JP2007320019A - 配管穿孔機と配管穿孔工法 - Google Patents

Abstract

【課題】分岐管近傍の掘削範囲をより小さくすることが可能で、消費エネルギーがより少ない配管穿孔機と配管穿孔工法を提供することにある。
【解決手段】軸先端にホールソー１３を有すると共に、軸１２を進退する送り装置１４と軸先端のホールソー１３を駆動する駆動モータとを有する穿孔機本体Ａを備えると共に、仕切弁装置２に水密に装着可能である。仕切弁装置２と接続可能で、穿孔機本体Ａを仕切弁装置２から離間させる位置に支持するアダプター１６を有すると共に、軸１２に接続して軸長さを延長する延長スリーブ１９を有する配管穿孔機。
【選択図】図１

Description

本発明は配管穿孔機と配管穿孔工法に関し、詳しくは、軸先端に穿孔工具を有すると共に、前記軸を進退する送り装置と前記軸先端の穿孔工具を駆動する駆動手段とを有する穿孔機本体を備えると共に、仕切弁装置に水密に装着可能な配管穿孔機と配管穿孔工法に関する。

水道管などの既設の流体用配管の途中から分岐管を形成する場合において、仕切弁装置を接続すると共に、この仕切弁に配管穿孔機を接続して、不断水工法により既設管に孔を穿孔した後、分岐管を取り付ける工法が多用されている（例えば、特許文献１）。これは、分岐管を形成するに際して、断水する必要がないため、水道水利用者に対する利便性が高いからである。

既設管に分岐管を不断水工法で形成する場合、一般に、図１０，１１に示すように、仕切弁装置（以下、「仕切弁」ということがある）を用いて行っている。すなわち、既設管Ｋの外周部に対して水密な状態で、２つ割Ｔ字管形状の分岐ケース５１を外嵌・装着する。そして、分岐ケース５１と仕切弁５２とを接続するため、分岐ケース５１のフランジ部５１ａと、仕切弁５２のフランジ５２ａどうしをボルトとナットにより接続する。

次に、仕切弁５２の他端側に配管穿孔機（以下、穿孔機ということがある）５３を接続するため、仕切弁５２の他端側のフランジ５２ｂと穿孔機５３のフランジ部５３ａとをボルトとナットで固着し装着する。穿孔機５３を装着した後、仕切弁５２の弁体を上方に退避させて仕切弁５２の内部を連通状態に開放し、穿孔機５３により既設管Ｋの所定箇所を穿孔する。

穿孔機５３の内部には、図示はしないが、先端に刃先を設け円筒形をしたホールソーと、円筒形の中心に位置してホールソーの切削先端より前方に突出している中心ドリルとが内蔵されている。そして、穿孔機５３の後段側に設けられているハンドル５４を回転して、ホールソーを既設管Ｋ側に繰り出し、別に設けた駆動モータ（図示略）によりホールソーと中心ドリルとを回転させながら既設管Ｋの所定箇所を穿孔する。

穿孔が完了すると、ホールソーの回転を中止して、ハンドル５４を逆回転させながら穿孔機５３を後退させる。切り取られた既設管の一部は、穿孔機５３の後退に伴い中心ドリルによって引っ掛けられて排出される。

ホールソーと中心ドリルとが十分に後退すると、上方に退避させていた仕切弁５２の弁体を下降して連通状態を閉鎖する。その後、図１１に示すように、穿孔機５３を取り外して、代わりに仕切弁５２のフランジ部５２ｂと、受口を備えた接続管５６のフランジ５６ａどうしとをボルトとナットによって接続し、この接続管５６の受口に分岐管５５の先端を挿入して接続を終了して、分岐管５５を利用できる状態となる。

特開２００２−１５４００４号公報

分岐部に受口を備えた分岐ケースを使用する場合、分岐部にフランジを備えている場合と比べて全体長さが長くなり、分岐管近傍のピット掘削範囲が広くなる。その場合、穿孔機の繰り出し量は、穿孔機型式により一定であるため、より大型の穿孔機を使用することを要し、消費エネルギーの増加や設備コストの上昇などをもたらし、工事費用が高くなるという問題がある。受口を備えた接続管を使用する場合に限らず、従来から分岐管近傍の掘削範囲を小さくしたい要請は大きく、更にはより消費エネルギーの少ない小型の穿孔機を使用したい要請は強いものがある。

そこで、本発明の目的は、分岐管近傍の掘削範囲をより小さくすることが可能で、あるいは消費エネルギーがより少ない配管穿孔機と配管穿孔工法を提供することにある。

上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る配管穿孔機の特徴構成は、軸先端に穿孔工具を有すると共に、前記軸を進退する送り装置と前記軸先端の穿孔工具を駆動する駆動手段とを有する穿孔機本体を備えると共に、仕切弁装置に水密に装着可能な配管穿孔機において、前記仕切弁装置と接続可能で、前記穿孔機本体を前記仕切弁装置から離間させる位置に支持するアダプターを有すると共に、前記軸に接続して軸長さを延長する延長手段を有することにある。

この構成によれば、軸長さを延長することにより、従来技術の穿孔機より繰り出し量を大きくでき、それでいてアダプターの作用により、穿孔機本体を仕切弁装置から離間させる位置に支持することができるので、仕切弁操作を確実に行うことができる。このように、従来よりも小型の穿孔機を使用して、より大型の穿孔機と同等な繰り出し量を実現できるため、ピットの掘削範囲をより小さくでき、しかも重量軽減ができることにより、搬送装置もより小型のものでよいだけでなく、配管穿孔工法を実施する際の作業性も向上する。なお、本発明の配管穿孔機は、仕切弁装置と接続する際、仕切弁装置直接のみならず、これに接続された中間部材を介して接続されるようになっていてもよい。

その結果、分岐管近傍の掘削範囲をより小さくすることが可能で、更には消費エネルギーがより少ない配管穿孔機を提供することができた。

前記穿孔機本体とアダプターとの間に介在して前記アダプターとスライド可能かつ停止可能に接続すると共に、前記穿孔機本体を支持して、前記穿孔機本体を前記仕切弁装置から離間させる位置に支持する軸受部材を有していて、この軸受部材は、前記延長手段に外嵌すると共に前記アダプターに水密に内嵌し、前記軸受部材を進退させることにより、この軸受部材が外嵌した前記延長手段を進退可能にすることが好ましい。

この構成によれば、軸受部材を介して穿孔機本体を確実かつ安定して支持できるので、比較的小径の既設管を穿孔する場合に、作業性が向上する。

前記軸受部材の先端側外周面に外嵌されると共に、前記アダプターの内周面に内接可能で、付勢手段を内蔵する芯出手段を有していて、この芯出手段が、前記仕切弁装置に装着された際に、前記仕切弁装置の内周面に内接して前記軸を芯出しすることが好ましい。

この構成によれば、特に付勢手段を内蔵する芯出手段を用いるので、穿孔位置ずれの生じるおそれを確実に阻止でき、精度の良い穿孔を可能にする。

前記アダプターと軸受部材とがスライド可能かつ停止可能にする接続が、前記アダプターと軸受部材のそれぞれ外周部近傍に設けたネジ部材挿通孔にネジ部材を挿通すると共に、このネジ部材に複数のナット部材を挿通させることにより行い、前記ネジ部材を介して前記軸受部材をスライド移動させると共に、前記ネジ部材に螺着可能なナット部材の１をロックナットとして作用させることにより、前記アダプターと軸受部材を停止させることが好ましい。

この構成によれば、簡単な構成で穿孔機本体を停止させ、安定した状態で穿孔作業が行える。

また、本発明に係る配管穿孔工法の特徴構成は、既設管に仕切弁装置を接続し、この仕切弁装置に請求項１〜４のいずれか１項記載の配管穿孔機を接続して前記既設管の所定箇所を穿孔することにある。

この構成によれば、分岐管近傍の掘削範囲をより小さくすることが可能で、あるいは消費エネルギーがより少ない配管穿孔工法を提供することができる。

本発明にかかる配管穿孔機と配管穿孔工法の一実施形態を、既設の水道管に分岐管を接続する場合を例に挙げ、図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜３は、比較的小径（７５〜６００ｍｍ径程度）の既設管Ｋに、第１実施形態にかかる配管穿孔機を用いて分岐管を接続する配管穿孔工法を示す。

この配管穿孔機は、仕切弁２に水密に装着可能になっており、図１では受口部を有する仕切弁（仮想線で示す）２に、シール材１１を介在させて、ボルトとナットの締結具（図示略）により配管穿孔機を装着・接続した正面部分断面構造を示す。

更に、この配管穿孔機は、軸１２先端部に円筒状をしたホールソー（穿孔工具に相当）１３および中心ドリル（穿孔工具に相当）２２を有すると共に、軸１２を進退させるハンドル１５付き手動の送り装置１４と、軸１２先端部のホールソー１３および中心ドリル２２を回転駆動させるモータ（駆動手段に相当）を接続する駆動部Ｍとを有する穿孔機本体Ａと、仕切弁１と接続可能で穿孔機本体Ａを仕切弁２から離間させる位置に支持するアダプター１６とを有すると共に、軸１２に接続して軸長さを延長する延長スリーブ（延長手段に相当）１７を有する。

穿孔機本体Ａとアダプター１６との間には、アダプター１６とスライド可能かつ停止可能に接続する軸受部材１８が配設されている。この軸受部材１８は、穿孔機本体Ａに対して、穿孔機本体Ａを仕切弁２から離間させる位置に支持する。そして、軸受部材１８は、延長スリーブ１７に外嵌すると共にアダプター１６に水密に内嵌し、軸受部材１８を進退させることにより、この軸受部材１８が外嵌した延長スリーブ１７を進退可能にする。なお、図番２５は、軸受部材１８がアダプター１６に水密に内嵌するためのシール材である。

アダプター１６に対して軸受部材１８を進退させるため、図４，５に示すように、アダプター１６後端側のフランジ部の外周４箇所に接合され取り付けられたナット１６ａと、このナット１６ａに螺着し軸受部材１８の後端側外周４箇所の張出部１８ｃに設けられた挿入ネジ挿通孔１８ａに挿入する挿入ネジ１９（図４では１個のみ示してある）を有する。更に、張出部１８ｃを間に挟んで挿入ネジ１９に２個のナット部材２０，２１を挿通してある。軸受部材１８の挿入ネジ挿通孔１８ａよりも内周側の４箇所には、ボルトとナットのような固着具で穿孔機本体Ａと接続するボルト挿通孔１８ｂが設けられており、軸受部材１８のスライド移動に伴い穿孔機本体Ａをスライド移動させて、穿孔機本体Ａのホールソー１３及び中心ドリル２２を進退移動させるようになっている。そして、挿入ネジ１９に挿通した２個のナット部材２０，２１の内、張出部１８ｃよりアダプター１６に面した位置にあるナット部材２０をロックナットして機能させる。

すなわち、アダプターのナット１６ａ側にロックナット２０を予め移動させておき、工具を用いる等の方法により、ナット部材２１を締めつける方向に回転させて、穿孔機本体Ａを繰り出す方向にスライド移動させた後、到達位置でロックナット２０を締め付けることにより位置固定し（図２）、ハンドル１５を回転させてホールソー１３を繰り出し（図３）、その後、電動機を作動させて既設管の所定箇所を穿孔する。

穿孔が完了し、穿孔機本体Ａを後退させる場合は、上記と逆の作業を行う。つまり、ハンドル１５を逆回転させてホールソー１３を十分に後退させた後、ロックナット２０を開放する方向に回転させ、ナット部材２１を逆回転させて穿孔機本体Ａを後退させる。この場合、ハンドル１５を逆回転させてホールソー１３を後退させただけでは、延長スリーブ１７を用いているため、中心ドリル２２およびホールソー１３の先端が突出していて、仕切弁の弁体を閉鎖することができない。しかしながら、本実施形態では、穿孔機本体Ａを更にスライド移動させて後退させることができるため、仕切弁の弁体を確実に閉鎖することができる位置に、中心ドリル２２およびホールソー１３の先端を後退させることができる。

かかる構成により、殊更大型の穿孔機を使用することなく、軸の長い大型の穿孔機相当の機能を発揮し得ることになり、穿孔機自体の全体の大きさは従来と同程度で変わらず、それでいて穿孔工具の繰り出し量を大きくできるので、より小型の穿孔機を用いて穿孔できることにつながり、分岐管を接続する工事などにおいて、掘削ピットをより小さくして掘削量を低減できることになる。

更に、軸１２には、芯出金具（芯出手段に相当）２３が外嵌されており、この芯出金具２３は、軸受部材１８の先端側外周面に外嵌されると共に、アダプター１６の内周面に内接可能になっている。また、この芯出金具２３は、軸１２をその円周方向の数か所から付勢手段であるコイルスプリング２４内蔵しており、アダプター１６と軸受部材１８と軸１２とを常時付勢して自動的に調芯している。その結果、芯出金具２３が、仕切弁装置２に装着された際に、仕切弁装置２の内周面に内接して軸１２を芯出するので、既設管の所定箇所を確実かつ安定して穿孔することができる。

＜第２実施形態＞
図６〜９は、真上から穿孔して水平方向に分岐を取り出す工事であり、第２実施形態にかかる配管穿孔機を用いて分岐管を接続する配管穿孔工法を示す。

この配管穿孔機は、上記した第１実施形態の穿孔機とは、軸受部材を有しておらず、従ってネジ部材を有しておらず、しかも上下方向から穿孔する構成を有する点で主として異なる。

図６は、既設管Ｋに水密に装着可能な分割面を有する割Ｔ字管状をした分岐ケース１を既設管Ｋに装着してあり、更に、この分岐ケース１に対して作業用仕切弁２および分岐管Ｓを装着した状態を示し、作業用仕切弁２の上部には、アダプター２６を介して穿孔機本体Ａが装着されている。この場合、予め仕切弁２のハンドル２ｂを回して弁体２ａを引いておき、穿孔機のホールソー１３を繰り出し可能にしてある。

アダプター２６は、下方が大径で上方が小径からなる上下二段の略円筒状形をしており、小径部では穿孔機の軸に接続された延長スリーブ１７の外周面に水密に内接する中間仕切２７が配設されている。この中間仕切２７の内周面には、上下二段にわたりシール材２７ａが内嵌されているが、シール材としては、もとよりこの形態に限定されるものではない。

次に、第１実施形態の場合と同様に、穿孔機の後端側のハンドル１５を回転してホールソー１３及び中心ドリル２２を繰り出し、図７に示すように、駆動モータを作動させて既設管Ｋの所定箇所を穿孔する。

穿孔が完了すると、駆動モータを停止し、ハンドル１５を逆回転してホールソー１３及び中心ドリル２２を後退させる。その場合、切り取られた既設管の一部２８は、図８に示すように、中心ドリル２２の軸に支持されて引き上げられる。

その後、アダプター２６と穿孔機本体Ａとを接続しているボルトとナットのような固着具を解除し、図９に示すように、クレーン（図示略）等の装置を用いて穿孔機本体Ａを持ち上げると共に、仕切弁の弁体２ａを進行させて閉鎖する。

この場合も、所定径の既設管を穿孔する際に使用される従来仕様の穿孔機を用いて、軸の長いより大型の穿孔機相当の機能を発揮させることになり、穿孔機自体の全体の大きさは従来と同程度で変わらず、それでいて穿孔工具の繰り出し量を大きくできるので、より小型の穿孔機を用いて穿孔できることにつながり、分岐管を接続する工事などにおいて、重量軽減が図れるため、クレーン等を用いる場合も、消費エネルギーの大きい大型のクレーンを使用する必要がなくなる等、穿孔工法全体における省エネルギーを達成することが可能になる。

〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、既設管として水道管を例に挙げたが、もとよりこれに限定されるものではなく、各種液体、気体などの流体に適用できる。

本発明の一実施形態に係る配管穿孔機を仕切弁に装着して穿孔する配管穿孔工法を説明する正面部分断面図 図１と同様な配管穿孔工法を説明する図 図１と同様な配管穿孔工法を説明する図 配管穿孔機の要部の分解正面断面図 図４の軸受け部材の右側面図 別実施形態の配管穿孔工法を説明する正面要部断面図 図６の配管穿孔工法を説明する正面要部断面図 図６の配管穿孔工法を説明する正面要部断面図 図６の配管穿孔工法を説明する正面要部断面図 従来技術の配管穿孔工法を説明する正面部分断面図 従来技術の配管穿孔工法を説明する正面部分断面図

符号の説明

２ 仕切弁装置
１２ 軸
１３ 穿孔工具
１４ 送り装置
１６ アダプター
１７ 延長手段
１８ 軸受部材
１９ ネジ部材
２０ ロックナット
２１ ナット部材
２３ 芯出手段
２４ 付勢手段
Ａ 穿孔機本体
Ｋ 既設管

Claims (5)

1. 軸先端に穿孔工具を有すると共に、前記軸を進退する送り装置と前記軸先端の穿孔工具を駆動する駆動手段とを有する穿孔機本体を備えると共に、仕切弁装置に水密に装着可能な配管穿孔機において、
   前記仕切弁装置と接続可能で、前記穿孔機本体を前記仕切弁装置から離間させる位置に支持するアダプターを有すると共に、前記軸に接続して軸長さを延長する延長手段を有することを特徴とする配管穿孔機。
2. 前記穿孔機本体とアダプターとの間に介在して前記アダプターとスライド可能かつ停止可能に接続すると共に、前記穿孔機本体を支持して、前記穿孔機本体を前記仕切弁装置から離間させる位置に支持する軸受部材を有していて、この軸受部材は、前記延長手段に外嵌すると共に前記アダプターに水密に内嵌し、前記軸受部材を進退させることにより、この軸受部材が外嵌した前記延長手段を進退可能にする請求項１記載の配管穿孔機。
3. 前記軸受部材の先端側外周面に外嵌されると共に、前記アダプターの内周面に内接可能で、付勢手段を内蔵する芯出手段を有していて、この芯出手段が、前記仕切弁装置に装着された際に、前記仕切弁装置の内周面に内接して前記軸を芯出しする請求項２記載の配管穿孔機。
4. 前記アダプターと軸受部材とがスライド可能かつ停止可能にする接続が、前記アダプターと軸受部材のそれぞれ外周部近傍に設けたネジ部材挿通孔にネジ部材を挿通すると共に、このネジ部材に複数のナット部材を挿通させることにより行い、前記ネジ部材を介して前記軸受部材をスライド移動させると共に、前記ネジ部材に螺着可能なナット部材の１をロックナットとして作用させることにより、前記アダプターと軸受部材を停止させる請求項２又は３記載の配管穿孔機。
5. 既設管に仕切弁装置を接続し、この仕切弁装置に請求項１〜４のいずれか１項記載の配管穿孔機を接続して前記既設管の所定箇所を穿孔する配管穿孔工法。

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