KR20240117526A - 플레어 형성 공구 - Google Patents

Abstract

플레어 형성 공구(10)로서, 플레어 홀더(56)와, 플레어 홀더(56)의 내부에 배치되고, 선단부(50)을 구비하는 동시에, 후단측에 수나사가 형성된 이송나사부(52)를 구비한 주축(14)과, 선단부(50)에 추축에 편심하여 배치된 플레어 콘(12)과, 주축(14)의 외측에 있어서 그 축 방향을 따라서 연장되고, 그 둘레 방향을 따라서 배치된 복수의 가압 나사(76)와, 주축(14)의 이송나사부(52)와 나사결합하는 수나사가 형성된 내주부를 가진 주축 베어링부(96)을 중심부에 구비하고, 외주부를 따라서 가압 나사(76)의 전단을 지지하는 전측 지지부(92)를 구비하는 클러치 플랜지(66)와, 가압 나사(76)의 후단을 주축(14)의 축 방향 둘레로 회동 가능하게 지지하는 가압 나사 베어링(60)과, 주축(14)을 회전시키는 구동 기구(22)를 구비한다.

Description

플레어 형성 공구

본 발명은 플레어 형성 공구에 관한 것이다.

종래로부터 동관(銅管)의 단부를 원뿔형으로 확경하여 플레어(flare)를 형성하는 데에 수동 또는 전동 플레어 형성 공구가 사용되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 선단(先端)에 선단 확대부가 형성된 주축, 피선단 확대부에 회전 가능하게 지지된 플레어 콘 및 하우징의 선단에 착탈 가능하게 설치된 파이프 클램프를 구비하고, 모터를 회전시킴으로써 파이프 클램프에 클램핑된 피가공관의 선단에 플레어를 형성하는 전동 플레어 형성 공구가 개시되어 있다. 여기서, 주축은 기어 감속 장치의 최종 기어의 축에 슬라이딩 가능하게 스플라인 결합되어 있다. 또한, 주축에는 주축에 고정된 클러치, 클러치에 계합·이탈하고, 또한 하우징에 형성된 암나사에 나사 결합된 이송나사축 및 이송나사축과 선단 확대부 사이에 삽입된 하나의 가압 스프링이 설치되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 플레어 형성 공구에 의하면, 가압력은 하나의 가압 스프링의 성능에 의존한다. 플레어 콘을 전단까지 전진시켜 플레어를 형성하는 경우에는, 가압 스프링에 의하여 주축을 강하게 가압할 필요가 있지만, 스프링의 하중은 공차 내에서 편차가 있고, 이러한 편차가 가압력의 차이에 영향을 미친다. 이 때문에, 플레어 가공 성형의 정밀도에 편차가 생길 수 있다. 또한, 가압 스프링은 그 내측에 주축을 통과시켜, 주축과 가압 스프링을 덮도록 이송나사축이 배치된다. 이 때문에, 이송나사축의 나사 직경을 일정 정도 크게 할 필요가 있어서, 주축 및 이송나사축을 회전시키기 위한 토크가 커질 가능성이 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허공보 특개2003-126931호.

본 발명의 과제는 안정된 가압력을 발생시키는 동시에 주축을 회전시키기 위한 토크를 저감할 수 있는 플레어 형성 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 실시형태에 의하면, 피가공관의 단부에 플레어를 형성하기 위한 플레어 형성 공구로서, 하우징의 내부에 배치되고, 선단 측에 있어서 피가공관을 클램핑하기 위한 파이프 클램프가 착탈 가능하게 배치되는 플레어 홀더와, 플레어 홀더의 내부에서 축 방향을 따라서 전후 이동 가능하게 배치되고, 외주 형상이 원통상인 선단부를 구비하는 동시에, 후단 측에 수나사가 형성된 이송나사부를 구비한 주축과, 선단부에, 주축의 축 중심에 대하여 편심하여 배치되고, 회전 가능한 플레어 콘과, 주축의 외측에 있어서 주축의 축 방향을 따라서 연장되고, 주축의 둘레 방향을 따라서 복수 개가 배치된 복수의 가압 수단과, 플레어 홀더의 내부에 배치되고, 중심부에 있어서, 주축의 이송나사부와 나사 결합하는 암나사가 형성된 내주부를 가진 원통 형상의 주축 베어링부를 구비하며, 외주부를 따라서 복수의 가압 수단의 전단을 지지하는 전측 지지부를 구비하는 클러치 플랜지와, 중앙부에 형성되고, 주축이 회전 가능하게 삽입되는 관통 구멍과, 주축의 축 방향 둘레로 회동 가능한 회동 수단을 가지고, 회동 수단을 사이에 두고 복수의 가압 수단의 후단을 지지하는 가압 수단 수용부와, 주축을 회전시키는 구동 기구를 구비한 플레어 형성 공구가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클러치 플랜지와 가압 수단 수용부 사이에 배치되고, 가압 수단의 외주 형상을 따라 형성된 복수의 가압 수단 유지부를 가진 지지 부재가 구비되어도 좋다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클러치 플랜지는 전면으로부터 주축의 축 방향 전방측을 향하여 연장 돌출된 클러치 핀 수용부를 구비하고, 플레어 홀더는 후단부가 가압 수단 수용부와 연결되는 동시에, 클러치 플랜지의 전방측에 배치되고, 클러치 핀 수용부와 계합(係合)할 수 있는 클러치 핀과, 클러치 핀을 주축의 축 방향 후방측을 향하여 가압하는 핀 가압 수단을 구비하여도 좋다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클러치 플랜지는 외측부에 주축의 직경 방향 외측을 향하여 연장 돌출된 비틀림 스프링 충돌부를 구비하고, 한쪽 단부는 하우징의 내부에 고정되고, 다른 쪽 단부는 플레어 콘이 피가공관과 접촉하며, 전진이 제한된 주축의 회전에 의하여, 주축의 축 방향 후방측으로 오프셋되는 클러치 플랜지의 비틀림 스프링 충돌부에 충돌하도록 배치된 비틀림 스프링이 구비되어도 좋다.

본 발명에 따른 플레어 형성 공구에 의하면, 구동 기구에 의해 회전된 주축은, 그의 이송나사부가 클러치 플랜지의 주축 베어링부와 나사 결합하면서, 축 방향 전방측으로 이동(전진)한다. 전진한 플레어 콘이 피가공관에 접촉하여 플레어의 형성이 개시되면, 주축은 전진을 방해받는 상태에서 회전하려고 하기 때문에, 주축 베어링부에 주축이 나사 결합된 클러치 플랜지는 축 방향 후방측을 향하여 오프셋된다. 이 때문에, 클러치 플랜지에 지지된 복수의 가압 수단이 압축되어, 그의 전단측(클러치 플랜지측)을 향한 스프링 반력을 발생시킨다. 이러한 스프링 반력은 주축 베어링부에 나사 결합된 주축에 작용하고, 주축은 플레어 콘을 통하여 피가공관을 가압할 수 있다. 또한, 클러치 플랜지가 소정의 위치까지, 예를 들면 이것을 계지(係止)하는 것이 없는 위치까지 오프셋되면, 주축과 함께 회전한다. 클러치 플랜지가 주축과 함께 회전을 시작하면 더 이상 오프셋되지 않게 되므로, 가압 수단이 압축되어, 스프링 반력이 발생시킨 상태를 유지하면서, 클러치 플랜지 및 회전 수단과 함께 회전한다. 여기서, 가압 수단은 복수 개가 설치되어 있기 때문에, 필요한 가압력을 각 가압 수단에서 분담할 수 있다. 이 때문에, 각 가압 수단이 분담하는 가압력을, 가압 수단의 가압력의 공차에 의해 변동할 수 있는 범위를 피하여 설정할 수 있어, 가압력을 안정적으로 발생시킬 수 있다. 또한, 이송나사부는 주축의 후단측에 형성되어 있고, 복수의 가압 수단은 주축의 둘레 방향을 따라서 그 외측에 배치되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 플레어 형성 공구와 같이 주축과 가압 스프링을 덮도록 이송나사축을 형성하는 경우와 비교하여, 이송나사부 및 주축의 축경을 작게 할 수 있다. 이것에 의하여, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시된 플레어 형성 공구와 같은 기존의 공구를 사용해서 동일한 가압력을 발생시키는 경우와 비교하면, 주축을 회전시키기 위한 토크를 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클러치 플랜지와 가압 수단 수용부 사이에 배치되고, 가압 수단의 외주 형상을 따라 형성된 복수의 가압 수단 유지부를 가진 지지 부재를 포함한다. 이 때문에, 어떠한 축을 통과시키지 않고 가압 수단을 배치하는 경우라고 하더라도, 가압 수단의 위치를 안정시키면서 유격을 줄일 수 있고, 플레어 콘을 통해 피가공관을 안정적으로 가압할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클러치 핀 수용부를 구비한 클러치 플랜지는 클러치 핀부를 구비하고, 후단부가 가압 수단 수용부와 연결된 플레어 홀더의 내부에 배치되어 있다. 이 때문에, 클러치 핀 수용부가 클러치 핀에 의하여 계지된 클러치 플랜지를 플레어 홀더의 내부에 안정적으로 배치할 수 있고, 또한 클러치 플랜지의 주축 베어링부에 나사 결합된 주축을 플레어 홀더에 안정적으로 배치할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클러치 플랜지는 외측부에, 주축의 직경 방향 외측을 향하여 연장 돌출된 비틀림 스프링 충돌부를 가지고, 플레어 형성 공구는 한쪽 단부가 하우징의 내부에 고정되고, 다른 쪽 단부가 주축의 축 방향 후방측으로 오프셋된 클러치 플랜지의 비틀림 스프링 충돌부에 충돌하도록 배치된 비틀림 스프링을 구비한다. 이 때문에, 회전을 개시한 직후의 클러치 플랜지의 비틀림 스프링 충돌부가 비틀림 스프링과 충돌하여(비틀림 스프링을 가압하여) 충돌음을 발생시킬 수 있다. 이것에 의하여, 예를 들면, 클러치 핀과 클러치 핀 수용부의 충돌음이 작아지는 경우라도, 비틀림 스프링과 비틀림 스프링 충돌부의 충돌음에 의하여, 클러치 플랜지(클러치 기구)가 작동하고 있다는 것을 사용자에게 알릴 수 있다.

이상으로부터, 본 발명에 따른 플레어 형성 공구는 안정적인 가압력을 발생 시키는 동시에 토크를 저감할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구의 측면도를 하우징의 편측을 제거한 상태로 도시한다.
도 2는 플레어 형성 공구의 내부를 전방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 3은 플레어 형성 공구의 내부를 후방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 4는 플레어 형성 공구의 분해 사시도를 도시한다.
도 5는 플레어 형성 공구의 가공 장치부의 주축의 축 방향 및 공구의 수평 방향을 따라 절단한 단면도를 도시한다.
도 6은 가공 장치부를 전방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 7은 가공 장치부를 후방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 8a는 지지 부재를 전방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 8b는 지지 부재를 후방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 9는 가압 스프링이 배치된 지지 부재를 전방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 10a는 클러치 플랜지를 전방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 10b는 클러치 플랜지를 후방측에서 본 사시도를 도시한다.
도 11은 클러치 플랜지와 비틀림 스프링을 전방측에서 본 사시도를 도시한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구에 대하여 설명한다. 동일하거나 대응하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다. 이해를 용이하게 하기 위하여, 도면의 축척을 변경하여 설명할 수 있다. 또한, 첨부 도면에 도시된 플레어 형성 공구는 일 예를 나타내는 것이며, 이에 한정되지 않고, 다른 치수의 플레어 형성 공구가 형성되어도 좋다.

도 1은 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구(10)의 측면도를 나타낸다. 플레어 형성 공구(10)는 관(예를 들면, 동관)의 단부를 원추형으로 확경하여 플레어를 형성하기 위한 수동 또는 전동 공구이다. 여기서는, 전동 플레어 형성 공구(10)가 하나의 실시예로서 도시되어 있다. 도면 중에는, 관(도시 생략)의 선단을 확경하기 위한 플레어 콘(12)을 선단에 구비한 주축(14)(도 2 참조)이 전진 및 후진하는 방향의 공구 전후 방향, 장치 폭 방향 및 공구 상하 방향을 각각 화살표로 나타낸다. 도면에 표시된 FR은 공구의 전방측을 나타내고, 도면에 표시된 W는 공구의 폭 방향을 나타내며, 도면 중의 UP은 공구의 상방측을 나타낸다(도 2 참조).

도 1에 도시된 플레어 형성 공구(10)는 그 하우징(16)이 공구의 하방측에 사용자가 파지하기 위한 파지부(18)를 가진 피스톨 형상으로 되어 있다. 하우징(16)에는, 그 공구 하방측에 충전 가능한 전지(20)가 배치되고, 전지(20)의 공구 상방측에는 전지(20)에 접속되는 동시에 금속제의 플레어 콘(12) 및 주축(14)을 구동(회전)하기 위한 구동 기구(22)가 설치되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 구동 기구(22)는 전지(20)에 정역 스위치(28)를 통해 접속된 모터(30)와, 모터(30)에 의해 구동되고, 주축(14)을 회전시키는 기어 감속 기구(32)를 포함한다. 구체적으로, 기어 감속 기구(32)는 모터(30)의 회전축에 직결된 제1 피니언(34), 제1 피니언(34)과 연결된 제1 기어(36), 제1 기어(36)의 회전축에 배치된 제2 피니언(37)을 통해 제1 기어(36)에 연결된 제2 기어(38) 및 제2 기어(38)에 연결된 스플라인 베어링(40)을 구비한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 추축(14)의 공구 후단측에는, 스플라인(42)이 연결되어 있고, 주축(14)은 스플라인(42)이 설치된 공구 후단측이 스플라인 베어링(40)에 연결됨으로써 전후로 이동 가능하게 회전할 수 있다(도 2 참조). 또한, 스플라인 베어링(40)에 삽입된 스플라인(42)의 공구 후방측에는, 주축(14)의 공구 전방측에 대한 가압을 보조하기 위한 보조 스프링(44)이 주축(14)의 축 방향을 따라 배치되어 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 플레어 형성 공구(10)의 공구 상방측에는 플레어를 형성하기 위한 가공 장치부(46)가 설치되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가공 장치부(46)는 가동 부분인 주축(14), 후술하는 클러치 플랜지(66) 및 가압 스프링(76) 등과, 이들을 내부에 수용하는 홀더부(48)로 구성되어 있다.

주축(14)은 외주 형상이 원통 형상으로 되어 있고, 관을 확경하기 위한 플레어 콘(12)이 회전 가능하게 배치되는 선단부(50)와, 후단측에는 외주에 수나사가 형성된 이송나사부(52)를 구비한다. 또한, 주축(14)에는 공구 후방측에 연결된 스플라인(42)의 탈락을 방지하기 위하여, 그 공구 후방측에 스냅 링(54)이 설치되어 있다. 또한, 여기서는, 탈락 방지를 위해 스냅 링(54)이 사용된 것으로 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 롤 핀, 너트 등의 스냅 링 이외의 부품이 탈락 방지를 위해 사용될 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 홀더부(48)는 공구 전방측에 배치되고, 외주 형상이 통 형상으로 형성된 금속제의 플레어 홀더(56)와, 정면에서 볼 때 정방형의 금속판(4)이고, 그 네 모서리가 플레어 홀더(56)의 후단부와 육각 볼트(58)를 통해 연결되는 가압 수단 수용부로서의 가압 스프링 수용부(60)에 의하여 구성되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 플레어 홀더(56)는 그 공구 전방측에 원통형으로 형성되고, 파이프 클램프(도시 생략)가 수용되는 선단 수용부(56A)와, 그 공구 후방측에서 선단 수용부(56A)와 연속적으로 형성된 원통형의 후부 홀더(56B)에 의하여 구성되어 있다. 후부 홀더(56B)는 그 공구 폭 방향의 양측부 및 공구 상방측 및 공구 하방측에 개구를 가지고 있다. 또한, 선단 수용부(56A)의 내측에는, 콘측 니들 베어링(62)이 배치되어 있고(도 5 참조), 주축(14)은 콘측 니들 베어링(62)을 사이에 두고 홀더부(48)의 내측에 수용(배치)되어 있다. 또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 선단 수용부(56A)의 공구 후방측에는, 후술하는 클러치 플랜지(66)가 접촉하는 피가압부(64)가 형성되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 가압 스프링 수용부(60)의 전면에는, 공구 전방측을 향하여 돌출된 원통 형상의 베어링 장착부(68)가 형성되어 있고, 베어링 장착부(68)의 내주부로부터 가압 스프링 수용부(60)에 걸쳐서 주축(14)을 삽입하기 위한 관통 구멍이 관통 성형되어 있다. 베어링 장착부(68)의 외주측에는, 내주 형상이 베어링 장착부(68)의 외주 형상과 실질적으로 동일하게 형성되고, 베어링 장착부(68) 주위로 회전 가능한 환상(環狀)의 전측 스러스트 니들 베어링(70) (회동 수단)이 배치된다. 또한, 가압 스프링 수용부(60)의 후면에는, 배면에서 보았을 때 원형상의 오목부가 형성되어 있고, 오목부의 내측에는, 외주 형상이 오목부의 내주 형상과 실질적으로 동일하게 형성된 환상의 후측 스러스트 니들 베어링(72)이 배치되어 있다. 전진된 주축(14)은 스플라인(42)이 후측 스러스트 니들 베어링(72)에 의하여 계지되도록 구성되어 있다. 이 때문에, 가공을 하지 않는 경우(파이프 클램프를 수용하지 않는 경우)에 있어서, 주축(14)이 구동되고, 전진되었을 때에는, 이 상태에서 계지되어, 더 이상 전진하지 않도록 구성되어 있다.

플레어 홀더(56)와 가압 스프링 수용부(60)에 의해 형성된 홀더부(48)의 내부에는, 금속제의 클러치 플랜지(66)와, 금속제 또는 수지제의 지지 부재(74)와, 가압 수단으로서의 복수의 가압 스프링(76)이 배치되어 있다. 클러치 플랜지(66)는 후방 홀더(56B)의 공구 폭 방향의 양측부 및 공구 상방측 및 공구 하방측의 개구로부터 노출된 상태로 배치되어 있다. 여기서는, 가압 스프링(76)이 코일 스프링으로 설정되어, 6개의 코일 스프링이 제공되어 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 가압 스프링(76)은 6개의 코일 스프링으로서 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 가압 수단은, 솔레노이드 등의 다른 가압 수단이 사용되어도 좋고, 또한, 6개보다 많거나 적어도 좋다.

전측 스러스트 니들 베어링(70)의 공구 전방측에는, 외주 형상이 원통상으로 형성된 지지 부재(74)가 배치되어 있다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 지지 부재(74)는 그 전면에 공구 전방측을 향하여 돌출 형성되고, 클러치 플랜지(66)와 연결(감합(嵌合))하기 위한 전측 돌기부(78)를 구비하고 있다. 또한, 지지 부재(74)의 외주부에는 가압 스프링 유지부(80)가 둘레 방향을 따라 등간격(여기서는, 가압 스프링(76)이 6개이므로, 60도 간격)으로 형성되어 있다. 가압 스프링 유지부(80)는 지지 부재(74)를 공구 전후 방향(두께 방향)을 따라서 관통 성형되어 있고, 내부에 가압 스프링(76)을 수용할 수 있도록, 그의 내주 형상이 가압 스프링(76)의 외주 형상에 맞추어 형성되어 있다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(74)의 중심부에는 정면에서 볼 때 원형상인 관통부(82)가 공구 전후 방향(두께 방향)을 따라 관통 성형되어 있다. 관통부(82)에는 베어링 장착부(68)가 삽입되고, 베어링 장착부(68)의 내측에는 니들 베어링(84)이 삽입되어 있다(도 5 참조).

도 5에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(74)의 가압 스프링 유지부(80)에는 가압 스프링(76)이 수용되고, 지지 부재(74)의 공구 전방측에는 클러치 플랜지(66)가 배치되어 있다.

도 10a에 도시하는 바와 같이, 클러치 플랜지(66)의 전면의 외연(外緣)에는 공구 전방측을 향하여 돌출된 클러치 핀 수용부(86)가 형성되어 있다. 또한, 클러치 플랜지(66)의 전면의 중심부에는, 공구 전방측을 향하여 돌출된 원통 형상의 돌출부(88)가 형성되어 있다. 클러치 핀 수용부(86)의 전면 및 돌출부(88)의 전단(前端)은 플레어 홀더(56)의 내부에 배치되었을 때, 플레어 홀더(56)의 피가압부(64)와 접촉하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 피가압부(64)는 돌출부(88)의 전단의 외주 형상을 따라서 형성되어 있다. 클러치 플랜지(66)의 외측부에는, 주축(14)의 반경 방향 외측을 향하여 연장 돌출되어, 후술하는 클러치 핀(90)과 충돌(계합) 가능하게 구성된 비틀림 스프링 충돌부(99)가 형성되어 있다.

도 10b에 도시하는 바와 같이, 클러치 플랜지(66)의 공구 후방측에는, 가압 스프링(76)의 전단을 지지하는 전측 지지부(92)가, 둘레 방향을 따라 등간격(여기에서는, 가압 스프링(76)이 6개이므로, 60도 간격) 및 가압 스프링 유지부(80)와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 클러치 플랜지(66)는 지지 부재(74)의 전측 돌기부(78)와 대향하는 위치에 관통 형성되고, 전측 돌기부(78)와 연결(감합)하기 위한 감합부(94)를 구비한다.

클러치 플랜지(66)의 중심부에는, 공구 후방측을 향해 돌출된 원통 형상으로 형성되고, 주축(14)이 삽입되는 원통 형상의 주축 베어링부(96)가 형성되어 있다. 주축 베어링부(96)의 내주부에는 암나사가 형성되어 있고, 주축 베어링부(96)에 삽입된 주축(14)의 이송나사부(52)와 나사 결합하도록 구성되어 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 플레어 홀더(56)(도 5 참조)의 후부 홀더(56B)의 공구 폭 방향의 양측부에는, 개구로부터 노출되는 클러치 플랜지(66)와 대향하는 위치에 공구 후방측을 향하여 연장되는 클러치 핀(90)이 배치되어 있다. 클러치 핀 (90)의 공구 전방측에는 클러치 핀(90)을 공구 후방측을 향하여 가압하는 핀 가압 수단으로서의 가압 스프링(100)이 배치되어 있다. 따라서, 클러치 플랜지(66)는 클러치 핀 수용부(86)가 클러치 핀(90)에 계지됨으로써 플레어 홀더(56)의 내부에 안정적으로 배치되어 있다.

플레어 홀더(56)의 공구 하방측에는, 한쪽 단부(102A)가 하우징(16)의 내부에 고정되어 있고, 다른 쪽 단부(102B)가 클러치 플랜지(66)의 공구 후방측에 위치하는 비틀림 스프링(102)이 배치되어 있다. 다른 쪽 단부(102B)는 공구 후방측으로 오프셋될 때의 클러치 플랜지(66)의 비틀림 스프링 충돌부(99)와 공구 전후 방향에서 동일한 위치가 되도록 위치 조정되어 있다. 또한, 비틀림 스프링 (102)의 다른 쪽 단부는 공구 후방측으로 오프셋된 비틀림 스프링 충돌부(99)와 충돌하도록 공구 상방측을 향하여 절곡되어 있다.

이어서, 본 실시형태의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구(10)에 따르면, 사용자가 정역 스위치(28)를 통해 구동 기구(22)를 기동함으로써 모터(30)가 기동되어, 주축(14)이 회전한다. 회전된 주축(14)은 그의 이송나사부(52)가 클러치 플랜지(66)의 주축 베어링부(96)와 나사 결합하면서 공구 전방측으로 이동(전진)한다. 플레어 콘(12)이 피가공관에 접촉하여 플레어의 형성이 개시되면, 주축(14)은 전진을 방해받는 상태에서 회전하려고 하기 때문에, 주축 베어링부(96)에 주축(14)이 나사 결합된 클러치 플랜지(66)는 공구 후방측을 향하여 오프셋된다. 이 때문에, 클러치 플랜지(66)에 지지된 복수(6개)의 가압 스프링(76)이 압축되어, 공구 전방측을 향한 스프링 반력을 발생시킨다. 이와 같이 발생한 스프링 반력이 주축 베어링부(96)에 나사 결합된 주축(14)에 작용하여, 주축(14)이 플레어 콘(12)을 통하여 피가공관을 가압할 수 있다. 또한, 클러치 플랜지(66)는 클러치 핀(90)이 클러치 핀 수용부(86)를 계지할 수 없게 되는 위치로 공구 후방측으로 오프셋되면, 주축(14)과 함께 회전한다. 클러치 플랜지(66)는 주축(14)과 함께 회전을 시작하면 더 이상 오프셋되지 않게 되어, 가압 스프링(76)은 압축되고, 스프링 반력이 발생한 상태를 유지하여 클러치 플랜지(66) 및 전방 스러스트 니들 베어링 링(70)과 함께 회전한다. 여기서는, 가압 스프링(76)이 복수 개가 제공되기 때문에, 필요로 하는 가압력을 각 가압 스프링(76)에서 분담할 수 있다. 이 때문에, 각 가압 스프링(76)이 분담하는 가압력을, 가압 스프링(76)의 가압력 (스프링력)의 공차에 의해 변동할 수 있는 범위를 피하여, 즉, 변동하는 범위의 하한 값보다 작은 하중으로 설정할 수 있어서, 가압력을 안정적으로 발생시킬 수 있다.

또한, 이송나사부(52)는 주축(14)의 후단측에 형성되어 있고, 복수의 가압 스프링(76)은 주축(14)의 둘레 방향을 따라 그 외측에 배치되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 플레어 형성 공구와 같이 주축과 가압 스프링을 덮도록 이송나사축을 형성하는 경우와 비교하여, 이송나사부(52) 및 주축(14)의 축경을 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 특허문헌 1에 개시된 플레어 형성 공구와 같은 기존의 공구를 사용하여 동일한 가압력을 발생시키는 경우와 비교하여, 주축 (14)을 회전시키기 위한 토크를 저감할 수 있다.

또한, 가압 스프링(76)을 복수 개(6개) 설치하고, 주축(14)의 외측에 배치함으로써, 주축(14)의 근방에 다른 부품을 배치할 수 있다. 또한, 가압 스프링(76)을 복수 개 설치함으로써, 각 가압 스프링(76)에서 부담하는 가압력을 저감할 수 있기 때문에, 외경을 작게 하고 및/또는 길이를 짧게 하여 그 치수를 작게 할 수 있다. 이로써, 하우징(16)의 내부에 배치되는 가공 장치부(46)의 치수를 작게 할 수 있고, 따라서, 플레어 형성 공구(10)를 소형으로 그리고 경량으로 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구(10)에 의하면, 클러치 플랜지(66)와 가압 스프링 수용부(60)의 사이에는 가압 스프링 유지부(80)를 가진 지지 부재(74)가 배치되어 있다. 이 때문에, 어떠한 축을 통과시키지 않고 가압 스프링(76)을 배치하는 경우라도, 가압 스프링(76)의 위치를 안정시키는 동시에 유격을 줄일 수 있고, 플레어 콘(12)을 통하여 피가공관을 안정적으로 가압할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구(10)에 의하면, 클러치 핀 수용부(86)를 구비한 클러치 플랜지(66)는, 클러치 핀 수용부(86)와 계합 가능한 클러치 핀(90)을 구비하고, 후단부가 가압 스프링 수용부(60)와 연결된 플레어 홀더(56)의 내부에 배치되어 있다. 이 때문에, 클러치 핀 수용부(86)는 클러치 핀 (90)에 의해 계지된 클러치 플랜지(66)를 플레어 홀더(56)의 내부에 안정적으로 배치할 수 있고, 또한, 클러치 플랜지(66)의 주 베어링부(96)에 나사 결합된 주축(14)을 플레어 홀더(56)에 안정적으로 배치할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구(10)에 따르면, 클러치 플랜지(66)의 클러치 핀 수용부(86)를 플레어 홀더(56)의 중심으로부터(주축(14)으로부터) 직경 방향으로 떨어진 위치에 배치할 수 있다. 따라서, 클러치 핀 수용부(86)의 위치에서 토크를 상대적으로 증가시킬 수 있고, 클러치 핀(90)이 오프셋되고 회전을 시작한 클러치 플랜지(66)의 클러치 핀 수용부(86)를 넘어갈 때 필요한 힘을 줄일 수 있다. 따라서, 클러치 핀(90)이 클러치 핀 수용부(86)를 넘어갈 때 발생하는 충돌음이 작아져서, 사용자는 클러치 기구의 작동을 인식하는 것, 즉 주축(14)이 공구 전방측으로 최대한 전진되어 있다는 것을 알아차리기가 어렵다. 플레어 홀더(56)의 공구 하방측에 배치된 비틀림 스프링(102)은 회전하는 클러치 플랜지(66)의 비틀림 스프링 충돌부(99)에 의해 다른 쪽 단부(102B)가 가압되어, 비틀림 스프링 충돌부(99)가 이동(통과)하면, 스프링 반력에 의해 원래의 위치로 복귀한다. 이 때, 단부(102B)가 하우징(16)과 충돌하기 때문에 충돌음이 발생한다. 이 때문에, 클러치 핀(90)과 클러치 핀 수용부(86)의 충돌음이 작아지는 경우에도, 비틀림 스프링(102)과 비틀림 스프링 충돌부(99)의 충돌음에 의해, 클러치 기구가 작동하고 있다는 것을 사용자에게 알릴 수 있다.

이상으로부터, 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구(10)는 안정적인 가압력을 발생시키면서 토크를 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 플레어 형성 공구(10)에 의하면, 홀더부(48)는 클러치 플랜지(66)와 주축(14)이 내부에 배치된 플레어 홀더(56)의 후단부를 가압 스프링 수용부(60)에 육각 볼트(58)로 나사 결합(연결)하기만 하면 되는 구조이다. 이 때문에, 예를 들면 주축에 클러치를 고정시키는 경우에 필요로 하는 특수한 공구 등을 사용하지 않고 간편하게 조립할 수 있다.

또한, 여기에서는, 플레어 형성 공구(10)는 전동 공구인 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 낮은 토크로 주축을 구동할 수 있기 때문에, 수동 및 공지의 드릴(시판 드릴)을 이용하여 구동 가능한 플레어 형성 공구가 구성될 수 있다.

이상, 플레어 형성 공구(10)의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 당업자가 생각할 수 있는 범위에서, 상기 실시형태의 다양한 변형이 본 발명의 실시형태에 포함된다.

10 플레어 형성 공구
12 플레어 콘
14 주축
16 하우징
50 선단부
52 이송나사부
60 가압 스프링 수용부(가압 수단 수용부)
66 클러치 플랜지
70 전측 스러스트 니들 베어링(회동 수단)
74 지지 부재
76 가압 스프링(가압 수단)
80 가압 스프링 유지부(가압 수단 유지부)
86 클러치 핀 수용부
90 클러치 핀
92 전측 지지부
96 주축 베어링부
99 비틀림 스프링 충돌부
100 가압 스프링(핀 가압 수단)
102 비틀림 스프링
102A 한쪽 단부
102B 다른 쪽 단부

Claims (4)

1. 피가공관의 단부에 플레어를 형성하기 위한 플레어 형성 공구로서,
   하우징의 내부에 배치되고, 선단측에 있어서 상기 피가공관을 클램핑하기 위한 파이프 클램프가 착탈 가능하게 배치된 플레어 홀더,
   상기 플레어 홀더의 내부에서 축 방향을 따라 전후로 이동 가능하게 배치되고, 외주 형상이 원통 형상인 선단부를 구비하는 동시에 후단측에 수나사가 형성된 이송나사부를 구비한 주축,
   상기 선단부에 상기 주축의 축 중심에 대하여 편심으로 배치되고, 회전 가능한 플레어 콘,
   상기 주축의 외측에 있어서 상기 주축의 축 방향을 따라 연장되고, 상기 주축의 둘레 방향을 따라서 복수 개가 배치된 복수의 가압 수단,
   상기 플레어 홀더의 내부에 배치되고, 중심부에 있어서, 상기 주축의 상기 이송나사부와 나사 결합하는 암나사가 형성된 내주부를 가진 원통 형상의 주축 베어링부를 구비하고, 외주부를 따라서 복수의 상기 가압 수단의 전단을 지지하는 상기 지지부를 구비하는 클러치 플랜지,
   중앙부에 형성되고, 상기 주축이 회전 가능하게 삽입되는 관통 구멍과, 상기 주축의 축 방향 둘레로 회동 가능한 회동 수단을 가지고, 상기 회동 수단을 통해 복수의 상기 가압 수단의 후단을 지지하는 가압 수단 수용부, 및
   상기 주축을 회전 시키는 구동 기구를 구비한 플레어 형성 공구.
2. 제1항에 있어서, 상기 클러치 플랜지와 상기 가압 수단 수용부의 사이에 배치되고, 상기 가압 수단의 외주 형상을 따라서 형성된 복수의 가압 수단 유지부를 가진 지지 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 플레어 형성 공구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클러치 플랜지는 전면으로부터 상기 주축의 축 방향 전방측을 향해 연장 돌출된 클러치 핀 수용부를 구비하고,
   상기 플레어 홀더는 후단부가 상기 가압 수단 수용부와 연결되는 동시에, 상기 클러치 플랜지의 전방측에 배치되고, 상기 클러치 핀 수용부와 계합 가능한 클러치 핀과, 상기 클러치 핀을 상기 주축의 축 방향 후방측을 향하여 가압하는 핀 가압 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플레어 형성 공구.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 클러치 플랜지는 외측부에 상기 주축의 직경 방향 외측을 향하여 연장 돌출된 비틀림 스프링 충돌부를 구비하고,
   한쪽 단부가 상기 하우징의 내부에 고정되고, 다른 쪽 단부는 상기 플레어 콘이 상기 피가공관과 접촉하여, 전진이 제한된 상기 주축의 회전에 의하여 상기 주축의 축 방향 후방측으로 오프셋되는 상기 클러치 플랜지의 상기 비틀림 스프링 충돌부에 충돌하도록 배치된 비틀림 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 플레어 형성 공구.