JP5775014B2 - 穿孔口の防食方法及び防食コア - Google Patents

Description

本発明は、流体管に形成された穿孔口を防食するための穿孔口の防食方法及び防食コアに関する。

近年、既設の水道管（流体管の一例）を不断水状態で穿孔する、いわゆる不断水穿孔が行われている。かかる工法は、穿孔口を通じて分岐路を配管したり、穿孔口から管内に弁体を挿入して一時的に止水したりするなど、諸々の工事に供される。以後の水道管の使用に際し、穿孔口の端面が露出していると、管内面を被覆するライニング層の界面に水が浸入し、或いは、発生した錆が管内に混入する恐れがあるため、穿孔口の端面には防食処置を施すことが望ましい。

特許文献１には、穿孔口の端面に当接する防食部が筒状体の外周に設けられ、自然状態において防食部が穿孔口よりも大径で、その弾性復帰力を押圧力として穿孔口の端面に防食部が押圧される防食スリーブが記載されている。しかしながら、穿孔口に対する防食部の押圧力を確保するためには、防食部の外径を穿孔口の口径よりも十分に大きくしなければならず、穿孔口に筒状体を強く押し込む必要があるため、施工性が余り良くないと考えられる。

特許文献２には、穿孔口に嵌入した薄肉金属筒に厚肉弾性体を挿入し、その厚肉弾性体を穿孔口の管内面側に向けて膨出変形させることで、穿孔口の端面に薄肉金属筒を押圧密着させるようにした穿孔口の防食方法が記載されている。但し、口径が比較的大きい穿孔口が形成される場合には、それに伴って厚肉弾性体のボリュームが大きくなるため、厚肉弾性体の膨出変形に必要となる力や作業装置のサイズが増大し、施工性が余り良くないと考えられる。

特開２０１１−１１７５７２号公報 特公昭５７−１２９１６号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、穿孔口の端面に対する防食処置を簡便に施すことができて施工性に優れる穿孔口の防食方法及び防食コアを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る穿孔口の防食方法は、流体管の周壁に形成された穿孔口に防食コアを装着し、前記穿孔口の端面を防食する穿孔口の防食方法において、フレーム材の外周にシール材が設けられた筒状の胴部を有し、自然状態で前記胴部の外径が前記穿孔口の口径と同等かそれ以下である防食コアを用いて、前記穿孔口に前記防食コアを内嵌し、前記胴部を前記穿孔口の端面に対面させる内嵌工程と、前記防食コアに軸方向の圧縮力を加えて前記フレーム材を座屈させ、それに伴って径方向外側に膨出変形した前記胴部の前記シール材を前記穿孔口の端面に押し当てる拡径工程とを備えるものである。この方法では、フレーム材が座屈する程度の圧縮力を防食コアに加えることで、胴部のシール材が穿孔口の端面に押し当てられるため、穿孔口の端面に対する防食処置を簡便に施すことができ、施工性に優れる。

本発明の穿孔口の防食方法では、前記フレーム材が、多数の空隙を有した円筒状体であることが好ましい。これにより、フレーム材の剛性が低められて座屈を起こしやすくなるため、穿孔口の端面にシール材を押し当てる作業が容易になり、施工性を良好に向上できる。

上記の穿孔口の防食方法においては、前記空隙が軸方向に延びるスリット状をなし且つ周方向に間欠的に配置され、前記スリット状の空隙で区分された多数の短冊板によって前記フレーム材が構成されていることが好ましい。これにより、フレーム材が座屈を起こした際に胴部の膨出変形を発現しやすくなり、使い勝手が良くなって施工性が効果的に向上する。

本発明の穿孔口の防食方法は、前記フレーム材の先端側に径方向外側に突出した突起が設けられ、前記内嵌工程では、前記フレーム材の先端側を弾性変形させながら前記穿孔口に前記防食コアを内嵌し、前記拡径工程後は、前記穿孔口の管内面に前記突起を係合させて前記防食コアの抜け出しを防止することが好ましい。このように防食コアの抜け出しを防止することにより、防食処置を施した際の実用性を高めることができる。

また、本発明に係る防食コアは、流体管の周壁に形成された穿孔口に装着され、前記穿孔口の端面を防食する防食コアにおいて、前記穿孔口の端面に対面して配置される筒状の胴部が、軸方向の圧縮力によって座屈するフレーム材と、前記フレーム材の外周に設けられたシール材とを有し、前記フレーム材の座屈に伴って前記胴部が径方向外側に膨出変形し、前記穿孔口の端面に前記シール材を押し当てられるように構成されたものである。この構成によれば、フレーム材が座屈する程度の圧縮力を防食コアに加えることで、胴部のシール材が穿孔口の端面に押し当てられるため、穿孔口の端面に対する防食処置を簡便に施すことができ、施工性に優れる。

本発明の防食コアでは、前記フレーム材が、多数の空隙を有した円筒状体であることが好ましい。これにより、フレーム材の剛性が低められて座屈を起こしやすくなるため、穿孔口の端面にシール材を押し当てる作業が容易になり、施工性を良好に向上できる。

上記の防食コアにおいては、前記空隙が軸方向に延びるスリット状をなし且つ周方向に間欠的に配置され、前記スリット状の空隙で区分された多数の短冊板によって前記フレーム材が構成されていることが好ましい。これにより、フレーム材が座屈を起こした際に胴部の膨出変形を発現しやすくなり、使い勝手が良くなって施工性が効果的に向上する。

本発明の防食コアでは、前記フレーム材が、自然状態で径方向外側に湾曲した樽形を呈することが好ましい。これにより、フレーム材が比較的簡単に座屈を起こして、胴部が径方向外側に膨出変形しやすくなり、使い勝手が良くなって施工性が効果的に向上する。

本発明に係る防食コアの一例を示す斜視図 シール材を除いた防食コアの（Ａ）斜視図と（Ｂ）正面図 シール材を除いた防食コアの圧縮状態を示す斜視図 穿孔口に内嵌する前の防食コアを示す断面図 穿孔口に内嵌し始めた防食コアを示す断面図 穿孔口に内嵌した防食コアを示す断面図 拡径する前の防食コアを示す断面図 拡径した防食コアを示す断面図 本発明の別実施形態に係る防食コアを示す断面図 本発明の別実施形態に係る防食コアを示す断面図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示す防食コア２は、図６，８のように水道管１０（流体管の一例）の周壁に形成された穿孔口１１に装着され、その穿孔口１１の端面１２を防食するために使用される。水道管１０は、ダクタイル鋳鉄などの金属製であって、穿孔口１１の端面１２には金属材の素地が現れる。水道管１０の内面は、モルタルや樹脂で形成されたライニング層１３により被覆されている。

防食コア２は、穿孔口１１の端面１２に対面して配置される筒状の胴部２０を備えている。胴部２０は、その骨格を構成するフレーム材２１と、フレーム材２１の外周に設けられたシール材２２とを有する。図２に、シール材２２を除いた防食コア２を示す。フレーム材２１は、後述するような軸方向の圧縮力が加えられたときに座屈するように構成されている。軸方向とは、防食コア２の軸方向を指し、図２（Ｂ）における上下方向に相当する。

フレーム材２１は、多数の空隙２３を有した円筒状体である。本実施形態では、空隙２３が軸方向に延びるスリット状をなし且つ周方向に間欠的に配置され、そのスリット状の空隙２３で区分された多数の短冊板によってフレーム材２１が構成されている。フレーム材２１の先端側には、周方向に沿った環状の下鍔２４と、径方向外側に突出した一対の突起２５とが一体的に設けられている。また、フレーム材の２１の後端側には、周方向に沿った環状の上鍔２６が一体的に設けられている。

防食コア２は、後述のような軸方向の圧縮力を加えたときにフレーム材２１が座屈し、そのフレーム材２１の座屈に伴って胴部２０が径方向外側に膨出変形し、穿孔口１１の端面１２にシール材２２を押し当てられるように構成されている。図２では、外力が作用していない自然状態の防食コア２を示している。これを軸方向に圧縮してフレーム材２１が座屈させると、図３の如く短冊板の各々が塑性変形を起こして折れ曲がり、胴部２０が膨出してシール材２２の外径が拡張する。

フレーム材２１の材質は特に制限されないが、上記の如き座屈変形を起こしやすくする観点から、更には成形が簡単で耐錆性を有し且つ安価という利点に鑑み、ポリエチレンなどの樹脂材により形成することが好ましい。また、防食コア２を穿孔口１１に内嵌し始める際に、後述するような弾性変形を発現しやすくする観点からも、フレーム材２１を樹脂製とすることが好適である。シール材２２は、周方向に沿って環状に設けられ、例えばゴムライニングによって形成されるが、その他の弾性材料も使用可能である。

次に、防食コア２を用いた穿孔口の防食方法について説明する。まずは、図４のように、穿孔口１１に防食コア２を接近させる。防食コア２を支持する装着治具３は、防食コア２に挿入された円筒状の本体部３１と、防食コア２の上方に配置されたリング状の押圧部３２とを有する。本体部３１の先端には、下鍔２４の内径よりも大きい外径を有するフランジ３１ａが設けられている。押圧部３２は、本体部３１の後端側外周面に形成された雄ねじに螺合され、その外径は上鍔２６の内径よりも大きい。

図４に示した自然状態の防食コア２において、胴部２０の外径は穿孔口１１の口径と同等かそれ以下である。それ故、穿孔口１１に防食コア２を内嵌する際に、防食コア２を強く押し込む必要がなく、施工性に優れる。本実施形態では、自然状態で胴部２０の外径が穿孔口１１の口径よりも小さい。一方で、突起２５は穿孔口１１の端面１２よりも外方に突出し、上鍔２６の外径は穿孔口１１の口径よりも大きい。

続いて、防食コア２の下鍔２４をフランジ３１ａに載せた状態で装着治具３を下降させ、図５，６のように穿孔口１１に防食コア２を内嵌し、胴部２０を穿孔口１１の端面１２に対面させる（内嵌工程）。このとき、装着治具３の押圧部３２が防食コア２の上鍔２６を上方から押圧し、その上鍔２６が水道管１０の管外面に当接することで、防食コア２が軸方向に位置決めされる。内嵌工程を終えた状態では、突起２５が水道管１０の内部に配され、上鍔２６は水道管１０の外部に配される。

内嵌開始時には、突起２５が穿孔口１１を通過するように、図５の如くフレーム材２１の先端側を弾性変形させながら穿孔口１１に防食コア２を内嵌する。本実施形態では、先端側に向かって軸中心側へ傾斜した傾斜面２５ａが突起２５に形成されており、その傾斜面２５ａを利用して突起２５が穿孔口１１内へと円滑に入り込む。それ故、防食コア２を穿孔口１１に強く押し込む必要がなく、施工性に優れる。フレーム材２１の先端は内向きに倒れるように変形しているが、外向きに倒れても構わない。

そして、図７のように押圧部３２に対して本体部３１を相対的に回転させ、フランジ３１ａを押圧部３２に接近する方向へ移動させることで、防食コア２の上鍔２６を押圧部３２で押圧しながら、下鍔２４をフランジ３１ａによって押し上げる。そうすることで、図８のように、防食コア２に軸方向の圧縮力を加えてフレーム材２１を座屈させ、それに伴って径方向外側に膨出変形した胴部２０のシール材２２を穿孔口１１の端面１２に押し当てる（拡径工程）。この状態におけるフレーム材２１は、図３でも描かれている。

フレーム材２１は、多数の空隙２３により剛性を低められているため、上記の如き圧縮力に応じて座屈変形を起こしやすい。特に本実施形態では、軸方向に延びた多数の短冊板がフレーム材２１を構成するため、胴部２０を径方向外側に膨出させやすい。各短冊板の先端部を下鍔２４で連ね、各短冊板の後端部を上鍔２６で連ねていることは、フレーム材２１の座屈を周方向で均一に発生させるうえで役立つ。短冊板の先端部は、強度を下げるために幅狭に形成されており、座屈変形を起こしやすい形状になっている。

図２，４等で示されるように、この防食コア２では、フレーム材２１が自然状態で径方向外側に湾曲した樽形を呈し、短冊板の各々は緩やかな弓なりになっている。これにより、フレーム材２１が比較的簡単に座屈を起こして、胴部２０が径方向外側に膨出変形しやすくなり、使い勝手が良くなって施工性が効果的に向上する。また、図５で示したようなフレーム材２１の先端側の弾性変形を発現するうえでも、このような樽形の形状は有用である。

拡径工程を終えたら、装着治具３を引き上げて撤去し、防食コア２を穿孔口１１に取り付け固定した状態で、以後の水道管１０の使用に供する。本実施形態では、フレーム材２１の座屈に伴って下鍔２４の内径が拡がるため、本体部３１をそのまま引き抜くことが可能となる。したがって、図４の状態から装着治具３の上下動と本体部３１の回転を操作するだけで、内嵌工程と拡径工程を含む防食コア２の装着作業を一連に実施することができ、施工性に優れる。

拡径工程後は、穿孔口１１の管内面に突起２５を係合させることで、防食コア２の抜け出しを防止できる。本実施形態では、防食コア２に軸方向の圧縮力を加えた際に穿孔口１１の管内面に突起２５が当接し、防食コア２が穿孔口１１に装着固定される。装着後の防食コア２は、フレーム材２１が塑性変形により折れ曲がっているとともに、内方から水圧の作用を受けるため、姿勢が安定したものとなる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、軸方向の圧縮力だけでフレーム材２１を座屈させているが、そのような軸方向の圧縮力に加えて、胴部２０の内側からフレーム材２１を径方向外側に押圧する力を付与してもよく、かかる場合には、そのための押圧機構を装着治具に具備させることが考えられる。

前述の実施形態では、フレーム材２１がスリット状の空隙２３を有する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば図９，１０のような形状でも構わない。図９は、フレーム材２１がマス目状の空隙２７を有する例である。フレーム材２１が座屈しやすいように、空隙２７は軸方向に短く周方向に長い形状になっている。図１０は、フレーム材２１が円形状の空隙２８を有する例である。フレーム材２１が座屈しやすいように、空隙２８の各々の位置関係やサイズを調整することも可能である。

本発明は、不断水穿孔で設けられた穿孔口の端面に防食処置を施すうえで有効利用できるものであるが、不断水穿孔の工事での使用に限られるものではない。

前述の実施形態では、流体管として水道管を例に挙げたが、本発明はこれに限られるものではなく、水以外の各種の液体や気体、若しくは、液体と気体とが混在した流体などに用いられる流体管に適用できる。

２ 防食コア
３ 装着治具
１０ 水道管（流体管の一例）
１１ 穿孔口
１２ 端面
２０ 胴部
２１ フレーム材
２２ シール材
２３ 空隙
２４ 下鍔
２５ 突起
２６ 上鍔

Claims (8)

1. 流体管の周壁に形成された穿孔口に防食コアを装着し、前記穿孔口の端面を防食する穿孔口の防食方法において、
   フレーム材の外周にシール材が設けられた筒状の胴部を有し、自然状態で前記胴部の外径が前記穿孔口の口径と同等かそれ以下である防食コアを用いて、
   前記穿孔口に前記防食コアを内嵌し、前記胴部を前記穿孔口の端面に対面させる内嵌工程と、
   前記防食コアに軸方向の圧縮力を加えて前記フレーム材を座屈させ、それに伴って径方向外側に膨出変形した前記胴部の前記シール材を前記穿孔口の端面に押し当てる拡径工程とを備えることを特徴とする穿孔口の防食方法。
2. 前記フレーム材が、多数の空隙を有した円筒状体である請求項１に記載の穿孔口の防食方法。
3. 前記空隙が軸方向に延びるスリット状をなし且つ周方向に間欠的に配置され、前記スリット状の空隙で区分された多数の短冊板によって前記フレーム材が構成されている請求項２に記載の穿孔口の防食方法。
4. 前記フレーム材の先端側に径方向外側に突出した突起が設けられ、
   前記内嵌工程では、前記フレーム材の先端側を弾性変形させながら前記穿孔口に前記防食コアを内嵌し、
   前記拡径工程後は、前記穿孔口の管内面に前記突起を係合させて前記防食コアの抜け出しを防止する請求項１〜３いずれか１項に記載の穿孔口の防食方法。
5. 流体管の周壁に形成された穿孔口に装着され、前記穿孔口の端面を防食する防食コアにおいて、
   前記穿孔口の端面に対面して配置される筒状の胴部が、軸方向の圧縮力によって座屈するフレーム材と、前記フレーム材の外周に設けられたシール材とを有し、
   前記フレーム材の座屈に伴って前記胴部が径方向外側に膨出変形し、前記穿孔口の端面に前記シール材を押し当てられるように構成されたことを特徴とする防食コア。
6. 前記フレーム材が、多数の空隙を有した円筒状体である請求項５に記載の防食コア。
7. 前記空隙が軸方向に延びるスリット状をなし且つ周方向に間欠的に配置され、前記スリット状の空隙で区分された多数の短冊板によって前記フレーム材が構成されている請求項６に記載の防食コア。
8. 前記フレーム材が、自然状態で径方向外側に湾曲した樽形を呈する請求項５〜７いずれか１項に記載の防食コア。