JP4103338B2 - 配管切断・開先加工機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配管切断・開先加工機に係り、特に配管内側に装着して油圧内拡方式の芯出し機構を有する大口径管の切断・開先加工に効果的な配管切断・開先加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の配管切断・開先可能をなす加工機は、一般的に製作工場等での使用が主となっており、設置型か、条件の良い場所における開先加工のため重く、特定の作業者がいて馴れが期待できるので、多少作業性が悪くても問題がなかった。
しかし、据付作業現場では加工する配管が既に接続されているなどの理由から、配管自体が固定状態となっているため、加工機側を移動しなければならず、加工するときの場所も高所、狭隘な場所等が多く、更に作業者は一定でない等の多くの問題があった。
【０００３】
従来機として知られているものに次のような例がある。すなわち、配管の内部に固定部を入れ、配管の外側に切削刃（バイト）の付いた回転するホルダがあり、次に駆動動力となる原動機（電動モータまたはエアモータ等）が減速機を介して直結されているものである。固定部には放射状に突出できるような脚を設け、この中心部にて軸方向に移動可能なテーパコッタピンを配置し、この軸方向位置をボルトで調整し均等に脚を突出させるようにして芯出しを行わせるようにしている。
【０００４】
また、その他の従来機の例としてはリングタイプのものが知られている。これは加工対象となっている配管の外周にガイドリングを取り付け、ガイドリングを周回する回転リングに切削バイトを取り付けたもので、回転リングとともにバイトが周回して、開先加工するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記前者の従来例の場合では、配管内部で放射配置された脚で固定部を支え、この固定部から配管の開口側に片持ち状態で重量のある減速機と、原動機が遠くに配置されるものとなって、固定部に対してモーメントによる影響が大きく、円錐体（テーパコッタ）とボルトによる芯出し脚方式のため切削加工時の緩みが生じ易い。芯出し脚は微調整をボルトで行うが、管端部から狭い奥の管内面に直角の位置のため、締め付けの工具が容易に扱えない状態で、微調整が難しいばかりでなく、それぞれの脚を同じ力で突っ張ることが非常に難しい。緩みが出ると、芯位置が変化し切削刃が食い込むか離れてしまうので、再度調整、再切削をする場合が多く発生していた。
【０００６】
また、後者の従来例の場合には、加工配管の外周に切削刃が周回するガイドを取り付けるので加工機全体の寸法が大きくなる欠点がある。加工対象配管の大小サイズを兼用するため、大きな加工機を小さいサイズの配管に使用する場合も多く発生し、相乗的に大きな物を使う結果となっており、特に移動には多くの無駄をしていることになる。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、特に、
１）配管の設定据付場所で、配管に容易に取り付け、加工できること。
２）Ｕ開先およびＶ開先が短時間で均質に加工できる。
３）配管の製作誤差である公差に対応できる。
配管切断・開先加工機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る配管切断・開先加工機は、放射配置された芯出し脚を突出可能として配管内に装着される芯出し機構部を有し、この芯出し機構部の一方端面側に駆動手段を配置し、当該駆動手段により回転されるテーブルを前記芯出し機構部を貫通させて反対端面側に配置させ、このテーブルにはバイトを保持可能なバイトホルダを取り付けてなることを特徴としている。前記バイトホルダには切削バイトを配管内部にて回転円周の外に向けて取り付け可能とすればよい。
【０００９】
また、上記構成に加えて、固定ブロックに放射配置されて半径方向へ突出可能とした芯出し脚と、この芯出し脚を油圧により出入り調整すべく油路で連絡して固定ブロックの端面側にて螺進調整可能とされた押しボルトと、を備えた芯出し機構部を有し、配管内面側から配管切断・開先加工を可能としたものである。
【００１０】
これらの場合において、前記押しボルトの配置面側に切断開先加工用バイトを取付可能とし、また、前記押しボルトは配管の開先加工する端面の開口側に配置した構成としている。
すなわち、従来の欠点を解消するため、加工する配管内側に取り付ける形とし、芯出し（固定）脚を備えた機構部を挟んで後部側に原動機と減速機が配置され、前部側（配管開口側）に切削バイトが取り付けられる回転テーブルを配置するようにした。切削バイトのあるホルダは芯出し（固定）脚の前面にあるので、芯出し脚の前後の配置となり全体のバランスが良いほか、芯出し作業は作業性の良い管端部（前面）からできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る配管切断・開先加工機の具体的実施の形態を、図面を参照して、詳細に説明する。図１は実施形態に係る配管切断・開先加工機の構成を示す側面図と正面図である。図示のように、実施形態に係る配管切断・開先加工機１０は、切断や開先加工する対象の配管１２の内部に装着可能となっている。これは基本的には配管１２の内部にて位置決め固定する芯出し機構部１４と、その後部すなわち配管１２の内奥部側に配置される駆動部１６と、この駆動部１６の取付側とは反対側に設けられた回転テーブルを備えた加工部１８とから構成されている。
【００１２】
前記芯出し機構部１４は、円柱状に形成された固定ブロック２０を有し、図２の模式図に示しているように、放射状に複数の芯出し脚２２を半径方向に突出できるように装着している。実施形態では４本の芯出し脚２２を一平面上で放射配列し、これを前後位置に２列配置している。これによって８本の芯出し脚２２が固定ブロック２０に取り付けられている。個々の芯出し脚２２は、図２に示しているように、固定ブロック２０の半径方向に沿って穿設されたシリンダ室２４に摺動可能に装着されて外部に出入り可能とされている。芯出し脚２２はその全長長さを可変としており、このため、前記シリンダ室２４に直接摺動装着されるスリーブピストン２６と、このスリーブピストン２６に対して出入り可能とされた脚本体２８とから構成されている。脚本体２８はしたがって、スリーブピストン２６の内部に刻設された雌ねじに螺合するねじ軸部３０を有し、脚本体２８を回転調整することによって芯出し脚２２の全長を調整できるのである。
【００１３】
このような芯出し脚２２を固定ブロック２０から出入り操作するのは油圧によっており、前記シリンダ室２４に連通する油路３２を固定ブロック２０の軸芯方向に形成している。一方、固定ブロック２０の片端面側（図２の右端面）には前記油路３２内の作動油を押し出し可能とされた油圧押しボルト３４が取り付けられている。固定ブロック２０に前記油路３２と同心の雌ねじ孔３６が開口されるとともに、その奥部にシリンダ孔３８が穿設され、これが油路３２に連通している。油圧押しボルト３４は、詳細を図３に示しているように、上記雌ねじ孔３６に螺合されているねじ軸部４０と、前記シリンダ孔３８に摺動可能に挿入されるピストン部４２とを有しており、ボルト頭部４４が固定ブロック２０の端面側に配置されている。油路３２の内部には作動油が収容され、油圧押しボルト３４の押し込み量に比例して芯出し脚２２が固定ブロック２０の半径方向に突出されるようになっている。各芯出し脚２２に応じて油圧押しボルト３４が設けられ、この油圧押しボルト３４が固定ブロック２０の同一端面側に配列されている。
【００１４】
上述したように、芯出し機構部１４は油圧押しボルト３４の回転操作量に応じて芯出し脚２２を突出させ、非圧縮体の流体を圧力伝達に用いているので、一旦設定した芯出し脚２２の突出量は変化せず、しかも配管１２の内壁面への食い付きが確実に行われる。このため、配管１２の配置が垂直、水平、あるいは傾斜していても確実に芯合わせができる。このようにして配管１２の中心に固定ブロック２０を含む芯出し機構部１４を配置することができるが、これには駆動源としてのモータ並びに減速機構を内蔵する駆動部１６と、当該駆動部１６によって作動される加工部１８とが、芯出し機構部１４を挟んでそれぞれ反対側に位置するように設定されている。
【００１５】
駆動部１６は上述したようにモータ並びに減速機構を備えているが、その出力軸４６が固定ブロック２０に軸受支持され、これを貫通して反対面側に配置されている回転テーブル４８を回転駆動させるようにしている。回転テーブル４８には開先加工用のバイト５０（図１参照）、若しくは切断加工用のバイト５２（図４参照）を保持するバイトホルダ５４が取り付けられるようになっている。バイトホルダ５４は、詳細を図示しないが、加工位置が調整できるように回転テーブル４８の半径方向と配管軸芯方向に位置調整できるように構成されている。これは例えばホルダ５４をＬ字形状として、回転テーブル４８に形成した半径方向の溝にＬ字アームの一方を装着して位置調整移動可能に取り付け、また、Ｌ字アームの他方にバイト把持部分をスライドできるように取り付け、これによって切削加工位置を調整できる。
【００１６】
このように構成された配管切断・開先加工機の主な目的である、据付現場のおける使用の方法を説明する。
まず、加工配管１２の切断位置へ印を付ける。予め、開先加工する配管１２に切断位置を切除する場合と、切除部分が無く開先加工を直接する場合の判断して作業法を変える。
【００１７】
次に開先加工機の準備を行う。油圧押しボルト３４を左に回転し、芯出し脚２２の引き込み量を最大にして突出量を最短にしておく
芯出し脚２２の長さを脚本体２８の回転によりねじ軸部３０を螺進させて調整し、配管１２の内径よりも２ｍｍ程度小さく合わせておき、加工機１０が配管１２内に容易に挿入できるようにしておく。
【００１８】
加工機１０の設定を行うが、まず、不要管端部を切除する場合は、次のように行う。図４に示すように、加工機１０のホルダ５４に切削バイト５２は配管１２内側から切削するように外向きに取り付け、配管１２の内面に当たらないように２ｍｍ程度間隔をあけておく。
【００１９】
芯調整がしやすいように加工機１０の周囲4箇所にある芯出し脚２２を上下と左右に配置して配管１２内を滑らせて移動し、バイト５２を開先加工代を考慮した切断位置に合わせる。
駆動源（電源または圧縮空気）を接続しホルダ５４をゆっくり回して、加工機１０の配管１２に対する芯位置の偏りの有無を調べる。
【００２０】
加工機１０の芯出しをするため、芯出し脚２２のスリーブピストン２６を押し出す押しボルト３４を右に回し、切削バイト５２が配管１２の内面に軽く触れる程度に調整し、次に、左右の調整を同様に行う。配管軸に対する切断面の直角度は管端部から外、内（前部、後部）の芯出し脚２２を調整して行う。
【００２１】
芯出しが完了したらホルダ５４の回転を始め、切削バイト５２をホルダ送りネジで管の内面に接触させて切削し不要部分を切除する。
次に、開先加工をする場合は次のように行う。切断時の芯出しがほぼ完了しているので、必要な形状に開先加工するが、微妙に開先面の角度、内周面および外周面の加工等が必要な場合は、再度、調整を行って必要精度にする。
【００２２】
切断作業が無く、管端部を直接開先加工するときは前記の調整同様に円周方向と直角度を測定し確認しながら油圧押しボルト３４で調整して開先加工する。
どの調整の場合も、芯出し調整が完了したら、芯調整が変化しないことを確認しながら、油圧押しボルト３４を増し締めして、確実に脚全数が同じ押し圧で管内面に当たっていることを確認する。
【００２３】
配管１２が変形していて油圧ボルト２２のストロークが不足するときは、その油圧ボルト３４を左に回転して油圧を緩め、当初調整した芯出し脚ボルト２２を伸長して管内面に当てた後に再び油圧ボルト３４を回して脚２２に油圧を掛ける。
【００２４】
このような加工機１０の取り外し作業は次のようになる。油圧押しボルト３４を緩めて油圧を下げた後、加工機１０を引き出す。配管１２の変形等により芯出し脚２２のストロークだけでは足りず、脚が配管１２内面に接触または突っ張った状態の時は、脚本体２８を縮める方向（左回転）に回して緩め、加工機１０を取り出す。
【００２５】
このように本実施形態によれば、▲１▼ボルトおよび微調整用の簡易油圧方式の芯出し脚による内付け方式としたので、小型化、芯出し微調整の作業が簡易になる。また、▲２▼芯出し脚に対し後部に原動機、全部にホルダを配置しバランスを良くしたので、加工精度が高いものとなる。更に、▲３▼管端部側から芯出し調整できる構成としているので、作業性が極めてよく、前面からの調整で簡便にできる。また、▲４▼管内部から切削できるので、作業スペースが小さくてよく、周辺にある障害物によって切断・開先加工ができなくなることはない。
【００２６】
なお、機械方式で、管端部の方向から調整できる、微調整用ボルトを勾配片引き寄せ構造の個々に調整する方式にして、突っ張りの押し圧の感触が手元でわかる方式としても良い。また、油圧押しボルトを１本で複数または全数の微調整ボルトを押す方式としても良い。更に、油圧押しボルトを外部設定またはホース接続の小型手押し油圧発生ポンプとしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、固定ブロックに放射配置されて半径方向へ突出可能とした芯出し脚と、この芯出し脚を油圧により出入り調整すべく油路で連絡して固定ブロックの端面側にて螺進調整可能とされた押しボルトと、を備えた芯出し機構部を有し、配管内面側から配管切断・開先加工を可能としてなるとともに、前記押しボルトの配置面側に切断開先加工用バイトを取付可能とし、前記押しボルトは配管の開先加工する端面の開口側に配置可能な構成としたので、設定芯出しが容易であるとともに、従来機に比較して構造上軽量小型に製作でき、移動、設定が容易なため配管の据付現場で効率よく作業できる。また、管端部前面の操作し易い箇所にある油圧ボルトを加圧できるので、作業容易であり、油圧により確実な固定ができるので、下降中の緩みが生じないため、加工面が正確になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る配管切断・開先加工機の配管内部に装着した側面図と正面図である。
【図２】同加工機の芯出し機構部の断面図である。
【図３】同芯出し機構部の押しボルト部分の拡大断面図である。
【図４】実施形態に係る加工機の配管切断作業状態の説明図である。
【符号の説明】
１０………配管切断・開先加工機、１２………配管、１４………芯出し機構部、
１６………駆動部、１８………加工部、２０………固定ブロック、
２２………芯出し脚、２４………シリンダ室、２６………スリーブピストン、
２８………脚本体、３０………ねじ軸部、３２………油路、
３４………油圧押しボルト、３６………雌ねじ孔、３８………シリンダ孔、
４０………ねじ軸部、４２………ピストン部、４４………ボルト頭部、
４６………出力軸、４８………回転テーブル、５０………開先加工用バイト、
５２………切断加工用バイト、５４………バイトホルダ。

Claims (1)

1. 固定ブロックに放射配置されて半径方向へ突出可能とした芯出し脚と、この芯出し脚を油圧により出入り調整すべく油路で連絡して固定ブロックの端面側にて螺進調整可能とされた押しボルトと、を備えた芯出し機構部を有し、配管内面側から配管切断・開先加工を可能としてなるとともに、前記押しボルトの配置面側に切断開先加工用バイトを取付可能とし、前記押しボルトは配管の開先加工する端面の開口側に配置可能としてなることを特徴とする配管切断・開先加工機。

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