JP5124759B2 - 不断流装置および不断流工法 - Google Patents

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Description

本発明は不断流装置および不断流工法に関する。
従来より、既設管内の流体の流れを止めずに開孔を形成し、当該既設管のラインに弁体を挿入する工法は周知である(特許文献1および2参照)。
特開2000−179779(要約書) 特開2004−69059(要約書)
特許文献1および2に開示された従来の分割ケースにはカッターなどからなる切削工具を取り付ける第1フランジと、弁体が収容された弁蓋を取り付ける第2フランジとが既設管の管軸方向に離間されて設けられている。
前記分割ケース内は密閉されており、前記カッターで既設管を穿孔した後、前記分割ケースを既設管の管軸方向に所定量移動させた後、弁体を前記穿孔された開孔に挿入する。
前記従来の分割ケースは、カッターが取り付けられる第1フランジと、弁蓋が取り付けられる第2フランジとが分割ケース内を介して連通しているので、カッターで既設管を穿孔すると、既設管内の水圧が弁蓋を含むケース内全体に負荷される。
そのため、カッターを取り外すためのオペレーションバルブを設ける必要がある。
前記ケースにカッターの取付部と弁蓋の取付部とを形成する必要があり、構造が複雑で、かつ、小型化が難しい。
したがって、本発明の主目的は作業が簡単、かつ、容易であり小型化が可能な不断流装置を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明の不断流装置は、既設管の管壁の一部を穿孔して前記管壁に開孔を形成するためにカッター(切削工具)を備えた穿孔機が装着され、前記開孔が形成された後に前記穿孔機が取り外されるための不断流装置であって、前記既設管の周方向に分割され、前記既設管の一部を囲繞する複数個の分割ケースと、前記複数の分割ケースのうちの第1分割ケースに形成され、前記既設管の径方向に延びる分岐孔を有する分岐状の枝管部とを有する密閉ケースと、前記密閉ケースと前記既設管との間をシールするためのゴムパッキンとを備え、前記第1分割ケースの前記枝管部には前記穿孔機を着脱するためのフランジが設けられ、前記密閉ケースが前記既設管の管軸方向に往復移動可能で、前記分岐孔が設けられた前記密閉ケースの部位を取り囲み、前記分岐孔の周囲において前記密閉ケースと前記既設管との間をシールするための第1シール領域と、前記第1シール領域に隣接し、かつ、前記第1シール領域に対しシールされ、前記第1シール領域から前記管軸方向にズレ、かつ、前記カッターで穿孔した前記開孔を一時的に塞ぐための第2シール領域と、を前記ゴムパッキンが形成している。
本発明においては、前記管壁に形成された前記開孔から前記既設管の内部に侵入して前記既設管内の流体の流れを止めるための仕切弁体と、前記仕切弁体を収容し前記穿孔機に代えて前記フランジを介して前記第1分割ケースに結合される弁蓋とを更に備えている。
本発明では、互いに連通しない第1および第2シール領域を設けている。つまり、第1シール領域と第2シール領域とは互いに連通しないように互いにシールされている。そのため、カッターで既設管を穿孔した場合には、既設管の管路内の水圧が第1シール領域に負荷され、第2シール領域には負荷されない。一方、本装置を管軸方向に移動させると、管路内の水圧が第2シール領域に負荷され、第1シール領域には負荷されない。
前記穿孔した開孔を前記第2シール領域において塞ぐことにより、別途、オペレーションバルブを用いる必要がなくなり、大幅なコストダウンが可能となる。
また、第1分割ケースに設けられたフランジに穿孔機や弁蓋など種々の装置や、分岐管などを取り付けることができる。そのため、従来とは異なり2つのフランジを設ける必要がなくなるから、構造が簡単になると共に、装置を小型化することができる。
さらに、本装置を、40φ〜75φ程度の小口径の既設管に用いる場合には、フランジと穿孔機や弁蓋とを固定するためのボルトの呼び径が本装置に対して大きくなる。しかし、従来とは異なり2つのフランジにボルトを組み付ける必要がなく、単一のフランジにボルトを使用するだけでよい。したがって、隣り合うボルト同士が接近することにより組立が煩雑になるおそれがない。
ところで、本装置を水道管に使用した場合には、50年〜100年単位での耐久性が要求される。そのため、高価なステンレススチール製のボルトやナットを用いる必要がある。本装置では、単一のフランジにボルトやナットを取り付けるだけでよい。したがって、従来とは異なりボルトの数が少なくなる。その結果、大幅なコストダウンを図り得る。
一方、本発明の不断流工法は、組立工程、穿孔工程、第1移動工程、交換工程および第2移動工程を包含する不断流工法であって、前記組立工程では、既設管の一部を前記密閉ケースによって気密状態で囲繞すると共に、オペレーションバルブを設けることなく前記穿孔機を前記第1分割ケースの前記フランジに取り付け、前記穿孔工程では、前記カッターが前記分岐孔を通過し前記既設管の一部に前記開孔を形成し、前記第1移動工程では、第1シール領域が前記開孔を覆わず、かつ、前記第2シール領域が前記開孔を取り囲むように、前記密閉ケースを前記穿孔工程後に前記管軸方向の第1方向に移動させ、前記交換工程では、前記第1移動工程後に前記穿孔機を前記カッターと共に前記フランジから取り外し、前記穿孔機に代えて、前記仕切弁体を収容した弁蓋を前記フランジに装着し、前記第2移動工程では、前記交換工程の後に、前記仕切弁体が前記開孔に侵入することができる位置まで前記第1方向とは反対の第2方向に前記密閉ケースを移動させる。
かかる不断流工法によれば、第1移動工程において、密閉ケースを第1方向に移動することで、第2シール領域によってカッターで穿孔された開孔を塞ぐことができる。そのため、交換工程において、カッターを有する穿孔機を取り外し、穿孔機に代えて弁体を収容する弁蓋を装着することができる。
その後、第2移動工程において、前記第1方向とは反対の第2方向に密閉ケースを移動させ、前記開孔から既設管内に仕切弁体を挿入することができる。
したがって、別途、オペレーションバルブを用いる場合に比べ、前述の利点を有する仕切弁体の挿入を行うことができる。
図1Aは本発明の実施例1にかかる不断流装置においてフランジに穿孔機を取り付けた状態を示す概略縦断面図、図1Bは同横断面図である。 図2Aは同不断流装置において同フランジに弁蓋を取り付けた状態を示す概略縦断面図、図2Bは同横断面図である。 図3Aは既設管に密閉ケースを取り付けた状態を示す概略平面図、図3Bは一部破断した第1分割ケースおよびゴムパッキンを示す分解斜視図である。 図4Aは第1分割ケースの概略底面図、図4Bはゴムパッキンの概略底面図、図4Cはゴムパッキンの概略側面図である。 図5A,図5B,図5C,図5D,図5Eおよび図5Fは、それぞれ、不断流工法を示す概略断面図である。 図6A,図6B,図6Cおよび図6Dは、それぞれ、不断流工法を示す概略断面図である。 図7Aは本発明の実施例2にかかる不断流装置において弁蓋を取り付けた状態を示す概略縦断面図、図7Bはゴムパッキンの概略底面図である。 図8Aおよび図8Bは、それぞれ、同装置の移動方法を示す概略断面図である。
本発明において、前記ゴムパッキンにおける前記第1シール領域を形成する第1部は、前記カッターが通過するための貫通孔を有する格子状に形成され、前記ゴムパッキンにおける前記第2シール領域を形成する第2部は、前記第2シール領域に対応する既設管の部位の全面および前記開孔の全部を覆う円筒形に形成されているのが好ましい。
本態様によれば、密閉ケースを管軸方向に移動させる際に、第2部のパッキンが開孔を跨ぐのであるが、円筒形の管軸方向に連なった第2部は前記開孔に引っ掛って“めくれる”ようなことが生じにくい。
本発明において、前記ゴムパッキンの第2部は、前記既設管の外周面に対面する内周面が前記既設管に向って突出し、かつ、前記既設管の周方向に延びる一対の突条部と、前記一対の突条部の間を連ね、前記突条部よりも内径の大きい連設部とを備えるのが好ましい。
本態様によれば、第2部は一対の突条部を有するワッフル状(ワッフル模様)に形成されている。そのため、連設部と既設管との間の接触圧が小さい。したがって、管軸方向の移動が容易になる。
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図1A〜図6Dは実施例1を示す。
まず、本装置の全体構成について説明する。
不断流装置2:
図1および図2に示す本装置2は、既設管1の管内に流体(たとえば、水等)が流れている状態で既設管1を囲繞し、図5A〜図6Dに示すように、管軸方向Lに移動されることで、不断流穿孔や弁体の挿入・撤去等を行うためのものである。
分割ケース21,22:
図1Bに示すように、本装置2は密閉ケース20を備えている。密閉ケース20は、既設管1の一部を囲繞する2個の分割ケース21,22からなる。
前記第1および第2分割ケース21,22は、枝管部27の軸線Xに略直交する仮想平面に沿って分割されている。一対の前記分割ケース21,22は、既設管1に対して既設管1の管径方向Cの上下から外嵌装着され、結合部25が組立ボルト29aおよび組立ナット29bにより互いに締結されて組み立てられる。
図1Aに示すように、前記各分割ケース21,22は、既設管1の外周面13に概ね沿って湾曲した内周面29をそれぞれ備えている。
図1Bに示す前記複数の分割ケース21,22のうち、第1ケース21には、既設管1の径方向Cに突出して延びる分岐状の分岐孔23を有する前記枝管部27が一体に形成されている。
枝管部27:
前記枝管部27には、たとえば板状フランジのようなフランジ28が一体に形成されており、該フランジ28には図1Bに示す穿孔機3や、図2Bに示す弁蓋5等が取り付けられる。
ゴムパッキン30:
図3Aにおいて、既設管1に相当する部分には細かな網点を施してある。図4Aにおいて、分割ケース21(22)のパッキン装着部41〜44には粗い網点が施してある。図4Bおよび図4Cにおいて、ゴムパッキン30には細かな網点を施してある。
図4Aに示すように、分割ケース21(22)の内面には、格子状の溝からなる前記パッキン装着部41〜44が形成されている。前記パッキン装着部41〜44には、図3Bに示すゴムパッキン30が装着され、図1Aに示すように、前記ゴムパッキン30により既設管1と密閉ケース20との間がシールされる。
図3Bおよび図4Bに示すように、前記ゴムパッキン30は、半割れ状の第1〜第3シールリング31〜33と直線状の2本の直線部35,35を備えている。
図4Aに示すように、分割ケース21(22)には、前記第1〜第3シールリング31〜33および直線部35,35がそれぞれ嵌り込む第1〜第3凹部41〜43および第4凹部44,44が形成されている。
図4Cおよび図3Bに示すように、第1〜第3シールリング31〜33は、既設管1の外周面13に密着するように、その内周面34が半円状に形成されている。前記第4凹部は直線部35が嵌まって、分割ケース21(22)が既設管1に取り付けられた際に直線部35同士が互いに密着するように直線状に形成されている。
第1シール領域S1:
図1Aに示すように、第1シールリング31および第2シールリング32は、分岐孔23の管軸方向Lの両側に配置されている。そのため、第1シールリング31と第2シールリング32との間には、分岐孔23が設けられた密閉ケース20の部位を取り囲んで密閉する第1シール(密閉)領域S1が形成されている。すなわち、分岐孔23に対応する部分に分岐孔23を塞ぐ第1シール領域S1が形成されている。
第2シール領域S2:
図4Bに示すように、第2シールリング32と第3シールリング33との間には第2シール領域S2が形成されている。すなわち、図1Aに示すように、第2シール(密閉)領域S2は、前記第1シール領域S1に隣接し、かつ、前記第1シール領域S1に対しシールされている。前記第2シール領域S2は、前記第1シール領域S1から管軸方向Lにズレ、かつ、図5Eに示す前記カッター3a(図1A)で穿孔した開孔1aを塞ぐことが可能な大きさを持つように形成されている。
前記各シール領域S1,S2は各々密閉された空間で、前記シール領域S1,S2同士は互いに連通していない。
なお、図1Bに示すように、第1分割ケース21の結合部25と、第2分割ケース22の結合部25との間において、前記直線部35,35が互いに対向するように設けられている。
不断流工法:
組立工程;
まず、図1Aおよび図1Bに示すように、既設管1の一部を前記密閉ケース20によって気密状態で囲繞すると共に、前記フランジ28を介して前記穿孔機3を第1分割ケース21に取り付ける。
すなわち、第1分割ケース21と第2分割ケース22とで既設管1を上下に挟むように囲繞すると、ゴムパッキン30の第1〜第3シールリング31〜33の内周面34が既設管1の管壁12(外周面13)に接触し、図1Aに示すように、第1シール領域S1および第2シール領域S2が形成される。
その後、図1Bに示す前記両分割ケース21,22の結合部25にボルト29aを通し、前記ボルト29aにナット29bを螺合させることで、既設管1の一部を密閉ケース20によって気密状態で囲繞する。
穿孔工程;
その後、図5Aおよび図5Bに示すように、穿孔機3を既設管1の中心に向って移動(下降)させて穿孔機3のカッター3aで既設管1の管壁12の一部を穿孔し、穿孔機3のカッター3aを回転させながら本装置2全体を周方向Rに回動させることで、図5Cおよび図5Dに示すように既設管1の一部を穿孔して略半周にわたる開孔1aを形成する。
第1移動工程;
その後、穿孔機3を元の位置まで戻し、図5Cの二点鎖線で示す位置まで密閉ケース20を第1方向L1にスライド移動させる。すなわち、図5Eに示すように、第1シール領域S1が前記開孔1aを覆わず、かつ、第2シール領域S2が前記開孔1aを取り囲むように、密閉ケース20を移動させる。
交換工程;
図5Eおよび図5Fに示すように、前記第1移動工程後に穿孔機3をカッター3aと共に密閉ケース20から取り外す。
ここで、前記第1移動工程により、前記開孔1aが前記第2シール領域S2によってシールされている。そのため、既設管1の管路内を流れる水が開孔1aから噴出するおそれがない。
前記穿孔機3の取り外し後、図6Aおよび図6Bに示すように、第1分割ケース21のフランジ28に弁蓋5を装着する。前記弁蓋5内には、既設管1内に侵入可能な弁体5aが内蔵されている。
第2移動工程;
その後、図6Aの二点鎖線で示すように密閉ケース20を前記第1方向L1とは反対の第2方向L2にスライド移動させる。この第2移動工程により、図6Cおよび図6Dに示すように、仕切弁体5aが開孔1aから既設管1内に侵入可能な位置まで密閉ケース20が移動される。
止水工程;
その後、弁蓋5の操作部51を回転させると、仕切弁体5aが下降し、図2Aおよび図2Bに示すように、既設管1の管路が塞がれ止水される。この止水後、既設管1の下流側の作業を行う。
その後、弁蓋5の操作部51を逆回転させると、図6Cおよび図6Dに示すように、仕切弁体5aが上昇する。
弁蓋5および仕切弁体5aが不必要な場合は、前記仕切弁体5aを上昇させた後、密閉ケース20を第1方向L1方向に再びスライド移動させる。
前記移動により、図6Aおよび図6Bに示すように、第1シール領域S1が前記開孔1aを覆わず、かつ、第2シール領域S2が前記開孔1aを取り囲む。
前記移動後、仕切弁体5aと共に弁蓋5を密閉ケース20から取り外す。
図7Aおよび図8Bは実施例2を示す。
図7Bに示すように、ゴムパッキン30における第1シール領域S1を形成する第1部61は、カッター3a(図1)や仕切弁体5a(図7A)が通過する貫通孔61aを有する格子状に形成されている。
図7Aおよび図7Bに示すように、前記ゴムパッキン30における第2シール領域S2を形成する第2部62は、該第2シール領域S2に対応する既設管1の部位の全周面を覆う円筒形に形成されている。
第2部62:
前記ゴムパッキン30の第2部62において、第2凸部32および第3凸部33には、突条部64,65がそれぞれ形成されている。前記突条部64,65において、既設管1の外周面13に対面する内周面は既設管1に向って突出している。
前記ゴムパッキン30第2凸部32と第3凸部33との間には、前記一対の突条部64,65の間を連ね、該突条部64,65よりも内径の大きい連設部66が一体に形成されている。
したがって、図7Bに示すように、第2部62は、一対の突条部64,65および一対の直線部35,35を含むワッフル状(ワッフル模様)に形成されている。
なお、図7Aに示すように、本実施例2の密閉ケース20には、既設管1の外周面13に接触する締結リング70が設けられている。
かかる構成において、図8Aに示すように既設管1の一部を密閉ケース20によって気密状態で囲繞すると、第1〜第3凸部31〜33が変形して既設管1の外周面13に密着すると共に、連設部66の内周面63が既設管1の外周面13に接触ないし近接する。
図8Aに示すカッター3aによる穿孔工程の後、密閉ケース20を第1方向L1にスライド移動させると、連設部66がバックアップリングのような働きをすることで、第2凸部32が開孔1a内で倒れるおそれがなくなる。そのため、第2凸部32が開孔1aに引っ掛かって“めくれる”ような現象が生じにくい。
かかる移動により、図8Bに示すように、第2凸部32および第3凸部33が開孔1aを跨ぐように、密閉ケース20が第1方向L1に移動され、第2部62により既設管1の開孔1aが覆われる。
前記密閉ケース20を第2方向L2に移動させると、第2凸部32が連設部66を介して第3凸部33に連なっていることによって開孔1a内で第2凸部32が倒れるのが防止される。そのため、第2凸部32が開孔1aを乗り越え易くなる。
その他の構成は、実施例1と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
なお、前記実施例2において、第2シール領域S2を形成する第2部62は前記凸部32,33を有していない半円筒形のゴムパッキンを2つ合わせた円筒形に形成されていてもよい。この場合、第2部62の内周面の全面が既設管の外周面に圧接する。
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。
前述した実施例では、既設管を囲繞する密閉ケースは第1および第2分割ケースの2分割としたが3分割以上であってもよい。
また、既設管を囲繞するケースは鋳造品であってもよいし、鋼板で形成されてもよい。鋼板で形成した場合には、第1および第2分割ケースを仮に組み立てた状態で溶接することにより2つの分割ケースを一体に形成してもよい。
また、穿孔する孔の形状は円弧状に限らず、円形であってもよい。なお、円形の孔は周知のホールソーで形成することができる。
したがって、以上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。
本発明の不断流装置および不断流工法は、水道やガスなどの既設管のラインに仕切弁体を挿入し、この挿入した仕切弁体により流体の流れを止めるのに用いることができる。
1:既設管
2:不断流装置
3a:カッター
12:管壁
20:密閉ケース
21:第1分割ケース
23:分岐孔
28:フランジ
30:ゴムパッキン
L:管軸方向
L1:第1方向
L2:第2方向
R:周方向
S1:第1シール領域
S2:第2シール領域

Claims (5)

  1. 既設管の管壁の一部を穿孔して前記管壁に開孔を形成するためにカッターを備えた穿孔機が装着され、前記開孔が形成された後に前記穿孔機が取り外されるための不断流装置であって、
    前記既設管の周方向に分割され、前記既設管の一部を囲繞する複数個の分割ケースを包含する密閉ケースと、
    前記密閉ケースと前記既設管との間をシールするためのゴムパッキンとを備え、
    前記複数の分割ケースのうちの1つである第1分割ケースには、前記既設管の径方向に延びる分岐孔を有する分岐状の枝管部が形成され、
    前記第1分割ケースの前記枝管部には前記穿孔機を着脱するためのフランジが設けられ、
    前記密閉ケースが前記既設管の管軸方向に往復移動可能で、
    前記分岐孔が設けられた前記密閉ケースの部位を取り囲み、前記分岐孔の周囲において前記密閉ケースと前記既設管との間をシールするための第1シール領域と、
    前記第1シール領域に隣接し、かつ、前記第1シール領域に対しシールされ、前記第1シール領域から前記管軸方向にズレ、かつ、前記カッターで穿孔した前記開孔を一時的に塞ぐための第2シール領域と、を前記ゴムパッキンが形成している不断流装置。
  2. 請求項1において、前記管壁に形成された前記開孔から前記既設管の内部に侵入して前記既設管内の流体の流れを止めるための仕切弁体と、
    前記仕切弁体を収容し前記穿孔機に代えて前記フランジを介して前記第1分割ケースに結合される弁蓋とを更に備えた不断流装置。
  3. 請求項2において、前記ゴムパッキンにおける前記第1シール領域を形成する第1部は、前記カッターが通過するための貫通孔を有する格子状に形成され、
    前記ゴムパッキンにおける前記第2シール領域を形成する第2部は、前記第2シール領域に対応する前記既設管の部位の全面および前記開孔の全部を覆う円筒形に形成されている不断流装置。
  4. 請求項3において、前記ゴムパッキンの第2部は、前記既設管の外周面に対面する内周面が前記既設管に向って突出し、かつ、前記既設管の周方向に延びる一対の突条部と、前記一対の突条部の間を連ね、前記突条部よりも内径の大きい連設部とを備える不断流装置。
  5. 請求項2の不断流装置を用い、組立工程、穿孔工程、第1移動工程、交換工程および第2移動工程を包含する不断流工法であって、
    前記組立工程では、前記既設管の一部を前記密閉ケースによって気密状態で囲繞すると共に、オペレーションバルブを設けることなく前記穿孔機を前記第1分割ケースの前記フランジに取り付け、
    前記穿孔工程では、前記カッターが前記分岐孔を通過し前記既設管の一部に前記開孔を形成し、
    前記第1移動工程では、前記第1シール領域が前記開孔を覆わず、かつ、前記第2シール領域が前記開孔を取り囲むように、前記密閉ケースを前記穿孔工程後に前記管軸方向の第1方向に移動させ、
    前記交換工程では、前記第1移動工程後に前記穿孔機を前記カッターと共に前記フランジから取り外し、前記穿孔機に代えて、前記仕切弁体を収容した弁蓋を前記フランジに装着し、
    前記第2移動工程では、前記交換工程の後に、前記仕切弁体が前記開孔に侵入することができる位置まで前記第1方向とは反対の第2方向に前記密閉ケースを移動させる不断流工法。
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