JPH07314187A - 円管溶接用芯出し兼矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管のような円管の突き合せ溶接を行う前
に、突き合せた円管の芯出しと矯正を能率よく行う。 【構成】 本体１の後部寄りに、複数のクランプ用シリ
ンダ１０により進退して円管４５の内面に圧着する複数
のクランプ部材１４を設け、本体１の前部には、複数の
芯出し兼矯正用シリンダ２１を設け、その内部のピスト
ン２３の外側ピストンロッド２４の先端に第１および第
２の芯出し兼矯正部材２５、２６を交互に設け、上記各
芯出し兼矯正用シリンダ２１内の各ピストン２３の内側
ピストンロッド２７の先端と、本体１に設けた主シリン
ダ３内のピストン４で進退せしめられる主軸５の外周と
を起状自在のまゆ形リンク３１により連動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は鋼管のような円管を突
き合せて外面から溶接する際に用いる芯出し兼矯正装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】公知の芯出し兼矯正装置として、特公昭
５２−２２９０５号公報に記載されたものがある。

【０００３】この公知の技術は、ハウジングの周囲に半
径方向に進退するクランプ部材を設け、このクランプ部
材と一体の案内棒を流体圧シリンダでハウジングの軸方
法に進退するハブにクランクアームを介して連結するこ
とにより、上記クランプ部材を進退させるようにしてあ
る。

【０００４】また、芯出し兼矯正部材も上記と類似する
機構により進退させるようしているが、各芯出し兼矯正
部材が前進したとき互いに隣接部を密着させる必要があ
るため、隣接する芯出し兼矯正部材の進退運動に時間差
をもたせ、一方の部材が管の内面に圧着したのち、他方
の部材がおくれて管の内面に密着し、後退時はその逆に
作動させて、隣接する部材が干渉しないようにしてい
る。

【０００５】そのため、ピストンロッドを内外二重と
し、この各ロッドに固定したピストンを、前後に配置し
たシリンダで作動させるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、ク
ランプ部材を進退させるシリンダと、芯出し兼矯正部材
を時間差をもって進退させる前後のシリンダがハウジン
グの軸芯と同芯に並んでいるので装置全体が軸方向に長
くなり、円管が急カーブした部分の通過が困難である。

【０００７】クランプ部材と芯出し兼矯正部材の全てと
各ハブとをクランクアームにより連結する必要があるた
めピン止めの部分がきわめて多くなり、組立てに手数が
かかるなどの問題があった。

【０００８】この発明の課題は上記のような従来技術の
問題点を解決するために、全長が短く、かつピン止めの
部分を少なくした芯出し兼矯正装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、円管の内周面を転動する複数の車輪を
周囲に設けた本体の後部寄り外周に、流体圧力で作動す
る複数のクランプ用シリンダにより半径方向に進退し
て、円管の内面に対して圧着または離反する複数のクラ
ンプ部材を設け、同本体の前部寄りの外周には、流体圧
力で半径方向に進退するピストンをそれぞれ有する複数
の芯出し兼矯正用シリンダを設け、この各芯出し兼矯正
用シリンダ内の各ピストンの外側に設けた外側ピストン
ロッドの先端を同上シリンダの外端から突出せしめて、
この各外側ピストンロッドの先端に、溶接しようとする
二つの円管の突き合せ部に跨って圧着または離反する第
１及び第２の芯出し兼矯正部材をそれぞれ設け、上記各
芯出し兼矯正用シリンダ内の各ピストンの内側に設けた
内側ピストンロッドの先端を同上シリンダの内端から突
出せしめ、この各内側ピストンロッドの先端と、本体の
中心に進退自在に装着され、本体に同芯に設けた流体駆
動の主シリンダで進退せしめられる主軸の外周とを起状
自在のリンクにより連結した構成を採用した。また、上
記本体の中心に装着した上記主軸の外周に、上記各内側
ピストンロッドの内端の球状凹所に対応する球状凹所を
それぞれ設け、この相対する両球状凹所にまゆ形リンク
の両端の球状部を係合させ、この各まゆ形リンクの側方
に、倒れながら接近してきたまゆ形リンクの内側ピスト
ンロッド寄りを押して、このまゆ形リンクを起立させる
回転子を本体に取付けた構成のものも採用する。

【００１０】

【作用】先に敷設してある固定側の円管に、この発明の
芯出し兼矯正装置の後部を挿入し、前部寄りの外側の各
芯出し兼矯正部材の中心の部分に固定側の円管の端部を
位置せしめる。この状態で各クランプ用シリンダを働か
せて各クランプ部材を押出し、固定側の円管の内面に圧
着させて装置を固定側円管に固定する。つぎに、他方の
円管を装置の前部に被せてその端部を固定側円管の端部
に突き合せる。そののち、一つおきの芯出し兼矯正用シ
リンダを働かせて外側に位置する芯出し兼矯正部材を円
管の突き合せ部に跨がらせて圧着させる。ついで残りの
芯出し兼矯正用シリンダを働かせてる残りの芯出し兼矯
正部材を円管の突き合せ部に跨がらせて圧着せしめる。
最後に、装置の後端の主シリンダを働かせて主軸を前進
させると、各まゆ形シリンダが起き上がり、その外端で
強力に各内側ピストンロッドを押出し、その先端の各芯
出し矯正部材を円管の突き合せ部に強く押し付けて、円
管の突き合せ部の芯出しと管端の変形の矯正が行われて
いる。この状態で円管の突き合せ部を外側から溶接し、
溶接が完了すると、前記の逆の操作で各部を元に戻した
のち、装置に連結したロープを円管外から引張るなどの
手段で装置をつぎの溶接部まで移動させる。

【００１１】

【実施例】図１に示す実施例において、１は本体で、そ
の後部寄りの外周の複数個所（図では４個所）に、図４
のように軸受を設けてそれぞれ車輪２を取付ける。ま
た、本体１の後部には大径の主シリンダ３を同芯に固定
し、このシリンダ３の外周にも複数の軸受を設けて車輪
２を取付ける。

【００１２】上記シリンダ３内のピストン４の前部に固
定した主軸５は本体１の中心の孔６を進退自在に貫通す
る。また、シリンダ３の前後に通じる流体通路７、８を
設ける。

【００１３】１０は、本体１の後部寄りの部分に外周か
ら形成した複数の凹孔にはめ込んでねじ１１で固定した
複数（図では４個）のクランプ用シリンダで、このシリ
ンダ１０内のピストン１２の外側に一体に設けたピスト
ンロッド１３は、ねじ１１の中心孔を気密を保って貫通
し、その外端にクランプ部材１４を固定する。本体１に
は上記シリンダ１０の両端に通じる流体通路１５、１６
と、シリンダ１０の内端のバランス用逆止弁１７に通じ
る排気通路１９を設ける。

【００１４】本体１の前部寄りには外周から複数の凹孔
を形成し、この各凹孔に複数の芯出し兼矯正用シリンダ
２１をはめ込んでねじ２２により固定する。この各シリ
ンダ２１にはめ込んだピストン２３の外側に一体に設け
た外側ピストンロッド２４はねじ２２の中心を気密を保
って貫通し、この各ピストンロッドの外端に、図２のよ
うに第１芯出し兼矯正部材２５と第２芯出し兼矯正部材
２６とを交互に固定する。

【００１５】上記第２芯出し兼矯正部材２６の両端縁ｂ
は図２のように部材２６の中心と本体１の中心を通る半
径方向の線Ｌ₂ と並行しており、第１芯出し兼矯正部材
２５の両端縁ａはこれに対向する両側の部材２６の端縁
ｂと並行している。

【００１６】また、各部材２５、２６の外周面は、この
各部材２５、２６が最大に進出して、両端縁ａ、ｂが密
着したとき本体１を中心とする真円形を画くように、円
弧状に形成してある。

【００１７】上記各ピストン２３の内側には内側ピスト
ンロッド２７を一体に設け、この各ロッド２７の内端に
球状凹所２９をそれぞれ形成する。また、前記主軸５の
前端の小径部９は、本体１の前端に複数のボルトで着脱
自在に固定した前部板３４の中心のガイド孔に摺動自在
にはめ込み、このガイド孔の前端は防塵蓋２０により閉
じる。

【００１８】上記主軸５の前部寄りの外周には前記各内
側ピストンロッド２７の内端の各球状凹所２９に対応す
る球状凹所３０を設ける。３１は両端が上記各球状凹所
３０に適合する球状で中間部が凹入曲面によりくびれた
まゆ形リンクで、その内端を主軸５の各凹所３０にはめ
ている。

【００１９】そして、各リンク３１の内端の後部は柔軟
で弾性を有するゴムからなる受リング３２の凹所には
め、同リング３２の後側は主軸５に設けた周溝にはめた
ストップリング３３により支持させる。

【００２０】前記の前部板３４の後面中央のボス部に凹
所を設け、この凹所に前記各リンク３１に対向する後向
きコ字形の複数の支持枠３５をはめ込むが、この各支持
枠３５には、図４のように軸３６によりほぼ半円形で一
端に突起３７を有する回転子４０を取付け、この回転子
４０に図４（Ｉ）の矢印方向の回転力を付与するばね４
１を装着する。

【００２１】上記支持枠３５の前部にはボルト４２の後
端を固定し、このボルト４２を前部板３４の孔に通し、
その前端の凹所にはめたナット４７をボルト４２にねじ
込んで締付けることにより支持枠３５を前部板３４に固
定する。

【００２２】そして、主軸５の後退時に上記回転子４０
は図１、図４（Ｉ）の位置となり、同主軸５の前進時に
は図４（II）のように主軸５の段部３９が各回転子４０
の突起３７を押して回転させることよにりその外周で各
リンク３１を起き上らせるようにする。また、各シリン
ダ２１の両端に通じる流体通路４３、４４を本体１に設
ける。

【００２３】なお、部材２５の進退用シリンダ２１内の
ピストン２３のストロークを部材２６のシリンダ２１内
のピストン２３のストロークより短くして、後退時は部
材２６が部材２５の内側に位置しているようにする。な
お部材２６用のシリンダ２１の内径を部材２５用のシリ
ンダ２１の内径より大とする。

【００２４】つぎに上記実施例の作用を、各シリンダを
エアにより作動させる場合について説明する。図１は、
主シリンダ３内のピストン４が後退し、各シリンダ１
０、２１内の各ピストン１２、２３も後退している状態
を示している。

【００２５】この状態ではまゆ形リンク３１が後退して
前方に倒れ、ロッド２７の内端の凹所２９から外れてい
る。この状態で本体１の後部を先に敷設されている鋼管
などの円管４５内に入れ、各第１芯出し兼矯正部材２５
と第２芯出し兼矯正部材２６の軸芯方向の中心を円管４
５の端縁と一致させる。

【００２６】この状態で流体通路１５、１６に通じる回
路を切換えて各クンプ用シリンダ１０の後部に空気圧を
加え、シリンダ１０の前部を排気すると、各ピストン１
２が外方へ前進し、各クランプ部材１４が図３の鎖線の
ように円管４５の内面に圧着して本体１を円管４５に固
定する。このとき円管４５の歪みなどにより圧が異常に
上昇したシリンダ１０に属する逆止弁１７が開き、余剰
の空気を排気して圧力をバランスさせる。

【００２７】この状態で、つぎの鋼管などの円管４６の
端部を図１の鎖線のように本体１の前部に被せて円管４
５、４６の端部を突き合せる。

【００２８】つぎに、各芯出し兼矯正部材２５に属する
シリンダ２１の流体通路４３、４４に通じる回路を切換
えて、この各シリンダ２１の後端に空気圧を加え、前部
を排気すると、各ピストン２３が前進してその外端の各
部材２５が円管４５、４６の内面に圧着する。

【００２９】つぎに各芯出し兼矯正部材２６に属するシ
リンダ２１の流体通路４３、４４に通じる回路を切換え
て、この各シリンダ２１の後端に空気圧を加え、前部を
排気すると、各ピストン２３が前進してその外端の各部
材２６が各部材２５の間において、円管４５、４６の内
面に圧着する。

【００３０】この状態となったとき、主シリンダ３の流
体通路７、８に通じる回路を切換えて主シリンダ３の後
端に空気圧を加え、前部を排気してピストン４を前進さ
せると、主軸５とともに各リンク３１が前進し、段部３
９が回転子４０の突起３７を押して、これをばね４１に
抗して回動すると、回転子４０の他端が図４（II）のよ
うに、移動してきたリンク３１の外端を受けてリンク３
１を起立させ、その外端で各ピストンロッド２４を押出
すので各部材２５、２６はてこの原理により大きな力で
円管４５、４６の内面に圧着して芯出しを行うとともに
歪みを矯正する。

【００３１】上記のように芯出しと矯正を行ったのち、
両円管４５、４６の突き合せ部の開先に公知の方法によ
り自動または手作業による溶接を施す。

【００３２】溶接が終わると、今度は先に主シリンダ３
を働かせて主軸５、リンク３１を元に戻すと、回転子４
０もばねにより元に戻る。つぎに部材２６に属するシリ
ンダ２１を働かせて先に部材２６を引込め、そののち部
材２５を引込めることにより部材２５、２６の側縁ａ、
ｂの干渉を防止できる。

【００３３】なお、実施例のクランプ力の一例を示すと
以下の通りである。

【００３４】主シリンダ３の内径１１０φ面積≒９５cm
² 、空気圧１０kgf/cm² ９５×１０kgf/cm≒９５０kgf リンク倍率１８×９５０＝１７，１００kgf 部材２５用シリンダ２１のクランプ力 ３．１３×
１０＝３１kgf 部材２５用シリンダ２１のクランプ力 ４．９×１
０＝４９kgf

【００３５】

【効果】この発明は上記のようにクランプ部材や第１、
第２の芯出し兼矯正部材をエアなどの流体作動用シリン
ダにより直接進退させるものであるから、公知のクラン
クアームを用いるものに比較して機械的な連動機構が簡
素化され、ピン止め部分も少ないので、これらの摩耗や
破損による故障が防止され、装置全体の全長が直径に比
較して短かいので急カーブの管内の通過も容易である。

【００３６】また、最終的な芯出しと矯正は大形の主シ
リンダの作用と、リンクによるてこの作用により極めて
大きな力で各芯出し矯正部材を鋼管のような円管の内面
に圧着せしめるので芯出しと矯正が十分に行える。ま
た、主シリンダにより駆動される主軸と、各芯出し兼矯
正用シリンダで進退する内側ピストンロッドとの連動
は、まゆ形リンクによって行い、ピンを用いずにまゆ形
リンクの球状端部と球状凹所の係合により連動させるの
で、ピン止めに比較して故障が少なく力の伝達の際の損
失も少なく組立てや分解も容易となるなどの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の要部縦断側面図

【図２】図１のＩ−Ｉ断面図

【図３】図１のII−II断面図

【図４】要部の作用を示す拡大断面図

【符号の説明】

１ 本体 ２ 車輪 ３ 主シリンダ ５ 主軸 １０ クランプ用シリンダ １４ クランプ部材 ２１ 芯出し兼矯正用シリンダ ２３ ピストン ２４ 外側ピストンロッド ２５ 第１芯出し兼矯正部材 ２６ 第２芯出し兼矯正部材 ２７ 内側ピストンロッド ２９ 球状凹所 ３０ 球状凹所 ３１ まゆ形リンク ３７ 突起 ４０ 回転子 ４５ 円管 ４６ 円管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円管の内周面を転動する複数の車輪を周
   囲に設けた本体の後部寄り外周に、流体圧力で作動する
   複数のクランプ用シリンダにより半径方向に進退して、
   円管の内面に対して圧着または離反する複数のクランプ
   部材を設け、同本体の前部寄りの外周には、流体圧力で
   半径方向に進退するピストンをそれぞれ有する複数の芯
   出し兼矯正用シリンダを設け、この各芯出し兼矯正用シ
   リンダ内の各ピストンの外側に設けた外側ピストンロッ
   ドの先端を同上シリンダの外端から突出せしめて、この
   各外側ピストンロッドの先端に、溶接しようとする二つ
   の円管の突き合せ部に跨って圧着または離反する第１及
   び第２の芯出し兼矯正部材をそれぞれ設け、上記各芯出
   し兼矯正用シリンダ内の各ピストンの内側に設けた内側
   ピストンロッドの先端を同上シリンダの内端から突出せ
   しめ、この各内側ピストンロッドの先端と、本体の中心
   に進退自在に装着され、本体に同芯に設けた流体駆動の
   主シリンダで進退せしめられる主軸の外周とを起状自在
   のリンクにより連結した円管溶接用芯出し兼矯正装置。
2. 【請求項２】 上記本体の中心に装着した上記主軸の外
   周に、上記各内側ピストンロッドの内端の球状凹所に対
   応する球状凹所をそれぞれ設け、この相対する両球状凹
   所にまゆ形リンクの両端の球状部を係合させ、この各ま
   ゆ形リンクの側方に、倒れながら接近してきたまゆ形リ
   ンクの内側ピストンロッド寄りを押して、このまゆ形リ
   ンクを起立させる回転子を本体に取付けたことを特徴と
   する請求項１記載の円管溶接用芯出し兼矯正装置。