JPH04200896A - パイプ溶接用インターナルクランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はパイプ溶接用インターナルクランプ、特にパイ
プの突合せ円周溶接において、目違いの矯正と裏当祠を
支持するものに関する。

［従来の技術］ 第１０図は従来のパイプ溶接用インターナルクランプの
断面図、第１１図は第１０図のＢ−Ｂ線断面図、第１２
図はクランプヘッドに設けられた裏当月の使用状態を示
す断面図である。図において、１はクランプ機構本体、
２はピストンロッド（八）、３Ａ。

３Ｂはクランプ機構本体］に並設されたエアシリンダ、
４Ａ、４Ｂはエアシリンダ３Ａ、３Ｂ内のピストン、５
はピストンロッド（Ａ）２上を摺動するピストンロッド
（Ｂ）、６Ａはピストンロット（Ａ）２の先端に設けら
れた円盤状のトラニオン、６Ｂはピストンロッド（Ｂ）
先端に設けられた円板状のトラニオン、７はトラニオン
６Ａ、６Ｂの外周に等角度間隔て回動自在に取り付けら
れた複数のリンク、８はクランプ機構本体］にパイプ中
心からパイプ内周面に向けて半径方向に配設された複数
の進退自在なりランプで、各クランプはリンク７と回動
自在に連結されている。９はクランプ８の先端に設けら
れているクランプヘッド、１０は−つ　　　　− クランプヘッド９に固定された四部を有する銅製の裏当
材である。１１はクランプ機構本体］に取り付けられた
走行用車輪である。

従来のパイプ溶接用インターナルクランプは上記のよう
に構成され、例えばパイプ１２の突合せ円周溶接をする
場合にはパイプ１２内の突合せ部分にパイプ溶接用イン
ターナルクランプを設置する。

そして、エアンリンダ３Ａに図示しないポートよりエア
を入れてピストン４Ａを駆動させ、ピストン４Ａと一体
のピストンロッド２を摺動させる。

そうすると、ピストンロッド２と一体のトラニオン６Ａ
が移動し、トラニオン６Ａにリンク７Ａを介して連結さ
れている複数のクランプ８Ａがパイプ中心からパイプ内
周面に向けて半径方向に進Ｈｊし、同様にエアンリンダ
３Ｂに図示しないポートよりエアを入れてピストン４Ｂ
を駆動させ、ピストン４Ｂと一体のピストンロット５を
摺動させる。

そうするとピストンロッド５と一体のトラニオン６Ｂが
移動し、トラニオン６Ｂにリンク７Ｂを介して連結され
ている複数のクランプ８Ｂかパイプ中心からパイプ内周
面に向けて半径方向に進出し、各クランプ８Ａ、８Ｂの
クランプヘッド９Ａ、９Ｂとクランプヘッド９Ａ、９Ｂ
に取り（−１けられている裏当材１０Ａ、　１．ＯＢが
パイプ１２の突合せ部分即ち開先の裏側に押接させられ
る。このとき、クランプヘッド９Ａ、９Ｂの両側かパイ
プ１２の突合せ部分の両側を押圧して両パイプ１２の芯
合せができ、パイプ１２の目違いが矯正される。

しかる後にパイプ１２の突合せ部分の開先に対して自動
溶接機によって、例えばＭＡＧ溶接法により外面から片
面溶接を行う。

［発明が解決しようとする課１］］ 上記のような従来のパイプ溶接用インターナルクランプ
ではパイプ中心からパイプ内周面に向けて半径方向に進
退する複数のクランプ８Ａ、８Ｂのクランプヘッド９Ａ
、９Ｂによってパイプ１２の突合せ部分の目違いが矯正
されるようになっているが、目違い状態に仮置されたパ
イプ突合せ継手の内面に予め位置決めされたインターナ
ルクランプをエアーシリンダー３Ａ、３Ｂ、ピストン４
Ａ。

４Ｂ、ピストンロッド２，５、トラニオン６Ａ。

６Ｂ、リンク７Ａ、７Ｂ、クランプ８Ａ、８Ｂおよびク
ランプヘッド９Ａ、９Ｂで構成されるクランプ機構Ａ、
Ｂ、２式でクランプ動作をさせるとインターナルクラン
プの芯から最短の片側のパイプ内面に１個目のクランプ
ヘッド９Ａか衝ると、そのクランプヘッドから反力を受
けて順次インターナルクランプの芯から近い距離のパイ
プ内面にクランプヘッド９Ａか衝っていくことになるか
、クランプ機構の力か弱いとそれ以上拡管方向にクラン
プヘッド９Ａは進まないため、両側のパイプ内面にクラ
ンプヘッド９Ａの全数が衝ることかない同じことかＢク
ランプでも生じるために目違いが残り、インターナルク
ランプの芯とどちらのパイプ中心とも合致しなくなる。

又、上記のように１個目のクランプヘッドが片側のパイ
プ内面に衝ると、その位置はクランプ動作中はとんどす
べって動くことがないのでクランプ完了時、複数個のク
ランプか等分配に配置され難いため、隣りのクランプと
せり合ってパイプに＝　　４　　− 接触できなかったり反対に隙間か大きくあくことかあり
、クランプが不完全になるこのような状態で溶接すると
溶鋼が流出し溶接不良とする。又、クランプヘッド９Ａ
、９Ｂに裏当材１０Ａ、　ＩＯＢが固定されているため
、クランプヘッド９Ａ、９Ｂに固定されている裏当ｊｔ
Ａ’ｌＯＡ、　ＪＯＢの片側だけが口達いによってパイ
プ内周面に当ると、もう一方の片側には第１２図に示す
ように隙間Ｈが生していた。このため、その後にパイプ
１２の突合せ円周溶接を行うと、溶接の溶鋼がその隙間
Ｈから外部に洩れてしまい、裏ビードが隙間のある片側
にはみ出るという不充分な溶接となってしまうという問
題点があった。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
、パイプの突合せ部分に目違いか生じないようにするこ
とと目違いか存在していたとしても、裏ビードのはみ出
しがないきれいな溶接を行うことができるパイプ溶接用
インターナルクランプをｔ辱ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、パイプ溶接用インターナルクランプのクラン
プ機（１−１を２式、一方は既設管側、他方は新設管側
に配置し、クランプの拡管方向の力を増強し、クランプ
ヘラ）・にローラ部材を取り伺けると共に裏当材を前後
・左右に回転自動に取り付けるようにしたものでである
。

［作　用］ 本発明において、複数のクランプをパイプ中心からパイ
プ内周面に向けて半径方向に進退するクランプ機構を２
式、一方は既設管側、他方が新設管側に位置するように
対向して配置し、センタシャフトは１本を共用する方式
にし、クランプの拡管方向の力も増強した。

まず既設管側クランプ機構（Ａクランプ）を進出さぜる
と、複数のクランプの先端に取り付けられたクランプヘ
ッドのローラ部材がパイプ内周面に衝ると既設管側のパ
イプ中心とインターナルクランプの中心が合致するよう
にインターナルクランプの位置決めがなされる。つぎに
新設管側クランプ機ｍ　（Ｂクランプ）を進出させると
、Ａクランプの場合と同様にクランプヘッドのローラ部
材か新設管内周面に衝るとインターナルクランプのセン
タシャフトか貫通しているのでインターナルクランプの
中心に新設管の中心が合致するようになる。（したかっ
て従来法のように目違いか生じない。） さらにクランプヘッドかパイプ内周面に衝った時、パイ
プの真円度か悪いと等分配されたクランプヘッドの位置
とパイプが真円になった時の等分配（等分角）の位置か
ずれるのか通常であるが本発明の場合はローラ部材かパ
イプ内周面に衝る構成にしたので、位置ずれが生しても
自然に位置修正がなされるのでクランプヘッドに取りイ
τｊけられ等分割され銅裏当祠が正確に等分配された位
置に押接でさ（従来法のように隣り合ったクランプヘッ
ド、および銅裏当利かせり合う問題が生じない）。

一方、銅裏当材はクランプヘッドに設けた裏当支持部利
により前後、左右に回動可能に取り付けているからパイ
プの突合せ部分の裏面に押接する場合に目違いが生した
場合でも目違い方向に傾き隙間Ｈがなくなる。円周方向
も同様に開先裏面に隙間なく接触する。

［実施例コ 第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は同実
施例の側面図、第３図は同実施例の要部を示す断面図、
第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図はクランプヘ
ラ１部分の正面図、第６図はクランプヘッド部分の右側
面図、第７図はクランプヘッド部分の左側面図、第８図
はクランプヘッドに設けられた裏当材の使用状態を示す
断面図である。図において、従来例と実質的に同一の構
成は従来例と同−句号を符して重複した構成の説明を省
略する。

この実施例のパイプ溶接用インターナルクランプは二つ
のクランプ機構本体１ａ、ｌｂを一体的に組み合わせて
構成されており、一方のクランプ機構本体１ａにパイプ
中心からパイプ内周面に向けて半径方向に進退自在な１
２本のクランプ８か配設され、他方のクランプ機構本体
１ｂにパイプ中心からパイプ内周面に向けて半径方向に
進退自在な１２本のクランプ８が配設されている。クラ
ンプ機構本体１．ａ、ｌｂの２４本のクランプ８か等角
度間隔となるように設定されている。１５は一方のクラ
ンプ機構本体１ａのエアシリンダ３を収納するエアシリ
ンダ収納筒、１６は他方のクランプ機構本体］ｂのエア
シリンダ３を収納するエアシリンダ収納筒である。一方
のエアシリンダ収納筒１５はエアタンクＪ７を収納して
いる。Ｊ８はクランプ機ｈｔｔ本体］ａに設けられた走
行用垂直車輪、１９はエアシリンダ収納筒１５．１６に
それぞれ設けられた走行用垂直車輪、２０はエアシリン
ダ収納筒１５．　］［ｉにそれぞれ設けられた走行用水
平車輪、２１はエアシリンダ収納筒１６に設けられた牽
引用フックである。

３０は各クランプ８の先端であるクランプヘッド９に設
けられた取付台、３１は取付台３０の片側に設けられた
ローラ部材、３２は取付台３０のもう一方の片側に設け
られた裏当支持部祠である。ローラ部材３１は取付台３
０に設けられた２枚のローラ支持板３３と、これらロー
ラ支持板３３に両端側かそれぞれ支１″ｊされたローラ
軸３４と、ローラ軸３４に回転自在に支承された回転ロ
ーラ３５とから構成されている。

裏当支持部＋４’３２は取付台３０に立設された２本の
支持ピン３６と、これら支持ピン３６に貫通させられて
」１下自在な裏当取付板３７と、裏当取付板３７を常時
１６径り向に抑圧するスプリング３８とから構成されて
おり、裏当取付板３７にネジ３９て凹部を有する銅製の
裏当材］Ｏｂが取り付けられている。なお、第７図にお
いて破線で示され回転ローラ３５ａはクランプヘッド９
ａに取り付けられたものであるか同位置、手前側にはク
ランプヘッド９ｂに取り付けられた回転ローラ３５ｂ（
実線、図示せず）の片方か配置され、同様に全ての回転
ローラは突合せ溶接線に対称に２４個づつ配置されてい
る。

これらクランプ機（＾５本体］、ａ、］、ｂの各クラン
プ８には裏当支持部材３２か一方のクランプ機構本体１
ａのクランプ８と他方のクランプ機構本体１ｂのクラン
プ８との間に位置するように配置され、一方のクランプ
機構本体１ａのクランプ８に設けられた裏当材１０と他
方のクランプ機構本体］ｂのクランプ８に設けらた裏当
材１．Ｏｂとが、第７図に示すように裏当材か斜めに切
断されたように１」っ隙間なく万いに隣接するように設
定されている。

上記の様に構成されたパイプ溶接用インターナルクラン
プにおいては、パイプ１２の突合せ円周溶接をする場合
、パイプ１２内の突合せ部分にパイプ溶接用インターナ
ルクランプをロープで牽引してぎて設置し、しかる後に
、まず既設管側である一方のクランプ機構本体］ａのエ
アシリンダ３ａにエアを入れてピストン４ａを駆動させ
、ピストン４ａと一体のピストンロッド５ａをクランプ
機構本体］、ａ、］、ｂを貫通するセンタシャフト５ａ
上を摺動させ、ピストンロッド５ａと一体のトラニオン
６ａを移動させて！・ラニオン６ａにリンク７ａを介し
て連結されている１２本のクランプ８ａをパイプ中心か
らパイプ内周面に向けて半径方向に進出させ、各クラン
プ８ａのクランプヘッド９ａに並設されているローラ部
材３１．ａの回転ローラ３５ａと裏当支持部材３２ａに
支持されている裏当材」Ｏａをパイプ１２の突合ぜ部分
に押接させる。このと−］］− き、ローラ部材３１ａの回転ローラ３５ａはパイプ１２
の突合せ部分の片側を押圧し、既設管であるパイプ１２
と芯か合い、裏当＋Ａ’　ｌ　Ｏａはパイプ１２の突合
せ部分即ち開先の裏側に押接させられる。

次に、新管側である他方のクランプ機構本体］ｂのエア
シリンダ３ｂにエアを入れてピストン４ｂを駆動させる
と、前記クランプ機構本体１ａの場合と同様に各クラン
プ８ｂのクランプヘッド９ｂに並設されているローラ部
材３１．ｂの回転ローラ３５ｂと裏当支持部材３２ｂに
支持されている裏当材１０ｂがパイプ１２の突合せ部分
に押接される。このとき、ローラ部＋Ｊ’　３　ｌ　ｂ
の回転ローラ３５ｂはパイプ１２の突合せ部分の片側を
押圧して新管であるパイプ１２と芯が合い、既設管と新
管のパイプ１２の芯合わせかてき、パイプ１２の１」違
いか矯正され、裏当）ｒ４１．　Ｏｂはパイプ１２の突
合せ部分即ち開先の裏側に押接させられる。

一方のクランプ機構本体］ａの裏当材１０ａがパイプ１
２の突合せ部分に押接させられた後に他方のクランプ機
構本体１ｂの裏当材１０ｂがパイプ１２の＝　　　１２
　− 突合ぜ部分に押接さぜられる時に１」違いがあると裏当
＋Ｊ’　Ｉ　Ｏｂは各クランプ８のクランプヘッド９に
対して前後左右に回動可能に取り付けられているから、
第８図に示すように裏当Ｉｉ’　］−０ｂか１違いに合
わぜて回動し、裏当材１．Ｏｂの両側に隙間Ｈが生ぜず
、溶接時に溶接の溶鋼が外部に洩れないため、裏ビード
か片側にはみ出すいうことはなくなる。

第９図は本発明のもう一つの実施例のクランプヘッド部
分の正面図である。この実施例は裏当材１０ａ、１０ｂ
の取付状態が前記実施例と異なるもので、他の構成は前
記実施例と同様である。

この実施例では裏当支持部材４２は取付台３０に立設さ
れた２本の支持ピン４６と、裏当取付板４７と、支持ピ
ン４０に対して裏当取付板４７を左右、前後に回動自在
に連結する自在継手４８とから構成され、裏当＋４’ｌ
ｏｇ、　］Ｏｂが目違いに合わせて前後、左右に回動す
るようになっており、その作用効果は前記実施例と同様
である。

［発明の効果］ 本発明は以」二説明したように、１２個のクランプパイ
プ中心からパイプ内周面に向けて半径方向に進退するク
ランプ機構を既設着側と新設管側に位置するように対向
させて配置し、クランプの拡管方向の力も増強したこと
により、既設管の中心とクランプ機構本体の中心が合致
したあと新設管の中心を簡単に合致するので、目違いは
確実に矯正させらぜると共にクランプヘッドのローラ部
利によりクランプヘッドかつｊ分配に配置されるのて裏
当材の端部同志が衝突したり、隙間が生ずることがない
、さらに目違いか生しても裏当材が前後、左右に回動自
在に取りイ（１けられているので目違いの方向に裏当材
か傾き、隙間Ｈを解消することができる。

したがってパイプ１２の突合ぜ部分の開先に対して、た
とえばＭＡＧ溶接法でＩｉ面溶接を行っても目違いのな
い且つ、裏ビード形状の安定した溶接かてき容品に自動
化か可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は同実
施例の側面図、第３図は同実施例の要部を示す断面図、
第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図はクランプヘ
ッド部分の正面図、第６図はクランプヘッド部分の右側
面図、第７図はクランプヘッド部分の左側面図、第８図
はクランプヘッドに設けられた裏当材の使用状態を示す
断面図、第９図は本発明のもう一つの実施例のクランプ
ヘッド部分の正面図、第１０図は従来のパイプ溶接用イ
ンターナルクランプの断面図、第１１図は第１０図の１
３−Ｂ線断面図、第１２図はクランプヘッドに設けられ
た裏当材の使用状態を示す断面図である。 ８はクランプ、９はクランプヘッド、１．Ｏａ　、　１
．Ｏｂは裏当材、１２はパイプ、３１はローラ部材、３
２は裏当支持部祠、３５は回転ローラ、５０はセンタシ
ャフト。 代理人　弁理士　佐々木　宗　冶 ・　　○ ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 突合されたパイプ内に設置され、パイプ中心からパイプ
   内周面に向けて半径方向に進退する複数のクランプを備
   えたクランプ機構を２式、一方はは既設管側、他方は新
   設管側に来るように対向して配置させ、各クランプのク
   ランプヘッドに裏当材を設けてなるパイプ溶接用インタ
   ーナルクランプにおいて、 前記クランプヘッドにパイプ内周面に転接される複数の
   回転ローラを有するローラ部材と裏当支持部材とを並設
   し、該裏当支持部材は裏当材を前後左右に回動可能に取
   り付けていることを特徴とするパイプ溶接用インターナ
   ルクランプ。