JP4494178B2 - 既設流体管の流路開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば上下水道管やガス管等の既設流体管を、内部の流体の流下を一時的に遮断することなく流路開閉できるようにした既設流体管の流路開閉装置に関する。

従来の既設流体管の流路開閉装置は、筐体を既設流体管の外周面に水密的に装着し、筐体内部の既設流体管を切断した後、既設流体管の切断面間に弁本体等を設置している（例えば、特許文献１参照）。

実公平５−４６３５号公報（第１頁、第２図）

しかしながら、特許文献１にあっては、既設流体管の切断後、既設流体管の切断面間に弁本体を設置する場合において、前記弁本体を上方から設置位置に向かって下降動作させる際に、前記弁本体の両側面に配設されたシール材が、筐体内側面との摺接により変形するため、設置位置において前記弁本体のシール効果を維持できないという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、既設流体管の切断後、既設流体管の切断面間に弁本体を設置する場合において、前記弁本体を上方から設置位置に向かって下降動作させる際に、前記弁本体の両側面に配設されたシール材が変形を生じずに、前記弁本体の設置位置において、よりシール効果を維持し流体漏洩を防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の既設流体管の流路開閉装置は、
既設流体管の外周面を少なくとも既設流路を確保できる筐体で密封し、不断水状態で前記既設流体管を切断して、少なくとも底面と側面とを有する前記筐体内部に、前記既設流路を開閉可能とする弁本体を予め特定した設置位置に設置する既設流体管の流路開閉装置であって、
前記弁本体が、開口を有し前記開口の周縁に弁座部が設けられる仕切壁と、前記開口を開閉自在な弁体とからなり、前記仕切壁の周縁面には、少なくとも両側面及び底面にシール材が設けられており、前記仕切壁が上部から下部に至るにしたがって幅狭のテーパ状であり、前記筐体の内側面における、前記仕切壁の両側面に備えたシール材の当接する当接面が、前記仕切壁の幅寸法の変化に対応するように、前記筐体内部の上部から下部に至るにしたがって幅狭になるように形成されているとともに、前記筐体の内側面に肉厚の側面段部として形成されており、
前記弁本体の設置位置である前記筐体の底面には、前記仕切壁の底面のシール材が水密的に当接する当接面が、前記筐体の底面に肉厚の底面段部として形成され、前記側面段部と連続する構造となっており、
前記弁本体が、開閉軸を中心に前記弁体が回動可能なバタフライ弁であって、前記仕切壁の下部に設けられた前記開閉軸の軸受部の下面にはシール材が環状に形成されており、前記底面段部の一部が前記環状に形成されたシール材を受けるように幅広部を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、弁本体を設置する場合において、弁本体の下降動作中は、仕切壁の両側面に備えたシール材が、筐体の内側面との摺接により圧縮することがほとんどなく、設置位置において、仕切壁の両側面に備えたシール材がほぼ同時に筐体の内面に当接するため、シール材の変形による流体漏洩を防止できる。
また、側面段部の加工形成及び側面段部の表面処理のみで、仕切壁の両側面と当接する当接面を確保できるので、筐体の内面をシール材の当接面とするものと比べ加工形成が簡便でありまた安価である。
また、筐体の内側面および内底面に肉厚の段部が形成されているために、管内流路の遮断に必要な弁本体の寸法形状を、段部を有さない筐体と比べて、小さく抑えることができるため、弁本体を小型化及び軽量化することができ、弁本体の設置手間が簡便になる。
更に、バタフライ弁の設置位置において安定性が良くなるばかりか、幅広部において複数条のシール材で密封されるためシール性が向上する。

本発明の請求項２に記載の既設流体管の流路開閉装置は、請求項１に記載の既設流体管の流路開閉装置であって、前記筐体が少なくとも上下に２分割の前記側面段部を有する構造であり、前記筐体の分割面を外周面側からの溶接加工で接合することにより、上下方向に連続する前記側面段部を形成できる構造であることを特徴としている。
この特徴によれば、側面段部においての突合せ部に生じる溶接加工後の変形を研磨加工する際に、この側面段部の段差で研磨箇所の位置特定が容易であり、また、肉厚の段部として形成されているために、研磨しろを確保することができる。

本発明の請求項３に記載の既設流体管の流路開閉装置は、請求項１または２に記載の既設流体管の流路開閉装置であって、前記仕切壁の下端部には、前記底面段部を挟持する嵌合片が下方に突設していることを特徴としている。
この特徴によれば、弁本体の設置位置において、仕切壁の表裏両側に設けられた嵌合片が底面段部と嵌合するために、弁体の開閉時に生じる圧力変動等により弁本体にかかる負荷を受け止めることが可能となり、弁本体の移動を防ぐことができる。

本発明の請求項４に記載の既設流体管の流路開閉装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の既設流体管の流路開閉装置であって、前記仕切壁の周縁面の少なくとも底面及び両側面に一体的に凸Ｒ面で連接したシール材を備えており、前記筐体の底面と前記側面段部とが一体的に凹Ｒ面で連続することを特徴としている。
この特徴によれば、弁本体を筐体内部に設置した位置において、仕切壁の底面及び両側面に一体的に凸Ｒ面で連接したシール面と、筐体の底面及び側面段部に一体的に連続した当接面とが、同時に当接し、その後、下向き押力を受けた仕切壁の底面のシール材にかかる荷重を、Ｒ面を介して徐々に両側面のシール材にも負担させることが可能となるため、底面のシール材の横方向への変形を防止でき、当接面におけるシール効果を維持することができる。

本発明の請求項５に記載の既設流体管の流路開閉装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の既設流体管の流路開閉装置であって、前記筐体には、前記設置位置における前記弁本体の上流側に形成された上流側連通口と、前記設置位置における前記弁本体の下流側に形成された下流側連通口と、前記上流側連通口と前記下流側連通口とを連通する連通路と、前記連通路を開閉可能な連通路開閉弁と、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、連通路開閉弁を開状態とすることにより、筐体内における弁本体の上流側と下流側とが連通され圧力差が小さくなるために、弁体の開閉動作をスムーズに行うことができる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図1は、本発明の第１実施形態における既設水道管１に流路開閉装置２を装着した配管の全体像を示す平面図である。（ａ）は、流路開閉装置２を既設水道管１に装着した状態及び管内流体の流下方向を示した平面図であり、（ｂ）は、同じく既設水道管１を切断した状態を示した平面図であり、（ｃ）は、同じく流路開閉装置２内部に設置されたバタフライ弁４の開状態を示した平面図であり、（ｄ）は、同じくバタフライ弁４の閉状態を示した平面図である。図２（ａ）は、本発明におけるバタフライ弁４の開状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、同じく閉状態を示す斜視図であり、（ｃ）は筐体１０の全体像を示す斜視図である。図３は、バタフライ弁４を斜め下方から見た斜視図である。図４は、筐体１０を示す平面図である。図５は、筐体１０の内側面及び内底面に一体的に連続して備えられた側面段部１５、底面段部１６を示した、図４のｆ−ｆ断面図である。図６（ａ）は、バタフライ弁４が、筐体１０の上方から設置位置に向けて下降動作する途中地点における、筐体１０の縦断面図であり、（ｂ）は同じくバタフライ弁４が、設置位置に設置された地点における、筐体１０の縦断面図である。
図７は、上下２分割の上部筐体１１、下部筐体１２を溶接加工にて接合する突合せ部を示した図４のａ−ａ及びｂ−ｂ拡大断面図であり、（ａ）は溶接加工前の突合せ部を示した拡大断面図であり、（ｂ）は同じく溶接加工後を示した拡大断面図であり、（ｃ）は同じく研磨加工後を示した拡大断面図である。図８（ａ）は筐体１０内のｄ−ｄ断面図であり、（ｂ）は同じくバタフライ弁４が設置された状態を示すｄ−ｄ断面図である。図９は、流路開閉装置２内部の既設水道管１を切断する穿孔用カッタ３２を示した概略図である。図１０は、流路開閉装置２内部にバタフライ弁４を設置する挿入機３４を示した概略図である。図１１（ａ）は、バタフライ弁４が流路開閉装置２内部に設置された状態における図６（ｂ）のｅ−ｅ断面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。図１２は、本発明の第1変形例における筐体１０ａ底面が平面に形成される流路開閉装置２ａを示した縦断面図である。図１３は、本発明の第２変形例における側面段部１５’に凹部１５ｂが形成される筐体１０ｂを示した縦断面図である。図１４は、図１３のｇ−ｇ断面図であり、（ａ）はシール材８１ｂが変形して当接面１５ａに当接した状態の図であり、（ｂ）は（ａ）の後にシール材８１ｂが正常に当接した状態の図である。

本発明の第１実施形態おける流路開閉装置２について装着後の配管状況は、図1（ａ）に示すように、上水管である既設水道管１の管内流体の流下方向に対して、例えば既設水道管１の一部に撤去や補修が必要な特定エリアＥよりも上流側の管部分に、本発明の第１実施形態における筐体１０からなる流路開閉装置２を既設水道管１の外周面に水密的に装着し、筐体１０内部の既設水道管１部分を切断（図１（ｂ））して切断箇所にバタフライ弁４（仕切弁）を装着し、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、既設水道管１の既設流路を開閉可能とする構成を有している。

このような流路開閉装置２の配設により、既設水道管１の特定エリアＥには管内流体が流下しないように操作できるため、特定エリアＥに位置する管部分の撤去やあるいは補修等の作業が可能となる。

本発明の第１実施形態おける流路開閉装置２の外形は、図２及び図８（ｂ）に示すように、既設水道管の流路を変更するバタフライ弁４と筐体１０とからなり、筐体１０は上部筐体１１と下部筐体１２とからなる上下２部分に分割可能となっている。筐体１０は、既設水道管１の外径よりも大なる内径を有する円筒形からなっており、上面に上向きに開口した円形の上方開口部Ｕが形成され、側面にも水平方向に開口した円形の側方開口部Ａ、Ａ’が２箇所形成されている。

図２及び図４に示すように、水平方向の同一の中心軸Ｃを有し、筐体１０の側面において互いの対面に位置する側方開口部Ａ及び側方開口部Ａ’の内径は、既設水道管１の外径よりもほぼ同一あるいは若干大きく形成されており、これら側方開口部Ａ、Ａ’の両端部近傍における内面には水密的なシール材８ｃが備えられている。

また、上部筐体１１、下部筐体１２の外側面及び筐体１２の外底面には、補強用のリブ１４が設けられており、筐体１０側面下部には、筐体１０の内部に設置されたバタフライ弁４の上流側には開閉可能な上流側口１３ａが設けられ、同様にバタフライ弁４の下流側には開閉可能な下流側口１３ｂが設けられている。後述する既設水道管１の切断時においては、上流側口１３ａ、下流側口１３ｂは筐体１０の外部と連通可能となっている。

流路開閉装置２の既設水道管１への装着について図２（ｃ）で示して説明すると、上部筐体１１及び下部筐体１２を、それぞれ既設水道管の上方及び下方から、中心軸Ｃと既設水道管の中心軸とを合わせる位置で、既設水道管の外周部に装着する。既設水道管の外周部に装着した上部筐体１１及び上部筐体１２の突合せ部は、溶接用の開先部１８が形成されており、図7を用いて後述するように、上部筐体１１、下部筐体１２の外側面からの溶接加工により、上部筐体１１及び下部筐体１２の接合を行う。また、開口部Ａ及び開口部Ａ’において、シール材８ｃを、筐体１０側のフランジ１７と分割構造の押し輪１７’との間に挟み込むことにより、筐体１０と既設水道管１の外周面との接合を行う。

溶接加工による上部筐体１１及び下部筐体１２の接合と、開口部Ａ及び開口部Ａ’の両端部と既設水道管の外周面との接合により、筐体１０の内部は水密的となっている。

次に、図２（ｃ）、図９及び図１０を用いて作業工程を説明すると、流路開閉装置２において、上方開口部Ｕに、上方開口部Ｕを開閉自在とし、閉状態においては流路開閉装置２内部の水密性を保持できる開閉弁３０が配設され、配設後の開閉弁３０は閉状態としておく。続いて、既設水道管１の外径よりも大なる内径及び高さを有し、下端周縁に下向きに配設された穿孔刃３２ａと、穿孔刃３２ａと同じ中心軸を有し穿孔刃３２ａよりも下方の位置に下向きに配設されたセンタードリル３２ｂと、センタードリル３２ｂの先方に設けられた掛止片３２ｃとを有する内空円筒状の穿孔用カッタ３２を、胴体３１内部空間に設け、円筒状の穿孔用カッタ３２の中心軸がほぼ鉛直方向を向き、かつ筐体１０内の既設水道管１の中心軸とほぼ直交方向に交差する位置に配設するように、胴体３１を開閉弁３０の上方に水密的に連通接続する。

次に、開閉弁３０を開状態とし、穿孔用カッタ３２を回転動作させながら、穿孔刃３２ａが、既設水道管１の全断面を通過するように進退移動させるストローク３３により、穿孔用カッタ３２を下降動作させる。穿孔用カッタ３２の回転動作及び下降動作により、既設水道管１は穿孔用カッタ３２の下端周縁の直径寸法分離間した２箇所の切断面で、既設水道管１上面の外周面から下方に徐々に切断され、穿孔刃３２ａが既設水道管１の全断面を通過するように下降動作した地点で、２箇所の切断面で既設水道管１が切断され、２箇所の切断面の間で既設水道管片１’が既設水道管１の管路から分断される。

上述の既設水道管１の切断動作において、既設水道管１は不断水状態であるため、既設水道管１内は水圧が加わった満水状態であり、穿孔用カッタ３２による切断動作において、センタードリル３２ｂが既設水道管１上面の外周面から既設水道管１の内部に達した時点で、既設水道管１の内部の流体が管外に漏出し、筐体１０の内空間及び上方に連通接続した胴体３１内部を満たすようになる。ただし、図１（ａ）に示すように、既設水道管１の内部から漏出した流体が、流路開閉装置２の外部に漏出することはない。したがって、既設水道管１内の流体を不断水状態のまま、切断動作が可能となる。

また、上流側口１３ａ及び下流側口１３ｂと筐体１０外部とが排出路（図示略）により連通されており、前記切断動作は、既設水道管１の切断時に発生する切り粉を前記排出路より外部に排出させながら行われる。

次に流路開閉装置２において、既設水道管１の切断動作後に、胴体３１の内部に配設した穿孔用カッタ３２と、センタードリル３２ｂの掛止片３２ｃに掛止した切断後の既設水道管片１’とを外部に搬出する。

続いて流路開閉装置２の内部において、既設水道管１を切断時に既設水道管１の切断面から発生し、上流側口１３ａ、下流側口１３ｂから排出されずに筐体１０内に残存した切り粉を、図示しない排出装置により上方開口部Ｕから排出する。

次に、既設水道管片１’及び切り粉を排出した後の流路開閉装置２において、図１０に示すように、バタフライ弁４と挿入機３４を内部に配設した胴体３１’を開閉弁３０に水密的に連通接続した後、開閉弁３０を開状態としてバタフライ弁４を挿入機３４により上方から下方に向かって押圧する。

ここで、図２（ａ）、（ｂ）で示されるようにバタフライ弁４は、ほぼ中央部に開口Ｈを有する仕切壁６と、開閉軸４０を中心に回動して開口Ｈを開閉可能である弁体７と、仕切壁６の上端部と一体的に連接される水平方向に備えられる円形の上蓋部５とからなる。

弁体７の左右中心位置には、上下方向に延びる開閉軸４０が設けられており、図３に示されるように、弁体７の下部周縁より下方に延設された開閉軸４０の下端部は、開口Ｈの下部に設けられた下軸受部４１ｂに嵌挿され回動可能に軸支されている。同様に開閉軸４０の上端部は、上軸受部４１ａに嵌挿され回動可能に軸支されている。

したがって、弁体７は開閉軸４０を中心に回動可能であり開口Ｈを開閉可能となっており、また弁体７は開口Ｈと略同一形状であって、弁体７の閉状態（図２（ｂ））においては弁体７の全周縁がシール部材からなる弁座部４２と密接するため、管内流体が開口Ｈを流通することが封止される。

また、バタフライ弁４が筐体１０内に設置された後の流路開閉装置２には、図示しない開閉軸回動手段が設けられ、弁体７の開閉動作が可能となっている。

上蓋部５の周面に設けられたシール材８ａが、筐体１０の内側面に設けられた段部１９と水密的に圧接するように形成されている。同様に、仕切壁６の両側面に備えられたシール材８１ｂ及び底面に備えられたシール材８２ｂとからなるシール材８ｂが、バタフライ弁４の設置位置において、筐体１０の内側面に設けられた側面段部１５及び筐体１０の底面の一部が膨出した底面段部１６と水密的に圧接するように形成されている。

開口Ｈの直径は、既設水道管１の直径と略同一に形成されており、バタフライ弁４が筐体１０内に予め形成された底面段部１６上に設置された位置において、開口Ｈの中心が既設水道管１の中心軸とほぼ重なる。

したがってバタフライ弁４の開口Ｈが開状態（図２（ａ））においては、既設流路が上流側から既設水道管１の切断面から略同径の開口Ｈを通過して下流側に通じているため（図１（ｃ））、既設水道管１内の流体が、乱れを生じることがほとんどなくバタフライ弁４の開口Ｈを流下するようになっている。

流路開閉装置２にバタフライ弁４を配設した時点において、水道管の配管経路は図１（ｃ）に示すようになり、既設水道管１内の流体は、流路開閉装置２においてバタフライ弁４の弁体７が閉状態では特定エリアＥを流下しない状態となり、弁体７が開状態は特定エリアＥを流下する状態となる。したがって、バタフライ弁４の弁体７を閉状態とすることにより、特定エリアＥに位置する管部分の撤去やあるいは補修等の作業が可能となる。

次に、流路開閉装置２の各部について、詳細に説明する。

バタフライ弁４の設置位置における流路開閉装置２において、図５で示すように、仕切壁６の底面との当接面が、肉厚の底面段部１６に形成されているために、穿孔用カッタ３２により既設水道管１を切断する際に、既設水道管１の切断面から発生して落下し、底面段部１６の当接面に付着する切り粉が、既設水道管１の内部における流下水流あるいは円筒状の穿孔用カッタ３２の回転動作により発生する乱水流により、筐体１０の内底面近傍を不規則的に揺動し、底面段部１６の当接面から落下するようになるため、バタフライ弁４の設置の際において、仕切壁６の底面に備えられたシール材８２ｂが、切り粉をはさみ込むことなく底面段部１６に押圧され、シール性能を高めることができる。図４で示されるように、底面段部１６の上面の幅寸法が、シール材８２ｂの幅寸法に対応するために必要なだけの狭い寸法に抑えられているために、底面段部１６の上面に切り粉が付着しづらくなる。

また、図６（ａ）で示すように、仕切壁６の両側面及び底面に一体的に凸Ｒ面で連接したシール材８１ｂ及び８２ｂとからなるシール材８ｂが備えられており、筐体１０の内面においても側面段部１５と底面段部１６が一体的に凹Ｒ面で連続するように形成されている。

これにより、図６（ｂ）で示されるように、バタフライ弁４を筐体１０内部に設置した位置において、仕切壁６の両下端角部と筐体１０底面段部１６の両端部との当接面が、互いに対応するＲ面で合致するため、バタフライ弁４を筐体１０内部に設置する際に底面のシール材８２ｂにかかる荷重を徐々に両側面のシール材８１ｂにも負担させることが可能となり、底面のシール材８２ｂの横方向への変形を防止でき、当接面におけるシール効果を維持することができる。

また、図３に示されるように、仕切壁６の下部において円筒状に膨出した下軸受部４１ｂの下面には環状に形成されたシール材８２ｂ’が、仕切壁６周面に形成されたシール材８１ｂ、８２ｂと一体的に設けられている。また、底面段部１６の平面視中央部が、環状に形成されたシール材８２ｂを受けるように幅広部１６ａに形成されている（図５）。

したがって、円筒状に膨出した下軸受部４１を有する仕切壁６に対応して、底面段部１６の一部が幅広部１６ａに形成されているために、バタフライ弁４が流体の負荷に対して安定的となり、特に圧力変動が大きい仕切壁６の開閉軸４０周辺の安定性が増す。

また、下軸受部４１ｂ下面においては複数条（環状）のシール材８２ｂ’が幅広部１６ａと当接して密封されるために、上述した既設水道管１の切断時に発生する切り粉が幅広部１６ａに残留した場合であっても、切り粉の挟み込みによるシール性の低下を防止できる。

さらに、本実施例では開閉軸４０下端部が仕切壁６の底面に露出しており、該露出した開閉軸４０下端部の周りを囲むように環状のシール材８２ｂ’が形成されているために、図６（ｂ）に示されるように、開閉軸４０下端部の周囲が密封されるため、弁体７がスムーズに回動動作可能となる。

また図６（ａ）に示されるように、仕切壁６が上部から下部に至るにしたがって幅狭のテーパ状であり、筐体１０の内側面が、仕切壁６の幅寸法の変化に対応するように、筐体１０内部の側面段部１５が、上部から下部に至るにしたがって幅狭になるように形成されている。

したがって、バタフライ弁４を設置する場合において、バタフライ弁４の下降動作中は、仕切壁６の両側面に備えたシール材８１ｂが、筐体１０の内側面との摺接により圧縮することがほとんどなく、設置位置において、仕切壁６の両側面及び底面に備えたシール材８ｂがほぼ同時に筐体１０の内面に当接するため、シール材８ｂの変形による流体漏洩を防止できる。

また図６（ｂ）に示されるように、バタフライ弁４が筐体１０内部に設置された場合において、仕切壁６の両側面及び底面に備えたシール材８ｂと筐体１０の内面とが当接した後、下向き押力を受けた仕切壁６の底面のシール材８２ｂにかかる荷重を、底面両端部のＲ面を介して徐々に両側面のシール材８１ｂにも負担させることが可能となるため、底面のシール材８２ｂの横方向の変形を防止でき、当接面におけるシール効果を維持できる。

また、仕切壁６の両側面が、正面視上開きテーパ状となっているため、バタフライ弁４の筐体１０内における設置位置において、バタフライ弁４の自重が、仕切壁６の底面のシール材８２ｂのみならず、両側面に備えたシール材８１ｂにも均等に押圧力が加わり、底面のシール材８２ｂの変形を抑えることができるため、よりシール効果を増すことができる。

また、図５に示されるように、仕切壁６の筐体１０の内側面における当接面が、その他の内側面よりも、若干内向き側に肉厚の側面段部１５として形成されていることにより、筐体１０の内面を前記したシール材８ｂの当接面とするものと比べ、側面段部１５の加工形成のみで、仕切壁６の両側面と当接する当接面を確保できるので、加工形成が簡便でありまた安価である。

また、筐体１０の内側面及び内底面における、仕切壁６との当接面が筐体１０の内部側に側面段部１５、底面段部１６を形成しているため、既設水道管の外周面より大なる筐体１０の内部において、バタフライ弁４の寸法形状を小さく抑えることができ、バタフライ弁４の設置の作業手間を抑えることができる。

また、図２（ｃ）で示されるように本発明の流路開閉装置２は、ほぼ中央の高さで上下２分割する構造となっており、分割構造である筐体１０の接合方法について以下に説明する。筐体１０は、上部筐体１１と下部筐体１２とを外側面側からの溶接加工により接合する構造となっており、図７（ａ）に示されるように、上部筐体１１と下部筐体１２との突合せ部には外側面に開先部１８を有している。

図７（ｂ）に示されるように、筐体１０の外側面からの溶接加工により、筐体１０の内側面において、溶融凝固した溶接材料の一部が肉盛り部として形成される。そこで、前述のシール効果を維持する目的で、筐体１０の内側面における仕切壁６との当接面を平滑にするために、当該肉盛り部のうち仕切壁との当接箇所（研磨箇所Ｋ）を、研磨加工による表面処理を施す。

従来の溶接加工による接合の場合、筐体内部に側面段部を有さないために、仕切壁と筐体の内側面との当接箇所が位置特定できずに、研磨箇所を限定できない。したがって、予め広い面を研磨加工しなければならない問題があるばかりか、研磨しろを確保する上で筐体本体を肉厚にしなければならない。

本実施例の場合、筐体１０の内側面における、仕切壁６との当接面のみが肉厚の側面段部１５に形成されていることにより、図７（ｃ）に示すように、仕切壁との当接箇所（研磨箇所Ｋ）の位置特定が容易であり、また、内側面に肉厚の側面段部１５として形成されているために、研磨しろを確保することができる。したがって、広い面を研磨加工する必要がなく、筐体１０本体を肉厚にする必要もない。

また、図６及び図８に示されるように、筐体１０の内側面には、バタフライ弁４が設置された状態において、仕切壁６を表裏から挟む上下２箇所の位置に、案内片２０、２１、２０’、２１’が固着されている。図６（ａ）に示されるように案内片２１、２１’と、図示しない案内片２０、２０’が、仕切壁６の壁面と摺接しながらバタフライ弁４を案内するため、バタフライ弁４が上方から筐体１０内の設置位置に向かって下降動作する際に生ずる仕切壁６の側面と側面段部１５の当接面との当接位置のずれを防止でき、管内の水圧等の影響下においても、バタフライ弁４の設置作業が容易となる。

また、筐体１０内上部に固着した仕切壁６の表裏一対の案内片２０、２１は互いにほぼ平行に向かい合っており、同様に筐体１０内下部に固着した案内片２０’、２１’も互いにほぼ平行に向かい合って形成されている。さらに、これら一対の案内片２０、２１及び案内片２０’、２１’の上端部２４、２４’が、上方に拡開される切欠き部が成形されていることにより、図６（ａ）に示されるように、バタフライ弁４が所定の設置位置に向けて案内片２０、２０’、２１、２１’に沿って下降動作を続ける際に、仕切壁６の底面端部が、案内片の上端部２４、２４’に突接することなく表裏一対の案内片２０、２１及び２０’、２１’の間を案内され、またバタフライ弁４は傾くことなく、図６（ｂ）に示されるように所定の設置位置に正確に設置される。

したがって、既設管路内の流体が連通管７内を流下する際に、乱れなどの影響によりバタフライ弁４が振動等の負荷を受けることが少ないため、仕切壁６周面のシール性の保持を長期間維持できる。

バタフライ弁４を筐体１０内部の所定位置に設置した状態が図６（ｂ）に示されており、仕切壁６の上蓋部５の側周面に備えられたシール材８ａと筐体１０内側面に備えた段部１９とが水密的に密接しており、また同様に仕切壁６の側周面に備えられたシール材８ｂと筐体１０内側面及び内底面に備えた側面段部１５、底面段部１６とが水密的に密接しているため、弁体７の閉状態では、上流からの管内流体の流下は仕切壁６において遮断される。

また、図６及び図１１（ａ）で示されるように、仕切壁６下端部の表裏両面の左右両端４箇所には、嵌合片４５が下方に突設されており、仕切壁６を挟んで相対した嵌合片４５の下端部４５ａが下開きテーパ状に拡開されている。したがって、バタフライ弁４の筐体１０内への設置の際において、嵌合片４５の下端部４５ａが底面段部１６の上面に突設することなく、バタフライ弁４が底面段部１６に嵌合される。

バタフライ弁４の筐体１０内における設置位置で、嵌合片４５が底面段部１６に嵌合されているために、流体の流下方向に面する仕切壁６が、流体の流れの負荷を受けた場合でも、嵌合片４５が底面段部１６の側面に当接して前記負荷を受け止めることができる。

特に、嵌合片４５は仕切壁６の表裏両面に設けられているために、流体の流れに乱れや逆流等が生じた場合でも、バタフライ弁４が変動等することがなくシール性を維持できる。

また、図５及び図８（ｂ）に示されるように筐体１０の外側面にから内面に向けて螺挿される固定プラグねじ２３が、バタフライ弁４の設置位置における、上蓋部５の上面と当接する高さ位置に筐体１０の平面視円周方向に略等間隔に６箇所配設されている。

バタフライ弁４の設置位置において、固定プラグねじ２３が筐体１０の外側面から螺挿されることにより、固定プラグねじ２３の先端部が、上蓋部５の上面を摺接しながら筐体１０内部中心に向かって進入するため、バタフライ弁４を下方に押圧した状態での固定が可能となる。

したがって、仕切壁６の側面及び底面に備えたシール材８ｂが、均等に下方に荷重されるため、水密性を確保することができる。

このように、バタフライ弁４設置の後、流下流体に面する仕切壁６が流体力を受けた場合においても、バタフライ弁４の仕切壁６を挟む位置に配設された案内片２０、２１、２０’、２１’が流体力を受け止めてバタフライ弁４を確実に固定保持する。

また、図６（ｂ）に示される仕切壁６を表裏両側から挟持するように、図８に示される筐体１０の内側面の下方に案内片２０’、２１’が表裏一対に設けられており、これらの案内片２０’、２１’が、仕切壁６にかかる水圧等の負荷を受け止めるため、バタフライ弁４の変位が効果的に抑止される。

また、本実施例では、バタフライ弁４の設置後において上流側口１３ａと下流側口１３ｂとの間が連通管４３（連通路）にて連通され、該連通管路を開閉可能とする連通管開閉弁４４（連通路開閉弁）が配設される。連通管開閉弁４４を開状態とすることにより、筐体１０内に設置されたバタフライ弁４の弁体が閉状態でも、バタフライ弁４の上流側と下流側とが連通される。

したがって、連通管開閉弁４４を開状態とすることによりバタフライ弁４の上流側と下流側との圧力差が小さくなるため、前記開状態で弁体７の開閉動作を行っても、該開閉動作時に生じる瞬間的な水圧変動によるウオーターハンマー現象を抑止することが可能となり、バタフライ弁４にかかる負荷や損傷を防止できる。

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。

例えば、上記実施例では、弁本体としてバタフライ弁４が形成されているが、既設流路を開閉可能な弁体を有した弁本体であれば必ずしもバタフライ弁４である必要はなく、例えば筐体１０内部に設置した仕切壁に対してスライド動により開閉可能なスルース弁体を有するスルース弁でもよいし、同様に設置した仕切壁に対して回動により開閉可能なボール弁体を有するボール弁であってもよい。

また、上記実施例では、筐体１０内部の側面段部１５が、上部から下部に至るにしたがって幅狭になるように形成されているが、側面段部１５が形成されず、筐体１０の内側面が上部から下部に至るにしたがって幅狭になるように形成されていてもよい。

また、上記実施例では、固定プラグねじの数量は６個であるが、必ずしもこれらの数量には限定せず、バタフライ弁４の固定保持の目的が達成できれば何個でもよい。

また、上記実施例では、既設水道管１の管内流体は上水であるが、管内流体は下水でもよいし、ガスでもよい。

また、上記実施例では、流路開閉装置２の内部における既設水道管１の切断手段は、内空円筒状の穿孔用カッタ３２であったが、既設水道管１を切断できれば切断手段は穿孔用カッタ３２に限らない。

また、上記実施例では、図に示されるように仕切壁６の表裏一対の案内片２０、２１は互いに平行に配設され、案内片２０’、２１’も同様に配設されていたが、必ずしも平行である必要はなく、例えば筐体１０上部の案内片２０、２１が上開きテーパ状に形成されていてもよい。このようにすればバタフライ弁４の筐体１０内への設置作業が容易となる。

また、上記実施例では、図１１（ａ）に示されるように、底面段部１６の上面は水平であるが、シール性を維持できれば、例えば図１１（ｂ）に示されるように、底面段部１６’の上面が、既設水道管１の上流側に向かって下り勾配に配設されていてもよい。既設水道管１の管内の水流と、底面段部１６’の上面の勾配により、切り粉がさらに底面段部１６’の上面に付着しづらくなる。

さらに、上記実施例では、図１１（ａ）に示されるように、底面段部１６の上面は平面であるが、シール性を維持できれば平面に限定されるものではない。

さらに、上記実施例では、図５に示されるように、上部筐体１１と下部筐体１２との接合を溶接加工により行っていたが、水密性を維持できれば、接合方法は溶接加工に限らない。例えば、それぞれの筐体の接合部にフランジを配設し、接合面にゴムパッキン等のシール材を挟み込み、ボルト、ナット等で接合してもよい。

また、上記実施例では、図３に示されるように、下軸受部４１ｂが仕切壁６の底面に露出しているが、下軸受部４１ｂが仕切壁６の底面に露出しておらず、仕切壁６の下方で密封されていてもよい。

また、上記実施例では、シール材８２ｂ’は円形の環状に形成されているが、少なくとも一つの環状を有していれば２重、３重等の環状に形成されていてもよく、また環状であれば円形状に限らず四角形状等どのような環状に形成されていてもよい。

さらに、上記実施例では、図４に示されるように、幅広部１６ａが平面視円形状に膨出しているが、幅広部１６ａの形状はシール材８２ｂ’を受けるように、シール材８２ｂ’と当接可能な形状であればよい。

また、上記実施例では、既設水道管１の切断時において上流側口１３ａと下流側口１３ｂは排出路（図示略）により筐体１０外部と連通されており、バタフライ弁４の設置後においては前記排出路が取り外され、図４に示されるように、上流側口１３ａと下流側口１３ｂとの間には連通管４３と連通管開閉弁４４とが配設され、上流側口１３ａと下流側口１３ｂとが連通可能となっていたが、予め前記排出路と連通管４３と連通管開閉弁４４とを配設して、それぞれの管路を開閉可能としてもよい。

また、上記実施例では、上流側口１３ａと下流側口１３ｂは筐体１０側面下部に設けられていたが、上流側口１３ａと下流側口１３ｂの形成箇所は、切り粉を排出できれば必ずしもこれらに限定するものではなく、例えば筐体１０底面に設けられていてもよい。

また、上記実施例では、図６及び図１１（ａ）に示されるように、嵌合片４５は仕切壁６下端の表裏両面の左右両端に４箇所配設されており、仕切壁６を挟んで相対した嵌合片４５は下開きテーパ状に拡開されていたが、嵌合片４５の形成箇所や個数あるいは形状は必ずしもこれらに限定するものではなく、バタフライ弁４の筐体１０内での設置位置において、嵌合片４５が底面段部１６に嵌合して、バタフライ弁４にかかる負荷を受け止めればよい。

また、本発明の第１実施形態では、図５に示されるように、仕切壁６の底面に形成されるシール材８２ｂと当接する筐体１０の底面が底面段部１６に形成されているが、必ずしも底面が底面段部１６に形成される必要はなく、本発明の第１変形例として図１２に示されるように、筐体１０ａの底面が底面段部を有さずに平面に形成されていてもよい。

また、本発明の第１実施形態では、図６（ａ）に示されるように、側面段部１５のシール材８１ｂとの当接面は平面であるが、必ずしも該当接面は平面である必要はない。本発明の第２変形例として図１３に示されるように、側面段部１５’の当接面１５ａには、シール材８１ｂが嵌合可能な溝状の凹部１５ｂが、側面段部１５’の上下方向に形成されていてもよい。

図１４（ａ）に示されるように、仕切壁６が筐体１０ｂ内に降下して設置される際に、流体の流速あるいは圧力の影響により、シール材８１ｂが変形する場合がある。

ここで側面段部が平面の場合、シール材８１ｂが流体圧により変形した状態のまま平面の側面段部に接触し、この状態でシールが完了するためにシール性が低下する場合があるが、本変形例の図１４（ｂ）に示されるように、側面段部１５’に凹部１５ｂが形成されている場合、流体圧により変形した状態のシール材８１ｂが、仕切壁６の降下とともに凹部１５ｂの内側面で強制的に復元され、仕切壁６の設置位置においてシール材８１ｂが側面段部１５’の凹部１５ｂに変形なく嵌合されることになる。

また、本変形例では特に凹部１５ｂの形状は平面視円弧状になっているため、仕切壁６の降下とともにシール材８１ｂ中心部が凹部１５ｂの内底部にスムーズに導入され、確実なシール位置を確保できることになる。

本発明の第１実施形態における既設水道管１に流路開閉装置２を装着した配管の全体像を示す平面図である。（ａ）は、流路開閉装置２を既設水道管１に装着した状態及び管内流体の流下方向を示した平面図であり、（ｂ）は、同じく既設水道管１を切断した状態を示した平面図であり、（ｃ）は、同じく流路開閉装置２内部に設置されたバタフライ弁４の開状態を示した平面図であり、（ｄ）は、同じくバタフライ弁４の閉状態を示した平面図である。 （ａ）は、本発明におけるバタフライ弁４の開状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、同じく閉状態を示す斜視図であり、（ｃ）は筐体１０の全体像を示す斜視図である。 バタフライ弁４を斜め下方から見た斜視図である。 筐体１０を示す平面図である。 筐体１０の内側面及び内底面に一体的に連続して備えられた側面段部１５、底面段部１６を示した、図４のｆ−ｆ断面図である。 （ａ）は、バタフライ弁４が、筐体１０の上方から設置位置に向けて下降動作する途中地点における、筐体１０の縦断面図であり、（ｂ）は同じくバタフライ弁４が、設置位置に設置された地点における、筐体１０の縦断面図である。 上下２分割の上部筐体１１、下部筐体１２を溶接加工にて接合する突合せ部を示した図４のａ−ａ及びｂ−ｂ拡大断面図であり、（ａ）は溶接加工前の突合せ部を示した拡大断面図であり、（ｂ）は同じく溶接加工後を示した拡大断面図であり、（ｃ）は同じく研磨加工後を示した拡大断面図である。 （ａ）は筐体１０内のｄ−ｄ断面図であり、（ｂ）は同じくバタフライ弁４が設置された状態を示すｄ−ｄ断面図である。 流路開閉装置２内部の既設水道管１を切断する穿孔用カッタ３２を示した概略図である。 流路開閉装置２内部にバタフライ弁４を設置する挿入機３４を示した概略図である。 （ａ）は、バタフライ弁４が流路開閉装置２内部に設置された状態における図６（ｂ）のｅ−ｅ断面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。 本発明の第1変形例における筐体１０ａ底面が平面に形成される流路開閉装置２ａを示した縦断面図である。 本発明の第２変形例における側面段部１５’に凹部１５ｂが形成される筐体１０ｂを示した縦断面図である。 図１３のｇ−ｇ断面図であり、（ａ）はシール材８１ｂが変形して当接面１５ａに当接した状態の図であり、（ｂ）は（ａ）の後にシール材８１ｂが正常に当接した状態の図である。

符号の説明

１ 既設水道管
２ 流路開閉装置
４ バタフライ弁（弁本体）
５ 上蓋部
６ 仕切壁
７ 弁体
７ａ 連通口（既設水道管側）
７ｂ 連通口（新設水道管側）
８ｂ シール材（仕切壁周面）
８１ｂ シール材（仕切壁側面）
８２ｂ シール材（仕切壁底面）
８２ｂ’ 環状シール材（軸受部下面）
１０ 筐体
１１ 上部筐体
１２ 下部筐体
１３ａ 上流側口（上流側連通口）
１３ｂ 下流側口（下流側連通口）
１５ 側面段部
１６ 底面段部
１６ａ 幅広部（底面段部）
１９ 段部（上蓋部用）
２０ 上部案内片（上流側）
２１ 上部案内片（下流側）
２３ 固定プラグねじ
３２ 穿孔用カッタ
４０ 開閉軸
４１ａ 上軸受部
４１ｂ 下軸受部
４２ 弁座部
４３ 連通管（連通路）
４４ 連通管開閉弁（連通路開閉弁）
４５ 嵌合片
Ａ 側方開口部（既設水道管上流側）
Ｅ 特定エリア
Ｈ 開口

Claims (5)

1. 既設流体管の外周面を少なくとも既設流路を確保できる筐体で密封し、不断水状態で前記既設流体管を切断して、少なくとも底面と側面とを有する前記筐体内部に、前記既設流路を開閉可能とする弁本体を予め特定した設置位置に設置する既設流体管の流路開閉装置であって、
   前記弁本体が、開口を有し前記開口の周縁に弁座部が設けられる仕切壁と、前記開口を開閉自在な弁体とからなり、前記仕切壁の周縁面には、少なくとも両側面及び底面にシール材が設けられており、前記仕切壁が上部から下部に至るにしたがって幅狭のテーパ状であり、前記筐体の内側面における、前記仕切壁の両側面に備えたシール材の当接する当接面が、前記仕切壁の幅寸法の変化に対応するように、前記筐体内部の上部から下部に至るにしたがって幅狭になるように形成されているとともに、前記筐体の内側面に肉厚の側面段部として形成されており、
   前記弁本体の設置位置である前記筐体の底面には、前記仕切壁の底面のシール材が水密的に当接する当接面が、前記筐体の底面に肉厚の底面段部として形成され、前記側面段部と連続する構造となっており、
   前記弁本体が、開閉軸を中心に前記弁体が回動可能なバタフライ弁であって、前記仕切壁の下部に設けられた前記開閉軸の軸受部の下面にはシール材が環状に形成されており、前記底面段部の一部が前記環状に形成されたシール材を受けるように幅広部を有していることを特徴とする既設流体管の流路開閉装置。
2. 前記筐体が少なくとも上下に２分割の前記側面段部を有する構造であり、前記筐体の分割面を外周面側からの溶接加工で接合することにより、上下方向に連続する前記側面段部を形成できる構造である請求項１に記載の既設流体管の流路開閉装置。
3. 前記仕切壁の下端部には、前記底面段部を挟持する嵌合片が下方に突設している請求項１または２に記載の既設流体管の流路開閉装置。
4. 前記仕切壁の周縁面の少なくとも底面及び両側面に一体的に凸Ｒ面で連接したシール材を備えており、前記筐体の底面と前記側面段部とが一体的に凹Ｒ面で連続する請求項１ないし３のいずれかに記載の既設流体管の流路開閉装置。
5. 前記筐体には、前記設置位置における前記弁本体の上流側に形成された上流側連通口と、前記設置位置における前記弁本体の下流側に形成された下流側連通口と、前記上流側連通口と前記下流側連通口とを連通する連通路と、前記連通路を開閉可能な連通路開閉弁と、が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の既設流体管の流路開閉装置。

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