JP4933340B2 - 防食スリーブ - Google Patents

Description

本発明は、水道本管から支管へ分岐配管を行う際に、金属管に穿孔した開口穴に装着して、その開口部分を防食するための防食スリーブに関する。

この種の防食スリーブは、金属スリーブと樹脂製スリーブとからなり、水道本管に穿孔した挿入穴に挿入し、金属スリーブを樹脂製スリーブに嵌挿して樹脂製スリーブを拡径させ、この樹脂製スリーブを開口穴の切削面に密着させ、または、樹脂スリーブに装着したゴムスリーブを開口穴の切削面に密着させる防食スリーブがそれぞれ知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１の防食スリーブは、弾性スリーブの内径側に樹脂スリーブを備えたスリーブ本体に対して、開口部から剛性スリーブを挿入するようにしたものであり、剛性スリーブが挿入方向から順に小径部と大径部を有し、小径部の挿入により穿孔穴の切削面部分に弾性スリーブを密着させ、大径部の挿入により分水栓通水口の内周面に樹脂スリーブの鍔部を密着させるようにしたものである。

特許文献２は、金属スリーブの外周面に次第に拡径するくさび部を形成し、この金属スリーブを樹脂スリーブに密挿して拡径するようにしたものであり、この防食スリーブは、金属スリーブと樹脂スリーブの２層構造によって防食部を構成し、挿入時においては、樹脂スリーブにおけるスカート部と鍔部が同時に拡径し、スカート部外周側が穿孔穴に密着し、鍔部外周側がサドル付分水栓の内径に密着するようにしたものである。

特開２００６−４６５６４号公報 特開２００６−１００４７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の何れも、次のような課題点を有している。
これを図１０に基づいて説明すると、樹脂スリーブ１の鍔部３は、スカート部２と
比較して肉厚が厚いので、金属スリーブ４が挿入されても拡径されにくく、鍔部３を拡径している際に挿入トルクが重くなり、続いて、挿入完了時は、金属スリーブ４の鍔４ａが樹脂スリーブ１の上端部１ａに当接すると、より挿入トルクが重くなるので、作業者は、一応挿入完了を手応えで感じとることができる。

ところが、樹脂スリーブ１における鍔部拡径時が重いと、挿入トルク完了時の挿入トルクとの重さとの差を確実に判別することが極めて困難であり、挿入が完了しているにもかかわらず、更に挿入作業を続けることがあるため、鍔部３を必要以上に潰してしまい、結果的に、施工不良となるおそれを有していた。

この対策として、樹脂スリーブ１の鍔部３の肉厚を拡径されやすいように、薄く設定すれば、鍔部自体の剛性がなくなって拡径されずに挿入方向へ潰れやすくなってしまい、そのため、正常に分水栓５の内部へ装着されないことになる。仮に、正常に装着されたとしても、分水栓５の内径部６への圧縮代は、水道本管８の穿孔穴７が芯ずれを起こした際でも圧縮されるように、鍔部３の肉厚を薄くする前と同等の圧縮代を設定しているので、肉厚が薄くなった分、圧縮率は上がったことになり、鍔部拡径時の挿入トルクは、更に重くなってしまう。

これとは、逆に、鍔部３の肉厚を厚くすれば、鍔部３の剛性も上がり、正常に、分水栓内径部６に装着され、圧縮率も下げられるが、肉厚が厚い分、樹脂スリーブ１の伸びが悪くなって、金属スリーブ４の挿入による拡径がされにくくなるため、樹脂スリーブ１の鍔部３が軸方向へ潰れてしまい、結果として、正常に防食スリーブを装着することができないことになる。

上述のことから、樹脂スリーブ１の鍔部３の拡径時における挿入トルクを下げ、金属スリーブ４の鍔４ａが、樹脂スリーブ１の上端部１ａに当接した際の挿入トルクとの差を大きくし、挿入完了の手応えを確実にするために、鍔部３の圧縮率を下げることが考えられるが、鍔部３の肉厚を厚くすれば、拡径されにくくなり、肉厚を薄くすれば圧縮率が上がってしまう等、相反する課題点が生じていた。

ここで、上記の従来例と後述する本発明における圧縮代と圧縮率について、図１０と図７に従って説明する。
ここにいう圧縮代とは、圧縮代＝（「樹脂スリーブ鍔部の拡径後の外径φＡ」−「分水栓通水流路の内径φＢ」）／２をいい、圧縮率とは、圧縮率＝「圧縮代」／「樹脂スリーブ鍔部の肉厚ｔ」をいう（以下同じ）。

本発明は、上述の従来の課題点を解消するために開発したものであり、その目的をするところは、樹脂スリーブの鍔部の圧縮率を下げることによって、防食スリーブの挿入トルクを下げることを可能とし、防食スリーブの挿入完了時の挿入トルクと樹脂スリーブの鍔部拡径時の挿入トルクとの差を明確にすることによって挿入完了時の手応えを確実に感じとることにより、防食スリーブの装着作業における精度の向上を図ることにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、大径の鍔部と小径のスカート状の装着部を有する樹脂スリーブの内周に金属製等の剛性スリーブを挿入して拡径させることにより分水栓内部に装着する防食スリーブであって、前記樹脂スリーブの鍔部外周に複数の外周溝を形成し、分水栓内部に圧接する樹脂スリーブにおける鍔部の圧縮率を下げるようにしたことを特徴とする防食スリーブである。

請求項２に係る発明は、前記外周溝を前記鍔部の上方側領域に形成して、当該鍔部の下方側領域の剛性を保持させるようにした防食スリーブである。

請求項３に係る発明は、外周溝の溝形状をアール形状に形成して、前記樹脂スリーブに対して軸方向の圧縮による剛性を保持するようにした防食スリーブである。

請求項１に係る発明によると、樹脂スリーブの鍔部における圧縮率を下げることによって防食スリーブの挿入トルクを下げることができるため、防食スリーブ挿入完了時の挿入トルクと樹脂スリーブの鍔部拡径時の挿入トルクとの差を明確に区別することが可能となり、作業者は、挿入完了時の手応えを確実に感じとることができ、もって、防食スリーブの装着作業を正確にかつ迅速に行える。

請求項２に係る発明によると、樹脂スリーブの鍔部の下方側領域に剛性が保持されるので、挿入トルクを抑制したまま、樹脂スリーブの鍔部を穿孔穴の縁部に確実に係止することができ、正常な防食スリーブの装着が可能となる。

請求項３に係る発明によると、外周溝の溝形状をアール形状にすることによって、樹脂スリーブの軸方向の圧縮による剛性を保持することができ、正常な防食スリーブの装着が可能となる。

本発明における防食スリーブの実施形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図５は、本発明における防食スリーブの一例を示したもので、サドル付き分水栓を装着した水道本管の穿孔穴に防食スリーブを装着した状態を示す断面図である。同図において、スリーブ本体１０は、樹脂スリーブ１１の上方より金属製等からなる剛性スリーブ３１を挿入して構成したものである。

本例において、樹脂スリーブ１１は、鋳鉄製などの水道本管５０に穿孔した穿孔穴５１に装着する装着部１２と分水栓４０の通水流路４１の内周面側に密着させる鍔部１４を有し、剛性スリーブ３１は、耐食性に優れたステンレス等の金属製からなるスリーブであり、この樹脂スリーブ１１に剛性スリーブ３１を挿入して拡径させることにより、装着部１２を穿孔穴５１に密着させて防食機能を発揮させる。

樹脂スリーブ１１は、その上方部位に大径の鍔部１４が形成され、この鍔部１４の下方に一体に小径の装着部１２を形成している。装着部１２は、剛性スリーブ３１の挿入側開口の内径は、剛性スリーブ３１の小径部３２の外径よりも大径に形成している。

樹脂スリーブ１１は、滑り特性が良く、伸び特性が大きいポリエチレン等の樹脂によって形成され、装着部１２の外周面には、ゴム製からなる弾性スリーブ３８を装着している。樹脂スリーブ１１と弾性スリーブ３８とが一体化し、樹脂スリーブ１１と剛性スリーブ３１によりスリーブ本体１０を構成して装着工具５５で挿入したとき、樹脂スリーブ１１が拡径すると同時に弾性スリーブ３８も拡径し、水道本管５０の穿孔穴５１の孔壁５２の切削面部分に、弾性スリーブ３８が密着して防食機能を発揮する。

鍔部１４の上方内周側には、係止突部１４ａを形成しており、剛性スリーブ３１の挿入時には、この係止突部１４ａを剛性スリーブ３１の小径部３２の上方位置に形成した係止溝３２ａに係止させて剛性スリーブ３１の小径部３２を鍔部１４に内挿した状態で仮組でき、この仮組状態から、穿孔穴５１の孔壁５２の切削面部分への密着を行いえる構造となっている。

図６及び図７において、樹脂スリーブ１１における鍔部１４の外周面に凹状の外周溝１３を複数形成している。この複数の外周溝１３の形成位置は、鍔部１４の上方側領域の外周に形成されており、鍔部１４の下方側領域が、樹脂スリーブ１１の鍔部１４を穿孔穴５１の縁部に係止するために必要な強度を保持している。したがって、穿孔穴５１の芯が極端にずれても剛性スリーブ３１の挿入により鍔部１４は穿孔穴５１に引きこまれず、正常に分水栓４０に装着される。この外周溝は、図９に示すように、溝形状をアール形状または円弧状の外周溝１３ａに形成することにより、樹脂スリーブ１１の軸方向への圧縮による剛性を保持することが可能となる。

この外周溝１３は、その深さを鍔部１４の肉厚の３０〜３５％に抑えることによって、鍔部１４の剛性が保持され、挿入時に発生する剛性スリーブ３１の挿入による軸方向への力に対して鍔部１４が圧壊することなく、正常に拡径されることになる。また、外周溝１３の深さは、深くするほど圧縮率は下げられるが、実際の圧縮代より過分に溝を深くしてもその効果はなく、溝を深くしすぎると、鍔部１４の軸方向への剛性がなくなり、剛性スリーブ３１の挿入により鍔部１３は正常に拡径されず、軸方向に圧壊してしまい、装着不良となるので、次に示す設定が好ましい。

その一例は、圧縮率を下げる効果と軸方向への剛性を保持するために、溝の深さは、鍔部１４の肉厚の３０〜３５％に抑えるのが好ましく、外周溝１３の深さは、圧縮代＋圧縮代×約２０％が好ましい。特に、防食スリーブが呼び径２５Ａの場合、鍔部１４の肉厚は１．５ｍｍ、外周溝１３の深さは０．５ｍｍ、溝の幅Ｃは、Ｏリング装着用の溝幅よりも小さい、０．５〜１ｍｍが良く、外周溝１３の圧縮代は０．４ｍｍが良好である。また、鍔部１４の外周面の外周溝１３と外周溝１３との間隔は、本例の場合、１ｍｍが好ましい。なお、防食スリーブは、呼び径２５Ａの場合について説明したが、その他の呼び径を有する防食スリーブは、呼び径２５Ａの場合の上記設定値に対応してそれぞれ実施に応じて任意に設定するものとする。

また、水道本管５０の外面には、図示しないボルト・ナットを介して、サドル５３並びに図示しないバンドが固着されている。本例においては、水道本管５０を単一材料によって形成した例を示しているが、この水道本管５０は、内面に図示しないモルタルライニング層又は樹脂ライニング層等の別材料を積層したものであってもよい。

サドル付き分水栓４０は、枝管を接続するための継手部４２ａを備えた分岐部４２を有し、内部には本管５０から支管へ分岐配管を行うための止水機構４３を内蔵している。この止水機構４３は、Ｔ字型の貫通孔４４ａを有するボール４４と、このボール４４を回動自在に設けた図示しないステムと、一対のボールシート４５、４５から構成されている。シール部材（以下、ガスケットという）４６は、ゴム製などによって形成され、サドル５３と本管５０との間に装着してこれらをシールする機能を有している。なお、分水栓４０は、本例以外の構造であってもよく、例えば、図示しないブッシュ部を設けた構造にも適用可能であることは勿論である。ブッシュ部を設けた場合、ガスケット４６の変形による通水口径の縮小を防ぐ働きを発揮することが可能となる。

次に、上記実施形態の防食スリーブを仮組みする場合の手順を説明する。本実施形態においてスリーブ本体１０を装着する装着工具５５は、先端側に係止部５６、途中に傾斜面部を有している。係止部５６は、仮組みしたスリーブ本体１０を取り付ける際に、樹脂スリーブ１１の先端に設けた爪部１６を係止させるものである。

仮組み時には、先ず、開口部より剛性スリーブ３１を挿入して、この剛性スリーブ３１の先端部３６を樹脂スリーブ１１の内周面側に形成したテーパ段部に当接させる。このとき、同時に樹脂スリーブ１１の係止突部１４ａが剛性スリーブ３１の係止溝３２ａに係止して仮組みされ、しかも、小径部３２の外周側が鍔部１４内周側の略全周に渡って面接触されて保持されるので、樹脂スリーブ１１と剛性スリーブ３１は確実に同軸上に保持され、剛性スリーブ３１の挿入が円滑に行われる状態に仮着される。

続いて、仮組みが成されたこのスリーブ本体１０を、操作杆が螺着された装着工具５５の筒体に仮固定する。このとき、樹脂スリーブ１１の下端に設けた爪部１６は、突状係止部５６に係止して、装着工具５５からの抜け落ちを防ぐと共に、スリーブ本体１０が水平を保つことができるよう機能する。装着工具５５は、スリーブ本体１０と共に、図示しないアタッチメントアダプタを取付けた分水栓４０に取付けられ、スリーブ本体１０は、この装着工具５５を介して本管５０の穿孔穴５１の装着位置に配設される。

次いで、本発明における上記実施形態の防食スリーブを装着する場合の装着手順を図１及び図５に従って説明する。図１に示すように、図示しないハンドルを回し、本管５０に設けた穿孔穴５１に装着工具５５の操作杆を挿入する。防食スリーブ本体１０は、樹脂スリーブ１１の装着部１２を剛性スリーブ３１の挿入側を大径にしたテーパ部とし、先端側を縮径状に設けているので、この装着部１２が穿孔穴５１に滑り込むようにして樹脂スリーブ１１全体が案内される。これにより、穿孔穴５１がずれている場合でも、装着部１２は調芯されながら確実に案内され、挿入時に偏芯した力が加わるのを防いで、均等な挿入力を働かせることができる。

続いて、装着工具５５を挿入すると、樹脂スリーブ１１の鍔部１４下面に設けた段差部１５が弾性スリーブ３８を介して穿孔穴５１の孔縁に係止する。これにより、剛性スリーブ１１の挿入時における変形や落ち込みを防いでいる。

装着工具５５を図１の状態から図２の状態に挿入すると、装着工具５５の係止部５６と樹脂スリーブ１１の爪部１６との係合状態が解除され、続いて、装着工具５５の押圧部５８が剛性スリーブ３１のフランジ部３５に当接する。剛性スリーブ３１は、挿入方向に押し込まれようとするが、段差部１５によって挿入方向への移動は阻止される。
更に、挿入工具５５を挿入すると、樹脂スリーブ１１と剛性スリーブ３１との仮組みが解除され、剛性スリーブ３１が樹脂スリーブ１１内に挿入されることにより、樹脂スリーブ１１は順次拡径される。作業者は、このときから挿入トルクの増加を感じ始めることができる。

更に、図３において、挿入工具５５の挿入を続けると、剛性スリーブ３１の小径部３２は、引き続き樹脂スリーブ１１の装着部１２を拡径し続け、水道本管５０の穿孔穴５１への密着状態を続け、同時に、剛性スリーブ３１の大径部３３が樹脂スリーブ１１の鍔部１４を拡径し、分水栓４０の通水流路４１の内周面への密着を始める。

このとき、図７に示すように、樹脂スリーブ１１に設けた複数の外周溝１３を有する鍔部１４は、拡径されながら、分水栓４０の通水流路４１の内周に所定の圧縮代をもち、かつ圧縮率を下げた状態で密着していく。ここでいう圧縮代とは、圧縮代＝（「樹脂スリーブ鍔部の拡径後の外径φＡ」−「分水栓通水流路の内径φＢ」）／２をいい、圧縮率とは、圧縮率＝「圧縮代」／「樹脂スリーブ鍔部の肉厚ｔ」をいう。

この場合、樹脂スリーブ１１の鍔部１４に設けた複数の外周溝１３の領域は、図３に示すように、剛性スリーブ３１の大径部３３により鍔部１４を順次拡径して挿入工程が行われるので、この状態の挿入工程全域における挿入トルクの低減効果が発揮され、鍔部１４に外周溝を設けない場合に比較して、挿入工具５５の挿入トルクは、軽く操作が可能であり、作業者も軽い挿入トルクを感じることが可能となる。

挿入を更に続けると、図４に示すように、剛性スリーブ３１のフランジ部３５が樹脂スリーブ１１の鍔部に外周溝を設けない場合と比較して、樹脂スリーブ１１の鍔部１４の拡径時の挿入トルクは軽くなっているので、剛性スリーブ３１のフランジ部３５が樹脂スリーブ１１の上端部に当接したときの挿入トルクに対して挿入トルクの差が大きくなっているため、より明確に挿入完了の手応えを感じ取ることができる。その後、操作杆を引き上げて装着工具５５を外すことにより装着作業が完了となる。

以上のように、樹脂スリーブ１１の鍔部１４の外周に複数の外周溝１３を形成したので、分水栓４０の通水流路４１の内周面と鍔部１４との圧縮率を部分的に下げることができ、剛性スリーブ３１のフランジ部３５が樹脂スリーブ１１の上端部へ当接したときの挿入トルクに対して、差が大きく、挿入完了を感じとることができ、過剰な押し込みすぎを防止することができる。なお、外周溝１３を形成していない部分の、樹脂スリーブ１１の鍔部１４における外径φＡ（最大外径）は、従来と同寸法であり、通水流路４１の内周面とのシール性は維持されている。

図８は、防食スリーブが芯ずれ状態で挿入された場合のシール性を示した断面説明図である。
穿孔穴５１が分水栓４０と芯ずれが大きい場合、鍔部１４の下方領域に外周溝が形成されていると、鍔部１４の下方に剛性がなく、剛性スリーブ３１が挿入されると同時に、鍔部１４が穿孔穴５１に引き込まれるおそれがあるが、本発明は、鍔部１４の上方側領域に外周溝１３を複数設け、鍔部１４の肉厚も所定の厚みを有しているので、鍔部１４の下方側領域は、剛性を保持している。したがって、穿孔穴５１の芯が極端にずれている場合であっても、図８に示すように、樹脂スリーブ１１の鍔部１４が挿入時に穿孔穴５１へ引き込まれることなく、鍔部１４と分水栓４０の通水流路４１の内壁とのシール性を確実に保持することができる。

本例における鍔部１４の外周溝１３と外周溝１３との間隔部位であるフィンの厚みは、防食スリーブの呼び径が２５Ａの場合、１ｍｍが好ましく、この厚みであれば鍔部１４が穿孔穴５１に引き込まれることはなく、鍔部１４は十分に剛性を保持し、シール性が確保される。

上記の例は、弾性スリーブを外周に設けた樹脂スリーブと剛性スリーブとの三層構造の例を示したが、これに限ることなく樹脂スリーブと金属スリーブなどの二層構造の防食スリーブにも勿論適用でき、その他の防食スリーブにも応用可能である。

本発明における防食スリーブの分水栓と金属製本管への装着状態を示す断面図である。 本発明の防食スリーブの装着を開始した状態を示した断面図である。 図２の防食スリーブが更に挿入した状態を示した断面図である。 防食スリーブの装着が完了した状態を示した断面図である。 図４における装着工具を引き抜いた状態を示した断面図である。 防食スリーブの仮組み状態を示した半截断面図である。 樹脂スリーブと分水栓とのシール状態を示す説明図である。 防食スリーブが斜めに挿入された状態を示す断面図である。 樹脂スリーブの外周溝の他例を示した部分説明図である。 防食スリーブと分水栓とのシール状態の従来例を示した断面図である。

符号の説明

１１ 樹脂スリーブ
１２ 装着部
１２ａ 切欠溝
１３ 外周溝
１３ａ 外周溝（アール状）
１４ 鍔部
１４ａ 係止突部
３１ 剛性スリーブ
３２ 小径部
３３ 大径部
３８ 弾性スリーブ
４０ 分水栓
４１ 通水流路
５０ 水道本管
５１ 穿孔穴
５２ 孔壁

Claims (3)

1. 大径の鍔部と小径のスカート状の装着部を有する樹脂スリーブの内周に金属製等の剛性スリーブを挿入して拡径させることにより分水栓内部に装着する防食スリーブであって、前記樹脂スリーブの鍔部外周に複数の外周溝を形成し、分水栓内部に圧接する樹脂スリーブにおける鍔部の圧縮率を下げるようにしたことを特徴とする防食スリーブ。
2. 前記外周溝を前記鍔部の上方側領域に形成して、当該鍔部の下方側領域の剛性を保持させるようにした請求項１に記載の防食スリーブ。
3. 前記外周溝の溝形状をアール形状に形成して、前記樹脂スリーブに対して軸方向の圧縮による剛性を保持するようにした請求項１又は２に記載の防食スリーブ。

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