特許 7606220 空管路用防水栓

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-17

(45)【発行日】2024-12-25

(54)【発明の名称】空管路用防水栓

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/06 20060101AFI20241218BHJP

   H02G 9/06 20060101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

F16J15/06 N

H02G9/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021105868

(22)【出願日】2021-06-25

(65)【公開番号】P2023004272

(43)【公開日】2023-01-17

【審査請求日】2024-04-08

(73)【特許権者】

【識別番号】392035341

【氏名又は名称】共和ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100182888

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100196357

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 吉章

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】中村 謙次

【審査官】大谷 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－１８５０１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／０６

Ｈ０２Ｇ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性材料からなるシール部材と、前記シール部材を前後方向に圧縮して外周のシール面を拡径変形させて管路の内周面に密着させる挟圧手段を備えた空管路用防水栓であって、
前記シール面に、管路の内周面に対向し前後方向に広がりを有する円筒形の円周面部と、前記円周面部の後方隣接位置で前記円周面部に対して傾く変形周面部が形成され、
前記シール面における前後方向の中間に、断面形状における角部の角度が鈍角である稜線部が形成され、
前記シール部材が、前端と後端に前記挟圧手段で挟圧される平らな被挟持面を有するとともに、
前端に形成された円形板状の前面板部と、前記前面板部の後面の全周に形成された周壁部を有し、
前記周壁部より内側には空洞部を有する
空管路用防水栓。

【請求項2】

前記変形周面部が円錐形である
請求項１に記載の空管路用防水栓。

【請求項3】

パーティングラインが前端部に設定された
請求項１または請求項２に記載の空管路用防水栓。

【請求項4】

前記挟圧手段が、前記シール部材の前端面を押さえる押さえ板と、前記シール部材の後端面を受ける受け板を備えるとともに、
前記押さえ板と前記受け板が平らな板材で形成されている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の空管路用防水栓。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば電力ケーブルや通信ケーブルの将来的な増強用や事故時の対応用に備えられる予備配管のような空管路に水や異物が侵入するのを防止するための防水栓に関する。

【背景技術】

【0002】

防水栓としては、現在でも下記特許文献１、２のような構造のものが用いられている。

【0003】

これら防水栓は、ゴムのような弾性材料からなるシール部材を前後２つの部材で挟み付けて圧縮し、シール部材を拡径変形させて管路の内周面に密着させる構成である。前後２つの部材とシール部材は、前後方向に延びる軸部材で串刺しするよう保持されており、ナットの締め付けでシール部材が挟圧される。特許文献１のシール部材(ゴム栓体)は円柱形状であり、特許文献２のシール材(二重環状ゴムパッキン)は穴あきドーナツ状のゴム環が２つ重なり合った形状である。

【0004】

このような構成の防水栓は地下埋設管の管端口に取り付けられる。拡径変形したシール部材は管路の内周面に密着して、埋設管からの漏水や土砂の等の侵入を防ぐ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実公昭６３－１１８６１号公報

【文献】実公昭６１－２５３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、水等が浸入すると前側の部材に圧力がかかる。管路の口径が小さい場合には、シール部材の管路に対する密着力を上回るような圧力はかかりにくいが、管路が大口径であるほど高い圧力がかかるので、防水栓が管端口から外れてしまうおそれがある。

【0007】

防水栓は、前述のようにケーブルの将来的な増強用や事故時の対応に資する空管路に使用されるものであり、例えば無電柱化にとっては重要な技術の一つである。このため、大口径の空管路でも確実に防水機能を得られるようにする必要がある。

【0008】

この発明は、口径の大きい空管路に使用しても十分な防水機能が得られるようにすることを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そのための手段は、弾性材料からなるシール部材と、前記シール部材を前後方向に圧縮して外周のシール面を拡径変形させて管路の内周面に密着させる挟圧手段を備えた空管路用防水栓であって、前記シール面に、管路の内周面に対向し前後方向に広がりを有する円筒形の円周面部と、前記円周面部の後方隣接位置で前記円周面部に対して傾く変形周面部が形成され、前記シール面における前後方向の中間に、断面形状における角部の角度が鈍角である稜線部が形成された空管路用防水栓である。

【0010】

この構成では、管路内において挟圧手段によりシール部材が前後方向に圧縮されると、外周のシール面が管路の内周面に密着する。このとき、シール面における前側に位置する円周面部は、後方の部位ほど外周に張り出すように変形し、稜線部を、より強く管路の内周面に密着させる。変形周面部は、円周面部の変形態様とは異なり、管路の内周面に対して控えるような態様で外周に張り出すように変形し、稜線部を管路の内周面に対して立てるように密着させる。

【発明の効果】

【0011】

以上のように、この発明によれば、シール部材のシール面は稜線部が局所的に拡径変形する構成であり、高い密着力が得られる。しかも、稜線部の角度は鈍角であり、ねじれや切れなどが生じ得る不要な変形部分はなく、全周において均一性の高い密着が得られる。このため、大口径の空管路に使用しても十分な防水機能が得るようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】空管路用防水栓の使用状態の断面図。

【図2】空管路用防水栓の片側断面図。

【図3】シール部材の斜視図。

【図4】シール部材を成形する金型の断面図。

【図5】空管路用防水栓の使用状態を拡大して示す片側断面図。

【図6】シール部材を圧縮変形させた状態を示す説明図。

【図7】試験に用いたシール部材の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

【0014】

図１に、空管路用防水栓１１（以下、「防水栓」という）の使用状態の断面図を示す。防水栓１１は、地中に埋設されるハンドホール２１等に接続される複数のケーブル保護管２２のうち、空管路の管端口に取り付けて使用されるものであって、管路２３を通して水等がハンドホール２１内に浸入するのを防ぐ機能を有している。

【0015】

防水栓１１の構成は図２に示した通りである。すなわち防水栓１１は、弾性材料からなるシール部材１３と、シール部材１３を前後方向に圧縮して外周のシール面３１を拡径変形させる挟圧手段１５を有している。

【0016】

シール部材１３は、管路２３の横断面形状が円形であるので、それに合わせておおよそ短円柱状に形成されている。常態、つまり圧縮前のシール部材１３における最も径の大きい部分の直径は、管路２３の内径よりも若干小さく、管路２３の内周面との間に差し込みのための隙間ができる大きさである。

【0017】

シール部材１３の前端と後端には、互いに平行な被挟持面３２，３３が形成されており、これら被挟持面３２，３３同士の間で外周を取り囲む面が前述したシール面３１である。被挟持面３２，３３は挟圧手段１５が接する平らな面である。

【0018】

前端の被挟持面３２は円板形状であり、後端の被挟持面３３は図３に示したように円環形状である。つまり、シール部材１３は前端に形成された円形板状の前面板部３４と、前面板部３４の後面の全周に形成された周壁部３５を有しており、周壁部３５より内側には空洞部３６が形成されている。周壁部３５の内周面３５ａは、成形時に金型から離型するための抜き勾配を有している。空洞部３６はシール部材１３の軽量化と変形性向上に資する部分である。

【0019】

前面板部３４の中心には貫通穴３４ａが形成されている。また前面板部３４の先端角部分には角アール部３４ｂが形成されている。

【0020】

後端の被挟持面３３、つまり周壁部３５の上端面３５ｂは、挟圧手段１５による締め付け力を十分に受けられる大きさに設定される。後端の被挟持面３３の幅Ｗは、例えば１０ｍｍ程度以上あるとよい。

【0021】

シール面３１は、挟圧手段１５による挟圧で拡径変形して、管路２３の内周面に密着する部分である。

【0022】

このシール面３１には、管路２３の内周面に対向し前後方向に広がりを有する円筒形の円周面部３１ａと、円周面部３１ａの後方隣接位置で円周面部３１ａに対して傾く変形周面部３１ｂが形成されている。これら円周面部３１ａと変形周面部３１ｂを形成することによって、シール面３１は、前後方向の中間に１個の稜線部３７を有することになる。稜線部３７は、その断面形状における角部の角度α（図２参照）が鈍角である。

【0023】

円周面部３１ａの輪郭線は前後方向に延びており、鈍角の稜線部３７を介して変形周面部３１ｂが連続している。稜線部３７は鈍角、つまり直角より大きくて二直角より小さいので、変形周面部３１ｂの直径は円周面部３１ａよりも小径になる。変形周面部３１ｂの輪郭線は、円周面部３１ａの輪郭線のように直線であるほか、曲線でもよいが、この例では直線である例を示している。具体的には、変形周面部３１ｂは円錐形である。

【0024】

シール面３１の前後方向における稜線部３７の位置は、シール面３１の前後方向中間位置を中心とした前後方向の、シール面３１における前後方向長さの３分の１程度の範囲で設定するとよい。稜線部３７が前寄りすぎると十分な拡径変形ができず、後ろ寄りすぎると稜線部３７を管路２３の内周面に対して立てられない。

【0025】

稜線部３７の角部の角度α（図２参照）は、小さすぎると稜線部３７が薄く弱くなるので、１３５°程度以上であるのが望ましく、例えば１４０°～１６０°程度の範囲であるとよい。また、角度αについて周壁部３５の内周面３５ａの傾斜角度との関係で言えば、角度αは内周面３５ａの傾斜角度よりも大きく設定される。

【0026】

シール部材１３の材料は、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）のような適宜のゴムで構成される。

【0027】

前述のような形状のシール部材１３は、パーティングライン３８（図２の仮想線参照）が前端部に設定されている。すなわち、パーティングライン３８は、前面板部３４における先端全周角の角アール部３４ｂの基部に設定される。図４はシール部材１３を製造する金型４１，４２を示し、この図に示したように金型４１，４２は、角アール部３４ｂに相当する部分の基部に外周面の分割ライン４３ができる構造である。

【0028】

このようなシール部材１３を圧縮変形させる挟圧手段１５は、シール部材１３の前端面を押さえる押さえ板５１と、シール部材１３の後端面を受ける受け板５２と、これらをシール部材１３と共に連結一体化する軸部材５３及び締め付けナット５４で構成されている。

【0029】

押さえ板５１と受け板５２は、金属製の円板で構成され、いずれも平らな板材で構成されている。押さえ板５１は、シール部材１３の前端面と同じ大きさであり、中心に貫通穴５１ａが形成されている。受け板５２は、管路２３の内径よりも、つまり押さえ板５１よりも大きく形成されており、管端口の縁に引っかかる大きさである。受け板５２の中心にも、押さえ板５１と同様に貫通穴５２ａが形成されている。これら貫通穴５１ａ，５２ａは、シール部材１３の貫通穴３４ａと同じで、軸部材５３を挿通する穴である。

【0030】

軸部材５３はアイボルトで構成され、軸部材５３はその先端が押さえ板５１、シール部材１３、受け板５２と順に挿通され、受け板５２から突出した先端部に締め付けナット５４が保持されている。

【0031】

軸部材５３の頭部の環状部５３ａは、呼び線等のワイヤ（図示せず）の端部が取り付けられる部分である。

【0032】

以上のように構成された防水栓１１は、押さえ板５１とシール部材１３の部分を空管路の管端口に差し込んで受け板５２を管端口の縁に押し当てて管路２３を塞ぎ、この状態を挟圧手段１５によって維持する。すなわち、図５に示したように挟圧手段１５による締め付けで、押さえ板５１を引き付けてシール部材１３を前後方向に圧縮変形し、シール部材１３のシール面３１を拡径させて管路２３の内周面に密着させる。

【0033】

図６に挟圧手段１５による締め付け時の作用を示す。挟圧手段１５の締め付けナット５４を回転して締め付けを行うと、シール部材１３の前後の被挟持面３２，３３には、押さえ板５１と受け板５２とから受ける外力によって、シール部材１３には内力が生じ、シール面３１と内周面３５ａが膨らむ。このとき、シール面３１における稜線部３７が後退しながらも最も拡径変形して、管路２３の内周面に対して局所的に密着する。

【0034】

つまり、シール面３１における前側（管路２３の奥側）に位置する円周面部３１ａは、後方に位置する稜線部３７ほど外周側に張り出す。このとき、内力によって膨らむように変形する変形周面部３１ｂは、鈍角の稜線部３７を前方に押すような、あるいは稜線部３７を立てるような作用をする。つまり、前後方向に延びる形状の円周面部３１ａに対して、変形周面部３１ｂは後方ほど収束する形状であって、拡径変形した稜線部３７の後側部分と管路２３の内周面との角度は、稜線部３７の前側部分と管路２３の内周面との角度よりも大きい。このように変形周面部３１ｂは、管路２３の内周面に対して控えるような態様で突っ張った状態となり、稜線部３７を前方に向けて指向させる。特に、変形周面部３１ｂは円錐形であるうえに、空洞部３６を形成する周壁部３５の内周面３５ａの傾斜角度よりも、変形周面部３１ｂの傾斜角度の方が大きいので、圧縮時に稜線部３７を立てる作用がより強力に行える。この結果、稜線部３７は管路２３の内周面に対してより強く押し当てられる。

【0035】

このように、シール部材１３のシール面３１は稜線部３７が局所的に密着する構成であるので、高い密着状態が得られる。

【0036】

また、稜線部３７の角度は鈍角であるため重厚な形態であるうえに、パーティングライン３８が前端部に設定されており、稜線部３７にバリが発生することはない。このため、稜線部３７にねじれや切れなどが生じことはなく、全周において均一に高い密着が得られる。

【0037】

このようなシール面３１の変形による高い密着性は、安定して得られる。すなわち、シール部材１３は、前端と後端に被挟持面３２，３３を有する形状であって、前端に円形板状の前面板部３４を有し、前面板部３４の後面の全周に形成された周壁部３５を有して、周壁部３５より内側には空洞部３６を有する形状である。このため、押さえ板５１に挟圧されるシール部材１３の前端面は、貫通穴５１ａ，３４ａに挿通される軸部材５３で結合されていることと相まって、押さえ板５１との一体性が高く、圧縮力を全体に等しく作用させることができる。しかも内部に空洞部３６有する構成であっても、変形周面部３１ｂは円錐形であるので前後方向での剛性が得られ、後端の被挟持面３３は受け板５２に対して強く接するも、受け板５２との間でのずれは生じにくい。この結果、挟圧手段１５の締め付けによるシール部材１３の圧縮変形は締め付け度合いに応じて安定して均質になされ、所望の密着性を得られる。

【0038】

以上のような構成の防水栓１１についての止水性を確認すべく試験を行った。試験では、管路に取り付けた防水栓に対して所定水圧をかけて一定時間保持したときの漏水の有無を目視で調べた。

【0039】

まず、稜線部を有する実施例品と、稜線部を有しない従来のストレート形状の比較品を対比した。

【0040】

試験品は口径１２５ｍｍの管路に使用するもので、防水栓の構成は実施例品と比較例品は共に前述と同じである。実施例品のシール部材１３は、図７の（ａ）に示したように、前端の被挟持面３２の直径が１１０ｍｍである。後端の被挟持面３３の外径は９０ｍｍ、内径は７０ｍｍである。シール部材１３の高さ（前後方向の長さ）は５０ｍｍであり、円周面部３１ａの高さは２０ｍｍである。また空洞部３６の深さは４２ｍｍで、貫通穴３４ａの直径は１１ｍｍである。

【0041】

比較例品の防水栓は、シール部材の直径が１１０ｍｍで、高さ５０ｍｍのものを使用した。

【0042】

０．０５ＭＰａの水圧をかけて３０分間保持したところ、比較例品では漏水が生じたが、実施例品の場合には漏水は認められなかった。

【0043】

この試験によって、稜線部を有する実施例品の止水性が高いことが判る。

【0044】

つぎに、前述とは異なる口径の場合でも止水性が得られるかどうか調べた。

【0045】

試験品は、口径１００ｍｍの管路に使用するものと、１５０ｍｍの管路に使用するものを用いた。また、この試験での水圧は０．１ＭＰａとした。

【0046】

試験品のシール部材１３は、口径１００ｍｍ用は、図７の（ｂ）に示したように、前端の被挟持面３２の直径が９１ｍｍである。後端の被挟持面３３の外径は７０ｍｍ、内径は５１ｍｍである。シール部材１３の高さ（前後方向の長さ）は４０ｍｍであり、円周面部３１ａの高さは１５ｍｍである。また空洞部３６の深さは３５ｍｍで、貫通穴３４ａの直径は１１ｍｍである。

【0047】

口径１５０ｍｍ用のシール部材１３は、図７の（ｃ）に示したように、前端の被挟持面３２の直径が１３７ｍｍである。後端の被挟持面３３の外径は１１７ｍｍ、内径は８７ｍｍである。シール部材１３の高さ（前後方向の長さ）は５０ｍｍであり、円周面部３１ａの高さは２０ｍｍである。また空洞部３６の深さは４２ｍｍで、貫通穴３４ａの直径は１１ｍｍである。

【0048】

なお、水圧と保持時間が先の試験とは異なるので、口径１２５ｍｍの実施例品についても、試験を行った。１２５ｍｍの実施例品は前述の同じものである。

【0049】

試験の結果、いずれの試験品でも漏水は認められなかった。

【0050】

このため、大口径の管路でも止水性が得られることが判る。

【0051】

以上説明したように、防水栓１１は、シール部材１３のシール面３１を管路２３の内周面に対して強く密着させることができるので、例えば１２５ｍｍや１５０ｍｍのような、大きな圧力がかかり得る大口径の空管路に使用しても十分な防水機能が得られる。

【0052】

また挟圧手段１５の押さえ板５１と受け板５２は平らな板材で形成されているので、製造が容易であり、安価に製造することもできる。

【0053】

以上の構成はこの発明を実施するための一形態であって、この発明は前述の構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することもできる。

【0054】

例えば、稜線部３７はシール面３１に複数備えてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１１…空管路用防水栓
１３…シール部材
１５…挟圧手段
２３…管路
３１…シール面
３１ａ…円周面部
３１ｂ…変形周面部
３２，３３…被挟持面
３４…前面板部
３５…周壁部
３６…空洞部
３７…稜線部
３８…パーティングライン
５１…押さえ板
５２…受け板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】