JP6820012B2 - 管切断面の防食装置及び防食方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体管に形成された管切断面を防食するための防食装置及び防食方法に関する。

従来、既設の水道管（流体管の一例）を不断水状態で切断し、その切断部に弁装置などの挿入体を挿入する工事が行われている。このような工事では、切断部の管切断面に部材を押し当てて防食することが望まれる。管切断面を露出させていると、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、不都合を生じるためである。

特許文献１，２には、流体管の切断部の管切断面にリング状のシール部材を押し当てて防食する方法が記載されている。この方法では、流体管の切断部に挿入体を挿入した後、挿入体に設置されている伸縮継手体に、流体管に装着してある摺動体を係合し、その摺動体を操作して伸縮継手体を伸張させることにより、シール部材を管切断面に押し当てる。したがって、複雑な装置と工程が必要であり、経済性や施工性の観点から実用に見合わない場合が多いといえる。

特開２００６−１１２５４０号公報 特開２００６−１１２５４１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、流体管の切断部の管切断面に対して簡便に防食処置を施すことができる管切断面の防食装置及び防食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食装置は、流体管を取り囲んで装着された外箱に収容されて、前記流体管の切断部に挿入される挿入体と、前記挿入体に保持されており、前記切断部の管切断面に対向して配置される防食リングとを備え、前記防食リングが、前記切断部の上方の管外面に当接する鍔部を有し、前記挿入体の挿入方向への移動に応じて、前記切断部の上方の管外面に前記鍔部を当接させた前記防食リングを前記管切断面に向かって押圧可能に構成されたものである。この装置によれば、流体管の切断部に挿入体を挿入する動作によって防食リングを管切断面に押し当てられるので、切断部の管切断面に対して簡便に防食処置を施すことができる。

前記挿入体は、挿入方向に向かって前記管切断面から離れる方向に傾斜する第１傾斜面を有し、前記防食リングは、前記第１傾斜面と同じ方向に傾斜し且つ前記第１傾斜面と対向して配置される第２傾斜面を有し、前記挿入体の挿入方向への移動に応じて、前記第１傾斜面が前記第２傾斜面を前記管切断面に向かって押圧可能に構成されたことが好ましい。これにより、第１傾斜面で第２傾斜面を管切断面に向かって押圧し、延いては防食リングを管切断面に向かって押圧することができる。このように傾斜面で押圧することにより、防食リングの管軸方向への移動が安定し、防食処置をより的確に施すことができる。

前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面が、前記切断部の上方と下方の両方に配置されていることが好ましい。切断部の上方と下方の両方で防食リングが管切断面に向かって押圧されるため、防食リングの管軸方向への移動が安定し、防食リングをより的確に管切断面に押し当てられる。

前記挿入体は、前記切断部の上方に配置され且つ管軸方向に突出した上方突起部を有し、前記上方突起部の外周面には凹溝が形成されており、前記防食リングは、前記凹溝に嵌入される上方嵌入部を有することが好ましい。これにより、防食リングは、上方嵌入部を凹溝に嵌入させて挿入体に保持される。

前記防食リングは、前記切断部の管外面に外嵌される環状突出部を有するものでもよい。かかる構成によれば、管切断面の露出を確実に防いで防食効果を高めることができる。

前記挿入体が弁装置を構成するものでもよく、その場合、例えば、前記挿入体は、流路を切替または開閉可能な弁体を内蔵した弁箱である。

また、本発明に係る管切断面の防食方法は、流体管を取り囲んで装着された外箱内で前記流体管を不断流状態で切断する切断工程と、防食リングを保持した挿入体を前記外箱内に収容し、前記流体管の切断部に前記挿入体を挿入する挿入工程とを備え、前記挿入工程が、前記防食リングを前記切断部の管切断面に対向して配置するとともに、前記防食リングに形成された鍔部を前記切断部の上方の管外面に当接させる第１段階と、前記挿入体を挿入方向へ移動させることにより前記防食リングを前記管切断面に向かって押圧する第２段階とを含むものである。この方法によれば、挿入体を切断部に挿入する挿入工程の過程で、第１段階において防食リングが挿入方向に位置決めされ、第２段階において防食リングが管切断面に押し当てられるので、切断部の管切断面に対して簡便に防食処置を施すことができる。

前記挿入体は、挿入方向に向かって前記管切断面から離れる方向に傾斜する第１傾斜面を有し、前記防食リングは、前記第１傾斜面と同じ方向に傾斜し且つ前記第１傾斜面と対向して配置される第２傾斜面を有し、前記第２段階では、前記挿入体を挿入方向へ移動させることにより、前記第１傾斜面で前記第２傾斜面を前記管切断面に向かって押圧し、延いては前記防食リングを前記管切断面に向かって押圧することが好ましい。このように傾斜面で押圧することにより、防食リングの管軸方向への移動が安定し、防食処置をより的確に施すことができる。

本発明の一実施形態に係る防食装置を示す縦断面図 切断部の上方の管外面に鍔部を当接させた状態を示す縦断面図 管切断面に防食リングを押し当てた状態を示す縦断面図 弁箱の正面図 防食リングの縦断面図 図５の防食リングを左上から見た斜視図 図５の防食リングを右上から見た斜視図 蓋体を取り付けた状態を示す正面図 本発明の別実施形態に係る防食装置を示す縦断面図 図９の防食装置が備える防食リングの斜視図

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。

図１は、既に切断されたダクタイル鋳鉄製の水道管９（流体管の一例）を示している。本実施形態では、フルカット切断によって既設の水道管９が管軸方向（図１の左右方向）に切り離され、それにより一対の管切断面９１が形成されている。後述するように水道管９の切断は不断水状態（不断流状態）で行われるため、この水道管９は通水状態にある。本実施形態では、水道管９の切断部９０に、流路を開閉可能な弁装置を構成する挿入体を挿入し、不断水状態のまま管切断面９１に防食処置を施す例を示す。

外箱１は、既設の水道管９に対して外嵌可能な割り構造を有する。より具体的に、外箱１は、上側部材１１と下側部材１２とを締結具１３（図８参照）により互いに接合してなる上下２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、溶接などで接合しても構わない。外箱１は、水道管９の切断部９０の周囲を密閉している。本実施形態では、外箱１がＴ字管形状をしており、水道管９の管軸方向と交差する方向に延びた分岐部１４が上方に向けられている。切断で使用する穿孔機のカッター（不図示）や、挿入体である弁箱３は、分岐部１４の開口を通じて外箱１内に配置される。

防食装置２は、挿入体としての弁箱３と、その弁箱３に保持されていて、切断部９０の管切断面９１に対向して配置される防食リング４とを備える。図２，３に示すように、弁箱３は、水道管９を取り囲んで装着された外箱１に収容され、水道管９の切断部９０に挿入される。弁箱３は、流路を開閉可能な弁体を内蔵しているが、該弁体の図示は省略する。図示の都合上、弁蓋を含む弁箱３の上方部分と、それを支持する操作桿７１は、断面ではなく外観で描いている。本実施形態では、管軸方向における弁箱３の両側の各々に防食リング４が保持されている。

図４は、弁蓋を取り外した弁箱３を示している。弁箱３は、金属などの剛性の高い材料で形成される。弁箱３の外表面には、ゴムなどの弾性材料により形成されたパッキン３６が装着されている。図面では、パッキン３６を着色して描いている。防食装置２を所定位置に設置した状態（図３参照）では、外箱１と弁箱３との間がパッキン３６を介して密封され、そのパッキン３６が有する一対の延在部の間に密閉空間が形成される。延在部は、分岐部１４の内面に接する部分と、外箱１の底部の内面に接する部分とを繋ぐように上下方向に延び、管軸方向（流路方向）に間隔を設けて一対で設けられている。密封状態が適切であれば、密閉空間は浸水しない。

図５は、防食リング４の縦断面図であり、図６，７は、その防食リング４の斜視図である。防食リング４は、少なくとも管切断面９１に押し当てられる部分がゴムなどの弾性材料で形成される。本実施形態の防食リング４は、金属などの剛性の高い材料で形成された芯体４１と、それを被覆するゴムライニング４２とを備える。管切断面９１に押し当てられる部分では、ゴムライニング４２が他の部分よりも厚く形成されている。防食リング４は、芯体を備えていない構造でも構わない。

防食リング４は、切断部９０の上方の管外面に当接する鍔部４３を有する。鍔部４３は、防食リング４の上方に位置し、管軸方向に突出して形成されている。鍔部４３には、周方向に沿って円弧状に湾曲した当接面４３ａが設けられている。弁箱３を切断部９０に挿入する過程で、この当接面４３ａが切断部９０の上方の管外面に当接する。鍔部４３が管外面に当接した状態では、管切断面９１の周方向に亘る全域に対して防食リング４が対向する。

図１〜３に順次に示した通り、弁箱３は切断部９０に上方から挿入され、一対の管切断面９１の間に配置される。この防食装置２は、弁箱３の挿入方向Ｄへの移動に応じて、切断部９０の上方の管外面に鍔部４３を当接させた防食リング４を管切断面９１に向かって押圧可能に構成されている。本実施形態では、一対の防食リング４を同時に管切断面９１に向かって押圧できる。このように、切断部９０に弁箱３を挿入する動作によって防食リング４が管切断面９１に押し当てられるので、管切断面９１に対して簡便に防食処置を施すことができる。

本実施形態では、防食の対象である水道管９に当接させて防食リング４を挿入方向Ｄに位置決めしたうえで、その防食リング４を弁箱３で押圧する構成であるため、管切断面９１に防食リング４を的確に押し当てて密着させやすい。これに対して、例えば、防食リング４を挿入方向Ｄに位置決めするのに、または防食リング４を管軸方向へ移動させるのに、外箱１を利用する場合は、支障を来たす恐れがある。切断で使用するカッターの水道管９に対する位置ずれや、締結具１３の締め付け具合に応じて、外箱１と管切断面９１との位置関係にばらつきが生じるためである。

弁箱３は、図４のように、挿入方向Ｄに向かって管切断面９１から離れる方向に傾斜する第１傾斜面３１（以下、傾斜面３１）を有する。防食リング４は、図５のように、傾斜面３１と同じ方向に傾斜し且つ傾斜面３１と対向して配置される第２傾斜面４４（以下、傾斜面４４）を有する。図２，３のように、弁箱３の挿入方向Ｄへの移動に応じて、傾斜面３１が傾斜面４４を管切断面９１に向かって押圧可能に構成されている。傾斜面３１が傾斜面４４を押圧した結果、管軸方向に移動した防食リング４が管切断面９１に押し当てられる。

傾斜面３１及び傾斜面４４は、切断部９０の上方と下方の両方に配置されている。かかる構成によれば、切断部９０の上方と下方の両方で防食リング４が管切断面９１に向かって押圧されるので、防食リング４の管軸方向への移動が安定し、防食リング４をより的確に管切断面９１に押し当てることができる。

弁箱３は、切断部９０の上方に配置され且つ管軸方向に突出した上方突起部３２を有し、上方突起部３２の外周面には凹溝３３が形成されている。上方突起部３２の先端面は、傾斜面３１により形成されている。凹溝３３は、周方向に沿って延びている。防食リング４は、凹溝３３に嵌入される上方嵌入部４５を有する。上方嵌入部４５は鉤形に形成されている。防食リング４は、これらの嵌入によって弁箱３に保持され、弁箱３とともに密閉ケース７や外箱１の内部を移動する。図２の状態から弁箱３を挿入方向Ｄへ移動させた際には、図３のように凹溝３３から上方嵌入部４５が抜け出す。但し、弾性材料のみで形成された上方嵌入部４５は比較的容易に変形するので、凹溝３３から抜け出さない構成でも構わない。

また、弁箱３は、切断部９０の下方に配置され且つ管軸方向に突出した下方突起部３４を有し、下方突起部３４の外周面には凹溝３５が形成されている。下方突起部３４の先端面は、傾斜面３１により形成されている。凹溝３５は、周方向に沿って延びている。防食リング４は、凹溝３５に嵌入される下方嵌入部４６を有する。下方嵌入部４６は鉤形に形成されている。下方嵌入部４６は、芯体４１を含んでおらず、弾性材料のみで形成されている。このため、切断部９０の上方の管外面に鍔部４３を当接させた状態から弁箱３を挿入方向Ｄへ移動させた際には、図３のように下方嵌入部４６を変形させて、防食リング４を管切断面９１に向かって押圧することができる。

管切断面９１に防食処置を施す手順の一例について説明する。まずは、水道管９の切断部となる箇所に上側部材１１と下側部材１２を外嵌し、締結具１３を締め付けて外箱１を装着する。次に、上方に向けた分岐部１４にアダプタ５を介して作業用仕切弁６（以下、作業弁６）を接続し、その上方に穿孔機を接続した後、作業弁６を開いて穿孔機のカッターを外箱１内に進入させる。こうして、水道管９を取り囲んで装着された外箱１内で水道管９を不断水状態で切断する（切断工程に相当）。必要であればドレン１５を開放して排水を行い、切断により発生した切屑を外部に排出する。切断が完了したら、カッターを引き上げて作業弁６を閉め、穿孔機を撤去する。

続いて、図１に示すように、弁箱３を内部に配置した密閉ケース７を作業弁６に接続する。この弁箱３は、操作桿７１によって昇降自在に支持されており、防食リング４は弁箱３に保持されている。防食リング４は、弁箱３の側方に位置するので、挿入方向Ｄのサイズには影響せず、したがって挿入ストロークが長くならない。密閉ケース７の接続が完了したら、作業弁６を開いて操作桿７１を押し下げる。こうして、防食リング４を保持した弁箱３を外箱１内に収容し、水道管９の切断部９０に弁箱３を挿入する（挿入工程に相当）。この挿入工程は、後述する第１段階と第２段階を含む。

第１段階では、図２のように、防食リング４を切断部９０の管切断面９１に対向して配置するとともに、その防食リング４に形成された鍔部４３を切断部９０の上方の管外面に当接させる。これにより、防食リング４が挿入方向Ｄに位置決めされ、それ以上は防食リング４が下降しない状態となる。本実施形態では、鍔部４３の当接面４３ａが管外面に沿って湾曲しているため、防食リング４の姿勢が安定し、管切断面９１に対する位置ずれが抑制される。このことは、管切断面９１に対して的確に防食処置を施すうえで有利である。

第２段階では、図３のように、弁箱３を挿入方向Ｄへ移動させることにより防食リング４を管切断面９１に向かって押圧する。これにより、防食リング４が管切断面９１に押し当たって密着した状態となり、管切断面９１の露出を防いで防食処置を施すことができる。この段階では、操作桿７１を押し下げることにより、防食リング４は下降しないが、弁箱３が下降して、その底部が外箱１の内面に当接する。図１の状態から図３の状態に至るまでに必要な動作は、操作桿７１の押し下げのみである。

本実施形態では、第２段落において、弁箱３を挿入方向Ｄへ移動させることにより、傾斜面３１で傾斜面４４を管切断面９１に向かって押圧し、延いては防食リング４を管切断面９１に向かって押圧する。上記のように防食リング４が下降せずに弁箱３が下降するので、互いに面接触している傾斜面同士が摺動し、傾斜面３１が傾斜面４４を管軸方向に押し出すように作用する。防食リング４は、芯体４１を備えていることにより、このような弁箱３からの押圧に応じた管軸方向への移動を円滑に発現できる。

防食装置２を所定位置に設置して防食処置を施した後は、アダプタ５、作業弁６及び密閉ケース７を外箱１から取り外し、図８のように分岐部１４に蓋体８を取り付けて弁箱３を固定する。弁箱３に内蔵されている弁体は、弁軸３７の操作によって昇降し、それに応じて流路の開閉が行われる。

プラグ１６は、外箱１の内部と外部とを連通させる連通口を閉塞しており、その連通口は、一対の延在部の間に形成された密閉空間に面している。このため、プラグ１６を外したときに、開放された連通口から続けて水が排出されない場合は、外箱１と弁箱３との間が適切に密封されていることが確認される。他方、連通口から続けて水が排出される場合には、密閉空間が浸水しているので、外箱１と弁箱３との間が適切に密封されていないことが確認される。このように、プラグ１６を外したときの排水の状況に基づいて、パッキン３６による密封状態の良否を簡単に判定できる。

図９は、本発明の別実施形態に係る防食装置を示す。図９左側は図２の状態（第１段階）に相当し、図９右側は図３の状態（第２段階）に相当する。図１０は、この防食装置が備える防食リングを示す。本実施形態は、防食リングの形状を除いて前述の実施形態と同じ構成であるので、前述の実施形態と同一の符号を用いつつ、共通点を省略して主に相違点について説明する。

この例では、防食リング４が、切断部９０の管外面に外嵌される環状突出部４７を有する。これにより、管切断面９１の露出を確実に防いで、防食効果を高めることができる。環状突出部４７は、管軸方向に突出して形成されている。しかし、その突出量は、鍔部４３の突出量よりも小さく、第１段階では管外面に環状突出部４７が当接しない。鍔部４３は、周方向において環状突出部４７の一部を構成する。第２段階では、防食リング４が管軸方向に押圧されることにより、管切断面９１に防食リング４が押し当てられ、それとともに環状突出部４７が管外面に外嵌される。

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、弁箱が昇降式の弁体を内蔵する例を示したが、これに限られず、例えば弁箱が回動式の弁体を内蔵してもよい。更に、弁体は、流路を切替可能な構造でもよい。したがって、挿入体が構成する弁装置は、切替弁と開閉弁の何れでも構わない。挿入体が切替弁の弁箱である場合、外箱は、上方だけでなく側方にも分岐部を有し、その分岐部に接続される分岐管路と既設管路との間で流路が切り替えられる。また、挿入体は、弁装置を構成する弁箱に限られず、例えば流路を遮蔽する遮蔽部材でもよい。

前述の実施形態では、流体管を管軸方向に切り離す切断、いわゆるフルカット切断による切断部に挿入体を挿入する例を示したが、これに代えて、流体管の側方に開口を設ける（穿孔を施す）切断、いわゆるハーフカット切断による切断部に挿入体を挿入するものでも構わない。

流体管は、水道管に限られず、水以外の各種の液体、気体などの流体に用いる流体管であって構わない。

１ 外箱
２ 防食装置
３ 弁箱（挿入体の一例）
４ 防食リング
９ 水道管（流体管の一例）
３１ 第１傾斜面
３２ 上方突起部
３３ 凹溝
３４ 下方突起部
３５ 凹溝
３６ パッキン
４１ 芯体
４２ ゴムライニング
４３ 鍔部
４４ 第２傾斜面
４５ 上方嵌入部
４６ 下方嵌入部
４７ 環状突出部
９０ 切断部
９１ 管切断面

Claims (9)

1. 流体管を取り囲んで装着された外箱に収容されて、前記流体管の切断部に挿入される挿入体と、前記挿入体に保持されており、前記切断部の環状の管切断面に対向して配置される環状の防食リングとを備え、
   前記挿入体は、前記切断部の上側に配置され且つ前記挿入体の挿入方向に直交する直交方向に突出した上方突起部と、前記切断部の下側に配置され且つ前記直交方向に突出した下方突起部と、を有し、
   前記防食リングは、前記直交方向に移動可能に前記上方突起部及び前記下方突起部に保持され、
   前記防食リングが、前記切断部の上方の管外面に当接する鍔部を有し、
   前記挿入体の挿入方向への移動に応じて、前記切断部の上方の管外面に前記鍔部を当接させた前記防食リングを前記直交方向に移動させ前記管切断面に向かって押圧可能に構成された管切断面の防食装置。
2. 前記防食リングは、前記流体管の管軸方向に平行な視線で見て環状であり、
   前記防食リングは、前記挿入体の前記管軸方向両側にそれぞれ個別に配置されて対をなしており、
   前記防食リングは、前記管軸方向に沿って移動可能に前記上方突起部及び前記下方突起部に保持されている、請求項１に記載の管切断面の防食装置。
3. 前記上方突起部及び前記下方突起部は、それぞれ前記挿入方向に向かって前記管切断面から離れる方向に傾斜する第１傾斜面を有し、
   前記防食リングは、前記第１傾斜面と同じ方向に傾斜し且つ前記第１傾斜面と対向して配置される第２傾斜面を有し、
   前記挿入体の挿入方向への移動に応じて、前記第１傾斜面が前記第２傾斜面を前記管切断面に向かって押圧可能に構成された請求項１又は２に記載の管切断面の防食装置。
4. 前記上方突起部の外周面には凹溝が形成されており、
   前記防食リングは、前記凹溝に嵌入される上方嵌入部を有する請求項１〜３いずれか１項に記載の管切断面の防食装置。
5. 前記防食リングは、前記切断部の管外面に外嵌される環状突出部を有する請求項１〜４いずれか１項に記載の管切断面の防食装置。
6. 前記挿入体は、流路を切替または開閉可能な弁体を内蔵した弁箱である請求項１〜５いずれか１項に記載の管切断面の防食装置。
7. 流体管を取り囲んで装着された外箱内で前記流体管を不断流状態で切断する切断工程と、防食リングを保持した挿入体を前記外箱内に収容し、前記流体管の切断部に前記挿入体を挿入する挿入工程とを備え、
   前記挿入体は、前記切断部の上側に配置され且つ前記挿入体の挿入方向に直交する直交方向に突出した上方突起部と、前記切断部の下側に配置され且つ前記直交方向に突出した下方突起部と、を有し、
   前記防食リングは、前記直交方向に移動可能に前記上方突起部及び前記下方突起部に保持されており、
   前記挿入工程が、環状の前記防食リングを前記切断部の環状の管切断面に対向して配置するとともに、前記防食リングに形成された鍔部を前記切断部の上方の管外面に当接させる第１段階と、前記挿入体を挿入方向へ移動させることにより前記防食リングを前記直交方向に移動させ前記管切断面に向かって押圧する第２段階とを含む管切断面の防食方法。
8. 前記防食リングは、前記流体管の管軸方向に平行な視線で見て環状であり、
   前記防食リングは、前記挿入体の前記管軸方向両側にそれぞれ個別に配置されて対をなしており、
   前記防食リングは、前記管軸方向に沿って移動可能に前記上方突起部及び前記下方突起部に保持されている、請求項７に記載の管切断面の防食方法。
9. 前記上方突起部及び前記下方突起部は、それぞれ前記挿入方向に向かって前記管切断面から離れる方向に傾斜する第１傾斜面を有し、
   前記防食リングは、前記第１傾斜面と同じ方向に傾斜し且つ前記第１傾斜面と対向して配置される第２傾斜面を有し、
   前記第２段階では、前記挿入体を挿入方向へ移動させることにより、前記第１傾斜面で前記第２傾斜面を前記管切断面に向かって押圧し、延いては前記防食リングを前記管切断面に向かって押圧する請求項７又は８に記載の管切断面の防食方法。

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