JP7346813B2 - Cylindrical part repair device and cylindrical part repair method - Google Patents
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Description
本発明は、円筒形部品修正装置及び円筒形部品の修正方法に関する。 The present invention relates to a cylindrical part repair apparatus and a cylindrical part repair method.
熱処理等で高温度の炉内に用いられる構造部材や耐熱容器などに使用される金属製の円筒形部品は、特定部位へ局所的に加熱されることにより局所的な熱変形が発生する場合がある。部品によっては、特に、円筒形部品の内径側(内側)に突出するように変形した場合、内径が小径になってしまうために、使用が困難になり交換が必要となることがある。従来は、上記のような変形を定量的に修正することが困難であったため、部品の交換が行われていた。部品の交換には多大なコストを必要とする。そこで、上記のような円筒形部品の変形を修正する方法が検討されている。 Metal cylindrical parts used in structural members and heat-resistant containers used in high-temperature furnaces for heat treatment, etc. may undergo localized thermal deformation due to localized heating in specific areas. be. Depending on the part, especially if the cylindrical part is deformed so as to protrude toward the inner diameter side (inside), the inner diameter becomes small, making it difficult to use and requiring replacement. Conventionally, it has been difficult to quantitatively correct the deformation described above, so parts have been replaced. Replacing parts requires a great deal of cost. Therefore, methods of correcting the deformation of cylindrical parts as described above are being considered.
例えば、下記の特許文献1には、円筒形部品内に円筒形部品の内径とほぼ同等のポンチを圧入することにより変形を修正する方法が開示されている。また、下記の特許文献2には、円筒形部品の内径側と外径側より円筒形部品の形状に合わせた形状の金型を用いて修正する方法が開示されている。
For example,
熱処理等で高温度の炉内に用いられる構造材や耐熱容器など金属製の円筒形部品においては、特定部位へ局所的に加熱されて局所的な熱変形が発生する。局所的な熱変形の場合、変形した部分のみを修正することが有効である。 In metal cylindrical parts such as structural materials and heat-resistant containers used in high-temperature furnaces during heat treatment, specific parts are locally heated and localized thermal deformation occurs. In the case of local thermal deformation, it is effective to modify only the deformed part.
特許文献1のポンチを圧入する方法は、円筒形部品の材質が比較的柔らかい銅等では有効である。しかしながら、高温度で使用される耐熱容器等に用いられる難加工性の金属材料の場合、特許文献1の方法では修正が難しい。
The method of press-fitting a punch in
特許文献2の円筒形部品の内径側と外径側より円筒形部品の形状に合わせた形状の金型を用いる方法では、修正は可能であるが、円筒形部品の形状毎に高価な金型を作製する必要がある。また、金型を円筒形部品の形状に合わせて作成するため、変形の態様に応じた修正が難しい。
With the method of
そこで、本発明は、難加工性の金属材料を含む金属製の円筒形部品における局所的な変形に対し、特に円筒形部品の内径側の変形に対して、変形の態様に応じた修正を低装置コストで実現できる円筒形部品修正装置及び円筒形部品の修正方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to reduce the amount of correction in accordance with the mode of deformation for local deformation in a metal cylindrical part containing a metal material that is difficult to process, especially for deformation on the inner diameter side of the cylindrical part. It is an object of the present invention to provide a cylindrical component repair device and a cylindrical component repair method that can be realized at low device cost.
本発明の態様では、金属製の円筒形部品の形状を修正する円筒形部品修正装置であって、複数の構成部品が連結されて構成され、円筒形部品の外周面における複数の部分に接触して、円筒形部品を保持する押さえ治具と、円筒形部品の内周面における所定の部分を押圧する押圧部と、を備える円筒形部品修正装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical component repairing device for modifying the shape of a metal cylindrical component, which is configured by connecting a plurality of component parts and contacts a plurality of parts on the outer circumferential surface of the cylindrical component. Accordingly, there is provided a cylindrical component repairing device that includes a holding jig that holds a cylindrical component and a pressing section that presses a predetermined portion on the inner circumferential surface of the cylindrical component.
円筒形部品及び押さえ治具は、それぞれ、上下方向と平行な軸周りに回転する回転テーブルに支持される構成でもよい。また、押圧部の上下方向の位置を変更する可動機構を備える構成でもよい。また、押圧部における円筒形部品の内周面に接触する部分が円弧形状であり、押さえ治具における円筒形部品の外周面に接触する部分が平面形状である構成でもよい。また、押さえ治具の上下方向の位置を変更する可動機構を備える構成でもよい。また、押圧部が、互いに相反する方向において円筒形部品の内周面を押圧する構成でもよい。また、押圧部の負荷に関する量を検出する圧力検出部と、押圧部の伸縮量を検出する伸縮量検出部と、を備える構成でもよい。また、押さえ治具は、平面視において6以上の偶数個の角を有する正多角形状の内周を有する構成でもよい。また、押さえ治具が、構成部品と構成部品との間にスペーサ部材を配置可能に構成される構成でもよい。 The cylindrical component and the holding jig may each be supported by a rotating table that rotates around an axis parallel to the vertical direction. Alternatively, a configuration may be provided that includes a movable mechanism that changes the vertical position of the pressing portion. Alternatively, a configuration may be adopted in which a portion of the pressing portion that contacts the inner circumferential surface of the cylindrical component has an arc shape, and a portion of the holding jig that contacts the outer circumferential surface of the cylindrical component has a planar shape. Alternatively, a configuration may be provided that includes a movable mechanism that changes the vertical position of the holding jig. Alternatively, the pressing portion may be configured to press the inner circumferential surface of the cylindrical component in mutually opposite directions. Further, a configuration including a pressure detection section that detects an amount related to the load on the pressing section and an expansion/contraction amount detection section that detects the amount of expansion/contraction of the pressing section may be used. Further, the holding jig may have an inner periphery in the shape of a regular polygon having an even number of corners of six or more in plan view. Further, the holding jig may be configured to be able to arrange a spacer member between the component parts.
また、本発明の態様では、金属製の円筒形部品の形状を修正する円筒形部品の修正方法であって、上記の円筒形部品修正装置を用いて、円筒形部品における修正を施す部分に押圧部と押さえ治具とを配置して、修正を施す部分を押圧部により押圧することと、押圧部により押圧する際に、押圧部の伸長量と押圧部の負荷に関する量を管理することと、を含む円筒形部品の修正方法が提供される。 Further, according to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical component repair method for modifying the shape of a metal cylindrical component, in which the cylindrical component repair device described above is used to press a portion of the cylindrical component to be modified. arranging the part and the pressing jig, and pressing the part to be corrected with the pressing part; controlling the amount of extension of the pressing part and the amount of load on the pressing part when pressing with the pressing part; A method of modifying a cylindrical part is provided.
また、押圧部の伸長に伴う負荷に関する量の変化が、負荷に関する量が上昇した後に、一定もしくは減少の傾向で推移し、再度上昇した場合に、押圧部による押圧を停止することを含む構成でもよい。 In addition, a configuration may also be used in which the change in the amount related to the load due to the extension of the pressing portion increases after the amount related to the load changes, remains constant or tends to decrease, and when the amount increases again, the pressing by the pressing portion is stopped. good.
本発明の態様の円筒形部品修正装置及び円筒形部品の修正方法によれば、難加工性の金属材料を含む金属製の円筒形部品における局所的な変形に対し、特に円筒形部品の内径側の変形に対して、変形の態様に応じた修正を低装置コストで実現できる。 According to the cylindrical component repair device and the cylindrical component repair method according to aspects of the present invention, local deformation in a metal cylindrical component containing a difficult-to-process metal material can be prevented, especially on the inner diameter side of the cylindrical component. With respect to the deformation, correction according to the mode of deformation can be realized at low equipment cost.
また、本発明の態様の円筒形部品の修正方法によれば、円筒形部品を修正する際における圧力のかけ過ぎによるクラック等の発生等の損傷を抑制し、変形を度合いに応じて定量的に修正することができる。 Further, according to the method for repairing a cylindrical component according to an aspect of the present invention, damage such as cracks caused by applying too much pressure when repairing a cylindrical component can be suppressed, and deformation can be quantitatively controlled depending on the degree of deformation. Can be fixed.
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、以下の各図において、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明する。このXYZ座標系においては、鉛直方向をZ方向とし、水平方向をX方向、Y方向とする。また、X方向、Y方向、及びZ方向のそれぞれについて、適宜、矢印の先の側(方向)を+側(方向)(例、+X側(方向))と称し、その反対側(方向)を-側(方向)(例、-X側(方向))と称す。なお、本明細書において、数値等の範囲を「A~B」と記載した場合、「A以上、B以下」であることを意味する。 Hereinafter, the present invention will be explained with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this. Further, in the drawings, in order to explain the embodiments, the scale is changed as appropriate, such as by enlarging or emphasizing some parts. Further, in each of the following figures, directions in the figures will be explained using an XYZ coordinate system. In this XYZ coordinate system, the vertical direction is the Z direction, and the horizontal directions are the X and Y directions. In addition, for each of the X direction, Y direction, and Z direction, the side (direction) at the tip of the arrow is appropriately referred to as the + side (direction) (e.g., +X side (direction)), and the opposite side (direction) is referred to as the + side (direction). It is called the - side (direction) (eg -X side (direction)). In addition, in this specification, when a range of numerical values, etc. is described as "A to B", it means "not less than A and not more than B".
[実施形態]
図1は、実施形態に係る円筒形部品修正装置(以下「修正装置」と略す。)の一例の概略を示す斜視図である。本実施形態に係る修正装置1は、金属製の円筒形部品Pの形状を修正する装置である。修正装置1に用いることができる円筒形部品Pは、金属製で且つ円筒形であれば、特に限定されない。なお、円筒形部品Pにおいて、「円筒形」とは、円筒状の側面を有する形状を意味し、両端が開口する形状、及び、底面を有する形状を含む。円筒形部品Pは、例えば熱処理等で高温度の炉内で用いられる構造部材や耐熱容器などに使用される金属製の部品である。円筒形部品Pは、例えば熱処理炉の炉管に用いられるような両端が開口している円筒状の部品と、原料を融解し貯留する製品を保持することが可能な、側面が円筒状で底面を有する円筒状の容器等の部品と、を含む。上記のような円筒形部品Pは、一般に耐熱性を有するものであり、難加工材である。円筒形部品Pを熱処理等の高温度で繰り返し使用することで、円筒形部品Pは円筒形状の内側部分が熱変形する場合がある。本実施形態の修正装置1は、上記のような変形を元の形状に近い形状に修正することができる。
[Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a cylindrical component repair device (hereinafter abbreviated as “correction device”) according to an embodiment. The
修正装置1は、図1に示すように、フレーム2と、回転テーブル3と、押さえ治具4と、押さえ治具上下可動機構5と、押圧部6と、押圧部制御部7と、押圧部上下可動機構8と、圧力検出部9と、伸縮量検出部10と、を備える。以下、詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, the
フレーム2は、各部を支持する。フレーム2は、後述する回転テーブル3を跨ぐ門型の形状をなしている。フレーム2は、平面視において四隅に配置される支柱12と、支柱12と支柱12とを接続する複数の梁13と、により構成されている。複数の梁13は、それぞれ、支柱12の上部において、水平方向に沿って配置される。複数の梁13は、平面視において「日」の字状に配置される。平面視(+Z側から見た時)におけるフレーム2の中央部分には、梁13aが配置される。梁13aのX方向における中央部分には、後述する押圧部上下可動機構8が接続される。なお、フレーム2の構成は、上記の例に限定されない。
回転テーブル3は、平面視におけるフレーム2の中央部分に配置される。回転テーブル3は、円板状の形状であり、鉛直方向(上下方向、Z方向)の軸AX1(図2参照)周りに回転する。軸AX1は、回転テーブル3の中心を通る中心軸である。回転テーブル3は、円筒形部品P及び押さえ治具4を支持する。円筒形部品Pは、回転テーブル3に載置される。円筒形部品Pの中心軸が回転テーブル3の中心軸AX1と同軸になるように、円筒形部品Pは配置される。
The rotary table 3 is arranged at the center of the
回転テーブル3には、上下方向に延びる棒状の支柱16が複数設けられる。各支柱16は、回転テーブル3に対して着脱可能である。押さえ治具4は、支柱16に接続されて、回転テーブル3に支持される。押さえ治具4を円筒形部品Pに取り付けた状態で回転テーブルを回転させることにより、円筒形部品Pにおける修正を施す位置(修正位置)を容易に変更でき、その結果、作業時間を短縮することができる。なお、回転テーブル3は任意の構成であり、円筒形部品P及び押さえ治具4が回転テーブル3の上に設置されない構成でもよい。
The rotary table 3 is provided with a plurality of rod-shaped
円筒形部品Pの外周面(側面)には、押さえ治具4が設置される。押さえ治具4は、円筒形部品Pの外周面と接触し、円筒形部品Pを保持する。図2は、押さえ治具4を円筒形部品Pに取り付けた状態を示す上面図である。図3は、分解した状態の押さえ治具4を示す上面図である。
A holding
押さえ治具4は、円筒形部品Pの外周面における複数の部分に接触して、円筒形部品Pを保持する。本実施形態では、後述する油圧シリンダ6aにおける押圧する部分が、油圧シリンダ6aの両端(互いに相対する側)に配置され、互いに相反する方向において円筒形部品Pの内周面を押圧するので、押さえ治具4は、平面視において6以上の偶数個の角を有する正多角形状の内周を有するのが好ましく、平面視において6以上12以下の偶数個の角を有する正多角形状の内周を有するのがより好ましい。押さえ治具4の外形も同様に、平面視において6以上の偶数個の角を有する正多角形状であるのが好ましい。なお、本実施形態では、平面視において正6角形状の内周を有する押さえ治具4を一例として説明する(図2等参照)。
The holding
上記のように押さえ治具4が上記の正多角形状の内周を有する構成の場合、円筒形部品Pの外周面を均等に保持することができる。また、上記のように押さえ治具4が上記の正多角形状の内周を有する構成であり、且つ、油圧シリンダ6aにより互いに相反する方向において円筒形部品Pの内周面を押圧する構成とする場合、油圧シリンダ6aにより押圧する部分を、押さえ治具4の正多角形状の内周における対向する2つの辺において保持(支持)させることができ、これにより、押圧により修正中の円筒形部品Pをより確実に支持し、精度よく修正することができる。
When the holding
押さえ治具4は、複数の構成部品15が連結(接続)されることにより構成される(図2、図3参照)。各構成部品15同士は着脱可能に構成される。各構成部品15は、押さえ治具4がほぼ均等に分割された形状である。各構成部品15の外形は、図3に示すように互いにほぼ同一であるのが好ましい。各構成部品15の外形が互いにほぼ同一である場合、部品あるいは部品の材料を共通化することができる。本実施形態の押さえ治具4は、構成部品15の外形がほぼ同一であって、支柱12の接続に用いられる貫通孔、及び、構成部品15同士の接続に用いられる締結部材18のねじ穴の部分が異なる2種類の構成部品15により構成されている。なお、押さえ治具4は、複数の構成部品15が連結される構成される例に限定されず、例えば、一体で構成されてもよい。
The holding
本実施形態では、各構成部品15は、それぞれ、上記した押さえ治具4の平面視における正多角形状の内周の一辺を有する(含む)形状であり、この形状の部分(以下「接触部17」と称す)は、押さえ治具4における円筒形部品Pの外周面に接触し、円筒形部品Pの外周面を保持する。各構成部品15における接触部17は、平面状であるのが好ましい。各構成部品15における接触部17の形状は、水平面に対して直交する平面の形状である。なお、接触部17の形状は曲面状でもよいが、円弧状等のような円筒形部品Pに沿った形状である場合、円弧の形状(大きさ、曲率)によっては、円筒形部品Pの修正中に、円筒形部品Pが押さえ治具4に食い込んで分離できなくなる場合がある。接触部17の形状が平面状である場合、上記の円筒形部品Pが押さえ治具4に食い込むことを抑制することができる。
In the present embodiment, each of the
各構成部品15は、ボルト等の締結部材18により接続される(図2等参照)。各構成部品15において、他の構成部品15と接続される部分(以下「接続部19」と称す)は、平面を有する形状に形成されている。この構成の場合、構成部品15と構成部品15とが平面同士で接続されるので、容易且つ強固に構成部品15同士を接続することができる。なお、接続部19の形状は、上記の例に限定されない。例えば、接続部19には、構成部品15同士の位置を位置決めする機構が設けられてもよい。
Each
また、本実施形態の押さえ治具4は、各構成部品15間に、第1スペーサ部材20を配置可能である(図2等参照)。第1スペーサ部材20は板状である。第1スペーサ部材20には、締結部材18の挿入に用いられる貫通孔(図示せず)が設けられる。第1スペーサ部材20により、平面視における押さえ治具4の内周の大きさを変更することができ、外径が異なる円筒形部品Pにも対応させることができる。なお、第1スペーサ部材20の形状は、上記の例に限定されない。また、押さえ治具4において、第1スペーサ部材20を配置可能な構成にするか否かは任意である。
Further, in the holding
なお、円筒形部品Pは、熱変形した時に、平面視において(水平方向の断面において)真円でない形状となる場合が多い(例、図7参照)。このような円筒形部品Pの場合、押さえ治具4を配置した時に、押さえ治具4と円筒形部品Pとの間に隙間が生じることがある。本実施形態の修正装置1は、押さえ治具4と円筒形部品Pとの間に、第2スペーサ部材21を配置可能に構成されており、押さえ治具4と円筒形部品Pとの隙間が大きい場合は、図2等に示すように、第2スペーサ部材21を設置して、隙間を調整してもよい。第2スペーサ部材21は、各構成部品15と円筒形部品Pとの間に配置可能に構成されている。
Note that when the cylindrical part P is thermally deformed, it often takes a shape that is not a perfect circle in plan view (in a horizontal cross section) (see, for example, FIG. 7). In the case of such a cylindrical part P, when the holding
図4は、第2スペーサ部材21の一例を示す斜視図である。本実施形態の第2スペーサ部材21は、YZ平面方向の断面がU字状であり、第2スペーサ部材21におけるU字状の内側の隙間に各構成部品15を嵌め合わせることにより配置できる(図4参照)。第2スペーサ部材21は、ねじ22等により構成部品15に固定される。第2スペーサ部材21において、各構成部品15と接触する部分、及び、円筒形部品Pと接触する部分は、平面状に形成されている。第2スペーサ部材21は、各構成部品15に配置可能であるが、押さえ治具4と円筒形部品Pとの隙間に応じて必要な場合に配置する。第2スペーサ部材21において、円筒形部品Pと接触する部分の厚みは、任意に設定可能である。なお、第2スペーサ部材21の形状は、上記の例に限定されない。また、押さえ治具4において、第2スペーサ部材21を配置可能な構成にするか否かは任意である。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the
なお、押さえ治具4、第1スペーサ部材20、及び第2スペーサ部材21の材質は、特に限定されないが、押圧部6の押圧により変形しない材料であることが好ましい。例えば、鋼材等である。
Note that the materials of the holding
また、修正装置1は、押さえ治具4の上下方向の位置を変更する押さえ治具上下可動機構5を備える(図1参照)。本実施形態の押さえ治具上下可動機構5は、押さえ治具4を支持する支柱16と、ガイド26(図5参照)と、押さえ治具4を支柱16に固定する固定部材(図示せず)を備える。支柱16は、上記したように、基端が回転テーブル3に着脱可能に固定され、上下方向に延びるボルト状の部材である。ガイド26(図5参照)は、押さえ治具4の構成部品15に設けられた上下方向に貫通したネジ孔である。本実施形態では、ガイド26は、6つの構成部品15のうちの3つの構成部品15のそれぞれにおいて、2つずつ設けられている。なお、ガイド26の位置と支柱16との位置は、対応するように設けられている。ガイド26には支柱16が挿入され支柱16を回転させることで上下方向に移動する。上記のガイド26及び支柱16により、押さえ治具4の水平方向の位置ずれを抑制することができる。上記の固定部材は、例えば支柱16に着脱可能に固定できる部材である。この固定部材は、支柱16に固定されて、押さえ治具4を下方から支持する。例えば、ナット等でよい。
The
図5は、押さえ治具上下可動機構5の動作の一例を示す斜視図である。上述の押さえ治具上下可動機構5により、押さえ治具4は、支柱16に接続された状態で上下方向に移動可能になり、上下方向における所望の位置に固定することができる。本実施形態の修正装置1では、円筒形部品Pの下方に位置する変形部分を修正する場合、押さえ治具上下可動機構5により、押さえ治具4を修正対象の変形部分の近傍に移動させる。なお、押さえ治具上下可動機構5の構成は、押さえ治具4を上下方向に可動する機構であれば、上記の例に限定されない。また、修正装置1は押さえ治具上下可動機構5を備えなくてもよい。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of the operation of the presser jig vertically
押圧部6は、円筒形部品Pの内周面を押圧する。押圧部6は、内周面における所定の部分を押圧する。押圧部6は、水平方向に伸縮するのが好ましい。なお、本実施形態では、押圧部6が油圧シリンダ6aである例を説明するが、押圧部6は、円筒形部品Pの内周面を押圧することが可能であれば、油圧シリンダ6aに限定されない。例えば、押圧部6は、油圧シリンダ6aに代えて、エアシリンダ、水圧シリンダ、電動モータの駆動力等を用いて上記の押圧を実現する機構(例、ボールねじ、ラックアンドピニオン)等でもよい。押圧部6として油圧シリンダ6aを用いる場合、比較的低装置コストで、高出力にすることができ、難加工性の金属材料にも対応することができる。
The
油圧シリンダ6aは、水平方向に配置される。本実施形態では、2つの油圧シリンダ6aが、それぞれY方向に沿って配置される。2つの油圧シリンダ6aは、それぞれ、後述する支持部材30の下端部分に固定される。2つの油圧シリンダ6aは、それぞれ、両端が水平方向(Y方向)に対して伸縮し、互いに相反する方向(+Y方向と-Y方向)に円筒形部品Pの内周面を押圧するように配置される。2つの油圧シリンダ6aは、軸AX1に対して対称に配置される。なお、本実施形態では、2つの油圧シリンダ6aは同様の構成である。
The
各油圧シリンダ6aのストロークは、円筒形部品Pの内径及び変形の大きさ等に応じて適宜設定する。修正対象の円筒形部品Pが複数ある場合、それらの円筒形部品Pの内径の最小値(例えば図2の2点鎖線)から最大径(例えば図2の符号P)までの変形に対して修正できるように、各油圧シリンダ6aのストロークを設定するのが好ましい。さらに、円筒形部品Pの径などが異なっていても同一の油圧シリンダ6aにより対応することが可能となるように設定してもよい。例えば、各油圧シリンダ6aのストロークは、170mm~210mmの範囲に設定する。各油圧シリンダ6aの圧力(押圧力)は、円筒形部品Pの材質により修正可能な圧力を適宜設定する。各油圧シリンダ6aの圧力(押圧力)は、例えば、3.0MPaに設定する。各油圧シリンダ6aの伸縮量及び押圧力は、後述する油圧ユニット7aにより制御される。
The stroke of each
各油圧シリンダ6aの先端部には、アタッチメント28が設けられている。アタッチメント28は、円筒形部品Pの内周に接触する接触部材である。アタッチメント28は、油圧シリンダ6aに対して着脱可能である。図2に示すように、アタッチメント28における円筒形部品Pに接触する面(部分)の形状は、平面視において円弧形状であるのが好ましく、この円弧形状の曲率を、円筒形部品Pの内周と同様の曲率もしくは内周より若干小さい曲率に設定するのがより好ましい。このように、アタッチメント28における円筒形部品Pに接触する面(部分)の形状を上記した円弧形状のように円筒形部品Pの内径の形状(大きさ)に合わせることにより、精度よく修正することが可能となる。また、内径が異なる円筒形部品Pを修正する場合、アタッチメント28を交換することにより、容易に対応することができる。
An
油圧シリンダ6aは、押圧部上下可動機構8により可動することができる。なお、油圧シリンダ6aを上下左右方向に可動する構成としてもよい。本実施形態の押圧部上下可動機構8は、各油圧シリンダ6aを支持する支持部材30と、支持部材30を梁13a(図1参照)に接続する接続部材31と、支持部材30を上下方向に移動させるガイド35と、支持部材30の位置を固定する固定部材32と、を備える。支持部材30は、上下方向に延びる部材である。支持部材30には、支持部材30を貫通する長孔34が上下方向に沿って設けられており、長孔34は支持部材30を上下方向に移動させるガイド35として機能する。ガイド35は、押さえ治具4の移動方向を上下方向に規定する。各油圧シリンダ6aは、支持部材30の下端に取り付けられている。ガイド35には、固定部材32の棒状の部分が挿入される。固定部材32は、支持部材30と接続部材31とを固定する。なお、接続部材31は、支持部材30の側面をガイドする構造としてもよい。固定部材32は、上記の構成により、支持部材30及び各油圧シリンダ6aは、梁13a(フレーム2)に接続された状態で上下方向に移動可能となり、上下方向における所望の位置に固定することができる。
The
図6は、油圧シリンダ6aの押圧部上下可動機構8の動作の一例を示す斜視図である。上述の押圧部上下可動機構8により、各油圧シリンダ6aを上下方向における所望の位置に固定することができる。これにより、円筒形部品Pの内周面における変形部分等の所定の位置に、各油圧シリンダ6aにおけるアタッチメント28(円筒形部品Pに接触する部材)を正確に合わせることが可能となる。なお、各油圧シリンダ6aを可動させる範囲は、円筒形部品Pにおける変形した部分の位置により、適宜設定可能である。例えば、各油圧シリンダ6aを可動させる範囲は、5mm~200mmである。なお、押圧部上下可動機構8の構成は、油圧シリンダ6aを上下方向に可動する機構であれば、上記の例に限定されない。また、修正装置1は押圧部上下可動機構8を備えなくてもよい。
FIG. 6 is a perspective view showing an example of the operation of the pressing part vertically
押圧部制御部7は、押圧部6の伸縮を制御する。押圧部制御部7は、押圧部6の押圧の圧力も制御する。本実施形態では、押圧部制御部7を油圧ユニット7aとして説明するが、押圧部制御部7は、油圧ユニット7aに限定されず、押圧部6の伸縮及び押圧力(負荷)を制御する構成であれば任意である。
The pressing
油圧ユニット7aは、油圧を発生させる。油圧ユニット7aは、油圧ポンプである。油圧ユニット7aは、耐圧チューブ等の配管(図示せず)を介して、油圧シリンダ6aに接続される。油圧ユニット7a及び配管内等は作動油(図示せず)で満たされており、油圧ユニット7aは作動油を介して油圧シリンダ6aを伸縮させる。
The
油圧ユニット7aは、油圧を制御することができ、これにより、油圧シリンダ6aの押圧力及び負荷を制御することができる。油圧シリンダ6aは、例えば圧力制御弁等の油圧制御機構(図示せず)により油圧を制御する。また、油圧ユニット7aは、作動油の流量を制御することができ、これにより、油圧シリンダ6aの伸縮量を制御することができる。
The
また、油圧ユニット7aは、切替機構(図示せず)により、作動油を流出ポートP1から流出する方向に流す状態と、作動油を流入ポートP2から流入する方向に流す状態とを切り替えることができる。これにより、油圧シリンダ6aの伸長と収縮との切り替えを制御する。
Further, the
油圧ユニット7aの流出ポートP1は、分岐ユニット37aに接続される(図1参照)。分岐ユニット37a(図1参照)は、1つの流路を2つの流路に分岐させ、分岐された2つの流路(図示せず)は、各油圧シリンダ6aの流入ポートP3(図2参照)に接続される。
Outflow port P1 of
油圧ユニット7aの流入ポートP2は、分岐ユニット37bに接続される(図1参照)。分岐ユニット37b(図1参照)は、1つの流路を2つの流路に分岐させ、分岐された2つの流路(図示せず)は、各油圧シリンダ6aの流出ポートP4(図2参照)に接続される。
The inflow port P2 of the
各油圧シリンダ6aは、流入ポートP3(図2参照)から作動油が流入することにより伸長し、流出ポートP4(図2参照)から作動油が流出することにより収縮する。
Each
各油圧シリンダ6aの伸縮の動作及び量は、それぞれ、同期する。なお、変形の形状に対称性がない場合等において、各油圧シリンダ6aの伸縮量は、同期させずに、互いに異なるように調整することも可能である。
The operation and amount of expansion and contraction of each
なお、油圧ユニット7a、配管、及び油圧シリンダ6aの構成は、それぞれ、油圧を用いて円筒形部品Pの内周面を押圧することが可能な構成であれば、上記の例に限定されない。例えば、油圧シリンダ6aは、1つ設けられて1つの方向に対して押圧する構成でもよいし、3~6つ設けられて3~6つの方向に対して押圧する構成でもよい。
Note that the configurations of the
また、修正装置1は、押圧部6の負荷に関する量を検出する圧力検出部9を備えるのが好ましい。本実施形態では、押圧部6の負荷に関する量は油圧であり、圧力検出部9が油圧計9aである例を説明する。油圧計9aは、油圧ユニット7a、配管(流路)(図示せず)、及び油圧シリンダ6aのいずれかに接続されて、作動油の油圧を検出する。圧力検出部9を備える構成の場合、押圧部6の負荷に関する量(油圧)を定量的に把握することができ、円筒形部品Pの修正を、変形を度合いに応じて定量的に精度よく行うことができる。なお、修正装置1が圧力検出部9を備えるか否かは任意である。
Further, it is preferable that the
また、修正装置1は、油圧シリンダ6aの伸縮量を検出する伸縮量検出部10を備えるのが好ましい。伸縮量検出部10は、例えば、油圧シリンダ6aに設けられるエンコーダ装置等である。伸縮量検出部10を備える構成の場合、油圧シリンダ6aの伸縮量を定量的に把握することができ、円筒形部品Pの修正を精度よく行うことができる。圧力検出部9及び伸縮量検出部10との双方を備える構成の場合、油圧シリンダ6aの伸縮量と油圧シリンダ6aの油圧(負荷に関する量)との関係を定量的に把握することができ、円筒形部品Pの修正を精度よく行うことができる。なお、修正装置1が伸縮量検出部10を備えるか否かは任意である。
Further, the
次に、上述の修正装置1を用いた本実施形態に係る円筒形部品の修正方法について説明する。円筒形部品の修正方法は、上述の修正装置1の動作に基づいて説明する。図7から図9は、修正装置による円筒形部品の修正時の動作の一例を示す上面図である。
Next, a method for repairing a cylindrical component according to this embodiment using the above-mentioned
なお、以下の円筒形部品の修正方法の説明では、上述の修正装置1と同様の構成については、その説明を適宜省略あるいは簡略化し、また、円筒形部品の修正方法に適用可能な構成については、適宜、円筒形部品の修正方法にも適用する。
In the following explanation of the method for repairing cylindrical parts, the description of the same configuration as the above-mentioned
図1に示すように回転テーブル3の中央部分に円筒形部品Pを載置する。続いて、押さえ治具4の構成部品15を円筒形部品Pの周囲に設置する。押さえ治具4は、押圧部上下可動機構8により、修正対象の変形がある部分の高さに調整する。なお、押さえ治具4には、円筒形部品Pの外形に応じて、図2等に示すように、第1スペーサ部材20及び第2スペーサ部材21を設置する。第1スペーサ部材20により、押さえ治具4の形状を規定の円筒形部品Pの外径に合わせることができる。第2スペーサ部材21により、押さえ治具4と円筒形部品Pとの間の隙間を調整することができる。続いて、締結部材18により、構成部品15同士を連結する。
As shown in FIG. 1, a cylindrical part P is placed in the center of the rotary table 3. Subsequently, the
続いて、油圧シリンダ6aを、押さえ治具上下可動機構5により、修正対象の変形がある部分の高さに調整する。続いて、回転テーブル3を回して、油圧シリンダ6aのアタッチメント28の方向を修正対象の変形の部分に定める(図7参照)。これにより、円筒形部品Pの内周面における所定の部分を押圧することができ、局所的な変形を修正することができる。油圧ユニット7aを油圧シリンダ6aが伸長するように操作して、油圧シリンダ6aの先端に設置したアタッチメント28を、円筒形部品Pの内周面に対して均等に接触させる(図8参照)。これにより、変形の態様に応じた修正を実施することができる。続いて、さらに、油圧ユニット7aを油圧シリンダ6aが伸長するように操作して、油圧シリンダ6aのピストンが押し出されて、アッタッチメント28が円筒形部品Pの内周面を押すことにより対象の部分を変形させて修正する(図9参照)。図9に示す状態では、円筒形部品Pの外周面が第2スペーサ部材21に接触する。このように、本実施形態の修正装置1では、円筒形部品Pにおける局所的な変形に対し、特に円筒形部品Pの内径側の変形に対して、変形の態様に応じた修正を施すことができる。
Subsequently, the
本実施形態に係る円筒形部品の修正方法では、油圧シリンダ6a(押圧部6)により円筒形部品Pを押圧する際に、油圧シリンダ6a(押圧部6)の伸長量と油圧シリンダ6a(押圧部6)の負荷に関する量(油圧)を管理する。上記の管理は、伸縮量検出部10の検出結果(ストローク)、及び圧力検出部9の検出結果(油圧)を把握することにより実施する。
In the method for repairing a cylindrical part according to the present embodiment, when pressing the cylindrical part P with the
図10は、円筒形部品Pの修正時における油圧シリンダ6aのストロークと油圧との関係の一例を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing an example of the relationship between the stroke of the
円筒形部品Pの修正時における油圧シリンダ6aのストロークと油圧との関係は、図10に示すように、油圧シリンダ6aのストロークが約5.2mmまでは、油圧が上昇しない。この状態は、アタッチメント28が円筒形部品Pの内周面に接触する前の状態である(図7の状態)。
Regarding the relationship between the stroke of the
続いて、油圧シリンダ6aのストロークをさらに伸長させると、ストロークが約5.5mmから油圧が上昇し始め、ストロークが約6.2mmまで油圧の上昇が続く。ストロークが約5.5mm~約6.2mm未満の状態は、アタッチメント28が円筒形部品Pに接触して押している状態であり(図8の状態)、円筒形部品Pの修正がほぼ発生しない状態である。本例では、油圧が2MPaに達した時点(ストロークが約6.2mm)から円筒形部品Pの修正が始まった。
Subsequently, when the stroke of the
続いて、油圧シリンダ6aのストロークをさらに伸長させると、ストロークが約6.2mm~約8.6mmにおいて、油圧がほぼ一定もしくは若干減少(低下)する傾向で推移し、この間、油圧シリンダ6aが円筒形部品Pを押圧する(押す)ので、円筒形部品Pの修正量が増加し続ける(図8から図9の状態)。
Subsequently, when the stroke of the
続いて、油圧シリンダ6aのストロークをさらに伸長させると、ストロークが約8.6mmに達してから、油圧が再度上昇し始めた(図9の後の状態)。本実施形態の円筒形部品の修正方法では、前記の油圧が再度上昇した場合に、油圧シリンダ6aによる押圧を停止する。これにより、この修正部分の修正を完了する。この状態は、円筒形部品Pの外周面が押さえ治具4に接触して、目的の外形に達したことにより判断できる。
Subsequently, when the stroke of the
すなわち、本実施形態の円筒形部品の修正方法では、油圧シリンダ6a(押圧部6)の伸長に伴う負荷に関する量(油圧)に基づいて、油圧シリンダ6aによる押圧を停止する。油圧シリンダ6a(押圧部6)の伸長に伴う負荷に関する量(油圧)の変化が、所定のパターンである場合に、油圧シリンダ6aによる押圧を停止する。油圧シリンダ6aの伸長に伴って、負荷に関する量(油圧)が上昇した後、一定もしくは減少の傾向で推移し、再度上昇した場合に、油圧シリンダ6aによる押圧を停止する。一定もしくは減少の傾向は、上記したように円筒形部品Pの変形が修正されている状態であり、この間のストロークは円筒形部品Pの修正量に近い値となる。また、油圧シリンダ6aによる押圧の停止のタイミングは、油圧シリンダ6a(押圧部6)の伸長に伴う負荷に関する量(油圧)の変化が一定もしくは減少の傾向で推移した時の負荷に関する量(油圧)の1.2倍以下、好ましくは、1.1倍以下を目途とする。このように、本実施形態の円筒形部品の修正方法では、油圧シリンダ6aによる押圧を停止するタイミングを油圧シリンダ6aのストロークと油圧により管理するので、変形の修正を定量的に実施することができる。なお、負荷に関する量(油圧)に基づいて、油圧シリンダ6aによる押圧を停止してもよい。
That is, in the method for repairing a cylindrical component of this embodiment, the pressing by the
上述のように、油圧が再度上昇し始めた場合に、油圧シリンダ6aによる押圧を停止する場合、一部が弾性域の変形であるため、油圧を抜いて押圧を停止した時に、修正前の形状に若干戻るが、変形部分の形状は、修正前の状態よりも内径が拡大された状態に修正される。
As mentioned above, when the pressure by the
なお、油圧がほぼ一定もしくは若干低下したのち再び油圧が上昇した状態を継続する場合、塑性域で修正を加えることになり、クラックの発生など欠陥が発生するおそれがある。このため、上述のように油圧が再度上昇し始めた時に、油圧シリンダ6aによる押圧を停止することが好ましい。同様の部分に対して再度修正を行う場合、回転テーブル3を回転させて、上記の手順を繰り返すことが好ましく、上下方向を少しずらして修正を行うことが好ましい。
Note that if the oil pressure continues to rise again after it has been approximately constant or slightly decreased, corrections will be made in the plastic region, and there is a risk that defects such as cracks may occur. For this reason, it is preferable to stop the pressing by the
続いて、油圧シリンダ6aを収縮させて戻した後、回転テーブル3を回転させて、油圧シリンダ6aのアタッチメント28の方向を、他の修正対象の変形の部分に定め、上述の手順を繰り返すことにより、他の修正対象の変形の部分の修正を行う。この動作を繰り返すことにより、円筒形部品Pの修正が完了する。
Subsequently, after contracting and returning the
以上説明したように、本実施形態の修正装置1は、金属製の円筒形部品Pの形状を修正する円筒形部品修正装置であって、複数の構成部品15が連結されて構成され、円筒形部品Pの外周面における複数の部分に接触して、円筒形部品Pを保持する押さえ治具4と、水平方向に伸縮し、円筒形部品Pの内周面における所定の部分を押圧する押圧部6と、を備える。本構成の修正装置1によれば、難加工性の金属材料を含む金属製の円筒形部品における局所的な変形に対し、特に円筒形部品の内径側の変形に対して、変形の態様に応じた修正を低装置コストで実現できる。なお、本実施形態の修正装置1において、上記の構成以外の構成は、任意の構成であり、備えられなくてもよい。
As explained above, the
また、本実施形態の円筒形部品の修正方法は、金属製の円筒形部品Pの形状を修正する円筒形部品の修正方法であって、上記の修正装置1を用いて、円筒形部品Pにおける修正を施す部分に押圧部6と押さえ治具4とを配置して、修正を施す部分を押圧部6により押圧することと、押圧部6により押圧する際に、押圧部6の伸長量と押圧部6の負荷に関する量を管理することと、を含む。本構成の円筒形部品の修正方法によれば、上記の修正装置1の効果に加えて、円筒形部品Pを修正する際の油圧及びストロークを管理することで、修正の際の圧力を安定して掛けることが可能となり、円筒形部品を修正する際における圧力のかけ過ぎによるクラック等の発生等の損傷を抑制し、変形を度合いに応じて定量的に修正することができる。なお、本実施形態の円筒形部品の修正方法において、上記の構成以外の構成は、任意の構成であり、備えられなくてもよい。
Further, the cylindrical component repair method of the present embodiment is a cylindrical component repair method for modifying the shape of a metal cylindrical component P, using the above-mentioned
また、本実施形態の修正装置1あるいは円筒形部品の修正方法を用いて円筒形部品Pを修正することにより、円筒形部品Pのライフサイクルを延長させることができ、その結果、ランニングコストを下げることが可能となる。
Furthermore, by correcting the cylindrical part P using the
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。なお、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be specifically described below. Note that the present invention is not limited in any way by the examples.
本実施例では、上述の修正装置1を用いて円筒形部品Pを修正した。図1等に示すように修正目的の円筒形部品Pを設置し、円筒形部品Pの修正を行った。円筒形部品Pの修正は、上記した円筒形部品の修正方法に従って行った。修正は、油圧シリンダ6aのストロークと油圧を管理しながら実施した。なお、油圧シリンダ6aによる押圧は、油圧シリンダ6aの伸長に伴って、油圧が上昇した後、一定もしくは減少の傾向で推移し、再び上昇した時(図10に示すストロークが約9mm)に停止した。
In this example, the cylindrical part P was modified using the above-mentioned
円筒形部品Pの変形は、上記の修正により修正された。修正を施した後の円筒形部品Pにおいて、クラック等の破損は見られなかった。 The deformation of the cylindrical part P was corrected by the above modifications. No damage such as cracks was observed in the cylindrical part P after the modification.
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の実施形態などで説明した要件は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各部材の改良、構造の変更を行ってもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。 Note that the technical scope of the present invention is not limited to the aspects described in the above-mentioned embodiments. One or more of the requirements described in the above embodiments and the like may be omitted. Furthermore, the requirements described in the above embodiments and the like can be combined as appropriate. Moreover, the requirements explained in the above-mentioned embodiments may be improved or the structure may be changed without departing from the gist of the present invention. In addition, to the extent permitted by law, the disclosures of all documents cited in the above-mentioned embodiments are incorporated into the description of the main text.
なお、押さえ治具4の構成は、上述の実施形態の例に限定されない。例えば、押さえ治具4の各構成部品15の高さを、円筒形部品Pと同様の高さとしてもよい。
Note that the configuration of the holding
P…円筒形部品
1…修正装置
2…フレーム
3…回転テーブル
4…押さえ治具
5…押さえ治具上下可動機構
6…押圧部
6a…油圧シリンダ(押圧部)
7…押圧部制御部
7a…油圧ユニット(押圧部制御部)
8…押圧部上下可動機構
9…圧力検出部
9a…油圧計(圧力検出部)
10…伸縮量検出部
12…支柱
13、13a…梁
15…構成部品(押さえ治具)
16…支柱
17…接触部
18…締結部材
19…接続部
20…第1スペーサ部材
21…第2スペーサ部材
26…ガイド
28…アタッチメント
30…支持部材
31…接続部材
32…固定部材
34…長孔
35…ガイド
37a、37b…分岐ユニット
AX1…軸
P...
7... Pressing
8... Pressing part
10... Expansion/contraction
16...
Claims (9)
複数の構成部品が連結されて構成され、前記円筒形部品の外周面における複数の部分に接触して、前記円筒形部品を保持する押さえ治具と、
前記円筒形部品の内周面における所定の部分を押圧する押圧部と、を備え、
前記押さえ治具は、平面視において6以上の偶数個の角を有する正多角形状の内周を有し、
前記押圧部における前記円筒形部品の内周面に接触する部分は円弧形状であり、
前記押さえ治具における前記円筒形部品の外周面に接触する部分は平面形状である、
円筒形部品修正装置。 A cylindrical part correction device for correcting the shape of a metal cylindrical part,
a holding jig configured by connecting a plurality of component parts and holding the cylindrical part by contacting a plurality of parts on the outer peripheral surface of the cylindrical part;
a pressing portion that presses a predetermined portion on the inner circumferential surface of the cylindrical component;
The holding jig has an inner periphery in the shape of a regular polygon having an even number of corners of 6 or more in plan view,
A portion of the pressing portion that contacts the inner circumferential surface of the cylindrical component has an arc shape,
A portion of the holding jig that contacts the outer peripheral surface of the cylindrical component has a planar shape;
Cylindrical part repair equipment.
前記押圧部の伸縮量を検出する伸縮量検出部と、を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の円筒形部品修正装置。 a pressure detection unit that detects an amount related to the load on the pressing unit;
The cylindrical component repairing device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising an expansion/contraction amount detection section that detects an amount of expansion/contraction of the pressing section.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の円筒形部品修正装置を用いて、前記円筒形部品における修正を施す部分に前記押圧部と前記押さえ治具とを配置して、前記修正を施す部分を前記押圧部により押圧することと、
前記押圧部により押圧する際に、前記押圧部の伸長量と前記押圧部の負荷に関する量を管理することと、を含む円筒形部品の修正方法。 A cylindrical part modification method for modifying the shape of a metal cylindrical part, the method comprising:
Using the cylindrical component repair apparatus according to any one of claims 1 to 7 , the pressing part and the pressing jig are arranged at a portion of the cylindrical component to be repaired, and the correction pressing the part to be subjected to with the pressing part;
A method for repairing a cylindrical part, the method comprising: controlling an amount of extension of the pressing part and an amount related to a load on the pressing part when pressing with the pressing part.
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