JPWO2011099398A1 - 不断流装置および不断流工法 - Google Patents

Abstract

第１分割ケース２１に形成され既設管１の径方向Ｃに延びる分岐状の分岐孔２３を有する密閉ケース２０と、密閉ケース２０と既設管１との間をシールするゴムパッキン３０とを備え、第１分割ケース２１には穿孔機３を着脱するためのフランジ２８が設けられ、密閉ケース２０が管軸方向Ｌに往復移動可能で、分岐孔２３が設けられた密閉ケース２０の部位を取り囲み、分岐孔２３を塞ぐ第１シール領域Ｓ１と、第１シール領域Ｓ１に隣接し、かつ、第１シール領域Ｓ１に対しシールされ、第１シール領域Ｓ１から管軸方向Ｌにズレかつカッター３ａで穿孔した開孔を塞ぐことが可能な大きさを持つ第２シール領域Ｓ２と、をゴムパッキン３０が形成している。

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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