(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂本管に固定し、分水孔穿孔用の穿孔刃を有するサドル分水栓において、前記穿孔刃の穿孔と同時に分水孔に装着する筒状コアを穿孔刃の外周位置に設け、この筒状コアの筒状部分は、分水孔の内周方向への圧力に対応して変形しない程度の肉厚状である厚肉部とし、更に、筒状コアの下端には、穿孔する際に、分水孔の内周を拡径する係止部を設け、この係止部は、分水孔内周を拡径しながら穿孔刃とともに挿入するテーパ部と、分水孔の内側開口縁に係合する段部面より成ることを特徴とするサドル分水栓。
【請求項２】
樹脂本管に穿孔刃による分水孔の穿孔と同時に、前記分水孔に筒状コアを装着するようにしたサドル分水栓の穿孔方法において、穿孔刃の穿孔に伴って筒状コアの下端に形成した係止部により分水孔を拡径しながら筒状コアを挿入し、この係止部は、分水孔内周を拡径しながら穿孔刃とともに挿入するテーパ部と、分水孔の内側開口縁に係合する段部面よりなり、この係止部を分水孔の内周縁部に係合し或は、その内方側まで挿入して筒状コアを装着するようにしたことを特徴とするサドル分水栓の穿孔方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上中下水道配管或はガス配管に適用する樹脂製本管に、不断水・不断ガスの状態で分岐管を接続するためのサドル分水栓及びサドル分水栓の穿孔方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、水道用本管やガス本管を分岐する場合は、水道用本管等にサドル分水栓を固定し、この分水栓に分岐管を接続して分岐し、更には、本管の穿孔穴とサドル取付面との間に、ガスケットを装着して分水栓と穿孔穴との密封性を図るようにしている。この本管が鋳鉄管や鋼管等のように金属製配管であれば、上記のガスケットによってサドル取付面の密封性は保持される。ところが、本管がポリエチレン、ポリプロピレン等のような樹脂管の場合は、サドルをボルト・ナットで締付けた状態で長期間使用すると、樹脂管の残留応力等により、配管がクリープ変形してガスケットのシール性能が低下したり、または、地震等によりサドルに大きな外力を受けた場合、樹脂管に対してずれが生じるため、水等の流体がこの部分からリークする事態が起きる。そこで、これらの欠点を解決するため、従来より、特開平１０−１９６８７１号、特開平１１−２３８０号公報等に記載された対応策が提案されている。
【０００３】
このうち、特開平１０−１９６８７１号公報は、樹脂管にガスケットを介してサドル分水栓を取付け、更に、樹脂管の取付位置に穿孔具により分岐孔を形成し、その後、この分岐孔にインサートコアをねじ込むようにしている。また、特開平１１−２３８０号公報は、樹脂管にサドル分岐栓を取付け、次いで、樹脂管への穿孔と同時に、樹脂管とサドルとのずれを防止するスリーブを分岐孔に挿入する分岐工法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の公報は、第一段階で樹脂管に分岐孔を穿孔するため穿孔具による穿孔作業を必要とし、次いで、第二段階として、この分岐孔にコア装着具によりインサートコアを装着する作業を必要としていた。そのため、樹脂管に分岐管を接合して分岐する作業が煩雑となり、作業効率の点で良好といえるものではなかった。
【０００５】
後者の公報は、樹脂管を穿孔する穿孔刃には、分岐孔の穿孔に伴ってくり抜かれた樹脂管の切片を保持するための縮径部があり、この縮径部の存在により、穿孔具の刃先により形成される分岐孔の内径は、穿孔刃の先端に沿って小径とした先端を持つスリーブの外径よりも、その肉厚分以上に小さくなるので、スリーブと分岐孔の周面との接触圧が高まり、分岐孔からスリーブが抜け出るのを防止するようにしている。
【０００６】
そのため、後者の穿孔方法は、穿孔後における樹脂管の復元力により、スリーブが内側に押されて穿孔刃に密着してしまい、穿孔刃のみを引き上げることが困難であった。また、スリーブの先端が小径であり、しかもスリーブが樹脂管と係止する部分がないことから、穿孔刃にスリーブが密着している場合や、サドルがずれた場合等には、分岐孔からスリーブが抜けてしまうおそれがあった。更には、スリーブの外周が分岐孔の内周に接触した状態で穿孔され、しかも穿孔が進めば進むほど、上述の接触部が増えるので、穿孔トルクが増加して、一層穿孔が困難になる問題も有していた。特に、穿孔後に、穿孔刃の内周を穿孔刃内の切片が樹脂の持つ復元力により広げることになり、一方、追従して分岐孔に圧入されたスリーブは、樹脂管の復元力によりスリーブを内周方向へ狭めようとする。この時、スリーブの内周より穿孔刃の外周が大きくなり、そのため、穿孔刃のみを引き上げるのが極めて困難となっていた。
【０００７】
本発明は、従来の課題点に鑑みて開発したものであり、その目的とするところは、樹脂本管に取付けたサドル分水栓に穿孔作業とこの分水孔にコアを装着する装着作業を同時にかつ円滑に遂行できるようにして作業能率の向上を図ることはもとより、分水栓と分水孔との高精度な密封性を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、樹脂本管に固定し、分水孔穿孔用の穿孔刃を有するサドル分水栓において、前記穿孔刃の穿孔と同時に分水孔に装着する筒状コアを穿孔刃の外周位置に設け、この筒状コアの筒状部分は、分水孔の内周方向への圧力に対応して変形しない程度の肉厚状である厚肉部とし、更に、筒状コアの下端には、穿孔する際に、分水孔の内周を拡径する係止部を設け、この係止部は、分水孔内周を拡径しながら穿孔刃とともに挿入するテーパ部と、分水孔の内側開口縁に係合する段部面より成るサドル分水栓である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、樹脂本管に穿孔刃による分水孔の穿孔と同時に、前記分水孔に筒状コアを装着するようにしたサドル分水栓の穿孔方法において、穿孔刃の穿孔に伴って筒状コアの下端に形成した係止部により分水孔を拡径しながら筒状コアを挿入し、この係止部は、分水孔内周を拡径しながら穿孔刃とともに挿入するテーパ部と、分水孔の内側開口縁に係合する段部面よりなり、この係止部を分水孔の内周縁部に係合し或は、その内方側まで挿入して筒状コアを装着するようにしたサドル分水栓の穿孔方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明におけるサドル分水栓及びその穿孔方法について、好ましい実施形態を図面に従って説明する。図１〜図３は、樹脂本管の穿孔と筒状コアの装着を同時に行う工程をそれぞれ示した縦断面図である。
【００１１】
図中１は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の軟質の樹脂本管であり、例えば、水道水等を給水する本管であって、この樹脂本管１の外周面には、本管１の流体通路を分岐するためのサドル分水栓２を固定している。この分水栓２は、樹脂本管１の外周面をバンドとサドル３で囲んで、図示しないボルト・ナットで締付け固定し、サドル３に形成した取付突部４の内周面に樹脂本管１に穿孔する分水孔６を密封シールする環状のガスケット５を装着し、更に、取付突部４のめねじ部４ａに、Ｔ字形状の分水栓本体７のおねじ部７ａを螺合して固着することによりサドル３に分水栓本体７を固定している。
【００１２】
分水栓本体７の分岐部８に継手９を介して分岐管１０を接続し、一方、分水栓本体７の上端には、シール材１１ａを介して挿入孔１１ｂを有するナット１１を螺着している。また、分水栓本体７の下部穴の内周にリング状の顎部１２を設け、分水栓本体７の縦管内周面にめねじ部７ｂを形成している。
【００１３】
１３は、金属、硬質樹脂、セラミック製等の硬質材料から成る筒状コアであり、本例においては、ステンレス製であって、例えば、樹脂本管１の肉厚が１１ｍｍの場合における筒状コア１３の肉厚は０．５ｍｍである。即ち、筒状コア１３の筒状部分は厚肉部１３ａとしており、この厚肉部１３ａは、穿孔時に、コア１３の先端が縮径されるのを防ぎ、穿孔後は、樹脂本管１との密着圧力により、コア１３全体が縮径されるのを防ぐことが可能な程度の肉厚とする。よって、この厚肉部１３ａは、穿孔時にコア先端が縮径されるのを防ぎ、穿孔後は、樹脂本管１との密着圧力により、筒状コア１３の全体が縮径されるのを防ぐ機能を有する。
【００１４】
また、筒状コア１３の上端には、分水栓本体７に設けた顎部１２に係合する環状の鍔部１４を形成し、筒状コア１３の下端には、段部面１５とテーパ面１６を有する係止部１７を設けている。本例における段部面１５の突出寸法ｔ２は、１ｍｍである。この係止部１７のテーパ面１６により、穿孔時に、分水孔６の内周を円滑に拡径しながら筒状コア１３を挿入し、次いで、係止部１７を分水孔６の内周縁部の内方側まで挿入して筒状コア１３を分水孔６に装着するようにしている。筒状コア１３の下端内径はストレート形状であり、係止部１７のテーパ面１７のテーパ角度は、小さいと穿孔時の抵抗が大きくなり、大きいと係止部１７が大きくなってしまうため、そのテーパ角度は６０°〜７０°が好ましい。また、テーパ面１６の先端１６ａは、穿孔刃１８の外周にコアが嵌合装着された際、穿孔刃１８の刃部１８ａの延長線上に位置するように、構成されている。更に、テーパ面１６の先端１６ａは、尖らせずに平面を形成するようにして先端１６ａに剛性をもたせることにより、樹脂本管１の穿孔の際、コアが穿孔刃側に寄ってしまうのを防止している。
【００１５】
１８は、円筒状の金属製穿孔刃であり、この穿孔刃１８の上部には、拡径した拡径部１９の外周におねじ部１９ａを形成すると共に、拡径部１９の下端外周面１９ｂで、前記の筒状コア１３の鍔部１４上面を押圧しながら筒状コア１３を樹脂本管１に圧入するようにしている。更に、拡径部１９の中央上端に穿孔操作具を取付けて回転駆動させる回転棒２０を係合固定する角形部１９ｃを設けている。また、穿孔刃１８の内周側には、樹脂本管１の穿孔切片１ａを保持するための保持部２１を設けている。
【００１６】
また、穿孔刃１８の外周には、筒状コア１３をＯリング２２を介して軸方向に対して仮固定し、コア１３の係止部１７の下端より刃部１８ａを突出するように、穿孔刃１８の外周に筒状コア１３を嵌合状態に装着している。筒状コア１３は、穿孔刃１８の拡径部１９に設けられている下端外周面１９ｂが筒状コア１３の鍔部１４を押圧しながら、分水孔６内に挿入される。
【００１７】
次に、上記実施形態の作用を説明する。樹脂本管１にサドル分水栓を固定し、次いで、穿孔開始時の状態まで、手動又は自動で回転棒２０を回転操作して穿孔刃１８を螺子込みながら筒状コア１３を下降させて図１に示す状態にする。このとき、回転棒２０の操作トルク値は、図１２のＡの値になる。
【００１８】
次に、図４に示すように、コア挿入開始時において、樹脂本管１には、刃部１８ａの中心径φｄの口径で、分水孔６の穿孔が行われる。穿孔刃１８の挿入につれ、分水孔６は、刃部１８ａの厚さの半分だけ（図４R>４におけるｔ寸法分）更に押し広げられる。なお、穿孔刃１８の刃部１８ａが樹脂本管１の上面に入り込む際の、本実施例における回転棒２０の操作トルク値は、図１２１２において、Ｂの値（約１９．６Ｎ・ｍ）になる。
【００１９】
次に、図５に示すように、コア挿入の始めの時において、筒状コア１３が穿孔刃１８に続いて分水孔６の口径（φｄ＋２ｔ）を更に広げながら進む。すなわち、樹脂本管１の分水孔６は、同図のＴ寸法（刃部１８ａの刃中心から筒状コア１３の外周までの距離ｔ1＋段部面１５の突出分ｔ２）の厚さ分、押し広げられる。この時の回転棒２０の操作トルク値は、図１２において、Ｃの値（約３５Ｎ・ｍ）になる。次いで、図６に示すように、穿孔の途中においては、筒状コア１３の係止部１７によって、樹脂本管１が段部面１５の突出分ｔ２だけ押し広げられていることにより、筒状コア１３と樹脂本管１との接触面積が少なくなるので、回転棒２０の操作トルクは降下し、図１２において、Ｄの値（約２４．５Ｎ・ｍ）になる。なお、穿孔が進むにつれ、段部面１５の突出分ｔ２だけ押し広げられていた樹脂本管１が押し戻されてくるが、筒状コア１３の外周と樹脂本管１とが直ちに接触をするわけではないので、回転棒２０の操作トルクアップにはならない。
【００２０】
次に、図７に示すように、コア挿入終了時において、筒状コア１３の係止部１７の段部面１５が分水孔６の内周側開口縁に係合される。係止部１７と樹脂本管１との接触抵抗がなくなるので、この時の回転棒２０の操作トルク値は更に減少し、図１２において、Ｅの値（約１９．６Ｎ・ｍ）になる。なお、コア１３の寸法設定により、この状態、すなわち筒状コア１３の係止部１７の段部面１５が分水孔６の内側開口縁に係合した状態において、筒状コア１３の鍔部１４と分水栓本体に設けた顎部１２も係合する場合と、図２に示すように、筒状コア１３の鍔部１４と分水栓本体に設けた顎部１２が係合するまで筒状コア１３の挿入を続けると、係止部１７が分水孔６の内側開口縁を離れて内方側まで挿入される場合とがある。これらは、実施において任意である。図２に示す状態まで更に筒状コアを挿入する場合は、筒状コア１３の外周面と樹脂本管１との接触面積が増えるため、回転棒２０の操作トルクは上昇し、図１２において、Ｆの値（約３９Ｎ・ｍ）になる。
【００２１】上記のように、穿孔中において、穿孔刃１８が回転しながら、筒状コアを下方に押し込むが、このとき、筒状コア１３の係止部１７により、分水孔６が拡径されるので、筒状コア１３と分水孔６の接触圧力が小さくなり、しかも、図１２に示すように、穿孔トルクも小さくて済む。なお、コアに係止部がない場合は、図１２R>２における二点鎖のようなトルク値となるのに対し、本発明による構造は、Ｃ−Ｄ−Ｅの実線に示すようにトルク値が低くなる。この筒状コア１３の係止部１７は、穿孔作業終了後の穿孔刃の引抜きの際や、サドル分水栓に不用意に外力が加わっても、筒状コア１３が分水孔６から抜け出るのを防止する機能を兼用している。
【００２２】
また、穿孔後において、筒状コア１３の外周と分水孔６の内周が密着するが、筒状コア１３は厚肉部１３ａを有しているので、変形するおそれがなく、穿孔刃１８の引き上げが容易となる。更に、サドル分水栓の通水時においては、回転棒２０を取り除いて、穿孔刃１８が分水栓本体７の内部上方に位置させておく。一方、分水栓を再閉止する場合は、穿孔刃１８の上部に取付けた回転棒２０を回転操作して、穿孔刃１８を図２の状態に下降させることにより分水栓の通水を再度閉止することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明によると、筒状コアを肉厚に形成しているので、樹脂本管の分水孔との密着圧により筒状コアが変形して縮径されることがないため、穿孔終了後において、筒状コアから穿孔刃を円滑に引き上げることができる。
【００２４】
また、分水孔の穿孔の際、筒状コアの下端に形成された係止部により分水孔の内径が拡径され、筒状コアの外周と分水孔との接触面積が減るので、軽い穿孔トルクで穿孔作業を行うことができる。更には、穿孔刃の引き上げ時において、筒状コアの係止部が、分水孔の内周縁部に係合されるので、穿孔刃の引き上げに伴って筒状コアが抜け出るおそれはない。また、サドル分水栓に不用意に外力が加わっても、筒状コア外周と分水孔内周が密着しているので、サドル分水栓と樹脂本管との位置関係が変化することなく、サドル分水栓と分水孔との密封性を確実に保持させることができる。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における樹脂管用サドル分水栓の穿孔開始前の状態を示す一部切欠き縦断面図である。
【図２】図１の状態における穿孔とコアの装着時或は再閉止時を示す縦断面図である。
【図３】図２の状態において、穿孔刃を上方へ引き上げた状態を示す縦断面図である。
【図４】コアの挿入開始時の状態を示す部分拡大断面図である。
【図５】コアの挿入始めの状態を示す部分拡大断面図である。
【図６】コアの挿入途中の状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】コアの挿入終了時の状態を示す部分拡大断面図である。
【図８】穿孔刃の平面図である。
【図９】穿孔刃の正面図である。
【図１０】コアの平面図である。
【図１１】コアの正面図である。
【図１２】穿孔と挿入のトルク値を示したグラフである。
【符号の説明】
１ 樹脂本管
２ サドル分水栓
６ 分水孔
７ 分水栓本体
１３ 筒状コア
１３ａ 厚肉部
１５ 段部面
１６ テーパ面
１７ 係止部
１８ 穿孔刃
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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