JPH06142965A - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
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- JPH06142965A JPH06142965A JP4300868A JP30086892A JPH06142965A JP H06142965 A JPH06142965 A JP H06142965A JP 4300868 A JP4300868 A JP 4300868A JP 30086892 A JP30086892 A JP 30086892A JP H06142965 A JPH06142965 A JP H06142965A
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- JP
- Japan
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- laser light
- optical fiber
- main body
- pipe
- rotation
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/28—Making tube fittings for connecting pipes, e.g. U-pieces
- B21C37/29—Making branched pieces, e.g. T-pieces
- B21C37/292—Forming collars by drawing or pushing a rigid forming tool through an opening in the tube wall
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
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- B21C37/28—Making tube fittings for connecting pipes, e.g. U-pieces
- B21C37/29—Making branched pieces, e.g. T-pieces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 環状をなす加熱領域を迅速に加熱することが
できる加熱装置を提供する。 【構成】 一端側がレーザ光源に接続し且つこのレーザ
光源からのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファイ
バ14と、このレーザ光伝送用光ファイバ14の他端側
に接続して当該レーザ光伝送用光ファイバ14の他端側
から出射するレーザ光を集光する集光光学系12と、こ
の集光光学系12と同軸状に正対し且つ外周面が円錐状
の反射面として機能する凸円錐鏡19と、この凸円錐鏡
19にて反射されたレーザ光を環状のレーザ光に折り曲
げて加熱部分に照射する内周面が円錐状の反射面として
機能する凹円錐鏡21とを具えたものである。
できる加熱装置を提供する。 【構成】 一端側がレーザ光源に接続し且つこのレーザ
光源からのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファイ
バ14と、このレーザ光伝送用光ファイバ14の他端側
に接続して当該レーザ光伝送用光ファイバ14の他端側
から出射するレーザ光を集光する集光光学系12と、こ
の集光光学系12と同軸状に正対し且つ外周面が円錐状
の反射面として機能する凸円錐鏡19と、この凸円錐鏡
19にて反射されたレーザ光を環状のレーザ光に折り曲
げて加熱部分に照射する内周面が円錐状の反射面として
機能する凹円錐鏡21とを具えたものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、配管と分岐管との接続
部分に形成される張り出し部を配管の塑性変形によって
熱間加工する際の加熱装置に関する。
部分に形成される張り出し部を配管の塑性変形によって
熱間加工する際の加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力プラントや火力プラント等の各種
プラントの配管には、途中に分岐管を接続したものが非
常に多い。このような分岐管を配管の途中に接続する場
合、従来では分岐管が接続される配管の接続部分の外観
を表す図4に示すように、図示しない分岐管が突き合わ
される配管1の接続部分には、管座となる張り出し部2
が形成され、この張り出し部2に対して分岐管の先端を
突き合わせ溶接することが、材料コストや製造コストの
点で普遍的に採用されている。
プラントの配管には、途中に分岐管を接続したものが非
常に多い。このような分岐管を配管の途中に接続する場
合、従来では分岐管が接続される配管の接続部分の外観
を表す図4に示すように、図示しない分岐管が突き合わ
される配管1の接続部分には、管座となる張り出し部2
が形成され、この張り出し部2に対して分岐管の先端を
突き合わせ溶接することが、材料コストや製造コストの
点で普遍的に採用されている。
【0003】従来、このような配管1の張り出し部2の
加工方法として図5に示すように、予め配管1の所定箇
所に下穴3を穿設して引き棒4を差し込み、配管1の内
側からこの引き棒4の先端に円錐状のマンドレル5を一
体的に装着する。しかる後、図6に示すように下穴3の
周囲の配管1を拘束した状態でマンドレル5を引き棒4
と共に配管1の外側に引き抜き、下穴3の周囲を塑性変
形させてマンドレル5の外径に対応した張り出し部2を
成形するようにしている。
加工方法として図5に示すように、予め配管1の所定箇
所に下穴3を穿設して引き棒4を差し込み、配管1の内
側からこの引き棒4の先端に円錐状のマンドレル5を一
体的に装着する。しかる後、図6に示すように下穴3の
周囲の配管1を拘束した状態でマンドレル5を引き棒4
と共に配管1の外側に引き抜き、下穴3の周囲を塑性変
形させてマンドレル5の外径に対応した張り出し部2を
成形するようにしている。
【0004】この場合、配管1が薄肉の場合には冷間加
工となるが、厚肉の配管1に対しては熱間加工が一般的
であり、熱間加工によって張り出し部2を形成する場
合、この時の配管1に対する加熱状態を表す図7に示す
ように、ガスボンベ6に接続するガスバーナ7を用いて
下穴3の周囲を加熱したり、図8に示すように高周波電
源8に接続する高周波加熱コイル9を下穴3の周囲に配
設し、この下穴3の周囲を高周波誘導加熱している。
工となるが、厚肉の配管1に対しては熱間加工が一般的
であり、熱間加工によって張り出し部2を形成する場
合、この時の配管1に対する加熱状態を表す図7に示す
ように、ガスボンベ6に接続するガスバーナ7を用いて
下穴3の周囲を加熱したり、図8に示すように高周波電
源8に接続する高周波加熱コイル9を下穴3の周囲に配
設し、この下穴3の周囲を高周波誘導加熱している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図7に示すガスバーナ
7にて厚肉の配管1の下穴3の周囲を加熱しつつ張り出
し部2を塑性加工する場合、配管1の昇温速度が早く、
作業効率の点で有利である反面、ガスバーナ7の先端と
配管1の外周面との距離を均一に保持することが困難で
ある。このため、マンドレル5によって最大の曲げ力が
負荷する部分を最適な加熱温度にまで加熱すると、ガス
バーナ7に対して最短距離にある下穴3の近傍が過熱状
態となる傾向を避けることができない。そして、下穴3
の周囲の配管1の表面が部分的に溶融状態となり、マン
ドレル5を引き抜く際の加工応力により微細な割れが発
生して品質の低下を招来する虞がある。
7にて厚肉の配管1の下穴3の周囲を加熱しつつ張り出
し部2を塑性加工する場合、配管1の昇温速度が早く、
作業効率の点で有利である反面、ガスバーナ7の先端と
配管1の外周面との距離を均一に保持することが困難で
ある。このため、マンドレル5によって最大の曲げ力が
負荷する部分を最適な加熱温度にまで加熱すると、ガス
バーナ7に対して最短距離にある下穴3の近傍が過熱状
態となる傾向を避けることができない。そして、下穴3
の周囲の配管1の表面が部分的に溶融状態となり、マン
ドレル5を引き抜く際の加工応力により微細な割れが発
生して品質の低下を招来する虞がある。
【0006】これに対し、図8に示す高周波加熱コイル
9を用いて厚肉の配管1の下穴3の周囲を誘導加熱しつ
つ張り出し部2を塑性加工する方法では、高周波加熱コ
イル9を配管1の外周面に沿って配設することができる
ため、上述したガスバーナ7の如き不具合を避けること
ができるものの、マンドレル5を用いた引き抜き加工を
成立させる必要上、高周波加熱コイル9を配管1の外周
に対して螺旋状に巻き付けることができない。このた
め、加熱効率の面で不利な渦巻き状の高周波加熱コイル
9を下穴3の周囲に配設するしかなく、作業効率の悪化
による製造コストの上昇を招く原因となっている。
9を用いて厚肉の配管1の下穴3の周囲を誘導加熱しつ
つ張り出し部2を塑性加工する方法では、高周波加熱コ
イル9を配管1の外周面に沿って配設することができる
ため、上述したガスバーナ7の如き不具合を避けること
ができるものの、マンドレル5を用いた引き抜き加工を
成立させる必要上、高周波加熱コイル9を配管1の外周
に対して螺旋状に巻き付けることができない。このた
め、加熱効率の面で不利な渦巻き状の高周波加熱コイル
9を下穴3の周囲に配設するしかなく、作業効率の悪化
による製造コストの上昇を招く原因となっている。
【0007】
【発明の目的】本発明は、配管と分岐管との接続部分に
形成される張り出し部を配管の塑性変形によって熱間加
工する際に、マンドレルによって最大の曲げ力が負荷す
る部分のみを最適な加熱温度にまで迅速に加熱すること
ができる加熱装置を提供することを目的とする。
形成される張り出し部を配管の塑性変形によって熱間加
工する際に、マンドレルによって最大の曲げ力が負荷す
る部分のみを最適な加熱温度にまで迅速に加熱すること
ができる加熱装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第一番目の本発明による
加熱装置は、一端側がレーザ光源に接続し且つこのレー
ザ光源からのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファ
イバと、このレーザ光伝送用光ファイバの他端側に接続
して当該レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射す
るレーザ光を集光する集光光学系と、この集光光学系と
同軸状に正対し且つ外周面が円錐状の反射面として機能
する凸円錐鏡と、この凸円錐鏡にて反射された前記レー
ザ光を環状のレーザ光に折り曲げて加熱部分に照射する
内周面が円錐状の反射面として機能する凹円錐鏡とを具
えたものである。
加熱装置は、一端側がレーザ光源に接続し且つこのレー
ザ光源からのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファ
イバと、このレーザ光伝送用光ファイバの他端側に接続
して当該レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射す
るレーザ光を集光する集光光学系と、この集光光学系と
同軸状に正対し且つ外周面が円錐状の反射面として機能
する凸円錐鏡と、この凸円錐鏡にて反射された前記レー
ザ光を環状のレーザ光に折り曲げて加熱部分に照射する
内周面が円錐状の反射面として機能する凹円錐鏡とを具
えたものである。
【0009】又、第二番目の本発明による加熱装置は、
一端側がレーザ光源に接続し且つこのレーザ光源からの
レーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファイバと、この
レーザ光伝送用光ファイバの他端側を保持する本体と、
この本体に対して前記レーザ光伝送用光ファイバの中心
と同軸に回転自在に取り付けられた回転筒と、この回転
筒と前記本体とに設けられて当該回転筒を駆動回転させ
る筒回転機構と、前記回転筒に取り付けられて前記レー
ザ光伝送用光ファイバの他端側から出射するレーザ光の
光路を曲げる楔状プリズムと、前記回転筒に取り付けら
れて前記レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射す
るレーザ光を集光して加熱部分に照射する集光光学系と
を具えたものである。
一端側がレーザ光源に接続し且つこのレーザ光源からの
レーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファイバと、この
レーザ光伝送用光ファイバの他端側を保持する本体と、
この本体に対して前記レーザ光伝送用光ファイバの中心
と同軸に回転自在に取り付けられた回転筒と、この回転
筒と前記本体とに設けられて当該回転筒を駆動回転させ
る筒回転機構と、前記回転筒に取り付けられて前記レー
ザ光伝送用光ファイバの他端側から出射するレーザ光の
光路を曲げる楔状プリズムと、前記回転筒に取り付けら
れて前記レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射す
るレーザ光を集光して加熱部分に照射する集光光学系と
を具えたものである。
【0010】更に、第三番目の本発明による加熱装置
は、一端側がレーザ光源に接続し且つこのレーザ光源か
らのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファイバと、
このレーザ光伝送用光ファイバの他端側を保持する本体
と、この本体に対して前記レーザ光伝送用光ファイバの
中心と同軸に回転自在に取り付けられた回転筒と、この
回転筒と前記本体とに設けられて当該回転筒を駆動回転
させる筒回転機構と、前記回転筒に取り付けられて前記
レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射するレーザ
光の光路を前記回転筒の回転中心と交差する方向に導く
導波管と、この導波管の先端に取り付けられて当該導波
管内を伝送する前記レーザ光を集光して加熱部分に照射
する集光光学系とを具えたものである。
は、一端側がレーザ光源に接続し且つこのレーザ光源か
らのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光ファイバと、
このレーザ光伝送用光ファイバの他端側を保持する本体
と、この本体に対して前記レーザ光伝送用光ファイバの
中心と同軸に回転自在に取り付けられた回転筒と、この
回転筒と前記本体とに設けられて当該回転筒を駆動回転
させる筒回転機構と、前記回転筒に取り付けられて前記
レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射するレーザ
光の光路を前記回転筒の回転中心と交差する方向に導く
導波管と、この導波管の先端に取り付けられて当該導波
管内を伝送する前記レーザ光を集光して加熱部分に照射
する集光光学系とを具えたものである。
【0011】
【作用】第一番目の発明では、レーザ光源からのレーザ
光がレーザ光伝送用光ファイバの一端面からその内部を
伝送して他端面に到達し、このレーザ光伝送用光ファイ
バの他端面から拡散状態で出射するレーザ光が集光光学
系によって集束状態の光束に変換される。そして、凸円
錐鏡により集光光学系の光軸を基準として放射状に光路
が折り曲げられた後、凹円錐鏡により環状のレーザ光と
なって加熱部分に環状に照射される。
光がレーザ光伝送用光ファイバの一端面からその内部を
伝送して他端面に到達し、このレーザ光伝送用光ファイ
バの他端面から拡散状態で出射するレーザ光が集光光学
系によって集束状態の光束に変換される。そして、凸円
錐鏡により集光光学系の光軸を基準として放射状に光路
が折り曲げられた後、凹円錐鏡により環状のレーザ光と
なって加熱部分に環状に照射される。
【0012】第二番目の発明では、レーザ光源からのレ
ーザ光がレーザ光伝送用光ファイバの一端面からその内
部を伝送して他端面に到達し、このレーザ光伝送用光フ
ァイバの他端面から拡散状態で出射するレーザ光が楔状
プリズムによって回転筒の回転軸心に対して交差する方
向に曲げられ、更に集光光学系によって集束状態の光束
に変換される。この状態にて筒回転機構を駆動すると、
本体に対して回転筒が回転してレーザ光が加熱部分を環
状に照射する。
ーザ光がレーザ光伝送用光ファイバの一端面からその内
部を伝送して他端面に到達し、このレーザ光伝送用光フ
ァイバの他端面から拡散状態で出射するレーザ光が楔状
プリズムによって回転筒の回転軸心に対して交差する方
向に曲げられ、更に集光光学系によって集束状態の光束
に変換される。この状態にて筒回転機構を駆動すると、
本体に対して回転筒が回転してレーザ光が加熱部分を環
状に照射する。
【0013】第三番目の発明では、レーザ光源からのレ
ーザ光がレーザ光伝送用光ファイバの一端面からその内
部を伝送して他端面に到達し、このレーザ光伝送用光フ
ァイバの他端面から拡散状態で出射するレーザ光が導波
管によって回転筒の回転軸心に対して交差する方向に導
かれ、更に集光光学系によって集束状態の光束に変換さ
れる。この状態にて筒回転機構を駆動すると、本体に対
して回転筒が導波管と共に回転してレーザ光が加熱部分
を環状に照射する。
ーザ光がレーザ光伝送用光ファイバの一端面からその内
部を伝送して他端面に到達し、このレーザ光伝送用光フ
ァイバの他端面から拡散状態で出射するレーザ光が導波
管によって回転筒の回転軸心に対して交差する方向に導
かれ、更に集光光学系によって集束状態の光束に変換さ
れる。この状態にて筒回転機構を駆動すると、本体に対
して回転筒が導波管と共に回転してレーザ光が加熱部分
を環状に照射する。
【0014】
【実施例】本発明による加熱装置を図4に示す張り出し
部2が形成された配管1を熱間加工により製造する場合
に応用した一実施例の主要部の断面構造を表す図1に示
すように、先端側からねじ込まれる筒状のレンズ固定金
具11を介して集光レンズ12を中央部に保持する鏡筒
13の基端部には、レーザ光伝送用光ファイバ14の先
端部を保持するブラケット15がねじ止めされている
が、集光レンズ12の光軸とレーザ光伝送用光ファイバ
14の先端部の中心軸とが一直線状をなすように、これ
ら集光レンズ12及びレーザ伝送用光ファイバ14の位
置関係が設定されている。又、レーザ光伝送用光ファイ
バ14の基端部には、YAGレーザ発振器や二酸化炭素
ガスレーザ発振器等の図示しないレーザ光源が接続して
おり、これによってレーザ光伝送用光ファイバ14の先
端から拡散状態で出射するレーザ光は、集光レンズ12
により収束状態に変換される。
部2が形成された配管1を熱間加工により製造する場合
に応用した一実施例の主要部の断面構造を表す図1に示
すように、先端側からねじ込まれる筒状のレンズ固定金
具11を介して集光レンズ12を中央部に保持する鏡筒
13の基端部には、レーザ光伝送用光ファイバ14の先
端部を保持するブラケット15がねじ止めされている
が、集光レンズ12の光軸とレーザ光伝送用光ファイバ
14の先端部の中心軸とが一直線状をなすように、これ
ら集光レンズ12及びレーザ伝送用光ファイバ14の位
置関係が設定されている。又、レーザ光伝送用光ファイ
バ14の基端部には、YAGレーザ発振器や二酸化炭素
ガスレーザ発振器等の図示しないレーザ光源が接続して
おり、これによってレーザ光伝送用光ファイバ14の先
端から拡散状態で出射するレーザ光は、集光レンズ12
により収束状態に変換される。
【0015】前記鏡筒13の先端部には、円筒状をなす
鏡支持筒16の基端部がねじ込まれており、この鏡支持
筒16の先端には、当該鏡支持筒16の先端外周にねじ
込まれる環状の石英板固定金具17を介して図中、一点
鎖線にて示すレーザ光に対して損失の少ない石英板18
が装着されている。又、この石英板18の中央には、外
周面が円錐状の反射面となった凸円錐鏡19が止めねじ
20を介して固定されている。実施例における凸円錐鏡
19の頂角は45度のものを採用しているため、集光レ
ンズ12からの光路は凸円錐鏡19により集光レンズ1
2の光軸を基準として放射状に90度折り曲げられるよ
うになっている。
鏡支持筒16の基端部がねじ込まれており、この鏡支持
筒16の先端には、当該鏡支持筒16の先端外周にねじ
込まれる環状の石英板固定金具17を介して図中、一点
鎖線にて示すレーザ光に対して損失の少ない石英板18
が装着されている。又、この石英板18の中央には、外
周面が円錐状の反射面となった凸円錐鏡19が止めねじ
20を介して固定されている。実施例における凸円錐鏡
19の頂角は45度のものを採用しているため、集光レ
ンズ12からの光路は凸円錐鏡19により集光レンズ1
2の光軸を基準として放射状に90度折り曲げられるよ
うになっている。
【0016】前記凸円錐鏡19を囲むように鏡支持筒1
6の基端部に保持された環状の凹円錐鏡21の内周面
は、凸円錐鏡19の外周面と平行をなすように集光レン
ズ12の光軸に対して45度の傾きを持っており、これ
によって凸円錐鏡15からの光路は集光レンズ12の光
軸と平行な方向に折り曲げられ、この集光レンズ12を
中心とする環状のレーザ光が石英板18を透過して配管
1に形成された下穴3の周囲に照射される。
6の基端部に保持された環状の凹円錐鏡21の内周面
は、凸円錐鏡19の外周面と平行をなすように集光レン
ズ12の光軸に対して45度の傾きを持っており、これ
によって凸円錐鏡15からの光路は集光レンズ12の光
軸と平行な方向に折り曲げられ、この集光レンズ12を
中心とする環状のレーザ光が石英板18を透過して配管
1に形成された下穴3の周囲に照射される。
【0017】この環状をなすレーザ光の径は、凹円錐鏡
17の内径を変えることによって任意に調節することが
可能であり、又、このレーザ光の幅は集光レンズ12の
焦点距離や配管1の表面と石英板14との間隔を調整す
ることによって自由に変えることができる。
17の内径を変えることによって任意に調節することが
可能であり、又、このレーザ光の幅は集光レンズ12の
焦点距離や配管1の表面と石英板14との間隔を調整す
ることによって自由に変えることができる。
【0018】なお、集光レンズ12をコリメートレンズ
として機能させることも可能であり、この場合には配管
1に形成された下穴3の周囲に照射される環状のレーザ
光の幅を配管1の表面と石英板14との間隔に関係なく
一定に保持することができる。又、本実施例では配管1
の表面の熱的なバランスを取るため、熱吸収材22を必
要に応じて配管1の表面に塗布するようにしており、こ
れによって配管1に対する均一な加熱を実現することが
できる。
として機能させることも可能であり、この場合には配管
1に形成された下穴3の周囲に照射される環状のレーザ
光の幅を配管1の表面と石英板14との間隔に関係なく
一定に保持することができる。又、本実施例では配管1
の表面の熱的なバランスを取るため、熱吸収材22を必
要に応じて配管1の表面に塗布するようにしており、こ
れによって配管1に対する均一な加熱を実現することが
できる。
【0019】このようにして環状のレーザ光を配管1に
形成された下穴3の周囲に照射し、所定の温度まで加熱
昇温させた後、下穴3の部分からマンドレル5と共に引
き棒4を図中、上方へ引き上げることにより、所定の形
状の張り出し部2を形成することができる。
形成された下穴3の周囲に照射し、所定の温度まで加熱
昇温させた後、下穴3の部分からマンドレル5と共に引
き棒4を図中、上方へ引き上げることにより、所定の形
状の張り出し部2を形成することができる。
【0020】上述した実施例では、環状のレーザ光を配
管1の下穴3の周囲に照射するようにしているが、加熱
速度を向上させるためにレーザ光を環状に走査させ、こ
れによって配管1の下穴3の周囲を加熱することも可能
である。このような本発明による加熱装置を図4に示す
張り出し部2が形成された配管1を熱間加工により製造
する場合に応用した他の一実施例の主要部の断面構造を
表す図2に示すように、光ファイバ保持筒31が貫通す
る本体32の先端側には、一対の軸受33を介して回転
筒34が回転自在に保持されており、この回転筒34の
先端部には先端側が屈曲した鏡筒35の基端部が一体的
にねじ止めされている。
管1の下穴3の周囲に照射するようにしているが、加熱
速度を向上させるためにレーザ光を環状に走査させ、こ
れによって配管1の下穴3の周囲を加熱することも可能
である。このような本発明による加熱装置を図4に示す
張り出し部2が形成された配管1を熱間加工により製造
する場合に応用した他の一実施例の主要部の断面構造を
表す図2に示すように、光ファイバ保持筒31が貫通す
る本体32の先端側には、一対の軸受33を介して回転
筒34が回転自在に保持されており、この回転筒34の
先端部には先端側が屈曲した鏡筒35の基端部が一体的
にねじ止めされている。
【0021】前記本体32にブラケット36を介して装
着された減速機37には、駆動モータ38が連結され、
この減速機37の出力軸39には、スラスト受け板40
を一体に形成した駆動歯車41が固定されている。この
駆動歯車41と噛み合う従動歯車42は、スラスト受け
板40に対して摺接状態で回転筒34の外周面に一体的
に嵌着されており、これにより駆動モータ38の作動に
伴って回転筒34が駆動回転するようになっている。
着された減速機37には、駆動モータ38が連結され、
この減速機37の出力軸39には、スラスト受け板40
を一体に形成した駆動歯車41が固定されている。この
駆動歯車41と噛み合う従動歯車42は、スラスト受け
板40に対して摺接状態で回転筒34の外周面に一体的
に嵌着されており、これにより駆動モータ38の作動に
伴って回転筒34が駆動回転するようになっている。
【0022】又、前記本体32の基端部にねじ込まれる
保持筒固定金具43を介して本体32に固定される前記
光ファイバ保持筒31には、レーザ光伝送用光ファイバ
44の先端部が貫通状態で一体的に保持されており、こ
のレーザ光伝送用光ファイバ44の基端部には、YAG
レーザ発振器や二酸化炭素ガスレーザ発振器等の図示し
ないレーザ光源が接続している。
保持筒固定金具43を介して本体32に固定される前記
光ファイバ保持筒31には、レーザ光伝送用光ファイバ
44の先端部が貫通状態で一体的に保持されており、こ
のレーザ光伝送用光ファイバ44の基端部には、YAG
レーザ発振器や二酸化炭素ガスレーザ発振器等の図示し
ないレーザ光源が接続している。
【0023】前記鏡筒35内には、レーザ光伝送用光フ
ァイバ44の先端面と正対するコリメートレンズ45
と、このコリメートレンズ45によって平行光束に変換
されたレーザ光をコリメートレンズ45の光軸に対して
折り曲げる楔状プリズム46と、この楔状プリズム46
によって折り曲げられたレーザ光を収束させる集光レン
ズ47とがそれぞれスペーサ48を介して収納され、鏡
筒35の先端からねじ込まれる環状のレンズ固定金具4
9によって鏡筒35内に固定された状態となっている。
ァイバ44の先端面と正対するコリメートレンズ45
と、このコリメートレンズ45によって平行光束に変換
されたレーザ光をコリメートレンズ45の光軸に対して
折り曲げる楔状プリズム46と、この楔状プリズム46
によって折り曲げられたレーザ光を収束させる集光レン
ズ47とがそれぞれスペーサ48を介して収納され、鏡
筒35の先端からねじ込まれる環状のレンズ固定金具4
9によって鏡筒35内に固定された状態となっている。
【0024】つまり、レーザ光伝送用光ファイバ44の
先端から出射したレーザ光は、コリメートレンズ45に
よって平行光束に変換され、更に楔状プリズム46によ
り光路が鏡筒35の先端側に沿って折り曲げられた後、
集光レンズ47により収束状態となって配管1に形成さ
れた下穴3の側方に照射される。ここで、回転筒34の
回転中心と配管1の下穴3の中心とを合致させ、この状
態で駆動モータ38により回転筒34を鏡筒35と共に
駆動回転させることにより、レーザ光が下穴3の周囲を
環状に走査して所定の加工温度にまで迅速に昇温させる
ことができる。
先端から出射したレーザ光は、コリメートレンズ45に
よって平行光束に変換され、更に楔状プリズム46によ
り光路が鏡筒35の先端側に沿って折り曲げられた後、
集光レンズ47により収束状態となって配管1に形成さ
れた下穴3の側方に照射される。ここで、回転筒34の
回転中心と配管1の下穴3の中心とを合致させ、この状
態で駆動モータ38により回転筒34を鏡筒35と共に
駆動回転させることにより、レーザ光が下穴3の周囲を
環状に走査して所定の加工温度にまで迅速に昇温させる
ことができる。
【0025】このようにしてレーザ光を配管1に形成さ
れた下穴3の周囲に繰り返し照射し、所定の温度まで加
熱昇温させた後、下穴3の部分からマンドレル5と共に
引き棒4を図中、上方へ引き上げることにより、所定の
形状の張り出し部2を形成することができる。
れた下穴3の周囲に繰り返し照射し、所定の温度まで加
熱昇温させた後、下穴3の部分からマンドレル5と共に
引き棒4を図中、上方へ引き上げることにより、所定の
形状の張り出し部2を形成することができる。
【0026】本実施例では、レーザ光伝送用光ファイバ
44の先端と楔状プリズム46との間にコリメートレン
ズ45を配置したが、このコリメートレンズ45を省略
して鏡筒35の先端部に装着した集光レンズ47を代わ
りに組み付けるようにしても良い。
44の先端と楔状プリズム46との間にコリメートレン
ズ45を配置したが、このコリメートレンズ45を省略
して鏡筒35の先端部に装着した集光レンズ47を代わ
りに組み付けるようにしても良い。
【0027】なお、レーザ光の旋回半径は、楔状プリズ
ム46の楔角を変えたり、配管1の表面と集光レンズ4
7との間隔を調整することによって自由に変えることが
できるが、楔角の異なる楔状プリズム46を使用する場
合には、これに対応した折れ曲がり状態の鏡筒35を用
いる必要がある。又、配管1の表面に照射されるレーザ
光の幅は、集光レンズ47の焦点距離やこの集光レンズ
47と配管1の表面との間隔を調整することによって自
由に変えることができる。
ム46の楔角を変えたり、配管1の表面と集光レンズ4
7との間隔を調整することによって自由に変えることが
できるが、楔角の異なる楔状プリズム46を使用する場
合には、これに対応した折れ曲がり状態の鏡筒35を用
いる必要がある。又、配管1の表面に照射されるレーザ
光の幅は、集光レンズ47の焦点距離やこの集光レンズ
47と配管1の表面との間隔を調整することによって自
由に変えることができる。
【0028】上述した2つの実施例では分岐管の径が配
管1の径よりも小さい場合に特に有効であるが、分岐管
の径が配管1と同程度の場合等において好適な本発明の
別な実施例を図3に示す。即ち、光ファイバ保持筒51
が貫通する本体52の先端側には、一対の軸受53を介
して回転筒54が回転自在に保持されており、この回転
筒54の先端部には導波管支持筒55の基端部が一体的
にねじ止めされている。
管1の径よりも小さい場合に特に有効であるが、分岐管
の径が配管1と同程度の場合等において好適な本発明の
別な実施例を図3に示す。即ち、光ファイバ保持筒51
が貫通する本体52の先端側には、一対の軸受53を介
して回転筒54が回転自在に保持されており、この回転
筒54の先端部には導波管支持筒55の基端部が一体的
にねじ止めされている。
【0029】前記本体52にブラケット56を介して装
着された減速機57には、駆動モータ58が連結され、
この減速機57の出力軸59には、スラスト受け板60
を一体に形成した駆動歯車61が固定されている。この
駆動歯車61と噛み合う従動歯車62は、スラスト受け
板60に対して摺接状態で回転筒54の外周面に一体的
に嵌着されており、これにより駆動モータ58の作動に
伴って回転筒54が駆動回転するようになっている。
着された減速機57には、駆動モータ58が連結され、
この減速機57の出力軸59には、スラスト受け板60
を一体に形成した駆動歯車61が固定されている。この
駆動歯車61と噛み合う従動歯車62は、スラスト受け
板60に対して摺接状態で回転筒54の外周面に一体的
に嵌着されており、これにより駆動モータ58の作動に
伴って回転筒54が駆動回転するようになっている。
【0030】又、前記本体52の基端部にねじ込まれる
保持筒固定金具63を介して本体52に固定される前記
光ファイバ保持筒51には、レーザ光伝送用光ファイバ
64の先端部が貫通状態で一体的に保持されており、こ
のレーザ光伝送用光ファイバ64の基端部には、YAG
レーザ発振器や二酸化炭素ガスレーザ発振器等の図示し
ないレーザ光源が接続している。
保持筒固定金具63を介して本体52に固定される前記
光ファイバ保持筒51には、レーザ光伝送用光ファイバ
64の先端部が貫通状態で一体的に保持されており、こ
のレーザ光伝送用光ファイバ64の基端部には、YAG
レーザ発振器や二酸化炭素ガスレーザ発振器等の図示し
ないレーザ光源が接続している。
【0031】前記導波管支持筒55の先端部には、レー
ザ光伝送用光ファイバ64の先端から拡散状態で出射す
るレーザ光を回転筒54の回転中心に対して直角な方向
に導く導波管65の基端部が固定されており、この導波
管65の先端部には、当該導波管65からのレーザ光を
集光状態で配管1の表面に照射するための集光レンズ6
6が導波管65の先端部にねじ込まれる環状のレンズ固
定金具67を介して固定されている。
ザ光伝送用光ファイバ64の先端から拡散状態で出射す
るレーザ光を回転筒54の回転中心に対して直角な方向
に導く導波管65の基端部が固定されており、この導波
管65の先端部には、当該導波管65からのレーザ光を
集光状態で配管1の表面に照射するための集光レンズ6
6が導波管65の先端部にねじ込まれる環状のレンズ固
定金具67を介して固定されている。
【0032】従って、レーザ光伝送用光ファイバ64の
先端から出射したレーザ光は、導波管65によって図3
中、横方向に導かれ、更に集光レンズ66により収束状
態となって配管1に形成された下穴3の側方に照射され
る。ここで、回転筒54の回転中心と配管1の下穴3の
中心とを合致させ、この状態で駆動モータ58により回
転筒54を導波管支持筒55と共に駆動回転させること
により、レーザ光が下穴3の周囲を環状に走査して所定
の加工温度にまで迅速に昇温させることができる。
先端から出射したレーザ光は、導波管65によって図3
中、横方向に導かれ、更に集光レンズ66により収束状
態となって配管1に形成された下穴3の側方に照射され
る。ここで、回転筒54の回転中心と配管1の下穴3の
中心とを合致させ、この状態で駆動モータ58により回
転筒54を導波管支持筒55と共に駆動回転させること
により、レーザ光が下穴3の周囲を環状に走査して所定
の加工温度にまで迅速に昇温させることができる。
【0033】この場合、図示しない数値制御装置等を利
用し、回転筒54の回転に同期して本体52を図示しな
い旋回機構により配管1の外周面に沿って揺動させるこ
とにより、集光レンズ66と配管1の外周面との間隔を
ほぼ一定に保持することができ、均一な加熱を行うこと
が可能となる。
用し、回転筒54の回転に同期して本体52を図示しな
い旋回機構により配管1の外周面に沿って揺動させるこ
とにより、集光レンズ66と配管1の外周面との間隔を
ほぼ一定に保持することができ、均一な加熱を行うこと
が可能となる。
【0034】なお、上述した三つの実施例は、すべて配
管1に形成される張り出し部2の熱間塑性加工を行う場
合について説明したが、これ以外の円周加熱を必要とす
る一般的な技術にも当然適用することができる。
管1に形成される張り出し部2の熱間塑性加工を行う場
合について説明したが、これ以外の円周加熱を必要とす
る一般的な技術にも当然適用することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明の加熱装置によると、エネルギ密
度が高くしかも指向性が極めて高いレーザ光を熱源とし
て用いているため、操作性に優れたレーザ光源を用いる
ことと相俟って、作業効率や加熱品質の向上を図ること
ができる。
度が高くしかも指向性が極めて高いレーザ光を熱源とし
て用いているため、操作性に優れたレーザ光源を用いる
ことと相俟って、作業効率や加熱品質の向上を図ること
ができる。
【0036】現在、配管の張り出し部の熱間加工等に際
しては、ライン化による連続大量加工が試みられてお
り、従来にないインライン作業に有利な光ファイバを用
いて加熱部分とレーザ光源とを接続することができ、輻
射光や反射光と加熱温度との相関性を利用して光センサ
等により加熱温度の監視ができるため、加熱部分の表面
溶融を未然に防止することができる。
しては、ライン化による連続大量加工が試みられてお
り、従来にないインライン作業に有利な光ファイバを用
いて加熱部分とレーザ光源とを接続することができ、輻
射光や反射光と加熱温度との相関性を利用して光センサ
等により加熱温度の監視ができるため、加熱部分の表面
溶融を未然に防止することができる。
【図1】本発明による第一実施例にかかるレーザ加熱装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図2】本発明による第二実施例にかかるレーザ加熱装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図3】本発明による第三実施例にかかるレーザ加熱装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図4】本発明の対象となった張り出し部を有する配管
の斜視図である。
の斜視図である。
【図5】図6と共に本発明の対象となった張り出し部を
有する配管の製造手順を表す断面図である。
有する配管の製造手順を表す断面図である。
【図6】図5と共に本発明の対象となった張り出し部を
有する配管の製造手順を表す断面図である。
有する配管の製造手順を表す断面図である。
【図7】本発明の対象となった張り出し部を有する配管
を製造する際に用いられる従来の加熱装置の一例を表す
概念図である。
を製造する際に用いられる従来の加熱装置の一例を表す
概念図である。
【図8】本発明の対象となった張り出し部を有する配管
を製造する際に用いられる従来の加熱装置の他の一例を
表す概念図である。
を製造する際に用いられる従来の加熱装置の他の一例を
表す概念図である。
1は配管、2は張り出し部、3は下穴、4は引き棒、5
はマンドレル、11,49,67はレンズ固定金具、1
2,47,66は集光レンズ、13,35は鏡筒、14,4
4,64はレーザ光伝送用光ファイバ、15,36,56
はブラケット、16は鏡支持筒、17は石英板固定金
具、18は石英板、19は凸円錐鏡、20は止めねじ、
21は凹円錐鏡、22は熱吸収材、31,51は光ファ
イバ保持筒、32,52は本体、33,53は軸受、3
4,54は回転筒、37,57は減速機、38,58は駆
動モータ、39,59は出力軸、40,60はスラスト受
け板、41,61は駆動歯車、42,62は従動歯車、4
3,63は保持筒固定金具、45はコリメートレンズ、
46は楔状プリズム、48はスペーサ、55は導波管支
持筒、65は導波管である。
はマンドレル、11,49,67はレンズ固定金具、1
2,47,66は集光レンズ、13,35は鏡筒、14,4
4,64はレーザ光伝送用光ファイバ、15,36,56
はブラケット、16は鏡支持筒、17は石英板固定金
具、18は石英板、19は凸円錐鏡、20は止めねじ、
21は凹円錐鏡、22は熱吸収材、31,51は光ファ
イバ保持筒、32,52は本体、33,53は軸受、3
4,54は回転筒、37,57は減速機、38,58は駆
動モータ、39,59は出力軸、40,60はスラスト受
け板、41,61は駆動歯車、42,62は従動歯車、4
3,63は保持筒固定金具、45はコリメートレンズ、
46は楔状プリズム、48はスペーサ、55は導波管支
持筒、65は導波管である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B21D 19/08 D 9348−4E B23K 26/00 A 7425−4E 26/08 K 7425−4E
Claims (3)
- 【請求項1】 一端側がレーザ光源に接続し且つこのレ
ーザ光源からのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光フ
ァイバと、このレーザ光伝送用光ファイバの他端側に接
続して当該レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射
するレーザ光を集光する集光光学系と、この集光光学系
と同軸状に正対し且つ外周面が円錐状の反射面として機
能する凸円錐鏡と、この凸円錐鏡にて反射された前記レ
ーザ光を環状のレーザ光に折り曲げて加熱部分に照射す
る内周面が円錐状の反射面として機能する凹円錐鏡とを
具えた加熱装置。 - 【請求項2】 一端側がレーザ光源に接続し且つこのレ
ーザ光源からのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光フ
ァイバと、このレーザ光伝送用光ファイバの他端側を保
持する本体と、この本体に対して前記レーザ光伝送用光
ファイバの中心と同軸に回転自在に取り付けられた回転
筒と、この回転筒と前記本体とに設けられて当該回転筒
を駆動回転させる筒回転機構と、前記回転筒に取り付け
られて前記レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射
するレーザ光の光路を曲げる楔状プリズムと、前記回転
筒に取り付けられて前記レーザ光伝送用光ファイバの他
端側から出射するレーザ光を集光して加熱部分に照射す
る集光光学系とを具えた加熱装置。 - 【請求項3】 一端側がレーザ光源に接続し且つこのレ
ーザ光源からのレーザ光を伝送するレーザ光伝送用光フ
ァイバと、このレーザ光伝送用光ファイバの他端側を保
持する本体と、この本体に対して前記レーザ光伝送用光
ファイバの中心と同軸に回転自在に取り付けられた回転
筒と、この回転筒と前記本体とに設けられて当該回転筒
を駆動回転させる筒回転機構と、前記回転筒に取り付け
られて前記レーザ光伝送用光ファイバの他端側から出射
するレーザ光の光路を前記回転筒の回転中心と交差する
方向に導く導波管と、この導波管の先端に取り付けられ
て当該導波管内を伝送する前記レーザ光を集光して加熱
部分に照射する集光光学系とを具えた加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300868A JPH06142965A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4300868A JPH06142965A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06142965A true JPH06142965A (ja) | 1994-05-24 |
Family
ID=17890080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4300868A Withdrawn JPH06142965A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06142965A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308986A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Canon Inc | 光学素子固定装置 |
| JP2008052134A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 樹脂レンズおよびレンズユニットおよびレンズ溶着方法およびレンズ固定方法 |
| KR20150098684A (ko) * | 2013-01-11 | 2015-08-28 | 발리 게이밍, 인코포레이티드 | 벳 센서, 하나 이상의 벳 센서를 갖는 게임 테이블, 및 관련 방법 |
| CN109894503A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-18 | 南通益颖汽车装备有限公司 | 一种汽车备胎盖包边局部加热装置 |
| CN115156359A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-11 | 中国航发航空科技股份有限公司 | 用于航空发动机钣金筒体径向孔局部加热成型装置 |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4300868A patent/JPH06142965A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006308986A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Canon Inc | 光学素子固定装置 |
| JP2008052134A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 樹脂レンズおよびレンズユニットおよびレンズ溶着方法およびレンズ固定方法 |
| KR20150098684A (ko) * | 2013-01-11 | 2015-08-28 | 발리 게이밍, 인코포레이티드 | 벳 센서, 하나 이상의 벳 센서를 갖는 게임 테이블, 및 관련 방법 |
| US9478099B2 (en) | 2013-01-11 | 2016-10-25 | Bally Gaming, Inc. | Bet sensing apparatuses and methods |
| US9536379B2 (en) | 2013-01-11 | 2017-01-03 | Bally Gaming, Inc. | Bet sensors |
| US9940776B2 (en) | 2013-01-11 | 2018-04-10 | Bally Gaming, Inc. | Bet sensing apparatuses and related devices and methods |
| US10134223B2 (en) | 2013-01-11 | 2018-11-20 | Bally Gaming, Inc. | Bet sensing apparatuses and methods |
| US10290178B2 (en) | 2013-01-11 | 2019-05-14 | Bally Gaming, Inc. | Bet sensing apparatuses and related devices and methods |
| CN109894503A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-18 | 南通益颖汽车装备有限公司 | 一种汽车备胎盖包边局部加热装置 |
| CN115156359A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-10-11 | 中国航发航空科技股份有限公司 | 用于航空发动机钣金筒体径向孔局部加热成型装置 |
| CN115156359B (zh) * | 2022-07-21 | 2023-09-15 | 中国航发航空科技股份有限公司 | 用于航空发动机钣金筒体径向孔局部加热成型装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |