(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の管壁表面に一定深さの押圧窪みを付ける球体を端面に突出支持してなる支持体であって、前記球体が一定深さの押圧窪みを形成した時に該球体以外の前記支持体端面が前記管壁表面に対面接触して応力分散が図られるようにした支持体と、前記球体が前記金属管の管壁方向に対面するよう前記支持体を支持するアームと、前記支持体の球体に対し前記管壁を挟んで遠近方向に相対移動する押圧装置と、前記アーム及び押圧装置の全体を前記遠近方向と同一方向に一体的に摺動移動可能に支持するスライド装置と、該スライド装置に支持された前記アーム及び押圧装置に対し前記金属管を支持する架台とを備えた金属管用ボールテスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属管用ボールテスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダクタイル鋳鉄管などの金属管の簡易な材質検査方法として、図８に示すように鋼鉄製の球体１を支持体２先端に支持し、この球体１を支持板８で支持した金属管３内表面に圧接することにより一定深さの窪み４を作り、この時にあらわれる管表面の状態を見て材質の合否を判断するボールテストが考えられる。
【０００３】
このボールテストは、例えばダクタイル鋳鉄管などの金属管の引張強さと伸びが材質規格を満足している場合は窪み４ができるだけであるが、引張強さと伸びが材質規格を満足していない場合は窪み４部分に割れ（図示せず）が発生することで材質の合否を判定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ボールテストを実施する場合、金属管３表面に球体１による一定深さの窪みを形成するのが困難となる問題があった。
例えば、一定の圧接力で球体１を圧接した場合、金属管の材質が柔らかい場合は窪み深さは深くなり、硬い場合は窪み深さは浅くなるので、一定深さの窪みを形成するには、試験の都度、圧接力を制御することが必要となる。
【０００５】
しかし、事前に金属管の硬さを知るのは困難な上、上記したような圧接力制御は微妙な制御となるので、実施が困難となる問題があった。
また、各種径の異なる金属管３に対し上記試験を実施する場合、図９に示すように支持ロール１４、１４間の間隔に対し金属管３の径Ｒの関係で、管壁３ｂの上下位置が矢印Ｄで示すように変化するため、径の異なる金属管３毎に金属管用ボールテスト装置の上下位置を調整しなければならず、操作が非常に面倒となる欠点があった。
【０００６】
この発明は、上記問題点を解消し、簡単な手段で各種径の異なる金属管に対し表面に一定深さの窪みを容易に成形することによって試験を容易かつ迅速に実施することを課題としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１の金属管用ボールテスト装置は、金属管の管壁表面に一定深さの押圧窪みを付ける球体を端面に突出支持してなる支持体であって、前記球体が一定深さの押圧窪みを形成した時に該球体以外の前記支持体端面が前記管壁表面に対面接触して応力分散が図られるようにした支持体と、前記球体が前記金属管の管壁方向に対面するよう前記支持体を支持するアームと、前記支持体の球体に対し前記管壁を挟んで遠近方向に相対移動する押圧装置と、前記アーム及び押圧装置の全体を前記遠近方向と同一方向に一体的に摺動移動可能に支持するスライド装置と、該スライド装置に支持された前記アーム及び押圧装置に対し前記金属管を支持する架台とを備えたものである。
【０００８】
従って、支持体と押圧装置の間に管壁を挟むように配置し、押圧装置を駆動すれば、支持体が管壁に強く圧接され、ボールテストピースの球体による窪みの深さが一定となれば支持体の球体以外の端面が金属管表面に接し、球体部分に生じていた応力の分散が図られ、その結果、球体による窪みはそれ以上の深さにはならず、微妙な圧接力の制御をすることなく一定深さの窪みを作ることが可能となる。
【０００９】
また、装置全体はスライド装置に支持されているので、一定の間隔の支持ロールに径の異なる管を設置することにより、管壁の支持高さが変化しても装置全体のスライド移動により簡単に対応させることができ、一台の装置で各種口径の管のテストが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態である金属管用ボールテスト装置を説明する。
図１は、この発明の実施の形態である金属管用ボールテスト装置１０の正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視要部拡大断面図である。
図１、図２において、球体１は、断面方形とされた支持体２の先端面２ａに一部埋め込まれて突出した状態で固定支持されている。この球体１は、金属管３表面に一定深さの窪み４（図３）を付けるためのもので、必要な硬度を有した鋼鉄製とされている。
【００１１】
支持体２の先端面２ａの管軸方向に沿った一対の辺２ｂ、２ｂ（図２）は、球体１が管内面に一定深さｄの窪み４（図３）を形成したとき、管内面に一様に接し押圧力の応力分散が図られるようにされ、その際管内面を傷を付けることがないよう図示のように湾曲面とされている。
また、一定の深さｄの窪み４を形成するための突出量Ｈは、図３に示すように支持体２の先端面２ａが平面の場合、金属管３の内径半径をＲ、先端面２ａの金属管内面に対する接触点Ｐ、Ｐ間の距離をｂ、支持体先端面２ａの金属管内面に対する前記接触点Ｐ、Ｐ間の中点Ｍから管内面までの垂直距離をｈとすると、図３を参照して
Ｈ＝ｈ＋ｄ                        …  ▲１▼
ｈ＝Ｒ−（Ｒ２−ｂ２／４）１／２          …  ▲２▼
▲２▼を▲１▼に代入して
Ｈ＝Ｒ−（Ｒ２−ｂ２／４）１／２  ＋ｄ  …  ▲３▼
とされる。
【００１２】
なお、Ｒ≫ｂの場合はＨ≒ｄ
上記実施の形態として、支持体２の端面２ａの縁辺２ｂ、２ｂが管内面に接して窪み深さを調節するようにした場合を示したが、図４に示すように球体１が所定の窪み４を形成すると支持体表面２ａが管３内面に一様に面接触し応力分散され、これによって窪み深さがそれ以上深くならないようにすることもできる。
【００１３】
上記支持体２は図１に示すように球体１を金属管３内面に向け径方向に沿って側面視Ｃ字状をなすアーム６の一端に支持され、このアーム６の他端に、前記支持体２の球体１に対し遠近方向に相対移動する押圧装置７が設けられている。
押圧装置７は、シリンダ７ａとピストン７ｂとからなる液圧装置とされ、ピストン７ｂ先端に管壁３ｂを支持する支持板８が取り付けられている。
【００１４】
また、Ｃ字状をなすアーム６は全体が押圧装置７の移動方向と同方向にスライド装置９で摺動可能に支持されている。
このスライド装置９は、基盤１１に立設したスライドレール９ａにスライダ６ａ、６ａを摺嵌し、スライドレール９ａに同心状に配置したつる巻バネなどの弾性部材９ｃでスライダ６ａを付勢することによって、無負荷時はアーム６が中立位置に自動的に復帰するようにされている。
【００１５】
なお、図示は省略するが、弾性部材９ｃとして上記つる巻ばねに替え、エアシリンダなどのダンパー装置を用いてもよい。
そして、Ｃ字状アーム６の中立位置近傍高さに前記金属管３を支持する架台１２が設けられている。
この架台１２は図１、図２に示すように基盤１１上の基枠１１ａに立設した支柱１３、１３上に金属管３の外面に対をなして接するロール１４、１４を軸支してなり、このロール１４、１４間に金属管３を支持するようにしたものである。
【００１６】
なお、金属管３の架台１２として、図示は省略するが、Ｖ字状の切り込みを形成したブロックとし、このＶ字状切り込みに金属管３を載置するようにしても良い。
次に、金属管用ボールテスト装置の作動を説明する。
図５に示すように架台１２にダクタイル鋳鉄管などの金属管３を載置する。
【００１７】
このとき、架台１２の支持ロール１４の間隔と金属管３の径との関係で、管壁３ｂの位置が図９に矢印Ｄで示したように上下に変化するが、球体１先端と押圧装置７との間を最大変化巾Ｄより大きく設定しておくことにより、各種径の管に対し同一の装置で対応可能となる。
次いで、矢印で示すように軸方向に移動させて、管端面３ａをＣ字状アーム６一端の球体１と他端の押圧装置７との間に送入する。
【００１８】
次いで、ピストンシリンダ装置７ａに液圧をかけ、図６に矢印Ｒで示すようにピストン７ｂを管壁３ｂ方向へ突出させる。
Ｃ字状アーム６はスライドレール９ａに沿って図の上下方向へ弾撥的に支持されているので、ピストン７ｂの上昇に伴ない管壁３ｂより受ける反作用で図７に矢印Ｑで示すようにＣ字状アーム６が下降し、Ｃ字状アーム６の一端が管壁３ｂ内面に近づき、やがてこの一端に支持された支持体２先端の球体１が管壁３ｂの内面に接し、食い込んで行く。
【００１９】
なお、Ｃ字状アーム６はこのように上下移動可能なため、前述のように金属管３の径によって管壁３ｂの高さに少々の高低差があっても同一装置で適用可能となる。
球体１が所定の窪み４を形成するまで食い込むと、支持体２の先端面２ａの両辺部２ｂ、２ｂが図３に示すように管３内面に接し、接触面積の増加によって応力が緩和され、それ以上の食い込みが止まり、一定深さの窪み４が形成される。
【００２０】
なお、支持体２の端面２ａを図４に示したような曲面とした場合は、球体１が所定の窪み４を形成した後、支持体２の端面２ａが一様に管３内面に面接触するので以後接触面積が急激に増加し、それ以上の食い込みが防止される。
その後、ピストンシリンダ装置７ａの液圧を負圧にし、押圧力を解除すると、アーム６で支持された装置全体がつる巻ばねなどの弾性部材９ｃの弾撥付勢力によって図５に示した元の状態に復帰する。
【００２１】
この時点で管壁３ａ内面に形成された窪みの状況を観察し、割れの有無によって管の材質の適否を判定するのである。
なお、この状態となった時、Ｃ字状アーム６は、弾性部材９ｃによって中立位置に復帰するので、次の金属管３の試験の待機状態となる。
また、Ｃ字状アーム６に支持される支持体２先端の球体１と押圧装置７の支持板８との間の間隔を図９に示したＤより広くすることにより、各種径の金属管に対応可能となり、例えば径７５ｃｍφ〜６５０ｃｍφなど広範囲の径の管について同一装置で試験することが可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の金属管用ボールテスト装置によれば、金属管表面に一定深さの窪みを形成するにあたり、支持体表面が管内面に接するまでの押圧力が付加されるようにしておけば、押圧装置に細かい押圧力の調整をすることなく一定深さの窪みが形成されるので、使用が非常に容易となる。
【００２３】
また、架台に支持した際、各種径の差により管壁の支持高さに差が生じる場合であってもアームが管壁高さに応じて自動的に変位するので、異種口径の金属管であっても連続的に材質試験をすることでき、安価でかつ迅速に正確な測定ができるといった効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態である金属管用ボールテスト装置の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】実施の形態である金属管用ボールテスト装置の説明図である。
【図４】実施の形態である金属管用ボールテスト装置の作動説明図である。
【図５】実施の形態である金属管用ボールテスト装置の他の構成例の要部断面図である。
【図６】同じく実施の形態である金属管用ボールテスト装置の作動説明図である。
【図７】同じく実施の形態である金属管用ボールテスト装置の作動説明図である。
【図８】従来例の正面図である。
【図９】金属管の径と支持ロールの間隔とによる管壁の支持高さの差を説明する概念図である。
【符号の説明】
１    球体
２    支持体
３    管
４    窪み
６    Ｃ字状アーム
７    押圧装置
７ａ    ピストンシリンダ装置
７ｂ    ピストン
８      支持板
９      スライド装置
【図１】
0003614332.tif 000002
【図２】
0003614332.tif 000003
【図３】
0003614332.tif 000004
【図４】
0003614332.tif 000005
【図５】
0003614332.tif 000006
【図６】
0003614332.tif 000007
【図７】
0003614332.tif 000008
【図８】
0003614332.tif 000009
【図９】
0003614332.tif 000010