JPH0634077Y2 - 湾曲パイプ溶接治具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.考案の目的 （１）産業上の利用分野 本考案は、２本のパイプの端面を突合せて溶接するため
の治具に関し、特に、自動車用エンジンのエキゾースト
パイプのような湾曲したパイプの溶接部の開先を正しく
整合させるための治具に関する。

（２）従来の技術 従来、２本のストレートパイプの端面を突合せて溶接す
る作業においては、溶接部の内面に芯金を挿入すること
によって開先の位置決めを行い、溶接の終了後に前記芯
金を一方のパイプの内部を通して抜き取る方法が知られ
ている。

ところが、ワークが自動車用エンジンのエキゾーストパ
イプのような湾曲したパイプである場合には、パイプの
内部に挿入した芯金を外部に抜き取ることができなかっ
た。このために、上述のような湾曲したパイプの溶接に
は、特別な治具を用いて外部から２本のパイプの位置決
めを行って溶接部の開先を整合させ、この状態で仮付け
を行った後に本溶接を行っていた。

（３）考案が解決しようとする課題 しかしながら、前述のような湾曲したパイプの溶接方法
では、ワークの位置決め作業に熟練を要するだけでな
く、ワークの形状変更に伴って治具の再調整を必要と
し、作業性が非常に悪いものであった。

本考案は、前述の事情に鑑みてなされたもので、種々の
形状・寸法を有するパイプの溶接部の開先の位置決めを
パイプ内方より的確に行うことができ、しかも溶接後は
一方の湾曲パイプ内を通して容易に抜き取ることができ
るようにした、湾曲パイプの溶接治具を提供することを
目的とする。

B.考案の構成 （１）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本考案は、２本の湾曲パイプ
の、互いに溶接すべき突合わせ端部の内面に挿入して、
開先の位置決めを行う溶接治具であって、外周にテーパ
面を各々有しそのテーパ面小径側の端面が相対向する一
対のテーパ部材と、その両テーパ部材の中心部に螺挿さ
れてその両テーパ部材相互を、一方への回転時には接近
させ他方への回転時には離間させるネジ軸と、前記両テ
ーパ部材のテーパ面上にその母線方向に摺動可能且つそ
の周方向に摺動不能に跨がると共に前記周方向に並ぶ複
数の拡開部材と、前記ネジ軸の一端に連結されて一方の
湾曲パイプ内を挿通し得る可撓性のトルクロッドとを備
え、前記各拡開部材の外周面にはその軸方向中央部に、
両湾曲パイプの突合わせ端部内面に当接してその両パイ
プ相互を位置決めする位置決め面が、またその両側に、
該位置決め面の両端縁にそれぞれ連続し且つ外方に向か
うにつれて湾曲パイプ内面より漸次離れる一対の逃げ面
がそれぞれ形成され、その各逃げ面には、前記複数の拡
開部材相互に掛け渡されてその各拡開部材を径方向内方
に付勢する環状の弾性部材が係止されたことを特徴とす
る。

（２）作用 ２本の湾曲パイプを溶接するに当っては、予めその両パ
イプの突合せ端部の内面に拡開部材の位置決め面を当接
させた状態で、トルクロッドの先端を一方の湾曲パイプ
の内部を通して外部へ引き出しておく。続いて、外部か
らトルクロッドを介してネジ軸を一方へ回転させると、
一対のテーパ部材が互いに接近して各拡開部材が径方向
外方へ押拡げられる。これにより、両湾曲パイプの突合
わせ端部は、これに内側から拡開部材外周の位置決め面
が圧接してクランプされ、開先の位置決めが正確に行わ
れる。溶接の終了後、トルクロッドを介してネジ軸を他
方へ回転させると、一対のテーパ部材相互の離間により
各拡開部材が径方向内方へ移動してパイプ内面より離れ
る、即ちクランプ解除されるので、トルクロッドを引き
込むことによって湾曲パイプの内部を通して治具を引出
すことができる。

特にその治具引出しの際には、各拡開部材外周面に形成
されて上記位置決め面両端縁に連続する逃げ面の特設に
よって、拡開部材両端縁のパイプ内面への喰込みや引っ
掛かりが効果的に回避され、また上記逃げ面の形成によ
りそれだけ拡開部材の駄肉が削られる。

また各拡開部材を径方向内方に付勢する環状弾性部材
は、それが各逃げ面上に係止される関係で、その係脱に
際しては各逃げ面に対しその先端側（即ち小径端側）よ
り環状弾性部材を軸方向に進退させてその係脱作業を容
易に行うことができる。しかも上記治具引出しの際に環
状弾性部材は逃げ面上に在って、パイプ内面に強く擦ら
れる虞れはない。

（３）実施例 以下、図面により本考案による湾曲パイプの溶接治具の
実施例を説明する。

第１〜３図は本考案の一実施例を示すもので、第１図は
治具の分解図、第２図はその組立状態における断面図、
第３図は第２図のIII-III線による断面図である。

これらの図から明らかなように、この治具は、外周に円
錐状のテーパ面1t,1t′を各々有しそのテーパ面小径側
の端面が相対向する一対の円錐台状テーパ部材1,1′
と、その両テーパ部材1,1′の中心部に螺挿されてその
両テーパ部材1,1′相互を、一方への回転時には接近さ
せ他方への回転時には離間させるネジ軸９と、前記両テ
ーパ部材1,1′のテーパ面1t,1t′上にその母線方向に摺
動可能且つその週方向に摺動不能に跨がると共に前記周
方向に間隔をおいて並ぶ３個の拡開部材４とを備えてい
る。

前記テーパ部材1,1′の中心線Ｃ上に穿設された貫通孔
には、締付方向が互いに逆方向のメネジ2,2′が刻設さ
れている。また各テーパ部材1,1′のテーパ面1t,1t′に
はその母線方向に延びる３本のキー3,3′がそれぞれ突
設されており、これらのキー3,3′は前記各拡開部材４
の内面に形成された溝５に嵌合される。各拡開部材４の
外周面の中央部には、湾曲パイプＰ_１,P_２の、互いに溶
接すべき突合わせ端部の内面に当接する円弧状位置決め
面６が形成されており、この位置決め面６の円弧半径は
湾曲パイプＰ_１,P_２の内面の半径に略等しく設定され
る。

更に各拡開部材４の外周面両側には、前記位置決め面６
の両端縁にそれぞれ連続し且つ外方に向かうにつれて漸
次、湾曲パイプＰ_１,P_２内面より離れるよう傾斜した前
後一対の逃げ面6cが形成されており、その各逃げ面6cの
外端寄りの部分には、治具の周方向に延びる係止溝７が
形成され、この溝７内に環状弾性部材としてのＯリング
８を掛渡すことにより、各拡開部材４を径方向内方側、
即ちテーパ部材1,1′側に押圧付勢することができる。

一方、各テーパ部材1,1′のメネジ2,2′には、ネジ軸９
の中央部を境に締付方向が互いに逆方向に刻設されたオ
ネジ10,10′を螺挿させると共に、このネジ軸９には、
一端に取手11を有する可撓性のトルクロッド12の他端が
着脱可能に結合されている。

次に、主に第４図を参照して、前述の構成を備えた本考
案による湾曲パイプの溶接治具の一実施例の作用につい
て説明する。

ワークである湾曲パイプＰ_１,P_２の溶接すべき端部を突
合せてその開先Ｗの内側に拡開部材４の位置決め面６を
対向させ、ネジ軸９に取付けたトルクロッド12の取手11
を、一方の湾曲パイプＰ_１の内部を通して外部に突出す
るように案内しておく。次に、開先Ｗをわずかに離間さ
せて、その隙間から指で拡開部材４を押えて回り止めを
し、この状態で取手11を矢印Ａ方向に回転させる。する
と、取手11の回転は、可撓性を有するトルクロッド12を
介して湾曲パイプＰ_１の曲りに沿って伝達され、ネジ軸
９を回転させる。したがって、このネジ軸９の両端に形
成された逆向きのオネジ10,10′に螺合するメネジ2,2′
を備えた一対のテーパ部材1,1′は、互いに接近する方
向に移動する。このとき、前記テーパ部材1,1′のキー
3,3′が指で回り止めされた拡開部材４の溝５に係合し
ているので、ネジ軸９の回転に伴ってテーパ部材４が共
回りすることが防止される。

上述のようにして、一対のテーパ部材1,1′が、そのキ
ー3,3′を拡開部材４の溝５に係合させながら互いに接
近すると、そのテーパ面の作用で複数の拡開部材４はＯ
リング８の弾発力に抗して同時に押し拡げられ、位置決
め面６が湾曲パイプＰ_１,P_２の内面に係合する。この状
態になると、位置決め面６と湾曲パイプＰ_１,P_２の内面
に摩擦力が作用し始めて指による回り止めは不要となる
ので、両パイプＰ_１,P_２を開先Ｗが完全に閉塞する位置
まで突合せ、更に取手11を矢印Ａ方向に締増しする。す
ると、位置決め面６は更に強く湾曲パイプＰ_１,P_２の内
面に押圧され、開先Ｗを段差が生じないように正しく整
合させる。

このようにして、開先Ｗの位置決めを行った後、適宜の
方法で湾曲パイプＰ_１,P_２の溶接を行う。溶接の終了
後、取手11を矢印Ｂ方向に回転させると、前述とは逆の
作用で拡開部材４の外径が縮小して湾曲パイプＰ_１,P_２
の内面との間に隙間が生じるので、取手11を引くことに
よって、治具は湾曲パイプＰ_１内を通って外部に取出さ
れる。

以上、本考案による湾曲パイプの溶接治具の実施例を詳
述したが、本考案は、前記実施例に限定されるものでは
なく、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案を逸
脱することなく、種々の小設計変更を行うことが可能で
ある。

例えば、テーパ部材の形状は円錘台に限らず角錘台を用
いることも可能であり、拡開部材の数も３個に限らず複
数個であれば適宜選択可能である。

また、本考案の治具は円形断面のパイプ以外に多角形断
面のパイプの溶接にも適用可能であり、更に、２本のパ
イプの一方又は両方がストレートパイプである場合にも
使用することができる。

C.考案の効果 以上のように本考案によれば、２本の湾曲パイプの、互
いに溶接すべき突合せ端部の内面に拡開部材の位置決め
面を当接させた状態で、トルクロッドの先端を一方の湾
曲パイプの内部を通して外部へ引き出し、外部からトル
クロッドを介してネジ軸を一方へ回転させると、一対の
テーパ部材の相互接近により各拡開部材を径方向外方へ
押拡げて、両湾曲パイプの突合わせ端部を、拡開部材外
周の位置決め面によって内側からクランプすることがで
きるので、開先周囲を広く開放した状態で開先の位置決
めを的確に行うことができ、溶接作業能率の向上に寄与
し得る。また溶接作業終了後、トルクロッドを介してネ
ジ軸を他方へ回転させると、一対のテーパ部材相互の離
間により各拡開部材が径方向内方へ移動して上記クラン
プが解除されるので、トルクロッドを引き込むことによ
って湾曲パイプの内部を通して治具を引出すことができ
る。

特にその治具引出しの際には、各拡開部材外周面に形成
されて上記位置決め面両端縁に連続する逃げ面の特設に
よって、拡開部材両端縁のパイプ内面への喰込みや引っ
掛かりを効果的に回避することができるので、パイプ湾
曲部の曲率が大きくても治具を無理なくスムーズに通過
させることができ、また上記逃げ面の形成によりそれだ
け拡開部材の駄肉が削られるから、治具の軽量化を図る
ことができる。

しかも各拡開部材を径方向内方に付勢する環状弾性部材
は、それが前記逃げ面上に係止されるので、その係脱作
業に際しては各逃げ面に対しそれの先端側、即ち小径端
側より環状弾性部材を軸方向に進退させることができ
て、その係脱作業を容易に行うことができ、また逃げ面
上に在る環状弾性部材は、それが拡開部材外周に置かれ
るにも拘わらず上記治具引出しの際にパイプ内面との干
渉を効果的に回避することができる。そして各拡開部材
外周のパイプ内面に対する逃げ面を、弾性部材に対する
取付面に兼用しているから、それだけ弾性部材に対する
取付構造を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による湾曲パイプの溶接治具
の分解斜視図、第２図は同じく組立状態の断面図、第３
図は第２図のIII−III線による断面図、第４図は使用状
態を示す図である。 Ｃ…中心線、Ｐ_１,P_２…湾曲パイプ、Ｗ…開先 1,1′…テーパ部材、1t,1t′……テーパ面、４…拡開部
材、５…溝、6m…位置決め面、6c…逃げ面、８…弾性部
材としてのＯリング、９…ネジ軸、12…トルクロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭55−23248（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−86435（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−97522（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２本の湾曲パイプ（Ｐ_１,P_２）の、互いに
   溶接すべき突合わせ端部の内面に挿入して、開先（Ｗ）
   の位置決めを行う溶接治具であって、外周にテーパ面
   （1t,1t′）を各々有しそのテーパ面小径側の端面が相
   対向する一対のテーパ部材（1,1′）と、その両テーパ
   部材（1,1′）の中心部に螺挿されてその両テーパ部材
   （1,1′）相互を、一方への回転時には接近させ他方へ
   の回転時には離間させるネジ軸（９）と、前記両テーパ
   部材（1,1′）のテーパ面（1t,1t′）上にその母線方向
   に摺動可能且つその周方向に摺動不能に跨がると共に前
   記周方向に並ぶ複数の拡開部材（４）と、前記ネジ軸
   （９）の一端に連結されて一方の湾曲パイプ（Ｐ_１）内
   を挿通し得る可撓性のトルクロッド（12）とを備え、前
   記各拡開部材（４）の外周面にはその軸方向中央部に、
   両湾曲パイプ（Ｐ_１,P_２）の突合わせ端部内面に当接し
   てその両パイプ相互を位置決めする位置決め面（6m）
   が、またその両側に、該位置決め面（6m）の両端縁にそ
   れぞれ連続し且つ外方に向かうにつれて湾曲パイプ（Ｐ
   _１,P_２）内面より漸次離れる一対の逃げ面（6c）がそれ
   ぞれ形成され、その各逃げ面（6c）には、前記複数の拡
   開部材（４）相互に掛け渡されてその各拡開部材（４）
   を径方向内方に付勢する環状の弾性部材（８）が係止さ
   れたことを特徴とする湾曲パイプの溶接治具。
2. 【請求項２】前記弾性部材は、前記各逃げ面（6c）に設
   けた溝（７）に係合されるＯリング（８）である、第
   項記載の湾曲パイプの溶接治具。