JPS6062404A - 管内面切削装置 - 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】 本発明は、管内面切削装置に関するもので、詳しくは、
固定管の接続部を内面から溶接する場合において、この
溶接施工用の開先を機誠的な手段てより自動的に切削加
工を行うための管内面切削装置に関するものである。

従来、固定管の接続部を内面から溶接する場合において
この溶接施工用の開先を切削加工する例としては、外面
溶接３した管１，２の内面溶接用開先４の加工例として
は第１図があり、溶接欠陥５．６が生じた場合の補修用
ガウジング例としては第２，３図の例があり、これらの
加工はすべて作業員が管内に人ってグラインダーとかア
ーク・エア・ガウジングを行うものであった。このため
次のような問題点があった。

（１）手作業であるため、開先の加工精度が悪く、また
個人差も著しい。

（２）作業員は管内で・グラインダーもしくはガウジン
グ用トーチを持ち円周に沿って作業を行うため、不自然
な体勢となり、能率が悪く、作業員の肉体的な疲労が激
Ｉ−い。

（３）火花力飛散、粉塵の発生のため、作業環境は劣悪
で、また狭隘空間であるため傷害の危険も高く、ｆｔＩ
生及び安全上問題である。

（４）作業員が管内に入って作業を行うため、作業可能
な管径にはおｌ乃ずど制限かあり、一般には８０しＪ未
満の管においては管内面切削は困難で）、ろ。

本発明は、以」二の如き問題点に鑑みて提案されるもの
て、その目的の第１は機械的な手段により管内において
自動的に開先加工を行うことの出来ろ装置を得ることで
ある。そして第２の目的は装置の小型化を図ってできる
だけ小径の管に対しても適用することの出来る裳１筺を
得ることである。

以下本発明の詳細な説明すると、内部に駆動機構を内蔵
し、管内中ｌＬ・に固定された固定筒体に対して回転自
在に取り付けられると共に駆動装置により管周方向に回
転するように構成された回転筒体上、この回転前体の外
周の一部から半径方向に突出したアーム支持体に対して
アーム支持ピンにより管軸に対して直角方向に回転自在
にをり伺けられたフライス送りアームと、前記フライス
送りアームの一端側に対してそのフライス軸が管軸と平
行でこのフライス軸にウリ伺けられたフライスがフライ
ス、駆動モーターにまり管周方向姥回転するように構成
されたフライス装置と、前記フライスと同一軸」二に遊
転及び交換自在に取り付けられた倣（・ローラーと、・
前記フライス送りアームの他端側にピストンロッドの先
端を結合してフライス送りアームをアーム支持ピンを中
）し・として回転才ろことができるように構成された摺
動装置と、から成るものである。

上記構成の本発明に係る管内面切削表置は被加工管内の
所定の位置に移動装置を用いて搬入し、位置が定ったな
らば固定装置を用いて固定が１体を抜力０工管の中心に
固定し、この固定筒体に取り付けられた回転筒体を駆動
機構により被加工管の管周方向に回転１−イ）と共にフ
シイスをフライス駆動モーターにより回転し、シリンダ
ーを作動させてフライス送りアームを回転ｔ〜、フライ
スを被加工管の開先力１１工面に徐々に接近させて切り
込みを開始し、倣いローラーの外径とフライスの外径差
分管厚方向に切り込みを行い、あとは倣いローラーによ
り管の内周面に沿って同一深度で開先の切削加工を行う
ものである。

以下本発明の一実施例を第４．５．６図１で基づいて説
明する。

被加工管ｃ以下ｒＷＪと称す）３１内開先加工面に対向
しているフライス７は、その刃先が所要開先形状に加工
されており、管３１と平行なフライス軸１日に固定され
ている。フライス軸１８はフライス駆動モーター９の回
転を減速機８を介して受けて回転するようになっており
、以上の機構をフライス装置と以下言う。

フライス装置は、管３１の中心に固定された固定筒体２
０に対して回転自在に取り付けられた回転筒体１５の外
周の一部から半径方向に突出ｌ、たアーム支持体１６に
対ｔ２、アーム支持ピン１６ａを介して回転自在に取り
付けられたフライス送りアーム１１の一端に取り付けら
れている。

フライス送りアーム１１は、前記フライス装置を取り付
けた側の反対側において、摺動装置１２のエアーシリン
ダー１４　、１４’のピストンロッド１３の先端とピン
３２により結合されており、エアーシリンダー１４　、
１４’の作動により、アーム支持ビンｉ６ａ　を中心と
してフライス装ｆｔ　（ｆｉｌｌが管３１の内面に接近
したり離反したりする。１７はエアーシリンダ−１４、
ｉ　４’の支持ピンである。

１０は前記フライス軸１８と同軸になるようにフライス
送りアーム１１に取り伺げられた遊転及び交換自在の倣
いローラーにして、この倣いローラー１０の外径はフラ
イス７の外径よりもフライス７の切り込み敏分小さく設
定しである。

第５図中符号１９は回転筒体１５の内面に設けられたリ
ングギヤーにして、このリングギヤー１９には減速ギヤ
ー２２が噛合しており、減速ギヤー２２は回転筒体１５
（固定筒体２０　’ｊ内に内蔵した駆動機構（回転筒体
駆動モーター）２１により駆動されて回転筒体１５を管
３１の管周方向に回転（フライス送り）する。

次に上記実施例についてその作用（作動）を第６図に基
づいて説明する。

先ず、フライス７を管３１内の開先加工面に対向させて
装置（固定筒体２０＋を管３１内に固定したのち、フラ
イス駆動モーター９によりフライス７を回転（動作線２
６で示す）させると共に、摺動装置１２のピストン・ロ
ッド１５を動作線２４方向へ引込めることにより、フラ
イス７が動作線２５方向へ送り出されて管厚方向への切
削か行なわれる。つまりフライス７が管内面２７に到達
した時点で切削を開始し、予め設定切削深さだけフライ
ス７と外径差ｄ′を持たせた内面倣いローラー１０が管
内面に接するまで管厚方向に切削が行なわれる。続いて
フライス７は、内面倣いローラ〜１０が摺動装置１２に
より管内面に加圧され接触された状態を維持しながら、
内蔵された回転筒体駆動モーター２１にまり管周方向切
削（動作線２６）を行なう。そしてフライス７が管内周
に沿って１回転すれば切削完了である。切削完了後は、
以上と逆の手順で回転筒体駆動モーター２１を停止させ
摺動装置つまりピストン・ロッド１３を押し出すことに
よりフライス７を引ぎ戻すと共にフライス駆動モルタ−
９を停屯させる。

なお、管状の被切削物を固定させ、フライスを移動させ
る方式の切削において生ずる技術的な問題は、初期切削
つまり管厚方向切削時に切込みが大きく所要切削力が増
大しスムースな切削ができないことと、全周に渡って均
一フ工切削深さをいかにして確保するかである。

本発明では、これらの問題を次のように解決した。

本発明による管厚方向切削法を第７．８，９゜１０図に
て説明する。第７図はフライス７を管の法線に沿って送
り、設定深さｄまで管厚方向切削が進行した状態を示Ｉ
７ており、−古河８図には設定深さｄに切込んだ後の管
周方向切削を行なっている状態を示している。

第９，１０図には本発明の切削装置によって管厚方向切
削を進め設定深さｄまで切込んだ状態をそれぞれ示して
いる。

第８図に示すように、管周方向切ｌ→ＩＪにおいては設
定深さｄそのものがフライス７の切込みであるのに対し
、切削開始時つまり管厚方向切削においては、第７図に
示す如くフライス７の切込みへは設定深さｄ　Ｉｃ較べ
はるかに犬鍍な値となる。すなわち管厚方向切削におけ
る切削所要動力が増大１−ろため、おのずと切削装置の
大型化を招くことにな７＋。シかしながら限られた管内
空間に適用させろためには、コンパクトな装置にまとめ
なければならず、切削所要動力の低減つまり切削動力の
効率向上が必要となる。

このため本発明では、フライス７の送り方向に工夫をす
ることにより、管厚方向切削におけるフライス７の切込
みを減少させて切削所要動力の低減を図っている。本発
明の切削装置では、第９図に示すようにフライス７は、
フライス送りアーム１１によってアーム支持ピン１６を
支点とし、アーム支持ピン１６とフライス軸１８を半径
とする円弧ＰＣ動作線２８で示−ｆｊを送られる。これ
によりフライス送り方向は、管の法線２９に対して近似
的にθ、。Ｉｌ′Ｊｉ斜Ｌ１フライス７の切込みａ、は
坑７図の場合よりも減少した値（ａ、　（ａ。）となる
。

しかも本発明によれば、さらに切込みを減少させる目的
で、フライス７を管厚方向へ送り出′１″と同時に管周
方向送りを付加させろことができる。

この結果を第’１０図で説明するが、フライスｉ＃Ｉ＋
　１８の軌跡は動作線３０で示す如くであり、第９図の
動作線２８で示すフライス軸１８の軌跡よりも、周方向
送りを伺加してアーム支持ピン１６が回転移動させた分
さらに管の法線２９とは大きな傾斜θ２゜（θ２〉θ１
）となる。従ってフライス７の切込みａ２はより小さな
値（ａ２＜ａｌ＜〜）となり、換言すればより小さな切
削所要動力によってスムーズな管厚方向切削が実現可能
となった。

次に本発明における切削深さ設定機構について説明する
。

当該切削装置のように固定管の内面をフライス移動させ
て切削する場合、管の歪み、管厚の誤差切削装置な管内
へ固定する際の装置軸と管軸とのすれ等が、切（４１Ｊ
深さ誤差の要因であり、全周均一な切削深さを確保する
ためには、上記の歪みを吸収１．つつ管内面を倣う機イ
、′１−が必要となる。

本発明の実施例では第５，６図に示すように、フライス
軸１８上に取り換え可能な円盤形の内面倣いローラー１
０を設け、フライス７と内面倣いローラー１０との外径
差ｄ′を任意に設定することにより、希望才る切削閉さ
ｄを舟られる。しがも円周方向切削中宮に、内面倣いロ
ーラー１ｏは空気圧を作動源とする摺ｔｌＩＩＪ装置１
２により管内面に接触するよう加圧さ」ｔており、空気
の圧縮性を利用して管内面を倣うことになる。すなわち
管に歪みがおろうとも、当該切削装置軸が管軸とずれた
状態で管に固定されようとも全周に渡って内面基準の均
一な切削深さｄが確保できる。また摺動装置１２として
油圧シリンダーを採用する場合にはＩＪ　ＩＪ−）弁等
による管路圧力調整回路を設けれ（慕同様σ）内面倣い
を行なうことが可能であることは言うまでもない。

以下に本発明の効果の主なるものを列記１−る。

（１）装置全体を管内に搬入１２、機緘力により開先加
工を行うことができる。

よって、作業員の技量差に基づく力［１１精度の違いは
無くなり、高精度加工を能率よく行うことができる。

（２）作業員は管内に入らないので、火花、粉塵による
衛生上の問題及び狭隘な管内作業に基づく作業上の危険
問題はなくなる。

（３）　フライスを管の内面に切り込ませる際に、フラ
イスに対して管厚方向と共に管周方向σ）作動をかける
ようにしたので、切削開始時における所要動力は小さく
て済み、装置の小型化が可能て・ある。

（４）前記（１）ｔ３）の効果により、従来では内面力
］１工の不可能であった８　００　ｍｍｌ以下の開先加
工を行うことができる。

（５）内面倣い機構として倣いローラーを取り付けると
共に摺動装置により常時倣いローラーを管の内面に圧接
しなからフライス加工を行うので管厚方向への切り込み
量は常に一定１−ろ。

（６）倣いローラーを交換することにより、管厚方向へ
の切り込み量を自由に設定でλろ。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（員は外面溶接径内面溶接用開先の加工例
を示す説明図て・ある。 第２図（イ）（ロ）、第３図（イ）←）は補修用ガウジ
ングの応用例を示す説明図である。 第４図は本発明の一実施例としての装置の構成を示す正
面図である。 第５図は第４図の仙１面図である。 第６図はフライスの作動説明図である。 第７図はフライスを管の法線に沿って送った状！川を示
す説明図である。 第８図はフライスを用いて首・周方向に開先切削を行う
説明図である。 第９．１０図は本発明による管厚方向への切削状態を示
す説明図である。 １．２・・・突合わされた管瑞、３・・・９１面溶接金
属、４・・・開先、５，６・・・溶接欠隆７・・・フラ
イス、８・・・減速機、９・・・フライス１駆動モータ
ー、１０・・・内面ｍ℃・ローラー、１１　・・・フラ
イス送りアーム、１２・・・摺動装置、１３・　・・ピ
ストンロンド、１４．１’ｉ’・・・シリンダー、１５
・・・回転筒体、１６・・・７−ム支持ピン、１７・・
・シリンダー支持ピン、１８・・・フライス軸、１９・
−−リンクギア、２０・・・固定筒体、２１・・・回転
筒体駆動１モーター、２２・・・減速ギア、２７・・・
管内面、２８・・・動作線、２９・・・管の法線、３０
・・・動作線、３１・・・管体、ジ２・・・ピン、ｄ・
・・設定深さ、ｔ・・・管厚、３０．ａ。 、ａ２・・・フライスの切込み、θ１．θ２・・・フラ
イス送り方向と管の法線との傾き角度。 第１図 （イ）　（ロ） ３□、　第２図 １口）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部に駆動機構を内蔵し、管内中心に固定自在な固定筒
   体と、 前記固定筒体に対して回転自在に取り付けられ　３でい
   ると共に前記駆動機構により管周方向に回転するように
   構成された回転筒体と、 前記回転筒体の外周の一部から半径方向に突出したアー
   ム支持体に対してアーム支持ピンにより管軸に対して直
   角方向１（回転自在に取り付けられたフライス送りアー
   ムと、 前記フライス送りアームの一端側に対してそのフライス
   軸が管軸と平行で、このフライス軸に取り付けられたフ
   ライスがフライス駆動モーターにより管周方向に回転す
   るように構成されたフライス装置と、 前記フライス送りアームの一部であって、フライスと同
   軸上に遊転及び交換自在に取り付けられた倣いローラー
   と、 前記フライス送りアームの他端側にピストンロンドの先
   端を結合してフライス送りアームをアーム支持ビンを中
   心として回転することができるように構成された摺動装
   置と、 から成る管内面切削装置。