JPWO2019167646A1 - 配管構造および工法および管工事方法 - Google Patents

Abstract

管に開口を形成する工法であって、管の周方向Ｒに分割されたケースで管を囲繞する工程と、ケース内に配置した切削工具で管の外表面を切削して、薄皮で形成された底を持つ溝を管に形成する薄皮形成工程と、切削により生成された切り粉を除去するためにケース内の気体と共に切り粉を吸引する吸引工程と、薄皮形成工程と吸引工程の実行後に、薄皮を破って開口を形成する。

Description

本発明は配管構造および工法および管工事方法に関する。

従来より、既設管内の流体の流れを止めずに切削工具で既設管を切削して開口を形成し、前記開口から既設管のラインに仕切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）。

ＪＰ２０００−１７９７７９ Ａ（要約書） ＪＰ２００４−６９０５９ Ａ（要約書） ＷＯ２０１１／０９９３９８ Ａ（フロントページ）

エンドミルやホールソーなどの切削工具で既設管の管壁を切削する際には切り粉が生じる。そのため、ケースに排水口を設け、既設管内の流体と共に切り粉の排出を行っている。

しかし、従来の工法では切削工具で開口を形成する際に生じた細かい切り粉が既設管内に侵入するのは避けられない。かかる切り粉は水道管の内部において夾雑物となる上、錆の発生する原因となる。

したがって、本発明の目的は切削時に生じた切り粉が管内に侵入することなく、管に開口を形成し得る配管構造および工法および管工事方法（工法）を提供することである。

本発明方法は第１の局面において、管１に開口を形成する工法であって、
ケース２０で前記管１の一部を囲繞する工程と、前記囲繞する工程において、前記ケース２０には切削工具３としてのミリング状の工具を持つカッター３２が取り付けられ、
前記ケース２０内に配置した前記切削工具３で前記管１の外表面１３を切削して、薄皮１Ｓで形成された有底の溝Ｇを前記管１に形成する薄皮形成工程と、
前記切削により生成された切り粉Ｔを除去する除去工程と、
前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮１Ｓを破って開口１０を形成する工程とを備える。

本発明方法は第２の局面において、管１に開口を形成する工法であって、
管１の周方向Ｒに回転可能な回転体２を前記管１のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体２にはミリング状の切削工具３を持つカッター３２が取り付けられ、
前記ミリング状の切削工具３を前記工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記回転体と共に前記管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記管１の外表面１３を切削して、薄皮１Ｓで形成され前記周方向Ｒに長い有底の溝Ｇを前記管１に形成する薄皮形成工程と、
前記切削により生成された切り粉Ｔを除去する除去工程と、
前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮１Ｓを突き破って開口１０を形成する工程とを備える。

本発明方法によれば、切削工具３により管１に開口を形成するのではなく、有底の溝Ｇを形成する。そのため、切削工具３で管１を切削した際に生じた切り粉Ｔが管１内に侵入するおそれはない。

一方、前記溝Ｇの底は薄皮１Ｓで形成されている。そのため、前記薄皮１Ｓを突き破ることで、切り粉Ｔが発生することなく、開口１０を形成することができる。

一方、本発明の配管構造は管１に仕切弁体４を組み込んだ配管構造であって、
周方向Ｒに延び薄皮１Ｓで形成された有底の溝Ｇを定義する管１と、
前記有底の溝Ｇを含む管１の一部を囲繞するケース２０と、
前記ケース２０内に配置された仕切弁体４と、
前記溝Ｇに向かって前記仕切弁体４を接近させ更に前記有底の溝Ｇの薄皮１Ｓを突き破って開口１０を形成するように前記仕切弁体４を移動させる弁棒４３とを備え、
前記仕切弁体４は、
前記管１の内部に入り込む円形状の弁本体４０と、
前記弁本体４０の先端側に設けられ前記薄皮１Ｓを破って前記開口１０を形成するための刃４１と、
前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口１０の周囲の前記管１の部位に接して前記開口１０を閉塞するシール部４２とを備える。

本発明構造によれば、薄皮１Ｓを突き破った刃４１が管１の内周面に接し、シール部４２が溝Ｇの周囲の管１の部位に接して、管１内の上流側と下流側とをシールする。

管１がプラストマー製やエラストマー製である場合、前記シール部は金属製であってもよい。一方、既設管１が鋼管等である場合、前記シール部はエラストマーで形成されていてもよい。前記エラストマーとしては、加硫ゴムの他に熱可塑性樹脂やラテックスなどを採用することもできる。

図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、実施例１にかかる不断流工法の囲繞工程を示す横断面図および縦断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、実施例１にかかる不断流工法の薄皮形成工程を示す横断面図および縦断面図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、実施例１にかかる不断流工法の薄皮形成工程を示す横断面図および縦断面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、切り粉を回収する他の方法を示す横断面図および縦断面図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、実施例１にかかる不断流工法の組付工程を示す横断面図および縦断面図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ、実施例１にかかる不断流工法の開口を形成する工程を示す横断面図および縦断面図である。 図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ、実施例１にかかる不断流工法の開口を形成する工程を示す横断面図および縦断面図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ、実施例１にかかる不断流工法の挿入工程を示す横断面図および縦断面図である。 図９は同実施例１にかかる切削工具および仕切弁体を既設管と共に拡大して示す縦断面図である。 図１０は同実施例１にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。 図１１は同実施例１にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。

なお、図１０および図１１において、構造を明確にするために、薄皮部分はグレーで示している。

図１２は実施例１にかかる仕切弁の構造を示す概略斜視図、正面図、側面図、横断面図および縦断面図である。 図１３（ａ）は実施例１の変形例にかかる刃および仕切弁を示す斜視図、図１３（ｂ）〜（ｅ）は同変形例にかかる仕切弁の構造を示す図である。 図１４Ａおよび図１４Ｂは、それぞれ、実施例２にかかる切削工具およびカッターを示す縦断面図および横断面図である。 図１５Ａおよび図１５Ｂは、それぞれ、実施例２の薄皮形成工程を示す縦断面図および横断面図である。 図１６Ａおよび図１６Ｂは、それぞれ、同実施例２の組み付け工程を示す縦断面図および横断面図である。 図１７Ａおよび図１７Ｂは、それぞれ、同実施例２の挿入工程を示す縦断面図および横断面図である。 図１８Ａ、図１８Ｂおよび図１８Ｃは、それぞれ、実施例３にかかるケースの平面図、正面図および側面図である。 図１９は実施例２および３にかかる仕切弁の構造を示す概略斜視図、正面図、側面図、横断面図および縦断面図である。 図２０は実施例４にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。 図２１は同実施例４にかかる不断流工法の工程を示す概略斜視図である。なお、図２１および図２２において、構造を明確にするために、鉄管の薄皮部分はグレーで示し、モルタルライニングの部分はドット模様で示している。 図２２は同実施例４にかかる工程を既設管と共に拡大して示す縦断面図である。 図２３（ａ）は実施例５にかかる刃を示す斜視図、図２３（ｂ）〜（ｄ）は実施例７にかかる工法を示す横断面図である。 図２４は実施例６にかかる不断流工法の工程を示す既設管の斜視図である。 図２５Ａおよび図２５Ｂは、それぞれ、同既設管の横断面図および側面図である。 図２６（ａ）は同実施例６にかかる刃を示す斜視図、図２６（ｂ）〜（ｄ）は実施例６にかかる工法を示す横断面図である。 図２７は実施例７にかかる不断流工法の工程を示す断面図である。

好ましい工法においては、前記囲繞する工程において、前記ケース２０には前記切削工具３としてのミリング状の工具を持つカッター３２が取り付けられている。
この場合、ミリング状の切削工具３により有底の溝を精度良く形成することができる。

好ましい工法においては、前記ミリング状の切削工具３を工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記ケース２０と共に前記管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記周方向Ｒに長い前記有底の溝Ｇを形成する。

ケース２０と共に切削工具３を旋回させることで、ミリング状の切削工具３は有底の溝Ｇを精度良く形成することができる。そのため、薄皮１ｓを適宜の厚さに設定でき、管１内に流体を密封できると共に、刃により薄皮１ｓを容易に破ることができる。

好ましい工法においては、前記開口１０から仕切弁体４を前記管１内に挿入する挿入工程を更に備える。この場合、仕切弁体４を管１内に挿入することができる。

好ましい工法においては、前記薄皮形成工程および前記除去工程の実行後、前記開口１０を形成する工程の前に、前記管１の前記溝Ｇの表面に塗膜６を形成する工程を更に備える。

開口を形成する前に管１の表面に塗膜を形成することで、容易に防錆を行うことができる。

更に好ましい工法においては、前記仕切弁体４は、
前記管１の内部に入り込む円形状の弁本体４０と前記弁本体４０の先端側に設けられ前記薄皮１Ｓを破って前記開口１０を形成する刃４１と、
前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口１０の周囲の管１の部位に接して前記開口１０を閉塞するシール部４２とを備え、
前記仕切弁体４の刃４１が前記薄皮１Ｓを突き破って前記開口１０を形成する工程が実行され、
前記仕切弁体の弁本体４０が前記管１内に侵入し、前記シール部４２が前記開口１０の周囲の管１の部位に接すると共に、前記弁本体４０の先端側が前記管１の内周面１４に接して前記挿入工程が実行される。

この場合、仕切弁体４に設けた刃４１で薄皮１ｓを突き破り、仕切弁体４の弁本体４０が管１の内周面１４に接して、仕切弁体４が管１に挿入される。したがって、作業用のバルブを設けなくても弁挿入が可能となる。

更に好ましい工法においては、前記溝Ｇは前記管１の周方向Ｒに延び、
前記薄皮１Ｓは管軸方向Ｓの中央部の厚さが管軸方向Ｓの両側よりも薄く形成され、
前記厚さの薄い中央部を前記刃４１が破ることで前記開口１０を形成する工程が実行される。

中央部が両側よりも薄い薄皮１Ｓは、先端が山型のエンドミルや段付のエンドミルにより、容易に形成することができる。
また、両側よりも薄い中央部に仕切弁体４の刃４１を押し当てることにより中央部が容易に破断し、再現性が高くなり、止水の信頼性が向上する。

好ましい配管構造においては、前記弁本体４０の刃４１が金属製で、
閉弁状態の前記弁本体４０は、前記金属製の刃４１が前記管１の内周面１４に接し、シール部４２が前記溝Ｇの周囲の管１の部位に接する。

管１が例えば鋼管である場合、金属製の刃４１は前記薄皮１ｓを突き破ると共に、管１内に侵入した後は、管１の内周面１４に接して、管１の上流側と下流側とをシールするであろう。
一方、シール部４２は管１の溝Ｇの周囲に接し付近をシールするであろう。

好ましい管工事方法においては、管１の周方向Ｒに回転可能な回転体を前記管１のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体にはミリング状の切削工具３を持つカッター３２が取り付けられ、
前記ミリング状の切削工具３を前記工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記回転体と共に前記管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記管１の外表面１３を切削して、薄皮１Ｓで形成され前記周方向Ｒに長い有底の溝Ｇを前記管１に形成する薄皮形成工程と、
前記切削により生成された切り粉Ｔを除去する除去工程と、
前記回転体および前記カッター３２を前記管１から取り外す工程と、
前記仕切弁体４を内蔵した前記ケース２０が前記有底の溝Ｇを含む前記管１の一部を囲繞するように前記ケース２０を前記管１に装着する。

この場合、ケース２０とは別の回転体を用いることで、管１のまわりをスムースに回転する構造を採用することができる。
回転体としては、管の表面に転がり接触する複数のローラを有していてもよい。

前記溝Ｇの形成後は回転体とカッターを取り外し、回転体とは別のケースを管１に装着する。装着されるケースは管の周方向に分割されていてもよいし、溝Ｇを覆い囲うようなネックフランジ形式でもよい。また、ケースは管１に溶着されてもよい。

１つの前記各実施態様または下記の実施例に関連して説明および／または図示した特徴は、１つまたはそれ以上の他の実施態様または他の実施例において同一または類似な形で、および／または他の実施態様または実施例の特徴と組み合わせて、または、その代わりに利用することができる。

本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかし、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。

以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
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１Ａ〜図５Ｂ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９〜図１１に示すように、不断流下で弁体の挿入等を行うためのものである。

分割ケース２１，２２：
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本装置２は密閉ケース（回転体の一例）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を備える。

前記第１および第２分割ケース２１，２２は、枝管部２７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の管径方向に外嵌装着され、結合部２５が組立ボルトナット２６により互いに締結されて組み立てられる。なお、結合部２５において各分割ケース２１，２２は互いにメタルタッチで接触しているのが好ましい。

図１Ａに示すように、前記各分割ケース２１，２２は、既設管１の外表面１３に概ね沿って湾曲した内周面２４をそれぞれ備えている。図１Ａに示す前記複数の分割ケース２１，２２のうち、第１分割ケース２１には、既設管１の径方向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１Ａに示すカッター３２や、図５Ｂに示す弁蓋４４等が取り付けられる。

ゴムパッキン６０：
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、ゴムパッキン６０にはハッチングを施してある。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、分割ケース２１（２２）の内面には、溝からなる前記パッキン装着部６１が形成されている。前記パッキン装着部６１には、図１Ｂに示すゴムパッキン６０が装着され、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、前記ゴムパッキン６０により既設管１と密閉ケース２０との間がシールされる。

前記分割ケース２１のフランジ２８には切削用ベース３１が締結されている。前記切削用ベース３１にはカッター３２が取り付けられている。前記カッター３２の先端にはエンドミル状の切削工具３が装着されている。

前記カッター３２は切削工具３を中心軸（線）３０のまわりに回転駆動させる。また、切削工具３は送り装置３３により既設管１の径方向に進退される。

一方、図２Ａおよび図３Ａのように、切削工具３およびカッター３２はケース２０と共に既設管１の周方向Ｒに回転可能である。したがって、図３Ａのように、切削工具３は既設管１の周方向Ｒに長い溝Ｇを切削することができる。

本例においては、図１０のグレーで示すように、溝Ｇが薄皮１ｓで形成された底部を持つように管が切削される。図９（ａ）に拡大して示すように、切削工具３の先端は円錐状に尖っていてもよい。先端の角度は１７０°〜１５０°程度が好ましいかもしれない。

図９（ａ）において、前記溝Ｇの薄皮１Ｓは管軸方向Ｓの中央部の厚さが管軸方向Ｓの両側よりも薄く形成される。例えば鋼管の場合、薄皮１Ｓの中央部の厚さは０．２−０．４ｍｍ程度で、薄皮１Ｓの両側の厚さは０．４−０．６ｍｍ程度であってもよい。なお、本例の各図においては薄皮１Ｓの厚さの変化が誇張して描かれている。

図３Ｂに示すように、前記ケース２０内の空間は、吸引管５０を介して負圧源５に連通していてもよい。負圧源５は吸引管５０を介してケース２０内の空気と共にエンドミルの切削により生じた切り粉Ｔをケース２０内から吸い出す。

図５Ａ−図８Ｂは配管構造を示す。

図１０に示すように、本配管構造は、既設管１に仕切弁体４を組み込んだ配管構造である。前記既設管１は溝Ｇを有する。溝Ｇは周方向Ｒに延び薄皮１Ｓで形成された底を有する。この溝Ｇは前述のエンドミル状の切削工具３で形成することができる。なお、前記溝Ｇを含む既設管１の一部は図５Ａのケース２０に囲繞されている。

図５Ａの本配管構造は、前記既設管１、前記ケース２０、仕切弁体４および弁棒４３を備える。本配管構造のケース２０は前記第１および第２分割ケース２１，２２に加え、弁蓋４４を備える。

図５Ａに示す開弁状態において、前記弁蓋４４は仕切弁体４の一部を収容する。すなわち、弁蓋４４はケース２０の一部を構成し、前記弁蓋４４、第１分割ケース２１および第２分割ケース２２は仕切弁体４を収容する。なお、前記弁蓋４４はフランジ２８を介して第１分割ケース２１に結合されている。

前記弁棒４３は回転操作されることにより、前記溝Ｇに向かって前記仕切弁体４を接近させ更に前記溝Ｇの薄皮１Ｓを突き破って図７Ｂの開口１０を形成するように前記仕切弁体４を管径方向Ｄに移動させる。

前記仕切弁体４は弁本体４０、刃４１およびシール部４２を備える。

図１０の前記弁本体４０は前記既設管１の内部に入り込む円形状の部分である。前記刃４１は金属製で前記弁本体４０の先端側に設けられ前記薄皮１Ｓを破って前記開口１０を形成するためのものである。
図８Ｂの前記シール部４２はゴム製で、前記先端側の反対の基端側に設けられ前記溝Ｇの周囲の既設管１の部位に接して前記開口１０を閉塞する。

閉弁状態の前記仕切弁体４は、前記金属製の刃４１が前記既設管１の内周面１４に接し、前記ゴム製のシール部４２が前記溝Ｇの周囲の既設管１の部位に接する。

弁本体４０の上端部分には、つまり、溝Ｇに接するシール部４２には、シール用のゴムが配置されていてもよい。これらのシール用のゴムは弁本体４０を包むように焼付けで、金属板に一体とされていてもよい、。

不断流工法：
つぎに、既設管１内に流体が流れている状態で、前記既設管１に開口１０を形成し、仕切弁体４を既設管１内に挿入する不断流工法について説明する。

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および切削用ベース３１を介して前記カッター３２を第１分割ケース２１に取り付ける。
なお、予め、前記両分割ケース２１，２２の結合部２５を前記ボルトナット２６で締結することで、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。

薄皮形成工程；
その後、図２Ａのように、ケース２０と共にカッター３２を所定角度に設定した後に、切削工具３を既設管１の中心に向って移動させて切削工具３で既設管１の管壁１２の一部を削る。この状態で、つまり切削工具３で管１を削りながら、図３Ａの本装置２全体を周方向Ｒに回動させることで、図１０（ａ），（ｂ）に示すように既設管１の一部を切削した有底の溝Ｇが略半周にわたって形成される。

すなわち、図２Ａ−図３Ｂの薄皮形成工程においては、前記ケース２０内に配置した切削工具３で前記既設管１の外表面１３を切削して、既設管１の内表面で形成された薄皮１ｓの底を持つ溝Ｇを前記既設管１に形成する。

本例の場合、まず、図２Ａに示すように、切削工具３を中心軸３０のまわりに回転させながら、切削工具３が既設管１を貫通しないように切削工具３を既設管１の中心に向かって送る。ついで、図３Ａのミリング状の前記切削工具３を工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記ケース２０と共に前記既設管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記周方向Ｒに長い、例えば周方向Ｒに約半周にわたる有底の前記溝Ｇを形成することにより前記薄皮形成工程が実行される。
なお、薄皮形成工程において、溝Ｇが有底となるように、切削工具３により切削する深さは既設管１の厚さよりも小さくする必要がある。

吸引工程：（除去工程）
吸引工程においては、図２Ｂおよび図３Ｂに示すように、前記切削により生成された切り粉Ｔを除去するために、負圧源５が吸引管５０を介して前記ケース２０内の気体（空気）と共に前記切り粉Ｔを吸引する。なお、切り粉Ｔの吸引中に切り粉Ｔを空気と共に吸引し易くするために、エアの導入孔５１がケース２０に設けられていてもよい。

吸引工程は図２Ｂおよび図３Ｂのように前記薄皮形成工程と同時に実行されてもよいし、図４Ａおよび図４Ｂのように、薄皮形成後に実行されてもよい。前記負圧源５としては市販の電気掃除機を用いてもよく、その場合、吸引管５０はケース２０に固定される必要もない。

交換工程；
次に、図３Ａおよび図３Ｂの前記薄皮形成工程後にカッター３２および切削工具３を密閉ケース２０から取り外す。ここで、前記薄皮１ｓは既設管１内に流体を閉じ込めている。そのため、既設管１の管路内を流れる水が既設管１から噴出するおそれがない。

図３Ｂの前記カッター３２の取り外し後、前記開口を形成する前に、図９（ｂ）のように、既設管１の溝Ｇの表面に塗膜６を形成する。塗膜６は防錆用のエポキシ樹脂の他、液体ゴムを塗布してシールにも役立つゴムの皮膜であってもよい。塗布方法はハケ塗又はスプレーで塗布してもよい。更にケース２０を回転させながら塗布してもよい。その後、図５Ａに示すように、第１分割ケース２１のフランジ２８に弁蓋４４を装着する。前記弁蓋４４内には、既設管１内に侵入可能な仕切弁体４が内蔵されている。

開口形成工程：
前記交換工程、前記薄皮形成工程および前記吸引工程の実行後に、図６Ａ−図８Ｂのように、前記薄皮１Ｓを破って開口１０を形成する開口形成工程が実行される。本例の場合、前記仕切弁体４の刃４１が前記薄皮１Ｓを突き破って前記開口１０を形成し、更に、弁本体４０が前記開口１０を押し拡げる。

図１０の本例において、前記溝Ｇは前記既設管１の周方向Ｒ（図１０（ｂ）参照）に延び、図９（ｃ）のように、前記薄皮１Ｓは管軸方向Ｓの中央部１９の厚さが管軸方向Ｓの両側よりも薄く形成されている。前記厚さの薄い中央部１９を前記刃４１が破ることで前記開口１０を形成する工程が実行される。

開口形成工程において、図５Ａおよび図５Ｂの弁棒４３を回転操作すると、まず、図６Ｂおよび図６Ａの刃４１は既設管１の薄皮１Ｓのトップの部分に当接して、当該部分を切り開く。続いて、図７Ｂおよび図７Ａの刃４１は前記薄皮１Ｓを更に切り開き、図８Ａおよび図８Ｂのように、刃４１が既設管１の内周面１４に接するまで、刃４１が既設管１の両サイドを切り開く。

挿入工程：
図９（ｃ）〜（ｅ）に示すように、前記開口形成工程において、刃４１が薄皮１Ｓを切り開くと共に刃４１が薄皮１Ｓを押し開いて破り、弁本体４０は刃４１と共に既設管１内に侵入する。すなわち、本例の場合、開口形成工程と共に仕切弁体４を既設管１内に挿入する挿入工程が実行される。

続いて、図８Ａおよび図８Ｂの前記弁棒４３を更にねじ込むと、既に内周面１４に当接した刃４１は進まず、一方、図９（ｅ）の刃４１が既設管１の内周面１４にメタルタッチで接してシールする。

同時に、図９（ｅ）の弁本体４０の基端側のシール部４２が開口１０内に入り込み開口１０の周囲の既設管１の部位に接して、当該開口１０の部分のシールがなされる。

こうして、前記仕切弁体の弁本体４０が前記既設管１内に侵入し、前記シール部４２が前記開口１０の周囲の既設管１の部位に接すると共に、前記弁本体４０の先端側が前記既設管１の内周面１４に接して前記挿入工程が実行される。

この挿入工程により仕切弁体４が挿入されて、図８Ａおよび図８Ｂ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、必要に応じて弁棒４３の操作部を逆回転させると、図５Ａのように、仕切弁体４が既設管１内から退避する。

図１２は実施例２の仕切弁体４を示す。
本例の場合、弁本体４０と仕切弁体４とが一体に形成されている。

図１２において、金属板状の弁本体４０には先端側に略半周にわたって鋭利な刃４１が形成されている。図１２（ｄ），（ｅ）に示すように、前記刃４１は閉弁時に既設管１の内周面１４に圧接し、既設管１の内周面１４と弁本体４０との間をシールする。

一方、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、弁本体４０の２つの面にはシール部４２となるゴムパッキンが固着されている。このシール部４２は図１２（ｂ）の弁本体４０の基端側の略半周にわたって設けられている。図１２（ｅ）に示すように、前記シール部４２は溝Ｇおよび溝Ｇの周囲の既設管１の部位に接して、既設管１と弁本体４０との間をシールする。

図１３は別の仕切弁体４を示す。
本例は図１２の実施例２に近似した構造である。図１３の本例はシール部４２の構造および機能が図１３の実施例２と異なる。

図１３のシール部４２は薄肉で、図１３（ｅ）のように、既設管１の開口１０において、弁本体４０と既設管１との間の隙間に入り込むように構成されている。

すなわち、図１２（ｂ）に示すシール部４２は弁本体４０の基端側に略半周にわたって、弁本体４０の表面にコーティングされている。このシール部４２は刃４１が薄皮１Ｓを突き破った際に生じた小さな隙間を埋めるだろう。これにより、開口１０において、シール部４２は弁本体４０と薄皮１Ｓとの間をシールする。

図１４Ａ−図１５Ｂは、実施例２にかかる切削工具３およびカッター３２を示す。この実施例２においては、前記薄皮形成工程等において、ケース２０とは異なる回転体２を用いる。また、既設管１となる新設管１を配管する場合にも好的に採用することができる。例えば連続的で長いポリエチレン管に新設の弁を設置する場合に好的に採用できる。

本例において、回転体２は切削用ベース２Ｂ、２本のローラチェーン２Ｃ、４本の連結具２Ｄおよび４個のローラ２Ｒを有する。前記ベース２Ｂには前述のカッター３２が取り付けられている。

図１４Ｂに示すように、ローラチェーン２Ｃおよびローラ２Ｒは既設管１となる新設管１の外周に接しており、回転体２が新設管１または既設管１の周方向Ｒに回転可能である。連結具２Ｄはローラチェーン２Ｃとベース２Ｂとを連結している。

本構造は、新設管１または既設管１の外径の大小にかかわらず、１種類の回転体２で多数のサイズに適用できる。

つぎに、回転体２を用いた工法について説明する。

まず、図１４Ｂのように、既設管１となる新設管１の周方向Ｒに回転可能な回転体２を前記管１のまわりに装着する。前記装着する際に、前記回転体２のベース２Ｂにはミリング状の切削工具３を持つカッター３２が取り付けられている。

ついで、切削工具３を中心軸３０のまわりに回転させながら切削工具３を管１の中心に向かって送る。この後、図１５Ｂの前記ミリング状の切削工具３を前記工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記回転体２と共に前記管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記管１の外表面１３を切削して、薄皮１Ｓで形成され前記周方向Ｒに長い有底の溝Ｇを前記管１に形成する薄皮形成工程が実行される。

前記回転体２およびカッター３２を新設管１から取り外し、管１の表面を布等で拭き、前記切削により生成された切り粉Ｔを拭き取って除去する。図１５Ｂの回転体２を取り外し後、代わりに、図５Ａおよび図５Ｂと同様に、ケース２０、弁蓋４４および仕切弁体４を新設管１に組み付ける。こうして、仕切弁体４を内蔵したケース２０が溝Ｇを含む新設管１を囲繞するようにケース２０が管１に装着される。

前記装着工程の実行後に、前記薄皮１Ｓを突き破って開口１０を形成する工程を必要に応じて実行する。すなわち、止水が必要となった時に、図６Ａ〜図９（ｃ）〜（ｅ）と同様に、仕切弁体４を既設管１に向って押し進め、開口１０を形成すると共に仕切弁体４を既設管１内に挿入する。

図１６Ａ〜図１７Ｂは実施例２にかかる別のケース２０を示す。
これらの図において、ケース２０はポリエチレン製でポリエチレン製の管１に溶着される。この例において、ケース２０は管１の前記溝Ｇを含む略半周部分を覆う。なお、周知のように、ケース２０には加熱用の電熱線７０が埋設されている。

図１８Ａ〜図１８Ｃは実施例３にかかるケース２０を示す。
この例においても前記実施例２と同様にケース２０はポリエチレン製で、電熱線７０が埋設されている。
なお、本例ではケース２０は管１の全周を覆う。また、弁蓋に接続される金属製フランジ２８Ａが設けられている。

図１９は実施例２および３にかかる仕切弁体４を示す。
本例において、工事の対称となる管１は、例えばポリエチレン（ポリオレフィン系樹脂）管や塩ビ（塩化ビニル）管などのプラストマー製またはエラストマー製の管である。

本例の場合、仕切弁体４のシール部４２にはエラストマーを必要としない。すなわち、図１９（ｅ）のように、弁本体４０が既設管１内に侵入すると、弁本体４０に既設管１の薄皮１Ｓが接触する。前記薄皮１Ｓはプラストマーであるから金属製の弁本体４０との間がシールされるであろう。

本例において、薄皮１Ｓには既設管１内の水圧が作用する。したがって、薄皮１Ｓの肉厚は３ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましいかもしれない。また、切削工具３の先端の角度を１２０°〜１６０°程度とするのが好ましいかもしれない。

図１９（ａ）〜（ｄ）に示すように、仕切弁体４の刃４１は既設管１の内周面１４に接する円周部分だけでなく、既設管１の開口１０の両端において既設管１に接する両端部４５において仕切弁体４が既設管１に食い込むように、刃４１を形成するのが好ましいだろう。

なお、前記図１９の例の場合、切削工具による切削後、既設管１に組み付けられた密閉ケース２０はポリエチレン製の既設管１に溶着されてもよい（例えばＪＰ２００４−２４５３９７Ａ参照）。

つぎに、実施例２のケース２０を用いた弁挿入の方法について説明する。

まず、弁挿入に先立って図１４Ａ〜図１５Ｂに図示したように既設管１となる新設管１に有底の溝Ｇを形成する。前記溝Ｇの形成後、以下のように、図１６Ａおよび図１６Ｂのケース２０を管１に溶着する。

まず、管１の前記溝Ｇに弁本体４０の刃４１が一致するように、ケース２０を管１に装着する。なお、ケース２０には弁本体４０が収容されている。ついで、電熱線７０に電力を供給し、ケース２０と管１の接触部分を融解させ、その後、冷却させて両者を溶着する。

前記溶着後通水し、必要に応じて、図１７Ａおよび図１７Ｂのように、弁本体４０を管１内に侵入させて、管路を止水する。

図２０〜図２２は実施例４を示す。
これらの図において、既設管１はモルタルライニング１００の内層を有する鋳鉄管である。

これらの例においては、図２２（ａ）の切削工具３として、段付エンドミルを用いる。このエンドミルは大径部３_Ｌと小径部３_Ｓとを有し、外表面にダイヤモンドなどの粒子が固着されている。

本切削工具３で既設管１を切断する場合、大径部３_Ｌで既設管１の表層の鋳鉄の部分のみを切削し、一方、小径部３_Ｓで既設管１のモルタルライニング１００を切削する。切削された既設管１の溝Ｇには、図２０のように、浅く幅の大きい部分と深く幅の小さい部分とが形成される。

なお、切削後、図２２（ｂ）のように、鋳鉄の切削面に塗装が施されて塗膜６が形成されてもよい。

前記段付の溝Ｇを形成した後、図２１および図２２（ｃ）〜（ｅ）のように、前記モルタルライニング１００の内層が露出した部分に弁本体４０の刃４１を押し当てる。モルタルライニング１００は脆弱であるため、刃４１により割れて弁本体４０が既設管１内に侵入する。

本例において、好ましくは、弁本体４０の刃４１の部分にはゴムライニングを施す。これにより、モルタルライニング管であってもシールが可能となる。

また、図２２（ｅ）および図２１（ａ）に示すように、シール部４２にはシール用のゴムパッキンを固着しておくのが好ましい。

図２３は実施例５を示す。本例は既設管１がプラストマーである場合に好的に適用できる。
この例では、トムソン式の刃４１が薄皮１Ｓを切り抜く。この場合、挿入される仕切弁体を厚くすることができる。したがって、サイズの大きい既設管にも適用できるかもしれない。

この場合、開口１０の形成後に、刃４１に代えて仕切弁体および弁蓋をケース２０に装着して、仕切弁体を既設管１に組み込む。そのため、周知のようにケース２０にオペレーションバルブ２００が必要になる。
なお、本例の場合、薄皮１ｓは一定の均一な厚さであるのが好ましいだろう。

図２４〜図２７は実施例６，７を示す。
これらの例は既設管１に仕切弁体４を挿入するのではなく、既設管１から分岐配管を取り出す場合に用いられる。

図２４〜図２６は実施例６を示す。
図２４に示す工法において、前記ミリング状の切削工具３を工具の中心軸３０（図１Ａ参照）のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記ケース２０（図１Ａ参照）と共に前記既設管１の周方向Ｒに旋回させることと前記既設管１の管軸方向Ｓに移動させることで、前記有底の溝Ｇをループに形成することにより前記薄皮形成工程が実行される。

より詳しくは、前記ケースと共に前記切削工具３を図２４（ａ）の第１の周方向Ｒ１に角θ（図２５Ａ）旋回させて第１溝Ｇ１を形成する。つづいて、ケースと共に切削工具３を図２４（ｂ）の第１の軸方向Ｓ１に若干移動させて第２溝Ｇ２を形成する。その後、ケースと共に切削工具３を前記周方向Ｒ１とは反対の第２の周方向Ｒ２に角θ旋回させて第３溝Ｇ３が形成される。最後に、ケースと共に切削工具３を前記第１の軸方向Ｓ１とは反対の第２の軸方向Ｓ２に若干移動させて第４溝Ｇ４が形成される。

こうして、図２４（ｄ）および図２５Ｂに示す方形ループ状の有底の溝Ｇが形成される。なお、図２５Ａに示す中心角θは６０°〜９０°程度であってもよい。また、切削工具３をケースと共に軸方向Ｓに移動させる方法としては特許第４４２２２４２号に開示された方法が採用されてもよい。

この工法においては、図２６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、前記開口１０を形成する工程において、前記ループ状の有底の溝Ｇに合致するループの刃４１で前記薄皮１Ｓを突き破って、前記既設管１に分岐口となる前記開口１０を形成する。
すなわち、図２６（ａ）の方形筒状のトムソン式の刃４１が図２５Ａの薄皮１Ｓを切り抜く。この場合、刃４１の内側に返りを設けておいて、切片１５を刃４１と共に回収できるようにしておくのが好ましい。

前記切り抜き後、図２６（ｄ）の刃４１を図２６（ｂ）のバルブ１００を開閉してケース２０から撤去する。前記撤去後、前記バルブ２００が閉じた状態でケース２０に分岐配管を接続する。

なお、切削工具３を周方向Ｒに旋回させると同時に管軸方向Ｓに移動させることで円形ループ状の有底の溝が形成されてもよい。

図２７の実施例７において、切削工具３はホールソーである。ホールソーの内面には切片１５を回収するための返りを設けてもよい。
本例においては、図２７（ａ）および（ｂ）に示すように、ホールソー３を回転させながら、既設管１の外表面１３を切り進む。この際、ホールソー３の背面からエアと共に切り粉Ｔを吸い出す。

図２７（ｂ）のように、ホールソー３が既設管１を切削して既設管１に薄皮１Ｓが形成されると、図２７（ｃ）のように、ホールソー３の回転を停止する。この停止後、ホールソー３を管径方向、つまり既設管１の中心に向かって押し込むと、前記薄皮１Ｓが突き破られて、図２７（ｄ）のように、ホールソー３に切片１５が嵌りこむ。
なお、ホールソー３の撤去後、分岐配管を接続する。

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。
たとえば、エンドミルの先端は山型ではなく、エンドミルで一定の深さの溝を形成してもよい。また、管内を流れる流体は水や油の他、ガスであってもよい。
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。

本発明の不断流工法および配管構造は、水道やガスなどの既設管および新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。
また、本発明の不断流工法は、いわゆる不断水穿孔後に分岐配管を設ける場合にも採用することができる。

１：既設管 １０：開口 １２：管壁 １３：外表面 １４：内周面 １５：切片
１９：中央部
２：回転体 ２Ｂ：ベース ２Ｃ：ローラチェーン ２Ｄ：連結具 ２Ｒ：ローラ
２０：ケース ２１：第１分割ケース ２２：第２分割ケース ２３：分岐孔 ２４：内周面 ２５：結合部 ２６：組立ボルトナット ２７：枝管部 ２８：フランジ
２９：栓
３：切削工具 ３０：中心軸 ３１：切削用ベース ３２：カッター ３３：送り装置
３_Ｌ：大径部 ３_Ｓ：小径部
４：仕切弁体 ４０：弁本体 ４１：刃 ４２：シール部 ４３：弁棒 ４４：弁蓋 ４５：両端部 ５：負圧源 ５０：吸引管 ５１：導入孔
６：塗膜 ７０：電熱線 １００：モルタルライニング
Ｄ：管径方向 Ｇ：溝 Ｇ１〜Ｇ４：第１〜第４溝
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２：周方向 Ｓ，Ｓ１，Ｓ２：軸方向 Ｔ：切り粉

Claims (14)

1. 管１に開口を形成する工法であって、
   ケース２０で前記管１の一部を囲繞する工程と、前記囲繞する工程において、前記ケース２０には切削工具３としてのミリング状の工具を持つカッター３２が取り付けられ、
   前記ケース２０内に配置した前記切削工具３で前記管１の外表面１３を切削して、薄皮１Ｓで形成された有底の溝Ｇを前記管１に形成する薄皮形成工程と、
   前記切削により生成された切り粉Ｔを除去する除去工程と、
   前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮１Ｓを破って開口１０を形成する工程とを備える、工法。
2. 請求項１の工法において、
   前記ミリング状の切削工具３を工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記ケース２０と共に前記管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記周方向Ｒに長い前記有底の溝Ｇを形成することにより前記薄皮形成工程が実行される、工法。
3. 請求項２の工法において、
   前記開口１０から仕切弁体４を前記管１内に挿入する挿入工程を更に備える、工法。
4. 管１に開口を形成する工法であって、
   管１の周方向Ｒに回転可能な回転体２を前記管１のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体にはミリング状の切削工具３を持つカッター３２が取り付けられ、
   前記ミリング状の切削工具３を前記工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記回転体２と共に前記管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記管１の外表面１３を切削して、薄皮１Ｓで形成され前記周方向Ｒに長い有底の溝Ｇを前記管１に形成する薄皮形成工程と、
   前記切削により生成された切り粉Ｔを除去する除去工程と、
   前記薄皮形成工程と前記除去工程の実行後に、前記薄皮１Ｓを突き破って開口１０を形成する工程とを備える、工法。
5. 請求項１もしくは４の工法において、
   前記薄皮形成工程および前記除去工程の実行後、前記開口１０を形成する工程の前に、
   前記管１の前記溝Ｇの表面に塗膜６を形成する工程を更に備える、工法。
6. 請求項４の工法において、前記回転体は前記管１の周方向Ｒに分割されたケース２０を含み、
   前記装着する工程において、前記ケース２０で前記管１の一部を囲繞し、
   前記開口１０を形成する工程に先立って、前記工具３に代えて前記薄皮１Ｓを突き破る平板状の仕切弁体４を前記ケース２０に組み付ける組付工程と、
   前記開口を形成する工程において前記開口１０から仕切弁体４を前記管１内に挿入する挿入工程とを更に備える、工法。
7. 請求項６の工法において、前記仕切弁体４は、
   前記管１の内部に入り込む円形状の弁本体４０と前記弁本体４０の先端側に設けられ前記薄皮１Ｓを破って前記開口１０を形成する刃４１と、
   前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口１０の周囲の管１の部位に接して前記開口１０を閉塞するシール部４２とを備え、
   前記仕切弁体４の刃４１が前記薄皮１Ｓを突き破って前記開口１０を形成する工程が実行され、
   前記仕切弁体の弁本体４０が前記管１内に侵入し、前記シール部４２が前記開口１０の周囲の管１の部位に接すると共に、前記弁本体４０の先端側が前記管１の内周面１４に接して前記挿入工程が実行される、工法。
8. 請求項７の工法において、前記溝Ｇは前記管１の前記周方向Ｒに延び、
   前記薄皮１Ｓは管軸方向Ｓの中央部の厚さが管軸方向Ｓの両側よりも薄く形成され、
   前記厚さの薄い中央部を前記刃４１が破ることで前記開口１０を形成する工程が実行される、工法。
9. 請求項１の工法において、
   前記ミリング状の切削工具３を工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記管１の周方向Ｒに旋回させることと前記管１の管軸方向Ｓに移動させることで、前記有底の溝Ｇをループに形成することにより前記薄皮形成工程が実行される、工法。
10. 請求項９の工法において、
    前記開口１０を形成する工程において、前記ループの有底の溝Ｇに合致するループの刃４１で前記薄皮１Ｓを突き破って、前記管１に分岐口となる前記開口１０を形成し、
    前記ループの刃を撤去する工程を更に備える、工法。
11. 管１に仕切弁体４を組み込んだ配管構造であって、
    周方向Ｒに延び薄皮１Ｓで形成された有底の溝Ｇを定義する管１と、
    前記有底の溝Ｇを含む管１の一部を囲繞するケース２０と、
    前記ケース２０内に配置された仕切弁体４と、
    前記溝Ｇに向かって前記仕切弁体４を接近させ更に前記有底の溝Ｇの薄皮１Ｓを突き破って開口１０を形成するように前記仕切弁体４を移動させる弁棒４３とを備え、
    前記仕切弁体４は、
    前記管１の内部に入り込む円形状の弁本体４０と、
    前記弁本体４０の先端側に設けられ前記薄皮１Ｓを破って前記開口１０を形成するための刃４１と、
    前記先端側の反対の基端側に設けられ前記開口１０の周囲の前記管１の部位に接して前記開口１０を閉塞するシール部４２とを備える、配管構造。
12. 請求項１１において、
    前記弁本体４０の刃４１が金属製で、
    閉弁状態の前記弁本体４０は、前記金属製の刃４１が前記管１の内周面１４に接し、前記シール部４２が前記開口１０の周囲の前記管１の部位に接する、配管構造。
13. 請求項１１もしくは１２の配管構造を得るための管工事方法であって、
    前記管１の周方向Ｒに回転可能な回転体２を前記管１のまわりに装着する工程と、前記装着する工程において、前記回転体にはミリング状の切削工具３を持つカッター３２が取り付けられ、
    前記ミリング状の切削工具３を前記工具の中心軸３０のまわりに回転させながら、前記切削工具３を前記回転体と共に前記管１の周方向Ｒに旋回させることで、前記管１の外表面１３を切削して、薄皮１Ｓで形成され前記周方向Ｒに長い有底の溝Ｇを前記管１に形成する薄皮形成工程と、
    前記切削により生成された切り粉Ｔを除去する除去工程と、
    前記回転体および前記カッター３２を前記管１から取り外す工程と、
    前記仕切弁体４を内蔵した前記ケース２０が前記有底の溝Ｇを含む前記管１の一部を囲繞するように前記ケース２０を前記管１に装着する工程と、を備える管工事方法。
14. 請求項４の工法において、前記回転体２および前記カッター３２を取り外す工程と、
    前記開口１０を形成する工程に先立って、前記薄皮１Ｓを突き破る平板状の仕切弁体４を収容したケース２０で前記管１の有底の溝Ｇを囲繞するように前記ケース２０を前記管１に組付ける組付工程と、
    前記開口を形成する工程において前記開口１０から仕切弁体４を前記管１内に挿入する挿入工程とを更に備える、工法。