知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024089462
(43)【公開日】2024-07-03
(54)【発明の名称】水圧試験装置および水圧試験方法
(51)【国際特許分類】
G01N 3/12 20060101AFI20240626BHJP
F16L 55/00 20060101ALI20240626BHJP
G01M 3/26 20060101ALI20240626BHJP
【ＦＩ】
G01N3/12
F16L55/00 S
G01M3/26 E
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022204843
(22)【出願日】2022-12-21
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-02-02
(71)【出願人】
【識別番号】000001052
【氏名又は名称】株式会社クボタ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】丸山 明男
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 伸二
(72)【発明者】
【氏名】鹿山 進也
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 敏彰
(72)【発明者】
【氏名】長嶋 克昌
(72)【発明者】
【氏名】瀧澤 智哉
【テーマコード（参考）】
2G061
2G067
【Ｆターム（参考）】
2G061AA05
2G061AB03
2G061BA04
2G061CB04
2G061DA16
2G061EA05
2G067AA13
2G067AA14
2G067BB04
2G067BB32
2G067CC02
2G067DD02
(57)【要約】
【課題】管端に対して所定の面積の接触領域を形成して管端の口を液密に封じることができる水圧試験装置および水圧試験方法を実現する。
【解決手段】水圧試験装置（１）は、管固定部（２）と、金属製のテーパ面（３０）を管端に対向する部分に有した止水部（３）とを備え、止水部（３）は、管固定部（４）の押圧を受けることによって、管端における管内周面側の領域（１０７）および管外周面側の領域（１０８）のうちの一方を変形対象領域としてテーパ面（３０）を当接させて変形させ、テーパ面（３０）と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を形成する。
【選択図】図１
【解決手段】水圧試験装置（１）は、管固定部（２）と、金属製のテーパ面（３０）を管端に対向する部分に有した止水部（３）とを備え、止水部（３）は、管固定部（４）の押圧を受けることによって、管端における管内周面側の領域（１０７）および管外周面側の領域（１０８）のうちの一方を変形対象領域としてテーパ面（３０）を当接させて変形させ、テーパ面（３０）と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を形成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水圧試験対象の管を管軸方向に押圧して所定の位置に固定する管固定部と、
前記管の管端と前記管固定部との間に配設された止水部であって、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を前記管端に対向する部分に有した止水部と、
を備え、
前記止水部は、前記管固定部の押圧を受けることによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を形成する、
ことを特徴とする水圧試験装置。
前記管の管端と前記管固定部との間に配設された止水部であって、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を前記管端に対向する部分に有した止水部と、
を備え、
前記止水部は、前記管固定部の押圧を受けることによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を形成する、
ことを特徴とする水圧試験装置。
【請求項2】
前記管を管軸に沿って切断して管軸に対して垂直方向に見た場合に、前記テーパ面が前記変形対象領域に当接を開始した時点で、前記テーパ面と、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちで前記変形対象領域でない方との間には、隙間が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の水圧試験装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の水圧試験装置。
【請求項3】
前記管固定部は、
前記止水部が設置される第１面を含む連結部と、
前記テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、前記連結部の位置姿勢を調整する調整部と、
を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の水圧試験装置。
前記止水部が設置される第１面を含む連結部と、
前記テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、前記連結部の位置姿勢を調整する調整部と、
を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の水圧試験装置。
【請求項4】
前記調整部は、
前記連結部を前記管軸方向に沿って進退させる位置固定されたシリンダと、
前記シリンダによって進退するピストン部であって、先端部に回動可能に前記連結部を連結したピストン部と、
を有し、
前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することによって前記連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接する、
ことを特徴とする請求項３に記載の水圧試験装置。
前記連結部を前記管軸方向に沿って進退させる位置固定されたシリンダと、
前記シリンダによって進退するピストン部であって、先端部に回動可能に前記連結部を連結したピストン部と、
を有し、
前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することによって前記連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接する、
ことを特徴とする請求項３に記載の水圧試験装置。
【請求項5】
水圧試験対象の管の管端に対し、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を有した止水部を押圧することによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を実現する変形ステップと、
前記変形ステップ後の前記管に水を充填して圧をかける水圧負荷ステップと、
を含む、
ことを特徴とする水圧試験方法。
前記変形ステップ後の前記管に水を充填して圧をかける水圧負荷ステップと、
を含む、
ことを特徴とする水圧試験方法。
【請求項6】
前記変形ステップでは、前記変形対象領域に前記テーパ面を当接させる際に、前記テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、前記テーパ面の位置姿勢を調整する調整ステップを含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の水圧試験方法。
ことを特徴とする請求項５に記載の水圧試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は管の水圧試験を行う水圧試験装置および水圧試験方法に関する。
【背景技術】
【0002】
上下水道やガスの輸送用に用いられる管は、工場での製造後に様々な検査が行われ、これらの検査に合格した製品が完成品となる。検査の一つである耐水圧試験では、管の内部に水圧を負荷して外部への漏水の有無を確認する。例えば特許文献１に開示された耐水圧試験装置は、受口と挿口とを有する管に対して、受口側を位置固定の蓋体によって閉塞し、挿口側を硬質の蓋体の円錐面を接当させて閉塞する。このように両端を閉塞した状態の管内に圧力水を供給することによって、水圧試験が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実公昭５８－０２６３７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１の耐水圧試験装置は、管端の閉塞性（止水性）に課題がある。特許文献１の耐水圧試験装置は、管の挿口側に接当させる硬質の蓋体を、蓋体の挿口側とは反対側に設けられた弾性材を介して、シリンダ装置のラムによって加圧するだけであるため、蓋体の円錐面と管の挿口側の管端との接当領域は僅かな領域に限られてしまい、管端の形状によっては管端の口の全周にわたって均一に接頭しない虞がある。また、特許文献１の構成の場合、蓋体の挿口側とは反対側に弾性材が設けられているため、シリンダ装置による押圧力が十分に蓋体に伝わらず、止水性を十分に確保できない。また、シリンダ装置によって過度に押圧力をかければ、弾性材が潰れてしまう。
【0005】
そこで、本発明の一態様は、管端に対して所定の面積の接触領域を形成して管端の口を液密に封じることができる水圧試験装置および水圧試験方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水圧試験装置は、水圧試験対象の管を管軸方向に押圧して所定の位置に固定する管固定部と、前記管の管端と前記管固定部との間に配設された止水部であって、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を前記管端に対向する部分に有した止水部と、を備え、前記止水部は、前記管固定部の押圧を受けることによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を形成する。
【0007】
前記の構成によれば、止水部が、テーパ面を当接させて管端の変形対象領域を変形させることにより、テーパ面と変形対象領域との間に所定の面積の接触領域を形成することができるため、管端の口を液密に封じることができる。そのため、水圧試験において充水させた管に十分な水圧をかけることが可能となる。
【0008】
本発明の一態様に係る水圧試験装置は、前記の構成において、前記管を管軸に沿って切断して管軸に対して垂直方向に見た場合に、前記テーパ面が前記変形対象領域に当接を開始した時点で、前記テーパ面と、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちで前記変形対象領域でない方との間には、隙間が形成されていてもよい。
【0009】
前記の構成によれば、前記テーパ面を、前記管端における限られた領域（前記変形対象領域）に当接させることができ、当接領域における面圧を高めて、止水性を向上させることができる。
【0010】
本発明の一態様に係る水圧試験装置は、前記の構成において、前記管固定部は、前記止水部が設置される第１面を含む連結部と、前記テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、前記連結部の位置姿勢を調整する調整部と、を有していてもよい。
【0011】
前記調整部を具備することにより、前記管端の端面が管径方向に対して傾斜しているような場合でも、前記テーパ面を管端の前記変形対象領域に沿わせることができ、前記テーパ面を前記変形対象領域に正確に当接させることができる。
【0012】
本発明の一態様に係る水圧試験装置は、前記の構成において、前記調整部は、前記連結部を前記管軸方向に沿って進退させる位置固定されたシリンダと、前記シリンダによって進退するピストン部であって、先端部に回動可能に前記連結部を連結したピストン部と、
を有し、前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することによって前記連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接するようにしてもよい。
を有し、前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することによって前記連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接するようにしてもよい。
【0013】
前記の構成により、前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接することによって前記連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接する。これにより、試験作業員の目視による管端の口と止水部の位置調整作業が不要となり、シリンダを制御するという簡易な操作のみで、前記テーパ面を前記変形対象領域に正確に当接させることができる。
【0014】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水圧試験方法は、水圧試験対象の管の管端に対し、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を有した止水部を押圧することによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を実現する変形ステップと、前記変形ステップ後の前記管に水を充填して圧をかける水圧ステップと、を含む。
【0015】
前記の構成によれば、止水部が、テーパ面を当接させて管端の変形対象領域を変形させることにより、テーパ面と変形対象領域との間に所定の面積の接触領域を形成することができるため、管端の口を液密に封じることができる。そのため、水圧試験において充水させた管に十分な水圧をかけることが可能となる。
【0016】
本発明の一態様に係る水圧試験方法は、前記の方法において、前記変形ステップでは、前記変形対象領域に前記テーパ面を当接させる際に、前記テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、前記テーパ面の位置姿勢を調整する調整ステップを含むようにしてもよい。
【0017】
前記調整ステップを含むことにより、前記管端の端面が管径方向に対して傾斜しているような場合でも、前記テーパ面を管端の前記変形対象領域に沿わせることができ、前記テーパ面を前記変形対象領域に正確に当接させることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明の一態様によれば、テーパ面と管端の変形対象領域との間に所定の面積の接触領域を形成することができるため、管端の口を液密に封じることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態１に係る水圧試験装置の主要部分の構成を示す側面図である。
【図7】本発明の実施形態２に係る水圧試験装置の主要部分の構成を示す側面図である。
【図8】本発明の実施形態３に係る水圧試験装置に具備される止水部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
〔実施形態１〕
以下、本発明の水圧試験装置の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態の水圧試験装置１によって管１００の両端がクランプされている状態において、管１００の挿し口側の様子を示す図である。なお、図面には、必要に応じて、基準軸（管１００の管軸１００Ｃ、後述のシリンダ５０によるピストン部５１の進退方向）をＸ軸とし、水平面をＸＹ平面に定め、鉛直方向をＺ軸としたＸＹＺ系の三次元座標を併せて示す。図１は、水圧試験装置１をＹ軸正方向に見た側面図であると言える。なお、図１は、説明の便宜上、管１００はＸ軸に沿った断面視で示している。
以下、本発明の水圧試験装置の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態の水圧試験装置１によって管１００の両端がクランプされている状態において、管１００の挿し口側の様子を示す図である。なお、図面には、必要に応じて、基準軸（管１００の管軸１００Ｃ、後述のシリンダ５０によるピストン部５１の進退方向）をＸ軸とし、水平面をＸＹ平面に定め、鉛直方向をＺ軸としたＸＹＺ系の三次元座標を併せて示す。図１は、水圧試験装置１をＹ軸正方向に見た側面図であると言える。なお、図１は、説明の便宜上、管１００はＸ軸に沿った断面視で示している。
【0021】
＜水圧試験対象の管＞
図１に示す水圧試験装置１によって試験される対象となる管１００は、例えば水道用管等として利用されるダクタイル鋳鉄管であってよい。ダクタイル鋳鉄管は、鉄管同士を連結する際に、或る鉄管の一端部に設けられた受口に、別の鉄管の他端部に設けられた挿し口を挿入する態様をとることができる。そして、この連結にあたり、鉄管の受口の内面には、連結のための段部や、管同士の水密性確保手段（ゴム輪）装着のための段部や環状溝の凹凸形状を有するものがある。ただし、管１００は、受口を有さず、両端が挿し口になっている鉄管でもよい。なお、図１に示す水圧試験装置１を、管の受口側の閉塞に用いることも可能である。
図１に示す水圧試験装置１によって試験される対象となる管１００は、例えば水道用管等として利用されるダクタイル鋳鉄管であってよい。ダクタイル鋳鉄管は、鉄管同士を連結する際に、或る鉄管の一端部に設けられた受口に、別の鉄管の他端部に設けられた挿し口を挿入する態様をとることができる。そして、この連結にあたり、鉄管の受口の内面には、連結のための段部や、管同士の水密性確保手段（ゴム輪）装着のための段部や環状溝の凹凸形状を有するものがある。ただし、管１００は、受口を有さず、両端が挿し口になっている鉄管でもよい。なお、図１に示す水圧試験装置１を、管の受口側の閉塞に用いることも可能である。
【0022】
管１００は、図示しない管支持装置によって、管軸１００Ｃが略水平になるよう支持される。なお、この管支持装置も、図１に示す水圧試験装置１の構成要素としてもよい。
【0023】
＜水圧試験装置１＞
水圧試験装置１は、管固定部２と、止水部３とを備える。
水圧試験装置１は、管固定部２と、止水部３とを備える。
【0024】
管固定部２は、管１００の挿し口１００Ａ側を管軸方向（管軸１００Ｃに沿った方向）に押圧して、管１００を所定の位置に固定する。ここで、図１に示す管固定部２は、挿し口１００Ａ側から管を固定する手段であるが、管１００の受口側（不図示）には、管固定部２による管１００の押圧を受ける手段、あるいは、管固定部２の押圧方向に対して反対方向に管１００を押圧する手段が設けられている。これにより、いわゆるクランプの態様で管１００を挟んで固定することができる。
【0025】
管固定部２は、連結部４と、連結部４の位置姿勢を調整する調整部５とを有する。連結部４は、止水部３が設置される第１面４ａを含む。調整部５は、位置固定されたシリンダ５０と、シリンダ５０によって進退するピストン部５１とを有し、ピストン部５１の先端部５１ａに連結部４が連結されている。これにより、調整部５は、連結部４を管軸方向に沿って進退させる。調整部５および連結部４については、後述する。
【0026】
止水部３は、管１００の管端と管固定部２との間に配設されている。止水部３は、連結部４の第１面４ａに当接する背面３１と、背面３１の反対側に位置する主面３２とを有する。主面３２は、管１００の管端に対向する面である。背面３１と主面３２とは共に、基本姿勢においてＹＺ平面に平行な面である。基本姿勢とは、管１００を押圧していない状態の姿勢である。
【0027】
図２は、止水部３を主面３２側から見た図である。図２に示すように、止水部３は、主面３２上に、環状に形成された凸部３３を有している。環状の凸部３３は、図１および図２に示すように主面３２からＸ軸負方向に突出しており、環状の凸部３３における、管１００の挿し口１００Ａ側の管端に対向する部分に、テーパ面３０が設けられている。要するに、テーパ面３０も、主面３２上に、環状に形成されている。なお、本実施形態では、主面３２から突出した凸部３３にテーパ面３０を設けた態様としているが、凸部３３に代えて主面３２に凹部を設け、凹部における管１００の挿し口１００Ａ側の管端に対向する部分に、テーパ面を設ける態様であってもよい。
【0028】
テーパ面３０は管１００の管軸１００Ｃに沿った軸に対して交差する方向に広がる面である。図１には、テーパ面３０の面に沿った仮想線を破線で示しており、管奥に向かって延長させて示している。この破線は、管軸１００Ｃに対して交差している。また、図１において、管軸１００Ｃの位置を挟んで両端に示されているテーパ面３０の面に沿った破線同士を、管奥に向かって延長させると、その交点Ｒは、管軸１００Ｃ上の、テーパ面３０よりも管奥寄りに位置する。
【0029】
テーパ面３０は、金属製であり、且つ、管１００よりも硬度が高い金属で構成されている。テーパ面３０を構成する金属は、ＳＳ材（一般構造用圧延鋼材）、Ｓ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼）等とすることができる。
【0030】
止水部３は、管固定部２の押圧を受けて、管１００の管端にテーパ面３０を接触させる。テーパ面３０は、このとき、管１００の挿し口１００Ａ側の管端１０１における管内周面側の領域１０７（変形対象領域１０７）に当接する。これについて、図３および図４を用いて説明する。
【0031】
図３は、止水部３のテーパ面３０が、管１００の管端に当接している状態を、管軸１００Ｃに沿って切断して管軸に対して垂直方向に見たときの拡大断面図である。図３には、囲みを付して示した部分の更なる拡大断面図も併せて示す。図３は、止水部３のテーパ面３０が、管１００の管端に対して当接を開始した時点の状態を示している。図３の状態において、テーパ面３０は、管端１０１の管内周面側の領域１０７（変形対象領域１０７）に当接している。この状態で、テーパ面３０は、管固定部２の押圧により、管内周面側の領域１０７（変形対象領域１０７）を、所定の圧力で押圧する。テーパ面３０は、管１００よりも硬度が高い金属で構成されているため、管内周面側の領域１０７（変形対象領域１０７）に当接した状態でＸ軸負方向への押圧をかけ続けることにより、管内周面側の領域１０７を変形させる。
【0032】
図３に示す当接初期段階では、テーパ面３０と、管端１０１における管外周面側の領域１０８（変形対象領域でない方）との間に、隙間５００が形成されている。これにより、テーパ面３０による押圧力が、管内周面側の領域１０７に集中してかかることを意味する。換言すれば、テーパ面３０は、管外周面側の領域１０８との間に隙間５００を形成し、管内周面側の領域１０７に押圧力をかけることができるように、管１００の管端１０１の端面１０２に対して傾斜を有していると言える。水圧試験装置１によって水圧試験される管１００の管端の端面１０２は、概して管軸１００Ｃに対して垂直に広がっている。そのため、先述した方向に広がるテーパ面３０は、管端１０１の端面１０２における管内周面側の領域１０７のみに当接する。このように管端１０１の端面１０２全域に接触せず、端面１０２のうちの限られた領域（管内周面側の領域１０７）に接触するテーパ面３０を具備することにより、当接領域における面圧を高めることができる。これにより、水圧試験装置１によって水圧試験を行う際に、管１００に対する止水性を向上させることができる。
【0033】
テーパ面３０と、管端１０１における管外周面側の領域１０８との間に形成される隙間５００の大きさについては、特に制限はない。
【0034】
図４は、図３の状態から当接した状態での押圧が進み、テーパ面３０が、管１００の管端における管内周面側の領域１０７を変形させている状態を示している。図４は、図３の中の部分拡大図に対応する箇所を示している。図４中、変形している箇所をＧで示す。管内周面側の領域１０７は、図４に示すように、管１００内に向かって変形しており、テーパ面３０が管内周面側の領域１０７に対して十分な押圧力をかけて当接し、管端１０１の口が液密に封じられている。
【0035】
ところで、水圧試験装置１は、管１００の製造工程の途中の一工程において管が規定の強度を有するかを確認するために用いられる。管１００は、水圧試験装置１に供される前の鋳造段階で形成される長尺の管体を、所定の長さに切断加工された管である。この切断加工では、切断端面、すなわち管１００の管端の端面に相当する部分が、必ずしも管軸に垂直に広がる面になるとは言えない。例えば、図１において、管軸１００Ｃを基準にして、管軸１００ＣよりもＺ軸正方向側にある端面と、管軸１００ＣよりもＺ軸負方向側にある端面とが、Ｚ軸に沿った線上に位置していない場合がある。あるいは、管１００が何らかの理由で斜めに支持されて、管軸１００Ｃと、水圧試験装置１の進退方向に沿った軸とが平行にならない場合がある。本実施形態の水圧試験装置１は、そのような場合でも止水部３のテーパ面３０が、管端の口の全周にわたって管内周面側の領域１０７に当接し、変形させることができる機構を、管固定部２の調整部５および連結部４が有している。以下、調整部５および連結部４について説明する。
【0036】
調整部５は、テーパ面３０が、管端の変形対象領域１０７に沿うように、連結部４の位置姿勢を調整する。具体的には、図５に示すように、調整部５は、ピストン部５１の先端部５１ａに、連結部４を回動可能に連結している。これにより、変形対象領域１０７に対してテーパ面３０が当接を開始することによって連結部４が回動して姿勢が制御され、テーパ面３０が管端１０１の口の全周に渡って変形対象領域１０７と当接する。
【0037】
より詳細に説明すると、ピストン部５１の先端部５１ａには、球面座５５が設けられている。また、連結部４にも、ピストン部５１の球面座５５に対して回動自在に連結する球面座４４を有している。これにより、管１００の変形対象領域１０７の一部にテーパ面３０が当接したことによる反力によって、連結部４の第１面４ａが押し込まれる一方で、シリンダ５０がピストン部５１を介して連結部４を押圧し続けることに伴って、連結部４は、球面座４４を中心に回動する。これにより、テーパ面３０を、管端の口の全周に渡って変形対象領域１０７と当接させることができる。一例として、調整部５は、連結部４が回動して姿勢が制御されることによって、管端１０１の端面１０２と、止水部３の主面３２とを平行にする。
【0038】
水圧試験装置１は、図５に示すように、連結部４の下部に車輪６を具備している。車輪６は、シリンダ５０によるピストン部５１の前後動に倣って、図示しない床面を動く構成となっている。なお、車輪６自体は移動を拘束されない態様であるため、方向を問わず床面を動くことが出来る他、仮に連結部４が球面座４４、５５によってＺ軸正方向に回動した場合には、車輪６が床面から浮く構成となっている。
【0039】
なお、水圧試験装置１は、連結部４が車輪を具備する態様に限らない。例えば、水圧試験装置１の天頂側から連結部４、より具体的には第１面４ａを有する面板部分を吊り下げる態様であってもよい、この態様であっても、連結部４は、本実施形態と同様に球面座４４、５５を中心に回動可能である。
【0040】
以上のように連結部４を回動可能に構成する上では、連結部４は軽量であることが望ましい。そこで、水圧試験装置１は、図３に示すように、止水部３の主面３２側が、断面図において管軸１００Ｃに沿った軸寄りに位置する中央領域３９において、主面３２から突出していない構造となっている。すなわち、該中央領域３９を囲むように、環状に、主面３２から突出した凸部３３が設けられている。このように中央領域３９が突出しておらず、テーパ面３０を設ける部分だけを突出させることにより、連結部４自体を軽量にしている。
【0041】
＜水圧試験装置１における管１００の受口側の構成＞
水圧試験装置１における管１００の受口側の構成について以下に説明する。
水圧試験装置１における管１００の受口側の構成について以下に説明する。
【0042】
水圧試験装置１は、管１００を、管軸方向を水平にした状態（管軸１００ＣをＸ軸に平行にした状態）で挿し口側を上述の止水部３によって止水し、受口側を別の止水機構によって止水し、管の両端が密閉された状態で、受口側から管１００内に圧力水を供給して、水圧試験を行う。圧力水を受口側から管１００内に供するために、受口側に構成される止水機構には、貯水槽の水を管１００に導入するための充水パイプが接続されていてよい。管１００の水圧試験自体は、従前と同様の方法を採用することができ、検査員による目視での判別、水圧計による計測値に基づく判定などによって行うことができる。
【0043】
＜水圧試験装置１を用いた水圧試験方法＞
水圧試験装置１を用いた水圧試験方法としては、図６に示す処理フローに従って行う。まず、ステップＳ１の当接ステップである。ステップＳ１では、管１００（図１）の管端に対し、管１００の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面３０を有した止水部３を押圧することによって、管端における管内周面側の領域１０７（変形対象領域）に前記テーパ面３０を当接させる。これについては上述しているため、ここでの説明は省略する。
水圧試験装置１を用いた水圧試験方法としては、図６に示す処理フローに従って行う。まず、ステップＳ１の当接ステップである。ステップＳ１では、管１００（図１）の管端に対し、管１００の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面３０を有した止水部３を押圧することによって、管端における管内周面側の領域１０７（変形対象領域）に前記テーパ面３０を当接させる。これについては上述しているため、ここでの説明は省略する。
【0044】
次に、ステップＳ２の調整ステップでは、ステップＳ１に続いて、テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、テーパ面３０の位置姿勢を調整する。調整は、先述したように調整部５によって行うことができる。
【0045】
そして、次のステップＳ３の変形ステップでは、ステップＳ２において位置姿勢が調整されたテーパ面３０によって、図３に示したように変形対象領域１０７を変形させて、テーパ面３０と変形対象領域１０７との間に所定の面積の接触領域を実現する。
【0046】
そして、上述のステップＳ１～Ｓ３によって管１００の挿し口側が液密に封じられ、これとほぼ同時に受口側も液密に封じられた状態で、次のステップＳ４の水圧負荷ステップにおいて、管に水を充填して圧をかけ、水圧試験を行う。
【0047】
以上のように本実施形態の水圧試験装置１を用いれば、止水部３が、テーパ面３０を当接させて管端の変形対象領域１０７を変形させることにより、テーパ面３０と変形対象領域１０７との間に所定の面積の接触領域を形成することができるため、管端の口を液密に封じることができる。そのため、水圧試験において充水させた管に十分な水圧をかけることが可能となる。
【0048】
ここで、本実施形態の比較対象として、本実施形態の止水部３とは異なり管端１０１の口を封じる部材がテーパ面を有しておらず、挿し口側の管端の端面と平行な面を有している場合を仮定する。この場合、当該平行な面を管端の端面に当接させた際に、変形対象領域１０７に当接する場合に比べて、面圧が十分に高くならない。そのため、管と止水部との密着性が悪く、十分な止水性を得ることができない。これに対して、本実施形態では、テーパ面によって管端の非常に限られた領域である変形対象領域１０７のみに当接する。このため、面圧を十分に高く実現でき、管と止水部との密着性を高めることに寄与できる。また、別の比較対象として、本実施形態と同様に止水部にはテーパ面と同じ構造のものがある、テーパ面が管の材質よりも硬度が低い材料によって構成されている場合を仮定する。この場合、テーパ面が潰れない程度でのみ、管端にテーパ面を押圧することになることから、十分な密着性を実現することができない。これに対して、本実施形態の場合には、テーパ面が金属製であり、管端の変形対象領域１０７を変形させることができることから、十分な密着性を実現することができる。
【0049】
〔実施形態２〕
【0050】
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0051】
図７は、本実施形態の水圧試験装置１Ａを管軸１００Ｃに沿って切断してＹ軸正方向に見た断面図である。水圧試験装置１Ａは、止水部３Ａのテーパ面３０Ａが、管１００の管端１０１の管外周面側の領域１０８に当接して、管外周面側の領域１０８を変形させる態様である点において、上述の実施形態１の水圧試験装置１と異なる。
【0052】
テーパ面３０Ａは、管１００の管軸１００Ｃに沿った軸に対して交差する方向に広がる面である。図７には、テーパ面３０の面に沿った仮想線を破線で示しており、管１００の管軸１００Ｃに沿った軸に交差するまで延長させて示している。図７において、管軸１００Ｃの位置を挟んで両端に示されているテーパ面３０Ａの面に沿った破線の交点ＲＡは、管軸１００Ｃ上の、テーパ面３０Ａよりも管１００から離れた側に位置する。
【0053】
図７には、テーパ面３０Ａと、管端１０１の管外周面側の領域１０８との当接初期段階での当接の様子を部分拡大図で示している。当接初期段階においては、テーパ面３０Ａと、管内周面側の領域１０７との間には、隙間５００が設けられている。テーパ面３０Ａが管外周面側の領域１０８に当接して押圧をかけ続けることによって、管外周面側の領域１０８は管の外側に向かって変形し、管外周面側の領域１０８側において、テーパ面３０Ａが高い密着性で管端の口を封じることができる。本実施形態の場合も、連結部４の位置姿勢が制御されるため、管端の口を全周に渡って封じることができ、高い止水性を実現できる。
【0054】
〔実施形態３〕
【0055】
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0056】
【0057】
止水部３Ｂは、管軸１００Ｃに沿った軸を中心として同心円状に径が互いに異なる複数の環状の凸部３３Ｃ１，３３Ｃ２，３３Ｃ３，３３Ｃ４が設けられており、そのそれぞれの凸部にテーパ面が形成されている。すなわち、環状の凸部３３Ｃ１にテーパ面３０Ｃ１が設けられ、環状の凸部３３Ｃ２にテーパ面３０Ｃ２が設けられ、環状の凸部３３Ｃ３にテーパ面３０Ｃ３が設けられ、環状の凸部３３Ｃ４にテーパ面３０Ｃ４が設けられている。このように複数のテーパ面を、管軸１００Ｃを中心に、同心円状に配設することにより、管径が互いに異なる複数の管１００（１），１００（２），１００（３），１００（４）に共通して止水部３Ｃを使用することができる。
【0058】
ここで、図１に示す止水部３においてテーパ面３０が、図１の交点Ｒに向かって更に広がって形成されている場合であっても、管径が互いに異なる複数の管の各々の変形対象領域１０７に当接できる。しかしながら、この場合、管毎に管端の位置がＸ軸に沿って異なることになり、シリンダ５０による連結部４の位置制御が複雑になる。これに対し、本実施形態のように、複数のテーパ面がＺ軸に沿って並んでいる態様とすることにより、シリンダ５０による連結部４の位置制御が容易になる。
【0059】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0060】
１、１Ａ 水圧試験装置
２ 管固定部
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 止水部
４ 連結部
５ 調整部
６ 車輪
３０、３０Ａ、３０Ｃ１、３０Ｃ２、３０Ｃ３、３０Ｃ４ テーパ面
３１ 背面
３２ 主面
３３、３３Ｃ１、３３Ｃ２、３３Ｃ３、３３Ｃ４ 凸部
３９ 中央領域
４４、５５ 球面座
５０ シリンダ
５１ ピストン部
５１ａ 先端部
１００ 管
１００Ｃ 管軸
１０１ 管端
１０２ 端面
１０７ 管内周面側の領域（変形対象領域）
１０８ 管外周面側の領域
５００ 隙間
２ 管固定部
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 止水部
４ 連結部
５ 調整部
６ 車輪
３０、３０Ａ、３０Ｃ１、３０Ｃ２、３０Ｃ３、３０Ｃ４ テーパ面
３１ 背面
３２ 主面
３３、３３Ｃ１、３３Ｃ２、３３Ｃ３、３３Ｃ４ 凸部
３９ 中央領域
４４、５５ 球面座
５０ シリンダ
５１ ピストン部
５１ａ 先端部
１００ 管
１００Ｃ 管軸
１０１ 管端
１０２ 端面
１０７ 管内周面側の領域（変形対象領域）
１０８ 管外周面側の領域
５００ 隙間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2023-12-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水圧試験対象の管を管軸方向に押圧して所定の位置に固定する管固定部と、
前記管の管端と前記管固定部との間に配設された止水部であって、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を前記管端に対向する部分に有した止水部と、
を備え、
前記止水部は、前記管固定部の押圧を受けることによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を形成する構成となっており、
前記管を管軸に沿って切断して管軸に対して垂直方向に見た場合に、前記テーパ面が前記変形対象領域に当接を開始した時点で、前記テーパ面と、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちで前記変形対象領域でない方との間には、隙間が形成されており、
前記管固定部は、
前記止水部が設置される第１面を含む連結部と、
前記テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、前記連結部の位置姿勢を調整する調整部と、
を有しており、
前記調整部は、
前記連結部を前記管軸方向に沿って進退させる位置固定されたシリンダと、
前記シリンダによって進退するピストン部であって、先端部に回動可能に前記連結部を連結したピストン部と、
を有し、
前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することによって前記連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接する、
ことを特徴とする水圧試験装置。
前記管の管端と前記管固定部との間に配設された止水部であって、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を前記管端に対向する部分に有した止水部と、
を備え、
前記止水部は、前記管固定部の押圧を受けることによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を形成する構成となっており、
前記管を管軸に沿って切断して管軸に対して垂直方向に見た場合に、前記テーパ面が前記変形対象領域に当接を開始した時点で、前記テーパ面と、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちで前記変形対象領域でない方との間には、隙間が形成されており、
前記管固定部は、
前記止水部が設置される第１面を含む連結部と、
前記テーパ面が前記管端の前記変形対象領域に沿うように、前記連結部の位置姿勢を調整する調整部と、
を有しており、
前記調整部は、
前記連結部を前記管軸方向に沿って進退させる位置固定されたシリンダと、
前記シリンダによって進退するピストン部であって、先端部に回動可能に前記連結部を連結したピストン部と、
を有し、
前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することによって前記連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接する、
ことを特徴とする水圧試験装置。
【請求項2】
請求項１に記載の水圧試験装置を用いた水圧試験対象の管に対する水圧試験方法であって、
水圧試験対象の管の管端に対し、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を有した止水部を押圧することによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を実現する変形ステップであって、前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することにより、前記止水部が設置される第１面を含む連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接して、前記所定面積の接触領域を実現する、変形ステップと、
前記変形ステップ後の前記管に水を充填して圧をかける水圧負荷ステップと、
を含む、
ことを特徴とする水圧試験方法。
水圧試験対象の管の管端に対し、前記管の管軸に対して交差する方向に広がる金属製のテーパ面を有した止水部を押圧することによって、前記管端における管内周面側の領域および管外周面側の領域のうちの一方を変形対象領域として前記テーパ面を当接させて変形させ、前記テーパ面と前記変形対象領域との間に所定面積の接触領域を実現する変形ステップであって、前記変形対象領域に対して前記テーパ面が当接を開始することにより、前記止水部が設置される第１面を含む連結部が回動して姿勢が制御され、前記テーパ面が前記管端の口の全周に渡って前記変形対象領域と当接して、前記所定面積の接触領域を実現する、変形ステップと、
前記変形ステップ後の前記管に水を充填して圧をかける水圧負荷ステップと、
を含む、
ことを特徴とする水圧試験方法。