JPH0360593B2 - - Google Patents

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
でに一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、従来行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
できないため困難である。又、圧接機外側にバリ
切削装置を備えなければならない欠点があつた。

［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、主軸筐
に収納された主軸の先端に取付けたチヤツク爪で
回転側の管状の加工物を、対向位置にあるクラン
プで固定側の管状の加工物を夫々把持し、主軸を
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、前記主軸の内部に、主軸の
駆動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、軸芯方向に
進退可能でシリンダー軸を一体的に駆動されるプ
ランジヤーを装着し、そのプランジヤーのロツド
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主軸の駆動時
には、前記加工部の圧接を、主軸の停止中には、
ロツドを軸芯方向へ進退駆動させることにより、
加工物の摩擦圧接と内側バリの押抜切削機能を一
体化させた摩擦圧接機構を構成したことを特徴と
するものである。

［作用］ 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、短加工物はチヤツ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、圧接によつて生じた内側バリは、チヤツ
クを解放後、主軸の回転を停止させて、プランジ
ヤーを前進させることにより、プランジヤーのロ
ツ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、プランジヤーを後退させることにより、プラ
ンジヤーのロツドの先端部に保持されたバリ切削
成形侍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、チヤツク爪４により把持され、管
１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の回転力はクラツチ６
により切替えられ、カツプリング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
筐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１２がキー固定され、モ
ータ５によつて主軸９が回転駆動されるようにな
つている。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つている。

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つ
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形リンク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
されたチヤツクで、チヤツク爪４はチヤツク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に沿つて摺動自在な爪
スライダー２３にボルト２４にて固定され、爪ス
ライダー２３はＬ形リンク１９の他端に係止され
ている。従つて、筒状ピストン１７が軸芯方向に
進退移動すると、Ｌ形リンク１９が傾動し、爪ス
ライダー２３がスライダー溝２２に沿つて摺動
し、チヤツク爪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
着されたプランジヤーで、そのロツド２６は、シ
リンダー軸１４の内部に固定されたシリンダーカ
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、プランジヤー２５は軸芯
方向にのみ進退可能となつている。２９は管１と
管フランジ３の圧接部に生じた内側バリ３０を押
抜き切削成形刃で、プランジヤー２５のロツド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、切除された切屑が段差３２に
より剪断され、２分割されるようになつている。

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で、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により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３４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４０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つている。

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ヤーで、そのロツド
４２にはラツク４３が設けられており、そのラツ
ク４３は支持軸３４に設けられたピニオン４４と
係合し、プランジヤー４１が移動すると、ピニオ
ン４４に係合するラツク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つてい
る。

次に、４５は切削腕３３の揺動角を規制する揺
動角規制用ストツパーで、プランジヤー４１のロ
ツド４２の先端部に取付けられ、ストツパー回り
止め４６により回り止めされて、調整ハンドル４
７により規制する揺動角を調整し得るようになつ
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
油圧ポートで、油圧ポートＡより油圧を供給する
と、筒状ピストン１７が前進してチヤツク爪４が
開となり、背圧は油圧ポートＢを介してドレイン
されることになる。逆に、油圧ポートＢより油圧
を供給すると、筒状ピストン１７が後退してチヤ
ツク爪４が閉となり、背圧は油圧ポートＡを介し
てド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ポート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、プランジヤー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が回転中に油圧ポート
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ヤー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によつて外側バリ３５
が切削されることになる。この時、プランジヤー
２５及びプランジヤー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、油圧ポ
ートＤを介してド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ポート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ヤー
２５が後退して、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が回転中に油圧
ポート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ヤ
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による外側バリ
３５の切削が終了されることになる。この時、プ
ランジヤー２５及びプランジヤー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、油圧ポートＣを介してドレインされることに
なる。

但し、本実施例においては、共通の油圧ポート
Ｃ及び油圧ポートＤを介して給排される圧油を分
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、プランジヤー２５及びプランジヤー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
の油圧ポートを設けて、別々の通路を介して油圧
を給排させることにより、プランジヤー２５及び
プランジヤー４１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、油圧ポートＢに油圧を供給して、短加
工物である管フランジ３をチヤツク爪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
チヤツク爪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１
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、主軸筐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
じるが、圧接によつて生じた外側バリ３５を除去
するには、油圧ポートＡに油圧を供給してチヤツ
ク爪４を開放後、油圧ポート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を圧接部外周に接近させ
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、油圧ポート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
外周より後退させて、シリンダー軸１４の回転駆
動を停止すればよい。

次に、圧接によつて生じた内側バリ３０を除去
するには、主軸９の回転を停止した状態で油圧ポ
ートＣに油圧を供給することにより、プランジヤ
ー２５を前進させて、プランジヤー２５のロツド
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によつてされ剪断さ
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、管内に棒状マグネツトを入れ
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、油圧ポートＤ
に油圧を供給して、プランジヤー２５を後退させ
ることにより、プランジヤー２５のロツド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３６は、
すでに圧接部外周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４
４と、プランジヤー４１により操作されるラツク
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、各油圧ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄへの圧油の給
排は、チヤツク爪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、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、内側バリを押抜
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、主軸の回転が停止中にプランジヤーによつて
軸芯方向に進退可能であればよく、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、摩擦圧接とバリ切削のための回転運動と
往復運動のための係合機構が不要である。又、バ
リ切削成形刃を保持するプランジヤーのロツド
は、主軸の内部に同芯に収容されているため、油
圧関係の回路が共用でき、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がある、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
削成形刃の断面図で、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…
チヤツク爪、５…モータ、６…クラツチ、７…カ
ツプリング、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、１５…ナツト、１６…
キー、１７…筒状ピストン、１８…ピン、１９…
Ｌ形リンク、２０…チヤツク、２１…ボルト、２
２…スライダー溝、２３…爪スライダー、２４…
ボルト、２５…プランジヤー、２６…ロツド、２
７…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、３
８…ナツト、３９…支持ケース、４０…スリー
ブ、４１…プランジヤー、４２…ロツド、４３…
ラツク、４４…ピニオン、４５…揺動角規制用ス
トツパー、４６…ストツパー回り止め、４７…調
整ハンドル、４８…軸芯方向位置調整ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸筐に収納された主軸の先端に取付けたチ
   ヤツク爪で回転側の管状の加工物を、対向位置に
   あるクランプで固定側の管状の加工物を夫々把持
   し、主軸を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、前記主軸の内部
   に、主軸の駆動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、
   軸芯方向に進退可能でシリンダー軸と一体的に駆
   動させるプランジヤーを装着し、そのプランジヤ
   ーのロツドの先端部に、圧接時に生じた内側バリ
   を押抜切削する切削成形刃を保持せしめ、主軸の
   駆動時には、前記加工物の圧接を、主軸の停止中
   には、ロツドを軸芯方向へ進退駆動させることに
   より、加工物の摩擦圧接と内側バリの押抜切削機
   能を一体化させたことを特徴とする摩擦圧接機。