特許 6751796 鋼管位置合わせ治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6751796

(24)【登録日】2020年8月19日

(45)【発行日】2020年9月9日

(54)【発明の名称】鋼管位置合わせ治具

(51)【国際特許分類】

   B23K 37/053 20060101AFI20200831BHJP

   F16L 1/00 20060101ALI20200831BHJP

【ＦＩ】

   B23K37/053 A

   F16L1/00 V

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2019-93045(P2019-93045)

(22)【出願日】2019年5月16日

【審査請求日】2019年5月16日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592086798

【氏名又は名称】福井 仁孝

(74)【代理人】

【識別番号】100144749

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 正英

(74)【代理人】

【識別番号】100076369

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 正治

(72)【発明者】

【氏名】福井 仁孝

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０３７１１９２０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３９５２９３６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６２３０８５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４３０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０３９０８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−１６５７８８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ３７／０５３

Ｆ１６Ｌ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一の鋼管及び第二の鋼管の接合に際し、それら両鋼管の位置合わせに用いる鋼管位置合わせ治具において、
前記第一の鋼管の外周に装着する一つのリング状の外周装着体と、前記第二の鋼管を下側から支持する支持面を備えた複数個の鋼管支持体と、当該複数個の鋼管支持体で支持された第二の鋼管の外周を押さえて固定する複数個の鋼管押さえ具を備え、
前記外周装着体は、前記第一の鋼管の外周面に密接する内周面を備えた二以上の帯状部材を備え、
前記二以上の帯状部材のうち前記第一の鋼管の半分よりも下側に宛がわれる帯状部材にのみ前記複数個の鋼管支持体が当該帯状部材の長手方向に間隔をあけて設けられ、
前記複数個の鋼管支持体は、前記外周装着体を第一の鋼管の外周に装着したときに、当該複数個の鋼管支持体の支持面が当該第一の鋼管の接合側の端面よりも外側に突出するとともに、当該複数個の鋼管支持体の支持面が、当該鋼管支持体が設けられた帯状部材の内周面と面一になり、且つ、当該支持面の位置が当該帯状部材の内周面と面一となる位置で固定されるように前記帯状部材に溶接され、
前記二以上の帯状部材のうち前記鋼管支持体が設けられた帯状部材とは別の帯状部材の外周に、その周方向外向きに突出するフランジが間隔をあけて複数個設けられ、
前記複数個のフランジに前記鋼管押さえ具が回転又は横スライド可能に設けられ、
前記複数個の鋼管押さえ具は、個別に回転又は横スライド可能であり、
前記各鋼管押さえ具は、第二の鋼管から離れる方向に回転又は横スライドさせることによって、前記第一の鋼管の第二の鋼管側の端面よりも第二の鋼管側に突出しない位置に退避可能であり、
前記各鋼管押さえ具は、平板状の可動体と、当該可動体に固定された長ナットと、当該長ナットに螺合された押さえボルトを備え、
前記押さえボルトは前記長ナットにねじ込むことによって、当該長ナットの下端部及び前記可動体の下端部よりも下側に突出可能であり、
前記可動体を第二の鋼管に被さる位置に回転又は横スライドさせた状態で、前記押さえボルトを当該第二の鋼管の外周面に当接するまでねじ込むことによって、当該押さえボルトの先端で当該第二の鋼管を押さえることができる、
ことを特徴とする鋼管位置合わせ治具。

【請求項2】

請求項１記載の鋼管位置合わせ治具において、
複数個の鋼管支持体が設けられた帯状部材に、第二の鋼管の外周を押さえて固定する鋼管押さえ具が設けられた、
ことを特徴とする鋼管位置合わせ治具。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載の鋼管位置合わせ治具において、
外周装着体が第一の鋼管の下側半分に宛がわれる半円状の第一バンドと、当該第一の鋼管の上側半分に宛がわれる半円状の第二バンドを備え、
複数個の鋼管支持体が前記第一バンドに設けられた、
ことを特徴とする鋼管位置合わせ治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼管の接合に際し、両鋼管の位置合わせに用いる鋼管位置合わせ治具に関する。

【背景技術】

【0002】

二本の鋼管を溶接する際には、両鋼管の位置合わせ（いわゆる肌合わせ）を行う必要がある。従来、両鋼管の位置合わせに用いる治具として、連結ロッドによって固定された一組の半円形バンドと、各半円形バンドに対してヒンジで開閉自在に結合された半円形の締めつけ固定用バンドと、これら締めつけ固定用バンドの各々に固定されたガイドロッドを備えたものが知られている（特許文献１）。

【0003】

前記特許文献１記載の治具は、一方の鋼管に半円形バンドを当接して締めつけ固定用バンドを閉じてこれを固定したのち、他方の鋼管を前記鋼管に突き合わせ、当該他方の鋼管に他方の締めつけ固定用バンドを閉じることによって、両鋼管の位置合わせを行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６１−５３０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記特許文献１記載の治具は、リング材（半円形バンドと締めつけ固定用バンドをリング状にしたもの）を二つ備えており、それら両リング材を鋼管に取り付ける必要がある。特許文献１で想定している鋼管及び治具は直径数１０ｃｍ程度のものであることから（特許文献１の２頁［従来の技術］参照）、リング材を二つ装着する必要があるとしても装着作業にそれほどの手間を要しない。

【0006】

ところが、溶接する鋼管の中には内側に人が入れるような内径数ｍ程度以上のものもある。このような鋼管の位置合わせに用いる治具は当然大型になるため、特許文献１のような二つのリング材を鋼管の外周に装着しなければならない構造の治具では装着作業に手間がかかり、工期遅れの一因となる。

【0007】

また、特許文献１の治具は大型化すればするほど、原材料費や治具の現場への運搬費、治具の鋼管への取付けに要する工賃（以下、これらをまとめて「工賃等」という）が高くなり、コストを低廉に抑えることが困難である。

【0008】

このような事情から、大型の鋼管の接合をする場合には、切込みを設けたプレートを一方の鋼管に溶接し、他方の鋼管に金矢を打ち込むことによって両鋼管の段差をなくす方法がとられている。この方法では、仮付け完了後に溶接したプレートを取り除き、ディスクサンダーなどで仕上げを行う必要がある。

【0009】

ところが、この方法を採用した場合、本溶接完了後に、溶接部分やその撤去跡を含めてＸ線検査や超音波探傷検査が行われ、この検査に費用も時間もかかる。また、これらの検査でアンダーカット等の欠陥が見つかることも少なくなく、この場合には、費用や時間が更にかさむこととなる。

【0010】

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、従来の治具に比して工期の短縮及び工賃等の低減を図ることのできる鋼管位置合わせ治具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の鋼管位置合わせ治具は、接合する第一の鋼管と第二の鋼管の位置合わせに用いる鋼管位置合わせ治具であって、第一の鋼管の外周に装着する外周装着体と、第二の鋼管を下側から支持する鋼管支持体と、当該鋼管支持体で支持された第二の鋼管を押さえて固定する固定する鋼管押さえ具を備えたものである。鋼管支持体は、外周装着体を第一の鋼管の外周に装着したときに、第一の鋼管の接合側の端面よりも外側に突出するように外周装着体に設けられ、鋼管押さえ具は、外周装着体を第一の鋼管の外周に装着したときに、鋼管支持体で支持された第二の鋼管に当接して固定できるように外周装着体に設けられている。

【発明の効果】

【0012】

本発明の鋼管位置合わせ治具は、従来の治具よりも鋼管の外周に装着する部品（外周装着体）が少ないため、工期の短縮及び工賃等の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の鋼管位置合わせ治具の一例を示す斜視図。

【図2】（ａ）は鋼管位置合わせ治具を鋼管に装着する前の斜視図、（ｂ）は鋼管位置合わせ治具を第一の鋼管に装着した状態の斜視図。

【図3】鋼管位置合わせ治具を鋼管に装着した状態の正面図。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図。

【図5】（ａ）は鋼管押さえ具の動作説明図、（ｂ）は鋼管支持体で鋼管を支持した状態の拡大図。

【図6】可動体の他例の動作説明図。

【図7】可動体の他例の動作説明図。

【図8】（ａ）〜（ｄ）は図１の鋼管位置合わせ治具を用いて両鋼管の位置合わせを行う場合の手順説明図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施形態）
本発明の鋼管位置合わせ治具１の一例を、図面を参照して説明する。本発明の鋼管位置合わせ治具１は、二本の鋼管Ｐの接合に際して、接合する第一の鋼管Ｐ１と第二の鋼管Ｐ２の位置合わせに用いるものである。

【0015】

一例として図１〜図４に示す鋼管位置合わせ治具１は、第一の鋼管Ｐ１の外周に取り付ける外周装着体（外周バンド）２と、第二の鋼管Ｐ２を下側から支持する鋼管支持体３と、鋼管支持体３で支持された第二の鋼管Ｐ２を固定する鋼管押さえ具４を備えている。

【0016】

この実施形態の外周バンド２は、鋼管Ｐの下側半分に宛がわれる第一バンド２ａと、鋼管Ｐの上側半分に宛がわれる第二バンド２ｂを備えている。第一バンド２ａ及び第二バンド２ｂはいずれも半円状の帯状部材である。この実施形態の帯状部材は鋼板製である。

【0017】

第一バンド２ａの長手方向両端には第一連結プレート２ｃが、第二バンド２ｂの長手方向両端には第二連結プレート２ｄが外向きに突設されている。第一バンド２ａと第二バンド２ｂは、第一連結プレート２ｃと第二連結プレート２ｄが連結具５で連結されることでリング状に保形されている。

【0018】

この実施形態の第一バンド２ａには、その長手方向に間隔をあけて複数（この実施形態では三枚）の鋼管支持体３が設けられている。鋼管支持体３は三つより多くても少なくてもよい。

【0019】

この実施形態の鋼管支持体３は幅広部３ａと幅狭部３ｂを備えた正面視Ｌ字状の部材である（図５（ｂ）参照）。幅広部３ａの幅は、幅狭部３ｂの横幅と第二バンド２ｂの厚さの合計と同じ寸法としてある。各鋼管支持体３は第一バンド２ａに溶接されている。

【0020】

第一バンド２ａの長手方向のうち、三つの鋼管支持体３よりも両外側の位置には、一枚ずつ第一フランジ２ｅが外向きに突設されている。両第一フランジ２ｅは方形状の平板であり、第一バンド２ａに溶接されている。

【0021】

それぞれの第一フランジ２ｅには鋼管押さえ具４が回転可能に取り付けられている。この実施形態の鋼管押さえ具４は、第一フランジ２ｅに回転可能に取り付けられる可動体４ａと、可動体４ａの表面に固定された長ナット４ｂと、長ナット４ｂに螺合された押さえボルト４ｃを備えている。

【0022】

この実施形態の可動体４ａは正面視長方形状の平板部材であり（図５（ａ）参照）、その一方の面に長ナット４ｂが溶接されている。長ナット４ｂは、下端側が可動体４ａの外側に突出しない長さとしてある。長ナット４ｂに螺合された押さえボルト４ｃは、長ナット４ｂにねじ込んでいくと、先端部が長ナット４ｂの下端部及び可動体４ａの下端よりも下側に突出するようにしてある。

【0023】

可動体４ａは止め具６で第一フランジ２ｅに固定されている。止め具６には既存のボルト及びナットを用いることができる。可動体４ａは、止め具６を締結することで所定位置に固定され、締結を緩めることで第二の鋼管Ｐ２に近づく方向と第二の鋼管Ｐ２から離れる方向（図５（ａ）のＸ−Ｘ矢印方向）に回転させられるようにしてある。

【0024】

この実施形態の第二バンド２ｂには、第一バンド２ａに設けられた第一フランジ２ｅと同様の第二フランジ２ｆが外向きに突設されている。第二フランジ２ｆは、第二バンド２ｂの長手方向に間隔をあけて複数枚（この実施形態では五枚）設けられている。第二フランジ２ｆは第二バンド２ｂに溶接されている。

【0025】

また、第二バンド２ｂには、第一フランジ２ｅに取り付けられた鋼管押さえ具４と同様の鋼管押さえ具４が回転可能に取り付けられている。

【0026】

この実施形態の鋼管位置合わせ治具１は外周装着体２が一つであるため、二つ装着しなければならない場合に比べて鋼管Ｐへの装着に手間がかからず、工期の短縮を図ることができる。また、外周装着体２が一つであるため、工賃等を低廉に抑えることもできる。

【0027】

これらに加え、この実施形態の鋼管位置合わせ治具１は複数の鋼管押さえ具４を備え、それらによる鋼管Ｐの押さえの程度を個別に調整することができるため、鋼管Ｐの位置合わせの微調整が可能である。

【0028】

（その他の実施形態）
前記実施形態では、外周バンド２が二枚の半円状の帯状部材で構成された場合を一例としているが、外周バンド２は三枚以上の帯状部材で構成することもできる。この場合も、それぞれの帯状部材の長手方向両端部に連結プレートを設け、それらを連結具５で連結してリング状に保形すればよい。

【0029】

また、外周バンド２は一枚のリング状の帯状部材で構成することもできる。この場合、一枚の帯状部材の両端に連結プレートを設け、両連結プレート同士を連結具５等で連結してリング状に保形すればよい。

【0030】

前記実施形態では、鋼管押さえ具４が平板状の可動体４ａに溶接された長ナット４ｂに押さえボルト４ｃが螺合されたものの場合を一例としているが、鋼管押さえ具４はこれ以外の構造とすることもできる。

【0031】

例えば、図６に示すように、前記実施形態の可動体４ａと同様の長方形状の平板部材に、平板部材と直交する向きの押さえ部４ｆを備えたものを用いることができる。押さえ部４ｆのうち鋼管Ｐとの当接面にはゴム板やシリコン板等の滑止め手段を設けることもできる。

【0032】

前記実施形態では、可動体４ａを回転させて第二の鋼管Ｐ２を押さえる場合を一例としているが、可動体４ａを回転させずに第二の鋼管Ｐ２を押さえるようにすることもできる。具体的には、図７に示すように、可動体４ａをスライドさせて第二の鋼管Ｐ２を押さえるようにすることができる。

【0033】

図７に示す可動体４ａは、止め具６によって縦長の長孔２ｇを備えた第三フランジ２ｈにスライド可能に取り付けられている。可動体４ａは、止め具６を締結することによって第三フランジ２ｈの任意位置に固定することができ、締結を緩めることによって上下にスライドさせられるようにしてある。

【0034】

図示は省略しているが、可動体４ａは横方向にスライドするような構成とすることもできる。この場合、横長の長孔を備えた第四フランジに可動体４ａを止め具６で取り付けることで、可動体４ａを横スライドさせることができる。

【0035】

この場合、可動体４ａは、その第二の鋼管Ｐ２側の端部が、第一の鋼管Ｐ１の第二の鋼管Ｐ２側の端部よりも突出しない位置まで退避させられるようにするのが好ましい。

【0036】

この実施形態の両鋼管Ｐは内側に人が入れる内径の鋼管Ｐであるが、本発明の鋼管位置合わせ治具１は、内側に人が入れない内径の鋼管Ｐの位置合わせに用いることもできる。

【0037】

なお、内側に人が入れる鋼管Ｐか否かは、作業員が実際に入れるか否かによって判断することができるほか、両鋼管Ｐの接合の仕方によっても判断することができる。

【0038】

すなわち、内側に人が入れない場合、鋼管Ｐの内周側から溶接をすることができないため、接合する両鋼管Ｐの間に隙間をあけて（両鋼管Ｐを離して）配置して内側に溶接肉が入り込むようにする必要がある。これに対し、内側に人が入れる場合、鋼管Ｐの外周と内周の双方から溶接が可能であるため、接合する両鋼管Ｐの間には隙間を設ける必要はない。

【0039】

このことから、接合に際して両鋼管Ｐを離して配置する場合には、当該鋼管Ｐは人が入れない内径の鋼管Ｐであると判断し、両鋼管Ｐを接触させて配置する場合には、当該鋼管Ｐは人が入れる内径の鋼管Ｐであると判断することができる。

【0040】

（使用例）
本発明の鋼管位置合わせ治具１の使用方法の一例を、図面を参照して説明する。ここでは、図１に示す鋼管位置合わせ治具１を一例として説明する。
（１）第一の鋼管Ｐ１の外周に鋼管位置合わせ治具１を取り付ける。このとき、鋼管支持体３が第一の鋼管Ｐ１の端面よりも外側に突出するように取り付ける（図８（ａ））。
（２）クレーンで吊るした第二の鋼管Ｐ２の一端側を、第一の鋼管Ｐ１の外周に取り付けた鋼管位置合わせ治具１の鋼管支持体３上に載せる（図８（ｂ））。
（３）止め具６を緩めて可動体４ａを第二の鋼管Ｐ２側に回転させ、可動体４ａ（場合によっては、長ナット４ｂや押さえボルト４ｃ）が第二の鋼管Ｐ２に当接したところで、止め具６を締結して可動体４ａを固定する（図８（ｃ））。
（４）押さえボルト４ｃを長ナット４ｂにねじ込み、その先端を第二の鋼管Ｐ２に当接させて第二の鋼管Ｐ２を保持する（図８（ｄ））。
（５）前記（１）〜（４）の工程によって、両鋼管Ｐ１、Ｐ２の位置合わせを完了する。
（６）位置合わせ完了後、両鋼管Ｐ１、Ｐ２を溶接によって仮付けする。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明の鋼管位置合わせ治具１は、内側に人が入れない内径数１０ｃｍ程度の小径の鋼管のみならず、内側に人が入れる内径数ｍ程度の大径の鋼管の位置合わせにも用いることができる。

【符号の説明】

【0042】

１ 鋼管位置合わせ治具
２ 外周装着体（外周バンド）
２ａ 第一バンド
２ｂ 第二バンド
２ｃ 第一連結プレート
２ｄ 第二連結プレート
２ｅ 第一フランジ
２ｆ 第二フランジ
２ｇ 長孔
２ｈ 第三フランジ
３ 鋼管支持体
３ａ 幅広部
３ｂ 幅狭部
４ 鋼管押さえ具
４ａ 可動体
４ｂ 長ナット
４ｃ 押さえボルト
４ｆ 押さえ部
５ 連結具
６ 止め具
Ｐ 鋼管
Ｐ１ 第一の鋼管
Ｐ２ 第二の鋼管

【要約】

【課題】 工期の短縮及び工賃等の低減を図ることのできる鋼管位置合わせ治具を提供する。
【解決手段】 本発明の鋼管位置合わせ治具は、第一の鋼管の外周に装着する外周装着体と、第二の鋼管を下側から支持する鋼管支持体と、鋼管支持体で支持された第二の鋼管を押さえて固定する鋼管押さえ具を備えている。鋼管支持体は、外周装着体を第一の鋼管の外周に装着したときに、第一の鋼管の接合側の端面よりも外側に突出するように外周装着体に設けられ、鋼管押さえ具は、外周装着体を第一の鋼管の外周に装着したときに、鋼管支持体で支持された第二の鋼管に当接して第二の鋼管を押さえて固定できるように外周装着体に設けられている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】