特許 7476754 管状部材の開先合わせ治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】管状部材の開先合わせ治具

(51)【国際特許分類】

   B23K 37/053 20060101AFI20240423BHJP

【ＦＩ】

B23K37/053 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020174235

(22)【出願日】2020-10-15

(65)【公開番号】P2022065562

(43)【公開日】2022-04-27

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 雅明

(72)【発明者】

【氏名】菅原 大介

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５６－１６９９９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５９－０１９０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２９０９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ３７／０５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一軸方向に延びた複数の貫通穴が設けられたフランジと、当該フランジと一体の円環状の第一端縁と、を有した第一管状部材と、
外周面を有した円筒部と、当該円筒部の第二軸方向の軸端に位置し前記第一端縁と隙間をあけて面するかあるいは突き当たる円環状の第二端縁と、を有した第二管状部材とを、
前記第二軸方向と交差する方向に位置合わせする開先合わせ治具であって、
第一雄ねじ部と、当該第一雄ねじ部の第三軸方向の軸端に位置し前記外周面を位置決めする第一位置決め部と、を有した可動部材と、
前記第一雄ねじ部と噛み合い当該第一雄ねじ部を前記第三軸方向に移動可能に支持する第一雌ねじ部と、前記第一位置決め部による前記外周面の位置決めが可能となる姿勢で前記貫通穴内に挿入された状態で前記フランジに固定される固定部と、を有した固定部材と、を備え、
前記固定部材は、前記第一雌ねじ部が設けられた第一ナットを有する
管状部材の開先合わせ治具。

【請求項2】

第一軸方向に延びた複数の貫通穴が設けられたフランジと、当該フランジと一体の円環状の第一端縁と、を有した第一管状部材と、
外周面を有した円筒部と、当該円筒部の第二軸方向の軸端に位置し前記第一端縁と隙間をあけて面するかあるいは突き当たる円環状の第二端縁と、を有した第二管状部材とを、
前記第二軸方向と交差する方向に位置合わせする開先合わせ治具であって、
第一雄ねじ部と、当該第一雄ねじ部の第三軸方向の軸端に位置し前記外周面を位置決めする第一位置決め部と、を有した可動部材と、
前記第一雄ねじ部と噛み合い当該第一雄ねじ部を前記第三軸方向に移動可能に支持する第一雌ねじ部と、前記第一位置決め部による前記外周面の位置決めが可能となる姿勢で前記貫通穴内に挿入された状態で前記フランジに固定される固定部と、を有した固定部材と、を備え、
前記固定部材は、前記固定部として、それぞれ異なる前記貫通穴に固定される複数の固定部を有し、
前記複数の固定部は、互いに隣接した前記複数の貫通穴に固定される
管状部材の開先合わせ治具。

【請求項3】

前記固定部の前記フランジに対する固定位置を前記第一軸方向に変更可能な位置調整機構を備えた
請求項１または２に記載の管状部材の開先合わせ治具。

【請求項4】

前記位置調整機構は、前記固定部に設けられた第二雄ねじ部と、当該第二雄ねじ部と噛み合う第二雌ねじ部を有し前記フランジの前記第一軸方向の端面に位置決めされる第二位置決め部と、を有した
請求項３に記載の管状部材の開先合わせ治具。

【請求項5】

前記フランジは、前記端面として、前記第一軸方向の両側に位置した二つの端面を有し、
前記位置調整機構は、前記第二位置決め部として、前記二つの端面のそれぞれに位置決めされ前記フランジを挟む二つの第二位置決め部を有した
請求項４に記載の管状部材の開先合わせ治具。

【請求項6】

前記第二位置決め部は、前記第二雌ねじ部を有した第二ナットと、当該第二ナットと前記端面との間に介在するワッシャと、を含む
請求項４または５に記載の管状部材の開先合わせ治具。

【請求項7】

前記固定部は、前記貫通穴内を貫通するシャフトと、前記シャフトを取り囲むように装着され前記貫通穴内に位置された環状部材と、を有した
請求項１～６のうちいずれか一つに記載の管状部材の開先合わせ治具。

【請求項8】

前記シャフトは第三雄ねじ部を有し、前記環状部材は前記第三雄ねじ部と噛み合う第三雌ねじ部を有した第三ナットである
請求項７に記載の管状部材の開先合わせ治具。

【請求項9】

前記第一位置決め部と前記外周面との間に介在する介在部材を備えた
請求項１～８のうちいずれか一つに記載の管状部材の開先合わせ治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管状部材の開先合わせ治具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、図８に示すように、二つの管状部材のうち一方の管状部材の外周に装着される固定リングと、当該固定リングに支持されるとともに他方の管状部材を位置決めする調整ボルトと、を有し、固定リングに対する調整ボルトの位置の調整により、二つの管状部材を中心軸と交叉する方向に位置合わせすることが可能な、管状部材の開先合わせ治具が知られている（例えば、特許文献１）。なお、図８の符号は、発明を実施するための形態に対応した図１～７の符号とは無関係である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－６６７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のような開先合わせ治具は、固定リングを有する分、開先合わせ治具がより大型化して重くなり、取り扱い難くなるという問題があった。特に、直径の大きい管状部材に対応した開先合わせ治具は、さらに大型化してさらに重くなり、より一層取り扱い難くなるという問題があった。

【0005】

そこで、本発明の目的の一つは、より小さくかつより軽量でより取り扱いの容易な管状部材の開先合わせ治具を提供すること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る管状部材の開先合わせ治具は、
（１）第一軸方向に延びた複数の貫通穴が設けられたフランジと、当該フランジと一体の円環状の第一端縁と、を有した第一管状部材と、外周面を有した円筒部と、当該円筒部の第二軸方向の軸端に位置し前記第一端縁と隙間をあけて面するかあるいは突き当たる円環状の第二端縁と、を有した第二管状部材とを、前記第二軸方向と交差する方向に位置合わせする開先合わせ治具であって、第一雄ねじ部と、当該第一雄ねじ部の第三軸方向の軸端に位置し前記外周面を位置決めする第一位置決め部と、を有した可動部材と、前記第一雄ねじ部と噛み合い当該第一雄ねじ部を前記第三軸方向に移動可能に支持する第一雌ねじ部と、前記第一位置決め部による前記外周面の位置決めが可能となる姿勢で前記貫通穴内に挿入された状態で前記フランジに固定される固定部と、を有した固定部材と、を備える。

【0007】

（２）上記（１）の管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記固定部材は、前記第一雌ねじ部が設けられた第一ナットを有してもよい。

【0008】

（３）上記（１）または（２）の管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記固定部材は、前記固定部として、それぞれ異なる前記貫通穴に固定される複数の固定部を有してもよい。

【0009】

（４）上記（３）の管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記複数の固定部は、互いに隣接した前記複数の貫通穴に固定されてもよい。

【0010】

（５）上記（１）～（４）のうちいずれかの管状部材の開先合わせ治具は、前記固定部の前記フランジに対する固定位置を前記第一軸方向に変更可能な位置調整機構を備えてもよい。

【0011】

（６）上記（５）の管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記位置調整機構は、前記固定部に設けられた第二雄ねじ部と、当該第二雄ねじ部と噛み合う第二雌ねじ部を有し前記フランジの前記第一軸方向の端面に位置決めされる第二位置決め部と、を有してもよい。

【0012】

（７）上記（６）の管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記フランジは、前記端面として、前記第一軸方向の両側に位置した二つの端面を有し、前記位置調整機構は、前記第二位置決め部として、前記二つの端面のそれぞれに位置決めされ前記フランジを挟む二つの第二位置決め部を有してもよい。

【0013】

（８）上記（６）または（７）の管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記第二位置決め部は、前記第二雌ねじ部を有した第二ナットと、当該第二ナットと前記端面との間に介在するワッシャと、を含んでもよい。

【0014】

（９）上記（１）～（８）のうちいずれかの管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記固定部は、前記貫通穴内を貫通するシャフトと、前記シャフトを取り囲むように装着され前記貫通穴内に位置された環状部材と、を有してもよい。

【0015】

（１０）上記（９）の管状部材の開先合わせ治具にあっては、前記シャフトは第三雄ねじ部を有し、前記環状部材は前記第三雄ねじ部と噛み合う第三雌ねじ部を有した第三ナットであってもよい。

【0016】

（１１）上記（１）～（１０）のうちいずれかの管状部材の開先合わせ治具は、前記第一位置決め部と前記外周面との間に介在する介在部材を備えてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の管状部材の開先合わせ治具によれば、より小さくかつより軽量でより取り扱いの容易な管状部材の開先合わせ治具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、第１実施形態の管状部材の開先合わせ治具の使用形態を示す側面図である。

【図2】図２は、図１の使用形態を管状部材の軸方向に見た正面図である。

【図3】図３は、図１の一部の拡大図である。

【図4】図４は、第１実施形態の管状部材の開先合わせ治具の図１とは別の使用形態を示す側面図である。

【図5】図５は、図４の使用形態を管状部材の軸方向に見た正面図である。

【図6】図６は、第２実施形態の管状部材の開先合わせ治具の使用形態を示す側面図である。

【図7】図７は、図６の使用形態を管状部材の軸方向に見た正面図である。

【図8】図８は、従来の開先合わせ治具の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0020】

以下に示される複数の実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

【0021】

また、本明細書において、序数は、部品、部材、方向等を区別するために便宜上付与されており、優先度や順番を示すものではない。

【0022】

［第１実施形態］
図１，２は、二つの管状部材１０，２０を位置合わせする第１実施形態の開先合わせ治具３０の使用形態を示す図であって、図１は、側面図、図２は管状部材１０，２０の軸方向に見た正面図である。図１，２に示されるように、二つの管状部材１０，２０の位置合わせ作業においては、複数の開先合わせ治具３０が用いられる。なお、位置合わせ作業は、開先合わせ作業や、芯出し作業とも称されうる。

【0023】

管状部材１０は、中心軸Ａｘ１の軸方向Ａ１に延びた管状の形状を有している。管状部材１０は、フランジ１１と、ネック部１２と、を有している。ネック部１２は、フランジ１１と軸方向Ａ１に一体化されている。管状部材１０は、第一管状部材の一例である。管状部材１０は、ネックフランジとも称されうる。

【0024】

フランジ１１は、円環状かつ板状の形状を有している。フランジ１１は、軸方向Ａ１に沿った略一定の厚さを有し、中心軸Ａｘ１回りの周方向に延びている。フランジ１１の軸方向Ａ１の両側には、端面１１ｂが設けられている。端面１１ｂは、軸方向Ａ１と交差するとともに直交している。

【0025】

また、フランジ１１には、複数の貫通穴１１ａが設けられている。貫通穴１１ａは、それぞれ、軸方向Ａ１に延びており、略円形の断面形状を有している。複数の貫通穴１１ａは、中心軸Ａｘ１回りの周方向に略等間隔で並んでいる。図１，２の例では、フランジ１１には、２４個の貫通穴１１ａが設けられているが、貫通穴１１ａの数は、２４には限定されない。軸方向Ａ１は、第一軸方向の一例である。

【0026】

ネック部１２は、テーパ状の形状を有している。すなわち、ネック部１２の直径は、フランジ１１から離れるにつれて小さくなっている。ネック部１２のフランジ１１から離間した軸方向Ａ１の端縁１２ａは、中心軸Ａｘ１を中心とし当該中心軸Ａｘ１回りの周方向に延びた円環状の形状を有している。端縁１２ａは、第一端縁の一例である。

【0027】

管状部材２０は、円筒部２０ａを有している。円筒部２０ａは、中心軸Ａｘ２を中心とし当該中心軸Ａｘ２の軸方向Ａ２に延びた円筒状の形状を有している。円筒部２０ａの外周面は、中心軸Ａｘ２を中心とし当該中心軸Ａｘ２の軸方向Ａ２に延びた円筒面であり、凸曲面である。円筒部２０ａのフランジ１１に近い軸方向Ａ２の端縁２０ｂは、中心軸Ａｘ２を中心とし当該中心軸Ａｘ２回りの周方向に延びた円環状の形状を有している。また、端縁２０ｂの直径は、管状部材１０の端縁１２ａの直径と略同じである。端縁２０ｂは、その全周に渡って、管状部材１０の端縁１２ａと隙間をあけて面する。隙間の大きさは、例えば、１［ｍｍ］以上５［ｍｍ］以下であるが、これには限定されない。隙間は、ルートギャプとも称されうる。なお、端縁１２ａと端縁２０ｂとは、少なくとも部分的に突き当たってもよい。また、端縁１２ａの厚さと端縁２０ｂの厚さとは、同じであってもよいし、異なってもよい。管状部材２０は、第二管状部材の一例であり、端縁２０ｂは、第二端縁の一例である。また、軸方向Ａ２は、第二軸方向の一例である。

【0028】

開先合わせ治具３０は、固定部材３１と、可動部材３２と、を有している。

【0029】

図３は、図１の開先合わせ治具３０を含む部位の拡大図である。図３に示されるように、固定部材３１は、ボルト３１ａと、ナット３１ｂと、を有している。

【0030】

ボルト３１ａは、棒状の形状を有し、貫通穴１１ａを貫通している。ボルト３１ａは、シャフトの一例である。

【0031】

ボルト３１ａの外周には雄ねじ部３１ａ１が設けられている。ボルト３１ａは、例えば、通常の六角柱状のヘッドや六角穴付きヘッドを有しない所謂頭なしボルトである。なお、本実施形態では、ボルト３１ａには、その長手方向の略全体に渡って連続する雄ねじ部３１ａ１が設けられているが、これには限定されず、複数の雄ねじ部が軸方向に分散して設けられてもよい。この場合、ボルト３１ａは、例えばスタッドボルトであってもよい。

【0032】

貫通穴１１ａ内において、ボルト３１ａには、複数のナット４３が装着されている。ナット４３の雌ねじ部４３ａは、ボルト３１ａの雄ねじ部３１ａ１と噛み合っている。雄ねじ部３１ａ１のうち、貫通穴１１ａ内の部位は、第三雄ねじ部の一例である。ナット４３は、ボルト３１ａを取り囲む環状部材の一例であり、第三ナットの一例である。また、ナット４３の雌ねじ部は、第三雌ねじ部の一例である。なお、貫通穴１１ａ内でのボルト３１ａの傾き防止の観点から、ナット４３の数は、２以上であるのが好ましく、本実施形態では、一例として２であるが、３以上であってもよい。

【0033】

当該構成において、ナット４３の外径と貫通穴１１ａの内径との間には、貫通穴１１ａ内でのナット４３付きボルト３１ａのがたつきを所定範囲内に収めることができる程度のクリアランスが、設定される。ここで、仮に、ナット４３が装着されていないボルト３１ａ等によって、同程度のクリアランスを得ようとすると、ボルト３１ａがより太くなり、より重くなってしまう。この点、本実施形態によれば、貫通穴１１ａ内に収容される部位は、より細いボルト３１ａを有している分、より軽く構成されうる。また、比較的安価な汎用のボルト３１ａおよびナット４３を適用することができるので、当該構造ひいては開先合わせ治具３０の製造コストを抑制できるという利点もある。

【0034】

貫通穴１１ａを貫通したボルト３１ａは、フランジ１１の軸方向Ａ１の両側の端面１１ｂから突出している。ボルト３１ａのうち、貫通穴１１ａ外に露出した部位には、ワッシャ４２とナット４１とが装着されている。ナット４１の雌ねじ部４１ａは、ボルト３１ａの雄ねじ部３１ａ１と噛み合っている。フランジ１１は、二つの端面１１ｂに接したワッシャ４２によって、軸方向Ａ１に挟まれており、フランジ１１および二つのワッシャ４２は、二つのナット４１によって、軸方向Ａ１に挟まれている。

【0035】

当該構成において、ボルト３１ａおよびナット４３は、貫通穴１１ａ内に挿入された状態で、二組のナット４１およびワッシャ４２を介して、フランジ１１に固定されている。すなわち、ボルト３１ａおよびナット４３は、フランジ１１に設けられた貫通穴１１ａを利用して、当該フランジ１１に固定されている。ボルト３１ａおよびナット４３は、固定部の一例である。また、二組のナット４１およびワッシャ４２は、ボルト３１ａおよびナット４３をフランジ１１に固定する固定機構とも称されうる。

【0036】

また、当該構成において、ボルト３１ａの雄ねじ部３１ａ１は、貫通穴１１ａ内に挿入される部位から貫通穴１１ａ外に露出した部位に渡って連続している。よって、ナット４１のボルト３１ａにおける固定位置の調整、言い換えると可変設定により、ボルト３１ａのフランジ１１に対する固定位置を軸方向Ａ１に変更することができる。すなわち、ボルト３１ａ、ナット４１、およびワッシャ４２は、位置調整機構４０を構成している。位置調整機構４０では、ナット４１およびワッシャ４２が、端面１１ｂに対して位置決めされる。ナット４１およびワッシャ４２は、第二位置決め部の一例である。ボルト３１ａの雄ねじ部３１ａ１は、第二雄ねじ部の一例であり、ナット４１の雌ねじ部４１ａは、第二雌ねじ部の一例である。また、ナット４１は、第二ナットの一例である。

【0037】

ボルト３１ａのうち、管状部材２０に近い側の端部には、ナット３１ｂが固定されている。ボルト３１ａとナット３１ｂとは、例えば溶接等によって一体化されうる。固定部材３１において、ボルト３１ａの軸方向Ａ１と、ナット３１ｂの雌ねじ部３１ｂ１の中心軸Ａｘ３の軸方向Ａ３とは、互いに略直交している。そして、図１～３に示されるように、位置合わせ作業時に、ボルト３１ａは、ナット３１ｂの中心軸Ａｘ３が管状部材１０の径方向に略沿う姿勢で、フランジ１１に固定される。これにより、位置合わせ作業時に、軸方向Ａ３に延びる可動部材３２は、管状部材１０に対する位置合わせの対象である管状部材２０の径方向に略沿うことになる。

【0038】

可動部材３２は、ナット３１ｂの雌ねじ部３１ｂ１と噛み合う雄ねじ部３２ａを有する。可動部材３２は、例えば、六角柱状のヘッドを有したボルトである。可動部材３２の軸方向Ａ３回りの時計回り方向または反時計回り方向の回転に応じて、可動部材３２のナット３１ｂに対する位置が、軸方向Ａ３に沿って進退する。すなわち、雌ねじ部３１ｂ１は、可動部材３２の雄ねじ部３２ａを軸方向Ａ３に移動可能に支持している。ナット３１ｂは、第一ナットの一例である。雌ねじ部３１ｂ１は、第一雌ねじ部の一例であり、可動部材３２の雄ねじ部３２ａは、第一雄ねじ部の一例である。雌ねじ部３１ｂ１の軸方向、すなわち雄ねじ部３２ａの軸方向Ａ３は、第三軸方向の一例である。

【0039】

可動部材３２のヘッドとは反対側の軸端３２ｂと、管状部材２０の外周面２０ａ１との間には、キャップ３３が介在している。キャップ３３は、外周面２０ａ１と接する凸曲面３３ａと、軸端３２ｂと接する凹曲面３３ｂとを有している。凸曲面３３ａおよび凹曲面３３ｂは、例えば、球面のような回転面である。キャップ３３は、介在部材の一例である。

【0040】

当該構成において、可動部材３２をその中心軸Ａｘ３回りに回転して軸方向Ａ３に移動することにより、当該可動部材３２の軸端３２ｂおよびキャップ３３の軸方向Ａ３における位置を変更することができる。位置合わせ作業においては、外周面２０ａ１と管状部材１０側の円環状の端縁１２ａの外周面との軸方向Ａ３における「ずれ」が所定範囲内に収まるよう、ナット３１ｂすなわち固定部材３１に対する可動部材３２の位置が設定される。軸端３２ｂは、軸方向Ａ３において外周面２０ａ１を位置決めする第一位置決め部の一例である。

【0041】

図２に示されるように、開先合わせ治具３０は、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の周りの複数箇所に設置される。作業者は、開先合わせ治具３０のそれぞれにおいて、可動部材３２のナット３１ｂに対する位置を調整することにより、管状部材１０と管状部材２０との芯ずれ、すなわち中心軸Ａｘ１,Ａｘ２と交差する方向の偏心が所定範囲内となるよう、管状部材１０と管状部材２０とを位置合わせすることができる。また、作業者は、開先合わせ治具３０を用いて管状部材１０と管状部材２０との芯ずれ調整をした後、または芯ずれ調整をしながら、上述した位置調整機構４０を用いて、管状部材１０の端縁１２ａと管状部材２０の端縁２０ｂとの間隔（ルート間隔）が所定範囲内に収まるよう、管状部材１０と管状部材２０とを軸方向に位置合わせすることができる。

【0042】

開先合わせ治具３０の固定部材３１は、それぞれ、上述した軸端３２ｂによる外周面２０ａ１の位置決めを可能とする姿勢で、フランジ１１に固定される。当該姿勢は、可動部材３２が軸方向Ａ３に移動した場合における軸端３２ｂの移動軌跡に沿う仮想線、本実施形態ではナット３１ｂの雌ねじ部３１ｂ１の中心軸Ａｘ３（図２，３参照）の延長線が、管状部材２０の円筒部２０ａを通る姿勢である。本実施形態では、一例として、固定部材３１は、各雌ねじ部３１ｂ１の中心軸Ａｘ３が管状部材２０の中心軸Ａｘ２の径方向に略沿う姿勢で、フランジ１１に固定されているが、これには限定されない。例えば、雌ねじ部３１ｂ１の中心軸Ａｘ３と、管状部材２０の中心軸Ａｘ２とは、ねじれの位置にあってもよい。

【0043】

開先合わせ治具３０を用いた位置合わせの後、管状部材１０の端縁１２ａと管状部材２０の端縁２０ｂとが溶接される。

【0044】

図１，３に示されるように、端縁１２ａ，２０ｂは、それぞれ先細り形状すなわち開先形状を有しており、所定の隙間をあけて面する端縁１２ａと端縁２０ｂとが外周方向にＶ字状に開いたスリットまたは溝を形成する。溶接は、当該Ｖ字状のスリットまたは溝、すなわち溶接開先部Ｗに対して、径方向の外側から行われる。

【0045】

端縁１２ａと端縁２０ｂとの溶接は、仮溶接と本溶接との２段階で行われる。

【0046】

仮溶接は、開先合わせ治具３０が装着されたままの状態で行われる。仮溶接では、溶接開先部Ｗの一部である図２に示される仮溶接部位Ｗｐにおいて、端縁１２ａと端縁２０ｂとが部分的に溶接される。開先合わせ治具３０が設置されている箇所は当該開先合わせ治具３０が障害となって溶接できないため、複数の仮溶接部位Ｗｐは、開先合わせ治具３０とは中心軸Ａｘ１，Ａｘ２回りの周方向にずれた複数箇所に配置される。仮溶接は、それぞれの仮溶接部位Ｗｐの溶接開先部に対して、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の径方向の外側から行われる。仮溶接により、管状部材１０と管状部材２０とは、位置合わせされた状態で接続される。なお、仮溶接は、仮溶接部位Ｗｐのそれぞれにおいて、複数回行われてもよい。

【0047】

仮溶接後の本溶接により、管状部材１０と管状部材２０とは、所定の溶接形状で接続される。本溶接は、開先合わせ治具３０が取り外された状態で行われる。本溶接では、溶接開先部Ｗにおいて、端縁１２ａと端縁２０ｂとが全周に渡って溶接される。具体的には、例えば、まず、管状部材２０の外周面２０ａ１を取り囲むように中心軸Ａｘ２回りの周方向に延びた環状のガイドレール（不図示）が設置される。次に、ガイドレール上を走行する自動溶接機（不図示）により、溶接開先部Ｗの溶接開先部に対して、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の径方向の外側から、全周溶接が行われる。本溶接は、複数周回に渡って行われる。

【0048】

以上、説明したように、本実施形態では、開先合わせ治具３０は、固定部材３１と可動部材３２とを備える。固定部材３１は、ボルト３１ａおよびナット４３（固定部）と、ナット３１ｂの雌ねじ部３１ｂ１（第一雌ねじ部）と、を有する。可動部材３２は、雄ねじ部３２ａ（第一雄ねじ部）と、軸端３２ｂ（第一位置決め部）と、を有する。雌ねじ部３１ｂ１は、雄ねじ部３２ａを軸方向Ａ３に移動可能に支持する。ボルト３１ａおよびナット４３は、軸端３２ｂによる外周面２０ａ１の位置決めが可能となる姿勢で、貫通穴１１ａに挿入された状態で、ナット４１（第二雌ねじ部）およびワッシャ４２（第二位置決め部）によって、フランジ１１に固定される。

【0049】

このような構成によれば、例えば、開先合わせ治具３０の固定部材３１を、フランジ１１に設けられた貫通穴１１ａを利用して管状部材１０に固定することができる。よって、従来のような固定リングを有した開先合わせ治具に比べて、開先合わせ治具３０を、より小さくかつより軽く構成することができる。

【0050】

また、本実施形態のように、固定部材３１は、第一雌ねじ部が設けられた部材として、ナット３１ｂ（第一ナット）を有してもよい。

【0051】

このような構成によれば、例えば、汎用品としてのナット３１ｂを利用して、固定部材３１の製造コストを抑制することができる。

【0052】

また、本実施形態のように、開先合わせ治具３０は、ボルト３１ａのフランジ１１に対する固定位置を軸方向Ａ１（第一軸方向）に変更可能な位置調整機構４０を有してもよい。

【0053】

このような構成によれば、例えば、軸方向Ａ１において、可動部材３２の位置を、管状部材１０，２０の形状や大きさ等のスペックに合わせて適宜に設定することができる。これにより、例えば、開先合わせ治具３０を、種々の大きさや型式の管状部材１０，２０に適用することが可能となる。

【0054】

また、本実施形態のように、位置調整機構４０は、ボルト３１ａの雄ねじ部３１ａ１（第二雄ねじ部）と、当該雄ねじ部３１ａ１と噛み合う雌ねじ部４１ａ（第二雌ねじ部）を有しフランジ１１の端面１１ｂに位置決めされるナット４１およびワッシャ４２（第二位置決め部）と、を有してもよい。

【0055】

このような構成によれば、例えば、位置調整機構４０を、比較的簡素な構成によって実現することができる。

【0056】

また、本実施形態のように、位置調整機構４０は、フランジ１１を軸方向Ａ１の両側から挟むナット４１およびワッシャ４２を有してもよい。

【0057】

このような構成によれば、例えば、位置調整機構４０は、ボルト３１ａをフランジ１１に固定する固定機構としても機能することができる。これにより、位置調整機構４０と固定機構とを別個に有した構成に比べて、開先合わせ治具３０をより簡素な構成によって実現することができる。

【0058】

また、本実施形態のように、第二位置決め部は、ナット４１（第二ナット）とワッシャ４２とを有してもよい。

【0059】

このような構成によれば、例えば、第二位置決め部をより簡素な構成によって実現することができる。また、汎用品としてのナット４１とワッシャ４２とを利用して、第二位置決め部ひいては開先合わせ治具３０の製造コストを抑制することができる。

【0060】

また、本実施形態のように、固定部は、貫通穴１１ａ内を貫通するボルト３１ａ（シャフト）と、当該ボルト３１ａを取り囲むように装着されたナット４３（環状部材）と、を有してもよい。

【0061】

このような構成によれば、例えば、固定部が一つの太いシャフトだけを有する構成であるような場合に比べて、固定部をより軽量に構成することができる。

【0062】

また、本実施形態のように、固定部では、シャフトは、雄ねじ部３１ａ１（第三雄ねじ部）を有したボルト３１ａであり、環状部材は、ボルト３１ａと噛み合う雌ねじ部４３ａ（第三雌ねじ部）を有したナット４３（第三ナット）であってもよい。

【0063】

このような構成によれば、例えば、汎用品としてのボルト３１ａとナット４３とを利用して、固定部ひいては開先合わせ治具３０の製造コストを抑制することができる。

【0064】

また、本実施形態のように、開先合わせ治具３０は、軸端３２ｂと外周面２０ａ１との間に介在するキャップ３３（介在部材）を有してもよい。

【0065】

このような構成によれば、例えば、キャップ３３によって、軸端３２ｂと外周面２０ａ１とが直接的に擦れて外周面２０ａ１が摩耗するのを抑制することができる。

【0066】

［開先合わせ治具の別の使用形態］
図４は、開先合わせ治具３０の別の使用形態を示す側面図である。図４では、二つの管状部材２０の間に、直列に、挿入管５０が介在している。

【0067】

挿入管５０は、外周面５１ａを有した円筒部５１と、当該円筒部５１の軸方向両側に設けられたフランジ５２と、を有している。図４に示される状態において、挿入管５０は、予め作られたものである。なお、挿入管５０を作る段階で、開先合わせ治具３０を用いて、フランジ５２と円筒部５１の外周面５１ａとの位置合わせが行われてもよい。

【0068】

挿入管５０のフランジ５２には、それぞれボルト６１とナット６２とを含む複数の締結機構６０を介して、管状部材１０が取り付けられている。管状部材２０は、この管状部材１０に対して上述した方法により開先合わせ治具３０を利用して位置合わせされ、溶接される。ボルト６１は、本設ボルトとも称されうる。

【0069】

図５は、図４の開先合わせ治具３０の使用形態を軸方向に見た正面図である。図５に示されるように、締結機構６０および開先合わせ治具３０は、フランジ１１の貫通穴１１ａとフランジ５２の貫通穴（不図示）とを利用して、固定されている。すなわち、開先合わせ治具３０のボルト３１ａおよび締結機構６０のボルト６１は、貫通穴１１ａおよびフランジ５２の貫通穴を貫通している。

【0070】

複数の締結機構６０は、中心軸Ａｘ１回りの周方向に等間隔に配置された複数の貫通穴１１ａの三つおきに、装着されている。

【0071】

複数の開先合わせ治具３０は、仮溶接部位Ｗｐに対して中心軸Ａｘ１，Ａｘ２１，Ａｘ２２回りの周方向にずれるとともに、締結機構６０が装着されていない貫通穴１１ａに、装着されている。

【0072】

図４，５に示される構造により、二つの管状部材２０を、二つの管状部材１０および挿入管５０を介して、位置合わせされた状態で接続することができる。

【0073】

なお、本実施形態では、キャップ３３が存在せず、可動部材３２の軸端３２ｂが、管状部材２０の外周面２０ａ１と直接的に接している。このような構成によっても、第一位置決め部としての軸端３２ｂによる外周面２０ａ１の位置決めは勿論可能である。

【0074】

［第２実施形態］
図６，７は、第２実施形態の開先合わせ治具３０Ａの使用形態を示す図であって、図６は、側面図、図７は管状部材１０，２０の軸方向に見た正面図である。本実施形態では、二つの管状部材１０，２０の位置合わせ作業において、複数の開先合わせ治具３０Ａが用いられる。

【0075】

本実施形態では、開先合わせ治具３０Ａの構造が、上記第１実施形態とは異なっている。具体的に、開先合わせ治具３０Ａは、固定部として、ベース３１ｃと、二つのボルト３１ａと、ナット４３と、を有している。ベース３１ｃは、例えば溶接でボルト３１ａと一体化されている。本実施形態でも、上記第１実施形態と同様のナット４３付きのボルト３１ａが、フランジ１１の貫通穴１１ａに挿入され、固定機構としての位置調整機構４０を介してフランジ１１に装着されている。ベース３１ｃは、板状の形状を有し、二つのボルト３１ａの軸方向Ａ１に沿って延びている。このため、図７に示されるように、ベース３１ｃは、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の軸方向Ａ１，Ａ２に沿って延びるとともに、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の径方向と直交する方向（接線方向）に延びることになる。

【0076】

図６に示されるように、ベース３１ｃには、雌ねじ部３１ｃ１が設けられている。雌ねじ部３１ｃ１の中心軸Ａｘ３は、例えば、二つのボルト３１ａの中心軸の略中間に位置しそれら二つの中心軸と平行な軸と交差するよう設定される。雌ねじ部３１ｃ１は、ベース３１ｃの厚さ方向に沿って設けられているため、中心軸Ａｘ３の軸方向Ａ３は、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の径方向に略沿うことになる。雌ねじ部３１ｃ１は、可動部材３２の雄ねじ部３２ａと噛み合っている。よって、本実施形態でも、雄ねじ部３２ａは、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の径方向と略沿って延びることになる。このような構成により、第一実施形態と同様に、本実施形態でも、可動部材３２が軸方向Ａ３に移動した場合における軸端３２ｂの移動軌跡を含む仮想線、本実施形態ではナット３１ｂの雌ねじ部３１ｂ１の中心軸Ａｘ３の延長線が、管状部材２０の円筒部２０ａを通ることになる。よって、本実施形態の開先合わせ治具３０Ａによっても、軸端３２ｂによる外周面２０ａ１の位置決めが可能となる。なお、雌ねじ部３１ｃ１は、二つのボルト３１ａの丁度中間に位置するとともに、雌ねじ部３１ｃ１の軸方向Ａ３と中心軸Ａｘ１，Ａｘ２の軸方向Ａ１，Ａ２とは、略直交するのが好ましい。この場合には、雌ねじ部３１ｃ１の中心軸Ａｘ３は、中心軸Ａｘ１と交差するかあるいは近接することになる。

【0077】

上述した本実施形態の構成によれば、二つのボルト３１ａを貫通穴１１ａに挿入してフランジ１１に固定するだけで、可動部材３２の軸端３２ｂによる外周面２０ａ１の位置決めを可能とする固定部材３１Ａの姿勢が、得られる。よって、本実施形態によれば、位置合わせ作業をより容易にあるいはより迅速に実行できるという利点が得られる。

【0078】

また、本実施形態では、二つのボルト３１ａは、周方向に隣接した二つの貫通穴１１ａに挿入されている。これにより、ベース３１ｃをより小さく構成することができ、例えば、開先合わせ治具３０Ａをより小さくかつより軽く構成することができるという利点が得られる。ただし、このような構成には限定されず、二つのボルト３１ａは、互いに隣接していない二つの貫通穴１１ａ、例えば、周方向に一つ以上の貫通穴１１ａを挟む二つの貫通穴１１ａに、挿入されてもよい。

【0079】

また、雌ねじ部３１ｃ１は、ベース３１ｃに直接設けられなくてもよく、ベース３１ｃに溶接等によって固定されたナット（不図示）の雌ねじ部であってもよい。このような構成によれば、例えば、固定部材３１Ａをより容易にあるいはより迅速に作ることができたり、汎用品としてのナットを利用する分、固定部材３１Ａひいては開先合わせ治具３０Ａの製造コストを抑制することができたり、といった利点が得られる。

【0080】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【0081】

例えば、開先合わせ治具は、ネックフランジ以外のフランジを有した管状部材にも適用することができる。

【0082】

また、第二位置決め部は、例えば、ナット部とフランジ部とを一体的に有した部材のような、別の構成であってもよい。

【符号の説明】

【0083】

１０…管状部材（第一管状部材）
１１…フランジ
１１ａ…貫通穴
１１ｂ…端面
１２…ネック部
１２ａ…端縁（第一端縁）
２０…管状部材（第二管状部材）
２０ａ…円筒部
２０ａ１…外周面
２０ｂ…端縁（第二端縁）
３０，３０Ａ…開先合わせ治具
３１，３１Ａ…固定部材
３１ａ…ボルト（固定部）
３１ａ１…雄ねじ部（第二雄ねじ部、第三雄ねじ部）
３１ｂ…ナット
３１ｂ１…雌ねじ部（第一雌ねじ部）
３１ｃ…ベース
３１ｃ１…雌ねじ部（第一雌ねじ部）
３２…可動部材
３２ａ…雄ねじ部（第一雄ねじ部）
３２ｂ…軸端（第一位置決め部）
３３…キャップ（介在部材）
３３ａ…凸曲面
３３ｂ…凹曲面
４０…位置調整機構
４１…ナット（第二位置決め部）
４１ａ…雌ねじ部（第二雌ねじ部）
４２…ワッシャ（第二位置決め部）
４３…ナット（固定部）
４３ａ…雌ねじ部（第三雌ねじ部）
５０…挿入管
５１…円筒部
５１ａ…外周面
５２…フランジ
６０…締結機構
６１…ボルト
６２…ナット
Ａ１…軸方向（第一軸方向）
Ａ２，Ａ２１，Ａ２２…軸方向（第二軸方向）
Ａ３…軸方向（第三軸方向）
Ａｘ１，Ａｘ２，Ａｘ３…中心軸
Ｗ…溶接開先部
Ｗｐ…仮溶接部位

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】