JPS6353893B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管の側面に開口を成形するための工具
に関する。特に、金属管の側面にほぼ同口径の分
岐用の金属管を接続するに適する開口を成形する
ための工具に関するものである。

一本の管に他の管を溶接その他の方法により接
続する場合には、はじめの管の側面に開口を設け
ておき、そこに他の管を接続することになる。こ
のときその開口の大きさが適当であつて、その周
囲は他の管を接続するに十分な堅固な状態に成形
されていなければならない。さもなくば、製作さ
れたＴ形管は外見も見苦しくなり、接続が不完全
であつたり、あるいは内部を流れる流体の状態も
不適当になる。

従来このための工具として、はじめに管の側面
に小孔をあけ、管の長手方向からこの小孔より径
の大きい楔（くさび）状の成形体を挿入し、一方
この小孔から棒状の操作棒を挿通し、管内で例え
ばねじ込み等によりこの操作棒と成形体とを楔の
小径の方が手前になるように接続して、その後に
この操作棒を強い力で引抜くことにより、小孔を
成形体の最大径の大きさに拡張するものが知られ
ている。このような工具および方法によれば、他
の管を接続するに適当な開口が得られるが、この
従来の工具では、特に管が金属製の場合には、成
形体を引抜いた後に金属のばね作用によつて戻り
が生じ、その開口部の径が成形体の最大径より縮
む現象が見られる。

従つて、この従来工具を使用する場合には、あ
らかじめこの戻りの量を予測して、目的とする開
口の径より大きい径の成形体を使用することにな
る。しかし、一本の管の側面にこの管と同一口径
の他の管を接続しようとする場合には、その管の
内径以上の大きさの成形体を挿入することは不可
能であるので、内径に対して目一杯の大きさの成
形体を用いて、何回も繰返して上記の操作を行つ
て、ばね作用による開口部の径の戻りを防ぐこと
になる。このため作業工数が大きくなる欠点があ
る。

この欠点を改良するものとして、フインランド
のサーラチアス社から一つの工具が市場に販売さ
れている。この工具は成形体の引抜きを行うとき
に、同時にこの成形体が回転することにより、そ
の成形体のサイズが拡大するように構成されたも
のであつて、拡大した状態で引抜きが行われるの
で、たとえ戻りが生じても開口の径は大きいもの
になるように構成されている。しかしこの工具は
回転を与える機構その他の構造が複雑であるた
め、高価であつて、このため利用が極めて限られ
た状態にある。発明者らの知る限りでは、この従
来工具は、大口径の管の接続以外には使用されて
いない。

本発明はこれを改良するもので、簡単な構造で
あつて安価に供給することのできる開口成形工具
を提供することを目的とする。特に本発明は、同
一口径の金属管を側面に接続するとき、その開口
を成形する場合に、１回の加工作業により成形を
実施することができる成形工具を提供することを
目的とする。

本発明は、管の側面に設けられる開口に、別の
分岐管等を接続することができるように、その開
口を成形するための工具であつて、あらかじめ管
の側面に操作棒が貫通する程度の小孔を設けてお
き、その管の内部にその長手方向から本発明の工
具の成形体を挿入し、これをその小孔の位置まで
押しすすめ、上記操作棒を管の外側からその小孔
に差込み、その操作棒と成形体とを接続し、工具
全体を管の外に向う強い力で引抜く。このとき上
記小孔は成形体の形状に従つて成形される。

本発明は、成形体の楔部材の楔形状の表面に摺
動可能に接しこの表面を複数の部材（セグメン
ト）で分割して覆うように配置された複数個の扇
形部材を備え成形体が管に挿入されるときには上
記扇形部材が上記楔部材の小径の方向（尖端の方
向）に移動し、上記成形体が引抜かれるときには
上記扇形部材が上記楔部材の大径の方向（底部の
方向）に移動するよう構成されたことを特徴とす
る。

本発明の構成は、別の表現によれば、楔表面を
含む第一の手段と、この楔表面を覆うようにかつ
この楔表面に摺動するように配置され扇形状の少
なくとも２個のセグメントからなる第二の手段と
を備え、力が加えられないときには前記第二の手
段は上記楔表面の尖端方向に移動し、力が加えら
れたときには前記第二の手段は上記楔表面の底部
方向に移動することにより、第一の手段および第
二の手段により構成される成形体の最大径が変化
するように構成されたことを特徴とする。

以下実施例図面を参照して本発明を詳しく説明
する。

第１図および第２図は本発明実施例装置の断面
図であつて、第１図は第２図に１−１で示す断面
を示し、第２図は第１図に２−２で示す断面を示
す図である。また第１図のFig１ａで示す左半分
および第２図のFig２ａで示す左半分は、それぞ
れ装置が挿入され拡げられる前の状態を示し、第
１図のFig１ｂで示す右半分および第２図のFig
２ｂで示す右半分は、それぞれ拡げられた状態を
示す。

管１０の側面には、その加工を所望する位置
に、あらかじめ小孔１２が公知の手法、たとえば
ドリルによりあけられる。この管１０の長手方向
の端部（図外）から、本発明の工具が挿入され
て、ちようどこの小孔１２の位置に押し進められ
て、Fig１ａまたはFig２ａの状態となる。管１
０の端部からこの小孔１２の位置が遠方であつ
て、管内の工具を自由に操つることがむつかしい
ときには、管外から磁石を用いると便利である。

この工具には管１０の長手方向に適当な長さの
ある板状の台１４を備え、この台１４の上に楔部
材１６が配置されている。この台１４は管１０の
内壁に接し回転を防止する。楔部材１６と台１４
とは離脱できる接続構造により接続される。すな
わち、楔部材１６と台１４との間には、２個のダ
ボ１８が備えられている。このダボ１８は台１４
に固着され、楔部材１６に設けられためくら穴２
０に摺動自在に嵌着する。Fig２ｂには楔部材１
６が引かれて、ダボ１８が部分的に抜けた状態が
例示されている。第２図Fig２ａに示す左半分に
表われる部分で、管１０、台１４およびダボ１８
を除く部分が成形体を構成することになる。

この楔部材１６の上部には円錐形状の表面２２
があり、この表面が楔として作用する。その円錐
形状の表面２２の基底部近傍には、円周状の突起
部２４があり、この突起部２４の上側の表面２６
は、台１４の表面と平行な平面に形成される。

本発明の構造の特徴とするところは、上記表面
２２および２６に接するように、２個の扇形部材
２８および３０が配置されることにある。この工
具全体は管１０の中心面３２に対称であつて、
Fig１ａおよびFig２ａにはその左半分が表わさ
れるので、扇形部材２８が表示され、Fig１ｂお
よびFig２ｂにはその右半分が表わされるので、
扇形部材３０が表示される。いずれも中心面３２
に対称に考えることができる。

この扇形部材２８および３０の内側の表面３４
の形状はちようど楔部材１６の外側の表面２２と
一致するように製作される。また扇形部材２８お
よび３０の外表面の輪郭は、この実施例では西洋
梨の形状であるが、この輪郭の精密な形状は成形
され開口の形状から定まるものである。さらに詳
しくはこの扇形部材２８および３０の外表面は、
成形される開口に対してオーバーサイズとして作
用するが、このオーバーサイズの量は管１０の材
質および肉厚から定められるものである。また、
この輪郭を定めるもう一つの要素は、第２図に符
号Ｘで示す外周縁の中心軸からの距離である。

さらにこの扇形部材２８および３０には、その
外側の表面に円周状の溝３６が形成されている。
またこの扇形部材２８および３０の内側の表面３
４の一部に凹部３８が形成されている。この凹部
３８に対面する楔部材１６の円錐状の表面には短
いピン４０が固着され、扇形部材２８および３０
はこのピン４０が上記凹部３８の内側に包絡され
る範囲で、楔部材１６の表面を摺動することがで
きるように構成される。

この扇形部材２８および３０を製作するには、
楔部材１６と同形状の円錐形の内側の表面を備え
た１個の環状の部材を作り、これを鋸で二つ割り
にすることがよい。第１図に現われる間隙３７は
この鋸により生じたものと考えることができる。

扇形部材２８および３０の内側の表面３４は楔
部材１６の外側の表面２２に接するように組立て
られる。溝３６には、ばね手段として、ばね作用
のある環４２が装着されて、２個の扇形部材２８
と３０が互いに接近するように力が加えられる。
従つて、この扇形部材２８および３０が楔部材１
６の表面に接しながら図の上方に滑り上ると、間
隙３７は狭くなる。この間隙３７が狭くなりほと
んどなくなつた状態で、この工具の最大外径は管
１０の内径より僅かに小さくなり、管１０の内部
を移動することができるように、大きさが定めら
れる。スプリング状の環４２の作用により扇形部
材２８および３０が上方に滑り上り、ピン４０が
凹部３８の一端に接する位置で、上記工具の最大
外径が定められることになる。

第１図の左半分Fig１ａから理解できるよう
に、扇形部材２８（および３０）は、この工具が
管内に導入される過程では楔部材１６の円錐形状
の表面２２と、面ではなく線で接することにな
る。これを避けるためには、楔部材１６の外側の
表面および扇形部材２８，３０の内側の表面を円
錐形でなく角錐形にして、この工具が管内に導入
される過程あるいは力が加えられる初期の段階
で、楔部材１６と扇形部材２８，３０が面で接す
るように構成することもできる。しかしこの場合
には、力が加えられてFig１ｂまたはFig２ｂの
状態になつたとき、扇形部材２８および３０の円
周から加わる力が、角錐の平面に伝達されるの
で、その分布が一様にならない。従つて本実施例
のように円錐形状として、力が加わつたときにそ
の全表面が接するように構成した方が、力の分布
すなわち歪の分布が一様になる。

この工具が小孔１２の位置に押し進められ、小
孔１２から操作棒４４が差し込まれる。この操作
棒４４の先端は小孔１２を自由に通過し、そのさ
らに端部には周囲にねじが形成されている。一
方、楔部材１６の中心に設けられた穴４６の内壁
には、この操作棒４４の端部に螺合するねじが形
成されていて、操作棒４４がこの穴４６にねじ込
まれる。このねじ込みによる結合のほか、差し込
みによる結合（bayonet connection）その他の
結合によることもできる。

この管１０の外側は図外の機械装置によつて堅
固に保持され、その操作棒４４とこれに接続され
た成形体の部分が外側に向つて引抜かれ。一例と
してこの操作棒４４は水圧シリンダの力により引
抜かれる。この引抜き動作は、操作棒４４の軸ま
わりにゆるやかな回転力を与え、穴４６および操
作棒４４の先端に形成されたねじを利用して、楔
部材１６を図の上方に移動させるようにすること
もできる。楔部材１６が上方に向けて移動する
と、扇形部材２８および３０もこれに伴つて移動
し、図にＸで示す円周線が管１０の内壁面に接す
る位置に達する。

この位置から、扇形部材２８および３０が相対
的に下方に押下げられ、遂にその底面４８が突起
２４の上表面２６に接するようになる。この状態
では、図に符号５０で示すように、管１０の内径
より実効的に大きい部分が生じる。これが前述の
オーバーサイズであり、工具が引抜かれた後のば
ね力による戻りに対して適当な量に設計される。

この状態でさらに強い力が加えられ、工具全体
が小孔１２を拡張しながら引抜かれて、所望の開
口が成形される。このとき、扇形部材２８および
３０は、図に符号５０で示す部分が管１０の内径
より大きく拡張に作用する。この例で管１０の内
部に台１４が残留することになる。

最終的に成形体の全部を引抜いてしまうのでは
なく、途中で止めて元に戻すこともできる。

主として金属を材質とする管では、その材質の
ばね作用によつて成形された開口が戻り縮小する
が、本発明の工具では、管に工具を挿入するとき
にはその最大外径は管の内径より小さく自由に挿
入でき、引抜きを行うときにはその最大外径が実
効的に管の内径より大きく作用するので、ばね作
用による戻りが生じても、管の内径に等しいある
いは管の内径以上の径の開口を形成することがで
きる。これにより、同一口径の管を接続したＴ形
管を作ることができる。

上記例では、扇形部材は楔部材の表面を２分割
して覆う２個の部材であるとしたが、これを３分
割して覆う３個の部材、あるいは４分割して覆う
４個の部材、さらにこれ以上の数の部材により構
成することも可能であり、これにより同様に本発
明を実施することができる。

また、台１４はその長さを成形体の最大外径以
下に構成すれば、管内に残留させなくとも、成形
体と共に管外に引抜かれるように構成することが
できる。

この工具で各種の試験を行つたところ、極めて
良好な結果を得た。もつとも扇形部材は複数個の
部材であつて、引抜きに際して力を加えると、そ
の複数個の部材の間に間隙が生じるから、この間
隙の部分で開口の淵が内に向つて曲つたようにな
る。しかし、これは適当な工具を用いて簡単に補
修することができ、実施に際して何ら問題になら
ないことがわかつた。

以上述べたように、本発明の工具は管内に挿入
するときと、引抜きを行うときとで、実効的に２
つのサイズをとるので、管内に容易に挿入するこ
とができるとともに、引抜き時には管の内径より
大きい成形体として作用する。これにより管の内
径に等しいあるいはそれ以上の開口を成形するこ
とができる。本発明の工具は１個の開口を成形す
るに１回の操作で十分であり、操作を繰返して次
第に戻りを小さくするような繰返し作業を必要と
しない。従つて作業工数は最小である。さらに、
本発明の工具は簡単な構造であつて、前述のサー
ラチア社の工具に比べると、かなり低い価格で供
給することができる。また、管径の大小にかかわ
らず同一の原理で、大きさの異なる相似形の工具
を製作することにより、さまざまの管径について
実施することができる。本発明の工具は、開口を
拡大する部材は楔形状であるので、その勾配は球
を利用するものよりなだらかであり、拡大された
開口部分に金属疲労を与えることがなく、また拡
大された開口部分の縁を高く形成することができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明実施例装置の断面
図。第１図は第２図に１−１で示す断面を示し、
第２図は第１図に２−２で示す断面を示す。第１
図のFig１ａで示す左半分および第２図のFig２
ａで示す左半分は、それぞれ装置が管内に挿入さ
れ拡げられる前の状態を示し、第１図のFig１ｂ
で示す右半分および第２図のFig２ｂで示す右半
分は、それぞれ拡げられた状態を示す。 １２……小孔、１４……台、１６……楔部材、
２８，３０……扇形部材、４４……操作棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工すべき管の側面にあらかじめ設けられた
   小孔にその先端が挿通される操作棒４４と、 この操作棒とは別部材であり上記管の長手方向
   から挿入され、表面が楔形状をなす楔部材１６を
   含み、この楔部材の尖端が上記小孔に向かうよう
   に上記小孔に挿通された操作棒の先端と上記管内
   で接続し得る構造の成形体と を備え、 この成形体と上記操作棒とが接続された状態で
   上記操作棒が強い力で上記管の外に向かつて引き
   抜かれる構造である管の側面開口成形工具におい
   て、 上記楔部材の楔形状の表面に摺動可能に接しこ
   の表面を分割して覆うように配置された複数個の
   扇形部材２８，３０と、 この複数個の扇形部材に外力が加えられない状
   態ではこの扇形部材を上記楔部材の小径の方向に
   移動させかつこの複数個の扇形部材が互いに接近
   するように保持し、上記成形体が引き抜かれると
   きにはこの扇形部材が上記楔部材の大径の方向に
   移動することを許容するばね手段４２と を備えたことを特徴とする管の側面開口成形工
   具。 ２ 楔部材の表面に扇形部材が大径の方向に移動
   したときその扇形部材の端部を支持する突起２４
   を備えた特許請求の範囲第１項に記載の管の側面
   開口成形工具。 ３ ばね手段は、複数の扇形部材の表面に掛け渡
   された環状のばねである特許請求の範囲第１項に
   記載の管の側面開口成形工具。 ４ 楔部材の楔形状をなす表面が円錐形状であ
   り、その表面に接する扇形部材の裏側の表面の形
   状が、その扇形部材に引抜時の力が加えられたと
   きに移動する扇形部材の位置でちようど上記円錐
   形状に一致する形状である特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の管の側面開口成
   形工具。 ５ 扇形部材の数が２個である特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれかに記載の管の側面開
   口成形工具。 ６ 楔部材の楔形状をなす表面および扇形部材の
   裏側の表面は、操作棒の移動方向を軸とする軸対
   称である特許請求の範囲第４項に記載の管の側面
   開口成形工具。 ７ 加工すべき管の側面にあらかじめ設けられた
   小孔にその先端が挿通される操作棒４４と、 この操作棒とは別部材であり上記管の長手方向
   から挿入され、表面が楔形状をなす楔部材１６を
   含み、この楔部材の尖端が上記小孔に向かうよう
   に上記小孔に挿通された操作棒の先端と上記管内
   で接続し得る構造の成形体と を備え、 この成形体と上記操作棒とが接続された状態で
   上記操作棒が強い力で上記管の外に向かつて引き
   抜かれる構造である管の側面開口成形工具におい
   て、 上記楔部材の楔形状の表面に摺動可能に接しこ
   の表面を分割して覆うように配置された複数個の
   扇形部材２８，３０と、 この複数個の扇形部材に外力が加えられない状
   態ではこの扇形部材を上記楔部材の小径の方向に
   移動させかつこの複数個の扇形部材が互いに接近
   するように保持し、上記成形体が引き抜かれると
   きにはこの扇形部材が上記楔部材の大径の方向に
   移動することを許容するばね手段４２と、 上記成形体と離脱できる接続構造により接続さ
   れ、この成形体を上記管に挿入するときにこの管
   の内壁に接してこの成形体の位置を制御する板状
   の台１４と を備えたことを特徴とする管の側面開口成形工
   具。 ８ 成形体と離脱できる接続構造は、楔部材に設
   けられためくら穴２０およびこれに摺動自在に嵌
   着し台に固着されたダボ１８である特許請求の範
   囲第７項に記載の管の側面開口成形工具。