JP2012101487A - 孔径拡大工具、孔径拡大方法及び配管取替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物の大量発生等を伴うこなく簡単な作業でスラブの孔径を拡大する。
【解決手段】孔径拡大工具１は、４つの刃部材４材と、これら刃部材４を保持可能なホルダ部材２と、刃部材４同士を互いに位置決めする位置決め部材６Ａ〜６Ｄとを含む。各刃部材４は、本体部２０とその周方向に等間隔で並びかつ本体部２０から径方向外側に突出する複数の切刃部２２とを備える。ホルダ部材２は、切刃部２２よりも内側の位置で任意の数の刃部材４を保持可能に構成される。位置決め部材６Ａは、ホルダ部材２に保持される刃部材４同士を周方向に位置決めする。各刃部材４は、ホルダ部材２に保持されかつ位置決め部材６Ａ〜６Ｄにより位置決めされた状態において、各刃部材４の切刃部２２部同士が互いに周方向にずれ、かつ、刃部材４全体としてそれらの中心軸に沿って見たときに切刃部２２が周方向に亘って連続的に並ぶように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビル、マンション等の大規模修繕において行われる給排水管やガス管などの取替工事に有用な孔径拡大工具、孔径拡大方法及び再配管方法に関するものである。

従来から、ビル、マンション等の大規模修繕工事においては、劣化した既存の給排水管やガス管などを取り替えることが行われる。この種の配管の取替工事において最も手間を要するのがスラブに固定された配管の取替作業である。すなわち、この種の配管は、コンクリート製のスラブによって周囲から圧縮された状態で当該スラブに固定されているため取り外しが困難であり、通常は、小型削岩機を用いて配管周囲のスラブを除去することにより既存の配管を引き取り、その後、同径の新たな配管をスラブの元の孔に挿入してその周囲をコンクリートで固定することが行われている。なお、新たな配管として既存の配管と同径のものを使用するのは、配管の取り替え前後で給排水やガスの流量が変動することによるトラブルの発生を防止するためである。

ところで、近年、スラブに固定された配管を油圧力により引き抜く事が可能な配管引き抜き装置が開発、販売されており、これにより上記のような配管取替作業の作業性が改善されている。ところが、このような配管引き抜き装置を用いて既存の配管を引き抜いた場合でも、スラブに残る孔は元の配管径と同じであるため、元の配管と同径の新たな配管をそのまま挿入することは困難である。そこで、通常は、元の配管と同径の配管を使用するために、削岩機を用いてスラブを削り、配管引き抜き後の孔径を一旦大きく拡大してから新たな配管を挿入、固定することが行われる。

なお、出願人は配管の引き抜きによりスラブ等に残った貫通孔を拡大するための工具や装置について先行技術文献調査を行ったが、特に関連するものは見つからなかった。

しかしながら、上記のような配管取替作業は周辺スペースを確保し難い狭い場所で行われることが多いため作業が困難になる場合が多い。また、削岩機を用いて孔径を拡大する場合には、スラブの貫通孔を不要に拡大してしまう場合も少なくない。また、スラブの破片等の多くの廃棄物が発生するばかりか、粉塵の飛散、騒音の発生、振動によるスラブへのダメージ等を伴うという不都合もある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、ビル、マンション等の修繕工事に伴う配管の取替作業において、廃棄物の大量発生、粉塵の飛散、騒音の発生および振動によるスラブへのダメージ等を殆ど伴うことなくスラブの孔径を必要最小限の範囲で拡大しながら配管の取替作業を行える孔径拡大工具、孔径拡大方法及び再配管方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するための本発明は、床スラブ又は隔壁に形成された貫通孔を拡径するための孔径拡大工具であって、扁平な形状を有する特定数かつ複数の刃部材と、これら特定数の刃部材のうち任意の数の刃部材をその厚み方向に一列に並べた状態で保持することが可能なホルダ部材と、このホルダ部材に保持される刃部材同士を位置決めする位置決め手段とを含み、各刃部材は、前記貫通孔の内径よりも小さい外径を有する本体部と、その周方向に等間隔で並ぶ複数の位置において当該本体部の外周面から径方向外側に突出し、かつ、前記貫通孔の内径よりも径の大きな円周上に刃先が並ぶように形成された複数の切刃部とを備え、前記ホルダ部材は、前記切刃部よりも内側の位置で前記刃部材をその厚み方向に挟持することにより当該刃部材を保持し、前記位置決め手段は、前記ホルダ部材に保持される複数の刃部材のうち隣接するもの同士をそれらの並び方向と平行な中心軸回りに互いに位置決めし、前記各刃部材は、前記特定数の刃部材がホルダ部材に保持され、かつ、前記位置決め手段により互いに位置決めされた状態において、各刃部材の切刃部同士が互いに周方向にずれるとともに、当該特定数の刃部材全体としてそれらの中心軸に沿って見たときに前記切刃部が周方向に亘って連続的に並ぶように形成されているものである。

そして、本発明の孔径拡大方法は、上記の孔径拡大工具を用いて床スラブ又は隔壁に形成された貫通孔を拡径する方法であって、前記特定数の刃部材のうち一の刃部材のみを備えた前記孔径拡大工具を準備し、この孔径拡大工具を前記貫通孔の一方側から当該貫通孔に挿入して反対側に引き抜くことにより前記刃部材の切刃部により前記貫通孔の内周面にその軸方向に延びる溝を形成し、前記孔径拡大工具に他の一の刃部材を加え、当該孔径拡大工具に先に保持されている刃部材の切刃部が前記溝内に介在するように当該孔径拡大工具を前記貫通孔の一方側から当該貫通孔に挿入し、かつ、当該先に保持されている刃部材の切刃部が前記溝に沿って案内されるように当該孔径拡大工具を反対側に引き抜くことにより前記貫通孔の内周面のうち前記溝以外の部分を削り、以降、前記孔径拡大工具に別の一の刃部材を順次加えながら、当該孔径拡大工具に先に保持されている刃部材の切刃部を当該切刃部によって先に形成された前記溝に沿って案内しながら当該孔径拡大工具を前記貫通孔に通すことにより前記貫通孔の内周面を削って当該貫通孔を拡大するものである。

このような孔径拡大工具および孔径拡大方法によれば、孔径拡大工具を床スラブ等の貫通孔に通し、刃部材により当該貫通孔の内周面を削ることにより当該貫通孔の孔径を拡大するので、簡単な作業で貫通孔の孔径を拡大することが可能となる。特に、刃部材の数を増やしながら貫通孔の内周面を徐々に削ることができるため、比較的少ない労力で貫通孔の孔径を拡大することが可能となる。しかも、刃部材により貫通孔の内周面をその面に沿って削るだけなので、削岩機でスラブを除去する場合に比べると廃棄物の発生を最小限に抑えることができ、粉塵の飛散、騒音の発生、および振動によるスラブへのダメージ等を伴うことなく貫通孔の孔径を良好に拡大することが可能となる。

なお、上記のような孔径拡大工具のより具体的な構成として、前記各刃部材は、その厚み方向に貫通する固定用孔を有し、前記ホルダ部材は、前記刃部材を受ける本体部と、この本体部に固定されるねじ軸部と、このねじ軸部に着脱可能に装着されるナット部材とを備えており、前記刃部材の固定用孔に前記ねじ軸部が挿入された状態で当該刃部材の外側から前記ナット部材が当該ねじ軸部に装着されることにより当該ナット部材と前記本体部とにより前記刃部材を挟持するものである。

このような構成によれば、ホルダ部材のねじ軸部を刃部材の固定用孔に通し、外側からナット部材をねじ軸部に装着するだけの簡単な操作で任意の数の刃部材をその厚み方向に並べた状態で保持することができる。従って、上記のような孔径拡大方法の使用にあたり、刃部材の数を簡単に増やしながら作業を行うことが可能となる。

なお、前記特定数の刃部材は、何れも一定の刃幅を有する同一形状の複数の切刃部が周方向に等間隔で並ぶ同一形状のものであるのが好適である。

この構成によれば、各刃部材が共通化されるため、金型等を含む孔径拡大工具の生産コストを抑えることでき、当該孔径拡大工具をより安価に提供することが可能になる。

また、上記のような孔径拡大工具においては、前記特定数の刃部材のうち隣接する刃部材の間に介在した状態で前記ホルダ部材により保持されることにより、前記隣接する刃部材の切刃部同士の間に隙間を形成する隙間形成部材をさらに備えているのが好適である。

この構成によれば、各刃部材により削られた削り屑を前記隙間に逃がすことができ、これにより削り屑による各刃部材の目詰まりを抑制して、良好な削り味を維持することが可能となる。

また、上記の孔径拡大工具において、前記ホルダ部材は、前記貫通孔の内周面に沿って案内されることが可能な被案内面を備えているのが好適である。

この構成によれば、床スラブ等の貫通孔に対して当該孔径拡大工具を安定的に通すことが可能となる。従って、前記貫通孔の内周面に対する各刃部材の切込量を一定に保って良好に当該内周面を削ることが可能となる。

また、上記の孔径拡大工具において、前記ホルダ部材は、前記各刃部材を保持する側とは反対側の位置に、前記貫通孔に挿入することが可能な外径を有する作業用軸部材を連結することが可能な連結部を有するものであってもよい。

このような構成によれば、当該孔径拡大工具を用いた貫通孔の拡径作業を従来周知のいわゆる配管引き抜き装置を用いてより簡単に行うことが可能となる。すなわち、孔径拡大工具に作業用軸部材を連結した状態で当該孔径拡大工具を貫通孔に通し、配管引き抜き装置により作業用軸部材を把持して貫通孔から引き抜くことにより、当該孔径拡大工具を用いて容易に貫通孔の孔径を拡大することが可能となる。

一方、本発明に係る配管取替方法は、床スラブ又は隔壁を貫通するように当該床スラブ又は隔壁に固定された配管を取り替える方法であって、前記床スラブ又は隔壁から前記配管をその軸方向に引き抜く管引き抜き工程と、前記配管が引き抜かれることにより前記床スラブ又は隔壁に残された貫通孔を前記請求項７に記載の孔径拡大方法を使用して拡径する孔径拡大工程と、この孔径拡大工程で拡径した前記貫通孔に元の配管と同径の新たな配管を挿入し、当該配管と前記貫通孔の内周面との間に充填材を充填することにより当該新たな配管を前記床スラブ又は隔壁に固定する配管固定工程と、を含むものである。

このような配管取替方法によれば、前記貫通孔を必要最小限の範囲で削りながら配管を取り替えることが可能となるため、削岩機でスラブを除去する場合に比べると廃棄物の発生を最小限に抑えることができ、また、粉塵の飛散、騒音の発生、および振動によるスラブへのダメージ等を伴うことなく貫通孔の孔径を拡大することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、ビル、マンション等の修繕工事に伴う配管の取替作業において、廃棄物の大量発生、粉塵の飛散、騒音の発生および振動によるスラブへのダメージ等を殆ど伴うことなく必要最小限の範囲でスラブの孔径を拡大しながら配管の取替作業を行うことが可能となる。

本発明に係る孔径拡大工具を示す分解斜視図である。 孔径拡大工具を示す断面図（全ての刃部材がホルダ部材により保持された状態であって、かつ、孔径拡大工具が作業用軸部材に連結された状態を示す断面図）である。 刃部材を示す斜視図である。 位置決め部材（位置決め部材）を示す斜視図である。 第１〜第４の各位置決め部材により位置決めされた刃部材同士の切刃部の位置関係を説明する図である。 床スラブに固定された取替対象となる配管を示す斜視断面図である。 配管取替作業における配管の引き抜き工程の作業を説明する図である。 （ａ）は、配管取替作業において配管が引き抜かれた状態を示す床スラブの斜視断面図、（ｂ）は配管引き抜き後に残った貫通孔を示す床スラブの水平断面図である。 （ａ）は、孔径拡大工具を用いて貫通孔を拡径する工程の作業を説明する図、（ｂ）はこの工程後の貫通孔を示す床スラブの水平断面図である。 （ａ）は、孔径拡大工具を用いて貫通孔を拡径する工程の作業を説明する図、（ｂ）はこの工程後の貫通孔を示す床スラブの水平断面図である。 （ａ）は、孔径拡大工具を用いて貫通孔を拡径する工程の作業を説明する図、（ｂ）はこの工程後の貫通孔を示す床スラブの水平断面図である。 （ａ）は、孔径拡大工具を用いて貫通孔を拡径する工程の作業を説明する図、（ｂ）はこの工程後の貫通孔を示す床スラブの水平断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

図１は及び図２は、本発明に係る孔径拡大工具を示しており、図１は分解斜視図で、図２は組立状態の断面図でそれぞれ孔径拡大工具を示している。

この孔径拡大工具１は、マンション等の配管取替工事に際し、旧配管の引き抜き後、コンクリートスラブ（床スラブ）に残った貫通孔Ｈに挿入してその内周面を削るものであり、これにより当該貫通孔Ｈを拡径する。この孔径拡大工具１は、同一の形状を有する４つの刃部材４と、これら刃部材４同士を位置決めする位置決め部材６Ａ〜６Ｄと、前記刃部材４及び位置決め部材６Ａ〜６Ｄを保持するためのホルダ部材２とを備える。

ホルダ部材２は、刃部材４を受ける略円柱状の本体部２ａと、この本体部２ａの中心に固定されてその中心線に沿って延びるねじ軸部２ｂと、このねじ軸部２ｂに着脱可能に装着される固定ナット２ｃ（本発明のナット部材に相当する）とを有している。

前記本体部２ａは、前記貫通孔Ｈの内径Ｄより小さい外径を有しており、これによりホルダ部材２の全体を貫通孔Ｈに挿入することが可能となっている。この本体部２ａは、同図に示すように、先端側（ねじ軸部２ｂが突出している側）から順に嵌合部１０、案内部１２及び連結部１４をさらに含む。

嵌合部１０は、刃部材４が嵌合する部分であり、刃部材４の後記嵌合用凹部２４の内周面に嵌合可能な外周面を有している。この嵌合部１０の端面、すなわち本体部２ａの先端側の端面には刃部材４を位置決めするための複数のピン孔１６が形成されている。これらピン孔１６は、ねじ軸部２ｂと平行に延びる孔であって、詳しく図示していないが、前記ねじ軸部２ｂを中心とする同一円周の複数の位置にそれぞれ形成されており、当実施形態では、周方向に互いに１２０°の間隔を隔てた位置にそれぞれピン孔１６が形成されることにより、３つのピン孔１６が嵌合部１０の端面に形成されている。

案内部１２は、孔径拡大工具１を貫通孔Ｈに沿って案内するための部分であり、貫通孔Ｈの内周面に摺接可能な外周面（本発明に係る被案内面に想定する）を有している。また、連結部１４は、後述する作業用軸部材５０が連結される部分であり、当実施形態では本体部２ａの外周面に形成された雄ねじからなる。なお、嵌合部１０及び連結部１４の外径は、案内部１２の外径よりも小さい。

前記刃部材４は、貫通孔Ｈの内周面を削るためのものであり、扁平な歯車状の形状を有しており、全体が例えばＳＫＳ４１等の合金工具鋼鋼材により一体に形成されている。この刃部材４は、図３に示すように、貫通孔Ｈの内径Ｄよりも僅かに小さな外径を有する本体部２０と、その周方向に等間隔で並び、かつ当該本体部２０の外周面から径方向外側に突出してそれぞれ貫通孔Ｈよりも径の大きな円周上に刃先が並ぶように形成された複数の切刃部２２とを備える。なお、刃部材４における切刃部２２の刃幅（刃部材４における周方向の刃幅）及び配列ピッチは、隣接する切刃部２２の間に３つの切刃部２２が介在し得るように設定されている。

刃部材４は、その厚み方向に貫通する固定孔２６を中心に有するとともに、その片面（厚み方向における片側面）に、厚み方向に凹む断面円形の嵌合用凹部２４を有している。すなわち、後述する孔径拡大工具１の組立時には、ホルダ部材２の前記ねじ軸部２ｂが固定孔２６に挿入され、かつ、ホルダ部材２の嵌合部１０（又は後述する位置決め部材６Ａ〜６Ｃの嵌合部３２）に当該刃部材４の嵌合用凹部２４が外嵌した状態で当該刃部材４が前記ホルダ部材２に保持されるようになっている。なお、固定孔２６の内径はねじ軸部２ｂの外径よりも十分に大きく設定されており、これにより、刃部材４の固定孔２６に対してねじ軸部２ｂを容易に貫通させ得るようになっている。

また、刃部材４の前記嵌合用凹部２４の内底部には、当該刃部材４を位置決めするための複数のピン孔２８が形成されている。これらピン孔１６は、刃部材４をその厚み方向に貫通する貫通孔であって、前記固定孔２６（刃部材４の中心位置）を中心とする同一円周の複数の位置に形成されており、当実施形態では、周方向に互いに１２０°の間隔を隔てた位置にそれぞれピン孔２８が形成されることにより、３つのピン孔２８が固定孔２６の周囲に形成されている。なお、これらピン孔２８の孔径と前記ホルダ部材（本体部２ａ）のピン孔１６の孔径は同一であり、また、これらピン孔２８が配列される円周と上記ホルダ部材２の各ピン孔１６が配列される円周の径は同一である。従って、上記のように刃部材４をホルダ部材２の本体部２ａ（嵌合部１０）に合体させると、刃部材４の各ピン孔２８とホルダ部材２（本体部２ａ）の各ピン孔１６とが合致する。

前記位置決め部材６Ａ〜６Ｄ（以下、適宜、第１位置決め部材６Ａ、第２位置決め部材６Ｂ、第３位置決め部材６Ｃ、第４位置決め部材６Ｄと称する）は、刃部材４同士を互いに位置決めするとともに、隣接する刃部材４の間に隙間を形成するためのものである。

これら位置決め部材６Ａ〜６Ｄは、図４に示すように、その厚み方向に貫通する固定孔３６を中心に有する略円盤状の本体部３０と、この本体部３０の端面（厚み方向における片側面）から突出するように当該本体部３０に固定される複数の位置決めピン３４とを有する点で構成が共通している。

前記本体部３０は、その厚み方向に外径が変化する段付き形状を有している。具体的には、本体部３０は、その厚み方向において前記位置決めピン３４が固定される側に、前記刃部材４の本体部２０と略同じ外径を有する大径部３１を有する一方、他端側に前記刃部材４の嵌合用凹部２４の内周面が外嵌することが可能な外周面を有する小径部３２（以下、便宜上、嵌合部３２という）をさらに有している。なお、第４位置決め部材６Ｄについては、前記小径部３２の部分は円錐台形に形成されている。

前記位置決めピン３４は、固定孔３６の軸線と平行に延び、かつ前記刃部材４の厚みよりも長尺の平行ピンであって、前記固定孔３６（位置決め部材６Ａ〜６Ｄの中心位置）を中心とする同一円周の複数の位置に固定されている。当実施形態では、周方向に互いに１２０°の間隔を隔てた位置にそれぞれ位置決めピン３４が固定されることにより、３本の位置決めピン３４が前記本体部３０の大径部３１側の端面に突設されている。

また、上記位置決め部材６Ａ〜６Ｄのうち第４位置決め部材６Ｄ以外の位置決め部材６Ａ〜６Ｃの本体部３０には、前記位置決めピン３４が配列される円周と同一円周上の複数の位置に、他の位置決め部材の位置決めピン３４を挿入することが可能なピン孔３８が形成されている。これらピン孔３８は、本体部３０をその厚み方向に貫通する貫通孔であり、位置決めピン３４と同様に、周方向に互いに１２０°の間隔を隔てた位置にそれぞれ形成されることにより、３つのピン孔３８が本体部３０に形成されている。これら位置決めピン３４及びピン孔３８が配列される円周と前記ホルダ部材２のピン孔１６及び刃部材４のピン孔２８が配列される円周の径とは同一であり、また、これらピン孔３８の孔径と前記ホルダ部材２等のピン孔１６、２８の孔径は同一である。

なお、第１〜第３の位置決め部材６Ａ〜６Ｃは、上記の通り何れも３本の位置決めピン３４と３つのピン孔３８を備えているが、位置決めピン３４とピン孔３８とのずれ角Ｒ（図４に示す）は各位置決め部材６Ａ〜６Ｃの間で互いに異なっている。つまり、孔径拡大工具１を組み立てた状態において、４つの刃部材４の切刃部２２同士が周方向に互いにずれた状態で当該４つの刃部材４同士が互いに位置決めされるように各位置決め部材６Ａ〜６Ｃにおける位置決めピン３４とピン孔３８とのずれ角Ｒそれぞれ設定されている。

以下、孔径拡大工具１の組み立ての手順について図１及び図２を参照しながら説明した上で、上記のずれ角Ｒについて説明することにする。この孔径拡大工具１の組み立ては、以下の手順に従う。
（１）ホルダ部材２及び最初（一番目）の刃部材４を準備する。そして、嵌合用凹部２４をホルダ部材２の本体部２ａ側に向けた状態で、当該刃部材４の固定孔２６にホルダ部材２のねじ軸部２ｂを挿入しながら刃部材４の前記嵌合用凹部２４をホルダ部材２の本体部２ａ（嵌合部１０）に嵌合させる。この際、刃部材４の各ピン孔２８と嵌合部１０の各ピン孔１６とを一致させておく。
（２）第１位置決め部材６Ａを準備し、各位置決めピン３４をホルダ部材２の本体部２ａ側に向けた状態で、当該第１位置決め部材６Ａの固定孔３６にホルダ部材２のねじ軸部２ｂを挿入する。そして、第１位置決め部材６Ａを刃部材４に近づけ、各位置決めピン３４をそれぞれ刃部材４の各ピン孔２８及びホルダ部材２（本体部２ａ）の各ピン孔１６に挿入しつつ当該第１位置決め部材６Ａを刃部材４に押し付ける。このようにすると各位置決めピン３４により刃部材４の回転が拘束され、ホルダ部材２に対して刃部材４が周方向に位置決めされる。なお、第１位置決め部材６Ａの大径部３１側の端面であって前記固定孔３６の周囲には、刃部材４の固定孔２６に内嵌可能なボス部３７が形成されており、第１位置決め部材６Ａを刃部材４に押し付ける際には、このボス部３７を刃部材４の固定孔２６に嵌入する。
（３）次（二番目）の刃部材４を準備し、嵌合用凹部２４を第１位置決め部材６Ａ側に向けた状態で、当該刃部材４の固定孔２６にホルダ部材２のねじ軸部２ｂを挿入しながら刃部材４の嵌合用凹部２４を第１位置決め部材６Ａの本体部３０（嵌合部３２）に嵌合させる。この際、刃部材４の各ピン孔２８と第１位置決め部材６Ａの各ピン孔３８とを一致させておく。
（４）第２位置決め部材６Ｂを準備し、第１位置決め部材６Ａの組み付け時と同様に、第２位置決め部材６Ｂの固定孔３６にホルダ部材２のねじ軸部２ｂを挿入しながら当該第２位置決め部材６Ｂを二番目の刃部材４に近づけ、各位置決めピン３４をそれぞれ当該刃部材４の各ピン孔２８および第１位置決め部材６Ａの各ピン孔３８に挿入しつつ当該第２位置決め部材６Ｂを刃部材４に押し付ける。このようにすると第２位置決め部材６Ｂの各位置決めピン３４により第１位置決め部材６Ａに対して二番目の刃部材４の回転が拘束され、その結果、一番目の刃部材４に対して当該二番目の刃部材４が周方向に位置決めされる。
（５）以後、同様の手順で、三番目の刃部材４、第３位置決め部材６Ｃ、四番目の刃部材４および第４位置決め部材６Ｄの順に、各固定孔２６、３８にホルダ部材２のねじ軸部２ｂを挿入しながら当該刃部材４及び位置決め部材６Ｃ、６Ｄを組み付ける。このようにすると第３位置決め部材６Ｃの各位置決めピン３４により第２位置決め部材６Ｂに対して三番目の刃部材４の回転が拘束されるとともに、第４位置決め部材６Ｄの各位置決めピン３４により第３位置決め部材６Ｃに対して四番目の刃部材４の回転が拘束され、その結果、二番目の刃部材４に対して三番目の刃部材４が周方向に位置決めされるとともに、三番目の刃部材４に対して四番目の刃部材４が周方向に位置決めされる。
（６）最後に、固定ナット２ｃを第４位置決め部材６Ｄの外側からねじ軸部２ｂに締結し、ホルダ部材２の本体部２ａ及び固定ナット２ｃにより刃部材４及び位置決め部材６Ａ〜６Ｄを挟持することにより、ホルダ部材２に対して各刃部材４および位置決め部材６Ａ〜６Ｄを固定する。これにより孔径拡大工具１の組立が完了する。

なお、このように組立てられた孔径拡大工具１については、上記の通り、４つの刃部材４の切刃部２２同士が互いに周方向にずれた状態でホルダ部材２に保持（固定）される。換言すれば、４つの刃部材４の切刃部２２同士が周方向にずれた状態で位置決めされるように、第１〜第３の位置決め部材６Ａ〜６Ｃにおける位置決めピン３４とピン孔３８との前記ずれ角Ｒ（図４に示す）が設定されている。具体的には、図５に示すように、１番目の刃部材４の切刃部２２の位置（同図（Ａ））を基準として、２番目の刃部材４の切刃部２２の位置が＋１/２ピッチだけ周方向にずれ（同図（Ｂ））、３番目の刃部材４の切刃部２２の位置が＋１/４ピッチだけ周方向にずれ（同図（Ｃ））、４番目の刃部材４の切刃部２２の位置が＋３/４ピッチだけ周方向にずれる（同図（Ｄ））ように、第１〜第３の位置決め部材６Ａ〜６Ｃにおける位置決めピン３４とピン孔３８とのずれ角Ｒ（図４に示す）が設定されている。これにより、上記のように組み立てられた孔径拡大工具１においては、４つの刃部材４の切刃部２２同士が互いに周方向にずれ、かつ、当該刃部材全体としてそれらの中心軸に沿って見たときには周方向に亘って切刃部２２が連続的に並んだ状態でホルダ部材２に各刃部材４が保持（固定）される。

次に、上記のような孔径拡大工具１を用いて行われる配管取替作業の一例について図６〜図１２を参照しつつ説明する。

図６は、取替対象となる配管Ｐを示している。この配管Ｐは、例えばマンションのコンクリートスラブＳ（以下、単にスラブＳという）に固定された金属製の直管であり、スラブＳを上下方向に貫通した状態で当該スラブＳに固定されている。

＜配管引き抜き工程＞
まず、最初に配管ＰをスラブＳから引き抜く。配管Ｐの引き抜きは、配管引き抜き装置を用いて行う。図７は、この配管引き抜き装置６０を配管Ｐにセットした状態を概略的に示している。この配管引き抜き装置６０は、例えば、株式会社タイガー製「カンヌッキ」（登録商標）等の周知の配管引き抜き装置である。この配管引き抜き装置６０は、上下一対のプレート部材６２、６４と、これらプレート部材６２、６４の間に介在して上下方向に延びる４本の案内シャフト６６と、これら案内シャフト６６に移動可能に装着される移動プレート６８と、この移動プレート８に揺動可能に支持されるプレート状のチャック７０と、前記移動プレート６８を駆動する油圧ジャッキ６４とを備えている。

この配管引き抜き装置６０を用いて配管Ｐを引き抜くには、まず、スラブＳの上下両側の適当な位置で配管Ｐを切断し、同図に示すように、チャック７０に形成された楕円状のチャック孔７２に配管Ｐを挿入した状態で配管引き抜き装置６０をスラブＳ上に設置する。そして、この状態で油圧ジャッキ６４を作動させて移動プレート６８を上昇駆動する。このように移動プレート６８が上昇すると、チャック７０が配管Ｐの外周面に噛み込み、油圧ジャッキ６４の油圧力により配管Ｐが移動プレート６８等とともに一体にスラブＳに対して引き上げられ、その結果、配管ＰがスラブＳから引き抜かれることとなる。

このようにしてスラブＳから配管Ｐを引き抜くと、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、スラブＳには、元の配管Ｐの外径と略同一の内径Ｄを有する貫通孔Ｈが残る。

＜孔径拡大工程＞
次に、スラブＳに残った貫通孔Ｈを、上述した孔径拡大工具１を用いて拡径する。この作業は、次の準備工程および第１〜第４拡径工程に従って行う。
〔 準備工程 〕
一番目の刃部材４および第１位置決め部材６Ａのみがホルダ部材２に保持された孔径拡大工具１を準備する。

次に、孔径拡大工具１を作業用軸部材５０の先端に装着する。この作業用軸部材５０は、図１及び図２に示すように、その先端外周面に雄ねじ部５２を備えた金属製直管であって、スラブＳの厚み寸法よりも十分に長い長さ寸法を有している。作業用軸部材５０への孔径拡大工具１の装着は、同図に示すように、内周面に雌ねじが形成された円筒状の中継部材５４を用い、作業用軸部材５０の前記雄ねじ部５２及び孔径拡大工具１の前記ホルダ部材２の連結部１４をそれぞれ中継部材５４に螺合挿入することにより行う。作業用軸部材５０および中継部材５４の外径は、貫通孔Ｈの内径Ｄよりも小さく、従って、作業用軸部材５０等については、これを貫通孔Ｈへの挿入することが可能となっている。

なお、以下の説明では、便宜上、特に区別する場合を除き、孔径拡大工具１が作業用軸部材５０に装着されたものを工具とよぶ。
〔 第１拡径工程 〕
準備工程で準備した上記工具を、図９（ａ）に示すように、スラブＳの階下から貫通孔Ｈに挿入し、工具全体を貫通孔Ｈに沿って引き上げつつ階上に引き抜く。具体的には、同図に示すように、工具を作業用軸部材５０の側から貫通孔Ｈに挿入し、スラブＳの階上に引き出した作業用軸部材５０に図外の配管引き抜き装置をセットし、この配管引き抜き装置により作業用軸部材５０を貫通孔Ｈに沿って引き上げつつ工具をスラブＳの階上側に引き抜く。なお、配管引き抜き装置としては、上述の配管引き抜き工程で使用した配管引き抜き装置６０と同じものを用いればよい。

このように工具を貫通孔Ｈに沿って引き上げると、刃部材４の切刃部２２により貫通孔Ｈの内周面が削られ、これにより同図（ｂ）に示すように、当該内周面に、その周方向に等間隔で並びかつ貫通孔Ｈの軸方向に延びる溝が形成されることとなる。なお、同図では便宜上、切刃部２２の数を４つとした場合の貫通孔Ｈの断面図を示している。
〔 第２拡径工程 〕
図１０（ａ）に示すように、工具（孔径拡大工具１）に二番目の刃部材４と第２位置決め部材６Ｂを装着し、第１拡径工程と同様に、スラブＳの階下から工具を貫通孔Ｈに挿入し、工具全体を貫通孔Ｈに沿ってスラブＳの階上に引き抜く。この際、一番目の刃部材４の切刃部２２を、当該切刃部２２により第１拡径工程で形成された溝内に介在させることにより、一番目の刃部材４の切刃部２２が当該溝に沿って案内されるようにする。

このようにして工具を貫通孔Ｈに沿って引き上げると、図５（ａ）、（ｂ）に示した通り、一番目の刃部材４と二番目の刃部材４とは、切刃部２２同士が互いに周方向に１／２ピッチ分だけずれるように位置決めされているため、貫通孔Ｈの内周面には、図１０（ｂ）に示すように、一番目の刃部材４の切刃部２２に形成された溝の間に二番目の刃部材の切刃部２２による溝が形成されることとなる。
〔 第３拡径工程 〕
図１１（ａ）に示すように、工具（孔径拡大工具１）に三番目の刃部材４と第３位置決め部材６Ｃを装着し、スラブＳの階下から貫通孔Ｈに工具を挿入し、階上に引き抜く。この際、一番目及び二番目の刃部材４の切刃部２２を、それぞれ第１、第２拡径工程で形成された溝内に介在させることにより、一番目及び二番目の刃部材４の切刃部２２がそれぞれ前記溝に沿って案内されるようにする。

このようにして工具を貫通孔Ｈに沿って引き上げると、図５（ａ）、（ｃ）に示した通り、一番目の刃部材４と三番目の刃部材４とは、切刃部２２同士が互いに周方向に１／４ピッチ分だけずれるように位置決めされているため、貫通孔Ｈの内周面は、図１１（ｂ）に示すように、一番目の刃部材４により形成された溝と二番目の刃部材４により形成された溝とが周方向に繋がった状態となり溝が周方向に拡大する。
〔 第４拡径工程 〕
図１２（ａ）に示すように、工具（孔径拡大工具１）に四番目の刃部材４と第４位置決め部材６Ｃを装着し、スラブＳの階下から貫通孔Ｈに工具を挿入し、階上に引き抜く。この際、一〜三番目の刃部材４の切刃部２２を、第１〜３拡径工程で形成された溝内に介在させることにより、一〜三番目の刃部材４の切刃部２２が全体として第３拡径工程で拡大された前記溝に沿って案内されるようにする。

このようにして工具を貫通孔Ｈに沿って引き上げると、図５（ａ）、（ｄ）に示した通り、一番目の刃部材４と四番目の刃部材４とは切刃部２２同士が互いに周方向に３／４ピッチ分だけずれるように位置決めされているため、貫通孔Ｈのうち前記溝以外の部分が当該四番目の刃部材４に削り取られることとなり、その結果、貫通孔Ｈが図１１（ｂ）に示すように切刃部２２の分だけ拡径された貫通孔Ｈ′となる。
＜ 配管固定工程 ＞
元の配管Ｐと同じ外径寸法を有する新たな配管Ｐを準備し、これを拡径された貫通孔Ｈ（Ｈ′）に挿入した後、この貫通孔Ｈの内周面と新たな配管Ｐの外周面との間にコンクリート等を充填し、当該配管Ｐを固定する。これにより配管Ｐの配管取替作業が完了する。

以上説明したように、本発明にかかる孔径拡大工具１およびこれを用いた孔径拡大方法（配管取替方法）によれば、孔径拡大工具１をスラブＳの貫通孔Ｈに通し、刃部材４により当該貫通孔Ｈの内周面を削ることにより当該貫通孔Ｈの孔径を拡大するので、周囲に十分なスペースが確保できないような場合でも、簡単な作業で貫通孔Ｈの孔径を拡大することができる。特に、刃部材４の数を増やしながら貫通孔Ｈの内周面を徐々に削ることができるため、比較的少ない労力で貫通孔Ｈの孔径を拡大することができる。

その上、刃部材４により貫通孔Ｈの内周面をその面に沿って削るだけなので、適切な切刃部２２を備えた刃部材４を用いることにより、元の配管Ｐと同径の配管Ｐを挿入することが可能な必要最小限の寸法だけ貫通孔Ｈを拡大することが可能であり、従って、削岩機でスラブを除去する従来の工法に比べると廃棄物の発生を最小限に抑えることができ、また、粉塵の飛散、騒音の発生、および振動によるスラブへのダメージ等を伴うことなく貫通孔Ｈの孔径を適切に拡大することができる。

また、上記の孔径拡大工具１によれば、ホルダ部材２（本体部２ａ）に案内部１２が設けられており、孔径拡大工具１を貫通孔Ｈに通す際には、この案内部１２が貫通孔Ｈの内周面に摺接することにより当該貫通孔Ｈに沿って孔径拡大工具１が安定的に案内される。従って、上記のような貫通孔Ｈの拡径作業において、貫通孔Ｈの内周面に対する各刃部材４の切込量を一定に保ちつつ当該内周面を適切に削ることができるという利点がある。

ところで、以上説明した孔径拡大工具１やこれを用いた孔径拡大方法（配管取替方法）は本発明にかかる孔径拡大工具等の好ましい実施の形態の例示であってその具体的な構成や方法は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成や方法を採用することもできる。
（１）実施形態の孔径拡大工具１では、４つの刃部材４としてすべて同一形状のものを用いているが、勿論、切刃部２２の刃幅が異なる等、互いに形状の異なる刃部材を適用してもよい。但し、実施形態のように刃部材４が共通化される構成によれば、金型等を含む孔径拡大工具１の生産コストを抑えることでき、当該孔径拡大工具１をより安価に提供することが可能になる。また、貫通孔Ｈの拡径作業において、刃部材を選定しながら孔径拡大工具に組み込むといった作業が不要となる分、作業性が良いものとなる。

また、実施形態では、刃部材４の数（本発明の特定数）は４つであるが、勿論、刃部材４の数は複数であれば３つ以下、又は５つ以上であっても構わない。
（２）実施形態の孔径拡大工具１では、各刃部材４とは別に、これらを位置決めするための位置決め部材６Ａ〜６Ｄを備えているが、例えば、各刃部材４にそれぞれ位置決め部材６Ａ〜６Ｄに相当する部分（嵌合部３２、位置決めピン３４及びピン孔３８）を一体に設けた構成としてもよい。この構成によれば、孔径拡大工具１の部品数を減らすことができ、貫通孔Ｈの拡径作業における作業性を向上させることが可能となる。
（３）また、この実施形態では、位置決め部材６Ａ〜６Ｄの位置決めピン３４を刃部材４のピン孔２８及びホルダ部材２のピン孔１６（又は位置決め部材６Ａ〜６Ｃのピン孔３８）に挿入することにより刃部材４同士を周方向に位置決めするようにしているが、刃部材４同士を位置決めするための具体的な構成（すなわち、本発明の位置決め手段の構成）もこれに限定されるものではなく、刃部材４同士を周方向に互いに位置決めできれば、他の構成を採用しても構わない。
（４）実施形態の孔径拡大工具１では、ホルダ部材２に連結部１４が設けられており、ここに作業用軸部材５０を連結するように構成されているが、前記連結部１４の具体的な構成は実施形態のように本体部２ａの外周面に雄ねじが形成されたものに限定されるものではない。例えば、本体部２ａの末端に連結用凹部が形成され、かつ、その内周面に雌ねじが形成されることにより、中継部材５４を用いることなく、前記作業用軸部材５０を直接ホルダ部材２に螺合、挿入することが可能となる構造であってもよい。また、孔径拡大工具１は、このように作業用軸部材５０の着脱可能となる構成以外に、ホルダ部材２自体が作業用軸部材５０に相当する部分を予め備えている構成であってもよい。
（５）実施形態の孔径拡大方法（配管取替方法）では、刃部材４を一つずつ増やしながら孔径拡大工具１を貫通孔Ｈに通すようにしているが、勿論、複数の刃部材４を最初から孔径拡大工具１に保持させた状態で当該孔径拡大工具１を貫通孔Ｈに通すようにしてもよい。特に、スラブＳの内周面が比較的脆く削り易いものである場合には、このように複数の刃部材４を最初から孔径拡大工具１に保持させた状態で作業を行うことにより、作業時間を短縮することが可能となる。この場合、この孔径拡大工具１によれば、位置決め部材６Ａ〜６Ｃが隣接する刃部材４の切刃部２２同士の間に隙間を形成する（本発明の隙間形成部材として機能する）ように構成されているので、上記のように複数の刃部材４を保持した孔径拡大工具１を貫通孔Ｈに通す場合でも、各刃部材４により削られた削り屑が前記隙間に逃げることにより各刃部材４の目詰まり等が効果的に抑制さる。従って、長期的に良好な削り味が持続させることとなり、例えばスラブＳの厚み寸法が大きい場合、つまり、貫通孔Ｈが比較的長い場合でも当該貫通孔Ｈの長手方向全体を速やかにかつ適切に削ることができるという利点がある。
（６）実施形態では、孔径拡大方法（配管取替方法）として、床スラブに固定された上下方向の配管Ｐの取り替えに伴う貫通孔Ｈの孔径拡大方法（配管取替方法）について説明した、勿論、本発明の孔径拡大方法（配管取替方法）は、隔壁に固定された水平方向の配管Ｐ等の取り替えに伴う貫通孔の拡大についても適用可能である。

１ 孔径拡大工具
２ ホルダ部材
２ａ 本体部
２ｂ ねじ軸
２ｃ 固定ナット
４ 刃部材
６Ａ〜６Ｄ 位置決め部材
１４ 連結部
１６、２８、３８ ピン孔
２０ 本体部
２２ 切刃部
３４ 位置決めピン
５０ 操作用軸部材
５２ 雄ねじ部
５４ 中継部材
Ｄ 内径
Ｈ 貫通孔

Claims (8)

1. 床スラブ又は隔壁に形成された貫通孔を拡径するための孔径拡大工具であって、
   扁平な形状を有する特定数かつ複数の刃部材と、これら特定数の刃部材のうち任意の数の刃部材をその厚み方向に一列に並べた状態で保持することが可能なホルダ部材と、このホルダ部材に保持される刃部材同士を位置決めする位置決め手段とを含み、
   各刃部材は、前記貫通孔の内径よりも小さい外径を有する本体部と、その周方向に等間隔で並ぶ複数の位置において当該本体部の外周面から径方向外側に突出し、かつ、前記貫通孔の内径よりも径の大きな円周上に刃先が並ぶように形成された複数の切刃部とを備え、
   前記ホルダ部材は、前記切刃部よりも内側の位置で前記刃部材をその厚み方向に挟持することにより当該刃部材を保持し、
   前記位置決め手段は、前記ホルダ部材に保持される複数の刃部材のうち隣接するもの同士をそれらの並び方向と平行な中心軸回りに互いに位置決めし、
   前記各刃部材は、前記特定数の刃部材がホルダ部材に保持され、かつ、前記位置決め手段により互いに位置決めされた状態において、各刃部材の切刃部同士が互いに周方向にずれるとともに、当該特定数の刃部材全体としてそれらの中心軸に沿って見たときに前記切刃部が周方向に亘って連続的に並ぶように形成されていることを特徴とする孔径拡大工具。
2. 請求項１に記載の孔径拡大工具において、
   前記各刃部材は、その厚み方向に貫通する固定用孔を有し、
   前記ホルダ部材は、前記刃部材を受ける本体部と、この本体部に固定されるねじ軸部と、このねじ軸部に着脱可能に装着されるナット部材とを備えており、前記刃部材の固定用孔に前記ねじ軸部が挿入された状態で当該刃部材の外側から前記ナット部材が当該ねじ軸部に装着されることにより当該ナット部材と前記本体部とにより前記刃部材を挟持することを特徴とする孔径拡大工具。
3. 請求項１又は２に記載の孔径拡大工具において、
   前記特定数の刃部材は、何れも一定の刃幅を有する同一形状の複数の切刃部が周方向に等間隔で並ぶ同一形状のものであることを特徴とする孔径拡大工具。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の孔径拡大工具において、
   前記特定数の刃部材のうち隣接する刃部材の間に介在した状態で前記ホルダ部材により保持されることにより、前記隣接する刃部材の切刃部同士の間に隙間を形成する隙間形成部材をさらに備えることを特徴とする孔径拡大工具。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の孔径拡大工具において、
   前記ホルダ部材は、前記貫通孔の内周面に沿って案内されることが可能な被案内面を備えていることを特徴とする孔径拡大工具。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の孔径拡大工具において、
   前記ホルダ部材は、前記各刃部材を保持する側とは反対側の位置に、前記貫通孔に挿入することが可能な外径を有する作業用軸部材を連結することが可能な連結部を有することを特徴とする孔径拡大工具。
7. 請求項１に記載の孔径拡大工具を用いて床スラブ又は隔壁に形成された貫通孔を拡径する方法であって、
   前記特定数の刃部材のうち一の刃部材のみを備えた前記孔径拡大工具を準備し、この孔径拡大工具を前記貫通孔の一方側から当該貫通孔に挿入して反対側に引き抜くことにより前記刃部材の切刃部により前記貫通孔の内周面にその軸方向に延びる溝を形成し、
   前記孔径拡大工具に他の一の刃部材を加え、当該孔径拡大工具に先に保持されている刃部材の切刃部が前記溝内に介在するように当該孔径拡大工具を前記貫通孔の一方側から当該貫通孔に挿入し、かつ、当該先に保持されている刃部材の切刃部が前記溝に沿って案内されるように当該孔径拡大工具を反対側に引き抜くことにより前記貫通孔の内周面のうち前記溝以外の部分を削り、
   以降、前記孔径拡大工具に別の一の刃部材を順次加えながら、当該孔径拡大工具に先に保持されている刃部材の切刃部を当該切刃部によって先に形成された前記溝に沿って案内しながら当該孔径拡大工具を前記貫通孔に通すことにより前記貫通孔の内周面を削って当該貫通孔を拡大することを特徴とする孔径拡大方法。
8. 床スラブ又は隔壁を貫通するように当該床スラブ又は隔壁に固定された配管を取り替える方法であって、
   前記床スラブ又は隔壁から前記配管をその軸方向に引き抜く管引き抜き工程と、
   前記配管が引き抜かれることにより前記床スラブ又は隔壁に残された貫通孔を前記請求項７に記載の孔径拡大方法を使用して拡径する孔径拡大工程と、
   この孔径拡大工程で拡径した前記貫通孔に元の配管と同径の新たな配管を挿入し、当該配管と前記貫通孔の内周面との間に充填材を充填することにより当該新たな配管を前記床スラブ又は隔壁に固定する配管固定工程と、を含むことを特徴とする配管取替方法。

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