JP2018030156A - 管材の接地装置 - Google Patents

Abstract

【課題】管材の端部を、当該管材の軸線回りの回転を許容しながら接地することができる接地装置を提供すること。【解決手段】本発明は、アースケーブル固定部を有する回転接続部材と、前記回転接続部材を相対回転可能に支持するシャフト部材と、管材の端部を内面側と外面側とから挟持する方向に操作されることで当該管材の端部を挟持すると共に、反対方向に操作されることで当該管材の挟持を開放するように構成された挟持部材と、前記挟持部材と前記シャフト部材とを互いに対する位置姿勢を変更可能に接続する接続部と、を備える。前記挟持部材の少なくとも一部、前記接続部の少なくとも一部、前記シャフト本体部の少なくとも一部、及び、前記回転接続部材の少なくとも一部は、導電性を有しており、前記挟持部材が前記管材の端部を挟持している間、当該管材の端部から前記アースケーブル固定部まで電気的導通が確保されるようになっている。【選択図】図４

Description

本発明は、管材の端部を、当該管材の軸線回りの回転を許容しながら接地することができる接地装置に関する。

本件発明者は、管材（パイプ）の溶接作業のために、当該管材をその軸線回りに自動的に回転させる装置（溶接用電動パイプ回転装置）を開発し、「ウェルドローラー」という商品名で製造販売している。

この溶接用電動パイプ回転装置は、管材（パイプ）を自動的に回転してくれるので、溶接部の安定した仕上げ作業が可能である。また、当該装置への管材の固定も、ワンタッチで容易に実施できるようになっている。

特開２０１３− ９１０９１号

溶接作業を実施する際には、管材の溶接部とは反対側の端部を接地（アース）しておく必要がある。従来は、アースケーブル（アース用のケーブル）にクリップ金具を接続しておいて、当該クリップ金具によって管材の端部をクリップ（挟持させる）させることで、接地（アース）を実現していた。

しかしながら、管材の溶接作業を実施する際には、管材がその軸線回りに３６０°回転する。このため、クリップ金具及び／またはアースケーブルに捩り応力がかかって、クリップ金具が不所望に外れてしまう虞があった。

本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、管材の端部を、当該管材の軸線回りの回転を許容しながら接地することができる接地装置を提供することである。

なお、管材の軸線回りの回転を許容しながら接地を実現する構成の従来例が、特許文献１に記載されている。これは、管材を支持しながら回転駆動するローラに、接地された金属製チェーンを掛け回す、という構成を採用したものである。

本発明は、アースケーブルを接続するためのアースケーブル固定部を有する回転接続部材と、前記回転接続部材を相対回転可能に支持するシャフト部材と、管材の端部を内面側と外面側とから挟持する方向に操作されることで当該管材の端部を挟持すると共に、反対方向に操作されることで当該管材の挟持を開放するように構成された挟持部材と、前記挟持部材と前記シャフト部材とを互いに対する位置姿勢を変更可能に接続する接続部と、を備え、前記挟持部材の少なくとも一部、前記接続部の少なくとも一部、前記シャフト本体部の少なくとも一部、及び、前記回転接続部材の少なくとも一部は、導電性を有しており、前記挟持部材が前記管材の端部を挟持している間、当該管材の端部から前記アースケーブル固定部まで電気的導通が確保されるようになっていることを特徴とする管材の接地装置である。

本発明によれば、アースケーブル固定部を有する回転接続部材と、挟持部材に接続されたシャフト部材とが、相対回転可能となっている。このため、管材がその軸線回りに３６０°回転したとしても、アースケーブル固定部を有する回転接続部材は強制的に回転させられることがなく、捩り応力の発生が効果的に抑制されるため、接地に関する配線状況に不具合が生じることがない。

更に本発明によれば、挟持部材とシャフト部材とが、互いに対する位置姿勢を変更可能に接続されている。このため、挟持する管材の端部の向きを、回転運動の軸線方向から意図的に異ならせることが可能である。これは、例えば管材の端部が９０°または４５°等に曲げられているエルボ管に対して溶接作業を行う場合等において、極めて便利である。

好ましくは、前記接続部は、前記シャフト部材の軸線方向に対して垂直な方向に延伸する延伸軸部と、前記挟持部材に設けられ、前記延伸軸部を回動可能に貫通させた回動孔部と、を有しており、前記延伸軸部と前記回動孔部との相対回動位置を変更することによって、前記挟持部材と前記シャフト部材との互いに対する位置姿勢が変更可能となっている。

この場合、エルボ管の端部の曲げ角度に応じて、挟持部材とシャフト部材との互いに対する位置姿勢（回動位置）を変更することが容易である。

また、好ましくは、前記挟持部材は、管材の端部の内面側に当接するための管材内挿入部と、管材の端部の外面側を押圧するための管材押圧部と、雄ネジ部と、ヘッド部と、を有する押圧ノブと、前記押圧ノブの前記雄ネジ部を螺着させた雌ネジ部を有するフランジ部と、を有しており、前記管材内挿入部と前記フランジ部とは、互いに対する相対位置が不変となっており、前記押圧ノブの前記ヘッド部が前記フランジ部に対して一方向に回動されることで、前記管材押圧部と前記管材内挿入部とが管材の端部を挟持する方向に操作されて当該管材の端部を挟持すると共に、前記押圧ノブの前記ヘッド部が前記フランジ部に対して逆方向に回動されることで、当該管材の挟持を開放するようになっている。

この場合、挟持部材を低コストに製造することができ、また、管材の端部に対する挟持操作及び開放操作も、押圧ノブの回転操作だけで足りるため、極めて容易である。

また、この場合、前記管材内挿入部の先端部は、先細状になっていることが更に好ましい。このような形状が採用されることで、エルボ管の曲げ部との干渉の回避が期待できる。

また、前記シャフト部材は、本体部と、当該本体部よりも小径である回転許容部と、前記本体部から前記回転許容部に至る段差部と、を有しており、前記回転接続部材は、前記シャフト部材の前記回転許容部を回転可能に貫通させた回転許容孔と、前記シャフト本体部の前記段差部と摺動可能に当接する摺動部と、を有していることが好ましい。

この場合、回転接続部材とシャフト部材とが相対回転している際においても、シャフト本体部の段差部と摺動部との間の当接状態が維持されるため、両者の間で電気的導通を確保することが容易である。

また、この場合、前記摺動部を前記段差部に対して付勢する付勢機構が設けられることが更に好ましい。

この場合、シャフト本体部の段差部と摺動部との間の当接状態が、より一層確実に維持される、ということが期待できる。

前記付勢機構は、例えば、前記シャフト部材の前記本体部とは反対側で前記回転接続部材に当接するように、前記回転許容部に摺動可能に装着された摺動スリーブと、前記摺動スリーブを前記回転接続部材に向けて付勢するコイルバネと、前記コイルバネの前記回転接続部材とは反対側の端部を前記シャフト部材に支持させる支持要素と、から構成され得る。

本発明によれば、アースケーブル固定部を有する回転接続部材と、挟持部材に接続されたシャフト部材とが、相対回転可能となっている。このため、管材がその軸線回りに３６０°回転したとしても、アースケーブル固定部を有する回転接続部材は強制的に回転させられることがなく、捩り応力の発生が効果的に抑制されるため、接地に関する配線状況に不具合が生じることがない。

更に本発明によれば、挟持部材とシャフト部材とが、互いに対する位置姿勢を変更可能に接続されている。このため、挟持する管材の端部の向きを、回転運動の軸線方向から意図的に異ならせることが可能である。これは、例えば管材の端部が９０°または４５°等に曲げられているエルボ管に対して溶接作業を行う場合等において、極めて便利である。

本発明の一実施形態に係る管材の接地装置の概略側面図である。 図１の管材の接地装置の概略平面図である。 図１の管材の接地装置の概略正面図である。 挟持部材をシャフト部材に対して９０°回動させた状態での、図１と同様の図である。 エルボ管に対して使用される場合の、本実施形態に係る管材の接地装置の概略側面図である。（図４の状態から、シャフト部材が回転接続部材に対して１８０°回転されている。） 図５の管材の接地装置の概略平面図である。 図５の管材の接地装置の概略正面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る管材の接地装置の概略側面図であり、図２は、図１の管材の接地装置の概略平面図であり、図３は、図１の管材の接地装置の概略正面図である。

図１乃至図３に示すように、本実施形態の管材の接地装置１は、アースケーブル２を接続するためのアースケーブル固定部２１を有する回転接続部材２０と、回転接続部材２０を相対回転可能に支持するシャフト部材１０と、を備えている。

図１に示すように、本実施形態のシャフト部材１０は、相対的に大径である本体部１１と、当該本体部１１に軸線方向に隣接して当該本体部１１よりも小径である回転許容部１３と、更に当該回転許容部１３に軸線方向に隣接して形成された雄ネジ部１６と、を有している。

また、本実施形態のシャフト部材１０は、本体部１１から回転許容部１３に至る段差部１２を有している。

一方で、回転接続部材２０は、シャフト部材１０の回転許容部１３を回転可能に貫通させた回転許容孔２３と、シャフト本体部１０の第１段差部１２と摺動可能に当接する摺動部２２と、を有している。

本実施形態では、回転許容孔２３も摺動部２２も摺動部材２０ａによって提供されており、当該摺動部材２０ａに、回転接続部材２０の本体部材２０ｂが固定されている。

また、本実施形態では、段差部１２とは反対側において回転接続部材２０に当接するように、回転許容部１３に摺動可能に装着された摺動スリーブ３０が設けられている。摺動スリーブ３０は、回転接続部材２０とは反対側において中空部３４を有していて、当該中空部３４内に、回転許容部１３と摺動するコイルバネ４０が設けられている。そして、コイルバネ４０の回転接続部材２０（ないし摺動スリーブ３０）とは反対側の端部が、ワッシャ４６によって押圧されている。

本実施形態では、回転接続部材２０の全体が金属製であり、シャフト部材１０も全体が金属製である。これにより、回転接続部材２０の摺動部材２０ａの摺動部２２とシャフト部材の段差部１２との間の当接状態が適切に維持されることで、回転接続部材２０とシャフト部材との電気的導通が確保されるようになっている。

また、本実施形態の管材の接地装置１は、管材Ｐの端部を内面側と外面側とから挟持する方向に操作されることで当該管材Ｐの端部を挟持すると共に、反対方向に操作されることで当該管材Ｐの挟持を開放するように構成された挟持部材６０を備えている。

具体的には、本実施形態の挟持部材６０は、管材Ｐの端部の内面側に当接するための管材内挿入部６１と、管材Ｐの端部の外面側を押圧するための管材押圧部６２ｔと、雄ネジ部６２ｓと、ヘッド部６２ｈと、を有する押圧ノブ６２と、押圧ノブ６２の雄ネジ部６２ｓを螺着させた雌ネジ部６３ｓを有するフランジ部６３と、を有している。本実施形態の管材内挿入部６１の先端部は、図１及び図２に示すように、先細状となっている。

ここで、管材内挿入部６１とフランジ部６３とは、互いに対して対向するように配置されて共に本体部６４によって保持されていて、互いに対する相対位置が不変となっている。

以上のような構成により、押圧ノブ６２のヘッド部６２ｈがフランジ部６３に対して一方向に回動される時、管材押圧部６２ｔと管材内挿入部６１とが管材Ｐの端部を挟持することができ、押圧ノブ６２のヘッド部６２ｈがフランジ部６３に対して逆方向に回動される時、当該管材Ｐの挟持を開放することができるようになっている。

本実施形態では、以上のような挟持部材６０が、シャフト部材１０に対して位置姿勢を変更可能に接続されている。

具体的には、挟持部材６０とシャフト部材１０とを接続する接続部が、シャフト部材１０の軸線方向に対して垂直な方向に延伸する延伸軸部５１と、挟持部材６０の本体部６４に設けられ延伸軸部５１を回動可能に貫通させた回動孔部６５と、を有している。本実施形態の回転孔部６５は、押圧ノブ６２の軸線方向と直交する方向に延びている。そして、延伸軸部５１と回動孔部６５との相対回動位置を変更することによって、挟持部材６０とシャフト部材１０との互いに対する位置姿勢が変更可能となっている。

更に具体的には、シャフト部材１０は、回転許容部１３とは反対側で本体部１１に隣接する先端部１７を有している。そして、接続部材５０に設けられた接続孔５７が、当該先端部１７に堅固に嵌合固定されていて、当該接続部材５０に一体的に前記延伸軸部５１が設けられている。更に、回動孔部６５を貫通した延伸軸部５１の端部には、雌ネジ付孔５１ｓが設けられていて、調整ボルト５２が位置調整可能に螺着されている。

従って、延伸軸部５１の雌ネジ付孔５１ｓに対する調整ボルト５２の締付程度を調整することによって、挟持部材６０の接続部材５０（すなわちシャフト部材１０）に対する固定力を緩めて、挟持部材６０を接続部材（シャフト部材１０）に対する所望の位置姿勢に調整することができ、また、その後に固定力を高めて当該位置姿勢を維持できるようになっている。

その他、本実施形態では、挟持部材６０の管材内挿入部６１、管材押圧部６２ｔ、雄ネジ部６２ｓ、フランジ部６３及び本体部６４、並びに、延伸軸部５１及び接続部材５０、が導電性材料で形成されている。従って、挟持部材６０が管材Ｐの端部を挟持している間、当該管材Ｐの端部からアースケーブル固定部２１まで電気的導通が確保されるようになっている。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

図１乃至図３に示すように、本実施形態の管材の接地装置１は、小径（例えば２０Ａ）の直線管材から中径（例えば１２５Ａ）の直線管材までに対応することができる。

この場合、まず図１乃至図３に示すように、シャフト部材１０の軸線方向と挟持部材６０の管材内挿入部６１とが平行となるように、調整ボルト５２を操作して挟持部材６０のシャフト部材１０に対する位置姿勢を調整する。

続いて、押圧ノブ６２のヘッド部６２ｈを回動操作することによって、管材Ｐの端部を挟持部材６０によって挟持する。

前述の通り、本実施形態では、挟持部材６０の管材内挿入部６１、管材押圧部６２ｔ、雄ネジ部６２ｓ、フランジ部６３及び本体部６４、並びに、延伸軸部５１及び接続部材５０、が導電性材料で形成されており、また、シャフト部材１０及び回転接続部材２０も金属製である。従って、挟持部材６０が管材Ｐの端部を挟持している間、当該管材Ｐの端部からアースケーブル固定部２１まで電気的導通が確保されている。従って、アースケーブル固定部２１にアースケーブルを固定することにより、管材Ｐに対する接地配線が完了する。

この後、例えば溶接用電動パイプ回転装置を用いて、管材Ｐに対する溶接作業が実施される。その際、管材Ｐは、その軸線回りに３６０°回転する。しかしながら、本実施形態によれば、アースケーブル固定部２１を有する回転接続部材２０と、挟持部材６０に接続されたシャフト部材１０とが、相対回転可能となっているため、管材Ｐがその軸線回りに３６０°回転したとしても、アースケーブル固定部２１を有する回転接続部材２０は強制的に回転させられることがなく（重力によって垂下した姿勢が概ね維持される）、捩り応力の発生が効果的に抑制されるため、接地に関する配線状況に不具合が生じない。

特に、本実施形態では、回転接続部材２０とシャフト部材１０とが相対回転している際においても、コイルバネ４０の付勢力が利用されてシャフト部材１０の段差部１２と回転接続部材２０の摺動部２２との間の当接状態が確実に維持されるため、両者の間での電気的導通が確実に確保される。

次に、図５乃至図７に示すように、本実施形態の管材の接地装置１は、小径（例えば２０Ａ）のエルボ管材から中径（例えば１２５Ａ）のエルボ管材にも対応することができる。

本実施形態では、前述の通り、延伸軸部５１の雌ネジ付孔５１ｓに対する調整ボルト５２の締付を調整することによって、挟持部材６０のシャフト部材１０に対する固定力を緩めて、挟持部材６０をシャフト部材１０に対する所望の位置姿勢に調整することができるようになっている。例えば、図１の状態から挟持部材６０を９０°回動させた状態が図４の状態である。（この時、シャフト部材１０の軸線方向と挟持部材６０の管材内挿入部６１とは直交している。）

そして、図４の状態から、シャフト部材１０が回転接続部材２０に対して１８０°回転された状態が、図５の状態である。すなわち、本実施形態の管材の接地装置１は、図１乃至図３の状態から、図５乃至図７の状態へと、（更には、その逆も、）極めて容易に変更することができる。

この場合も、押圧ノブ６２のヘッド部６２ｈを回動操作することによって、管材Ｐの端部を挟持部材６０によって挟持する。ここで、管材内挿入部６１の先端部が先細状となっていることにより、エルボ管の曲げ部との干渉が効果的に回避できる（図５参照）。

また、この場合も、前述の通り、挟持部材６０が管材Ｐの端部を挟持している間、当該管材Ｐの端部からアースケーブル固定部２１まで電気的導通が確保されている。従って、アースケーブル固定部２１にアースケーブルを固定することにより、管材Ｐに対する接地配線が完了する。

そして、例えば溶接用電動パイプ回転装置を用いて、管材Ｐに対する溶接作業が実施される際、管材Ｐは、その軸線回りに３６０°回転するが、アースケーブル固定部２１を有する回転接続部材２０と、挟持部材６０に接続されたシャフト部材１０とが、相対回転可能となっていることにより、管材Ｐがその軸線回りに３６０°回転したとしても、アースケーブル固定部２１を有する回転接続部材２０は強制的に回転させられることがなく（重力によって垂下した姿勢が概ね維持される）、捩り応力の発生が効果的に抑制されるため、接地に関する配線状況に不具合が生じない。

また、この場合も、回転接続部材２０とシャフト部材１０とが相対回転している際においても、コイルバネ４０の付勢力が利用されてシャフト部材１０の段差部１２と回転接続部材２０の摺動部２２との間の当接状態が確実に維持されるため、両者の間での電気的導通が確実に確保される。

なお、以上の実施形態において、挟持部材６０が管材Ｐの端部を挟持している間、管材Ｐの端部からアースケーブル固定部２１までの電気的導通が確保されるようになっていれば、各構成要素の全体が導電性を有している必要はない。

１ 管材の接地装置
２ アースケーブル
１０ シャフト部材
１１ 本体部
１２ 段差部
１３ 回転許容部
１６ 雄ネジ部
１７ 先端部
２０ 回転接続部材
２０ａ 摺動部材
２０ｂ 本体部材
２１ アースケーブル固定部
２２ 摺動部
２３ 回転許容孔
３０ 摺動スリーブ
３４ 中空部
４０ コイルバネ
４６ ワッシャ
５０ 接続部材
５１ 延伸軸部
５１ｓ 雌ネジ付孔
５２ 調整ボルト
５７ 接続孔
６０ 挟持部材
６１ 管材内挿入部
６２ 押圧ノブ
６２ｔ 管材押圧部
６２ｓ 雄ネジ部
６２ｈ ヘッド部
６３ フランジ部
６３ｓ 雌ネジ部
６４ 本体部
６５ 回動孔部

Claims (6)

1. アースケーブルを接続するためのアースケーブル固定部を有する回転接続部材と、
   前記回転接続部材を相対回転可能に支持するシャフト部材と、
   管材の端部を内面側と外面側とから挟持する方向に操作されることで当該管材の端部を挟持すると共に、反対方向に操作されることで当該管材の挟持を開放するように構成された挟持部材と、
   前記挟持部材と前記シャフト部材とを互いに対する位置姿勢を変更可能に接続する接続部と、
   を備え、
   前記挟持部材の少なくとも一部、前記接続部の少なくとも一部、前記シャフト本体部の少なくとも一部、及び、前記回転接続部材の少なくとも一部は、導電性を有しており、前記挟持部材が前記管材の端部を挟持している間、当該管材の端部から前記アースケーブル固定部まで電気的導通が確保されるようになっている
   ことを特徴とする管材の接地装置。
2. 前記接続部は、
   前記シャフト部材の軸線方向に対して垂直な方向に延伸する延伸軸部と、
   前記挟持部材に設けられ、前記延伸軸部を回動可能に貫通させた回動孔部と、
   を有しており、
   前記延伸軸部と前記回動孔部との相対回動位置を変更することによって、前記挟持部材と前記シャフト部材との互いに対する位置姿勢が変更可能となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の管材の接地装置。
3. 前記挟持部材は、
   管材の端部の内面側に当接するための管材内挿入部と、
   管材の端部の外面側を押圧するための管材押圧部と、雄ネジ部と、ヘッド部と、を有する押圧ノブと、
   前記押圧ノブの前記雄ネジ部を螺着させた雌ネジ部を有するフランジ部と、
   を有しており、
   前記管材内挿入部と前記フランジ部とは、互いに対する相対位置が不変となっており、
   前記押圧ノブの前記ヘッド部が前記フランジ部に対して一方向に回動されることで、前記管材押圧部と前記管材内挿入部とが管材の端部を挟持する方向に操作されて当該管材の端部を挟持すると共に、前記押圧ノブの前記ヘッド部が前記フランジ部に対して逆方向に回動されることで、当該管材の挟持を開放するようになっている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の管材の接地装置。
4. 前記管材内挿入部の先端部は、先細状になっている
   ことを特徴とする請求項３に記載の管材の接地装置。
5. 前記シャフト部材は、本体部と、当該本体部よりも小径である回転許容部と、前記本体部から前記回転許容部に至る段差部と、を有しており、
   前記回転接続部材は、前記シャフト部材の前記回転許容部を回転可能に貫通させた回転許容孔と、前記シャフト本体部の前記段差部と摺動可能に当接する摺動部と、を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の管材の接地装置。
6. 前記摺動部を前記段差部に対して付勢する付勢機構
   が更に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の管材の接地装置。

Images