特表 2024-503112 Ｔ分岐パイプの寸法を較正する方法、および実施するための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-24

(54)【発明の名称】Ｔ分岐パイプの寸法を較正する方法、および実施するための装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 39/20 20060101AFI20240117BHJP

【ＦＩ】

B21D39/20 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023543126

(86)(22)【出願日】2021-12-20

(85)【翻訳文提出日】2023-09-05

(86)【国際出願番号】 FI2021050895

(87)【国際公開番号】W WO2022152963

(87)【国際公開日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】20217010

(32)【優先日】2021-01-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523269155

【氏名又は名称】ラリッカ，レオ

【氏名又は名称原語表記】ＬＡＲＩＫＫＡ， Ｌｅｏ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】ラリッカ，レオ

(57)【要約】

本発明は、Ｔ分岐パイプ（１）の寸法を較正する方法および装置に関する。Ｔ分岐パイプは、標準パイプ（２）と、分岐口を形成するカラー（３）とを含み、カラー（３）は、標準パイプ（２）の長手方向（ｘ）において所望の最終寸法よりも大きく、横方向において所望の最終寸法よりも小さくされる。カラー（３）は、標準パイプ（２）の長手方向（ｘ）に直角な一方向に、第１の較正力（Ｆ１）によってフレアアウトされる。標準パイプ（２）は、２方向の第２較正力（Ｆ２）および第３較正力（Ｆ３）によって局部的にフレアアウトされる。このフレアアウトは、３つの較正力（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）が同時に作用するように段階的に行われる。較正力（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）が作用すると、標準パイプ（２）は、カラー（３）の軸方向（ｙ）と平行に作用する第４の力（Ｆ４）によって、その両端近傍で縮められる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｔ分岐パイプ（１）の寸法を較正するための方法であって、
Ｔ分岐パイプは、
標準パイプ（２）と、
分岐口を形成するカラー（３）と、を含み、
そのカラーの直径は、標準パイプ（２）の長手方向（ｘ）では所望の最終寸法よりも大きく、横方向では所望の最終寸法よりも小さく、
カラー（３）は、標準パイプ（２）の長手方向（ｘ）に対して横方向である一方向の第１の較正力（Ｆ１）によってフレアアウトされ、標準パイプ（２）は、第２の較正力（Ｆ２）および第３の較正力（Ｆ３）によって２つの方向に局所的にフレアアウトされ、最終的に３つの較正力すべて（Ｆ１、Ｆ２、およびＦ３）が同時に作用するように、フレアアウトが段階的に行われる、方法。

【請求項2】

較正力（Ｆ１、Ｆ２、およびＦ３）が作用するとき、標準パイプ（２）は、カラー（３）の軸方向（ｙ）と平行に作用する力（Ｆ４）によって、その両端近傍で縮められる、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

標準パイプ（２）の較正マンドレル（１１）は、標準パイプ（２）内に挿入され、
カラー（３）の較正マンドレル（４）は、標準パイプ（２）の較正マンドレル（１１）に対してカラー（３）を介して下げられ、
カラー（３）の較正マンドレル（４）は、標準パイプ（２）の長手方向（ｘ）に横方向に延び、対応する方向にカラー（３）をフレアアウトさせ、
標準パイプ（２）の較正マンドレル（１１）は、カラー（３）の軸方向（ｙ）に延び、対応する方向に標準パイプ（２）をカラー（３）の隣でフレアアウトさせ、
標準パイプ（２）の較正マンドレル（１１）は、カラー（３）の軸方向（ｙ）の横方向に延び、対応する方向に標準パイプ（２）をフレアアウトさせる、
請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

Ｔ分岐パイプ（１）の寸法を較正するための装置であって、
Ｔ分岐パイプは、
標準パイプ（２）と、
分岐口を形成するカラー（３）と、を含み、
そのカラーの直径は、標準パイプ（２）の長手方向（ｘ）では所望の最終寸法よりも大きく、横方向では所望の最終寸法よりも小さく、
装置は、
第１の較正部材（５、６）を含むカラー（３）較正マンドレル（４）であって、この較正部材によって、カラーを対応する方向にフレアアウトさせるために、標準パイプ（２）の長手方向（ｘ）に対して横方向に第１の較正力（Ｆ１）をカラー（３）に作用させることができるカラー較正マンドレル（４）と、
第２の較正部材（１８）を含む標準パイプ（２）較正マンドレル（１１）であって、この較正部材によって、標準パイプをフレアアウトさせるために、カラー（３）の軸線方向（ｙ）にカラー（３）の隣の標準パイプ（２）に第２の較正力（Ｆ２）を作用させることができる標準パイプ較正マンドレル（１１）と、
第３の較正部材（２０）であって、この較正部材によって、標準パイプ（２）をフレアアウトさせるために、カラー（３）の軸線方向（ｙ）に対して横方向に標準パイプ（２）に第３の較正力（Ｆ３）を作用させることができる、第３の較正部材（２０）と、を含み、
最終的に３つの較正力すべて（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）が同時に作用するように、前述のフレアアウトを段階的に行う、装置。

【請求項5】

標準パイプ（２）の両端に関連して嵌合したプランジャ（３１）を含み、
較正力（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）が同時に作用するとき、このプランジャによって、標準パイプ（２）は、カラー（３）の軸方向（ｙ）に平行にはたらく力（Ｆ４）の下で、両端近傍で縮小され得る、
請求項４に記載の装置。

【請求項6】

標準パイプ（２）の較正マンドレル（１１）が、標準パイプ（２）に挿入可能であり、カラー（３）の較正マンドレル（４）が標準パイプ（２）の較正マンドレル（１１）に対してカラー（３）を通って移動可能である、
請求項４または５に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｔ分岐パイプの寸法を較正する方法に関し、Ｔ分岐パイプは、標準パイプと、分岐口を形成するカラーと、を含み、そのカラー直径は、パイプの長手方向では所望の最終寸法より大きく、横方向では所望の最終寸法より小さくされている。

【0002】

本発明はさらに、Ｔ分岐パイプの寸法を較正する方法を実施するための装置に関し、Ｔ分岐パイプは、標準パイプと、分岐口を形成するカラーとを含み、カラーの直径は、パイプの長手方向では所望の最終寸法よりも大きく、横方向では所望の最終寸法よりも小さい。

【背景技術】

【0003】

このようなＴ分岐パイプは、パイプ状ケーシングに素材を延伸して分岐円筒状のカラーを形成するものであるが、パイプの弾性と素材に生じる内部応力が、形成されるカラーと標準パイプの形状や寸法に悪影響を及ぼす。特に、標準パイプとカラー径の寸法が肉厚に対して大きい場合（例えば７０ｍｍ以上）、寸法誤差や形状不良がよく発生する。カラー成形段階で発生する悪影響を部分的に除去する試みが、例えば特許公開ＥＰ １３３２８０７ Ｂ１において行われており、そこではカラーの寸法にのみ影響を与えることを目的として較正ツールが使用されている。

【0004】

実際には、標準的なパイプでも、カラー成形段階で成形不良や変形が発生する。このような変形は、添付の図１に誇張して例示されている。完成した較正済みＴ分岐パイプ１の外形が、参照符号２’と３’を付した破線で示されている。カラー３の形成後、カラー３自体の寸法は、標準パイプの長手方向の方が、標準パイプの長手方向に対して直角方向よりも大きくなる。標準パイプ２にカラー３によって生じる応力は非常に大きく、標準パイプ２はカラー３の両側でパイプの長手方向に座屈し、座屈時に標準パイプの端部が標準パイプの半径方向上方に上昇する。標準パイプの口は、実質的に卵型になる。

【発明の概要】

【0005】

本発明の目的は、カラーの形成から生じる上述の問題を実質的に解消することである。

【0006】

前述の目的を達成するために、本発明による方法は、標準パイプの長手方向に対して横方向である一方向の第１の較正力によってカラーがフレアアウト（ｆｌａｒｅ ｏｕｔ）加工され、第２および第３の較正力によって２つの方向に標準パイプが局所的にフレアアウトされ、最終的に３つの較正力すべてが同時に作用するように、前述のフレアアウトが段階的に行われることを特徴とする。

【0007】

さらに、本発明による方法を実施するための装置は、第１の較正部材を含むカラー較正マンドレルであって、この較正部材によって、カラーを対応する方向にフレアアウトするために、パイプの長手方向に対して横方向に第１の較正力をカラーに作用させることができるカラー較正マンドレルと、第２の較正部材を含む標準パイプ較正マンドレルであって、この較正部材によって、標準パイプをフレアアウトするために、カラーの軸線方向にカラーに隣接する標準パイプに第２の較正力を作用させることができる標準パイプ較正マンドレルと、第３の較正部材であって、この較正部材によって、標準パイプをフレアアウトするために、標準パイプの長手方向に対して横方向に標準パイプに第３の較正力を作用させることができる第３の較正部材を含むことを特徴とし、最終的に３つの較正力すべてが同時に作用するように、前述のフレアアウトを段階的に行うことができる。

【0008】

本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に開示されている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

以下、本発明の好ましい実施形態による図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。

【0010】

【図1】図１は、Ｔ分岐パイプの変形を誇張して様々な方向から示す。

【図2】図２は、標準パイプとカラーの較正マンドレルを備えたＴ分岐パイプの断面図であり、較正開示時点を示す。

【図3A】図３Ａは、図２の断面図であり、第１の較正部材でカラーを較正するためにカラー較正マンドレルが標準パイプ較正マンドレルに対して下げられている。

【図3B】図３Ｂは、図３Ａの構成をＴ分岐パイプの長手方向断面で示す。

【図4】図４は、図３Ｂの構成であり、標準パイプ較正マンドレルの第２の較正部材が動作する状態を示す。

【図5A】図５Ａは、図４の構成の断面図であり、標準パイプ較正マンドレルの第３の較正部材が動作する状態を示す。

【図5B】図５Ｂは、図５Ａの丸囲み部分の部分的拡大図である。

【図6】図６は、第２および第３の較正部材を移動させるために標準パイプ較正マンドレルの中に配置されるアクチュエータを示す。

【図7】図７は、図５Ｂの構成の側面図であり、端部プランジャが動作する状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、参照符号１で示されたＴ分岐パイプの上面図、側面図および端面図である。図１に示すＴ分岐パイプには、標準パイプ２に開けられた穴の縁で形成されたカラー３が作られているが、これはまだ本発明に従う較正がされていない。したがって、図１には、既に上述されたカラー３の形成に起因する変形が見られる。また、図１に示された変形は、本発明の思想をより良く示すために誇張されていることも述べておく。さらに、この段階で、カラーの直径は、標準パイプ２の長手方向軸ｘの方向では所望の最終サイズより大きく、長手方向軸ｘの横方向では所望の最終サイズより小さくされていることに言及すべきである。長手方向のオーバーサイズは意図的なものであり、横方向のアンダーサイズは、カラーリング装置の動作原理による不可避の結果である。

【0012】

図２、３Ａおよび３Ｂは、本発明を実施するための装置を示している。図２Ａは、支持要素２４に支持されたＴ分岐パイプ１の断面を示す。Ｔ分岐パイプ１のカラー３は、その長手方向軸ｙが実質的に垂直（標準パイプ２の長手方向軸ｘに対して９０°の倒角）になるように、また口が上向きに開くように配向されているのが好ましい。この装置は、標準パイプ２によって制限されたスペースにはめ込まれた細長い較正マンドレル１１を含む。標準パイプの較正マンドレル１１は、標準パイプ２内にｙ軸に直交する長手軸ｘの方向に挿入される。較正マンドレル１１は、実質的に円形の断面を持ち、標準パイプ２よりもわずかに小さい直径を持つ。較正マンドレル１１には、その長手方向の距離の一部にわたって、ｙ軸を通る平面に対して面取りされた表面１２および１３が形成されており、この表面は、例えば、較正マンドレル１１の表面をフライス加工することによって形成される。表面１２および１３は、較正マンドレルの上部に形成される。較正マンドレル１１は、面取りされた表面１２および１３がカラー３の開口部に位置するように、長手軸ｘ方向に配置される。較正マンドレル１１の残りの構造と動作については、以下で詳しく説明する。

【0013】

図２および図３Ａは、カラー３の較正マンドレル４を示しており、このカラー３の較正マンドレル４は、ｙ軸方向の距離の一部にわたって、図２に示す矢印Ａの方向に、図３Ａに示す方法で、移送手段１０によって、カラー３の開口部を通して標準パイプ２内に挿入された較正マンドレル１１に関連して、移動されることができるように形成されている。図３Ｂは、図３Ａによる状態の側面図である。カラー較正マンドレル４は、主に２つの半体５、６から構成されており、これらの半体は、長手方向軸ｘに直交する方向に互いに対してある距離を移動するように配置されている。移動のために、マンドレル４の上部にある移送手段１０は、ジョイント１０ａを備えたアーム９ａ、９ｂを備えている。マンドレル４が配置される間、移送手段１０の推力の一部がジョイント１０ａに作用し、アームの部分９ａ、９ｂが同じ方向に回転する（図３Ａ、矢印Ｃ）。これにより、マンドレル４の２つの半体５および６が互いに離れる方向に移動し、同時に較正マンドレル４が長手方向軸ｘに直角な方向に拡大される。両半体５、６には把持突起７、８が形成され、この把持突起７、８には、マンドレル４が所定の位置に置かれる間、標準パイプ２の較正マンドレル１１の面取り面１２、１３に対して位置決めされる嵌合面が形成されている。マンドレル１１の表面には、さらに、把持突起７および８をはめ込むことができる空間１４および１５が形成されている。把持突起７および８が較正マンドレル１１に衝突すると、力Ｂで把持突起７および８が較正マンドレル１１の本体に押し付けられる。空間１４と１５に関連して、いわゆる摩耗ブロック１６と１７を配置することができる。その目的は、マンドレル４および１１が互いに対して移動し、マンドレル４の半体５および６が互いから離れて移動し、力Ｆ１が発生するときに、そうでなければ形成される面取り面１２および１３と擦れるマンドレル４の把持突起７および８を受けることである。摩耗ブロックは、必要に応じて簡単に交換することができる。

【0014】

マンドレル４の断面は、マンドレル４がカラー３の開口部を通って図３Ａおよび図３Ｂに示す位置に移動できるような寸法になっている。マンドレル４の半体５と６には外面が設けられており、この外面は、まず、カラー３の内面に対して長手方向軸ｘに直交する方向に、つまり、特にカラーの直径が所望の最終サイズよりも小さい部分から移動する。第２に、半体５および６が互いに離れると、これらの表面は、カラーの上記内面に力Ｆ１を及ぼす。力Ｆ１の下で、カラー３の所望のカラー直径より小さい部分は、所望のカラー直径サイズまで広がり、「伸びる」。同時に、カラー３の内部応力が変化する。このため、所望よりも大きいカラーの、対向するカラー直径部分は、互いに向かってくびれる（ｎｅｃｋ）傾向があり、マンドレル４の表面は、対応する部分でカラーを受ける。最後に、マンドレル４は反力Ｆ１Ａ（図３Ｂ参照）を発揮し、くびれの動きを止める。マンドレル４の断面は、元々所望より大きく作られたカラー直径の部分が所望のカラー直径サイズを維持するようになっている。このようにして、カラー３の直径をその全距離にわたって実質的に丸くすることができる。

【0015】

以下、図４、図５Ａ、図５Ｂおよび図６を参照して、標準パイプ２の較正マンドレル１１の構造と動作を説明する。丸い断面を持つ較正マンドレル１１には、その長手方向軸ｘと同軸の貫通孔１１ａが形成されている。較正マンドレル１１には、その外周面と貫通孔１１ａの内周面との間に、カラーの長手方向軸ｙと平行な第１のボア１９が形成されており、このボアはカラー３の両側に標準パイプ２の長手方向軸ｘの方向に配置されている。

【0016】

図６は細長いパイプ２５を示しており、その外径は較正マンドレルの貫通孔１１ａの内径に対応している。パイプ２５の外面２６には、パイプの長手方向に互いに間隔をおいて配置された２つのウェッジ面の対２７ａ、２７ｂが形成されている。ウェッジ面の対２７ａ、２７ｂのウェッジ面は、パイプ２５の外面の反対側に位置している。各ウェッジ面の上昇方向は、パイプの長手軸方向に対して垂直である。

【0017】

パイプ２５の内部には、好ましくは摺動継手を用いて、その長手方向にパイプ２５よりも長いバー２９が同軸に配置されている。バー２９の表面には、パイプの長手方向に互いに間隔をおいて２つのウェッジ面３０が形成されている。これらのウェッジ面３０は、パイプ２５の対向するウェッジ面２７ａ、２７ｂ（この場合、ウェッジ面２７ａ、２７ｂは、ウェッジ面３０に対して９０度の倒角をなしている）の間の長手軸周りの円周方向と、ウェッジ面２７ａ、２７ｂの近傍の長手軸ｘ方向とに位置決めされている。しかし、ウェッジ面３０間の距離は、軸ｘ方向におけるウェッジ面の対２７ａ、２７ｂ間の距離よりも幾分短い。パイプ２５には、バー２９に形成されたウェッジ面を較正マンドレル１１の他のアクチュエータと操作可能に接続するための開口部２８が形成されている。

【0018】

パイプ２５とバー２９は、バー２９に形成されたウェッジ面３０が、パイプ２５に形成された長手方向の開口部２８を介してマンドレル１１の第１のボア１９と接続するように、図５Ａに示すように、互いに対して動く貫通孔１１ａに挿入されている。第１のボアそれぞれには、リフティングピン２２が配置されている（特に図３Ｂおよび図４参照）。リフティングピン２２の下端は、貫通孔１１ａ内に位置するバー２９の面取りされた面３０に接触している。リフティングピン２２の上端と関連して、上端がマンドレル１１の外面に近接してマンドレル１１の半径方向に延び、平坦な支持要素１８が配置される。支持要素１８は、このように、較正マンドレル１１の外周面と標準パイプ２の内周面との間に配置されている。較正マンドレル１１の走行面（ｒｕｎｎｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）には、支持要素１８用の凹部がある。

【0019】

同様に、パイプ２５に形成されたウェッジ面２７ａ、２７ｂは、対応する箇所でマンドレル１１の第２のボア２１と接続している。第２のボア２１それぞれには、リフティングピン１３も配置されている。各リフティングピン１３の下端は、パイプ２５のウェッジ面２７ａ、２７ｂと対応する箇所で接触している。各リフティングピン１３の上端と関連して、上端はマンドレル１１の外面に近いマンドレル１１の半径方向に延び、平坦な支持要素２０が配置される。

【0020】

開示された実施形態によれば、較正マンドレル１１は、以下のようにカラー３の軸方向ｙに延在する。バー２９を長手軸ｘ方向に移動させると、ウェッジ面３０の作用によりリフティングピン２２が長手軸に直交する方向（ｙ軸方向）に移動し、図４に示すように、平坦な支持要素を標準パイプ２の内面に対して持ち上げる。バー２９を移動させるために、ここでは図示されていない別個の動力装置を使用することができる。支持要素１８は、カラー３に隣接する標準パイプ２の内面に対して力Ｆ２を及ぼし、その力はカラー３に隣接して形成される標準パイプ２の変化を修正する。カラー３の較正マンドレル４が、標準パイプ２の較正マンドレル１１によって支持要素２４に押し付けられるので、Ｔ分岐パイプ１は所定の位置に保たれる。さらに、プランジャ３１は、図７を参照して後述するように、力Ｆ２がカウンターサポートを形成する力Ｆ４によって、外側から標準パイプ２に作用する。

【0021】

この後、較正マンドレル１１は、バー２９が長手方向軸ｘの方向に移動させられたのと対応する方法で、別個の動力ユニット（図示せず）を用いてパイプ２５をバー２９の周りに移動させることにより、標準パイプ２の長手方向軸ｘの方向に対して横方向に延ばされる。次に、リフティングピン２３は、ウェッジ面２７ａおよび２７ｂ（図６）が立ち上がる効果によって、ｙ軸に関して（したがって、長手方向軸ｘに関しても）横方向に移動し、図５Ａおよび特に図５Ｂに示すように、平坦な支持要素２０を標準パイプ２の内側表面に対して移動させる。支持要素２０は、標準パイプ２の内周面に対して力Ｆ３を及ぼし、その力は、力Ｆ２に対して９０度反転した角度で、力Ｆ２の両側で標準パイプ２の周方向に作用する。力Ｆ３は、力Ｆ２によって矯正された変形に対して実質的に横方向である標準パイプ２の周方向にある標準パイプ２に形成された変形を修正する。Ｘ軸方向では、力Ｆ２は、標準パイプ２の端部に近い力Ｆ３よりもカラーに近い。これは、ピン２２が支持要素１８の内側端部を持ち上げ、ピン２３が支持要素２０の外側端部を持ち上げるように、ピン２２および２３を位置決めすることによって達成される。このようにして、較正力を正しい点に作用させることができる。

【0022】

図７はさらに、標準パイプ２の両端に関連して配置されたプランジャ３１を示し、このプランジャ３１によって、ｙ軸に実質的に平行な力Ｆ４が標準パイプの両端に加えられる。力Ｆ４の下で、標準パイプ２は両端から元のサイズまで縮小され、パイプ２の断面は実質的に丸くなる。

【0023】

支持要素１８と力Ｆ２は、力Ｆ４が作用する間、プランジャ３１によって作り出される力Ｆ４の支持点を形成する。プランジャ３１は、力Ｆ４が作用したときに、標準パイプ２の円周の一部にわたって配置され、パイプの一部を正しい形状にするように設計されている。上記の力Ｆ１、Ｆ１ａ、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４は、このようにしてＴ分岐パイプ１に同時に作用する。それぞれの力は、力が取り除かれたときに、Ｔ分岐パイプが力によって「強制された」形状を維持するように、Ｔ分岐パイプ１の材料に影響を与える。言い換えれば、力がＴ分岐パイプ１に作用する臨界点では、力が材料の降伏点を超えている。材料の弾性回復も当然起こるが、これは較正部材の寸法を決める際に考慮しなければならない。

【0024】

本発明による方法およびそれを実施する装置は、開示された実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明は、提示された特許請求の範囲に定義された保護範囲内で、いくつかの方法で適用することができる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】