JP2551122B2 - パイプ仮付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はパイプ仮付け装置に関するものである。

［従来の技術］ パイプにクラック等の損傷が発生した場合、パイプの
損傷部分を切断除去して新しいパイプ片を継ぎ足すよう
補修する必要があるが、従来この種の補修作業を自動的
に行うことのできる装置がなかったので、人の近寄れな
い箇所に設けられたパイプに対してこの種の補修作業を
行うことはできなかった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、近年、各種設備の老朽化に伴い、上記
したような人が近寄れない箇所にあるパイプの補修に対
する要望が生まれつつあり、このような補修の際に、パ
イプは設置状況や損傷状態に応じて斜め等適宜の切り口
に切断されることが考えられるため、継ぎ足すパイプを
パイプの切り口に応じて正確に位置決めした上で接続し
なければならないという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑み、人が近寄れない場所でパ
イプの補修作業を行う場合に継ぎ足すパイプの位置決め
等を行う機能を持つパイプ仮付け装置を提供することを
目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は一対の端板を所定の間隔を置き上下に配設す
ると共に該端板間を所要数の支柱で連結してパイプ内部
に挿入可能な本体枠を形成し、該本体枠の下端側にパイ
プ内周面に係止固定可能なクランプ装置を設け、前記本
体枠の上端側に継ぎ足し用のパイプ内周面に係止固定可
能なクランプ装置を上下方向移動自在に設け、該上端側
のクランプ装置の上端部に前記継ぎ足し用のパイプに設
けた張出し部に係止可能なディスクを回転可能に取付
け、上端側のクランプ装置を押す押し部材を備え且つ溶
接トーチ及びモニタカメラ等の監視装置をパイプ周方向
に回転自在に備えた溶接装置を前記本体枠の両クランプ
装置間に上下方向移動可能に設けたことを特徴とするパ
イプ仮付け装置にかかるものである。

［作用］ 下側のクランプ装置でパイプ等の本体枠を係止固定し
て溶接装置を本体枠上端側に移動すると、上端側のクラ
ンプ装置が溶接装置の押し部材により持上げられるの
で、上端側のクランプ装置のディスクに張出し部を係止
された継ぎ足し用のパイプが持上げられる。そこで上端
側のクランプ装置のディスクを所要角度回転するとパイ
プの位置決めが行われる。

次に、上端側及び下端側のクランプ装置で夫々継ぎ足
すパイプ及びパイプ等を同時に係止固定し、溶接装置を
上下方向に移動しながら溶接トーチをパイプ周方向に回
転させてパイプと継ぎ足すパイプの仮付けを行う。

［実 施 例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図〜第４図は本発明の一実施例である。

第１図中１は例えば人が近寄れない設備の外殻、２は
外殻１の内側に外殻１に対し斜め方向（第１図では上下
方向となっている）に突設され、且つ第１図の上端部分
を外殻１と平行になるよう斜め方向に切断して損傷箇所
を除去されたパイプ、３はパイプ２の切り口に合わせて
下端を斜めに切断され上端内周部分に周方向の張出し部
４を取付けた継ぎ足し用のパイプである。

パイプ2,3の内径寸法より径の小さい一対の略円形を
した端板5,6を所定の間隔を置いて上下に配設し、該端
板5,6の周縁部間を周方向所定の間隔毎に支柱７で連結
し、且つ該支柱７を上端側に延長して、パイプ2,3に挿
入可能な本体枠Ａを形成する。

下端側の端板６に回転軸８′が中心位置から上方に向
けて突出するようモータ８を取付け、前記回転軸８′に
カップリング９を介して本体枠Ａ軸芯方向に延びるねじ
軸10を接続し、ねじ軸10の上端に設けた嵌入部11を上端
側の端板５の中心位置に設けた開口12を貫通して本体枠
Ａ上端側に突出させる。

前記各支柱７の本体内側部に沿ってレール13を敷設
し、該レール13に、パイプ2,3周方向に回転不能な後述
するクランプ装置14,15及び溶接装置16を、上端側のク
ランプ装置14及び溶接装置16はレール13に沿って移動可
能に、下端側のクランプ装置15はレール13に沿って移動
不能或いは位置固定可能に取付ける。

前記クランプ装置14,15は夫々上端側の端板５に対し
て上端側及び下端側のレール13に夫々一基づつ取付けら
れており、第２図に示すように、周縁部に前記レール13
に係合する係合部材17（上端側のクランプ装置14の係合
部材17はレール13に沿って摺動可能となっている）を備
えたフレーム18を設け、隣りどうし噛み合うセクタギア
部19及びパイプ2,3内周面に圧接する突部20を設けた４
個１組のカムリング21を前記ねじ軸10と平行な軸22の回
りに回転自在で且つねじ軸10に関し点対称となるようフ
レーム18に配設し、２個のカムリング21の偏芯位置間を
シリンダ23で連結して、シリンダ23の伸縮により各カム
リング21を同期して回転変位させ、カムリング21の突部
20を突出させて、突部20でパイプ2,3をクランプできる
ようにする。

この他に、下端側のクランプ装置15には、フレーム18
の中心位置に前記ねじ軸10を挿通可能な開口24を形成
し、上端側のクランプ装置14には、フレーム18の下端側
中心位置に前記ねじ軸10の嵌入部11と摺動自在に嵌合す
る嵌合部25を形成し、且つクランプ装置14の上端側にパ
イプ３の張出し部４と係合するショルダー部26を備えた
ディスク27を該ディスク27に固定されたモータ28の回転
軸28′を中心に回転自在に取付ける（即ち、モータ28は
回転軸28′がクランプ装置14に固定されてモータ28本体
の方が回転するようになっている）。

前記溶接装置16は下端側のクランプ装置15と上端側の
端板５との間に設けられており、第３図・第４図に示す
ように周縁部に前記レール13に沿い摺動するガイド部29
を備え且つ中心部に前記ねじ軸10に螺合するねじ部30を
備えたフレーム31をねじ軸10の回転によりねじ軸10に沿
って上下方向移動可能に設け、フレーム31の上端側にモ
ータ32、ギア33、内歯歯車34を介して回転駆動可能な旋
回板35を設け、該旋回板35の上端側にモータ36、シーブ
37、ベルト38、シーブ39を介して回転するスクリュウ40
及び該スクリュウ40を回転自在に保持するスクリュウ受
け枠41を設け、前記スクリュウ40にパイプ2,3内周面に
向けて溶接トーチ42を固定したブロック43を移動自在に
螺着してモータ36の回転によりスクリュウ40及びブロッ
ク43を介して溶接トーチ42の先端をパイプ2,3の接合部
即ち開先に接近可能とし、且つ溶接トーチ42と接近した
開先部分を監視するためのITV等のモニタカメラ44（或
いはファイバースコープのようなものでも良い）等の監
視装置を前記旋回板35に取付ける。又、溶接装置16のフ
レーム18上端側に、前記上端側のクランプ装置14の嵌合
部25を押す押し部材45を取付ける。

更に、モータ8,28,32,36は図示しない制御装置からの
指令で駆動されるようにする。

尚、46はレール13の下端に取付けたクランプ装置15の
ストッパ、47はクランプ装置15に取付けた溶接装置16と
連結するためのシリンダ、48は溶接装置16に取付けた前
記シリンダ47が係合できるようにした連結部材、49は溶
接装置16のフレーム31と旋回板35間に設けた軸受、50は
クランプ装置14のフレーム18とディスク27間に設けたブ
ッシュ、51は外殻１に設けられたパイプ２と連通する孔
である。

次に作動について説明する。

パイプ２上端の切り口と等しい切り口を持った継ぎ足
し用のパイプ３は、外殻１の内側から図示しない装置に
よりパイプ２上まで搬送され、両者の切り口が互いに当
接した状態でパイプ２上に予め置かれてある。このと
き、パイプ３はパイプ２に対して正確な位置決めが行わ
れておらず、通常パイプ２に対し位相がずれている。

パイプ３の位置決めを行う場合には、先ず、外殻１外
側の孔51からパイプ2,3内部に、パイプ仮付け装置の本
体枠Ａを、その上端側のディスク27がパイプ３の張出し
部４と当接する程度に挿入する。

次に、本体枠Ａ下端側のクランプ装置15のシリンダ23
を伸長し、カムリング21を回転変位させて、カムリング
21外周に設けた突部20を本体枠Ａから突出させ且つ突部
20をパイプ２或いは孔51内周面に圧接するよう突張らせ
て本体枠Ａを外殻１或いはパイプ２内部に固定する。

この状態で図示しない制御装置によりモータ８を駆動
してねじ軸10を回転し、溶接装置16をねじ軸10に沿って
上下に移動し、同時にモータ32を駆動し、ギア33、内歯
歯車34を介して溶接装置16の旋回板35を旋回させ、旋回
板35に取付けたモニタカメラ44でパイプ2,3の切り口ど
うしの接合部即ち開先のギャップを監視し情報を制御装
置に送る。

制御装置はモニタカメラ44からの情報によりギャップ
を周方向に一定とするための継ぎ足し用のパイプ３の回
転角度を求める。

同時に制御装置はモータ８を更に駆動してねじ軸10を
回転し、溶接装置16を本体枠Ａ上端側に移動する。する
と、溶接装置16の押し部材45は嵌合部25を介して本体枠
Ａ上端側のクランプ装置14を上端側に押しディスク27を
介してパイプ３を持ち上げる。

この状態で制御装置によりモータ28を駆動してモータ
28本体及びディスク27を回転し、ディスク27のショルダ
ー部26に張出し部４を係止されたパイプ３を先に求めた
角度だけ回転変位する。

最後に、溶接装置16を僅かに本体枠Ａ下端側に移動し
て押し部材45によるクランプ装置14の係止状態を解き、
クランプ装置14を自重によって本体枠Ａ下端側に移動さ
せることによりパイプ３をパイプ２上におろし、更に溶
接装置16を上下に移動しつつ旋回板35を旋回させてモニ
タカメラ44によりパイプ2,3の開先を監視する。

その結果、開先のギャップが一定であればパイプ３の
位置決めは完了し、一定でなければ再び上記を繰返して
ギャップが一定となるようパイプ３の位置決めを行う。

パイプ３の位置決めが完了したらパイプ３の仮付けを
行う。

パイプ３の仮付けを行う場合には、先ず、上記した本
体枠Ａ下端側のクランプ装置15で外殻１をクランプした
状態に加えて、本体枠Ａ上端側のクランプ装置14のシリ
ンダ23を伸長し、カムリング21を回転変位させて、カム
リング21外周に設けた突部20を本体枠Ａから突出させ、
且つ突部20をパイプ３内周面に圧接するよう突張らせ
て、パイプ３を本体枠Ａに固定する。

これにより、本体枠Ａの中心即ちパイプ２の軸芯上に
あるねじ軸10とパイプ３の軸芯が一致してパイプ2,3が
高精度で芯合せされる。

次に、制御装置により旋回板35上のモータ36を駆動
し、シーブ37、ベルト38、シーブ39を介してスクリュウ
40を回転し、ブロック43毎溶接トーチ42をパイプ2,3の
内周面に向けて移動して、溶接トーチ42先端を開先に挿
入し、溶接装置16をねじ軸10に沿って上下に移動しつ
つ、旋回板35を旋回させることによりモニタカメラ44で
監視しながら溶接トーチ42を用いて支柱７の部分を除い
たパイプ2,3の開先を仮溶接して行く。尚、溶接トーチ4
2は支柱７の部分では開先から引込めるようにする。

最後に、本体枠Ａ上端及び下端側のクランプ装置14,1
5のクランプ状態を解き、本体枠Ａを外殻１の孔51から
引き抜くことにより、パイプ2,3の仮付けが完了する。

パイプ2,3の仮付け完了後は別の溶接装置によりパイ
プ2,3の本溶接を行い、且つパイプ３の張出し部４を切
断する。更に、用途に応じ同様にパイプ３に適宜別のパ
イプを仮付けし更に本溶接して行く。

尚、本発明のパイプ仮付け装置は、上述の実施例にの
み限定されるものではなく、切り口が軸旋と直角のパイ
プ間の仮付けを行うこともできること、その他本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のパイプ仮付け装置によ
れば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

上端側のクランプ装置に、継ぎ足し用のパイプに設
けた張出し部に係止可能なディスクを回転自在に取付け
たので、どのような切り口のパイプに対しても継ぎ足し
用のパイプを位置決めすることができる。

溶接トーチを本体枠に沿い上下に移動可能で且つパ
イプ周方向に回転自在に備えた溶接装置を設けたので、
どのような切り口のパイプに対しても継ぎ足し用のパイ
プを仮溶接することができる。

から人が近寄れない箇所に設けられたパイプの
補修が可能となり、このようなパイプを備えた既存の設
備の耐用年数を大幅に延長することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は第１図の
II−II矢視図、第３図は第１図のIII−III矢視図、第４
図は第１図のIV−IV矢視図である。 図中2,3はパイプ、４は張出し部、5,6は端板、７は支
柱、14,15はクランプ装置、16は溶接装置、27はディス
ク、42は溶接トーチ、44はモニタカメラ、45は押し部
材、Ａは本体枠を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の端板を所定の間隔を置き上下に配設
   すると共に該端板間を所要数の支柱で連結してパイプ内
   部に挿入可能な本体枠を形成し、該本体枠の下端側にパ
   イプ内周面に係止固定可能なクランプ装置を設け、前記
   本体枠の上端側に継ぎ足し用のパイプ内周面に係止固定
   可能なクランプ装置を上下方向移動自在に設け、該上端
   側のクランプ装置の上端部に前記継ぎ足し用のパイプに
   設けた張出し部に係止可能なディスクを回転可能に取付
   け、上端側のクランプ装置を押す押し部材を備え且つ溶
   接トーチ及びモニタカメラ等の監視装置をパイプ周方向
   に回転自在に備えた溶接装置を前記本体枠の両クランプ
   装置間に上下方向移動可能に設けたことを特徴とするパ
   イプ仮付け装置。