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技術 弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置

出願人 岡野バルブ製造株式会社
発明者 岡野正敏田中孝治浜島昭博井本幸夫中司佳男
出願日 2001年12月11日 (18年11ヶ月経過) 出願番号 2001-377353
公開日 2003年6月24日 (17年5ヶ月経過) 公開番号 2003-175403
状態 特許登録済
技術分野 穴あけ、中ぐり加工 旋削加工
主要キーワード マイタ歯車 回転伝動装置 心出し作業 滑りキー ロックパイプ チャックハンドル チャツク スプロケツト
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年6月24日)のものです。
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図面 (11)

課題

弁箱に取り付けやすく、かつ作業性の良い弁箱付き弁座溶接結合切削装置を提供する。

解決手段

ベース20と、ベース20に取り付けられ、弁座内周面8にベース20を固定するチャック70と、ベース20に回転可能に取り付けられた主軸と、主軸に径方向に移動可能に取り付けられた刃物台50と、刃物台50を径方向に送るバイ送り機構とからなる切削ヘッド10、および主軸と刃物台50とを駆動する駆動装置12を備えている。そして、主軸の先端部に刃物台50が取り付けられ、後端部に駆動装置12の伝動軸が接続されており、チャック70の爪71が刃物台50より後方に位置している。

概要

背景

従来の溶接結合切削装置には、駆動装置切削ヘッドが分離できる2分割型と、分離できない一体型の2種類がある。2分割型切削装置は、切削ヘッドを3本あるいは4本のボルト弁箱内壁に突っ張って固定する。一体型切削装置は、切削ヘッドと一体の駆動装置を弁箱上部のフランジ等に直接固定するか、または弁箱上部に設置したレールもしくは台座に取り付ける。バイトだけが弁座溶接部に接触して、切削ヘッドは中空に浮く構造となっている。

概要

弁箱に取り付けやすく、かつ作業性の良い弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置を提供する。

ベース20と、ベース20に取り付けられ、弁座内周面8にベース20を固定するチャック70と、ベース20に回転可能に取り付けられた主軸と、主軸に径方向に移動可能に取り付けられた刃物台50と、刃物台50を径方向に送るバイト送り機構とからなる切削ヘッド10、および主軸と刃物台50とを駆動する駆動装置12を備えている。そして、主軸の先端部に刃物台50が取り付けられ、後端部に駆動装置12の伝動軸が接続されており、チャック70の爪71が刃物台50より後方に位置している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

弁箱溶接で結合された弁座を弁箱から取り外すために、弁箱に固定して溶接結合部を切削する装置において、ベースと、ベースに取り付けられ、弁座内周面に前記ベースを固定するチャックと、ベースに回転可能に取り付けられた主軸と、主軸に径方向に移動可能に取り付けられた刃物台と、刃物台を径方向に送るバイ送り機構とからなる切削ヘッド、および前記主軸と刃物台とを駆動する駆動装置を備え、前記主軸の先端部に刃物台が取り付けられ、後端部に前記駆動装置の伝動軸が接続されており、前記チャックの爪が刃物台より後方に位置していることを特徴とする弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置

請求項2

弁箱に溶接で結合された弁座を弁箱から取り外すために、弁箱に固定して溶接結合部を切削する装置において、円筒状のベース本体を有するベースと、ベース本体の外周面に保持され、ベースを弁箱内に固定するチャックと、ベース本体の内周面に回転可能にはめ合う主軸と、主軸に径方向に移動可能に取り付けられ、送りねじを有する刃物台と、主軸の内周面に回転可能に保持された刃物台送り駆動軸と、刃物台送り駆動軸と作動連結され、前記刃物台の送りねじにはめ合うねじを有する刃物台送り被動軸とからなる切削ヘッド、および前記主軸と刃物台送り駆動軸とを回転駆動する駆動装置を備えたことを特徴とする弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置。

請求項3

前記チャックが、前記ベース本体の外周面に回転可能にはめ合い、前記主軸の軸線を中心とする渦巻ねじが盤面に切られた円盤状のチャックハンドルと、前記ベース本体の外周側に径方向に出入可能に保持され、側面に前記チャックハンドルの渦巻ねじにはめ合うねじを有する爪とからなる請求項1または請求項2記載の弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置。

請求項4

弁座面に接触するストッパを前記チャックの爪の後端部に備えた請求項1、2または3記載の弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置。

請求項5

前記駆動装置の駆動軸が切削ヘッドに軸方向に滑動可能に連結された請求項1〜4のいずれか1項に記載の弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置。

請求項6

前記駆動装置の駆動源出力軸に、前記主軸が刃物台回転減速装置を介して連結されているとともに、刃物台に刃物台送り減速装置を介して連結されており、刃物台送り減速装置の減速比が刃物台回転減速装置の減速比より大きく、刃物台回転減速装置と刃物台送り減速装置とが差動伝動機構を構成する請求項1〜5のいずれか1項に記載の弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置。

請求項7

前記駆動装置を弁箱の上面で保持し、固定する固定治具を備えた請求項1〜6のいずれか1項に記載の弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置。

技術分野

0001

各種プラント配管に設置されているウエッジゲート弁パラレルスライド弁などの仕切弁および逆止め弁弁箱溶接された弁箱付き弁座(以下、単に弁座という)は長期間の使用中にエロージョン腐食メンテナンスによる弁座面摩耗などにより劣化・損傷し、交換が必要になることがある。

0002

この発明は、弁座を弁箱から抜き取るために、上記バルブを配管に設置したまま、または配管から取り外して溶接結合部を切削除去する弁座の溶接結合部切削装置に関するものである。

背景技術

0003

従来の溶接結合部切削装置には、駆動装置切削ヘッドが分離できる2分割型と、分離できない一体型の2種類がある。2分割型切削装置は、切削ヘッドを3本あるいは4本のボルトで弁箱の内壁に突っ張って固定する。一体型切削装置は、切削ヘッドと一体の駆動装置を弁箱上部のフランジ等に直接固定するか、または弁箱上部に設置したレールもしくは台座に取り付ける。バイトだけが弁座溶接部に接触して、切削ヘッドは中空に浮く構造となっている。

0004

仕切弁は、弁箱内に溶接された相対する一対の弁座の間に弁体を挿入して、流体の流れを阻止する。弁座間の隙間が狭いため、弁箱と弁座との溶接結合部を切削する装置はコンパクトに設計する必要がある。

0005

一体型切削装置では、上記コンパクトにする必要性から剛性が低くなり、切削時にバイトがびびりを生じやすいという欠点がある。バイトがびびりを生じると、バイトの刃先欠け切削精度が低下したり、切削不能となることがある。このため、手動送りの場合、作業者熟練に頼って切削している。また、自動送りの場合にはバイトの送りを小さくし、切削抵抗を減らしてびびりを防止している。これらの切削方法では、バイトの送りが小さいため、切削に長時間を要すると同時に、手動送りの場合は熟練作業者養成に時間と費用とがかかっていた。また、原子力発電プラント補修工事の場合、手動送り機構の切削装置では作業者が放射能を帯びた弁のそばにいるため、放射線被曝するという問題があった。さらに、一体型切削装置は、駆動装置と切削ヘッドとが分離できないこと、および駆動装置と切削ヘッドとの連結部に高剛性が要求されることから装置が重くなり、現場への搬入および弁への取付けに労力を要していた。

0006

一方、従来の2分割型切削装置は、びびりを防止するために切削ヘッドを高剛性の弁箱にそれぞれ独立した3〜4本のチャックジョウ(固定用ボルト)で固定している。固定部は、図10に示すように溶接結合部9より奥の流路4内に位置し、その流路4は鋳肌面であり、かつ配管側に向かって広がる勾配がついていることが一般的である。このため、ボルトを使用した固定方法では切削ヘッド15が傾き、切削バイト16を溶接線に正確に位置合わせすることが難しい。さらに、切削ヘッド15の心出し作業は、それぞれ独立したチャツクジョウ17の長さを調節して行う必要がある。このように、従来の切削装置は切削ヘッド15を流路4の奥に固定するため作業性が悪く、これらの作業に多大の時間を要し、コストアップ要因となっていた。

0007

この発明の課題は、弁箱に取り付けやすく、かつ作業性の良い弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置を提供することである。

0008

この発明の他の課題は、切削ヘッドが薄型かつ剛性が高い弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

第1発明の弁座の溶接結合部切削装置は、ベースと、ベースに取り付けられ、弁座内周面に前記ベースを固定するチャックと、ベースに回転可能に取り付けられた主軸と、主軸に径方向に移動可能に取り付けられた刃物台と、刃物台を径方向に送るバイト送り機構とからなる切削ヘッド、および前記主軸と刃物台とを駆動する駆動装置を備えている。そして、前記主軸の先端部に刃物台が取り付けられ、後端部に前記駆動装置の伝動軸が接続されており、前記チャックの爪が刃物台より後方に位置している。

0010

第1発明の弁座の溶接結合部切削装置では、主軸の先端部に刃物台が取り付けられ、後端部に駆動装置の伝動軸が接続されており、チャックの爪が刃物台より後方に位置している。したがって、切削ヘッドを除去しようとする弁座の内周面にチャックで固定することができる。このために、切削ヘッドを弁箱の奥まで挿入しなくてよく、取付け部が目視できるので、切削ヘッドの挿入・固定および取外しがきわめて容易となる。また、弁座の内周面は機械加工されているので、切削ヘッドを安定した状態で固定することができる。これらのことから、作業性が向上する。

0011

第2発明の弁座の溶接結合部切削装置は、円筒状のベース本体を有するベースと、ベース本体の外周面に保持され、ベースを弁箱内に固定するチャックと、ベース本体の内周面に回転可能にはめ合う主軸と、主軸に径方向に移動可能に取り付けられ、送りねじを有する刃物台と、主軸の内周面に回転可能に保持された刃物台送り駆動軸と、刃物台送り駆動軸と作動連結され、前記刃物台の送りねじにはめ合うねじを有する刃物台送り被動軸とからなる切削ヘッド、および前記主軸と刃物台送り駆動軸とを回転駆動する駆動装置を備えている。

0012

第2発明の弁座の溶接結合部切削装置では、チャックがベース本体の外径側に取り付けられ、刃物台と刃物台送り駆動軸とが組み付けられた主軸がベース本体の内径側に取り付けられている。したがって、切削ヘッドは厚みが薄く、軽量となり、取り扱いやすい。チャックより奥の溶接部に位置するバイトに駆動トルクを伝達することができるので、切削ヘッドを弁座内周面で保持することができる。また、切削ヘッドの支点(固定部)からバイト刃先までの間隔が短くなり、切削抵抗によりバイトに加わる曲げモーメントが小さくなるので、切削中にびびりは発生せず重切削が可能となる。

0013

上記第1および第2発明の弁座の溶接結合部切削装置で、チャックが、前記ベース本体の外周面に回転可能にはめ合い、前記主軸の軸線を中心とする渦巻ねじが盤面に切られた円盤状のチャックハンドルと、前記ベース本体の外周側に径方向に出入可能に保持され、側面にチャックハンドルの渦巻ねじにはめ合うねじを有する爪とからなる構成とすることができる。チャックハンドルの回転により、複数の爪が同時に同じ距離だけ前進して切削ヘッドを弁座の内周面に固定するので、弁座の中心と切削ヘッドの中心が一致し、自動的に心出しされる。

0014

上記弁座の溶接結合部切削装置において、チャックの爪の後端部に弁座面に接触するストッパを設けてもよい。ストッパを弁座面に押し当てることにより、バイト刃先を溶接線に短時間かつ高精度に合わせることができる。

0015

上記弁座の溶接結合部切削装置において、前記駆動装置の駆動軸を切削ヘッドに軸方向に滑動可能に連結するようにしてもよい。これにより、駆動装置には切削抵抗に起因する曲げモーメントや軸力が作用せず、切削に必要なトルクだけを伝達すればよいので、駆動装置の大幅な軽量化が可能となった。また、切削ヘッドの弁内部への挿入と取付け・取外し、および現場への搬入が容易になる。

0016

また、上記弁座の溶接結合部切削装置において、前記駆動装置の駆動源出力軸に、前記主軸が刃物台回転減速装置を介して連結されているとともに、刃物台が刃物台送り減速装置を介して連結されており、刃物台送り減速装置の減速比が刃物台回転減速装置の減速比より大きく、刃物台回転減速装置と刃物台送り減速装置とが差動伝動機構を構成するようにしてもよい。刃物台の回転と刃物台送り駆動軸の回転とに速度差がある場合、速度差に比例して刃物台送りねじが回転するため、回転速度の差を調節することにより刃物台の送り速度が調節できる。

0017

さらに、上記弁座の溶接結合部切削装置において、駆動装置を弁箱の上面で支持し、固定する固定治具を設けるようにしてもよい。駆動装置は弁箱に支持されるので、駆動装置と切削ヘッドとの連結部には駆動装置の重量が加わらず、連結部の剛性を低くすることができ、装置の軽量化を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0018

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図1はこの発明の1実施の形態を示すもので、弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置の縦断面図である。弁座の溶接結合部切削装置は、切削ヘッド10と駆動装置12とからなっている。

0019

切削ヘッド10について、図2図7を参照して説明する。切削ヘッド10は、主要部材としてベース20、主軸30、刃物台50、刃物台送り装置60、およびチャック70を備えている。

0020

ベース20は主軸30、刃物台50、刃物台送り装置60およびチャック70を組み付ける基礎となっている。ベース20は、円筒状のベース本体21と、これの先端部(図2において左端部)に設けられたチャック保持フランジ22とを備えている。チャック保持フランジ22の後面に、T形のチャック爪本体案内溝23が周方向に間隔をおいて3箇所に延びている。

0021

主軸30はエアモータ81の回転を刃物台50に伝達する部材で、円筒状の主軸本体31と、これの先端(図2において左端)に設けられた刃物台保持フランジ40からなっている。べース本体21の内側に軸受25が挿入され、主軸30はこの軸受25で保持されている。主軸本体31の後端部外周にはねじ33が切ってあり、ベース本体21と主軸本体31の間にロックナット34をねじ込んで、主軸30がベース20から抜けないように固定している。ロックナット34の外周には数箇所の切欠きがあり、切欠きにワッシャ35の爪を折り曲げてはめ込み、ロックナット34の緩みを防止する。ロックナット34にはカバー36をビスで取り付け、塵挨ヒュームの軸受25への侵入を防止する。主軸30の後端部はスプライン軸穴37となっており、スプライン軸穴37にに後述の駆動装置12のスプライン軸116がはめ合う。

0022

主軸30の刃物台保持フランジ40から刃物台ガイド41が突出しており、刃物台ガイド41にあり溝42が設けられている。図6に示すようにあり溝42の底面の端寄り半円溝43が設けられており、その中間に半円弧状の刃物台送り被動軸支持段44が突出している。

0023

刃物台50は、図5および図6に示すように長方形盤状をしており、表面に刃物取付け溝51が設けられている。刃物台裏面の両側は、上記主軸30のあり溝42とはめ合うあり52となっている。また、刃物台裏面に中央付近から一端に向かって半円状の刃物台送りめねじ53が切られている。刃物台50のあり52が前記主軸30の刃物台ガイド41のあり溝42に挿入され、刃物台40はあり溝42に案内されて径方向にスライドする。刃物台50のあり52と刃物台ガイド50のあり溝42との隙間にスペーサ54が挿入されている。摺動抵抗調整ねじ55が、刃物台ガイド41に取り付けられている。摺動抵抗調整ねじ55を締め付けて、スペーサ54を介し刃物台50をあり溝42の側面に押し付け、刃物台ガイド41と刃物台50との間の摺動摩擦の大きさを調整する。緩み止めナット56は、摺動抵抗調整ねじ55の緩みを防ぐ。

0024

刃物台送り装置60は、刃物台送り駆動軸61が上記主軸30の刃物台送り駆動軸穴に軸受39を介して支持されている。刃物台送り駆動軸61の後端は断面が六角軸63となっており、後述の駆動装置12の第3伝動軸144の6角穴145(図7参照)にはめ合っている。刃物台送り駆動軸61の先端部に、駆動マイタ歯車62が設けられている。駆動マイタ歯車62には、刃物台送り被動軸65の先端に形成された被動マイタ歯車66がかみ合っている。前記主軸30の半円溝に設けられた刃物台送り被動軸支持段44に、刃物台送り被動軸65が回転可能に支持されている。刃物台送り被動軸支持段44に刃物台送り被動軸65の切欠き部67がはめ合っているので、刃物台送り被動軸65は軸方向に移動しない。刃物台送り被動軸65のおねじ68が、前記刃物台50の刃物台送りめねじ53にかみ合っている。バイト58は、刃物台50のバイト固定溝51に挿入され、ボルトで固定される。

0025

駆動装置12からの駆動トルクが刃物台送り駆動軸61に伝達されると、駆動マイタ歯車62および被動マイタ歯車66を介して刃物台送り被動軸65が回転する。刃物台送り被動軸65は回転しても軸方向に移動しないので、刃物台送り被動軸65のおねじ68にかみ合う前記刃物台50のめねじ53によって刃物台50は径方向にスライドする。

0026

チャック70は3本の爪71を有し、T字形の爪本体72が前記ベース20の爪本体案内溝23に径方向にスライド可能にはめ合っている。爪本体72の先端部にL字形のストッパ74がボルト75で固定されている。ストッパ74を弁座面7に当てると、切削ヘッド10の取付け位置が自動的に決まる。渦巻めねじ73の一部が、爪本体72の後面に切られている。

0027

円盤状のチャックハンドル76がベース本体21の後端部に回転可能にはめ合っており、ベース本体21から抜け出ないようにベース本体21の後端に止め輪27が取り付けられている。チャックハンドル76の前面に、上記渦巻めねじ73にはめ合うおねじ77が切られている。チャックハンドル76の後面に、円周方向に間隔をおいて複数の切欠き78が形成されている。切欠き78に治具を当ててハンマたたくと、チャックハンドル76が回転し、3本の爪71が径方向に同一距離だけスライドする。

0028

弁座7に切削ヘッド10を固定するには、爪71をベース20側に引き寄せた状態で切削ヘッド10を弁座7内に挿入し、チャックハンドル76を回して3本の爪71を外に出し、弁座7の内周面に突き当てる。このとき、3本の爪71の移動量が等しいため、切削ヘッド10の中心が常に弁座7の中心と一致するように自動調心される。

0029

つぎに、駆動装置12について図7〜10を参照しながら説明する。駆動装置12は、駆動源80、連結部材90、刃物台回転伝動装置110、および刃物台送り伝動装置120からなっている。

0030

駆動源80は、エアモータ81およびエアモータ81に連結された減速機82を備えている。減速機82の出力軸83はハウジング85およびカバー86に取り付けた軸受87で保持されている。エアモータ81の回転は減速機82に伝達され、減速機82の出力軸83は低回転・大トルクで回転する。エアモータ81に代えて電動機、油圧モータその他の動力源とすることも可能である。

0031

連結部材90は、第1連結パイプ95および第2連結パイプ100の2本の連結パイプを備えている。ロックパイプ91が、エアモータ81のハウジング85の先端下部に上ロックナット96で固定されている。ロックパイプ91の下部はテーパねじ92となっており、長手方向にスリット(図示しない)が設けられている。ロックナット93が、テーパねじ92にはめ合っている。第1連結パイプ95はロックパイプ91に上端部が摺動可能にはめ合っている。ロックナット93を締めると、スリットがせばまり、第1連結パイプ95はロックパイプ91に固定される。第2連結パイプ100の上ねじ部103は、減速機82のハウジング85の先端下部のめねじ89にはめ合っている。

0032

第1連結パイプ95の下ねじ部99にケーシング105のめねじ106が、また第2連結パイプの下ねじ部104がケーシング105のめねじ107にそれぞれはめ合って、連結部材90にケーシング105が保持されている。

0033

刃物台回転伝動装置110は、刃物台回転伝動チェーン機構111を備えている。刃物台回転伝動チェーン機構111は、減速機82のハウジング85の先端部内に突出する出力軸83に上スプロケット112がキー113で固定されている。下スプロケット114が上記ケーシング105の下端部に軸受108を介して取り付けられている。上下のスプロケット112、114に刃物台回転伝動チェーン117が掛け渡されている。刃物台回転伝動チェーン117は、ロックパイプ91、2本の連結パイプ95、100およびケーシング105の内部に収納されている。下スプロケット114のハブ115の前部はスプライン軸116となっている。

0034

刃物台回転伝動チェーン117のたるみを調整するには、第1連結パイプ95のロックナット93を緩める。ロックナット93を緩めると、第1連結パイプ95の上端部は前記ロックパイプ91の内部を上下に摺動可能となる。また、第2連結パイプ100の上ロックナット101および下ロックナット102をそれぞれ緩める。第2連結パイプ100の上ねじ部103は右ねじであり、下ねじ部104は左ねじである。このために、上ロックナット101および下ロックナット102を緩めた状態で第2連結パイプ100を回転すると、第1連結パイプ95、第2連結パイプ100、およびケーシング105は一体となって上下動する、つまり減速機82のハウジング85とケーシング105との上下間隔が変化する。この上下間隔の変化により、刃物台回転伝動チェーン117のたるみが調整される。

0035

刃物台送り伝動装置120は、刃物台送り伝動チェーン機構121を備えている。上記減速機82の出力軸83の先端面に角穴84が設けられており、この角穴84に第1伝動軸122の後端の角部123がはめ合っている。第1伝動軸122はハウジング85のカバー86に取り付けられた軸受88に支持されている。第1伝動軸122の先端に第1スプロケット125が固定されている。ブラケット150が、これに設けられた縦長穴151を貫通するボルト152で減速機82のハウジング前面に固定されている。第2伝動軸127がブラケット150に軸受158を介して取り付けられている。

0036

第2スプロケット130が、第2伝動軸127の先端寄りに取り付けられている。第2スプロケット130は第2伝動軸127に対し回転可能であるが、止め輪(図示しない)と第2伝動軸127に設けられた段128とにはさまれ、軸方向には移動できない。送りハンドル133が、第2伝動軸127の先端に滑りキー136を介して取り付けられている。送りハンドル133は、第2伝動軸127に沿って移動可能である。

0037

第2スプロケツト130のハブ131および送りハンドル133のボス134に互いかみ合う切欠き132、135がそれぞれ設けてあり、クラッチ137を構成している。送りハンドル133を第2スプロケット130に押し付けて切欠き132、135をかみ合わせると、第2スプロケット130を第2伝動軸127に作動連結することができる。

0038

テンション調整ねじ軸155がブラケット150に設けた横長穴154を貫通し、ロックナット156で固定されている。テンション・スプロケット139が、テンション調整ねじ軸155に回転可能に取り付けられている。第1刃物台送り伝動チェーン140が第1スプロケット125、第2スプロケット130およびテンション・スプロケット139に掛け渡されている。第1刃物台送り伝動チェーン140のたるみは、上記ロックナット156を緩めてテンション・スプロケット139を左右に移動して調整する。

0039

前記第2伝動軸127の後端部に第3スプロケット142が固定されている。前記刃物台回転伝動装置110の下スプロケット114のハブ115を第3伝動軸144が貫通している。第3伝動軸144の後端部に第4スプロケット147が取り付けられている。第3スプロケット142と第4スプロケット147とに第2刃物台送り伝動チェーン149が掛け渡されている。

0040

前述のように刃物台回転伝動チェーン117のたるみを調整すると、連結パイプ95、100が上下するので第2刃物台送り伝動チェーン149のたるみが変化する。この第2刃物台送り伝動チェーン149のたるみを調整するには、ブラケット150の取付けボルト152を緩め、ブラケット150を上下に移動してたるみを調整する。

0041

ここで、以上のように構成された弁箱付き弁座の溶接結合部切削装置の操作と動作について説明する。傷んだ弁座6を補修または交換する場合、弁箱2と弁座6との溶接部9を切削し、弁座6を弁箱2から取り外す。このために、まずバルブ1を配管に取り付けたまま分解する。爪71のストッパ74を弁座面7に接触させてバイト58の刃先が溶接部9に向かうように位置決めし、チャック70の爪71を弁座6の内周面8に押し当て切削ヘッド10を弁座内に固定する。前述のようにチャック70は自動調心機能を持っているので、切削ヘッド10の軸心は弁座6の中心に一致する。

0042

切削ヘッド10に駆動装置12を連結するには、駆動装置12を弁箱2に固定する固定治具160を用いる。固定治具160は、連結パイプ95、100を挟んで駆動装置12を保持するガイド161を備えている。ガイド161は一対の把持部材162、163からなっている。一方の把持部材162はアングル164が固着されており、ガイド161を連結パイプ95、100に締め付けるクランプレバー165が取り付けられている。駆動装置12を保持した状態で、アングルを弁箱上面3に掛け渡す(図1参照)。このとき、駆動装置12のスプライン軸116の先端は、弁座6の手前に位置している。弁座中心から弁箱上面3までの寸法はあらかじめ知られているので、クランプレバー165を緩めて把持部材162、163の隙間を広げ、上記寸法に合わせて駆動装置12を上下し、スプライン軸116の中心を弁座6の中心に一致させる。ついで、駆動装置12を弁座6に向かって押し込み、駆動装置12のスプライン軸116を切削ヘッド10の主軸30のスプライン軸穴37に挿入して切削ヘッド10に駆動装置12を連結する。このとき、刃物台送り駆動軸61の後端の六角軸63も、台3伝動軸の144の六角穴145にはめ合う。切削ヘッド10に駆動装置12が連結されたら、クランプレバー165を締めて駆動装置12の位置を固定する。

0043

切削装置をバルブ1から取り外す場合、上記取付けの手順とは逆の手順で取り外す。切削装置を取り外したのち、弁座6を弁箱2から抜き取る。

0044

エアモータ81の出力は次のようにして刃物台50に伝達され、刃物台50は回転し、径方向にスライドする。

0045

刃物台回転伝動装置110では、減速機出力軸83の回転は上スプロケツト112、刃物台回転伝動チェーン117、下スプロケツト114を経由してスプライン軸116に伝達される。上スプロケツト112と下スプロケツト114の歯数を等しくすると、減速機出力軸83とスプライン軸116の回転速度は等しくなる。

0046

刃物台送り伝動装置120では、クラッチ137の入切により伝動動作が異なる。クラッチ137が接続されている場合、減速機出力軸83の回転は、第1伝動軸122、第1スプロケツト125、第1刃物台送り伝動チェーン140、第2スプロケット130、クラッチ137、第2伝動軸127、第3スプロケット142、第2刃物台送り伝動チェーン149、第4スプロケット147を介して第3伝動軸144に伝達される。また、刃物台50は自動送りとなり、送りハンドル133は自動的に回転する。

0047

このとき、例えば第1スプロケット125の歯数Z1=29、第2スプロケット130の歯数Z2=31、第3スプロケット142の歯数Z3=16、第4スプロケット147の歯数Z4=17とすると、総減速比は次のようになる。
ID=000003HE=015 WI=080 LX=1100 LY=1500
したがって、減速機出力軸83の1回転に対し、スプライン軸116は1回転、第3伝動軸は0.88回転するため、両者の差は0.12回転となる。

0048

上記スプライン軸116の回転は、切削ヘッド10の主軸30に伝達される。このとき、第3伝動軸144の回転は、切削ヘッド10の刃物台送り駆動軸61に伝達される。減速機出力軸83が1回転したとき、スプライン軸116と第3伝動軸144との差0.12回転は、そのまま切削ヘッド10の主軸30と刃物台送り駆動軸61の回転の差となって伝達される。刃物台送り駆動軸61の回転は駆動マイタ歯車62、および被動マイタ歯車66を介して刃物台送り被動軸65に伝達され、刃物台50は主軸前面の刃物台ガイド41上を径方向にスライドする。

0049

駆動マイタ歯車62と被動軸マイタ歯車65の歯数が等しい場合、刃物台送り被動軸65のねじ68のピッチをPとすると、刃物台50が1回転したとき刃物台50のスライド量Lは
L=(1−総減速比)・P
として求められる。したがって、上スプロケット112、下スプロケット114、第1スプロケット125〜第4スプロケット147、駆動マイタ歯車62と被動マイタ歯車66の歯数を変更することによって、切削する材質およびサイズに適した刃物台50のスライド量を調整できる。移動の向きは、エアモータ81の回転方向を変えることで変更できる。

0050

クラッチ137が切られている場合、第2スプロケット130は第2伝動軸127に対し自由に回転可能である。エアモータ81が回転しても第3伝動軸144は回転しないが、送りハンドル133を手動で回転して第3伝動軸144を回転させることができる。第1〜第3伝動軸122、127、144はそれぞれ軸受87、158、119で支持されているため、第3伝動軸144は小さなトルクで回転する。送りハンドル133を押し込んでクラッチ137をつなぐと、減速機出力軸83の回転が第2スプロケット130、第3スプロケット142、第4スプロケット147を経て前記刃物送り装置60の刃物台送り駆動軸61に伝達される。

0051

この発明の装置では適切な切削速度で溶接結合部を切削するために、駆動系は差動機構を構成している。差動機構が正常に動作するために、刃物台摺動抵抗トルクは、バイトが切削抵抗によりびびりを生ぜずかつ刃物台50がスライド可能な範囲で、伝動軸回転抵抗トルクに対し適切な大きさでなければならない。ここで、刃物台摺動抵抗トルクは、主軸前面の刃物台ガイド41上に刃物台50をスライドさせるために必要な刃物台送り駆動軸61を回転するトルクをいう。伝動軸回転抵抗トルクは、クラッチ137が切れた状態で、送りハンドル133から刃物台送り駆動軸61までの回転伝動系を構成する回転部品を回転するために必要なトルクをいう。

0052

刃物台摺動抵抗トルクは、摺動抵抗調整ねじ55により刃物台50を刃物台ガイド41に押し付け、この押付け力で調整する。押付け力つまり刃物台摺動抵抗トルクが小さすぎると、切削抵抗によってバイトがびびりを生じる。また、刃物台摺動抵抗トルクが大きすぎると、刃物台送り被動軸65が回転せず、刃物台50が刃物台ガイド41上をスライドできない。

0053

刃物台摺動抵抗トルクが適切である場合、主軸30が回転したとき、刃物台50、刃物台送り駆動軸61、刃物台送り被動軸65および送りハンドル133等は次のように動作する。

0054

エアモータ81が駆動されている状態で、第2スプロケツト130と送りハンドル133との間のクラッチ137が切れている場合、主軸30が回転すると刃物台送り被動軸65の被動マイタ歯車66は刃物台送り駆動軸61の駆動マイタ歯車62上を回転しようとする。しかし、刃物台摺動抵抗トルクが伝動軸回転抵抗トルクより大きいため刃物台送り被動軸65は自転しない。この結果、主軸30が回転すると、刃物台送り駆動軸61は主軸30と同じ角度だけ回転する。刃物台50は主軸30の刃物台保持フランジ40に取り付けられているので、刃物台50も主軸30と同じ角度だけ回転する。刃物台送り被動軸65は自転しないので、主軸30が回転しても刃物台50はスライドしない。

0055

また、主軸30の回転は、刃物台送り駆動軸から第3伝動軸14、第4スプロケット147、第2刃物台送り伝動チェーン140、第3スプロケツト142、第2伝動軸127の経路で送りハンドル133に伝達され、送りハンドル133が回転する。このとき、送りハンドル133の回転を手で拘束すると、刃物台50と刃物台送り駆動軸61との間で回転差が生じるため刃物台50はスライドし、刃物台50を手動送りすることができる。刃物台が1回転することによって刃物台送り被動軸が1回転し、刃物台は刃物台送り被動軸のねじの1ピッチだけスライドする。

0056

また、エアモータ81が停止し、クラッチ137が切れた状態で、送りハンドル133を手動で回すことによって刃物台50をスライドさせることができる。この機能はバイト58の先端を溶接部9に短時間に近づけるために使用する。

0057

上記実施の形態では、切削ヘッドは弁座内周面に固定されていたが、場合によっては弁箱流路内に固定してもよい。例えば、低圧力で使用する仕切弁では、弁体に作用する差圧が小さいので、弁体は薄く作られている。このため、相対する弁座の間の間隔が狭く、弁座の間から切削ヘッドを挿入できない場合がある。このような仕切弁は配管とフランジ結合されることが多いので、配管から取り外すことができる。したがって、仕切弁を配管から取り外し、弁箱流路内に切削ヘッドを取り付けて弁座溶接結合部を切削する。

0058

この発明は上記実施の形態に限られるものではない。例えば、駆動装置において、チェーンはタイミングベルト回転軸の両端にかさ歯車を設けたドライブシャフト、または複数の平歯車で構成した歯車列であってもよい。また、切削ヘッドと駆動装置との接続はスプラインの代わりにすべりキーを用いてもよい。

発明の効果

0059

第1発明の弁座の溶接結合部切削装置によれば、切削ヘッドを除去しようとする弁座の内周面にチャックで固定することができるので、切削ヘッドの挿入・固定および取外しがきわめて容易となり、作業性が向上する。この結果、例えば切削装置の取付け・取外しに要する時間が従来装置に比べて20%程度短縮された。

0060

第2発明の弁座の溶接結合部切削装置によれば、刃物台と刃物台送り駆動軸とが組み付けられた主軸およびチャックがベース本体に取り付けられている。したがって、切削ヘッドは厚みが薄くなり、軽量となる。例えば、従来装置に比べて切削ヘッドは厚みが約30%薄くなり、重量は50%程度となった。この結果、切削装置は取り扱いやすく、弁座間隔の狭い弁への適用が可能となり、作業範囲が広がることができる。また、切削抵抗によりバイトに加わる曲げモーメントが小さくなるので、切削中にびびりは発生せず重切削が可能となり、切削作業時間を短縮することができる。

0061

上記弁座の溶接結合部切削装置のチャックにおいて、チャックハンドルの回転により、複数の爪が同時に同じ距離だけ前進するようにチャックを構成することにより、弁座の中心と切削ヘッドの中心が一致し、自動的に心出しされる。また、チャックの爪の後端部に弁座面に接触するストッパを設けることにより、バイト刃先を溶接線に短時間かつ高精度に合わせることができる。

0062

上記弁座の溶接結合部切削装置において、前記駆動装置の駆動軸を切削ヘッドに軸方向に滑動可能に連結することにより、駆動装置の軽量化が可能となり、また切削ヘッドの弁内部への挿入と取付け・取外し、および現場への搬入が容易になる。

0063

刃物台送り減速装置の減速比が刃物台回転減速装置の減速比より大きく、刃物台回転減速装置と刃物台送り減速装置とが差動伝動機構を構成することにより、回転速度の差を調節することにより刃物台の送り速度が調節できる。

0064

上記弁座の溶接結合部切削装置において、駆動装置を弁箱の上面で支持し、固定する固定治具を設けることにより、連結部の剛性を低くすることができ、装置の軽量化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0065

図1弁箱に取り付けた、この発明の弁座の溶接結合部切削装置の断面図である。
図2この発明の弁座の溶接結合部切削装置に設けられた切削ヘッドの断面図である。
図3上記切削ヘッドの、一部を断面で示す正面図である。
図4上記切削ヘッドの、一部を断面で示す背面図である。
図5この発明の弁座の溶接結合部切削装置の刃物台を示し、(a)は正面図であり、(b)は側面図である。
図6上記切削ヘッドの分解斜視図である。
図7この発明の弁座の溶接結合部切削装置の駆動装置の断面図である。
図8図7の8−8線に沿う断面図である。
図9上記駆動装置の正面図である。
図10弁箱に取り付けた、従来の弁座の溶接結合部切削装置の断面図である。

--

0066

1バルブ2弁箱
3 弁箱の上面 4流路
6弁座7弁座面
8 弁座の内周面9溶接結合部
10切削ヘッド12駆動装置
15 従来の切削ヘッド 17チャックジョウ
20ベース21 ベース本体
22チャック保持フランジ30主軸
37スプライン軸穴 38刃物台送り駆動軸穴
40 刃物台保持フランジ41 刃物台ガイド
50 刃物台 51バイト取付け溝
53 刃物台送りめねじ54スペーサ
55摺動抵抗調整ねじ58 バイト
60 刃物台送り装置61 刃物台送り駆動軸
62 駆動マイタ歯車65 刃物台送り被動軸
66 被動マイタ歯車 61 刃物台送りめねじ
70 チャック 71 爪
72 爪本体 73渦巻角めねじ
74ストッパ76チャックハンドル
77 渦巻角おねじ80駆動源
81エヤモータ82減速機
83減速機出力軸85ハウジング
90連結部材91ロックパイプ
94、97、101、102ロックナット
95、100連結パイプ105ケーシング
110 刃物台回転伝動装置
111 刃物台回転伝動チェーン機構
112、114スプロケット116 スプライン軸
117 刃物台回転伝動チェーン120 刃物台送り伝動装置
121 刃物台送り伝動チェーン機構
122、127、144伝動軸
125、127、142、147 スプロケット
133送りハンドル137クラッチ
139テンション・スプロケット
140、149刃物第送り伝動チェーン
150ブラケット155テンション調整ねじ
160固定軸161 ガイド
164アングル165 クランプレバー

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