| 【発明の名称】 |
樹脂管の修理方法並びにそれに用いる閉止栓及び閉止工具 |
| 【発明者】 |
【氏名】穴水 孝
【氏名】秋山 信一
【氏名】吉井 崇朗
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| 【要約】 |
【課題】ガス配管等の樹脂管の修理の方法であって、損傷箇所が複雑な形状でも確実に閉止することが可能で、配管内のガス圧力が比較的高くても閉止可能な樹脂管の修理の方法並びにそれに用いる閉止栓及び閉止工具を提供する。
【解決手段】本発明の樹脂管の修理方法は、樹脂管７０の損傷部７１に樹脂製の閉止栓１０を回転させながら当て、樹脂管と閉止栓との間に生じる摩擦熱で両者を融着する。閉止工具２０は、閉止栓１０を取り付けるヘッド２１と、ヘッドを回転駆動するモータ２３と、モータを収蔵し、ヘッドを回転可能に支持するケーシング２５と、ケーシングの取っ手２９と、を具備する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 樹脂製の管の損傷部に樹脂製の閉止栓を回転させながら当て、樹脂管と閉止栓との間に生じる摩擦熱で両者を融着することを特徴とする樹脂管の修理方法。
【請求項２】 樹脂製の管の損傷部の周囲を丸くくり抜き、くり抜いた内孔に樹脂製の閉止栓を回転させながら当て、樹脂管と閉止栓との間に生じる摩擦熱で両者を融着することを特徴とする樹脂管の修理方法。
【請求項３】 上記樹脂管がガス配管であることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂管の修理方法。
【請求項４】 上記閉止栓が中空ガス流路を有し、該流路に遮断弁が連結されており、上記流路から遮断弁を通して樹脂管内のガスを外部に放散しながら管壁に閉止栓を融着し、その後に遮断弁を閉じることを特徴とする請求項３記載の樹脂管の修理方法。
【請求項５】 上記閉止栓の先端部に、上記樹脂管の管壁を切削する切削工具が付設されており、該工具で樹脂管損傷部を除去し、引き続いて閉止栓を管壁に融着することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の樹脂管の修理方法。
【請求項６】 上記切削工具が絶縁物からなることを特徴とする請求項５記載の樹脂管の修理方法。
【請求項７】 上記閉止栓を回転させる閉止工具が防爆構造を有することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の樹脂管の修理方法。
【請求項８】 上記閉止栓の管壁との融着部が先すぼまりの円錐形であり、円錐形の傾斜角αが４５〜６０°であることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の樹脂管の修理方法。
【請求項９】 上記閉止栓の管壁との融着部の径が６０〜８０mmであることを特徴とする請求項８記載の樹脂管の修理方法。
【請求項１０】 上記閉止栓の管壁との融着部の回転速度が５００〜１５００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載の樹脂管の修理方法。
【請求項１１】 回転対称形の本体と、該本体中に形成されたガス流路と、該流路に連結された遮断弁とを備えることを特徴とする閉止栓。
【請求項１２】 先端部に上記樹脂管の管壁を切削する切削工具が付設されていることを特徴とする請求項１１記載の閉止栓。
【請求項１３】 上記切削工具が比較的薄い円環状に切刃が配置されたいわゆるホールソーであることを特徴とする請求項１２記載の閉止栓。
【請求項１４】 樹脂製の閉止栓を取り付けるヘッドと、このヘッドを回転駆動するモータと、モータを収蔵し、ヘッドを回転可能に支持するケーシングと、ケーシングの取っ手と、を具備することを特徴とする閉止工具。
【請求項１５】 上記ヘッドに中空ガス流路が形成されていることを特徴とする閉止工具。
【請求項１６】 上記ケーシングが防爆構造を有することを特徴とする請求項１４又は１５記載の閉止工具。
【請求項１７】 上記モータがエアモータであることを特徴とする請求項１４、１５又は１６記載の閉止工具。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス配管等の樹脂管の修理の方法に関する。特には、損傷箇所が複雑な形状でも確実に閉止することが可能で、配管内のガス圧力が比較的高くても閉止可能な樹脂管の修理の方法並びにそれに用いる閉止栓及び閉止工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスの配管に小規模な損傷が生じた場合、応急的に、ガス流を止めずにその損傷箇所を閉止する。その後、バイパス管を設置し、損傷部を切断し、新しい管を接続することで本格的な修理が行われる。応急的な損傷閉止には、周囲より高い圧力で配管内を流れているガスを封じ込めることが必要であり、いくつかの方法が使用されている。
【０００３】図５〜８は、従来の樹脂管の応急的な閉止方法の概要を示す図である。図を参照しつつ各方法を説明する。
■ 図５に示すように、ガス配管７０の損傷部７１（図５（Ａ））にウエス８１等を詰めて（図５（Ｂ））、その部分の管周をテープ８３で巻いて（図５（Ｃ））ウエス８１を損傷部７１に固定する。
■ 図６に示すように、ガス配管７０と同じ径を有するバンド８５（図６（Ｃ））を損傷部に巻き付け、損傷部７１をシールするよう締め付けて固定する（図６（Ｂ））。バンド８５の内面にはゴム等の密閉性の高い材料が取り付けられている。
■ 図７に示すように、損傷部７１に木栓８７を打ち込む。
■ 図８に示すように、遮断弁９１を介して放散管９３が取り付けられたサドル８９（図８（Ａ）参照）を損傷部７１にベルト９５により固定する（図８（Ｃ））。その後遮断弁９１を閉じる（図８（Ｄ））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の■〜■の修理方法には各々次のような問題点があった。
■ ウエスとテープという強度及び密閉性の低い材料を用いるため、閉止が可能な配管内圧力が低い。さらに、損傷部がバリ等の複雑な形状の場合は不向きである。また、管周にテープを巻くための空間が必要であり、掘削面積が大きく、修理工事費が高い。
■ 損傷部がバリ等の複雑な形状の場合は不向きである。また、管周にバンドを通すための空間が必要である。
■ 強度の低い材料を使用し、固定方法も不安定であるため、確実な密閉が不可能である。また、損傷部がバリ等の複雑な形状の場合は不向きである。
■ 放散管を設けたため、■の方法より閉止可能圧力が高いが、絶対的には閉止可能圧力は低い。また、管周にベルトを巻くための空間が必要である。
【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ガス配管等の樹脂管の修理の方法であって、損傷箇所が複雑な形状でも確実に閉止することが可能で、配管内のガス圧力が比較的高くても閉止可能な樹脂管の修理の方法並びにそれに用いる閉止栓及び閉止工具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明の樹脂管の修理方法は、樹脂製の管の損傷部に樹脂製の閉止栓を回転させながら当て、樹脂管と閉止栓との間に生じる摩擦熱で両者を融着することを特徴とする。樹脂で作られた配管と閉止栓を融着させて配管と閉止栓を接続するため、接続強度が高く、ガス管内の気圧が高い場合でも閉止が可能である。さらに、修理工事の際には、損傷部とその周辺のみ露出させれば良く、管周に空間を設ける必要がない。
【０００７】本発明の他の態様の樹脂管の修理方法は、樹脂製の管の損傷部の周囲を丸くくり抜き、くり抜いた内孔に樹脂製の閉止栓を回転させながら当て、樹脂管と閉止栓との間に生じる摩擦熱で両者を融着することを特徴とする。損傷部がバリ等により複雑な形状であり閉止栓の位置決めが困難な場合でも、損傷部に丸い内孔を予め形成しておくことで、閉止栓を当てやすくなる。
【０００８】本発明の樹脂管の修理に用いられる閉止栓は、管壁との融着部が先すぼまりの円錐形であり、円錐形の傾斜角αが４５〜６０°であることが好ましい。融着部を円錐形とすることで、閉止栓の樹脂管の損傷箇所への位置決めがしやすくなる。
【０００９】本発明の樹脂管の修理に用いられる他の態様の閉止栓は、回転対称形の本体と、該本体中に形成されたガス流路と、該流路に形成された遮断弁とを備えることを特徴とする。配管内のガスを外に逃がしながら損傷部を閉止することができ、配管内圧力が高い場合でも確実にガス洩れを止めることができる。
【００１０】本発明の樹脂管の修理に用いられる他の態様の閉止栓は、先端部に上記樹脂管の管壁を切削する切削工具が付設されている。損傷部がバリ等により複雑な形状をしており、閉止栓の位置決めがしにくい場合でも予め管壁を切削することによって閉止栓を当てる場所を確保することができる。また、新生の樹脂管壁面を出して融着することができるので、封止がより強固となる。
【００１１】本発明の樹脂管の修理に用いられる閉止工具は、樹脂製の閉止栓を取り付けるヘッドと、このヘッドを回転駆動するモータと、モータを収蔵し、ヘッドを回転可能に支持するケーシングと、ケーシングの取っ手と、を具備することを特徴とする。閉止栓を高速で回転させることができるため、閉止栓と樹脂管の接触部に摩擦熱を発生させ、両者を融着させることができる。この場合、閉止工具は防爆構造を有することが好ましく、配管内圧力が高い場合でも安全に作業することができる。また、モータをエアモータとすればスパークのおそれがさらになくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の１実施例に係る樹脂管の修理方法の概要を示す側面図である。
【００１３】閉止栓１０はポリエチレン等の樹脂で作られ、円筒部１１と先端の切られた円錐部１３よりなる。円錐部１３は、ガス管７０の損傷部７１への位置決めがしやすいように傾斜角α（図４参照）が４５〜６０°であることが好ましい。
【００１４】この閉止栓１０は、閉止工具２０に回転可能かつ取り外し可能に取り付けられる。閉止工具２０は閉止栓１０を回転可能に取り付けるヘッド２１、及びヘッド２１を回転駆動させるモータ２３を備え、モータ２３はケーシング２５内に収蔵されている。ヘッド２１はモータ２３のモータ軸に直接結合されており、ヘッド２１とケーシング２５の外面の間にはベアリング２７が設置されている。
【００１５】モータ２３は、この例では１２００〜１３００ｒｐｍの回転が可能な能力を有するエアモータが使用される。閉止栓１０の円筒部１１は、ヘッド２１と同期に回転するよう係合する。この係合方法は、円筒部１１の端面に切られた溝に、ヘッド２１の突起が係合するもの等の簡易な方法でよい。その他、チャック式、ネジ止め式も用いることができる。
【００１６】最初に、ガス管７０の損傷箇所７１を、その部分付近のみを掘削し、露出させる。このとき、管周に沿って掘り起こす必要はない。作業を行う際は、まず、閉止栓１０を閉止工具２０のヘッド２１に取り付ける。次に閉止工具２０の取っ手２９を持って工具２０を持ち上げ、モータ２３を回転させる。そして、閉止工具２０のヘッド２１とともに回転する閉止栓１０をガス管７０の損傷部７１に近付け、損傷部７１を塞ぐよう閉止栓１０の円錐部１３を当てる（図１（Ａ））。
【００１７】この際、ガス管７０内は外界より気圧が高いので、ある程度の押圧力で栓１０を押し当てる必要がある。高速回転する閉止栓１０とガス管７０の損傷部７１が接触すると両者間に摩擦熱が発生する。さらにヘッド２１を回転し続けると、発生する熱量が増加し、閉止栓及びガス管の材料であるポリエチレンの融点付近まで温度が上昇すると、閉止栓１０及びガス管７０の接触部７３は融解を始める。ここで、損傷部７１と接触する閉止栓１０の円錐部１３の径は、６０〜８０mmである。接触部７３が融解した状態で、さらにヘッド２１が回転すると、閉止栓１０及びガス管７０の融解する部分は広まり、両者は混じり合って、一体化される。このとき、モータ２３の回転トルクは増加し、トルクがある程度に達するとモータ２３の回転を止める。この状態で閉止栓１０とガス管７０の接触部７３が冷却するまで放置すると、閉止栓１０はガス管７０の損傷部７１に融着されて固定される（図１（Ｂ））。その後、ヘッド２１を閉止栓１０から取り外す。
【００１８】図２は、本発明の他の実施例に係る樹脂管の修理方法の概要を示す側面図である。この実施例の樹脂管の修理方法は、特に樹脂管内の気圧が高い（例えば１〜２kgf/cm2 ）場合の修理に適用される。
【００１９】閉止栓１０はポリエチレン等の樹脂で作られ、円筒部１１と先の切られた円錐部１３よりなる。同栓１０の中心部には、縦軸方向に貫通する中空ガス流路１５が設けられている。栓１０の円筒部１１には遮断弁４０がネジにより固定されている。遮断弁４０には、閉止栓１０の流路１５と連結する内孔（図示されず）が設けられている。この内孔は、栓１０のツマミ４２を９０°回すと閉じることができる。遮断弁４０付きの閉止栓１０は、閉止工具２０に回転可能かつ取り外し可能に取り付けられる。
【００２０】閉止工具２０は、遮断弁４０及び閉止栓１０を回転可能に取り付けるヘッド２１と、ヘッド２１を回転駆動するモータ２３を備える。ヘッド２１とモータ２３は二つの歯車３１、３１’を介して接続されており、モータ２３の軸とヘッド２１の軸の位置はオフセットされている。モータ２３と各歯車３１、３１’はケーシング２５内に収蔵されており、ヘッド２１とケーシング２５の間にはベアリング２７が介在する。
【００２１】この例の工具２０においては、ヘッド２１、ベアリング２７、ヘッド側の歯車３１’には、連続する内孔３３が形成されている。この内孔３３は閉止栓１０及び遮断弁４０の内孔と連通している。さらに、これらの内孔はケーシング２５の内部を通り、ケーシング２５から伸びるチューブ３５につながる。したがって、閉止栓１０、遮断弁４０、ベアリング２７、歯車３１’、ケーシング２５、チューブ３５を通る流路が形成されている。
【００２２】作業を行う際は、まず、閉止栓１０と遮断弁４０を組み立て、遮断弁４０を開いた状態で閉止工具２０のヘッド２１に取り付ける。次に閉止工具２０の取っ手２９を握って工具２０を持ち上げ、モータ２３を回転させる。閉止工具２０のヘッド２１とともに回転する閉止栓１０をガス管７０の損傷部７１に近付け、損傷部５１を塞ぐよう閉止栓１０の円錐部１３を当てる（図２（Ａ））。円錐部１３が損傷部７１に当たると、損傷部７１から漏れたガスは閉止栓１０の流路１５に流れ込み、さらに遮断弁４０、ケーシング２５、チューブ３５の内孔３３を通って外部に吹き出す。閉止栓１０の損傷部７１への融着過程は第一の実施例と同様であるが、常にガス管内のガスをチューブ３５から吹き出しながら作業が行われる。融着が完了するまで、ガスは流路を通って吹き出し続ける（図２（Ｂ））。閉止栓１０が遮断弁４０とともに損傷部７１に固定されると、遮断弁４０を手動で閉じ、ガスの流路を通る吹き出しを止める（図２（Ｃ））。
【００２３】この実施例では、配管内のガスを逃がしながら作業を行うことができるので安全であり、また、ガス管内の圧力が高い場合でも確実に閉止することができる。
【００２４】図３、図４は、本発明の実施例に係る樹脂管の修理方法に使用される閉止栓を示す図である。図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は平面図であり、図４は側面図である。この実施例の閉止栓は、先端部に切削工具が付設されたもので、ガス管の損傷部がバリやひび割れ等の損傷箇所が特定しにくい場合や、損傷箇所が小さい場合に適用される。
【００２５】図３は、ポリエチレン性の閉止栓１０の円錐部１３の頂部に、十字型のドリル刃６０が取り付けられたものである。ドリル刃６０は外形が円錐形で、台座６１上に刃６３が十字型に交差して配置されたもので、各刃が交差する先端６５は鋭角となっている。刃の台座６１は閉止栓１０の円錐部１３の頂部にボルト等により固定されている。台座６１の中央には貫通する孔６７が形成されている。閉止栓１０の軸方向中央部にも貫通孔１５が形成されており、ドリル刃６０の台座６１の孔６７とつながっている。
【００２６】この閉止栓１０は、第二の実施例に用いた、流路が形成された閉止工具に適用される。まずドリル刃６０の先端６５をガス管の損傷箇所に当て、位置決めし、モータを回転させる。先端部は鋭角となっているため位置決めがしやすい。モータの回転にともない、ドリル刃６０を回転させながらガス管に押し込むと、貫通する孔は徐々に径が大きくなり、やがてドリル刃６０は孔を通り抜け、閉止栓１０の円錐部１３が孔の壁面に接触し、上述のように接触面に摩擦熱が発生し、両者は融着する。また、ドリル刃６０の台座６１と閉止栓１０には中央を貫通する孔が設けられているため、ガス管内の高圧ガスを逃がしながら作業を行うことができる。
【００２７】図４はポリエチレン性の閉止栓１０の円錐部１３に切削用のホールソー５０が取り付けられたものである。ホールソー５０とは金属製の薄いパイプ状の台座５１の先端面に、円環状に切刃５３が配置されたものである。台座５１の中心にはキリ５５が周囲の切刃５３から突出して設けられている。ホールソー５０は閉止栓１０の円錐部１３の頂部にボルトによって固定され、閉止工具に取り付けられると閉止栓１０とともに回転する。
【００２８】作業時はまず、ホールソー５０を閉止栓１０に固定し、閉止栓１０を閉止工具に取り付ける。この状態で、ホールソー５０のキリ５５をガス管の損傷箇所に当て、位置決めし、モータを回転させる。キリ５５は回転しながらガス管の管壁を貫通し、閉止栓の位置が固定される。さらに回転させると、次に切刃５３が貫通部の周囲を切削し、環状の切り込みが形成される。この切り込みが管壁を貫通すると、貫通部を中心にした円形の穴を開ける。この穴はガス管の損傷部を含む大きさを有する。ホールソー５０がこの穴を通るよう押し込むと、穴の壁面に閉止栓の円錐部が接触する。この間も閉止栓は回転しているため、上述のように閉止栓１０の円錐部１３とガス管に形成された穴の接触部に摩擦熱が発生し、両者は融着する。閉止栓１０はホールソー５０を固定したままガス管に融着されるが、応急的な処置であり、特に支障を来すことはない。
【００２９】上述の例に示される切削工具は、ガス管や周囲の岩石等との接触による放電を避けるため、セラミックス等の絶縁物で構成されることが好ましい。
【００３０】尚、上述の各例に示される閉止栓の材料、形状、硬度、大きさ等は、修理が必要なガス管の仕様や損傷箇所の形状や大きさに応じて選択できる。
【００３１】
【発明の効果】本発明においては、ガス配管等の樹脂管の損傷箇所に、樹脂性の閉止栓を両者間に摩擦熱を発生させて融着するため、閉止栓を確実に固定することが可能である。また、閉止栓と閉止工具にガスの流路を設けた場合は、ガスを逃がしながら融着作業を行うことができるため、安全で、ガス管内の気圧が高い場合でも閉止できる。さらに、閉止栓に切削工具を取り付けることによって損傷箇所が複雑な形状でも確実に閉止することが可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２０２６２
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月１７日（１９９８．９．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１００４１３
【弁理士】
【氏名又は名称】渡部 温
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８８１７９（Ｐ２０００−８８１７９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月３１日（２０００．３．３１） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２８０４９０ |
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