JP2005351764A - ３次元配管確認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】形状が複雑な配管を製作するとき、あらかじめ計算した各屈曲部の曲り角度αと捻り角βを事前に確認して、配管計画図通りの配管を効率よく製作する。
【解決手段】回転角目盛部１１と指標部１２を有する角度割出し軸４と、回転角指示軸１７と分度器８が設けられた角度表示軸１９を有する捻り角割出し軸５を回転可能に連結した１又は複数の連結体２５ａ〜２５ｃと分度器８を有する固定ブロック３及び指標軸６を直列に連結し、連結体２５ａと固定ブロック４の連結部と、連結体２５ａ，２５ｂ，２５ｃ相互の連結部及び連結体２５ｃと指標軸６の連結部に、配管３０の屈曲部に対応した節を形成し、各節間を回転自在に連結して、複雑な３次元形状を形成し、複数の屈曲部を有する配管３０の配管計画図を参照して座標計算により算出した各屈曲部の曲り角度と捻り角を精度良く確認する。
【選択図】 図７

Description

この発明は、例えばガス管や上下水道管，ケーブル保護管等の配管を地中に布設するときに、複雑に曲がった計画線に対する配管の３次元形状を確認する３次元配管確認装置に関するものである。

例えばガス管等を地中に布設する場合、既設構造物や他の埋設管の部分では上越しや下越し等により既設構造物等を避けるため上越しや下越し等をするため配管を曲げて布設する必要がある。この配管の屈曲部には、特許文献１に示すように、比較的曲率半径の大きい種々の異なるわん曲部を有する管継手であるベンドを多数使用している。

このように多数のベンドを使用して配管工事を行うと、材料コストが高価になるため、近年、使用するベンドの個数を削減して材料コストを低減させる配管が増えてきている。このようにベンドの個数を削減すると、例えば図２に示すように、地中に布設する配管３０の形状が複雑になり、図３に示すように、直管３１の軸心方向であるＸ軸と、Ｘ軸と直交するＺ軸で作るＸＺ平面から捻り角βだけベンド３２を捻って取付けた配管が生じる。この配管は屈曲部により曲り角度αと捻り角βが異なる。

この配管を製作するときは、配管計画図に合わせて現場でエルボや直管を３次元に組み立て確認しながら製作したり、複数の屈曲部の曲り角度αと捻り角βを３次元空間における座標変換により算出し、算出した計算値を利用して、エルボや直管を順番に取付けている。
特開平５−２７２９６０号公報

このように配管計画図を参照して現場でエルボや直管を３次元に組み立て確認していると、組立と確認に多くの時間と費用がかかり、配管を製作することは容易でなかった。
また、計算値を利用して配管を製作する場合、算出した各屈曲部の曲り角度αと捻り角βを事前に確認することができず、配管を製作するときに、曲り角度αや捻り角βに誤差が生じると、所望の配管と異なる間違った配管を製作する可能性があった。

このように間違った捻り角βで配管を製作すると、幹線等の大口径管ではベンドの数量に予備はなく、ベンドを新たに発注して作製する必要があり、工事が長期間停止せざるを得なくなってしまい、費用が大幅に増大してしまうという短所もある。

この発明は、このような短所を改善し、形状が複雑な配管を製作するとき、あらかじめ計算した各屈曲部の曲り角度αと捻り角βを事前に確認して、配管計画図通りの配管を効率よく製作することができる３次元配管確認装置を提供することを目的とするものである。

この発明の３次元配管確認装置は、複数の屈曲部を有する配管の配管計画図を参照して座標計算により算出した各屈曲部の曲り角度と捻り角を確認する３次元配管確認装置であって、ベースに固定された固定ブロックと、角度割出し軸と捻り角割出し軸及び指標軸を有し、前記固定ブロックは、上面には水準器を有し、ベースに対する固定部の先端側面には、ベースの中心線を基準にした基準面が形成され、該基準面には端部近傍を基準にして角度目盛を有する分度器が、角度目盛の原点と目盛０度を結ぶ線がベースと平行になるように取付けられ、分度器の原点位置には、分度器と固定ブロックを貫通して連結穴が設けられ、前記角度割出し軸は、回転角目盛部と指標部を有し、回転角目盛部は、円柱状に形成され、外周面の一方の端部に３６０度の回転角目盛を有し、回転角目盛を有する側の軸心部には前記捻り角割出し軸と係合する連結部を有し、指標部は回転角目盛部の連結軸が設けられた面と反対側の面に設けられ、回転角目盛部の軸心に沿った基準面を有し、先端部には指標が先細に形成され、指標の先端から前記分度器の角度目盛とその原点位置の距離に応じた位置を貫通した連結穴が設けられ、回転角目盛部の回転角目盛は、指標の先端と一致する位置を回転角の原点である０度とし、前記捻り角割出し軸は、回転角目盛部を有する回転角指示軸と、軸心に沿った基準面に分度器を有する角度表示軸が中継軸の両端に連結され、回転角指示軸の回転角目盛を有する端部の軸心には、前記角度割出し軸の連結部と係合する連結部を有し、角度表示軸に有する分度器の原点位置には、分度器と角度表示軸を貫通して連結穴が設けられ、回転角指示軸と角度表示軸は、回転角目盛部の０度と分度器の０度が一致するように中継軸に連結され、前記指標軸は軸心に沿った基準面を有し、先端部には指標が先細に形成され、基準面の先端から分度器の角度目盛とその原点位置の距離に応じた位置を貫通した連結穴が設けられ、前記角度割出し軸と捻り角割出し軸を回転可能に連結した１又は複数の連結体と固定ブロック及び指標軸を直列に連結したことを特徴とする。

前記固定ブロックと角度割出し軸と捻り角割出し軸及び指標軸を軽合金で形成することが望ましい。

また、前記捻り角割出し軸の回転角指示軸と角度表示軸を連結する中継軸を、配管の屈曲部間の長さに比例させて可変すると良い。

この発明は、回転角目盛部と指標部を有する角度割出し軸と、回転角指示軸と分度器が設けられた角度表示軸を有する捻り角割出し軸を回転可能に連結した１又は複数の連結体と分度器を有する固定ブロック及び指標軸を直列に連結し、角度割出し軸と捻り角割出し軸の連結体と固定ブロックの連結部と、角度割出し軸と捻り角割出し軸の連結体相互の連結部及び角度割出し軸と捻り角割出し軸の連結体と指標軸の連結部に、配管の屈曲部に対応した節を形成し、各節間を回転自在に連結することができ、複雑な３次元形状を形成することができる。

また、各節の部分には分度器に対して回転自在な指標を有するから、各節の部分の曲り角度を任意に設定することができる。さらに、各節間を回転自在に連結し、その連結部に相対した回転角目盛部を有するから、各節間の捻り角を任意に設定することができる。したがって複数の屈曲部を有する配管の配管計画図を参照して座標計算により算出した各屈曲部の曲り角度と捻り角、すなわち配管形状を精度良く確認することができる。

また、固定ブロックと角度割出し軸と捻り角割出し軸及び指標軸を軽合金で形成することにより、容易に搬送することができ、配管の製作現場で各屈曲部の曲り角度と捻り角を容易に確認することができ、誤配管が生じることを防止することができる。

さらに、捻り角割出し軸の回転角指示軸と角度表示軸を連結する中継軸を、配管の屈曲部間の長さに比例させて可変することにより、屈曲部間の長さが異なる各種配管の形状を正確に確認することができる。

図１はこの発明の３次元配管確認装置の構成を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。３次元配管確認装置１は、例えば図２の斜視図に示すように、複数の屈曲部を有する配管３０を複数の直管３１と複数のベンド３２を使用して製作するとき、図３の斜視図に示すように、各ベンド３２を直管３１の軸心方向であるＸ軸と、Ｘ軸に直交するＺ軸で作るＸＺ平面から捻り角βだけ捻って取付ける必要がある場合に、配管計画図を参照して座標計算により算出した各ベンド３２ａ〜３２ｄの曲り角度αと捻り角βの適否を確認するとともに、配管３０を作製する現地で各ベンド３２ａ〜３２ｄの曲り角度αと捻り角βを確認するものであり、ベース２に固定された固定ブロック３と、複数の角度割出し軸４と複数の捻り角割出し軸５及び指標軸６を有する。この固定ブロック３と角度割出し軸４と捻り角割出し軸５及び指標軸６は軽合金、例えばアルミニュームで形成され、軽量化が図られている。

固定ブロック３は、図４（ａ）の側面図と（ｂ）の平面図に示すように、ベース２に対する固定部の先端側面には、ベース２の中心線を基準にした基準面７が形成され、この基準面７には端部近傍を基準にして１８０度の角度目盛を有する分度器８を有する。この分度器８は、角度目盛の原点と目盛０度を結ぶ線がベース２と平行になるように取付けられ、分度器８の原点位置には、分度器８と固定ブロック３を貫通して連結穴９が設けられている。固定ブロック３の上面には水準器１０を有する。

角度割出し軸４は、図５（ａ）の側面図と（ｂ）の平面図に示すように、回転角目盛部１１と指標部１２を有する。回転角目盛部１１は、円柱状に形成され、外周面の一方の端部に軸心を中心にした３６０度の回転角目盛を有し、回転角目盛を有する側の軸心部に捻り角割出し軸５と嵌合する連結軸１３を有する。指標部１２は回転角目盛部１１の連結軸１３が設けられた面と反対側の面に設けられ、回転角目盛部１１の軸心に沿った基準面１４を有し、先端部には指標１５が先細に形成され、指標１５の先端から分度器８の角度目盛とその原点位置の距離に応じた位置を貫通した連結穴１６が設けられている。この角度割出し軸４に有する回転角目盛部１１の回転角目盛は、図５（ａ）に示すように、指標１５の先端と一致する位置を回転角の原点である０度としている。

捻り角割出し軸５は、図６（ａ）の側面図と（ｂ）の平面図に示すように、回転角目盛部１１を有する回転角指示軸１７と、軸心に沿った基準面１８に分度器８を有する角度表示軸１９が中継軸２０の両端にねじ連結されている。回転角指示軸１７の他方の端部の軸心には、角度割出し軸４の連結軸１４と嵌合する連結用穴２１を有し、角度表示軸１９に有する分度器８の原点位置には、分度器８と角度表示軸１９を貫通して連結穴２２が設けられている。この回転角指示軸１７と角度表示軸１９は、回転角目盛部１１の０度と分度器８の０度が一致するように中継軸２０に連結されている。中継軸２０は、異なる長さの複数種類を有し、確認する配管３０の屈曲部間の距離に応じて交換できるようになっている。

指標軸６は軸心に沿った基準面２３を有し、先端部には指標１５が先細に形成され、基準面２３の先端から分度器８の角度目盛とその原点位置の距離に応じた位置を貫通した連結穴２４が設けられている。

例えばガス管等を地中に布設する場合、既設構造物等を避けるため、図２に示すように、複数の屈曲部を有する配管３０を作成する場合、あらかじめ配管計画図を参照して座標計算により各屈曲部のベンド３２ａ〜３２ｄの曲り角度αと捻り角度βを算出する。この算出したベンド３２ａ〜３２ｄの曲り角度αと捻り角度βを３次元配管確認装置１で確認する場合、配管３０に使用するベンド３２の数により角度割出し軸４と捻り角割出し軸５の個数を選択する。例えば図２に示すように、配管３０が４個所で屈曲している場合は、角度割出し軸４と捻り角割出し軸５をそれぞれ３個ずつ選択し、捻り角割出し軸５の中継軸２０は、確認する配管３０の屈曲部間の距離に応じた長さにする。そして図１に示すように、角度割出し軸４の連結軸１３を捻り角割出し軸５の連結用穴２１に嵌合させて、３組の角度割出し軸４と捻り角割出し軸５の連結体２５ａ〜２５ｃを形成する。この３組の角度割出し軸４と捻り角割出し軸５の連結体２５ａ〜２５ｃを配管３０の各屈曲部の距離に応じて配置し、ベンド３２ａからベンド３２ｂに対応する第１の連結体２５ａの角度割出し軸４の連結穴１６を固定ブロック３の連結穴９に位置合わせしてボルト２６とナット２７により仮止めして固定ブロック３に第１の連結体２５ａを連結する。同様にして第１の連結体２５ａに第２の連結体２５ｂを連結し、第２の連結体２５ｂに第３の連結体２５ｃを連結する。そして第３の連結体２５ｃの捻り角割出し軸５に指標軸６を連結する。このように固定ブロック３と角度割出し軸４と捻り角割出し軸５及び指標軸６を連結することにより、４個所の屈曲部に対応した節を形成し、各節間を回転自在に連結することができる。

この状態で、固定ブロック３に連結した第１の連結体２５ａを分度器８に沿って回動し、角度割出し軸４の指標１５が、あらかじめ配管計画図を参照して座標計算により算出したベンド３２ａの曲り角度α１に一致させて、第１の連結体２５ａを固定ブロック３に固定する。そして第１の連結体２５ａの角度割出し軸４に対して捻り角割出し軸５を軸中心で回転し、角度割出し軸４の回転角目盛部１１の座標計算により算出したベンド３２ａの捻り角度β１に対応する目盛に捻り角割出し軸５の回転角目盛部１１の基準目盛である０度を一致させる。このように第1の連結体２５ａを固定ブロック３に固定し、角度割出し軸４に対して捻り角割出し軸５を軸中心で回転すると、図７に示すように、第１の連結体２５ａ〜第３の連結体２５ｃ及び指標軸６が３次元形状になる。そこでベース２に複数の保持部材２８を取付け、例えば第２の転結体２５ｂと第３の連結体２５ｃの捻り角割出し軸５を保持部材２８で保持して３次元形状を保持する。この状態で、第１の連結体２５ａに連結した第２の連結体２５ｂを、第１の連結体２５ａの捻り角割出し軸５に有する分度器８に沿って回動し、角度割出し軸４の指標１５が、座標計算により算出したベンド３２ｂの曲り角度α２に一致させて、第２の連結体２５ｂを第１の連結体２５ａに固定する。そして第２の連結体２５ｂの角度割出し軸４に対して捻り角割出し軸５を軸中心で回転し、角度割出し軸４の回転角目盛部１１の座標計算により算出したベンド３２ｂの捻り角度β２に対応する目盛に捻り角割出し軸５の回転角目盛部１１の基準目盛である０度を一致させる。同様に、第２の連結体２５ｂに連結した第３の連結体２５ｃを、第２の連結体２５ｂの捻り角割出し軸５に有する分度器８に沿って回動し、角度割出し軸４の指標１５が、座標計算により算出したベンド３２ｃの曲り角度α３に一致させて、第３の連結体２５ｃを第２の連結体２５ｂに固定する。そして第３の連結体２５ｃの角度割出し軸４に対して捻り角割出し軸５を軸中心で回転し、角度割出し軸４の回転角目盛部１１の座標計算により算出したベンド３２ｃの捻り角度β３に対応する目盛に捻り角割出し軸５の回転角目盛部１１の基準目盛である０度を一致させる。さらに、第３の連結体２５ｃに連結した指標軸６を、第３の連結体２５ｃの捻り角割出し軸５に有する分度器８に沿って回動して座標計算により算出したベンド３２ｄの曲り角度α４に一致させて、指標軸６を第３の連結体２５ｃに固定する。

このように固定ブロック３と第１の連結体２５ａ〜第３の連結体２５ｃ及び指標軸６を各ベンド３２ａ〜３２ｄの曲り角度αと捻り角βに合わせて連結することにより、第１の連結体２５ａ〜第３の連結体２５ｃ及び指標軸６を、図７に示すように、配管３０の形状に対応した３次元形状にすることができる。この状態で固定ブロック３の水準器１０を確認しながらベース２を水平に保持して、固定ブロック３の分度器８の角度目盛の原点に対する指標軸６の回転中心位置や、固定ブロック３の分度器８の角度目盛の原点と０度を結ぶ直線に対する指標軸６の軸心の傾きを検出することにより、あらかじめ配管計画図を参照して座標計算により算出した各ベンド３２の曲り角度αと捻り角度βの適否を確認することができる。また、固定ブロック３と角度割出し軸４と捻り角割出し軸５及び指標軸６は軽合金で形成され、軽量化が図られているから、配管３０を作製する現地に容易に搬送することができ、配管３０を作製するときに、配管３０の各屈曲部に適した曲り角度αのベンド３２ａ〜３２ｄを確認して選択し、選択した各ベンド３２ａ〜３２ｄを各屈曲部の捻り角度βに対応して回動してそれぞれ直管３１に接合することができ、誤配管が生じることを防止できるとともに配管の製作時間を短縮することができる。

前記説明では固定ブロック３に水準器１０を設けた場合について説明したが、捻り角割出し軸５と指標軸６にも水準器を設けることにより、配管の水平度も確認することができる。

この発明の３次元配管確認装置の構成図である。 複数の屈曲部を有する配管の構成を示す斜視図である。 ベンドの曲り角度αと捻り角βを示す斜視図である。 固定ブロックの構成図である。 角度割出し軸の構成図である。 捻り角割出し軸の構成図である。 複数の屈曲部を有する配管のベンドの曲り角度αと捻り角βの確認した状態を示す配置図である。

符号の説明

１；３次元配管確認装置、２；ベース、３；固定ブロック、４；角度割出し軸、
５；捻り角割出し軸、６；指標軸、８；分度器、１０；水準器、
１１；回転角目盛部、１２；指標部、１３；連結軸、１５；指標、
１７；回転角指示軸、１９；角度表示軸、２０；中継軸、２１；連結用穴、
２５；角度割出し軸と捻り角割出し軸の連結体、３０；配管、３１；直管、
３２；ベンド。

Claims (3)

1. 複数の屈曲部を有する配管の配管計画図を参照して座標計算により算出した各屈曲部の曲り角度と捻り角を確認する３次元配管確認装置であって、
   ベースに固定された固定ブロックと、角度割出し軸と捻り角割出し軸及び指標軸を有し、
   前記固定ブロックは、上面には水準器を有し、ベースに対する固定部の先端側面には、ベースの中心線を基準にした基準面が形成され、該基準面には端部近傍を基準にして角度目盛を有する分度器が、角度目盛の原点と目盛０度を結ぶ線がベースと平行になるように取付けられ、分度器の原点位置には、分度器と固定ブロックを貫通して連結穴が設けられ、
   前記角度割出し軸は、回転角目盛部と指標部を有し、回転角目盛部は、円柱状に形成され、外周面の一方の端部に３６０度の回転角目盛を有し、回転角目盛を有する側の軸心部には前記捻り角割出し軸と係合する連結部を有し、指標部は回転角目盛部の連結軸が設けられた面と反対側の面に設けられ、回転角目盛部の軸心に沿った基準面を有し、先端部には指標が先細に形成され、指標の先端から前記分度器の角度目盛とその原点位置の距離に応じた位置を貫通した連結穴が設けられ、回転角目盛部の回転角目盛は、指標の先端と一致する位置を回転角の原点である０度とし、
   前記捻り角割出し軸は、回転角目盛部を有する回転角指示軸と、軸心に沿った基準面に分度器を有する角度表示軸が中継軸の両端に連結され、回転角指示軸の回転角目盛を有する端部の軸心には、前記角度割出し軸の連結部と係合する連結部を有し、角度表示軸に有する分度器の原点位置には、分度器と角度表示軸を貫通して連結穴が設けられ、回転角指示軸と角度表示軸は、回転角目盛部の０度と分度器の０度が一致するように中継軸に連結され、
   前記指標軸は軸心に沿った基準面を有し、先端部には指標が先細に形成され、基準面の先端から分度器の角度目盛とその原点位置の距離に応じた位置を貫通した連結穴が設けられ、
   前記角度割出し軸と捻り角割出し軸を回転可能に連結した１又は複数の連結体と固定ブロック及び指標軸を直列に連結したことを特徴とする３次元配管確認装置。
2. 前記固定ブロックと角度割出し軸と捻り角割出し軸及び指標軸を軽合金で形成した請求項１記載の３次元配管確認装置。
3. 前記捻り角割出し軸の回転角指示軸と角度表示軸を連結する中継軸を、配管の屈曲部間の長さに比例させて可変する請求項１又は２記載の３次元配管確認装置。
   
   

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