JPH02124258A - 牽引式管内面研摩装置 - 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】

（産業上の利用分野］ この発明は、地中埋設管のような屈曲管部や切合せ部の
多い配管の内面を研摩するのに好適な装置に係り、より
詳しくは配管の溶接継手部を内面から補修溶接したり、
または新管を敷設するために管内面より溶接するような
場合に、管内面の凹凸や被溶接部を切削研摩するのに適
した牽引式管内面研摩装置に関する。

【従来の技術】

管内面の研摩装置としては、一般に装置本体が台車式と
なっているが、研摩機構には代表的なものとして下記に
示す方式が知られている。 （ａ）研摩用サンプを有するエアーグラインダーを装着
したアームをモーターにより回転・屈曲・進退させなが
ら管内を移動させて、管内ビードヤ表面疵を手直しする
方式。 （ｂ）エアーシリンダーのロッド先端にエアーグライン
ダーを取付け、エアーシリンダーによりグラインダーを
管内面に圧接させて研摩する方式。 （Ｃ）装置本体に取付けたエアーシリンダーのロッドを
シーソ一部材の一端に連結し、他端に電動フライスを取
付け、エアーシリンダーのロッドの進退によりフライス
を管内面に圧接ぎせて開先を切削する方式。 （ｄ）電動モーターによる回転スプライン軸に電動グラ
インダを取付け、グラインダの回転トルクを電流センサ
により取出し、これをスプライン軸回転モーターの正逆
回転に連動させて制御し、研削する方式。 しかしながら、これらの研摩、研削方式には以下に示す
欠点があった。 （ａ）の方式は、エアーグラインダーに取付けたサンダ
と管内面との接触角を確保するために長いアームを必要
とし、管内移動台車が長くなるため、地中に長く延設さ
れている埋設管のように管路途中に屈曲部（エルボ）や
切合せ部のある配管には適さない。 また、サンダーと管内面の圧接力はアームの曲げ応力を
センサーにより取出し、その応力値に基づいてモーター
を駆動させてサンダを上下させることによって調節する
が、サンダを微小作動させることが困難であり、圧接力
がエアーモーター出力トルク以上になるとサンダ回転が
停止するので、この状況をモニターテレビにて観察しな
がら研削することになる。 しかし、この方式では管路が５０〜１００ｍ位の長配管
の場合圧力損失が大きく、これを軽減するためには径の
大きいエアーホースが必要となり、装置の牽引性が損わ
れるという欠点がおる。 （ｂ）の方式は、サンダと管内面との圧接力をエアーシ
リンダーにより調節するため、この場合も前記（ａ）の
方式と同様、サンダーの微小作動が困難でおり、かつエ
アー圧送損失が大きいという欠点がおる。 （Ｃ）の方式は、フライスを回転させる電動モータの回
転トルク限界を確認しながら作業しなければならないた
め、研削面の平滑性が悪く、またフライス加工の場合は
エアーシリンダーのロッドの進退調整を精度よく行なわ
ないとフライスの噛込みを起すという欠点がある。 （ｄ）の方式は、比較的平滑な面の研削には支障ないが
、溶接ビードや局部的凹凸を研削する場合はスプライン
の正逆回転切替えを頻繁に行なわなければならないため
適用できないという欠点がある。

【発明が解決しようとする課題】

この発明は前に）ホへたような実情よりみて、地中に長
く延設されている埋設管のように管路途中に屈曲部や切
合せ部等のおる配管内面の溶接ビードや凹凸を能率よく
研摩でき、また電動グラインダーを採用することによっ
てエアー圧送ロスの問題を解決し、さらに研摩砥石の圧
接力を容易にかつ精度よく＠調整できる機能を備えた管
内面研摩装置を提案しようとするものである。 ［課題を解決するための手段］ この発明は装置本体の管内支持方式に複数のキャタピラ
を採用し、かつ電動グラインダーを管径管方向、管軸方
向および管円周方向に駆動できる機構となし、さらに電
動グラインダーの管内面圧接力をエアーバッファタンク
の圧力加減によって制御する方式を採用したものである
。 すなわち、この発明の要旨は、管内径より小径の円板形
装置本体の外周端部に管内面に摺接するごとく放射状に
複数突設され該装置本体を弾力支持する本体支持キャタ
ピラを備え、装置本体中心に管軸方向に突設したスプラ
イン軸に外嵌されモーターにより前後進および回転駆動
される回転筒体に、エアーバッファタンクと連結したエ
アーシリンダーにて管径方向に進退動される回転砥石が
装設され、管内撮像用ライトおよびテレビカメラ、装置
牽引用継手を装備してなる牽引式管内面研摩装置である
。

【作　　用】

装置本体は該本体中心部に管軸方向に突設したスプライ
ン軸の両端に設けた牽引用継手を介して自動走行装置に
より牽引される構造となっている。 装置本体はその外周端部に放射状位置に設けた複数の本
体支持キャタピラにて管内を走行する。 装置本体の管内走行支持手段にキャタピラを採用したの
は、配管途中のドレッサー継手等の管壁離隔部、屈曲部
、溶接ビード等の凹凸部をスムースに走行できるように
するためである。 この本体支持キャタピラは、例えば前俊２個の鋼製キャ
スタ間にウレタンゴム等の弾性材からなるバンドを取付
けたものを採用するのが好適である。 装置本体中心部に管軸方向に突設したスプライン軸は中
空となっており、研摩装置前後に配置される作業装置（
牽引・溶接などの装置）の制御ケーブルやガイドロープ
等を通すために重要な役割をもっている。このスプライ
ン軸にベアリングを介して取付けた回転筒体は、該筒体
に取付けたモーターによりギヤーを介して該スプライン
軸を中心に回動するとともに、装置本体に取付けた電動
モーターによりギヤーを介して管軸方向に移動する。 回転砥石を管径方向に進退動させるエアーシリンダーは
、スプライン軸に取付けられた回転筒体の前端面にスラ
イドレールを介して管径方向に装着され、このエアーシ
リンダーのロッドにグラインダーが取付けられている。 グラインダーは電動式でおり、電動モーターに取付けら
れた円板状砥石によって管内面が研摩される。 グラインダーを管径方向に進退させるエアーシリンダー
へは、回転筒体に取付けたエアーバッファタンクよりエ
アーが供給され、このバッファタンク内の圧力を加減す
ることで回転砥石の圧接力が調節される。 回転砥石の管内面への圧接力制御をバッファタンクによ
り行なうこととしたのは、管内面の溶接ビード等の突起
物に回転砥石が噛込むのを防止するためである。 すなわち、管内の長手方向ビードや円周方向ビード等の
突起物を研削する場合、突起物にグラインダ砥石が噛み
込むと急激に回転トルクが上昇する。これを防止するた
め、この発明ではエアーバッファを利用し、砥石が突起
物を乗り越えられるようにしたのである。 しかし、エアーシリンダー作動圧力が低い場合、グライ
ンダーが反動方向に作動すると圧接力が不足し、研削性
が低下する。他方、作動圧力が高いと圧接力が強くなり
、管内面と砥石間距離の微小制御を行なわないとトルク
オーバーとなり、回転砥石が停止し研削不能となる。し
たがって、これを防止するためにはエアーシリンダーの
作動圧力を制御しなければならない。 そこで、エアーシリンダーにバッフ７タンクを連結し、
回転砥石が突起物に衝突しても研削性が低下しないバッ
フ１が得られるようにエアーシリンダーの作動圧力を制
御する方法を採用したのである。 なお、グラインダに電動式を採用したのは、維持管理、
保全の面でエアーグラインダに比ベコストダウンできる
からである。

【実　施　例】

第１図はこの発明に係る牽引式管内面研摩装置の構成例
を示す縦断側面図、第２図は同上装置の正面図でおる。 （１）は円板状装置本体であり、外周端部に該本体を弾
力支持する複数の本体支持キャタピラ（２）が取付けら
れ、かつ牽引装置（図示せず）と連結する継手Ａ、８を
有するスプライン軸（３）が本体中心部に固着されてい
る。 本体支持キャタピラ（２）は本体外周端部に取付けた左
右２個一対の軸受（２−１）に、前後２個の鋼製キャス
タ（２−２）が取付けられた側板（２−３）の中心部が
支軸（２−４）にて−点支持され、鋼製キャスタに例え
ばウレタンゴム製バンド（２−６）が掛けられた構造と
なっている。すなわち、このキャタピラはウレタンゴム
製バンドが管内面に弾発的に接触するとともに、支軸（
２−４）を支点に前後に揺動する構造でおる。 （４）はスプライン軸（３）に管軸方向に移動可能にか
つスプライン軸を中心に回動可能に装着された回転筒体
であり、その構造はスプライン軸（３）に軸方向に移動
可能に外嵌された内筒（４−１）、該内筒ど一体に取付
けられた中間筒（４−２）、該中間筒にベアリング（４
−３）を介して周方向に回動可能に取付けられた歯車（
４−５）付き外筒（４−４）とから構成され、外筒（４
−４）の前面は第２図に示すように本体（１）と同一径
でかつ上面と下面を切欠いた形状となっている。 中間筒（４−２）にはカバー（４，−６）を一体に固着
し、このカバーに突設した板部材（４−７）にモーター
（４−８）を取付け、このモーターにより歯車（４−９
）（４−５）を介して外筒（４−４）が周方向に回動す
る機構となっている。 また、装置本体（１）に設置したモーター（４−１０）
によりギヤーを介して軸方向に前後動するロッド（４−
１１）と、カバー（４−７）に突設したもう一つの板部
材（４−１２）を介して管軸方向に移動する機構となっ
ている。 （５）はグラインダー作動用エアーシリンダーでおり、
前記回転筒体（４）の前面に管径方向に取付けられたス
ライドレール（５−１）に固定されている。このエアー
シリンダー（５）のロッド下端はスライドレール（５−
１）に１習動可能に嵌合されたスライド板（５−２）に
連結され、このスライド板にグラインダーの電動モータ
ー（６）を取付けている。（６−１）は研摩用砥石であ
る。 なおここでは、２基のグラインダーを並設した例を示し
ているが、グラインダーは必ずしも２連式とする必要は
なく、片側１基でもよいことはいうまでもない。ただ、
２連式の場合は２基同時に使用して研削能率をあげるこ
とができ、また一方をペーパー砥石、他方を石砥石とし
、錆面を研摩し、凹凸部を研削することができる。長距
離の管内面を前処理する上では、研摩材を２種備えてい
た方が効率よく施工することができる。 （７）はグラインダー作動用エアーシリンダー（５）へ
のエアー供給用バッフ１タンクであり、回転筒体（４）
と一体的に取付けられている。このバッフ７タンク（′
７）へは管外エリアのボンベ（図示せず）よりエアー（
または窒素ガス）が耐圧ホースにて電磁弁（８）を介し
て供給されるようになっている。またバッフ７タンク内
の圧力調整はレギュレータ（圧力調整器）により行なわ
れるようになっている。 （９）は管内照明用ライト、（１０はテレビカメラであ
り、回転筒体（４）に取付けられている。これは研削位
置および研削程度をモニターにより管外で確認できるよ
うにするためである。 （１１）は研削時に装置が管軸方向に移動しないように
固定するためのクランプ装置であり、キャタピラ軸受（
２−１）に取付けられている。 上記研摩装置により管内を研摩する場合は、牽引装置に
より該研摩装置を移動させながらテレビカメラ（１０に
て研摩位置を確認し、所定の位置に装置を停止させると
クランプ装置（月）にて固定する。 研削制御はバッファタンク（刀内の圧力をレギユレータ
で制御してエアーシリンダー（５）の作動圧力すなわち
回転砥石（６−１）の管内面への接触圧を調節すること
によって行なう。 例えば１５ｍｍφＸ２００ｍｍｒ１．のエアーシリンダ
ーの場合、３−４程度の作動圧力で約３０ｍｍのバッフ
ァが得られるので、エアーシリンダーに同容量のバッフ
ァタンクを連結して使用すると、作動圧力３−４では約
６０ｍｍのバッファが期待できる。 したがって、管外より例えば７−４一定の送圧でエアー
を研摩装置に送給する場合は、一方へそのままの圧力で
クランプに送給し、他方へはレギユレータにより３〜４
−４程度に減圧してバッファタンク（７）に導き、エア
ーシリンダー（５）へ送給すればよい。これにより、６
０ｍｍ程度のバッフ？が得られるので、回転砥石（６−
１）が管内突起物に衝突しても、レギュレータでバッフ
１内圧力を制御するだけで支障なく研削することができ
る。 また、研摩装置の走行中、エルボ管部、マイターベンド
部、切合せ部、ドレッサー継手部（通常管離隔１００ｍ
ｍ程度）、目違い段差部等に出くわした場合、一般的な
走行ローラであると走行に支障をきたし、走行不能とな
る場合があるが、キャタピラ（２）の場合は管内面の接
触面が管軸方向に長いので何等支障なくスムースに走行
する。 グラインダーにより管内周面の溶接ビードを研削する場
合は、回転筒体（４）と一体に取付けられたモーター（
４−８）を駆動することにより、歯車（４−９）　（４
−５）を介して回転筒体（４）を回転させる。 また、グラインダーを管軸方向に移動させる場合は、装
置本体に取付けたモーター（４−１０）を駆動してスプ
ライン軸（３）上の回転筒体（４）を移動させる。 ［発明の効果】 以上説明したごとく、この発明は次に記載する効果を奏
する。 ■　装置本体の走行支持手段に一点支持構造でかつ弾性
部材からなるベルトを用いたキャタピラを採用したこと
により、管路の屈曲部、切合せ部、ドレッサー継手部、
目違い段差部等を、同等支障なく安定かつスムースに走
行できる。 ■　前後動および回転機能を有するグラインダーの作動
手段にエアーシリンダーを採用し、グラインダー砥石の
管内面への圧接制御を工、アーバツファタンクを利用し
て行なう方式を採用したことにより、砥石の圧接力をレ
ギュレータのみで自在にかつ容易に調整することができ
、研削性を著しく向上させることができる。 ■　グラインダに電動式を採用したことにより、エアー
グラインダーのようなエアー圧送ロスがなく、またエア
ーの送給はグラインダー作動用エアーシリンダーのみで
よくなりエアーホースを小径化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る管内面研摩装置の構成例を示す
図で、第２図Ｉ−（線上の縦断側面図、第２図は同上装
置の正面図である。 １・・・円板状装置本体 ２・・・本体支持キャタピラ ３・・・スプライン軸 ４・・・回転筒体 ５・・・エアーシリンダー ７・・・エアーバッファタンク ９・・・管内照明用ライト １０・・・テレビカメラ 出願人　　住友金属工業株式会社 同　　大阪瓦斯株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管内径より小径の円板形装置本体の外周端部に管内面に
   摺接するごとく放射状に複数突設され該本体を弾力支持
   する本体支持キャタピラを備え、装置本体中心に管軸方
   向に突設したスプライン軸に外嵌されモーターにて前後
   進および回転駆動される回転筒体に、エアーバッファタ
   ンクと連結したエアーシリンダーにて管径方向に進退動
   される回転砥石が装設され、管内撮像用ライトおよびテ
   レビカメラ、装置牽引用継手を装備してなる牽引式管内
   面研摩装置。