JPH08178129A - 管接合装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管の受口と挿口とを特に芯出しすることなし
に、駆動装置によって押輪セッターを移動させること
で、押輪によりシール材を周方向にわたって均等に受口
挿口間に押し込む。 【構成】 各シリンダ装置２２の駆動ストロークを検知
する第１のポテンショメータ３６と、管の周方向の複数
位置において押輪９から受口２の端面５５までの距離を
検知する第２のポテンショメータ５２とを用いる。シリ
ンダ装置２２による押輪セッター４２の移動行程の前半
においては、各シリンダ装置２２の駆動ストロークが揃
うように、これらシリンダ装置２２を同調させる。その
移動行程の後半においては、押輪９から受口２の端面５
５までの距離が周方向にわたって均一になるように、こ
れらシリンダ装置２２を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管接合装置の制御方法に
関し、特に、一方の管の受口とこの受口に挿入される他
方の管の挿口との間に配置される環状のシール材を、受
口の開口端のフランジに接合される押輪によって圧縮さ
せる、いわゆるメカニカルタイプの管継手ための管接合
装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７および図８は、このような公知のメ
カニカルタイプの管継手の構造を示す。ここで互いに接
合される一方の管１の端部には受口２が形成され、他方
の管３の端部にはこの受口２に挿入される挿口４が形成
されている。受口２の開口端の内周には奥すぼまりのテ
ーパ状のシール材圧接面５が形成され、このシール材圧
接面５よりも奥側には内周面６が形成されている。また
受口２の開口端の外周にはフランジ７が形成されてい
る。

【０００３】挿口４は内周面６の内部まで挿入され、ま
た受口２の圧接面５と挿口４の外周面との間には、環状
のシール材８が配置されている。受口２から離れた位置
における挿口４の外周には押輪９が外ばめされている。
受口２のフランジ７と押輪９とを通る管軸方向のＴ頭ボ
ルト10が管の周方向に複数設けられ、各Ｔ頭ボルト10に
ナット11がねじ合わされることで押輪９がフランジ７に
接合される。12はボルト10の頭部である。図８に示すよ
うに押輪９はＴ頭ボルト10の数に対応した多角形状に形
成されている。13はそのボルト孔である。

【０００４】このようにして押輪９によりシール材８が
押圧され、このシール材８がシール材圧接面５と挿口４
の外周面との間で圧縮されることによって、受口挿口間
に所定のシール機能が発揮される。

【０００５】このような管継手を接合する際には、あら
かじめシール材８と押輪９とが外ばめされた挿口４を受
口２の内部に挿入し、押輪９をボルト10とナット11とで
フランジ７に接合することによって、シール材８を圧接
面５と挿口４の外面との間に押し込んで圧縮させる。

【０００６】最近、この受口フランジへの押輪の装着
を、人手を介することなしに機械力によって行えるよう
にした装置が、たとえば特願平６−２２１１９５号にお
いて提案されている。この従来の装置は、挿口に外ばめ
された押輪を押輪セッターにより保持したうえで、管の
周方向に複数配置されたシリンダ装置などの駆動装置に
よって、この押輪を保持した押輪セッターを受口のフラ
ンジに接近する方向に移動させるとともに、挿口に外ば
めされたシール材を押輪によって前記フランジの部分に
おける受口挿口間に押し込ませるように構成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように単
に駆動装置を作動させるだけで押輪によってシール材を
受口挿口間に押し込もうとしたのでは、このシール材を
周方向にわたって均等に押し込むことができないという
問題点がある。これは、管の接合現場においては挿口は
特に芯出しを行うことなく受口内に挿入され、このため
に挿口の底部が受口の底部によって支持された偏心状態
となっている部分に対して、押輪によりシール材を押し
込もうとするためである。なお、これに対処するために
芯出しを行ったうえでシール材の押し込みを行おうとす
ることは、作業能率が著しく低下するために実際的でな
い。

【０００８】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、受口と挿口とを特に芯出しすることなしに、シリン
ダ装置などの駆動装置によって押輪セッターを移動させ
ることで、押輪によりシール材を周方向にわたって均等
に受口挿口間に押し込むことができるようにすることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、各駆動装置の駆動ストロークを検知する手段
と、管の周方向の複数位置において押輪から受口までの
距離を検知する手段とを用いて、前記駆動装置による押
輪セッターの移動行程の前半においては、各駆動装置の
駆動ストロークが揃うようにこれら駆動装置を同調させ
るとともに、その移動行程の後半においては、押輪から
受口までの距離が周方向にわたって均一になるように前
記駆動装置を駆動するものである。

【００１０】

【作用】このようにすれば、押輪セッターの移動行程の
前半においては、各駆動装置の駆動ストロークを検知す
る手段を用いて、それぞれの駆動ストロークが揃うよう
にこれら駆動装置を同調させるため、押輪セッターが周
方向にわたって均等に移動され、このため押輪およびシ
ール材も同様に周方向にわたって均等に受口に接近する
ように円滑に移動される。押輪セッターの移動行程の後
半においては、管の周方向の複数位置において押輪から
受口までの距離を検知する手段を用いて、押輪から受口
までの距離が周方向にわたって均一になるように駆動装
置を駆動させるため、たとえ受口と挿口とが偏心した状
態にあっても、シール材は周方向にわたって均一に押圧
された状態で受口挿口間に押し込まれる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜図６にも
とづき、図７〜図８に示したものと同一の部材には同一
の参照番号を付して、詳細に説明する。すなわち、図１
〜図４において、管１、３の横断面方向に沿った第１の
プレート21が、管の周方向に沿って１２０度おきにに配
置された３つのシリンダ装置22によって第２のプレート
23に接合されることで、フレーム28が構成されている。
また両プレート21、23がそれぞれ下向きのＵ字形に形成
されることによって、このフレーム28は、水平方向の管
１、３に対し上方から載置された状態でこれら両管１、
３にわたって配置可能である。

【００１２】なお、管１、３は、このようにフレーム28
が配置される以前に、挿口４が受口２の内部に挿入され
ており、挿口４にはシール材８と多角形状の押輪９とが
外ばめされており、またＴ頭ボルト10は受口２のフラン
ジ７のボルト孔に通された状態にある。

【００１３】前述のように第１のプレート21は下向きの
Ｕ字形に形成されており、その切欠部分30に管１の受口
２が入り込むように、上方からこの受口２に載置可能と
されている。そして、この第１のプレート21に取り付け
られた管軸方向のブラケット31の先端のローラ32が管１
の頂部の外面に接することで、この第１のプレート21が
管１に支持されている。

【００１４】第１のプレート21には、この第１のプレー
ト21が管１に支持された状態でローラ32に案内されてフ
ランジ７に接近するように移動したときにこのフランジ
７に通されたＴ頭ボルト10の頭部12に係り合い可能な保
持部材34が、各Ｔ頭ボルト10に対応してそれぞれ設けら
れている。管１の下部に対応した位置の保持部材34は、
第１のプレート21が上方から受口２に載置されるときに
受口２と干渉しないように、旋回式のアーム35の先端に
取り付けられている。

【００１５】保持部材34がＴ頭ボルト10の頭部13にに係
り合った状態でシリンダ装置22が短縮動作することで、
第２のプレート23はフランジ７に接近する方向に移動す
る。36はそのときの各シリンダ装置22の動作ストローク
を検知するための第１のポテンショメータであり、各シ
リンダ装置22にそれぞれ並設されている。

【００１６】第２のプレート23も下向きのＵ字形に形成
されており、その切欠部分38には管３の挿口４が入り込
むように構成されている。この第２のプレート23には、
管３のほぼ上半分の外周に沿って配置された三日月形の
押輪セッター42が配置されており、この押輪セッター42
は、管１および管３と同心状に配置されるとともに、一
定角度範囲にわたって周方向に回転自在である。押輪セ
ッター42の外周の一定範囲には、円弧状のラック46が形
成されている。また第２のプレート23にはモータ47が取
り付けられており、このモータ47によって駆動されるピ
ニオン48がラック46に噛み合うことで、この押輪セッタ
ー42が周方向の位置決めのために回転駆動されるように
構成されている。押輪セッター42には、多角形状の押輪
９の外形に合致した形状の凹部50が形成されており、こ
の押輪セッター42は、この凹部50に押輪９をはめ込んで
保持可能である。

【００１７】シリンダ装置22に対応した周方向の３箇所
の位置には、第２のポテンショメータ52が設けられてい
る。これら第２のポテンショメータ52は、その本体部53
が第２のプレートに取り付けられるとともに、その接触
子54が管１の受口２の端面55に接触されて、押輪９から
受口２の端面55までの距離を検知するように構成されて
いる。詳細には、図示のように受口２の端面55は円形に
形成され、これに対し押輪９は多角形状に形成されてい
るため、端面55の外周側における押輪９と重ならない部
分に接触子54が接触するように、第２のポテンショメー
タ52が配置されている。

【００１８】管１、３の底部側に対応して設けられる一
対の第２のポテンショメータ52は押輪セッター42と干渉
しない位置に設けることができるが、管１、３の頂部に
対応して設けられる第２のポテンショメータ52は、受口
２の端面55に直接対応して配置させると、押輪セッター
42との干渉が避けられない。そこで、図示のように本体
部53を押輪セッター42と干渉しない位置に設け、伸縮端
に管軸方向と直交する方向のブラケット56を取り付け、
このブラケット56の先端に接触子54を配置することで、
この接触子54が、管１の頂部における受口２の端面55に
接触可能なように構成されている。

【００１９】図５は、シリンダ装置22の制御系のブロッ
ク図を示す。すなわち、各シリンダ装置22の動作ストロ
ークを検知するための第１のポテンショメータ36からの
信号と、押輪９から受口２の端面55までの距離を検知す
るための第２のポテンショメータ52からの信号とは、Ａ
／Ｄ変換器58を介してＣＰＵ59に入力されるように構成
されている。そしてＣＰＵ59からの制御信号は、ＰＩＯ
60を介して電磁弁61へ送られ、この電磁弁61をオンオフ
制御するなどによってシリンダ装置22への作動流体の供
給を調節して、このシリンダ装置22の駆動ストロークを
制御するように構成されている。

【００２０】このような構成において、受口２と挿口４
とを接合する際には、図１〜図４に示すように、シール
材８と押輪９とを外ばめした挿口４を、フランジ７にＴ
頭ボルト10を通した受口２の内部に挿入する。そして、
上方からの吊り下げなどによって、第１および第２のプ
レート21、23を管１、３の頂部に載置させ、押輪９を押
輪セッター42の凹部50にはめ込んで保持させる。また第
１のプレート21を管軸方向に移動させ、保持部材34によ
ってボルト10の頭部を保持させる。

【００２１】次にシリンダ装置22を駆動させて、第２の
プレート23および押輪セッター42を第１のプレート23に
接近するように移動させる。このとき、押輪セッター42
の移動行程の前半においては、各シリンダ装置22の駆動
ストロークを検知する第１のポテンショメータ36からの
信号を用いて、これら各シリンダ装置22の駆動ストロー
クが揃うように、これら各シリンダ装置22を同調させ
る。このため、押輪セッター42が周方向にわたって均等
に移動され、押輪９およびシール材８も同様に周方向に
わたって均等に受口２に接近するように円滑に移動され
る。

【００２２】押輪セッター42のの移動行程の後半、すな
わち押輪９によって押されたシール材８が受口２にかか
り始めたなら、押輪９から受口２の端面55までの距離を
検知する第２のポテンショメータ52からの信号を用い
て、この押輪９から受口２の端面55までの距離が周方向
にわたって均一になるように、各シリンダ装置22を駆動
させる。このため、たとえ受口２と挿口１とが偏心した
状態にあっても、シール材８は周方向にわたって均一に
押圧された状態で受口２と挿口４との間に押し込まれ
る。

【００２３】また、これによって押輪９が受口２のフラ
ンジ７に接近され、そのボルト孔13にボルト10が通る。
その後、適宜の手段によってボルト10にナットをねじ合
わせることで、シール材８が圧縮されて所定のシール機
能が発揮される。最後に第１および第２のプレート21、
23を吊り上げるなどすれば、これらを接合完了後の継手
部から取り外すことができる。

【００２４】図６は実験例のグラフを示す。ここで縦軸
は距離すなわち長さを表し、横軸は、管の接合を開始し
た時点を時刻０としたときのその後の時間の経過を表
す。また上側の線群はシリンダ装置22の作動ロッドの突
出長さすなわちその駆動ストロークを示し、下側の線群
は押輪９から受口２の端面55までの距離を示す。これら
の線図群において、〇印、×印、□印は、駆動シリンダ
22およびポテンショメータ36、52についてのそれぞれ周
方向に３箇所の位置に対応する。

【００２５】図５に示す制御系によってシリンダ装置22
を制御することで、図６に示すように、接合開始当初す
なわち押輪セッター42の移動行程の前半ににおいては、
各シリンダ装置22の駆動ストロークを揃えてこれらシリ
ンダ装置22を同調して駆動した。シール材８が受口２に
かかった後は、すなわち図６に示すようにシリンダ装置
22を約９秒間同調して駆動した後は、押輪９から受口２
の端面55までの距離が周方向にわたって均一になるよう
にシリンダ装置22を駆動した。このようにすることで、
押輪セッター42の移動行程の前半においては、押輪およ
びシール材を周方向にわたって均等に受口２に接近する
ように円滑に移動させることができた。またその移動行
程の後半においては、シール材８を周方向にわたって均
一に押圧した状態で受口挿口間に押し込むことができ
た。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、押輪
セッターの移動行程の前半においては、各駆動装置の駆
動ストロークが揃うようにこれら駆動装置を同調させる
ため、押輪セッターを周方向にわたって均等に移動させ
ることができ、このため押輪およびシール材も同様に周
方向にわたって均等に受口に接近するように円滑に移動
させることができるのみならず、押輪セッターの移動行
程の後半においては、押輪から受口までの距離が周方向
にわたって均一になるように駆動装置を駆動させるた
め、たとえ受口と挿口とが偏心した状態にあっても、シ
ール材を周方向にわたって均一に押圧された状態で受口
挿口間に押し込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の制御方法を適用した管接合
装置による管の接合状態を示す断面図である。

【図２】図１に示す部分における第１のプレート側の側
面図である。

【図３】図１に示す部分における第２のプレート側の側
面図である。

【図４】図１の管の接合部におけるＴ頭ボルトの配置部
の断面図である。

【図５】管接合装置のシリンダ装置を駆動させるための
制御系のブロック図である。

【図６】本発明の実験例のグラフである。

【図７】本発明の制御方法にもとづいて接合すべき公知
の管継手の断面図である。

【図８】図７における押輪の側面図である。

【符号の説明】

２ 受口 ４ 挿口 ８ シール材 ９ 押輪 22 シリンダ装置 36 第１のポテンショメータ 42 押輪セッター 52 第２のポテンショメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の管の受口とこの受口に挿入される
   他方の管の挿口との間に配置される環状のシール材を、
   受口の開口端のフランジに接合される押輪によって圧縮
   させるために、挿口に外ばめされた押輪を保持可能な押
   輪セッターと、この押輪を保持した押輪セッターを受口
   のフランジに接近する方向に移動させるとともに、挿口
   に外ばめされたシール材を前記押輪によって前記フラン
   ジの部分における受口挿口間に押し込ませる、管の周方
   向に複数の駆動装置とを備えた管接合装置のための制御
   方法であって、 前記各駆動装置の駆動ストロークを検知する手段と、管
   の周方向の複数位置において前記押輪から受口までの距
   離を検知する手段とを用いて、前記駆動装置による押輪
   セッターの移動行程の前半においては、各駆動装置の駆
   動ストロークが揃うようにこれら駆動装置を同調させる
   とともに、その移動行程の後半においては、押輪から受
   口までの距離が周方向にわたって均一になるように前記
   駆動装置を駆動することを特徴とする管接合装置の制御
   方法。