JP2006017220A - 仕切り用弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の内径を有する既設配管に対しても止水性能が高く、それでいて製造コストの高くない仕切り用弁装置を提供する。
【解決手段】弁体５が弁体芯金具６と、これを被覆する弾性シール部材７と、弁体芯金具６を管Ｋ内の挿入方向に沿って移動させるため、この挿入方向に沿った棒状に形成されている昇降軸１０とから構成されている。弁体芯金具６は、管内に挿入した弾性シール部材７を支持すると共に挿入方向から押圧して弾性変形させ、挿入方向先端側に、弾性シール部材７が管Ｋの軸芯方向へ張り出すのを防止するガイド部が形成されており、弾性シール部材７が、その挿入方向先端に突起部７ｂが形成されていて、弁体５の挿入方向への移動に伴い、管内壁面に圧接される仕切り用弁装置。
【選択図】 図１Ｂ

Description

本発明は仕切り用弁装置に関し、詳しくは、管に装着可能になっているケース部材と、前記ケース部材内に配置されていて、前記管に形成された孔内に挿入可能になっている弁体とを有する仕切り用弁装置に関する。

上水道用配管の工事を行う場合などでは、上流側で通水を止めることなく、不断水の状態を維持したまま、不断水管路断水器である仕切り用弁装置を用いて一時的に管内の通水を止水すると共に、その下流側で工事を進行させ、工事完了後、止水状態を解除する方式が採用されている。

従来、不断水管路断水器として用いられる弁体は、ゴムライニングのボリュームが大きくなる傾向にある。その理由は、管路断水器は埋設された通水中の管路に対し、弁体を挿入して止水するようにしているため、現場にて穿孔口と弁体の位置決めが必要となり、水の流れを確実に遮断するためには、ゴムライニングのボリュームが大きくせざるを得なかった。つまり、管内での止水は、ゴムライニングの弾力性に依存していた。

また、不断水管路断水器を設置するパイプは、埋設後、長い年月使用されているものや、比較的新しいもの等があり、管外径が同じでも内径は異なっているのが普通である。その結果、止水性を高めるためにゴムライニングのボリュームを大きくせざるを得なかった。

現場において、管内の止水を確実に行うためには、以下の条件を満たし、バランスを調整する必要がある。

(1) 弁体底部と管内面底部のゴムライニングの圧縮力を作用させる
(2) 弁体側面と管内面側面部のゴムライニングの圧縮力を作用させる
(3) 弁体上部により穿孔口を閉塞
(1) ，(2)はゴムライニングのボリュームを大きくすることにより、ある程度の条件に対応できるが、弁体を締め切りする際に、弁体の変形量が大きくなると共に、弁体が管底に接触してから完全止水するまでに締め切りに必要なトルクが大きくなる傾向にある。そして、変形量が大きいと、管内面との十分な圧縮性が得に難いため、十分な止水性が得られない。そのため、開閉操作を繰り返すと、ゴムライニングが穿孔口によって損傷するという問題がある。
(3) については、(1) ，(2)により確実に管内を閉塞した後、穿孔口を閉塞することを要する。穿孔口を先に閉塞してしまうと、穿孔口にゴムライニングの鍔部が接触して、締め切りトルクが上昇し、管内面と弁体ゴムライニングの圧縮が伝わらなくなる。その結果、更に締めつけると、穿孔口によりゴムライニングが損傷するという問題がある。

このように、内径が種々異なる既設配管に対しても上記(1) 〜(3)のバランスを調整する必要があり、そのために一層止水性能の高い不断水管路断水器の要請がある。

そこで、本願出願人は特許文献１に示す仕切り用弁装置を開発した。この仕切り用弁装置は、駆動軸として管内に挿入するスピンドルと弁棒とを有すると共に、管内壁面にシール部材を圧接する可動片を有していて、十分に止水可能になっている。しかも、従来のものより上下方向の大きさを小さくできるようになっている。
特開２００３−３４３７４８号公報

しかしながら、上記仕切り用弁装置は、部品点数も多く構造が複雑であり、そのため製造コストが高いという問題点がある。

そこで、本発明の目的は、種々の内径を有する既設配管に対しても止水性能が高く、それでいて製造コストの高くない仕切り用弁装置を提供することにある。

上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る仕切り用弁装置の特徴構成は、管に装着可能になっているケース部材と、このケース部材内に配置されていて、前記管に形成された孔内に挿入可能になっている弁体とを有する装置において、前記弁体が弁体芯金具と、これを被覆する弾性シール部材と、前記弁体芯金具を前記管内の挿入方向に沿って移動させるため、この挿入方向に沿った棒状に形成されている昇降軸とから構成されていると共に、前記弁体芯金具は、前記管内に挿入した前記弾性シール部材を支持すると共に挿入方向から押圧して弾性変形させ、挿入方向先端側に、前記弾性シール部材が前記管の軸芯方向へ張り出すのを防止するガイド部が形成されており、前記弾性シール部材が、その挿入方向先端に突起部が形成されており、前記弁体の挿入方向への移動に伴い、管内壁面に圧接されることにある。

この構成によれば、管内に挿入された弁体を被覆する弾性シール部材が、軸芯方向へ張り出すことなく、管の内周面にのみ圧接されるので、小さい変形量で弾性シール部材を管内周面に圧着でき、従って変形に要するトルクが小さくて済み、それでいて止水性が高く、種々の内径を有する既設管に対しても、確実に止水できる。しかも、止水性を高めるために、弾性シール部材のボリュームを大きくする必要がなく、殊更装置構成を複雑にする必要も、部品点数を多くする必要もない。しかも、前記弾性シール部材が、その挿入方向先端に突起部が形成されているため、押圧時には、弾性シール材の圧縮量が局部的に大きくなり、小さなトルクで確実な止水を達成でき、結果的に締め切り時のトルクを低減できることになる。

その結果、種々の内径を有する既設管に対しても止水性能が高く、それでいて製造コストの高くない仕切り用弁装置を提供することができた。

前記突起部は、その幅が厚肉部分の２０〜６０％であることが好ましい。

この範囲であると、管の内径が異なる管にも一層柔軟に対応して確実に止水でき、既設年月が異なり内部状態の異なる管に対しても、高い止水性能を発揮できる。突起部は、その幅が厚肉部分の３０〜５０％がより好ましい。

前記弁体芯金具は、前記管の外周形状に沿って円周状に張り出す鍔部と、その鍔部から下方に向けて延設されているテーパ状の側面とを有し、この側面の挿入方向先端に前記ガイド部を有することが好ましい。

この構成によれば、弁体芯金具が管内に挿入される際、弾性シール部材が管に接当して押圧され、変形して上部にはみ出さないように、弾性シール部材の上方への変形を防止すると共に、管内周面に向けて弾性シール部材を円滑かつ効果的に張り出させる。

前記弁体芯金具の鍔部は、前記管外周の形状に沿って円周状に張り出していて、この鍔部より下方に向けて、前記弾性シール部材が、円周状に張り出した鍔部を有することが好ましい。

この構成によれば、弁体が、管に形成された孔から挿入される際に、管表面の孔を閉塞して、この孔から管内の液体が漏れるのを確実に防止できる。

前記弁体芯金具に形成されている挿入方向先端側の前記ガイド部の内周側縁に、傾斜部が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、ガイド部に弾性シール部材を円滑に装着できる。

本発明にかかる仕切り用弁装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１Ａは、本実施形態に係る仕切り用弁装置を既設管に装着する、仕切り用弁体挿入前の状態を管軸方向から見た縦断面構造を示し、図１Ｂは、管軸方向に平行な横断面構造を示す。図１Ａ，Ｂでは、既設管を仮想線で示してある。

この仕切り用弁装置Ａは、既設水道管Ｋに装着されるようになっていて、下部ケース部材１と中間ケース部材２と上部ケース部材３とからなる。これら各ケース部材１，２，３はボルトとナットの固着機構４により互いに固着される。各ケース部材１，２，３の間には、パッキンが挿入されていて、水密構造になっている。

各ケース部材１，２，３の内部に、図２Ａ，２Ｂに示す仕切り用弁体（以下、弁体という）５が配置される。この弁体５は、その下端内面が昇降軸である弁棒１０の下端１０ｃと接当していて、弁棒１０の回転下降動作により下方に、すなわち、管Ｋ内に向けて挿入されるようになっている。弁棒１０の上端１０ａは、回転治具（図示略）を介して手動あるいは自動で回転可能になっていて、弁棒１０が回転動作されると、弁体５の略中央上部に装着されているネジコマ１１と弁棒１０に形成されている雄ねじ１０ｂとの螺合作用により、弁体５は上下に移動可能になっている。

更に、図２Ａに、弁体の半縦断面構造を表して、図2Ｂに、弁体の半横断面構造を表す。以下に、この弁体５を説明する。

この弁体５は、弁体芯金具６と、この弁体芯金具６が管内で水と接する箇所を被覆する、弾性シール部材であるゴムライニング７とから構成されている。すなわち、管外周の形状に沿って円周状に張り出している弁体芯金具６の鍔部６ａより下方に向けて、ゴムライニング７が被覆した構造をしている。このゴムライニング７も、円周状に張り出した鍔部７ａを有しており、この部分によって弁体５が管内に挿入された際には、貫通口である穿孔口８を閉塞可能にしている。そして、弁体芯金具６の鍔部６ａは、ゴムライニングの鍔部７ａが管Ｋに接当して押圧される際に、変形して上部にはみ出さないように、鍔部７ａの上方への変形を防止する機能を有する。

ゴムライニング７の先端部は、管内の底部内周に部分的に沿う弧状の外形をした突起部７ｂが形成されている。すなわち、この突起部７ｂは、ゴムライニング７が管内を進行して管内底部に接当した後、引き続き押圧されて変形し止水力を高めるように機能する。このように突起部７ｂを設けていることから、押圧時には、ゴムライニング７の圧縮量が局部的に大きくなるため、小さなトルクで確実な止水を達成でき、結果的に締め切り時のトルクを低減できることになる。

そして、図２Ｂに示すように、ゴムライニング７は、厚肉部分Ｌ１と突起部７ｂを構成する先端の薄肉部分Ｌ２とが形成されているため、管Ｋの外径が同じで、管の内径が異なる管にも柔軟に対応して確実に止水できるため、既設年月が異なり内部状態の異なる管に対しても、高い止水性能を発揮できる。この場合、突起部７ｂを構成する薄肉部分Ｌ２の幅は、厚肉部分Ｌ１の２０〜６０％が好ましく、３０〜５０％がより好ましい。

弁体芯金具６は、その鍔部６ａから下方に向けて、図2Ａに示すように、側面６ｂにテーパ部を有すると共に、ガイド部である先細り状をしたガイド縁部６ｃを有する。テーパ状をした側面６ｂの傾斜角度θは、２０〜３０°が好ましい。この範囲であると、ゴムライニング７が管内に挿入されて、ゴムライニング７の先端部７ｂが管内底部に接当して押圧された際、同時に左右方向にも圧縮力を分散させるに当たって、より小さい力で分散可能になり、弁棒を管内に進入させる場合のトルクが小さく、かつ高い止水性が得られる。また、先細り状をしたガイド縁部６ｃは、内側に面取り部６ｄが形成されていると共に、このガイド縁部６ｃの存在により、ゴムライニング７が圧縮変形された際に、管内において管軸に平行方向に張り出すのを確実に防止でき、ゴムライニング７が効果的に管内面に密着できるようになっている。

次に、図3，４Ａ，４Ｂ，5Ａ，５Ｂを参照して、既設の水道管Ｋに対して仕切り弁装置Ａを装着して止水する工程を説明する。

まず、管Ｋに対して仕切り弁装置Ａを装着した後、管Ｋの内径に対して９２〜１００％の外径を有するホールソー１２を用いて、ホールソー１２を回転させながら管Ｋを穿孔する。この場合、ホールソー１２の外径が管Ｋの内径より大きいと、最終切り終わり時に管の内面に段差を生じて弁体止水性能が低下するおそれがある。管Ｋの内径に対して９２％未満の場合、弁体５による止水を行うに際して、ゴムライニングを大きく変形する必要が生じて止水性能が不安定になる。

ホールソー１２による穿孔が終了すると、ホールソー１２を引き上げ、弁棒の上端１０ａを回転させて弁棒１０を回転させながら弁体５を管内に降下させる。図４Ａは、弁体５を管内に降下させる直前の縦断面図、図４Ｂは横断面図である。尚、図４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂでは、簡略化のため、弁体５と管Ｋのみを示す。

図４では、弁体５の下部（ゴムライニングされている箇所）の幅Ｌ３は、管Ｋの穿孔径Ｌ４とほとんど同じになっている。

そして、弁体５が管Ｋ内の底面に到達すると、図５Ａ，５Ｂに示すようになるが、この段階では、弁体側面に位置するゴムライニングは管壁に接触しておらず、止水できる状態になっていない。従って、管内を通流する水は、穿孔口８および弁体側面の隙間を下流側に流れる。

更に、弁棒１０を締め回すと、弁体５は下方に降下して、図６Ａ，６Ｂに示すように、ゴムライニングの先端の突起部７ｂが管底部に押圧されて圧接し、圧縮変形すると同時に、管内側面にも接触して密着し管内を閉塞する。ここに至り、管内は確実に閉塞され、止水されることになる。従って、下流側では、安んじて各種の工事を行うことができる。

〔別実施の形態〕

本発明の一実施形態に係る仕切り用弁装置の半縦断面図を示す 図１Ａの仕切り用弁装置の半横断面図 仕切り用弁体の半縦断面図 図２Ａは仕切り用弁体の半横断面図 既設管に本発明に係る仕切り弁装置を装着して止水する工程を説明する縦断面図 既設管に本発明に係る仕切り弁装置を装着して止水する工程を説明する縦断面図 図４Ｂは図４Ａの横断面図 既設管に本発明に係る仕切り弁装置を装着して止水する工程を説明する縦断面図 図５Ａの横断面図 既設管に本発明に係る仕切り弁装置を装着して止水する工程を説明する縦断面図 図６Ａの横断面図

符号の説明

１，２，３ ケース部材
５ 弁体
６ 弁体芯金具
６ａ 鍔部
６ｂ 側面テーパ部
６ｃ ガイド部
７ 弾性シール部材
７ａ 鍔部
７ｂ 突起部
１０ 昇降軸
Ｋ 管

Claims (5)

1. 管に装着可能になっているケース部材と、このケース部材内に配置されていて、前記管に形成された孔内に挿入可能になっている弁体とを有する仕切り用弁装置において、
   前記弁体が弁体芯金具と、これを被覆する弾性シール部材と、前記弁体芯金具を前記管内の挿入方向に沿って移動させるため、この挿入方向に沿った棒状に形成されている昇降軸とから構成されていると共に、前記弁体芯金具は、前記管内に挿入した前記弾性シール部材を支持すると共に挿入方向から押圧して弾性変形させ、挿入方向先端側に、前記弾性シール部材が前記管の軸芯方向へ張り出すのを防止するガイド部が形成されており、
   前記弾性シール部材が、その挿入方向先端に突起部が形成されており、前記弁体の挿入方向への移動に伴い、管内壁面に圧接されることを特徴とする仕切り用弁装置。
2. 前記突起部は、その幅が厚肉部分の２０〜６０％である請求項１の仕切り用弁装置。
3. 前記弁体芯金具は、前記管の外周形状に沿って円周状に張り出す鍔部と、その鍔部から下方に向けて延設されているテーパ状の側面とを有し、この側面の挿入方向先端に前記ガイド部を有する請求項１又は２の仕切り用弁装置。
4. 前記弁体芯金具の鍔部は、前記管外周の形状に沿って円周状に張り出していて、この鍔部より下方に向けて、前記弾性シール部材が、円周状に張り出した鍔部を有する請求項３の仕切り用弁装置。
5. 前記弁体芯金具に形成されている挿入方向先端側の前記ガイド部の内周側縁に、傾斜部が設けられている請求項１〜４のいずれか１の仕切り用弁装置。

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