(57)【要約】【課題】接続する管に挿入してセットした状態で作業者等が管路内を自由に行き来することができ、接合する管の開先合わせ及び開先部の裏当て金を設置して溶接するときの作業性を向上する。【解決手段】インターナルクランプ装置１を使用して管２ａと管２ｂを溶接するとき、接合する一方の管２ａの内部にインターナルクランプ装置１を挿入し、ヘッド６に取り付けてある裏当て銅板１１の中央が管２ａの開先線と一致するようにインターナルクランプ装置１の位置を調整する。このインターナルクランプ装置１を管２ａ内に挿入して位置調整しているとき、管２ａが大口径の場合には、作業者はインターナルクランプ装置１のシリンダ保持部５に設けた貫通孔７を通って管２ａ内に行き来できるから、インターナルクランプ装置１の位置決め作業等を容易に行うことができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走行車輪を有する台車と、前記台車の一方の端部に設けられたシリンダ保持部及び複数のクランプヘッドを有し、
前記シリンダ保持部は適用する管の径に応じた貫通孔を中心部に有し、前記クランプヘッドは油圧シリンダと、油圧シリンダのピストンロッドの先端に固定されたヘッドを有し、前記複数のクランプヘッドの油圧シリンダは前記シリンダ保持部の外周部に放射状に固定され、前記ヘッドは外周面が適用する管の内周面の半径と一致した凸状の湾曲面で形成され、外周面の中央部に所定長さに分割された裏当て金が固定されていることを特徴とするインターナルクランプ装置。
【請求項２】
複数の走行車輪を有する台車と、前記台車の中心部に設けられ、適用する管の径に応じた貫通孔が中心部に設けられたピストンロッドを有する油圧シリンダと、前記台車の一方の端部の外周部に放射状に設けられ、外周面が適用する管の内周面の半径と一致した凸状の湾曲面で形成され、外周面の中央部に所定長さに分割された裏当て金が固定されている複数のヘッドと、前記ピストンロットの一方の端部と前記各ヘッドとを連結するトグル装置とを有することを特徴とするインターナルクランプ装置。
【請求項３】
前記貫通孔の大きさは、大口径の管に適用する場合は、人が通れる大きさを有し、小口径の管に適用する場合は、各種管内作業機械等を通す大きさを有する請求項１又は２に記載のインターナルクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大口径の鋼管を突き合わせ溶接するときに、接合する鋼管の開先合わせ及び開先部の裏当て金を設置するために使用するインターナルクランプ装置、特に作業性の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大口径のガス管等を円周溶接して接続するとき、良好な裏ビ−ドを形成するために、接続する管を固定して開先合わせをするとともに溶接開先の裏面全体に銅板等の裏当て金を保持するため、特許文献１や特許文献２に示すように、インターナルクランプ装置が使用されている。このインターナルクランプ装置２１は、図６の側面断面図と図７の正面図に示すように、複数の走行車輪２２を有する円筒状の本体２３と、本体２３の一方の端部に放射状に設けられた複数の固定用クランプ２４と、本体２３の他方の端部に放射状に設けられたクランプヘッド２５を有する。各固定用クランプ２４はそれぞれ本体２３内部に設けられた油圧シリンダに連結され、油圧シリンダに供給する作動油により伸縮する。
【０００３】
クランプヘッド２５は、図７に示すように、両端部が扇形状に形成されたＡヘッド２６ａと、両端部が逆扇形状に形成されたＢヘッド２６ｂとを有し、Ａヘッド２６ａとＢヘッド２６ｂが交互に配置されている。このＡヘッド２６ａとＢヘッド２６ｂの内面中央部にはプランジャー２７が固定されている。本体２３内には２組のヘッド拡張用の油圧シリンダ２８，２９を有する。そして、一方の油圧シリンダ２８と、油圧シリンダ２８のピストン３０に連結され外周部に複数の歯を有する支持ブロック３１と、一方の端部が支持ブロック３１の歯部に回動自在に取り付けられ他方の端部がＡヘッド２６ａに固定されたプランジャー２７に回動自在に取り付けられたアーム３２及びプランジャー２７とでＡヘッド２６ａの加圧機構を構成している。また、他方の油圧シリンダ２９と、油圧シリンダ２９のピストン３３に連結され先端外周部に支持ブロック３１の歯と嵌合する溝を有する爪付き支持ブロック３４と、一方の端部が爪付き支持ブロック３４の先端爪部に回動自在に取り付けられ他方の端部がＢヘッド２６ｂに固定されたプランジャー２７に回動自在に取り付けられたアーム３２及びプランジャー２７とでＢヘッド６ｂの加圧機構を構成している。このＡヘッド２６ａとＢヘッド２６ｂの外周面の中央には、裏当て材保持溝３５が設けられ、裏当て材保持溝３５に裏当て銅板３６が挿入されて固定されている。
【０００４】
そして、図６に示すように、接合する一方の管２ａの内部にインターナルクランプ装置２１を挿入し、クランプヘッド２６に取り付けてある裏当て銅板３６の中央が管２ａの開先線と一致するようにインターナルクランプ装置２１の位置を調整してから固定用クランプ２４を張り出してインターナルクランプ装置２１を管２ａに固定する。その後、他方の管２ｂを管２ａの方に引き寄せて、クランプヘッド２６を軽く張り出して管２ａ，２ｂにクランプヘッド２６を仮にセットする。そしてルートギャップが規定範囲になるように管２ｂの位置を調節してからクランプヘッド２６を強く張り出して双方の管２ａ，２ｂの円周継手部の内側にクランプヘッド２６を固定する。このようにクランプヘッド２６を拡張するときに、まず一方の油圧シリンダ２８を作動させて両端部が扇形状に形成されたＡヘッド２６ａを張り出し、その後、他方の油圧シリンダ２９を作動させて両端部が逆扇形状に形成されたＢヘッド２６ｂを張り出すことにより、Ａヘッド２６ａの端面とＢヘッド２６ｂの端面及び裏当て銅板３６の端面を密着することができ、円周継手部の内側全体を裏当て銅板３６で覆うことができる。
【特許文献１】特許第３１５３７１４号公報
【特許文献２】特許第３２９５５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記インターナルクランプ装置は、放射状に設けたクランプヘッド２５を管の半径方向に伸縮させるため、本体２３の中心部に複数のプランジャー２７やアーム３２等を有する加圧機構を設けているため、管２の内部にインターナルクランプ装置２１を挿入した状態では作業者がインターナルクランプ装置２１を乗り越えて管２ａの内部に行くことは困難であり、インターナルクランプ装置２１の調整等を行う場合や管２ａの内部で作業を行う等の場合には管２ａからインターナルクランプ装置２１から取り出す必要があり、作業性が悪いという短所があった。
【０００６】
また、開先合わせや溶接時には、インターナルクランプ装置２１で管路を塞ぐため、溶接作業が終了するまでインターナルクランプ装置２１の設置位置を境に作業者等が管路内を行き来したり、管内作業装置や管内作業に使用する各種ケーブルやワイヤロープを通すことが困難であるという短所があった。
【０００７】
この発明は、このような短所を改善し、接続する管に挿入してセットした状態で作業者管路内を自由に行き来したり、各種管内作業装置等を通すことができ、作業性を向上することができるインターナルクランプ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のインターナルクランプ装置は、複数の走行車輪を有する台車と、台車の一方の端部に設けられたシリンダ保持部及び複数のクランプヘッドを有し、シリンダ保持部は適用する管の径に応じた貫通孔を中心部に有し、クランプヘッドは油圧シリンダと、油圧シリンダのピストンロッドの先端に固定されたヘッドを有し、複数のクランプヘッドの油圧シリンダはシリンダ保持部の外周部に放射状に固定され、ヘッドは外周面が適用する管の内周面の半径と一致した凸状の湾曲面で形成され、外周面の中央部に所定長さに分割された裏当て金が固定されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明の他のインターナルクランプ装置は、複数の走行車輪を有する台車と、台車の中心部に設けられ、適用する管の径に応じた貫通孔が中心部に設けられたピストンロッドを有する油圧シリンダと、台車の一方の端部の外周部に放射状に設けられ、外周面が適用する管の内周面の半径と一致した凸状の湾曲面で形成され、外周面の中央部に所定長さに分割された裏当て金が固定されている複数のヘッドと、ピストンロットの一方の端部と各ヘッドとを連結するトグル装置とを有することを特徴とする。
【００１０】
前記貫通孔の大きさは、大口径の管に適用する場合は、人が通れる大きさを有し、小口径の管に適用する場合は、各種管内作業機械等を通すの大きさを有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、接合する管の円周継手部内側に裏当て金を押し付ける複数のクランプヘッドの油圧シリンダをシリンダ保持部の外周部で放射状に保持することにより、簡単な構造で裏当て金を円周継手部内側に押し付けることができるとともにインターナルクランプ装置の軽量化を図ることができる。
【００１２】
また、クランプヘッドを保持したシリンダ保持部の中心部に貫通孔を設けることにより、インターナルクランプ装置を管にセットするときやセットした後に貫通孔を利用した資材や作業者を移動することができ、作業性を向上させることができる。
【００１３】
また、台車の中心部に設けられた油圧シリンダのピストンロットと台車の一方の端部外周部に放射状に設けられた各ヘッドとをそれぞれトグル装置で連結することにより、簡単な構造で裏当て金を円周継手部内側に押し付けることができる。
【００１４】
さらに、貫通孔を中心部に有するピストンロッドを使用することにより、インターナルクランプ装置を管にセットするときやセットした後に貫通孔を利用した資材等を移動することができ、作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図３はこの発明のインターナルクランプ装置の構成を示し、図１は側面断面図、図２は正面図、図３は背面図である。インターナルクランプ装置１は、接合する管２ａ，２ｂの開先合わせ及び開先部の裏当て金を設置するために使用するものであり、複数の走行車輪３を有する半円筒状の台車４と、台車４の一方の端部に設けられたシリンダ保持部５及び複数のクランプヘッド６を有する。シリンダ保持部５は適用する管２の径に応じた貫通孔７が中心部に設けられている。この貫通孔７の直径は、例えば呼び径１８００Ａ等の大口径の管２に適用する場合は、作業者が通れる程度の大きさを有し、小口径の管２に適用する場合は、各種管内作業機械等を通す程度の大きさを有する。クランプヘッド６は油圧シリンダ８と、油圧シリンダ８のピストンロッドの先端に固定されたヘッド９を有する。各クランプヘッド６の油圧シリンダ８はシリンダ保持部５の外周部に放射状に固定されている。ヘッド９の外周面は適用する管２の内周面の半径と一致した凸状の湾曲面で形成され、外周面の中央部に裏当て材保持溝１０を有する。この裏当て材保持溝１０に所定長さに分割された裏当て銅板１１が固定されている。台車４には各クランプヘッド６の油圧シリンダ８に供給する作動油を加圧する油圧ポンプ１２を有する油圧装置１３と、各油圧シリンダ８に作動油を供給し、供給した作動油を戻して各油圧シリンダ８の動作を制御するバルブユニット１４を有する。シリンダ保持部５の前面には油圧ポンプ１２とバルブユニット１４に電源を供給する分電盤１５と、油圧ポンプ１２とバルブユニット１４の動作を制御する操作盤１６を有する。
【００１６】
このインターナルクランプ装置１を使用して管２ａと管２ｂを溶接するときは、まず、接合する一方の管２ａの内部にインターナルクランプ装置１を挿入し、ヘッド６に取り付けてある裏当て銅板１１の中央が管２ａの開先線と一致するようにインターナルクランプ装置１の位置を調整する。このようにインターナルクランプ装置１を管２ａ内に挿入して位置調整しているとき、管２ａが大口径の場合には、作業者はインターナルクランプ装置１のシリンダ保持部５に設けた貫通孔７を通って管２ａ内に行き来できるから、インターナルクランプ装置１の位置決め作業等を容易に行うことができる。
【００１７】
その後、他方の管２ｂを管２ａの方に引き寄せ、シリンダ保持部５の前面で操作盤１６を操作して油圧ポンプ１２を駆動し、バルブユニット１４を駆動して各クランプヘッド６の油圧シリンダ８に供給する油圧を制御して各ヘッド９を前進させて裏当て銅板１１を管２ａ，２ｂの内面に軽く接触させて仮にセットする。この状態で管２ａと管２ｂの間のルートギャップが規定範囲になるように管２ｂの位置を調節した後、各油圧シリンダ８に供給している油圧を制御してヘッド９を強く張り出して管２ａ，２ｂの円周継手部内側に裏当て銅板１１を固定する。
【００１８】
この状態で管２ａ，２ｂの円周継手部を溶接装置で溶接する。この円周継手部を溶接するとき、複数のクランプヘッド６で管２ａ，２ｂの円周継手部近傍を強力に保持して拘束しているから、管２ａ，２ｂの熱変形や歪を抑制することができ、良質な溶接継手を得ることができる。
【００１９】
また、インターナルクランプ装置１を管２ａ，２ｂにセットするとき、管２ａ，２ｂが大口径の場合には、作業者はインターナルクランプ装置１のシリンダ保持部５に設けた貫通孔７を通って管２ａ，２ｂを行き来したり、溶接部を検査するＸ線装置や検査用のカメラ等の管内作業装置等を通すことができ、作業性を向上することができる。また、管２ａ，２ｂが小口径の場合にも貫通孔７を利用して管内作業装置や管内作業に使用する各種ケーブルやワイヤロープを通すことができる。
【００２０】
前記説明ではヘッド９を各クランプヘッド６に設けた油圧シリンダ８により管２ａ，２ｂの円周継手部内側に押圧する場合について説明したが、図４の側面断面図を図５の正面図に示すように、中心部に貫通孔１７が設けられたピストンロッド１８を有する油圧シリンダ１９を、複数の走行車輪２２と固定用クランプ２４を有するインターナルクランプ装置１ａの中心に沿って設け、ピストンロッド１８の先端部と各ヘッド９との間をトグル装置２０で連結し、１個の油圧シリンダ１９と各トグル装置２０で各ヘッド９を管２ａ，２ｂの円周継手部内側に押圧するようにしても良い。この場合もピストンロッド１８の貫通孔１７を利用して管内作業装置や管内作業に使用する各種ケーブルやワイヤロープを通すことができる。また、大口径の管２ａ，２ｂに適用する場合は、ピストンロッド１８の中空部１７を利用して作業者が管２ａ，２ｂを行き来することができ、作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明のインターナルクランプ装置の構成を示す側面断面図である。
【図２】インターナルクランプ装置の構成を示す正面図である。
【図３】インターナルクランプ装置の構成を示す後面図である。
【図４】第２のインターナルクランプ装置の構成を示す側面断面図である。
【図５】第２のインターナルクランプ装置の構成を示す正面図である。
【図６】従来のインターナルクランプ装置の構成を示す側面断面図である。
【図７】従来のインターナルクランプ装置の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１；インターナルクランプ装置、２；管、３；走行車輪、４；台車、
５；シリンダ保持部、６；クランプヘッド、７；貫通孔、８；油圧シリンダ、
９；ヘッド、１０；裏当て材保持溝、１１；裏当て銅板、１２；油圧ポンプ、
１３；油圧装置、１４；バルブユニット、１５；分電盤、１６；操作盤、
１７；中空部、１８；ピストンロッド、１９；油圧シリンダ、２０；トグル装置。
【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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