JP5832929B2 - 流体管分岐装置及び流体分岐方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体管の所定方向から穿設することで形成される分岐孔を介し、該流体管内を流れる流体を不断流状態で前記所定方向と異なる方向に分岐させるための流体管分岐装置及び流体分岐方法に関する。

従来の流体管の所定方向から穿設することで形成される分岐孔を介し、該流体管内を流れる流体を不断流状態で前記所定方向と異なる方向に分岐させるための流体管分岐装置及び流体分岐方法として、それぞれ側方と上方に向かって開口する分岐管部と作業管部とが設けられたケース体が水道本管（流体管）の外周面に装着され、作業管部に取り付けられた穿孔機により水道本管の上面に分岐孔を穿設する。その後、穿孔機を取り外し、作業管部に弁体を取り付けるとともに、弁体によって分岐孔を一時的に閉塞し、分岐管部に分岐管を接続する。そして、弁体を上昇させ、分岐孔を開放することで水道本管から水道水（流体）が分岐管側に分岐されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７５２３２１号公報（第３頁、第６図）

しかしながら、特許文献１にあっては、作業管部に弁体を別体で取り付ける必要があり、流体管分岐装置の構造が大きくなるため、流体管分岐装置の製造及び設置にコストや手間がかかるという慮があった。また、弁体によって分岐孔を直接閉塞するため、分岐孔や弁体の寸法精度及び位置精度等が要求され、分岐孔の閉塞が煩雑な作業となるという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、流体管分岐装置をコンパクトに形成することができるとともに、穿孔及び分岐作業を容易に行うことができる流体管分岐装置及び流体分岐方法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、本発明の流体管分岐装置は、
流体管の所定方向から穿設することで形成される分岐孔を介し、該流体管内を流れる流体を不断流状態で前記所定方向と異なる方向に分岐させるための流体管分岐装置であって、
流体管は、ケース体によって流体管の外周面との間に少なくとも一部所要空間を形成した状態で密封状に外嵌されており、前記ケース体には、前記分岐孔を穿設するための作業管部と、該作業管部に前記所要空間を介し連通する分岐管部と、前記ケース体の前記所要空間内を移動することで前記作業管部及び前記分岐管部を開閉可能な弁体と、が設けられており、
該弁体は、前記分岐管部を閉塞するとともに前記作業管部を開放し、また該作業管部を閉塞するとともに前記分岐管部を開放するように設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、ケース体の所要空間内を移動する弁体がケース体に設けられていることにより、作業管部及び分岐管部に別段の開閉弁等を設ける必要がなく、流体管分岐装置の構造をコンパクトにすることができる。さらに、流体管に分岐孔を穿設する場合には、弁体によって作業管部を開放することで分岐管部が閉塞され、寸法精度や位置精度等が要求される分岐孔を弁体で開閉する必要がないばかりか、流体を所定方向と異なる方向に分岐させる場合には、分岐管部を開放することで作業管部が閉塞されるため、穿孔及び分岐作業を容易に行うことができる。

本発明の流体管分岐装置は、
前記作業管部及び前記分岐管部の周縁部には、環状のシール部材が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、環状のシール部材が設けられることにより、作業管部及び分岐管部を閉塞した際に密封性を高めることができるとともに、弁体は、シール部材に当接しながら摺動するため、ケース体の内周面との摺動によって損傷することが防がれる。

本発明の流体管分岐装置は、
前記ケース体には、前記弁体を外方から操作可能な操作部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、ケース体の外方から容易に作業管部及び分岐管部を閉塞または開放することができる。

本発明の流体管分岐装置は、
前記ケース体は、複数の分割体から成り、該分割体の一つに前記作業管部及び前記分岐管部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、複数の分割体のうち、一つの分割体に作業管部及び分岐管部がまとめて設けられているので、流体管への組み付け及び取り外し作業が楽に行える。

本発明の流体管分岐装置は、
前記分岐孔に防錆コアが被嵌されていることを特徴としている。
この特徴によれば、分岐孔を穿設した作業管部を利用して容易に防錆コアを分岐孔に被嵌させることができる。

本発明の流体分岐方法は、
流体管の所定方向から穿設することで形成される分岐孔を介し、該流体管内を流れる流体を不断流状態で前記所定方向と異なる方向に分岐させるための流体分岐方法であって、
作業管部と分岐管部とが所要空間を介し連通し、且つ前記所要空間内を移動することで前記作業管部及び分岐管部を開閉可能な弁体を設けたケース体によって、流体管を密封状に外嵌し、次に前記弁体によって前記分岐管部を閉塞するとともに前記作業管部を開放して、該作業管部を介し穿設手段を用いて流体管に分岐孔を穿設するとともに前記分岐管部に分岐管を接続し、その後前記弁体によって前記作業管部を閉塞するとともに前記分岐管部を開放して、流体管内を流れる流体を分岐孔を介して分岐管部側に流すようにしたことを特徴としている。
この特徴によれば、ケース体には、所要空間内を移動することで作業管部及び分岐管部を開閉可能な弁体が設けられていることにより、作業管部及び分岐管部に別段の開閉弁等を設ける必要がなく、流体分岐方法にかかるスペースをコンパクトにすることができる。更に、流体管に分岐孔を穿設する場合には、弁体によって作業管部を開放することで分岐管部を閉塞し、寸法精度や位置精度等が要求される分岐孔を弁体で開閉する必要がないばかりか、流体管内を流れる流体を分岐させる場合には、分岐管部を開放することで作業管部を閉塞するため、穿孔及び分岐作業が単純化され、作業を容易に行うことができる。

流体管分岐装置の正面断面図である。 流体管分岐装置の側面図である。 流体管穿設前のカッターが作業弁の上方位置で待機している状態を示す正面断面図である。 流体管に分岐孔を穿設している状態を示す正面断面図である。 カッター及び作業弁を撤去するとともに分岐孔に防錆コアを被嵌し、弁体によって作業管部を閉塞した状態を示す正面断面図である。 弁体によって閉塞した分岐管部に分岐管を接続した状態を示す正面断面図である。 弁体によって開放した分岐管部に分岐流路を構築した状態を示す正面断面図である。

本発明に係る流体管分岐装置及び流体分岐方法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。

実施例に係る流体管分岐装置及び流体分岐方法につき、図１ないし図７を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施例の流体管１は、例えば、地中に埋設される上水道用のダクタイル鋳鉄製であり、断面視略円形状に形成され、内周面が図示しない樹脂粉体塗装あるいはモルタル層で被覆されている。尚、本発明に係る流体管は、その他鋳鉄、鋼等の金属製、あるいは塩化ビニール、ポリエチレン若しくはポリオレフィン製等であってもよい。更に尚、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、例えば工業用水や農業用水、下水等の他、ガスやガスと液体との気液混合体であっても構わない。

流体管１は、本発明の分割体である上部ケース体３ａと下部ケース体３ｂとから成るケース体３によって外嵌され、より詳しくはこのケース体３と流体管１の外周面との間に少なくとも一部所要空間Ｓを形成した状態で密封状に外嵌されている。尚、本発明のケース体は、３体以上の複数の分割体からなる分割構造であってもよいし、若しくは分割構造を有さず、鋳型、或いは、溶接加工や機械加工等で連続形成されていても構わない。更に尚、ケース体３の材質は鋳鉄等の金属材により構成されているが、流体管の材質に応じて適用されるものであれば、上記で説明した流体管と同様に種々の材質であってもよい。

２分割されている上部ケース体３ａと下部ケース体３ｂとの分割面は流体管１の管軸を通る垂直面に対し略４５度で傾斜しており、両者はパッキン５を介して所要空間Ｓから流体が流出しないようにボルトナット７を介して密封状に接合されている。そして上部ケース体３ａは、流体管１の略鉛直方向上方に分岐孔１３を穿設するための作業管部１５と、作業管部１５に対し略直交方向に延在している分割仕様の分岐管部１１と、を備えている。この分岐管部１１と作業管部１５とは内方部で所要空間Ｓに連通している。

分岐管部１１をより詳しく説明すると、分岐管部１１は、ケース体３の略水平方向に延設される受口部１１ａと、この受口部１１ａに挿入接続される継管１１ｂと、を備え、受口部１１ａ及び継管１１ｂが接続具４によって接続されることで構成されている。また受口部１１ａの内周面及び継管１１ｂの外周面の間隙には、密封リング８が介在しているため密封状に接続することが可能となっている。尚、分岐管部は上記のように構成されることに限らず、例えば、ケース体から単体で延設された分岐管部でもよく、また分岐管に接続される分岐管部の先端形状は、例えば受口形状、挿口形状若しくは切断端面形状等でもよい。

更にケース体３には、断面視円弧状に延設され所要空間Ｓ内を内周面に沿って移動する弁体９が設けられているとともに、ケース体３の内周面における作業管部１５及び分岐管部１１の周縁部には、環状のシール部材６ａ、６ｂが設けられている。したがって、弁体９はシール部材６ａ、６ｂに当接しながら摺動するようになり、これにより作業管部１５及び分岐管部１１を開閉可能になっている。また、弁体９は、分岐管部１１を閉塞するときには、作業管部１５を開放し、作業管部１５を閉塞するときには、分岐管部１１を開放するように設計されており、ケース体３の外方に設けられた操作部１０（図２参照）によって操作可能になっている。操作部１０の先端には、弁体９と噛合するギア等の駆動機構（図示せず）が設けられており、該駆動機構を操作部１０によって回転させることで、弁体９がケース体３の内周面に沿って移動するようになっている。

尚、作業管部１５には、作業開口部１５ａから外部に流出する流体の流れを阻止する密閉蓋１７が配置されている。密閉蓋１７の取付に関しては詳述しないが、作業管部１５のフランジ１５ｂと密封部材を介してフランジ接合されている。また、本発明における穿設手段であるカッター２３（図４参照）によって穿設された流体管１の分岐孔１３の穿孔部には、腐食を阻止するため外周部に防錆部材１４ａを備えた防錆コア１４が被嵌されている。

次に図３ないし図７に基づいて、流体管分岐装置を不断流状態で組み付ける工程及び流体分岐方法について説明する。図３に示すように、作業管部１５の上方には、フランジ短管３０を介してカッター２３の操作軸摺動案内ケース体２５が密封状に連設されており、カッター２３は上方位置で待機している。このときには、弁体９が分岐管部１１内の流路を閉塞し、ケース体３と弁体９との間隙でシール部材６ｂが圧接された状態になっており、これにより、分岐管部１１内の流路が密封されている。したがって、作業管部１５内の流路は、開放状態となっている。更に、分岐管部１１の流体管１側と対向する端部には、分岐管部１１の端部を閉止する栓部材１２が予め取り付けられている。尚、この栓部材は、分岐管部１１内の流路を開放状態とするときに取り付けられるようにしてもよい。

図３のカッター２３の待機状態から図４に示すように、カッター２３を流体管１の頂部に向けて降下させて、流体管１の頂部を切削して分岐孔１３を穿設する。このとき分岐管部１１内の流路は、弁体９によって閉塞状態に維持されているので、流体管１から分岐孔１３を介して所要空間Ｓへ噴出する流体が弁体９より下流側に流れることはない。また、操作軸摺動案内ケース体２５に設けられたドレン２６を開放することによって、分岐孔１３の穿設に際して生じる切粉が所要空間Ｓへ噴出する流体に乗じて外部へ排出される。

流体管１に分岐孔１３が穿設された後は、作業管部１５内の流路を弁体９によって一旦閉塞する。このとき、ケース体３と弁体９との間隙でシール部材６ａが圧接されて作業管部１５内の流路が密封される。一方、分岐管部１１内の流路は開放状態となっているが、分岐管部１１の端部が栓部材１２によって閉止されているため、外方に流体が漏出することがない。

そして、ここでは図示しないが、カッター２３に替えてコア挿入機を設置し、作業管部１５内の流路を弁体９によって再び開放する。次いで該コア挿入機を用いて図５に示すように防錆コア１４を分岐孔１３に離脱不能に装着被嵌し、その後作業管部１５内の流路を弁体９によって閉塞し、該閉塞状態を維持しながら操作軸摺動案内ケース体２５及びフランジ短管３０を作業管部１５から取り外して撤去し、密閉蓋１７を作業管部１５のフランジ１５ｂと密封接合する。

次いで、図６に示すように、弁体９によって分岐管部１１の流路を閉塞し、栓部材１２を取り外すとともに、分岐管部１１の外方側の端部に分岐管２７を密封状に挿入結合する。このとき、作業管部１５の流路は開放状態となっているが、密閉蓋１７によって作業管部１５より外方に流体が漏出することがない。

最後に図７に示すように、弁体９を上方に摺動させて分岐管部１１内の流路を開放状態にすれば、流体管１の流路を流れる流体の一部が分岐孔１３、所要空間Ｓを介して流体管１の略水平方向に分岐した分岐管部１１に接続した分岐管２７に向かって流れることができる流路が確保される。尚、上述したように分岐管部１１が、受口部１１ａと継管１１ｂとからなる分割仕様に構成されているため、例えば分岐管２７設置後に、弁体９によって分岐管部１１の流路を一時的に閉塞して、分岐管２７及び継管１１ｂを取り外した受口部１１ａに、別の配管部材や弁体を配設したり若しくは蓋部材を配設するなど、配管敷設換えの自由度が高まる。

本実施例における流体管分岐装置にあっては、ケース体３の所要空間Ｓ内を移動する弁体９がケース体３に設けられていることにより、作業管部１５及び分岐管部１１に別段の開閉弁等を設ける必要がなく、流体管分岐装置の構造をコンパクトにすることができる。さらに、流体管１に分岐孔１３を穿設する場合には、弁体９によって作業管部１５を開放することで分岐管部１１が閉塞され、寸法精度や位置精度等が要求される分岐孔１３を弁体９で開閉する必要がないばかりか、流体を所定方向と異なる方向に分岐させる場合には、分岐管部１１を開放することで作業管部１５が閉塞されるため、穿孔及び分岐作業を容易に行うことができる。

そして、作業管部１５及び分岐管部１１の周縁部には、環状のシール部材６ａ，６ｂが設けられることにより、作業管部１５及び分岐管部１１を閉塞した際に密封性を高めることができるとともに、弁体９は、シール部材６ａ，６ｂに当接しながら摺動するため、ケース体３の内周面との摺動によって損傷することが防がれる。

更に、ケース体３の外方に設けられた操作部１０によってケース体３の外方から容易に作業管部１５及び分岐管部１１を閉塞または開放することができる。

またケース体３は上下に２分割され、分割面が流体管１の管軸を通る垂直面に対し略４５度で傾斜しており、すなわち分割体の一つである上部ケース体３ａに作業管部１５及び分岐管部１１がまとめて設けられているので、流体管１への組み付け及び取り外し作業が楽に行える。

そして分岐孔１３に防錆コア１４が被嵌するに際し、分岐孔１３を穿設した作業管部１５を利用することで、容易に防錆コア１４を分岐孔１３に被嵌させることができる。

また本実施例における流体分岐方法にあっては、ケース体３には、所要空間Ｓ内を移動することで作業管部１５及び分岐管部１１を開閉可能な弁体９が設けられていることにより、作業管部１５及び分岐管部１１に別段の開閉弁等を設ける必要がなく、流体分岐方法にかかるスペースをコンパクトにすることができる。更に、流体管１に分岐孔１３を穿設する場合には、弁体９によって作業管部１５を開放することで分岐管部を閉塞し、寸法精度や位置精度等が要求される分岐孔１３を弁体９で開閉する必要がないばかりか、流体管１内を流れる流体を分岐させる場合には、分岐管部１１を開放することで作業管部１５を閉塞するため、穿孔及び分岐作業が単純化され、容易に行うことができる。

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、ケース体３に、流体管１の略鉛直方向上方に延在する作業管部１５と、この作業管部１５に対し略直交方向に延在した分岐管部１１とが設けられていることで、流体管１へのアプローチが互いに干渉されることなく容易に行えるようになっているが、特に作業管部及び分岐管部が直交した状態で配置されていなくても、作業管部と分岐管部との両管部の延在する方向が異なっていれば構わない。

また、作業管部を複数設け、多岐の方向から穿孔等の作業を行えるようにしてもよいし、分岐管部を複数設け、多岐の方向に分岐できるようにしてもよい。更に、前記実施例では、ケース体３を構成する上部ケース体３ａ及び下部ケース体３ｂの両方と、流体管１の外周面との間に所要空間Ｓが形成されているが、例えばケース体は、上部ケース体と流体管１の外周面との間のみに所要空間を形成するとともに、下部ケースと流体管１の外周面との間を隙間無く当接した状態で、流体管１に外嵌されてもよい。

また、シール部材は必ずしも設けられることに限らず、例えば、弁体が弾性を有する材料で形成され、該弁体がケース体の内周面と直接当接することで作業管部若しくは分岐管部が密封されるようにしてもよい。

また、前記実施例では、ケース体の分割面の角度を略４５度に限定したり、ケース体の数を２分割にした例で説明したが、分割面の角度や分割個数はこれに限定されるものではなく、流体管分岐装置の適用環境や、部品の材質、大きさ等によって適宜選定される。また流体管に穿設する分岐孔の平面断面形状も円形や楕円形に限らず矩形状であっても良く、使用するカッターの種類や必要とする分岐流量等を考慮して適宜選定される。これに伴い防錆コアの形状も形成された分岐孔に合わせて製作することは言うまでもない。

１ 流体管
３ ケース体
３ａ 上部ケース体（分割体）
３ｂ 下部ケース体（分割体）
６ａ，６ｂ シール部材
９ 弁体
１０ 操作部
１１ 分岐管部
１３ 分岐孔
１４ 防錆コア
１５ 作業管部
２３ カッター（穿設手段）
２７ 分岐管
Ｓ 所要空間

Claims (6)

1. 流体管の所定方向から穿設することで形成される分岐孔を介し、該流体管内を流れる流体を不断流状態で前記所定方向と異なる方向に分岐させるための流体管分岐装置であって、
   流体管は、ケース体によって流体管の外周面との間に少なくとも一部所要空間を形成した状態で密封状に外嵌されており、前記ケース体には、前記分岐孔を穿設するための作業管部と、該作業管部に前記所要空間を介し連通する分岐管部と、前記ケース体の前記所要空間内を移動することで前記作業管部及び前記分岐管部を開閉可能な弁体と、が設けられており、
   該弁体は、前記分岐管部を閉塞するとともに前記作業管部を開放し、また該作業管部を閉塞するとともに前記分岐管部を開放するように設けられていることを特徴とする流体管分岐装置。
2. 前記作業管部及び前記分岐管部の周縁部には、環状のシール部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の流体管分岐装置。
3. 前記ケース体には、前記弁体を外方から操作可能な操作部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体管分岐装置。
4. 前記ケース体は、複数の分割体から成り、該分割体の一つに前記作業管部及び前記分岐管部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の流体管分岐装置。
5. 前記分岐孔に防錆コアが被嵌されてい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流体管分岐装置。
6. 流体管の所定方向から穿設することで形成される分岐孔を介し、該流体管内を流れる流体を不断流状態で前記所定方向と異なる方向に分岐させるための流体分岐方法であって、
   作業管部と分岐管部とが所要空間を介し連通し、且つ前記所要空間内を移動することで前記作業管部及び分岐管部を開閉可能な弁体を設けたケース体によって、流体管を密封状に外嵌し、次に前記弁体によって前記分岐管部を閉塞するとともに前記作業管部を開放して、該作業管部を介し穿設手段を用いて流体管に分岐孔を穿設するとともに前記分岐管部に分岐管を接続し、その後前記弁体によって前記作業管部を閉塞するとともに前記分岐管部を開放して、流体管内を流れる流体を分岐孔を介して分岐管部側に流すようにしたことを特徴とする流体分岐方法。

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