JP6787996B2 - 自動式パイプ及び金属板材移動面取り機 - Google Patents

Description

本発明は、切断されたパイプ及び金属板材の溶接のためにパイプ及び金属板材の角部位を面取りするにあたり、自動的に面取りが行われるようにする自動式パイプ及び金属板材移動面取り機に関する。

パイプの溶接のためにはパイプの切断面を面取りしなければならないが、床における切断されたパイプの面取り作業は通常の面取り機にパイプを装着して行うので手軽に行うことができるが、配管作業途中で既に配管がなされたパイプの切断面に対して行う面取り作業は非常に難しい。

すなわち、プラント配管作業は、さまざまな直径のパイプを用いて高所で行われるので、携帯用グラインダーなどのツールを用いたパイプ面取り作業は、面取り角度が一定に得られないのはもとより、パイプの切断面に沿ってグラインダーを回転させながら行われるので作業が難しいうえ、高所で作業が行われるので作業環境が劣悪である。

一方、パイプの切断面に携帯用自動面取り機を設置して面取り作業が行われるようにする場合、パイプの直径に応じてさまざまなサイズの面取り機を備えた後、パイプの直径に応じる面取り機を選択して使用しなければならないので、パイプ面取り機を用いてプラント作業中のパイプ切断面を面取りすることが難しい作業になるしかない。

かかる問題を解決するために、パイプの外側に一定の間隔を置いて外接ローラーを設置し、前記外接ローラーの中央下方にパイプの内側に内接ローラーを設置するが、前記内接ローラーを上下移動させることにより、内接ローラーと外接ローラーがパイプの内外部に密着するようにした後、パイプの切断面の角部位を切断刃で面取りすることができるようにする移動式溶接改善用パイプ外径面取り機が韓国特許登録第１０−１４９７６３８号に開示されている。

韓国特許登録第１０−１４９７６３８号 韓国特許登録第１０−１４１６２２１号 韓国特許登録第１０−０９８８０７０号 韓国特許登録第１０−１３４０５７１号

この先行技術は、手動式で面取り機を移動させるものであって、パイプの直径が小さい場合には、大きな問題が発生しないが、パイプの直径が大きい場合には、面取り機をパイプの切断面に沿って１回回転させるのが容易ではなく、大口径で材質が堅固なパイプを面取りする場合には、パイプの面取りに長い時間がかかって作業者の作業効率性に劣るものであった。
本発明は、直径の大きいパイプの切断面を手動で面取りする場合、高所での作業が難しく、作業途中で連続的な面取り作業が行われない問題を解決するためのもので、直径の大きいパイプの切断面を面取りするにあたり、自動的に面取りが行われるようにすることにより、手作業による不具合を解消するためのものである。

本発明は、移動式面取り機のヘッドに設置された半月型面取り角度調節板に直角方向に垂直プレートと支えプレートを固定し、前記垂直プレートには、パイプの内側に移動体を設置し、前記移動体には、スプリングで圧着力が調節され且つパイプの内側に密着する内接ローラーを設置し、支えプレートには、中央に固定ボルトを設置し、その固定ボルトの両側にガイドを設置し、前記固定ボルトが挿入されて結合され且つガイドが挿入される固定板を設置し、前記固定板はギアボックスの前方に固定設置され、前記ギアボックスの前方には固定板の左右側でパイプの外側に密着する外接ローラーを設置し、前記外接ローラーはギアボックスの背面に設置されたモーターの回転力がギアボックスで減速されて伝達されるようにするものであり、面取り機を設置するが、内接ロールがパイプの内部の上側に密着するようにした後、外接ローラーがパイプの外側に密着するようにし、前記固定ボルトに固定板を圧着して内接ローラーと外接ローラーとが密着した状態で外接ローラーの駆動力によってパイプの切断面に沿って移動しながら切断面の面取りが行われる。

本発明において、内接ローラーは、ワンウェイクラッチを用いて一方向にのみ回転し、内接ローラーは、スプリングの圧着力によってパイプの内面に密着した状態を維持する一方、パイプの中心軸に対して極めて少しずれるようにすることにより、面取り機がパイプの切断面に沿って回転するときにパイプの切断面が面取り機と密着した状態で回転するようにする。

本発明は、面取り機の半月型面取り角度調節板に固定される垂直プレートと支えプレートの中央の角部位に突設された刃の回転によってパイプの切断面の外側角部位に対する面取りが行われ、前記面取り機は、パイプの内外側にパイプの中心軸方向に設置された内接ローラーと外接ローラーによってパイプに乗って回転しながら面取りが行われ、パイプの直径に応じて、支えプレートの両側に設置されているガイドに挿入される固定板の高さが変わり、固定板の高さが変わるにつれて、一緒に結合している外接ローラーがパイプの直径の変化に応じて対応して密着し、支えプレートの中央にある固定ボルトの固定ナットを締め付けることにより、外接ローラーがパイプに圧着されて回転し、パイプの直径が大きいため、平らな状態になっても内接ローラーと外接ローラーとの密着によって自動的に面取りが行われるので、金属板材の平板も面取りが可能になる。

本発明は、溶接を行うためにパイプ及び金属板材の切断面を面取りするもので、パイプの内側または金属板材の下面、及びパイプの外側または金属板材の上面にそれぞれ内接ローラーと外接ローラーを密着させた後、外接ローラーに回転動力を加えることにより、面取り機がパイプ及び金属板材の切断面に沿って自動的に進行しながら面取りが行われるものであり、パイプの様々な直径の変化にも対応して装着することができるので、大口径パイプの場合には自動的に面取りが行われるため、手動面取りとは異なり、簡便さが提供されるものである。つまり、面取り機をパイプ及び金属板材の切断面に装着した後、外接ローラーに回転力を加えると、面取り機がパイプ及び金属板材の切断面に沿って進行しながら自動的に面取りが行われるものであって、パイプの切断面の面取り及び金属板材の平板の面取りを簡便かつ自動的に行うことができるのである。

本発明の内接ローラーが設置された面取り機の側面図である。 本発明の外接ローラーが設置されたギアボックスの側面図である。 本発明の外接ローラーが設置されたギアボックスの平面図である。 本発明の外接ローラーが設置されたギアボックスの正面図である。 本発明の半月型面取り角度調節板に固定される支えプレートの平面図である。 本発明の半月型面取り角度調節板に固定される支えプレートの正面図である。 本発明をパイプに使用する状態の側断面図である。 本発明をパイプに使用する状態の側面図である。 本発明をパイプに使用する状態の正面図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の内接ローラーが設置された面取り機の側面図である。

本発明は、パイプ１の内側に密着する内接ローラー５０が備えられた面取り機１０と、パイプ１の外側に密着する外接ローラー６０が備えられたギアボックス７０とを含んでなり、面取り機１０をパイプ１の切断面に装着した後、ギアボックス７０を結合固定させ、内接ローラー５０をパイプ１の内側に密着させた状態で外接ローラー６０をパイプ１の外側に密着させた後、ギアボックス７０で外接ローラー６０を回転させることにより、面取り機１０がパイプ１の切断面に乗って回転しながら刃１１によって切断面の面取りが行われるのである。

本発明は、移動式面取り機１０のヘッド１２の両側に設置される半月型面取り角度調節板１３に直角方向にそれぞれ垂直プレート２０と支えプレート３０を固定した後、垂直プレート２０には、パイプ１の切断面が密着する一方、支えプレート３０には、パイプ１の外側面が密着した状態で垂直プレート２０と支えプレート３０との間に突出するように位置した刃１１でパイプ１切断面の面取りが行われるようにする際に、支えプレート３０にギアボックス７０を結合させるが、前記ギアボックス７０の前方の両側に突出した外接ローラー６０がパイプ１の外側面の左右側に密着するようにし、前記垂直プレート２０に結合された移動体４０の内接ローラー５０がパイプ１の内側面に密着するようにした後、外接ローラー６０を駆動させることにより、移動式面取り機１０がパイプ１の切断面に乗って進行しながら刃１１でパイプ１の切断面を自動的に面取りするのである。

本発明の外接ローラー６０は、互いに離隔した状態で支えプレート３０よりも低い位置に設置し、移動体４０に設置された内接ローラー５０は、外接ローラー６０同士の間に位置する支えプレート３０の中央下側に位置することができるように設置して、前記二つの外接ローラー６０と一つの内接ローラー５０がパイプ１の内外側に密着した状態で自動的に面取りが行われる。本発明の外接ローラー６０は、外部にウレタン材質で被せることにより、パイプ１に乗って面取り機１０が進行するときに摩擦力を高め、また、本発明の内接ローラー５０は、パイプ１の中心軸と比較するときに若干の角度をずらすことにより、面取り機１０がパイプ１に乗って進行するときに内接ローラー５０の傾斜角度によって面取り機１０がパイプ１側に引っ張られる形で進行するようにして、面取り機１０がパイプ１に乗って進行するときにパイプ１の切断面に密着した状態で進行するようにする。

本発明の垂直プレート２０には外側に垂直固定板２１を固定し、前記垂直固定板２１の先端には直交してパイプ１側に向く水平固定板２２を設置し、前記水平固定板２２の上側には移動体４０を設置するが、前記移動体４０は、水平固定板２２に設置された内接ローラー５０調節ねじ４１によって高低が調節されるようにし、前記移動体４０には内接ローラー５０を設置し、前記内接ローラー５０のローラー軸４２は移動体４０の内部でスプリング４５によって内接ローラー５０を押し出す方向に圧着力を受けるようにすることにより、内接ローラー５０は、内接ローラー５０調節ねじ４１によって移動してパイプ１の内側に密着するようにするが、スプリング４５によって確実な密着が行われるようにする。

つまり、内接ローラー５０は、内接ローラー５０調節ねじ４１の回転に応じて昇降し、上昇時にはパイプ１の内面に密着し、この状態で内接ローラー５０調節ねじ４１をさらに回すと、スプリング４５が圧着されながら内接ローラー５０がパイプ１や鉄板に密着した状態で面取り作業が行われ、前記内接ローラー５０の中心軸をずらして面取り機１０が常にパイプ１の切断面と密着するようにしながら、自動的にパイプ１の円周方向に沿って回転してパイプ１の切断面に対する面取りが行われる。

本発明の支えプレート３０は、半月型面取り角度調節板１３に一側が固定されながら、もう一側に固定ボルト３１が設置され、その固定ボルト３１の両側にガイド３２が突設される。前記固定ボルト３１とガイド３２には、ギアボックス７０の前方に突出して固定される固定板７５の孔が嵌められ、前記固定ボルト３１とガイド３２に固定板７５が嵌められると、固定ボルト３１に固定ナット３３を結合させる。

本発明のギアボックス７０は、後方にモーター７１が備えられる一方、その速度を調節する操作盤７２が形成され、前記ギアボックス７０の前面両側に外接ローラー６０が突出して設置され、前記外接ローラー６０は、パイプ１の外側に密着した状態でギアボックス７０が固定され、前記ギアボックス７０は内部に設置されたギア配列によってモーター７１の回転力を減速して外接ローラー６０を回転させ、操作盤７２は外接ローラー６０の回転数を調節する。

ここで、支えプレート３０を基準に、外接ローラー６０は、両側に支えプレート３０よりも低い位置のパイプ１の外側に設置され、内接ローラー５０は、支えプレート３０の下方のパイプ１の内側に設置される。前記垂直固定板２１には外側に飛散防止板１５を設置することにより、面取りの際に発生するチップが作業者に向かって飛び散ることを防止する。

本発明は、パイプ１の切断面の面取りのために、内接ローラー５０はパイプ１の内側に密着し、外接ローラー６０はパイプ１の外側に密着した状態で、垂直プレート２０と支えプレート３０との間に突出した刃１１でパイプ１の切断面の外側に対する面取りが行われるようにするが、前記外接ローラー６０の回転力によって面取り機１０がパイプ１の切断面に乗って回転しながら面取りが行われる。このとき、内接ローラー５０に設置されたワンウェイクラッチと外接ローラー６０に加わるモーター７１の回転力及び回転方向によって一方向にのみ進行しながら面取りが行われる。

ここで、内接ローラー５０は、内接ローラー５０調節ねじ４１の回転に応じて昇降し、上昇時にはパイプ１の内面に密着し、この状態で内接ローラー５０調節ねじ４１をさらに回すと、スプリング４５が圧着されながら圧着ローラーが鉄板に密着するので、パイプ１の面取り作業の際にパイプ１の円周方向に沿って正確に移動しながらパイプ１の切断面に対する面取りが行われる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明における面取り機１０は、モーター駆動部から伝達される回転力によって刃１１を回転させるヘッド１２を備え、前記ヘッド１２には、半月型面取り角度調節板１３に結合される垂直プレート２０と支えプレート３０とが直交する方向に設置され、前記垂直プレート２０と支えプレート３０との間に突出した刃１１によってパイプ１の切断面を面取りするものである。本発明において、ヘッド１２に固定された垂直プレート２０の構成、及び刃１１の回転によって面取りが行われる基本的な面取り機能は、公知の構成なので、これについての詳細な説明は省略する。

本発明は、公知の面取り機１０に、上下移動してパイプ１の内側に密着する内接ローラー５０を備える一方、前記面取り機１０に、モーター７１の回転力で外接ローラー６０を回転させるギアボックス７０を結合させているが、ギアボックス７０の前方両側に突出した外接ローラー６０がパイプ１の外側に密着するようにした後、外接ローラー６０をモーター７１の回転力で回転させると、面取り機１０が自動的にパイプ１の切断面に乗って進行しながらパイプ１の切断面に対する面取りが行われる。

本発明は、垂直プレート２０の外側に垂直固定板２１を固定し、前記垂直固定板２１には直交する方向に水平固定板２２を固定し、前記水平固定板２２の上側に移動体４０を設置するが、前記移動体４０が、水平固定板２２に挿入された内接ローラー調節ねじ４１の回転に応じて上下移動するようにする。前記移動体４０にはワンウェイクラッチの内蔵された内接ローラー５０を設置するが、前記内接ローラー５０がスプリング４５に弾支されるようにすることにより、内接ローラー５０がパイプ１の内側に密着した状態で内接ローラー調節ねじ４１をさらに回転させると、スプリング４５を密着させながらパイプ１の内側に密着するので、内接ローラー５０の密着力を保障する。

本発明の半月型面取り角度調節板１３に固定された支えプレート３０には、中央に固定ボルト３１が突出する一方、その両側にガイド３２が突出して設置される。前記固定ボルト３１とガイド３２には、ギアボックス７０の前面に突出した固定板７５が嵌められて固定ナット３３で固定される。

本発明のギアボックス７０は、後方に設置されたモーター７１の回転力をギア配列で減速させて、前方の両側に突出した外接ローラー６０を回転させるものである。操作盤７２によってモーター７１の駆動、停止及び速度調節が行われ、パイプの直径の変化及び必要に応じて、金属板材の平板の面取りの際に固定ボルト３１とガイド３２の長さが長いものを選択して使用することができる。
本発明のギアボックス７０を面取り機１０に結合させると、外接ローラー６０は、パイプ１の外側に密着し、定められたモーター方向とギア配列によって一方向にのみ回転し、本発明の内接ローラー５０に内蔵されるワンウェイクラッチは、一方向にのみ回転するようにする。これは当業者が容易に実施し得る事項である。

本発明の移動体４０は、本出願人が特許権者である韓国登録特許第１０−１４９７６３８号に開示されている移動体の構成と同様の構成なので、これについての詳細な説明は省略する。

本発明の外接ローラー６０と内接ローラー５０は、それぞれパイプ１の外側と内側に密着した状態で回転するもので、パイプ１の切断面に乗って進行がなされるだけであり、パイプ１の長さ方向への移動は行われない。本発明の内接ローラー５０の中心軸を、パイプ１に乗って回転するときにパイプ１の内側方向に移動するように少しずらすことにより、パイプ１に乗って回転するときに面取り機１０の垂直プレート２０が常にパイプ１の切断面に密着した状態で進行するようにする。

本発明のヘッド１２には、垂直プレート２０側を覆う飛散防止板１５を設置することにより、面取り作業中に発生するチップが作業者に飛び散らないようにする。

このような構成の本発明は、パイプ１の切断面に面取り機１０を設置した後、モーター７１を駆動させると、面取り機１０がパイプ１に乗って回転しながら自動的に面取りが行われるもので、面取り機１０とギアボックス７０とが結合されていない状態で面取り機１０をパイプ１の切断面に装着した後、ギアボックス７０を面取り機１０に結合固定させることにより、モーター７１の回転力を用いて面取り機１０を回転させることで、パイプ１の切断面に対する面取りが自動的に行われるのである。

まず、面取り機１０をパイプ１の切断面に装着する前に、面取り機１０の半月型面取り角度調節板１３に垂直プレート２０と支えプレート３０を固定させるが、支えプレート３０は、固定ボルト３１が突出して設置される一方、その固定ボルトの両側にガイド３２が突出して設置されるもので、ギアボックス７０が結合固定される。前記垂直プレート２０には垂直固定板２１と水平固定板２２を固定した後、前記水平固定板２２の上側に移動体４０を設置するが、前記移動体４０は内接ローラー調節ねじ４１によって上下移動する。

前記移動体４０は、内接ローラー調節ねじ４１によって上下移動する一方、内接ローラー５０が設置され、前記内接ローラー５０のローラー軸４２は、スプリング４５に圧着されたまま設置され、内接ローラー５０は、パイプ１の内側に密着して円周方向への回転が行われる。内接ローラー調節ねじ４１を回して移動体４０を上昇させて内接ローラー５０がパイプ１の内側に密着した状態で内接ローラー調節ねじ４１をさらに回すと、内接ローラー５０は、スプリング４５を圧着させて弾性力を受けながらパイプ１の内側に密着した状態を維持する。

この状態で、ギアボックス７０の前方に突出した固定板７５に設けられた孔に固定ボルト３１とガイド３２を挿入した後、固定ボルト３１に固定ナット３３を嵌めることによりギアボックス７０の結合が完了し、前記ギアボックス７０には、モーター７１が備えられる一方、オン／オフと速度を調節する操作盤７２が形成されることにより、本発明のギアボックス７０は、内部ギア配列を用いて所望の減速比を得る。

本発明のギアボックス７０には前方の両側に外接ローラー６０が突設され、前記外接ローラー６０は、モーター７１の回転力がギアボックス７０で減速された後に回転するものである。前記外接ローラー６０の外部にはウレタンなどの摩擦力の良い材質を被せる。

本発明のギアボックス７０を結合させて外接ローラー６０がパイプ１の外側に触れている状態で固定ナット３３を締め付けると、支えプレート３０の固定ボルト３１が上側に移動しながら引っ張られ、これと同時に、外接ローラー６０は、パイプ１の外側に密着する。固定ナット３３を締め付けることにより、支えプレート３０の下面がパイプ１と密着した状態で外接ローラー同士が離隔し、外接ローラー６０がパイプ１に密着する。

このように面取り機１０にギアボックス７０が結合されてパイプ１の切断面に装着された後は、モーター７１を駆動させると、モーター７１の回転力はギアボックス７０で減速された後に外接ローラー６０を回転させる。このとき、内接ローラー５０がパイプ１の内側に密着した状態で、モーター７１の回転によって、パイプ１の外側に密着した外接ローラー６０が一方向に回転し、これにより、面取り機１０がパイプ１の切断面に乗って進行しながら面取り機１０で面取り作業が行われるので、面取り機１０が１回転すると、パイプ１の切断面に対する面取りが完了するため、モーター７１を停止させた後、ギアボックス７０を分離し、面取り機１０を脱着して新しいパイプ１の面取りを行う。

ここで、内接ローラー５０の中心軸を、パイプ１に乗って進行するときにパイプ１の先端から遠ざかる方向に面取り機１０を引っ張るようにずらすことにより、面取り機１０が回転するときに垂直プレート２０がパイプ１の切断面に密着した状態で面取り機１０の回転が行われるようにする。

本発明は、固定ボルト３１及びガイド３２の長さを長くする場合、直径の大きいパイプ１や直線状の金属板材にも設置適用することが可能なものである。上述の説明において、パイプの外側は金属板材の上部に該当し、パイプの内側は金属板材の下部に該当すると解釈できる。固定ナット３３を締め付ける場合、支えプレート３０が上昇しながら外接ローラー６０をパイプ１及び金属板材に密着させるので、パイプ１の直径を問わずに設置して面取りが可能であると同時に金属板材の平板の面取りも可能である。

本発明は、モーター７１を用いて自動的に面取り機１０が前方に進行しながらパイプ１及び金属板材の切断面の面取りが行われるようにするもので、飛散防止板１５を用いて、面取りの際に発生するチップが作業者に飛び散ることを防止することにより、安全な作業が行われるようにする。

このように、パイプ１及び金属板材の切断面に対する面取りが行われると、モーター７１を停止させた後、固定ナット３３を解いてギアボックス７０を分離し、内接ローラー調節ねじ４１を回して内接ローラー５０がパイプ１の内側面や金属板材の下側面に触れないようにした後、面取り機１０をパイプ１及び金属板材と分離して床に降ろした後、新しい面取りが必要なパイプ１及び金属板材に上記と逆順で面取り機１０をのせ、内接ローラー５０を密着させて固定させた後、ギアボックス７０を結合させて固定することにより、新しいパイプ１及び金属板材に対する面取りを可能にする。

本発明は、手作業で面取り機１０を回してパイプ面取りを行う方式から脱し、モーター７１の回転力を用いて自動的に面取り機１０がパイプ１の切断面に乗って進行しながら面取りが行われるようにするもので、大口径のパイプに効果的に使用することができる。

１ パイプ
１０ 面取り機
１１ 刃
２０ 垂直プレート
３０ 支えプレート
３１ 固定ボルト
３２ ガイド
４０ 移動体
４５ スプリング
５０ 内接ローラー
６０ 外接ローラー
７０ ギアボックス
７１ モーター
７５ 固定板

Claims (2)

1. 面取り機のヘッドに設置された半月型面取り角度調節板に、互いに直交する方向に、パイプまたは金属板材の切断面に密着する垂直プレート、及び前記パイプの外側または前記金属板材の上部に密着する支えプレートが固定され、
   前記垂直プレートには、前方に垂直固定板が設置され、
   該垂直固定板の先端には、前記パイプの内側または前記金属板材の下部に向かう水平固定板が設置され、
   前記水平固定板には、内接ローラーが設置された移動体が備えられ、
   前記内接ローラーは、前記移動体を前記水平固定板に設置された内接ローラー調節ねじを回して移動させることで、前記パイプの内側または前記金属板材の下部に密着するように設置前記移動体に設置され、
   前記支えプレートには、固定ボルトが設置され、
   該固定ボルトの両側には、ガイドが設置され、
   前記固定ボルト及び前記ガイドは、ギアボックスから前記前方に突出して固定された固定板に設けられた孔に嵌められ、
   前記固定ボルトに前記固定板が嵌められた後、固定ナットを嵌めて締め付け、
   前記ギアボックスの両側から前記前方に突出して前記パイプの外側または前記金属板材の上部に密着する外接ローラーは、前記ギアボックスで減速されたモーターによる動力を受けて回転され、
   前記モーターの回転は操作盤で選択されることを特徴とする、自動式パイプ及び金属板材移動面取り機。
2. 前記内接ローラーは、面取り機が進行するときに、前記垂直プレートが前記パイプの切断面に密着するように、前記内接ローラーの軸中心を前記パイプの軸中心から前記パイプの内側にずらして設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動式パイプ及び金属板材移動面取り機。

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