JPH0450990Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案に係る円管加工用マンドレルは、円管
を塑性加工する場合に、この円管が押し潰される
等、被加工材である円管が変形しない様にする為
に利用する。

（従来の技術） 例えば円管同士を、継手を介して接続する場
合、接続すべき円管の端部外周面に、雄螺子を形
成する必要がある。

この様な雄螺子形成作業は、従来は切削加工に
より行なつていたが、近年転造による絞り加工に
より雄螺子を形成する事で、雄螺子形成部分の強
度を高める事が行なわれる様になつている。

この様に、転造により円管の外周面に雄螺子を
形成する場合、この円管の外周面を強く押圧し、
この外周面に塑性変形を起こさせる。

この為、転造による雄螺子形成作業を行なう場
合で、円管の肉厚が小さい場合には、作業を行な
う間、第４図に示す様に、この円管１の端部にマ
ンドレルと呼ばれる支え部材２を挿入し、円管１
の外周面に加わる押圧力によつて、この円管１の
断面が変形しない様にする。

（考案が解決しようとする課題） ところが、従来の支え部材２は、円管１の内部
に挿入する作業が面倒で、円管１の転造作業の能
率化を妨げるだけでなく、加工作業の進行に伴な
つて円管１の内径が広がつた場合、これに追従す
る事が出来ず、支え部材２が円管１の内部でがた
ついて、その後の加工作業に支障を来す場合があ
る。

本考案の円管加工用マンドレルは、上述の様な
不都合を解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本考案の円管加工用マンドレルは、円周方向に
亙つて複数に分割され、自由状態に於いて、被加
工材である円管の内側に挿入自在な外径を有する
中空の支え片と、この支え片の内周面とくさび状
に傾斜して当接し、支え片の軸方向に亙る移動に
伴なつてこの支え片の外径を弾性的に広げる押し
広げ部材と、この押し広げ部材に結合されたロツ
ドと、このロツドを軸方向に亙つて駆動する駆動
手段とから構成されている。

（作用） 上述の様に構成される本考案の円管加工用マン
ドレルにより、加工に伴なう円管の変形防止を図
る場合、押し広げ部材と支え片との円錐面係合を
外し、支え片の外径を縮めた状態で、この支え片
を、被加工材である円管に挿入する。

次いで駆動手段により押し広げ部材を支え片の
軸方向に移動させ、この押し広げ部材によつて支
え片を拡径し、この支え片の外周面を、被加工材
である円管の内周面に当接させる。

この結果、加工作業に伴なつて円管の外周面に
力が加わつた場合にも、この円管が変形する事が
防止される。

又、加工作業の進行に伴なつて円管の内径が広
がつた場合に於いても、押し広げ部材を円管の軸
方向に移動させることにより支え片を拡径して、
その外周面を容易に円管の広がりに追従させる事
が出来、支え片が円管内部でがたつく事がなくな
る。

加工作業が終了したならば、押し広げ部材を、
上述の場合とは逆方向に移動させ、支え片の外径
を縮めてから、この支え片を円管内部から抜き出
す。

（実施例） 次に図示の実施例を説明しつつ、本考案を更に
詳しく説明する。

第１〜３図は本考案の実施例を示しており、第
１図は全体構成を示す断面図、第２図は、円管内
部に挿入する為、支え片の外径を縮めた状態を示
す、第１図の右端部に相当する断面図、第３図
は、円管を内側から抑える為、支え片の外径を広
げた状態を示す、第２図同様の断面図である。

３は、加工すべき円管１（第２〜３図）を内側
から支える為の支え片で、断面が円弧状の複数の
分割素子４，４を組み合わせる事で、全体を短円
筒状に形成されている。

各分割素子４，４の両端部外周面には、それぞ
れ凹溝５，６を形成しており、基端部（第１〜３
図の左端部）外周面に形成した凹溝５，５には、
保持筒７の先端部内周面に形成した突条８を係合
させ、他端部の凹溝６，６にはリングばね９を装
着して、複数の分割素子４，４を円筒状に結束し
て支え片３としている。支え片３の上記他端部に
は、リングばね９のため縮径させようとする弾力
が加えられている。保持筒７の外径は、支え片３
の外径よりも少し大きく、被加工材である円管１
の内径よりも少し大きくして、両部材７，３の接
続部外周面に、上記円管１の端縁を突き当てる事
の出来る段部１８を形成している。

又、各分割素子４，４の先端部内周面には、そ
れぞれ滑り部材１０，１０が固定されている。各
滑り部材１０，１０の内周面は、先端部に向かう
程径が大きくなる円錐凹面１１，１１とされてお
り、各円錐凹面１１，１１と、押し広げ部材１２
の外周面に形成した円錐凸面１３とが摺接してい
る。

上記押し広げ部材１２は、深溝型の転がり軸受
１４を介してロツド１５の先端部に支持されてい
る。上記転がり軸受１４の内輪１６はロツド１５
の先端部外周面に、外輪１７は押し広げ部材１２
の内周面に、それぞれ固定されており、この結果
押し広げ部材１２はロツド１５に対し、捻り方向
の回転は自在であるが、軸方向（第１〜３図の左
右方向）に亙る移動はしない様に、支持されてい
る。

支え片３の基端部を連結した前記保持筒７は、
支持管１９の先端部外周面に螺合固定している。
この支持管１９は、１対のラジアル軸受２０，２
０を介して、ハウジング２１の内側に、回転自在
に支持されている。上記１対のラジアル軸受２
０，２０は、それぞれハウジング２１に対して、
軸方向に亙る若干の変位を自在とされている。
又、支持管１９の基端部に形成した鍔部２２は、
一方のラジアル軸受２０に付属した第一のスラス
ト軸受２３に対向させており、他方のラジアル軸
受２０に付属した第二のスラスト軸受２４と前記
保持筒７の端面との間には、十分に大きな弾力を
有する、第一の圧縮ばね２５を設けている。一
方、上記第二のスラスト軸受２４とハウジング２
１との間には、弱い弾力を有する第二の圧縮ばね
２６を設けて、第一の圧縮ばね２５及び保持筒７
を介して支持管１９に、ハウジング２１から突出
する方向（図面右方向）の、弱い弾力を付与して
いる。

更に、ハウジング２１に付属したエアシリンダ
２７（オイルシリンダでも良い。）に嵌装された
ピストン２８には、前記ロツド１５の基端部が結
合されている。又、エアシリンダ２７の基端側
（第１図の左側）端壁とピストン２８との間には、
中程度の弾力を有する（弾力が第一、第二の圧縮
ばね２５，２６の間）第三の圧縮ばね２９を設
け、給排口３０を通じてエアシリンダ２７に圧縮
空気が送り込まれない限り、ピストン２８を介し
てロツド１５を、ハウジング２１から突き出る方
向に移動させる様にしている。

ロツド１５と反対側のピストン２８の端面に
は、このピストン２８の位置を検出する為のブロ
ツク３１を固定しており、このブロツク３１を覆
う様にして固定した支持箱３２に、第一の検出セ
ンサ３３と第二の検出センサ３４とを装着してい
る。

両検出センサ３３，３４は、それぞれ近接セン
サを利用し、金属製のブロツク３１の移動に伴な
つてピストン２８の位置を知るもので、支持箱３
２の側面に装着した第一の検出センサ３３は、ピ
ストン２８の比較的小さな変位を検出し、支持箱
３２の端面に装着した第二の検出センサ３４は、
ピストン２８の比較的大きな変位を検出する。

上述の様に構成される本考案の円管加工用マン
ドレルを使用して、例えば薄肉の金属製円管１の
端部外周面に、転造によつて雄螺子を形成する場
合、押し広げ部材１２と支え片３との円錐面係合
を外し、この支え片３の外径を縮めた状態で、こ
の支え片３を、被加工材である円管１に挿入す
る。

即ち、この場合先ず、エアシリンダ２７内に圧
縮空気の供給を行なわず、第三の圧縮ばね２９の
弾力により、ピストン２８、ロツド１５を介し
て、押し広げ部材１２を第１〜３図の右方に移動
させる。

この結果、この押し広げ部材１２が、第２図に
示す様に、支え片３の内側から抜け出す方向に移
動し、リングばね９の弾力によつて、この支え片
３の外径が、円管１の開口部内径以下に迄縮めら
れ、この支え片３を円管１内に挿入可能となる。
但し、この状態に於いて押し広げ部材１２は、そ
れ以上滑り部材１０に対して図面右方に移動しな
くなる様、両部材１２，１０の間に、図示しない
ストツパ機構を設けている。

この状態から円管１と本考案のマンドレルとを
互いに近付け、支え片３を円管１内に挿入して、
この円管１の端縁を、支え片３と保持筒７との接
続部に形成した段部１８に突き当てると、第二の
圧縮ばね２６の弾力に抗して、保持筒７及び支え
片３が図面の左方に移動し、更にこの動きが、上
記ストツパ機構及びロツド１５を介してピストン
２８に伝達される。保持筒７、支え片３の左行
は、第二の圧縮ばね２６の座片２６ａがハウジン
グ２１の段部２１ａに当接すると停止し、この状
態になつたときのピストン２８の位置が第一の検
出センサ３３により検出される。

第一の検出センサ３３がピストンに２８の動き
を検出したならば、別途設けた制御器が、支え片
３が円管１の所定位置に迄挿入されたと判断し、
支え片３の外径を広げるべく、給排口３０を通じ
て、エアシリンダ２７内に圧縮空気を送り込み、
ピストン２８、ロツド１５、転がり軸受１４を介
して、押し広げ部材１２を図面の左方向に移動さ
せる。この結果、押し広げ部材１２外周面の円錐
凸面１３が、滑り部材１０内周面の円錐凹面１１
にくさび状に食い込み、滑り部材１０を内周面に
設けた支え片３が拡径されて、第３図に示す様
に、この支え片３の外周面が、被加工材である円
管１の内周面に当接させられる。

この様に支え片３の外周面が、円管１の内周面
に当接させられる結果、加工作業に伴なつて円管
１の外周面に力が加わつた場合にも、この円管１
が変形する事が防止される。押し広げ部材１２が
十分に支え片３の内側に進入し、それに伴なつて
ピストン２８が第１図の左方に移動すると、この
移動が第二の検出センサ３４によつて検出され、
制御器が、円管１の加工作業を行なえる状態にな
つたと判断する。

この状態から、円管１にロールダイスを押しつ
けて転造作業を行なつた場合、加工作業の進行に
伴なつて、この円管１の内径が広がる場合がある
が、押し広げ部材１２を左方に移動させる為のピ
ストン２８には、加工作業の間中、図面左方に向
いた弾力が、エアシリンダ２７内に送り込まれた
圧縮空気により付与されている為、この様に円管
１の内径が広がつた場合に於いても、支え片３の
外径が自動的に広がり、この支え片３の外周面と
円管１の内周面とが当接したままになる為、支え
片３が円管１内部でがたつく事がなくなる。

加工作業に伴なつて円管１を回転させると、こ
の円管１の端部が外嵌した支え片３と保持筒７、
及び第一の圧縮ばね２５が回転するが、この回転
は、転がり軸受１４と第二のスラスト軸受２４と
の存在により、他の部分に迄伝わる事がない。
又、円管１に雄ねじを転造する場合は、雄ねじ転
造用ロールダイスは、円管１の軸方向に移動でき
ないので、代つて円管１が移動する。この場合は
第一圧縮ばね２５が弾縮して円管１の軸方向移動
を可能にする。

加工作業が終了したならば、エアシリンダ２７
内の圧縮空気を排出し、第三の圧縮ばね２９の弾
力によつて、ロツド１５、転がり軸受１４を介し
て押し広げ部材１２を、図面の右方向に移動さ
せ、支え片３の外径を縮める。この結果、支え片
３の外径が円管１の内径よりも小さくなる為、こ
の支え片３を円管１の内部から抜き出す。

尚、図示の実施例の場合、円管１の端部を先細
にテーパさせ、このテーパ部分の外周面に転造に
よる塑性加工を施す様にしているが、真直管の場
合は、例えば、滑り部材１０を分割素子４の中央
に取付け、凹溝５と突条８との間隙を大きくし
て、支え片３を円筒形を拡径するようにする。

なお、滑り部材１０と押し広げ部材１２との傾
斜面を当接させてくさび作用により支え片３を拡
径する構造は、実願昭56−10232号（実開昭57−
127336号）のマイクロフイルム、特開昭59−
232634号公報に記載された、管を拡径する装置と
同様であるが、本考案は円管に雄ねじを転造する
場合に円管の軸方向移動を可能にする構造とした
点で上記の公知構造とは異なるものである。

（考案の効果） 本考案の円管加工用マンドレルは、以上に述べ
た通り構成され作用する為、円管の内部に挿入す
る作業を容易に行なう事が出来、円管の加工作業
を能率良く行なえるだけでなく、加工作業の進行
に伴なつて円管の内径が広がつた場合でも、これ
に追従する事が出来、支え片が円管の内部でがた
つく事がない為、良好な加工を行なう事が出来
る。又、円管に雄ねじを転造する場合に必要な円
管の軸方向移動が、保持筒を支えている第一圧縮
ばねが短縮することにより可能であり、雄ねじ転
造を良好に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の実施例を示しており、第
１図は全体構成を示す断面図、第２図は、円管内
部に挿入する為、支え片の外径を縮めた状態を示
す、第１図の右端部に相当する断面図、第３図
は、円管を内側から抑える為、支え片の外径を広
げた状態を示す、第２図同様の断面図、第４図は
従来円管加工用に使用されていた支え部材を示す
断面図である。 １……円管、２……支え部材、３……支え片、
４……分割素子、５，６……凹溝、７……保持
筒、８……突条、９……リングばね、１０……滑
り部材、１１……円錐凹面、１２……押し広げ部
材、１３……円錐凸面、１４……転がり軸受、１
５……ロツド、１６……内輪、１７……外輪、１
８……段部、１９……支持管、２０……ラジアル
軸受、２１……ハウジング、２２……鍔部、２３
……第一のスラスト軸受、２４……第二のスラス
ト軸受、２５……第一の圧縮ばね、２６……第二
の圧縮ばね、２７……エアシリンダ、２８……ピ
ストン、２９……第三の圧縮ばね、３０……給排
口、３１……ブロツク、３２……支持箱、３３…
…第一の検出センサ、３４……第二の検出セン
サ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. (1) 外周面が被加工材である円管の内面に合致す
   る形状をなし、回転自在で、円周方向に亙つて
   複数に分割され、一端をリングばね９で結束さ
   れ、他端を保持筒７の凹溝５との係合により結
   束され、自由状態に於いて、被加工材である円
   管の内側に挿入自在な外径を有する中空の支え
   片３と、この支え片の内周面と傾斜面で当接
   し、支え片３の軸方向移動に伴なつてこの支え
   片の外径を広げる押し広げ部材１２と、この押
   し広げ部材に相対的回転のみ自在に結合された
   ロツド１５と、このロツドを軸方向に駆動する
   駆動手段と、支え片３に連結され支え片３に外
   嵌した被加工材である円管の端面を当接させる
   保持筒７を軸方向の移動可能に弾力的に支える
   第一の圧縮ばね２５とから成る円管加工用マン
   ドレル。