JP2557017B2

JP2557017B2 - 長尺管用摩擦圧接機

Info

Publication number: JP2557017B2
Application number: JP5241955A
Authority: JP
Inventors: 昌克内田
Original assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH0775885A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺管用摩擦圧接機に
関し、更に詳細には圧接する一対の被加工物の一方（被
加工物Ａ）を固定し、他方（被加工物Ｂ）を回転しつつ
被加工物Ａに圧力下で接触させるようにした管状被加工
物の周継ぎ手用摩擦圧接機であって、被加工物Ｂが長尺
管であっても摩擦圧接できるようにした長尺管用摩擦圧
接機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】摩擦圧接機は、一般に、特開平１−１２
７２０２号公報に開示されているように、基台と、基台
上に固定された第１把持装置と、基台上を第１把持装置
に対し進退する作動体とを備えている。更に、該作動体
には、駆動装置と、該作動体と一体的に進退すると共に
駆動装置により作動体の進退方向線の周りに回転するよ
うにされた主軸と、主軸と共に回転する外バリ切削装置
とが設けてある。主軸は、その内側に被加工物Ｂを収容
すると共に第１把持装置側主軸端部に第２把持装置を備
えて被加工物Ｂを把持する。従来、実用化された内バリ
切削装置付き摩擦圧接機において摩擦圧接できる被加工
物の組合せは、長尺管と短管の組合せ、又は長尺管と例
えばフランジ、異径継ぎ手、分岐管等の短い配管材料と
の組合せのみであって、長尺管と長尺管との組合せは、
摩擦圧接の施工ができなかった。それは、回転側の主軸
に収容し、第２把持装置で把持できるのは、その構造及
び機能上の理由から、長さの短い短管或いは短い配管材
料のみであったからである。

【０００３】また、長尺の管状被加工物を回転側に収容
して把持するようにした摩擦圧接機も提案されている
が、それらは摩擦圧接を工業的に実施できる程度には実
用化されておらず、また摩擦圧接により生じたバリを除
去するには、被加工物を摩擦圧接機から取り外して別の
バリ取り装置で除去する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、化学装置、
石油精製装置等のプロセス装置は、多数の機器を配管で
接続することにより形成されている。かかる配管は、１
次元のみならず、２次元及び３次元方向に展開し、かつ
多岐に分岐し、所々で曲がり、また機器との接続口を有
する必要があるので、配管工事では、パイプとフラン
ジ、エルボ、分岐管、異径継ぎ手等の配管部品、或いは
長尺のパイプと長尺のパイプとを接続することが必要に
なる。更には、エルボ等の配管部品を一端に取り付けた
パイプにパイプを接続する必要のある場合もあり、また
ある場合にはかかる配管部品付きパイプの配管部品に長
尺のパイプを接続する必要が生じる。しかし、従来の摩
擦圧接機では、長尺管のパイプを回転側に収容、把持で
きるようにはなっていないので、上述のような配管施工
を必要とする場合には摩擦圧接機を利用することができ
ず、極めて摩擦圧接機の利用が限られていた。また、仮
に長尺管のパイプを回転側で把持できたとしても、従来
の摩擦圧接機では、摩擦圧接した後、被加工物を摩擦圧
接機から取り外し、別の切削装置でバリを切削する必要
があったので、作業の能率が極めて悪かった。

【０００５】ところで、配管の周継ぎ手溶接は、溶接端
部を突き合わせて開先加工を施す溶接前準備及び溶接施
工自体に高度の技量と経験を必要としているので、配管
工事を行うに際し、かかる技量と経験を備えた技能者を
多人数揃えるのは段々困難になり、配管工事の円滑な施
工に支障を来すようになっている。そこで、長尺管のパ
イプを回転側に収容、把持できるような、圧接の適用範
囲の広い工業的に実用できる摩擦圧接機の出現が望まれ
ていた。

【０００６】以上の状況に鑑み、本発明は、長尺管同士
を摩擦圧接でき、かつ圧接工程に引き続き被加工物を取
り外す必要なくバリ取りを施すことのできる摩擦圧接機
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】長尺管同士を摩擦圧接す
るためには、第１には回転側で長尺管を収容、把持する
適当な手段、第２には長尺管を回転させると横振れが生
じるが、その横振れを効率よく止める手段、第３には長
尺管を貫通する切削シャフトの調芯を行い、その回転横
振れを止める手段、第４には内バリ切削刃が長尺管内面
を損傷しないようにする手段をそれぞれ開発する必要が
あった。本発明者は、実際に実験機を作製し、多数の実
験を重ねて摩擦圧接を研究した末、上述の各手段を開発
し、本発明を完成するに至った。

【０００８】上記目的を達成するため、実験の結果に基
づき、本発明に係る摩擦圧接機は、主軸が、作動体を進
退方向に貫通する円筒体からなり、更に、主軸の中空部
を長手方向に貫通、延在し、かつ内バリ切削刃を第２把
持装置側端部に有する切削シャフトと、第１把持装置と
は反対側で作動体に連結されて一体的に進退すると共に
切削シャフトの他端を保持して、該切削シャフトを主軸
長手方向に進退させ、かつ主軸軸芯周りに回転させるよ
うにした第２駆動装置と、作動体と第２駆動装置との間
で作動体に連結されて一体的に進退すると共に被加工物
を回転自在に把持する第３把持装置とを備え、管状被加
工物Ｂが長尺管であって、該長尺管を主軸と切削シャフ
トとの間の環状空間に収容し、該長尺管の一端を第２把
持装置で、他端を第３把持装置でそれぞれ把持するよう
にしたことを特徴としている。

【０００９】作動体は、剛性の構造体で形成されてい
て、適当な駆動装置により駆動される。例えば基台上に
固定された油圧シリンダー又は空気圧シリンダーから延
びるシャフトが作動体に固定されており、作動体はシャ
フトの伸縮により基台上を第１把持装置に対して前進し
て被加工物同士を圧接する。被加工物が大径又は肉厚の
管の圧接の場合には大きな圧力を必要とし、被加工物が
小径又は薄肉の管の圧接の場合には小さな圧力のみを必
要とするので、作動体を前進させる駆動装置は、高推力
と低推力の２種類の駆動装置から構成されているのが望
ましい。切削シャフトの断面形状は、特に制約はない
が、回転時のバランスを良くするために好適には円形で
ある。第２駆動装置を作動体に連結する部材は、特に制
約は無く、例えば第２駆動装置と作動体とは、切削シャ
フトを中心に左右に平行に延在する２本のロッドで連結
される。

【００１０】実用的には、長尺管の長さに合わせて第３
把持装置の位置を容易に調整できるようにするのが、望
ましい。そこで、後述する実施例の場合のように、これ
ら２本のロッドに螺旋状のネジを切り、そのネジに沿っ
て第３把持装置が移動可能であり、かつナットで掛止す
ることにより、これら２本のロッドで第３把持装置を作
動体に一体的に連結する。切削シャフトは、第２駆動装
置に設けられた油圧シリンダー内を進退するプランジャ
と連結され、プランジャの進退により主軸長手方向に進
退する。更に、実施例で説明するように、切削シャフト
に連結されたプランジャにはスラスト軸受とジャーナル
軸受とが取り付けられ、進退方向にはスラスト軸受が機
能し、回転にはジャーナル軸受が機能するようにするの
が望ましい。第２駆動装置に設ける切削シャフト回転手
段は、特に制限は無く、例えば電気モータを使用でき
る。

【００１１】本発明の望ましい実施態様では、切削シャ
フトが、切削シャフト本体と、該切削シャフト本体を中
空部内に収容し、かつ切削シャフト本体との間にリング
状の低摩擦性無給油ブッシュを介在させた中管と、更に
該中管を中空部内に収容する外管とからなる組合体であ
って、切削シャフト本体は、その第２把持装置側端部に
内バリ切削刃を備え、他端を把持した第２駆動装置によ
り駆動されて、主軸長手方向に進退して内バリ切削刃を
主軸開口から出入させると共に回転させ、外管は、その
前端部が切削シャフト本体の内バリ切削刃の背後に位置
し、かつ内バリ切削刃に向かって径が縮小するようなテ
ーパ面に形成された内周面と、主軸長手方向に先端まで
延在するように形成された複数のスリットとを備え、更
にその後端部が第２駆動装置に固定され、中管は、その
前端部が外管の前端部ないしその背後に位置し、かつ外
管の前端部の内周面に合致するテーパ面に形成された外
周面を備え、更に第２駆動装置により駆動されて主軸長
手方向に自在に進退できるように、その後端部が第２駆
動装置に取り付けられていることを特徴としている。

【００１２】外管及び中管の断面形状は、特に制約はな
いが、組合体の構成上から切削シャフト本体の断面形状
に相似であることが望ましく、切削シャフト本体が丸棒
である場合には、外管、中管とも円管が好適である。外
管及び中管の前端部は、外管本体或いは中管本体と同体
でも良く、実施例のように別体でも良い。

【００１３】本発明の望ましい別の実施態様では、内バ
リ切削刃は、切削シャフトの第２把持装置側端部に取り
付けられている円柱状ホルダに保持された複数個のバイ
トチップで構成され、ホルダの外周には、ホルダの外径
より大きく被加工物Ｂの内径より小さい外径を有する回
転自在なリング状ローラがホルダと同心状に設けられ、
複数個のバイトチップは、そのバイトチップのうちの少
なくとも１個（一のバイトチップ）がローラの外径より
も僅かに大きい径位置、かつ残りのバイトチップが該外
径より僅かに内方に入った径位置でホルダ端面の周縁部
にホルダの中心に対して相互に反対方向に配置され、一
のバイトチップが上側に残りのバイトチップが下側に位
置するように、切削シャフトは、該切削シャフトの回転
停止中、その回転位相が維持されることを特徴としてい
る。

【００１４】また、その更に望ましい実施態様では、円
柱状ホルダは、該ホルダに対して被加工物Ｂの内周面を
押圧することにより切削シャフトを下方に押し下げるよ
うにした弾性手段を一のバイトチップと同じ周方向位置
に備え、被加工物Ｂを回転しつつ被加工物Ａに圧力下で
接触させる圧接工程中、切削シャフトを下方に押し下げ
て一のバイトチップが被加工物Ｂの内周面に接触しない
ようにしたことを特徴としている。

【００１５】本発明の望ましい別の実施態様では、切削
シャフト組合体が第２把持装置の反対側で作動体を貫通
する出口には、切削シャフト組合体の外側に挿入した被
加工物Ｂを弾性的に把持して、該被加工物Ｂの振れ止め
を行う調芯装置が設けてあることを特徴としている。調
芯装置の好ましい一つの態様は、切削シャフト組合体の
長手方向に平行な軸の周りに回転する押さえローラを一
端に備え、切削シャフト軸芯に対して対称に配置された
支点の周りにそれぞれ回動する少なくとも３個のレバー
と、押さえローラが被加工物Ｂを押圧するようにレバー
の他端を動かすリンク機構と、リンク機構を駆動する流
体圧シリンダーとからなることを特徴としている。

【００１６】本発明の望ましい別の実施態様では、内径
が被加工物Ｂの外径より大きく、かつ外径が主軸の内径
より小さい円筒形として形成され、かつその両端部近傍
に低摩擦性Ｏ−リングを装着して主軸に対して摺動でき
るようにしたスリーブを主軸内に備え、該スリーブ内に
被加工物Ｂを挿入するようにしたことを特徴としてい
る。スリーブは被加工物Ｂの外径に応じて取換えられる
ようになっている。Ｏ−リングには、例えば市販のテフ
ロン製のＯ−リングを使用できる。

【００１７】本発明に係る摩擦圧接機を使用する管状被
加工物の周継ぎ手接合方法の好ましい態様は、上述の長
尺管用摩擦圧接機を使用して、被加工物の一方（被加工
物Ａ）を固定し、他方（被加工物Ｂ）を回転しつつ被加
工物Ａに圧力下で接触させて、管状被加工物の周継ぎ手
接合を施すに際し、主軸を回転しつつ被加工物Ａに向け
前進させることにより、主軸内に収容、保持された被加
工物Ｂを回転させつつ被加工物Ａに圧力下で接触させ
て、双方を接合する圧接工程中、内バリ切削刃を被加工
物ＡとＢとの接合部近傍に位置させておきながら、主軸
の回転方向とは逆の回転方向に切削シャフトを回転さ
せ、それによって、加熱工程及びアプセット工程を含め
た圧接工程で、形成された内バリを直ちに切削するよう
にしたことを特徴としている。

【００１８】ここで、加熱工程とは、被加工物Ａを固定
し、被加工物Ｂを被加工物Ａに接触、回転させて加熱す
る工程であり、アプセット工程とは、被加工物Ｂの回転
を停止して被加工物Ａに押圧、圧接する工程である。内
バリ切削刃には、耐熱性の高い内バリ切削刃、例えばセ
ラミックス製、サーメット製、超硬合金製のバイトチッ
プを使用する。

【００１９】

【作用】請求項１の発明では、円筒体で構成された主軸
と切削シャフトとの間の環状空間部に長尺管を収容し、
主軸内に設けた第２把持装置と、作動体と一体的に進退
すると共に被加工物を回転自在に把持する第３把持装置
とによって長尺管の前後端を把持することにより、回転
側に長尺管を収容、把持して、摩擦圧接できるようにさ
れている。また、進退自在な切削シャフトの先端に内バ
リ切削刃を設け、内バリ切削刃の位置が内バリの位置に
合致するように切削シャフトの進退を調節することによ
り、長尺管同士の圧接後、摩擦圧接機から取り外すこと
なく内バリを切削できる。

【００２０】請求項２の発明では、切削シャフトを、切
削シャフト本体、その外側の中管及びその外側の外管と
から組合体として構成し、中管の後端部を介して第２駆
動装置により中管を進退させることにより、中管の前端
部を外管の目端部内に自在に進入させて外管前端部の内
周テーパ面に中管の外周テーパ面を係合させて、外管先
端部を拡開し、被加工物の内周面を押圧させる。これに
より、自動的に長尺管の軸芯に合わせて切削シャフト本
体を調芯し、かつその位置に保持することができると共
に、切削シャフト本体の剛性が増す。

【００２１】請求項３の発明では、複数のバイトチップ
のうち少なくとも１個（一のバイトチップ）がローラの
外径よりやや大きめの径位置、かつその残りのバイトチ
ップが該外径より僅かに内方に入った径位置でホルダ端
面の周縁部にホルダの中心に対して相互に反対方向に配
置されており、一のバイトチップが上側に残りが下側に
位置するように、切削シャフトは、回転停止中、その回
転位相が維持されるので、ホルダが自重により被加工物
の内面に接触してもバイトチップが被加工物の内面に接
触しないようになっている。これにより、バイトチップ
を進退させても、また内バリ切削後被加工物を主軸から
引き出しても、被加工物の内面がバイトチップにより損
傷を受けるようなことがなくなる。また、内バリ切削時
には、上記残りのバイトチップが粗削りを施し、上記一
のバイトチップが仕上げ削りを施すようになっている。

【００２２】請求項４の発明では、円柱状ホルダは、該
ホルダに対して被加工物Ｂの内周面を押圧することによ
り切削シャフトを下方に押し下げるようにした弾性手段
を一のバイトチップと同じ周方向位置に備えることによ
り、被加工物Ｂを回転しつつ被加工物Ａに圧力下で接触
させる圧接工程中、切削シャフトを下方に押し下げて一
のバイトチップが被加工物Ｂの内周面に接触しないよう
にし、被加工物Ｂの内周面を損傷しないようにしてい
る。内バリ切削を施すときには、中管を前進させると、
中管前端部と外管前端部との協働により、切削シャフト
本体、従ってバイトチップを取り付けた内バリ切削刃が
被加工物Ｂの軸芯に位置し、一のバイトチップは丁度被
加工物Ｂの内周面に位置する。

【００２３】請求項５及び請求項６の発明では、調芯装
置によって長尺管の回転時の横振れ止めを行って、円滑
な摩擦圧接操作を実現することができる。また、被加工
物Ｂを主軸内に挿入するとき、切断シャフトを主軸の軸
芯に保持して、第２把持装置との間の隙間を周方向に均
一に確保し、被加工物Ｂを主軸内に挿入し易くする作用
を果たす。請求項７の発明では、主軸の内径と長尺管と
外径との差が大きいとき、スリーブを装着することによ
り、被加工物Ｂを主軸センター内に芯を保って水平に主
軸内に挿入しやすくすると共に回転中の長尺管の横振れ
を完全に防止することができる。

【００２４】請求項８の発明では、当初から内バリ切削
刃を接合部の近傍に位置させ、かつ主軸の回転方向と逆
の回転方向に切削シャフトを回転させておくことにより
内バリに形成直後に内バリが切削できる。

【００２５】

【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図１は本発明に係る摩擦
圧接機の一実施例の平面図、図２は図１の摩擦圧接機の
側面図、図３は主軸の長手方向断面図である。尚、各図
とも模式的図面である。

【００２６】本発明に係る摩擦圧接機１０は、図１及び
図２に示すように、基台１２と、基台１２の一方の端部
（前端部）１４上に固定された第１把持装置１６と、基
台１２上を第１把持装置１６に向かって前進し、それか
ら後退する作動体１８と、前端部とは反対側の端部（後
端部）２０側に位置し、作動体に連結されて一体的に進
退可能な第２駆動装置２２と、作動体１８と第２駆動装
置２２との間に位置し、作動体１８に連結されて一体的
に進退する第３把持装置２４とから基本的には構成され
ている。図示の例では、圧接される１対の管状の被加工
物Ａ、Ｂは、いずれも長尺のパイプであって、一方のパ
イプＡが第１把持装置１６でクランプされており、他方
のパイプＢは作動体１８を貫通してその一端が第３把持
装置２４でクランプされている。尚、パイプＡは、必ず
しも直管でなくてもよく、例えばエルボが端部に接続さ
れているパイプでもよく、またエルボ付きパイプのエル
ボにパイプＢを接続するようにすることもできる。

【００２７】基台１２は、平面が長方形で後端部２０
（以下、前端部１４側を前部又は前方、後端部２０側を
後部又は後方と称する）側が一段高い形状に形成された
剛構造体であって、工場の床上に固定されている。第１
把持装置１６は、油圧シリンダー等の駆動装置２６Ａ、
Ｂをそれぞれ有する１対のクランプ爪の各々２８Ａ、Ｂ
を左右に備え、各クランプ爪２８Ａ、Ｂを駆動装置２６
Ａ、Ｂによって動作させて、パイプＡをクランプする。
かかる把持装置は、既に本発明者等によって種々の構成
が研究され、実用化されており、例えば特公平１−５３
１６０号公報等で開示されているが、本実施例では、特
願平４−００１７３８で提案した把持装置が使用されて
いる。この把持装置は、固定側被加工物Ａと回転側被加
工物Ｂとの調芯を容易に行うことができるように改良さ
れたものである。

【００２８】作動体１８は、長方体状の剛構造体であっ
て、後述の主軸を回転させる第１駆動装置として電気モ
ータ３０をその上面に及び第２把持装置３２を前面に備
えており、底面で基台１２上を基台１２の長手方向に摺
動して第１把持装置１６に対して進退する。作動体１８
の進退動作は、基台１２と一体的に形成されてその左右
に起立する支持部材３４Ａ、Ｂに固定された駆動装置、
例えば油圧シリンダーの駆動力によって行われる。油圧
シリンダーは、高推力の油圧シリンダー３６と低推力の
油圧シリンダー３８の組から構成され、それぞれの組
Ａ、Ｂが支持部材３４Ａ、Ｂにそれぞれ取り付けられ、
そのシャフト４０Ａ、Ｂの先端が作動体１８に固定され
ている。

【００２９】主軸４２は、図３に示すように、作動体１
８を貫通してその進退方向に延在する円筒体で形成され
ていて、作動体と一体的に進退すると共に電気モータ３
０により歯車機構を介して円筒体の軸芯の周りに回転す
るようになっている。また、円筒形主軸４２の端面に
は、第２把持装置３２が設けてある。尚、図３中１８
は、作動体１８のケーシングの一部の断面を示してい
る。主軸４２が作動体１８に対して主軸軸芯の周りに自
在に回転するように、第１ジャーナル軸受４４が第２把
持装置３２の背後に、第２ジャーナル軸受４６が主軸後
端部近傍にそれぞれ設けられている。また、スラスト軸
受４８が、第１及び第２ジャーナル軸受４４、４６の間
に設けてあり、摩擦回転時及び圧接時のスラストを受け
るようになっている。

【００３０】主軸４２には、外周に歯が刻設された歯車
５０が、スラスト軸受４８とジャーナル軸受４６との間
で取り付けられていて、図３に歯車の一部を示した歯車
機構５２を介して電気モータ３０の回転力を受け、それ
によって主軸４２が回転する。歯車機構５２は、外バリ
切削時に使用される回転比の大きい（例えば２：１）低
速歯車機構と摩擦加熱時に使用される回転比の小さい
（例えば１：１）高速歯車機構とから構成され、それぞ
れクラッチ機構（図示せず）により切り換えることがで
きる。

【００３１】第２把持装置３２は、既に本発明者等によ
って研究されており、種々のものが実用化されている。
それらは、例えば特開平４−４１０８６号公報、特開平
４−５２０８９号公報で開示され、また特願平４−００
１７８１で提案されている。本実施例で使用している把
持装置は、特願平４−００１７８１で提案したコレット
チャック式把持装置とほぼ同様な把持装置である。本実
施例の第２把持装置３２は、図３に示すように、コレッ
トチャック外筒５４と、コレットチャック５６と第１プ
ランジャ５８とシリンダーカバー６０との組合体であ
る。組合体の各部品の詳細は、前掲出願明細書に記載さ
れているので、ここでは、本発明に関係する基本的な構
成のみを記載する。

【００３２】コレットチャック外筒５４は、前方に向か
って内径寸法が拡大する円錐面状のテーパ面６２に形成
された内周面を有する円筒状の部材であって、主軸４２
の前端面に連結されている。コレットチャック５６も、
基本的には円筒状に形成された部材であって、前部は被
加工物を把持する爪部５７、後部は前部より小径の円筒
であってその円筒状外周面にネジが刻設されたネジ係合
部５９、また中間部は前部と後部を連結する円筒状連結
部として形成されている。コレットチャック５６は、ネ
ジ係合部５９を介して第１プランジャ５８の前部に固定
されている。爪部５７には、複数、例えば８個のスリッ
トが円筒状連結部の環状板６１の外周部を含んで主軸４
２の長手方向に爪部先端まで切ってあり、スリットとス
リットとの間の部位は、それぞれが爪として機能する。
一方、爪部５７の外周面がコレットチャック外筒５４の
テーパ面６２に合致するテーパ面に形成されている。以
上の構成により、コレットチャック５６が後方に後退す
ると爪部５７の径が縮小してスリット間の爪が被加工物
を確実かつ強固に把持し、前方に前進すると、爪部５７
の径が拡大してスリット間の爪が被加工物を把持状態か
ら開放する。

【００３３】第１プランジャ５８は、円筒体であって、
主軸４２とシリンダーカバー６０との間に形成されたシ
リンダー６３内を前進、後退するように構成されてい
て、プランジャ部の前後の小さい環状の小室６４、６６
に流入し、またそこから流出する作動油の油圧により進
退する。第１プランジャ５８にコレットチャック５６が
連結されているので、第１プランジャ５８が後退すると
コレットチャック５６がコレットチャック外筒５４に対
して後退して爪部５７が縮径し、第１プランジャ５８が
前進するとコレットチャック５６がコレットチャック外
筒５４に対して前進して爪部５７の径がが元に戻る。

【００３４】コレットチャック外筒５４には、被加工物
圧接部に生じた外バリを圧接後に切削する外バリ切削装
置６８が取り付けてある。本発明者等は、外バリ切削装
置についても長年研究し、種々の様式の外バリ切削装置
を特開平１−１２７２０２号公報、特開平３−２０８５
０３号等に開示しているが、本実施例では、外バリ切削
装置６８として特開平２０８５０３号公報に開示した外
バリ切削装置を使用している。外バリ切削装置６８の各
部品の詳細は、前掲公報に記載されているので、ここで
は、本発明に関係する基本的な構成のみを記載する。本
外バリ切削装置６８は、主軸軸芯に対して平行に支持さ
れ、かつ揺動させるようにしたアームを備え、その先端
に配置したバイトチップ６９を外バリに接触させて切削
するようにした装置で、アームの所定位置への早送りと
微速送りが可能なように工夫されている。外バリ切削装
置６８は、取り付けられたコレットチャック外筒５４を
介して主軸４２と一体的に回転し、それによってバイト
チップ６９が外バリを切削する。

【００３５】図４は、主軸４２前部に設けられたこコレ
ットチャック組合体３２により把持されたパイプＢの中
空部に存在する切削シャフト組合体７１の構成を示す長
手方向部分断面図であり、図５は第２駆動装置２２の部
分断面図、図６は外管前端部の部分断面図である。図４
に示すように、切削シャフト組合体７１は、主軸４２を
貫通して第２駆動装置２２まで延在する切削シャフト本
体７２と、同様に延びる中管７４及び外管７６と、切削
シャフト本体７２の前端の内バリ切削刃部７８とから構
成されている。図中、７０は調整コレットチャックであ
って、被加工物の外径が、コレットチャック５６の径に
比べて小さい時に使用されるもので、コレットチャック
５６とほぼ同様な構成になっている。

【００３６】切削シャフト本体７２は、中実丸棒状の部
材であって、その前部に内バリ切削刃部７８を有し、図
５に示すように後端部１２０で第２駆動装置２２により
支持されている。内バリ切削刃部７８は、２個のバイト
チップからなる内バリ切削刃８０Ａ、Ｂと、内バリ切削
刃８０Ａ、Ｂを保持する保持部材８２と、切削シャフト
本体７２の前部先端に取り付けられていて、保持部材８
２を収容する円柱状ホルダ８４とから構成されている。
ホルダ８４は、切削シャフト本体７２の外径と同じ内径
の中空部を有する円筒形の部材であって、キー溝とキー
との組合せ（図示せず）による係合手段によって切削シ
ャフト本体７２に係合され、切削シャフト本体７２と一
体的に回転する。ホルダ８４の外周には、ホルダ８４の
外径より大きくパイプＢの内径より僅かに小さい外径を
有する回転自在なリング状ローラ８６がホルダ８４と同
心状に設けられている。ホルダ８４を介在させることに
より、ホルダ８４は、切削シャフト本体７２の回転に伴
いパイプＢおよび切削シャフト７２に対して自由に回転
することができる。

【００３７】保持部材８２は、円板部８８と、円板部８
８と一体的に形成されてその中心から主軸長手方向に延
びるロッド部９０とからなり、ロッド部９０は、ホルダ
８４内に貫入してネジ結合されている。２個のバイトチ
ップ８０Ａ、Ｂは、円板部８８の先端面でその中心に対
して相互に反対方向の周縁部に配置されている。一方の
バイトチップ８０Ａの先端がローラ８６の外径より僅か
に大きい（例えば１mm大きい）径位置、かつ他方のバイ
トチップ８０Ｂの先端が外径より僅かに内方に入った径
位置、例えば１mm内方に入った径位置で円板部８８に取
り付けられている。切削シャフト本体７２は、バイトチ
ップ８０Ａが上側にバイトチップ８０Ｂが下側に位置す
るように、その回転停止中、又は被加工物Ｂの回転中、
その回転位相が維持されるので、切削シャフト本体７２
の進退中、或いは内バリ切削後パイプＢを主軸４２内か
ら抜き出すとき、パイプＢの内面がバイトチップ８０に
よって損傷されるようなことは生じない。また、内バリ
切削時には、バイトチップＢが粗削りを施し、バイトチ
ップＡが仕上げ削りを施すようになっている。

【００３８】本実施例では、ホルダ８４の後部でローラ
８６の背後にバイトチップ退避装置８１が、図９（ａ）
に示すように設けてある。バイトチップ退避装置８１
は、適当な弾性手段の弾発力、例えば図９（ｂ）に示す
板バネ８３又は図９（ｃ）に示すコイルバネ８５の弾発
力で摺動片８７を介してパイプＢの内周面を押圧し、そ
の反力で切削シャフト組立体７１の内バリ切削刃部７８
を下方に押し下げる。図９（ｂ）又は（ｂ）は、図９
（ａ）の矢視Ｉ−Ｉの断面図である。これによって、バ
イトチップ８０Ａは、切削シャフト組立体７１の回転停
止中、一方のバイトチップ８０Ａの先端がパイプＢの内
周面に接触して損傷しないようになっている。内バリ切
削を施すため、中管前端部（内バリ取り内コレット）１
０６を前進させると、コレットが締まり切削軸（切削シ
ャフト本体）７２、内バリ切削刃部７８、切削シャフト
組立体７１が、被加工物Ｂの軸芯に復帰し、バイトチッ
プ８０Ａは、パイプＢの内周面に当接して内バリを切削
する。摺動片８７は、パイプＢの回転中、パイプＢの内
周面を周方向に摺動するので、耐摩耗性合金又はセラミ
ックスで作られている。尚、摺動片８７に代えてパイプ
Ｂの内周面を転動するローラでもよい。また、図９
（ａ）及び（ｂ）中、８９は板バネ８３又はコイルバネ
８５の保持体である。

【００３９】中管７４は、その中空部内に切削シャフト
本体７２を収容するように形成された円筒体で、切削シ
ャフト本体７２との間にリング状の低摩擦性無給油ブッ
シュ、例えば含油焼結金属製のブッシュ９２を介在させ
ている。更に、外管７６は、その中空部内に中管７４を
収容するように形成された円筒体である。外管７６の前
部には、円筒状の前端部（内バリ取り外コレット）９４
がネジ結合され、ホルダ８４の背後に配置されている。
外管７６の後端部９６は、図５に示すように、取り付け
リング９８を介してネジ結合により第２駆動装置２２の
ケーシング１００に固定されている。前端部９４は、図
６に示すように、前方に向かって径が縮小するようなテ
ーパ面１０２に形成された内周面を備えると共に主軸軸
芯に平行な方向で先端まで延在する複数のスリット１０
４が設けられている。図６中、１０５は外管７６とのネ
ジ結合部を示す。

【００４０】中管７４の前部には、円筒状の前端部１０
６がネジ結合され、外管７６の前端部９４の背後に配置
されている。中管７４の後端部１０８は、図５に示すよ
うに、第２駆動装置２２内の第２プランジャ１１０の前
端部にネジ結合により固定されている。前端部１０６
は、外管７６の前端部９４の内周のテーパ面１０２に合
致するように形成されたテーパ面を外周に備えており、
前端部１０６と切削シャフト本体７２との間にはリング
状の低摩擦性無給油ブッシュ、例えば含油焼結金属製の
ブッシュ１１２を介在させている。第２プランジャ１１
０は、円筒体であって、第２駆動装置２２のケーシング
１００に形成された油圧シリンダー１１４内に配置さ
れ、第２プランジャ１１０の前後の環状小室１１６及び
１１８に作用する油圧により進退する。第２プランジャ
が前進すると、中管７４が前進し、その前端部１０６が
外管７６の前端部９４内に進入し、そのテーパ面１０２
に係合する。それにより、外管７６の前端部９４を拡開
してパイプＢを押圧し、切削シャフト本体７２の中心線
とパイプＢの中心線とが一致するような状態に、切削シ
ャフト本体７２を自動的に調芯し、その位置で保持す
る。

【００４１】切削シャフト本体７２の後端部１２０の手
前には、円筒体からなる第３プランジャ１２２が取り付
けてある。第３プランジャ１２２は、第２駆動装置２２
のケーシング１００の油圧シリンダー１２４内に配置さ
れ、第３プランジャ１２２の前後の環状小室１２６と１
２８に作用する油圧により前進、後退する。第３プラン
ジャ１２２の前進、後退により、切削シャフト本体７２
が前進、後退する。これにより、切削シャフト本体７２
の先端の内バリ切削刃７８が内バリに向かって前進し、
切削後後退することができる。切削シャフト本体７２が
第３プランジャ１２２に対して回転自在であるように、
２個のジャーナル軸受１３０Ａ、Ｂが、それぞれ第３プ
ランジャ１２２の前部及び後部に取り付けてある。ま
た、内バリ切削時のスラストを受けるために、２個のス
ラスト軸受１３２Ａ、Ｂが、それぞれ第３プランジャ１
２２の前部及び後部に取り付けてあって、前部では切削
シャフト本体７２から環状に突起するストッパー１３４
及び後部ではケーシング１００に固定された環状止め板
１３６と協働して機能する。

【００４２】更に、切削シャフト本体７２の後端部１２
０は、基台１２上の支持台（図示せず）に固定された回
転軸受け１４０で軸支されており、従って切削シャフト
本体７２は、その後端部１２０で第２駆動装置２２によ
り軸支され、その前端部ではホルダ８４のローラ８６を
介してパイプＢの内面で支持されている。またプーリ１
３８が取り付け板１４２を介して切削シャフト本体７２
に固定されている。切削シャフト本体７２は、プーリ１
３８を介して第２駆動装置２２に搭載された電気モータ
（図示せず）により回転する。第２駆動装置２２は、図
１に示すように、基台１２上を前後に延びる左右２本の
連結ロッド１４４Ａ、Ｂにより作動体１８と一体的に進
退するように作動体１８に連結されている。尚、連結ロ
ッド１４４には、螺旋状のネジが刻設されていて、後述
する第３把持装置２４の相対的連結位置を調整できるよ
うになっている。

【００４３】第３把持装置２４は、パイプＢの端部を把
持する常用の三方チャック１４６（図１参照）を回転自
在に保持し、かつ連結ロッド１４４により作動体１８に
連結されて作動体１８及び第２駆動装置２２と一体的に
進退すると共に摩擦接触中及び圧接中パイプＢのストッ
パーとして機能すると共に圧接前のパイプの出し入れに
用いることができる。第３把持装置２４の連結ロッド貫
通部の前後で連結ロッド１４４にナット（図示せず）を
嵌め、それを締結することにより、第３把持装置２４は
連結ロッド１４４に掛止されている。

【００４４】調芯装置１５０は、図１に示すように、作
動体１８を貫通する主軸４２の後端外方に配置され、か
つ主軸４２から突き出している切削シャフト組合体７１
がその中心となるように位置決めされている。図７は、
調芯装置１５０を作動体１８の背後から見た調芯装置の
構成図である。調芯装置１５０は、図７に示すように、
作動体１８の背面に平行な面において自在に回動するよ
うに作動体１８に固定された油圧シリンダー１５２と、
油圧シリンダー１５２に連結されたそれぞれ異なる形状
の３組のレバー１５４、１５６及び１５８と、レバーを
動かすリンク機構とから構成されている。第１レバー１
５４は、油圧シリンダー１５２から遠い位置にあって支
点１６０の周りに回動する″く″字状の部材である。支
点１６０は、″く″字の屈曲点にあり、一方の端部に
は、主軸４２の軸芯に平行な軸の周りに回転するローラ
１６２が取り付けてあり、他方の端部には第１アーム１
６４の一端に回動自在に連結されている。

【００４５】第２レバー１５６は、第１レバー１５４と
油圧シリンダー１５２との間に位置し、支点１６６の周
りに回動する″Ｌ″字状の部材である。支点１６６
は、″Ｌ″字の屈曲点にあり、一方の端部には、ローラ
１６２と同様なローラ１６８が取り付けてあり、他方の
端部で第１アーム１６４の中間点に回動自在に連結され
ている。第３レバー１５８は、第１レバー１５４及び第
２レバー１５６の下方に位置し、支点１７０の周りに回
動する″く″字状の部材である。支点１７０は、″く″
字の屈曲点にあり、一方の端部には、ローラ１６２と同
様なローラ１７２が取り付けてあり、他方の端部は第２
アーム１７４の一端に回動自在に連結されている。第２
アーム１７４の他端は、支点１７６の周りに回動する中
間レバー１７８の一端に回動自在に連結され、第１アー
ム１６４の他端は中間レバー１７８の支点１７６と他端
との間に回動自在に連結されている。一方、中間レバー
１７８の他端は、油圧シリンダー１５２のシャフトに連
結されている。

【００４６】また、ローラ１６２、１６８及び１７２
は、切削シャフト組合体７１の外側に挿入されるパイプ
Ｂの外周を等間隔で押圧するように配置されている。以
上の構成により、調芯装置１５０は、油圧シリンダー１
５２のシャフトの伸縮動作と、中間レバー１７８、第１
アーム１６４及び第２アーム１７４のリンク動作との協
働により、ローラ１６０、１６８及び１７２によって切
削シャフト組合体７１の外側に配置されたパイプＢを押
圧して横振れを防止する。また、被加工物Ｂを主軸４２
内に挿入する時に切削シャフト組合体７１を主軸軸芯に
保ち、被加工物Ｂの挿入をやり易くする。図７中、点線
は、パイプＢ′が小径の場合に各部材が占める位置を示
す。

【００４７】主軸４２の内径とパイプＢの外径との差が
大きい場合、回転中パイプＢが主軸４２内で横振れする
ようなこともあり得るので、かかる場合、次に説明する
スリーブを主軸４２の中間部から後端部にかけて主軸４
２とパイプＢとの間の環状空間部に装着する。図８は、
かかる目的のスリーブ１８０の長手方向部分断面図であ
る。スリーブ１８０は、長さが主軸４２の長さより多少
短く、外径が主軸４２の内径より小さく内径がパイプＢ
の外径より僅かに大きい円管１８２から構成されてい
る。円管１８２の前部と後部には、それぞれ環状のＯ−
リング取り付け部１８４、１８６が一体的に固定されて
いる。前部Ｏ−リング取り付け部１８４には２本のテフ
ロン製Ｏ−リング１８８が装着されている。後部Ｏ−リ
ング１８６には、同じく２本のテフロン製Ｏ−リング１
９０が多少離隔して装着されている。それらＯ−リング
１８６、１９０の外径は、丁度主軸４２の内径にほぼ等
しいように設定されている。

【００４８】以下に、摩擦圧接機１０の操作を簡単に説
明する。パイプＢを主軸４２内に挿入して、パイプＢの
後端を第３把持装置２４により、前端を第２把持装置３
２によりそれぞれクランプする。この際、パイプＢの長
さに応じて第３把持装置２４の位置を調整する。更に、
調芯装置１５０を操作してローラ１６０等によりパイプ
Ｂを押圧保持する。次に、パイプＡをパイプＢに対して
調芯しつつ第１把持装置１６によってクランプする。低
推力油圧シリンダー３８又は高推力油圧シリンダー３６
により作動体１８を前進させて、パイプＢをパイプＡに
接触させる。続いて電気モータ３０を駆動して主軸４２
を回転させつつ（回転数約２５０〜１５００rpm ）低推
力油圧シリンダー３８を動作させ（圧力約１０〜２０kg
f ／cm²）、これによりパイプＢとパイプＡとを予備摩
擦加熱する。次に、低推力油圧シリンダー３６を動作さ
せつつ（圧力約２０〜３０kgf ／cm²）パイプＡとパイ
プＢとを摩擦加熱する。主軸４２の回転を停止し、続い
て高推力油圧シリンダー３６を動作させて（圧力約８０
〜１２０kgf ／cm²）、パイプＡとパイプＢとを圧接す
る。

【００４９】次に、低推力油圧シリンダー３６の動作を
停止し、外バリに対して外バリ切削装置６８のバイトチ
ップ位置を調整する（以上はパイプ径が比較的小さい場
合であるが大きい径に対してはすべて高推力で作動させ
る）。続いて、歯車機構の回転比を大きくして電気モー
タ３０を回転させ、主軸４２を低い回転数（回転数は約
３００〜６００rpm 、パイプ径によって設定を変える）
で回転させながら、外バリ切削装置６８により外バリを
切削する。外バリ切削の後、電気モータ３０を停止して
主軸４２の回転を止め、次に第２駆動装置２２を動作さ
せる。先ず、切削シャフト本体７２を前進させて内バリ
切削刃７８のバイトチップ８０を内バリの位置に位置決
めし、次に、中管７４を前進させて切削シャフト本体７
２の調芯と位置固定を行う。次いで、切削シャフト本体
７２を回転させて内バリ切削刃７８により内バリを切削
する。切削後、２個のバイトチップ８０Ａ、Ｂがパイプ
Ａ、Ｂと接触しない切削シャフト本体７２の回転位相に
なるようにして、切削シャフト本体７２の回転を停止す
る。次に、中管７４を後退させて、切削シャフト本体７
２の固定を解除すると共にパイプＢと外管７６との係合
を解除する。最後に、第１把持装置１６、第２把持装置
３２及び第３把持装置２４のクランプを解除して、圧接
したパイプＡとパイプＢとの連続体を摩擦圧接機１０か
ら取り外す。

【００５０】尚、内バリ切削を行う際、次のようなやり
方で施すのが好ましい。即ち、パイプＡとパイプＢを接
合する圧接工程中、内バリ切削刃７８を被加工物Ａと被
加工物Ｂとの接合部近傍に位置させておきながら、主軸
４２の回転方向とは逆の回転方向に切削シャフト本体７
２を回転させ、それによって、加熱工程及びアプセット
工程を含めた圧接工程で、形成された内バリを直ちに切
削するようにする。このような切削を行う場合、圧接工
程中にも内バリ取りコレットを利かす、つまり中管７４
を前進させて切削シャフト本体７２の軸芯固定を行う必
要がある。このとき、パイプとコレットは同時に同方向
に回転するので、中管、外管の途中にスラストベアリン
グを挿入しておくようにする。

【００５１】実機では、摩擦圧接機１０に制御装置（図
示せず）を設けて、以上説明した操作段階及び操作条件
を予め制御装置の記憶装置に記憶させ、更に必要な計測
装置と制御機構を必要な箇所に設け、制御装置と計測装
置と制御機構とを連動させて、必要な操作を全て自動的
に行うように構成されている。

【００５２】以上の構成により、本摩擦圧接機１０は、
例えば呼び径８Ｂで長さが３ないし４ｍの長尺直管パイ
プＢを主軸４２内に収容し、第１把持装置１６に固定し
たパイプＡ又は他端にエルボ等の配管部品が接続された
パイプＡに摩擦圧接し、圧接したパイプを取り外す必要
なく直ちに外バリ及び内バリを除去することができる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、作動体を貫通
し、作動体と一体的に進退できるようにされた円筒体か
らなる主軸と、主軸の中空部を貫通し、かつ前端に内バ
リ切削刃を備える切削シャフトと、切削シャフトの後端
を保持して進退させ、かつ回転させる第２駆動装置と、
長尺管である被加工物の後端を把持する第２把持装置と
を摩擦圧接機に備えることにより、主軸と切削シャフト
との間の環状空間に長尺管を収容、把持し、収容した長
尺管と第１把持装置に固定した長尺管とを摩擦圧接し、
かつ圧接した後長尺管を摩擦圧接機から取り外すことな
く内バリ切削を行うことができる。この摩擦圧接機を使
用すれば、従来実用的には困難であった長尺管同士の摩
擦圧接を能率良く行うことができる。

【００５４】請求項２の発明によれば、切削シャフト
を、先端に内バリ切削刃を有する切削シャフト本体、中
管及び外管からなる組合体として構成し、中管前端部を
外管前端部内に進入させて外管前端部の内周テーパ面と
中管前端部の外周テーパ面とを係合させることにより、
外管前端部を拡開し、被加工物の内周面を押圧させるこ
とができる。これによって、切削シャフト本体が被加工
物に対して自動的に調芯され、その位置に保持され、か
つ切削シャフト本体の剛性が増大するので、被加工物の
内面を損傷することなく内バリを円滑、完全に切削する
ことができる。

【００５５】請求項３の発明では、ホルダの外径より大
きく被加工物Ｂの内径より小さい外径を有し、回転自在
なリング状ローラをホルダと同心状にホルダの外周に設
け、複数のバイトチップを、少なくとも１個のバイトチ
ップ（一のバイトチップ）がローラの外径より僅かに大
きい径位置、かつ残りが該外径より僅かに内方に入った
径位置で、ホルダの中心に対して相互に反対方向のホル
ダの先端面の周縁部に配置し、かつ一のバイトチップが
上側に残りが下側に位置するように、切削シャフトの回
転停止中、切削シャフトの回転位相を維持するようにさ
れているので、ホルダは切削シャフト本体の回転に伴い
被加工物Ｂに対して自在に回転し、かつホルダが自重に
より被加工物の内面に接触してもバイトチップが被加工
物の内面に接触しないようになっている。これにより、
内バリ切削が円滑に行われ、また切削シャフトを進退さ
せる際或いは被加工物を主軸から引き出す際に、被加工
物の内面がバイトチップにより損傷を受けるようなこと
がなくなる。

【００５６】請求項８の発明によれば、圧接工程中、内
バリ切削刃を被加工物ＡとＢとの接合部近傍に位置させ
ておきながら、主軸の回転方向とは逆の回転方向に切削
シャフトを回転させ、それによって、加熱工程及びアプ
セット工程を含む圧接工程で、形成された内バリを直ち
に切削することにより、硬化する前の軟らかい状態で内
バリを切削することができ、内バリの切削時間を短縮で
きる。また、内バリ切削刃の位置決めが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る摩擦圧接機の一実施例の平面図で
ある。

【図２】図１の摩擦圧接機の側面図である。

【図３】主軸の長手方向断面図である。

【図４】切削シャフト組立体と内バリ切削刃の長手方向
断面図である。

【図５】図１の第２駆動装置の部分断面図である。

【図６】切削シャフト組立体の外管前端部の部分断面側
面図である。

【図７】調芯装置の構成図である。

【図８】スリーブの部分断面図である。

【図９】図９（ａ）はバイトチップ退避装置の断面図、
図９（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図９（ａ）の矢視Ｉ−
Ｉの断面図である。

【符号の説明】

１０摩擦圧接機の一実施例１２基台１４前端部１６第１把持装置１８作動体２０後端部２２第２駆動装置２４第３把持装置２６第１把持装置の駆動装置２８第１把持装置のクランプ爪３０電気モータ３２第２把持装置３４支持部材３６高推力油圧シリンダー３８低推力油圧シリンダー４０シャフト４２主軸４４第１ジャーナル軸受４６第２ジャーナル軸受４８スラスト軸受５０歯車５２歯車機構５４コレットチャック外筒５６コレットチャック５８第１プランジャ６０シリンダーカバー６２テーパ面６８外バリ切削装置７１切削シャフト組合体７２切削シャフト本体７４中管７６外管７８内バリ切削刃部８０バイトチップ８１バイトチップ退避装置８２保持部材８３板バネ８４ホルダ８５コイルバネ８６リング状ローラ８７摺動片、ローラ８８円板部８９弾性手段保持部９０ロッド部９２無給油ブッシュ９４外管前端部（内バリ取り外コレット）９６後部端９８取り付けリング１００ケーシング１０２テーパ面１０４スリット１０６中管前端部（内バリ取り内コレット）１０８後部端１１０第２プランジャ１１２無給油ブッシュ１２０後部端１２２第３プランジャ１３０ジャーナル軸受１３２スラスト軸受１３４ストッパー１３６環状板１３８プーリ１４０回転軸受１４２取り付け板１４４連結ロッド１４６三方チャック１５０調芯装置１５２油圧シリンダー１５４、１５６、１５８レバー１６２、１６８、１７２ローラ１６４、１７４アーム１７８中間レバー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物の一方（被加工物Ａ）を固定
し、他方（被加工物Ｂ）を回転しつつ前記被加工物Ａに
圧力下で接触させるようにした管状被加工物の周継ぎ手
用摩擦圧接機であって、基台と、基台上に固定された第
１把持装置と、基台上を第１把持装置に対し進退する作
動体とを備え、該作動体が、第１駆動装置と、該作動体
と一体的に進退すると共に第１駆動装置により前記進退
方向線の周りに回転するようにされた主軸と、主軸と共
に回転する外バリ切削装置とを有し、更に前記主軸が、
その内側に前記被加工物Ｂを収容すると共に第１把持装
置側主軸端部に備えた第２把持装置により前記被加工物
Ｂを把持するようにした摩擦圧接機において、前記主軸が、前記作動体を前記進退方向に貫通する円筒
体からなり、更に、主軸の中空部を長手方向に貫通、延在し、かつ内
バリ切削刃を第２把持装置側端部に有する切削シャフト
と、第１把持装置とは反対側で作動体に連結されて一体的に
進退すると共に切削シャフトの他端を保持して、該切削
シャフトを主軸長手方向に進退させ、かつ主軸軸芯周り
に回転させるようにした第２駆動装置と、作動体と第２駆動装置との間で前記作動体に連結されて
一体的に進退すると共に被加工物を回転自在に把持する
第３把持装置とを備え、前記管状被加工物Ｂが長尺管であって、該長尺管を主軸
と切削シャフトとの間の環状空間に収容し、該長尺管の
一端を第２把持装置で、他端を第３把持装置でそれぞれ
把持するようにしたことを特徴とする長尺管用摩擦圧接
機。
【請求項２】前記切削シャフトが、切削シャフト本体
と、該切削シャフト本体を中空部内に収容し、かつ切削
シャフト本体との間にリング状の低摩擦性無給油ブッシ
ュを介在させた中管と、更に該中管を中空部内に収容す
る外管とからなる組合体であって、前記切削シャフト本体は、その第２把持装置側端部に前
記内バリ切削刃を備え、他端を把持した前記第２駆動装
置により駆動されて、主軸長手方向に進退して内バリ切
削刃を主軸開口から出入させると共に回転させ、外管は、その前端部が切削シャフト本体の内バリ切削刃
の背後に位置し、かつ内バリ切削刃に向かって径が縮小
するようなテーパ面に形成された内周面と、主軸長手方
向に先端まで延在するように形成された複数のスリット
とを備え、更にその後端部が第２駆動装置に固定され、中管は、その前端部が外管の前端部ないしその背後に位
置し、かつ外管の前端部の内周面に合致するテーパ面に
形成された外周面を備え、更に第２駆動装置により駆動
されて主軸長手方向に自在に進退できるように、その後
端部が第２駆動装置に取り付けられていることを特徴と
する請求項１記載の長尺管用摩擦圧接機。
【請求項３】前記内バリ切削刃は、前記切削シャフト
の前記第２把持装置側端部に取り付けられている円柱状
ホルダに保持された複数個のバイトチップで構成され、ホルダの外周には、ホルダの外径より大きく前記被加工
物Ｂの内径より小さい外径を有する回転自在なリング状
ローラがホルダと同心状に設けられ、前記複数個のバイトチップは、そのバイトチップのうち
の少なくとも１個（一のバイトチップ）が前記ローラの
外径よりも僅かに大きい径位置、かつ残りのバイトチッ
プが該外径より僅かに内方に入った径位置でホルダ端面
の周縁部に前記ホルダの中心に対して相互に反対方向に
配置され、前記一のバイトチップが上側に前記残りのバイトチップ
が下側に位置するように、切削シャフトは、該切削シャ
フトの回転停止中、その回転位相が維持されることを特
徴とする請求項１又は２記載の長尺管用摩擦圧接機。
【請求項４】前記円柱状ホルダは、該ホルダに対して
前記被加工物Ｂの内周面を押圧することにより切削シャ
フトを下方に押し下げるようにした弾性手段を前記一の
バイトチップと同じ周方向位置に備え、被加工物Ｂを回転しつつ前記被加工物Ａに圧力下で接触
させる圧接工程中、切削シャフトを下方に押し下げて一
のバイトチップが被加工物Ｂの内周面に接触しないよう
にしたことを特徴とする請求項３記載の長尺管用摩擦圧
接機。
【請求項５】前記切削シャフト組合体が前記第１把持
装置の反対側で前記作動体を貫通する出口には、切削シ
ャフト組合体の外側に挿入した前記被加工物Ｂを弾性的
に把持して、該被加工物Ｂの振れ止めを行う調芯装置が
設けてあることを特徴とする請求項１から４のうちのい
ずれか１項に記載の長尺管用摩擦圧接機。
【請求項６】前記調芯装置は、前記切削シャフト組合体の長手方向に平行な軸の周りに
回転する押さえローラを一端に備え、切削シャフト軸芯
に対して対称に配置された支点の周りにそれぞれ回動す
る少なくとも３個のレバーと、前記押さえローラが前記被加工物Ｂを押圧するようにレ
バーの他端を動かすリンク機構と、リンク機構を駆動する流体圧シリンダーとからなること
を特徴とする請求項５記載の長尺管用摩擦圧接機。
【請求項７】内径が前記被加工物Ｂの外径より大き
く、かつ外径が前記主軸の内径より小さい円筒形として
形成され、かつその両端部近傍に低摩擦性Ｏ−リングを
装着して主軸に対して摺動できるようにしたスリーブを
主軸内に備え、該スリーブ内に前記被加工物Ｂを挿入す
るようにしたことを特徴とする請求項１から６のうちの
いずれか１項に記載の長尺管用摩擦圧接機。
【請求項８】請求項１に記載の長尺管用摩擦圧接機を
使用して、被加工物の一方（被加工物Ａ）を固定し、他
方（被加工物Ｂ）を回転しつつ前記被加工物Ａに圧力下
で接触させて、管状被加工物の周継ぎ手接合を施すに際
し、前記主軸を回転しつつ被加工物Ａに向け前進させること
により、主軸内に収容、保持した被加工物Ｂを回転させ
つつ前記被加工物Ａに圧力下で接触させて、双方を接合
する圧接工程中、前記内バリ切削刃を被加工物Ａと被加
工物Ｂとの接合部近傍に位置させておきながら、主軸の
回転方向とは逆の回転方向に前記切削シャフトを回転さ
せ、それによって、加熱工程及びアプセット工程を含め
た圧接工程で、形成された内バリを直ちに切削するよう
にしたことを特徴とする管状被加工物の周継ぎ手接合方
法。