JPH0966394A - 鋼管の現場溶接作業装置および溶接作業方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、例えば、ガス、水道等の管埋設作
業を効率的に実施するのに適した、鋼管の現場溶接作業
装置および溶接作業方法。 【構成】 方向操縦装置、手動式初動装置および制動装
置を装備した４輪式台車上の前方部と後方部に、一対の
ロール相互の間隔を変更できる間隔変更手段と、該ロー
ル軸線に直交する方向に一対のロールを一体的に移動さ
せるロール移動手段とを設けたターニングロール架台を
それぞれ搭載したこと、また、一対のロール間隔変更お
よび／あるいは一対のロールの一体的移動を、それぞれ
独立して設けた可動軸にて伝達することを特徴とする鋼
管の現場溶接作業装置および該装置を用いて現場で鋼管
の接合を行う溶接作業方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ガス、水
道等の管埋設作業を効率的に実施するのに適した、鋼管
の現場溶接作業装置および溶接作業方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼管を用いたガス、水道等の管埋設作業
では、能率面から一般に掘削溝近傍の地上で、数本の鋼
管を溶接接合して長尺化した後、掘削溝内に入れ先行埋
設管と溶接接合する。従来の技術の現場では、鋼管を搬
送し、鋼管端面同志を開先合わせし、溶接接合して長尺
化する作業は、管が大径になるに従いその重量が多大と
なるため、開先合わせ作業にあたり、多数の人員で管を
移動するか、揚重機を使用しなければならず、多大の労
力を必要とした。すなわち、実質的に平坦度のとれてい
ない二つの台の上に、それぞれの鋼管を載置し、一方の
鋼管を微調整の困難な吊り操作により開先合わせをする
ため、作業性が悪く、能率的でなかった。また、開先合
わせ後の仮付けおよび溶接作業は、管を固定状態で行う
ため、作業性は良好でなく、正確な溶接を行うには作業
者の熟練を要求され、作業能率も悪かった。

【０００３】この管端面同志の芯がずれると接合部にム
ラができ、未溶接または部分溶接等の不完全部が発生す
る。従って、このような事態が発生しないように、細心
の注意をはらって作業を行っているが、現場作業では鋼
管埋設溝近傍の荒れた地面上での作業となるため、接合
時の管端の開先合わせが非常に難しい作業となってい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、口径１５０〜
７５０Ａ、長さ３〜１２ｍの鋼管を、大型トラック等の
搬送手段あるいは仮置場から工事現場、例えば、通常の
車両が通過する道路沿いの掘削溝の近傍、狭隘かつ路面
状況が適正でない条件下での搬送作業が効果的に実施で
き、しかもそのような条件下で鋼管の溶接作業、具体的
には、鋼管の開先合わせ作業が簡便に実施でき、しかも
溶接作業が正確かつ容易に実施でき、しかも各作業が少
人数で実施できる手段が望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためのもので、その要旨とするところは、方向操縦
装置、手動式初動装置および制動装置を装備した４輪式
台車上の前方部と後方部に、一対のロール相互の間隔を
変更できる間隔変更手段と、該ロール軸線に直交する方
向に一対のロールを一体的に移動させるロール移動手段
とを設けたターニングロール架台をそれぞれ搭載したこ
と、また、一対のロール間隔変更および／あるいは一対
のロールの一体的移動を、それぞれ独立して設けた可動
軸にて伝達することを特徴とする鋼管の現場溶接作業装
置。

【０００６】方向操縦装置、手動式初動装置および制動
装置を装備した４輪式台車上の前方部と後方部に、一対
のロール相互の間隔を変更する間隔変更手段と該ロール
軸線に直交する方向に一対のロールを一体的に移動させ
るロール移動手段とを設けたターニングロール架台をそ
れぞれ搭載した溶接作業装置に一方の溶接対象の鋼管を
載置し、他の溶接作業装置に他方の溶接対象の鋼管を載
置し、上記方向操縦装置と手動式初動装置を操作して鋼
管相互を対向させた後、一方の鋼管の載置位置、姿勢を
調整して開先合わせをして仮付けし、続いて該仮付け鋼
管を回転させながら溶接することを特徴とする鋼管の現
場溶接作業方法にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の現場溶接作業装置は方向
操縦装置、手動式初動装置および制動装置を装備した４
輪式台車（以下台車と称す）と、該台車上に搭載したタ
ーニングロール架台から構成され、それぞれの機能を発
現し、現場での大径管の溶接をスムーズに行う。

【０００８】まず、本発明の溶接作業装置の例につい
て、その全体を模式的に斜視図として、図１に示す。ま
た、ここで本発明に用いられる台車の１例について説明
すると、該台車の本体下方にはそれぞれ２個の前輪およ
び後輪が設けられ、前輪は台車の方向転換をつかさど
り、後輪は台車の初動および制動をつかさどる機能を有
している。架台枠体１の下部には前輪２ａ，２ｂ（図示
せず）がグースネックタイプの車輪とし夫々独立して取
付けられており、また後輪３ａ，３ｂは車軸によって一
体的に取付けられ、前・後４輪によって台車本体１を支
持している。

【０００９】また、前輪の方向転換機能を発現するた
め、架台枠体の側部にブラケット５を取付け、該ブラケ
ット５を貫通して、操縦ハンドル６用シャフト７を保持
している。一方、後輪にはラチェット機構を備えた初動
レバー８が、車軸の一端部に着脱自在に取付けられてい
る。さらに台車に制動を加えるためのブレーキシュー方
式の制動装置９が設けられ、ブレーキハンドル１１の操
作によって後車輪に制動力を付与する。一方、台車本体
１の上部には、該台車の前・後に管材を載置支承するタ
ーニングロール架台４０が設けられ、鋼管６０を支承す
る。

【００１０】全体構成は前述のように構成されている
が、図２及び図３によって台車の前輪の方向転換機能の
概略について説明する。図２は本発明例台車の前輪下部
を平面図で示したものであり、図３は台車全体を側面図
として示している。操縦ハンドル６のシャフト７の下部
には傘歯車１３と、それに噛み合う傘歯車１４を有した
方向転換軸が台車下部に回動自在に設けられている。方
向転換軸の他端にはウォーム歯車１６を固設し、台車下
部に設けたボックス３５に回転自在に支承されている。
また、ウォーム歯車１６に噛み合うホイール歯車１７
は、ボックス３５に回転自在に設置した垂直軸１８に支
承されている。この垂直軸１８には、回動板１９が後方
側に延長した状態で固着されており、ホイール歯車１７
の回動により、回動板１９が垂直軸１８を中心にして旋
回できる。

【００１１】一方、グースネックタイプの前輪２ａ，２
ｂを台車本体１の前方側下面に、回動自在に固設した回
動軸には車輪用天板２２を固設してある。該天板２２間
には方向転換力伝達ロッド２１ｃを差し渡し、軸２０ａ
で回動自在に固設すると共に、他の方向転換力伝達ロッ
ド２１ａの一端を回動自在に固設してある。この方向転
換力伝達ロッド２１ａ，２１ｂおよび２１ｃによって形
成される二等辺三角形頂点部分は、前記した回動板１９
の後方側端部に軸２０ｃで回動自在に固設してある。従
って、操縦ハンドル６を左右方向のいずれかに回すと、
シャフト７、歯車１３，１４、方向転換軸、歯車１６，
１７を伝達して、回動板１９が旋回するので、その旋回
移動量が方向転換力伝達ロッド２１ａ，２１ｂおよび２
１ｃによってグースネックタイプの前輪２ａ，２ｂの方
向を転換する。

【００１２】次に、台車の後方の機構について前述の図
３によって説明する。後輪３ａ，３ｂ（図示せず）は、
後輪軸（図示せず）によって連結され、かつ台車本体１
に脚部材２４によって固定されている。車軸の両端は後
輪３より外側への車軸突出部４ａ，４ｂ（図示せず）を
有し、台車側端部より外方にする。この突出部４ａ，４
ｂには外側より、ラチェット機構を備えたレンチレバー
２５を着脱自在に嵌装できる。このレンチレバー２５を
手動にて上下往復動作するとラチェット機構の作用によ
り、一方向の回動力、いわゆる初動力を車軸に与えるこ
とができる。

【００１３】さらに、後輪には制動力を与えるブレーキ
装置が具備されており、後輪３ａ表面を押付けるブレー
キシュー１０と、それを作動させるためのブレーキハン
ドル１１、ブレーキレバー１２、これに連なるブレーキ
ワイヤー２７が装備されており、ブレーキシュー１０は
ブレーキハンドル１１と連動している。図２ではブレー
キシュー１０が車輪３ａ表面に接触し、制動力を付与し
たロック状態を示している。

【００１４】次に、鋼管６０を支承するターニングロー
ル架台４０については、図４にその概要を示したが台車
本体１の前後で同一構成をとり、同一機能を発揮するの
で片方のみについて説明する。ターニングロール架台４
０は、上部を開放したボックス型枠体４１中に移動台４
０ａ，４０ｂとして左右２個保持されており、該移動台
４０ａ，４０ｂは、それぞれその下部に前記枠体中を左
右に移動可能に前・後・左・右に４個の車輪４２を有
し、その車軸４３によって支えられている。移動台４０
ａ，４０ｂの上部には、鋼管を載置できるようターニン
グロールはアイドルロール４４となっており、移動台４
０ａ，４０ｂの両側板４５によって軸支されている。一
方、前記移動台４０ａ，４０ｂの側板４５内のアイドル
ロール４４の下方には可動軸４６を保持する軸支板４７
が、該移動台４０ａ，４０ｂ内に固設されている。該軸
支板４７には左・右２個の移動台４０ａ，４０ｂが同一
間隔を維持しながら、前記枠体４１内を左・右所要の方
向に移動させるための機能を付与した可動軸４６ａと、
左・右の移動台４０ａ，４０ｂの間隔を調整できる機能
を付与した、可動軸４６ｂがそれぞれ両移動台４０ａ，
４０ｂの軸支板４７を貫通して設けられている。

【００１５】また、この可動軸４６ａは枠体壁の一側を
貫抜き、その端部は側壁４８より外方へ突出している。
また、可動軸４６ｂの軸線延長上に対応する枠体側壁４
８には貫通孔４９が設けられている。可動軸４６ａは枠
体側壁４８に回動自在にその位置を固定され、一方、枠
体内に位置する部分には雄螺子が施削されており、移動
台４０ａの軸支板４７ａに施削された雌螺子と螺合して
おり、その延長上の移動台４０ｂの軸支板４７ｂには貫
通孔５０が設けられており、可動軸４６ａの動きとは切
り離されている。また、可動軸４６ｂは可動軸４６ａ同
様に雄螺子が旋削されており、軸支板４７ａには回動自
在にその位置を固定され、軸支板４７ｂでは、該軸支板
４７ｂに設けられた雌螺子と螺合している。

【００１６】前記に本発明装置の構成について記した
が、実際の使用態様について以下説明する。開先合わせ
および溶接作業に際して、一方の台車は制動装置によっ
て固定しておき、他の一方の台車の初動装置を操作し
て、鋼管相互を、一定の間隔を保持（ルートギャップ）
した状態で対向させ、制動装置によって固定する。ま
た、一方のターニングロール架台のロール間隔変更手段
および／あるいは一対のロールの一体的移動手段を操作
して、鋼管の開先合わせ作業と仮付け作業をする。仮付
け作業は、鋼管を動かさずに行う。仮付け作業後の溶接
は仮付け鋼管を回転させながら（溶接作業が手作業のた
め鋼管の回転は断続回転）行う。溶接が完了すると、そ
のまま台車を移動して掘削溝の埋設場所に搬送し、溝側
部に下ろす。

【００１７】前記作業の詳細について述べると、運搬し
てきた鋼管６０を、先に運搬されている鋼管６０との端
面同志を接合（溶接）しようとする時、その芯を正確に
合わせる必要があることは前記した通りである。そこで
ターニングロール架台４０上に載置された鋼管６０を前
・後・左・右・上・下を適宜移動する必要があり、その
開先合わせ操作を必要とする。まず、最初に鋼管６０の
前後の移動であるが、これは台車本体１そのものの移動
によって行い、その微調整は後輪軸の一端にラチュット
装置２５を装着し、レンチレバー８を前・後必要な方向
に必要量引く（押す）ことにより、前・後に微量の移動
量を台車本体１に付加せしめることができる。この移動
操作は前述の通りであり、その詳細は省略する。

【００１８】次に、鋼管６０の上下動であるが、台車本
体１上の枠体側壁４８に設けられた貫通孔４９より、袋
スパナー５１ａをその先端部に有した軸杆５２を挿入し
軸支板４７ａから突出している可動軸４６ｂの端部５７
に嵌合せしめた後、軸杆５２にハンドル５３部分を嵌挿
して所要方向に回動せしめると、ターニングロール架台
４０の移動台４０ｂは可動軸４６ｂと軸支板４７ｂの螺
合により、左右方向（ターニングロール架台４０の移動
台４０ａに対して、離間したり、接近したり）に移動す
る。この場合、移動台４０ａは可動軸４６ｂに固定され
ているため、その位置は動かず静止した状態を保ち、移
動台４０ｂのみが動きその距離が遠近する。

【００１９】例えば、ターニングロール架台４０の移動
台４０ｂを移動台４０ａ方向に移動した場合、移動台４
０ａ，４０ｂ間のアイドルロール４４で挟持されている
鋼管６０は、アイドルロール４４の間隔が狭まると、そ
の動きに連れ、当然のことながら同一鋼管径の場合、支
持される距離が狭まる（短くなる）結果、鋼管は上方へ
押上げられることになる。これとは逆に鋼管６０を降下
させようとする時は、この逆の動作を行えばよい。この
場合、鋼管を受けているターニングロール架台４０の移
動台４０ａ，４０ｂ上部のロール４４がアイドルである
ため、ロール自体が鋼管移動量に応じ自由に回転するこ
とにより、摩擦抵抗を考慮することなく容易に鋼管を動
かすことができる。

【００２０】さらに、鋼管６０を左右方向に移動する場
合であるがこの時は、枠体４１から突出している可動軸
４６ａの突出部５５に袋スパナー５１ｂを有するハンド
ル５３ｂを嵌挿せしめ、それを所要の方向に回動するこ
とによりターニングロール架台４０の移動台４０ａ，４
０ｂは同一間隔を保ちながら左右同一方向へ移動する。
これは前述の如く枠体４１に固定された可動軸４６ａの
回動により、移動台４０ａが可動軸４６ａと軸支板４７
ａが螺合しているため移動し、かつ、移動台４０ｂは可
動軸４６ｂと連結されているので同時に同一方向へ移動
する。なお、鋼管６０は通常、その表面を樹脂系被覆材
で覆われているので、それと接触するアイドルロール４
４の表面も同一系統の樹脂材でコーティングしておく方
が好ましい。また、本例では鋼管６０の芯合せのための
左右の移動を、ターニングロール架台４０の移動台４０
ａ，４０ｂに設けた車輪４２によって行ったが、これに
代えて移動台下部に溝部を設け、移動台を溝に沿って移
動する方式を採用することも可能である。

【００２１】前述のように鋼管６０の端面部の接合時に
は、鋼管６０を載置した本発明装置を２個直列に並べ、
１個の装置を移動させて鋼管の芯合わせを行うか、また
は両装置をそれぞれ必要量移動させて開先合わせを行う
か、その場所に則した方策を採用すればよい。また、鋼
管の開先合せ後は前述した如く、両鋼管を動かさず接合
部を手溶接で鋼管外周を１周して仮溶接を行い、その後
鋼管を徐々に回転させながら接合部全面の溶接を行い、
溶接作業を完了する。

【００２２】

【発明の効果】本発明の作業装置は、ガス、水道等の管
埋設工事現場等の狭隘な場所での鋼管端面接合時の開先
合わせおよび溶接作業に適しているので、接合作業が合
理化され、人員の省力化にも大きく寄与し、また、工事
現場に限らず、他の場所への適用も当然考えられ、産業
上有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の概略を斜視図として模式的に示し
た図

【図２】本発明例の台車の前輪部分のリンク機構を説明
するための平面図

【図３】本発明例の台車全体を横方向からみた側面図

【図４】本発明のターニングロール架台部を拡大して模
式的に示した斜視図

【符号の説明】

１ 台車本体 ２ａ 前輪 ３ａ 後輪 ４ａ 車軸突出部 ６ 操縦ハンドル ７ シャフト ８ レンチレバー ９ 制動装置 １０ ブレーキシュー １１ ブレーキハンドル １２ ブレーキレバー ２５ レンチ用ラチェット装置 ２７ ブレーキワイヤー ４０ ターニングロール架台 ４０ａ，ｂ 移動台 ４１ 枠体 ４２ 車輪 ４３ 車軸 ４４ アイドルロール ４５ 側板 ４６ａ，ｂ 可動軸 ４７ａ，ｂ 軸支板 ４８ 側壁 ４９ 貫通孔 ５０ 貫通孔 ５１ａ，ｂ 袋スパナー ５２ 軸杆 ５３ａ，ｂ ハンドル ５４ 端部 ５５ 可動軸突出部 ６０ 鋼管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 宣明 千葉県千葉市緑区大椎町1188−82 (72)発明者 林 光俊 埼玉県大宮市本郷町1581−20 (72)発明者 宮本 幸展 神奈川県藤沢市大庭5529−８−206 (72)発明者 長島 伸吾 東京都港区白金台３−12−２−204 (72)発明者 大工原 毅 神奈川県海老名市国分寺台１−13−19 (72)発明者 石田 洋一 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 久壽米木 孝 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方向操縦装置、手動式初動装置および制
   動装置を装備した４輪式台車上の前方部と後方部に、一
   対のロール相互の間隔を変更できる間隔変更手段と、該
   ロール軸線に直交する方向に一対のロールを一体的に移
   動させるロール移動手段とを設けたターニングロール架
   台をそれぞれ搭載したことを特徴とする鋼管の現場溶接
   作業装置。
2. 【請求項２】 上記一対のロール間隔変更および／ある
   いは一対のロールの一体的移動を、それぞれ独立して設
   けた可動軸にて伝達することを特徴とする請求項１記載
   の鋼管の現場溶接作業装置。
3. 【請求項３】 方向操縦装置、手動式初動装置および制
   動装置を装備した４輪式台車上の前方部と後方部に、一
   対のロール相互の間隔を変更する間隔変更手段と、該ロ
   ール軸線に直交する方向に一対のロールを一体的に移動
   させるロール移動手段とを設けたターニングロール架台
   をそれぞれ搭載した溶接作業装置に、一方の溶接対象の
   鋼管を載置し、他の溶接作業装置に他方の溶接対象の鋼
   管を載置し、上記方向操縦装置と手動式初動装置を操作
   して鋼管相互を対向させた後、一方の鋼管の載置位置、
   姿勢を調整して開先合わせをして仮付けし、続いて該仮
   付け鋼管を回転させながら溶接することを特徴とする鋼
   管の現場溶接作業方法。