(57)【要約】【課題】溶接される部材を互いに動かないように、且つ、該部材に損傷を与えないように支持するための技術を提供する。【解決手段】支持スカート４を構成するスカート部材６同士を引っ張り機構によって互いに引っ張ることで該スカート部材６を保持するために使用される溶接作業用治具（１０Ａ、１０Ｂ）が、引っ張り機構を取り付けるためのフック用穴１１と、スカート部材６に取り付けられたアングル７が嵌め込まれる切欠１２とを具備する。切欠１２は、アングル７に対応する形状を有しており、且つ、面接触もしくは線接触によってアングル７に接触する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接される溶接部材同士を引っ張り機構によって互いに引っ張ることで前記溶接部材を保持する溶接作業用治具であって、
前記引っ張り機構を取り付けるための取り付け構造と、
前記溶接部材の嵌め込み部分に嵌め込まれる切欠
とを具備し、
前記切欠は、前記嵌め込み部分に対応する形状を有しており、且つ、面接触もしくは線接触によって前記溶接部材に接触する
溶接作業用治具。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接作業用治具であって、
当該溶接作業用治具を前記溶接部材の前記嵌め込み部分に仮に固定するための仮固定構造を有している
溶接作業用冶具。
【請求項３】
請求項２に記載の溶接作業用冶具であって、
前記仮固定構造は、
前記嵌め込み部分に当接するための当接部材と、
前記当接部材を保持する保持部材
とを備え、
前記当接部材には雄ネジが形成され、前記保持部材には、前記雄ネジと螺合する雌ネジが形成され、前記当接部材が特定方向に回転されると前記当接部材が前記嵌め込み部分に当接される
溶接作業用冶具。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の溶接作業用冶具であって、
前記切欠は、前記嵌め込み部分の前記切欠に対向する面と当接される当接面を有している
溶接作業用冶具。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の溶接作業用冶具を使用する
溶接方法。
【請求項６】
請求項５に記載の溶接方法であって、
前記溶接作業用治具を前記溶接部材の前記嵌め込み部分に取り付ける工程と、
前記溶接作業用治具に引っ張り機構を取り付ける工程と、
前記溶接作業用治具同士に前記引っ張り機構を用いて引っ張ることで前記溶接部材を保持する工程と、
前記溶接部材が保持された状態で前記溶接部材を溶接する工程
とを備える
溶接方法。
【請求項７】
請求項２又は３のいずれかに記載の溶接作業用冶具を使用する溶接方法であって、
前記溶接作業用治具を前記溶接部材の前記嵌め込み部分に取り付ける工程と、
前記溶接作業用治具に、引っ張り機構を取り付ける工程と、
前記溶接作業用治具同士を前記引っ張り機構を用いて引っ張ることにより、前記溶接部材を保持する工程と、
前記溶接部材が保持された状態で前記溶接部材を溶接する工程
とを備え、
前記溶接作業用治具を前記溶接部材の前記嵌め込み部分に取り付ける工程において、前記溶接作業用治具が前記仮固定構造を用いて前記嵌め込み部分に仮に固定される
溶接方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載の溶接方法であって、
前記嵌め込み部分は、
前記溶接部材の本体部分に接合された根元部分と、
前記根元部分の先端に取り付けられ、前記根元部分と異なる方向に延伸する補強部分
とを備え、
前記根元部分の一部分には、前記補強部分が設けられておらず、
前記溶接作業用治具は、前記嵌め込み部分の前記根元部分の前記一部分から嵌め込まれる
溶接方法。
【請求項９】
ＬＮＧを蓄積する球形タンクの支持スカートを製造する製造方法であって、
補強部材が取り付けられた複数のスカート部材に引っ張り機構を取り付けるための取り付け構造と前記補強部分が嵌め込まれる切欠とを備える溶接作業用治具を取り付ける工程と、
前記溶接作業用治具に、引っ張り機構を取り付ける工程と、
前記溶接作業用治具同士を、前記引っ張り機構を用いて引っ張ることにより、隣接する前記スカート部材を保持する工程と、
隣接する前記スカート部材が保持された状態で隣接する前記スカート部材を溶接する工程
とを備える
支持スカート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接作業用治具、溶接方法及びそれらを利用する支持スカート製造方法に関し、特に、溶接される部材を保持する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の金属構造体は、複数の部材を溶接することにより構築される場合がある。例えばＬＮＧ（液化天然ガス）を運搬するＬＮＧ船であれば、球形のタンクに円筒形の支持スカートが溶接され、その支持スカートがＬＮＧ船のファウンデーションデッキに溶接される。支持スカートは、円周方向に並んだ複数のスカート部材を備えており、隣接するスカート部材が溶接されて円筒形の支持スカートが構成される。
【０００３】
部材を溶接する場合、溶接される部材を互いに動かないように支持する必要がある。溶接される部材を支持する一つの方法は、当該部材を突き合わせた状態にして引っ張り機構によって当該部材を互いに引っ張ることである。例えば、クランプで溶接される各部材を把持し、そのクランプをレバーブロックによって互いに引っ張ることにより、溶接される部材を互いに支持することができる。特開昭６０−１９０７８９号公報、特開昭６１−５１４８１号公報は、部材を引っ張るために使用されるクランプの構造を開示している。
【０００４】
特に強力な引っ張り力を作用させる場合には、クランプが部材を挟む込む把持力を増大させる必要性が生じるが、その一方で、把持力を増大させると、クランプに挟まれた部材にキズが付く場合がある。クランプに挟まれた部材にキズが付くと、手直し（例えば、キズ部分の溶接）が必要になる場合があり、これは、作業時間の増加を招くため好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１９０７８９号公報
【特許文献２】特開昭６１−５１４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、溶接される部材を互いに動かないように、且つ、該部材に損傷を与えないように支持するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の観点では、溶接される溶接部材同士を引っ張り機構によって互いに引っ張ることで溶接部材を保持する溶接作業用治具が提供される。当該溶接作業用治具は、引っ張り機構を取り付けるための取り付け構造と、溶接部材の嵌め込み部分に嵌め込まれる切欠とを具備する。切欠は、嵌め込み部分に対応する形状を有しており、且つ、面接触もしくは線接触によって溶接部材に接触する。
【０００８】
当該溶接作業用治具は、該溶接作業用治具を溶接部材の嵌め込み部分に仮に固定するための仮固定構造を有していることが好ましい。一実施形態では、仮固定構造は、嵌め込み部分に当接するための当接部材と、当接部材を保持する保持部材とを備えている。当接部材には雄ネジが形成され、保持部材には該雄ネジと螺合する雌ネジが形成され、当接部材が特定方向に回転されると当接部材が嵌め込み部分に当接される。
【０００９】
一実施形態では、切欠は、嵌め込み部分の切欠に対向する面と当接される当接面を有している。
【００１０】
本発明の他の観点では、溶接方法において、上記の溶接作業用冶具が使用される。当該溶接方法は、溶接作業用治具を溶接部材の嵌め込み部分に取り付ける工程と、溶接作業用治具に引っ張り機構を取り付ける工程と、溶接作業用治具同士に引っ張り機構を用いて引っ張ることで溶接部材を保持する工程と、溶接部材が保持された状態で溶接部材を溶接する工程とを備えている。
【００１１】
該溶接作業用治具に仮固定構造が設けられている場合、溶接作業用治具を溶接部材の嵌め込み部分に取り付ける工程において、溶接作業用治具が仮固定構造を用いて嵌め込み部分に仮に固定されることが好ましい。
【００１２】
一実施形態では、嵌め込み部分が、溶接部材の本体部分に接合された根元部分と、根元部分の先端に取り付けられ、根元部分と異なる方向に延伸する補強部分とを備えている。この場合、根元部分の一部分に、補強部分が設けられず、溶接作業用治具は、嵌め込み部分の根元部分の一部分から嵌め込まれることが好ましい。
【００１３】
本発明の他の観点においては、ＬＮＧを蓄積する球形タンクの支持スカートを製造する製造方法が提供される。当該製造方法は、補強部材が取り付けられた複数のスカート部材に引っ張り機構を取り付けるための取り付け構造と補強部分が嵌め込まれる切欠とを備える溶接作業用治具を取り付ける工程と、溶接作業用治具に、引っ張り機構を取り付ける工程と、溶接作業用治具同士を、引っ張り機構を用いて引っ張ることにより、隣接するスカート部材を保持する工程と、隣接するスカート部材が保持された状態で隣接するスカート部材を溶接する工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、溶接される部材を互いに動かないように保持し、且つ、該部材に損傷を与えないように支持するための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態におけるＬＮＧ船の構造の一例を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態における船倉の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における支持スカートの構造を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態における支持スカートの構造を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるアングルの下端部の構造を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における溶接方法を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施形態における溶接作業用治具の構造を示す平面図である。
【図８】本発明の他の実施形態における溶接作業用治具の構造を示す平面図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態における溶接作業用治具の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態では、本発明の溶接作業用治具及び溶接方法が、ＬＮＧ船の球形タンクを支持する支持スカートの溶接に適用される。以下では、まず、ＬＮＧ船、球形タンク、及び、支持スカートの構造について説明する。
【００１７】
図１は、ＬＮＧ船の構造の一例を示す側面図である。ＬＮＧ船１の船体２には、船倉が設けられており、該船倉に複数の球形タンク３が収容されている。球形タンク３は、ＬＮＧ（液化天然ガス）を蓄積するためのタンクである。球形タンク３の上方は、タンクカバー２ａによって覆われる。
【００１８】
図２は、船体２に設けられた船倉の構造を示す断面図である。球形タンク３の赤道部に、円筒状の支持スカート４の上端が溶接され、支持スカート４の下端がファウンデーションデッキ５に溶接されている。
【００１９】
図３〜図５は、支持スカート４の構造を示す図である。詳細には、図３は、支持スカート４の側面図であり、図４は、支持スカート４を水平面で切断した断面図で有り、図５は、支持スカート４を鉛直面で切断した時の断面図である。図３を参照して、支持スカート４は、円周方向に並んだ複数のスカート部材６を備えている。隣接するスカート部材６は、溶接によって接合されている。図４に示されているように、各スカート部材６の外周面には、補強部材としてアングル７が溶接されている。本実施形態では、アングル７は、その断面がＬ字型であり、根元部分２１と補強部分２２とを備えている。根元部分２１は、支持スカート４の半径方向に延伸する部分であり、スカート部材６に溶接されている。補強部分２２は、根元部分２１の先端に接合されており、根元部分２１と異なる方向、具体的には、支持スカート４の略円周方向に延伸する部分である。アングル７が根元部分２１と補強部分２２とで構成されていることにより、アングル７の強度が高められている。
【００２０】
図５は、支持スカート４の下端部の構造を示す図である。本実施形態では、上述のように、支持スカート４のスカート部材６の下端がファウンデーションデッキ５に溶接されている。そして、スカート部材６の下端の近傍において、アングル７の根元部分２１が、斜めに切断されている。その斜めに切断された部分については補強部分２２が設けられていない。後述のように、このような構造は、本実施形態の溶接方法において溶接作業用治具をアングル７に取り付けることを容易にする。
【００２１】
図６を参照して、本実施形態の溶接方法では、円周方向に隣接するスカート部材６が突合せ溶接によって溶接される。ここで、スカート部材６を溶接するためには、溶接されるスカート部材６を互いに当接させた状態で保持する必要がある。以下では、本実施形態において溶接されるスカート部材６を保持する方法について説明する。なお、以下の説明では、溶接されるスカート部材６の一方を符号６Ａ、他方を符号６Ｂと記載し、また、スカート部材６Ａに接合されているアングル７のうちスカート部材６Ｂに最近接するものをアングル７Ａと記載し、また、スカート部材６Ｂに接合されているアングル７のうちスカート部材６Ａに最近接するものをアングル７Ｂと記載する。
【００２２】
本実施形態では、スカート部材６Ａ、６Ｂを保持するために、レバーブロック８と溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂとが用いられる。レバーブロック８は、レバー本体８ａと、フック８ｂ、８ｃと、ワイヤー８ｄ、８ｅとを備えた引っ張り機構である。ワイヤー８ｄの端にフック８ｂが結合され、ワイヤー８ｅの端にフック８ｃが結合されている。
【００２３】
溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂは、アングル７Ａ、７Ｂを、レバーブロック８に取り付けるために使用される治具である。一方の溶接作業用治具１０Ａは、スカート部材６Ａのアングル７Ａに取り付けられ、溶接作業用治具１０Ｂは、スカート部材６Ｂのアングル７Ｂに取り付けられる。
【００２４】
図７は、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの構造を示す平面図である。溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂは、フック用穴１１（取り付け構造）と切欠１２とを有する板状の部材である。フック用穴１１は、レバーブロック８のフック８ｂ、８ｃを取り付けるための構造であり、フック８ｂ、８ｃをフック用穴１１に引っ掛けることにより、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂがレバーブロック８に取り付けられる。切欠１２は、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂをアングル７Ａ、７Ｂに取り付けるための構造である。溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの切欠１２をアングル７Ａ、７Ｂに嵌め込むことにより、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂがアングル７Ａ、７Ｂに取り付けられる。フック８ｂ、８ｃがそれぞれ溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂに取り付けられた状態でレバー本体８ａが操作されると、フック８ｂ、８ｃ、即ち、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂが互いに引っ張られる。これにより、スカート部材６Ａ、６Ｂが互いに当接されて保持される。
【００２５】
続いて、図６を参照しながら、本実施形態の溶接手順について詳細に説明する。まず、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの切欠１２が、それぞれ、アングル７Ａ、７Ｂに嵌め込まれる。ここで、図６を一見すれば、アングル７Ａ、７Ｂの補強部分２２（即ち、根元部分２１の端から円周方向に延伸する部分）の存在が、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂをアングル７Ａ、７Ｂに取り付けることを阻害するように思われるかもしれない。しかしながら、図５に図示されているように、アングル７Ａ、７Ｂの下端部には補強部分２２が設けられておらず、従って、アングル７Ａ、７Ｂの下端部から溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの切欠１２を嵌め込むことができる。
【００２６】
図６に戻り、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂをアングル７Ａ、７Ｂに取り付けた状態で、レバーブロック８のフック８ｂ、８ｃが溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂのフック用穴１１に引っ掛けられる。更に、レバーブロック８が操作されて溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの間に引っ張り力が作用される。これにより、スカート部材６Ａ、６Ｂが当接されて保持される。スカート部材６Ａ、６Ｂが当接された状態でスカート部材６Ａ、６Ｂが突合せ溶接によって溶接される。
【００２７】
レバーブロック８によって溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの間に引っ張り力を作用させたとき、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂとアングル７Ａ、７Ｂとが面接触もしくは線接触で接触していることが重要である。具体的には、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの間に引っ張り力が作用されると、アングル７Ａの根元部分２１のアングル７Ｂに対向する面２１ａが切欠１２の面１２ｂ（当接面）に面接触もしくは線接触し、アングル７Ｂの根元部分２１のアングル７Ａに対向する面２１ｂが切欠１２の面１２ａ（当接面）に面接触もしくは線接触する。スカート部材６Ａ、６Ｂは相当に大きい重量を有する部材であるから、レバーブロック８によって大きな引っ張り力を作用させる必要性があり、これにより、アングル７Ａ、７Ｂを損傷させる可能性が生じる。しかしながら、本実施形態では、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂとアングル７Ａ、７Ｂの間が面接触もしくは線接触で接触しているため、アングル７Ａ、７Ｂに局所的な力が作用することが防がれ、アングル７Ａ、７Ｂの損傷を抑制できる。
【００２８】
以上に説明されているように、本実施形態では、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの切欠１２がアングル７Ａ、７Ｂに対応した形状を有し、且つ、アングル７Ａ、７Ｂと溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂとが面接触もしくは線接触によって接触される。これにより、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂを引っ張り機構（レバーブロック８）によって引っ張った場合におけるアングル７Ａ、７Ｂの損傷が抑制されている。
【００２９】
溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂをアングル７Ａ、７Ｂに取り付け、更に、レバーブロック８を溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂに取り付ける作業を容易にするためには、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂをアングル７Ａ、７Ｂに仮固定する仮固定構造が溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂに設けられることが好ましい。図８は、そのような仮固定構造の例を示す平面図である。溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂは、ナット１３とボルト１４とを備えている。ナット１３には雌ネジが形成され、ボルト１４には雄ネジが形成されている。このような仮固定構造において、ナット１３はボルト１４を保持する保持部材として機能し、ボルト１４はアングル７Ａ、７Ｂに当接される当接部材として機能する。詳細には、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂがアングル７Ａ、７Ｂに嵌め込まれた状態でボルト１４を特定方向（典型的には時計回り方向）に回転させると、ボルト１４がアングル７Ａ、７Ｂに当接される。これにより、溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂがアングル７Ａ、７Ｂに仮固定される。溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂが保持されれば十分であるから、ボルト１４がアングル７Ａ、７Ｂに当接される力は弱くても構わない。溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂをアングル７Ａ、７Ｂに仮固定すれば、レバーブロック８のフック８ｂ、８ｃを溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂのフック用穴１１に引っ掛ける作業や、レバーブロック８を操作して溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの間に引っ張り力を作用させる作業が容易になり、従来は複数人での作業が必要であったところ、一人での作業も可能となる。また、仮固定構造として例えば電磁チャックや、バネで押圧を加える構造を用いてもよい。
【００３０】
アングル７Ａ、７Ｂの損傷を一層に抑制するためには、切欠１２の面のうち、少なくともアングル７Ａ、７Ｂに当接される面（当接面）が樹脂層１５によって被覆されていることが好ましい。図９は、このような構成の溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂの例を示す平面図である。図９の溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂでは、切欠１２の全面が樹脂層１５によって被覆されている。これにより、アングル７Ａ、７Ｂの損傷を一層に抑制することができる。なお、図９の溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂにも、上述の仮固定構造を取り付けてもよい。
【００３１】
以上には本発明の様々な実施形態が具体的に記述されているが、本発明は上記の実施形態に限定して解釈してはならない。特に本発明は、溶接される溶接部材同士を引っ張り機構によって互いに引っ張ることで溶接部材を保持する場合に一般に適用可能であることに留意されたい。溶接される溶接部材の一部分（嵌め込み部分）に溶接作業用治具を嵌め込み、該溶接作業用治具を引っ張り機構（例えば、レバーブロック）によって引っ張れば、同様の手法により溶接部材を溶接できる。
【００３２】
また、上述の実施形態では、支持スカート４の補強部材としてＬ字型のアングル７が使用されているが、他の形状の補強部材が使用されてもよい。例えば、アングル７の代わりに、Ｔ字型の補強部材を用いることができる。この場合、根元部分２１と補強部分２２とが、補強部分２２の中央付近で接合することになる。他の形状の補強部材が使用される場合、その形状に対応した切欠１２が溶接作業用治具１０Ａ、１０Ｂに設けられる。
【符号の説明】
【００３３】
１：ＬＮＧ船
２：船体
３：球形タンク
４：支持スカート
５：ファウンデーションデッキ
６、６Ａ、６Ｂ：スカート部材
７、７Ａ、７Ｂ：アングル
８：レバーブロック
８ａ：レバー本体
８ｂ、８ｃ：フック
８ｄ、８ｅ：ワイヤー
１０Ａ、１０Ｂ：溶接作業用治具
１１：フック用穴
１２：切欠
１２ａ、１２ｂ：面
１３：ナット
１４：ボルト
１５：樹脂層
２１：根元部分
２１ａ、２１ｂ：面
２２：補強部分
【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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【図８】
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【図９】
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