JPH1076394A - インターナルクランプ装置 - Google Patents

インターナルクランプ装置

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JPH1076394A
JPH1076394A JP23159596A JP23159596A JPH1076394A JP H1076394 A JPH1076394 A JP H1076394A JP 23159596 A JP23159596 A JP 23159596A JP 23159596 A JP23159596 A JP 23159596A JP H1076394 A JPH1076394 A JP H1076394A
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wedge rod
rod cylinder
wedge
clamp device
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Kiyoshi Kanayama
山 潔 士 金
Kazuyuki Saito
藤 一 幸 斎
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Denyo Co Ltd
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Nippon Kokan Koji KK
Denyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧シリンダの作動による往動力を損失するこ
となく拡管力とすることができるために、鋼管の製造許
容誤差による寸法公差や外力の負荷による偏平形状とな
った鋼管の拡管矯正が的確に行えるインターナルクラン
プ装置の提供を課題とするものである。 【解決手段】端部を開先加工した鋼管相互を管内部より
固定を図り円周溶接に先駆けて、前記鋼管相互の内径の
拡管矯正をプランジャの頭部に装着した湾曲形状の裏当
て部材により行うインターナルクランプ装置において、
外周面に複数の楔部位を形成した楔ロッド部材と、この
楔ロッド部材の各々の楔部位に当接し、この楔ロッド部
材の進退により、前記プランジャが放射状にその伸縮を
自在とする構成を解決手段とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、端部を開先処理
した鋼管と鋼管を管内部より固定し、鋼管相互を外周か
ら円周溶接に先駆けて、鋼管内径の製造許容による寸法
公差や偏平形状の拡管矯正を図り、良好な円周溶接を行
うためのインターナルクランプ装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、都市ガス供給等に使用される大口
径の鋼管相互を溶接する場合には、その端部を開先加工
した鋼管相互を内側よりインターナルクランプ装置を用
いて固定を行った後に、鋼管外周部側より自動溶接機に
て円周溶接が行われている。鋼管の内径は鋼管製造の際
に許容される製造許容誤差による寸法公差または偏平形
状となったものもあり、これらを円周溶接に先駆けて矯
正する必要がある。
【0003】図5で示す本願出願人による特願平7−2
96607号公報で開示されたインターナルクランプ装
置40は、メインシリンダ30の往動によってこのメイ
ンシリンダ30の端部に連結されるリンク機構31の一
端部に作用して、このリンク機構31の他端部に連結さ
れるプランジャ35を伸長させることにより、プランジ
ャ35を鋼管20、20外周方向に拡管し、鋼管20、
20相互の内径の矯正を行うものである。
【0004】この時、鋼管20、20の内周面に作用す
る拡管力(F)は、メインシリンダ30が往動時に発す
る往動力(Q)と、この往動力(Q)の倍力機構である
前記リンク機構31とプランジャ35によって形成され
るリンク角(θ)の各要素により、次に示す関係式に基
づいて作用する。
【0005】F=Q/tan θ(拡管力と往動力とリ
ンク角の関係式)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6は図5のメインシ
リンダ30、リンク機構31およびプランジャ35によ
る前記拡管力(F)と往動力(Q)とリンク角(θ)と
の関係説明図であるが、このような関係において、前記
リンク角(θ)はメインシリンダ30が前進した場合に
プランジャ35はこのメインシリンダ30の円周方向に
伸長し、この時のリンク角(θ1)はメインシリンダ3
0の前進前と比較して小さな角度となる。従って、前記
の関係式にリンク角(θ1)を当てはめた場合、メイン
シリンダ30の前進前と前進後の往動力(Q)を一定と
した時には、プランジャ35の拡管力(F)は変化し、
前進前と比較した場合には大きな値となる。
【0007】しかも鋼管相互の内径を矯正する際には、
鋼管の厚みが増せば増すほど大きな拡管力(F)を必要
とするために、従って、極めて僅かなリンク角(θ)の
角度変化によって拡管力(F)が大きく変化するため
に、的確な拡管矯正が行えないという不具合が生ずる。
なお、前述の従来のインターナルクランプ装置において
は、リンク角(θ)を3度から5度程度の設定値として
おり、極めて僅かなリンク角(θ)の角度変化によって
も拡管力(F)は大きく変化する。
【0008】このような不具合を解消するため本発明は
なされたものであり、頭部に湾曲形状の裏当て部材を装
着した当て金ホルダを螺着固定したプランジャの底部形
状をテーパ状の傾斜面とするとともに、この傾斜面に係
合する楔部位を備えた楔ロッド部材である楔ロッドシリ
ンダにより、常にプランジャと楔ロッドシリンダとのな
すリンク角は角度変化することなく一定となり、従っ
て、楔ロッドシリンダによる往動力をリンク機構による
倍力を変化させることなくプランジャへの拡管力とする
ことができるために、鋼管の製造許容誤差による寸法公
差や偏平形状の拡管矯正が的確に行え、さらに、楔ロッ
ドシリンダの進退方向の軸芯にキー溝を具備するガイド
穴を形成し、ガイドシャフトキーを固着したガイドシャ
フトがこのガイド穴に嵌通されるために、楔ロッドシリ
ンダの直進性と回転規制を可能とする、インターナルク
ランプ装置の提供を課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するための手段の第一の特徴として、端部を開先
加工した鋼管相互を管内部より固定を図り円周溶接に先
駆けて、前記鋼管相互の内径の拡管矯正をプランジャの
頭部に装着した湾曲形状の裏当て部材により行うインタ
ーナルクランプ装置において、外周面に複数の楔部位を
形成した楔ロッドシリンダと、この楔ロッドシリンダの
各々の楔部位に当接し、この楔ロッドシリンダの進退に
より、前記プランジャが放射状にその伸縮を自在とする
構成とすることである。
【0010】第二の特徴としては、前記プランジャは、
その頭部に湾曲形状の裏当て部材を装着するための当て
金ホルダを螺着固定するとともに、このプランジャの軸
芯に直交して挿着されたプランジャピンと、このプラン
ジャピンとプランジャケーシング部材との間に生ずる隙
間に係着されたリターンスプリングとからなり、前記リ
ターンスプリングが、前記楔ロッドシリンダの前進に伴
い伸長したプランジャに、楔ロッドシリンダの後退の際
の付勢力を付与する構成とすることである。
【0011】また、第三の特徴としては、前記楔ロッド
シリンダには、この楔ロッドシリンダの進退方向の軸芯
にキー溝を具備する進退ガイド穴が形設されるととも
に、インターナルクランプ装置の前端部に螺着固定さ
れ、ガイドシャフトキーを固着したガイドシャフトに嵌
通され、その進退を自在とする楔ロッドシリンダの直進
性と回転規制が図られる構成とすることである。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明のインターナルクランプ
装置の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明を行
うが、従来のインターナルクランプ装置で説明のために
付した符号と本発明の実施の形態で用いた符号のうち同
一の内容のものについては同一の符号をもって示し、そ
の内容の説明は省略する。
【0013】図1は本発明に係るインターナルクランプ
装置の実施の形態を示す一部破断側面図であり、図2は
図1のA部を拡大した説明図であり、この図の(a)は
インターナルクランプ装置の作動前を示す作動説明図で
あり、(b)はインターナルクランプ装置の作動により
鋼管相互が拡管矯正された状況を示す作動説明図であ
る。また、図3は本発明に係るインターナルクランプ装
置の拡管力と往動力とリンク角の関係を説明する説明図
であり、図4は図3のB−Bよりの矢視図である。
【0014】図1乃至図2において、符号1はインター
ナルクランプ装置を示すものであり、このインターナル
クランプ装置1の楔ロッド部材は、楔ロッドシリンダ2
と、プランジャ4と、リターンスプリング5から構成さ
れている。本実施の形態では楔ロッドシリンダ2は、図
4に示すようにその外周部位に9面の傾斜面2aを形成
し、各傾斜面2aにはプランジャ4の底部との当接面の
潤滑化と保護強化のためにスライドメタル3が六角ボル
ト3aによって螺着固定されている。なお、前記傾斜面
2aのスライドメタル3については楔ロッドシリンダ2
やプランジャ4の材質強度等の状況に応じて装着されれ
ばよい。
【0015】前記プランジャ4はインターナルクランプ
装置1に設けられたプランジャケース部材10内で、放
射状にその伸縮を自在に配置されている。このプランジ
ャ4の底部は前記楔ロッドシリンダ2の各傾斜面に当接
する形状に成形されているために、図2の(b)に示す
ように、楔ロッドシリンダ2の前進に伴ってプランジャ
4は放射状に伸長する。
【0016】また、このプランジャ4の所定位置にはこ
のプランジャ4の軸芯に直交してプランジャピン4aが
装着されており、このプランジャピン4aとプランジャ
4のケーシング部材10との間に生ずる隙間には弾性部
材のリターンスプリング5が係着されている。このリタ
ーンスプリング5は、楔ロッドシリンダ2の前進により
伸長したプランジャ4に楔ロッドシリンダ2の後退の際
の付勢力の付与をする。さらに、プランジャ4の外周部
とプランジャケーシング部材10の当接箇所にはブッシ
ュ7a、7bが装着されており、プランジャ4のプラン
ジャケーシング部材10での円滑な伸縮を可能としてい
る。なお、このブッシュ7a、7bについてはプランジ
ャ4やプランジャケーシング部材10の材質強度等の状
況に応じて装着されればよい。
【0017】また、符号6はガイドシャフトキー6aを
具備したガイドシャフトを示し、このガイドシャフト6
は、インターナルクランプ装置1の前端部に螺着固定さ
れ、前記楔ロッドシリンダ2の進退方向の軸芯に形成さ
れた進退ガイド穴12に挿入されて、楔ロッドシリンダ
2の進退時における直進性とこの楔ロッドシリンダ2の
捩れ防止を目的として配置されている。
【0018】なお、楔ロッドシリンダ2の駆動源を本実
施の形態においては油圧ポンプとしたが、対象とする鋼
管の肉厚が薄い物等の状況によっては、空動式の駆動源
としてもよく、また、楔ロッドシリンダ2の外周部位に
形成した傾斜面2aを9面体としたが状況に応じたその
他の多面体としてもよい。
【0019】このような構成による本発明のインターナ
ルクランプ装置の作動を説明すると、先ず、端部を解先
加工した鋼管20の円周溶接を行う予定箇所の内側部に
インターナルクランプ装置1を、溶接箇所の下部に当て
金ホルダ26に装着された裏当て部材25の中央まで前
進させる。そしてクランプ部15のシリンダを伸長させ
てインターナルクランプ装置1を鋼管20の内側に固定
する。その後、油圧ポンプ16の駆動による油圧シリン
ダ9が楔ロッドシリンダ2を前進させる。この楔ロッド
シリンダ2の傾斜面2aに螺着されたスライドメタル3
に当接したプランジャ4が楔ロッドシリンダ2の前進に
伴って伸長する。この時の楔ロッドシリンダ2とプラン
ジャ4によって形成されるリンク角(θ)は、図6で示
したリンク機構31とプランジャ35によって形成され
るリンク角(θ)と同一のものであって、一定の角度を
保持して裏当て部材25を鋼管20、20の内周面に押
圧することとなり、所定の内周とするまで楔ロッドシリ
ンダ2に負荷が加えられて拡管が行われ、所定の内周と
なった後には鋼管20、20の円周溶接が行われる。
【0020】円周溶接が完了すると、楔ロッドシリンダ
2を後退させてプランジャ4を縮退させるが、この時円
周溶接によって鋼管20、20の内周部に生じた裏波ビ
ート(図示せず)が前記裏当て部材25の表面に溶着し
て、プランジャの縮退を妨げる場合もあり、このような
場合には、ケーシング部材10とプランジャ4のプラン
ジャピン4aとの隙間に係着されたリターンスプリング
5が伸長してプランジャ4の縮退を円滑なものとする。
【0021】
【発明の効果】以上説明を行った本発明のインターナル
クランプ装置によれば以下のような効果を奏する。
【0022】頭部に湾曲形状の裏当て部材を装着した当
て金ホルダを螺着固定したプランジャの底部形状をテー
パ状の傾斜面とするとともに、この傾斜面に係合する楔
部位を備えた楔ロッド部材の進退を自在とするために、
常にプランジャと楔ロッドシリンダとのなすリンク角は
角度変化することなく一定となり、従って、楔ロッドシ
リンダによる往動力をリンク機構によって損失すること
なくプランジャへの拡管力とすることができるために、
鋼管の製作許容誤差による寸法公差や外的な負荷による
偏平形状となった鋼管の寸法差の拡管矯正が的確に行え
るという効果を奏する。
【0023】また、楔ロッドシリンダの進退方向の軸芯
にキー溝を具備するガイド穴を形成し、ガイドシャフト
キーを固着したガイドシャフトがこのガイド穴に嵌通さ
れるために、楔ロッドシリンダの直進性と回転規制が図
られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインターナルクランプ装置の実施
の形態を示す一部破断側面図である。
【図2】図1のA部を拡大した説明図であり、この図の
(a)はインターナルクランプ装置の作動前を示す作動
説明図であり、(b)はインターナルクランプ装置の作
動により鋼管相互が拡管矯正された状況を示す作動説明
図である。
【図3】本発明に係るインターナルクランプ装置の拡管
力と往動力とリンク角の関係を説明する説明図である。
【図4】図3のB−Bよりの矢視図である。
【図5】従来のインターナルクランプ装置の破断側面図
である。
【図6】従来のインターナルクランプ装置における拡管
力と往動力とリンク角の関係を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 インターナルクランプ装置 2 楔ロッドシリンダ 2a 傾斜面 3 スライドメタル 3a 六角ボルト 4 プランジャ 4a プランジャピン 5 リターンスプリング 6 ガイドシャフト 6a ガイドシャフトキー 7a ブッシュ 7b ブッシュ 9 油圧シリンダ 10 プランジャケーシング部材 12 進退ガイド穴 15 クランプ部 16 油圧ポンプ 20 鋼管 25 裏当て部材 26 当て金ホルダ 30 メインシリンダ 31 リンク機構 35 プランジャ 40 インターナルクランプ装置(従来のもの) F 拡開力 Q 往動力 θ リンク角

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端部を開先加工した鋼管相互を管内部よ
    り固定を図り円周溶接に先駆けて、前記鋼管相互の内径
    の拡管矯正をプランジャの頭部に装着した湾曲形状の裏
    当て部材により行うインターナルクランプ装置におい
    て、 外周面に複数の楔部位を形成した楔ロッドシリンダと、
    この楔ロッドシリンダの各々の楔部位に当接し、この楔
    ロッドシリンダの進退により、前記プランジャが放射状
    にその伸縮を自在とすることを特徴とする、インターナ
    ルクランプ装置。
  2. 【請求項2】 前記プランジャは、その頭部に湾曲形状
    の裏当て部材を装着するための当て金ホルダを螺着固定
    するとともに、このプランジャの軸芯に直交して挿着さ
    れたプランジャピンと、このプランジャピンとプランジ
    ャケーシング部材との間に生ずる隙間に係着されたリタ
    ーンスプリングとからなり、 前記リターンスプリングが、前記楔ロッドシリンダの前
    進に伴い伸長したプランジャに、楔ロッドシリンダの後
    退の際の付勢力を付与する構造とすることを特徴とす
    る、請求項1記載のインターナルクランプ装置。
  3. 【請求項3】 前記楔ロッドシリンダには、この楔ロッ
    ドシリンダの進退方向の軸芯にキー溝を具備した進退ガ
    イド穴が形設されるとともに、進退ガイド穴に対向する
    位置に螺着固定され、ガイドシャフトキーを固着したガ
    イドシャフトに嵌通され、その進退を自在とする楔ロッ
    ドシリンダの直進性と回転規制が図られることを特徴と
    する、請求項1記載のインターナルクランプ装置。
JP23159596A 1996-09-02 1996-09-02 インターナルクランプ装置 Expired - Lifetime JP3634514B2 (ja)

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