JP5548564B2 - コア - Google Patents

Description

本発明は、流体管の外周を密封状に被覆したケース内において流体管を穿設した穿孔に嵌設され、ケース内と流体管内とを移動して流体管の内周面に当接し流路を遮断若しくは開放する弁体が、内部に挿入される略筒状体から成るコアに関する。

従来、流体管の外周を密封したケース内にて管壁に穿孔を穿設し、この穿孔に略筒状体から成るコアを装着するとともに、拡径手段によりコアを拡径することで、穿孔に嵌設している（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３３２５８３号公報（第３頁、第１図）

しかしながら、特許文献１にあっては、拡径手段により拡径されたコアの先端部が流体管の内周面との間に段差を生じるため、このコアを介して流路を開閉する開閉弁を挿入する場合は、開閉弁が段差との間に隙間を生じてしまい、流路を確実に遮断できない虞が生じるという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、弁体との間に隙間を生じさせず流路を確実に遮断できるコアを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のコアは、
流体管の外周を密封状に被覆したケース内において該流体管を穿設した穿孔に嵌設され、前記ケース内と前記流体管内とを移動して流体管の内周面に当接し流路を遮断若しくは開放する弁体が、内部に挿入される略筒状体から成るコアであって、
前記穿孔の内周面に沿う外周面及び前記弁体に当接する内周面を有した支持部材と、該支持部材の外周面に設けられ前記穿孔の内周面に亘って当接する弾性部材と、から構成されており、前記弾性部材が、前記支持部材と前記弁体との当接箇所に、前記支持部材の内周面と略面一に成るとともに前記流体管の内周面に向けて延びた延設部を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、コアの弾性部材が、支持部材と弁体との当接箇所に、支持部材の内周面と略面一に成るとともに流体管の内周面に向けて延びた延設部を有しており、弁体に当接する支持部材の内周面及び流体管の内周面の間に弾性部材が介在するため、コアの内部に挿入される弁体が、支持部材の内周面及び略面一の弾性部材に段差無く当接し、更に弾性変形した弾性部材の当接面から滑らかに移行した流体管の内周面に当接することになり、弁体とコア及び流体管との間に隙間を生じさせず流路を確実に遮断できるばかりか、支持部材の内周面に引っ掛かることなく流路を開放できる。

本発明のコアは、
前記支持部材は、前記弁体との当接箇所に前記流体管の内周面側を切欠いた切欠部が形成されており、該切欠部に、前記弾性部材が延設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、支持部材の流体管の内周面側を切欠いた切欠部に、弾性部材の延設部が延設されており、弁体に当接する弾性部材の当接面を長く取ることができるため、支持部材の内周面から弾性部材を介し流体管の内周面まで滑らかに移行できる。

本発明のコアは、
前記支持部材は、前記穿孔に嵌設される嵌設方向の先端に、前記弾性部材を前記穿孔の内周面に案内する案内部を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、支持部材の先端の案内部が、弾性部材を穿孔の内周面に向けて案内して確実に当接させることができる。

本発明のコアは、
前記案内部は、縮径方向に変形可能な弾性を有し自然状態で前記穿孔よりも外径方向に突出形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、案内部を弾性により縮径させて穿孔内を挿通し、穿孔を貫通した後に流体管内で自然状態に弾性復元させることで、コアを簡単に穿孔に嵌設させることができる。

本発明のコアは、
前記弾性部材は、前記穿孔の内周面を防食する防食部材であることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製の流体管に穿設された穿孔の場合でも、穿孔を防食することができる。

実施例１における流体管を穿設している状態を示す拡大断面図である。 駆動手段にコアを取付けた状態を示す正面断面図である。 （ａ）はコアの側面断面図であり、（ｂ）はコアの正面断面図である。 コアを穿孔に嵌設している状態を示す一部断面の側面図である。 弁体の設置前の状態を示す正面断面図である。 弁体が流路を遮断・開放した状態を示す正面断面図である。 図６と同じく一部断面の側面図である。 実施例２における弁体にコアを取付けた状態を示す正面断面図である。 コアを穿孔に嵌設した状態を示すを示す正面断面図である。

本発明に係るコアを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係るコアにつき、図１から図７を参照して説明する。図６，７に示されるように、制水弁１０は、主として、内部を上水が流れる流体管１の上部に穿設される穿孔Ｑに連通し流体管１の外周を水密に被覆したケース２と、回転ネジ４の回転によりケース２内にて上下動、すなわち回転ネジ４の軸方向に操作される仕切弁である弁体５と、後述のように穿孔Ｑに嵌設され内部を介し弁体５を挿入可能な略筒状体のコア４０とを有し、弁体５の上下動により流体管１の管路を開放若しくは遮断する。

本実施例の流体管１は、断面視略円形状に形成された金属製管から成り、内周面がモルタル層で被覆されている。尚、流体管の内周面はモルタル層に限らず、例えばエポキシ樹脂等により被覆されてもよく、若しくは適宜の材料を粉体塗装により流体管の内周面に被覆してもよい。また、本実施例では流体管１内の流体は上水であるが、流体管の内部を流れる流体は必ずしも上水に限らず、例えば工業用水であってもよいし、また気体や気液混合状態の流体が流れる流体管であっても構わない。

流体管１の外周面に固定に取付けられるケース２は、いわゆる割Ｔ字管であって、流体管１の管軸と略直交する上下方向の内空部を備えた分岐管１２及び弁蓋３と、流体管１の外周の下側を被覆するカバー１１と、からなる。

図１に示されるように、先ず分岐管１２とカバー１１とを、流体管１を挟む位置でシール材２３を介して対向させ、流体管１の長手方向に沿って配置された複数のボルト・ナット１３により締結する。ここで、後述する穿設により流体管１内からの溢水が生じないよう、穿孔Ｑの外周に沿ったゴムリング２２が、分岐管１２の内面と流体管１の外面との間に介設されている。そして、流体管１にカバー１１、分岐管１２を取付けた後に、分岐管１２内に水圧を加えることで、流体管１の外面と分岐管１２の内面との間隙の水密性を適宜確認してもよい。

次に、分岐管１２の上フランジ１２ａに、内部に作業弁３６及び穿孔装置５０を配設した筐体３５を水密に接続する。穿孔装置５０は、駆動手段６０（図２参照）に接続され分岐管１２内を流体管１に向け軸方向に伸出するとともに軸周りに回転する軸部材５１の先端に固設され、流体管１を穿設する穿孔刃５２ａを備えたカッタ部材５２から構成されており、カッタ部材５２を流体管１の外面にアプローチして外壁を穿孔し、流体管１の管壁に穿孔Ｑを穿設する。

穿孔装置５０による穿孔Ｑの穿設後は、穿孔装置５０を上方に引き上げて筐体３５内に配置させた後、作業弁３６を操作して一時的に分岐管１２の止水を行う。そして、穿孔装置５０を軸部材５１の下端部から取り外すとともに、軸部材５１の下端部にコア４０を嵌設するためのアタッチメント５８を接続する。このアタッチメント５８の外周部に、略筒形状のコア４０を取外し可能に取付けておく。

次に、図３（ａ），（ｂ）に示されるように、本実施例のコア４０は、流体管１の管壁を穿孔形成した穿孔Ｑを防食するために用いられる。詳述するとコア４０は、平面視略円形状の周壁を有し内部が貫通形成された支持部材４１と、この支持部材４１の外周面に配設された弾性部材としての防食部材４２と、から構成されている。コア４０の先端側は、断面視略円形状の流体管１に径方向に穿設された穿孔Ｑの内周面形状に沿うように、周方向に曲線形状に形成されている。支持部材４１は比較的硬質であって縮径方向に変形可能な弾性を有する例えばポリエチレン等の樹脂材から成り、この支持部材４１の外周面に、支持部材４１と同等種の若しくは異種であって支持部材４１よりも軟質であって弾性を有する樹脂材から成る防食部材４２が、図示しない接着材により接着されている。尚、防食部材は、例えば支持部材の外周面に熱溶着されていてもよい。

支持部材４１は、より具体的には、流体管１の管頂部に嵌設される箇所の先端において自然状態で穿孔Ｑよりも外径方向に突出形成され、縮径変形することで穿孔Ｑを通過し流体管１の内部に配置される案内部４１ｂと、外周面に防食部材４２が取り付けられた胴部４１ｃと、更に胴部４１ｃに連続し穿孔Ｑよりも大径に膨出した後端部４１ｄとから成る。また、図４（ａ）に示されるように、支持部材４１の弁体５との当接箇所に、穿孔Ｑへの嵌設状態で流体管１の内周面１ａ側を切り欠いた切欠部４１ａが形成されている。

この胴部４１ｃの外周面に亘って接着された防食部材４２は、その自然状態においては穿孔Ｑよりも大径であって、支持部材４１よりも軟質であるため更に弾性変形し易く形成されている。更に、防食部材４２は、支持部材の４１の切欠部４１ａに延設され、支持部材４１の内周面４１ｅと略面一に成るとともに流体管１の内周面１ａに向けて延びた延設部４２ａを有している。

上記構成を有する制水弁１０において、コア４０の穿孔Ｑへの取り付けについて説明する。図１に示したように穿孔装置５０により流体管１に穿孔Ｑを穿設した後に、図２，３に示すように、外周面にコア４０を取外し可能に取付けたアタッチメント５８が、駆動手段６０が備えたハンドル６１の回転により、ケース２内部をコア４０とともに下方に動作することで、アタッチメント５８の外周面に取付けられたコア４０は、先端の案内部４１ｂを縮径方向に弾性変形させつつ穿孔Ｑ内に挿入される。この挿入とともに先端に向けて先細りの外面を有する案内部４１ｂが穿孔Ｑの内周面に沿って弾性変形することで、コア４０が穿孔Ｑに対して係合される。

図４に示されるように、コア４０は、穿孔Ｑを通過した案内部４１ｂが流体管１の内部において弾性復元し管頂部にて流体管１の内周面に係合するとともに（図４点線囲い部参照）、防食部材４２の延設部４２ａが流体管１の内周面１ａに沿って進入し、穿孔Ｑに嵌設される。コア４０は、穿孔Ｑに嵌設した状態では、流体管１の金属素地が露出した穿孔Ｑの内周面に亘り防食部材４２が当接することで、穿孔Ｑを防食するように成っている。この状態でコア４０の後端部４１ｄは、穿孔Ｑ近傍の流体管１の外周面に当接する。尚、操作者が駆動手段６０の目盛部６２を目視しながらハンドル６１を回転操作することで、コア４０の嵌設位置を把握できる。

次に、コア４０の穿孔Ｑへの嵌設後に、ハンドル６１の逆回転により、アタッチメント５８がケース２内部を上方に動作することで、アタッチメント５８の外面に取付けられたコア４０に対し上方に向かう引上げ力が作用するが、防食部材４２が穿孔Ｑの内周面に密接する摩擦力が反力として作用するため、コア４０は、前記引上げ力に抗して穿孔Ｑに嵌設された状態を維持し、すなわち上方に移動するアタッチメント５８から取外されることになる。

駆動手段６０による穿孔Ｑへのコア４０の嵌設後、駆動手段６０に替えて、図５に示されるように、流体管１の管路を遮断若しくは開放するための弁体５をケース２内に配設する。より詳しくは、内部に弁体５を備えた弁蓋３を接続して、外カバー７０の開口７１，７１を蓋体７２，７２及びボルト・ナット７３によって閉塞する。

外カバー７０内に、弁蓋３、弁体５、そして回転ネジ４の各部材を互いに組付けた状態で配設し、更にこれ等部材を、前記外カバーに予め取付けた押圧手段（図示略）により不断水状態で押圧することで、分岐管１２の上フランジ１２ａに弁蓋３を密封状に組付ける。弁蓋３は、分岐管１２の内径より小径の外径を有しており、弁蓋３の下部の外周に沿って設けられたＯリング１９により、分岐管１２の内周面に沿って水密に嵌挿されている。

図６に示されるように、弁蓋３を定置させるよう、リング状のフランジ９が弁蓋３に挿入され、固定ボルト１６で弁蓋３の位置固定を行いながら、ボルト・ナットでフランジ９と分岐管１２とを締結する。フランジ９は、その内周部が弁蓋３の外周部に係合することで、弁蓋３を上下方向に規制している。

回転ネジ４は、弁蓋３の頂部に穿設された挿通孔３２に回転自在に貫通して、上端部を弁蓋３の外部に突出して取り付けられている。押え板３３は、弁蓋３の上端面にボルト３４で固定され、回転ネジ４の抜出しを阻止する。上記構成により、回転ネジ４はケース２に対し正逆両方向に回転自在であるが上下動はしない。４ｂは、回転ネジ４の上端部を除いて略全長に亘ってその周面が螺設されたネジ部である。ネジこま２５は、後述する弁体５の上端部に形成されたガイド溝２１に嵌合するとともに、ネジ部４ｂに螺合しており、回転ネジ４の上端部に形成された回転操作部４ａの回転に応じネジ部４ｂが回転することで、ネジ部４ｂに沿って螺挿するネジこま２５に追随して弁体５が上下動可能となる。

図６，７に示されるように、弁体５は、鋳物や鋼材などにより形成された弁本体６と、弁本体６の略全面に亘り被覆して弾性材から成るゴム体７とを備える。弁体５は、回転ネジ４のネジ部４ｂを挿入する挿入孔３１が形成されている。

また、弁体５における上下流側の外面に、上下方向に沿った張出部８、８が、ケース２を構成する弁蓋３若しくは分岐管１２の内面に設けられた溝部３ａに沿って摺接可能に上下方向に延設されている。上記のように構成された張出部８、８が溝部３ａに当接することで、回転ネジ４の回転に伴う弁体５の回転を規制できるように成っている。

尚、ゴム体７は、流体管１の内周面、及び後述のように穿孔Ｑに嵌設されるコア４０の周面に沿って水密に当接することで流体管１の管路を遮断可能に形成されている。また、弁本体６は、その略全表面に塗布された離型剤を介してゴム体７により被覆されており、この離型剤により弁本体６とゴム体７との互いの密着が防止されている。

このようにすることで、ゴム体７が、離型剤により弁本体６に対して密着していないため、回転ネジ４の回転により弁体５を流体管１に向かって仕切り動作する際に（図６，７参照）、流体管１の内周面に追随して弾性変形し易く、流体管１の内周面に亘って十分に水密性を維持できる。

以降、図６，７に示されるように、コア４０が穿孔Ｑに対し嵌設された状態、すなわちコア４０が穿孔Ｑを防食している状態を維持したまま、使用者が任意で回転ネジ４を回転することにより、弁体５が下方に移動することで流体管１の管路を遮断し、若しくは弁体５が上方に移動することで管路を開放できるように成る。

以上説明したコア４０の構成によれば、コア４０の防食部材４２が、支持部材４１と弁体５との当接箇所に、支持部材４１の内周面４１ｅと略面一に成るとともに流体管１の内周面１ａに向けて延びた延設部４２ａを有しており、弁体５に当接する支持部材４１の内周面４１ｅ及び流体管１の内周面１ａの間に防食部材４２が介在するため、コア４０の内部に挿入される弁体５が、支持部材４１の内周面４１ｅ及び略面一の防食部材４２に段差無く当接し、更に弾性変形した防食部材４２の当接面から滑らかに移行した流体管１の内周面１ａに当接することになり、弁体５とコア４０及び流体管１との間に隙間を生じさせず流路を確実に遮断できるばかりか、支持部材４１の内周面４１ｅに引っ掛かることなく流路を開放できる。

また、支持部材４１の流体管１の内周面１ａ側を切欠いた切欠部４１ａに、防食部材４２の延設部４２ａが延設されており、弁体５に当接する防食部材４２の当接面を長く取ることができるため、支持部材４１の内周面４１ｅから防食部材４２を介し流体管１の内周面１ａまで滑らかに移行できる。

また、支持部材４１の先端の案内部４１ｂが、防食部材４２を穿孔Ｑの内周面に向けて案内して確実に当接させることができる。

更に、案内部４１ｂを弾性により縮径させて穿孔内を挿通し、穿孔Ｑを貫通した後に流体管１内で自然状態に弾性復元させることで、コア４０を簡単に穿孔Ｑに嵌設させることができる。

また、弾性部材は、穿孔Ｑの内周面を防食する防食部材４２であることで、金属製の流体管１に穿設された穿孔Ｑの場合でも、穿孔Ｑを防食することができる。

次に、実施例２に係るコアにつき、図８，９を参照して説明する。尚、前記実施例と重複する構成については説明を省略する。

上述した実施例１と同様に、穿孔装置５０による穿孔Ｑの穿設後（図１参照）、穿孔装置５０及び筐体３５に替えて、図８に示されるように、穿孔Ｑを開閉する弁体５と、弁体５の外周面に予め取外し可能に取付けておいたコア４０とをケース２内に配設する。

ゴム体７の外面にくびれ部７ａが周方向に形成されており、このくびれ部７ａにコア４０を係合させて取付けることで、コア４０は、後述する弁体５の下方動作においては弁体５から外れてしまうことが無い。

上記構成を有する制水弁１０において、コア４０の穿孔Ｑへの取り付けについて説明する。図１に示したように穿孔装置５０により流体管１に穿孔Ｑを穿設した後に、図８に示すように、外周面にコア４０を取外し可能に取付けた弁体５が、非上昇の回転ネジ４の回転により、ケース２内部をコア４０とともに下方に動作することで、弁体５の外周面に取付けられたコア４０は、先端の案内部４１ｂを縮径変形させつつ穿孔Ｑ内に挿入される（図９参照）。

弁体５のゴム体７が穿孔Ｑを介し流体管１内周面に亘って密接することで管路を遮断するとともに、図９に示されるように、コア４０は、穿孔Ｑを通過した案内部４１ｂが流体管１の内部において弾性復元し流体管１の内周面に係合することで、穿孔Ｑに嵌設される。

次に、図９に示されるように、回転ネジ４の回転により、弁体５がケース２内部を上方に動作することで、弁体５の外面に取付けられたコア４０に対し上方に向かう引上げ力が作用するが、防食部材４２が穿孔Ｑの内周面に密接する摩擦力が反力として作用するため、コア４０は、前記引上げ力に抗して穿孔Ｑに嵌設された状態を維持し、すなわち上方に移動するゴム体７のくびれ部７ａから取外されることになる。コア４０を穿孔Ｑに残して弁体５がケース２内を上方に移動しゴム体７が流体管１の内周面から離間することで、流体管１の管路は開放される。

以降、コア４０が穿孔Ｑに対し嵌設された状態、すなわちコア４０が穿孔Ｑを防食している状態を維持したまま、使用者が任意で回転ネジ４を回転することにより、弁体５が下方に移動することで流体管１の管路を遮断し、若しくは弁体５が上方に移動することで管路を開放できるように成る。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、制流弁としての制水弁１０の弁体５は、ケース２内で回転ネジ４の軸方向に操作される仕切弁であったが、本発明の弁体は、流体管の流路の遮断時にコアの当接部と密封状に当接する構成を有していれば、例えば軸回りに回転操作されることで流路を遮断するいわゆるバタフライ弁等であってもよい。

また例えば、前記実施例では、流体管１が金属製の管であって、コア４０が流体管１に穿設された穿孔Ｑを防食する防食部材４２を備えた防食用のコアであるが、流体管の材質若しくはコアの用途は必ずしも本実施例に限られず、例えば流体管が塩ビ管等の樹脂製の管であるとともに、コアが前記樹脂製の管に穿設された穿孔の周囲管壁を強度を増進する用途で設けられるコアであっても構わない。

また例えば、前記実施例では、コア４０を構成する支持部材４１及び防食部材４２が、ポリエチレン等の樹脂材から成っているが、コアを構成する部材の材質は、例えばゴム材であってもよいし、エラストマー等の他の材料から成るものでも構わない。

１ 流体管
２ ケース
４ 回転ネジ
５ 弁体
１０ 制水弁
４０ コア
４１ 支持部材
４１ａ 切欠部
４１ｂ 案内部
４２ 防食部材（弾性部材）
４２ａ 延設部
５０ 穿孔装置
５２ カッタ部材
６０ 駆動手段

Claims (5)

1. 流体管の外周を密封状に被覆したケース内において該流体管を穿設した穿孔に嵌設され、前記ケース内と前記流体管内とを移動して流体管の内周面に当接し流路を遮断若しくは開放する弁体が、内部に挿入される略筒状体から成るコアであって、
   前記穿孔の内周面に沿う外周面及び前記弁体に当接する内周面を有した支持部材と、該支持部材の外周面に設けられ前記穿孔の内周面に亘って当接する弾性部材と、から構成されており、前記弾性部材が、前記支持部材と前記弁体との当接箇所に、前記支持部材の内周面と略面一に成るとともに前記流体管の内周面に向けて延びた延設部を有していることを特徴とするコア。
2. 前記支持部材は、前記弁体との当接箇所に前記流体管の内周面側を切欠いた切欠部が形成されており、該切欠部に、前記弾性部材が延設されていることを特徴とする請求項１に記載のコア。
3. 前記支持部材は、前記穿孔に嵌設される嵌設方向の先端に、前記弾性部材を前記穿孔の内周面に案内する案内部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のコア。
4. 前記案内部は、縮径方向に変形可能な弾性を有し自然状態で前記穿孔よりも外径方向に突出形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコア。
5. 前記弾性部材は、前記穿孔の内周面を防食する防食部材であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のコア。

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