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

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 Download PDF

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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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