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JP-2026077122-A - 配管製作用治具

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Abstract

【課題】船舶や工場設備などで使用される大型配管や複雑な形状の配管を製作する際、従来の方法では作業効率が悪く、精度の維持が難しいる。特に、水平レベルやフランジの角度調整が手間となり、多様なフランジ形状に対応できる治具が不足していた。 【解決手段】ベット上でスライド移動および旋回可能な治具を提供し、配管の位置調整を容易にする。また、特殊なフランジプレートにより多様なフランジ形状に対応し、レベルや角度の計測が不要な効率的な配管製作を可能にする。フランジプレートがベッド上でスライド移動や旋回可能で、また、異なる形状・サイズのフランジに対応できる。これにより、大型配管や複雑な配管製作の精度を維持しつつ、作業効率が大幅に向上する。 【選択図】図４

Inventors

  • 楠本 住男

Assignees

  • 楠本 住男

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (7)

  1. ベッド上に配置されたフランジプレートがスライド移動および旋回可能であることを特徴とする配管製作用治具。
  2. フランジプレートに多様な形状のフランジが取り付け可能であることを特徴とする請求項１に記載の配管製作用治具。
  3. フランジプレートに設けられたボルト孔を用いて、角フランジやその他の特殊形状フランジを取り付け可能とし、多様なフランジ形状を取り付け可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配管製作用治具。
  4. 船舶等に使用される配管を製作するための船舶配管用治具であって、 ベッド上でフランジプレートがスライド移動および旋回可能な機構を備え、 該フランジプレートが円形フランジ、角フランジ、特殊形状フランジ等の多様な形状のフランジを取り付け可能であり、 配管の製作時に位置調整を容易にし、作業の効率化および精度向上を実現することを特徴とする配管製作用治具。
  5. 請求項４に記載の配管製作用治具において、 該フランジプレートが、船舶用配管サイズ１５Ａから１２５Ａまでの複数種類のフランジを取り付け可能、かつ、 管の長さが５．５メートルまでの配管の製作に対応可能であることを特徴とする配管製作用治具。
  6. 請求項４又は５に記載の配管製作用治具において、 該治具が、フランジプレートをスライド移動させる際に、摩擦抵抗を軽減するための平鋼を使用し、かつ、 皿ビスを用いて架台の歪みや変形を防止する機構を有することを特徴とする配管製作用治具。
  7. 請求項４から６のいずれかに記載の配管製作用治具において、 該治具が、油圧管用の角フランジを取り付け可能であり、異なる形状やサイズの配管およびフランジを使用する配管製作において、作業の効率化およびコスト削減に寄与することを特徴とする配管製作用治具。

Description

本発明は、船舶等に使用され、多様な形状の配管を製作することができる治具に関し、機能的で効果的な設計を施し、作業の高効率化及び安全性・利便性の向上に寄与する。 図１に示す直管の場合、従来の管製作は、定盤上に管を載せて水平レベルを維持しながらフランジを仮止め溶接するプロセスを行う。 １．定盤上に管を載せる 定盤上にＶブロックを２個置き、その上に管を載せ、定盤と管との水平レベルを維持する。 ２．フランジの仮止め溶接 管の一端（１側）にフランジを仮止めしておさめる。フランジと管は、Ａ側を仮止め溶接した後、フランジスコヤを使って直角を出して確認し、その後、Ｂ側を仮止め溶接する。次に管を９０度回転し、フランジスコヤで直角を確認し、Ｃ側とＤ側を仮止め溶接する。 ３．水平レベルの維持 その後、側面図に示すようにスコヤを使って定盤と管との水平レベルを確認して維持する。 ４．他端（２側）のフランジ仮止め 一方、管他端の２側にフランジを仮止めしておさめ、寸法確認し再度スコヤを使い定盤と管との水平レベルを維持する。１側と同じプロセスでＡ側を仮止め溶接した後、フランジスコヤを使って直角を確認してＢ側を仮止め溶接する。次に管を９０度廻し、フランジスコヤで直角を確認してＣ側とＤ側を仮止め溶接する。その後、側面図に示すようにスコヤを使って定盤と管との水平レベルを維持する。 このプロセスは、管の水平レベルとフランジの直角を正確に保つためにスコヤを多用する。これにより、精度を保ちながら仮止め溶接を行うことができる反面、手作業での調整が多いことから、非効率な作業となり時間がかかる。 図２に示す曲がり管の場合の従来の管製作は以下のプロセスである。 １．定盤上に管を載せる 定盤上にＶブロックを３個設置し、その上に管を載せ、定盤と管との水平レベルを維持する。水平レベルはスコヤで確認する。 ２．管の１側フランジ仮止め溶接 管の一端（１側）にフランジを取り付けておさめる。フランジと管は、Ａ側を仮止め溶接した後、フランジスコヤを使って直角を確認してＢ側を仮止め溶接する。次にフランジスコヤを管上部に置き角度を確認しながら、Ｃ側とＤ側を仮止め溶接する。 ３．水平レベルの維持 その後、側面図のようにスコヤを使って定盤と管との水平レベルを維持する。水平レベルが適切に保たれているか確認する。 ４．管の２側フランジ仮止め溶接 一方、管他端（２側）にもフランジを取り付けておさめ、寸法を確認しつつスコヤを使い定盤と管との水平レベルを維持し、Ａ側を仮止め溶接した後、フランジスコヤを使って直角を確認してＢ側を仮止め溶接する。次に管を９０度回転し、フランジスコヤで直角を確認してＣ側とＤ側を仮止め溶接する。その後、側面図のようにスコヤを使って定盤と管との水平レベルを維持する。 ５．曲がり管 曲がり管には図３に示す多様な種類が存在し、どのような種類であっても前述及び図２に示す方法により製作可能である。 従来の手法では、管の各端にフランジを仮止めし、フランジスコヤを用いて直角や水平レベルを維持しながら作業を進める。直管の場合と比較して、曲がり管では角度の出し方が重要であり、管上部にフランジスコヤを使用して角度を調整する点が特徴である。また、精度の確保のため、スコヤを用いた水平維持の工程も繰り返されている。 従来の方法は複数の手作業で調整を行うため、効率が劣る部分がある一方で、複雑な曲がり管にも対応可能な柔軟性を持っている。 図３に示す曲がり管は、流体やガスの配管やパイプラインにおいて、方向転換を可能にするものである。パイプの内径、流れる物質の種類、流れの速度や圧力によって、適切な曲がり形状を選択することが重要である。 １．９０度の標準的な曲がり 左上の図は、標準的な９０度の直角曲がりを示す。このタイプは、最も一般的で、流体やガスが直角に進む必要がある場合に使用される。設置スペースを節約するために使われることが多い。 ２．直角の複合曲がり 右上の図は、９０度の直角曲がりに加えて、追加の方向転換が含まれた複合的な曲がり形状である。パイプラインが複数の障害物を回避する必要があるときや、複雑なレイアウトが求められる場合に使用される。 ３.斜めの曲がり 左下の図は、斜めに曲がった形状を示す。４５度の角度で曲がることが多く、流体の流れをよりスムーズに保つために使用される。直角曲がりよりも摩擦抵抗が少ないため、流れがスムーズに保たれる。 ４.Ｓ字の曲がり 右下の図は、Ｓ字型の曲がりを示す。管路が上下に移動する必要がある場合や、水平と垂直の間での変化が必要な場合に使われる。この形状は、地形の変化や他の障害物を避けるために有効である。 このように、直管および曲がり管の製作において、水平レベルを維持しながら複数回の仮止め溶接やスコヤを使用して直角を出す工程が必要であり、多くの手間がかかる。また、フランジと管の正確な取り付けが難しく、特に曲がり管の角度出しが課題となっていた。 さらに、特許文献１に記載の配管溶接治具は、配管チューブに管継手を溶接する際に、両者の相対的位置及び角度を所望通り固定できるようにするものであり、チューブの屈曲部の高さや角度をハイトゲージ、分度器等を用いて測定したり、三次元計測機を用いたりしているという従来の課題を解決するために、Ｘ・Ｙ方向への移動と水平旋回が可能な機構を有する治具によって、三次元計測機又は汎用測定器による寸法・形状・精度の確認の工数を減らす技術を開示している。 すなわち、特許文献１に記載された配管溶接治具は、配管チューブと管継手の相対的位置や角度を所望通り固定できるが、大型の配管や複雑な曲がり管を扱うには不向きであり、特に船舶などの大型配管に適用するための治具が求められている。 特開平１１－５８０７４号公報（明細書［０００３］－［０００４］、図１） 直管を製作する場合の従来の作業方法を説明するための図。曲がり管を製作する場合の従来の作業方法を説明するための図。曲がり管の種類を説明するための図。本発明の配管製作用治具（Ｌ型）を用いて管製作方法を説明するための図。本発明の配管製作用治具（Ｌ型）を用いて管製作方法を説明するための図。フランジプレートの説明図。フランジプレートの説明図。フランジの説明図。フランジの説明図。本発明の説明図。本発明の配管製作用治具（Ｔ型）を用いて管製作方法を説明するための図。ベースプレート表面を示す図。ベースプレート裏面を示す図。本発明の説明図。 以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。 図４は、本発明の配管製作用治具（Ｌ型）を用いて管製作方法を説明するための図であり、上半面が側面図、下半面が平面図である。Ａ側とＢ側にフランジプレートがあり、ストッパーも位置する。 直管の場合の管製作の手順は以下のとおりである。 （０）管の載置：定盤上の管受け台に直管を載置する。 （１）Ｂ側フランジプレートの固定：Ｂ側に位置するフランジプレートはストッパー当接位置まで移動した後、固定用のＭ２０ボルトで直管と締結する。 （２）Ａ側フランジプレートの固定：Ａ側に位置するフランジプレートは寸法位置まで移動した後、固定用のＭ２０ボルトで直管と締結する。 （３）レベル（高さ）計測：フランジプレートに仮フランジを取り付けた後、レベル（高さ）を計測する。 （４）荷受け台の高さ調整：荷受け台を計測した寸法に合わせて高さ調節した後、ベッド上のＡ側とＢ側にフランジを設置する。 （５）フランジ挿入：仮フランジを外してフランジを直管に入れ込んだ状態で、直管を管受け台に乗せる。 （６）フランジのスライド移動：Ａ側とＢ側各々のフランジプレートにフランジをスライド移動させた後、フランジをフランジプレートに取り付ける。 （７）溶接前の養生：仮止め溶接のとき、ベッド上にスパッターが付着するのを防止するために、スパッター防止剤又はグラスウール等でベッドを養生する。 （８）仮止め溶接：Ａ側とＢ側のフランジを仮止め溶接する。 （９）管の取り出し：Ａ側とＢ側のフランジ用ボルトを取り出し、Ａ側のフランジプレートの固定用ボルトを緩め、Ａ側にスライド移動させ管を取り出す。 図５は、本発明の配管製作用治具（Ｌ型）を用いて管製作方法を説明するための図である。 曲がり管の場合の管製作の手順は以下のとおりである。 （１）管の寸法確認：管の寸法Ｌ，Ｘの寸法確認をする。 （２）フランジプレートの位置決めと締結：フランジプレート１と２Ａのフランジ面間の寸法Ｌを決め、Ｍ２０ボルトでフラフランジプレート１と曲がり管を締結する。 （３）ストッパーの寸法決定：ストッパーとの寸法Ｘを決め、フランジプレートを２Ａから２Ｂに移動させた後、Ｍ２０ボルトでフラフランジプレート１と曲がり管を締結する。 （４）レベル（高さ）の設定：図５に示すようにレベル（高さ）Ｈの管受け台を設置する。 （５）フランジ取り付け・仮止め溶接：管の設置、フランジの取り付け、仮止め溶接は、前述した直管の場合と同様の作業を行う。 （６）管の取り出し：管の取り出しは、フランジプレート１，２はそのままの状態で行うことができる。 図６と図７はフランジプレートの説明図である。フランジプレートは、様々なサイズや角度に対応する配管の取り付け作業を容易にし、正確な配置ができるように設計される。 図６の詳細は以下の通りである。 ・中央部分に、配管やフランジが取り付けられる複数の穴が設けられており、それぞれの角度は２２．５度や４５度で配置される。これにより、多角度の配管接続が可能である。 ・複数の円形穴には、各サイズに対応するパイプやフランジを挿入するための位置が示され、穴径も１５Ａ、２０Ａなどの記号で表示されている。 ・左右の大きな円形穴が配管のサイズごとに明記され、右側には「３２Ａ ４０Ａ ５０Ａ ６５Ａ」、左側には「８０Ａ」などと、配管は様々なサイズに対応できる。 ・板の厚さ（ｔ＝１６ｍｍ）や、吊見用穴の位置も示され、設置や取り扱いがしやすくなるよう設計されている。 ・全体寸法として、プレートの縦横のサイズが「３００ｍｍ×２５０ｍｍ」と示され、さらに補助的な位置決めが図の四隅に施されている。 図７のフランジプレートは、特定のパイプサイズや角度に対応する複数の穴が示されていて、異なるサイズや角度でパイプやフランジを取り付けるために設計されており、特定の配管作業や設備設置に使用される。 ・プレートのサイズ：縦３００ｍｍ、横２５０ｍｍで、プレートの厚さは１６ｍｍ（１６ｔ）。 ・中央の交差部分：複数の角度で穴が配置されている。各穴の角度は２２．５度や４５度で、異なる方向からパイプやフランジを取り付ける。 ・穴のサイズ：各穴は特定の配管サイズに対応しており、図中に「１５Ａ ２０Ａ」、「２５Ａ ３２Ａ ４０Ａ ５０Ａ」、「６５Ａ」、「８０Ａ １００Ａ」などの記号で示されている。 ・取り付け角度：図中に「４５度°」、「２２．５°」などの角度が示されており、これらの穴やスロットは、異なる方向からの接続を想定して設計されている。 ・補助的な要素：図の右上には「吊具用穴」があり、プレートを吊り上げるための構造が備わっている。 図８はフランジの説明図であり、フランジの形状とサイズを示したものであり、異なる配管サイズ（１５Ａから６５Ａまで）に対応するフランジを示す。フランジにＯリングがある場合（ＳＨＡ）と、Ｏリングがない場合（ＳＨＢ）の２種類があり、Oリングの有無によってフランジの選定に役立つ仕様となっている。また、異なるサイズのフランジが必要な場合にも対応可能となっている。 図９はフランジの説明図であり、フランジのサイズに応じた外形寸法とボルト穴の配置を示す。各々のフランジサイズは１５Ａから１００Ａまで