特開 2022-185366 接合部カバー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185366

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】接合部カバー

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/12 20140101AFI20221207BHJP

【ＦＩ】

B23K26/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021093002

(22)【出願日】2021-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】置田 大記

(72)【発明者】

【氏名】榊原 祐治

(72)【発明者】

【氏名】松坂 文夫

(72)【発明者】

【氏名】杉野 友洋

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168BA00

4E168BA23

4E168BA25

4E168BA39

4E168BA56

4E168FB01

4E168FC04

4E168KA16

(57)【要約】

【課題】 レーザー光を用いて配管同士を接合する接合機に用いられ、当該接合機の適用範囲を広げるのに有利な接合部カバーを提供する。
【解決手段】 レーザー光Ｌを照射して第１配管１０１と第２配管１０２との２つの配管を突合せ接合する接合機用の接合部カバー１であって、レーザー光Ｌを外部から内部に導入させるレーザー導入口１３を有する第１円筒部１０と、第１円筒部１０の一方の周端と連続する第１外周端１１ｃと、配管の管径ＤＰよりも大きな径の第１内周端１１ｄとを有する第１環状壁部１１と、第１円筒部１０の他方の周端と連続する第２外周端１２ｃと、配管の管径ＤＰよりも大きな径の第２内周端１２ｄとを有する第２環状壁部１２とを有する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー光を照射して２つの配管を突合せ接合する接合機用の接合部カバーであって、
前記レーザー光を外部から内部に導入させるレーザー導入口を有する第１円筒部と、
前記第１円筒部の一方の周端と連続する第１外周端と、前記配管の管径よりも大きな径の第１内周端とを有する第１環状壁部と、
前記第１円筒部の他方の周端と連続する第２外周端と、前記配管の前記管径よりも大きな径の第２内周端とを有する第２環状壁部と、を有する、接合部カバー。

【請求項2】

前記第１円筒部は、外部から内部にワイヤーを導入させるワイヤー導入口を有する、請求項１に記載の接合部カバー。

【請求項3】

前記第１円筒部は、外部から内部にシールドガスを導入させるガス導入口を有する、請求項１又は２に記載の接合部カバー。

【請求項4】

前記第１円筒部、前記第１環状壁部及び前記第２環状壁部の連続体は、軸方向に沿って複数の部品に分割され、
前記連続体は、複数の前記部品を組み合わせて連結する連結部材を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の接合部カバー。

【請求項5】

前記第１内周端と一方の周端が連続する第２円筒部と、
前記第２内周端と一方の周端が連続する第３円筒部と、の少なくともいずれか１つを有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の接合部カバー。

【請求項6】

前記第１円筒部、前記第１環状壁部、前記第２環状壁部、及び、前記第２円筒部又は前記第３円筒部の連続体は、軸方向に沿って複数の部品に分割され、
前記連続体は、複数の前記部品を組み合わせて連結する連結部材を有する、請求項５に記載の接合部カバー。

【請求項7】

前記第１円筒部は、外壁面から外側に突出し、内部が前記レーザー導入口と連通する第１接続管部を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の接合部カバー。

【請求項8】

前記第１接続管部に一方の端部が接続され、前記接合機の加工ヘッドの少なくとも一部を他方の端部が覆い、前記加工ヘッドから照射された前記レーザー光を前記レーザー導入口へ導く内部空間を含むアダプターを有する、請求項７に記載の接合部カバー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、接合部カバーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、レーザー溶接機等の接合機を用いて部材同士を接合する技術がある。このような高出力のレーザー光による接合機の利用に際しては、各種の安全性が考慮され、その作業空間は、厳密な管理区域に指定される。そのため、例えば、既存の溶接設備にレーザー溶接機を適用しようとしても、実際上、管理区域の条件を満たすことが難しい場合もあり得る。

【0003】

これに対して、特許文献１は、被加工物の加工領域の雰囲気を覆い、レーザー光の周囲への反射を遮断するフードを備えるレーザー加工装置に関する技術を開示している。このレーザー加工装置によれば、加工装置ごと覆うような大掛かりな遮光を必要としないので、管理区域の条件を満たしやすく、結果として、既存の設備に適用する際の負担も軽減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５－３３７６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されているレーザー加工装置は、被加工物の加工部分が平坦面上に設定される平板又はそれに類する形状の部材の場合に適用される。一方、被加工物がそれら以外の形状を有する場合には、被加工物とフードとの間に生じた広い空間を通じて、レーザー光の反射光が外部に漏れるおそれがある。例えば、被加工物が配管である場合には、このようなレーザー加工装置を採用することは難しい。

【0006】

そこで、本開示は、レーザー光を用いて配管同士を接合する接合機に用いられ、当該接合機の適用範囲を広げるのに有利な接合部カバーを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様は、レーザー光を照射して２つの配管を突合せ接合する接合機用の接合部カバーであって、レーザー光を外部から内部に導入させるレーザー導入口を有する第１円筒部と、第１円筒部の一方の周端と連続する第１外周端と、配管の管径よりも大きな径の第１内周端とを有する第１環状壁部と、第１円筒部の他方の周端と連続する第２外周端と、配管の管径よりも大きな径の第２内周端とを有する第２環状壁部と、を有する。

【0008】

上記の接合部カバーでは、第１円筒部は、外部から内部にワイヤーを導入させるワイヤー導入口を有してもよい。第１円筒部は、外部から内部にシールドガスを導入させるガス導入口を有してもよい。第１円筒部、第１環状壁部及び第２環状壁部の連続体は、軸方向に沿って複数の部品に分割され、連続体は、複数の部品を組み合わせて連結する連結部材を有してもよい。接合部カバーは、第１内周端と一方の周端が連続する第２円筒部と、第２内周端と一方の周端が連続する第３円筒部と、の少なくともいずれか１つを有してもよい。第１円筒部、第１環状壁部、第２環状壁部、及び、第２円筒部又は第３円筒部の連続体は、軸方向に沿って複数の部品に分割され、連続体は、複数の部品を組み合わせて連結する連結部材を有してもよい。第１円筒部は、外壁面から外側に突出し、内部がレーザー導入口と連通する第１接続管部を有してもよい。また、接合部カバーは、第１接続管部に一方の端部が接続され、接合機の加工ヘッドの少なくとも一部を他方の端部が覆い、加工ヘッドから照射されたレーザー光をレーザー導入口へ導く内部空間を含むアダプター管を有してもよい。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、レーザー光を用いて配管同士を接合する接合機に用いられ、当該接合機の適用範囲を広げるのに有利な接合部カバーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る接合部カバーの斜視図である。

【図2】一実施形態に係る接合部カバーに含まれるカバー本体の斜視図である。

【図3】一実施形態に係る接合部カバーに含まれるカバー本体の断面図である。

【図4】一実施形態に係る接合部カバーに含まれるカバー本体の断面図である。

【図5】一実施形態に係る接合部カバーに含まれる他の例のカバー本体の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、いくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。ここで、各実施形態に示す寸法、材料、その他、具体的な数値等は例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。また、実質的に同一の機能及び構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、本開示に直接関係のない要素については図示を省略する。

【0012】

図１は、一実施形態に係る接合部カバー１の斜視図である。接合部カバー１は、レーザー光Ｌ（図３及び図４参照）を照射して第１配管１０１と第２配管１０２との２つの配管を突合せ接合する不図示の接合機に採用される。接合部カバー１を採用し得る接合機は、例えば、レーザー溶接機やレーザーブレージング装置である。つまり、本実施形態において「接合」とは、レーザー溶接による接合や、レーザーブレージングによる接合などを意味する。また、「接合部」とは、レーザー光Ｌの照射点Ｐ_Ｉが設定される接合対象上の部位をいう。すなわち、本実施形態における接合部は、接合対象である第１配管１０１と第２配管１０２との接合面１０３（図４参照）である。ここで、本実施形態では、第１配管１０１と第２配管１０２との各々の管径は、管径ＤＰ（図４参照）として同一である。管径ＤＰは、本開示では特に限定されるものではないが、本実施形態では、一例として５０ｍｍであるものとする。また、接合面１０３において照射点Ｐ_Ｉが設定される部位には、開先１０３ａ（図４参照）が予め形成されている。

【0013】

接合部カバー１は、接合部の周囲を覆うように設置されるカバー本体１ａと、アダプター５０とを含む。

【0014】

図２は、カバー本体１ａの斜視図である。図３は、カバー本体１ａの中心軸Ａ_Ｘに対して垂直で、かつ、レーザー導入口１３の開口中心を通る平面で切断する、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ断面に対応したカバー本体１ａの断面図である。図４は、カバー本体１ａの中心軸Ａ_Ｘに沿って、かつ、一部がレーザー導入口１３の開口中心を通る平面で切断する、図２及び図３中の各々のＩＶ－ＩＶ断面に対応したカバー本体１ａの断面図である。

【0015】

カバー本体１ａは、第１円筒部１０と、第１環状壁部１１と、第２環状壁部１２と、第２円筒部２０と、第３円筒部３０とを有する。例えば、カバー本体１ａは、第１円筒部１０、第１環状壁部１１、第２環状壁部１２、第２円筒部２０及び第３円筒部３０の個々の部材を各々組み合わせた連続体である。カバー本体１ａの材質は、レーザー光の照射に対して十分な熱容量及び耐久性を有する材質であり、例えば銅合金である。第１円筒部１０、第１環状壁部１１、第２環状壁部１２、第２円筒部２０及び第３円筒部３０の各々の厚み寸法は、上記の熱容量や耐久性を考慮し、適宜設定される。

【0016】

第１円筒部１０は、第１配管１０１と第２配管１０２とが突合せ接合されるときに、第１配管１０１と第２配管１０２との接合面１０３近傍を内部に収容する。第１円筒部１０の中心軸は、カバー本体１ａの中心軸Ａ_Ｘに一致する。第１円筒部１０の内径である第１内径Ｄ１は、管径ＤＰよりも大きい。以下、第１円筒部１０の内壁面である第１内壁面１０ｃと、第１配管１０１又は第２配管１０２の外周面との間の間隔を第１間隔Ｇ１と表記する。本実施形態では、第１間隔Ｇ１は、一例として１５ｍｍである。本実施形態では、第１円筒部１０は、レーザー導入口１３と、ワイヤー導入口１４と、ガス導入口１５とを有する。

【0017】

レーザー導入口１３は、接合機から照射されたレーザー光Ｌを、第１円筒部１０の外部から内部に導入させる開口部である。また、第１円筒部１０は、外壁面から外側に突出し、内部がレーザー導入口１３と連通する第１接続管部１６を有する。

【0018】

ワイヤー導入口１４は、ワイヤー１１０を、第１円筒部１０の外部から内部に導入させる開口部である。接合部カバー１が適用される接合機がレーザー溶接機である場合、ワイヤー１１０は、溶加材としてのフィラーワイヤーであってもよい。一方、接合部カバー１が適用される接合機がレーザーブレージング装置である場合、ワイヤー１１０は、ろう材を含有するものであってもよい。なお、不図示であるが、ワイヤー導入口１４には、ワイヤー１１０を照射点Ｐ_Ｉに向けて供給するためのワイヤガイドが挿入されてもよい。また、不図示であるが、第１円筒部１０は、ワイヤー導入口１４を通じて外部にレーザー光Ｌの反射光の漏れ量を抑えるために、外壁面から外側に突出し、内部がワイヤー導入口１４と連通する遮光管部を有してもよい。

【0019】

ガス導入口１５は、シールドガスＧＡを、第１円筒部１０の外部から内部に導入させる開口部である。シールドガスＧＡは、接合部の酸化の抑止や、接合機の加工ヘッドに設けられている保護ガラス自体の保護のために、接合部すなわち接合面１０３近傍に供給される。また、第１円筒部１０は、外壁面から外側に突出し、内部がガス導入口１５と連通する第２接続管部１７を有する。第２接続管部１７は、例えば、外部に設置されたガスタンクからシールドガスＧＡをカバー本体１ａまで供給する不図示のガスチューブを取り付けるコネクタ１８を接続する。

【0020】

第１円筒部１０におけるレーザー導入口１３、ワイヤー導入口１４及びガス導入口１５の各々の設置位置は、レーザー光Ｌの照射点Ｐ_Ｉが設定される位置により決定される。まず、設定された照射点Ｐ_Ｉにレーザー光Ｌが照射されるように、第１円筒部１０におけるレーザー導入口１３の設置位置が決定される。次に、設定された照射点Ｐ_Ｉに向けてワイヤー１１０を供給することができ、かつ、レーザー導入口１３と干渉しないように、第１円筒部１０におけるワイヤー導入口１４の設置位置が決定される。更に、設定された照射点Ｐ_Ｉに向けてシールドガスＧＡを供給することができ、かつ、レーザー導入口１３及びワイヤー導入口１４と干渉しないように、第１円筒部１０におけるガス導入口１５の設置位置が決定される。また、レーザー導入口１３、ワイヤー導入口１４及びガス導入口１５の中心は、第１円筒部１０の中心軸Ａ_Ｘに対して垂直な一平面上にある。

【0021】

なお、例えば、接合部カバー１が適用される接合機が、ワイヤー１１０を不要とするレーザー溶接機である場合には、ワイヤー導入口１４は、設けられなくてもよい。また、本実施形態では、シールドガスＧＡがレーザー光Ｌの側面側から照射点Ｐ_Ｉに向けて供給される、いわゆるサイドノズル型に対応してガス導入口１５が設けられている。これに対して、接合部カバー１が適用される接合機が、レーザー光Ｌと同軸状にシールドガスＧＡを供給する加工ヘッドを採用している場合には、ガス導入口１５は、設けられなくてもよい。この場合、本実施形態におけるレーザー導入口１３は、レーザー光Ｌを導入するのみならず、レーザー光Ｌと同軸状にシールドガスＧＡも導入することになる。

【0022】

第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２は、第１円筒部１０と、接合面１０３を含む第１配管１０１及び第２配管１０２の一部の外周面との間に、接合処理空間Ｓを形成する。第１環状壁部１１は、第１円筒部１０の一方の周端と連続する第１外周端１１ｃと、管径ＤＰよりも大きな径の第１内周端１１ｄとを有する。同様に、第２環状壁部１２は、第１円筒部１０の他方の周端と連続する第２外周端１２ｃと、管径ＤＰよりも大きな径の第２内周端１２ｄを有する。

【0023】

本実施形態では、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２は、第１円筒部１０の中心軸Ａ_Ｘに対して垂直な環状の平板面を有し、互いに同一形状である。第１環状壁部１１と第２環状壁部１２との中心軸は、カバー本体１ａすなわち第１円筒部１０の中心軸Ａ_Ｘに一致する。つまり、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２は、第１円筒部１０の軸方向で互いに対向する。以下、第１円筒部１０の軸方向に沿った第１環状壁部１１と第２環状壁部１２との内壁同士の幅を第１幅Ｗ１と表記する。本実施形態では、第１幅Ｗ１は、一例として２９ｍｍである。

【0024】

第２円筒部２０は、第１円筒部１０側から一定の範囲で第１配管１０１の外周面を非接触で覆う。第２円筒部２０の一方の周端は、第１環状壁部１１の第１内周端１１ｄと連続する。第２円筒部２０の中心軸は、カバー本体１ａの中心軸Ａ_Ｘに一致する。第２円筒部２０の内径である第２内径Ｄ２は、管径ＤＰよりも大きく、第１円筒部１０の第１内径Ｄ１よりも小さい。以下、第２円筒部２０の内壁面である第２内壁面２０ｃと、第１配管１０１の外周面との間の間隔を第２間隔Ｇ２と表記する。本実施形態では、第２間隔Ｇ２は、一例として１ｍｍである。また、第２円筒部２０の軸方向に沿った第２内壁面２０ｃの幅を第２幅Ｗ２と表記する。本実施形態では、第２幅Ｗ２は、一例として３０ｍｍである。

【0025】

第３円筒部３０は、第１円筒部１０側から一定の範囲で第２配管１０２の外周面を非接触で覆う。第３円筒部３０の一方の周端は、第２環状壁部１２の第２内周端１２ｄと連続する。第３円筒部３０の中心軸は、カバー本体１ａの中心軸Ａ_Ｘに一致する。本実施形態では、第３円筒部３０の形状は、第２円筒部２０の形状と同一である。つまり、第３円筒部３０の内径は、第２内径Ｄ２である。第３円筒部３０の内壁面である第３内壁面３０ｃと、第２配管１０２の外周面との間の間隔は、第２間隔Ｇ２である。また、第３円筒部３０の軸方向に沿った第３内壁面３０ｃの幅は、第２幅Ｗ２である。

【0026】

また、カバー本体１ａは、軸方向に沿って複数の部品に分割されている。本実施形態では、一例として図３に示すように、カバー本体１ａは、中心軸Ａ_Ｘを含む仮想平面Ｐ_Ｖに沿って２つの部品に分割されている。この場合、第１円筒部１０は、第１部材１０ａと第２部材１０ｂとに分離される。第１環状壁部１１は、第１部材１１ａと第２部材１１ｂとに分離される。第２環状壁部１２は、第１部材１２ａと第２部材１２ｂとに分離される。第２円筒部２０は、第１部材２０ａと第２部材２０ｂとに分離される。また、第３円筒部３０は、第１部材３０ａと第２部材３０ｂとに分離される。そして、カバー本体１ａの一方の部品は、各々の第１部材同士、すなわち、第１部材１０ａ、第１部材１１ａ、第１部材１２ａ、第１部材２０ａ及び第１部材３０ａの連続体である。一方、カバー本体１ａの他方の部品は、各々の第２部材同士、すなわち、第２部材１０ｂ、第２部材１１ｂ、第２部材１２ｂ、第２部材２０ｂ及び第２部材３０ｂの連続体である。

【0027】

カバー本体１ａが複数の部品に分割されている場合、カバー本体１ａは、複数の部品を組み合わせて連結する連結部材を有する。本実施形態のように、カバー本体１ａが軸方向に沿って２つの部品に分割されている場合には、連結部材は、仮想平面Ｐ_Ｖを挟んで２つの部品が互いに対向して接する一方の接触端側と他方の接触端側との双方に設けられてもよい。本実施形態では、連結部材は、一方の接触端側でカバー本体１ａの一方の部品と他方の部品とを取り付け及び取り外し自在に連結する第１ヒンジ４０、及び、他方の接触端側でカバー本体１ａの一方の部品と他方の部品とを回動自在に連結する第２ヒンジ４１である。

【0028】

第１ヒンジ４０は、それぞれ管を有する第１羽根４０ａ及び第２羽根４０ｂと、各々の羽根に設けられている管同士に貫通させられる抜き差し棒４０ｃとを含む。本実施形態では、第１羽根４０ａは、第１円筒部１０の第１部材１０ａの外周面に設置され、第２羽根４０ｂは、第１円筒部１０の第２部材１０ｂの外周面に設置される。カバー本体１ａを構成する２つの部品同士が組み合わされた状態で、一直線上に並んだ第１羽根４０ａにある管と第２羽根４０ｂにある管とに抜き差し棒４０ｃが挿入されることで、カバー本体１ａの一方の接触端側で、一方の部品と他方の部品とが連結される。

【0029】

第２ヒンジ４１は、それぞれ管を有する第１羽根４１ａ及び第２羽根４１ｂと、各々の羽根に設けられている管同士に貫通させられる芯棒４１ｃとを含む。本実施形態では、第１羽根４１ａは、第１円筒部１０の第１部材１０ａの外周面に設置され、第２羽根４１ｂは、第１円筒部１０の第２部材１０ｂの外周面に設置される。芯棒４１ｃは、常時、カバー本体１ａを構成する２つの部品同士が組み合わされた状態で、一直線上に並んだ第１羽根４１ａにある管と第２羽根４０ｂにある管とに挿入されている。つまり、第２ヒンジ４１は、カバー本体１ａの他方の接触端側で、一方の部品に対して他方の部品を回動自在に支持する。

【0030】

図１に示すアダプター５０は、接合機の加工ヘッドとカバー本体１ａとの間で、レーザー光Ｌの光路に合わせて設置される。アダプター５０は、アダプター管５１と、固定用フランジ５２とを有する。

【0031】

アダプター管５１は、不図示の加工ヘッドから照射されたレーザー光Ｌをレーザー導入口１３へ導く内部空間を含む。アダプター管５１の一方の端部は、複数の第１ネジ５３を用いた締結により、第１円筒部１０の第１接続管部１６に接続される。アダプター管５１の他方の端部は、固定用フランジ５２と連続している。アダプター管５１の形状は、レーザー光Ｌの光路に合わせて、固定用フランジ５２側の端部から第１接続管部１６に接続される端部に向かって内部空間の断面が徐々に狭くなるようなテーパー型であってもよい。本実施形態では、アダプター管５１の長さは、一例として、おおよそ３００ｍｍに設定されている。なお、接合対象となる配管のサイズや、接合機の仕様などの各種条件によっては、レーザー光Ｌの光路が比較的短い場合もあり得る。そのような場合には、カバー本体１ａに設けられている第１接続管部１６が予め加工ヘッドの形状に合うように形成されることで、アダプター５０を利用しないこともあり得る。

【0032】

固定用フランジ５２は、アダプター管５１を支持するとともに、加工ヘッドの少なくとも一部を覆う。ここで、固定用フランジ５２が覆う加工ヘッドの少なくとも一部は、加工ヘッドにおいてレーザー光Ｌを照射するレーザー照射口を含む。固定用フランジ５２は、複数の第２ネジ５４を用いた締結により、加工ヘッドに取り付けられてもよい。一方、固定用フランジ５２は、必ずしも加工ヘッドに取り付けられなくてもよく、加工ヘッドの少なくとも一部を覆いつつ、接合機とは別に準備された支持フレームに取り付けられてもよい。

【0033】

次に、接合部カバー１の作用について説明する。

【0034】

まず、接合部カバー１を用いた実際の突合せ接合に先立ち、図１に示すように、カバー本体１ａの第１接続管部１６には、予め、アダプター５０が接続される。また、アダプター５０は、予め、接合機の加工ヘッドの少なくとも一部を覆うように設置される。

【0035】

次に、接合機に準備された接合部カバー１のカバー本体１ａに対して、接合対象である第１配管１０１と第２配管１０２とが配置される。図４に示すように、突合せ接合時、第１配管１０１は、第１円筒部１０及び第２円筒部２０の内部に位置決めされ、第２配管１０２は、第１円筒部１０及び第３円筒部３０の内部に位置決めされる。このとき、第１円筒部１０の内部には、第１配管１０１の先端と第２配管１０２の先端とを軸方向で突合せ、以後、周方向に沿って接合される接合面１０３が位置する。また、接合面１０３の外周領域、すなわち、レーザー光Ｌの照射時に照射点Ｐ_Ｉが設定される部位には、開先１０３ａが予め形成されていてもよい。

【0036】

ここで、第１配管１０１及び第２配管１０２をカバー本体１ａに配置する方法は、例えば、以下の２つの方法がある。第１の配置方法は、第１ヒンジ４０及び第２ヒンジ４１として上記例示した連結部材を操作し、カバー本体１ａの一方の部品と他方の部品との連結を一時的に解除する方法である。第１ヒンジ４０及び第２ヒンジ４１の例では、作業者が、第１ヒンジ４０において抜き差し棒４０ｃを抜き出すと、第１羽根４０ａと第２羽根４０ｂとの接続が解除される。その結果、第２ヒンジ４１を基準として、カバー本体１ａの一方の部品に対して他方の部品が回動し、カバー本体１ａの内部が側面の側に開放される。作業者は、カバー本体１ａの内部が開放された状態で、第１配管１０１及び第２配管１０２を所定の位置に位置決めすることができる。その後、作業者は、再度、カバー本体１ａの一方の部品と他方の部品とを組み合わせ、第１ヒンジ４０において抜き差し棒４０ｃを所定の管同士に差し込むことで、カバー本体１ａに対する第１配管１０１及び第２配管１０２の配置が完了する。

【0037】

一方、第２の配置方法として、例えば、接合機が設置されている作業空間において大きな制約がない場合には、カバー本体１ａの第２円筒部２０又は第３円筒部３０のいずれかの側の開口部から、軸方向に沿って第１配管１０１及び第２配管１０２を挿入してもよい。つまり、カバー本体１ａは、第１ヒンジ４０及び第２ヒンジ４１のような連結部材を不要とする場合もあり得る。

【0038】

次に、接合機は、第１配管１０１と第２配管１０２とを突き合わせる突合せ接合を開始する。このとき、レーザー光Ｌは、図３及び図４に示すように、レーザー導入口１３を通して、照射点Ｐ_Ｉが接合面１０３の外周端上に設定されるように連続的に照射される。また、ワイヤー１１０は、図３に示すように、ワイヤー導入口１４を通じて、照射点Ｐ_Ｉに向けて連続的に供給される。更に、シールドガスＧＡは、図３に示すように、ガス導入口１５を通じて、照射点Ｐ_Ｉに向けて連続的に供給される。一方、第１配管１０１及び第２配管１０２は、接合機の外部に別途設置された駆動機構により、接合速度に合わせて回転される。これにより、接合面１０３に設けられた開先１０３ａは、接合面１０３の周方向に沿って徐々に肉盛りされながら接合されていき、最終的に、第１配管１０１と第２配管１０２とが接合される。作業者は、互いに接合された第１配管１０１及び第２配管１０２を、上記例示した第１の配置方法又は第２の配置方法とは逆の手順によりカバー本体１ａから取り外すことができる。

【0039】

ここで、接合部すなわち接合面１０３近傍は、周全体に渡り接合処理空間Ｓを挟んで、第１円筒部１０、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２により覆われている。したがって、第１円筒部１０、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２の連続体は、接合面１０３を接合しているレーザー光Ｌの反射光が中心軸Ａ_Ｘから放射状に外部に漏れることを抑える遮光部材として機能する。

【0040】

また、第１円筒部１０、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２は、接合部に接合処理空間Ｓを形成する。そのため、ガス導入口１５から導入されたシールドガスＧＡは、ある一定の時間、接合処理空間Ｓ内に留まる。したがって、第１円筒部１０、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２の連続体は、接合部の酸化の抑止や保護ガラス自体の保護といったシールドガスＧＡの作用をより強化するシールド部材として機能する。

【0041】

また、第１環状壁部１１には、軸方向で第１円筒部１０とは反対側に、第２円筒部２０が設置されている。この第２円筒部２０の第２内壁面２０ｃと第１配管１０１の外周面との間の第２間隔Ｇ２は、上記のとおり、第１円筒部１０の第１内壁面１０ｃと第１配管１０１の外周面との間の第１間隔Ｇ１よりも十分に小さく設定される。また、第２内壁面２０ｃの第２幅Ｗ２は、上記のとおり、第１環状壁部１１と第２環状壁部１２との内壁同士の第１幅Ｗ１と同等に長く設定される。そのため、接合処理空間Ｓから第１配管１０１の外周面に沿って外部に漏れようとするレーザー光Ｌの反射光は、第１配管１０１と第２円筒部２０との間で反射を繰り返しながら外部へ向かう。つまり、最終的に外部に漏れる反射光は、ｎ回（ｎは自然数）の反射が繰り返されたｎ次散乱光として減光されることになる。したがって、第２円筒部２０は、接合処理空間Ｓから第１配管１０１の外周面に沿って外部に漏れようとするレーザー光Ｌの反射光を減光させる減光部材として機能する。

【0042】

一方、第３円筒部３０も、第２円筒部２０と同様に、接合処理空間Ｓから第２配管１０２の外周面に沿って外部に漏れようとするレーザー光Ｌの反射光を減光させる減光部材として機能する。

【0043】

更に、アダプター５０は、接合機の加工ヘッドからカバー本体１ａまでの間のレーザー光Ｌの光路を覆う。したがって、アダプター５０は、光路上のレーザー光Ｌを外部に露出させないように遮光する遮光部材として機能する。

【0044】

次に、接合部カバー１の効果について説明する。

【0045】

レーザー光Ｌを照射して第１配管１０１と第２配管１０２との２つの配管を突合せ接合する接合機用の接合部カバー１は、レーザー光Ｌを外部から内部に導入させるレーザー導入口１３を有する第１円筒部１０を有する。また、接合部カバー１は、第１環状壁部１１と、第２環状壁部１２とを有する。第１環状壁部１１は、第１円筒部１０の一方の周端と連続する第１外周端１１ｃと、配管の管径ＤＰよりも大きな径の第１内周端１１ｄとを有する。第２環状壁部１２は、第１円筒部１０の他方の周端と連続する第２外周端１２ｃと、配管の管径ＤＰよりも大きな径の第２内周端１２ｄとを有する。

【0046】

この接合部カバー１によれば、第１円筒部１０、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２は、連続体として、上記のとおり遮光部材及びシールド部材として機能する。したがって、レーザー光Ｌを用いる接合機に接合部カバー１を採用させることで、簡易的に溶接部を遮光及びシールドすることができるので、管理区域の条件を満たしながら、当該接合機を容易に既存の設備に適用させることができる。そして、接合部カバー１は、接合対象が配管同士である場合に特に有効である。

【0047】

このように、本実施形態によれば、レーザー光Ｌを用いて配管同士を接合する接合機に用いられ、当該接合機の適用範囲を広げるのに有利な接合部カバー１を提供することができる。

【0048】

ここで、上記例示では、接合部カバー１のカバー本体１ａが、減光部材として機能する第２円筒部２０及び第３円筒部３０を有するものとした。これに対して、第１円筒部１０における第１幅Ｗ１を比較的長く設定することができるならば、第２円筒部２０及び第３円筒部３０に相当する減光部材をカバー本体１ａに設けない構成もあり得る。

【0049】

図５は、カバー本体１ａに含まれていた第２円筒部２０及び第３円筒部３０を含まない構成を有する他の例としてのカバー本体１ｂを示す断面図である。図５は、カバー本体１ａに関する図４に合わせて描画されている。カバー本体１ｂでは、カバー本体１ａと同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。

【0050】

カバー本体１ｂは、第１円筒部６０と、第１環状壁部６１と、第２環状壁部６２とを有する。カバー本体１ｂにおいても、第１円筒部６０は第１部材６０ａと第２部材６０ｂとに、第１環状壁部６１は第１部材６１ａと第２部材６１ｂとに、また、第２環状壁部６２は第１部材６２ａと第２部材６２ｂとに、それぞれ分離されていてもよい。これら各々の部材の材質等は、カバー本体１ａの場合と同様である。第１円筒部６０は、第１円筒部６０と同様に、レーザー導入口１３と、それぞれ不図示であるワイヤー導入口及びガス導入口とを有する。

【0051】

第１円筒部６０の内径である第３内径Ｄ３は、管径ＤＰよりも大きい。第１円筒部６０の内壁面６０ｃと第１配管１０１又は第２配管１０２の外周面との間の間隔である第３間隔Ｇ３は、カバー本体１ａの第１間隔Ｇ１と同等に設定されてもよい。第１環状壁部６１の第１内周端６１ｄにおける第４内径Ｄ４は、管径ＤＰよりも大きく、第３内径Ｄ３よりも小さい。また、第１内周端６１ｄと第１配管１０１の外周面との間の間隔である第４間隔Ｇ４は、カバー本体１ａの第２間隔Ｇ２と同等に設定されてもよい。なお、第２環状壁部６２の第２内周端６２ｄにおける内径は、第４内径Ｄ４と統一であり、すなわち、第２内周端６２ｄと第２配管１０２の外周面との間隔は、第４間隔Ｇ４と同等である。

【0052】

一方、カバー本体１ｂでは、第１環状壁部６１と第２環状壁部６２との内壁同士の幅である第３幅Ｗ３は、上記例示での第２円筒部２０及び第３円筒部３０に相当する部材を有しない分、カバー本体１ａにおける第１幅Ｗ１よりも長く設定される。このように、第３幅Ｗ３を比較的長く設定することで、第１内周端６１ｄと第１配管１０１との隙間、又は、第２内周端６２ｄと第２配管１０２との隙間を通じて外部へ漏れ出す光の強度が許容範囲となる場合もあり得る。この場合には、接合部カバー１は、図４等に示すカバー本体１ａに代えて、図５に示すカバー本体１ｂを採用してもよい。

【0053】

また、接合部カバー１では、第１円筒部１０又は第１円筒部６０は、外部から内部にワイヤー１１０を導入させるワイヤー導入口１４を有してもよい。

【0054】

この接合部カバー１によれば、ワイヤー１１０を必要とする接合方式の接合機に採用されることができる。

【0055】

また、接合部カバー１では、第１円筒部１０又は第１円筒部６０は、外部から内部にシールドガスＧＡを導入させるガス導入口１５を有してもよい。

【0056】

この接合部カバー１によれば、シールドガスＧＡがレーザー光Ｌの側面側から照射点Ｐ_Ｉに向けて供給されるサイドノズル型の加工ヘッドを備える接合機に採用されることができる。

【0057】

また、接合部カバー１では、第１円筒部１０、第１環状壁部１１及び第２環状壁部１２の連続体は、複数の部品に分割され、連続体は、複数の部品を組み合わせて連結する連結部材を有してもよい。なお、第１円筒部６０、第１環状壁部６１及び第２環状壁部６２の連続体においても同様である。

【0058】

ここで、上記例示では、連結部材は、第１ヒンジ４０及び第２ヒンジ４１に相当する。

【0059】

この接合部カバー１によれば、第１配管１０１及び第２配管１０２をカバー本体１ａに配置するとき、連結部材を操作してカバー本体１ａの一方の部品と他方の部品との連結を一時的に解除し、カバー本体１ａの側面の側から容易に配置することができる。一方、接合後の第１配管１０１及び第２配管１０２をカバー本体１ａから取り外すときも、同様に容易に取り外すことができる。例えば、第１配管１０１又は第２配管の長さが比較的長い場合、第２円筒部２０又は第３円筒部３０のいずれかの開口部から軸方向に沿って挿入しようとすると、接合機が設置されている作業空間にもある程度の広さを要する。これに対して、本実施形態によれば、接合機が設置されている作業空間の広さに制限がある場合でも、接合部カバー１を接合機に採用させやすくなる。

【0060】

また、接合部カバー１では、第１内周端１１ｄと一方の周端が連続する第２円筒部２０と、第２内周端１２ｄと一方の周端が連続する第３円筒部３０と、の少なくともいずれか１つを有してもよい。

【0061】

この接合部カバー１によれば、第２円筒部２０の第２内壁面２０ｃと第１配管１０１の外周面との間の第２間隔Ｇ２は、第１円筒部１０の第１内壁面１０ｃと第１配管１０１の外周面との間の第１間隔Ｇ１よりも実質小さく設定される。また、第２円筒部２０における第２内壁面２０ｃの第２幅Ｗ２も、ある程度の長さの寸法に設定され得る。つまり、第２円筒部２０は、上記例示を用いて説明したとおり、接合処理空間Ｓから第１配管１０１の外周面に沿って外部に漏れようとするレーザー光Ｌの反射光を減光させる減光部材として機能する。したがって、レーザー光Ｌを用いる接合機に接合部カバー１を採用させることで、外部へ漏れようとする光の強度をより抑えやすくなるため、当該接合機をより容易に既存の設備に適用させることができる。なお、第３円筒部３０についても同様である。

【0062】

なお、本実施形態では、接合部カバー１におけるカバー本体１ａが第２円筒部２０と第３円筒部３０との双方を有する構成としたが、いずれか１つのみ有するものとしてもよい。また、本実施形態では、第２円筒部２０と第３円筒部３０とのそれぞれにおける第２幅Ｗ２が同一であるものとしたが、互いに異なっていてもよい。

【0063】

また、接合部カバー１では、第１円筒部１０、第１環状壁部１１、第２環状壁部１２、及び、第２円筒部２０又は第３円筒部３０の連続体は、複数の部品に分割され、連続体は、複数の部品を組み合わせて連結する連結部材を有してもよい。

【0064】

ここでも、連結部材は、第１ヒンジ４０及び第２ヒンジ４１であってもよい。

【0065】

この接合部カバー１によれば、カバー本体１ｂを有する場合でも、第１配管１０１及び第２配管１０２をカバー本体１ｂに容易に配置したり、接合後の第１配管１０１及び第２配管１０２をカバー本体１ｂから容易に取り外したりすることができる。

【0066】

また、接合部カバー１では、第１円筒部１０は、外壁面から外側に突出し、内部がレーザー導入口１３と連通する第１接続管部１６を有してもよい。

【0067】

この接合部カバー１によれば、第１接続管部１６を介して、接合機の加工ヘッドの側に容易に接続させたり、上記例示のようなアダプター５０を容易に接続させたりすることができる。

【0068】

更に、接合部カバー１では、第１接続管部１６に一方の端部が接続され、接合機の加工ヘッドの少なくとも一部を他方の端部が覆い、加工ヘッドから照射されたレーザー光Ｌをレーザー導入口１３へ導く内部空間を含むアダプター５０を有してもよい。

【0069】

この接合部カバー１によれば、アダプター５０は、接合機の加工ヘッドからカバー本体１ａ又はカバー本体１ｂまでの間のレーザー光Ｌの光路を覆うので、光路上のレーザー光Ｌを外部に露出させないように遮光する遮光部材として機能する。したがって、レーザー光Ｌを用いる接合機に接合部カバー１を採用させることで、接合機が設置されている作業空間に作業員がいたとしても、視線上にレーザー光Ｌの光路が入らないため、安全性が確保されやすい。結果として、接合部カバー１によれば、管理区域の条件を満たしながら、当該接合機をより容易に既存の設備に適用させることができる。

【0070】

いくつかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正又は変形をすることが可能である。上記の実施形態のすべての構成要素、及び請求の範囲に記載されたすべての特徴は、それらが互いに矛盾しない限り、個々に抜き出して組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ 接合部カバー
１ａ カバー本体
１０ 第１円筒部
１１ 第１環状壁部
１１ｃ 第１外周端
１１ｄ 第１内周端
１２ 第２環状壁部
１２ｃ 第２外周端
１２ｄ 第２内周端
１３ レーザー導入口
１４ ワイヤー導入口
１５ ガス導入口
１６ 第１接続管部
２０ 第２円筒部
３０ 第３円筒部
４０ 第１ヒンジ
４１ 第２ヒンジ
５０ アダプター
１０１ 第１配管
１０２ 第２配管
１１０ ワイヤー
ＤＰ 管径
ＧＡ シールドガス
Ｌ レーザー光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】