特開 2023-20121 制流弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023020121

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】制流弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/16 20060101AFI20230202BHJP

   F16L 55/00 20060101ALN20230202BHJP

   F16L 41/04 20060101ALN20230202BHJP

   F16K 43/00 20060101ALN20230202BHJP

【ＦＩ】

F16K3/16

F16L55/00 C

F16L41/04

F16K43/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021125316

(22)【出願日】2021-07-30

(71)【出願人】

【識別番号】000105556

【氏名又は名称】コスモ工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】高橋 佳晃

【テーマコード（参考）】

3H053

3H066

【Ｆターム（参考）】

3H053AA25

3H053BA22

3H053DA01

3H053DA02

3H066AA03

3H066BA17

(57)【要約】

【課題】流体管内部の安定した密封状態を達成できる制流弁を提供する。
【解決手段】弾性変形可能なシール部材１５を有する弁体１１と、弁体１１を進退移動させる進退機構１３と、を備える制流弁１０であって、シール部材１５を支持するための支持体２２，２３を収納状態と展開状態とに切り替え可能に備えた支持装置１７が設けられている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性変形可能なシール部材を具備する弁体と、前記弁体を進退移動させる進退機構と、を備える制流弁であって、
前記シール部材を支持するための支持体を収納状態と展開状態とに切り替え可能に備えた支持装置が設けられていることを特徴とする制流弁。

【請求項2】

前記支持体は、流体管の径方向に動作可能に一対に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制流弁。

【請求項3】

前記支持装置は、前記支持体を前記収納状態から前記展開状態に切り替えるための操作体を有することを特徴とする請求項１または２に記載の制流弁。

【請求項4】

前記操作体は、前記弁体の進出方向に突出していることを特徴とする請求項３に記載の制流弁。

【請求項5】

前記支持体と前記操作体とは、リンク機構によって連結されていることを特徴とする請求項４に記載の制流弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体管の内部を密封するための制流弁に関する。

【背景技術】

【0002】

水やガス等が流れる既設の管路を構成する流体管は、経年劣化や新たな分岐路を形成する際に、既設の流体管の一部を新たな流体管に変更する場合がある。このような場合、例えば、既設の流体管の管軸方向に離間して２つの制流弁を取付け、各制流弁の弁体により流体管の所定区間の流体の流れを遮断するとともに、所定区間をバイパス管で迂回して連通させ、バイパス管により流体管内の流体の流れを止めずに、所定区間の一部を新たな流体管に交換する不断流工法が一般的に行われている。

【0003】

例えば、特許文献１の制流弁は、弾性変形可能なシール部材を有する弁体と、弁体を進退動作させるための進退機構と、から主に構成されている。また弁体は、流体管の管軸方向においてシール部材の上流側と下流側とに配置されている一対の板材を有している。進退機構により、弁体のシール部材及びガイド部材を流体管に形成された貫通孔を通じて挿入し、シール部材の底部が流体管の内周面に当接した後、さらに進退機構により弁体を流体管に向かって移動させることで、シール部材は弾性変形前の状態から順次押圧され、流体管の内周面に向かって外径方向に膨出するように弾性変形する。これにより、流体管の内部を密封して流路を遮断することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実願昭５６－１１３８２７２号（実開昭５８－４４５８９号）のマイクロフィルム（第１頁、第５図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような特許文献１の制流弁にあっては、弁体で流体管の内部を密封した状態において、流体管を流れる流体に押圧されるシール部材は、下流側の板材による支持を得て、流体圧に抗することができ、下流側への屈曲が抑制されている。近年では、このような制流弁の設置工事の小規模化が望まれており、これに応じて流体管に形成される貫通孔の小径化が求められている。しかしながら、貫通孔を通じて弁体を流体管内に挿入した後に、シール部材を流体管の内周まで膨出させて密封する必要があるが、貫通孔が小径となるほどシール部材が板材よりも外方に膨出する領域が広くなる。このような領域に対しては板材による支持が及びにくいことから、十分な密封性能を維持できない虞があった。

【0006】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、流体管内部の安定した密封状態を達成できる制流弁を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明の制流弁は、
弾性変形可能なシール部材を具備する弁体と、前記弁体を進退移動させる進退機構と、を備える制流弁であって、
前記シール部材を支持するための支持体を収納状態と展開状態とに切り替え可能に備えた支持装置が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、支持体を収納状態とすることで流体管の貫通孔を通じて容易に挿通させることができるとともに、支持体を展開状態とすることで流体管の内周面の近傍までシール部材を支持することができる。これにより、流体管内部の安定した密封状態を達成することができる。

【0008】

前記支持体は、流体管の径方向に動作可能に一対に設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、支持体を縮径することで流体管の貫通孔に通じる収納状態とすることができ、また支持体を拡径することで容易に展開状態とすることができる。

【0009】

前記支持装置は、前記支持体を前記収納状態から前記展開状態に切り替えるための操作体を有することを特徴としている。
この特徴によれば、操作体を操作することで収納状態の支持体を展開させることができる。

【0010】

前記操作体は、前記弁体の進出方向に突出していることを特徴としている。
この特徴によれば、支持装置が流体管内に挿入されことに伴って操作体が流体管の内周面に押圧されることにより生じる反力を利用して、支持装置を容易に展開状態とすることができる。

【0011】

前記支持体と前記操作体とは、リンク機構によって連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、簡素な構成で支持体を展開状態に切り替え可能とすることができる。

【0012】

前記支持体は、流体管の内周面よりも曲率の大きい曲面を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、弁体を後退方向に移動させるに際し、支持体の曲面が流体管の内周面に当接することによって、該支持体を収納状態に切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例における既設の管路を構成する流体管に作業弁及び穿孔機を取り付けた状況を示す正面図である。

【図2】実施例における流体管に作業弁、制流弁及び挿入機を取り付けた状況を示す一部断面側面図である。

【図3】実施例における流体管内部に制流弁を挿入した状況を示す一部断面側面図である。

【図4】制流弁の弁体を示す一部断面側面図である。

【図5】制流弁の進退機構を拡大して示す一部断面側面図である。

【図6】流体管に制流弁を固定した状況を示す一部断面側面図である。

【図7】弁体の膨出について説明するための一部断面側面図である。

【図8】弁体の膨出について説明するための一部断面側面図である。

【図9】制流弁により流体管内を閉塞した状況を示す一部断面側面図である。

【図10】図９における一部断面正面図である。

【図11】図９における平面図である。

【図12】支持装置の収納について説明するための一部断面側面図である。

【図13】支持装置の収納について説明するための一部断面側面図である。

【図14】支持装置の収納について説明するための一部断面側面図である。

【図15】本発明の制流弁を適用可能な流体管の一例を示す一部断面正面図である。

【図16】図１５における流体管の貫通孔の形成について説明するための一部断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明に係る制流弁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例0015】

実施例に係る制流弁につき、図１から図１６を参照して説明する。本実施例においては、例えば、既設の管路を構成する流体管１を筐体２によって密封状に外嵌し、筐体２内における流体管１の所定箇所を穿孔機５によって穿孔し、その穿孔箇所に本発明に係る制流弁１０（図２参照）を不断流状態で設置した後、この制流弁１０により流体管１内を閉塞及び開放する一連の流れを説明する。

【0016】

図１に示されるように、例えば地中に埋設された流体管１の所定箇所の周囲を掘削し、流体管１の外面を清掃した後、この流体管１の後述する穿孔部分を密封するためのシール部材を介し、上方に開口して内部に連通する分岐部２ａを有する上下２分割構造の筐体２を外嵌して囲繞する。尚、流体管１内の流体は、本実施例では上水であるが、例えば、工業用水、農業用水、下水等の他、水以外の液体でも良いし、ガスやガスと液体との気液混合体であっても構わない。さらに尚、筐体２は、本実施例では２分割構造であるが、他の複数分割構造であってもよく、また分割筐体同士の接合は、本実施例ではＴ字ボルト・ナットであるが、これに限られず、例えば溶接であってもよく、パッキンを介しボルトにより取付けても構わない。

【0017】

本実施例の流体管１は、比較的大口径（本実施例では管径４００ｍｍ）のダクタイル鋳鉄管であって、断面視略円形状の直管に形成されている。本実施例では、流体管１の管路方向は略水平方向に配設されている。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、モルタル、めっき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、管路方向は略鉛直、若しくは斜めに配設されていてもよい。

【0018】

また、本発明の流体管は、本実施例のように直管に限られず、例えば異形管で構成されてもよい。ここで異形管とは、例えば曲管部や、分岐部、十字部、異径部、継ぎ輪部、短管部、排水部等の様々な異形部を少なくとも一部に有する管を総称するものである。

【0019】

次に、筐体２内の流体管１を穿孔機５により穿孔する工程について説明する。図１を参照して、先ず、筐体２の開口側に位置する分岐部２ａのフランジ部２ｂに、筐体２の開口を開閉可能な作業弁４を取付ける。作業弁４は、筐体２の分岐部２ａに連通状態で密封接続される弁箱４１と、この弁箱４１の側方に連通状態で密封接続される弁蓋４３と、これら弁箱４１内と弁蓋４３内とに架けてスライド可能に配設された図示しない弁体と、から主に構成されている。

【0020】

すなわち、作業弁４は、弁体が弁箱４１内に配置されたときに筐体２を密封状に閉塞し、また弁体が弁蓋４３内に配置されたときに筐体２を開放する構造となっている。

【0021】

また、作業弁４の上方に流体管１を穿孔するための穿孔機５を設置する。穿孔機５は、弁箱４１に連通状態で密封接続され、上下方向に貫通する取付フランジ筒５１と、この取付フランジ筒５１内に配設されるカッタ５２と、このカッタ５２を上下方向に移動かつ周方向に回転駆動するための駆動機構５３と、から主に構成されている。

【0022】

さらに、本実施例の穿孔機５が備えるカッタ５２は、いわゆるホールソーとして構成されるものであり、流体管１よりも小径（本実施例では口径２４０ｍｍ）であって下端に穿孔刃を備えた円筒状部材５２ａと、この円筒状部材５２ａに同軸に配設され穿孔刃よりも先方に突出したセンタードリル５２ｂと、からなり、円筒状部材５２ａとセンタードリル５２ｂとは固定されている。

【0023】

本実施例では、後述するように流体管１に穿孔される貫通孔１ａは（図２参照）、流体管１の管径に対して有意に小径（本実施例では６０％）となっているため、貫通孔１ａの穿孔に必要な各器具の合計重量は、本実施例で５００ｋｇに満たない。なお、従来の制流弁を用いる場合、管径４００ｍｍの貫通孔の穿孔に必要な各器具の合計重量は約１０００ｋｇである。このように、上記した筐体２や作業弁４、穿孔機５を従来よりも小型化することができ、施工性を高めることができる。

【0024】

次に、特に図示しないが、作業弁４の弁体を弁蓋４３内に退避させて分岐部２ａを開放するとともに、上述した穿孔機５を用いて駆動機構５３によりカッタ５２を回転駆動及び下方に進行させながら流体管１の管壁の一部である管頂部を穿孔する。

【0025】

また、カッタ５２により流体管１が穿孔され貫通孔１ａ（図２参照）が形成されると、流体管１から分断された切片がカッタ５２内に保持された状態となる。そして、カッタ５２を切片とともに取付フランジ筒５１の内部に引き上げ、作業弁４の弁体により分岐部２ａを閉塞することで、流体管１の穿孔作業が完了する。

【0026】

次に、筐体２内の流体管１を穿孔した箇所に不断流状態で制流弁１０を設置する工程について説明する。図２を参照して、作業弁４の弁体により分岐部２ａを閉塞したまま、制流弁１０を接続した挿入機６を作業弁４の上部に密封状態で取り付ける。

【0027】

図２に示されるように、挿入機６は、弁箱４１に連通状態で密封接続され、十字に貫通形成された十字部を有する円筒状部材６１と、円筒状部材６１に連通状態で密封接続され、制流弁１０を上下方向に移動させるための駆動機構６３と、から主に構成されている。駆動機構６３は、そのロッド６４に連結されている弁吊金具６５が制流弁１０の上部にボルトで接続されている。尚、ロッド６４と制流弁１０の上部とを直接接続してもよい。

【0028】

ここで、本実施例に係る制流弁１０について説明する。図２に示されるように、制流弁１０は、弁体１１と、弁体１１の一部を収容可能なケース１２と、弁体１１を進退移動させるための進退機構１３と、弁体１１のシール部材１５の膨出を誘導する誘導具１４と、から主に構成されている。

【0029】

図３，４に示されるように、弁体１１は、弾性変形可能であって、その膨出時に後述するように流体管１の内周面１ｂ及び貫通孔１ａを密封するシール部材１５（網点部）と、シール部材１５の上端が固定されているプラグ１６と、シール部材１５を支持するための支持装置１７と、から構成されている。

【0030】

図４に示されるように、シール部材１５は、ゴムで形成されている流体管１の管軸方向視で略Ｕ字状に形成された平板状であり、流体管１の幅方向中央（同図紙面左右方向）において、シール部材１５の進退方向、すなわち上下方向に延びている凹部１８を画成している。凹部１８内には誘導具１４の誘導体１４ａが配置されている。また、凹部１８は、流体管１の管軸方向、すなわちシール部材１５の厚み方向に貫通している。

【0031】

凹部１８についてより詳しくは、下方から順に、誘導体１４ａを収納可能に卵状に形成された収納部１８ａと、収納部１８ａの上端に連続して上下方向に直線状に延び、誘導体１４ａを案内する案内部１８ｂと、案内部１８ｂの上端に連続して上下方向に直線状に延び、案内部１８ｂよりも幅が狭い絞り部１８ｃと、絞り部１８ｃの上端に連続する略五角形状の拡張部１８ｄ（拡張域）と、拡張部１８ｄの上端に連続し上下方向に直線状に延びる、最も幅が狭いロッド案内部１８ｅと、から構成されている。

【0032】

また、シール部材１５は、外力を受けて弾性変形する前の自然状態において、流体管１の内径Ｄ１（約４００ｍｍ）よりも小径な内径Ｄ２（２４０ｍｍ）である貫通孔１ａを挿通可能な幅狭に形成されているため、流体管１の内径Ｄ１と略同径の幅広の貫通孔に挿通される従来のシール部材と比較して、流体管１の内周面１ｂとシール部材１５との隙間が広くなっている一方で、自然状態におけるシール部材１５と流体管１の内周面１ｂとの隙間の閉塞に必要な膨出代に応じて、従来のシール部材と比較して上下方向の寸法が長尺となっている。

【0033】

図５，１０に示されるように、プラグ１６は、正面視下向きコ字状に形成され、シール部材１５の上端を挟持して固定されており、その中央に上下方向に貫通した貫通孔１６ａに、誘導具１４のロッド１４ｂが挿通されている。また、プラグ１６には、進退機構１３のロッド１３ｃがボルトによって固定されている。

【0034】

次に、図３，１０に示されるように、ケース１２について説明する。ケース１２は、本体１２ａと、本体１２ａにガスケットを介在させてボルトで固定されている蓋１２ｂと、から主に構成されており、筐体２の分岐部２ａに挿入されて貫通孔１ａを密封している。

【0035】

本体１２ａは、筐体２の分岐部２ａ内に挿嵌され貫通孔１ａよりも大径の大径筒状部１２ｃと、大径筒状部１２ｃより小径であり貫通孔１ａに挿嵌される円筒状の小径筒状部１２ｄと、小径筒状部１２ｄの下端より下方側に延びる板材１９，２０（図１０参照）がシール部材１５を管軸方向に挟持するように形成されている。尚、板材１９は流体管１の管軸方向上流側に配置され、板材２０は流体管１の管軸方向下流側に配置されている。

【0036】

また、ケース１２の下端には、その軸方向視中央に、板材１９，２０によって画成され、さらに小径筒状部１２ｄの下端から上方側に向かって直方体状に凹設された凹部１２ｅ（図１０参照）が形成されている。凹部１２ｅは、シール部材１５及びプラグ１６を進退可能かつ収納可能に形成されており、移動時におけるシール部材１５及びプラグ１６の回転止めをなすとともに、その移動を案内可能となっている。

【0037】

図３に示されるように、支持装置１７は、ケース１２の一部である一対の板材１９，２０（図１０参照）と、板材２０においてシール部材１５が配置される側とは反対側（管軸方向の下流側）の端面に固定されているカバー２１と、板材２０とカバー２１との間に配置されている一対の支持体２２，２３と、支持体２２，２３を収納及び展開操作するためのリンク機構２４と、板材１９，２０それぞれの下端を連結する架設部材２５と、から構成されている。

【0038】

図１０に示されるように、板材２０には、管軸方向下流側及び幅方向に開放して凹設された収納溝２０ａと、収納溝２０ａから下方側外方に連通する直線状のガイド溝２０ｂが形成されている。また、カバー２１には、板材２０の収納溝２０ａに対向するように開放して凹設された収納溝２１ａと、収納溝２１ａから流体管１の幅方向外方に連通する直線状の連通溝２１ｂ，２１ｃ（図３参照）と、収納溝２１ａから下方側外方に連通する直線状のガイド溝２１ｄ（図３参照）が形成されている。収納溝２０ａ，２１ａによって、支持体２２，２３が収納及び展開動作可能に配置される収納空間１７ａが形成されている。

【0039】

図６に示されるように、支持体２２，２３は、流体管１の幅方向に略線対称の一対の翼状に形成されており、収納状態において収納空間１７ａ内に挿入されている。より詳しくは、支持体２２，２３は、直線状に延びて対向配置され収納状態において互いに当接する直線内縁部２２ａ，２３ａ（図３参照）と、直線内縁部２２ａ，２３ａに連続して上方側に突出し鋭角状に湾曲している小径湾曲部２２ｃ，２３ｃ（図１２参照）と、小径湾曲部２２ｃ，２３ｃに連続して、小径湾曲部２２ｃ，２３ｃよりも小さい曲率で湾曲している大径湾曲部２２ｄ，２３ｄ（図１３参照）と、大径湾曲部２２ｄ，２３ｄに連続して直線状に延びる直線外縁部２２ｂ，２３ｂを有している。尚、これらの小径湾曲部２２ｃ，２３ｃ及び大径湾曲部２２ｄ，２３ｄの曲率は、流体管１の内周面１ｂの曲率よりも大きい。

【0040】

また、板材１９，２０及び収納状態の支持体２２，２３は、流体管１の幅方向（図３における紙面左右方向）の寸法が流体管１の貫通孔１ａの内径Ｄ１よりも短寸となっているため、流体管１の貫通孔１ａを容易に挿通させて流体管１内に挿入可能となっている。

【0041】

次に、支持体２２，２３のリンク機構２４について説明する。支持体２２，２３は、下端部に回動可能に挿通されている回動軸２２ｅ，２３ｅによって板材２０及びカバー２１に回動可能に軸支されている。

【0042】

図１２，１３に示されるように、リンク機構２４は、リンク部材２４ａ，２４ｂと、上下方向に延設された操作体２４ｃが、回動軸２４ｄ，２４ｅ，２４ｆによって接続されて構成されており、収納状態において操作体２４ｃの下端は、シール部材１５の下端よりも下方側に突出している。

【0043】

リンク機構２４についてより詳しくは、回動軸２４ｄは、支持体２２における直線内縁部２２ａ側の端部、及びリンク部材２４ａの一端部（紙面上方側）を軸支している。回動軸２４ｅは、支持体２３における直線内縁部２３ａ側の端部、及びリンク部材２４ｂの一端部（紙面上方側）を軸支している。回動軸２４ｆは、リンク部材２４ａ，２４ｂの他端部（紙面下方側）、及び操作体２４ｃの上端部を軸支している。

【0044】

また、支持体２２には、リンク部材２４ａの厚みを許容可能に凹む窪みが形成されている。これにより、支持体２２，２３は略同一平面状に配置されている。

【0045】

図５に示されるように、進退機構１３は、ケース１２の上端部に固定されている中空の本体１３ａと、本体１３ａに挿通されている中空のスピンドル１３ｂと、スピンドル１３ｂの外周面に形成された雄ネジに、内周面に形成された雌ネジが螺合されている中空のロッド１３ｃと、から主に構成されており、スピンドル１３ｂの回転に応じて、スピンドル１３ｂに対してロッド１３ｃが相対的に移動可能となっている。また、進退機構１３には、上下方向に貫通する貫通孔１３ｄに、誘導具１４のロッド１４ｂが挿通されている。

【0046】

図４に示されるように、誘導具１４は、下側から順に、上方に向かって直線状若しくは曲線状に漸次幅狭に形成されたテーパ辺１４ｃを有する誘導体１４ａと、誘導体１４ａの上端に連続して上方に延設されたロッド１４ｂと、から構成されており、後述するようにシール部材１５の外径方向への膨出を誘導する機能を有する。ロッド１４ｂは、進退機構１３の貫通孔１３ｄ、プラグ１６の貫通孔１６ａ、シール部材１５のロッド案内部１８ｅに挿入され、上下方向に移動可能である。

【0047】

制流弁１０を設置する工程の説明に戻って、図２に示されるように、駆動機構６３により流体管１の貫通孔１ａを通過させて、流体管１内にシール部材１５を挿入する。

【0048】

また、図３に示されるように、ケース１２における大径筒状部１２ｃと小径筒状部１２ｄとの段差部に配置されているガスケット２６を流体管１の外周面に圧着させることで、ケース１２と流体管１との間が密封される。

【0049】

この挿入に伴って、支持装置１７は、支持体２２，２３が収納空間１７ａ（図１０参照）内に収納されている収納状態から、図６に示されるように、支持体２２，２３がカバー２１の幅方向外側に突出している展開状態となる。すなわち、支持体２２，２３は、収納状態とすることで流体管１の貫通孔１ａを挿通可能であり、展開状態とすることで流体管１の貫通孔１ａよりも外側に張り出し、流体管１の内周面１ｂに近接する。

【0050】

支持装置１７の支持体２２，２３の収納状態から展開状態への移行動作について詳しくは、図３に示されるように、収納状態においてシール部材１５の下端よりも下方側に突出している操作体２４ｃは、制流弁１０の下方への挿入に伴い、流体管１の内周面１ｂに接触後、さらに駆動機構６３によって制流弁１０が挿入されることで流体管１の内周面１ｂから反力を受けることにより、板材２０，カバー２１のガイド溝２０ｂ，２１ｄに案内されながら板材２０，カバー２１に対して上方向に相対移動する。

【0051】

このように移動する操作体２４ｃに伴い、回動軸２４ｆに軸支されたリンク部材２４ａ，２４ｂが左右方向に拡開動作する。

【0052】

これに伴って、リンク部材２４ａの他端の回動軸２４ｄで軸支された支持体２２は、黒塗り矢印で示すように回動軸２２ｅを軸に反時計回り方向に回動する。また同様に、リンク部材２４ｂの他端の回動軸２４ｅで軸支された支持体２３は、黒塗り矢印で示すように回動軸２３ｅを軸に時計回り方向に回動する。このようにして、支持体２２，２３は左右方向に拡開する。

【0053】

このように、支持装置１７が流体管１内に挿入されることに伴って操作体２４ｃが流体管１の内周面１ｂに押圧されることにより生じる反力を利用して支持体２２，２３は展開状態となる。すなわち、支持装置１７が流体管１内に挿入される動作で支持体２２，２３は展開状態となるため、支持装置１７を展開状態とすることが容易である。

【0054】

尚、制流弁１０の挿入に伴い発生する振動、流体の流れ等の外力が作用して、収納状態にある支持体２２，２３が流体管１の貫通孔１ａを通過する前または通過している途中に展開しても、支持体２２，２３の直線外縁部２２ｂ，２３ｂが貫通孔１ａの内周面に当接することによって収納方向へと案内されるため、制流弁１０の挿入の妨げとなることが防止されている。

【0055】

その後、図示しない仮固定手段によりケース１２の本体１２ａを筐体２の分岐部２ａに仮固定し、挿入機６、作業弁４を取外す。続けて、図６に示されるように、本体１２ａの上端部に挿通させた環状の抜け止め部材２７を筐体２のフランジ部２ｂにボルト・ナットで固定し、仮固定を解除する。

【0056】

次に、制流弁１０による流体管１内の閉塞について説明する。図７（ａ）に示されるように、流体管１に制流弁１０を設置した状態では、シール部材１５の下端部は、図３に示される弾性変形前の自然状態から、黒塗り矢印で示すように支持装置１７の架設部材２５によって内周面１ｂの底部に圧接されて漸次弾性変形している。

【0057】

次いで、回止部材２８の上方に突出した誘導具１４のロッド１４ｂの上端部を把持し、図７（ｂ）にて白抜き矢印で示すように上方側へと移動させる。

【0058】

図７（ｂ）に示されるように、誘導体１４ａが絞り部１８ｃを画成する凸部１５ｃ，１５ｃと密接する位置まで誘導具１４を上方に移動させた後、スピンドル１３ｂの上端部にて、ケース１２に対して固定された回止部材２８に図示しないボルトで誘導具１４のロッド１４ｂを固定する。尚、誘導具１４は、上方に移動された任意の位置で、単に手や器具を用いて移動不能に支持されていてもよい。

【0059】

次いで、図示しないハンドル等を操作しスピンドル１３ｂを回転させる。スピンドル１３ｂの回転数に応じて、相対的に下方側へと移動するロッド１３ｃにプラグ１６が従動し、図７（ｃ），図８にて白抜き矢印で示すように、シール部材１５が流体管１内に圧入される。

【0060】

より詳しくは、図７（ｂ）に示されるスピンドル１３ｂの無回転状態から所定数回転させると（例えば１０回転）、この回転に応じてシール部材１５が下方に移動し、図７（ｃ）に示されるように、シール部材１５は初期の膨出状態となり、黒塗り矢印で示すように、シール部材１５は主に斜め下方向に向かって膨出する。この間、シール部材１５の凸部１５ｃ，１５ｃは、位置固定された誘導体１４ａのテーパ辺１４ｃによって互いに離間方向に誘導されながら、誘導体１４ａよりも相対的に下方側へと移動し、言い換えれば、誘導体１４ａは拡張部１８ｄ内に進出する。

【0061】

また、シール部材１５において流体管１の内周面１ｂに圧着されているシール部材１５の下端部は、流体管１の内周面１ｂに向かって押圧されており、芯部として機能する。これにより、流体管１の内周面１ｂに沿うようにシール部材１５の下端部から上方に向かう弾性変形を誘導できる。

【0062】

図７（ｃ）の状態から更に所定数回転させると、図８（ａ）の状態となり、黒塗り矢印で示すように、シール部材１５は流体管１の水平幅方向寄りの斜め下方向に向かって膨出する。また、図８（ａ）の状態から更に所定数回転させると、図８（ｂ）に示されるように、シール部材１５は中期の膨出の状態となり、黒塗り矢印で示すように、シール部材１５は流体管１の略水平幅方向に向かって膨出する。図８（ｂ）の状態から更に所定数回転させると、図８（ｃ）に示されるように、シール部材１５は後期の膨出状態となり、シール部材１５の圧入が完了する。

【0063】

この間、先に圧入されたシール部材１５の一部が漸次芯部として機能することに加え、拡張部１８ｄを画成するシール部材１５の薄肉部１５ｄは、ロッド案内部１８ｅを画成しているシール部材１５の厚肉部１５ｅよりも相対的に厚薄であり弾性変形しやすくなっているため、厚肉部１５ｅが誘導体１４ａのテーパ辺１４ｃによって誘導されやすくなっている。そのため、シール部材１５は圧入方向とは逆方向の成分を含む貫通孔１ａ近傍の内周面１ｂに向かって膨出する。

【0064】

これにより、黒塗り矢印で示すように、シール部材１５は流体管１の貫通孔１ａ近傍、すなわち斜め上方向に向かって膨出されて、流体管１の貫通孔１ａの内周面及び流体管１の内周面１ｂに亘ってシール部材１５が圧接される。

【0065】

また、図７，図８，及び図１０に示されるように、凹部１８は、常に板材２０の内側にて、シール部材１５の膨出に伴って拡張される。シール部材１５は、厚み方向、すなわち板材１９，２０に向かって膨出することに加え、流体管１内の上流側の流体の圧力によっても板材２０に圧着されているため、管内流体が凹部１８を通過することが防止されている。

【0066】

また、板材１９は、リブ１９ａを介して小径筒状部１２ｄに連結されて構造強度が高められているため、板材１９，２０等が管軸方向下流側に反ることや傾動することが防止されている。

【0067】

また、上述したようにシール部材１５が膨出するよりも前に、支持装置１７が展開状態にあるため、板材２０よりも外径側に漸次膨出するシール部材１５は、その背面側に配置されている板材２０及び支持体２２，２３によって、流体管１内を流れる流体の流体圧に抗してその姿勢が支持される。これにより、シール部材１５が下流側に向けて弾性変形することなく管径方向のみに膨出するため、流体管１内の密封状態を保つことができる。

【0068】

また、図１０に示されるように、制流弁１０は、シール部材１５よりも流体管１の上流側に連通している流体圧確認用バルブ２９ａと、シール部材１５よりも流体管１の下流側に連通している流体圧確認用バルブ２９ｂを有している。これにより、流体圧確認用バルブ２９ａを開放して制流弁１０まで流体が流入しているか否かを確認することができる。また、流体圧確認用バルブ２９ｂを開放して制流弁１０によって流体管１内が閉塞されているか否かを確認することができる。

【0069】

また、図１１に示されるように、貫通孔１ａの内径Ｄ２（２４０ｍｍ）が、流体管１の内径Ｄ１（約４００ｍｍ）よりも小径である（図４参照）ため、流体管１の外径よりも制流弁１０を小さくすることができる。上述した作業弁４の取付を含め、本発明の制流弁１０を使用する不断流工法では、作業に必要な機材の重量を低減して、筐体２に必要な耐荷重性能も低減することができるため、筐体２を小型化することができる。すなわち、狭小の作業空間であっても不断流工法を実施することができる。

【0070】

更に、図１１に示されるように、制流弁１０の平面視の最大寸法である環状の抜け止め部材２７の外径Ｌ２は、流体管１の外径Ｌ１よりも小さく、且つ流体管１を外嵌する筐体２の管軸方向の長さＬ３は、抜け止め部材２７の外径Ｌ２よりも小さい。このようにすることで、流体管１の周辺領域の掘削等の付帯工事を小規模化することができ、当該工事に必要な機材の重量を低減することができる。更に貫通孔１ａの内径Ｄ２（図４参照）は、筐体２の管軸方向の長さＬ３よりも小さいため、本発明の不断流工法の施工を簡略化することができる。

【0071】

次に、制流弁１０を流体管１から取外す工程について説明する。先ず、上述した制流弁１０による流体管１内の閉塞時とは逆の手順で、シール部材１５を弾性復帰させる。その際、誘導体１４ａを収納部１８ａに移動させるが、架設部材２５によって下方への移動が規制されるため、位置決めが容易である。

【0072】

次いで、図示しない仮固定手段によりケース１２の本体１２ａを筐体２の分岐部２ａに仮固定し、抜け止め部材２７を筐体２のフランジ部２ｂから取外し、作業弁４を筐体２に取付け、弁吊金具６５を制流弁１０の上部にボルトで接続して挿入機６を作業弁４に取付ける。そして、駆動機構６３によって制流弁１０を抜出す。

【0073】

図１２に示されるように、制流弁１０の抜出しにおいて、支持体２２，２３の大径湾曲部２２ｄ，２３ｄが流体管１の内周面１ｂに当接し、反力を受けることにより、流体管１の内周面１ｂに案内されながら、支持体２２が回動軸２２ｅを軸に時計回り方向に回動され、支持体２３が回動軸２３ｅを軸に反時計回り方向に回動される。すなわち支持体２２，２３が左右方向に元の位置に縮閉される。

【0074】

また、図１３に示されるように、支持体２２，２３の小径湾曲部２２ｃ，２３ｃが、制流弁１０の抜出し方向に対向するように湾曲している貫通孔１ａ近傍の流体管１の内周面１ｂに当接し、この内周面１ｂによる反力を得て案内されるため、支持体２２，２３が左右方向に縮閉するように漸次回動される。

【0075】

図１４に示されるように、さらに制流弁１０が抜出され、流体管１の貫通孔１ａに支持体２２，２３が挿入されると、大径湾曲部２２ｄ，２３ｄや、支持体２２，２３の直線外縁部２２ｂ，２３ｂ（図３参照）が貫通孔１ａの内周面に当接することで、その展開が防止される。このように、支持装置１７は、流体管１及び貫通孔１ａの形状を利用して元の位置への収納動作がなされ、貫通孔１ａを通過する。

【0076】

すなわち、支持体２２，２３は、弁体１１を後退方向に移動させるに際し、支持体２２，２３の曲面としての小径湾曲部２２ｃ，２３ｃや大径湾曲部２２ｄ，２３ｄが流体管１の内周面１ｂに当接することによって、収納状態に切り替えることができる。

【0077】

これらのように、本実施例の支持装置１７は、支持体２２，２３を展開状態とすることで流体管１の内周面１ｂの近傍までシール部材１５を支持することができる。これにより、流体管１ａ内部の安定した密封状態を達成することができる。

【0078】

また、支持体２２，２３は、流体管１の径方向に動作可能に一対に設けられているため、支持体２２，２３を縮径することで流体管１の貫通孔１ａに通じる収納状態とすることができ、また支持体２２，２３を拡径することで容易に展開状態とすることができる。

【0079】

また、支持装置１７は、支持体２２，２３を収納状態から展開状態に切り替えるための操作体２４ｃを有しているため、操作体２４ｃを操作することで収納状態の支持体２２，２３を展開させることができる。

【0080】

また、操作体２４ｃは、リンク機構２４を構成しているため、簡素な構成で支持体２２，２３を展開状態に切り替え可能とすることができる。

【0081】

尚、本実施例では、流体管１の内径Ｄ１（約４００ｍｍ）に対する貫通孔１ａの内径Ｄ２（２４０ｍｍ）の比率は約６０％となっているが、これに限られず、適宜変更されてもよい。例えば流体管の内径に対する貫通孔の内径の比率が少なくとも５０％を超える所定比率であれば、シール部材１５及び板材１９，２０の最大幅も５０％を超えるように設定できるため、拡張に伴ってシール部材１５が板材１９，２０に重複する重複代を凹部よりも外側に得て、当該シール部材１５及び板材１９，２０によって流体漏洩なく密封することができる。このことから、流体管１の内径Ｄ１に対する貫通孔１ａの内径Ｄ２とシール部材１５及び板材１９，２０の最大幅の比率は、本実施例の約６０％を含む５５％以上で６５％以下の範囲であることが好ましい。

【0082】

また、本実施例では、ホールソーとして構成されているカッタ５２により、円状の貫通孔１ａが形成される構成として説明したが、例えば図１５，１６に示されるように、エンドミル１５２を有する穿孔機１０５により、流体管１０１の管壁の周方向に延びる長孔状の貫通孔１０１ａを形成し、貫通孔１０１ａを通じて、本発明の上述した制流弁を設置して、流体管１０１を閉塞可能としてもよい。このように、エンドミル１５２を適用する場合には、図１５に示されるように、流体管１０１の管軸周りに回動可能な筐体１０２を用いることが好ましい。

【0083】

尚、その他特に図示しないが、上記とは別の穿孔機で流体管を穿孔し、当該穿孔機で形成した貫通孔を通じて、本発明の上述した制流弁を設置してもよい。

【0084】

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。

【0085】

例えば、前記実施例では、シール部材１５は、板状であるとして説明したが、これに限られず、例えば球根状等の別の形状であってもよい。

【0086】

また、前記実施例では、シール部材１５は、スピンドル１３ｂを回転させることにより圧入される構成として説明したが、これに限られず、各種シリンダによって圧入されてもよく、すなわち進退機構は適宜変更されてもよい。

【0087】

また、前記実施例では、凹部１８が上下方向に亘って厚み方向に貫通している構成として説明したが、これに限られず、凹部１８の少なくとも一部が、厚み方向に貫通していなくともよく、上下方向に亘って厚み方向に貫通していなくともよい。また、凹部が厚み方向に貫通していない場合、板材が配置されていなくてもよい。

【0088】

また、前記実施例では、支持装置１７は、２つの支持体２２，２３を備える構成として説明したが、これに限られず、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

【0089】

また、前記実施例では、２つの支持体２２，２３は、線対称の一対の翼状である構成として説明したが、これに限られず、非線対称であってもよい。また、翼状に限られず、その形状は適宜変更されてもよいが、流体管１の内周面１ｂを利用して収納可能とするべく曲面を有していることが好ましい。

【0090】

また、前記実施例では、支持装置１７は、リンク機構２４により支持体２２，２３を展開することができる構成として説明したが、これに限られず、モータ等の駆動力を利用して支持体２２，２３を駆動させてもよく、手動であってもよく、自重であってもよく、バネであってもよく、支持装置１７の駆動機構は適宜変更されてもよい。

【符号の説明】

【0091】

１ 流体管
１ａ 貫通孔
１ｂ 内周面
２ 筐体
１０ 制流弁
１１ 弁体
１２ ケース
１３ 進退機構
１４ 誘導具
１４ａ 誘導体
１４ｃ テーパ辺
１５ シール部材
１７ 支持装置
１８ 凹部
１８ｄ 拡張部
１９，２０ 板材
２２，２３ 支持体
２２ｃ，２３ｃ 小径湾曲部
２２ｄ，２３ｄ 大径湾曲部
２４ リンク機構
２４ｃ 操作体
５２ カッタ
１０１ 流体管
１０１ａ 貫通孔
１０２ 筐体
１５２ エンドミル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】