JPH0519154Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は拡管作業に使用するチユーブエキス
パンダ、特に拡管の均一化に関するものである。

［従来の技術］ 管の内壁を複数個のローラで転圧して拡管する
ためにチユーブエキスパンダが従来から使用され
ている。このチユーブエキスパンダによる拡管作
業はラチエツトハンドルやクランクハンドルによ
る手動拡管に頼ることが多く、最適の管拡げ率を
得るためには作業者の経験と熟練による勘によつ
てマンドレルに加えるトルクを加減せざるを得な
かつた。この作業者の勘に頼ることを防ぐためマ
ンドレルに加える力を機械的に制御する機械式ト
ルク制御機構内蔵のチユーブエキスパンダも従来
から開発されている。

第５図は従来の機械式トルク制御機構内蔵のチ
ユーブエキスパンダを示す半裁断側面図である。
図において１はフレーム２の先端部に等間隔で保
持された３本から７本の転圧用ローラ、３はロー
ラ２と接触するテーパ部３ａを先端に有し、後端
部にフイードナツト４と螺合するねじ部３ｂを有
するマンドレル、５はフレーム２のねじ部２ａに
螺合されたカラー後輪、６はカラー後輪５に軸受
７を介して取付けられたカラー前輪である。

８はフレーム２とフイードナツト４とを回転に
関して連結するクラツチであり、クラツチ８は例
えば第６図に示すように互いにかみ合うつめ８
ａ，８ｂを有する。９はフイードナツト４に取付
けられた軸受、１０は軸受９とトルクアジヤスト
ナツト１１との間に取付けられた圧縮ばね、１２
はケーシングであり、調整ねじシヤフト１３によ
りトルクアジヤストナツト１１の位置を可変する
ことにより圧縮ばね１０の取付長を変えてフイー
ドナツト４に加えられるばね荷重を調節する。１
４はケーシング１２に取り付けたフランジ、１５
はフランジ１４を固定したハウジングである。

上記のように構成したチユーブエキスパンダに
おいて、ローラ１を拡径すべき管内に挿入し、マ
ンドレル３に駆動装置（不図示）により正転を与
えると、ローラ１と管内の接触圧により、マンド
レル３とフレーム２は遊星回転となり周速差が生
じるためマンドレル３のねじ部３ｂによつてマン
ドレル３は前進しながら回転する。このマンドレ
ル３の前進と回転とによりマンドレル３のテーパ
部３ａはローラ１のテーパ部を押圧し、その接触
摩擦によりローラ１を回転させると共にローラ１
を外周方向に拡張させる。このローラ１の回転、
拡張によりローラ１は管の内壁を転圧して管の拡
径を行なう。この管の拡径により、ローラ１に加
えられるトルクが第７図に示すように、あらかじ
め調節ねじシヤフト１３で調節した圧縮ばね１０
のばね荷重で定まる設定トルクに達するとフレー
ム２とフイードナツト４を連結したクラツチ８の
かみ合いが離れる。このクラツチ８のかみ合いが
離れたことを作業者が検出するマンドレル３の回
転を停止し、駆動装置によつてマンドレル３の後
退操作を開始すると、駆動装置の正逆転切換機構
が動作してマンドレル３の回転を逆転し、ローラ
１を縮径して管の拡径作業を終了する。

［考案が解決しようとする課題］ 上記従来のチユーブエキスパンダによるトルク
制御は、第７図に示すようにマンドレル３に伝達
されるトルクが設定トルクT_sに達すると瞬間に
マンドレル３を逆転させて拡径作業を停止するよ
うにしているため、管内壁に加えるローラ転圧は
直ちに減少してしまう。このため、特に薄肉管や
高張力管の場合には拡径後のスプリングバツク量
も大きく、管拡げ率にバラツキが生じ均一な拡管
ができないという問題点があつた。

この考案はかかる問題点を解決するためになさ
れたものであり、均一な拡管を行なうことができ
るチユーブエキスパンダを得ることを目的とする
のである。

［課題を解決するための手段］ この考案に係るチユーブエキスパンダは、前記
のローラを保持するフレームと、マンドレルと螺
合し且つフレームに対して軸方向変位可能なフイ
ードナツトとを連結した前記クラツチのかみ合い
が離れたときのフイードナツトのフレームに対す
る相対変位を検出する非接触検出手段と、この検
出手段から送られる検出信号を入力した時から、
あらかじめ設定された時間にわたつてマンドレル
に回転を継続させる制御装置とを備えたことを特
徴とする。

［作用］ この考案においては、マンドレルにより管内壁
を転圧されるローラのトルクが設定トルクに達し
たことをフレームに対するフイードナツトの相対
変位（回転又は軸方向）により検出し、その後は
マンドレルに送りを与えることなく設定トルクで
所定時間にわたつてマンドレルを回転させて、そ
の間、ローラにより管内壁を転圧することにより
拡径後の管スプリングバツクを除去する。したが
つて上記課題を解決することができる。

［実施例］ 第１図はこの考案の一実施例を示す半裁断側面
図であり、図において１〜１５は第５図に示した
従来例と全く同じものである。１６はフイードナ
ツト４に取り付けたドグ、１７は近接スイツチで
ある。近接スイツチ１７は取付プレート１８と近
接スイツチブラケツト１９とによりケーシング１
２に取付けられている。

上記のように構成したチユーブエキスパンダは
第２図の全体構成図で示すようにフランジ１４に
より例えばエアモータ２０に固定したハウジング
１５に取付けられ、マンドレル３とエアモータ２
０の回転軸２１とはカツプリング２２で連結され
ている。また近接スイツチ１７は第３図に示すよ
うに制御装置２３のタイマ２４に接続されてい
る。この制御装置２３はハウジング１５に搭載す
るタイプのものにしてもよい。なお２５はエアモ
ータ２０に取付けられた例えば正逆クラツチから
なる正逆切換機構である。

以下、上記のように構成したチユーブエキスパ
ンダを使用して管の拡径作業を行なう場合の動作
を第４図に示したマンドレルの回転とトルクの特
性図を参照して説明する。

ローラ１を拡径すべき管内に挿入し、エアモー
タ２１を駆動してマンドレル３に正転を与えると
ローラ１と管内の接触圧により、マンドレル３と
フレーム２は遊星回転となり周速差が生じるた
め、マンドレル３のねじ部３ｂによつてマンドレ
ル３は前進しながら回転する。このマンドレル３
の前進と回転とにより、マンドレル３のテーパ部
３ａでローラ１の回転、拡張を行ない、ローラ１
を管の内壁に転圧して管の拡径を行なう。このロ
ーラ１の拡張が進みローラ１に作用する負荷トル
クが設定トルクT_sに達するとフレーム２とフイ
ードナツト４を連結したクラツチ８のかみ合いが
離れ、フイードナツト４はクラツチ８のかみ合い
が離れた距離だけ後退をする。フイードナツト４
が後退するとフイードナツト４に取付けたドグ１
６が近接スイツチ１７の位置に達して近接スイツ
チ１７を作動させ、近接スイツチ１７から制御装
置２３のタイマ２４に位置検出信号を送る。タイ
マ２４は位置検出信号を受けると、拡径する管の
材質、肉厚に応じてあらかじめ設定された時間ｔ
だけ引続きマンドレル３に正転を与える正転信号
によつてマンドレル３を正転させる。このフレー
ム２とフイードナツト４を連結したクラツチ８が
離れてから時間ｔだけマンドレル３に正転を与え
ると、マンドレル３とねじ部３ｂで螺合したフイ
ードナツト４もマンドレル３と同じ回転を行な
い、マンドレル３に対する前進の送りは与えられ
なくなり、第４図に示すようにマンドレル３は設
定トルクT_sでローラ１を回転させる。この一定
時間ｔが経過するとタイマ２４がOFFとなりマ
ントレル３は停止する。その後正逆切換機構２５
によつてマンドレル３が逆転に切換わるとマンド
レル３は後退してローラ１を縮径し、管の拡径作
業を終了する。

このように、拡径時のトルクがあらかじめ圧縮
ばね１０の調節により定めた設定トルクT_sに達
成した後、所定時間マンドレル３に送りを与えず
に設定トルクで回転するため、ローラ１の転圧時
間が長くなり、拡径後の管のスプリングバツクを
除去することができる。

なお、上記実施例においてはフイードナツト４
に取付けたドグ１６と近接スイツチ１７により、
クラツチ８が離れたときのフイードナツト４の位
置を検出して、トルクが所定トルクT_sに達した
ことを検出する場合について説明したが、フイー
ドナツト４の回転を監視し、フイードナツト４の
回転が所定トルクT_sでマンドレル３の回転と一
致するから、このときのフレームとの回転角位置
の変化を検出してトルクが所定トルクT_sに達し
たことを検出しても上記実施例と同様な作用を奏
することができる。

［考案の効果］ この考案は以上説明したように、マンドレルに
より管内壁を転圧されるローラのトルクが設定ト
ルクに達したことをフイードナツトの変位により
検出し、その後はマンドレルに送りを与を与える
ことなく設定トルクで所定時間にわたりマンドレ
ルに回転を与えて、ローラによる管内壁の転圧時
間を長くするようにしたので、管に与える転圧を
自動で一定にすることができると共に、拡径後の
管のスプリングバツクを除くことができ、均一な
拡管を得ることができる。

また、フイードナツトに取付けたドグと近接ス
イツチなどの非接触検出器でフイードナツトの変
位に基づいて設定トルクに達したことを検出する
ようにしたので、トルクの検出を簡単な機構で検
出することができる効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す半裁断側面
図、第２図は上記実施例の全体構成を示す側面
図、第３図は上記実施例の制御装置を示すブロツ
ク図、第４図は上記実施例の動作を示すマンドレ
ルの回転とトルクの特性図、第５図は従来例を示
す半裁断側面図、第６図はクラツチを示す側面
図、第７図は従来例のマンドレルの回転とトルク
の特性図である。 １……ローラ、２……フレーム、３……マンド
レル、４……フイードナツト、８……クラツチ、
１０……圧縮ばね、１１……トルクアジヤストナ
ツト、１６……ドグ、１７……近接スイツチ、２
０……エアモータ、２３……制御装置、２４……
タイマ、２５……正逆切換機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被処理管の内壁を転圧する複数個のローラ
   と、該ローラを等間隔で保持するフレームと、
   フレームに対して軸方向変位可能なフイードナ
   ツトと、フイードナツトと螺合し接触摩擦によ
   り上記ローラを回転させると共にテーパ部によ
   り外周方向にローラを拡張させる回転および軸
   方向移動可能なマンドレルと、上記フレームと
   フイードナツトとを回転に関して連結し、あら
   かじめ設定された回転伝達トルクに達すると前
   記回転に関する連結を離すクラツチとを有する
   チユーブエキスパンダにおいて、 上記クラツチの回転連結が離れたときのフレ
   ームとフイードナツトの相対位置の変化を検出
   する非接触検出手段と、該検出手段から送られ
   る検出信号を入力した時から、あらかじめ設定
   された時間にわたり上記マンドレルに回転を継
   続させる制御装置とを備えたことを特徴とする
   チユーブエキスパンダ。 (2) 前記検出手段がフイードナツトの軸方向の相
   対変位を検出するものからなる請求項１に記載
   のチユーブエキスパンダ。