円周溶接用内治具装置及びこれを用いた円周溶接方法
【課題】 密閉型のドラム缶等を外方から円周溶接する際に、余分な熱を吸収して溶接による溶接部の熱歪を抑制し、又、ビードの溶け落ちや穴あき等を防止する。
【解決手段】 一端が注入口ａを有する蓋体Ｗａにより閉塞された胴体Ｗｂの他端に蓋体Ｗｃを突き合せてその突合せ部を外方から円周溶接する際に用いる円周溶接用内治具装置であり、円周溶接用内治具装置は、胴体Ｗｂ内に着脱自在に装着される内張り治具１１と、内張り治具１１に支持され、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して突合せ部の内周面側にシールドガスを流す環状の裏当て治具１２と、先端が裏当て治具１２に連結され、基端が注入口ａから引き出された索条１３とから成り、前記裏当て治具１２を、溶接時に胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持する環状に保持される環状形態と、溶接終了後に略直線状になって蓋体Ｗａの注入口ａから取り出される棒状形態とに亘って変形可能に構成する。
【解決手段】 一端が注入口ａを有する蓋体Ｗａにより閉塞された胴体Ｗｂの他端に蓋体Ｗｃを突き合せてその突合せ部を外方から円周溶接する際に用いる円周溶接用内治具装置であり、円周溶接用内治具装置は、胴体Ｗｂ内に着脱自在に装着される内張り治具１１と、内張り治具１１に支持され、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して突合せ部の内周面側にシールドガスを流す環状の裏当て治具１２と、先端が裏当て治具１２に連結され、基端が注入口ａから引き出された索条１３とから成り、前記裏当て治具１２を、溶接時に胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持する環状に保持される環状形態と、溶接終了後に略直線状になって蓋体Ｗａの注入口ａから取り出される棒状形態とに亘って変形可能に構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に石油製品や化学薬品、医薬品、食品等の各種液体や各種粉体を保管、運搬するのに適した密閉型のドラム缶やタンクを溶接により作製する際に用いる円周溶接用内治具装置及びこれを用いた円周溶接方法に係り、特に、一端部が液体や粉体等の注入口を形成した蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体との突合せ部を外方から円周溶接して密閉型のドラム缶やタンクを作製する際に用いるものであり、溶接時に円筒状の胴体と皿状の蓋体の突合せ部を治具により内方から保持し、当該治具によりドラム缶やタンクの溶接部の余分な熱を吸収して溶接による熱歪の抑制、ビードの溶け落ちや穴あきの防止、溶接部の酸化防止等を夫々図れると共に、溶接終了後に蓋体に形成した注入口からドラム缶内やタンク内の治具を円滑且つスムースに取り出せるようにした円周溶接用内治具装置及びこれを用いた円周溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、石油製品や化学薬品、医薬品等の各種液体や粉体の保管、運搬には、ステンレス鋼板等から成る密閉型のドラム缶やタンクが使用されている。この密閉型のドラム缶やタンクは、一度内容物を入れて使用した後、内部を洗浄してから繰り返して使用するのが一般的である。
【０００３】
例えば、密閉型のドラム缶は、ステンレス鋼板により形成した円筒状の胴体の下端部に皿状の蓋体（地板）及び筒状のスカート（リング）を内方から手溶接又は自動溶接機で突合せ溶接すると共に、前記胴体の上端部に注入口及び換気口を形成した円板状の蓋体（天板）の外周縁部を巻き締めすることにより作製されている。
尚、胴体と蓋体及びスカートを内方から突合せ溶接するのは、胴体と蓋体との突合せ部を確実に溶接すると共に、内容物が入り込んで残存し易い環状の隙間を無くすためである。
【０００４】
しかし、密閉型のドラム缶を内方から溶接する際には、作業員がドラム缶内に入って溶接作業をしたり、或いはドラム缶内で自動溶接機の組み立てや操作等を行わなければならず、作業性や操作性等に劣ると云う問題があった。
又、内容物が残存し難い密閉型のドラム缶を作製する際には、胴体と蓋体（地板）とを突合せ溶接しなければならないため、胴体や蓋体（地板）の寸法精度や加工精度を高めなければならないうえ、精度の高いクランプ装置が必要であり、設備費が高く付くと云う問題があった。
【０００５】
一方、円周溶接の技術分野に於いては、密閉型の円筒状のタンク等を外方から溶接して作業性や操作性等を高めるようにした周溶接装置が開発され、特開平８−２２４６９３号公報（特許文献１）として公開されている。
【０００６】
即ち、前記周溶接装置は、図示していないが、エアタンクの胴部をその中心軸回りに回転自在に保持する開閉自在なクランプ台と、エアタンクの鏡板を吸着してエアタンクの胴部の端部開口部に押し付け、鏡板と胴部とをその中心軸回りに回転駆動する鏡板取付機構と、胴部の端部開口部を挾持して胴部の端部開口部の形状を保持する開閉自在な環状の形状保持部材と、胴部の端部開口部と鏡板との突合せ部を外方から周溶接する溶接トーチ等から構成されており、エアタンクの胴部をクランプ台に回転自在に保持させた後、胴部の端部開口部を形状保持部材で挾持して胴部の端部開口部の歪を直すと共に、胴部の端部開口部に鏡板取付機構により吸着したエアタンクの鏡板を押し付け、この状態で胴部と鏡板を鏡板取付機構により回転させながら、胴部と鏡板の突合せ部を溶接トーチにより外方から円周溶接するようにしたものである。
【０００７】
然し乍ら、このような構成の周溶接装置を用いて密閉型のタンクやドラム缶の溶接を行うと、作業性や操作性等は良くなるものの、加熱中の膨張及び冷却中の収縮によって溶接終了後に収縮や変形を生じ、製品の仕上り精度を著しく低下させると云う問題があった。即ち、タンクやドラム缶を外方から円周溶接すると、溶接部に比較的大きな「くびれ」が生じることになる。その結果、製品の仕上り精度を著しく低下させ、商品価値を著しく損なうと云う問題があった。特に、前記周溶接装置に於いては、エアタンクの胴部をクランプ装置や形状保持部材により外側から保持するようにしているため、溶接時の熱収縮によって前記「くびれ」がより一層顕著に現れることになる。
【特許文献１】特開平８−２２４６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、一端部が蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体との突合せ部を外方から円周溶接する際に、円筒状の胴体と皿状の蓋体の突合せ部を環状の裏当て治具により内方から保持し、当該裏当て治具により溶接時にドラム缶やタンクの溶接部の余分な熱を吸収して溶接による熱歪を抑制すると共に、ビードの溶け落ちや穴あきの防止し、又、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止し、然も、溶接終了後には蓋体に形成した注入口からドラム缶内やタンク内の裏当て治具を円滑且つスムースに取り出せるようにした円周溶接用内治具装置及びこれを用いた円周溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、一端部が液体等の注入口を形成した蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体とを突き合せてその突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に用いる円周溶接用内治具装置であって、前記円周溶接用内治具装置は、胴体の内周面に着脱自在に装着される内張り治具と、内張り治具に支持され、胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接し得ると共に、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側にシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片を揺動自在に連結して成る環状の裏当て治具と、先端部が裏当て治具に連結され、基端部が蓋体の注入口から外部へ引き出される長い索条とから成り、前記裏当て治具は、胴体と蓋体との突合せ溶接時に胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して胴体と蓋体の突合せ部を内方から保持する環状に保持固定される環状形態と、胴体と蓋体の突合せ溶接終了後に長い索条を引っ張ることにより略棒状になって蓋体の注入口から取り出される棒状形態とに亘って変形可能に構成され、又、前記内張り治具は、裏当て治具を環状形態にした後に胴体内から取り出せる構成としたことに特徴がある。
【００１０】
本発明の請求項２の発明は、裏当て治具が、胴体と蓋体の突合せ部の内方位置に円周方向へ環状に配置され、前記突合せ部の内周面に面接触状態で当接してシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片と、環状に配置された各裏当て治具片の隣接する端部同士を少なくとも一個所を除いて揺動自在に連結する連結機構と、長い索条の先端部に連結され、裏当て治具片の連結されていない個所に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片を環状形態に保持固定する楔体と、楔体を一つの裏当て治具片に遊動自在に連結する短い索条とから成り、前記楔体を裏当て治具片の連結されていない個所へ挿入したときに各裏当て治具片が胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して環状に保持固定される環状形態と、長い索条を引っ張って楔体を裏当て治具片間から引き抜いたときに環状形態が解除されて略棒状になり得る棒状形態とに亘って変形可能に構成されていることに特徴がある。
【００１１】
本発明の請求項３の発明は、各裏当て治具片が、円弧形状の本体と、本体の円弧状外周面に本体の厚み方向に一定の隙間を空けて設けられ、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝を形成すると共に、前記突合せ部近傍の内周面に面接触する銅材により形成された二枚の円弧状のバックバーとから成り、前記二枚のバックバーを本体に交換可能に取り付けたことに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項４の発明は、各裏当て治具片の本体に冷却水が流れる冷却水通路を形成すると共に、隣接する裏当て治具片の冷却水通路同士を連結ホースで連通状に接続したことに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項５の発明は、連結機構が、両端部に裏当て治具片の長手方向へ沿う長孔を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片の両端部に対向する連結板と、連結板の各長孔に夫々遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片の両端部に挿通支持される連結軸と、隣接する裏当て治具片の対向する端面に夫々形成した凹部内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片が段違い状態になるのを阻止する連結ピン及びコイルスプリングとから成ることに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項６の発明は、内張り治具が、軸部及びフランジ部を備えた金具本体と、金具本体のフランジ部に放射状で且つ回動自在に取り付けられ、先端部が胴体の内周面に圧接状態で係止される複数本の折り畳み自在な支持バーとから成り、複数本の支持バーが放射状に拡がってその先端部が胴体の内周面に圧接状態で係止されて胴体内に装着される開放位置と、複数本の支持バーが金具本体の軸部に沿う姿勢に折り畳まれて胴体内から取り出せる折り畳み位置とに亘って開閉自在に構成されていることに特徴がある。
【００１５】
本発明の請求項７の発明は、内張り治具の各支持バーを長さ調整可能に構成すると共に、各支持バーの先端部にクッション材を設けたことに特徴がある。
【００１６】
本発明の請求項８の発明は、内張り治具の各支持バーを磁性のある金属材により形成し、金具本体の軸部に各支持バーを磁力により折り畳み位置に吸着保持する永久磁石を埋設したことに特徴がある。
【００１７】
本発明の請求項９の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８に記載の円周溶接用内治具装置を用いて、一端部が液体等の注入口を形成した蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体との突合せ部を外方から円周方向に溶接する円周溶接方法に於いて、先ず、縦向きに配置した胴体の上端部内周面に内張り治具を装着し、次に、内張り治具に裏当て治具を環状にして水平姿勢で載せると共に、当該裏当て治具をその厚み方向の略半分が胴体の上端から上方へ突出する状態で環状形態に保持させてその外周面の厚み方向の略半分を胴体の上端部内周面に圧接させ、その後、裏当て治具を支持していた内張り治具を胴体内から取り出し、そして、皿状の蓋体を胴体の上端から突出する環状形態の裏当て治具に被せて胴体と蓋体とを突き合せると共に、その突合せ部の内周面に環状の裏当て治具の外周面を面接触状態で圧接させて胴体と蓋体の突合せ部を環状形態の裏当て治具により内方から保持し、この状態で胴体と蓋体を裏当て治具と一緒に回転させながら、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側に裏当て治具からシールドガスを流しつつ、胴体と蓋体の突合せ部を溶接装置により外方から円周方向に溶接し、溶接終了後に蓋体の注入口から引き出された長い索条を引っ張って裏当て治具を棒状形態にして蓋体の注入口から取り出すようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の円周溶接用内治具装置は、次のような優れた効果を奏することができる。
（１）即ち、本発明の円周溶接用内治具装置は、胴体の内周面に着脱自在に装着される内張り治具と、内張り治具に支持されて環状形態に保持固定される裏当て治具と、裏当て治具に連結される長い索条とを備えており、胴体と蓋体の突合せ部を外方から円周溶接する際に、裏当て治具を環状形態に保持させて胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接させるようにしているため、円周溶接するときに環状の裏当て治具により溶接部が冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが防止されることになる。
又、本発明の円周溶接用内治具装置は、胴体と蓋体の溶接時に胴体と蓋体の突合せ部を環状形態に保持固定された裏当て治具により内方から保持するようにしているため、溶接部の熱歪による収縮をより確実に抑制することができると共に、胴体と蓋体は正確に突き合された状態で確実に保持され、円周溶接する際に位置ずれを起こすことなく接合されることになる。
その結果、本発明の円周溶接用内治具装置を用いて密閉型のドラム缶やタンクを作製すれば、外方から円周溶接しても、溶接部に「くびれ」や溶接欠陥が生じると云うことがなく、製品の仕上り精度や商品価値を高めることができる。
（２）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具を構成する複数の円弧形状の裏当て治具片の本体に冷却水が流れる冷却水通路を夫々形成し、隣接する裏当て治具片の冷却水通路同士を連結ホースで接続しているため、溶接時に冷却水通路を備えた裏当て治具により溶接部が確実且つ良好に冷却され、溶接部の熱歪がより抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが確実に防止されることになる。
（３）本発明の円周溶接用内治具装置は、環状の裏当て治具が胴体と蓋体の突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝を備えているため、溶接部の酸化を防止することができる。
（４）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具を構成する複数の円弧形状の裏当て治具片が、円弧形状の本体と、本体の円弧状外周面に設けた銅材により形成された二枚の円弧状のバックバーとから成り、前記二枚のバックバーを本体に交換可能に取り付ける構成としているため、長期間の使用によりバックバーのエッジ部分に溶融や腐食が発生してエッジ部分の形状が変化して最適な突合せ溶接が困難になった場合、バックバーのみを新しいバックバーに交換するだけで良い。その結果、裏当て治具全体を交換したりする必要もなく、コストの低減を図れる。又、裏当て治具のバックバーのみを熱伝導率の高い銅材により形成しているため、材料費が高くつくと云うこともない。
（５）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具が、環状に保持固定される環状形態と、略棒状になって蓋体に形成した液体等の注入口から取り出せる棒状形態とに亘って変形可能に構成されているため、溶接終了後に裏当て治具を棒状形態にすることによって、蓋体の注入口からドラム缶内やタンク内の外方へ円滑且つスムースに取り出すことができる。
（６）本発明の円周溶接用内治具装置は、複数の円弧形状の裏当て治具片を揺動自在に連結する連結機構が、両端部に裏当て治具片の長手方向へ沿う長孔を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片の両端部に対向する連結板と、連結板の長孔に夫々遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片の両端部に挿通支持された連結軸と、隣接する裏当て治具片の対向する端面に夫々形成した凹部内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片が段違い状態になるのを阻止する連結ピン及びコイルスプリングとから成るため、裏当て治具が棒状形態になったときに隣接する裏当て治具片が段違い状態になるのを阻止することができ、棒状形態になった裏当て治具を蓋体の注入口から円滑且つスムースに引き出すことができる。
（７）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具を支持する内張り治具が金具本体と金具本体に放射状に取り付けられた開閉自在な複数本の支持バーとから成り、複数本の各支持バーを長さ調整可能に構成すると共に、各支持バーの先端部にクッション材を設けているため、各支持バーを放射状に拡げたときにその先端部が胴体の内周面に確実且つ良好に係止されると共に、胴体の内周面に傷が付くのを防止することができる。
（８）本発明の円周溶接用内治具装置は、内張り治具の各支持バーを磁性のある金属材により形成し、内張り治具の金具本体に各支持バーを磁力により折り畳み位置に吸着保持する永久磁石を埋設しているため、各支持バーを折り畳み位置で保持することができ、取扱性に優れたものとなる。
【００１９】
本発明の円周溶接用内治具装置を用いた円周溶接方法は、先ず、縦向きに配置した胴体の上端部内周面に内張り治具を装着し、次に、内張り治具に裏当て治具を環状にして水平姿勢で載せると共に、当該裏当て治具をその厚み方向の略半分が胴体の上端から上方へ突出する状態で環状形態に保持させてその外周面の厚み方向の略半分を胴体の上端部内周面に圧接させ、その後、裏当て治具を支持していた内張り治具を胴体内から取り出し、そして、皿状の蓋体を胴体の上端から突出する環状形態の裏当て治具に被せて胴体と蓋体とを突き合せると共に、その突合せ部の内周面に環状の裏当て治具の外周面を面接触状態で圧接させて胴体と蓋体の突合せ部を環状形態の裏当て治具により内方から保持し、この状態で胴体と蓋体を裏当て治具と一緒に回転させながら、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側に裏当て治具からシールドガスを流しつつ、胴体と蓋体の突合せ部を溶接装置により外方から円周方向に溶接するようにしているため、裏当て治具により溶接部の余分な熱が吸収させて溶接部が冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが防止されることになる。又、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側にシールドガスを流しているため、溶接部の酸化を防止することができる。
更に、溶接終了後に蓋体の注入口から引き出された長い索条を引っ張って環状形態の裏当て治具を棒状形態にして蓋体の注入口から取り出せるようにしているため、裏当て治具により胴体と蓋体との突合せ部を内方から保持した状態で胴体と蓋体との突合せ部を外方から円周溶接することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置を用いて溶接によりステンレス製の密閉型のドラム缶（又はタンク）を作製する円周溶接装置の概略正面図を示し、当該円周溶接装置は、一端部（上端部）が液体や粉体等の注入口ａを形成した蓋体Ｗａ（天板）で閉塞された円筒状の胴体Ｗｂの他端部（下端部）と皿状の蓋体Ｗｃ（地板）とを突き合せると共に、その外側に筒状のスカートＷｄを被せ、前記突合せ部を外方から円周方向に溶接して密閉型のドラム缶を作製するものであり、基台１上に設けた左回転台２と、左回転台２に鉛直回転自在に支持された円盤状の左回転テーブル３と、左回転テーブル３の前面（図１に示す左回転テーブル３の右側面）に取り付けられ、皿状の蓋体Ｗｃ（地板）及び筒状のスカートＷｄを保持する地板側保持治具４と、基台１上に左回転台２と対向状に設けられ、左回転台２に対して進退移動自在な右回転台５と、左回転台２と右回転台５との間の基台１上に昇降自在且つ左回転台２に対して進退移動自在に設けた作業テーブル６と、作業テーブル６上に設けられ、一端部（上端部）が蓋体Ｗａ（天板）で閉塞された円筒状の胴体Ｗｂを水平姿勢で支持する開閉自在な材料受け７と、右回転台５に鉛直回転自在に支持された円盤状の右回転テーブル８と、右回転テーブル８の前面（図１に示す右回転テーブル８の左側面）に取り付けられ、材料受け７に支持された胴体Ｗｂの天板側端部を保持する天板側保持治具９と、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃ（地板）の突合せ部の上方位置に配設され、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を外方から円周溶接する昇降自在な溶接用トーチ１０を備えたＴＩＧ溶接装置（溶接用トーチ１０のみ図示）等から構成されている。
【００２１】
尚、ドラム缶の胴部を形成する筒状の胴体Ｗｂとドラム缶の天板を形成する蓋体Ｗａとは、予めまき締めにより結合されている。又、ドラム缶の天板を形成する蓋体Ｗａには、ドラム缶内に液体や粉体等を出し入れするための注入口ａと、換気の役目をする換気口ｂとが夫々形成されている。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置は、一端部が蓋体Ｗａ（天板）により閉塞された円筒状の胴体Ｗｂと皿状の蓋体Ｗｃ（地板）とを突き合せると共に、その突合せ部の外側に筒状のスカートＷｄを被せ、前記突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に用いるものであり、胴体Ｗｂの内周面に着脱自在に装着される内張り治具１１と、内張り治具１１に支持され、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接し得ると共に、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側にシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片２０を揺動自在に連結して成る環状の裏当て治具１２と、先端部が裏当て治具１２に連結され、基端部が蓋体Ｗａの注入口ａから外部へ引き出される長い索条１３とから成り、前記裏当て治具１２は、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃとの突合せ溶接時に胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持する環状に保持固定される環状形態（図５、図１２及び図１３参照）と、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ溶接終了後に略棒状になって蓋体Ｗａの注入口ａから取り出される棒状形態（図６参照）とに亘って変形可能に構成され、又、前記内張り治具１１は、裏当て治具１２を環状形態にした後に胴体Ｗｂ内から取り出せる構成となっている。
【００２３】
即ち、前記内張り治具１１は、図２、図３、図４及び図１１に示す如く、軸部１４ａ及びフランジ部１４ｂを備えた金具本体１４と、金具本体１４のフランジ部１４ｂに放射状で且つ回動自在に取り付けられ、先端部が胴体Ｗｂの他端部内周面に圧接状態で係止される複数本の折り畳み自在な支持バー１５とから成り、複数本の支持バー１５が放射状に拡がってその先端部が胴部の他端部内周面に圧接状態で係止されて胴部内に装着される開放位置（図１１参照）と、複数本の支持バー１５が金具本体１４の軸部１４ａに沿う姿勢に折り畳まれて胴体Ｗｂ内から取り出せる折り畳み位置（図４参照）とに亘って開閉自在に構成されている。
【００２４】
具体的には、前記金具本体１４は、アルミ合金等の金属材により一体的に形成されており、テーパ状に形成された軸部１４ａと、軸部１４ａの大径部側の外周縁部に連設されたフランジ部１４ｂとを備えている。
又、金具本体１４の軸部１４ａの先端部には、各支持バー１５を磁力により折り畳み位置に吸着保持するための永久磁石１６が埋設されている。
更に、金具本体１４のフランジ部１４ｂには、複数本の支持バー１５をフランジ部１４ｂに放射状で且つ回動自在に取り付けるための支持金具１７が等角度毎に設けられている。各支持金具１７は、一端部に二股部１７ａを有すると共に、他端部に雄ネジ部１７ｂを備えており、雄ネジ部１７ｂがフランジ部１４ｂに挿通されてナット１８により固定されている。
【００２５】
前記各支持バー１５は、基端部が金具本体１４のフランジ部１４ｂに設けた支持金具１７の二股部１７ａにピン１９により回動自在に連結され、磁性を有する鋼材等の金属材により棒状に形成された内側部材１５ａと、基端部に内側部材１５ａの先端部端面に形成した雌ネジ穴１５ａ′に移動調整自在に螺挿される雄ネジ部１５ｂ′を有し、磁性を有する鋼材等の金属材により棒状に形成された外側部材１５ｂと、外側部材１５ｂの先端部に設けられ、胴体Ｗｂの他端部内周面に圧接状態で係止されるウレタン製のクッション材１５ｃとから成り、外側部材１５ｂを雌ネジ穴１５ａ′及び雄ネジ部１５ｂ′により内側部材１５ａに対して移動調整することによって、全体の長さを調整できるように構成されている。
【００２６】
而して、前記内張り治具１１は、複数本の支持バー１５を放射状に拡げてその先端部に設けたクッション材１５ｃを胴体Ｗｂの内周面に圧接状態で係止させることにより胴体Ｗｂ内に装着される開放位置となり、又、複数本の支持バー１５を金具本体１４の軸部１４ａに沿う姿勢に折り畳むことにより胴体Ｗｂ内から取り出せる折り畳み位置となる。
【００２７】
尚、内張り治具１１の各支持バー１５は、開放位置のときには胴体Ｗｂの軸心に直交する垂直面に対して３°傾斜する傾斜姿勢でもってその先端部のクッション材１５ｃが胴体Ｗｂの内周面に圧接状態で係止されるようにその長さが調整されている（図１１（Ｂ）参照）。このようにすると、内張り治具１１は、各支持バー１５が胴体Ｗｂの内周面を突っ張った状態で胴体Ｗｂの内周面に装着されるため、胴体Ｗｂの内周面から簡単に外れると云うことがない。
又、内張り治具１１は、折り畳み位置のときに蓋体Ｗａに形成した注入口ａを通過できる大きさに形成されている。
【００２８】
一方、前記裏当て治具１２は、一端部が閉塞された胴体Ｗｂと皿状の蓋体Ｗｃとを突き合せてその外方に筒状のスカートＷｄを被せ、この状態で胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に、環状形態に保持固定されて前記胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持するものであり、又、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの溶接終了後には、棒状形態になって蓋体Ｗａに形成した注入口ａから取り出せるようにしたものである。
【００２９】
即ち、前記裏当て治具１２は、図５乃至図１０に示す如く、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内方位置に円周方向へ環状に配置され、前記突合せ部の内周面に面接触状態で当接してシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片２０と、環状に配置された各裏当て治具片２０の隣接する端部同士を少なくとも一個所を除いて揺動自在に連結する連結機構２１と、長い索条１３の先端部に連結され、裏当て治具片２０の連結されていない個所に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片２０を環状形態に保持固定する楔体２２と、楔体２２を一つの裏当て治具片２０に遊動自在に連結する短い索条２３とから成り、前記楔体２２を裏当て治具片２０の連結されていない個所へ挿入したときに各裏当て治具片２０が胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して環状に保持固定される環状形態（図５、図１２及び図１３参照）と、長い索条１３を引っ張って楔体２２を裏当て治具片２０間から引き抜いたときに環状形態が解除されて略棒状になり得る棒状形態（図６参照）とに亘って変形可能に構成されている。
この裏当て治具１２は、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃを突合せ溶接する際に、溶接部を冷却して溶接部の熱歪を抑制すると共に、ビードの溶け落ちや穴あきを防止し、又、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するものである。
【００３０】
具体的には、前記各裏当て治具片２０は、図８に示す如く、円弧形状に形成された厚肉板状のアルミ合金製の本体２０Ａと、本体２０Ａの円弧状外周面に本体２０Ａの厚み方向に一定の隙間の空けて設けられ、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝２０ａを形成すると共に、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部近傍の内周面に面接触する二枚の円弧状のバックバー２０Ｂとから成る。
又、各裏当て治具片２０の本体２０Ａには、冷却水が流れる冷却水通路２０ｂが本体２０Ａの長手方向に沿って形成されている。この冷却水通路２０ｂは、本体２０Ａの内周面に本体２０Ａの長手方向へ沿う溝を形成し、当該溝を蓋２０Ｃで閉塞してこれをネジ２０Ｄで本体２０Ａ側へ止めることにより形成されている。
更に、二枚のバックバー２０Ｂは、熱伝導性に優れた銅材（無酸素銅）により細幅板状の円弧状に形成されており、本体２０Ａに円弧状外周面に複数本の皿ビス２０Ｅにより着脱自在に取り付けられ、長期間の使用によりバックバー２０Ｂのエッジ部分に溶融や腐食が発生した場合に交換できるようになっている。二枚のバックバー２０Ｂのうち、一方のバックバー２０Ｂ（胴体Ｗｂの端部から突出する方のバックバー２０Ｂ）の外側外周面は、胴体Ｗｂの端部に突出状態で装着された裏当て治具１２に蓋体Ｗｃを被せるときに蓋体Ｗｃを円滑且つ容易に被せられるように斜めに１５°程度カットされた傾斜面に形成されている。
【００３１】
尚、この実施の形態に於いては、円弧形状の裏当て治具片２０は、八個使用されている。これら八個の裏当て治具片２０の長さは、各裏当て治具片２０を環状に配置して隣接する裏当て治具片２０の端面同士を面接触状態で当接させたときに、一個所だけ楔体２２が抜き差し自在に挿入される隙間が形成されるように設定されている。この隙間の幅は、１０ｍｍ程度に設定されている。
又、八個の裏当て治具片２０の円弧形状は、各裏当て治具片２０を環状に配置して隣接する裏当て治具片２０の端面同士を面接触状態で当接させて一個所だけ楔体２２が挿入される隙間を形成したときに、環状に配置された各裏当て治具片２０の外周面が真円状になるように設定されている。これにより、各裏当て治具片２０は、胴体Ｗｂの内周面に面接触状態で当接することになる。
更に、楔体２２が挿入される隙間を形成する隣接する裏当て治具片２０の対向する端面は、裏当て治具片２０の内周面側から外周面側へ向って漸次狭くなる傾斜面に形成されている。この傾斜面の傾斜角度は、３°に設定されている。
【００３２】
そして、八個の裏当て治具片２０は、後述する連結機構２１により四個ずつ揺動自在に連結されて直径方向で二つに分割された格好になっており、夫々両端に位置する裏当て治具片２０の一方の対向する裏当て治具片２０の端部同士は、短い索条２４（短い金属製のチェーン又は短いワイヤーロープ）で揺動自在に連結され、他方の対向する裏当て治具片２０の端部間には、楔体２２が抜き差し自在に挿入される隙間が形成されるようになっている。
又、連結機構２１により揺動自在に連結された隣接する四個の裏当て治具片２０の冷却水通路２０ｂ同士は、可撓性を有する連結ホース２５により連通状に接続されており、両端に位置する裏当て治具片２０の一方の裏当て治具片２０の冷却水通路２０ｂの一端部が冷却水の入口２０ｃになっていると共に、他方の裏当て治具片２０の冷却水通路２０ｂの一端部が冷却水の出口２０ｄとなっている。
更に、連結機構２１により揺動自在に連結された四個の裏当て治具片２０の両端に位置する裏当て治具片２０の一方の裏当て治具片２０には、ガス溝２０ａへアルゴンガス等の不活性ガスを供給するためのガス入口２０ｅが形成されている。
【００３３】
前記連結機構２１は、隣接する裏当て治具片２０が段違いにならないように隣接する裏当て治具片２０の端部同士を揺動自在に連結するものであり、図５、図６及び図１０に示す如く、両端部に裏当て治具片２０の長手方向へ沿う長孔２１ａ′を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片２０の両端部に対向する一対の連結板２１ａと、両連結板２１ａの長孔２１ａ′に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片２０の両端部に挿通支持される連結軸２１ｂと、隣接する裏当て治具片２０の対向する端面に夫々形成した凹部２１ｆ内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片２０が段違い状態になるのを阻止する連結ピン２１ｃ及びコイルスプリング２１ｄとから成る。
尚、連結板２１ａの両端部が対向する裏当て治具片２０の両端部側面には、連結機構２１を構成する部材（連結板２１ａや連結軸２１ｂ等）が裏当て治具片２０の両側面から外方へ大きく突出しないように連結板２１ａの両端部が収納される切欠部２０ｇが形成されている。これにより、各裏当て治具片２０は、隣接する裏当て治具片２０が連結機構２１により連結されていても、蓋体Ｗａの注入口ａに引っ掛かることなく、円滑且つスムースに引き出されることになる。
又、連結機構２１を設けていない両端に位置する裏当て治具片２０の端面及び両端部側面には、連結ピン２１ｃ及びコイルスプリング２１ｄを挿入するための凹部２０ｆや連結板２１ａが納まる切欠部２０ｇを形成する必要がないため、凹部２０ｆ及び切欠部２０ｇを省略している。
【００３４】
前記楔体２２は、図５乃至図７に示す如く、裏当て治具片２０の連結されていない個所（裏当て治具片２０間の隙間）に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片２０を環状形態に保持固定するものであり、楔体２２が挿入される隙間を形成する二つの裏当て治具片２０の一方の裏当て治具片２０に短い索条２３（短い金属製のチェーン又は短いワイヤーロープ）により遊動自在に連結されている。
この楔体２２の先端部の形状は、楔体２２の先端部を連結されていない裏当て治具片２０間に円滑且つスムースに挿入できて各裏当て治具片２０を環状形態に確実且つ良好に保持でき、且つ楔体２２の先端部を裏当て治具片２０間から簡単に円滑且つスムースに引き抜けるように形成されている。この実施の形態に於いては、楔体２２の先端部は、その両面が３°の傾斜角度を有する傾斜面に夫々形成されたテーパ面となっている。
又、楔体２２の先端部には、裏当て治具片２０に形成したガス溝２０ａに連通する凹状の溝２２ａが形成されている。
【００３５】
前記長い索条１３は、先端部が裏当て治具１２の楔体２２に連結されていると共に、基端部が蓋体Ｗａの注入口ａから外部へ引き出されており、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの溶接終了後に裏当て治具片２０間に挿入されている楔体２２を裏当て治具片２０間から引き抜いて裏当て治具１２の環状形態を解除すると共に、棒状形態になった裏当て治具１２を蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ取り出すものである。この実施の形態に於いては、索条１３には、金属製のむチェーンが使用されている。
【００３６】
尚、円周溶接用内治具装置の内張り治具１１及び裏当て治具１２には、直径の異なる数種類のドラム缶を作製することができるように数種類の大きさの内張り治具１１及び裏当て治具１２が用意されている。
又、裏当て治具１２の各裏当て治具片２０の長さ、幅及び厚み、楔体２２の大きさ、連結機構２１の大きさや構造等は、何れも蓋体Ｗａに形成した注入口ａを通過できる大きさや構造に設定されていることは勿論である。
【００３７】
次に、上述した円周溶接用内治具装置を用いて図１に示す円周溶接装置により一端部が注入口ａ及び換気口ｂを形成した蓋体Ｗａ（天板）により閉塞されたステンレス製の胴体Ｗｂと同じくステンレス製の皿状の蓋体Ｗｃ（地板）を円周溶接して密閉型のドラム缶を作製する場合について説明する。
尚、胴体Ｗｂ及び蓋体Ｗｃには、厚みが０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ程度のステンレスや鋼板等が使用されている。又、溶接電流、アーク長さ、胴体Ｗｂ及び蓋体Ｗｃの回転速度、シールドガスの供給量、タングステン電極棒の先端形状等の溶接条件は、胴体Ｗｂ及び蓋体Ｗｃの材質、板厚等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。
【００３８】
先ず、一端部が注入口ａ等を形成した蓋体Ｗａで閉塞された胴体Ｗｂの他端部（開放側端部）が上を向く姿勢で胴体Ｗｂを縦向きに配置し、胴体Ｗｂの上端部内周面に内張り治具１１を装着する。
即ち、内張り治具１１の各支持バー１５を放射状に広げてその先端部に設けたクッション材１５ｃを胴体Ｗｂの内周面に圧接状態で係止させ、内張り治具１１を開放位置にする。これにより、内張り治具１１は、胴体Ｗｂの上端部内周面に装着される（図１１参照）。
このとき、内張り治具１１の胴体Ｗｂへの装着位置は、胴体Ｗｂに装着された内張り治具１１に裏当て治具１２を載せたときに、裏当て治具１２の厚み方向の略半分が胴体Ｗｂの上端から上方へ突出するように設定されている。
又、胴体Ｗｂに装着された内張り治具１１は、複数本の支持バー１５が胴体Ｗｂの軸心に直交する垂直面に対して３°傾斜する傾斜姿勢となっているため、各支持バー１５が胴体Ｗｂの内周面を突っ張った状態で胴体Ｗｂの内周面に装着されることになり、胴体Ｗｂの内周面から簡単に外れると云うことがない。
【００３９】
次に、胴体Ｗｂの上端部内周面に装着した内張り治具１１に裏当て治具１２を環状にして水平姿勢で載せ、裏当て治具片２０の連結されていない個所（裏当て治具２０間の隙間）に楔体２２を挿入して裏当て治具１２を環状形態に保持固定する。これにより、裏当て治具１２の外周面の厚み方向の略半分が胴体Ｗｂの上端部内周面に面接触状態で圧接される（図１２参照）。
このとき、各裏当て治具片２０の外周面を斜めにカットしていないバックバー２０Ｂが胴体Ｗｂの上端部内周面に面接触状態で圧接される。
又、裏当て治具１２の各裏当て治具片２０は、真円の状態で環状に配置された格好になる。そのため、各裏当て治具片２０のガス溝２０ａも環状になる。この環状のガス溝２０ａに胴体Ｗｂの上端が臨むようになっている。
【００４０】
裏当て治具１２を環状形態に保持固定したら、裏当て治具１２を支持していた内張り治具１１の各支持バー１５を折り畳み、内張り治具１１を胴体Ｗｂ内から取り外すと共に、裏当て治具１２の楔体２２に連結されている長い索条１３の基端部側を蓋体Ｗａに形成した注入口ａから外方へ引き出す。
【００４１】
引き続き、地板となる皿状の蓋体Ｗｃに筒状のスカートＷｄを被せて蓋体Ｗｃ及びスカートＷｄを円周溶接装置の地板側保持治具４に保持させると共に、裏当て治具１２を装着した胴体Ｗｂを材料受け７にセットして保持させた後、作業テーブル６を上昇させて材料受け７に保持された胴体Ｗｂを地板側保持治具４に保持された蓋体Ｗｃに対向させる。
このとき、裏当て治具１２の冷却水の入口２０ｃに冷却水供給ホース（図示省略）を接続すると共に、裏当て治具片２０の冷却水の出口２０ｄに冷却水排水ホース（図示省略）を接続し、各ホースの端部を蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ引き出す。
又、裏当て治具１２のガス入口２０ｅにシールドガスを供給するシールドガス供給ホース（図示省略）を接続し、その端部を蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ引き出す。
【００４２】
その後、右回転台５を左回転台２側へ前進させて天板側保持治具９により材料受け７に保持された胴体Ｗｂの天板側を保持し、この状態で更に右回転台５を前進させて右回転テーブル８及び天板側保持治具９により胴体Ｗｂを地板側保持治具４に保持された蓋体Ｗｃ及びスカートＷｄ側へ押圧し、皿状の蓋体Ｗｃを胴体Ｗｂの一端から突出する環状形態の裏当て治具１２に被せて蓋体Ｗｃの端面と胴体Ｗｂの端面とを密着状態で突き合せる。これにより、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部は、環状形態に保持固定された裏当て治具１２により内方から保持された状態となる。
このとき、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部近傍の内周面に裏当て治具１２のバックバー２０Ｂが面接触状態で当接した状態となっている。
尚、皿状の蓋体Ｗｃを胴体Ｗｂの一端から突出する環状形態の裏当て治具１２に被せる際に、裏当て治具１２の胴体Ｗｂの端部から突出する方のバックバー２０Ｂの外周面が斜めにカットされた傾斜面に形成されているため、裏当て治具１２に蓋体Ｗｃを円滑且つスムースに被せられる。
【００４３】
胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部が裏当て治具１２により内方から保持されたら、材料受け７が胴体Ｗｂを開放して作業テーブル６が下降し、この状態で溶接装置と左回転テーブル３及び右回転テーブル８が作動して胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部が外方から円周方向に溶接される。
即ち、ＴＩＧ溶接装置の溶接用トーチ１０が下降してアークを発生させると共に、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側に環状形態の裏当て治具１２のガス溝２０ａによりシールドガスを供給しつつ、左回転テーブル３及び右回転テーブル８により胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃが一定の速度で同期的に同じ方向へ回転する。これによって、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部が外方から円周溶接される（図１３及び図１４参照）。
このとき、環状形態の裏当て治具１２が胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接させているため、円周溶接するときに裏当て治具１２により溶接部が冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが防止されることになる。然も、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持するようにしているため、溶接部の熱歪による収縮をより確実に抑制することができる。又、裏当て治具１２のガス溝２０ａから胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側へシールドガスを流しているため、溶接部の酸化を防止することができる。更に、裏当て治具１２の冷却水通路２０ｂに冷却水を流しているため、溶接部が確実且つ良好に冷却され、前記効果がより一層顕著に現れる。
【００４４】
そして、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの円周溶接が終了すれば、左回転テーブル３及び右回転テーブル８の回転が停止されると共に、アーク、シールドガス及び冷却水がストップされてＴＩＧ溶接装置の溶接用トーチ１０が元の位置へ復帰する。
【００４５】
その後、作業テーブル６が上昇して材料受け７によりドラム缶が受け取られると共に、この状態で右回転台５が後退してドラム缶の天板側が天板側保持治具９から引き抜かれる。又、ドラム缶の地板側を手作業により地板側保持治具４から引き抜く。
【００４６】
最後に、作業テーブル６を下降させて材料受け７を開放し、材料受け７からドラム缶を取り出して注入口ａ側が上を向く姿勢で床面へ縦向きに配置し、この状態で蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ出ている長い索条１３を引っ張って裏当て治具１２を棒状形態にし、棒状形態の裏当て治具１２を索条１３により蓋体Ｗａの注入口ａから取り出す。
即ち、蓋体Ｗａの注入口ａからドラム缶の外方へ出ている長い索条１３を引っ張ると、裏当て治具片２０の連結されていない個所（裏当て治具片２０間の隙間）に挿入されていた楔体２２が裏当て治具片２０間から引き抜かれ、裏当て治具１２の環状形態が解除される。この状態で長い索条１３を更に引っ張ると、楔体２２に短い索条２３を介して連結されている裏当て治具片２０が引っ張られると共に、この裏当て治具片２０に連結機構２１を介して順次連結されている裏当て治具片２０が引っ張られ、裏当て治具１２が棒状形態になる。その結果、裏当て治具１２を蓋体Ｗａの注入口ａから取り出すことができる（図６参照）。
【００４７】
尚、上記の実施の形態に於いては、八個の裏当て治具片２０を使用し、各裏当て治具片２０を四個ずつ連結機構２１により揺動自在に連結して裏当て治具１２を直径方向に二分割する構成としたが、全ての裏当て治具片２０を連結機構２１により順次揺動自在に連結し、両端に位置する裏当て治具片２０間に楔体２２が抜き差し自在に挿入される空間を形成するようにしても良い。
【００４８】
上記の実施の形態に於いては、八個の裏当て治具片２０を使用するようにしたが、裏当て治具片２０の数は上記の実施の形態に係るものに限定されるものではなく、八個以下又は八個以上の裏当て治具片２０を使用するようにしても良い。この場合には、各裏当て治具片２０の長さ等は裏当て治具片２０の数に応じて変わることは勿論である。
【００４９】
上記実施の形態に於いては、長い索条１３に金属製のチェーンを使用するようにしたが、他の実施の形態に於いては、長い索条１３にワイヤーロープを使用するようにしても良い。
【００５０】
上記実施の形態に於いては、連結機構２１を連結板２１ａ、連結軸２１ｂ、連結ピン２１ｃ及びコイルスプリング２１ｄ等から構成したが、連結機構２１は上記実施の形態に係るものに限定されるものではなく、隣接する裏当て治具片２０の端部同士を揺動自在に連結し且つ隣接する裏当て治具片２０が段違い状態になるのを阻止することができれば、如何なる構造のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置を用いて密閉型のドラム缶を作製する場合に使用する円周溶接装置の概略正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置の内張り治具を示し、開いた状態の内張り治具の一部省略正面図である。
【図３】同じく開いた状態の内張り治具の一部省略縦断面図である。
【図４】折り畳んだ状態の内張り治具の縦断面図である。
【図５】円周溶接用内治具装置の裏当て治具を示し、環状形態に保持された裏当て治具の正面図である。
【図６】棒状形態になった裏当て治具の一部省略正面図である
【図７】環状形態に保持された裏当て治具の側面図である。
【図８】裏当て治具の裏当て治具片を示し、（Ａ）は裏当て治具片の正面図、（Ｂ）は裏当て治具片の平面図、（Ｃ）は裏当て治具片の底面図、（Ｄ）は裏当て治具片の縦断面図である。
【図９】裏当て治具片を環状に配置した状態の正面図である。
【図１０】裏当て治具の連結機構を示し、（Ａ）は連結機構の正面図、（Ｂ）は連結機構の底面図、（Ｃ）は連結機構の縦断面図である。
【図１１】胴体の端部内周面に内張り治具を装着した状態を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図１２】内張り治具に裏当て治具を載せ、裏当て治具を環状形態に保持固定した状態を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。
【図１３】円周溶接装置及び裏当て治具を用いて円筒状の胴体と皿状の蓋体及び筒状のスカートを円周溶接する状態の一部省略縦断面図である。
【図１４】図１３の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１は内張り治具、１２は裏当て治具、１３は長い索条、１４は金具本体、１４ａは金具本体の軸部、１４ｂは金具本体のフランジ部、１５は支持バー、１５ｃは支持バーのクッション材、１６は永久磁石、２０は裏当て治具片、２０Ａは裏当て治具片の本体、２０Ｂは裏当て治具片のバックバー、２０ａは裏当て治具片のガス溝、２０ｂは裏当て治具片の冷却水通路、２１は連結機構、２１ａは連結板、２１ａ′は連結板の長孔、２１ｂは連結軸、２１ｃは連結ピン、２１ｄはコイルスプリング、２２は楔体、２３は短い索条、２５は連結ホース、Ｗａは天板側の蓋体、Ｗｂは胴体、Ｗｃは地板側の蓋体、ａは注入口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に石油製品や化学薬品、医薬品、食品等の各種液体や各種粉体を保管、運搬するのに適した密閉型のドラム缶やタンクを溶接により作製する際に用いる円周溶接用内治具装置及びこれを用いた円周溶接方法に係り、特に、一端部が液体や粉体等の注入口を形成した蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体との突合せ部を外方から円周溶接して密閉型のドラム缶やタンクを作製する際に用いるものであり、溶接時に円筒状の胴体と皿状の蓋体の突合せ部を治具により内方から保持し、当該治具によりドラム缶やタンクの溶接部の余分な熱を吸収して溶接による熱歪の抑制、ビードの溶け落ちや穴あきの防止、溶接部の酸化防止等を夫々図れると共に、溶接終了後に蓋体に形成した注入口からドラム缶内やタンク内の治具を円滑且つスムースに取り出せるようにした円周溶接用内治具装置及びこれを用いた円周溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、石油製品や化学薬品、医薬品等の各種液体や粉体の保管、運搬には、ステンレス鋼板等から成る密閉型のドラム缶やタンクが使用されている。この密閉型のドラム缶やタンクは、一度内容物を入れて使用した後、内部を洗浄してから繰り返して使用するのが一般的である。
【０００３】
例えば、密閉型のドラム缶は、ステンレス鋼板により形成した円筒状の胴体の下端部に皿状の蓋体（地板）及び筒状のスカート（リング）を内方から手溶接又は自動溶接機で突合せ溶接すると共に、前記胴体の上端部に注入口及び換気口を形成した円板状の蓋体（天板）の外周縁部を巻き締めすることにより作製されている。
尚、胴体と蓋体及びスカートを内方から突合せ溶接するのは、胴体と蓋体との突合せ部を確実に溶接すると共に、内容物が入り込んで残存し易い環状の隙間を無くすためである。
【０００４】
しかし、密閉型のドラム缶を内方から溶接する際には、作業員がドラム缶内に入って溶接作業をしたり、或いはドラム缶内で自動溶接機の組み立てや操作等を行わなければならず、作業性や操作性等に劣ると云う問題があった。
又、内容物が残存し難い密閉型のドラム缶を作製する際には、胴体と蓋体（地板）とを突合せ溶接しなければならないため、胴体や蓋体（地板）の寸法精度や加工精度を高めなければならないうえ、精度の高いクランプ装置が必要であり、設備費が高く付くと云う問題があった。
【０００５】
一方、円周溶接の技術分野に於いては、密閉型の円筒状のタンク等を外方から溶接して作業性や操作性等を高めるようにした周溶接装置が開発され、特開平８−２２４６９３号公報（特許文献１）として公開されている。
【０００６】
即ち、前記周溶接装置は、図示していないが、エアタンクの胴部をその中心軸回りに回転自在に保持する開閉自在なクランプ台と、エアタンクの鏡板を吸着してエアタンクの胴部の端部開口部に押し付け、鏡板と胴部とをその中心軸回りに回転駆動する鏡板取付機構と、胴部の端部開口部を挾持して胴部の端部開口部の形状を保持する開閉自在な環状の形状保持部材と、胴部の端部開口部と鏡板との突合せ部を外方から周溶接する溶接トーチ等から構成されており、エアタンクの胴部をクランプ台に回転自在に保持させた後、胴部の端部開口部を形状保持部材で挾持して胴部の端部開口部の歪を直すと共に、胴部の端部開口部に鏡板取付機構により吸着したエアタンクの鏡板を押し付け、この状態で胴部と鏡板を鏡板取付機構により回転させながら、胴部と鏡板の突合せ部を溶接トーチにより外方から円周溶接するようにしたものである。
【０００７】
然し乍ら、このような構成の周溶接装置を用いて密閉型のタンクやドラム缶の溶接を行うと、作業性や操作性等は良くなるものの、加熱中の膨張及び冷却中の収縮によって溶接終了後に収縮や変形を生じ、製品の仕上り精度を著しく低下させると云う問題があった。即ち、タンクやドラム缶を外方から円周溶接すると、溶接部に比較的大きな「くびれ」が生じることになる。その結果、製品の仕上り精度を著しく低下させ、商品価値を著しく損なうと云う問題があった。特に、前記周溶接装置に於いては、エアタンクの胴部をクランプ装置や形状保持部材により外側から保持するようにしているため、溶接時の熱収縮によって前記「くびれ」がより一層顕著に現れることになる。
【特許文献１】特開平８−２２４６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、一端部が蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体との突合せ部を外方から円周溶接する際に、円筒状の胴体と皿状の蓋体の突合せ部を環状の裏当て治具により内方から保持し、当該裏当て治具により溶接時にドラム缶やタンクの溶接部の余分な熱を吸収して溶接による熱歪を抑制すると共に、ビードの溶け落ちや穴あきの防止し、又、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止し、然も、溶接終了後には蓋体に形成した注入口からドラム缶内やタンク内の裏当て治具を円滑且つスムースに取り出せるようにした円周溶接用内治具装置及びこれを用いた円周溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、一端部が液体等の注入口を形成した蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体とを突き合せてその突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に用いる円周溶接用内治具装置であって、前記円周溶接用内治具装置は、胴体の内周面に着脱自在に装着される内張り治具と、内張り治具に支持され、胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接し得ると共に、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側にシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片を揺動自在に連結して成る環状の裏当て治具と、先端部が裏当て治具に連結され、基端部が蓋体の注入口から外部へ引き出される長い索条とから成り、前記裏当て治具は、胴体と蓋体との突合せ溶接時に胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して胴体と蓋体の突合せ部を内方から保持する環状に保持固定される環状形態と、胴体と蓋体の突合せ溶接終了後に長い索条を引っ張ることにより略棒状になって蓋体の注入口から取り出される棒状形態とに亘って変形可能に構成され、又、前記内張り治具は、裏当て治具を環状形態にした後に胴体内から取り出せる構成としたことに特徴がある。
【００１０】
本発明の請求項２の発明は、裏当て治具が、胴体と蓋体の突合せ部の内方位置に円周方向へ環状に配置され、前記突合せ部の内周面に面接触状態で当接してシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片と、環状に配置された各裏当て治具片の隣接する端部同士を少なくとも一個所を除いて揺動自在に連結する連結機構と、長い索条の先端部に連結され、裏当て治具片の連結されていない個所に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片を環状形態に保持固定する楔体と、楔体を一つの裏当て治具片に遊動自在に連結する短い索条とから成り、前記楔体を裏当て治具片の連結されていない個所へ挿入したときに各裏当て治具片が胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して環状に保持固定される環状形態と、長い索条を引っ張って楔体を裏当て治具片間から引き抜いたときに環状形態が解除されて略棒状になり得る棒状形態とに亘って変形可能に構成されていることに特徴がある。
【００１１】
本発明の請求項３の発明は、各裏当て治具片が、円弧形状の本体と、本体の円弧状外周面に本体の厚み方向に一定の隙間を空けて設けられ、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝を形成すると共に、前記突合せ部近傍の内周面に面接触する銅材により形成された二枚の円弧状のバックバーとから成り、前記二枚のバックバーを本体に交換可能に取り付けたことに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項４の発明は、各裏当て治具片の本体に冷却水が流れる冷却水通路を形成すると共に、隣接する裏当て治具片の冷却水通路同士を連結ホースで連通状に接続したことに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項５の発明は、連結機構が、両端部に裏当て治具片の長手方向へ沿う長孔を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片の両端部に対向する連結板と、連結板の各長孔に夫々遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片の両端部に挿通支持される連結軸と、隣接する裏当て治具片の対向する端面に夫々形成した凹部内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片が段違い状態になるのを阻止する連結ピン及びコイルスプリングとから成ることに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項６の発明は、内張り治具が、軸部及びフランジ部を備えた金具本体と、金具本体のフランジ部に放射状で且つ回動自在に取り付けられ、先端部が胴体の内周面に圧接状態で係止される複数本の折り畳み自在な支持バーとから成り、複数本の支持バーが放射状に拡がってその先端部が胴体の内周面に圧接状態で係止されて胴体内に装着される開放位置と、複数本の支持バーが金具本体の軸部に沿う姿勢に折り畳まれて胴体内から取り出せる折り畳み位置とに亘って開閉自在に構成されていることに特徴がある。
【００１５】
本発明の請求項７の発明は、内張り治具の各支持バーを長さ調整可能に構成すると共に、各支持バーの先端部にクッション材を設けたことに特徴がある。
【００１６】
本発明の請求項８の発明は、内張り治具の各支持バーを磁性のある金属材により形成し、金具本体の軸部に各支持バーを磁力により折り畳み位置に吸着保持する永久磁石を埋設したことに特徴がある。
【００１７】
本発明の請求項９の発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８に記載の円周溶接用内治具装置を用いて、一端部が液体等の注入口を形成した蓋体により閉塞された円筒状の胴体の他端部と皿状の蓋体との突合せ部を外方から円周方向に溶接する円周溶接方法に於いて、先ず、縦向きに配置した胴体の上端部内周面に内張り治具を装着し、次に、内張り治具に裏当て治具を環状にして水平姿勢で載せると共に、当該裏当て治具をその厚み方向の略半分が胴体の上端から上方へ突出する状態で環状形態に保持させてその外周面の厚み方向の略半分を胴体の上端部内周面に圧接させ、その後、裏当て治具を支持していた内張り治具を胴体内から取り出し、そして、皿状の蓋体を胴体の上端から突出する環状形態の裏当て治具に被せて胴体と蓋体とを突き合せると共に、その突合せ部の内周面に環状の裏当て治具の外周面を面接触状態で圧接させて胴体と蓋体の突合せ部を環状形態の裏当て治具により内方から保持し、この状態で胴体と蓋体を裏当て治具と一緒に回転させながら、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側に裏当て治具からシールドガスを流しつつ、胴体と蓋体の突合せ部を溶接装置により外方から円周方向に溶接し、溶接終了後に蓋体の注入口から引き出された長い索条を引っ張って裏当て治具を棒状形態にして蓋体の注入口から取り出すようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の円周溶接用内治具装置は、次のような優れた効果を奏することができる。
（１）即ち、本発明の円周溶接用内治具装置は、胴体の内周面に着脱自在に装着される内張り治具と、内張り治具に支持されて環状形態に保持固定される裏当て治具と、裏当て治具に連結される長い索条とを備えており、胴体と蓋体の突合せ部を外方から円周溶接する際に、裏当て治具を環状形態に保持させて胴体と蓋体の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接させるようにしているため、円周溶接するときに環状の裏当て治具により溶接部が冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが防止されることになる。
又、本発明の円周溶接用内治具装置は、胴体と蓋体の溶接時に胴体と蓋体の突合せ部を環状形態に保持固定された裏当て治具により内方から保持するようにしているため、溶接部の熱歪による収縮をより確実に抑制することができると共に、胴体と蓋体は正確に突き合された状態で確実に保持され、円周溶接する際に位置ずれを起こすことなく接合されることになる。
その結果、本発明の円周溶接用内治具装置を用いて密閉型のドラム缶やタンクを作製すれば、外方から円周溶接しても、溶接部に「くびれ」や溶接欠陥が生じると云うことがなく、製品の仕上り精度や商品価値を高めることができる。
（２）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具を構成する複数の円弧形状の裏当て治具片の本体に冷却水が流れる冷却水通路を夫々形成し、隣接する裏当て治具片の冷却水通路同士を連結ホースで接続しているため、溶接時に冷却水通路を備えた裏当て治具により溶接部が確実且つ良好に冷却され、溶接部の熱歪がより抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが確実に防止されることになる。
（３）本発明の円周溶接用内治具装置は、環状の裏当て治具が胴体と蓋体の突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝を備えているため、溶接部の酸化を防止することができる。
（４）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具を構成する複数の円弧形状の裏当て治具片が、円弧形状の本体と、本体の円弧状外周面に設けた銅材により形成された二枚の円弧状のバックバーとから成り、前記二枚のバックバーを本体に交換可能に取り付ける構成としているため、長期間の使用によりバックバーのエッジ部分に溶融や腐食が発生してエッジ部分の形状が変化して最適な突合せ溶接が困難になった場合、バックバーのみを新しいバックバーに交換するだけで良い。その結果、裏当て治具全体を交換したりする必要もなく、コストの低減を図れる。又、裏当て治具のバックバーのみを熱伝導率の高い銅材により形成しているため、材料費が高くつくと云うこともない。
（５）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具が、環状に保持固定される環状形態と、略棒状になって蓋体に形成した液体等の注入口から取り出せる棒状形態とに亘って変形可能に構成されているため、溶接終了後に裏当て治具を棒状形態にすることによって、蓋体の注入口からドラム缶内やタンク内の外方へ円滑且つスムースに取り出すことができる。
（６）本発明の円周溶接用内治具装置は、複数の円弧形状の裏当て治具片を揺動自在に連結する連結機構が、両端部に裏当て治具片の長手方向へ沿う長孔を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片の両端部に対向する連結板と、連結板の長孔に夫々遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片の両端部に挿通支持された連結軸と、隣接する裏当て治具片の対向する端面に夫々形成した凹部内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片が段違い状態になるのを阻止する連結ピン及びコイルスプリングとから成るため、裏当て治具が棒状形態になったときに隣接する裏当て治具片が段違い状態になるのを阻止することができ、棒状形態になった裏当て治具を蓋体の注入口から円滑且つスムースに引き出すことができる。
（７）本発明の円周溶接用内治具装置は、裏当て治具を支持する内張り治具が金具本体と金具本体に放射状に取り付けられた開閉自在な複数本の支持バーとから成り、複数本の各支持バーを長さ調整可能に構成すると共に、各支持バーの先端部にクッション材を設けているため、各支持バーを放射状に拡げたときにその先端部が胴体の内周面に確実且つ良好に係止されると共に、胴体の内周面に傷が付くのを防止することができる。
（８）本発明の円周溶接用内治具装置は、内張り治具の各支持バーを磁性のある金属材により形成し、内張り治具の金具本体に各支持バーを磁力により折り畳み位置に吸着保持する永久磁石を埋設しているため、各支持バーを折り畳み位置で保持することができ、取扱性に優れたものとなる。
【００１９】
本発明の円周溶接用内治具装置を用いた円周溶接方法は、先ず、縦向きに配置した胴体の上端部内周面に内張り治具を装着し、次に、内張り治具に裏当て治具を環状にして水平姿勢で載せると共に、当該裏当て治具をその厚み方向の略半分が胴体の上端から上方へ突出する状態で環状形態に保持させてその外周面の厚み方向の略半分を胴体の上端部内周面に圧接させ、その後、裏当て治具を支持していた内張り治具を胴体内から取り出し、そして、皿状の蓋体を胴体の上端から突出する環状形態の裏当て治具に被せて胴体と蓋体とを突き合せると共に、その突合せ部の内周面に環状の裏当て治具の外周面を面接触状態で圧接させて胴体と蓋体の突合せ部を環状形態の裏当て治具により内方から保持し、この状態で胴体と蓋体を裏当て治具と一緒に回転させながら、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側に裏当て治具からシールドガスを流しつつ、胴体と蓋体の突合せ部を溶接装置により外方から円周方向に溶接するようにしているため、裏当て治具により溶接部の余分な熱が吸収させて溶接部が冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが防止されることになる。又、胴体と蓋体の突合せ部の内周面側にシールドガスを流しているため、溶接部の酸化を防止することができる。
更に、溶接終了後に蓋体の注入口から引き出された長い索条を引っ張って環状形態の裏当て治具を棒状形態にして蓋体の注入口から取り出せるようにしているため、裏当て治具により胴体と蓋体との突合せ部を内方から保持した状態で胴体と蓋体との突合せ部を外方から円周溶接することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置を用いて溶接によりステンレス製の密閉型のドラム缶（又はタンク）を作製する円周溶接装置の概略正面図を示し、当該円周溶接装置は、一端部（上端部）が液体や粉体等の注入口ａを形成した蓋体Ｗａ（天板）で閉塞された円筒状の胴体Ｗｂの他端部（下端部）と皿状の蓋体Ｗｃ（地板）とを突き合せると共に、その外側に筒状のスカートＷｄを被せ、前記突合せ部を外方から円周方向に溶接して密閉型のドラム缶を作製するものであり、基台１上に設けた左回転台２と、左回転台２に鉛直回転自在に支持された円盤状の左回転テーブル３と、左回転テーブル３の前面（図１に示す左回転テーブル３の右側面）に取り付けられ、皿状の蓋体Ｗｃ（地板）及び筒状のスカートＷｄを保持する地板側保持治具４と、基台１上に左回転台２と対向状に設けられ、左回転台２に対して進退移動自在な右回転台５と、左回転台２と右回転台５との間の基台１上に昇降自在且つ左回転台２に対して進退移動自在に設けた作業テーブル６と、作業テーブル６上に設けられ、一端部（上端部）が蓋体Ｗａ（天板）で閉塞された円筒状の胴体Ｗｂを水平姿勢で支持する開閉自在な材料受け７と、右回転台５に鉛直回転自在に支持された円盤状の右回転テーブル８と、右回転テーブル８の前面（図１に示す右回転テーブル８の左側面）に取り付けられ、材料受け７に支持された胴体Ｗｂの天板側端部を保持する天板側保持治具９と、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃ（地板）の突合せ部の上方位置に配設され、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を外方から円周溶接する昇降自在な溶接用トーチ１０を備えたＴＩＧ溶接装置（溶接用トーチ１０のみ図示）等から構成されている。
【００２１】
尚、ドラム缶の胴部を形成する筒状の胴体Ｗｂとドラム缶の天板を形成する蓋体Ｗａとは、予めまき締めにより結合されている。又、ドラム缶の天板を形成する蓋体Ｗａには、ドラム缶内に液体や粉体等を出し入れするための注入口ａと、換気の役目をする換気口ｂとが夫々形成されている。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置は、一端部が蓋体Ｗａ（天板）により閉塞された円筒状の胴体Ｗｂと皿状の蓋体Ｗｃ（地板）とを突き合せると共に、その突合せ部の外側に筒状のスカートＷｄを被せ、前記突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に用いるものであり、胴体Ｗｂの内周面に着脱自在に装着される内張り治具１１と、内張り治具１１に支持され、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接し得ると共に、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側にシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片２０を揺動自在に連結して成る環状の裏当て治具１２と、先端部が裏当て治具１２に連結され、基端部が蓋体Ｗａの注入口ａから外部へ引き出される長い索条１３とから成り、前記裏当て治具１２は、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃとの突合せ溶接時に胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持する環状に保持固定される環状形態（図５、図１２及び図１３参照）と、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ溶接終了後に略棒状になって蓋体Ｗａの注入口ａから取り出される棒状形態（図６参照）とに亘って変形可能に構成され、又、前記内張り治具１１は、裏当て治具１２を環状形態にした後に胴体Ｗｂ内から取り出せる構成となっている。
【００２３】
即ち、前記内張り治具１１は、図２、図３、図４及び図１１に示す如く、軸部１４ａ及びフランジ部１４ｂを備えた金具本体１４と、金具本体１４のフランジ部１４ｂに放射状で且つ回動自在に取り付けられ、先端部が胴体Ｗｂの他端部内周面に圧接状態で係止される複数本の折り畳み自在な支持バー１５とから成り、複数本の支持バー１５が放射状に拡がってその先端部が胴部の他端部内周面に圧接状態で係止されて胴部内に装着される開放位置（図１１参照）と、複数本の支持バー１５が金具本体１４の軸部１４ａに沿う姿勢に折り畳まれて胴体Ｗｂ内から取り出せる折り畳み位置（図４参照）とに亘って開閉自在に構成されている。
【００２４】
具体的には、前記金具本体１４は、アルミ合金等の金属材により一体的に形成されており、テーパ状に形成された軸部１４ａと、軸部１４ａの大径部側の外周縁部に連設されたフランジ部１４ｂとを備えている。
又、金具本体１４の軸部１４ａの先端部には、各支持バー１５を磁力により折り畳み位置に吸着保持するための永久磁石１６が埋設されている。
更に、金具本体１４のフランジ部１４ｂには、複数本の支持バー１５をフランジ部１４ｂに放射状で且つ回動自在に取り付けるための支持金具１７が等角度毎に設けられている。各支持金具１７は、一端部に二股部１７ａを有すると共に、他端部に雄ネジ部１７ｂを備えており、雄ネジ部１７ｂがフランジ部１４ｂに挿通されてナット１８により固定されている。
【００２５】
前記各支持バー１５は、基端部が金具本体１４のフランジ部１４ｂに設けた支持金具１７の二股部１７ａにピン１９により回動自在に連結され、磁性を有する鋼材等の金属材により棒状に形成された内側部材１５ａと、基端部に内側部材１５ａの先端部端面に形成した雌ネジ穴１５ａ′に移動調整自在に螺挿される雄ネジ部１５ｂ′を有し、磁性を有する鋼材等の金属材により棒状に形成された外側部材１５ｂと、外側部材１５ｂの先端部に設けられ、胴体Ｗｂの他端部内周面に圧接状態で係止されるウレタン製のクッション材１５ｃとから成り、外側部材１５ｂを雌ネジ穴１５ａ′及び雄ネジ部１５ｂ′により内側部材１５ａに対して移動調整することによって、全体の長さを調整できるように構成されている。
【００２６】
而して、前記内張り治具１１は、複数本の支持バー１５を放射状に拡げてその先端部に設けたクッション材１５ｃを胴体Ｗｂの内周面に圧接状態で係止させることにより胴体Ｗｂ内に装着される開放位置となり、又、複数本の支持バー１５を金具本体１４の軸部１４ａに沿う姿勢に折り畳むことにより胴体Ｗｂ内から取り出せる折り畳み位置となる。
【００２７】
尚、内張り治具１１の各支持バー１５は、開放位置のときには胴体Ｗｂの軸心に直交する垂直面に対して３°傾斜する傾斜姿勢でもってその先端部のクッション材１５ｃが胴体Ｗｂの内周面に圧接状態で係止されるようにその長さが調整されている（図１１（Ｂ）参照）。このようにすると、内張り治具１１は、各支持バー１５が胴体Ｗｂの内周面を突っ張った状態で胴体Ｗｂの内周面に装着されるため、胴体Ｗｂの内周面から簡単に外れると云うことがない。
又、内張り治具１１は、折り畳み位置のときに蓋体Ｗａに形成した注入口ａを通過できる大きさに形成されている。
【００２８】
一方、前記裏当て治具１２は、一端部が閉塞された胴体Ｗｂと皿状の蓋体Ｗｃとを突き合せてその外方に筒状のスカートＷｄを被せ、この状態で胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に、環状形態に保持固定されて前記胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持するものであり、又、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの溶接終了後には、棒状形態になって蓋体Ｗａに形成した注入口ａから取り出せるようにしたものである。
【００２９】
即ち、前記裏当て治具１２は、図５乃至図１０に示す如く、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内方位置に円周方向へ環状に配置され、前記突合せ部の内周面に面接触状態で当接してシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片２０と、環状に配置された各裏当て治具片２０の隣接する端部同士を少なくとも一個所を除いて揺動自在に連結する連結機構２１と、長い索条１３の先端部に連結され、裏当て治具片２０の連結されていない個所に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片２０を環状形態に保持固定する楔体２２と、楔体２２を一つの裏当て治具片２０に遊動自在に連結する短い索条２３とから成り、前記楔体２２を裏当て治具片２０の連結されていない個所へ挿入したときに各裏当て治具片２０が胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して環状に保持固定される環状形態（図５、図１２及び図１３参照）と、長い索条１３を引っ張って楔体２２を裏当て治具片２０間から引き抜いたときに環状形態が解除されて略棒状になり得る棒状形態（図６参照）とに亘って変形可能に構成されている。
この裏当て治具１２は、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃを突合せ溶接する際に、溶接部を冷却して溶接部の熱歪を抑制すると共に、ビードの溶け落ちや穴あきを防止し、又、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するものである。
【００３０】
具体的には、前記各裏当て治具片２０は、図８に示す如く、円弧形状に形成された厚肉板状のアルミ合金製の本体２０Ａと、本体２０Ａの円弧状外周面に本体２０Ａの厚み方向に一定の隙間の空けて設けられ、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝２０ａを形成すると共に、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部近傍の内周面に面接触する二枚の円弧状のバックバー２０Ｂとから成る。
又、各裏当て治具片２０の本体２０Ａには、冷却水が流れる冷却水通路２０ｂが本体２０Ａの長手方向に沿って形成されている。この冷却水通路２０ｂは、本体２０Ａの内周面に本体２０Ａの長手方向へ沿う溝を形成し、当該溝を蓋２０Ｃで閉塞してこれをネジ２０Ｄで本体２０Ａ側へ止めることにより形成されている。
更に、二枚のバックバー２０Ｂは、熱伝導性に優れた銅材（無酸素銅）により細幅板状の円弧状に形成されており、本体２０Ａに円弧状外周面に複数本の皿ビス２０Ｅにより着脱自在に取り付けられ、長期間の使用によりバックバー２０Ｂのエッジ部分に溶融や腐食が発生した場合に交換できるようになっている。二枚のバックバー２０Ｂのうち、一方のバックバー２０Ｂ（胴体Ｗｂの端部から突出する方のバックバー２０Ｂ）の外側外周面は、胴体Ｗｂの端部に突出状態で装着された裏当て治具１２に蓋体Ｗｃを被せるときに蓋体Ｗｃを円滑且つ容易に被せられるように斜めに１５°程度カットされた傾斜面に形成されている。
【００３１】
尚、この実施の形態に於いては、円弧形状の裏当て治具片２０は、八個使用されている。これら八個の裏当て治具片２０の長さは、各裏当て治具片２０を環状に配置して隣接する裏当て治具片２０の端面同士を面接触状態で当接させたときに、一個所だけ楔体２２が抜き差し自在に挿入される隙間が形成されるように設定されている。この隙間の幅は、１０ｍｍ程度に設定されている。
又、八個の裏当て治具片２０の円弧形状は、各裏当て治具片２０を環状に配置して隣接する裏当て治具片２０の端面同士を面接触状態で当接させて一個所だけ楔体２２が挿入される隙間を形成したときに、環状に配置された各裏当て治具片２０の外周面が真円状になるように設定されている。これにより、各裏当て治具片２０は、胴体Ｗｂの内周面に面接触状態で当接することになる。
更に、楔体２２が挿入される隙間を形成する隣接する裏当て治具片２０の対向する端面は、裏当て治具片２０の内周面側から外周面側へ向って漸次狭くなる傾斜面に形成されている。この傾斜面の傾斜角度は、３°に設定されている。
【００３２】
そして、八個の裏当て治具片２０は、後述する連結機構２１により四個ずつ揺動自在に連結されて直径方向で二つに分割された格好になっており、夫々両端に位置する裏当て治具片２０の一方の対向する裏当て治具片２０の端部同士は、短い索条２４（短い金属製のチェーン又は短いワイヤーロープ）で揺動自在に連結され、他方の対向する裏当て治具片２０の端部間には、楔体２２が抜き差し自在に挿入される隙間が形成されるようになっている。
又、連結機構２１により揺動自在に連結された隣接する四個の裏当て治具片２０の冷却水通路２０ｂ同士は、可撓性を有する連結ホース２５により連通状に接続されており、両端に位置する裏当て治具片２０の一方の裏当て治具片２０の冷却水通路２０ｂの一端部が冷却水の入口２０ｃになっていると共に、他方の裏当て治具片２０の冷却水通路２０ｂの一端部が冷却水の出口２０ｄとなっている。
更に、連結機構２１により揺動自在に連結された四個の裏当て治具片２０の両端に位置する裏当て治具片２０の一方の裏当て治具片２０には、ガス溝２０ａへアルゴンガス等の不活性ガスを供給するためのガス入口２０ｅが形成されている。
【００３３】
前記連結機構２１は、隣接する裏当て治具片２０が段違いにならないように隣接する裏当て治具片２０の端部同士を揺動自在に連結するものであり、図５、図６及び図１０に示す如く、両端部に裏当て治具片２０の長手方向へ沿う長孔２１ａ′を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片２０の両端部に対向する一対の連結板２１ａと、両連結板２１ａの長孔２１ａ′に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片２０の両端部に挿通支持される連結軸２１ｂと、隣接する裏当て治具片２０の対向する端面に夫々形成した凹部２１ｆ内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片２０が段違い状態になるのを阻止する連結ピン２１ｃ及びコイルスプリング２１ｄとから成る。
尚、連結板２１ａの両端部が対向する裏当て治具片２０の両端部側面には、連結機構２１を構成する部材（連結板２１ａや連結軸２１ｂ等）が裏当て治具片２０の両側面から外方へ大きく突出しないように連結板２１ａの両端部が収納される切欠部２０ｇが形成されている。これにより、各裏当て治具片２０は、隣接する裏当て治具片２０が連結機構２１により連結されていても、蓋体Ｗａの注入口ａに引っ掛かることなく、円滑且つスムースに引き出されることになる。
又、連結機構２１を設けていない両端に位置する裏当て治具片２０の端面及び両端部側面には、連結ピン２１ｃ及びコイルスプリング２１ｄを挿入するための凹部２０ｆや連結板２１ａが納まる切欠部２０ｇを形成する必要がないため、凹部２０ｆ及び切欠部２０ｇを省略している。
【００３４】
前記楔体２２は、図５乃至図７に示す如く、裏当て治具片２０の連結されていない個所（裏当て治具片２０間の隙間）に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片２０を環状形態に保持固定するものであり、楔体２２が挿入される隙間を形成する二つの裏当て治具片２０の一方の裏当て治具片２０に短い索条２３（短い金属製のチェーン又は短いワイヤーロープ）により遊動自在に連結されている。
この楔体２２の先端部の形状は、楔体２２の先端部を連結されていない裏当て治具片２０間に円滑且つスムースに挿入できて各裏当て治具片２０を環状形態に確実且つ良好に保持でき、且つ楔体２２の先端部を裏当て治具片２０間から簡単に円滑且つスムースに引き抜けるように形成されている。この実施の形態に於いては、楔体２２の先端部は、その両面が３°の傾斜角度を有する傾斜面に夫々形成されたテーパ面となっている。
又、楔体２２の先端部には、裏当て治具片２０に形成したガス溝２０ａに連通する凹状の溝２２ａが形成されている。
【００３５】
前記長い索条１３は、先端部が裏当て治具１２の楔体２２に連結されていると共に、基端部が蓋体Ｗａの注入口ａから外部へ引き出されており、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの溶接終了後に裏当て治具片２０間に挿入されている楔体２２を裏当て治具片２０間から引き抜いて裏当て治具１２の環状形態を解除すると共に、棒状形態になった裏当て治具１２を蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ取り出すものである。この実施の形態に於いては、索条１３には、金属製のむチェーンが使用されている。
【００３６】
尚、円周溶接用内治具装置の内張り治具１１及び裏当て治具１２には、直径の異なる数種類のドラム缶を作製することができるように数種類の大きさの内張り治具１１及び裏当て治具１２が用意されている。
又、裏当て治具１２の各裏当て治具片２０の長さ、幅及び厚み、楔体２２の大きさ、連結機構２１の大きさや構造等は、何れも蓋体Ｗａに形成した注入口ａを通過できる大きさや構造に設定されていることは勿論である。
【００３７】
次に、上述した円周溶接用内治具装置を用いて図１に示す円周溶接装置により一端部が注入口ａ及び換気口ｂを形成した蓋体Ｗａ（天板）により閉塞されたステンレス製の胴体Ｗｂと同じくステンレス製の皿状の蓋体Ｗｃ（地板）を円周溶接して密閉型のドラム缶を作製する場合について説明する。
尚、胴体Ｗｂ及び蓋体Ｗｃには、厚みが０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ程度のステンレスや鋼板等が使用されている。又、溶接電流、アーク長さ、胴体Ｗｂ及び蓋体Ｗｃの回転速度、シールドガスの供給量、タングステン電極棒の先端形状等の溶接条件は、胴体Ｗｂ及び蓋体Ｗｃの材質、板厚等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。
【００３８】
先ず、一端部が注入口ａ等を形成した蓋体Ｗａで閉塞された胴体Ｗｂの他端部（開放側端部）が上を向く姿勢で胴体Ｗｂを縦向きに配置し、胴体Ｗｂの上端部内周面に内張り治具１１を装着する。
即ち、内張り治具１１の各支持バー１５を放射状に広げてその先端部に設けたクッション材１５ｃを胴体Ｗｂの内周面に圧接状態で係止させ、内張り治具１１を開放位置にする。これにより、内張り治具１１は、胴体Ｗｂの上端部内周面に装着される（図１１参照）。
このとき、内張り治具１１の胴体Ｗｂへの装着位置は、胴体Ｗｂに装着された内張り治具１１に裏当て治具１２を載せたときに、裏当て治具１２の厚み方向の略半分が胴体Ｗｂの上端から上方へ突出するように設定されている。
又、胴体Ｗｂに装着された内張り治具１１は、複数本の支持バー１５が胴体Ｗｂの軸心に直交する垂直面に対して３°傾斜する傾斜姿勢となっているため、各支持バー１５が胴体Ｗｂの内周面を突っ張った状態で胴体Ｗｂの内周面に装着されることになり、胴体Ｗｂの内周面から簡単に外れると云うことがない。
【００３９】
次に、胴体Ｗｂの上端部内周面に装着した内張り治具１１に裏当て治具１２を環状にして水平姿勢で載せ、裏当て治具片２０の連結されていない個所（裏当て治具２０間の隙間）に楔体２２を挿入して裏当て治具１２を環状形態に保持固定する。これにより、裏当て治具１２の外周面の厚み方向の略半分が胴体Ｗｂの上端部内周面に面接触状態で圧接される（図１２参照）。
このとき、各裏当て治具片２０の外周面を斜めにカットしていないバックバー２０Ｂが胴体Ｗｂの上端部内周面に面接触状態で圧接される。
又、裏当て治具１２の各裏当て治具片２０は、真円の状態で環状に配置された格好になる。そのため、各裏当て治具片２０のガス溝２０ａも環状になる。この環状のガス溝２０ａに胴体Ｗｂの上端が臨むようになっている。
【００４０】
裏当て治具１２を環状形態に保持固定したら、裏当て治具１２を支持していた内張り治具１１の各支持バー１５を折り畳み、内張り治具１１を胴体Ｗｂ内から取り外すと共に、裏当て治具１２の楔体２２に連結されている長い索条１３の基端部側を蓋体Ｗａに形成した注入口ａから外方へ引き出す。
【００４１】
引き続き、地板となる皿状の蓋体Ｗｃに筒状のスカートＷｄを被せて蓋体Ｗｃ及びスカートＷｄを円周溶接装置の地板側保持治具４に保持させると共に、裏当て治具１２を装着した胴体Ｗｂを材料受け７にセットして保持させた後、作業テーブル６を上昇させて材料受け７に保持された胴体Ｗｂを地板側保持治具４に保持された蓋体Ｗｃに対向させる。
このとき、裏当て治具１２の冷却水の入口２０ｃに冷却水供給ホース（図示省略）を接続すると共に、裏当て治具片２０の冷却水の出口２０ｄに冷却水排水ホース（図示省略）を接続し、各ホースの端部を蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ引き出す。
又、裏当て治具１２のガス入口２０ｅにシールドガスを供給するシールドガス供給ホース（図示省略）を接続し、その端部を蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ引き出す。
【００４２】
その後、右回転台５を左回転台２側へ前進させて天板側保持治具９により材料受け７に保持された胴体Ｗｂの天板側を保持し、この状態で更に右回転台５を前進させて右回転テーブル８及び天板側保持治具９により胴体Ｗｂを地板側保持治具４に保持された蓋体Ｗｃ及びスカートＷｄ側へ押圧し、皿状の蓋体Ｗｃを胴体Ｗｂの一端から突出する環状形態の裏当て治具１２に被せて蓋体Ｗｃの端面と胴体Ｗｂの端面とを密着状態で突き合せる。これにより、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部は、環状形態に保持固定された裏当て治具１２により内方から保持された状態となる。
このとき、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部近傍の内周面に裏当て治具１２のバックバー２０Ｂが面接触状態で当接した状態となっている。
尚、皿状の蓋体Ｗｃを胴体Ｗｂの一端から突出する環状形態の裏当て治具１２に被せる際に、裏当て治具１２の胴体Ｗｂの端部から突出する方のバックバー２０Ｂの外周面が斜めにカットされた傾斜面に形成されているため、裏当て治具１２に蓋体Ｗｃを円滑且つスムースに被せられる。
【００４３】
胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部が裏当て治具１２により内方から保持されたら、材料受け７が胴体Ｗｂを開放して作業テーブル６が下降し、この状態で溶接装置と左回転テーブル３及び右回転テーブル８が作動して胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部が外方から円周方向に溶接される。
即ち、ＴＩＧ溶接装置の溶接用トーチ１０が下降してアークを発生させると共に、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側に環状形態の裏当て治具１２のガス溝２０ａによりシールドガスを供給しつつ、左回転テーブル３及び右回転テーブル８により胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃが一定の速度で同期的に同じ方向へ回転する。これによって、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部が外方から円周溶接される（図１３及び図１４参照）。
このとき、環状形態の裏当て治具１２が胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面に面接触状態で圧接させているため、円周溶接するときに裏当て治具１２により溶接部が冷却され、溶接部の熱歪が大幅に抑制されると共に、ビードの溶け落ちや穴あきが防止されることになる。然も、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部を内方から保持するようにしているため、溶接部の熱歪による収縮をより確実に抑制することができる。又、裏当て治具１２のガス溝２０ａから胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの突合せ部の内周面側へシールドガスを流しているため、溶接部の酸化を防止することができる。更に、裏当て治具１２の冷却水通路２０ｂに冷却水を流しているため、溶接部が確実且つ良好に冷却され、前記効果がより一層顕著に現れる。
【００４４】
そして、胴体Ｗｂと蓋体Ｗｃの円周溶接が終了すれば、左回転テーブル３及び右回転テーブル８の回転が停止されると共に、アーク、シールドガス及び冷却水がストップされてＴＩＧ溶接装置の溶接用トーチ１０が元の位置へ復帰する。
【００４５】
その後、作業テーブル６が上昇して材料受け７によりドラム缶が受け取られると共に、この状態で右回転台５が後退してドラム缶の天板側が天板側保持治具９から引き抜かれる。又、ドラム缶の地板側を手作業により地板側保持治具４から引き抜く。
【００４６】
最後に、作業テーブル６を下降させて材料受け７を開放し、材料受け７からドラム缶を取り出して注入口ａ側が上を向く姿勢で床面へ縦向きに配置し、この状態で蓋体Ｗａの注入口ａから外方へ出ている長い索条１３を引っ張って裏当て治具１２を棒状形態にし、棒状形態の裏当て治具１２を索条１３により蓋体Ｗａの注入口ａから取り出す。
即ち、蓋体Ｗａの注入口ａからドラム缶の外方へ出ている長い索条１３を引っ張ると、裏当て治具片２０の連結されていない個所（裏当て治具片２０間の隙間）に挿入されていた楔体２２が裏当て治具片２０間から引き抜かれ、裏当て治具１２の環状形態が解除される。この状態で長い索条１３を更に引っ張ると、楔体２２に短い索条２３を介して連結されている裏当て治具片２０が引っ張られると共に、この裏当て治具片２０に連結機構２１を介して順次連結されている裏当て治具片２０が引っ張られ、裏当て治具１２が棒状形態になる。その結果、裏当て治具１２を蓋体Ｗａの注入口ａから取り出すことができる（図６参照）。
【００４７】
尚、上記の実施の形態に於いては、八個の裏当て治具片２０を使用し、各裏当て治具片２０を四個ずつ連結機構２１により揺動自在に連結して裏当て治具１２を直径方向に二分割する構成としたが、全ての裏当て治具片２０を連結機構２１により順次揺動自在に連結し、両端に位置する裏当て治具片２０間に楔体２２が抜き差し自在に挿入される空間を形成するようにしても良い。
【００４８】
上記の実施の形態に於いては、八個の裏当て治具片２０を使用するようにしたが、裏当て治具片２０の数は上記の実施の形態に係るものに限定されるものではなく、八個以下又は八個以上の裏当て治具片２０を使用するようにしても良い。この場合には、各裏当て治具片２０の長さ等は裏当て治具片２０の数に応じて変わることは勿論である。
【００４９】
上記実施の形態に於いては、長い索条１３に金属製のチェーンを使用するようにしたが、他の実施の形態に於いては、長い索条１３にワイヤーロープを使用するようにしても良い。
【００５０】
上記実施の形態に於いては、連結機構２１を連結板２１ａ、連結軸２１ｂ、連結ピン２１ｃ及びコイルスプリング２１ｄ等から構成したが、連結機構２１は上記実施の形態に係るものに限定されるものではなく、隣接する裏当て治具片２０の端部同士を揺動自在に連結し且つ隣接する裏当て治具片２０が段違い状態になるのを阻止することができれば、如何なる構造のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置を用いて密閉型のドラム缶を作製する場合に使用する円周溶接装置の概略正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る円周溶接用内治具装置の内張り治具を示し、開いた状態の内張り治具の一部省略正面図である。
【図３】同じく開いた状態の内張り治具の一部省略縦断面図である。
【図４】折り畳んだ状態の内張り治具の縦断面図である。
【図５】円周溶接用内治具装置の裏当て治具を示し、環状形態に保持された裏当て治具の正面図である。
【図６】棒状形態になった裏当て治具の一部省略正面図である
【図７】環状形態に保持された裏当て治具の側面図である。
【図８】裏当て治具の裏当て治具片を示し、（Ａ）は裏当て治具片の正面図、（Ｂ）は裏当て治具片の平面図、（Ｃ）は裏当て治具片の底面図、（Ｄ）は裏当て治具片の縦断面図である。
【図９】裏当て治具片を環状に配置した状態の正面図である。
【図１０】裏当て治具の連結機構を示し、（Ａ）は連結機構の正面図、（Ｂ）は連結機構の底面図、（Ｃ）は連結機構の縦断面図である。
【図１１】胴体の端部内周面に内張り治具を装着した状態を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図１２】内張り治具に裏当て治具を載せ、裏当て治具を環状形態に保持固定した状態を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその縦断面図である。
【図１３】円周溶接装置及び裏当て治具を用いて円筒状の胴体と皿状の蓋体及び筒状のスカートを円周溶接する状態の一部省略縦断面図である。
【図１４】図１３の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１は内張り治具、１２は裏当て治具、１３は長い索条、１４は金具本体、１４ａは金具本体の軸部、１４ｂは金具本体のフランジ部、１５は支持バー、１５ｃは支持バーのクッション材、１６は永久磁石、２０は裏当て治具片、２０Ａは裏当て治具片の本体、２０Ｂは裏当て治具片のバックバー、２０ａは裏当て治具片のガス溝、２０ｂは裏当て治具片の冷却水通路、２１は連結機構、２１ａは連結板、２１ａ′は連結板の長孔、２１ｂは連結軸、２１ｃは連結ピン、２１ｄはコイルスプリング、２２は楔体、２３は短い索条、２５は連結ホース、Ｗａは天板側の蓋体、Ｗｂは胴体、Ｗｃは地板側の蓋体、ａは注入口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が液体等の注入口（ａ）を形成した蓋体（Ｗａ）により閉塞された円筒状の胴体（Ｗｂ）の他端部と皿状の蓋体（Ｗｃ）とを突き合せてその突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に用いる円周溶接用内治具装置であって、前記円周溶接用内治具装置は、胴体（Ｗｂ）の内周面に着脱自在に装着される内張り治具（１１）と、内張り治具（１１）に支持され、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接し得ると共に、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面側にシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片（２０）を揺動自在に連結して成る環状の裏当て治具（１２）と、先端部が裏当て治具（１２）に連結され、基端部が蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から外部へ引き出される長い索条（１３）とから成り、前記裏当て治具（１２）は、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）との突合せ溶接時に胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部を内方から保持する環状に保持固定される環状形態と、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ溶接終了後に長い索条（１３）を引っ張ることにより略棒状になって蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から取り出される棒状形態とに亘って変形可能に構成され、又、前記内張り治具（１１）は、裏当て治具（１２）を環状形態にした後に胴体（Ｗｂ）内から取り出せる構成としたことを特徴とする円周溶接用内治具装置。
【請求項２】
裏当て治具（１２）は、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内方位置に円周方向へ環状に配置され、前記突合せ部の内周面に面接触状態で当接してシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片（２０）と、環状に配置された各裏当て治具片（２０）の隣接する端部同士を少なくとも一個所を除いて揺動自在に連結する連結機構（２１）と、長い索条（１３）の先端部に連結され、裏当て治具片（２０）の連結されていない個所に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片（２０）を環状形態に保持固定する楔体（２２）と、楔体（２２）を一つの裏当て治具片（２０）に遊動自在に連結する短い索条（２３）とから成り、前記楔体（２２）を裏当て治具片（２０）の連結されていない個所へ挿入したときに各裏当て治具片（２０）が胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して環状に保持固定される環状形態と、長い索条（１３）を引っ張って楔体を裏当て治具片（２０）間から引き抜いたときに環状形態が解除されて略棒状になり得る棒状形態とに亘って変形可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項３】
各裏当て治具片（２０）は、円弧形状の本体（２０Ａ）と、本体（２０Ａ）の円弧状外周面に本体（２０Ａ）の厚み方向に一定の隙間を空けて設けられ、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝（２０ａ）を形成すると共に、前記突合せ部近傍の内周面に面接触する銅材により形成された二枚の円弧状のバックバー（２０Ｂ）とから成り、前記二枚のバックバー（２０Ｂ）を本体（２０Ａ）に交換可能に取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項４】
各裏当て治具片（２０）の本体（２０Ａ）に冷却水が流れる冷却水通路（２０ｂ）を形成すると共に、隣接する裏当て治具片（２０）の冷却水通路（２０ｂ）同士を連結ホース（２５）で連通状に接続したことを特徴とする請求項３に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項５】
連結機構（２１）は、両端部に裏当て治具片（２０）の長手方向へ沿う長孔（２１ａ′）を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片（２０）の両端部に対向する連結板（２１ａ）と、連結板（２１ａ）の各長孔（２１ａ′）に夫々遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片（２０）の両端部に挿通支持される連結軸（２１ｂ）と、隣接する裏当て治具片（２０）の対向する端面に夫々形成した凹部（２０ｆ）内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片（２０）が段違い状態になるのを阻止する連結ピン（２１ｃ）及びコイルスプリング（２１ｄ）とから成ることを特徴とする請求項２に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項６】
内張り治具（１１）は、軸部（１４ａ）及びフランジ部（１４ｂ）を備えた金具本体（１４）と、金具本体（１４）のフランジ部（１４ｂ）に放射状で且つ回動自在に取り付けられ、先端部が胴体（Ｗｂ）の内周面に圧接状態で係止される複数本の折り畳み自在な支持バー（１５）とから成り、複数本の支持バー（１５）が放射状に拡がってその先端部が胴体（Ｗｂ）の内周面に圧接状態で係止されて胴体（Ｗｂ）内に装着される開放位置と、複数本の支持バー（１５）が金具本体（１４）の軸部（１４ａ）に沿う姿勢に折り畳まれて胴体（Ｗｂ）内から取り出せる折り畳み位置とに亘って開閉自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項７】
内張り治具（１１）の各支持バー（１５）を長さ調整可能に構成すると共に、各支持バー（１５）の先端部にクッション材（１５ｃ）を設けたことを特徴とする請求項６に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項８】
内張り治具（１１）の各支持バー（１５）を磁性のある金属材により形成し、金具本体（１４）の軸部（１４ａ）に各支持バー（１５）を磁力により折り畳み位置に吸着保持する永久磁石（１６）を埋設したことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項９】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８に記載の円周溶接用内治具装置を用いて、一端部が液体等の注入口（ａ）を形成した蓋体（Ｗａ）により閉塞された円筒状の胴体（Ｗｂ）の他端部と皿状の蓋体（Ｗｃ）との突合せ部を外方から円周方向に溶接する円周溶接方法に於いて、先ず、縦向きに配置した胴体（Ｗｂ）の上端部内周面に内張り治具（１１）を装着し、次に、内張り治具（１１）に裏当て治具（１２）を環状にして水平姿勢で載せると共に、当該裏当て治具（１２）をその厚み方向の略半分が胴体（Ｗｂ）の上端から上方へ突出する状態で環状形態に保持させてその外周面の厚み方向の略半分を胴体（Ｗｂ）の上端部内周面に圧接させ、その後、裏当て治具（１２）を支持していた内張り治具（１１）を胴体（Ｗｂ）内から取り出し、そして、皿状の蓋体（Ｗｃ）を胴体（Ｗｂ）の上端から突出する環状形態の裏当て治具（１２）に被せて胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）とを突き合せると共に、その突合せ部の内周面に環状の裏当て治具（１２）の外周面を面接触状態で圧接させて胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部を環状形態の裏当て治具（１２）により内方から保持し、この状態で胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）を裏当て治具（１２）と一緒に回転させながら、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面側に裏当て治具（１２）からシールドガスを流しつつ、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部を溶接装置により外方から円周方向に溶接し、溶接終了後に蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から引き出された長い索条（１３）を引っ張って裏当て治具（１２）を棒状形態にして蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から取り出すようにしたことを特徴とする円周溶接用内治具置を用いた円周溶接方法。
【請求項１】
一端部が液体等の注入口（ａ）を形成した蓋体（Ｗａ）により閉塞された円筒状の胴体（Ｗｂ）の他端部と皿状の蓋体（Ｗｃ）とを突き合せてその突合せ部を外方から円周方向に溶接する際に用いる円周溶接用内治具装置であって、前記円周溶接用内治具装置は、胴体（Ｗｂ）の内周面に着脱自在に装着される内張り治具（１１）と、内張り治具（１１）に支持され、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接し得ると共に、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面側にシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片（２０）を揺動自在に連結して成る環状の裏当て治具（１２）と、先端部が裏当て治具（１２）に連結され、基端部が蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から外部へ引き出される長い索条（１３）とから成り、前記裏当て治具（１２）は、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）との突合せ溶接時に胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部を内方から保持する環状に保持固定される環状形態と、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ溶接終了後に長い索条（１３）を引っ張ることにより略棒状になって蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から取り出される棒状形態とに亘って変形可能に構成され、又、前記内張り治具（１１）は、裏当て治具（１２）を環状形態にした後に胴体（Ｗｂ）内から取り出せる構成としたことを特徴とする円周溶接用内治具装置。
【請求項２】
裏当て治具（１２）は、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内方位置に円周方向へ環状に配置され、前記突合せ部の内周面に面接触状態で当接してシールドガスを流す複数の円弧形状の裏当て治具片（２０）と、環状に配置された各裏当て治具片（２０）の隣接する端部同士を少なくとも一個所を除いて揺動自在に連結する連結機構（２１）と、長い索条（１３）の先端部に連結され、裏当て治具片（２０）の連結されていない個所に抜き差し自在に挿入されて環状に配置された各裏当て治具片（２０）を環状形態に保持固定する楔体（２２）と、楔体（２２）を一つの裏当て治具片（２０）に遊動自在に連結する短い索条（２３）とから成り、前記楔体（２２）を裏当て治具片（２０）の連結されていない個所へ挿入したときに各裏当て治具片（２０）が胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面に面接触状態で圧接して環状に保持固定される環状形態と、長い索条（１３）を引っ張って楔体を裏当て治具片（２０）間から引き抜いたときに環状形態が解除されて略棒状になり得る棒状形態とに亘って変形可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項３】
各裏当て治具片（２０）は、円弧形状の本体（２０Ａ）と、本体（２０Ａ）の円弧状外周面に本体（２０Ａ）の厚み方向に一定の隙間を空けて設けられ、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面側へシールドガスを流すガス溝（２０ａ）を形成すると共に、前記突合せ部近傍の内周面に面接触する銅材により形成された二枚の円弧状のバックバー（２０Ｂ）とから成り、前記二枚のバックバー（２０Ｂ）を本体（２０Ａ）に交換可能に取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項４】
各裏当て治具片（２０）の本体（２０Ａ）に冷却水が流れる冷却水通路（２０ｂ）を形成すると共に、隣接する裏当て治具片（２０）の冷却水通路（２０ｂ）同士を連結ホース（２５）で連通状に接続したことを特徴とする請求項３に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項５】
連結機構（２１）は、両端部に裏当て治具片（２０）の長手方向へ沿う長孔（２１ａ′）を有し、当該両端部が隣接する裏当て治具片（２０）の両端部に対向する連結板（２１ａ）と、連結板（２１ａ）の各長孔（２１ａ′）に夫々遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片（２０）の両端部に挿通支持される連結軸（２１ｂ）と、隣接する裏当て治具片（２０）の対向する端面に夫々形成した凹部（２０ｆ）内に遊嵌状態で挿入され、隣接する裏当て治具片（２０）が段違い状態になるのを阻止する連結ピン（２１ｃ）及びコイルスプリング（２１ｄ）とから成ることを特徴とする請求項２に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項６】
内張り治具（１１）は、軸部（１４ａ）及びフランジ部（１４ｂ）を備えた金具本体（１４）と、金具本体（１４）のフランジ部（１４ｂ）に放射状で且つ回動自在に取り付けられ、先端部が胴体（Ｗｂ）の内周面に圧接状態で係止される複数本の折り畳み自在な支持バー（１５）とから成り、複数本の支持バー（１５）が放射状に拡がってその先端部が胴体（Ｗｂ）の内周面に圧接状態で係止されて胴体（Ｗｂ）内に装着される開放位置と、複数本の支持バー（１５）が金具本体（１４）の軸部（１４ａ）に沿う姿勢に折り畳まれて胴体（Ｗｂ）内から取り出せる折り畳み位置とに亘って開閉自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項７】
内張り治具（１１）の各支持バー（１５）を長さ調整可能に構成すると共に、各支持バー（１５）の先端部にクッション材（１５ｃ）を設けたことを特徴とする請求項６に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項８】
内張り治具（１１）の各支持バー（１５）を磁性のある金属材により形成し、金具本体（１４）の軸部（１４ａ）に各支持バー（１５）を磁力により折り畳み位置に吸着保持する永久磁石（１６）を埋設したことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の円周溶接用内治具装置。
【請求項９】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８に記載の円周溶接用内治具装置を用いて、一端部が液体等の注入口（ａ）を形成した蓋体（Ｗａ）により閉塞された円筒状の胴体（Ｗｂ）の他端部と皿状の蓋体（Ｗｃ）との突合せ部を外方から円周方向に溶接する円周溶接方法に於いて、先ず、縦向きに配置した胴体（Ｗｂ）の上端部内周面に内張り治具（１１）を装着し、次に、内張り治具（１１）に裏当て治具（１２）を環状にして水平姿勢で載せると共に、当該裏当て治具（１２）をその厚み方向の略半分が胴体（Ｗｂ）の上端から上方へ突出する状態で環状形態に保持させてその外周面の厚み方向の略半分を胴体（Ｗｂ）の上端部内周面に圧接させ、その後、裏当て治具（１２）を支持していた内張り治具（１１）を胴体（Ｗｂ）内から取り出し、そして、皿状の蓋体（Ｗｃ）を胴体（Ｗｂ）の上端から突出する環状形態の裏当て治具（１２）に被せて胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）とを突き合せると共に、その突合せ部の内周面に環状の裏当て治具（１２）の外周面を面接触状態で圧接させて胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部を環状形態の裏当て治具（１２）により内方から保持し、この状態で胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）を裏当て治具（１２）と一緒に回転させながら、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部の内周面側に裏当て治具（１２）からシールドガスを流しつつ、胴体（Ｗｂ）と蓋体（Ｗｃ）の突合せ部を溶接装置により外方から円周方向に溶接し、溶接終了後に蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から引き出された長い索条（１３）を引っ張って裏当て治具（１２）を棒状形態にして蓋体（Ｗａ）の注入口（ａ）から取り出すようにしたことを特徴とする円周溶接用内治具置を用いた円周溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−８２９２９（Ｐ２００９−８２９２９Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５２２７７（Ｐ２００７−２５２２７７）
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（３９１０１８０１９）ＪＦＥコンテイナー株式会社 (15)
【出願人】（５０１４２３８６１）ＪＦＥ協和容器株式会社 (4)
【出願人】（５９１２８６８２３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（３９１０１８０１９）ＪＦＥコンテイナー株式会社 (15)
【出願人】（５０１４２３８６１）ＪＦＥ協和容器株式会社 (4)
【出願人】（５９１２８６８２３）
【Ｆターム（参考）】
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