JPS6316822A - チユ−ブ拡径工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、チューブ拡径工具に係り、更に詳細に、は工
具の本体に装着された半径方向に拡張可能なジョーが、
本体と同軸のドリフトピンが本体に対し相対的に一方の
方向へ運動することによって半径方向外方へ変位せしめ
られ、ドリフトピンが他方の方向へ変位するとジョー付
勢ばねにより半径方向内方へ変位せしめられるよう構成
されたチューブ拡径工具の改良に係る。

従来の技術 固定ハンドル及び枢動ハンドルとチューブ拡径用のジョ
ーとを支持する本体を含み、枢動ノ１ンドルに設けられ
たカムによってジョー拡張方向へ変位せしめられるテー
パ状のピンによりジョーが半径方向外方へ変位せしめら
れるよう構成されたチューブ拡径工具はよく知られてい
る。チューブ拡往工程の後にピンがジョーより後退する
こと及びピンに対するカムの力の解除を促進すべく、ジ
ョーはテーパ状のピンに対し半径方向内方へ付勢されて
いる。米国特許第３，５５０，４２４号、同第４，０４
３，１７１号、同第４，４２５，７８３号に記載された
工具はかかるチューブ拡径工具の代表的なものである。

上述の如き構成を有する工具を使用する場合には、工具
のジョーがチューブの開口端に挿入され、枢動ハンドル
が枢動されることによりドリフトピンが変位せしめられ
てジョーがチューブの内面に対し拡張され、これにより
その直径が増大される。

上述の米国特許に代表される如く、かかる従来の工具は
枢軸線に近接した位置にカムを有し、そのカムはドリフ
トピンの先端又はその延長部と共働してドリフトピン１
こ対し軸線方向に梃子作用力を及ぼすよう構成された枢
動ハンドルを設けることにより、ジョーを拡張させるた
めのピンの変位を行うようになっている。更に工具の使
用者による枢動ハンドルの操作を受入れることに関し、
枢動ハンドルの枢動が９０°以下であるようにすること
が好ましい。この点に関し、固定ノ１ンドルと枢動ハン
ドルとの間の最初の相対的位置関係が約９００を越えて
いるので、チューブ拡径工程の初期段階に於ける枢動ノ
＼ンドルの操作は工具の使用者にとって益々やり難く面
倒なものになっている。

しかし上述の米国特許第４．４２５，７８３号の記載よ
り解る如く、従来のカムを有する枢動ノ１ンドル構造に
於ては、枢動ハンドルの１回の変位にて所望のチューブ
拡径ピンストロークを得るためには、枢動ハンドルを９
０°以上の大きい角度に亙り枢動させることが必要であ
る。枢動ノ１ンドルを約９０°枢動させることによって
所要のピンストロークを得んとする従来の努力により、
上述の米国特許第３，５５０，４２４号に記載された構
造が開発された。この米国特許に記載された構造に於て
は、枢動ハンドルの枢軸線が二つの位置の一方にある状
態で枢動ノ＼ンドルの二つの連続する操作を行うことに
よって所望の全ピンストロークを達成し得るよう、枢動
ハンドルの枢軸線は工具の本体に対し複数個の軸線方向
位置を取り得るようになっている。

上述の構成を有するカムを備えた枢動ノ１ンドル構造は
ドリフトピンに対し所期の方向の力を付与することがで
きるものではあるが、それらの構造は複雑であり、固定
ハンドルと枢動ノ１ンドルとの間の初期の角度関係や、
ドリフトピンについて所望の全ストロークを達成するた
めには多数の工程が必要であることに起因して、操作が
面倒なものである。更にカムとピンとの間のピンの軸線
を横切る方向の係合が摺動摩擦係合であることによりピ
ンに横方向のスラストが及ぼされ、これによりカムとピ
ンとの間に軸線方向の力を及ぼす利点が相殺される。更
に構造的複雑さや互いに摺動係合するカム及びカムフォ
ロア面を使用していることにより、前述の米国特許第４
，４２５．７８３号に記載されている如くこれらの互い
に係合する面がそれらの転勤係合を促進するためには正
確な形状に形成されなければならず、また上述の米国特
許第３，５５０，４２４号及び同第４．０４３゜１７１
号に記載されている如き構造に於ける摺動係合に関する
摩擦を低減するためには平滑に仕上げられなければなら
ないという点に於て、工具の製造コストが増大される。

従来のカムハンドル型チューブ拡径工具は、上述の如き
種々の欠点に加えて、チューブ拡径工程が行われた後に
拡張可能なジョーの間よりドリフトピンを後退させるこ
と及びジョーを縮小させることをガータ型のばね構造に
よって促進するようになっている。特にこの点に関し、
ドリフトピンのテーパ状の端部はジョーのこれに対応し
てテーパ状に形成された半径方向内側の内面に係合し、
これにより工具の本体内にてドリフトピンが前方へ運動
するとジョーが半径方向外方へ変位せしめられ、これに
より内部にジョーが配置されたチューブの拡径を行うよ
うになっている。かかるチューブ拡径工程の後に、枢動
ハンドルはその元の位置へ戻され、ジョーを囲繞するガ
ータ型のばねはジョーに対し半径方向内方の力を及ぼし
、これによりテーパ状のピンがジョーに対し相対的にそ
の元の後方位置へ変位せしめられることが促進される。

工具の損傷、従って保守及び交換のコストがかなり高い
ということ、加工されるチューブの損傷、工具の使用者
のいらだちの如き問題を生じるかかる従来の工具を使用
する場合には、従来よりかなり多数の種々の問題が生じ
ている。この点に関し、かかる工具が新しいものであっ
ても、ジョーが拡径されたチューブより取外されること
を可能にするに十分な程ドリフトピンをその元の後方位
置へ変位させるためには、チューブ拡径工程の後にチュ
ーブに対し工具をがた付かせることが必要であることが
多い。工具を成る期間使用すると、ドリフトピンとその
ボアとの間及びドリフトピンのテーパ状の端部とジョー
との間の領域が埃やオイル等の侵入によって汚染された
状態になる。かかる汚染や、修理に際し本体及びジョー
に対しドリフトピンを摺動によって変位させることの結
果として、本体とピンとジョーとの間の係合面が傷付く
ことがある。かかる汚染や傷付きの結果として、ピンが
チューブ拡径工程の後にその最も前方の位置に固着し、
これにより拡径されたチューブやジョーに損傷を与える
ことなく拡径されたチューブより工具を引離すことが不
可能ではないにしても困難になる。更にかくしてピンが
固着することにより、例えばピンのノーズ部を床の如き
剛固な表面に打付けることにより、少なくとも初期的に
ジョー及び工具の本体に対し後方へピンを物理的に変位
させることが必要である。ピンを取外すためには、ピン
の固着の程度に応じてピンに及ぼされる衝撃力が変化さ
れなければならない。このことによりピンのテーパ状の
部分のノーズ部がピーニングされ、またより重大なこと
には、ピンが取外される際にジョーが剛固な表面に打付
けられ、これによりジョー要素が損傷したり破損したり
することがある。

工具構成部品の表面に於ける上述の汚染や傷付きの結果
として生じるピンの固着を回避するためには、工具を頻
繁に分解したりピン、本体、及びジョーの表面を頻繁に
洗浄することが必要である。

更にこれらのことにより保守の時間及びコストがかなり
増大される。またピンが固着すると、拡径されたチュー
ブより工具を取外すことによって拡径された工具に損傷
が及ぼされたり、ピンを剛固な表面に打付けることによ
って工具のピンやジョーに損傷が及ぼされることがあり
、このことによっても保守及び交換のコストががなり増
大される。

発明の開示 本発明によれば、従来の工具に於ける上述の種々の問題
や他の問題を低減し解消する改良された枢動ハンドル型
チューブ拡径工具が得られる。特に本発明によれば、工
具の枢動ハンドルは剛固なリンク部材によりドリフトピ
ンの後端と接続されており、リンク部材は９０°の角度
に亙り枢動ハンドルを枢動させることにより所望の全ピ
ンストロークが達成されることを可能にする構造上及び
寸法上の相互関係をピンの軸線及び枢動ハンドルの枢軸
線との間に有している。更に上述の相互関係により、上
述のカムハンドル型の工具のハンドルの長さを増大させ
ることなく、使用者がカムバンドル型の工具に於て必要
とされる力にほぼ対応する力をハンドルに及ぼすことに
より、ジョーのチューブ拡径変位を達成するに必要なピ
ンの力をジョーに及ぼすことができる。更に剛固なリン
ク構造により、チューブ拡径工程後にドリフトピンがジ
ョーより確実に後退することが確保され、これにより拡
径されたチューブに損傷を及ぼすことなくジョーを解放
し拡径されたチューブより工具を取外すことができ、ま
たピンを解放するためにピンのノーズ部に衝撃を及ぼす
必要性、従ってジョーを剛固な表面に打付ける必要性を
排除することにより、ピンやジョーに損傷が及ぶ虞れが
回避される。更にピンが上述の如く確実に後退すること
により、ピン、本体、及びジョーの有効寿命が増大され
、しかも汚染や傷付きがピンの確実な後退を阻害しない
という点に於て保守の時間やコストが低減される。特に
汚染や傷付きが存在する場合にもピンが確実に後退され
、汚染や傷付きに起因する固着を低減せんとすることの
みを目的とする頻繁な保守は不要である。

特に本発明によれば、剛固なリンク部材はそのリンク部
材のためのクランクアームを与えるべくハンドルの枢軸
線より隔置された軸線の周りに枢動可能に枢動ハンドル
に接続されており、このことにより、ピンの変位の直線
状の軸線に対するハンドルの枢軸線の方向に応じて、ハ
ンドルを約９０°枢動させることによりピンの所望のス
トロークを達成することができる。更にピンの軸線に対
するハンドルの枢軸線の位置、クランクアームの長さ、
及びリンク部材の長さにより、得られる梃子作用力を増
大させるべくハンドルの長さを増大させることなく、カ
ムハンドル型の工具に於て従来必要とされていた使用者
による物理的力とほぼ同一の力が及ぼされるだけで、チ
ューブの拡径を行うに必要な力を与えることができる。

従って本発明の目的は、固定ハンドル及び枢動ハンドル
と、チューブ拡径工程中工具のジョーを半径方向に変位
させるべく枢動ハンドルによって変位せしめられるドリ
フトピンとを含む改良されたチューブ拡径工具を提供す
ることである。

　１１一 本発明の他の一つの目的は、枢動ハンドルを約９０°枢
動させることによりピンの所望のストロークを達成する
ことを可能にする剛固なリンクによりドリフトピンが工
具の枢動ハンドルと接続された上述の如き改良されたチ
ューブ拡径工具を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、従来のチューブ拡径工
具のハンドルの長さを増大させることなく、従来のチュ
ーブ拡径工具に於て必要とされていた力にほぼ対応する
力を及ぼすだけで、工具のジョー′に対しドリフトピン
が所望の力を及ぼすようドリフトピン、リンク及びハン
ドルが相互に関連付けられた上述の如き改良されたチュ
ーブ拡径工具を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、チューブ拡径工程の後
に工具のジョーが加工片より解放されることを確保すべ
く、ドリフトピンが確実に後退し得るよう構成された上
述の如き改良されたチューブ拡径工具を提供することで
ある。

本発明の更に他の一つの目的は、同一の目的で従来より
使用されている工具に比して経済的に製造し保守するこ
とができ、効率的に作動することができ、工具の構成部
品の有効寿命を増大させるよう構成された上述の如き改
良されたチューブ拡径工具を提供することである。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例 添付の各図に於て、第１図は本発明に従って構成された
チューブ拡径工具の構成部品を示す斜視図であり、第２
図及び第３図は構成部品を互いに組付けられた関係及び
チューブ拡径工程の各段階に対応する種々の相対的位置
関係にて示す断面図である。これらの図より解る如く、
工具はそれぞれ前端１２及び後端１４を有する本体１０
を含んでいる。本体の前端１２はアダプタ１６を取外し
可能に受入れるよう構成されており、この目的で前端１
２は内ねじを有するボア１８を有し、アダプタ１６はボ
ア１８に受入れられる外ねじを有する内端２０を有して
いる。アダプタ１６の外端゛には引具ジョー組立体が取
外し可能に支持されており、該組立体はガータ型のばね
２４により互いに他に対しまた工具の軸線Ａに対し相対
的に半径方向内方へ付勢された半径方向外方へ変位可能
な複数個のジョー要素２２よりなっている。これらのば
ね付勢されたジョーは、アダプタ１６の外ねじを有する
外端３０に螺合する内ねじを有するスカート部２８を有
するカップ部材２６により、アダプタ１６の外端に取外
し可能に装着されている。

本体１０の後端１４は一対の横方向に互いに隔置された
アーム３２を有しており、工具は更に軸線Ａと同軸のド
リフトピン３４を含んでいる。ドリフトピン３４はテー
パ状をなす前端３６と、円筒状の中間部３８と、後端に
設けられ横方向に互いに隔置された一対の耳状部４０と
を有している。

工具の構成部品が互いに組付けられると、テーパ状の前
端３６はジョー要素２２の対応するテーパ状の内面４２
に係合し、中間部３８はアダプタ１６に設けられたボア
４４に摺動可能に係合する。

本体１０は更にそれより実質的に垂直に延在する固定ハ
ンドル４６を含んでおり、該ハンドルにはその下端に適
当なハンドグリップ４８が設けられている。本体の後端
１４は下端に適当なハンドグリップ５２を有する枢動ハ
ンドル５０を支持している。ハンドル５０を本体１０に
装着することに関し、ハンドル５０の上端は本体１０の
後端１４に設けられたアーム３２の間に受入れられ、ア
ーム３２には互いに整合された孔５４が設けられている
。これらの孔５４はハンドル５０の上端に設けられた孔
５６と整合されるようになっており、孔５４及び５６は
ピン５８を受入れ、これによりハンドル５０が本体１０
に枢動可能に装着されている。ドリフトピン３４及びハ
ンドル５０は剛固なリンク６０により枢動可能に互いに
接続されており、リンク６０はピン３４の耳状部４０の
間に受入れられた前端を有し、また孔６２を有している
。孔６２はピン３４の耳状部４０に設けられた孔６４と
整合され、孔６２及び６４は枢着ピン６６を受入れてい
る。ハンドル５０の上端には溝６８が設けられており、
またリンク６０の後端に設けられた孔６２と共に枢着ピ
ン７４を受入れるよう構成され互いに接続された孔７０
が設けられている。

第１図乃至第３図及びそれらに関する上述の説明より明
らかである如く、ハンドル５０はピン５８の軸線５８ａ
の周りに枢動し得るようになっており、ピン５８はドリ
フトピンの軸線Ａに垂直に延在し且これに交差する第一
の枢軸線を与えている。リンク６０とハンドル５０との
間のピン７４の軸線７４ａにより第一の枢軸線に平行な
第二の枢軸線が与えられており、軸線５８ａと７４ａと
の間の距離によりリンク６０のためのクランクアームが
郭定されている。リンク６０とドリフトピン３４との間
のピン６６の軸線６６ａはドリフトピンの軸線Ａに垂直
に延在しこれに交差し、従って軸線５８ａ及び７４ａに
平行な第三の枢軸線を与えている。

第２図及び第３図はそれぞれ第−及び第二の位置にある
ハンドル５０及びジョー要素２２に対し後退された位置
及び伸張された位置にあるドリフトピン３４を示してい
る。ドリフトピン３４が後退された位置及び伸張された
位置にある時には、ジョー要素はそれぞれ軸線Ａに対し
最も半径方向内方の位置及び半径方向外方の位置に存在
する。

ジョー要素２２がその最も半径方向内方の位置にある時
には、ノーズ部２２ａは拡径されるべきチューブの端部
内に受入れられるようになっており、ジョー要素が最も
半径方向外方の位置に存在する時には、チューブの端部
が所望の程度にまで拡径されるようになっている。第２
図及び第３図より解る如く、後退された位置と完全に伸
張された位置との間に於けるドリフトピン３４のストロ
ークは、軸線５８ａと７４ａとの間の距離により郭定さ
れたクランクアームの長さにほぼ対応しており、ハンド
ル５０、従ってクランクアームが約９０１′枢動するこ
とにより達成される。

本発明に関連する特徴を備えたチューブ拡径工具に於て
は、固定ハンドル及び枢動ハンドルは工具の本体１０よ
り軸線Ａから約１２１ｎｅｈ　（３０ｃ＋ａ）の距離の
位置まで延在しており、本発明によれば、枢動ハンドル
５０とリンク６０とドリフトピン３４との間の成る関係
により、梃子作用力を増大させるべくハンドルの長さを
大きくすることなく、またドリフトピンの複数のストロ
ーク変位を行わせることなく、更には工具の本体に対し
約９０″以上枢動ハンドルを変位させる必要もなく、従
来より存在するカムハントルーピン型工具に必要な力と
同一の手動力をオペレータが及ぼすだけでチューブの拡
径を行うことができる。これらの効果は、本発明によれ
ば、ドリフトピンの軸線Ａに対する軸線５８ａの位置及
び第二の軸線７４ａと第三の軸線６６ａとの間の距離に
より決定されるリンク６０の長さと共働して、ハンドル
５０を第一の位置と第二の位置との間に枢動させる場合
に於ける軸線Ａと第二の軸線７４ａ及び第三の軸線６６
ａの間の直線Ｂとの間の最大角度Ｘが２５°以下の範囲
内に於てドリフトピンに所望のストロークを与える距離
にクランクアーム長さ、即ち軸線５８ａと７４ａとの間
の距離を設定することにより達成される。第１図乃至第
３図に示された実施−１８＝ 例に於ては、所望の最大角度は軸線５８ａが軸線Ａに交
差し、リンクに対するクランクアームの長さの比を約１
：３．２５に設定することによって達成される。

第４図には、第１図乃至第３図に示された実施例の修正
例であって、枢動ハンドル５０のためのピン５８の位置
が軸線への上方に再設定されるよう構成された修正例が
図示されている。第４図に示された工具の全ての構成部
品は第１図乃至第３図に示された実施例の構成部品に対
応しており、従って第４図に於ては第１図乃至第３図に
示された構成部品と同一の構成部品には第１図乃至第３
図に於て使用された符号と同一の符号が付されている。

第４図に示された修正例に於ては、軸線５８ａと７４ａ
との間の直線距離は第１図乃至第３図に示された実施例
に於ける軸線５８ａと７４ａとの間の距離と同一であり
、リンク６０の長さも同一である。ハンドル５０が第４
図に於て実線にて示された位置ある時には、ドリフトピ
ン３４はリンク６０によりその完全に伸張された位置へ
変位されている。ハンドル５０が第４図に於て仮想線に
て示された位置まで半時針形り方向へ枢動されると、ド
リフトピン３４はその伸張された位置よりその後退され
た位置へ変位する。

ハンドル５０が枢動され、これに対応してドリフトピン
３４がその伸張された位置と後退された位置との間に変
位される際には、ピン７４の軸線は軸線Ａに交差した状
態を維持し、ピン６６及び７４の軸線の間の直線Ｂはそ
れぞれ軸線Ａの下方及び上方に軸線Ａと角度Ｘ及びＹを
なすよう変位される。第４図に示された実施例に於ける
角度Ｘ及びＹは、第１図乃至第３図に示された実施例と
の関連で上述した２５″の最大角度よりもかなり小さい
。第４図より、チューブ拡径工程が開始される際にドリ
フトピン３４をその後退された位置より変位させること
に関する梃子作用力は、ドリフトピンの前方へのストロ
ークの終端へ向かう際の梃子作用力とほぼ同一であるの
に対し、第１図乃至第３図の実施例に比較して第４図の
実施例はドリフトピンの前方へのストロークの開始時に
於けるよりもその終了時により高い梃子作用力を与える
。従って図示の二つの実施例より、チューブ拡径工程に
関し所望の力持性、ｌを達成するために本発明に従って
広範囲の梃子構造が設けられてよいことが理解されよう
。かくして力が変化する力持性は、拡径されるべきチュ
ーブの大きさや壁厚、チューブの材料の如き因子の観点
から望ましい。

更に枢動ハンドルのピン５８はドリフトピンの軸線に対
するピン５８の位置、従ってその軸線５８ａの位置を調
節し得るよう工具本体１０上に装着されてよい。

以上の説明に於ては、上述の実施例の特定の構造体やそ
れらの構成部品の間の構造的相互関係がかなり強調され
たが、上述の実施例に種々の修正が行われてよく、また
本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であること
が理解されよう。この点に関し、例えばドリフトピンと
ジョー要素との間の構造的相互関係が、ドリフトピンが
ジョー要素を拡張すべくジョー要素の内側にて軸線方向
に引張られるよう逆転されてもよい。かる修正が行われ
る場合には、ハンドル５０はジョー要素の拡張を行うべ
く第２図に於て破線にて示された位置より実線にて示さ
れた位置へ変位される。他の一つの修正例として、固定
ハンドル及び枢動ハンドルの位置が本体の前端と後端と
の間の方向に関し逆転されてよい。かかる修正が行われ
る場合には、枢動ハンドルはドリフトピンを前方へ変位
させて工具のジョー要素を拡張させるべく、固定ハンド
ルの前方にてこれより離れた位置に配置される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成されたチューブ拡径工具の
構成部品を示す分解斜視図である。 第２図はチューブ拡径工具の構成部品をチューブ拡径工
程が行われる前の位置にて示す断面図である。 第３図はチューブ拡径工具の構成部品をチューブ拡径工
程が行われた後の位置にて示す第２図と同様の断面図で
ある。 第４図は本発明によ□るチューブ拡径工具の他の一つの
実施例を示す断面図である。 １０・・・本体、１２・・・前端、１４・・・後端、１
６・・・アダプタ、１８・・・ボア、２０・・・内端、
２２・・・ジョー要素、２４・・・ばね、２６・・・カ
ム部材、２８・・・スカート部、３０・・・外端、３２
・・・アーム、３４・・・ドリフトピン、３６・・・前
端、３８・・・中間部、４０・・・耳状部、４２・・・
内面、４４・・・ボア、４６・・・固定ハンドル、４８
・・・ハンドグリップ、５０・・・枢動ハンドル、５２
・・・ハンドグリップ、５４．５６・・・孔。 ５８・・・ピン、６０・・・リンク、６２．６４・・・
孔、６６・・・枢着ピン、６８・・・溝、７０．７２・
・・孔、７４・・・枢着ピン 特許出願人　　エマーツン・エレクトリック・カンパニ
ー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前端及び後端を有する本体手段と、前記前端より前記本
   体手段内へ延在するボアと、前記前端は前記ボアと同軸
   に半径方向に拡張可能なジョー手段を取外し可能に受入
   れるよう構成されていることと、前記ボアと同軸に前記
   ボア内に摺動可能に受入れられたピン手段であって、前
   記ピン手段が前記ボア内にて軸線方向に変位することに
   応答して前記ジョー手段を半径方向に拡張させるテーパ
   状の前端を有するピン手段と、前記ボアに対し相対的に
   前記ピン手段を変位させるピン変位手段とを含むチュー
   ブ拡径工具にして、前記ピン変位手段は第一の枢軸線の
   周りに枢動し得るよう前記後端に近接した位置にて前記
   本体手段に装着されたハンドルと、一端にて前記第一の
   枢軸線より半径方向に隔置された第二の枢軸線の周りに
   枢動可能に前記ハンドルに取付けられ且前記テーパ状の
   前端より軸線方向内方に位置する第三の枢軸線の周りに
   枢動可能に前記ピン手段に取付けられた剛固なリンク部
   材とを含むチューブ拡径工具。