(57)【要約】      （修正有）【課題】配管内外径に複数のローラー及びガイドローラーを持ち、その複数のローラーの摩擦力により加工機全体が配管の回りを回転し、楕円管でも均一な開先加工が出来、芯出し作業が不要になる自走式開先加工装置を提供する。【解決手段】自走式開先加工装置１０は、ハウジング２０、ギヤボックス３０とハウジング２０、ギヤボックス３０に取付けられた複数のローラー２１、２２とガイドローラー２４がお互いに配管Ｐを挟み込むように配置されている。これらのローラー２１、２２とガイドローラー２４は全て一定の角度が付けてある為、摩擦力により自走式開先加工装置１０は配管Ｐから落下することなく回転する。ガイドローラー２４により自走式開先加工装置１０は配管なりに回転を行い、ローラー２１の回転を利用してベベルギヤ２６を自動で回転させる機能を有する為、均一で且つ簡便に開先加工を行うことが出来る。【選択図】図１（ａ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物である配管の回りに回動可能なハウジングと、該ハウジングを保持する為に複数のローラーを配管内外面に具え、該ローラーには前記ハウジングを配管の回りに回動可能にさせる動力伝達手段を有し、前記ハウジングには工具を保持する工具ホルダを具え、該工具ホルダは前記ローラーから動力を受け、工具ホルダを配管の径方向もしくは軸方向に進退動させる動力伝達手段も具えていることを特徴とする、自走式開先加工装置。
【請求項２】
前記ローラーに配管内外面どちらかにガイドローラーを設け、該ガイドローラーが配管内面もしくは外面を基準にして回転することにより、基準面に対して常に均一に前記ハウジングを回動させることが出来る自走式開先加工装置であって、前記複数のローラーに一定の角度を持たせ、また配管端部に倣いローラーで支持させることにより、楕円管でかつ水平管でも開先加工軌跡を常に一定に保つことが出来ることを特徴とする請求項１に記載の自走式開先加工装置。
【請求項３】
前記工具ホルダは前記ローラーから配管の径方向もしくは軸方向に進退動させる動力伝達手段を具えているが、配管の径が異なる場合でも該工具ホルダを進退動させる速度を常に一定に保つことが出来ることを特徴とする請求項１又は請求項２のうちのいずれかの項に記載の自走式開先加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、開先加工装置に関し、特に、配管（パイプ）の加工装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、各種プラントなど回転させることが出来ない配管の開先加工をする為、可搬可能な開先加工装置が使用されている。この開先加工装置は、加工対象である配管の加工部外側又は内側に取付けられて、配管の開先加工を行うもので、固定部、回転体、及びバイト（切削刃物）からなる。固定部は配管の外側又は内側に固定され、その固定部には、配管の外周又は端部に回転可能にされた回転体が取付けられている。【０００３】  通常、この前記回転体には、工具ホルダを介して複数のバイト（切削刃物）が設けられている。工具ホルダにはバイト（切削刃物）を配管の径方向又は軸方向に進退動させる移動軸を有し、その移動軸を自動又は手動にて進退動させることにより配管端部及び内径、開先、外径加工を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  前記のような従来の開先加工装置によると、バイトの軌跡は前記回転体を基準にして回転する為、真円に各加工軌跡は描かれる。従って、加工開始前にはこの前記回転体の回転芯を配管外径又は内径を基準にして正確に出す必要がある。又、他の配管と溶接して繋ぎ合わせる際には全周にわたり端部を正確に合わせる必要がある為、各配管端部に角度を付けて開先加工を行う場合も多くあり、この時は前記回転体の倒れ方向の芯も正確に出す必要がある。これらの開先加工前の芯出し作業は非常に重要であり、高い技量を持った作業者でも長い時間をかけて慎重に行っている。【０００５】  さらに、前記のような従来の開先加工装置によると、薄肉の配管の開先加工を行う場合は、一般に楕円化傾向があるが、バイトの軌跡が真円である為そのまま開先加工を行うと加工端部の板厚が不均一になり溶接時の溶け込み不良の主要因になる。それを防ぐ為に予め配管を真円に矯正しなくてはならず、真円に矯正した配管に対し、前記回転体の回転芯を配管外径又は内径を基準にして正確に出し、かつ倒れ方向の芯も正確に出さなくてはならない。【０００６】  又、各種プラント工事では、様々な径及び様々な形状の開先加工を行わなければならず、各加工対象径に合った配管の加工部外側又は内側に取付ける開先加工装置を準備しなくてはならず、多大な機器購入費用と保管スペースが必要になっている。
【発明を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、加工対象物である配管の回りに回動可能なハウジングと、該ハウジングを保持する為に複数のローラーを配管内外面に具え、該ローラーには前記ハウジングを配管の回りに回動可能にさせる動力伝達手段を有し、前記ハウジングには工具を保持する工具ホルダを具え、該工具ホルダは前記ローラーから動力を受け、配管の径が異なる場合でも該工具ホルダを配管の径方向もしくは軸方向に一定の速度で進退動させる動力伝達手段も具え、前記ローラーには配管内外面どちらかにガイドローラーを設け、該ガイドローラーが配管内面もしくは外面を基準にして回転するようにし、かつ前記ローラーに一定の角度を持たせ、又、配管端部に倣いローラーで支持させることにより、楕円管でかつ水平間でも開先加工軌跡を常に一定に保つことができることを特徴とする自走式開先加工装置によって、前記の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００８】  本発明の自走式開先加工装置は、複数のガイドローラーを配管の内面又は外面に取付けることにより、配管の内面又は外面に倣って回転することが可能になった為、従来の開先加工機のような芯出し作業時間が不要になり、作業時間が大幅に短縮出来るという効果があり、しかも楕円管でも均一な開先加工が出来るという従来楕円管を真円に矯正する作業も発生しない。
【０００９】  尚、配管端部とは異なった角度での開先加工を行う場合は、ハウジング後部にサポートリングを開先加工する角度に合わせて取付け、そのサポートリングに倣いローラーが密着するようにすればよい。
【００１０】  さらに、本発明の自走式開先加工装置は、複数のローラーと複数のガイドローラーにより配管の回りを回転し、且つ工具ホルダを自動的に進退動させることが出来ることにより安定した切削面を確保することが可能になった。
【００１１】  さらに、本発明の自走式開先加工装置は、複数の駆動ローラーの回転にとらわれずに工具ホルダの送り量を調整することが出来るので、配管を一周した時に常に一定のバイト送り量で開先加工を行うことが可能になった為、幅広い範囲の径の配管の開先加工作業を１台にて行うことが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下に、本発明に係る自走式開先加工装置の具体的実施の形態を、図面を参照して、詳細に説明する。図１は実施形態に係る自走式開先加工装置の正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。  本発明の自走式開先加工装置１０は、ハウジング２０、ギヤボックス３０、アーム４０、及びモータＭからなり、ハウジング２０の内側には複数の従動ローラー２１とギヤボックスの外側には複数の駆動ローラー２２がお互いに配管Ｐを挟み込むように配置されている。又、ギヤボックス３０とアーム４０は、溝２３をガイドとして上下移動が可能なようになっている。フィードボルト５０を回すとねじ５１とナット５２によりギヤボックス３０が配管Ｐの内面に密着し、且つ複数のガイドローラー２４が配管Ｐの内面に接する為、自走式開先加工装置１０はしっかりと配管Ｐに固定される。尚、図１においてはガイドローラー２４を配管Ｐの内面側で図示したが、配管Ｐの外面側にガイドローラーを設置することも可能である。【００１３】  モータＭを回すと自走式開先加工装置１０は複数の従動ローラー２１と複数の駆動ローラー２２の摩擦力により、配管Ｐの回りを回転し始める。図１の場合はガイドローラー２４が配管Ｐの内面側に接触している為、自走式開先加工装置１０は配管Ｐの内面に倣って回転をし始める。【００１４】  さらに前記複数の従動ローラー２１と複数の駆動ローラー２２には、全てに一定の角度を付けており、複数の従動ローラー２１と複数の駆動ローラー２２の摩擦力により、自走式開先加工装置１０が回転している時は、常に配管Ｐに対して引き込まれる方向に力が働く為、水平管及び垂直管でも使用が可能である。尚、配管Ｐに対して引き込まれる方向の力は、複数のガイドローラー２５で受ける為、均一で且つ再現性のある回転運動が可能になる。【００１５】  図１においては、自走式開先加工装置１０を複数の従動ローラー２１と複数の駆動ローラー２２に一定の角度を持たせて配管Ｐに対して引き込まれる方向に力が働くとしているが、自走式開先加工装置１０の後部にサポートリングを付け、そのサポートリングをガイドに配管Ｐの回りを回転させることも出来る。【００１６】  図１において、符号Ｃはクラッチを示す。詳細は後述するが、クラッチＣがニュートラル状態においては、自走式開先加工装置１０が配管Ｐの周りを回転しても、ベベルギヤ２６は回転しないようになっている。クラッチＣを切削送り方向に入れると、ベベルギヤ２６は回転を始める。このベベルギヤ２６に工具ホルダを取付ければ、この工具ホルダは配管Ｐの径方向もしくは軸方向に自動送りが可能になる。【００１７】  次に、クラッチＣを切削送り側にした際にベベルギヤ２６が回転する機構を図２及び図３を用いて詳細に説明をする。  図２はハウジング２０を下側（配管Ｐ側）から見た斜視図である。ハウジング２０は複数の従動ローラー２１を備え、この複数の従動ローラー２１が回転することにより配管Ｐの回りを回転する。前記複数の従動ローラー２１の一つには回転伝達ギヤ２７がキーにより接続されている。すなわち回転伝達ギヤ２７は従動ローラー２１と常に同じ回転運動をする。この回転伝達ギヤ２７には、遊びギヤ２８が噛み合っており、遊びギヤ２８の反対側にはリンク機��２９が形成されている。そのリンク機構２９はラチェット伝達機構部３１に伝達され、小径伝達ギヤ３２を回転させる。【００１８】  すなわちハウジング２０が配管Ｐの回りの回転を始めると、前記小径伝達ギヤ３２までの切削送りギヤ群は常に回転していることになる。【００１９】  前記小径伝達ギヤ３２には切削送り伝達ギヤ３３が切削送り伝達シャフト３４の軸上を矢印方向に可動可能なようにされており、クラッチＣにより小径伝達ギヤ３２と噛み合わせたり、噛み合いを外したりすることが出来る。すなわち、クラッチＣをニュートラル側に入れた時は、切削送り伝達ギヤ３３は小径伝達ギヤ３２と噛み合っておらず、ベベルギャ２６は回転しない。一方クラッチＣを切削送り側に入れると、切削送り伝達ギヤ３３は小径伝達ギヤ３２と噛み合った状態になるので、ベベルギヤ２６は回転を始める。【００２０】  ここでリンク機構２９を図３を用いて詳細に説明をする。図３は図１及び図２において（ａ）側から見たものであり、図２において遊びギヤ２８、リンク機構部２９、ラチェット伝達機構部３１のみを図示したものである。【００２１】  図３において遊びギヤ２８にはカム送り調整プレート３５が接続されており、前記遊びギヤ２８が回転するとカム送り調整プレート３５は同速で回転を始める。このカム送り調整プレート３５には、リンク機構部２９の移動ストロークを変える穴が複数開いている。リンク機構部２８の反対端にはラチェット伝達機構部３１が接続されており、このラチェット伝達機構部３１にはラチェット送り伝達ギヤ３６が内蔵されており、そのラチェット送り伝達ギヤ３６には小径伝達ギヤ３２が一体物として形成されている。このラチェット送り伝達ギヤ３６はスプリングにより常にラチェット送り伝達ギヤ３６側に押し付けられているテーパーピン３７により固定される。【００２２】  遊びギヤ２８が回転するとカム送り調整プレート３５が同速にて回転を始め、前記カム送り調整プレート３５の回転中心軸を異ならせた複数の穴の一つにリンク機構部２９が接続されている為、カム送り調整プレート３５の回転運動はリンク機構部２９の往復運動へと変わる。このリンク機構部２９の往復運動がラチェット伝達機構部３１を往復回転運動へ再度変換し、このラチェット伝達機構部３１が回転することによりテーパーピン３７が複数枚のギヤを乗り越え、往復回転運動の際にラチェット送り伝達ギヤ３６を複数枚回転させる。【００２３】  前記カム送り調整プレート３５に開いている複数の穴とリンク機構部２９との接続場所を変えれば、リンク機構部２９の往復運動量が変わる為、従動ローラー２１の一回転に対してのラチェット送り伝達ギヤ３６の送り歯数量を変えることが出来る。すなわち、加工対象配管Ｐの径が異なる場合にも自走式開先加工装置１０が配管Ｐを一回転する間に送られる切削刃物の送り量を同じにしなくてはならない場合での対応が可能である。【００２４】  図４は図１においてギヤボックス３０を（ｂ）側から見たものである。複数の駆動ローラー２２がギヤボックス２０内に配置されており、この複数の駆動ローラー２２には駆動伝達ギヤ３８がしっかりとねじで固定されている。前記複数の駆動ローラー２２と駆動伝達ギヤ３８の両側にはガイドローラー２４が同軸上に設置されている。又、前記ガイドローラー２４は倣いガイドとして用いる為、伸縮しない材質で構成され、駆動伝達ギヤ３８よりも径が大きい。【００２５】  一方、前記複数の駆動伝達ローラー２２は摩擦力によって、自走式開先加工装置１０を配管Ｐの回りに回転させることが必要である為、ゴムなどの伸縮する材質で構成され、ガイドローラー２４よりも径が大きい。すなわち、前記フィードボルト５０を回すことにより、アーム４０を介して、ギヤボックス２０を配管Ｐの内面に押し付けた時、前記駆動ローラー２２がガイドローラー２４と同径になるまでつぶれることによって、摩擦力が発生し且つ配管Ｐの内面を倣いながら自走式開先加工装置１０が回転することが出来る。尚、複数の駆動ローラー２２、駆動伝達ギヤ３８、ガイドローラー２４は全て一定の角度が付けてあるので、駆動ローラー２２が回転している間は常に自走式開先加工装置１０は常に配管Ｐに対して引き込まれる方向に力が働いている。【００２６】  図４においてモータＭは入力軸４１へ接続され、モータＭの回転は出力ギヤ３９を介して複数の駆動伝達ギヤ３８へ伝達される。【００２７】  図５は自走式開先加工装置１０に工具ホルダ６０を設置したものである。図５（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。ベベルギヤ２６に伝達された回転伝達は、工具ホルダ６０内の切削刃物進退動用ベベルギヤ６１に伝達される。その切削刃物進退用ベベルギヤ６１は送りねじ軸６２にキーによって接続されている。又、径方向移動工具ホルダ６３には送りナット６４が内蔵されている。【００２８】  ハウジング２０内のベベルギヤ２６が回転すると切削刃物進退用ベベルギヤ６１が回転し送りねじ軸６２が回転する。尚、前記切削刃物進退用ベベルギヤ６１、送りねじ軸６２は回転のみで移動は行われない。送りねじ軸の回転により径方向移動工具ホルダ６３は内蔵されている送りナット６４により径方向に進退動を行う。径方向移動工具ホルダ６３には切削刃物６５が設置されており、この切削刃物６５が対象配管Ｐの開先加工を自動送りにて行うようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の自走式開先加工装置を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１の装置のハウジング部を配管Ｐ側から見た斜視図
【図３】図２のハウジング内の自動送りを説明する為の図
【図４】ギヤボックスの断面図
【図５】図１の自走式開先加工装置に工具ホルダを取付けた図で切削刃物の自動送り機構を説明する為の図で（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。
【符号の説明】
【００３０】１０：自走式開先加工装置２０：ハウジング２１：従動ローラー２２：駆動ローラー２３：アーム可動用ガイド溝２４：径方向ガイドローラー２５：軸方向ガイドローラー２６：ベベルギヤ２７：回転伝達ギヤ２８：遊びギヤ２９：リンク機構３０：ギヤボックス３１：ラチェット伝達機構部３２：小径伝達ギヤ３３：切削送り伝達ギヤ３４：切削送り伝達シャフト３５：カム送り調整プレート３６：ラチェット送り伝達ギヤ３７：テーパーピン３８：駆動伝達ギヤ３９：出力ギヤ４０：アーム４１：入力軸５０：フィードボルト５１：送りねじ５２：ナット６０：工具ホルダ６１：切削刃物進退用ベベルギヤ６２：送りねじ軸６３：径方向移動工具ホルダ６４：送りナット６５：切削刃物（バイト）Ｍ：モータＣ：クラッチ
【図１（ａ）】
2007296584.tif 000003
【図１（ｂ）】
2007296584.tif 000004
【図２】
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【図３】
2007296584.tif 000006
【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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