(57)【要約】【課題】２本の管の突合せ溶接や正確な角度でのＶ字形溶接も可能な管溶接用装置を提供する。【解決手段】管溶接用装置６０の装置本体１は、  基台２と、基台２に対して立設して螺入された一対の調節角度固定ネジ２ａの周りにそれぞれ回転するように取り付けられた回転台３と、回転台３に設けられ、前記回転台３の両端から突設された一対のアーム部４と、前記アーム部４にそれぞれ同軸に穿設された雌ネジ孔８を有する軸螺装部６とで構成されている。軸部１２は雌ネジ孔８に進退可能に螺入されている。一対の挟持用ヘッド３０（４０）は軸部１２の互いに向き合う内側の端部１２ａに装着され、前記端部１２ａを中心に回転可能であって、直線状或いはＶ字形に突き合わせた状態で保持された管Ｋ１・Ｋ２をその対向面５１で挟持する。調節角度固定ネジ２ａの周りに回転する回転台３の回転プレート３ａには回転台３の回転角度を示す印３ｂが形成されている。基台２の回転プレート３ａの周囲に回転プレート３ａの回転角度を示す角度目盛２ｂが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、基台に対して立設して螺入された一対の調節角度固定ネジの周りにそれぞれ回転するように取り付けられた回転台と、回転台に設けられ、前記回転台の両端から突設された一対のアーム部と、前記アーム部にそれぞれ同軸に穿設された雌ネジ孔を有する軸螺装部とで構成された装置本体と、
前記雌ネジ孔に進退可能に螺入された軸部と、
前記軸部の互いに向き合う内側の端部に装着され、前記端部を中心に回転可能であって、直線状或いはＶ字形に突き合わせた状態で保持された管をその対向面で挟持する一対の挟持用ヘッドとで構成され、
調節角度固定ネジの周りに回転する回転台の回転プレートに回転台の回転角度を示す印が形成されており、
基台の回転プレートの周囲に回転プレートの回転角度を示す角度目盛が設けられている、ことを特徴とする管溶接用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本の管を溶接で直線状に接続する際に、管の太さや形状にかかわらず簡単に芯出しして溶接したり、Ｖ字に溶接する際に正確に角度調整して溶接することができる管溶接用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２本の管の溶接は、直線状に突合せ溶接する場合や、溶接端を斜めに決断して該切断端をＶ字形に接合する場合とがある。前者の場合は接続される二本の管の中心軸を一致させる芯出し作業が行われるが、この芯出し作業の良否により、例えば、中を流れる流体に影響を及ぼすことになり、その後の管の信頼性や寿命にも大きな影響を与える。
芯出し作業は、高度で熟練を必要とする作業であり、下記の特許文献１（特開平７−４００８４号公報）や特許文献２（特開２０１５−９３０５号公報）に示すように、芯出し作業を簡便にするための専用の方法や装置が従来から開発されている。
【０００３】
これに対して２本の管をＶ字形に接合する場合、溶接角度が設置場所によって様々であるため、Ｖ字形接合用の装置などは特に存在せず、作業者が傾斜した切断端を接触させて２本の管をＶ字形に保持し、両者をバイスで挟んで角度を定規で確認してから接合端を点溶接で仮止めし、然る後、バイスから外して全周を溶接していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４００８４号公報
【特許文献２】特開２０１５−９３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
直線状に突合せ溶接する場合は、上記のような専用冶具があるが、Ｖ字形に溶接する場合には作業者の熟練に頼るだけで正確なＶ字形溶接は困難であった。また、直線状に突合せ溶接でも専用冶具であるため扱いが困難で、初心者では使いこなすことが困難であった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、１種類の管溶接用装置で正確に芯合わせを行った状態で２本の管の突合せ溶接を行う事や、正確な角度でのＶ字形溶接も可能な管溶接用装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、例えば図１〜４に示すように、管溶接用装置６０を次のように構成した。即ち、
基台２と、基台２に対して立設して螺入された一対の調節角度固定ネジ２ａの周りにそれぞれ回転するように取り付けられた回転台３と、回転台３に設けられ、前記回転台３の両端から突設された一対のアーム部４と、前記アーム部４にそれぞれ同軸に穿設された雌ネジ孔８を有する軸螺装部６とで構成された装置本体１と、
前記雌ネジ孔８に進退可能に螺入された軸部１２と、
前記軸部１２の互いに向き合う内側の端部１２ａに装着され、前記端部１２ａを中心に回転可能であって、直線状或いはＶ字形に突き合わせた状態で保持された管Ｋ１・Ｋ２をその対向面５１で挟持する一対の挟持用ヘッド３０（４０）とで構成され、
調節角度固定ネジ２ａの周りに回転する回転台３の回転プレート３ａに回転台３の回転角度を示す印３ｂが形成されており、
基台２の回転プレート３ａの周囲に回転プレート３ａの回転角度を示す角度目盛２ｂが設けられている、ことを特徴とする管溶接用装置６０である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１種類の装置で２本の管を直線状態に或いはその接合端を任意の角度でＶ字形に保持して溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における一実施形態の正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】図１におけるＶ形接合時の平面図である。
【図５】（ａ）本発明に使用される丸管挟持用ヘッドの背面図、（ｂ）同図の底面図、（ｃ）同図の右側面図、（ｄ）同図の正面図である。
【図６】本発明に使用される丸管挟持用ヘッドの斜視図である。
【図７】(ａ)丸管挟持ヘッドの断面図と丸囲い部分の拡大断面図である。
【図８】本発明における軸部の正面図である。
【図９】(ａ)本発明における交換型角管挟持用ヘッドの正面図、(ｂ)同図の右側面図、(ｃ)同図の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図を用いて本発明を説明する。図１に示す管溶接用装置６０は、基台２、基台２の両端に回転可能に立設された回転台３と、回転台３から突設された二股状のアーム部４と、アーム部４に同軸にてそれぞれ設けられた２つの軸螺装部６とで構成された装置本体１と、２つの軸部１２及び一対の挟持用ヘッド３０（４０）により大略構成されている。
【００１１】
基台２は、両端に円形の回転台取付部２ｃが設けられており、回転台取付部２ｃの上に目盛板２ｄが設置固定され、目盛板２ｄには角度目盛２ｂが０を基準に両振り分けで角度が刻設されている。そして、目盛板２ｄ及び回転台取付部２ｃを貫通する雌ネジ孔２ｅがこれらの回転中心に螺設されている。更に、基台２の下面の両端には２本ずつ脚２ｆが螺着され、必要に応じて取り外すことができるようになっている。
【００１２】
回転台３は、本実施例では、Ｌ形の回転プレート３ａと、Ｕ字形のアームプレート３ｕとで構成されている。勿論、図示していないが両者を一体的に構成することは可能である。Ｌ形の回転プレート３ａは、半円形の回転部３ａ１と、回転部３ａ１から垂直に立設されたＴ字形の垂直部３ａ２とで構成されており、回転部３ａ１の半円縁の中央にはＷ形の刻み（又は刻印）を設け、角度調整用の印３ｂが設置されている。そして、回転部３ａ１の半円縁の中心には前述の雌ネジ孔２ｅに一致する回転孔が穿設されている。
【００１３】
Ｔ字形の垂直部３ａ２の上端にはＵ字形のアームプレート３ｕが取り付けられている。アームプレート３ｕの両端のアーム部４は、二股状で略直角を成す同一方向にて左右対称に伸びており、その上部両端の軸螺装部６には雌ネジ孔８がそれぞれ同軸に穿設されている。
【００１４】
調整角度固定ネジ２ａは、ねじ脚に雄螺子が螺設され、頭部が六角に形成された通常の締結部材である。
【００１５】
挟持用ヘッド３０（４０）は、例えば、丸管Ｙ１・Ｙ２用と角管Ｚ１・Ｚ２用の２種類があり、管Ｋ１・Ｋ２の形状に合わせて選択することができ、後述するように軸部１２に脱着できるようになっている。
図５〜７は、本発明の交換型丸管挟持用ヘッド３０を示す図である。丸管挟持用ヘッド３０は、対向面５１（即ち、管当接面３２）から見た時、略長方形状をしており、その長手方向に丸管用Ｖ溝３４が形成されている。丸管用Ｖ溝３４の開口角Ｂは１００°〜１２０°である。そして、丸管挟持用ヘッド３０の各辺３９は、小径丸管を挟持する際、溶接トーチが入るようにゆるやかな円弧を描くように縁取りされている。また、管当接面３２の短手方向には、一定の間隔でＶ字型の細幅溝３３が設けられている。
【００１６】
交換型丸管挟持用ヘッド３０の背面には、首部３１が突設されており、背面から挿脱穴３０ａが穿設されており、その内周にリング溝３０ｂが凹設されている。そして、リング溝３０ｂより外側の開口部分３０ｃの内径は挿脱穴３０ａとリング溝３０ｂの中間の径で、後述する止め輪１３が縮小して挿入できる径に形成されている。
【００１７】
次に図９を用いて角管挟持用ヘッド４０の構成を説明する。丸管挟持用ヘッド３０と同じ構成については同部材の説明を援用して省略する。角管挟持用ヘッド４０は、略円形状かつ略平坦な管当接面４２（即ち、対向面５１）を有し、管当接面４２は、その中心部を通る直線に沿って略９０度の開口角Ｃで刻設された角管用狭角Ｖ溝４４と、管当接面４２の中心部を通り、かつ角管用狭角Ｖ溝４４と略直角を成す直線に沿って開口角Ｃよりも大きな開口角Ｄで、かつ角管用狭角Ｖ溝４４よりも深く刻設された角管用広角Ｖ溝４６とを有する。略円形かつ管当接面４２に十文字に刻設された溝を有する角管挟持用ヘッド４０は鍛造成型にて製造することができる。首部４１の構造、即ち、挿脱穴４０ａ、リング溝４０ｂ、開口部分４０ｃの構造は丸管挟持用ヘッド３０と同じである。
【００１８】
軸部１２は棒状のネジ部材で、軸螺装部６に螺装した時、その端部の内、互いに向き合う側の端部１２ａを挟持用ヘッド３０（４０）の挿脱穴３０ａ（４０ａ）に嵌まり込むような円柱状（図８(a)参照）或いは略半球形状（図８(b)参照）とし、端部１２ａの根元には環状に止め輪溝１２ｂを設けている。止め輪１３は、挟持用ヘッド３０（４０）を軸部１２の端部１２ａに挿脱する時にその外径を伸縮させる必要があるため、この挿脱時に止め輪１３の直径が伸縮できるように止め輪溝１２ｂの直径はＣ形の止め輪１３の内径より小さく形成され、止め輪１３の内側に遊びが形成されるようになっている。
【００１９】
そして、それぞれの軸部１２の外側の端部にはハンドル受け部１６があり、それぞれのハンドル受け部１６に穿設された通孔には摺動可能なようにハンドル２０が貫通して挿入されている。
【００２０】
本発明の管溶接用装置６０の組立及び使用方法について説明する。まず、軸部１２の外側面に設けられた雄ネジ１４が雌ネジ孔８と螺合するように、ハンドル２０を時計回りに回転させながら、軸部１２の端部１２ａが完全に露出するまで螺進させる。
次に、挟持用ヘッド３０（４０）のリング溝３０ｂ（４０ｂ）にＣ形の止め輪１３を遊嵌する。
さらに、丸管挟持用ヘッド３０（又は角管挟持用ヘッド４０）の挿脱穴３０ａ（又は挿脱穴４０ａ）に、端部１２ａを止め輪１３が挿脱用リング溝３０ｂ（又はリング溝４０ｂ）と嵌合するまで挿入する。
【００２１】
この挿入時、止め輪１３の外径が挿脱穴３０ａの開口部分３０ｃよりやや大きいので、挿入時の圧力により止め輪１３の直径が収縮して開口部分３０ｃに押し込まれ、開口部分３０ｃを通過するとリング溝３０ｂに至り、ここで止め輪１３自身が弾発してリング溝３０ｂに係止する。止め輪溝１２ｂは前記のように止め輪１３の収縮が許容できる寸法にその直径が細く作られている。
【００２２】
端部１２ａが円柱状の場合（図８(b)）、丸管挟持用ヘッド３０（又は角管挟持用ヘッド４０）は軸部１２を中心に回転する。端部１２ａが球状の場合（図８(a)）、丸管挟持用ヘッド３０（又は角管挟持用ヘッド４０）は端部１２ａを中心に回転及び首振り可能となる。
このように組み立てられたアーム部４を垂直部３ａ２に取り付け、一方の装置本体１とし、同様に他の装置本体１を組み立て、一対の装置本体１を用意する。
【００２３】
そして、基台２の両端の回転台取付部２ｃ上に目盛板２ｄをそれぞれ載置固着し、続いてその上に装置本体１の回転台３をそれぞれ載置し、調節角度固定ネジ２ａを基台１の雌ネジ孔２ｅに螺入する。左右の目盛板２ｄの基準０は、基台２の長手方向の中心線に一致する。基台２の裏面には、脚２ｆが螺着され、管溶接用装置６０がこのように組み立てられる。
【００２４】
丸管挟持用ヘッド３０と角管挟持用ヘッド４０とは前述のように管によって適宜交換することができる。
丸管挟持用ヘッド３０（又は角管挟持用ヘッド４０）を交換する場合、丸管挟持用ヘッド３０（又は角管挟持用ヘッド４０）を軸部１２から引き抜くと前記の逆で止め輪１３が引っ張り力に負けてその直径を拡張させリング溝３０ｂから抜き出される。開口部分３０ｃの内径は挿脱穴３０ａより大きいのでリング溝３０ｂとの直径差は小さく、止め輪１３が僅かに拡張すれば僅かな抵抗で引き抜くことが出来る。
【００２５】
次に、使用法であるが、図１〜３に示すような突合せ溶接の場合、調節角度固定ネジ２ａを緩めて回転台３の印３ｂを目盛板２ｄの目盛０に合わせ、調節角度固定ネジ２ａを締め込む。
接続する管を丸管Ｙ１・Ｙ２とすると、両者の端部同士を突き合わせて左右１対の丸管用挟持用ヘッド３０の間に配置し、丸管挟持用ヘッド３０の短手方向の辺が丸管側面の長手方向に対して略垂直に当接し、一対の丸管挟持用ヘッド３０同士の中心軸ＣＬが、丸管Ｙ１・Ｙ２の接続部の直径軸とおおよそ一直線上に並ぶようにハンドル２０を回転させて芯出し調整する（図３）。
【００２６】
丸管挟持用ヘッド３０が、前述のように軸部１２の端部１２ａにおいて、軸部１２を中心に回転しかしない場合は、軸部１２が同軸に配設されているので、並設された管溶接用装置６０の軸部１２の螺入代を調整するだけで芯出しが出来る。
丸管挟持用ヘッド３０が、前述のように軸部１２の端部１２ａにおいて、回転と首振りする場合には、前記同様、軸部１２が同軸に配設されているので、並設された管溶接用装置６０の軸部１２の螺入代を調整して締め込んで行けば、自動調心で芯出しが出来る。
【００２７】
芯出しが出来た時点でハンドル２０を回転させて丸管Ｙ１・Ｙ２を管挟持用ヘッド３０で固定し、この状態で丸管Ｙ１・Ｙ２の突合せ端部全周を所定間隔で点溶接により仮接続し、仮接続後、ハンドル２０を緩めて丸管Ｙ１・Ｙ２を取り出し、全周を溶接する。
【００２８】
角管Ｚ１・Ｚ２の場合は、前述のように角管用の挟持ヘッド４０に取り換え、前述同様角管Ｚ１・Ｚ２の接続部が、左右一対の角管挟持用ヘッド４０の間に配置されるように設定する。角管Ｚ１・Ｚ２が断面正方形の場合は、角管挟持用ヘッド４０の略９０度の狭角Ｖ溝４４を使用し、この狭角Ｖ溝４４を角管側面の長手方向に対して略平行かつ角管Ｚ１・Ｚ２の対向する２つの角に当接させ、前述同様芯出し後、溶接する。
【００２９】
四角形よりも角数の多い角管Ｚ１・Ｚ２に対しては角管挟持用ヘッド４０の広角Ｖ溝４６を用い、前記同様、角管側面の長手方向に対して略平行かつ角管Ｚ１・Ｚ２の対向する２つの角に当接し、一対の角管挟持用ヘッド４０同士の中心軸ＣＬが、角管Ｚ１・Ｚ２の接続部の対角軸とほぼ一直線上に並ぶようにハンドル２０を回転させて芯出し調整をし、その後、溶接する。
【００３０】
管Ｙ１・Ｙ２・Ｚ１・Ｚ２をＶ形に溶接する場合、接合端を斜めに切断する。接合端の切断角度は通常接合角度の半分であるから、図４に示すように、調節角度固定ネジ２ａを緩めて回転台３の印３ｂを目盛板２ｄの目盛（接合角度の半分の位置）に合わせ、調節角度固定ネジ２ａを締め込む。
この場合も、挟持用ヘッド３０（４０）は、接続する管Ｙ１・Ｙ２、Ｚ１・Ｚ２に合わせて設置することになる。管Ｙ１・Ｙ２・Ｚ１・Ｚ２を挟持用ヘッド３０から内側に突き出させ、接合端を接触させた状態でハンドル２０を回転させて挟持固定する。この状態で前述のように点溶接で仮止めし、挟持解除後、全周溶接する。
【００３１】
上述のように、本発明によれば、２本の管を溶接等で接続するに際して、管の形状、長短、太径から細径までこれらに拘わらず効果的に管を挟持して直線的又はＶ字形に接続することができる管溶接用装置６０を提供することができる。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１：装置本体、２：基台、２ａ：調節角度固定ネジ、２ｂ：角度目盛、２ｃ：回転台取付部、２ｄ：目盛板、２ｅ：雌ネジ孔、２ｆ：脚、３：回転台、３ａ：回転プレート、３ａ１：回転部、３ａ２：垂直部、３ｂ：印、３ｕ：アームプレート、４：アーム部、６：軸螺装部、８：雌ネジ孔、１２：軸部、１２ａ：端部、１２ｂ：止め輪溝、１３：止め輪、１４：雄ネジ、１６：ハンドル受け部、２０：ハンドル、３０：丸管挟持用ヘッド、３０ａ：挿脱穴、３０ｂ：リング溝、３０ｃ：開口部分、３１：首部、３２：管当接面、３３：細幅溝、３４：丸管用Ｖ溝、３９：辺、４０：角管挟持用ヘッド、４０ａ：挿脱穴、４０ｂ：リング溝、４０ｃ：開口部分、４１：首部：４２：管当接面、４４：角管用狭角Ｖ溝、４６：角管用広角Ｖ溝、５１：対向面、６０：管溶接用装置、Ｂ：丸管用の狭い開口角、Ｃ：角管用の狭い開口角、Ｄ：角管用の広い開口角、Ｋ１・Ｋ２：管、Ｙ１・Ｙ２：丸管、Ｚ１・Ｚ２：角管、ＣＬ：中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2017221949.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017221949.tif 000008
【図７】
2017221949.tif 000009
【図８】
2017221949.tif 000010
【図９】
2017221949.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月20日(2016.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の管溶接用装置６０の組立及び使用方法について説明する。まず、軸部１２の外側面に設けられた雄ネジ１４が雌ネジ孔８と螺合するように、ハンドル２０を時計回りに回転させながら、軸部１２の端部１２ａが完全に露出するまで螺進させる。
次に、挟持ヘッド３０（４０）のリング溝３０ｂ（４０ｂ）にＣ形の止め輪１３を遊嵌する。
さらに、丸管挟持用ヘッド３０（又は角管挟持用ヘッド４０）の挿脱穴３０ａ（又は挿脱穴４０ａ）に、端部１２ａを止め輪１３がリング溝３０ｂ（又はリング溝４０ｂ）と嵌合するまで挿入する。