JP3435124B2 - 管体の管端加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば鋼管など
の管体の接合を溶接で行う場合に、溶接用開先を形成す
るための管体の端部を所定の端面形状に加工するための
管体の管端加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の技術の管端加工装置１
を示す正面図である。管端加工装置１は、突合せ溶接継
手を形成して接続される管体２の端部３を加工するため
の装置であり、クランプ体４と、加工機本体５とを含
む。クランプ体４は、円環状のクランプリング６と、ク
ランプリング６に周方向に等間隔に設けられる複数のク
ランプボルト７とを有する。このクランプ体４は、管体
２の外周面側に設けられ、クランプボルト７をクランプ
リング６から半径方向内方に突出させ、その先端部を管
体２の外周面に当接させて、管体２が外周面側からクラ
ンプし、管体２に装着される。クランプ体４は、たとえ
ばクランプリング６の軸線と管体２の軸線Ｌ２とを一致
させて装着される。

【０００３】加工機本体５は、面板８と、刃物台９と、
駆動手段１３とを含む。面板８は、円環状に形成され、
クランプリング６に、そのクランプリング６の軸線と一
致する回転軸線Ｌ１まわりに回転自在に支持されてい
る。この面板８には、周方向に等間隔に２つの刃物台９
が設けられ、各刃物台９に刃物１０が半径方向内方に向
けてそれぞれ保持されている。各刃物台９は、面板８に
対して半径方向に変位可能である。駆動手段１３は、ク
ランプリング６に装着され、面板８をクランプリング６
の軸線まわりに回転駆動することができる。この管端加
工装置１は、クランプ体４によって管体２をクランプ
し、加工機本体５を管体２に装着し、面板８を回転駆動
しながら各刃物台９を半径方向に変位して、各刃物１０
によって管体２の端部３を外面側から切削加工すること
ができる。

【０００４】管端加工装置１では、各軸線Ｌ１，Ｌ２を
傾斜させて装着するときには、図１１に示すように、各
クランプボルト７の先端部に楔状の当接部材１１を設け
て、当接部材１１を管体２の外周面に当接させて、クラ
ンプしている。図１１に示すように回転軸線Ｌ１を管体
２の軸線Ｌ２に対して傾斜させることによって、管体２
の軸線Ｌ２に垂直な平面に対して傾斜する平面に沿って
延びる端面を形成することができる。

【０００５】図１２は、他の従来の技術の管端加工装置
１５を部分的に切り欠いて示す正面図である。管端加工
装置１５もまた、管体２の端部３を加工するための装置
である。この管端加工装置１５は、クランプ体１６と、
加工機本体１７とスペーサリング２４を含む。クランプ
体１６は、円環状のクランプリング１８と、クランプリ
ング１８に周方向に等間隔に設けられる複数のクランプ
ボルト１９とを有する。このクランプ体１６は、管体２
の外周面側に設けられ、クランプボルト１９をクランプ
リング１８から半径方向内方に突出させ、その先端部を
管体２の外周面に当接させて、管体２が外周面側からク
ランプし、管体２に装着される。クランプ体１９は、ク
ランプリング１８の軸線と管体２の軸線Ｌ２とを一致さ
せて装着される。

【０００６】加工機本体１７は、基部２０と、面板２１
と、刃物台２２とを含む。基部２０は円環状の部材であ
り、クランプ体１６にスペーサリング２４を介して固定
されている。スペーサリング２４は、軸線方向一方の端
面が軸線に対して傾斜して形成されており、加工機本体
１７の基部２０がクランプ体１６に対して傾斜して固定
される。面板２１は、円環状に形成され、基部２０に、
その基部２０の軸線と一致する回転軸線Ｌ３まわりに回
転自在に支持されている。この面板２１には、刃物台２
２が設けられ、刃物台２２に刃物２４が半径方向内方に
向けてそれぞれ保持されている。刃物台２２は、面板２
１に対して半径方向に変位可能である。

【０００７】加工機本体１７は、図示しない駆動手段を
有しており、この駆動手段は、面板２１を基部２０に対
して軸線Ｌ３まわりに回転駆動することができる。この
管端加工装置１５は、クランプ体１６によって管体２を
クランプし、加工機本体１７をスペーサリング２４を介
してクランプ体１６に装着し、面板２１を回転駆動しな
がら刃物台２２を半径方向に変位して、刃物２４によっ
て管体２の端部３を外面側から切削加工することができ
る。この装置１５は、管体２の軸線Ｌ２に垂直な平面に
対して傾斜する平面に沿って延びる端面を形成すること
ができる。

【０００８】図１３はさらに他の従来の技術の管端加工
装置２５を示す図であり、図１３（１）は側面図であ
り、図１３（２）は正面図である。管端加工装置２５も
また、管体２の端部３を加工するための装置である。こ
の管端加工装置２５は、クランプ体２６と、加工機本体
２７とを含む。クランプ体２６は、保持部２８と、保持
部２８に周方向に等間隔に設けられる複数のクランプ脚
２９とを有する。このクランプ体２６は、管体２の内周
面側に設けられ、クランプ脚２９を保持部２８から半径
方向外方に突出させ、その先端部を管体２の内周面に当
接させて、管体２が内周面側からクランプし、管体２に
装着される。クランプ体２６は、その軸線と管体２の軸
線Ｌ２とを一致させて装着される。

【０００９】加工機本体２７は、基部３０と、面板３１
と、刃物台３２とを含む。基部３０は、クランプ体２６
の保持部２８に連結されている。面板３１は、円環状に
形成され、基部３０に、その基部３０の軸線と一致する
回転軸線Ｌ５まわりに回転自在に支持されている。この
面板３１には、刃物台３２が設けられ、刃物台３２に刃
物３３が横方向に向けてそれぞれ保持される。刃物台３
２は、面板３１に対して半径方向に変位可能である。加
工機本体２７は、基部３０内に駆動手段を有しており、
この駆動手段は、面板３１を基部３０に対して軸線Ｌ５
まわりに回転駆動することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図１０および図１２に
示す管端加工装置１，１５では、クランプ体４，１６
は、装置１，１５を管体２に装着することだけを目的と
しており、管体２の端部３を矯正することを目的として
構成されていない。

【００１１】これに対して、２つの管体を突き合わせて
開先を組み立てるときには、２つの管体の目違い量を小
さくするために、端部は部分的に矯正され、これによっ
て各管体がたとえば真円筒に矯正されると、管端加工装
置１，１５を用いて形成された端面が変形し、開先を組
み立てるときには、その平面度が低くなってしまう。し
たがって高精度の開先を組み立てるためには、開先を組
み立てるときと同じ外形形状に矯正した状態で端部を加
工しなければならない。しかしながら従来の管端加工装
置１，１５では、管体の矯正ができないので、開先を組
み立てるときと同じ外形形状に矯正して加工することが
できず、結果として精度の高い開先を組み立てることが
できる端面を形成することができない。

【００１２】仮に管端加工装置１を用いて管体を矯正し
ようとすると、管体の矯正を目的として構成されていな
いので、大きなクランプ反力によってクランプ体４が変
形してしまう。さらに刃物１０が設けられて回転駆動さ
れる面板８は、クランプ体４によって直接保持されて案
内されるので、クランプ体４がクランプ反力によって変
形すると、面板が平面内で安定して回転することができ
ない。また管端加工装置１でスペーサ１４を介在させる
場合、および管端加工装置１５を用いる場合にも、面板
を保持して案内するスペーサ１４およびスペーサリング
２４がクランプ体４，１６に固定されて、クランプ反力
によってクランプ体４，１６とともに変形する構成であ
り、スペーサ１４およびスペーサリング２４がクランプ
反力によって変形すると、面板８，２１が平面内で安定
して回転することができない。したがってクランプ体
４，１６によって管体２を矯正したとしても、形成され
る端面の平面度が低いので、精度の高い開先を組み立て
ることができる端面を形成することができない。

【００１３】また管端加工装置１は、楔状の当接部材１
１を用いて、各軸線Ｌ１，Ｌ２が傾斜するように、管体
２に装着することができるけれども、このような構成で
は、当接部材１１はクランプボルトの数だけ必要とな
る。また、クランプ位置が管体の軸線に垂直な平面に沿
う位置からずれているので、所定形状に正しく矯正する
ことが困難である。また管端加工装置１，１５は、楔状
のスペーサリング２４を用いて、各軸線Ｌ２，Ｌ３が傾
斜するように、管体２に装着することができるけれど
も、このような構成では、クランプ体１６と加工機本体
１７との間にスペーサリング２４を介在させるための手
間を要する作業が必要であり、作業性が悪い。しかもス
ペーサリング２４に対応した角度でしか各軸線Ｌ２，Ｌ
３を傾斜させることができず、無段階に角度を調整する
ことができない。

【００１４】また図１３に示す管端加工装置２５は、内
面側からクランプする構成であり、外面側からクランプ
する構成に比べて、クランプ体２６を管体内部に差込ま
ねばならないため、管端部の形状矯正には不向きであ
る。また、加工機本体２７がクランプ体２６と内部の複
雑な構成のマンドレルで結合されているため、クランプ
体２６と加工機本体２７との角度調整は極めて困難であ
る。

【００１５】本発明の目的は、管体の端部を所定形状に
矯正し、かつこの状態で精度の高い端面を形成すること
ができる管端加工装置を提供することである。

【００１６】また本発明の目的は、刃物回転軸線と管体
の軸線との角度位置を、容易に調整することができる管
端加工装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、管体の端部に
外面側から装着され、管体の端部を所定の外形形状に矯
正可能なクランプ体と、管体を切削する刃物を保持する
刃物台、円筒状に構成される支持体、刃物台および支持
体間に介在され、刃物台を支持体によって回転自在に支
持するための軸受手段、ならびに支持体に対して刃物台
を回転駆動する駆動手段を有する加工機本体と、クラン
プ体からのクランプ反力による変形の伝達を防止してク
ランプ体に固定される円環状の固定基体を有し、固定基
体を支持体に対向させて連結することによって、加工機
本体をクランプ体に連結可能な連結機構体とを含むこと
を特徴とする管体の管端加工装置である。

【００１８】本発明に従えば、管体の端部にクランプ体
を外面側から装着し、このクランプ体によって管体の端
部を所定の外形形状に矯正することができる。クランプ
体には、連結機構体により管体を切削する刃物を保持す
る加工機本体を連結することができ、この加工機本体
は、刃物を保持した刃物台を、駆動手段によって回転駆
動することができる。これによってクランプ体に加工機
本体を連結して、管体の端部を、クランプ体によって所
定の外形形状に矯正した状態で切削加工し、所定の端面
形状に加工することができる。

【００１９】加工機本体は、連結機構体を介してクラン
プ体に連結される。連結機構体は、固定基体を有し、こ
の固定基体は、クランプ体に、クランプ反力による変形
の伝達を防止した状態で固定される。これによってクラ
ンプ体によって管体を矯正し、クランプ体にクランプ反
力が作用しても、このクランプ反力が加工機本体の支持
体に伝達されて支持体が変形してしまうことが防がれ
る。これによって刃物を保持する刃物台は、平坦面に沿
って回転することができ、管体の端部を、クランプ反力
に影響されることなく、高い精度で所定の端面形状に形
成することができる。また刃物台は、円筒状の支持台に
軸受手段を介して支持され、円滑に回転することができ
るので、駆動手段による刃物台の駆動負荷変動が小さく
抑えられ加工精度が良好に保たれる。

【００２０】また本発明は、加工機本体とクランプ体と
を連結する連結機構体は、前記固定基体と、固定基体と
支持体とを刃物台の回転軸線に対して交差する軸線まわ
りに角変位可能に連結するヒンジ手段と、ヒンジ手段に
対して周方向に９０度ずれた位置に配置され、固定基体
に対する支持体の角度位置を調整可能に位置決めする位
置決め手段とを含むことを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、加工機本体の支持体と、
クランプ体に連結される連結機構体の固定基体とは、ヒ
ンジ手段によって、刃物台の回転軸線に対して交差する
角変位軸線まわりに角変位可能に連結されるので、刃物
台を支持する支持体は、クランプ体に対して前記角変位
軸線まわりに角変位可能である。これによって支持体
は、クランプ体が装着される管体に対して、角変位軸線
まわりに角変位可能である。また支持体は、固定基体に
対して、位置決め手段によって角度位置を調整可能に位
置決めすることができる。これによって支持体は、クラ
ンプ体に対して位置決めすることができ、管体に対して
位置決めすることができる。しかも固定基体と支持体と
をヒンジ手段で連結する構成であるので、位置決め手段
は、１箇所に設ければよく、構成が簡単であるととも
に、位置決めのための操作も容易である。このような構
成によって、刃物を保持する刃物台の回転軸線は、管体
の軸線に対して角度位置を調整可能に位置決めして配置
することができる。しかも刃物台の回転軸線の角度位置
の調整は、クランプ体の管体に対する位置を変更するこ
となく行うことができ、クランプ体は、管体を強固にク
ランプして、管体に強固に装着できるとともに、管体を
確実に所定形状に矯正した上で、刃物台の回転軸線の角
度位置調整をすることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
管体の管端加工装置４０を部分的に切り欠いて示す正面
図であり、図２は、管端加工装置４０を部分的に切り欠
いて示す斜視図である。たとえばガスなどを輸送するパ
イプラインは、突合わせ溶接継手によって複数の鋼管を
接続して形成される。突合せ溶接継手を形成するにあた
って溶接を行う開先を形成する管体４１の端面を形成す
るために、本発明の管端加工装置４０が用いられる。

【００２３】管端加工装置４０は、管体４１の端部４２
に外面側から装着されるクランプ体４３と、刃物台４
４、支持体４５および駆動手段４６を有する加工機本体
４７と、クランプ体４３および加工機本体４７を着脱可
能に連結可能な連結機構体５１とを含む。クランプ体４
３は、管体４１に装着された状態で、管体４１の端部４
２を所定の外形形状、たとえば真円筒または真円筒に極
めて近い形状に矯正可能である。

【００２４】刃物台４４は、管体４１を切削する刃物４
８を保持し、支持体４５に回転自在に支持される。駆動
手段４７は、支持台４５に対して各刃物台４４を回転駆
動することができる。

【００２５】連結機構体５１は、固定基体５０と、ヒン
ジ手段５２と、位置決め手段５３と、固定手段５４とを
含む。固定基体５０は、クランプ体４３に連結される。
ヒンジ手段５２は、固定基体５０と支持体４５とを刃物
台４４の回転軸線Ｌ１０に対して交差する軸線Ｌ１１ま
わりに角変位可能に連結する。位置決め手段５３は、固
定基体５０に対する支持体４５の角度位置を調整可能に
位置決めする。固定手段５４は、位置決めされた後に、
固定基体５０と支持体４５とを相互に固定する。

【００２６】図３は、管端加工装置４０の具体的構成を
示す断面図であり、図４は、図３の左側から見て部分的
に切り欠いて示す側面図である。図３には、図の切断面
線Ｓ３−Ｓ３から見た断面を示し、さらに理解を容易に
するために、駆動手段４６および刃物台４４などの位置
をずらして示すとともにクランプボルト５６の位置をず
らして部分的に示す。クランプ体４３は、クランプリン
グ５５と、複数のクランプボルト５６とを含む。クラン
プリング５５は、軸線Ｌ１２を中心とする真円筒状に構
成される。このクランプリング５５は、外周壁５７と、
内周壁５８とが、連結壁５９によって連結されて構成さ
れ、断面形状が略Ｃ字状になるように形成される。この
クランプリング５５は、高強度鋼から成る。これによっ
てクランプリング５５は、比較的小形軽量でかつ高剛性
に構成される。このクランプリング５５は、管体４１と
比較して、少なくとも半径方向に関して剛性が高く、本
実施の形態では、半径方向だけでなく、軸線方向および
周方向に関しても剛性が高い。

【００２７】クランプボルト５６は、複数本、たとえば
１２本設けられ、クランプリング５５の周方向に等間隔
に配置されている。クランプリング５５には、ボルト保
持部６０が設けられ、各クランプボルト５６がそれぞれ
保持される。各クランプボルト５６は、ボルト保持部６
０に螺着されて、その軸線をクランプ体４３（クランプ
リング５５）の半径方向に配置して、保持されている。
各クランプボルト５６は、クランプリング５５の外方で
頭部を操作して軸線まわりに回動することによって、ク
ランプリング５５に対して半径方向の位置を調整可能で
あり、先端部にあるクランプパッドの半径方向内方への
突出量を調整可能である。

【００２８】このようなクランプ体４３は、各クランプ
ボルト５６のクランプパッドを管体４１の外周面に当接
させて、管体４１をクランプし、管体４１の軸線方向一
方の端部４２に外周面側から装着することができる。ク
ランプ体４３は、その軸線Ｌ１２と管体の軸線Ｌ１３
を、一致または平行に配置して、連結壁５９が管体４１
の軸線方向一方側に配置される状態で装着される。

【００２９】またクランプ体４３は、クランプリング５
５が管体４１よりも高剛性に構成されるので、各クラン
プボルト５６の突出量を調整することによって、管体４
１の端部４２の外形形状を所定の形状に矯正することが
できる。たとえば各クランプボルト５６の突出量が同一
となるように調整して、管体４１の端部４２の外形形状
を真円筒状に矯正することができる。このときクランプ
体４３の軸線Ｌ１２と、管体４１の軸線Ｌとは、一致
し、同軸となる。また各クランプボルト５６の相互の突
出量を変えることによって、真円筒とは異なる他の形
状、たとえば楕円形状、略三角形状およびその他の略多
角形状などに矯正することが可能である。

【００３０】加工機本体４７は、管体４１に装着された
クランプ体４３に、連結機構体５１によって連結するこ
とができ、加工機本体４７を管体４１に装着することが
できる。また加工機本体４７は、クランプ体４３に対し
て着脱可能であり、クランプ体４３を管体４１に装着
し、クランプ体４３によって管体４１を矯正した状態
で、連結機構体５１によってクランプ体４３に連結する
ことができる。加工機本体４７をクランプ体４３に連結
した状態で、クランプ体４３によって管体４１をクラン
プし、管体４１を矯正すると、クランプ反力がクランプ
体４３に作用し、このクランプ反力による変形がクラン
プ体から加工機本体４７に伝達されてしまうけれども、
クランプ体４３と加工機本体４７とを別構造として着脱
可能とし、管体矯正状態のクランプ体４３に後から加工
機本体４７を装着することによって、クランプ体４３と
加工機本体４７との間で、クランプ反力による変形の伝
達経路の縁を切り、クランプ反力による変形が加工機本
体４７に伝達されることを防止することができる。これ
によって管体４１を矯正したときにクランプ反力によっ
てクランプ体４３が変形したとしても、このクランプ体
４３の変形に伴って加工機本体４７が変形されてしまう
ことがない。またクランプ４３の剛性が管体よりも高く
形成されるので、これによって加工機本体４７の変形が
さらに防止される。

【００３１】連結機構体５１の固定基体５０は、略真円
の円環板状の部材であり、クランプ体４３に固定可能で
ある。この固定基体５０は、たとえば高強度鋼から成
る。この固定基体５０と対向するように、加工機本体４
７の支持体４５が相互に間隔をあけて配置され、ヒンジ
手段５１などによって固定基体５０と支持体４７とを結
合し、加工機本体４７がクランプ体４３に連結される。

【００３２】支持体４５は、軸線（刃物台４４の軸線と
一致するので同一の符号を付す）Ｌ１０を中心とする真
円筒状に構成される。支持体４５は、外周壁６２と、内
周壁６３とが、連結壁６４によって連結されて断面形状
が略Ｃ字状になるように構成されている。また複数、た
とえば１２の補強壁６５が周方向に等間隔に設けられて
補強される。支持体４５は、たとえば高強度鋼から成
る。

【００３３】これによって支持体４５は、比較的小形軽
量でかつ高剛性に構成される。この支持体４５は、管体
４１に関連して剛性を決定する必要はないが、刃物体４
４の安定した回転を得るために、管体４１と比較して、
剛性が高くなるように構成することが好ましい。この支
持体４５は、連結壁６４を支持体の軸線方向一方側とな
る固定基体５０側に配置して設けられる。

【００３４】加工機本体４７の支持体４５には、連結壁
６４の内周部に、固定リング６６が固定され、この固定
リング６６に軸受手段６７を介して回転リング６８が支
持されている。たとえばこのようにして、回転リング６
８が、支持体４５に対して軸線Ｌ１０まわりに回転自在
に支持されている。

【００３５】回転リング６８には、周方向に１８０度毎
に一対の刃物台保持手段７０がそれぞれ設けられ、刃物
台４４がそれぞれ保持されている。刃物台保持手段７０
は、回転リング６８に固定される基台７１と、基台７１
に対して支持体４５の軸線方向に垂直な方向に変位自在
に設けられる可動台７２とを有する。刃物台４４は、可
動体７２に、支持体４５の軸線方向に変位自在に保持さ
れている。

【００３６】基台７１に回動自在に支持される。第１駆
動ねじ部材７３が、可動台７２に螺着されており、第１
駆動ねじ部材７３が回動されることによって、可動台７
２が基台７１に案内されて、支持体の軸線方向に垂直な
方向に変位駆動される。また作業者は一端部に設けられ
る略星形の操作片８０を操作して第１駆動ねじ部材７３
を回動させ、手動で刃物台４４を変位させることができ
る。また操作片８０は、図に示すように支持体４５の半
径方向内方側に設けることが好ましく、これによって操
作片８０を支持体４５の内側の領域を軸線方向に延長し
た領域内に配置することができ、操作性が良好になる。

【００３７】また可動台７２に回動自在に支持される。
第２駆動ねじ部材７４が、刃物台４４に螺着されてお
り、第２駆動ねじ部材７４が回動されることによって、
刃物台４４が可動台７２に案内されて、支持体の軸線方
向に変位駆動される。また作業者は一端部に設けられる
略星形の操作片８１を操作して第２駆動ねじ部材７４を
回動させ、手動で刃物台４４を変位させることができ
る。また第２駆動ねじ部材７４は、支持体４５の内側の
領域を軸線方向に延長した領域内に配置され、この第２
駆動ねじ部材７４の支持体４５寄りの端部に設けられる
ので、操作片８１の操作性が良好になる。

【００３８】各刃物台４４には、刃物４８ａ，４８ｂ
（総称するときには符号として４８を付す）がそれぞれ
保持される。切断作業の場合には一方の刃物４８ａは、
たとえば荒加工用突切りバイトによって実現され、刃先
を刃物台４４から支持体４５の半径方向外方に突出させ
て保持される。他方の刃物４８ｂは、たとえば仕上げ加
工用突切りバイトによって実現される。端面加工の場合
には、それぞれの刃物は刃先を刃物台４４から支持体４
５の軸線方向に支持体４５から遠ざかるように突出させ
て保持される。

【００３９】加工機本体４７には、たとえば２つの駆動
手段４６が設けられ、各駆動手段４６は、たとえばモー
タによって実現される。各駆動手段４６は、支持体４５
の連結壁６４に、周方向に１８０度毎の箇所で、固定基
体５０とは反対側に設けられる。各駆動手段４６の出力
軸７６には、主動歯車７７が設けられている。また回転
リング６８には、各主動歯車７７と噛合する従動歯車７
８が一体に形成されている。これによって駆動手段４６
によって各刃物台４４を支持体４５の軸線（回転軸線）
Ｌ１０まわりに主逆両方向に回転駆動することができ
る。

【００４０】また支持体４５の連結壁６４には、少なく
とも１つ、たとえば６つの送り量調整部材８４が設けら
れる。連結壁６４には、周方向に６０度毎の箇所で、固
定基体５０側に保持筒８５がそれぞれ設けられる。送り
量調整部材８４は、ねじ部材によって実現され、保持筒
８５に螺着され、回動することによって支持体４５に対
して、支持体４５の軸線方向に変位することができる。
また各送り量調整部材８４は、連結壁６４を挿通して設
けられ、連結壁６４の固定基体５０と反対側に突出する
端部には、略星形の操作片８７が設けられている。作業
者は操作片８７を操作して送り量調整部材８４を回動さ
せることができる。

【００４１】また各刃物台保持手段７０の基台７１に
は、第１駆動ねじ部材７３の軸線と平行な軸線まわりに
回転自在に作動片８９が設けられている。作動片８９
は、放射状に突出する複数の係合突起９０が周方向に等
間隔をあけて形成されている。この作動片８９は、歯車
列９１を介して第１駆動ねじ部材７３と連動する。各送
り量調整部材８４は、操作片８７による回動操作によっ
て、操作片８７とは反対側の端部９２を、刃物台４４が
軸線Ｌ１０まわりに回転されるときの係合突起９０の移
動経路に対して突出および退避操作可能である。

【００４２】先端部９２が係合突起９０の移動経路から
退避している場合には、送り量調整部材８４は、刃物台
４４が回転されても作動片８９に対して操作をしない。
これに対して、先端部９２が係合突起９０の移動経路に
突出している場合には、送り量調整部材８４は、刃物台
４４が回転されと、作動片８９が送り量調整部材８４の
軸線方向の延長領域を通過するとき、先端部９２が係合
突起９０に係合し、作動片８９を所定の角度だけ角変位
させる。この角度は、作動片８９の寸法などによって決
定される角度である。このように作動片８９が角変位さ
れると、この角変位角度に対応する角度だけ第１駆動ね
じ部材７３が回動され、この回動角度に対応する送り量
だけ、刃物台４４が半径方向に送られる。

【００４３】このように送り量調整部材８４を操作し
て、刃物台４４の回転に同期して、機械操作によって一
回転毎に所定の送り量で刃物８９を送ることができる。
この刃物４８の送り方向は、たとえば刃物台４４が正転
方向に回転されるとき、半径方向外方に送られる方向で
ある。また各送り量調整部材８４は、個別に操作可能で
あり、刃物４８の一回転あたりの送り量は、先端部９２
を係合突起９０の移動経路に突出させる送り量調整部材
８４の数によって調整することができる。

【００４４】このような加工機本体４７によって、管体
４１の端部を刃物４８によって切削加工することができ
る。さらに加工機本体４７が、クランプ体４３に連結機
構体５１によって連結され、支持体４５がクランプ体の
変形に影響されて変形されることがないので、刃物台４
４が、安定して回転され、軸線Ｌ１０に垂直な平面に沿
って延びる精度の高い端面を形成することができる。こ
のようにして開先を組み立てるときの外形形状に矯正さ
れた状態で、精度の高い端面が形成された管体４１は、
精度の高い開先を組み立てることが可能にになる。この
とき組み立てられる開先は、刃物４８の形状および種類
によって、端面の形状を適宜選択し、Ｕ開先、Ｖ開先、
およびＩ開先などに選択することができる。

【００４５】また本実施の形態では、クランプ体４３が
管体４１を外面側からクランプし、刃物４８を管体４１
の内面側に配置して内面側から切削するように構成され
る。このようにクランプする側と、切削する側とが反対
となるにように刃物４８が設けられるので、管体４１の
軸線方向に関してクランプ体４３と刃物台４４が同一の
領域に存在しても管体４１の切削が可能である。したが
って刃物４８および刃物台４４をできるだけクランプ体
４３寄りに配置することができ、装置全体の軸線方向寸
法を小さくして、小形かつ軽量にすることができる。つ
まり刃物４８をクランプ体４３と同一側に配置する場合
に、相互の干渉をさけるために、図３の仮想線１２０で
示すような本装置４０に比べてクランプ体４３から遠ざ
かった位置に配意しなければならなくなってしまうとい
う問題が生じない。また同様の理由で、軸線方向寸法だ
けでなく、半径方向寸法も小さくすることができる。

【００４６】図５は、連結機構体５１とクランプ体４３
との連結構造を示す断面図である。連結機構体５１の固
定基体５０には、周方向に等間隔をあけて内ねじが形成
される複数、たとえば１２個のねじ孔９５が形成されて
いる。またクランプリング５５の連結壁５９には、周方
向に等間隔をあけて複数、たとえばねじ孔９５と同数の
１２個の透孔９６が形成されている。

【００４７】固定基体５０は、連結壁５９に重ね合わせ
るように配置され、透孔９６を挿通させた外ねじが形成
される締結ボルト部材９７をねじ孔９６の周縁部に螺着
し、固定基体５０をクランプリング５５に連結すること
ができる。各透孔９６は、締結ボルト部材９７の軸部の
外径（ねじ山の外径）よりも大きく形成されており、ク
ランプ反力によってクランプ体４３が変形されていたと
しても、締結ボルト部材９７を遊通することができ、ク
ランプ体４３のクランプ反力による変形の伝達を防止し
て、固定基体５０を連結することができる。また各ねじ
孔９５と対応させる各透孔９６とを選択することによっ
て、固定基体５０のクランプ体４３に対する軸線Ｌ１２
まわりの位置を選択して、連結することができる。

【００４８】またクランプリング５５の連結壁５９に
は、外周部に、固定基体５０が連結される側に突出し、
周方向に延びる案内突条９９が形成されている。この案
内突条９９は、内周側の面が軸線方向に突出するにつれ
て拡径する円錐台状に形成されている。案内突条９９
は、固定基体５０をクランプリング５５に連結すると
き、固定基体５０の軸線とクランプ体４３の軸線とが一
致するように、固定基体５０を案内することができる。
これによってクランプ体４３に固定基体５０を軸線のず
れがないまたは極めて少ない高い位置精度で連結するこ
とができる。

【００４９】図６は、ヒンジ手段５２を部分的に切り欠
いて示す底面図であり、図７は、ヒンジ手段５２の分解
斜視図である。ヒンジ手段５２は、基部で固定基体５０
にたとえばボルトを用いて固定される第１ヒンジ片１０
０と、基部で支持体４５の連結壁６４にたとえばボルト
を用いて固定される第２ヒンジ片１０１と、各ヒンジ片
１００，１０を連結するヒンジピン１０２とを有する。

【００５０】第１ヒンジ片１００の基部から突出する連
結部には、透孔１０４が形成されている。また第２ヒン
ジ片１０１の基部と反対側の遊端部には、略Ｕ字状の連
結部が形成され、この第２ヒンジ片１０１の連結部に
は、透孔１０５が形成されている。各ヒンジ片１００，
１０１は、第１ヒンジ片１００の連結部が第２ヒンジ片
１０１の連結部に嵌まり込んだ状態で、ヒンジピン１０
２が各透孔１０４，１０５に共通に挿通され、相互にヒ
ンジピン１０２まわりに角変位可能である。

【００５１】このようなヒンジ手段５２は、たとえば２
つ設けられる。各第１ヒンジ片１００は、固定基体５０
の外周部に支持体４５に対向する側で、周方向に１８０
度毎の箇所に固定される。各第１ヒンジ片１００の透孔
１０４の軸線は、固定基体５０の軸線に垂直な一直線上
に共通に配置される。また各第２ヒンジ片１０１は、支
持台４５の連結壁６４の外周部に固定基体５０に対向す
る側で、周方向に１８０度毎の箇所に固定される。各第
２ヒンジ片１０１の透孔１０５の軸線は、支持体４５の
軸線Ｌ１０に垂直な一直線上に共通に配置される。

【００５２】各ヒンジ手段５２によって、支持体４５が
固定基体５０に連結されて、加工機本体４７が固定基体
５０の軸線（クランプ体４３の軸線Ｌ１２と一致する）
と支持体４５の軸線Ｌ１０の交点を通り、かつこれら各
軸線Ｌ１０，Ｌ１２と垂直に配置される軸線Ｌ１１まわ
りに、クランプ体４３および管体４１に対して、角変位
可能に連結される。

【００５３】位置決め手段５３は、ターンバックル１０
９と、一対の固定片１１０，１１１とを有する。ターン
バックル１０９は、雄ねじ部材１１２と、２つの雌ねじ
部材１１３，１１４とを有し、各雌ねじ部材１１３，１
１４に対して雄ねじ部材１１２を回動することによっ
て、伸縮することができる。

【００５４】一対の固定片１１０，１１１は、ターンバ
ックル１０９の雌ねじ部材１１３，１１４に、相互に平
行な軸線まわりに角変位可能に連結される。この角変位
軸線は、雄ねじ部材１１２の回動軸線と垂直であり、か
つ軸線Ｌ１１と平行である。一方の固定片１１０は、固
定基体５０の外周部に支持体４５に対向する側で、各第
１ヒンジ片１００に対して周方向に９０度ずれた位置で
固定される。他方の固定片１１０は、支持体４５の連結
壁５８の外周部に固定基体５０に対向する側で、各第２
ヒンジ片１０１に対して周方向に９０度ずれた、一方の
固定片１１０に対向する位置に固定される。

【００５５】このような位置決め手段５３によって、タ
ーンバックル１０９を伸縮し、加工機本体４７をクラン
プ体４３に対して容易にかつ無段階的に角変位操作する
ことができる。これによって管体４１の軸線Ｌ１３に垂
直な平面に沿って延びる端面および軸線Ｌ１３に垂直な
平面に対して任意に選択できる角度で傾斜する平面に沿
って延びる端面を形成することができる。もちろんクラ
ンプ体４３の取付角度は、軸線Ｌ１３に垂直に装着可能
であり、管体４１をしっかりとクランプしたうえで、こ
のような端面の角度付け加工が可能になる。このような
角度を付けた端面を形成することによって、湾曲して延
びるパイプラインの敷設が可能になる。さらに回転軸線
Ｌ１０を軸線Ｌ１２，Ｌ１３に対して角変位させる角変
位軸線は、刃物４８の移動経路に近い位置にあり、支持
体４５を角変位させても、刃物４８を管体４１の軸線Ｌ
１３近傍を中心にして回転させることができ、管体４１
の切削作業を容易にすることができる。

【００５６】またこのような角度位置を調整するための
機構は、ヒンジ手段５２と位置決め手段５３によって構
成することによって、簡単な構成で、かつ１つのターン
バックル１０９を操作するだけの操作性に優れた機構を
実現することができる。ここで端面が沿う平面を、軸線
Ｌ１３に対してどのような軸線まわりに角変位させるか
は、装置４０を管体４１に装着するときに決定されてい
るので、これに合わせて、クランプ体４３を装着し、ね
じ孔９５と透孔９６との対応のさせ方によって選択すれ
ばよいので、支持体４５と固定体５０とは、１つの軸線
Ｌ１１まわりに角変位させることができれば、所望の端
面を形成することが可能になる。特に管体４１を真円筒
状に矯正するときには、傾斜角度だけが問題になるので
所望の角度を容易に形成することができる。

【００５７】図８は、固定手段５４を部分的に切り欠い
て示す底面図であり、図９は、固定手段５４の分解斜視
図である。固定手段５４は、基部で固定基体５０にたと
えばボルトを用いて固定される第１固定連結片１２２
と、基部で支持体４５の連結壁６４にたとえばボルトを
用いて固定される第２固定連結片１２３と、各固定連結
片１２２，１２３を締結する締結具１２４とを有する。

【００５８】第１固定連結片１２２の基部から延びる連
結部には、長円状の長孔１２５が形成されている。また
第２固定連結片１０１の基部から延びる連結部の遊端部
には、透孔１２６が形成されている。締結具１２３は、
ボルトおよびナットから成る。各固定連結片１２２，１
２３は、各孔１２５，１２６に締結具１２３のボルトを
共通に挿通させてナットを螺着して締め込むことによっ
て、相互に締結される。第１の固定連結片１２２の孔が
長孔１２５であるので、各固定連結片１２２，１２３
は、相互の位置関係を調整可能に連結される。

【００５９】このような連結機能を有する固定手段５４
は、たとえば９つ設けられる。各第１固定連結片１２２
は、固定基体５０の外周部に支持体４５に対向する側
で、固定される。各第１固定連結片１２２の長孔１２５
は、固定基体５０の軸線方向に延び、角変位軸線Ｌ１１
と平行な方向に挿通するように配置される。また各第２
固定連結片１２３は、支持体４５の連結壁６４の外周部
に固定基体５０に対向する側で、固定される。各第２固
定連結片１２３の透孔１２６は、角変位軸線Ｌ１１と平
行な方向に装置するように配置される。第１および各第
２固定連結片１２３は、ヒンジ手段５２、位置決め手段
３３および固定手段５４を含めて１２個の各手段５２〜
５４が、周方向に等間隔に配置される位置に固定され
る。

【００６０】このような固定手段５４によって、支持体
４５と固定基体５０とを、軸線Ｌ１１まわりの相互の角
変位を阻止して固定することが可能であり、位置決め手
段５３の操作によって支持体４５と固定基体５０との角
度位置が調整された後に、支持体４５と固定基体５０、
したがって加工機本体４７とクランプ体４３とが固定さ
れる。第１固定連結片１２２に長孔１２５を形成するこ
とによって、支持体４５と固定基体５０との角度位置に
拘らず、支持体４５と固定基体５０とを固定することが
可能になる。このような固定手段５４を設けることによ
って、支持体４５と固定基体５０とをしっかりと安定し
て強固に連結することが可能となり、加工機本体４７を
管体４１に対して安定して設けることができる。これに
よって切削抵抗などによって加工機本体４７が大きく揺
れてしまうなどの不具合がふせがれ、安定した切削加工
することが可能になる。

【００６１】上述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎ
ず、本発明の範囲内において、構成を変更することがで
きる。たとえばクランプ体は、複数に分割可能にしても
よいし、クランプボルト数は、３つ以上であれば限定さ
れることはない。また管体は、必ずしも真円筒に矯正す
るひつようはなく、略多角形状などの他の形状であって
もよい。また各部材の形状および材質などを変更するこ
とができる。また刃物４８の個数など部材の個数を変更
することもできる。またガスを輸送するパイプラインの
形成のための管体に限らず、石油を輸送するためのパイ
プラインのための管体であってもよく、またはその他工
業製品および構造物の形成を目的とする管体の加工に用
いてもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、刃物を保持する刃物台
の平坦面に沿う回転が得られ、管体の端部を、クランプ
反力に影響されることなく高い精度で所定の端面形状に
形成することができるので、溶接継手を形成するための
開先を、高精度に組み立てることができる管体の端面を
形成することができる。また刃物台の円滑な回転が得ら
れ、駆動手段の駆動負荷が小さく、駆動手段を小形にす
ることができるので、装置全体を小形にすることができ
る。

【００６３】また本発明によれば、刃物を保持する刃物
台の回転軸線を、管体の軸線に対して角度位置を調整可
能に容易に位置決めして配置することができるので、切
削して形成される管体の端面と、管体の軸線との角度位
置を容易に調整することができ、管体の軸線に対して所
望の任意の角度の端面を容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の管端加工装置４０を示
す正面図である。

【図２】管端加工装置４０を示す斜視図である。

【図３】管端加工装置４０を示す断面図である。

【図４】管端加工装置４０を示す側面図である。

【図５】加工機本体５１とクランプ体４３の連結構造を
示す断面図である。

【図６】ヒンジ手段５２を示す底面図である。

【図７】ヒンジ手段５２を示す分解斜視図である。

【図８】固定手段５４を示す底面図である。

【図９】固定手段５４を示す分解斜視図である。

【図１０】従来技術の管端加工装置１を示す正面図であ
る。

【図１１】管端加工装置１の装着状態を示す断面図であ
る。

【図１２】他の従来技術の管端加工装置１５を示す正面
図である。

【図１３】さらに他の従来技術の管端加工装置２５を示
す図である。

【符号の説明】

４０ 管端加工装置 ４１ 管体 ４３ クランプ体 ４４ 刃物台 ４５ 支持体 ４６ 駆動手段 ４７ 加工機本体 ４８ 刃物 ５０ 固定基体 ５１ 連結機構体 ５２ ヒンジ手段 ５３ 位置決め手段 ５４ 固定手段 ５５ クランプ体 ５６ クランプボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−314201（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−4109（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−63611（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−43101（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−47702（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23B 5/16 B23D 21/04 B23D 21/14 B23K 31/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管体の端部に外面側から装着され、管体
   の端部を所定の外形形状に矯正可能なクランプ体と、 管体を切削する刃物を保持する刃物台、円筒状に構成さ
   れる支持体、刃物台および支持体間に介在され、刃物台
   を支持体によって回転自在に支持するための軸受手段、
   ならびに支持体に対して刃物台を回転駆動する駆動手段
   を有する加工機本体と、 クランプ体からのクランプ反力による変形の伝達を防止
   してクランプ体に固定される円環状の固定基体を有し、
   固定基体を支持体に対向させて連結することによって、
   加工機本体をクランプ体に連結可能な連結機構体とを含
   むことを特徴とする管体の管端加工装置。
2. 【請求項２】 加工機本体とクランプ体とを連結する連
   結機構体は、前記固定基体と、固定基体と支持体とを刃
   物台の回転軸線に対して交差する軸線まわりに角変位可
   能に連結するヒンジ手段と、ヒンジ手段に対して周方向
   に９０度ずれた位置に配置され、固定基体に対する支持
   体の角度位置を調整可能に位置決めする位置決め手段と
   を含むことを特徴とする請求項１記載の管体の管端加工
   装置。