JPH07328816A - 裏座ぐり成形加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、予めフランジボルト孔を加工した
後、裏側の座ぐり加工を簡便かつ高精度、高能率にでき
る裏座ぐり成形加工装置を提供することにある。 【構成】本発明の裏座ぐり成形加工装置は、軸心周りの
回転と軸方向に沿う進退動作を行う駆動機構と、この駆
動機構の主軸に同軸的に取付けられて一体動作するアウ
ターシャフトと、このアウターシャフトの中心部に一体
回転可能でかつ軸方向に一定範囲スライド可能に挿入さ
れ，前記アウターシャフトの先端側に向かってスプリン
グにより付勢されたインナーシャフトと、このインナー
シャフトに設けられ前記アウターシャフトの開口部にピ
ンで支持され，両側にローラーが取り付けられたローラ
ーホルダーと、このローラーホルダーの下方に連結され
たカッタープレートと、このカッタープレートを前記ア
ウターシャフトの開口部下方のピン位置で傾斜移動でき
るプレートカム孔とから構成されている。従って、裏側
で座ぐりバイトの取付け，芯出し，加工，取外し等の従
来の作業工程を省略できるので、簡便でかつ高精度，高
能率に座ぐりの加工を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧力容器フランジ継手の
ボルト穴部のボルト座を成形加工する裏座ぐり成形加工
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被加工物であるプラント配管のフランジ
継手ボルト部は、例えば図９及び図１０（図９のＡ−Ａ
矢視図）に示すような構造をしている。すなわち、プラ
ント配管フランジ１と２は、その周囲を数箇所ボルト３
とナット４で締付固定されている。ボルト３を挿入する
各々のボルト孔１ａと２ａは、フランジ面側５より加工
し、またボルト３とナット４の受座３ａと４ａは、それ
ぞれボルト孔１ａと２ａと直角性を保つことが要求され
る。この場合、ボルト孔加工時と同一方向から座ぐり加
工できる被加工物の形状になっていれば問題ないが、図
９のようにエルボ６が溶接されていたり、また図１２の
ようにボルト・ナットによる締付け固定側と反対側に突
出したフランジ７が付設していると座ぐり加工はきわめ
て難しくなる。

【０００３】通常、図８（ａ）に示すように、座ぐり加
工は汎用のラジアールボール盤８によりボルト孔をドリ
ル等で孔あけした後、ボール盤の主軸９に座ぐり棒１０
を差し込み、被加工物１の裏側より図８（ｂ）のように
座ぐりバイト１０ａを取付け、ノギス，スケール等でバ
イト突出し量Ｒに設定して締付ボルト１０ｂで固定し、
さらに図８（ｃ）において、フランジ厚さｔから座ぐり
深さｈをラジアルボール盤８に加工深さ目盛りに設定
し、図８（ｄ）で加工後、座ぐりバイト１０ａを取外
し、図８（ｅ）で座ぐり棒１０を抜き取る方法が多く採
用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】また、図１１（ａ）に
示すように、フランジ１，２のボルト用座を加工しない
で、ボルト３とナット４で締付固定する場合、図１１
（ｂ）のようにボルト孔１ａと２ａ及びボルト・ナット
の受け部が直角でないと、ｃ部のようにボルトとナット
が一部浮いたり、ｄ部のようにボルトに曲がりを生ずる
恐れがあり、品質及び性能上好ましくない。

【０００５】また、図１３（ａ）〜（ｅ）に示すよう
に、座ぐり棒を挿入して裏側より座ぐりバイトを締付け
て座ぐり加工を行う従来方法では、ボルト孔が多数個あ
る場合、その都度座ぐりバイトの取付，芯出し，切込
み，取外し，座ぐり棒の出入れを繰り返すことになり、
作業ロスを生じて極めて能率が悪く、さらに大口径穴の
座ぐりの場合、図１４に示すように切削抵抗が大きくな
り、座ぐりバイト１０ａがｆ方向にあおられ、ボルト孔
に対する直角度あるいはボルト座の平坦度が得られにく
くなり、これではボルト・ナットの受座の当りが悪く芳
しくない。さらに、一気に切込みがかかると、送り量が
上げられず、作業者の手送りによる勘を必要とし、送り
方向も逆になることから通常のラジアルボール盤で裏座
ぐりを行うと、主軸孔に差し込んだ座ぐり棒が抜け易
く、また被加工物が浮き上がる危険性もあり、作業安全
上及び加工技術的にも経験を要する作業であった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、予めフランジボルト孔を加工した後、
裏側に座ぐり加工する場合、裏側で座ぐりバイトの取付
け、芯出し、加工、取り外しなどの作業を省略して簡便
かつ高精度、高能率に加工できる裏座ぐり成形加工装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、被加工物に形成された孔の座
ぐり座を成形加工する裏座ぐり成形加工装置において、
軸心周りの回転および軸方向に沿う進退動作を行う主軸
を有する駆動機構と、この駆動機構の主軸に一端が同軸
的に取付けられて一体動作し，他端が自由先端とされて
前記被加工物に形成された孔に挿入可能なアウターシャ
フトと、このアウターシャフトの中心部に一体回転可能
でかつ軸方向に一定範囲スライド可能に挿入され，前記
アウターシャフトの先端側に向かってスプリングにより
付勢されたインナーシャフトと、このインナーシャフト
の先端に設けられ前記アウターシャフトの開口部にピン
で支持し傾斜してスライドし，両側にローラーが取り付
けられたローラーホルダーと、このローラーホルダーの
下方に連結シャフトで連結されたカッタープレートと、
このカッタープレートを前記アウターシャフトの開口部
下方にローラーホルダーを支持するピン位置で傾斜移動
できるプレートカム孔とから構成されたことを特徴とす
る。

【０００８】請求項２は、請求項１の裏座ぐり成形加工
装置において、アウターシャフトの外面に外接し，上下
にスライドできるスライドベアリングを介して取付けら
れたストッパーボックスの内側にねじこまれた戻しドラ
ムを旋回させることにより、ローラーとローラーホルダ
ーを下方に戻し、加工後のカッターが加工面より離脱さ
せるように構成したことを特徴とする。

【０００９】請求項３は、請求項１の裏座ぐり成形加工
装置において、前記アウターシャフトの内部から軸心と
交差する方向に出没可能とされたカッターと、前記イン
ナーシャフトに一体的に設けられ前記カッターが成形加
工位置まで移動した前進位置で前記被加工物の表面に当
接して前記インナーシャフトを停止させる位置決め機構
と、この位置決め機構による前記インナーシャフトの停
止位置から前記アウターシャフトの前進に関連して前記
カッターを前記アウターシャフトから突出させるととも
に前記アウターシャフトの逆動作に関連して前記カッタ
ーを前記アウターシャフトに退入させるカム機構と、さ
らに前記カッターが成形加工位置にまで移動後，前記カ
ッターの戻りを阻害しないようにストッパーボックスの
下方向内側に螺合したステップディスクと、前記ストッ
パーボックスの側面より突き出た切換レバーを旋回させ
てアウターシャフトの開口部に突き出たガイドローラー
を下方に移動させることにより前記カッター切刃を被加
工物面より取り離す取り離し機構とから構成されたこと
を特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の裏座ぐり成形加工装置によれば、孔成
形加工時にはまず駆動機構の主軸の軸方向前進移動によ
ってアウターシャフトを被加工物の孔に挿入してゆく。
このとき、インナーシャフトはアウターシャフト内で一
定範囲軸方向にスライド可能であり、スプリングによっ
て先端側に向かって付勢された状態にある。最初はイン
ナーシャフトがアウターシャフトと共に軸方向に一体的
に前進移動する。アウターシャフトが被加工物側に所定
位置まで前進したとき、位置決め機構が被加工物の端面
に当接し、この位置決め機構と一体的なインナーシャフ
トが停止する。この位置決め機構の被加工物への当接に
よってインナーシャフトが停止した後もアウターシャフ
トを付勢力に抗して前進させる。インナーシャフトが停
止した状態でアウターシャフトのみが前進すると、アウ
ターシャフトとインナーシャフトとの相対動作によって
カム機構が働き、カッターはアウターシャフトから軸方
向と交差する方向に移動して突出する。

【００１１】この突出量はアウターシャフトの移動量に
よって定められる。駆動機構によるアウターシャフトの
回転は任意の時期、例えば最初の軸方向移動時から行う
こともできる。このアウターシャフトの回転に伴ってカ
ッターも回転し、カッターの突出量に応じて被加工物の
孔の奥側内面が切削され、これにより成形加工が行え
る。また、ストッパーボックスの下方には給油機構が取
付けられ、切削時には所定の切削油が供給され、切削時
は冷却状態を保つと共に発生した切屑を外部に排出され
るので、切屑詰まりが防止でき、さらに切味が向上し加
工精度も良好になる。

【００１２】切削終了後は前記とは逆動作、すなわちア
ウターシャフトの後退を行うとともに切換えレバーを旋
回させてステックディスク板を下方向に移動させ、所定
の成形位置まで達したカッターを被加工物面から切離し
てアウターシャフトの内方向に戻る。その後、アウター
シャフトは後退しインナーシャフトとの相対スライド可
能な範囲を越える位置まで後退すると、インナーシャフ
トも後退する。次に、アウターシャフトの先端が孔から
抜け出る位置まで後退して所定の１工程が終了する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の断面図であり、切削前の
状態である。図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図２は裏座ぐ
り加工後カッターを加工面から離脱した状態を示す縦断
面図であり、図４は図２のＣ−Ｃ断面図、図５は図２の
Ｄ−Ｄ断面図、図６は図２のＥ−Ｅ断面図である。

【００１４】図１〜図６に示すように、本実施例の孔成
形加工装置は、駆動機構１１，アウターシャフト１２，
インナーシャフト１３，ローラープレート１４，位置決
め機構２４，カム機構１６，カッター１７，ステップデ
ィスク３６等から構成されている。

【００１５】駆動機構１１は、モータ及びギヤー等を図
示しない駆動部に連結された主軸１１ａを有する。主軸
１１ａはその軸心周りの回転および軸方向（図の上下方
向）に沿う進退動作を行い、先端面（下端面）にシャフ
ト挿着用の開口部１１ｂが形成されている。

【００１６】アウターシャフト１２は、図１〜図３に示
すように、太径長尺な円柱形状で、テーパ状の一端（図
の上端，基端）が駆動機構１１の主軸１１ａの開口部１
１ｂに同軸的に嵌合挿着されて主軸１１ａと一体動作す
るようになっており、、他端（図の下端，先端）が自由
端になっている。このアウターシャフト１２の自由端が
フランジ１に予め加工されたボルト孔１ａに挿入可能と
なっている。なお、アウターシャフト１２の軸方向中間
部及び自由端側には軸直角方向に貫通するスリット状の
溝穴１８，１９がそれぞれ穿設されている。

【００１７】インナーシャフト１３は、アウターシャフ
ト１２にあけた中心孔１２ａに挿入された圧縮コイルス
プリング２０によって他端側（図の中央部）に付勢され
ている。インナーシャフト１３の下端にはローラープレ
ート１４が付設され、さらにローラープレート１４の下
方はリンク２１を介して首振り可能に連結されている。
また、リンク２１の下方にカッター１７が連結され、ロ
ーラープレート１４，リンク２１，カッター１７の連結
は各々連結ピン２２，２３が差し込まれて連結されてい
る。カッター１７は細長いプレート状のものでＬ形状に
形成され座ぐり用の切刃１７ａを有している。このカッ
ター１７を駆動するカム機構１６はカッター１７のプレ
ート部分に穿設した一対の傾斜状カム穴２５と、アウタ
ーシャフト１２の先端側軸心位置に設けられ各カム穴２
５に係合する一対のカムピン２６とから構成されてい
る。

【００１８】このインナーシャフト１３がアウターシャ
フト１２に対して図１の所定引上げ位置にあるときは、
カム穴２５の上端部にカムピン２６が係合して、カッタ
ー１７はアウターシャフト１２の溝孔１８内に収納され
た状態となっている。一方、インナーシャフト１３がア
ウターシャフト１２に対して図４に示すように、所定の
引き下げ位置まで移動（前進）したときは、カム穴２５
の下端部にカムピン２６が係合してカッター１７がアウ
ターシャフト１２の軸心と交差する方向に押し出され溝
１８から側方に突出する。この状態でカッター１７がア
ウターシャフト１２とともに回転すると座ぐり加工すな
わち成形加工が行われる。

【００１９】ローラープレート１４は、インナーシャフ
ト１３の下方に位置し、インナーシャフト１３に付勢さ
れ、アウターシャフト１２の中間に設けられてプレート
カム穴２７に係合するカムピン２８によってカッター１
７のカム機構１６と同一方向に傾斜移動し、カッター１
７とリンク２１によって連結され、同一方向に平行移動
する。

【００２０】位置決め機構２４は、上記のような切削位
置を設定するものであり、アウターシャフト１２の軸方
向中間部の外周面にスライドベアリング２９を介して摺
動可能に嵌合したスライドリング３０と、このスライド
リング３０の外周面に螺合した筒状のストッパーボック
ス１５と、このストッパーボックス１５の下端に螺合し
た筒状のストッパー３１とから構成されている。さら
に、詳述するとストッパーボックス１５は、ネジ部３２
を介してスライドリング３０に軸方向位置を調整可能に
螺合され、この螺合部分において両者が所定の軸方向螺
合位置で止めネジ３４により固定されている。

【００２１】また、ストッパーボックス１５は下端側が
小径となる段部１５ａを有し、この段部１５ａの小径部
分に内周のネジ部３３を介してストッパー３１が軸方向
位置を調整可能に螺合され、この螺合部分において両者
が所定の軸方向螺合位置で止めネジ３５により固定され
ている。また、同じように段部１５ａの小径部分の内周
ネジ部３３の上部螺合部に円板状のステップディスク３
６が螺合され、ローラープレート１４の左右突起部にベ
アリング内蔵の軸付ローラー３７がインナーシャフト１
３で圧接され、ステップディスク３６の外周側に取付け
られた切換えレバー３８を図５に示すように円周方向に
旋回させるステップディスク３６とローラープレート１
４を介してリンク２１と共にカッタープレート１７は上
下に調整移動できるようになる。

【００２２】なお、切削油はストッパーボックス１５の
下方部外周より切削油ノズル３９が螺合され切削油ポン
プ等により供給された切削油はこのノズル３９よりアウ
ターシャフト１２のスリット状の溝穴１８を通って、カ
ッタープレート１７の加工部１７ａに注油されるように
なっている。

【００２３】次に、本実施例の作用について説明する。
本実施例の裏座ぐり加工装置によれば、フランジ１に形
成されたボルト孔１ａの下方裏面に座ぐり加工を簡便に
かつ高能率に行うことができるもので、まず駆動機構１
１の主軸１１ａをフランジ穴１ａに挿入してゆき、スト
ッパー３１がフランジ１の表面１ｂに当接させストッパ
ーボックス１５の上部外周に螺合されている廻り止めシ
ャフト４０を固定した後に主軸１１ａに回転を与えると
同時に軸下方に徐々に自動送りをかけるとアウターシャ
フト１２に内蔵されているインナーシャフト１３はコイ
ルスプリング２０の圧縮に打ち勝って上方に押し上げら
れる状況でストッパーボックス１５はスライドベアリン
グ２９とともにスライドリング３０が回転スライドしな
がらアウターシャフト１２が下降する。

【００２４】この際ローラープレート１４の左右に取付
けられた軸付ローラー３７がステップディスク３６の上
面で回転運動しながらプレートカム穴２７に係合するカ
ムピン２８によってカッター１７のカム機構１６と同一
方向に傾斜移動し、カッター１７の切刃１７ａがフラン
ジ１の下面に切込みがかけられ所定の切込み深さに達す
るまで送りが継続されスライドリング３０の上端面３０
ａがアウターシャフト１２の外周溝に嵌めこまれて、ス
トップリング４０に当接して裏座ぐりが行われる。この
時点でカッター１７の切刃１７ａは切削時の抵抗を受け
て加工面に強く接触しているためストッパーボックス１
５の外側に装備している切換えレバー３８を旋回させて
ステップディスク３６を下降させローラープレート１
４，リンク２１と共にカッタープレート１７を被加工物
であるフランジ加工面からｅ分だけ離脱させ、図２に示
す状態にてカッタープレート１７の戻りをスムーズにし
てから主軸１１ａの自動送りを解除させ元に戻すと、図
１の状態に復帰する。スライドリング３０の下端面３０
ｂがアウターシャフト下限当り部１２ａに到達したこと
を確認してから主軸１１ａの回転を止めフランジ穴１ａ
からアウターシャフト１２を代表する裏座ぐり成形加工
装置全体を上昇させる。

【００２５】なお、前記実施例はプラント配管のフラン
ジ継手ボルト孔の裏座ぐり加工について説明している
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図
７に示すようにカッター切刃に角度４１を付けた構造に
すれば孔１ａにテーパ状の加工も行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予めフランジボルト孔を加工後裏側に座ぐりを加工する
場合に、従来のように座ぐり棒を通した後、裏側で座ぐ
りバイトの取付け，芯出し，加工，取外し等の作業工程
を省略できるので、簡便でかつ高精度，高能率に座ぐり
の加工を行うことができる、というすぐれた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の切削前の縦断面図。

【図２】裏座ぐり加工後カッターを加工面から離脱した
状態を示す縦断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】図２のＣ−Ｃ断面図。

【図５】図２のＤ−Ｄ断面図。

【図６】図２のＥ−Ｅ断面図。

【図７】本発明の応用例を示す断面図。

【図８】従来方法における裏座ぐり加工手順を示す図。

【図９】被加工物であるプラント配管のフランジ継手ボ
ルト部の断面図。

【図１０】図８のＡ−Ａ断面図。

【図１１】座ぐりを施行しないフランジの断面図。

【図１２】反対側に突出しフランジが付設された容器の
一部切除した側面図。

【図１３】汎用のボール盤での裏座ぐり状態を示す図。

【図１４】従来方法の裏座ぐりにおいて切削抵抗を受け
てバイトが変形している状態を示す図。

【符号の説明】

１，２，７…フランジ、１ａ，２ａ…ボルト孔、３…ボ
ルト、４…ナット、３ａ，４ａ受座、６…エルボ、８…
ラジアールボール盤、９…主軸、１０…座ぐり棒、１０
ａ…座ぐりバイト、１０ａ…締付ボルト、１１…駆動機
構、１１ａ…主軸、１１ｂ…開口部、１２…アウターシ
ャフト、１２ａ…中心孔、１３…インナーシャフト、１
４…ローラーホルダー、１５…ストッパーボックス、１
５ａ…段部、１６…カム機構、１７…カッター、１７ａ
…切刃、１８，１９…溝穴、２０…圧縮コイルスプリン
グ、２１…リンク、２２，２３…連結ピン、２４…位置
決め機構、２５…カム穴、２６…カムピン、２７…プレ
ートカム穴、２８…カムピン、２９…スライドベアリン
グ、３０…スライドリング、３１…筒状のストッパー、
３２，３３…ネジ部、３４，３５…止めネジ、３６…ス
テップディスク、３７…軸付ローラー、３８…切換えレ
バー、３９…ノズル、４０…ストップリング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物に形成された孔の座ぐり座を成
   形加工する裏座ぐり成形加工装置において、軸心周りの
   回転および軸方向に沿う進退動作を行う主軸を有する駆
   動機構と、この駆動機構の主軸に一端が同軸的に取付け
   られて一体動作し，他端が自由先端とされて前記被加工
   物に形成された孔に挿入可能なアウターシャフトと、こ
   のアウターシャフトの中心部に一体回転可能でかつ軸方
   向に一定範囲スライド可能に挿入され，前記アウターシ
   ャフトの先端側に向かってスプリングにより付勢された
   インナーシャフトと、このインナーシャフトの先端に設
   けられ前記アウターシャフトの開口部にピンで支持し傾
   斜してスライドし，両側にローラーが取り付けられたロ
   ーラーホルダーと、このローラーホルダーの下方に連結
   シャフトで連結されたカッタープレートと、このカッタ
   ープレートを前記アウターシャフトの開口部下方にロー
   ラーホルダーを支持するピン位置で傾斜移動できるプレ
   ートカム孔とから構成されたことを特徴とする裏座ぐり
   成形加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１の裏座ぐり成形加工装置におい
   て、アウターシャフトの外面に外接し，上下にスライド
   できるスライドベアリングを介して取付けられたストッ
   パーボックスの内側にねじこまれた戻しドラムを旋回さ
   せることにより、ローラーとローラーホルダーを下方に
   戻し、加工後のカッターが加工面より離脱させるように
   構成したことを特徴とする裏座ぐり成形加工装置。
3. 【請求項３】 請求項１の裏座ぐり成形加工装置におい
   て、前記アウターシャフトの内部から軸心と交差する方
   向に出没可能とされたカッターと、前記インナーシャフ
   トに一体的に設けられ前記カッターが成形加工位置まで
   移動した前進位置で前記被加工物の表面に当接して前記
   インナーシャフトを停止させる位置決め機構と、この位
   置決め機構による前記インナーシャフトの停止位置から
   前記アウターシャフトの前進に関連して前記カッターを
   前記アウターシャフトから突出させるとともに前記アウ
   ターシャフトの逆動作に関連して前記カッターを前記ア
   ウターシャフトに退入させるカム機構と、さらに前記カ
   ッターが成形加工位置にまで移動後，前記カッターの戻
   りを阻害しないようにストッパーボックスの下方向内側
   に螺合したステップディスクと、前記ストッパーボック
   スの側面より突き出た切換レバーを旋回させてアウター
   シャフトの開口部に突き出たガイドローラーを下方に移
   動させることにより前記カッター切刃を被加工物面より
   取り離す取り離し機構とから構成されたことを特徴とす
   る裏座ぐり成形加工装置。