JP5779672B2 - 栓部材 - Google Patents

Description

本発明は、管を密栓するのに用いられる栓部材に関する。

水道管に代表される流体用配管は、地中又は地上において複雑に張り巡らされるが、このような配管の端部を少なくとも一時的に閉塞するべく、栓部材を用いて密栓を施すことがある。例えば、配管途中において、管路を延長する工事が予定されているものの、すぐには取り掛からないため、将来の延長工事に備えて受口を一旦閉塞しておく場合などである。

ところで、管の接続構造には、図１０に例示されるスリップオンタイプと、図１１に例示されるメカニカルタイプとがあり、前者は直管に採用し、後者は異形管に採用するのが通常である。スリップオンタイプでは、受口１１に挿口１７を挿入することでシール材３が圧縮されるのに対し、メカニカルタイプでは、係合具７６の締め付け操作により押輪７８を受口７１のフランジ７２に近接移動させることでシール材７３が圧縮される。かかる接続構造の違いに応じて、受口の形状や外径は大きく相違する。

スリップオンタイプの管を密栓する場合には、図１０に示す連結バンド９の如き固定部材を受口に外嵌するとともに、その連結バンドに係合した栓部材を受口に挿入し、受口に内嵌されたシール材を圧縮してシールする（例えば、下記特許文献１参照）。栓部材は、ボルト等からなる係合具を用いて連結バンドに係合され、受口の端面側に押圧された状態で固定される。一方、メカニカルタイプの場合には、そのような連結バンドは不要であり、受口のフランジに栓部材を係合させることができる。

しかし、従来の連結バンドでは、これと組み合わせて用いられる栓部材が、同じ呼び径のメカニカルタイプの管には使用できないという問題があった。これは、受口の形状や外径の違いに基づき、連結バンドのボルト基準径（図１０におけるＤ３）が、受口のフランジのボルト基準径（図１１におけるＤ４）よりも大きくならざるを得ず、ボルトピッチが相違するためであった。それ故、従来は、スリップオンタイプとメカニカルタイプとで異なる栓部材を用いる必要があり、不経済且つ非効率であった。

特開２００６−３４９０８２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、メカニカルタイプの管を密栓するに際し、シール機能を良好に発揮することができる栓部材を提供することにある。

連結バンドは、管の受口に外嵌固定される環状の連結バンドにおいて、前記受口を取り囲む本体部の周方向の複数箇所に、管軸方向にボルト孔を形成したボルト挿通部が設けられており、前記ボルト挿通部の配設箇所に、前記本体部の外周面を窪ませてなる凹部が、前記ボルト孔よりも幅広をなして且つ前記ボルト孔に面して形成されているものである。

従来の連結バンドでは、本体部から外周側に離れてボルト孔が位置するのに対し（図１０参照）、上記の連結バンドは、受口を取り囲む本体部に上記の如き凹部を形成し、管の中心軸側にボルト孔を近付けてボルト基準径を小さくできるようにしたものである。しかも、凹部にはボルトの頭部を収容でき、ボルト挿通部に対する係合具の装着を阻害することがない。このため、ボルトピッチの小さい栓部材の利用が可能となり、延いてはスリップオンタイプとメカニカルタイプとでの栓部材の兼用に資することができる。

上記の連結バンドの一つの態様では、前記凹部が、前記本体部を貫通した窓状に設けられる。これにより、ボルトの頭部を受口の外周面に接触させることが可能となり、ボルト孔の位置を目一杯まで管の中心軸側に近付けることができる。

上記の連結バンドの他の態様では、管軸方向から前記受口の端面に接当可能な内フランジが設けられ、前記内フランジを前記受口の端面に接当させた状態では、前記ボルト孔が、前記受口から管軸方向に迫り出して前記受口の端面の外周縁よりも内周側に突出した位置に配される。

受口の端面に内フランジを接当させることにより、連結バンドを受口に対して容易且つ確実に位置決めできる。また、上記の如くボルト孔を配置することにより、ボルトを斜め方向から挿通し易くなって作業性が格段に向上する。上記の連結バンドでは、ボルトを管軸方向に平行な姿勢のままでボルト孔に挿通するのが難しくなり、作業性が悪化する恐れがあるところ、このようにボルトを斜め方向から挿通し易くすることで作業性を改善できる。

また、本発明の栓部材を適用しうる管用栓ユニットは、上記の連結バンドと、管の受口に挿入される内挿部と、前記受口の外径よりも大径のフランジ部とを有する栓部材と、前記凹部に頭部を収容して前記ボルト挿通部のボルト孔に挿通されるボルトを有し、前記栓部材のフランジ部を前記連結バンドのボルト挿通部に係合する係合具と、を備え、前記受口に内嵌されたシール材に前記内挿部を接当させてシール可能に構成したものである。

この管用栓ユニットは、上述した連結バンドを備えており、係合具を構成するボルトの頭部を凹部に収容できることから、ボルト孔の位置を管の中心軸側に寄せながらも、係合具の装着を妨げることがない。このため、ボルトピッチの小さい栓部材の利用が可能となり、延いてはスリップオンタイプとメカニカルタイプとでの栓部材の兼用に資することができる。

上記の管用栓ユニットでは、前記栓部材のフランジ部に、前記管の径方向に延びた長孔状のボルト孔が形成されているものが好ましい。これによって、連結バンドのボルト孔における多少の位置変動を許容し、栓部材のフランジ部のボルト孔にボルトを挿通し易くできる。また、スリップオンタイプとメカニカルタイプとで栓部材を兼用するうえでも、ボルト基準径の多少のズレを吸収できるため有用である。

上記の管用栓ユニットでは、前記栓部材に、前記内挿部よりも大径で、前記シール材に対向した押圧面を有する鍔部が設けられているものが好ましい。かかる構成によれば、この栓部材を用いてメカニカルタイプの管を密栓するに際し、シール材を鍔部で押圧して圧縮できるため、シール機能を良好に発揮することができる。

連結バンドとそれを備えた管用栓ユニットの一例を示す半断面図 連結バンドの正面図 バンド片を背面側から見た斜視図 栓部材の正面図とＡ−Ａ矢視断面図 管用栓ユニットの組立工程を説明する図 管用栓ユニットの組立工程を説明する図 メカニカルタイプの管を密栓した状態を示す断面図 連結バンドの別の適用例を説明する断面図 連結バンドの変形例を示す正面図 スリップオンタイプの管の一例を示す断面図 メカニカルタイプの管の一例を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、連結バンドとそれを備えた管用栓ユニットの一例を示す半断面図であり、管１を密栓した状態を示している。管１の図示した管端部には、開口部を有する受口１１が設けられており、図示しない反対側の管端部には、他管の受口に接続可能な挿口が設けられている。この管１は、直線状に延びたスリップオンタイプの直管であり、受口１１の外周面にフランジは形成されていない。受口１１の外径は挿口に向かって漸減し、端面１２近傍の外周面には受口段部１３が形成されている。

管用栓ユニット２は、栓部材４と、連結バンド５と、係合具６とを備える。この栓部材４の内挿部４１を、受口１１に内嵌された環状のゴムパッキン３（シール材に相当）に接当させることで、受口１１と栓部材４との間をシール可能に構成されている。栓部材４は、Ｔ頭ボルト６１とナット６２とからなる係合具６を介して連結バンド５に係合しており、受口１１に向かって押圧された状態で固定されている。

連結バンド５は、受口１１に外嵌固定される環状の部材であり、図２に示すような割り構造を有する。本実施形態では、連結バンド５が周方向の二箇所に分割部５１を有して上下に分割され、鋳物製のバンド片５Ａ，５Ｂを締結具５２で連結してなる例を示す。締結具５２は、ボルト５２ａとナット５２ｂとからなり、これにより分割部５１を締め付けることで連結バンド５が縮径して受口１１に固定される。図３は、バンド片５Ａを背面側（図１右側）から見た斜視図であり、これと同様にバンド片５Ｂも構成されている。

連結バンド５は、受口１１を取り囲む短筒状の本体部５３を有し、その本体部５３の周方向の複数箇所に、管軸方向にボルト孔５５を形成したボルト挿通部５４が設けられている。本体部５３は、受口段部１３を覆うように受口１１に外嵌めされ、その背面側端部の内周面には、受口段部１３に係合可能な突部５３ａが形成されている。この突部５３ａが受口１１の外周面に係合することで、連結バンド５の受口１１からの抜け出しを防止できる。ボルト挿通部５４は、本体部５３の正面側（図１左側）から外周側に突き出して設けられ、本実施形態では周方向の八箇所に略等間隔で配設されている。

ボルト挿通部５４の配設箇所には、本体部５３の外周面を窪ませてなる凹部５７が、ボルト孔５５に面して形成されている。即ち、ボルト孔５５は、本体部５３の外周面から外周側に離れて位置するものではなく、本体部５３と同等の径方向位置に設定されている。また、凹部５７は、ボルト孔５５よりも周方向に沿って幅広をなし、ボルト６１の頭部を収容可能に形成されている。このため、ボルト６１を従来よりも管１の中心軸側に寄せた状態で、ボルト挿通部５４に装着することができる。

このように、係合具６のボルト挿通部５４への装着を阻害することなく、ボルト孔５５を管１の中心軸側に寄せられるため、管の呼び径が同じであれば、ボルト基準径Ｄ１は従来の連結バンドよりも小さくなる。尚、ボルト基準径Ｄ１は、管１の中心軸Ｃからボルト孔５５の中心までの距離として求められる。この連結バンド５を用いることで、ボルトピッチの小さい栓部材４の利用が可能となり、後述するようなスリップオンタイプとメカニカルタイプとでの栓部材４の兼用化を実現できる。

本実施形態では、凹部５７が本体部５３を貫通した窓状に設けられている。このため、ボルト６１の頭部を受口１１の外周面に接触させることが可能となり、ボルト孔５５の位置を目一杯まで管１の中心軸側に寄せることができる。また、このような構造は、連結バンド５の軽量化を図るうえでも有益である。凹部５７は、ボルト挿通部５４の配設箇所に対応して、管１の周方向に断続的に配置されており、本体部５３の強度は適切に確保される。

図４は、（Ａ）栓部材４の正面図と、（Ｂ）そのＡ−Ａ矢視断面図である。図１に記載した栓部材４の断面は、このＢ−Ｏ矢視断面に相当する。栓部材４は、受口１１の内部に挿入される有底円筒状の内挿部４１と、その内挿部４１よりも外周側に張り出して形成され、受口１１の外径よりも大径のフランジ部４２とを有する。内挿部４１の正面側に形成された排水孔４４と排気孔４５には、それぞれプラグ４８，４９が装着されており、栓部材４を受口１１から取り外さなくても、内部の水や空気を排出できるように構成されている。

フランジ部４２には、連結バンド５のボルト挿通部５４に対応して、周方向の八箇所に突出部４２ａが設けられており、その突出部４２ａの配設箇所にボルト孔５５と同軸状のボルト孔４３が形成されている。図１に示すように、Ｔ頭ボルト６１は、凹部５７に頭部を収容した状態でボルト孔４３とボルト孔５５とに挿通され、フランジ部４２の正面側から螺合したナット６２との締め付け作用によって、フランジ部４２をボルト挿通部５４に係合する。ボルト孔４３は、管１の径方向に延びた長孔状に形成され、連結バンド５の縮径具合に応じたボルト孔５５の位置変動を許容できるように構成されている。

フランジ部４２の周方向の四箇所には、雌ねじ孔４６が形成されている。管１を密栓した後、栓部材４を取り外して新たに管を接続するような場合には、フランジ部４２の厚みよりも長い押しボルトを雌ねじ孔４６に螺入し、該押しボルトを端面１２に向けて押圧するように操作することで、その反力を利用して栓部材４を受口１１から容易に離脱できる。

また、栓部材４には、内挿部４１の外径よりも大径の鍔部４７が設けられている。鍔部４７は、背面側に配されるゴムパッキン３に対向した環状の押圧面４７ａを有する。この鍔部４７は、内挿部４１とフランジ部４２との隅部を突設させてなるが、内挿部４１又はフランジ部４２から幾分か離して設けてもよい。鍔部４７は、後述する連結バンド５の内フランジ５６の内径よりも小径で、密栓時に内フランジ５６に内挿可能に形成されている。

連結バンド５には、受口１１の端面１２に管軸方向から接当可能な内フランジ５６が設けられている。内フランジ５６は、環状に連続して延びているが、断続的に設けても構わない。内フランジ５６を端面１２に接当させた状態では、図１に示すように、ボルト孔５５が、受口１１から管軸方向に迫り出して端面１２の外周縁よりも内周側に突出した位置に配される。即ち、図１のような縦断面においては、ボルト孔５５とそれに面した凹部５７によって、受口１１の外周面及び端面１２に沿った鉤形の空間が形成される。

かかるボルト孔５５の配置により、管用栓ユニット２の組立時には、図５に示すようにボルト６１を斜め方向から挿通し易くなる。この連結バンド５では、管軸方向に平行な姿勢のままボルト６１を挿通することが難しいため、このようにボルト６１を斜め方向から容易く挿通できるようにして作業性を改善している。斜め方向に挿通したボルト６１は、先端を持ち上げることで管軸方向と平行な姿勢になり、頭部が凹部５７に収容される。

内フランジ５６は、受口１１の端面１２と栓部材４のフランジ部４２との間に介在し、雌ねじ孔４６に対向することになる。そのため、栓部材４を受口１１から離脱させるに際して、端面１２を押しボルトで傷付けることがなく、塗装の剥離や管１の鋳出文字の損傷を防ぐことができる。また、密栓時には、鍔部４７が内フランジ５６に内挿されることで調芯作用を奏し、栓部材４と連結バンド５との軸合わせが簡便に行われる。

この管用栓ユニット２を用いて管１を密栓する手順の一例は、次のとおりである。まず、分割部５１の間隔を広げて拡径した連結バンド５を受口１１に外嵌し、締結具５２を締め付けて固定する。このとき、内フランジ５６を端面１２に接当させることで、連結バンド５の位置決めが容易になる。続いて、図５に示すようにＴ頭ボルト６１をボルト孔５５に挿通し、凹部５７にボルト６１の頭部を収容する。上述したように、ボルト６１を斜め方向から容易く挿通できるため、作業性は損なわれない。

次に、ゴムパッキン３が受口１１に内嵌されていることを確認した後、図６に示すように、栓部材４のボルト孔４３にボルト６１を挿通し、フランジ部４２の正面側からナット６２を螺合して、フランジ部４２をボルト挿通部５４に係合させる。そして、係合具６の締め付け操作により栓部材４を受口１１に近接移動させ、図１に示すように内挿部４１でゴムパッキン３を圧縮してシールする。このとき、内フランジ５６に鍔部４７が内挿されて調芯作用が奏される。

受口１１に向かって近接移動した栓部材４は、最終的に連結バンド５に接触し、フランジ部４２の背面が連結バンド５の正面に密着する。本実施形態では、図１，３に示すように、連結バンド５の正面側端面がボルト挿通部５４の配設箇所にて少し突出しており、ボルト挿通部５４の非配設箇所では、フランジ部４２と連結バンド５との間に隙間が形成されている。この隙間は、連結バンド５の軽量化に有益であると共に、連結バンド５に設けた鋳出文字の損傷を防ぐのにも役立つ。

この管１を水道管として使用する場合には、係合具６の締め付けを完了した後に、注入水により押し出される管内空気を排気孔４５から排出し、水圧テストを実施して水漏れの有無を確認する。水漏れが無いことを確認したら、排気孔４５にプラグ４９を装着して閉塞し、管１の密栓作業を終了する。

既述のように、この管用栓ユニット２が備える栓部材４は、同じ呼び径の管を対象とする従来の連結バンドと組み合わされる栓部材と比べてボルトピッチが小さいものとなる。このため、メカニカルタイプの管のフランジとボルトピッチを合致させることが可能となり、栓部材４をメカニカルタイプの管の密栓にも使用できる。

図７では、管１と呼び径が同じメカニカルタイプの管７を、栓部材４を用いて密栓している。この管７は、受口７１より奥側の図示を省略した部分が、屈曲、湾曲又は分岐して非直線状に延びた異形管である。栓部材４は、係合具７６によってフランジ７２と係合し、受口７１に向かって押圧された状態で固定されている。このフランジ７２に形成されたボルト孔７５のボルト基準径Ｄ２が、前述した連結バンド５のボルト基準径Ｄ１と合致することで、栓部材４を兼用できることになる。栓部材４では、係合具７６の締め付け操作に応じて、ゴムパッキン７３を鍔部４７で押圧して圧縮することができる。

［他の実施形態］
（１）上記では、連結バンド５を栓部材４と組み合わせて管の密栓に使用する例を説明したが、連結バンドは、例えば図８のように押輪８と組み合わせて、管接合部のグリップ構造としても利用できる。押輪８は、係合具８６によって連結バンド５のボルト挿通部５４に係合し、その内周面には挿口１７の外周面に食い込み可能な爪８１が設けられている。かかるグリップ構造は、水圧に起因した挿口１７の管軸方向への移動を規制し、管接合部の不意な伸縮を防止するものである。地震等の外力が発生した場合には、爪８１が挿口１７の外周面上を滑り、継手部そのものが持っているロックリングによって離脱が阻止され、本来の耐震機能が発揮される。

連結バンド５は、既述のように、メカニカルタイプの管のフランジとボルトピッチを合致可能であることから、該メカニカルタイプの管に用いられる押輪との係合が可能である。つまり、図８のような管接合部のグリップ構造を構成するに際しては、同じ呼び径のメカニカルタイプの管に使用される押輪を利用できるために有益である。

（２）図９は、連結バンド５の変形例を示す正面図であり、図示しない他方のバンド片５Ｂも同様に構成できる。この例では、ボルト孔５５が上下方向に延びた長孔状に形成され、そのボルト孔５５の内壁が弾性体であるゴム５８で覆われている。この場合、図５から図６に至る、ボルト挿通部５４に装着したボルト６１を栓部材４に取り付ける段階において、ボルト６１がボルト孔５５から脱落したり垂れたりするのをゴム５８によって防止できる。また、ボルト孔５５が長孔であるために、ボルト６１の姿勢に適度な融通を持たせることができる。

（３）前述した連結バンド５は、受口段部１３に係合可能な突部５３ａを有していたが、これに代えて又は加えて、受口１１の外周面に係合可能な他の構造を採用しても構わない。例えば、受口１１の外周面に対して楔作用により係合する傾斜面や、食い込み作用により係合する爪部材などが挙げられる。また、ボルト挿通部５４のボルト孔５５を受口１１の端面１２から迫り出させずに、受口１１の外周に配してもよい。

（４）連結バンド及び管用栓ユニットは、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 管
２ 管用栓ユニット
３ ゴムパッキン（シール材）
４ 栓部材
５ 連結バンド
６ 係合具
１１ 受口
１２ 端面
４１ 内挿部
４２ フランジ部
４３ ボルト孔
４７ 鍔部
４７ａ 押圧面
５３ 本体部
５４ ボルト挿通部
５５ ボルト孔
５６ 内フランジ
５７ 凹部
６１ Ｔ頭ボルト
６２ ナット

Claims (3)

1. 管の受口に挿入される内挿部と、その内挿部よりも外周側に張り出して形成され、前記受口の外径よりも大径のフランジ部とを有し、
   前記受口に内嵌されたシール材に前記内挿部を接当させてシール可能に構成し、
   前記内挿部よりも大径で、前記シール材に対向した押圧面を有する鍔部が設けられていて、前記鍔部は、前記内挿部と前記フランジ部との隅部を突設させてなる栓部材。
2. 前記フランジ部に、前記管の径方向に延びた長孔状のボルト孔が形成されている請求項１に記載の栓部材。
3. 前記フランジ部の周方向の複数箇所に雌ねじ孔が形成されていて、その雌ねじ孔に螺入した押しボルトで前記受口の端面を押圧可能に構成されている請求項１又は２に記載の栓部材。
   

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