JP3165898B2 - 配管延伸装置並びにそれを用いた配管延伸方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概略水平状態に接続状
態とされた配管に沿って移動して、既設の配管に新たに
配管を接続する配管延伸装置並びにそれを用いた配管延
伸方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】掘削機により地中に掘削坑を形成するシ
ールド工事においては、例えば、泥水掘削工法に用いら
れる送排泥パイプのように、配管を順次接いで延伸する
ことにより地上の装置から地中の掘削機まで配管を設置
する。前記設置すべき配管は、前記掘削機の掘進に伴
い、掘削方向最前部に位置する配管に順次新たな配管を
接続して延伸する。前記配管の延伸作業は、掘削方向最
前部に位置する配管とこの配管の前部に接続されている
伸縮機構を切り離すとともに、予め接続位置に仮置きし
た接続すべき配管を前記最前部に位置する配管の先端部
に接続する。

【０００３】前記伸縮機構は最前部に位置する配管と掘
削機の間に介在させて双方を送排泥可能に接続する伸縮
可能な可撓性ホース等で形成されているから、作業者
が、人力で前記最前部に位置する配管から切り離した
後、接続すべき配管の長さ分だけ縮めることにより設置
スペースを形成する。設置の完了した配管は、数人の作
業者で前後両端部をそれぞれ伸縮機構又は既設の配管の
端部に継手を介してボルト等で接続することにより接続
する。そして、前記シールド工事は、接続作業の完了
後、再び掘削機を作動して、新たに接続した配管長分の
掘進と配管の延伸を交互に行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような配管延伸装置の場合、以下のような問題が生じて
いた。すなわち、前記配管の延伸作業は、接続すべき配
管の位置合わせを、作業者が人力で配管を移動して行わ
ねばならないから、配管の重量が大きい場合には作業が
苦汁となり、作業性に大きな不満があるほか、作業に危
険も伴う。また、配管の切り離しや接続の作業は手間が
かかるが、前記延伸作業は、新たな配管の接続の度に切
り離しと接続の双方の作業を行わねばならず、作業能率
に不満があるといった問題もある。

【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、配管の接続作業を安全かつ能率良く行うことがで
きる配管延伸装置並びにそれを用いた配管延伸方法を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
概略水平状態に接続状態とされた配管に沿って移動し
て、既設の配管に新たに配管を接続する配管延伸装置で
あって、前記配管に沿って自走する走行台車と、該走行
台車に取り付けられて既設配管とこの既設配管に接続す
べき延伸配管とをそれぞれクランプする１対のクランプ
機構と、前記双方の配管を接続する接続機構とを備える
ことを特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記
載の配管延伸装置において、前記クランプ機構は、上下
に伸縮する２基のクランプシリンダと、このクランプシ
リンダの下方に固定された回転軸に縦回動自在に取り付
けられた回動部材とで構成されていることを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の配
管延伸装置において、前記接続機構は、接続モーター出
力軸に、上下方向に伸縮できる回転継手と、多少たわむ
ことができる自在継手とを接続するとともに、その先端
に、既設配管と新規配管とを接続するカップリング部材
の開口部に設けられたボルトを回転して前記カップリン
グ部材の径を変化させるボルト回転軸を設けた構成にな
っていることを特徴とする。請求項４記載の発明は、前
記請求項１から３のいずれかに記載の配管延伸装置を用
いた配管の延伸方法であって、前記既設配管の接続端部
に端部を一致させて延伸配管を設置し、該延伸配管と前
記既設配管をクランプ機構でクランプする工程と、予め
既設配管又は延伸配管のいずれかに装備しておいたカッ
プリング部材を接続機構で配管の接続位置にスライド移
動する工程とを備え、位置決めが完了したカップリング
部材を接続機構で接続して前記双方の配管を接続するこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の配管延伸装置によれば、接続機構の前
記配管接続位置への移動と、互いに接続すべき配管のク
ランプと、クランプした配管の接続作業をそれぞれ走行
台車、クランプ機構、接続機構の機械力を利用して行
い、これらの作業に人力を不要とする。請求項４記載の
配管延伸装置を用いた配管の延伸方法によれば、接続機
構の前記配管接続位置への移動と、互いに接続すべき配
管のクランプと、クランプした配管の接続作業を連続し
て行うことにより、作業が容易かつ位置決め等が簡単で
ある。また、前記装置を制御機構を介して自動制御可能
とすれば、前記作業における人力を不要とすることは勿
論、各作業を自動的に行って延伸作業全体を無人で行
う。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を、図１ないし図１１
を参照して説明する。図中符号１は泥水掘削工法で地盤
に掘削坑を形成する掘削機（図示せず）の泥水を送排す
る管路を自動的に延伸する本実施例の配管延伸装置であ
って、２は走行台車、３は走行台車の延伸方向前方に設
置されて前後の配管を接続する伸縮機構、４は接続すべ
き配管を接続位置に吊り込むクレーン機構、５は前記吊
り込んだ配管を接続位置で把持するクランプ機構、６は
接続位置で把持した配管を既設の配管又は伸縮機構に接
続する接続機構、７は既設配管の新たに配管を接続すべ
き端部を検知する端部検知センサ、８は電気信号を発信
して配管延伸装置１の作動を制御する制御機構、９は接
続すべき配管を搬送する搬送台車、１０ａは前記走行台
車２及び伸縮機構３を構成する各装置が走行する第１レ
ール、１０ｂは搬送台車９が走行する第２のレール、Ｐ
ａは既設配管、Ｐｂは配管延伸装置１で接続すべき延伸
配管（以下「新規配管」と称する場合がある）、Ｔは既
設配管Ｐａ及び新規配管Ｐｂを設置すべきトンネルであ
る。なお、トンネルＴは、前記配管延伸装置１により泥
水掘削工法で形成されている。また、既設配管Ｐａ、新
規配管Ｐｂは、トンネルＴ工事の送排泥を行うものであ
って、２本平行に配設される。

【０００９】図１及び図３に示すように、配管延伸装置
１は、接続すべき既設配管Ｐａ、新規配管Ｐｂに沿って
延びる前記一対の第１のレール１０ａ上を走行する走行
台車２及び伸縮機構３で構成され、制御機構８の制御に
より自動的に新規配管Ｐｂの接合を行うように構成され
ている。前記第１のレール１０ａ、１０ａは、既設配管
Ｐａ、新規配管Ｐｂをその間に挟むようにして一対の平
行な対を成して設置されている。第１のレール１０ａ、
１０ａの延伸方向前方（図１左側）に向かって左側部に
は、接続すべき新規配管Ｐｂを搬送する搬送台車９が走
行するための第２のレール１０ｂが第１のレール１０ａ
と平行に敷設されている。

【００１０】走行台車２は、新規配管Ｐｂを接続位置に
吊り込むための配管吊り込み空間２ａが中央部に開口す
る構造となっている。走行台車２の配管吊り込み空間２
ａの前部分には、伸縮機構３の連絡配管１１が接続され
ている。また、配管吊り込み空間２ａの前後には、既設
配管Ｐａ又は伸縮機構３の端部と接続すべき新規配管Ｐ
ｂの端部とを接続可能な位置でクランプ機構５及び接続
装置６が取り付けられている。図３に示すように、配管
吊り込み空間２ａの後部部分には、既設配管Ｐａの端部
を検知する端部検知センサ７が取り付けられている。端
部検知センサ７は、超音波や電波等の非接触で既設配管
Ｐａ端部を検知する構成となっており、既設配管Ｐａ端
部の検知時に端部検知信号を制御機構８に伝達するよう
になっている。配管吊り込み空間２ａの前後両端部に
は、クレーン機構４、４が設置されている。これらクレ
ーン機構４、４は、作業者が操作することにより共に等
しい動きをして搬送台車９から新規配管Ｐｂを水平に保
持した状態で目的の接続位置に吊り込むように構成され
ている。

【００１１】図２及び図３に示すように、伸縮機構３
は、走行台車２の前方に調整ジャッキ１２を介して設置
されたプランジャーバルブユニット１３と、このプラン
ジャーバルブユニット１３の前方に設置されたホース巻
き上げ台車１４と、前記プランジャーバルブユニット１
３と走行台車２との間に設置された前記連絡配管１１
と、プランジャーバルブユニット１３とホース巻き上げ
台車１４との間に設置された伸縮ホース１５とで構成さ
れている。なお、プランジャーバルブユニット１３及び
ホース巻き上げ台車１４は、ともに前記第１のレール１
０ａ上を走行するように構成されている。

【００１２】調整ジャッキ１２は、走行台車２とプラン
ジャーバルブユニット１３の間に延伸方向に沿って取り
付けられ、自身が伸縮することにより走行台車２とプラ
ンジャーバルブユニット１３の間隔を伸縮するようにな
っている。プランジャーバルブユニット１３は、連絡配
管１１と伸縮ホース１５の間に介在状態で設置され、連
絡配管１１と伸縮ホース１５間の泥水の流れを断通する
ようになっている。また、プランジャーバルブユニット
１３は、ホース巻き上げ台車１４に取り付けられている
牽引ウィンチ１６と牽引ワイヤ１７で接続され、この牽
引ウィンチ１６を作動するか牽引ワイヤ１７の長さを一
定としてホース巻き上げ台車１４を前進させることによ
り前進するようになっている。図２及び図３に示すよう
に、連絡配管１１は、前端部がプランジャーバルブユニ
ット１３に接続され、かつ後端部が延伸方向前後動自在
として走行台車２の前部下部に取り付けられている。連
絡配管１１の前端部は、伸縮自在のフレキシブル部１１
ａとなっていて、調整ジャッキ１２の伸縮に対して適宜
伸縮するようになっている。

【００１３】図２に示すように、ホース巻き上げ台車１
４は、図示しない駆動機構が搭載された自走式であっ
て、前記牽引ウィンチ１６と伸縮ホース１５を巻き上げ
る巻き上げモーター１８とが取り付けられてなり、かつ
伸縮ホース１５の長さに関係なく掘削機と伸縮ホース１
５との間を泥水が流通可能として構成されている。巻き
上げモーター１８は、ドラム状の巻き上げ芯の外周に前
記伸縮ホース１５を巻き付けて巻き取るように構成され
ている。また、巻き上げモーター１８は、取り付け位置
を延伸方向前後に水平移動することができる。ホース巻
き上げ台車１４は、牽引ウィンチ１６で牽引ワイヤ１７
を巻き取ることによりプランジャーバルブユニット１３
を前方に牽引して、巻き上げモーター１８及び伸縮ホー
ス１５がプランジャーバルブユニット１３の牽引力を負
担しないで伸縮ホース１５の巻き上げを行うようになっ
ている。なお、伸縮ホース１５は、合成樹脂等で柔軟に
形成され、平面視２本平行に配置されてプランジャーバ
ルブユニット１３で前記連絡配管１１、１１に接続され
ている。

【００１４】クレーン機構４は、走行台車２に立設され
た支柱４ａと、この支柱４ａの上部に上下に回動自在に
取り付けられたアーム４ｂと、このアーム４ｂの先端部
に取り付けられて新規配管Ｐｂを把持する配管把持治具
４ｃとで構成されている。支柱４ａとアーム４ｂの間に
は、アーム４ｂを上下に回動する第１のシリンダ４ｄが
介在されている。アーム４ｂと配管把持治具４ｃの間に
は、双方の間を伸縮する第２のシリンダ４ｅが取り付け
られている。配管把持治具４ｃは、新規配管Ｐｂの上面
に当接された状態で新規配管Ｐｂを吊り込み可能な充分
な把持力を発揮する。

【００１５】図４に示すように、クランプ機構５は、走
行台車２の幅方向中央部に取り付けられて上下に伸縮す
る２基のクランプシリンダ５ａと、このクランプシリン
ダ５ａ、５ａの下方に固定された回転軸５ｂ、５ｂに縦
回動自在に取り付けられた回動部材５ｃ、５ｃとで構成
されている。各回転軸５ｂは、それぞれ走行台車２の下
部に固定されて、互いに等しい高さの対を成している。
また、回転軸５ｂ、５ｂの組は、クランプシリンダ５
ａ、５ａより間隔を狭くしてクランプシリンダ５ａ、５
ａの対の内側に位置している。各回動部材５ｃは、上部
が回転軸５ｂに縦回動自在に取り付けられるとともに、
各回動部材５ｃの対向配置されている回動部材５ｃの組
の外側方向に突出して形成されたシリンダ取り付け部５
ｄに前記クランプシリンダ５ａのロッドが取り付けられ
て、クランプシリンダ５ａの上下への伸縮により回転軸
５ｂを中心に縦回動するようになっている。また、回動
部材５ｃの下端部には、既設配管Ｐａ又は新規配管Ｐｂ
の外側面に当接される当接部材５ｅが取り付けられてい
る。

【００１６】図４に示すように、当接部材５ｅは、クラ
ンプすべき既設配管Ｐａ又は新規配管Ｐｂの外側面と等
しい半径で湾曲して形成された円弧板状であって、各回
動部材５ｃの下端に一枚づつ取り付けられて、回動部材
５ｃ同士の対向する側に突出している。また、当接部材
５ｅは、クランプ機構５、５間の走行台車２の下部から
下方に突出しているクランプ支持部材５ｆにも取り付け
られている。前記クランプ支持部材５ｆに取り付けられ
ている各当接部材５ｅは、前記回動部材５ｃの回動によ
り回動部材５ｃに取り付けられている当接部材５ｅが回
転移動する移動曲線上で取り付けられている。そして、
前記クランプ機構５は、クランプシリンダ５ａの伸長時
には、当接部材５ｅがクランプ支持部材５ｆに固定され
た当接部材５ｅに向かって回転移動して、下方から掬い
上げた配管を上下双方の当接部材５ｅ、５ｅ間に狭持し
てクランプするようになっている。クランプ機構５は、
配管吊り込み空間２ａの前後に配置されているが、それ
ぞれ両側のクランプ機構５において、図９乃至図１１に
示すように、接続機構６を挟んで２ヶ所設けられてい
る。すなわち、伸縮機構３の連絡配管１１と新規配管Ｐ
ｂ、或いは新規配管Ｐｂと既設配管Ｐａとを同時にクラ
ンプ可能なものである。さらに、それぞれのクランプ機
構５の２基のクランプシリンダ５ａを伸長することによ
り、２本平行に配設された連絡配管１１、既設配管Ｐ
ａ、新規配管Ｐｂに当接部材５ｅが接するように把持さ
れるから、芯合わせを容易に行える。

【００１７】図５に示すように、接続機構６には、走行
台車２の幅方向中央部で下部に固定された接続シリンダ
６ａ（図示略）とこの接続シリンダ６ａに取付けられた
フレーム６ｋの、ストラブカップリングボルト１９ａの
上部位置にあたる箇所に接続モーター６ｂ、６ｂを設け
る。接続モーター出力軸には内部にスプリングを組み込
み、上下方向に伸縮できる回転継手６ｍ、６ｍを設け、
さらに、多少たわむことができる自在継手６ｌとを接続
させ、その先端にボルト６ｄの回転軸を設けている。ま
た、接続機構６は、走行台車２に対して、図示しない前
後動機構で延伸方向前後に移動可能に取り付けられてい
る。各接続モーター６ｂは、既設配管Ｐａと新規配管Ｐ
ｂを接続するカップリング部材としてのストラブカップ
リング１９のボルト１９ａを回転してストラブカップリ
ング１９の径を変化させるボルト回転軸６ｄを有してい
る。各ボルト回転軸６ｄは、接続モーター６ｂから下方
に突出するロッド状の部材であって、端部が前記ボルト
１９ａの頂部に形成された回転軸挿入孔１９ｂの直上部
に位置されている。また、図５に示す各ボルト回転軸６
ｄの下端部は、前記回転軸挿入孔１９ｂと一致する断面
形状であって、前記回転軸挿入孔１９ｂに嵌合されてボ
ルト１９ａへ回転力を伝達可能に形成されている。

【００１８】以下、前記ストラブカップリング１９の構
造を説明する。図５に示すように、ストラブカップリン
グ１９は、開口部１９ｃを有する概略リング状のケーシ
ング１９ｄと、前記開口部１９ｃ部分でケーシング１９
ｄを摺動可能に取り付けられたスライド板１９ｅと、こ
れらケーシング１９ｄとスライド板１９ｅの内側面全体
に取り付けられたリング状のゴムリング１９ｆとで構成
されている。ケーシング１９ｄの前記開口部１９ｃを形
成する端部には、同一軸線上に貫設されたボルト挿入孔
に前記ボルト１９ａが挿入されている。ボルト１９ａの
先端部は、ケーシング１９ｄの一方の端部に形成された
ボルト挿入孔に挿入状態とされ螺合されている。一方、
ボルト１９ａの基端部は、前述と反対の側のケーシング
１９ｄの端部に形成されたボルト挿入孔に摺動自在に挿
入されるとともに、前記回転軸挿入孔１９ｂを有する頂
部がこのボルト挿入孔から開口部１９ｃの外方に突出し
ている。前記ボルト１９ａは、頂部が前記ボルト挿入孔
より大きい径に形成されているから、例えば自身の先端
部方向のボルト挿入孔に捩込むようにすれば、頂部がケ
ーシング１９ｄの端部と係合してこの端部を自身の先端
部方向に移動して、結果、開口部１９ｃの間隔を狭める
ようになっている。

【００１９】スライド板１９ｅは、ケーシング１９ｄと
概略等しい半径で湾曲するケーシング１９ｄの４分の１
程度の大きさの板状の部材であって、ケーシング１９ｄ
の内側面に一方の端部を溶着して取り付けられている。
ゴムリング１９ｆは、ストラブカップリング１９の内周
面全体を覆う形状であって、接続すべき既設配管Ｐａ、
新規配管Ｐｂの間に設置されることにより、ストラブカ
ップリング１９の径の縮小時に前記各配管の外周面に圧
接されて接続部の水密を保持するようになっている。前
記ストラブカップリング１９は、ボルト１９ａの回転に
よって開口部１９ｃの間隔が変化する際に、ケーシング
１９ｄがスライド板１９ｅとスライドしつつ前記開口部
１９ｃの間隔の変化分に相当する量だけその径を変化す
るようになっている。そして、図５に示すように、各ト
ラブカップリング１９は、互いに平行に配設された２本
の配管に対して、開口部１９ｃが平行配置された相手の
配管のと反対の側を向くように取り付けられている。ま
た、各開口部１９ｃは、前記回転軸挿入孔１９ｂが垂直
上方を向く状態とされている。

【００２０】前記矯正装置６ｃは、前記接続シリンダ６
ａ、６ａの外側部で走行台車２に固定された駆動モータ
ー６ｅ、６ｅと、この駆動モーター６ｅ、６ｅに固定さ
れて下方に延びるガイド部材６ｆ、６ｆと、このガイド
部材６ｆ、６ｆに２個づつ装備されたガイド部材６ｆ、
６ｆに対して上下動自在に装備された計４個の矯正爪６
ｇとで構成されている。各駆動モーター６ｅは、各矯正
爪６ｇの上下方向への駆動力を発生するものであって、
各ガイド部材６ｆ内の移動機構（図示せず）を介して各
ガイド部材６ｆの位置を制御するようになっている。ガ
イド部材６ｆは、中央部に上下に延びるガイド溝６ｈが
形成されている。このガイド溝６ｈには、前記矯正爪６
ｇが上下に走行台車２個づつ挿入され、かつガイド部材
６ｆ内の移動機構に取り付けられて前記駆動モーター６
ｅの駆動力によりガイド溝６ｈ内を上下移動するように
なっている。

【００２１】図５に示すように、各矯正爪６ｇは、自身
の装備されたガイド部材６ｆのガイド溝６ｈから対向配
置されているガイド部材６ｆ方向に水平に延びる水平取
り付け部６ｉと、この水平取り付け部６ｉの先端に固定
された差し込み部６ｊとで構成されている。差し込み部
６ｊは、断面Ｌ字状の部材であって、水平部分を前記ス
トラブカップリング１９の開口部１９ｃに介装状態とし
て、上端部を水平取り付け部６ｉの先端に固定して取り
付けられている。同一のガイド溝６ｈに挿入されている
二つの矯正爪６ｇは、ともに、差し込み部６ｊの前記水
平部分を同一の開口部１９ｃに差し込まれ、ガイド溝６
ｈを上下に移動することにより、ケーシング１９ｄの開
口部１９ｃを形成する両端部と当接可能となっている。
同一のガイド溝６ｈに挿入されている矯正爪６ｇ、６ｇ
は、前記ガイド部材６ｆの移動機構の作用で互いに上下
に反対方向に均等量移動するようになっている。

【００２２】搬送台車９は、前記第２のレール１０ｂに
側面視前後両端部が上方に突出した形状であって、延伸
方向に２台して連結して運行されている。各搬送台車９
は、自走式であって、図示しない停止位置検知センサで
センシングすることにより常に走行台車２に対して新規
配管Ｐｂの吊り込みを正確に行う位置に停止するように
なっている。搬送台車９の停止位置のセンシングは、前
記非接触の検知方法以外、タッチセンサー等などで行っ
てもよい。なお、搬送台車９に載せられる新規配管Ｐｂ
は、搬送台車９が正確な停止位置で停止した際に接続位
置に正確に吊り込みできる位置に予め積載されている。

【００２３】以下、本実施例の作用を説明する。前記配
管延伸装置１により、既設配管Ｐａに新規配管Ｐｂを接
続するには、以下のように行う。まず、図２及図３に示
すように、図中左側に位置する掘削機（図示せず）によ
る掘進の後、クランプ機構５で既設配管Ｐａおよび連結
配管１１を同時に把持した状態で接続装置６を作動して
連絡配管１１と最も切羽側に位置する既設配管Ｐａの接
続を切り離す。切り離し作業の前には、予め、既設配管
Ｐａへの送泥を停止するとともに、制御機構８を作動し
てプランジャーバルブユニット１３を閉塞し、排泥及び
既に掘削機側に送られた泥の新規配管Ｐｂ接続位置への
噴出を防止する。

【００２４】前記切り離し作業は、走行台車２を移動し
てクランプ機構５及び接続機構６を切り離しすべきスト
ラブカップリング１９の直上部に正確に位置させる。こ
の際、接続機構６は、前記ボルト回転軸６ｄが回転軸挿
入孔１９ｂの直上部に位置し、かつ、すべての前記差し
込み部６ｊの水平部分が各ストラブカップリング１９の
開口部１９ｃ内に差し込まれた状態となる。前記状態に
おいて、先ず、クランプ機構５で、切り離しすべき既設
配管Ｐａ及び連絡配管１１のそれぞれの端部をクランプ
する。図４に示すように、クランプ機構５による前記各
配管のクランプは、クランプシリンダ５ａを伸長するこ
とにより、回動部材５ｃを縦回動させて回動部材５ｃに
取り付けられている当接部材５ｅをクランプすべき配管
の下方からクランプ支持部材５ｆに固定されている当接
部材５ｅに向かって回動させ、上下の当接部材５ｅ、５
ｅの間に挟み付ける。前記既設配管Ｐａ及び連絡配管１
１のクランプが完了した後、前記駆動モーター６ｅを作
動して同一の開口部１９ｃに差し込まれている２つの差
し込み部６ｊをそれぞれ上下の反対方向に移動すること
により開口部１９ｃを押し開く方向に付勢力を作用させ
るとともに、前記接続シリンダ６ａを伸長してボルト回
転軸６ｄを下降させることによりボルト回転軸６ｄの下
端部を回転軸挿入孔１９ｂに嵌入する。ボルト回転軸６
ｄが回転軸挿入孔１９ｂに入りやすくするために６ｌの
自在継手を設け、かつボルト回転軸６ｄの先端を少し角
をとることが試みられている。又ストラブカップリング
のボルト１９に直接接続シリングの推力がかかってこわ
さないように６ｍの回転継手を設けている。

【００２５】ボルト回転軸６ｄの回転軸挿入孔１９ｂへ
の嵌入が完了したら、接続モーター６ｂを作動してボル
ト回転軸６ｄを回転し、ボルト１９ａを開口部１９ｃが
開く方向に回転させて開口部１９ｃを押し広げることに
よりストラブカップリング１９の径を拡張して既設配管
Ｐａ又は連絡配管１１から取り外す。なお、この際、伸
縮ホース１５は、掘削機の掘進にともなって伸長状態と
なっている。また、走行台車２の移動時には、クランプ
機構５は、クランプシリンダ５ａを充分に収縮してお
き、回動部材５ｃに取り付けられている当接部材５ｅ
を、既設配管Ｐａ又は連絡配管１１にその外側面から当
接可能な位置に移動しておく。

【００２６】前記切り離し作業は、全て前記制御機構８
の制御により自動的に行う。また、以下の全ての作業も
同様に全て制御機構８の制御により自動的に行う。

【００２７】次いで、前記切り離し作業が完了したら、
図６に示すように、制御機構８がホース巻き上げ台車１
４に信号を発信してブレーキを作動してホース巻き上げ
台車１４の停止位置を固定するとともに、牽引ウィンチ
１６及び巻き上げモーター１８を作動してプランジャー
バルブユニット１３を延伸方向前方に牽引しつつ伸縮ホ
ース１５を巻き上げていく。プランジャーバルブユニッ
ト１３と走行台車２は調整ジャッキ１２で連結されてい
るから、プランジャーバルブユニット１３の前進にした
がって走行台車２も前方に移動する。プランジャーバル
ブユニット１３及び走行台車２の移動は、前記端部検知
センサ７が、前記切り離された既設配管Ｐａ端部を検知
するまで行う。この際、走行台車２の停止位置は、新規
配管Ｐｂの接続に適切な地点よりやや前方となるように
し、走行台車２の停止後、プランジャーバルブユニット
１３の停止位置をブレーキするとともに調整ジャッキ１
２を作動して正確に微調整する。走行台車２の前記切り
離し位置からの前進距離は、前記切り離された既設配管
Ｐａ端部から接続すべき新規配管Ｐｂの長さに新規配管
Ｐｂとストラブカップリング１９の接続分を加えた長さ
に相当する。

【００２８】図７に示すように、走行台車２が正確な停
止位置に停止したら、新規配管Ｐｂを正確に吊り込み可
能な位置に搬送台車９を移動し、クレーン機構４を作動
して走行台車２の側部に目的の位置に停止した搬送台車
９から新規配管Ｐｂを目的の接続位置に吊り込む。

【００２９】図８に示すように、新規配管Ｐｂの正確な
吊り込みが完了したら、前記切り離し時の要領でクラン
プ機構５で新規配管Ｐｂを把持した状態で接続装置６を
作動して、新規配管Ｐｂの前後両端部を連絡配管１１又
は既設配管Ｐａに接続する。前記接続機構６による既設
配管Ｐａの前端と新規配管Ｐｂの後端、新規配管Ｐｂの
前端と連絡配管１１の後端の接続は、以下のようにし
て、同様の手順により行う。配管の接続時には、吊り込
み空間２ａの前後に配置されている両側のクランプ機構
５により、連絡配管１１と新規配管Ｐｂ、並びに、新規
配管Ｐｂと既設配管Ｐａとを同時にクランプしておき、
前記ボルト回転軸６ｄが回転軸挿入孔１９ｂの直上部に
位置し、かつ、すべての前記差し込み部６ｊの水平部分
が各ストラブカップリング１９の開口部１９ｃ内に差し
込まれた状態となっているが、先ず、矯正装置６ｃを作
動して同一の開口部１９ｃに差し込まれた差し込み部６
ｊの上下間の距離を縮小しておき、この状態で図９に示
すように、ボルト回転軸６ｄを下降して回転軸挿入孔１
９ｂに嵌入する。この際、各開口部１９ｃには、差し込
み部６ｊが差し込まれているから、ボルト回転軸６ｄの
嵌入時にストラブカップリング１９が下方に回転して逃
げることが防がれる。ついで、図１０に示すように、ボ
ルト回転軸６ｄを回転軸挿入孔１９ｂに嵌入した状態で
接続機構６全体を図示しない前記前後動機構を作動して
後方に移動することによりストラブカップリング１９を
後方にスライドさせて、ストラブカップリング１９の中
央部を配管の接続部分に位置させる。

【００３０】前記ストラブカップリング１９の移動が完
了したら、ボルト回転軸６ｄを介して接続モーター６ｂ
の回転力を回転軸挿入孔１９ｂに伝達して回転軸挿入孔
１９ｂを開口部１９ｃの間隔が狭まる方向に回転させ
る。その結果、ストラブカップリング１９は、開口部１
９ｃの縮小によって、その径が縮小して内側面のゴムリ
ング１９ｆが各配管の外側面に圧接されて、各配管を接
続部分の水密を保持した状態で接続する。接続完了後
は、クランプ機構５と接続機構６を解除して図１１に示
すように上方に引き上げるとともに、連絡配管１１のプ
ランジャーバルブユニット１３における閉塞を解除し
て、伸縮ホース１５と連通させる。

【００３１】以下、前記方法で、掘削機の掘進に伴っ
て、最前部の既設配管Ｐａと連絡配管１１との切り離し
と、新規配管Ｐｂの接続を繰り返すことにより、順次既
設配管Ｐａに新たに新規配管Ｐｂを接いで、配管を延伸
する。

【００３２】したがって、本実施例の配管延伸装置によ
れば、既設配管Ｐａと新規配管Ｐｂ、新規配管Ｐｂと連
絡配管１１の切り離し作業及び接続作業をすべて制御機
構８の制御で自動で行うから、人力を不要として作業の
安全性が向上するとともに、トンネル工事の労働力の確
保を容易にするほか、接続すべき各配管の位置合わせや
接続のための治具の着脱を正確かつ迅速に行って配管の
延伸の作業能率が向上する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接続すべき各配管の位置合わせや接続のための治具の着
脱を正確かつ迅速に行って配管の延伸の作業能率が向上
するといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】本実施例の配管延伸装置を用いた配管の切り離
しを示す側面略図である。

【図３】フレキシブル部を示す平面図である。

【図４】クランプ機構を示す拡大正面図。

【図５】接続機構を示す拡大正面図。

【図６】走行台車の新規配管の吊り込み位置への移動を
示す側面略図である。

【図７】新規配管の接続位置への吊り込みを示す側面略
図である。

【図８】新規配管と伸縮機構、既設配管の接続を示す側
面略図である。

【図９】新規配管の接続位置へ吊り込み後の接続機構の
作動を示す略図である。

【図１０】前記図９の接続機構によるストラブカップリ
ングの固定を示す略図である。

【図１１】接続作業完了直後を示す略図である。

【符号の説明】

１ 配管延伸装置 ２ 走行台車 ５ クランプ機構５ａ クランプシリンダ ５ｂ 回転軸 ５ｃ 回動部材 ６ 接続機構６ｂ 接続モーター ６ｄ ボルト回転軸 ６ｍ 回転継手 ６ｌ 自在継手 １９ カップリング部材（ストラブカップリング）１９ａ ボルト Ｐａ 既設配管 Ｐｂ 延伸配管（新規配管）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久下 義弘 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 蜂須賀 好鷹 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 大堀 潔 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 小原 由幸 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 萩原 英樹 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 藤永 友三郎 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−137535（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−97095（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−263588（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21F 13/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 概略水平状態に接続状態とされた配管に
   沿って移動して、既設の配管に新たに配管を接続する配
   管延伸装置であって、前記配管に沿って自走する走行台
   車と、該走行台車に取り付けられて既設配管とこの既設
   配管に接続すべき延伸配管とをそれぞれクランプする１
   対のクランプ機構と、前記双方の配管を接続する接続機
   構とを備えることを特徴とする配管延伸装置。
2. 【請求項２】 前記クランプ機構は、上下に伸縮する２
   基のクランプシリンダと、このクランプシリンダの下方
   に固定された回転軸に縦回動自在に取り付けられた回動
   部材とで構成されていることを特徴とする請求項１記載
   の配管延伸装置。
3. 【請求項３】 前記接続機構は、接続モーター出力軸
   に、上下方向に伸縮できる回転継手と、多少たわむこと
   ができる自在継手とを接続するとともに、その先端に、
   既設配管と新規配管とを接続するカップリング部材の開
   口部に設けられたボルトを回転して前記カップリング部
   材の径を変化させるボルト回転軸を設けた構成になって
   いることを特徴とする請求項１または２記載の配管延伸
   装置。
4. 【請求項４】 前記請求項１から３のいずれかに記載の
   配管延伸装置を用いた配管の延伸方法であって、前記既
   設配管の接続端部に端部を一致させて延伸配管を設置
   し、該延伸配管と前記既設配管をクランプ機構でクラン
   プする工程と、予め既設配管又は延伸配管のいずれかに
   装備しておいたカップリング部材を接続機構で配管の接
   続位置にスライド移動する工程とを備え、位置決めが完
   了したカップリング部材を接続機構で接続して前記双方
   の配管を接続することを特徴とする配管延伸方法。