(57)【要約】組立体１０、５０は、スエージング加工の間に加工部品が移動しないように保持するためのダイ１６、５４及びカラー１８、５６を含む。カラーは、ヒンジ３２、７４などによって互いに接続され２つのクランプ部材２８、３０、７０、７２を含む。カラーは、加工部品の周りに配置され、次にクランプ部材の反対側端部において保持ボルト３４、７６によって所定位置に固定される。ダイは、カラーを保持するための凹部２２、６０及び管を保持するための凹部２４、６２を含む。組立体は、凹部内でのカラーの回転を最小限にするために、回転機能を最少にする回転防止機構を含む。回転防止機構の１つの例は、凹部２２、６０及びカラーを対応する六角形の形状に形成することである。ダイはまた、加工部品に対してスエージングされる継手金具を保持するための凹部２０、５８を含むことができる。
2004508938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工部品をスエージング機械内に保持するためのスエージングカラー及びダイ組立体（１０、５０）であって、
前記加工部品上に取り外し可能に配置できるカラー（１８、５６）と、
そのダイ面（２６、６６）内に加工部品用スロット（２４、６２）及びカラー用凹部（２２、６０）を含む、前記スエージング機械に挿入可能なダイ（１６、５４）と、を含み、
前記カラー用凹部（２２、６０）は、前記カラー（１８、５６）をその中に保持するように構成されている、
ことを特徴とする組立体（１０、５０）。
【請求項２】
前記カラー（１８、５６）は、互いにヒンジ接続された第１のクランプ部材（２８、７０）及び第２のクランプ部材（３０、７２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の組立体（１０、５０）。
【請求項３】
前記第２のクランプ部材（３０、７２）は、前記カラー（１８、５６）を前記加工部品の周りに取り外し可能に固定するための固定ボルト（３４、７６）を含み、該固定ボルト（３４、７６）は、前記第１のクランプ部材（２８、７０）と前記第２のクランプ部材（３０、７２）とを接合することを特徴とする、請求項２に記載の組立体（１０、５０）。
【請求項４】
前記加工部品は湾曲した加工部品であり、前記カラー（５６）の前記第２のクランプ部材（７２）は面取りされた面（６６）を含み、また前記ダイ（５４）は、面取りされた加工部品用ポート（６２）を含むことを特徴とする、請求項２に記載の組立体（５０）。
【請求項５】
前記カラー（１８、５６）が前記カラー用凹部（２２、６０）内部で回転しないように、回転防止機構を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の組立体（１０、５０）。
【請求項６】
前記ダイ面（２６、６６）は、その中に継手金具を保持するための継手金具用凹部（２０、５８）を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の組立体（１０、５０）。
【請求項７】
前記加工部品が管であり、前記ダイ面（６６）は、その中にエキスパンダを受け入れるためのエキスパンダ用ポート（６４）を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の組立体（５０）。
【請求項８】
加工部品をスエージング機械内でスエージングするための方法であって、
選択可能な位置において前記加工部品の周りにカラー（１８、５６）を当てる段階と、
前記加工部品の周りで前記カラー（１８、５６）を締め付ける段階と、
前記カラー（１８、５６）及び前記加工部品をダイ（１６、５４）のそれぞれカラー用凹部（２２、６０）及び加工部品用スロット（２４、６２）内に挿入する段階と、
前記カラー（１８、５６）及び前記加工部品を取り付けた前記ダイ（１６，５４）を前記スエージング機械内に挿入する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記加工部品の周りにカラー（１８、５６）を当てる前記段階の前に、選択可能な位置において前記加工部品上にダミー継手金具を配置して前記カラー（１８、５６）を当てて締め付けた後に、前記ダミー継手金具を除去し、前記加工部品に対してスエージングされる継手金具を該加工部品に当てる段階を更に含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記加工部品に対してスエージングされる継手金具をその中に受けるための継手金具用凹部（２０、５８）をダイ面（２６、６６）内に形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記加工部品が管であり、前記ダイ（５４）の前記ダイ面（６６）内にエキスパンダ用ポート（６４）を形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記カラー（１８、５６）は、互いにヒンジ接続された第１のクランプ部材（２８、７０）及び第２のクランプ部材（３０、７２）を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のクランプ部材（７２）の面に面取り部（８２）を形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ダイ（５４）の前記ダイ面（６６）内に面取りされた管用ポート（６２）を形成する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
六角形の形状の前記カラー用凹部（２２、６０）及び前記カラー（１８、５６）を更に含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にスエージング機械に関し、より具体的には、スエージング加工の間にそのような機械内に管を保持するのに用いられるカラー及びダイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スエージングは、鍛造、ハンマリング又はスクイージングなどによってロッド又は管をテーパリングすることを含む。スエージングはまた、同じような操作によって２つの構成部品を互いに接合することを含む場合もある。例えば、正にカップリングとしての継手金具は、鍛造、ハンマリング又はスクイージングのうちのいずれかの加工により管の外部に接合されることができる。一般に、継手金具は、ロッド又は管の外側に置かれ、次に所定位置に、好ましくはほぼ該継手金具が配置された位置にスエージングされる。スエージングは、継手金具を管に対して取り付けるための一般的な方法である。複数の管が、該管のどちらか一方又は両方の端部にスエージングされている継手金具により互いに接合されることができる。
【０００３】
スエージングは手動で実施することができるが、継手金具を管に対してスエージングする加工工程を自動化し容易にするために、スエージング機械が用いられる。数多くのスエージング機械が入手可能である。それらの大半は、１つ又はそれ以上のダイを保持するための手段を含む。ダイが、スエージング加工の間に継手金具及び管を所定位置に保持する。継手金具及び管がダイ内の所定位置にある状態で、継手金具が管の外部と接触している位置において押圧力が継手金具の外部に加えられる。これは、加工される部品、管又はロッド等を回転させるか或いは固定位置に保持された部品の周りでスエージング装置を回転させるかのいずれかによって達成される。加工管部品に加えられる押圧力は、代わりにエキスパンダによって管の内部から加えられることもできる。これは内側ローラスエージングと呼ばれる。
【０００４】
殆どの場合、継手金具は管よりも大きい。この両者がダイ又はダイセットの内部で近接しているとしたら、スエージング加工の間に管を所定位置に固定した状態で保持するために、ダイの内部に管を捕捉する手段を含む必要がある。このような手段は、管の周囲に置かれかつダイの凹部内に入る締まり嵌めの環状インサートである。インサートは、通常ナイロンのような非金属材料で作られる。ナイロンインサートは、管をダイ内部の所定位置に楔止めする。内側ローラスエージングの場合には、対向するダイ半体セットが、継手金具及び管を位置決めするのに用いられる。各半体は、半環状のナイロンインサートを含む。管及び継手金具は、半体のうちの１つの中に置かれ、次に第２のダイ半体が第１のダイ半体に合わされるとき所定位置に固定される。
【０００５】
ナイロンインサートは、スエージング加工の間に管を所定位置に保持するには不適当であると判断された。具体的には、インサートは、粘弾性材料で作られているために、多くの場合過酷なスエージング加工の間に適当なクランプ力をもたらし得ない。その結果、加工の間に管が回転し及び／又は軸方向に移動する。その上に、ダイセットに関連するクランプ力の大きさは、ナイロンインサートを用いる場合には個々のダイの公差及びダイの摩耗に左右される。従って、多くの場合、作業者は、回転及び軸方向の移動を防止するために管を所定位置に保持することが必要となる。このことは、自動化されたスエージング加工の効率を制限し、作業者が他の仕事を行うその能力を最小にし、欠陥部品の発生率を増大させることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、必要なものは、スエージングの間に管及び継手金具を所定位置に確実に保持するダイとダイ及び管の接合面構成とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の必要性は、管及びその継手金具をスエージング機械内の所定位置に保持するためのダイ及びカラー組立体を提供する本発明により満たされる。組立体は、加工部品上に取り外し可能に配置できるカラーとスエージング機械中に挿入可能なダイとを含む。ダイは、該ダイのダイ面に加工部品用スロット及びカラー用凹部を含む。カラー用凹部は、次に加工部品の周りに結合されるカラーを保持するように構成されている。カラーは、スエージング加工の間に互いに結合される第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材を含む。湾曲した加工部品の場合には、カラーは、加工部品の該湾曲した部分を受け入れるためにその面のうちの１つに面取りされた部分を含む。カラー用凹部及びカラーは、六角形の形状にすることができる。継手金具が加工部品にスエージングされる場合には、継手金具用凹部がダイ面内に形成される。更に、最終継手金具をスエージングする前に、ダミー継手金具を用いて加工部品上のカラーの位置を定めることができる。
【０００８】
本発明及び従来技術に勝るその利点は、付属の図面を参考にして以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を読めば明らかになるであろう。
【０００９】
本発明と見なされる主題は、本明細書の冒頭部分に具体的に指摘されかつ明確に請求されている。しかしながら、本発明は、付属の図面と共になされる以下の説明を参考にすれば最も良く理解することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図面では同一の参照符号は同じ要素を表しているが、図面を参照すると、図１及び図２は、管１２のような加工部品と継手金具１４とをスエージングするためにスエージング機械内で用いることができる第１のダイ及びカラー組立体１０を示す。組立体１０は、スエージングの間に組み合って管１２及び継手金具１４を所定位置に保持するダイ１６及びカラー１８を含む。ダイは、ダイ保持面２６内に継手金具用凹部２０、カラー用凹部２２及び管用スロット２４を含む。
【００１１】
継手金具用凹部２０及び管用スロット２４は、継手金具１４及び管１２の特定の寸法を受け入れる寸法にされることができる。カラー１８は、スエージング加工が行われる時該カラーがカラー用凹部２２内で回転する可能性を最小にする構成に形成される。多くの回転防止構成が可能であるが、１つの方法は、カラー用凹部２２を六角形に形成することである。この形状の場合には、カラー１８もまた、図１に示すように六角形にすることができる。勿論、他の形式の「回転防止」機構を、カラー１８及び／又は凹部２２の一部に形成することができる。１つの例は、止めねじを採用することである。
【００１２】
引き続いて図１から図３までを参照すると、カラー用凹部２２は、カラー１８の外側寸法を超える寸法を有する。カラーがカラー用凹部２２内の所定位置にあるとき、カラー用凹部２２の側壁とカラー１８の側壁との間に僅かな隙間を設けることができる。この僅かな隙間により、図１に示すようにカラーが管１２に当てられる時に、カラー１８を挿入及び除去するのを容易にすることができる。しかしながら、この隙間は、ダイ１６内でのカラー１８の著しい前後方向の移動を許す程大きくはない。
【００１３】
ダイ１６及びカラー１８は、加工部品をスエージングするのに適した任意の材料で形成することができる。ダイ１６及びカラー１８は、どちらもスチールのような類似の材料で製作することができる。それに代えて、この構成部品のどちらか一方又は両方は、それに限定されないが、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン又はニッケル合金を含む、他の適当な材料で製作することができる。図３に示すカラー１８は、第１のクランプ部材２８及び第２のクランプ部材３０を含む。第１のクランプ部材２８及び第２のクランプ部材３０は、ヒンジ３２により互いに接続される。第２のクランプ部材３０は、カラー面に捕捉ボルト３４のようなカラー留めがね又はカラーリテーナを含む。捕捉ボルト３４は、ボルト本体３６及びボルトヘッド３８を含む。ボルト本体３６は、第１のクランプ部材２８のカラースロット４０内に嵌るように設計されている。カラースロット４０は、加工部品が部材２８及び３０の間に配置された時、ボルトヘッド３８が当接する保持脚部４２を含む。ボルトヘッド３８は、該ボルトヘッドが脚部４２上に締め付けられた時加工部品が所定位置に固定保持された状態になるように、スロットを付けられるか又は類似の締め付け手段を有することができる。ヒンジ３２は、加工部品の挿入及び除去を簡単にすると同時に部材２８及び３０を互いに保持するための簡易手段を提供する。これに代えて、カラーは、ヒンジで互いに接続されていない２つの分離された部材で形成することもできる。その場合、２つの分離された部材は、他の普通の随意的な取り付け手段のうち、例えばねじ付きボルト及び対応するナットの組のような別のカラー取り付け手段により互いに結合されることができる。
【００１４】
図１から図３までのダイ及びカラー組立体１０により、管１２のような加工部品をスエージング機械中にしっかりと固定することが可能になる。このダイ及びカラー組立体は、ナイロンインサートの使用に関連する問題を排除する。具体的には、ダイ及びカラー組立体は、加工部品の回転及び加工部品の前後方向の移動を防止する。このダイ及びカラー組立体は、スエージング加工の間に作業者が人手で加工部品を所定位置に保持する必要性を排除する。更に、ダイ１６内に加工部品を挿入する前に、「ダミー」継手金具が用いられることができる。ダミー継手金具は、事実上スエージングされる形式の継手金具であり、管１２上の適当な位置に配置されることができる。次にカラー１８は、管１２上の所定位置に固定されることができる。この手順は、スエージング加工を開始する前に完了することができる。次にスエージングされる継手金具と所定位置にカラー１８が固定された管１２とは、ダイ面２６の適当な凹部内に挿入される。次にスエージング機械を作動させることができ、適当な位置に配置されたカラー１８により、継手金具１４の管１２上での正確なセットバックが保証される。ローラの摩耗及びダイの公差の変動に対する加工感度もまた、排除される。
【００１５】
図１から図３までの組立体１０は、直線長さ部分が「長い」管１２のような加工部品を保持するのに適している。しかしながら、スエージングされる継手金具の位置に対して直線長さ部分が「短い」加工部品には適さない場合がある。図４から図６までは、直線長さ部分が短い加工部品に適した本発明の第２の実施形態を示す。第２のダイ及びカラー組立体５０は、湾曲した管５２のような短い部品と継手金具１４とをスエージングするためにスエージング機械内で用いることができる。組立体５０は、スエージングの間に組み合って管５２及び継手金具１４を所定位置に保持するダイ５４及びカラー５６を含む。ダイは、ダイ保持面６６内に継手金具用凹部５８、カラー用凹部６０、及び面取りされた管用スロット６２、並びに随意的なエキスパンダ用ポート６４を含む。
【００１６】
継手金具用凹部５８は、継手金具１４の特定の寸法を受け入れる寸法にされることができる。面取りされた管用スロット６２は、ダイ５４内に保持されない管５２の湾曲部分に影響を及ぼすことなく、直線部分が非常に短い管をダイ５４内に挿入することを可能にする。継手金具１４が配置される領域において管５２が拡張される場合には、ダイ５４はまた、エキスパンダ６８の挿入を可能にするためのポート６４を含むことができる。
【００１７】
カラー５６は、スエージング加工が行われる時該カラーがカラー用凹部６０内で回転する可能性を最小にする構成に形成される。多くの回転防止構成が可能であるが、１つの方法は、カラー用凹部６０を六角形に形成することである。この形状の場合には、カラー５６もまた、図４及び図６に示すように六角形にすることができる。カラー用凹部６０は、カラー５６の外側寸法を超える寸法を有する。カラーがカラー用凹部６０内の所定位置にある時、カラー用凹部６０の側壁とカラー５６の側壁との間に僅かな隙間を設けることができる。この僅かな隙間により、図４に示すようにカラーが管５２に当てられる時に、カラー５６を挿入及び除去するのを容易にすることができる。しかしながら、この隙間は、ダイ５４内でのカラー５６の著しい前後方向の移動を許す程大きくはない。
【００１８】
ダイ５４及びカラー５６は、加工部品をスエージングするのに適した任意の材料で形成することができる。ダイ５４及びカラー５６は、どちらもスチールのような類似の材料で製作することができる。それに代えて、この構成部品のどちらか一方又は両方は、それに限定されないが、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン又はニッケル合金を含む、他の適当な材料で製作することができる。図６に示すカラー５６は、第１のクランプ部材７０及び第２のクランプ部材７２を含む。第１のクランプ部材７０及び第２のクランプ部材７２は、ヒンジ７４により互いに接続される。第２のクランプ部材７２は、カラー面に捕捉ボルト７６のようなカラー留めがね又はカラーリテーナを含む。捕捉ボルト７６は、ボルト本体７８及びボルトヘッド８０を含む。ボルト本体７８は、図３のカラー１８の構成及び固定機構と実質的に同一のカラースロット内に嵌るように設計されている。ヒンジ７４は、加工部品の挿入及び除去を簡単にすると同時に部材７０及び７２を互いに保持するための簡易手段を提供する。管５２の湾曲部を受け入れるために、第２のクランプ部材７２は、湾曲部に最も近いその垂直面内に面取り部即ち凹み８２を含む。
【００１９】
図４から図６までのダイ及びカラー組立体５０により、管５２のような直線長さ部分が短い加工部品をスエージング機械中にしっかりと固定することが可能になる。このダイ及びカラー組立体は、ナイロンインサートの使用に関連する問題を排除する。具体的には、ダイ及びカラー組立体は、湾曲した加工部品の回転及び前後方向の移動を防止する。このダイ及びカラー組立体は、湾曲した加工部品の場合には特に難しい可能性がある、スエージング加工の間に作業者が人手で加工部品を所定位置に保持することの必要性を排除する。組立体１０の場合と同様に、ダイ５４内に加工部品を挿入する前に、「ダミー」継手金具が用いられることができる。ダミー継手金具は、事実上スエージングされる形式の継手金具であり、管５２上の適当な位置に配置されることができる。次にカラー５６は、管５２上の所定位置に固定されることができる。この手順は、スエージング加工を開始する前に完了することができる。次にスエージングされる継手金具と所定位置にカラー５６が固定された管５２とは、ダイ面６６の適当な凹部内に挿入される。次にスエージング機械を作動させることができ、適当な位置に配置されたカラー５６により、継手金具１４の管５２上での正確なセットバックが保証される。ローラの摩耗及びダイの公差の変動に対する加工感度もまた、排除される。
【００２０】
以上は、改良されたダイ及びカラー組立体を説明したものである。本発明の特定の実施形態を説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載されるような本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、それらの実施形態に対して様々な変更をなし得ることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイの鏡像になった対の１つと継手金具及びカラーが取り付けられた管とを示す、本発明のダイ及びカラー組立体の第１の実施形態の斜視図。
【図２】継手金具及びカラーが所定位置に取り付けられた、図１のダイ部分の上面図。
【図３】本発明の第１の実施形態のカラーを部分的に開いた状態で示す斜視図。
【図４】ダイの鏡像になった対の１つと継手金具及びカラーが取り付けられた管とを示す、本発明のダイ及びカラー組立体の第２の実施形態の斜視図。
【図５】継手金具及びカラーが所定位置に取り付けられた、図４のダイ部分の上面図。
【図６】スエージングのための直線長さ部分が短い管を受け入れる面取り部を備える、本発明の第２の実施形態のカラーを部分的に開いた状態で示す斜視図。
【符号の説明】
１０　ダイ及びカラー組立体
１２　管
１４　継手金具
１６　ダイ
１８　カラー
２０　継手金具用凹部
２２　カラー用凹部
２４　管用スロット
２６　ダイ面
【国際公開パンフレット】
2004508938.tif 000003
2004508938.tif 000004
2004508938.tif 000005
2004508938.tif 000006
2004508938.tif 000007
2004508938.tif 000008
2004508938.tif 000009
2004508938.tif 000010
2004508938.tif 000011
2004508938.tif 000012
2004508938.tif 000013
2004508938.tif 000014
2004508938.tif 000015
2004508938.tif 000016
2004508938.tif 000017
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004508938.tif 000018
2004508938.tif 000019
【国際調査報告】
2004508938.tif 000020
2004508938.tif 000021