JP6392032B2 - 管継手接合装置 - Google Patents

Description

本発明は、一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入する管継手接合装置に関する。

上水道管や下水道管に広くダクタイル鋳鉄管が用いられ、これらの鉄管に所謂プッシュオンタイプの管継手構造が採用されている。

例えば、特許文献１には、一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口を挿入し、受口の内周面と挿口の外周面との間でシール用のゴム輪が圧縮されるように介装され、受口の内周溝部に設けられたロックリングと挿口に形成された突部が係合して抜止めされる管継手構造が開示されている。

図１５（ａ）に示すように、このようなプッシュオンタイプの継手構造の鉄管を接合する際には、一方の管２の受口２Ａに他方の管３の挿口を預けて、受口２Ａ近傍で受口側の管２にスリングベルトやチェーンで構成される接合器具１００を巻き付けるとともに、挿口近傍で挿口側の管３に同じく接合器具１０１を巻き付け、管２，３の両側で接合器具間に夫々レバーホイスト１０２，１０３を装着して手動操作で巻き上げる必要があった。

そのため、図１５（ｂ）に破線で示すような、管２，３の布設用に掘削された管布設溝１１０に複数の作業者が入って非常に手間の掛かる接合作業を行なう必要があり、そのために管径よりも十分に広幅の溝１１０を掘削する必要があった。

そこで、本願出願人は、幅狭の管布設溝であっても、作業者が管布設溝に入ることなく容易く管の接合作業を行なうことができる管継手接合装置を提案している（特願２０１３−２１１８３６号）。

当該管継手接合装置は、受口側の管に当接する受口側支持部と、挿口側の管に当接する挿口側当接片と、管軸心と直交する回動軸心周りに回動することにより挿口側当接片を押圧して管を挟持する回動機構と、を備えた挿口側支持部と、管の軸心と平行し、受口側支持部に固定される一端と、挿口側支持部が摺動可能に接続された他端を備える案内軸と、回動機構を回動操作して押圧された挿口側当接片により管を挟持し、受口側支持部を介して回動機構と接続され、挟持状態で挿口を受口側に引き込む牽引操作部と、を備えて構成されている。

特開２０１０−１７４９０６号公報

上述の管継手接合装置を用いて管布設溝に沿って布設される複数の管を連続的に接合する場合、管布設溝に沿って管継手接合装置を移動させる必要があり、そのために管継手接合装置を基台に搭載し、管布設溝を跨ぐように配置される基台を複数の車輪で支持して移動可能に構成することが想定されている。

しかし、管の接合場所の地表面が平坦な水平面であるとは限らず、平坦であっても傾斜面であったり、水平面であっても凹凸があったりする場合も多く、そのような場合に管布設溝に沿って管継手接合装置を円滑に移動させるように操舵するのは甚だしく困難であり、操舵を誤ると脱輪する虞があった。

さらに、基台に支持された管継手接合装置を用いて管を接合する場合に、牽引操作部による挿口の挿入方向が少なくとも受口側の管軸心に沿う姿勢となるように管継手接合装置の姿勢を調整する必要があり、この場合も管の接合場所の地表面が傾斜面であったり凹凸面であったりすると、管継手接合装置の姿勢調整作業が非常に煩雑になるという問題や、そのために管継手接合装置を非常に複雑な支持構造を介して基台に搭載する必要があるという問題があった。

このような管継手接合装置に組み込まれる管の接合機構は、上述したような挿口を受口側に引き込む牽引操作部以外に、挿口を受口側に押し込む押込操作部等であってもよく、何れの態様であっても挿口の挿入方向が少なくとも受口側の管軸心に沿う姿勢となるように管継手接合装置の姿勢を調整する際に発生する上述の問題は同じである。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、管布設溝の地表の傾斜面や凹凸面に対応して、接合機構の姿勢調整が容易に行なえる管継手接合装置、さらには管布設溝に沿って安定的に移動させることができる管継手接合装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による管継手接合装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入する管継手接合装置であって、複数の脚部で支持され管布設溝を跨ぐように配置される基台と、前記基台に支持された状態で、昇降機構を介して前記基台から所定方向に降下し、管布設溝に布設された一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入する接合機構と、前記基台と各脚部との高さ方向距離が個別に調整可能に構成され、水平面に対する前記基台の前後左右の傾動角度を可変に設定することにより、前記接合機構による挿口の挿入方向が少なくとも受口側の管軸心に沿う姿勢となるように、前記接合機構の姿勢を調節する高さ調節機構と、を備えている点にある。

管布設溝を跨ぐように基台の脚部が接地される地表面が傾斜面であったり凹凸面であったりすると、基台の姿勢も水平面から傾斜した不安定な姿勢になり、場合によっては一部の脚部が地表面から浮いた状態になる場合も想定される。そのような状態で基台に支持された接合機構を用いて一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入しようとしても、管の接合部に対する接合機構の好ましい姿勢を安定的に保持するのは甚だ困難になる。しかし、高さ調節機構を介して基台に対する各脚部の高さ方向距離を個別に調整可能であれば、水平面に対する基台の前後左右の傾動角度を可変に設定することができるようになり、管の接合部に対して接合機構を好ましい姿勢に安定的に保持することができるようになる。そして、基台と各脚部との高さ方向距離を個別に調整することによって、接合機構による挿口の挿入方向が少なくとも受口側の管軸心に沿う姿勢となれば、上述した管の接合部に対して接合機構が好ましい姿勢となる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記接合機構は、前記昇降機構を介して前記基台から所定方向に降下して受口側の管周面に当接する受口側支持部と、前記受口側支持部から延出するように取り付けられた案内部と、前記案内部に沿って移動する挿口側支持部とを備えて構成され、前記高さ調節機構は、前記案内部の姿勢が受口側の管軸心に沿う姿勢となるように前記接合機構の姿勢を調節する点にある。

基台と各脚部との高さ方向距離を個別に調整することによって、案内部の姿勢が受口側の管軸心に沿う姿勢となるように接合機構の姿勢が調節される。その結果、昇降機構を介して基台から所定方向に降下する受口側支持部及び挿口側支持部が受口側及び挿口側の管周面に適切に当接し、挿口側支持部を案内部に沿って、つまり受口側の管軸心に沿って受口側に適切に移動可能になる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、前記接合機構は、前記案内部に沿って前記挿口側支持部を移動させるように、管布設溝に布設された一方の管の受口に他方の管の挿口を引き込む牽引機構を備えている点にある。

上述の構成によれば、管布設溝に布設された一方の管の受口に他方の管の挿口が牽引機構によって引き込まれるように接合されるようになる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記脚部は前記基台に配置される少なくとも４つの車輪で構成され、それぞれが前記高さ調節機構を介して前記基台に固定されている点にある。

上述の構成によれば、管布設溝を跨ぐように配置される基台の地表面が傾斜面であったり凹凸面であったりしても、高さ調節機構を介して基台に対する各車輪の高さ方向距離を個別に調整することにより、水平面に対する基台の前後左右の傾動角度を可変に設定することができるようになり、管布設溝に沿って安定姿勢で車輪を回転させて移動させることができるようになる。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述した第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記脚部は少なくとも左右一対のクローラを含み、それぞれが前記高さ調節機構を介して前記基台に固定されている点にある。

脚部が接地面との接触面積が大きなクローラで構成されていれば、管布設溝を跨ぐように配置される基台の地表面が傾斜面であったり凹凸面であったりしても、高さ調節機構を介して基台に対する各クローラの高さ方向距離を個別に調整することにより、水平面に対する基台の前後左右の傾動角度を可変に設定することができるようになり、例えば凹凸ピッチが小さな地表面であっても、管布設溝に沿って安定姿勢で移動させることができるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、管布設溝の地表の傾斜面や凹凸面に対応して、接合機構の姿勢調整が容易に行なえる管継手接合装置、さらには管布設溝に沿って安定的に移動させることができる管継手接合装置を提供することができるようになった。

（ａ）は本発明による管継手接合装置で接合される管の継手部の説明図、（ｂ）は接合された管継手の断面図 （ａ）は本発明による管継手接合装置の全体構成の説明図、（ｂ）は挿口側支持部の正面図、（ｃ）は挿口側支持部の側面図、（ｄ）は受口側支持部の正面図 （ａ），（ｂ）は挿口側支持部に備えた挿口側当接片と連結機構の説明図 （ａ），（ｂ）は挿口側支持部に備えたカム機構の動作説明図 （ａ）から（ｄ）は本発明による管継手接合装置を用いた接合作業の手順の説明図 （ａ），（ｂ）は基台に搭載された接合装置の昇降動作の説明図 基台に搭載された接合装置の昇降機構の説明図 （ａ）は高さ調節機構の説明図、（ｂ）は別実施形態を示す脚部の説明図 高さ調節機構による基台の左右の傾動角度の調整過程の説明図 高さ調節機構による基台の前後の傾動角度の調整過程の説明図 （ａ），（ｂ），（ｃ）は受口側支持部の搖動機構の説明図 規制部材及びカバー部材の取付部の説明図 （ａ）〜（ｈ）は規制部材の説明図 案内機構の説明図 （ａ）は従来の接合作業を説明する写真、（ｂ）は従来の接合作業に対応する溝形状と、本発明による管継手接合装置を用いた接合作業に対応する溝形状を比較した説明図

以下に、ダクタイル鋳鉄管（以下、「鉄管」と記す。）を用いた上水道管に対する配管の接合作業を例に、本発明による管継手接合装置を説明する。尚、本発明は、特に鉄管の接合に好適に用いられ、上水道管に対する配管施工以外に、下水道管に対する配管施工等にも広く適用でき、鉄管以外に樹脂管の接合にも適用できる。以下の実施形態では鉄管を単に管と記す。

図１（ａ）に示すように、管２，３には一端側に受口２Ａが形成されるとともに他端側に挿口３Ａが形成されている。受口側の管２の受口２Ａに挿口側の管３の挿口３Ａを挿入することにより管２，３が接合される。

図１（ｂ）には、接合された管２，３の継手部の断面が示されている。一方の管２の端部に形成された受口２Ａの内部に他方の管３の端部に形成された挿口３Ａが挿入されている。受口２Ａの内周面と挿口３Ａの外周面との間でシール用のゴム輪４が圧縮されるように介装され、ロックリング５ａと挿口３Ａに形成された突部３ａが係合して抜止めされる。図中、符号５ｂはロックリング心出し用部材であり、符号Ｌは管種類を示す二次元バーコードラベルである。

図２（ａ）には、地表面Ｇが掘削されて形成された管布設溝１１０の溝底Ｆに管２，３が敷設され、管継手接合装置１によって管２，３が接合される様子が示されている。管２，３はそれぞれ一端側に受口が形成され、他端側に挿口が形成されている。

管継手接合装置１は、複数の脚部Ｓである車輪に支持され管布設溝１１０を跨ぐように配置される基台ＵＣと、基台ＵＣに支持され、管布設溝１００に布設された一方の管２の受口２Ａに他方の管３の挿口３Ａを挿入する接合機構ＪＭと、基台ＵＣと各脚部Ｓとの高さ方向距離が個別に調整可能に構成され、仮想の水平面に対する基台ＵＣの前後左右の傾動角度を可変に設定する高さ調節機構ＨＡとを備えている。先ず接合機構ＪＭについて詳述し、その後に高さ調節機構ＨＡについて詳述する。

本実施形態では、前後左右に２輪ずつ合計８輪の脚部Ｓで基台ＵＣが支持された例を基に説明するが、少なくとも前後左右に１輪ずつ合計４輪の脚部Ｓで基台ＵＣが支持されていればよい。

接合機構ＪＭには、受口側支持部１０と、挿口側支持部２０と、案内軸３０と、牽引操作部４０が組み込まれている。

受口側支持部１０は、上端側が昇降機構５０によって昇降自在に支持された垂直姿勢の受口側支軸１１と、受口側支軸１１の先端側に一体に形成され、一方の管２の受口２Ａ近傍で上方から管周面に添うように当接する受口側当接片１２とを備えている。昇降機構５０は、受口側支軸１１に形成されたラックギヤと、ラックギヤに噛合うピニオンギヤと、ピニオンギヤを回転駆動する電動モータで構成され、ピニオンギヤの正逆回転により受口側支軸１１が上下に昇降する。

図２（ｄ）に示すように、受口側当接片１２は管２の周面の曲率と同等または少し小さな曲率の凹陥部が形成され、管２の上方から降下させることによって管周面に当接される。受口側支軸１１及び受口側当接片１２は鋼材で構成されている。図中、符号１３で示す孔部は、後述する牽引ワイヤー４０の挿通孔である。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、挿口側支持部２０は、垂直姿勢の挿口側支軸２１と、他方の管３の挿口３Ａ近傍で上方から管周面に添うように当接する挿口側当接片２２と、管３の軸心と直交する回動軸心Ｐ周りに回動することにより挿口側当接片２２を押圧して管を挟持する回動機構２３とを備えている。

挿口側支軸２１及び挿口側当接片２２は、鋼材以外に例えばアルミ合金等の金属や樹脂等で構成することも可能であり、管との当接部位には管表面に傷がつかないようにゴムや樹脂等のクッション材が設けられていることが好ましい。また、回動機構２３も鋼材以外に例えばアルミ合金等の金属で構成することも可能である。

案内軸３０は一方の管２の軸心と平行姿勢になるように基端側が受口側支持部１０のスリーブに固定され、挿口側支持部２０が案内軸３０に摺動可能に嵌入されている。

牽引操作部４０は、受口側支持部１０側から回動機構２３を回動操作して挿口側当接片２２により管３を挟持し、さらに挟持状態で挿口３Ａを受口２Ａ側に引き込む牽引ワイヤー（以下、符号「４０」を付す。）で構成されている。

挿口側支持部２０が案内軸３０に沿って摺動可能なように、挿口側支軸２１の頂部には軸受２１ａを介して案内軸３０が嵌入され、また、挿口側支軸２１の下端部には連結機構２５を介して一対の挿口側当接片２２（２２ａ，２２ｂ）がボルト連結されている。

図３（ａ），（ｂ）に基づいて詳述する。挿口側当接片２２は左右２片の幅広の屈曲板２２ａ，２２ｂを備え、管３の周面に添うように屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離ｄが長短調整可能な長孔２５ｂが形成された連結板２５ａにボルト２５ｃで連結されている。つまり、長孔２５ｂが形成された連結板２５ａとボルト２５ｃとで連結機構２５が構成されている。

左右２片の屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離ｄが変化可能なように連結機構２５を介して連結すれば、挿口側当接片２２が管３の上面に当接する際に容易に当接できるように左右２片の屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離ｄが長い状態であっても、回動機構２３の回動操作によって生じる押圧力が付与されたときには、左右２片の屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離ｄが容易に短くなるので、挿口側当接片２２で管３を円滑に挟持できるようになる。

尚、呼び径に対応して予め複数の挿口側当接片２２が準備され、挿口側当接片２２が挿口側支軸２１に対して着脱自在に構成されている。同様に、呼び径に対応して予め複数の受口側当接片１２が取り付けられた受口側支軸１１が準備されている。図２（ｄ）の例では受口側当接片１２と受口側支軸１１を一体に構成する例が示されているが、受口側支軸１１に対して呼び径に対応した複数の受口側当接片１２が着脱自在に構成されていてもよい。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に戻り、回動機構２３は、管３を側方から挟むように両端部２３ａ，２３ｂが回動軸心Ｐ上に位置する回動部材としてのアーチ状部材２３ｃと、アーチ状部材２３ｃの頂部に回転自在に取り付けられた環状部材２３ｄを備えて構成され、環状部材２３ｄに牽引ワイヤー４０の一端部が固定される。そして牽引ワイヤー４０の他端部は、基台ＵＣに搭載された電動式の巻上げ装置５２に取り付けられている。そして、アーチ状部材２３ｃの両端部２３ａ，２３ｂと屈曲板２２ａ，２２ｂの両端部との間に、それぞれカム機構２４が設けられている。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、カム機構２４は、傾斜方向が逆方向の傾斜カム面２４ｃが対向するように一対のカム部材２４ａ，２４ｂが共通軸心周りに相対回転可能に配置され、一方のカム部材２４ａが屈曲板２２ａ，２２ｂに取り付けられ、他方のカム部材２４ｂがアーチ状部材２３ｃの両端部２３ａ，２３ｂに取り付けられている。

牽引ワイヤー４０の牽引力でアーチ状部材２３ｃが回動軸心Ｐ周りに回動すると、傾斜カム面２４ｃに沿ってカム部材２４ｂがカム部材２４ａに対して回動し、カム部材２４ａが管３側に付勢されるようになる。尚、図４（ａ），（ｂ）に示すカム機構は一例に過ぎず、同様の機能を実現するために公知の各種のカム機構を採用することができる。

つまり、アーチ状部材２３ｃの両端部２３ａ，２３ｂが挿口側当接片２２である屈曲板２２ａ，２２ｂの両下端部を管３に向けて押圧するように機能し、管３が挿口側当接片２２で挟持される。尚、回動軸心Ｐと管３の軸心とは直交する位置関係に設定されていることが好ましい。

回動部材は本実施形態のようにアーチ状の部材２３ｃに限るものではなく、カム部材２４ａを回動させることができればよく、例えば下側が開口した「コ」の字状の部材でもよい。

牽引ワイヤー４０の牽引力でアーチ状部材２３ｃが回動軸心Ｐ周りに回動する際に、環状部材２３ｄが管３の上面に当接することにより、管３に対する挿口側当接片２２の挟持力が制限され、管３が歪むような大きな力が発生しないように構成されている。

同様の機能はカム機構に形成された傾斜カム面２４ｃの形状を工夫することによっても実現できる。ある程度の挟持力が作用すると、その後カム部材２４ｂがカム部材２４ａに対して回動しても押圧力が一定に維持されるように、傾斜カム面２４ｃの傾斜領域を制限するのである。

以上のように、接合機構ＪＭによって、管布設溝１１０に布設された一方の管２の受口に他方の管３の挿口を引き込む牽引機構が構成されている。

図５（ａ）〜（ｄ）には、図２〜図４に示す管継手接合装置１によって管２，３が接合される手順が示されている。
図５（ａ）に示すように、先ず、操舵用のハンドルＳＴ（図２（ａ）参照）を操作しつつ、管布設溝１１０に沿って管２，３の接合対象位置まで基台ＵＣを移動させる。この時点で、受口２Ａには滑材が塗布されたゴム輪が装着され、挿口３Ａの外周面には滑材が塗布されている。

図５（ｂ）に示すように、次に、昇降機構５０を操作して接合機構ＪＭを降下させて、受口側当接片１２を受口２Ａ近傍で上方から管周面に添うように当接させる。この状態で、挿口側支持部２０の挿口側当接片２２も、管３の挿口３Ａ近傍で上方から管周面に添うように当接する。

図５（ｃ）に示すように、巻上げ装置５２（図５（ｂ）参照）を起動して牽引ワイヤー４０でアーチ状部材２３ｃを牽引操作して、回動軸心Ｐ周りにアーチ状部材２３ｃを回動させると、上述したカム機構２４（図４参照）が作動して挿口側当接片２２によって管３が挟持される。

図５（ｄ）に示すように、その状態でさらに牽引ワイヤー４０を牽引すると、さらにカム機構２４（図４参照）による挟持力が強くなり、挿口側当接片２２で挟持された挿口側の管３が受口側の管２に引き寄せられて両管が接合される。

尚、このとき受口側当接片１２に掛かる反力は管２の中央部から受口２ａ側に到る拡径部（段差部）で受けられる。また、図５（ｃ），（ｄ）に示す回動機構２３の環状部材の形状は、図２（ｃ）で示す環状部材２３ｄと構造が若干異なるが、説明の便宜等のため簡略化したものである。

尚、案内軸３０には、撮像装置Ｃが取り付けられている。受口側の管２に貼付された管情報ラベルＬを撮像し、接合の後の継手部を夫々上方から撮像するために用いられる。管情報ラベルＬに二次元コード情報であるＱＲコード（登録商標）が用いられ、管情報には、製造年月日、製造工場、型式、管種、呼び径、管の個体番号等が含まれる。このような管情報ラベルＬを撮像装置Ｃで読み取り、画像解析することで、施工対象となる管の管情報が誤りなく取得できるようになる。

図１（ａ）には管情報ラベルＬが示されている。施工時に受口側の管２が軸心周りに多少回転していることがあり、必ずしも真上に管情報ラベルＬが位置しない場合があるため、同じ管情報ラベルＬが縦横に９枚配列され、何れかの管情報ラベルＬが撮像装置Ｃで読み込まれるように構成されている。

挿口側の管３が受口側の管２に引き寄せられる際に、受口側の管２の軸心と平行姿勢に固定された案内軸３０に沿って挿口側支持部２０が摺動しつつ受口側の管２に向かうので、挿口側の管３が異形管や短尺管であっても管３の上方への傾斜が阻止され、両管２，３の軸心の傾きが所定の許容角度内に収まるように接合される。

鉄管の場合、他の管材に比べて継手部分の径寸法公差が大きく、接合後のシール性を確保するために、シール材の圧縮代が多めに設定されている。そのため鉄管の継手を接合する場合にはシール材圧縮のために挿入抵抗が比較的大きくなり、管同士の姿勢が接合に支障を来す方向に変化しやすい。

つまり、挿入しようとする管の後端が相手側の管の軸心から外れる方向に傾斜して接合不能な状態になりやすい。特に挿入側の管が短尺であると、管の自重によるモーメントよりも、挿入のために加える外力によって管の後端が浮き上がる方向のモーメントが非常に大きくなり、これに抗して浮き上がりを防止するために溝の外から極めて大きな力を付与する必要がある。そのため人手では間に合わず、非常に大掛かりな装置が必要となる。

しかし、上述の案内軸３０を設けることにより、管の後端が浮き上がる方向のモーメントが案内軸３０で受けられるので、両管２，３の軸心が大きく傾くことなく円滑に接合できるようになる。尚、案内軸３０は１本で構成する以外に、強度面から複数本備えていてもよい。例えば管を挟んで２本平行に配置したり、管の直上に上下２本平行に配置してもよい。

以上のように、受口側の管に受口側支持部を当接させるとともに、挿口側の管に挿口側当接片を当接させて、受口側支持部を介して回動機構と接続された牽引操作部を受口２Ａ側から牽引することにより、回動軸心周りに回動機構を回動させて、挿口側当接片を押圧して管を挟持するとともに、挟持状態で挿口を受口側に引き込むことによって管２，３が接合される。

図６（ａ），（ｂ）には、基台ＵＣに収容された接合機構ＪＭが昇降機構５０を介して降下される状態が示されている。角柱形状の受口側支軸１１の一側面にはラックギヤ５０ａが形成され、基台ＵＣに固定された昇降用の電動モータ５０ｃの出力軸に固定されたピニオンギヤ５０ｂがラックギヤ５０ａと噛合するように配置されている。電動モータ５０ｃを正転駆動すれば受口側支軸１１とともに接合機構ＪＭが降下し、電動モータ５０ｃを逆転駆動すれば受口側支軸１１とともに接合機構ＪＭが上昇する。尚、電動モータ５０ｃには減速機構及び制動機構が内蔵され、停止時はロックされる。

基台ＵＣに収容された巻上げ装置５２は、巻上げドラム５０ａと巻上げドラム５０ａを回転駆動する電動モータ５２ｂで構成され、電動モータ５２ｂを正転駆動すると牽引ワイヤー４０が巻き取られ、逆転駆動すると牽引ワイヤー４０が繰り出される。電動モータ５０ｃにも減速機構が内蔵されている。

接合機構ＪＭを構成する受口側支軸１１は、基台ＵＣに対して垂直方向に昇降自在に固定され、接合機構ＪＭを構成する案内軸３０が基台ＵＣの前後方向に平行な姿勢で固定されている。従って、接合機構ＪＭは、管布設溝に沿うように基台ＵＣが設置されると、案内軸３０が接合対象となる管２，３の軸心方向に平行姿勢になるように基台ＵＣに取り付けられている。

図７には、巻上げ装置５２の他の例が示されている。
当該巻上げ装置５２は、案内軸３０及び回動機構２３を含む挿口側支持部２０が、受口側支軸１１に固定されたケーシングＣＳに収容され、当該ケーシングＣＳに巻上げプーリ５２ａと電動モータ５２ｂで構成される巻上げ装置５２が設置されている。

電動モータ５２ｂを正転駆動すると二つの巻上げプーリ５２ａを介して牽引ワイヤー４０が巻き取られ、回動機構２３が回動され、挿口３Ａが引き込まれる。回動機構２３側に配置された巻上げプーリにより牽引ワイヤー４０が水平姿勢に規制され、電動モータ５２ｂ側に配置された巻上げプーリにより牽引ワイヤー４０が巻き取られる。

回動機構２３の頂部には、一端がケーシングＣＳに固定された支持部４２に支持される圧縮コイルばね４１が取り付けられている。電動モータ５２ｂが駆動されて回動機構２３が回動すると、圧縮コイルばね４１が圧縮変形して回動機構２３が回動方向とは逆方向に付勢される。この状態で電動モータ５２ｂを停止させて巻上げプーリ５２ａを開放すると、圧縮コイルばね４１の付勢力で回動機構２３が初期の姿勢に自動復帰されるようになる。

また、受口側支軸１１の上端側には、ラックギヤが形成された延長用支軸１１Ａを連結可能な連結部１１Ｂが設けられ、任意の数の延長用支軸１１Ａを延長接続することができるように構成されている。このような構成を採用することにより、管布設溝１１０が深く形成されている場合であっても、底部の管２，３まで接合機構ＪＭを降下させることが可能になる。

図８（ａ）には、高さ調節機構ＨＡが示されている。
左右一対の前輪ＦＷ（脚部Ｓ）及び左右一対の後輪ＲＷ（脚部Ｓ）は、それぞれが支持板６０Ｆ，６０Ｒにブラケットを介して水平軸心周りに回転可能に取り付けられている。さらに、後輪ＲＷの支持板６０Ｒとの間には操舵用の回動軸６１を介して後輪ＲＷが垂直軸心周りに回転可能に構成されている。

左右一対の回動軸６１は、操舵用のハンドルＳＴと連動するようにボールジョイントを介して連結され、ハンドルＳＴを右方にシフトさせると各後輪ＲＷが垂直軸心周りに左方に回転し、ハンドルＳＴを左方にシフトさせると各後輪ＲＷが垂直軸心周りに右方に回転するように構成されている。

前後左右の４つの支持板６０Ｆ，６０Ｒは、それぞれダンパーとしても機能する２本の姿勢保持軸６２，６３と、１本の電動シリンダ６４を介して基台ＵＣに連結されている。姿勢保持軸６２，６３は基台ＵＣに対する垂直方向姿勢を保持する軸で、基台ＵＣに備えた保持用のブラケット６２ａ，６３ａに上下移動自在に保持されている。電動シリンダ６４は、下端部が支持板６０Ｆ，６０Ｒに固定され、上端部が基台ＵＣに備えたブラケット６４ａに固定されている。

電動シリンダ６４に備えた伸縮用の電動モータ６４ｂを正転駆動または逆転駆動することによりシリンダ機構６４ｃが伸縮し、支持板６０Ｆ，６０Ｒと基台ＵＣとの相対距離、即ち基台ＵＣと各脚部Ｓとの高さ方向距離が個別に調整可能になる。つまり、支持板６０Ｆ，６０Ｒ、姿勢保持軸６２，６３及び１本の電動シリンダ６４によって高さ調節機構ＨＡが構成されている。

前輪ＦＷの左右の姿勢保持軸６２，６３の上端には、ブラケットを介してそれぞれに走行モータ７０が設けられ、走行モータ７０の回転力が走行モータ７０側のスプロケット７１と、車輪側のスプロケット７２の間に巻回されたチェーン７３を介して対応する前輪ＦＷに伝達されるように構成されている。

図８（ｂ）には、左右一対の前輪ＦＷ（脚部Ｓ）及び左右一対の後輪ＲＷ（脚部Ｓ）が、それぞれ４つの車輪で構成され、それぞれ共通の支持板６０Ｆ，６０Ｒに取り付けられた例が示されている。この場合も、高さ調節機構ＨＡによってそれぞれ４つの車輪の高さが一体的に調整される。管布設溝１１０の肩部地表面に小さな凹凸がある場合でも、４つの車輪の何れかが接地されるようになり、安定姿勢で移動可能になり、仮に内側の車輪が管布設溝１１０に脱輪しても外側の車輪で基台ＵＣが支持されるので、安全性が確保できるとともに、移動の際の直進性が向上し、管継手接合装置１を管敷設溝１１０に沿って移動させることが容易となる。

上述した高さ調節機構ＨＡによって、仮想の水平面に対する基台ＵＣの前後左右の傾動角度が適切に調整されるようになる。
図９上部に示すように、例えば、紙面左方から右方に傾斜する傾斜地に傾斜方向とは直交する方向（紙面表側から裏側への方向）に管布設溝１１０が形成されている場合には、基台ＵＣが右方に傾斜するため、接合機構ＪＭを降下させても受口側支軸１１が管２，３の直上に降下せず、接合作業に支障を来す虞がある。さらに同様の姿勢では、管継手接合装置１を管布設溝１１０に沿って移動させることが非常に困難になる。

図９下部に示すように、そのような場合でも、高さ調節機構ＨＡを作動させて谷側の前後輪と基台ＵＣとの高さ方向距離を長くなるように調整し、山側の前後輪と基台との高さ方向距離を短くなるように調整すれば、基台ＵＣの姿勢を仮想水平面に沿うように調整でき、接合機構ＪＭの受口側支軸１１を管２，３の直上に降下させることができるようになり、また、管継手接合装置１を管布設溝１１０に沿って安定的に移動させることができるようになる。

図１０上部に示すように、例えば、紙面左方から右方に傾斜する傾斜地に傾斜方向に沿って水平に管布設溝１１０が形成されている場合には、基台ＵＣの前後が傾斜するため、接合機構ＪＭを降下させても案内軸３０が接合対象となる管２，３の軸心方向に平行姿勢にならず、接合作業に支障を来す虞がある。さらに同様の姿勢では、管継手接合装置１を管布設溝１１０に沿って移動させることも困難になる。

図１０下部に示すように、そのような場合でも、高さ調節機構ＨＡを作動させて谷側の左右輪と基台ＵＣとの高さ方向距離を長くなるように調整し、山側の左右輪と基台との高さ方向距離を短くなるように調整すれば、基台ＵＣの姿勢を仮想水平面に沿うように調整でき、接合機構ＪＭの受口側支軸１１を管２，３の直上に降下させることができるようになり、また、管継手接合装置１を管布設溝１１０に沿って安定的に移動させることができるようになる。

紙面左方から右方に傾斜する傾斜地に傾斜方向とは任意の角度で交差する方向に管布設溝１１０が形成されている場合でも同様で、高さ調節機構ＨＡを作動させて前後左右の車輪と基台の高さを個別に調整することにより、基台の姿勢を仮想水平面に沿うように調整でき、安全且つ容易に移動させ、接合作業を行なえるようになる。

尚、図１０では、管布設溝１１０が地表面と平行でない場合を例示したが、管布設溝１１０が地表面と平行であれば、少なくとも接合作業時に案内軸３０が接合対象となる管２，３の軸心方向に平行姿勢となるように、高さ調節機構ＨＡを作動させればよい。つまり、基台の姿勢を仮想水平面に沿うように調整する以外に、基台の姿勢を仮想水平面に対して任意の傾動角度に調整することで所期の目的を達成できる。

高さ調節機構ＨＡを作動させる具体的な態様は特に限定されず、複数の電動シリンダ６４を個別に駆動または停止制御可能な有線または無線のリモート制御装置を構築し、基台の姿勢を目視しつつ調整すればよい。

図１１（ａ）には、受口側支軸１１の先端側に設けた受口側当接片１２が受口側支軸１１に対して搖動自在に軸支され、挿口側支軸２１の先端側に設けた挿口側当接片２２が挿口側支軸２１に対して搖動自在に軸支された例が示されている。

図１１（ｂ）に示すように、接合機構ＪＭの案内軸３０の軸心と管２，３の軸心が水平方向（溝幅方向）に僅かにずれる場合であっても、受口側当接片１２及び挿口側当接片２２が搖動して管２，３の外表面に適切に当接し、支障なく接合できるようになる。

図１１（ｃ）に示すように、基台ＵＣが仮想水平面に対して僅かに傾動するような場合であっても、接合機構ＪＭの案内軸３０の軸心と管２，３の軸心が平行姿勢であれば、高さ調節機構ＨＡを作動させなくても、受口側当接片１２及び挿口側当接片２２が搖動して管２，３の外表面に適切に当接し、支障なく接合できるようになる。

以上の説明では、前後左右の脚部Ｓが車輪で構成される場合を説明したが、全てが車輪で構成される必要はなく、少なくとも左右一対のクローラを含み、それぞれが高さ調節機構ＨＡを介して基台ＵＣに固定されていてもよい。そして、この場合はクローラに駆動用のモータが組み込まれていることが好ましい。

さらに、本発明による管継手接合装置１は、基台ＵＣの移動方向を規制する規制部材を備えている。
図２（ａ）及び図７には、規制部材８０が例示されている。規制部材８０は、管布設溝１１０の内部に進入するように配置され、管布設溝１１０に沿う移動経路から基台ＵＣの移動軌跡がずれた場合に、規制部材８０が管布設溝１１０の壁面ＳＷに接触することにより、それ以上の移動経路のずれが抑制され、その結果、管布設溝１１０から大きく離脱し或いは一部が管布設溝に脱輪するようなことが無く、基台ＵＣを管布設溝１１０に沿って安定的に移動させることができるようになる。

図２（ａ）及び図１２に示すように、規制部材８０は、管布設溝１１０から離脱した水平姿勢と管布設溝１１０に進入した垂直姿勢に姿勢変更可能な位置規制板８１を備えている。

位置規制板８１は、基台ＵＣにブラケット８５を介して固定されたスリーブ８３に回転自在に嵌入された円柱状の支軸８２の先端にボルト固定されている。支軸８２に備えた搖動操作レバー８４を操作することにより水平姿勢と垂直姿勢の何れかに姿勢変更される。

本実施形態では、位置規制板８１を水平姿勢で固定する固定ピンの挿通孔が、スリーブ８３から支軸８２を貫くように形成され、当該固定ピンを引抜くことにより位置規制板８１が自重で垂直姿勢に姿勢変更し、搖動操作レバー８４を上方に搖動操作することで水平姿勢に戻して固定ピンで姿勢を固定するように構成されている。

管継手接合装置１が管の布設現場に搬入され、搬入車両からクレーン装置等で懸架されて、管布設溝１１０を跨ぐようにして配置される。位置規制板８１を水平姿勢から垂直姿勢に姿勢変更した後に管布設溝１１０に沿って移動される。

本実施形態では、移動方向に沿って基台ＵＣの前方側及び後方側に突出するように、左右に一対ずつ規制部材８０が設けられている。少なくとも基台ＵＣの移動方向先端側に規制部材８０が配置されていることが好ましく、管布設溝１１０に沿う移動経路から基台ＵＣの移動軌跡がずれた場合でも、基台の移動方向先端側に配置された規制部材８０が先ず管布設溝１１０の壁面に接触することによって、そのずれが大きくならないように適切に移動方向が規制されるようになる。

規制部材８０には、管布設溝１１０の壁面ＳＷと接合対象管２，３の継手部位との間を仕切るカバー部材８７を着脱自在に取り付ける取付部８６であるフックが設けられている。

管布設溝１１０に沿って基台ＵＣを移動させる際に、管布設溝１１０の肩部や壁面ＳＷから崩れた土砂が接合対象管２，３の継手部位に降りかかると適正に接合できなくなる。例えば、継手部位に塗布した滑材の上に降りかかった土砂で継手部のシール性能が低下する虞がある。そのような場合でも、規制部材８０に備えた取付部８６にカバー部材８７を取り付けて、管布設溝１１０の壁面ＳＷと接合対象管２，３の継手部位との間を仕切ることにより、接合対象管２，３の継手部位に土砂が降りかかるようなことが回避できる。

図１３（ａ）には平面視した規制部材８０が示され、図１３（ｂ）には側面視した規制部材８０が示されている。規制部材８０は基台ＵＣの移動方向先端側で管布設溝１１０の内向きに傾斜する傾斜部８１ａ、つまり、位置規制板８１の壁面ＳＷに対向する面のうち、進行方向先端側が壁面ＳＷから離隔する方向に傾斜するように構成されている。傾斜面は湾曲面であってもよいし平面であってもよい。

管布設溝１１０に沿う移動経路から基台ＵＣの移動軌跡がずれた場合に、規制部材８０（８１）が管布設溝１１０の壁面ＳＷに接触してそのまま壁面ＳＷに食い込むと、そこから移動できなくなる虞がある。そのような場合に備えて、基台ＵＣの移動方向先端側で管布設溝１１０の内向きに傾斜する傾斜部８１ａが規制部材８０（８１）に形成されていると、管布設溝１１０の壁面ＳＷに最初に接触した傾斜部８１ａが壁面ＳＷからの反力を受けて壁面ＳＷから離隔する方向に付勢されるようになるので、規制部材８０（８１）が壁面ＳＷに食い込むようなことが無い状態で、基台ＵＣを管布設溝１１０に沿って安定的に移動させることができるようになる。

尚、本実施形態では、進行方向先端側のみならず進行方向後端側にも同様の傾斜部８１ａが形成されているので、基台ＵＣが後方に移動する場合でも同様の効果が得られるようになる。

図１３（ａ）に示すように、支軸８２の先端に固定された位置規制板８１が溝幅方向に位置調整可能に、支軸８２がスリーブ８３に対して軸心方向にスライド移動可能に構成されている。図１３（ａ）中、破線で示した位置規制板８１は側壁ＳＷから離隔するようにスライド移動された位置が示されている。このように、位置規制板８１が溝幅方向に位置調整可能に構成されているので、管布設溝１１０の溝幅の多少の変動にも容易に対応できるようになる。

図１３（ｃ），（ｄ）には他の例が示され、断面が弧状に形成され、基台ＵＣの移動方向先端側で管布設溝１１０の内向きに傾斜する傾斜部８１ａが設けられた位置規制板８１が示されている。

図１３（ｅ），（ｆ）には、上述した位置規制板８１に替えて、管布設溝１１０の壁面ＳＷを転動可能な遊転ローラ８１Ａを備えて構成される規制部材８０が示されている。規制部材８０が壁面ＳＷを転動可能に構成されていると、管布設溝１１０の壁面ＳＷに接触した規制部材８０（８１Ａ）と壁面ＳＷとの間に発生する摩擦力が規制部材８０（８１Ａ）の転動によって逃がされるようになり、基台ＵＣを管布設溝１１０に沿って安定的に移動させることができるようになる。

図１３（ｇ），（ｈ）には、上述の遊転ローラ８１Ａよりも小径の３本の遊転ローラ８１Ａが、軸心が平行になるように並設された態様が示されている。このような態様によれば、規制部材８０（８１Ａ）の溝幅方向の厚みを薄くできるというよさがある。尚、壁面ＳＷを転動可能な部材であればよく、遊転ローラ８１Ａに限るものではない。例えば、支軸周りに回転する環状ベルトで構成されていてもよい。

図２（ａ）に示すように、規制部材８０は、脚部Ｓに取り付けられるよりも基台ＵＣに取り付けられていることが好ましく、管布設溝１１０に対して基台の位置を適正に規制することができるようになる。

管布設溝１１０に沿うように管布設溝１１０近傍の地表面、壁面ＳＷまたは底部に案内部材９０を設置し、当該案内部材９０に案内されるように基台ＵＣが移動する案内機構９５を備えてもよい。

図１４（ａ）には、管布設溝１１０近傍の地表面に案内部材９０としてレールが布設され、脚部Ｓである車輪を案内機構９５として機能させて、レールに沿って基台ＵＣが移動するように構成された例が示されている。同様のレールを壁面ＳＷに布設し、規制部材８０に備えた遊転ローラ８１Ａ（図１３（ｅ）参照）を案内機構９５として機能させて、レールに沿って基台ＵＣが移動するように構成されていてもよい。

図１４（ｂ）には、管布設溝１１０近傍の地表面に案内部材９０として帯状の反射部材が布設され、基台ＵＣに搭載されたセンサによって検出される反射部材を追尾するように操舵する自動操舵機構が搭載された例が示されている。センサと自動操舵機構によって案内機構９５が構成された例である。

管布設溝１１０の内部または地表面に管布設溝に沿うように案内部材９０を設置し、基台ＵＣを当該案内部材９０に沿って移動させる案内機構９５を設けると、管布設溝１１０から大きく偏移することなく基台ＵＣを移動させることができ、管布設溝１１０から多少偏移した場合でも規制部材８０が管布設溝１１０の壁面ＳＷから大きな反力を受けることがないので、適正に位置規制されながら移動することができる。

規制部材８０という観点からすれば、基台ＵＣが管布設溝１１０を跨ぐように配置される場合以外にも適用可能である。管布設溝１１０の近傍の左右何れかの地表面を移動する基台ＵＣに管布設溝１１０に延びるアームを取り付けて、アームの先端側に位置規制板８１や転動体８１Ａを設けて、壁面ＳＷに進入するように構成すればよい。

上述した実施形態では、管布設溝１１０が地面を掘削して得られた掘削溝である場合を説明したが、管布設溝１１０は掘削溝に限るものではなく、蓋体で被覆されたコンクリート製の施設溝等、管を敷設可能であれば任意の溝であってもよい。

上述した実施形態では、管布設溝１１０に布設された一方の管２の受口に他方の管３の挿口を引き込む牽引機構によって接合機構ＪＭが構成された例を説明したが、接合機構の具体的な構造は上述の例に限るものではなく、一方の管２の受口に他方の管３の挿口を引き込むような構造であればよい。

一方の管２の受口に他方の管３の挿口を押し込む押込み機構によって接合機構ＪＭが構成されていてもよい。例えば、受口を支点にして、挿口を挟持した把持部を受口側に押し込むシリンダ機構を備えればよい。

図８（ｂ）に示すように、このような管継手接合装置１を用いれば、管布設溝１１０の溝底に配置された管２，３の上方から受口側当接片及び挿口側当接片を降下させて、それぞれを管２，３の周面に添うように当接させることができ、その後牽引操作部を操作するだけで接合作業が完結するので、作業者が溝に入って作業を行なう必要が無い。その結果掘削する溝も細幅で済むようになる。

上述した実施形態は、管継手接合装置１の一実施形態であり、該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的な形状、サイズ、材料、構成等は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。

１：管継手接合装置
２：管
２Ａ：受口
３：管
３Ｂ：挿口
１０：受口側支持部
１２：受口側当接片
２０：挿口側支持部
２２：挿口側当接片
２３：回動機構
２４：カム機構
３０：案内軸
４０：牽引操作部（牽引ワイヤー）
８０：規制部材
ＨＡ：高さ調節機構
ＪＭ：接合機構（牽引機構）
Ｓ：脚部
ＵＣ：基台

Claims (5)

1. 一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入する管継手接合装置であって、
   複数の脚部で支持され管布設溝を跨ぐように配置される基台と、
   前記基台に支持された状態で、昇降機構を介して前記基台から所定方向に降下し、管布設溝に布設された一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入する接合機構と、
   前記基台と各脚部との高さ方向距離が個別に調整可能に構成され、水平面に対する前記基台の前後左右の傾動角度を可変に設定することにより、前記接合機構による挿口の挿入方向が少なくとも受口側の管軸心に沿う姿勢となるように、前記接合機構の姿勢を調節する高さ調節機構と、
   を備えている管継手接合装置。
2. 前記接合機構は、前記昇降機構を介して前記基台から所定方向に降下して受口側の管周面に当接する受口側支持部と、前記受口側支持部から延出するように取り付けられた案内部と、前記案内部に沿って移動する挿口側支持部とを備えて構成され、前記高さ調節機構は、前記案内部の姿勢が受口側の管軸心に沿う姿勢となるように前記接合機構の姿勢を調節する請求項１記載の管継手接合装置。
3. 前記接合機構は、前記案内部に沿って前記挿口側支持部を移動させるように、管布設溝に布設された一方の管の受口に他方の管の挿口を引き込む牽引機構を備えている請求項２記載の管継手接合装置。
4. 前記脚部は前記基台に配置される少なくとも４つの車輪で構成され、それぞれが前記高さ調節機構を介して前記基台に固定されている請求項１から３の何れかに記載の管継手接合装置。
5. 前記脚部は少なくとも左右一対のクローラを含み、それぞれが前記高さ調節機構を介して前記基台に固定されている請求項１から３の何れかに記載の管継手接合装置。