(57)【要約】【課題】  パイプを布設できるか否かを予め判定する。また、正確にしかも容易に既設パイプに対して新設パイプを斜めに傾けて接続する。【解決手段】  既設パイプの端縁にて着脱自在に装着させる装着体２と、前記装着体２に対して所定角の範囲内で回転可能に支持された取付具５と、この取付具５に取り付けられた複数のレーザ照射手段６，８とを備え、照射するレーザの進行方向が互いに一定の角度をなして進行するようにレーザ照射手段６，８を前記取付具５に取り付け、第一レーザ照射手段６が、接続しようとする前記新設パイプの接続方向に向けてレーザを照射し、第二レーザ照射手段８が、既設パイプの周面において、前記装着体の装着された部位と対向する位置に向けて前記レーザを照射するようにセットする。【選択図】      図１
2005106243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設パイプに別の新設パイプを接続する際に使用されるパイプ布設用計測装置であって、
既設パイプの軸方向端縁にてこの既設パイプに着脱自在に装着させる装着体と、前記装着体に対して所定角の範囲内で回転可能に支持された取付具と、この取付具に取り付けられた複数のレーザ照射手段とを備え、
前記レーザ照射手段は、照射するレーザの進行方法が互いに一定の角度をなして進行するように前記取付具に取り付けられ、前記レーザ照射手段の１つである第一レーザ照射手段は、前記既設パイプに接続しようとする前記新設パイプの接続方向に向けてレーザを照射し、他のレーザ照射手段である第二レーザ照射手段は、既設パイプの周面において、前記装着体の装着された部位と対向する位置に向けて前記レーザを照射することを特徴とするパイプ布設用計測装置。
【請求項２】
前記第一レーザ照射手段のレーザ照射方向と、前記第二レーザ照射手段のレーザ照射方向とが、互いに直角をなしていることを特徴とする請求項１に記載のパイプ布設用計測装置。
【請求項３】
前記第一レーザ照射手段は、前記既設パイプの半径方向に関し、前記新設パイプの外周面に対応する位置にレーザを照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパイプ布設用計測装置。
【請求項４】
既設パイプの軸方向端縁に別の新設パイプを接続するパイプの布設方法であって、
前記既設パイプの軸方向端縁にて周面の所定位置に少なくとも２つのレーザ照射手段を取り付け、１つのレーザ照射手段のレーザ照射方向と他のレーザ照射手段のレーザ照射方向とのなす角を直角に保ちつつ、これらレーザ照射手段を所定角度の範囲内で回転させ、
前記１つのレーザ照射手段のレーザ照射方向を、前記新設パイプの接続方向に一致させ、照射されたレーザの状態を測定して、新設パイプの布設が可能か否かを判断することを特徴とするパイプの布設方法。
【請求項５】
前記他のレーザ照射手段からは、前記既設パイプの周面における、このレーザ照射手段の取付部位と対向する側にレーザを照射し、
前記１つのレーザ照射手段のレーザ照射方向が前記接続方向に一致された際に、前記他のレーザ照射手段から照射されるレーザの照射地点と、これら二つのレーザ照射手段の取り付け位置とを結ぶ線で前記既設パイプを切断し、
切断後の前記既設パイプの断面に前記新設パイプを接続することを特徴とする請求項４に記載のパイプの布設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削溝等にパイプを布設する際に使用する、パイプ布設用計測装置及びこれを用いたパイプの布設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、掘削溝などにパイプを布設する際、既設パイプに曲尺と水糸を当て、この既設パイプに接続しようとする新設パイプの接続方向に水糸を延ばし、水糸の延びる方向に障害物などがあるか否か確認して、新設パイプを布設できるか否かを判断していた。また、新設パイプを既設パイプに対して斜めに傾けて接続する場合、既設パイプと掘削溝終点とを結ぶように水糸を張り、この水糸の当てられた曲尺と既設パイプ先端との距離を計測し、計測結果に対応した角度だけ既設パイプの端部を切断していた。
【０００３】
近年、施工の効率化等を図るため、水糸に代え、レーザを照射する手法が使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１に示された手法では、レーザ照準器及び水準器を備えた測定器本体と、この測定器本体に取り付けられた管径ガイドとを備えた装置を利用して、パイプの管芯および高さを測定する技術が開示されている。この装置では、布設パイプの管芯を布設パイプ上から、あるいは布設パイプの管内から割り出し、布設パイプと平行に延びる水糸からの距離を測定する作業と、レーザ照準器を用いて開削位置を指示させながら路面を開削してパイプを布設する作業とを単一の機器を使用している。
【０００５】
また、特許文献２には、パイプを布設するに当たり、既設パイプの軸方向一端部にレーザビーム発振器を設けると共に、既設パイプに接続させる新設パイプの端面にレーザビームを受光する受光部を設け、これらを利用して布設の精度を向上させる手法が示されている。より詳細には、新設パイプの一端側に透過部を有する第１ターゲットを設けと共に、他端側に受光部を有する第２ターゲットを設ける。そして、レーザビーム発振器からレーザビームを照射し、照射されたレーザビームが第１ターゲットの透過部を透過し、さらに第２ターゲットの受光部に照射されるように、新設パイプを移動させている。これにより、パイプラインの位置決め等を行っている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８９６３７号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の特許文献１に開示の手法では、レーザ照射の他、水糸を使用する。このため、水糸を張る段取り時間が発生し、作業効率の低下を招いてしまう。一旦水糸を張り終えた場合でも、水平方向及び垂直方向の確認をした結果、ズレが生じていた場合には、水糸を張り直す必要がある。また、張り終えた水糸に弛みが生じると、誤差が生じる等の不都合がある。
【０００８】
一方、特許文献２に開示の手法では、既設パイプに新設パイプを直線的に接続させる場合には使用することができるが、新設パイプの軸方向を既設パイプの軸方向に対して傾けて接続する際にこの手法を用いることはことはできない。ましてや、既設パイプをどの程度傾けて切断すればよいのか、その切断寸法を計測することはできない。また、この手法では、既設パイプに接続させる新設パイプを予め掘削溝の内部に降ろしておかなければならない。このため、掘削された溝に新設パイプを挿入して布設できるか否か自体の判断はできない。
【０００９】
そこで、本発明では、パイプを布設する際に、既設パイプに接続させる新設パイプを接続することが可能か否かの判断を容易に行え、しかも、既設パイプの軸方向に対して新設パイプの軸方向を斜めに傾けて接続する場合に既設パイプをどの程度切断すれば良いのかの計測を容易に行うことができるパイプ布設用計測装置及びこれを用いた布設方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明では、既設パイプに別の新設パイプを接続する際に使用されるパイプ布設用計測装置であって、既設パイプの軸方向端縁にてこの既設パイプに着脱自在に装着させる装着体と、前記装着体に対して所定角の範囲内で回転可能に支持された取付具と、この取付具に取り付けられた複数のレーザ照射手段とを備え、前記レーザ照射手段は、照射するレーザの進行方向が互いに一定の角度をなして進行するように前記取付具に取り付けられ、前記レーザ照射手段の１つである第一レーザ照射手段は、前記既設パイプに接続しようとする前記新設パイプの接続方向に向けてレーザを照射し、他のレーザ照射手段である第二レーザ照射手段は、既設パイプの周面において、前記装着体の装着された部位と対向する位置に向けて前記レーザを照射するパイプ布設用計測装置を採用した。
【００１１】
本発明によれば、先ず、第一レーザ照射手段が照射するレーザにより新設パイプを布設しようとする位置に掘削残留部があるか否かの確認をきわめて容易に行うことができる。また、屈折する掘削溝等にパイプを布設する際に、第一レーザ照射手段から照射されるレーザを布設しようとする新設パイプの軸方向に一致させ、取付具の回転させる角度を確認する。そして、取付具の回転に伴い、第二レーザ照射体から照射されるレーザを既設パイプの軸方向端縁に対して所定の角度傾けて進行させることができる。これにより、パイプ布設用計測装置の取付部とレーザの照射先から得られる所定の地点とを結ぶ線で既設パイプを切断し、この切断面に新設パイプを接続して所定の角度傾けて新設パイプを布設できる。
【００１２】
なお、上記パイプ布設用計測装置において、前記第一レーザ照射手段のレーザ照射方向と、前記第二レーザ照射手段のレーザ照射方向とが、互いに直角をなすようにすれば、第二レーザ照射体から照射されたレーザの照射先をそのまま使用して既設パイプの切断を行うことができる。
【００１３】
また、上記パイプ布設用計測装置において、前記第一レーザ照射手段は、前記既設パイプの半径方向に関し、前記新設パイプの外周面に対応する位置にレーザを照射することで、新設パイプの径に対応する位置に布設の妨げとなる障害物があるか否かを確実に確認することができる。
【００１４】
また、本発明では、既設パイプの軸方向端縁に別の新設パイプを接続するパイプの布設方法であって、前記既設パイプの軸方向端縁にて周面の所定位置に少なくとも２つのレーザ照射手段を取り付け、１つのレーザ照射手段のレーザ照射方向と他のレーザ照射手段のレーザ照射方向とのなす角を直角に保ちつつ、これらレーザ照射手段を所定角度の範囲内で回転させ、前記１つのレーザ照射手段のレーザ照射方向を、前記新設パイプの接続方向に一致させ、照射されたレーザの状態を測定して、新設パイプの布設が可能か否かを判断するパイプの布設方法を採用した。
【００１５】
かかる布設方法によれば、新設パイプの布設位置に掘削残留部等の障害物があるか否かの確認を容易に行える。このため、布設の手間暇を大幅に削減できる。
【００１６】
また、前記他のレーザ照射手段からは、前記既設パイプの周面における、このレーザ照射手段の取付部位と対向する側にレーザを照射し、前記１つのレーザ照射手段のレーザ照射方向が前記接続方向に一致された際に、前記他のレーザ照射手段から照射されるレーザの照射地点と、これら二つのレーザ照射手段の取り付け位置とを結ぶ線で前記既設パイプを切断し、切断後の前記既設パイプの断面に前記新設パイプを接続する。
【００１７】
この方法により、新設パイプが布設される掘削溝等が屈折している場合、新設パイプの軸方向を既設パイプの軸方向に対して、傾けて、屈折溝に沿わせてパイプを容易に布設できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、既設パイプに新設パイプを接続するようにして、掘削溝等に布設するにあたり、新設パイプが布設される既設パイプの先方に障害物があるか否かを予め確認することができる。このため、パイプの布設を効率よく行える。
【００１９】
また、パイプが布設される掘削溝等に屈折部が存在する場合、屈折部分にて、既設パイプの軸方向に対して新設パイプの軸方向を傾け、容易に既設パイプと新設パイプとを接続させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態にかかるパイプ布設用計測装置であるレーザ計測装置１を示している。このレーザ計測装置１は、掘削溝２０内で、パイプをその軸方向に接続して布設する際にパイプ同士の接続を支援するために使用するものである。レーザ計測装置１は、ボックス状に形成された装着体２と、装着体２の前面２ａから２枚の平板３ａ，３ａが平行をなして張り出す支持ブラケット３と、この支持ブラケット３に対して鉛直方向に回転可能に支持されたＬ字状の取付具５とを備えている。また、Ｌ字状に形成された取付具５の各アーム５ａ，５ｂには、レーザビームを照射するレーザ照射体６，８がそれぞれ取り付けられている。
【００２２】
ボックス状に形成された装着体２は、布設するパイプの周面に当該レーザ計測装置１を着脱自在に装着させるものであり、装着体２の下面には、磁力がＯＮ・ＯＦＦされるマグネット（不図示）が取り付けられている。装着体２の背面２ｂには、装着体２に対して、所定角の範囲内で回転可能なつまみ１２が設けられており、マグネットの磁力のＯＮ・ＯＦＦは、このつまみ１２を回転させることで行われる。また、装着体２の上面には、レーザビームの照射をＯＮ・ＯＦＦさせるためのスイッチボックス１０が取り付けられている。
【００２３】
装着体２の前面２ａには、支持ブラケット３が装着体２の前方に向けて張り出すようにして設けられている。この支持ブラケット３は、矩形状に形成された２枚の平板３ａ，３ａが所定の間隔だけ離されて、相互に平行をなすようにして設けられている。支持ブラケット３をなす平板３ａ，３ａには支持孔がそれぞれ形成されており、これらの支持孔には、取付具５を支持ブラケット３に支持させるための支持ピン４が取り付けられている。
【００２４】
この支持ブラケット３に対して回転可能な取付具５は、２本のアーム５ａ，５ｂが交わっている基部が支持ピン４によって支持されている。取付具５を構成している２本のアーム５ａ，５ｂは相互に直角をなしており、一方のアーム５ａは、その先端が前方に向けて延びており、他方のアーム５ｂはその先端が装着体２より下方に向けて延びている。この取付具５は、２本のアーム５ａ，５ｂが相互に直角を維持したまま支持ピン４を軸に、鉛直方向において所定角に範囲で回転可能になっている。なお、取付具５を支持ブラケット３に支持させている支持ピン４には、ロック機構が設けられており、取付具５を所望の回転角の位置で保持することができるようになっている。
【００２５】
そして、取付具５の各アーム５ａ，５ｂに取り付けられているレーザビームを照射するレーザ照射体６，８は、矩形状に形成されたボディ６ａ，８ａと、ボディ６ａ，８ａの先端に設けられ、レーザビームを前方に向けて照射する円筒状の照射口７，９とをそれぞれ備えている。また、ボディ６ａ，８ａの後端面には、ボディの内部に挿入させる配線挿入口６ｂ，８ｂが設けられている。ボディ６ａ，８ａの内部に挿入される配線１１は、装着体２の上面に取り付けられたスイッチボックス１０とそれぞれ接続されている。
【００２６】
かかる構成を有するレーザ計測装置１は、以下のように使用される。
【００２７】
図３〜図５は、掘削溝２０に布設された既設パイプ３０の軸方向の端縁に別の新設パイプ３１を接続する際に、掘削溝２０の所定位置に新設パイプ３１を挿入して接続できるか否かを判断することに使用する態様を示すものである。これら図３〜図５に示すように、レーザ計測装置１は、既設パイプ３０の軸方向の端縁にて既設パイプ３０の外周面に装着される。装着体２の背面２ｂに設けられたＯＮ・ＯＦＦ用のつまみ１２を、予めＯＦＦ側に回しておき、装着体２の底面を既設パイプ３０の外周面に当て、ＯＮ・ＯＦＦ用のつまみ１２を、ＯＮ側に回すことで装着させる。この際、装着体２に取り付けられた支持ブラケット３は、新設パイプ３１の取付側に向けて既設パイプ３０の端縁から張り出すように装着される。
【００２８】
そして、支持ブラケット３に支持されているＬ字状の取付具５は、その一方のアーム５ａが既設パイプ３０の軸方向と平行に向けられ、他方のアーム５ｂが既設パイプ３０の周面において、このレーザ計測装置１の取り付け位置と対向する側に向けられる。なお、この向きに取付具５が保持されていない場合には、取付具５を支持ブラケット３に対して回転させ、適切な向きでロックする。
【００２９】
この位置で取付具５がロックされると、先方に向けて延びるアーム５ａに取り付けられた第一レーザ照射体６は、既設パイプ３０の半径方向において、既設パイプ３０の外周面とほぼ面一の位置に保持される。このため第一レーザ照射体６から照射されるレーザビーム４０は、接続しようとする新設パイプ３１の外周面とほぼ同位置に沿って掘削溝２０の前方に向けて照射される。一方、既設パイプ３０の周面側に向け延びるアーム５ｂに取り付けられた第二レーザ照射体８は、既設パイプ３０の端縁と面一となるように配置される。このため、第二レーザ照射体８から照射されるレーザビーム４１は、対向する周面の端縁に向けられる。
【００３０】
以上のようにレーザ計測装置１が既設パイプ３０に装着されると、予め新設パイプ３１を布設しようとしていた所定の位置に、新設パイプ３１をセットできるか否かが判定される。まず、装着体２に取り付けられたスイッチボックス１０をＯＮして、第一レーザ照射体６及び第二レーザ照射体８からレーザビーム４０，４１を照射させる。この図３に示す例では、掘削不足のため、第一レーザ照射体６から照射されたレーザビーム４０は、掘削溝２０の先端部に到達することなく、途中の掘削残留部２１で遮られている。このように、照射されたレーザビーム４０をセンサー、或いは目視により観測することで、新設パイプ３１を掘削溝２０に挿入する前の段階で、事前に掘削残留部２１の存在を確認することができる。
【００３１】
次いで、図４に示すように、確認された掘削残留部２１を除去し、新設パイプ３１を所定の位置にセットできる状態とする。掘削残留部２１が除去されたか否かは、第一レーザ照射体６から照射されたレーザビーム４０が掘削溝２０の先端部２２に到達した否かを確認することで行う。なお、掘削溝２０の先端部２２が、これから布設しようとしている新設パイプ３１の近傍になく、既設パイプ３０の遙か先方に存在する場合、レーザビーム４０が掘削溝２０の先端部２２に到達したか否かを確認することは不便である。この場合、既設パイプ３０の端縁から新設パイプ３１の長さに相当する位置に標的を設け、この標的にレーザビーム４０が到達したか否かを確認するようにしても良い。なお、掘削残留部２１を除去する作業は、その掘削溝２０の状況にもよるが、スコップを使用した人手による作業を行ってもよく、油圧ショベル等の重機を使用しても構わない。
【００３２】
掘削残留部２１を除去した後、図５に示すように、レーザ計測装置１を既設パイプ３０から取り外し、掘削溝２０に新設パイプ３１を挿入する。挿入された新設パイプ３１は、その端縁が既設パイプ３０の端縁に突き合わされる。端縁同士が突き合わされた後、各パイプ３０，３１の端縁同士が溶接されて、両者３０，３１が接続される。
【００３３】
次に図６〜図９を参照して、既設パイプ３０の軸方向に対して新設パイプ３１の軸方向を斜めに傾けてパイプを布設する際に、既設パイプ３０の端部をどの程度傾けて切断すればよいのかを計測する際の使用方法に関して説明する。
【００３４】
図６は、既設パイプ３０が布設された掘削溝２０ａと、これから新設パイプ３１を布設使用としている掘削溝２０ｂとが、互いにθの角度をなして形成されている状態を示している。図６及び図７において、二点鎖線は、既設パイプ３０の布設された掘削溝２０ａの中心線を、一点鎖線は、新設パイプ３１が布設される掘削溝２０ｂの中心線をそれぞれ表している。このように、掘削溝２０が屈曲している部位に新設パイプ３１を布設する場合、既設パイプ３０の外周面に装着されたレーザ計測装置１の取付具５を、布設される新設パイプ３１の軸方向に向けて、所定の角度θだけ回転させる。これにより、第一レーザ照射体６から照射されるレーザビーム４０は、新設パイプ３１が布設される掘削溝２０ｂの中心線と平行に進行する。なお、第一レーザ照射体６から照射されるレーザビーム４０は、単に、取付具５が適切な角度に回転されているか否かを確認するために使用さるものではない。新設パイプ３１が布設される掘削溝２０ｂに掘削残留部２１があるか否かの確認をもこのレーザビーム４０を使用して行うことができる。
【００３５】
また、取付具５の回転に伴い、第二レーザ照射体８の取り付けられたアーム５ｂは既設パイプ３０の端縁から内側に向けて角度θだけ傾けられる。アーム５ｂの傾きに伴い、第２レーザ照射体の照射口７は、このレーザ計測装置１の取り付け位置と対向する既設パイプ３０の周面において、既設パイプ３０の端縁から内側にズレた位置に向けられる。このため、図７に示すように、第二レーザ照射体８から照射されたレーザビーム４１は、既設パイプ３０の対向する周面において、図７中の矢印で表示した、端縁から寸法Ｘだけ内側にズレた位置に照射される。
【００３６】
そして、既設パイプ３０は、レーザ計測装置１の取付部位と、これと対向するレーザビーム４１の照射先とを結ぶ線が当該既設パイプ３０の周面に沿って斜めに切断される。図８は、既設パイプ３０の端部が斜めに切断された状態を示している。この図８に示すように、既設パイプ３０の切断面３０ａは、その法線方向が布設される新設パイプ３１の軸方向に向けられて、既設パイプ３０の軸方向に対して角度θだけ傾いている。
【００３７】
その後、既設パイプ３０の切断面３０ｓに沿って開先を形成し、新設パイプ３１の端面が突き当てられ、両者が溶接される。これにより新設パイプ３１は、その軸方向が既設パイプ３０の軸方向と角度θだけ傾けられて既設パイプ３０に接続される。
【００３８】
以上、取付具５が２本のアーム５ａ，５ｂが交わりＬ字状に形成されたものを例に説明したが、これに限定されるものではない。レーザ照射体６，８から照射されるレーザビームの進行方向が相互に所定の角度をなすものであれば、取付具５は矩形状の板材等の他の形状のものを使用しても構わない。また、レーザビームの進行方向は必ずしも直角をなすように進行されるものに限定されない。この場合、第二レーザ照射体８から照射されるレーザビームの到達点に一定の補正を加えて、切断地点を決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるレーザ計測装置の斜視図。
【図２】マグネットの磁力をＯＮ・ＯＦＦさせるつまみの設けられた装着体の背面を示す図。
【図３】図１に示すレーザ計測装置を掘削溝で使用する一態様を示す図。
【図４】図３に示す状態から掘削溝内の掘削残留部が除去された状態を示す図。
【図５】新設パイプを既設パイプに接続した状態を示す図。
【図６】掘削溝の屈曲部分にレーザ計測装置を適用した場合の一態様を示す図。
【図７】レーザ計測装置のレーザ照射体から照射されるレーザの進行方向を示す図。
【図８】既設パイプの端部を切断した状態を示す図。
【図９】端部の切断された既設パイプに新設パイプを接続した状態を示す図。
【符号の説明】
【００４０】
１  レーザ計測装置
２  装着体
３  支持ブラケット
５  取付具
６，８  レーザ照射体
２０，２０ａ，２０ｂ  掘削溝
３０  既設パイプ
３１  新設パイプ
４０，４１  レーザビーム
【図１】
2005106243.tif 000003
【図２】
2005106243.tif 000004
【図３】
2005106243.tif 000005
【図４】
2005106243.tif 000006
【図５】
2005106243.tif 000007
【図６】
2005106243.tif 000008
【図７】
2005106243.tif 000009
【図８】
2005106243.tif 000010
【図９】
2005106243.tif 000011