JP6029881B2 - 分岐装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体管の管壁の一部を穿孔するとともに、分岐配管を接続することで流体管から不断流状態で分岐させる分岐装置に関する。

従来の分岐装置は、既設管（流体管）の特定箇所に管径方向の両側方から一方の分割ケース体に作業用仕切弁を備える分割ケース体（ケース体）を外嵌装着し、前記作業用仕切弁端部に形成される分岐管部（分岐口）の連結フランジ部に穿孔装置を取付け、穿孔装置を分岐管部を介して送り込むことで既設管に開口を切削形成する。その後、作業用仕切弁を操作して分岐管部を閉じ、穿孔装置に換えて分岐管（分岐配管）を連結している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３２１１０９号公報（第４，５頁、第１図）

しかしながら、特許文献１にあっては、分割ケース体の一方に接続されている作業用仕切弁端部には一体的に分岐管接続用のフランジ部が形成されているため、この下流側に連結される穿孔装置や分岐配管などは分岐管接続用のフランジ部の対応するフランジ部の形状に限定されてしまい、フランジ構造に対応しない連結部を有する穿孔装置や分岐配管など連結の際には、分岐装置ごと変更する必要があるといった問題があった。特に近年、管路の耐震化に伴い、種々の仕様・形態の連結部が存在しており、配管現場での急を要する敷設換えや、分岐配管の仕様・形態の変更等に対応することが困難であった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、分岐作業における分岐配管接続作業において、種々の分岐配管を連結可能とした対応性の高い分岐装置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、本発明の分岐装置は、
流体管の外周面に所要空間を残して密封状に外嵌される分割構造のケース体内において穿設された流体管の開口から、弁体の操作により、該ケース体の分岐口を介して分岐配管側に不断流状態で流体を分岐させる分岐装置であって、
前記ケース体は、分割された前記ケース体同士が一体となることで分岐口が形成され、該分岐口によって前記分岐配管が接続される接続管を同時に挟持する構造となっており、
前記ケース体は、内部に前記所要空間内を流体管の周方向に沿って移動する円弧状の弁体を有しており、該弁体は前記ケース体に設けられる操作部により前記流体管の開口と前記分岐配管とを連絡する流路を開閉できるようになっており、
前記接続管は、前記分岐口に対し軸方向に移動可能に接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、分岐配管を接続する接続管が分割構造のケース体に挟み込まれるようにしてケース体の分岐口に接続されるため、各分岐配管側が有する連結部の種類に合う連結部を有する接続管を選択して取付けることが可能となる。また、ケース体内における流体管外周面の所要空間に弁体を収容しているため、所要の作業空間を確保でき、さらに分岐装置のケース体設置作業後において、分岐装置と分岐配管との位置調整を行うことができるので、分岐口、接続管、分岐配管などの配管作業が容易となる。

本発明の分岐装置は、
前記分岐口と前記接続管とがボルト・ナットによる移動手段を介して接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、両者をボルト・ナットの操作で容易に相対移動させて位置決めできる。

本発明の分岐装置は、
前記接続管の前記流体管側の端部に、該流体管の管周面に沿う円弧状に形成された弁座が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、接続管端部に弁体の弁座が設けられることにより、分岐配管との流路の密閉性を高めることができるとともに、弁座が流体管の管周面に沿う円弧状の形状であることから、流体管の管周面に設けられる開口との距離を均一にでき、弁座と開口との間に生じる乱流や、水撃に起因する振動や騒音を防止できる。

本発明の分岐装置は、
前記ケース体は実質的に断面円形状となっており、前記操作部が前記ケース体の外周部の後方に設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、ケース体の外周部の後方に設けられることで操作部の張り出しを抑えて、分岐装置を小型化できる。

実施例１における分岐装置を示す側面図である。 同じく分岐装置を示す平面断面図である。 弁体の開状態を示す側面断面図である。 弁体を閉止位置に配置した状態を示す側面断面図である。 接続部を移動させる構造を示す背面図である。 図５と同じく要部拡大図である。 接続部を移動させた状態を示す側面断面図である。 実施例１における分岐装置の変形例を示す側面断面図である。 実施例２における分岐装置を示す平面断面図である。 実施例２における分岐装置の弁体の開状態を示す側面断面図である。 （ａ）は、実施例２における弁体の構造を示す側面断面図であり、（ｂ）は、同じく弁体の構造を示す正面図である。 実施例２における分岐装置の弁体の閉状態を示す側面断面図である。 実施例２における接続管の変形例を示す側面断面図である。

本発明に係る分岐装置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に係る分岐装置につき、図１から図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。

本発明の分岐装置２は、図１及び図２に示すように、流体管１の所定位置に取付けられ、分岐装置２の下流側に連通する分岐配管２０（図７参照）を接続することで流体管１から不断流状態で分岐させる装置であり、流体管１の外周面との間に所要空間Ｓを形成した状態で密封状に外嵌されるケース体３と、後述のようにケース体３に接続される接続管８とを主に備えている。

図１及び図２に示すように、ケース体３は、実質的に流体管１の管軸に直交方向の断面円形状となっており、本実施例では上部に位置する第１ケース体３ａと下部に位置する第２ケース体３ｂとから成る分割構造である。これら第１ケース体３ａと第２ケース体３ｂとは、パッキン１２を介して所要空間Ｓから流体が流出しないように接合具９で接合されて流体管１に外嵌設置される。この流体管１への外嵌設置時、即ち第１ケース体３ａと第２ケース体３ｂとが一体に接合されると同時に、流体管１の軸方向と直交方向に延設されて所要空間Ｓと連通する分岐口５が形成される。そして、この分岐口５には後述する接続管８を介して前記分岐配管２０が接続可能となっている。尚、本発明のケース体は、３体以上の複数の分割されたケース体からなる分割構造であっても構わない。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。

図３に示されるように、第１ケース体３ａは、分岐配管２０との流路を開閉可能な弁体６と、この弁体６に噛合して移動させる操作軸７（操作部）とを有している。弁体６は横断面視円弧状に形成されており、分岐口５側に位置して分岐配管２０との流路を開閉する弁体部６ａと、この弁体部６ａよりも分岐口５の反対側に位置する移動部６ｂとを有し、移動部６ｂの外周面には、後述する回動ギア１７と噛合する複数の凹凸形状の噛合部６ｃが形成されている。

また、図２及び図３に示されるように、ケース体３の左右の内壁には、所要空間Ｓ内における弁体６の内側に配置されるように案内支持部１３が所定距離離間してそれぞれ複数個ずつ設けられており、これらの案内支持部１３が弁体６の内周面に当接することで、弁体６をケース体３の所要空間Ｓ内で流体管１の周方向に沿って案内するようになっている。尚、案内支持部は、上述したように複数個ずつ設けられているものに限られず、例えば分割された第１，第２ケース体３ａ，３ｂごとに、円弧状に連続して一体に１個ずつ設けられていても構わない。

図３に示されるように、操作軸７は第１ケース体３ａの外周部の後方に操作端部７ｂを設けており、この操作端部７ｂの操作が変向部７ａを介して前述した回動ギア１７に伝わり、移動部６ｂを操作して弁体部６ａを回動させる。

また図３に示すように分岐口５は、接続管８の一方の端部を分岐口５を構成する第１ケース体３ａ側の第１分岐口５ａと第２ケース体３ｂ側の第２分岐口５ｂとで挟み込むようにして接続され、同時に接続管８の外径方向に張り出す鍔部８ｃが、分岐口５の内周面に周方向に沿って凹設される溝部５ｃ内に配されて抜け止めされている。また、溝部５ｃの軸方向の寸法が鍔部８ｃの軸方向の厚みより広く形成されていることから、溝部５ｃ内で鍔部８ｃが接続管８の軸方向に所定距離移動可能になっている。更に、分岐口５の内周面には、溝部５ｃよりも流体管１側に周方向に亘って形成される凹部５ｅを備えており、この凹部５ｅに環状のゴム材５ｆが嵌合されていることから、接続管８の外周面がゴム材５ｆと当接して分岐口５に密封状に接続されるようになっている。

接続管８は、分岐配管２０側の端部に、特定の種類の連結部を有する分岐配管２０を挿入接続可能な受口形状の接続部８ａを備えるとともに、他方の端部に弁体６の外周面と当接する側面視円弧形状の弁座８ｂを備えている。尚、本発明の接続部は、受口形状に限られず、例えば挿口形状でもよいし、フランジ形状でもよく、各分岐配管側が有する連結部の種類に対応する形状であればよい。更に尚、接続管８は継ぎ目のない管状に形成されることが望ましい。

図５及び図６に示されるように、接続管８は、鍔部８ｃと接続部８ａとの間に略Ｕ字状の切欠部１８が形成された突設部８ｄを本実施例では２つ備えている。そして、これら突設部８ｄの切欠部１８を挿通し、第１分岐口５ａと第２分岐口５ｂの端面にそれぞれ固着されるボルト１０，１０に、突設部８ｄを介してナット１１，１１が螺合可能になっている。

そして、これらのナット１１，１１を緊締することで、突設部８ｄが流体管１方向に移動し、この突設部８ｄの移動に伴い接続管８が軸方向に押し込み可能となっている。尚、突設部は、外径方向に２箇所突設されることに限られず、３箇所以上複数設けられていてもよいし、切欠部はＵ字形状に限られず、環状の貫通口でもよく、自由に設計することができることは言うまでもない。

次に、実際に分岐装置２を用いて流体管１から不断流状態で分岐させる作業工程について説明する。

先ず、図３に示す弁体６の開状態時に、接続管８の接続部８ａに図示しない穿孔装置を取付け、該穿孔装置のカッターを流体管１に向けて接続管８内を進行させて、流体管１の管壁に開口１ａを形成する（図４参照）。このとき案内支持部１３は、図２に示されるように、ケース体３の左右の内壁から流体管１と同軸方向に対向し合うようにして分岐口５の近傍に設けられているが、対向する案内支持部１３同士が流路を阻害しない程度に流体管１の管軸方向に離間しているため、前記カッターの進行移動を阻害しないようになっている。

その後、図４に示されるように、操作軸７の操作端部７ｂを回動操作して、弁体６における弁体部６ａを閉操作位置まで流体管１の周方向に沿って移動させる。このとき、弁体６は内周面６２を案内支持部１３に当接させて案内移動されるため、回動ギア１７との噛合状態を維持して滑らかに移動可能である。さらに、案内支持部１３のうち弁体部６ａに当接するものは、弁体６の閉状態において分岐配管側の水圧試験等が行われる場合に、分岐配管側から分岐装置側に流体が送られることにより生じる逆圧に対し弁体部６ａの内周面６２を支持することとなり、弁体部６ａの変形や撓み等を防止することができる。

続いて、図７に示されるように、上述したボルト１０，１０及びナット１１，１１の緊締による突設部８ｄの移動に伴う接続管８の流体管１方向への軸移動により、接続管８の弁座８ｂが弁体部６ａの外周面６１に押圧されて分岐配管２０への流路が閉塞される。

そして、接続部８ａに接続された図示しない穿孔装置を取外すとともに、該穿孔装置に換えて分岐配管２０を接続する。その後、上記の工程同様に弁体６を前記開放位置に移動させることで、流体管１を流れる流体を分岐配管２０へ分岐させる。

以上説明したように、流体管１の外周面に所要空間Ｓを残して密封状に外嵌される分割構造のケース体３内において、穿設された流体管の開口１ａから、弁体６の操作により、該ケース体３の分岐口５を介して分岐配管２０側に不断流状態で流体を分岐させる分岐装置２であって、ケース体３は、分割された第１ケース体３ａ、第２ケース体３ｂが一体となることで分岐口５が形成され、該分岐口５によって分岐配管２０が接続される接続管８を同時に挟持する構造となっており、ケース体は、内部に所要空間Ｓ内を流体管１の周方向に沿って移動する円弧状の弁体６を有しており、該弁体６はケース体３に設けられる操作軸７により流体管１の開口１ａと分岐配管２０とを連絡する流路を開閉できるようになっている。これによれば、分岐配管２０を接続する接続管８が分割構造のケース体３に挟み込まれるようにしてケース体３の分岐口５に接続されるため、各分岐配管側が有する連結部の種類に合う連結部を有する接続管を選択して取付けることが可能となる。また、ケース体３内における流体管１外周面の所要空間Ｓに弁体６を収容しているため、所要の作業空間を確保でき、分岐口５、接続管８、さらに分岐配管２０などの配管作業が容易となる。

また、接続管８の流体管１側端部に、流体管１の管周面に沿う円弧状に形成された弁座８ｂが設けられるため、分岐配管２０との流路の密閉性を高めることができるとともに、弁座８ｂが流体管１の管周面に沿う円弧状の形状であることから、流体管１の管周面に設けられる開口との距離を均一にでき、弁座８ｂと開口１ａとの間に生じる乱流や、水撃に起因する振動や騒音を防止できる。

また、第１分岐口５ａと第２分岐口５ｂとに接続管８を挟み込みながら、第１ケース体３ａ及び第２ケース体３ｂを接合することで、ケース体３を流体管１に外嵌設置するため、ケース体３を流体管１の外周面に外嵌させる作業と同時に接続管８を接続することができるため、作業工程が少なくなり、作業効率が向上する。

また、継ぎ目のない連続した一体形状の接続管８の端部である弁座８ｂに弁体部６ａの外周面が当接するため、接続管８と弁体６とのシール性が高く、開口１ａから流れ出す流体が分岐配管２０内の流路に漏れ出すことが防止される。

また、接続管８は、分岐口５に対し軸方向に移動可能に接続されるため、分岐装置２の配設作業において、分岐装置２と分岐配管２０との位置調整を行うことができる。特に、本実施例のように、接続管８が端部に弁座８ｂを有している場合、接続管８を軸方向に移動させることで、弁座８ｂを弁体部６ａに密接させることができるため、流路の密封性が向上する。さらに、ボルト１０，１０及びナット１１，１１の操作で容易に接続管８と分岐口５とを相対移動させて位置決めできる。

また、ケース体３は実質的に断面円形状となっており、操作軸７がケース体３の外周部の後方に設けられるため、ケース体３における１番高さのある中心部を避けることで操作軸７の張り出しが抑えられ、分岐装置を小型化できる。

また、所要空間Ｓに弁体６を収容しているため、弁体６を収容する別体の弁箱を必要とせず、かかるコストを抑えることができるばかりか、該弁箱内に流れ込む流体が存在しないため死水領域が少ない。

次に、本実施例における分岐装置の変形例について説明する。図８に示されるように、接続管８’の流体管１側の端部には、外周面に沿って突設され、分岐口５’の凹部５ｅ’を挟むように軸方向に離間して形成される２条の係合部８ｅ、８ｆが設けられており、接続管８’が分岐口５’に軸方向に移動不能になっているとともに、凹部５ｅ’に嵌合されるゴム材５ｆによって密封状に接続されている。また、ケース体３’の内周面には、分岐口５’の周縁に沿って環状の弁座３ｃが設けられており、弁体部６ａが閉塞位置に移動すると、弁体部６ａの外周面が弁座３ｃに当接され、分岐口５’が密封状に閉塞される。

次に、実施例２に係る分岐装置につき、図９から図１２を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する説明を省略する。

図９及び図１０に示されるように、接続管８１は、流体管１側の端部８１ａが管の直径寸法より大きい箱状に形成されており、この流体管１側の端部８１ａは、所要空間Ｓ内に配設されるようになっており、弁体部６０ａの外周面６０１と当接して分岐配管２０への流路を閉塞する弁座８１ｂ，８１ｂを左右両側に備えるとともに、これら弁座８１ｂ，８１ｂより所定距離後方に位置し、弁座８１ｂ，８１ｂより延伸する側板部８３，８３を介して設けられる案内支持部８２，８２を有している。尚、弁座８１ｂ，８１ｂと案内支持部８２，８２との距離は、弁体部６ａの厚みとほぼ同寸法となっており、流体管１側の端部８１ａを弁体６０が回動する軌道に沿って上下方向に貫通する嵌合部８５を形成している。また、ケース体３の左右の内壁には、所要空間Ｓ内における弁体６０の移動部６０ｂの内側に配置されるように案内支持部１３が所定距離離間してそれぞれ複数個ずつ設けられている。尚、案内支持部は、上述したように複数個ずつ設けられているものに限られず、例えば分割された第１，第２ケース体３ａ，３ｂごとに、円弧状に連続して一体に１個ずつ設けられていても構わない。

また、ケース体３の分岐口５の内周面周方向に沿って溝部５１ｃが凹設され、この溝部５１ｃに接続管８１の外周面にそって設けられた鍔部８ｃが嵌合されて、接続管８１が分岐口５に対し軸方向への移動を規制されて接続されている。尚、分岐装置２の組み立て精度を鑑み、溝部５１ｃの寸法が鍔部８ｃより若干大きく形成されることが望ましい。

図１１に示されるように、本実施例の弁体６０における弁体部６０ａの外周面６１及び内周面６０２には、ゴムなどの弾性材で形成されたシール材１００が取付けられており、特に弁体部６０ａの外周面６０１のシール材１００は、環状に隆起したシール部１００ａが設けられており、このシール部１００ａが弁座８１ｂ，８１ｂの内周縁に喰い付くことで、両者の密閉性を向上させている。

図１０に示されるように、ケース体３の組み付け後においては、弁体部６０ａの全開状態にあっても、弁体部６０ａの先端が接続管８１の嵌合部８５内に一部挿入された状態となっているため、ケース体３の組み付け以降、弁体部６０ａを確実に開閉動作させることができる。

図１１、図１２に示されるように、流体管１に開口１ａを形成した後、操作軸７の操作端部７ｂを回動操作し、弁体６０を弁座８１ｂ及び案内支持部８２，８２に案内させながら閉操作位置まで流体管１の周方向に沿って移動させる。こうして、弁体部６０ａの外周面６０１が弁座８１ｂに当接して、分岐配管２０への流路が閉塞される。更に、弁体部６０ａの内周面６０２は案内支持部８２に当接するため、弁座８１ｂと案内支持部８２とにより弁体部６０ａが支持され、弁体６０の前後移動を規制できる。

尚、本実施例における弁座８１ｂは、弁体６０が回動する軌道に沿って接続管８１の流体管１側の端部の上下方向に貫通するスリット形状に形成されているが、これに限られず、図１３に示されるように、本実施例における弁座の変形例として、弁座８１ｂ’が、接続管８１’の流体管１側の端部の上下方向に貫通せず、下部に弁体部６０ａの先端面と当接する底部８ｇを備えていてもよい。これによれば、底部８ｇが設けられることによって弁体６０の回動限度として利用することができ、弁体部６０ａの先端面が底部８ｇに当接した位置を閉塞位置とすることができるため、確実に接続管８１’を閉塞することができる。特に、弁体部６０ａの先端面及び側面を、底部８ｇが設けられた弁座８１ｂ’に当接させて密封するため、弁体部６０ａに作用する正圧・逆圧いずれの方向の流体圧力にも強固に対抗し、密封性を高めることができる。

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、弁体が閉塞位置に向けて上方からアプローチしていたが、これに限られず、弁体が閉塞位置に向けて下方からアプローチしてもよい。

１ 流体管
１ａ 開口
２ 分岐装置
３ ケース体
５ 分岐口
６，６０ 弁体
６ａ 弁体部
７ 操作軸（操作部）
８ 接続管
８ａ 接続部
８ｂ 弁座
８ｄ 突設部（移動手段）
８ｇ 底部
１０ ボルト（移動手段）
１１ ナット（移動手段）
１３ 案内支持部
２０ 分岐配管
６１ 弁体部外周面
６２ 弁体部内周面
８１、８１’ 接続管
８１ｂ，８１ｂ’ 弁座
８２ 案内支持部
８５ 嵌合部
Ｓ 所要空間

Claims (4)

1. 流体管の外周面に所要空間を残して密封状に外嵌される分割構造のケース体内において穿設された流体管の開口から、弁体の操作により、該ケース体の分岐口を介して分岐配管側に不断流状態で流体を分岐させる分岐装置であって、
   前記ケース体は、分割された前記ケース体同士が一体となることで分岐口が形成され、該分岐口によって前記分岐配管が接続される接続管を同時に挟持する構造となっており、
   前記ケース体は、内部に前記所要空間内を流体管の周方向に沿って移動する円弧状の弁体を有しており、該弁体は前記ケース体に設けられる操作部により前記流体管の開口と前記分岐配管とを連絡する流路を開閉できるようになっており、
   前記接続管は、前記分岐口に対し軸方向に移動可能に接続されていることを特徴とする分岐装置。
2. 前記分岐口と前記接続管とがボルト・ナットによる移動手段を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の分岐装置。
3. 前記接続管の前記流体管側の端部に、該流体管の管周面に沿う円弧状に形成された弁座が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の分岐装置。
4. 前記ケース体は実質的に断面円形状となっており、前記操作部が前記ケース体の外周部の後方に設けられ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分岐装置。

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