JP3549906B2

JP3549906B2 - 管用溝形成装置

Info

Publication number: JP3549906B2
Application number: JP10961393A
Authority: JP
Inventors: 昇金子; 喜八郎瀬川; 庸雄黒島
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH06320223A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、溝形成装置、特に小さな押圧力で金属製の管に溝を形成できる管用溝形成装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、実公平２−４２３３７号公報に示されるように、転圧ローラを管の外面に押しつけて溝を形成する管用溝加工機は公知である。この管用溝加工機は基台に枢支した水平の主軸の一端に周面の適所に環状凹溝を備え、被加工管を外嵌し得る型ロールが主軸と一体的に回転可能に取り付けられる。また、基台に設けた支持板の縦長孔に可動ブロックが上下方向に移動可能かつ側方に移動不能に取り付けられる。縦長孔の上方において支持板に固着した固定ブロックに螺挿した上下方向の送りねじの下端が可動ブロックに当接され、可動ブロックに弾性上昇力が付与され、可動ブロックに周面に環状凹溝へ嵌入し得る環状突部を備える転圧ローラが主軸と平行をなす軸をもって枢支される。
【０００３】
また、実開昭５９−９９０２７号明細書には、被加工パイプの外周を同心状に取囲んでパイプ上に静置する固定的環状枠体上に複数個のパイプ外側締付具を等角度間隔おきに配置装着したパイプ溝加工機が開示されている。このパイプ溝加工機はグルービング工具ホルダを具備する環状歯車を環状枠体周辺上に配置した複数個の支承部材上に回転自在に担持させると共に、環状歯車に噛合する小歯車を環状枠体上に軸架させて環状歯車の回転駆動によりパイプに溝加工される。グルービング工具ホルダ内にはパイプ半径方向に可動にスライダが取り付けられ、スライダからパイプ半径方向に腕を延在させて、この腕にパイプ内径側を保持するカウンタローラが取り付けられる。このカウンタローラに対向して前記腕にグルービングローラがパイプ半径方向に可動に取り付けられる。
【０００４】
更に、実開昭５７−８２４２２号明細書には、圧延式溝加工機が開示されている。この圧延式溝加工機は圧下スクリューを備えた本体に所定形状の圧延ロールを回転自在かつ摺動自在に取り付けると共に、圧延ロールを圧下スクリューに連結させてその軸方向に可動とし、圧延ロールに対向して前記本体に圧延ロールと相補的形状のカウンタロールを回転自在に軸支して、これらの圧延ロールとカウンタロールとにより両ロール間に挟持される被加工パイプに所定形状の溝加工を施すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の溝加工機では、圧延ロールを管に対して単に押圧して溝を形成する構造を有するから、溝の形成の際に圧延ロールに手作業で大きな押圧力を与えなければならず、また溝深さの寸法調整が難しい欠点がある。このため、溝を容易にかつ高精度で形成できない難点があった。
【０００６】
そこで、この発明は倍力機構を備えかつ管の外周に容易にかつ高精度で溝を形成できる管用溝形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を達成するための手段】
この発明による管用溝形成装置は、フレーム(2)と、支持軸(11)によりフレーム(2)に回転可能に支持される一端(8)を有する揺動アーム(3)と、可動軸(14)により揺動アーム(3)の他端(9)に回転可能に支持される押圧ローラ(7)と、フレーム(2)に回転可能に支持される一対の支持ローラ(4)と、揺動アーム(3)の他端(9)を移動する移動装置(5)と、フレーム(2)に回転可能に支持されかつ管(10)を支持するチャック装置(6)とを備えている。移動装置(5)は、軸(32)によりフレーム(2)に回転可能に支持されたピストン(30)と、ピストン(30)から伸縮自在に突出しかつ揺動アーム(3)の他端に軸(33)により回転可能に軸着されたラム(31)とを備えている。支持軸(11)と一対の支持ローラ(4)の軸間の中心(C)とを結ぶ直線(L₁)に対して可動軸(14)とチャック装置(6)の中心軸(O)とを結ぶ直線(L₂)が傾斜(θ)しかつ一対の支持ローラ(4)の軸間の中心(C)と支持軸(11)の回転中心とを結ぶ直線(L₁)に対して押圧ローラ(7)とチャック装置(6)の中心軸(O)とを結ぶ直線(L₂)が微小角度(θ)だけ傾斜する。可動軸(14)とチャック装置(6)の中心軸(O)とを結ぶ直線までの支持軸(11)からの垂線の長さをｓ、移動装置(5)により揺動アーム(3)に加えられる押圧力をＦ、ピストン(30)を支持する軸(32)とラム(31)を揺動アーム(3)に軸着する軸(33)とを結ぶ直線までの支持軸(11)からの垂線の長さをｌとすると、押圧ローラ(7)により管(10)の外周部に加えられる力Ｗは、Ｗ＝（Ｆｌ）／ｓで表される。チャック装置(6)に支持されかつ一対の支持ローラ(4)上に配置される管(10)に対して移動装置(5)により押圧ローラ(7)を押圧して回転する管(10)に溝(10a)を形成する。チャック(20)に管(10)を装着して、チャック(20)を回転すると共に、移動装置(5)を駆動して押圧ローラ(7)を管(10)の外周に押圧する。移動装置(5)により押圧力Ｆを揺動アーム(3)に加えると、Ｗ＝（Ｆｌ）／ｓで表される力Ｗが管(10)の外周に負荷され、揺動アーム(3)と移動装置(5)による倍力機構を利用して管(10)の外周に溝(10a)を容易に成形できると共に、移動装置(5)のラム(31)の伸縮量を調整して、押圧ローラ(7)の押込量の微調整を容易に行うことができる。
【０００８】
フレーム(2)の定位置に支持された支持ローラ(4)に対してフレーム(2)に取り付けられた可動フレーム(12)に揺動アーム(3)が移動可能に支持される。移動装置(5)は、フレーム(2)に回転可能に支持されたピストン(30)と、ピストン(30)から伸縮自在に突出しかつ揺動アーム(3)の他端(9)に回転可能に軸着されたラム(31)とを備えている。チャック装置(6)は、軸方向に移動可能にフレーム(2)に支持されたシャフト(34)と、シャフト(34)に支持されかつ複数のスリット(35)が形成されたチャック(20)とを備え、管(10)の内面に当接するチャック(20)の外周部は、シャフト(34)の軸方向移動により拡径される。押圧ローラ(7)により管(10)の外周部に加えられる力Ｗは、揺動アーム(3)の回転中心のモーメントの釣合から、Ｗｓ＝Ｆｌとなる。従って、Ｗ＝（Ｆｌ）／ｓとなり、（ｌ／ｓ）＝３〜７となるように設計できる。
【０００９】
【実施例】
以下、この発明による管用溝形成装置の実施例を図１〜図４について説明する。
【００１０】
図１に示すように、この発明による管用溝形成装置１は、フレーム２と、フレーム２に回転可能に支持された一端８及び押圧ローラ７を回転可能に支持する他端９を有する揺動アーム３と、揺動アーム３に隣接してフレーム２に回転可能に支持された一対の支持ローラ４と、揺動アーム３の他端９を移動する移動装置５と、フレーム２に回転可能に支持されかつ管１０を支持するチャック装置６とを備えている。フレーム２には可動フレーム１２が移動ねじ１３により長孔１６に沿って垂直方向に移動可能に取り付けられ、公知の手段により所定の垂直位置で固定される。可動フレーム１２には揺動アーム３の一端８が支持軸１１により回転可能に支持される。図２に示すように、揺動アーム３の他端９に固定した可動軸１４に軸受１５を備えた押圧ローラ７が支持される。押圧ローラ７は径方向外側に伸び出す円板部７ａを備え、円板部７ａはチャック２０の外周に形成された環状凹部２１に対応した位置に配置される。
【００１１】
各支持ローラ４は軸受２２を有し、軸受２２はフレーム２の定位置に固定された支持軸２３により支持される。詳細には説明しないが、各支持ローラ４は長孔２４に沿ってチャック２０の中心Ｏに対して径方向に移動して、直径の異なる管を支持することができる。
【００１２】
また、移動装置５は軸３２によりフレーム２に回転可能に支持されたピストン３０と、ピストン３０から伸縮自在に突出しかつ揺動アーム３の他端９に軸３３により回転可能に軸着されたラム３１とを備えている。従って、ピストン３０が作動され、ラム３１の伸縮により揺動アーム３が支持軸１１を中心に回動され、これにより、押圧ローラ７が支持軸１１を中心とする円弧運動を行う。
【００１３】
図２に示すように、チャック装置６は軸方向に移動可能にフレーム２に支持されたシャフト３４と、シャフト３４に支持されかつ複数のスリット３５が形成されたチャック２０とを備えている。シャフト３４はラッパ状に直径が連続的に拡大されたテーパ端部３６を備えている。シャフト３４に軸方向移動によりシャフト３４のテーパ端部３６がチャック２０の内面に当接し、チャック２０は複数のスリット３５により拡径される。これにより、チャック２０の外周部が拡径され、管１０の内面に当接してチャック２０は管１０を確実に把持する。
【００１４】
上記の構成において、図５に示すように、使用の際にラム３１を僅かに縮めて、揺動アーム３を微小角度回転させる。また、チャック２０に管１０を装着して、シャフト３４を移動すると、チャック２０の外周部が径方向に拡径され、管１０の内側はチャック２０により確実に把持される。この状態で、チャック２０を回転して、ラム３１を伸張させて押圧ローラ７を管１０の外周に押圧すると、揺動アーム３と移動装置５は倍力機構を構成する。即ち、押圧ローラ７とチャック装置６の中心Ｏとを結ぶ直線まで揺動アーム３の回転中心からの垂線の長さをｓ、移動装置５により揺動アーム３に加えられる押圧力をＦ、揺動アーム３の回転中心から押圧力Ｆまでの垂線の長さをｌとすると、一対の支持ローラ４の軸間の中心Ｃと支持軸１１の回転中心とを結ぶ直線Ｌ₁に対して押圧ローラ７とチャック装置６の中心軸Ｏとを結ぶ直線Ｌ₂が微小角度θだけ傾斜するので、押圧ローラ７により管１０の外周部に加えられる力Ｗは、揺動アーム３の回転中心のモーメントの釣合から、Ｗｓ＝Ｆｌとなる。従って、Ｗ＝（Ｆｌ）／ｓとなり、（ｌ／ｓ）＝３〜７となるように設計される。揺動アーム３と移動装置５による倍力機構を利用し、管１０に対して移動装置５により押圧ローラ７を押圧して回転する管１０の外周に溝１０ａを容易に成形することが可能となる。また、溝深さ寸法の微調整が容易で精度のよい溝を形成することができる。
【００１５】
この発明の実施態様は前記の実施例に限定されず、変更が可能である。例えば、移動装置５はリンク装置を使用することができる。
【００１６】
【発明の効果】
この発明では、倍力機構を使用して金属製の管に高精度で溝を容易に成形できるので、溝形成作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による管用溝形成装置の正面図
【図２】チャック装置の断面図
【図３】チャックの側面図
【図４】チャックの正面図
【図５】この発明による管用溝形成装置の使用状態を示す正面図
【符号の説明】
１・・管用溝形成装置、２・・フレーム、３・・揺動アーム、４・・支持ローラ、５・・移動装置、６・・チャック装置、７・・押圧ローラ、８・・一端、９・・他端、

Claims

フレームと、支持軸によりフレームに回転可能に支持される一端を有する揺動アームと、可動軸により揺動アームの他端に回転可能に支持される押圧ローラと、フレームに回転可能に支持される一対の支持ローラと、揺動アームの他端を移動する移動装置と、フレームに回転可能に支持されかつ管を支持するチャック装置とを備え、
移動装置は、軸によりフレームに回転可能に支持されたピストンと、ピストンから伸縮自在に突出しかつ揺動アームの他端に軸により回転可能に軸着されたラムとを備え、
支持軸と一対の支持ローラの軸間の中心とを結ぶ直線に対して可動軸とチャック装置の中心軸とを結ぶ直線が傾斜しかつ一対の支持ローラの軸間の中心と支持軸の回転中心とを結ぶ直線に対して押圧ローラとチャック装置の中心軸とを結ぶ直線が微小角度だけ傾斜し、
可動軸とチャック装置の中心軸とを結ぶ直線までの支持軸からの垂線の長さをｓ、移動装置により揺動アームに加えられる押圧力をＦ、ピストンを支持する軸とラムを揺動アームに軸着する軸とを結ぶ直線までの支持軸からの垂線の長さをｌとすると、押圧ローラにより管の外周部に加えられる力Ｗは、Ｗ＝（Ｆｌ）／ｓで表され、
チャック装置に支持されかつ一対の支持ローラ上に配置される管に対して移動装置により押圧ローラを押圧して回転する管に溝を形成することを特徴とする管用溝形成装置。
フレームの定位置に支持された支持ローラに対してフレームに取り付けられた可動フレームに揺動アームを移動可能に支持した請求項１に記載の管用溝形成装置。
チャック装置は、軸方向に移動可能にフレームに支持されたシャフトと、シャフトに支持されかつ複数のスリットが形成されたチャックとを備え、管の内面に当接するチャックの外周部は、シャフトの軸方向移動により拡径される請求項１に記載の管用溝形成装置。