(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ等の一対の被溶接材の端面同士を両側から突き合わせて、その突き合わせ面を溶接する突き合わせ溶接に用いられ、前記一対の被溶接材をそれぞれ突き合わせ状態に保持するクランプ装置であって、固定シリンダーと該固定シリンダー内を軸線方向に進退自在とせられるピストンと、該ピストンに対して一定の圧力を進出方向に加える押圧手段とを有し、前記固定シリンダーに前記一対の被溶接材の一方を保持するための固定掴み部を取り付け、一方、前記ピストンには、前記固定シリンダーの一部に設けた軸線方向のスリット開口部を介して前記固定掴み部に対応する移動掴み部を取り付け、これによって一方の被溶接材を保持した固定掴み部に対抗して他方の被溶接材を保持した前記移動掴み部が同一直線上で進退自在に進出し、突き合わせ面に対して一定の圧力を継続して加える構成としたことを特徴とする突き合わせ溶接用クランプ装置。
【請求項２】
移動掴み部の位置を固定シリンダーの軸線方向に対する垂直な面において調節する突き合わせズレ補正手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の突き合わせ溶接用クランプ装置。
【請求項３】
固定掴み部と移動掴み部はそれぞれ一対の掴み片からなり、開閉自在に被溶接材を掴む構成とした請求項請求項１又は２に記載の突き合わせ溶接用クランプ装置。
【請求項４】
ピストンに対して一定の圧力を進出方向に加える押圧手段、固定掴み部及び移動掴み部の開閉を駆動する手段は１つの油圧供給源を兼用した油圧手段で構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の突き合わせ溶接用クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は突き合わせ溶接において、一対の被溶接材をそれぞれ保持するために用いられる突き合わせ溶接用クランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼管等の配管材料を繋ぎ合わせて用いる必要性は、近年において建築関係やその他の多種多様の用途において要求され、その需要が伸びている。
管材をその端面で繋ぎ合わせる溶接方法として、アーク溶接等によって、繋ぎ合わせ面を円周方向に溶接する方法がある。が、この方法は円周方向に溶接を行うために手間と時間がかかると共に、熟練技術者を必要とする。また自動機等を用いる場合は高価となり、また作業現場に簡単に運んで使用することができない問題がある。勿論、出来上がりが良好であるものの、過剰品質、過剰価格となる傾向があり、コストダウンを要求される分野には向いていない。
一方、管材を繋ぎ合わせる他の溶接方法として、突き合わせ溶接がある。
突き合わせ溶接は管等の一対の被溶接材の端面を両側から突き合わせ、該突き合わせ面を溶融し或いは溶融することなく接合するようにした溶接方法である。
前記突き合わせ溶接の問題点は、特に、材料の溶融を伴わない拡散接合による突き合わせ溶接を行った場合において、大きな突き合わせ圧力が加わることでその接合部が円周方向に膨らむことである。
この問題を解決する一つの手段として、特開昭62−97784 号公報には、突き合わされる一対の被溶接管の間に該被溶接管よりも低融点のインサート材を介在させるようにして、溶接時に接合面に加わる圧力の増加を適当に緩衝するようにした技術が提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記インサート材を介在させる突き合わせ溶接の場合、正にそのインサート材を必要とする問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は上記従来における問題点を解消し、インサート材を用いることなく、突き合わせ接合部の膨らみを十分に低減した状態での管材の繋ぎ合わせができ、また突き合わせ溶接の作業や被溶接材の突き合わせのための位置決め作業を容易且つ簡単、迅速に行うことができ、また全体として装置が簡単で現場作業にも適した、突き合わせ溶接用クランプ装置の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の突き合わせ溶接用クランプ装置は、パイプ等の一対の被溶接材の端面同士を両側から突き合わせて、その突き合わせ面を溶接する突き合わせ溶接に用いられ、前記一対の被溶接材をそれぞれ突き合わせ状態に保持するクランプ装置であって、固定シリンダーと該固定シリンダー内を軸線方向に進退自在とせられるピストンと、該ピストンに対して一定の圧力を進出方向に加える押圧手段とを有し、前記固定シリンダーに前記一対の被溶接材の一方を保持するための固定掴み部を取り付け、一方、前記ピストンには、前記固定シリンダーの一部に設けた軸線方向のスリット開口部を介して前記固定掴み部に対応する移動掴み部を取り付け、これによって一方の被溶接材を保持した固定掴み部に対抗して他方の被溶接材を保持した前記移動掴み部が同一直線上で進退自在に進出し、突き合わせ面に対して一定の圧力を継続して加える構成としたことを第１の特徴としている。
また本発明の突き合わせ溶接用クランプ装置は、上記第１の特徴に加えて、移動掴み部の位置を固定シリンダーの軸線方向に対する垂直な面において調節する突き合わせズレ補正手段を設けたことを第２の特徴としている。
また本発明の突き合わせ溶接用クランプ装置は、上記第１又は第２の特徴に加えて、固定掴み部と移動掴み部はそれぞれ一対の掴み片からなり、開閉自在に被溶接材を掴む構成としたことを第３の特徴としている。
また本発明の突き合わせ溶接用クランプ装置は、上記第１〜３の何れかの特徴に加えて、ピストンに対して一定の圧力を進出方向に加える押圧手段、固定掴み部及び移動掴み部の開閉を駆動する手段は１つの油圧供給源を兼用した油圧手段で構成したことを第４の特徴としている。
【０００６】
上記第１の特徴において、押圧手段は、油圧手段とすることができるが、ピストンを進出方向に押圧することで、突き合わされた被溶接材の突き合わせ面に対して一定の圧力を継続して加えることができる機構であれば、他の電気的或いは機械的な押圧手段であってもよく、具体的手段は特に限定されるものではない。また上記第２の特徴において、突き合わせズレ補正手段は、一対の被溶接材が突き合わせられた際に、突き合わせ面における両溶接材のズレを補正する手段であって、機械的に移動掴み部を移動させる構成とすることができるが、その具体的手段は特に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の態様の１つである突き合わせ溶接用クランプ装置の概略を示す平面図、図２は実施の態様の１つである突き合わせ溶接用クランプ装置の概略を示す一部断面正面図、図３は図２をＩ−Ｉ方向から見た図、図４は油圧回路図、図５は高周波誘導加熱コイル装置の斜視図、図６は高周波誘導加熱コイル装置の断面図、図７は高周波誘導加熱コイル装置を開いた状態を示す平面図である。
【０００８】
先ず図１〜図３を参照して説明する。突き合わせ溶接用クランプ装置Ａは、固定シリンダー１０と、ピストン２０と、一対の掴み部３０、４０と、油圧手段５０とを少なくとも有し、この突き合わせクランプ装置Ａに対して、一対の被溶接材Ｗ、Ｗがクランプされ、また一対の被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせ面の周囲を加熱する加熱装置として、高周波誘導加熱コイル装置Ｂが組み合わされる。
【０００９】
前記固定シリンダー１０は、その取り付け片１１で、図示しない基台等に水平方向に取り付けられ、不動状態とせられる。
固定シリンダー１０にはその内部にピストン２０が挿嵌され、同軸で且つ軸線方向に進退自在に移動できるようにされている。
前記ピストン２０は油圧手段５０によって一定圧で押されることで進出（図１、図２において左方向に移動）する構成とされている。また油圧手段５０による押圧力がピストン２０に加わらない時には、固定シリンダー１０内の端部に設けられたバネ１２によって、前記ピストン２０は初期位置に後退（図１、図２において右方向に移動）せられる構成とされている。
【００１０】
前記一対の掴み部３０、４０は、固定掴み部３０と移動掴み部４０とからなり、互いに同一直線上において離間して取り付けられる。
固定掴み部３０は前記固定シリンダー１０に取り付けられて不動とされている。一方、移動掴み部４０は前記ピストン２０に固定され、ピストン２０と共に移動可能とされている。即ち、前記固定シリンダー１０の一部に軸線方向に一定の長さと幅を有するスリット開口部１３が形成されており、そのスリット開口部１３を介して前記移動掴み部４０がピストン２０に取り付けられており、該ピストン２０の移動に伴って移動できるようにされている。この移動掴み部４０を取り付けたピストン２０の軸線方向の移動可能範囲は、前記スリット開口部１３の長さの範囲内となる。また前記ピストン２０は固定シリンダー１０に対して、前記スリット開口部１３の幅の範囲で円周方向に回動が可能とされる。このピストン２０の円周方向の回動によって、ピストン２０に取り付けられた前記移動掴み部４０が、シリンダー１０の軸線方向に垂直な面においてその位置を調節可能とされる。
【００１１】
前記固定掴み部３０は不動掴み片３１と可動掴み片３２の一対からなり、不動掴み片３１側の取り付け体３１ａで固定シリンダー１０の外表面に溶接Ｙ等で一体的に取り付けられている。そして不動掴み片３１側の支持体３３に設けられた回転軸３４を介して可動掴み片３２が開閉自在に回動できるように取り付けられている。この可動掴み片３２の回動は後述する油圧端末６３の伸縮ロッド６３ａの伸縮によって行われる。即ち、伸縮ロッド６３ａが上方へ進出すると、可動掴み片３２が回転軸３４の回りを上方へ回動して被溶接材Ｗを掴む。また伸縮ロッド６３ａが下方へ後退すると、可動掴み片３２が回転軸３４の回りを下方へ回動して被溶接材Ｗの掴みを解く。
【００１２】
前記移動掴み部４０も不動掴み片４１と可動掴み片４２の一対からなり、不動掴み片４１側の取り付け体４１ａで前記ピストン２０の外表面に溶接Ｙ等で一体的に取り付けられている。そして不動掴み片４１側の支持体４３に設けられた回転軸４４を介して可動掴み片４２が開閉自在に回動できるように取り付けられている。この可動掴み片４２の回動は後述する油圧端末７３の伸縮ロッド７３ａの伸縮によって行われる。即ち、伸縮ロッド７３ａが上方へ進出すると、可動掴み片４２が回転軸４４の回りを上方へ回動して被溶接材Ｗを掴む。また伸縮ロッド７３ａが下方へ後退すると、可動掴み片４２が回転軸４４の回りを下方へ回動して被溶接材Ｗの掴みを解く。
【００１３】
尚、固定掴み部３０及び移動掴み部４０の各掴み片３１、３２、４１、４２の内側面、即ち被溶接材Ｗを掴む面にはローレットが施され、これによって被溶接材Ｗを掴んだ際に被溶接材Ｗに傷が付き難いようにすると共に、掴みを堅固で確実にできるようにしている。
【００１４】
前記移動掴み部４０はそれが取り付けられたピストン２０の進退に伴って、前記スリット開口部１３の軸線方向の長さの範囲で移動することができ、この移動範囲内で、一対の被溶接材Ｗを一定の圧力で突き合わせ状態に保持する。一方、固定掴み部３０に掴まれて保持されている一方の被溶接材Ｗに対して、移動掴み部４０に掴まれて保持されている他方の被溶接材Ｗを正確に突き合わせするには、両被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせのズレ、即ち突き合わせ面上における両被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせ端面の位置ズレを補正する必要がある。
本実施態様においては、両被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせ端面の位置ズレを補正する手段として、突き合わせズレ補正手段８０を設けている。この手段は、断面コ型状の調節ネジ取り付け体８１を、不動状態の固定シリンダー１０の外側面にその上下面が水平方向になるようにして、一体的に固定し、この上下面にそれぞれ調節ネジ８２、８２を貫通させて螺合状態に取り付け、一方、移動掴み部４０の不動掴み片４１に一体的に固定したレベル調節片８３の先端部８３ａを調節ネジ取り付け体81の内空間に水平方向に引き入れて構成している。上下の調節ネジ８２、８２を回して、レベル調節片８３の先端部８３ａを上方に変位させると、これに伴って、可動掴み部４０全体がピストン２０と共に固定シリンダー１０の軸線方向に垂直な面上を回動し、これによって、可動掴み部４０に掴まれた被溶接材Ｗの突き合わせ端面の位置を、前記軸線に垂直な面において、微妙に調節することが簡単に可能となる。
【００１５】
尚、前記突き合わせズレ補正手段８０の具体的な構成は上記した例に限定されるものではなく、可動掴み部４０の位置を軸線方向に垂直な面上に調節補正できる構成であれば、他の機械的な構成であってもよく、また電気磁気的な位置補正手段を用いてもよい。
【００１６】
油圧手段５０は上記ピストン２０に対して一定の圧力を進出方向に加える押圧手段である。図４を参照して、油圧手段５０を説明する。この油圧手段５０は、油圧供給源５１と、該油圧供給源５１からの油を油圧端末５３に供給する油圧供給路５２とを有し、油圧供給路５２の途中には三方切替器５４を設け、また三方切替器５４と油圧端末５３との間に、逆止弁５５と、その下流に圧力逃がし機構５６と、圧力計５７が設けられている。また、油戻し路５８、５８を設けている。
前記油圧端末５３は上記したピストン２０を直接的に進出方向に押圧する。
前記三方切替器５４は、図面上の左が油供給モード、中央が油保持モード、右が油リターンモードとされている。
前記圧力逃がし機構５６は流路切替器５６ａと流量調節弁５６ｂと圧力スイッチ５６ｃとからなり、流路切替器５６ａは図面上の左が油リターンモード、右が油逆止モードとされている。前記圧力スイッチ５６ｃは油圧端末５３における油圧が一定圧を越えるとスイッチオンして、前記流路切替器５６ａを油リターンモードに切り替え、油圧が一定圧以下になると、スイッチオフして流路切替器５６ａを油逆止モードに戻す。
【００１７】
前記油圧供給源５１を兼用して、上記した固定掴み部３０の可動掴み片３２の開閉を駆動する手段としての油圧手段６０が設けられている。この油圧手段６０は、兼用する油圧供給源５１の油圧供給路５２から分岐せられた油圧供給路６２が上記油圧端末６３に接続しており、油圧供給路６２の途中には流路切替器６４を設け、流路切替器６４の上流側には逆止弁６５が、また流路切替器６４の下流側には圧力計６７が設けられている。
前記流路切替器６４は、図面上の左が油供給モード、右が油リターンモードとされている。この流路切替器６４を油供給モードに切り替えることで、前記油圧端末６３は上記した伸縮ロッド６３ａを進出させる。また流路切替器６４を油リターンモードに切り替えることで、前記油圧端末６３に供給されていた油が兼用せられた油戻し路５８を通って油圧供給源に戻り、これによって油圧端末６３の伸縮ロッド６３ａが後退して、固定掴み部３０の可動掴み片３２が開放方向に開く。
【００１８】
同様に前記油圧供給源５１を兼用して、上記した移動掴み部４０の可動掴み片４２の開閉を駆動する手段としての油圧手段７０が設けられている。この油圧手段７０は、兼用する油圧供給源５１の油圧供給路５２から分岐せられた油圧供給路７２が上記油圧端末７３に接続しており、油圧供給路７２の途中には流路切替器７４を設け、流路切替器７４の上流側には逆止弁７５が、また流路切替器７４の下流側には圧力計７７が設けられている。
前記流路切替器７４は、図面上の左が油供給モード、右が油リターンモードとされている。この流路切替器７４を油供給モードに切り替えることで、前記油圧端末７３は上記した伸縮ロッド７３ａを進出させる。また流路切替器７４を油リターンモードに切り替えることで、前記油圧端末７３に供給されていた油が兼用せられた油戻し路５８を通って油圧供給源５１に戻り、これによって油圧端末７３の伸縮ロッド７３ａが後退して、移動掴み部４０の可動掴み片４２が開放方向に開く。
【００１９】
図５〜図７を参照して、上記高周波誘導加熱コイル装置Ｂを説明する。この装置Ｂは、一対の固定枠１１０、１２０と、一対の割型コイル部１３０、１４０と、断熱材１５０と、冷却水通水手段と、シールドガス供給手段等からなる。
前記一対の固定枠１１０、１２０は、横断面形状が凹形の凹形固定枠１１０と、該凹形固定枠１１０の上部開口を開閉自在に蓋する役割をなす固定枠としての蓋部１２０とからなる。前記凹形固定枠１１０や蓋部１２０は、例えば耐熱樹脂材料を用いて構成することができる。
蓋部１２０と凹形固定枠１１０とはその一辺側で蝶番１６１によって連結され、他辺側で掛け止め金具１６２によって相互に結合されるようになされている。これによって蓋部１２０が凹形固定枠１１０に対して開閉自在となっている。
前記凹形固定枠１１０の内側には断熱材１５０が施され、その断熱材１５０に保護された状態で略Ｕ字形割型コイル部１３０が固定されている。略Ｕ字形割型コイル部１３０は本例においては、４本が一定の間隔で配されており、４本のそれぞれが図示しない固定手段で前記凹形固定枠１１０に対して固定されている。一方、前記今一つの固定枠である蓋部１２０の内側にもやはり断熱材１５０が施されると共に、その断熱材１５０に保護された状態で略一文字形割型コイル部１４０が固定されている。この略一文字形割型コイル部１４０も本例においては４本が一定の間隔で配されて、それぞれが図示しない固定手段で前記蓋部１２０に対して固定されている。
前記断熱材１５０は、例えばシリカ系耐熱材料を用いて、被溶接材Ｗが１２００〜１５００℃に加熱されても支障のないようにしている。
前記略一文字形割型コイル部１４０を構成する４本は、前記略Ｕ字形割型コイル部１３０の４本に対してやや斜めに配され、且つ略Ｕ字形割型コイル部１３０と略一文字形割型コイル部１４０とは相互に、それぞれ予め定められた位置に配置されることで、これによって蓋部１２０を凹形固定枠１１０に対して蓋すれば、それによって略Ｕ字形割型コイル部１３０と略一文字形割型コイル部１４０とが自動的に且つ確実に接合して、接触するように構成されている。
前記略Ｕ字形割型コイル部１３０と略一文字形割型コイル部１４０との接合がなされることで、スパイラルに巻回された１本のコイルが成立する。
また蓋部１２０が凹形固定枠１１０から開かれることで、２分割割型コイルが略Ｕ字形割型コイル部１３０と略一文字形割型コイル部１４０とに分離される。
【００２０】
前記略Ｕ字形割型コイル部１３０と略一文字形割型コイル部１４０とが接合されて１本の連続するスパイラルコイルになることで、該スパイラルコイルに高周波電流が通電せられれば、コイル内に交番磁場が発生し、これによって挿入された被溶接材Ｗが自己加熱される。従って、２本の被溶接材Ｗを用い、これを両側からコイル内で突き合わせながら加熱することで、圧接等を行うことができる。その際、長寸の被溶接材Ｗを用いて突き合わせ溶接する場合であっても、溶接接合後に前記蓋部１２０を開放すれば、溶接完了後の長い被溶接材Ｗを容易に取り出すことができる。
前記略Ｕ字形割型コイル部１３０及び略一文字形割型コイル部１４０を構成するコイルそのものは銅製中空管Ｐ、詳しくは中空角管から構成している。
また前記各割型コイル部１３０、１４０は、その分割端面部においては中空管Ｐを閉塞した形に構成しており、そしてその閉塞端面部には、両割型コイル部１３０、１４０を接合した際の電気的接合を良好にするための接点部１３１、１４１を設けている。
前記略Ｕ字形割型コイル部１３０と略一文字形割型コイル部１４０とは、それぞれ別々に冷却を行うようにしている。
即ち、略Ｕ字形割型コイル部１３０の４本はそれぞれ凹形固定枠１１０の肉厚内に設けられた通水路１１１によって直列に通水接続されており、一方、一対の通水通電接続継ぎ手管１１２、１１３が凹形固定枠１１０に突出して設けられている。これによって一方の通水通電接続継ぎ手管１１２から導入された冷却水は略Ｕ字形割型コイル部１３０の４本の管Ｐを直列に通過し、他方の通水通電接続継ぎ手管１１３に排出される。
同様に、略一文字形分割コイル部１４０の４本もそれぞれ蓋部１２０の肉厚内に設けられた通水路１２１によって直列に通水接続されており、一方、一対の通水専用継ぎ手管１２２、１２３が蓋部20に突出して設けられている。これによって一方の通水専用継ぎ手管１２２から導入された冷却水は略一文字形割型コイル部１４０の４本の管Ｐを直列に通過し、他方の通水専用継ぎ手管１２３に排出される。
【００２１】
前記凹形固定枠１１０に蓋部１２０が蓋されることで構成される角筒内の空間に対しては、高周波誘導加熱を行う際の雰囲気が酸化雰囲気になるのを防止するために窒素ガスやアルゴンガス等の非酸化性ガスによるシールドを行うようにしている。
即ち、前記凹形固定枠１１０の肉厚内にガス通路１４を設け、凹型固定枠１１０の３つの内壁の適当な位置に、例えば凹形固定枠１１０の中央付近において、周囲から中心方向に向けてガスを噴出するガス導入口１１５を設ける。また凹形固定枠１１０から突出してガス導入継ぎ手管１１６を設ける。これによってガス導入継ぎ手管１１６から導入されたシールドガスはガス通路１１４を通ってガス導入口１１５から被溶接材Ｗが配置される空間内に吹き出され、被溶接材Ｗの酸化を防止する。シールドガスを用いることで、突き合わせ溶接における突き合わせ面の酸化を防止し、良好な突き合わせ溶接を確保することができる。前記ガス通路１１４とガス導入口１１５とガス導入継ぎ手管１１６はシールドガス導入手段を構成する。
【００２２】
なお上記において、高周波誘導加熱コイル装置Ｂは、上下に分割せられて開閉自在に構成せられたものであれば、上下での分割は丁度２分したものであってもよい。
また、上記した突き合わせ溶接用クランプ装置Ａに組み合わされる加熱装置は、上下に二分割して、溶接後の被溶接材Ｗを容易に取り出すことができるものであれば、上記の高周波誘導による加熱装置でなくとも、突き合わせ部を周囲から加熱することができる他の種々の加熱装置を用いることも可能である。
【００２３】
次に本実施態様の突き合わせ溶接用クランプ装置Ａを用いた突き合わせ溶接の作業の手順ないし動作について説明する。
先ず、溶接すべき一対の管材等の被溶接材Ｗ、Ｗを用意し、その一方を固定掴み部３０の開いた状態にある一対の掴み片３１、３２間に載せ、被溶接材Ｗの先端面が開かれた高周波誘導加熱コイル装置Ｂの中央付近にくるようにして、油圧手段６０の流路切替器６４を切り替える。これによって油圧供給源５１からの油が油圧供給路６２を通って油圧端末６３に入り、伸縮ロッド６３ａを進出させる。これによって可動掴み片３２が上方に回動し、不動掴み片３１と共に被溶接材Ｗを掴み、保持する。
同様に、もう一方の被溶接材Ｗを移動掴み部４０の開いた状態にある一対の掴み片４１、４２間に載せ、この被溶接材Ｗを他方の被溶接材Ｗに突き合わせた状態にして、油圧手段７０の流路切替器７４を切り替える。これによって、油圧供給源５１からの油が油圧供給路７２を通って油圧端末７３に入り、伸縮ロッド７３ａを進出させる。これによって可動掴み片４２が上方に回動し、不動掴み片４１と共に被溶接材Ｗを掴み、保持する。
以上のようにして一対の被溶接材Ｗ、Ｗの一応のセッティングができると、次に突き合わせ面の位置ズレを突き合わせズレ補正手段８０によって補正する。即ち、上下の調節ネジ８２、８２を操作して、レベル調節片８３の先端部８３ａを上方若しくは下方に変位させることで、移動掴み部４０を軸線に垂直な面において変位させ、これによって移動掴み部４０に掴まれた被溶接材Ｗの突き合わせ面の位置を修正して、固定掴み部３０側の被溶接材Ｗの突き合わせ面と正確に一致させる。これは特に被溶接材Ｗが管材の場合には重要なことである。
以上のようにして、一対の被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせの準備が完了すると、次に、油圧手段５０の三方切替器５４を油供給モードに切り替えて、油を油圧供給源５１から油圧供給路５２を経て油圧端末５３に導き、ピストン２０を進出方向に押圧する。これによって、クランプ状態の一対の被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせ圧力が増して行く。そして油圧（即ち、突き合わせ圧力）が予め定めた設定突き合わせ圧力に達すると、三方切替器５４を油保持モードに切り替えて、突き合わせ圧力状態をその設定圧力に保持する。この状態で高周波誘導加熱コイル装置Ｂによる一対の被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせ部の周囲の加熱の運転を開始する。
【００２４】
一方、作業者は、溶接中において突き合わせ圧力が前記予め定めた設定突き合わせ圧力よりも大きく増加してしまうのを防止するため、設定突き合わせ圧力に対応する最大許容突き合わせ圧力を予め定めておき、油圧が前記最大許容突き合わせ圧力を越えた場合には圧力逃がし機構５６の圧力スイッチ５６ｃがスイッチオンして流路切替器５６ａを油リターンモードに切り替えると共に、油圧が設定突き合わせ圧力まで下がれば、スイッチオフして流路切替器５６ａを油逆止モードに戻るように予めセットしておく。
従って、前記高周波誘導加熱コイル装置Ｂによる加熱を開始した後、突き合わせ面の圧力が設定突き合わせ圧力よりも一定圧力高い最大許容突き合わせ圧力を越えると、その間圧力スイッチ５６ｃを介して流路切替器５６ａが油リターンモードに切り替え、油圧を設定突き合わせ圧力まで下げる。
【００２５】
このように圧力逃がし機構５６を予めセットしておくことで、突き合わせ溶接中に、被溶接材Ｗ、Ｗの熱膨張によって付加される圧力の増加を緩衝することができ、これによって突き合わせ圧力が必要以上に増加することで生ずる被溶接材Ｗ、Ｗの突き合わせ面外周部の膨出を防止乃至軽減することができる。
【００２６】
被溶接材Ｗ、Ｗの溶接が完了すると、高周波誘導加熱コイル装置Ｂの運転を停止し、また油圧手段５０によるピストン２０の押圧運転を停止する。そして前記装置Ｂを２つに開くと共に各油圧手段６０、７０による油圧付加を解除して各固定掴み部３０と移動掴み部４０とを開放する。これによって１本になった被溶接材Ｗを突き合わせ溶接用クランプ装置Ａ及び高周波誘導加熱装置Ｂから、長手方向に引き抜くといったことをすることなく、ごく簡単に取り外すことができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は以上の構成及び作用からなり、請求項１に記載の突き合わせ溶接用クランプ装置によれば、固定シリンダーと該固定シリンダー内を軸線方向に進退自在とせられるピストンと、該ピストンに対して一定の圧力を進出方向に加える押圧手段とを有し、前記固定シリンダーに前記一対の被溶接材の一方を保持するための固定掴み部を取り付け、一方、前記ピストンには、前記固定シリンダーの一部に設けた軸線方向のスリット開口部を介して前記固定掴み部に対応する移動掴み部を取り付け、これによって一方の被溶接材を保持した固定掴み部に対抗して他方の被溶接材を保持した前記移動掴み部が同一直線上で進退自在に進出し、突き合わせ面に対して一定の圧力を継続して加える構成としたので、
突き合わせ溶接運転中において、その突き合わせ面での突き合わせ圧力を一定にして継続させることができるので、溶接中に加熱せられた被溶接材の熱膨張による突き合わせ圧力の増加を緩衝することができ、よって突き合わせ溶接における突き合わせ面外周に生じやすい膨出を防止乃至低減することができる。即ち、被溶接材料に応じて異なるインサート材を用意したり、被溶接材の断面形状に応じてインサート材の形状を調整したりすることなく、インサート材そのものを用いることなく、管材等の突き合わせ溶接面外周に生じる膨出を確実、容易に防止することができる。
また装置は、固定シリンダーとピストンとからなる一組の摺動構造と、それらに取り付けられた一対の掴み部と、前記ピストンに対して一定の圧力を加えることができるようにした押圧手段とによって、全体が非常に簡単な構造で構成することができ、従って簡単、容易に製造することができる共に、製造コストも低く、必要に応じて容易に現場等へ運んで使用することができる。
また請求項２に記載の突き合わせ溶接用クランプ装置によれば、請求項１に記載の構成による効果に加えて、移動掴み部の位置を固定シリンダーの軸線方向に対する垂直な面において調節する突き合わせズレ補正手段を設けたので、
正確な突き合わせが必要な管材等の被溶接材において、その被溶接材端面の突き合わせ面における位置を補正調節することができ、よって被溶接材の端面同士を正確に一致させて突き合わせすることができる。
また請求項３に記載の突き合わせ溶接用クランプ装置によれば、請求項１又は２に記載の構成による効果に加えて、固定掴み部と移動掴み部はそれぞれ一対の掴み片からなり、開閉自在に被溶接材を掴む構成としたので、
被溶接材が溶接されて１本の長尺物となっても、それを長手方向に引き抜いて取り出さなければならないといった不都合がなく、容易に溶接完了後の被溶接材を開放状態とした掴み部から取り外すことができる。勿論、一対の被溶接材を装置へセットする場合も、長寸のものを穴に通したりすることなく、容易にセットしてクランプすることができる。
また請求項４に記載の突き合わせ溶接用クランプ装置によれば、請求項１〜３の何れかに記載の構成による効果に加えて、ピストンに対して一定の圧力を進出方向に加える押圧手段、固定掴み部及び移動掴み部の開閉を駆動する手段は１つの油圧供給源を兼用した油圧手段で構成したので、
固定掴み部及び移動掴み部による被溶接材の掴みを油圧による安定した十分な圧力で行うことができる。また油圧によってピストンを介して被溶接材の突き合わせ面に安定した十分なる突き合わせ圧力を加えることができる。しかも、これらの押圧手段及び駆動手段を１つの油圧供給源を兼用した油圧手段としているので、全体としての押圧或いは駆動手段を非常にコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様の１つである突き合わせ溶接用クランプ装置の概略を示す平面図である。
【図２】実施の態様の１つである突き合わせ溶接用クランプ装置の概略を示す一部断面正面図である。
【図３】図２をＩ−Ｉ方向から見た図である。
【図４】油圧回路図である。
【図５】高周波誘導加熱コイル装置の斜視図である。
【図６】高周波誘導加熱コイル装置の断面図である。
【図７】高周波誘導加熱コイル装置を開いた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ    突き合わせ溶接用クランプ装置
Ｂ    高周波誘導加熱コイル装置
Ｗ    被溶接材
Ｙ    溶接
１０  固定シリンダー
１３  スリット開口部
２０  ピストン
３０  固定掴み部
３１  不動掴み片
３２  可動掴み片
３４  回転軸
４０  移動掴み部
４１  不動掴み片
４２  可動掴み片
４４  回転軸
５０  油圧手段
５１  油圧供給源
５３  油圧端末
５４  三方切替器
５６  圧力逃がし機構
６０  油圧手段
６３  油圧端末
６４  流路切替器
７０  油圧手段
７３  油圧端末
７４  流路切替器
８０  突き合わせズレ補正手段
【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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