JPH01127185A - 摩擦圧接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は対向して把持された管と短管や管フランジ等の
一対の管状の加工物を、互いに相対回転させながら圧力
下で摩擦接触させて圧接する摩擦圧接機の改良に関する
ものである。

［従来の技術］ 一般に溶接作業のコストダウンを図るために、摩擦圧接
が多く利用されているが、プラント配管溶接作業の合理
化では管フランジを長尺管又はすでに−次元又は二次元
に曲げた管に摩擦圧接するには、管フランジを回転させ
なければならない。

ところで、摩擦圧接を行うと、圧接部の内外側にバリを
生じるため、このバリを除去しなければならないが、従
来性われている圧接材を回転させてバリ切削する方法で
は圧接管を回転させることがてきないため困難である。

又、圧接機外側にハリ切削装置を備えなければならない
欠点があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記従来の実情に鑑みて提案されたもので、短
加工物を回転させて摩擦圧接を行うようにして、摩擦圧
接機の長さを短くすると共に、圧接された加工物を固定
したまま、主軸の回転を停止した状態で押抜きにより内
側バリを切削し得るようにし、切削した内側バリの切屑
の除去がしやすく、しかも、構造を簡略化してコンパク
ト化を可能とし、能率よく作業を行うことができ、操作
も容易に製作し得る摩擦圧接機を提供せんとするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するために、対向して把持さ
れた一対の管状の加工物を、互いに相対回転させながら
圧力下で摩擦接触させて圧接する摩擦圧接機において、
回転側の短加工物を把持するチャックを保持して回転駆
動される主軸の内部に、主軸と一体的に回転駆動される
シリンダー軸を設け、そのシリンダー軸の先端部内に、
主軸の回転が停止中に、軸芯方向に進退可能なプランジ
ャーを装着し、そのプランジャーのロッドの先端部に、
圧接時に生じた内側バリを押抜き切削するバリ切削成形
刃を保持せしめて摩擦圧接機を構成したことを特徴とす
るものである。

［作　用１ 本発明の摩擦圧接機は上記のように構成されているので
、短加工物はチャックにより把持されて回転されながら
、対向して把持された長尺の管に圧力下で摩擦接触させ
られ、互いに圧接されることになる。この時、圧接部の
内外側にはバリが生じるが、圧接によって生じた内側バ
リは、チャックを解放後、主軸の回転を停止させて、プ
ランジャーな前進させることにより、プランジャーのロ
ッドの先端部に保持されたバリ切削成形刃により押抜き
切削され除去されることになる。この時、押抜き切削さ
れる内側バリは、剪断され分割されることになる。なお
、内側バリが除去された後は、プランジャーを後退させ
ることにより、プランジャーのロッドの先端部に保持さ
れたバリ切削成形刃が圧接部内周より軸芯方向に後退さ
れるので、圧接された加工物を摩擦圧接機から引き出せ
ばよい。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の１実施例を示す摩擦圧接機の横断面図
で、第２図はその一部破断正面図である。又、第３図は
揺動角調節手段の要部断面図で、第４図は切削腕の自由
端部の側面図、第５図は外側バリとバリ切削刃の近接状
態を示す平面図、第６図はバリ切削成形刃の断面図で、
第７図はその正面図である。

図中１は互いに圧接される一方の管状の加工物である長
尺の管で、クランプ２により把持され、水平に固定され
ている。３は回転側の短加工物の管フランジで、チャッ
ク爪４により把持され、管ｌと管フランジ３は丁度対向
せしめられている。

５はモータで、モータ５の回転力はクラッチ６により切
替えられ、カップリング７を介して歯車８に伝達されて
いる。９は軸受１０を介して主軸節１１内に水平に支承
された主軸で、その外周には歯車、８と係合する歯車１
２がキー固定され、モータ５によって主軸９か回転駆動
されるようになっている。なお、１３はブレーキで、主
軸９の回転を制動し得るようになっている。

１４はシリンダー軸で、主軸９内に同心状に装着されて
ナツト１５により固定され、キー１６により主軸９と共
に一体的に回転し得るようになっている。１７はシリン
ダー軸１４の先端部外周に装着されて軸芯方向に進退自
在な筒状ピストンで、その先端部には半径方向に等間隔
をおいて３ケ所、ピン１８により支承されたＬ形すンク
１９の１端が係止されている。

２０は主軸９の先端面にボルト２１により固定されたチ
ャタ、りで、チャック爪４はチャック２０の半径方向に
等間隔をおいて、３ケ所放射状に設けられたスライダー
溝２２に沿って摺動自在な爪スライダー２３にボルト２
４にて固定され、爪スライター２３はＬ形すンク１９の
他端に係止されている。従って、筒状ピストン１７か軸
芯方向に進退移動すると、Ｌ形すンク１９か傾動し、爪
スライダー２３がスライダー溝２２に沿って摺動し、チ
ャック爪４が管フランジ３の外周の３ケ所を把持したり
解除したりすることになる。

次に、２５はシリンダー軸１４の先端部内に装着された
プランジャーで、そのロッド２６は、シリンダー軸１４
の内部に固定されたシリンターカバー２７のキー２８を
介して回転が規制され、主軸９の回転が停止中に、プラ
ンジャー２５は軸芯方向にのみ進退可能となっている。

２９は管１と管フランジ３の圧接部に生じた内側バリ３
０を押抜き切削成形刃で、プランジャー２５のロッド２
６の先端部に設けられたネジ部３１に螺着され、着脱可
能に保持されている。なお、３２はバリ切削成形刃２９
の円周方向に設けられた段差で、２ケ所の高い位置で押
抜きが開始され、低い位置で押抜きが終了して、切除さ
れた切屑か段差３２により剪断され、２分割されるよう
になっている。

次に、３３はキーを介して支持軸３４により揺動自在に
支持された切削腕て、その自由端には圧接部に生じた外
側バリ３５を切削するバリ切削刃３６が、ボルト３７に
よＦ）着脱自在に取付けられている。３８は切削腕３３
を支持軸３４の先端部からの離脱防止のナツトで、ナツ
ト３８により揺動腕３３の基端部に装着された支持軸３
４は、主軸９の軸芯と平行に配置され、主軸９の前頭部
に対向して固定された支持ケース３９内に、スリーブ４
０を介して回転自在に支承され、支持軸３４が回転され
ると、切削腕３３が主軸９の軸芯に対し直角方向に揺動
し、切削腕３３の自由端に取付けたバリ切削刃３６が、
圧接部の外周に接近したり後退したりするようになって
いる。

４１は支持ケース３９内に支持軸３４と直交するように
配置されたプランジャーて、そのロッド４２にはラック
４３が設けられており、そのラック４３は支持軸３４に
設けられたピニオン４４と係合し、プランジャー４１か
移動すると、とニオン４４に係合するラック４３により
支持軸３４が回転し、切削腕３３が揺動するようになっ
ている。

次に、４５は切削腕３３の揺動角を規制する揺動角規制
用ストッパーで、プランジャー４１のロッド４２の先端
部に取付けられ、ストッパー回り止め４６により回り止
めされて、調整ハンドル４７により規制する揺動角を調
整し得るようになっている。なお、４８は支持軸３４に
支持された切削腕３３の、軸芯方向位置を調節するため
の軸芯方向位置調整ボルトである。

次に、図中Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは作動油を給排する油圧ボー
トで、油圧ボートＡより油圧を供給すると、筒状ピスト
ン１７が前進してチャック爪４が開となり、背圧は油圧
ボートＢを介してトレインされることになる。逆に、油
圧ボートＢより油圧を供給すると、筒状ピストン１７が
後退してチャック爪４が閉となり、背圧は油圧ボートＡ
を介してトレインされることになる。

又、主軸９の回転が停止中に油圧ボートＣより油圧を供
給すると、主軸９の回転に連動して作動される途中の図
示せざる切換バルブを介して切換え供給された油圧によ
り、プランジャー２５が前進して、バリ切削成形刃２９
により内側バリ３０が押抜き切削され、主軸９が回転中
に油圧ボートＣより油圧を供給すると、途中の切換バル
ブを介して切換え供給された油圧によりプランジャー４
１が前進し、切削腕３３が圧接部に近づく方向に揺動し
て、バリ切削刃３６によって外側バリ３５が切削される
ことになる。この時、プランジャー２５及びプランジャ
ー４１の背圧は、それぞれ図示せざる切換バルブを介し
て切換えられ、油圧ボートＤを介してトレインされるこ
とになる。

逆に、主軸９の回転が停止中に油圧ボートＤより油圧を
供給すると、途中の図示せざる切換バルブを介して切換
え供給された油圧によりプランジャー２５か後退して、
バリ切削成形刃２９による内側バリ３０の切削が終了し
、主軸９か回転中に油圧ボートＤより油圧を供給すると
、途中の切換バルブを介して切換供給された油圧により
プランジャー４１が後退して、切削腕３３が圧接部から
離れる方向に揺動し、バリ切削刃３６による外側ハリ３
５の切削か終了されることになる。この時、プランジャ
ー２５及びプランジャー４１の背圧は、それぞれ図示せ
ざる切換バルブを介して切換られ、油圧ボートＣを介し
てトレインされることになる。

但し、本実施例においては、共通の油圧ボートＣ及び油
圧ボートＤを介して給排される圧油な分岐させたり集合
させて、主軸９の回転に連動して作動される切換バルブ
により切換えることにより、プランジャー２５及びプラ
ンジャー４１を主軸９の回転中又は停止中に進退移動さ
せ、圧接部に生じた内側バリ３０及び外側バリ３５を別
々に切削するようにしているが、それぞれ専用の別々の
油圧ボートを設けて、別々の通路を介して油圧を給排さ
せることにより、プランジャー２５及びプランジャー４
１をそれぞれ独立して進退移動させ、内側バリ３０と外
側バリ３５の切削作業をそれぞれ独立に行わせるように
してもよい。

本発明の摩擦圧接機は上記のように構成されているので
、油圧ボートＢに油圧を供給して、短加工物である管フ
ランジ３をチャック爪４により把持し、モータ５を駆動
させると、管フランジ３はチャック爪４により把持され
て回転されながら、対向してクランプ２により把持され
た長尺の管ｌに圧力下で摩擦接触させられ、互いに圧接
されることになる。但し、管フランジ３を管１に押圧す
るには、主軸筒１１全体をベースに対して移動させるよ
うにしてあればよい。

なお、圧接すると圧接部の内外周にはバリが生じるか、
圧接によって生じた外側バリ３５を除去するには、油圧
ボートＡに油圧を供給してチャック爪４を開放後、油圧
ボートＣに油圧を供給して、揺動角調節手段により切削
腕３３の揺動角を調節し、バリ切削刃３６を圧接部外部
に接近させて、主軸９を回転させながら切削除去すれば
よい。

外側バリ３５が除去された後は、油圧ボートＤに油圧を
供給して、揺動角調節手段により切削腕３３の揺動角を
調節し、バリ切削刃３６を圧接部外部より後退させて、
シリンダー軸１４の回転駆動を停止すればよい。

次に、圧接によって生じた内側ハリ３０を除去するには
、主軸９の回転を停止した状態で油圧ボートＣに油圧を
供給することにより、プランジャー２５を前進させて、
プランジャー２５のロッド２６の先端部には保持された
バリ切削成形刃２９により押抜きして切削除去すればよ
い。この時、押抜き切断される内側バリ３０は、バリ切
削成形刃２９の円周方向の段差３２によってされ剪断さ
れず分割されるので、切削された内側バリ３０は小さな
切屑となり、管内に棒状マグネットを入れたり、加工物
を傾斜させることにより、簡単に排出させることができ
、きわめて好都合である。

内側バリ３０が除去された後は、油圧ボートＤに油圧を
供給して、プランジャー２５を後退させることにより、
プランジャー２５のロット２６の先端部に保持されたバ
リ切削成形刃２９を、圧接部内周より軸芯方向に後退さ
せて、圧接された加工物を摩擦圧接機から引き出せばよ
い。この時、外側バリ３５の切削を終えたバリ切削刃３
６は、すてに圧接部外部より軸芯方向と直角方向に後退
されているので、圧接された加工物を摩擦圧接機から引
き出す際に、バリ切削刃３６がフランジ部の引き出しの
邪魔になることはなく、スムーズに作業を反復して行う
ことができ、きわめて好都合である。

なお、本実施例においては、切削腕３３を揺動自在に支
持する支持軸３４に取付けたピニオン４４と、プランジ
ャー４１により操作されるラック４３を係合させて、揺
動角調節手段としたが、他の手段により揺動角調節手段
を構成してもよい。

又、各油圧ボートＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄへの圧油の給排は、チ
ャック爪４開閉用の油圧分配弁に１系列加えて、共同分
配弁を使用してもよい。

［発明の効果］ 以上具体的に説明したように、本発明によれば、長尺の
管を固定側に、短加工物を回転側に把持して摩擦圧接を
行うことができるため、摩擦圧接機の長さが短くなり、
安価となるばかりか、工事現場への運搬も容易である。

又、内側ハリを押抜き切削するバリ切削成形刃で、押抜
き切削される切屑が分割されるため、切屑が小さくなり
、管内からの排出が容易となる。又、バリ切削成形刃は
、主軸の回転か停止中にプランジャーによって軸芯方向
に進退可能てあればよく、主軸を回転駆動することなく
、圧接された加工物を固定したまま内側バリを押抜きす
るだけで切削することができるので、主軸の回転駆動機
構を簡略化することができる。又、バリ切削成形刃を保
持するプランジャーのロッドは、主軸の内部に回忌に収
容されているため、装置全体のコンパクト化を図ること
ができ、取扱いも容易で安価に製作することができる。

等多くの利点を有し、作業能率がよく、例えば、数多く
の管の両端に短管や管フランジ等を接合する必要かある
、プラント建設における現地配管作業等に適用して、実
用上きわめて有効な摩擦圧接機を提供し得るものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す摩擦圧接機の横断面図
で、第２図はその一部破断正面図、第３図は揺動角調節
手段の要部断面図、第４図は切削腕の自由端部の側面図
、第５図は外側バリとバリ切削刃の近接状態を示す平面
図、第６図はバリ切断成形刃の断面図で、第７図はその
正面図である。 １・・・管、２・・・クランプ、３・・・管フランジ、
４・・・チャック爪、５・・・モータ、６・・・クラッ
チ、７・・・カップリング、８・・・歯車、９・・・主
軸、１０・・・軸受、１１・・・主軸筐、１２・・・歯
車、１３・・・ブレーキ、１４・・・シリンダー軸、１
５・・・ナツト、１６・・・キー、１７・・・筒状ピス
トン、１８・・・ビン、１９・・・Ｌ形すンク、２０・
・・チャック、２１・・・ボルト、２２・・・スライダ
ー溝、２３・・・爪スライダー、２４・・・ボルト、２
５・・・プランジャー、２６・・・ロッド、２７・・・
シリンダーカバー、２８・・・キー、２９・・・バリ切
削成形刃、３０・・・内側バリ、３１・・・ネジ部、３
２・・・段差、３３・・・切削腕、３４・・・支持軸、
３５・・・外側バリ、３６・・・バリ切削刃、３７・・
・ボルト、３８・・・ナツト、３９・・・支持ケース、
４０・・・スリーブ、４１・・・プランジャー、４２・
・・ロッド、４３・・・ラック、４４・・・ビニオン、
４５・・・揺動角規制用ストッパー、４６・・・ストッ
パー回り止め、４７・・・調整ハンドル、４８・・・軸
芯方向位置調整ボルト。 第２図 第３図 第４図　　　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向して把持された一対の管状の加工物を、互いに相対
   回転させながら圧力下で摩擦接触させて圧接する摩擦圧
   接機において、回転側の短加工物を把持するチャックを
   保持して回転駆動される主軸の内部に、主軸と一体的に
   回転駆動されるシリンダー軸を設け、そのシリンダー軸
   の先端部内に、主軸の回転が停止中に軸芯方向に進退可
   能なプランジャーを装着し、そのプランジャーのロッド
   の先端部に、圧接時に生じた内側バリを押抜き切削する
   バリ切削成形刃保持せしめたことを特徴とする摩擦圧接
   機。