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JP4410829B2 - Equipment for improving residual stress in piping - Google Patents

Equipment for improving residual stress in piping Download PDF

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JP4410829B2
JP4410829B2 JP2008230178A JP2008230178A JP4410829B2 JP 4410829 B2 JP4410829 B2 JP 4410829B2 JP 2008230178 A JP2008230178 A JP 2008230178A JP 2008230178 A JP2008230178 A JP 2008230178A JP 4410829 B2 JP4410829 B2 JP 4410829B2
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JP
Japan
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pipe
laser
laser head
laser beam
peripheral surface
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JP2008230178A
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崇 赤羽
秀峰 坪田
賢二 西川
憲昭 杉本
彰司 櫛本
孝 石出
高裕 太田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

本発明は配管の残留応力改善装置に関し、特に溶接などによって配管の内周面に生じる引っ張りの残留応力を低減（除去も含む）するために使用される配管の残留応力改善装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for improving residual stress of piping, and more particularly to an apparatus for improving residual stress of piping used for reducing (including including) the residual stress of tension generated on an inner peripheral surface of a pipe by welding or the like.

原子力発電所その他の大型プラントなどにおいて配管を設置する場合に問題となるのは，その配管の内周面に生じる引っ張りの残留応力である。例えば溶接によって配管同士を接続すると、当該配管の溶接部には残留応力が発生し、この残留応力によって配管に応力腐食割れ（ＳＣＣ）が発生して、配管の寿命が短くなる可能性がある。従って、溶接などによって配管に発生した残留応力は、低減することが望ましい。   When installing pipes in nuclear power plants or other large plants, the problem is the residual tensile stress generated on the inner peripheral surface of the pipes. For example, when pipes are connected by welding, residual stress is generated in a welded portion of the pipe, and stress corrosion cracking (SCC) occurs in the pipe due to the residual stress, which may shorten the life of the pipe. Therefore, it is desirable to reduce the residual stress generated in the pipe by welding or the like.

配管の残留応力を低減するための配管の残留応力改善装置としては、例えば特許文献１に記載の装置などが知られている。この装置は、配管の外周側に位置するアーク発生リングと、そのリングを挟むように配置されたリングコイルとを備えたものである。リングコイルによって磁場が発生されると、アーク発生リングと配管との間にアークが発生して、配管が加熱される。配管が加熱されることによって、配管の残留応力が低減される。   As a piping residual stress improving device for reducing the piping residual stress, for example, a device described in Patent Document 1 is known. This apparatus includes an arc generating ring located on the outer peripheral side of a pipe and a ring coil arranged so as to sandwich the ring. When a magnetic field is generated by the ring coil, an arc is generated between the arc generating ring and the pipe, and the pipe is heated. The residual stress of the pipe is reduced by heating the pipe.

また、配管の残留応力を低減するための配管の残留応力改善装置としては、高周波誘導加熱装置なども広く一般に知られている。   As a pipe residual stress improving apparatus for reducing the pipe residual stress, a high-frequency induction heating apparatus or the like is also widely known.

特開２００１−１５０１７８号公報JP 2001-150178 A

しかしながら、上記従来の配管の残留応力改善装置は大掛かりである。特に高周波誘導加熱装置では、誘導加熱コイルに高周波電力を供給する必要があるため、所要の供給電力が非常に大きくなり、しかも、加熱対象配管の内周面を冷却する必要があることから、そのための設備も必要になる。   However, the conventional residual stress improving device for piping is large. In particular, in the high frequency induction heating apparatus, since it is necessary to supply high frequency power to the induction heating coil, the required supply power becomes very large, and the inner peripheral surface of the pipe to be heated needs to be cooled. Equipment is also required.

また、加熱対象の配管としては直管部のみを有するものだけでなく、Ｌ字状の屈曲管部（エルボ管部）も有する場合がある。従って、直管部の外周面のみを加熱することができる装置だけでなく、屈曲管部の外周面も加熱することができる装置の開発も望まれていた。   In addition, the pipe to be heated may have not only a straight pipe part but also an L-shaped bent pipe part (elbow pipe part). Accordingly, it has been desired to develop not only an apparatus capable of heating only the outer peripheral surface of the straight pipe portion but also an apparatus capable of heating the outer peripheral surface of the bent pipe portion.

従って本発明は上記の事情に鑑み、配管の外周面を加熱して同配管の残留応力を低減（除去も含む）することができ、しかも装置構成が比較的コンパクトであり、また、屈曲管部の外周面を加熱することもできる配管の残留応力改善装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above circumstances, the present invention can reduce the residual stress (including removal) of the pipe by heating the outer peripheral surface of the pipe, and the apparatus configuration is relatively compact. It is an object of the present invention to provide an apparatus for improving residual stress in piping that can also heat the outer peripheral surface of the pipe.

上記課題を解決する第１発明の配管の残留応力改善装置は、直円管部を有する配管の外周面にレーザ光を照射して前記配管を加熱する配管の残留応力改善装置であって、
前記レーザ光を出射する１つ又は複数のレーザヘッドを保持するレーザヘッド部と、
前記レーザヘッドを前記レーザヘッド部とともに前記直円管部の外周面に沿って且つ前記直円管部の管軸を中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段とを備え、
且つ、前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸と交差する面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記配管の外周面で反射した前記レーザ光が、前記レーザヘッドに戻らないように前記レーザ光の反射方向を調整する反射方向調整手段を備えたことを特徴とする。 The residual stress improving device for piping according to the first invention for solving the above-mentioned problem is a residual stress improving device for piping that heats the piping by irradiating the outer peripheral surface of the piping having a straight circular pipe portion with laser light,
A laser head unit that holds one or more laser heads that emit the laser beam;
And a circumferential moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis of and the straight circular tube portion along an outer peripheral surface of the laser head and the laser head portion with the straight circular pipe section,
The laser beam reflected on the outer peripheral surface of the pipe is adjusted by adjusting the direction of the laser head in a plane intersecting the tube axis of the pipe and adjusting the laser beam emission direction in the same plane. Is provided with a reflection direction adjusting means for adjusting the reflection direction of the laser beam so as not to return to the laser head.

また、第２発明の配管の残留応力改善装置は、第１発明の配管の残留応力改善装置において、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射する構成としたことを特徴とする。 Moreover, the residual stress improvement device for piping according to the second invention is the residual stress improvement device for piping according to the first invention,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. It is set as the structure irradiated to the outer peripheral surface of the said bending pipe part located ahead of this.

また、第３発明の配管の残留応力改善装置は、第１発明の何れかの配管の残留応力改善装置において、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射するように前記レーザ光の出射方向を調整する出射方向調整手段を備えたことを特徴とする。 Moreover, the residual stress improving apparatus for piping according to the third invention is the residual stress improving apparatus for piping according to any one of the first invention,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. An emission direction adjusting means for adjusting the emission direction of the laser beam so as to irradiate the outer peripheral surface of the bent tube portion positioned in front of the laser beam is provided.

また、第４発明の配管の残留応力改善装置は、第２又は第３発明の配管の残留応力改善装置において、
前記レーザヘッド部を前記管軸方向に沿って移動させることにより、前記屈曲管部の外周面におけるレーザ光の照射位置を調整可能な管軸方向移動手段を備えたことを特徴とする。 Moreover, the residual stress improving apparatus for piping according to the fourth invention is the residual stress improving apparatus for piping according to the second or third invention,
A tube axis direction moving means capable of adjusting the irradiation position of the laser beam on the outer peripheral surface of the bent tube portion by moving the laser head portion along the tube axis direction is provided.

また、第５発明の配管の残留応力改善装置は、第２〜第４発明の何れかの配管の残留応力改善装置において、
前記レーザヘッドを前記管軸方向に沿ってオシレート移動するオシレート手段と、
前記レーザヘッドの各オシレート位置で前記レーザヘッドから出射されるレーザ光の前記屈曲管部の外周面における照射強度が均一になるように同レーザ光の出力を調整する出力調整手段を備えたことを特徴とする。 Moreover, the residual stress improving apparatus for piping according to the fifth invention is the residual stress improving apparatus for piping according to any one of the second to fourth inventions,
Oscillating means for oscillating the laser head along the tube axis direction;
Output adjustment means for adjusting the output of the laser beam so that the irradiation intensity of the laser beam emitted from the laser head at the oscillating position of the laser head is uniform on the outer peripheral surface of the bent tube portion is provided. Features.

また、第６発明の配管の残留応力改善装置は、直円管部を有する配管の外周面にレーザ光を照射して前記配管を加熱する配管の残留応力改善装置であって、
前記レーザ光を出射する複数のレーザヘッドを保持するレーザヘッド部と、
前記レーザヘッドを前記レーザヘッド部とともに前記直円管部の外周面に沿って且つ前記直円管部の管軸を中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段と、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸と交差する面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記配管の外周面で反射した前記レーザ光が、前記レーザヘッドに戻らないように前記レーザ光の反射方向を調整する反射方向調整手段とを備えており、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射する構成とし、
前記複数のレーザヘッドは前記管軸方向に沿って配置されており、
前記複数のレーザヘッドからそれぞれ出射されたレーザ光の前記屈曲管部の外周面における照射強度が均一になるように各レーザ発振装置からのレーザ光の出力を調整する出力調整手段を備えたことを特徴とする。
また、第７発明の配管の残留応力改善装置は、直円管部を有する配管の外周面にレーザ光を照射して前記配管を加熱する配管の残留応力改善装置であって、
前記レーザ光を出射する複数のレーザヘッドを保持するレーザヘッド部と、
前記レーザヘッドを前記レーザヘッド部とともに前記直円管部の外周面に沿って且つ前記直円管部の管軸を中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段と、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸と交差する面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記配管の外周面で反射した前記レーザ光が、前記レーザヘッドに戻らないように前記レーザ光の反射方向を調整する反射方向調整手段とを備えており、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射するように前記レーザ光の出射方向を調整する出射方向調整手段を備え、
前記複数のレーザヘッドは前記管軸方向に沿って配置されており、
前記複数のレーザヘッドからそれぞれ出射されたレーザ光の前記屈曲管部の外周面における照射強度が均一になるように各レーザ発振装置からのレーザ光の出力を調整する出力調整手段を備えたことを特徴とする。 Moreover, the residual stress improving apparatus for piping according to the sixth aspect of the present invention is a residual stress improving apparatus for piping that heats the piping by irradiating the outer peripheral surface of the piping having a straight circular pipe portion with laser light,
A laser head unit for holding a plurality of laser heads for emitting the laser beam;
And circumferential moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis of and along the laser head on the outer peripheral surface of the straight circular pipe section together with the laser head portion and the straight circular pipe section,
By adjusting the laser beam emission direction in the same plane by adjusting the direction of the laser head in the plane intersecting the pipe axis of the pipe, the laser light reflected on the outer peripheral surface of the pipe is Bei Eteori a reflection direction adjusting means for adjusting the reflection direction of the laser light does not return to the laser head,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. It is configured to irradiate the outer peripheral surface of the bent tube portion located in front of the
Wherein the plurality of laser heads are placed along the tube axis,
Output adjustment means for adjusting the output of the laser beam from each laser oscillation device so that the irradiation intensity of the laser beam emitted from each of the plurality of laser heads on the outer peripheral surface of the bent tube portion is uniform; Features.
Moreover, the residual stress improving apparatus for piping according to the seventh aspect of the present invention is a residual stress improving apparatus for piping that heats the piping by irradiating a laser beam to the outer peripheral surface of the piping having a straight circular pipe portion,
A laser head unit for holding a plurality of laser heads for emitting the laser beam;
And circumferential moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis of and along the laser head on the outer peripheral surface of the straight circular pipe section together with the laser head portion and the straight circular pipe section,
By adjusting the laser beam emission direction in the same plane by adjusting the direction of the laser head in the plane intersecting the pipe axis of the pipe, the laser light reflected on the outer peripheral surface of the pipe is Bei Eteori a reflection direction adjusting means for adjusting the reflection direction of the laser light does not return to the laser head,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. Bei example the emission direction adjusting means for adjusting the emission direction of the laser beam so as to irradiate the outer circumferential surface of the bending pipe portion located in front of,
Wherein the plurality of laser heads are placed along the tube axis,
Output adjustment means for adjusting the output of the laser beam from each laser oscillation device so that the irradiation intensity of the laser beam emitted from each of the plurality of laser heads on the outer peripheral surface of the bent tube portion is uniform; Features.

第１発明の配管の残留応力改善装置によれば、レーザ光を出射する１つ又は複数のレーザヘッドを保持するレーザヘッド部と、レーザヘッドをレーザヘッド部とともに直円管部の外周面に沿って直円管部の管軸を中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段とを備えことを特徴とするものであるため、レーザ光により配管の外周面を加熱して同配管の残留応力を低減（除去）することができ、しかも、従来のものに比べて装置構成がコンパクトであるため、比較的狭い限定された空間に設置して施工することもでき、コストダウンを図ることもできる。
また、第１発明の配管の残留応力改善装置によれば、前記反射方向調整手段を備えたことを特徴としており、この反射方向調整手段によってレーザ光の反射方向を調整することが可能であることから、レーザ光の反射によるレーザヘッド（レーザヘッドに備えたレンズなど）の損傷を、より確実に防止することができる。 According to the piping residual stress improving apparatus of the first aspect of the present invention, a laser head unit that holds one or a plurality of laser heads that emit laser light, and the laser head together with the laser head unit along the outer peripheral surface of the straight circular tube unit. because Te is characterized in that a circumferential moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis of the straight circular pipe section, the heating the outer peripheral surface of the pipe by the laser beam Residual stress in piping can be reduced (removed), and the equipment configuration is more compact than conventional ones, so it can be installed and installed in a relatively limited space, reducing costs. You can also plan.
According to the residual stress improving apparatus for piping of the first invention, the reflection direction adjusting means is provided, and the reflection direction of the laser beam can be adjusted by the reflection direction adjusting means. Thus, damage to the laser head (such as a lens provided in the laser head) due to reflection of the laser light can be prevented more reliably.

また、第２発明の配管の残留応力改善装置によれば、レーザヘッドの向きを配管の管軸を含む面内で調整することによってレーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、レーザ光を、レーザヘッドよりも管軸方向の前方に位置する屈曲管部の外周面に照射する構成としたことを特徴とするため、屈曲管部の外周面へのレーザ光の照射が可能となり、屈曲管部の残留応力を低減（除去）することができる。即ち、屈曲管部に好適な配管の残留応力改善装置を実現することができる。   Further, according to the residual stress improving apparatus for piping of the second invention, the laser head is adjusted by adjusting the direction of the laser head in a plane including the pipe axis of the pipe, thereby adjusting the laser beam emission direction in the same plane. Since the light is applied to the outer peripheral surface of the bent tube portion located in front of the laser head in the tube axis direction, it becomes possible to irradiate the outer peripheral surface of the bent tube portion with laser light. Residual stress in the bent tube portion can be reduced (removed). That is, it is possible to realize a residual stress improving apparatus for piping suitable for a bent pipe portion.

また、第３発明の配管の残留応力改善装置によれば、前記出射方向調整手段を備えたことを特徴としており、この出射方向調整手段によってレーザ光の出射方向を調整することが可能であることから、屈曲管部の外周面へのレーザ光の照射を、より確実に行うことができて、屈曲管部の残留応力の低減（除去）を、より確実に行うことができる。即ち、より屈曲管部に好適な配管の残留応力改善装置を実現することができる。   According to the residual stress improving apparatus for piping of the third invention, the emission direction adjusting means is provided, and the emission direction of the laser beam can be adjusted by the emission direction adjusting means. Therefore, it is possible to more reliably irradiate the outer peripheral surface of the bent tube portion with laser light, and it is possible to more reliably reduce (remove) the residual stress in the bent tube portion. That is, it is possible to realize a residual stress improving apparatus for piping more suitable for a bent pipe portion.

また、第４発明の配管の残留応力改善装置によれば、前記管軸方向移動手段を備えたことを特徴としており、この管軸方向移動手段によってレーザヘッド部を管軸方向へ移動させることにより、屈曲管部の外周面におけるレーザ光の照射位置を適宜調整することができることから、例えば屈曲管部の腹側（曲率半径の小さい側）の外周面と、屈曲管部の背側（曲率半径の大きい側）の外周面とにレーザ光を確実に照射することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the pipe residual stress improving apparatus comprising the tube axis direction moving means, and by moving the laser head portion in the tube axis direction by the tube axis direction moving means. Since the irradiation position of the laser beam on the outer peripheral surface of the bent tube portion can be adjusted as appropriate, for example, the outer peripheral surface on the ventral side (smaller radius of curvature) of the bent tube portion and the back side (curvature radius of the bent tube portion) The laser beam can be reliably irradiated to the outer peripheral surface on the larger side.

また、第５発明の配管の残留応力改善装置によれば、前記出力調整手段を備えたことを特徴としており、この出力調整手段によって各オシレート位置でレーザヘッドから出射されるレーザ光の屈曲管部の外周面における照射強度を均一にすることが可能であることから、より的確且つ効率的に屈曲管部の外周面をレーザ光によって加熱することができる。   According to the pipe residual stress improving apparatus of the fifth invention, the output adjusting means is provided, and the bent pipe portion of the laser light emitted from the laser head at each oscillation position by the output adjusting means. Since it is possible to make the irradiation intensity on the outer peripheral surface uniform, it is possible to heat the outer peripheral surface of the bent tube portion with laser light more accurately and efficiently.

また、第６発明又は第７発明の配管の残留応力改善装置によれば、前記出力調整手段を備えたことを特徴としており、この出力調整手段によって複数のレーザヘッドからそれぞれ出射されたレーザ光の屈曲管部の外周面における照射強度を均一にすることができることから、より的確且つ効率的に屈曲管部の外周面をレーザ光によって加熱することができる。 Further, according to the piping residual stress improving apparatus of the sixth invention or the seventh invention , the output adjusting means is provided, and the laser light respectively emitted from the plurality of laser heads by the output adjusting means is provided. Since the irradiation intensity on the outer peripheral surface of the bent tube portion can be made uniform, the outer peripheral surface of the bent tube portion can be heated with laser light more accurately and efficiently.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

＜実施の形態例１＞
図１は本発明の実施の形態例１に係る配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す平面図、図２は前記配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す側面図（図１のＡ方向矢視図）、図３（ａ）は図１のＢ方向矢視図、図３（ｂ）は図１のＣ方向矢視図、図４は前記配管の残留応力改善装置に備えた反射方向調整手段の作用効果を示す説明図である。また、図５はマルチタイプのレーザヘッドの構成例を示す図である。 <Embodiment 1>
FIG. 1 is a plan view showing a partially broken structure of a residual stress improving apparatus for piping according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a partially broken view showing the structure of the residual stress improving apparatus for piping. FIG. 3A is a side view taken along the direction B of FIG. 1, FIG. 3B is a view taken along the direction C of FIG. 1, and FIG. It is explanatory drawing which shows the effect of the reflection direction adjustment means with which the stress improvement apparatus was equipped. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a multi-type laser head.

図１〜図３に示す本実施の形態例１の配管の残留応力改善装置１は、直円管である配管２（即ち直円管部のみを有する配管）の内周面に溶接（溶接部２６参照）などによって生じた引っ張りの残留応力を低減（除去も含む）するために用いられるものであり、リングレール３、回転走行台車５、レーザヘッド７を保持するレーザヘッド部６などを備えている。 FIGS residual stress improving apparatus 1 of pipe 3 according to this embodiment shown in Example 1, the inner welding peripheral surface (welded portion of the pipe 2 is a straight circular tube (i.e. piping having only straight circular pipe portion) 26), and the like, and includes a ring rail 3, a rotating traveling carriage 5, a laser head section 6 for holding the laser head 7, and the like. Yes.

図１〜図４に示すように、リングレール３は配管２の周囲を取り囲むようにして配管２の外周面２ａに取り付けられている。リングレール３は半円形状のリングレール部材３Ａ，３Ｂに２分割されており、これらのリングレール部材３Ａ，３Ｂの間に配管２を挟んだ状態でボルト４などの連結手段によってリングレール３Ａ，３Ｂを連結することにより、円形状（リング状）に形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the ring rail 3 is attached to the outer peripheral surface 2 a of the pipe 2 so as to surround the pipe 2. The ring rail 3 is divided into two semicircular ring rail members 3A and 3B, and the ring rail 3A and the ring rail 3A are connected by a connecting means such as a bolt 4 with the pipe 2 sandwiched between the ring rail members 3A and 3B. By connecting 3B, it is formed in a circular shape (ring shape).

回転走行台車５は、リングレール３に係合しつつ、このリングレール３を軌道として走行移動する。即ち、回転走行台車５は、配管２の外周面２ａに沿って配管（直円管部）２の管軸２ｂ（仮想軸）を中心とする円周方向（θ方向：以下単に円周方向という）に走行移動する。 The rotating traveling carriage 5 travels on the ring rail 3 as a track while engaging with the ring rail 3. That is, the rotation traveling carriage 5, circumferential (theta direction about the pipe along the outer circumferential surface 2a of the pipe 2 (straight circular tube portion) 2 of the pipe axis 2b (virtual axis): hereinafter referred to simply as the circumferential direction ).

詳述すると、リングレール３の外周面３ａには歯車３ｂが形成される一方、回転走行台車５には歯車８が軸受９に支持されて回転自在に設けられており、これらの歯車３ｂと歯車８とが噛合している。そして、歯車８は回転走行台車５に設けられた周方向駆動モータ１０の回転軸に連結されている。従って、周方向駆動モータ１０が回転すると、歯車８が歯車３ｂと噛合しながら回転しつつ歯車８に沿って円周方向に走行移動する。その結果、歯車８とともに回転走行台車５全体が、円周方向に走行移動する。   More specifically, a gear 3b is formed on the outer peripheral surface 3a of the ring rail 3, while a gear 8 is supported on the rotary carriage 5 by a bearing 9 so as to be freely rotatable. 8 meshes. The gear 8 is connected to a rotation shaft of a circumferential drive motor 10 provided in the rotary traveling carriage 5. Accordingly, when the circumferential drive motor 10 rotates, the gear 8 travels in the circumferential direction along the gear 8 while rotating while meshing with the gear 3b. As a result, the entire rotary traveling cart 5 travels in the circumferential direction together with the gear 8.

また、回転走行台車５には円周方向に対して前後左右の４箇所にそれぞれ一対の周方向ガイドローラ１１ａ，１１ｂが回転自在に設けられており、これらの周方向ガイドローラ１１ａ，１１ｂが、リングレール３の円周方向に対する左右両端部３ｃ，３ｄをそれぞれ挾持している。従って、回転走行台車５はこれらの周方向ガイドローラ１１ａ，１１ｂとリングレール３の左右両端部３ｃ，３ｄとに案内されて円滑に円周方向に走行移動することができる。   In addition, the rotating traveling carriage 5 is provided with a pair of circumferential guide rollers 11a and 11b rotatably at four positions on the front, rear, left and right with respect to the circumferential direction. These circumferential guide rollers 11a and 11b are The left and right ends 3c and 3d with respect to the circumferential direction of the ring rail 3 are respectively held. Therefore, the rotary traveling carriage 5 can smoothly travel and move in the circumferential direction while being guided by the circumferential guide rollers 11 a and 11 b and the left and right ends 3 c and 3 d of the ring rail 3.

上述したリングレール３と回転走行台車５により、レーザヘッド部６を円周方向に移動させる円周方向移動手段が構成されている。   The ring rail 3 and the rotary carriage 5 described above constitute a circumferential direction moving means for moving the laser head portion 6 in the circumferential direction.

回転走行台車５の管軸２ｂの方向（以下単に管軸方向という）の側面には、平面視（図１参照）が矩形状で且つ正面視（図３（ｂ）参照）がコ字状の支持フレーム１２が設けられている。そして、レーザヘッド部６は管軸方向に長い直方体状であり、支持フレーム１２の中央部に配置され、管軸方向に移動可能に設けられている。詳述すると、支持フレーム１２には管軸方向と平行にリニアレール１３と、ボールねじ軸（おねじ）１４とが取り付けられている。ボールねじ１４は軸受１５を介して回転自在に支持フレーム１２に支持されている。また、リニアレール１３とボールねじ軸１４は、レーザヘッド部６に対して円周方向の一方側と他方側とにそれぞれ配置されている。   On the side surface of the rotating carriage 5 in the direction of the tube axis 2b (hereinafter simply referred to as the tube axis direction), the plan view (see FIG. 1) is rectangular and the front view (see FIG. 3 (b)) is U-shaped. A support frame 12 is provided. The laser head portion 6 has a rectangular parallelepiped shape that is long in the tube axis direction, and is disposed at the center of the support frame 12 so as to be movable in the tube axis direction. More specifically, a linear rail 13 and a ball screw shaft (male screw) 14 are attached to the support frame 12 in parallel with the tube axis direction. The ball screw 14 is rotatably supported by the support frame 12 via a bearing 15. Further, the linear rail 13 and the ball screw shaft 14 are respectively arranged on one side and the other side in the circumferential direction with respect to the laser head portion 6.

また、レーザヘッド部６の前記一方側の側面にはリニアブッシュ１６が取り付けられており、このリニアブッシュ１６がリニアレール１３に管軸方向へ摺動可能に装着されている。レーザヘッド部６の前記他方側の側面にはボールナット（めねじ）１７が取り付けられており、このボールナット１７とボールねじ軸１４とが螺合している。また、ボールねじ軸１４は回転走行台車５に設けられた軸方向駆動モータ１８の回転軸に連結されている。   Further, a linear bush 16 is attached to the one side surface of the laser head portion 6, and this linear bush 16 is attached to the linear rail 13 so as to be slidable in the tube axis direction. A ball nut (female screw) 17 is attached to the other side surface of the laser head portion 6, and the ball nut 17 and the ball screw shaft 14 are screwed together. Further, the ball screw shaft 14 is connected to a rotation shaft of an axial drive motor 18 provided in the rotary traveling carriage 5.

従って、軸方向駆動モータ１８によってボールねじ軸１４が回転駆動されると、ボールナット１７がボールねじ軸１４にそって管軸方向（Ｚ方向）に移動し、その結果、ボールナット１７とともにレーザヘッド部６全体が管軸方向に移動する。また、このときレーザヘッド部６はリニアレール１３とリニアブッシュ１６とに案内されて管軸方向に円滑に移動することができる。図１にはレーザヘッド部６が管軸方向の前方へ移動したときの状態を一点鎖線で示している。   Accordingly, when the ball screw shaft 14 is rotationally driven by the axial direction drive motor 18, the ball nut 17 moves along the ball screw shaft 14 in the tube axis direction (Z direction), and as a result, the laser head together with the ball nut 17. The entire portion 6 moves in the tube axis direction. At this time, the laser head portion 6 is guided by the linear rail 13 and the linear bush 16 and can move smoothly in the tube axis direction. In FIG. 1, the state when the laser head unit 6 moves forward in the tube axis direction is indicated by a one-dot chain line.

上述の軸方向駆動モータ１８とボールねじ軸１４とボールナット１７とにより、レーザヘッド部６を管軸方向に沿って移動させる管軸方向移動手段が構成されている。   The axial drive motor 18, the ball screw shaft 14, and the ball nut 17 constitute tube axis direction moving means for moving the laser head unit 6 along the tube axis direction.

また、支持フレーム１２の管軸方向の前面にはローラ２１が回転自在に設けられており、これらのローラ２１は配管２の外表面２ａ上を円周方向に転動するようになっている。従って、回転走行台車５とともに支持フレーム１２やこれに支持されたレーザヘッド部６などが円周方向に移動するとき、ローラ２１がこれらの荷重を支持しつつ配管２の外周面２ａ上を円周方向に転動することによって、前記円周方向の移動が円滑に行われる。   In addition, rollers 21 are rotatably provided on the front surface of the support frame 12 in the tube axis direction, and these rollers 21 roll on the outer surface 2a of the pipe 2 in the circumferential direction. Therefore, when the support frame 12 and the laser head portion 6 supported by the rotating traveling carriage 5 move in the circumferential direction, the roller 21 circumferentially moves on the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 while supporting these loads. By rolling in the direction, the movement in the circumferential direction is smoothly performed.

レーザヘッド部６に設けられたレーザヘッド７は、光ファイバ２５を介して図示しないＹＡＧレーザ発振装置などのレーザ発振装置に接続されている。従って、前記レーザ発振装置から出力されたレーザ光は、光ファイバ２５によってレーザヘッド７まで伝送された後、レーザヘッド７から出射されて配管２の外周面２ａに照射される（例えば図２のハッチング部分に照射される）。   The laser head 7 provided in the laser head unit 6 is connected to a laser oscillation device such as a YAG laser oscillation device (not shown) via an optical fiber 25. Accordingly, the laser beam output from the laser oscillation device is transmitted to the laser head 7 through the optical fiber 25, and then emitted from the laser head 7 and irradiated onto the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 (for example, hatching in FIG. 2). Part is irradiated).

また、レーザヘッド部６には管軸方向（レーザヘッド部６の長手方向）に平行に配置されたリニアモータ１９の固定部１９Ａと、このリニアモータ固定部１９Ａに沿って管軸方向に移動するリニアモータ１９の可動部１９Ｂとが設けられており、このリニアモータ可動部１９Ｂにレーザヘッド７が取り付けられている。従って、レーザヘッド７はリニアモータ１９によって管軸方向（レーザヘッド部６の長手方向：γ方向）にオシレート移動することができる。   Further, the laser head portion 6 moves in the tube axis direction along the linear motor fixing portion 19A and the fixing portion 19A of the linear motor 19 arranged in parallel to the tube axis direction (longitudinal direction of the laser head portion 6). A movable portion 19B of the linear motor 19 is provided, and the laser head 7 is attached to the linear motor movable portion 19B. Therefore, the laser head 7 can be oscillated by the linear motor 19 in the tube axis direction (longitudinal direction of the laser head portion 6: γ direction).

即ち、上述のリニアモータ１９により、レーザヘッド７を管軸方向に沿ってオシレート移動するオシレート手段を構成している。なお、必ずしもこれに限定するものではなく、オシレート手段としてはレーザヘッド７を管軸方向に沿ってオシレート移動することができるものでればよく、例えば前述の管軸方向移動手段をオシレート手段として用いることもできる。   That is, the above-described linear motor 19 constitutes an oscillating means for oscillating the laser head 7 along the tube axis direction. However, the present invention is not necessarily limited to this, and any oscillating means may be used as long as it can oscillate the laser head 7 along the tube axis direction. For example, the above-described tube axis direction moving means is used as the oscillating means. You can also.

そして、リニアモータ固定部１９Ａには、レーザヘッド部６に設けられた傾斜駆動モータ２２の回転軸が連結されている。従って、傾斜駆動モータ２２によってリニアモータ固定部１９Ａが回動されると、リニアモータ可動部１９Ｂとともにレーザヘッド７が、リニアモータ固定部１９Ａを回動軸として同回動軸回りに回動（β方向に回動）することにより、管軸方向に対して右方向又は左方向に傾斜する。このとき、リニアモータ固定部１９Ａは管軸方向に平行であるため、レーザヘッド７の向きが管軸２ｂと直交する面（仮想面）内で調整されて、レーザヘッド７から出射されるレーザ光の出射方向が前記面内で調整されることになる。   The linear motor fixing portion 19 </ b> A is connected to the rotation shaft of the tilt drive motor 22 provided in the laser head portion 6. Accordingly, when the linear motor fixing portion 19A is rotated by the tilt drive motor 22, the laser head 7 together with the linear motor movable portion 19B rotates about the rotation axis with the linear motor fixing portion 19A as a rotation axis (β By tilting in the direction), it tilts to the right or left with respect to the tube axis direction. At this time, since the linear motor fixing portion 19A is parallel to the tube axis direction, the laser light emitted from the laser head 7 after the orientation of the laser head 7 is adjusted in a plane (virtual plane) orthogonal to the tube axis 2b. Is adjusted within the plane.

即ち、上述の傾斜駆動モータ２２とリニアモータ１９は、レーザヘッド６の向きを管軸２ｂと直交する面内で調整することによって、レーザ光の出射方向を管軸２ｂと直交する面内で調整することにより、配管２の外周面２ａで反射したレーザ光がレーザヘッド７に戻らないようにレーザ光の反射方向を調整する反射方向調整手段を構成している。   That is, the tilt drive motor 22 and the linear motor 19 described above adjust the direction of the laser head 6 in a plane perpendicular to the tube axis 2b, thereby adjusting the laser light emission direction in the plane perpendicular to the tube axis 2b. Thus, a reflection direction adjusting unit is configured to adjust the reflection direction of the laser light so that the laser light reflected by the outer peripheral surface 2 a of the pipe 2 does not return to the laser head 7.

例えば、図４（ａ）に示すように反射方向調整手段でレーザヘッド７の向き（レーザ光２３Ａの出射方向）を調整しない場合には、配管２の外周面２ａで反射したレーザ光２３Ａの反射光２３Ｂがレーザヘッド７に戻ってきてしまうのに対し、図４（ｂ）に示すように反射方向調整手段でレーザヘッド７の向き（レーザ光２３Ａの出射方向）を調整した場合には、配管２の外周面２ａで反射したレーザ光２３Ａの反射光２３Ｂがレーザヘッド７に戻らないようにすることができる。   For example, as shown in FIG. 4A, when the direction of the laser head 7 (the emission direction of the laser beam 23A) is not adjusted by the reflection direction adjusting means, the reflection of the laser beam 23A reflected by the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 is reflected. While the light 23B returns to the laser head 7, when the direction of the laser head 7 (the emission direction of the laser light 23A) is adjusted by the reflection direction adjusting means as shown in FIG. It is possible to prevent the reflected light 23B of the laser light 23A reflected by the outer peripheral surface 2a of 2 from returning to the laser head 7.

なお、この場合、必ずしも管軸２ｂと直交する面内でレーザヘッド７の向き（レーザ光の出射方向）を調整する場合に限定するものではなく、管軸２ｂと交差する面（仮想面）内でレーザヘッド７の向き（レーザ光２３Ａの出射方向）を調整して反射光２３Ｂがレーザヘッド７に戻らないようにすればよい。   In this case, the present invention is not necessarily limited to the case where the direction of the laser head 7 (the laser beam emission direction) is adjusted in a plane orthogonal to the tube axis 2b, but in a plane (virtual plane) intersecting the tube axis 2b. Thus, the direction of the laser head 7 (the emission direction of the laser light 23 </ b> A) may be adjusted so that the reflected light 23 </ b> B does not return to the laser head 7.

また、この場合、必ずしも反射方向調整手段によって反射方向を調整可能にする場合に限定するものではなく、固定であってよい。即ち、予めレーザヘッド６の向きを管軸２ｂと直交（交差でもよい）する面内で調整することによって、レーザ光２３Ａの出射方向を管軸２ｂと直交（交差でもよい）する面内で調整することにより、配管２の外周面２ａで反射したレーザ光がレーザヘッド７に戻らないように構成しておいてもよい。   Further, in this case, the present invention is not necessarily limited to the case where the reflection direction can be adjusted by the reflection direction adjusting means, and may be fixed. That is, by adjusting the direction of the laser head 6 in advance in a plane orthogonal to the tube axis 2b (or crossing), the emission direction of the laser light 23A is adjusted in a plane orthogonal to the tube axis 2b (or crossing). By doing so, the laser beam reflected by the outer peripheral surface 2 a of the pipe 2 may be configured not to return to the laser head 7.

また、上記ではレーザヘッド部６に設けるレーザヘッド７がオシレートタイプのものになっているが、これに限定するものではなく、レーザヘッド部６に設けるレーザヘッド７は、管軸方向に沿って複数個配置したマルチタイプのものであってもよい。例えば、図５に示すマルチタイプのものでは、レーザヘッド部６に管軸方向（レーザヘッド部６の長手方向）と平行に設けたスライド部材２４に複数（図示例では１１個）のレーザヘッド７が摺動可能に設けられている。各レーザヘッド７は、それぞれレーザ光２３Ａを伝送する光ファイバ２５を介して図示しないレーザ発振装置に接続されている。また、複数のレーザヘッド７の相互間隔はスライド部材２４に沿って摺動させることにより、図５（ａ）に示すように広くしたり、図５（ｂ）に示すように狭くしたり適宜調節することができる。   In the above description, the laser head 7 provided in the laser head unit 6 is an oscillating type. However, the present invention is not limited to this, and there are a plurality of laser heads 7 provided in the laser head unit 6 along the tube axis direction. The multi-type thing arranged individually may be sufficient. For example, in the multi-type one shown in FIG. 5, a plurality of (11 in the illustrated example) laser heads 7 are provided on the slide member 24 provided in the laser head portion 6 in parallel with the tube axis direction (longitudinal direction of the laser head portion 6). Is slidably provided. Each laser head 7 is connected to a laser oscillation device (not shown) via an optical fiber 25 that transmits laser light 23A. Further, the interval between the plurality of laser heads 7 is slid along the slide member 24 so as to be widened as shown in FIG. 5A or narrowed as shown in FIG. can do.

このようなマルチタイプにおいて、レーザヘッド７をβ方向に移動（回動）させる場合には、例えば複数のレーザヘッド７に共通の軸（例えばスライド部材２４）を傾斜駆動モータなどの反射方向調整手段（回動手段）で回動させることによって全レーザヘッド７を同時に回動するようにしてもよく、各レーザヘッド７に個別に傾斜駆動モータなどの反射方向調整手段（回動手段）を設けて各レーザヘッド７を個別に回動させるようにしてもよい。   In such a multi-type, when the laser head 7 is moved (rotated) in the β direction, for example, a common shaft (for example, the slide member 24) for the plurality of laser heads 7 is reflected direction adjusting means such as an inclination drive motor. All the laser heads 7 may be simultaneously rotated by being rotated by (rotating means), and each laser head 7 is individually provided with a reflection direction adjusting means (rotating means) such as an inclination drive motor. Each laser head 7 may be individually rotated.

また、図示は省略するが、θ，Ｚ，γ及びβの各方向の移動位置や回動位置は、これらの移動位置や回動位置を検出するロータリエンコーダやリニアエンコーダなどの位置センサの位置検出信号に基づいて、駆動制御装置により、配管２の外周面２ａに対して所定の位置となるように制御される。また、前記駆動制御装置では、レーザ発振装置から発振されるレーザ光２３Ａの出力ひいては、レーザヘッド７から出射されて配管２の外周面２ａに照射されるレーザ光２３Ａの照射強度も制御するようになっている。   Although illustration is omitted, the movement position and rotation position in each direction of θ, Z, γ, and β are the position detection of position sensors such as a rotary encoder and a linear encoder that detect these movement positions and rotation positions. Based on the signal, the drive control device controls the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 so as to be in a predetermined position. In the drive control device, the output of the laser beam 23A oscillated from the laser oscillation device, and the irradiation intensity of the laser beam 23A emitted from the laser head 7 and applied to the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 are also controlled. It has become.

以上のように、本実施の形態例１の配管の残留応力改善装置１によれば、レーザ光２３Ａを出射する１つ又は複数のレーザヘッド７を保持するレーザヘッド部６と、レーザヘッド７をレーザヘッド部６とともに配管２（直円管部）の外周面に沿って管軸２ｂを中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段（リングレール３、回転走行台車５）とを備えことを特徴とするものであるため、レーザ光２３Ａにより配管２の外周面２ａを加熱して配管２の残留応力を低減（除去）することができ、しかも、従来のものに比べて装置構成がコンパクトであるため、比較的狭い限定された空間に設置して施工することもでき、コストダウンを図ることもできる。 As described above, according to the piping residual stress improving apparatus 1 of the first embodiment, the laser head unit 6 that holds one or a plurality of laser heads 7 that emit the laser light 23 </ b> A, and the laser head 7. laser head portion 6 with the pipe 2 circumferentially moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis 2b along the outer circumferential surface of the (straight circular tube portion) (ring rail 3, the rotation traveling carriage 5) and Therefore, the residual stress of the pipe 2 can be reduced (removed) by heating the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 with the laser beam 23A, and the apparatus is more than the conventional one. Since the configuration is compact, it can be installed and installed in a relatively narrow limited space, and the cost can be reduced.

更に、本実施の形態例１の配管の残留応力改善装置１によれば、レーザヘッド７の向きを管軸２ｂと交差する面内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、配管２の外周面２ａで反射したレーザ光２３Ａ（反射光２３Ｂ）が、レーザヘッド７に戻らないように構成したことを特徴とするため、レーザ光２３Ａの反射によってレーザヘッド７（レーザヘッド７に備えたレンズなど）が損傷するのを防止することができる。   Furthermore, according to the piping residual stress improving apparatus 1 of the first embodiment, by adjusting the direction of the laser head 7 in the plane intersecting the tube axis 2b, the emission direction of the laser beam 23A is set in the same plane. Since the laser light 23A (reflected light 23B) reflected by the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 is adjusted so as not to return to the laser head 7, the laser head 7 is reflected by the reflection of the laser light 23A. It is possible to prevent damage (such as a lens provided in the laser head 7).

特に、本実施の形態例１の配管の残留応力改善装置１では、反射方向調整手段（傾斜駆動モータ２２、リニアモータ１９）を備えたことを特徴としており、この反射方向調整手段によってレーザ光２３Ａの反射方向を調整することが可能であることから、レーザ光２３Ａの反射によるレーザヘッド７（レーザヘッド７に備えたレンズなど）の損傷を、より確実に防止することができる。   In particular, the piping residual stress improving apparatus 1 according to the first embodiment is characterized in that it includes a reflection direction adjusting means (inclination drive motor 22, linear motor 19), and this reflection direction adjusting means provides a laser beam 23A. Therefore, it is possible to more reliably prevent damage to the laser head 7 (such as a lens provided in the laser head 7) due to the reflection of the laser light 23A.

＜実施の形態例２＞
図６は本発明の実施の形態例２に係る配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す平面図、図７は前記配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す側面図（図６のＤ方向矢視図）である。なお、これらの図において上記実施の形態例１（図１〜図４参照）と同様の部分については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明は省略する。 <Embodiment 2>
6 is a plan view showing a partially broken structure of the residual stress improving apparatus for piping according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7 is a partially broken view showing the structure of the residual stress improving apparatus for piping. It is a side view (D direction arrow view of FIG. 6). In these drawings, the same parts as those in the first embodiment (see FIGS. 1 to 4) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.

図６及び図７に示す本実施の形態例２の配管の残留応力改善装置４１は、直円管部２Ａと、この直円管部２Ａに続くＬ字状（円弧状）の屈曲管部（エルボ管部）２Ｂとを有する配管２において、特に屈曲管部２Ｂの内周面に溶接（溶接部４２参照）などによって生じた引っ張りの残留応力を低減（除去も含む）するために用いて好適なものである。但し、本配管の残留応力改善装置４１は屈曲管部２Ｂの残留応力を低減するのみならず、直円管部２Ａの残留応力を低減することもできる。 6 and 7, the pipe residual stress improving apparatus 41 according to the second embodiment includes a straight circular pipe portion 2A and an L-shaped (arc-shaped) bent pipe portion (following the straight circular pipe portion 2A). In the pipe 2 having the elbow pipe portion 2B, it is particularly suitable for reducing (including removing) residual stress caused by welding (see the welded portion 42) or the like on the inner peripheral surface of the bent pipe portion 2B. It is a thing. However, the residual stress improving device 41 of this pipe can not only reduce the residual stress of the bent pipe portion 2B but also reduce the residual stress of the straight circular pipe portion 2A.

図６及び図７に示すように、本配管の残留応力改善装置４１でも、リングレール３は上記実施の形態例１の場合と同様、屈曲管部２Ａの近傍において、直円管部２Ａの外周面２ａに装着されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, even residual stress improving apparatus 41 of the present piping, as with the ring rail 3 of Embodiment 1 above, in the vicinity of the bent tube portion 2A, the outer circumference of the straight circular pipe portion 2A It is mounted on the surface 2a.

そして、本配管の残留応力改善装置４１では、上記実施の形態例１の配管の残留応力改善装置１におけるレーザヘッド部６に代えてレーザヘッド部４３と、このレーザヘッド部４３を支持する支持部材４４とを備えている。上記実施の形態例１では支持フレーム１２の中央部にレーザヘッド部６を配置しているが（図１参照）、本実施の形態例２ではレーザヘッド部４３は支持フレーム１２から離れた位置、即ち、上記実施の形態例１に比べて配管２から離れた位置に配設されており、支持部材４４が支持フレーム１２の中央部に配置されている。   In the residual stress improving apparatus 41 for the main pipe, the laser head part 43 instead of the laser head part 6 in the residual stress improving apparatus 1 for the pipe according to the first embodiment and a support member for supporting the laser head part 43 are used. 44. In the first embodiment, the laser head unit 6 is disposed at the center of the support frame 12 (see FIG. 1). However, in the second embodiment, the laser head unit 43 is located away from the support frame 12, That is, it is disposed at a position farther from the pipe 2 than in the first embodiment, and the support member 44 is disposed at the center of the support frame 12.

従って、リニアレール１３とボールねじ軸１４は支持部材４４に対して、配管２の直円管部２Ａの管軸２ｂ（仮想軸）を中心とする円周方向（θ方向：以下単に円周方向という）の一方側と他方側とにそれぞれ配置されている。また、リニアブッシュ１６は支持部材４４の前記一方側の側面に取り付けられており、ボールナット１７は支持部材４４の前記他方側の側面に取り付けられている。 Thus, for the linear rail 13 and the ball screw shaft 14 support member 44, the circumferential direction (theta direction about the tube axis 2b straight circular tube portion 2A of the pipe 2 (virtual axis): hereinafter simply circumferentially Are arranged on one side and the other side. The linear bush 16 is attached to the one side surface of the support member 44, and the ball nut 17 is attached to the other side surface of the support member 44.

支持部材４４は配管２の直円管部２Ａの径方向に所定の長さを有し、先端側が屈曲したＬ字状のものである。そして、この支持部材４４の先端部にレーザヘッド部４４を取り付けることにより、レーザヘッド部４３と配管２の外周面２ａとの距離ひいては、レーザヘッド部４４に保持されたレーザヘッド４５と、配管２の外周面２ａとの距離が所定の距離に設定されている。この所定の距離は配管２の径、後述するレーザヘッド４５の向き（レーザ光２３Ａの出射方向）、屈曲管部２Ｂの外周面２ａにおけるレーザ光の照射位置などによって適宜設定すればよい。 The support member 44 has a predetermined length in the radial direction of the straight circular pipe portion 2A of the pipe 2 and is L-shaped with the tip side bent. Then, by attaching the laser head portion 44 to the distal end portion of the support member 44, the distance between the laser head portion 43 and the outer peripheral surface 2 a of the pipe 2, and the laser head 45 held by the laser head portion 44 and the pipe 2. The distance from the outer peripheral surface 2a is set to a predetermined distance. This predetermined distance may be set as appropriate depending on the diameter of the pipe 2, the direction of a laser head 45 described later (the emission direction of the laser light 23A), the irradiation position of the laser light on the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B, and the like.

レーザヘッド部４３は管軸方向に長い直方体状のものである。レーザヘッド部４３に設けられたレーザヘッド４８は、光ファイバ２５を介して図示しないＹＡＧレーザ発振装置などのレーザ発振装置に接続されている。従って、前記レーザ発振装置から出力されたレーザ光２３Ａは、光ファイバ２５によってレーザヘッド４８まで伝送された後、レーザヘッド４８から出射されて屈曲管部２Ｂの外周面２ａに照射される。   The laser head portion 43 has a rectangular parallelepiped shape that is long in the tube axis direction. The laser head 48 provided in the laser head unit 43 is connected to a laser oscillation device such as a YAG laser oscillation device (not shown) via the optical fiber 25. Accordingly, the laser beam 23A output from the laser oscillation device is transmitted to the laser head 48 through the optical fiber 25, and then is emitted from the laser head 48 and applied to the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B.

また、レーザヘッド部４３に設けられたレーザヘッド４８はオシレートタイプのものである。即ち、レーザヘッド部４３には管軸２ｂの方向（以下単に管軸方向という）に平行（レーザヘッド部４３の長手方向に平行）に配置されたリニアモータ４６の固定部４６Ａと、このリニアモータ固定部４６Ａに沿って管軸方向に移動するリニアモータ４６の可動部４６Ｂとが設けられており、このリニアモータ可動部４６Ｂにレーザヘッド４８が傾斜駆動モータ４５を介して取り付けられている。   Further, the laser head 48 provided in the laser head portion 43 is of the oscillate type. That is, the laser head portion 43 includes a fixed portion 46A of a linear motor 46 arranged in parallel to the direction of the tube axis 2b (hereinafter simply referred to as the tube axis direction) (parallel to the longitudinal direction of the laser head portion 43), and the linear motor. A movable portion 46B of a linear motor 46 that moves in the tube axis direction along the fixed portion 46A is provided, and a laser head 48 is attached to the linear motor movable portion 46B via an inclination drive motor 45.

従って、レーザヘッド４８はリニアモータ４６により、傾斜駆動モータ４５とともに管軸方向（レーザヘッド部４３の長手方向：γ方向）にオシレート移動することができる。即ち、上述のリニアモータ４６により、レーザヘッド４８を管軸方向に沿ってオシレート移動するオシレート手段を構成している。なお、必ずしもこれに限定するものではなく、オシレート手段としてはレーザヘッド４８を管軸方向に沿ってオシレート移動することができるものでればよく、例えば軸方向駆動モータ１８とボールねじ軸１４とボールナット１７とから構成される管軸方向移動手段をオシレート手段として用いることもできる。   Accordingly, the laser head 48 can be oscillated by the linear motor 46 in the tube axis direction (longitudinal direction of the laser head portion 43: γ direction) together with the tilt drive motor 45. That is, the linear motor 46 constitutes an oscillating means for oscillating the laser head 48 along the tube axis direction. However, the present invention is not necessarily limited to this, and any oscillating means may be used as long as the laser head 48 can oscillate along the tube axis direction. For example, the axial drive motor 18, the ball screw shaft 14, and the ball Pipe axis direction moving means composed of the nut 17 can also be used as the oscillating means.

そして更に、レーザヘッド４８は傾斜駆動モータ４５によってα方向に回動されるようになっている。即ち、傾斜駆動モータ４５は、その回転軸４５ａの軸方向が管軸２ｂを含む面（仮想面）と直交しており、この回転軸４５ａを回動軸として同回動軸回りにレーザヘッド４８を回動させる（α方向に回動させる）。その結果、レーザヘッド４８の向きを管軸方向の前方側（屈曲管部方向側）へ向けて、レーザヘッド４８から出射されるレーザ光２３Ａの出射方向を管軸方向の前方側へ向けることができるため、レーザ光２３Ａを、レーザヘッド部４３（レーザヘッド４８）よりも管軸方向の前方に位置する屈曲管部２Ｂの外周面２ａに照射することができる。   Further, the laser head 48 is rotated in the α direction by the tilt drive motor 45. That is, in the tilt drive motor 45, the axial direction of the rotation shaft 45a is orthogonal to the surface (virtual surface) including the tube shaft 2b, and the laser head 48 is rotated around the rotation shaft with the rotation shaft 45a serving as a rotation shaft. Is rotated (rotated in the α direction). As a result, the direction of the laser head 48 may be directed to the front side in the tube axis direction (the bent tube portion direction side), and the emission direction of the laser light 23A emitted from the laser head 48 may be directed to the front side in the tube axis direction. Therefore, the laser beam 23A can be applied to the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B located in front of the laser head portion 43 (laser head 48) in the tube axis direction.

即ち、上述の傾斜駆動モータ４５は、レーザヘッド４８の向きを管軸２ｂを含む面（仮想面）内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、レーザ光２３Ａを、レーザヘッド４８よりも管軸方向の前方に位置する屈曲管部２Ｂの外周面２ａに照射するようにレーザ光２３Ａの出射方向を調整する出射方向調整手段を、構成している。   That is, the tilt drive motor 45 described above adjusts the emitting direction of the laser beam 23A in the same plane by adjusting the direction of the laser head 48 in the plane (virtual plane) including the tube axis 2b. The emission direction adjusting means is configured to adjust the emission direction of the laser beam 23A so as to irradiate the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B positioned in front of the laser head 48 in the tube axis direction.

なお、この場合、必ずしも出射方向調整手段によって調整可能にする場合に限定するものではなく、固定であってもよい。即ち、予め、レーザヘッド４８の向きを管軸２ｂを含む面内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、レーザ光２３Ａを、レーザヘッド４８よりも管軸方向の前方に位置する屈曲管部２Ｂの外周面２ａに照射するように構成しておいてもよい。   In this case, the adjustment is not necessarily limited to the case where the adjustment is possible by the emission direction adjusting means, but may be fixed. In other words, by adjusting the direction of the laser head 48 in advance in the plane including the tube axis 2b to adjust the emitting direction of the laser beam 23A in the same plane, the laser beam 23A is more controlled than the laser head 48 in the tube axis. You may comprise so that it may irradiate to the outer peripheral surface 2a of the bending | flexion pipe part 2B located in the front of a direction.

また、リニアモータ固定部４６Ａには、レーザヘッド部４３に設けられた傾斜駆動モータ４９の回転軸が連結されている。従って、傾斜駆動モータ４９によってリニアモータ固定部４６Ａが回動されると、リニアモータ可動部４６Ｂとともにレーザヘッド４８が、リニアモータ固定部４６Ａを回動軸として同回動軸回りに回動（β方向に回動）することにより、管軸方向に対して右方向又は左方向に傾斜する。このとき、リニアモータ固定部４６Ａは管軸方向に平行であるため、レーザヘッド４８の向きが管軸２ｂと直交する面（仮想面）内で調整されて、レーザヘッド４８から出射されるレーザ光２３Ａの出射方向が同面内で調整されることになる。   In addition, a rotation shaft of an inclination drive motor 49 provided in the laser head portion 43 is connected to the linear motor fixing portion 46A. Therefore, when the linear motor fixing portion 46A is rotated by the tilt drive motor 49, the laser head 48, together with the linear motor movable portion 46B, rotates around the rotation axis with the linear motor fixing portion 46A as a rotation axis (β By tilting in the direction), it tilts to the right or left with respect to the tube axis direction. At this time, since the linear motor fixing portion 46A is parallel to the tube axis direction, the laser light emitted from the laser head 48 after the orientation of the laser head 48 is adjusted in a plane (virtual plane) orthogonal to the tube axis 2b. The emission direction of 23A is adjusted in the same plane.

即ち、上述の傾斜駆動モータ４９とリニアモータ４６とにより、レーザヘッド４８の向きを管軸２ｂと直交（交差でもよい）する面内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、配管２の外周面２ａで反射したレーザ光２３Ａがレーザヘッド７に戻らないようにレーザ光２３Ａの反射方向を調整する反射方向調整手段を、構成している。   That is, by adjusting the direction of the laser head 48 in a plane orthogonal to (or crossing) the tube axis 2b by the tilt drive motor 49 and the linear motor 46, the emission direction of the laser beam 23A is set in the same plane. By adjusting, the reflection direction adjusting means is configured to adjust the reflection direction of the laser beam 23A so that the laser beam 23A reflected by the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 does not return to the laser head 7.

なお、かかる反射方向調整手段は、特に直円管部２Ａの外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射する場合に有効である。つまり、直円管部２Ａの外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射する際、傾斜駆動モータ４５によってレーザヘッド４８を管軸方向の前方に傾斜させずにレーザ光２３Ａを照射する場合には、前記反射方向調整手段によってレーザ光２３Ａの出射方向を調整することにより、当該レーザ光２３Ａの反射光がレーザヘッド４８に戻ってくるのを防止することができる（図４参照）。 Incidentally, such a reflection direction adjusting means is effective particularly when a laser beam 23A on the outer circumferential surface 2a of the straight circular pipe portion 2A. That is, when irradiating the laser beam 23A on the outer circumferential surface 2a of the straight circular pipe portion 2A, in case of irradiating the laser beam 23A by tilting the drive motor 45 without inclining the laser head 48 in front of the axial direction of the tube, the By adjusting the emission direction of the laser beam 23A by the reflection direction adjusting means, it is possible to prevent the reflected beam of the laser beam 23A from returning to the laser head 48 (see FIG. 4).

また、この場合、必ずしも反射方向調整手段によって調整可能にする場合に限定するものではなく、固定であってもよい。即ち、予め、レーザヘッド４８の向きを管軸２ｂと直交（交差でもよい）する面内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、直円管部2Ａの外周面２ａで反射したレーザ光２３Ａがレーザヘッド４８に戻らないように構成しておいてもよい。 In this case, the adjustment is not necessarily limited to the case where the adjustment is possible by the reflection direction adjusting means, and may be fixed. That is, in advance, by adjusting the emission direction of the laser beam 23A within the same plane by adjusting the orientation of the laser head 48 with pipe axis 2b perpendicular (or at the crossing) to the plane, a straight circular tube portion 2A The laser light 23 </ b> A reflected by the outer peripheral surface 2 a may be configured not to return to the laser head 48.

また、上記ではレーザヘッド部４３に設けるレーザヘッド４８がオシレートタイプのものになっているが、これに限定するものではなく、レーザヘッド部４３に設けるレーザヘッド４８は管軸方向に沿って複数個配置したマルチタイプのものにしてもよい。例えば、前述のような図５に示すマルチタイプのものでもよい。なお、図５において、レーザヘッド６はレーザヘッド４８に置き換える。   In the above description, the laser head 48 provided in the laser head portion 43 is an oscillating type. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of laser heads 48 provided in the laser head portion 43 are provided along the tube axis direction. It may be of a multi-type arrangement. For example, the multi-type shown in FIG. 5 as described above may be used. In FIG. 5, the laser head 6 is replaced with a laser head 48.

このようなマルチタイプにおいて、レーザヘッド４８をβ方向に移動（回動）させる場合には、例えば複数のレーザヘッド４８に共通の軸（例えばスライド部材２４）を傾斜駆動モータなどの反射方向調整手段（回動手段）で回動させることによって全レーザヘッド４８を同時に回動するようにしてもよく、各レーザヘッド４８に個別に傾斜駆動モータなどの反射方向調整手段（回動手段）を設けて、各レーザヘッド４８を個別に回動させるようにしてもよい。   In such a multi-type, when the laser head 48 is moved (rotated) in the β direction, for example, a common shaft (for example, the slide member 24) for the plurality of laser heads 48 is reflected direction adjusting means such as a tilt drive motor. All the laser heads 48 may be rotated simultaneously by being rotated by (rotating means), and each laser head 48 is individually provided with a reflection direction adjusting means (rotating means) such as an inclination drive motor. Each laser head 48 may be individually rotated.

また、このようなマルチタイプにおいて、レーザヘッド４８をα方向に移動（回動）させる場合には、各レーザヘッド４８に傾斜駆動モータ４５を設けて各レーザヘッド４８を個別に移動（回動）させるようにしてもよく、回動可能に設けたレーザヘッド４８を全て適宜の連結手段で連結して、例えば１台の傾斜駆動モータ４５で全レーザヘッド４８を同時にする移動（回動）させるようにしてもよい。   Further, in such a multi-type, when the laser heads 48 are moved (rotated) in the α direction, each laser head 48 is provided with an inclination drive motor 45 and each laser head 48 is individually moved (rotated). Alternatively, all the laser heads 48 that are rotatably provided are connected by appropriate connecting means, and all the laser heads 48 are simultaneously moved (turned) by, for example, one tilt drive motor 45. It may be.

また、図示は省略するが、θ，Ｚ，γ，β及びαの各方向の移動位置や回動位置は、これらの移動位置や回動位置を検出するロータリエンコーダやリニアエンコーダなどの位置センサの位置検出信号に基づいて、駆動制御装置により、配管２（直円管部２２Ａ、屈曲管部２２Ｂ）の外周面２ａに対して所定の位置となるように制御される。また、前記駆動制御装置では、レーザ発振装置から発振されるレーザ光２３Ａの出力ひいては、レーザヘッド４８から出射されて配管２の外周面２ａに照射されるレーザ光２３Ａの照射強度も制御するようになっている。 Although not shown, the movement position and rotation position in each direction of θ, Z, γ, β, and α are the positions of position sensors such as a rotary encoder and a linear encoder that detect these movement positions and rotation positions. based on the position detection signal, the drive controller, pipe 2 (straight circular tube portion 22A, the bent tube portion 22B) is controlled to be a predetermined position with respect to the outer circumferential surface 2a of. Further, the drive control device controls the output of the laser beam 23A oscillated from the laser oscillation device, and the irradiation intensity of the laser beam 23A emitted from the laser head 48 and applied to the outer peripheral surface 2a of the pipe 2. It has become.

特に、屈曲管部２Ｂの外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射する場合、図７のように管軸方向の各位置から斜めにレーザ光２３Ａを照射すると、管軸方向の後方側（直円管部方向側）と前方側（屈曲管部方向側）とではレーザ光２３Ａの照射距離が異なるため、屈曲管部２Ｂの外周面２ａの各位置における照射強度が異なってしまうことがある。 In particular, when irradiating the laser beam 23A on the outer circumferential surface 2a of the bending pipe portion 2B, when irradiated with a laser beam 23A obliquely from each position in the tube axis direction as shown in FIG. 7, a tube axis direction of the rear side (straight circular tube Since the irradiation distance of the laser beam 23A is different between the front side (bending tube portion direction side) and the front side (bending tube portion direction side), the irradiation intensity at each position on the outer peripheral surface 2a of the bending tube portion 2B may be different.

そこで、出射方向調整手段としての駆動制御装置では、各位置の照射強度を均一にするようにレーザ発振装置から発振されるレーザ光２３Ａの出力を調整する。即ち、レーザヘッド４８がオシレートタイプの場合には、レーザヘッド４８の各オシレート位置でレーザヘッド４８から出射されるレーザ光２３Ａの屈曲管部２Ｂの外周面２ａにおける照射強度が均一になるようにレーザ発振器からのレーザ光２３Ａの出力を調整する。また、レーザヘッド４８がマルチタイプの場合には、複数のレーザヘッド４８からそれぞれ出射されるレーザ光２３Ａの屈曲管部２Ｂの外周面２ａにおける照射強度が均一になるように各レーザ発振装置からのレーザ光２３Ａの出力を調整する。   Therefore, the drive control device as the emission direction adjusting means adjusts the output of the laser beam 23A oscillated from the laser oscillation device so that the irradiation intensity at each position is uniform. That is, when the laser head 48 is of the oscillating type, the laser beam 23A emitted from the laser head 48 at each oscillating position of the laser head 48 is irradiated with laser light so that the irradiation intensity on the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B is uniform. The output of the laser beam 23A from the oscillator is adjusted. When the laser head 48 is multi-type, the laser light 23A emitted from each of the plurality of laser heads 48 is emitted from each laser oscillation device so that the irradiation intensity on the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B is uniform. The output of the laser beam 23A is adjusted.

また、駆動制御装置では、軸方向駆動モータ１８などから構成される管軸方向移動手段を制御して、レーザヘッド部４３（レーザヘッド４８）の管軸方向の位置を調整することにより、例えば屈曲管部２Ｂの腹側（曲率半径の小さい側：図７の下側）の外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射するときの照射位置や、屈曲管部２Ｂの背側（曲率半径の大きい側：図７の上側）の外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射するときの照射位置などを調整する。   Further, the drive control device controls the tube axis direction moving means including the axial direction drive motor 18 and adjusts the position of the laser head portion 43 (laser head 48) in the tube axis direction, for example, bending. The irradiation position when irradiating the laser beam 23A to the outer peripheral surface 2a on the ventral side (smaller radius of curvature: the lower side of FIG. 7) of the tube part 2B, and the back side of the bent tube part 2B (the larger radius of curvature: The irradiation position when the laser beam 23A is irradiated on the outer peripheral surface 2a (upper side in FIG. 7) is adjusted.

以上のことから、本実施の形態例２の配管の残留応力改善装置４１によれば上記実施の形態例１の配管の残留応力改善装置１と同様の作用効果が得られる他、次のような作用効果が得られる。   From the above, according to the residual stress improving apparatus 41 for piping according to the second embodiment, the same effect as the residual stress improving apparatus 1 for piping according to the first embodiment can be obtained. The effect is obtained.

即ち、本実施の形態例２の配管の残留応力改善装置４１によれば、レーザヘッド４８の向きを管軸２ａを含む面内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、レーザ光２３Ａを、レーザヘッド４８よりも管軸方向の前方に位置する屈曲管部２Ｂの外周面２ａに照射する構成としたことを特徴とするため、屈曲管部２Ｂの外周面２ａへのレーザ光２３Ａの照射が可能となり、屈曲管部２Ｂの残留応力を低減（除去）することができる。即ち、屈曲管部２Ｂに好適な配管の残留応力改善装置を実現することができる。   That is, according to the residual stress improving apparatus 41 for piping according to the second embodiment, the emission direction of the laser beam 23A is adjusted in the same plane by adjusting the direction of the laser head 48 in the plane including the pipe axis 2a. Accordingly, the outer peripheral surface of the bent tube portion 2B is irradiated with the laser beam 23A on the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B positioned in front of the laser head 48 in the tube axis direction. 2a can be irradiated with the laser beam 23A, and the residual stress of the bent tube portion 2B can be reduced (removed). That is, it is possible to realize a residual stress improving apparatus for piping suitable for the bent pipe portion 2B.

特に、本実施の形態例２の配管の残留応力改善装置４１では、出射方向調整手段（傾斜駆動モータ４５）を備えたことを特徴としており、この出射方向調整手段によってレーザ光２３Ａの出射方向を調整することが可能であることから、屈曲管部２Ｂの外周面２ａへのレーザ光２３Ａの照射を、より確実に行うことができて、屈曲管部２Ｂの残留応力の低減（除去）を、より確実に行うことができる。即ち、より屈曲管部２Ｂに好適な配管の残留応力改善装置を実現することができる。   In particular, the piping residual stress improving apparatus 41 according to the second embodiment is characterized by including an emission direction adjusting means (inclination drive motor 45), and the emission direction of the laser beam 23A is adjusted by the emission direction adjusting means. Since it is possible to adjust, it is possible to more reliably irradiate the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B with the laser beam 23A, and to reduce (remove) the residual stress of the bent tube portion 2B. This can be done more reliably. That is, a residual stress improving apparatus for piping more suitable for the bent pipe portion 2B can be realized.

また、本実施の形態例２の配管の残留応力改善装置４１によれば、管軸方向移動手段（軸方向駆動モータ１８、ボールねじ軸１４、ボールナット１７）を備えたことを特徴としており、この管軸方向移動手段によってレーザヘッド部４３を管軸方向へ移動させることにより、屈曲管部２Ｂの外周面におけるレーザ光２３Ａの照射位置を適宜調整することができることから、例えば屈曲管部２Ｂの腹側の外周面２ａと、屈曲管部２Ｂの背側の外周面２とにレーザ光２３Ａを確実に照射することができる。   Further, according to the pipe residual stress improving apparatus 41 of the second embodiment, it is characterized in that it is provided with pipe axis direction moving means (axial drive motor 18, ball screw shaft 14, ball nut 17), By moving the laser head portion 43 in the tube axis direction by the tube axis direction moving means, the irradiation position of the laser beam 23A on the outer peripheral surface of the bent tube portion 2B can be adjusted as appropriate. Laser light 23A can be reliably irradiated to the outer peripheral surface 2a on the ventral side and the outer peripheral surface 2 on the back side of the bent tube portion 2B.

また、本実施の形態例２の配管の残留応力改善装置４１によれば、出力調整手段（駆動制御装置）を備えたことを特徴としており、この出力調整手段によって各オシレート位置でレーザヘッド４８（オシレートタイプ）から出射されるレーザ光２３Ａの屈曲管部２Ｂの外周面２ａにおける照射強度を均一にすることが可能であることから、より的確且つ効率的に屈曲管部２Ｂの外周面２ａをレーザ光２３Ａによって加熱することができる。   Further, according to the residual stress improving apparatus 41 for piping of the second embodiment, the output adjusting means (drive control apparatus) is provided, and the laser head 48 (at each oscillating position by the output adjusting means ( Since the irradiation intensity on the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B of the laser beam 23A emitted from the oscillating type) can be made uniform, the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B is lasered more accurately and efficiently. It can be heated by the light 23A.

或いは、本実施の形態例２の配管の残留応力改善装置４１によれば、出力調整手段（駆動制御装置）を備えたことを特徴としており、この出力調整手段によって複数のレーザヘッド４８（マルチタイプ）からそれぞれ出射されたレーザ光２３Ａの屈曲管部２Ｂの外周面２ａにおける照射強度を均一にすることができることから、より的確且つ効率的に屈曲管部２Ｂの外周面２ａをレーザ光２３Ａによって加熱することができる。   Alternatively, the piping residual stress improving apparatus 41 according to the second embodiment is characterized in that output adjusting means (drive control apparatus) is provided, and a plurality of laser heads 48 (multi-type) are provided by the output adjusting means. Since the irradiation intensity of the laser beam 23A emitted from the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B can be made uniform, the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B is heated more accurately and efficiently by the laser beam 23A. can do.

＜実施の形態例３＞
図８は本発明の実施の形態例３に係る配管の残留応力改善装置の構成を示す側面図である。 <Embodiment 3>
FIG. 8 is a side view showing the configuration of a piping residual stress improving apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

図８に示す本実施の形態例３の配管の残留応力改善装置６１は、直円管部２Ａと、この直円管部２Ａに続くＬ字状（円弧状）の屈曲管部（エルボ管部）２Ｂとを有する配管２において、特に屈曲管部２Ｂの内周面に溶接（溶接部６６参照）などによって生じた引っ張りの残留応力を低減（除去も含む）するために用いて好適なものである。但し、本配管の残留応力改善装置６１は屈曲管部２Ｂの残留応力を低減するのみならず、直円管部２Ａの残留応力を低減することもできる。 The piping residual stress improving apparatus 61 of the third embodiment shown in FIG. 8 includes a straight circular pipe portion 2A and an L-shaped (arc-shaped) bent pipe portion (elbow pipe portion) following the straight circular pipe portion 2A. ) In the pipe 2 having 2B, it is particularly suitable for use in reducing (including including) removal of residual stress caused by welding (see the welded part 66) or the like on the inner peripheral surface of the bent pipe part 2B. is there. However, the residual stress improving device 61 of this pipe can not only reduce the residual stress of the bent pipe portion 2B but also reduce the residual stress of the straight circular pipe portion 2A.

図８に示すように、配管の残留応力改善装置６１は、リングレール３、回転走行台車５、レーザヘッド６２を保持するレーザヘッド部６３などを備えている。   As shown in FIG. 8, the piping residual stress improving device 61 includes a ring rail 3, a rotating traveling carriage 5, a laser head portion 63 that holds a laser head 62, and the like.

リングレール３は、屈曲管部２Ｂの近傍において、直円管部２Ａの周囲を取り囲むようにして直円管部２Ａの外周面２ａに取り付けられている。回転走行台車５は、リングレール３の周面に沿って走行する。即ち、回転走行台車５は、リングレール３に係合しつつ、このリングレール３を軌道として走行することにより、直円管部２Ａの外周面２ａに沿って直円管部２Ａの管軸２ｂ（仮想軸）を中心とする円周方向（θ方向：以下単に円周方向という）に走行移動する。リングレール３の外周面３ａには歯車３ｂが形成されており、この歯車３ｂと、回転走行台車５に設けた図示しない歯車とが噛合している。なお、リングレール３及び回転走行台車５の具体的な構成については、上記実施の形態例１のリングレール３及び回転走行台車５と同様であるため、ここでの図示及び詳細な説明は省略する。 Ring rail 3, in the vicinity of the bent tube portion 2B, is mounted so as to surround a straight circular tube portion 2A to the outer peripheral surface 2a of the straight circular pipe portion 2A. The rotating traveling cart 5 travels along the peripheral surface of the ring rail 3. That is, the rotation traveling carriage 5, while engaged with the ring rail 3, by running the ring rail 3 as a track, pipe axis 2b straight circular tube portion 2A along the outer circumferential surface 2a of the straight circular pipe portion 2A It travels in a circumferential direction (θ direction: hereinafter simply referred to as the circumferential direction) centered on (virtual axis). A gear 3 b is formed on the outer peripheral surface 3 a of the ring rail 3, and the gear 3 b meshes with a gear (not shown) provided on the rotary traveling carriage 5. The specific configurations of the ring rail 3 and the rotary traveling cart 5 are the same as those of the ring rail 3 and the rotary traveling cart 5 of the first embodiment, and therefore illustration and detailed description thereof are omitted here. .

上述のリングレール３と回転走行台車５により、レーザヘッド部６３を円周方向に移動させる円周方向移動手段が構成されている。   The ring rail 3 and the rotary traveling carriage 5 described above constitute a circumferential direction moving means for moving the laser head portion 63 in the circumferential direction.

回転走行台車５の管軸２ｂの方向（以下単に管軸方向という）の後方側には、回転走行台車５の管軸方向の前方側（屈曲管部方向側）に設けられたレーザヘッド部６３などのとの重量バランスをとるためにバランスウエイト６４が設けられている。   On the rear side in the direction of the tube axis 2b of the rotating traveling carriage 5 (hereinafter simply referred to as the tube axis direction), the laser head portion 63 provided on the front side (bent tube portion direction side) of the rotating traveling carriage 5 in the tube axis direction. A balance weight 64 is provided in order to balance the weight.

回転走行台車５にはリニアモータ６４が取り付けられている。リニアモータ６４は回転走行台車５の外周面５ａに固定されたリニアモータ固定部６４Ａと、このリニアモータ固定部６４Ａに沿って管軸方向に移動する前後（管軸方向）スライドとしてのリニアモータ可動部６４Ｂとを有してなるものである。即ち、リニアモータ６４は、レーザヘッド部６３（レーザヘッド６２）を管軸方向（Ｚ方向）に沿って移動させる管軸方向移動手段を構成している。   A linear motor 64 is attached to the rotary traveling carriage 5. The linear motor 64 is movable as a linear motor fixing portion 64A fixed to the outer peripheral surface 5a of the rotary traveling carriage 5 and a front / rear (tube axis direction) slide that moves in the tube axis direction along the linear motor fixing portion 64A. Part 64B. That is, the linear motor 64 constitutes tube axis direction moving means for moving the laser head portion 63 (laser head 62) along the tube axis direction (Z direction).

リニアモータ可動部６４Ｂの先端部には側面視がコ字状の支持部材６５が接続されており、この支持部材６５にリニアモータ６７が取り付けられている。リニアモータ６７の固定部６７Ａはその長手方向が直円管部２Ａの半径方向（以下単に半径方向という）に沿うようにして支持部材６５に固定されている。リニアモータ６７の可動部６７Ｂは、リニアモータ固定部６７Ｂに沿って半径方向（Ｌ方向）に移動する。即ち、リニアモータ６４は、レーザヘッド部６３（レーザヘッド６２）を半径方向（Ｌ方向）に沿って移動させる径方向移動手段を構成している。 A support member 65 having a U-shaped side view is connected to the tip of the linear motor movable portion 64 </ b> B, and a linear motor 67 is attached to the support member 65. The fixed portion 67A of the linear motor 67 is fixed to the support member 65 such that the longitudinal direction thereof is along the radial direction of the straight circular tube portion 2A (hereinafter simply referred to as the radial direction). The movable portion 67B of the linear motor 67 moves in the radial direction (L direction) along the linear motor fixing portion 67B. That is, the linear motor 64 constitutes a radial direction moving means for moving the laser head portion 63 (laser head 62) along the radial direction (L direction).

更に、リニアモータ可動部６７Ｂには側面視がコ字状の支持部材６９が接続されており、この支持部材６９にリニアモータ６８が取り付けられている。リニアモータ６８の固定部６８Ａはその長手方向が半径方向に沿うようにして支持部材６９に固定されている。リニアモータ６８の可動部６８Ｂはリニアモータ固定部６８Ｂに沿って半径方向（Ｌ方向）に移動する。   Further, a support member 69 having a U-shaped side view is connected to the linear motor movable portion 67 </ b> B, and a linear motor 68 is attached to the support member 69. The fixed portion 68A of the linear motor 68 is fixed to the support member 69 so that the longitudinal direction thereof is along the radial direction. The movable portion 68B of the linear motor 68 moves in the radial direction (L direction) along the linear motor fixing portion 68B.

レーザヘッド部６３は管軸方向に長い直方体状のものであり、管軸方向の後方側（直円管部方向側）の端部には管軸方向に長い長孔７０が形成された連結部７１が突設されている。一方、リニアモータ可動部６８Ｂには連結軸７２を有する連結部７３が突設されている。そして、長孔７０に連結軸７２が、長孔７０の長手方向に摺動可能に挿通されて、リニアモータ可動部６８Ｂ（連結部７３）とレーザヘッド部６３（連結部７１）とが連結されている。 Laser head portion 63 is of a long rectangular shape in the axial direction of the tube, the tube axis direction of the rear side connecting portion long elongated hole 70 in the tube axis direction is formed at the end of the (linear circular pipe section direction) 71 protrudes. On the other hand, a connecting portion 73 having a connecting shaft 72 projects from the linear motor movable portion 68B. Then, the connecting shaft 72 is inserted into the long hole 70 so as to be slidable in the longitudinal direction of the long hole 70, and the linear motor movable portion 68B (connecting portion 73) and the laser head portion 63 (connecting portion 71) are connected. ing.

また、支持部材６９の直円管部２Ａ側の面には管軸方向に沿ってレーザヘッド部６まで延びた連結部材７４が接続されている。連結部材７４の途中には直円管部２Ａの外周面２ａ上を円周方向に沿って転動するガイドローラ７５が、回転自在に設けられている。そして、連結部材７４の管軸方向前方側の端部には回動軸７６を介して、レーザヘッド部６３の直円管部２Ａ側の面に突設された連結部７７が連結されている。回動軸７６（連結部７７）は、レーザヘッド部６３の管軸方向の後方側（基端側）に位置している。 Further, a connecting member 74 extending to the laser head portion 6 along the tube axis direction is connected to the surface of the support member 69 on the straight circular tube portion 2A side. In the middle of the connecting member 74 is a guide roller 75 to roll along on the outer peripheral surface 2a of the straight circular pipe portion 2A in the circumferential direction, are rotatably provided. Then, at the end of the tube axis direction front side of the connecting member 74 via the pivot shaft 76, coupling portions 77 projecting from the plane of the straight circular pipe portion 2A side of the laser head portion 63 is connected . The rotation shaft 76 (connecting portion 77) is located on the rear side (base end side) of the laser head portion 63 in the tube axis direction.

従って、リニアモータ可動部６８Ｂがリニアモータ固定部６８Ａに沿って半径方向に移動すると、レーザヘッド部６３がその基端側に位置する回動軸７６を回動中心として回動（α方向に回動）するため、レーザヘッド部６３の管軸方向の前方側（先端側）が屈曲管部２Ｂの外周面２ｂに対して接近又は離反する。この場合、回動軸７６はその軸方向が、管軸２ｂを含む面（仮想面）と直交しているため、レーザヘッド部６３は管軸２ｂを含む面内で回動することになる。   Therefore, when the linear motor movable portion 68B moves in the radial direction along the linear motor fixing portion 68A, the laser head portion 63 rotates about the rotation shaft 76 located on the base end side (rotates in the α direction). Therefore, the front side (front end side) of the laser head portion 63 in the tube axis direction approaches or separates from the outer peripheral surface 2b of the bent tube portion 2B. In this case, since the axial direction of the rotation shaft 76 is orthogonal to the surface (virtual surface) including the tube shaft 2b, the laser head 63 rotates within the surface including the tube shaft 2b.

即ち、上述のリニアモータ６８と連結部７１の連結軸７２と連結部７１の長孔７０と連結部材７４と連結部７７の回動軸７６とにより、レーザヘッド部６３を、レーザヘッド部６３の管軸方向の後方側に位置する回動軸７６を回動中心として管軸２ｂを含む面内で回動させることにより、レーザヘッド部６３の管軸方向の前方側（屈曲管部方向側）を屈曲管部２Ａの外周面２ｂに対して接近、離反可能な回動手段を構成している。   That is, the above-described linear motor 68, the connecting shaft 72 of the connecting portion 71, the long hole 70 of the connecting portion 71, the connecting member 74, and the rotating shaft 76 of the connecting portion 77 allow the laser head portion 63 to be connected to the laser head portion 63. By rotating in a plane including the tube shaft 2b with the rotation shaft 76 located on the rear side in the tube axis direction as the rotation center, the front side in the tube axis direction of the laser head portion 63 (the bent tube portion direction side). Is configured so as to be capable of moving toward and away from the outer peripheral surface 2b of the bent tube portion 2A.

レーザヘッド部６３に設けられたレーザヘッド６２は、光ファイバ７８を介して図示しないＹＡＧレーザ発振装置などのレーザ発振装置に接続されている。従って、前記レーザ発振装置から出力されたレーザ光２３Ａは、光ファイバ７８によってレーザヘッド６２まで伝送された後、レーザヘッド６２から出射されて屈曲管部２Ａの外周面２ａに照射される（例えば図８のハッチング部分に照射される）。   The laser head 62 provided in the laser head unit 63 is connected to a laser oscillation device such as a YAG laser oscillation device (not shown) via an optical fiber 78. Accordingly, the laser beam 23A output from the laser oscillation device is transmitted to the laser head 62 through the optical fiber 78, and then is emitted from the laser head 62 and applied to the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2A (for example, FIG. 8 is applied to the hatched portion).

また、レーザヘッド部６３にはレーザヘッド部６３の長手方向に平行に配置されたリニアモータ７９の固定部７９Ａと、このリニアモータ固定部７９Ａに沿って前記長手方向に移動するリニアモータ７９の可動部７９Ｂとが設けられており、このリニアモータ可動部７９Ｂにレーザヘッド６２が取り付けられている。従って、レーザヘッド６２はリニアモータ７９によって前記長手方向（γ方向）にオシレート移動することができる。   Further, the laser head portion 63 includes a fixed portion 79A of a linear motor 79 arranged in parallel to the longitudinal direction of the laser head portion 63, and a movable portion of the linear motor 79 that moves in the longitudinal direction along the linear motor fixing portion 79A. 79B and a laser head 62 is attached to the linear motor movable portion 79B. Therefore, the laser head 62 can be oscillated in the longitudinal direction (γ direction) by the linear motor 79.

即ち、上述のリニアモータ７９により、レーザヘッド６２を前記長手方向に沿ってオシレート移動するオシレート手段を構成している。   That is, the linear motor 79 constitutes an oscillating means for oscillating the laser head 62 along the longitudinal direction.

また、リニアモータ固定部７９Ａには、レーザヘッド部６３に設けられた傾斜駆動モータ８０の回転軸が連結されている。従って、傾斜駆動モータ８０によってリニアモータ固定部７９Ａが回動されると、リニアモータ可動部７９Ｂとともにレーザヘッド６２が、リニアモータ固定部７９Ａを回動軸として同回動軸回りに回動（β方向に回動）し、管軸方向に対して右方向又は左方向に傾斜する。   Further, the rotation shaft of the tilt drive motor 80 provided in the laser head portion 63 is connected to the linear motor fixing portion 79A. Therefore, when the linear motor fixing portion 79A is rotated by the tilt drive motor 80, the laser head 62 rotates together with the linear motor movable portion 79B around the rotation axis (β To the right or left with respect to the tube axis direction.

このとき、前記回動手段によってレーザヘッド部６３が回動されずにリニアモータ固定部７９Ａが管軸方向に平行であれば、レーザヘッド６２の向きが管軸２ｂと直交する面（仮想面）内で調整されて、レーザヘッド６２から出射されるレーザ光２３Ａの出射方向が同面内で調整されることになる。また、前記回動手段によってレーザヘッド部６３が回動されていれば、レーザヘッド６２の向きが管軸２ｂと交差する面（仮想面）内で調整されて、レーザヘッド６２から出射されるレーザ光２３Ａの出射方向が同面内で調整されることになる。何れにしても、上述の傾斜駆動モータ８０とリニアモータ７９とにより、レーザヘッド６２の向きを管軸２ｂと交差（直交の場合も含む）する面内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、配管２（直円管部２Ａ，屈曲管部２Ｂ）の外周面２ａで反射したレーザ光２３Ａがレーザヘッド６２に戻らないようにレーザ光２３Ａの反射方向を調整する反射方向調整手段を構成している（図４参照）。 At this time, if the laser head 63 is not rotated by the rotation means and the linear motor fixing portion 79A is parallel to the tube axis direction, the surface (virtual surface) in which the direction of the laser head 62 is orthogonal to the tube axis 2b. The emission direction of the laser beam 23A emitted from the laser head 62 is adjusted in the same plane. If the laser head portion 63 is rotated by the rotating means, the laser beam emitted from the laser head 62 is adjusted by adjusting the direction of the laser head 62 in a plane (virtual plane) intersecting the tube axis 2b. The emission direction of the light 23A is adjusted in the same plane. In any case, the emission direction of the laser beam 23A is adjusted by adjusting the direction of the laser head 62 within the plane intersecting (including orthogonal) the tube axis 2b by the tilt drive motor 80 and the linear motor 79 described above. by adjusting in the same plane, and the pipe 2 (straight circular tube portions 2A, bending pipe portion 2B) the reflection direction of the laser beam 23A so that the laser beam 23A reflected by the outer peripheral surface 2a does not return to the laser head 62 of the The reflection direction adjusting means for adjusting is configured (see FIG. 4).

なお、この場合、必ずしも反射方向調整手段によって反射方向を調整可能にする場合に限定するものではなく、固定であってよい。即ち、予め、レーザヘッド６３の向きを管軸２ｂと交差する面内で調整することによってレーザ光２３Ａの出射方向を同面内で調整することにより、配管２の外周面２ａで反射したレーザ光２３Ａがレーザヘッド６２に戻らないように構成しておいてもよい。   In this case, the present invention is not necessarily limited to the case where the reflection direction can be adjusted by the reflection direction adjusting means, and may be fixed. That is, the laser beam reflected by the outer peripheral surface 2a of the pipe 2 is adjusted in advance by adjusting the emitting direction of the laser beam 23A in the same plane by adjusting the direction of the laser head 63 in the plane intersecting the tube axis 2b. 23A may not be returned to the laser head 62.

また、上記ではレーザヘッド部６３に設けるレーザヘッド６２がオシレートタイプのものになっているが、これに限定するものではなく、レーザヘッド部６３に設けるレーザヘッド６２は管軸方向に沿って複数個配置したマルチタイプのものであってもよい。例えば、前述のような図５に示すマルチタイプのものでもよい。なお、図５において、レーザヘッド６はレーザヘッド６２に置き換える。   In the above description, the laser head 62 provided in the laser head portion 63 is an oscillating type. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of laser heads 62 provided in the laser head portion 63 are provided along the tube axis direction. The arranged multi-type may be used. For example, the multi-type shown in FIG. 5 as described above may be used. In FIG. 5, the laser head 6 is replaced with a laser head 62.

このようなマルチタイプにおいて、レーザヘッド７をβ方向に移動（回動）させる場合には、例えば複数のレーザヘッド６２に共通の軸（例えばスライド部材２４）を傾斜駆動モータなどの反射方向調整手段（回動手段）で回動させることによって全レーザヘッド６２を同時に回動するようにしてもよく、各レーザヘッド６２に個別に傾斜駆動モータなどの反射方向調整手段（回動手段）を設けて各レーザヘッド６２を個別に回動させるようにしてもよい。   In such a multi-type, when the laser head 7 is moved (rotated) in the β direction, for example, a common shaft (for example, the slide member 24) for the plurality of laser heads 62 is reflected direction adjusting means such as a tilt drive motor. All the laser heads 62 may be simultaneously rotated by being rotated by (rotating means), and each laser head 62 is individually provided with a reflection direction adjusting means (rotating means) such as an inclination drive motor. Each laser head 62 may be individually rotated.

また、図示は省略するが、θ，Ｚ，Ｌ，γ，β及びαの各方向の移動位置や回動位置は、これらの移動位置や回動位置を検出するロータリエンコーダやリニアエンコーダなどの位置センサの位置検出信号に基づいて、駆動制御装置により、配管２（直円管部２２Ａ、屈曲管部２２Ｂ）の外周面２ａに対して所定の位置となるように制御される。また、前記駆動制御装置では、レーザ発振装置から発振されるレーザ光２３Ａの出力ひいては、レーザヘッド６２から出射されて配管２（直円管部２Ａ，屈曲管部２Ｂ）の外周面２ａに照射されるレーザ光２３Ａの照射強度も制御するようになっている。 Although illustration is omitted, the movement position and rotation position in each direction of θ, Z, L, γ, β, and α are the positions of a rotary encoder, a linear encoder, or the like that detects these movement positions or rotation positions. based on the position detection signal of the sensor, the drive controller, pipe 2 (straight circular tube portion 22A, the bent tube portion 22B) is controlled to be a predetermined position with respect to the outer circumferential surface 2a of. Further, the driving control device, the output of the laser beam 23A oscillated from the laser oscillating device and thus, is irradiated on the outer peripheral surface 2a of the pipe is emitted from the laser head 62 2 (straight circular tube portions 2A, bending pipe portion 2B) The irradiation intensity of the laser beam 23A is also controlled.

特に、駆動制御装置では、リニアモータ６８などから構成される回動手段や、リニアモータ６４から構成される管軸方向移動手段を制御して、レーザヘッド部６３の回動位置や管軸方向の位置を調整することにより、レーザヘッド部６３（レーザヘッド６２）と屈曲管部２Ｂの外周面２ａとの相対位置関係を調整する。   In particular, the drive control device controls the rotation means constituted by the linear motor 68 and the like, and the tube axis direction movement means constituted by the linear motor 64 to control the rotation position of the laser head portion 63 and the tube axis direction. By adjusting the position, the relative positional relationship between the laser head portion 63 (laser head 62) and the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B is adjusted.

例えば図８に示すように、屈曲管部２Ｂの腹側（曲率半径の小さい側：図８の下側）の外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射するときには、前記回動手段によってレーザヘッド部６３を屈曲管部２Ａの外周面２ａから離反させるように回動させ、且つ、レーザヘッド部６３を管軸方向後方側（直円管部方向側）へ移動させることにより、レーザヘッド部６３と屈曲管部２Ａの外表面２ａとの干渉を防止する。また、屈曲管部２Ｂの背側（曲率半径の大きい側：図８の上側）の外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射するときには、前記回動手段によってレーザヘッド部６３を屈曲管部２Ａの外周面２ａに接近するように回動させ、且つ、レーザヘッド部６３を管軸方向前方側（屈曲管部方向側）へ移動させることにより、レーザヘッド部６３（レーザヘッド６２）が屈曲管部２Ｂの外周面２ａから離れ過ぎてしまうのを防止する。 For example, as shown in FIG. 8, when irradiating the laser beam 23A to the outer peripheral surface 2a on the ventral side (the side with the small radius of curvature: the lower side of FIG. 8) of the bent tube portion 2B, the laser head portion 63 is rotated by the rotating means. It was rotated so as to separated from the outer circumferential surface 2a of the bending pipe portion 2A, and, by moving the laser head unit 63 pipe axis direction rear side (straight circular tube section direction), the bending and the laser head portion 63 Interference with the outer surface 2a of the tube portion 2A is prevented. Further, when irradiating the laser beam 23A to the outer peripheral surface 2a on the back side (the side with the larger radius of curvature: the upper side in FIG. 8) of the bent tube portion 2B, the laser head 63 is moved to the outer periphery of the bent tube portion 2A by the rotating means. The laser head part 63 (laser head 62) is bent tube part 2B by rotating so as to approach the surface 2a and moving the laser head part 63 forward in the tube axis direction (bending pipe part direction side). Is prevented from being too far away from the outer peripheral surface 2a.

以上のことから、本実施の形態例３の配管の残留応力改善装置６１によれば上記実施の形態例１の配管の残留応力改善装置１と同様の作用効果が得られる他、次のような作用効果が得られる。   From the above, according to the residual stress improving apparatus 61 for piping according to the third embodiment, the same effects as the residual stress improving apparatus 1 for piping according to the first embodiment can be obtained. The effect is obtained.

即ち、本実施の形態例３の配管の残留応力改善装置６１によれば、回動手段（リニアモータ６８、連結部７１、連結軸７２、連結部７１の長孔７０、連結部材７４、連結部７７の回動軸７６）を備えたことを特徴としており、この回動手段によってレーザヘッド部６３を、レーザヘッド部６３の管軸方向の後方側に位置する回動軸７６を回動中心として管軸２ｂを含む面内で回動させることにより、レーザヘッド部６３の管軸方向の前方側を屈曲管部２Ｂの外周面に対して接近、離反することが可能なことから、屈曲管部２Ｂの外周面、即ち、屈曲管部２Ｂの腹側や背側の外周面２ａなどとレーザヘッド部６３との干渉を防止しながら、同外周面２ａに接近して、同外周面２ａにレーザ光２３Ａを照射することができる。従って、屈曲管部２Ｂの外周面２ａを効率的に加熱して屈曲管部２Ｂの残留応力を低減することができ、屈曲管部２Ｂに好適な配管の残留応力改善装置を実現することができる。   That is, according to the piping residual stress improving apparatus 61 of the third embodiment, the rotating means (the linear motor 68, the connecting portion 71, the connecting shaft 72, the long hole 70 of the connecting portion 71, the connecting member 74, the connecting portion). 77, and the laser head 63 is rotated by the rotating means with the rotation shaft 76 positioned at the rear side of the laser head 63 in the tube axis direction as the rotation center. Since the front side in the tube axis direction of the laser head portion 63 can be moved closer to and away from the outer peripheral surface of the bent tube portion 2B by rotating in a plane including the tube shaft 2b, the bent tube portion The outer peripheral surface of 2B, that is, the outer peripheral surface 2a on the ventral side or the back side of the bent tube portion 2B and the laser head portion 63 are prevented from interfering with the outer peripheral surface 2a. Light 23A can be irradiated. Accordingly, the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B can be efficiently heated to reduce the residual stress of the bent tube portion 2B, and a residual stress improving apparatus for piping suitable for the bent tube portion 2B can be realized. .

また、本実施の形態例３の配管の残留応力改善装置６１によれば、管軸方向移動手段（リニアモータ６４）を備えたことを特徴としており、この管軸方向移動手段によってレーザヘッド部６３を管軸方向へ移動させることにより、屈曲管部２Ｂの外周面２ａにおけるレーザ光２３Ａの照射位置を適宜調整することができることから、より確実にレーザヘッド部６３と屈曲管部２Ｂの腹側や背側の外周面２ａなどとの干渉を防止しながら、同外周面２ａに接近して、同外周面２ａにレーザ光３Ａを照射することができる。従って、屈曲管部２Ｂの外周面２ａをより効率的に加熱して屈曲管部２ｂの残留応力を低減することができ、屈曲管部２Ｂにより好適な配管の残留応力改善装置を実現することができる。   Further, according to the pipe residual stress improving apparatus 61 of the third embodiment, the pipe axis direction moving means (linear motor 64) is provided. The laser head portion 63 is provided by the pipe axis direction moving means. By moving the laser beam in the tube axis direction, the irradiation position of the laser beam 23A on the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B can be adjusted as appropriate. While preventing interference with the outer peripheral surface 2a on the back side, the laser beam 3A can be irradiated to the outer peripheral surface 2a by approaching the outer peripheral surface 2a. Therefore, the outer peripheral surface 2a of the bent tube portion 2B can be more efficiently heated to reduce the residual stress of the bent tube portion 2b, and a suitable pipe residual stress improving device can be realized by the bent tube portion 2B. it can.

なお、上記実施の形態例１〜３における各方向（θ，Ｚ，Ｌ，γ，β，α）への移動手段、調整手段、回動手段は、必ずしも上記のような駆動モータとボールねじの組合せやリニアモータなどに限定するものでなく、それぞれの方向への移動、調整、回動などが可能なものであればよく、例えばラック・アンド・ピニオンなど、各種の移動手段、調整手段、回動手段を用いることができる。   The moving means, adjusting means, and rotating means in each direction (θ, Z, L, γ, β, α) in the first to third embodiments are not necessarily the same as the drive motor and the ball screw as described above. It is not limited to a combination or a linear motor, and may be any one that can move, adjust, and rotate in the respective directions. For example, various moving means such as rack and pinion, adjusting means, rotating Moving means can be used.

本発明は配管の残留応力改善装置に関するものであり、溶接などによって配管の直円管部や屈曲管部に生じる残留応力を、前記直円管部や屈曲管部の外周面にレーザ光を照射して加熱することにより低減する場合に適用して有用なものである。 The present invention relates to residual stress improving apparatus for piping, a residual stress generated in the straight circular pipe portion and the bent tube portion of the pipe such as by welding, a laser beam on the outer circumferential surface of the straight circular pipe portion and the bent tube portion Thus, the present invention is useful when applied by heating.

本発明の実施の形態例１に係る配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す平面図である。It is a top view which partially fractures | ruptures and shows the structure of the residual stress improvement apparatus of the piping which concerns on Example 1 of this invention. 前記配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す側面図（図１のＡ方向矢視図）である。It is a side view (part A direction arrow view of Drawing 1) which shows a part of composition of the residual stress improvement device of the above-mentioned piping. （ａ）は図１のＢ方向矢視図、（ｂ）は図１のＣ方向矢視図である。(A) is a B direction arrow view of FIG. 1, (b) is a C direction arrow view of FIG. 前記配管の残留応力改善装置に備えた反射方向調整手段の作用効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect of the reflection direction adjustment means with which the residual stress improvement apparatus of the said piping was equipped. マルチタイプのレーザヘッドの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a multi-type laser head. 本発明の実施の形態例２に係る配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す平面図である。It is a top view which fractures | ruptures and shows the structure of the residual stress improvement apparatus of the piping which concerns on Example 2 of this invention. 前記配管の残留応力改善装置の構成を一部破断して示す側面図（図６のＤ方向矢視図）である。It is a side view (D direction arrow view of FIG. 6) which shows the structure of the residual stress improvement apparatus of the said piping partially fractured | ruptured. 本発明の実施の形態例３に係る配管の残留応力改善装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the residual stress improvement apparatus of the piping which concerns on Embodiment 3 of this invention.

１ 配管の残留応力改善装置
２ 配管（直円管）
２Ａ 直円管部
２Ｂ 屈曲管部
２ａ 外周面
２ｂ 管軸
３ リングレール
３Ａ，３Ｂ リングレール部材
３ａ 外周面
３ｂ 歯車
３ｃ，３ｄ 端部
４ ボルト
５ 回転走行台車
６ レーザヘッド部
７ レーザヘッド
８ 歯車
９ 軸受
１０ 周方向駆動モータ
１１ａ，１１ｂ 周方向ガイドローラ
１２ 支持フレーム
１３ リニアレール
１４ ボールねじ軸
１５ 軸受
１６ リニアブッシュ
１７ ボールナット
１８ 軸方向駆動モータ
１９ リニアモータ
１９Ａ リニアモータ固定部
１９Ｂ リニアモータ可動部
２１ ローラ
２２ 傾斜駆動モータ
２３Ａ レーザ光
２３Ｂ 反射光
２４ スライド部材
２５ 光ファイバ
２６ 溶接部
４１ 配管の残留応力改善装置
４２ 溶接部
４３ レーザヘッド部
４４ 支持部材
４５ 傾斜駆動モータ
４５ａ 回転軸
４６ リニアモータ
４６Ａ リニアモータ固定部
４６Ｂ リニアモータ可動部
４８ レーザヘッド
４９ 傾斜駆動モータ
６１ 配管の残留応力改善装置
６２ レーザヘッド
６３ レーザヘッド部
６４ リニアモータ
６４Ａ リニアモータ固定部
６４Ｂ リニアモータ可動部
６５ 支持部材
６６ 溶接部
６７ リニアモータ
６７Ａ リニアモータ固定部
６７Ｂ リニアモータ可動部
６８ リニアモータ
６８Ａ リニアモータ固定部
６８Ｂ リニアモータ可動部
６９ 支持部材
７０ 長孔
７１ 連結部
７２ 連結軸
７３ 連結部
７４ 連結部材
７５ ガイドローラ
７６ 回動軸
７７ 連結部
７８ 光ファイバ
７９ リニアモータ
７９Ａ リニアモータ固定部
７９Ｂ リニアモータ可動部
８０ 傾斜駆動モータ 1 residual stress improving apparatus 2 piping pipe (straight circular tube)
2A straight circular tube portion 2B bent tube portion 2a outer peripheral surface 2b pipe shaft 3 ring rail 3A, 3B ring rail members 3a peripheral surface 3b gears 3c, 3d ends 4 bolt 5 rotates the traveling carriage 6 laser head portion 7 laser head 8 gear 9 Bearing 10 circumferential direction drive motor 11a, 11b circumferential direction guide roller 12 support frame 13 linear rail 14 ball screw shaft 15 bearing 16 linear bush 17 ball nut 18 axial direction drive motor 19 linear motor 19A linear motor fixed part 19B linear motor movable part 21 Roller 22 Inclination drive motor 23A Laser light 23B Reflected light 24 Slide member 25 Optical fiber 26 Welding portion 41 Residual stress improvement device for pipe 42 Welding portion 43 Laser head portion 44 Support member 45 Inclination drive motor 45a Rotating shaft 46 Linear motor 4 6A Linear motor fixed part 46B Linear motor movable part 48 Laser head 49 Inclination drive motor 61 Residual stress improvement device for piping 62 Laser head 63 Laser head part 64 Linear motor 64A Linear motor fixed part 64B Linear motor movable part 65 Support member 66 Welding part 67 linear motor 67A linear motor fixed portion 67B linear motor movable portion 68 linear motor 68A linear motor fixed portion 68B linear motor movable portion 69 support member 70 long hole 71 connecting portion 72 connecting shaft 73 connecting portion 74 connecting member 75 guide roller 76 rotation Shaft 77 Connecting portion 78 Optical fiber 79 Linear motor 79A Linear motor fixing portion 79B Linear motor movable portion 80 Inclination drive motor

Claims (7)

直円管部を有する配管の外周面にレーザ光を照射して前記配管を加熱する配管の残留応力改善装置であって、
前記レーザ光を出射する１つ又は複数のレーザヘッドを保持するレーザヘッド部と、
前記レーザヘッドを前記レーザヘッド部とともに前記直円管部の外周面に沿って且つ前記直円管部の管軸を中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段とを備え、
且つ、前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸と交差する面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記配管の外周面で反射した前記レーザ光が、前記レーザヘッドに戻らないように前記レーザ光の反射方向を調整する反射方向調整手段を備えたことを特徴とする配管の残留応力改善装置。 A device for improving residual stress in a pipe that heats the pipe by irradiating a laser beam to an outer peripheral surface of the pipe having a straight circular pipe part,
A laser head unit that holds one or more laser heads that emit the laser beam;
And a circumferential moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis of and the straight circular tube portion along an outer peripheral surface of the laser head and the laser head portion with the straight circular pipe section,
The laser beam reflected on the outer peripheral surface of the pipe is adjusted by adjusting the direction of the laser head in a plane intersecting the tube axis of the pipe and adjusting the laser beam emission direction in the same plane. However, the apparatus has a reflection direction adjusting means for adjusting the reflection direction of the laser beam so as not to return to the laser head. 請求項１に記載の配管の残留応力改善装置において、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射する構成としたことを特徴とする配管の残留応力改善装置。 In the residual stress improvement apparatus for piping according to claim 1,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. An apparatus for improving residual stress in piping, wherein the apparatus is configured to irradiate the outer peripheral surface of the bent pipe portion located in front of the pipe. 請求項１に記載の配管の残留応力改善装置において、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射するように前記レーザ光の出射方向を調整する出射方向調整手段を備えたことを特徴とする配管の残留応力改善装置。 In the residual stress improvement apparatus for piping according to claim 1,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. An apparatus for improving residual stress of piping, comprising: an emission direction adjusting means for adjusting an emission direction of the laser beam so as to irradiate an outer peripheral surface of the bent pipe portion positioned in front of the pipe. 請求項２又は３に記載の配管の残留応力改善装置において、
前記レーザヘッド部を前記管軸方向に沿って移動させることにより、前記屈曲管部の外周面におけるレーザ光の照射位置を調整可能な管軸方向移動手段を備えたことを特徴とする配管の残留応力改善装置。 In the piping residual stress improvement apparatus of Claim 2 or 3,
Residual piping having a tube axis direction moving means capable of adjusting the irradiation position of the laser beam on the outer peripheral surface of the bent tube portion by moving the laser head portion along the tube axis direction. Stress improvement device. 請求項２〜４の何れか１項に記載の配管の残留応力改善装置において、
前記レーザヘッドを前記管軸方向に沿ってオシレート移動するオシレート手段と、
前記レーザヘッドの各オシレート位置で前記レーザヘッドから出射されるレーザ光の前記屈曲管部の外周面における照射強度が均一になるように同レーザ光の出力を調整する出力調整手段を備えたことを特徴とする配管の残留応力改善装置。 In the residual stress improvement apparatus of the piping of any one of Claims 2-4,
Oscillating means for oscillating the laser head along the tube axis direction;
Output adjustment means for adjusting the output of the laser beam so that the irradiation intensity of the laser beam emitted from the laser head at the oscillating position of the laser head is uniform on the outer peripheral surface of the bent tube portion is provided. A device for improving residual stress in piping. 直円管部を有する配管の外周面にレーザ光を照射して前記配管を加熱する配管の残留応力改善装置であって、
前記レーザ光を出射する複数のレーザヘッドを保持するレーザヘッド部と、
前記レーザヘッドを前記レーザヘッド部とともに前記直円管部の外周面に沿って且つ前記直円管部の管軸を中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段と、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸と交差する面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記配管の外周面で反射した前記レーザ光が、前記レーザヘッドに戻らないように前記レーザ光の反射方向を調整する反射方向調整手段とを備えており、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射する構成とし、
前記複数のレーザヘッドは前記管軸方向に沿って配置されており、
前記複数のレーザヘッドからそれぞれ出射されたレーザ光の前記屈曲管部の外周面における照射強度が均一になるように各レーザ発振装置からのレーザ光の出力を調整する出力調整手段を備えたことを特徴とする配管の残留応力改善装置。 A device for improving residual stress in a pipe that heats the pipe by irradiating a laser beam to an outer peripheral surface of the pipe having a straight circular pipe part,
A laser head unit for holding a plurality of laser heads for emitting the laser beam;
And circumferential moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis of and along the laser head on the outer peripheral surface of the straight circular pipe section together with the laser head portion and the straight circular pipe section,
By adjusting the laser beam emission direction in the same plane by adjusting the direction of the laser head in the plane intersecting the pipe axis of the pipe, the laser light reflected on the outer peripheral surface of the pipe is Bei Eteori a reflection direction adjusting means for adjusting the reflection direction of the laser light does not return to the laser head,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. It is configured to irradiate the outer peripheral surface of the bent tube portion located in front of the
Wherein the plurality of laser heads are placed along the tube axis,
Output adjustment means for adjusting the output of the laser beam from each laser oscillation device so that the irradiation intensity of the laser beam emitted from each of the plurality of laser heads on the outer peripheral surface of the bent tube portion is uniform; A device for improving residual stress in piping. 直円管部を有する配管の外周面にレーザ光を照射して前記配管を加熱する配管の残留応力改善装置であって、
前記レーザ光を出射する複数のレーザヘッドを保持するレーザヘッド部と、
前記レーザヘッドを前記レーザヘッド部とともに前記直円管部の外周面に沿って且つ前記直円管部の管軸を中心とする円周方向に沿って移動させる円周方向移動手段と、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸と交差する面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記配管の外周面で反射した前記レーザ光が、前記レーザヘッドに戻らないように前記レーザ光の反射方向を調整する反射方向調整手段とを備えており、
前記配管は前記直円管部と、この直円管部に続く屈曲管部とを有するものであり、
前記レーザヘッドの向きを前記配管の管軸を含む面内で調整することによって前記レーザ光の出射方向を同面内で調整することにより、前記レーザ光を、前記レーザヘッドよりも前記管軸方向の前方に位置する前記屈曲管部の外周面に照射するように前記レーザ光の出射方向を調整する出射方向調整手段を備え、
前記複数のレーザヘッドは前記管軸方向に沿って配置されており、
前記複数のレーザヘッドからそれぞれ出射されたレーザ光の前記屈曲管部の外周面における照射強度が均一になるように各レーザ発振装置からのレーザ光の出力を調整する出力調整手段を備えたことを特徴とする配管の残留応力改善装置。 A device for improving residual stress in a pipe that heats the pipe by irradiating a laser beam to an outer peripheral surface of the pipe having a straight circular pipe part,
A laser head unit for holding a plurality of laser heads for emitting the laser beam;
And circumferential moving means for moving along a circumferential direction about the tube axis of and along the laser head on the outer peripheral surface of the straight circular pipe section together with the laser head portion and the straight circular pipe section,
By adjusting the laser beam emission direction in the same plane by adjusting the direction of the laser head in the plane intersecting the pipe axis of the pipe, the laser light reflected on the outer peripheral surface of the pipe is Bei Eteori a reflection direction adjusting means for adjusting the reflection direction of the laser light does not return to the laser head,
The pipe and the straight circular pipe section, which has a bending pipe part following the straight circular pipe section,
By adjusting the direction of the laser head in a plane including the tube axis of the pipe to adjust the emission direction of the laser beam in the same plane, the laser beam is more in the tube axis direction than the laser head. Bei example the emission direction adjusting means for adjusting the emission direction of the laser beam so as to irradiate the outer circumferential surface of the bending pipe portion located in front of,
Wherein the plurality of laser heads are placed along the tube axis,
Output adjustment means for adjusting the output of the laser beam from each laser oscillation device so that the irradiation intensity of the laser beam emitted from each of the plurality of laser heads on the outer peripheral surface of the bent tube portion is uniform; A device for improving residual stress in piping.
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