JP2612550B2 - 円筒管体の管端仮溶接用ホルダー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼管の管端をつき合
せ、その接合面を自動溶接機で仮溶接を行うための被溶
接管体を保持する溶接用ホルダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２本の鋼管管端をつき合せて溶接する作
業において、被溶接体である各々の管体をその芯を合わ
せて保持し、溶接作業が終了して一体化するまで、該一
体化形状を不動のまま維持する溶接用ボルダーはさまざ
まな形態があり、機構的なものから、溶接技術者が独自
に開発した保持具まで、多種多様に存在する。

【０００３】周知のように溶接作業を人為的に行うため
には、専門で、かつ、高度の技術を修得した熟練者のみ
に許された作業であるので、その作業は、生産者側から
見れば決して高能率の作業ではなかった。

【０００４】時代の要求を満たすためには、高等技術で
行われ、何ら遜色がない仕上がり、出来上がりの美麗さ
の作業、かつ、これらを高能率での生産を可能にするこ
とが願望に近いものがあった。

【０００５】そこで、これら少なくとも前記願望諸事項
のすべてではないが、機械的に自動化溶接機が開発され
るようになり、被溶接体となる管端溶接も自動化が期待
に応えられるようになってきた。

【０００６】管端溶接に限らず、自動化溶接作業におい
ては、事前の準備が万端整わなければ、その目的が達成
できない点が人為的溶接作業と異なる点で、自動化の場
合、一旦指令を与えたならば、その作業が完了するま
で、中間の修正がほとんど不可能であるため、事前準備
の進め方が、製品の良否を左右する。この点、人為的溶
接作業においては、該作業の推移に準じた手加減手法が
用いられ、従って、これら製品の良否は作業者の熟練
度、勘等の修得された総合的な高等技術によって為され
ていたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】２つの被溶接体である
管端、特に、双方管体の芯を合わせた上で合体される溶
接作業を自動化する溶接機に対応して、事前準備の段階
で、２つの被溶接体を溶接完了後の姿勢となるように保
持し、かつ、該保持姿勢を維持しつつ、自動仮溶接を行
う溶接用ホルダーを提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成させるための手段として、第１の発明は、接続し
ようとする２つの管体の各管端に捲着する主パイプホル
ダーと、従パイプホルダーとの２体と、これらを連結し
て一体に形成する進退作動片の３種を主部材とし、主パ
イプホルダーと従パイプホルダーとは互いに任意設定の
同一径の円筒体が形成できるように、該円筒体を少なく
とも３箇に分割した円弧片よりなり、該円弧片の個々の
一方の側辺に筒軸を枢着した軸受部材を固着し、該軸受
部材を固着した円弧片において、分割数より１箇を除い
た各円弧片の他端を前記の筒軸に枢着してヒンジ作用部
を形成して展開連節できるように構成し、一連となった
円弧片群の一端を形成する軸受部材を具備しない側辺よ
り掛止片を突出形成し、また、該円弧片群の他端を形成
する円弧片の軸受部材に枢支された筒軸に開閉ハンドル
を設けて前記の掛止片が脱着できるように形成して主パ
イプホルダーと従パイプホルダーとを構成し、従パイプ
ホルダーにおいて、露出部に、該従パイプホルダーの軸
芯方向を指向するようにして穿設したネジ孔にボルトを
螺合し、また、上端に開口する雌ネジを有するパイプ状
の進退作動片を前記軸受部材で枢着された筒軸内に嵌合
しその上部を上方に突出させて固着合体し、この進退作
動片の上方突出部分を前記した主パイプホルダーにおけ
る軸受部材で枢着された筒軸の下端開口部より軸芯方向
の移動が自在となるように挿入し、操作ハンドルを有し
た調整ボルトを主パイプホルダー側の軸受部材の上端に
開口したボルト挿入孔より挿入し筒軸内の前記進退作動
片における雌ネジに螺合してなるものである。

【０００９】

【００１０】第２の発明は、主パイプホルダーの軸受部
材に軸線が主パイプホルダーの軸心を指向するメネジ孔
を螺設して定着ボルトを螺合し、各円弧片によって円筒
体形成時に軸受部材に枢支された筒軸に前記定着ボルト
が進入できるボルト挿通孔を穿設してなるものである。

【００１１】第３の発明は、主パイプホルダーにおける
従パイプホルダーと相対向する辺より、主パイプホルダ
ーを基準値とする設定長さの位置指示棒を主パイプホル
ダーの内径を阻害しないように固着し突出形成してなる
ものである。

【００１２】

【作用】管端を接続しようとする２つの管体、即ち、主
管体と従管体との各々に、被接続箇所となる管端近傍の
外周に、主パイプホルダーと、従パイプホルダーのそれ
ぞれを密接捲着して固定し、従パイプホルダーの一端よ
り突出させた複数の進退作動片を前記主パイプホルダー
に設けた軸受部材内に軸支した筒軸内に挿通し、軸受部
材で軸支した調整ボルトを前記進退作動片に螺合して、
該調整ボルトを螺動して主パイプホルダー側に被溶接体
に固着した従パイプホルダーを引き寄せて主管体の管端
と、従管体の管端とを、その芯を合致させ、かつ、互い
の管端を合致させ、該合致状態を維持して自動溶接機に
供することができるようにしたものである。

【００１３】

【発明の構成】次に、この発明の構成について図ととも
に説明すれば、被溶接体である鋼管もしくは合成樹脂管
はＪＩＳ規格、もしくはＪＩＳ規格に準じたものに対応
させるもので、管端をつき合せ溶接する溶接作業時の保
持具で、被接続管の双方は同一径とする場合に用いるも
ので、複数種の管径のうちのある選定した特定径の種類
ごとに構成するものである。

【００１４】この発明は、主パイプホルダー１と、従パ
イプホルダー２との２箇のホルダーと、これらを連結し
て一体に形成する進退作動片３の３種を主部材とするも
のである。

【００１５】前記の主パイプホルダー１と従パイプホル
ダー２は、接続しようとする２つの管体、即ち、同一径
の主管体Ａと従管体Ｂとで、主管体Ａの管端外周に捲着
するホルダーを前記の主パイプホルダー１と仮定すれ
ば、従パイプホルダー２は前記の従管体Ｂの管端外周に
捲着するものである。

【００１６】従って、主パイプホルダー１ならびに従パ
イプホルダー２の内径は、前記主管体Ａならびに従管体
Ｂとの捲着箇所における外径と同一寸法を内径とする円
筒形体を基本とするものである。

【００１７】これら各パイプホルダーは、前記の主管体
Ａ、従管体Ｂのそれぞれを着脱自在にするものであるか
ら、基本形の円筒体を、展開、円筒、形成を自在にする
ために、該円筒体を少なくとも３箇に分割した円弧片４
にし、これを回動自在に連節構成するものである。

【００１８】円弧片４の個々の一方の側辺に、筒軸５を
枢着した軸受部材６を固着し、該軸受部材６を固着した
円弧片４において、分割数より１箇を除いた各円弧片４
の他端を前記の筒軸５に枢着したヒンジ作用部を形成し
て展開連節できるように構成する。

【００１９】このようにして、一連となった円弧片群の
一端を形成する軸受部材６を具備しない側辺より掛止片
７を突出形成し、また、該円弧片群の他端を形成する円
弧片４の軸受部材６に枢支された筒軸５に開閉ハンドル
８を設けて前記の掛止片７が脱着できるように形成して
主パイプホルダー１と、従パイプホルダー２とを形成す
るものである。

【００２０】前記のように形成した従パイプホルダー２
において、上端に開口し、かつ、軸線方向に雌ネジ３１
を有するパイプ状の進退作動片３の下端を前記軸受部材
６で枢着された筒軸５内に嵌合し、その上部を従パイプ
ホルダー２の上辺より上方に突出させて固着合体するも
のである。

【００２１】このようにした進退作動片３の上方突出部
分を前記した主パイプホルダー１における軸受部材６で
枢着された筒軸５の下端開口部より軸芯方向の移動が自
在となるように挿入し、操作ハンドル１５を有した調整
ボルト１６を主パイプホルダー１側の軸受部材６の上端
に開口したボルト挿入孔１４より挿入し筒軸５内の前記
進退作動片３における雌ネジ３１に螺合して構成するも
のである。

【００２２】前記した主パイプホルダー１ならびに従パ
イプホルダー２は実質的に主管Ａ、従管Ｂの管端外周に
着脱自在となるようにし、装着時にあっては各ホルダー
の内周と各管体の外周とが密接でき、各ホルダーに与え
る外力が各管体に伝達でき、そして牽引できるような接
合状態が期待できるように構成する。すなわち、主管体
Ａ、従管体Ｂの外周径と、主・従パイプホルダーの内径
とを一致させる必要があり、さらに、各パイプホルダー
は前記のように各管体外周に対し着脱自在となるように
構成するものであるから、これら主パイプホルダー１な
らびに従パイプホルダー２にあっては、設定する内径を
有する円筒体を複数に分割して、これをヒンジ部材で連
結し、有端の帯状に形成し、展開、環状が自在になるよ
うに構成し、これを管端に捲着し、かつ、固着する際
に、帯状の両端を密に締結できるようにするものであ
る。

【００２３】前記したように各ホルダーは、各々少なく
とも３箇の円弧片４からなるものであるが、円筒体の分
割数はこれに限定するものではなく、管径の大小に準じ
てその分割数を任意選定するもので、最低数を３箇体と
した場合が最も扱い易いことに他ならない。

【００２４】このように、複数箇に分割した個々の円弧
片４を連節形態にするのがヒンジ部材であり、該ヒンジ
部材を必要としない端部において、ヒンジ作用する枢軸
と同構成の軸形成として、締結手段に用い、なおかつ、
該枢軸構成を利用して、これを中空状の筒軸５に形成
し、主パイプホルダー１ならびに従パイプホルダー２を
接続する進退作動片３の挿入路とするものであり、以
下、その構成について詳述する。

【００２５】分割された個々の円弧片４をヒンジ手段で
連節された前記の円弧片群を展開した状態において、実
質的に一方端の軸受部材６は隣接する円弧片４がないの
でヒンジ作用部は形成されないが、前記した筒軸５の露
出する部分に開閉ハンドル８を装着するものである。

【００２６】以上のように前記した主パイプホルダー１
と、従パイプホルダー２とは基本的にその構成は同じで
あるが、従パイプホルダー２にあっては、各円弧片４を
枢着する筒軸５に進退作動片３が嵌合固着されている。

【００２７】この進退作動片３は、上端に開口する雌ネ
ジ３１がその軸芯方向に螺設してあり、また外径は主パ
イプホルダー１における筒軸５内に挿通嵌合できるよう
にし、かつまた、固着した従パイプホルダー２側の筒軸
５の上端より遥か上方に突出形成するものである。な
お、該進退作動片３は、従パイプホルダー２の筒軸５と
一体構成することも任意である。

【００２８】主パイプホルダー１側の筒軸５内に挿入さ
れる進退作動片３を固定するために主パイプホルダー１
における軸受部材６に、その外面より軸芯を指向するメ
ネジ孔１２を螺設し、また、各円弧片４で円筒体が形成
された時点における筒軸５に前記メネジ孔１２に合致す
るボルト挿通孔１１を穿設し、前記のメネジ孔１２に螺
合した定着ボルト１３の先端が前記ボルト挿通孔１１を
貫通し、内在する進退作動片３の側面に圧接することに
より進退作動片３を不動にする作用を奏することができ
るようにしたものである。

【００２９】更にまた、前記進退作動片３の露出部にパ
イプホルダーの軸芯を指向するネジ孔１０を穿設し、該
ネジ孔１０にボルト１７を螺合して、該ボルト１７の先
端を装着された主管体Ａあるいは従管体Ｂのボルト１７
の設定箇所に対応する外周に対して調整圧接して芯出し
作用に供するとともに、芯出し精度が完結した時点で従
パイプホルダー２と従管体Ｂとの結合状態を強化する手
段として用いるものである。

【００３０】分割された個々の円弧片４をヒンジ手段で
連節された前記主パイプホルダー１ならびに従パイプホ
ルダー２を展開した状態において、実質的に一方端の軸
受部材６は隣接する円弧片４がないのでヒンジ作用部は
形成されないが、前記した筒軸５の露出部に開閉ハンド
ル８を螺合挿入して装着するものである。

【００３１】主パイプホルダー１において、進退作動片
３の上部先端と、軸受部材６の上端のボルト挿入孔１４
の内鍔部間で、かつ、筒軸５内に伸長型のコイルスプリ
ング１８を介装し、進退作動片３を常に一方向を指向す
る押圧力を付与し、使用開始前の形態を主パイプホルダ
ー１と従パイプホルダー２とが最遠距離にある状態を維
持できるようにしてある。

【００３２】また、前記の進退作動片３の端面に、軸線
方向に螺設した雌ネジ孔３１が開口され、操作ハンドル
１５を有する調整ボルト１６を軸受部材６に明孔したボ
ルト挿入孔１４より挿入し、調整ボルト１６の雄ネジを
前記雌ネジ孔３１に螺合し、前記コイルスプリング１８
の弾力に抗して回動すれば、進退作動片３は軸受部材６
内に引き込まれるように構成してある。

【００３３】更に、前記の進退作動片３の各々は、従パ
イプホルダー２に固着されているものであるから、主パ
イプホルダー１側の筒軸５内において回転動を不可と
し、かつ、出入自在のみの作用を奏するように嵌挿され
ており、かつ、該進退作動片３内には、その軸線方向に
雌ネジ３１が刻設されていて、軸受部材６の一方端のボ
ルト挿入孔１４から前記の筒軸５内に挿入された操作ハ
ンドル１５を有する調整ボルト１６の先端に設けて雄ネ
ジが螺入され、操作ハンドル１５に与える回動運動によ
って回転する調整ボルト１６により、螺合した進退作動
片３は主パイプホルダー１に固着された軸受部材６内に
おいて筒軸５を介して進退運動ができるように形成され
ている。

【００３４】また更に、前記した主パイプホルダー１な
らびに従パイプホルダー２における軸受部材６を具備さ
せない円弧片４の側端の縁辺には、前記平面形状をその
内面が略半円形にして、筒軸５の外周に当接でき、か
つ、開閉ハンドル８のボルト軸９を挾み込むことができ
る二股状の掛止片７が装設されている。

【００３５】そして、ボルト軸９に螺合した開閉ハンド
ル８に対し、締め付け方向への回動を与えれば、該開閉
ハンドル８の先端と筒軸５外周との間に掛止片７を挾着
して不動にすることができるようにしてなるものであ
る。

【００３６】そして更に、前記した主パイプホルダー１
において、該主パイプホルダー１における従パイプホル
ダー２と相対向する辺より、主パイプホルダー１を基準
値とする設定長さの位置指示棒１９を主パイプホルダー
１の内径を阻害しないように固着し突出形成してなるも
のである。

【００３７】

【発明の実施例】次に、前記の構成に基づいてその態様
を説明すれば、被溶接体である２つの管体を、その管端
を接合しようとするとき、２つの管体を、一方を主管体
Ａとし、他管を従管体Ｂと仮称して以下説明する。

【００３８】前記被溶接体の主管体Ａならびに従管体Ｂ
の管端外周を主パイプホルダー１および従パイプホルダ
ー２のそれぞれで被覆包接し、かつ、固着するものであ
る。

【００３９】主管体Ａならびに従管体Ｂのそれぞれを主
パイプホルダー１ならびに従パイプホルダー２に係止固
着させるために主パイプホルダー１と従パイプホルダー
２とのそれぞれを環状体を略帯状となるように展開する
もので、連結した複数の円弧片４のうち、端部の円弧片
４における筒軸５の外周に開閉ハンドル８を挾んだ形態
をもって密着している他端の円弧片４より突設した掛止
片７を外すたるに、該筒軸５に螺入している開閉ハンド
ル８を、その螺合を解くように回動して、筒軸５の外周
と開閉ハンドル８先端とで押圧して掛止片７のロックし
てある状態を解除し、各円弧片４を連ねたヒンジ作用部
を作用させて円筒体を展開した一連の円弧片群の主パイ
プホルダー１と従パイプホルダー２とに解体する。

【００４０】展開した主パイプホルダー１の内側には該
主パイプホルダー１の先辺の一部に、設定した長さ寸法
に突設した位置指示棒１９の先端と主管体Ａの先端とを
合致させて設置するものである。

【００４１】この主パイプホルダー１と主管体Ａとの装
着寸法を規制する目的は、該主パイプホルダー１を、溶
接時に使用するトーチホルダーの装着位置に関係するも
のである。

【００４２】また、展開した従パイプホルダー２の内側
には従管体Ｂを設置し、該主管体Ａならびに従管体Ｂの
外周に各円弧片４各々の内面を当接すれば、各一方端の
円弧片４における掛止片７が、他方端円弧片４の筒軸５
に自動的に係合し、しかる後に開閉ハンドル８を締め方
向に回動すれば、該開閉ハンドル８の先端がボルト軸を
螺入し、ボルト軸を挾むようにして筒軸５の外周に接し
た二股状の掛止片７の外面より押圧してロック状態を形
成する。

【００４３】主管体Ａならびに従管体Ｂのそれぞれに捲
着固定した主パイプホルダー１と従パイプホルダー２
は、従パイプホルダー２側に固着した進退作動片３の各
々が主パイプホルダー１における軸受部材６内の筒軸５
内に挿入嵌合されて一個体に形成されており、装着され
た主管体Ａと従管体Ｂとの軸芯は、それぞれの一体化さ
れた２つのパイプホルダーに装着した時点でほぼ合致は
しているものの、各々の管体端間には間隙が形成され
て、これを直ちに溶接することはできない。そこで、主
パイプホルダー１側の軸受部材６内の進退作動片３のす
べてに対して個々引き寄せ操作を行う。

【００４４】引き寄せ作業の手段として、各進退作動片
３の各々に螺合している調整ボルト１６の操作ハンドル
１５を回動することにより、主パイプホルダー１におけ
る軸受部材６が反力受けとなって従パイプホルダー２を
従管体Ｂとともども主管体Ａ側に引き寄せるものであ
る。

【００４５】この際、主管体Ａと従管体Ｂとの軸芯が不
一致状態である場合には、複数の進退作動片３の個々に
対し、対応する引き操作の度合いを目視して調整がとれ
るように個々の操作ハンドル１５に適正な回動操作を付
与することにより芯合わせを可能とするものである。

【００４６】このようにして主管体Ａと従管体Ｂとの引
き寄せ作業ならびに芯合わせ作業を行う際に、主管体Ａ
と主パイプホルダー１とを基準にして行われるものであ
るから、スプライン効果を期待するために設けた定着ボ
ルト１３をもって筒軸５を主管体Ａを補助的に固結して
おくことにより、偏芯状態の従管体Ｂの引き作用を行っ
ても「コジレ」による不具合を軽減することができるも
のである。

【００４７】

【発明の効果】この発明は以上のように、被接続管の管
端接合の溶接用保持具として用いるホルダーとして、接
合しようとする２つの管体、即ち、主管体Ａと従管体Ｂ
の管端それぞれにパイプホルダーを固定し、この２つの
パイプホルダーを進退作動片で連結し、該進退作動片を
操作ハンドル付きの複数の調整ボルトの操作によって相
接近させるとともに、偏位芯接近状態時には個々の調整
ボルトにそれぞれ引き度合いが異なる適切な操作が行い
得る効果がある。

【００４８】また、被接合体である従管体にも従パイプ
ホルダーを装着できるようにしたので、重量大である引
き寄せ被接合体であっても、その引き作用のすべてを完
全伝達を可能にし荷重によるコジレならびにズレ等の不
都合を回避できる効果を有するものである。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

図１ 一部を断面で示すホルダー正面図 図２ ホルダー平面図 図３ 軸受部材と進退作動片との関係を示す拡大縦断面
図 図４ 軸受部材と掛止部との関係を示す拡大縦断面図 図５ 軸受部材と掛止部との関係を示す拡大横断面図

【符号の説明】

１ 主パイプホルダー ２ 従パイプホルダー ３ 進退作動片 ３１ 雌ネジ ４ 円弧片 ５ 筒軸 ６ 軸受部材 ７ 掛止片 ８ 開閉ハンドル ９ ボルト軸 １０ ネジ孔 １１ ボルト挿通孔 １２ メネジ孔 １３ 定着ボルト １４ ボルト挿入孔 １５ 操作ハンドル １６ 調整ボルト １７ ボルト １８ コイルスプリング １９ 位置指示棒 Ａ 主管体 Ｂ 従管体

フロントページの続き (72)発明者 作美 成一郎 新潟県中頸城郡頸城村上柳町382 (56)参考文献 実開 平６−86882（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続しようとする２つの管体の各管端に
   捲着する主パイプホルダー１と、従パイプホルダー２と
   の２体と、これらを連結して一体に形成する進退作動片
   ３の３種を主部材とし、主パイプホルダー１と従パイプ
   ホルダー２とは互いに任意設定の同一径の円筒体が形成
   できるように、該円筒体を少なくとも３箇に分割した円
   弧片４よりなり、該円弧片４の個々の一方の側辺に筒軸
   ５を枢着した軸受部材６を固着し、該軸受部材６を固着
   した円弧片４において、分割数より１箇を除いた各円弧
   片４の他端を前記の筒軸５に枢着してヒンジ作用部を形
   成して展開連節できるように構成し、一連となった円弧
   片群の一端を形成する軸受部材６を具備しない側辺より
   掛止片７を突出形成し、また、該円弧片群の他端を形成
   する円弧片４の軸受部材６に枢支された筒軸５に開閉ハ
   ンドル８を設けて前記の掛止片７が脱着できるように形
   成して主パイプホルダー１と従パイプホルダー２とを構
   成し、従パイプホルダー２において、露出部に、該従パ
   イプホルダー２の軸芯方向を指向するようにして穿設し
   たネジ孔１０にボルト１７を螺合し、また、上端に開口
   する雌ネジ３１を有するパイプ状の進退作動片３を前記
   軸受部材６で枢着された筒軸５内に嵌合しその上部を上
   方に突出させて固着合体し、この進退作動片３の上方突
   出部分を前記した主パイプホルダー１における軸受部材
   ６で枢着された筒軸５の下端開口部より軸芯方向の移動
   が自在となるように挿入し、操作ハンドル１５を有した
   調整ボルト１６を主パイプホルダー１側の軸受部材６の
   上端に開口したボルト挿入孔１４より挿入し筒軸５内の
   前記進退作動片３における雌ネジ３１に螺合してなるこ
   とを特徴とする円筒管体の管端仮溶接用ホルダー。
2. 【請求項２】 主パイプホルダー１の軸受部材６に軸線
   が主パイプホルダー１の軸心を指向するメネジ孔１２を
   螺設して定着ボルト１３を螺合し、各円弧片４によって
   円筒体形成時に軸受部材６に枢支された筒軸５に前記定
   着ボルト１３が進入できるボルト挿通孔１１を穿設して
   なることを特徴とする請求項１記載の円筒管体の管端仮
   溶接用ホルダー。
3. 【請求項３】 主パイプホルダー１における従パイプホ
   ルダー２と相対向する辺より、主パイプホルダー１を基
   準値とする設定長さの位置指示棒１９を主パイプホルダ
   ー１の内径を阻害しないように固着し突出形成してなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の円筒管体の管
   端仮溶接用ホルダー。