JPH06122096A - 管用フランジの位置決め治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管用フランジの位置決め治具において、管に
フランジを位置決めする作業を、簡単かつ正確に短時間
で行えるようにする。 【構成】 ゲージ本体７に小径部７ａと中径部７ｂと大
径部７ｃとを形成すると共に、ロック部材８を設けて構
成し、ゲージ本体７の小径部７ａを管１の管穴１ｂに嵌
合させると、ゲージ本体７が自動的に軸心に位置決めさ
れると共に、中径部７ｂの立上り端面７ｇを管１の端部
１ａに当て止めると、ゲージ本体７の軸方向が自動的に
位置決めされ、ロック部材８でゲージ本体７を管１にロ
ックする。管１に予め嵌合させたフランジ２の内穴２ｂ
を、ゲージ本体７の中径部７ｂの外周面７ｈに嵌合させ
ると、フランジ２が自動的に軸心に位置決めされると共
に、フランジ２の外端面２ｃを大径部７ｃの立上り端面
７ｉに当て止めると、フランジ２の軸方向及び取付け角
度が自動的に位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管の端部にフランジを
仮溶接するとき等に用いる位置決め治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図８に示すように、鋼管１の端部
１ａ，１ａには、他の鋼管と連結するための鉄製フラン
ジ２，２が取付けられ、該各フランジ２には、対向する
フランジ２，２をボルトで固定するためのボルト挿通孔
２ａがあけられている。該各フランジ２は、図９に示す
ように、鋼管１の端部１ａに内穴２ｂを嵌合させて、フ
ランジ２の内端面と鋼管１の外周面との間の全周を溶接
ａで固定すると共に、フランジ２の内穴２ｂと鋼管１の
端部との間の全周を溶接ｂで固定するようになってい
る。

【０００３】上記鋼管１は、例えば内径Ｄ１が１３２ｍ
ｍ、外径Ｄ２が１３９．８ｍｍ、長さＬが１００００ｍ
ｍ（１０ｍ）のものであり、上記フランジ２は、例えば
内径Ｄ３が１４１．２ｍｍ、外径Ｄ４が２５０ｍｍ、厚
さＴが２０ｍｍのものである。上記鋼管１及びフランジ
２は鉄製であり、上記例では、鋼管１の重量は約３０Ｋ
ｇ、フランジ２の重量は約５Ｋｇである。

【０００４】なお、上記鋼管１の外径Ｄ２が１３９．８
ｍｍであり、フランジ２の内径Ｄ３が１４１．２ｍｍで
あって、両者の間に１．４ｍｍもの嵌合隙間ｔ（図１１
の（Ａ）参照）が設けられているのは、両者の熱膨張を
吸収するためである。したがって、上記嵌合隙間ｔによ
り、フランジ２の内穴２ｂが自重で鋼管１の外周面に嵌
合した状態では、鋼管１に対してフランジ２が嵌合隙間
ｔ分だけ偏心することになる。それ故に、鋼管１の管穴
１ｂの軸心にフランジ２を位置決めするには、図１０の
（Ａ）（Ｂ）に示すように、鋼管１の外周面とフランジ
２の内穴２ｂとの間に、全周にわたって隙間ｔ／２（上
記の例では０．７ｍｍ）を隔てるように、鋼管１に対し
てフランジ２を浮かせる必要がある。

【０００５】ところで、上記鋼管１の端部１ａにフラン
ジ２を本溶接（図９のａ，ｂ参照）する前に、鋼管１の
端部１ａに嵌合したフランジ２を軸方向を位置決めし、
かつ軸心に対する取付け角度を位置決めして、上記本溶
接をスムーズに行うために、フランジ２の内端面と鋼管
１の外周面との間の適所、例えば全周の４等分位置の４
箇所を仮溶接ｃ（図２参照）で固定する作業が必要な場
合がある。

【０００６】上記仮溶接作業は、図１０の（Ａ）及び
（Ｂ）のように、鋼管１をＶブロック３で水平位置に支
持した後、図１１の（Ａ）のように、フランジ２の軸方
向を位置決めするために、鋼管１の外周面に位置決め用
のラインｄを罫書き、次いで作業者Ａがフランジ２を両
手で持って内穴２ｂを鋼管１の端部１ａに嵌合させ、上
記ラインｄにフランジ２の内端面を目分量で一致させて
フランジ２の軸方向を位置決めすると同時に、フランジ
２の外端面に当てがった水準器４を見ながらフランジ２
の取付け角度を位置決めする。なお、フランジ２は、図
１０の（Ａ）（Ｂ）に示したように、鋼管１の管穴１ｂ
に軸心に位置決めするのが好ましいが、上述したよう
に、全周にわたって隙間ｔ／２を隔てるように鋼管１に
対してフランジ２を浮かせる必要があり、フランジ２が
重量物である場合には、作業者Ａが両手で持ったフラン
ジ２を、隙間ｔ／２を正確に隔てるように浮かせる作業
は実際には不可能である。したがって、実際には、図１
１のように、フランジ２の内穴２ｂを自重で鋼管１の外
周面に嵌合させるだけであるから、鋼管１に対してフラ
ンジ２が嵌合隙間ｔ分だけ偏心することになる。

【０００７】この状態で、別の作業者Ｂが、まず１箇所
目（上部）を仮溶接ｃで固定する。この上部の仮溶接ｃ
によって、上記嵌合隙間ｔが隔てられている関係から、
フランジ２の下部が図１１の（Ｂ）のように外方へ反る
ので、作業者Ａがハンマーでフランジ２の下部をたた
き、水準器４を見ながらフランジ２の取付け角度を矯正
した後、作業者Ｂが２箇所目（下部）を仮溶接ｃで固定
する。

【０００８】その後、鋼管１とともにフランジ２を９０
度回転させ、上記と同様にして、作業者Ａが水準器４を
見ながらフランジ２の取付け角度を矯正しつつ、作業者
Ｂが、３箇所目（上部…回転させる前の一方の側部）と
４箇所目（下部…回転させる前の他方の側部）をそれぞ
れ仮溶接ｃで固定する。

【０００９】上記仮溶接作業では、鋼管１にフランジ２
を正確に位置決めして固定する必要がある。即ち、フラ
ンジ２が正確に位置決めされていないと、他の鋼管１の
フランジ２と連結したときに、ボルトの片締め等が発生
して、対向するフランジ２，２の間から鋼管１内の流体
が漏れたり、鋼管１が折れ曲がって寿命が悪くなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の仮溶接作業では、鋼管１の管穴１ｂの軸心にフラン
ジ２を位置決めできないうえ、作業者Ａが目分量や水準
器４でフランジ２の軸方向及び取付け角度の位置決めを
行っていたから、正確に位置決めするために相当な時間
がかかり、しかも熟練した作業者Ａでなければできなか
った。また、別に溶接用の作業者Ｂも必要とした。

【００１１】そこで、本発明の目的は、位置決め作業
を、見習い者が１人であっても、簡単かつ正確に短時間
で行える管用フランジの位置決め治具を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、管の端部から管穴に外周面を嵌合させ
て、該管穴の軸心に位置決めされる小径部と、上記管の
端部に立上り端面を当て止めて軸方向が位置決めされる
と共に、フランジの内穴を外周面に嵌合させて、該フラ
ンジを軸心に位置決めする中径部と、該中径部に嵌合さ
せたフランジの外端面を立上り端面で当て止めて、該フ
ランジの軸方向及び上記軸心に対するフランジの取付け
角度を位置決めする大径部とを有するゲージ本体を備
え、該ゲージ本体を上記管に着脱自在にロックするロッ
ク部材が設けられていることを特徴としている。

【００１３】

【作用】本発明によれば、作業者は、フランジを予め管
に嵌合させた後、ゲージ本体を持って、小径部の外周面
を管の端部から管穴に嵌合させると、ゲージ本体が自動
的に軸心に位置決めされると共に、中径部の立上り端面
を管の端部に当て止めると、ゲージ本体の軸方向が自動
的に位置決めされる。この状態で作業者は、ロック部材
でゲージ本体を管にロックする。

【００１４】次いで、作業者は、管に嵌合させたフラン
ジを端部側に移動させて、ゲージ本体の中径部の外周面
にフランジの内穴を嵌合させると、フランジが自動的に
軸心に位置決めされると共に、フランジの外端面を大径
部を立上り端面に当て止めると、フランジの軸方向及び
取付け角度が自動的に位置決めされる。

【００１５】上記フランジは、ゲージ本体の大径部に当
て止めるだけで位置ずれが生じない。したがって、作業
者は、上記状態のまま仮溶接作業等を行うことができ
る。なお、フランジの内穴を中径部に嵌合させ、外端面
を大径部に当て止めることで、仮溶接時等にフランジが
外方へ反らなくなり、ハンマーによる取付け角度の矯正
が不要である。

【００１６】これらにより、フランジの位置決め作業
を、熟練者ではない見習い者が１人であっても、簡単か
つ正確に短時間で行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。なお、図８以下の従来技術と同一構成・作用の
箇所は、同一番号を付して詳細な説明は省略する。

【００１８】図１及び図４に示すように、管用フランジ
の位置決め治具のゲージ本体７は、小径部７ａと中径部
７ｂと大径部７ｃとで３段リング状に形成されていて、
小径部７ａと中径部７ｂは磁性体、例えば鉄製である
が、大径部７ｃは鉄製である必要はなく、軽量化のため
にアルミ製である。したがって、中径部７ｂの後端面に
アダプタリング７ｄを溶接し、該アダプタリング７ｄを
大径部７ｃの凹段部７ｅに嵌合させてボルト等により固
定して一体化している。

【００１９】上記小径部７ａの外周面７ｆの外径Ｄ５
は、上記管１の管穴１ｂにがたつきなく嵌合するように
設定されている。したがって、管１の端部１ａから管穴
１ｂに外周面７ｆを嵌合させると、小径部７ａ、つまり
ゲージ本体７が自動的に管穴１ｂの軸心に位置決め（セ
ンタリング）される。

【００２０】上記小径部７ａの後端部から立上る中径部
７ｂの立上り端面７ｇは、上記大径部７ｃを軸方向の所
定位置に位置決めするように設定される。つまり、後述
するように、大径部７ｃでフランジ２を当て止めたと
き、フランジ２の軸方向の中間部が管１の端部１ａの付
近に位置するように、大径部７ｃを位置決めする。

【００２１】上記中径部７ｂの外周面７ｈの外径Ｄ６
は、上記フランジ２の内穴２ｂにがたつきなく嵌合する
ように設定される。したがって、中径部７ｂの外周面７
ｈにフランジ２の内穴２ｂを嵌合させると、フランジ２
が自動的に管穴１ｂの軸心に位置決め（センタリング）
される。なお、中径部７ｂの端部をカット面にすると、
フランジ２の内穴２ｂの嵌合がスムーズに行える。

【００２２】上記大径部７ｃの立上り端面７ｉは、中径
部７ｂに嵌合させたフランジ２の外端面２ｃを当て止め
る。これにより、フランジ２の軸方向が自動的に位置決
めされると同時に、立上り端面７ｉに外端面２ｃが面体
面で接触するので、フランジ２の取付け角度（本実施例
では管１の軸心に対して直角）が自動的に位置決めされ
る。

【００２３】図２に示すように、上記小径部７ａの内周
面には浅い凹段部を形成し、該凹段部に半円形の鉄板製
ベース７ｊを嵌め込んで溶接する。このベース７ｊの上
側に半円形の開口７ｋが形成される。上記ベース７ｊの
内面には、図３に示すように、半径方向のあり溝７ｎを
形成し、該あり溝７ｎの下方の小径部７ａには、次述す
るマグネットロック８が遊嵌する切欠き７ｑを形成す
る。

【００２４】一方、マグネットロック８を用意する。該
マグネットロック８は、上面８ａのスイッチ８ｂをオン
すると、側面８ｃと下面８ｄが同時に励磁されて、磁性
体に強力に吸着すると共に、スイッチ８ｂをオフする
と、側面８ｃと下面８ｄが同時に消磁されて磁性体に吸
着しなくなるものであり、既に公知の市販品である。そ
して、上記マグネットロック８の側面８ｃに上記ゲージ
本体７のあり溝７ｎに係合するあり８ｅを形成して、ゲ
ージ本体７のあり溝７ｎで、上面８ａを上記開口７ｋ側
に向けてマグネットロック８を半径方向に摺動自在に支
持する。

【００２５】上記構成であれば、今、図７の（Ａ）のよ
うに、鋼管１をＶブロック３で水平位置に支持した後、
図７の（Ｂ）のように、作業者Ｃがフランジ２を両手で
持って、内穴２ｂを端部１ａから鋼管１の外周面に嵌合
させ、該端部１ａからやや離れた位置まで移動させてか
ら両手を離す。これにより、フランジ２は自重で鋼管１
の嵌合した状態で支持される。なお、このフランジ２の
嵌合作業時には、従来のような位置決め用ラインｄの罫
書き、フランジ２の目分量や水準器４による位置決め作
業は一切不要である。

【００２６】次に、作業者Ｃは、軽量のゲージ本体７を
両手で持って、図７の（Ｃ）のように、小径部７ａの外
周面７ｆを鋼管１の端部１ａから管穴１ｂに嵌合させ
る。なお、ゲージ本体７のマグネットロック８は、軸心
側に摺動されてスイッチ８ｂがオンされており、したが
って、励磁された側面８ｃがベース７ｊに吸着して、摺
動位置に保持されているので、小径部７ａの嵌合作業に
支障がない。

【００２７】上記ゲージ本体７の小径部７ａを鋼管１の
管穴１ｂに嵌合させることにより、ゲージ本体７が自動
的に管穴１ｂの軸心に位置決め（センタリング）され
る。次いで、中径部７ｂの立上り端面７ｇを鋼管１の端
部１ａに当て止めることにより、ゲージ本体７の軸方向
も自動的に位置決めされる。

【００２８】この状態で、作業者Ｃは、開口７ｋから手
を差し込んで、マグネットロック８のスイッチ８ｂをオ
フする。これにより、側面８ｃが消磁されてベース７ｊ
に吸着しなくなり、上記あり８ｅとあり溝７ｎにより自
重で下方に摺動し、下面８ｄが鋼管１の管穴１ｂの内周
面に当接する。続いて、図７の（Ｄ）のように、作業者
Ｃがスイッチ８ｂをオンすると、再び励磁された側面８
ｃがベース７ｊに吸着すると同時に、下面８ｄが鋼管１
の管穴１ｂの内周面に吸着する。これにより、マグネッ
トロック８でゲージ本体７が鋼管１にロックされる。

【００２９】次に作業者Ｃは、鋼管１に予め嵌合させた
フランジ２を端部１ｂ側に移動させて、ゲージ本体７の
中径部７ｂの外周面７ｈにフランジ２の内穴２ｂを嵌合
させると、図１のように、フランジ２が自動的に管穴１
ｂの軸心に位置決め（センタリング）される。次いで、
中径部７ｂに嵌合させたフランジ２の外端面２ｃを大径
部７ｃの立上り端面７ｉに当て止めると、フランジ２の
軸方向が自動的に位置決めされる。同時に、フランジ２
の外端面２ｃが大径部７ｃの立上り端面７ｉに面体面で
接触するので、フランジ２の取付け角度（本実施例では
軸心に対して直角）も自動的に位置決めされる。

【００３０】上記作業により、ゲージ本体７でフランジ
２が軸心、軸方向及び取付け角度が全て位置決めされ
る。なお、鋼管１が水平位置でなく、上下方向に傾いて
るような場合、従来ではフランジ２に水準器４を当てが
って取付け角度を位置決めしているため、鋼管１にフラ
ンジ２を直角に位置決めできなかったが、本実施例で
は、鋼管１の管穴１ｂに嵌合させたゲージ本体７でフラ
ンジ２の取付け角度を位置決めしているため、鋼管１が
上下方向に傾いていても、鋼管１にフランジ２を直角に
位置決めできる。

【００３１】上記フランジ２は、ゲージ本体７の大径部
７ｃに当て止めるだけで位置ずれが生じない。したがっ
て、その後、作業者Ｃは、上記状態のまま、まず１箇所
目（上部）を仮溶接ｃで固定する。この上部の溶接ｃに
よって、従来ではフランジ２の下部が外方へ反るので、
ハンマーによる取付け角度の矯正が必要であったが、本
実施例では、フランジ２の内穴２ｂが中径部７ｂの外周
面７ｈに嵌合し、フランジ２の外端面２ｃが大径部７ｃ
の立上り端面７ｉに面体面で接触しているので、中径部
７ｂ及び大径部７ｃでフランジ２の反りが防止され、ハ
ンマーによる取付け角度の矯正が不要である。

【００３２】次いで、作業者Ｃは、２箇所目（下部）を
仮溶接ｃで固定する。その後、従来では水準器４でフラ
ンジ２の取付け角度を矯正する必要から、鋼管１ととも
にＶブロック３の上でフランジ２を９０度回転させてい
たが、本実施例では、フランジ２の反りが防止できるの
で、回転作業が不要であり、回転させないまま、上記と
同様にして、作業者Ｃが３箇所目（一方の側部）と４箇
所目（他方の側部）をそれぞれ仮溶接ｃで固定する。

【００３３】上記フランジ２が４箇所の仮溶接で鋼管１
に固定されると、作業者Ｃは、再びゲージ本体７の開口
７ｋから手を差し込んで、マグネットロック８のスイッ
チ８ｂをオフする。これにより、側面８ｃ及び下面８ｄ
が消磁されてベース７ｊ及び鋼管１の管穴１ｂの内周面
に吸着しなくなり、次いで、作業者Ｃは、マグネットロ
ック８を上方（軸心側）へ摺動させてスイッチ８ｂをオ
ンすると、励磁された側面８ｃがベース７ｊに吸着して
摺動位置に保持されるようになる。

【００３４】その後、作業者Ｃは、ゲージ本体７の大径
部７ｃを両手で持って手前に引くと、小径部７ａが鋼管
１の管穴１ｂから抜け外れ、ゲージ本体７を鋼管１から
取り外せる。

【００３５】そして、その後は従来と同様に、フランジ
２の内端面と鋼管１の外周面との間の全周を溶接ａで固
定すると共に、フランジ２の内穴２ｂと鋼管１の端部１
ｂとの間の全周を溶接ｂで固定する本溶接を行う。

【００３６】上記のようにして、フランジ２の位置決め
作業は、従来のように熟練者が必要でなくなり、例えば
見習い者Ｃが１人であっても、簡単かつ正確に短時間で
行えるようになる。

【００３７】図５に示すように、上記ゲージ本体７の大
径部７ｃの上部に、フランジ２のボルト挿通孔２ａ，２
ａに合致する孔７ｐ，７ｐを設け、この２個の孔７ｐ，
７ｐが正確に上部位置となるように水準器４で位置合わ
せし、この孔７ｐ、７ｐにフランジ２のボルト挿通孔２
ａ，２ａを合致させた状態で、フランジ２を鋼管１に仮
溶接ｃで固定すると、鋼管１の両端部１ａ，１ａに取付
けるフランジ２，２のボルト挿通孔２ａの位置を正確に
合致させることができる。

【００３８】上記実施例では、鋼管１の長さＬが長い
（例えば１０ｍ）ものと想定して、鋼管１をＶブロック
３で水平位置に支持したものであったが、鋼管１の長さ
Ｌが短い（例えば５００ｍｍ）短管であれば、図６に示
すように、定盤９の上にゲージ本体７を水平位置に置
き、フランジ２の内穴２ｂを中径部７ｂに嵌合させて、
大径部７ｃに当て止める。その後、上方から鋼管１の端
部１ａの管穴１ｂを小径部７ａの外周面７ｆに嵌合さ
せ、次いで、鋼管１の上方から管穴１ｂに手を差し込
み、マグネットロック８でゲージ本体７を鋼管１にロッ
クする。これにより、フランジ２の軸心、軸方向及び取
付け角度を位置決めすることができる。

【００３９】上記実施例では、鋼管１の軸心に対して直
角にフランジ２を取付けるものであったが、ゲージ本体
７の大径部７ｃを中径部７ｂに対して傾けると、取付け
角度を調節することが可能である。

【００４０】また、上記実施例では、ロック部材として
マグネットロック８を用いたが、鋼管１の内径Ｄ１が、
例えば３０ｍｍ程度の小径管であれば、通常のマグネッ
ト（永久磁石）を用いることができる。さらに、鋼管１
の内径Ｄ１が、例えば１ｍ〜２ｍの大径管であれば、マ
グネットロック８を複数箇所に設けるのが好ましい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の管用フランジの位置決め治具は、ゲージ本体に小径部
と中径部と大径部とを形成すると共に、ロック部材を設
けて構成し、フランジを予め管に嵌合させた後、ゲージ
本体の小径部を管の管穴に嵌合させると、ゲージ本体が
自動的に軸心に位置決めされると共に、中径部の立上り
端面を管の端部に当て止めると、ゲージ本体の軸方向が
自動的に位置決めされ、この状態で、ロック部材でゲー
ジ本体を管にロックする一方、管に嵌合させたフランジ
を軸方向に移動させて、ゲージ本体の中径部の外周面に
フランジの内穴を嵌合させると、フランジが自動的に軸
心に位置決めされると共に、フランジの外端面を大径部
を立上り端面に当て止めると、フランジの軸方向及び取
付け角度が自動的に位置決めされるようになる。

【００４２】したがって、作業者は、上記状態のまま仮
溶接作業等を行うことができ、フランジの位置決め作業
を、熟練者ではない見習い者が１人であっても、簡単か
つ正確に短時間で行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の位置決め治具のセット状態の断面
図

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】 図２のＢ−Ｂ線断面図

【図４】 位置決め治具の分解斜視図

【図５】 変形例の大径部の正面図

【図６】 位置決め治具の他の使用例の断面図

【図７】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は位置決
め治具のセット要領の断面図

【図８】 フランジ付き鋼管の斜視図

【図９】 図８のフランジ部分の断面図

【図１０】 （Ａ），（Ｂ）は従来の仮溶接要領の断面
図

【図１１】 （Ａ），（Ｂ）は従来の位置決め要領の断
面図

【符号の説明】

１…鋼管、１ａ…端部、１ｂ…管穴、２…フランジ、２
ｂ…内穴、２ｃ…外端面、７…ゲージ本体、７ａ…小径
部、７ｂ…中径部、７ｃ…大径部、７ｆ…外周面、７ｇ
…立上り端面、７ｈ…外周面、７ｉ…立上り端面、８…
マグネットロック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管の端部から管穴に外周面を嵌合させ
   て、該管穴の軸心に位置決めされる小径部と、上記管の
   端部に立上り端面を当て止めて軸方向が位置決めされる
   と共に、フランジの内穴を外周面に嵌合させて、該フラ
   ンジを軸心に位置決めする中径部と、該中径部に嵌合さ
   せたフランジの外端面を立上り端面で当て止めて、該フ
   ランジの軸方向及び上記軸心に対するフランジの取付け
   角度を位置決めする大径部とを有するゲージ本体を備
   え、 該ゲージ本体を上記管に着脱自在にロックするロック部
   材が設けられていることを特徴とする管用フランジの位
   置決め治具。