JPH0714558B2 - 摩擦圧接機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は対向して把持された管と短管や管フランジ等の
一対の管状の加工物を、互いに相対回転させながら圧力
下で摩擦接触させて圧接する摩擦圧接機の改良に関する
ものである。

［従来の技術］ 一般に溶接作業のコストダウンを図るために、摩擦圧接
が多く利用されているが、プラント配管溶接作業の合理
化では管フランジを長尺又はすでに一次元又は二次元に
曲げた管に摩擦圧接するには、管フランジを回転させな
ければならない。ところで、摩擦圧接を行うと、圧接部
の内外側にバリを生じるため、このバリを除去しなけれ
ばならないが、従来行われている圧接材を回転させてバ
リを切削する方法では、圧接管を回転させることができ
ないため困難である。又、圧接機外側にバリ切削装置を
備えなければならない欠点があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記従来の実情に鑑みて提案されたもので、短
加工物を回転させて摩擦圧接を行うようにして、摩擦圧
接機の長さを短くすると共に、圧接された加工物を固定
したまま、主軸を回転させながら後退させるだけで、自
動的に内側バリを切削し得るようにし、しかも構造を簡
略化してコンパクト化を可能とし、能率よく作業を行う
ことができ、操作も容易に製作し得る摩擦圧接機を提供
せんとするものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するために、対向して把持さ
れた一対の管状の加工物を、互いに相対回転させながら
圧力下で摩擦接触させて圧接する摩擦圧接機において、
回転側の短加工物を把持するチャックを保持して回転駆
動される、軸芯方向に進退可能な主軸の先端部中央に、
主軸と一体の小径軸を設け、その小径軸の先端部に、刃
物ホルダーを介して取付けられたバリ切削刃を、圧接時
に、圧接部よりも固定側の管内に位置するように保持せ
しめて、摩擦圧接機を構成したことを特徴とするもので
ある。

［作用］ 本発明の摩擦圧接機は上記のように構成されているの
で、短加工物はチャックにより把持されて回転されなが
ら、対向して把持された長尺の管に圧力下で摩擦接触さ
せられ、互いに圧接されることになる。この時、圧接部
の内外側にはバリを生じるが、刃物ホルダーの自由端部
のバリ切削刃は、圧接時には圧接部よりも固定側の管内
に位置しているため、圧接終了後に、圧接された加工物
を固定したまま、主軸を回転させながら後退させると、
内側バリは主軸と共に後退する、管サイズに応じてセッ
トされたバリ切削刃により、自動的に切削除去されるこ
とになる。

なお、内側バリが除去された後は、主軸と共にバリ切削
刃を圧接部内周より軸芯方向に大きく後退させ、圧接さ
れた加工物を摩擦圧接機から引出せばよい。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明の１実施例を示す摩擦圧接機の横断面図
で、第２図はその一部破断正面図である。又、第３図は
揺動角調節手段の要部断面図で、第４図は切削腕の自由
端部の側面図、第５図は外側バリとバリ切削刃の近接状
態を示す平面図、第６図は刃物ホルダーの自由端部の断
面図である。

図中１は互いに圧接される一方の管状の加工物である長
尺の管で、クランプ２により把持され、水平に固定され
ている。３は回転側の短加工物の管フランジで、チャッ
ク爪４により把持され、管１と管フランジ３は丁度対向
せしめられている。

５はモータで、モータ５の回転力はクラッチ６により切
替えられ、カップリング７を介して歯車８に伝達されて
いる。９は軸受10を介して主軸筺11内に水平に支承され
た主軸で、その外周には歯車８と係合する歯車12がキー
固定され、モータ５によって主軸９が回転駆動されるよ
うになっている。なお、13はブレーキで、主軸９の回転
を制動し得るようになっている。

14は小径軸で、軸芯方向に進退可能な主軸９の先端部中
央に、主軸９と一体に成形されている。15は小径軸14と
同心状に配置され、主軸９に固定された筒状当接部材
で、その当接端16はチャック爪４に把持された、管フラ
ンジ３の端面に当接されている。17は筒状当接部材15の
外周に装着されて軸芯方向に進退自在な筒状ピストン
で、その先端部には半径方向に等間隔をおいて３ケ所、
ピン18により支承されたＬ形リンク19の１端が係止され
ている。

20は主軸９の先端面にボルト21により固定されたチャッ
クで、チャック爪４はチャック20の半径方向に等間隔を
おいて、３ケ所放射状に設けられたスライダー溝22に沿
って摺動自在な爪スライダー23にボルト24にて固定さ
れ、爪スライダー23はＬ形リンク19の他端に係止されて
いる。従って、筒状ピストン17が軸芯方向に進退移動す
ると、Ｌ形リンク19が傾動し、爪スライダー23がスライ
ダー溝22に沿って摺動し、チャック爪４が管フランジ３
の外周の３ケ所を把持したり解除したりすることにな
る。

次に、25は刃物ホルダーで、その下端のネジ部26は、小
径軸14の先端部中央に設けられたネジ穴27に螺着され、
ナット28により締付固定されている。29は管１と管フラ
ンジ３の圧接部に生じた内側バリ30を切削する管サイズ
に応じて交換可能なバリ切削刃で、止ネジ31にて刃物ホ
ルダー25の自由端部に着脱自在に締付固定されている。
但し、バリ切削刃29は、圧接時には図示のように、圧接
部よりも突出距離32だけ固定側の管内に位置するように
保持され、突出距離32は、刃物ホルダー25の長さによっ
て任意に選定し得るよいになっている。

次に、33はキーを介して支持軸34により揺動自在に支持
された切削腕で、その自由端には圧接部に生じた外側バ
リ35を切削するバリ切削刃36が、ボルト37により着脱自
在に取付けられている。38は切削腕33を支持軸34の先端
部からの離脱防止のナットで、ナット38により揺動腕33
の基端部に装着された支持軸34は、主軸９の軸芯と平行
に配置され、主軸９の前頭部に対向して固定された支持
ケース39内に、スリーブ40を介して回転自在に支承さ
れ、支持軸34が回転されると、切削腕33が主軸９の軸芯
に対し直角方向に揺動し、切削腕33の自由端に取付けた
バリ切削刃36が、圧接部の外周に接近したり後退したり
するようになっている。

41は支持ケース39内に支持軸34と直交するように配置さ
れたプランジャーで、そのロッド42にはラック43が設け
られており、そのラック43は支持軸34に設けられたピニ
オン44と係合し、プランジャー41が移動すると、ピニオ
ン44に係合するラック43により支持軸34が回転し、切削
腕33が揺動するようになっている。

次に、45は切削腕33の揺動角を規制する揺動角規制用ス
トッパーで、プランジャー41のロッド42の先端部に取付
けられ、ストッパー回り止め46により回り止めされて、
調整ハンドル47により規制する揺動角を調整し得るよう
になっている。なお、48は支持軸34に支持された切削腕
33の、軸芯方向を調節するための軸芯方向位置調整ボル
トである。

次に、図中A,B,C,Dは作動油を給排する油圧ポートで、
油圧ポートＡより油圧を供給すると、筒状ピストン17が
前進してチャック爪４が開となり、背圧は油圧ポートＢ
を介してドレインされることになる。逆に、油圧ポート
Ｂより油圧を供給すると、筒状ピストン17が後退してチ
ャック爪４が閉となり、背圧は油圧ポートＡを介してド
レインされることになる。

又、油圧ポートＣより油圧を供給すると、供給された油
圧によりプランジャー41が前進し、切削腕33が圧接部に
近づく方向に揺動し、バリ切削刃36によって外側バリ35
が切削されることになる。この時、プランジャー41の背
圧は、油圧ポートＤを介してドレインされることにな
る。逆に、油圧ポートＤより油圧を供給すると、供給さ
れた油圧によりプランジャー41が後退して、切削腕33が
圧接部から離れる方向に揺動し、バリ切削刃36による外
側バリ35の切削が終了されることになる。この時、プラ
ンジャー41の背圧は、油圧ポートＣを介してドレインさ
れることになる。

但し、本実施例においては、圧接部に生じた内側バリ30
を切削する。バリ切削刃29を自由端部に有する刃物ホル
ダー25の下端のネジ部26を小径軸14の先端部中央に設け
られたネジ穴27に螺着してナット28により締付固定する
ようにしているが、内側バリ30を切削するバリ切削刃29
を自由端部に有する刃物ホルダー25を短い筒状にし、こ
れを小径軸14の先端部外周に装着して、小径軸14の先端
に設けられたネジ部に螺着したナットにより締付固定し
て、刃物ホルダー25を小径軸14に着脱自在に取付けるよ
うにしてもよい。

本発明の摩擦圧接機は上記のように構成されているの
で、油圧ポートＢに油圧を供給して、短加工物である管
フランジ３をチャック爪４により把持し、モータ５を駆
動させると、筒フランジ３はチャック爪４により把持さ
れて回転されながら、対向してクランプ２により把持さ
れた長尺の管１に圧力下で摩擦接触させられ、互いに圧
接されることになる。但し、管フランジ３を管１に押圧
するには、主軸筺11全体をベースに対して移動させる
が、主軸９を移動させるようにしてあればよい。

なお、圧接すると圧接部の内外周にはバリが生じるが、
圧接によって生じた外側バリ35を除去するには、油圧ポ
ートＡに油圧を供給してチャック爪４を開放後、油圧ポ
ートＣに油圧を供給して揺動角調節手段により切削腕33
の揺動角を調節し、バリ切削刃36を圧接部外周に接近さ
せて、主軸９を回転させながら切削除去すればよい。

次に、外側バリ35が除去された後は、油圧ポートＤに油
圧を供給して、揺動角調節手段により切削腕33の揺動角
を調節し、バリ切削刃36を圧接部外周より後退させれば
よい。この時、内側バリ30を切削除去するバリ切削刃29
は、圧接部よりも固定側の管内に位置しているので、主
軸９を回転させたままの状態で主軸筺11を軸芯方向に後
退させると、内側バリ30を自動的に切削除去することが
でき、きわめて好都合である。こうして内側バリ30の切
削除去を終えた後、主軸９と共にバリ切削刃29を圧接部
内周より軸芯方向に大きく後退させれば、主軸筺11の後
端がリミットスイッチに当接して後退が停止し、主軸９
の回転も停止される。この時、切削腕33は十分に後退さ
せられているので圧接された加工物を摩擦圧接機から引
出す際に、バリ切削刃35や29がフランジ部の引出しの邪
魔になることはなく、スムーズに作業を反復して行うこ
とができる。但し、バリ切削刃29は、管サイズに応じて
適宜交換されることは言うまでもない。

なお、本実施例においては、切削腕33を揺動自在に支持
する支持軸34に取付けたピニオン44と、プランジャー41
により操作されるラック43を係合させて、揺動角調節手
段としたが、他の手段により揺動角調節手段を構成して
もよい。

又、各油圧ポートA,B,C,Dへの圧油の給排は、チャック
爪４開閉用の油圧分配弁に１系列加えて、共同分配弁を
使用してもよい。

［発明の効果］ 以上具体的に説明したように、本発明によれば、長尺の
管を固定側に、短加工物を回転側に把持して摩擦圧接を
行うことができるため、摩擦圧接機の長さが短くなり、
安価となるばかりか、工事現場への運搬も容易である。
又、内側バリを切削するバリ切削刃は、圧接時に圧接部
よりも固定側の管内に位置するように保持されているた
め、圧接された加工物を固定したまま、主軸を回転させ
ながら後退させるだけで、自動的に内側バリを切削する
ことができる。又、バリ切削刃は管サイズに応じて交換
可能であり、各種配管サイズの内側バリの切削に応じる
ことができる。又、短加工物の内径を長尺の管の内径よ
りも小さくして圧接し、バリ切削刃を管の内径に合せて
セットした状態で後退させると、圧接部の内面は、バリ
切削刃により、短加工物と長尺管の圧接部に段差を生じ
ることなく面一に内面が切削されるため、圧接部で管内
の流れ抵抗が増加することはない。又、主軸と小径軸が
一体であるため構造が簡単で、安価にしかもコンパクト
に製作することができると共に、取扱いも容易である。
等数多くの利点を有し、作業能率がよく、例えば、数多
くの管の両端に短管や管フランジを接合する必要があ
る。プラント建設における現地配管作業に適用して、実
用上きわめて有効な摩擦圧接機を提供し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の１実施例を示す摩擦圧接機の横断面図
で、第２図はその一部破断正面図、第３図は揺動角調節
手段の要部断面図、第４図は切削腕の自由端部の側面
図、第５図は外側バリとバリ切削刃の接近状態を示す平
面図、第６図は刃物ホルダーの自由端部の断面図であ
る。 １……管、２……クランプ、３……管フランジ、４……
チャック爪、５……モータ、６……クラッチ、７……カ
ップリング、８……歯車、９……主軸、10……軸受、11
……主軸筺、12……歯車、13……ブレーキ、14……小径
軸、15……筒状当接部材、16……当接端、17……筒状ピ
ストン、13……ピン、19……Ｌ形リンク、20……チャッ
ク、21……ボルト、22……スライダー溝、23……爪スラ
イダー、24……ボルト、25……刃物ホルダー、26……ネ
ジ部、27……ネジ穴、28……ナット、29……バリ切削
刃、30……内側バリ、31……止ネジ、32……突出距離、
33……切削腕、34……支持軸、35……外側バリ、36……
バリ切削刃、37……ボルト、38……ナット、39……支持
ケース、40……スリーブ、41……プランジャー、42……
ロッド、43……ラック、44……ピニオン、45……揺動角
規制用ストッパー、46……ストッパー回り止め、47……
調整ハンドル、48……軸芯方向位置調整ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向して把持された一対の管状の加工物
   を、互いに相対回転させながら圧力下で摩擦接触させて
   圧接する摩擦圧接機において、回転側の短加工物を把持
   するチャックを保持して回転駆動される、軸芯方向に進
   退可能な主軸の先端部中央に、主軸と一体の小径軸を設
   け、その小径軸の先端部に、刃物ホルダーを介して取付
   けられたバリ切削刃を、圧接時に、圧接部よりも固定側
   の管内に位置するように保持せしめたことを特徴とする
   摩擦圧接機。