JP6682700B2 - 密栓装置及び密栓方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体管の側面に設けられた穿孔口を密栓するための密栓装置と密栓方法に関する。

既設の水道管（流体管の一例）を更新する工事では、水道水の利用者に対する利便性を考慮し、通水状態を保持しながら施工できる不断水工法が有用である。不断水工法としては、既設の水道管の途中に仕切弁を介して分岐管を接続し、それによりバイパスを形成する手法が知られている。従来、かかる手法を用いた工事では、施工後に分岐管を撤去するに際して仕切弁を残置させていたため、将来同じ場所を掘削したときに重機で仕切弁を引っ掛けてしまう恐れがあった。

それ故、上記のような工事では、分岐管だけでなく仕切弁も撤去することが好ましく、そのためには通水状態を保持しながら密栓を施す必要があった。特許文献１，２では、通水状態を保持したままＴ字管の分岐部を密栓して、分岐管を仕切弁ごと撤去する手法が開示されている。これらの手法によれば、簡便に且つ確実に密栓できるものの、Ｔ字管の分岐部の内面にバヨネット溝を設ける必要があるため、汎用性に優れているとは言えない。

特許文献３には、流体管の側面に設けられた穿孔口を密栓するための密栓装置が記載されているが、コスト低減の観点などから、より簡易な構造の密栓装置が望まれる場合があった。また、穿孔口が多少の位置ずれを生じて設けられることがあるため、穿孔口を密栓する作業では、装着時の密栓装置の位置決め、特に芯出し（中心位置の調整）がシビアになりがちであるとともに、装着した密栓装置を固定する際に位置ずれを生じないことも求められる。

特開２０１０−９６２４１号公報 特開２０１０−１１７０２９号公報 特開２０１４−１３４２２３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、簡易な構造を有しながら、装着時の位置決めや位置ずれ防止を可能とした穿孔口の密栓装置及び密栓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、本発明に係る密栓装置は、流体管の側面に設けられた穿孔口に装着される密栓装置において、栓本体に固着されたシールゴムが、前方に向かって内周側へ傾斜した外周面を有し、前記穿孔口の周縁に沿って延びている内リップと、前記内リップの外周側に形成されており、前記穿孔口の外面側エッジが入り込むスリットと、前記内リップの外周側に前記スリットを介して形成されており、外周側に拡がり変形して前記穿孔口の周縁の外面に密着する外リップと、を有するものである。

この密栓装置では、シールゴムのスリットに穿孔口の外面側エッジが入り込むので、そのスリットの内周側に形成された内リップが穿孔口に挿入され、スリットの外周側に形成された外リップは穿孔口の周縁の外面に密着する。また、穿孔口の外面側エッジをスリットに入り込ませた密栓装置が穿孔口に強く押し当てられると、穿孔口の端面側に内リップが寄せられ、それにより穿孔口の端面とその穿孔口の周縁の外面とがシールゴムによって密封され得る。

内リップの外周面が前方に向かって内周側へ傾斜しているため、穿孔口が多少の位置ずれを生じて設けられていても内リップが適切に挿入され、その結果、穿孔口に対する穿孔装置の芯出し（中心位置の調整）が行われる。それでいて、内リップと外リップとが穿孔口の外面側エッジを挟み込むようにして配置されるので、装着した密栓装置を固定する際の位置ずれを防止することができる。よって、この密栓装置によれば、簡易な構造を有しながら、装着時の位置決めや位置ずれ防止が可能となる。

前記シールゴムが、前記内リップの内周側に形成された凹溝を有することが好ましい。これによって内リップが内周側に逃げるスペースが形成され、穿孔口の周縁の外面と外リップとの間で内リップが挟まれることなく、穿孔口に内リップを適切に挿入できる。このことは、穿孔口が多少の位置ずれを生じて設けられている場合において特に有用である。

前記シールゴムが、前記外リップの後方に配置され且つ前記外リップよりも硬いゴムで形成された背面ゴムを有することが好ましい。これにより、穿孔口の周縁の外面に対して外リップが十分に押し当てられるとともに、シールゴムに水圧が作用しても外リップの形状が崩れにくくなって密封性能が高められる。

前記シールゴムの外周面が、装着方向に対して傾斜した傾斜面により形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、管内を通じて密栓装置を穿孔口に接近させる際に、その管内との接触抵抗を小さくして作業性を高めることができる。

前記流体管の管軸方向から見たときに、前記外リップが前記内リップよりも前方に大きく突出していることが好ましく、それにより密封性能が高められる。

栓本体の側面がゴムライニングされていることが好ましい。かかる構成によれば、密栓装置を穿孔口に強く押し当てたときに、拡がり変形した外リップが裏返ることを防いで、密封性能を適切に発揮することができる。

また、本発明に係る密栓方法は、流体管の側面に設けられた穿孔口に密栓装置を装着する密栓方法において、内リップと外リップを有するシールゴムが栓本体に固着された密栓装置を前記穿孔口に押し当て、前方に向かって内周側へ傾斜した外周面を有する前記内リップを前記穿孔口に挿入するとともに、前記内リップと前記外リップとの間に形成されたスリットに前記穿孔口の外面側エッジを入り込ませ、前記外リップを外周側に拡がり変形させて前記穿孔口の周縁の外面に密着させるものである。

この密栓方法では、シールゴムのスリットに穿孔口の外面側エッジを入り込ませるとともに、そのスリットの内周側に形成された内リップを穿孔口に挿入し、スリットの外周側に形成された外リップを穿孔口の周縁の外面に密着させる。また、穿孔口の外面側エッジをスリットに入り込ませた密栓装置が穿孔口に強く押し当てられると、穿孔口の端面側に内リップが寄せられ、それにより穿孔口の端面とその穿孔口の周縁の外面とがシールゴムによって密封され得る。

内リップの外周面が前方に向かって内周側へ傾斜しているため、穿孔口が多少の位置ずれを生じて設けられていても内リップが適切に挿入され、その結果、穿孔口に対する穿孔装置の芯出し（中心位置の調整）が行われる。それでいて、内リップと外リップとが穿孔口の外面側エッジを挟み込むようにして配置されるため、装着した密栓装置を固定する際の位置ずれを防止することができる。よって、この密栓方法によれば、密栓装置が簡易な構造を有しながらも、装着時の位置決めや位置ずれ防止が可能となる。

前記内リップによって前記穿孔口の端面の全体を覆う場合には、密栓装置のシールゴムによって穿孔口の端面を防食することができる。

穿孔口に密栓装置を装着する前の状態を示す断面図 穿孔口に密栓装置を押し当てた状態を示す断面図 密栓装置の（ａ）平面、（ｂ）正面視半断面、及び、（ｃ）側面視半断面を示す三面図 密栓装置の要部を示す（ａ）正面視断面図と（ｂ）側面視断面図 密栓装置を穿孔口に押し当てたときの要部を拡大して示す断面図 別実施形態における密栓装置の要部を示す（ａ）正面視断面図と（ｂ）側面視断面図 図６の密栓装置を穿孔口に押し当てたときの要部を拡大して示す断面図 別実施形態における密栓装置の要部を示す（ａ）正面視断面図と（ｂ）側面視断面図 図８の密栓装置を穿孔口に押し当てたときの要部を拡大して示す断面図

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、流体管の一例である水道管の側面に設けられた穿孔口に密栓装置を装着する例を示す。

図１に示した水道管１は管路の一部を構成し、その周囲が割りＴ字管１１によって取り囲まれている。水道管１の側面には穿孔口１０が設けられており、上方に向けて開口している。この穿孔口１０は、不断水工法によって設けられたものであり、より具体的には、仕切弁１２を介して接続されていた分岐管によりバイパスを形成する過程で穿設されたものである。図１では、既に所要の作業（例えば、水道管の更新）を終えて分岐管を撤去した段階にあり、これから通水状態を保持したまま穿孔口１０に密栓を施して仕切弁１２の撤去作業を行う。

割りＴ字管１１には仕切弁１２が接続され、その仕切弁１２の端部は蓋部材１４によって密閉されている。密栓装置２は、操作具３の先端に取り付けられた状態で、仕切弁１２の内部に配置されている。操作具３は、密栓装置２を装着方向に沿って変位自在に構成されている。本明細書において、装着方向は、密栓装置２を装着するための移動方向、即ち図１における上下方向を指し、前方及び後方は、それぞれ装着方向の前方及び後方、即ち図１における下方及び上方を指す。

操作具３は、ハンドル３１の操作を介して回転される固定軸３２と、蓋部材１４を貫通して摺動可能に支持された可動軸３３とを備え、固定軸３２の回転に応じて可動軸３３が上下動するように構成されている。可動軸３３は、筒体３３ａと、その筒体３３ａに挿入された中軸３３ｂとを有する。筒体３３ａから突出した中軸３３ｂの前方端部には雄ねじが形成され、密栓装置２に螺合されている。この操作具３によって、図２に示すように密栓装置２を穿孔口１０に押し当てることができる。

穿孔口１０は、穿孔時の振動に起因して割りＴ字管１１の分岐部や仕切弁１２に対する芯ずれ（中心位置のずれ）を起こすなど、多少の位置ずれを生じて設けられることがある。それ故、装着時の密栓装置２の位置決め、特に芯出し（中心位置の調整）がシビアになりがちである。特に、この密栓装置２は、穿孔口１０を通じて水道管１の内部に進入するものではなく、穿孔口１０の表面に押し当たって止水する形式であるため、芯出しがよりシビアになる。また、密栓装置２を固定する際に位置ずれを生じないことも求められる。そこで、装着時の位置決めや位置ずれ防止を可能とするべく、密栓装置２を下記の如き構成にしている。

図３は、密栓装置２の三面図である。図３（ｂ），（ｃ）の半断面は、それぞれＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ矢視の半断面に相当する。図４（ａ），（ｂ）は、それぞれ図３のＸ部，Ｙ部の拡大図である。密栓装置２は、栓本体４と、その栓本体４に固着されたシールゴム５とを備え、全体として前方表面が湾曲した円盤状に形成されている。栓本体４は、金属などの剛性体により形成され、シールゴム５は、その栓本体４の前方にライニングされている。栓本体４の後方には、操作具３が着脱される取付部４１が設けられている。本実施形態の取付部４１には、中軸３３ｂの前方端部が螺合される雌ねじが形成されている。

シールゴム５は、穿孔口１０の周縁に沿って延びている内リップ５１と、内リップ５１の外周側に形成されており、穿孔口１０の外面側エッジが入り込むスリット５２と、内リップ５１の外周側にスリット５２を介して形成されており、外周側に拡がり変形して穿孔口１０の周縁の外面に密着する外リップ５３とを有する。本実施形態のシールゴム５は栓本体４の前方表面の全体を覆っているが、密栓装置２と穿孔口１０との間を密封するのは、穿孔口１０の周縁に対向する環状の部位であり、その部位に沿って湾曲しながら内リップ５１と外リップ５３が環状に延びている。

スリット５２は、後方に向かって凹んだ環状溝として形成され、そのスリット５２の底から前方に向かって内リップ５１と外リップ５３が突出している。内リップ５１は、前方に向かって内周側へ傾斜した外周面５１ａを有している。外リップ５３は、前方に向かって外周側へ傾斜した内周面５３ａを有し、水道管１の管軸方向から見ると、図４（ａ）のように前方に向かって先細りとなる形状をしている。また、外リップ５３は、水道管１の管軸方向から見たときに、内リップ５１よりも前方に大きく突出しており、このことは密封性能を高めるうえで有用である。

図５は、図２の状態におけるシールゴム５を示している。既述のように、スリット５２には穿孔口１０の外面側エッジが入り込み、外リップ５３は外周側に拡がり変形して穿孔口１０の周縁の外面に密着する。スリット５２の内周側に形成された内リップ５１は、穿孔口１０に挿入される。また、穿孔口１０の外面側エッジをスリット５２に入り込ませた密栓装置２が穿孔口１０に強く押し当てられると、穿孔口１０の端面側に内リップ５１が寄せられ、図５のように穿孔口１０の端面とその穿孔口１０の周縁の外面とがシールゴム５によって密封される。

この密栓装置２によれば、内リップ５１の外周面５１ａが前方に向かって内周側へ傾斜しているため、穿孔口１０が多少の位置ずれを生じて設けられていても内リップ５１が適切に挿入され、その結果、穿孔口１０に対する密栓装置２の芯出しが行われる。これに対し、外周面５１ａがそのように傾斜していない場合には、位置ずれに伴って内リップ５１が水道管１の外面に押し当てられる恐れがある。本実施形態では、外リップ５３の内周面５３ａが前方に向かって外周側へ傾斜しているので、穿孔口１０の外面側エッジがスリット５２に入り込みやすいうえ、外リップ５３を外周側へ円滑に拡げることができる。

本実施形態では、穿孔口１０に押し当てられた密栓装置２を固定するための固定手段として、止めネジ８が設けられている。止めネジ８は、割りＴ字管１１の分岐部に形成された貫通孔に螺合されており、これを内部に押し込むことにより密栓装置２の離脱を防止できる。止めネジ８は、栓本体４の傾斜面に当接し、それによって密栓装置２を前方に押圧する。そのため、穿孔口１０に装着した密栓装置を固定する際には、その捻転や回転などによる位置ずれが懸念される。

しかし、この密栓装置２によれば、図５のように内リップ５１と外リップ５３とが穿孔口１０の外面側エッジを挟み込むようにして配置されるので、そのような位置ずれを防止することができる。よって、密栓装置２が簡易な構造を有しながらも、装着時の位置決めや位置ずれ防止が可能となる。なお、捻転による位置ずれとは、図３（ｂ）のように水道管１の管軸方向から見て密栓装置２が右肩下がりまたは左肩下がりに傾く現象を指し、回転による位置ずれとは、図３（ａ）のように装着方向から見て密栓装置２が軸周りに回転する現象を指す。

本実施形態では、シールゴム５が、内リップ５１の内周側に形成された凹溝６を有している。凹溝６は、後方に向かって凹んだ環状溝として形成されている。かかる構成によれば、内リップ５１が内周側に倒れ込んで逃げるスペースが形成され、穿孔口１０の周縁の外面と外リップ５３との間で内リップ５１が挟まれることなく、穿孔口１０に内リップ５１を適切に挿入できる。このことは、穿孔口１０が位置ずれを生じて設けられている場合において特に有用である。

本実施形態では、シールゴム５が、外リップ５３の後方に配置され且つ外リップ５３よりも硬いゴムで形成された背面ゴム７を有している。これにより、栓本体４からの力が外リップ５３に効率的に伝達され、穿孔口１０の周縁の外面に対して外リップ５３が十分に押し当てられるとともに、シールゴム５に水圧が作用しても外リップ５３の形状が崩れにくくなって密封性能が高められる。

背面ゴム７は、外リップ５３よりも高いゴム硬度を有する。このゴム硬度は、例えばＪＩＳＡ硬度（ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて２５℃で測定した値）である。一例として、外リップ５３のＪＩＳＡ硬度を５０°とし、背面ゴム７のＪＩＳＡ硬度を７０°とした構成が挙げられる。また、本実施形態では、水道管１の管軸方向から見て、外リップ５３と背面ゴム７との界面が前方に向かって外周側へ傾斜しており、かかる形状によれば、背面ゴム７による上記作用が効果的に得られる。

シールゴム５の外周面５ａ（外リップ５３及び背面ゴム７の外周面）は栓本体４の外周面よりも外周側に位置する。本実施形態では、シールゴム５の外周面５ａが、装着方向に対して傾斜した傾斜面により形成されている。具体的には、背面ゴム７の外周面が前方に向かって外周側へ傾斜し、外リップ５３の外周面が前方に向かって内周側へ傾斜している。これにより、管内（割りＴ字管１１の分岐部や仕切弁１２の内部）を通じて密栓装置２を穿孔口１０に接近させる際に、その管内との接触抵抗を小さくして作業性を高めることができる。

この密栓装置２を用いた密栓方法は、内リップ５１と外リップ５３を有するシールゴム５が栓本体４に固着された密栓装置２を穿孔口１０に押し当て、前方に向かって内周側へ傾斜した外周面５１ａを有する内リップ５１を穿孔口１０に挿入するとともに、内リップ５１と外リップ５３との間に形成されたスリット５２に穿孔口１０の外面側エッジを入り込ませ、外リップ５３を外周側に拡がり変形させて穿孔口１０の周縁の外面に密着させるものである。より詳しい手順は、以下の通りである。

まずは、密栓装置２を操作具３に取り付けるとともに、仕切弁１２に蓋部材１４を接続して図１の状態にする。次に、仕切弁１２を開いて水を充満させた後、ハンドル３１を回して可動軸３３を前方に移動させ、図２のように穿孔口１０に密栓装置２を押し当てる。その際、穿孔口１０の外面側エッジがスリット５２に入り込み、穿孔口１０に対して密栓装置２が位置決めされる。穿孔口１０が多少の位置ずれを生じて設けられていても、内リップ５１（の外周面５１ａ）により密栓装置２がガイドされて芯出しが行われる。

穿孔口１０の外面側エッジがスリット５２に入り込むと、内リップ５１が穿孔口１０に挿入され、外周側に拡がり変形した外リップ５３が穿孔口１０の周縁の外面に密着した状態となる。また、穿孔口１０の外面側エッジをスリット５２に入り込ませた密栓装置２が穿孔口１０に強く押し当てられることで、内リップ５１が穿孔口１０の端面側に寄せられ、図５のように穿孔口１０の端面と穿孔口１０の周縁の外面とがシールゴム５によって密封される。

続いて、止水確認用バルブ１５を開き、止水されていることを確認した後で止めネジ８を押し込む。その際、捻転や回転などによる密栓装置２の位置ずれを防止できることは、既述した通りである。穿孔口１０に装着した密栓装置２を固定したら、筒体３３ａから突出した中軸３３ｂの後方端部を操作し、中軸３３ｂを回転して密栓装置２との螺合を解除する。穿孔口１０は密栓されているので、割りＴ字管１１と仕切弁１２との接続を解除すれば仕切弁１２や操作具３を撤去できる。仕切弁１２を撤去した後の割りＴ字管１１の分岐部には、必要に応じて蓋が被せられる。

図６に示した別実施形態では、前述した実施形態と比べて内リップ５１が大きく突出しており、それ以外は前述の実施形態と同様の構成である。なお、前述の実施形態で説明した部位と同一の部位には、同一の符号を付している。内リップ５１の外周面５１ａの長さは、穿孔口１０の端面の全体を覆い得る寸法に設定されている。この実施形態は、図７のように内リップ５１によって穿孔口１０の端面の全体を覆うようにしたもので、シールゴム５によって穿孔口１０の端面を防食することができる。

図８，９に示した別実施形態では、栓本体４の側面がゴムライニングされており、それ以外は図３，４に示した実施形態と同様の構成である。既に説明した部位と同一の部位には、同一の符号を付している。栓本体４の側面には、その全体に亘ってゴムライニング７５が接着されている。ゴムライニング７５は、薄膜状に形成され、シールゴム５（が有する背面ゴム７）の後方に接するように配置されている。本実施形態では、ゴムライニング７５がシールゴム５と一体化されており、そのゴムライニング７５の外周面は、シールゴム５の外周面５ａとスムーズに連なっている。このように栓本体４の側面がゴムライニングされていることにより、密栓装置２を穿孔口１０に強く押し当てたときに、拡がり変形した外リップ５３が裏返ることを防ぎ、密封性能を適切に発揮することができる。かかるゴムライニングは、図６に示した実施形態に適用することも可能である。

本発明に係る密栓装置と密栓方法は、水道管を更新する工事で分岐管を撤去する場合に限らず、その他の事情により流体管の穿孔口を密栓する場合において適用できる。また、流体管としては水道管に限定されるものではなく、水以外の各種の液体や気体などの流体に用いる流体管に適用できる。

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。

１ 水道管（流体管の一例）
２ 密栓装置
３ 操作具
４ 栓本体
５ シールゴム
６ 凹溝
７ 背面ゴム
８ 止めネジ
１０ 穿孔口
１１ 割りＴ字管
１２ 仕切弁
５１ 内リップ
５２ スリット
５３ 外リップ

Claims (8)

1. 流体管の側面に設けられた穿孔口に装着される密栓装置において、
   栓本体に固着されたシールゴムが、
   前方に向かって内周側へ傾斜した外周面を有し、前記穿孔口の周縁に沿って延びている内リップと、
   前記内リップの外周側に形成されており、前記穿孔口の外面側エッジが入り込むスリットと、
   前記内リップの外周側に前記スリットを介して形成されており、外周側に拡がり変形して前記穿孔口の周縁の外面に密着する外リップと、を有し、
   前記シールゴムが、前記外リップの後方に配置され且つ前記外リップよりも硬いゴムで形成された背面ゴムを有することを特徴とする密栓装置。
2. 流体管の側面に設けられた穿孔口に装着される密栓装置において、
   栓本体に固着されたシールゴムが、
   前方に向かって内周側へ傾斜した外周面を有し、前記穿孔口の周縁に沿って延びている内リップと、
   前記内リップの外周側に形成されており、前記穿孔口の外面側エッジが入り込むスリットと、
   前記内リップの外周側に前記スリットを介して形成されており、外周側に拡がり変形して前記穿孔口の周縁の外面に密着する外リップと、を有し、
   前記流体管の管軸方向から見たときに、前記外リップが前記内リップよりも前方に突出していることを特徴とする密栓装置。
3. 前記シールゴムが、前記内リップの内周側に形成された凹溝を有する請求項１又は２に記載の密栓装置。
4. 前記シールゴムの外周面が、装着方向に対して傾斜した傾斜面により形成されている請求項１〜３いずれか１項に記載の密栓装置。
5. 前記栓本体の側面がゴムライニングされている請求項１〜４いずれか１項に記載の密栓装置。
6. 流体管の側面に設けられた穿孔口に密栓装置を装着する密栓方法において、
   内リップと外リップを有するシールゴムが栓本体に固着された密栓装置を前記穿孔口に押し当て、前方に向かって内周側へ傾斜した外周面を有する前記内リップを前記穿孔口に挿入するとともに、前記内リップと前記外リップとの間に形成されたスリットに前記穿孔口の外面側エッジを入り込ませ、前記外リップを外周側に拡がり変形させて前記穿孔口の周縁の外面に密着させ、
   前記シールゴムが、前記外リップの後方に配置され且つ前記外リップよりも硬いゴムで形成された背面ゴムを有することを特徴とする密栓方法。
7. 流体管の側面に設けられた穿孔口に密栓装置を装着する密栓方法において、
   内リップと外リップを有するシールゴムが栓本体に固着された密栓装置を前記穿孔口に押し当て、前方に向かって内周側へ傾斜した外周面を有する前記内リップを前記穿孔口に挿入するとともに、前記内リップと前記外リップとの間に形成されたスリットに前記穿孔口の外面側エッジを入り込ませ、前記外リップを外周側に拡がり変形させて前記穿孔口の周縁の外面に密着させ、
   前記流体管の管軸方向から見たときに、前記外リップが前記内リップよりも前方に突出していることを特徴とする密栓方法。
8. 前記内リップによって前記穿孔口の端面の全体を覆う請求項６又は７に記載の密栓方法。

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