JPH11226784A - 開先合わせ治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化、軽量化を図ると共に、一人作業で開
先合わせを迅速、効率的かつ安全に行うことができる開
先合わせ治具を提供する。 【解決手段】 バンド取付部材進退機構３２を用いて圧
締バンド２９を緊張することによって一つの位置決め部
材１６の２つの長手方向側縁部３０、３１を２つの配管
１２、１３の端部１０、１１の外周面上の母線に押圧す
ることによって両配管１２、１３の軸線２０、２０ａを
容易かつ迅速に整合させることができ、開先合わせ作業
を容易かつ迅速に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種配管や導管の
敷設工事において、溶接部の開先合わせ作業に用いる開
先合わせ治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラーチューブ、配管、導管類の敷設
工事において、溶接部の開先合わせ作業に用いる開先合
わせ治具として、図４〜図７に示す開先合わせ治具７０
〜７３がある。図４に示す開先合わせ治具７０は専ら小
口径管に用いられるものであり、配管７４、７５の端部
に一対の半円形のバンド７６を巻き付け、両バンド７６
の両端部を連結ボルト７７で連結することによって溶接
部の開先合わせを行っている。

【０００３】図５に示す開先合わせ治具７１は中口径管
や大口径管に用いられるものであり、配管７８、７９の
端部に半割り型フレーム８０、８１を取付け、半割り型
フレーム８０、８１同士を連結ボルト８２によって連結
すると共に、半割り型フレーム８０、８１にそれぞれ取
付けられている調整ボルト８３、８４によって、開先調
整を行うものである。

【０００４】図６に示す開先合わせ治具７２は同様に中
口径管や大口径管に用いられるものであり、一方の配管
８５の端部に先部が他方の配管８６に向けて長手方向に
伸延する鉤状片８７の基部を仮溶接し、鉤状片８７の先
部と配管８６の外周面との間に形成される開口内にコッ
ター８８を打ち込むことによって開先調整を行うもので
ある。

【０００５】図７に示す開先合わせ治具７３は同様に中
口径管や大口径管に用いられるものであり、図６を参照
して前述した開先合わせ治具７２で開先合わせ調整を行
った後、両方の配管８９、９０の端部にサドル状連結片
９１を跨がせると共に連結片９１の両端を配管８９、９
０の端部に仮溶接し、強固に固定することによって開先
調整を行うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した開先
合わせ治具７０〜７３は、いずれも、未だ、以下の解決
すべき課題を有していた。即ち、図４に示す小口径管用
の開先合わせ治具７０においては、ボイラーチューブ配
管の場合、並列状態にある配管同士が近接しており、バ
ンド７６のセッティングに時間を要し、かつ、連結ボル
ト７７の締付作業を１８０°対向する側から行わねばな
らず、狭隘な場所での開先合わせに多大な労力と時間を
要していた。

【０００７】図５に示す中、大口径管用の開先合わせ治
具７１においては、大型構造物であるため重量がかさ
み、開先合わせ治具７１を配管７８、７９にセッティン
グする作業は重労働となり、また、危険を伴うことにも
なっていた。特に、狭隘な個所におけるセッティング作
業は極めて困難であった。

【０００８】図６及び図７に示す中、大口径管用の開先
合わせ治具７２、７３においては、小型、軽量であるも
のの、配管８５、８９、９０に鉤状片８７又はサドル状
連結片９１を仮溶接して開先合わせを行い、クランプ溶
接を行った後、鉤状片８７やサドル状連結片９１を撤去
する必要がある。この撤去作業において、そのままで
は、配管８５、８９、９０の端部には溶接跡が残るた
め、別途、溶接跡除去作業と当部の手入れ、又は非破壊
検査による溶接欠陥の有無確認等を行う必要があり、結
果として、開先合わせ作業及び溶接作業を煩雑なものと
することになる。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、小型化、軽量化を図ると共に、一人作業で
開先合わせを迅速、効率的かつ安全に行うことができる
開先合わせ治具を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の開先合わせ治具は、同一外径を有する２つの配管
の端部同士を対向させた状態で芯出しを行い、その端面
に設けられた開先同士を合わせる開先合わせ治具であっ
て、前記２つの配管の外周面に沿って長手方向に伸延す
ると共に、前記配管の外周面上の２つの母線に当接可能
な２つの側縁部を有する位置決め金具と、前記位置決め
金具上に長手方向に間隔をあけて配設される一対の圧締
バンドで前記２つの配管と前記位置決め金具を巻回する
と共に圧締し、前記位置決め金具の２つの側縁部を前記
２つの配管の外周面に押圧して前記２つの配管の軸線を
一致させる金具圧締手段とを具備する。

【００１１】請求項２記載の開先合わせ治具は、請求項
１記載の開先合わせ治具において、前記金具圧締手段
は、前記位置決め金具と、前記位置決め金具に、前記配
管の軸線と直交状態でそれぞれ固着される一対のバンド
取付部材案内フレームと、前記バンド取付部材案内フレ
ームに前記配管に向けて進退自在に取付けられる一対の
バンド取付部材と、一端が前記各バンド取付部材の一側
部に固定連結されると共に、他端が前記各配管を巻回し
た後に前記各バンド取付部材の他側部に着脱自在に連結
される一対の前記圧締バンドと、前記バンド取付部材を
進退させ、前記圧締バンドによって前記２つの配管の端
部と前記位置決め金具を圧締するバンド取付部材進退機
構とを具備する。

【００１２】請求項３記載の開先合わせ治具は、請求項
１又は２記載の開先合わせ治具において、前記位置決め
金具はアングル部材からなる。請求項４記載の開先合わ
せ治具は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の開先合
わせ治具において、前記位置決め金具の前記配管の端面
と対向する個所に覗き窓が設けられている。

【００１３】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。なお、図１は本発明の一実施の形態
に係る開先合わせ治具Ａの全体構成を示す斜視図であ
り、図２は同平面図、図３は図２のＩ−Ｉ線による断面
図である。

【００１４】図１〜図３に示すように、溶接によって端
部１０、１１同士を連結しようとしている円管からなる
配管１２、１３は同一の外径を有すると共に、直列に配
列されている。また、配管１２、１３の対応する端部１
０、１１の端面には開先１４、１５が形成されている。
位置決め金具の一例であるＬ字状断面を有するアングル
部材１６が、配管１２、１３の外周面に沿って長手方向
に配設されている。即ち、アングル部材１６の中央部１
７は配管１２、１３の端面上に位置すると共にその両側
部１８、１９は配管１２、１３の端部１０、１１上に位
置している。

【００１５】アングル部材１６の両側部１８、１９の背
面には、配管１２、１３の軸線２０、２０ａと直交状態
で一対のバンド取付部材案内フレーム２１、２２がそれ
ぞれ連結されている。図２及び図３に示すように、バン
ド取付部材案内フレーム２１、２２は実質的に同一の構
成を有しており、長手方向に平行間隔をあけて配列され
ると共に先端がそれぞれアングル部材１６に固定連結さ
れる一対の側板２３と、側板２３の前部同士を連結する
前部連結板２４と、側板２３の後端同士を連結する後部
連結板２５とから構成される。

【００１６】各バンド取付部材案内フレーム２１、２２
内には、後述するバンド取付部材進退機構３２によって
配管１２、１３に向けてそれぞれ進退されるバンド取付
部材２６が取付けられている。各バンド取付部材２６は
矩形板からなり、その一側部をなす下端部にはチェーン
連結耳部２７が突設され、その他側部をなす上端部には
チェーン掛止フック２８が突設されている。

【００１７】各チェーン連結耳部２７には圧締バンドの
一例をなす屈曲自在な圧締チェーン２９の一端が固定連
結されており、圧締チェーン２９の他端を形成する掛止
リング２９ａは各配管１２、１３の端部１０、１１を巻
回した後に、対応するチェーン掛止フック２８に着脱自
在に掛止されている。

【００１８】次に、バンド取付部材２６を後退駆動させ
ることによって、各圧締チェーン２９を配管１２、１３
の端部１０、１１の外周面に圧接させることができると
共にアングル部材１６の両長手方向側縁部３０、３１を
配管１２、１３の外周面に押圧状態に当接させることが
できるバンド取付部材進退機構３２の構成について説明
する。

【００１９】図１〜図３に示すように、バンド取付部材
案内フレーム２１、２２内の中央部には、配管１２、１
３の軸線２０、２０ａと直交する方向に回転ねじ軸３３
が配設されており、回転ねじ軸３３の両端はそれぞれ前
部連結板２４と後部連結板２５に回転自在に支承されて
いる。そして、回転ねじ軸３３の中間部はバンド取付部
材２６の中央部に貫通状態に設けられているねじ孔３４
に螺合されている。回転ねじ軸３３の後端には後部連結
板２５から後方に伸延するハンドル取付軸３５が同軸的
に連設されており、ハンドル取付軸３５にはハンドル３
６が取付けられている。なお、上記したアングル部材１
６と、バンド取付部材案内フレーム２１、２２と、一対
のバンド取付部材２６と、一対の圧締チェーン２９と、
一対のバンド取付部材進退機構３２とによって金具圧締
手段が構成される。

【００２０】また、本実施の形態において、図１〜図３
に示すように、アングル部材１６の中央部、即ち、配管
１２、１３の端面と対向する個所には覗き窓３７が設け
られており、この覗き窓３７を通して、端面の円周上の
他の個所と同様に仮止めのための溶接を容易に行うこと
ができる。

【００２１】次に、上記した構成を有する開先合わせ治
具Ａを用いた開先合わせ作業について説明する。まず、
開先合わせする配管１２、１３の双方に沿って、開先合
わせ治具Ａのアングル部材１６を当接し、仮セットす
る。なお、開先合わせ治具Ａは全体重量が約２〜３ｋｇ
と軽量なので、開先合わせ治具Ａを手に持った状態で容
易に仮セット作業を行うことができる。

【００２２】両配管１２、１３の端部１０、１１にそれ
ぞれ圧締チェーン２９を巻き付けると共に、その端部に
設けた掛止リング２９ａをバンド取付部材２６に設けら
れているチェーン掛止フック２８に掛止する。

【００２３】２つのバンド取付部材進退機構３２のハン
ドル３６を交互に回転することによって回転ねじ軸３３
を回転し、バンド取付部材２６を交互に後退させる。こ
れによって、圧締チェーン２９を交互に緊張すると共
に、アングル部材１６の両長手方向側縁部３０、３１が
両配管１２、１３の端部１０、１１の外周面上の２つの
母線に所定の圧力で当接されることになり、それぞれの
軸線２０、２０ａを整合させることができ、正確な芯出
し及び開先合わせを行うことができる。なお、アングル
部材１６の断面寸法形状を３０ｍｍ×３０ｍｍ×９ｍｍ
とした場合、アングル部材１６は、その両長手方向側縁
部３０、３１を、管径が２５Ａ〜１００Ａの範囲で、両
配管１２、１３の外周面に安定状態に当接させることが
できる。また、配管１２、１３の管径が１００Ａより大
きくなる場合には、アングル部材１６を含めて開先合わ
せ治具Ａの全体構成を大きくする必要がある。

【００２４】その後、必要な開先寸法（ルートギャップ
等）を測定・調整し、圧締チェーン２９とアングル部材
１６による最終の仮固定を行う。両配管１２、１３の端
面回りに円周方向に間隔を開けてクランプ溶接を行った
後、上記と逆の手順で、開先合わせ治具Ａを配管１２、
１３から取り外す。その後、両配管１２、１３の端面回
りに本溶接を行う。

【００２５】このように、本実施の形態では、バンド取
付部材進退機構３２を用いて圧締チェーン２９を緊張す
ることによって一つのアングル部材１６の２つの長手方
向側縁部３０、３１を２つの配管１２、１３の端部１
０、１１の外周面上の母線に押圧することによって両配
管１２、１３の軸線２０、２０ａを容易かつ迅速に整合
させることができ、開先合わせ作業を容易かつ迅速に行
うことができる。また、開先合わせ作業は、両配管１
２、１３の開先合わせ治具Ａを配置した側からのみ行え
ばよいので、開先合わせ作業を安全に行うことができ
る。

【００２６】配管１２、１３の管径が異なる（例えば、
２５Ａ〜１００Ａ）場合であっても、圧締チェーン２９
は、そのチェーン長さと強度範囲内において、管径の相
違を吸収することができるので、単一の開先合わせ治具
Ａを用いて、管径を異にする複数の配管の開先合わせ作
業に対処することができる。位置決め金具としてアング
ル部材１６を用いることにより、その両長手方向側縁部
３０、３１を配管１２、１３の外周面上の母線に容易か
つ確実に当接させることができ、開先合わせ作業を容易
かつ迅速に行うことができる。

【００２７】

【実施例】上記した開先合わせ治具Ａを用いて、管径２
５Ａのボイラーチューブの開先合わせに要する作業時間
を測定したので、その結果を以下に説明する。チューブ
間隔が４０ｍｍの簾状の配管において、図４に示す従来
のバンド式の開先合わせ治具７０を用いて開先合わせを
行ったところ、１個所当たり、２人作業で１５〜２０分
を要した。

【００２８】これに対し、本発明に係る開先合わせ治具
Ａを用いた場合、１人作業で３０秒間で開先合わせを行
うことができた。このように、本発明に係る開先合わせ
治具Ａを用いることによって、開先合わせの作業効率を
飛躍的に向上できる。また、開先合わせ作業も、障害の
ない一方向のみからでき、作業を容易かつ安全に行うこ
とができる。さらに、従来のバンド式の開先合わせ治具
７０による開先合わせで問題となっていたバンド７６か
らの連結ボルト７７の脱落も防止でき、開先合わせ作業
を円滑かつ安全に行うことができる。

【００２９】以上、本発明を、一実施の形態を参照して
説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記
載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施
の形態や変形例も含むものである。例えば、前記した実
施の形態においては、圧締バンドとしての圧締チェーン
は、各配管ごとに１個用いたが、例えば、配管の管径が
１００Ａより大きくなる場合には、２個以上の圧締チェ
ーンを各配管ごとに取付けたり、また、圧締チェーンの
材質を高強度素材とすることもできる。

【００３０】また、本実施の形態では圧締チェーンの端
部に掛止リングを設け、この掛止リングをチェーン掛止
フックに係合するようにしたが、掛止リングを用いるこ
となく、直接掛止リングの端部にあるチェーンエレメン
トのいずれかを直接チェーン掛止フックに掛止すること
もできる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１〜４記載の開先合わせ治具にお
いては、配管群が密集した狭隘な作業個所においても、
圧締バンドを緊張することによって一つの位置決め金具
の２つの側縁部を２つの配管の端部の外周面上の母線に
押圧することによって両配管の軸線を容易かつ迅速に整
合させることができ、開先合わせ作業を容易かつ迅速に
行うことができる。また、開先合わせ作業は、両配管の
開先合わせ治具を配置した側からのみ行えばよいので、
開先合わせ作業を安全に行うことができる。配管の管径
が少々異なる場合であっても、圧締バンドの長さと強度
範囲内において、管径の相違を吸収することができるの
で、単一の開先合わせ治具を用いて、管径を異にする複
数の配管の開先合わせ作業に対処することができる。

【００３２】特に、請求項２記載の開先合わせ治具にお
いては、バンド取付部材をバンド取付部材案内フレーム
に沿って進退することによって一つの位置決め金具の２
つの側縁部を２つの配管の端部の外周面上の母線に押圧
することによって両配管の軸線を確実に整合させること
ができる。

【００３３】請求項３記載の開先合わせ治具において
は、位置決め金具としてアングル部材を用いることによ
り、その両長手方向側縁部を、配管の外周面に容易かつ
確実に当接させることができ、開先合わせ作業を容易か
つ迅速に行うことができる。また、アングル部材は安価
に入手できるので、開先合わせ治具を安価に製作するこ
とができる。

【００３４】請求項４記載の開先合わせ治具において
は、位置決め金具の配管の端面と対向する個所に覗き窓
が設けられているので、この覗き窓を通して、端面の円
周上の他の個所と同様に仮止めのための溶接を容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る開先合わせ治具の
斜視図である。

【図２】同平面図である。

【図３】図２のＩ−Ｉ線による断面図である。

【図４】従来の開先合わせ治具の斜視図である。

【図５】従来の開先合わせ治具の斜視図である。

【図６】従来の開先合わせ治具の斜視図である。

【図７】従来の開先合わせ治具の斜視図である。

【符号の説明】

Ａ 開先合わせ治具 １０ 端部 １１ 端部 １２ 配管 １３ 配管 １４ 開先 １５ 開先 １６ アングル
部材 １７ 中央部 １８ 側部 １９ 側部 ２０ 軸線 ２０ａ 軸線 ２１ バンド取
付部材案内フレーム ２２ バンド取付部材案内フレーム ２３ 側板 ２４ 前部連結板 ２５ 後部連結
板 ２６ バンド取付部材 ２７ チェーン
連結耳部 ２８ チェーン掛止フック ２９ 圧締チェ
ーン ２９ａ 掛止リング ３０ 長手方向
側縁部 ３１ 長手方向側縁部 ３２ バンド取
付部材進退機構 ３３ 回転ねじ軸 ３４ ねじ孔 ３５ ハンドル取付軸 ３６ ハンドル ３７ 覗き窓

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一外径を有する２つの配管の端部同士
   を対向させた状態で芯出しを行い、その端面に設けられ
   た開先同士を合わせる開先合わせ治具であって、 前記２つの配管の外周面に沿って長手方向に伸延すると
   共に、前記配管の外周面上の２つの母線に当接可能な２
   つの側縁部を有する位置決め金具と、 前記位置決め金具上に長手方向に間隔をあけて配設され
   る一対の圧締バンドで前記２つの配管と前記位置決め金
   具を巻回すると共に圧締し、前記位置決め金具の２つの
   側縁部を前記２つの配管の外周面に押圧して前記２つの
   配管の軸線を一致させる金具圧締手段とを具備すること
   を特徴とする開先合わせ治具。
2. 【請求項２】 前記金具圧締手段は、前記位置決め金具
   と、 前記位置決め金具に、前記配管の軸線と直交状態でそれ
   ぞれ固着される一対のバンド取付部材案内フレームと、 前記バンド取付部材案内フレームに前記配管に向けて進
   退自在に取付けられる一対のバンド取付部材と、 一端が前記各バンド取付部材の一側部に固定連結される
   と共に、他端が前記各配管を巻回した後に前記各バンド
   取付部材の他側部に着脱自在に連結される一対の前記圧
   締バンドと、 前記バンド取付部材を進退させ、前記圧締バンドによっ
   て前記２つの配管の端部と前記位置決め金具を圧締する
   バンド取付部材進退機構とを具備する請求項１記載の開
   先合わせ治具。
3. 【請求項３】 前記位置決め金具はアングル部材からな
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の開先合わせ治
   具。
4. 【請求項４】 前記位置決め金具の前記配管の端面と対
   向する個所に覗き窓が設けられていることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の開先合わせ治具。