JP2019143683A - 弁装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】外弁箱に収容される内弁箱に装着された内パッキンの離脱を防止できる弁装置を提供する。【解決手段】既設の流体管に外嵌装着される外弁箱と、その外弁箱に収容され、流体管内を流れる流体の流路を遮断または切替可能な弁体を有する内弁箱4と、外弁箱と内弁箱4との間を密封する内パッキン6とを備える。内パッキン6は、内弁箱4の上部側面の周囲に沿って装着される環状部と、その環状部から下方に延び、内弁箱4の側面から底面に亘って装着される複数のU字状部62とを有する。隣り合うU字状部62の間には、外弁箱の内面と内弁箱4の外面とで挟まれた密閉空間Sが形成される。内パッキン6には、複数のU字状部62を互いに連結する連結部63が設けられている。【選択図】図4

Description

本発明は、既設の流体管に装着される外弁箱と、その外弁箱に収容される内弁箱とを備えた弁装置に関する。
特許文献1には、既設の流体管に装着される外弁箱と、その外弁箱に収容される内弁箱とを備えた弁装置が記載されている。内弁箱は、流体管内の流体の流路を遮断可能な弁体を有する。また、この弁装置は、外弁箱の分割部の隙間を密封するパッキン(外パッキン)と、外弁箱とそれに収容された内弁箱との間を密封するパッキン(内パッキン)とを備える。この種の弁装置に関し、本出願人による特許文献2では、外弁箱と内弁箱との間でのシール性能を簡単に確認するための手法が提案されている。
図10は、特許文献2に記載の弁装置が備えるパッキンのうち、外弁箱(図示せず)と内弁箱(図示せず)との間を密封する内パッキン9を示す。内パッキン9は、内弁箱の上部側面の周囲に沿って装着される環状部91と、環状部91から下方に延び、内弁箱の側面から底面に亘って装着される一対のU字状部92とを備える。一対のU字状部92の間には、図面上グレーで着色した密閉空間90が形成される。かかる構成によれば、密閉空間90を外部と連通させる連通口やドレンを開けたときに流体が続けて排出されるか否かに基づき、シール性能を簡単に確認できる。
ところが、このような内パッキン9が装着された内弁箱を外弁箱に収容する際、外弁箱の内面に内パッキン9を接触させながら内弁箱が下方へ移動するため、その接触抵抗によって内弁箱から内パッキン9が離脱する恐れがあることが判明した。特に、図10において矢印Xで示すように、内弁箱の底面から内パッキン9が離脱しやすい傾向にあった。内弁箱から内パッキン9が離脱した場合は、外弁箱と内弁箱との間でのシール性能が確保されないため問題となる。
特開2006−194344号公報 特開2016−173133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、外弁箱に収容される内弁箱に装着された内パッキンの離脱を防止することにある。
本発明に係る弁装置は、既設の流体管に外嵌装着される外弁箱と、その外弁箱に収容され、前記流体管内を流れる流体の流路を遮断または切替可能な弁体を有する内弁箱と、前記外弁箱と前記内弁箱との間を密封する内パッキンとを備え、前記内パッキンが、前記内弁箱の上部側面の周囲に沿って装着される環状部と、前記環状部から下方に延び、前記内弁箱の側面から底面に亘って装着される複数のU字状部とを有し、隣り合う前記U字状部の間に、前記外弁箱の内面と前記内弁箱の外面とで挟まれた密閉空間が形成され、前記内パッキンに、複数の前記U字状部を互いに連結する連結部が設けられたものである。これにより、外弁箱に収容される内弁箱に装着された内パッキンの離脱を防止することができる。
前記連結部が、前記内弁箱の底面側に配置されていることが好ましい。これにより、内弁箱の底面での内パッキンの離脱を効果的に防止できる。また、前記内弁箱の底面側から見て、前記U字状部が、円弧状部分と、その円弧状部分の両端から前記内弁箱の側面に向けて延びた一対の直線状部分とを含んでおり、前記連結部が、前記円弧状部分の延長方向に沿ってまたは前記直線状部分の延長方向に沿って設けられている場合は、内パッキンにおいて張力が作用する方向に連結部が設けられるので、U字状部を強固に連結できる。
前記連結部が前記U字状部よりも細く形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、密閉空間が連結部によって不必要に遮断されないようにすることが簡単である。
本発明に係る弁装置の一例を示す横断面図 弁装置の縦断面図 内パッキンの斜視図 内弁箱の底面図 図4のC−C断面図 弁装置の要部断面図 弁装置の要部断面図 外弁箱に挿入装置を接続した状態を示す縦断面図 本発明の別実施形態における内弁箱の底面図 特許文献2に記載の弁装置が備える内パッキンの斜視図
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[弁装置の構成]
図1,2に示すように、弁装置1は、既設の水道管K(流体管の一例)に外嵌装着される外弁箱3と、その外弁箱3に収容される内弁箱4と、外弁箱3と内弁箱4との間を密封する内パッキン6とを備える。図面上での区別を容易にするため、図2(及び図4,5,8,9)では、外観で示した内パッキン6を着色して描いている。内弁箱4は、水道管K内を流れる流体(即ち、水)の流路を遮断または切替可能な弁体2を有する。外弁箱3は分割構造を有しており、その分割部30の隙間が外パッキン5,5によって密封されている。本実施形態では、水道管Kの周方向の二箇所に分割部30,30が設定され、それらが水平方向に位置している。
外弁箱3は、水道管Kの所定箇所の外周面を密封状態で取り囲んでいる。外弁箱3は、上側部材3Aと下側部材3Bとで構成された上下二つ割り構造を有する。外パッキン5は、上側部材3A及び下側部材3Bの各々に取り付けられている。外パッキン5は、内パッキン6とは別個に形成されている。図1は、上側部材3Aと下側部材3Bとの合わせ目となる分割部30の高さで切断した横断面であり、図2のB−B断面に相当する。図2は、図1のA−A断面に相当するが、内弁箱4を側面視で描いている。上側部材3Aと下側部材3Bとは、ボルト孔31に挿通されたボルト及びそれに螺合されたナットからなる固着具(図示せず)によって互いに接合されている。
上側部材3Aには、内弁箱4などを出し入れ可能な開口部32が形成されている。図2では、開口部32を施蓋するようにして蓋体36が外弁箱3に接続されている。本実施形態では、外弁箱3に分岐配管7が接続されている。分岐配管7は、断面ではなく外観で描かれている。分岐配管7は、外弁箱3に接続される一方側の端部7aと、図示しない分岐管または栓体に接続される他方側の端部7bとを有する。端部7aは、分割部30に挟み込んで接続されているが、これに限定されない。端部7bは、受口として形成されているが、これに限定されない。外弁箱3の内面と分岐配管7の外面との間の隙間は、外パッキン5,5によって密封されている。
内弁箱4は、軸方向を上下に向けた略円筒状の筐体により構成されている。内弁箱4は、外弁箱3と同様に、金属材により形成されている。図2の内弁箱4は、外観で描かれている。内弁箱4の側面には、水道管Kの軸方向に沿って設けられた一対の貫通孔41,42と、分岐配管7の軸方向に沿って設けられた貫通孔43とが形成されている。弁体2は、弁軸21の操作に応じて回転自在に構成されている。弁体2によって貫通孔41〜43を選択的に閉塞することで、流路を遮断したり切り替えたりすることができる。内弁箱4の上方には、弁軸21に連結された操作部23を備える減速機22が被せられている。
内パッキン6は、内弁箱4の外面に装着されている。内パッキン6は、外パッキン5と同様に、ゴムなどの弾性材により形成されている。図1,2のように、内弁箱4は、内パッキン6を介して外弁箱3の内面に当接する。図3,4に示すように、内パッキン6は、内弁箱4の上部側面の周囲に沿って装着される環状部61と、環状部61から下方に延び、内弁箱4の側面から底面に亘って装着される複数のU字状部62とを有する。本実施形態では、内パッキン6が三つのU字状部62を有する例を示す。これらのU字状部62は、それぞれ貫通孔41〜43を取り囲むように配置されている。
環状部61は、開口部32において、外弁箱3の内面と内弁箱4の外面との間の隙間を密封する。U字状部62は、貫通孔41〜43の周囲において、外弁箱3の内面と内弁箱4の外面との間の隙間を密封する。隣り合うU字状部62の間には、外弁箱3の内面と内弁箱4の外面とで挟まれた密閉空間Sが形成される。図3では、図面上での区別を容易にするため、密閉空間Sを着色して描いている。密閉空間Sは、内弁箱4の側面の三箇所で上下方向に延びており、それらが内弁箱4の底面側で連通している。外弁箱3と内弁箱4との間でのシール性能(つまりは止水性能)が適切に発揮されていれば、水道管K内の水は密閉空間Sに浸入しない。
内パッキン6は、内弁箱4の外面に形成された溝44(図5参照)に嵌入されているが、後述するような弁装置1を組み立てる作業において、外弁箱3の内面に内パッキン6を接触させながら内弁箱4を下方へ移動させる際、内弁箱4(の溝44)から内パッキン6が離脱する恐れがある。そこで、この弁装置1では、そのような内パッキン6の離脱を防止できるよう、内パッキン6に、複数のU字状部62を互いに連結する連結部63が設けられている。内パッキン6の離脱は内弁箱4の底面で起こりやすいため、連結部63は、少なくとも内弁箱4の底面側に配置されていることが好ましい。これにより、内パッキン6を圧縮状態で擦りながら内弁箱4が挿入されても、内弁箱4の底面での内パッキン6の離脱を効果的に防止できる。
U字状部62は、図3のように、上下方向に延びて内弁箱4の側面に装着される一対の側方部分62a,62bと、その一対の側方部分62a,62bの下端部を互いに接続して内弁箱4の底面に装着される下方部分62cとを有する。また、図4のように、内弁箱4の底面側から見て、U字状部62は、円弧状部分62Aと、その円弧状部分62Aの両端から内弁箱4の側面に向けて延びた一対の直線状部分62S,62Sとを含んでいる。かかる構成によれば、すり鉢状に形成された外弁箱3の底部内面にU字状部62(の下方部分62c)を密着させやすい。円弧状部分62Aは、環状部61の周方向に沿って円弧状に形成されている。直線状部分62Sは、円弧状部分62Aの端部から屈曲して延びている。
連結部63は、円弧状部分62Aの延長方向に沿って設けられている。これにより、内パッキン6において張力が作用する方向に連結部63が設けられるので、U字状部62を強固に連結できる。これに代えてまたは加えて、後述する別実施形態のように直線状部分62Sの延長方向に沿って連結部63を設けることも可能である。また、内パッキン6の離脱は、その内パッキン6の屈曲した部位で起こりやすいため、図4で示したような内パッキン6の屈曲部位に連結部63を設けることが、離脱防止効果を高めるうえで好ましい。
図3〜5に示すように、本実施形態では、連結部63がU字状部62(の下方部分62c)よりも細く形成され、密閉空間Sが連結部63によって遮断されないように構成されている。このため、密閉空間Sでは、内弁箱4の側面の上下方向に延びた空間と、内弁箱4の底面側の空間との連通状態が確保されている。図5の例では、内弁箱4の外面に形成された溝44に連結部63が嵌入されているため、かかる連通状態が確実に保持される。但し、外弁箱3の内面と内弁箱4の外面との隙間に連結部63を配置することも可能であり、その場合においても、密閉空間Sを遮断しない程度に連結部63が十分に細く(即ち、小さい断面積で)形成される。
図6に示すように、外弁箱3は、密閉空間Sを外部と連通させる連通口33と、その連通口33を開閉させる開閉部材34とを有する。図2では、これらを断面ではなく外観で描いている。本実施形態では、連通口33が筒状に形成され、開閉部材34が止めねじ34aとプラグ34bとで構成されている。但し、これに限られず、例えば、上述した本出願人による特許文献2に開示されるようなボルトによって開閉部材を構成することも可能である。また、本実施形態では、外弁箱3に内弁箱4を固定するための固定手段が連通口33に内蔵されているが、これについては後述する。
既述のように、外弁箱3と内弁箱4との間でのシール性能が適切に発揮されていれば、水道管K内の水は密閉空間Sに浸入しない。したがって、不断水状態で弁装置1を組み立てる際に、外弁箱3のドレン35や後述する挿入装置83のドレンから続けて水が排出されない場合は、外弁箱3と内弁箱4との間でのシール性能が適切に発揮されていることが確認される。そうでない場合は、密閉空間Sが浸水しているため、シール性能が適切に発揮されていないことが確認される。上記のように連結部63は密閉空間Sを遮断しないため、このシール性能の確認作業に支障を及ぼさない。
[内弁箱の固定手段]
外弁箱3に内弁箱4を固定するための固定手段について説明する。但し、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、本出願人による特許文献2に開示されるようなボルトを用いて外弁箱3に内弁箱4を固定することも可能である。そのボルトには、先端部が尖った形状のボルトを用いてもよい。また、固定手段は、必ずしも密閉空間Sを利用したものでなくてもよいし、所定の部材を内弁箱4の上面に係止することで固定する構造でもよい。
本実施形態では、図6のように、外弁箱3が、密閉空間Sを外部と連通させる筒状の連通口33と、その連通口33に内蔵されたピース37とを有する。ピース37は、金属などの剛体で形成され、例えば鉄製である。ピース37は、連通口33を介した外部からの操作により、密閉空間Sの内部に突出した突出位置(図6参照)と、密閉空間Sの内部に突出しないように連通口33に収納された収納位置(図7参照)との間で変位可能であり、突出位置のピース37を内弁箱4の外面に係止させることによって内弁箱4が外弁箱3に固定されるように構成されている。
既述の通り、外弁箱3の内面と内弁箱4の外面との間には、内パッキン6により区画された密閉空間Sが形成されている。密閉空間Sは浸水しないため、この密閉空間Sの内部にピース37を突出させることができる。ピース37は、環状部61よりも下方で内弁箱4の側面に係止するため、外弁箱3の高さ寸法が小さくても適用可能である。また、ピース37が内蔵された連通口33は外弁箱3に設けられているので、内弁箱4を固定するための別個の部材を外弁箱3に接続する必要はない。よって、この弁装置1は、外弁箱3に内弁箱4を固定するうえで使い勝手に優れたものとなる。
連通口33の内面は、ピース37の回動を規制する形状を有し、ピース37は回転不能な状態で連通口33に収容されている。そのため、後述するボルト部材38bを螺合する際に、ピース37の供回りを防止できる。図6では、連通口33を介した外部からの操作により、具体的には連通口33に螺合されたネジ部材としての止めねじ34aによって、ピース37が突出位置に配置されている。止めねじ34の背面(図6の右側の面)には、図示しない六角穴が形成されている。止めねじ34aを捩じ込むことにより、その止めねじ34aの先端面がピース37の背面を押圧し、密閉空間Sの内部に向けてピース37を変位させることができる。
本実施形態では、内弁箱4の外面に係止するピース37の係止面37fが平坦面により形成されているため、係止面37fによって内弁箱4の外面を損傷させない。また、係止面37fは、密閉空間Sに向かって上方に傾斜しているとともに、内弁箱4の外面における係止面37fとの接触部位は、その係止面37fと同じ方向に傾斜した傾斜面4fにより形成されている。このため、内弁箱4の外面に対してピース37を円滑に係止させることができる。係止面37fと傾斜面4fとは互いに面接触するように構成されている。
図7では、連通口33を介した外部からの操作により、具体的には連通口33に密封状態で取り付けた治具38を用いて、ピース37が収納位置に配置されている。治具38は、Oリングを介して連通口33を密封する筒状部材38aと、その筒状部材38aの内部に螺合されたボルト部材38bとを備える。ボルト部材38bは、ピース37の背面に螺合可能な先端部を有する。かかる治具38を用いて密閉空間Sから遠ざかる方向にピース37を引っ張ることにより、ピース37を収納位置で保持できる。
[弁装置の組み立て]
不断水工法によって弁装置1を組み立てる手順の一例について説明する。まずは、既設の水道管Kに外弁箱3を外嵌装着し、その外弁箱3に接続した切削装置(図示せず)を用いて外弁箱3の内部で水道管Kを切削する(切削工程)。外弁箱3は、例えば、水道管Kの管路のうち、補修や撤去が必要な特定区域の上流側に装着される。外弁箱3の装着作業では、固着具を締め付けることで上側部材3Aと下側部材3Bとを互いに接合し、分割部30の隙間を外パッキン5,5で密封する。その際、分割部30に分岐配管7の端部7aを挟み込んで外弁箱3に分岐配管7を接続する。分岐配管7の端部7bには栓体81を装着しておく(図8参照)。
切削装置は、固着具の締め付けを完了した後、作業弁82(図8参照)を介して外弁箱3の開口部32に接続される。水道管Kの切削作業では、作業弁82を開放した状態で、開口部32を通じてホールソーなどの切削工具(図示せず)を外弁箱3の内部に配置し、不断水状態で水道管Kを切削する。本実施形態では、水道管Kよりも大径の切削工具(例えば、ホールソー)を用いて、図1のように水道管Kを軸方向に切り離すフルカット切断を採用しているが、これに限られない。切削により発生した切り粉は、ドレン35を開放することで外部に排出できる。切削が完了したら、切削工具を引き上げて作業弁82を閉じる。
切削工程では、図7のように、連通口33に密封状態で取り付けた治具38を用いて、密閉空間Sの内部に突出しないようにピース37を連通口33に収納しておくことが好ましい。これにより、切削工程において、切削装置(の切削工具)にピース37を干渉させることなく、またピース37を外弁箱3の内部に脱落させることなく、連通口33からの漏水を防止できる。これに対し、本出願人による特許文献2に開示されるようなボルトの先端で内弁箱を固定する構造では、ボルトにシールテープなどのシール材が使用され、そのまま外弁箱3に残置されてしまうことがある。
次に、図8のように切削装置に代えて挿入装置83を外弁箱3に接続し、その挿入装置83を用いて外弁箱3の内部に内弁箱4を挿入する(挿入工程)。内弁箱4の挿入作業では、図8の状態から作業弁82を開放し、内弁箱4の底面が外弁箱3の底部内面に当接するまで挿入装置83のシャフトを押し込み、内弁箱4を下降させる。この時点で、内弁箱4には弁体2と弁軸21が取り付けられており、その内弁箱4の外面には内パッキン6が装着されている。外弁箱3に内弁箱4が挿入されると、環状部61が開口部32を密封するとともに、三つのU字状部62がそれぞれ貫通孔41〜43の周囲を密封する。その結果、外弁箱3と内弁箱4との間が内パッキン6によって密封される(図1,2参照)。
挿入工程では、内弁箱4に装着された内パッキン6により、上記の如く外弁箱3と内弁箱4との間を密封するとともに、外弁箱3の内面と内弁箱4の外面との間に、内パッキン6により区画された密閉空間Sを形成する。内弁箱4が下方へ移動する際、外弁箱3の内面に内パッキン6が接触するものの、連結部63によって内パッキン6の離脱を防止できることから、密閉空間Sが適切に形成される。また、挿入工程では、図7のように、連通口33を介した外部からの操作により、密閉空間Sの内部に突出しないようにピース37を連通口33に収納しておく。これにより、ピース37を内弁箱4に干渉させないようにできる。
外弁箱3と内弁箱4との間でのシール性能が適切に発揮されていても、挿入工程の直後は密閉空間Sに水が溜まっているため、ドレン35を開放して密閉空間S内の水を排出する。ドレン35から続けて水が排出されない場合は、外弁箱3と内弁箱4との間でのシール性能、特にU字状部62によるシール性能が適切に発揮されていることが確認できる。また、挿入装置83のドレン(図示せず)を開放しても続けて水が排出されない場合は、外弁箱3と内弁箱4との間でのシール性能、特に環状部61によるシール性能が適切に発揮されていることが確認できる。シール性能の確認後、連通口33から治具38を取り外す。
次に、外弁箱3に内弁箱4を固定する(固定工程)。この固定工程では、図6のように、連通口33を介した外部からの操作により、密閉空間Sの内部にピース37を突出させ、そのピース37を内弁箱4の外面に係止させることで内弁箱4を外弁箱3に固定する。最終的には、図2のように蓋体36によって内弁箱4を外弁箱3に固定できるため、ピース37による固定は、一時的な固定(即ち、仮固定)であってもよい。本実施形態では、連通口33に止めねじ34aを螺合することによりピース37を密閉空間Sの内部に突出させる。止めねじ34aのネジ山を保護する観点から、必要に応じて、連通口33をプラグ34bで閉塞してもよい。
外弁箱3に内弁箱4を固定した後、外弁箱3から作業弁82と挿入装置83を取り外す。そして、図2のように、内弁箱4の上方に減速機22を被せるとともに、外弁箱3に蓋体36を接続して施蓋し、外弁箱3に内弁箱4が収容された状態とする。かかる弁装置1によれば、特定区域での補修や撤去を行うために流路を遮断したり、分岐配管7に接続した分岐管に流路を切り替えたりすることが可能になる。何らかの事情で内弁箱4を撤去する場合は、上記とは逆の手順によって外弁箱3に対する内弁箱4の固定を解除すればよい。
[他の実施形態]
前述の実施形態では、弁装置が、回転式の弁体によって流路を切替可能な切替弁(三方切替弁)として構成されている例を示したが、これに限定されない。したがって、例えば、弁装置が、上述した本出願人による特許文献2に開示されるような、昇降式の弁体によって流路を遮断可能な仕切弁として構成されていてもよい。
前述の実施形態では、内パッキンが三つのU字状部を有する例を示したが、これに限定されない。例えば、上記の如き仕切弁として弁装置が構成されている場合において、内パッキンは、一対の貫通孔を取り囲むように配置された二つのU字状部を有しうる。内パッキンが有するU字状部の数は、例えば二つ乃至四つである。
図9は、別実施形態における内弁箱4の底面図であり、いずれも二つのU字状部62を有する内パッキン6が装着されている。図9(a)は、連結部63が円弧状部分62Aの延長方向に沿って設けられた例である。図9(b)は、連結部63が直線状部分62Sの延長方向に沿って設けられた例である。二本の連結部63,63は互いに交差しており、その交差部は必要に応じて接着してもよい。図9(c)は、連結部63が直線状部分62Sの延長方向に沿って設けられた例であり、連結部63がX字状に形成されている。これらの変形例は、前述の実施形態に適用することも可能である。
本発明に係る弁装置は、水道管に適用できるものであるが、これに限られず、水以外の各種の液体、気体などの流体に用いる流体管に幅広く適用できる。
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。
1 弁装置
2 弁体
3 外弁箱
4 内弁箱
4f 傾斜面
5 外パッキン
6 内パッキン
7 分岐配管
33 連通口
34 開閉部材
34a 止めねじ(ネジ部材)
34b プラグ
35 ドレン
37 ピース
37f 係止面
38 治具
61 環状部
62 U字状部
63 連結部
K 水道管(流体管)
S 密閉空間

Claims (4)

  1. 既設の流体管に外嵌装着される外弁箱と、その外弁箱に収容され、前記流体管内を流れる流体の流路を遮断または切替可能な弁体を有する内弁箱と、前記外弁箱と前記内弁箱との間を密封する内パッキンとを備え、
    前記内パッキンが、前記内弁箱の上部側面の周囲に沿って装着される環状部と、前記環状部から下方に延び、前記内弁箱の側面から底面に亘って装着される複数のU字状部とを有し、
    隣り合う前記U字状部の間に、前記外弁箱の内面と前記内弁箱の外面とで挟まれた密閉空間が形成され、
    前記内パッキンに、複数の前記U字状部を互いに連結する連結部が設けられている弁装置。
  2. 前記連結部が、前記内弁箱の底面側に配置されている請求項1に記載の弁装置。
  3. 前記内弁箱の底面側から見て、前記U字状部が、円弧状部分と、その円弧状部分の両端から前記内弁箱の側面に向けて延びた一対の直線状部分とを含んでおり、
    前記連結部が、前記円弧状部分の延長方向に沿ってまたは前記直線状部分の延長方向に沿って設けられている請求項2に記載の弁装置。
  4. 前記連結部が前記U字状部よりも細く形成されている請求項1〜3いずれか1項に記載の弁装置。
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