JP2022175515A - 流体遮断装置および流体遮断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流体供給管の内部に閉塞バッグを円滑に挿入して流体の遮断を行い、閉塞バッグを流体供給管から引き出す際に、閉塞バッグを傷める不都合を抑制できる流体遮断装置を構成する。【解決手段】分岐管から流体供給管に挿入されるシール機構Ｓを有し、シール機構Ｓを流体供給管に挿入した状態でシール機構Ｓの閉塞バッグ２４の膨張により流体供給管の流体の流れを遮断する流体遮断装置Ａを構成する。シール機構Ｓが、撓み変形可能なフレキシブルシャフト２１と、フレキシブルシャフト２１の先端部の先端側部材２２と、フレキシブルシャフト２１の基端部の基端側部材２３と、先端側部材２２と基端側部材２３との間でフレキシブルシャフト２１を取り囲む位置の閉塞バッグ２４とで構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、流体遮断装置および流体遮断方法に関する。

流体供給管の内部に対し、この流体供給管から分岐する分岐管等を介して閉塞バッグを挿入し、この閉塞バッグを膨張させることで流体供給管に流れる流体を遮断する技術として、特許文献１，２に示されるものが存在する。

特許文献１には、例えば、水道管やガス管等の流体供給管（文献では配管）に流れる流体を遮断する流体遮断装置（文献では遮断装置）として、流体供給管の内部流路に閉塞バッグ（文献では膨張バッグ）を挿入し、この挿入状態で閉塞バッグを膨張させることで流体の遮断を実現する構成が記載されている。

この特許文献１の装置は、流体供給管に対し接続フランジを介して分岐する流路に仕切弁を備え、この仕切弁に対し流路の分岐方向に沿う姿勢で遮断装置の筒状のハウジングを支持している。また、この装置では、仕切弁を開放した状態で先端が流体供給管に達するガイド筒をハウジングの内部に備え、更に、ガイド筒の内部に先端部に閉塞バッグを有する筒状体を、ガイド筒に沿って移動自在に備えている。

このような構成において、流体を遮断する場合には、仕切弁を開放し、筒状体の操作によりガイド筒に沿って閉塞バッグを流体供給管の内部に挿入し、流体の供給により閉塞バッグを膨張させることになる。

特許文献２は、特許文献１と同様に、流体供給管（文献では流体管／水道管）に閉塞バッグを挿入し、この挿入状態で閉塞バッグを膨張させることで流体の遮断を実現するものであるが、閉塞バッグが、内部に内側筒軸を備え、内側筒軸と同軸芯で配置された外側筒軸の先端に屈曲可能な蛇腹形状部分を介して閉塞バッグを備えた構造である点が特許文献１と異なっている。

この特許文献２では、仕切弁に対し流路の分岐方向に沿う姿勢で流体遮断装置（文献では流体閉塞装置）の筒状の密封ケース本体を支持しておき、流体を遮断する場合には仕切弁を開放し、密封ケース本体の内部に、閉塞バッグを先端に備えた筒軸を配置する。この後に、筒軸と共に閉塞バッグを流体供給管の内部に挿入することで蛇腹形状部分が屈曲することにより、閉塞バッグの姿勢を流体供給管の姿勢に沿う姿勢となり、この状態で流体の供給により閉塞バッグを膨張させることで流体供給管が閉塞される。

特開平１１－３１５９９１号公報 特開２０１３－１３０２４４号公報

特許文献１の構成では、流体供給管の内部に閉塞バッグを挿入する際にガイド筒を用いるものであるが、このガイド筒を用いる状況でも、閉塞バッグが変形することも容易に想像でき、このような変形を招くことのないように、閉塞バッグに所定の保形性を必要とすることも考えられる。

また、特許文献１の構成では、閉塞バッグを流体供給管に挿入する際に、閉塞バッグの挿入方向での先端部分が直接的に流体供給管の内面に接触し、摩耗や摩損を招くことも想像できた。

特許文献２の構成では、閉塞バッグの内部に筒軸ガイドが配置される構造であるため、閉塞バッグを流体供給管に挿入する際に閉塞バッグが大きく変形する不都合が抑制されるものの、閉塞バッグを支持する外側筒軸のうち、蛇腹形状部分のみにおいて屈曲が可能であるため、閉塞作業の後に閉塞バッグを外部に引き出す際に、分岐口のエッジ部分に接触することで閉塞バッグを傷めることも想像できた。

このように、特許文献２の装置では、閉塞バッグを適正な姿勢で流体供給管の内部に挿入することが可能である反面、閉塞バッグの円滑な引き出しが阻害されることも想像でき改善の余地がある。

このような理由から、流体供給管の内部に閉塞バッグを円滑に挿入して流体の遮断を行うことが可能で、この後に、閉塞バッグを流体供給管から引き出す際に、閉塞バッグを傷める不都合を抑制できる流体遮断装置が求められる。

更に、このように構成される流体遮断装置を用いて流体供給管の流体の遮断を可能にする流体遮断方法が求められる。

本発明に係る流体遮断装置の特徴構成は、分岐管から流体供給管の内部に挿入されるシール機構を有し、前記シール機構を前記流体供給管に挿入した状態で、前記シール機構に備えた弾性材料製の閉塞バッグを膨張させることで前記流体供給管の流体の流れを遮断する流体遮断装置であって、前記シール機構が、撓み変形可能なフレキシブルシャフトと、前記フレキシブルシャフトの先端部に取り付けられる先端側部材と、前記フレキシブルシャフトの基端部に取り付けられる基端側部材と、前記先端側部材と前記基端側部材の間の前記フレキシブルシャフトを取り囲む位置に配置される前記閉塞バッグとで構成されている点にある。

この特徴構成によると、分岐管から流体供給管にシール機構を挿入する際には、シール機構のフレキシブルシャフトと閉塞バッグとが撓むように共に変形できるため円滑な挿入を可能にする。更に、シール機構を挿入する際には、シール機構の先端側部材が流体供給管の内面に接触するため、閉塞バッグを流体供給管の内面に接触させる不都合が抑制され、閉塞バッグに摩耗や摩損を招くことがない。このように挿入した状態で閉塞バッグの内部空間に加圧流体を供給して閉塞バッグを膨張により拡径させることで流体供給管を閉塞できる。
また、流体供給管からシール機構を引き出す場合にはシール機構のフレキシブルシャフトと閉塞バッグとが共に撓むように変形し、流体供給管と分岐管とを連通させる開口のエッジ部分に閉塞バッグを強く接触させることがなく、閉塞バッグを傷めることもない。
従って、流体供給管の内部に閉塞バッグを円滑に挿入して流体の遮断を行うことが可能で、この後に、閉塞バッグを流体供給管から引き出す際に、閉塞バッグを傷める不都合を抑制できる流体遮断装置が構成された。

上記構成に加えた構成として、前記基端側部材に対し、前記閉塞バッグの内部空間に対する加圧流体の給排を可能にする給排流路を形成しても良い。

これによると、基端側部材の給排流路を介して加圧流体を閉塞バッグの内部空間に供給すること、及び、給排流路から閉塞バッグの内部空間から加圧流体を排出することが可能となる。

上記構成に加えた構成として、前記閉塞バッグの先端に外嵌する状態で、前記先端側部材に螺合連結することで前記閉塞バッグの先端を前記先端側部材に固定する固定リングを備えても良い。

これによると、固定リングを先端リングに螺合させることで閉塞バッグの先端を先端側部材に外嵌する状態で固定することが可能となる。また、固定リングを先端リングから分離することで閉塞バッグのメンテナンスや交換も容易に行える。

上記構成に加えた構成として、前記先端側部材が、先端ほど小径化する円錐状の外面を有しても良い。

これによると、シール機構を流体供給管の内部に挿入する場合には、先端側部材の円錐状の外面が、流体供給管と分岐管とを連通させる開口部分に接触する、あるいは、先端側部材の円錐状の外面が、流体供給管の内面に接触することにより、シール機構を案内することが可能となる。

本発明に係る流体遮断方法の特徴構成は、分岐管から流体供給管の内部に流体遮断装置のシール機構を挿入し、前記シール機構に備えた弾性材料製の閉塞バッグを膨張させることで前記流体供給管の流体の流れを遮断する流体遮断方法であって、前記シール機構は、撓み変形可能なフレキシブルシャフトの先端側に先端側部材を備えると共に、基端側に基端側部材を備え、前記先端側部材と前記基端側部材との間の前記フレキシブルシャフトを取り囲む領域に前記閉塞バッグを備え、当該閉塞バッグに加圧流体を供給することで前記先端側部材の外径より前記閉塞バッグを拡径させるように構成され、前記流体供給管に前記分岐管を装着した状態で、前記流体供給管のうち分岐管に連通する部位に分岐孔を形成する穿孔工程と、前記シール機構のうち、前記基端側部材が前記分岐孔の位置に達するまで前記流体供給管の内部に前記シール機構を挿入する挿入工程と、前記閉塞バッグの内部空間に対して加圧流体を供給することで前記閉塞バッグの膨張により前記閉塞バッグの外面を前記流体供給管の内面に密着させるバッグ膨張工程とを、この順序で行う点にある。

この特徴構成によると、穿孔工程において流体供給管に装着した分岐管と連通する分岐孔を形成し、挿入工程では、シール機構のうち、基端側部材が分岐孔から流体供給管の内部に挿入されない位置までシール機構を挿入し、バッグ膨張工程において閉塞バッグの内部空間に加圧流体を供給することで閉塞バッグを膨張により拡径させて流体供給管の内面に密着させ閉塞が実現する。
特に、挿入工程では、基端側部材が分岐孔から流体供給管の内部に挿入されない位置にあるので、挿入時に基端側部材より分岐管の内部（閉塞バッグと反対側の領域）に連なる部材に曲げ方向に荷重が作用する不都合を抑制でき、閉塞バッグから加圧流体を排出した後に閉塞バッグを分岐孔から抜き出す作業も容易に行える。
従って、流体遮断装置を用いて流体供給管の流体の遮断を可能にする流体遮断方法が構成された。

流体遮断装置の断面図である。 流体遮断装置の先端側部材と基端側部材との拡大断面図である。 分岐管に取り付けた流体遮断装置を示す断面図である。 水道管に分岐管を取り付けた状態の断面図である。 分岐管に穿孔ユニットを取り付けた状態の断面図である。 水道管の内部にシール機構を挿入した状態の断面図である。 水道管の内部で閉塞バッグを膨張させた状態の断面図である。 分岐管を封止プレートで封止した状態の断面図である。 別実施形態（ａ）において、水道管の内部にシール機構を挿入した状態の断面図である。 別実施形態（ｂ）のシール機構の断面図である。 別実施形態（ｂ）で水道管に挿入する際のシール機構の断面図である。 別実施形態（ｂ）で水道管に挿入したシール機構の断面図である。 別実施形態（ｂ）で水道管の内部で膨張バッグを膨張させた状態の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１～図３には、流体供給管の一例としての水道管１から分岐する分岐管２の外端からシール機構Ｓを挿入することにより、水道管１（流体供給管）に流れる水（流体の一例）を遮断する流体遮断装置Ａが示されている。

流体遮断装置Ａは、水道管１に流れる水を任意の位置で遮断することにより、遮断位置より下流側の水道管１の交換やメンテナンス作業、あるいは、下流側の水道管１に新たに分岐流路を形成する作業、新た開閉弁等を設ける作業等を可能にする。

図３に示すように、水道管１は、この水道管１に形成された分岐孔１Ａに連通する位置に分岐管２を備えている。この分岐管２は、水の流れの遮断を必要とする位置の上流側の近傍にホルダ３と共に装着されている。分岐管２は、水道管１の外面を抱き込む形態で圧着するホルダ３と一体的に形成され、この分岐管２の外端にフランジ部４が一体的に形成されている。

分岐管２は、仕切弁５を備えており、この仕切弁５は、分岐管２の管路と直交する方向に作動する弁体５Ａによって分岐管２の開閉を可能にしている。フランジ部４は、図５に示すように穿孔機Ｂを装着することや、図３に示すように流体遮断装置Ａの装着を可能にするものであり、図８に示すように円盤状の封止プレート６を取り付けることにより完全に閉塞する状態が維持される。

〔流体遮断装置〕
図１～図３に示すように、流体遮断装置Ａは、円筒状部材で構成されるメインケース１０と、このメインケース１０の内部に、メインケース１０の長手に沿う方向に移動自在に収容されたシール機構Ｓと、このシール機構Ｓを移動させる操作シャフトＴとを備えている。また、図面にはシール機構Ｓのフレキシブルシャフト２１が直線状である状態の中心を軸芯Ｙとして示している。メインケース１０は鋼管やステンレス管等の金属製のパイプ材で構成されている。

フレキシブルシャフト２１は、例えば、バネ線材を螺旋状に成形した構造や、複数のバネ線材を束ねたワイヤ束を樹脂チューブで被覆した構造のもの等、長手方向に圧力が作用した場合に座屈することなく圧力を伝え、曲げ方向に力が作用した際には柔軟に撓むものが用いられている。

〔流体遮断装置：メインケース〕
メインケース１０は、連結側（図１、図３で下側）の端部に連結フランジ１１を一体的に形成している。このメインケース１０の外端側（図１、図３で上側）の端部の内部に筒状シール体１２を収容し、この筒状シール体１２を挿通するように操作シャフトＴが配置されている。また、メインケース１０の上端部には、メインケース１０の内部空間に連通する管路で成る給排部１３を備えている。この給排部１３は、シール機構Ｓがメインケース１０の内部を移動する際に、メインケース１０の内部空間に対する空気の出入りを可能にする。また、仕切弁５の止水確認用に使用する。

〔流体遮断装置：シール機構〕
シール機構Ｓは、撓み変形可能なフレキシブルシャフト２１を有すると共に、フレキシブルシャフト２１の先端部に先端側部材２２を取り付け、フレキシブルシャフト２１の基端部に基端側部材２３を取り付け、先端側部材２２と基端側部材２３の間のフレキシブルシャフト２１を取り囲む位置に閉塞バッグ２４を備えている。

図２に示すように、先端側部材２２は、フレキシブルシャフト２１の先端に連結する先端ガイド体２２ａと、この先端ガイド体２２ａの基端側に螺合することで一体化する筒状の先端側保持体２２ｂとで構成されている。先端ガイド体２２ａは、先端ほど小径化する円錐状の外面２２ｔを有しており、この先端ガイド体２２ａに形成された雌ネジ部に対して、先端側保持体２２ｂの雄ネジ部が螺合することで一体化している。

特に、先端ガイド体２２ａと先端側保持体２２ｂとの螺合箇所には、シールテープを介在させることによりシール性の向上が図られている。また、閉塞バッグ２４に加圧空気（加圧流体の一例）が供給された場合に、先端ガイド体２２ａと先端側保持体２２ｂとの境界部位からの空気の漏出を防止するために先端側保持体２２ｂの内部にゴムや樹脂で成るシール部材を嵌め込むことや、充填することも考えられる。

基端側部材２３は、フレキシブルシャフト２１の後端の外側に配置される筒状の基端ガイド体２３ａと、この基端ガイド体２３ａに螺合することで一体化する筒状の基端側保持体２３ｂとで構成されている。基端ガイド体２３ａは、メインケース１０の内径より僅かに小さい外径の筒状体で、軸芯Ｙを中心とする貫通孔が形成され、この貫通孔の内周に沿って形成した雌ネジ部に対して、基端側保持体２３ｂの雄ネジ部が螺合することで一体化している。特に、基端ガイド体２３ａと基端側保持体２３ｂとの螺合箇所にシールテープを介在させることによりシール性の向上が図られている。

閉塞バッグ２４は、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）のように柔軟に弾性変形し得る合成ゴム、あるいは、柔軟に弾性変形し得る樹脂材をチューブ状に成形したものが用いられている。この閉塞バッグ２４は、チューブ状のバッグ本体２４ａの両端部に抜け止め用の厚肉部２４ｂが形成されている。これにより、閉塞バッグ２４は、厚肉部２４ｂの外径が、バッグ本体２４ａの外径より大径化している。

このシール機構Ｓは、先端側保持体２２ｂの雄ネジ部に対して固定リング２５の雌ネジ部が螺合することにより、この固定リング２５によって閉塞バッグ２４の先端側の厚肉部２４ｂを先端側部材２２に圧着する形態で保持している。これと同様に、基端側保持体２３ｂの雄ネジ部に対して固定リング２５の雌ネジ部が螺合することにより、この固定リング２５によって閉塞バッグ２４の基端側の厚肉部２４ｂを基端側部材２３に圧着する形態で保持している。

先端側保持体２２ｂと、基端側保持体２３ｂとは共通する構造のものが用いられている。また、先端側保持体２２ｂに螺合する固定リング２５と、基端側保持体２３ｂに螺合する固定リング２５とに共通する構造のものが用いられている。固定リング２５は、全体的に筒状であり、この固定リング２５は、閉塞バッグ２４の厚肉部２４ｂの外周に密着する筒状部分を有すると共に、この固定リング２５の雌ネジ部と反対側の端部に対しバッグ本体２４ａの外周を取り囲む開口部分を有している。開口部分の内径は筒状部分の内径より小径である。この開口部分の内周に対し、後述するキャップ部材２６を配置することで閉塞バッグ２４の抜け止めを実現にしている。

更に、固定リング２５の開口部分において閉塞バッグ２４の抜け止めを行うキャップ部材２６を備えている。このキャップ部材２６は、固定リング２５の開口部分から筒状部分に連なる領域に嵌め込まれる形状であり、閉塞バッグ２４の厚肉部２４ｂとバッグ本体２４ａとの境界に接することで閉塞バッグ２４の抜け止めを実現する。尚、このキャップ部材２６は、先端側と基端側との夫々の固定リング２５の開口部分に備えられている。

図２に示すように、軸芯Ｙに直交する方向視でフレキシブルシャフト２１の先端部のうち、先端側保持体２２ｂの内周にＯリング２８を備え、この先端側保持体２２ｂの内周から閉塞バッグ２４の厚肉部２４ｂの内周に亘る領域にＯリング２８を支持するＯリングキャップ２９を備えている。

これと略同様に、基端側保持体２３ｂの内周にＯリング２８を備え、この基端側保持体２３ｂの内周から閉塞バッグ２４の厚肉部２４ｂの内周に亘る領域にＯリング２８を支持するＯリングキャップ２９を備えている。

このように、Ｏリング２８、Ｏリングキャップ２９等を備えることで閉塞バッグ２４に加圧空気（加圧流体の一例）が供給された場合に流体の漏出を抑制している。

このシール機構Ｓは、操作シャフトＴの流体給排空間３３に供給される加圧空気（加圧流体）を、閉塞バッグ２４の内部に供給することで、閉塞バッグ２４を膨張により拡径するように機能するものであるため、基端ガイド体２３ａの内部と、基端側保持体２３ｂの内部とに、加圧空気の供給と排出とを可能にする給排流路Ｕが形成されている。

特に、このシール機構Ｓでは、閉塞バッグ２４の内部空間に加圧空気が供給されない状態では、図１～図３に示すように、軸芯Ｙに沿う方向視において、バッグ本体２４ａの外面が先端ガイド体２２ａの外周より内方に位置するように寸法関係が設定されている。

図２に示すように、基端ガイド体２３ａの貫通孔に操作シャフトＴの作動軸体３１が挿通し、この作動軸体３１の外周と、基端ガイド体２３ａの貫通孔の内周との間に隙間が形成されている。また、基端側保持体２３ｂの中心の孔部にフレキシブルシャフト２１の基端部分が挿通しており、フレキシブルシャフト２１の基端部の外周と、基端側保持体２３ｂの中心の孔部の内周との間に隙間が形成されている。このように基端側部材２３には、前述した２箇所の隙間によって閉塞バッグ２４に対する加圧空気の給排を行う給排流路Ｕが形成されている。

〔流体遮断装置：操作シャフト〕
図１～図３に示すように、操作シャフトＴは、フレキシブルシャフト２１の基端に連結する作動軸体３１と、この作動軸体３１の外径より大径となる内径で基端ガイド体２３ａに螺合連結する作動筒体３２とを備えている。特に、作動軸体３１に外周と作動筒体３２の内周との間には、この作動筒体３２の内部に加圧空気（加圧立開）の供給と排出とが可能な流体給排空間３３が形成されている。

作動筒体３２は、メインケース１０の上端の筒状シール体１２の孔状部に挿通する状態で配置されている。また、作動筒体３２の先端部（図１で下側の端部）が、基端ガイド体２３ａの端部に螺合することで、これらが一体化されている。操作シャフトＴには、作動筒体３２に対して外部からの加圧空気の供給と排出とを可能にする加圧空気給排部３４が形成されている。

〔流体の遮断〕
このように構成されることにより、図７に示すように、分岐孔１Ａから流体遮断装置Ａのシール機構Ｓを水道管１（流体供給管）の内部に挿入し、シール機構Ｓに加圧空気を供給し、このシール機構Ｓの閉塞バッグ２４を膨張させ、水道管１の内面に密着させることにより水道管１に流れる水の遮断が実現する。

このように水の流れを遮断する際には、水道管１のうち、遮断を行う位置の近傍に分岐管２を備え、分岐管２に連通するように水道管１に分岐孔１Ａを形成する作業を必要とするものであり、水の流れを遮断するまでの手順の一例を「施工手順」として図４～図８に基づいて説明する。

〔施工手順〕
この施工手順が流体遮断方法の具体例であり、（１）図４に示す分岐管装着工程、（２）図５に示す穿孔工程、（３）図６に示すシール機構挿入工程、（４）図７に示すバッグ膨張工程、（５）図８に示す流体遮断装置撤去工程との工程が、この順序で行われる。

（１）分岐管装着工程では、図４に示すように水の流れを遮断する位置の近傍の水道管１にホルダ３と共に分岐管２を装着する。ホルダ３と分岐管２とを合わせたものを、割Ｔ字管と称しており、分岐管２には仕切弁５が予め備えられている。また、ホルダ３は、水道管１の外周を挟み込むように分割された円筒状に形成されている。

特に、分岐管２が一体形成されたホルダ３を第１ホルダ３ａと称し、単純な半円筒状のホルダ３を第２ホルダ３ｂと称している。このような構成のため、水道管１の外周にシール材を備えた後に、シール材の外周を第１ホルダ３ａと、第２ホルダ３ｂとで取り囲むように配置し、ボルト（図示せず）の締結により第１ホルダ３ａと第２ホルダ３ｂとを互いに引き寄せるように水道管１の外周に固定する作業が行われる。

次に、（２）穿孔工程では、図５に示すように分岐管２のフランジ部４に穿孔機Ｂを装着する。この穿孔機Ｂには、本体ケース３６を有すると共に、フランジ部４に連結する連結側フランジ部３７を備えている。

穿孔機Ｂは、分岐管２を挿通可能なカッター軸３８の先端にカッター３９を備えた穿孔ユニットを有している。カッター軸３８は本体ケース３６に対して出退自在に支持され、本体ケース３６にはカッター軸３８を回転駆動する電動モータ（図示せず）を内蔵している。

これにより、カッター軸３８を駆動回転する状態でカッター軸３８を水道管１に接触させる方向に移動させることにより穿孔が行われ、水道管１に分岐孔１Ａが形成される。この穿孔の後にカッター軸３８を逆方向に移動させることで穿孔工程が終了する。

また、この穿孔工程が終了した後には、仕切弁５の弁体５Ａで分岐管２を閉塞した後に、穿孔機Ｂが撤去される。

（３）シール機構挿入工程では、図６に示すように分岐管２のフランジ部４に対して、流体遮断装置Ａの連結フランジ１１を連結することで、流体遮断装置Ａを分岐管２に装着する。このように流体遮断装置Ａが装着された状態で、仕切弁５の弁体５Ａを開放し、操作シャフトＴの操作により、分岐孔１Ａに挿通するようにシール機構Ｓが水道管１の内部に挿入される。

シール機構Ｓを挿入する際には、先端側部材２２の先端ガイド体２２ａの外周の円錐状の外面２２ｔが水道管１の内面に接触した際に、先端側部材２２を水道管１の内面に沿って滑らかに移動させ、この移動に伴い、水道管１の内部の水流の圧力が作用する場合には、この圧力によりフレキシブルシャフト２１が柔軟に撓み、滑らかな挿入を実現する。

尚、流体遮断装置Ａは、操作シャフトＴの人為的な操作によってシール機構Ｓの挿入と引き出しとを可能にするものを想定しているが、例えば、電動モータの駆動力によってシール機構Ｓの挿抜を可能にするように構成しても良い。

また、この挿入時には、先端側部材２２の外径より閉塞バッグ２４の外径が小径であるため、閉塞バッグ２４の外面が分岐孔１Ａの内面に接触する不都合を抑制し、閉塞バッグ２４を傷めることや、挿入時に強い抵抗力が作用することもない。

特に、このようにシール機構Ｓを挿入する場合には、図６に示すようにシール機構Ｓの基端側部材２３が分岐孔１Ａより、水道管１の内部に入り込まないように挿入量が制御される。これにより挿入時に基端側部材２３に連なる外端側部位（閉塞バッグ２４と反対側の領域）の操作シャフトＴを構成する部材に曲げ方向に荷重が作用する不都合を抑制でき、この後に、閉塞バッグ２４を分岐孔１Ａから抜き出す作業も容易に行える。

（４）バッグ膨張工程では、図７に示すように、加圧空気給排部３４に加圧空気を供給することにより、この加圧空気が、流体給排空間３３から給排流路Ｕを介して閉塞バッグ２４の内部空間に供給され、閉塞バッグ２４を膨張させる。この膨張により閉塞バッグ２４が拡径し、外面を水道管１の内面に密着させることになる。尚、加圧空気給排部３４にはコンプレッサ（図示せず）で圧縮された空気を供給するための流路が接続しており、人為的にバルブを操作等の操作により加圧空気（加圧流体）の供給と排出とが行われる。

このように水道管１の内部での水の流れを遮断することにより、遮断位置より下流側の水道管１の交換やメンテナンス作業、あるいは、下流側に新たに分岐流路を形成する作業、新た開閉弁等を設ける作業を可能にする。

これにより水道管１を流れる水が遮断される。また、このように加圧空気を供給した場合には、先端側部材２２の内部に収容しＯリング２８、Ｏリングキャップ２９等が、加圧空気の先端側部材２２の螺合部分等から漏出する不都合を抑制する。

この後、閉塞バッグ２４を引き出す操作を行う際には、流体給排空間３３から給排流路Ｕを介して閉塞バッグ２４の内部空間から空気を排出することで、閉塞バッグ２４を収縮させた状態で、引き出す操作を行い、フレキシブルシャフト２１の撓み量が変化する等、フレキシブルシャフト２１の柔軟な撓みにより、滑らかな引き出しを可能にしている。

（５）流体遮断装置撤去工程では、図８に示すように、閉塞バッグ２４から加圧空気を排出し、操作シャフトＴを引き出す操作の後に、仕切弁５の弁体５Ａを閉塞し、分岐管２のフランジ部４から流体遮断装置Ａの連結フランジ１１を分離し、分岐管２のフランジ部４に封止プレート６を取り付けることで分岐管２の外端が閉塞される。

〔実施形態の作用効果〕
このような構成から、分岐孔１Ａから水道管１（流体供給管）の内部に挿入する場合には、フレキシブルシャフト２１と共に閉塞バッグ２４が柔軟に撓むことにより、分岐孔１Ａの開口縁に閉塞バッグ２４を強く接触させることなく、閉塞バッグ２４の先端部の姿勢を水道管１の姿勢に沿わせることが可能となる。

また、シール機構Ｓを挿入する場合にはシール機構Ｓの基端側部材２３が分岐孔１Ａより、水道管１の内部に入り込まないため、挿入時に基端側部材２３に連なる外端側部位（閉塞バッグ２４と反対側の領域）の操作シャフトＴを構成する部材に曲げ方向に荷重が作用する不都合を抑制でき、この後に、閉塞バッグ２４を分岐孔１Ａから抜き出す作業も容易に行える。

更に、先端側部材２２の先端ガイド体２２ａに円錐状の外面２２ｔの外面を形成しているため、シール機構Ｓの挿入を円滑に行え、しかも、加圧空気が供給されない状態の閉塞バッグ２４の外径が、先端側部材２２の外径より小さいため、挿入時に閉塞バッグ２４の外面を傷めることもない。

シール機構Ｓは、フレキシブルシャフト２１と共に閉塞バッグ２４が柔軟に撓むため、水道管１（流体供給管）が、屈曲する形状等、非直線状であっても水道管１の内面に閉塞バッグ２４の外面を密着させて水（流体）の流れを止めることが可能となる。

このように構成された流体遮断装置Ａを用いて水道管１（流体供給管）に流れる水（流体）を遮断する際に、複数の工程を順次行うことにより、分岐孔１Ａが形成されていない水道管１であっても、水の流れを止める方法が実現し、必要とする作業を行える。

シール機構Ｓは、先端側部材２２の先端ガイド体２２ａと先端側保持体２２ｂとが螺合し、先端側保持体２２ｂに固定リング２５が螺合している。これと同様に、基端側部材２３の基端ガイド体２３ａと基端側保持体２３ｂとが螺合し、基端側保持体２３ｂに固定リング２５が螺合している。このため、これらの螺合を解除することで容易に分解することが可能である。このような構造であるため、シール機構Ｓは容易に分解してメンテナンスを行え、部品の交換も容易に行える。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図９に示すように、シール機構Ｓを分岐孔１Ａから水道管１（流体供給管）に挿入する場合に、基端側部材２３の一部が、水道管１の内部に入り込むように挿入量を設定する。このように挿入量を設定した場合でもシール機構Ｓの閉塞バッグ２４の内部空間に加圧空気（加圧流体）を供給することにより、実施形態で説明したものと同様に閉塞バッグ２４の膨張により水道管１における水（流体）の流れを止めることが可能となる。

この別実施形態（ａ）では、シール機構Ｓの挿入量は、図９に示す量に限るものではなく、図９に示す量を超えて、シール機構Ｓを水道管１の内部に挿入しても良い。

（ｂ）図１０に示すように、筒状部材４１の先端に、筒状で屈曲可能なベローズ４２を介してシール機構Ｓを備えて流体遮断装置Ａを構成する。シール機構Ｓはベローズ４２に連通する中空筒部材５４を有し、この中空筒部材５４の中心を軸芯Ｙと称している。

この別実施形態（ｂ）の流体遮断装置Ａでは、図１０に示すように、シール機構Ｓが、一対の上環状部材５０Ａと、一対の下環状部材５０Ｂと、中空筒部材５４と、先端プレート５５と、上環状部材５０Ａと下環状部材５０Ｂとの間に配置された膨張バッグ６０（閉塞バッグの一例）と、を有している。

一対の上環状部材５０Ａは、第１円盤状部材５０Ａａと、第１円盤状部材５０Ａａに対して複数（本実施形態では８つ）の六角穴付きボルト等で構成される引寄ボルト５２で連結された第１止水金具５０Ａｂと、で構成されている。一対の下環状部材５０Ｂは、第２円盤状部材５０Ｂａと、第２円盤状部材５０Ｂａに対して複数（本実施形態では８つ）の引寄ボルト５３，５５ａで連結された第２止水金具５０Ｂｂと、で構成されている。

本別実施形態（ｂ）における第１止水金具５０Ａｂと第２止水金具５０Ｂｂとは、引寄ボルト５２及び／又は引寄ボルト５３，５５ａを螺合することにより、相対移動可能な分割構造となっている。

図１０に示すように、第１円盤状部材５０Ａａは、上流側端面（図１０に示す方向視で下面）が凹状に形成された基部５６ａと、基部５６ａから下流側（上側）に延出した延出部５６ｂとが一体形成されている。基部５６ａには、延出部５６ｂに隣接した環状部位に引寄ボルト５２が挿入される複数（本実施形態では８つ）の貫通孔５６ａ１が周方向に等間隔に形成されている。

延出部５６ｂの下流側端部（図１０に示す方向視で上端部）の外周面には、雄ねじ部５６ｂ１が形成されており、この雄ねじ部５６ｂ１にベローズ４２の雌ねじ部が螺合されることにより、第１円盤状部材５０Ａａとベローズ４２とが連結される。また、延出部５６ｂの下流側端部（上端部）の外周面には、雄ねじ部５６ｂ１よりも上流側（下側）にＯリングｓｂが装着されるシール溝５６ｂ２が形成されており、雄ねじ部５６ｂ１よりも下流側（上側）にＯリングｓｈを圧縮するテーパ面５６ｂ５が形成されている。

延出部５６ｂの上流側端部（図１０に示す方向視で下端部）の内周面には、雌ねじ部５６ｂ３が形成されており、軸芯Ｙと同軸芯に配置された中空筒部材５４の下流側端部（上端部）の外周面に形成された雄ねじ部５４ａに螺合されることにより、第１円盤状部材５０Ａａと中空筒部材５４とが連結される。また、延出部５６ｂの上流側端部（下端部）の内周面には、雌ねじ部５６ｂ３よりも下流側（上側）にＯリングｓｃが装着されるシール溝５６ｂ４が形成されている。このＯリングｓｃは、第１円盤状部材５０Ａａと中空筒部材５４とが連結されることにより、中空筒部材５４の雄ねじ部５４ａの下流側端部（上端部）に形成されたテーパ面５４ａ１が当接して圧縮される。

第１止水金具５０Ａｂは、カップ状に形成されており、円盤基部５７ａと、円盤基部５７ａの最も外周側から上流側（下側）に延出した円筒部５７ｂとが一体形成されている。円盤基部５７ａは、中央に中空筒部材５４が挿入される挿入孔部５７ａ１が貫通形成されており、最も外周側に膨張バッグ６０（閉塞バッグの一例）の一端が係合する第１段差部５７ａ２が形成されている。また、円盤基部５７ａの挿入孔部５７ａ１に隣接した外周側には、Ｏリングｓｄが装着されるシール溝５７ａ３が形成されており、このシール溝５７ａ３の更に外周側には、引寄ボルト５２が螺合される複数（本実施形態では８つ）の雌ねじ孔５７ａ４が周方向に等間隔に形成されている。円筒部５７ｂは、第２止水金具５０Ｂｂの外側に隣接しており、第２止水金具５０Ｂｂが内挿される外筒となっている。

第２円盤状部材５０Ｂａは、下流側端面（図１０に示す方向視で上面）が凹状に形成されている。第２円盤状部材５０Ｂａは、中央に中空筒部材５４が挿入される挿入孔部５８ａが貫通形成されており、この挿入孔部５８ａよりも外周側に、六角穴付きボルト等で構成される引寄ボルト５３，５５ａが挿入される複数（本実施形態では８つ）の貫通孔５８ｂが周方向に等間隔に形成されている。挿入孔部５８ａの内周面には、Ｏリングｓｊが装着されるシール溝５８ａ１と、このシール溝５８ａ１よりも上流側（下側）に中空筒部材５４が係止される係止凹部５８ａ２とが形成されている。

第２止水金具５０Ｂｂは、中央に中空筒部材５４が挿入される挿入孔部５９ａが貫通形成されており、最も外周側に膨張バッグ６０の他端が係合する第２段差部５９ｂが形成されている。また、挿入孔部５９ａに隣接した外周側には、Ｏリングｓｆが装着されるシール溝５９ｃが形成されており、このシール溝５９ｃの更に外周側には、引寄ボルト５３，５５ａが螺合される複数（本実施形態では８つ）の雌ねじ孔５９ｄが周方向に等間隔に形成されている。第２止水金具５０Ｂｂは、第１止水金具５０Ａｂの円筒部５７ｂの内側に隣接しており、円筒部５７ｂが外挿される内筒となっている。

中空筒部材５４は、一対の上環状部材５０Ａ及び一対の下環状部材５０Ｂが外挿される。この中空筒部材５４の軸方向中央付近には、膨張バッグ６０を膨張させるための流体導入空間Ｖに連通する流体流入部５１として、複数の貫通孔が形成されている。また、中空筒部材５４は、一端に、第１円盤状部材５０Ａａの延出部５６ｂに形成された雌ねじ部５６ｂ３に螺合する雄ねじ部５４ａが形成されており、他端に、第２円盤状部材５０Ｂａに形成された係止凹部５８ａ２に係合する環状突出部５４ｂが形成されている。

中空筒部材５４を第１止水金具５０Ａｂ及び一対の下環状部材５０Ｂの内部に挿入して環状突出部５４ｂ及び係止凹部５８ａ２を係合させた状態で、中空筒部材５４を第１円盤状部材５０Ａａに螺合することにより、第１円盤状部材５０Ａａと第２円盤状部材５０Ｂａとが位置決めされる。また、第２円盤状部材５０Ｂａに複数（本実施形態では４つ）の六角穴付きボルト等で構成される引寄ボルト５５ａで固定された先端プレート５５により中空筒部材５４の落下が防止される。

先端プレート５５は、引寄ボルト５３の頭部を収容する複数（本実施形態では４つ）の貫通孔５５ｃ及び引寄ボルト５５ａの雄ねじが挿入される複数（本実施形態では４つ）の貫通孔（不図示）が周方向に交互に配置されている。また、先端プレート５５の下流側端面（上面）には、挿入孔部５５ｂと貫通孔５５ｃとの間に、Ｏリングｓｇが装着されるシール溝５５ｄが形成されている。

膨張バッグ６０は、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）のような耐久性に優れた合成ゴム等で構成されており、上環状部材５０Ａに挟持される第１被挟持部６１と、下環状部材５０Ｂに挟持される第２被挟持部６２とに接続し、流体流入部５１から空気が流入することにより膨張する膨張部６３と、を有している。

第１被挟持部６１は、膨張部６３から内側に断面Ｌ字状に屈曲しており、同様に、第２被挟持部６２は、膨張部６３から内側に断面Ｌ字状に屈曲している。第１被挟持部６１を第１止水金具５０Ａｂの第１段差部５７ａ２に係合させると共に、第２被挟持部６２を第２止水金具５０Ｂｂの第２段差部５９ｂに係合させることにより、膨張バッグ６０の一端が第１止水金具５０Ａｂに支持され、膨張バッグ６０の他端が第２止水金具５０Ｂｂに支持される。膨張部６３は、自然状態では屈曲変形した形状であり、引寄ボルト５２及び／又は引寄ボルト５３,５５ａを締め増して、第１止水金具５０Ａｂと第２止水金具５０Ｂｂとを離間させることにより、直立形状となる。

図１０に示すように、膨張バッグ６０は、第１被挟持部６１を第１止水金具５０Ａｂの第１段差部５７ａ２に係合させると共に、第２被挟持部６２を第２止水金具５０Ｂｂの第２段差部５９ｂに係合させ、中空筒部材５４を一対の上環状部材５０Ａ及び一対の下環状部材５０Ｂの内部に装着して、引寄ボルト５２及び引寄ボルト５３,５５ａで仮締めする。この状態では、第１止水金具５０Ａｂと第２止水金具５０Ｂｂとが近接しており、膨張部６３が屈曲変形した形状となっている。また、引寄ボルト５２及び引寄ボルト５３，５５ａを締め増すことにより、第１止水金具５０Ａｂが第１円盤状部材５０Ａａに当接すると共に第２止水金具５０Ｂｂが第２円盤状部材５０Ｂａに当接して、第１止水金具５０Ａｂと第２止水金具５０Ｂｂとが離間する。その結果、膨張部６３に引張力が作用し、膨張部６３が直立形状となる。この構成により、中空筒部材５４、第１止水金具５０Ａｂ及び第２止水金具５０Ｂｂで囲まれた密封空間が、流体導入空間Ｖとなっている。

図１３に示すように、流体流入部５１を介して流体導入空間Ｖに導入された空気により、膨張部６３が流体圧を受けて径方向外側に膨張する。また、膨張バッグ６０を支持した状態で第１止水金具５０Ａｂと第２止水金具５０Ｂｂとを離間させて膨張バッグ６０にテンションをかければ、膨張前の膨張バッグ６０の変形を防止することが可能となる。その結果、流体流入部５１から空気を流入させることにより膨張バッグ６０を膨張させたとき、膨張バッグ６０を均等に膨張させることが可能となる。なお、膨張部６３の膨張率や強度については、水道管１の構造や内径に応じて設計されている。

〔流体の遮断〕
図１１～図１３には、別実施形態（ｂ）の流体遮断装置Ａのシール機構Ｓを、水道管１に形成された分岐孔１Ａから水道管１の内部に挿入することにより水道管１（流体供給管）に流れる水（流体の一例）を遮断する際の手順の概要を示している。尚、これら図には、実施形態に示した分岐管２や仕切弁５を示していないが、実施形態と同様に分岐管２や仕切弁５等が用いられる。

〔施工手順〕
図１１～図１３に示す施工手順が別実施形態（ｂ）の流体遮断装置Ａを用いた流体遮断方法の具体例である。つまり、図１１に示すように、流体遮断装置Ａのシール機構Ｓを分岐孔１Ａから水道管１の内部に挿入する。このように挿入した場合には、水圧の作用、あるいは、挿入時にベローズ４２に作用する圧力により、図１２に示すようにベローズ４２が湾曲しシール機構Ｓの軸芯Ｙが水道管１の長手方向に沿う姿勢に変化する。

この後に、図１３に示すように、筒状部材４１に加圧空気を供給することにより、加圧空気が中空筒部材５４に流れ、中空筒部材５４の流体流入部５１を介して流体導入空間Ｖに供給され、更に、膨張バッグ６０の内面側に供給される。この結果、膨張バッグ６０が膨張し、水道管１の内面に密着することで水道管１に流れる水の遮断が実現する。

この別実施形態（ｂ）の施工手順では、図面中に示していないが、実施形態で説明した手順と同様に水道管１に分岐管２を形成し、（図４の分岐管２を参照）を設け、穿孔工程において水道管１に分岐孔１Ａを形成（図５を参照）し、この後に、分岐管２から水道管１の内部にシール機構Ｓが挿入されることになる。

この別実施形態（ｂ）の流体遮断装置Ａは、膨張バッグ６０にテンション（張力）を作用させて変形を防止することが可能で、しかも、この膨張バッグ６０を均等に膨張させることが可能であるため、分岐孔１Ａから水道管１の内部への挿入を円滑に行え、水道管１の内面に膨張バッグ６０を良好に密接させることも可能となる。

（ｃ）実施形態に記載したシール機構Ｓにおいて、フレキシブルシャフト２１を、閉塞バッグ２４が配置される領域を超えて操作シャフトＴの側に領域に達するように長さを設定する。

この別実施形態（ｃ）の構成では、フレキシブルシャフト２１のうち、基端側部材２３より操作シャフトＴに延びる領域に対して、柔軟に変形し得るチューブ等を配置することで加圧空気（加圧流体）が流れる空間を形成することになるが、基端側部材２３を超えて操作シャフトＴの方向に延びる領域での撓みが可能となる。

これにより、例えば、別実施形態（ａ）のように、閉塞バッグ２４と共に、基端側部材２３を含めた部位を分岐孔１Ａから水道管１の内部に挿入する際に、基端側部材２３より操作シャフトＴに近い領域を容易に撓ませることが可能となり、一層円滑な挿入を実現する。

（ｄ）先端側部材２２の構造、基端側部材２３の構造は、実施形態で説明した構成（図２に示す構成）ものに限るものではなく、任意の構造を採用することが可能である。

その一例として、例えば、先端側部材２２の先端側保持体２２ｂを用いないで、先端ガイド体２２ａに対して固定リング２５を螺合させることで、閉塞バッグ２４の先端側の端部を、先端ガイド体２２ａに支持することが考えられる。これと同様に、基端側部材２３の基端側保持体２３ｂを用いないで、基端ガイド体２３ａに対して固定リング２５を螺合させることで、閉塞バッグ２４の基端側を基端ガイド体２３ａに支持することが考えられる。

シール機構Ｓは、閉塞バッグ２４を膨張させる加圧空気が供給された際に、加圧空気の漏出を防止するためにシールを必要とするものであり、別実施形態（ｄ）のように構成したものであっても、シールを実現するためのシールリングや、パッキン等を必要とする部位に装着することになる。

（ｅ）加圧流体は空気に限るものでなく、例えば、水やオイル等の液体を用いることが可能である。このように構成するために、液状の流体を加圧して供給する装置を備えることも考えられる。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、流体遮断装置および流体遮断方法に利用することができる。

１ 水道管（流体供給管）
２ 分岐管
２１ フレキシブルシャフト
２２ 先端側部材
２２ｔ 外面
２３ 基端側部材
２４ 閉塞バッグ
２５ 固定リング
６０ 膨張バッグ（閉塞バッグ）
Ａ 流体遮断装置
Ｓ シール機構
Ｕ 給排流路

Claims (5)

1. 分岐管から流体供給管の内部に挿入されるシール機構を有し、前記シール機構を前記流体供給管に挿入した状態で、前記シール機構に備えた弾性材料製の閉塞バッグを膨張させることで前記流体供給管の流体の流れを遮断する流体遮断装置であって、
   前記シール機構が、撓み変形可能なフレキシブルシャフトと、
   前記フレキシブルシャフトの先端部に取り付けられる先端側部材と、
   前記フレキシブルシャフトの基端部に取り付けられる基端側部材と、
   前記先端側部材と前記基端側部材の間の前記フレキシブルシャフトを取り囲む位置に配置される前記閉塞バッグとで構成されている流体遮断装置。
2. 前記基端側部材に対し、前記閉塞バッグの内部空間に対する加圧流体の給排を可能にする給排流路を形成している請求項１に記載の流体遮断装置。
3. 前記閉塞バッグの先端に外嵌する状態で、前記先端側部材に螺合連結することで前記閉塞バッグの先端を前記先端側部材に固定する固定リングを備えている請求項１又は２に記載の流体遮断装置。
4. 前記先端側部材が、先端ほど小径化する円錐状の外面を有している請求項１～３のいずれか一項に記載の流体遮断装置。
5. 分岐管から流体供給管の内部に流体遮断装置のシール機構を挿入し、前記シール機構に備えた弾性材料製の閉塞バッグを膨張させることで前記流体供給管の流体の流れを遮断する流体遮断方法であって、
   前記シール機構は、撓み変形可能なフレキシブルシャフトの先端側に先端側部材を備えると共に、基端側に基端側部材を備え、前記先端側部材と前記基端側部材との間の前記フレキシブルシャフトを取り囲む領域に前記閉塞バッグを備え、当該閉塞バッグに加圧流体を供給することで前記先端側部材の外径より前記閉塞バッグを拡径させるように構成され、
   前記流体供給管に前記分岐管を装着した状態で、前記流体供給管のうち分岐管に連通する部位に分岐孔を形成する穿孔工程と、
   前記シール機構のうち、前記基端側部材が前記分岐孔の位置に達するまで前記流体供給管の内部に前記シール機構を挿入する挿入工程と、
   前記閉塞バッグの内部空間に対して加圧流体を供給することで前記閉塞バッグの膨張により前記閉塞バッグの外面を前記流体供給管の内面に密着させるバッグ膨張工程とを、この順序で行う流体遮断方法。
   

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