2025-101587 管加工装置および管加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025101587

(43)【公開日】2025-07-07

(54)【発明の名称】管加工装置および管加工方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 27/033 20060101AFI20250630BHJP

   B24B 27/00 20060101ALI20250630BHJP

   B24B 9/00 20060101ALI20250630BHJP

   F16L 21/08 20060101ALI20250630BHJP

【ＦＩ】

B24B27/033 Z

B24B27/00 A

B24B9/00 601E

F16L21/08

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023218539

(22)【出願日】2023-12-25

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2025-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】須藤 克弘

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 侑和

(72)【発明者】

【氏名】杉田 誠

(72)【発明者】

【氏名】藤原 良

(72)【発明者】

【氏名】増田 純也

(72)【発明者】

【氏名】廣田 徹也

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 智哉

【テーマコード（参考）】

3C049

3C158

【Ｆターム（参考）】

3C049AA04

3C049AA09

3C049AA11

3C049AA14

3C049AA18

3C049BA07

3C049BB02

3C049BC02

3C049CA01

3C049CB01

3C158AA04

3C158AA09

3C158AA11

3C158AA14

3C158AA18

3C158BA07

3C158BB02

3C158BC02

3C158CA01

3C158CB01

(57)【要約】

【課題】突部を有する挿し口の研削処理と、スパッタ除去とを行う管加工装置および管加工方法を提供する。
【解決手段】挿し口を有する管の加工を行う管加工装置（１）は、管の挿し口側の管端から突起部を含む領域を研削処理する挿し口研削処理部（１０）と、管の直線部に付着しているスパッタを除去するスパッタ除去処理部（２０）と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

挿し口を有する管の加工を行う管加工装置であって、
前記挿し口の管外周面には、前記管外周面から突出した突起部と、前記突起部よりも前記挿し口側の管端から遠い側に位置する直線部とが設けられており、
前記挿し口側の管端から前記突起部を含む領域を研削処理する挿し口研削処理部と、
前記直線部に付着しているスパッタを除去するスパッタ除去処理部と、
を有する、
管加工装置。

【請求項2】

連結部が取り付けられたアームと、
前記連結部を回転可能に制御する連結制御部と、
を更に有し、
前記挿し口研削処理部と前記スパッタ除去処理部とは、前記連結部を介して前記アームに取り付けられている、
請求項１に記載の管加工装置。

【請求項3】

前記連結部は、前記挿し口研削処理部の取り付け位置から前記連結部の位置までを結ぶ第１仮想線と、前記スパッタ除去処理部の取り付け位置から前記連結部の位置までを結ぶ第２仮想線とが交差するように、前記挿し口研削処理部と前記スパッタ除去処理部とを前記アームに取り付けている、
請求項２に記載の管加工装置。

【請求項4】

前記挿し口研削処理部と前記スパッタ除去処理部とは、管の管径方向に揺動可能とする揺動部を有する、
請求項３に記載の管加工装置。

【請求項5】

前記挿し口研削処理部は、第１ウェイトを有しており、
前記スパッタ除去処理部は、前記第１ウェイトよりも重い第２ウェイトを有している、
請求項３に記載の管加工装置。

【請求項6】

管の挿し口を、請求項１から５の何れか１項に記載の管加工装置を用いて加工する管加工方法であって、
前記挿し口の管外周面には、前記管外周面から突出した突起部と、前記突起部よりも前記挿し口側の管端から遠い側に位置する直線部とが設けられており、
前記挿し口側の管端から前記突起部を含む領域を研削処理する研削処理工程と、
前記直線部に付着したスパッタを除去するスパッタ除去処理工程と、
を含む、
管加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は管加工装置および管加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋳鉄管の管端を処理するプロセスとして、管の挿し口部側の外周に、突部を形成する施工を行うことが知られている。この突部は、管の挿し口部と別の管の受口とを接合した場合に、管同士が離脱しないように設けられた離脱防止用の構造である。突部は、別の管の受口の内周面に設けたロック溝に嵌めたロックリングに係り合う構成である。

【0003】

特許文献１は、この突部を形成する施工技術について開示している。特許文献１では、軸方向の一端側に厚肉部を有し、軸方向の他端側に薄肉部が形成されたリングを、金属管の挿し口部の先端から距離を空けた位置の外周に装着し、前記薄肉部に溶接を行うことにより、前記薄肉部と前記金属管とが融解した溶接部を前記厚肉部上面から傾斜してかつ金属管の挿口先端から距離を空けた位置の外周表面に至る形状に形成する。また、溶接部の表面を研磨などして滑らかにする場合、溶接部の表面を、元々テーパ面である厚肉部テーパ面と連続したテーパ面となるように加工する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２５３４８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１のような挿し口部の外周の突部を含む領域の研磨は、作業者がグラインダーを用いて手作業で処理している。また、金属管の挿し口部の管端面（特許文献１における挿口先端でゴム輪が当接する面）についても、バリの除去や、管端の角を落としてラウンド加工する（いわゆるＲ加工）目的で、研削を行うが、従前、これらの研削処理も、作業者がグラインダーを用いて手作業で行っている。

【0006】

また、上述の特許文献１のように挿し口部の外周面に突部を溶接すると、突部よりも受口寄りの領域にスパッタが付着するが、このスパッタを除去する処理も、グラインダーと同様、作業者が手作業で行っている。

【0007】

このように研磨（研削）処理もスパッタ除去処理も、手作業で行っているため、作業員を確保する必要がある。また、作業員の技量による処理精度のバラツキを抑え、均一な精度で処理を実現することが求められている。

【0008】

そこで、本発明の一形態は、突部を有する挿し口の研削処理と、スパッタ除去とを行う管加工装置および管加工方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る管加工装置は、挿し口を有する管の加工を行う管加工装置であって、前記挿し口の管外周面には、前記管外周面から突出した突起部と、前記突起部よりも前記挿し口側の管端から遠い側に位置する直線部とが設けられており、前記挿し口側の管端から前記突起部を含む領域を研削処理する挿し口研削処理部と、前記直線部に付着しているスパッタを除去するスパッタ除去処理部と、を有する。

【0010】

前記の構成によれば、挿し口側の管端から前記突起部を含む領域の研削処理と、直線部に付着しているスパッタの除去処理とを自動化することができる。これにより、作業員の削減を図ることが可能である。また、自動化により、手動による処理と比べて、加工精度および品質が安定する。

【0011】

本発明の一態様に係る管加工装置は、前記の構成において、連結部が取り付けられたアームと、前記連結部を回転可能に制御する連結制御部と、を更に有し、前記挿し口研削処理部と前記スパッタ除去処理部とは、前記連結部を介して前記アームに取り付けられていてもよい。

【0012】

前記の構成によれば、連結制御部によって連結部を回転させることで、挿し口研削処理部と、スパッタ除去処理部との切り替え（配置替え）が可能となる。これにより、コンパクトな設計で管加工装置を実現することができる。また、同一ラインで処理することができるため、工程ごとの管の搬送の手間がなくなり、作業時間を短縮できる。

【0013】

本発明の一態様に係る管加工装置は、前記の構成において、前記連結部は、前記挿し口研削処理部の取り付け位置から前記連結部の位置までを結ぶ第１仮想線と、前記スパッタ除去処理部の取り付け位置から前記連結部の位置までを結ぶ第２仮想線とが交差するように、前記挿し口研削処理部と前記スパッタ除去処理部とを前記アームに取り付けていてもよい。

【0014】

前記の構成によれば、アームの動きを最小限にでき、製造ラインにおける占有スペースを最小限にすることができる。また、前記の構成によれば、前記挿し口研削処理部と前記スパッタ除去処理部とが直線上に配置されないため、一方のツール（例えば、前記挿し口研削処理部）加工時に他方のツール（例えば、前記スパッタ除去処理部）の自重の影響を抑えることができる。

【0015】

本発明の一態様に係る管加工装置は、前記の構成において、前記挿し口研削処理部と前記スパッタ除去処理部とは、管の管径方向に揺動可能とする揺動部を有していてもよい。

【0016】

前記の構成によれば、管加工時に揺動することで、挿し口研削処理部の管に対する荷重、およびスパッタ除去処理部の管に対する荷重を、適切な荷重とすることが可能である。また、管加工時に揺動することで、管の変形（楕円）にも追従可能となる。

【0017】

本発明の一態様に係る管加工装置は、前記の構成において、前記挿し口研削処理部は、第１ウェイトを有しており、前記スパッタ除去処理部は、前記第１ウェイトよりも重い第２ウェイトを有していてもよい。

【0018】

前記の構成によれば、ウェイトを備えることにより、必要な荷重をかけることが可能となり、良好に研削およびスパッタ除去を行うことができる。

【0019】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る管加工方法は、管の挿し口を、前記の構成の管加工装置を用いて加工する管加工方法であって、前記挿し口の管外周面には、前記管外周面から突出した突起部と、前記突起部よりも前記挿し口側の管端から遠い側に位置する直線部とが設けられており、前記挿し口側の管端から前記突起部を含む領域を研削処理する研削処理工程と、前記直線部に付着したスパッタを除去するスパッタ除去処理を行う。

【0020】

前記の構成によれば、挿し口側の管端から前記突起部を含む領域の研削処理と、直線部に付着しているスパッタの除去処理とを自動化することができる。これにより、作業員の削減を図ることが可能である。また、自動化により、手動による処理と比べて、加工精度および品質が安定する。

【発明の効果】

【0021】

本発明の一態様によれば、挿し口側の管端から突起部を含む領域の研削処理と、付着しているスパッタの除去処理とを自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る管加工装置の斜視図である。

【図2】図１の管加工装置の下面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る管加工装置の加工対象である管を説明する図である。

【図4】図１の管加工装置の側面図である。

【図5】図１の管加工装置の断面図である。

【図6】図１の管加工装置による管の研削の様子を説明する図である。

【図7】図１の管加工装置の側面図である。

【図8】図１の管加工装置による管のスパッタ除去の様子を説明する図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る管加工方法の処理フローの図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る管加工方法の各フローに対応させた管加工装置の姿勢を説明する上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

〔管加工装置〕
図１は、本発明の一実施形態の管加工装置１の上面斜視図である。図２は、管加工装置１の下面図である。なお、後述するように管加工装置１は、ロボットアーム５を介したロボット７による駆動により、三次元空間内を前後左右上下に自在に位置および姿勢を変えることができる。なお、以下において管加工装置１の各構成要素、その配置、位置関係を説明する際には、管加工装置１が基準姿勢にある状態に基づいて説明する。基準姿勢とは、管加工装置１が、ロボットアーム５に連結している連結部３が鉛直に延伸している配置をとっている状態であって、且つ、後述する第１ベース部と、第２ベース部とが水平に延設されている状態のこととする。また、説明の便宜上、鉛直に沿った軸をＺ軸、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ系の三次元座標を用いて説明する。各図にもＸＹＺ系の三次元座標を付記している。

【0024】

管加工装置１は、ロボットアーム５に取り付け可能な態様である。なお、ロボットアーム５およびロボットアーム５の基部に連結されたロボット７は、管加工装置１の構成要素としなくてもよい。すなわち、管加工装置１が、ロボットアームの先端に取り外し可能に取り付けられるアタッチメントに相当する構成として実現される。しかしながら、これに限らず、ロボットアームを、管加工装置１の構成要素として具備してもよく、更にロボットアームに加えてロボットも、管加工装置１の構成要素として具備してもよい。以下では、ロボットアーム５およびロボット７を、管加工装置１の構成要素として具備する態様を説明する。

【0025】

図１に示す管加工装置１は、ロボットアーム５（アーム）と、ロボットアーム５に連結する連結部３と、ロボットアーム５を介して連結部３を回転可能に制御するロボット７（連結制御部）と、連結部３を介してロボットアーム５に取り付けられている挿し口研削処理部１０およびスパッタ除去処理部２０とを有する。換言すれば、挿し口研削処理部１０およびスパッタ除去処理部２０は、ロボットアーム５の先端に、連結部３を介して吊り下げられたかたちで設けられている。

【0026】

連結部３の下端部には、上面視Ｌ字型を有する支持部３０が、固定されている。図２に示すように、支持部３０は、Ｌ字型を有し、Ｌ字の横線に沿った先端に、挿し口研削処理部１０が支持されており、Ｌ字の縦線に沿った先端に、スパッタ除去処理部２０が支持されている。換言すれば、支持部３０を下端部に有した連結部３（図１）は、挿し口研削処理部１０とスパッタ除去処理部２０とをアーム５に取り付けるための連結機能を有していると言える。より具体的には、挿し口研削処理部１０とスパッタ除去処理部２０とは、挿し口研削処理部１０の取り付け位置から連結部３の位置までを結ぶ第１仮想線Ｖ１（図２）と、スパッタ除去処理部２０の取り付け位置から連結部３の位置までを結ぶ第２仮想線Ｖ２とが交差するように、アーム５に取り付けられている。

【0027】

管加工装置１は、ロボットアーム５を介したロボット７による駆動により、三次元空間内を前後左右上下に自在に位置および姿勢を変えて、管の挿し口の加工を行う。挿し口研削処理部１０は、管の加工の一例である研削処理を行う。スパッタ除去処理部２０は、管の加工の一例であるスパッタ除去処理を行う。

【0028】

＜加工対象の管＞
ここで、図３を用いて、管加工装置１の加工対象である管について説明する。図３の上側には、加工対象の管５００の正面図を示し、図３の下側には、上側の正面図に示す囲み部分の拡大断面図を示している。

【0029】

図３に示す管５００は、一例として、水道用耐震管等として利用されるダクタイル鉄管である。管５００は、管５００同士を連結するために、直管部５０３の両端部にそれぞれ受口５０１と挿し口５０２とを有している。通常、管５００同士を連結する場合は、第１の管の受口５０１に、第２の管の挿し口５０２を挿入する。ここで、受口５０１の内周面には、管５００同士を連結した際に離脱することを防止するためのロックリングを装着するための環状溝５０１ａが形成されている。また、挿し口５０２の管外周面には、図３の下側に示すように、管外周面から突出した突起部５０５と、突起部５０５よりも挿し口側の管端５０２Ｅから遠い側に位置する直線部５０４とが設けられている。

【0030】

直線部５０４は、管５００同士の離脱防止、管軸方向への管の伸縮、振動を吸収して、水密性を担保するためのリング（不図示）が配設される領域である。リングは、管５００同士を連結する際に後入れされて、直線部５０４に配置される。一例として、リングは、ゴム製のリングである。

【0031】

ここで、突起部５０５は、先述したような別の管との連結におけるロックリングへの押圧を行うための構造である。突起部５０５を管５００の管外周面に形成する施工技術については、先述した通りであり、突起部５０５を管５００の管外周面に対して溶接する手法が採用される。具体的には、リング状の突起部５０５を、管５００の挿し口５０２の管端５０２Ｅから距離を空けた位置の管外周部分に装着した後、溶接を行い、溶接部を形成する。そして、仕上げに、溶接部の表面を滑らかにするために研磨する。この研磨処理を、挿し口研削処理部１０が行う。

【0032】

＜挿し口研削処理部１０＞
挿し口研削処理部１０は、図１および図２に示すように、研削部１４を有する。挿し口研削処理部１０は、研削部１４によって、管外周面における、管５００の挿し口側の管端５０２Ｅから突起部５０５を含む領域Ｍ１（図３）を、研削処理する。この研削処理により、表面の研磨処理に加えて、挿し口側の管端５０２Ｅおよび突起部５０５を含めた領域Ｍ１の研削処理を行うことができる。以下、研磨処理も研削処理も纏めて研削処理と称することがある。

【0033】

また、研削部１４による研削処理には、テーパ加工処理が含まれる。テーパ加工処理の処理対象箇所としては、挿し口側の管端５０２Ｅと、突起部５０５における管端５０２Ｅ側の端部とがある。更に、突起部５０５の溶接箇所の溶接部表面を、突起部５０５のテーパ面と連続したテーパ面となるように加工するテーパ加工処理も含まれる。なお、突起部５０５は、管５００に後入れされる段階で厚肉部と薄肉部とがあってよい。

【0034】

また、研削部１４による研削処理には、管端５０２Ｅの角、溶接部の角および突起部５０５の角を、ラウンド加工する（いわゆるＲ加工）することも含まれる。それぞれの角については、図３の下側に示す５０２Ｅ´、５０２Ｅ´´、５０５´、５０５´´の位置にある。

【0035】

研削部１４は、回転砥石を先端に備えたグラインダーを採用することができる。回転砥石は、一例ではペーパー砥石を用いることができるほか、ダイヤモンド砥石を用いることも可能である。

【0036】

図４は、挿し口研削処理部１０の側面図である。図５は、図２の第１仮想線Ｖ１において管加工装置１を切断した状態を模式的に示す断面図である。図４および図５に示すように、挿し口研削処理部１０は、第１ベース部１２を更に有している。

【0037】

第１ベース部１２は、Ｘ軸に沿って延設された板状の構造体である。第１ベース部１２の上面は、支持部３０の下面に対向する面である。第１ベース部１２の下面（図３）の先端には、研削部１４が取り付けられている。

【0038】

第１ベース部１２の上面と、支持部３０の下面との間には、第１揺動部１６が配されている。挿し口研削処理部１０は、第１揺動部１６を介して支持部３０に支持されていると換言することができる。第１揺動部１６は、挿し口研削処理部１０（より具体的には第１ベース部１２の研削部１４側の端部）を、管５００の管径方向に揺動可能とする。管５００の管径方向の一例を、図５の矢印で示している。第１揺動部１６は、第１ベース部１２の上面と、支持部３０の下面との双方の面に配された軸受部１６ｂと、軸受部１６ｂに挿通された軸部１６ａにより実現できる。軸部１６ａは、基本姿勢において、Ｙ軸に沿った軸である。

【0039】

挿し口研削処理部１０は、第１ベース部１２の上面において、第１揺動部１６の配設側端部とは反対側の端部に、第１ウェイト１１を載積している。

【0040】

第１ウェイト１１は、第１ベース部１２において、研削部１４の回転砥石が配設されている先端の上方に取り付けられている。ここで、管加工装置１は、ロボット７（図１）のロボットアーム５によって研削部１４の位置調整および位置制御を行うことを基本とするが、第１ウェイト１１があることにより、管５００に対する回転砥石の押し付け力（荷重）を所定の荷重とすることができる。また、このように荷重をかけることにより、管５００が管の周方向に沿って一定の管径を有していないような変形した管である場合（理想的には管の断面は真円であるところ、楕円に変形している場合）であっても、第１ウェイト１１によって所定の荷重がかかるため、研削部１４の回転砥石が管の周方向に沿って管外周面に追従することができる。

【0041】

第１ベース部１２の上面に対する、第１ウェイト１１の固定方法は特に問わないが、例えば、これまで加工していた管とは異なる管径の管を加工することになった場合であっても適切な荷重がかけられるように、重さの増減ができるように複数のウェイトを組み合わせてなる構成であることが好ましい。一例として、図５に示すように複数枚のディスク状のウェイトを適切な枚数載積した態様によって第１ウェイト１１を実現できる。

【0042】

先述のように、挿し口研削処理部１０は、ロボットアーム５によって、研削部１４を、管５００の研削対象箇所に対して、角度を変えて当接させることができる。これを模式的に示す図が、図６である。なお、図６では、研削部１４の回転砥石が管軸５００Ｃに沿って管外周面の異なる複数の箇所（図６ではＹ軸方向において互いに異なる４箇所）に位置したときの様子を示しており、各位置における研削部１４の回転砥石の回転軸１４Ｃと、管軸５００Ｃとがなす角度が異なっている様子を模式的に示している。なお、研削部１４の回転砥石の回転軸１４Ｃに沿った軸と、管軸５００Ｃとがなす角度は、図６に示すＹＺ平面内において異なる場合に限らず、研削対象箇所を良好に研削できるように、三次元空間内において適切な角度に設定される。角度は、ロボット７に予めプログラムされていればよい。

【0043】

挿し口研削処理部１０は、図１、図４および図５に示すように、第１ベース部１２の上面に、第１リミットスイッチ１５の端部が連結している。第１リミットスイッチ１５は、支持部３０の上面に配設された本体部１５Ｋ（図１および図４）を有している。第１リミットスイッチ１５は、第１揺動部１６により揺動した第１ベース部１２が所定の位置（所定の傾き）になったときにリミットが作動して停止する構成となっている。

【0044】

このように、挿し口研削処理部１０は、ロボットアーム５の先端に、支持部３０を介して吊り下げられたかたちで設けられている。ロボット７（図１）は、研削部１４が、管５００の挿し口側の管端５０２Ｅから突起部５０５を含む領域Ｍ１（図３）を、良好に研削処理できるように、第１ウェイト１１の重さと、挿し口研削処理部１０の自重とが考慮されたプログラムに従い、挿し口研削処理部１０（研削部１４）の位置および姿勢を制御する。

【0045】

挿し口研削処理を行う際には、管５００の管軸５００Ｃの延設方向と、第１仮想線Ｖ１とが上面視において交わるように管５００と挿し口研削処理部１０とが配置される。この状態で、管５００は、図示しない管支持装置に支持された状態で、管回転装置によって管５００の管軸５００Ｃを中心に回転している。そして、回転中の管５００の挿し口５０２の管外周面に対して、図５のように挿し口研削処理部１０の研削部１４の回転砥石が接触する。このとき、回転砥石は、回転軸１４Ｃを中心に回転しており、管５００の挿し口５０２の領域Ｍ１の研削処理が行われる。また、先述したＲ加工、テーパ加工処理が行われる。

【0046】

＜スパッタ除去処理部２０＞
先述のように、突起部５０５を溶接する際には、例えば図３の直線部５０４を含む領域にスパッタが付着する。スパッタは、後入れするゴム製のリングを傷つける恐れがあるため、除去することが好ましい。スパッタ除去処理部２０は、このスパッタ除去を行う。

【0047】

スパッタ除去処理部２０は、図２に示すＬ字型の支持部３０のＬ字の縦線に沿った先端に配置している。換言すれば、スパッタ除去処理部２０は、支持部３０を下端に有する連結部３（図１）を介して、ロボットアーム５に取り付けられている。

【0048】

スパッタ除去処理部２０は、Ｚ軸負方向に突出した除去用チップ２４を有する。図２に示すように、除去用チップ２４は、第２仮想線Ｖ２に直交する方向に沿って並んでいる。図２の例では、３つの除去用チップ２４が並んでいる。除去用チップ２４は、突出した先端を、直線部５０４の管外周面に当接する構成となっている。当接する構成については、後述する。

【0049】

図７は、スパッタ除去処理部２０の側面図である。なお、図７では、説明の便宜上、管軸５００ＣがＸ軸に沿った方向に延びている管５００を併せて図示している。

【0050】

スパッタ除去処理部２０は、図７に示すように、第２ベース部２２を更に有している。第２ベース部２２は、Ｙ軸に沿って延設された板状の構造体である。第２ベース部２２の上面は、支持部３０の下面に対向する面である。第２ベース部２２の下面（図３）の先端に、除去用チップ２４が取り付けられている。

【0051】

第２ベース部２２の上面と、支持部３０の下面との間には、第２揺動部２６が配されている。スパッタ除去処理部２０は、第２揺動部２６を介して支持部３０に支持されていると換言することができる。第２揺動部２６は、スパッタ除去処理部２０（より具体的には第２ベース部２２の除去用チップ２４側の端部）を、図７の矢印で示す方向に揺動可能とする。この図７の矢印で示す方向は、管５００の挿し口５０２の管外周面における直線部５０４に当接させる際に、管５００の管径方向に沿った方向となる。第２揺動部２６は、第１ベース部１２の上面と、支持部３０の下面との双方の面に配された軸受部２６ｂと、軸受部２６ｂに挿通された軸部２６ａにより実現できる。軸部２６ａは、基本姿勢において、Ｘ軸に沿った軸である。

【0052】

スパッタ除去処理部２０は、第２ベース部２２の上面において、第２揺動部２６の配設側端部とは反対側の端部に、第２ウェイト２１を載積している。

【0053】

第２ウェイト２１は、第２ベース部２２において、除去用チップ２４が配設されている先端の上方に取り付けられている。ここで、管加工装置１は、ロボット７（図１）のロボットアーム５によって除去用チップ２４の位置調整および位置制御を行うことを基本とするが、第２ウェイト２１があることにより、管５００に対する除去用チップ２４の押し付け力（荷重）を所定の荷重とすることができる。また、このように荷重をかけることにより、管５００が管の周方向に沿って一定の管径を有していないような変形した管である場合（理想的には管の断面は真円であるところ、楕円に変形している場合）であっても、第２ウェイト２１によって所定の荷重がかかるため、除去用チップ２４が管の周方向に沿って管外周面に追従することができる。

【0054】

第２ベース部２２の上面に対する、第２ウェイト２１の固定方法および第２ウェイト２１の具体的構成については、第１ウェイト１１と同じ構成を採用することができる。ここで、第２ウェイト２１の重さは、第１ウェイト１１よりも重いものを採用することが好ましい。これは、除去用チップ２４に比べ、グラインダーによって構成されている研削部１４のほうが相対的に重いため、挿し口研削処理部１０と、スパッタ除去処理部２０との平衡をとることによって、ロボット７による両方の位置制御を簡易に行うことができる。

【0055】

図８は、管５００の挿し口５０２の管外周面における直線部５０４に、除去用チップ２４が当接している状態を示しており、図８の左側が、管軸５００Ｃに沿った管５００の断面図であり、図８の右側が、図８の左側に示す切断線Ｂ－Ｂにおける管５００の挿し口５０２の矢視断面図である。図８に示すように、除去用チップ２４が、管軸５００Ｃを中心に回転する管の挿し口５０２の直線部５０４に当接することにより、直線部５０４に付着したスパッタＲを除去することができる。具体的には、除去用チップ２４が直線部５０４に付着したスパッタＲを削り落としている。

【0056】

このように、スパッタ除去処理部２０は、ロボットアーム５の先端に、支持部３０を介して吊り下げられたかたちで設けられている。ロボット７（図１）は、除去用チップ２４が、管５００の挿し口５０２の直線部５０４からスパッタを除去できるように、第２ウェイト２１の重さと、スパッタ除去処理部２０の自重とが考慮されたプログラムに従い、スパッタ除去処理部２０（除去用チップ２４）の位置および姿勢を制御する。

【0057】

〔管加工方法〕
本実施形態の管加工方法の処理フローを、図９を用いて説明する。また、図１０には、各フローに対応させた管５００と管加工装置１の配置関係を模式的に示す。

【0058】

管加工方法Ｓ１０は、上述の管加工装置１によって行い、図９に示すように、研削処理工程Ｓ１１と、スパッタ除去処理工程Ｓ１２とを含む。

【0059】

研削処理工程Ｓ１１は、管加工装置１の挿し口研削処理部１０によって、挿し口側の管端５０２Ｅから突起部５０５を含む領域Ｍ１（図３）を研削処理する工程である。研削処理工程Ｓ１１を行う際の、管５００と、管加工装置１との位置関係について、図１０中の（ｉ）に示す。研削処理の内容については、上述の研削部１４において説明した通りである。

【0060】

なお、研削処理工程Ｓ１１が行われる前工程として、管５００が管軸５００Ｃを略水平にした状態で、図示しない搬送装置によって管加工装置１近傍に搬送される。搬送された管５００は、管軸５００Ｃを略水平にした状態で支持されて、回転装置によって管軸５００Ｃを中心に所定の回転速度で一方向に回転する。管５００がこのように回転している状態において、ロボット７に予め設定されたプログラムに基づいて、研削部１４の回転砥石を回転させながら領域Ｍ１（図３）に当接する。

【0061】

領域Ｍ１（図３）を研削および研磨する研削部１４は、一例として、管軸５００Ｃに沿ってＹ軸正方向に位置を変えながら、所定箇所を研削および研磨していく。なお、Ｙ軸正方向に位置を変える態様に限らず、Ｙ軸正側からＹ軸負方向に向かって位置を変える態様であってもよいし、一度通り過ぎた箇所に戻るように位置を変えて研削および研磨する態様であってもよい。

【0062】

研削処理工程Ｓ１１では、挿し口側の管端５０２Ｅ（図３）の端面（図３の５０２Ｅ´を含む部分）も、研削および研磨する。

【0063】

次いで、スパッタ除去処理工程Ｓ１２では、管加工装置１のスパッタ除去処理部２０によって、挿し口５０２の直線部５０４に付着したスパッタを除去する。スパッタ除去処理工程Ｓ１２を行う際の、管５００と、管加工装置１との位置関係について、図１０中の（ｉｉｉ）に示す。

【0064】

なお、図１０には、スパッタ除去処理工程Ｓ１２の前段である研削処理工程Ｓ１１の図１０中の（ｉ）の配置から、図１０中の（ｉｉｉ）に示す配置に変化する途中の段階を、図１０中の（ｉｉ）に示す。図１０中の（ｉ）の配置から、図１０中の（ｉｉ）を経て、図１０中の（ｉｉｉ）の配置に至るまでには、挿し口研削処理部１０とスパッタ除去処理部２０とが、アーム５に連結した連結部３を中心に回動する。先述のように連結部３に固定された支持部３０は上面視Ｌ字型であることから、図１０中の（ｉ）の配置においてＹ軸に沿って配置されたスパッタ除去処理部２０は、回動によって、図１０中の（ｉｉｉ）の配置においてＸ軸に沿って配置される位置に移動する。この移動も、ロボット７によって行う。ロボット７は、アーム５を介して、上面視において支持部３０を、連結部３を中心に９０度回転させることによって、図１０中の（ｉ）の配置から（ｉｉｉ）の配置に管加工装置１の姿勢を変える。

【0065】

スパッタ除去処理工程Ｓ１２は、図８を用いて説明したとおりである。なお、スパッタ除去処理工程Ｓ１２では、直線部５０４にスパッタ除去処理部２０の除去用チップ２４を当接した状態で、管５００が少なくとも一回転すれば、直線部５０４に付着したスパッタを除去できる。

【0066】

なお、スパッタ除去処理工程Ｓ１２では、直線部５０４に付着したスパッタの除去だけに限らず、直線部５０４に隣接した直管部５０３に付着したスパッタ、あるいは、領域Ｍ１から突起部５０５を除いた領域に付着したスパッタも、除去用チップ２４によって除去することができる。これらの領域のスパッタを除去するためには、例えば、図１０中の（ｉ）の配置において、スパッタ除去処理部２０（除去用チップ２４）を、Ｙ軸方向に移動させればよい。

【0067】

なお、本実施形態では、研削処理工程Ｓ１１と、スパッタ除去処理工程Ｓ１２とが、この順で実施される。しかしながら、研削処理工程Ｓ１１の前に、スパッタ除去処理工程Ｓ１２を行うことも可能である。

【0068】

以上のように、本実施形態によれば、挿し口側の管端から突起部５０５を含む領域Ｍ１の研削処理と、直線部５０４に付着しているスパッタの除去処理とを自動化することができる。従前はこれらの処理を手作業で行っていたが、自動化できることにより、作業員の削減を図ることが可能である。また、自動化により、手動（手作業）による処理と比べて、加工精度および品質が安定するというメリットがある。

【0069】

また、本実施形態の管加工装置１によれば、ロボット７によって連結部３を回転させることで、挿し口研削処理部と１０、スパッタ除去処理部２０との切り替え（配置替え）が可能となる。これにより、コンパクトな設計で管加工装置１を実現することができる。また、同一ラインで処理することができるため、工程ごとの管の搬送の手間がなくなり、作業時間を短縮できる。

【0070】

また、本実施形態の管加工装置１によれば、挿し口研削処理部１０の取り付け位置から連結部３の位置までを結ぶ第１仮想線Ｖ１と、スパッタ除去処理部２０の取り付け位置から連結部３の位置までを結ぶ第２仮想線Ｖ２とが交差、より具体的には直交するように、挿し口研削処理部１０とスパッタ除去処理部２０とをアーム５に取り付けている。これにより、アーム５の動きを最小限にでき、管製造ラインにおける占有スペースを最小限にすることができる。また、本実施形態の管加工装置１によれば、挿し口研削処理部１０とスパッタ除去処理部２０とが直線上に配置されないため、一方のツール（例えば、挿し口研削処理部１０）加工時に他方のツール（例えば、スパッタ除去処理部２０）の自重の影響を抑えることができる。

【0071】

また、本実施形態の管加工装置１は、第１揺動部１６および第２揺動部２６を有していることから、挿し口研削処理部１０の管５００に対する荷重、およびスパッタ除去処理部２０の管５００に対する荷重を、適切な荷重とすることが可能である。また、管加工時に揺動することで、管の変形（楕円）にも追従可能となる。

【0072】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0073】

１ 管加工装置
３ 連結部
５ ロボットアーム（アーム）
７ ロボット（連結制御部）
１０ 挿し口研削処理部
１１ 第１ウェイト
１２ 第１ベース部
１４ 研削部
１４Ｃ 回転軸
１５ 第１リミットスイッチ
１６ 第１揺動部（揺動部）
２０ スパッタ除去処理部
２１ 第２ウェイト
２２ 第２ベース部
２４ 除去用チップ
２６ 第２揺動部（揺動部）
３０ 支持部
５００ 管
５００Ｃ 管軸
５０１ 受口
５０２Ｅ 管端
５０４ 直線部
５０５ 突起部
Ｍ１ 挿し口側の管端から突起部を含む領域
Ｓ１１ 研削処理工程
Ｓ１２ スパッタ除去処理工程
Ｖ１ 第１仮想線
Ｖ２ 第２仮想線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】