| 【発明の名称】 |
配管構造、既設管切削工法、不断流バルブ挿入工法、仕切弁体および不断流挿入用バルブ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐藤 敏之
【氏名】山下 保
|
| 【要約】 |
【課題】密閉ケースの小型化を図り、かつ、既設管が破損しにくい配管構造、既設管切削工法および不断水バルブ挿入工法を提供する。
【解決手段】既設管１の周方向に約１８０°の範囲にわたって切欠された溝状の切削溝１２Ｃを有する既設管１と、該既設管１の周方向に複数個に分割されていると共に既設管１を気密状態で囲撓する密閉ケースと、閉塞状態において、既設管１における内周面１ｂと、該既設管１における切削溝１２Ｃを形成する切削面１２ｆとに接触するゴムパッキン８ｄを有し、密閉ケース内を既設管１の径方向に移動して、切削溝１２Ｃから既設管１内に侵入することで、ゴムパッキン８ｂが内周面１ｂおよび切削面１２ｆに圧接して、既設管１内の流体の流れを止める仕切弁体８ａと、弁体８ａを径方向に移動させる弁棒とを備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 既設管の周方向に約１８０°の範囲にわたって切欠された溝状の切削溝を有する既設管と、該既設管の周方向に複数個に分割されていると共に前記既設管を気密状態で囲繞する密閉ケースと、閉塞状態において、前記既設管における内周面と、該既設管における前記切削溝を形成する切削面とに接触するゴムパッキンを有し、前記密閉ケース内を前記既設管の径方向に移動して、前記切削溝から前記既設管内に侵入することで、前記ゴムパッキンが前記内周面および切削面に圧接して、前記既設管内の流体の流れを止める仕切弁体と、を備えた配管構造。
【請求項２】 既設管の周方向に約１８０°の範囲にわたって切欠された溝状の切削溝を有する既設管と、該既設管の周方向に複数個に分割されていると共に前記既設管を気密状態で囲繞する密閉ケースと、閉塞状態において、前記既設管における内周面と、該既設管における前記切削溝を形成する切削面とに接触するゴムパッキンを有し、前記密閉ケース内を前記既設管の径方向に移動して、前記切削溝から前記既設管内に侵入することで、前記ゴムパッキンが前記内周面および切削面に圧接して、前記既設管内の流体の流れを止める仕切弁体と、前記弁体を前記径方向に移動させる弁棒と、を備えた配管構造。
【請求項３】 請求項１もしくは２において、前記切削溝が切削工具により切削されて形成されていることを特徴とする配管構造。
【請求項４】 請求項３において、前記切削溝における周方向の両端部の切削面と、当該部分における前記既設管の表面とのなす角が４５°よりも大きな角度に設定されている配管構造。
【請求項５】 請求項４において、前記切削溝は、該切削溝における周方向の両端部が略Ｕ字状に形成されている配管構造。
【請求項６】 請求項５において、前記切削溝は、該切削溝の両端部を除く部分が一定の溝の幅に設定されている配管構造。
【請求項７】 請求項１もしくは２において、前記密閉ケースは、前記既設管の外周面に沿って形成された第１分割ケースと、前記仕切弁体が移動する移動用孔を有すると共に、開弁時に仕切弁体の少なくとも一部を収容する第２分割ケースと、該第２分割ケースの前記移動用孔を閉塞する弁蓋と、を備えた配管構造。
【請求項８】 既設管の一部を、該既設管の周方向に複数個に分割された密閉ケースによって気密状態で囲繞すると共に、前記既設管の径方向に設定した軸線のまわりに回転自在に支持され、かつ、柱の先端面および外周面に切レ刃をそれぞれ複数有する切削工具を、前記密閉ケースに取り付けた状態で該密閉ケース内に収容し、前記切削工具を原動機の動力で前記軸線のまわりに回転させて該切削工具の回転により前記既設管を切削する切削運動を行わせつつ、前記切削工具を前記既設管の径方向に向って送ると共に、前記密閉ケースの少なくとも一部を前記既設管の前記周方向に回転させることにより、前記切削工具を前記周方向に回転させて前記切削工具に送り運動を行わせることで、前記既設管を前記切削工具によって前記周方向に約１８０°の範囲にわたって切削する既設管切削工法。
【請求項９】 請求項８において、前記切削工具が前記既設管の管壁の一部を貫通する位置まで前記切削工具を前記既設管の径方向の概ね中心に向って送った後、該切削工具が前記管壁を貫通した状態において前記切削工具に前記切削運動を行わせつつ前記送り運動を行わせる既設管切削工法。
【請求項１０】 請求項８の切削工具により前記既設管を前記約１８０°の範囲にわたって切削した後に、該切削した切削溝から前記既設管内に侵入して、前記切削溝を閉塞すると共に前記既設管の内周面に圧接して、前記既設管を閉止する弁体を持つバルブを管路に挿入する不断流バルブ挿入工法。
【請求項１１】 既設管の周方向に約１８０°の範囲にわたって切り開かれた開孔から前記既設管内に侵入して既設管内の流体の流れを止める仕切弁体において、前記既設管の開孔が溝状に形成され、該溝における周方向の両端部の切削面と、当該部分における前記既設管の表面とのなす角が４５°よりも大きな角度に設定され、前記仕切弁体にはゴムパッキンが装着され、該ゴムパッキンは前記溝における切削面に圧接する第１ゴムパッキン部と、前記既設管の内周面に圧接する第２ゴムパッキン部とが連なって形成されていることを特徴とする不断流挿入用の仕切弁体。
【請求項１２】 請求項１１において、前記第１ゴムパッキン部は、前記仕切弁体における両端部が略Ｕ字状に形成され、前記両端部を除く部分が略一定幅の前記溝状の開孔に合致するように形成されている仕切弁体。
【請求項１３】 既設管に形成された開孔から該既設管内に侵入して、仕切弁体の第１ゴムパッキン部が前記既設管の開孔を形成する切削面に接触すると共に、第２ゴムパッキン部が前記既設管の内周面に接触して閉弁状態となる仕切弁体であって、先端面および円筒面に沿った切レ刃を持つ切削工具で前記既設管を管径方向に切り込み、その後、該切削工具を管の周方向に沿って移動させて該既設管の周方向に略１８０°の範囲にわたって形成された溝状の前記開孔における切削面に対応する接触面を、前記第１ゴムパッキン部が有することを特徴とする仕切弁体。
【請求項１４】 既設管に形成された開孔から該既設管内に侵入して、仕切弁体の第１ゴムパッキン部が前記既設管の開孔を形成する切削面に接触すると共に、第２ゴムパッキン部が前記既設管の内周面に接触して閉弁状態となる仕切弁体であって、前記開孔が管径方向よりも管軸方向に幅狭な溝状に形成されているのに対し、前記第１ゴムパッキン部が前記溝状の開孔の切削面に沿った形状を持つことを特徴とする仕切弁体。
【請求項１５】 既設管に形成された開孔から該既設管内に侵入して、仕切弁体の第１ゴムパッキン部が前記既設管の開孔を形成する切削面に接触すると共に、第２ゴムパッキン部が前記既設管の内周面に接触して閉弁状態となる仕切弁体であって、前記切削面に接触する第１ゴムパッキン部における管径方向の両端部が、前記第２ゴムパッキン部に対して段部を形成すると共に、該段部が前記仕切弁体の侵入方向に対して交差する面を持つことを特徴とする仕切弁体。
【請求項１６】 既設管に形成された開孔から該既設管内に侵入して、仕切弁体の第１ゴムパッキン部が前記既設管の開孔を形成する切削面に接触すると共に、第２ゴムパッキン部が前記既設管の内周面に接触して閉弁状態となる仕切弁体であって、前記第１ゴムパッキン部は、管径方向の両端部を除いた部分が既設管の横断面に沿って形成された第１接触面と、該第１接触面を前記両端部において前記第２ゴムパッキン部に連ねる第２接触面とを有することを特徴とする仕切弁体。
【請求項１７】 既設管に形成された開孔から該既設管内に侵入して、仕切弁体の第１ゴムパッキン部が前記既設管の開孔を形成する切削面に接触すると共に、第２ゴムパッキン部が前記既設管の内周面に接触して閉弁状態となる仕切弁体であって、前記第１ゴムパッキン部は、管径方向の両端部を除いた部分が既設管の横断面に沿った互いに略平行な一対の第１接触面と、これらの２つの第１接触面を前記両端部において連ねる略Ｕ字状の第２接触面とを有することを特徴とする仕切弁体。
【請求項１８】 既設管と仕切弁体との間をシールするゴムパッキンを備え、前記既設管に形成された開孔から、該既設管の流路に対して略直交する直交方向に前記既設管内に侵入して閉弁状態となる仕切弁体において、前記既設管の開孔を形成する切削面に沿った表面を持つ第１ゴムパッキン部と、前記仕切弁体の下端から前記流路に略直交する平面に沿って前記既設管の内周面における略両端に至るまで延設された略半円弧状ないしＵ字状の第２ゴムパッキン部とを備えたゴムパッキンが前記仕切弁体に装着され、閉弁状態においては、前記既設管の開孔の切削面に前記第１ゴムパッキン部が圧接すると共に、前記既設管の流路を形成する内周面に前記第２ゴムパッキン部が圧接し、前記開孔の周方向の両端部を除く部分が略一定の幅に形成されているのに対し、前記第１ゴムパッキン部が前記開孔の切削面に沿った形状を持つことを特徴とする仕切弁体。
【請求項１９】 既設管の周方向に複数個に分割されていると共に、前記既設管の一部を気密状態で囲繞し、かつ、該気密状態で前記既設管の周りを回転可能な密閉ケースと、該密閉ケースに収容された請求項１１ないし１８のいずれかに記載の前記仕切弁体とを備えた不断流挿入用バルブ装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明のバックグラウンド】発明の分野：本発明は配管構造、既設管切削工法、不断流バルブ挿入工法、該工法に用いる仕切弁体および不断流挿入用バルブ装置に関するものである。
【０００２】従来の技術の説明：従来より、不断水で既設管を穿孔し、該既設管を含む管路における前記既設管の穿孔箇所にバルブを挿入する不断水バルブ挿入工法は周知である。
【０００３】図２８（ａ），図２８（ｂ）は、U.S.P.No. 3,948,282 に開示された従来の不断水バルブ挿入工法の概略を示す。この図に示す従来技術では、図２８（ａ）の既設管１を密閉ケース８００で囲繞する。ついで、密閉ケース８００に作業用仕切弁８０１などを取り付ける。この後、周知の工法に従って、ホールソー８０２により、既設管１に円形の孔８０３を穿孔する。この穿孔後、図２８（ｂ）に示すように、前記穿孔した円形の孔８０３に嵌まり込む弁体８０４を挿入する。
【０００４】この従来のバルブ挿入工法では、既設管１の内径と略等しい直径の孔８０３を設けるので、図２８（ａ）の密閉ケース８００が管軸方向に長くなって大型化する。また、この従来技術では、円形の孔に相当する大きな面積について、図２８（ｂ）の弁体８０４に水圧が加わるので、弁棒８０６の直径が大きくなる。しかも、このバルブ挿入工法では、既設管１における孔８０３の周縁部８０５が薄肉になり、該周縁部８０５に弁体８０４からの圧力が加わるので、既設管１が破損し易い。
【０００５】
【発明の概要】本発明は前記従来の問題を解決するためになされたもので、その主目的は、密閉ケースの小型化を図り得る配管構造、既設管切削工法および不断流バルブ挿入工法を提供することである。また、本発明の他の目的は、既設管が破損しにくい配管構造、既設管切削工法および不断流バルブ挿入工法を提供することである。また、本発明の更なる他の目的は、かかる工法等により挿入される仕切弁体等を提供することである。
【０００６】前記目的を達成するために、本発明の配管構造は、既設管と、密閉ケースと、仕切弁体とを備えている。前記既設管は、該既設管の周方向に約１８０°の範囲にわたって切欠された溝状の切削溝を有する。前記密閉ケースは、前記既設管の周方向に複数個に分割されていると共に前記既設管を気密状態で囲繞する。前記仕切弁体は、閉塞状態において、前記既設管における内周面と、該既設管における前記切削溝を形成する切削面とに接触するゴムパッキンを有する。該仕切弁体は前記密閉ケース内を前記既設管の径方向に移動して、前記切削溝から前記既設管内に侵入することで、前記ゴムパッキンが前記既設管内の流体の流れを止める。
【０００７】本発明の好ましい実施例では、前記溝状の切削溝は、既設管を切削工具により切削して形成する。また、本発明の好適な実施例では、前記切削溝における周方向の両端部の切削面と、当該部分における前記既設管の表面とのなす角が４５°よりも大きな角度に設定されており、より好ましくは４５°〜９０°の範囲に設定される。また、本発明の更に好適な実施例では、前記切削溝における周方向の両端部が略Ｕ字状に形成されている。
【０００８】本発明の配管構造は、たとえば本発明の既設管切削工法で既設管を切削した後に、本発明の不断流バルブ挿入工法により、バルブを管路に挿入されることによって完成される。
【０００９】すなわち、本発明の既設管切削工法は、まず、既設管の一部を、該既設管の周方向に複数個に分割された密閉ケースによって気密状態で囲繞すると共に、前記既設管の径方向に設定した軸線のまわりに回転自在に支持され、かつ、柱の先端面および外周面に切レ刃をそれぞれ複数有する切削工具を、前記密閉ケースに取り付けた状態で該密閉ケース内に収容する。ついで、前記切削工具を原動機の動力で前記軸線のまわりに回転させて該切削工具の回転により前記既設管を切削する切削運動を行わせつつ、前記切削工具を前記既設管の径方向に向って送ると共に、前記密閉ケースの少なくとも一部を前記既設管の前記周方向に回転させることにより、前記切削工具を前記周方向に回転させて前記切削工具に送り運動を行わせることで、前記既設管を前記切削工具によって前記周方向に約１８０°の範囲にわたって切削する。
【００１０】本発明の切削工法にしたがって、前記切削工具により前記既設管を約１８０°の範囲にわたって切削した後にバルブを管路に挿入する。このバルブの仕切弁体は、前記切削した切削溝から前記既設管内に侵入して、前記切削溝を閉塞すると共に前記既設管の内周面に圧接して、前記既設管を閉止する。
【００１１】本発明において、「既設管」とは、管内に水のような流体が流れている管をいい、一般に、地中に埋設されていることが多い。「密閉」とは、完全に密閉するという意味ではなく、不断水（流）で工事ができる程度の水（気）密性を保つという意味である。したがって、「密閉ケース」とは、既設管内を流れる流体の圧力に耐え得る耐圧性能と、ある程度の止水性能を持つケースをいう。また、「気密状態で囲繞する」とは、切削や、切削後のバルブ挿入などの作業に支障を来さない程度に密閉するという意味であり、たとえば、前記密閉ケースに排水口を設け、該排水口を切削中に開いておいて、該排水口から水と共に切粉を排出してもよい。
【００１２】本切断工法に用いる「切削工具」は、複数の切レ刃を有しているのであるから、該切削工具には、バイトや、単一の連続した切レ刃を持つカッタホイールは含まれない。ここで、本明細書において、「柱状」とは、円柱の他に円錐台や、円柱に円錐を加えた形状、更には円錐形も含まれることを意味する。また、切削工具の外径に比べ長さが短い柱状であってもよい。また、管の内面にモルタルライニングを有する既設管を切削する場合には、超硬合金からなる切レ刃（チップ）を多数設けた切削工具や、ダイヤモンドの粒子を切レ刃とする切削工具を用いるのが好ましい。
【００１３】また、本発明において、「切削」とは、複数の切レ刃を回転させて管壁の一部を削り取ることをいう。また、「切削運動」とは、複数の切レ刃を回転させることをいい、一方、「送り運動」とは、前記切削工具により管壁の新しい部分を次々と削ることができる位置に、前記切削工具を移動させることをいう。本発明において、「切削工具を前記既設管の径方向に送ると共に、密閉ケースを周方向に回転させる」とは、切削工具を既設管の径方向に送った後に、密閉ケースを回転させる場合の他に、切削工具を既設管の径方向に送りながら（送りつつ）、密閉ケースを回転させる場合を含む。
【００１４】なお、本発明において、「バルブを（管路に）挿入する」とは、バルブや仕切弁体を既設管の切削除去部分に物理的に挿入することを意味するのではなく、既設の管路の止水ないし流量を調節する弁を当該管路に設置することをいう。また、本切削工法において、「前記周方向に約１８０°の範囲にわたって切削する」とは、既設管の内径に近似した大きさの前記仕切弁体を切削溝から挿入できる程度の範囲にわたって既設管を切削することを意味し、一般に１５０°〜１７０°程度の１８０°よりも小さな値に設定される。
【００１５】一方、本発明の仕切弁体は、既設管に形成された開孔から該既設管内に侵入して、仕切弁体の第１ゴムパッキン部が前記既設管の開孔を形成する切削面に接触すると共に、第２ゴムパッキン部が前記既設管の内周面に接触して閉弁状態となる仕切弁体であって、先端面および円筒面に沿った切レ刃を持つ切削工具で前記既設管を管径方向に切り込み、その後、該切削工具を管の周方向に沿って移動させて該既設管の周方向に約１８０°の範囲にわたって形成された溝状の前記開孔における切削面に対応する接触面を、前記第１ゴムパッキン部が有することを特徴とする。
【００１６】また、本発明の不断流挿入用バルブ装置（仕切弁）は、既設管の周方向に複数個に分割されていると共に、前記既設管の一部を気密状態で囲繞し、かつ、該気密状態で前記既設管の周りを回転可能な密閉ケースと、該密閉ケースに収容された前記仕切弁体とを備えている。前述の配管構造や工法では当該配管構造や工法を実施するための装置を直接侵害として捉えることが困難であるため、権利の範囲を施工前に容易に画することができるようにするために前記仕切弁体および不断流挿入用バルブ装置についても権利を請求する。
【００１７】
【実施例の説明】本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲は請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
【００１８】第１実施例図１ないし図１２は第１実施例を示す。以下、第１実施例の既設管切削工法および不断水バルブ挿入工法を工程順に説明する。
【００１９】切断装置（切削装置）図２に示すように、本実施例では、中央の第１密閉ケース２Ａと左右一対の第２密閉ケース２Ｂとを用いる。前記第１密閉ケース２Ａは、図１に示すように、周方向に２分割された第１および第２分割ケース２２１，２２２と、案内用ブッシュ２２２ａとを備えてなる。なお、前記第２密閉ケース２Ｂ（図２）も周方向に２分割されている。図３（ａ）に示すように、これらの各ケース２２１（図２），２２２，２Ａ，２Ｂの間や、第２密閉ケース２Ｂと既設管１との間は、ゴムリング２２４などでシールされている。
【００２０】前記第２分割ケース２２２は、既設管１の径方向Ｃの外方に分岐状に突出する分岐状部２２２ｂを有しており、該分岐状部２２２ｂに前記案内用ブッシュ２２２ａを介して主軸受け２３２が既設管１の径方向Ｃに摺動自在かつ進退自在に取り付けられている。前記案内用ブッシュ２２２ａと分岐状部２２２ｂおよび主軸受け２３２との間は、ゴムリング２２４によりシールされている。第２分割ケース２２２における前記分岐状部２２２ｂには、柱状の切削工具２３０が入り込む開口２２２ｃが形成されている。
【００２１】前記第１密閉ケース２Ａに固定した案内用ブッシュ２２２ａには主軸受け２３２を介して切断機３が取り付けられている。すなわち、前記主軸受け２３２の上方には、工具回転用の第１モータ（原動機の一例）２３１が固定されている。一方、前記主軸受け２３２の内側には、前記切削工具２３０が配設されている。切削工具２３０は、主軸受け２３２に回転自在に支持された主軸（カッタ軸）２３３に一体に形成されている。前記第１モータ２３１は、該第１モータ２３１の出力軸２３１ａおよび主軸２３３に固定したカップリング２３４を介して、切削工具２３０を回転させる。
【００２２】図３（ｂ）に示すように、前記切削工具２３０は、略円柱の先端面２３０ｄと外周面２３０ｅにそれぞれ複数の切レ刃２３０ｆを有する。また、該切削工具２３０には前記主軸２３３が一体に形成されている。図１に示すように、前記切削工具２３０および主軸２３３の軸線２３３ａは、既設管１の径方向Ｃに設定されている。前記切削工具２３０は、前記既設管１の径方向Ｃに設定された前記軸線２３３ａのまわりに回転することで切削運動を行う。
【００２３】図３（ａ）の前記分岐状部２２２ｂには、切込送り用フレーム２３６が固定されている。該切込送り用フレーム２３６は、前記分岐状部２２２ｂに固定した長ボルト２３６ａと、該長ボルト２３６ａの上端に固定した天板２３６ｂとを備えている。前記切込送り用フレーム２３６の前記天板２３６ｂに設けたブッシュ２３６ｃには、切込送り用雄ネジ２３７が螺合している。
【００２４】該切込送り用雄ネジ２３７を回転させて切込方向Ｃにねじ込むことにより、主軸受け２３２が切込方向Ｃに進む。したがって、切削工具２３０を回転させながら、主軸受け２３２と共に切削工具２３０を切込方向Ｃに送って切削工具２３０を開口２２２ｃに進入させていくことで、図４に示すように、切削工具２３０によって既設管１を切削することができる。なお、前記案内用ブッシュ２２２ａは、図１の連結金具２３８を介して切込送り用フレーム２３６に固定されており、切削完了後に切込送り用フレーム２３６と共に回収されるようになっている。
【００２５】本実施例では、第１密閉ケース２Ａを既設管１のまわりに回転させる図２のケース回転装置４を設けている。ケース回転装置４は、ケース回転用の一対の第２モータ２４２を有している。該第２モータ２４２は、その出力軸２４７を介して、ケース回転用の駆動ギヤ２４４を回転させる。該駆動ギヤ２４４は、第１密閉ケース２Ａに固定したケース回転用の従動ギヤ２４５を回転させる。したがって、図４の切込状態で切削工具２３０を回転させながら、第１密閉ケース２Ａを既設管１のまわりに約１８０°程度回転させることにより、既設管１を切削して図８の切削溝１２Ｃを形成することができる。
【００２６】図３に示すように、第２密閉ケース２Ｂは、ズレ防止具５Ａを構成している。該第２密閉ケース２Ｂは、既設管１の周方向Ｒ（図１）に２分割されている。該第２密閉ケース２Ｂには、管軸方向Ｓに離れた２箇所に各々、多数の止ネジ２５１が周方向Ｒ（図１）に設けられている。前記第１密閉ケース２Ａと第２密閉ケース２Ｂとは、互いに管軸方向Ｓおよび径方向に、ライナ２５２を介して摺動する回転案内部２５０を有している。前記一対の第２密閉ケース２Ｂは止ネジ２５１によって既設管１に固定されている。前記第２密閉ケース２Ｂは、第１密閉ケース２Ａを案内して、第１密閉ケース２Ａが既設管１の管軸方向Ｓにズレたり、ブレたりするのを防止する。したがって、第１密閉ケース２Ａは、既設管１のまわりを回転する際に、スムースに回転する。なお、ライナ２５２に代えてボールベアリングなどを用いてもよい。
【００２７】切削工程つぎに、切削の手順について説明する。まず、図２の既設管１内に流体（水）が流れている状態で、作業者は第１および第２密閉ケース２Ａ，２Ｂを既設管１に取り付けると共に、図１の組立ボルト２２８により両分割ケース２２１，２２２を組み立てる。こうして、図２のように、第１および第２密閉ケース２Ａ，２Ｂが、既設管１を気密状態で囲繞する。なお、切断機３は、第１密閉ケース２Ａの案内用ブッシュ２２２ａに予め取り付けておく。
【００２８】ついで、図５（ａ）ないし図５（ｂ）に示すように、切削工具２３０による切削位置を設定する。すなわち、図２のケース回転装置４を駆動させて、切削工具２３０の軸線２３３ａが略水平となる位置まで、第１密閉ケース２Ａおよび切断機３を回転させる。
【００２９】ついで、作業者が図１の第１モータ２３１を駆動させると、該第１モータ２３１は、切削工具２３０を主軸２３３の軸線２３３ａのまわりに回転させて、該切削工具２３０の回転により既設管１を切削する切削運動を行わせる。該切削運動を行っている状態で、作業者が切込送り用雄ネジ２３７を切込方向Ｃにネジ込んでいくと、やがて、図５（ｂ）の二点鎖線で示すように、切削工具２３０の先端面２３０ｄが既設管１の管壁１ａの一部を貫通する位置まで進む。こうして、切削工具２３０による切込が完了する。
【００３０】この切込後、作業者が図２のケース回転用の第２モータ２４２を駆動させると、一対の駆動ギヤ２４４および従動ギヤ２４５を介して、第１密閉ケース２Ａが第２密閉ケース２Ｂに案内された状態で既設管１のまわりを回転する。これにより、切削工具２３０は第１密閉ケース２Ａと共に既設管１の外周に沿って約１８０°（たとえば１６０°）回転しながら主軸２３３のまわりを回転して、既設管１を半円環状に切削して、既設管１に切削溝１２Ｃを形成する。すなわち、前記第２モータ２４２（図１）は、前記第１密閉ケース２Ａを前記既設管１の前記周方向Ｒ（図１）に回転させることにより切削工具２３０を周方向Ｒに回転させて、図５（ｂ）ないし図５（ｃ）に示すように、切削工具２３０に送り運動を与える。これにより、切削工具２３０は、前記既設管１を半円環状に切削して、既設管１に切削溝１２Ｃを形成する。該切削完了後、切削工具２３０を二点鎖線で示すように元の位置に復帰させる。その後、作業者は図２のケース回転装置４を取り外す。なお、主軸受け２３２に排水用バルブを取り付けておいて該排水用バルブから切削の際の切粉を排出させてもよい。
【００３１】切断機除去工程つぎに、以下に説明する方法で、作業者は切断機３を除去する。すなわち、図６のように、分岐状部２２２ｂに作業用仕切弁２７３を接合し、更に、該作業用仕切弁２７３に作業用上部タンク２７４を重ねて接合する。この接合時に、作業者は作業用上部タンク２７４を貫通する昇降シャフト２７６の先端部に切込送り用フレーム２３６を接合する。この接合後、作業者はナット２３９を取り外す。該取外し後、作業者は図７の昇降シャフト２７６を引き上げて切断機３を第１密閉ケース２Ａから作業用上部タンク２７４内に取り出す。この取出後、作業者は作業用仕切弁２７３を閉弁する。該閉弁後、作業者は作業用上部タンク２７４を作業用仕切弁２７３から切り離す。
【００３２】つぎに、管路に挿入されるバルブの仕切弁体の構造について説明する。バルブは、図８に示す仕切弁体８ａを備えている。該仕切弁体８ａには、ゴムパッキン８ｄが装着されている。該ゴムパッキン８ｄは、仕切弁体８ａが切削溝１２Ｃから既設管１内に侵入すると、切削溝１２Ｃを閉塞すると共に、既設管１の内面１ｂに圧接する。すなわち、ゴムパッキン８ｄは、図９（ｃ），図９（ｄ）のように、切削溝１２Ｃの切削面１２ｆに圧接する第１ゴムパッキン部８ｄ１と、既設管１の内周面１ｂに圧接する第２ゴムパッキン部８ｄ２とが連なって形成されている。なお、前記仕切弁体８ａには、図９（ａ），図９（ｂ）に示す前記第１および第２ゴムパッキン部８ｄ１，８ｄ２を装着するための、第１および第２装着溝８ａ１，８ａ２が形成されている。
【００３３】バルブ挿入工程つぎに、作業者は図１０の弁蓋８ｂおよび前記仕切弁体８ａを作業用上部タンク２７４に収容し、該作業用上部タンク２７４を作業用仕切弁２７３に接合する。仕切弁８Ａは、仕切弁体８ａを開閉させるスピンドル８ｃを備えている。該仕切弁８Ａは、スピンドル８ｃを回転させると、図８の仕切弁体８ａが切削溝１２Ｃから既設管１内に入り込んで、仕切弁体８ａに設けたゴムパッキン８ｄが既設管１の切削面１２ｆおよび既設管１の内周面１ｂに圧接するバルブを構成する。すなわち、既設管１は、仕切弁８Ａの弁箱の一部を構成している。
【００３４】前記図１０の作業用上部タンク２７４の取付後、作業者は図１１のように作業用仕切弁２７３を開弁し、昇降シャフト２７６を下降させる。これにより、弁蓋８ｂが分岐状部２２２ｂに当接する。この当接後、作業者はフランジボルト８ｅにより弁蓋８ｂと分岐状部２２２ｂとを接合する。この接合後、作業者は作業用上部タンク２７４および作業用仕切弁２７３を撤去する。その後、作業者は図１２の第２密閉ケース２Ｂのパッキン挿入部２６０にゴムリング２６４を押し込むと共に割押輪２６５を第２密閉ケース２Ｂに装着する。こうして、切削溝１２Ｃに対応する箇所に仕切弁８Ａが配置されて、仕切弁８Ａが管路１Ａに挿入される。
【００３５】ここで、本第１実施例では、図８の切削面１２ｆおよび既設管１の内周面１ｂに、ゴムパッキン８ｄが圧接するので、つまり、既設管１を弁箱としているので、既設管１に大きな外力が加わることになる。しかし、本実施例では、既設管１に形成される切削溝１２Ｃの幅が小さく、特に、既設管１に薄肉の部分が生じないから、仕切弁体８ａで管路１Ａを閉止した際に、既設管１が破損するおそれがない。また、仕切弁体８ａを閉止した際には、仕切弁体８ａが第１ゴムパッキン部８ａ１を介して切削面１２ｆに管軸方向Ｓに支持されるので、止水時の圧力を受けても弁体８ａが歪みにくい。また、切削溝１２Ｃの幅が小さいので、水圧による弁体８ａを上方へ押し上げる力も小さい。したがって、スピンドル８ｃを細くすることもできる。
【００３６】なお、第１実施例では、密閉ケースを第１密閉ケース２Ａと第２密閉ケース２Ｂとに分割して、密閉ケースの一部、すなわち、第１密閉ケース２Ａを回転させたが、本発明では、第１密閉ケース２Ａと第２密閉ケース２Ｂとを一体に形成してもよい。この場合、密閉ケースの横にズレ防止具を別途設け、密閉ケース全体を回転させる。この一例を次の第２実施例に示す。
【００３７】第２実施例図１３ないし図２４は第２実施例を示す。以下、第２実施例では密閉ケースについて説明した後、配管構造について説明する。
【００３８】密閉ケース図１３（ａ）に示すように、密閉ケース２は第１および第２分割ケース２１１，２１２に分割されており、図１３（ｂ）のゴムパッキン２１４により、分割面２１５がシールされている。なお、２つの分割ケース２１１，２１２の分割面２１５は、互いにメタルタッチするようになっている。また、密閉ケース２の両端部には、図１５のゴムリング２６４が押し込まれるパッキン挿入部２６０が設けてある。
【００３９】図１４（ａ）の第２分割ケース２１２のフランジ２１６には、図１４（ｂ）に示すように、弁蓋固定用のボルト挿通孔２１７および作業用仕切弁固定用のボルト挿通孔２１８が形成されている。なお、２１９は組立ボルト挿入用の孔である。
【００４０】配管構造図１５〜図１８は配管構造を示す。図１５において、既設管１には切削溝１２Ｃが形成されている。図１６に示すように、該切削溝１２Ｃは、既設管１の周方向に約１８０°の範囲にわたって切欠されている。該切削溝１２Ｃは、後述する切削工具により、既設管１が切削されて形成される。該切削溝１２Ｃは、図１５に示すように、周方向の両端部１２ｃ１が略Ｕ字状に形成されている。このように、切削溝１２Ｃの両端部１２ｃ１が滑らかな曲線を描いているので、該両端部１２ｃ１のシールが容易になる。なお、前記切削溝１２Ｃにおける前記両端部１２ｃ１を除く部分は、一定の溝の幅に形成されている。
【００４１】また、前記切削溝１２Ｃを形成する切削面１２ｆは、当該部分における既設管１の表面１ｃに対してなす角が４５°〜９０°の範囲に設定されている。すなわち、図１６に示すように、既設管１は、切削溝１２Ｃの周縁の部分において、薄肉の部分を有していない。したがって、図１７および図１８のように、弁体８ａのゴムパッキン８ｄが切削面１２ｆに圧接しても、既設管１が破損するおそれはない。そのため、仕切弁８Ａを何回も開閉することができる。
【００４２】前記密閉ケース２は既設管１の周方向Ｒに２つに分割されており、ゴムパッキン２１４によりシールがなされて、既設管１を気密状態で囲繞している。第１分割ケース２１１は、既設管１の外周面に沿って形成されている。一方、第２分割ケース２１２は、仕切弁体８ａが既設管１の径方向Ｃに移動する移動用孔２１２ｄを有している。前記第２分割ケース２１２には、弁蓋８ｂが固定されている。該弁蓋８ｂは前記第２分割ケース２１２の移動用孔２１２ｄを閉塞している。前記弁蓋８ｂおよび第２分割ケース２１２は、図１６の開弁時において、仕切弁体８ａを収容する空間を形成している。
【００４３】図１７のように、前記仕切弁体８ａは、ゴムパッキン８ｄを有している。該ゴムパッキン８ｄは、切削溝を形成する切削面１２ｆ（図１８の破線で示す）に接触する第１ゴムパッキン８ｄ１と、既設管１の内周面１ｂに接触する第２ゴムパッキン８ｄ２とが一体になって形成されている。該ゴムパッキン８ｄは仕切弁体８ａに一体に焼き付けて成型されている。
【００４４】前記仕切弁体８ａは、スピンドル（弁棒）８ｃを回転させると、図１５および図１７に示すように、密閉ケース２内を既設管１の径方向Ｃに移動する。前記仕切弁体８ａは、前記切削溝１２Ｃから既設管１内に侵入することで、ゴムパッキン８ｄが切削面１２ｆと既設管１の内周面１ｂに接触して、既設管１内の流体の流れを止める。なお、本実施例の既設管１の内周面１ｂは、モルタルライニングにより形成されている。
【００４５】切断装置（切削装置）前記密閉ケース２は、図１９に示すように、周方向に２分割された第１および第２分割ケース２１１，２１２と、案内用ブッシュ２１２ａとを備えてなる。
【００４６】前記第２分割ケース２１２は、既設管１の径方向Ｃの外方に分岐状に突出する分岐状部２１２ｂを有しており、該分岐状部２１２ｂに前記案内用ブッシュ２１２ａを介して主軸受け２３２が既設管１の径方向Ｃに摺動自在かつ進退自在に取り付けられている。図２１（ａ）に示すように、前記案内用ブッシュ２１２ａと分岐状部２１２ｂおよび主軸受け２３２との間は、ゴムリング２１４によりシールされている。第２分割ケース２１２における前記分岐状部２１２ｂには、柱状の切削工具２３０が入り込む開口２１２ｃが形成されている。
【００４７】前記密閉ケース２に固定した案内用ブッシュ２１２ａには主軸受け２３２を介して切断機３が取り付けられている。すなわち、前記主軸受け２３２の上方には、工具回転用のモータ（原動機の一例）２３１が固定されている。一方、前記主軸受け２３２の内側には、前記切削工具２３０が配設されている。切削工具２３０は、主軸受け２３２に回転自在に支持された主軸（カッタ軸）２３３に一体に形成されている。前記モータ２３１は、該モータ２３１の出力軸２３１ａおよび主軸２３３に固定したカップリング２３４を介して、切削工具２３０を回転させる。
【００４８】図２１（ｂ）に示すように、前記切削工具２３０は、略円柱の先端面２３０ｄと外周面２３０ｅとにそれぞれ複数の切レ刃２３０ｆを有する。また、該切削工具２３０には前記主軸２３３が一体に形成されている。また、本実施例では、図１５のように切削面１２ｆをテーパ状にするために、図２１（ｂ）の切削工具にテーパ部２３０ｔを設けている。また、前記テーパ部２３０ｔが既設管１の中心に向かって入り過ぎないようにするために、切削工具２３０には、切込ストッパ２３０ｓが固定してある。該切込ストッパ２３０ｓは硬質の樹脂製で、該切込ストッパ２３０ｓには、切粉を逃がすための溝を形成しておくのが好ましい。なお、本実施例では切込ストッパを切削工具２３０に設けずに、案内用ブッシュ２１２ａに設けてもよい。図１９に示すように、前記切削工具２３０および主軸２３３の軸線２３３ａは、既設管１の径方向Ｃに設定されている。前記切削工具２３０は、前記既設管１の径方向Ｃに設定された前記軸線２３３ａのまわりに回転することで切削運動を行う。
【００４９】図２１（ａ）の前記分岐状部２１２ｂには、切込送り用フレーム２３６が固定されている。該切込送り用フレーム２３６は、前記分岐状部２１２ｂに固定した長ボルト２３６ａと、該長ボルト２３６ａの上端に固定した天板２３６ｂとを備えている。前記切込送り用フレーム２３６の前記天板２３６ｂに設けたブッシュ２３６ｃには、切込送り用雄ネジ２３７が螺合している。
【００５０】該切込送り用雄ネジ２３７を回転させて切込方向Ｃにねじ込むことにより、主軸受け２３２が切込方向Ｃに進む。したがって、切削工具２３０を回転させながら、主軸受け２３２と共に切削工具２３０を切込方向Ｃに送って切削工具２３０を開口２１２ｃに進入させていくことで、図２２に示すように、切削工具２３０によって既設管１を切削することができる。なお、前記案内用ブッシュ２１２ａは、図１９の連結金具２３８を介して切込送り用フレーム２３６に固定されており、切削完了後に切込送り用フレーム２３６と共に回収されるようになっている。
【００５１】図２０に示すように、前記密閉ケース２の両側には、ズレ防止具５が設けてある。該ズレ防止具５は、多数の止ネジ２５１で既設管１に固定されており、ライナ２５２を介して、密閉ケース２の両側に接触している。これによりズレ防止具５は、密閉ケース２を案内して、密閉ケース２が既設管１の管軸方向Ｓにズレたり、ブレたりするのを防止する。したがって、密閉ケース２は、既設管１のまわりを回転する際に、スムースに回転する。なお、２５３はライナ２５２を密閉ケース２１２に押し付ける押付ネジである。
【００５２】切削工程つぎに、切削の手順について説明する。まず、図２０の既設管１内に流体（水）が流れている状態で、作業者は密閉ケース２を既設管１に取り付けると共に、図示しない組立ボルトにより両分割ケース２１１，２１２を組み立てる。こうして、図２０のように、密閉ケース２が、既設管１を気密状態で囲繞する。なお、切断機３は、密閉ケース２の案内用ブッシュ２１２ａに予め取り付けておく。
【００５３】ついで、図２３（ａ）ないし図２３（ｂ）に示すように、切削工具２３０による切削位置を設定する。すなわち、作業者は人力またはウィンチなどにより切削工具２３０の軸線２３３ａが略水平となる位置まで、密閉ケース２および切断機３を回転させる。
【００５４】ついで、作業者が図１９のモータ２３１を駆動させると、該モータ２３１は、切削工具２３０を主軸２３３の軸線２３３ａのまわりに回転させて、該切削工具２３０の回転により既設管１を切削する切削運動を行わせる。該切削運動を行っている状態で、作業者が切込送り用雄ネジ２３７を切込方向Ｃにネジ込んでいくと、やがて、図２３（ｂ）の二点鎖線で示すように、切削工具２３０の先端面２３０ｄが既設管１の管壁１ａの一部を貫通する位置まで進む。この際、図２２の切込ストッパ２３０ｓは、既設管１の外周面に当接する。こうして、切削工具２３０による切込が完了する。
【００５５】この切込後、図２３（ｂ）ないし図２３（ｃ）のように作業者が密閉ケース２を既設管１のまわりに回転させる。これにより、切削工具２３０は密閉ケース２と共に既設管１の外周に沿って約１８０°（たとえば１６０°）回転しながら軸線２３３ａのまわりを回転して、既設管１を半円環状に切削して、既設管１に切削溝１２Ｃを形成する。これにより、図２３（ｃ）および図２４に示すように、切削工具２３０は、前記既設管１を半円環状に切削して、既設管１に切削溝１２Ｃを形成する。該切削完了後、図２３（ｃ）の切削工具２３０を二点鎖線で示すように元の位置に復帰させる。
【００５６】切断機除去工程つぎに、前述の実施例と同様の方法で、作業者は切断機３を除去し、更に、図１５および図１６に示すように、管路１Ａにおける切削溝１２Ｃに対応する箇所に仕切弁８Ａを挿入する。
【００５７】このように、本配管構造では、図１５の切削溝１２Ｃの幅が小さいので、密閉ケース２を小型にすることができる。
【００５８】ところで、本発明の切削溝１２Ｃを切削する切削工具は、図２５（ａ）のように円錐台形や、図２５（ｂ）のように円錐形や、あるいは、図２５（ｃ）のように円柱形であってもよい。また、切レ刃２３０ｆとしては、超硬のチップの他に図２５（ｂ）および図２５（ｃ）のように多数のダイヤモンドの粒子を採用してもよい。
【００５９】また、既設管１を切削する方法としては、必ずしも密閉ケース２を回転させる必要はなく、図２５（ｄ）のように、略円柱状の切削工具２３０を円周方向Ｒに平行移動させて、切削溝１２Ｃを形成してもよい。また、他の切削方法としては、図２５（ｅ）のように、円柱状のフライスからなる切削工具２３０の側面を既設管１に押し付けるようにして、切削溝１２Ｃを形成してもよい。
【００６０】つぎに、本発明にかかる仕切弁体８ａを表現を変えて説明する。本仕切弁体８ａは図８の既設管１に形成された開孔（切削溝）１２Ｃから該既設管１内に侵入して、仕切弁体８ａの第１ゴムパッキン部８ｄ１が前記既設管１の開孔１２Ｃを形成する切削面１２ｆに圧接すると共に、第２ゴムパッキン部８ｄ２が前記既設管１の内周面１ｂに圧接して閉弁状態となる。前記第１ゴムパッキン部８ｄ１は、図３の先端面２３０ｄおよび略円筒面に沿った切レ刃２３０ｆを持つ切削工具２３０で前記既設管１を管径方向Ｃに切り込み、その後、図５のように該切削工具２３０を管の周方向に沿って移動（回動）させて該既設管１の周方向に略１８０°の範囲にわたって形成された溝状の前記開孔１２Ｃにおける切削面１２ｆに対応する圧接面を有する。
【００６１】ここで、前記図８の切削溝１２Ｃが円形の開孔よりも管軸方向Ｓに幅狭であれば、密閉ケース２が管軸方向に小さくなると共に、仕切弁体８ａが水圧を受ける面積が小さくなる。したがって、本発明では、前記開孔１２Ｃが管径方向よりも管軸方向Ｓに幅狭な溝状に形成されているのに対し、前記第１ゴムパッキン部８ｄ１が前記溝状の開孔１２Ｃの切削面１２ｆに沿った形状を持っていればよい。
【００６２】また、図２６に示すように、本発明の仕切弁体８ａは、前記切削面１２ｆに圧接する第１ゴムパッキン部８ｄ１における管径方向の両端部８ｄ３が、前記第２ゴムパッキン部８ｄ２に対して段部を形成すると共に、該段部８ｄ３が前記仕切弁体８ａの侵入方向Ｃに対して交差する面８ｄ５を持つ。このような交差面８ｄ５は、切削面１２ｆに大きな力で当接しても、前記切削溝１２Ｃの両端部から既設管１が破損するのを防止する。
【００６３】前記各実施例における第１ゴムパッキン部８ｄ１は、図９のように、管径方向の両端部８ｄ３を除いた部分が既設管１の横断面に沿って形成された一対の第１圧接面８ｄ４を有する。また、第１ゴムパッキン部８ｄ１は、前記２つの第１圧接面８ｄ４を前記両端部８ｄ３において連ねる略Ｕ字状の第２圧接面８ｄ５を有する。前記第２圧接面８ｄ５は、管径方向の両端部において、図２６の第１ゴムパッキン部８ｄ１が第２ゴムパッキン部８ｄ２に向かって管軸方向Ｓおよび管周方向Ｒに湾曲していることにより形成されている。
【００６４】ところで、前記実施例では柱状の切削工具２３０で切削する例について説明したが、本発明では図２５（ｆ）に示すように円板状の切削工具２３０で切削してもよい。また、この場合、図２６（ｂ）のように切削溝１２Ｃは、その両端部がＵ字状とならず、一定幅Ｗとなるが、この場合も本発明の範囲に含まれる。
【００６５】また、前記各実施例では、切削後に仕切弁体８ａを密閉ケース２内に収容したが、本発明では切削前に仕切弁体８ａを密閉ケース２内に収容しておいてもよい（たとえば、U.S.P.4,516,598 、同1,989,768)。
【００６６】また、本発明では、管路に挿入した仕切弁体８ａで既設管１を閉止した後、当該仕切弁体８ａをストッパボルトで固定し、仕切弁８Ａを構成する弁蓋８ｂおよび弁棒８ｃなどを除去し、代わりに蓋を取り付けて、仕切弁体８ａをストッパとして用いてもよい。
【００６７】つぎに、仕切弁体８ａの他の使用方法を図２７を用いて説明する。図２７（ａ）において、仕切弁体８ａは前記第１圧接面８ｄ４を片側だけ有している。今、バルブ８Ａにはバイパス（分岐配管）３００が接続されており、仕切弁体８ａを下降させて閉弁した後、既設管１を切断して図２７（ｂ）のメカ帽３０１を取り付け、この後、仕切弁体８ａを上昇させると、既設管１の流れをバイパス３００側にすることができる。すなわち、仕切弁体８ａが第１圧接面８ｄ４を片側だけに有している場合も本発明の範囲に含まれる。換言すれば、仕切弁体８ａは、切削溝１２Ｃを形成する切削面１２ｆの全てに接する必要はなく、片側のみに接触してもよい。
【００６８】また、本発明において、仕切弁体８ａのゴムパッキン８ｄは、図２６（ａ）の仕切弁体８ａの両側面８ａ３も覆うようにしてもよく、すなわち仕切弁体８ａにおける既設管１内に侵入する部分全体を被覆してもよい。
【００６９】以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。たとえば、切削工具に切削運動を与える原動機としては、モータの他にエンジンなどを用いてもよい。また、原動機を地上に設置して、該原動機の動力をフレキシブルシャフトでカッタ軸を介して切削工具に伝達してもよい。また、密閉ケースで既設管を囲繞した後に、該密閉ケースに切削工具を取り付けてもよい。更に、既設管１の切削後に、密閉ケースに仕切弁を介して、分岐管を接続してもよい。また、切削工具で既設管を切り込む際には、切削工具を前記各実施例のように、既設管の径方向の概ね中心に向かって送るのが一般に好ましいが、本発明では、中心に向かう必要はなく、径方向に向かって送ればよい。また、密閉ケースは周方向に３つないし４つに分割してもよい。さらに、弁体は上方、側方または下方などいずれの方向から挿入してもよい。さらに、本発明は水道管だけでなく、ガス管などにも適用できる。すなわち、既設管内を流れる流体は、水の他にガスやオイルなど他の流体であっても本発明の範囲に含まれる。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、既設管の径方向に軸線が設定された切削工具を、既設管の周方向に送って溝状に既設管を切削する。そのため、既設管における切削溝の周縁部が薄肉にならないから、弁体が前記切削溝に嵌合した際に既設管の破損するおそれがない。しかも、このように既設管を破損するおそれがないから、シール面（圧接面）に大きな力を付加することもできるので、シール性が向上する。また、本発明において切削する開孔は、円形の孔よりも管軸方向の幅が狭いので、水圧により仕切弁体に加わる荷重が小さくなるから弁棒の直径を小さくし得ると共に、密閉ケースが管軸方向に短くなる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３２０８０
【氏名又は名称】株式会社スイケンテクノロジー
|
| 【出願日】 |
平成１１年３月２９日（１９９９．３．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０２０６０
【弁理士】
【氏名又は名称】山村 喜信
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−８８１７３（Ｐ２０００−８８１７３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月３１日（２０００．３．３１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８６８４９ |
|