JP2000263292A - 鋼管溶接用芯出し治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼管の溶接接合のための芯出し作業におい
て、作業能率の向上、接合鋼管の品質の改善並びにコス
トダウンを計る。 【解決手段】 ２つの接続すべき鋼管１０，１０の一方
の鋼管１０の外周に着脱可能に装着できるようにするた
め、複数個に分割された弧状部材１１を結合手段２で結
合させて形成したリング状の治具本体１と、治具本体１
に設けられ他方の鋼管１０に向け延出するようにした複
数の腕片３と、各腕片３の先端部に螺合させ鋼管１０の
中心軸線に向け進退操作できるようにしたねじ調整棒４
とから成り、複数のねじ調整棒４の先端で他方の鋼管１
０の外周面を押圧させ、鋼管１０，１０の中心軸線を合
致させるようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建築、橋梁、配
管等の鋼管構造物の工事現場において、２つの鋼管を直
線的に溶接するに際し、予め鋼管同士について芯出し
し、また、その芯出し後の状態をそのまま保持するのに
用いられる鋼管溶接用芯出し治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の溶接時の鋼管同士の芯出しは、例
えば図１２又は図１３に示すような手段によって行われ
ている。すなわち、２つの接続すべき鋼管１０，１０の
対向端部の外周にそれぞれ適当な間隔を隔てて複数のエ
レクションピース９１を溶接により固設し、両鋼管１
０，１０の対応するエレクションピース９１，９１間に
それらを挟むようにして、２枚で組をなすスプライスプ
レート９２，９２を掛け渡し、更に、スプライスプレー
ト９２，９２の端部とエレクションピース９１との間は
ボルト９３とナット９４で締着してあり、そこで、両鋼
管１０，１０の芯出しがなされ、また、両鋼管１０，１
０の長さ方向の位置関係が不動の状態に保持される。

【０００３】次いで、両鋼管１０，１０の間に形成され
る隙間９５に対し溶接を行い、溶接後は、ボルト９３、
ナット９４及びスプライスプレート９２を取り外し、ま
た、エレクションピース９１はガスバーナー等で切断
し、残存するその切り残し部分に対してはグラインダー
等で仕上げの研磨を行うことになる。なお、図１２及び
図１３で符号９６は鋼管１０，１０の対向端部の内側に
装着された筒状のインサートプレートである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の鋼管同士の芯出し手段によれば、次に示すような
問題点がある。すなわち、一つには、接続すべき２つの
鋼管に対するエレクションピースの溶接による固定作業
並びにエレクションピースの除去作業が極めて面倒であ
るということであり、他の一つには、それらの作業にお
いて鋼管自体に歪みや強度上の劣化を生じ、また、鋼管
の美感を損ねるということである。

【０００５】この発明の鋼管溶接用芯出し治具は、従来
の鋼管芯出し手段において接続すべき鋼管に溶接されて
いるエレクションピースを廃し、前述の問題点を悉く解
決することを目的として提案されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の請求項１に係る鋼管溶接用芯出し治具
は、２つの接続すべき鋼管の一方の鋼管の対向端部の外
周に着脱可能に装着できるようにするため、複数個に分
割された弧状部材を結合手段で結合させて形成したリン
グ状をなす治具本体と、治具本体に設けられ他方の鋼管
に向けて延出するようにした複数の腕片と、各腕片の先
端部に螺合させ鋼管の中心軸線に向け進退操作できるよ
うにしたねじ調整棒とから成り、複数のねじ調整棒の先
端で他方の鋼管の外周面を押圧させ、２つの鋼管の中心
軸線を合致させるようにしたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明の請求項２に係る芯出し治具
は、複数個に分割された弧状部材を結合手段で結合さ
せ、２つの接続すべき鋼管のそれぞれの対向端部の外周
に着脱可能に装着できるようにしたリング状の治具本体
の一対と、両方の治具本体のそれぞれに設けた固定ピー
スと、一方の治具本体上の固定ピースと他方の治具本体
上の固定ピースとの間に配されるものであって、両固定
ピース間をボルト結合手段を介して連結する結合部材と
から成り、２つの鋼管の中心軸線を合致させるようにす
ると共に、２つの鋼管の長さ方向の位置関係を不動に拘
束するようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項３に係る芯出し治具
は、２つの接続すべき鋼管のそれぞれの対向端部の外周
に着脱可能に装着できるようにするため、複数個の分割
された弧状部材を結合手段で結合させて形成したリング
状をなす一対の治具本体と、一方の鋼管に装着するため
の一方の治具本体に設けられ他方の鋼管に向けて延出す
るようにした複数の腕片と、各腕片の先端部に螺合させ
鋼管の中心軸線に向け進退操作できるようにしたねじ調
整棒と、両方の治具本体のそれぞれに設けた固定ピース
と、一方の治具本体上の固定ピースと他方の治具本体上
の固定ピースとの間に配設され、両固定ピース間をボル
ト結合手段を介して連結する結合部材とから成り、複数
のねじ調整棒の先端で他方の鋼管の外周面を押圧させて
２つの鋼管の中心軸線を合致させるようにすると共に、
結合部材で２つの鋼管の長さ方向の位置関係を不動に拘
束するようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す３つの実施形態
を参照してこの発明について説明する。図面において、
図１〜図３は本発明の第１実施形態を、図３〜図６は第
２実施形態を、また、図７〜図１１は第３実施形態をそ
れぞれ表わしている。３つの実施形態において、同一の
符号で指し示す部材ないし部位は等効の部材ないし部位
を表わしているので、説明の繁雑さを避ける目的で第２
実施形態及び第３実施形態では第１実施形態と重複され
るべき説明の一部は省略した。

【００１０】図１〜図３の第１実施形態において、符号
１０，１０は相互に一端を対向させた状態で直線的に配
設された２つの接続すべき鋼管で、鋼管１０，１０は対
向端部分において溶接で接合される。相対する対向端部
間は突き合せる場合と対向端部間に溶融溶接材が入り込
むわずかな間隙を置く場合とがある。

【００１１】図１の符号２０は各接合対象鋼管１０の他
端に所定の角度をなすようにして固設された別の大径鋼
管、３０は大径鋼管２０の一方に所定の角度をなすよう
にして固設された更に別の小径鋼管で、これらの部材２
０，３０は接合対象鋼管１０と共にある種の鋼管構造物
を構成する。

【００１２】第１実施形態の芯出し治具における治具本
体１は、２つの接続すべき鋼管の一方の鋼管１０の対向
端部の外周に着脱可能に装着できるようにするため、複
数個（図では２個）に分割された弧状部材１１を所要数
の任意形式の結合手段２でリング状に形成してある。各
弧状部材１１の内面には、図示しないゴム状弾性材料製
の板状パッキングを固着させるを可とし、この板状パッ
キングは、複数個の弧状部材１１をリング状の治具本体
１として鋼管１０に装着した時、治具本体１を鋼管１０
の外周に対し密接させるところとし、装着状態を一層確
実とする。

【００１３】図示例の結合手段２はボルト２１とそれに
螺合させるナット２２とで成る。各弧状部材１１の円周
方向の両端にはフランジ部１２が設けてあり、隣接する
弧状部材１１，１１の対向するフランジ部１２，１２の
ボルト挿入孔１３，１３にボルト２１を挿通した上、ナ
ット２２で締め付ければ、分割した複数の弧状部材１１
はリング状の治具本体１に構成される。

【００１４】結合手段２としては、前記のボルト２１と
ナット２２の組の他、図示はしないが、ボルト２１と対
をなすボルト挿入孔１３，１３の一方を雌ねじ孔（図示
しない）に代えたものとの組、又は、弧状部材１１，１
１の対向する端部の一方に設けた掛け止め環体及びそれ
を掛け外しする操作レバーと他方の端部に突設した前記
環体用の掛け止め片との組等が採用できる。

【００１５】更に、複数の結合手段２の少なくも１つ
は、隣り合う弧状部材１１，１１の対向端部間を開閉可
能に連結させ得るヒンジ（丁番）に代え得る。このヒン
ジ形式の結合手段では、それで連結させた２つの弧状部
材１１，１１は相互に切り離すことは不能であるが、揺
動作用によって開閉させることができるので、開放させ
ることができる弧状部材１１，１１の他の対向端部を通
じ、接合対象鋼管１０に対しリング状の治具本体１とし
て着脱できることになる。

【００１６】そして、前記の治具本体１には、複数（図
では４本）の腕片３が適当な角度間隔を隔てて一体に又
は別体として設けてある。各腕片３は基端部が治具本体
１に固設され先端部が他方の接合対象鋼管１０に向けて
延出させてあり、その腕片３の先端部には鋼管１０の中
心軸線に向け進退操作できるようにしたねじ調整棒４が
螺合させてある。

【００１７】複数のねじ調整棒４は、スパナ等で回動操
作することにより、それらの先端で他方の鋼管１０の外
周面を押圧させることができ、従って、２つの接続すべ
き鋼管１０，１０の中心軸線は、視覚又は手による触覚
等により両鋼管１０，１０の外面の状態を確認しつつ合
致させることができる。

【００１８】なお、図２及び図３で符号８は接続すべき
２つの鋼管１０，１０の対向端部に必要に応じて跨がる
ようにして挿入された筒状の裏板を示しており、その裏
板８は鋼管１０，１０の芯出しの補助の役割と溶接に際
し溶融溶接材が鋼管１０，１０内へ侵入することを阻止
する役割を果たすものである。

【００１９】次に、図示例における第１実施形態の芯出
し治具の作用、すなわち使用手順について説明する。

【００２０】先ず、接続すべき２つの鋼管１０，１０を
所定の隙間４０を隔てて対向定置させ、分割された複数
個の弧状部材１１を一方の鋼管１０の対向端部の外周に
当てがいボルト２１及びナット２２から成る結合手段２
でそれらを組み付け、リング状の治具本体１として一方
の鋼管１０の対向端部の回りに締着固定する。

【００２１】次いで、治具本体１から他方の鋼管１０に
向け延出させるようにした複数の腕片３の先端部におい
て、そこへ螺合させたねじ調整棒４を鋼管１０の中心軸
線に向け進退操作し、複数のねじ調整棒４の先端で他方
の鋼管１０の外周面を押圧させ、２つの鋼管１０，１０
の中心軸線を合致させる。

【００２２】２つの鋼管１０，１０の芯出しが達成され
たら隙間４０に沿って溶接を施し、両鋼管１０，１０を
接合させる。両鋼管１０，１０の溶接による接合が完了
したら、芯出し治具の結合手段２による締着を解除し、
リング状の治具本体１を分解して一方の鋼管１０から離
脱させる。ここに、芯出し治具は全体として取り外され
たことになる。

【００２３】なお、第１実施形態の芯出し治具は、２つ
の接続すべき鋼管１０，１０が水平に置かれたり、図１
に示すような他部材である大径鋼管２０，２０等に取り
付けられたりして、軸線方向に変動することなく保持さ
れている場合に主として採用される。このような場合、
両鋼管１０，１０間の隙間４０は両鋼管１０，１０の軸
線方向に強固な結合部材のような拘束部材が備えられて
いなくてもほとんど不変であるからである。

【００２４】図４〜図６は本発明の第２実施形態に係る
芯出し治具を示す。第２実施形態のものでは、複数個
（図では２個）に分割された弧状部材１１を所要数の任
意形式の結合手段２で結合させ、２つの接続すべき鋼管
１０，１０のそれぞれの対向端部の外周に着脱可能に装
着できるようにリング状に形成される治具本体１の一対
を必要とする。

【００２５】治具本体１を構成する複数個の弧状部材１
１の内面に必要に応じて固着される板状パッキング（図
示しない）、並びに、複数個の弧状部材１１を着脱可能
に組み付けてリング状の治具本体１とするための結合手
段２は、いずれも第１実施形態のものと同等である。

【００２６】そして、前記の各治具本体１には、少なく
も１個（図では４個）の固定ピース５が適当な角度間隔
を隔てて一体に又は別体として設けてあり、一方の治具
本体１上の固定ピース５と他方の治具本体１上の対応す
る固定ピース５との間には着脱可能な結合部材６が掛け
渡される。結合部材６の両端部と一方の治具本体１上の
固定ピース５及び他方の治具本体１上の固定ピース５と
の間の着脱可能な結合はそれぞれ任意数のボルト結合手
段７によって達成される。

【００２７】図示例の結合部材６としては、その強度を
増すためにアングル材が用いられているが、細長い平板
材を採用してもよい。

【００２８】また、図示例のボルト結合手段７はボルト
７１とそれに螺合させるナット７２とで成り、前記のボ
ルト７１は固定ピース５に設けたボルト挿入孔５１及び
結合部材６に設けたボルト挿入孔６１に挿通した上、ナ
ット７２で締め付ければ、２つの接続すべき鋼管１０，
１０に締着された治具本体１，１の相対位置を結合部材
６を介して固定的に保持させるので、溶接前の２つの鋼
管１０，１０の中心軸線を合致させると共に、２つの鋼
管１０，１０の長さ方向の相対位置を不動に拘束させる
ことになる。

【００２９】次に、図示例における第２実施形態の芯出
し治具の作用、すなわち使用手順について説明する。

【００３０】先ず、接続すべき２つの鋼管１０，１０を
所定の隙間４０を隔てて対向定置させ、２つの鋼管１
０，１０のそれぞれの対向端部の外周に分割された複数
個の弧状部材１１の組を当てがい結合手段２でそれらを
組み付け、リング状の治具本体１として双方の鋼管１
０，１０の対向端部の回りに締着固定する。

【００３１】次いで、２つの治具本体１，１上の固定ピ
ース５，５間にボルト結合手段７を用いて結合部材６を
掛け渡し、２つの鋼管１０，１０の中心軸線を合致させ
ると共に、２つの鋼管１０，１０の長さ方向の相対位置
を不動に拘束させる。

【００３２】この状態では、鋼管１０，１０の軸線方向
や軸線と直角の方向から鋼管１０，１０の自重を含む大
きな外力が作用しても、隙間４０は引き続き適正な状態
に保持されるので、両鋼管１０，１０を接合するための
好ましい溶接が達成される。

【００３３】溶接の完了後は、ボルト結合手段７並びに
結合手段２による締着を解除し、芯出し治具を全体とし
て鋼管１０，１０から取り外す。

【００３４】図７〜図１１は本発明の第３実施形態に係
る芯出し治具を示す。第３実施形態の芯出し治具は第１
実施形態の芯出し治具及び第２実施形態の芯出し治具を
ほぼ複合させた形式の構造を備えている。

【００３５】第３実施形態の芯出し治具では、２つの接
続すべき鋼管１０，１０のそれぞれの対向端部の外周に
着脱可能に装着できるように分割形式であってリング状
をなす治具本体１の一対を必要としている。

【００３６】治具本体１を構成する複数個の弧状部材１
１の内面に必要に応じて固着される板状パッキング（図
示しない）、並びに、複数個の弧状部材１１を着脱可能
に組み付けてリング状の治具本体１とするための結合手
段２は、いずれも第１実施形態のものと同等である。

【００３７】そして、一方の鋼管１０に装着するための
一方の治具本体１には、複数（図では４本）の腕片３が
適当な角度間隔を隔てて一体に又は別体として設けてあ
る。各腕片３は基端部が一方の弧状部材１１に固設され
先端部が他方の接合対象鋼管１０に向けて延出させてあ
り、その腕片３の先端部には鋼管１０の中心軸線に向け
進退操作できるようにしたねじ調整棒４が螺合されてい
る。

【００３８】複数のねじ調整棒４は、スパナ等で回動操
作することにより、それらの先端で他方の鋼管１０の外
周面を押圧させることができ、従って、２つの接続すべ
き鋼管１０，１０の中心軸線は視覚又は手による触覚等
により両鋼管１０，１０の外面の状態を確認しつつ合致
させることができる。

【００３９】また、前記の各治具本体１には、少なくも
１個（図では２個）の固定ピース５が適当な間隔を隔て
て一体に又は別体として設けてあり、一方の治具本体１
上の固定ピース５と他方の治具本体１上の固定ピース５
との間には着脱可能な例えば平板状の結合部材６が掛け
渡される。結合部材６の両端部と一方の治具本体１上の
固定ピース５及び他方の治具本体１上の固定ピース５と
の間の着脱可能な結合はそれぞれ任意数のボルト結合手
段７によって達成される。

【００４０】一方の治具本体１上の腕片３及び固定ピー
ス５は、相互に邪魔にならないように角度位置を変えて
突設させることは言うまでもない。

【００４１】第３実施形態の芯出し治具の作用、すなわ
ち使用手順は第１実施形態及び第２実施形態の芯出し治
具のそれに準ずる。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したこの発明の鋼管溶接用芯
出し治具によれば、従来の鋼管の芯出し手段のように鋼
管にエレクションピースを溶接することを必要としない
ので、鋼管の溶接接合作業においてその作業能率が著し
く高められ、また、鋼管の溶接接合において品質の向上
が計れるなどの効果を奏する。更に、本発明の芯出し治
具は、同一のものを繰り返えし使用できるので、鋼管の
溶接接合作業においてコストの削減を計るに極めて有利
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態に係る芯出し治具の使
用態様を示す側面図。

【図２】図１の芯出し治具の拡大側面図。

【図３】その拡大正面図。

【図４】本発明の第２実施形態に係る芯出し治具を説明
するための図で、（Ａ）は組み付け前のスプライスプレ
ートの側面図、（Ｂ）はそのスプライスプレートの背面
図、（Ｃ）は鋼管に対し組み付けの過程で示す芯出し治
具の側面図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係る芯出し治具を鋼管
に対し組み付けた状態で示す側面図。

【図６】その拡大正面図。

【図７】本発明の第３実施形態に係る芯出し治具を鋼管
に対し組み付けの過程で示す側面図。

【図８】その組み付け後の芯出し治具を示す側面図。

【図９】図８のIX−IX線による拡大横断正面図。

【図１０】図８における他方の鋼管に取り付けられた他
方のリング状の治具本体を中心として表わす拡大部分
図。

【図１１】図１０のXI−XI線による拡大横断背面図。

【図１２】従来の鋼管溶接用芯出し手段の一例を表わす
図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。

【図１３】従来の鋼管溶接用芯出し手段の別の例を表わ
す図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１０ 鋼管 ２０ 大径鋼管 ３０ 小径鋼管 ４０ 隙間 １ 治具本体 １１ 弧状部材 １２ フランジ部 １３ ボルト挿入孔 ２ 結合手段 ２１ ボルト ２２ ナット ３ 腕片 ４ ねじ調整棒 ５ 固定プレート ５１ ボルト挿入孔 ６ 結合部材 ６１ ボルト挿入孔 ７ ボルト結合手段 ７１ ボルト ７２ ナット ８ 裏板 ９１ エレクションピース ９２ スプライスプレート ９３ ボルト ９４ ナット ９５ 隙間 ９６ 裏板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 一廣 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 矢澤 潤一 東京都八王子市石川町1896−１ 株式会社 矢嶋内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの接続すべき鋼管の一方の鋼管の対
   向端部の外周に着脱可能に装着できるようにするため、
   複数個に分割された弧状部材を結合手段で結合させて形
   成したリング状をなす治具本体と、治具本体に設けられ
   他方の鋼管に向けて延出するようにした複数の腕片と、
   各腕片の先端部に螺合させ鋼管の中心軸線に向け進退操
   作できるようにしたねじ調整棒とから成り、複数のねじ
   調整棒の先端で他方の鋼管の外周面を押圧させ、２つの
   鋼管の中心軸線を合致させるようにしたことを特徴とす
   る鋼管溶接用芯出し治具。
2. 【請求項２】 複数個に分割された弧状部材を結合手段
   で結合させ、２つの接続すべき鋼管のそれぞれの対向端
   部の外周に着脱可能に装着できるようにしたリング状の
   治具本体の一対と、両方の治具本体のそれぞれに設けた
   固定ピースと、一方の治具本体上の固定ピースと他方の
   治具本体上の固定ピースとの間に配されるものであっ
   て、両固定ピース間をボルト結合手段を介して連結する
   結合部材とから成り、２つの鋼管の中心軸線を合致させ
   るようにすると共に、２つの鋼管の長さ方向の位置関係
   を不動に拘束するようにしたことを特徴とする鋼管溶接
   用芯出し治具。
3. 【請求項３】 ２つの接続すべき鋼管のそれぞれの対向
   端部の外周に着脱可能に装着できるようにするため、複
   数個に分割された弧状部材を結合手段で結合させて形成
   したリング状をなす一対の治具本体と、一方の鋼管に装
   着するための一方の治具本体に設けられ他方の鋼管に向
   けて延出するようにした複数の腕片と、各腕片の先端部
   に螺合させ鋼管の中心軸線に向け進退操作できるように
   したねじ調整棒と、両方の治具本体のそれぞれに設けた
   固定ピースと、一方の治具本体上の固定ピースと他方の
   治具本体上の固定ピースとの間に配設され、両固定ピー
   ス間をボルト結合手段を介して連結する結合部材とから
   成り、複数のねじ調整棒の先端で他方の鋼管の外周面を
   押圧させて２つの鋼管の中心軸線を合致させるようにす
   ると共に、結合部材で２つの鋼管の長さ方向の位置関係
   を不動に拘束するようにしたことを特徴とする鋼管溶接
   用芯出し治具。