JP4738977B2 - サドル付分水栓 - Google Patents

Description

本発明は、本管から給水管を分岐する際に用いる、サドル付分水栓に関する。

通水状態の水道本管から給水管を分岐する際には、サドル付分水栓が用いられている。このサドル付分水栓は、水道本管の外周に取り付けられ、分水栓の分岐継手部に給水管を接続した後、穿孔機を挿通して水道本管に分岐孔を穿孔し、次いで、分水栓を弁閉状態とし、前記穿孔機を取り外した後に再び分水栓を弁開状態とすることにより、水道水を水道本管から給水管に供給する構造を有している。分水栓を開閉するボール弁体は、分岐継手部と同軸且つ前記ボール弁体を介して対向配置された弁軸により回転操作できるようにしている。

サドル付分水栓の水道本管への固定は、分水栓を上部に装着した円弧板状のサドルと、このサドルと水道本管を介して対向配置される円弧板状のバンドとを、水道本管に直交して配置し、このサドルとバンドを互いに接続するボルト・ナットの締付けにより行われる。このボルト・ナットは、サドルやバンドの両端、すなわち分岐継手部側と弁軸側に配置されており、それぞれのボルト・ナットの軸芯は鉛直且つ互いに並行状態で配置されている（例えば、特許文献１参照）。

また、小口径の水道本管から上記給水管と同口径の給水管を分岐する際に用いるサドル付分水栓では、分水栓や分岐継手部の大きさを変えずに、サドルやバンドの径を小さくすることから、上記ボルト・ナットが、分水栓の弁軸や分岐継手部に干渉しないよう、分水栓側に大きく開いた傾斜状態で配置されている（例えば、特許文献２参照）。

更に、分岐継手を一体に形成したサドルと、このサドルと水道本管を介して対向配置されるバンドからなり、これらサドルとバンドとを全体的に大きく分岐側に傾斜した分岐継手を用いる技術が公知である（特許文献３参照）。
特開２００１−２８９３８５号公報 特開２００１−１８２１０４号公報 特許第２８５２５４３号

しかしながら、給水管の分岐作業は、地中に埋設された水道本管付近の地面を、各水道自治体等で定められた最小限の巾にて掘削して溝を形成し、この狭い掘削溝の中で、サドル付分水栓を水道本管に固定する作業となる。特許文献１や特許文献２に記載の技術では、非分岐側のサドルとバンドの締付側では掘削溝が必然的に狭くなり、ボルト・ナットを締付ける際、レンチ等の締付け工具が掘削溝の内壁面に干渉しやすくなることから、分岐作業者は、工具の脱着と小刻みな回転を繰り返して、工具の干渉を避けながら、ボルト・ナットの締付け作業を行わなければならなかった。
このように、サドル分水栓の分岐側と非分岐側では、ボルト・ナットの締付け時における作業条件が大きく異なり、特に、非分岐側において締付け作業が行い難くなっていた。

また、特許文献３に記載の技術では、分岐接続箇所の立ち上り量を抑制する観点から、分水栓を備えておらず、通水状態における水道本管の分岐には不向きであった。

本発明は、従来の課題点に鑑みて開発したものであり、その目的とするところは、通水状態で本管から給水管の分岐が可能であり、サドルとバンドとを固定するボルト・ナットの締付け工具が、サドルに設けた分水栓や、分水栓が収容される掘削溝の内壁面に干渉しにくく、迅速な分岐作業を行うことができるサドル付分水栓を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、本管の分岐孔に連通する鉛直流路及びこの鉛直流路に直交する分岐流路を有し、これらの流路を開閉する弁機構を収容した分水栓と、この分水栓を本管外周に固定するサドルと、前記本管を挟んで前記サドルに対向配置され、このサドルに相互に接続されたボルト・ナットの締付けにより、前記サドルを本管外周に固定するバンドからなり、前記サドルを、前記分水栓の分岐流路側に傾斜させることにより、前記分水栓に対して非対称形状に構成したサドル付分水栓である。

請求項２に係る発明は、バンドを、分水栓に対して対称形状に構成したサドル部を有するサドル付分水栓のバンドと、同一形状としたサドル付分水栓である。

請求項１に係る発明によると、分水栓を本管に固定するサドルを、分水栓に対して非対称形状に構成したので、ボルト・ナットの位置を分岐側・非分岐側で変えることができ、各ボルト・ナットを締付ける工具が、分水栓の分岐流路や掘削溝の内壁に干渉するのを低減して、分岐側・非分岐側の何れの側でも分岐作業を迅速に行うことができる。

しかも、非分岐側のボルト・ナットが分水栓に近接するのに対応して、分岐継手側のボルト・ナットが分岐継手から離れるので、各ボルト・ナットを締付ける工具が、分水栓の分岐流路や掘削溝の内壁に干渉するのを低減して、分岐作業を迅速に行うことができる。

請求項２に係る発明によると、非対称形状のサドルでありながら、対称形状のサドルを有するサドル付分水栓との間でバンドを共通化できるので、部品点数を削減できると共に、形状の異なるバンドを誤って用いるおそれがなくなり、誤組立てを防止することができるサドル付分水栓を提供できる。

以下、本発明におけるサドル付分水栓の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態で示すサドル付分水栓は一例であって、本発明がその形態に限定されるものではない。図１は、本発明におけるサドル付分水栓の第１実施形態を示す断面図であり、分水栓１が装着されたサドル２と、本管３を介して前記サドル２と対向配置されるバンド４とを、それぞれの両端に接続されたボルト・ナット５ａ、５ｂを締付けることにより、本管３に固定している。本実施形態における本管３及び本管３から分岐される給水管６の口径は、例えば、本管３は１００Ａ、給水管を２５Ａとしている。

分水栓１の本体７には、本管３の上部に穿孔される分岐孔３ａと連通する鉛直流路８を形成すると共に、この鉛直流路８と直交するように、分岐流路９を水平に形成している。そして鉛直流路８と分岐流路９との交差位置に収容した弁機構１０により、鉛直流路８から分岐流路９への流路を開閉するようにしている。

分岐流路９の開口部９ａには、分岐継手１１が装着されている。この分岐継手１１は、少なくとも、開口部９ａの外周に螺合されるナット部材１２と、開口部９ａの内周に配置されるシール輪１３と、開口部９ａの端部に配置され、且つシール輪１３を押圧する環状の押圧板１４と、開口部９ａより外側に配置され、且つナット部材１２の内周に配置された係止部材１５により構成されている。そして、ナット部材１２を締め込むことにより、シール輪１３を、押圧板１４を介して、分岐継手１１に接続される給水管６、及び開口部９ａ内方に形成されたテーパ面９ｂの双方に押圧し、この部位をシールすると共に、係止部材１５を給水管６の外周に押圧し、給水管６を抜け止め状態で接続するようにしている。

分水栓本体７に収容された弁機構１０は、ボール弁体１６と、このボール弁体１６を回転する操作軸１７と、ボール弁体１６の上下をシール状態で支持するボールシート１８ａ、１８ｂから構成されている。操作軸１７は、分岐流路９と同軸で、且つ分岐流路９とボール弁体１６を介して対向配置され、分水栓本体７の外方に水平に突出配置されている。なお、分水栓本体７の上部には、鉛直流路８の延長線上に、後述する穿孔機や防食スリーブ挿入機を着脱するための開口部１９を形成しており、この開口部１９は蓋部材２０により被覆可能としている。

上ボールシート１８ａは、分水栓本体７に装着され、その下面は、分岐流路９の内径上端縁よりも下方に位置している。上ボールシート１８ａの分岐流路９側の側方は、分水栓本体７の内方に突出形成されたガイド７ａにより支持しており、これにより、ボールシート１８ａが流体によって分岐流路９側に飛び出すのを防止している。また、このガイド７ａは、分岐流路９に挿入される給水管６の先端が当接する位置に形成しており、給水管６がボールシート１８ａやボール弁体１６に接触するのを防止している。

分水栓本体７の底部には、鉛直流路８を構成するナット体２１を螺合し、このナット体２１に下ボールシート１８ｂを装着している。下ボールシート１８ｂの分岐流路９側の側方は、上ボールシート１８ａと同様に分水栓本体７の内方に突出形成されたガイド７ａにより支持しており、これにより、ボールシート１８ｂの分岐流路９側への飛び出しの防止を図るとともに、給水管６のボールシート１８ａやボール弁体１６への接触を防止している。
ナット体２１の底部には、分水栓１と本管３との間を液密にシールし、且つ上記鉛直流路８を構成する、環状のシール部材２２を係合配置している。以上の構成からなる分水栓１は、図２に示すように、分水栓本体７の下方に形成されたフランジ部７ｂを介して、サドル２の上部に形成された略角柱状の分水栓支持部２３に、ボルト２４を介して固定されている。

分水栓１を本管３外周に固定するサドル２は、図３に示すように、上記分水栓支持部２３から湾曲板状のサドル本体２５を左右に延設している。このサドル本体２５の両端には分岐側平面部２６ａ、非分岐側平面部２６ｂを同一平面状に設け、これら平面部２６ａ、２６ｂに、ボルト挿通孔２７ａ、２７ｂを、平面部２６ａ、２６ｂと直交方向に形成している。

分水栓支持部２３から各平面部２６ａ、２６ｂまでのサドル本体２５の長さは、分岐側円弧部２５ａの長さを非分岐側円弧部２５ｂよりも長く設定しており、これにより、サドル２を分水栓１に対して非対称形状に構成している。本実施形態において、平面部２６ａ、２６ｂの傾斜角度θは、分水栓１における鉛直流路８の軸芯８ａに直交する水平線に対して、分岐側に約３°の傾斜であり、これに伴い、サドル２に接続されるボルト・ナット５ａ、５ｂが、分岐側に約３°傾斜するようにしている。

本管３を挟んで上記サドル２に対向配置されるバンド４は、図１に示すように、湾曲板状のバンド本体２７を有し、その両端に分岐側平面部２８ａ、非分岐側平面部２８ｂを同一平面状に設け、これら平面部２８ａ、２８ｂに、ボルト挿通孔２９ａ、２９ｂを、平面部２８ａ、２８ｂと直交方向に形成している。このバンド４は、サドルを分水栓１に対して対称形状とした従来品と同一形状であり、部品の共通化を図っている。なお、サドル２やバンド４の各両端の平面部と、ボルト・ナット５ａ、５ｂの間には、絶縁体３０を介在させている。
バンド４は、サドル２に相互に接続されたこのボルト・ナット５ａ、５ｂの締付けにより、サドル２を本管３外周に固定する。

なお、本実施形態におけるサドル付分水栓が設置される掘削溝３１は、図２に示すように、本管３の軸芯Ｏを中心に、幅Ｗが約１０００ｍｍ、長さＬが約１５００ｍｍの寸法で、地面Ｅを掘削して形成している。そして、この掘削溝３１の中央付近から、分岐溝３２を、掘削溝３１に連続し且つ直交方向に掘削形成している。

次に、本発明のサドル付分水栓の本実施形態における作用を説明する。まず、分水栓１が固定されたサドル２を、図１及び図２に示すように、掘削溝３１の内部に露出した本管３の上部に、分水栓１の分岐流路９が本管３の軸芯Ｏと直交する位置で載置する。この際、分水栓１における分岐流路９の開口部９ａから、分岐継手１１を取り外しておく。

次に、前記サドル２と本管３を介して対向する位置に、バンド４を配置した後、サドル２の両端に形成された平面部２６ａ、２６ｂと、バンド４の両端に形成された平面部２８ａ、２８ｂとを、ボルト挿通孔２７ａと２９ａ、２７ｂと２９ｂを介して、ボルト・ナット５ａ、５ｂによりそれぞれ接続する。これにより、サドル２とバンド４とは、本管３に対して仮固定される。

そして、図２及び図４に示すように、ボックスレンチ等の締付け工具３３により、上記ボルト・ナット５ａ、５ｂを締付け、サドル２とバンド４とを本管３に対して本固定する。この際、分岐側のボルト・ナット５ａは、分岐流路９側、すなわち分水栓１から離れる方向に傾斜しているので、締付け工具３３を分岐流路９の開口部９ａに干渉することなく回転することができ、ボルト・ナット５ａの締付け作業を迅速且つ確実に行うことができる。

また、非分岐側のボルト・ナット５ｂも、分岐流路９側、すなわち掘削溝３１の内壁面３１ａから離れる方向に傾斜しているので、ボルト・ナット５ｂと内壁面３１ａとの距離を拡げることができ、図２に示すように、締付け工具３３の回転角αを大きく確保することができるので、ボルト・ナット５ｂの締付け作業を迅速且つ確実に行うことができる。

ボルト・ナット５ａ、５ｂの締付け作業を完了すると、分水栓１と本管３との間に配置されたシール部材２２が押圧されて、この部位をシールする。本実施形態においては、サドルが対称構造のサドル付分水栓と同一の環状シール部材２２を用いており、且つサドル２の傾斜角度θを約３°と低く設定しているので、ボルト・ナット５ａ、５ｂの締付け力をシール部材２２に対して略鉛直方向に与えることができ、サドル２を分水栓１に対して非対称形状に構成しつつ、シール部材２２を効率よく十分に押圧することができる。

次に、本管３に固定されたサドル付分水栓を用いて、分岐作業を行う手順について説明する。
本管３に装着されたサドル付分水栓には、図５に示すように、分岐流路９の開口部９ａに、アダプタ３４を介して、ドレン排出ユニット３５を接続すると共に、分水栓本体７の上部開口部１９に、穿孔機（図示せず）を装着する。そして、この穿孔機により、鉛直流路８を介して本管３の上部に分岐穴３ａを穿孔すると、穿孔により生じた切粉（本管３の切削片）が、本管３内を流れる水等の流体と共に、ドレン排出ユニット３５から排出される。これにより、サドル付分水栓の内部の切粉を排出して、赤水等の発生を抑制することができる。

ドレン排出ユニット３５は、ユニオン継手３６、ドレン弁（ボールバルブ）３７及びホース３８からなり、分岐作業者が携行しているものである。ドレン排出ユニット３５の配管口径（ユニオン継手３６の呼び径）は、φ２０ｍｍやφ２５ｍｍが一般的であるのに対し、分水栓１の分岐流路９の開口部９ａ外周に形成された雄ネジ部９ｃの呼び径はφ５０ｍｍやφ７０ｍｍであることから、上述のように切粉を排出する際には、分岐流路９の開口部９ａの呼び径からドレン排出ユニット３５の呼び径に縮径する流路を有する、アダプタ３４が用いられる。

本実施形態におけるアダプタ３４は、分岐流路９の開口部９ａの端部内径からユニオン継手３６の口径に縮径する、テーパ状の流路３４ａを有している。一方、分岐流路９にも、その口径から開口部９ａの端部内径に拡径する、前述のテーパ面９ｂを形成していると共に、分岐流路９の開口部９ａとアダプタ３４との間には、開口部９ａの端部内径と同内径の環状ガスケット３９を介在している。従って、分岐流路９からアダプタ３４にかけて、例えば、分岐流路９（内径φ３２ｍｍ）、テーパ面９ｂ、開口部９ａ（内径φ４２ｍｍ）、ガスケット３９内周面（内径φ４２ｍｍ）、テーパ状流路３４ａ、アダプタ３４の流出口３４ｂ（内径φ２０ｍｍ）が、凹部なく連続して形成されるので、切粉が滞留することなく、円滑に排出される。

アダプタ３４におけるテーパ状流路３４ａの傾斜角βは、緩やかに設定するほど、切粉の排出性は良好となるものの、アダプタ３４の全長が長くなり、取り回しが不便となるのみならず、製品コストの上昇を招いてしまう。これに対し、傾斜角βを急な角度に設定すると、流路が急激に縮径するので、流体抵抗が大きくなって切粉の排出性は低下してしまう。従って、本実施形態のアダプタ３４におけるテーパ状流路３４ａの傾斜角βは、分岐流路９のテーパ面９ｂの傾斜角γと同様、３０〜４５°に設定している。
このようにアダプタ３４の流路のテーパをなだらかに設定することにより、切粉の排出性が良くなり、分水栓１内部に切粉が残りづらくなり、赤水等の発生を抑制できる。

切粉を排出した後は、分水栓１のボール弁体１６を回転して鉛直流路８を閉止し、分岐流路９からドレン排出ユニット３５を取り外し、分岐継手１１を装着する。そして、この分岐継手１１に図１のように給水管６を接続する。次に、分水栓１の上部開口部１９から上記穿孔機を取り外した後、同部位に防食スリーブ挿入工具（図示せず）を装着し、ボール弁体１６を回転して鉛直流路８を開放した後、この鉛直流路８を介して防食スリーブ４０を分岐孔３ａに装着する。防食スリーブ４０の装着後、ボール弁体１６を再び回動して鉛直流路８を閉止し、挿入工具を取り外す。そして、分水栓本体７の上部開口部１９に図１に示した蓋部材２０を取り付け、ボール弁体１６を回転して鉛直流路８を開放すると、本管３から、分岐孔３ａ、鉛直流路８、分岐流路９を介して、給水管６への通水がなされ、分岐作業が完了する。

図６は、本発明に係るサドル付分水栓の第２実施形態を示す断面図であり、本管４１の口径は小口径である７５Ａ、図示しない給水管の口径は、前述の実施形態と同様、２５Ａとした構造である。分水栓１は、前述の実施形態と同一であるので、説明を省略する。

サドル４２は、略角柱形状の分水栓支持部４３から湾曲板状のサドル本体４４を左右に延設して構成している。このサドル本体４４の両端には、分岐側平面部４５ａ、非分岐側平面部４５ｂを設け、これら平面部４５ａ、４５ｂに、ボルト挿通孔４６ａ、４６ｂを、平面部４５ａ、４５ｂと直交方向に形成している。

分水栓支持部４３から各平面部４５ａ、４５ｂまでのサドル本体４４の長さは、分岐側円弧部４４ａの長さを非分岐側円弧部４４ｂよりも長く設定しており、これにより、サドル４２を分水栓１に対して非対称形状に構成している。本実施形態において、平面部４５ａ、４５ｂは、分水栓１における鉛直流路８の軸芯８ａに直交する水平線ｍ、ｎに対して、平面部４５ａ分岐側に約１２°の傾斜角δ、平面部４５ｂは非分岐側に約８°の傾斜角εによって傾斜している。従って、サドルを分水栓１に対して対称形状とした従来品（例えば、分岐側、非分岐側共に約１０°の傾斜を設けた場合）の構造に比して、分岐側に約２°傾斜させた構造としており、これに伴い、サドル４２に接続されるボルト・ナット５１ａ、５１ｂが、分岐側に約２°多く傾斜するようにしている。

本管４１を挟んで上記サドル４４に対向配置されるバンド４７は、図６に示すように、湾曲板状のバンド本体４８を有し、その両端に分岐側平面部４９ａ、非分岐側平面部４９ｂを同一平面状に設け、これら平面部４９ａ、４９ｂに、ボルト挿通孔５０ａ、５０ｂを、平面部４９ａ、４９ｂと直交方向に形成している。このバンド４７は、サドルを分水栓１に対して対称形状とした従来品と同一形状であり、部品の共通化を図っている。

この、第２実施形態においても、サドル４２とバンド４７とを、ボルト挿通孔４６ａと４９ａ、ボルト挿通孔４６ｂと４９ｂを介して、ボルト・ナット５１ａ、５１ｂにより接続し、ボックスレンチ等の図示しない締付け工具により、上記ボルト・ナット５１ａ、５１ｂを締付けて本管４１に対して本固定する。この際、分岐側のボルト・ナット５１ａは、分岐流路９側、すなわち分水栓１から離れる方向に傾斜しているので、締付け工具を分岐流路９の開口部９ａに干渉することなく回転することができ、ボルト・ナット５１ａの締付け作業を迅速且つ確実に行うことができる。

また、非分岐側のボルト・ナット５１ｂも、分岐流路９側、すなわち掘削溝の内壁面から離れる方向に傾斜しているので、ボルト・ナット５１ｂと内壁面との距離を拡げることができ、締付け工具の回転角を大きく確保することができるので、ボルト・ナット５１ｂの締付け作業を迅速且つ確実に行うことができる。

本発明に係るサドル付分水栓の第１実施形態を示した断面図である。 図１に示すサドル付分水栓を切削溝内に配置した状態を示した平面図である。 本発明に係るサドル付分水栓のサドルを示した断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明に係るサドル付分水栓を用いた分岐作業を示す説明図である。 本発明に係るサドル付分水栓の第２実施形態を示した断面図である。

符号の説明

１ 分水栓
２ サドル
３ 本管
３ａ 分岐孔
４ バンド
５ａ、５ｂ ボルト・ナット
８ 鉛直流路
９ 分岐流路
１０ 弁機構

Claims (2)

1. 本管の分岐孔に連通する鉛直流路及びこの鉛直流路に直交する分岐流路を有し、これらの流路を開閉する弁機構を収容した分水栓と、この分水栓を本管外周に固定するサドルと、前記本管を挟んで前記サドルに対向配置され、このサドルに相互に接続されたボルト・ナットの締付けにより、前記サドルを本管外周に固定するバンドからなり、前記サドルを、前記分水栓の分岐流路側に傾斜させることにより、前記分水栓に対して非対称形状に構成したことを特徴とするサドル付分水栓。
2. 上記バンドを、上記分水栓に対して対称形状に構成したサドル部を有するサドル付分水栓のバンドと、同一形状としたことを特徴とする請求項１に記載のサドル付分水栓。

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