JP4101223B2 - ブッシュ装着機及び枝管流路遮蔽装置 - Google Patents

ブッシュ装着機及び枝管流路遮蔽装置 Download PDF

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Description

本発明は、流体管の周壁の貫通孔に挿入された防錆ブッシュに対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これの相対近接移動に伴う径方向外方への拡張により防錆ブッシュを拡径変形させる拡径用弾性体を設けてあるブッシュ装着機、及び流体管に分岐接続され、かつ、仕切弁が介装された枝管に対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これらによる軸芯方向からの挟圧で枝管の内周面に密着する拡径状態に弾性変形してその内周面と両押圧板の外周部との間を遮蔽する拡径用弾性体を介装してある枝管流路遮蔽装置に関する。
従来のブッシュ装着機では、軸線方向に相対移動自在な両押圧板のうち、他方の押圧板の貫通孔に摺動自在に内嵌される一方の押圧体の筒軸部に、JIS−A硬度が90度のウレタンゴム製の一つの円筒状の拡径用弾性体を装着して、両押圧板の相対近接移動に連れて拡径用弾性体を径方向外方に弾性変形させ、流体管の貫通孔に挿入された防錆ブッシュの先端側部位を拡径側に塑性変形させることにより、防錆ブッシュを貫通孔の内周面に抜止め状態で装着していた(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−68920号公報
この種のブッシュ装着機では、一般に、拡径用弾性体が外装されている防錆ブッシュを少し拡径側に弾性変形させて、防錆ブッシュを拡径用弾性体に仮保持させ、この状態で流体管の貫通孔に挿入し、拡径用弾性体を流体管の貫通孔の直径よりも大なる外径にまで圧縮・拡張変形させて、これに仮保持されていた防錆ブッシュを拡径側に塑性変形させたのち、圧縮操作力を解除して拡径用弾性体を最小外径にまで弾性復帰させ、貫通孔の内周面に抜止め状態で装着された防錆ブッシュに対して拡径用弾性体を抜き出す工法が採られている。
そして、従来では、JIS−A硬度が90度のウレタンゴム製の単層構造の拡径用弾性体を用いて、防錆ブッシュの先端側を抜止め可能な拡径状態にまで塑性変形させる際、拡径用弾性体が荷重に比例して圧縮・拡張されるため、この拡径用弾性体の圧縮・拡張に大きな操作力を要する。しかも、その割に径方向外方への拡張量が小さいため、拡径用弾性体の無負荷時における最大外径を大きくする必要があり、これに連れて両押圧板の外径も大きくする必要があるため、ブッシュ装着機の大型化、重量化を招来していた。
また、枝管流路遮蔽装置においても、枝管に対して軸線方向から抜き差し自在な両押圧板間に、JIS−A硬度が90度のウレタンゴム製の一つの円筒状の拡径用弾性体を装着しているので、このウレタンゴム製の単層構造の拡径用弾性体を用いて、枝管の内周面と両押圧板の外周部との間を遮蔽する際、拡径用弾性体が荷重に比例して圧縮・拡張されるため、前述のブッシュ装着機と同様に拡径用弾性体の圧縮・拡張に大きな操作力を要する。しかも、その割に径方向外方への拡張量が小さいため、拡径用弾性体の無負荷時における最大外径を大きくする必要があり、これに連れて両押圧板の外径も大きくする必要があるため、枝管流路遮蔽装置の大型化、重量化を招来していた。
本願発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、第1の主たる課題は、流体管の貫通孔に対して防錆ブッシュを抜止め状態に確実、強力に塑性変形させながらも、拡径用弾性体の圧縮に要する操作力の軽減化を図ると同時に、径方向外方への拡張量の増大によって小型化、軽量化を図ることのできるブッシュ装着機を提供する点にあり、第2の主たる課題は、流体管の枝管の内周面に確実、強力に密着させながらも、拡径用弾性体の圧縮に要する操作力の軽減化を図ると同時に、径方向外方への拡張量の増大によって小型化、軽量化を図ることのできる枝管流路遮蔽装置を提供する点にある。
本発明では、流体管の周壁の貫通孔に挿入された防錆ブッシュに対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これの相対近接移動に伴う径方向外方への拡張により防錆ブッシュを拡径変形させる拡径用弾性体を設けてあるブッシュ装着機において
前記拡径用弾性体が、径方向で複数の環状弾性層を形成する複数の弾性筒体から構成されていてもよい
上記構成によれば、両押圧板の相対近接移動に連れて、拡径用弾性体を構成する径方向で複数の弾性筒体を、流体管の貫通孔の直径よりも大なる外径にまで弾性変形させた際、従来の単層構造のように荷重に比例して単純に圧縮・拡張はせず、従来の単層構造よりも低い圧縮操作力に抑えることができるとともに、従来の単層構造よりも径方向外方への拡張量を大きくすることができる。
従って、流体管の貫通孔に対して防錆ブッシュを抜止め可能な拡径状態に確実に塑性変形させながらも、拡径用弾性体の圧縮・拡張に要する操作力の軽減化を図ると同時に、径方向外方への拡張量を増大できる分だけ拡径用弾性体の無負荷時における最大外径及び両押圧板の外径を小さくすることができ、ブッシュ装着機の小型化、軽量化を図ることができる。
本発明では、流体管の周壁の貫通孔に挿入された防錆ブッシュに対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これの相対近接移動に伴う径方向外方への拡張により防錆ブッシュを拡径変形させる拡径用弾性体を設けてあるブッシュ装着機において
前記拡径用弾性体が、径方向で組成の異なる複数の環状弾性層を形成する複数の弾性筒体から構成されていてもよい
上記構成によれば、両押圧板の相対近接移動に連れて、拡径用弾性体を構成する径方向で組成の異なる複数の弾性筒体を、流体管の貫通孔の直径よりも大なる外径にまで弾性変形させた際、従来の単層構造のように荷重に比例して単純に圧縮・拡張はせず、従来の単層構造よりも低い圧縮操作力に抑えることができるとともに、従来の単層構造よりも径方向外方への拡張量を大きくすることができる。
従って、流体管の貫通孔に対して防錆ブッシュを抜止め可能な拡径状態に確実に塑性変形させながらも、拡径用弾性体の圧縮・拡張に要する操作力の軽減化を図ると同時に、径方向外方への拡張量を増大できる分だけ拡径用弾性体の無負荷時における最大外径及び両押圧板の外径を小さくすることができ、ブッシュ装着機の小型化、軽量化を図ることができる。
本発明では、流体管の周壁の貫通孔に挿入された防錆ブッシュに対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これの相対近接移動に伴う径方向外方への拡張により防錆ブッシュを拡径変形させる拡径用弾性体を設けてあるブッシュ装着機において
前記拡径用弾性体が、径方向で硬度の異なる複数層の環状弾性層を形成する複数の弾性筒体から構成されていてもよい
上記構成によれば、両押圧板の相対近接移動に連れて、拡径用弾性体を構成する径方向で硬度の異なる複数層の弾性筒体を、流体管の貫通孔の直径よりも大なる外径にまで弾性変形させた際、従来の単層構造のように荷重に比例して単純に圧縮・拡張はせず、従来の単層構造よりも低い圧縮操作力に抑えることができるとともに、従来の単層構造よりも径方向外方への拡張量を大きくすることができる。
従って、流体管の貫通孔に対して防錆ブッシュを抜止め可能な拡径状態に確実に塑性変形させながらも、拡径用弾性体の圧縮・拡張に要する操作力の軽減化を図ると同時に、径方向外方への拡張量を増大できる分だけ拡径用弾性体の無負荷時における最大外径及び両押圧板の外径を小さくすることができ、ブッシュ装着機の小型化、軽量化を図ることができる。
本発明では、前記拡径用弾性体を構成する複数層の弾性筒体のうち、最外層に位置する弾性筒体の硬度が、それの径方向内方に位置する弾性筒体の硬度よりも大に構成されていてもよい
上記構成によれば、最外層に位置する硬度の大きい弾性筒体により、防錆ブッシュと当接している部位の径方向内方側への相対的な弾性変形を抑制して、流体管の貫通孔に対して防錆ブッシュを抜止め状態に確実、強力に塑性変形させることができる。
本発明では、前記拡径用弾性体を構成する複数層の弾性筒体のうち、最外層に位置する弾性筒体の厚みが、それの径方向内方に位置する弾性筒体の厚みよりも大に構成されていてもよい
上記構成によれば、外層に位置する硬度の大きな弾性筒体の厚みが厚く構成されているため、防錆ブッシュと当接している部位の径方向内方側への相対的な弾性変形を抑制して、流体管の貫通孔に対して防錆ブッシュを抜止め状態に確実、強力に塑性変形させることができる。
本発明では、流体管に分岐接続され、かつ、仕切弁が介装された枝管の端部開口を閉塞するようにその仕切弁の下流側端部又はそれに接続する管部分の端部に装着可能な蓋体と、この蓋体を密封状態で軸芯方向に摺動自在に貫通する筒状の第1操作軸と、この第1操作軸内を軸芯方向に摺動自在に貫通する第2操作軸とを設け、この第1操作軸及び第2操作軸の内端側に取付けられた両押圧板間に、これらによる軸芯方向からの挟圧で枝管の内周面に密着する拡径状態に弾性変形してその内周面と両押圧板の外周部との間を遮蔽する拡径用弾性体を介装してある枝管流路遮蔽装置において
前記拡径用弾性体が、径方向で複数の環状弾性層を形成する複数の弾性筒体から構成されていてもよい
上記構成によれば、両操作軸の相対摺動操作による両押圧板の相対近接移動に連れて、拡径用弾性体を構成する径方向で複数の弾性筒体を、枝管の内径よりも大なる外径にまで弾性変形させた際、従来の単層構造のように荷重に比例して単純に圧縮・拡張はせず、従来の単層構造よりも低い圧縮操作力に抑えることができるとともに、従来の単層構造よりも径方向外方への拡張量を大きくすることができる。
従って、流体管の枝管の内周面に確実、強力に密着させながらも、拡径用弾性体の圧縮・拡張に要する操作力の軽減化を図ると同時に、径方向外方への拡張量を増大できる分だけ拡径用弾性体の無負荷時における最大外径及び両押圧板の外径を小さくすることができ、枝管流路遮蔽装置の小型化、軽量化を図ることができる。
そして、本発明による第1の特徴構成は、流体管の周壁の貫通孔に挿入された防錆ブッシュに対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これの相対近接移動に伴う径方向外方への拡張により防錆ブッシュを拡径変形させる拡径用弾性体を設けてあるブッシュ装着機であって、
前記拡径用弾性体が、径方向で二層の環状弾性層を形成する両弾性筒体から構成されているとともに、外層に位置する弾性筒体の硬度が内層に位置する弾性筒体の硬度よりも大に構成されている、又は、両弾性筒体の硬度が同一に構成されている点にある。
本発明による第2の特徴構成は、前記両弾性筒体が同一組成の材料から構成されている点にある。
本発明による第3の特徴構成は、前記両弾性筒体が組成の異なる材料から構成されている点にある。
本発明による第4の特徴構成は、前記両弾性筒体のうち、外層に位置する弾性筒体の厚みが、内層に位置する弾性筒体の厚みよりも大に構成されている点にある。
本発明による第5の特徴構成は、流体管に分岐接続され、かつ、仕切弁が介装された枝管に対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これらによる軸芯方向からの挟圧で枝管の内周面に密着する拡径状態に弾性変形してその内周面と両押圧板の外周部との間を遮蔽する拡径用弾性体を介装してある枝管流路遮蔽装置であって、
前記拡径用弾性体が、径方向で二層の環状弾性層を形成する両弾性筒体から構成されているとともに、外層に位置する弾性筒体の硬度が内層に位置する弾性筒体の硬度よりも大に構成されている、又は、両弾性筒体の硬度が同一に構成されている点にある。
〔第1実施形態〕
図1〜図7は、流体管の一例である既設の水道管1の外周面に、水道管1の管軸線Xに対して交差(当該実施形態では直交)する分岐軸線Y方向(穿孔軸線方向)に沿って外方に突出する分岐管部2を一体形成してある鋳鉄製の分岐継手Aを、水道管1の外周面との間をシール材(弾性パッキン)3で密封(液密又は気密状態に密封)した状態で外装固定し、この分岐継手Aの分岐管部2に作業用開閉弁Bを介して取付けた穿孔機Cのカッター4により、開き操作された作業用開閉弁B及び分岐管部2内を通して、水道管1内の流体の流れを維持したままシール材3で密封された管壁部に貫通孔(以下、分岐口と記載する〉5を貫通形成したのち、穿孔機Cと取替えたブッシュ装着機Dに、分岐口5の外周面側周縁の一部に分岐軸線Y方向から当接する挿入規制部13を備えた耐蝕性・耐錆性に優れた円筒状のステンレス鋼製の防錆ブッシュ6を装着し、この防錆ブッシュ6を、それの挿入規制部13が分岐口5の外周面側周縁の一部に分岐軸線Y方向から当接する状態にまで分岐口5に挿入したのち、ブッシュ装着機Dの拡径操作により、防錆ブッシュ6を拡径して分岐口5に臨む内周面1aに抜止め状態で装着させる水道管1の分岐口防食方法及び分岐口防食構造を示す。
この分岐口防食方法及び分岐口防食構造に用いられる分岐継手Aの継手本体7は、図1、図2に示すように、水道管1に対して管径方向の外方から装着自在な管周方向で複数に分割(当該実施形態では二分割)された半円筒状の分割ケース体7A、7Bから構成されていて、各分割ケース体7A,7Bの管周方向両端部には、水道管1に外装された分割ケース体7A,7B同士を締結手段の一例である複数本のボルト8・ナット9で脱着自在に固定連結するための連結フランジ部7a,7bが一体形成されているとともに、各分割ケース体7A,7Bの内周面に形成されたシール保持溝7cには、水道管1の外周面との間を密封する合成ゴム製(例えば、スチレンブタジエンゴム等)のシール材3が装着されている。
また、一方の分割ケース体7Aの管軸線X方向中央部で、かつ、管周方向の中央部には、前記分岐管部2が一体的に突出形成されているとともに、この分岐管部2の先端に一体形成された連結フランジ部2aには、作業用開閉弁Bの弁ケース10の分岐軸線Y方向一端に一体形成された連結フランジ部10aが、締結手段の一例である複数本のボルト8・ナット9を介して脱着自在に固定連結されている。
前記防錆ブッシュ6のうち、分岐口5に対して分岐軸線Y方向から挿入される挿入筒部6Bの基端側の部位には、図5〜図7に示すように、分岐口5の外周面側開口周縁の一部に分岐軸線Y方向から当接する挿入長さ規制用の環状係止部6Aが径方向外方に膨出形成されているとともに、挿入筒部6Bの外周面及び環状係止部6Aの外周面には、分岐口5の孔内周面1a及び分岐口5の外周面側開口周縁の一部に接触可能な合成ゴム(例えば、SBRなど)製の弾性被覆層12が被覆処理されている。
前記弾性被覆層12は、分岐口5内周面に小径薄肉の第1被覆部分12Aと、これと挿入規制部13との間に位置する中径中肉の第2被覆部分12Bと、挿入規制部13の外周面を覆う大径厚肉の第3被覆部分12Cとから構成されている。
前記挿入規制部13は、防錆ブッシュ6の環状係止部6Aとそれの外周面を覆う弾性被覆層12の第3被覆部分12Cとから構成されているとともに、第3被覆部分12Cの環状当接面12aが、分岐軸線Yに対して直交する垂直面に形成されている。
前記穿孔機Cとしては、従来から種々の構造のものが存在するが、その一例を挙げると、図1、図2に示すように、電動モータやエンジン等の原動部の駆動により、ケーシング15に支承された回転並びに分岐軸線Y方向(穿孔軸線方向)に摺動自在な駆動回転軸16に対して駆動回転力と送り力とを付与し、この駆動回転軸16の先端部の連結フランジ部17に他種のものと付替え自在に連結されたカッター4の一例であるホールソーを、作業用開閉弁B内の流路と分岐継手Aの分岐管部2内の流路とを通してから送り込むことにより、水道管1の管壁に管軸線Xに対して直交する分岐軸線(穿孔軸線)Y方向に貫通する分岐口5を切削形成する。
前記ホールソー4は、切削チップを先端部に備えた円筒状ボディー4Aの底壁部の中心位置に、円筒状ボディー4Aの切削チップよりも前方に突出するセンタードリル4Bを設けて構成されているとともに、前記ケーシング15の先端部には、弁ケース10の分岐軸線Y方向他端に一体形成された連結フランジ部10bに対して、締結手段の一例である複数本のボルト8・ナット9を介して脱着自在に固定連結される連結フランジ部15aが一体形成されている。
次に、ブッシュ装着機Dについて説明すると、図3〜図6に示すように、連結筒部材20の分岐軸線Y方向の他端側である後端に一体形成された連結フランジ部20bと、分岐軸線Y方向に沿う一本の回転操作軸21を中心部に備えた連結板部材22とが、分岐軸線Y方向に沿う一対のガイド軸23及び一対のネジ軸24を介して枠状に固定連結されているとともに、連結筒部材20の分岐軸線Y方向の一端側である前端には、弁ケース10の連結フランジ部10bに対して締結手段の一例である複数本のボルト8・ナット9を介して脱着自在に固定連結される連結フランジ部20aが一体形成されている。
また、一対のガイド軸23に沿って摺動自在な可動板部材25には、両ネジ軸24に螺合するネジ部材26と、連結筒部材20の軸受け部20cを摺動自在に貫通する状態で分岐軸線Y上に配置される内外二重軸27,28のうち、径方向外方側に位置する筒状送り軸27の後端部と、径方向内方側に位置する加圧軸28を介して拡径用の弾性体34を分岐軸線Y方向から圧縮するための拡径操作手段Eの構成部材である油圧シリンダ29とを設けるとともに、回転操作軸21の前端部に固着された大径の伝動ギア30と両ネジ軸23の後端部に固着された小径の伝動ギア31とが噛合連動されている。
前記筒状送り軸27の前端部に取付けられた有底筒状の金属製の固定押圧板32と、この固定押圧板32の中心部を通して前方側に突出する加圧軸28の前端部に取付けられた金属製の可動押圧板33との間で、かつ、可動押圧板33の筒軸部分33aの外周面には、これら両者32,33の相対近接移動、つまり、固定押圧板32に対する可動押圧板33の相対近接移動に連れて径方向外方に膨出変形される合成ゴム製の拡径用弾性体34が設けられているとともに、拡径用弾性体34が、二層(複数層)の環状弾性層を形成する弾性筒体34A,34Bから構成されている。
前記弾性筒体34A,34Bは、下記の試作品D〜試作品Kに示すように、径方向で組成及びJIS−A硬度が異なる二層構造と、径方向での組成が同一でJIS−A硬度が異なる二層構造と、径方向での組成が同一でJIS−A硬度も同一となる二層構造が存在する。
この第1実施形態では、径方向外方に位置する弾性筒体34AのJIS−A硬度を、径方向内方に位置する弾性筒体34BのJIS−A硬度よりも大に構成した実施例と、径方向外方に位置する弾性筒体34AのJIS−A硬度を、径方向内方に位置する弾性筒体34BのJIS−A硬度よりも小に構成した実施例、及び、径方向外方に位置する弾性筒体34AのJIS−A硬度を、径方向内方に位置する弾性筒体34BのJIS−A硬度と同一に構成した実施例とが存在し、その一例を挙げると次の通りである。
試作品Dの場合では、外側弾性筒体34Aが硬度90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)から構成され、内側弾性筒体34Bが硬度65度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)から構成されている。
試作品Gの場合では、外側弾性筒体34Aが硬度50度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)から構成され、内側弾性筒体34Bが硬度65度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)から構成されている。
試作品Iの場合では、外側弾性筒体34Aが硬度90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)から構成され、内側弾性筒体34Bが硬度90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)から構成されている。
前記固定押圧板32の外周面には、可動押圧板33の押圧部分33bを通して拡径用弾性体34に外装された防錆ブッシュ6の基端6aに分岐軸線Y方向から当接する円環状の当たり部32aが形成され、防錆ブッシュ6の基端6aが当たり部32aに当接した状態で、防錆ブッシュ6の先端6bと可動押圧板33の押圧部分33bとの間を通して拡径用弾性体34の先端側部分の周方向全域が露出するように構成されているとともに、加圧軸28の可動押圧板33と筒状送り軸27の固定押圧板32とが拡径操作によって所定量相対近接移動したとき、軸芯方向から互いに接当してそれ以上の相対近接移動を阻止するストッパー部35が形成されている。
このストッパー部35は、固定押圧板32の内底面32bと可動押圧板33の筒軸部分33aの内端面33cとから構成されていて、可動押圧板33と固定押圧板32とが拡径操作によって所定量相対近接移動したとき、固定押圧板32の内底面32bと可動押圧板33の内端面33cとが分岐軸線Y方向から互いに当接するように構成されている。
また、前記拡径操作手段は、加圧軸28の後端部に連係されたピストンロッドを備えた油圧シリンダ29と、この油圧シリンダ29に油圧ホースを介して圧油を供給する圧力計付きの手動操作ポンプとから構成されていて、油圧シリンダ29による拡径操作ストロークが、固定押圧板32の内底面32bと可動押圧板33の内端面33cとの対向面間の拡径作動ストロークに構成されている。
上述の如く構成された本発明の二層構造の拡径用弾性体34と従来の単層構造の拡径用弾性体とを比較試験した。
この試験では、表1〜表3に示すように、従来品とこれと同じ単層構造の試作品B〜C及び二層構造の試作品D〜Kの12種類を準備した。
従来品及び各試作品A〜Kの外径Dは130mm、長さLは100mm、肉厚tは25mmに設定するとともに、二層構造の拡径用弾性体34を構成する外側弾性筒体34Aの肉厚t1は15mm、内側弾性筒体34Bの肉厚t2は10mmに設定した。
[従来品]
単層構造で、硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の拡径用弾性体34を使用した。
[試作品A]
従来品と同じ単層構造で、硬度が70度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の拡径用弾性体34を使用した。
[試作品B]
従来品と同じ単層構造で、硬度が50度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)製の拡径用弾性体34を使用した。
[試作品C」
従来品と同じ単層構造で、硬度が95度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)製の拡径用弾性体34を使用した。
[試作品D」
内外二層構造で、硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が65度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
[試作品E]
内外二層構造で、硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が45度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
[試作品F]
内外二層構造で、硬度が50度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が65度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
[試作品G]
内外二層構造で、硬度が50度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が45度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
[試作品H]
内外二層構造で、硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が50度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
[試作品I]
内外二層構造で、硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
[試作品J]
内外二層構造で、硬度が50度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が50度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
[試作品K]
内外二層構造で、硬度が50度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の外側弾性筒体34Aと硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の内側弾性筒体34Bとからなる拡径用弾性体34を使用した。
また、ブッシュ装着機Dとしては、油圧シリンダ29の受圧面積が17.6mmの油圧式150型を使用した。
そして、この比較試験では、ブッシュ装着機Dの油圧シリンダ29による拡径操作ストロークである引込ストロークを最大30mmに設定し、5mm毎に引込荷重(KN=圧力×受圧面積)と拡径用弾性体34の径方向での最大拡張量(mm)を計測し、従来品及び各試作品A〜Kの試験結果を表1〜表3に表した。
Figure 0004101223
Figure 0004101223
Figure 0004101223
以上の試験結果を比較検討すると、単層構造の拡径用弾性体34でも、試作品A,Bのように硬度が70度又は60度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の拡径用弾性体を使用する、又は試作品Cのように硬度が95度(JIS−A)のスチレンブタジエンゴム(SBR)製の拡径用弾性体34を使用した場合には、硬度が90度(JIS−A)のウレタンゴム(UR)製の拡径用弾性体34を使用する従来品に比べて、引込荷重(KN)の減少を図りながら拡径用弾性体34の最大拡張量を増大することができるが、更に、本発明の試作品D〜Kのように、径方向でJIS−A硬度の異なる二層の弾性筒体34A,34Bからなる拡径用弾性体34を使用した場合には、従来品及び試作品A〜Cよりも引込荷重(KN)の減少を図りながら拡径用弾性体34の最大拡張量を増大することができる。
そして、試作品D〜Kの拡径用弾性体34を装着したブッシュ装着機Dを用いて、防錆ブッシュ6を分岐口5に臨む内周面1aに拡径装着させると、試作品D,E,H,Iの方が試作品F,G,J,Kよりも拡径用弾性体34の外側弾性筒体34Aの逃げ変形量が少なく、防錆ブッシュ6を確実、良好に拡径変形させることができる。
それ故に、拡径用弾性体34の外側弾性筒体34Aの硬度は、内側弾性筒体34Bの硬度と同一又はそれよりも高く、かつ、逃げ変形量を抑制することのできる硬度70度〜95度の範囲内、好ましくは硬度90度に設定することが望ましい。
〔第2実施形態〕
図9は流体輸送経路途中の枝管接続構造を示し、流体管の一例である水道管1の途中に一体的に突出形成された分岐管部2の連結フランジ部2aに、それの内径よりも小径の接続管部50Aを備えた連結蓋体50が、ボルト8・ナット9を介して密封状態で脱着自在に固定連結され、この連結蓋体50の接続管部50Aに形成された連結フランジ部50Bには、連結フランジ部51A,51Bを両端に備えた分岐管51と、連結フランジ部52A,52Bを両端に備えた仕切弁52が、夫々ボルト8・ナット9を介して密封状態で脱着自在に固定連結されていて、水道管1の分岐管部2と連結蓋体50と分岐管51と仕切弁52とをもって枝管53が構成されているとともに、仕切弁52の下流側連結フランジ部52Bには、空気弁Fや消火栓等の機器或いは水道管等が密封状態で脱着自在に固定連結されている。
次に、枝管53に介装されている仕切弁52を、水道管1での送水を行いながらも枝管53からの漏水を防止した状態で新しい仕切弁52と交換する場合に用いられる枝管流路遮蔽装置Gについて説明する。
図9〜図15に示すように、枝管53の端部開口を閉塞するように仕切弁52の下流側連結フランジ部52Bに対して密封状態で連結可能な連結フランジ部54Aを備えた有底筒状の蓋体54の底壁部54Bに、この底壁部54Bの中央部を密封状態で軸芯方向に摺動自在に貫通する筒状の第1操作軸55と、この第1操作軸55内を軸芯方向に摺動自在に貫通する第2操作軸56とが設けられ、この第1操作軸55及び第2操作軸56の内端側には、枝管53内の流路、つまり、連結蓋体50の接続管部50A内の流路を遮蔽(遮断)するための閉塞手段Hと、この閉塞手段Hによる遮蔽箇所よりも上流側の大径管壁部、つまり、連結蓋体50の蓋板部50Cの流路開口周縁に対して係合可能な拡径姿勢に屈曲しながら張り出す係止リンク57,58対を備えた抜止め手段Jが設けられているとともに、閉塞手段H及び抜止め手段Jを外部から両操作軸55,56を介して操作する操作手段Kが設けられている。
次に、前記閉塞手段について説明する。
図10、図15に示すように、第1操作軸55の内端部に、円環状の押圧面60A及び先端側に向かって同芯円で開口する中空部60Bを備えた第1押圧板60が外嵌固定され、第2操作軸56の内端側には、第1押圧板60の押圧面60Aと軸芯方向で相対向する円環状の押圧面61A及び第1押圧板60の中空部60Bに対して軸芯方向から摺動自在に内嵌する筒状部61Bを備えた第2押圧板61が、軸芯方向に摺動自在に外嵌されているとともに、第2操作軸56に対する第2押圧板61の上流側への最大移動位置を設定するストッパー用のナット62とロック用のナット63が、第2操作軸56の内端側に形成されたネジ軸部56aに螺合されている。
前記第1押圧板60の外径及び第2押圧板61の外径は、蓋体54内の格納室54Cから仕切弁52及び分岐管51を通して連結蓋体50の接続管部50A内に出し入れ操作することができるように、枝管53の構成部材である連結蓋体50の接続管部50Aの内径よりも小なる外径、換言すれば、枝管53の構成部材の中で最も小なる内径に構成されている仕切弁52のボール弁体52Cにおける流路52Dの内径よりも小なる外径に形成されている。
また、前記第2押圧板61の筒状部61Bには、非加圧状態(自然状態)で仕切弁52のボール弁体52Cにおける流路52Dの内径よりも小なる外径に形成され、かつ、両押圧板60,61の押圧面60A,61Aによる軸芯方向からの挟圧により、連結蓋体50の接続管部50Aの内周壁面に密着する拡径状態に弾性変形してその内周壁面と両押圧板60,61の外周部との間を遮蔽するゴム製の拡径用弾性体34が外装されている。
前記拡径用弾性体34は、二層(複数層)の環状弾性層を形成する弾性筒体34A,34Bから構成されている。
前記弾性筒体34A,34Bは、前記の試作品D〜試作品Kに示すように、径方向で組成及びJIS−A硬度が異なる二層構造と、径方向での組成が同一でJIS−A硬度が異なる二層構造と、径方向での組成が同一でJIS−A硬度も同一となる二層構造が存在する。
また、上述の第1実施形態と同様に、径方向外方に位置する弾性筒体34AのJIS−A硬度を、径方向内方に位置する弾性筒体34BのJIS−A硬度よりも大に構成した実施例と、径方向外方に位置する弾性筒体34AのJIS−A硬度を、径方向内方に位置する弾性筒体34BのJIS−A硬度よりも小に構成した実施例、及び、径方向外方に位置する弾性筒体34AのJIS−A硬度を、径方向内方に位置する弾性筒体34BのJIS−A硬度と同一に構成した実施例とが存在し、具体的には表1〜表3に示す通りである。
前記拡径用弾性体34を構成する両弾性筒体34A,34Bの軸芯方向中央部34aが、軸芯方向両端部34bよりも大径に構成されているとともに、その各大径中央部34aの外周面は、それの軸芯方向中央位置が最も外方に突出する部分球状面に形成され、更に、両小径端部34bの端面の外周側端面部分34cが、軸芯に直交する垂直平面に対して所定角度(当該実施形態では30度)で傾斜する環状傾斜面に形成されている。
前記第1押圧板60の押圧面60Aの外周側端面部分60a及び第2押圧板61の押圧面61Aの外周側端面部分61aの各々が、拡径用弾性体34の両端面における外周側環状傾斜面34cに対して軸芯方向から密着接当するように、半径方向外方ほど拡径用弾性体34の軸芯方向中央位置側に位置する環状傾斜押圧面に形成されているとともに、第1押圧板60の押圧面60Aの外周縁側及び第2押圧板61の押圧面61Aの外周縁には、拡径用弾性体34の軸芯方向両端部34bの外周面に接触状態で外嵌な環状押さえ部60C,61Cが形成されている。
次に、前記抜止め手段Jについて説明する。
図10、図14、図15に示すように、第2押圧板61の上流側端面の周方向三箇所に、下流側の係止リンク58の端部が揺動自在に枢支連結される板状の連結部65が固着されているとともに、第2操作軸56の内端側ネジ軸部56aに摺動自在に外嵌された取付け筒体66の外周面の周方向三箇所には、上流側の係止リンク57の端部が揺動自在に枢支連結される板状の連結部67が固着され、更に、第2操作軸56に対する取付け筒体66の上流側への最大移動位置を設定するストッパー用のナット68が、第2操作軸56の内端側ネジ軸部56aの先端側に螺合されている。
そして、第2押圧板61の連結部65と取付け筒体66の連結部67とのうち、軸芯方向で相対向する三組の連結部65,67に亘って夫々係止リンク57,58対が枢支連結されていて、図14に示すように、第1操作軸55に対する第2操作軸56の外端側への摺動に連動して、拡径用弾性体34による遮蔽箇所よりも上流側の内周壁面、つまり、連結蓋体50の蓋板部50Cの流路開口周縁に対して係合可能な拡径姿勢に屈曲しながら張り出すように構成されているとともに、図10に示すように、抜止め手段Jの係止リンク57,58対が縮径姿勢に伸展されたとき、係止リンク57,58対の屈曲枢支部S2が径方向外方に突出位置する外側腰折れ姿勢、つまり、係止リンク57,58対の屈曲枢支連結点S2が、取付け筒体66の連結部67に対する枢支連結点S1と第2押圧板61の連結部65に対する枢支連結点S3とを結ぶ線分Yよりも径方向外方に突出位置する外側腰折れ姿勢に接当規制する反転防止手段Lが設けられている。
前記反転防止手段Lを構成するに、図10、図14、図15に示すように、第2操作軸56の内端側ネジ軸部56aのうち、取付け筒体66とロックナット63との間に位置する軸部分に、縮径姿勢への伸展作動に連れて三つの上流側係止リンク57の側辺に当接する弾性変形可能なゴム製の弾性矯正筒体70を外装するとともに、取付け筒体66の下流側端部には、弾性矯正筒体70を局部的に弾性圧縮しながら径方向内方に伸展揺動する三つの上流側係止リンク57の側辺に当接して、各上流側係止リンク57を最も線分Yに近接する設定限界の外側腰折れ姿勢で受止める矯正鍔部71が一体形成されている。
前記反転防止手段Fは、縮径姿勢に伸展操作される係止リンク57に対して最初に当接する弾性規制部である弾性矯正筒体70と、弾性矯正筒体70との当接後において係止リンク57に当接する硬質規制部である取付け筒体66の矯正鍔部71とから構成されている。
次に、前記操作手段Kについて説明する。
図9、図11〜図13に示すように、前記第1操作軸55は、第1押圧板60の取付け筒部60Dに対して軸芯方向から嵌合固定される取付け軸部55aを内端側に備えた長尺の操作本体筒軸55Aと、この操作本体筒軸55Aの外端側に嵌合固定される操作延長筒軸55Bとからなり、この操作延長筒軸55Bの内周面55bが正六角形の異径内周面に形成されている。
前記第2操作軸56は、内端側ネジ軸部56aを備えた長尺の操作本体軸56Aと、この操作本体軸56Aの外端側に螺合固定される操作延長軸56Bとからなり、この操作延長軸56Bには、第1操作軸55の操作延長筒軸55Bの端部にスラストベアリング75を介して当接可能な操作ネジ部材76が螺合する外端側ネジ軸部56bと、第1操作軸55の操作延長筒軸55Bに相対回転不能な状態で軸芯方向にのみ摺動自在に嵌合する外周面が正六角形に形成された大径の角軸部56cが形成されている。
そして、前記操作ネジ部材76を締付け側に螺合操作すると、図15に示すように、第2操作軸56に対して第1操作軸55が内端側に押込み摺動され、第2押圧板61に対する第1押圧板60の近接移動に伴う挟圧作用により、非圧縮状態にある拡径用弾性体34が連結蓋体50の接続管部50Aの内周壁面に密着する拡径状態に弾性変形して、その接続管部50Aの内周壁面と両押圧板60,61の外周部との間を密封状態で遮蔽する。
また、前記第1操作軸55の操作延長筒軸55Bには、一対の第1押え操作杆77が脱着自在に嵌合保持されているとともに、この両第1押え操作杆77には、第2操作軸56の操作延長軸56Bに脱着自在に嵌合保持された第2押え操作杆78に対して係脱操作自在で、係合状態では水圧に抗して第1操作軸55に対する第2操作軸56の外端側への摺動を阻止する第1係止リング79と、蓋体54の底壁部54Bに固着されたL型の一対の係止片80に対して係脱操作自在で、係合状態では水圧に抗して蓋体54に対する第1操作軸55の外端側への摺動を阻止する第2係止リング81が設けられている。
尚、前記蓋体54には止水確認用の排水管82が接続され、この排水管82には開閉操作レバー83Aを備えた水栓83が接続されている。
次に、上述の如く構成された枝管流路遮蔽装置Gを用いての仕切弁52の交換工法について説明する。
[1]図9に示すように、仕切弁52を閉じ操作して、空気弁Fを仕切弁52の連結フランジ部52Bから取り外すとともに、枝管流路遮蔽装置Gに装備された蓋体54の連結フランジ部54Aを取付ける。
このとき、図12に示すように、一対の第1係止リング79を第2押え操作杆78に係合させたまま、一対の第2係止リング81を蓋体54の両係止片80から取り外し、両操作軸55,56を蓋体54に対して上方に引き上げ移動させ、閉塞手段H及び抜止め手段Jを蓋体54の格納室54C内に格納する。
両操作軸55,56の軸芯方向での位置関係は、両第1係止リング79によって規制されていて、その状態では両押圧板60,61の対向間隔が拡径用弾性体34を圧縮しない又はそれに近い間隔に設定されているため、拡径用弾性体34は縮径状態に維持されている。
[2]図13に示すように、仕切弁52を開き操作して、両操作軸55,56を蓋体54に対して下方に押し込み移動させ、一対の第2係止リング81を蓋体54の両係止片80に係合して、両操作軸55,56を押し込み操作位置に保持する。
このとき、抜止め手段Jは、連結蓋体50の接続管部50A内の流路よりも断面積の大きな分岐管部2内に位置している。
[3]次に、一対の第1係止リング79を第2押え操作杆78から取り外すとともに、第2操作軸56の操作延長軸56Bから第2押え操作杆78を取り外すと、水道管1を流動する水道水の水圧又はこの水圧と人為的な引き上げ操作力とによって、第2操作軸56が第1操作軸55に対して外端側に摺動し、これに連動して第2押圧板61の連結部65と取付け筒体66の連結部67とに亘って枢支連結された係止リンク57,58対が拡径姿勢に屈曲しながら張り出す。
この状態で、図14に示すように、両第2係止リング81を蓋体54の両係止片80から取り外し、水道水の水圧又はこの水圧と人為的な引き上げ操作力とによって、両操作軸55,56を蓋体54に対して上方に摺動させると、拡径姿勢に屈曲した係止リンク57,58対が、拡径用弾性体34による遮蔽箇所よりも上流側の内周壁面、つまり、連結蓋体50の蓋板部50Cの流路開口周縁に対して係合する。
[4]図11、図14、図15に示すように、操作ネジ部材76を人為的に締付け側に螺合操作すると、第2操作軸56に対して第1操作軸55が内端側に押込み摺動され、第2押圧板61に対する第1押圧板60の近接移動に伴う挟圧作用により、縮径状態にある拡径用弾性体34が連結蓋体50の接続管部50Aの内周壁面に密着する拡径状態に弾性変形して、その接続管部50Aの内周壁面と両押圧板60,61の外周部との間が密封状態で遮蔽される。
[5]次に、蓋体54の排水管82に接続した水栓83の開閉操作レバー83Aを開き操作して放水させ、その放水が止まることで止水を確認したのち、第1押え操作杆77、蓋体54を除去したのち、仕切弁52を分岐管51の連結フランジ部51Bから取り外し、新たな仕切弁52を分岐管51の連結フランジ部51Bに取付ける。
〔その他の実施形態〕
(1)上述の各実施形態では、前記拡径用弾性体34を、径方向で硬度の異なる二層の弾性筒体34A,34Bから構成したが、径方向で硬度の異なる三層以上の弾性筒体から構成してもよい。
(2)上述の各実施形態では、前記拡径用弾性体34を構成する外側弾性筒体34Aの肉厚t1を内側弾性筒体34Bの肉厚t2よりも大に構成したが、外側弾性筒体34Aの肉厚t1と内側弾性筒体34Bの肉厚t2とを同一に構成してもよく、更に、内側弾性筒体34Bの肉厚t2を外側弾性筒体34Aの肉厚t1よりも大に構成してもよい。
(3)上述の各実施形態では、外側弾性筒体34Aをウレタンゴム(UR)から製作し、内側弾性筒体34Bをスチレンブタジエンゴム(SBR)から製作したが、外側弾性筒体34Aをスチレンブタジエンゴム(SBR)から製作し、内側弾性筒体34Bをウレタンゴム(UR)から製作してもよく、更に、天然ゴム(NR)、シリコンゴム(SR)、フッ素ゴム(FR)等の他のゴム材料を用いて製作してもよい。
本発明の第1実施形態を示す穿孔前の一部切欠き正面図 穿孔後の一部切欠き側面図 ブッシュ装着機の一部切欠き正面図 ブッシュ装着機の要部の拡大断面正面図 分岐口に防錆ブッシュを挿入したときの要部の拡大断面側面図 防錆ブッシュを拡径変形操作したときの要部の拡大断面側面図 防錆ブッシュ装着後の要部の拡大断面側面図 (イ)は単層構造の拡径用弾性体の断面図(ロ)は二層構造の拡径用弾性体の断面図 本発明の第2実施形態を示し、空気弁に代えて枝管流路遮蔽装置を取付けるときの一部切欠き正面図 枝管流路遮蔽装置の閉塞手段及び抜止め手段の拡大断面正面図 枝管流路遮蔽装置の操作手段の拡大断面正面図 仕切弁に枝管流路遮蔽装置を連結したときの断面正面図 閉塞手段及び抜止め手段を下降したときの断面正面図 抜止め手段の係止リンク対を拡径させたときの要部の拡大断面正面図 閉塞手段の弾性環状体を拡径状態に弾性変形させたときの要部の拡大断面正面図
符号の説明
1 流体管(水道管)
5 貫通孔(分岐口)
6 防錆ブッシュ
32 押圧板(固定押圧板)
33 押圧板(可動押圧板)
34 拡径用弾性体
34A 外側弾性体
34B 内側弾性体
52 仕切弁
53 枝管
60 押圧板(第1押圧板)
61 押圧板(第2押圧板)

Claims (5)

  1. 流体管の周壁の貫通孔に挿入された防錆ブッシュに対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これの相対近接移動に伴う径方向外方への拡張により防錆ブッシュを拡径変形させる拡径用弾性体を設けてあるブッシュ装着機であって、
    前記拡径用弾性体が、径方向で二層の環状弾性層を形成する弾性筒体から構成されているとともに、外層に位置する弾性筒体の硬度が内層に位置する弾性筒体の硬度よりも大に構成されている、又は、両弾性筒体の硬度が同一に構成されているブッシュ装着機。
  2. 前記両弾性筒体が同一組成の材料から構成されている請求項1記載のブッシュ装着機。
  3. 前記両弾性筒体が組成の異なる材料から構成されている請求項1記載のブッシュ装着機。
  4. 前記両弾性筒体のうち、外層に位置する弾性筒体の厚みが、内層に位置する弾性筒体の厚みよりも大に構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のブッシュ装着機。
  5. 流体管に分岐接続され、かつ、仕切弁が介装された枝管に対して軸線方向から抜き差し自在で、かつ、その軸線方向に相対移動自在な両押圧板間に、これらによる軸芯方向からの挟圧で枝管の内周面に密着する拡径状態に弾性変形してその内周面と両押圧板の外周部との間を遮蔽する拡径用弾性体を介装してある枝管流路遮蔽装置であって、
    前記拡径用弾性体が、径方向で二層の環状弾性層を形成する両弾性筒体から構成されているとともに、外層に位置する弾性筒体の硬度が内層に位置する弾性筒体の硬度よりも大に構成されている、又は、両弾性筒体の硬度が同一に構成されている枝管流路遮蔽装置
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