JP7242046B2 - 流体管の流体機器接続構造とそれに用いられる継ぎ輪及び流体圧試験用治具 - Google Patents
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Description
各分割継ぎ輪体に装着されるパッキンは、第1アリ溝に嵌合装着される横断面形状が台形状の第1管周パッキン部と、第2アリ溝に嵌合装着される横断面形状が台形状の第2管周パッキン部と、第3アリ溝に嵌合装着される横断面形状が台形状の割面パッキン部と、を閉ループ状に一体形成して構成されている。
前記流体機器の前記接続部には、前記継ぎ輪の一端部と管軸芯方向で相対向する環状シール面が形成され、前記継ぎ輪を構成する複数の分割継ぎ輪体の各々には、前記流体管の端部の外周面との間を管周方向に沿って密封する管周パッキン部と、前記管周パッキン部の管周方向両端部に連続して、隣接する前記両分割継ぎ輪体の分割面間を密封する割面パッキン部と、前記両割面パッキン部の先端部に連続し、且つ、前記流体機器の前記環状シール面に管軸芯方向から当接する端面パッキン部と、を備えたパッキンが装着されている点にある。
これにより、パッキンの端面パッキン部は、継ぎ輪の一端部側において流体機器の環状シール面に対面する状態で露出するため、従来構造のように、パッキン装着用の第2アリ溝の外側端部側にアリ溝形成用の周壁部を確保する必要がない。このアリ溝形成用の周壁部が存在しない分だけ継ぎ輪の管軸芯方向での長さが短くなる。これに伴って流体機器の接続部における管軸芯方向での長さも短くなる。これにより、継ぎ輪及び流体機器の小型化を図ることができる。
例えば、作業用開閉弁を備えたハウジング内で流体管の流体機器接続箇所を切断し、ハウジング内の上部空間内に搬入された流体機器を、開弁操作された作業用開閉弁を通過して流体管の両切断端部間に配置する場合には、小型化した流体機器が通過可能な小型の作業用開閉弁を用いることができるので、流体機器の設置設備の小型化を図ることができる。さらに、流体管の両切断端部間に配置された流体機器の両接続部に対して、両切断端部側に配置されていた両継ぎ輪を接続位置に摺動操作するとき、パッキンの端面パッキン部は、両切断端部の切断端面を通過する。このとき、端面パッキン部は両切断端部の外周面に密封状態で押し付けられていないので、端面パッキン部が鋭利な切断端面で損傷することを抑制することができる。
〔第1実施形態〕
図1、図2は、流体管の一例である既設水道管1の流体機器接続構造を示す。この流体機器接続構造では、図示は省略するが、作業用開閉弁を備えたハウジング内において、既設水道管1の弁設置箇所(機器設置箇所)を不断水状態で円筒状カッターにより切断する。ハウジング内の上部空間内に搬入された流体機器の一例である仕切弁2の両接続部20を、開弁操作された作業用開閉弁を通過して既設水道管1の両切断端部1A間に同芯状態で配置する(図10参照)。既設水道管1の両切断端部とこれに管軸芯方向で対向する仕切弁2の接続部20とを、分割構造の金属製の継ぎ輪3で水密状態(密封状態)に接続する。
両継ぎ輪3は、管切断工程前の継ぎ輪装着工程において、既設水道管1の両切断端部1A側に予め管軸芯方向に摺動操作自在に装着される。既設水道管1の両切断端部1Aに装着されている両継ぎ輪3は、弁接続工程時に、ハウジングの外部から仕切弁2の両接続部20側の接続位置に摺動操作される。
図1、図2に示すように、各継ぎ輪3を構成する二分割構造の分割継ぎ輪体30の外周面における管軸芯方向の中央寄り位置には、径方向外方に突出する略半円弧状の中間連結フランジ31が一体形成されている。各分割継ぎ輪体30の中間連結フランジ31には、図7に示すように、管周方向に所定間隔を置いて4つの第1ボルト挿通孔31aが形成されている。
仕切弁2の弁箱21の管軸芯方向の両側部には、接続部20を構成する弁フランジ22が一体形成されている。この弁フランジ22には、図2に示すように、各継ぎ輪3における下側配置の分割継ぎ輪体30の第1ボルト挿通孔31aのうち、中央の低位側に位置する二つの第1ボルト挿通孔31aに管軸芯方向で対向する第2ボルト挿通孔22aが形成されている。
また、図1、図2に示すように、弁箱21の管軸芯方向の両側部における弁フランジ22の上側部位には、図7に示す上側配置の分割継ぎ輪体30の第1ボルト挿通孔31aのうち、中央の高位側に位置する二つの第1ボルト挿通孔31aに管軸芯方向で対向するネジ孔23aを備えた締結用ボス23が突出形成されている。
下側に配置される二本の長尺ボルト51の中間部は、弁箱21の両弁フランジ22の第2ボルト挿通孔22aに挿通されている。
離脱防止部6は、図1、図2に示すように、分割構造の離脱防止金具60から構成されている。この離脱防止金具60には、管周方向で二分割され、且つ、既設水道管1の切断端部1Aに対して管径方向から脱着自在に挟持固定される一対の金属製の分割挟持部材61が備えられている。この一対の分割挟持部材61は、それの管周方向の両端部に設けられた第2割面フランジ61A同士をボルト62・ナット63等で締め付け連結することにより、既設水道管1の切断端部1Aに強固に挟持固定される。
両分割挟持部材61の管軸芯方向の一端部には、各継ぎ輪3の両分割継ぎ輪体30の外周面の他端部に突出形成された半円環状の第2端部フランジ32に対して、管径方向外方側から係脱自在な半円弧状の係合突起64が一体形成されている。
各分割挟持部材61の内周面には、管径方向内方に向かって開口する爪収納部65が形成されている。この爪収納部65内には、既設水道管1の切断端部1Aの外周面に食い込み可能な管周方向に沿う複数列の先鋭なテーパー状の刃部を備えた爪部材66が収納されている。
爪収納部65の天井面は、両分割挟持部材61に対して、切断端部1Aの外周面に食い込む状態で爪収納部65内に収納されている爪部材66が管軸芯方向に相対離脱移動したとき、爪部材66を管径方向内方側に食い込み移動させる傾斜面に形成されている。
そして、既設水道管1の切断端部1Aと継ぎ輪3の第2端部フランジ32に係合固定されている離脱防止金具60との嵌合接続部に地震や不同沈下等に起因する離脱力が作用したとき、爪部材66を管径方向内方側に食い込み移動させることにより、離脱防止力が増大する構成にしてある。
図1、図3、図7に示すように、各継ぎ輪3は、既設水道管1の切断端部1Aに対して管径方向から装着可能な二分割構造の分割継ぎ輪体30を備える。各分割継ぎ輪体30の管周方向の両端部には、管周方向の外方に突出する第1割面フランジ33が一体形成されている。各分割継ぎ輪体30の両第1割面フランジ33の各々には、図1、図4に示すように、両分割継ぎ輪体30の第1割面フランジ33同士をT頭ボルト34・ナット35で締結するための二つの第3ボルト挿通孔36が形成されている。各分割継ぎ輪体30の外周面の一端部には、径方向外方に突出する半円弧状の第1端部フランジ37が一体形成されている。
図1、図2に示すように、弁箱21の管軸芯方向の両側部の各々には、両分割継ぎ輪体30の第1端部フランジ37における半円形状の端面37aに対して管軸芯方向で相対向する第1環状シール面24が突出形成されている。第1端部フランジ37の端面37aは、後述するパッキン41の端面パッキン部41Cの端面パッキン本体41Caと管軸芯方向から当接するパッキン当接面に構成されている。第1環状シール面24は、端面パッキン部41Cの第2突条41Cbと管軸芯方向から当接するパッキン当接面に構成されている。
また、各分割継ぎ輪体30の両第1割面フランジ33の分割面33aには、割面パッキン部41Bが装着される割面角溝44が形成されている。両割面角溝44の基端は、管周角溝43の管周方向の両端に連通し、両割面角溝44の先端は、第1端部フランジ37の端面37aに開口する。両割面角溝44の分割面33a側の開口幅は、溝底面の幅と同一に構成されている。これにより、各分割継ぎ輪体30の内面に形成した管周角溝43及び割面角溝44に対して、パッキン41の管周パッキン部41A及び割面パッキン部41Bを容易に装着することができる。
これにより、両分割継ぎ輪体30の固定連結に伴ってパッキン41の両割面パッキン部41Bが圧縮されたとき、両割面パッキン部41Bの伸延による端面パッキン部41Cの飛び出しがないので、パッキン41の端面パッキン部41Cと弁箱21の第1環状シール面24との間を確実に密封することができる。
位置決め用凸部46及び位置決め用凹部45は、分割継ぎ輪体30の両第1割面フランジ33に形成されている一対の第3ボルト挿通孔36間の中央部位に形成されている。
そして、既設水道管1の切断端部1Aと仕切弁2の接続部20とにわたって分割構造の継ぎ輪3を装着したとき、分割継ぎ輪体30同士の位置決めを、各分割継ぎ輪体30に形成した矩形状の凹部45と矩形状の位凸部46との係合によって行うことができる。これにより、パッキン41の端面パッキン部41Cが当接する両分割継ぎ輪体30の端面37a(パッキン当接面)の段差や位置ズレを防止することができるので、パッキン41の端面パッキン部41Cの圧縮が均一になり、安定したシール性を確保することができる。さらに、分割継ぎ輪体30同士の位置決めをピン係合構造で行う場合に比して製作の容易化を図ることができる。しかも、複数の分割継ぎ輪体30は同一形状に構成されているので、分割継ぎ輪体30の製作型が一つで済み、製造コストの低廉化を図ることができる。
図11,図12に示すように、既設水道管1の仕切弁接続作業領域における試験治具装着位置の両側に、一対の継ぎ輪3を水密状態で摺動自在に外装配置する。この一対の継ぎ輪3の隣接間に、分割構造の筒状の試験治具本体70を外装配置する。この試験治具本体70には、両継ぎ輪3に装着されている端面パッキン部41Cと管軸芯方向から当接する第2環状シール面71と、両継ぎ輪3を締結具72で管軸芯方向から引き寄せて密封状態に連結するための連結部73と、圧力水を充填する流体充填部74と、が備えられている。試験治具本体70の内面と既設水道管1の外周面との間には治具側内部空間75が形成されている。この治具側内部空間75は、両継ぎ輪3の内面と既設水道管1の外周面との間に形成される継ぎ輪側内部空間76と連通可能に構成されている。
この状態では、試験治具本体70の連結板73A及びシール座77の各内周面と既設水道管1の外周面との間には、圧力水が流動可能な隙間78が形成されている。この隙間78を経由して試験治具本体70の治具側内部空間75と両継ぎ輪3の継ぎ輪側内部空間76とが連通されている。
図13は、両継ぎ輪3の他端部側を既設水道管1の両切断端部1Aに抜止め固定する離脱防止部6を、継ぎ輪3と一体形成した実施形態を示す。この実施形態では、各継ぎ輪3の両分割継ぎ輪体30の他端部の各々に、径方向内方に向かって開口する爪収納凹部90が形成されている。各爪収納凹部90には、既設水道管1の外周面に食い込み可能な爪部材91が脱落防止状態で収納されている。各爪部材91の外面は、管軸芯方向の外端側ほど小径となる傾斜面91aに形成され、両分割継ぎ輪体30の他端部の各々に螺合した押圧ボルト92の先端と摺動可能な状態で当接している。そして、既設水道管1の切断端部1Aの外周面に食い込み状態にある爪部材91が、両分割継ぎ輪体30の他端部の各々に螺合されている押圧ボルト92に対して、既設水道管1の切断端部1Aと一体に離脱移動すると、爪部材91は径方向内方側に移動案内されて離脱防止力が増大する構成にしてある。
尚、その他の構成は、第1実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第1実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
(1)上述の各実施形態では、既設水道管1の両切断端部と仕切弁2の両接続部20との接続構造について説明したが、これに限定されない。本発明の技術は、流体管の端部と流体機器の接続部との接続構造の全てに適用可能である。
1A 端部(切断端部)
2 流体機器(仕切弁)
3 継ぎ輪
5 締結部
6 離脱防止部
7 流体圧試験用治具
20 接続部
24 環状シール面(第1環状シール面)
25 嵌合部
25a 円環状端面
33a 分割面
37a 端面(パッキン当接面)
41 パッキン
41A 管周パッキン部
41B 割面パッキン部
41C 端面パッキン部
41Cb 突条(第2突条)
42 延伸規制部
42A 係合凹部
42B 係合凸部
43 管周角溝
44 割面角溝
45 位置決め用凹部
46 位置決め用凸部
47 メタルタッチ面
70 試験治具本体
71 第2環状シール面
73 連結部
74 流体充填部
75 治具側内部空間
76 継ぎ輪側内部空間
Claims (9)
- 流体管の端部とこれに管軸芯方向で対向する流体機器の接続部とにわたって分割構造の金属製の継ぎ輪が密封状態で装着され、前記継ぎ輪の一端部側と前記流体機器とを密封状態で締結する締結部が設けられ、前記継ぎ輪の他端部側を前記流体管の端部に抜止め固定する離脱防止部が設けられている流体管の流体機器接続構造であって、
前記流体機器の前記接続部には、前記継ぎ輪の一端部と管軸芯方向で相対向する環状シール面が形成され、前記継ぎ輪を構成する複数の分割継ぎ輪体の各々には、前記流体管の端部の外周面との間を管周方向に沿って密封する管周パッキン部と、前記管周パッキン部の管周方向両端部に連続して、隣接する前記両分割継ぎ輪体の分割面間を密封する割面パッキン部と、前記両割面パッキン部の先端部に連続し、且つ、前記流体機器の前記環状シール面に管軸芯方向から当接する端面パッキン部と、を備えたパッキンが装着されている流体管の流体機器接続構造。 - 前記流体機器の前記環状シール面の径方向内側部位には、前記継ぎ輪の内周面に沿って管軸芯方向から嵌合する嵌合部が設けられている請求項1記載の流体管の流体機器接続構造。
- 前記各分割継ぎ輪体の前記分割面には、隣接する前記両分割継ぎ輪体の固定連結時に圧縮される前記両割面パッキン部が端面パッキン部側に延伸することを規制する延伸規制部が設けられている請求項1又は2記載の流体管の流体機器接続構造。
- 前記パッキンの前記端面パッキン部には、前記流体機器の前記環状シール面に向かって突出する突条が形成されている請求項1~3のいずれか1項に記載の流体管の流体機器接続構造。
- 前記各分割継ぎ輪体の前記分割面には、隣接する前記両分割継ぎ輪体の固定連結時に直接当接するメタルタッチ面が形成されている請求項1~4のいずれか1項に記載の流体管の流体機器接続構造。
- 前記分割継ぎ輪体の各々は、同一形状に構成され、一方の前記分割面には、他の前記分割継ぎ輪体の他方の前記分割面に形成されている位置決め用凹部に係合する位置決め用凸部が形成され、他方の前記分割面には、他の前記分割継ぎ輪体の一方の前記分割面に形成されている前記位置決め用凸部に係合する前記位置決め用凹部が形成されている請求項1~5のいずれか1項に記載の流体管の流体機器接続構造。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の流体管の流体機器接続構造に用いられる前記継ぎ輪であって、前記各分割継ぎ輪体の内面には、前記管周パッキン部が装着される管周角溝が形成され、前記各分割継ぎ輪体の前記両分割面には、前記割面パッキン部が装着される割面角溝が、前記管周角溝の管周方向両端部に連通し、且つ、分割継ぎ輪体の管軸芯方向の一端面に開口する状態で形成され、前記各分割継ぎ輪体の一端面は、前記端面パッキン部の当接面に構成されている継ぎ輪。
- 前記各割面角溝の前記端面パッキン部側には、前記割面パッキン部に形成された係合凹部に係合する係合凸部が形成されている請求項7記載の継ぎ輪。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の流体管の流体機器接続構造に用いられる前記継ぎ輪の流体圧試験用治具であって、前記流体管に外装可能な分割構造の筒状の試験治具本体を備え、前記試験治具本体の管軸芯方向の両側部には、前記流体管に外装された一対の前記継ぎ輪の前記端面パッキン部と管軸芯方向から当接する第2環状シール面が形成され、前記試験治具本体には、前記両継ぎ輪を締結具で管軸芯方向から引き寄せて密封状態に連結するための連結部と、前記試験治具本体の内面と前記流体管の外周面との間に形成される治具側内部空間内に圧力流体を充填するための流体充填部と、が備えられ、前記治具側内部空間は、前記両継ぎ輪の内面と前記流体管の外周面との間に形成される継ぎ輪側内部空間と連通可能に構成されている流体圧試験用治具。
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