JP2005147219A - 配管構造およびバルブ挿入工法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設管に溝状の長孔を形成した配管構造およびバルブ挿入工法において、弁体の歪を可及的に小さくする。
【解決手段】本発明の配管構造は、既設管の周方向に長い溝状の長孔を形成し、該長孔の切削面および既設管の内周面に圧接する仕切弁体により止水可能としている。長孔は、仕切弁体の弁棒の軸線の周囲に対応する軸心部と、仕切弁体の両端に対応する両端部と、軸心部と両端部との間の中間部とを備え、中間部の溝幅は、両端部の溝幅よりも広く、かつ、軸心部の溝幅よりも狭く設定され、仕切弁体は長孔に対応する形状のゴムパッキン部を有すると共に、仕切弁体における弁棒を収容する収容部の管軸方向の厚さが、当該仕切弁体における他の部分よりも厚く形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、配管構造およびバルブ挿入工法に関する。

従来より、不断水（流）下において、バルブを管路に挿入するバルブ挿入工法は周知である（特許文献１）。
かかる工法において、近年、切削溝を既設管の約半周にわたってエンドミルで形成し、該切削溝の切削面と既設管の内周面に圧接する仕切弁体を管路に挿入するエンドミル工法（特許文献２〜４）が実用化され脚光を浴びている。
U.S.P.No．３，９４８，２８２号 特開平１１−２８７３８５号（図４２〜図４６） 特開２０００−０８８１７３号（要約） 特開２０００−１７９７７９号（要約）

前記エンドミル工法は、ホールソーで円形の孔を既設管に形成する工法（特許文献１）に比べ、弁体の厚みを薄くできるなどの種々の利点を持つ。

しかし、前記エンドミル工法で挿入される弁体は、弁体が薄肉であるため、弁体の下端が自由端となり、また、弁体の両側部（管径方向の端部）を十分に支持し得ないため、管径が大きくなると、弁体に歪が生じ易くなる。

したがって、本発明の目的は、溝状の長孔を形成した配管構造およびバルブ挿入工法において、弁体の歪を可及的に小さくすることである。

本発明の配管構造の第１の態様は、既設管の周方向に長い溝状の長孔を形成し、該長孔の切削面および既設管の内周面に圧接する仕切弁体により止水可能とした配管構造において、前記長孔は、仕切弁体の弁棒の軸線の周囲に対応する軸心部と、前記仕切弁体の両端に対応する両端部と、前記軸心部と両端部との間の中間部とを備え、前記中間部の溝幅は、前記両端部の溝幅よりも広く、かつ、前記軸心部の溝幅よりも狭く設定され、前記仕切弁体は前記長孔に対応する形状のゴムパッキン部を有すると共に、前記仕切弁体における弁棒を収容する収容部の管軸方向の厚さが、当該仕切弁体における他の部分よりも厚く形成されている。

本発明においては、弁体は長い溝状の長孔に合致するので、管軸方向にコンパクトになる。一方、弁棒を収容する弁体の収容部には、水圧により発生する最大曲げモーメントが作用するが、前記収容部を厚くすることができるので、曲げ応力が小さくなって、弁体の歪が著しく小さくなる。

本発明において、“既設管の周方向に長い溝状の長孔”とは、既設管の管内径に比べ溝幅が小さいものをいい、溝幅が管内径の１／２以下のものを少なくとも含む。円形の開口を排除する趣旨である。かかる円形の開口では、当該開口が管軸方向に大きくなり、そのため、弁体や密閉ケースの大型化を招くからである。

本発明において仕切弁体の収容部の厚さとは、仕切弁体の収容部における管軸方向の幅をいい、つまり、収容部における２つの外表面間の距離をいい、肉厚とは異なる。また、" 収容部の管軸方向の厚さが他の部分よりも厚い" とは、収容部における最も厚い部分が、他の部分における最も厚い部分よりも厚いことを意味する。

本発明において、“中間部の溝幅は両端部の溝幅よりも広い”とは、両端部が半円形である場合を含む他、両端部が一定の溝幅を有する場合に、当該溝幅よりも中間部の溝幅が広い場合を含むことを意味する。
なお、軸心部、中間部および両端部の溝幅は、それぞれ、一定であってもよく、あるいは、各部ごとに変化していてもよい。

たとえば、前記軸心部が概ね円形に形成され、かつ、前記中間部が概ね一定の溝幅に形成され、前記両端部が半円形であってもよい。
かかる形状の長孔は、たとえば、径大なエンドミルまたはホールソーで円形の孔を形成する工程と、径小なエンドミルを周方向に送ることで中間部および両端部を形成することができるから、容易に形成し得る。

この態様において、仕切弁体は切削面および既設管の内周面の双方に圧接するのであるから、前記長孔は既設管の周方向の一部について形成され、全周にわたっていない。前記長孔を形成する範囲は、仕切弁体を既設管内に侵入させることができる程度であればよく、既設管の周方向の約半周程度（一般に１５０°程度以上）であるが、１８０°よりも大きな範囲にわたって形成してもよい。

本発明の配管構造の第２の態様は、既設管の周方向に長い溝状の長孔を形成し、該長孔の切削面および既設管の内周面に圧接する仕切弁体により止水可能とした配管構造において、前記長孔は、仕切弁体の弁棒の軸線の周囲に対応する軸心部と、前記仕切弁体の両端に対応する両端部と、前記軸心部と両端部との間の中間部とを備え、前記既設管の周方向に１８０°よりも大きな範囲にわたって前記長孔が形成され、前記長孔における前記１８０°よりも大きな両端の部分に前記両端部が形成されており、前記中間部の溝幅は、前記両端部の溝幅よりも広く設定され、前記仕切弁体は前記長孔に対応する形状のゴムパッキン部を有する。

このように、前記長孔を１８０°よりも大きな範囲（たとえば２４０°）にわたって形成する場合、前記１８０°を超える部分の溝幅は前記中間部よりも狭くする必要がある。その理由は後述する。

前記１８０°よりも大きな角度の範囲にわたって長孔を形成した場合、仕切弁体における前記１８０°を超える部分が管軸方向に係合するので、弁体の歪が小さくなる。

前記第１および第２の態様においては、前記長孔とは別の支持孔が、前記既設管における前記軸心部の反対側の位置に形成され、前記仕切弁体の先端部に、前記支持孔に嵌まり込む突部が形成されていてもよい。
かかる構造においては、仕切弁体の突部が前記支持孔に入り込んで管軸方向に係合するから、仕切弁体の歪が更に小さくなる。

本発明の配管構造の好ましい態様は、前記軸心部が概ね円形に形成され、前記中間部が概ね一定の溝幅に形成され、前記両端部が半円形に形成されている。

本発明の配管構造の第３の態様は既設管を全周にわたって切削する。このため、バタフライ弁を管路に挿入することも可能であるから、本第３の態様において、“弁体”とは、ゲート式の仕切弁体の他に蝶形の弁体を含む。

前記各配管構造は、以下に説明するバルブ挿入工法を用いて完成することができる。

本発明のバルブ挿入工法の第１の態様は、弁体が侵入する長孔を既設管に形成して、既設の管路にバルブを挿入するバルブ挿入工法において、既設管の中心に向かう軸線のまわりに円形の孔を明ける工程と、前記円形の孔の周方向の両側に、前記円形の孔の直径よりも幅の狭い溝を前記円形の孔に連なるように形成する工程とを備えている。

本工法の第１の態様において、円形の孔を明ける工程と幅の狭い溝を形成する工程とは、いずれを先に行ってもよいが、円形の孔をいわゆるホールソーで形成した後に、エンドミル等で溝を形成すれば、生じる切粉の量が少なくなる。
ここで、先に円形の孔を形成した場合は、先端面に切レ刃を有していない切削工具であって、側面に複数の切レ刃を持つ柱状の切削工具を回転させて幅の狭い溝を形成してもよい。
なお、円形の孔を径大なエンドミルで明けてもよいし、エンドミルを送る軌跡を長孔の形状に合わせて長孔を形成してもよい。

本バルブ挿入工法の第２の態様は、弁体が侵入する長孔を既設管に形成して、既設の管路にバルブを挿入するバルブ挿入工法において、既設管の周方向に太い溝を形成する工程と、前記太い溝の周方向の両側に、前記太い溝よりも細い溝を前記太い溝に連なるように形成する工程とを備えている。

本第２の態様において、太い溝を形成する工程と細い溝を形成する工程とは、いずれを先に行ってもよい。

前記各溝を形成する方法としては、径大なエンドミルで太い溝を形成し、径小なエンドミルで細い溝を形成してもよいが、径小なエンドミルを送る軌跡を長孔の形状に合わせて長孔を形成してもよい。
なお、細い溝および太い溝は各々一定の幅であってもよいが、溝幅が変化していてもよい。

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。
不断水でバルブ挿入を行うので、密閉ケースを用いて既設管を気密状態に囲繞するが「密閉」とは、完全に密閉するという意味ではなく、不断水で工事ができるという意味である。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。

本工法に用いる「切削工具」としては、ダイヤモンドホイールやメタルソー（metal slitting saw) の他に、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柱状の切削工具などを用いることができる。
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、さら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、前記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。

なお、本明細書において、「バルブを（管路に）挿入する」とは、バルブや弁体を既設管の切断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。
ここで、「バルブ」とは、弁体、弁箱および弁棒などを含む全体の装置つまりバルブアセンブリをいう。
また、「弁体」とは、流路を塞ぐ部材をいい、仕切弁の場合には一般にgateと呼ばれ、一方、バタフライ弁の場合には、弁棒のまわりに回転する部材をいう。
また、「弁箱」とは、弁の開閉状態を問わず、弁体を収容している部材をいう。

以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１〜図４は実施例１の配管構造を示す。

既設管１：
まず、既設管１に形成される長孔１１について説明する。
図１（ａ）に示すように、本実施例では、既設管１の周方向（管周方向）Ｒに長い溝状の長孔１１を形成している。該長孔１１は、既設管１１の略半周の範囲にわたって形成されている。
前記長孔１１は、該長孔１１の概ね中央の軸心部１３と、前記長孔１１の両端の両端部１５，１５と、前記軸心部１３と両端部１５との間の中間部１４，１４とを備えている。前記軸心部１３は概ね円形に形成されており、前記中間部１４は概ね一定の溝幅に形成されており、前記両端部１５は概ね半円形に形成されている。
図１（ｂ）に示すように、前記中間部１４の溝幅は、前記両端部１５の溝幅よりも広く、かつ、前記軸心部１３の溝幅よりも狭く設定されている。

さらに、前記既設管１には、図１（ａ）に示すように、円形の支持孔１７が形成されている。該支持孔１７は前記軸心部１３の反対側の位置に形成されている。前記支持孔１７の直径は中間部１４の溝幅と同程度ないし若干小さな径に設定されている。

仕切弁体２：
次に、前記既設管１の長孔１１に対して挿入される仕切弁体について説明する。
仕切弁体２は、長孔１１の円形の軸心部１３が弁棒３の軸線３１の周囲に位置するように配置される（図２（ａ），（ｃ））。

仕切弁体２は、図２（ａ）に示すように、前記既設管１の長孔１１に対応する形状のゴムパッキン部２８を有している。該ゴムパッキン部２８は前記長孔１１の切削面１１ａおよび既設管１の内周面１２に圧接するように、形成されている。

ゴムパッキン部２８は、上部中央の中央部２８ａと、該中央部の両側の両側部２８ｂと、両側部の下方に位置する端部２８ｃと、端部２８ｃの下方に位置する下部２８ｄとを有する。前記中央部２８ａ、両側部２８ｂ、端部２８ｃおよび下部２８ｄは、閉弁時に、それぞれ、既設管１の軸心部１３、中間部１４、両端部１５および内周面１２に圧接する。前記ゴムパッキン部１８の各部の形状は、圧接する既設管１の各部に対応している。

仕切弁体２の先端部２５には円柱状の突部２６が設けられている。該突部２６は、図２（ａ）に示すように、前記弁棒３の軸線３１上に位置し、前記支持孔１７の径よりも若干大きい程度の径を有する。突部２６は、閉弁時に、前記既設管１の円形の支持孔１７に嵌り込む。

前記仕切弁体２は、図２（ａ）のように、弁棒３の軸線３１に沿った仕切弁体２の中央の部分に、弁棒３を収容する収容部２４を有する。この収容部２４の管軸方向Ｓの厚さは、図２（ｂ）に示すように、当該仕切弁体２における他の部分（例えば前記両側部２８ｂや端部２８ｃ）よりも厚く形成されている。

配管構造：
図３は、前記既設管１および仕切弁体２を備える配管構造の完成状態を示す。
該配管構造は、密閉ケース４、収容ケース５および両ケース４，５の間の第１オペレーションバルブ６を備えている。前記収容ケース５は開弁時に前記仕切弁体２を収容する。前記密閉ケース４は、前記長孔１１を形成した既設管１を気密状態で囲繞している。前記第１オペレーションバルブ６は、仕切弁体の通過孔を開閉するバルブである。

前記密閉ケース４は、周方向Ｒに３分割された第１分割ケース４１、第２分割ケース４２、第３分割ケース４３を備えており、各分割ケースの間はゴムパッキン４５でシールされている。第３分割ケースには、切削工具（例えば図５のホールソー７１）を挿入するための切削工具挿入孔４３ａが形成されている。切削が完了した図３の状態では、前記挿入孔４３ａにプラグ４４をねじ込むと共に閉塞蓋４７を取り付けて、前記挿入孔４３ａを閉封している。

密閉ケース４と第１オペレーションバルブ６との間、ならびに、第１オペレーションバルブ６と収容ケース５との間は、それぞれ、ゴムパッキン５５，５６でシールされている。密閉ケース４と既設管１との間は、図４に示すように、ゴムパッキン５７でシールされている。

仕切弁体２を既設管１の中心方向に進める際は、前記第１オペレーションバルブ６を開弁した後、キャップ５ａを介して弁棒３を回転させることにより、仕切弁体２を管径方向Ｃにスライドさせて、既設管１の長孔１１内に侵入させる。

次に、前記配管構造を形成するバルブ挿入工法について説明する。
組立工程：
まず図５の既設管１内に水が流れている状態で、作業者は密閉ケース４を既設管１の切削位置に取り付ける。密閉ケース４は、第１分割ケース４１、第２分割ケース４２および第３分割ケース４３を、組立ボルトにより組み立てて構成されると共に、既設管１の周方向Ｒに回転するのに適した構造になっている。

その後、第１分割ケース４１に第１オペレーションバルブ６を取り付けると共に、切削工具通過孔４３ａに第２オペレーションバルブ７３および穿孔機７０を取り付ける。この際、前記第１オペレーションバルブ６は仕切弁体２の通過孔を閉塞するように閉弁状態となっている。前記穿孔機７０は、切削工具をカッタ軸のまわりに回転させるモータ（図示せず）や切削工具を既設管１の径方向Ｃに進退させる手段（図示せず）等を備えている。穿孔機７０は、組立工程では、ホールソー７１を収容している。
こうして、密閉ケース４が既設管１を気密状態で囲繞する。

なお、前記第１オペレーションバルブ６、第２オペレーションバルブ７３および穿孔機７０としては、例えば、特開２００１−３３０１８９で開示されている周知のオペレーションバルブや穿孔機を用いることができる。

第１円形孔形成工程：
前記組立工程の後、図６（ａ）の位置から、密閉ケース４を周方向Ｒ１に回転させる。図６（ｂ）に示すように、ホールソー７１が既設管１の上方に位置するまで、前記密閉ケース４を回転させる。

次に、ホールソー７１をカッタ軸７１ａのまわりに回転させながら、既設管１の径方向Ｃに送り、ホールソー７１が既設管１の管壁を貫通する位置（図６（ｃ））まで進める。その後、ホールソー７１を元の位置（既設管１の外側の位置）まで退避させる。
こうして、既設管１の中心に向かう軸線７４のまわりに第１円形孔７５（図７（ａ）の破線部分）が形成される。なお、前記第１円形孔７５を形成する際に、円形の切片が生じるが、該円形の切片は周知の係止リングにより回収される。

溝形成工程：
前記第１円形孔形成工程の後、穿孔機７０からホールソー７１を取り出し、エンドミル７２と交換する（図７（ａ））。このエンドミル７２の径は、前記ホールソー７１の径よりも小さい。

次に、エンドミル７２を既設管１の径方向Ｃに送り、前記第１円形孔７５を貫通する位置まで進める（図７（ｂ））。この後、エンドミル７２をカッタ軸７２ａのまわりに回転させて、切削運動を開始させる。

次に、前記切削運動を継続した状態で、密閉ケース４を周方向Ｒ２に回転させる。この密閉ケース４の回転に伴って、前記エンドミル７２が周方向Ｒ２に送られる。密閉ケース４の回転は既設管１の周方向Ｒ２の概ね９０°よりも若干小さい範囲にわたって行なわれる（図７（ｃ））。これにより、エンドミル７２は、前記第１円形孔７５から周方向Ｒ１の概ね９０°の範囲にわたって、既設管１の管壁を切削する。

次に、一旦、エンドミル７２を既設管１の外方に退避させ、密閉ケース４を前記Ｒ２とは反対の周方向Ｒ１に回転させる。この回転により、前記エンドミル７２を前記第１円形孔７５に対応する位置（図８（ａ）の一点鎖線で示す位置）に移動させる。
次に、エンドミル７２を既設管１の径方向Ｃ１に送り、前記第１円形孔７５を貫通する位置まで進める。その後、前記切削運動を継続した状態で、密閉ケース４を再び周方向Ｒ１に回転させる。この密閉ケース４の回転は概ね既設管１の周方向Ｒ１の概ね９０°よりも若干小さい範囲にわたって行なわれ、エンドミル７２は前記第１貫通孔を貫通する位置から図８（ａ）の実線で示す位置まで進められる。これにより、エンドミル７２は、前記第１円形孔７５から周方向Ｒ２の概ね９０°の範囲にわたって、既設管１の管壁を切削する。

こうして、前記第１円形孔７５の両側に、既設管の周方向Ｒ１，Ｒ２の概ね９０°の範囲にわたって、溝７６，７６が形成される（前記第１円形孔７５の両側の実線部分）。なお、前述のように、エンドミル７２の径はホールソー７１よりも小さいので、前記溝７６の溝幅は、第１円形孔７５の直径よりも小さい。

第２円形孔形成工程：
前記第１円形孔形成工程の後、図８（ｂ）のように、エンドミル７２を既設管１の外側に退避させて、密閉ケース４を既設管１の周方向Ｒ１に概ね９０°にわたって回転させる。これにより、図８（ｃ）のように、エンドミル７２を既設管１の下方（前記第１円形孔７５の反対側）に位置させる。

次に、エンドミル７２を径方向Ｃに送り、図９（ａ）に示すように、エンドミル７２が既設管１の管壁を貫通するまで進める。この後、エンドミル７２を既設管１の外側に退避させる。
こうして，既設管１の前記第１円形孔７５の反対側に第２円形孔７７が形成される（図９（ｂ））。

以上の各形成工程によって、図１（ａ）に示す、長孔１１および支持孔１７を有する既設管４が形成される。前記第１円形孔７５および溝７６が長孔１１を構成し、第２円形孔が支持孔１７を構成する。

工具取出工程：
前記第２円形孔形成工程の後、密閉ケース４を回転させて、初期の位置に戻す（図９（ｂ）。その後、エンドミル７２を取り外し、図３のように、切削工具挿入孔４３ａにプラグ４４をねじ込んで閉塞蓋４７を取り付ける。この工程としては、例えば、特開２００１−３３０１８９号に開示されている周知の工具取出工程を用いることができる。

仕切弁体取付工程：
前記工具取出工程の後、図３のように、組立ボルトを用いて、前述の仕切弁体２を収容する収容ケース５を、第１オペレーションバルブ６に取り付ける。当該取付後、第１オペレーションバルブ６を開弁する。
以上の各工程により、前述の配管構造が完成する。なお、仕切弁体５は、弁棒３を正逆方向に回転させることにより、既設管１の径方向Ｃにスライドさせて、開閉することができる。

図１０〜図１７は実施例２を示す。
なお、以下の実施例においては、実施例１と同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明および図示を省略する。

図１０〜図１３は実施例２の配管構造を示す。
既設管１：
本実施例では、図１０に示すように、長孔１１が、既設管１の周方向Ｒの１８０°より大きな範囲（約２４０°）にわたって、形成されている。
前記長孔１１は、該長孔１１の概ね中央の軸心部１３と、前記長孔１１の両端の両端部１５と、前記軸心部１３と両端部１５との間の中間部１４とを備えている。

軸心部１３および中間部１４は、図１１（ａ）に示すように、既設管１の概ね１８０°の範囲θ１にわたって形成されている。該軸心部１３は一定の溝幅に形成されている。

両端部１５は、図１１（ａ）に示すように、前記範囲θ１の両側（既設管１の１８０°を超える範囲θ２）に形成されている。この範囲θ２は、既設管１の周方向Ｒの約３０°の範囲である。図１１（ｂ）に示すように、両端部１５の上部１５ａは概ね一定の溝幅に形成されており、下部１５ｂは概ね半円形に形成されている。

中間部１４における両端部１５の近傍は、前記中間部１４側から両端部１５側に近づくつれて溝幅が狭くなるように形成されている。

図１１（ｂ）に示すように、前記中間部１４の溝幅は、前記両端部１５の溝幅よりも広く設定されている。

仕切弁体２：
次に、前記既設管１の長孔１１に対して挿入される仕切弁体２について説明する。
この仕切弁体２は、図１０に示すように、長孔１１の軸心部１３が仕切弁体２の弁棒３の軸線３１の周囲に対応するように配置される。

仕切弁体２は、図１０に示すように、前記既設管１の長孔１１に対応する形状のゴムパッキン部２８を有している。特に、ゴムパッキン部２８のうちの端部２８ｃの幅は、前記長孔１１の形状に対応して、ゴムパッキン部２８の他の部分２８ａ，２８ｂよりも小さく設定されている。

なお、本実施例の弁棒３の収容部２４の管軸方向Ｓの厚さは、図１０に示すように、前記ゴムパッキン部２８の両側部２８ｂおよび端部２８ｃよりも厚く形成されている。

ここで、前記長孔１１の周方向Ｒの１８０°を超える部分（両端部１５）の溝幅を、中間部１４および軸心部１３よりも狭くして、これに対応する仕切弁体を設けた理由について説明する。

仕切弁体２のゴムパッキン部２８は、閉弁時に、止水のため極めて大きな力で既設管１に圧接する。一方、仕切弁体２を挿入する際に、前記端部２８ｃが長孔１１の中間部１４を通過しなければならない。したがって、前記長孔１１の全ての部分（図１１（ａ）のθ１およびθ２）の溝幅を一定として、対応するゴムパッキン部２８の各部を一定の幅に形成すると、ゴムパッキン部２８の端部２８ｃを長孔１１の両端部１５に押し込むことが極めて困難となる。

そこで、本実施例では、長孔１１の両端部１５の溝幅を長孔１１の他の部分よりも狭くすると共に、前記長孔１１の形状に対応して仕切弁体２のゴムパッキン部２８を形成している。これにより、ゴムパッキン部２８の端部２８ｃの幅が、前記長孔１１の中間部１４の溝幅よりも小さくなるので、端部２８ｃが前記中間部１４をスムースに通過することができる。したがって、端部２８ｃを長孔１１の両端部１５に容易に押し込むことができる。

配管構造：
図１２および図１３は、前記既設管１および仕切弁体２を備える配管構造の完成状態を示す。該配管構造の密閉ケース４、収容ケース５および第１オペレーションバルブ６は実施例１と同様のものである。

次に、前記配管構造を形成するバルブ挿入工法について説明する。
組立工程：
まず図１４の既設管１内に水が流れている状態で、実施例１と同様に、密閉ケース４を既設管１の切削位置に取り付ける。密閉ケース４は、第１分割ケース４１、第２分割ケース４２および第３分割ケース４３を、組立ボルトにより組み立てて構成されると共に、既設管１の周方向Ｒに回転するのに適した構造になっている。こうして、密閉ケース４が既設管１を気密状態で囲繞する。
なお、本実施例では、穿孔機７０には第１エンドミル７８が収容されている。

第１溝形成工程：
前記組立工程の後、第１エンドミル７８をカッタ軸７８ａのまわりに回転させて、切削運動を開始させる。次に、図１５（ａ）に示すように、第１エンドミル７８を既設管１の径方向Ｃに送り、既設管１の管壁を貫通する位置（図１５（ｂ））まで進める。

次に、前記切削運動を継続した状態で、図１５（ｂ）に示すように、密閉ケース４を周方向Ｒ１に回転させる。この密閉ケース４の回転に伴って、前記第１エンドミル７８が周方向Ｒ１に送られる。密閉ケース４の回転は既設管１の周方向Ｒ１の概ね２４０°の範囲にわたって行なわれる（図１５（ｃ））。これにより、第１エンドミル７８は、既設管１の周方向Ｒ１の概ね２４０°の範囲にわたって、既設管１の管壁を切削して、第１の溝７６ａを形成する。

第２溝形成工程：
前記第１溝形成工程の後、密閉ケース４を周方向Ｒ２に約３０°回転させた後、第１エンドミル７８を既設管１の外側に退避させる（図１６（ａ））。次に、穿孔機から第１エンドミル７８を取り出し、第２エンドミル７９を収容する（図１６（ｂ））。この第２エンドミル７９の径は、前記第１エンドミル７８の径よりも大きい。

次に、第２エンドミル７９をカッタ軸７９ａのまわりに回転させて、切削運動を開始させる。第２エンドミル７９を既設管１の径方向Ｃに送り、既設管１を貫通する位置まで進める（図１６（ｃ））。

次に、前記切削運動を継続した状態で、密閉ケース４を周方向Ｒ２に回転させる。この密閉ケース４の回転に伴って、前記第２エンドミル７９が周方向Ｒ２に送られる。密閉ケース４の回転は既設管１の周方向Ｒ１の略半周の範囲にわたって行なわれる（図１７（ａ））。

これにより、第２エンドミル７２は、既設管１の周方向Ｒ２の略半周の範囲にわたって、前記第１の溝７６ａを広げるように既設管１の管壁を切削する。その結果、第２の溝７６ｂを形成する。第２の溝７６ｂは、第１の溝７６ａよりも幅の広い溝となる。

こうして、既設管１の周方向Ｒの概ね略半周の範囲にわたって溝幅の広い第２溝７６ｂが形成されると共に、該第２溝７６ｂの両側に既設管の周方向Ｒの約３０°にわたって溝幅の狭い第１溝７６ａ，７６ａが形成される。
以上の各形成工程によって、図１０に示す長孔１１を有する既設管１が形成される。前記第１および第２溝７６ａ，７６ｂが長孔１１を構成する。

工具取出工程：
前記第２溝形成工程の後、密閉ケース４を回転させて、初期の位置に戻して、第２エンドミル７９を取り外す（図１７（ｂ）。その後、実施例１と同様に、切削工具挿入孔４３ａにプラグ４４をねじ込んで閉塞蓋４７を取り付ける（図１２）。

仕切弁体取付工程：
前記工具取出工程の後、実施例１と同様にして、図１２のように、組立ボルトを用いて、前述の仕切弁体２を収容する収容ケース５を、第１オペレーションバルブ６に取り付ける。
以上の各工程により、前述の配管構造が完成する。

図１８〜図２０は、変形例を示す。

図１８（ａ）の既設管１では、長孔１１が略菱形に形成されている。この例では、両端部１５は半円形に形成されると共に、中間部１４は該両端部１５から軸心部１３に向かって滑らかに溝幅が狭くなるように形成されている。
かかる長孔１１は、エンドミルを送る軌跡を図１８（ａ）の矢印Ｄのように設定することで形成することができる。

図１９（ａ）の既設管１では、前記実施例１の既設管１と同様の長孔１１を形成しているが、軸心部１３の反対側に支持孔を形成していない。
かかる長孔１１を、さらに、図１９（ｂ）のように、既設管の周方向Ｒの１８０°を超える範囲に形成してもよい。この場合は、前記実施例２と同様に、長孔１１の周方向Ｒ１８０°を超える両端の部分の溝幅を、長孔１１の他の部分より狭く形成する。

図１９（ｃ）の既設管１では、長孔１１が既設管１の全周にわたって形成されている。該長孔１１は、弁体の弁棒の周囲に対応する軸心部１３および該軸心部１３から周方向Ｒにわたって延びる非軸心部１６を備えている。前記軸心部１３は円形に形成され、非軸心部１６は一定の溝幅に形成されている。軸心部１３の直径は、前記非軸心部１６の溝幅よりも大きく設定されている。

かかる全周の長孔１１を有する既設管１の場合は、図２０のような配管構造を採用することができる。この配管構造においては、閉弁時に、仕切弁体２のゴムパッキン部２８は、密閉ケース４の弁座４８および密閉ケース４の内周面４９等に圧接するが、既設管１には圧接しない。ゴムパッキン部２８のうち、中央部２８ａは密閉ケース４の弁座４８に圧接し、両側部２８ｂおよび周縁部２８ｅは密閉ケース４の内周面４９に圧接する。
この仕切弁体２における弁棒３を収容する収容部２４の管軸方向Ｓの厚さは、図２０に示すように、仕切弁体２の他の部分よりも大きく、かつ、前記収容部２４の厚さは、長孔１１の非軸心部１６の溝幅よりも大きく設定されている。

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、密閉ケースを２分割や４分割にしてもよく、あるいは、分割ケースを鋼板で形成し、分割ケース同士を互いに溶着してもよい。切削工具を挿入する孔を２以上設けてもよい。
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。

本発明の配管構造およびバルブ挿入工法は、不断水下で既設管に弁を取り付ける際に用いることができる。

（ａ）は本発明の実施例１にかかる既設管を示す斜視図、（ｂ）は同平面図である。 （ａ）は仕切弁体を示す正面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は既設管の横断面図、（ｄ）は同縦断面図である。 配管構造の完成状態を示す横断面図である。 配管構造の完成状態を一部を破断して示す側面図である。 組立工程を示す横断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は第１円形孔形成工程を示す概略横断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は溝形成工程を示す概略横断面図である。 （ａ）は溝形成工程を示す概略横断面図、（ｂ），（ｃ）は第２円形孔形成工程を示す概略横断面図である。 （ａ）は第２円形孔形成工程を示す概略横断面図、（ｂ）は工具取出工程を示す概略横断面図である。 本発明の実施例２にかかる仕切弁体および既設管を示す斜視図である。 （ａ）は既設管の横断面図，（ｂ）は同側面図である。 配管構造の完成状態を示す横断面図である。 配管構造の完成状態を一部を破断して示す側面図である。 組立工程を示す横断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は第１溝形成工程を示す概略横断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は第２溝形成工程を示す概略横断面図である。 （ａ）は第２溝形成工程を示す概略横断面図、（ｂ）は工具取出工程を示す概略横断面図である。 （ａ）は変形例の一例を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、変形例の一例を示す斜視図である。 変形例の一例にかかる配管構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１：既設管
１１：長孔
１１ａ：切削面
１２：内周面
１３：軸心部
１４：中間部
１５：両端部
１６：非軸心部
１７：支持孔
２：仕切弁体
２４：収容部
２５：先端部
２６：突部
２８：ゴムパッキン部
３：弁棒
３１：軸線
７５：第１円形孔
７６：溝
７６ａ：第１溝
７６ｂ：第２溝
７７：第２円形孔
Ｒ：周方向
Ｓ：管軸方向

Claims (9)

1. 既設管の周方向に長い溝状の長孔を形成し、該長孔の切削面および既設管の内周面に圧接する仕切弁体により止水可能とした配管構造において、
   前記長孔は、仕切弁体の弁棒の軸線の周囲に対応する軸心部と、前記仕切弁体の両端に対応する両端部と、前記軸心部と両端部との間の中間部とを備え、
   前記中間部の溝幅は、前記両端部の溝幅よりも広く、かつ、前記軸心部の溝幅よりも狭く設定され、
   前記仕切弁体は前記長孔に対応する形状のゴムパッキン部を有すると共に、前記仕切弁体における弁棒を収容する収容部の管軸方向の厚さが、当該仕切弁体における他の部分よりも厚く形成されていることを特徴とする配管構造。
2. 請求項１において、前記軸心部が概ね円形に形成され、前記中間部が概ね一定の溝幅に形成され、前記両端部が概ね半円形である配管構造。
3. 請求項１において、前記既設管の周方向に１８０°よりも大きな範囲にわたって、前記長孔が形成され、前記長孔における前記１８０°よりも大きな両端の部分の溝幅が、前記中間部の溝幅よりも狭く設定されている配管構造。
4. 請求項１、２もしくは３において、前記長孔とは別の支持孔が、前記既設管における前記軸心部の反対側の位置に形成され、前記仕切弁体の先端部に、前記支持孔に嵌り込む突部が形成されている配管構造。
5. 既設管の周方向に長い溝状の長孔を形成し、該長孔の切削面および既設管の内周面に圧接する仕切弁体により止水可能とした配管構造において、
   前記長孔は、仕切弁体の弁棒の軸線の周囲に対応する軸心部と、前記仕切弁体の両端に対応する両端部と、前記軸心部と両端部との間の中間部とを備え、
   前記既設管の周方向に１８０°よりも大きな範囲にわたって前記長孔が形成され、前記長孔における前記１８０°よりも大きな両端の部分に前記両端部が形成されており、
   前記中間部の溝幅は、前記両端部の溝幅よりも広く設定され、
   前記仕切弁体は前記長孔に対応する形状のゴムパッキン部を有する配管構造。
6. 既設管の全周にわたって溝状の長孔を形成し、該長孔を通って既設管を横断する弁体により止水可能とした配管構造において、
   前記長孔は前記弁体の弁棒の周囲に対応する軸心部と、
   前記軸心部を除く非軸心部とを備え、
   前記軸心部の溝幅が、非軸心部の溝幅よりも広く設定され、
   前記弁体における弁棒を収容する収容部の管軸方向の厚さが当該弁体における他の部分よりも厚く形成され、かつ、前記収容部の厚さが非軸心部の溝幅よりも大きいことを特徴とする配管構造。
7. 弁体が侵入する長孔を既設管に形成して、既設の管路にバルブを挿入するバルブ挿入工法において、
   既設管の中心に向かう軸線のまわりに円形の孔を明ける工程と、
   前記円形の孔の管周方向の両側に、前記円形の孔の直径よりも幅の狭い溝を前記円形の孔に連なるように形成する工程とを備えたバルブ挿入工法。
8. 弁体が侵入する長孔を既設管に形成して、既設の管路にバルブを挿入するバルブ挿入工法において、
   既設管の周方向に太い溝を形成する工程と、
   前記太い溝の管周方向の両側に、前記太い溝よりも細い溝を前記太い溝に連なるように形成する工程とを備えたバルブ挿入工法。
9. 請求項７もしくは８において、前記長孔に対応する位置に弁体を設置する工程を更に備えたバルブ挿入工法。

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