JP4879709B2 - フランジ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、同心状かつ段違いに取付けられた大径フランジおよび小径フランジを有する熱交換器部品の大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部を研削するフランジ加工装置に関する。

化学製品生産設備、鉄鋼生産設備では、例えば熱交換器のように、複数の部品を接続して一体的な大型の機器が構成されているが、接続時の密閉性を確保するために、部品同士の接続には、例えば、リング状のガスケットを介装させたフランジ接続が一般に採用されている。一方、ガスケットに当接するフランジのガスケット部（環状当接部）では、時間の経過とともに腐食が進行してガスケットとの馴染みが悪くなり密閉性が低下してくるので、ガスケット面の補修が必要になる。しかし、フランジが設けられた部品は、例えば、直径が３〜５ｍ、長さが１０〜４０ｍ、重量が１００〜５００トン程度となり、部品を補修のために機械工場へ運搬することは非常に困難で、事実上運搬できない場合が多い。このため、フランジのガスケット面の再加工が現場でできるようなフランジ加工装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平８−３３６７０２号公報 特開２００１−１６２４０５号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された発明では、部品に大径フランジおよび小径フランジが同心状かつ段違いに取付けられている場合、フランジ加工装置を部品に仮固定した状態で大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部を、順次研削することはできない。このため、大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部の平行度を確保して研削することができないという問題が生じる。

本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、熱交換器部品の同心状かつ段違いに取付けられた大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部を現場で両者の平行度を保証し精度よく研削することが可能なフランジ加工装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るフランジ加工装置は、水平環状板と該水平環状板の内側に軸心を合わせてその一端が固定された筒体とを備えたケーシングと、前記水平環状板の外周側に設けられた大径フランジおよび前記筒体の他端部に前記大径フランジと同心状かつ段違いに取付けられた小径フランジとを有する熱交換器部品の前記大径フランジおよび前記小径フランジを加工するフランジ加工装置であって、
前記大径フランジおよび前記小径フランジに軸心を合わせて、前記水平環状板に仮固定された環状ベース部材と、
前記環状ベース部材上に固定された環状レール上を第１の電動機構で駆動されて走行する環状台車と、
前記環状台車に搭載された工具支持台と、
前記工具支持台に高さ調整可能でかつ第２の電動機構で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれ環状当接部の幅方向に進退可能に設けられた研削工具とを有し、
しかも、前記工具支持台は、該工具支持台に取付けられた前記研削工具を前記水平環状板の半径方向外側に向けて取付けることが可能で、かつ前記研削工具を前記水平環状板の半径方向内側に向けて取付けることも可能な、前記環状台車に取付けられる基板を有し、
前記工具支持台の高さと向きを調整して、前記研削工具で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれの環状当接部を研削する。
第２の発明に係るフランジ加工装置は、水平環状板と該水平環状板の外側に軸心を合わせてその一端が固定された筒体とを備えたケーシングと、前記水平環状板の内周側に設けられた小径フランジおよび前記筒体の他端部に前記小径フランジと同心状かつ段違いに取付けられた大径フランジとを有する熱交換器部品の前記大径フランジおよび前記小径フランジを加工するフランジ加工装置であって、
前記大径フランジおよび前記小径フランジに軸心を合わせて、前記水平環状板に仮固定された環状ベース部材と、
前記環状ベース部材上に固定された環状レール上を第１の電動機構で駆動されて走行する環状台車と、
前記環状台車に搭載された工具支持台と、
前記工具支持台に高さ調整可能でかつ第２の電動機構で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれ環状当接部の幅方向に進退可能に設けられた研削工具とを有し、
しかも、前記工具支持台は、該工具支持台に取付けられた前記研削工具を前記水平環状板の半径方向外側に向けて取付けることが可能で、かつ前記研削工具を前記水平環状板の半径方向内側に向けて取付けることも可能な、前記環状台車に取付けられる基板を有し、
前記工具支持台の高さと向きを調整して、前記研削工具で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれの環状当接部を研削する。

第１、第２の発明に係るフランジ加工装置において、前記第１の電動機構は、前記環状ベース部材に取付けられた大径歯車に噛合する第１、第２のピニオンがそれぞれの出力軸に設けられた第１および第２のモータを有していることが好ましい。

第１の発明に係るフランジ加工装置において、前記筒体が前記水平環状板の内側に立設され、該水平環状板の上面に該水平環状板を下方から貫通する多数の伝熱管の上端が突出し、前記環状ベース部材は前記水平環状板上に載置された受け台で支持され、更に基側が該環状ベース部材に固定され先側が前記伝熱管の上端側から挿入されて該伝熱管の内面に密着する複数の第１の固定部材により前記水平環状板に同心状に仮固定することができる。
また、第２の発明に係るフランジ加工装置において、前記筒体が前記水平環状板の外側に立設され、前記環状ベース部材は前記水平環状板上に載置された受け台で支持され、更に基側が該環状ベース部材に固定され先側が前記筒体の表面に当接して押圧する複数の第２の固定部材により前記水平環状板に同心状に仮固定することができる。

請求項１〜５記載のフランジ加工装置においては、ケーシングに環状ベース部材を仮固定し、工具支持台の高さと向きを調整して、環状台車を環状ベース部材上に固定された環状レール上を走行させるとともに、研削工具を進退させることができ、大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部を現場で均一に研削することが可能になる。そして、ケーシングに環状ベース部材を仮固定した状態で、大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部の研削を順次行なうので、現場で大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部の平行度を保証した研削を行なうことが可能になる。

特に、請求項３記載のフランジ加工装置において、環状台車は環状ベース部材上に固定された環状レール上を一定の速度で走行することができ、研削工具は大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部上で一定の速度で移動することが可能になる。その結果、大径フランジおよび小径フランジのそれぞれの環状当接部を均一に研削することができる。更に、第１および第２のモータを設けることで、大径フランジおよび小径フランジの環状当接部を研削する際に最適な研削工具の移動速度を設定することができる。

請求項４、５記載のフランジ加工装置においては、ケーシングに環状ベース部材を現場で容易に仮固定することができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係るフランジ加工装置を用いて加工を行なう熱交換器部品の斜視図、図２は同フランジ加工装置を用いて熱交換器部品の大径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図、図３は同フランジ加工装置の環状ベース部材、環状台車、および第１の電動機構の説明図、図４は同フランジ加工装置をケーシングに仮固定する第１の固定部材が取付けられる架台プレートの斜視図、図５は同フランジ加工装置の第１の固定部材の斜視図、図６は同フランジ加工装置を第１の固定部材でケーシングに仮固定した状態を示す側断面図、図７は同フランジ加工装置を用いて熱交換器の小径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図、図８は本発明の第２の実施の形態に係るフランジ加工装置を用いて加工を行なう熱交換器部品の斜視図、図９は同フランジ加工装置を用いてケーシングに設けられた小径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図、図１０は同フランジ加工装置の環状ベース部材、環状台車、および第１の電動機構の説明図、図１１は同フランジ加工装置を用いてケーシングに設けられた大径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図である。

図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るフランジ加工装置１０を用いて加工を行なう熱交換器部品１１は、水平環状板１２と、この水平環状板１２の内側に水平環状板１２と同心状に立設された筒体１３とを備えたケーシング１１ａと、水平環状板１２の外周側に設けられた大径フランジ１４と、筒体１３の上端部に大径フランジ１４と同心状かつ段違いに取付けられた小径フランジ１５とを有している。そして、大径フランジ１４の縁部にはボルトが締め込まれる複数の雌ねじ孔１６が環状に並んだ大径フランジ固定部１７が設けられ、大径フランジ固定部１７の内側に環状当接部１８が形成されている。また、小径フランジ１５の縁部には環状当接部１９が形成され、環状当接部１９の内側には複数の雌ねじ孔１６が環状に並んだ小径フランジ固定部２０が環状当接部１９から突出して形成されている。更に、水平環状板１２の上面には、水平環状板１２を下方から貫通する多数の伝熱管２１の上端が突出している。

図２、図３に示すように、本実施の形態に係るフランジ加工装置１０は、大径フランジ１４および小径フランジ１５に軸心を合わせて、ケーシング１１ａに仮固定された環状ベース部材２２と、環状ベース部材２２上に固定された環状レール２３上を走行する第１の電動機構２４付きの環状台車２５と、環状台車２５に高さ調整可能かつ反転調整可能に搭載された工具支持台２６と、工具支持台２６に高さ調整可能でかつ第２の電動機構２７で進退可能に設けられた研削工具の一例であるバイト２８とを有している。以下詳細に説明する。

図３に示すように、環状ベース部材２２は、外径が大径フランジ１４の外径より小さく、中央部に筒体１３の外径より大きな径を有する内孔２９が形成されている環状板３０を有している。また、環状板３０には、その下側で周方向を、例えば４等分する角度位置にそれぞれ架台プレート３１が半径方向外側に突出して設けられ、架台プレート３１間を周方向に２等分する角度位置には突出部３２が形成されている。そして、架台プレート３１の先側の中央部には雌ねじ孔３３が形成され、雌ねじ孔３３を挟んで架台プレート３１の幅方向の両側には長孔３４が形成されている。そして、図４に示すように、架台プレート３１の雌ねじ孔３３にはボルト３５がねじ込まれ、長孔３４には第１の固定部材３６がそれぞれ取付けられている。

ここで、図５に示すように、第１の固定部材３６は、伝熱管２１内に挿入可能で、先側に拡径したテーパー状頭部３７が設けられ、少なくとも基側には雄ねじ部３８が形成されたテーパー頭ボルト３９と、伝熱管２１内に挿入可能で、テーパー頭ボルト３９が挿通しテーパー状頭部３７が嵌入可能な嵌入孔４０を中央部に備え、軸方向に割り溝４１が形成されたスリーブ４２と、架台プレート３１の長孔３４を架台プレート３１の下方から貫通したテーパー頭ボルト３９の雄ねじ部３８が挿通する座金４３と、雄ねじ部３８に螺合するナット４４とを有している。

このような構成とすることにより、スリーブ４２を挿通させたテーパー頭ボルト３９を架台プレート３１の長孔３４に架台プレート３１の下方から貫通させ、座金４３を雄ねじ部３８に挿通させてからナット４４を雄ねじ部３８に締め込むことで、第１の固定部材３６を架台プレート３１に仮固定することができる。そして、仮固定された第１の固定部材３６の先側を伝熱管２１内に挿入してから、ナット４４を更に締め込むことで、図６に示すように、テーパー頭ボルト３９を架台プレート３１側に引き上げてテーパー状頭部３７を嵌入孔４０内に嵌入させて、スリーブ４２を拡径することができ、スリーブ４２の側面で伝熱管２１の内面を押圧することで、テーパー頭ボルト３９を介して伝熱管２１と架台プレート３１を連結することができる。その結果、伝熱管２１および架台プレート３１を介して水平環状板１２に環状ベース部材２２を固定することができる。

図２、図３に示すように、環状台車２５は、環状ベース部材２２上に環状ベース部材２２と同心状に固定された環状レール２３上を走行する複数の小台車４５と、小台車４５に支持された回転台４６と、回転台４６に取付けられた第１の電動機構２４とを有している。ここで、第１の電動機構２４は、環状ベース部材２２に環状ベース部材２２と同心状に取付けられた大径歯車４７に噛合する第１、第２のピニオン４８、４９がそれぞれの出力軸に設けられた第１および第２のモータ５０、５１を有している。

このような構成とすることにより、第１のモータ５０（第２のモータ５１）を駆動させて第１のピニオン４８（第２のピニオン４９）を回転させると、第１のピニオン４８（第２のピニオン４９）は回転しながら大径歯車４７に沿って旋回を行なうので、第１のピニオン４８（第２のピニオン４９）が、第１のモータ５０（第２のモータ５１）を固定している回転台４６に環状ベース部材２２の中心軸の回りに回転する回転力を与えることができる。その結果、環状レール２３上を走行する複数の小台車４５で支持されている回転台４６は、容易に環状ベース部材２２の中心軸の回りに回転することができる。

なお、第１、第２のモータ５０、５１には、それぞれ図示しない減速機が設けられ、例えば、第１のモータ５０の減速比範囲は第２のモータ５１の減速比範囲より大きく設定されている。これにより、第１のモータ５０を駆動させたときの環状台車２５の回転速度は、第２のモータ５１を駆動させたときの環状台車２５の回転速度より小さく、第１、第２のモータ５０、５１を選択することで、環状台車２５の外周側の周速度と内周側の周速度を同一にできる。

工具支持台２６は、環状台車２５の回転台４６に反転可能に（すなわち、一端を回転台４６の半径方向の外側に向けても、あるいは半径方向の内側に向けても）取付けられる基板５２を有している。そして、基板５２には、環状当接部１８を研削するバイト２８を保持してその先端部の高さ位置を調整する高さ調整部５３と、高さ調整部５３で保持されたバイト２８を環状当接部１８の幅方向に進退可能に支持する進退部５４とを備えたバイト保持手段５５が設けられている。

ここで、進退部５４は、基板５２に水平状態で固定され、ねじ機構５６で高さ調整部５３を環状当接部１８の幅方向に進退させる水平部材５７と、ねじ機構５６を駆動する第２の電動機構２７を備えている。そして、第２の電動機構２７は、ねじ機構５６の主ねじ５８に連結して回転力を伝達する回転軸５９と、回転軸５９に動力伝達機構（例えば、プーリー機構）６０を介して回転力を与えるモータ６１を有している。また、高さ調整部５３は、ねじ機構５６の主ねじ５８と噛合する雌ねじ部を備え、主ねじ５８の回転に伴って進退する進退部材６２と、進退部材６２にねじ機構６３を介して昇降可能に取付けられた昇降部材６４と、昇降部材６４の先側に設けられたバイト把持部材６５とを有している。

続いて、本実施の形態に係るフランジ加工装置１０を用いてケーシング１１ａに取付けられた大径フランジ１４の環状当接部１８を研削する方法について説明する。
先ず、環状ベース部材２２と環状台車２５とを一体化し、環状ベース部材２２の環状板３０に設けられた架台プレート３１の長孔３４に第１の固定部材３６を仮固定する。そして、環状ベース部材２２を吊り上げてケーシング１１ａの水平環状板１２の上方に移動し、水平環状板１２と同心状になるように環状ベース部材２２のおおよその位置を調整してから環状ベース部材２２を下降させ、第１の固定部材３６の位置を長孔３４内で調整して第１の固定部材３６の先側を伝熱管２１内に挿入する。このとき、突出部３２と水平環状板１２の間に受け台６６を挿入する。このとき、受け台６６に設けられた図示しない高さ調整機構を操作して受け台６６の高さをそれぞれ調整して、環状ベース部材２２を水平状態にする。これによって、環状ベース部材２２の水平環状板１２上への載置が終了する。

次いで、当接板６７が先端部に取付けられたジャッキ６８を受け台６６に載せ、ジャッキ６８の基部を突出部３２の先部に固定し、当接板６７に対向して図示しない受け板を、例えば、大径フランジ固定部１７に形成された雌ねじ孔１６を利用して固定する。そして、ジャッキ６８を伸縮させ当接板６７を受け板に当接させることで、受け台６６上で環状ベース部材２２をジャッキ６８の伸縮方向に滑らせて、環状ベース部材２２を水平環状板１２と同心状にする。

環状ベース部材２２と水平環状板１２が同心状になったことが確認されると、仮固定された第１の固定部材３６のナット４４を更に締め込み、図６に示すように、テーパー状頭部３７をスリーブ４２の嵌入孔４０内に嵌入させて、スリーブ４２を拡径させてスリーブ４２の側面で伝熱管２１の内面を押圧して、伝熱管２１と架台プレート３１を連結する。そして、伝熱管２１と架台プレート３１の連結後、ジャッキ６８を縮めて当接板６７を受け板から離脱させ、受け板およびジャッキ６８を取り外す。また、架台プレート３１に取付けるボルト３５先端と水平環状板１２の間に図示しない敷板を挿入し、敷板が水平環状板１２に押圧されるまでボルト３５を締め込む。これによって、環状ベース部材２２が、水平環状板１２上で受け台６６および架台プレート３１により支えられる状態になり、水平環状板１２への環状ベース部材２２の仮固定が完了する。

続いて、環状台車２５の回転台４６上に、バイト保持手段５５を取付けた工具支持台２６の基板５２を、バイト把持部材６５が大径フランジ１４の環状当接部１８側に配置されるように取付ける。そして、筒体１３上の小径フランジ固定部２０に、図示しないスリップリングを備えた２つの電源接続部６９、７０を有する集電機構７１の載置台７２を取付け、配管７３、７４内に配設した図示しない電源ケーブルを電源接続部６９、７０の１次側に接続し、例えば、電源接続部６９の２次側と、第１、第２のモータ５０、５１を配管７５、７６内に配設した図示しない電源ケーブルで接続し、電源接続部７０の２次側と、モータ６１を配管７７、７６内に配設した図示しない電源ケーブルで接続する。これにより、フランジ加工装置１０のケーシング１１ａへの取付けが完了する。

次いで、バイト保持手段５５のバイト把持部材６５にバイト２８を取付け、大径フランジ１４の環状当接部１８の最大突出部の高さ位置とバイト２８の先端の高さ位置が一致するように、高さ調整部５３のねじ機構６３を手動で操作して昇降部材６４を昇降させてバイト２８の高さ調整する。そして、バイト２８を環状当接部１８の幅方向の一側に離脱させ、バイト２８の先端が切り込み量だけ低い高さ位置となるようにねじ機構６３を手動で操作して昇降部材６４を下降させる。

続いて、第１のモータ５０、モータ６１の図示しないスイッチを入れて、環状台車２５を回転させるとともに、バイト２８を環状当接部１８の幅方向の一側から他側に向けて移動させると、バイト２８の先端の環状当接部１８上の軌跡は螺旋状となり、環状当接部１８の幅方向の一側から他側に向けてバイト２８の切り込み量に相当する深さの往き研削が行なわれる。バイト２８の先端が環状当接部１８の幅方向の他側から離脱すると、動力伝達機構６０の回転方向を逆転させてバイト２８の移動方向を逆にし、更にバイト２８が切り込み量だけ下降するようにねじ機構６３を手動で操作して昇降部材６４を下降させ、バイト２８を環状当接部１８の他側から一側に向けて移動させる。これによって、環状当接部１８の他側から一側に向けてバイト２８による戻り研削が行なわれる。そして、往き研削と戻り研削を繰り返すことで、環状当接部１８の研削を行なう。

図７に示すように、工具支持台２６は、回転台４６上に固定される取付け板７８を下部に備え、上部にバイト保持手段５５を取付けた基板５２を反転可能に（すなわち、一端を回転台４６の半径方向の外側に向けた状態でも、あるいは半径方向の内側に向けた状態でも）載置する載置台７９を備えた高さ調整部材８０を有している。これによって、高さ調整部材８０の高さが、例えば、ケーシング１１ａに設けられた小径フランジ１５の高さ位置と一致するように予め作製しておくと、バイト２８先端の高さ位置を、小径フランジ１５の環状当接部１９の高さ位置と合わせることができるので、ケーシング１１ａに設けられた小径フランジ１５の環状当接部１９を研削することができる。

また、フランジ加工装置１０を用いてケーシング１１ａに取付けられた小径フランジ１５の環状当接部１９を研削する場合は、小径フランジ１５の環状当接部１９を研削する際のバイト２８の周速度が、大径フランジ１４の環状当接部１８を研削する際のバイト２８の周速度と一致するように、環状台車２５の回転を第２のモータ５１を用いて行ない、それ以外はケーシング１１ａに取付けられた大径フランジ１４の環状当接部１８を研削する場合と実質的に同一とすることができる。このため、フランジ加工装置１０を用いてケーシング１１ａの小径フランジ１５の環状当接部１９を研削する方法に関しての説明は省略する。そして、環状台車２５を第２のモータ５１を用いて回転することで、第１のモータ５０を用いた場合より環状台車２５の回転速度を大きくして、小径フランジ１５の環状当接部１９の研削条件と、大径フランジ１４の環状当接部１８の研削条件を同一にすることができ、環状当接部１８、１９の研削状態を一定にすることができる。

図８、図９に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るフランジ加工装置９１を用いて加工を行なう熱交換器部品８１は、水平環状板８２と、この水平環状板８２の外側端に水平環状板８２と同心状に立設された筒体８３とを備えたケーシング８１ａと、水平環状板８２の内周側に設けられた小径フランジ８４と、筒体８３の一端部に小径フランジ８４と同心状かつ段違いに取付けられた大径フランジ８５とを有している。そして、大径フランジ８５の縁部にはボルトが挿通する複数のボルト孔８６が環状に並んだ大径フランジ固定部８７が設けられ、大径フランジ固定部８７の内側に環状当接部８８が形成されている。また、小径フランジ８４の縁部にはボルトが挿通する複数のボルト孔８６が環状に並んだ小径フランジ固定部８９が設けられ、小径フランジ固定部８９の内側に環状当接部９０が形成されている。

図９、図１０に示すように、フランジ加工装置９１は、大径フランジ８５および小径フランジ８４に軸心を合わせて、ケーシング８１ａに仮固定された環状ベース部材９２と、環状ベース部材９２上に固定された環状レール９３上を走行する第１の電動機構９４付きの環状台車９５と、環状台車９５に高さ調整可能かつ反転調整可能に搭載された工具支持台９６と、工具支持台９６に高さ調整可能でかつ第２の電動機構９７で進退可能に設けられた研削工具の一例であるバイト９８とを有している。以下詳細に説明する。

図１０に示すように、環状ベース部材９２は、外径が筒体８３の内径より小さく、中央部に小径フランジ８４の内径より大きな径を有する内孔９９が形成されている環状板１００を有している。また、環状板１００には、その外周端をその周方向に、例えば４等分する角度位置に突出部１０２が形成されている。

環状台車９５は、環状ベース部材９２上に環状ベース部材９２と同心状に固定された環状レール９３上を走行する複数の小台車１０３と、小台車１０３に支持された回転台１０４と、回転台１０４に取付けられた第１の電動機構９４とを有している。ここで、第１の電動機構９４は、環状ベース部材９２に環状ベース部材９２と同心状に取付けられた大径歯車１０５に噛合する第１、第２のピニオン１０６、１０７がそれぞれの出力軸に設けられた第１および第２のモータ１０８、１０９を有している。

このような構成とすることにより、第１のモータ１０８（第２のモータ１０９）を駆動させて第１のピニオン１０６（第２のピニオン１０７）を回転させると、第１のピニオン１０６（第２のピニオン１０７）は回転しながら大径歯車１０５に沿って旋回を行なうので、第１のピニオン１０６（第２のピニオン１０７）が、第１のモータ１０８（第２のモータ１０９）を固定している回転台１０４に環状ベース部材９２の中心軸の回りに回転する回転力を与えることができる。その結果、環状レール９３上を走行する複数の小台車１０３で支持されている回転台１０４は、容易に環状ベース部材９２の中心軸の回りに回転することができる。

なお、第１、第２のモータ１０８、１０９には、それぞれ図示しない減速機が設けられ、例えば、第１のモータ１０８の減速比範囲は第２のモータ１０９の減速比範囲より大きく設定されている。これにより、第１のモータ１０８を駆動させたときの環状台車９５の回転速度は、第２のモータ１０９を駆動させたときの環状台車９５の回転速度より小さく、第１、第２のモータ１０８、１０９を選択することで、環状台車９５の外周側の周速度と内周側の周速度を同一にできる。

工具支持台９６は、環状台車９５の回転台１０４に反転可能に（すなわち、一端を回転台１０４の半径方向の外側に向けても、あるいは半径方向の内側に向けても）取付けられる基板１１０を有している。そして、基板１１０には、環状当接部９０を研削するバイト９８を保持してその先端部の高さ位置を調整する高さ調整部１１１と、高さ調整部１１１で保持されたバイト９８を環状当接部９０の幅方向に進退可能に支持する進退部１１２とを備えたバイト保持手段１１３が設けられている。

ここで、進退部１１２は、基板１１０に水平状態で固定され、ねじ機構１１４で高さ調整部１１１を環状当接部９０の幅方向に進退させる水平部材１１５と、ねじ機構１１４を駆動する第２の電動機構９７を備えている。そして、第２の電動機構９７は、ねじ機構１１４の主ねじ１１６に連結して回転力を伝達する回転軸１１７と、回転軸１１７に動力伝達機構（例えば、プーリー機構）１１８を介して回転力を与えるモータ１１９を有している。また、高さ調整部１１１は、ねじ機構１１４の主ねじ１１６と噛合する雌ねじ部を備え、主ねじ１１６の回転に伴って進退する進退部材１２０と、進退部材１２０にねじ機構１２１を介して昇降可能に取付けられた昇降部材１２２と、昇降部材１２２の先側に設けられたバイト把持部材１２３とを有している。

続いて、本実施の形態に係るフランジ加工装置９１を用いてケーシング８１ａに取付けられた小径フランジ８４の環状当接部９０を研削する方法について説明する。
先ず、環状ベース部材９２と環状台車９５とを一体化し、環状ベース部材９２を吊り上げて、大径フランジ８５の環状当接部８８が上方を向くように天地を逆転したケーシング８１ａの水平環状板８２の上方に移動し、水平環状板８２と同心状になるように環状ベース部材９２のおおよその位置を調整してから環状ベース部材９２を下降させ、突出部１０２と水平環状板８２の間に受け台１２４を挿入する。このとき、受け台１２４に設けられた図示しない高さ調整機構を操作して受け台１２４の高さをそれぞれ調整して、環状ベース部材９２を水平状態にする。これによって、環状ベース部材９２の水平環状板８２上への載置が終了する。

次いで、当接板１２５が先端部に取付けられたジャッキ１２６を備えた第２の固定部材１２７を受け台１２４に載せ、ジャッキ１２６の基部を突出部１０２の先部に固定する。そして、ジャッキ１２６を伸縮させ当接板１２５を筒体８３の内面に当接させることで、受け台１２４上で環状ベース部材９２をジャッキ１２６の伸縮方向に滑らせて、環状ベース部材９２を水平環状板８２と同心状にする。環状ベース部材９２と水平環状板８２が同心状になったことが確認されると、各ジャッキ１２６を伸ばして当接板１２５を筒体８３の内面に一様に当接させて、各ジャッキ１２６を相互に突っ張った状態にする。これによって、受け台１２４上での環状ベース部材９２の滑りが防止され、環状ベース部材９２が水平環状板８２と同心状に仮固定される。

続いて、環状台車９５の回転台１０４上に、バイト保持手段１１３を取付けた工具支持台９６の基板１１０を、バイト把持部材１２３が小径フランジ８４の環状当接部９０側に配置されるように取付ける。そして、図示しないスリップリングを備えた２つの電源接続部１２８、１２９を有する集電機構１３０の載置台１３１を小径フランジ８４の内側に設置した集電機構支持台１３２に取付け、配管１３３、１３４内に配設した図示しない電源ケーブルを電源接続部１２８、１２９の１次側に接続し、例えば、電源接続部１２８の２次側と、第１、第２のモータ１０８、１０９を配管１３５、１３６内に配設した図示しない電源ケーブルで接続し、電源接続部１２９の２次側と、モータ１１９を配管１３７、１３６内に配設した図示しない電源ケーブルで接続する。これにより、フランジ加工装置９１のケーシング８１ａへの取付けが完了する。

次いで、バイト保持手段１１３のバイト把持部材１２３にバイト９８を取付け、小径フランジ８４の環状当接部９０の最大突出部の高さ位置とバイト９８の先端の高さ位置が一致するように、高さ調整部１１１のねじ機構１２１を手動で操作して昇降部材１２２を昇降させてバイト９８の高さ調整をする。そして、バイト９８を環状当接部９０の幅方向の一側に離脱させ、バイト９８の先端が切り込み量だけ低い高さ位置となるようにねじ機構１２１を手動で操作して昇降部材１２２を下降させる。

続いて、第２のモータ１０９、モータ１１９の図示しないスイッチを入れて、環状台車９５を回転させるとともに、バイト９８を環状当接部９０の幅方向の一側から他側に向けて移動させると、バイト９８の先端の環状当接部９０上の軌跡は螺旋状となり、環状当接部９０の幅方向の一側から他側に向けてバイト９８の切り込み量に相当する深さの往き研削が行なわれる。バイト９８の先端が環状当接部９０の幅方向の他側から離脱すると、動力伝達機構１１８の回転方向を逆転させてバイト９８の移動方向を逆にし、更にバイト９８が切り込み量だけ下降するようにねじ機構１２１を手動で操作して昇降部材１２２を下降させ、バイト９８を環状当接部９０の他側から一側に向けて移動させる。これによって、環状当接部９０の他側から一側に向けてバイト９８による戻り研削が行なわれる。そして、往き研削と戻り研削を繰り返すことで、環状当接部９０の研削を行なう。

図１１に示すように、工具支持台９６は、回転台１０４上に固定される取付け板１３８を下部に備え、上部にバイト保持手段１１３を取付けた基板１１０を反転可能に（すなわち、一端を回転台１０４の半径方向の外側に向けた状態でも、あるいは半径方向の内側に向けた状態でも）載置する載置台１３９を備えた高さ調整部材１４０を有している。これによって、高さ調整部材１４０の高さが、例えば、ケーシング８１ａに設けられた大径フランジ８５の高さ位置と一致するように予め作製しておくと、バイト９８先端の高さ位置を、大径フランジ８５の環状当接部８８の高さ位置と合わせることができるので、ケーシング８１ａに設けられた大径フランジ８５の環状当接部８８を研削することができる。

また、フランジ加工装置９１を用いてケーシング８１ａに取付けられた大径フランジ８５の環状当接部８８を研削する場合は、大径フランジ８５の環状当接部８８を研削する際のバイト９８の周速度が、小径フランジ８４の環状当接部９０を研削する際のバイト９８の周速度と一致するように、環状台車９５の回転を第１のモータ１０８を用いて行ない、それ以外はケーシング８１ａに取付けられた小径フランジ８４の環状当接部９０を研削する場合と実質的に同一とすることができる。このため、フランジ加工装置９１を用いてケーシング８１ａの大径フランジ８５の環状当接部８８を研削する方法に関しての説明は省略する。そして、環状台車９５を第１のモータ１０８を用いて回転することで、小径フランジ８４の環状当接部９０の研削条件と、大径フランジ８５の環状当接部８８の研削条件を同一にすることができ、環状当接部８８、９０の研削状態を一定にすることができる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、フランジ加工装置１０で環状ベース部材２２と水平環状板１２を同心状に配置する際に、突出部３２の先部に取付けたジャッキ６８によって環状ベース部材２２を水平環状板１２に載置した受け台６６上で滑らせたが、架台プレート３１の先部にジャッキ６８を固定して、環状ベース部材２２を受け台６６上で滑らせることもできる。また、バイト２８の切り込み量を設定するねじ機構５６を自動で操作するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るフランジ加工装置を用いて加工を行なう熱交換器部品の斜視図である。 同フランジ加工装置を用いて熱交換器部品の大径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図である。 同フランジ加工装置の環状ベース部材、環状台車、および第１の電動機構の説明図である。 同フランジ加工装置をケーシングに仮固定する第１の固定部材が取付けられる架台プレートの斜視図である。 同フランジ加工装置の第１の固定部材の斜視図である。 同フランジ加工装置を第１の固定部材でケーシングに仮固定した状態を示す側断面図である。 同フランジ加工装置を用いて熱交換器部品の小径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフランジ加工装置を用いて加工を行なう熱交換器部品の斜視図である。 同フランジ加工装置を用いてケーシングに設けられた小径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図である。 同フランジ加工装置の環状ベース部材、環状台車、および第１の電動機構の説明図である。 同フランジ加工装置を用いてケーシングに設けられた大径フランジの環状当接部を研削する状態を示す説明図である。

１０：フランジ加工装置、１１：熱交換器部品、１１ａ：ケーシング、１２：水平環状板、１３：筒体、１４：大径フランジ、１５：小径フランジ、１６：雌ねじ孔、１７：大径フランジ固定部、１８、１９：環状当接部、２０：小径フランジ固定部、２１：伝熱管、２２：環状ベース部材、２３：環状レール、２４：第１の電動機構、２５：環状台車、２６：工具支持台、２７：第２の電動機構、２８：バイト、２９：内孔、３０：環状板、３１：架台プレート、３２：突出部、３３：雌ねじ孔、３４：長孔、３５：ボルト、３６：第１の固定部材、３７：テーパー状頭部、３８：雄ねじ部、３９：テーパー頭ボルト、４０：嵌入孔、４１：割り溝、４２：スリーブ、４３：座金、４４：ナット、４５：小台車、４６：回転台、４７：大径歯車、４８：第１のピニオン、４９：第２のピニオン、５０：第１のモータ、５１：第２のモータ、５２：基板、５３：高さ調整部、５４：進退部、５５：バイト保持手段、５６：ねじ機構、５７：水平部材、５８：主ねじ、５９：回転軸、６０：動力伝達機構、６１：モータ、６２：進退部材、６３：ねじ機構、６４：昇降部材、６５：バイト把持部材、６６：受け台、６７：当接板、６８：ジャッキ、６９、７０：電源接続部、７１：集電機構、７２：載置台、７３、７４、７５、７６、７７：配管、７８：取付け板、７９：載置台、８０：高さ調整部材、８１：熱交換器部品、８１ａ：ケーシング、８２：水平環状板、８３：筒体、８４：小径フランジ、８５：大径フランジ、８６：ボルト孔、８７：大径フランジ固定部、８８：環状当接部、８９：小径フランジ固定部、９０：環状当接部、９１：フランジ加工装置、９２：環状ベース部材、９３：環状レール、９４：第１の電動機構、９５：環状台車、９６：工具支持台、９７：第２の電動機構、９８：バイト、９９：内孔、１００：環状板、１０２：突出部、１０３：小台車、１０４：回転台、１０５：大径歯車、１０６：第１のピニオン、１０７：第２のピニオン、１０８：第１のモータ、１０９：第２のモータ、１１０：基板、１１１：高さ調整部、１１２：進退部、１１３：バイト保持手段、１１４：ねじ機構、１１５：水平部材、１１６：主ねじ、１１７：回転軸、１１８：動力伝達機構、１１９：モータ、１２０：進退部材、１２１：ねじ機構、１２２：昇降部材、１２３：バイト把持部材、１２４：受け台、１２５：当接板、１２６：ジャッキ、１２７：第２の固定部材、１２８、１２９：電源接続部、１３０：集電機構、１３１：載置台、１３２：集電機構支持台、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７：配管、１３８：取付け板、１３９：載置台、１４０：高さ調整部材

Claims (5)

1. 水平環状板と該水平環状板の内側に軸心を合わせてその一端が固定された筒体とを備えたケーシングと、前記水平環状板の外周側に設けられた大径フランジおよび前記筒体の他端部に前記大径フランジと同心状かつ段違いに取付けられた小径フランジとを有する熱交換器部品の前記大径フランジおよび前記小径フランジを加工するフランジ加工装置であって、
   前記大径フランジおよび前記小径フランジに軸心を合わせて、前記水平環状板に仮固定された環状ベース部材と、
   前記環状ベース部材上に固定された環状レール上を第１の電動機構で駆動されて走行する環状台車と、
   前記環状台車に搭載された工具支持台と、
   前記工具支持台に高さ調整可能でかつ第２の電動機構で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれ環状当接部の幅方向に進退可能に設けられた研削工具とを有し、
   しかも、前記工具支持台は、該工具支持台に取付けられた前記研削工具を前記水平環状板の半径方向外側に向けて取付けることが可能で、かつ前記研削工具を前記水平環状板の半径方向内側に向けて取付けることも可能な、前記環状台車に取付けられる基板を有し、
   前記工具支持台の高さと向きを調整して、前記研削工具で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれの環状当接部を研削することを特徴とするフランジ加工装置。
2. 水平環状板と該水平環状板の外側に軸心を合わせてその一端が固定された筒体とを備えたケーシングと、前記水平環状板の内周側に設けられた小径フランジおよび前記筒体の他端部に前記小径フランジと同心状かつ段違いに取付けられた大径フランジとを有する熱交換器部品の前記大径フランジおよび前記小径フランジを加工するフランジ加工装置であって、
   前記大径フランジおよび前記小径フランジに軸心を合わせて、前記水平環状板に仮固定された環状ベース部材と、
   前記環状ベース部材上に固定された環状レール上を第１の電動機構で駆動されて走行する環状台車と、
   前記環状台車に搭載された工具支持台と、
   前記工具支持台に高さ調整可能でかつ第２の電動機構で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれ環状当接部の幅方向に進退可能に設けられた研削工具とを有し、
   しかも、前記工具支持台は、該工具支持台に取付けられた前記研削工具を前記水平環状板の半径方向外側に向けて取付けることが可能で、かつ前記研削工具を前記水平環状板の半径方向内側に向けて取付けることも可能な、前記環状台車に取付けられる基板を有し、
   前記工具支持台の高さと向きを調整して、前記研削工具で前記大径フランジおよび前記小径フランジのそれぞれの環状当接部を研削することを特徴とするフランジ加工装置。
3. 請求項１または２記載のフランジ加工装置において、前記第１の電動機構は、前記環状ベース部材に取付けられた大径歯車に噛合する第１、第２のピニオンがそれぞれの出力軸に設けられた第１および第２のモータを有していることを特徴とするフランジ加工装置。
4. 請求項１記載のフランジ加工装置において、前記筒体が前記水平環状板の内側に立設され、該水平環状板の上面に該水平環状板を下方から貫通する多数の伝熱管の上端が突出し、前記環状ベース部材は前記水平環状板上に載置された受け台で支持され、更に基側が該環状ベース部材に固定され先側が前記伝熱管の上端側から挿入されて該伝熱管の内面に密着する複数の第１の固定部材により前記水平環状板に同心状に仮固定されることを特徴とするフランジ加工装置。
5. 請求項２記載のフランジ加工装置において、前記筒体が前記水平環状板の外側に立設され、前記環状ベース部材は前記水平環状板上に載置された受け台で支持され、更に基側が該環状ベース部材に固定され先側が前記筒体の表面に当接して押圧する複数の第２の固定部材により前記水平環状板に同心状に仮固定されることを特徴とするフランジ加工装置。

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