JPH03174928A - 中空工作物用の拡開工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、中空工作物、特に中空円筒形の工作物用の拡
開工具、それも、孔と、この孔内を軸方向にしゅう動可
能に支承され、先細の外端部を孔から突出させている拡
げ心棒とを有する工具基体と、同じく工具基体内に支承
され、自由回転可能のローラを介して拡げ心棒に作用す
る旋回可能な制御体とを備えており、この制御体が、孔
の軸線に対し直角の軸を有し、かつまたハンドレバーと
連結されており、このハンドレバーにより、拡げ心棒は
、レバー操作時に所定行程だけ基体から、基体と結合し
ている半径方向に可動に案内される拡開ジョーのほうへ
、しゅう動可能である形式のものに関する。

［従来の技術］ この種の拡開工具は、“エキスパンダとも呼ばれる。ま
た、鉗子のように用いられる。すなわち、旋回可能のハ
ンドレバーに、第２の等長のハンドレバーが配属される
。このレバーは基体と固定結合されている。エキスパン
ダは、有利には、配管の端部を拡開し、拡開区域に、拡
開しない第２の管端を差込んで、第１の管端とはんだ付
けするような場合に用いられる。エキスパンダは、建設
現場でも工場でも使用される。

その場合、操作力は、拡げ心棒の圧入システム内の伝達
比、全可動部品の間の摩擦状態、そして、−もとより一
被拡開工作物の材料のひずみ挙動により規定される。こ
の場合、問題となるのは、プラスチック管、軟質鋼製の
薄壁管、特に鋼管、それも、完全焼きなまし処理を施さ
れた鋼管や、いわゆる“′硬質”鋼管などである。用い
られるのは、主として配管布設の場合や衛生設備の領域
である。

人間工学的な事情を考慮すると、双方のハンドレバー相
互の旋回角は、伝達比を考えて９００余とすることも考
えられる。その場合、本来の働き行程は、比較的早期に
開始されるので、双方のハンドレバーは、働き行程の開
始時にはどちらかといえば不適切な相互位置にある。

基体は、通常、どこにも支えられないので、有効操作力
は、常に、拡げ心棒の軸と平行に作用する。他の反動力
は、すべて操作員が引受けねばならない。働き行程の開
始時には、したがって、たとえば、一方のハンドレバー
の旋回軸に関しほぼ半径方向に延びるハンドレバーに対
して、純接線方向に荷重をかけることはできないから（
その場合、操作員は工具基体を自分に引寄せることにな
ろう）、純軸千行カを加えざるをえない。このことは、
機械的には、次のように表わされる。すなわち、その瞬
間に、互い約９０°の角度で延びているハンドレバーノ
有効長さが、急激に短縮されるということである。

この状態は、ハンドレバーが相互に接近するにつれて改
善される。このため、拡開作業時に増大する変形力は、
ある程度補償されるが、選択した圧入形式に応じて、操
作力が、働き行程の終りごろに急激に落込むことがある
。この結果、操作員は、どのような力や反動力が圧入シ
ステムの内部に発生したのか、もはや“感じ”られなく
なる。

この種の鉗子状のエキスパンダの歴史的な発展の途上で
、次のような圧入システムが生まれてきた： タトエばＧＢ−ＰＳ　　８６６　９９４　（ラスト）に
よるエキスパンダの場合、偏心的なカムが、直接、拡げ
心棒の、傾斜した裏側に作用するこれにより、カム曲線
に対し接線方向の分力が生じ、拡げ心棒に対しては半径
方向の分力が生じる。半径方向分力は、拡げ心棒をその
支承部に押付け、それにより、工作物の変形力の増大に
つれて、動きにくさも増大する。拡げ心棒は、いわば、
カムに対するブレーキジョーとなる結果、拡開時の操作
力は漸増的に上昇する。

この圧入システムのもう１つの欠点は、拡げ心棒が引戻
せない点である。拡開ジョーは、その戻しばねにより、
拡げ心棒に対して自己ロック区域で作業するので、拡開
ジョーは、円錐部と理解される制御面によっても拡げ心
棒の引戻しをな行なうことができない。たとえば、プラ
スチック管の拡開時のように、収縮性の工作物の場合は
、このため、この種のエキスパンダは、簡単には管から
引出せない。

この圧入原理をＧＢ−Ｐｓｉ　　４８５　０９８（ｃ７
−テンベルガー）により更Ｉこ発展させた場合、拡げ心
棒の軸方向しゅう動に要する力は、次のようにすること
で低減された。すなわち、カム曲線の延びを平らに構成
し、カムを複数回操作し、各行程の後をカムが追かける
ようにして、拡げ心棒の全行程を完了させるようにした
のである。この目的のために、カム軸は、軸方向に段階
づけられた切欠きを有する２つの連結リンクに置換える
ことができる。しかしながら、伝達比の変更による力の
節減と、それに関連する操作距離の延長は、著く限られ
たものである。カム面に対する拡げ心棒の制動作用が、
事実上、不変だからである。この公知システムでは、拡
げ心棒の強制引戻しは全く不可能であった。なぜなら、
ハンドレバーもカムも、連結リンク案内のため、引張荷
重はかけられないからである。拡げ心棒と工具基体との
間に配置された圧縮ばねは、場合によっては、連結リン
ク案内内に一定の係止効果を生じさせるが、拡げ心棒を
強制的に引戻すことはできなかった。

また、ＤＥ−ＰＳ３７　３２　６２８により公知のエキ
スパンダの場合には、拡げ心棒とハンドレバーとの間の
引張部材により、拡げ心棒の強制引戻しと、もとの位置
へ拡げ心棒を戻すことは可能であるが、圧入力の高さは
、ＣＢ−ＰＳ　　８６６　９９４の場合と同じ程度にと
どまっている。

ＵＳ−ＰＳ４　４２５　７８３による駆動システムの場
合は、カムと拡げ心棒、拡げ心棒とその案内（孔）それ
ぞれの間の摩擦力が大巾に低減されはしたが、拡げ心棒
の強制引戻し手段は有していない。この場合、拡げ心棒
とカムとの間に、旋回可能のハンマー状の加圧部材が配
置されており、カムと、カム上をころがる加圧部材表面
とが次のような曲線の延びを有するようにされている。

すなわち、拡げ心棒の軸が常にカムと加圧部材との共通
の接触線と交差するようにされるのである。そのさい、
常に、加圧部材の等しい出発位置から出発しうるように
するために、加圧部材は戻しばねを有している。

しかし、働き工程が中断した場合は、加圧部材は、戻し
ばねの作用により逆戻りし、カムと加圧部材との間に予
め存在した相関関係は、もはや存在しなくなる。この公
知システムは、しかしながら、カムとハンドレバーの支
承が複雑なため、他の個所、たとえば、２つの比較的大
きい円板の周囲に摩擦力が発生する。これらの円板を介
して、ハンドレバーとカムが、工具基体内に支承されて
いる。この場合、工具基体は、これらの円板に対し、軸
方向の操作力の影響によりブレーキ装置として働く。

ＥＰ−Ｏ２０２５２８６８による圧入システムも公知で
ある。この場合は、圧入力は小さいが、拡げ心棒の強制
引戻しが可能である。すなわち、カムをもたないハンド
レバーと拡げ心棒との間に、ニーレバーが設けられてい
る。この場合、一方では、働き行程の開始時に、ニレバ
ーが斜め位置をとることにより、ＵＳ−Ｐ５４　４２５
　７ｇ３によるエキスパンダと比べて、再び欠点が生ま
れている。すなわち、拡げ心棒に対して、拡げ心棒とそ
の支承部（孔）との間の摩擦が高まる欠点である。しか
し、他方では、このニーレバー式の圧入システムは、次
のような独自性を有している。すなわち、これにより得
られる従動力は、ニーレバー・システムのすべての関節
が伸長位置に達した場合、従動部品がストッパに突当る
と、無限に近づくのである。つまり、公差を下回る場合
、特に、通例複数のセットの、異なる直径の拡開ジョー
を含む付属部品の公差を下回る場合、超過荷重を負荷す
ることができ、しかも、それによって操作員が相応に力
を増す必要はない。この経験が示しているのは次のこと
である。すなわち、エキスパンダにニーレバー式の圧入
形式を用いる場合、所要の力は、働き行程の終りには事
実上ゼロとなるということ、言いかえると、ハンドレバ
ーは、はとんど力を入れずに近付けることができるとい
うことである。操作員は、この結果、拡間作業を行なっ
ている“感じ”がしなくなる。通常は、ニーレバー・プ
レスには、超過荷重を防止するために、３つのニーレバ
ー関節すべての伸長位置区域に、超過荷重軸継手が備え
られ、システムの破壊が予防される。しかしこの種の継
手は、手動工具の場合には、スペース上、重量上の理由
から、組付けることができない。

ＤＥ−ＧＭ８８　０７　７８４による、冒頭に述べた種
類の拡開工具も公知である。この場合は、自由回転する
ローラが転動体により形成され、この転動体の円筒面、
すなわち制御体用のいわゆるころがり面が、拡げ心棒の
軸に直角に延びる相補的な切欠き内に支承されている。

しかし、これにより、カムと拡げ心棒との間の摩擦は、
存在しなくなるか、もしくは存在しても僅かとなる。転
動体は、その切欠き内を円筒面で、すなわち、カム表面
がころがるのと等しい直径で滑動するからである。この
ため、摩擦力又はブレーキ力は、他の個所へ移るか、も
しくは、カムが、いくぶん転動体が動きにくくなると、
その停止表面を滑動するかする。この種の機械システム
は、′インデイ７エレント″とも呼ばれる。特に摩擦力
や横力などの力の状態はこれによって何も変化はしない
。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、冒頭に述べた種類の拡開工具、つまり
、圧入システム内に制御体を有する拡開工具について、
システム内の摩擦力を最小限に低減させ、拡げ、心棒の
強制引戻しが行なわれるようにし、更に、操作力が全働
き行程にわたってコンスタントに維持されるようにし、
この結果、操作員が、拡開過程が正常に行なわれている
°“感じ″をもち、公差状態が不都合な場合にも超過荷
重が発生することのないようにすることにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明によれば、この課題は、次のようにすることによ
り解決された。すなわち、 ａ）　ローラが、円筒面と、直径の異なる同軸的なロー
ラ軸とを有するようにし、更にｂ）　拡げ心棒が、その
内端部に２つの側壁と、その間のスリットとを有するよ
うにし、しかも、ローラはスリット内で円筒面を支持さ
れることがなく、かつ、ローラ軸が側壁内に軸受けされ
るようにし、更にまた ｃ）　　拡１．ｆ心棒とハンドルレバーとの間に、拡げ
心棒用の戻し機構を配置しておくようにしたのである。

このローラは、常時、使用可能であり、ＵＳｐｓ４　４
２５　７８３によるエキスパンダとは異なり、拡開行程
を中断せねばならない場合にも、その作用を失うことは
ない。また、ローラに戻しばねは必要ではない。

摩擦力を最低限にする措置は、ＵＳ−ＰＳ４４２４　７
８３とは異なり、次のようなされている。すなわち、リ
ンクピンと軸受は個所が比較的小さな直径を有するよう
にし、更に、カム面とローラ円筒面との間の接触線が、
常に、拡げ心棒の軸上、もしくは少なくとも軸のすぐ近
くに来るようにするのである。

また、ＤＥ−ＧＭ８８　０７　７８４と比較した場合、
摩擦力は、次のようにして低減されている。すなわち、
ローラ軸が、ローラの円筒部の直径より明らかに小さな
直径を有するようにし、この結果、拡げ心棒に軸方向に
作用する加圧力が等しい場合、逆トルクないし制動モー
メントが、明らかに小さくなるようにしたのである。し
たがって、拡げ心棒には、横力は全く作用しないか、も
しくは、少なくとも著しい横力は作用しない。

更に、拡げ心棒の強制引戻し用の戻し機構を、容易に圧
入システムに統合することができる。第１実施例の場合
、戻し機構は、剛性の継手板の形式の引張部材として構
成され、この継手板は、比較的薄手の薄板製であり、制
御体の狭幅のスリット内を案内されるようにしておくこ
とができる。この継手板には、圧力ばかからない。また
、この引張部材は、カムに対する拡げ心棒のねじれを防
止し、しかも、工具基体内での拡げ心棒の特別の案内を
必要としない。

軸に対する制御カムの延びを相応にすれば、操作力を、
はぼハンドレバーの全旋回角にわたり、あるいは又少な
くとも旋回域の最後の部分にわたり、コンスタントに維
持することが、簡単に可能である。この結果、操作員は
、拡開過程が終りになりつつある感じを得ることができ
る。また、拡開工具全体の構造部品が超過荷重を受ける
こともない。なぜなら、可動部が定置部に当れば、直ち
に操作力の増大として現われこの結果、操作員は、拡開
過程が終了したことを感得するからである。

継手板の縦方向の遊びにより、継手板が、拡開過程のど
こかの時点に荷重負荷を受けることが防止されている。

継手板のピンは、継手板の短冊穴に軸受けされて、ハン
ドレバーが戻し旋回されると、直ちに心棒が戻り運動を
行なうようにされている。継手板がローラの外周を取囲
むようにすることにより、ローラ軸は、継手板ないし引
張部材に対してねじれることがない。

したがって、特に有利な場合は、制御体の切欠きが、中
央に形成され、制御体の、基体内を案内される側壁と平
行に延びる側壁を有するようにし、更に、継手板の他端
が、ローラをその軸方向中央で取囲む円筒形の孔を有す
るようにし、更にまた、継手板が、この孔の先に、拡げ
心棒の平行のみぞ内を案内される延長部を有するように
し、しかも、このみぞが、ローラを受容するスリット内
に開口するようにした場合である。

また、制御体の旋回軸とローラ軸とが、孔の軸線と交差
するようにするのが、特に有利である。この場合には、
システム内には、事実上、軸平行の力以外は発生しない
ので、拡げ心棒と基体内の孔との間に摩擦力や摩耗が生
じることが防止される。

本発明の別の実施例は、前述の実施例とローラの支承が
次の点で異なるだけで、他の点は同じである。すなわち
、この実施例のローラ支承の特徴は次の通りである： 制御体が、その旋回軸を中心として弓形に延びるスリッ
トを有しており、このスリットの両端が、拡げ心棒の行
程に従って、前記旋回軸から異なる間隔を有するように
なり、かつまた、このスリットの内のり幅がローラの直
径と合致しており、更に、このスリット内を、ローラが
、拡げ心棒の円運動方向に案内されており、更にまた、 制御体が、少なくとも部分的に、拡げ心棒の２つの側壁
の間を案内されるようにされている頑丈な構成にした場
合、前記特徴により次のことが遠戚される。すなわち、
制御体の旋回軸に近い位置にある、スリットのカム面（
ないしこのカム面を保持する制御体の弓形部分）がロー
ラの後方を掴むことができ、この結果、拡げ心棒の運動
が、軸方向で両方向に可能となり、したがって強制的な
引戻しも可能となるのである。

制御体は、鋼板製の押抜き部材として、もしくはハンド
レバーと一体にされて、鍛造部材として製造可能であり
、スリットの表面は僅かな後加工を要するだけである。

制御体は、同時に、拡げ心棒の付加的案内部材でもあり
、拡げ心棒の回動を防止している。そのさい、制御体厚
は、少なくとも部分的に、心棒側壁の内のり間隔に合致
している。

そのさい特に有利なのは、弓形スリットの両端部が、旋
回可能のハンドレバーの旋回角を制限するストッパを形
成するようにする場合である。これにより２つのことが
遠戚される。すなわち、一方のストッパは、ハンドレバ
ーの接近を制限して、指をつぶす危険のないよう最小間
隔を残すようにし、他方では、ハンドレバーの操作時に
も拡開過程が終ったことを、はっきり分からせることで
ある。

弓形スリットに、制御体の旋回軸とローラに対して、可
動のハンドレバーの操作力が、少なくとも、ハンドレバ
ー旋回転の最後の２０６にわたって、実質的にコンスタ
ントに維持されるような推移を可能にするのは、特に簡
単であるそのさい、製造時の組立て、寸法、重量、可動
ハンドレバーの、工具基体に対するねじれ剛性などの点
では、次のようにするのが、特に有利である。すなわち
、制御体が、旋回可能のハンドレバーの一端を形成し、
かつ関節ピンを通す眼穴を有するようにし、このビンが
、基体内のスロットを貫通し、基体内で拡げ心棒の外側
側方に、それも、スロットの両側の、ハンドレバーとは
反対の側に軸受けされるようにするのである。

材料費と重量は、この場合、制御体をプレート状の構造
部材として構成し、可動ハンドレバーの平行壁のスリッ
ト内へ差込むようにすれば更に軽減される。こうするこ
とにより、たとえば次のような構造が可能になる。すな
わち、工具基体と２つのハンドレバーを、等しい軽金属
合金製にし、制御体は鋼製とするのである。

特に寿命の長い構成の拡開工具の場合、工具基体は、公
知の形式で、拡げ心棒と同心的なねじ山を有するように
し、このねじ山に、ねじスリーブを介して拡開ジョーの
セットをねじはめ可能にしておき、更に、ねじ山を、中
空円筒形延長部を介して工具基体と結合されている突出
部の外面に形成し、かつまた、突出部と延長部とを貫通
する孔が、拡げ心棒の軸方向案内となるようにしておく
。

［実施例１ 次に図面につき本発明の３つの実施例を説明する： 第１図から第４図には、拡開工具ｌが示しである。この
工具ｌは、元来、回転部として構成された工具基体２を
有し、この基体２のところには、横から半径方向に突出
している第１のハンドレバー３が取付けられている。工
具基体２は、軸Ａ−Ａとこの軸と同心的な孔４とを有し
ている。この孔４内には、軸方向にしゅう動可能に拡げ
心棒５がそう入されている。心棒５の一端５ａは円錐状
に構成され、工具基体２から突出している。

心棒５の端部５ａと反対側の基体端部には、ハンドレバ
ー３より上方に、平行壁を有するスリット６が形成され
ている。孔４は、このスリット６に開口している。スリ
ット６の両側には２つの壁部８，９が立ち（第３図）、
これらの壁部が、いわば、カムとして構成された制御体
１０の支承台を形成している。

この制御体１０は、スリット６内に支承されている軸７
を受容する孔１０ａを有している。

軸７の中心軸線は、軸線Ａ−Ａと直角に延び、軸線Ａ−
Ａと交差している。制御体１０は、軸７ないし孔１０ａ
に対し偏心的に延びる制御カム１１を有している。この
カム１１は、後述する形式で拡げ心棒５に作用する。

制御体１０は、第２のハンドレバー１２と一体に構成さ
れており、ハンドレバー１２は、スリット６のところか
ら横へ突出している。２つのハンドレバー３，１２は、
図示されていない端部に握りを有しているので、工具基
体２に対して、双方のハンドレバーは、鉗子のように操
作できる。第１図は、双方のレバー３．Ｉ２が最も接近
した位置にあるところを示したものである。第２のレバ
ー１２は、図示の位置から、逆時計回り方向で９０度余
力旋回角だけ、つまり軸線Ａ−Ａを超えて、旋回できる
ことが分かる。制御カム１１は、その場合、軸７に対し
、次のような幾何学的形状にする。すなわち、材料のひ
ずみ挙動と操作力の推移とが、ハンドレバー１２の角位
置に依存して最適と考えられる形状であり、更には、そ
のさい特にハンドレバー１２に対する操作力が、レバー
１２の旋回角の最後の２０度にわたって、実質的にコン
スタントとなるような形状である。このような力の推移
は、第５図の中央の曲線により示されている。

工具基体２は、拡げ心棒５の端部５ａ側のいた基体端部
に、ねじ山１３と、個々の拡開ジ３−１６のセット１５
を付加するための環状肩１４とを有している。個々のジ
ョー１６は、拡げ心棒の周面に分配されている。拡開ジ
ョー１６は、ユニオンナット１８の内側向き７ランジ内
を半径方向に移動可能にリベット１７により案内かつ保
持されている。ユニオンナット１８はねじ山１３を介し
て、環状肩１４に対してねじ付けられている。拡開ジョ
ー・セット１５はジョー１６内へ円錐形端部５ａが差込
まれると、半径方向で外方へずらすことができる。戻る
場合は、リングばね１６ａの作用を受けるがこのリング
ばね１６ａは、自己ロック作用が存在するため、拡げ心
棒５を移動させることはできない。

拡げ心棒５は、内端に２つの側壁５ｂ、５ｃを有してい
る。これら側壁は、間に壁部の平行なスリット５ｄを形
成している。このスリット５ｄ内には、ローラ１９が、
ローラ軸１９ａを介して自由回転可能に支承されている
。ローラ軸１９ａは軸７に平行に延びている。ローラ１
９の円筒面１９ｂは、スリット５ｄから、上方へ突出し
、更に横へはハンドレバー１２の方向へ突出している。

この様子は第１図と第４図に示されている。このように
して、ローラは、制御体１０の制御カム１１上を転動す
る（第１図）。円筒面１９ｂは、しかし、心棒５の表面
部には接触しない。すなわち、ローラ１９の心棒５内の
支持は、もっばらローラ軸１９ａを介して行なわれてい
る。

拡げ心棒５とハンドレバー１２との間には、拡開ジョー
１６から心棒５を強制的に引出す戻し機構２０が組込ま
れている。心棒５は、剛性継手板２１を介して制御体１
０と結合され、更にハンドレバー１２と結合されている
。剛性の継手板２１は、面平行なプレートで、薄板を押
抜いたもので、一端に円筒状の孔２１ａを有し、他端に
は短冊孔２１ｂが設けられている。継手板２１は、ピン
２２を介して制御体１０と結合されている。円筒状の孔
２１ａを介し、継手板２１は、ローラ１９をローラ中央
で取囲んでいる。継手板２１は、孔２１ａの下方に延長
部２１ｃを有し、この延長部２１ｃは、心棒５の、平行
壁を有するみぞ５ｅに係合している。この係合は、出来
るだけ少ない遊びをともなうようにして行ない、継手板
２１に対する心棒５のねじれを防止するようにする。み
ぞ５ｅは、スリット５ｄの中央に設けられている（第１
図、特に第４図参照）。延長部２１ｃは、みぞ５ｅの内
部で旋回運動と縦方向運動を行なうことができる。制御
体１０は、孔ｔＯａを有し、組付は状態では、この孔に
軸７がそう入される。軸７の両端は２つの側壁８．９内
の互いに整列せしめられた２つの孔内に軸受けされる。

第３図には、２つの孔８ａの片方のみが示されている制
御体１０は、更に、孔１０ｂを有しておりこの孔１０ｂ
は、孔１０ａに対し偏心的に位置し、継手板のピン２２
は、組付は状態では、この孔ｆｏｂに軸受けされる。よ
り詳しく言えば、孔ｆｏｂは、中間が、スリット状の切
欠き１０ｃにより中断され、この切欠き内には、継手板
２１の上端部が、ねじれを生じないように案内されてい
る。切欠き１０ｃの側壁は、互いに平行に延び、基体２
内を側壁８．９を介して案内される、制御体１０の側壁
と平行である。

切欠き１０ｃの幅は、継手板２１の厚さより僅かだけ大
きくされている。

特に第１図から分かるように、切欠き１０ｃの大きさは
、ハンドレバー１２がどのような位にあっても、切欠き
１０ｃの底部１０ｄに継手板２１がぶつからないだけの
大きさになっている。

第５図の線図では、横座標には、直径の差ΔＤないし復
往の拡開距離（＝＋ｍ）が記載され、縦座標には、無次
元の単位で、双方のハンドレバー３，１２の間の操作力
が記載されている。縦座標に無次元単位を用いたのは、
操作力が、工作物の拡開される直径・壁厚・変形特性に
依存するからである。拡開ジョーの直径拡大距離の最初
の１ミリメータは、いわゆる全行程で行なわれる。その
場合、システム内で克服を要する摩擦力は僅かにすぎな
い。工作物は、次いで、まず点Ｐまで弾性変形される。

続いて、材料の塑性変形が続き、最後に工作物が最終直
径に達する（破線で示す）。工作物の負荷除去による僅
かの戻りは、ここでは無視する。

第５図の線図の上方の曲線ＣＩは、心棒５の内端上を制
御カム１１が滑動する形式の拡開工具の場合の力の推移
を示したものである。必要な力が、極めて高い最終値ま
で漸増することが分かる。

下方の曲線Ｃ２は、ニーレバー式エキスパンダの場合の
力の推移である。この場合、はっきり認められるのは、
最大値に達したあと、急激に極めて低い値に下降するこ
とである。操作力のこの下降は、しかし、システム内の
力の低減をともなうものではない。むしろ、逆である。

すなわち、ニーレバー・システムの関節個所が、破線の
区域で伸長状態となるため、力は、必然的に無限の値に
まで上昇する。但し、これはたとえば、公差範囲が狭過
ぎることからも生じることのある相応の反力を前提とし
た場合のことである。

真中の曲線Ｃ３は、本発明による圧入システムの場合の
力の推移である。これから、はっきり分かる点は、操作
力が、工作物拡開過程の、少なくとも最後の部分では、
実質的にコンスタントに維持されている点である。圧入
システム内部で、何らかの部品間に接触が生じれば、曲
線部分Ｃ４の方向に急激な上昇が生じる。言いかえると
、操作員には、直ちに、その個所で、もはやそれ以上の
拡開は不可能である信号が送られる。

もちろん、制限体ないし制御曲線１１には、操作力が、
拡開過程の終りごろに急激に下降するような推移を設定
することも可能である。このような設定は、たとえば次
のような場合であろう。すなわち、制御カム１１が、最
後に使用される区間で、軸７を通って延びる半径に対し
ほぼ接線方向に延びるような場合である。しかし、これ
は、本発明による配置の目的ではない。逆に、曲線Ｃ１
による圧入システムにより必要とされる力を低減させた
り、曲線Ｃ２によるニーレバー・システムの場合の力を
相応を上昇させたりすることは不可能である。ニーレバ
ー・システムは、不可避の特性を有している。すなわち
、あらゆる関節軸が伸長姿勢に入ると、従動力が無限の
値へ向うのに対し、駆動力は、同時に事実上ゼロになる
という特性である。この公知のカム駆動システムが何１
０年にもわたり市場に出ていた主な理由は、操作力に影
響を与えうるという理由のためでもある。

第６図と第７図に示した拡開工具１０１は、第１の鋼製
ハンドレバー１０３が固定取付けされた同じく鋼製の工
具基体１０２と、孔１０４と、この孔内を軸方向にしゆ
う動可能に支承され、先細端部１０５ａを孔から突出さ
せた拡げ心棒１０５とを有している。心棒１０５の反対
側の、同じく基体１０２から突出した端部には、円筒形
のローラ軸１０６を介して自由回転可能のローラ１０７
が支承され、ローラ回転軸は、心棒軸線に対し直角に位
置している。

工具基体１０２は案内部１０２ａを有している。案内部
１０２ａ内には拡げ心棒１０５が支承されている。案内
部１０２ａは、エツジや縁部を丸めた、はぼ直方体の形
状に構成されている。拡げ心棒１０５は、ローラ１０７
を上方へ案内部１０２ａから突出させている。案内部１
０２ａと、固定的かつ一体に付加取付けされたハンドレ
バーとの間には、相応に斜めの壁面を有する移行部１０
２ｂが設けられている。／）ンドレバー１０３は、下方
に７ランジ１０３ａを有する丁字形横断面を有している
。また、この移行部１０２ｂにより、段状になることが
避けられる（この配置は、はぼ、第９図の配置に合致す
る）。案内部１０２ａと移行部１０２ｂとは、破線で示
し７こスリット状の、上方へ開いた切欠き１０２ｃを有
している。この切欠き１０２ｃ内へは、次に述べる制御
体１０９がそう入される（第６図）。

工具基体１０２内には、同じく、ローラ１０７に作用す
る旋回可能な制御体１０９が、旋回軸１０８を介して支
承されている。制御体１０９は、第２の、旋回可能のハ
ンドレバー１１０と一体に結合されている。レバー１１
０は、同じく丁字形横断面を有しているが、このレバー
１１０の場合は、７ランジ１１０ｂが上に位置している
。

制御体１０９とウェブ１１０ｃが、等しい厚さを有して
いる。制御体１０９により、拡げ心棒１０５は、レバー
操作時には、時計回り方向で所定の行程だけ、基体から
出て第６図の位置へ動き、基体と結合可能の、ねじスリ
ーブ１１２内を半径方向に可動な拡開ジョー１１１のセ
ットのほうへしゅう動する。ねじスリーブｌ１２は、拡
開ジョー１１１と一緒に対応ねじ山１１２ａにねじはめ
可能である。対応ねじ山１１２ａは、心棒１０５と同心
的に案内部１０２ａの下側に取付けられている。拡開ヘ
ッドとも呼ばれる部分Ｉｌｌと部分１１２、並びにその
作業形式は、公知技術であるから、詳しい説明は省略す
る。

“上方”とか“下方”という表現は、図示した位置に関
する表現である。

ローラ軸１０６は、ローラ１０７ないしローラのころが
り面１０７ａの直径より、はるかに小さい直径を有して
いる。このころがり面１０７ａは、拡開過程のさい、制
御体１０９の第１の制御カム１１３に沿って転動する。

ローラ１０７は、第１図から第４図の場合同様、心棒１
０５の、平行壁により内方へ制限された側壁１０５ｂ、
１０５ｃの内部又は間に、言いかえるとスロット内に、
ローラ軸１０６を介して支承されている。

制御体１０９は、旋回軸１０８を中心として延びる、一
方の側から他方の側へ連続している弓形のスリット１１
４を有している。このスリット１１４は、片側が第１の
制御カム１１３により、他の側が第２の制御カム１１５
により制限されている。スリット１１４の内のり幅は、
どの個所でもローラ１０７の直径に合致する（僅かの遊
びあり）ので、ローラ１０７は、スリット１１４内を心
棒１０５の両運動方向に強制案内される。そのさい、制
御カム１１３は拡開過程を生じさせ、ローラ１０７の後
方に接触する制御カム１１５は強制戻し運動を生じさせ
る。戻し機構１２６は、制御カム１１５を有する制御体
１０９の部分により形成される。

制御体１０９は、２つの制御カム１１３．１１５の区域
で、僅かの遊びをもって、拡げ心棒１０５の側壁１０５
ｂ、１０５ｃの間のスロット内へ　はさみ込まれるので
、２つの側壁の間で、心棒１０５が、ねじれなしに案内
される。

半円筒形の、凹状端部１１６．１１７は、制御カム１１
３，１１５により互いに接続され、これら端部の曲率中
心は、２つの可能な終位置では、それぞれローラ１０７
の軸線と合致し、心棒１０５の行程に応じて、旋回軸１
０８から異なる間隔を有している。カムの推移は単調で
ある。言いかえると、心棒１０５のどの位置も、制御体
の旋回時に１方向に２回通過することはない。

端部１１６．１１７は、旋回可能のハンドレバー１１０
の旋回角度の制限ストッパを形成している。一方のスト
ッパ（端部１１６）は、ハンドレバーが、指を圧し潰す
ほどの間隔まで接近するのを制限し、他方のストッパ（
端部１１７）は、第７図に見られるように、ハンドレバ
ーの開運動を制限する。

弓形のスリット１１４は、制御体１０９の旋回軸１０８
とローラ１０７とに関しては、可動ハンドレバー１１０
に対する操作力が、レバー１１０の旋回角の最後の２０
度にわたって実質的にコンスタントになるような延びを
有している。

制御体１０９は、鍛造鋼製の、旋回可能のハンドレバー
１１０の一端をなし、旋回軸１０８の軸受は用の眼穴１
１８を有している。旋回軸１０８は、基体１０２内のス
ロット１１９を貫通し、基体１０２内の、心棒１０５の
外側側方に、それも、スロット１１９の両側の、ハンド
レバー１０３，１１０と反対の側のところに位置してい
る。

眼穴１１８と拡げ心棒１０５の間に障害物を侵入させな
いため、心棒１０５には、側壁１０５ｂ、１０５ｃの間
のスロットの延長部の一方の側に、切削みぞ１２０が形
成されている。また、旋回軸１０８が、第１図から第４
図の実施例の場合の軸７より、対応ねじ山１１２ａに明
らかに近い位置にあることが分かる。

制御体＋０９の、旋回軸１０８側の部分は、連結リンク
とも呼ばれるスリット１１４のために、いわば、制御カ
ム１１５を有するＵ字形部材を形成している。拡げ心棒
１０５の完全な横断面を出来るだけ実質的に維持するた
め、制御体１０９は、眼穴１１８の横に切欠き１２１を
有している（第７図）。この結果、制御体１０９の下縁
が、第６図の終位置では、前記スロット内で、いわば心
棒１０５を取囲むかたちになる。

拡げ心棒１０５の軸に対して旋回軸１０８が横にずらさ
れているにも拘らず、心棒１０５には妨害的な横力が作
用して、心棒が案内内で動きにくくなるようなことはな
い。

第９図は、別の構成の拡開工具２０１であるこの場合は
、制御体２０９がプレート状の構造部品−同じく鋼製−
として構成され、可動のハンドレバー２１０ａの、平行
壁を有するスリット２２２内へ固定的にそう人されてい
るこのハンドレバーは、心棒２０５の区域ではケーシン
グ２２３として構成されている。第９図では、このケー
シング２２３は、工具の基体を遮蔽しており、示されて
いない側面図では、心棒２０５とローラとを含み、同じ
く、それらの遮蔽している。工具基体と双方のハンドレ
バー（見えるのは２１０のほうだけ）は、この場合、軽
金属合金製であり、このため著しい重量低減がなされる
。

対応ねじ山１１２ａは、この場合、突出部２２４の外面
に形成され、この突出部２２４は、中空円筒形の延長部
を介して工具基体と結合されている。第７図の説明に戻
ると、第７図には、幾何学的位置を特徴づけるため、こ
の延長部１２５が破線で示しである。突出部２２４と延
長部１２５とは、一体に構成され、鋼製であるまた、心
棒１０５ないし２０５用の軸方向案内を形成する孔を有
している。鋼製の、工具基体の１１１１戒の場合、突出
部２２４．１２５を用いないようにすることも可能であ
る。

本発明による拡開工具をコンパクトに構成する点で、特
に重要なことは、旋回軸１０８が、ローラ軸１０６によ
り設定される平面の下方の平面内に位置することである
（双方の平面は拡げ心棒軸線Ａ−Ａに対し直角方向に仮
想される）。言いかえると、ローラ軸１０６のあらゆる
可能な位置と、心棒１０５の先細端部１０５ａとの間に
位置することである。こうすることにより、基体１０２
の延長は、軸線Ａ−Ａの方向では心棒１０５の端部を超
える必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、主要な圧入部品を含む拡開工具基体を軸方向
に断面して示した第１実施例の図、第２図は、第１図の
実施例の平面図、第３図は第１図の拡開工具の展開図、
第４図は、図平面に対し直角方向に、第１図の軸線Ａ−
Ａに沿って断面して示した部分拡大図、第５図は、公知
の拡開工具と本発明の拡開工具について操作力の推移を
比較した線図、第６図は、第２実施例の主要部分を拡開
過程が終った位置で示した側面図と、外して示した拡開
ジョーの斜視図、第７図は、第６図の実施例を拡開過程
の開始前の位置、すなわちハンドレバーを最も広く用い
た位置で示した側面図、第８図は、拡げ心棒の上端部と
ローラとを、第７図を９０°だけ旋回させて示した拡大
図、第９図は、軽金属製のハンドレバー内へ差込まれた
鋼製制御体を有する第３実施例の主要部分の平面図であ
る。 １・・・拡開工具、２・・・工具基体、３・・・ハンド
レバー　４・・・孔、５・・・拡げ心棒、６・・・スリ
ット、７・・・軸、８，９・・・壁部、１０・・・制御
体、１１・・・制御カム、１２・・・可動のハンドレバ
ー　１３・・・ねじ山、１４・・・環状肩、１５・・・
拡開ジョーのセット、１６・・・個々の拡開ジョー　１
７・・・リベット、１８・・・ユニオンナット、１９・
・・ローラ、１９ａ・・・ローラ軸、１９ｂ・・・円筒
面、２ｏ・・・戻し機構、２１・・・継手板、１０１・
・・拡開工具、１０２・・・工具基体、１０３・・・ハ
ンドレバー　１０４・・・孔、１０５・・・拡げ心棒、
１０６・・・ローラ軸、１０７・・・ローラ、１０８・
・・旋回軸、１０９・・・制御１体、１１０・・・可動
のハンドレバー　Ｉｌｌ・・・拡開ジョー　１１２・・
・ねじスリーブ、１１３・・・制御カム、１１４・・・
スリット、１１５・・・制御カム、１１６．１１７・・
・スリット端部、１１８・・・眼穴、１１９・・・スロ
ット、１２０・・・切削みぞ、１２１・・・切欠き、２
０１・・・拡開工具、２０５・・・拡げ心棒、２０９・
・・制御体、２１０ａ・・・可動のハントレバー２１２
ａ・・・対応ねじ山、２２４・・・突出部。 ＦＩＧ、５ ２０１ ２３ −Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空工作物用の拡開工具（１、１０１、２０１）で
   あって、孔（４、１０４）とこの孔内を軸方向にしゅう
   動可能に支承され、先細の外端部を孔から突出させてい
   る拡げ心棒（５、１０５、２０５）とを有する工具基体
   （２、１０２、２０２）と、同じく工具基体内に支承さ
   れ、自由回転可能のローラ（１９、１０７）を介して拡
   げ心棒に作用する旋回可能の制御体（１０、１０９、２
   ０９）とを備えており、この制御体が、孔の軸線に対し
   直角の軸（７、１０８）を有し、かつまたハンドレバー
   （１２、１１０、２１０）と連結されており、このハン
   ドレバーにより、拡げ心棒は、レバー操作時に所定行程
   だけ、基体から、基体と結合している半径方向に可動に
   案内される拡開ジョー（１６、１１１）のほうへ、しゅ
   う動可能である形式のものにおいてａ）ローラ（１９、
   １０７）が、円筒面 （１９ｂ、１０７ａ）と、これと同軸的なローラ軸（１
   ９ａ、１０６）とを有し、 ｂ）拡げ心棒（５、１０５、２０５）が 、その内端部に２つの側壁部（５ｂ、５ｃないし１０５
   ｂ、１０５ｃ）とその間に設けられたスリット（５ｄ）
   とを有し、しかもローラ（１９、１０７）は、スリット
   （５ｄ）内で円筒面（１９ｂ、１０７ａ）を支えられる
   ことなしに、ローラ軸（１９ａ、１０６）を側壁（５ｂ
   、５ｃないし１０５ｂ、１０５ｃ）内に軸受けされてお
   り、更に ｃ）拡げ心棒（５、１０５、２０５）と ハンドレバー（１２、１１０、２１０）との間には、拡
   げ心棒（５、１０５、２０５）用の戻し機構（２０、１
   ２６）が配置されていることを特徴とする中空工作物用
   の拡開工具。 ２、制御体（１０）がカムとして構成され、戻し機構（
   ２０）が、ローラ（１９）とハンドレバー（１２）のと
   ころに作用点を有する引張部材として構成されているこ
   とを特徴とする、請求項１記載の拡開工具。 ３、ハンドレバー（１２）に対する作用点が、軸（７）
   に対して偏心的に設けられており、かつまた、引張部材
   が剛性の継手板（２１）から成っており、この継手板（
   ２１）が、一方では、継手板の縦方向にピン（２２）を
   介して制御体（１０）の切欠き（１０ｃ）内を遊びをも
   って案内されており、他方では、ローラ（１９）の外周
   面を取囲み、かつまたローラ側の端部を拡げ心棒（５）
   の、平行壁部を有するみぞ（５ｅ）内へ突入させている
   ことを特徴とする請求項２記載の拡開工具。 ４、制御体（１０）の切欠き（１０ｃ）が中央部に形成
   され、側壁を有しており、これら側壁が、工具基体（２
   ）内を案内される、制御体（１０）の壁側と平行に延び
   ており、更に、継手板（２１）の前記端部にはローラ（
   １９）をその軸を中心として取囲む穴（２１ａ）が設け
   られており、更にまた、継手板（２１）は、この孔（２
   １ａ）の先に、拡げ心棒（５）のみぞ（５ｅ）内を案内
   される延長部（２１ｃ）を有し、しかも、このみぞ（５
   ｅ）が、ローラ（１９）を受容するスリット（５ｄ）に
   開口していることを特徴とする請求項３記載の拡開工具
   。 ５、軸（７）とローラ軸（１９ａ）とが孔軸線（Ａ−Ａ
   ）と交差していることを特徴とする請求項１から４のい
   ずれか１項記載の拡開工具。 ６、ハンドレバー（１２、１１０、２１０）に対する操
   作力が、ハンドレバーの旋回角度の最後の２０度にわた
   って実質的にコンスタントとなるように推移する制御カ
   ム（１１、１１３）を、制御体（１０、１０９、２０９
   ）が有していることを特徴とする、請求項１記載の拡開
   工具。 ７、制御体（１０９）が、連結リンク案内として構成さ
   れ、戻し機構（１２６）が、ローラ（１０７）を後方か
   ら掴む制御体部分として構成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の拡開工具。 ８、制御体（１０９）が、その旋回軸（１０８）を中心
   として弓状に延びるスリット（１１４）を有し、このス
   リットの両端（１１６、１１７）が、拡げ心棒（１０５
   ）の行程に従って、前記旋回軸（１０８）から異なる間
   隔を有するようになり、かつまた、このスリットの内の
   り幅がローラ（１０７）の直径と合致しており、更に、
   このスリット内を、ローラ（１０７）が、拡げ心棒（１
   ０５）の両運動方向に案内されており、更に、 制御体（１０９）が、少なくとも部分的に 、拡げ心棒（１０５）の両側壁（１０５ｂ、１０５ｃ）
   の間を案内されており、制御体（１０９）の厚さが、少
   なくとも部分的に、側壁（１０５ｂ、１０５ｃ）の内の
   り間隔に合致することを特徴とする請求項７記載の拡開
   工具。 ９、弓形スリット（１１４）の端部（１１６、１１７）
   が、旋回可能のハンドレバー（１１０、１１０ａ）の旋
   回角の制限用ストッパを形成することを特徴とする請求
   項８記載の拡開工具。 １０、弓形のスリット（１１４）延びが、制御体（１０
   ９）の旋回軸（１０８）とローラ（１０７）に関して、
   可動のハンドレバー（１１０、１１０ａ）に加わる操作
   力が、少なくとも、ハンドレバー旋回角の最後の２０度
   にわたって実質的にコンスタントとなるように設定され
   ていることを特徴とする請求項７記載の拡開工具。 １１、拡げ心棒（１０５）のローラ側端部（１０５ｄ）
   が基体（１０２）から突出していることを特徴とする請
   求項７記載の拡開工具。 １２、制御体（１０９）が、旋回可能のハンドレバー（
   １１０、１１０ａ）の一端を形成し、かつ旋回軸（１０
   ８）を貫通させる眼穴（１１８）を有しており、この旋
   回軸（１０８）が、基体（１０２）内のスロット（１１
   ９）を貫通し、基体内の、拡げ心棒（１０５）の外側に
   、それも、ハンドレバー（１０３、１１０、２１０）の
   反対側の、スロット（１１９）の両側に軸受けされてい
   ることを特徴とする請求項７記載の拡開工具。 １３、旋回軸（１０８）が第１の平面内に配置され、こ
   の第１の平面は、ローラ軸（１０６）がどの可能な位置
   にも延びられる第２平面と、拡げ心棒（１０５）の先細
   端部との間に位置し、しかも前記２つの平面が、それぞ
   れ軸線Ａ−Ａに対し半径方向に延びていることを特徴と
   する請求項７記載の拡開工具。 １４、制御体（２０９）が、プレート状の構造部分とし
   て構成され、可動ハンドレバー（２１０）の平行壁スリ
   ット（２２２）内にそう入されていることを特徴とする
   請求項７記載の拡開工具。 １５、工具基体（１０２、２０２）と、双方のハンドレ
   バー（１０３、１１０、２１０）とが、軽金属合金製で
   あり、制御体（１０９、２０９）が鋼製であることを特
   徴とする請求項７記載の拡開工具。 １６、工具基体（１０２、２０２）が、拡げ心棒（１０
   ５、２０５）と同心的な対応ねじ山（１１２ａ）を有し
   、この対応ねじ山（１１２ａ）に拡開ジョー（１１１）
   のセットが、ねじスリーブ（１１２）を介して、ねじは
   め可能であり、更に、前記対応ねじ山（１１２ａ）が、
   突出部（１２４、２２４）の外面に形成されており、こ
   の突出部が、中空円筒状の延長部（１２５）を介して、
   工具基体（１０２、２０２）と結合されており、かつま
   た、突出部（１２４、２２４）の貫通孔と延長部（１２
   ５）とが、拡げ心棒（１０５、２０５）用の軸方向案内
   を形成していることを特徴とする請求項１５記載の拡開
   工具。