JPS61296922A - 圧延工具及び管端の圧延・修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円形から外れた断面形状の管の先端を拡径し
修正するための圧延工具に関するものである。本発明は
、蒸気発生器の管板の外周の回りに取り付けられた凹ん
だ管端を修正し拡径する際に特に有用である。

先１１支迷ｆｌ朋− 金属管の先端を拡径するための工具は、以前から知られ
ている。この工具は一般に、ピッチ付スロット中に取り
付けられる半径方向に伸長可能な複数のローラを保持し
た回動自在なローラケージと、このローラケージの中心
孔内において摺動可能である回動自在なテーパマンドレ
ルとを、備えている。作動の際、ローラケージは管の開
放端に挿入され、この管が、ローラをローラケージの内
部の後退位置に押入れる。次に、テーパマンドレルは回
動すると同時に管の内部に向かつて付勢され、拡径すべ
き管の内面に係合するまで、ローラ（ケージ本体におい
てテーバ付きスロット中に緩めに保持されている）を半
径方向に伸長させる。

ローラが半径方向に伸長してこのように係合すると、ロ
ーラの外面は、管の内壁に対して同時に摩擦係合し、そ
の内面は、回動するテーパマンドレルに対して摩擦係合
する。テーパマンドレルは、この摩擦係合によって、回
動すると共に、マンドレルの回転軸の回りにローラを軌
道運動させる。

これ等のローラを受け入れるスロットは、マンドレルの
回転軸線に対して成る僅かな角度傾斜しているため、ロ
ーラが回動運動及び軌道運動を行うと、一般にねじ込み
運動又は送り運動として説明しうる運動によってマンド
レルが管の開放端中に引込まれ、ローラはそれにより更
に伸長し、管端を拡径させる。

これ等の工具は、蒸気発生器の熱交換管に関係した潜在
的な保守上の問題を除くために以前から有用であった。

しかし、これに関連して、かかる工具の有用性を正確に
理解するには、原子力蒸気発生器の構造及び機能につい
ての基本的な理解が必要となる。

原子力蒸気発生器は、一般に、２次側と、管板と、原子
炉から加熱された水を循環させる１次側とを備えている
。このような蒸気発生器の一例は、本出願人の米国特許
第４，２６２，４０２号明細書に記載されている。蒸気
発生器の２次側は、複数のＵ字管と、非放射性の給水の
流れを導入するための入口とを備えている。蒸気発生器
の２次側内のＵ字管の入口端及び出口端は、蒸気発生器
の１次側を２次側から水力学的に分離する管板中に取り
付けられている。１次側は、Ｕ字管の入口端を出口端か
ら水力学的に遮断するための仕切板を備えている。原子
炉から流れてくる高温の放射性水は、蒸気発生器の１次
ＩＩｌ！Ｉ（ボール形）を経てＵ字管の入口端に強制的
に圧送される。この高温の放射性水は、管板にあるこれ
等の入口端を通って、Ｕ字管（蒸気発生器の２次側内に
延在する）を循環する。水は、Ｕ字管の壁を介して、非
放射性の給水（蒸気発生器の２次側を通って流れる）に
、自己の熱を伝達することにより、給水を、非放射性蒸
気に変換する。次に、この蒸気が発電機のタービンを駆
動する。原子炉からの水は、Ｕ字管を通って循環した後
、管板、即ちＵ字管の出口端を経て、１次側の出口部に
戻り、そこから原子炉に再循環される。

このような蒸気発生器における熱交換管の壁は、凹み、
応力腐食割れ、粒界腐食及び点食を含む種々の形態の腐
食劣化を受けることがある。蒸気発生器の現場検査によ
り、腐食劣化の多くが蒸気発生器のいわゆる隙間領域に
おいて生ずることが確かめられた。各Ｕ字管の主な隙間
領域は、熱交換管と該熱交換管が通ってい、る管板中の
管孔との間の環状空所である。腐食性スラッジは重力作
用によってこの隙間領域に集積する傾向がある。更に、
この隙間領域における水の水力学的循環が比較的弱いこ
とから、この環状の隙間領域にスラッジが留どまり、ス
ラッジに隣接した管中に局所的な高温点を生ずることが
多く、これ等の高温点から放射される熱は、熱交換管の
外壁をスラッジ中の腐食性物質と化合させる強力な触媒
として作用する。

このような腐食や管の割れが、管板内で管を囲む環状隙
間領域において生ずるのを防止するために、従来、管板
を通って延びる管の先端を半径方向に拡径するための圧
延工具が用いられていた。

管のこの拡径によって、管板の管孔と熱交換管との間の
環状スペースが除かれる。これ等の従来の圧延工具は、
管板の中心域にある損傷していない管の先端を有効に膨
張させることはできても、蒸気発生器の１次側の高速で
流れる水にたまたま混入したナツト、ボルト、カバープ
レートその他の破片が強く衝突することにより非円形に
凹んでしまった管端についてこれ等の工具を使用するこ
とは、不可能ではないとしても、非常に困難である。

熱交換管の先端の回りに生じたこれ等の凹みは、管板中
のそれぞれの管孔に向かって管を有効に膨張させるに足
る直径のローラケージを挿入できなくする。この工具の
操作者が管の形状を円形の断面に修正しようとして、比
較的小径のケージを用いた場合、マンドレルの回動時に
（全部ではないにしても）幾つかのローラが管の内壁と
摩擦接触することが、管内面の偏心形状によって妨げら
れるため、ローラと係合するマンドレルを伸長させ回動
させた時に、ローラケージのローラが膠着することがあ
る。マンドレルが伸長し回動される時にローラケージの
ローラが管の内壁と摩擦係合しなかった場合には、これ
等のローラは、管を修正する運動において管の内壁に対
し軌道運動することができない。このように管端が工具
により修正できないことによって、管を囲む管孔と管の
外壁との間の環状スペースを工具により除去できなくな
るだけでなく、過電流プローブ、スリービング工具、回
転ピーニング軸及びプラグのような他の管保守工具を管
の開放端に挿入することもできなくなる。従来の圧延工
具の更に別の欠点は、周辺の位置にある管端を管板の外
側縁の回りに圧延又は修正するために工具を用いること
が困難な点にある。これ等の管端は、原子力蒸気発生器
のボール形をした１次側の内壁のすぐ近くに配設されて
おり、成る種の工具をこれ等の領域において操作するこ
とは、不可能ではないとしても、非常に困難である。ま
た、これ等の圧延工具のうち成るものは、自動式になっ
ていないため、蒸気発生器の１次側内に存在する潜在的
に危険な放射能に操作者が必然的にさらされる。

原子力蒸気発生器の管板中にある凹んだ管端を確実に修
正し拡径することの可能な工具に対する必要性が明らか
に存在する。この工具は、理想的には、遠隔操作可能で
あると共に、蒸気発生器の管板の外周域に配設された管
の先端を容易に且つ適切に修正し拡径可能であることが
必要とされる。

先ｉへ」」 本発明は、その最も広い意味において、凹みにより円形
でなくなるか又は変形されるかした、原子力蒸気発生器
の管板中の管の端部を修正し圧延する方法及び装置に存
する。本発明の装置は、少くとも１つのローラを含む回
動可能なローラケージと、該ローラを回動させ、軌道運
動させ、半径方向に伸長させる回動可能なテーバマンド
レルを摺動自在に受入れるための中心孔と、該テーパマ
ンドレルが回動する時に該ローラが作用しうる表面を提
供するために該ローラケージの少なくとも実質的な部分
を取り囲むリングとを備えている。

好ましい実施例によれば、ローラケージは、カラー上に
回動自在に取り付けてあり、このカラーは、マンドレル
駆動手段を支持するフレームに摺動自在に収り付けたテ
ーブルアセンブリ上に取り付けられている。原子力蒸気
発生器の管板の周辺部に配設された管の先端を圧延し修
正するために本発明を適用する場合、フレーム及びテー
ブルアセンブリの作動側の形状は、好ましくは、蒸気発
生器のボール形の円弧形状と相補形とする。更に、フレ
ーム中の駆動手段（好ましくは、長いハウジングを備え
た可逆式油圧モータ）は、蒸気発生器の管板の外周の回
りの管係合位置にカラー保持テーブルアセンブリを配置
するに際し機械的に干渉しないように、フレーム中に配
設される。これ等の２つの構造的な゛特徴により、蒸気
発生器の管板中においてその最も外周側に配設された管
端を、本発明による装置を用いて容易に適切に圧延し修
正することが可能となる。

本発明の方法においては、リングは、本発明の装置のロ
ーラケージの近端の回りにおいて、カラー上に、好まし
くは着脱自在に取り付けられている。リングの内径は、
凹んだ管の最小内径と近似的に等しいように選定される
。ローラケージの外径は、凹んだ管端の最小内径よりも
極く僅か小さくなるように選定される。ローラケージを
凹んだ管端中に挿入し、マンドレルを伸長させて回動さ
せると、ローラケージの近端に外接するリングは、ケー
ジ中のローラが凹んだ管端の円形から外れた断面を少く
とも部分的に修正する際にローラがその上を滑らかに転
勤するような、ひと続きの環状面を形成する。管端の凹
みが実質的に大きい場合には、第１０−ラケージよりも
外径の大な第２０−ラケージ及び凹んだ管端の拡大され
た最小内径とほぼ合致する内径の第２リングを使用して
修正操作を反復実施することが必要となりうる。管端を
最終的に円形に修正するまで順次大きなローラケージ及
びリングを使用する。次に、管板の管孔と係合するよう
に管端を拡径するために、リングなしに、最終ローラケ
ージを使用することができる。

次に同一の部材を同一の符号によって表わした第１図及
び第２図を参照して説明すると、本発明による圧延工具
１は、スラストカラー１７中に回動可能に組み付けられ
たローラケージ３と、ケージローラ７ａ〜７ｄを駆動す
るためにローラケージ３中に伸長させることの可能なテ
ーパマンドレル１１とを一般に備えている。スラストカ
ラー１７は、１対のボールブツシュ２４ａ、２４ｂ中に
収容された１対のばね負荷案内棒２２ａ、２２ｂによっ
てテーブルアセンブリ２０上に摺動自在に且つ可撓的に
組み付けられている。テーブルアセンブリＺＯは、トル
クが制限された可逆式空圧モータ１６に回動自在なマン
ドレル１１を連結するための駆動ベルト３５と共に、前
記ボールブツシュ２４ａ、２４ｂを組み付けたテーブル
プレート２６を備えている。テーブルアセンブリ２０の
全体は、ボールブツシュ５４ａ、５４ｂ及び案内ロッド
５６ａ、５６ｂによってフレーム６０に摺動自在に取り
付けられている。フレーム６０は、管板８７中の熱交換
管８５の開放端に向かってローラケージ３が積極的に付
勢される管係合伸長位置に向かって後退位置からテーブ
ルアセンブリ２０を往復運動させるための単一の油圧リ
フトシリンダ８２を備えている。第２図に最も良く示す
ように、圧延工具１の前縁は、管板８７の外周に沿って
配置された熱交換管８５を修正し圧延するために圧延工
具１が使用されうるように、蒸気発生器のボール形をし
た１次側の円弧状の壁形状９０と一般に相補の形状を備
えている。

第５図及び第６図には、領域８６ａ、８６ｂにおいて凹
んだ熱交換管（管）８５を修正するための圧延工具１の
作用が最も良く示されている。作用について説明すると
、１対のばち形先端１１７ａ、１１７ｂを備えたリング
１１５は、スラストカラー１７の頂部に一体的に形成さ
れたリング支持フランジ１１０上の相補形のばち形スロ
ット１１２ａ、１１２ｂ中に、横方向に滑りこませる。

リング１１５の内径Ｄ１は、凹んだ管端の最小内径Ｄ２
に実質的に等しくなるように選定されている。管端の内
径口２とほぼ同一の直径を有するローラケージ３″は、
スラストカラー１７中に選定され組み付けられている。

ローラケージ３を経てマンドレル１１を伸長させ回動さ
せると、ローラフａ〜７ｄは、リング１１５の内径Ｏ１
に向かって半径方向に膨張することにより、ローラ７ａ
〜７ｄを、ローラケージ３内のそれぞれの傾斜付きスロ
ット中において回動させると共に、マンドレル１１の回
りに軌道運動させる。その結果、管８５の凹んだ領域８
６ａ、８６ｂは少くとも部分的に修正される。

第６図には、リング１１５がスラストカラー１７上に存
在していなかった場合にローラ７ａ〜７ｄが膠着して管
端の修正を行いえなくなることが図示されている。特に
、マンドレル１１が伸長してローラフａ〜７ｄを回動さ
せうることは明らかであるが、管８５の凹んだ先端の回
りにケージ３を回動させるのに、必騨ｆｒ　！＋　ｌ−
′ｉ４１力冬Ｗ４里オペへ裏面ｈ（左左ｊ−かい、−と
から、ローラフａ〜７ｄが管８５の凹んだ先端中におい
てケージ３を回動させえないことも明らかである。その
ため、第６図に示すように、管８５の非円形の形状は、
ローラフａ〜）ｄが管８５の内表面に対して反動し、ケ
ージ３を回動させ、管端を修正することを実効的に阻止
する。しかし、管８５の凹んだ先端の最小内径Ｄ２とほ
ぼ同一の内径Ｄ１を有するリング１１５により、ローラ
フａ〜フｄが作用する表面を与えることによって、圧延
工具１が非円形の管端を修正することが可能となる。

日の　　び二　の口　　舌■ 第１図及び第２図を参照すると、本発明による圧延工具
１は、４つの勾配もしくは傾斜付きスロット５ａ〜５ｄ
を備えたローラケージ３を含み、各スロット５ａ〜５ｄ
は、ローラ７ａ〜７ｄを各々緩く受け入れる。各ローラ
フａ〜フｄは、それぞれの傾斜付きスロット５ａ〜５ｄ
中において回動すると共に、半径方向に膨張することが
できる０図示した実施例において、各スロット５ａ〜５
ｄのこの傾斜は、ケージ３の回転軸に関して比較的小さ
な角度となるように選定されている。各スロット５ａ〜
５ｄに僅かなピッチ即ち傾斜の存在することは大切であ
る。それは、このピッチがなかったら、ローラ７ａ〜７
ｄが修正又は圧延作業中にテーパマンドレル１１にねじ
込まれてこのマンドレルを管８５の開放端に供給するこ
とはできないためである。ローラケージ３は、ピッチ付
きスロット５ａ〜５ｄの他に、テーパマンドレル１１を
受け入れるための中心孔９も備えている。テーパマンド
レル１１は、以下に詳述するように、ケージ３のそれぞ
れのスロット５ａ〜５ｄ中においてローラ７ａ〜７ｄの
各々を回動させると共に、修正又は拡径を受ける管８５
の内壁に向かってこれ等のローラを半径方向に膨張させ
ることにより、各テーパ付きローラ７ａ〜７ｄを駆動す
る。更に、ローラケージ３の遠端１３は、非円形の管端
中にケージ３を挿入し易いように、先細になっており、
ケージ３の近端１５は、後述する軸受組立体（軸受装置
）によってスラストカラー１７中に回動可能に取り付け
られている。

第１図に最もよく示すように、スラストカラー１７の前
縁は、管板８７上の限定された近接域例えば外周域への
ローラケージ３の操作を容易にするように、最も狭い縁
部である。スラストカラー１７も、ローラケージ３と同
様に、テーパマンドレル１１を受け入れるための中心孔
１９を備えている。

ケージ３とスラストカラーもしくは軸受１７とは、ばね
負荷された１対の案内棒２２ａ、２２ｂによって、テー
ブルアセンブリ２０に、摺動可能に且つ弾性的に収り付
けられている。これ等の案内棒２２ａ、２２ｂは、テー
ブルアセンブリ２０のテーブルプレー１・２６の両側に
取着した１対のボールブツシュ２４ａ、２４ｂ中に受け
入れられている。図示していないが、各ボールブツシュ
２４ａ、２４ｂ〈及び、後述するボールブツシュ５４ａ
、５４ｂ）は、その両端に取り付けられた１対の球軸受
を含み、各案内棒２２ａ、２２ｂは、ボールブツシュの
上部及び下部において、球軸受により取り囲まれている
。案内棒２２ａ、２２ｂの遠端は、着脱自在なコツター
ビン２８ａ、２８ｂによって１対の向かい合う取付脚部
２７ａ、２７ｂに着脱自在にそれぞれ組み付けられてい
る。案内棒２２ａ、２２ｂは、各図には特に示してない
か、各々の取付脚部２７ａ、２７ｂの内孔中に受け入れ
られている。

各案内棒２２ａ、２２ｂの底部端について説明すると、
これ等の底部端の各々は、キャリッジバー３０中の棒受
入れ孔内に装着されている。キャリッジバー３０は１対
のばね３２ａ、３２ｂによりテーブルアセンブリ２０の
下面に弾性的に装着される。これ等のばね３２ａ、３２
ｂの遠端は、テーブルアセンブリ２０の下面から延びて
いる１対のばねブラケット３４ａ、３４ｂに、また近端
は、前記キャリッジバー３０に、それぞれ連結されてい
る。ばね３２ａ、３２ｂは、スラストカラー１７及びロ
ーラケージ３から離れるように、マンドレル１１を付勢
しているため、テーパマンドレル１１の比較的狭い上部
は、圧延工具１が使用されていない時に、スラストカラ
ー１７中の中心孔１９を通って延びる。しかし、管板８
７の下方に圧延工具１を取り付けて液圧リフトシリンダ
８２を付勢すると、ケージ３は管８５の先端に挿入され
、ばね３２ａ、３２ｂにより加えられた負荷力に勝つの
で、テーブルアセンブリ２０とスラストカラー１７とは
、相互に向かつてより強く圧接する。この時、テーパマ
ンドレル１１の比較的厚い下部は、マンドレル１１がロ
ーラケージ３のローラフａ〜７ｄを一駆動するように、
スラストカラー１７及びローラゲージ３の中心孔を経て
挿入される。リフトシリンダ８２を不作動にすると、ば
ね３２ａ、３２ｂは、以下に詳述するように、スラスト
カラー１７及びローラケージ３からマンドレル１１を引
き出すことを助ける。

第１図〜第３図を参照すると、駆動ベルト３５は、テー
ブルアセンブリ２０のテーブルプレート２６の下面に取
り付けられている。駆動ベルト３５の後縁側は、トルク
が制限される可逆式空圧モータに連結されており、この
空圧モータは、管端を修正し又は拡径するために、テー
パマンドレル１１を、そして最終的にはローラケージ３
のローラ７ａ〜７ｄを駆動する。好適な実施例によれば
、空圧モータ３６は、米国オハイオ州クリーブランドの
スタンレー・ワークス社（Ｓｔａｎｌｅｙ　Ｉ’１ｏｒ
ｋｓ、Ｉｎｃ、）によって製造された、回転数５００ｒ
ｐｎのＦ３０ＬＲ８Ｔ＾−５型空圧モータである。この
市販の空圧モータの一部分であるビボット駆動継手３７
は、第３図に示すように、好ましくは４５°の角度に調
節されている。テーブルアセンブリ２０に対する空圧モ
ータ３６のこの角度調節によって、蒸気発生器の１次側
内の接近が限定された領域において圧延工具１を操作す
ることが可能となる。更に、空圧モータ３６のトルク制
限特性は、圧延作業中ローラケージ３が過大圧力を管端
に加えないことを確実にする。過大圧力は、管８５が応
力腐食割れを受け易くするため、本発明の第１の目的が
達成できない、駆動ベルト３５の前縁は、インサート４
０の内孔（図示しない）を経て挿入可能なコツタービン
３９を備えたコツタービンアセンブリ３８によって分離
可能にテーパマンドレル１１に連結されている。このよ
うなコツタービンアセンブリ３８を設けることは、１つ
のマンドレル１１を別のものと交換する操作を非常に容
易に行えるため、本発明の作用上特に大切である。。

トルクが制限される可逆式のトルクモータ３６は、第１
図を参照すると特に明らかとなるように、トルクモータ
３６に動力を供給する圧縮空気管４１と、モータの作動
方向（従って、テーパマンドレル１１の回転方向）を逆
転するための空気流転向ボタン４２とを備えている。転
向ボタン４２は、それに連結されたウェッジ受入れブロ
ック４３によって制御され、このブロックは、可逆式の
油圧シリンダ４５の出力軸に連結されたウェッジ４４と
相互作用する。

転向ボタン４２は、ウェッジ４４が後退位置にある時に
、第１図の位置において通常外方に付勢される。

しかし、圧縮空気を空気管４７ｂに導入すると、油圧シ
リンダ４５のピストンは、シリンダ４５の後部に向かっ
て摺動し、ウェッジ受入れブロック４３中にウェッジ４
２を押し込むことにより、空気流転向ボタン４２を押し
下げる。その逆に、油圧シリンダ４５の空気管４７ａに
圧縮空気を導入すると、ピストンは、その初位置に向か
って後退し、ウェッジ４４をウェッジ受入れブロック４
３から引き出し、転向ボタン４２を図示の位置−に戻る
ように外方に伸長させる。可逆式の油圧シリンダ４５は
、トルクが制限さ　−れる可逆式の空圧モータ３６のハ
ウジングに、普通の仕方で、円弧状のブラケット４６に
よって図示のように連結されている。

テーブルアセンブリ２０の更に別の大きな特徴は、テー
ブルプレート２６の前縁５０のテーパ形状と、テーブル
プレート２６の比較的平らな後縁５２付近で対峙する側
に取着されたボールブツシュ５４ａ、５４ｂである。ス
ラストカラー１７のテーパ付き縁部の場合と同様に、テ
ーブルプレート２６にテーパ付きの縁端５０を設けたこ
とにより、蒸気発生器の１次側内の接近が困難な領域に
おいて圧延工具１を全体としてより容易に操作しうるよ
うになる。

圧延工具１のフレーム６０について、第１図〜第３図を
参照して説明すると、このフレームは、一般に、垂直に
配向されたストロングバックプレート６２を含み、この
プレート６２は、上部支持板６４と下部支持板６６とに
一体的に連結されている。ストロングバックプレート６
２は、ロボットの腕（例えば本出願人の米国特許第４，
２６２，４０２号明細書に示されたＲＯＳ＾アーム）に
機械的に圧延工具１を連結するための結合板６８をその
底部端に備えている。

ストロングバックプレート６２上の結合板６８の直上に
は、電球７１を保護すると共にそれによって発生した光
を光束化するための光シールドフ０が配設されている。

ストロングバッークプレート６２は、ＴＶカメラ７６を
取り付けるための１対のブラケット７４ａ、７４ｂを有
し、このＴＶ右カメラレンズ（図示しない）は、電球７
１の上方に配置トれ、ローラケージ３の方に向けられて
いる。電球７１とＴＶカメラ７６とを設けたことにより
、例えば前記ＲＯＳ八アへムのようなロボットの腕によ
り圧延工具１を遠隔から制御することが可能になる。電
球７１からの最大量の光がローラケージ及び点検中の管
板８７上に投光されるように、フレーム６０の上部支持
板６４には、クローバ形の切欠き７８が形成されている
。下部支持板６６は、油圧リフトシリンダ８２を取り付
けるためのブラケット８０を備えている。操作ロッドの
遠端はテーブルプレート２６の平らな後部縁５２から外
部に延びる舌片に連結されている。空気ホース８４は操
作ロッド８３を選択的に伸縮させるために油圧シリンダ
８２の底部に連結されている。フレーム６０は操作ロッ
ド８３によってテーブルアセンブリ２０に連結され、テ
ーブルアセンブリ２０は案内ロッド５８ｇ、５６ｂの上
方において摺動自在となっているため、油圧シリンダ８
２を作動させたりその作動を停止したりすると、スラス
トカラー１７及びそのローラゲージ３は、管係合位置に
向かって引き上げられ、又は、第２図に１点鎖線によっ
て示したように、弁管係合位置に向かって後退させられ
る。

圧延工具１の全前縁の形状は、第２図に示すように、蒸
気発生器のボール形をした１次側の円弧状壁部９０と相
補形である。圧延工具１の種々の主要部をこの形状とし
たことにより、原子力蒸気発生器の１次側内の狭いスペ
ースにおける圧延工具１の全体としての操作可能性が更
に改善される。

第４図及び第５図を参照すると、スラストカラー１７は
、軸受装置９７を収納するためのケーシング９５を備え
ている。軸受装置９７は、ローラケージ３の近端側環状
フランジ９９の底部側及び頂部側に配設された複数のこ
ろがり軸受９８を備えている。軸受装置９７の構造も、
ローラケージ３の近端側環状フランジ９９とのその協働
も、公知であるため、ここではその詳細な説明は行わな
い。簡単に説明すると、軸受装置９７のころ９８のため
、ローラケージ３は、管８５の開放端を通ってねじ込ま
れるか又は給送されている際にケージ３とスラストカラ
ー１７との間に引張り負荷が加えられても、最小量の摩
擦で、スラストカラー１７中において回動することがで
きる。ローラケージ３の環状フランジ９９の底面は、保
持板１０３に当接し、この保持板は、軸受装置９７とフ
ランジ９９とをスラストカラー１７中の所定位置に保持
する。保持板１０３は、テーバマンドレル１１を受け入
れるための前記中心孔１９を備えている。中心孔１９は
、ローラケージ３の長手方向軸線を経て延びる別の中心
孔１０１に関して同心的に配設されている。リング支持
フランジ１１０はスラストカラー１７の上方に配設され
ている。支持フランジ１１０は、リング１１５の底面に
あるばち形光端１１７ａ、１１７ｂを受け入″れるため
の１対の向かい合う相補形のスロット１１２ａ、１１２
ｂを備えている。リング支持フランジ１１０にスロ・ン
：　）　１１２ｇ、１１２ｂが、また、リング１１５の
底面にばち形光端１１７ａ、１１７ｂが、それぞれ設け
られたことによって、支持フランジ１１０に対してリン
グ１１５を着脱自在に取り付けることが可能となる。こ
のばち形の構成は、修正又は圧延作業中リング支持フラ
ンジ１１０の上面からリング１１５が持ち上げられて失
われることも阻止する。

圧延工具１の作用は、第２図、第４図、第５図及び第６
図を参照することによって最もよく理解されよう。第２
図及び第４図は、管８５の外壁とこれを囲む管板８７の
管孔の内壁との間のスラッジを集める環状スペース８８
を除くために管板８７の管孔中において熱交換管８５の
開放端を拡径するための圧延工具１の作用を示している
。

第１工程において、前記ロボット腕は、ローラケージ３
のテーパ付き縁部１３が管８５の開放端に整列されるよ
うに、工具１のフレーム６０を位置決めする。この時点
で油圧シリンダ８２の操作ロッドは、作動されない後退
位置にある。次に油圧リフトシリンダ８２を作動させる
。操作ロッドは、ばね３２ａ、３２ｂのげわ−ｈ　ｔ：
”賠へ　ローラケージ３を等８５の開放端中に、ケージ
３がその内部に完全に挿入されるまで押し入れる。また
、テーバマンドレル１１の比較的厚い下部は、スラスト
カラー１７の中心孔１９を通り、そこから更にローラケ
ージ３を通って押込まれることにより、マンドレル１１
をローラ７ａ〜７ｄに係合させる。マンドレル１１はロ
ーラフａ〜７ｄを管８５の内壁に向かって半径方向に延
長させる。次に（圧延工具１を上から見て）反時計方向
にローラフａ〜７ｄを回動させるように、可逆式の空圧
モータ８６を作動させる。ローラ７ａ〜７ｄは次に管８
５の内壁と係合し、全部のケージを反時計方向に回動さ
せる。マンドレル１１は、ローラ７ａ〜７ｄからマンド
レル１１に加わるねじ込み力は送り力のためローラ７ａ
〜７ｄがケージ３を反時計方向に回動させる間に、ロー
ラ７ａ〜７ｄを収納するスロット５８〜５ｄの僅かな傾
斜によ、って、管８５中に進入する。

第４図はこの作用の結果を表わしている。第４図に示す
ように、管８５の口部は、それを囲む管板８７の管孔の
内壁と接触するまでスムースに外方に膨張する。圧延作
業の終了後、空気流転向ボタン４２を押下げるために、
可逆式の油圧シリンダ４５を作動させ、ウェッジ受入れ
ブロック４３中にウェッジ４４を圧入する。これによっ
て空圧モータ３６の方向が逆になり、空圧モータ３６は
、次に、テーパマンドレル１１の回転方向を逆にする。

それと同時に、油圧リフトシリンダ８２は不作動となる
ため、ばね３２ａ、３２ｂによってマンドレル１１に加
わる引張力はもはや超克されない０次に、マンドレル１
１は、ローラ７ａ〜フｄがばねの助勢の下にマンドレル
１１に加えるねし緩め動作の結果として、ケージ３から
引き出される。

第５図及び第６図は、修正工具としての圧延工具１の作
用を表わしている。ローラケージ３は、第６図によく示
すように、向かい合う凹んだ領域８６ａ、８６ｂのよう
な凹所を含む管８５の開放端を修正するために、凹んだ
管端を横切る最小の内径Ｄ２よりも少し小さい直径を、
持つように選定される。このケージ３が管圧延作業につ
いて前述した仕方で凹んだ管端に挿入された場合、ロー
ラフａ〜７ｄは、第６図に示した「膠着」位置において
整列されよう。

ローラ’７ａ〜７ｄがその最大の半径方向の限度まで伸
長されるようにテーパマンドレル１１をケージ３を通る
最大限度まで伸長させたとしても、ローラフａ〜７ｄは
、なおも管８５の内壁と係合しないであろう。

従ってケージ３は、マンドレル１１が回動した際に、回
動できず、凹んだ管端の修正は行なわれない。

しかし、リング１１５（第５図に示す）を前記のように
スラストカラー１７のリング支持フランジ１１０上に取
り付けた場合には、リング１１５の内径り、が凹んだ管
端を横切る最小内径Ｄ２と近似的に同一である限り、事
情は大きく変わりうる。この場合にローラ７ａ〜７ｄは
、リング１１５の内径の形の表面を有し、この表面に対
して作用し、この表面に対し回動することができる。よ
り正確には、リング１１５は、ローラ７ａ〜フｄがけん
引力を取得しうる表面を与える。ローラ７ａ〜７ｄのこ
のけん引力は、ケージ３を回動させると共−に、伸長し
たローラ７ａ〜７ｄによって凹んだ領域８６ａ　、８６
ｂを半径方向に、その最初の位置に向かって押すことに
よって、凹んだ管端を少なくとも部分的にその最初の円
形に修正する。凹みの激しい管８５に対しては、順に大
きな内径Ｄ２、Ｄｌを有するケージ３及びリング１１５
を、凹んだ管端を最初の円形に完全に修正するために使
用することができる。コツタービンアセンブリ３８、ス
ラストカラー１７の底部のワイヤリング保持器１０７及
びリング１１５とリング支持フランジ１１０との間の分
離可能なばち形結合によって、圧延工具１中のリング１
１５、ローラケージ３及びマンドレル１１を速やかに容
易に交換することができる。

第７図は、圧延工具１の電気及び空圧制御回路を示して
いる。制御系統の電気回路は、−最に、１１０■交流電
源１２０を含み、交流電源１２０はスイッチ１２９ｂを
経てパワースタット又は光ディマー１３０に、また、ス
イッチ１２９ａを経てソレノイドコネクター１２４ａに
並列に接続されている。パワースタットの出力は、電源
１２０からの１１０Ｖの電圧を最大１２Ｖまでてい降さ
せるための変圧器１２７に接続されている。変圧器１２
７の出力は光コネクタ−１２４ｂに接続されている。作
用に当り、空圧モータ３６への空気流量を制御するソレ
ノイド操作弁（図示しない）を作動又は不作動とするた
めに、スイッチ１２９ａを、またＴＶカメラ７６めため
の電球７１を作動させ、その輝度を調節するために、ス
イッチ１２９ｂ及びパワースタット１３０を、それぞれ
使用することができる。

次に本発明の空圧回路について説明すると、圧縮空気は
、ソレノイド操作弁を経て入口１３２に導入され、そこ
で空気フィルター１３４を通過する。

圧縮空気は次にＴ形継手１３５に至り、図示のように管
路１３６　、１４４に分流する。管路１３６を通る空気
は、３方向弁１３９を通って流れる。３方向弁１３９は
、空気流転向ボタン４２に作動的に係合した可逆式空圧
モータ１３６中の弁である。３方自弁１３９を去る空気
は、出口１４１又は１４３を通ることができる。３方向
弁１３９が圧縮空気を出口１４１に向かって転向させる
と、空圧モータ１３６はマンドレル１１を（圧延工具１
を上から見て）ケージ３を締め付ける反時計方向に回動
させる。しかし３方向弁１３９が圧縮空気を出口１４３
に向かって偏流させると、マンドレル１１は、ケージ３
を緩くする反時計方向に回動する。

空気管路１４４に戻ると、この管路を経てＴ形継手を去
る空気は、調節器１３７を通り、弁１４５に到達する。

弁１４５は、空気管８４を経て油圧リフトシリンダ８２
に至る出口１４７への圧縮空気の流量を制御する。油圧
リフトシリンダ８２に流入する空気の圧力を測定するた
めの空気ゲージ１５０は、弁１４５と出口１４７との間
に空圧接続されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による圧延工具を示す斜視
図°、第２図は、圧延工具の作業縁が蒸気発生器のボー
ル形をした１次側の円弧形状と相補の形状を持つことを
示す第１図の側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線に沿い
切断して示した底面断面図、第４図は、管板の管孔を通
って延びる凹んだ熱交換管の先端を拡径するためろ圧延
工具のスラストカラー及びローラケージの側面断面図、
第５図は、管板中の凹んだ熱交換管の先端を修正するた
めの、ローラケージ、スラストカラー及びリングを示す
側面断面図、第６図は、ローラケージ及び管端を示す、
第５図のＢ−Ｂ線に沿い切断して示した断面図、第７図
は、本発明の好ましい実施例による制御系統を示す概略
接続図である。 １・・・圧延工具　　　３・・・ローラケージ７ａ〜７
ｄ・・・ローラ　　９・・・中心孔１１・・・テーバマ
ンドレル １３・・・ローラの遠端　１５・・・ローラの近端８５
・・・管（熱交換管） ８６ａ、８６ｂ・・・管の凹んだ先端（凹んだ領域）１
１５・・・リング 出願人　ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポ
レーション 代理人　　　　　　　　曾　　　我　　　道　　　照′
ｌ″Ｆ■１１、・。 Ｉ爾テＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１つのローラと、該ローラを回動させ、
   軌道運動させ、半径方向に伸長させるための回動自在な
   テーパマンドレルを摺動自在に受け入れる中心孔とを含
   む、回動自在なローラケージを有する形式の改良型圧延
   工具であって、前記テーパマンドレルが回動する時に前
   記ローラが作用しうる表面を与えるために前記ローラケ
   ージの少なくとも実質的な部分を取り囲むリングを有す
   るように改良した圧延工具。 ２）複数のローラを備えたローラケージと、該ローラケ
   ージ内において前記ローラに半径方向の伸長、回動及び
   軌道運動を行なわせるための回動自在なテーパマンドレ
   ルとを有する圧延工具によつて、円形から外れた管の先
   端を修正し圧延する方法であって、前記円形から外れた
   管の先端中に前記ローラケージの前記ローラの遠端を挿
   入し、前記ローラケージの前記ローラの近端を作用面に
   係合させながら前記テーパマンドレルを回動させる諸ス
   テップから成る管端の修正・圧延方法。