JP6450632B2 - 管切断面の防蝕装置及び防蝕方法 - Google Patents

管切断面の防蝕装置及び防蝕方法 Download PDF

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Description

本発明は、流体管のフルカット切断により形成された一対の管切断面を防蝕するための防蝕装置と防蝕方法に関する。
従来、既設の水道管(流体管の一例)を不断水状態で切削し、その切削箇所で流路の変更や弁装置の設置などを行う工事が知られている。この切削の形態としては、水道管の外周面に開口を設ける穿孔と、水道管を管軸方向に切り離す切断、いわゆるフルカット切断とがあり、後者については、例えば特許文献1〜5に開示されている。
このような工事では、切削により露出した端面に部材を宛がって防蝕することが好ましく、フルカット切断の場合には、それにより形成された一対の管切断面の各々に防蝕処置を施すことが望まれる。これは、管切断面が露出していると、錆が発生して管内に混入したり、水道管の内面を被覆するライニング層の界面に水が浸入したりして、不都合が生じるためである。
特許文献1,2には、フルカット切断で形成した一対の管切断面に、リング状のシール部材を宛がって防蝕する方法が開示されている。しかしながら、この方法は、相当に複雑な装置と工程を必要とするものであるため、経済性や施工性などの点から、実用に見合わない場合が多いといえる。
特許文献6には、入れ子式の二重筒体を備えた防蝕装置が記載されている。この装置によれば、C字状の筒体で構成された防蝕体に芯体が挿入され、それにより拡径した防蝕体が一対の管切断面に押し当てられる。しかし、一対の管切断面の間に二重筒体を配置した際に防蝕体が斜めに設置されたり、芯体の挿入に伴う負荷により防蝕体が管切断面に対して位置ずれを起こしたり、芯体を挿入した防蝕体が不均一に拡径したりすることがあった。それ故、防蝕処置を的確に施すうえでは、これを更に改善する余地があった。
特開2006−112540号公報 特開2006−112541号公報 特開2004−60689号公報 特開2005−48955号公報 特開2006−194344号公報 特開2013−185682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、フルカット切断で形成された管切断面に対して的確に防蝕処置を施すことができる管切断面の防蝕装置及び防蝕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することができる。即ち、本発明に係る管切断面の防蝕装置は、流体管の外周面を取り囲んで装着された外箱に収容され、前記流体管のフルカット切断により形成された一対の管切断面の間に上方から配置される入れ子式の二重筒体を備え、前記二重筒体は、前記一対の管切断面に対向する防蝕体と、前記防蝕体に上方から挿入される芯体とを有し、前記防蝕体に前記芯体を挿入することにより前記防蝕体が拡径して前記一対の管切断面に押し当たるように構成され、前記防蝕体には、前記流体管に連通する貫通孔と、前記貫通孔の上方に位置して外周側に張り出した鍔部とが形成され、前記鍔部は、前記流体管の外周面に当接する当接面を有し、その流体管の外周面に沿って前記当接面が湾曲しているものである。
この防蝕装置では、フルカット切断により形成された一対の管切断面の間に二重筒体を上方から配置した際、防蝕体の鍔部の当接面が流体管の外周面に当接する。そして、その流体管の外周面に沿って当接面が湾曲していることにより、防蝕体が斜めに設置されることを防止できる。また、管切断面の上方に載せた鍔部が安定するため、芯体の挿入に伴う防蝕体の位置ずれを防ぐことができる。その結果、管切断面に対して的確に防蝕処置を施すことができる。
前記防蝕体が、周方向に分割部を有しない環状の円筒体により構成されているものが好ましい。かかる構成によれば、芯体の挿入によって防蝕体が均一に拡径しやすくなるため、管切断面に対して防蝕体を的確に押し当てるうえで都合が良い。また、芯体から防蝕体が外れにくくなるため、二重筒体を回収するときなどに取り扱いが容易である。
前記防蝕体には、前記貫通孔の上方に位置して内周側に張り出した上係合部が形成され、前記芯体の下部外周には内周側に窪んだ下係合部が形成され、前記防蝕体の上係合部を前記芯体の下係合部と係合することにより、前記芯体の下部を前記防蝕体に挿入した状態で前記二重筒体の仮保持が可能であり、前記防蝕体の上係合部が周方向に沿って延びつつ、その周方向の複数箇所に切欠きが形成されているものが好ましい。
このような仮保持を可能とした構成によれば、二重筒体の取り扱いが簡単になるため、施工性を大幅に向上できる。それでいて、防蝕体の上係合部に切欠きが形成されていることにより、防蝕体に芯体を挿入するときの抵抗を小さくして、芯体の挿入が円滑に行われるようにできる。その結果、防蝕体が円滑に拡径し、管切断面に対して的確に防蝕体を押し当てることができる。
上記において、前記流体管に対向する位置では他の位置に比べて前記切欠きの長さが小さい、あるいは、前記流体管に対向しない位置にのみ前記切欠きが形成されているものが好ましい。かかる構成によれば、鍔部の当接面が形成される位置において、防蝕体の厚みの低下が抑えられる。このため、管切断面の上方に載せた鍔部の安定性が高められ、より的確に防蝕処置を施すことができる。
前記防蝕体の側方に形成されている貫通孔の数が、前記芯体の側方に形成されている貫通孔の数よりも多いものが好ましい。この場合の防蝕体には、芯体に形成された貫通孔に連通しない貫通孔が余分に形成されることになる。そのような余分な貫通孔は、流体の流通に供されないものではあるが、これが形成されていることで防蝕体が拡径しやすくなるため、管切断面に対して防蝕体を的確に押し当てるうえで都合が良い。
また、本発明に係る管切断面の防蝕方法は、上述した管切断面の防蝕装置を用いて、前記流体管のフルカット切断により形成された一対の管切断面の間に前記二重筒体を上方から配置し、前記鍔部の当接面を前記流体管の外周面に上方から当接させ、前記一対の管切断面に対向させてある前記防蝕体に前記芯体を挿入し、その芯体の挿入により拡径した前記防蝕体を前記一対の管切断面に押し当てるものである。この方法によれば、上述のようにして、防蝕体が斜めに設置されることを防止できるとともに、芯体の挿入に伴う防蝕体の位置ずれを防ぐことができるため、管切断面に対して的確に防蝕処置を施すことができる。
防蝕装置を取り付ける様子を示す正面視縦断面図 防蝕装置を取り付ける様子を示す側方視縦断面図 図1のA−A断面を示す概略図 防蝕体の(a)平面図、(b)B−O−B半断面図、(c)C−C断面図、及び、(d)側面図 芯体の(a)平面図、(b)背面図、(c)E−E断面図、及び、(d)F−F断面図 一対の管切断面の間に二重筒体を配置した状態を示す正面視縦断面図 一対の管切断面の間に二重筒体を配置した状態を示す側方視縦断面図 図6のG−G断面を示す概略図 一対の管切断面に防蝕体を押し当てた状態を示す正面視縦断面図 一対の管切断面に防蝕体を押し当てた状態を示す側方視縦断面図 図9のH−H断面を示す概略図 作業を完了した状態を示す側方視縦断面図
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、ダクタイル鋳鉄製の既設の水道管(流体管の一例)に対し、フルカット切断による切削箇所で流路を変更するとともに、不断水状態のまま防蝕処置を施す工事の例を示す。
図1に示した水道管Kは、既にフルカット切断が施されており、管軸方向に切り離されている。フルカット切断は、作業用仕切弁5(以下、作業弁5)の上方に接続した穿孔機を用いて施工され、その穿孔機を撤去したうえで、作業弁5に密閉ケース6が接続されている。矢印Wは、水道管K内の水流の向きを表している。図2は、図1の右側から見た縦断面図であり、二重筒体2を下降する前の状態を示す。即ち、図2において作業弁5を開放したうえで二重筒体2を下降すると、図1の状態となる。
この防蝕装置は、水道管Kの外周面を取り囲んで装着された外箱1に収容される入れ子式の二重筒体2を備える。外箱1は、既設の水道管Kに対して外嵌め可能な割り構造を有し、フルカット切断による切削箇所の周囲を密閉している。本実施形態の外箱1は、図3に示すようなT字管形状をしており、水道管Kの管軸方向と交差する方向に延びた分岐部11には、流路変更後の二次側配管となる分岐配管12が接続されている。
外箱1は、上側部材13と下側部材14とを締結具により互いに接合してなる上下二つ割り構造を有する。ボルトとナットで構成される締結具に代えて、溶接などで接合することも可能である。このような外箱1の構造は、例えば特開2007−187241号公報や特開2011−75052号公報に開示されている。上側部材13の上部には開口部が形成されており、この開口部を通じて穿孔機のカッターや二重筒体2が外箱1内に配置される。
二重筒体2は、外筒としての防蝕体3と、内筒としての芯体4とを有し、前者に後者が挿入される入れ子式の構造になっている。図1,2では、芯体4の下部だけを防蝕体3に挿入した状態で二重筒体2が仮保持されている。図示の都合上、図1では、防蝕体3を図4のD−D断面で描き、芯体4を断面ではなく外観によって描いている。図4,5は、それぞれ防蝕体3と芯体4を単体で示している。二重筒体2は、図6〜8に示すように、フルカット切断により形成された一対の管切断面10の間に上方から配置される。
一対の管切断面10の間に二重筒体2を配置した状態では、その一対の管切断面10に対して防蝕体3が対向する。そして、この二重筒体2は、防蝕体3に芯体4を挿入することにより防蝕体3が拡径するように構成されている。図9〜11は、芯体4を全体的に防蝕体3に挿入した状態を示しており、一対の管切断面10に防蝕体3が押し当たって密着した状態になっている。これにより、フルカット切断により形成された一対の管切断面10の露出を防いで、防蝕処置を施すことができる。
防蝕体3には、水道管Kに連通する貫通孔31と、貫通孔31の上方に位置して外周側に張り出した鍔部35が形成されている。鍔部35は、防蝕体3の外周に沿って環状に延びているが、これに限られない。また、芯体4には、水道管Kに連通する貫通孔41が形成されている。図9〜11の状態では、貫通孔31,41の孔軸が水道管Kの管軸と略一致し、これらを通じて二重筒体2に水が流入する。管切断面10に押し当たる貫通孔31の周囲の領域は、管切断面10に沿って湾曲している。
図4のように、防蝕体3の側方には、4つの貫通孔31〜34が形成されている(図1では、貫通孔33の図示を省略している)。貫通孔31,32は水道管Kの管軸方向に沿って開口し、貫通孔33,34は水道管Kの管軸方向と直交する向きに開口している。貫通孔31と同様に、貫通孔32では、その周囲の領域が管切断面10に押し当てられる。本実施形態では、貫通孔32,33に通水しない構造であるため、これらを形成していなくてもよい。貫通孔34は分岐配管12に連通し、これを通じて水が流出する。
防蝕体3に芯体4を挿入した状態(図9参照)では、管切断面10の全周において、貫通孔31,32の周縁が管切断面10よりも内側に突出するように設定されている。このため、管切断面10に対して防蝕体3の側面を確実に宛がうことができる。防蝕体3に芯体4を挿入する前の状態(図6参照)では、そのような突出が不完全であっても構わない。また、本実施形態では、防蝕体3が拡径しやすくなるように、貫通孔31,32に比べて貫通孔33,34が大径に形成されているが、これらの寸法は同じでもよい。
図5のように、芯体4の側方には、水道管Kに連通する貫通孔41と、分岐配管12に連通する貫通孔42が形成されている。これら2つの貫通孔41,42は、それぞれ防蝕体3の貫通孔31,34に連通する。芯体4には、これら以外に防蝕体3の貫通孔と連通する貫通孔が形成されていない。したがって、水道管Kから流出した水は、貫通孔31,41を通じて二重筒体2に流入し、そこから貫通孔34,42を通じて分岐配管12へ流れ込む(図11参照)。既述のように、防蝕体3の貫通孔32,33は通水に供されない。
防蝕体3の鍔部35は、水道管Kの外周面に当接する当接面35aを有し、その当接面35aは、水道管Kの外周面に沿って湾曲している。図2などでは、当接面35aを含む鍔部35の特徴的部分を破線で示している。図6,7のように一対の管切断面10の間に二重筒体2を配置すると、水道管Kの外周面に当接面35aが上方から当接する。その際、当接面35aが湾曲しているために、防蝕体3が斜めに設置されることを防止できる。また、管切断面10の上方に載せた鍔部35が安定するので、芯体4の挿入に伴う負荷がかかっても防蝕体3が位置ずれしない。それ故、管切断面10に対して的確に防蝕処置を施すことができる。
図4に示すように、防蝕体3が水道管Kに対向する位置では、鍔部35の厚みが下方に向けて増しており、その部分の湾曲した下面によって当接面35aが形成されている。このように、水道管Kの外周面に当接する部分で鍔部35が肉厚に形成されていることで、管切断面10の上方に載せた鍔部35の安定性が良好に高められる。その結果、図6,7の状態から図9,10の状態に移る過程で鍔部35が管切断面10から外れることなく、防蝕体3の位置ずれを効果的に防止できる。
図4(d)のように、当接面35aは、水道管Kの管軸方向から見て円弧状に湾曲しており、この当接面35aに沿った円において、中心角がαである扇形の円弧に相当する。水道管Kの外周面に対する当接面35aの接触領域を確保する観点から、この扇形の中心角αは90度以上が好ましく、100度以上がより好ましい。また、中心角αが大きくなり過ぎると、僅かな位置ずれに対応しにくくなる場合があるため、中心角αは150度以下が好ましく、120度以下がより好ましい。
本実施形態では、防蝕体3が、周方向に分割部を有しない環状の円筒体により構成されている。これにより、芯体4の挿入によって防蝕体3が均一に拡径しやすくなって、管切断面10に対して防蝕体3を的確に押し当てられる。これに対し、周方向に分割部を有するC字状の防蝕体では、芯体を挿入するときに引っ掛かるなどして拡径が不均一になる恐れがある。防蝕体3は、ゴム(例えばスチレンブタジエンゴム)などの弾性材により形成されることが好ましい。芯体4の挿入によって防蝕体3が拡径するように、防蝕体3の内径D3は芯体4の外径D4よりも小さい。
防蝕体3には、貫通孔31の上方に位置して内周側に張り出した上係合部36が形成されている。前述した鍔部35は防蝕体3の上部外周に形成され、上係合部36は防蝕体3の上部内周に形成されている。本実施形態の上係合部36は、図4(b)のように、芯体4の挿入方向となる下方に向かって内周側に傾いた傾斜面を有する。防蝕体3の下部内周には、そのような内周側に張り出した係合部が形成されておらず、寸胴形状になっているため、この部位を芯体4が通過するときの抵抗を減らすことができる。
防蝕体3の外周面には、周方向に間隔を設けて配置された一対のガイド突起37が形成されている。また、外箱1の内面には、周方向に間隔を設けて配置された一対の突起17が形成されている。突起17の間隔はガイド突起37の間隔よりも少しだけ大きく、図8のように一対のガイド突起37を一対の突起17の間に配置することにより、外箱1に対する防蝕体3の相対回転を抑制して、それらの相対的な位置ずれを防止できるように構成されている。
芯体4は、周方向に分割部を有しない環状の円筒体により構成され、例えばダクタイル鋳鉄などの金属材により作製される。芯体4の上部外周には、貫通孔41,42よりも上方の位置に鍔部45が形成されている。芯体4の上部外周には、貫通孔41,42よりも上方で鍔部45よりも下方の位置に、内周側に窪んだ上係合部46が形成されている。芯体4の下部外周には、貫通孔41,42よりも下方の位置に、内周側に窪んだ下係合部47が形成されている。本実施形態の上係合部46及び下係合部47は、下方に向かって内周側に傾いた傾斜面を有する。
図1,2のように、防蝕体3の上係合部36を芯体4の下係合部47と係合することにより、芯体4の下部を防蝕体3に挿入した状態で二重筒体2の仮保持が可能である。この防蝕体3は落下することなく、芯体4から防蝕体3が垂れ下がった状態で保持されるため、二重筒体2の取り扱いが簡単になり施工性を大幅に向上できる。後述のように、二重筒体2を仮保持した状態から、防蝕体3を固定しつつ芯体4を押し込むことで、防蝕体3に芯体4が挿入されて防蝕体3が拡径する。拡径した防蝕体3の上係合部36は芯体4の上係合部46に係合する。
図4(a)のように、防蝕体3の上係合部36は周方向に沿って延びつつ、その周方向の複数箇所(本実施形態では4箇所)に切欠き38が形成されている。このような切欠き38が形成されていることにより、防蝕体3に芯体4を挿入するときの抵抗、特には仮保持の状態から更に芯体4を押し込むときの抵抗を小さくできる。その結果、芯体4の挿入が円滑に行われ、延いては防蝕体3が円滑に拡径し、管切断面10に対して的確に防蝕体3を押し当てることができる。
水道管Kに対向する位置では、他の位置に比べて切欠き38の長さが小さい。即ち、水道管Kに対向する位置に形成された切欠き38aは、他の位置に形成された切欠き38bよりも短い。これにより、当接面35aが形成される位置における防蝕体3の厚みの低下が抑えられ、管切断面10の上方に載せた鍔部35の安定性を高めることができる。また、切欠き38aを形成せずに、水道管Kに対向しない位置にのみ切欠き38を形成した場合は、上記の有利な効果が更に高められる。
図4のように、防蝕体3の内周面には、芯体4の挿入方向に沿って延びる凹部39が設けられている。そして、図5のように、芯体4の外周面には、その凹部39に嵌まり込む突起47が設けられている。このため、芯体4に対して防蝕体3が相対回転することがなく、防蝕体3と芯体4との相対的な位置ずれを防止できる。この構成は、芯体4を全体的に防蝕体3に挿入したときに、貫通孔31,41同士を適切に重複させ、貫通孔34,42同士を適切に重複させるうえでも役立つ。
管切断面10に防蝕処置を施す手順は、次の通りである。まず、図2のように、仮保持の状態にある二重筒体2を内蔵した密閉ケース6を作業弁5に接続する。この芯体4の上部は中栓8で閉塞されており、芯体4の鍔部45と中栓8との間には、上側部材13の上部の開口部を密封するためのシール材が装着されている。中栓8は芯体4にボルトで固定され、その中栓8が操作桿61によって支持されている。二重筒体2の昇降は、操作桿61を操作することにより行われる。
次に、作業弁5を開放するとともに操作桿61を押し下げて、図1のように二重筒体2を下降させて水道管Kに近付ける。二重筒体2を更に下降させると、図6,7のように一対の管切断面10の間に二重筒体2が配置される。このとき、管切断面10の上方に鍔部35が載るとともに、その当接面35aが水道管Kの外周面に当接し、それ以上は防蝕体3が下降せずに固定される。当接面35aが湾曲していることで、防蝕体3が斜めに設置されることを防止できる。防蝕体3のガイド突起37は、外箱1に形成された一対の突起17の間に配置される。
続いて、操作桿61の更なる押し下げにより、防蝕体3を固定しつつ芯体4を押し込んで、図9,10のように一対の管切断面10に対向させてある防蝕体3に芯体4を挿入する。これにより、拡径した防蝕体3が一対の管切断面10に押し当たり、管切断面10に対して防蝕処置が施される。また、貫通孔31,41が水道管Kに連通するとともに、貫通孔34,42が分岐配管12に連通し、図11のように二重筒体2を介した流路変更が施される。図2の状態から図9,10の状態に至るまでに必要な動作は、作業弁5の開放と、操作桿61の押し下げのみである。
本実施形態では、芯体4の貫通孔に連通しない貫通孔32,33が防蝕体3に形成されており、防蝕体3の側方に形成された貫通孔の数が、芯体4の側方に形成された貫通孔の数よりも多い。この貫通孔32,33は、通水に供されないものではあるが、これらが形成されていることで防蝕体3が拡径しやすくなり、延いては管切断面10に防蝕体3を的確に押し当てやすくなる。
防蝕体3に芯体4を挿入する過程では、管切断面10の上方に載せた鍔部35に負荷が作用するため、その鍔部35が安定していないと、防蝕体3が水道管Kから外れて落下し、管切断面10に対して位置ずれを起こしてしまう。この防蝕装置では、水道管Kの外周面に沿って当接面35aが湾曲しているため、管切断面10の上方に載せた鍔部35が安定し、そのような防蝕体3の位置ずれの発生を防止できる。その結果、管切断面10に対して的確に防蝕処置を施すことができる。
防蝕体3を拡径して防蝕処置を施した後は、固定ボルト18を外箱1の内方へ向けて突出させ、これにより中栓8を上方から押さえ付けて二重筒体2を固定する。そして、図12に示すように、外箱1から作業弁5と密閉ケース6を取り外し、代わりに蓋体9を取り付けて、二重筒体2が収容された外箱1を密閉する。
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。
前述の実施形態では、二重筒体によって流路を変更するだけであったが、これに限られず、例えば二重筒体によって流路を遮断したり切り換えたりするものでもよい。かかる場合には、仕切体を内蔵した芯体が用いられ、その仕切体で貫通孔を閉塞することにより流路を遮断できる。また、芯体に3つ以上の貫通孔を形成したうえで、その貫通孔を仕切体により選択的に閉塞することで、流路を切り換えることができる。仕切体は、回動式や固定式など種々の形式を採用可能であり、このような二重筒体は弁装置として供される。
本発明は、水道管に適用できるものであるが、これに限られず、水以外の各種の液体、気体などの流体に用いる流体管に幅広く適用できる。
1 外箱
2 二重筒体
3 防蝕体
4 芯体
10 管切断面
12 分岐配管
31 貫通孔
32 貫通孔
33 貫通孔
34 貫通孔
35 鍔部
35a 当接面
36 上係合部
41 貫通孔
42 貫通孔
47 下係合部
K 水道管(流体管の一例)

Claims (6)

  1. 流体管の外周面を取り囲んで装着された外箱に収容され、前記流体管のフルカット切断により形成された一対の管切断面の間に上方から配置される入れ子式の二重筒体を備え、
    前記二重筒体は、前記一対の管切断面に対向する防蝕体と、前記防蝕体に上方から挿入される芯体とを有し、前記防蝕体に前記芯体を挿入することにより前記防蝕体が拡径して前記一対の管切断面に押し当たるように構成され、
    前記防蝕体には、前記流体管に連通する貫通孔と、前記貫通孔の上方に位置して外周側に張り出した鍔部とが形成され、
    前記鍔部は、前記流体管の外周面に当接する当接面を有し、その流体管の外周面に沿って前記当接面が湾曲している管切断面の防蝕装置。
  2. 前記防蝕体が、周方向に分割部を有しない環状の円筒体により構成されている請求項1に記載の管切断面の防蝕装置。
  3. 前記防蝕体には、前記貫通孔の上方に位置して内周側に張り出した上係合部が形成され、前記芯体の下部外周には内周側に窪んだ下係合部が形成され、
    前記防蝕体の上係合部を前記芯体の下係合部と係合することにより、前記芯体の下部を前記防蝕体に挿入した状態で前記二重筒体の仮保持が可能であり、
    前記防蝕体の上係合部が周方向に沿って延びつつ、その周方向の複数箇所に切欠きが形成されている請求項1又は2に記載の管切断面の防蝕装置。
  4. 前記流体管に対向する位置では他の位置に比べて前記切欠きの長さが小さい、あるいは、前記流体管に対向しない位置にのみ前記切欠きが形成されている請求項3に記載の管切断面の防蝕装置。
  5. 前記防蝕体の側方に形成されている貫通孔の数が、前記芯体の側方に形成されている貫通孔の数よりも多い請求項1〜4いずれか1項に記載の管切断面の防蝕装置。
  6. 請求項1〜5いずれか1項に記載の管切断面の防蝕装置を用いて、前記流体管のフルカット切断により形成された一対の管切断面の間に前記二重筒体を上方から配置し、前記鍔部の当接面を前記流体管の外周面に上方から当接させ、前記一対の管切断面に対向させてある前記防蝕体に前記芯体を挿入し、その芯体の挿入により拡径した前記防蝕体を前記一対の管切断面に押し当てる管切断面の防蝕方法。
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