(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ加工の対象である配管の内部に挿入されるチャッキングシャフトと、前記チャッキングシャフトの先端側であって前記配管の内部に挿入される部分に取付けられ、前記チャッキングシャフトの他側に対する操作によって前記配管の径方向に沿って移動して該配管の内周部と当接することにより、該配管の内周部に対して自らを拘止するチャッキングブロックとを備えたチャック部材と、
前記チャック部材と分離可能に構成され、該チャック部材が拘止された状態の前記配管の外周面にネジ加工を施す工具部を備え、前記チャッキングブロックにより前記配管の内周部で拘止された前記チャッキングシャフトの後端側に係合されて該チャッキングシャフトの軸方向に案内される工具と、
を有することを特徴とする配管ネジ加工機。
【請求項２】
前記工具は、
前記チャッキングシャフトに形成されたキー溝に係合するキーを介して支持され、該チャッキングシャフトの軸方向に案内される筒状のハウジングと、
前記チャッキングシャフトの外周面と前記ハウジングの内周面との間で回転可能に支持され、先端側に前記工具部を備え、前記ハウジングの外部に設けられた駆動源によって駆動可能なメインシャフトと、
を有することを特徴とする請求項１記載の配管ネジ加工機。
【請求項３】
ネジ加工の対象である配管の内部にチャック部材を挿入する工程と、
前記チャック部材の先端側を前記配管の内周部に拘止する工程と、
前記配管の内周部に拘止された前記チャック部材の後端側に対して、ネジ加工用の工具を取り付ける工程と、
前記工具が前記配管に向かって前進操作され、該工具の先端側に設けられた工具部が、該配管の外周面上を並進して該配管の外周面にネジ加工を施す工程と、
を含むことを特徴とする配管ネジ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管ネジ加工機及び配管ネジ加工方法に関し、特に、ハンドリングが困難な配管及び構造物に既設された配管にネジ加工を施すための配管ネジ加工機に関し、中でも、持ち運びが容易な配管ネジ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、敷設前ないし埋設前の直管にネジ加工を施す場合、通常、工場に据え置かれた大型のネジ加工装置を用いて、配管をその外側から掴み、そして、配管の方を回転させて工具と接触させることによりネジ加工を施している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既設の配管に後からネジ加工を施したい場合、上述した大型のネジ加工装置を用いることは困難である。その理由は、上記大型のネジ加工装置を現場まで移動させることが困難であるからである。したがって、既設の配管の一部にネジ加工を施したい場合であっても、配管全体の交換が必要となることがある。
【０００４】
また、ネジ加工時、配管をその外側から掴む大型のネジ加工装置によれば、曲管にネジ加工を施すことが困難である。その第１の理由は、配管に、それを外側から掴むスペースが存在しない場合があるからである。その第２の理由は、曲管の芯が振れないように、曲管を回転させることが困難であるからである。
【０００５】
本発明の目的は、ハンドリングが容易であり、種々の配管ないし既設の配管に対してネジ加工を容易に施すことができる配管ネジ加工機及び配管ネジ加工方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ネジ加工の対象である配管の内部に挿入され、該配管の内周部に対して自らを拘止するチャック部材と、前記チャック部材に対して回転及び並進可能に支持され、該チャック部材が拘止された状態の前記配管の外周面にネジ加工を施す工具と、を有することを特徴とする配管ネジ加工機を提供する。
【０００７】
このネジ加工機の作用効果を説明する。
（１）チャック部材が配管の内部に拘止されるため、配管外部に十分なスペースが存在しない場合でも、この配管ネジ加工機を用いることができる。
（２）配管の内周部から該配管が支持され、配管の外周部にネジ加工が施されることにより、ネジ加工時、配管の状態が安定する。これにより、３Ｂ配管のような径太の管に対しても、精度の高いネジ加工が可能となる。
（３）ネジ加工時、配管の方を回転させなくてもよいため、曲管や既設の配管にも、容易にネジ加工を施すことができる。また、重い配管を回転させなくてもよいことにより、ネジ加工機全体をコンパクトかつ軽量に構成することができるため、ネジ加工機の移動が簡単であり、人手による持ち運びが十分に可能である。しかも、駆動源をネジ加工機本体と別体とすることができ、必要に応じて、駆動源の出力を選択し或いは駆動源とネジ加工用工具の間に最適の減速機構を設けることが容易であるため、３Ｂ配管のような、太い配管にもネジ加工が可能である。
（４）チャック部材と、ネジ加工用の工具を含む本体とを別体として、順次、配管に対して取付けていくことができるため、取付時、操作者等に対する重量負担が少なく、操作性が高い。
（５）ネジ加工用の工具やそれを駆動するための駆動源には、市販のものを適用することができるため、ネジ加工機を安価に製造することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【０００９】
本発明による配管ネジ加工機の好ましい実施の形態においては、工具等を含むネジ加工機本体をチャッキングシャフトに取付けるため、このチャッキングシャフト上にキー溝が形成され、ネジ加工機本体にベアリングを介して回転可能に支持され、前記工具が取付けられたダイヘッドが設けられる。
【００１０】
本発明による配管ネジ加工機の好ましい実施の形態においては、ネジ加工の始期に、ネジ加工用の工具を配管に噛み合わせるため、手動により該工具を駆動する操作部材（ネジ送りハンドル）が設けられる。
【００１１】
場合によっては、本発明による配管ネジ加工機は、配管を外周部から拘止するクランプを有する。例えば、固定されていない配管であって、曲管、重い配管など、それを回転させることが困難な場合には、前記クランプにより配管を固定することによって、一層容易かつ安全にネジ加工を施すことができる。好ましくは、本発明による配管ネジ加工機が備えるクランプとして、一方向に開放可能なクランプが用いられる。このような配管ネジ加工機によれば、上記のように取扱いが困難な管であっても、該配管ネジ加工機を一方向から移動してきて据え置いた後、外周部からクランプしてさらに管を固定することにより、前述の既設配管の場合と同様に一層効率よくネジ加工を施すことができる。
【００１２】
本発明による配管ネジ加工機は、既設の配管、例えば、埋設ないし固定された配管にネジ加工を施す場合に好適に適用される。また、本発明の配管ネジ加工機は、軽量かつコンパクトに構成することができるため、配管の延在方向を問わず、例えば、鉛直方向、斜め方向、勿論水平方向に延在する配管に対しても容易にネジ加工を施すことができる。
【００１３】
本発明による配管ネジ加工機は、種々の径の管にネジ加工を施すことができ、特に、３Ｂ配管のような径太の配管に対してもネジ加工を施すことができる。
【００１４】
本発明による配管ネジ加工機には、市販のネジ加工工具を適用することができる。また、自動又は手動切り上げ機構のいずれも使用することができる。
【００１５】
本発明による配管ネジ加工機の駆動源として、空気圧、油圧、電力、内燃機関等、種々の駆動源を用いることができる。この配管ネジ加工機を発電所等の工事に用いる場合、好ましくは、火花等が発生し難い空気圧を用いた駆動源を用いる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態に係る配管ネジ加工方法は、ネジ加工の対象である配管の内部にチャック部材を挿入する工程と、前記チャック部材を前記配管の内周部に拘止する工程と、前記チャック部材に対して、ネジ加工用の工具を取り付ける工程と、前記工具を自動的に送出し、該配管の外周部にネジ加工を施す工程とを含む。また、好ましくは、工具を自動的に送出する前に、この工具を手動操作により送出してこの工具を前記配管に噛ませる工程が行われる。
【００１７】
【実施例】
以上説明した本発明の好ましい実施の形態をさらに明確化するために、以下図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に係る配管ネジ加工機の構造（組立状態）を説明するための図である。図２及び図３は、図１に示した配管ネジ加工機の分解図であり、図２（Ａ）は左側部分、図３は右側部分をそれぞれ示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）中のＢ−Ｂ’矢視図である。
【００１９】
図１〜図３を参照すると、ネジ加工機は、本体１と、チャック部材２と、エアモータ（駆動源）３と、エアモータ３に接続された減速機構４とから主として構成されている。
【００２０】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照すると、チャック部材２は、チャッキングシャフト５と、チャッキングシャフト５先端側（円錐部、配管の内部に挿入される部分）に配置されたチャッキングブロック６と、チャッキングシャフト５後端側（配管の内部に挿入されない部分）に配置されたチャッキングボルト７を備えている。チャッキングボルト７を回転操作することにより、チャッキングブロック６がチャッキングシャフト５先端部に形成された円錐面上を摺動しながら、チャッキングシャフト５の半径方向に沿って変位する。一方、チャッキングシャフト５の後端側にはチャッキングシャフト５軸方向に延在するキー溝５ａが形成されている。
【００２１】
図３を参照すると、本体（工具）１は、中空なメインシャフト１０と、メインシャフト１０の外周側に配置された筒状のハウジング１１と、メインシャフト１０の一側に回転可能に装着される工具部１２と、メインシャフト１０の他側に配置されたネジ送りハンドル１５を含む操作部１３と、エアモータ（駆動源）３の動力を工具部１２に伝達するための減速部１４とから主として構成されている。工具部１２は、本体１の先端側に設けられ、チャック部材２が拘止された状態の配管４０の外周面にネジ加工を施す。
【００２２】
メインシャフト１０の内周側はローラベアリング１６によりチャッキングシャフト５に対して回転可能となるよう支持され、メインシャフト１０の外周側はボールベアリング１７を介してハウジング１１により回転可能に支持されている。ハウジング１１の後端には筒状のエンドカバー１８が装着され互いに一体化されている。エンドカバー１８には、キー１８ａが半径方向に挿通されている。チャッキングシャフト５の後端が、エンドカバー１８内に挿通された際、調整ネジ１８ｂを操作することにより、キー溝５ａとキー１８ａが回転方向に係合することができる。これによって、本体（工具）１の後端側（ハウジング１）は、チャッキングシャフト５の他側であって図２に示した配管４０の内部に挿入されない部分に案内され、本体１等は、チャッキングシャフト５の軸方向に変位するよう案内され、メインシャフト１０は、チャッキングシャフト５の他側であって配管４０の内部に挿入されない部分の外周面とハウジング１１の内周面との間で回転可能に支持されて、配管４０の外部に配置される。
【００２３】
また、エンドカバー１８の後端には、ボールベアリング２０を介してネジ送りハンドル１５が回転可能に支持されている。ネジ送りハンドル１５は、チャッキングシャフト５の後端と螺合することができ、ネジ送りハンドル１５を回転操作することにより、本体１等をチャッキングシャフト５に対して前進させることができる。
【００２４】
減速部１４は、主として、互いに噛合された大小ベベルギヤ２１ａ，２１ｂから構成されている。小ベベルギヤ２１ｂには遊星歯車機構２２が連結され、遊星歯車機構２２とエアモータ（駆動源）３の間にはトルクワイヤ２３が接続されている。大ベベルギヤ２１ａは、メインシャフト１０に取付けられている。なお、遊星歯車機構２２は、ハウジング１１の外周部に脱着可能に取付けられているため加工条件に応じて、遊星歯車機構２２を選択し交換することが容易である。
【００２５】
工具部１２は、主として、環状で内周部にネジ溝が刻まれたチェーザ（ネジ切り用工具）２４、メインシャフト１０の先端側に取付けられた回転板２５、回転板２５に係合されネジ溝が切り上がった時点で自動的にチェーザ２４をその外周側に退避させるための自動切り上げカム２６、チェーザ２４の半径方向位置を調整するためのチェーザ調整用スクロール板２７、チェーザ２４が装着されたダイヘッド２８から構成されている。この工具部１２には、公知の機構を適用することができる。
【００２６】
次に、以上説明した配管ネジ加工機を用いて、既設の配管（特に、配管を回転させることができないもの）の外周部にネジ加工を施す方法を説明する。
【００２７】
図４（Ａ）〜（Ｄ）及び図５（Ｅ）〜（Ｇ）は、図１に示した配管ネジ加工機を用いた配管ネジ加工方法を説明するための工程図である。
【００２８】
まず、図４（Ａ）を参照して、配管ネジ加工機の操作者は、ネジ加工を施す既設の配管４０を切断する。
【００２９】
次に、図４（Ｂ）を参照して、操作者は、埋設されている方の既設の配管４０の内部に、チャッキングシャフト５の先端側を所定位置まで挿入する。
【００３０】
次に、図４（Ｃ）を参照して、チャッキングボルト７を締め付けて、チャッキングブロック６（図２（Ａ）参照）を配管４０の内周面に向かって変位させる。これによって、チャック部材２自らが配管４０の内周部に対して拘止される。
【００３１】
次に、図４（Ｄ）を参照して、操作者は、キー１８ａがキー溝５ａ（図３参照）に嵌合するよう、チャッキングシャフト５に、ネジ加工機の本体１を挿入していく。これによって、チャック部材２の後端側であって配管４０の内部に挿入されていない部分に、本体（工具）１の後端側が取り付けられる。
【００３２】
次に、図５（Ｅ）を参照して、操作者は、ダイヘッド２８を少し回転させ、配管４０と本体１の芯が一致していることを確認する。
【００３３】
確認後、図５（Ｆ）を参照すると、操作者は、ネジ送りハンドル１５を回転操作して、チェーザ２４（図３参照）が最初の一山又は２山程度、配管４０外周面上を並進するよう、本体１を前進させる。その後、エアモータ３（図３参照）の駆動力により、チェーザ２４をさらに送る。予め設定された長さ分のネジが加工されると、自動切り上げカム２６が作動して、チェーザ２４がその外周側に退避され、ダイヘッド２８が空転することとなる。
【００３４】
図５（Ｇ）を参照すると、エアモータ３（図３参照）をオフにした後、ネジ送りハンドル１５を逆転させ、本体１をチャッキングシャフト５から引き抜く。最後に、チャッキングボルト７（図４（Ｃ）参照）を緩めて、チャッキングシャフト５を配管４０内部より引き抜く。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンドリングが容易であり、種々の配管ないし既設の配管に対してネジ加工を容易に施すことができる配管ネジ加工機及び配管ネジ加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る配管ネジ加工機の構造（組立状態）を説明するための図である。
【図２】（Ａ）は図１に示した配管ネジ加工機の分解図であってその左側部分を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ’矢視図である。
【図３】図１に示した配管ネジ加工機の分解図であり、その右側部分を示している。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示した配管ネジ加工機を用いた配管ネジ加工方法を説明するための工程図である。
【図５】（Ｅ）〜（Ｇ）は、図４（Ｄ）に引き続く工程図である。
【符号の説明】
１  本体
２  チャック部材
３  エアモータ（駆動源）
４  減速機構
５  チャッキングシャフト
５ａ  キー溝
６  チャッキングブロック
７  チャッキングボルト
１０  メインシャフト
１１  ハウジング
１２  工具部
１３  操作部
１４  減速部
１５  ネジ送りハンドル
１６  ローラベアリング
１７  ボールベアリング
１８  エンドカバー
１８ａ  キー
１８ｂ  調整ネジ
２０  ボールベアリング
２１ａ，２１ｂ  大小ベベルギヤ
２２  遊星歯車機構
２３  トルクワイヤ
２４  チェーザ
２５  回転板
２６  自動切り上げカム
２７  チェーザ調整用スクロール板
２８  ダイヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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