JPH0144256Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、熱交換器の伝熱管内面を自動的に加
工する装置に関する。

原子力発電プラント等における熱交換器の伝熱
管に補修が必要となつた場合、その作業は勿論遠
隔操作により自動的に行なわれることが必要であ
る。しかし、上記作業を行なう装置には、伝熱管
に対する位置決め固定や工具の送り位置決め等が
必要であることから、未だ十分な装置は提供され
ていない。

本考案は上記状況にかんがみてなされたもの
で、伝熱管に対する装置の固定及び工具の送り位
置決めなどをすべて自動化した加工装置を提供
し、もつて伝熱管補修作業の自動化を可能とする
と共に作業者の被曝防止を確保することを目的と
する。

上記目的を達成する本考案の構成は、伝熱管に
対し移動される装置本体と、装置本体に組付けら
れ伝熱管内に挿入される弾性部材を拡縮すること
により装置本体を伝熱管に対し固定あるいは解放
するクランプ位置決め装置と、切削工具が取付け
られる先端部が伝熱管内に挿入される内部の偏心
中空穴に工具軸を有する工具案内軸回動可能且つ
軸方向に移動可能に装置本体に組付けてなる加工
装置と、該加工装置による切削位置を設定すべく
前記工具案内軸の軸方向位置を定める送り位置決
め装置と、前記工具案内軸内部の工具軸を差動装
置を介して回転させ工具を径方向に回動させる機
構とからなることを特徴とする。

以下、本考案に係る自動加工装置を図面に示す
一実施例に基づき詳細に説明する。

第１図には一実施例に係る加工装置の一部を断
面とした側面を示し、第２図にはそのＡ−Ａ矢視
断面を示し、第３図にはＢ−Ｂ矢視断面を示し、
第４図には主要軸を同一垂直面で表した断面を示
す。

１は熱交換器の端板で、そこに多数の伝熱管２
が所定の配列で設けられている。

装置枠体３は上部プレート４と下部プレート５
をスライドレール６ａ，６ｂと一体化した支持コ
ラム７ａ，７ｂと支柱８とによつて連結してな
る。この装置本体１に、溝加工装置９、クランプ
位置決め装置１０、送り位置決め装置１１、切粉
回収装置１２等が組付けられる。

先ず、クランプ位置決め装置１０について説明
する。二つのシリンダ１３は装置枠体３の上部プ
レート４に丸ナツト１４で定位置に締付けられて
おり、ピストンシリンダ１５はシリンダ１３に摺
動自在に嵌挿されている。又、ピストン１６はピ
ストンシリンダ１５のシリンダ内径に摺動自在に
組立てられ、ピストンロツド１６ｂ先端外径には
弾性ブシユ１７が挿入されナツト１８で抜け止め
されている。圧縮ばね１９は座金２０と止め輪２
１でシリンダ１３内に保持され、ピストン１６及
びピストンシリンダ１５を常時一方側に付勢して
いる。ブシユ２２はシリンダ１３の内径に嵌合さ
れてピストンシリンダ１５の外径を摺動自在に支
承している。ピストン１６の流体圧供給口１６ａ
から圧力流体を供給すると、流体圧室１５ａに圧
力が発生してピストン１６が圧縮ばね１９を圧縮
する方向に摺動し、弾性ブシユ１７をナツト１８
の端面とピストンシリンダ１５端面とで挾圧して
変形させる。このときの変形増径作用によつて端
板１に一体化された伝熱管２の内面に弾性ブシユ
１７外周面が圧着し、その摩擦力によつて装置本
体３は伝熱管２に対し保持される。又、シリンダ
１３の流体圧供給口１３ａから圧力流体を供給す
ると流体圧室１３ｂに圧力が発生して、シリンダ
１３と一体の上部プレート４と共に装置全体が弾
性ブシユ１７で一体化した端板１側に押圧され、
上部プレート４上に設けた当金２３，２４が端板
１に当接するまで摺動される。この作用によつ
て、装置全体が端板１に取付け一体化されるので
ある。

装置枠体３の上部プレート４において二つのシ
リンダ１３と等距離にあり且つシリンダ１３がそ
れぞれ伝熱管２に対向するときに他の伝熱管２に
対向する位置に軸受外筒２５が設けてある。この
軸受外筒２５は溝加工装置９及び切粉回収装置１
２の一構成部材となつている。

切粉回収装置１２における筒状の切粉カバー２
６が上部プレート４及び前記軸受外筒２５に摺動
自在に挿入されている。上部プレート４上面には
切粉カバー２６と前記筒状の支柱８とをつなぐ切
粉吸込みダクト２７が設けてあり、切粉カバー２
６側面には切粉吸込みダクト２７とつなぐ切粉吸
込み口２６ａが設けられ、この切粉吸込み口２６
ａが切粉吸込みダクト２７とつながるように切粉
カバー２６の周方向の位置は止めねじ２８で定め
られている。切粉カバー２６の外径に一体化され
た止め輪２９と前記軸受外筒２５との間に圧縮ば
ね３０が設けられ、この圧縮ばね３０によつて切
粉カバー２６は常に一定方向に付勢され、当該加
工装置を端板１に対し取付けた状態では、端板１
の表面に弾力的に密着される。尚、前記切粉吸込
みダクト２７と接続される支柱８には真空吸込み
口８ａが接続され、ここに真空ポンプの吸込みホ
ースが接続され、真空ポンプの作動による吸引に
より切粉カバー２６内に入つた切粉は回収され
る。

溝加工装置９における工具案内軸３１はブシユ
３２を介して前記軸受外筒２５の中心を上下に摺
動可能且つ回転可能に支持されている。工具案内
軸３１の偏心穴３１ａの内に回転自在に挿通され
た工具軸３３は、その軸端に切込みレバー３４が
止めねじ３５で一体化されて差動歯車３６に打込
み一体化したピン３７と共に回転する。又、工具
案内軸３１は駆動歯車３８と一体化され共に回転
する。工具軸３３の先端部には溝加工用の切削工
具７１と切削時に発生した切粉を工具引き抜きと
同時に除去回収するためブラシ７２が設けられ
る。工具軸３３、工具案内軸３１に駆動力を伝達
する以下に述べる歯車類はケーシング３９、ケー
シング蓋４０のおのおのの軸受に回転自在に支承
されている。スプライン軸４１の両軸端は上部プ
レート４及び下部プレート５の軸受穴に嵌挿され
た玉軸受で回転自在に支承されており、スプライ
ン軸４１の外径にはスプラインブシユ４２が摺動
自在に挿通されキー４３を介して駆動歯車４４に
スプライン軸４１の回転動力が伝達される。又駆
動歯車４４と噛合した駆動歯車４５を介して駆動
歯車３８及び工具案内軸３１にも回転動力が伝達
される。駆動歯車４５の同軸上にキー４６を介し
て電磁クラツチ４７が組込まれており、電磁通電
の時にのみ摩擦板４８を介して歯車４９が駆動歯
車４５と一体回転して差動歯車３６に差動伝達さ
れる。駆動モータ５０は歯車箱５１と共に上部プ
レート４に一体化されている。駆動モータ５０の
出力軸５０ａ外径に駆動歯車５２がキー５３を介
して一体化され出力軸５０ａと共に回転し、駆動
歯車５４キー５５を介してスプライン軸４１に回
転駆動が伝達される。

送り位置決め装置１１の駆動源である電動サー
ボモータ５６は取付アダプタ５７及び減速機５８
並びに歯車箱５９と共に各々上部プレート４に一
体固定化されており、電動サーボモータ５６の回
転動力は回転接手６０から歯車６１にキー６２を
介して伝達される。歯車６１と噛合した歯車６４
も回転してキー６３を、介して送りねじ６５に電
動サーボモータ５６の回転動力が伝達される。送
りねじ６５と螺合した送りめねじ６６はケーシン
グ蓋４０に一体固定化されて電動サーボモータ５
６の回転制御によつてケーシング蓋４０及びケー
シング３９内に組立て構成された内径溝加工装置
９の切削工具の切削位置が定まるものである。切
削工具の切削位置はリミツトスイツチ６７及び６
８によつてドツグ６９との関係位置をあらかじめ
調整位置決めしておくとよい。又リミツトスイツ
チ７０は内径溝加工装置９の自動制御に於ける始
動及び加工完了時の復帰原点位置を設定するもの
である。

次に、上記構成の加工装置による伝熱管２内の
溝加工順序について説明する。

ケーシング３９及びケーシング蓋４０内に組立
て構成された内径溝加工装置９に一体化されたド
ツグ６９がリミツトスイツチ７０に当接した状
態、すなわち加工始動原点位置にある状態の本装
置を端板１の加工位置に搬入し、クランプ位置決
め装置１０におけるピストンロツド１６ｂ先端の
弾性ブシユ１７を伝熱管２内に挿入する。尚、当
該加工装置の搬入はマニプレータ等によつて行な
われる。次いで、クランプ位置決め装置１０にお
けるピストン１６の流体圧供給口１６ａから圧力
流体を供給すると、流体圧室１５ａに圧力が発生
してピストン１６が圧縮ばね１９を圧縮する方向
に摺動して弾性ブシユ１７をナツト１８の端面と
ピストンシリンダ１５との端面で挾圧して弾性ブ
シユ１７を変形増径する。この変形増径作用によ
つて端板１に一体化された伝熱管２の内径に弾性
ブシユ１７の外径が圧着し、その摩擦力によつて
本装置は保持される。又シリンダ１３の流体圧供
給口１３ａから圧力流体を供給すると流体圧室１
３ｂに圧力が発生してシリンダ１３と一体化した
上部プレート４と共に本装置全体が弾性ブシユ１
７で一体化した端板１側に押圧して当金２３及び
２４の端面を端板１表面に当接するまで摺動す
る。この作用によつて本装置全体が端板１に取付
け一体化されるものである。

この取付状態から本装置による端板１に一体化
された伝熱管２の内径に補修用の溝加工を施すも
ので、その補修用の溝はリミツトスイツチ６７及
び６８によつて設定される。前述した内径溝加工
装置９に一体化されたドツグ６９が自動操作によ
つて先にリミツトスイツチ６８側に当接するまで
電動サーボモータ５６が作動し減速機５８及び歯
車６１，６３を介して送りねじ６５に回転動力が
伝達されて位置決めされる。同時に電動サーボモ
ータ５６の電源が遮断され自動的に停止する。こ
の位置決め状態は切削工具７１の切削位置が設定
されることである。

切削工具７１の切削位置が設定されると駆動モ
ータ５０を駆動させる。駆動モータ５０の出力軸
５０ａが回転駆動すると駆動歯車５２，５４を介
してスプライン軸４１に回転動力が伝達されスプ
ライン軸４１の外径に摺動自在に挿通されたスプ
ラインブシユ４２及び駆動歯車４４，４５並びに
３８を介して工具案内軸３１が回転駆動する。又
工具案内軸３１の偏心穴３１ａ内に回転自在に挿
通された工具軸３３も差動歯車３６に内蔵された
切込み附勢手段によつてピン３７及び切込みレバ
ー３４を介して歯車４９も共に回転する。この状
態では電磁クラツチ４７には電磁通電はされてお
らず摩擦板４８は働いていない。

以上の工具案内軸３１及び工具軸３３が同軸回
転中に電磁クラツチ４７に電磁通電させると摩擦
板４８を介して歯車４９が駆動歯車４５と同軸回
転し差動歯車３６に回転伝達され駆動歯車３８と
差動関係にある差動歯車３６の回転差動によつて
ピン３７及び切込みレバー３４を介して工具軸３
３に切込みの差動回転が与えられ切削工具７１に
切削切込みが与えられて端板１に一体化された伝
熱管２の内径に溝が加工される。この溝加工の時
間をあらかじめタイマで設定しておきそのタイマ
によつて電磁クラツチ４７の電磁通電を制御する
と自動的に溝が加工できる。加工完了すると電磁
クラツチ４７の電磁通電が遮断され摩擦板４８と
歯車４９との一体化が解除され、差動歯車３６に
内蔵された切込み附勢手段によつてピン３７及び
切込みレバー３４を介して工具軸３３が切削工具
７１の切削切込み回転方向と反対の逆方向に瞬時
に回動して切削開始前の状態に復帰される。

以上の状態すなわち工具案内軸３１と工具軸３
３を同軸回転させたまま、真空ポンプを駆動させ
真空吸込み口８ａから真空吸引させる。電動サー
ボモータ５６を駆動させ送りねじ６５に回転を与
えて、リミツトスイツチ７０に内径溝加工装置９
に一体化されたドツグ６９が当接するまで自動作
動させると、工具軸３３の先端部に一体固定化し
たブラシ７２が回転しながら溝切削後の切粉を切
粉吸込みダクト２７の吸引流路に回収する。この
一連の自動作動によつてリミツトスイツチ６８で
設定した溝加工位置の溝加工が完了したことにな
る。続いてリミツトスイツチ６７側に内径溝加工
装置９と一体化したドツグ６９を前述の如く当接
させ位置決めすると共に溝を加工し加工完了後は
切粉を回収しながら内径溝加工装置９が加工始動
原点位置にもどり駆動モータ５０が停止して、所
定の内径溝加工が完了する。加工が完了し本装置
を端板１から取り外す場合には、シリンダ１３の
流体圧供給口１３ａ及びピストン１６の流体圧供
給口１６ａから供給していた流体圧を解除すると
圧縮ばね１９のばね反力と弾性ブシユ１７の弾性
によつて、伝熱管２の内径と弾性ブシユ外径との
圧着摩擦力が解放され、本装置を端板１から取り
外すことができる。

以上説明した一連の装置作用は本装置の伝熱管
２に対する取付け及び取り外し以外はすべて自動
操作でなされる。

以上、一実施例に基づき詳細に説明したよう
に、本発明に係る加工装置によれば、伝熱管の内
面加工が自動的に行なえるようになり、原子力発
電プラント等においては作業者被曝のおそれがな
くなると共に、工期の短縮並びに工費の節減が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る加工装置の一実施例の一
部を断面とした側面図、第２図は第１図中のＡ−
Ａ矢視断面図、第３図は第１図中のＢ−Ｂ矢視断
面図、第４図は主要軸を同一垂直面で表わした断
面図である。 図面中、１は端板、２は伝熱管、３は装置本
体、９は溝加工装置、１０はクランプ位置決め装
置、１１は送り位置決め装置、１２は切粉回収装
置、１７は弾性ブシユ、２５は軸受外筒、３１は
工具案内軸、３３は工具軸、４１はスプライン
軸、５０は駆動モータ、５６は電動サーボモー
タ、６５は送りねじ、６７，６８，７０はリミツ
トスイツチ、７１は切削工具である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 伝熱管に対し移動される装置本体と、装置本体
   に組付けられ伝熱管内に挿入される弾性部材を拡
   縮することにより装置本体を伝熱管に対し固定あ
   るいは解放するクランプ位置決め装置と、切削工
   具が取付けられる先端部が伝熱管内に挿入される
   内部の偏心中空穴に工具軸を有する工具案内軸を
   回動可能且つ軸方向に移動可能に装置本体に組付
   けてなる加工装置と、該加工装置による切削位置
   を設定すべく前記工具案内軸の軸方向位置を定め
   る送り位置決め装置と、前記工具案内軸内部の工
   具軸を差動装置を介して回転させ工具を径方向に
   回動させる機構とからなることを特徴とする伝熱
   管内面自動加工装置。