JP3080715B2 - 配管内面研削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，各種配管類の溶接裏波
ビードを研削する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，８Ｂ管以下の小口径配管でベント
やエルボなどの曲り部を隔てた配管内面の溶接裏波ビー
ドは研削していなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のとおり従来は，
配管内面の溶接裏波ビードがそのままにされている部分
があったが，配管の信頼性向上の観点から，これを除去
することが望まれている。しかし，小口径配管におい
て，ベントやエルボなどの曲り部を隔てた溶接部の裏波
ビードを研削することは困難であった。本発明は，この
ような配管の溶接継手の裏波ビードを除去するために，
挿入が容易で，且つ研削反力に十分耐えられる小型の研
削装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は，前記目的を達
成するために，フレキシブルな管状で配管内に挿入され
るボデーと，フレキシブルな中空ドーナツ状で上記ボデ
ーの外周複数箇所に同ボデーに対し回転自在に取付けら
れたエアホルダと，上記ボデーに沿って取付けられ上記
エアホルダ内に空気を送給するエアホースと，上記配管
の端部に設けられ上記ボデーを配管の軸線まわりに揺動
させる揺動手段と，上記ボデー先端に固着され円周の一
部が切欠かれたガイドと，上記ボデーの先端部に取付け
られた回転砥石と，上記ボデー内に挿入されて一端が上
記回転砥石の回転軸に固着されるとともに他端が上記ボ
デー外に設けられた駆動モータに接続されたフレキシブ
ルケーブルと，上記回転砥石を上記ガイドの切欠ぎ部の
方へ押し付ける空気シリンダと，上記ボデー内に挿入さ
れ上記空気シリンダに空気を送給するエアホースと，上
記ボデー内に挿入され先端カメラ部が上記ボデーの先端
部に取付けられたファイバースコープとを備えたことを
特徴とする配管内面研削装置を提案するものである。

【０００５】

【作用】本発明においては，ボデーをフレキシブルな管
状としたので，配管の曲り部を通過してその先に位置す
る裏波ビード部までこれを挿入することができる。配管
内へ挿入したボデーには，所々に中空ドーナツ状のエア
ホルダを設けて，センタリングと配管への固定を行なう
が、エアホルダはボデー外周に回転自在に取付けられて
いるので、ボデーは配管内で配管の軸線まわりに揺動回
転をすることができる。そしてそのボデーの先端に設け
た回転砥石とそれを配管内面へ押し付ける空気シリンダ
と、回転砥石を含めボデー全体を配管内でその軸線まわ
りに円周方向へ揺動回転させる手段を設けたので，溶接
部の裏波ビードを研削することができる。また，先端部
まで延びたファイバースコープにより，研削状況を観察
する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る配管内面研削
装置を示す全体構成図，図２は同装置を配管内へ挿入す
る状況を示す図である。図３は本装置のボデー中継部を
示す側面図，図４は同じく縦断側面図，図５は図４のＶ
−Ｖ矢視横断面図である。図６は本装置の先端研削機構
を示す縦断側面図，図７は同じく水平断面図，図８は図
６のVIII−VIII矢視横断面図である。図９は同装置の揺
動駆動部を示す縦断面図，図１０は同装置による研削状
況を示す図である。

【０００７】まず図１および図２により全体構成を概説
する。（１）は曲り部（１ａ）を有する配管であって，
この配管（１）内にフレキシブルな管状のボデー（１
２）が挿入される。ボデー（１２）の先端に固着された
ガイド（１３）が，この挿入を容易にしている。上記ボ
デー（１２）の外周複数箇所に回転自在に取付けられた
エアホルダ（１５）の作用により，ボデー（１２）の長
手方向位置および中心位置が配管（１）に固定される。
ボデー（１２）の先端にはまた，回転砥石（２１）が取
付けられており，フレキシブルケーブル（２２）を介し
て，砥石駆動モータ（２３）により回転駆動される。
（６０）は配管（１）の端部に設けられた揺動駆動装置
であって，研削時にボデーを軸線まわりに揺動させる。
（１６）はエアホルダ（１５）に空気を送給するエアホ
ース，（３２）は回転砥石（２１）を研削面に押付ける
エアシリンダに空気を送給するエアホースである。な
お，配管（１）の曲り部（１ａ）より手前の入口近傍に
は，フレキシブルでないパイプボデー（１１）が取付け
られている。（４１）はファイバースコープ，（５２）
はモニタ，（５１）はコントローラである。

【０００８】次に図３ないし図５において，（１７）は
中継ブロックであって，両側に中継ジョイント（１８）
を介してフレキシブルなボデー（１２）が取付けられ
る。この中継ブロック（１７）の外周に，ニードルロー
ラ（１９）を介してフレキシブルな中空ドーナツ状のエ
アホルダ（１５）が取付けられる。このエアホルダ（１
５）にエアホース（１６）から空気が供給されると，エ
アホルダ（１５）は膨らんで配管の内面に押付けられる
ので，ボデー（１２）の長手方向位置および中心位置が
固定される。

【０００９】上記のようにフレキシブルボデー（１２）
は、中間部では中継ブロック（１７）の外周にニードル
ローラ（１９）を介してエアホルダ（１５）を回転自在
に取付け，エアホルダ（１５）内方の中継ブロック（１
７）で前後の中継ジョイント（１８）を接続されてお
り，後部のパイプボデー（１１）を揺動回転させると，
前部のフレキシブルボデー（１２）が配管（１）の曲り
部（１ａ）を介して揺動回転することができる。また、
フレキシブルボデー（１２）の先端部においては、図６
ないし図８に示すようにエアホルダ（１５）内方にセッ
トされている上ブロック（３４），下ブロック（３６）
および中間ブロック（３５）には細い溝が切ってあり，
ニードルローラ（１９）を入れて軽い力で全体が揺動回
転するようになっている。

【００１０】次に図６ないし図８において，フレキシブ
ルボデー（１２）先端に固着されたガイド（１３）は，
円周の一部（図６の下半分）が切欠がれている。回転砥
石（２１）は，シャフト（回転軸）（２５）に取り付け
られ，ワッシャ（２６），ナット（２７）で挟み固定さ
れる。シャフト（２５）は中間ブロック（３５）の中へ
ベアリング（２８）を介して取り付けられている。回転
砥石（２１）はシャフト（２５）とフレキシブルケーブ
ル（２２）を経由して，配管（１）の外に備えられた砥
石駆動モータ（２３）に接続され回転する。そして回転
する砥石（２１）は，上ブロック（３４）内に設けられ
たエアシリンダ（３１）によって切欠ぎ部の方向へ押さ
れ，配管（１）の内面に押し付けられて，裏波ビードを
研削する。エアシリンダ（３１）にエアホース（３２）
から供給されるエア圧を止めれば，中間ブロック（３
５）は，下ブロック（３６）に設けられているスプリン
グ（３７）によって押し上げられ，ガイドピン（３８）
に沿って元に戻る。なお（３９）はカラーを示す。また
（４２）はファイバースコープ（４１）の先端の超小型
カメラであって，これにより回転砥石（２１）近傍の配
管内面を観察できる。

【００１１】次に図９により，配管（１）の端部に取付
けられた揺動駆動装置（６０）について説明する。押え
板（６３）と結合するハンドル（６２）を締め込むこと
により，フレーム（６１）が配管（１）に固定される。
フレーム（６１）に取付けられた揺動駆動モータ（６
４）の回転が減速され，シャフト（６５）を介して小ギ
ア（６６）に伝わり，これと噛合う大ギア（６７）が回
転する。大ギア（６７）がパイプボデー（１１）に固定
されていれば，パイプボデー（１１），フレキシブルボ
デー（１２）へと回転力が伝わってゆき，先端部の回転
砥石（２１）が同方向に揺動する。この場合，ボデーの
中継部で，中継ブロック（１７）とエアホルダ（１５）
の間はニードルローラ（１９）により回転自在となって
いるので，エアホルダ（１５）によりボデー（１２）の
位置は固定されていても，ボデー（１２）は自由に揺動
できる。

【００１２】上述のような装置において，フレキシブル
なジャバラ状のボデー（１２）は，配管（１）の開口部
から中に挿入される。ボデー（１２）の先端には，ボデ
ーを挿入しやすくするためと回転砥石（２１）の保護の
ために，ガイド（１３）が設けられているので，配管の
曲り部（１ａ）でも，湾曲しながら挿入され，その先の
裏波ビード箇所まで達する。研削箇所の位置決めは，ボ
デー（１２）内部を通って超小型カメラ（４２）が先端
に出ているファイバースコープ（４１）から送られてく
る映像を，手元のコントローラ（５１）の中にあるモニ
タ（５２）で観察しながら，裏波ビードの位置まで手動
で送り挿入して行なう。位置が決まると，エアホルダ
（１５）へエアホース（１６）からエアを送給する。そ
うするとエアホルダ（１５）はドーナツ状に膨らみ，フ
レキシブルボデー（１２）とパイプボデー（１１）を配
管（１）の中心へ固定する。その後，図９に示されると
おり，配管（１）の端部から少しクリアランスを取った
所で，大ギア（６７）をパイプボデー（１１）に，押え
リング（６８）で中のゴム（６９）を押えて，固定す
る。そして揺動駆動装置（６０）の小ギア（６６）を大
ギア（６７）に噛合せて，フレーム（６１）を配管１に
固定する。

【００１３】このような準備が完了した後，外部の砥石
駆動モータ（２３）を回転させると，その回転はフレキ
シブルケーブル（２２）により回転砥石（２１）に伝え
られる。そして，エアホース（３２）によりエアシリン
ダ（３１）に空気圧を供給すると，回転砥石（２１）は
配管（１）の内面に押付けられて，裏波ビードを研削す
る。更に揺動駆動モータ（６４）を回転させると，小ギ
ア（６６），大ギア（６７）を介してパイプボデー（１
１）が円周方向に揺動し，この揺動はフレキシブルボデ
ー（１２）に伝えられて，先端の回転砥石（２１）が配
管（１）の円周方向にわたって裏波ビードを研削するこ
とになる。図１０にその研削状況を示す。このように回
転砥石（２１）は回転しながら左右に首を振るように揺
動し，裏波ビードは円周方向に研削されてゆく。揺動す
る角度は揺動駆動装置（６０）のエンコーダ（７０）で
制御されているので，ファイバースコープ（４１）を通
して手元のコントローラ（５１）の中のモニタ（５２）
に映っている研削状況を観察し，揺動角度や速度，回転
砥石（２１）の押し付け圧など，研削条件を調整しなが
ら，配管（１）の内面の裏波ビードを円周方向にわたり
研削することができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の配管内面研削装置によれば，従
来実施されていなかった小口径の配管の裏波ビード除去
が可能となり，この結果配管内部の仕上精度が良くなっ
て配管の信頼性が向上する。また非破壊検査が精度良
く，かつ，容易に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る配管内面研削装
置を示す全体構成図である。

【図２】図２は同装置を配管内へ挿入する状況を示す図
である。

【図３】図３は同装置のボデー中継部を示す側面図であ
る。

【図４】図４は同じく縦断側面図である。

【図５】図５は図４のＶ−Ｖ矢視横断面図である。

【図６】図６は同装置の先端研削機構を示す縦断側面図
である。

【図７】図７は同じく水平縦断面図である。

【図８】図８は図６のVIII−VIII矢視横断面図である。

【図９】図９は同装置の揺動駆動部を示す縦断面図であ
る。

【図１０】図１０は同装置による研削状況を示す図であ
る。

【符号の説明】

（１） 配管 （１ａ） 曲り部 （１１） パイプボデー （１２） フレキシブルボデー （１３） ガイド （１５） エアホルダ （１６） エアホース （１７） 中継ブロック （１８） 中継ジョイント （１９） ニードルローラ （２１） 回転砥石 （２２） フレキシブルケーブル （２３） 砥石駆動モータ （２５） シャフト（回転軸） （２６） ワッシャ （２７） ナット （２８） ベアリング （３１） エアシリンダ （３２） エアホース （３４） 上ブロック （３５） 中間ブロック （３６） 下ブロック （３７） スプリング （３８） ガイドピン （３９） カラー （４１） ファイバースコープ （４２） 超小型カメラ （５１） コントローラ （５２） モニタ （６０） 揺動駆動装置 （６１） フレーム （６２） ハンドル （６３） 押え板 （６４） 揺動駆動モータ （６５） シャフト （６６） 小ギア （６７） 大ギア （６８） 押えリング （６９） ゴム （７０） エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 光彦 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 鴨 和彦 神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (56)参考文献 特開 昭56−139864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−221962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−39757（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−81263（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−138650（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−103942（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 5/40 B24B 27/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレキシブルな管状で配管内に挿入され
   るボデーと，フレキシブルな中空ドーナツ状で上記ボデ
   ーの外周複数箇所に同ボデーに対し回転自在に取付けら
   れたエアホルダと，上記ボデーに沿って取付けられ上記
   エアホルダ内に空気を送給するエアホースと，上記配管
   の端部に設けられ上記ボデーを配管の軸線まわりに揺動
   させる揺動手段と，上記ボデー先端に固着され円周の一
   部が切欠かれたガイドと，上記ボデーの先端部に取付け
   られた回転砥石と，上記ボデー内に挿入されて一端が上
   記回転砥石の回転軸に固着されるとともに他端が上記ボ
   デー外に設けられた駆動モータに接続されたフレキシブ
   ルケーブルと，上記回転砥石を上記ガイドの切欠ぎ部の
   方へ押し付ける空気シリンダと，上記ボデー内に挿入さ
   れ上記空気シリンダに空気を送給するエアホースと，上
   記ボデー内に挿入され先端カメラ部が上記ボデーの先端
   部に取付けられたファイバースコープとを備えたことを
   特徴とする配管内面研削装置。