【実施例】
【0016】
実施例に係る閉塞装置につき、
図1から
図10を参照して説明する。まず、
図1〜
図5を参照して流体管、導入装置及び閉塞装置の構成、各部構造の詳細について説明し、続いて
図2,
図6〜
図10を参照して閉塞装置を用いて流体管を閉塞する工程について説明を行う。
【0017】
上水道として使用される既設流体管1(以下、単に「流体管1」と称する)は、地中に埋設されており、流体管1には図示しない複数の支管がそれぞれ接続されて、これらの支管は各家庭・施設等に敷設されている。
【0018】
図1に示されるように、流体管1は、ダクタイル鋳鉄製であって、断面視略円形状に形成され、内周面がエポキシ樹脂層で被覆されている。尚、本発明に係る流体管は、その他鋳鉄、鋼等の金属製、あるいはコンクリート製、塩化ビニール製、ポリエチレン製若しくはポリオレフィン製等であってもよい。さらに尚、流体管の内周面はエポキシ樹脂層に限らず、例えばモルタル等により被覆されてもよく、若しくは適宜の材料を粉体塗装により流体管の内周面に被覆してもよい。また、後述する筐体3、短管4、導入管51等の材質も上記に適合するものとしてよい。
【0019】
本発明の閉塞装置2は、例えば経年劣化等の不具合により、流体管1の所定区間を一時的または恒久的に撤去するような場合に、供給地域の利便性を考慮し、流体管1から分岐する分岐部3a側から流体管1の内部に不断流状態にて導入され、流体管1内の流体を一時的に遮断するために使用されるものである。尚、本実施例では流体管内の流体は上水であるが、本実施例の上水に限らず、例えば工業用水や農業用水、下水の他、ガスやガスと液体との気液混合体であっても構わない。
【0020】
まず、流体管1の構成、各部構造について説明する。
図1及び
図2に示されるように、流体管1には、分岐部3aを構成する筐体3が取付けられている。詳述すると筐体3は、本実施例では流体管1の径方向に第1分割筐体31及び第2分割筐体32からなる2分割された構造となっており、これら分割筐体31,32を互いに接続することで、流体管1の外周に沿う開口部3b、3bを形成し、流体管1に密封状に外嵌するように構成されている。
【0021】
また、第1分割筐体31には、流体管1と略垂直方向に上方に延びる分岐部3aが延設されており、この分岐部3aには、分岐部3aを開閉可能な開閉弁装置30を介して短管4が取付けられている。さらに、短管4の先には、流体管1の内部を閉塞する後述する閉塞装置2のバッグ22を不断流状態で流体管1の内部に導入する導入装置5の導入管51が取付けられている。
【0022】
さらに、筐体3が取付けられる流体管1の管頂部には、図示しない穿孔装置によって穿孔された穿孔部1aが形成されており、この穿孔部1aを介して分岐部3a側から後述する導入装置5の案内部材53及び閉塞装置2を流体管1の内部に導入できるようになっている。
【0023】
尚、本実施例では筐体3の上部を構成する第1分割筐体31、下部を構成する第2分割筐体32と称して説明するが、筐体の分割方向は上下に限らず、例えば水平方向や所定角度の傾斜方向であってもよい。また、分割数は3つ以上であってもよい。同じく、流体管1の配管方向も水平に限らず、例えば垂直方向であってもよい。
【0024】
次いで、導入装置5の構成、各部構造について説明する。
図1及び
図2に示されるように、導入装置5は、上述した短管4に連通して取付けられている導入管51と、この導入管51内に密封状に挿入され分岐部3a側から流体管1の内部に向けて進退移動可能な軸部材52と、導入管51内にて軸部材52に対して軸方向に摺動可能に外嵌される案内部材53と、から主に構成されている。尚、導入管51は、短管4と開閉弁装置30を介して筐体3の分岐部3aに取付けられており、開閉弁装置30の開放状態で穿孔部1aを介して流体管1の内部に連通している。
【0025】
詳述すると、導入管51には、上端側に形成される挿入口51aの内周に沿って弾性体からなる環状シール材51b,51bが設けられていることで、軸部材52は、挿入口51aに対して密封状に挿入され、且つ軸方向に摺動可能となっている。
【0026】
図1〜
図3に示されるように、軸部材52は、導入管51の挿入口51aを介して導入管51内に挿入される円筒状の金属材からなる筒状体(
図4(c)参照)であり、軸部材52の上端部52aには、継手10を介して流量調整バルブ11が着脱可能となっている。また、軸部材52内には、流量調整バルブ11を介して供給・排出される空気が通過可能な流路が形成されている。さらに、軸部材52の下端部52b(
図4(c)参照)には、後述する第1接続部材23(導入装置の先端部)が取付けられている。尚、本実施例では軸部材52内に形成される流路に対して供給・排出される流体は空気であるが、本実施例の空気に限らず、空気以外の気体や、上水などの液体等の流体であっても構わない。
【0027】
また、軸部材52には、上端部52aの外周面から径方向に延びる3本のアーム52c,52c’,52cが設けられており、例えば対向して延びるアーム52c,52cを把持して手動操作することにより導入管51内を軸方向に進退移動及び軸回りに回動できるようになっている。尚、本実施例では軸部材52の移動手段がアーム52c,52cを利用した手動操作であるが、例えばアーム52c,52cにホイストを架設して軸部材52を進退移動させるものや、アーム52c,52cを利用せず油圧式等の駆動装置を用いて軸部材52を進退移動させるものであっても構わない。
【0028】
また、アーム52c,52c’,52cは、それぞれ軸部材52の上端部52aに周方向に略90度おきに配設されており、上述したアーム52c,52cの間の位置に設けられるアーム52c’は、後述する閉塞装置2の屈曲方向と同じ方向に延出されており、アーム52c’を基準として軸部材52の周方向の位置合わせを行うことができる。
【0029】
図1及び
図2に示されるように、案内部材53は、軸部材52に外嵌される金属材からなる筒状体であり、案内部材53の下端部には、壁部53aを一部切欠いて開放する開口部53bが形成されている。開口部53bは、その軸方向の開口延長が流体管1の径と略同一寸法に構成されている(
図6参照)。尚、案内部材53は、金属材からなるものに限らず、樹脂材等からなるものであっても構わない。
【0030】
壁部53aには、開口部53bと対向する位置に円形状の貫通孔53c,53cが穿設されている。また、壁部53aには、開口部53bよりも上方の位置に長孔形状の貫通孔53dが周方向に複数穿設されている。これらの貫通孔53dは、導入管51内に存在している流体を案内部材53の内外に流通させる流路となるため、案内部材53内において後述する閉塞装置2のバッグ22を進退移動させやすくなっている。また、貫通孔53c,53dは、後述する閉塞装置2による流体管1の閉塞状態にて、開閉弁装置30のプラグ30aに替えて、弁筐体の内部に連通する取付部30bに図示しないバイパス管を配設する場合に、バイパス流路の一部として構成される。
【0031】
また、案内部材53の上端部には、上端にフランジ部が形成されるキャップ54が挿嵌されており、案内部材53の壁部53aに対して複数のボルト12により緊締されている。キャップ54には、軸方向に貫通する挿入口54bが形成され、挿入口54bの内周に弾性体からなる環状シール材54c,54cが設けられており、上述した軸部材52が挿入口54bを介して案内部材53内に密封状に挿入され、挿入口54bに対して軸方向に摺動可能となっており、上述した軸部材52のアーム52c’による指示方向が案内部材53の開口部53bの開放方向に揃えられている。
【0032】
尚、軸部材52は、金属材からなるものに限らず、樹脂材等からなるものでもよいが、上述した環状シール材51b,54cよりも剛性が高く、且つこれら環状シール材よりも摩擦係数が低い材料であることが好ましい。
【0033】
次いで、本発明に係る閉塞装置2の構成、各部構造について説明する。
図3に示されるように、閉塞装置2は、一端側から流体を送入可能なゴム製のホース21と、このホース21を介し送入される流体により膨張するバッグ22と、上述した軸部材52の下端部52bに取付けられる第1接続部材23と、ホース21及びバッグ22を接続する第2接続部材24(接続部材)と、第1接続部材23及び第2接続部材24を相対移動可能に連結する保護部材25と、から主に構成されている。
【0034】
ホース21は、一端側(
図4(c)の紙面左側)が第1接続部材23内に設けられる第1継手26に接続され、他端側(
図4(c)紙面右側)が第2接続部材24内に設けられる第2継手27に接続されている。また、ホース21は、第1継手26及び第2継手27により、第1接続部材23及び第2接続部材24の軸心位置でそれぞれ接続されている(
図4(a)〜(c)参照)。
【0035】
第1継手26及び第2継手27は、ホース21が接続される一端側に抜け防止用の返し構造が複数設けられる、いわゆるタケノコ形状の接続部26a,27aを備え、この接続部26a,27aにホース21の両端部がそれぞれ嵌挿されることにより、ホース21の長手方向に引張力が作用しても接続部26a,27aからホース21が容易に抜けないようになっている。また、ホース21が第1継手26及び第2継手27の接続部26a,27aに着脱可能となっていることで、ホース21が破損した場合等に新しいホース21に取り換えることで閉塞装置2を繰り返し使用することができるため、コストを抑えることができる。
【0036】
図3に示されるように、バッグ22には、図示しない雌ネジ部を有する開口部22aが設けられ、この開口部22aを上述した第2継手27の他端側(
図4(c)の紙面右側)に設けられる雄ネジ部27bに螺着することにより、第2継手27を介してホース21にバッグ22を接続できるようになっている。また、バッグ22が第2継手27の雄ネジ部27bに着脱可能となっていることで、バッグ22が破損した場合等に新しいバッグ22に取り換えることで閉塞装置2を繰り返し使用することができるため、コストを抑えることができる。尚、バッグ22と第2接続部材24との取付構造は、上記に限らず、例えばバッグの開口部が雄ネジ部を有するとともに、第2継手が該雄ネジ部に螺着される雌ネジ部を有していてもよいし、あるいはバヨネット構造や受口・挿口構造であっても構わない。
【0037】
図4(a)に示されるように、保護部材25は、金属材からなり、対向する一対の側板25a,25a(板状部材)から構成されている。また、側板25a,25aは、ホース21の外径よりも幅広に構成されている(
図4(b)参照)。尚、保護部材25は、少なくともホース21よりも剛性が高ければ、金属材からなるものに限らず、例えば高強度の樹脂材等からなるものであっても構わない。
【0038】
図4(c)に示されるように、第1接続部材23は、金属材からなる略筒状体であり、その内周部23aが一部拡径することにより段部23bが形成されており、この段部23bに対して上述した第1継手26のフランジ部26cを係止させるとともに、この第1継手26の他端側(
図4(c)の紙面左側)に設けられる挿嵌部26bを上述した軸部材52の下端部52bに形成される開口部52dに密封状に挿嵌させた状態で軸部材52の下端部52bに複数のボルト15により緊締されることにより、第1接続部材23は軸部材52の下端部52bに接続されている。尚、第1接続部材23は、金属材からなるものに限らず、高強度の樹脂材等からなるものであっても構わない。
【0039】
また、第1接続部材23の一端側(
図4(a)〜(c)の紙面右側)には、側面視略半円状の一対の突出板23c,23cが設けられ、これらの突出板23c,23cの外側面には、側方に張り出した軸部23f,23fが略同心で突設されている。これらの軸部23f,23fが、上述した保護部材25の側板25a,25aの一端側(
図4(a)〜(c)の紙面左側)に形成された孔部25c,25cに挿通されることで、保護部材25は第1接続部材23に軸支されている。
【0040】
図4(a),(b)に示されるように、突出板23c,23cには、後述するように屈曲する保護部材25の外周側の位置に厚み方向に突出する規制部23d,23dがそれぞれ形成されている。規制部23d,23dは、突出板23c,23cに軸支される側板25a,25aの前記外周側の端縁に略当接する位置に設けられており、この規制部23d,23dに側板25a,25aを当接させることにより、第1接続部材23に対する保護部材25の規制部23d側への回動を規制することができる。
【0041】
図4(c)に示されるように、第2接続部材24は、金属材からなる略筒状体であり、一端側(
図4(c)の紙面右側)に形成される挿入口24aに上述した第2継手27の雄ネジ部27bが挿入された状態で第2継手27のフランジ部27cに対してボルト16,16により緊締されている。尚、第2接続部材24は、金属材からなるものに限らず、高強度の樹脂材等からなるものであっても構わない。
【0042】
また、第2接続部材24の他端側(
図4(a)〜(c)の紙面左側)には、側面視略半円状の一対の突出板24c,24cが設けられ、これらの突出板24c,24cの外側面には、側方に張り出した軸部24f,24fが略同心で突設されている。これらの軸部24f,24fが、上述した保護部材25の側板25a,25aの他端側(
図4(a)〜(c)の紙面右側)に形成された孔部25d,25dに挿通されることで、保護部材25は第2接続部材24に軸支されている。
【0043】
図4(a),(b)に示されるように、突出板24c,24cには、屈曲する保護部材25の外周側の位置に厚み方向に突出する規制部24d,24dがそれぞれ形成されている。規制部24d,24dは、突出板24c,24cに軸支される側板25a,25aの前記外周側の端縁に略当接する位置に設けられており、この規制部24d,24dに側板25a,25aを当接させることにより、保護部材25に対する第2接続部材24の規制部24d側への回動を規制することができる。
【0044】
そのため、閉塞装置2は、第1接続部材23及び第2接続部材24に設けられる規制部23d,24dにより、屈曲方向が一方向(
図9の右方向)に規制されている。
【0045】
また、本実施例では閉塞装置2の屈曲方向は、分岐部3aから流体管1の下流側に向かう方向となっている。さらに、本実施例では閉塞装置2の屈曲方向と上述した軸部材52に設けられるアーム52c’の指示方向とが揃えられた状態で第1接続部材23が軸部材52の下端部52bに接続されている。
【0046】
図5に示されるように、閉塞装置2を屈曲させた状態において、第1接続部材23と第2接続部材24との間に接続されるホース21は、その長さをほとんど変えることなく、また空気が流通する内径部が潰れることなく、緩やかなカーブで曲げられている。また、ホース21は、保護部材25の側板25a,25aの内側に配置され、上述したようにホース21よりも幅広に構成される側板25a,25aにより屈曲方向に対する両側部が保護されている。なお、図示しないが、保護部材25の側板25a,25aと、これらを連結する連結板とにより、当該保護部材25を正面視略H字型に構成して、ホース21の曲げ方向の反対側(流体管1の上流側)が保護されるようにしてもよい。
【0047】
次いで、閉塞装置2を用いて流体管1を閉塞する工程について詳述する。先ず、
図2に示されるように、先端に非膨張状態のバッグ22を備えた軸部材52を、アーム52c’の指示方向に従い案内部材53の開口部53bを流体管1の下流側に向けて開放させるように周方向に位置決めした状態で、アーム52c,52cを把持して軸部材52を下方に進行移動させる。このとき、案内部材53は、軸部材52と共に下方に進行移動していき、案内部材53の壁部53aの下端が流体管1の内周面1bに当接することで、案内部材53の進行移動が終了する(
図6参照)。尚、案内部材53の壁部53aの下端が流体管1の内周面1bに当接した状態において、壁部53aに設けられる貫通孔53c,53cを通して流体管1の下流側に流体を流すことができるため、管内流体の流通を遮ることなく作業を行うことができる。
【0048】
次に、
図7に示されるように、軸部材52が、進行移動を終了した案内部材53のキャップ54の挿入口54bに対して軸方向に摺動し、閉塞装置2が案内部材53の壁部53a内を更に下方に進行移動するようになる。
【0049】
次に、
図8に示されるように、バッグ22の下端が流体管の内周面に押し込まれるに伴い、該内周面からの反力が作用することにより、保護部材25に対して第2接続部材24が流体管1の下流側に回動するとともに、この第2接続部材24の回動を受けて第1接続部材23に対する保護部材25の流体管1の下流側への回動が促され、閉塞装置2が流体管1の下流側に緩やかに屈曲を始める。また、先端にバッグ22が接続される第2接続部材24が案内部材53の開口部53bの位置まで進行すると、非膨張状態のバッグ22の外表面が流体管1の流体の流れや圧力を受けて下流側に押し流される力も作用し、更に屈曲を促す。なお上記したように、規制部23d、24dにより保護部材25の上流側への回動が規制されるため、保護部材25の下流側のみに回動する。このとき、第1接続部材23に対して保護部材25が流体管1の下流側に大きく回動しても、ホース21よりも幅広に構成される保護部材25の側板25a,25aを開口部53bの上端部に優先的に接触させることができるため、保護部材25の側板25a,25aの内側に配置されるホース21が保護され、ホース21が流体管1の穿孔部1aに接触して損傷する虞を回避できる。
【0050】
次に、
図9に示されるように、軸部材52の上端部52aを導入管51の上端面に略当接する位置まで軸部材52を下方に進行移動させることにより、閉塞装置2の進行位置を案内部材53の開口部53bに位置合わせすることができる。尚、軸部材52に設けた目盛等を基準に閉塞装置2の進行位置の位置合わせが行われても構わない。
【0051】
そして、バッグ22を押し込むに伴う反力が流体管1の内周面から生じ、またバッグ22が流体管1の流体の流れや圧力を受けて開口部53bを介して下流側に押し流されることにより、保護部材25に対して第2接続部材24が下流側に回動するとともに、第1接続部材23に対して保護部材25が下流側に回動して、閉塞装置2が流体管1の下流側に大きく屈曲する。これによれば、導入装置5の軸部材52を下方に進行移動させることにより、分岐部3a側から流体管1の内部(下流側)にバッグ22を容易に導入することができる。
【0052】
次に、
図10に示されるように、閉塞装置2を屈曲させて流体管1の内部にバッグ22が導入された状態で軸部材52の上端部52aに設けられる継手10に流量調整バルブ11を接続して空気を供給することにより、軸部材52及びホース21内の流路から送入される空気によってバッグ22を膨張させ、流体管1の内部を閉塞して流体を遮断することができる。
【0053】
このように、閉塞装置2は、ホース21及びバッグ22を接続する第2接続部材24と、バッグ22を分岐部3aから流体管1の内部に導入する導入装置5を構成する軸部材52の下端部52bに接続される第1接続部材23とが保護部材25により連結されているため、流体管1の内部で膨張させたバッグ22が流体管1内の流体の流れや圧力で流体管1の下流に押し流されることにより作用する引張力を保護部材25で受けることができるため、ホース21に作用する引張力を低減することができる。特に、膨張の過程状態にあるバッグ22は、その外表面が膨らむに従い左右に振れ、流体管1内の流体の流れや圧力をより大きく受けるが、左右両側部に配された保護部材25により、ホース21に作用する引張力を大幅に低減され、ホース21が安定した状態にてバッグ22に空気を供給できる。尚、膨張の完了状態にあるバッグ22は、その外表面と流体管1の内周面1bとが密接して生じる摩擦力により、流体の流れや圧力に抗することができるため、上記したホース21の安定状態を保つことができる。
【0054】
また、第1接続部材23と第2接続部材24とが保護部材25の側板25a,25aより連結されることにより、第1接続部材23と第2接続部材24との間の相対距離が略一定であるとともに、側板25a,25aが第1接続部材23と第2接続部材24にそれぞれ軸支されることにより、保護部材25を第1接続部材23と第2接続部材24に対してそれぞれ回動させて閉塞装置2を屈曲させることができるため、ホース21に引張力を作用させることなく、屈曲方向への応力のみを作用させることができる。
【0055】
また、保護部材25は、2枚の対向する側板25a,25aにより、ホース21の屈曲方向に対する両側部を保護することができるため、ホース21の破損を防ぐことができる。
【0056】
保護部材25の側板25a,25aは、ホース21を挟んで一対設けられ、ホース21よりも幅広に構成されることにより、閉塞装置2を屈曲させた状態で一対の側板25a,25aの間に形成される空間を確保でき、且つ幅広の側板25a,25aがホース21のはみ出しを防ぐことができるため、側板25a,25aによりホース21を保護しやすい。
【0057】
また、ホース21とバッグ22を接続する第2接続部材24に保護部材25の側板25a,25aの回動を規制する規制部23d,23d,24d,24dが設けられることにより、導入装置5によりバッグ22を分岐部3a側から流体管1の内部に導入する際に流体管1の一方向にのみ屈曲させる閉塞装置2を提供できる。
【0058】
また、上述した閉塞装置2に付加して、
図11(a),(b)に示されるように、第1接続部材23と第2接続部材24の外周部に、不織布や高強度の樹脂等からなり変形可能な略円筒状の筒状体であるカバー部材61を、かしめ部材62,62等を用いて取付けることにより、ホース21及び保護部材25の外周をカバー部材61により被覆するように構成してもよい。この構成によれば、カバー部材61により、閉塞装置2の屈曲が邪魔されることなく、保護部材25の内側に配置されるホース21を周方向に亘って保護することができる。
【0059】
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。
【0060】
例えば、本発明の変形例1に係る閉塞装置2’として、
図12(a),(b)に示されるように、第1接続部材23の突出板23c,23cに保護部材25の側板25a,25aを挟んで規制部23d,23dと対向する位置に厚み方向に突出する第2規制部23e,23eをそれぞれ形成し、第2規制部23e,23eを突出板23c,23cに軸支される側板25a,25aの端縁から所定間隔離間する位置に設けることにより、この第2規制部23e,23eに回動する保護部材25の側板25a,25aを当接させ、第1接続部材23に対する保護部材25の第2規制部23e側への回動範囲を制限するように構成してもよい。
【0061】
また、第2接続部材24の突出板24c,24cに保護部材25の側板25a,25aを挟んで規制部24d,24dと対向する位置に厚み方向に突出する第2規制部24e,24eをそれぞれ形成し、第2規制部24e,24eを突出板24c,24cに軸支される側板25a,25aの端縁から所定間隔離間する位置に設けることにより、この第2規制部24e,24eに回動する保護部材25の側板25a,25aを当接させ、第2接続部材24に対する保護部材25の第2規制部24e側への回動範囲を制限するように構成してもよい。
【0062】
この構成によれば、閉塞装置2’は、第1接続部材23及び第2接続部材24に設けられる第2規制部23e,24eにより屈曲角度の範囲を制限することができるため、保護部材25の側板25a,25aの内側に配置されるホース21の急激な屈曲を防ぎ、緩やかなカーブで曲げられた状態でホース21内の流路を確保することができる。
【0063】
尚、第1接続部材及び第2接続部材における第2規制部の形成位置は、閉塞装置の屈曲角度の範囲を制限するために流体管の軸方向に対する分岐部の角度に応じて適宜変更されるものであっても構わない。
【0064】
また、例えば、本発明の変形例2に係る閉塞装置102として、
図13(a)に示されるように、ホース21の外周に並行に配置される複数のワイヤからなる保護部材125,125,…の両端を、第1接続部材123(導入装置の先端部)と第2接続部材124(接続部材)とに溶接等して連結することにより、ホース21の外周を保護部材125,125,…により保護するとともに、閉塞装置102を屈曲可能に構成してもよい。また、
図13(b)に示されるように、第1接続部材123と第2接続部材124の間に第1接続部材123から延びる板状の規制部123dを設けることにより、閉塞装置102の屈曲方向を規制するように構成してもよい。
【0065】
また、例えば、本発明の変形例3に係る閉塞装置202として、
図14(a)に示されるように、第1接続部材223(導入装置の先端部)と第2接続部材224(接続部材)の外周部に、金属材や樹脂材等からなる蛇腹状の筒状体である保護部材225を、かしめ部材262,262等を用いて取付けることにより、ホース21の外周を保護部材225により保護するとともに、閉塞装置202を屈曲可能に構成してもよい。また、
図14(b)に示されるように、第1接続部材223と第2接続部材224の間に第1接続部材223にボルト17により緊締される板状の規制部223dを設けることにより、閉塞装置202の屈曲方向を規制するように構成してもよい。