JPH02127177A - 連結器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２つの被接続物を連結する為の連結器に関し
、更に詳述すれば、例えば輸送用管路（パイプライン）
等に挿入されて管内の溶接作業等を行う複数の作業機同
士を連結するのに好適な連結器に関する。

〔従来技術〕

地下に埋設された気体、又は液体等の輸送用管路（パイ
プライン）が老朽化した場合には、これを敷設状態のま
ま修復することが要求される。このような場合には、管
路内へ挿入され、管内面から溶接等の補修作業を行う自
動制御の作業機が使用されることがある。

例えば本出願人は、上述の作業を効率良く行う方法を管
内施工方法（特開昭６３−１５８３８６号公報）にて提
案している。これは管路内に挿通させて張架したガイド
ロープを伝って溶接機等の各種作業機を移動させ、所要
位置における作業を行わしめるものであり、例えば溶接
作業を行う場合は、溶接台車、該溶接合車に溶接ワイヤ
等を供給するカ−ト台車及び走行の為の駆動力を発生す
る走行台車等が連結されて管路内を移動して行く。

この走行台車は、例えばキャプスクンウインチ等によっ
て回転駆動されるドラムを内臓し、該ドラムにガイドロ
ープを巻回させて摩擦力を保持した状態でドラムを回転
させることによってガイドロープに対する牽引力を発生
し、その反力によって自身を移動して行くものであり、
その他の作業台車はこの走行台車にユニバーサルジヨイ
ント、又はバネジヨイント等を用いて連結されることに
よって一体的に移動される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、既設の管路は、他の構造物を迂回したり、山
谷の地形に沿って配管された立体配管を構成しており、
多数の曲管部分が存在する。この為、走行台車によって
他の作業台車を推進させて行くような場合に、曲管部分
で連結部の折れ角度が大きくなったときは、進行方向に
対する推進力が伝達されなくなる。

第４図及び第５図はその状態を示す模式図であり、第４
図は各台車間が２つの自由点ａ及びｂ（ｃ及びｄ）を持
つユニバーサルジヨイントにて連結され、走行台車３３
が矢符方向の推進力を発生する場合である。この状態は
各台車３１及び３２が夫々異なる方向へ押されて行き、
ａ点で９０度以上に折れ曲がった場合であり、このよう
になると、台車３１には進行方向の推進力が伝達されず
、走行台車３３が進行するに従ってｂ点及びｄ点が折れ
曲がって行き、全台車は管路Ｓ１内で詰って前進できな
くなってしまうのである。

一方、このような折れ曲がりを防止すべく、１つの自由
点ｅ　（ｆ）を持つユニバーサルジヨイントにて各台車
を連結した場合を示すのが第５図である。この状態では
第５図（ａ）、又は（ｂｌに示すように曲管内の通過に
余裕がなくなる為、台車３２、又は３３が管壁に接触し
、結果として進行を阻害することになる。

以上のことから曲管部分において円滑に移動を行う為に
は、連結部を増すと共に、連結部間の距離を短くするの
が望ましい。しかし各台車は、夫々所要の大きさを有し
ているので、自由に設計できるとは限らない。また、上
述の例のように各台車をガイドロープを伝って移動させ
る為には、台車の軸心にガイドロープを挿通する構成が
要求されるが、ユニバーサルジヨイントを用いた場合は
ガイドロープを軸心に配することができなくなってしま
う。

一方、バネジヨイントを用いる場合は、極端な折れ曲が
りが起こることはないものの、例えば管路内の鉛直部分
の移動時に台車全体の重量がジヨイント部分に加わった
ときは、バネでは支持することができず、また、これを
支持できるように設計すると、曲がりにくくなってジヨ
イントとして働かないという問題が生じる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、管路
内に挿入され、ガイドロープを伝って管路内を移動する
複数の作業機が曲管部分においても円滑に移動できるよ
うに作業機同士を連結することが可能な連結器の提供を
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る連結器は、２つの被接続物を連結する連結
器において、その周面に、一方の被接続物との結合手段
を備える第１の中空軸を突設し、これの孔を反対側の周
面に形成した第１の開口部と連通させた内側部材と、該
内側部材と球状関節を構成すべく、その周面に形成した
第２の開口部から前記内側部材の第１の中空軸を突出さ
せて内側部材を同心的に内包するようになしてあり、他
方の被接続物との結合手段を備える第２の中空軸を、こ
れの孔と内側部材の前記第１の開口部とを連通ずるよう
に前記第２の開口部の反対側の周面に突設した外側部材
と、該外側部材の前記第２の開口部の周縁に立設される
ストッパとを具備することを特徴とする。

〔作用〕 内側部材に設けられた第１の中空軸が一方の被接続物と
、また外側部材に設けられた第２の中空軸が他方の被接
続物と夫々結合される。そうすると、内側部材が外側部
材に内包されて球状関節を構成しているので両波接続物
同士は連結器を介して折曲自在に連結される。そして、
外側部材の第２の開口部から突出された第１の中空軸が
スト・ツバによってその回動範囲が規制されることによ
り、被接続物同士の折れ曲がる角度が規制される。

また、内球部材及び外球部材の各中空軸を通じて両波接
続物間は連通される。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。本実施例は、前述した如（本出願人が提案し
ている管内施工方法にて管路内の溶接作業を行う為の複
数の作業機を連結する場合のものである。第１図は、そ
の概略構成図であり、地下に埋設された補修溶接の対象
となる既設管路（以下管路という）Ｓの両端部にはビッ
トＰＩ＋Ｐ２が築造されており、各ビットに各別に配設
されたウィンチＷ、、Ｗ２間に管内を挿通させてガイド
ロープＧが張架されている。各作業機機は１つの作業ユ
ニットを構成し、ガイドロープＧを伝って管内を移動す
るようになっており、その作業ユニットは、前側から順
に球形のガイド台車ＡＨ。

溶接台車Ｂ、該溶接合車Ｂに供給する溶接ワイヤ等を備
えるカート台車Ｃ１作業ユニットを管内に移動させる為
の牽引力を発生する牽引台車り及び前記ガイド台車ＡＩ
と同一構成のガイド台車Ａ２によって構成されている。

各台車はガイドロープＧを夫々軸心位置に挿通させるよ
うになっている。

牽引台車りは、例えばキャプスタンウィンチを内蔵して
おり、これによって駆動されるドラムにガイドロープＧ
を数回巻回させ、その摩擦力を保持した状態でドラムを
回転させることにより、ガイドロープＧに対する牽引力
を発生させ、その反力によって自身を移動させるように
なっている。

これにより牽引台車りに連結された各台車、つまり作業
ユニットは管路Ｓ内を自由に移動できる。

ガイド台車Ａ＋　、Ａｚは、これらの間に連結しである
作業台車が曲管部を円滑に通過できるようにガイドロー
プＧを管の軸心に位置させる為に設けてあり、また、前
側のガイド台車ＡＩにあっては補修溶接箇所を管外に設
置したモニタＴＶにて察知する為のＴＶカメラを、また
後側のガイド台車Ａ２にあっては走行距離を検出する為
にガイドロープＧを伝う量を検出するポテンショメータ
を夫々備えるものである。

各台車は、本発明に係る連結器１を１個、又は複数個用
いて台車同士を連結してあり、管路Ｓ内における最大転
向角度及び最小曲率を有する曲管部を各台車が通過でき
るように各間隔を定めて連結しである。

第２図は連結器１を２個連結した断面図である。

連結器１は、前記第１の中空軸たる中空軸１０ｂを球状
の内側体１０ａの周面に突設した内側部材１０を同心的
に内包する外側部材２０よりなり、中空軸１０ｂの先端
部の外周面には台車、又は他の連結器と螺合する為の雄
螺子１０ｄが形成しである。中空軸ｆｏｂの孔１０ｃは
、内側体１０ａの中空軸１０ｂが設けられた反対側の周
面に形成された前記第１の開口部たる開口部１０ｅと内
側体１０ａの中心から拡径させて連通されている。この
開口部ＩＱｅの孔径は、中空軸１０ｂの外側部材２０に
対する最大折れ曲がり状態において、開口部１０ｅから
外側部材２０の後述する中空軸２０ｂの孔２０ｃ全体を
臨むことができる大きさである。

外側部材２０は、前記第２の中空軸たる中空軸２０ｂを
突設し、これの反対側の周面に内側体１０ａの外径と略
等しい孔径を有する半球状の凹部２０ｅを備える外側体
２０ａ及び、同じく内側体１０ａの外径と略等しい径の
孔とこれより一回り径の小さい前記第２の開口部たる開
口部２１ｃとを内側体１０ａの周面と係合する内面形状
で連通させた環状の内側体保持部材２１ａを備え、これ
らは内側部材１０の内側体１０ａを中心に内包し、前記
開口部２１ｃから内側部材１０の中空軸１０ｂを突出さ
せた状態でボルトナツト２２．２２．・・・によって結
合されている。

つまり、内側部材ＩＯの中空軸１０ｂは、内側体保持部
材２１ａの開口部２１ｃ内を自在に回動可能、即ち内側
部材１０の中空軸１０ｂと、外側部材２０の中空軸２０
ｂとが内側体１０ａの球心部分を中心として折曲自在に
なっており、その回動範囲は開口部２１ｃの開口径によ
って決定される。内側体保持部材２１ａの開口部２１ｃ
の周縁部には、中空軸１０ｂの回動範囲を規制する為の
ストッパ２１ｂが形成しである。

即ち、中空軸１０ｂの基端部がこのストッパ２１ｂに当
接することによって、連結器１の折れ曲がり角度を規制
することができるのである。

外側体２０ａの前記中空軸２０ｂの孔２０ｃの内面には
、台車、又は他の連結器と螺合される雌螺子２０ｄが形
成しである。本実施例においては、他の連結器１ａにお
ける前記雄螺子１０ｄが螺合しである。このように連結
器１は１個に限らず、複数個連結して使用することが可
能であり、この連結個数及び折れ曲がり角度を曲管部分
の曲率等に応して適正なものを設定することによって台
車を円滑に移動させることができるのである。

さて、以上の如く構成された連結器１及び１ａにおいて
は、各台車の前端部、又は後端部の軸心位置に、中空軸
１０ｂの雄螺子１０ｄ、又は中空軸２０ｂの雌螺子２０
ｄが螺合されて結合されるようになっており、台車の軸
心に挿入されるガイドロープＧは、連結器１及び１ａに
おける各中空軸１０ｂ及び２０ｂの孔１０ｃ及び２０ｃ
内を挿通させることができる。

そして各連結器を最大に折れ曲がらせた状態においても
、前述した如く開口部ｆｏｅが内側体１０ａの中心から
拡径されているので、ガイドロープＧは不自然に折れ曲
がって挟持されるようなことはない。

また、ガイドロープＧを用いない施工方法においてはガ
イドロープＧに代えて各台車に接続されている制御ケー
ブル等のケーブル類を挿通させたり、又はガイドロープ
Ｇに対する何らかの防護策を施した場合にはケーブル類
とガイドロープＧとを共に挿通させることも可能であり
、この結果、ケーブル類を作業ユニット間で露出させず
に済むので、ケーブルを損傷させることがなく、完全に
防護することができるようになる。

このようにして溶接台車Ｂを含む各台車を連結した作業
ユニットを管路Ｓ内の所要位置へ移動させて溶接を行わ
せるのである。この場合、連結器１における折れ曲がり
角度は大き過ぎても、小さ過ぎても従来装置の如く不都
合が起こるので、適正な角度を設定する必要がある。

次にその適正曲げ角度の選定方法について第３図に示す
説明図を用いて説明する。例えばカート台車Ｃと、牽引
台車りとを２つの連結器を用いて連結する場合において
、牽引台車りの押力Ｆが効率良くカート台車Ｃに伝達さ
れるのは、連結器が曲管の曲率線上にあることが好まし
い。そこで各連結器の中心、即ち折れ曲がる中心を夫々
０１゜Ｏ２とし、これらの間隔をＬとすると、図の如く
適正な曲がり角度は±θとなる。このθと曲管の曲率Ｒ
との関係は、図のようにｘ、ｙを定めることによって次
のようにして得られる。即ち、ｓｉｎθ＝ｘ／Ｌ、　ｃ
ｏｓ　ｏ＝ｙ／Ｌより夫々ｘ　＝　Ｌｓｉｎθ、ｙ＝Ｌ
ｃｏｓ　θが得られ、これらを（Ｒ−ｘ）”＋　ｙ　２
　＝　Ｒ２に代入することによって、ｓｉｎ　θ−Ｌ／
２Ｒの関係が得られるのである。これを用いて曲がり角
度が±θとなるように連結器の内球保持部材２２の円形
開口部２２ａの開口径及びストッパの内径を定めれば良
いのである。具体例として曲率Ｒ＝９００■ｍ、Ｌ＝５
００鶏園の場合は、θ＝約１６度となり、±１６度の折
れ角度を設定すれば良いことになる。

なお、本実施例においては、ガイドロープを用いる自走
牽引式に適用する場合について示したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、管路内を移動する作業機の
連結全般に適用できるのは言うまでもない。

〔効果〕

以上の如く本発明に係る連結器においては、特に曲管部
分を有する管路内に挿入される作業機同士を折れ曲がり
過ぎることなく連結できると共に、折れ曲がり角度が不
足して作業機が管壁に当接することもない。これにより
、作業機が曲管部で詰り、移動できなくなるという不都
合を解消でき、円滑に管路内の移動を行わしめる。

更に連結器は、内部が中空になっており、両作業機の内
部同士を連通させるようになっているので例えば自走の
為のガイドロープ、又は制御ケーブル等を軸心位置に配
設した状態で挿通できるようになっている等、本発明は
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連結器を装備した管路内作業ユニ
ットの概略構成図、第２図は連結器の断面図、第３図は
通正曲げ角度の選定方法を示す説明図、第４図及び第５
図は従来装置による台車の連結状態を示す模式図である
。 １．１ａ・・・連結器　１０・・・内側部材　１０ｂ・
・・中空軸１０ｅ・・・開口部　２０・・・外側部材　
２０ｂ・・・中空軸２１ｂ・・・ストッパ　２１ｃ・・
・開口部時　許　出願人　住友金属工業株式会社　外２
名代理人　弁理士　河　　野　　登　　夫図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの被接続物を連結する連結器において、その周
   面に、一方の被接続物との結合手段を備える第１の中空
   軸を突設し、これの孔を反対側の周面に形成した第１の
   開口部と連通させた内側部材と、 該内側部材と球状関節を構成すべく、その周面に形成し
   た第２の開口部から前記内側部材の第１の中空軸を突出
   させて内側部材を同心的に内包するようになしてあり、
   他方の被接続物との結合手段を備える第２の中空軸を、
   これの孔と内側部材の前記第１の開口部とを連通するよ
   うに前記第２の開口部の反対側の周面に突設した外側部
   材と、 該外側部材の前記第２の開口部の周縁に立設されるスト
   ッパと を具備することを特徴とする連結器。