JP2020060215A - 弁設置装置及び仕切弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】既設管の切断時に発生する切粉の影響を排除し、良好な止水性能を得る弁設置装置を構成する。【解決手段】既設管１の外側に密封空間を形成する切断ケース１１と、この内部の切断機構１３と、シャフト１５と、を有する切断ユニットＡを備え、既設管１の外側に密封空間を形成する弁収容ケース２１と、この内部の仕切弁Ｖと、切断ユニットＡで切除された切除領域Ｒに対し仕切弁Ｖを挿入する軸状体２５と、を有する弁設置ユニットＢを備え、切断ユニットＡおよび弁設置ユニットＢを既設管１に沿ってスライド移動させる移動ユニットＣを備えており、切断ケース１１の底部に切断機構１３での切断時に発生する切粉を収める貯留空間１１ｓが形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、既設管を密封された空間において切断除去し、この除去箇所に仕切弁を設置する弁設置装置、及び、既設管の切除箇所に仕切弁を設置するための仕切弁ユニットに関する。

上記の弁設置装置及び仕切弁ユニットに関連するものとして、特許文献１には、既設管（文献では流体輸送管）に穿孔装置を備えた穿孔作業ケースと、仕切弁体及び弁操作手段を備えた弁ケースとを、管軸芯方向に密封状態で摺動自在に装着した技術が記載されている。

この特許文献１の技術では、穿孔作業ケースの穿孔装置により既設管（文献では流体輸送管）に穿孔作業を行い、この後に、既設管に形成された穿孔に仕切弁体を挿入できる位置まで穿孔作業ケースと弁ケースとをスライド移動させた後に、弁ケースを既設管に固定する作業により既設管に仕切弁の設置を可能にしている。

特に、弁ケースを既設管に固定した状態において、仕切弁体を、既設管に形成された穿孔から既設管の内部に挿入することにより、仕切弁体を既設管の底部に当接させた状態で既設管の流路を閉止できるように構成されている。また、仕切弁体によって流路を閉止できる状態に達した後には、穿孔装置を既設管から撤去できるようにも構成されている。

特許文献２には、既設管に分割構造の弁箱を装着し、弁箱の内部で既設管の一部を切断除去し、既設管のうち切断端面の間に弁体を送り込み、弁箱の内壁の弁座に圧接させる状態で弁箱に固定する技術が記載されている。

この特許文献２の技術で作業を行う際には、既設管を取り囲む位置に配置される弁箱の内部に切断装置をセットしておき、弁箱の上部から上方に延びる作業用ハウジングを取り付けることになる。この技術では、切断装置により既設管を切断し、作業用ハウジングの上端部から切断装置と、切断された既設管とを取り出し、この後に、作業用ハウジングの上端部から弁箱の内部に弁体を挿入することになる。

この特許文献２の技術では、弁体の姿勢の設定により既設管に流れる流体の流量の制御が可能となる。

特開２００１−１８２８８７号公報 特開２００４−２８６２２８号公報

特許文献２に記載される技術では、弁箱の上部に、作業用ハウジングを備え、弁箱と作業用ハウジングとの境界に、水平方向に摺動自在に仕切弁体を備えるため、必要な部材数が多く、施工に手間が掛かるものであった。

特に、特許文献２に記載される技術では、切断装置で既設管を切断する際に発生する切粉を排出する構成を有するものの、切粉が弁箱の底部に滞留する不都合も排除できず、弁体に切粉が接触して止水性能に影響を与える虞もあった。

そこで、特許文献１に記載されるように、切断を行うためのケースと、仕切弁を備えるためのケースとを、スライド移動により切り換える有効性を利用することも考えられる。しかしながら、特許文献１の技術では依然として切粉が既設管に流れ込む不都合があり、改善の余地があった。

このような理由から、既設管の切断時に発生する切粉の影響を排除し、良好な止水性能を得る弁設置装置及び仕切弁ユニットが求められる。

本発明に係る弁設置装置の特徴構成は、既設管の外側に密封空間を形成する切断ケースと、前記既設管のうち前記切断ケースの内部に存在する部位を切断する切断機構と、前記切断機構で切断された部位を取り除く切除機構と、を有する切断ユニットと、前記既設管の外側に密封空間を形成する弁収容ケースと、前記既設管の流路の開閉が可能な仕切弁を前記既設管のうち前記切断ユニットで切除された切除領域に対し前記既設管の半径方向に沿って挿入する弁設置機構と、を有する弁設置ユニットと、前記切断ユニットおよび前記弁設置ユニットを前記既設管に沿ってスライド移動させる移動ユニットと、を備えており、前記切断ケースの底部に前記切断機構での切断時に発生する切粉を収める貯留空間が形成されている点にある。

この特徴構成によると、既設管のうち、仕切弁を設置する位置に切断ユニットを配置して切断機構により既設管を切断し、切除機構により切断された既設管の除去が可能となる。この後に、移動ユニットによって、切断ユニットと弁設置ユニットとを既設管に沿って移動させ、既設管が切断除去された位置に弁設置ユニットを配置し、弁設置機構により切断領域に仕切弁を設置することが可能となる。また、この特徴構成では、例えば、特許文献２に記載される構成のように、作業用ハウジングや仕切弁体を必要としないため、各ユニットの大型化が抑制され、施工時に複雑な作業を必要としない。

更に、この特徴構成では、切断機構によって既設管を切断する際に発生する切粉が、切断ケースの底部に残留する構成であるが、切断ケースの底部に切粉を収める貯留空間が形成されているため、切粉が既設管の外周や、切断部位に付着する不都合を解消できる。また、この構成では、仕切弁が配置される時点で、仕切弁が配置される位置から外れた位置に切断ケースが移動しているため、切粉が仕切弁の性能に悪影響を与えることがない。
このように、既設管の切断時に発生する切粉の影響を排除し、良好な止水性能を得る弁設置装置が構成された。

他の構成として、前記貯留空間の内壁面のうち前記既設管の管路に沿う方向で対向する相対距離が、前記既設管のうち前記切断機構の切断により切除される切除長より長く、この切除長が、前記弁収容ケースのうち前記既設管の外周を抱き込む一対のスリーブ部の内端面の対向距離より長く設定されても良い。

これによると、貯留空間の内壁面のうち既設管の管路に沿う方向での相対距離が、既設管のうち切断機構によって切除された部位の切除長より長いため、切断ケースの内部において切断機構による既設管の切断を無理なく行える。切断長が、弁収容ケースにおいて既設管を抱き込む一対のスリーブ部の内端面の対向距離より長く設定されているため、弁収容ケースを、既設管の切断領域に重複する位置に配置した場合に、既設管の一対の切断端部の各々を、対応するスリーブ部の内端面より内側に露出させない位置関係に設定できる。このように既設管の切断端部がスリーブ部の内端面から内方に露出しない位置関係に設定することにより、例えば、弁設置機構により仕切弁を設置する際に、仕切弁のフランジ部をスリーブ部の内端面に対して直接的に接触させ、仕切弁の設置を良好に行わせることも可能となる。

他の構成として、前記弁収容ケースのうち前記既設管の外周を抱き込む一対のスリーブ部を有し、前記仕切弁が、一対の前記スリーブ部の内端面に接触するフランジ部を有し、前記内端面と前記フランジ部との間にシール材を配置しても良い。

これによると、既設管の切断領域に仕切弁を配置する際に、弁収容ケースにおいて既設管の外周を抱き込むスリーブ部の内端面に対して、仕切弁のフランジ部を接触させると共に、スリーブ部の内端面とフランジ部との間に配置されるシール材によって流体の漏出を確実に阻止できる。

他の構成として、一対の前記フランジ部の夫々のフランジ面が、前記弁設置機構によって前記仕切弁が設置される際の挿入方向の下手側ほど幅狭となる傾斜面に形成され、前記フランジ面に対向する前記スリーブ部の前記内端面が、前記フランジ面に沿う傾斜姿勢に設定されても良い。

これによると、仕切弁を設置する際に、弁設置機構により仕切弁を予め設定された挿入方向に沿って移動させるだけで傾斜面として形成されたフランジ面と、この傾斜面に沿う傾斜姿勢で形成された内端面とを密接させることが可能となる。

本発明に係る仕切弁ユニットの特徴構成は、切断により除去された切除領域を有する既設管の外側に前記切除領域を含む空間を密封する密封空間を形成する弁収容ケースと、前記既設管の流路の開閉を可能にするように前記切除領域に挿入された仕切弁と、を備え、前記弁収容ケースが、前記既設管の外周を抱き込む一対のスリーブ部を有し、前記仕切弁が、一対の前記スリーブ部の内端面に接触するフランジ部を有し、前記内端面と前記フランジ部のフランジ面との間にシール材を配置している点にある。

この特徴構成によると、既設管の切除領域を含む領域を密封する密封空間を弁収容ケースが作り出し、この弁収容ケースの内部において弁設置機構により仕切弁を設置する場合には、弁収容ケースにおいて既設管の外周を抱き込むスリーブ部の内端面に、仕切弁のフランジ部のフランジ面を接触させ、しかも、内端面とフランジ面との間にシール材が挟み込まれ、既設管に流れる流体の漏出を抑制できる。
このように、良好な止水性能を得る仕切弁ユニットが構成された。

他の構成として、前記フランジ部が、前記仕切弁の挿入方向の下手側ほど幅狭となる傾斜面に形成され、前記フランジ部の前記フランジ面に対向する前記スリーブ部の前記内端面が、前記フランジ面に沿う傾斜姿勢に設定されても良い。

これによると、仕切弁を設置する際に、弁設置機構により仕切弁を予め設定された挿入方向に沿って移動させるだけで、傾斜面として形成されたフランジ面と、この傾斜面に沿う傾斜姿勢で形成された内端面とを密接させることが可能となる。

他の構成として、前記仕切弁を前記弁収容ケースに固定するため、前記弁収容ケースの外部から挿入されることにより前記仕切弁に接触する固定具を備えても良い。

これによると、仕切弁を切除領域に挿入した状態で、弁収容ケースの外部から固定具を挿入することにより、固定具が仕切弁に接触し、仕切弁を弁収容ケースの内部に固定できる。

他の構成として、前記スリーブ部の外端部分の内周と前記既設管の外周とに亘る外周シールが設けられ、前記外周シールを前記既設管の外周に圧着させる押輪を備えても良い。

これによると、押輪から作用する力により、外周シールを既設管の外周に圧着させ、外周リングから作用する圧力によりスリーブ部を既設管に固定する。この固定の結果、弁収容ケースを既設管に固定できる。

ピット内部で既設管にセンタフレーム等を配置した状態を示す図である。 ピット内部で既設管に切断ユニットと弁設置ユニットとを配置した状態を示す図である。 切断ユニット内部の切断機構を示す断面図である。 切断ユニットの駆動チェーン等の配置を示す断面図である。 ピット内部で既設管の一部を切断ユニットで切断した状態を示す図である。 ピット内部で切断領域に弁設置ユニットを配置した状態を示す図である。 ピット内部で既設管から切断ユニットを撤去した状態を示す図である。 切断領域と仕切弁との寸法関係を示す断面図である。 ピット内部で切断領域に仕切弁を挿入した状態を示す図である。 弁収容ケースに仕切弁を固定する構造等を示す断面図である。 ピット内部で既設管に仕切弁の固定した状態を示す図である。 切断作動部の構成と、切断以前の位置にある切断刃を示す断面図である。 切断作動部の構成と、切断時における切断刃を示す断面図である。 切断作動部のスターホイルと当接部材との構成を示す断面図である。 スターホイルと当接部材と当接により作動部材が変位した状態を示す断面図である。 別実施形態（ａ）の仕切弁の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図２に示すように、既設管１の一部を切断除去する切断ユニットＡと、切断により一部が除去された部位の既設管１に対して仕切弁Ｖを設置する弁設置ユニットＢ（仕切弁ユニットの一例）と、これらを既設管１に沿ってスライド移動させる移動ユニットＣとを備えて弁設置装置Ｓが構成されている。

この弁設置装置Ｓは、既設管１として水道管を想定しており、その既設管１に流れる流体としての水を遮断することなく（水が流れる状況を維持したまま）、既設管１の所定の位置を切断し、その切除領域Ｒ（図５〜図８を参照）に対し、水の流れを遮断し得る仕切弁Ｖを設置する施工を実現するものである。

この施工を実現するため、図１に示すように既設管１を露出させるためのピット２が、掘削により地面に形成される。このピット２には、コンクリートにより底壁３が形成され、ピット２の内部で既設管１の両端近くにコンクリートにより保護壁４が備えられる。保護壁４は既設管１を固定するものであれば良く、バンド状のものでも良い。

また、仕切弁Ｖを設置する際には、図２に示すようにピット２の内部に露出した既設管１のうち仕切弁Ｖを設置する位置に対して切断ユニットＡを備え、これに隣接する位置に弁設置ユニットＢを備え、これらが互いに連結される。

つまり、切断ユニットＡの切断ケース１１が既設管１の長手方向に沿ってスライド移動自在に備えられ、弁設置ユニットＢの弁収容ケース２１が既設管１の長手方向に沿ってスライド移動自在に備えられる。また、図２に示すように切断ケース１１と弁収容ケース２１とがボルトにより連結される。更に、切断ユニットＡを既設管１に備える際には、切断ケース１１の底面と、ピット２の底壁３との間にキャスタ５が備えられる。

切断ケース１１は、既設管１の外側に密封空間を形成する構造を有し、内部に切断機構１３と、駆動機構１４と、切除機構としてのシャフト１５とを有している。弁収容ケース２１は既設管１の外側に密封空間を形成する構造を有し、内部に仕切弁Ｖを有し、この仕切弁Ｖを切除領域Ｒ（図５〜図８を参照）に挿入する弁設置機構としての軸状体２５を有している。

移動ユニットＣは、切断ケース１１と弁収容ケース２１とにスライド力を作用させる機構として構成されている。図面には具体的な構造を示していないが、スライド力を作用させる油圧シリンダや、スライド力を作用させる電動型のシリンダ、あるいは、ワイヤやチェーンを巻き取ることによりスライド力を作用させるウインチと類似する構成等を有している。

このような構成から、図５に示すように切断ユニットＡによって既設管１の一部を切断し、切断された既設管１をシャフト１５の作動により切断ケース１１の内部で上方に移動させることになる。切断された既設管１が切除された領域を切除領域Ｒと称しており、既設管１のうち切除領域Ｒに隣接する領域を残置管部１ａと称している。

次に、図６に示すように移動ユニットＣから作用するスライド力により弁設置ユニットＢを既設管１の切除領域Ｒにセットする。具体的には、切除領域Ｒと重なり合う位置で一対の残置管部１ａを跨ぐ領域に弁設置ユニットＢが配置される。尚、移動ユニットＣによる移動時には切断ユニットＡと弁設置ユニットＢとが一体的に移動し、この移動をキャスタ５が補助する。

この移動の後には、図７に示すように切断ユニットＡを解体して撤去すると共に、弁設置ユニットＢの位置を保持するため弁収容ケース２１の底面とピット２の底壁３との間に支持フレーム２６を配置する。この状態において、図９に示すように弁設置ユニットＢにより既設管１の切除領域Ｒに仕切弁Ｖを挿入し、弁設置ユニットＢの弁収容ケース２１が既設管１に固定され弁収容ケース２１の内部に仕切弁Ｖが固定される。

更に、この状態で弁収容ケース２１の内部へ既設管１からの水の漏れがないことが確認された後に、弁収容ケース２１のうち上部弁ケース２１ｃ（図８を参照）を取り外す。この後に、図１１に示すように中間弁ケース２１ｂの上面に固定プレート２１ｄを連結固定することで仕切弁Ｖの設置が完了する。

以下に、切断ユニットＡと、弁設置ユニットＢとの詳細を説明する。

〔切断ユニット〕
図２〜図４に示すように、切断ユニットＡは、既設管１の外周に密封空間を形成する切断ケース１１と、この切断ケース１１の内部において既設管１を取り囲む位置に配置されるセンタフレーム１２と、既設管１を切断する一対の切断機構１３と、一対の切断機構１３を駆動する駆動機構１４と、一対の切断機構１３および駆動機構１４を切断ケース１１の内部で昇降作動させるシャフト１５とを備えて構成されている。

図３に示すように、切断ケース１１は、既設管１の下側に配置される下部切断ケース１１ａと、既設管１の上側に配置される中間切断ケース１１ｂと、中間切断ケース１１ｂの上側に大きい空間を形成する上部切断ケース１１ｃとを重ね合わせて連結することにより、既設管１の外周に密封空間を作り出す構造を有している。

切断ケース１１は、既設管１を抱き込むように管軸芯Ｐに沿う姿勢となる一対の筒状部１１Ｔを備えている。筒状部１１Ｔは、下部切断ケース１１ａにおいて下側に半円状の凹部が形成された部位と、中間切断ケース１１ｂにおいて上側に半円状となる凹部が形成された部位とを上下方向から重ね合わせることで円筒形に形成される。また、一対の筒状部１１Ｔの内周にシール材１１Ｔｓを備えている。

センタフレーム１２は、その底部に水平姿勢の規制プレート１２ａと、この規制プレート１２ａの下面から下方に突出する複数の規制突起１２ｂとを備えている。また、下部切断ケース１１ａの底壁内面には、規制プレート１２ａに当接する支持プレート１１ｄが備えられ、この支持プレート１１ｄには、規制突起１２ｂが嵌まり込む規制孔部１１ｅが形成されている。

センタフレーム１２は、シャフト１５によって昇降可能に支持されるため、センタフレーム１２が下降位置にある場合（切断機構１３が切断可能な位置にある場合）には、規制プレート１２ａが支持プレート１１ｄに当接することによって上下方向での位置が決まり、規制突起１２ｂが規制孔部１１ｅに嵌合することで水平方向での位置が決まる。また、このような位置決め構造であるため、シャフト１５によってセンタフレーム１２の上方への移動が許される。

センタフレーム１２は、回転フレーム１３ａを回転自在に支持する構成を有しており、回転フレーム１３ａは、２部材を複数のボルト等で連結することにより円盤状となるスプロケットホイールに構成されている。

一対の切断機構１３は、センタフレーム１２を、既設管１の長手方向から挟み込む位置に配置されている。夫々の切断機構１３は、管軸芯Ｐを中心とする回転軸芯を中心に回転自在に支持される一対の回転フレーム１３ａを備えている。

尚、一対の切断機構１３は、管軸芯Ｐに対して直交する姿勢となる切断面で既設管１を切断するように構成されているが、例えば、残置管部１ａの夫々の切断面の上端部の間隔が、下端部の間隔より大きくするように一対の切断機構１３の切断姿勢を設定しても良い。このように切断姿勢を設定したものでは、既設管１のうち切断された部位の上方への取り出す際に、残置管部１ａとの接触を抑制して上方への持ち上げを容易にする。

図３、図１２〜図１５に示すように、一対の回転フレーム１３ａは、外面に形成したガイドフレーム１３Ｆと、このガイドフレーム１３Ｆに対して既設管１の半径方向にスライド移動自在に支持される作動部材１３ｂと、この作動部材１３ｂに固定された切断刃１３ｃとを備えている。更に、回転フレーム１３ａには、各々の回転フレーム１３ａの回転に伴い作動部材１３ｂと一体的に切断刃１３ｃを管軸芯Ｐに近接させる一対の切削作動部１３ｄを備えている。

切断刃１３ｃは、切削加工等に用いられるバイトが用いられ、ガイドフレーム１３Ｆには既設管１の径方向に沿う姿勢でガイド溝１３ｇが形成され、このガイド溝１３ｇに対して移動自在に作動部材１３ｂが支持されている。切削作動部１３ｄは、回転フレーム１３ａが所定方向に回転する際に作動部材１３ｂと共に切断刃１３ｃを管軸芯Ｐに接近させ、回転フレーム１３ａが逆方向に回転する際に作動部材１３ｂと共に切断刃１３ｃを既設管１から離間させる作動を可能にしている。

図１２〜図１５に示すように、切削作動部１３ｄは、既設管１の半径方向に沿う姿勢のシフト軸１６と、このシフト軸１６と食い違う位置関係で管軸芯Ｐと平行する姿勢の駆動軸１７とを備えている。シフト軸１６と駆動軸１７とは回転フレーム１３ａの外周部位に支持されている。シフト軸１６に雄ネジ部が形成され、これに作動部材１３ｂの雌ネジ部が螺合している。

駆動軸１７にウォームギヤ１７ａを備えており、このウォームギヤ１７ａに噛合するホイールギヤ１６ａをシフト軸１６に備えている。また、駆動軸１７の内端側（センタフレーム１２に近い側）にスターホイール１８を備えている。更に、センタフレーム１２の外面には、回転フレーム１３ａの回転に伴いスターホイール１８の歯部１８ａに当接する一対の当接部材１９を備えている。

このように切削作動部１３ｄが構成されることにより、回転フレーム１３ａが回転する際には、スターホイール１８の歯部１８ａが当接部材１９に当接する毎に、駆動軸１７を所定角度だけ回転させる。この回転に伴いウォームギヤ１７ａの回転力がホイールギヤ１６ａに伝えられ、シフト軸１６を回転させる。この回転により、シフト軸１６の雄ネジ部に螺合する作動部材１３ｂと共に切断刃１３ｃを管軸芯Ｐに接触させ、既設管１の切断が実現するのである。

図３、図４に示すように駆動機構１４は、電動モータの駆動力が伝えられる駆動ケース１４ａと、駆動ケース１４ａの外面に備えた駆動スプロケット１４ｂと、回転フレーム１３ａの外周に沿う位置に配置された一対の従動スプロケット１４ｄと、これらに巻回する駆動チェーン１４ｃとを備えている。

この駆動機構１４では、駆動スプロケット１４ｂと、一対の従動スプロケット１４ｄとに亘って駆動チェーン１４ｃを巻回すると共に、一対の従動スプロケット１４ｄの中間の駆動チェーン１４ｃに回転フレーム１３ａの外周の歯部が咬合するように位置関係が設定されている。これにより、駆動スプロケット１４ｂの駆動力で駆動チェーン１４ｃを循環させると共に、一対の従動スプロケット１４ｄの中間位置の駆動チェーン１４ｃの駆動力で回転フレーム１３ａの駆動回転を実現している。

図２、図５、図６に示すように切除機構を構成するシャフト１５は、駆動ケース１４ａに連結したシャフト１５を備えて構成されている。このシャフト１５は切断ケース１１の上部切断ケース１１ｃの上壁を上下に貫通する状態で配置されている。シャフト１５は、上昇作動により、切断された既設管１の一部を既設管１から上方に持ち上げる作動を可能にする。特に、切除機構はシャフト１５だけで機能するものではなく、切断された既設管１の一部を抱き込む位置に配置される一対の回転フレーム１３ａと、これを支持するセンタフレーム１２とを含むものである。

尚、シャフト１５の内部に駆動軸１７を収め、外部に設けた電動モータを回転駆動させて切除機構を構成することも可能である。

〔弁設置ユニット〕
図２、図５、図６、図８に示すように、弁設置ユニットＢは、仕切弁ユニットの具体例である。この弁設置ユニットＢは既設管１の外側に密封空間を形成する弁収容ケース２１と、既設管１の流路の開閉が可能な仕切弁Ｖを切除領域Ｒに対し既設管１の半径方向に沿って挿入する軸状体２５（弁設置機構の一例）と、を備えて構成されている。

図８に示すように、弁収容ケース２１は、既設管１の下側に配置される下部弁ケース２１ａと、既設管１の上側に配置される中間弁ケース２１ｂと、中間弁ケース２１ｂの上部に連結することにより上側に大きい空間を形成する上部弁ケース２１ｃとを重ね合わせて連結した構造を有している。

弁収容ケース２１は、既設管１を抱き込むように管軸芯Ｐに沿う姿勢となる一対のスリーブ部２１Ｔを備えている。スリーブ部２１Ｔは、下部弁ケース２１ａにおいて下側に半円状の凹部が形成された部位と、中間弁ケース２１ｂにおいて上側に半円状となる凹部が形成された部位とを上下方向から重ね合わせることで円筒形に形成される。

弁収容ケース２１のうちスリーブ部２１Ｔの内端となりスリーブ内端２２が、弁収容ケース２１の内部に突出し、スリーブ部２１Ｔの外端となるスリーブ外端２３が弁収容ケース２１の外部に突出している。このスリーブ部２１Ｔでは、スリーブ外端２３の突出長が、スリーブ内端２２の突出長より長く、各々のスリーブ外端２３の内周にシール体２４を備えている。

仕切弁Ｖは、流路の開閉を可能にする弁体を収容した弁本体３１と、この弁本体３１から上方に突出するシャフト支持部３２と、既設管１と同軸芯に配置される流路部３３とを一体形成した構造を有している。更に、弁本体３１の両側面には、固定具としての固定ボルト３４（図１０を参照）が螺合するネジ孔３１ａが形成されている。

図８に示すように夫々の流路部３３の外端にフランジ部３３ａを一体形成しており、これらのフランジ部３３ａのフランジ面３３ｓが、仕切弁Ｖの挿入方向の下手側ほど幅狭となる傾斜面として形成されている。また、フランジ面３３ｓにはＯリングで成る環状のシール部材３５が備えられている。

また、スリーブ部２１Ｔのスリーブ内端２２の内端面２２ｓが、フランジ部３３ａのフランジ面３３ｓと平行する姿勢の傾斜面として形成されている。

弁設置機構としての軸状体２５が、仕切弁Ｖのシャフト支持部３２の上端から上方に延出されている。この軸状体２５は、弁収容ケース２１の外部の駆動部からの駆動力により上下方向に移動させるように構成され、下方への移動により、仕切弁Ｖを切除領域Ｒに挿入する。

〔弁設置装置の寸法関係〕
この構成の弁設置装置Ｓでは、図３に示すように切断機構１３で既設管１を切断する際に発生する切粉を収める貯留空間１１ｓが切断ケース１１の底部(下部切断ケース１１ａ)に形成されている。この貯留空間１１ｓの内壁面のうち、既設管１の管路に沿う方向で対向する距離を相対距離Ｌ０としている。切断機構１３で既設管１を切断した際の切断面の間隔を切除長Ｌ１としている。

また、図８に示すように弁収容ケース２１に形成される一対のスリーブ部２１Ｔの対向するスリーブ内端２２のうち内端面２２ｓの間の距離のうち、最も長い距離の部位（上側の内端面２２ｓ同士の距離）を対向距離Ｌ２としている。更に、各々のスリーブ部２１Ｔの内周に備えられるシール体２４の間隔をシール間隔Ｌ３としている。

特に、Ｌ０＞Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２となるように寸法関係が設定されている。つまり、シール間隔Ｌ３が切除長Ｌ１より長いため、切断領域に弁設置ユニットＢが配置された場合には、残置管部１ａの外周面にシール体２４を配置し、切除領域Ｒからの水の漏出をシール体２４によって阻止できる。

また、切除長Ｌ１が対向距離Ｌ２より長いため、切断領域と重なり合う位置に弁設置ユニットＢを配置した状態で、残置管部１ａがスリーブ内端２２の内端面２２ｓより内方に露出しない位置関係にできる。これにより残置管部１ａが仕切弁Ｖのフランジ部３３ａに接触する不都合を回避して仕切弁Ｖを適正な位置に配置できる。

〔施工工程〕
この構成の弁設置装置Ｓによって既設管１に仕切弁Ｖを設置する際には、図１に示すように、既設管１を露出させるため地面の掘削によりピット２を形成すると共に、ピット２の内部に露出した既設管１のうち仕切弁Ｖを設置する位置にセンタフレーム１２を組み立て、このセンタフレーム１２に支持されるように一対の切断機構１３を組み立て、更に、センタフレーム１２に駆動機構１４を支持する。

次に、図２、図３に示すように既設管１の下側に下部切断ケース１１ａを配置し、既設管１の上側に中間切断ケース１１ｂを配置し、これらを連結することにより、一対の筒状部１１Ｔが既設管１を抱き込む状態となる。そして、中間切断ケース１１ｂの上面に上部切断ケース１１ｃを載置して連結することにより切断ケース１１が組み立てられる。

これにより、切断ケース１１により既設管１の外側に密封空間が形成され、この密封空間に収容されるようにセンタフレーム１２と、切断機構１３と、駆動機構１４と、シャフト１５（切除機構）とを配置した切断ユニットＡが完成する。また、下部切断ケース１１ａを既設管１の下側に配置する場合には、センタフレーム１２の下面に備えた規制プレート１２ａと、下部切断ケース１１ａの底面内壁に備えた支持プレート１１ｄとを当接させ、規制突起１２ｂを規制孔部１１ｅに嵌合させることで、位置決めが行われる。尚、この組み立て時には切断ケース１１の下面にキャスタ５が備えられる。

この後に、図２、図８に示すように切断ユニットＡに隣接する位置に互いに水密状態で弁設置ユニットＢを組み立てる。具体的には、下部弁ケース２１ａを既設管１の下側に配置し、中間弁ケース２１ｂを既設管１の上側に配置してこれらを連結することにより、一対のスリーブ部２１Ｔが既設管１を抱き込む状態となる。そして、上部弁ケース２１ｃの内部に仕切弁Ｖを予め収容しておき、この上部弁ケース２１ｃを中間弁ケース２１ｂの上面に載置して連結することで弁設置ユニットＢが完成する。

切断ユニットＡと弁設置ユニットＢとが完成した状態で、切断ケース１１と弁収容ケース２１とを連結する。また、移動ユニットＣが必要な箇所に配置されている。

〔施工工程：切断及び切除〕
このように弁設置装置Ｓを適切に設置した後に、切断機構１３による切断を開始する。このように切断を行う際には、駆動機構１４の駆動ケース１４ａの駆動スプロケット１４ｂを所定方向に回転することにより切断機構１３の一対の回転フレーム１３ａが管軸芯Ｐを中心に回転する。

また、回転フレーム１３ａが所定方向に回転する際には、回転フレーム１３ａの回転に伴い、切削作動部１３ｄが、作動部材１３ｂと共に切断刃１３ｃを管軸芯Ｐに近接させるため切断刃１３ｃによる切削量を増大させ、既設管１の切断が実現する。

切断が完了した後に、シャフト１５によって切断機構１３と駆動機構１４とを上方に移動させることにより、図５に示すように既設管１のうち切断された部位をセンタフレーム１２と共に上方に移動させる。尚、前述したように、切除機構はシャフト１５の他に、一対の回転フレーム１３ａと、これを支持するセンタフレーム１２とを含むため、シャフト１５を上方に移動させることで既設管１のうち切断された部位が、これらと一体的に上方に移動する。

このように切断された既設管１を切除することにより、図３に示すように既設管１には切除領域Ｒが作り出される。この切除領域の間隔が、切除長Ｌ１となる。

〔施工工程：仕切弁の設置〕
既設管１の切除の後には、移動ユニットＣの駆動力により切断ユニットＡと弁設置ユニットＢとを既設管１に沿って移動させ、図６に示すように弁設置ユニットＢを切除領域Ｒに重複させる位置に配置する。

このように弁設置ユニットＢを配置した状況では、図８に示すように、切除長Ｌ１がシール間隔Ｌ３より短いため、一対の残置管部１ａの各々の外周にシール体２４を接触させてシールを可能にする。また、切除長Ｌ１が対向距離Ｌ２より長いため、残置管部１ａの端部をスリーブ内端２２の内端から内側に露出させることもない。

また、このように弁設置ユニットＢを配置した後には、図７に示すように切断ユニットＡを解体して既設管１から撤去し、弁収容ケース２１の底面とピット２の底壁３との間に支持フレーム２６を配置する。この状態で図８に示すように一対のスリーブ外端２３の間隙部にゴム等の可撓性の外周シール４１を挿入し、更に、この外周シール４１の外方への変位を規制する押輪として押圧リング４２を既設管１（残置管部１ａ）の外面に配置し、複数の締結ボルト４３により、既設管１を締め付けて固定する。

このように位置関係を設定した状態で軸状体２５の作動により、図９に示すように仕切弁Ｖを下降させ、切除領域Ｒの部位に挿入する。図８に示すように仕切弁Ｖの一対の流路部３３の外端の夫々に形成されたフランジ部３３ａが、仕切弁Ｖの挿入方向（同図では下側）の下手側ほど幅狭となる傾斜面として形成されている。また、弁収容ケース２１に形成されるスリーブ部２１Ｔのスリーブ内端２２の内端面２２ｓが、フランジ部３３ａのフランジ面３３ｓと平行する姿勢の傾斜面として形成されている。

これにより、仕切弁Ｖを切除領域Ｒに挿入した場合には、一対のフランジ部３３ａのフランジ面３３ｓが、これに対応するスリーブ部２１Ｔの内端面２２ｓに対して全周で密着させることが可能となる。特に、フランジ部３３ａに、環状のシール部材３５が備えられているため、漏水を招くことのない状態で仕切弁Ｖを備えることが可能となる。

このように仕切弁Ｖを備えた状態において、図１０に示すように弁本体３１の一対のネジ孔３１ａの各々に対して弁収容ケース２１の外部から挿入した固定ボルト３４（固定具の一例）を螺合させ、仕切弁Ｖを弁収容ケース２１に固定する。

固定具として、弁収容ケース２１の外部から固定のためのピン等を挿入することにより仕切弁Ｖを弁収容ケース２１に固定するように構成しても良い。尚、弁収容ケース２１には固定ボルト３４を挿入するための貫通孔が形成されているが、この貫通孔は、固定ボルト３４が挿入されるまで蓋体により閉塞される。

このように、仕切弁Ｖを弁収容ケース２１に固定した後には、弁収容ケース２１の内部へ既設管１から水の漏れがないことを確認した後に、中間弁ケース２１ｂから上部弁ケース２１ｃを取り外し、仕切弁Ｖのシャフト支持部３２の上端部分を取り外して、仕切弁Ｖの弁体の操作軸を露出させる。そして、図１１に示すように上部弁ケース２１ｃに代えて固定プレート２１ｄを中間弁ケース２１ｂに連結固定する。これにより仕切弁Ｖの設置が完了する。

〔実施形態の作用効果〕
このように構成した弁設置装置Ｓでは、既設管１に切断ユニットＡと弁設置ユニットＢとを備え、これらを移動ユニットＣで移動できるように構成することにより、切断ユニットＡで既設管１の一部を切除し、これにより形成される切除領域Ｒを形成できる。このように切断した後には、移動ユニットＣの駆動力により切断ユニットＡと弁設置ユニットＢとを既設管１に沿って移動させ、切除領域Ｒに重なる位置に弁設置ユニットＢを配置し、仕切弁Ｖを挿入して固定する施工を、既設管１に水が流れる状態を維持して行える。

特に、この弁設置装置Ｓでは、既設管１を切断機構１３で切断する際に発生する切粉を切断ケース１１の底部に貯留することになり、この貯留位置が既設管１から下方に大きく離間する位置であるため、切断ユニットＡと弁設置ユニットＢとを既設管１に沿って移動させる際に、切粉が既設管１の外面に付着することや、切除領域Ｒから既設管１の内部に侵入する不都合を解消し、仕切弁Ｖの開閉性能に影響を及ぼすこともない。

更に、この弁設置装置Ｓでは、フランジ部３３ａのフランジ面３３ｓが挿入方向の下手側ほど幅狭となる傾斜面として形成され、弁収容ケース２１に形成されるスリーブ部２１Ｔのスリーブ内端２２の内端面２２ｓが、フランジ部３３ａのフランジ面３３ｓと平行する姿勢の傾斜面として形成されている。このため、仕切弁Ｖの挿入を確実に行え、フランジ面３３ｓと内端面２２ｓとを適正に接触させ、更に、シール部材３５により良好に漏水を阻止する。

弁設置ユニットＢ（仕切弁ユニット）は、内部に仕切弁Ｖを予め収容しておき、既設管１のうち一部が切除された切除領域Ｒに重複する位置に配置されることに、仕切弁Ｖを容易に切除領域Ｒに挿入し、固定することを可能にする。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図１６に示すように、仕切弁Ｖとして、流路部３３の外端部のフランジ部３３ａの非傾斜姿勢となるフランジ面３３ｓに対して、外面側にテーパ面が形成されたフランジ部材３６を固定し、このフランジ部材３６のフランジ面３６ｓを形成する。

この別実施形態（ａ）では、流路部３３の外端に傾斜するフランジ面３３ｓを有する仕切弁Ｖを特別に製造することなく、例えば、既製品の仕切弁Ｖにおいて、流路部３３のフランジ部３３ａ外端にフランジ部材３６を取り付けることにより、傾斜姿勢のフランジ面３６ｓを有する仕切弁Ｖを作り出すことが可能となる。

（ｂ）切断機構１３として、既設管１の外径より大きい直径の孔を形成するホールソー等を用いる。このように切断機構１３を構成することによっても、切除領域Ｒを作り出すことが可能であり、切断機構１３の構造を単純化できる。

また、このように切断機構１３を構成した場合には、管軸芯Ｐに沿って隣合う位置、あるいは、管軸芯Ｐに対して直交する方向で隣合う位置に複数の穿孔を行うように切断形態を設定することが考えられる。このように複数の穿孔を行うことにより、過大な直径のホールソーを用いる必要がない。

（ｃ）弁設置ユニットＢにおいて、仕切弁Ｖを横方向から既設管１の切除領域Ｒに挿入するように軸状体２５による仕切弁Ｖの挿入方向を設定する。

（ｄ）仕切弁Ｖとして、弁本体３１の両側部に形成されるフランジ面の姿勢を、既設管１の管軸芯Ｐに対して直交する姿勢となる構造のものを用いる。これにより仕切弁Ｖとして既製品の使用が可能となり、施工の低廉化が可能となる。また、仕切弁Ｖとして切替弁を用いても良い。

本発明は、既設管に仕切弁を備えるための弁設置装置及び仕切弁ユニットに利用することができる。

１ 既設管
１１ 切断ケース
１１ｓ 貯留空間
１３ 切断機構
１５ シャフト（切除機構）
２１ 弁収容ケース
２１Ｔ スリーブ部
２２ｓ 内端面
２５ 弁設置機構
３３ａ フランジ部
３３ｓ フランジ面
３４ 固定ボルト（固定具）
３５ シール材
４１ 外周シール
４２ 押圧リング（押輪）
Ａ 切断ユニット
Ｂ 弁設置ユニット（仕切弁ユニット）
Ｃ 移動ユニット
Ｒ 切除領域
Ｖ 仕切弁
Ｌ０ 相対距離
Ｌ１ 切断長
Ｌ２ 対向距離

Claims (8)

1. 既設管の外側に密封空間を形成する切断ケースと、前記既設管のうち前記切断ケースの内部に存在する部位を切断する切断機構と、前記切断機構で切断された部位を取り除く切除機構と、を有する切断ユニットと、
   前記既設管の外側に密封空間を形成する弁収容ケースと、前記既設管の流路の開閉が可能な仕切弁を前記既設管のうち前記切断ユニットで切除された切除領域に対し前記既設管の半径方向に沿って挿入する弁設置機構と、を有する弁設置ユニットと、
   前記切断ユニットおよび前記弁設置ユニットを前記既設管に沿ってスライド移動させる移動ユニットと、を備えており、
   前記切断ケースの底部に前記切断機構での切断時に発生する切粉を収める貯留空間が形成されている弁設置装置。
2. 前記貯留空間の内壁面のうち前記既設管の管路に沿う方向で対向する相対距離が、前記既設管のうち前記切断機構の切断により切除される切除長より長く、この切除長が、前記弁収容ケースのうち前記既設管の外周を抱き込む一対のスリーブ部の内端面の対向距離より長く設定されている請求項１に記載の弁設置装置。
3. 前記弁収容ケースのうち前記既設管の外周を抱き込む一対のスリーブ部を有し、
   前記仕切弁が、一対の前記スリーブ部の内端面に接触するフランジ部を有し、
   前記内端面と前記フランジ部との間にシール材を配置している請求項１又は２に記載の弁設置装置。
4. 一対の前記フランジ部の夫々のフランジ面が、前記弁設置機構によって前記仕切弁が設置される際の挿入方向の下手側ほど幅狭となる傾斜面に形成され、
   前記フランジ面に対向する前記スリーブ部の前記内端面が、前記フランジ面に沿う傾斜姿勢に設定されている請求項３に記載の弁設置装置。
5. 切断により除去された切除領域を有する既設管の外側に前記切除領域を含む空間を密封する密封空間を形成する弁収容ケースと、
   前記既設管の流路の開閉を可能にするように前記切除領域に挿入された仕切弁と、を備え、
   前記弁収容ケースが、前記既設管の外周を抱き込む一対のスリーブ部を有し、
   前記仕切弁が、一対の前記スリーブ部の内端面に接触するフランジ部を有し、
   前記内端面と前記フランジ部のフランジ面との間にシール材を配置している仕切弁ユニット。
6. 前記フランジ部が、前記仕切弁の挿入方向の下手側ほど幅狭となる傾斜面に形成され、
   前記フランジ部の前記フランジ面に対向する前記スリーブ部の前記内端面が、前記フランジ面に沿う傾斜姿勢に設定されている請求項５に記載の仕切弁ユニット。
7. 前記仕切弁を前記弁収容ケースに固定するため、前記弁収容ケースの外部から挿入されることにより前記仕切弁に接触する固定具を備えている請求項５又は６に記載の仕切弁ユニット。
8. 前記スリーブ部の外端部分の内周と前記既設管の外周とに亘る外周シールが設けられ、前記外周シールを前記既設管の外周に圧着させる押輪を備えている請求項５〜７の何れか一項に記載の仕切弁ユニット。

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