JP2011106572A - 分岐管接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁構造をコンパクトに構成できる分岐管接続装置を提供すること。
【解決手段】流体管Ｋを取り囲んで装着され、流体管Ｋの周方向で複数に分割された分岐ケース１と、分岐ケース１の分割面に端部を挟み込んで接続される短管２と、分岐ケース１と短管２との内部連通を遮断する閉位置と、分岐ケース１と短管２との内部連通を許容する開位置との間で変位する仕切弁体３と、を備える。仕切弁体３は、分岐ケース１に貫通形成された弁体挿通口１６を通じて、分岐ケース１の内外を往来可能に構成され、閉位置にある仕切弁体３が、分割面に挟み込まれた短管２の端部を閉塞する。
【選択図】図４

Description

本発明は、流体管に分岐管を接続可能にする分岐管接続装置に関する。

近年、水道管などの既設流体管の途中に分岐管を設ける分岐管接続工事では、管路を上流側で止水することなく不断水の状態を維持したまま、流体管の周壁を穿孔し、分岐管を接続する工法が採用されている。かかる工法では、下記特許文献１に記載されているように、流体管を取り囲んで水密に装着される分岐ケースと、仕切弁体を内蔵した仕切弁が使用される。分岐ケースは、流体管の周方向で複数に分割され、その分岐ケースに仕切弁を介在させて分岐管が接続される。

図１５，１６は、従来の分岐管接続装置を示す正面図である。この装置は、左右二つ割りの分岐ケース５１と、分岐ケース５１にフランジ接続された仕切弁５２とを備える。施工の際には、まず、図１５に示すように、分岐ケース５１を流体管Ｋに外嵌し、分割面をフランジ接続して水密に装着する。続いて、分岐ケース５１のフランジ５１ａに仕切弁５２のフランジ５２ａを接続し、仕切弁５２のフランジ５２ｂに穿孔装置５３のフランジ５３ａを接続する。これらのフランジは、ボルトやナットからなる締結具により締め付けられる。

次に、仕切弁５２が内蔵する仕切弁体を上方に退避させ、仕切弁５２の内部を連通状態に開放する。そして、穿孔装置５３に内蔵してある円筒形のカッターを回転し、そのカッターを送りハンドル５４によって前進させて、流体管Ｋの周壁を穿孔する。穿孔が完了したら、カッターの回転を停止し、送りハンドル５４を逆回転させてカッターを後退させる。このとき、切り取られた流体管Ｋの周壁の欠片は、カッターの中心位置から突出したドリルにより引っ掛けられて回収される。

カッターを十分に後退させたら、上方に退避させていた仕切弁体を下降させ、仕切弁５２の内部連通を遮断する。その後、図１６に示すように、仕切弁５２のフランジ５２ｂに、穿孔装置５３に代えて分岐管５５を接続する。この例では、仕切弁５２のフランジ５２ｂに接続アダプタ５６のフランジ５６ａを接続し、その接続アダプタ５６の受口に分岐管５５の端部を挿し込んで接続している。このような分岐管接続工法によれば、断水することなく分岐管を接続できるため、利便性に優れる。

一方、本出願人による下記特許文献２に記載の分岐管接続装置では、図１７に示すように、分岐ケース６１が上下二つ割りに構成され、その分割面に仕切弁６２の端部を挟み込んで接続している。かかる構成では、図１６の装置とは異なり、フランジ接続された分岐ケース６１の分割面や、分岐ケース６１と仕切弁６２との接続箇所が、分岐管の軸方向に対して直角方向に位置しない。そのため、地盤変動や経年変化などによる大負荷が発生した場合に、締結具のボルトが伸長する方向に負荷が作用しにくく、分岐ケース６１の分割面の開口を抑えて、流体管Ｋ内の流体の漏出を効果的に防止できる。

ところで、上述した分岐管接続装置は、何れも分岐ケースに別体の仕切弁を接続する構造であり、その仕切弁の長さ（図１７の長さＬ）に対応したスペースを確保しなければならない。このため、穿孔時のカッターのストロークが長くなり、穿孔装置の大型化を招来して、場合によっては穿孔装置を特別にあつらえる必要があった。また、このような仕切弁は、大型で重量物であることから取り扱いが難しく、作業効率の低下やコストアップの要因にもなっており、本発明者は、弁構造をコンパクトに構成することで、これらの不具合を解消することを考えた。

特許文献２は、図１８に示すように、分岐ケース６１に形成した凹部６５に、仕切弁６２の外周面に設けた突起６６を嵌め込み、拡径状に傾斜して外側に開いた凹部６５の傾斜面６５ａで突起６６の傾斜面６６ａを押圧して、分岐ケース６１から仕切弁６２を遠ざけつつ固定する手法を開示しているが、これを実行するうえでも、仕切弁６２の重さが難点となりやすい。かかる観点からも、弁構造をコンパクトに構成することが望ましい。
特開２００２−１５４００４号公報 特開２００７−３０９４７４号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弁構造をコンパクトに構成できる分岐管接続装置を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る分岐管接続装置は、流体管を取り囲んで装着され、前記流体管の周方向で複数に分割された分岐ケースと、前記分岐ケースの分割面に端部を挟み込んで接続される接続管と、前記分岐ケースと前記接続管との内部連通を遮断する閉位置と、前記分岐ケースと前記接続管との内部連通を許容する開位置との間で変位する仕切弁体と、を備え、前記仕切弁体は、前記分岐ケースに貫通形成された弁体挿通口を通じて、前記分岐ケースの内外を往来可能に構成され、閉位置にある前記仕切弁体が、前記分割面に挟み込まれた前記接続管の端部を閉塞するものである。

この分岐管接続装置では、分岐ケースの分割面に、仕切弁ではなく接続管が端部を挟み込んで接続される。分岐ケースと接続管との内部連通は、弁体挿通口を通じて分岐ケースの内外を往来する仕切弁体の変位によって切り換えられ、閉位置にある仕切弁体は、分割面に挟み込まれた接続管の端部を閉塞する。このように、本発明の分岐管接続装置では、分岐ケースと接続管との接続箇所に弁構造を設けており、図１６や図１７で示したような仕切弁は不要であることから、弁構造をコンパクトに構成することができる。

本発明の分岐管接続装置では、閉位置にある前記仕切弁体と前記接続管との間を、前記接続管の軸方向に圧縮されるシール材により密封するものが好ましい。かかる構成によれば、図１６や図１７で示したようなソフトシール仕切弁とは異なり、閉位置にある仕切弁体を弁箱（分岐ケース又は接続管）の内面に強く押し当てなくても密封状態が得られる。そのため、分岐ケースと接続管との内部連通を遮断するときのトルクを軽減して、コンパクトな弁構造の実効性を高めることができる。

本発明の分岐管接続装置では、閉位置に変位する前記仕切弁体が、前記接続管の端部の周壁に貫通形成された挿入口に進入し、前記接続管の内部を閉塞するものが好ましい。接続管の内部に仕切弁体を挿入することで、流体が流れる方向に関係なく、分岐ケースと接続管との内部連通を適切に遮断することができる。

本発明の分岐管接続装置では、前記仕切弁体が、側方に延出したアームを有し、そのアームに連結された弁棒を介して前記仕切弁体の変位を操作できるものが好ましい。かかる構成によれば、弁棒の高さを抑えて、弁構造を一層コンパクトに構成することができる。その結果、更なる軽量化を達成できるとともに、流体管が浅層埋設される場合であっても土被り量を確保しやすくなる。

本発明の分岐管接続装置では、前記仕切弁体の変位方向に沿って前記接続管の軸方向に傾斜したガイド面が、前記接続管と前記仕切弁体との接触部位に形成されているものが好ましい。かかる構成によれば、仕切弁体を閉位置に変位させる際に、ガイド面により仕切弁体を案内して適切に位置決めできるとともに、接続管の閉塞完了を感知することができる。

本発明の第１実施形態に係る分岐管接続装置を示す斜視図 図１のＡ−Ａ矢視断面図 仕切弁体と弁蓋を取り外した状態における分岐ケースと短管の平面図 閉位置にある仕切弁体を示す要部断面図 短管の斜視図 短管と仕切弁体の位置関係を説明する図 仕切弁体の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、及び、（ｃ）Ｂ−Ｂ矢視断面図 分岐ケースの装着途中の状態を示す断面図 短管に穿孔装置を接続した状態を示す図 短管に分岐管を接続した状態を示す図 本発明の第２実施形態に係る分岐管接続装置を示す斜視図 仕切弁体と弁棒の位置関係を比較するための図 本発明の第３実施形態における短管と仕切弁体を示す断面図 図１３に示した短管の斜視図 従来の分岐管接続装置を示す正面図 従来の分岐管接続装置を示す正面図 従来の分岐管接続装置を示す断面図 上記特許文献２記載の分岐管接続装置の一例における要部斜視図、（ｂ）その要部を右方向から見た図、及び、（ｃ）その要部の縦断面図

以下、本発明に係る分岐管接続装置の実施形態について、既設の水道管（流体管の一例）に分岐管を接続する場合を例に挙げ、図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
図１，２に示した分岐管接続装置は、既設管である水道管Ｋを取り囲んで装着され、その水道管Ｋの周方向で複数に分割された分岐ケース１と、分岐ケース１の分割面１０に端部を挟み込んで接続される短管２（接続管に相当）と、分岐ケース１と短管２との内部連通を切り換える仕切弁体３とを備える。更に、この分岐管接続装置は、仕切弁体３の変位を操作可能に構成された弁棒４と、開位置にある仕切弁体３を収容する弁蓋５を有している。

分岐ケース１は、水道管Ｋに水密に装着可能な分割体１Ａ，１Ｂにより構成され、図２にて上下２つ割となる割Ｔ字管形状をしている。分岐ケース１の分割面１０では、分割体１Ａ，１Ｂのフランジ同士が、ボルトとナットで構成した締結具１１により締結される。この締結具１１の締め付けにより、パッキン１２，１３を介して分割面１０が水密に閉じられ、分岐ケース１に短管２が接続される。分岐ケース１の外周面には、接合時のフランジの撓みを抑制するために、締結具１１のボルトの軸線に沿ってリブ１４を設けている。

この分岐管接続装置では、分岐ケース１の分割面１０が略水平方向に位置するため、地盤変動や経年変化などによる大負荷が発生しても、締結具１１のボルトが伸長する方向に負荷が作用しにくく、分割面１０の不意の開口を抑えて漏水を効果的に防止できる。分岐ケース１の短管２側の端面には、拡径状の凹部を内側に有する延出部１５が形成されており、後述するように分岐ケース１に短管２を固定するのに使用される。

図３に示すように、分岐ケース１に貫通形成された弁体挿通口１６は、分岐ケース１の短管２側の端面の近傍に形成され、仕切弁体３に対応した形状を有している。仕切弁体３は、この弁体挿通口１６を通じて昇降し、分岐ケース１の内外を往来できる。図２では、仕切弁体３が上昇して開位置にある状態を示しており、この仕切弁体３が下降すると、図４に示した閉位置に移行して、短管２の端部を閉塞する。このように、仕切弁体３は、分岐ケース１と短管２との内部連通を遮断する閉位置と、分岐ケース１と短管２との内部連通を許容する開位置との間で変位する。

この分岐管接続装置では、分岐ケース１と短管２との接続箇所に弁構造を設けているため、従来で使用されていた規格品の仕切弁（図１６，１７参照）は不要であり、弁構造をコンパクトに構成することができ、コストダウンにも寄与しうる。また、短管２は、規格品の仕切弁に比べて短小であるため、水道管Ｋを穿孔する際のカッターのストロークが短くて済み、小型の穿孔装置の使用が可能となる。更に、短管２は小型で軽量であるために取り扱いが容易であり、作業効率の向上を図ることができる。

本実施形態では、図５に示すように、短管２が、分割面１０に挟み込まれる側とは反対側の端部にフランジ２１を有しており、このフランジ２１に穿孔装置や分岐管を直接的又は間接的に接続できる。この短管２の端部は、フランジ形状に制約されず、例えば分岐管の挿口端部を挿入可能な受口形状にすることも可能であり、更にはフランジ付き受口など他の形状であっても構わない。

短管２の分割面１０に挟み込まれる側の端部では、上部の周壁に挿入口２２が貫通形成されている。この挿入口２２は、周方向に沿って溝状に切欠され、仕切弁体３の上方からの進入を許容する形状を有する。分岐ケース１に短管２を接続した状態では、弁体挿通口１６の内側に挿入口２２が配置され、弁体挿通口１６を経由して閉位置に変位する仕切弁体３が、挿入口２２に進入して短管２の内部を閉塞する。図６は、図２の右方向から短管２と仕切弁体３を見た図であり、短管２については挿入口２２で切断した断面を描いている。短管２の下部の周壁には、挿入口２２に対向して切粉排出口２３が貫通形成されている。

本実施形態では、短管２の外周面に突起２５を形成しており、これを分岐ケース１に形成した延出部１５の凹部に嵌め込むことで、短管２が周方向に位置決めされる。また、締結具１１を締め付けて分割体同士の間隔を狭めると、図１８で説明したように、延出部１５の凹部が突起２５を押圧し、短管２が分岐ケース１から遠ざけられる。その動作に伴って、張出部２６が分岐ケース１の内面に係合し、短管２が軸方向に位置決めされる。短管２は、規格品の仕切弁に比べて格段に軽量であり、かかる作業を比較的容易に行える。

仕切弁体３は、図７に示すように、円板状のボディ３１と、ボディ３１から上方に突出したヘッド３２と、ボディ３１から側方に延出した一対のアーム３３とを有し、例えば鋼板などの芯金部品の全面にゴムライニングを施すことにより作製できる。ボディ３１の両面には、環状のシールゴム３４（シール材に相当）が形成されている。本実施形態では、シールゴム３４がライニングゴムと一体的に設けられ、該ライニングゴムの局所的な隆起部分をシールゴム３４にしている。

シールゴム３４は、ボディ３１の両面に対向して配置される環状のシール面２７（図６参照）に密着し、図４に示すように閉位置にある仕切弁体３と短管２との間を密封する。短管２の軸方向に沿った流水の圧力がボディ３１に作用すると、シールゴム３４が短管２の軸方向に圧縮され、止水性が高められる。本実施形態では、短管２の内部に仕切弁体３を挿入しているため、水の流れる向きに関係なく、シール機能を確実に発揮できる。かかるシールゴムは、短管２に装着しても構わない。

この装置では、仕切弁体３を閉位置に変位させさえすれば、仕切弁体３と短管２との間の隙間を密封して、分岐ケース１と短管２との内部連通を確実に遮断できる。したがって、仕切弁体３を短管２の内面に強く押し当ててシール材を圧縮する構造ではなく、それ故に閉塞時のトルクを軽減できる。これに対して、上述した規格品のソフトシール仕切弁では、仕切弁体を弁箱に強く押し当ててシール材を圧縮するため、トルクが高くなる傾向にある。但し、本発明は、そのようなシール構造の採用を除外するものではない。

仕切弁体３のヘッド３２には弁棒４が連結され、本実施形態では仕切弁体３の中心位置に弁棒４を配置している。ヘッド３２に形成された空間部３６には、弁棒４に螺合されたネジこま３７が遊びをもった状態で嵌め込まれ、これによって弁棒４に対して仕切弁体３が短管２の軸方向に移動できる遊びが設けられる。その結果、水の流れる向きに応じた仕切弁体３のスライドが可能になり、シールゴム３４を効率的に圧縮して止水性を高めることができる。

短管２との接触部位となるヘッド３２の下部には、仕切弁体３の変位方向に沿って短管２の軸方向に傾斜したガイド面３５が形成されている。一方、短管２には、仕切弁体３との接触部位に、ガイド面３５と合致した傾斜を持つガイド面２４が形成されている。仕切弁体３を閉位置に変位する際には、これらのガイド面２４，３５の接触により仕切弁体３を案内して適切に位置決めできるとともに、短管２の閉塞完了を感知できる。一対のアーム３３は、仕切弁体３の回転防止用のガイドとして機能する。

弁棒４は、仕切弁体３の変位方向に沿って延在した雄ねじ部材であり、頂部４１を外部に突出させて弁蓋５に固定されている。弁棒４の頂部４１には、ハンドルなどの治具（図示略）が取り付けられ、その治具を介して弁棒４を回転させると、ネジこま３７の上下動に連動して仕切弁体３が昇降する。即ち、この弁棒４を介して、仕切弁体３の変位を操作することができる。弁蓋５は、弁棒４を内蔵し、弁体挿通口１６を覆うようにして分岐ケース１に立設されている。

この分岐管接続装置を用いて既設の水道管Ｋに分岐管を接続する方法について、一例を挙げて説明する。まず、図８に示すように、水道管Ｋの傍らに短管２を仮置きし、分岐ケース１を水道管Ｋに外嵌して装着する。分岐ケース１の分割面１０には短管２の端部を挟み込み、締結具１１を締め付けて水密に接続する。このとき、少しだけ下降させた仕切弁体３の先端部を短管２の挿入口２２に挿入し、その状態で分岐ケース１を接合することで、短管２の芯出しが簡便に行われる。

次に、図１，２に示した状態から、図９に示すように短管２に穿孔装置４５を接続し、カッター４６で水道管Ｋの周壁を穿孔する。規格品の仕切弁を使用した場合に比べて、カッター４６のストロークは短くて済むため、小型の穿孔装置４５を利用可能である。穿孔が完了したら、カッター４６の回転を停止し、カッター４６を十分に後退させた後に、図４に示すように仕切弁体３を閉位置に変位させる。仕切弁体３は、ガイド面３５が短管２のガイド面２４に当接するまで下降させればよい。

分岐ケース１の分割体１Ｂには、図３に示すようにボール弁１７を有する排出ホース１８が接続されており、穿孔時に発生した切粉は、分岐ケース１内に流入した水と共に外部に排出できる。このとき、短管２の内面に落ちている切粉は、切粉排出口２３を通じて分岐ケース１の下部に流れ込み、排出ホース１８を通じて排出される。

続いて、図１０に示すように、短管２から穿孔装置４５を取り外し、代わりに分岐管４７を接続する。その後、仕切弁体３を開位置に変位させれば、水道管Ｋから分岐管４７への分水が行われる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、以下に説明する構成の他は、第１実施形態と同様の構成・作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。第１実施形態で説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付しており、重複した説明は省略している。

図１１，１２に示すように、本実施形態では、仕切弁体７がボディ７１から側方に延出した一対のアーム７３ａ，７３ｂを有し、そのうちの一方のアーム７３ｂに弁棒４を連結している。弁棒４は、アーム７３ｂに嵌め込んだネジこま、或いはアーム７３ｂ自体に螺合されており、この弁棒４を介して仕切弁体７の変位を操作できるようになっている。もう一方のアーム７３ａは、仕切弁体７の回転防止用のガイドとして機能する。分岐ケース１には、この仕切弁体７に対応した形状の弁体挿通口が貫通形成されている。

前述の第１実施形態で示した仕切弁体３では、弁棒４をヘッド３２に取り付けていたのに対し、本実施形態の仕切弁体７では、弁棒４をアーム７３ｂに取り付けているため、弁棒４の高さが抑えられ、弁構造を一層コンパクトに構成できている。弁棒４の突出高さＨ２は突出高さＨ１よりも低く、弁蓋６は弁蓋５よりも分岐ケース１からの立ち上がりが小さい。図１２（ｂ）に示すように、弁棒４は仕切弁体７の中心位置からずらして配置され、弁棒４の延長方向に短管２が干渉しない。

［第３実施形態］
第３実施形態は、以下に説明する構成の他は、第１実施形態と同様の構成・作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。第１実施形態で説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付しており、重複した説明は省略している。

前述した第１実施形態では、閉位置に変位する仕切弁体３を、短管２の内部に挿入する例を示したが、本実施形態では、図１３に示すように、短管８の端面に仕切弁体９を密着させて、短管８の端部を閉塞する。短管８には、挿入口が貫通形成されていないため、短管２よりも簡単に製作できる。仕切弁体９には、短管８の端面に対向する位置に環状のシールゴム９４（シール材に相当）が形成され、これが水道管Ｋからの水圧により短管２の軸方向に圧縮されることで、閉位置にある仕切弁体９と短管８との間を密封できる。

図１４に示すように、短管８の端面には一対の弁体保持突起８８が設けられ、その突起８８に、仕切弁体９の変位方向に沿って短管８の軸方向に傾斜したガイド面８４が形成されている。また、仕切弁体９では、水道管側の面が局所的に隆起し、ガイド面８４と合致した傾斜を持つガイド面９５が形成されている。仕切弁体９を閉位置に変位する際には、ガイド面８４，９５の接触により仕切弁体９が適切に位置決めされ、くさび作用によって仕切弁体９が短管８の端面に密着するとともに、短管８の閉塞完了を感知できる。

〔別実施の形態〕
（１）本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。したがって、例えば分岐ケースを３つ割に構成してもよく、その場合には、接続管の端部を挟み込む分割面を略水平方向に配置し、その接続管とは反対側に、残り２つの分割面を上下に離して配置することが好適である。

（２）前述の実施形態では、接続管である短管２を分岐ケース１に接続する際に、延出部１５の凹部に突起２５を嵌め込んで固定する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、分岐ケースの延出部に先細りの周壁面を持つ突起を形成し、その突起を接続管の外周面の凹部に嵌め込んでもよい。この場合、突起の周壁面と凹部の壁面との面接触を利用して、分岐ケースの分割面をガイドしながら円滑に閉じることができる。この突起の形状としては円錐状や半球状、凹部の形状としては円錐状やＶ溝状が例示される。

（３）本発明において、分岐ケースを装着する流体管は、水道管に限定されるものではなく、各種の液体や気体が流れる流体管であってよい。

１ 分岐ケース
２，８ 短管（接続管）
３，７，９ 仕切弁体
４ 弁棒
５，６ 弁蓋
１０ 分割面
１６ 弁体挿通口
２２ 挿入口
２４，３５，８４，９５ ガイド面
３３，７３ａ，７３ｂ アーム
３４，９４ シールゴム（シール材に相当）
４５ 穿孔装置
４７ 分岐管
Ｋ 水道管（流体管）

Claims (5)

1. 流体管を取り囲んで装着され、前記流体管の周方向で複数に分割された分岐ケースと、
   前記分岐ケースの分割面に端部を挟み込んで接続される接続管と、
   前記分岐ケースと前記接続管との内部連通を遮断する閉位置と、前記分岐ケースと前記接続管との内部連通を許容する開位置との間で変位する仕切弁体と、を備え、
   前記仕切弁体は、前記分岐ケースに貫通形成された弁体挿通口を通じて、前記分岐ケースの内外を往来可能に構成され、閉位置にある前記仕切弁体が、前記分割面に挟み込まれた前記接続管の端部を閉塞する分岐管接続装置。
2. 閉位置にある前記仕切弁体と前記接続管との間を、前記接続管の軸方向に圧縮されるシール材により密封する請求項１に記載の分岐管接続装置。
3. 閉位置に変位する前記仕切弁体が、前記接続管の端部の周壁に貫通形成された挿入口に進入し、前記接続管の内部を閉塞する請求項１又は２に記載の分岐管接続装置。
4. 前記仕切弁体が、側方に延出したアームを有し、そのアームに連結された弁棒を介して前記仕切弁体の変位を操作できる請求項１〜３いずれか１項に記載の分岐管接続装置。
5. 前記仕切弁体の変位方向に沿って前記接続管の軸方向に傾斜したガイド面が、前記接続管と前記仕切弁体との接触部位に形成されている請求項１〜４いずれか１項に記載の分岐管接続装置。

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