(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのパイプを所定の折れ角を保った状態で突き合せ溶接する際に使用するパイプ溶接用固定装置において、前記両パイプ内に前記折れ角と一致する折れ角に形成された結合部材５と、結合部材５の両側に接続される一対のシャフト１と、シャフト１に嵌装されるガイド部材２と、ガイド部材２にガイドされて半径方向に移動自在の拡開部材３と、シャフト１に嵌装されて拡開部材３を半径方向に移動させる円錐状部材４と、結合部材５に固定され両パイプの突き合せ面に位置させるパイプ位置決め部材とを配設し、前記拡開部材３を前記パイプの内面に圧着させるようにしたことを特徴とするパイプ溶接用固定装置。
【請求項２】
ガイド部材２の背面に支持板２５を介してシールゴム板２４を設けるとともに、一方のシャフト１に形成したシールドガス用通路からシールドガスを前記両パイプの突き合せ面内の空間に吹込むようにしたことを特徴とする請求項１記載のパイプ溶接用固定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２つのパイプの端面を突き合せ溶接する、特にベンド管の突き合せ溶接に適したパイプ溶接用固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種パイプ溶接用固定治具（装置）として、特にパイプの内面から固定する治具も多々提案されているが、いずれもパイプを一直線状に固定する治具がほとんどである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの治具はベンド管すなわち、屈曲したパイプを溶接製作するには不向き、若しくは適用不可であることから、結局ベンド管を製作するにはパイプを突き合せて仮付け溶接した後、全周溶接する方式を採用せざるを得ないという問題がある。
【０００４】
この発明は、以上のような従来の欠点を解消したものであり、屈曲したパイプの突き合せ溶接に当たり、仮付け溶接することなく、溶接に適した位置関係を保たせてパイプを内面より固定し、パイプ全周の溶接を行うことができるパイプ溶接用固定装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明のパイプ溶接用固定装置は、少なくとも２つのパイプを所定の折れ角を保った状態で突き合せ溶接する際に使用するパイプ固定用装置において、前記両パイプ内に前記折れ角と一致する折れ角に形成された結合部材５と、結合部材５の両側に接続される一対のシャフト１と、シャフト１に嵌装されるガイド部材２と、ガイド部材２にガイドされて半径方向に移動自在の拡開部材３と、シャフト１に嵌装されて拡開部材３を半径方向に移動させる円錐状部材４と、結合部材５に固定され両パイプの突き合せ面に位置させるパイプ位置決め部材とを配設し、前記拡開部材３を前記パイプの内面に圧着させるようにしたことである。
【０００６】
また、ガイド部材２の背面に支持板２５を介してシールゴム板２４を設けるとともに、一方のシャフト１に形成したシールドガス用通路からシールドガスを前記両パイプの突き合せ面内の空間に吹込むようにしたことである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜７に示すように、１は軸部１１の一端側に大径段部１２を形成したシャフトで、軸部１１におねじ１３を形成し、大径段部１２側に先端に係合部１５を有する首部１４を形成し、係合部１５に係合する袋ナット１６を設ける。なお、首部１４は袋ナット１６を係合部１５に係合したのち、シャフト１に溶接あるいはねじこみにより固定される。
１７はシャフト１内に形成したシールドガス用通路で、シールドガスを入口１８から供給し、出口１９から吹出すようになっている。
２はガイド部材で、円板２１の側面に３個のガイド突起２２を有する。２３は貫通孔である。２４はガイド部材２の背面に支持板２５を介して設けたシールゴム板である。
支持板２５、シールゴム板２４、ガイド部材２の順で軸部１１に嵌装され、支持板２５が大径段部１２に当たるようになっている。
なお、前記両板２４，２５は特殊な材質例えばステンレス鋼などに使用され、一般鋼材の場合は省略することができる。
【０００８】
３は拡開部材で、円周方向で３分割された拡開部材片３１からなり、内面が先絞りテーパ面３２を有し、一側面に凹溝３３を有し、この凹溝３３がそれぞれガイド部材２のガイド突起２２に嵌装されて半径方向移動自在となっている。また、拡開部材片３１の外周面に凹溝３４が形成され、この凹溝にリング状のコイルばね３５が緊張状態に掛け渡される。コイルばね３５は拡開部材片３１がガイド突起２２から抜け落ちるのを防止する。
４は外面が先絞りテーパ面４１に形成され、貫通孔４２を有する円錐状部材で、軸部１１に装着されるとともに先絞りテーパ面４１に拡開部材片３１の先絞りテーパ面３２が当接するようになっている。
５は両端におねじ５１，５２を有する結合部材で、両おねじはその軸線が折れ角θ（図示の場合２０°）となっている。この折れ角θを溶接するパイプの折れ角と一致させる。したがって、結合部材５はパイプの折れ角に合せた折れ角のものを予め用意しておく。
５３は結合部材５の長手方向の中央に形成された切込み溝で、この切込み溝により、結合部材５の断面は４角形である。
６はパイプ位置決め部材で、所定の厚みｔの２枚の細長い平板６１，６２を側面同士を合せ、その一端側をブラケット６３およびピン６４により連結し、他端側をフック６５とピン６６とにより係合離脱するようになっている。両平板６１，６２の長手方向の中央部に対向状に３角の切込み部６７，６８を形成して４角孔とする。６９は平板６１と平板６２の合せ線である。前記厚みｔは両パイプの突き合せ部の隙間と一致させる。
【０００９】
次に、前記実施の形態の作用を説明する。
一方のシャフト１の袋ナット１６に結合部材の５のおねじ５１をねじこむとともに、軸部１１に支持板２５、シールゴム板２４、ガイド部材２の順で嵌装し、支持板２５を大径段部１２に当てる。また結合部材５の切込み溝５３にパイプ位置決め部材６を嵌め込み固定する。すなわち、フック６５をピン６６から外して平板６１，６２をピン６４を支点として開き、切込み部６７，６８を切込み溝５３にはめ、平板６１，６２を閉じ、フック６５をピン６６に掛ける。  このときパイプ位置決め部材６は結合部材５の折れ角と直交する方向に向くことになる。次いでガイド部材２に一方のパイプＰを外嵌するように差込み、パイプＰの溶接端面をパイプ位置決め部材６に当て、さらにパイプＰの予め施されたマーキング位置（図示省略）をパイプ位置決め部材６の平板６１，６２の合せ線６９に一致するようにパイプＰを回動させた後、締付ナット２０をおねじ１３にねじこむことにより、円錐状部材４が押し込まれ、ついで拡開部材３が半径方向に移動してパイプＰの内面を押しつけることで、シャフト１および結合部材５がパイプＰに固定されるとともにパイプＰの中心線とシャフト１の軸心とが一致することとなる。
【００１０】
次に、他方のシャフト１の袋ナット１６を結合部材の５のおねじ５２にねじこむとともに、前記と同様に軸部１１に支持板２５、シールゴム板２４、ガイド部材２の順で嵌装し、支持板２５を大径段部１２に当てる。次いで、ガイド部材２に他方のパイプＰを外嵌するように差込み、パイプＰの溶接端面をパイプ位置決め部材６に当てさらにパイプの予め施されたマーキング位置（図示省略）をパイプ位置決め部材６の平板６１，６２の合せ線６９に一致するようにパイプを回動させた後、締付ナット２０をおねじ１３にねじこむことにより、円錐状部材４が押し込まれ、拡開部材３が半径方向に移動してパイプＰの内面を押しつけることで、シャフト１および結合部材５がパイプＰに固定されるとともにパイプＰの中心線とシャフト１の軸心とが一致することになる。従って、両パイプＰの折れ角と結合部材５の折れ角が一致することになる。
そして、両パイプＰの折れ角と結合部材５の折れ角が一致したところで、パイプ位置決め部材６を取り外すと、両パイプＰ間に所定の突き合せ隙間が形成され、この隙間を含んで両パイプＰを溶接するとベンド管が製作されるのである。
この様に結合部材５によって設定された角度で両パイプを固定することができる。また、パイプ位置決め部材６によって溶接を考慮した固定位置すなわち円周上、パイプ軸方向の芯、パイプ間の隙間を容易に決定することができる。
【００１１】
また、特にステンレス鋼パイプを溶接するに当たり、シールドガスを入口１８からシールドガス用通路１７を経て出口１９から吹出すことにより、確実な溶接が可能となる。この時パイプ内の空間に吹込まれたガスはシールゴム板によりシールされて外部への漏出が確実に阻止される。
なお、パイプの折れ角の変化やパイプ径の大きな変化がある場合は、拡開部材３、円錐状部材４、結合部材５などを交換して容易に対応できる。
【００１２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、少なくとも２つのパイプを所定の折れ角を保った状態で突き合せ溶接する際に使用するパイプ溶接用固定装置において、前記両パイプ内に前記折れ角と一致する折れ角に形成された結合部材と、結合部材５の両側に接続される一対のシャフトと、シャフトに嵌装されるガイド部材と、ガイド部材にガイドされて半径方向に移動自在の拡開部材と、シャフトに嵌装されて拡開部材を半径方向に移動させる円錐状部材と、結合部材に固定され両パイプの突き合せ面に位置させるパイプ位置決め部材とを配設し、前記拡開部材を前記パイプの内面に圧着させるようにしたので、屈曲したパイプを仮付け溶接なしで全周一度に溶接でき、製作工数を大幅に低減できる。
また、両パイプ間の間隔や芯出しなどの溶接前の段取りを円滑かつ容易に行うことができる。
【００１３】
請求項２によれば、ガイド部材の背面に支持板を介してシールゴム板を設けるとともに、一方のシャフトに形成したシールドガス用通路からシールドガスを前記両パイプの突き合せ面内の空間に吹込むようにしたので、バックシールド用の機能を備え、ステンレス鋼パイプの溶接に有効であるとともに吹込まれたシールドガスの外部への漏洩が極めて少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るパイプ溶接用固定装置の一部横断平面図である。
【図２】この発明に係るシャフトの一部横断平面図である。
【図３】この発明に係るガイド部材を示し、（イ）は平面図、（ロ）は側面図である。
【図４】この発明に係る拡開部材を示し、（イ）は平面図、（ロ）は側面図、（ハ）はＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】この発明に係る円錐状部材を示し、（イ）は側面図、（ロ）は断面図である。
【図６】この発明に係る結合部材の平面図である。
【図７】この発明に係るパイプ位置決め用部材の側面図である。
【符号の説明】
１  シャフト
１１  軸部
１２  大径段部
１３  おねじ
１６  袋ナット
１７  シールドガス用通路
２０  締付ナット
２  ガイド部材
２２  ガイド突起
２４  シールゴム板
２５  支持板
３  拡開部材
３１  拡開部材片
３２  先絞りテーパ面
３４  溝
３５  コイルバネ
４  円錐状部材
４１  先絞りテーパ面
５  結合部材
５１，５２  おねじ
５３  切込み溝
６  パイプ位置決め部材
６７，６８  切込み部
６９  合せ線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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