(57)【要約】【課題】  所定の位置に容易に移動することができ、管体同士を高精度に開先合せすることができる開先合せ装置を提供する。【解決手段】  既設管２をクランプする第１の真円リング８に対して、角変位可能に設けられる第１のアーム９と、新設管３をクランプする第２の真円リング１０に対して、角変位可能に設けられる第２のアーム１１と、各アーム９，１０と所定の角度θ１，θ２を成して連結し、各アーム９，１０を対向させて配置する開先合せ台１２と、開先合せ台１２の設置対象４９に対する移動を補助する移動補助手段１３とを有する。開先合せ台２９に各アーム２８，３１が連結されることによって、各真円リング２７，３０の各軸線を同軸に配置することができる。また移動補助手段１３によって、開先合せ装置１を所定の位置に容易に移動することができ、既設管他端に開先合せ台を取り付けた状態で推進できる。【選択図】      図１
2005125346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定された第１の管体に対して同軸に、第２の管体を配置して開先を合せる開先合せ装置であって、
第１の管体の一端部に同軸に固定される第１のクランプ手段と、
一端部で第１のクランプ手段に、第１の管体の軸線方向に垂直な第１の角変位軸線まわりに角変位自在に連結される第１のアームと、
第２の管体の一端部に同軸に固定される第２のクランプ手段と、
一端部で第２のクランプ手段に、第２の管体の軸線方向に垂直な第２の角変位軸線まわりに角変位自在に連結される第２のアームと、
第１のアームの他端部が、所定の角度を成して連結されるとともに、第２のアームの他端部が、第１のアームに対向する位置で、１８０度から前記所定の角度を減算した角度を成して連結される開先合せ台と、
開先合せ台に設けられ、開先合せ台の設置対象に対する移動を補助する移動補助手段とを含むことを特徴とする開先合せ装置。
【請求項２】
移動補助手段は、気体を噴出および噴出停止自在である気体噴出部を有し、気体を噴出することによって、開先合せ台を設置対象から浮上させ、気体の噴出を停止することによって、開先合せ台の設置対象からの浮上を停止することを特徴とする請求項１記載の開先合せ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定される第１の管体の端面に、第２の管体の端面を突合せて、第１および第２の管体の軸線を同一線上に配置して開先を合せる開先合せ装置であって、特に突合せ溶接が行われる２つの管体の開先合せ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術の開先合せ装置は、第１のアーム、第１の真円リング、第２のアーム、第２の真円リングおよび開先合せ台によって構成される。第１のアームは、固定された管体を同軸にクランプする第１の真円リングに対して、角変位可能に設けられる。第２のアームは、新設管を同軸にクランプする第２の真円リングに対して、角変位可能に設けられる。開先合せ台は、第１のアームおよび第２のアームを所定の角度を成して、第１のアームおよび第２のアームを対向させて連結する。開先合せ台に各アームが連結されることによって、各真円リングの各軸線を同軸に配置する。これによって各真円リングがクランプする各管体を同軸上に配置する（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０２８３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術の開先合せ装置は、予め定める設置場所に固定的に設置されて用いられることが前提である装置であり、設置場所を容易に移動できる構成ではない。したがって複数の管体を順次、突合わせ溶接しながら推進させていく推進方式では、管体をジャッキ、クレーンおよびウィンチなどの推進機器を用いて、開先合せ装置に対して移動させ、開先合せ装置に管体の管端を組付ける必要がある。しかし推進機器は、位置精度が低く、固定されている開先合せ装置に組付けることが困難である。また管体を順次、突合せ溶接していくと、溶接された管体全体の長さ寸法が大きくなり、重量が大きくなるので、管体全体を移動させて、開先合せ装置に組付けることはさらに困難である。
【０００５】
したがって本発明の目的は、既設管の管端の位置に容易に組付けることができ、管体同士を高精度に開先合せすることができる開先合せ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、固定された第１の管体に対して同軸に、第２の管体を配置して開先を合せる開先合せ装置であって、
第１の管体の一端部に同軸に固定される第１のクランプ手段と、
一端部で第１のクランプ手段に、第１の管体の軸線方向に垂直な第１の角変位軸線まわりに角変位自在に連結される第１のアームと、
第２の管体の一端部に同軸に固定される第２のクランプ手段と、
一端部で第２のクランプ手段に、第２の管体の軸線方向に垂直な第２の角変位軸線まわりに角変位自在に連結される第２のアームと、
第１のアームの他端部が、所定の角度を成して連結されるとともに、第２のアームの他端部が、第１のアームに対向する位置で、１８０度から前記所定の角度を減算した角度を成して連結される開先合せ台と、
開先合せ台に設けられ、開先合せ台の設置対象に対する移動を補助する移動補助手段とを含むことを特徴とする開先合せ装置である。
【０００７】
本発明に従えば、開先合せ装置は、第１のクランプ手段、第１のアーム、第２のクランプ手段、第２のアーム、開先合せ台および移動補助手段を含む。第１のクランプ手段は、第１の管体の一端部に同軸に固定される。第１のアームの一端部は、第１のクランプ手段に、第１の管体の軸線方向に垂直な第１の角変位軸線まわりに角変位自在に連結され、他端部は、開先合せ台に連結される。これによって第１の管体は、開先合せ台に対して、第１の角変位軸線まわりに角変位することができる。
【０００８】
第２のクランプ手段は、第２の管体の一端部に同軸に固定される。第２のアームの一端部は、第２のクランプ手段に、第２の管体の軸線方向に垂直な第２の角変位軸線まわりに角変位自在に連結され、他端部は、開先合せ台に連結される。これによって第２の管体は、開先合せ台に対して、第２の角変位軸線まわりに角変位することができる。
【０００９】
第１のアームの他端部は、開先合せ台に所定の角度を成して連結され、第２のアームの他端部は、第１のアームに対向する位置で、開先合せ台に１８０度から前記所定の角度を減算した角度を成して連結される。これによって第１の管体の軸線と第２の管体の軸線とを同一線上に容易に配置することができる。
【００１０】
移動補助手段は、開先合せ台に設けられ、開先合せ台の設置対象に対する移動を補助する。これによって開先合せ台は、設置対象に対して、滑らかに移動することができる。開先合せ台を滑らかに移動させることができるので、開先合せ台を、管体に対して高い精度で位置合せすることができる。このように位置合せすれば、開先合せ装置と管体との位置合せ精度が高くなる。
【００１１】
各管体が各クランプ手段を介して各アームが連結される状態で、開先合せ台を移動する。開先合せ台を管体に対して位置合せした後に、各アームの他端部を開先合せ台に連結する。このときに、各アームと開先合せ台との位置合わせを高精度かつ容易に短時間で行うことができる。また溶接後、第１の管体を推進する前に、開先合せ装置を第１の管体の他端へ移動し、第１のクランプ手段と第１のアームとで連結しておけば、作業は容易であり、開先合せの作業効率を向上することができる。
【００１２】
また本発明は、移動補助手段は、気体を噴出および噴出停止自在である気体噴出部を有し、気体を噴出することによって、開先合せ台を設置対象から浮上させ、気体の噴出を停止することによって、開先合せ台の設置対象からの浮上を停止することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、移動補助手段は、気体を噴出および噴出停止自在である気体噴出部を有する。気体噴出部は、気体を噴出することによって、開先合せ台を設置対象から浮上させるので、開先合せ台と設置対象との摩擦抵抗を無くすことができる。管体の推進時に、管端を開先合せ装置と連結しておけば、移動補助手段が管体を持ち上げるので、推進が容易である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の管体は、開先合せ台に対して、第１の角変位軸線まわりに角変位することができ、第２の管体は、開先合せ台に対して、第２の角変位軸線まわりに角変位することができる。第１のアームの他端部は、開先合せ台に所定の角度を成して連結され、第２のアームの他端部は、第１のアームに対向する位置で、開先合せ台に１８０度から前記所定の角度を減算した角度を成して連結される。これによって第１の管体の軸線と第２の管体の軸線とを同一線上に容易に配置することができる。
【００１５】
また移動補助手段によって、開先合せ台を滑らかに移動させることができるので、開先合せ台を、管体に対して高い精度で位置合せすることができる。開先合せ台と各アームとが高精度に位置合せされた状態、すなわち開先合せ装置と管体とが高精度に位置合せされた状態で推進することによって、推進の最終位置精度にかかわらず、開先合せ精度を精度良く継続できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の一形態の開先合せ装置１を示す正面図である。開先合せ装置１は、固定された第１の管体である既設管２と、第２の管体である新設管３を配置して開先を合せる。開先合せ装置１は、固定された既設管２に対して、新設管３を変位させて、新設管３の軸線方向一端部４を、既設管２の軸線方向一端部５に対して対向した位置に配置させ、開先を合せる。
【００１７】
開先合せ後の、互いに突合わされた既設管２および新設管３は、たとえば管体内周面側から突合せ溶接が行われる。これによって２つの管体２，３は接続される。またたとえば各管体２，３のサイズは、内径５８１．０ｍｍであり、日本工業規格によって規定される６００Ａが用いられる。
【００１８】
開先合せ装置１は、第１の真円リング８、第１のアーム９、第２の真円リング１０、第２のアーム１１、開先合せ台１２、移動補助手段１３および外部シールド６０を含んで構成される。第１の真円リング８は、第１のクランプ手段であって、既設管２の一端部に同軸に固定される。第１のアーム９は、本実施の形態では対を成して設けられ、一端部が第１の真円リング８に角変位自在に連結される。第２の真円リング１０は、第２のクランプ手段であって、新設管３の一端部に同軸に固定される。第２のアーム１１は、本実施の形態では対を成して設けられ、一端部が第２の真円リング１０に角変位自在に連結される。
【００１９】
一対の第１のアーム９は、既設管２の軸線を含む仮想平面に対して対称に設けられる。また一対の第２のアーム１１は、新設管３の軸線を含む仮想平面に対して対称に設けられる。また第１のアーム９は、既設管２の軸線Ｌ２に垂直な第１の角変位軸線Ｒ１まわりに角変位可能に形成され、第２のアーム１１は、新設管３の軸線Ｌ３に垂直な第２の角変位軸線Ｒ２まわりに角変位可能に形成される。このような第１および第２のアーム９，１１は、同様の形状および寸法に形成される。
【００２０】
開先合せ台１２は、第１のアーム９の他端部２１が、所定の角度である第１角度θ１を成して連結される。また開先合せ台１２は、第２のアーム１１の他端部２５が、第１のアーム９に対向する位置で、１８０度から第１角度θ１を減算した角度である第２角度θ２を成して連結される。移動補助手段１３は、開先合せ台１２に設けられ、開先合せ台１２の設置対象４９、たとえば水平な床などに対する移動を補助する。
【００２１】
各管体２，３が位置決めされ突合わされた状態で、第１の真円リング８の軸線方向一方１６Ａ側の一端面と、第２の真円リング１０の軸線方向一方１７Ａ側の一端面とは、対向した位置に配置される。開先合せ装置１は、第１のアームホルダ１８および第２のアームホルダ１９を備え、第１の真円リング８は、その軸線方向他方１６Ｂ側の他端面側に第１のアームホルダ１８が設けられる。第１のアーム９は、第１のアームホルダ１８を介して、第１の真円リング８に連結される。
【００２２】
第２の真円リング１０は、その軸線方向他方１７Ｂ側の他端面側に第２のアームホルダ１９が設けられる。第２のアーム１１は、第２のアームホルダ１９を介して、第２の真円リング１０に連結される。各真円リング８，１０は、各管体２，３の一端面４，５付近で各管体２，３を外周側から押圧し、各管体２，３の断面形状を矯正する。各管体２，３を真円筒、具体的には、外周面が真円筒となる形状に矯正する。このとき各真円リング８，１０の軸線Ｌ８，Ｌ１０と各管体２，３の軸線Ｌ２，Ｌ３とはほぼ同軸となるよう矯正および調整する。
【００２３】
開先合せ台１２は、略板状に形成される開先合せ台本体２６を有する。また開先合せ台１２は、開先合せ台本体２６の厚み方向一方側の面である連結面２７側に、一対の第１の連結部材２２および一対の第２の連結部材２３を備える。一対の第１の連結部材２２は、それぞれ一対の第１のアーム９の他端部２１に、既設管２の軸線Ｌ２に垂直な軸線まわりに角変位自在に連結される。また一対の第２の連結部材２３は、それぞれ一対の第２のアーム１１の他端部２５に、新設管３の軸線Ｌ３に垂直な軸線まわりに角変位自在に連結される。
【００２４】
図２は、開先合せ装置１を図１のｓ３−ｓ３切断面線から見た断面図である。第１および第２の各アームホルダ１８，１９は、同様の形状および寸法に形成される。したがって第２のアームホルダ１９について説明し、第１のアームホルダ１８の説明を省略する。また第１および第２の各アーム９，１１は、同様の形状および寸法に形成される。したがって第２のアーム１１について説明し、第１のアーム９の説明を省略する。
【００２５】
第２のアームホルダ１９は、第２の真円リング１０の軸線Ｌ１０を含み、開先合せ台本体２６の厚み方向一方側の連結面２７に垂直に延びる仮想平面２８に対称な、一対のホルダ体２９ａ，２９ｂを有する。各ホルダ体２９ａ，２９ｂは、アームホルダ固定具３０、２つの固定部３１、ホルダ本体３２およびホルダ軸体３３を含んで構成される。各ホルダ体２９ａ，２９ｂは、第２の真円リング１０にアームホルダ固定具３０によって固定される。ホルダ本体３２は、２つの固定部３１間を接続し、前記仮想平面２８に沿って延びる板状に形成される。
【００２６】
ホルダ軸体３３は、円柱形状に形成され、第２の真円リング１０の軸線Ｌ１０と直交し、かつホルダ本体３２の厚み方向一方側の面から垂直な方向に、第２の真円リング１０の外方に向かって突出する。このホルダ軸体３３の軸線が、第２の角変位軸線Ｒ２となる。
【００２７】
一対の第２のアーム１１は、その一端部２４に軸受け３４がそれぞれ設けられる。前記各軸受け３４は、第２のアームホルダ１９の各ホルダ軸体３３に嵌め込まれる。これによって各第２のアーム１１は、前記仮想平面２８に対称に並び、第２のアームホルダ１９に対して角変位自在に連結される。第２のアーム１１の他端部２５には、円柱形状のローラ軸体３５が形成される。ローラ軸体３５は、軸受け３４に嵌め込まれるホルダ軸体３３と同方向、すなわち第２の角変位軸線方向Ｒ２と平行に延びる。ローラ軸体３５には、ローラ３６が回動可能に取り付けられる。さらにローラ軸体３５には、開先合せ台１２と連結するための円板３７が設けられる。円板３７は、ローラ３６と同じ外径を有し、円板３７の中心軸線をローラ軸体３５が挿通する。
【００２８】
第２のアーム１１は、ローラ軸体３５の軸線から屈曲し、ローラ軸体３５の軸線と直交して延び、ローラ軸体３５の軸線まわりに回動可能な結合ボルト３８が設けられる。この結合ボルト３８は、回動することによって、第２の連結部材２３とローラ軸体３５とを結合する。結合ボルト３８は、第２の連結部材２３に形成されるＵ字状孔部に挿通した状態で、ローラ軸体３５と反対側の端部にナット３９が螺着される。また第２の連結部材２３は、開先合せ台１２に連結されるので、第２のアーム１１は、第２の連結部材２３を介して、開先合せ台１２と連結される。
【００２９】
開先合せ台１２は、開先合せ台本体２６にさらにレール部４０，４１が２組形成される。レール部４０，４１は、開先合せ台本体２６の連結面２７側に、互いに所定の間隔をあけて平行に延びるように形成される。ここで開先合せ台本体２６の連結面２７は、各レール部４０，４１の伸延方向である第１方向４２と平行に延びる一対の縁辺と、伸延方向に直交する第２方向４３と平行に延びる他の一対の縁辺とを有する略矩形状に形成される。
【００３０】
２組のレール部４０，４１は、第１方向４２に並んで配置される。２組のレール部４０，４１のうちの一方の組の各レール部４０には、一対の第１のアーム９の各ローラ３６がそれぞれ嵌合し、２組のレール部４０，４１のうちの他方の組の各レール部４１には、一対の第２のアーム１１の各ローラ３６がそれぞれ嵌合する。２組のレール部４０，４１の互いに対向する側の端部には、第１および第２の連結部材２２，２３が設けられる。第２の連結部材２３は、連結部材間の相対位置が変位可能に、第１方向４２にスライドすることができる。
【００３１】
第２の連結部材２３および第２の連結部材２３側のレール部４１は、乗載板４５に乗載される。また開先合せ台本体２６には、第１方向４２に延びる一対のスライドレール４４が形成される。乗載板４５は、各スライドレール４４に嵌合するスライドガイド４６が設けられ、各スライドレール４４に沿ってスライド可能に形成される。
【００３２】
図１を参照して、外部シールド６０は、略円環状であって、既設管２と新設管３とが開先を合せられた状態で、突合せ溶接を行うために、各真円リング８，１０を外周側から塞ぐ。外部シールド本体６１、レールガイド部６２および支持部６３を含んで構成される。外部シールド本体６１は、第１の真円リング８および第２の真円リング１０を外周側から塞ぐ。レールガイド部６２は、複数設けられ、スライドレール４４に嵌合する。支持部６３は、外部シールド本体６１とレールガイド部６２と連結する。支持部６３は、一端部６４が外部シールド本体６１と連結され、他端部６５がレールガイド部６２と連結される。
【００３３】
外部シールド６０は、レールガイド部６２によって、スライドレール４４に嵌合し、開先合せ台１２のスライドレール４４上を平行移動することができる。また外部シールド６０は、各管体２，３の開先を合せた状態で、各管体２，３の外周面および各真円リング８，１０の外周面と外部シールド６０との間の内周面との間にできる内部空間を減圧する手段を有し、たとえば内部空間を６．６Ｐａ（０．０５Ｔｏｒｒ）程度に減圧する。
【００３４】
また開先合せ装置１は、さらに管体支持部７５、押圧部７６および位置調整部７７を備える。管体支持部７５は、開先合せ台本体２６に連結され、新設管３に外接し、新設管３を仮受けする。押圧部７６は、新設管３全体を押し付ける。押圧部７６は、たとえば油圧シリンダによって実現される。位置調整部７７は、新設管３に当接して、新設管３の開先合せ台１２に対する位置を微調整する。位置調整部７７は、たとえばジャッキによって実現される。
【００３５】
図３は、移動補助手段１３を示す平面図であり、図４は、移動補助手段１３を構成する気体噴出部５０を示す拡大図である。移動補助手段１３は、気体を噴出および噴出停止自在である４つの気体噴出部５０を有する。気体噴出部５０が、気体、たとえば空気を噴出することによって、開先合せ台１２を設置対象４９から浮上させ、空気の噴出を停止することによって、開先合せ台１２の設置対象４９からの浮上を停止する。
【００３６】
各気体噴出部５０は、たとえば略円板状であって、厚み方向一端部に気体噴出口５０ａが形成され、厚み方向他端部が開先合せ台本体２６の厚み方向他端面部に当接される。４つの気体噴出部５０は、たとえば開先合せ台本体２６の厚み方向他端面部であって、各アーム９，１１の他端部２１，２５の位置から第２方向４３ずれた位置にそれぞれ配置される。
【００３７】
移動補助手段１３は、コンプレッサ５１からホース５２を介して空気を気体噴出部５０に送り込み、気体噴出口５０から下方に向けて空気を噴出し、移動補助手段１３を設置対象４９から浮上させる。したがって移動補助手段１３の浮上によって、開先合せ台１２を浮上させることができる。またホース５２から各気体噴出部５０に供給される空気の流量は、流量調整バルブ５３によってそれぞれ調整される。各気体噴出部５０は、前述のような位置に配置される。したがって移動補助手段１３は、開先合せ装置１の自重を好適に分散して、開先合せ装置１が設置対象４９に対して傾斜することなく安定して浮上させることができる。
【００３８】
気体噴出部５０は、空気を噴出することによって、開先合せ台１２を設置対象４９から浮上させるので、開先合せ台１２と設置対象４９との摩擦抵抗を無くすことができる。したがって開先合せ台１２は、移動するときに発生する摩擦抵抗を可及的に小さくすることができる。これによって開先合せ台１２を組付ける対象、たとえば既設管２の軸線方向一端部５に連結される第１のアーム９、に精度良くならわせて組付けることができる。
【００３９】
また気体噴出部５０は、気体の噴出を停止することによって、開先合せ台１２の設置対象４９からの浮上を停止して、開先合せ台１２を設置対象４９に当接させることができる。したがって開先合せ台１２と設置対象４９との摩擦抵抗によって開先合せ台１２の移動を阻止することができる。これによって開先合せ装置１の移動を阻止することができる。
【００４０】
再び図１を参照して、開先合せ台１２は、台固定手段５４をさらに含んで構成される。台固定手段５４は、開先合せ台１２の設置対象４９に対する移動を禁止および許容する。また台固定手段５４は、開先合せ台１２の高さ位置を調節する。台固定手段５４は、開先合せ台本体２６に螺着され、螺進および螺退されることによって、設置対象４９に当接および離間する位置とにわたって変位自在である。台固定手段５４は、設置対象４９に当接させることによって開先合せ台１２の移動を禁止し、離間させることによって開先合せ台１２の移動を許容する。これによって台固定手段５４は、突合されている各管体２，３同士が、溶接などに起因する振動などによって不所望に変位するのを防ぐことができ、各管体２，３同士の位置精度を保持しつつ、溶接をすることができる。
【００４１】
図５は、第１のアーム９と開先合せ台１２との連結部分を拡大して示す断面図である。第１の連結部材２２は、第１の挿通部４７と第１の屈曲部４８とを有して構成される。第１の挿通部４７は、開先合せ台本体２６に固定され、開先合せ台本体２６の連結面２７から外方に向かって突出する。第１の挿通部４７は、結合ボルト３８が挿通可能なＵ字状孔部が形成される。結合ボルト３８が挿通可能なＵ字状孔部は、Ｕ字状に形成され、開先合せ台本体２６と反対側の面に開口部を有するスリットが形成される。結合ボルト３８は、開口部側からＵ字状孔部に入ることによって、容易にＵ字状孔部に挿通した状態で嵌合される。また第１の挿通部４７の開先合せ台本体２６側の端部と反対側の端部４７ａには、第１の挿通部４７から屈曲して設けられる第１の屈曲部４８が連結される。第１の屈曲部４８は、開先合せ台本体２６の連結面２７に平行な屈曲部当接面６６が形成される。
【００４２】
また第１のアーム９の他端部２１には、ローラ３６よりも一端部２０寄りに第１の当接部６７が形成される。第１の当接部６７は、第１のアーム９の軸線Ｌ９他端部側にアーム当接面６８が形成される。アーム当接面６８は、第１のアーム９の軸線Ｌ９とローラ軸体３５の軸線とを含む仮想一平面に対して第１角度θ１を成す。
【００４３】
第１のアーム９は、第１のアーム９の一端部２０を支点に角変位し、アーム当接面６８が第１の屈曲部４８の屈曲部当接面６６と面接触する。屈曲部当接面６６は、開先合せ台本体２６の連結面２７と平行に形成されるので、屈曲部当接面６６に当接したアーム当接面６８は、連結面２７と平行に位置決めされる。
【００４４】
したがって角変位する第１のアーム９を屈曲部４８に当接させるだけで、連結面２７とアーム当接面６８とを平行に保ち、第１のアーム９の軸線Ｌ９と開先合せ台本体２６とを第１角度θ１に位置決めすることができる。さらにアーム当接面６８と屈曲部当接面６６とが当接した状態で、結合ボルト３８は、第１の挿通部４７のＵ字状孔部に挿通し、結合ボルト３８に螺着するナット３９が、ローラ軸体３５に設けられる円板３７に向かって螺進される。これによってナット３９と円板３７の相対的な距離が縮まり、結合ボルト３８が挿通状態において、結合ボルト３８の軸線方向一方側の挿通部４７の面に円板３７が当接し、結合ボルト３８の軸線方向他方側の挿通部４７の面にナット３９が当接する。これによって円板３７とナット３９とが第１の連結部材２２を結合ボルト３８の軸線方向両端側から協働して挟持し、第１のアーム９と第１の連結部材２２とが連結される。これによってナット３９を螺進および螺退することによって第１のアーム９と開先合せ台１２とを第１角度θ１を有して容易に着脱可能に固定することができる。ここで第１角度θ１は、第２方向４３一方側から開先合せ台１２に固定される第１のアーム９を見た場合に、開先合せ台１２に対して、第１のアーム９が時計回りに成す角度である。たとえば第１角度θ１は、９０度より小さく与えられる。
【００４５】
第１のアーム９の各ローラ３６は、開先合せ台１２に設けられる各レール部４０にそれぞれ嵌合する。第１のアーム９と開先合せ台１２とが相対的に変位移動することによって、第１のアーム９のローラ３６は、回転してレール部４０上をスライドし、第１のアーム９は、第１のアーム９の一端部２０を支点として角変位する。一対の第１のアーム９は、既設管２の軸線に対称に配置されるので開先合せ台１２を、既設管２の軸線にずれなくスライドさせることができる。
【００４６】
角変位した第１のアーム９は、そのアーム当接面６８と第１の屈曲部４８の屈曲部当接面６６とが当接し、図５に実線で示す位置、すなわち第１のアーム９と開先合せ台１２とのなす角が第１角度θ１になる位置に変位する。このとき第１のアーム９の結合ボルト３８が第１の挿通部４７に挿通され、第１のアーム９と開先合せ台本体２６とが第１の連結部材２２を介して連結される。
【００４７】
図６は、第２のアーム１１と開先合せ台１２との連結部分を拡大して示す断面図である。図６と同様に、第２の連結部材２３は、第２の挿通部６９と第２の屈曲部７０とを有して構成される。第２の挿通部６９は、開先合せ台本体２６に固定され、開先合せ台本体２６の連結面２７から外方に向かって突出する。第２の挿通部６９は、結合ボルト３８が挿通可能なＵ字状孔部が形成される。結合ボルト３８が挿通可能なＵ字状孔部は、Ｕ字状に形成され、開先合せ台本体２６と反対側の面に開口部を有するスリットが形成される。結合ボルト３８は、開口部側からＵ字状孔部に入ることによって、容易にＵ字状孔部に挿通した状態で嵌合される。第２のアーム１１の結合ボルト３８は、第１のアーム９の結合ボルト３８と同様に、ナット３９と円板３７とによって挿通部６９に連結される。このとき結合ボルト３８は、ローラ軸体３５の軸線まわりに回転可能に形成されるので、第２のアーム１１は、ローラ軸体３５を支点として角変位することができる。また第２の挿通部６９の開先合せ台本体２６側の端部と反対側の端部には、第２の挿通部６９から屈曲して設けられる第２の屈曲部７０が連結される。第２の屈曲部７０は、開先合せ台本体２６の連結面２７に平行な屈曲部当接面７１が形成される。
【００４８】
また第２のアーム１１の他端部２５には、ローラ３６よりも一端部寄りに第２の当接部７２が形成される。第２の当接部７２は、第２のアーム１１の軸線Ｌ１１他端部側にアーム当接面７３が形成される。アーム当接面７３は、第２のアーム１１の軸線Ｌ１１とローラ軸体３５の軸線とを含む仮想一平面に対して第２角度θ２を成す。第２角度θ２は、１８０度から第１角度θ１を減算した値である。
【００４９】
第２のアーム１１は、その他端部を支点に角変位し、アーム当接面７３が第２の屈曲部７０の屈曲部当接面７１と面接触する。屈曲部当接面７１は、開先合せ台本体２６の連結面２７と平行に形成されるので、第２の屈曲部７０の屈曲部当接面７１に当接したアーム当接面７３は、開先合せ台本体２６の連結面２７と平行に位置決めされる。
【００５０】
したがって角変位する第２のアーム１１を第２の屈曲部７０に当接させるだけで、開先合せ台本体２６の連結面２７とアーム当接面７３とを平行に保ち、第２のアーム１１の軸線Ｌ１１と開先合せ台本体２６とを第２角度θ２に位置決めすることができる。さらにアーム当接面７３と屈曲部当接面７１とが当接した状態で、結合ボルト３８は、第２の挿通部６９のＵ字状孔部に挿通し、結合ボルト３８に螺着するナット３９が、ローラ軸体３５に設けられる円板３７に向かって螺進される。これによってナット３９と円板３７の相対的な距離が縮まり、結合ボルト３８挿通状態において、結合ボルト３８の軸線方向一方側の挿通部６９の面に円板３７が当接し、結合ボルト３８の軸線方向他方側の挿通部６９の面にナット３９が当接する。これによって円板３７とナット３９とが第２の連結部材２３を結合ボルト３８の軸線方向両端側から協働して挟持し、第２のアーム１１と第２の連結部材２３とが連結される。これによってナット３９を螺進および螺退することによって第２のアーム１１と開先合せ台１２とを第２角度θ２を有して容易に着脱可能に固定することができる。
【００５１】
ここで第２角度θ２は、第２方向４３一方側から開先合せ台１２に固定される第２のアーム１１を見た場合に、開先合せ台１２に対して、第２のアーム１１が時計回りに成す角度である。たとえば第２角度θ２は、９０度より大きく与えられる。
【００５２】
第２のアーム１１の各ローラ３６は、開先合せ台１２に設けられる各レール部４１にそれぞれ嵌合する。第２のアーム１１は、実線で示す第２のアーム１１の位置に移動する。すなわちローラ３６がレール部４１に嵌合した状態で回転し、第２の挿通部６９に当接する位置に平行移動し、第２のアーム１１の結合ボルト３８が、第２の挿通部６９のＵ字状孔部に挿通する。第２のアーム１１は、新設管３の軸線に対称に配置されるので、新設管３を開先合せ台１２のレール部４１にずれなくスライドさせることができる。
【００５３】
次に第２のアーム１１が、その他端部２５を支点として角変位することによって、仮装線で示す第２のアーム１１の位置に移動する。すなわち第２のアーム１１は、そのアーム当接面７３が、第２の屈曲部７０の屈曲部当接面７１と当接し、第２のアーム１１と開先合せ台１２とのなす角が第２角度θ２になる位置に変位する。
【００５４】
図２を参照して、第２の連結部材２３と、第２の連結部材側のレール部４１とが乗載板４５上に乗載される。乗載板４５は、スライドレール４４に嵌合するスライドガイド４６が設けられ、スライドレール４４に沿って第１方向４２にスライド可能に形成される。したがって第２の連結部材２３に連結される第２のアーム１１をスライドレール４４に沿って、平行移動することができる。
【００５５】
したがって開先合せ装置１の構成に従えば、同様の形状および寸法に形成される第１および第２のアーム９，１１の各ローラ３６は、それぞれ開先合せ台１２に形成されるレール部４０，４１に嵌合される。すなわち第１のアーム９と第２のアーム１１とが対向した位置に配置される。これによって第１および第２のアーム９，１１に間接的に連結される既設管２および新設管３は、第１方向４２と第２方向４３において、互いにずれることなく配置される。
【００５６】
開先合せ台１２は、第１のアーム９の他端部２１と第１角度θ１を成して連結され、第２のアーム１１の他端部２５と第２角度θ２を成して連結される。第２角度θ２は、１８０度から第１角度θ１を減算した角度を成して連結される。これによって第１および第２のアーム９，１１に間接的に連結される既設管２および新設管３は、開先合せ台本体２６の高さ方向の距離を等しく配置することができる。高さ方向は、連結面２７に垂直な方向である。
【００５７】
したがって開先合せ装置１の各アーム９，１１によって、クランプされる既設管２および新設管３を開先合せ台１２に連結し、既設管２と新設管３との各軸線Ｌ２，Ｌ３を第２方向４３および高さ方向にずれることなく、同一線上に位置決めすることができる。これによって管体同士の位置決めを容易に、短時間かつ確実に行うことができる。
【００５８】
図７は、開先合せ装置１を備える開先合せ設備８０によって、既設管２と新設管３とを開先合せして溶接する動作の手順を示す断面図である。図７（１）は、既設管２に対して、開先合せ装置１を設置した状態を示し、図７（２）は、新設管３が搬入された状態を示し、図７（３）は、開先合せ設備８０を構成するカプセル台車８３を移動させ、新設管３に連結させた状態を示し、図７（４）は、カプセル台車８３を構成する溶接台車を、開先合せ部に搬入した状態を示す。
【００５９】
図８は、図７で示す手順の後の手順であって、開先合せ装置１の溶接後の動作の手順を示す断面図である。図８（１）は、各アーム９，１１を開先合せ台１２から取外した状態を示し、図８（２）は、開先合せ台１２を移動させた状態を示し、図８（３）は、開先合せ設備８０を構成する管体支持装置８２を移動させた状態を示し、図８（４）は、開先合せ台１２をさらに移動させ、第１のアーム９を取付けた状態を示す。図９は、図８で示す手順の後の手順であって、開先合せ設備８０によって、溶接された既設管２と新設管３を推進する動作の手順を示す断面図である。図９（１）は、既設管を推進した状態を示し、図９（２）は、外部シールド６０を開先合せ台１２に対して移動させた状態を示す。
【００６０】
開先合せ設備８０は、開先合せ装置１、管体浮上台車８１、管体支持装置８２およびカプセル台車８３を含んで構成される。管体浮上台車８１は、新設管３を支持し、新設管３を新設管３の軸線Ｌ３および第２の角変位軸線Ｒ２を含む仮想平面に沿って変位自在に移動させることができる。ここで縦方向８４を、既設管２の軸線Ｌ２が延びる方向とし、横方向８５を第１の角変位軸線Ｒ１が延びる方向とし、上下方向８６を、縦方向８４および横方向８５に直交する方向とする。
【００６１】
管体浮上台車８１は、新設管３を、縦方向８４に移動することができる。また管体浮上台車８１は、横方向８５に移動することができる。換言すると、管体浮上台車８１は、新設管３を支持し、新設管３を新設管３の軸線Ｌ３および第２の角変位軸線Ｒ２を含む仮想平面に沿って変位自在に移動させることができる。
【００６２】
図１０は、図７（１）のｓ７−ｓ７切断面線から見て管体支持装置８２を示す断面図である。管体支持装置８２は、新設管３が設けられる位置に移動させることができる。また管体支持装置８２は、新設管３の一端部を支持する。管体支持装置８２は、管体を支持する積載部８８が上下方向８６に沿って変位することによって、管体の上下方向８６の位置を調節することができる。したがって既設管２の軸線Ｌ２と新設管３の軸線Ｌ３とを同軸にする作業を、管体支持装置８２によって補助することができる。また管体支持装置８２は、新設管３を下方から円筒状の回転体８９に当接させることによって、新設管３を支持する。回転体８９は、新設管３を支持した状態で、新設管３の軸線Ｌ３に対して直交する方向に延び、回転体８９の外周面と、新設管３の外周面とが当接する。回転体８９は、回転体８９の軸線まわりに回転する。これによって新設管３は、新設管３の軸線Ｌ３方向に容易にスライドすることができる。特に回転体３は、その外周面にウレタンゴムをライニングしたものが用いられる。
【００６３】
カプセル台車８３は、管体状であって、管内に溶接台車８７を備える。カプセル台車８３は、新設管３の一端部に連結される。溶接台車８７は、各管体２，３の開先が合わせられている位置に配置され、溶接、たとえば電子ビーム溶接を行い、各管体２，３を機械的に接続する。
【００６４】
図１１は、既設管２と新設管３とを開先を合せ、溶接して、推進する動作の手順を示すフローチャートである。まずステップａ０は、図７（１）に示すように、既設管２および新設管３が配置される設備空間が形成された状態である。設備空間は、立坑などの狭い空間であっても、トンネルおよび共同溝の出口などの普通の現場であってもよい。また新設管３が準備される。新設管３の一端部４には、一端部４の形状を矯正する第２の真円リング１０が固定される。新設管の他端部には、他端部の形状を矯正する第１の真円リング８が固定される。このような開先合せ動作の準備が完了するとステップａ１に進む。
【００６５】
ステップａ１では、図７（２）に示すように、管体浮上台車８１および管体支持装置８２によって新設管３が搬入される。新設管３の軸線方向一端部４に連結されている第２のアーム１１は、その他端部２５が、開先合せ台１２に連結される。これによって新設管３は、既設管２と開先を合せ、新設管３の軸線方向一端部４は、既設管２の軸線方向一端部５に対して対向した位置に配置されると、ステップａ２に進む。
【００６６】
ステップａ２では、図７（３）に示すように、カプセル台車８３が、新設管３の軸線方向他端部に連結され、ステップａ３に進む。ステップａ３では、図７（４）に示すように、溶接台車８７を新設管３の内部に搬入し、開先合せ部に移動させる。作業者は、外部シールド６０をスライドレール４４に沿って、開先合せ部に平行移動させる。作業者は、溶接台車８７を用いて、既設管２と新設管３とを突合せ溶接し、機械的に接続し、ステップａ４に進む。
【００６７】
ステップａ４では、図８（１）に示すように、溶接台車８７が開先合せ部からカプセル台車８３に回収される。また作業者は、開先合せ台１２および各真円リング８，１０から各アーム９，１１を取外す。また作業者は、外部シールド６０をスライドレール４４に沿って、新設管３の軸線方向他端部に向かって平行移動させ、開先合せ部の溶接の結果を確認して、ステップａ５に進む。
【００６８】
ステップａ５では、図８（２）に示すように、カプセル台車８３を新設管３から離間した位置に移動させる。また開先合せ台１２を、新設管３の軸線方向他端部向かって、新設管３の軸線Ｌ３に沿って移動させ、ステップａ６に進む。開先合せ台１２は、移動補助手段１３を備えるので、作業者は円滑に開先合せ台１２を移動させることができる。
【００６９】
ステップａ６では、図８（３）に示すように、作業者は、開先合せ部から各真円リング８，１０を取外す。また作業者は、管体支持装置８２を、ステップａ５における開先合せ台１２の移動方向上流側であって、新設管３の下方に配置する。新設管３の下方から移動させ、ステップａ７に進む。
【００７０】
ステップａ７では、図８（４）に示すように、開先合せ台１２を、新設管３の軸線方向他端部に移動させる。また新設管３の軸線方向他端部に、第１のアーム９を連結する。その第１のアーム９と、開先合せ台１２を連結し、ステップａ８に進む。開先合せ台１２を滑らかに移動させることができるので、開先合せ台１２を、新設管３に対して高い精度で容易に位置合せすることができる。
【００７１】
ステップａ８では、図９（１）に示すように、既設管２および新設管３を、既設管２の軸線方向他方１６ｂに推進させ、ステップａ９に進む。このとき、開先合せ台を浮上させるので、推進が容易である。
ステップａ９では、図９（２）に示すように、作業者は、外部シールド６０をスライドレール４４に沿って、開先合せ部に平行移動させ、ステップａ０と同様の状態にし、ステップａ１０に進む。ステップａ１０にて、本作業を終了する。
【００７２】
本実施の形態によれば、移動補助手段１３は、開先合せ台１２に設けられ、開先合せ台１２の設置対象４９に対する移動を補助する。これによって開先合せ台１２は、設置対象４９に対して、滑らかに移動することができる。開先合せ台１２を滑らかに移動させることができるので、開先合せ台１２を、管体２，３に対して高い精度で位置合せすることができる。このように位置合せすれば、開先合せ装置１と管体２，３との位置合せ精度が高くなる。開先合せ台１２と既設管２と新設管３との位置合せに関し、開先合せ台１２を浮上させると、既設管２と新設管３とを精度良く位置決めできる。既設管２と新設管３との位置決めには、開先合せ台１２、管体浮上台車８１および管端支持装置８２を用いる。
【００７３】
しかもその作業は容易であり、開先合せの作業効率を向上することができる。また電子ビーム溶接などによって突合せ溶接ができる精度、たとえば誤差０．２ｍｍ以内に開先合せをすることができるので、容易に突合せ溶接をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の一形態である開先合せ装置１を示す正面図である。
【図２】開先合せ装置１を図１のｓ３−ｓ３切断面線から見た断面図である。
【図３】開先合せ装置１を構成する移動補助手段１３を示す平面図である。
【図４】移動補助手段１３を構成する気体噴出部５０を示す拡大図である。
【図５】第１のアーム９と開先合せ台１２との連結部分を拡大して示す断面図である。
【図６】第２のアーム１１と開先合せ台１２との連結部分を拡大して示す断面図である。
【図７】開先合せ装置１を備える開先合せ設備８０によって、既設管２と新設管３とを開先合せして溶接する動作の手順を示す断面図である。
【図８】図７で示す手順の後の手順であって、開先合せ装置１の溶接後の動作の手順を示す断面図である。
【図９】図８で示す手順の後の手順であって、開先合せ設備８０によって、既設管２を推進する動作の手順を示す断面図である。
【図１０】図７（１）のｓ７−ｓ７切断面線から見て管体支持装置８２を示す断面図である。
【図１１】既設管２と新設管３とを開先を合せ、溶接して、推進する動作の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１  開先合せ装置
２  既設管
３  新設管
８  第１の真円リング
９  第１のアーム
１０  第２の真円リング
１１  第２のアーム
１２  開先合せ台
１３  移動補助手段
４９  設置対象
５０  気体噴出部
【図１】
2005125346.tif 000003
【図２】
2005125346.tif 000004
【図３】
2005125346.tif 000005
【図４】
2005125346.tif 000006
【図５】
2005125346.tif 000007
【図６】
2005125346.tif 000008
【図７】
2005125346.tif 000009
【図８】
2005125346.tif 000010
【図９】
2005125346.tif 000011
【図１０】
2005125346.tif 000012
【図１１】
2005125346.tif 000013