JP2010060071A - 分岐取出し継手 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂本管からガス等の流体を容易に分岐することができ、穿孔が完了した後はホルソーを確実に保持し、穿孔した開口部を閉塞することなく開口した状態を維持することが可能な分岐取出し継手を提供する。
【解決手段】分岐取出し継手１は、樹脂本管の外周部に固着されるサドル部２１と、サドル部から突出するように設けられた筒状の穿孔管部２２と、穿孔管部に連通し本管から分岐された流体が送られる筒状の分岐部管接続部２３とを有する継手本体２と、穿孔管部の内径側に装着され本管を穿孔する穿孔カッター３と、穿孔管部と穿孔カッターのうち少なくとも一方に係止し、穿孔管部に穿孔カッターを保持する環状の保持部材５とを備え、穿孔カッター３が穿孔管部２２に保持されているとき、穿孔カッターにより隔てられた穿孔管部の内外が連通する流路が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス等の流体が流通している既設のポリエチレン等の樹脂本管から流体を外部に漏洩させずに分岐管を取出し配管する樹脂製の分岐取出し用継手に関する。

従来からガスや配水用の埋設配管には鋳鉄管等に比べ軽量でかつ耐震性に優れたポリエチレン製の管が使用されている。既設の樹脂本管からガス等の流体を分岐させる分岐継手として引用文献１に記載されているものがある。この分岐継手は、樹脂管に融着するサドル部と、穿孔具を内装する第1筒部と、第1筒部に連通する第2筒部とからなり、第1筒部にはその内周部に全長に亘って雌ネジが形成されている。穿孔具は、外周部に雄ネジが形成された雄ネジ部と、雄ネジ部に対して相対回転自在に設けられた円筒状の刃体とからなり、第1筒部に螺合されている。この分岐継手によれば、次の手順により樹脂管からガス等の流体を分岐することができる。先ず樹脂本管にサドル部を融着し、次いで第2筒部に分岐管を例えば電気融着継手（ソケット）で接続する。次いで、回転操作部材が密封回転可能に挿通されたキャップを第1筒部の外周雄ネジ部に螺合して装着する。このとき、回転操作部材の端部はその回転を穿孔具に伝達するように穿孔具に連結される。次いで、回転操作部材を回転させることにより、穿孔具はネジのリードによって樹脂本管に向かって送られる。刃体は雄ネジ部に対して相対回転可能に設けられているので、刃体が樹脂管に当接した後は、刃体は第1筒部の中心軸方向にのみ移動して樹脂管を剪断変形させて樹脂管に穿孔する。穿孔が完了したら、回転操作部材を逆方向に回転させることによって、穿孔具を第1筒部の上端まで引き上げる。次いで、第1筒部からキャップを取り外し、第1筒部には閉止用キャップを装着する。このように、この構造の分岐継手では、樹脂管を穿孔することができるのであるが、穿孔時の刃体の反力を樹脂製の雌ネジのみで受けなければならないので雄ネジ部および雌ネジ部の長さが必然的に長くなるために、第1筒部ひいては分岐継手全体の寸法が大きくなる。また、操作トルクを小さくするために樹脂製の雌ネジのネジピッチを小さくする必要があるが、特に大口径では穿孔径が大きいことからネジ径も大きくなり、ネジ強度を確保するためにピッチも小さく出来ないことから操作トルクが小さくならないという問題があった。

これらの問題点を解決するために、引用文献２には、内面にネジのない円筒状の穿孔管部と、穿孔管部の内径側に挿入して装着されたホルソーと、穿孔管部の内径側に設けられた凹溝に装着されたゴムリングとを備える分岐取出し継手が提案されている。この分岐取出し継手では、穿孔管部の内面およびホルソーの外面にはネジが形成されておらず、ホルソーはその外径側に形成された環状凹溝がゴムリングに係止することによって穿孔管部に保持される。この分岐取出し継手では、穿孔管部に別途装着される穿孔工具によって、ホルソーを樹脂本管に向かって押し込むことにより穿孔され、穿孔後は環状凹溝がゴムリングに係止する位置まで穿孔工具によってホルソーが引き上げられる。このように、この分岐取出し継手は穿孔管部およびホルソー自体に穿孔のためのネジを形成する必要がないので、継手をコンパクトにすることができる。また、穿孔工具を別体に設けることにより、穿孔時のホルソーの送りピッチを容易に変更することができ、穿孔トルクが高い場合は送りピッチを小さくすることでトルクを軽減させることができる。特に、穿孔径が大きいような場合には穿孔トルクが大きくなるので、このような場合にこの構造は有効である。

特開平５−１７７５９７号公報（図１、図２） 特許第３７４８１４３号公報（第４〜第５頁、図１、図２）

しかるに特許文献２に記載された分岐取出し継手によれば、穿孔後に環状凹溝がゴムリングに係止した状態で最終閉止用のキャップを穿孔管部に締め込んで装着する際に、キャップとゴムリングとの間で空気が圧縮され、それによってホルソーが押し下げられてホルソーの保持が解除されるおそれがある。

従って、本発明の目的は、樹脂本管からガス等の流体を容易に分岐することができ、かつ穿孔が完了した後はホルソーを確実に保持し、穿孔した開口部を閉塞することなく開口した状態を維持することが可能な分岐取出し継手を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の分岐取出し継手は、樹脂本管の外周部に固着されるサドル部と、前記サドル部から突出するように設けられた筒状の穿孔管部と、前記穿孔管部に連通し前記本管から分岐された流体が送られる筒状の分岐部管接続部とを有する継手本体と、前記穿孔管部の内径側に装着され前記本管を穿孔する穿孔カッターと、前記穿孔管部と前記穿孔カッターのうち少なくとも一方に係止し、前記穿孔管部に前記穿孔カッターを保持する環状の保持部材とを備える分岐取出し継手であって、前記穿孔カッターが前記穿孔管部に保持されているとき、穿孔カッターにより隔てられた穿孔管部の内外を連通する流路が形成されることを特徴とするものである。
この分岐取出し継手は、穿孔作業が完了して、穿孔カッターが穿孔管部内の所定の位置まで引き上げられて穿孔管部に保持された後、最後にキャップにより穿孔管部の端部を閉塞する際に、キャップと穿孔カッターとの間の空間に存在する流体は、穿孔カッターにより隔てられた穿孔管部の内外を連通する流路を通って、穿孔管部の内部に移動する。これにより、連通する流路はキャップと穿孔カッターとの間の空間の流体が圧縮されてその圧力が上昇することがないように作用する。

本発明の分岐取出し継手において、前記流路は、前記穿孔カッターの外面に形成された少なくとも１箇所の外周溝により形成されることができる。

また本発明の分岐取出し継手において、前記流路は、前記保持部材の穿孔カッターとの接触部側に形成された少なくとも１箇所の切り欠き溝により形成されていることができる。

また、本発明の分岐取出し継手において、前記流路は、前記保持部材の穿孔カッターとの接触部側に形成された２箇所の切り欠き溝により形成され、前記切り欠き溝は、各切り欠き溝と前記保持部材の中心を結ぶ直線の間の角度が９０度となるように設けられていることが好ましい。

本発明によれば、筒状の穿孔管部に環状の保持部材により保持する構造であり、穿孔管部および穿孔カッター自体に、穿孔カッターを保持、穿孔カッターを移動させるためのネジを形成する必要がないのでコンパクトな分岐取出し継手を得ることができる。さらに、本発明によれば穿孔カッターが穿孔管部に保持されているとき、穿孔管部により隔てられた穿孔管部の内外が連通する流路が形成されているので、穿孔完了後に穿孔管部をキャップにより閉塞してもカッターの保持が解除されることなく、確実に分岐孔の開口状態を維持することができる。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る分岐取出し継手の半断面図を示し、図２は穿孔カッターと保持部材の関係を示す平面図および半断面図を示し、図３は本実施の形態に係る分岐取出し継手による本管への穿孔過程を示し、図３（ａ）は穿孔前、図３（ｂ）は穿孔工具装着、装図３（ｃ）は穿孔途中、図３（ｄ）は穿孔後の各状態を示す。

分岐取出し継手１は、ガスが流動する樹脂本管に接合されるサドル部２１と、サドル部２１から延出される穿孔管部２２と、穿孔管部２２から分岐された分岐管部２３とが一体的に成形された継手本体２と、穿孔管部２２の内部に挿入された穿孔カッター３と、穿孔管部２２の端部に螺合された閉止用キャップ４とからなる。

サドル部２１は、融着される樹脂本管Ｐの外周とほぼ同じ曲率となるように形成され、その中心には分岐を取り出すための開口２１０が形成されている。樹脂本管Ｐと接触する側の内面には通電することにより発熱する電熱線２１１が、開口２１０の周りに渦巻き状に埋設されている。電熱線２１１の両端部には通電用のコネクタピン２１２が接続されコネクタピンはサドル部２１の外表面に突出するように設けられている。このコネクタピン２１２に通電コントローラ（不図示）のコネクタを装着し通電することにより、電熱線２１１が発熱され、サドル部２１の内面および樹脂本管Ｐの外面が溶融して融着接合される。

穿孔管部２２は、サドル部２１から外側に向かって突出し、その内径は樹脂本管Ｐに穿孔される穿孔径とほぼ同じ径の筒状に形成されている。穿孔管部２２の内径側には、端部から所定の位置に１条の環状溝２２１が形成され、その環状溝２２１にはゴム等の弾性体からなるリング状の保持部材５が装着されている。また、穿孔管部２２の外径側には端部から、雄ネジ部２２２、外周溝２２３が順に形成され、外周溝２２３には第1の閉止Ｏリング６が装着されている。

分岐管部２３は、樹脂本管Ｐの軸線と平行なる方向に穿孔管部２２から分岐され、穿孔管部２２とほぼ同じ内外径の筒状に形成されている。この分岐管部２３には、例えばソケット型の電気融着継手等によって、分岐配管（不図示）が接続される。

穿孔カッター３は、穿孔管部２２の内部に挿入された一端が開放された有底円筒状の金属製の部材であって、開放側の端部には端部に向かって先細りとなる刃部３１がリング状に設けられている。他方の端部には、大径部３２１と小径部３２２からなるだるま穴３２が開けられており後述する穿孔工具が接続できるようになっている。また、穿孔カッター３の胴部側面には穿孔カッターの長さ方向に伸びる溝部３３が設けられている。
この穿孔カッター３は、その端面が穿孔管部２２の端面と同一平面の位置となるまで穿孔管部２２内に挿入され、保持部材５により胴部側面が圧縮されて穿孔管部２２内に保持されている。このとき、穿孔カッター３の外面はほぼ全周にわたって保持部材５に密着するが、溝部３３では穿孔カッター３と保持部材５が接触しない（図２を参照）。このように、穿孔カッター３の外面には穿孔管部の内外が連通する流路が形成される。

この分岐取出し継手１を使用して、以下の手順で樹脂本管Ｐからガスが分岐される。
（１）樹脂本管への分岐取出し継手、分岐配管の接続（図３（ａ）を参照）
先ず、分岐取出し継手１は、樹脂本管Ｐの分岐取出し箇所の外周部にクランプされる。そして、分岐取出し継手は、コネクタピン２１２に接続された通電コントローラ（不図示）により電熱線に通電することによって樹脂本管Ｐに融着接合される。そして樹脂本管Ｐに穿孔を行う前に、分岐管部２３に分岐配管（不図示）を例えばソケット型の電気融着継手（不図示）により予め接続して、分岐配管へのガスの流路を形成する。

（２）穿孔工具の取り付け（図３（ｂ）を参照）
穿孔カッター３は、穿孔管部２２の端部に装着された閉止用キャップ４が取り外されることにより、その端面が露出される。穿孔カッターの端部のだるま穴３２に穿孔工具７の推進軸７１の端部が挿入される。推進軸７１の端部には、だるま穴３２の大径部３２１よりも小径な係止用のつば部７１１と、だるま穴３２の大径部３２１よりも大径の段部７１２が形成されており、推進軸７１と穿孔カッター３とはだるま穴３２の小径部３２２とつば部７１１とによって軸方向に外れないように係止される。そして、穿孔工具７は、ナット７２が穿孔管部２２の端部の雄ネジ部２２２にねじ込まれて装着される。

（３）樹脂本管の穿孔（図３（ｃ）を参照）
推進軸７１には、端部に回転用のハンドル等の工具（不図示）を連結されるように六角形状に形成され、送り用雄ネジ部７１３、円柱状の胴部７１４が形成されており、胴部７１４とナット７２の間にはOリング８が装着され、推進軸７１はナット７２に対して軸線方向に密封状態でスライド可能に設けられている。推進軸７１は穿孔カッター３の先端が樹脂本管Ｐの外周付近にくるまでスライド移動される。その後、推進軸７１は送り用雄ネジ部７１３がナットの端部に形成された送り用雌ネジ部７２１にねじ込まれ、そのリードによって螺進される。推進軸７１の端部に装着されている穿孔カッター３は、推進軸７１と共に移動して樹脂本管Ｐに押圧され、穿孔カッターの刃部３１により樹脂本管Ｐが穿孔される。穿孔された切片９は筒状の穿孔カッター３の内径側に圧入される。切片９が完全に剪断され穿孔が完了したら、推進軸７１は逆回転され送り用ネジ７１３、７２１の螺合か解除されるまで後退され、穿孔カッター３は、推進軸７１の端部に係止されているので推進軸７１の後退と共に後退する。送り用ネジ７１３、７２１の螺合が解除されたら、推進軸７１は図中上方に向かって、穿孔カッター３の端面が穿孔管部２２の端面と同一平面の位置にくるまで引き上げられる。このとき穿孔カッター３は、その外面がほぼ全周にわたって保持部材５に密着されその位置で保持される。

（４）穿孔管部の閉止（図３（ｄ）を参照）
図３（ｄ）に示されるように、穿孔工具７のナット７２が穿孔管部から取り外されて、穿孔管部の端部に閉止用キャップ４が装着される。閉止用キャップ４は、雌ネジ部４１が穿孔管部２２の端部外周に形成された雄ネジ部２２２にねじ込まれることにより装着される。閉止用キャップ４をねじ込むと、先ず閉止用キャップ４の開放端の内径に形成された円筒部４２が、穿孔管部の外周に装着された第１の閉止Ｏリング６に外嵌され密封シールされる。さらに、閉止用キャップ４は、その内径奥側に装着された第2の閉止Ｏリング１０が穿孔管部２２の端部に密着するまでねじ込まれ、穿孔管部２２の端部が密封シールされる。このように、穿孔管部２２は第１、第２の閉止Oリングにより密封される所謂ダブルシール構造となり、万一の施工不良などにより締め付けが不足した場合であっても、円筒部４２が第１の閉止Ｏリング６に外嵌されるまで閉止用キャップ４が締め付けられておれば内部のガスが穿孔管部２２からもれ出すことはない。
また、閉止用キャップ４の端部が第１の閉止Ｏリング６でシールされた後、第2の閉止Ｏリング１０が穿孔管部２２の端部に密着するまでの間、第１の閉止Ｏリング６−穿孔カッター３間のガスは、閉止キャップ４の移動に伴ってその空間内で圧縮されるが、第１の実施の形態に係る分岐取出し継手１によれば、圧縮されたガスは、穿孔カッター３の溝部３３により形成された流路を通って穿孔管部２２の内部に移動されるので、第１の閉止Ｏリング６−穿孔カッター３間の空間が加圧されて穿孔カッター３が所定の保持位置から押し下げられることを防止することができる。さらには、保持部材５による保持が解除されて穿孔カッター３が落下することも防止できる。

（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係る分岐取出し継手の半断面図を示し、図５は穿孔カッターと保持部材の関係を示す平面図および半断面図を示す。なお、第２の実施の形態に係る分岐取出し継手は、穿孔カッターより隔てられた穿孔管部の内外が連通する流路が、保持部材に形成された切り欠き溝により形成されている点以外は図１に示される分岐取出し継手１と同一であるので、同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。

穿孔カッター３ｂは、穿孔管部２２の内部に挿入された一端が開放された有底円筒状の金属製の部材であって、開放側の端部には端部に向かって先細りとなる刃部３１がリング状に設けられている。他方の端部には、だるま穴３２が開けられており穿孔工具７が接続できるようになっている。穿孔カッター３ｂの外周側面は溝などなく円筒状に形成されている。この穿孔カッター３ｂは、端面が穿孔管部２２の端面と同一平面の位置となるまで穿孔管部２２内に挿入され、ゴムなどの弾性体からなるリング状の保持部材５ｂにより胴部側面が圧縮されて穿孔管部２２内に保持されている。このとき、穿孔カッター３ｂの外面はほぼ全周にわたって保持部材５ｂに密着するが、保持部材５ｂの内輪側（穿孔カッターの外面に密着する側）には、円周方向の一部が切り欠かれた切り欠き溝５１が形成されており、その切り欠き溝上においては穿孔カッター３ｂの外面と接触しない（図５（ｂ）を参照）。このように、穿孔カッター３ｂの外面には穿孔管部２２の内外が連通する流路が形成される。
この流路によって、第１の実施の形態の分岐取出し継手１の場合と同様に、穿孔後の閉止用キャップ４の装着の際には、第１の閉止Ｏリング６−穿孔カッター３ｂ間の空間内のガスは穿孔管部２２の内部に移動するので、穿孔カッター３ｂが保持部材５ｂにより保持されている位置から移動したり、落下することを防止することができる。
また、第2の実施の形態に係る分岐取出し継手によれば、切り欠き溝５１を有する保持部材５ｂは射出成形などによって製作することができるので、第１の実施の形態のように金属製の穿孔カッターの外面に切削により溝を形成するよりも、容易に穿孔管部２２の内外が連通する流路を形成することができる。

また、図４に示される分岐取出し継手では、穿孔カッターは胴部側面を保持する１本の保持部材により保持されているが、保持力を増すために複数本の保持部材により保持されることもできる。また、図６に示すように穿孔カッターの先端の刃部３１が係止するように保持部材５ｂ’を設けることもできる。図７に示すように、穿孔時に穿孔カッターの先端から切片９がはみ出して、切片９の端部のバリ９１が穿孔カッターのよりも外側に広がることがあるが、このような場合に図６に示すように穿孔カッターの先端が係止する位置に保持部材を設けると、その保持部材の内輪側の切り欠き溝がバリにより圧縮され、流路が塞がれてしまうおそれがある。したがって、穿孔カッターの先端が係止する保持部材を設ける場合には、その保持部材の内輪側には複数の切り欠き溝を形成することが望ましい。例えば２本の切り欠き溝を形成するのであれば、図８に示すように各切り欠き溝と保持部材の中心を結ぶ直線の間の角度が９０度となるように設けられることが望ましい。こうすることにより、穿孔カッターにより隔てられた穿孔管部の内外が連通する流路がバリによって塞がれることを防止することができる。また、この切り欠き溝は大きすぎると、穿孔後に穿孔管部から穿孔工具を取り外し閉止用キャップを装着する際に、内部ガスの漏れ量が多くなることから、切り欠き溝の大きさは環状の保持部材の法線方向に保持部材肉厚の15％以下、接線方向で5mm以内であることが望ましい。

このように第１、第２の実施の形態に係る分岐取出し継手は、穿孔カッター、保持部材に流路が形成されるが、本発明はそれに限定されるものではなく、継手本体の穿孔管部に溝を形成しそれを流路とすることもできる。

本発明の第１の実施の形態に係る分岐取出し継手の半断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る分岐取出し継手における、穿孔カッターと保持部材の関係を示す平面図（図２−ａ）および半断面図（図２−ｂ）である。 本発明の第１の実施の形態に係る分岐取出し継手による穿孔過程を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る分岐取出し継手の半断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る分岐取出し継手における、穿孔カッターと保持部材の関係を示す平面図（図５−ａ）および半断面図（図５−ｂ）である。 穿孔カッターと保持部材の他の配置を示す断面図である。 穿孔後のカッターを示す断面図である。 保持部材の他の形態を示す平面図である。

符号の説明

１：分岐取出し継手
２：継手本体
２１：サドル部、２２：穿孔管部、２２１：環状溝、２２２：雄ネジ部、２２３外周溝、２３：分岐管部、
３、３ｂ：穿孔カッター
３１：刃部、３２：だるま穴、３２１：大径部、３２２：小径部、３３：溝部
４：閉止用キャップ、
４１：雄ネジ部、４２：円筒部
５、５ｂ：保持部材
５１：切り欠き溝
６：第1の閉止Ｏリング
７：穿孔工具
７１：推進軸、７１１：つば部、７１２：段部、７１３：送り用雄ネジ部、７１４：胴部
８：Ｏリング
９：切片
９１：バリ
１０：第2の閉止Ｏリング
Ｐ：樹脂本管

Claims (4)

1. 樹脂本管の外周部に固着されるサドル部と、前記サドル部から突出するように設けられた筒状の穿孔管部と、前記穿孔管部に連通し前記本管から分岐された流体が送られる筒状の分岐部管接続部とを有する継手本体と、
   前記穿孔管部の内径側に装着され前記本管を穿孔する穿孔カッターと、
   前記穿孔管部と前記穿孔カッターのうち少なくとも一方に係止し、前記穿孔管部に前記穿孔カッターを保持する環状の保持部材とを備える分岐取出し継手であって、
   前記穿孔カッターが前記穿孔管部に保持されているとき、穿孔カッターにより隔てられた穿孔管部の内外が連通する流路が形成されることを特徴とする分岐取出し継手。
2. 前記流路は、前記穿孔カッターの胴部側面に形成された溝部により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の分岐取出し継手。
3. 前記流路は、前記保持部材の穿孔カッターとの接触する側に形成された少なくとも１箇所の切り欠き溝により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の分岐取出し継手。
4. 前記流路は、前記保持部材の穿孔カッターとの接触する側に形成された２箇所の切り欠き溝により形成され、
   切り欠き溝は、各切り欠き溝と前記保持部材の中心を結ぶ直線の間の角度が９０度となるように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の分岐取出し継手。
   

Images