JP4499400B2 - 配管工事ツールおよびそれを用いてパイプを修理する方法 - Google Patents

Description

本発明は、配管工事（水道工事）ツールに関し、特に、カットしたパイプ内の流体の進路を、取付部品（結合金具、接続金具）をカットパイプにはんだ付けできるように変えるための方法およびツールに関する。

配管システムにおける、取付部品を取り付けるためのパイプのはんだ付けは簡単で効率的な作業である。しかし、このような修理は水の存在下では行えない。はんだ付け作業中に非常に少量でも水がパイプに残り、または取付部品内を流れていれば、適切なはんだ結合の形成を妨げることがある。このような流体の流れは修理状況において特に問題である。

一般に、取付部品が取り付けられ、または、破損したパイプが修理されるべき配管システムは完全に排水される必要がある。家庭において、これは、非効率的ではあるが、配管システムのパイプに含まれる水量が比較的少ないため、許容可能な処置である。しかし、このような家庭の状況においてでさえ、ほとんどの水を十分に排出した後にも少量の水がパイプ内を流れ続けることがある。

オフィスビルなどの大規模な配管システムにおいて、システムの排水は、含まれる水が大量であることと、ビルの通常の運営を妨害することにより非常に不都合である。

このような修理を行う時間と不便さを最小にする慣用の方法の１つは、栓（プラグ）の利用である。システムは少なくとも部分的に排水され、次いで、残留水流を遮断するために栓が挿入される。栓は、典型的に、修理が完了するまで一時的にパイプを閉塞する水溶性部材である。所定の時間が経過すると栓は溶解し、パイプは通常動作のために障害物を取り除かれる。不都合なことに、この方法は、システムを少なくとも部分的に排水しなくてはならないので時間がかかる。さらに、栓が完全に溶解せずに、ついにはシステムを損傷することもある。

別の慣用の方法は、除去可能な栓を用いることである。不都合なことに、この方法は、比較的大きい圧力が栓の後ろに蓄積し得るので難しい。特に、大きいシステムにおいて、圧力の蓄積は安全性に関わることにもなる。この方法においても、圧力発生問題を最小にするために、システムは、通常、プラグの挿入前に少なくとも部分的に排水される。

したがって、水の存在下でも適時に取付部品をパイプにはんだづけすることができる配管工事ツールを提供することが望ましい。

（発明の開示）
本発明に従う配管工事ツールは、細長い中空のシャフトを有する。シャフトのシャフト端部付近に弾性部材が取り付けられる。弾性部材は半径方向外側に延在し、パイプ内径にぴったりと嵌り込む寸法を有する。

弾性部材はシャフトに、１対のねじ付き締結具により留め付けられる。弾性部材への損傷の可能性を最小にするために、ねじ付き締結具は丸みのある外面を含む。すなわち、ねじ付き締結具は、弾性部材を損傷する可能性のある鋭い輪郭を有することを避ける。弾性部材をさらに保護するために、スペーサが、ねじ付き締結具の各々と弾性部材の間に配置される。各スペーサは、非金属の材料から製造される環状部材である。

広く知られているように、漏れが生じると、一般にパイプをカットして軸方向のパイプ端を形成する。それでもなお、パイプを伝って、カットされたパイプ端の上流の流体源から流体が漏れ出ることがある。また、流体に、パイプ端からかなりの流体流を生じる可能性のある圧力が加えられることがある。

パイプをカットしたならば、本発明に従うツールをパイプ端に押し込み、弾性部材をパイプ内径にぴったりと嵌め込ませて流体流を遮断する。シャフトが中空であるため、流体の流れはシャフト内を通るように進路変更される。このような進路変更がなければ弾性部材の上流に形成されるであろう圧力が、これにより実質的に緩和される。

ツールをパイプに挿入したならば、流体はツールにより進路変更され、パイプ端付近にてパイプ内径から離れる。次いで、弁をツール上に通してパイプ端と係合させる。流体はツールを通るように進路変更されているので、ここで弁をパイプに、流体がパイプを流れることによるヒートシンク作用に関係なくはんだ付けする。パイプ内に残留し、かつ／または流れている水の量が比較的多いか少ないかに関わらず、適切なはんだ結合が保証される。なぜなら、パイプ端が、今やツール内を流れている流体から絶縁されているからである。弁をパイプ端に適切にはんだ付けしたならば、単純にツールを、弁を通して引き出して除去する。弾性部材は弁内の制限部を通過するように曲がり、ツールの取り外しは妨害されない。ツールを取り出した後、弁は閉じられて、パイプおよび配管システムに他の任意の修理が行われる。こうしてパイプ端のキャッピング（蓋締め）が、ユーザへの使用の中断を最小にして迅速に行われる。

本発明に従う別の配管工事ツールは、アクセスし難い領域に侵入することを可能にするように角度が付けられた細長い中空のシャフトを有する。

本発明に従う別の配管工事ツールは容器を有し、耐有害性材料から製造される。

本発明に従う別の配管工事ツールは、着脱可能な頭部を有して、このようなツールの複数の保管および輸送を簡略化する。

したがって、本発明は、水または有害な液体が存在しても取付部品をパイプに適時にはんだ付けするための配管工事ツールを提供する。

本発明の種々の特徴および利点は、現在好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明から当業者に明らかになろう。詳細な説明に伴われる図面を後に簡単に説明する。

図１Ａは、配管工事（水道工事）ツール１０の概略斜視図である。ツール１０は、軸Ａを画成する細長い中空のシャフト１２を含む。シャフト１２は、好ましくは、ねじ付きロッド、または、軸剛性をもたらす他の硬質もしくは半硬質の部材である。また、シャフト１２が、軸Ａから柔軟に撓み、かつ、軸Ａに沿った圧縮および伸張時に軸剛性を有し得るという点で、半柔軟性であり得ることが理解されよう。

シャフト１２は、ツール１０の扱いを容易にするノンスリップ（滑り止め）外面１４、例えば、ねじ付き面、刻み付き面、または他の不規則な面を有する。他の掴み面、または、軸Ａから外側に延在し得る他の延在部も本発明による利益を得ることが理解されるであろう。

弾性部材１６が、シャフト１２のシャフト端１２ａ付近に取り付けられる。他の取付け位置も本発明による利益を得るであろう。弾性部材１６は軸Ａに対して半径方向外向きに延在する。好ましくは、弾性部材１６は実質的に環状の部材であり、ゴム、プラスチック、または他の弾力性のある（柔軟な）材料から製造される。弾性部材１６は、シャフト１２の外面１４周囲と嵌合する内径１８、および弾性部材外径２０を画成する。外径２０は、以下にさらに記載するように、パイプ２４（図２Ｂ）のパイプ内径２２にぴったりと嵌り込む寸法を有する。

弾性部材１６は、シャフト１２に、外面１４と係合する１対のねじ付き締結具２６により留め付けられる。外面１４が、ねじ付き締結具２６を受けるためにねじ付きであることにより、外面１４は、ノンスリップ面としても、また、ねじ付き締結具２６のための受け部としても働き、それにより、ツール１０への機械加工作業を最小化する。例示された実施形態においてはねじ付き締結具が開示されているが、他の取付け装置、例えば、溶接なども本発明による利益を得ることが理解されよう。

弾性部材１６への損傷の可能性を最小にするために、ねじ付き締結具２６は丸みのある外面２８を含む。すなわち、ねじ付き締結具２６は、好ましくは、弾性部材１６を損傷する可能性のある鋭い輪郭を有することを避ける。弾性部材１６をさらに保護するために、好ましくはスペーサ３０が、ねじ付き締結具２６の各々と弾性部材１６の間に配置される。各スペーサ３０は、非金属の材料、例えば、テフロン、プラスチックなどから製造される環状部材である。スペーサ３０は、ねじ付き締結具の外径３４よりもわずかに大きいスペーサ外径３２を画定して、さらに弾性部材１６を離隔する（図１Ｂ）。

図２Ａを参照すると、さらにツール１０の使用方法が開示されている。パイプ２４は、典型的に、住宅構造物、事業用構造物、車両、または、パイプが金属材料から製造され得る他の用途における配水管である。パイプ２４は特定の向きで開示されているが、ツール１０はいずれの向きでも有効に作用するため、本発明が特定の向きに限定されないことが理解されよう。パイプ２４は、一般に１／２インチ（１．２７ｃｍ）、３／４インチ（１，９０５ｃｍ）または１インチ（２．５４ｃｍ）直径であるが、ツール１０は、任意の所望の直径を有するパイプのために適切な寸法で設けられ得る。

広く知られているように、漏れが生じると、一般的に、パイプ２４をカットして軸方向パイプ端Ｅを形成する。しかしなお、パイプ２４は、パイプ端Ｅの上流の流体源からの流体漏れＬの水路であり得る。さらに、流体に、パイプ端Ｅからかなりの流体流を生じる可能性のある圧力が加えられることがある。本発明は、パイプ２４の修理を、これまでは必要であった流体システム全体からの排水をせずに可能にする。

ツール１０は、好ましくは、特定のパイプ２４に合わせた寸法につくられ、また、好ましくは、迅速な識別を可能にするマーキングまたはカラーコーディングシステム、例えば、１／２インチ直径のパイプには赤色、３／４インチ直径のパイプには白色、１インチ直径のパイプには青を配色するシステムを含む。他の識別システムも本発明による利益を得るであろう。ツール１０は、主に、弾性部材１６の外径２０およびシャフト１２の直径により寸法が決定される。弾性部材１６は、パイプ内径２２にぴったりと嵌り込んで流体流を遮断するように寸法が決められる。弾性部材は、また、ボール弁（図２Ｅ）などの弁Ｖに共通して見られる、パイプ内径２２よりも小さい制限部内を（弾性部材の柔軟性により）通ることを保証する寸法を有する。シャフト１２は、弁Ｖ（図２Ｃ）内を通り、なおかつシャフト内に流体を通すように寸法が決められる。概して、パイプ２４が大きいほどシャフト１２は大きい。

図２Ｂを参照すると、パイプ２４をカットしたならば、ツール１０をパイプ端Ｅに押し込む（概略的に矢印Ｉで示す）。弾性部材１６がパイプ内径２２にぴったりと嵌り込んで流体流を遮断する。シャフト１２が中空であるため、流体流はシャフト１２内を通るように進路を変える。このような進路変更がなければ弾性部材１６の上流に形成されるであろう圧力が、これにより実質的に緩和される。さらに、流体がシャフト１２内へと進路を変えるため、ツール１０をパイプ２４に挿入するのに必要な労力は比較的小さい。また、ツール１０が挿入されているとき、弾性部材１６は、本質的にパイプ内径２２を拭うことを補助する漏斗状の形状になり、パイプ端Ｅ付近の残留流体を最小にすることができる。

図２Ｃを参照すると、ツール１０をパイプ２４に挿入したならば、流体は、パイプ端Ｅ付近にて、内径２２から離れる方向に進路を変えられる。流体の流れにより、または、ツール１０を、挿入方向と反対の方向にわずかに引くことにより、弾性部材１６は、パイプ２４内で、図２Ｂでの形状と逆の、軽度に円錐状または漏斗状の形状になる。漏斗状の形状は、流体をシャフト１２に向けることを促進し、また、ツールをパイプ２４の内径２２にシールすることを補助する。しかし、弾性部材１６がこのような漏斗形状を形成する部材のみに限定されず、最小の柔軟性を有する弾性部材もまた本発明による利益を得ることが理解されよう。

次いで、弁Ｖを、ツール１０上に通してパイプ端Ｅと係合させる（図２Ｄ）。流体はツール１０内を通るように進路を変えられているので、弁Ｖはパイプ２４に、流体がパイプ２４内を通ることによるヒートシンク作用に関係なくはんだ付けされる。パイプ２４内に残留し、かつ／またはパイプ２４内を流れている水の量が比較的多いか少ないかに関わらず、適切なはんだ結合が保証される。なぜなら、パイプ端Ｅと弁Ｖとの境界面が、ツール１０内をそのとき流れている流体から絶縁されているからである。さらに便利であるように、ホース３６を、シャフト１２の、弾性部材１６と反対の端部に連結することができる。ホース３６は、流体を、例えば、バケットまたはドレンに再方向付けするためのさらなる柔軟性をもたらす。別の装置において、容器３９（図４）をシャフト１２の端部に直接に、ホース３６と類似の方法で取り付けることができる。好ましくは、ツール１０の部品は、有害な流体、例えば燃料および他の腐食性流体に侵食されない材料から製造される。容器３９は、好ましくは、ドレンに排出されると不都合な結果をもたらし得る流体を受けるために用いられる。

図２Ｄを参照すると、弁Ｖ、例えばボール弁は、典型的に、移動可能な部分、例えば、弁を開閉する回転ボールＢを含む。ボールＢはパイプ内径２２よりも小さい制限部である。弁Ｖをパイプ端Ｅに適切にはんだ付けしたならば、単にツール１０を、弁Ｖを通して引き出し、取り外す（図２Ｅ）。弾性部材１６は簡単に曲がって制限部を通過し、ツール１０の取り外しは妨害されない。ツール１０を取り外した後、弁Ｖが閉じられて、パイプ２４および配管システムに他の任意の修理が行われる（図３）。こうして、パイプ端Ｅの弁Ｖによるキャッピングが、ユーザへの使用妨害を最小にして迅速に行われる。

本発明は、また、接着剤で互いに貼り付けなくてはならない非金属パイプにも有効である。接着剤は一般に、流体が幾らか存在しても付着するが、結合部付近の流体が除去されることが好ましい。ツール１０の挿入中の拭取り作用（図２Ｂ）、および、流体を進路変更して凝固中の接着剤から離すことが特に有益である。

図５を参照すると、別の配管工事ツール１０Ａが細長い中空のシャフト１２Ａを含み、シャフト１２Ａは、軸Ａに対して角度を有する角度付き部分１２Ａ’を含む。角度付き部分１２Ａ’は、部分１２Ａ’が無ければ配管作業において一般にアクセス不能な領域に到達することを簡単にする。任意の角度が本発明による利益を得ること、および、角度が、例示された実施形態に開示されている９０度の曲がりに限定されないことを理解されたい。さらに、角度付き部分１２Ａ’などを取り付けるために継手Ｊが用いられる得ることが理解されよう。

図６を参照すると、別の配管工事ツール１０Ｂが、取外し可能な頭部Ｈを含む細長い中空シャフト１２Ｂを含む。頭部Ｈは、各頭部Ｈが特定の寸法の弾性部材１６ａ〜１６ｃを支持するように交換可能である。すなわち、複数の頭部Ｈの１つがシャフト１２Ｂに、連結領域Ｃ、例えば、ねじ付き連結部、スナップロックおよび／または他の係合部を介して選択的に取り付けられ、これにより複数のパイプ直径に適合される。このような装置により、柄が比較的長いツールを複数持ち運ぶ必要がなくなるので、ツールボックスなどの内部の必要な空間が最小になる。

以上の記載は、記載した範囲に限定されない例示的なものである。本発明の多くの修正および変更を、上記の教示に鑑みて行うことができる。本発明の好ましい実施形態を記載してきたが、当業者は、幾つかの変更が本発明の範囲内で行われることを理解するであろう。したがって、本発明が、特許請求の範囲内で、以上に詳細に記載したのものと異なるように実行され得ることが理解されよう。したがって、本発明の真の範囲および内容を決定するために特許請求の範囲を考察されたい。

図１Ａは、本発明に従って設計された配管工事ツールの概略分解図であり、図１Ｂは、配管工事ツールの概略斜視図である。 図２Ａは、パイプに対する第１の位置における配管工事ツールの断面図である。 図２Ｂは、パイプに挿入された配管工事ツールの断面図である。 図２Ｃは、弁がパイプの付近にある第３の位置における配管工事ツールの断面図である。 図２Ｄは、弁がパイプにはんだ付けされた状態での配管工事ツールの断面図である。 図２Ｅは、はんだ付けされた弁を通って配管工事ツールが取り外されている断面図である。 図３は、修理されたパイプの断面図である。 図４は、別の配管工事ツールの概略斜視図である。 図５は、別の配管工事ツールの概略斜視図である。 図６は、別の配管工事ツールの概略斜視図である。

Claims (4)

1. 配管工事ツールであって、
   第１の軸を画成する第１の部分と、前記第１軸に対して角度を成す第２の部分と、を含む中空のシャフト部材と、
   前記中空シャフト部材に取り付けられ、かつ前記第１軸に対して半径方向に延在する弾性部材であって、パイプ内径にぴったりと嵌り込み、かつ、前記パイプ内径よりも小さい第２の内径を通過するための柔軟性を有する弾性部材と、
   を含む配管工事ツール。
2. 前記中空シャフトに選択的に取付け可能な容器をさらに含む請求項１に記載の配管工事ツール。
3. 前記弾性部材を支持する頭部をさらに含み、前記頭部が前記中空シャフト部材に選択的に取付け可能である請求項１に記載の配管工事ツール。
4. 前記弾性部材が耐有害性の材料から製造された請求項１に記載の配管工事ツール。

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