(57)【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の管体を配置するための管体の位置決め装置であって、
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、
第１のアームと同一寸法に形成され、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を含むことを特徴とする管体の位置決め装置。
【請求項２】
開先合せ台には、第１および第２のアームの他端部の相対位置を調整するための間隔調整手段が設けられることを特徴とする請求項１記載の管体の位置決め装置。
【請求項３】
第１の管体の軸線および第１の角変位軸線を含む仮想平面に沿って変位自在に、および前記仮想平面に交差する方向に変位自在に、開先合せ台を支持する開先合せ台支持手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の管体の位置決め装置。
【請求項４】
第２の管体の軸線および第２の角変位軸線を含む仮想平面に沿って変位自在に、第２の管体を支持する管体支持手段を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の管体の位置決め装置。
【請求項５】
第２の管体の他端部付近を、第２の管体の軸線および第２の角変位軸線を含む仮想平面に交差する方向に変位させる管体姿勢調整手段を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の管体の位置決め装置。
【請求項６】
第１のクランプ手段は、第１の管体の形状を矯正可能であり、第２のクランプ手段は、第２の管体の形状を矯正可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の管体の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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位置決めを行う管体の位置決め装置であって、特に突合せ溶接が行われる２つの管体の位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、従来の技術を説明するための各管体１，２を突合せた状態を側方から見た側面図であり、図１９は、図１８のセクションＸを拡大して示す断面図である。たとえばガスなどの流体を輸送するパイプラインを敷設するにあたって、既に敷設された第１の管体である既設管１に、第２の管体である新設管２が、突合せた状態に位置決めされる。次に位置決めされた管体同士に、突合せ溶接が行われる。このように管体同士の位置決め作業および溶接作業が繰り返され、パイプラインが形成される。
【０００３】
既設管１と新設管２とは、互いに対向し、同一線上に互いの各管体１，２の軸線Ｌ１，Ｌ２が配置される。また既設管１の一端部３と新設管２の一端部４とによって形成される突合せ部９は、突合せ溶接が行われるための開先が形成される。
【０００４】
開先は、ルートギャップＧ１と目違い量Ｇ２とによって、その開先精度が決定される。ルートギャップＧ１は、各軸線Ｌ１，Ｌ２に沿う方向での、既設管１の端面５と新設管２の端面６との間隔である。また目違い量Ｇ２は、各軸線Ｌ１，Ｌ２に垂直な方向での、既設管１の内周面７と新設管２の内周面８とのずれ量である。突合せ部９のルートギャップＧ１および目違い量Ｇ２は、その各量が小さく、かつ周方向にばらつきが小さいほど開先精度が高い。このような開先精度は、突合せ部を接合するための溶接の種類によって相違する。
【０００５】
２つの管体の接続のための溶接は、たとえばＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接、ＭＩＧ(Metal Inert Gas)溶接およびＴＩＧ(Tungsten Inert Gas)溶接などが周知の事実である。また溶接の作業性を向上するために、溶接速度が高速である電子ビーム溶接およびレーザビーム溶接などの高エネルギー密度溶接が使用される。
【０００６】
このような高エネルギー溶接において、たとえば電子ビーム溶接では、突合せ部９に各管体１，２の内側から電子ビームを照射して溶接が行われる。各管体１，２の突合せ部９に照射される電子ビームのビーム径が小さいため、各管１，２の突合せ部９は、その開先形状がＩ開先とされ、たとえばルートギャップＧ１が０．２ｍｍ以下、かつ目違い量Ｇ２が２．５ｍｍ以下の状態に保持して位置決めする必要がある。
【０００７】
図２０は、従来の技術の位置決め装置１０を示す断面図である。従来の技術の管体の位置決め装置１０は、新設管２の両端部を上方から吊下するワイヤロープなどの２つの索条１１と２つの索条１１を支持するクレーン１２とを含んで構成される。索条１１の下端部には、フック片１１ａが設けられる。フック片１１ａは、新設管２の両端部に設けられる吊下用係止片１３に掛け止められ、新設管２の両端部をそれぞれ支持する。また２つの索条１１は、クレーン１２に設けられる巻取り手段１４によって個別に巻き取られ、または巻き戻しされ、新設管２の両端部の高さ位置を調整する。
【０００８】
またクレーン１２は、新設管２を吊下するための、前後一対の伸縮アーム１５が取り付けられる。伸縮アーム１５の先端部には、巻取り手段１４が取り付けられ、伸縮アーム１５の基端部は移動体１６に固定される。移動体１６は、伸縮アーム１５を紙面に対して垂直な方向に移動させる。
【０００９】
位置決め装置１０は、巻取り手段１４によって新設管２を上下方向Ａに移動させることができ、伸縮アーム１５によって新設管２の軸線Ｌ２に沿って移動させることができ、移動手段１６によって上下方向および新設管２の軸線Ｌ２にともに直交する方向Ｂに移動させることができる。このような位置決め装置１０の巻取り手段１４、伸縮アーム１５および移動手段１６を、作業者が操作することによって、既設管１と同一軸線上に新設管２を配置する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図２０に示す従来の技術の位置決め装置１０は、新設管２をクレーン１２が吊下して、新設管２の既設管１に対する位置決めを行う。したがって位置決め装置１０は、巻取り手段１４、伸縮アーム１５および移動手段１６などの駆動機構を新設管２の上方に配置し、さらに新設管２を支持する必要がある。したがってそれらを支えるクレーン１２の柱を太くする必要があり、装置が大型になるという問題がある。
【００１１】
さらに新設管２の上のほうに、前述のような駆動機構配置１４，１５，１６を配置するための空間を必要とするので、トンネルおよび共同溝などの設置スペースの限られた場所では、従来の位置決め装置１０を設置スペース内に搬入することができないという問題がある。共同溝は、ガス管、水道管および電気配線などの複数の管体がまとめて収納される溝である。
【００１２】
また新設管２の位置決めは、前述の駆動機構を作業者が操作し、新設管２を上下、左右および前後に移動させ、既設管１と新設管２のずれを補正しながら、位置合せを行うので、高い位置決め精度が要求される電子ビーム溶接などでは、新設管２の位置決め作業に多くの手間および時間を要する。さらに索条１１によって新設管２を吊下した状態で、新設管２の位置決めを行うので、新設管２が左右前後に振れて、安定しない状態で位置決めを行わなければならないという問題があり、位置決め作業の能率が悪くなるという問題がある。
【００１３】
したがって本発明の目的は、狭い空間内でも管体同士を同軸上に、高精度かつ短時間に容易に位置決めすることができる管体の位置決め装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定された第１の管体に対して同軸に、第２の管体を配置するための管体の位置決め装置であって、
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、
第１のアームと同一寸法に形成され、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を含むことを特徴とする管体の位置決め装置である。
【００１５】
本発明に従えば、第１のアームは、たとえば左右２本あり、この第１のアーム２本を開先合せ台の所定の位置に連結することで、第１の管体の軸線方向に開先合せ台を合わせることができる。また第２のアームは、たとえば左右２本あり、この第２のアーム２本を開先合せ台の所定の位置に連結することによって、開先合せ台の位置合せされた方向に第１および第２の管体の軸線方向を揃えることができる。
【００１６】
第１のアームの一端部は、第１の角変位軸線まわりに角変位自在に連結される。したがって開先合せ台を第１のアームの他端部に当接させた状態で変位させることによって、第１のアームを、その一端部を支点として角変位させることができる。これによって第１のアームの他端部と開先合せ台とを、所定の角度を成して容易に連結することができる。
【００１７】
第２のアームの一端部は、第２の角変位軸線まわりに角変位自在に連結される。また第２の管体は、第２のクランプ手段を介して第２のアームと連結される。これによって第２の管体は、第２のアームの他端部を開先合せ台に当接された状態で、第２のアームの他端部を支点として角変位することができる。したがって第２の管体は、第１の管体に対して第２の角変位軸線方向以外にずれることが防止され、第２のアームの他端部と開先合せ台とが成す角度を任意の角度に容易に位置決めすることができる。第２のアームの他端部が開先合せ台に、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とで、前述に示すように第２の管体の軸線と第１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。
【００１８】
このように各クランプ手段、各アームおよび開先合せ台を、第１および第２の管体の各一端部に設けるだけで管体の位置合せを行うことができるので、管体全体にわたって装置を設ける必要がなく、位置決め装置が大型化することを防止することができる。また管体の上方に装置全体が収容される空間を必要としないので、トンネル内および共同溝などの管体の設置スペースの限られた場所においても、容易に管体同士の位置決めを行うことができる。
【００１９】
また本発明は、開先合せ台には、第１および第２のアームの他端部の相対位置を調整するための間隔調整手段が設けられることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、間隔調節手段は、開先合せ台に連結される第１および第２のアームの他端部の相対位置を調整する。各アームの相対位置を近接させることによって、各アームが連結される第１および第２の管体を近接させることができる。これによって同軸線上に配置される第１の管体と第２の管体との各一端面を突合せて、端面間の隙間を無くして、位置決めを行うことができる。
【００２１】
また各アームの相対位置を離反させることによって、第１のアームと第２のアームとの間のスペースを広げることができ、第２のアームを開先合せ台に連結する作業を容易に行うことができる。
【００２２】
また本発明は、第１の管体の軸線および第１の角変位軸線を含む仮想平面に沿って変位自在に、および前記仮想平面に交差する方向に変位自在に、開先合せ台を支持する開先合せ台支持手段を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、開先合せ台支持手段によって、開先合せ台を仮想平面に交差する方向および仮想平面に沿う方向に、変位自在に支持することができる。したがって固定された第１の管体に対して離れた位置に開先合せ台が置かれる場合、開先合せ台支持手段によって、第１の管体に開先合せ台を近接させ、第１の管体との相対位置を調整することができる。これによって第１の管体が開先合せ台から離れた位置に固定される場合においても、開先合せ台支持手段が開先合せ台を支持することによって、第１の管体に連結される第１のアームを、開先合せ台に確実に連結することができる。
【００２４】
また本発明は、第２の管体の軸線および第２の角変位軸線を含む仮想平面に沿って変位自在に、第２の管体を支持する管体支持手段を含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、管体支持手段によって、仮想平面に沿う方向に変位自在に第２の管体を支持することができる。これによって第２の管体の搬送および位置合せを容易に行うことができる。具体的には第２のアームの他端部が連結される開先合せ台の連結位置付近に、第２のアームの他端部を配置するように、第２の管体を容易に移動させることができる。
【００２６】
また本発明は、第２の管体の他端部付近を、第２の管体の軸線および第２の角変位軸線を含む仮想平面に交差する方向に変位させる管体姿勢調整手段を含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、管体姿勢調整手段によって、仮想平面に交差する方向に変位自在に第２の管体の他端部を支持することができる。したがって第２の管体は、両端部を開先合せ台および管体姿勢調整手段によって、その両端部が支持される。第２の管体の他端部を管体姿勢調整手段が支持することによって、第１の管体の軸線と平行になるように、第２の管体の位置を調整することができる。
【００２８】
また本発明は、第１のクランプ手段は、第１の管体の形状を矯正可能であり、第２のクランプ手段は、第２の管体の形状を矯正可能であることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、第１および第２のクランプ手段は、第１および第２の管体の形状を矯正可能なので、第１および第２の管体の端面を同一形状に矯正することができる。第１および第２の管体の一端面を同一形状に揃えた状態で、その一端面同士を当接させることによって、第１および第２の管体の軸線を同一線上に配置するとともに、管体の半径方向の隙間を無くして当接させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の位置決め装置の一部である開先合せ手段１００を示す断面図である。位置決め装置は、第１の管体である既設管２１と、第２の管体である新設管２２とを同軸に位置決めする装置であって、予め固定される既設管２１に対して、新設管２２を変位させて位置決めし、新設管２２の一端部２４は、既設管の一端部２３に対して対向した位置に配置される。位置決め装置によって、新設管２２は、既設管２１と同軸線上に配置され、既設管２１の一端面２５に新設管２２の一端面２６とが突き合わされる。
【００３１】
位置決め後の、互いに突き合わされた既設管２１および新設管２２は、たとえば管体内周面から突合せ溶接が行われる。これによって２つの管体２１，２２は接続される。またたとえば各管体２１，２２のサイズは、内径６００ｍｍ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。
【００３２】
位置決め装置は、既設管２１と新設管２２との一端部２５，２６を当接させるための開先合せ手段１００を含む。開先合せ手段１００は、既設管２１の一端部２３に同軸に固定される第１の真円リング２７と、第１の真円リング２７に角変位自在に連結される一対の第１のアーム２８とを有する。また開先合せ手段１００は、新設管２２の一端部２４に同軸に固定される第２の真円リング３０と、第２の真円リング３０に角変位自在に連結される一対の第２のアーム３１とを有する。一対の第１のアーム２８は、既設管２１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３１は、新設管２２の軸線を含む仮想平面に対して対称に設けられる。たとえば各管体２１，２２の軸線に垂直な方向を左右方向とする。
【００３３】
また開先合せ装置１００は、開先合せ台２９を有する。開先合せ台２９は、一対の第１のアーム２８と連結する一対の第１の連結部材３６および一対の第２のアーム３１と連結する一対の第２の連結部材３９が設けられる。第１の真円リング２７は、既設管２１をクランプする第１のクランプ手段となり、第２の真円リング３０は、新設管２２をクランプする第２のクランプ手段となる。また第１のアーム２８は、既設管２１の軸線Ｌ２１に垂直な第１の角変位軸線Ｒ１に対して角変位可能に形成され、第２のアーム３１は、新設管２２の軸線Ｌ２２に垂直な第２の角変位軸線Ｒ２に対して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２８，３１は、同一形状に形成される。
【００３４】
第１の真円リング２７によってクランプされる既設管２１は、第１のアーム２８を介して開先合せ台２９に連結される。同様に第２の真円リング３０によって、クランプされる新設管２２は、第２のアーム３１を介して開先合せ台２９に連結される。
【００３５】
図２は、開先合せ手段１００によって、既設管２１と新設管２２とが位置決めされた状態を示す断面図である。第２の真円リング３０が新設管２２をクランプした状態で、新設管２２は、第２のアーム３１の他端部３８を支点として角変位することができる。具体的には、第２のアーム３１が開先合せ台２９と成す角度である第２の所定の角度θ２を、１８０度から第１のアーム２８が開先合せ台２９と成す角度である第１の所定の角度θ１を減算した値と等しくなるように、新設管２２が角変位される。
【００３６】
各管体２１，２２が位置決めされた状態で、第１の真円リング２７の軸線方向一方２７Ａ側の一端面と第２の真円リング３０の軸線方向一方３０Ａ側の一端面とは対向した位置に配置される。また第１の真円リング２７は、その軸線方向他方２７Ｂ側の他端面に第１のアームホルダ３２が設けられる。第１のアーム２８は、第１のアームホルダ３２を介して、第１の真円リング２７に連結される。第１のアーム２８は、その一端部３４が第１のアームホルダ３２に連結され、その他端部３５が開先合せ台２９の第１の連結部材３６に連結される。第１のアーム２８は、一端部３４および他端部３５を支点として、既設管２１の軸線Ｌ２１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。
【００３７】
同様に第２の真円リング３０は、その軸線方向他方３０Ｂ側の他端面に第２のアームホルダ３３が設けられる。第２のアーム３１は、第２のアームホルダ３３を介して、第２の真円リング３０に連結される。第２のアーム３１は、その一端部３７が第２のアームホルダ３３に連結され、その他端部３８が開先合せ台２９の第２の連結部材３９に連結される。第２のアーム３１は、一端部３７および他端部３８を支点として、新設管２２の軸線Ｌ２２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。
【００３８】
各真円リング２７，３０は、各管体２１，２２の一端面２５，２６付近で各管体２１，２２を外周側から押圧し、第１および第２の管体２１，２２の断面形状を矯正する。各真円リング２７，３０は、真円形状に加工されるリング本体４１と、外ねじ部材である複数のボルト４０とを含んで構成される。複数のボルト４０は、リング本体４１の周方向に並んで配置され、リング本体４１を半径方向に挿通し、リング本体４１に螺着される。各ボルト４０は螺進することによって、先端部がリング本体４１の内周面からリング本体４１内方に突出する。リング本体４１は、一体に形成されてもよいし、または複数の円弧状のリング部材が連結されて構成されてもよく、全体形状として、円環状である。
【００３９】
リング本体４１は、各管体２１，２２の外周径よりも大きい内周径を有し、各管体２１，２２に嵌め込まれる。リング本体４１が各管体２１，２２に嵌め込まれた状態で、各ボルト４０がリング本体４１の内方に向かって同一量だけ突出する。これによってボルト４０が各管体２１，２２を半径方向内方に押圧する。すなわち各管体２１，２２の外周部において、断面形状が真円に比べて膨らんでいる部分が押圧されて、各管体２１，２２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とができる。このとき各真円リング２７，３０の軸線Ｌ２７，Ｌ３０と各管体２１，２２の軸線Ｌ２１，Ｌ２２とは同軸となる。
【００４０】
図３は、開先合せ手段１００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３２，３３は、同様の形状を有する。したがって第１のアームホルダ３２について説明し、第２のアームホルダ３３の説明および参照符号を省略する。また第１および第２の各アーム２８，３１は、同様の形状を有する。したがって第１のアーム２８について説明し、第２のアーム３１の説明および参照符号を省略する。
【００４１】
第１のアームホルダ３２は、第１の真円リング２７の軸線Ｌ２７を含み、開先合せ台本体６０の厚み方向一方側の連結面９０に垂直に延びる仮想平面４６に対称な、一対のホルダ体４５ａ，４５ｂを有する。各ホルダ体４５ａ，４５ｂは、真円リング２７にアームホルダ固定ボルト４２によって締結され、第１の真円リング２７の軸線方向他方２７Ｂ側から突出する２つの結合部４３と、２つの結合部４３間をつなぎ、前記仮想平面４６に沿って延びる板状のホルダ本体４４とを有する。
【００４２】
ホルダ本体４４には、円柱形状のホルダ軸体４７が設けられる。ホルダ軸体４７は、真円リング２７の軸線Ｌ２７と直交し、かつホルダ本体４４の厚み方向一方側の面から垂直な方向に、第１の真円リング２７の外方に向かって突出する。このホルダ軸体４７の軸線が第１の角変位軸線Ｒ１となる。このような２つの結合部４３、ホルダ本体４４およびホルダ本体４４に設けられるホルダ軸体４７を、各ホルダ体４５ａ，４５ｂが有する。したがって既設管２１が開先合せ台２９に連結された状態で、２つの結合部４３、ホルダ本体４４およびホルダ本体４４に設けられるホルダ軸体４７が、各一対設けられ、第１の真円リング２７の軸線Ｌ２７を含みかつ開先合せ台本体６０の厚み方向一方側の連結面９０に垂直に延びる仮想平面４６に対して対称に配置される。
【００４３】
一対の第１のアーム２８は、それぞれその一端部３４に軸受け４８が設けられる。前記各軸受け４８は、第１のアームホルダ３２の各ホルダ軸体４７に嵌め込まれる。これによって各第１のアーム２８は、前記仮想平面に対称に並び、第１のアームホルダ３２に対して角変位可能に連結される。第１のアーム２８の他端部３５には、円柱形状のローラ軸体５１が形成される。ローラ軸体５１は、軸受け４８に嵌め込まれるホルダ軸体４７と同方向、すなわち第１の角変位軸線方向Ｒ１と平行に延びる。ローラ軸体５１には、ローラ４９が回動可能に取り付けられる。さらにローラ軸体５１には、開先合せ台２９と連結するための円板９８が設けられる。円板９８は、ローラ４９よりも大きい外径を有し、円板９８の中心軸線をローラ軸体５１が挿通する。またローラ軸体５１には、第１の連結部材３６と結合するための結合手段が設けられる。具体的には第１のアーム２８は、ローラ軸体５１の軸線から屈曲し、ローラ軸体５１の軸線と直交して延び、ローラ軸体５１の軸線まわりに回動可能な結合ボルト５２ａが設けられる。
【００４４】
また第２のアーム３１は、第１のアーム２８と同様の構成および形状を有し、たとえば第２のアーム３１は、第２のアーム３１のローラ軸体５１の軸線から屈曲し、ローラ軸体５１の軸線と直交して延び、ローラ軸体５１の軸線まわりに回動可能な結合ボルト５２ｂが設けられる。また第２のアーム３１のローラ軸体５１の軸線が第２の角変位軸線Ｒ２となる。さらに第２のアーム３１のローラ軸体５１には、開先合せ台２９と連結するための円板９８が設けられる。円板９８は、ローラ４９よりも大きい外径を有し、円板９８の中心軸線をローラ軸体５１が挿通する。
【００４５】
第１および第２のアーム２８，３１のローラ軸体５１に設けられる結合ボルト５２ａ，５２ｂは、第１および第２の連結部材３６，３９に形成されるＵ字状孔部に挿通した状態で、ローラ軸体５１と反対側の端部にナット９９が螺着される。また第１および第２の連結部材３６，３９は、開先合せ台２９に連結されるので、各アーム２８，３１は、各連結部材３６，３９を介して、開先合せ台２９と連結される。
【００４６】
図４は、既設管２１と新設管２２とが位置決めされた状態の開先合せ手段１００を示す平面図である。開先合せ台２９は、外形形状が略板状に形成される開先合せ台本体６０を有し、開先合せ台本体６０の厚み方向一方側の面である連結面９０側に、互いに所定の間隔をあけて平行に延びる一対のレール部５６，５７が２組形成される。ここで開先合せ台本体６０の連結面９０は、各レール部５６，５７の伸延方向である第１方向５０と平行に延びる一対の縁辺と、レール伸延方向に直交する第２方向７７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。
【００４７】
２組の一対のレール部５６，５７は、第１方向５０に並んで配置される。２組のレール部５６，５７のうちの一方の組のレール部５６には、一対の第１のアーム２８の各ローラ４９がそれぞれ嵌合し、２組のレール部５６，５７のうちの他方の組のレール部５７には、一対の第２のアーム３１の各ローラ４９がそれぞれ嵌合する。２組の一対のレール部５６，５７の互いに対向する側の端部には、第１および第２のアーム２８，３１を連結する第１および第２の連結部材３６，３９が設けられる。第２の連結部材３９は、連結部材間の相対位置が変位可能に、第１方向５０にスライドすることができる。
【００４８】
図１に示すように、第２の連結部材３９および第２の連結部材３９側のレール部５７が乗載板５８に乗載される。また開先合せ台本体６０には、第１方向５０に延びる一対のスライドレール５４が形成される。乗載板５８は、各スライドレール５４に嵌合するスライドガイド５５が設けられ、各スライドレール５４に沿ってスライド可能に形成される。
【００４９】
開先合せ台２９には、第１および第２の連結部材３６，３９の相対位置を調整するための間隔調整手段が設けられる。間隔調整手段は、たとえば２つの連結部材３６，３９とを連結するタイロッド５３によって構成される。タイロッド５３は、外周部にねじ溝が設けられるボルトと前記ボルトに螺着するナットとを有する。タイロッド５３に螺着するナットの位置を調整することによって、２つの連結部材３６，３９の相対位置を調整することができる。
【００５０】
図５は、第１のアーム２８と開先合せ台２９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３６は、第１の挿通部５９と第１の屈曲部６１とを有して構成される。第１の挿通部５９は、開先合せ台本体６０に固定され、開先合せ台本体６０の連結面９０から外方に向かって突出する。第１の挿通部５９は、結合ボルト５２ａが挿通可能なＵ字状孔部およびタイロッド５３が挿通可能な孔部が形成される。結合ボルト５２ａ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６０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５２ａ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５９の開先合せ台本体６０側の端部と反対側の端部５９ａには、第１の挿通部５９から屈曲して設けられる第１の屈曲部６１が連結される。第１の屈曲部６１は、開先合せ台本体６０の連結面９０に平行な屈曲部当接面６４が形成される。
【００５１】
また第１のアーム２８の他端部３５には、ローラ４９よりも一端部３４寄りに第１の当接部６２が形成される。第１の当接部６２は、第１のアーム２８の軸線Ｌ２８他端部側３５にアーム当接面６３が形成される。アーム当接面６３は、第１のアーム２８の軸線Ｌ２８とローラ軸体５１の軸線とを含む仮想一平面に対して第１の所定の角度θ１を成す。
【００５２】
第１のアーム２８は、第１のアーム２８の一端部３４を支点に角変位し、アーム当接面６３が第１の屈曲部６１の屈曲部当接面６４と面接触する。屈曲部当接面６４は、開先合せ台本体６０の連結面９０と平行に形成されるので、第１の屈曲部６１の屈曲部当接面６４に当接したアーム当接面６３は、開先合せ台本体６０の連結面９０と平行に位置決めされる。
【００５３】
したがって角変位する第１のアーム２８を屈曲部６１に当接させるだけで、開先合せ台本体６０の連結面９０とアーム当接面６３とを平行に保ち、第１のアーム２８の軸線Ｌ２８と開先合せ台本体６０とを第１の所定の角度θ１に位置決めすることができる。さらにアーム当接面６３と屈曲部当接面６４とが当接した状態で、結合ボルト５２ａは、第１の挿通部５９のＵ字状孔部に挿通し、結合ボルト５２ａに螺着するナット９９が、ローラ軸体５１に設けられる円板９８に向かって螺進される。これによってナット９９と円板９８の相対的な距離が縮まり、結合ボルト５２ａ挿通状態において、結合ボルト５２ａの軸線方向一方側の挿通部５９の面に円板９８が当接し、結合ボルト５２ａの軸線方向他方側の挿通部５９の面にナット９９が当接する。これによって円板９８とナット９９とが第１の連結部材３６を結合ボルト５２ａの軸線方向両端側から協働して挟持し、第１のアーム２８と第１の連結部材３６とが連結される。これによってナット９９を螺進および螺退することによって第１のアーム２８と開先合せ台２９とを第１の所定の角度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の所定の角度θ１は、第２方向７７一方側から開先合せ台２９に固定される第１のアーム２８を見た場合に、開先合せ台２９に対して、第１のアーム２８が時計回りに成す角度である。たとえば所定の第１の角度θ１は、９０度より小さく与えられる。
【００５４】
第１のアーム２８Ａの各ローラ４９Ａは、開先合せ台２９に設けられる一対のレール部５６にそれぞれ嵌合する。第１のアーム２８Ａと開先合せ台２９とが相対的に変位移動することによって、第１のアーム２８Ａのローラ４９Ａは、回転してレール部５６上をスライドし、第１のアーム２８Ａは、第１のアーム２８の一端部３４を支点として角変位する。一対の第１のアーム２８は、既設管２１の軸線に対称に配置されるので開先合せ台２９を、既設管２１の軸線にずれなくスライドさせることができる。
【００５５】
角変位した第１のアーム２８は、そのアーム当接面６３と第１の屈曲部６１の屈曲部当接面６４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２８と開先合せ台２９とのなす角が第１の所定の角度θ１になる位置に変位する。このとき第１のアーム２８の結合ボルト５２ａが第１の挿通部５９に挿通され、第１のアーム２８と開先合せ台本体６０とが第１の連結部材３６を介して連結される。
【００５６】
図６は、第２のアーム３１と開先合せ台２９との連結部分を拡大して示す断面図である。図５と同様に、第２の連結部材３９は、第２の挿通部６５と第２の屈曲部６６とを有して構成される。第２の挿通部６５は、開先合せ台本体６０に固定され、開先合せ台本体６０の連結面９０から外方に向かって突出する。第２の挿通部６５は、結合ボルト５２ｂが挿通可能なＵ字状孔部およびタイロッド５３が挿通可能な孔部が形成される。結合ボルト５２ｂ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６０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５２ｂ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３１の結合ボルト５２ｂは、第１のアーム５２ａの結合ボルト５２ａと同様に、ナット９９と円板９８とによって挿通部６５に連結される。このとき結合ボルト５２ｂは、ローラ軸体５１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３１は、ローラ軸体５１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６５の開先合せ台本体６０側の端部と反対側の端部には、第２の挿通部６５から屈曲して設けられる第２の屈曲部６６が連結される。第２の屈曲部６６は、開先合せ台本体６０の連結面９０に平行な屈曲部当接面６７が形成される。
【００５７】
また第２のアーム３１の他端部３８には、ローラ４９よりも一端部３７寄りに第２の当接部６８が形成される。第２の当接部６８は、第２のアーム３１の軸線Ｌ３１他端部３８側にアーム当接面６９が形成される。アーム当接面６９は、第２のアーム３１の軸線Ｌ３１とローラ軸体５１の軸線とを含む仮想一平面に対して第２の所定の角度θ２を成す。第２の所定の角度θ２は、１８０度から第１の所定の角度θ１を減算した値である。
【００５８】
第２のアーム３１は、その他端部３８を支点に角変位し、アーム当接面６９が第２の屈曲部６６の屈曲部当接面６７と面接触する。屈曲部当接面６７は、開先合せ台本体６０の連結面９０と平行に形成されるので、第２の屈曲部６６の屈曲部当接面６７に当接したアーム当接面６９は、開先合せ台本体６０の連結面９０と平行に位置決めされる。
【００５９】
したがって角変位する第２のアーム３１を第２の屈曲部６６に当接させるだけで、開先合せ台本体６０の連結面９０とアーム当接面６９とを平行に保ち、第２のアーム３１の軸線Ｌ３１と開先合せ台本体６０とを第２の所定の角度θ２に位置決めすることができる。さらにアーム当接面６９と屈曲部当接面６７とが当接した状態で、結合ボルト５２ｂは、第２の挿通部６５のＵ字状孔部に挿通し、結合ボルト５２ｂに螺着するナット９９が、ローラ軸体５１に設けられる円板９８に向かって螺進される。これによってナット９９と円板９８の相対的な距離が縮まり、結合ボルト５２ｂ挿通状態において、結合ボルト５２ｂの軸線方向一方側の挿通部６５の面に円板９８が当接し、結合ボルト５２ａの軸線方向他方側の挿通部６５の面にナット９９が当接する。これによって円板９８とナット９９とが第２の連結部材３９を結合ボルト５２ｂの軸線方向両端側から協働して挟持し、第２のアーム２８と第２の連結部材３９とが連結される。これによってナット９９を螺進および螺退することによって第２のアーム３１と開先合せ台２９とを第２の所定の角度θ２を有して容易に着脱可能に固定することができる。ここで第２の所定の角度θ２は、第２方向７７一方側から開先合せ台２９に固定される第２のアーム３１を見た場合に、開先合せ台２９に対して、第２のアーム３１が時計回りに成す角度である。たとえば所定の第２の角度θ２は、９０度より大きく与えられる。
【００６０】
第２のアーム３１Ａの各ローラ４９Ａは、開先合せ台２９に設けられる一対のレール部５７にそれぞれ嵌合する。第２のアーム３１Ａは、実線で示す第２のアーム３１の位置に移動する。すなわちローラ４９Ａがレール部５７に嵌合した状態で回転し、第２の挿通部６５に当接する位置に平行移動し、第２のアーム３１の結合ボルト５２ｂが、第２の挿通部６５のＵ字状孔部に挿通する。第２のアーム３１は、新設管２２の軸線に対称に配置されるので、新設管２２を開先合せ台２９のレール部５７にずれなくスライドさせることができる。
【００６１】
次に第２のアーム３１が、その他端部３８を支点として角変位することによって、想像線で示す第２のアーム３１Ｂの位置に移動する。すなわち第２のアーム３１Ｂは、そのアーム当接面６９が、第２の屈曲部６６の屈曲部当接面６７と当接し、第２のアーム３１と開先合せ台２９とのなす角が第２の所定の角度θ２になる位置に変位する。
【００６２】
また第２の連結部材３９と、第２の連結部材側のレール部５７とが乗載板５８上に乗載される。乗載板５８は、スライドレール５４に嵌合するスライドガイド５５が設けられ、スライドレール５４に沿って第１方向５０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３９に連結される第２のアーム３１をレール部５７に沿って、平行移動することができる。
【００６３】
図７は、開先合せ手段１００を示す断面図である。開先合せ手段１００には、上述の記載の構成のほかに、図１〜図６に図示しないシールリング７０が、さらに設けられる。シールリング７０は、第１の真円リング２７および第２の真円リング３０を外周側から塞ぐシールリング本体７１と、スライドレール５４に嵌合する複数のレールガイド部７２と、レールガイド部７２ごとに設けられ、レールガイド部７２およびシールリング本体７１とを連結する複数の支持部７３とを有する。各支持部７３は、一端部７５がシールリング本体７１と連結され、他端部７６がレールガイド部７２と連結される。また各支持部７３は、前述の両端部７５，７６の連結位置で、角変位可能に設けられる。またレールガイド部７２がスライドレール５４に嵌合した状態で、第１方向５０に並ぶレールガイド部７２は、第１方向５０に延びるタイロッド７４によって互いに連結される。各支持部７３の一端部７５は、その相対位置が一定に保たれる。
【００６４】
シールリング７０は、レールガイド部７２によって、スライドレール５４に嵌合し、開先合せ台２９のスライドレール５４上を平行移動することができる。またタイロッド７４によって、各レールガイド部７２を互いに近接および離反する方向７９に移動させることによって、各支持部７３と開先合せ台２９とのなす角度を変化させることができる。これによって各支持部７３の一端部７５に連結されるシールリング本体７１を、開先合せ台６０の連結面９０に対して、垂直方向７８に平行移動させることができる。またシールリング７０は、突合せ部８０に移動し、各管体２１，２２の外周面および真円リング２７，３０の外周面とシールリング７０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６．６６Ｐａすなわち０．０５Ｔｏｒｒ程度に減圧する。シールリング本体７１は、一体に形成されてもよいし、または複数の円弧状のシールリング部材が連結されて構成されてもよく、全体形状として、略円環状である。
【００６５】
上述の記載の本実施の形態の開先合せ手段１００の構成に従えば、同一形状に形成される第１および第２のアーム２８，３１の各ローラ４９は、それぞれ開先合せ台２９に形成される一対のレール部５６，５７に嵌合される。すなわち第１のアームと第２のアーム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２８，２９に間接的に連結される既設管２１および新設管２２は、レール部５６，５７が延びる方向である第１の方向５０と直交する第２の方向７７に、互いにずれなく揃った状態で配置される。
【００６６】
さらに開先合せ台２９は、第１のアーム２８の他端部３５と第１の所定の角度θ１を成して連結される。また開先合せ台２９は、第２のアーム３１の他端部３８と第２の所定の角度θ２を成して連結される。第２の所定の角度θ２は、１８０度から第１の所定の角度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２８，３１に間接的に連結される既設管２１および新設管２２は、高さ方向すなわち、開先合せ台本体６０の連結面９０から垂直に延びる方向の距離を等しく配置することができる。
【００６７】
したがって開先合せ手段１００の各アーム２８，３１によって、クランプされる既設管２１および新設管２２を開先合せ台２９に連結することによって、既設管２１と新設管２２との各軸線Ｌ２１，Ｌ２２を第２方向７７および高さ方向にずれなく、同一線上に位置決めすることができる。これによって新設管２２がずれることを防止して、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。
【００６８】
さらに開先合せ手段１００は、既設管２１と新設管２２との各軸線Ｌ２１，Ｌ２２とを同一線上に配置した状態で、タイロッド５３によって、各連結部材３６，３９の相対位置を近接させることによって、既設管２１と新設管２２との一端面２５，２６同士を突合せた位置に位置決めすることができる。
【００６９】
またこのように各真円リング２７，３０、各アーム２８，３１および開先合せ台２９を、既設管２１および新設管２２の各一端部２３，２４に設けるだけで管体の位置合せを行うことができる。したがって管体全体にわたって装置を設ける必要がなく、位置決め装置が大型化することを防止することができる。したがってトンネル内および共同溝などの管体の設置スペースの限られた場所においても、容易に管体同士の位置決めを行うことができる。
【００７０】
また各アームは、アーム当接面６３，６９が各アームの軸線Ｌ２８，Ｌ３１に対して、第１および第２の所定の角度θ１，θ２を成して形成される。これによって開先合せ台２９の連結面９０と平行に形成される屈曲部当接面６４，６７に当接するだけで、開先合せ台２９と各アーム２８，３１とを所定の角度に容易になすことができる。また各アーム２８，３１は、各連結部材３６，３９と面接触するので、各管体２１，２２の重量が大きくなっても、各アーム２８，３１が破壊することを防ぐことができる。
【００７１】
また第１および第２の真円リング２７，３０は、既設管２１、新設管２２の外周形状を真円形状に矯正することができる。また矯正部分の各管体２１，２２の軸線Ｌ２１，Ｌ２２を各真円リング２７，３０の軸線Ｌ２７，Ｌ３０と同一にすることができる。各真円リング２７，３０によって、各管体２１，２２を矯正し、各管体２１，２２の各一端面２５，２６を突合せたとき、各管体２１，２２は、外周形状が同一形状に形成されるので、半径方向に隙間が形成することを防止することができる。また真円リング２７，２８を取り付けた状態で、各管体の端面の開先加工が行われることによって、真円リング２７，３０の軸線Ｌ２７，Ｌ３０と垂直な仮想平面状に各管体の一端面を形成することができる。同一線上に配置して突合せた状態で、各管体２１，２２の一端面２５，２６同士を全周にわたって当接させることができ、周方向にわたって、隙間がない突合せ部８０を形成することができる。
【００７２】
図８は、位置決め装置２０を示す断面図であり、図９は、位置決め装置２０を示す平面図である。位置決め装置２０は、開先合せ手段１００と、支持台である２つのハンドパレット２００ａ、２００ｂと、管体支持手段であるフローティング台３００と、管体姿勢調整手段である上下台４００とを含んで構成される。開先合せ手段１００は、前述のように、第１および第２の真円リング２７，３０によって各管体２１，２２の一端部２３，２４を矯正し、各管体２１，２２を同一軸線上に導く。
【００７３】
第１のハンドパレット２００ａは、開先合せ台２９を支持し、既設管２１が設けられる位置に開先合せ台２９を移動させることができる。具体的には、既設管２１の軸線Ｌ２１および第１の角変位軸線を含む仮想平面すなわち連結面９０に平行な面に沿って変位自在に、および前記仮想平面に交差する方向に変位自在に移動可能であることが好ましい。さらに具体的には、第１のハンドパレット２００ａは、既設管２１の軸線Ｌ２１が延びる方向である縦方向８５と、上下方向８７および縦方向８５の両方に直交する方向である横方向８６とに移動可能であることが好ましい。
【００７４】
また第１のハンドパレット２００ａと同様の構成である第２のハンドパレット２００ｂが、上下台４００を支持し、新設管２２が設けられる位置に上下台４００を移動させることができる。さらに第１のハンドパレット２００ａは、第１のアーム２８の他端部３５と第２のアーム３１の他端部３８とを結ぶ方向が既設管２１の軸線Ｌ２１に平行になるように、開先合せ台２９を移動させることができることが好ましい。
【００７５】
フローティング台３００は、新設管２２の長手方向中央部で新設管２２を支持し、新設管２２を新設管２２の軸線Ｌ２２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。すなわちフローティング台３００は、縦方向８５および横方向８６に新設管２２を移動させることができる。また上下台４００は、新設管２２の軸線Ｌ２２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。すなわち上下台４００は、上下方向８７に新設管２２を移動させることができる。
【００７６】
図１０は、開先合せ台２９を第１のハンドパレット２００ａが支持している状態を示し、図１１は、第１のハンドパレット２００ａが既設管２１に近接し、開先合せ台２９と第１のアーム２８とを連結した状態を示し、図８のｓ１１−ｓ１１切断面線から見た断面図である。図１０および図１１は、シールリング７０を省略して示す。図１０および図１１に示すように、開先合せ台２９は、既設管２１から離れた位置から、第１のハンドパレット２００ａに支持された状態で、既設管２１に近接する。第１のハンドパレット２００ａは、縦方向８５および横方向８６の少なくとも一方、および上下方向８７に開先合せ台２９が支持される積載部２０１を変位することによって、開先合せ台２９の第１の連結部材３６と既設管２１に取り付けられた第１のアーム２８の他端部３５とを連結する位置に容易に配置することができる。
【００７７】
図１２は、図８のｓ１５−ｓ１５切断面線から見てフローティング台３００を示す断面図である。フローティング台３００は、新設管２２を収容する収容部３０１と、収容部３０１を浮上させる浮上手段３０２と、浮上手段３０２の下方に配置され、浮上手段のベースとなる浮上台３０３とを含んで構成される。収容部３０１は、新設管２２を下方から支持する。収容部３０１は、新設管２２を安定に保持するためのつめ部３０４が両側部に形成される。各つめ部３０４は、新設管２２の外周面と当接する。新設管２２の外周面に各つめ部部３０４が当接することによって、新設管２２が収容部３０１から転落することを防止する。
【００７８】
収容部３０１の下方には、浮上手段３０２が設けられる。浮上手段３０２によって収容部３０１および収容部３０１に収容される新設管２２を浮上させることができる。また浮上手段３０２によって浮上する高さは、１０〜１５ｍｍとわずかな量である。このために浮上手段３０２の下方に浮上台３０３が設けられ、浮上する新設管２２の軸線Ｌ２２の高さを調整する。
【００７９】
図１３は、浮上手段３０２の一例を示す平面図であり、図１４は、エアーキャスター３０５を示す拡大図である。浮上手段３０２は、コンプレッサー３０８からホース３０７を介して空気を、流体排出部であるエアーキャスター３０５に送り込み、エアーキャスター３０５から下方に向けて空気を排出し、エアーキャスター３０５を浮上させる。このような複数（本発明の実施の形態では、４つ）のエアーキャスター３０５を収納部３０１に固定することによって、エアーキャスター３０５の浮上によって、収納部３０１を浮上させることができる。このようにエアーキャスター３０５を用いることによって、エアーキャスター３０５と浮上台３０３との間に空気膜を作り、移動時に発生する摩擦抵抗をわずかにすることができる。また複数のエアーキャスタ−３０５を用いる場合、ホース３０７からエアーキャスター３０５に供給される空気の流量を調整する流量調整バルブ３０６がエアーキャスター３０５毎に設けられる。
【００８０】
図１５は、図８のｓ１８−ｓ１８切断面線から見て上下台４００を示す断面図である。上下台４００は、第２のハンドパレット２００ｂに支持される。上下台４００は、新設管２２の他端部８１を支持する。第２のハンドパレット２００ｂの上下台４００を支持する積載部２０１が上下に昇降することによって、上下台４００は、新設管２２の高さを調整することができる。各ハンドパレット２００ａ，２００ｂは、独立して個別に動作するので、既設管２１の軸線Ｌ２１と同一線上に、新設管２２の軸線Ｌ２２を容易に配置することができる。また上下台４００は、新設管２２を下方から円筒状の回転体４０１に当接させることによって、新設管２２を支持する。回転体４０１は、新設管２２を支持した状態で、新設管２２の軸線Ｌ２２に対して直交する方向に延び、回転体４０１の外周面と、新設管２２の外周面とが当接する。回転体４０１は、回転体４０１の軸線まわりに回転する。これによって新設管２２は、新設管２２の軸線Ｌ２２方向に容易にスライドすることができる。特に回転体４０１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。
【００８１】
以上の記載の本実施の形態の位置決め装置２０に従えば、第１のハンドパレット２００ａによって、開先合せ台２９を上下方向８７に移動することができる。したがって既設管２１が高所にある場合でも、開先合せ台２９を第１のハンドパレット２００ａによって所定の高さまで上昇させることによって、既設管２１に間接的に連結される第１のアーム２８を、開先合せ台２９に確実に連結することができる。また第１のハンドパレット２００ａは、縦方向および横方向の少なくともいずれか一方に移動することができる。したがって第１のハンドパレット２００ａに開先合せ台２９を乗載した状態で、開先合せ台２９を、第１のアーム２８のローラ４９位置に、移動させることができる。これによって、第１のアーム２８のローラ４９とレール部５６の嵌合を容易に行うことができる。
【００８２】
同様に第２のハンドパレット２００ｂが、上下台４００を乗載することによって、上下台４００を上下方向８７、縦方向８５および横方向８６に容易に変位させることができる。
【００８３】
またフローティング台３００は、新設管２２を浮上させることができるので、作業者は、大きな力を作用させることなく、専用の操作者でなくとも、容易に新設管２２を移動させ位置決めすることができる。これによって収容する新設管２２に連結される第２のアーム３１のローラ４９を、開先合せ台２９のレール部５７に容易に導き、ローラ４９とレール部５７とを嵌合することができる。
【００８４】
また新設管２２を開先合せ台２９および上下台４００の２つによって、新設管２２の両端部２４，８１を支えることができる。新設管２２の他端部８１を支える上下台４００が上下方向８７に変位可能であるので、新設管２２の軸線Ｌ２２を、既設管２１の軸線Ｌ２１に同一線上に確実に配置することができる。
【００８５】
図１６は、位置決め装置２０によって、既設管２１と新設管２２との位置決め動作の手順を示す断面図である。図１６（１）は、既設管２１に対して、開先合せ手段１００を設置した状態を示し、図１６（２）は、既設管２１と開先合せ台２９とを連結し、フローティング台３００および上下台４００を設置した状態を示し、図１６（３）は、フローティング台３００に新設管２２を収容し、フローティング状態で開先合せ手段１００と新設管２２とを連結した状態を示し、図１６（４）は、既設管２１と新設管２２との一端部が突き合わされ開先が形成された状態を示す。
【００８６】
図１７は、既設管２１と新設管２２との位置決め動作の手順を示すフローチャートである。まずステップｓ０で、既設管２１および新設管２２が配置される設備空間が形成されるとともに、予め既設管２１が、所定の位置に固定される。設備空間は、トンネルまたは共同溝などの狭い空間であってもトンネルおよび共同溝以外の普通の現場であってもよい。また新設管２２が準備される。既設管２１および新設管２２の各一端部２３，２４には、各一端部２３，２４の形状を矯正する第１および第２の真円リング２７，３０が固定される。このような位置決め動作の準備が完了するとステップｓ１に進む。
【００８７】
ステップｓ１では、既設管２１に近接して開先合せ台２９が配置される。作業者が、開先合せ台２９が積載されたハンドパレット２００ａを縦方向８５および横方向８６に移動させることによって、ハンドパレット２００ａに積載された開先合せ台２９を既設管２１の一端部２３下方側に移動させ、移動が完了するとステップｓ２に進む。
【００８８】
ステップｓ２では、図１６（１）に示すように、第１の真円リング２７には、一対のホルダ体４５ａ，４５ｂが結合され、ホルダ体４５ａ，４５ｂには、一対の第１のアーム２８の一端部３４が連結される。このように既設管２１をクランプした第１の真円リング２７に、ホルダ体４５ａ，４５ｂを介して、第１のアーム２８が連結されると、ステップｓ３に進む。
【００８９】
ステップｓ３では、図１６（２）に示すように、第１のアーム２８の一端部３４を支点として、第１のアーム２８が角変位される。第１のアーム２８が角変位されることによって、一対の第１のアーム２８の各ローラ４９が、開先合せ台２９の各レール部５６に嵌合される。作業者は、ローラ４９がレール部５６に嵌合された状態で、ハンドパレット２００ａ上の開先合せ台２９を上下方向８７および縦方向８５に移動して微調整し、図５に示す第１のアーム２８のアーム当接面６３と連結部材３６の屈曲部当接面６４とを面接触させる。次に第１のアーム２８の結合ボルト５２ａを第１の連結部材３６の挿通部５９に挿通し、結合ボルト５２ａに螺着されるナット９９を円板側に螺進させることによってナット９９と円板９８とが協働して開先合せ台２９に第１のアーム２８を連結する。このとき第１のアーム２８と開先合せ台２９とがなす角度を第１の所定の角度θ１にして互いに連結し、ステップｓ４に進む。
【００９０】
ステップｓ４では、作業者が、新設管２２が配置されるであろう空間の下方の面にフローティング台３００と上下台４００とを配置する。フローティング台３００は、新設管２２の軸線方向両端部のほぼ中間となる位置の下方に配置される。上下台４００は、新設管２２の軸線方向の他端部となる位置の下方に配置される。このように、フローティング台３００および上下台４００が配置されると、ステップｓ５に進む。
【００９１】
ステップｓ５では、作業者が、開先合せ手段１００に設けられるシールリング７０をスライドレール５４に沿って、既設管２１の他端部に向かって平行移動させる。シールリング７０が既設管２１の突合せ部８０となる部分よりも既設管２１の他端部寄りに移動されると、ステップｓ６に進む。
【００９２】
ステップｓ６では、図１６（３）に示すように、作業者が、第２の真円リング３０、ホルダ体４５ａ，４５ｂおよび第２のアーム３１が取り付けられた状態の新設管２２を、開先合せ台２９、フローティング台３００および上下台４００上に配置させる。新設管２２は、その一端部２４を開先合せ台２９上に配置し、軸線方向のほぼ中間部をフローティング台３００上に配置し、他端部を上下台４００上に配置される。新設管２２は、フローティング台３００の２つのつめ部３０４によって、新設管２２が横方向８６へ変位することが規制される。このように新設管２２の配置が完了するとステップｓ７に進む。
【００９３】
ステップｓ７では、フローティング台３００のエアーキャスター３０５によって、新設管２２を浮上させ、新設管２２を移動させる。具体的には、作業者が、第２のアーム３１のローラ４９をレール部５７に嵌合させるように、新設管２２を水平に縦方向８５および横方向８６に移動させる。次に新設管２２を移動させ、図６に示すように、第２のアーム３１の結合ボルト５２ｂを第２の連結部材の挿通部６５のＵ字状孔部に挿通させ、結合ボルト５２ｂに螺着されるナット９９と円板９８とが協働して開先合せ台２９に第２のアーム３１を連結させる。このように開先合せ台２９と第２のアーム３１との連結が完了するとステップｓ８に進む。
【００９４】
ステップｓ８では、作業者が、フローティング台３００を下降させ、新設管２２を下降させる。すなわち新設管２２および第２のアーム３１は、第２のアームの他端部３８を支点として角変位する。新設管２２は、その他端部８１が上下台４００の回転体４０１に当接するまで下降すると、ステップｓ９に進む。
【００９５】
ステップｓ９では、図６に示すように、作業者が、第２のアーム３１の結合ボルト５２ｂと第２の連結部材３９の挿通部６５とを連結した後、第２のアーム３１のアーム当接面６９と第２の連結部材３９の屈曲部当接面６７とを面接触させるように上下台４００を上下に移動させ、第２のアーム３１と開先合せ台２９とがなす角度を、第２の所定の角度θ２に位置決めする。またステップｓ９では、タイロッド５３によって、第１の連結部材３６と第２の連結部材３９との相対的な距離を調整することで、第１の連結部材３６に連結される第１のアーム２８の他端部３５と、第２の連結部材３９に連結される第２のアーム３１の他端部３８との相対位置を調整する。作業者は、第２のアーム３１に結合される新設管２２を、既設管２１に近づけ、既設管２１に突合せ、開先ギャップを減少させるように調整し、ステップｓ１０に進む。ステップｓ１０では、図１６（４）に示すように新設管２１と既設管２２との位置決め作業が終了する。
【００９６】
通常は、位置決め作業が終了し、突合せ部８０を形成した後、その突合せ部８０の外周を全周にわたって覆う位置にシールリング７０が移動する。また電子ビーム溶接装置が、突合せ部８０の内周側に移動する。突合せ部８０に達したシールリング７０は、各管体２１，２２の外周面とシールリング７０との間に形成される外周空間および各管体２１，２２の内周面と、電子ビーム溶接装置との間に形成される内周空間を、たとえば６．６６Ｐａすなわち０．０５Ｔｏｒｒ程度に減圧する作業が行われる。次に電子ビーム溶接装置が突合せ部８０の内側から突合せ部８０に３０ｋＶ〜２００ｋＶの電子ビームを全周にわたって照射し、突合せ溶接継ぎ手を形成して、既設管２１に新設管２２を接続する作業が行われる。
【００９７】
以上のような管体の位置決めの手順に従えば、各ハンドパレット２００ａ，２００ｂおよびフローティング台３００などによって、専門の操作者を必要とせずに、新設管２２を移動させることができる。各ハンドパレット２００ａ，２００ｂおよびフローティング台３００は、新設管２２の重量が大きくなっても、新設管２２をわずかな力で移動させることができ、容易に搬送することができる。さらに新設管２２を吊下せずに、新設管２２を位置決め装置１００に乗載した状態で、位置決めするので、新設管２２を吊下するためのクレーンを設ける必要がなく、装置が大型化することを防止することができる。これによってトンネルまたは共同溝などの限られた空間内でも、位置決め装置１００を配置することができ、位置決め装置１００によって、既設管２１と新設管２２とを位置決めすることができる。
【００９８】
また新設管２２または既設管２１の外周を覆う各真円リング２７，３０およびシールリング７０は、周方向に分割可能に形成されてもよい。各管体２１，２２の接続後に各真円リング２７，３０およびシールリング７０を分割することによって、各管体２１，２２から容易に取り外すことができ、位置決め作業に費やす時間を短縮することができる。
【００９９】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、第２の管体は、第２のアームが開先合せ台に連結されることによって、第２の角変位軸線まわりに変位し、その他の方向への変位が規制される。第２の管体は、このように変位方向が規制された状態で、第２のアームの他端部を支点として角変位することによって、第１の管体の軸線と同一線上に位置決めされる。
【０１００】
これによって第１および第２の管体の端面を、単に突合せて管体同士の位置決めを行う場合に比べて、第２の管体がずれることを防止し、短時間かつ確実に管体の位置決めを行うことができる。またクレーンのような駆動装置を用いる必要がないので、クレーンなどの駆動装置を操作する専用の操作者でなくとも、管体同士の位置決めを容易に行うことができる。
【０１０１】
また各アームおよび各クランプ手段は、第１および第２の管体の一端部に設けられる。したがって位置決め装置を管体全体にわたって設ける必要がなく、位置決め装置が大型化することを防止することができる。これによってトンネル内および共同溝などの管体の設置スペースの限られた場所においても、本発明の管体の位置決め装置を用いることができ、容易に管体同士の位置決めを行うことができ、位置決め作業に費やす時間を低減することができる。
【０１０２】
また請求項２記載の本発明によれば、間隔調整手段によって、同軸線上に配置される第１および第２の管体の各端面間の隙間を無くして、管体同士を突合せることができる。これによって管体の位置決めをより確実に行い、突合せ溶接などの位置合せ後の処理を良好に行うことができる。
【０１０３】
また請求項３記載の本発明によれば、開先合せ台支持手段が、開先合せ台を支持し、開先合せ台と第１の管体との距離を調整することができるので、第１の管体が配置される位置と開先合せ台が配置される位置とが離れている場合でも、開先合せ台を第１の管体に近接させることができる。これによって第１のアームの他端部と開先合せ台とを、所定の角度を成した状態で確実に連結することができる。
【０１０４】
また請求項４記載の本発明によれば、管体支持手段によって、第２の管体の搬送および位置合せを容易に行うことができ、第２のアームの他端部が連結される開先合せ台の連結位置付近に、第２のアームの他端部を配置するように、第２の管体を容易に移動することができる。管体支持手段は、たとえば第２の管体を浮上させる空気浮上式搬送機器であって、わずかな力で管体を搬送することができ、既設管の搬送作業を極めて容易に行うことができる。
【０１０５】
また請求項５記載の本発明によれば、管体姿勢調整手段が第２の管体の他端部の位置を調整することによって、第２の管体の軸線が第１の管体の軸線と平行になるように、第２の管体の位置を調整することができる。第１および第２の管体の軸線を平行に配置することによって、より正確に管体同士の位置決めを行うことができる。特に複数の管体を連続して連結する場合、連結される管体の軸線を一直線に配置することができる。
【０１０６】
また請求項６記載の本発明によれば、第１および第２の管体の一端面を同一形状に揃えた状態で、その一端面同士を当接させることができる。これによって当接された管体全体は、管体の半径方向の隙間が無く形成される。これによって管体の位置決めをより確実に行い、管体同士の突合せ溶接などの位置決め後の処理を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の位置決め装置の一部の構成を示す断面図である。
【図２】開先合せ手段１００によって、既設管２１と新設管２２とが位置決めされた状態を示す断面図である。
【図３】開先合せ手段１００を図１のｓ３−ｓ３切断面線から見た断面図である。
【図４】既設管２１と新設管２２とが位置決めされた状態の開先合せ手段１００を示す平面図である。
【図５】第１のアーム２８と開先合せ台２９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３１と開先合せ台２９との連結部分を拡大して示す断面図である。
【図７】開先合せ手段１００を示す断面図である。
【図８】位置決め装置２０を示す断面図である。
【図９】位置決め装置２０を示す平面図である。
【図１０】開先合せ台２９を第１のハンドパレット２００ａが支持している状態を示す断面図である。
【図１１】図８のｓ１１−ｓ１１切断面線から見た断面図である。
【図１２】図８のｓ１５−ｓ１５切断面線から見てフローティング台３００を示す断面図である。
【図１３】浮上手段３０２の一部を示す平面図である。
【図１４】エアーキャスター３０５を示す拡大図である。
【図１５】図８のｓ１８−ｓ１８切断面線から見て上下台４００を示す断面図である。
【図１６】既設管２１と新設管２２との位置決め動作の手順を示す断面図である。
【図１７】既設管２１と新設管２２との位置決め動作の手順を示すフローチャートである。
【図１８】従来の技術を説明するための各管体１，２を突合せた状態を側方から見た側面図である。
【図１９】図１８のセクションＸを拡大して示す断面図である。
【図２０】従来の技術の位置決め装置１０を示す断面図である。
【符号の説明】
２０  位置決め装置
２１  既設管
２２  新設管
２７  第１の真円リング
２８  第１のアーム
２９  開先合せ台
３０  第２の真円リング
３１  第２のアーム
３２  第１のアームホルダ
３３  第２のアームホルダ
３４  第１のアームの一端部
３５  第１のアームの他端部
３７  第２のアームの一端部
３８  第２のアームの他端部
５３  タイロッド
１００  開先合せ手段
２００ａ，２００ｂ  ハンドパレット
３００  フローティング台
４００  上下台
θ１  第１の所定の角度
θ２  第２の所定の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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