JP3592743B2 - 円周溶接用エキスパンダ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、タンク製品の円周溶接に適用されるエキスパンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タンクの円周溶接線上を内側からバックアップするためにタンクの内側から張出す治具は、張出し機構として大型油圧シリンダを有する一体型の固定式エキスパンダと、これを保持するビームを使用している。
そのような一体型の固定式エキスパンダ装置を図６及び図７に示してある。図６及び図７に示す一体型の固定式エキスパンダは、タンクの円周溶接線上に接するバックメタル１２、バックメタル１２を予備張出しするエアシリンダ１３、最終張出しする油圧シリンダ１５、油圧シリンダ１５とエアシリンダ１３を連結するアーム１４で構成されている。
【０００３】
バックメタル１２、エアシリンダ１３、アーム１４は分割されており、個々のエアシリンダ１３でそれぞれ予備張出しされたバックメタル１２全体を油圧シリンダ１５で張出す。
保持ビーム２０は、タンク長に応じてビーム長を変化できる伸縮式で、前記した一体型の固定式エキスパンダをその先端に切離し可能に保持している。保持ビーム２０はビーム長によりビームの歪量が変化するので、それを調整するため一体型の固定式エキスパンダ取付面に上下調整ネジ１７と、傾斜調整ネジ１６を有する。
図７中、１８は一体型の固定式エキスパンダを保持ビーム２０から切離す切離し装置、１９はクランパを示す。
【０００４】
このように、従来の一体型固定エキスパンダはバックメタル１２を張り出すまでの間これを支える保持ビーム２０が必要となる。併せて、タンクの長さに応じて保持ビーム２０を伸縮できる機能も持たせる必要があり、構造的に複雑となる。また、費用面についても高価なものとなる。
また、使用面では保持ビーム２０の長さを変えるとタワミ量が変化しバックメタル１２の中心精度が確保できず、その都度芯出し調整及びバックメタル１２張り出し後のエキスパンダと保持ビーム２０を切離す作業が発生する。
【０００５】
また、本装置におけるバックメタル１２の張り出しには、駆動源として油圧シリンダが必要となり、油洩れによりタンク内に油が付着し、溶接の致命傷となる恐れがある。特に溶接中に於ける油洩れは影響が大きい。
更にまた、本装置は、大型で且つ、一体型固定式のため、保管に広い面積が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のエキスパンダ装置のように大型保持ビームを必要としない円周溶接用のエキスパンダ装置を提供することを課題としている。
また、本発明はバックメタルの張り出しのために油圧シリンダを用いる必要のないエキスパンダ装置を提供することもその課題としている。
更にまた、本発明は分割してコンパクトな状態で保管することのできるエキスパンダ装置を提供することもその課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による円周溶接用エキスパンダ装置では、前記課題を解決するため、円周溶接線に沿いタンク内面にリング状に取付けられる複数個のガイドサポート、前記タンク内面に向け張出し可能なバックメタルと同バックメタルを張出させる２段式エアシリンダとを具えた複数個の分割式バックアップリング、及び同分割式バックアップリングを前記バックメタルの張出し中は前記タンクで保持するが、それ以外は前記ガイドサポートによって保持するためのクランプ手段を有する構成を採用する。
【０００８】
すなわち、本発明による円周溶接用エキスパンダ装置では、タンク内面にリング状に取付けられるガイドサポート（分割タイプ）を具えていて、バックメタルを張り出すまでの間はバックアップリング全体の荷重をこれで受けるようにする。タンク内面にガイドサポートを取付けるためタンク内面に取付け面と基準穴を設けるとよい。
【０００９】
また、本発明による装置ではバックメタルの作動とその反力を受けるバックアップリングを分割構造（扇形）にし、組付け、取り外し（分解）できる着脱方式とする。
更にまた、バックアップリングに２段式エアシリンダを内蔵させ、このエアシリンダによってバックメタルの張り出しを行わせる。
【００１０】
【作用】
本発明による円周溶接用エキスパンダ装置では以上の構成を有するのでタンク内にリング状にガイドサポートを取付けることにより、バックアップリングを支える面（又は、取付け面）が形成され、従来の保持ビームの代りに置き換えできるので保持ビームを用いる必要がない。
【００１１】
このようにタンク内面に円周溶接線に沿ってリング状に形成されたガイドサポートの面上にバックアップリングを取付けて連結することにより、タンクの円周溶接線上にバックメタルがセットでき、かつ、バックメタルをタンク内面に向け張り出した時に発生する反力を受けるリング上の梁が形成される。
また、本発明によるエキスパンダ装置ではバックアップリングに内蔵させた２段式エアシリンダの作動によりバックメタルの張り出しが行われるのでタンク内面に油洩れが生じる恐れがない。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明による円周溶接用エキスパンダ装置を図１〜図５に示した一実施例に基づいて具体的に説明する。
図１及び図２は、本実施例による円周溶接用エキスパンダ装置の全体的配置状態を示しているが、図１においては連結した分割式エキスパンダが張出して、タンクで保持された状態を示し、図２においては、張出し前の分割エキスパンダ１ブロックをタンクにセットした状態を示している。
【００１３】
図２と図３に示すようにタンク内に設けられたリブ１２の基準穴２ヶ所を、分割されたガイドサポート４とプレート３で挟み込み、位置決めピン５を差込み締付ける。
順次、同様にして分割されたガイドサポート４をタンクに取付け、タンクに位置決めされたガイドサポート４のリングを形成する。
このガイドサポート４のリングの基準面Ｄに沿って分割式バックアップリング２をクランプ手段としてのクランプボルト８によって順次組付け、バックアップリングを形成する。
【００１４】
図４は分割式バックアップリングの断面を拡大して示している。バックアップリングが形成された後、図４に示すように分割式バックアップリング２のリンク作動ロッド２１と２段式エアシリンダ７のシリンダロッド２２をカプラー方式によりワンタッチで接合し、併せてバックアップリング２の基準面Ｅに２段式シリンダ７をクランプボルト８によって順次取付け、バックメタル１を張出す駆動源が形成される。
【００１５】
こうしてバックアップリング２と２段式エアシリンダ７を連結することにより、シリンダを作動させバックメタル１の張出しを行なう時に発生する反力をバックアップリング２で受けることができる。
【００１６】
前記したようにバックアップリングと２段式シリンダ７を切離す構成としたことにより物の重さが軽くなり、作業者自身の手作業のみで取扱うことができ、クレーン及び吊り具が不要となる。
【００１７】
次に、前記したリンク作動ロッド２１とシリンダロッド２２との間のカプラー方式によるワンタッチ接合の構造について図５によって説明する。
図５は、２段式エアシリンダ７のシリンダロッド２２にナット２８で固定されたワンタッチ継手により、シリンダロッド２２とリンク作動ロッド２１を着脱する機構を示しており、中心線より右半分は接続状態、左半分は分離状態を示している。
【００１８】
ワンタッチ継手はジョイント２３、リング２４、鋼球２５，バネ２６、ガイド２７で構成され、ガイド２７はバネ２６によるスプリングリターン式で、ジョイント２３の溝にはめ込まれたリング２４とジョイント２３の外径段によりストロークを規制される。また、鋼球２５はジョイント２３のテーパ穴によりガイドされて左右に移動し、ガイド２７の内径とリンク作動ロッド２１の外径により規制される。
【００１９】
接続は図５の左半分の状態に示すように、ガイド２７を手で押し下げて鋼球２５を外側に移動可能とし、リンク作動ロッド２１をジョイント２３の内径に沿って挿入する。
リンク作動ロッド２１の先端がジョイント２３の内径段付部に到達すると、リンク作動ロッド２１の外径溝部センタと鋼球２５のセンタが一致するのでガイド２７から手を外すとバネ２６によりガイド２７が押し上げられ鋼球２５が内側に移動してリンク作動ロッド２１の外径溝部にはまり込み図右の状態となり接続が完了する。
【００２０】
分離は、ガイド２７を押し下げガイド内径を大きくして鋼球２５を外側に移動可能とし、リンク作動ロッド２１を抜き取ろうとすると鋼球２５がリンク作動ロッド２１の外径溝部テーパにより外側に移動し溝部より外れて分離可能となり、リンク作動ロッド２１を抜き取り左図の状態で分離が完了する。
【００２１】
以上のようにしてガイドサポート４に組付けられた各分割バックアップリング２に２段式エアシリンダ７を接合して組み立てを終った後、２段式エアシリンダ７の１段目シリンダによりバックメタル１をタンク内面に接触するよう張出し、分割式バックアップリング２とリング状のガイドサポート４を締付けているクランプボルト８を緩めても各分割式バックアップリング２はタンク内面のバックメタル１との接触面で保持される状態となる。この状態で更にエアシリンダ７の２段目を作動させてバックメタル１を張出すとき、その反力を連結された分割バックアップリング２で受けることができる。
【００２２】
図４は分割式バックアップリングの断面を示す。２段式エアシリンダ７を引側に作動させると、リンク９が引張られ、リンク１０を倒立させるためバックメタル１がガイドピン１１にガイドされ外周方向に張出される。
【００２３】
以上、本発明を図示した実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
例えば、上記実施例では２段式エアシリンダ７の駆動力をリンク９とリンク１０によりバックメタル１に伝えているが、これ以外の種々の伝達機構を採用してよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上具体的に説明したように、本発明によるエキスパンダ装置では、保持ビームを用いずにタンク内の溶接近傍にエキスパンダ装置を構成するバックアップリングを直接取付け、これをタンクの円周溶接線上に張り出すようにしたことにより、次の効果がある。
【００２５】
（１）大型保持ビーム（伸縮及び、切離し機能付）が不要となる。
【００２６】
（２）溶接線上に接するバックメタル中心精度の芯出し調整なしで位置を確実に決めることができる。
【００２７】
（３）バックアップリング内に設けた張り出しリンク機構等によりバックメタルの張出しは２段式エアシリンダに対するエア圧で可能となり油圧は不用となる。
【００２８】
（４）本装置は、分割式バックアップリングによる着脱方式としたため分割して仕舞い込みができ、保管面積が少くてすむ。
このように本発明によれば装置全体の構造が簡素化され製造面でも安価となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るエキスパンダ装置全体の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図２におけるガイドサポート４の取付け状態を示す平面図。
【図４】図２中のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】図４に示した分割式バックアップリングにおけるリンク作動ロッドと２段式エアシリンダのシリンダロッドの接合構造を示す断面図。
【図６】従来のエキスパンダ装置の全体側面図。
【図７】図６におけるＣ部の詳細を示す断面図。
【符号の説明】
１ バックメタル
２ 分割式バックアップリング
３ プレート
４ ガイドサポート
５ 位置決めピン
７ ２段式エアシリンダ
８ クランプボルト
９ リンク
１０ リンク
１１ ガイドピン
２１ リンク作動ロッド
２２ シリンダロッド
２３ ジョイント
２４ リング
２５ 鋼球
２６ バネ
２７ ガイド
２８ ナット

Claims (1)

1. 円周溶接線に沿いタンク内面にリング状に取付けられる複数個のガイドサポート、前記タンク内面に向け張出し可能なバックメタルと同バックメタルを張出させる２段式エアシリンダとを具えた複数個の分割式バックアップリング、及び同分割式バックアップリングを前記バックメタルの張出し中は前記タンクで保持するが、それ以外は前記ガイドサポートによって保持するためのクランプ手段を有することを特徴とする円周溶接用エキスパンダ装置。

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