【実施例1】
【0012】
実施例1に係るバイパス装置につき、
図1から
図8を参照して説明する。
図1に示すように、本実施例の流体管1は、断面視略円形状に形成された高密度ポリエチレン等の樹脂製管から成り、内部には流体としての上水が流れている。この流体管1から、例えば、故障等の不具合を生じた既設弁を交換するために、
図8に示すように、該既設弁よりも上流側及び下流側に管継手2を取り付け、これら管継手2に取り付けられる制流体11によって流体管1の管路を遮断することで流体管1の前記既設弁の取り付けられている箇所を一時的に断水し、前記既設弁の交換を行い易くするようになっている。
【0013】
尚、流体管1の材質は高密度ポリエチレンに限らずその他ポリオレフィン樹脂或いは所定の樹脂から成る熱融着可能なものでもよい。更に尚、本実施例では流体管1内の流体は上水であるが、流体管1の内部を流れる流体は必ずしも上水に限らず、例えば工業用水や下水等であってもよいし、また気体や気液混合状態の流体が流れる流体管であっても構わない。
【0014】
本実施例におけるバイパス装置は、前述した管継手2及び制流体11と、後述するバイパス管12及び穿孔装置50を備える。このうち、流体管1の外周面1aに固定に取り付けられる管継手2は、流体管1における前記既設弁の上流側と下流側とに取り付けられる(
図8参照)、いわゆる割T字管である。これら管継手2は、
図1及び
図2に示すように、流体管1に対して上方から配設され、流体管1の外周の上側を被覆する分岐部3と、流体管1に対して下方から配設され、流体管1の外周の下側を被覆するカバー体4と、から構成されている。これら分岐部3及びカバー体4は、高密度ポリエチレン等の熱融着可能な樹脂材により構成されている。
【0015】
分岐部3は、流体管1の上部における外周面1aに当接する当接部3aを備えている。流体管1の上部における外周面1aに当接する当接部3a内部には、電流が流れることで発熱する電熱線3bが、後述する流体管1に穿設される挿入孔1bの周囲を囲うように、当接部3a略全面に亘り連続して延設されている。電熱線3bの各端部は、外部電源と電気的に接続可能に分岐部3の外面に設けた接続部6に接続されている。
【0016】
また、分岐部3には、当接部3aに連続して流体管1の外径方向に向けてフランジ3c,3cが突出形成されている。これらフランジ3cの流体管1における管軸方向の幅寸法は、分岐部3の流体管1における管軸方向の幅寸法と略同一寸法に形成されている。これらフランジ3cの内部には、フランジ3c,3cの流体管1における管軸方向の略全長に亘って電熱線3dが延設されている。電熱線3dの各端部は、外部電源と電気的に接続可能にフランジ3c,3cの外面に設けた接続部7に接続されている。
【0017】
分岐部3の上部には、流体管1の管軸と略直交するように、流体管1における管軸方向に沿って上方に向けて分岐口3gが形成されている分岐口3g内は、上下方向に向けて貫通形成されており、分岐口3gの上端部には、上フランジ3iが形成されている。
【0018】
一方、カバー体4は、
図1及び
図2に示すように、分岐部3と略同一の流体管1における管軸方向の幅寸法を有し、流体管1の下部における外周面1aに当接する当接部4aを備えている。流体管1の下部における外周面1aに当接する当接部4a内部には、電流が流れることで発熱する電熱線4bが、当接部4a略全面に亘り連続して延設されている。電熱線4bの各端部は、外部電源と電気的に接続可能にカバー体4の外面に設けた接続部8に接続されている。
【0019】
また、カバー体4の下端部には、上下方向を向く分岐口3gよりも小径な接続孔4dが貫通形成されている。この接続孔4dには、バイパス管12の一端が接続されている。更に、カバー体4には、当接部4aに連続して流体管1の外径方向に向けてフランジ4c,4cが突出形成されている。これらフランジ4cの流体管1における管軸方向の幅寸法は、カバー体4の流体管1における管軸方向の幅寸法と略同一寸法に形成されている。
【0020】
これらフランジ4cは、カバー体4が流体管1に対して下方から配設されることで、分岐部3に形成されたフランジ3cに対して対向配置される。このように構成された管継手2を流体管1に対して取り付けるには、先ず、
図1に示すように、分岐部3を流体管1に対して上方から配設するとともに、カバー体4を流体管1に対して下方から配設する。このとき、流体管1に後述する挿入孔1bを穿設し易いように、予め、流体管1の挿入孔1bの穿設予定箇所(本実施例では流体管1の上部)に分岐口3gが連通するように分岐部3を配設する。更に、このように分岐部3とカバー体4とを配設することで、接続孔4dの中心軸と分岐口3gの中心軸とは、管軸方向にずれて配置される。
【0021】
次に、両フランジ3c,4cを図示しないボルト・ナットにより緊締し、フランジ3cとフランジ4cとを密着させる。尚、本実施例における当接部3a,4aには、図示しない係止爪が設けられている。このため、図示しないボルト・ナットを緊締してフランジ3cとフランジ4cとを密着させることで、当接部3a,4aの流体管1に向けての弾性変形がなされ、前記係止爪が流体管1の外周面1aに食い込む。これら前記係止爪が流体管1の外周面1aに食い込むことで、管継手2が流体管1に対して移動不能に仮固定される。
【0022】
次に、図示しない外部電源に接続されている電源ケーブルを分岐部3に形成された各接続部6,7及びカバー体4に形成された接続部8に接続し、前記外部電源から所定時間電源を供給する。電源供給された電熱線3b,3d,4bが高温に発熱することで、樹脂からなる当接部3a、4a及び当接部3a、4aに接触している流体管1の外周面1aと、フランジ3c,4c間と、を加熱し次第に溶融する。
【0023】
溶融された当接部3a、4a及び流体管1の外周面1aと、フランジ3c,4c間とは、互いに混ぜ合わされ、電熱線3b,3d,4bによる発熱を停止し常温に下がることで一体化して凝固する。このようにして、管継手2は、熱融着によって流体管1に対して水密に取り付けられる。
【0024】
そして、
図8に示すように、同様の手順によりもう一方の管継手2を流体管1に対して水密に取り付け、流体管1における前記既設弁の上流側と下流側とに管継手2を、分岐口3g側を対向させて配置する。次いで、流体管1の上流側に取り付けられた管継手2の接続孔4dにバイパス管12の一端を接続するとともに、流体管1の下流側に取り付けられた管継手2の接続孔4dにバイパス管12の他端を接続する。
【0025】
次に、このように流体管1に対して取り付けられた各管継手2に対しての制流体11の取り付けについて説明する。尚、各管継手2及び制流体11は同一構成につき、一方の管継手2及び制流体11についてのみ説明する。
【0026】
先ず、
図3及び
図4に示すように、分岐口3gの上フランジ3iに、内部に作業弁36及び本発明における穿孔手段としての穿孔装置50を配設した上部ケース35を水密に接続する。穿孔装置50は、図示しない駆動手段に接続され分岐口3g内を流体管1に向け軸方向に伸出する軸部材51と、軸部材51の先端に固設され流体管1に分岐口3gと同一中心軸の挿入孔1bを穿設する鋭利な穿孔刃52aを備えた環状の第2カッタ部材52と、第2カッタ部材52の内側に固設され、流体管1の下部に接続孔4dと同一中心軸の連通孔1cを穿設する鋭利な穿孔刃53aを備えた第1カッタ部材53と、から主として構成されている。
【0027】
このうち、第1カッタ部材53の先端部である穿孔刃53aは、第2カッタ部材52の先端部である穿孔刃52aよりも流体管1の径方向である下方に向けて延設されている。次に、これら第1カッタ部材53及び第2カッタ部材52が構成された穿孔装置50による流体管1の穿孔について説明する。第1カッタ部材53は、第2カッタ部材52に固設されているため、第2カッタ部材52と一体となって軸部材51の軸方向に伸出することで、流体管1の上部を穿孔刃53aによる押圧により一部切削しながら貫通する。
【0028】
そして、継続して第1カッタ部材53と第2カッタ部材52とが軸部材51の軸方向に伸出されることで、第2カッタ部材52は、第1カッタ部材53が流体管1の上部を貫通した後、第1カッタ部材53にガイドされながら流体管1の上部における第1カッタ部材53の周囲の外周面1aを押圧により切削し、流体管1の管壁に挿入孔1bを穿設する。この第2カッタ部材52によって流体管1に挿入孔1bを穿設することで、挿入孔1bと分岐口3gとが連通する。尚、第2カッタ部材52が流体管1の上部に挿入孔1bを穿設したことで生じた切片は、第1カッタ部材53が貫通した状態のまま、第2カッタ部材52内に保持されるようになっている。
【0029】
一方、第1カッタ部材53は、流体管1の下部を穿孔刃53aによる押圧により切削し、挿入孔1bの他側に対向するように接続孔4dと連通する連通孔1cを穿設する。尚、第1カッタ部材53が流体管1の上部を貫通したこと、及び連通孔1cを穿設したことで生じた切片は、第1カッタ部材53内にて流体に流されることなく保持されるようになっている。
【0030】
穿孔装置50による連通孔1c及び挿入孔1bの穿設後は、
図5に示すように、穿孔装置50を上方に引き上げて上部ケース35内に配置させた後、作業弁36を操作して分岐口3gの止水を行う。そして、穿孔装置50を上部ケース35の上端部から取り外すとともに、
図5に示すように、上部ケース35の上端部に外カバー70を水密に接続する。この外カバー70は、側方に向けて一対の開口71,71を備えており、これら開口71,71は、蓋体72,72及びボルト・ナット73によって水密に閉塞されている。
【0031】
外カバー70の図示しない上端部からは、図示しないアームが上下動可能に取り付けられている。尚、該アームの下端部には、予め挿入孔1bを介して流体管1の管路を遮断若しくは開放するための制流体11が内部に配設された弁蓋60が中間部材75を介して接続されており、前記アームを外カバー70の前記上端部に取り付ける際に弁蓋60が外カバー70内に配置される。尚、前記アームと外カバー70の前記上端部との間は、図示しないゴム体によって水密に保持されている。更に尚、中間部材75は筒状に形成されており、内部に後述する回転操作部63aが挿通配置されている(
図6参照)。
【0032】
外カバー70を上部ケース35の上端部に水密に接続した後は、分岐口3gと外カバー70とを開閉弁を有する図示しないホースやバイパス管等の連通部材によって接続する。そして、外カバー70の上端部に設けられた図示しない空気弁を開放するとともに、作業弁36を操作して分岐口3gを開放することで、外カバー70内及び分岐口3g内を流体管1内を流れていた上水で満たす。
【0033】
外カバー70内及び分岐口3g内が上水で満たされた後は、前記空気弁を閉塞し、前記開閉弁を開放して分岐口3gと外カバー70とを連通させることで、外カバー70内の水圧と分岐口3g内の水圧とを常時一定に保つとともに、弁蓋60を外カバー70に予め取り付けた押圧手段(図示略)により不断水状態で押圧することで、分岐口3gの上フランジ3iに弁蓋60を密封状に組み付ける。
【0034】
このとき、分岐口3g内と外カバー70内とは、流体管1内を流れる上水で満たされて同一の水圧となるので、弁蓋60を上フランジ3iに組み付ける際に流体管1内を流れる上水から弁蓋60が受ける抗力を小さく抑えることができる。弁蓋60を上フランジ3iに組み付けた後は、蓋体72,72を取り外し、開口71,71を介して弁蓋60から中間部材75を分離する。
【0035】
図5及び
図6に示すように、弁蓋60は、分岐口3gの内径より小径の外径を有しており、弁蓋60の下部の外周に沿って設けられたOリング61により、分岐口3gの内周面に沿って水密に嵌挿されている。また弁蓋60を定置させるように分岐口3gの外方から固定ボルト62を螺挿することで弁蓋60の位置固定を行う。固定ボルト62は、弁蓋60に対して螺挿されることで、弁蓋60を上下方向に規制している。
【0036】
図6に示すように、回転ネジ63は、弁蓋60の頂部に穿設された挿通孔64に回転自在に貫通して、上端部を弁蓋60の外部に突出して取り付けられている。押え板65は、弁蓋60の上端面にボルト66で固定され、回転ネジ63の抜出しを阻止する。上記構成により、回転ネジ63は弁蓋60に対し正逆両方向に回転自在であるが上下動はしない。63bは、回転ネジ63の上端部を除いて略全長に亘ってその周面が螺設されたネジ部である。
【0037】
図5及び
図6に示すように、ネジこま67は、制流体11の上端部に形成されたガイド溝69に嵌合するとともに、ネジ部63bに螺合しており、回転ネジ63の上端部に形成された回転操作部63aの回転に応じネジ部63bが回転することで、ネジ部63bに沿って螺挿するネジこま67に追随して制流体11が上下動可能となる。
【0038】
制流体11には、回転ネジ63のネジ部63bを挿入する挿入孔68が形成されている。また、制流体11における上下流側の外面に、上下方向に沿った張出部11a,11aが、弁蓋60若しくは分岐口3gの内面に設けられた溝部60aに沿って摺接可能に上下方向に延設されている。このように構成された張出部11a,11aが溝部60aに当接することで、回転ネジ63の回転に伴う制流体11の回転を規制できるようになっている。
【0039】
このように制流体11が取り付けられた弁蓋60を、作業弁36が開放された後に前記外カバーに予め取り付けた前記押圧手段により分岐口3gに向けて不断水状態で押圧することで、流体管1内を流れる上水から弁蓋60が受ける抗力を小さく抑えながら弁蓋60を分岐口3gの上フランジ3iに密封状に組付け、固定ボルト62を弁蓋60に螺挿する。このとき、制流体11の下端部は、挿入孔1bと同一中心軸上に配置される(
図7参照)。
【0040】
更に、前記連通部材の開閉弁を閉塞するとともに、上フランジ3i上から上部ケース35及び外カバー70を取り外す。最後に、リング状のフランジ56を弁蓋60に挿入し、ボルト・ナット57でフランジ56と分岐口3gとを締結する。
【0041】
以後、制流体11は、
図6及び
図7に示すように、図示しないハンドルによる回転操作部63aの回転によって下方に移動することで流体管1の内周面に弾性変形しながら水密に当接して流体管1の管路を遮断するとともに、前記ハンドルによる回転操作部63aの回転によって上方に移動することで流体管1の管路を開放可能となる。
【0042】
尚、制流体11は、下端部が挿入孔1bと同一中心軸上に配置されているため、
図8に示すように、流体管1の管路の遮断時に、中心軸が挿入孔1bの中心軸と流体管1の管軸方向にずれている連通孔1cを閉塞してしまうことが防止されている。
【0043】
そして、
図8に示すように、もう一方の管継手2においても穿孔装置50を用いて挿入孔1b及び連通孔1cを穿設し、両管継手2,2間をバイパス管12を介して連通させるとともに、分岐口3gの上フランジ3iに制流体11が内部に配設された弁蓋60を組み付け、制流体11により流体管1の管路を開閉可能とする。
【0044】
このようにすることで、流体管1における両管継手2間にて前記既設弁の交換作業等を行う場合には、両制流体11,11間の流路を閉止することが可能となる。そして、流体管1内を流れる上水は、両制流体11,11間をバイパス管12を介して迂回することができるので、流体管1の接続先である一般家庭等では、断水すること無く上水を使用することができる。
【実施例2】
【0045】
次に、実施例2に係るバイパス装置につき、
図9を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。
【0046】
図9に示すように、本実施例におけるバイパス装置にあっては、カバー体4の下端部には、上方に向けて開口する凹部4eが形成されている。また、本実施例における穿孔装置50の第2カッタ部材52内には、複数本(本実施例では2本)の第1カッタ部材53,53’が配置されている。これら第1カッタ部材53,53’は、実施例1と同様に、先端部である穿孔刃53aが、第2カッタ部材52の先端部である穿孔刃52aよりも流体管1の径方向である下方に向けて延設されている。
【0047】
更に、一方の第1カッタ部材53は、接続孔4dに連通する連通孔1cを穿設可能に、第2カッタ部材52内に接続孔4dと同一中心軸上となるよう配置されており、他方の第1カッタ部材53’は、凹部4eに連通する連通孔1dを穿設可能に、第2カッタ部材52内に凹部4eと同一中心軸上となるよう配置されている。
【0048】
このため、両第1カッタ部材53,53’は、第2カッタ部材52とともに軸部材51の軸方向に伸出されることで、実施例1と同様に、流体管1の上部を穿孔刃53aによる押圧により一部切削しながら貫通する。そして、一方の第1カッタ部材53は、流体管1の下部を穿孔刃53aによる押圧により切削し、接続孔4dと連通する連通孔1cを穿設する。同時に、他方の第1カッタ部材53’は、流体管1の下部を穿孔刃53aによる押圧により切削し、凹部4eと連通する連通孔1dを穿設する。
【0049】
尚、凹部4eの周囲における当接部4aと流体管1の外周面とにおいても、電熱線4bの発熱によって溶融し、互いに混ぜ合わされた後に常温に戻ることで一体化して凝固しているため、連通孔1dを介して凹部4eから上水が漏出することはない。つまり、連通孔1dは、カバー体4によって閉塞されている。
【0050】
このように、両第1カッタ部材53,53’によって連通孔1c,1dが同時に穿設されることで、各第1カッタ部材53,53’に均一に力を加えて正確にバイパス管12に連通する連通孔1cを穿設することが可能となる。
【0051】
また、本実施例では、第1カッタ部材53によってバイパス管12に連通する連通孔1cを穿設するとともに、第1カッタ部材53’によって凹部4eに連通する連通孔1dを穿設したが、一方の管継手2にてこのように連通孔1c,1dを穿設した後は、穿孔装置50を第1カッタ部材53,53’の向きを変えることなく他方の管継手2に取り付け、今度は第1カッタ部材53’によって連通孔1cを穿設するとともに、第1カッタ部材53によって連通孔1dを穿設することが可能となっている。
【0052】
以上、本実施例におけるバイパス装置にあっては、穿孔装置50は、流体管1の外周面1aの一部を切削することで挿入孔1bを穿設するとともに、流体管1における挿入孔1bに対向する箇所の一部を切削することで連通孔1cを穿設し、一対の制流体11,11は、それぞれ挿入孔1b,1bから流体管1内に挿入することで、連通孔1c,1cを閉塞しないよう流体管1の流路を遮断するので、流体管1の流路の遮断時に、両制流体11,11を各挿入孔1b,1bから流体管1内に挿入配置するのみで確実且つ容易に流体管1における両制流体11,11間での流体の流路を遮断しながら、連通孔1c,1cを介してバイパス管12と流体管1との連通を維持し、流体の不断流状態を維持することができる。
【0053】
また、穿孔装置50は、連通孔1cを穿設する第1カッタ部材53と、挿入孔1bを穿設する第2カッタ部材52と、を一体に構成しており、第1カッタ部材53及び第2カッタ部材52は、流体管1を流体管1の径方向に向けて押圧することで連通孔1c及び挿入孔1bを穿設可能であるので、第1カッタ部材53と第2カッタ部材52との位置関係を保ったまま一括して連通孔1c及び挿入孔1bをより正確に穿設することができ、しかも、第1カッタ部材53と第2カッタ部材52とを流体管1の径方向に向けて押圧することで連通孔1c及び挿入孔1bを穿設するため、連通孔1c及び挿入孔1bを穿設する際に生じる切り粉等の発生を無くすことができる。
【0054】
また、第1カッタ部材53は、第2カッタ部材52の内部に配置され、第2カッタ部材52の先端部よりも流体管1の径方向に向けて延設されているので、第1カッタ部材53が第2カッタ部材52よりも先に流体管1の外周面1aに当接し、連通孔1cを穿設するために流体管1を貫通するので、第2カッタ部材52は、流体管1を貫通している第1カッタ部材53により挿入孔1bを穿設する位置までガイドされ、正確に挿入孔1bを穿設することができる。
【0055】
また、穿孔装置50は、第1カッタ部材53,53’を有しており、管継手2は、第1カッタ部材53,53’により穿設された連通孔1c,1dのうち、バイパス管12に連通する連通孔1c以外の連通孔1dを閉塞しているので、各第1カッタ部材53,53’が連通孔1c,1dを穿設することで、各第1カッタ部材53,53’に均一に力を加えて正確にバイパス管12に連通する連通孔1cを穿設することができるとともに、管継手2がバイパス管12に連通する連通孔1c以外の連通孔1dをしているので、流体管1内からの流体の漏出を防止することができる。
【0056】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【0057】
例えば、前記実施例では、分岐部3とカバー体4とを熱溶着することで、管継手2の流体管1に対しての取り付けを行ったが、例えば、フランジ3c,4cを緊締したことで当接部3a,4aと流体管1の外周面1aに生じる摩擦力によって管継手2の流体管1に対しての取り付けを行うようにしてもよい。
【0058】
また、前記実施例では、第1カッタ部材53を第2カッタ部材52内に配置し、第1カッタ部材53及び第2カッタ部材52をともに軸部材51の軸方向に伸出させることで流体管1に挿入孔1bと連通孔1cとを穿設したが、第1カッタ部材と第2カッタ部材を別体に構成し、軸部材51に第2カッタ部材のみを取り付けた状態で、流体管1に挿入孔1bを穿設した後、軸部材51に第2カッタ部材に換えて第1カッタ部材を取り付けることで、流体管1に連通孔1cを穿設するようにしてもよい。
【0059】
また、前記実施例では、流体管1は、断面視略円形状に形成された高密度ポリエチレン等の樹脂製管であるが、本発明に係るバイパス装置が取り付けられる対象となる流体管の材質は、前記実施例に限られず、例えば塩化ビニール等の他の素材からなる樹脂製管であってもよいし、あるいは鋼管等の金属製からなる金属管若しくは石綿管であっても構わない。
【0060】
また、前記実施例では、管継手2を構成する分岐部3及びカバー体4を高密度ポリエチレン等の熱融着可能な樹脂材により構成したが、例えば、これら分岐部若しくはカバー体の一部を金属で構成することで、管継手の強度を向上させるようにしてもよい。
【0061】
また、前記実施例では、第1カッタ部材53と第2カッタ部材52とを一体に構成し、これら第1カッタ部材53と第2カッタ部材52とを軸部材51の軸方向に伸出させることで流体管1に挿入孔1bと連通孔1cとを穿設したが、例えば、第1カッタ部材と第2カッタ部材とを別体として構成し、軸部材51に第2カッタ部材のみを取り付けた後、第2カッタ部材を軸部材51の軸方向に進出させることで流体管1に挿入孔1bを穿設し、第2カッタ部材をカバー70内に引き上げて一時的に止水を行い、軸部材51に第2カッタ部材に換えて第1カッタ部材を取り付け、第1カッタ部材を軸部材51の軸方向に伸出させることで流体管1に連通孔1cを穿設するようにしてもよい。
【0062】
更に、前記実施例では、第1カッタ部材53と第2カッタ部材52とを軸部材51の軸方向に伸出させることで流体管1に挿入孔1bと連通孔1cとを穿設したが、例えば、第1カッタ部材若しくは第2カッタ部材を自身の軸回りに回転させるとともに、軸方向に伸出させることで、流体管1に挿入孔1b若しくは連通孔1cを穿設するようにしても構わない。