(57)【要約】【課題】鋼管の開先加工の前に鋼管を移動させることなく、鋼管の切断及び開先加工を同時に行いつつ、鋼管の開先加工を過剰に行うことを防止して開先加工の精度を向上可能な鋼管処理装置を提供する。【解決手段】鋼管９０の切断及び開先加工を行う鋼管処理装置３０であって、鋼管９０の切断を行う切断用刃体４０と、切断用刃体４０により切断される鋼管９０の開先加工を行う開先加工用刃体５０と、を備え、切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０は、鋼管９０の軸心Ｐに対して直交する同一の平面上で、鋼管９０の軸心Ｐを中心に鋼管９０の外周に沿って回転移動し、開先加工用刃体５０は、切断用刃体４０による鋼管９０の切断に追随して、鋼管９０の開先加工を行うものである。【選択図】図２
2018001317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の切断及び開先加工を行う鋼管処理装置であって、
鋼管の切断を行う切断用刃体と、
前記切断用刃体により切断される鋼管の開先加工を行う開先加工用刃体と、
を備え、
前記切断用刃体及び前記開先加工用刃体は、前記鋼管の軸心に対して直交する同一の平面上で、前記鋼管の軸心を中心に前記鋼管の外周に沿って回転移動し、
前記開先加工用刃体は、前記切断用刃体による鋼管の切断に追随して、鋼管の開先加工を行うこと
を特徴とする鋼管処理装置。
【請求項２】
一対の前記切断用刃体及び一対の前記開先加工用刃体を、前記鋼管の軸心に対して対向する位置に配置すること
を特徴とする請求項１に記載の鋼管処理装置。
【請求項３】
前記切断用刃体は、角形鋼管の角部に配置され、前記角形鋼管の角部を起点として前記角形鋼管の切断を行うこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼管処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管の切断及び開先加工を行う鋼管処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼管の切断及び開先加工を行う鋼管処理設備においては、角形鋼管、或いは丸形鋼管等の鋼管を所定の寸法に切断した後、切断した鋼管の端面に対して開先加工を行う。このような従来の鋼管処理設備には、鋼管の切断を行う切断装置と、鋼管の開先加工を行う開先加工装置と、がそれぞれ設けられ、それぞれの装置間で、鋼管の切断と開先加工との２つの工程を順次行う。そのため、切断装置及び開先加工装置の両装置を設置する場所を確保する必要であるとともに、鋼管の開先加工を行うために、わざわざ鋼管を切断装置から開先加工装置まで移動させる必要がある。
【０００３】
そこで、特許文献１に示すように、鋼管の切断用刃体の刃物基盤の両側面に開先加工用刃体を取り付けて、切断用刃体と、開先加工用刃体と、を一体に形成した回転刃物を用いて鋼管の切断及び開先加工を同時に行う鋼管加工装置が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような鋼管処理装置においては、切断用刃体の刃物基盤の両側面に開先加工用刃体を取り付けて刃物を形成することから、鋼管の中間部を処理する際に、切断用刃体により切断された鋼管の切断端面が、開先加工用刃体の加工開始位置より内側にズレる（開先加工用刃体が鋼管の切断端面の位置から開先加工できない）。そのため、開先加工用刃体によって必要以上の範囲（幅）で鋼管の切断端部を加工することとなり、過剰な鋼管の開先加工を行うことになるという問題があった。また、鋼管の切断端面が開先加工用刃体の加工開始位置となるように、鋼管の開先加工を行う前に鋼管を予め移動させることで、鋼管の開先加工を過剰に行うことが防止できるが、鋼管を移動させることで鋼管自体が位置ズレを起す場合があり、このような場合には適正な開先加工ができないため、開先加工の精度が落ちるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、鋼管の開先加工の前に鋼管を移動させることなく、鋼管の切断及び開先加工を同時に行いつつ、鋼管の開先加工を過剰に行うことを防止して開先加工の精度を向上可能な鋼管処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上であり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、本発明の鋼管処理装置は、鋼管の切断及び開先加工を行う鋼管処理装置であって、鋼管の切断を行う切断用刃体と、前記切断用刃体により切断される鋼管の開先加工を行う開先加工用刃体と、を備え、前記切断用刃体及び前記開先加工用刃体は、前記鋼管の軸心に対して直交する同一の平面上で、前記鋼管の軸心を中心に前記鋼管の外周に沿って回転移動し、前記開先加工用刃体は、前記切断用刃体による鋼管の切断に追随して、鋼管の開先加工を行うものである。
【０００９】
上記構成では、鋼管の軸心に対して直交する同一の平面上で、鋼管の軸心を中心に鋼管の外周に沿って鋼管の切断を行うとともに、その鋼管の切断に追随して鋼管の開先加工を行う。
【００１０】
また、本発明の鋼管処理装置は、上記鋼管処理装置において、一対の前記切断用刃体及び一対の前記開先加工用刃体を、前記鋼管の軸心に対して対向する位置に配置するものである。
【００１１】
上記構成では、鋼管の片側一方の切断及び開先加工を、一対の切断用刃体及び開先加工用刃体のうちの一方の切断用刃体及び開先加工用刃体で行い、鋼管の片側他方の切断及び開先加工を、一対の切断用刃体及び開先加工用刃体のうちの他方の切断用刃体及び開先加工用刃体で行う。
【００１２】
さらに、本発明の鋼管処理装置は、上記鋼管処理装置において、前記切断用刃体は、角形鋼管の角部に配置され、前記角形鋼管の角部を起点として前記角形鋼管の切断を行うものである。
【００１３】
上記構成では、切断用刃体が角形鋼管の角部に誘導され、角形鋼管の角部から角形鋼管の切断を開始する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鋼管処理装置によれば、切断用刃体及び開先加工用刃体が、鋼管の軸心に対して直交する同一の平面上で、鋼管の軸心を中心に鋼管の外周に沿って回転移動することにより、鋼管の開先加工を鋼管の切断に追随させて行うため、鋼管の開先加工を過剰に行うことなく、また、鋼管を移動させずに鋼管の切断及び開先加工を同時に行うことができる。そのため、精度良く鋼管の開先加工を行うことができる。また、鋼管の切断及び開先加工を単体の処理装置において行うことができるため、装置の設置場所を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る鋼管処理装置を備える鋼管処理設備の平面図である。
【図２】本発明に係る鋼管処理装置の正面図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係る鋼管処理装置に用いる切断用刃体の正面図、（ｂ）は、本発明に係る鋼管処理装置に用いる開先加工用刃体の正面図、（ｃ）は、本発明に係る鋼管処理装置に用いる開先加工用刃体の側面図である。
【図４】本発明に係る鋼管処理装置に用いる切断用刃体及び開先用刃体の動作を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
まず、本発明に係る鋼管処理装置３０を備える鋼管処理設備１０について説明する。なお、本発明に係る鋼管処理装置３０は、以下に説明する鋼管処理設備１０に設けられたものに限定されるものではない。
【００１７】
鋼管処理設備１０（鋼管処理装置３０）において処理される鋼管９０（「角形鋼管」の一例、図２）は、４つの辺部９０ａと、４箇所の角部（Ｒ状コーナー部）９０ｂと、により形成される略正四角形状の鋼管であり、一つの辺部９０ａには突き合せ溶接部（シーム溶接部）９０ｃが形成されている。なお、鋼管処理装置３０において処理される鋼管９０は、略正四角形状の鋼管に限定されるものではなく、例えば、長方形状の鋼管、或いは丸形鋼管等であっても構わない。
【００１８】
図１に示すように、鋼管処理設備１０においては、鋼管９０をその長さ方向に搬送する長尺の遊転ローラコンベヤ装置１１と、短尺の駆動ローラコンベヤ装置１２と、により、搬送経路Ｈが形成されている。また、搬送経路Ｈの上流側部分（始端部分）には鋼管移動装置１３が設けられ、搬送経路Ｈの下流側部分（終端部分）には、搬送経路Ｈを内部に挿通してなる鋼管処理装置３０と、鋼管処理装置３０を中にして搬送経路Ｈの方向に一対で配設される鋼管クランプ１４Ａ、１４Ｂと、が設けられている。
【００１９】
さらに、搬送経路Ｈの終端には、処理済み鋼管（製品）９１、９２をその長さ方向に搬出する搬出経路Ｋが、長尺の駆動ローラコンベヤ装置１５により連続的に形成されている。また、下流側の第２鋼管クランプ１４Ｂの下流部分には、先端除去鋼管（処理物）９３の取り出し装置１６が設けられている。
【００２０】
また、搬送経路Ｈの一側外方には、鋼管９０を並列してストレージし、１本ずつ遊転ローラコンベヤ装置１１上に供給する供給装置１７が設けられている。供給装置１７においては、搬送経路Ｈの方向に対して直交する支持レール体１８が、搬送経路Ｈの方向に所定間隔を置いて一対設けられている。支持レール体１８のそれぞれには鋼管送り装置１９が設けられている。鋼管送り装置１９は、支持レール体１８に沿って設けられたガイドフレーム体２０と、ガイドフレーム体２０に支持案内される移動体２１と、両移動体２１を同期して往復移動させる駆動部２２等により構成されている。さらに、搬送経路Ｈの側における両ガイドフレーム体２０間には、支持レール体１８間で支持されている鋼管９０を搬送経路Ｈ上に移す移載装置２３が設けられている。さらにまた、搬送経路Ｈの側における両支持レール体１８の外側には、搬送経路Ｈ上の鋼管９０を位置決め手段２４側に押し付ける押し付け装置２５が設けられる。また、搬送経路Ｈの他側部分には、供給装置１７から遊転ローラコンベヤ装置１１上に供給された鋼管９０の幅方向の位置決めを行う位置決め手段２４が、搬送経路Ｈの方向に複数箇所（例えば、図１においては４箇所）設けられている。
【００２１】
一方、搬出経路Ｋの一側外方には、駆動ローラコンベヤ装置１５から搬送される長尺処理済み鋼管９１、短尺処理済み鋼管９２、及び先端除去鋼管９３を受け入れて並列してストレージする貯留装置２６が設けられている。具体的には、搬出経路Ｋの下流側には長尺処理済み鋼管９１用の第１幅狭コンベヤ装置２７群が設けられ、搬出経路Ｋの中間部には短尺処理済み鋼管９２用の第２幅狭コンベヤ装置２８群が設けられ、搬出経路Ｋの上流側には先端除去鋼管９３用の幅広コンベヤ装置２９がそれぞれ設けられている。第１幅狭コンベヤ装置２７群、第２幅狭コンベヤ装置２８群、及び幅広コンベヤ装置２９は、その搬送方向が搬出経路Ｋの方向に対して直交するように配設されている。
【００２２】
次に、鋼管処理装置３０について説明する。図１及び図２に示すように、鋼管処理装置３０は、鋼管クランプ１４Ａ、１４Ｂを支持する筐体８０内に配設されている。筐体８０は、前後方向（搬送経路Ｈの方向）に配設される一対のベース枠部８１と、ベース枠部８１上に配設される左右一対の縦枠部８２と、縦枠部８２の左右方向の上部間に設けられた横枠部８３等により枠組状に構成されている。筐体８０は、その中央部分に、搬送経路Ｈ（鋼管９０）を挿通する挿通部８４がベース枠部８１と両縦枠部８２と横枠部８３とにより形成されている。
【００２３】
図２に示すように、鋼管処理装置３０は、鋼管処理装置３０の主たる部分である装置本体３１と、装置本体３１の内部に設けられ、搬送経路Ｈ上を搬送される鋼管９０の外周囲に沿って回動する回転ドラム３２と、回転ドラム３２に設けられる回動軸３３に揺動可能に支持される刃保持アーム３４と、刃保持アーム３４の一端部に設けられて回転軸３５に支持される切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０等から構成される。
【００２４】
装置本体３１は、回転ドラム３２が内部で回転可能な程度に開口した箱状の部材である。装置本体３１は、上流側の第１鋼管クランプ１４Ａ側の筐体８０に沿って配置される。
【００２５】
回転ドラム３２は、正面視略円形状の装置であり、その中心部に鋼管９０が挿通可能に開口している。回転ドラム３２は、その外周部が、後述する駆動ローラ３６及びガイドローラ３７と噛み合わせ可能に歯状に形成されている。回転ドラム３２は、その外周部近傍に設けられる駆動モータ３８により回動される歯状の駆動ローラ３６と噛み合うことで回動する。また、回転ドラム３２の外周部には、回転ドラム３２の回動をガイドする歯状のガイドローラ３７が複数個（図３では３個）設けられている。なお、回転ドラム３２は、駆動ローラ３６及びガイドローラ３７との噛み合わせにより回動する構成に限定されるものではなく、回転ドラム３２の中心部に挿通される鋼管９０の外周を回動可能な構成であれば構わない。
【００２６】
刃保持アーム３４は、回転ドラム３２の内周部に沿うように設けられるアーム状の部材であり、回転ドラム３２の内部に４体配置されている。刃保持アーム３４は、その一端部に、切断用刃体４０或いは開先加工用刃体５０が回動軸３３を介して支持され、その他端部が回動軸３３により揺動可能に支持される。また、刃保持アーム３４は、その中央部に油圧シリンダー装置３９のピストンロッド３９ａが連結される。刃保持アーム３４は、油圧シリンダー装置３９が作動することにより、回動軸３３を支点に回転ドラム３２の径方向に揺動する。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、切断用刃体４０は、鋼管９０を切断する刃体であり、鋼管９０の切断部分である切断刃４１と、切断刃４１を支持する刃物基盤４２と、により構成される。切断刃４１は、刃物基盤４２に対して着脱可能なチップ状の刃である。切断刃４１は、ボルト等の取り付け具により刃物基盤４２の外周端に取り付けられ、刃物基盤４２の外周に沿って所定の間隔で配置される。刃物基盤４２は、円盤状の基盤であり、刃保持アーム３４の一端部に回動軸３３を介して支持される。刃物基盤４２の外周端には、放射状に複数の刃台４３が設けられる。刃台４３の先端には、切断刃４１が取り付けられる。
【００２８】
図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、開先加工用刃体５０は、鋼管９０の切断端面の開先加工を行う刃体であり、鋼管９０の開先加工を行う部分である開先加工刃５１と、開先加工刃５１を支持する開先刃物基盤５２と、により構成される。開先加工刃５１は、開先刃物基盤５２に対して着脱可能なチップ状の刃である。開先加工刃５１は、ボルト等の取り付け具により開先刃物基盤５２の外周端側の両側面に取り付けられ、開先刃物基盤５２の外周に沿って所定の間隔で環状に配置される。開先刃物基盤５２は、円盤状の基盤であり、その外周側の両側面が先窄まり状の傾斜面５２ａにより形成される。そして、開先刃物基盤５２は、この両側面の傾斜面５２ａに開先加工刃５１が取り付けられる。また、開先刃物基盤５２は、刃保持アーム３４の一端部に回動軸３３を介して支持される。
【００２９】
図２に示すように、切断用刃体４０は、鋼管９０の４箇所の角部９０ｂのうちの対角に位置する２箇所の角部９０ｂの近傍に配置される。すなわち、一対の切断用刃体４０が鋼管９０の軸心Ｐに対して対向する位置に配置される。そして、切断用刃体４０は、鋼管９０の角部９０ｂを起点として鋼管９０の切断を行う。このように、切断用刃体４０を配置することにより、常に、切断加工を鋼管９０の角部９０ｂから開始することができ、処理時における切断用刃体４０の負荷を軽減することができる。
【００３０】
一方、開先加工用刃体５０は、鋼管９０の４箇所の角部９０ｂのうちの対角に位置する２箇所の角部９０ｂの近傍であって、切断用刃体４０が配置されていない２箇所の角部９０ｂの近傍に配置される。すなわち、一対の開先加工用刃体５０が鋼管９０の軸心Ｐに対して対向する位置に配置される。
【００３１】
切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０は、鋼管９０の軸心Ｐに対して直交する同一の平面上に配置される。また、切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０は、同一円周上に、切断用刃体４０、開先加工用刃体５０の順で交互に配置される。
切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０は、回転ドラム３２が鋼管９０の外周に沿って回転することにより、鋼管９０の軸心Ｐを中心に鋼管９０の外周に沿って回転移動する。この時、開先加工用刃体５０は、切断用刃体４０の回転に追随して回転し、切断用刃体４０による鋼管９０の切断に追随して、鋼管９０の開先加工を行う。
【００３２】
なお、鋼管処理装置３０においては、刃保持アーム３４が４体設けられ、そのうちの２体に切断用刃体４０が設けられ、残りの２体に開先加工用刃体５０が設けられているが、これに限定されるものではなく、切断用刃体４０による鋼管９０の切断に追随して、開先加工用刃体５０による鋼管９０の開先加工が可能であれば、処理する鋼管９０の形状、大きさ等に対応させて、刃保持アーム３４、切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０の数を増減させても構わない。
【００３３】
次に、鋼管処理装置３０の動作を、図２及び図４に基づいて説明する。鋼管９０の切断及び開先加工は、鋼管クランプ１４Ａ、１４Ｂによって鋼管９０を所定位置に固定させた状態で、鋼管処理装置３０を作動させることにより行う。具体的には、以下のように行う。
【００３４】
図２及び図４（ａ）に示すように、切断用刃体４０を支持する刃保持アーム３４を、油圧シリンダー装置３９によって回転ドラム３２の中心方向（鋼管９０の軸心Ｐ方向）に揺動させることにより、駆動回転させた状態の切断用刃体４０を鋼管９０の角部９０ｂまで誘導する。すなわち、鋼管処理装置３０においては、鋼管９０の４箇所の角部９０ｂのうちの対角に位置する２箇所の角部９０ｂのそれぞれから同時に切断加工を開始する。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、切断用刃体４０が鋼管９０の角部９０ｂまで誘導されると、切断用刃体４０が誘導された鋼管９０の角部９０ｂから鋼管９０の周方向（図４では時計回り）に切断加工が開始され、図４（ｃ）に示すように、切断用刃体４０の先端が、回転ドラム３２の回転により、鋼管９０の辺部９０ａに沿って移動する。これにより、切断用刃体４０が移動した部分における鋼管９０の辺部９０ａが切断される。この時、油圧シリンダー装置３９により刃保持アーム３４の揺動を調整することで、切断用刃体４０が鋼管９０の辺部９０ａに対して一定の深さで切断するように制御される。
【００３６】
一方、図４（ｂ）に示すように、開先加工用刃体５０は、鋼管９０の角部９０ｂまで誘導されることなく、駆動回転させた状態で鋼管９０の角部９０ｂ近傍で保持され、図４（ｃ）に示すように、鋼管９０に接触することなく（鋼管９０の開先加工を行うことなく）、回転ドラム３２の回転により、鋼管９０の辺部９０ａに沿って移動する。
【００３７】
図４（ｄ）に示すように、切断用刃体４０が鋼管９０の角部９０ｂまで移動すると、開先加工用刃体５０を支持する刃保持アーム３４が、油圧シリンダー装置３９によって、回転ドラム３２の中心方向（鋼管９０の軸心Ｐ方向）に揺動される。これにより、駆動回転させた状態の開先加工用刃体５０が、鋼管９０の角部９０ｂまで誘導される。すなわち、開先加工用刃体５０は、切断用刃体４０による切断が開始された鋼管９０の角部９０ｂまで誘導される。
【００３８】
図４（ｅ）に示すように、切断用刃体４０が鋼管９０の辺部９０ａに沿って移動すると、開先加工用刃体５０も同様に鋼管９０の辺部９０ａに沿って移動する。これにより、切断用刃体４０が移動した部分における鋼管９０の辺部９０ａが切断されるとともに、開先加工用刃体５０が移動した部分（切断用刃体４０が予め切断した部分）における鋼管９０の辺部９０ａが開先加工される。この時、油圧シリンダー装置３９により刃保持アーム３４の揺動を調整することで、開先加工用刃体５０が鋼管９０の辺部２０ａに対して一定の深さで開先加工を行うように制御される。
【００３９】
図４（ｆ）に示すように、切断用刃体４０が鋼管９０の角部９０ｂまで移動すると、開先加工用刃体５０も同様に鋼管９０の角部９０ｂまで移動する。この時点で、鋼管９０の全ての辺部９０ａが、一対の切断用刃体４０によって切断される。すなわち、切断用刃体４０は、鋼管９０を半周する間（切断を開始した角部９０ｂから、この角部９０ｂの対角に位置する角部９０ｂまでの間）、鋼管９０の切断を行う。切断用刃体４０は、鋼管９０を半周すると、図４（ｇ）に示すように、鋼管９０の角部９０ｂから離間し、鋼管９０に接触することなく（鋼管９０の切断を行うことなく）、鋼管９０の辺部９０ａに沿って移動する。
【００４０】
一方、開先加工用刃体５０は、図４（ｇ）に示すように、鋼管９０の辺部９０ａに沿って移動しながら鋼管９０の辺部９０ａの開先加工を行う。図４（ｈ）に示すように、開先加工用刃体５０が鋼管９０の角部９０ｂまで移動すると、回転ドラム３２の回転が停止され、切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０の移動が停止される。この時点で、鋼管９０の全ての辺部９０ａが、一対の開先加工用刃体５０によって開先加工される。そして、図４（ｉ）に示すように、開先加工用刃体５０は、開先加工用刃体５０を支持する刃保持アーム３４が油圧シリンダー装置３９によって回転ドラム３２の外周方向へ揺動することにより、鋼管９０の角部９０ｂから離間する。
【００４１】
以上のように、本発明の鋼管処理装置３０は、鋼管９０の軸心Ｐに対して直交する同一の平面上において、開先加工用刃体５０を切断用刃体４０と同一の円周上で切断用刃体４０に追随させて移動させることによって、鋼管９０の開先加工を鋼管９０の切断に追随させて行うため、過剰な鋼管９０の開先加工を行うことなく、また、鋼管９０を移動させずに鋼管９０の切断及び開先加工を同時に行うことができる。そのため、精度良く鋼管９０の開先加工を行うことができる。また、鋼管９０の切断及び開先加工を単体の鋼管処理装置３０において行うことができるため、装置の設置場所を削減することができる。
【００４２】
また、本発明の鋼管処理装置３０においては、鋼管９０の切断と、鋼管９０の開先加工とを、別々の刃体（切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０）で行うため、切断用刃体４０及び開先加工用刃体５０の幅を任意の長さに制御して鋼管９０の切断及び開先加工を行うことができる（切断用刃体４０と開先加工用刃体５０とが一体の刃体の場合、開先加工用刃体５０の幅には、常に、切断用刃体４０の幅が含まれるため、開先加工用刃体５０の幅を所定の幅以下には制御できない）。そのため、鋼管９０の中間部を処理する際の開先加工の処理幅をより細くすることができる（切断用刃体４０と開先加工用刃体５０とが一体の刃体の場合には、開先加工の処理幅が、切断用刃体４０の幅だけ広くなる）。
【符号の説明】
【００４３】
３０              鋼管処理装置
４０              切断用刃体
５０              開先加工用刃体
９０              鋼管（角形鋼管）
９０ｂ            鋼管の角部
Ｐ                鋼管の軸心
【図１】
2018001317.tif 000003
【図２】
2018001317.tif 000004
【図３】
2018001317.tif 000005
【図４】
2018001317.tif 000006