(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管部と受口とを有する管を支持する支持部と、
前記支持部によって支持されている前記管内に充水する充水部と、
前記管内に充水された状態で、管内を加圧する加圧部と、
を備え、
前記支持部は、前記受口を下にして、前記管を水平方向に対して傾斜させて支持し、
前記充水部は、前記支持部によって傾斜して支持されている前記管の受口から管内に充水し、
前記加圧部は、前記支持部により管が傾斜した状態で、前記加圧する、
ことを特徴とする水圧負荷装置。
【請求項２】
前記充水部は、前記受口の内周面に向いて上向きに水を吐出する吐水口が設けられた充水パイプを有している、
ことを特徴とする請求項１に記載の水圧負荷装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記管を水平方向に対して２°以上１０°以下の範囲で傾斜させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の水圧負荷装置。
【請求項４】
前記支持部は、
前記管の外周面に当接して、当該管を支える第１の保持部材と、
前記第１の保持部材とは前記管の軸方向に異なる位置にて、前記管の外周面に当接して、当該管を支える第２の保持部材と、
を有し、
前記第１の保持部材は、前記管を昇降させることができ、前記第２の保持部材との相対高さを変更できる、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の水圧負荷装置。
【請求項５】
前記充水部は、前記支持部が傾斜させている前記管の位置よりも、高い位置に貯水槽を有し、当該貯水槽の水が自重によって前記管内に供給される構成となっている、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の水圧負荷装置。
【請求項６】
前記充水部は、前記管を両端部からクランプするクランプ部を有し、
前記両端部のうちのより高い位置にある端部側の前記クランプ部には、当該管内と連通する貫通部が設けられており、
前記貫通部は、当該端部における前記管の中心軸の位置の高さよりも上に設けられている、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の水圧負荷装置。
【請求項７】
前記支持部は、前記管の姿勢を、傾斜させた第１の状態から、管の軸方向が水平方向と平行になる第２の状態に変えることができ、
前記水圧負荷装置は、
前記管から排水を開始するタイミングよりも、前記管の姿勢を前記第１の状態から前記第２の状態に変えるタイミングを遅らせるように、前記支持部を制御する制御部と、
を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の水圧負荷装置。
【請求項８】
直管部と受口とを有する管を支持する支持ステップと、
前記支持ステップによって支持されている前記管内に充水する充水ステップと、
前記管内に充水された状態で、管内を加圧する加圧ステップと、
を含み、
前記支持ステップでは、受口を下にして、前記管を水平方向に対して傾斜させて支持し、
前記充水ステップでは、前記支持ステップによって傾斜して支持されている前記管の受口から前記管内に充水し、
前記加圧ステップでは、前記支持ステップにより前記管が傾斜した状態で、前記加圧する、
ことを特徴とする水圧負荷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管の水圧負荷装置および管の水圧負荷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上下水道やガスの輸送用に用いられる管は、工場での製造後に様々な検査が行われ、これらの検査に合格した製品が完成品となる。
【０００３】
従来からの検査としては、管の内部に水圧を負荷して外部への漏水の有無を目視等により確認する方法がある。例えば特許文献１に開示された水圧試験装置は、両端が開口している管を、軸方向を水平にした状態で両端からクランプし、両端を密閉した状態で、一端の開口（受口側）から管内に圧力水を供給するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−７７３３５号公報（１９８４年５月２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先述の特許文献１の水圧試験装置を用いると、充水時に管内に空気が残り易く、残った空気を除去するために時間を要する。また、管内に空気が残留すると、昇圧のために時間を要する。
【０００６】
そこで、本発明の一態様は、管内の空気を効率的に排出して管内に圧力水を充填させることができる水圧負荷装置および水圧負荷方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水圧負荷装置は、管を支持する支持部と、前記支持部によって支持されている前記管内に充水する充水部と、前記管内に充水された状態で、管内を加圧する加圧部と、を備え、前記支持部は、前記管を水平方向に対して傾斜させて支持し、前記充水部は、前記支持部によって傾斜して支持されている前記管内に充水し、前記加圧部は、前記支持部により管が傾斜した状態で、前記加圧する、構成である。
【０００８】
前記の構成によれば、管を傾斜させているので、充水の際に管内に生じた空気を管の上端側から効率的に排出して管内に圧力水を充填させることができる。
【０００９】
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水圧負荷装置は、直管部と受口とを有する管を支持する支持部と、前記支持部によって支持されている前記管内に充水する充水部と、前記管内に充水された状態で、管内を加圧する加圧部と、を備え、前記支持部は、前記受口を下にして、前記管を水平方向に対して傾斜させて支持し、前記充水部は、前記支持部によって傾斜して支持されている前記管の受口から管内に充水し、前記加圧部は、前記支持部により管が傾斜した状態で、前記加圧する、構成である。
【００１０】
管の受口の内周面には、凹凸部が設けられているため、従前は、当該凹部に空気が残留し易かった。しかしながら、前記の構成によれば、直管部と受口とを有する管の受口を下にして管を傾斜させて、且つ受口から管内に充水している。これにより、受口側から管内に充水されていくため受口の内周面の凹部に空気が残留しにくい。その結果、直管部と受口とを有する管内の空気を効率的に排出して管内に圧力水を充填させることができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る水圧負荷装置では、前記充水部は、前記受口の内周面に向いて上向きに水を吐出する吐水口が設けられた充水パイプを有している、構成としてもよい。
【００１２】
前記の構成によれば、充水部は、受口を下にして傾斜した管の当該受口の内周面に向いて上向きに水を吐出する。これにより、受口の内周面の凹凸部を狙って上向きに水を吐出することができるので、充水の際に受口の凹部付近に空気が残留しにくくなる。その結果、直管部と受口とを有する管内の空気をより効率的に排出して管内に圧力水を充填させることができる。
【００１３】
本発明の一態様に係る水圧負荷装置では、前記支持部は、前記管を水平方向に対して２°以上１０°以下の範囲で傾斜させる、構成とすることが好ましい。
【００１４】
前記の構成によれば、管を２°以上傾斜させることにより、充水の際に管内に生じた空気を管の上端側から効率的に排出することができる。また、管の傾斜角度が１０°以下であることにより、管の傾斜角度が１０°よりも大きい場合と比較して、水圧負荷装置をよりコンパクトな設計とすることができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る水圧負荷装置では、前記支持部は、前記管の外周面に当接して、当該管を支える第１の保持部材と、前記第１の保持部材とは前記管の軸方向に異なる位置にて、前記管の外周面に当接して、当該管を支える第２の保持部材と、を有し、前記第１の保持部材は、前記管を昇降させることができ、前記第２の保持部材との相対高さを変更できる構成としてもよい。
【００１６】
前記の構成によれば、第１の保持部材を第２の保持部材よりも高い位置にて管を支えることによって当該管を水平方向に対して傾斜させて支持することができる。
【００１７】
本発明の一態様に係る水圧負荷装置では、前記充水部は、前記支持部が傾斜させている前記管の位置よりも、高い位置に貯水槽を有し、当該貯水槽の水が自重によって前記管内に供給される構成となっていてもよい。
【００１８】
前記の構成によれば、貯水槽内の水を自重によって管に供給することができるので、従来のように充水ポンプに拠らずに管に充水することができる。その結果、水圧負荷装置の構成の簡素化、消費電力の低減等の種々のメリットを享受できる。
【００１９】
本発明の一態様に係る水圧負荷装置では、前記充水部は、前記管を両端部からクランプするクランプ部を有し、前記両端部のうちのより高い位置にある端部側の前記クランプ部には、当該管内と連通する貫通部が設けられており、前記貫通部は、当該端部における前記管の中心軸の位置の高さよりも上に設けられていてもよい。
【００２０】
前記の構成によれば、傾斜させた管の上端側付近に集まった空気を、クランプ部の貫通部を通して効率よく管外に排出することができる。
【００２１】
本発明の一態様に係る水圧負荷装置では、前記支持部は、前記管の姿勢を、傾斜させた第１の状態から、管の軸方向が水平方向と平行になる第２の状態に変えることができ、前記水圧負荷装置は、前記管から排水を開始するタイミングよりも、前記管の姿勢を前記第１の状態から前記第２の状態に変えるタイミングを遅らせるように、前記支持部を制御する制御部と、を更に備えていてもよい。
【００２２】
前記の構成によれば、傾斜している状態の管の下端側から水の自重により勢いよく排水させることができるため、排水時間を短くすることができる。さらに、管の下端側から排水し、上端側の外周面が水に濡れることを防ぐことができる。
【００２３】
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水圧負荷方法は、管を支持する支持ステップと、前記支持ステップによって支持されている前記管内に充水する充水ステップと、前記管内に充水された状態で、管内を加圧する加圧ステップと、を含み、前記支持ステップでは、前記管を水平方向に対して傾斜させて支持し、前記充水ステップでは、前記支持ステップによって傾斜して支持されている前記管内に充水し、前記加圧ステップでは、前記支持ステップにより前記管が傾斜した状態で、前記加圧する。
【００２４】
前記の構成によれば、支持ステップによって管を傾斜させるので、充水の際に管内に生じた空気を管の上端側から効率的に排出して管内に圧力水を充填させることができる。
【００２５】
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水圧負荷方法は、直管部と受口とを有する管を支持する支持ステップと、前記支持ステップ部によって支持されている前記管内に充水する充水ステップと、前記管内に充水された状態で、管内を加圧する加圧ステップと、を含み、前記支持ステップでは、受口を下にして、前記管を水平方向に対して傾斜させて支持し、前記充水ステップでは、前記支持ステップによって傾斜して支持されている前記管の受口から前記管内に充水し、前記加圧ステップでは、前記支持ステップにより前記管が傾斜した状態で、前記加圧する。
【００２６】
前記の構成によれば、支持ステップによって直管部と受口とを有する管の受口を下にして管を傾斜させて、且つ充水ステップによって受口から管内に充水している。これにより、受口側から管内に充水されていくため受口の内周面の凹部に空気が残留しにくい。その結果、直管部と受口とを有する管内の空気を効率的に排出して管内に圧力水を充填させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
管内に空気を残留させることなく管内に圧力水を充填させることができる水圧負荷装置および水圧負荷方法を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１に係る水圧負荷装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】管の一態様を示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る水圧負荷装置の充水部が備えている第２のクランプ部の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る水圧負荷装置の第１のクランプ部の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る水圧負荷装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る水圧負荷装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態２に係る水圧負荷装置の概略の構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜水圧負荷装置＞
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１および図５を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る水圧負荷装置１の概略の構成を示す側面図である。図５は、本発明の実施形態１に係る水圧負荷装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。水圧負荷装置１は、図示のように、支持部１０、充水部２０、加圧部３０、および制御部４０を備えている。なお、図１では、水圧負荷装置１に管１００がクランプされた状態を示しているが、管１００は水圧負荷装置１の構成には含まれない。
【００３０】
水圧負荷装置１において、支持部１０は、管１００を水平方向に対して傾斜させて支持し、充水部２０は、支持部１０によって傾斜して支持されている管１００内に充水し、加圧部３０は、支持部１０により管１００が傾斜した状態で加圧する構成である。この構成によれば、管１００を傾斜させているので、充水の際に管１００内に生じた空気を管１００の上端部側から効率的に排出して管１００内に圧力水を充填させることができる。また、圧力水を充填させる際に管１００内に空気が残留しにくいので、従来の水圧負荷装置と比較して、管１００への充水にかかる時間と管１００の内圧を上昇させる為にかかる時間とを短縮することができる。また、管１００を傾斜させることにより、管１００をアンクランプした際に、傾斜している状態の管１００の下端側から水の自重により勢いよく排水させることができるため、排水時間も短縮することができる。その結果、水圧負荷装置１は、従来の水圧負荷装置と比較して処理効率が向上するという効果を奏する。
【００３１】
さらには、水圧負荷装置１の処理効率が向上する結果として、単位時間当たりに処理可能な管１００の数を増やすことができるので、結果的に水圧負荷装置１のラインを減らしてコンパクトな設備とすることができ、結果として設備費用を削減することができる。
【００３２】
水圧負荷装置１に供される管１００としては、特に限定されず、例えば、水道用耐震管等として利用される公知のダクタイル鉄管を使用することができる。
【００３３】
図２は、管１００の一態様を示す正面図であるが、説明の便宜上、一部分が破断図になっている。図２においてハッチングを施した部分は管１００の切断面を表す。図２には、管１００の一例として、水道用耐震管等として利用されるダクタイル鉄管を示す。図に示すように、管１００は、管１００同士を連結するために、直管部１０３の両端部にそれぞれ受口部１０１（受口）と挿し口部１０２とを有している。通常、管１００同士を連結する場合は、第１の管の受口部に、第２の管の挿し口部を挿入する。ここで、受口部１０１の内周面には、管１００同士を連結した際に離脱することを防止するためのロックリングを装着するための環状溝が形成されている。
【００３４】
ところが、このように内周面に環状溝が設けられた管１００は、内周面に凹凸部があることにより、内周面に凹凸部を有していない管よりも、圧力水を充填させる際に管１００内に、特に当該凹部に、空気が残留しやすい。しかしながら、本実施形態１に係る水圧負荷装置１によれば、圧力水を充填させる際に管１００内に空気が残留しにくいので、内周面に凹凸部を有する管１００にも圧力水を効率よく充填させることができる。
【００３５】
なお、実施形態１において説明する管１００は、端部の一方が受口部を、他方が挿し口部を有しているが、これに限定されるものではない。例えば、両端に受口部（受口）を有しており、挿し口部を有していない管であってもよい。あるいは、両端が挿し口部で、受口部を有していない管であってもよい。充水の際の管内の空気をより排出しやすいことから、両端に受口部を有しているものよりも、一端に受口部を有している管の方が好ましい。
【００３６】
また、水圧負荷装置１は、様々な形の管１００を水圧負荷対象とすることができる。そのため、管１００の内径は特に限定されず、後述する第２のクランプ部２５の当接部材２６の管１００に当接する側の面にある開口の開口径よりも大きい内径を有している管であれば、水圧負荷装置１の水圧負荷対象とすることができる。
【００３７】
以下に、水圧負荷装置１の各部の構成について、図１を用いて詳細に説明する。
【００３８】
（支持部１０）
支持部１０は、管１００を、管軸が水平方向に対して傾斜させて支持するように構成されている。なお、本明細書では、水平方向に対して傾斜させることを、単に、「傾斜させる」と表現する場合がある。
【００３９】
図１に示すように、支持部１０は、管１００の外周面に当接して、管１００を支える第１の保持部材１１ａと、第１の保持部材１１ａとは管１００の軸方向に異なる位置にて、管１００の外周面に当接して、管１００を支える第２の保持部材１１ｂと、を有している。
【００４０】
第１の保持部材１１ａは、第２の保持部材１１ｂとの相対高さを変更できるように構成されており、管１００の一方の端部側を昇降させることができる。具体的には、第１の保持部材１１ａの高さが、充水部２０に近い第２の保持部材１１ｂよりも相対的に高くなるように、高さを変更できるように構成されている。これにより、充水部２０側にある管１００の端部を下にして管１００を傾斜させることができ、傾斜させた管１００の両端部の内、他方に対して相対的に低い位置にある端部側（管の下端側ともいう）から管１００内に充水することができる。
【００４１】
充水部２０側にある管１００の端部を下にして、管１００の下端側から充水することにより、充水の過程で空気が管１００の上端側に逃げるため、充水後に空気を逃がすための時間を別途設ける必要がなく、全体的な充水時間を短縮することができる。また管１００の上端側からの充水では水が勢いよく下に流れて空気を含んでしまう可能性がある。これらの理由から、図１に示したような、充水部２０に近い第２の保持部材１１ｂの高さが、第１の保持部材１１ａよりも相対的に低くなるように、保持部材の高さを変更できる構成とすることが好ましい。
【００４２】
また、図２に示すように、管１００が端部に受口部１０１と挿し口部１０２とを有している場合は、支持部１０は、受口部１０１を下にして管１００を傾斜させて、下に位置する受口部１０１側から充水するように管１００を支持することが好ましい。管の受口の内周面には、凹凸部が設けられているため、従前は、当該凹部に空気が残留し易かった。挿し口部１０２を下にして管１００を傾斜させて、挿し口部１０２側から充水すると、受口部１０１側が最後に充水されるので、受口部１０１の内周面の凹部の空気を逃がすための時間を別途設ける必要がある。これに対して、受口部１０１を下にして管１００を傾斜させて、受口部１０１側から充水することにより、受口部１０１側から管１００内に充水されていくため受口部１０１の内周面の凹部の空気が充水の過程で逃げるため、空気を逃がすための時間を別途設ける必要がない。その結果、挿し口部１０２を下にして管１００を傾斜させて、挿し口部１０２側から充水する場合と比較して、充水の際に管１００内の空気を効率よく管外に排出できる。
【００４３】
管１００の水平方向に対する傾斜角度は特に限定されず、管１００内の空気を管外に効率よく排出できる効果を得られる範囲内で適宜調整することができる。ここで、管１００の水平方向に対する傾斜角度とは、水平面と管１００の管軸とが成す角度の内、小さい方の角度（図１に示す角度α）が意図される。管１００内の空気を効率よく管外に排出できることから、支持部１０は、管１００を水平方向に対して、２°以上１０°以下の範囲で傾斜させることが好ましく、５°以上１０°以下の範囲で傾斜させることがより好ましい。
【００４４】
水平方向に対する管１００の傾斜角度が２°以上であることにより、充水の際に管１００内に生じた空気を管１００の上端側から効率的に排出することができる。また、水平方向に対する管１００の傾斜角度が１０°以下であることにより、管１００の傾斜角度が１０°よりも大きい場合と比較して、水圧負荷装置１をよりコンパクトな設計とすることができる。
【００４５】
本実施形態１では、第１の保持部材１１ａおよび第２の保持部材１１ｂは、管１００を下から保持するジャッキである。しかし、上述したような支持部１０の機能を有するものであれば、第１の保持部材１１ａおよび第２の保持部材１１ｂは、ジャッキに限定されない。第１の保持部材１１ａおよび第２の保持部材１１ｂとしては、例えば、ラック・ピニオンによる昇降装置等を使用することができる。
【００４６】
また、支持部１０は、管１００を傾斜させて支持することができればよいため、図１に示すような管１００を下から支持する態様に限定されない。例えば、管１００の上方から吊り下げて支持する、管１００の外周面を左右から挟み込んで支持する等、水圧負荷装置１の構成にあわせて適宜仕様を変更することが可能である。
【００４７】
また、図１では、支持部１０が第１の保持部材１１ａおよび第２の保持部材１１ｂの２つの保持部材を有している態様、すなわち、管１００を管軸方向の異なる２か所の位置で支持する態様を示した。少なくとも２つの保持部材によって管１００の管軸方向に異なる位置で管１００を保持することにより、管１００を安定的に支持することができる。しかし、管１００を傾斜させて支持することができる構成であれば、保持部材の数は２つに限定されず、必要に応じて、支持部１０は保持部材を１つのみ有していてもよく、または保持部材を２つよりも多く有していてもよい。
【００４８】
（充水部２０）
充水部２０は、支持部１０によって傾斜して支持されている管１００内に充水するように構成されている。充水部２０は、貯水槽２１と、貯水槽２１の水を管１００に導入するための充水パイプ２２と、第１のクランプ部２４と、第２のクランプ部２５と、を有している。充水パイプ２２には、充水弁２３が設けられている。
【００４９】
第１のクランプ部２４および第２のクランプ部２５は、それぞれが、充水を開始する前に、管１００の両端部をクランプする。図１では、第１のクランプ部２４は、第２のクランプ部２５よりもより高い位置に設けられている。これら２つの第１のクランプ部２４および第２のクランプ部２５は、支持部１０によって傾斜して支持されている管１００の両端部に当接して、両側から挟み付けることによって、管１００をクランプする。第１のクランプ部２４および第２のクランプ部２５の開閉は、油圧シリンダ（図示しない）によって調整される。
【００５０】
貯水槽２１は、支持部１０が傾斜させている管１００の位置よりも高い位置に配置されており、貯水槽２１内の水が自重によって管１００に供給される構成となっている。この構成により、従来のように充水ポンプに拠らずに管１００に充水することができる。また、貯水槽２１内の水を自重によって管１００内に勢いよく充水することができるので、充水ポンプを使用する場合よりも充水にかかる時間を短縮することができる。充水の速さ、水量、継続時間等は、充水弁２３の開閉により制御することができる。
【００５１】
次いで、充水パイプ２２および第２のクランプ部２５の構成を図３に基づいて説明する。図３は、水圧負荷装置１の第２のクランプ部２５の構成を示す断面図である。なお、この例では、管１００は受口部１０１を第２のクランプ部２５側に向けてクランプされている。
【００５２】
図３に示すように、充水パイプ２２の先端には、管１００の受口部１０１の内周面に向いて上向きに水を吐出する吐水口２２ａが設けられている。また、第２のクランプ部２５には、管１００と対向する側の面に管１００と当接するための円形の当接部材２６が設けられている。また、第２のクランプ部２５には、当接部材２６が設けられている面とは反対側の面から当接部材２６の管１００に当接する側の面に向けて、第２のクランプ部２５および当接部材２６を斜め上方向に連通する貫通部２５ａが設けられている。貫通部２５ａは、一方の開口を当接部材２６の管１００と当接する側の面に有しており、他方の開口を第２のクランプ部２５の当接部材２６が設けられている面とは反対側の面に有している。充水パイプ２２の先端は、第２のクランプ部２５の当接部材２６が設けられている面とは反対側の面に設けられた開口を介して貫通部２５ａに連結されている。
【００５３】
第２のクランプ部２５の貫通部２５ａは、充水パイプ２２から供給された水を流す流路の役割を果たすので、充水パイプ２２の吐水口２２ａから上向きに吐出された水は、上向きの吐出方向が維持されたまま、貫通部２５ａを通って当接部材２６の管１００に当接する側の面にある開口から吐出される。このように、充水部２０は、管１００の受口部１０１の内周面に存する凹凸部を狙って上向きに水を吐出することができる。管１００の内周面の前記凹凸部の凹部付近はその形状に起因して特に空気が残留しやすいが、前記構成によれば、管１００の受口部１０１の内周面に存する凹凸部を狙って上向きに水を吐出するので、充水の際に受口部１０１の凹部付近に空気が残留しにくくなる。
【００５４】
第２のクランプ部２５の面２５ａに存する貫通部２５ａの開口は、円形の当接部材２６の円の中心点の位置の高さよりも上に設けられていることが好ましい。この構成により、貫通部２５ａの開口が当接部材２６の円の中心点の位置の高さよりも下に設けられている場合よりも、管１００の内周面により近い位置から管１００の内周面に向かって水を吐出することができる。
【００５５】
当接部材２６は、管１００の端部の外径よりも大きい直径を有している円形状であればよい。当接部材２６は、充水の際に管１００の端部から水が漏れないように管１００の端部と密接することができる限りは、その材質は特に限定されない。当接部材２６としては、例えば、ゴム等の弾性部材を使用することができる。
【００５６】
次いで、第１のクランプ部２４の構成を図４に基づいて説明する。図４は、水圧負荷装置１の第１のクランプ部２４の構成を示す断面図である。図４に示すように、第１のクランプ部２４には、管１００の挿し口部１０２が当接する。１のクランプ部２４は、管１００と対向する側の面に管１００と当接するための円形の当接部材２７が設けられている。また、第１のクランプ部２４には、管１００内と連通する貫通部２４ａが設けられている。貫通部２４ａの管１００と連通している側の開口は、当接させた管１００の中心軸の位置の高さよりも上に設けられている。貫通部２４ａの他方の開口は、第１のクランプ部２４の上面に設けられている。
【００５７】
ここで、管１００は傾斜して支持されるので、充水中に生じた管１００内の空気は、管１００の上端側の方へと移動する。図４でいえば、管１００の挿し口部１０２が、より高い位置にある上端にあたる。挿し口部１０２は、図４に示すように、第１のクランプ部２４の当接部材２７と当接しているため、挿し口部１０２側へと移動した空気は、貫通部２４ａの管１００と連通している側の開口から第１のクランプ部２４の貫通部２４ａを通って管１００外に排出される。
【００５８】
さらには、貫通部２４ａは、挿し口部１０２（管の端部）における管の中心軸の位置（図４中の一点鎖線）の高さよりも上に設けられている。具体的には、貫通部２４ａの管１００と連通している側の開口は、第１のクランプ部２４の当接部材２７の円の中心点の位置の高さよりも上に設けられている。管１００内の空気は、管１００の内周面の上側に溜まるので、貫通部２４ａの管１００と連通している側の開口が上記構成であれば、貫通部２４ａの管１００と連通している側の開口が当接部材２７の円の中心点の位置の高さよりも下に設けられている場合よりも、管１００内の空気がより排出されやすくなる。なお、当接部材２７については、上述した当接部材２６の説明を準用する。
【００５９】
充水部２０は、上述した構成に限定されない。水圧負荷装置１は、傾斜して支持されている管１００内に充水することで、充水の際に管１００内に生じた空気を管１００の上端側から効率的に管１００外に排出できるという効果を奏することができる。このため、充水部２０は、少なくとも、管１００を傾斜させた状態で充水可能な構成であればよい。例えば、図１に示した貯水槽２１を支持部１０が傾斜させている管１００の位置よりも、高い位置に配置する代わりに、従来のようにポンプを用いて貯水槽２１の水を管１００に充水する構成とすることも可能である。
【００６０】
同様に、第１のクランプ部２４は、貫通部２４ａの管１００と連通している側の開口位置が、図４のように第１のクランプ部２４の当接部材２７の円の中心点の位置の高さよりも上に位置しない構成であっても、第１のクランプ部２４に貫通部２４ａが存する限りは充水の際に管１００内の空気を管外に排出できるという効果を奏することができる。
【００６１】
また、充水パイプ２２の吐水口２２ａは、管１００内に充水可能であればその形状は図３に示したものに特に限定されない。
【００６２】
また、第２のクランプ部２５の当接部材２６に開けられた貫通部２５ａの開口の開口径および第１のクランプ部２４の当接部材２７に開けられた貫通部２４ａの開口の開口径のいずれか大きい方の開口の開口径よりも大きい内径を有している管であれば、図示した管１００よりも内径が小さい管も、水圧負荷装置１の水圧負荷対象となり得る。
【００６３】
（加圧部３０）
加圧部３０は、支持部１０により管１００が傾斜した状態で管１００内を加圧して、管１００の内圧を上昇させ、加圧状態を所望の時間保持できるように構成されている。加圧部３０は、図１に示すように、貯水槽２１の水を加圧ポンプ３１に導入するための第１の加圧用パイプ３２と、加圧ポンプ３１と、加圧ポンプ３１からの加圧水を管１００内に導入するための第２の加圧用パイプ３３と、を有している。第２の加圧用パイプ３３には、加圧弁３４が設けられている。
【００６４】
加圧ポンプ３１は、充水部２０が充水することによって内部が水で満たされた管１００にさらに圧力水を注入することによって管１００の内圧を上昇させる。加圧ポンプ３１としては、管１００内に圧力水を注水することで所望の圧力を付与することができるものであればよく、例えば、公知のプランジャーポンプ等を用いることができる。管１００内の加圧の継続時間は、加圧弁３４を開閉することにより制御することができる。
【００６５】
図３に示すように、第２のクランプ部２５には、当接部材２６が設けられている面とは反対側の面における上述した貫通部２５ａの開口とは別の位置から、貫通部２５ａに向けて、第２のクランプ部２５を斜め下方向に連通する貫通部２５ｂがさらに設けられている。貫通部２５ｂは、一方の開口を第２のクランプ部２５の当接部材２６が設けられている面とは反対側の面に有しており、他方は、貫通部２５ａと連通している。第２の加圧用パイプ３３の先端は、第２のクランプ部２５の当接部材２６が設けられている面とは反対側の面に設けられた開口を介して貫通部２５ｂに連結されている。この構成により、加圧ポンプ３１から第２の加圧用パイプ３３を通って送られた加圧水を、第２のクランプ部２５を通して管１００の内部に注入することができる。
【００６６】
なお、加圧部３０は、図１および図３に示す構成に限定されない。水圧負荷装置１は、傾斜して支持されている管１００内に充水することで、充水の際に管１００内に生じた空気を管１００の上端側から効率的に管１００外に排出できるという効果を奏することができる。このため、加圧部３０は、少なくとも、管１００内部を加圧可能な構成であればよい。また、図１では、加圧部３０は、充水部２０と貯水槽２１を共有している構成を示したが、加圧部３０は、充水部２０とは別の貯水槽を別途備えていてもよい。
【００６７】
（制御部４０）
水圧負荷装置１は、以上で説明した各構成を制御する制御部４０を備える。図６は、制御部４０を含めた水圧負荷装置１の構成を示すブロック図である。例えば、制御部４０は、傾斜した状態で充水された管１００から水の排出を開始するタイミング、および傾斜した管１００を水平状態に戻すタイミングを制御することができる。そして、本実施形態１では、制御部４０は、傾斜した状態で充水された管１００から水の排出を開始するタイミングよりも、管１００が傾斜した第１の状態から、管の軸方向が水平方向と平行になる第２の状態に、管１００の姿勢を変えるタイミングを遅らせる。これは、制御部４０が支持部１０を制御することにより実現される。
【００６８】
このように管１００の姿勢を変えるタイミングを制御することにより、傾斜している状態の管１００の下端側から水の自重により勢いよく排水させることができるため、排水時間を短くすることができる他、管１００の下端側から排水し、上端側の外周面が水に濡れることを防ぐことができる。一例として、当該外周面は、水圧負荷後の工程において印字や塗装が行われる場合がある。そのため、その部分を濡らさず、印字や塗装に悪影響を及ぼさないメリットを享受できる。
【００６９】
＜水圧負荷装置１の動作＞
次に、図１、図５および図６に基づき、水圧負荷装置１の動作の一例について説明する。図６は、水圧負荷装置１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下において説明する各構成の動作は、全て制御部４０による制御を受けて行われる。
【００７０】
ステップＳ１１（支持ステップ）（以下、Ｓ１１）において、水圧負荷装置１によって水圧負荷に供される管１００が所定の位置に搬入されると、管１００を、支持部１０が所定位置までリフトアップして、傾斜させる。水圧負荷装置１に搬入された直後の管１００は管軸が水平方向になった状態である（第２の状態）。この状態で、管１００は、第１の保持部材１１ａおよび第２の保持部材１１ｂ上に保持され、その状態から、第２の保持部材１１ｂよりも相対的に高さが高くなるように、第１の保持部材１１ａを所定位置までリフトアップして管１００を傾斜した状態（第１の状態）にする。
【００７１】
次いで、ステップＳ１２（充水ステップ）（以下、Ｓ１２）において、第１のクランプ部２４および第２のクランプ部２５が、傾斜した状態の管１００を両端部からクランプする。図１では、第１のクランプ部２４は、第２のクランプ部２５よりもより高い位置に設けられている。
【００７２】
次いで、ステップＳ１３（充水ステップ）（以下、Ｓ１３）において、充水部２０の充水弁２３が開き、管１００への充水を開始する。充水開始から所定時間経過後に管１００が水で満たされると、充水弁２３を閉じてＳ１４を終了する。
【００７３】
次いで、ステップＳ１４（加圧ステップ）（以下、Ｓ１４）において、加圧部３０の加圧弁３４を開き、管１００に圧力水を注入することによって管１００の加圧を開始する。管１００の内圧が所望の圧力まで上昇すると、Ｓ１４を終了する。
【００７４】
次いで、ステップＳ１５（加圧ステップ）（以下、Ｓ１５）において、圧力を所定の時間（例えば、５秒間）保持する。所定時間経過後に、加圧部３０の加圧弁３４を閉じてＳ１５を終了する。
【００７５】
次いで、ステップＳ１６（以下、Ｓ１６）において、第１のクランプ部２４および第２のクランプ部２５は、管１００をアンクランプする。これにより、傾斜している管１００内に充水された水を排水する。排水が完了すると、Ｓ１６を終了する。
【００７６】
次いで、ステップＳ１７（以下、Ｓ１７）において、支持部１０が管１００を所定位置までリフトダウンして、管１００の傾斜を解除する。具体的には、第１の保持部材１１ａを所定位置までリフトダウンして、第１の保持部材１１ａの高さと第２の保持部材１１ｂの高さが等しくなるようにして、管１００の姿勢を、傾斜した状態（第１の状態）から管軸が水平方向になった状態（第２の状態）に変える。Ｓ１７終了後の管１００は、水圧負荷装置１から搬出される。
【００７７】
なお、水圧負荷装置１の所定の位置への管１００の搬送および搬入は、手動で行ってもよく、後述する実施形態２に記載のように、水圧負荷装置１が搬送部をさらに備えて、当該搬送部によって管１００の搬送が自動で行われてもよい。
【００７８】
水圧負荷装置１によれば、水平方向に対して傾斜して支持されている管に充水するので、充水の際に管内に生じた空気を管の上端側から効率的に排出しながら管内に充水することができる。このため、管１００を水平にした状態で充水および加圧する従来の水圧負荷装置と比較して、充水後に管１００内の空気を逃がすための時間を別途設ける必要がないので、充水完了までの時間を短縮することができる。充水完了後に管１００内に空気が残留していないので、加圧部による管内の昇圧のための時間も短縮することができる。その結果、充水〜加圧までの一連の水圧負荷にかかる時間を短縮することができ、これによって水圧負荷装置１の処理効率を向上させることができる。
【００７９】
なお、本発明の一実施形態に係る水圧負荷装置を備えた水圧試験装置についても本発明の範囲に含まれる。水圧試験装置は、例えば、本発明の一実施形態に係る水圧負荷装置の他に試験部を備えることができる。試験部は、本発明の一実施形態に係る水圧負荷装置によって水圧負荷された管の状態を試験する。例えば、上述したＳ１５において、管の亀裂、水漏れ等の有無を試験する。試験部による試験項目は目的に応じて適宜設定すればよく、試験部の構成も適宜変更することができる。例えば、試験部による試験は、公的規格で定められた試験に準じて実施され得る。
【００８０】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００８１】
図７は、本発明の実施形態２に係る水圧負荷装置２の概略の構成を示す上面図である。水圧負荷装置２は、搬送部５０をさらに備えている点で、実施形態１に係る水圧負荷装置１と異なっている。そこで、以下に搬送部５０について説明し、搬送部５０以外の構成については、実施形態１と同じであるため、その説明を省略する。
【００８２】
（搬送部５０）
搬送部５０は、水圧負荷前の管１００を水圧負荷装置２の所定位置に搬入し、水圧負荷後の管１００を水圧負荷装置２から搬出する。具体的には、搬送部５０は、水圧負荷前の管１００を、管軸を水平にした状態で支持して、当該管軸に対して垂直方向に、水平面を流れるように図７の紙面上方から下方に向かって搬送する。本実施形態においては、搬送部５０は、搬送アーム対５０ａと搬送アーム対５０ｂとを備えている。各搬送アーム対５０ａ、５０ｂは、管１００の管軸方向に異なる位置で、管１００の外周面に当接して管１００を支えることができるように構成されている。
【００８３】
搬送アーム対５０ａは、水圧負荷前の管１００ａを保持し、水平方向（図７の紙面上方から下方に向かう方向）に移動させて水圧負荷装置２内に搬入し、支持部１０の第１の保持部材１１ａおよび第２の保持部材１１ｂの上に載置する。搬送アーム対５０ｂは、水圧負荷後に傾斜が解除されて姿勢が前記第２の状態となっている管１００ｂを保持し、水平方向に移動させて水圧負荷装置２の外に搬出する。
【００８４】
なお、搬送部５０は、図７に示す構成に限定されず、管１００を搬送できる構成であれば、適宜設計を変更することができる。
【００８５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１  水圧負荷装置
２  水圧負荷装置
１０  支持部
１１ａ  第１の保持部材
１１ｂ  第２の保持部材
２０  充水部
２１  貯水槽
２２  充水パイプ
２２ａ  吐水口
２３  充水弁
２４  クランプ部
２４  第１のクランプ部
２４ａ  貫通部
２５  第２のクランプ部
２５ａ  貫通部
２５ｂ  貫通部
２６  当接部材
２７  当接部材
３０  加圧部
３１  加圧ポンプ
３２  第１の加圧用パイプ
３３  第２の加圧用パイプ
３４  加圧弁
４０  制御部
５０  搬送部
５０ａ  搬送アーム対
５０ｂ  搬送アーム対
１０１  受口部（受口）
１０２  口部
１０３  直管部
【要約】
【課題】管内の空気を効率的に排出して管内に圧力水を充填させることができる水圧負荷装置および水圧負荷方法を実現する。
【解決手段】水圧負荷装置（１）は、管（１００）を支持する支持部（１０）と、支持部（１０）によって支持されている管（１００）内に充水する充水部（２０）と、管（１００）内に充水された状態で、管（１００）内を加圧する加圧部（３０）と、を備え、支持部（１０）は、管（１００）を水平方向に対して傾斜させて支持し、充水部（２０）は、支持部（１０）によって傾斜して支持されている管（１００）内に充水し、加圧部（３０）は、支持部（１０）により管（１００）が傾斜した状態で、前記加圧する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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