JPH0348403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液圧および機械的手段を同時に用い
て管を拡張する装置および方法に関し、特に補強
スリーブと熱交換管との締り嵌めによつて熱交換
管の損傷を修理する際に有用なものである。

従来より拡管のため液圧拡張手段を用いること
はよく知られている。特にこのような手段は、原
子力蒸気発生器などにおける補強スリーブと熱交
換管との間の締り嵌め結合を達成するために用い
られている。このような蒸気発生器においては、
ホウ素塩類および他の腐食性化学物質からなる癈
泥、即ちスラツジが、しばしば熱交換管とこれを
取り囲む管板との間の環状空間内に堆積する。こ
れらの腐食性化学物質は、一定期間が過ぎると、
そのような管類のまわりを流れる高温水と共に作
用して、管板近傍領域の管の外壁を腐食劣化する
原因となりうる。もし点検を怠たると、このよう
な腐食は最終的に管壁割れとなり、管壁からの水
漏れを引きおこすことになる。このような漏れ
は、蒸気発生器全体としての効率を低下させるば
かりでなく、蒸気発生器における二次冷却水系内
の非放射性水を、一次冷却水系からの放射性水で
汚染する原因となりうる。

このような劣化の生じた管板内の管類を修理す
るため、管の腐食劣化部分の内壁に補強スリーブ
を接合するための種々の技術が開発されてきた。
この方法を“スリービング”という。従来では、
このスリービングを３つの異なるツールを用いた
３ステツプ工程によつて達成していた。この工程
の第１ステツプは、腐食劣化部分を横切るように
管内に同心的に補強スリーブを配設した後、管内
壁に強固に接合し該管に倣つて変形するまで、ス
リーブの両端を液圧拡張ユニツトのマンドレで液
圧拡張する。第２に、液圧拡張の行なわれたスリ
ーブと管との締り嵌め接合部を強く深くするため
に、液圧拡張領域を圧延ツールにより機械的に圧
延する。第３に、強化の達成された接合部を特殊
電気抵抗ろう付けツールによりろう付けして漏れ
防止する。

ところが、このようなスリービング方法および
装置は、補強スリーブ両端と腐食劣化管部との十
分な締り嵌め接合が達成できる一方、このような
方法および特殊ツール類を用いることは時間もか
かり高価でもある。ある場合には、不可能でない
としても、全体がオーバーホールされた状態にあ
る原子力発電プラントの定期点検によるプラント
停止時間内に、特別な蒸気発生器において必要な
全てのスリービング修理を実行するには、３ステ
ツプの処理は保守点検員にとつて困難なこととし
ていた。このため、時々スリービング作業のため
のみで特別停止時間を設けることを必要とし、こ
のことは事実上、原子力発電プラントを運転して
いくために更に数億円（数百万ドル）のコストが
かかることになりうる。このようにスリービング
修理において比較的時間がかかることは、労働コ
ストが高くかかり、更に悪い結果として、保守点
検員達を法外な量の放射能にさらすことになる。
たとえ労働者が保護服を着ていたとしても、それ
だけの放射能にそれだけの長い時間さらされるこ
とは、放射性障害を起こす可能性が大きい。結
局、後から機械的圧延ツールを分離して用いるこ
とになる別個の液圧拡張ユニツトの使用は、
時々、実質的に応力のない接合、即ち液圧拡張に
よるスリーブの長手方向収縮が圧延作業による管
の伸びにより正確に相殺された状態にすることを
困難にしている。

明らかに、スリービング装置および方法におい
て、操作時間を短かくしかつ保守職員が非常識な
量の放射能にさらされる必要性を除去する必要が
ある。理論上から言えば、このような方法および
装置でも応力のない接合を成し得ることは矛盾が
ない。

広い意味において、この発明は液圧および機械
的手段により導管を周囲構造に対し拡張し、それ
らの間に接合部を形成する装置および方法を開示
するものである。この発明による装置および方法
は共に、スリーブと管との間に実質的に応力のな
い締り嵌め接合を達成することにより、熱交換器
内の管を速く効果的にスリービングするために特
に改良されたものである。

この発明の構成は、導管をその内側から周囲構
造に対し自動的に拡張するための遠隔被制御装置
からなつており、その被制御装置は、前記導管の
長手部の内側に径方向拡張力を液力によつて与え
るための拡張手段と、前記導管の長手部内側の少
なくとも一部を機械的に圧延するための圧延手段
とからなつている。そして、この圧延手段は、前
記拡張手段が導管の内側に径方向拡張力を与える
のと同時となるように選択的に動作するようにな
つている。

ここに記載されたこの発明の１つの好適な実施
例は、スリーブの長手部内側に径方向の拡張力を
与えるための液圧拡張器と、これと同時にこのス
リーブの長手部の少なくとも一部を圧延するため
の圧延ローラアセンブリとを示している。液圧拡
張はスリーブをその長手方向軸心に沿つて収縮す
る傾向がある。しかし、スリーブを機械的に圧延
することは、スリーブをこの軸心に沿つて延ばす
傾向がある。この発明では、圧延ローラアセンブ
リはスリーブの拡張部に生じる長手方向の収縮を
全て補うのに十分な圧延力をスリーブの液圧拡張
部に適度に出力し、実質的に応力の無い接合が達
成される。

第２の実施例は、それぞれが少なくとも３個の
拡張可能なローラを持つている上部ローラアセン
ブリおよび下部ローラアセンブリを有する装置を
示している。各ローラアセンブリは、上部ローラ
収納部および下部ローラ収納部内のローラを拡張
および駆動するためのテーパ状マンドレルを有す
ることもできる。これらテーパ状駆動マンドレル
は、液圧により駆動されるモータなどの駆動手段
に機械的に接続された駆動軸によつて摺動自在に
相互に連結することもできる。テーパ状駆動マン
ドレルは更に、液圧拡張器を作動する加圧流体と
同供給源からの加圧流体を得る液圧ピストンを有
し、それにより、液圧拡張器がスリーブの内側に
径方向の拡張力を与えたときは常に、各駆動マン
ドレルがそれぞれのローラを拡張することもでき
る。更に加えて、この装置は、液圧モータの出力
軸に機械的に接続されたトルクセンサを有するこ
ともでき、同様に、このトルクセンサおよび液圧
モータに電気的に接続され、上部および下部ロー
ラに駆動軸が与えるトルクの量を制御するための
トルク制御装置を有することもできる。ひとつの
実施例としては、トルク制御装置はマイクロコン
ピユータを有している。予め選択されたトルク値
は制御手段に入力され、トルク即ちローラにより
与えられる圧延力を、液圧拡張の結果として接合
領域内のスリーブによつて生じた長手方向収縮を
補うように供給することもできる。ローラアセン
ブリがそれぞれの接合部に対し異なるトルクを選
択的に与えるようにするため、上側のローラ収納
部は右ねじの溝、下側のローラ収納部は左ねじの
溝を有し、軸が時計方向に駆動される時には上側
のローラのみがスリーブと接合し、軸が反時計方
向に駆動されるときには下側のローラのみがスリ
ーブと接合するようにもできる。この配列は、圧
延動作時に駆動軸にかかるトルク負荷を小さくす
ることにもなる。

この発明の液圧拡張器は、ツールハウジング内
の中央に設けられた穴に接続された加圧流体源
と、それぞれのローラ収納部両側に設けられ、拡
張されるスリーブの長手部を横切つて流体封止構
造を成すための一対の対向流体シールとから構成
することもできる。実施例としては、これらシー
ルは、それぞれのローラ収納部の上下に位置した
環状斜面を取り囲む一対の対向ｏリングを有して
いる。加圧流体はｏリングをそれぞれの斜面に押
し上げ、ツールハウジングとスリーブ内壁との間
で強固にくさび止めとなつて流体封止構造を造
る。

この発明の方法についていうと、液圧拡張器の
径方向拡張力を受けるスリーブの長手部は同時に
圧延手段により機械的に圧延される。トルク検出
器は常に、駆動軸により上部ローラおよび下部ロ
ーラに与えられるトルク量を監視し、トルク制御
装置は予め選択された最大トルクでローラを解放
する。選択されて制御手段に入力されたトルクの
量は、ローラがスリーブの内側を、液圧拡張によ
る接合領域に生じた長手方向の収縮を全て補うの
に十分な圧延力をローラに対し与える。

以下図面に従つて本発明の実施例を詳細に説明
する。第１図、第２Ａ図、第２Ｂ図において同符
号はこの発明の同部品を示す。改善された拡張装
置１は通常、上部ローラおよび拡張器アセンブリ
４と下部ローラおよび拡張器アセンブリ８０とを
それぞれ長い円筒状ハウジング内に有したスリー
ビングツール１．１からなつている。上部ローラ
および拡張器アセンブリ４は、右ねじのローラ収
納部３９内に回転自在に設けられた３個の延長ロ
ーラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃを持つ上部ローラア
センブリ３５を有している。同様に、下部ローラ
および拡張器アセンブリ８０は、左ねじのローラ
収納部１１４内に回転自在に設けられた３個のロ
ーラ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを持つ下部ロ
ーラアセンブリ１１０を有している。スリービン
グツール１．１の長い円筒状ハウジングの中央を
通じて軸方向に穴３が設けられており、この穴３
を介して上部および下部テーパ状駆動マンドレル
４６，１２０を有する駆動軸アセンブリが伸びて
いる。これらマンドレル４６，１２０は中央駆動
軸６５の両端に摺動自在に設けられている。そし
て、これらテーパ状駆動マンドレル４６，１２０
は、高圧回り継手２００を介して穴３に入り込む
加圧流体によつて、穴３に沿つて長手方向に伸縮
自在となつている。機械ツール技術に優れた当業
者にとつてマンドレル４６，１２０は、ツール
１．１の長さに沿つて液圧摺動機能を有すること
から浮動マンドレルとして知られている。更に、
上部および下部マンドレル４６，１２０は、伝達
アセンブリ２２０およびトルクセンサ２０８を介
して液圧モータ２４０により回転駆動されるよう
にもできる。テーパ体４８，１２２と上部および
下部ローラアセンブリ３５，１１０との接合によ
り、テーパ状マンドレル４６，１２０はローラ３
７ａ，３７ｂ，３７ｃおよび１１２ａ，１１２
ｂ，１１２ｃを拡張および駆動することができる
（第４Ｂ図で最もよく示したように）。

上部ローラおよび拡張器アセンブリ４と下部ロ
ーラおよび拡張器アセンブリ８０とは共に、ロー
ラ収納部３９，１１４の両側にそれぞれ一対のｏ
リングアセンブリ５ａ，５ｂおよび８２ａ，８２
ｂを有している。上部ローラおよび拡張器アセン
ブリ４のｏリングアセンブリ５ａ，５ｂはそれぞ
れ、ツールハウジング内の環状斜面を取り囲むｏ
リング７ａ，７ｂを有し、同様に、弾性付勢され
た保持リングアセンブリ１５ａ，１５ｂを有して
いる。下部ローラおよび拡張器アセンブリ８０の
ｏリングアセンブリ８２ａ，８２ｂも同一の構
成、即ちｏリング８４ａ，８４ｂと弾性付勢保持
リングアセンブリ９２ａ，９２ｂを有している。
ｏリングアセンブリ５ａ，５ｂおよび８２ａ，８
２ｂは、液圧拡張ユニツト２６２からツール１．
１のハウジングの中央穴３を介して加圧力流体が
入つたとき、それぞれのローラアセンブリ３５お
よび１１０を横切つて流体封止構造を形成する。
液圧拡張ユニツト２６２は高圧ホース２６４およ
び高圧回り継手２００を介して穴３に流体的に接
続されている。更に詳しく言えば、各ｏリングア
センブリ５ａ，５ｂおよび８２ａ，８２ｂ内のｏ
リング７ａ，７ｂおよび８４ａ，８４ｂは、それ
ぞれの環状斜面をころがり上り、ツール１．１の
ハウジング外周面とツール１．１を覆うスリーブ
の内面との間でくさびを止めされる。このくさび
止め動作は、ツール１．１のハウジング内の中央
穴３に加圧流体が入つたときには常に行なわれ
る。

ツール１．１のハウジングの穴３を介して液圧
拡張ユニツト２６２から流出する加圧流体が、上
部および下部駆動マンドレル４６，１２０を伸ば
し、ｏリングアセンブリ５ａ，５ｂおよび８２
ａ，８２ｂの間のスリーブに液圧拡張力を与える
のと同時に、ローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃおよ
び１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃと接合状態にな
るので、スリービングツール１．１は、熱交換管
３１の内壁に対し補強スリーブ３０の上下両端を
液圧的に拡張するのと同時に機械的に圧延するこ
とができる（マンドレル４６，１２０が液圧モー
タ２４０により回転されているとき）。

概して、言えば、この発明による拡張装置１の
残りの部品は、スリービングツール１．１の上部
ローラおよび拡張器アセンブリ４並びに下部ロー
ラおよび拡張器アセンブリ８０によりスリーブ３
０にかかる液圧拡張力および機械的圧延力の相対
的量を制御調整している。これらの部品として
は、一対の液圧ホース２５９ａ，２５９ｂを介し
液圧モータ２４０に接続された液圧供給源２５５
と、モータ２４０を流れる流体の流れ方向を反転
できる方向制御弁２５７とがある。この装置１の
根本的な制御部品はマイクロコンピユータ２６７
である。マイクロコンピユータ２６７の入力は、
ケーブル２６９を介してトルクセンサ２０８の出
力に電気的に接続されており、このマイクロコン
ピユータの出力は、方向制御弁２５７、液圧供給
源２５５およびケーブル２７１ａ，２７１ｂ，２
７１ｃを介して液圧拡張ユニツト２６２にそれぞ
れ電気的に接続されている。マイクロコンピユー
タ２６７は更に、テレビモニタ２７３と一般のキ
ーボード２７５とに、トルクアナライザ２８０と
同様に図示した通り接続されている。マイクロコ
ンピユータ２６７は第６図のフローチヤートに示
したステツプ306〜324を実行するようにプログラ
ムされている。

動作について説明すると、補強スリーブ３０
は、スリービングツール１．１の円筒状ハウジン
グ上を摺動する。その後、ツール１．１およびス
リーブ３０はスリーブ付けされている管の開口端
に挿入される。ローラアセンブリ３５，１１０の
最適ピークトルク値と同様に、液圧拡張ユニツト
２６２の最適ピーク圧力が選択される。これらの
値はマイクロコンピユータ２６７のメモリに書込
まれる。それからマイクロコンピユータ２６７
は、液圧供給源２５５および液圧拡張ユニツト２
６２を同時に駆動する。液圧拡張ユニツト２６２
は高圧流体（好適な実施例においては脱イオン
水）の流れを発生し、この水流は高圧ホース２６
４、回り継手２００を介してツール１．１の中央
に設けられた穴３に下方から流れ込む。この高圧
流体は、それぞれのローラ収納部３９，１１４内
のｏリング７ａ，７ｂおよび８４ａ，８４ｂの間
に位置した環状流体穴から押し出される。この高
圧流体は各ｏリング７ａ，７ｂおよび８４ａ，８
４ｂをそれぞれのローラ収納部３９，１１４から
ころがり出し、又、それぞれの環状斜面をころが
り上げて、スリービングツール１．１のハウジン
グ外周面とスリーブの内面との間で強固にくさび
止めする。結局、これらｏリング７ａ，７ｂおよ
び８４ａ，８４ｂを横切るスリーブ３０の長手部
内の液圧は、スリーブ３０の壁が熱交換管３１の
内壁に対し、同心的に配置した状態でふくらむま
で増強する。

この液圧拡張が起こつている間、マイクロコン
ピユータ２６７は液圧モータ２４０を駆動し、こ
のモータ２４０によりテーパ状駆動マンドレル４
６，１２０を駆動し、上部ローラアセンブリ３５
のローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃが拡張し、かつ
スリーブ３０の内壁に回転しながら接合するよう
にする。この際、液圧モータ２４０が中央駆動軸
６５を時計方向に回転している間は、上部ローラ
アセンブリ３５の上部ローラ３７ａ，３７ｂ，３
７ｃのみがスリーブ３０に対し強制駆動され、左
ねじローラ収納部１１４内のローラ１１２ａ，１
１２ｂ，１１２ｃは遊動状態で回転するのみであ
ることを記憶にとどめねばならない。

上部ローラアセンブリ３５内のローラに与えら
れるトルクとして選択されたピーク値は、液圧拡
張ユニツト２６２により生じる流体圧力として選
択されたピーク値に依存する。実質的に応力のな
い接合にしたいとき、これらのトルクおよび圧力
値は第３図のグラフによつて選択されるだろう。
このグラフにおいて、ｆ（Ｐ）で示した線は、ス
リーブ３０が液圧の結果として、上部ローラおよ
び拡張器アセンブリ４を横切つた長手部３４にお
いて生じる収縮量△（−Ｙ）を表わしている。グ
ラフから明らかなように、スリーブ３０に起こる
収縮量△（−Ｙ）は、液圧拡張ユニツト２６２に
よつて受ける液圧のピーク値に直接比例してい
る。

装置の使用者が“P1”のピーク圧力を選んだ
と仮定しよう。第３図の線グラフは使用者に、ス
リーブ３０が受ける径方向の液圧力に応じて、ス
リーブ自身の長手方向に△（−Ｙ）（破線で示す）
の長さだけ収縮するであろうことを告げる。第３
図のグラフは又、前述の線関数の上に位置するｆ
（τ）で示した指数曲線をも有している。これは、
中央駆動軸６５から上部ローラアセンブリ３５に
与えられるトルクの関数として、上部ローラおよ
び拡張器アセンブリ４を横切る長手部に起こるス
リーブの延長量を描いている。もつと簡単にいえ
ば、△（＋Ｙ）＝ｆ（τ）である。

スリーブ３０とそれを囲む管３１との間に実質
的に応力のない締り嵌め結合を実現するために、
使用者は、液圧拡張がスリーブ３０を収縮させる
であろう正確な長さだけスリーブ３０を伸ばすよ
うなピークを選択する。従つて、使用者は線関数
ｆ（Ｐ）上の点“P1”と交叉点からの水平に投射
線を戻し、曲線上に位置しスリーブの延長量△
（＋Ｙ）と一致する点“τ1”まで引く。これが液
圧拡張によつておこされるスリーブの収縮△（−
Ｙ）と正確に一致する。このやり方でｆ（τ）曲
線上のトルクτを選択することにより、使用者は
応力のない締り嵌め接合をスリーブ３０とそれを
囲む管３１との間で達成する。この接合において
は、液圧拡張により生じるスリーブの収縮は、上
部ローラアセンブリ３５の圧延接合によつて生じ
るスリーブの延長によつて正確に相殺される。以
下更に詳細に述べるように、これらのピーク圧力
およびトルク値がひとたびマイクロコンピユータ
２６７のメモリに書込まれると、マイクロコンピ
ユータ２６７は、液圧モータ２４０によつてロー
ラアセンブリ３５，１１０に与えられるトルクを
検出かつ制御することにより、ツール１．１を介
してスリービング工程を遂行する。

以下第４Ａ図および第４Ｂ図について述べる
と、この発明の全体装置１で用いられるスリービ
ングツール１．１は、長い円筒状ハウジングから
なり、このハウジングは上筒部２、中央筒部６
３、下筒部１３２および径大端部１６０を有して
いる。ツール１．１のハウジングのすべての部分
には、加圧流体を上部ローラおよび拡張器アセン
ブリ４と下部ローラおよび拡張器アセンブリ８０
とに導くための、中央に形成された穴３が設けら
れている。まず最初に考慮すべきことは、中央に
配設された穴３および上下駆動マンドレル４６，
１２０のテーパ体４８，１２２とこれに連接され
る中央駆動軸６５との間には、ハウジング径大端
部１６０から入る加圧流体が抵抗なく上部ローラ
および拡張器アセンブリ４と下部ローラおよび拡
張器アセンブリ８０との液圧拡張器に流れるのに
十分な径方向の〓間があるということである。加
えて、他に特定しない限り、スリービングツール
１．１のすべての部品は、高強度かつツール１．
１の動作環境が濡れておりしばしば放射性である
ことによる腐食や劣化に対する耐性を有するの
で、300M工具鋼からできている。できれば、ツ
ール１．１の種々の部品の工具鋼の表面間の焼き
つきを防ぐため、雄ねじのねじ山にはすべてニツ
ケルメツキを施した方が良い。

上部ローラおよび拡張器アセンブリ４は通常、
アセンブリ４の液圧拡張器を形成している前述の
ｏリングアセンブリ５ａ，５ｂを両側面に設けら
れた上部ローラアセンブリ３５からなつている。
ｏリングアセンブリ５ａ，５ｂは、液圧拡張ユニ
ツト２６２からの加圧流体が環状穴１３ａ，１３
ｂを介して中央に設けられた穴３から噴射すると
き常に、ツール１．１の円筒状ハウジングの上筒
部２の長手方向軸心に沿つて反対方向にころがつ
て動くことのできるｏリング７ａ，７ｂをそれぞ
れ有している。第４Ａ図において、ｏリング７
ａ，７ｂは環状斜面９ａ，９ｂの底部にあつて
“静止”位置を示しており、それぞれ、右ねじロ
ーラ収納部３９の上部および下部淵によつて示さ
れる環状肩１１ａ，１１ｂに対向している。加圧
流体が環状穴１３ａ，１３ｂから流出すると、ｏ
リング７ａ，７ｂは液圧でそれぞれの環状斜面９
ａ，９ｂをころがり上がり、それぞれの弾性付勢
保持リングアセンブリ１５ａ，１５ｂの調整リン
グ１７ａ，１７ｂにぶつかる。

各ｏリング７ａ，７ｂがそれぞれの環状斜面９
ａ，９ｂをころがり上り、かつそれぞれの保持リ
ングアセンブリ１５ａ，１５ｂを押し戻すので、
スリービングツール１．１のハウジングの上筒部
２の外周面とスリーブ３０の内面との間で固く封
止することになる。このような強固な封止接合
は、原子力蒸気発生器のニツケルベースの耐熱合
金管にスリーブ付けするためにツールが用いられ
たとき、ｏリング７ａ，７ｂ間のスリーブ３０の
長手部を拡張するのに1000Kg／cm²（1400opsi）も
の液圧が必要と思われる事実を考慮して必要なの
である。

ｏリング７ａ，７ｂの外周淵は、それぞれが環
状斜面９ａ，９ｂの底部のまわりに位置して肩１
１ａ，１１ｂに対向しているときは、スリーブ３
０の壁にかろうじて接合する。環状穴１３ａ，１
３ｂから加圧流体が流出せず、ｏリング７ａ，７
ｂ自身の弾力が、環状斜面９ａ，９ｂのそのよう
な最小接合位置において、スリーブ壁を付勢して
いる状態となつている間、各ｏリングアセンブリ
５ａ，５ｂは、バネ２７ａ，２７ｂにより環状流
体穴１３ａ，１３ｂの方へ付勢された保持リング
アセンブリ１５ａ，１５ｂを有している。バネ２
７ａ，２７ｂは、スリーブ３０内にツール１．１
を位置決めする際に生じるスリーブ３０の内壁と
ｏリング７ａ，７ｂの外周淵との間のいかなる摩
擦接合によつても、両方のｏリングがそれぞれの
斜面９ａ，９ｂをころがり上つて、スリーブ３０
の壁に対しツール１．１をはさんだりしないよう
に十分大きな力をもつている。このようなはさみ
こみは、勿論、ｏリング７ａ，７ｂ自身に対する
不適当な状態をつくるばかりでなく、スリーブ３
０からのツール１．１の抜き取りや挿入を妨害す
る。通常のｏリングをツール１．１に用いたとす
ると、はさみ込みに対する最終的保護として、各
挿入動作の前に、スリーブ３０の内壁およびこれ
らリングの外周面にグリセリンを塗る必要がある
だろう。しかし、もし型式No.204−976“GO−リ
ング”型のｏリングを用いたとすれば、そのよう
なグリセリンの塗布は完全に取除かれるだろう。
このようなリングとしては、ペンシルバニアのノ
ースウエルズにあるグリーン、ツイード＆カンパ
ニーから得られるものが役に立つ。

各弾性付勢保持リングアセンブリ１５ａ，１５
ｂは、実際にはウレタンリング１９ａ，１９ｂか
ら形成されており、このウレタンリングのｏリン
グ７ａ，７ｂと向かい合う側にはステンレススチ
ール調整リング１７ａ，１７ｂが摩擦接合され、
ｏリング７ａ，７ｂと反対側にはステンレススチ
ールバネ保持リング２１ａ，２１ｂが設けられて
いる。ウレタンリング１９ａ，１９ｂは高圧下に
おいては弾性となり、実際に、液圧拡張動作中に
はツール１．１の長手方向軸心に沿つて変形す
る。このような変形は、ツール１．１のハウジン
グ外周面とスリーブ３０の内面との間に封止部を
形成する上で、ｏリング７ａ，７ｂの機能を補つ
ている。調整リング１７ａ，１７ｂはウレタンリ
ング１９ａ，１９ｂの変形がその円周まわりに均
等に生じることを確実にしている。各保持リング
アセンブリ１５ａ，１５ｂのツール１．１の長手
方向軸心に沿つた摺動動作は、バネ保持リング２
１ａ，２１ｂの上部淵２５ａ，２５ｂがツール
１．１のハウジング上筒部２にある上部および下
部環状肩２７ａ，２７ｂに接合したときに停止す
る。

上部ローラおよび拡張器アセンブリ４は、前述
のｏリングアセンブリ５ａ，５ｂがスリーブ３０
に液圧拡張力を与えている間、スリーブ３０の内
壁に機械的圧延力を与えるためのローラアセンブ
リ３５を有している。上部ローラアセンブリ３５
は、右ねじローラ収納部３９内に設けられた少な
くとも３個のテーパ状ローラ３７ａ，３７ｂ，３
７ｃから形成される。ローラ収納部のねじ方向
は、収納部内のローラが収納部の長手方向軸心に
関して傾くことを意味する。右ねじローラ収納部
３９の場合、ローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃには
極くわずかの左ねじらせんピツチが形成されてい
る（第４Ａ，４Ｂ図に誇張して示されている）。
ローラ収納部３９がスリービングツールのハウジ
ング上筒部２に関し回転自在な状態のとき、外側
および内側接合ピン４１ａ，４１．１ａ，４１．
４１ｂ，１ｂおよび４３ａ，４３．１ａ，４３
ｂ，４３．１ｂにより長手方向の動きは防止され
ている。接合ピン４３ａ，４３ｂとローラ収納部
３９との間の構造的配列は、第４Ａ図のツール
１．１を線Ｃ−Ｃに沿つて切断した部分を示す第
４Ｃ図に最も良く描かれている。第４Ｃ図には、
２個の内側接合ピン４３ａ，４３．１ａが挿入さ
れた２つの平行穴４４，４４．１が示されてい
る。接合ピン４３ａ，４３．１ａは、スリーブ状
のハウジング上筒部２に関する回転動作に対しロ
ーラ収納部３９をロツクする傾向がある。又、穴
４４，４４．１と合うハウジング上筒部２の外周
を囲むように環状溝４５が設けられているのは、
このためではない。環状溝４５は、内側接合ピン
４３ａ，４３．１ａがハウジング上筒部２とロー
ラ収納部３９との間の長手方向動作に対し、これ
らの間の回転動作を妨げることなく効果的に抵抗
するためのものである。図示しないが、これと同
一の環状溝が他の接合ピン対についても各々存在
している。

第４Ｇ図は、ハウジング上筒部２上にローラ収
納部３９を回転自在に設けるための、接合ピンと
溝との配列の他の実施例を示している。この例で
は、第４Ｃ図に示した接線方向のピン４３ａ，４
３．１ａの代わりに、８個の径方向接合ピン４３
ａ，４３．１ａ，４３．２ａ，４３．３ａ，４
３．４ａ，４３．５ａ，４３．６ａ，４３．７ａ
が用いられている。これら径方向接合ピンはそれ
ぞれ、収納部３９の外周面のちようど下に掘られ
た非常に短い保持らせん４７ａ，４７．１ａ，４
７．２ａ，４７．３ａ，４７．４ａ，４７．５
ａ，４７．６ａ，４７．７ａによつて定位置に保
持されている。このような径方向接合ピン構造
は、ツール１．１が原子力蒸気発生器のスリーブ
管に用いられた場合、1400Kg（3000bs）以上の
せん断力又は軸方向の力に耐えねばならないとい
う事実からみて望ましい非常に大きなせん断強力
を、ローラ収納部３９とハウジング上筒部２との
間の取付け構造に対し得ることができる。

上部ローラアセンブリ３５は更に、スリーブ３
０の内壁に対しローラ収納部３９内のローラ３７
ａ，３７ｂ，３７ｃを回転駆動するためのテーパ
状駆動マンドレル４６を有している。テーパ状マ
ンドレル４６は、中央部にテーパ体４８、上部
に、ツール１．１のハウジング上筒部２の中央穴
３で摺動自在なピストン５０をそれぞれ有し、か
つ中央駆動軸６５の上部軸受６９内で摺動自在な
断面多角形状のスピンドル５４を有する。機械ツ
ール技術に熟達した者にとつてテーパ状マンドレ
ル４６は、ツールのそれぞれのローラが駆動して
いる間、ツール１．１の長手方向軸心に沿つて伸
縮する能力に基づく浮遊駆動マンドレルである。
ピストン５０は、接合ピン５２によつてマンドレ
ル４６のテーパ体４８の上部に好ましく位置決め
保持されている。ツール１．１のハウジング上筒
部２は、第４Ａ図に描いたローラが非接合位置と
なるようにテーパ状マンドレル４６を付勢するた
めのコイルバネ５９を有している。ハウジング上
筒部２の上端部には、ストローク量調整ねじ６１
を内蔵した端栓５７が設けられている。ねじ６１
は、テーパ状マンドレル４６がツールのハウジン
グ内を上昇移動できる長手方向範囲を限定する。
第４Ａ図、第４Ｂ図から明らかなように、テーパ
状マンドレル４６がハウジング上筒部２の中央穴
３を介して延長上昇すればするほど、テーパ状マ
ンドレル４６のテーパ体４８はローラ３７ａ，３
７ｂ，３７ｃを径方向に拡張する。好適な実施例
において、径方向の圧力量（それによつてローラ
３７ａ，３７ｂ，３７ｃがスリーブ３０に行なう
径方向拡張）はトルクセンサ２０８と接続して働
くマイクロコンピユータ２６７によつて制御され
ているが、この径方向圧力はストローク量調整ね
じ６１によつても制御され得るということを知ら
ねばならない。

下部ローラおよび拡張器アセンブリ８０の構造
は、ほとんど全ての点において、上部ローラおよ
び拡張器アセンブリ４の構造とまつたく同じであ
る。違いといえば、(1)ローラアセンブリ１１０の
ローラ収納部１１４が、右ねじというよりむしろ
左ねじであるということ、(2)アセンブリ８０内の
テーパ状浮遊マンドレル１２０が、下部ピストン
駆動スピンドル１３０に加えて断面多角形状の上
端スピンドル１２８を有していることの２点のみ
である。しかし、他の全ての点については、アセ
ンブリ４と８０との間の構造は同じである。特
に、下部ローラおよび拡張器アセンブリ８０は、
上部拡張用ｏリングアセンブリ５ａ，５ｂと同一
構造の、もつぱら一対のｏリングアセンブリ８２
ａ，８２ｂによつて構成された拡張器を有してい
る。これらｏリングアセンブリ８２ａ，８２ｂは
一対のｏリング８４ａ，８４ｂを有しており、そ
れぞれのｏリングは環状斜面８６ａ，８６ｂを囲
んでおり、穴９０ａ，９０ｂから加圧流体が流出
していないときは保持肩８８ａ，８８ｂに接合し
ている。保持リングアセンブリ９２ａ，９２ｂは
それぞれ、調整リング９４ａ，９４ｂ、ウレタン
リング９６ａ，９６ｂ、バネ保持リング９８ａ，
９８ｂを有し、これらはすべて上部ローラおよび
拡張器アセンブリ４における調整リング１７ａ，
１７ｂ、ウレタンリング１９ａ，１９ｂ、バネ保
持リング２１ａ，２１ｂに一致する。更に、保持
リングアセンブリ９２ａ，９２ｂは保持バネ１０
６ａ，１０６ｂによつて付勢されており、液圧に
よるアセンブリ８０の拡張機構はすべてアセンブ
リ４における液圧拡張機構と同じ方法で働く。結
局、下部ローラアセンブリ１１０のローラ１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃ、ローラ収納部１１４、
内側および外側接合ピン１１６ａ，１１６．１
ａ，１１６ｂ，１１６．１ｂ，１１８ａ，１１
８．１ａ，１１８ｂ，１１８．１ｂ、下部テーパ
状マンドレル１２０は、構造的にも機能的にもす
べての点において、上部ローラアセンブリ３５の
ローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ、ローラ収納部３
９、外側および内側接合ピン４１ａ，４１．１
ａ，４１ｂ，４１．１ｂ，４３ａ，４３．１ａ，
４３ｂ，４３．１ｂ、上部テーパ状マンドレル
と、前に指適した、上部ローラ収納部が右ねじで
あるのに対し、下部ローラ収納部が左ねじである
という唯一の例外を除いては同一である。第４Ｅ
図は下部ローラ収納部１１４の断面図を示してい
るが、上部ローラ収納部３９の同一箇所を見れば
全く同一である。

第４Ｂ図は、上部および下部ローラアセンブリ
３５，１１０を共に駆動する駆動軸アセンブリを
分かり易く示している。この駆動軸アセンブリは
前述した上部および下部テーパ状浮遊マンドレル
４６，１２０を有している。上部マンドレル４６
は、中央駆動軸６５の軸受６９内で摺動自在に接
合された多角軸、即ちスピンドル５４を有してい
る。同様に、下部駆動マンドレル１２０は、中央
駆動軸６５の下部軸受７１内で摺動自在に受けら
れた上部多角軸、即ちスピンドル１２８を有して
いる。下部駆動マンドレル１２０は更に、下部か
ら伸びた前述の駆動スピンドル１３０を有してい
る。スピンドル５４，１２８と同様に、駆動スピ
ンドル１３０の断面は多角形状である。スピンド
ル１３０は、下部結合軸１５４の軸受１５８内に
設けられた多角穴に摺動自在に受けられている。
下部結合軸１５４の他端は、径方向軸受アセンブ
リ１７０の円筒軸受体１８０に強固に設けられて
いる。スピンドル５４，１２８，１３０の多角状
断面は、液圧モータ２４０からローラアセンブリ
３５，１１０のローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃお
よび１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃに対しトルク
を効果的に伝達するのと同時に、マンドレル４
６，１２０を、中央駆動軸６５および下部駆動ス
ピンドル１３０の軸受６９，７１、および１５８
内にてそれぞれロツクすることなく摺動自在にす
るという２つの機能を達成させる。好適な実施例
においては、スピンドル５４，１２８，１３０
は、ニユージヤージのゼネラル、マシーナリ、カ
ンパニーオブミルビレ製の型式PC−４多角型駆
動軸である。

上部および下部マンドレル４６，１２０の摺動
又は浮遊特性は、駆動軸アセンブリが一方向又は
他方向に回転されているとき、それぞれのローラ
アセンブリ３５，１１０のローラを拡張するよう
に作用する。もつと明確に言えば、第４Ｂ図は、
駆動軸アセンブリが時計方向に回転しているとき
の、上部および下部マンドレル４６，１２０に関
するローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃおよび１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃの位置関係を示してい
る。このような時計方向の回転は、上部ローラ３
７ａ，３７ｂ，３７ｃ（ツール１．１の長手方向
軸心に関し、わずかにらせんピツチが施こされて
いる）に対し、これらローラがスリーブ３０の内
側に圧接している間、上部マンドレル４６のテー
パ体４８上に正の送り力を与えるように作用す
る。当業者の間では、この種のローラのタイプは
自己送りローラとして周知である。この正の送り
力は、上部マンドレル４６を上昇方向に引張り、
テーパ体４８が上部ローラ３７ａ，３７ｂ，３７
ｃに更に強い圧力で接合するように作用する。こ
の圧力は、マンドレル４６を更に強い送り力で引
張り上げるように作用し、これによりローラは更
に拡張し、第４Ｂ図に描かれた位置までマンドレ
ル４６は完全に上昇する。しかし、上部マンドレ
ル４６と上部ローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃとの
間の正の相互作用とは対照的に、左ねじのローラ
１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃはそれらのマンド
レル１２０に対し、単にテーパ体１２２を第４Ｂ
図に示した浮遊位置に引張る力を与えるのみであ
る。このような負又は非送り力は、左ねじローラ
のわずかのらせんピツチが右ねじローラのらせん
ピツチとは反対の関係にあることから生じる。

勿論、ローラとそれぞれのマンドレルとの間の
相互作用は、駆動軸アセンブリが反時計方向に切
換つたときには逆転する。このとき、上部マンド
レル４６のテーパ体４８は各ローラ３７ａ，３７
ｂ，３７ｃを浮遊位置に解放する。これに対し、
下部ローラ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、マ
ンドレル１２０のテーパ体１２２に対し正の送り
力を与える。下部マンドレル１２０が摺動上昇す
るにつれて、ローラ１１２ａ，１１２ｂ，１１２
ｃはスリーブ３０の下部内側に順次大きな圧延力
を与え、このことは、ローラが下部マンドレル１
２０に対し順次大きな送り力を与える原因とな
る。反対方向らせんピツチのローラと共同して動
作する独立浮遊マンドレルは、ツール１．１がス
リーブ３０と管３２との間で達成する上部および
下部締り嵌め接合に異なるトルク量（異なる圧延
力の度合）を与えることができる点で、非常に有
利である。更にこの構成は、もし両方のローラ収
納部が同一のねじ方向で、上部および下部の両方
の締り嵌め接合３４，３４．１を同時に圧延する
必要がある場合に、中央駆動軸６５が受けるトル
クの二重負荷を防ぐという効果もある。

第４Ａ図に戻つて、ツールハウジングの径大下
端部１６０が前述の径方向軸受アセンブリ１７０
を内蔵しているのに対し、ツールハウジングの下
筒部１３２はツール軸方向止め輪アセンブリ１３
５を有している。

軸方向止め輪アセンブリ１３５の主な機能は、
圧延工程中にスリーブ３０および管３１に関して
適当な位置にツール１．１を保持することであ
る。この工程では、らせんピツチのローラ３７
ａ，３７ｂ，３７ｃがスリーブ３０中にらせん式
に送り込まれることにより大きな長手方向の力が
ツール１．１にかかつている。ツール軸方向止め
輪アセンブリ１３５は通常、摺動止め輪１３９に
よりツールハウジングに沿つて長手方向に動作可
能な保持止め輪１３７を有している。摺動止め輪
１３９は、共にハウジング下筒部１３２の回りに
形成された上部環状溝１５１もしくは下部環状溝
１４７のどちらかに、係止ボール１４３ａ，１４
３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄを保持するためのバネ
付勢された保持止め輪１４１を有している。第４
Ａ図、第４Ｆ図に、これら係止ボールが下部環状
溝１４７に収まつている状態を示す。しかし、軸
方向止め輪アセンブリ１３５全体は、係止ボール
１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄが上部
環状溝１５１に収まる位置まで摺動上昇すること
もできる。このことは、単に保持止め輪１４１を
引き戻し、通常係止ボールの外周端と衝合してい
る軸受リング１４５（好ましくは止め輪１４１と
一体構造の）の位置に環状凹部１４９が取つて代
わるようにするだけで成し得る。この状態では、
軸方向止め輪アセンブリ１３５は、係止ボールが
上部環状溝１５１に再収納されるまで上昇移動す
ることができる。一旦このような収納が達成する
と、保持止め輪１４１は解放される。そして、保
持止め輪のバネ１４２は軸受リング１４５を係止
ボール上の位置に戻し、これによりハウジング下
筒部１３２の上部環状溝１５１内にボールを固定
する。このような動作は勿論、スリーブ３０に関
し下部にツール１．１を押入れる際に影響し、こ
のことはツール１．１の使用者がスリーブ３０の
下端部近傍で圧延したいときに有用である。

ツールハウジングの径大端部１６０は、六角ナ
ツト１６７の環状リツプ１６５と係合する環状フ
ランジ１６３を有している。前述したように、ツ
ールハウジングの径大端部１６０は径方向軸受ア
センブリ１７０を有している。軸受アセンブリ１
７０は通常、円筒状の青銅外わく１７２、前部お
よび後部軸方向軸受青銅盤１７４，１７６、保持
リング１７８、下部結合軸１５４と接合する前述
の円筒状軸受体１８０を有している。円筒状軸受
体１８０は、図示した位置の下部結合軸１５４と
同心的に配置された短い軸１８２を有している。
短軸１８２は、中央流体穴１８５から分散した一
対の横向き流体穴１８４ａ，１８４ｂを有してい
る。円筒状軸受体１８０の後部には、高圧回り継
手２００の補助六角出力軸２０４を受けるための
六角凹部１８６が設けられている。出力軸２０４
には、円筒状軸受体１８０の中央流体穴１８５と
流体的に接続された中央流体穴２０５が設けられ
ている。横向き流体穴１８４ａ，１８４ｂのまわ
りを流体導通環１９０がとり囲んでおり、これが
中央穴３の外周部と連結している。更に、中央流
体穴１８５は、後部結合軸１５４の中空内部１５
６を介して、中央穴３の中央部に連結している。
２つの横向き穴１８４ａ，１８４ｂは、液圧拡張
ユニツト２６２から回り継手２００を介して導か
れる高圧流体が、上部マンドレル４６のピストン
５０に達するのと同様に、容易にｏリングアセン
ブリ５ａ，５ｂおよび８２ａ，８２ｂに流れるよ
うにするものである。又、中央流体穴１８５は、
この高圧流体の少なくともいくらかがマンドレル
１２０を押してそのローラに接合させるようにす
るものである。

次に第５Ａ図について述べると、高圧回り継手
２００は、トルクセンサ２０８の出力軸２１０を
六角出力軸２０４を介して径方向軸受アセンブリ
１７０に機械的に結合している。更に、回り継手
２００は、ツール１．１の中央穴３を液圧拡長ユ
ニツト２６２に液圧的に連結している。回り継手
の一端には、液圧拡張ユニツト２６２の高圧ホー
スの一端にある補完的形状の結合部（図示せず）
に嵌合できる迅速切離し式の流体結合部２０２が
設けられている。回り継手２００は、後部結合部
の代わりに側面結合部を有するように修正され
た、イリノイのハイドロ、アーゴン、オブ、シカ
ゴ製の型式No.Ａ−45継手で構成できる。回り継手
２００の入力軸２０６は、出力結合部２１１によ
つてトルクセンサ２０８の出力軸２１０に結合さ
れている。出力結合部２１１は、回り継手２００
の入力軸２０６のねじ端部と螺合するナツト２１
３を有している。

好適な実施例では、トルクセンサは、ニユージ
ヤージのユナイテド、ボルテイング、テクノロジ
イ、オブ、メーチユヘン製の型式No.RN500PIト
ルク変換器である。トルクセンサ２０８は更に、
伝達アセンブリ２２０の被動歯車２２４に設けら
れた補完的形状の凹部に適合する四角形入力軸２
１５を有している。トルクセンサ２０８は、第１
図にケーブル２６９として図式的に示した、複数
の適当なケーブルおよびリードを介して、電気的
にマイクロコンピユータ２６７と接続されてい
る。こうしてトルクセンサ２０８により、液圧モ
ータ２４０が伝達アセンブリ２２０を介してツー
ル１．１の駆動軸アセンブリに与えるトルク量
を、マイクロコンピユータ２６７が常時モニタで
きるようになる。

次に第５Ａ図、第５Ｂ図について述べると、伝
達アセンブリ２２０は、支持板２２３によつてス
リービングツール１．１の止め部に機械的に接続
された歯車ハウジング２２２を有している。伝達
アセンブリ２２０のすべての目的は、ツール１．
１をその長手方向軸心に関してもつと小型化し、
それによつて、人間又は、もつと好ましくはロボ
ツトアームによる操作を簡単にすることにある。
伝達アセンブリ２２０の構成は３つの歯車を有し
ている。即ち、出力又は被動歯車２２４、遊び歯
車２３０、液圧モータ２４０の出力軸２４２に直
接接合された被動歯車２３６である。前述したよ
うに、被動歯車２２４は、トルクセンサ２０８の
四角入力軸を受けるための四角凹部を有してい
る。更に、被動歯車２２４は、図示したように軸
受保持部材２２８により位置決めされた軸受２２
６により囲まれている。被動歯車２２４の歯は遊
び歯車２３０の歯と噛み合つている。遊び歯車２
３０は、軸受ボルト２３４により位置決めされて
中央に設けられた軸受２３２を有している。底部
側において、遊び歯車２３０の歯は被動歯車２３
６の歯と噛み合つている。被動歯車２３６は、従
来構造のキー装置を介して液圧モータ２４０の出
力軸２４２に接合している。支持板２５０は液圧
モータ２４０を歯車アセンブリ２２０のハウジン
グに保持している。伝達アセンブリ２２０は、液
圧モータからの回転力を１：１の歯車比で回り継
手２００の入力軸２０６に伝達するということを
知つているべきである。

好適な実施例においては、液圧モータ２４０
は、ミシガンのラミナ、インク、オブ、ロイヤ
ル、オーク製の型式No.Ａ−37Fモータである。液
圧モータ２４０は、従来の迅速切離し式結合部を
介して液圧供給源２５５に流体接続された入力穴
２４６および出力穴２４８を有している。

この装置１の部品配合は、従来の商業的に役立
つ品目で構成される。例えば、この発明の装置１
に用いられる液圧供給源２５５は、好ましくはペ
ンシルバニアのエアテク、インク、オブ、アービ
ン製の型式No.PVB10供給源である。同様に、方
向制御弁２５７は、ニユーヨークのムーグ、イン
ク、オブ、イースト、オーロロ製の型式No.A076
−103Aタイプ２方向弁である。液圧拡張ユニツ
トは、所望の圧力に保持できるような圧力変換器
を有するように修正された、カリホルニアのハス
ケル、コーポレーシヨン、オブ、バーバンク製の
“ハイドロエジ”ブランドの液圧拡張ユニツトで
も良い。ハスケルブランドユニツトに結合される
圧力変換器は、ペンシルバニアのオートクレー
ブ、エンジニアズ、インク、オブ、エリー製型式
No.AEC−20000−O1−B10圧力変換器および表示
アセンブリでも良い。マイクロコンピユータ２６
７は、好ましくは時計チツプを有するインテル88
−40マイクロコンピユータが良い。このようなコ
ンピユータは、カリホルニアのインテル、コーポ
レーシヨン、オブ、サンタ、クララで造られてい
る。テレビモニタ２７３およびキーボード２７５
は、好ましくはインテル88−８マイクロコンピユ
ータの部品が良い。又、トルク分析器２８０は、
好ましくはカリホルニアのトルク、アンド、テン
シヨン、エクイツプメント、オブ、キヤンプベル
製型式No.ETS−DRが良い。

第１図に示したように、液圧拡張ユニツト２６
２の出力は、高圧ホース２６４を介し高圧回り継
手２００の流体結合部即ち流体入口２０２に流体
的に接続されている。更に、液圧モータ２４０
は、方向制御弁２５７および液圧ホース２５９
ａ，２５９ｂを介し液圧供給源２５５に接続され
ている。方向制御弁２５７は、液圧モータ２４０
内に導く液圧ホース２５９ａ，２５９ｂを介した
流体の流れ方向を逆転できることにより、ツール
１．１のハウジング内の駆動軸の回転方向を制御
する。前に示した通り、マイクロコンピユータ２
６７の入力はケーブル２６９を介してトルクセン
サ２０８に接続されており、これによりマイクロ
コンピユータ２６７は、スリービングツール１．
１内にて駆動軸６５が液圧モータ２４０により受
けるトルク量を常に監視することができる。最後
に、マイクロコンピユータ２６７の出力は、図示
した通り、ケーブル２７１ａを介して方向制御弁
２５７に、ケーブル２７１ｂを介して液圧供給源
２５５にケーブル２７１ｃを介して液圧拡張ユニ
ツト２６２にそれぞれ接続される。詳細は図示し
ないが、ケーブル２７１ａ，２７１ｂ，２７１ｃ
を介してマイクロコンピユータ２６７から伝達さ
れる電気信号は、従来のアンプおよびソリツドス
テートリレーにより増幅され、方向制御弁２５７
を介して流体の流れ方向、液圧供給源２５５およ
び液圧拡張ユニツト２６２のオン・オフ状態を変
えることができる。

次にこの発明の手順について述べる。この発明
の予備のステツプ（第６図のフローチヤートには
示されていない）において、まず適当な補強スリ
ーブをツール１．１のハウジング上に摺動してか
ぶせる。その後ツール１．１はスリービングが施
こされる管の開口端に挿入される。この工程で用
いられるスリーブの明確な治金特性や寸法は、ス
リービングされる管の寸法や治金特性によつて左
右される。しかし、もしスリービングツール１．
１が原子力蒸気発生器の管板付近のニツケル基耐
熱合金（インコネル）管をスリービングするのに
用いられるとすれば、スリーブはインコネル合金
で構成され、かつ外径は２cm（0.74インチ）、壁
の厚みは１mm（0.04インチ）のものとなるだろ
う。もし必要なら、スリーブがツール１．１のま
わりに摺動されるときｏリングアセンブリのｏリ
ングの間で不要な喰い付きを起こさないため、ス
リーブの内側をグリセリンの薄膜でそうじしても
良い。第４Ａ図に従つて明確に述べると、スリー
ブはその最下部の淵が軸方向止め輪アセンブリ１
３５の上端淵に接するまで、スリービングツール
１．１のハウジング上を完全に摺動落下する。こ
うして位置決めされると、ツール１．１およびス
リーブは、管の下端淵がツール軸方向上め輪アセ
ンブリ１３５の保持止め輪１３７の上端淵に接す
るまで、管の開口端から挿入される。

次に第６図のブロツク３００について明確に述
べると、マイクロコンピユータ２６７は前述の予
備ステツプが実行された後に始動される。次に、
工程ブロツク３０２で示したように、液圧拡張ユ
ニツト２６２の所望のピーク圧力P1が選択され、
マイクロコンピユータ２６７のメモリに書込まれ
る。その直後に、工程ブロツク３０４で示したよ
うに、上部および下部締り嵌め接合のためのピー
クトルク値τ1，τ2が、第３図に示した圧力−トル
ク特性に従つて選択されマイクロコンピユータ２
６７のメモリに書込まれる。このステツプはマニ
ユアルもしくはマイクロコンピユータ２６７のど
ちらで実行しても良い。もし、管の下部が管板に
よつて囲まれていると、このような構造に囲まれ
る時に管とスリーブとの結合体が持つ可塑性は少
ないために、使用者は通常いくらか高めのトルク
を選択したがるだろう。原子力蒸気発生器のイン
コネル管にスリービング工程が遂行されるときの
代表的選択値としては、液圧拡張圧力が570〜
1000Kg／cm²（8000〜14000psi）、上部および下部
トルク値がそれぞれ、1.0Kg・ｍ（90インチ・ポ
ンド）、1.4Kg・ｍ（120インチ・ポンド）である。
更に、上部ローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃをスリ
ーブ内に再接合することなく、スリーブから下部
ローラ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを効果的に
離すための切離しトルクτ3も選択される。この切
離しトルクτ3もマイクロコンピユータ２６７に書
込まれる。

次にマイクロコンピユータ２６７はブロツク３
０５に進み、機械的圧延動作（ブロツク３０６〜
３１９）および液圧拡張サイクル（ブロツク３０
８〜３２２）を同時に始める。

まず機械的圧延動作に目を向けると、第１にマ
イクロコンピユータ２６７は、図示したようにＩ
＝０をセツトすることにより、サイクル中のすべ
ての入力／出力ポートをクリアする。機械的圧延
動作においては、コンピユータプログラム中に４
つのステツプ（Ｉで指定される）がある。これら
４つのステツプは、(1)入力／出力ポートの初期値
の設定（即ち、Ｉ＝０と設定すること）、(2)ピー
クトルク値τ1に達するまでツール１．１の駆動軸
アセンブリを時計方向に回転すること、(3)選択さ
れたピークトルクτ2に達するまでツール１．１の
駆動軸アセンブリを反時計方向に回転すること、
(4)選択されたピークトルクτ3に達するまで駆動軸
アセンブリを再び時計方向に回転すること（下部
ローラをスリーブ内側から離すため）、を有して
いる。

その入力／出力ポートの初期設定の後、マイク
ロコンピユータ２６７はブロツク３０７に進み変
数Ｉに１を加えることにより１ステツプ分動作を
進める。

Ｉに１が加えられると直ちに、マイクロコンピ
ユータ２６７は自分自身がＩが４であるか否かを
質問する（即ち、機械的圧延動作の最終ステツプ
にいるか否か）。もし答えが肯定であれば、ブロ
ツク３２４に進み、そして圧延動作を終了する。
しかし、もしその質問の答えが否定であれば、プ
ログラムの次の質問ブロツク３１１に進む。

質問ブロツク３１１では、マイクロコンピユー
タは、対応するプログラムステツプのピークトル
クに達したか否かを尋ねる。動作の最初のステツ
プでは（即ち、Ｉ＝１）、トルクセンサ２０８が
τ1のトルクを検出しているか否かを明確に質問す
る。もし否定であれば、プログラムのブロツク３
１３に進み、トルクセンサ２０８から定常的に受
けるアナログ信号をデジタル値に変換する。この
ような変換が完全になされた後、プログラムのブ
ロツク３１５に進み、トルクセンサ２０８に用い
られる特殊な変換器のために得られたデジタル値
を計測する。ブロツク１１５が終了すると、この
値を質問ブロツク３１１に戻す。

この間、マイクロコンピユータ２６７は液圧供
給源を駆動し、液圧モータ２４０がツール１．１
の駆動軸アセンブリを時計方向に回転するように
２方向弁２５７の状態を設定する。時が経過する
につれて、ツール１．１の駆動軸アセンブリは、
液圧モータ２４０および液圧供給源２５５によ
り、次第に大きいトルクで時計方向に駆動され
る。上部マンドレル４６が上部ローラ３７ａ，３
７ｂ，３７ｃを次第に大きなトルクで駆動するの
で、最終的にマイクロコンピユータ２６７は質問
ブロツク３１１で肯定の答えを出す。これが起き
たとき、マイクロコンピユータはブロツク３１７
に進み、液圧供給源２５５を１秒間停止させるこ
とにより、ツール１．１の駆動軸アセンブリを１
秒間止める。それからマイクロコンピユータはブ
ロツク３１９に進み２方向弁２５７の状態を変え
る。その後直ちに、ループを回つてブロツク３０
７に戻り、図示したようにＩに１を加える。これ
で機械的圧延動作の第２のステツプに入り、マイ
クロコンピユータは液圧供給源２５５を再び作動
する。２方向弁２５７の状態は逆転されているた
め、液圧供給源２５５はツール１．１の駆動軸ア
センブリを反時計方向に駆動する。駆動軸の反時
計方向動作は、上部で完成された締り嵌め接合部
からローラ３７ａ，３７ｂ，３７ｃを離し、液圧
拡張ユニツト２６２により始まる下部締り嵌め接
合部に対し、下部ローラ１１２ａ，１１２ｂ，１
１２ｃをピークトルク値τ2に達するまで圧接す
る。マイクロコンピユータ２６７が工程の第４ス
テツプに到達し、質問ブロツク３０９に肯定の答
えを出すと、圧延動作を止める。

マイクロコンピユータ２６７が前述の機械的圧
延動作（ステツプ306〜319）を行なつている間、
それは同時に液圧拡張ステツプ308〜322を行なつ
ている。すべてのプログラムのこのような簡素な
流れにおいて、マイクロコンピユータ２６７は、
液圧拡張ユニツト２６２の一部をなす圧力制御部
を、ｏリングアセンブリ５ａ，５ｂおよび８２
ａ，８２ｂ間の液圧が所望の圧力P1に到達する
ように設定する。この圧力は、圧延動作が完了す
るまで（即ち、Ｉ＝４となるまで）保持される。
ブロツク３２２で示される液圧拡張動作の最終ス
テツプにおいては、ツール１．１の中央穴３を減
圧し停止ブロツク３２４に進む。

興味深いことに、出願人は、ここに記載した装
置および方法が単に実質的応力のない締り嵌め接
合を実現するのに必要な時間の節減をするのみな
らず、このような接合を達成するのに必要な液圧
および圧延力の総和量も節減することが分かつ
た。特に、出願人は、液圧拡張および機械的圧延
ステツプを別々に実行したときには、比較できる
特徴としての締り嵌め接合を形成するのに比較的
高い圧力およびトルクを必要とすることに気がつ
いた。出願人は、この発明に用いられる圧力およ
びトルクの共同動作による軽減は、ローラアセン
ブリ３５１，１１０が、液圧拡張ユニツト２６２
の圧力によつてスリーブ壁が塑性状態にある間に
作業を行なうことができるという事実から生じる
ものであると信じている。更に出願人は、液圧力
およびトルクの使用量を絶対的に軽減すること
が、スリーブ接合部における金属の結晶構造の分
裂を少なくすることにつながるので、この発明
は、別々の液圧拡張器および圧延ツールを用いて
作つた接合よりも、もつと耐食性の良い締り嵌め
接合を実現できるものと確信する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の好適な実施例を示し、第１図
は遠隔操作の拡管装置の概要を示すブロツク図、
第２Ａ図は第１図の装置のスリービングツールを
示す部分断面図、第２Ｂ図はこの装置により得ら
れた締り嵌め接合を示す断面図、第３図は実質的
に応力の無い締り嵌め接合を達成するための圧力
およびトルクを選択するのに適切なパラメータを
示す特性図、第４Ａ図はスリービングツールの側
断面図、第４Ｂ図はスリービングツールの上下ロ
ーラを駆動するための駆動軸およびマンドレルを
示す側断面図、第４Ｃ図、第４Ｄ図、第４Ｅ図、
第４Ｆ図は第４Ａ図のＣ−Ｃ，Ｄ−Ｄ，Ｅ−Ｅ，
Ｆ−Ｆ線に沿つて切断したスリーブツールの各底
断面図、第４Ｇ図は第４Ｃ図のローラ収納部保持
手段の他の実施例を示す底断面図、第５Ａ図はス
リービングツールの伝達アセンブリ、回り継手お
よび液圧モータを示す一部断面側面図、第５Ｂ図
は第５Ａ図のＢ−Ｂ線に沿つた底断面図、第６図
はスリービング工程を示すフローチヤート図であ
る。 図中、１は拡張（拡管）装置、１．１はスリー
ビングツール、３は中央穴、４，８０は拡張アセ
ンブリ、４６，１２０は駆動マンドレル、４８，
１２２はテーパ体、５４，１２８，１３０は断面
多角状のスピンドル、６５は中央駆動軸、１５４
は下部結合軸、２００は回り継手、２０８はトル
クセンサ、２４０は液圧モータ、２５５は液圧供
給源、２６２は液圧拡張ユニツト、２６７はマイ
クロコンピユータである。尚、図中同一符号は同
一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導管の長手部の内側に対し液圧により径方向
   の拡張力を供給するための拡張手段と、この拡張
   手段が前記導管の内側に対し径方向の拡張力を供
   給するのと同時に選択的に駆動され、前記導管の
   内側長手部の少なくとも一部を機械的に圧延する
   ための圧延手段とからなり、外側構造に対し導管
   の内側から該導管を自動的に拡張する遠隔制御の
   拡管装置。 ２ 管内にスリーブを挿入し、このスリーブを液
   圧で拡張した後、機械的に両方の端部を圧延し、
   前記管とスリーブ両端との間で締り嵌め接合部を
   造るスリービング方法において、前記スリーブの
   液圧拡張領域に生じる長手方向の収縮をすべて埋
   め合わせるのに十分な機械的圧延を前記スリーブ
   の長手部に施こし、前記管とスリーブとの間で応
   力のない接合部を造るように改良したスリービン
   グ方法。