JPH0442096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(イ) 産業上の利用分野 本発明はサツカーロツド等の棒材の端部に残留
した軸方向曲りを矯正する方法および装置に関す
るものである。 (ロ) 従来技術 油井掘削用のサツカーロツド等の棒材は軸方向
の荷重を受けて連結端部に曲りが生じる。従来、
この種の棒材の曲り矯正法として、プレス式矯正
方法と回転式矯正方法とがある。 プレス式矯正方法は、受けこまを任意の間隔に
置き、その上に棒材を置いて、曲り部分をプレ
ス・ラムによつて押し付け、塑性変形を生じさせ
る。この操作を任意の角度について繰り返すこと
によつて曲りを矯正するものである。この方法
は、作業員の目視により手動で行うものであるか
ら、矯正も正確ではなく、能率も悪い。 回転式矯正方法は、棒材の先端を回転チヤツク
によつて把持し、棒材に回転を与え、かつ、回転
ローラを軸方向に移動させながら曲りを矯正する
ものである。この方法では、チヤツクのストロー
ク等の関係で、頭部付きの長尺物の矯正は不可能
であつた。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、長尺の頭
部付き棒材についても、自動的に正確かつ能率的
に曲り矯正を行うことのできる方法および装置を
得ることにある。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明の棒材の曲り矯正方法は、棒材の端部に
残留した軸方向曲りを矯正する方法において、棒
材の軸方向に関してほぼ垂直方向に選択的に移動
できる回転チヤツクによつて前記曲り残留端部側
先端を把持すること、棒材の軸方向に選択的に移
動できるクランプによつて棒材の中間部を回転自
在に挾持すること、所定の間隔で設けられた複数
対の水平・垂直ローラによつて棒材の他端部を回
転自在に支持すること、棒材の材質・寸法・曲り
量等の初期条件から前記回転チヤツクの垂直方向
移動位置および前記クランプの軸方向移動位置を
それぞれ対応させて複数箇所選択すること、前記
選択位置に前記クランプを設置しかつ前記回転チ
ヤツクを回転させながら該クランプの選択位置に
対応する該回転チヤツクの選択位置まで該回転チ
ヤツクを移動させること、該回転チヤツクを該選
択位置に所定時間保持させた後該回転チヤツクを
原位置まで戻すこと、前記の工程を棒材の先端に
最も近い選択位置から始めて該先端に最も遠い選
択位置まで順次繰り返すことによつて、上記問題
点を解決している。 さらに、本発明の棒材の曲り矯正装置は、棒材
の端部に残留した軸方向曲りを矯正する装置にお
いて、棒材の前記曲り残留端部側先端を把持して
回転させる回転チヤツクを備えた回転チヤツク機
構と、該回転チヤツク機構を棒材の軸方向にほぼ
垂直な所定の経路にそつて所望の距離だけ移動さ
せる回転チヤツク移動機構と、棒材の中間部を回
転自在に挾持するクランプを備えていて棒材の軸
方向にそつて所望の距離だけ移動できるクランプ
機構と、棒材の他端部を回転自在に支持する複数
対の水平ローラおよび垂直ローラからなるローラ
機構と、棒材の材質・寸法・曲り量等の初期条件
から前記回転チヤツク機構の垂直方向移動および
前記クランプ機構の軸方向移動をそれぞれ制御す
る制御機器とによつて、上記問題点を解決してい
る。 (ホ) 実施例 第１図を参照して、本発明の方法および装置に
ついて説明する。 本発明の方法を実施する装置の基本的構成は、
回転チヤツク機構１、回転チヤツク移動機構２、
クランプ機構３、ローラ機構４からできている。 回転チヤツク機構１は、回転チヤツク１１、駆
動モータ１２、支持台１３からできている。回転
チヤツク１１および駆動モータ１２は支持台１３
に固定される。回転チヤツク１１は駆動モータ１
２によつて回転駆動される。回転チヤツク１１は
棒材５（第４図）の曲り残留端部側先端５１を把
持し、棒材の回転と曲げを行う。 回転チヤツク移動機構２は、流体圧シリンダ２
１、誘導通路２２ａ，２２ｂ、支持枠２３からで
きている。流体圧シリンダ２１の基端２１１は支
持枠２３に回転自在に連結され、また、そのピス
トン・ロツド２１２は支持台１３に回転自在に連
結される。誘導通路２２ａ，２２ｂは支持枠２３
に固定される。支持台１３の対角線上隅部に回転
自在に取り付けられた従動体１４ａ，１４ｂが誘
導通路２２ａ，２２ｂにそれぞれ滑動自在に嵌合
する（第３図）。流体圧シリンダ２１が支持台１
３を押し出すことによつて、支持台１３を棒材５
の軸方向に関して垂直および水平方向に移動させ
る。 クランプ機構３は、クランプ３１、駆動モータ
３２、往復台３３、レール３４からできている。
クランプ３１は複数箇（本実施例においては３
箇）のローラ３１１を並列に連結し、流体圧シリ
ンダ３１２で支持する。流体圧シリンダ３１２お
よび駆動モータ３２は往復台３３に固定される。
往復台３３の底部には車輪３３１が回転自在に取
り付けられていて、レール３４上に乗せられる。
車輪３３１は駆動モータ３２に連結されていて回
転駆動をされる。クランプ３１は棒材５を両側か
ら回転自在に挾み付けるように往復台３３上に１
対設けられる。往復台３３は駆動モータ３２によ
つて棒材５の軸方向に往復移動される。 第１図および第７図に示すように、ローラ機構
４は、１対の垂直ローラ４１と２対の水平ローラ
４２とからできている。垂直ローラ４１と水平ロ
ーラ４２とは１組となつて、適当間隔で設けられ
ていて、棒材５を回転・滑動自在に支持する。 第５図は回転チヤツク移動機構２の変更例を示
す。この変更例においては、支持枠２３が棒材５
の軸心に関して予め所定の角度だけ傾斜して設置
されていること、支持枠１３が滑動板１３ａと回
動板１３ｂとからできていることが第１図の機構
と相違する主な点である。 支持枠２３には１対の導電通路２２が平行に取
り付けられ、滑動板１３ａが滑動係合部材４１４
をかいして通路２２に滑動自在に取り付けられ
る。流体圧シリンダ２１の基端２１１は支持枠２
３に回転自在に連結され、また、そのピストン・
ロツド２１２は滑動板１３ａに回転自在に連結さ
れる。 回動板１３ｂは枢軸１３１をかいして滑動板１
３ａに回転自在に連結される。回動板１３ｂの底
面に設けた突起１３２が、支持枠２３に設けたカ
ム溝１３２に係合する。流体圧シリンダ２１が滑
動板１３ａを押し出すことによつて、回動板１３
ｂを棒材５の軸方向に関して垂直および水平方向
に移動させる。 回転チヤツク１１および駆動モータ１２は、回
動板１３ｂに固定される。第５図においては、説
明の便宜上、省略されている。 なお、第１図および第５図に示す回転チヤツク
移動機構２の構造を強化するために、同一の構造
のものを上下に対称状に設けてもよい。 (ヘ) 作用 本発明の方法および装置の作用について説明す
る。第１図に示すように、棒材５の正常時の軸方
向中心線を基準として、回転チヤツク１１に把持
された棒材５の先端変位置をｙで表し、また、ク
ランプ３１と棒材５との接触端と回転チヤツク１
１に把持された棒材５の先端との距離をｘで表す
ことにする。すなわち、回転チヤツク１１の垂直
方向ｙの各移動位置をy₁，y₂，y₃，y₄…とし、ま
た、クランプ３１の軸方向ｘの各移動位置をx₁，
x₂，x₃，x₄…とする。 本発明の方法では、棒材５の材質・寸法・曲り
等の初期条件から上記各位置x₁，x₂…，y₁，y₂…
をそれぞれ対応させて（x₁，y₁），（x₂，y₂），
（x₃，y₃），（x₄，y₄）…と組にして予め複数箇所
選択しておく。 まず、棒材５の先端を回転チヤツク１１で把持
し、クランプ３１を位置x₁に設置し、ローラ３１
１で棒材５を回転自在に挾持する。棒材５の他端
は垂直ローラ４１および水平ローラ４２に回転自
在に支持される。回転チヤツク１１の爪の開閉は
慣用の駆動機器１１１によつて行う。回転チヤツ
ク１１は駆動モータ１２によつて回転駆動され
る。クランプ３１を乗せた往復台３３は駆動モー
タ３２によつて往復移動される。ローラ３１１の
開閉は流体圧シリンダ３１２によつて行われる。 次いで、回転チヤツク１１を回転させながらｙ
方向に距離y₁だけ移動させる。その位置で所定時
間保持した後、回転チヤツクを原位置まで戻す。
この操作を（x₂，y₂），（x₃，y₃），（x₄，y₄）につ
いて順次繰り返す。これらの操作は、棒材５の先
端に最も近い選択位置（x₁，y₁）から始めて先端
に最も遠位置（x₄，y₄）まで順次行う。 変位置は各位置（ｘ，ｙ）において棒材５に最
大１％の歪が生じるように選択する。各位置を
（ｘ，ｙ）での保持時間ｔは、棒材５の材質およ
び直径にもとづいて可変することが好ましい。 本発明法における回転曲げは、棒材５のクラン
プ部分に強制的に塑性変形を生じさせた後、一定
速度で変形を０に戻すことにより、残留応力を棒
材の円周方向にそつて平衡にさせ、矯正効果を得
るものである。この作用を棒材５の軸方向に適当
箇所繰り返すのである。 回転チヤツク１１の移動は、第１図に示す機構
２の場合にはそれを乗せている支持台１３を流体
圧シリンダ２１によつて押し出すことによつて行
われる。すなわち、支持台１３の底に回転自在に
取り付けられた従動体１４ａ，１４ｂが誘導通路
２２ａ，２２ｂにそれぞれ滑動自在に係合してい
て、従動体１４ａ，１４ｂが誘導通路２２ａ，２
２ｂにそつて移動する。第２図に示す状態は、第
１図における選択位置（x₃，y₃）に移動したとき
のものである。回転チヤツク１１の軸心は、棒材
５の先端部の軸心に一致したままになつている。 第５図に示す機構２の場合には、滑動板１３ａ
を流体圧シリンダ２１によつて押し出すことによ
つて、回転チヤツク１１の移動が行われる。滑動
板１３ａが移動するにつれて、回動板１３ｂに設
けた突起１３２が支持枠２３に設けたカム溝に案
内されて、回動板１３ｂが所定の角度ずつ連続的
に変えられる。第６図に示す状態は第１図におけ
る選択位置（x₃，y₃）に移動したときのものであ
る。 (ト) 具体的実施例 (1) 対象材 寸法：長さ9144mm×直径19mm 材質：SSUU (2) 回転チヤツクの回転数：292rpm (3) 矯正条件と結果 下記の第１表に示す。

【表】 (チ) 効果 本発明によれば、従来入力・手操作で行われて
いた矯正作業が、機械化・自動化されるので、矯
正作業の精度および能率が格段に向上し、また、
作業の安全性も確保することができる。例えば、
従来のプレス式矯正法では１矯正箇所について
240〜300秒を要していたが、本発明法によれば50
〜150秒に短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の概略平
面図。第２図は第１図と同様な図面であつて、任
意の動作状態にあることを示す。第３図は第１図
の−線からみた横断面図。第４図は本発明が
対象とする棒材の平面図。第５図は回転チヤツク
機構の変更例を示す概略平面図。第６図は第５図
と同様な図面であつて、任意の動作状態にあるこ
とを示す。第７図は第１図の−線からみた正
面図。 １：回転チヤツク機構、１１：回転チヤツク、
１２：駆動モータ、１３：支持台、１３ａ：滑動
板、１３ｂ：回動板、１４：滑動係合部材、１４
ａ，１４ｂ：従動体、２：回転チヤツク移動機
構、２１：流体圧シリンダ、２２，２２ａ，２２
ｂ：誘導通路、２３：支持枠、３：クランプ機
構、３１：クランプ、３２：駆動モータ、３３：
往復台、３４：レール、３１１：ローラ、３１
２：流体圧シリンダ、４：ローラ機構、４１：垂
直ローラ、４２：水平ローラ、５：棒材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 棒材の端部に残留した軸方向曲りを矯正する
   方法において、棒材の軸方向に関してほぼ垂直方
   向に選択的に移動できる回転チヤツクによつて前
   記曲り残留端部側先端を把持すること、棒材の軸
   方向に選択的に移動できるクランプによつて棒材
   の中間部を回転自在に挾持すること、所定の間隔
   で設けられた複数対の水平・垂直ローラによつて
   棒材の他端部を回転自在に支持すること、棒材の
   材質・寸法・曲り量等の初期条件から前記回転チ
   ヤツクの垂直方向移動位置および前記クランプの
   軸方向移動位置をそれぞれ対応させて複数箇所選
   択すること、前記選択位置に前記クランプを設置
   しかつ前記回転チヤツクを回転させながら該クラ
   ンプの選択位置に対応する該回転チヤツクの選択
   位置まで該回転チヤツクを移動させること、該回
   転チヤツクを該選択位置に所定時間保持させた後
   該回転チヤツクを原位置まで戻すこと、前記の工
   程を棒材の先端に最も近い選択位置から始めて該
   先端に最も遠い選択位置まで順次繰り返すことか
   らなる棒材の曲り矯正方法。 ２ 棒材の端部に残留した軸方向曲りを矯正する
   装置において、棒材の前記曲り残留端部側先端を
   把持して回転させる回転チヤツクを備えた回転チ
   ヤツク機構と、該回転チヤツク機構を棒材の軸方
   向にほぼ垂直な所定の経路にそつて所望の距離だ
   け移動させる回転チヤツク移動機構と、棒材の中
   間部を回転自在に挾持するクランプを備えていて
   棒材の軸方向にそつて所望の距離だけ移動できる
   クランプ機構と、棒材の他端部を回転自在に支持
   する複数対の水平ローラおよび垂直ローラからな
   るローラ機構と、棒材の材質・寸法・曲り量等の
   初期条件から前記回転チヤツク機構の垂直方向移
   動および前記クランプ機構の軸方向移動をそれぞ
   れ制御する制御機器とからなる棒材の曲り矯正装
   置。