【実施例1】
【0013】
実施例1に係る制流体設置方法及び設置装置につき、
図1から
図7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、略円筒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、略水平方向に延設され、内部には流体としての上水が流れている。この流体管1は、例えば、
図5及び
図7に示すように、制流体11を設置するための筐体2が所定箇所に密封状に取り付けられるようになっている。この筐体2内で流体管1を後述するカッタ部材52により切断するとともに(
図2(a)、(b)ないし
図4参照)、筐体2内に挿入配置された制流体11を設置することで(
図5ないし
図7参照)、流体の流路を遮断可能となっている。
【0014】
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等であってもよいし、若しくは鋳鉄等の金属製であってもよい。また、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。
【0015】
図1に示すように、流体管1の外周面1aに固定に取り付けられる筐体2は、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第1ケース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第2ケース4と、から構成されている。これら第1ケース3及び第2ケース4は、鋳鉄等の金属材により構成されている。
【0016】
また、第1ケース3は、流体管1の管軸方向に向けて流体管1の外周面1aの略半周に亘り当接する当接部3aを管軸方向に沿って一対に備えている。各当接部3aの流体管1の外周面1aに対向する内壁には、第1ケース3の周方向の略全長に沿って流体管1の外周面1aに当接する止水部材20aが、流体管1の管軸方向に沿って一対設けられている。
【0017】
第1ケース3の当接部3a,3a間の上部には、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、垂直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。更に、第1ケース3における流体管1の管軸方向側の両端部には、流体管1の外径方向に向けて突出形成したフランジ3nが筐体2において正面視で略半円弧形状をなすように第1ケース3の周方向に亘って延設されている。
【0018】
図1及び
図4に示すように、第1ケース3内での流体管1における管軸直交方向の両側部には、制流体11を筐体2内に挿入し易い様に下方に向けて傾斜をなす平坦面3jが、第1ケース3の下端部にかけて形成されている。また、第1ケース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対向する一対のフランジ3c,3cが流体管1の管軸方向に沿って突出形成されている。
【0019】
第2ケース4には、第1ケース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。当接部4aの流体管1の外周面1aに対向する内壁には、第2ケース4の周方向の略全長に沿って流体管1の外周面1aに当接する止水部材20cが、流体管1の管軸方向に沿って一対設けられている。更に、第2ケース4における流体管1の管軸方向側の両端部には、流体管1の外径方向に向けて突出形成したフランジ4nが筐体2において正面視で略半円弧形状をなすように第2ケース4の周方向に亘って延設されている。
【0020】
図1及び
図3に示すように、第2ケース4内での流体管1における管軸直交方向の両側部には、制流体11を筐体2内に挿入し易い様に下方に向けて傾斜をなす平坦面4jが、第2ケース4の上端部から下部にかけて形成されている。更に、この平坦面4jは、第2ケース4の内底部に水平を成して延設されている。この第2ケース4の内底部にて延設される平坦面4jには、後述するように制流体11が配置されるようになっている。
【0021】
また、
図1及び
図4に示すように、第2ケース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対向する一対のフランジ4c,4cが流体管1の管軸方向に沿って突出形成されている。
【0022】
このように第1ケース3と第2ケース4とから構成される筐体2は、本実施例においては、筐体2における流体管1の管軸方向側の端部である各フランジ3n,4nに取り付けられる樹脂材から構成された本発明の規制部としての取付部材22によって流体管1に対して移動不能に固定されるようになっている。尚、各フランジ3n,4nに取り付けられる取付部材22は同一構成につき、フランジ3nに取り付けられる取付部材22についてのみ説明する。
【0023】
図1に示すように、取付部材22は、流体管1の外径と略同一の内径を有する略半円弧形状に形成されている。この取付部材22は、内部に電流が流れることで発熱する電熱線22bが取付部材22の周方向の略全長に亘って配設された融着部22aを有している。電熱線22bの各端部は、外部電源と電気的に接続可能に取付部材22の外面に設けた接続部(図示略)に接続されている。更に、取付部材22には、フランジ3nと略同一形状の嵌合空間22eが形成されている。
【0024】
図3及び
図4に示すように、カッタ部材52は、流体管1側の端部に下方に向けて開口した筒状体53を備えている。
図2(a)、(b)に示すように、この筒状体53は、管軸直交方向に略平面状に延びる幅広部53dが流体管1の外径よりも大寸で、且つ管軸方向に延びる幅狭部が流体管1の外径よりも小寸に偏平した平面視略小判状に形成されている。この筒状体53の流体管1側の端部には、流体管1を切断するための刃部53aが形成されている。また、筒状体53の壁面には、筒状体53の壁面を貫通する流通孔53bが無数に形成されている。
【0025】
また、筒状体53の内部には、下方に開口した開口部53cが形成されている。この開口部53c内には、筒状体53内を軸部材51の軸方向に移動可能な、ガイド板54が配置されている。このガイド板54は、開口部53cと略同一形状に形成されているとともに、カッタ部材52の側方を向く外周面は、筒状体53の内周面と摺接する垂直面に形成されている。
【0026】
更に、ガイド板54の下端部は、流体管1の外周面1aに当接する水平面に形成されており、刃部53aよりも流体管1に向けて僅かに突出して配置されている。ガイド板54の上端部には、筒状体53内をカッタ部材52の上方まで貫通するガイド棒55が立設されており、このガイド棒55の周囲には、ガイド板54を流体管1に向けて付勢するコイルバネ56が配置されている。
【0027】
このため、ガイド板54が開口部53c内を軸部材51の軸方向に移動することによって、カッタ部材52は、開口部53cの内周面をガイド板54の垂直面にガイドされながらガイド板54に対して軸部材51の軸方向に相対移動するようになっている(
図4参照)。
【0028】
このように構成された筐体2及びカッタ部材52を用いて流体管1を切断するには、先ず、
図1に示すように、第1ケース3において、取付部材22の嵌合空間22eをフランジ3nに対して凹凸嵌合させる。更に、取付部材22とフランジ3nとを係止ピン21によって係止することで、取付部材22をフランジ3nに対して相対移動不能に取り付ける。以下、第2ケース4のフランジ4nにおいても同様に取付部材22の取り付けを行う。
【0029】
次に、
図1に示すように、取付部材22を取り付けた第1ケース3を流体管1の上部に配設する。そして、フランジ3c,4c間に止水部材24を配した状態で第2ケース4を流体管1に対して下方から配設する。更に、第1ケース3のフランジ3c,3cと第2ケース4のフランジ4c,4cとをそれぞれ対向させるとともに、対向した各フランジ3c,4cをボルト・ナット25により緊締することで、筐体2を流体管1に対して仮固定する。
【0030】
このとき、各止水部材20a,20cは、止水部材20aの周方向の両端部が止水部材20cの周方向の両端部に密接することで、各止水部材20a,20cが環状に形成されるとともに、流体管1の外周面1aと当接部3a,3aとの間を密封する。また、
図4及び
図6に示すように、平坦面3j,4j間は、突起や段差等の非連続面を有さない連続面として構成される。
【0031】
各フランジ3n,4nに取り付けられている取付部材22の融着部22aは、流体管1の外周面1aに、流体管1の周方向の略全長に亘って当接する。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フランジ3n,4nに取り付けられている各取付部材22の接続部に接続し、前記外部電源から所定時間電力を供給する。電力供給された電熱線22bが高温に発熱することで、樹脂材からなる融着部22aと流体管1の外周面1aとを加熱し次第に溶融する。
【0032】
溶融された融着部22aと流体管1の外周面1aとは、互いに混ぜ合わされ、電熱線22b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し、筐体2が流体管1に対して相対移動が規制された状態で固定される。すなわち取付部材22は、本発明の規制部を構成している。以上により流体管1への筐体2の取り付けを終了する。
【0033】
次いで、
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及び切断装置50を配設した上部ケース35を密封状に接続する。切断装置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に向け軸方向に進行する軸部材51と、軸部材51の下端部に接続された前述のカッタ部材52と、から主として構成されている。このうち、上部ケース35には、図示しない空気抜きのための空気弁及び注水のための注水弁が設けられている。
【0034】
このように構成された切断装置50は、前記注水弁を介し注水することで筐体2及び上部ケース35内の空気を水で置換した後に、軸部材51を介してカッタ部材52を流体管1に向けて進行させ、流体管1の上端部における外周面1aにガイド板54の下端部を当接させる。
【0035】
そして、継続してカッタ部材52が軸部材51の軸方向に進行されることで、カッタ部材52は、ガイド板54によって流体管1の外周面1aに対して継続して押圧させることで、ガイド板54の下端部と流体管1の外周面1aとの間で生じている摩擦力により、カッタ部材52が流体管1を切断するための位置固定を行う。
【0036】
以降、ガイド板54、更にカッタ部材52が進行されることで、コイルバネ56から付勢力を受けながら流体管1の外周面1aに当接した位置で留まる。この間、筒状体53は、その内周面をガイド板の垂直面に摺接させながら刃部53aにより順次流体管1を下方に向けて不断流状態で切断していく。
【0037】
このとき、流体管1は、カッタ部材52が上方から下方に向けて流体管1を切断していくことでカッタ部材52から押圧力を受けるが、カッタ部材52の筒状体53は、前述した幅狭部が流体管1の外径よりも小寸に偏平しており、流体管1における管軸方向の切断領域が小さいため、カッタ部材52からの押圧力によって弾性復元可能な範囲で一時的に変形するものの、恒久的な変形が防止されている。
【0038】
また、流体管1の切断が進行していくにつれて、流通孔53bが流体管1内に配置されていく。このため、カッタ部材52により切断中の流体管1内に流通孔53bにより流体の流路が確保されるようになっているため、流体管1内を流れる流体の一部が流通孔53bを介して筒状体53内を通過して流下していき、流体が筒状体53に当接することで生じる乱流と、筒状体53が流体から受ける流体圧とを、小さく抑えることができる。
【0039】
そして、
図4に示すように、刃部53aによる流体管1の切断が完了することで切断された箇所は、流体管1から分断されて切片1bとなる。切片1bは、切片1b自身の弾性復元力がはたらくことで、開口部53c内にて筒状体53の内周面に密接し、この筒状体53の内周面との間で生じる摩擦力によって、筒状体53内に収容保持される。
【0040】
次に、軸部材51を退行させ、切片1bを保持した状態のカッタ部材52を筐体2内から上部ケース35内に向けて移動させる。
【0041】
軸部材51を上部ケース35に向けて退行させることで筐体2内から切片1bを収容した後は、作業弁36をスライド移動させることで筐体2を密封状に閉塞するとともに、上部ケース35内からカッタ部材52及び筐体2内から回収した切片1bを取り外して切断装置50による流体管1の切断を終了する。
【0042】
筐体2内から切片1bが除去され残った流体管1の端面である切断面1cは、後述するように、筐体2内で流体圧を受けた制流体11を支持可能に、制流体11の外面に近接して離間する箇所に、筐体2内面よりも管軸方向に突出し、流体管1の管軸直交方向に全断面で平面状に形成されている。
【0043】
上部ケース35内からカッタ部材52及び切片1bを取り外した後は、
図5及び
図6に示すように、筐体2に制流体設置装置60を取り付け、筐体2内に制流体11を設置する。制流体設置装置60は、流体管1と、この流体管1に密封状に取り付けられている筐体2と、軸部材51の先端に固設され筐体2内に挿入配置され、流体の流れを制する制流体11と、から主に構成されている。
【0044】
このうち、制流体11は、弁板13と、この弁板13の上部に筐体2の内周面の全周に亘って密着可能な環状の環状シール部16aと、環状シール部16aから下方に向けて延設され、弁板13の周側部及び下部に平坦面3j,4jの全長に亘って密着可能なシール部16bとから構成されており、筐体2内に設置されることで、流体管1の流路を遮断する遮断弁として機能する。
【0045】
このように構成された制流体11を筐体2内に挿入配置するには、
図5及び
図6に示すように、作業弁36をスライド移動させることで筐体2を開放し、筐体2内及び上部ケース35内に流体を満たす。そして、前記注水弁を閉塞した後に、先端部51aに弁板13上端の突出部13aを嵌合するとともにボルト14により制流体11が固設された軸部材51を、筐体2内に向けて進行させていく。
【0046】
軸部材51を筐体2内に向けて進出させていくことで、制流体11の環状シール部16aを筐体2の内周面の全周に亘って密着させる。同時に、平坦面3j,4jとシール部16bとを密着させ、弁板13と筐体2との間を密封状に保持することで筐体2内に制流体11を挿入配置する。
【0047】
尚、流体管1の切断面1cは、制流体11の外面から近接して離間する箇所に形成されているため、制流体11は、流体管1の切断面1cと干渉すること無く筐体2内に設置される。
【0048】
更に尚、本実施例では、制流体11を挟むように流体管1の上流側及び下流側にそれぞれ位置する両切断面1c、1cいずれもが、制流体11の外面から近接して離間する箇所に形成されているが、例えば、制流体11の下流側に位置する切断面1cのみが、制流体11の外面から近接して離間する箇所に形成され、制流体11の上流側に位置する切断面1cが、制流体11の外面から比較的遠く離間する箇所に形成されていてもよい。
【0049】
筐体2内に制流体11を挿入配置した後は、筐体2の上フランジ3iに設けられている押圧ボルト9を螺入することで弁板13の上端を下方に押圧保持し、上部ケース35内の流体を排水した後、上部ケース35に設けられた図示しない操作口から作業者が手を入れることで、軸部材51の先端部51aから制流体11を取り外す。最後に、上部ケース35を筐体2から取り外した後、
図7に示されるように、上フランジ3i上に蓋体17を配置し、蓋体17下面の嵌合凹部17aを弁板13上端の突出部13aに嵌合するとともに、蓋体17と上フランジ3iとをボルト18により緊締する。
【0050】
この蓋体17と上フランジ3iとをボルト18により緊締することで、制流体11を蓋体17と押圧ボルト9とによって下方に向けて押圧し、筐体2内周面と環状シール部16a、平坦面3j,4jとシール部16bをより確実にそれぞれ密着させ、制流体11を筐体2内において固定し、制流体11の筐体2内への挿入配置を終了する。
【0051】
以上、本実施例における制流体11の設置方法にあっては、不断流状態でカッタ部材52で切断される流体管1の切断面1cは、筐体2内で流体圧を受けた制流体11を支持可能に、制流体11に近接する箇所に形成されることで、制流体11が筐体2内で流体圧を受けても、この制流体11に近接した流体管1の切断面1cに支持され、且つ流体管1を介して筐体2にも伝わり分散支持されるため、制流体11が筐体2内で移動せず安定した制流状態を維持できるばかりか、制流体11自体の構造強度を過度に高める必要が無く筐体2内に設置し易い。
【0052】
特に、流体管1の切断面1cが、管軸直交方向に全断面で切断された面であり、切断面1cが全面に亘り制流体11の外面に近接しているため、流体圧を受けた制流体11が例えば下端部など局所的に移動しようとしても、全面に亘り制流体11の外面に近接する切断面1cにより確実に支持して移動を防止できる。
【0053】
更に、流体管1の上流側及び下流側の両切断面1c,1cいずれもが、制流体11の外面に近接しているため、例えば
図7に示すように、制流体11の弁板13の先端である下端が流体圧により下流側に押圧され下流側を向くように、弁板13が傾斜しようとする場合は、上流側及び下流側で近接する流体管1の両切断面1c、1cにより、流体圧により傾斜しようとする弁板13を挟持して支持するようになっている。より詳しくは、制流体13の下流側で近接する切断面1cが、下流側に押圧された弁板13の下端を当接支持するとともに、制流体13の上流側で近接する切断面1cが、前記した弁板13の傾斜により上流側に移動しようとする弁板13の上端側を当接支持する。
【0054】
また、筐体2は、流体管1に対し相対移動を規制する規制部である取付部材22を介して取付けられることで、流体管1が取付部材22を介し筐体2との相対移動を規制されているため、流体管1に支持される制流体11が、筐体2に対し移動することを防止できる。
【0055】
また、本実施例における制流体11の設置装置にあっては、筐体2内における流体管1の端面である切断面1cは、筐体2内で流体圧を受けた制流体11を支持可能に、制流体11に近接する箇所に形成されていることで、制流体11が筐体2内で流体圧を受けても、この制流体11に近接した流体管1の切断面1cに支持され、且つ流体管1を介して筐体2にも伝わり分散支持されるため、制流体11の構造強度を過度に高めずともよく、筐体2内で移動せず安定した制流状態を維持できる制流体11が設置された制流体設置装置を軽量化・小型化して提供できる。
【実施例2】
【0056】
次に、実施例2に係る制流体の設置方法及び設置装置につき、
図8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。
【0057】
図8に示されるように、流体管1の上流側及び下流側の両切断面1c,1c近傍の外周面1a,1aに、筐体2内で流体圧を受けた制流体11を支持する支持部材30,30が、周方向に亘り環状に設けられている。より詳しくは各支持部材30は、特に図示しないが2以上の複数に分割可能であって流体管1の外周面に組み付けられるリング状に構成され、金属製若しくは上述の取付部材22と同様に流体管1の外面に電熱融着される樹脂製の材料から成る。
【0058】
更に支持部材30は、流体管1の切断面1cに略面一に形成され制流体11の外面に近接する支持部30aと、この支持部30aに対抗する側に筐体2の内面に当接する当接部30bと、を有している。
【0059】
このように構成された支持部材30は、特に図示しないが、先ず流体管1の外周面1aの所定箇所に組み付けられ、次に支持部材30を組付けた流体管1に対し上述したように筐体2が設けられ、続いて筐体2内の流体管1が切断され制流体11が設置される。
【0060】
このように、流体管1の切断面1c近傍の外周面1aに、筐体2内で流体圧を受ける制流体11を支持可能な支持部材30が設けられることで、流体管1の外周面1aに設けた支持部材30により、流体管1の切断面1cと併せて制流体11を支持する支持領域を拡げることができる。
【0061】
また、支持部材30は、筐体2の内面に当接する当接部30bを有していることで、支持部材30が、筐体2の内面に当接する当接部30bを利用して制流体11を支持するための反力を得ることで、流体圧を受ける制流体11に対抗して確実に支持できる。
【0062】
尚、本発明の支持部材は、必ずしも流体管1の全周に亘りリング状に設けられるものに限られず、例えば、流体管1の下端部などの所定箇所のみに単数若しくは複数設けられてもよい。
【0063】
また本発明の支持部材30は、筐体2の内面に当接する当接部30bを有し、該当接部30bから制流体11を支持するための反力を得ることができれば、必ずしも流体管1に対し固定的に設けられること無く、例えば流体管1の外周に遊嵌されていてもよい。あるいは支持部材30は、上述とは逆に、流体管1に対し固定的に設けられ、該流体管1から制流体11を支持するための反力を得ることができれば、必ずしも筐体2に当接する当接部30bを有さず、筐体2から離間していてもよい。
【0064】
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。
【0065】
例えば、前記実施例では、制流体11を弁板13で主に構成し、筐体2内に設置することで流路を遮断する遮断弁として機能したが、例えば本発明の変形例として
図9に示されるように、筐体2’内にシール材26a,26bを介して密封状に設置される弁箱23と、この弁箱23内で垂直方向を向く枢軸15の回動操作によって上下動自在に枢支される弁本体25と、から構成された制流体31であってもよく、弁本体25が弁箱23内を上下することで流体管1の流路を任意の開度で開放若しくは遮断するゲート弁として機能させてもよい。あるいは制流体は、バタフライ弁、緊急遮断弁、あるいはプラグ等で構成されていてもよいし、流体管と該流体管から分岐する分岐管との流路を切換可能な切換弁で構成されていても構わない。
【0066】
また、前記実施例では、本発明の規制部として取付部材22を流体管1に対し熱融着することで、筐体2を流体管1に対し相対移動を規制して取り付けたが、例えば、本発明の規制部として、筐体2に流体管1の内径側を向く刃部を有する係止体を複数配置し、該係止体を押圧することで刃部を流体管1の外周面1aに食い込ませることで、筐体2を流体管1に対し相対移動を規制して取り付けるようにしてもよい。
【0067】
また、前記実施例では、既設の流体管1に対し密封状に取付けられた筐体2内において、カッタ部材52で流体管1を不断流状態で切断し、筐体2内の制流体11に近接する切断面1cを形成しているが、例えば、新設の流体管の端部に対し筐体を取り付け、該筐体内の流体管の端面を制流体に近接するように配し、前記流体管の端面により制流体を支持するようにしてもよい。