JP5773593B2 - 同径活管分岐継手の融着接続工法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製の元管に該元管と同内径の分岐管を元管の活管状態で接続するために用いられる同径活管分岐継手の融着接続工法、及びこの融着接続工法に用いられる偏平確認ゲージ、並びにこの融着接続工法に用いられる偏平矯正工具に関するものである。

樹脂製の既設管（元管）に分岐継手を介して分岐管路を接続する工法では、元管の流体流通を継続した状態（活管状態）での工事が求められる。一方、元管の口径に対して接続される分岐管の口径が小さいと圧力損失によって供給流体圧が低下することになるので、これを避けるためには分岐管の口径を元管と同径にすることが必要になる。このように樹脂製の元管に対して活管状態で分岐管の接続を行い、元管の口径と同口径の分岐管を接続するために、以下に示すような電気融着式の同径活管分岐継手が開発されている（例えば、下記特許文献１参照）。

図１は、電気融着式の同径活管分岐継手に分岐取出しするための穿孔装置を取り付けた状態を示す側面断面図である。図１に基づいて、同径活管分岐継手の構成及び同径活管分岐継手と穿孔装置を用いた同径活管分岐工法について説明する。

同径活管分岐継手Ｊ１は、樹脂（ポリエチレン）製で、樹脂（ポリエチレン）製の元管Ｊ２の外周面に跨って装着できるサドル部Ｊ１０と、サドル部Ｊ１０の側部に分岐管を取り出す分岐管部Ｊ１１と、サドル部Ｊ１０と分岐管部Ｊ１１との間に設けた直立する穿孔管部Ｊ１２とを備える。サドル部Ｊ１０の内周面には元管Ｊ２の外周面に融着する加熱用電熱線を埋設してあり、電熱線に通電して加熱させ、元管Ｊ２とサドル部Ｊ１０が一体的に融着される。穿孔管部Ｊ１２はカッターＪ２０の案内面となるガイド部Ｊ１２ａを有して、外形が長方形又は弓形状のカッターＪ２０が上端部から穿孔管部Ｊ１２内に装着される。穿孔管部Ｊ１２はガイド部Ｊ１２ａの上部に内面が円筒状になった閉止栓装着部Ｊ１３を一体的に融着して設けてあり、上端の取付けフランジＪ１４にシャッター装置Ｊ２１、シャッター装置Ｊ２１の上部にカッターＪ２０の下端切れ刃を元管Ｊ２の側部に押し付けて穿孔する穿孔装置Ｊ２４が装着される。

図示の状態で穿孔装置Ｊ２４を用いてカッターＪ２０を下降させて元管Ｊ２に穿孔した後は、カッターＪ２０がシャッター装置Ｊ２１のシャッター板Ｊ２２の上部に引き上げられ、シャッター板Ｊ２２で穿孔管部Ｊ１２から流通流体が噴出するのを閉止する。この状態で上部の穿孔装置Ｊ２４のスピンドルＪ２３にカッターＪ２０に代えて図示省略の閉止栓を取り付ける。次にシャッター板Ｊ２２を開き、穿孔装置Ｊ２４のスピンドルＪ２３に取り付けた閉止栓（図示省略）を下降させ、穿孔管部Ｊ１２の閉止栓装着部Ｊ１３内面に閉止栓を係止して取り付ける。閉止栓を取り付けた状態で穿孔管部Ｊ１２内は確実に閉止されるので、シャッター装置Ｊ２１、穿孔装置Ｊ２４が穿孔管部Ｊ１２の取付けフランジＪ１４から取り外され、その後、フランジＪ１４に図示省略の蓋部材が装着される。

特開２００１−３４９４８９号公報

前述したように、同径活管分岐継手と元管との接続は、サドル部の内周面に設けた加熱用電熱線に通電して加熱することで、元管の外周面とサドル部の内面を一体的に融着接続する。同径活管分岐継手は、元管の側面にこの元管の内径と同径の開孔を形成するので、元管の外周の広い範囲をサドル部が覆うことになる。それ故に、元管の外周面とサドル部の内面との融着接続を強固に行うためには、元管の外周面とサドル部の内面とが穿孔部位の全周にわたって密着していることが必要になる。

しかしながら、地中に埋設された樹脂製の元管等は、必ずしも周囲から均等な圧力を受けておらず外形が偏平状に変形していることが多い。元管の外形が偏平な状態では元管の外周面とサドル部の内面との密着度合いが不十分になりやすく、このような状態では精度の高い融着接続を行うことができない問題があった。

これに対しては、従来から既設の樹脂管に新設管を融着接続する際に用いられている偏平矯正工具を用いて、元管の外形を真円に近い状態に矯正した後に同径活管分岐継手を融着接続することが考えられる。しかしながら、同径活管分岐継手の融着接続を高精度に行うためには、新設管の接続や通常の分岐継手の接続と比べてより高い真円度が求められる。そのため、偏平矯正工具によって外形を矯正した後、外形の真円度を計測して、同径活管分岐継手を高精度に融着接続できる程度に元管の外形が矯正されているか否かを確認するという手間のかかる作業が必要になり、良好な作業性が得られない問題があった。

また、管端が開放されている既設管に新設管を接続する場合には管外形を真円に近い状態に戻す矯正を比較的簡易に行うことができるが、活管状態の既設管の外形を真円に近い状態に矯正するには管内圧力に抗して管外形を矯正することが必要になるので、従来の偏平矯正工具では高い真円度に戻すことができない問題があった。同径活管分岐継手の融着接続においては、−５℃環境下で４％以内の真円度が求められており、活管状態の既設管に対してこのような高い真円度を簡易に得ることができる偏平矯正工具の改良が求められている。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、偏平状態に外形が変形した樹脂製の元管に対して、作業性良く同径活管分岐継手を融着接続できるようにすること、外形が偏平状態に変形している樹脂製の元管を偏平矯正工具で矯正した後、同径活管分岐継手を高精度に融着接続できる程度に元管の外形が矯正されているか否かを簡易に確認することができること、活管状態の既設管に対して高い真円度を簡易に得ることができる偏平矯正工具を提供できること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による同径活管分岐継手の融着接続工法及び偏平確認ゲージ並びに偏平矯正工具は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

樹脂製の元管に活管状態で前記元管と同内径の分岐管を接続するために用いられる同径活管分岐継手の融着接続工法であって、前記元管の内径と同径の内径を有する分岐管部と前記元管の外周を広範囲に覆って前記分岐管部を前記元管に装着するサドル部を備えた同径活管分岐継手を用い、前記同径活管分岐継手を前記元管に接続する接続作業範囲を前記元管の露出した外表面上に特定する接続作業範囲特定工程と、前記接続作業範囲の両端に偏平矯正工具を装着し、前記接続作業範囲の両端に加えて前記接続作業範囲の間に偏平矯正工具を装着し、前記接続作業範囲における前記元管の外形の偏平状態を矯正する偏平矯正工程と、前記偏平矯正工具を装着した後、前記接続作業範囲の間に装着した偏平矯正工具を取り外して、前記接続作業範囲における前記元管の偏平度が前記同径活管分岐継手を前記元管に精度良く融着できる許容範囲内であるか否かを、偏平確認ゲージを用いて確認する偏平確認工程と、前記偏平確認工程で前記許容範囲内であると確認できた場合に、前記偏平矯正工具を装着した状態で前記同径活管分岐継手を前記接続作業範囲の外表面に融着接続する融着接続工程を有することを特徴とする同径活管分岐継手の融着接続工法。

前述した同径活管分岐継手の融着接続工法に用いられる偏平確認ゲージであって、前記元管の基準外径に許容幅を加えたゲージ間隔を有する一対の平行なゲージ辺と当該ゲージ辺と交差する当接辺とを有し、略コの字状の外形を有することを特徴とする。

前述した同径活管分岐継手の融着接続工法に用いられる偏平矯正工具であって、前記元管の外周面に当接される内周面を有する一対の矯正片を有し、該矯正片の一端側が軸支され他端側には開閉自在な密着部が形成され、前記矯正片の外周には前記一端側から前記他端側に渡って平行に並んで配置された一対のリブを備え、該一対のリブ間に架け渡されるように前記密着部を締結する締結部が設けられていることを特徴とする。

本発明は、このような特徴により、偏平矯正工具を用いて元管の外形を矯正した後、偏平確認ゲージを用いて簡易且つ迅速に元管の偏平度が同径活管分岐継手を元管に精度良く融着できる許容範囲内であるか否かを確認することができる。これによって、高い作業性で元管に同径活管分岐継手を融着接続することができる。

前述した特徴の偏平確認ゲージによると、元管の基準外径に許容幅を加えたゲージ間隔を有する一対の平行なゲージ辺を有するので、ゲージ間隔内に偏平状態の元管の長径が収まれば偏平度が許容範囲内であることを確認でき、簡易に偏平度が許容範囲にあるか否かを確認することができる。

前述した特徴の偏平矯正工具によると、矯正片の外周に備えられた一対のリブ間に架け渡された締結部を締結することによって、一対のリブが一体となって矯正片を元管外周面に押しつけるので、剛性の高い矯正片が元管外周面に押しつけられることになり、活管状態であっても変形した元管をより高い真円度に矯正することができる。

電気融着式の同径活管分岐継手と分岐取出しするための穿孔装置を取り付けた状態を示す側面断面図である。 本発明の一実施形態に係る同径活管分岐継手の融着接続工法の概略フローを示した説明図である。 本発明の一実施形態における接続作業範囲特定工程を説明する説明図である。 本発明の一実施形態における偏平矯正工程を説明する説明図である。 本発明の一実施形態に係る同径活管分岐継手の融着接続工法に用いる偏平矯正工具の一例を示した説明図（同図（ａ）が側面図、同図（ｂ）が正面図、同図（ｃ）が平面図）である。 本発明の一実施形態における偏平確認工程及び偏平確認ゲージを説明する説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図２は本発明の一実施形態に係る同径活管分岐継手の融着接続工法の概略フローを示した説明図である。この工法は、接続作業範囲特定工程Ｓ１、偏平矯正工程Ｓ２、偏平確認工程Ｓ３、融着接続工程Ｓ４を有する。また、必要に応じて、偏平矯正工程Ｓ２の前に偏平確認工程Ｓ３’を行うようにしても良い。以下の説明では、地中に埋設された樹脂製（ポリエステル製）のガス導管における分岐工法を例に説明するが、敷設状況や管路を流れる流体の種類は特に限定されるものではない。

図３は、接続作業範囲特定工程を説明する説明図である。接続作業範囲特定工程Ｓ１は、同径活管分岐継手を元管Ｐに接続する接続作業範囲Ｌを元管Ｐの露出した外表面上に特定する工程である。より具体的には、樹脂製（ポリエステル製）の元管Ｐに同材料の樹脂製の同径活管分岐継手を接続するに先立って、接続箇所の周辺を掘削して元管の外表面を露出させ、露出した元管の外表面上に接続作業範囲Ｌを特定する。接続作業範囲Ｌとは、後述する偏平確認作業を行う作業範囲であり、実際に同径活管分岐継手のサドル部が装着される継手装着範囲Ｌ０の左右両側に１０ｃｍ程度の作業幅Ｌ１を取ったＬ＝Ｌ１＋Ｌ０＋Ｌ１の範囲である。

図４は、偏平矯正工程を説明する説明図である。偏平矯正工程Ｓ２は、既設の元管が偏平状態であることを前提にして行われる工程であり、仮にこの工程に先立って後述するような偏平確認工程Ｓ３’を行った結果、元管が偏平状態でない（許容範囲内の偏平度である）ことが確認された場合には、この偏平矯正工程Ｓ２は省略されることになる。本発明の実施形態では偏平矯正工程Ｓ２を行うことを前提としており、偏平矯正工程Ｓ２を行うことなく同径活管分岐継手の融着接続が可能な場合は本発明の対象外である。

この偏平矯正工程Ｓ２は、元管Ｐの接続作業範囲Ｌの両端（接続作業範囲Ｌの外側）に偏平矯正工具１０，１０を装着し、接続作業範囲Ｌにおける元管Ｐの外形の偏平状態を矯正する。接続作業範囲Ｌ内の真円度を高めるためには、接続作業範囲Ｌの間（例えば中央部）にも偏平矯正工具１０を装着することが好ましい。接続作業範囲Ｌ間に偏平矯正工具１０を装着した場合には、その後に行う偏平確認工程Ｓ３及び融着接続工程Ｓ４は接続作業範囲Ｌ間の偏平矯正工具１０を取り外して実行される。

図５は、偏平矯正工具の一例を示した説明図（同図（ａ）が側面図、同図（ｂ）が正面図、同図（ｃ）が平面図）である。この偏平矯正工具１０は、元管の外周面に当接される内周面を有する一対の矯正片１１（１１Ａ，１１Ｂ）を有し、矯正片１１の一端側が軸支され他端側には開閉自在な密着部１３（１３Ａ，１３Ｂ）が形成され、矯正片１１の外周には一端側から他端側に渡って平行に並んで配置された一対のリブ１１ｂ，１１ｂを備え、一対のリブ１１ｂ，１１ｂ間に架け渡されるように密着部１３（１３Ａ，１３Ｂ）を締結する締結部１４が設けられている。

より具体的には、偏平矯正工具１０は、半円状の内周面を有する一対の矯正片１１（１１Ａ，１１Ｂ）を有し、一対の矯正片１１Ａ，１１Ｂは、一端側が蝶番部１２で互いに軸支され、他端側には開放自在な密着部１３（１３Ａ，１３Ｂ）が形成されている。密着部１３には両密着部１３Ａ，１３Ｂを締結する締結部１４が設けられ、締結部１４は、一端が密着部の片側（１３Ａ）に軸支された締結軸１４Ａを備え、この締結軸１４Ａには、摺動自在に嵌合部品１４Ｂが設けられると共に締結軸１４Ａのねじ部に螺合する締め付け部品１４Ｃが設けられる。嵌合部品１４Ｂは密着部の片側（１３Ｂ）に形成された被嵌合部１５に嵌合し、その嵌合を押さえ付けるように締め付け部品１４Ｃが締結軸１４Ａに螺合している。また、矯正片１１は前述した内周面を有する半円柱状の板材１１ａとその板材１１ａの外周に設けられた一対のリブ１１ｂ，１１ｂを備え、リブ１１ｂ，１１ｂが板材１１ａの変形を抑止している。

元管Ｐへの装着に際しては、締結部１４の締め付け部品１４Ｃを緩めて、嵌合部品１４Ｂを被嵌合部１５から外し、密着部１３を開放して、一対の矯正片１１Ａ，１１Ｂの内周面間で元管を挟持する。その後、密着部１３を密着させて、締結部１４の嵌合部品１４Ｂを被嵌合部１５に嵌合させ、締め付け部品１４Ｃを締め付けて密着部１３を締結状態にする。矯正片１１の内周面は所定の幅を有しており元管の外周形状と一致する曲面を有するので、この内周面が元管の外周面に密着することになって偏平状態に変形した元管の外周形状が基の円形状に矯正される。

この際、矯正片１１Ａ，１１Ｂの外周に備えられた一対のリブ１１ｂ，１１ｂ間に架け渡された締結部１４を締結することによって、一対のリブ１１ｂ，１１ｂが一体となって矯正片１１Ａ，１１Ｂを元管外周面に押しつけるので、剛性の高い矯正片１１Ａ，１１Ｂが元管外周面に押しつけられることになり、活管状態であっても変形した元管をより高い真円度に矯正することができる。このような偏平矯正工具１０を用いることで、ポリエチレン管に対して−５℃環境下で４％以内の真円度を実現することができる。

図６は、偏平確認工程を説明する説明図である。偏平確認工程Ｓ３は、偏平矯正工具１０を装着した後、接続作業範囲Ｌにおける元管Ｐの偏平度が同径活管分岐継手を元管Ｐに精度良く融着できる許容範囲内であるか否かを、偏平確認ゲージ２０を用いて確認する工程である。この偏平確認工程Ｓ３では、偏平矯正工具１０を装着してから５分間程度の養生時間を確保した後、接続作業範囲Ｌの両端に装着した偏平矯正工具１０は装着したままの状態で、接続作業範囲Ｌの中央に偏平矯正工具１０を装着した場合にはそれを取り外して確認作業を行う。

確認作業には、偏平確認ゲージ２０を用いる。偏平確認ゲージ２０は、元管Ｐの基準外径Ｄ０に許容幅ｄを加えたゲージ間隔Ｇを有する一対の平行なゲージ辺２１と、ゲージ辺２１内に元管Ｐの外周面と当接可能な当接辺２２とを有する。また、偏平確認ゲージ２０は、略コの字状の外形を有し、当接辺２２の外側に取っ手孔２３を有する。ゲージ辺２１は平行な直線部であり、その延長線と交差する方向に当接辺が形成されている。

偏平確認工程Ｓ３は、ゲージ辺２１間に元管Ｐを挿入して当接辺２２に元管Ｐの外周面を当接させた状態で、元管Ｐの外周に沿って偏平確認ゲージ２０を回転させる。偏平確認ゲージ２０を略１８０°（左右に９０°ずつ）回転させたときに、当接辺２２に元管Ｐの外周面が当たり続けた場合に元管Ｐの偏平度が許容範囲であることを確認できる。この際、作業者は取っ手２３を持ってゲージ辺２１間に元管Ｐを挿入した状態で簡易に偏平確認ゲージ２０を回転させることができる。

融着接続工程Ｓ４では、偏平確認工程Ｓ３で、接続作業範囲Ｌにおける元管Ｐの偏平度が同径活管分岐継手を元管Ｐに精度良く融着できる許容範囲内であると確認できた場合に、偏平矯正工具１０を装着した状態で同径活管分岐継手を接続作業範囲Ｌの外表面に融着接続する。融着接続に先立って、必要に応じて図１においては図示省略した固定手段を用いて同径活管分岐継手を元管Ｐに固定する。同径活管分岐継手が元管Ｐに完全に固定された状態で加熱用電熱線に通電することが好ましい。

このような特徴を有する本発明の実施形態に係る同径活管分岐継手の融着接続工法によると、偏平矯正工具を用いて接続作業範囲Ｌ内の偏平状態を矯正した後、偏平確認ゲージ２０を用いて偏平度の矯正具合が適正であって接続作業範囲Ｌにおける元管Ｐの偏平度が同径活管分岐継手を元管Ｐに精度良く融着できる許容範囲内であるか否かを確認し、許容範囲内で有る場合に融着接続を行うので、元管Ｐの外周面との密着面積が広い同径活管分岐継手であっても接続不良を抑止した融着接続が可能になる。

この際、偏平確認ゲージ２０は、元管Ｐの基準外径Ｄ０に許容幅ｄを加えたゲージ間隔Ｇを有する一対の平行なゲージ辺２１を有するので、ゲージ間隔Ｇ内に偏平状態の元管Ｐの長径が収まれば偏平度が許容範囲内であることを確認できる。すなわち、元管Ｐの管軸方向と直交する任意の方向から偏平確認ゲージ２０を元管Ｐに当てて、ゲージ間隔Ｇに元管Ｐの外径が入らなければその時点で偏平度が不適正であると判断することができ、仮に一つの方向でゲージ間隔Ｇ内に元管Ｐの外径が入った場合であっても、偏平確認ゲージ２０を回転させた時にゲージ辺２１，２１の両端に当たる元管Ｐの外径が存在する場合には偏平度が不適正であると判断することができる。元管Ｐの基準外径Ｄ０に対してゲージ間隔Ｇ（許容幅ｄ）を如何に設定するかは実験的に求められ、一例として、元管Ｐが１５０ＡのＰＥ管の場合にはゲージ間隔Ｇ＝１６９ｍｍ、２００ＡのＰＥ管の場合にはゲージ間隔Ｇ＝２２２ｍｍに設定することができる。

また、偏平確認ゲージ２０は、ゲージ辺２１，２１と離れた位置に当接辺２２を有する。これによって、ゲージ間隔Ｇ内に元管Ｐの外径が収まっているか否かを元管Ｐの外周面が当接辺２２に当接しているか否かで容易に判断することができる。したがって、元管Ｐの管軸方向と直交する任意の方向から偏平確認ゲージ２０のゲージ間隔Ｇ内に元管Ｐを挿入し、当接辺２２に元管Ｐの外周面が接触しなければ、ゲージ間隔Ｇに元管Ｐの外径が入らなかったと判断してその時点で偏平度が不適正であると判断することができる。また、一つの方向でゲージ間隔Ｇ内に元管Ｐを挿入して元管Ｐの外周面が当接辺２２に当たった場合であっても、偏平確認ゲージ２０を回転させた時に元管Ｐの外周面を当接辺２２に当接し続けることができない場合には偏平度が不適正であると判断することができる。ゲージ辺２１の先端から当接辺２２までの距離は元管Ｐの基準外径にＤ０に応じて適宜設定することができる。一例として、元管Ｐが１５０ＡのＰＥ管の場合には、ゲージ辺２１の先端から当接辺２２までの距離は１３０ｍｍ、２００ＡのＰＥ管の場合には、ゲージ辺２１の先端から当接辺２２までの距離は１５６ｍｍに設定することができる。

Ｓ１：接続作業範囲特定工程，
Ｓ２：偏平矯正工程，
Ｓ３，Ｓ３’：偏平確認工程，
Ｓ４：融着接続工程，
Ｐ：元管，
Ｌ：接続作業範囲，
１０：偏平矯正工具，
１１（１１Ａ，１１Ｂ）：矯正片，
１１ａ：板材，１１ｂ：リブ，
１２：蝶番部，
１３（１３Ａ，１３Ｂ）：密着部，
１４：締結部，１４Ａ：締結軸，１４Ｂ：嵌合部品，１４Ｃ：締め付け部品，
１５：被嵌合部，
２０：偏平確認ゲージ，２１：ゲージ辺，２２：当接辺，２３：取っ手孔，
Ｇ：ゲージ間隔

Claims (3)

1. 樹脂製の元管に活管状態で前記元管と同内径の分岐管を接続するために用いられる同径活管分岐継手の融着接続工法であって、
   前記元管の内径と同径の内径を有する分岐管部と前記元管の外周を広範囲に覆って前記分岐管部を前記元管に装着するサドル部を備えた同径活管分岐継手を用い、前記同径活管分岐継手を前記元管に接続する接続作業範囲を前記元管の露出した外表面上に特定する接続作業範囲特定工程と、
   前記接続作業範囲の両端に偏平矯正工具を装着し、前記接続作業範囲の両端に加えて前記接続作業範囲の間に偏平矯正工具を装着し、前記接続作業範囲における前記元管の外形の偏平状態を矯正する偏平矯正工程と、
   前記偏平矯正工具を装着した後、前記接続作業範囲の間に装着した偏平矯正工具を取り外して、前記接続作業範囲における前記元管の偏平度が前記同径活管分岐継手を前記元管に精度良く融着できる許容範囲内であるか否かを、偏平確認ゲージを用いて確認する偏平確認工程と、
   前記偏平確認工程で前記許容範囲内であると確認できた場合に、前記偏平矯正工具を装着した状態で前記同径活管分岐継手を前記接続作業範囲の外表面に融着接続する融着接続工程を有することを特徴とする同径活管分岐継手の融着接続工法。
2. 前記偏平矯正工具は、前記元管の外周面に当接される内周面を有する一対の矯正片を有し、該矯正片の一端側が軸支され他端側には開閉自在な密着部が形成され、前記矯正片の外周には前記一端側から前記他端側に渡って平行に並んで配置された一対のリブを備え、該一対のリブ間に架け渡されるように前記密着部を締結する締結部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された同径活管分岐継手の融着接続工法。
3. 前記偏平確認ゲージは、前記元管の基準外径に許容幅を加えたゲージ間隔を有する一対の平行なゲージ辺と、前記ゲージ辺内に前記元管の外周面と当接可能な当接辺とを有し、
   前記偏平確認工程は、前記ゲージ辺間に前記元管を挿入して前記当接辺に前記元管の外周を当接させた状態で、前記元管の外周に沿って前記偏平確認ゲージを回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載された同径活管分岐継手の融着接続工法。

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