JP6579765B2 - 内面接合継手の接合方法及び接合用補助工具 - Google Patents

Description

この発明は、水道等の管路における内面接合継手の接合方法及び接合用補助工具に関するものである。

水道等の管路を構成するダクタイル鋳鉄管のうち、呼び径が８００ｍｍ程度以上のものを接合する場合、管内に作業員が入って接合作業を行う内面接合継手が採用され（下記特許文献１参照）、このような内面接合継手として、Ｕ形やＵＳ形が規定されている。

一例として、ＵＳ形内面接合継手の施工手順を、図７に基づいて説明する。この内面接合継手では、まず、図７（ａ）に示すように、受口１に挿し口２を挿入する。受口１の内周面には、開口側から奥側へかけて次第に拡径するテーパー面３と、その奥側に位置して内径が大径から小径へ変化する段面４とが形成されている。

そして、管内での作業により、受口１の内周面と挿し口２の外周面との間に、ゴム輪を用いたシール材５を挿入すると共に、シール材５を圧縮するための押圧機構Ｐ_２として、シール材５と段面４との間に割り輪５１と押輪５２とを嵌め入れる。割り輪５１及び押輪５２は、周方向に複数割りされており、施工時に分割部分を接合する。

これに先立ち、押輪５２には、押しボルト５３を管軸方向に延びるねじ穴に、段面４への対向面からねじ込んだ状態としておく。押しボルト５３は、頭部に凹所５４を有するものとし、周方向に複数本配置する。

次に、全ての押しボルト５３のうち、３本に１本程度のものについて、図７（ｂ）に示すように、押輪５２のねじ穴に対するねじ込みを戻し、ねじの突出量を増加させるねじ出しを行い、押輪５２及び割り輪５１をシール材５に押し付けるように移動させる。

これに伴い、他の押しボルト５３の頭部と段面４の隙間が拡大されるので、これらの押しボルト５３を、図７（ｃ）に示すように、頭部の凹所５４と段面４との間に継ぎ棒５６を挟入した状態で、ねじ出しを行う方向へ回転させ、押輪５２及び割り輪５１をテーパー面３の方向へ移動させて、シール材５を管軸方向に強く圧縮する。

そして、先にねじ出ししていた押しボルト５３を押輪５２に一旦ねじ込み、上記と同様に継ぎ棒５６を挟入した後、再びねじ出し方向へ回転させ、全ての押しボルト５３によって、シール材５が均等に圧縮されるようにする。

このような作業により、シール材５が受口１のテーパー面３と挿し口２の外周面とに密着し、受口１と挿し口２との間が止水される。

また、この内面接合継手では、受口１の内周面のテーパー面３より開口端側に突部６が形成され、さらに、受口１から挿し口２を抜け止めするため、挿し口２の外周面に突部７が形成されると共に、受口１の内周面の環状溝にロックリング８が嵌入され、ロックリング８はセットボルト９で係止されている。

実公昭６３−９８２８号公報

しかしながら、上記のような内面接合継手では、押しボルト５３の頭部と受口１の段面４の隙間が狭小であることから、押しボルト５３を回転させる際、電動インパクトレンチやラチェットレンチを使用することができず、スパナを頻繁に掛け替えながら少しずつ回す必要があり、非常に効率が悪いという問題がある。また、このような作業を、作業員は狭隘な管内で不自然な姿勢をとりながら行う必要があり、作業員の肉体的な負荷が大きいという問題がある。

そこで、この発明は、内面接合継手における接合作業の効率を向上させ、作業負荷を軽減することを課題とする。

上記のような課題を解決するため、この発明は、受口に挿し口が挿入された管継手のシール性を確保するため、受口の内周に内径が大径から小径へ変化する段面が形成され、受口の内周面と挿し口の外周面との間に弾性を有する環状のシール材が介在し、シール材と段面との間に押圧機構が嵌入され、押圧機構の管軸方向への延伸に伴い、シール材が段面の反対側へ押圧され、管軸方向に圧縮されて、受口の内周面と挿し口の外周面とに密着するようにし、
前記押圧機構は、シール材と受口の段面との間に嵌入された押輪、受口の段面に対向する押輪の端面から管軸方向に延びるねじ穴にねじ込まれた押しボルト及び押しボルトの頭部と受口の段面との間に挟入された継ぎ棒から成り、
押しボルトの頭部は歯車状とされ、その頭部又は継ぎ棒の一方の端面に突設された軸突起が他方に形成された軸穴に回動自在に嵌合し、
継ぎ棒の他端が受口の段面に当接した状態で、押しボルトのねじ出しに伴い、押輪を介しシール材が管軸方向に圧縮されるようにした内面接合継手の接合作業を管内で行う接合方法であって、
補助工具の先端部を押輪と受口の段面との間に挿入し、押しボルトの歯車状となった頭部に補助工具の先端部の歯車を噛合させ、押輪より管の内側の空間で補助工具に押しボルトと回転軸が平行となるように回転工具を接続し、回転工具から伝達される回転により補助工具の先端部の歯車を回して、押しボルトを回転させ、押しボルトによりシール材が圧縮されるようにしたのである。

このような接合方法に使用する補助工具は、手で把持する柄部を備えたホルダーの先端側に歯車取付部が形成され、歯車取付部には、柄部側に位置する１個の第一歯車と、これに噛合してホルダーの先端側に位置する２個の第二歯車とが回動自在に軸支され、第一歯車は、その中心から延びる工具係合軸を有し、２個の第二歯車は、前記押圧機構の押しボルトの歯車状となった頭部が挟み込まれて噛合する配置とされ、工具係合軸を回し第一歯車を回転させると、２個の第二歯車が回転し、第二歯車に噛合した押しボルトが回転する構成とすればよい。

この発明に係る内面接合継手の接合方法では、補助工具を使用することにより、電動インパクトレンチやラチェットレンチ等の回転工具を用いて、押しボルトを回転させ、押輪及び割り輪を介しシール材を圧縮することができるので、スパナを頻繁に掛け替えながら押しボルトを回す必要がなくなり、接合作業を効率的に行うことができ、狭い管内における作業負荷が軽減される。

この発明に係る内面接合継手の接合方法に使用する押圧機構の（ａ）押しボルトを示す斜視図、（ｂ）継ぎ棒を示す斜視図 同上の補助工具の（ａ）裏側を示す斜視図、（ｂ）表側を示す斜視図 同上のＵＳ形内面接合継手の施工手順における（ａ）押圧機構の嵌入時の初期状態、（ｂ）一部の押しボルトの仮ねじ出し状態を示すそれぞれ管軸方向断面図 同上の押しボルトと補助工具の噛合状態を示す拡大斜視図 同上の管内での回転工具による押しボルトのねじ出し作業を示す切欠斜視図 同上のＵＳ形内面接合継手の施工手順における継ぎ棒を挟入したねじ出し状態を示す管軸方向断面図 従来のＵＳ形内面接合継手の施工手順における（ａ）押圧機構の嵌入時の初期状態、（ｂ）一部の押しボルトの仮ねじ出し状態、（ｃ）継ぎ棒を挟入したねじ出し状態を示すそれぞれ管軸方向断面図

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

この内面接合継手は、施工完了時に、図６に示す状態となるものであり、受口１と挿し口２の間を止水するシール材５を管軸方向へ圧縮する機構として、図７に示す従来の押圧機構Ｐ_２に換えて、押圧機構Ｐ_１が採用されている。押圧機構Ｐ_１は、周方向に複数割りされた割り輪５１及び押輪５２と、受口１の段面４に対向する押輪５２の端面から管軸方向に延びるねじ穴にねじ込まれた押しボルト１１と、押しボルト１１の頭部１２と受口１の段面４との間に挟入された継ぎ棒２１とから構成される。

図１（ａ）に示すように、押しボルト１１の頭部１２は、通常のボルトの頭部よりも大きく、外周が歯車状に加工され、その頭部１２の端面中央部には、軸線方向へ短い円柱状の軸突起１３が突設されている。また、押しボルト１１のねじ軸部と頭部１２の間の首部１４は、微調整時等、スパナが掛けられるように六角形状とされている。

また、図１（ｂ）に示すように、継ぎ棒２１の一端には、内周が円周面とされた軸穴２２が形成され、軸穴２２には、押しボルト１１の軸突起１３が回動自在に嵌められるようになっている。

なお、軸穴２２は、有底のものを図示しているが、継ぎ棒２１の軸方向全長にわたって貫通していてもよい。また、押しボルト１１に軸突起１３を設け、継ぎ棒２１に軸穴２２を設けているが、押しボルト１１に軸穴を設け、継ぎ棒２１に軸突起を設けてもよい。

さらに、この内面接合継手の接合作業においては、図２に示すような補助工具Ａを使用する。補助工具Ａは、スパナ状の外観を呈するホルダー３１をベース部材とし、ホルダー３１には、手で把持する柄部３２の先端側に歯車取付部３３が形成されている。歯車取付部３３は、先端側へかけて幅が広がった後、若干幅が狭まり、先割れ状となっている。

歯車取付部３３には、柄部３２側に位置する１個の第一歯車３４と、これに噛合してホルダー３１の先端側に位置する２個の第二歯車３５とが回動自在に軸支されている。第一歯車３４は、その中心部から延びる工具係合軸３６を有し、２個の第二歯車３５は、互いに間隔をあけて、ホルダー３１の先割れ部分に臨むように配置されている。工具係合軸３６は、六角形状とされているので、電動インパクトレンチやラチェットレンチ等、種々のボルト締結用工具のソケットを係合させることができる。

このような補助工具Ａを使用して押圧機構Ｐ_１による内面接合継手の接合作業を管内で行うには、まず、図３（ａ）に示すように、受口１に挿し口２を挿入した状態で、シール材５を受口１の内周のテーパー面３と挿し口２の外周面との間に挿入する。

次に、押圧機構Ｐ_１を構成するため、押輪５２のねじ穴に受口１の段面４への対向面から押しボルト１１をねじ込んだ状態として、割り輪５１及び押輪５２を、シール材５と段面４との間に順次嵌め入れる。割り輪５１及び押輪５２は、周方向に複数割りされているので、施工時に分割部分を接合する。

次に、全ての押しボルト１１のうち、３本に１本程度のものについて、図３（ｂ）に示すように、ねじ出しを行い、軸突起１３を受口１の段面４に当接させて、押輪５２及び割り輪５１を受口１のテーパー面３の方向へ移動させる。

このとき、図４に示すように、押しボルト１１の歯車状となった頭部１２を、補助工具Ａの２個の第二歯車３５に挟まれるようにして噛合させ、工具係合軸３６を電動インパクトレンチやラチェットレンチ等の回転工具Ｗで回し、第一歯車３４を回転させると、２個の第二歯車３５が第一歯車３４と逆方向に回転し、第二歯車３５に噛合した押しボルト１１が第一歯車３４と同方向に回転する。

なお、図３（ｂ）に示す状態で、押しボルト１１が回転する際、軸突起１３の端面が段面４に接触回転するが、軸突起１３は、頭部１２の歯車状部分よりも小径となっているので、回転抵抗が著しく大きくなることがない。

このように一部の押しボルト１１を回転させると、他の押しボルト１１の頭部１２と段面４の間の隙間が拡大されるので、図５及び図６に示すように、この隙間に継ぎ棒２１を挟入して、押しボルト１１の軸突起１３を継ぎ棒２１の軸穴２２に嵌合させ、押しボルト１１の頭部１２を補助工具Ａの２個の第二歯車３５に噛合させた状態で、工具係合軸３６を回転工具Ｗで回して、押しボルト１１のねじ出しを行い、押輪５２及び割り輪５１を受口１のテーパー面３の方向へ移動させて、シール材５を管軸方向に圧縮する。

そして、先にねじ出ししていた押しボルト１１の頭部１２を補助工具Ａの２個の第二歯車３５に噛合させ、工具係合軸３６を回転工具Ｗで回して、この押しボルト１１を押輪５２に一旦ねじ込み、上記と同様に継ぎ棒２１を挟入した後、押しボルト１１を再びねじ出し方向へ回転させ、全ての押しボルト１１によって、シール材５を、受口１のテーパー面３の小径側へ規定量（ダクタイル鉄管協会による規定）まで押し込み、管軸方向に圧縮して、受口１のテーパー面３と挿し口２の外周面とに密着させると、施工完了となる。

上記のような内面接合継手の接合方法によると、補助工具Ａを使用することにより、電動インパクトレンチやラチェットレンチ等の回転工具Ｗを用いて、押しボルト１１を回転させ、押輪５２及び割り輪５１を介しシール材５を圧縮することができるので、従来のように、スパナを頻繁に掛け替えながら押しボルトを回す必要がなくなり、接合作業を効率的に行うことができ、狭い管内における作業負荷が軽減される。

なお、押しボルト１１を回転させる補助工具は、図２に示すようなものに限られず、押しボルト１１の頭部１２に噛合する歯車とこれを回転させる回転工具用の工具係合軸を有するものであれば、他の構成のものであってもよい。

１ 受口
２ 挿し口
３ テーパー面
４ 段面
５ シール材
６，７ 突部
８ ロックリング
１１ 押しボルト
１２ 頭部
１３ 軸突起
１４ 首部
２１ 継ぎ棒
２２ 軸穴
３１ ホルダー
３２ 柄部
３３ 歯車取付部
３４ 第一歯車
３５ 第二歯車
３６ 工具係合軸
５１ 割り輪
５２ 押輪
Ａ 補助工具
Ｐ_１ 押圧機構
Ｗ 回転工具

Claims (2)

1. 受口(1)に挿し口(2)が挿入された管継手のシール性を確保するため、受口(1)の内周に内径が大径から小径へ変化する段面(4)が形成され、受口(1)の内周面と挿し口(2)の外周面との間に弾性を有する環状のシール材(5)が介在し、シール材(5)と段面(4)との間に押圧機構(P₁)が嵌入され、押圧機構(P₁)の管軸方向への延伸に伴い、シール材(5)が段面(4)の反対側へ押圧され、管軸方向に圧縮されて、受口(1)の内周面と挿し口(2)の外周面とに密着するようにし、
   前記押圧機構(P₁)は、シール材(5)と受口(1)の段面(4)との間に嵌入された押輪(52)、受口(1)の段面(4)に対向する押輪(52)の端面から管軸方向に延びるねじ穴にねじ込まれた押しボルト(11)及び押しボルト(11)の頭部(12)と受口(1)の段面(4)との間に挟入された継ぎ棒(21)から成り、
   押しボルト(11)の頭部(12)は歯車状とされ、その頭部(12)又は継ぎ棒(21)の一方の端面に突設された軸突起(13)が他方に形成された軸穴(22)に回動自在に嵌合し、
   継ぎ棒(21)の他端が受口(1)の段面(4)に当接した状態で、押しボルト(11)のねじ出しに伴い、押輪(52)を介しシール材(5)が管軸方向に圧縮されるようにした内面接合継手の接合作業を管内で行う接合方法であって、
   補助工具(A)の先端部を押輪(52)と受口(1)の段面(4)との間に挿入し、押しボルト(11)の歯車状となった頭部(12)に補助工具(A)の先端部の歯車を噛合させ、押輪(52)より管の内側の空間で補助工具(A)に押しボルト(11)と回転軸が平行となるように回転工具(W)を接続し、回転工具(W)から伝達される回転により補助工具(A)の先端部の歯車を回して、押しボルト(11)を回転させ、押しボルト(11)によりシール材(5)が圧縮されるようにする内面接合継手の接合方法。
2. 請求項１に記載の内面接合継手の接合方法に使用される補助工具(A)であって、手で把持する柄部(32)を備えたホルダー(31)の先端側に歯車取付部(33)が形成され、歯車取付部(33)には、柄部(32)側に位置する１個の第一歯車(34)と、これに噛合してホルダー(31)の先端側に位置する２個の第二歯車(35)とが回動自在に軸支され、第一歯車(34)は、その中心から延びる工具係合軸(36)を有し、２個の第二歯車(35)は、前記押圧機構(P₁)の押しボルト(11)の歯車状となった頭部(12)が挟み込まれて噛合する配置とされ、工具係合軸(36)を回し第一歯車(34)を回転させると、２個の第二歯車(35)が回転し、第二歯車(35)に噛合した押しボルト(11)が回転するようにした内面接合継手の接合用補助工具。

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