JPH0515426Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、管材、棒材等の条材の拡散接合によ
る突合せ接合装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、建物と付帯設備の寿命格差が問題となつ
ている。これは、建物の耐用年数に比べて、配管
等の付帯設備の耐用年数が短いことを指摘したも
のである。このため、建物内の配管に対しては、
耐久性の優れたステンレス鋼管の導入が進められ
ている。

建物内の配管にステンレス鋼管を用いる場合、
ステンレス鋼管の突合せ接合が随所で必要にな
る。ここで使用される装置には、接合性が良好な
ことは勿論、小型、軽量で扱い易いこと、安価で
あることが等が求められる。

特開昭62−97784号公報に開示された突合せ接
合位置（以下、従来装置という）は、第４図に示
すように、連結体２１にて連結された一対の材料
クランプ機構５，６により、２本の管材３０，３
１を先端に突合せた状態で固定し、材料クランプ
機構５，６の間に配設された誘導子４により突合
せ部３２を加熱して拡散接合するものである。

拡散接合を行う場合、１Kgｆ／mm²程度の加圧力
が必要とされ、加圧機構を別途設けるのが通例で
あるが、前記従来装置は加熱による材料の軸方向
の延びを利用し、材料を固定するだけで拡散接合
に必要な加圧力を確保する。このため、装置構成
が簡単で、扱い易く、安価となることから、建物
内の配管工事用等として高い利用度が期待でき
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかるに、前記従来装置によると、接合後に第
５図イに示すようなふくれが接合部３３に生じた
り、第５図ロに示すような座屈変形が材料クラン
プ機構５，６の間で生じることがある。

ふくれは接合部に過剰な加圧力がかかることが
原因である。また、座屈変形は過剰な加圧力の
他、材料端面が材料軸に対して直角に仕上げられ
ていないこと、材料クランプ機構に材料を固定す
る際に芯ずれ等が原因である。いずれも熱膨張率
の大きいステンレス鋼管で特に顕著となる。

材料クランプ機構にて材料を固定する際の締付
力を調節すればふくれが緩和されることは、特開
昭62−97784号公報にも記載されているが、締付
力の調節は加圧力を不足させる危険性があり、配
管工事等の現場作業においては推奨できる対策と
は言えない。

また、材料端面を材料軸に対して完全に直角に
仕上げること、材料クランプ機構に材料を完全に
芯出して固定することも、現場作業においてはお
およそ望み得ないことであり、締付力の調節も採
用できないとなると、ふくれや座屈変形を防止す
ることは不可能である。

本考案は斯かる状況に鑑み、ふくれや座屈変形
が問題のない程度に制御でき、装置構成や取扱い
を複雑化することもない条材の突合せ接合装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の装置は、第１図および第２図に示され
るように、接合すべき条材を一対の材料クランプ
機構５，６により突き合わせ状態に固定して、そ
の突き合わせ部を誘導子４により加熱し、その加
熱に伴う条材の軸方向の熱膨張により条材の突き
合わせ部を加圧して拡散接合する条材の突合せ接
合装置において、 前記材料クランプ機構５，６の少なくとも一方
が、放射状に設けられた複数本のボルト１９によ
り条材を周囲から軸方向に可動に支持すると共に
条材の半径方向の位置調節を行う材料ガイド兼用
の材料芯合せ機構１７と、条材を把持するクラン
プ１８とを具備し、 該クランプ１８は、芯合せ機構１７から中心軸
方向に延出しその中心軸回りに配設された複数本
のガイドロツド２２により、半径方向にがたつき
をもつて軸方向に可動に支持された可動クランプ
であり、 該可動クランプ１８を支持する複数本のガイド
ロツド２２には、可動クランプ１８を誘導子４の
側に押圧する複数の弾発体２５をそれぞれ装着し
たことを特徴とする。

可動クランプ１８は材料芯合せ機構１７の反誘
導子側に設けるのがよい。

材料クランプ機構５，６には前記軸線方向の荷
重測定手段を設け、誘導子４には内部温度検出手
段１１を設けるのが良い。

材料クランプ機構５，６および誘導子４は、連
結体２１とともにトランスに対して分離可能に設
けるのが良い。

トランスはその高周波電源に対して別体に設
け、両者を同軸ケーブにて接続するのが良い。

〔作用〕

本考案の装置において、材料クランプ機構５，
６に材料３０，３１を先端を突合せてセツトし、
この状態で材料３０，３１の突合せ部を誘導子４
にて加熱すると、材料３０，３１は熱膨張による
軸方向伸びにより突合せ部が軸方向で加圧され
る。

加圧力が、弾発体２５が可動クランプ１８を誘
導子側へ押圧する押圧力を超えると、可動クラン
プ１８が上記押圧力に抗して反誘導子側へ移動
し、加圧力が過大になるのを防ぐ。その結果、ふ
くれが防止される。加圧力は弾発体の選択、その
調節等により任意に変更できる。

また、可動クランプ１８が反誘導子側へ移動す
るときも、材料３１は芯合せ機構１７により芯出
し位置に保持され、その結果、材料３１に固定さ
れた可動クランプ１８は傾きを生じない。これら
により、材料クランプ機構５，６の間で材料３
０，３１が座屈変形するのが防止される。

第１図および第２図は材料クランプ機構５，６
の一方にスライドおよびガイド機能を持たせ場合
を示しているが、双方にこれを持たせても同様の
作用を奏することは言うまでもない。

材料３１に対するガイド効果および材料セツト
時の芯合せ作業性は、可動クランプ１８が材料芯
合せ機構１７の反誘導子側に設けられているほう
が優れる。

また、現場の配管工事では、一旦管の接合が行
われると、接合部に破壊検査を実施することはで
きない。拡散接合部の接合状態を支配するのは、
加圧力と加熱温度であるので、材料クランプ機構
５，６に前記軸線方向の荷重測定手段を設け、誘
導子４に内部温度検出手段を設けておけば、全て
の接合部について接合状態のチエツクを行うこと
ができ、かつ要すれば加熱温度及び加圧力を自動
的に調整することも可能である。

現場の配管工事では又、縦管に対する接合が多
い。また、横管であつても床面からの高さは様々
に変化する。材料クランプ機構５，６および誘導
子４を連結体２１とともにトランスに対して分離
可能に設けておけば、材料クランプ機構５，６、
誘導子４、連結体２１からなるクランプ部を、ト
ランスを外し連結態で材料である管３０，３１に
セツトできる。トランスを外せば可搬部分の重量
は半分以下になり、クランプ部の装着作業が極め
て容易になる。

また、トランスをその高周波電源に同軸ケーブ
ルで接続すれば、クランプ部およびトランスを高
周波電源に対して遠方まで離反させることがで
き、配管作業が一層容易になる。

〔実施例〕

第１図〜第３図は本考案を実施した接合装置の
一例を示すもので、第１図は正面図、第２図は側
面図、第３図は加熱コイルの部分の内部構造を示
す縦断正面図である。

１はボツクスで、内部に高周波トランスを収容
し、その上にクランプ部をクリツプ２，２にて着
脱可能に載置する。クランプ部は底板３と、その
中央部に立設した銅製の誘導子４と、両側に立設
した材料クランプ機構５，６とからなる。誘導子
４の環状部２８および材料クランプ機構５，６は
全て同一軸線上に設けられる。

誘導子４は、第３図に示されるように、上下に
２分される半割型の環状部２８と、その下方に続
く脚部２９とからなる。環状部２８は両側に絶縁
材７を介して環状のガス管８を保持し、更にその
両側に環状の冷却管９を備える。ガス管８は内側
にガス噴出口１０を有し、環状部２８内にシール
ドガスを供給する。環状部２８は先端を環状部２
８内に臨ましめた内部温度検出手段１１を備え
る。脚部２９は、前記クランプ部をボツクス１に
装着した状態で下端の端子部１２をボツクス１内
のトランスに電気的接続する。トランスは図示し
ない高周波電源に同軸ケーブルにて接続される。

材料クランプ機構５，６のうち、一方の材料ク
ランプ機構５（第１図右側）は通常の上下２分割
型のクランプで、下型を床板３にボルト１３にて
固着し、上型を下型にピン１４にて開閉可能に軸
支し、反軸支側をボルト１５およびナツト１６で
締着する構造である。

他方の材料クランプ機構６（第１図左側）は、
底板３にボルト１３にて固着された環状の材料芯
合せ機構１７と、その反誘導子側に付設された可
動クランプ１８とからなる。材料芯合せ機構１７
はその内部を挿通する材料を径方向で位置決めす
るために放射状に埋設された３〜４本の埋込みボ
ルト１９を有する。埋込みボルト１９の先端は材
料に対する摺動面を兼ねる。材料芯合せ機構１７
は又、複数のロツド２０にて反対側の材料クラン
プ機構５と連結される。このロツド２０は床板３
とともに材料クランプ機構５，６の連結体２１を
なし、更に前記軸線方向の荷重測定手段としての
歪ゲージ（図示せず）を備える。

可動クランプ１８は、材料芯合せ機構１７の反
誘導子側の側面に突設された上下２本の水平なガ
イドロツド２２にて前記軸線方向に移動可能に支
持され、かつ材料径方向にも多少変位可能であ
る。可動クランプ１８と材料芯合せ機構１７との
間にはスリーブ２３が介装されて両者の間に所定
の間隙を与えるとともに、ガイドロツド２２の先
端に螺合されたナツト２４と可動クランプ１８と
の間に弾発体としてのスプリング２５が介装され
て可動クランプ１８を材料芯合せ機構１７の側に
押圧する。押圧力の調節は、スプリング２５の交
換、ナツト２４の締付力の調節にて行う。可動ク
ランプ１８それ自体は前記材料クランプ機構５と
実質的に同一で、上型と下型を締着するためのボ
ルト２６およびナツト２７を備える。

以上の構成になる突合せ接合装置の使用法は次
のとおりである。

先ず、クランプ部をボツクス１から外し、クラ
ンプ部の誘導子４および材料クランプ機構５を開
放し、更に材料クランプ機構６においてクランプ
１８の締付を解除しておく。この状態で、既に配
管を終わつている管３０にクランプ部を取付け
る。管３０へのクランプ部の固定は材料クランプ
機構５にて行う。管３０へクランプ部を取付けた
状態で管３０の先端は誘導子４の軸線方向中央に
位置する。

次に、配管しようとする管３１の管端部を可動
クランプ１８および材料芯合せ機構１７の中に通
し、その管端をインサート材を挟んで管３０の先
端に突合せ、可動クランプ１８にて固定する。可
動クランプ１８にて管３１が固定すると、材料芯
合せ機構１７に備わる埋込みボルト１９を回転さ
せて、管３１の管端を管３０の管端に対して芯合
せし、誘導子４の上型を下型に締着する。

可動クランプ１８を材料径方向に偏位可能とし
たのは、可動クランプ１８を開放させるためと、
材料の芯合せ時に材料の半径方向の移動に可動ク
ランプ１８を追従させるためである。

次いで、クランプ部にボツクス１を取付け、高
周波電源からボツクス１内のトランスに高周波電
力を供給する。これと並行して冷却管９への通水
を行い、かつガス管８から誘導子４内へのアルゴ
ン等の不活性ガスの供給を行う。

トランスへの通電により誘導子４の環状部５内
で突合されている管３０，３１の突合せ部が加熱
される。この加熱により管３０，３１が軸方向に
伸び、突合せ部に管軸方向の加圧力が作用する。
この加圧力は突合せ部が軟化するまで増大し続け
る。

突合せ部が軟化するまでの間に加圧力が設定値
（ナツト２４の締付力の調節により設定）に達す
ると、可動クランプ１８がスプリング２５による
押圧力に抗して反誘導子側へ移動し、突合せ部に
過大な加圧力が付与されるのが防止されるととも
に、クランプの移動に併なう管３１の軸方向移動
が材料芯合せ機構１７に案内された状態で行われ
る。

かくして、突合せ部にふくれや座屈変形が生じ
るのが防止される。

突合せ部が軟化すると、加圧力が一定に保持さ
れ、この状態を所定時間続けることにより、突合
せ部の拡散接合が完了し、トランスへの通電を停
止する。

拡散接合が完了すると、上述したのと逆の手順
でクランプ部を管３０，３１から取り外す。

拡散接合中に突合せ部に作用する加圧力および
温度は、前記歪ゲージおよび温度検出手段１１に
て検出し、記録する。

管３０，３１が縦管の場合も横管の場合も手順
は実質的に同一である。

〔考案の効果〕

本考案の突合せ接合装置によると、可動クラン
プの軸方向スライドにより突合せ部に予め定めた
加圧力が付与でき、熱膨張率の大きいステンレス
鋼材を接合する場合にも接合部に過大なふくれが
生じるのを確実に防止する。また、可動クランプ
に対応して設けた材料芯合せ機構は、芯合せの精
度および作業性を高めるのみならず、可動クラン
プのスライドにともなつて材料が軸方向に移動す
るときに材料を芯出し位置に確実に保持し、可動
クランプのスライドにより材料に過大な軸方向応
力が作用するのが防止できることと相乗して、材
料クランプ機構間で材料に座屈変化が生じるのを
防止する。その結果、接合部近傍の座屈変形を抑
えながら、十分な接合強度が確保でき、装置自体
も簡単で小型なため、建築用配管等の現場施工に
おいて施工能率向上、品質向上に多大の効果が得
られる。

可動クランプを材料芯合せ機構の反誘導子側に
設けた場合は、加工能率、品質が一層向上する。

更に、材料クランプ機構に荷重測定手段を設
け、誘導子に温度検出手段を設けた場合は、接合
状態の確認管理が可能になり、接合部の品質は更
に向上する。

また、材料クランプ機構および誘導子を連続体
とともにトランスに対して分離可能に設けておけ
ば、材料への装置セツトが容易になり、現場施工
における施工能率、作業性が一層向上する。

更にまた、トランスをその高周波電源に同軸ケ
ーブルで接続すれば、高周波電源を移動させるこ
となく広い作業エリアが確保され、作業性の更な
る改善が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本考案を実施した突合せ接合
装置の一例を示し、第１図は正面図、第２図は側
面図、第３図は誘導子の部分の縦断正面図であ
る。第４図は従来装置の構成を示す模式正面図、
第５図は従来装置で接合を行つたときの接合部状
態を示す模式図である。 図中、４……誘導子、５，６……材料クランプ
機構、１７……材料芯合せ機構、１８……可動ク
ランプ、２１……連結体、２５……弾発体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 接合すべき条材を一対の材料クランプ機構５，
   ６により突き合わせ状態に固定して、その突き合
   わせ部を誘導子４により加熱し、その加熱に伴う
   条材の軸方向の熱膨張により条材の突き合わせ部
   を加圧して拡散接合する条材の突合せ接合装置に
   おいて、 前記材料クランプ機構５，６の少なくとも一方
   が、放射状に設けられた複数本のボルト１９によ
   り条材を周囲から軸方向に可動に支持すると共に
   条材の半径方向の位置調節を行う材料ガイド兼用
   の材料芯合せ機構１７と、条材を把持するクラン
   プ１８とを具備し、 該クランプ１８は、芯合せ機構１７から中心軸
   方向に延出しその中心軸回りに配設された複数本
   のガイドロツド２２により、半径方向にがたつき
   をもつて軸方向に可動に支持された可動クランプ
   であり、 該可動クランプ１８を支持する複数本のガイド
   ロツド２２には、可動クランプ１８を誘導子４の
   側に押圧する複数の弾発体２５をそれぞれ装着し
   たことを特徴とする条材の突合せ接合装置。