JP2003048111A - 管端開先加工機及び管端開先加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量が軽く、簡単で容易に、しかも精度良く
管端に開先加工を施すこと。 【解決手段】 管端開先加工機１である。同一円周上の
等間隔位置に適数対のクランプ部材２を配置する。開先
加工を施そうとする管端Ｐ部にこれらの対を成すクラン
プ部材２を挿入し、張り出し機構３により外方向に向か
って放射状に張り出させる。クランプ部材２と軸心方向
に所定間隔を存して切断機構５を配置する。切断機構５
には対を成すクランプ部材２の中心と同軸心を中心とし
て公転が自在なように設けた回転刃４を同一軸に複数枚
重合状に配置する。この切断機構５の前記回転刃４を公
転中心に対して接離移動させる切込み機構６を備える。
切断機構５は、前記回転刃４の前記管端Ｐに対する角度
を調整可能なように枢支する。 【効果】 狭い場所においても容易に、しかも、可及的
に短時間で管端に開先加工を施すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、狭い場所でも簡単
容易に、鋼管の管端に例えば溶接用の開先加工を施すこ
とができる管端開先加工機及びこの管端開先加工機を用
いて管端に開先加工を施すのに最適な方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、導配管の管端に例えば溶接用の開
先加工を施すに際しては、グラインダーや切削装置が用
いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切削装
置は装置自体が大型となることから、例えば都市ガス配
管のガス締切弁を設けた人孔内のような現場で適用する
のにはそぐわなかった。特に大径管になればなる程装置
が大型化し、現場での取扱いが困難になる。

【０００４】また、グラインダーを使用する場合は、作
業時間が長くかかると共に、開先精度が悪いという欠点
があった。

【０００５】本発明は、上記した問題に鑑みて成された
ものであり、重量の軽い可搬型であって、しかも、簡単
で容易に、しかも精度良く管端に開先加工を施すことが
できる管端開先加工機、及び、この管端開先加工機を用
いた開先加工方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る管端開先加工機は、同一円周上の
等間隔位置に配置された適数の対を成すクランプ部材
と、開先加工を施そうとする管端部に挿入されたこれら
の対を成すクランプ部材を外方向に向かって放射状に張
り出させる張り出し機構と、前記クランプ部材と軸心方
向に所定間隔を存して配置され、対を成すクランプ部材
の中心と同軸心を中心として公転が自在なように設けら
れた同一軸に複数枚重合状に配置された回転刃を有する
切断機構と、この切断機構の前記回転刃を公転中心に対
して接離移動させる切込み機構を備え、前記切断機構
は、前記回転刃の前記管端に対する角度を調整可能なよ
うに枢支することとしている。そして、このようにする
ことで、狭い場所においても、簡単で容易に、しかも精
度良く管端に開先加工を施すことができる。

【０００７】また、本発明に係る管端開先加工方法は、
回転刃としてチップソーを採用した切断機構の前記チッ
プソーにおけるチップの半径方向中心位置の周速が５．
２ｍ／秒以下の速度となるようにしてチップソーを回転
させつつ、公転させることとしている。そして、このよ
うにすることで、管端における開先加工時における火花
の発生が完全に抑制でき、かつ、切断作業も良好に行な
えることになる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る管端開先加工機は、
管端開先加工機であって、同一円周上の等間隔位置に配
置された適数の対を成すクランプ部材と、開先加工を施
そうとする管端部に挿入されたこれらの対を成すクラン
プ部材を外方向に向かって放射状に張り出させる張り出
し機構と、前記クランプ部材と軸心方向に所定間隔を存
して配置され、対を成すクランプ部材の中心と同軸心を
中心として公転が自在なように設けられた同一軸に複数
枚重合状に配置された回転刃を有する切断機構と、この
切断機構の前記回転刃を公転中心に対して接離移動させ
る切込み機構を備え、前記切断機構は、前記回転刃の前
記管端に対する角度を調整可能なように枢支されている
ものである。

【０００９】本発明に係る管端開先加工機では、開先加
工を施そうとする管端の前方に、管端開先加工機を吊り
降し、対を成すクランプ部材を管端の内部に挿入する。
次に、張り出し機構を作動させて管端開先加工機を管端
にセンタリングした状態でクランプした後、管端に対す
る角度を調整した複数枚重合状に配置された回転刃の刃
先を開先加工を施すべく管端に切り込ませて、作業者が
人為的に管端の周りを公転させる。以上の操作によっ
て、狭い場所であっても、容易にセッティングできて、
可及的に短時間で管端に所定の開先加工を施すことがで
きる。

【００１０】また、本発明に係る管端開先加工機におい
て、切断機構の公転を公転方向にのみ許容する一方向ク
ラッチを付加した場合には、切断機構を公転する際に切
断機構の公転と逆方向への回転が防止され、開先加工時
における安全性が確保できる。

【００１１】また、本発明に係る管端開先加工機におい
て、張り出し機構として、軸心の前後方向移動を拘束さ
れたクランプ部材の内周面側に勾配を設けると共に、こ
れらの勾配に合致する勾配を有する截頭円錐形状部材を
螺進退により押し引きすることで、対を成すクランプ部
材を外方向に向かって放射状に張り出させる構造を採用
した場合には、クランプ部材によるクランプを作業者の
人為的操作のみによって行なえることになり、管端開先
加工機の更なる軽量化が図れる。

【００１２】また、本発明に係る管端開先加工機におい
て、切断機構として、エアーモータにより同一軸に複数
枚重合状に配置されたチップソーを回転させる構造を採
用した場合には、開先加工時における火花の発生を可及
的に抑制することができる。

【００１３】上記した本発明に係る管端開先加工機を用
いて管端に開先加工を施すに際しては、チップソーにお
けるチップの半径方向中心位置の周速が５．２ｍ／秒以
下の速度でチップソーを回転させつつ、公転させること
により、火花の発生は完全に抑制でき、かつ、開先加工
も良好に行なえることになる。これが本発明に係る管端
開先加工方法である。

【００１４】本発明に係る管端開先加工方法において、
チップソーにおけるチップの半径方向中心位置の周速を
５．２ｍ／秒以下としたのは、本発明者らが、チップの
半径方向中心位置の直径が１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１
３５ｍｍのチップソーを用い、回転数を種々変更して実
験を行った結果、前記周速が５．２ｍ／秒以下の場合に
は、火花の発生を完全に抑制できたからである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る管端開先加工機を図１〜
図３に示す実施例に基づいて説明すると共に、この管端
開先加工機を用いて管端に開先加工を施す本発明方法に
及ぶ。図１は本発明に係る管端開先加工機の第一実施例
を示した縦断面図、図２は本発明に係る管端開先加工機
の第二実施例を示した縦断面図、図３は本発明に係る管
端開先加工機の回転刃部を示した要部斜視図である。

【００１６】図１〜図３において、１は本発明に係る管
端開先加工機であって、少なくとも、開先加工を施そう
とする管端Ｐ部に挿入されるクランプ部材２と、このク
ランプ部材２の張り出し機構３と、図３に示したように
同一軸に例えば１０枚の回転刃４を重合状に配置した切
断機構５と、この切断機構５の切込み機構６を備えてい
る。

【００１７】前記クランプ部材２は、例えば同一円周上
の等間隔位置に３個配置され、これら３個で対を成すク
ランプ部材２は、長手方向の前後（図１及び図２におけ
る紙面左右方向）に配置された円盤状の案内板７ａ，７
ｂによって前後方向の移動を拘束された状態で、外方向
に向かって放射状に移動が自在なように設けられ、常時
はスプリング８により、最内方位置に位置している。

【００１８】また、前記張り出し機構３は、図１及び図
２に示した実施例では、前記した３個で対を成すクラン
プ部材２の内周面側に同一の勾配２ａを設け、これらの
勾配２ａに合致する勾配３ａａを有する截頭円錐形状部
材３ａを、対を成すクランプ部材２と同軸心に配置し、
これを前記した案内板７ａ，７ｂ間で押し引きすること
で、対を成すクランプ部材２を、スプリング８の付勢力
に抗して一斉に同一量だけ外方向に向かって放射状に張
り出させるものを示している。

【００１９】そして、図１及び図２に示した実施例で
は、截頭円錐形状部材３ａを押し引きする手段として、
前記した案内板７ａ，７ｂの軸心にねじ軸３ｂを貫通状
に固定配置し、このねじ軸３ｂに相対移動が自在なよう
に外嵌した筒体３ｃに前記截頭円錐形状部材３ａを固定
することで、ねじ軸３ｂに螺合するナット３ｄを作業者
が人為的にねじ締めすることにより、筒体３ｃ（截頭円
錐形状部材３ａ）を案内板７ａ，７ｂ間で押し引きする
ものを示している。なお、図１及び図２中の３ｅはナッ
ト３ｄの締め込みに要する力を軽減するために、ナット
３ｄと筒体３ｃ間に介設されたスラストベアリングであ
る。

【００２０】また、前記切断機構５は、対を成すクラン
プ部材２と軸心方向に所定間隔を存して、かつ、回転刃
４の管端Ｐに対する角度を調整可能なように転がり軸受
９を内装するフレーム１１に枢支され、対を成すクラン
プ部材２の中心と同軸心を中心として公転が自在なよう
に同一軸に複数枚設けられた回転刃４、例えばチップソ
ーをエアーモータ５ａにより回転させるものである。そ
して、回転刃４を公転させる機構として、図１及び図２
に示した実施例では、筒体３ｃと切断機構５の間に転が
り軸受９を介在させたものを示している。なお、図１中
の１０ａ，１０ｂ、図２中の１０ａは筒体３ｃと転がり
軸受９間に介設した中間部材、５ｂは切断機構５の枢支
点である。

【００２１】また、前記切込み機構６は、回転刃４を前
記した公転中心に対して接離移動させることで行なうも
ので、図１及び図２に示す実施例では、例えばフレーム
１１にねじ込んだ送りねじ６ａをナット６ｂのねじ締め
により螺進退することで、公転中心に対して接離移動が
自在なようにスライドフレーム１２を取り付け、このス
ライドフレーム１２に切断機構５を取付けたものを示し
ている。

【００２２】図１及び図２に示す実施例では、スライド
フレーム１２は、常時はスプリング６ｃによって上方限
位置に位置し、回転刃４を切込んだ後のフレーム１１に
対する固定は、スライドフレーム１２に螺入したクラン
プねじ１３を、フレーム１１に開設した長孔１１ａを貫
通させて締め込むことで行なうものを示している。ま
た、図２に示した実施例では、ナット６ｂの締め込みに
要する力を軽減するために、ナット６ｂとフレーム１１
間にスラストベアリング１５を介設したものを示してい
る。

【００２３】上記した構成の本発明に係る管端開先加工
機１では、開先加工を施そうとする管端Ｐの前方に、管
端開先加工機１を吊り降し、対を成すクランプ部材２を
管端Ｐの内部所定位置に挿入する。次に、張り出し機構
３を作動させ、すなわち、ナット３ｄをねじ締めし、截
頭円錐形状部材３ａを例えば図１及び図２における紙面
左方向に移動させてクランプ部材２を外方向に一斉に同
一量張り出させ、管端開先加工機１を管端Ｐにセンタリ
ングしつつ、管端Ｐの所定位置にクランプする。

【００２４】その後、管端Ｐに対する角度を調整した複
数枚重合状に配置した回転刃４を、エアーモータ５ａを
駆動して回転させた状態で、ナット６ｂをねじ締めして
送りねじ６ａを押し出し、スライドフレーム１２をスプ
リング６ｃの付勢力に抗して公転中心方向に移動させ、
回転刃４の刃先を開先加工を施すべく管端に所定量切り
込ませたところでナット６ｂのねじ締めを止める。

【００２５】次に、クランプねじ１３を締め込んで回転
刃４（切断機構５）の位置を固定する。そして、この切
り込ませた状態で、作業者がフレーム１１の両端に取付
けたハンドル１４を持って、回転刃４を人為的に管端Ｐ
の周りを公転させる。以上の操作によって管端Ｐに所要
の開先加工を施す。

【００２６】上記した管端Ｐの開先加工時において、回
転刃４としてチップソーを採用した場合には、チップソ
ーにおけるチップの半径方向中心位置の周速を５．２ｍ
／秒以下の速度で回転させつつ、下向き切断するように
公転させることにより、切断時における火花の発生も完
全に抑制できる。なお、前記した管端Ｐの開先加工に際
し、回転刃４に冷却用切削水をかけながら作業を行なえ
ば、仮に作業時における火花が発生したとしても、その
火花を確実に抑制することができ、二重に安全が図れる
ことになる。

【００２７】また、本発明に係る管端開先加工機１を用
いて上記したように管端Ｐに開先加工を施す際には、回
転刃４の回転によりハンドル１４は公転方向と反対方向
に回転しようとするので、切断時、作業者は常にこの力
に抗してハンドル１４が反対方向に回転しないように保
持しておく必要がある。

【００２８】従って、図２に示したように、本発明に係
る管端開先加工機１において、切断機構５の公転を公転
方向にのみ許容する一方向クラッチ１６を付加した場合
には、切断機構５を公転する際における切断機構５の公
転と逆方向への回転が防止され、作業者の労力が軽減さ
れて切断時における安全性が確保できる。

【００２９】本実施例では、防爆仕様のものとして、エ
アーモータ５ａを使用して回転刃４を回転させるものを
示したが、防爆仕様でない場合には、電気モータを使用
しても良い。また、本実施例では、クランプ部材２は３
個で対を成すものを示したが、センタリングとクランプ
が行なえるものであれば、対を成すクランプ部材２の個
数は特に３個に限定されるものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
狭い場所においても容易に、しかも、可及的に短時間で
管端に開先加工を施すことができる。そして、切断機構
の公転を公転方向にのみ許容する一方向クラッチを付加
した場合には、切断機構を公転する際に切断機構の公転
と逆方向への回転が防止され、切断時における安全性が
確保できる。

【００３１】上記した本発明に係る管端開先加工機を用
いて開先加工を施すに際しては、チップソーにおけるチ
ップの半径方向中心位置の周速が５．２ｍ／秒以下の速
度でチップソーを回転させつつ、公転させることによ
り、火花の発生は完全に抑制でき、かつ、切断作業も良
好に行なえることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る管端開先加工機の第一実施例を示
した縦断面図である。

【図２】本発明に係る管端開先加工機の第二実施例を示
した縦断面図である。

【図３】本発明に係る管端開先加工機の回転刃部を示し
た要部斜視図である。

【符号の説明】

１ 管端開先加工機 ２ クランプ部材 ２ａ 勾配 ３ 張り出し機構 ３ａ 截頭円錐形状部材 ３ａａ 勾配 ３ｂ ねじ軸 ４ 回転刃 ５ 切断機構 ５ａ エアーモータ ６ 切込み機構 １６ 一方向クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 紀美雄 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3C022 AA10 DD07 DD11 DD15 DD17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管端開先加工機であって、同一円周上の
   等間隔位置に配置された適数の対を成すクランプ部材
   と、開先加工を施そうとする管端部に挿入されたこれら
   の対を成すクランプ部材を外方向に向かって放射状に張
   り出させる張り出し機構と、前記クランプ部材と軸心方
   向に所定間隔を存して配置され、対を成すクランプ部材
   の中心と同軸心を中心として公転が自在なように設けら
   れた同一軸に複数枚重合状に配置された回転刃を有する
   切断機構と、この切断機構の前記回転刃を公転中心に対
   して接離移動させる切込み機構を備え、前記切断機構
   は、前記回転刃の前記管端に対する角度を調整可能なよ
   うに枢支されていることを特徴とする管端開先加工機。
2. 【請求項２】 切断機構の公転を公転方向にのみ許容す
   る一方向クラッチを付加したことを特徴とする請求項１
   記載の管端開先加工機。
3. 【請求項３】 張り出し機構は、軸心の前後方向移動を
   拘束されたクランプ部材の内周面側に勾配を設けると共
   に、これらの勾配に合致する勾配を有する截頭円錐形状
   部材を螺進退により押し引きすることで、対を成すクラ
   ンプ部材を外方向に向かって放射状に張り出させる構造
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の管端開先
   加工機。
4. 【請求項４】 切断機構は、エアーモータにより同一軸
   に複数枚重合状に配置されたチップソーを回転させる構
   造であることを特徴とする請求項１〜３の何れか記載の
   管端開先加工機。
5. 【請求項５】 請求項４記載の管端開先加工機を用いて
   管端に開先加工を施すに際し、チップソーにおけるチッ
   プの半径方向中心位置の周速が５．２ｍ／秒以下の速度
   でチップソーを回転させつつ、公転させることを特徴と
   する管端開先加工方法。