우 가장자리에는, 슬라이드부(86)가 장착되고, 이동 블록(81)의 중앙부에는 개구부(87)가 마련되어 있다.

개구부(87)에는 실린더(17)가 삽입되어 고정되어 있다.

삽입 나사 구멍(82)은, 본 실시형태에서는 이동 블록(81)의 좌측에 마련되어 내면에 나사골이 형성되어 있다. 그리고 그 삽입 나사 구멍(82)에는, 볼 나사(83)가 삽입되어 있다.

레일(85)은, 프레임(70)에서의 상술한 레일 유지벽(78) 상부에 장착되어 있다. 슬라이드부(86)는, 아래면에 슬라이드 가이드홈(88)이 마련되어 슬라이드 가이드홈(88)에 레일(85)이 삽입되어 있다.

볼 나사(83)의 단부에 장착된 핸들(84)을 회전시키면, 볼 나사(83)가 회전하고, 그에 따라서 이동 블록(81)은 전후로 이동한다.

(관끝 위치 결정 부재)

축부(13)에서의, 볼록 롤러(14)와 베어링부(12) 사이에는, 원 고리 모양의 관끝 위치 결정 부재(30)가 배치되어 있다. 관끝 위치 결정 부재(30)는, 소정의 두께의 원고리 판부재이다.

관끝 위치 결정 부재(30)의 내경은 축부(13)의 외경과 거의 같은 지름으로, 축부(13)의 외주에 장착되어 있다. 관끝 위치 결정 부재(30)의 외경은, 볼록 롤러(14)의 외경에 피처리관(2)의 두께를 더한 길이보다 길다.

관끝 위치 결정 부재(30)에는, 외주측으로부터 내주측으로 늘어나는 관통 나사 구멍(32)이 마련되어 있다. 관통 나사 구멍(32)에는, 긴 나사(31)가 나합되어 있다.

관끝 위치 결정 부재(30)를 축부(13)의 외주에 장착하고, 관통 나사 구멍(32)보다 긴 나사(31)를 비틀어 넣어서, 긴 나사(31)를 축부(13)에 가압함에 따라, 관끝 위치 결정 부재(30)를 축부(13)에 고정할 수 있다.

또한, 긴 나사(31)를 느슨하게 하면, 관끝 위치 결정 부재(30)를 축부(13)의 길이 방향(전후 방향)의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다.

즉, 관끝 위치 결정 부재(30)와 볼록 롤러(14)의 간격은 임의로 조정할 수 있다.

(관 지지기구)

관 지지기구(50)는, 피처리관(2)의 외주에 장착되는 링 부재(51)와, 링 부재(51)를 회전 가능하도록 지지하는 지지 롤러(55)와, 지지 롤러(55)를 회전 가능하도록 지지하는 롤러 지지부(57)을 구비한다.

(링 부재)

도 3은, 링 부재(51)의 정면도(a) 및 측면도(b)이다.

도시하는 바와 같이, 링 부재(51)는 피처리관(2)의 외주에 장착되는 부재이다. 링 부재(51)는, 2개의 반원부(52, 53)로 분할되어 있고, 반원부(52, 53)는 볼트(54)로 연결되어 있다.

한쪽 반원부(52)의 단부에는 볼트 구멍(52a)이 마련되어 있다.

다른 쪽 반원부(53)의 단부는, 볼트(54)의 헤드 부분(54a)이 관통하지 않고, 볼트(54)의 나사부(54b)가 관통하는 구멍(53a)이 마련된 벽부(53b)를 형성하듯이 절단되어 있다.

링 부재(51)의 내경은, 피처리관(2)의 외경과 거의 같으며, 볼트(54)를 반원부(53) 벽부(53b)의 구멍(53a)으로부터 삽입하고, 한쪽 반원부(52)의 단부의 볼트구멍(52a)에 비틀어 넣어서 링 부재(51)를 피처리관(2)에 고정할 수 있다.

링 부재(51)는, 피처리관(2)의 외경에 따라서 복수 준비되어 있고, 피처리관(2)의 치수에 맞추어 교환 가능하다.

(지지 롤러)

지지 롤러(55)는, 링 부재(51)를 하방으로부터 지지하듯이 링 부재(51)의 주위에 2개(제1 지지 롤러(55A), 제2 지지 롤러(55B)) 마련되어 있다.

각각의 지지 롤러(55)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 2개의 원판 부재(55a) 사이에 원기둥 부재(55b)를 배치한 상태의 단면 H형 롤러이다.

지지 롤러(55)의 중심에는 회전축(56)이 삽입되고, 회전축(56)의 양단은 원판 부재(55a)로부터 돌출되어 있다.

(롤러 지지부)

롤러 지지부(57)는, 2개의 같은 모양의 직사각형 횡판(제1 횡판(57a), 제2 횡판(57b))의 저변 사이에, 1개의 직사각형 바닥판(57c)을 배치하여 제1 횡판(57a)과 제2 횡판(57b)을 연결한 부재로서, 도 1에 나타내는 바와 같이 단면이 コ자형이다.

제1 횡판(57a), 제2 횡판(57b)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 각각 2개의 구멍(58, 제1 구멍(58a), 제2 구멍(58b))이 마련되어 있다.

롤러 지지부(57)에서의 제1 횡판(57a)의 제1 구멍(58a)에 제1 지지 롤러(55A)의 회전축(56) 돌출부의 한쪽이 삽입되고, 제2 횡판(57b)의 제1 구멍(58a)에 제1 지지 롤러(55A)의 회전축(56) 돌출부의 다른 쪽이 삽입되어 있다.

또한, 롤러 지지부(57)의 제1 횡판(57a)의 제2 구멍(58b)에 제2 지지 롤러(55B)의 회전축(56) 돌출부의 한쪽이 삽입되고, 제2 횡판(57b)의 제2 구멍(58b)에 제2 지지 롤러(55B)의 회전축(56) 돌출부의 다른쪽이 삽입되어 있다.

이에 따라, 제1 지지 롤러(55A), 제2 지지 롤러(55B)는 롤러 지지부(57)에 대해서 회전 가능하고, 링 부재(51)를 자유롭게 회전하도록 유지할 수 있다.

(원기둥 부재)

롤러 지지부(57)는 원기둥 부재(59)로 지지받고 있다. 원기둥 부재(59)의 외주면에는 나사골부(59a)가 형성되어 있다.

원기둥 부재(59)는, 직사각형 슬라이드부(60)를 관통하고, 또한 상술한 홈파기 판부(75)의 슬라이드 가이드홈(79)을 관통하고 있다.

슬라이드부(60)의 좌측 단부에는 2개의 볼트용 구멍(60a)이 마련되어 있다. 그 볼트용 구멍(60a)에 삽입된 볼트(60b)는 볼트 헤드가 슬라이드부(60)의 상면에 유지되고, 나사부가 슬라이드부(60) 및 홈파기 판부(75)의 슬라이드 가이드홈(79)에 삽입되어 있다.

나사부에는, 슬라이드 가이드홈(79)의 좌우 폭보다 지름이 큰 너트(60c)가, 홈파기 판부(75)의 하면 측으로부터 비틀어 삽입되어 있다. 너트(60c)를 조임으로써, 슬라이드부(60)는 홈파기 판부(75)에 대해서 고정된다. 너트(60c)를 느슨하게함으로써, 슬라이드부(60)는 전후 방향으로 슬라이드 가이드홈(79)을 따라서 이동 가능하다. 이에 따라, 지지 롤러(55) 및 롤러 지지부(57)의 전후 이동이 가능하다.

원기둥 부재(59)의 슬라이드부(60)보다 하부에는 스크류 잭(61)이 배치되어 있다. 스크류 잭(61)으로부터 회전 조작축(61a)이 좌우 방향으로 늘어나고, 그 선단에 핸들(61b)이 장착되어 있다.

핸들(61b)을 돌리면, 스크류 잭(61) 내부의 기어가 회전해서, 원기둥 부재(59)를 오르내린다. 원기둥 부재(59)가 오르내리면, 원기둥 부재(59)보다 위쪽에 배치되어 있는 지지 구조도 오르내린다.

또한, 롤러 지지부(57)로부터 2개의 가이드(62)가 하방으로 늘어나서 슬라이드부(60)를 삽입 통과하여, 롤러 지지부(57)의 회전과 기울기를 억제하고 있다.

(동작의 설명)

그 다음, 본 실시형태의 전조 가공 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다.

1) 우선, 핸들(84)을 회전시켜서 이동 블록(81)을 전후 방향으로 이동시킨다. 그리고 오목 롤러(15)의 중심(전후 방향의 중심)이 볼록 롤러(14)의 중심(전후 방향의 중심)과 일치하도록, 오목 롤러(15)의 전후 방향 위치를 맞춘다.

2) 관끝 위치 결정 부재(30)로부터 볼록 롤러(14) 중심(P1)까지의 거리가, 피처리관(2)의 관끝(2a)으로부터 피처리관(2)에서 홈을 형성하는 전조 가공 위치까지의 거리가 같게 되는 제1 위치(P2)에, 관끝 위치 결정 부재(30)를 축부(13)의 외주에서 슬라이딩시킨다.

제1 위치(P2)에서, 관끝 위치 결정 부재(30)의 관통 나사 구멍(32)으로부터, 긴 나사(31)를 비틀어 넣어서, 긴 나사(31)를 축부(13)에 가압한다. 이에 따라, 관끝 위치 결정 부재(30)가 바람직한 축부(13)의 제1 위치(P2)에 고정된다.

3) 홈을 형성하는 피처리관(2)의 외경에 적합한 내경을 가지는 링 부재(51)를 선택한다. 그리고 링 부재(51)의 2개의 반원부(52, 53)를 피처리관(2)의 외주에 배치하고, 볼트(54)를 반원부(53) 벽부(53b)의 구멍(53a)으로부터 삽입하여, 한쪽 반원부(52) 단부의 볼트 구멍(52a)에 비틀어 넣는다. 이로 인해, 링 부재(51)가 피처리관(2)에 고정된다.

4) 그 다음, 볼록 롤러(14)에 피처리관(2)을 씌워서, 피처리관(2)의 관끝(2a)을 관끝 위치 결정 부재(30)에 접촉시킨다. 이에 따라, 피처리관(2)의 전조 가공 위치가 볼록 롤러(14)와 오목 롤러(15)의 중심(P1)에 배치된다.

5) 슬라이드부(60)의 볼트(60b)를 느슨하게 하여, 슬라이드 가이드홈(79)을 따라 슬라이드부(60)를 슬라이딩 시킨다. 그리고, 지지 롤러(55)에서의 제1 지지 롤러(55A)와 제2 지지 롤러(55B)에서의 원기둥 부재(55b) 상의 유지 볼록부가 피처리관(2)에 장착되어 있는 링 부재(51)의 위치에 오도록, 지지 롤러(55)의 전후 방향 위치를 조정한다.

6) 스크류 잭(61)의 핸들(61b)을 회전시켜서, 지지 롤러(55)의 유지 오목부에 링 부재(51)가 들어가도록, 지지 롤러(55)의 상하 방향 위치를 조정한다. 이에 따라서, 피처리관(2)이 수평으로 유지된다.

그리고, 다시 슬라이드 가이드홈(79)을 따라 슬라이드부(60)를 슬라이딩 시키고, 피처리관(2)의 관끝(2a)이 관끝 위치 결정 부재(30)에 맞닿도록 피처리관(2)을 꽉 누름으로써, 피처리관(2) 전후 방향의 미조정을 실시한다. 이 상태에서, 볼트(60b)를 조이고, 슬라이드부(60), 즉 링 부재(51) 및 피처리관(2) 전후 방향의 위치를 고정한다.

이상의 공정에 의해서, 전조 가공의 준비가 완료된다.

7) 그 다음, 피처리관(2)에 홈을 형성하는 전조 가공을 실시한다. 도 4는 전조 가공의 동작을 설명하는 도면이다.

전조 가공을 실시할 때, 실린더(17)를 작동시켜서 실린더 로드(17a) 및 오목 롤러(15)를 하강시키고, 오목 롤러(15)를 피처리관(2)의 외주에 접촉시킨다(도 4의 (a) 상태).

8) 구동 모터(11)를 작동시켜서, 축부(13) 및 그 외주에 마련된 볼록 롤러(14)를 회전시킨 상태에서, 오목 롤러(15)를 볼록 롤러(14)에 근접하는 방향으로 더 하강시킨다.

오목 롤러(15)가 피처리관(2)에 접촉한 후, 다시 오목 롤러(15)를 하강시키면, 접촉 개소인 Q1, Q3에서 오목 롤러(15)가 피처리관(2)의 벽면을 안쪽으로 가압 한다. 한편, 볼록 롤러(14)와 피처리관(2)의 접촉 개소인 Q2의 상하 방향 위치는 변함없기 때문에, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피처리관(2)의 벽면에 볼록부(20)가 형성된다.

축부(13)는 제1 축선(C1)을 중심으로 하여 회전하므로, 이 회전에 맞추어 볼록 롤러(14)도 회전하고, 피처리관(2)도 피처리관(2) 자체의 중심인 제3 축선(C3)을 중심으로 회전한다. 이 회전에 의해 피처리관(2)의 전체 둘레에 볼록부(20)가 형성되어, 홈이 된다.

9) 오목 롤러(15)의 하강에 의해서 홈이 형성되면, 홈의 깊이와 같은 정도(피처리관(2)의 판 두께 감소하기 때문에, 홈의 깊이와 피처리관(2)이 내려가는 양은 완전히 일치하지는 않는다)로 피처리관(2)도 내려간다. 피처리관(2)을 수평으로 유지하도록, 다시 스크류 잭(61)을 회전시켜서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지지 롤러(55)의 중심 축선인 제4 축선(C4)의 위치를 내리고 지지 롤러(55)의 높이를 조정한다.

10) 피처리관(2)의 홈의 깊이가 목적으로 하는 깊이가 될 때까지 오목 롤러(15)의 하강과 지지 롤러의 높이 조정을 실시한다(도 4의 (c)). 또한, 지지 롤러(55)의 높이 조정은, 오목 롤러(15)의 압하와 리니어에 대응하고 있지 않아도, 관끝으로부터 관끝 위치 결정 부재(30)가 어긋나지 않으면, 전후 방향의 위치 결정은 가능하다. 어느 정도의 전체 둘레 볼록부(20)가 형성되면, 볼록 롤러(14)와 오목 롤러(15)에 피처리관(2)이 끼워지고, 전체 둘레 볼록부(20)가 가이드의 역할도 하기 때문에, 지지 롤러(55)를 링 부재(51)로부터 빼내어도 성형이 가능하다.

그리고, 홈의 깊이가 원하는 깊이가 된 시점에서, 전조 가공을 종료한다.

이상, 본 실시형태의 전조 가공 장치(1)는 이하의 효과를 가진다.

(1) 제1 축선(C1)을 중심으로 회전 가능한 축부(13)와, 축부(13)의 외주로부터 제1 축선(C1)을 중심으로 한 원둘레를 따라서 바깥쪽으로 돌출하고, 제1 축선(C1)을 포함하는 평면에서 절단한 단면 형상이, 바깥쪽을 향해서 볼록한 모양인 볼록 롤러(14)와, 제1 축선(C1)과 평행한 제2 축선(C2)을 중심으로 회전 가능하며, 제1 축선(C1)과 상기 제2 축선(C2)을 포함하는 평면에서 절단한 단면 형상이 오목한 모양으로, 제1 축선(C1)을 따른 방향에서, 볼록 롤러(14)와 같은 위치에 배치 가능하고, 볼록 롤러(14)에 대해서 근접 및 이간하는 방향으로 이동 가능한 오목 롤러(15)를 구비한다.

이에 따라, 오목 롤러(15)와 볼록 롤러(14) 사이에 피처리관(2)을 사이에 둔 상태에서 오목 롤러(15)를 볼록 롤러(14)에 대해서 근접시킴으로써, 피처리관(2)에 볼록부(20)를 형성할 수 있다.

그리고, 볼록 롤러(14)를 회전시킴으로써, 피처리관(2)에 형성된 볼록부(20)를 피처리관(2) 주위로 늘려서, 홈을 형성할 수 있다.

(2) 또한, 축부(13)의 외주에서의, 볼록 롤러(14)보다 기단 측에 장착되어, 볼록 롤러(14)와의 사이의 제1 축선(C1)을 따른 방향의 거리가 가변하는 날밑 모양의 관끝 위치 결정 부재(30)와, 피처리관(2)의 외주에 장착되는 링 부재(51)의 외주를, 피처리관(2)의 제2 축선(C2)을 중심으로 회전 가능하도록 지지된 오목 롤러(15)를 구비한다.

이처럼 관끝 위치 결정 부재(30)는, 볼록 롤러(14)와의 사이의 제1 축선(C1)을 따른 방향의 거리가 가변하므로, 관끝(2a)으로부터 임의의 위치에 홈을 만들 수 있다.

(3) 또한, 피처리관(2)에 장착되는 링 부재(51)의 외주를, 제4축선(C4)을 중심으로 회전 가능하도록 지지된 지지 롤러(55)와 지지 부재(57)를 구비한다.

이에 따라, 피처리관(2)의 가공 중의 차이를 방지할 수 있다.

(4) 지지 부재(57)는, 피처리관(2)에 고정된 링 부재(51)를 사이에 끼우는 오목한 모양의 지지 롤러(55)를 구비한다. 이 때문에, 피처리관(2) 및 링 부재(51)가 회전해도, 매끄럽게 유지할 수 있다.

(5) 지지 롤러(55)는, 상하 이동 가능하고, 링 부재(51)의 둘레 방향에서 적어도 2개소에 마련되어 있다. 이 때문에, 다양한 크기의 피처리관(2)를 유지할 수 있다.

(6) 지지 롤러(55)는, 관끝 위치 결정 부재(30)에 근접 및 이간하는 방향으로 이동 가능하다. 이 때문에, 피처리관(2)을 관끝 위치 결정 부재(30)에 누를 수 있고, 피처리관(2)이 안정된 가공이 가능하다.

(7) 관끝 위치 결정 부재(30)는, 축부(13)의 외주에서, 제1 축선을 따른 방향으로 이동 가능하다. 이에 따르면, 상술한 바와 같이 관끝 위치 결정 부재(30)는, 볼록 롤러(14)와의 사이의 제1 축선(C1)을 따른 방향의 거리가 가변하므로, 관끝(2a)으로부터 임의의 위치에 홈을 만들 수 있다.

(8) 링 부재(51)는 피처리관(2)에 대해서 착탈 가능하기 때문에, 1개의 링 부재(51)를 복수의 피처리관(2)에 사용할 수가 있고, 비용 삭감이 가능하다.

(9) 또한, 본 실시형태에 있어서, 도 4의 (a)에 나타내는 Q1, Q2, Q3, Q4의 개소가 접촉하고 있으므로, 가공 초기에서의 수평 상태를 확보할 수 있다. 그리고 가공이 진행되어, 홈부가 어느 정도 형성되면, 홈부 자체가 가이드가 되기 때문에, 넘어지거나 가공부가 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

(변형 형태)

이상, 본 발명의 실시형태를 설명했는데, 본 발명은, 이상의 실시형태로 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 여러 가지 변경이 가능하고, 그것들도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것은 말할 것도 없다.

상기 실시형태에서는, 링 부재(51)가 2개의 반원부(52, 53)로 분할되어 있고, 반원부(52, 53)는 볼트(54)에 의해 연결되어 있는 형태에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 도 5는, 링 부재의 변형 형태의 정면도(a) 및 측면도(b)이다.

변형 형태의 링 부재(51')는, 외주측으로부터 내주측으로 늘어나는 관통 나사 구멍(51a, 51b)이 2곳에 마련되어 있다. 관통 나사 구멍(51a, 51b)에는 각각 긴 나사(51c, 51d)가 나합되어 있다.

링 부재(51')를 피처리관(2)의 외주에 장착하고, 관통 나사 구멍(51a, 51b)으로부터 긴 나사(51c, 51d)를 비틀어 넣고, 긴 나사(51c, 51d)를 피처리관(2)에 가압함으로써 링 부재(51')를 피처리관(2)에 고정시킬 수 있다.

또한, 긴 나사(51c, 51d)를 느슨하게 하면, 링 부재(51')를 피처리관(2)의 길이방향(전후 방향)의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다.

본 변형 형태에서도, 링 부재(51')는, 피처리관(2)의 외경을 따라서, 복수개 구비되어 있고, 피처리관(2)의 치수에 맞추어 교환 가능하다.

상기 실시형태에서는, 지지 롤러(55)가, 링 부재(51)의 주위에 2개(제1 지지 롤러(55A), 제2 지지 롤러(55B)) 마련되어 있는 형태에 대해서 설명했다. 그러나 발명은 이것에 한정되지 않고, 피처리관(2)의 상하 방향 및 전후 방향 위치의 차이를 제한할 수 있으면, 지지 롤러(55)는, 피처리관(2)의 둘레방향에서 1개소에만 마련되어도 좋고, 3개소 이상 마련되어도 좋다.

상기 실시형태에서는, 링 부재(51)의 단면이 볼록한 모양이고, 지지 롤러(55)의 단면이 오목한 모양인 예에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 링 부재(51)의 단면이 오목한 모양으로서, 지지 롤러(55)의 단면이 볼록한 모양이어도 좋다.

상기 실시형태에서는, 볼록 롤러(14)가 피처리관(2)의 내면에 배치되고, 오목 롤러(15)가 피처리관(2)의 외면에 배치된 예에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 볼록 롤러가 피처리관(2)의 외면에 배치되고, 오목 롤러가 피처리관(2)의 내면에 배치되어 있어도 좋다.

상기 실시형태에서는, 구동 모터(11)에 의해 축부(13)를 회전하는 형태에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 수동으로 축부(13)를 회전시켜도 좋다.

또한, 본 실시형태에서는, 축부(13)가 고정되고, 관끝 위치 결정 부재(30)가 축부(13)에 대해서 이동 가능한 형태에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다.

예를 들면, 관끝 위치 결정 부재(30)가 고정대(76b)에 대해서 고정되고, 축부(13)에 설치된 볼록 롤러(14)가 고정대(76)에 대해서 이동 가능한 형태여도 좋다.

이 경우, 본 실시형태는 오목 롤러(15)가, 제1 축선(C1)을 따른 방향으로 이동 가능하기 때문에, 볼록 롤러(14)의 위치에 맞추어 오목 롤러(15)의 위치를 조정할 수 있다.

(제2 실시형태)

제1 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 핸들(84)을 회전시킴으로써 이동 블록(81)을 전후 방향으로 이동시킨다. 그리고, 오목 롤러(15)의 중심이 볼록 롤러(14)의 중심(전후 방향의 중심)과 일치하도록, 오목 롤러(15)의 전후 방향 위치를 맞춘다. 이 오목 롤러(15)의 중심과 볼록 롤러(14)의 중심이 일치한 상태에서 전조 가공을 실시하여, 볼록부(20)를 형성한다.

제1 실시형태와 같이, 오목 롤러(15)의 중심과 볼록 롤러(14)의 중심이 일치하는 경우, 통상은 양호한 볼록부(20)가 형성된다. 그러나, 피처리관(2)의 재료의 경도나, 볼록 롤러(14)를 가압하는 속도나 힘의 관계에서, 이하의 현상이 생기는 경우가 있다.

도 6은, 오목 롤러(15)의 중심이 볼록 롤러(14)의 중심과 일치하고 있을 때에, 발생할 수 있는 현상을 설명하는 도면으로서, 도 4에 대응한다.

우선, 제1 실시형태에서 설명한 것처럼, 오목 롤러(15)를 피처리관(2)의 외주에 접촉시킨다(도 6의 (a) 상태).

볼록 롤러(14)를 회전시킨 상태에서, 오목 롤러(15)를 볼록 롤러(14)에 근접하는 방향으로 더 하강시킨다.

오목 롤러(15)가 피처리관(2)에 접촉한 후, 다시 오목 롤러(15)를 하강시키면, 접촉 부분에서 오목 롤러(15)가 피처리관(2)의 벽면을 안쪽으로 가압하여, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피처리관(2)의 벽면에 볼록부(20)가 형성된다.

축부(13)는 제1 축선(C1)을 중심으로 회전하기 때문에, 이 회전에 맞추어 볼록 롤러(14)도 회전하고, 피처리관(2)도, 피처리관(2) 자체의 중심인 제3 축선(C3)를 중심으로 회전한다. 이 회전에 의해 피처리관(2)의 전체 둘레에 볼록부(20)가 형성되어, 홈이 된다.

여기서, 축부(13)는 외팔보 상태로 유지된다. 즉, 축부(13)의 길이 방향의 관끝 측은, 베어링부(12) 및 구동 모터(11)를 통해서 고정대(76)에 유지되지만(도 1 참조), 그것과 반대측(길이측) 볼록 롤러(14)가 장착되어 있는 쪽은 유지되지 않은 상태이다.

이 때문에, 예를 들면, 피처리관(2)의 재료의 경도, 볼록 롤러(14)를 가압 하는 속도, 형성하는 볼록부(2)의 높이 등에 따라서는, 축부(13)가 도 6의 (b), 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 오목 롤러(15)에 의한 가압 방향(도면 중 아래쪽)으로 기우는 경우가 있다.

이와 같이 축부(13)가 기울면, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 축선(C1)을 따른 방향의 길이 측에서의, 오목 롤러(15)와 볼록 롤러(14)의 거리(L2)가, 관끝 측에서의 오목 롤러(15)와 볼록 롤러(14)의 거리(L1)보다 좁아진다.

도 7은, 이러한 경우에 제조될 가능성이 있는 볼록부(20)를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 오목 롤러(15)와 볼록 롤러(14)의 거리(L2)가, 관끝 측에서의 오목 롤러(15)와 볼록 롤러(14)의 거리(L1)보다 좁은 경우, 가공된 피처리관(2)의 볼록부(20)에서의, 관끝측의 두께(t1)보다 길이측(t2)의 두께가 얇아지는 경우가 있다.

피처리관(2)으로서, (1) 호칭지름(80A)(외경 90mm, 판두께 3mm), (2) 호칭지름(150A)(외경 165mm, 판두께 3.5mm), (3) 호칭지름(250A)(외경 267mm, 판두께 4.0mm)의 SUS304 강관을 이용하여, 오목 롤러(15)의 중심이, 볼록 롤러(14)의 중심과 일치할 때에 볼록부(20)를 형성하고, 실제로 t1과 t2를 측정한 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 또한, 볼록부(20)의 높이는, 각각 6mm, 8mm, 8.5mm이다.

[표 1]

표 1에 나타내는 바와 같이, t1와 t2의 두께에 차이(Δt)가 생긴 경우, 이하와 같은 현상이 생길 수 있다.

도 8은, 2개의 피처리관(2)을 연결한 상태를 나타내는 단면도이다. 도시하는 바와 같이, 2개의 피처리관(2)을 연결할 때, 하우징형의 관조인트(21)에 의해 고정된다. 이 경우, 볼록부(20)를 하우징(23)의 내주측 개구홈(24)에 안쪽에서부터 계합한다. 이와 같이 연결된 2개의 피처리관(2)에 대해서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 양쪽 관에 서로 멀어지는 방향으로 힘을 가하면, 볼록부(20)에서의 얇아지는 측(두께(t2))의 강도가 약해지므로, 분열이 생길 가능성이 있다.

여기서, 제2 실시형태는, 도 9의 (a) 상태로부터 도 9의 (b) 상태가 되도록, 이동 기구(80, 도 1에 도시함)에 의해 오목 롤러(15)를 이동시킨다. 그리고, 오목 롤러(15)의 중심(P1A)과, 볼록 롤러(14)의 중심(P1B)을 겹치지 않도록 비켜 놓는다. 또한, 본 실시형태에서는 오목 롤러(15)를 볼록 롤러(14)에 대해서 이동시키지만, 이에 한정되지 않고, 볼록 롤러(14)를 오목 롤러(15)에 대해서 이동시켜도 좋으며, 양자가 상대적으로 이동하는 구조이면 된다. 또한, 예를 들면, 오목 롤러(15)의 회전축(15c) 양단에 설치된 원판 부재(15a)를 좌우 비대칭으로 하여, 제1 축선(C1)을 따른 전후 방향의 방향을 바꾸어 오목 롤러(15)의 중심(P1A)과, 볼록 롤러(14)의 중심(P1B)을 겹치지 않도록 비켜 놓아도 좋다.

도 10은 제2 실시형태의 전조 가공 장치(1A)의 개략 단면도이다.

제2 실시형태의 전조 가공 장치(1A)가 제1 실시형태와 다른 점은, 위치 검출 장치(100)를 구비하는 점과, 관끝 지지부(110)를 구비하는 점이다. 다른 구성에 대해서는 제1 실시형태와 동일하므로, 동일한 부분의 설명은 생략한다.

위치 검출 장치(100)는 전후(X 방향) 위치 검출부(100X)와, 상하 방향(Y 방향) 위치 검출부(100Y)를 구비한다.

예를 들면, 위치 검출부(100X)는, 레일(85)에 설치된 스케일(도시하지 않음)에 대한, 자기의 위치 검출이 가능하다.

레일(85)은, 홈파기 기구(10) 및 프레임(70)에 고정되어 있다. 따라서, 홈파기 기구(10)에 대해서 관끝 위치 결정 부재(30) 및 볼록 롤러(14)의 위치를 고정한 상태에서, 위치 검출부(100X)는, 볼록 롤러(14)의 오목 롤러(15)에 대한 이동량, 즉, 오목 롤러(15)의 중심(P1A)과, 볼록 롤러(14)의 중심(P1B)의 편차량(ΔX)를 검출할 수 있다.

또한, 위치 검출부(100Y)는, 예를 들면, 실린더 튜브(17b)에 대한 실린더 로드(17a)의 위치를 검출할 수 있다.

(관끝 지지부)

도 11은 관끝 지지부(110)를, 도 10과 직교하는 방향의 앞쪽(도면 중 좌측)에서 본 도면이다. 관끝 지지부(110)는, 2개의 베어링(111)과, 그 베어링(111)을 각각 회전 가능하도록 유지하는 2장의 판부재(112)를 구비한다. 2장의 판부재(112)는 L자형으로 연결되어 있다. 2장의 판부재(112) 연결 부분(113)의 하부로부터는 지지축(114)이 늘어나고, 지지축(114)의 하단은, 지지통(115)에 삽입되어 있다. 지지통(115)은, 다시 하단에 설치된 유지통(116)에 삽입되어 있다.

지지축(114)은, 지지통(115)의 상단에 마련된 잭(117)을 회전함으로써, 지지통(115)에 대해서 상하 이동한다. 지지통(115)은, 유지통(116)에 대해서 신축 가능하다. 또한, 유지통(116)을 수직으로 유지하기 위한 3개의 다리부(118)이 마련되어 있다. 관끝 지지부(110)는, 피처리관(2)의 중앙보다 앞쪽에 배치되어 있다.

제2 실시형태의 전조 가공 장치(1A)에 의하면, 상술한 바와 같이 위치 검출부(100X)는, 볼록 롤러(14)와 오목 롤러(15)의 편차량(ΔX)을 검출할 수 있다.

이하의 표는, 상술한 바와 같이 피처리관(2)으로서 (1) 호칭지름(80A)(외경 90mm, 판두께 3mm), (2) 호칭지름(150A)(외경 165mm, 판두께 3.5mm), (3) 호칭지름(250A)(외경 267mm, 판두께 4.0mm)의 SUS304 강관을 준비하고, 편차량(ΔX)을 변화시켜서 볼록부(2)를 형성하여, 관끝측 두께(t1, mm)와, 길이측 두께(t2, mm)를 측정한 결과와, 그 결과로부터, t1과 t2의 차이(Δt)를 구한 값을 나타내는 표이다.

[표 2]

도 12는, 표 2의 결과를 그래프로 한 것이다.

표 2 및 도 12의 그래프에서, (1) 호칭지름(80A) 때는 ΔX가 0.9mm 부근, (2) 호칭지름(150A) 때는 Δx가 1.0mm 부근, (3) 호칭지름(250A) 때는 ΔX가 1.2mm 부근에서 Δt가 제로에 가까워진다.

본 실시형태에서는, 이와 같이 Δt가 약 제로가 되도록 하는 ΔX를 구하기 위해, 우선, 복수의 테스트용 피처리관(2)에 대해서, ΔX를 변화시켜 전조 가공을 한다.

그리고, ΔX가 다른 상태에서 볼록부(20)가 형성된 복수의 피처리관(2)에서의 볼록부(20)의 관끝측 두께(t1)와 길이측 두께(t2)를 측정한다.

여기서, 도 12에 나타내는 바와 같이, Δt는 근사적으로 ΔX의 일차 함수로 간주할 수 있다. 그러므로, 적어도 2개의 테스트용 피처리관(2)에 의해 구한 Δt의 ΔX에 대한 함수를 구한다. 그리고, 그 함수로부터 Δt가 제로가 될 때의 ΔX1를 구한다.

볼록 롤러(14)에 대한 위치가 ΔX1이 되는 위치에, 오목 롤러(15)를 배치한다. 그리고, 그 상태에서 전조 가공 장치(1)에 의해 전조 가공을 실시한다.

도 13은, Δt가 제로가 되는ΔX1만큼, 오목 롤러(15)의 중심(P1A)과 볼록 롤러(14)의 중심(P1B)을 비켜 놓은 전조 가공 장치(1A)의 동작을 설명하는 도면이다.

우선, 제1 실시형태에서 설명한 것처럼, 오목 롤러(15)를 피처리관(2)의 외주에 접촉시킨다(도 13의 (a) 상태).

오목 롤러(15)가 피처리관(2)에 접촉한 후, 다시 오목 롤러(15)를 하강시키면, 접촉 개소에서 오목 롤러(15)가 피처리관(2)의 벽면을 안쪽으로 가압하고, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 피처리관(2)의 벽면에 볼록부(20)가 형성된다.

축부(13)는 제1 축선(C1)을 중심으로 하여 회전하고 있으므로, 이 회전에 맞추어 볼록 롤러(14)도 회전하고, 피처리관(2)도, 피처리관(2) 자체의 중심인 제3 축선(C3)를 중심으로 하여 회전한다. 이 회전에 의해 피처리관(2)의 전체 둘레에 볼록부(20)가 형성되어, 홈이 된다.

여기서, 축부(13)는 기울지만, 실시형태에서 ΔX1은, Δt가 제로가 되도록 설정된 수치이므로, 가공된 피처리관(2)의 볼록부(20)에서의, 관끝측 두께(t1)와 길이측 두께(t2)는 약 같은 두께가 된다.

따라서, 본 실시형태에 따르면, 관끝측 두께(t1)와 길이측 두께(t2)는 약 같은 두께가 되므로, 볼록부(20)의 강도가 치우치지 않는다. 그러므로, 2개의 피처리관(2)이, 하우징형 관조인트(21)로 연결되어 있을 때, 양쪽 피처리관(2)에 대해서 서로 멀어지는 방향으로 힘이 가해져도, 볼록부(20)에 균열이 발생할 가능성이 저감된다.

본 실시형태에 의하면, 위치 검출부(100X, 100Y)를 가지고 있으므로, 오목 롤러(15)와 볼록 롤러(14) 사이의 정확한 위치를 파악할 수 있다. 따라서, Δt가 제로가 되도록 하는 ΔX1 조절이 쉽고, Δt를 제로로 하기 쉽다.

또한, 피처리관(2)도 외팔보이다. 그러면, 피처리관(2)이 길이가 긴 경우, 볼록 롤러(14)에 의해 지지되지 않는 단부(도면 중 좌측, 앞측)가, 자체 무게에 의해 휠 가능성이 있다. 그러나, 실시형태는 관끝 지지부(110)를 구비한다.

관끝 지지부(110)에서의 피처리관(2)를 유지하는 베어링(111)은, 잭에 의해 지지축(114)을 통해서 상하 이동이 가능하다. 따라서, 다른 지름을 가지는 피처리관(2)에 대해서도, 피처리관(2)의 측면을 전조 가공 전에 피처리관(2)이 수평을 유지하도록 유지할 수 있다. 따라서, 전조 가공 중에, 피처리관(2)의 수평이 유지되기 때문에, 전조 가공시의 피처리관 변형 등이 생기지 않는다. 또한, 베어링(111)에 의해 유지되고 있으므로, 피처리관(2)을 전후로 쉽게 이동할 수 있어서, 전조 가공 장치(1A)로의 피처리관(2) 장착도 용이하다.

또한, 본 실시형태에서는, Δt가 제로가 되도록 ΔX1를 조절했지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, Δt가 마이너스, 즉 길이측 두께(t2, mm)가 관끝측 두께(t1, mm)보다 두꺼워지도록 ΔX1를 조절할 수 있다. 이에 따라, 연결된 2개의 피처리관(2)에 대해서, 서로 멀어지는 방향으로 힘이 가해진 경우의 볼록부(20) 강도를 향상시킬 수 있다.

C1　 제1 축선
C3　 제3 축선
1　　 전조 가공 장치
2　　 피처리관
10　 홈파기 기구
11　 구동 모터　
13　 축부　
14　 볼록 롤러　
15　 오목 롤러　
16　 오목 롤러 유지부　
17　 실린더
30　 관끝 위치 결정 부재　
50　 관 지지 기구　
51　 링 부재
52　 반원부
53　 반원부
55　 지지 롤러　
57　 롤러 지지부　
59　 원기둥 부재　
70　 프레임　
80　 이동 기구　
100X, 100Y　 위치 검출부
110　 관끝 지지부

Claims

제1 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 축부와,
상기 축부의 외주로부터 상기 제1 축선을 중심으로 한 원둘레를 따라서 바깥쪽으로 돌출하고, 상기 제1 축선을 포함하는 평면에서 절단한 단면 형상이, 바깥쪽을 향해서 볼록한 모양인 제1 홈파기부와,
상기 제1 축선과 평행한 제2 축선을 중심으로 하여 회전 가능하며, 상기 제1 축선과 상기 제2 축선을 통과하는 평면에서 절단한 단면 형상이 오목한 모양이고, 상기 제1 축선을 따른 방향에서 상기 제1 홈파기부와 대응하는 위치에 배치 가능하며, 상기 제1 홈파기부에서 근접 및 이간하는 방향으로 이동 가능한 제2 홈파기부와,
상기 축부의 외주의, 상기 제1 홈파기부보다 기단측에 장착되어, 상기 제1 홈파기부와의 사이의 상기 제1 축선을 따른 방향의 거리가 가변하는 날밑 모양의 관끝 위치 결정 부재와,
피 처리대상인 관 모양 부재의 외주에 장착되는 링 부재의 외주를, 상기 관 모양 부재의 축인 제3 축선을 중심으로 하여 회전 가능하도록 지지하는 지지 부재
를 구비하는 관 모양 부재의 전조 가공 장치.
제1항에 있어서,
상기 지지 부재는, 상기 링 부재를 사이에 끼우는 오목한 모양의 지지 롤러를 구비하는, 전조 가공 장치.
제2항에 있어서,
상기 지지 롤러는, 상하 이동 가능하고, 상기 링 부재의 둘레 방향에서 적어도 2개소에 설치되어 있는, 전조 가공 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 지지 롤러는, 상기 관끝 위치 결정 부재에 근접 및 이간하는 방향으로 이동 가능한, 전조 가공 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관끝 위치 결정 부재는, 상기 축부의 외주에서, 상기 제1 축선을 따른 방향으로 이동 가능한, 전조 가공 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 홈파기 부재의 상기 오목한 모양의 상기 제1 축선을 따른 방향에서의 중심의, 상기 제1 홈파기 부재의 상기 볼록한 모양의 상기 제1 축선을 따른 방향에서의 중심에 대한, 상기 제1 축선을 따른 방향의 상대 위치를 변경할 수 있는, 전조 가공 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 홈파기 부재와 상기 제1 홈파기 부재 사이의 상대 위치를 측정할 수 있는 위치 검출 장치를 구비하는, 전조 가공 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링 부재는, 상기 관 모양 부재에 대해서 착탈 가능한, 전조 가공 장치.