(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管同士をその長手方向に突き合わせ、前記配管の突合わせ部を溶接する際に、前記配管の内側から前記突合わせ部に沿って当接させる押当て治具において、
端部外周部同士が相互に環状針金を介して鎖状に連結されることにより、前記突合わせ部に当接するように押当て治具全体としてリング状に湾曲すると共に、前記配管外に引き出し可能なように押当て治具全体として直線状に延び、それぞれ同一曲率で円弧状に形成された複数の裏当てピースと、これら裏当てピースを内側から半径方向外側に付勢する板ばねとを備え、前記板ばねの一端は、最端部の前記裏当てピースの裏面に針金により取り付けられ、前記裏当てピースには、ワイヤーロープが取り付けられ、前記裏当てピースと前記板ばねとは、前記突合わせ部の近傍の管壁に形成した開口部から、直線状に延ばされた状態で前記配管内に挿入可能な大きさを有し、前記ワイヤーロープを引っ張ることによって、前記開口部から前記配管外に引き出し可能になっていることを特徴とする押当て治具。
【請求項２】
配管同士をその長手方向に突き合わせ、前記配管の突合わせ部を溶接してこれらを接続する配管の溶接方法において、
端部外周部同士が相互に環状針金を介して鎖状に連結されることにより、前記突合わせ部に当接するように押当て治具全体としてリング状に湾曲すると共に、前記配管内に挿入可能なように押当て治具全体として直線状に延び、それぞれ同一曲率で円弧状に形成された複数の裏当てピースと、これら裏当てピースを内側から半径方向外側に付勢する板ばねとを備え、前記板ばねの一端は、最端部の前記裏当てピースの裏面に針金により取り付けられ、前記裏当てピースには、ワイヤーロープが取り付けられている押当て治具を、前記突合わせ部の近傍の管壁に形成した開口部から前記配管内に挿入し、前記裏当てピースを前記配管の内側から前記突合わせ部に沿って当接させて、前記突合わせ部の隙間から前記配管内部に溶着金属が溶落するのを防止しつつ前記配管同士を接続し、接続終了後、前記ワイヤーロープを引っ張って前記押当て治具を、前記押当て治具が直線状に延ばされた状態で前記開口部から前記配管外に引き出すことを特徴とする配管の溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス管等の配管を突き合わせて接続する配管溶接に使用する押当て治具及びこの治具を使用した配管溶接方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ガス管等の水平固定管を突き合わせ、その長手方向に接続する場合に自動溶接でクランプを兼ねたリング状の裏当て銅板が多く用いられている。例えば、図９に示すように、この裏当て銅板３５‥３５は、移動装置３０により配管３６，３６の内側から突き合わせ部に沿って押し当てられている。この移動装置３０は、配管内部を走行するもので、筒状の胴部３１と、胴部から放射状に取付けられ、配管の内面に当接してこの移動装置３０を走行させる走行車輪３２‥３２と、同じく胴部３１から放射状に延びるように取付けられ、裏当て銅板を半径方向外側に向けて押圧する図に示されないエアシリンダと、エアシリンダにエアを供給するエアタンク３４とを備えている。裏当て銅板３５‥３５は、各エアシリンダの先端を半径方向外側から覆うようにして取付けられている。そして、溶接時にエアシリンダによって配管３６，３６の内側から突合わせ部３７に押し当てられ、突合わせ部３７に形成された隙間から溶着金属が配管３６，３６内に溶落するのを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この装置は配管径のほとんどを締めるほど大きく、配管が直線に形成されていないと出し入れや配管内の走行が極めて困難である。
【０００４】
また、既設管の途中部分の取り替えを行う場合、管を所定長さ切断し、その後に同寸の新規の管を挿入するため、開先合わせを行うと開先ギャップが広く開いてしまうこともあり、そのまま自動溶接することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明では、屈曲や湾曲した配管を接続したり、既設管の途中部分を取り替える場合に幅の広い開先ギャップが形成されていても容易に配管の溶接を行うことができる配管溶接に使用する押当て治具及びこの治具を使用した配管溶接方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、配管同士をその長手方向に突き合わせ、前記配管の突合わせ部を溶接する際に、前記配管の内側から前記突合わせ部に沿って当接させる押当て治具において、端部外周部同士が相互に環状針金を介して鎖状に連結されることにより、前記突合わせ部に当接するように押当て治具全体としてリング状に湾曲すると共に、前記配管外に引き出し可能なように押当て治具全体として直線状に延び、それぞれ同一曲率で円弧状に形成された複数の裏当てピースと、これら裏当てピースを内側から半径方向外側に付勢する板ばねとを備え、前記板ばねの一端は、最端部の前記裏当てピースの裏面に針金により取り付けられ、前記裏当てピースには、ワイヤーロープが取り付けられ、前記裏当てピースと前記板ばねとは、前記突合わせ部の近傍の管壁に形成した開口部から、直線状に延ばされた状態で前記配管内に挿入可能な大きさを有し、前記ワイヤーロープを引っ張ることによって、前記開口部から前記配管外に引き出し可能になっていることにより上記課題を解決する。
【０００７】
本発明によれば、押当て治具（１，１１，１６）の状態を、直線状に延びた状態とリング状に湾曲した状態とに自由に変化をさせることができる。したがって、例えば、全体が湾曲して設置されているガス管（１０）や、直角に屈曲するエルボ（２３）が存在するガス管（２１）等、配管（８，９，２２，２３）内を移動する移動装置（３０）を使用できない配管（８，９，２２，２３）の補修をする場合でも、溶接しようとする突合わせ部（９，２４）の近傍に設けられた開口部（８ａ，２３ａ）から手を進入させ、前記押当て治具（１，１１，１６）をこの開口部（８ａ，２３ａ）から容易に挿入できる。そして、前記突合わせ部（９，２４）に対して配管（８，９，２２，２３）内側から裏当てピース（２，１２，１７）を当接させることが極めて容易に行える。
【０００８】
請求項２の発明では、配管同士をその長手方向に突き合わせ、前記配管の突合わせ部を溶接してこれらを接続する配管の溶接方法において、端部外周部同士が相互に環状針金を介して鎖状に連結されることにより、前記突合わせ部に当接するように押当て治具全体としてリング状に湾曲すると共に、前記配管内に挿入可能なように押当て治具全体として直線状に延び、それぞれ同一曲率で円弧状に形成された複数の裏当てピースと、これら裏当てピースを内側から半径方向外側に付勢する板ばねとを備え、前記板ばねの一端は、最端部の前記裏当てピースの裏面に針金により取り付けられ、前記裏当てピースには、ワイヤーロープが取り付けられている押当て治具を、前記突合わせ部の近傍の管壁に形成した開口部から前記配管内に挿入し、前記裏当てピースを前記配管の内側から前記突合わせ部に沿って当接させて、前記突合わせ部の隙間から前記配管内部に溶着金属が溶落するのを防止しつつ前記配管同士を接続し、接続終了後、前記ワイヤーロープを引っ張って前記押当て治具を、前記押当て治具が直線状に延ばされた状態で前記開口部から前記配管外に引き出すことにより上記課題を解決する。
【０００９】
本発明によれば、直線状に延びた状態とリング状に湾曲した状態との状態変化を自在に行える押当て治具を配管（８，９，２２，２３）に容易に挿入でき、たとえ配管（８，９）が湾曲していたり、エルボ（２３）を備えていても、配管（８，９，２２，２３）を接続してこれらを溶接する作業を容易に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１及び図２は、本発明かかる押当て治具１の１実施形態を示している。この押当て治具１は、図１に示すように、銅板が同一の曲率の円弧状に形成された複数の裏当てピース２‥２と、これら裏当てピース２‥２を相互に屈曲自在に鎖状に連ねて連結する針金３‥３と、最端部の裏当てピース２の裏面に針金５で取付けられた帯状の付勢体としての板ばね４とを備えている。板ばね４は、連ねて連結された裏当てピース２‥２の延びる方向と一致するように取付けられている。
【００１２】
裏当てピース２‥２同士は、針金３‥３により相互に自由に屈曲できるように連結されており、かつ、各押し当てピース２‥２は同一の曲率の円弧状に形成されているので、押当て治具１を図２に示す用に全体の形状が略リング状になるように湾曲させることができる。
【００１３】
この押当て治具１は、例えば、図３に示すような湾曲したガス管１０を補修する場合に、ガス管同士を突き合わせ、突き合わせ部分を溶接して接合する場合に使用される。この図３では、既設ガス管１０を、開閉バルブ７を備えた部分のみを部分的に交換する様子を示している。既設ガス管１０をその長手方向において、開閉バルブ７の前後で切断し、その後、同様に開閉バルブ７を備えたほぼ同寸の配管６を新たに挿入している。挿入された配管６の両端の配管８，８には、配管６の直近に開口部８ａ，８ａがそれぞれ設けられている。なお、補修前、この開口部８ａ，８ａの部分には、配管８，８から上方に向けて別の配管が立設していて、その配管には、例えば、ガスメータが設けられていた。開口部８ａ，８ａは、この配管を切断することにより形成されたものである。
【００１４】
押当て治具１は、直線状に延ばされた状態でこの開口部８ａから配管８の内部に挿入される。そして、手を開口部８ａから配管８の内部に差し入れて、図４に示すように押当て治具１を配管６と配管８との突合わせ部９まで移動させる。この際、裏当てピース２‥２が板ばね４の外側に位置するように押当て治具１を配管８の内部で円周方向に沿って略リング状に形成させながら移動する。そして、ガス管１０の内側から突合わせ部９に沿って裏当てピース２‥２を当接させ、突合わせ部９に形成された開先にガス管１０の外周から溶接を行って配管６と配管８とを接続する。
【００１５】
この裏当てピース２‥２は、板ばね４により半径方向外側に向けてほぼ均等に付勢されているので、位置ずれすることなく突合わせ部９の位置に静止している。そして、溶着金属がガス管１０の内部に溶落するのを防止するとともに、この溶接部分の裏ビードの酸化を防止している。更にこの押当て治具１の裏当てピース２‥２は平滑な裏ビードを形成させて、この溶接部分でガス管１０の内部を流れるガスが乱流になることをも防止している。
【００１６】
なお、この押当て治具１に細長いワイヤーロープ等を取付けておくと、溶接終了後にこのワイヤーロープを引張るだけでガス管１０に挿入された押当て治具１をガス管１０の外部へ取り去ることができ便利である。
【００１７】
図５は、本発明にかかる押当て治具１１の別の実施形態を示している。この押当て治具１１は、銅板が同一の曲率の円弧状に形成された複数の裏当てピース１２‥１２と、これら裏当てピース１２‥１２を相互に屈曲自在に鎖状に連ねて連結する針金１３‥１３と、最端部の裏当てピース１２の裏面に針金１５で端面が取付けられたコイルばね１４とを備えている。コイルばね４は、連ねて連結された裏当てピース２‥２の延びる方向と一致するように取付けられている。
【００１８】
この押当て治具１１についても、コイルばね１４を内側にして全体の形状が略リング状になるように湾曲させることができ、配管同士の突き合わせ部をその内側から外側に向けて弱い力で付勢しつつ、裏当てピース１２‥１２を突き合わせ部に当接させることができる。
【００１９】
図６及び図７は、本発明の押当て治具についての更に別の実施形態を示している。
【００２０】
この押当て治具１６は、銅板により同一の曲率の円弧状に形成された複数の裏当てピース１７‥１７が針金１８‥１８により相互に屈曲自在に連結されていて、裏当てピース１７‥１７の裏面には袋体１９が設けられている。袋体１９は、その端部が最端部に設けられた裏当てピース１７に面ファスナー２０により取付けられている。
【００２１】
この袋体１９には、裏当てピース１７に取付けられている端部とは逆側の端部に、その内部に空気を充填させる為の充填部１９ａが設けられている。袋体１９は、この充填部１９ａから空気が充填されると図６の実線で示された状態から破線で示された状態に膨張する。そして、図７に示すように押当て治具１６全体を略リング状に湾曲させたとき、袋体１９に直線の状態に戻ろうとする力が働いて、裏当てピース１７‥１７を半径方向外側に付勢する。
【００２２】
なお、以上に説明したものの他、付勢体として耐熱性に優れたゴム材を使用しても構わない。
【００２３】
以上、全体的に湾曲して配置されたガス管に本発明を適用する場合について説明したが、これには限定されず、図８に示すように、例えば直角に屈曲するエルボを備えた配管に適応することもできる。
【００２４】
この図８に示すガス管２１は、直線状に延びる短い筒状の配管２２と、この配管２２の両端に設けられる直角に屈曲したエルボ２３，２３とを備えている。このガス管２１では、配管２２とエルボ２３，２３との突合わせ部２４，２４を当接する際に本発明にかかる押当て治具が使用される。押当て治具は、エルボ２３，２３の端面の開口部２３ａ，２３ａから手で差し込まれて突合わせ部２４，２４の位置まで挿入される。そして、突合わせ部２４，２４の内側で略リング状に形成され、裏当てピースを突合わせ部２４，２４に沿って当接させて使用される。
【００２５】
【発明の効果】
以上、本発明よれば、配管が湾曲していたり、直角に屈曲した部分を有している場合でも、配管同士を突き合わせて溶接する際に、極めて容易に配管内に押当て治具を挿入させることができる。このため溶接される突合わせ部において、溶着金属が配管内部に溶落することが無い。更に溶接部の裏ビードを平滑に形成させることができ、配管内を流れるガス等の流体に乱流を形成させることも無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態にかかる押当て治具を引き延ばした状態を示す正面図。
【図２】図１の押当て治具をリング状に湾曲させた状態を示す正面図。
【図３】図１に示す押当て治具が使用されるガス管の１態様を示す斜視図。
【図４】ガス管の溶接部に押当て治具が使用された状態を示すガス管の縦断面図。
【図５】図１の押当て治具とは別の実施形態にかかる押当て治具の正面図。
【図６】図１及び図５に示す押当て治具とは更に別の実施形態にかかる押当て治具を引き延ばした状態を示す正面図。
【図７】図６の押当て治具をリング状に湾曲させた状態を示す正面図。
【図８】エルボを備えたガス管の１態様を示す斜視図。
【図９】従来から使用されているガス管を溶接する際に使用する押し当て銅板を備えた移動装置の側面図。
【符号の説明】
１，１１，１６  押当て治具
２，１２，１７  裏当てピース
４，１４，１９  付勢体
９，２４  突合わせ部
１０，２１  ガス管
１９  袋体
２０  面ファスナー
２３  エルボ
【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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