JP5893523B2 - フランジ継手部の振れ防止装置およびフランジ継手部の振れ防止方法 - Google Patents

Description

本発明は、不断水状態を維持したまま水道管を穿孔する工事などにおいて、フランジ継手部の振れを防止するための装置とその方法に関する。

従来、既設の水道管（流体管の一例）に対し、分岐管を接続するための分岐口を形成したり、或いは弁体の挿入口を形成したりする目的で、不断水状態を維持したまま穿孔を施す工法が知られている。当該工法では、特許文献１に開示されているように、水道管の穿孔箇所を取り囲むようにして分岐ケースを装着した後、その分岐ケースの分岐管部に仕切弁を介して穿孔装置を接続し、仕切弁内の流路と分岐ケースの分岐管部内の流路を通じて、回転切削具であるカッターを送り込むようにする。

一般には、穿孔サイズを確保するべく、仕切弁や分岐管部内の流路の内径に対して僅かに小さい外径を有するカッターが用いられる。また、カッターを駆動する原動部は、電動モータやエンジンなどにより構成され、その作動時の振動が仕切弁や分岐ケースに伝達されることになる。このため、穿孔時には、分岐ケースから穿孔装置までの区間にあるフランジ継手部において、管軸のずれや傾きを伴う振れが発生することがあり、仕切弁の内面や分岐ケースの分岐管部の内面がカッターにより傷付けられる恐れがあった。

特許文献２には、円環状のカバー体でフランジ継手部を覆い、そのカバー体に形成されたテーパー部をフランジの外周縁に当接させることにより、フランジ継手部に挟圧力を作用させる装置が記載されている。しかし、当該装置は、フランジの外周縁を両側から挟み込む構造であるため、外周側へ向けて開口した隙間がフランジ間に形成されるフランジ継手部に対して、上述のような振れを防ぐ効果には乏しいと考えられる。

特開２００２−３２１１０９号公報 特開２００５−２３３２１１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、穿孔装置の作動などに伴って発生するフランジ継手部の振れを防止する装置および方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係るフランジ継手部の振れ防止装置は、締着ボルトにより接合されたフランジ継手部のフランジ外周面に対向して配置される基部と、前記基部から突出し、外周側へ向けて開口したフランジ間の隙間に嵌入され、前記締着ボルトと管周方向に係止可能な突片部とを有する嵌入部材と、前記フランジ継手部の外周側に装着され、前記嵌入部材を外周側から締め付けて固定する環状の固定部材とを備えるものである。

この装置は、外周側へ向けて開口した隙間がフランジ間に形成されるフランジ継手部に装着できる。嵌入部材は、フランジ外周面に対向して配置される基部と、フランジ間の隙間に嵌入されて、締着ボルトと管周方向に係止可能な突片部とを有しており、フランジ継手部に対して簡便に取り付けられる。フランジ継手部に取り付けた嵌入部材は、フランジ間の隙間の変動を抑制し、その嵌入部材を固定部材が外周側から締め付けて固定する。その結果、穿孔装置の作動などに伴って発生するフランジ継手部の振れを防止できる。

本発明に係るフランジ継手部の振れ防止装置では、前記突片部に、前記締着ボルトが入
り込み可能な窪みが形成されている。これにより、フランジ継手部に取り付けた嵌入部材の位置ずれを好適に防止できる。

本発明に係るフランジ継手部の振れ防止装置では、前記嵌入部材と前記固定部材との間で、前記嵌入部材の外周を覆うようにして環状に配置される弾性ベルト部材を備えるものが好ましい。このような弾性ベルト部材を備えることで、固定部材により嵌入部材を締め付けて固定する作業を簡便に行うことができ、施工性が向上する。

本発明に係るフランジ継手部の振れ防止装置では、前記突片部の厚みが、前記フランジ外周面の縁部に当接する位置で、前記基部へ向けて徐々に大きくなるものが好ましい。かかる構成によれば、フランジ間の隙間の大きさにバラツキがある場合でも、突片部を適切に嵌入して隙間の変動を抑えられる。

また、本発明に係るフランジ継手部の振れ防止方法は、締着ボルトにより接合されたフランジ継手部のフランジ外周面に対向させて嵌入部材の基部を配置するとともに、その基部から突出した突片部を、外周側へ向けて開口したフランジ間の隙間に嵌入して前記締着ボルトと管周方向に係止可能な状態にする嵌入工程と、前記フランジ継手部の外周側に環状の固定部材を装着し、前記嵌入部材を外周側から締め付けて固定する固定工程とを備えるものである。

嵌入工程では、外周側へ向けて開口した隙間がフランジ間に形成されるフランジ継手部に嵌入部材を取り付ける。嵌入部材は、フランジ外周面に対向して配置される基部と、フランジ間の隙間に嵌入されて、締着ボルトと管周方向に係止可能な突片部とを有するため、フランジ継手部に簡便に取り付けられるとともに、フランジ間の隙間の変動を抑制する。固定工程では、その嵌入部材を固定部材により外周側から締め付けて固定する。その結果、穿孔装置の作動などに伴って発生するフランジ継手部の振れを防止できる。

本発明に係るフランジ継手部の振れ防止方法では、前記嵌入工程と前記固定工程との間に、前記嵌入部材の外周を覆うようにして弾性ベルト部材を環状に配置する工程を備えるものが好ましい。このような弾性ベルト部材を使用することで、固定部材により嵌入部材を締め付けて固定する作業を簡便に行うことができ、施工性が向上する。

本発明に係るフランジ継手部の振れ防止方法では、前記フランジ継手部は、フランジの接合面同士が環状のガスケットを介在させて互いに離間するものであるものが好ましい。かかるフランジ継手部では、管軸のずれや傾きを伴う振れが発生しやすいことから、本発明が特に有用となる。

不断水穿孔の施工設備を示す一部断面側面図 フランジ継手部の要部拡大図 振れ防止装置の構成部品を示す斜視図 フランジ継手部の正面図 図４のＡ−Ａ矢視断面図 固定部材を装着したフランジ継手部の正面図 図６のＣ−Ｃ矢視断面図 嵌入部材の別形態を示す図 図８の嵌入部材を取り付けたフランジ継手部の正面図

本発明の実施形態について、流体管である既設の水道管に不断水穿孔を施す場合を例に挙げ、図面を参照しながら説明する。

図１に示す水道管１は、紙面に垂直となる方向に延びる管路の一部を構成する。分岐ケース２は、複数の分割片を組み合わせてなる割Ｔ字管形状をしており、水道管１の穿孔箇所を取り囲むようにして水密に装着されている。本実施形態の分岐ケース２は、三つの分割片２Ａ，２Ｂ，２Ｃにより構成され、それらが締結具２１で互いに連結されている。分岐管部２２は分割片２Ａから突出して設けられ、その先端部にフランジ２３が形成されている。

分岐ケース２の分岐管部２２には、仕切弁３および合フランジ４を介して穿孔装置５が接続されている。仕切弁３は、両端部の間が連通可能な管状体で形成された弁箱３１と、弁箱３１内の流路を閉鎖する位置と開放する位置との間で変位する弁体３２と、その弁体３２の変位を操作するための弁軸３３と、弁軸３３を内蔵する弁蓋３４とを備える。仕切弁３の両端部には、それぞれフランジ３５，３６が形成されていて、分岐ケース２および合フランジ４とフランジ接合されている。

合フランジ４は、両端部の間が連通可能な管状体により形成されている。合フランジ４の両端部には、それぞれフランジ４１，４２が形成されていて、仕切弁３および穿孔装置５とフランジ接合されている。合フランジ４は、後退位置にあるカッター５１を閉鎖時の弁体３２に干渉させないための位置調整を行ったり、仕切弁３と穿孔装置５とのフランジ径が相違する場合に、それらの仲立ちをしたりする目的で利用される。

穿孔装置５は、回転切削具であるカッター５１を内蔵している。カッター５１の回転は、電動モータやエンジンなどで構成される原動部により駆動される。ハンドル５２の操作により前方へ送り出されたカッター５１は、仕切弁３内の流路と分岐管部２２内の流路を通じて水道管１に到達し、その水道管１の周壁に開口を切削形成することができる。

本実施形態では、分岐ケース２から穿孔装置５までの区間における管路が水平方向に延在する例を示すが、鉛直方向に延在する場合もあり得る。この区間にある三つのフランジ継手部１０，２０，３０では、それぞれ互いに接合面同士を対向させた一対のフランジが締着ボルトにより接合されているとともに、外周側へ向けて開口した隙間（図２における隙間１４）がフランジ間に形成されている。

図２は、フランジ継手部１０の要部拡大図である。このフランジ継手部１０では、フランジの接合面同士が環状のガスケット１１を介在させて互いに離間している。接合面２３ａと接合面３５ａとの間はガスケット１１により封止され、その間隔Ｇは数ミリ程度である。ガスケット１１は、接合面３５ａに形成された環状溝３５ｃに嵌入されている。このフランジ継手部１０の形式は、ＪＩＳＧ５５２７：１９９８に記載のＲＦ形（大平面座形）−ＧＦ形（溝形）の組合せ（メタルタッチでない場合）に相当する。

フランジ継手部２０，３０では、フランジの接合面同士が当接しており、前記ＪＩＳ規格に記載のＲＦ形−ＧＦ形の組合せ（メタルタッチの場合）に相当する。この他、前記ＪＩＳ規格に記載のＲＦ形−ＲＦ形の組合せに準ずる形式の採用も考えられる。このように外周側へ向けて開口した隙間１４がフランジ間に形成されるフランジ継手部では、穿孔装置５の作動に伴って振れが発生しやすく、それに起因して穿孔時のカッター５１が仕切弁３の内面や分岐管部２２の内面を傷付ける恐れがある。

そこで、穿孔を開始する前に、好ましくは穿孔装置５を作動させる前に、そのような振れが懸念されるフランジ継手部に対して振れ防止装置を装着する。振れ防止装置は、図３に示すような複数の嵌入部材６と固定部材７とを備える。本実施形態の振れ防止装置は、更に弾性ベルト部材８をも備えているが、これは適宜に省略しても構わない。

図４は、フランジ継手部１０を管軸方向に沿ってフランジ３５側から見た図である。図５は、図４のＡ−Ａ矢視断面である。前述した図２は、嵌入部材６を装着する前の図４のＢ−Ｂ矢視断面に相当する。既述のように、フランジ継手部１０は締着ボルト１２により接合されている。締着ボルト１２は、管周方向の複数箇所に形成されたボルト孔に挿通され、一対のフランジ２３，３５は、締着ボルト１２の頭部と、その締着ボルト１２に螺合されたナット１３によって挟持されている。

嵌入部材６は、フランジ外周面２３ｂ，３５ｂに対向して配置される基部６１と、基部６１から突出し、外周側へ向けて開口したフランジ間の隙間に嵌入され、締着ボルト１２と管周方向に係止可能な突片部６２とを有する。フランジ２３，３５の塗装を剥がさないよう、嵌入部材６はゴムや合成樹脂で形成されることが好ましく、本実施形態の嵌入部材６はウレタンゴム製である。基部６１は、自然状態でフランジ外周面に沿って湾曲していてもよいが、本例のように平板状であることで種々のフランジ径に適用できる。

突片部６２は、基部６１から略垂直に立ち上がる板状をなし、その基部６１からの突出量Ｐは、フランジ外周面３５ｂから締着ボルト１２までの距離Ｌよりも大きい。本実施形態では、嵌入部材６を簡易に位置決めできるように、締着ボルト１２が入り込み可能な窪み６３が突片部６２に形成されている。窪み６３は半円形状であるが、これに限られない。フランジ３５が台座（バルブ受け部）３７を有する場合には、その近辺に取り付ける嵌入部材６に対し、窪み６３の位置を突片部６２の長手方向の中央からずらすことで、嵌入部材６と台座３７との干渉を回避できて都合がよい。

突片部６２の厚みは、フランジ外周面２３ｂ，３５ｂの縁部に当接する位置で、基部６１へ向けて徐々に大きくなっている。これにより、フランジ間の隙間の大きさにバラツキがあっても突片部６２を適切に差し込み、隙間の変動を抑えることができる。本実施形態では、徐々に厚みが大きくなる部分に一対の傾斜面６２ａが形成されており、その徐々に厚みが大きくなる部分が基部６１に連なっている。嵌入部材６は、基部６１の端部から突片部６２が突出した断面Ｌ字形でも構わないが、本実施形態のような断面Ｔ字形であれば取り付け時の安定性に優れる。

本実施形態では、管周方向の四箇所にあるボルト位置の各々に取り付けるべく、そのボルト位置に応じた複数の（即ち四つの）嵌入部材６を用いている。ボルト位置の全てに嵌入部材６を取り付けることが効果的ではあるが、振れを防止する効果が得られる限り、これらを適度に省略しても差し支えない。例えば管周方向の八箇所にボルト位置がある場合には、四つの嵌入部材６を等間隔に取り付けることが考えられる。

固定部材７は、図６，７に示すように、フランジ継手部１０の外周側に装着可能な環状体で構成され、嵌入部材６を外周側から締め付けて固定する。固定部材７は管周方向で複数に分割され、本実施形態ではバンド片７Ａとバンド片７Ｂとに二分割されている。バンド片７Ａ，７Ｂは、それぞれ鋳鉄などの金属で作製されており、延設部７１にボルトとナットからなる締結具７２が取り付けられている。固定部材７は、締結具７２の締め付けに応じて縮径し、嵌入部材６を内側へ押さえ付ける。

弾性ベルト部材８は、ゴムなどの弾性材からなり、嵌入部材６と固定部材７との間で、嵌入部材６の外周を覆うようにして環状に配置される。これにより、固定部材７を装着する際に嵌入部材６の動きを規制し、嵌入部材６を満遍なく締め付けやすくなるため、施工性を改善できる。弾性ベルト部材８は、端部を有する長板状の部材を巻き付けるものでも構わないが、本実施形態のように円板状のゴム輪であれば、装着が簡易であるうえ固定部材７とのフィッティング性に優れる。

以下、上記の振れ防止装置を用いて、不断水穿孔におけるフランジ継手部１０の振れを防止する手順の一例について簡単に説明する。まずは、図１のように、水道管１の穿孔箇所を取り囲むようにして分岐ケース２を装着し、その分岐管部２２に仕切弁３および合フランジ４を介して穿孔装置５を接続する。

次に、フランジ継手部１０に対して、図４，５のように嵌入部材６を取り付ける。このとき、フランジ外周面２３ｂ，３５ｂに対向させて基部６１を配置するとともに、フランジ間の隙間に突片部６２を嵌入して締着ボルト１２と管周方向に係止可能な状態にする（嵌入工程に相当）。続いて、嵌入部材６の外周を覆うようにして弾性ベルト部材８を環状に配置する。そして、図６，７のように固定部材７を装着し、締結具７２の操作により嵌入部材６を外周側から締め付けて固定する（固定工程に相当）。

振れ防止装置を取り付けた後、カッター５１の回転を開始し、ハンドル５２を操作してカッター５１を前方へと送り出す。カッター５１は、仕切弁３内の流路と分岐管部２２内の流路を通じて水道管１に到達し、その水道管１の周壁に開口を切削形成する。フランジ継手部１０に振れは生じないため、分岐管部２２内の内面をカッター５１で傷付けることはない。穿孔後のカッター５１を後退させたら、仕切弁３により流路を閉鎖し、合フランジ４と穿孔装置５を撤去する。振れ防止装置は取り外し可能であるが、取り付けたままにしておけば、その後の配管において管が自重で傾斜することを抑える効果がある。

本実施形態では、分岐ケース２の分岐管部２２と仕切弁３とのフランジ継手部１０に振れ防止装置を取り付ける例を示したが、同様の手順によりフランジ継手部２０やフランジ継手部３０に取り付けることが可能である。

また、本実施形態では複数の嵌入部材６を使用したが、これに限られない。例えば図８のような長手の嵌入部材９を用意し、これを図９の如く湾曲させて巻き付けてもよい。基部９１から突出した突片部９２には、締着ボルト１２が入り込み可能な複数の窪み９３が形成されている。この嵌入部材９では、外周面が均一に形成されるため、弾性ベルト部材を省略しても固定部材により満遍なく締め付けられる。但し、嵌入部材９を保持するために弾性ベルト部材を使用することは一向に構わない。

本実施形態では流体管として水道管を例に挙げたが、これに限られるものではなく、水以外の各種の液体、気体などの流体に用いる流体管に適用できる。

確認試験を行ったので、以下に説明する。試験では、管内に水を充満させた呼び径７５ｍｍの水道管に分岐ケースを装着し、その分岐ケースの分岐管部に仕切弁と合フランジを介して穿孔装置を接続した。分岐管部と仕切弁とのフランジ継手部は、上述したＲＦ形−ＧＦ形の組合せ（メタルタッチでない場合）であり、ＧＦ形ガスケット２号を採用した。そのフランジ継手部に図３の振れ防止装置を装着し、バンド片の隙間（図６の距離Ｘ）が所定の大きさになるまで固定部材を締め付けた。穿孔作業を完了後、解体した分岐管部や仕切弁の内面に損傷は確認されなかった。

１ 水道管（流体管の一例）
２ 分岐ケース
３ 仕切弁
５ 穿孔装置
６ 嵌入部材
７ 固定部材
８ 弾性ベルト部材
１０ フランジ継手部
１１ ガスケット
１２ 締着ボルト
２２ 分岐管部
２３ フランジ
３５ フランジ
５１ カッター
６１ 基部
６２ 突片部

Claims (6)

1. 締着ボルトにより接合されたフランジ継手部のフランジ外周面に対向して配置される基部と、前記基部から突出し、外周側へ向けて開口したフランジ間の隙間に嵌入され、前記締着ボルトと管周方向に係止可能な突片部とを有する嵌入部材と、
   前記フランジ継手部の外周側に装着され、前記嵌入部材を外周側から締め付けて固定する環状の固定部材とを備え、
   前記突片部に、前記締着ボルトが入り込み可能な窪みが形成されているフランジ継手部の振れ防止装置。
2. 前記嵌入部材と前記固定部材との間で、前記嵌入部材の外周を覆うようにして環状に配置される弾性ベルト部材を備える請求項１に記載のフランジ継手部の振れ防止装置。
3. 前記突片部の厚みが、前記フランジ外周面の縁部に当接する位置で、前記基部へ向けて徐々に大きくなる請求項１または２に記載のフランジ継手部の振れ防止装置。
4. 締着ボルトにより接合されたフランジ継手部のフランジ外周面に対向させて嵌入部材の基部を配置するとともに、その基部から突出した突片部を、外周側へ向けて開口したフランジ間の隙間に嵌入して前記締着ボルトと管周方向に係止可能な状態にする嵌入工程と、
   前記フランジ継手部の外周側に環状の固定部材を装着し、前記嵌入部材を外周側から締め付けて固定する固定工程とを備え、
   前記嵌入工程では、前記突片部に形成されている窪みに前記締着ボルトを入り込ませるフランジ継手部の振れ防止方法。
5. 前記嵌入工程と前記固定工程との間に、前記嵌入部材の外周を覆うようにして弾性ベルト部材を環状に配置する工程を備える請求項４に記載のフランジ継手部の振れ防止方法。
6. 前記フランジ継手部は、フランジの接合面同士が環状のガスケットを介在させて互いに離間するものである請求項４または５に記載のフランジ継手部の振れ防止方法。
   

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